JPH03181581A - ポリフッ化ビニリデン成形物と汎用樹脂との接着 - 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】 （イ）　産業上の利用分野 都市、建築、装置等における配線・配管の結合、建築部
品、インテリア器具、雑貨類の組み立て、積層パネルの
製造等における結合手段を提供することにより汎用樹脂
の利用分野を拡大する。

（ロ）　従来の技術 ポリフッ化ビニリデン樹脂（以下、ＰＶＤＦと記す。）
は耐薬品性、耐候性が優れ、さらに電気特性を有する材
料として知られているが、異なる種類の高分子材料との
接着は困難で、実用上使用可能な接着力が得られる接着
は、先願　昭６３１７２９０号に記されたＰＶＤＦとポ
リエチレン等との混合樹脂を使用するポリエチレン樹脂
との接着である。　ポリスチレン成形物、硬質塩化ビニ
ル成形物との接着において実用上使用可能な接着剤、接
着方法は殆ど知られていない。

〈ハ〉　発明が解決しようとする課題 硬質塩化ビニル成形物（日本工業規格では可塑剤１０％
以下のポリ塩化ビニール樹脂として定義されている。　
以下、ｐｖｃｈと記す。〉あるいはポリスチレン（以下
、ＰＳと記す。）とＰＶＤＦ成形物との結合を容易に可
能とし、ｐｖｃｈあるいはＰＳ成形物表面にＰＶＤＦ被
覆層を形成することによって、これら成形物表面の耐薬
品性、耐候性を改善し、あるいは電気特性を付与する。

（ニ）　課題を解決するための手段 被着材ＰＶＤＦをＡとし、被着材ｐｖｃｈあるいはＰＳ
をＢとしＡとＢとを接着するための接着剤の作製し、Ａ
とＢとを熱融着により接着する方法を見出だした。

本発明に使用される接着剤はＰＶＤＦとポリメタクリル
酸メチル樹脂（以下、ＰＭＭＡと記す。

）との混合樹脂である。

次に本発明の接着性樹脂組成物の各成分につい説明する
。　本発明におけるｐＶＤＦはフッ化ビニリデンモノマ
ーの重合体で下記のような分子構造を有するポリマーで
ある。

（−ＣＨ２−ＣＦ２−　Ｃ１ｌ□−ＣＦ２−）、ｌ上記
の分子構造を有するＰＶＤＦとして射出成形、押し出し
成形用グレード等のものが使用できるこのようなＰＶＤ
Ｆとしては我が国では、呉羽化学工業（株）ｒＫＦポリ
マー」、ダイキン工業（株）「ネオフロンＶＤＦ、等の
商品名で生産販売されている。

この他、フッ化ビニリデンモノマーを主成分とする高分
子が対象となる。

ＰＭＭＡはメタクリル酸メチルの重合体であるわが国で
は重合により成形された板、棒、パイプ等の製品が市販
されているが重合体としては射出成形用原料として、三
菱レーヨン〈株〉「アクリベット」の商品名で生産販売
されている。

接着剤の製造のための樹脂の混合は押し出し装置、二軸
ローラー等が使用される。　混合温度はＰＶＤＦ、ＰＭ
ＭＡが共に融解し、熱劣化しない程度の範囲であり、通
常２００℃付近が好ましい。

被着材であるｐｓ、ｐｖｃｈはこれらの樹脂を主成分と
する成形品が対象となる。

本発明では樹脂の混合の割合を次に定義する。

ＰＭＭＡ樹脂混合率（％）　＝　１．００　　Ｘ　ＰＭ
ＭＡ容積／（ＰＭＭＡ　　＋　　ＰＶＤＦ　）容積容積
は真容積である。　充填剤がある場合は、充填剤成分は
この混合率の計算から除外される。

