JPH032654B2 - - Google Patents
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- B29C66/91933—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the temperature, the heat or the thermal flux characterised by specific temperature, heat or thermal flux values or ranges in explicit relation to another variable, e.g. temperature diagrams in explicit relation to another temperature, e.g. to the softening temperature or softening point, to the thermal degradation temperature or to the ambient temperature in explicit relation to the fusion temperature or melting point of the material of one of the parts to be joined higher than said fusion temperature
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- B29C65/4875—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding containing additives characterised by their shape, e.g. being fibres or being spherical being spherical, e.g. particles or powders
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- B29C65/4885—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding containing additives characterised by their composition being non-plastics
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- Thermal Sciences (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、ポリ四フツ化エチレンなどのふつ素
系樹脂の接着方法に関するものである。 従来の技術 ポリ四フツ化エチレン及び熱可塑性を与えるた
めに改質された四フツ化エチレン共重合体樹脂は
耐熱性、耐薬品性、耐候性に優れているが接着性
が著しく低く異種材料との接着は困難であり、接
着のためにはグラフト反応法、ナトリウム−アン
モニア法などの表面化学的処理法が用いられてい
る。また金属等の表面の塗膜形成には、例えば、
金属表面をサンドブラスト法などで適当な粗さに
処理し、その表面にプライマーを焼付け、更にそ
の表面にふつ素系樹脂を焼付けるなど複雑な方法
が採用され、この方法では焼付けの厚みの調節、
焼付け温度・焼付け時間の調節、被覆後の急冷な
どに充分な注意が必要とされており被膜を厚くす
るには焼付け回数を多くする事が必要とされてい
る。また実用的には厚みは数μmが限度とされて
いる。 発明が解決しようとする問題点 本発明はポリ四フツ化エチレン及び四フツ化エ
チレン共重合体樹脂の表面及び被着材表面を特別
の化学処理や物理的処理を施すことなく、ポリ四
フツ化エチレン樹脂成形物と金属またはセラミツ
クスを接着することを目的とするものである。 問題点を解決するための手段 ポリ四フツ化エチレン樹脂及び四フツ化エチレ
ン過フツ化モノマー共重合体は表面エネルギーの
低い材料でその成形物と金属とはその融点以上に
加圧しても冷却時には容易に剥れることは良く知
られている事項である。しかし、表面エネルギー
の近似する両樹脂間では熱融着現象を認めること
ができる。例えば、2枚のポリ四フツ化エチレン
シート同士を融点以上加熱加圧し、そのまま冷却
すると接着することができる。またポリ四フツ化
エチレンの2枚のヒートの間にフツ化エチレン−
プロピレンエーテル樹脂シートを狭んで融点以上
に加熱加圧すると、ポリ四フツ化エチレン同士の
接着は可能であるが接着力は余り大きくはない。
これらの接着に関する結果を参考例に記載した。
この程度の接着力では実用上不充分である。 発明者は既に粒径1μm以下の超微粒子を接着
