JPH0251444A - ガラスコーティング用接着シートおよびコーティング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミック、金属、ガラス等より成る無機質
物体上の表面に、ガラスコーティングを行うためのガラ
ス粉末シート、および上記シートを使用するガラスコー
ティング方法に関するものである。

（従来の技術） 従来よりセラミック、金属、ガラス等の無機質物体に対
して表面平滑性、耐摩耗性、耐腐食性、表面硬度、電気
絶縁性等の特性を賦与する目的及び外観の装飾等のため
に種々のガラスコーティングが行われている。

その方法として、ガラス粉末を含有するペーストを用い
、無機質物体上にスクリーン印刷した後焼き付ける方法
が主流であった。しかし、この方法の問題点としては次
のような点が指摘されている。

（１）必要厚みを得るために数回印刷する必要があり、
生産効率が悪い。

（２）曲面や凹凸等の異形断面を有する物体上へのスク
リーン印刷が困難である。

（３）使用するガラスペーストはスクリーン印刷が容易
である必要があるが、その調整が容易ではなく、材料の
種類や配合等に制約がある。

また他にスプレー塗布、ディッピング、刷毛塗り等の手
段もあるが、塗布厚さにムラが生じること、歩留まが悪
いこと、生産性が低いこと等の欠点がある。

そこで、これらの難点を解決し、簡単な工程で厚みの制
御も容易な方法として、ガラス粉末および有機バインダ
ーを用い、予めシートを作製し、これを積層圧着後焼成
する所謂シート法が提案されている。しかし、十分なシ
ート強度を得ることが困難であり、そのため貼り合わせ
作業の能率が悪く、貼り合わせの自動化も難しいという
欠点があった。特にコーティング層の厚みを薄いものに
する場合には、シート自身も薄いものになるため、シー
トに腰がなく、貼り合わせ位置精度が出ないという問題
があった。シート強度はシート中の有機バインダーの含
量を増やすことによりある程度改善されるが、逆に分解
ガスの抜けが悪くなることや、カーボンが残りやすくな
るため、焼成後の外観が悪くなる傾向があり、実際上単
にバインダーの含量を調整して強度の改善を行うのは困
難である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の難点
を解決することであって、無機質物体に対して、ガラス
コーティングを容易かつ高歩留まり、高位置精度で行い
得ると共に、さらにその自動化をも可能となしうるよう
なガラスコーティング用接着シートを提供することであ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するための鋭意研究した結果底
されたものであって、即ち、ガラス粉末および有機バイ
ンダーを主成分とするガラス粉末シートの両面に常温で
感圧接着性を有する接着層を設け、この接着性を利用し
て片面に自己支持性材料を仮着し、他方の面の接着層を
介して無機質物体上に圧着し、次いで自己支持材料を剥
離した後、焼成を行いガラスコーティング層を形成する
ことにより解決される。

（発明の構成並びに作用） 本発明においては、無機質物体表面にガラスコーティン
グ層を形成するにあたり、ガラス粉末と有機バインダー
を主成分とするガラス粉末シートを、感圧接着剤層を利
用して無機質物体に圧着するために、従来の如き印刷法
やスプレー法などの方法を採用する必要がなく、したが
ってこれらの方法に起因した諸種の問題がことごとく回
避出来る。すなわち、ペーストの乾燥が不要なため生産
効率が高くなり、しかも曲面や凹凸を有する物体へのガ
ラスコーティングも容易となる。

また、スクリーン印刷性を全く考慮する必要がなく、材
料の種類や配合の選択という制限もなく、広い範囲から
適宜に使用出来る。さらに感圧接着剤層を利用している
ため、微弱な力で充分に圧着でき、脆弱な無機質物体に
対しても適用できる。