接着は接着剤、被着材共に接着場所で融解している状態
で互いに接触させ、若干の力で加圧し、被着材を融着し
た状態を保って冷却することにより完了する。　この際
の加熱温度範囲は各樹脂の融解温度以上で熱劣化の激し
くない温度以下であれば良いが実際にはは２２０〜２４
０℃が好ましい。

接着剤のＰＭＭＡ混合率と接着力（引っ張り）との関係
を実施例に示しであるが、接着力からみてこの混合率の
範囲は被着材がＰＶＤＦとｐｖｃ　ｈの場合は、ＰＭＭ
Ａ樹脂混合率は１５％以上、被着材がＰＶＤＦとＰＳの
場合でも１５％以上が実用的な接着力（ここでは５０　
Ｋｇ／ｃｍ”とする）の期待できる範囲であり、上限は
１００％でも接着は可能ではあるが実測の結果、実用的
接着力の限界に近いので、本発明では上限は９０％とす
る。

ＰＶＤＦとｐｖｃｈあるいはＰＳとの接着方法は知られ
ていないが、本発明により可能となった、この理由を次
に説明する。

一般に種類の異なる有機分子の混合、溶解現象の解釈に
溶解性パラメータが使用され、パラメタの数値の接近し
ている物質の間では混合、溶解が容易になるが、離れて
いる場合は困難になり。

高分子ではこの傾向は顕著となるとされている。

しかしＰＶＤＦとＰＭＭＡとの間は溶解性パラメータに
差があるにもかかわらず、これらの樹脂の混合性は良好
であることは知られており、この良好な混合性を応用し
、ＰＶＤＦとＰＭＭＡとの接着も容易に行う事ができる
。

実施例の中で参考図として示しであるが棒状のＰＶＤＦ
とＰＭＭＡの先端を２２０℃付近に制御されたエヤーバ
ーナーのエヤーの中で接触させ軽く押し付けるだけで、
両者の棒を融着・接着させる事ができるのである。

ＰＶＤＦとＰＭＭＡとの混合樹脂を接着剤として使用し
ても接着が可能で、接着力を引っ張り試験で測定した結
果、いづれの場合も２００　Ｋｇ　／ＣＩＩ＋２という
強い接着力の結果が得られたく図３）ｐｓ及びｐｖｃｈ
とＰＶＤＦとの接着剤無しでの熱融着・接着は不可能で
ある。　しかし溶解性パラメータの上ではｐｓ、ｐｖｃ
　ｃｐｖｃｈの主成分であるポリ塩化ビニルを以下ＰＶ
Ｃと略称する〉とＰＭＭＡとの間は接近している。　ま
たＰＭＭＡとＰＳあるいはｐｖｃｈとは熱融着・接着は
可能である。

ＰＶＤＦとＰＭＭＡとの間の相溶性の現象とＰＭＭＡと
ＰＳあるいはＰＶＣとの間の溶解性パラメータ近似性を
応用し、ＰＶＤＦとＰＭＭＡとの混合樹脂を作製し、接
着剤として使用しＰＶＤＦを一方の被着材とし、片方の
被着材をＰＳあるいはｐｖｃｈとするとき２２０℃付近
の加熱・融解・接触により接着が可能な事が見いだされ
た。　°接着条件等については実施例に記載したが、接
着の為の温度範囲はＰＶＤＦ＝　ＰＶＣあるいはＰＳの
融点あるいは軟化点以上で且つこれらの樹脂の熱劣化の
激しくない温度以下で、これらの樹脂の共通の成形温度
範囲が好ましいが、接着に要する時間を短縮するため、
より高い温度も接着に使用される。

メタクリル酸メチルモノマーとメタクリル酸エチルある
いはメタクリル酸ブチルあるいはアクリル酸エステル類
とは化学構造が類似でこれらのモノマーの重合体は互い
に相溶性がある。　これらのモノマーとメタクリル酸メ
チルとの共重合体あるいは、これらとＰＭＭＡｔ！ｌ脂
との混合樹脂で熟可塑性固体のものにさらにＰＶＤＦと
混合した樹脂を接着剤として使用する方法も本特許より
類推できる内容で・ある。