界面に存在させることにより接着し難い被着材と
接着剤の組合せにおいて接着可能となることのあ
ることを見出している(高分子論文集Vol.333No.
2pp55−61)。しかしこの現象が応用できる範囲
を明らかにするには実験により証明が必要であ
る。実験の結果ポリ四フツ化エチレン圧延シート
の被着材に対して超微粒子を混合したドープセメ
ントは接着困難な事が分つた。また表面エネルギ
ーの低いポリプロピレン、ポリフツ化ビニリデン
樹脂に超微粒子を混合し、ポリ四フツ化エチレン
に対し熱融着を試みたが全く接着は認められてい
ない。 しかし先願昭60−250390においては四フツ化エ
チレン六フツ化プロピレン共重合体に粒径1μm
以下の不活性超微粒子を充てんした樹脂を接着剤
として用い、ポリ四フツ化エチレンシートと金属
板等との異種材料間の熱融着が可能である事実が
見出されたことが述べられている。しかし更に研
究を行つた結果、上記先願の特許請求範囲に記載
されていないフツ素系高分子について接着剤とし
て用いることの可能性が見出された。その樹脂原
料はフツ化アルコキシ樹脂(以下PFAと略記す
る。)、フツ化エチレンプロピレンエーテル樹旨
(以下EPEと略記する。)であつた。樹脂に混合
する超微粒子の粒径は先願と同様1μm以下であ
ることが好ましいことが分つた。実施例には径
0.5μmのγFe2O3の微粒子(磁性材料)、径0.1μm
のガラス微粒子、径0.01μmのAl2O3微粒子が用い
られているが、不活性な粒子で樹脂混合時におい
て樹脂相内に分散し、著しい粒子同士の凝集のな
いものであれば材質に関係しない。これらの樹脂
には溶媒が存在しないから混合には熱混合法が用
いられる。 混合の割合は、全体に対する微粒子の容積充て
ん率は下限は数%より接着力の向上が認められる
が混合樹脂とPTFEとの接着に、5Vol%以上必
要と思われる結果が得られる。充てん率の最大は
粒径の分布や微細なために生じる粒子の凝集等の
ために粒子の種類によつて異なるが、充てん率を
高くすると混合樹脂の融液粘度の上昇があり、ま
た接着剤凝集層の機械的強度の低下により、実用
上の充てん率は、40Vol%以下である。 微粒子混合樹脂はシート状に成形され接着剤と
して用いる。接着方法には被着材の間に接着剤を
挟み、被着材の接着剤の存在しない面より接着面
を加熱加圧し、加圧状態を保つて冷却し冷却後接
着試料をとり出す一般的熱融着法が用いられる。 本発明の実証のための接着試料は実施例にも記
した通り、厚さ3mmのSUS304の板(25×80mm)
の一端に25×25mmの混合樹脂シートを載せ、その
上に25×80mm厚さ0.1〜0.5mmのPTFEシートを重
ねるように載せ接着剤を挟んだ部位をセロテープ
で固定し、被着材の面に対し垂直方向より加熱・
加圧を行つた。加圧力は0.1〜数Kg/cm2程度で充
分で余り高い圧力は被着材の変形、接着剤の流出
を伴い好ましくない。加熱温度は、接着剤が
PTFEの融点(327℃)以上になることが必要で、
また、熱分解の著しい温度以下である必要があり
340〜350℃付近が好ましい結果を得ることができ
る。これ以下の温度では接着剤とPTFE間の良好
な接着を期待することができない。 接着剤用樹脂としてPFA、EPEを用い、充て
ん剤としてγ−Fe2O3微粉体を使用し、前記の条
件でPTFEとSUS304のステンレス板(無処理)
を接着し、接着力を引張り速度20mm/分において
剥離試験を行つた結果、5〜7Kg/25mmという高
い接着力が得られた。PFA、EPEともに化学構
造の主鎖構造は炭素であるが主鎖をとり囲む側鎖
はすべてフツ素原子でありPFAのように、アル
コキシ基中の酸素結合も分子の内部にあり分子の
表面は殆んどフツ素原子である。この構造は
PTFEと類似であるので相溶性と、超微粒子のも
つ接着力向上効果(高分子論文集Vol33No.2pp55
−61)との相乗効果により接着力が発揮したもの
と考えることができる。熱可塑性でPFA EPEと
類似のフツ素系高分子に超微粒子を充てんして樹
脂の接着効果も本発明より推定できる。またこれ
らの類似樹脂も含めて高フツ素系樹脂として総称
するならば(フツ化ビニリデン、エチレン−四フ
ツ化エチレン共重合体のように分子の側鎖に水素
原子を多数含むものは含まない)、超微粒子充て
ん高フツ素系樹脂を用いて金属板同士等を接着す
る合も、また、この樹脂層の上に同種の無充てん
樹脂層を形成する事の可能性については本発明の
説明に等に記載しないが本特許より同業者の容易
に推定し得る事項である。 〔実施例〕 PFA樹脂として“テフロン”PFA、EPE樹脂
として“テフロン”EPE(いづれも三井デユポン
フロロケミカル(株)製)を用い、超微粒子には戸田
工業(株)製のγ−Fe2O3微粒子(磁性材料用、粒径
0.5μm)を用い、樹脂の混合は東洋精機製プラス
トミルの混合用セルを用いた。セル容積23〜24c.c.