加えて上記感圧接着剤層の少なくとも一方の熱分解温度
が、上記ガラス粉末シートを構成している有機バインダ
ーより高い熱分解温度を有しているため、焼成過程にお
いて、ガラス粉末シートを構成している有機バインダー
が消失してもなお密着性が良好なためガラス粉末シート
の剥離が生じにくい。

更にはまたガラス粉末シートの両面に感圧接着剤層を設
けているため、その片面に剥離処理を行ったフィルム等
の自己支持性材料を仮着することにより、薄いガラス粉
末シートに腰を持たせることがき、この結果無機質物体
に貼り付ける際のとり扱いが極めて容易となると共に貼
り付は精度も向上する。

本発明に於いてガラス粉末としては通常のＰｂ０−Ｂｚ
　Ｏｗｌ　−３ｔｏ、系ガラス、また鉛を含有しないタ
イプではＮａｇ　ＯＢｚ　０２　　　Ｓ　ｊｏｇ系、Ｂ
　ａ　ＯＣａ　ＯＳ　ｉ　Ｏｚ系等の公知のものを用い
ることができる。この際のガラス粉末のサイズは通常０
．１〜５０ａｍ好ましくは０．５〜１０μｍ程度である
。

また必要に応じて上記ガラス粉末に４０重量％以下の量
で無機粉末を添加してもよい。この無機粉末は表面物性
向上の目的で使用され、その粒度は通常０．１〜１００
μｍ好ましくは０．５〜５０μｍ程度である。またその
使用量はガラス粉末１００重量部に対し１〜５０重量部
程度である。無機粉末として好ましいものはＳｉＣ，Ｓ
ｉＮ４、ＢＮ、Ａｊ２ｔ　０３　、Ｚｒ０ｚ　、Ｓ　ｊ
ｏｇ　、Ｔｉ１ｔ、ＢａＴｉ０ｚ等を例示できる。

一方、有機バインダーとしては炭化水素系樹脂、ビニル
樹脂、アセタール樹脂、アクリル樹脂、スチロール樹脂
、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等の合成高分子
や繊維素樹脂等の半合成高分子を用いることができるが
、熱分解が容易なことから炭化水素系樹脂、アクリル樹
脂、アセタール樹脂、繊維素樹脂が好ましく、中でもア
クリル樹脂が特に好ましい。而して、その配合量はガラ
ス粉末や無機粉末の比重、粒度によって異なるが、ガラ
ス粉末１００重量部に対して５〜４０重量部の範囲にあ
ることが好ましく、配合量が多いとガス抜けが悪くなる
ため発泡の原因となり、少ないと粉末シートの強度が低
下するため作業性が著しく悪くなる。また本発明に於い
てはガラス粉末や無機粉体と有機バインダーとの均一混
合性を高めるために分散剤を使用することも出来る。こ
の際の分散剤としては通常の各種界面活性剤をはじめそ
の他脂肪酸、脂肪酸エステル、魚油、アクリル系オリゴ
マー等を用いることができる。この際の分散剤の使用量
はガラス粉末及び無機粉末の合計量１００重量部に対し
て０．０１〜１０重量部好ましくは０．１〜２重量部程
度である。

粉末シートを調製するに際しては上記の組成物成分に適
当な溶剤、消泡剤等の添加剤を加え、通常のドクターブ
レード法等により粉末シートを作製することができる。

即ち、ガラス粉末、有機バインダー、溶剤および必要に
応じて無機粉末分散剤、離型剤等の添加剤をボールミル
で混合し、ドクターブレードによりキャスティングする
ことにより厚み精度の良好な粉末シートを得ることがで
きる。しかもキャスティング前のスラリーの脱泡を十分
行うことによりシート内部に気泡を残さないようにする
ことが可能である。