実験の結果、ｐｖｃｈの代わりに軟質塩化ビニール樹脂
を被着材とするとき接着は困難であったがＰＶＣフィル
ムは接着可能である。　また充填剤を混合した製品も含
まれる。　ＰＳの代わりにポリスチレングラフト共重合
体、スチレンモノマーをも成分とする共重合体及びスチ
レンとメタクリル酸メチルとの共重合体及びこれらの樹
脂を主成分とする混合樹脂を被着材とする場合も本発明
から類推できる内容である。

くボ〉　作用 ＰＶＤＦとｐｖｃｈあるいはＰＳ成形物とを接着により
結合することができる。　また接着が可能となった為、
ｐｖｃｈあるいはＰＳ成形物の表面にＰＶＤＦ層の被膜
を形成することが可能となる。

ＰＶＤＦは耐水性、耐酸、耐アルカリ性等に優れており
、ｐｖｃｈ及びＰＳＳ成形物面にＰＶＤＦ層形成により
これらの成形物の耐候性、耐薬品性等の等の性能の向上
が可能となる。

（へ〉　実施例 接着剤、被着材作製の為の原料である樹脂としてＰＶＤ
Ｆにはクレハ化学工業株式会社・ＫＦポリマーを使用し
た。

接着剤原料であるＰＭＭＡは三菱レーヨン株式会社・ア
クリベットを使用した。

被着材としてのＰＶＤＦはヒートブレスを使用し、厚さ
　５■■　の平板を成形し、これより径５ｍｍの丸棒を
切削により作製した。

被着材としてのｐｖｃｈには厚さ５門の市販理化学用平
板より切削により径５＋ｕ＋　　の丸棒を作製した。　
ＰＳは旭ダウ株式会社・スタイロン６６６のペレットを
原料として押し出し装置を使用して成形した丸棒を使用
した。

接着剤の作製の為の樹脂等の混合には試作したワイゼン
ベルグ樹脂混合押し出し装置（特許出願６３−１９５２
７４類似　）を使用した。　固定体表面と回転体表面の
間の間隙空間の容積は約１０　ｃｃであるので原料の採
取は１容器当たりの高分子の真容１１ｉ５ｃｃ　　を目
標とし、２容器で間隙空間を満たす事が出来るものとし
、標準として３容器分を準備した。　ＰＶＤＦ、ＰＭＭ
Ａの各比重を文献値より　１．７６　、１．．１９とみ
なし、あらがしめ設定した樹脂混合率、充填率より計算
により原料の採取重量を定め、はぼその重量の原料を１
容器に採取している。　固定体表面、回転体表面の温度
２００℃、回転速度、毎分８０回転の状態において容器
から原料をホッパーにより均一に混合が行われるように
注意して徐々に供給した。　混合の均一化の為に更に押
し出し物の再押し出しを繰り返し押し出し回数は標準と
して３回行った。　押し出された樹脂を適当な大きさの
塊にしてヒートブレスを用い厚さ０．３ｍｍのシートに
底形した材質の異なる２本の棒の接着には、まず接着用
シートから直径５■　のシートを切りだし接着剤とする
。　　次に表面温度２２０℃付近に制御された表面平滑
な加熱金属板の上に薄いポリ四ツ・ン化エチレンシート
〈剥離材として使用〉を敷き、その」二に接着剤を載せ
１片方の棒の先端に接着剤を融着する。　次に２１０〜
２４０℃に制御されたエヤバーナーを用い、接着剤と結
合した丸棒の先端と他の種類の丸棒の先端を一緒に加熱
し、その先端が共に融解しているのを確認してから先端
を接触させ軽くおして融着させ、その状態を保って冷却
し接着を完了する。