とし、各原料について各混合比について、比重よ
り採取重量を定め、融解初期温度を320℃とし、
まず樹脂を融解混練し、その上に少しづつ超微粒
子を添加し、添加終了後更にセル内のブレードの
混合を続け、ブレードの回転のために生じるトル
クがほゞ一定になつたところで混練を中止、セル
を分解し、速かに融解樹脂をとりだし、更にプレ
ス等でシート状に混合樹脂を成形した。 この樹脂を25mm×25mmの大きさに切断し、厚も
3mm、長さ80mm、幅25mmのSUS304のステンレス
板上に厚み0.3mm、長さ80mm、幅25mmのPTFEシ
ートを重ね、シートとステンレス板の間に接着剤
を挟み、端部を揃え、挟んだ部分をセロテープで
包み固定し、加熱有効面積30×30mmの上下より加
圧できるプレスを用い、接着剤を挟んだ部位を加
圧力はゲージ圧換算圧0.1Kg/cm2、加熱温度350℃
で加圧・加熱し、約10分加熱後、加圧状態を保つ
て自然冷却し、150℃で圧力を解除し、試料をと
り出し剥離試験(引張り速度20mm/分)を行つ
た。結果を表1に示す。結果は5本平均である。 いづれもブランクの充てん率0%に較べ約10倍
以上の強さが得られている。
系樹脂の接着方法に関するものである。 従来の技術 ポリ四フツ化エチレン及び熱可塑性を与えるた
めに改質された四フツ化エチレン共重合体樹脂は
耐熱性、耐薬品性、耐候性に優れているが接着性
が著しく低く異種材料との接着は困難であり、接
着のためにはグラフト反応法、ナトリウム−アン
モニア法などの表面化学的処理法が用いられてい
る。また金属等の表面の塗膜形成には、例えば、
金属表面をサンドブラスト法などで適当な粗さに
処理し、その表面にプライマーを焼付け、更にそ
の表面にふつ素系樹脂を焼付けるなど複雑な方法
が採用され、この方法では焼付けの厚みの調節、
焼付け温度・焼付け時間の調節、被覆後の急冷な
どに充分な注意が必要とされており被膜を厚くす
るには焼付け回数を多くする事が必要とされてい
る。また実用的には厚みは数μmが限度とされて
いる。 発明が解決しようとする問題点 本発明はポリ四フツ化エチレン及び四フツ化エ
チレン共重合体樹脂の表面及び被着材表面を特別
の化学処理や物理的処理を施すことなく、ポリ四
フツ化エチレン樹脂成形物と金属またはセラミツ
クスを接着することを目的とするものである。 問題点を解決するための手段 ポリ四フツ化エチレン樹脂及び四フツ化エチレ
ン過フツ化モノマー共重合体は表面エネルギーの
低い材料でその成形物と金属とはその融点以上に
加圧しても冷却時には容易に剥れることは良く知
られている事項である。しかし、表面エネルギー
の近似する両樹脂間では熱融着現象を認めること
ができる。例えば、2枚のポリ四フツ化エチレン
シート同士を融点以上加熱加圧し、そのまま冷却
すると接着することができる。またポリ四フツ化
エチレンの2枚のヒートの間にフツ化エチレン−
プロピレンエーテル樹脂シートを狭んで融点以上
に加熱加圧すると、ポリ四フツ化エチレン同士の
接着は可能であるが接着力は余り大きくはない。
これらの接着に関する結果を参考例に記載した。
この程度の接着力では実用上不充分である。 発明者は既に粒径1μm以下の超微粒子を接着
界面に存在させることにより接着し難い被着材と
接着剤の組合せにおいて接着可能となることのあ
ることを見出している(高分子論文集Vol.333No.
2pp55−61)。しかしこの現象が応用できる範囲
を明らかにするには実験により証明が必要であ
る。実験の結果ポリ四フツ化エチレン圧延シート
の被着材に対して超微粒子を混合したドープセメ
ントは接着困難な事が分つた。また表面エネルギ
ーの低いポリプロピレン、ポリフツ化ビニリデン
樹脂に超微粒子を混合し、ポリ四フツ化エチレン
に対し熱融着を試みたが全く接着は認められてい
ない。 しかし先願昭60−250390においては四フツ化エ
チレン六フツ化プロピレン共重合体に粒径1μm
以下の不活性超微粒子を充てんした樹脂を接着剤
として用い、ポリ四フツ化エチレンシートと金属
板等との異種材料間の熱融着が可能である事実が
見出されたことが述べられている。しかし更に研
究を行つた結果、上記先願の特許請求範囲に記載
されていないフツ素系高分子について接着剤とし
て用いることの可能性が見出された。その樹脂原
料はフツ化アルコキシ樹脂(以下PFAと略記す
る。)、フツ化エチレンプロピレンエーテル樹旨
(以下EPEと略記する。)であつた。樹脂に混合
する超微粒子の粒径は先願と同様1μm以下であ
ることが好ましいことが分つた。実施例には径
0.5μmのγFe2O3の微粒子(磁性材料)、径0.1μm