本発明に於いてはこのガラス粉末シートの両面に感圧接
着剤層を設けることを大きな特徴としている。焼成後に
良好な外観、密着性を有するガラスコーティング層を得
るためには、積層時にガラス粉末シートと無機質物体と
が十分密着している必要があると共に、焼成時において
も粉末シート中の有機バインダーが消失する以前にガラ
ス粉末シートが剥離しないことが重要である。したがっ
て、無機質物体に圧着する側の感圧接着剤層の熱分解温
度は、粉末を構成する有機バインダーの熱分解温度より
高く設定することが好ましい。感圧接着剤層を形成しな
い場合や、感圧接着剤層の熱分解温度が有機バインダー
の熱分解温度より低い場合には、粉末シートが無機質物
体から捲れ上がる等剥離したり、エッヂ部分が収縮しコ
ーティングを行う位置にずれが生じたりすることがある
。

一方、無機質物体に圧着しない方の感圧接着剤層面に剥
離処理を施したプラスチックフィルム又はシート、紙、
金属箔等の腰のある支持体からなる自己支持性材料を仮
着することにより、無ａ質物体の貼り付は時のハンドリ
ングを容易にすると共に貼り付は精度を向上させること
ができる。即ち、ガラスコーティング用接着シートが薄
すぎて腰がない場合、これを無機質物体と貼り合わせた
ときに界面への空気の抱き込み等が起る恐れがあるが、
腰を持たせることによって一方端から順次貼り付けるこ
とができるので、空気の抱き込み等がなくなる。貼り付
けの作業終了後は自己支持性材料を剥離して、その後の
焼成工程に供されるため、この表面に用いられる感圧接
着剤層は他方の面と同じものでもよいが、熱分解温度の
低いものを用いるのが好ましい。

これら熱分解温度の高い感圧接着剤及び低い感圧接着剤
は、アクリル系感圧接着剤、ポリビニルエーテル系感圧
接着剤、ジエン系ゴムを主成分とする感圧接着剤、ネオ
プレン系感圧接着剤等の中から適宜選択すれば良く、例
えば熱分解温度の低いものとして通常のアクリル系感圧
接着剤を用い熱分解温度の高いものとして通常のアクリ
ル系接着剤にアクリロニトリル等の熱分解温度の高いポ
リマーとなるモノマーを共重合させたもの、或いはフェ
ノール系樹脂、キシレン樹脂等の熱分解温度の高い樹脂
を適量ブレンドしたものを用いるという方法を例示でき
る。

感圧接着剤層をガラス粉末シートに形成するに際しては
、感圧接着剤溶液を離形処理した紙やポリエチレンテレ
フタレートフィルム等の離形ライナー上にロールコータ
−、スプレー等を用いて塗布、乾燥し、これを前記粉末
シートの表面に転写する方法が一般的であるが、必ずし
もこの方法に限定されるものではなく、例えば直接スプ
レー等で塗設してもよい。感圧接着剤層の厚みは、あま
り薄いものであると接着力が低く、あまり厚いものであ
ると熱分解ガスの発生量が多くなるため十分な密着性が
得られない。したがって１〜１００μｍの範囲にあるの
が好ましい。

上記の手段によって製造されたガラスコーティング用接
着シートの無機質物体への圧着は、高温の熱分解温度を
有する感圧接着剤層を介して行うために、容易に行うこ
とができるものである。

この圧着操作を更に具体的に図面を用いて説明すると次
の通りである。但しガラス粉末シートとしては１．剥離
処理を施した自己支持性材料を仮着したものを使用する
場合を例とした。先ず第１図（イ）に示す通り、ガラス
粉末シート（１）の両面に熱分解温度の低い感圧接着剤
層（２）、熱分解温度の高い感圧接着剤層（２′）を夫
々設け、熱分解温度の低い方の感圧接着剤層（２）側に
、剥離処理を施した自己支持材料（３）を仮着し、これ
を無機質物体（４）に圧着する。圧着に際しては、第１
図（ロ）に示す通り、熱分解温度の高い感圧接着剤層（
２゛）を介して無機質物体（４）上に圧着する。この際
熱ロールや熱プレス等により加熱加圧すると、更に一段
と優れた密着性が得られるので好ましい。次いで同図（
ハ）に示す如く、自己支持材料（３）を剥離する。