接着力測定のためには接着した棒の軸がほぼ同一直線上
にある必要があるが、先端の融解部分の長さが長くあっ
たり、押し会う力が強すぎると融解部分で曲がりが生じ
試験用のテストピースは作製できないから接着には若干
の修練がいる。

接着力の測定はテンシロンＵＴＭ　Ｅ型を用い、引っ張
り速度４ｖｍ／分とし、引っ張り強さを測定し、接着力
は強さを破断面面積で除した数値を用いた。　このよう
な試験では接着面が最も弱く、接着剤には伸びが無いと
して取り扱う事ができる。

接着剤作製の際に樹脂の流れに異方性が生じ、接着の際
に円型の接着材が楕円形に変化する場合等があり、破断
面面積は近似的に円または楕円として計算した。　デー
タはばらつきが多いので、接着できた試料５本のうち、
上位３本の平均値で示す事とした。　接着力の測定結果
をＰＭＭＡ樹脂混合率との関係を図に示した。　図１は
被着材をＰＶＤＦとｐｖｃｈ　　成形物とした場合、図
２は被着材をＰＶＤＦとＰＳ成形物とした場合であるＵ
ｊＵ３は参考図で径５■　の丸棒のＰＭＭＡ被着村被着
ＶＤＦ被着ざいとを前記と同様の方法で接着した場合の
接着力とＰＭＭＡ樹脂混合率との関係をグラフで示した
ものである。

両図とも縦軸は引っ張り接着力（Ｋｇ／ｃｍ”）、グラ
フ上の・は実測点であり実線は実測点を結んだ線である
。横軸はＰＭＭＡＩ！ｆ脂混合率−Ｐ旧Ａ／（ＰＭＭＡ
＋　　ＰＶＤＦ　　）容積％で示しである。

（ト）　発明の効果 以上、本発明の接着方法によりｐｖｃｈ成形物あるいは
ＰＳ成形物とＰＶＤＦ戒形物成形接着が可能になった。

　ＰＶＤＦは耐溶剤性、耐酸、耐アルカリ性、耐候性、
電気絶縁性に優れた性質を持ち、耐熱性はｐｖｃｈ以上
の性能であるから、ｐｖｃｈとＰＳ成形物を使用する分
野、例えばパイプ類、チューブ類、これらの為のコネク
タ板、シート等に対しＰＶＤＦ成彫物を結合したり被覆
層形成等することにより、安価であるＰＶＣｈ　　ｐｓ
製品に付加価値を加えることが容易となった。

【図面の簡単な説明】

図は接着剤にＰＶＤＦとＰＭＭＡとの混合樹脂を使用し
て種類の異なる樹脂を被着材とした場合の接着力測定結
果をグラフに示したものである。 縦軸は引っ張り接着力、単位はキログラム／平方センチ
メートル（Ｋｇ／ｃｍ　　）、グラフ上の・は測定点、
実線は測定点を結んだ線である。 横軸は接着剤のＰＭＭＡ樹脂混合率（ＰＭＭＡ　／（Ｐ
ＶＤＦ＋ＰＭＭＡ　））　ノ容積％テ示シテアル。 被着材の組み合わせについて、 図１は　ＰＶＤＦ−ＰＶＣｈ 図２は　ＰＶＤＦ−ＰＳ 図３は　ＰＶＤＦ−ＰＭＭＡ である。　図３は参考図として示した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリメタクリル酸メチル樹脂とポリフッ化ビニリデン樹
   脂とからなる組成物においてポリメタクリル酸メチル樹
   脂の容積比率が１５ないし９０％となるように混合され
   た樹脂組成物を接着剤とし、一方の被着材をポリフッ化
   ビニリデン樹脂とし、片方の被着材を硬質塩化ビニル成
   形物あるいはポリスチレン成形物とし、加熱・融着させ
   放冷することにより異なる種類の高分子材料からなる被
   着材を接着する方法。