面この剥離後、常法に従って焼成するものである。

この発明において無機質物体としては、次の焼成工程で
劣化しないものであれば広く各種の材質のものが使用で
き、その代表例としてセラミック、ガラス、金属等を例
示でき、特に好ましくはセラミックが適している。

このようにして得られる本発明に係るガラスコーティン
グ用接着シートを積層した無機質物体積層体を高温下で
焼成処理することにより、有機バインダーおよび感圧接
着剤等の有機物を熱分解して消失せしめ、ガラスコーテ
ィング層を接合強度大きく、かつコーティング層のはが
れ、断線、位置ズレ等の発生なしに形成出来る。

なお、上記の焼成工程で加熱温度は、使用するガラス粉
末の種類によって異なるが、通常４００〜１４００°Ｃ
程度の範囲で上記各粉末の種類に応じて適宜設定すれば
よい。

（発明の効果） 以上のように本発明に於いてはあらかじめシート化され
たガラスコーティング用接着シートを用いるので、ガラ
スペーストを用いる場合と異なり乾燥時間が不要なので
生産効率が高く、またスクリーン印刷を行わないのでそ
の印刷特性に基づく材料の選択に制限がない。また感圧
接着剤層を設けであるので微弱な力で容易に良好な密着
性が得られ、曲面や凹凸等の異形断面を有する無機質物
体に対しても容易にはり付けることが出来、また、貼り
付は面と反対側にも感圧接着剤層があるため、これを利
用して自己支持性材料を仮着でき、薄いガラス粉末シー
トを使用する場合でも貼り付は時の作業性および貼り付
は精度は非常に良好なものとなる。さらに無機質物体へ
のはり付は側の感圧接着剤層の熱分解温度をガラス粉末
シートに用いる有機バインダーの熱分解温度より高く設
定しである場合は次のような利点がある。即ち第１に感
圧接着剤層が熱分解し始める温度において、ガラス粉末
シートの有機バインダーは既にその大部分が消失して、
ガラス粉末シートは通気性を有する状態となっている。

したがって感圧接着剤層が熱分解することにより発生し
た分解ガスは上記ガラス粉末層を容易に通過できるため
、焼成工程において分解ガスが内包されてガラス粉末シ
ートにふくれ等が生じるということがなく、その結果コ
ーティング層のはがれが生じない。第２に感圧接着剤層
の分解が進み接着力が失われる温度においては、ガラス
粉末シートが粉末化しているために、たとえガラス粉末
シートの中に有機バインダーが残存している場合でも、
ガラス粉末シート層の捲れ上がりや収縮等の位置のズレ
が生じない。

（実施例） 以下に実施例を示して本発明をより具体的に説明する。

但し部とあるは重量部を示す。

実施例１ ガラス粉末としては、軟化温度８５０°Ｃで３２５メツ
シユ以下のＳｉＯ□−ＣａＯ−ＢａＯ系のガラス粉末を
用いた。ガラス粉末１００部に対しアクリル酸ブチル、
メタクリル酸メチル、メタクリルアミドの共重合体（６
０：３５：５、熱分解終了温度５６０°Ｃ）１５部、分
散剤としてソルビタンモノオレエート１部、トルエン２
４部、メチルエチルケトン１６部を常温でボールミルを
用いて混合分散した後、ポリエステルフィルム（厚み５
０μｍ）上にドクターブレードを用いてキャスティング
し、厚み１００μｍのガラス粉末シートを得た。

次にポリアクリル酸ブチルを主成分とするアクリル系接
着剤Ｎ（熱分解終了温度６１０℃）を厚み１０μｍで上
記ガラス粉末シート上にラミネートし、これを貼り付は
面とした。一方、この裏面にイソプレンゴムを主成分と
するゴム系粘着剤（熱分解終了温度３９０°Ｃ）を厚さ
１０μｍでラミネートし、この面に厚み５０μｍの離型
処理したポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと略
す）フィルムを支持体として仮着した。

次いで、無機質物体たるアルミナ焼結体へ貼り合せ面た
るアクリル系接着剤層を介して貼り付けた。貼り付けは
良好に行うことができた。

次いで支持体たるＰＥＴフィルムを剥離し、大気中４０
０°Ｃで６０分間焼成して有機バインダーを除去した後
、１０°Ｃ／ｍｉｎの昇温速度で１３００°Ｃまで昇温
し、１２０分間同温度で保持した後、炉冷した。

形成されたガラスコーティング層は位置ズレ、剥がれ等
のない良好なものであった。

実施例２ ガラス粉末として、軟化点４５０°Ｃで３２５メツシユ
以下のＮＡ２０−Ａｆ□０３　・Ｐ２Ｏ，系のガラス粉
末を用いた。ガラス粉末１００部に対し、ポリゴチルメ
タクリレート（熱分解終了温度３５０°Ｃ）１２部、可
塑剤としてフタル酸ジブチル３部分散剤としてソルビタ
ンモノオレエート１部、溶剤としてトルエン３０部、メ
チルエチルケトン１５部を常温でボールミルを用いて混
合分散した後、ＰＥＴフィルム（厚み５０μｍ）上にド
クターブレードを用いてキャスティングし、厚み８０μ
ｍのガラス粉末シートを得た。

次にイソプレンゴムを主成分とするゴム系粘着剤（熱分
解終了温度３９０°Ｃ）を厚さ１０μｍで、上記ガラス
粉末シートの両面にラミネートし、この一方の面に厚み
１００μｍの離型処理した紙を支持体として仮着した。

次いで５ＵＳ３０４板へ貼り合わせ面たるゴム系接着剤
層を介して貼り付けた。貼り付けは良好に行うことがで
きた。次いで支持体たる紙を剥離し、大気中３５０°Ｃ
で６０分間焼成して有機バインダーを除去した後１０°
Ｃ／ｍｉｎの昇温速度で５００°Ｃまで昇温し、１０分
間保持した後、炉冷した。形成されたガラスコーティン
グ層は位置ズレ、剥がれのない良好なものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガラスコーティング用接着シートを用
いて、無機質物体にこれを貼り付ける操作を示す参考図
であり、同図（イ）は貼り付は前の状態、同図（ロ）は
貼り付けた状態、図面（ハ）は自己支持材料を剥離した
状態を示す。 １・・・・・・ガラス粉末シート ２． ２′ ・・・・・・感圧接着剤層 ３・・・・・・自己支持材料 （以上）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス粉末および有機バインダーを主成分とする
   ガラス粉末シートの両面に感圧接着剤層を設けたことを
   特徴とするガラスコーティング用接着シート。
2. （２）ガラス粉末シートの少なくとも一方の表面に設け
   た感圧接着剤層が、有機バインダーより高温で熱分解す
   ることを特徴とする請求項１に記載のガラスコーティン
   グ用接着シート。
3. （３）ガラス粉末シートの厚みが１０〜２００μｍであ
   る請求項１に記載のガラスコーティング用接着シート。
4. （４）ガラス粉末シートの両面に設けられた感圧接着剤
   層の一方に自己支持材料を仮着した請求項１に記載のガ
   ラスコーティング用接着シート。
5. （５）ガラス粉末および有機バインダーを主成分とする
   ガラス粉末シートの両面に感圧接着剤層を設けてなるガ
   ラスコーティング用接着シートの一方の面に自己支持性
   材料を仮着し、他方の面の感圧接着剤層を介して被覆す
   べき物体上に加圧積層し、次いで自己支持性材料を剥離
   し、焼成することを特徴とするガラスコーティング方法
   。