のガラス微粒子、径0.01μmのAl2O3微粒子が用い
られているが、不活性な粒子で樹脂混合時におい
て樹脂相内に分散し、著しい粒子同士の凝集のな
いものであれば材質に関係しない。これらの樹脂
には溶媒が存在しないから混合には熱混合法が用
いられる。 混合の割合は、全体に対する微粒子の容積充て
ん率は下限は数%より接着力の向上が認められる
が混合樹脂とPTFEとの接着に、5Vol%以上必
要と思われる結果が得られる。充てん率の最大は
粒径の分布や微細なために生じる粒子の凝集等の
ために粒子の種類によつて異なるが、充てん率を
高くすると混合樹脂の融液粘度の上昇があり、ま
た接着剤凝集層の機械的強度の低下により、実用
上の充てん率は、40Vol%以下である。 微粒子混合樹脂はシート状に成形され接着剤と
して用いる。接着方法には被着材の間に接着剤を
挟み、被着材の接着剤の存在しない面より接着面
を加熱加圧し、加圧状態を保つて冷却し冷却後接
着試料をとり出す一般的熱融着法が用いられる。 本発明の実証のための接着試料は実施例にも記
した通り、厚さ3mmのSUS304の板(25×80mm)
の一端に25×25mmの混合樹脂シートを載せ、その
上に25×80mm厚さ0.1〜0.5mmのPTFEシートを重
ねるように載せ接着剤を挟んだ部位をセロテープ
で固定し、被着材の面に対し垂直方向より加熱・
加圧を行つた。加圧力は0.1〜数Kg/cm2程度で充
分で余り高い圧力は被着材の変形、接着剤の流出
を伴い好ましくない。加熱温度は、接着剤が
PTFEの融点(327℃)以上になることが必要で、
また、熱分解の著しい温度以下である必要があり
340〜350℃付近が好ましい結果を得ることができ
る。これ以下の温度では接着剤とPTFE間の良好
な接着を期待することができない。 接着剤用樹脂としてPFA、EPEを用い、充て
ん剤としてγ−Fe2O3微粉体を使用し、前記の条
件でPTFEとSUS304のステンレス板(無処理)
を接着し、接着力を引張り速度20mm/分において
剥離試験を行つた結果、5〜7Kg/25mmという高
い接着力が得られた。PFA、EPEともに化学構
造の主鎖構造は炭素であるが主鎖をとり囲む側鎖
はすべてフツ素原子でありPFAのように、アル
コキシ基中の酸素結合も分子の内部にあり分子の
表面は殆んどフツ素原子である。この構造は
PTFEと類似であるので相溶性と、超微粒子のも
つ接着力向上効果(高分子論文集Vol33No.2pp55
−61)との相乗効果により接着力が発揮したもの
と考えることができる。熱可塑性でPFA EPEと
類似のフツ素系高分子に超微粒子を充てんして樹
脂の接着効果も本発明より推定できる。またこれ
らの類似樹脂も含めて高フツ素系樹脂として総称
するならば(フツ化ビニリデン、エチレン−四フ
ツ化エチレン共重合体のように分子の側鎖に水素
原子を多数含むものは含まない)、超微粒子充て
ん高フツ素系樹脂を用いて金属板同士等を接着す
る合も、また、この樹脂層の上に同種の無充てん
樹脂層を形成する事の可能性については本発明の
説明に等に記載しないが本特許より同業者の容易
に推定し得る事項である。 〔実施例〕 PFA樹脂として“テフロン”PFA、EPE樹脂
として“テフロン”EPE(いづれも三井デユポン
フロロケミカル(株)製)を用い、超微粒子には戸田
工業(株)製のγ−Fe2O3微粒子(磁性材料用、粒径
0.5μm)を用い、樹脂の混合は東洋精機製プラス
トミルの混合用セルを用いた。セル容積23〜24c.c.
とし、各原料について各混合比について、比重よ
り採取重量を定め、融解初期温度を320℃とし、
まず樹脂を融解混練し、その上に少しづつ超微粒
子を添加し、添加終了後更にセル内のブレードの
混合を続け、ブレードの回転のために生じるトル
クがほゞ一定になつたところで混練を中止、セル
を分解し、速かに融解樹脂をとりだし、更にプレ
ス等でシート状に混合樹脂を成形した。 この樹脂を25mm×25mmの大きさに切断し、厚も
3mm、長さ80mm、幅25mmのSUS304のステンレス
板上に厚み0.3mm、長さ80mm、幅25mmのPTFEシ
ートを重ね、シートとステンレス板の間に接着剤
を挟み、端部を揃え、挟んだ部分をセロテープで
包み固定し、加熱有効面積30×30mmの上下より加
圧できるプレスを用い、接着剤を挟んだ部位を加
圧力はゲージ圧換算圧0.1Kg/cm2、加熱温度350℃
で加圧・加熱し、約10分加熱後、加圧状態を保つ
て自然冷却し、150℃で圧力を解除し、試料をと
り出し剥離試験(引張り速度20mm/分)を行つ
た。結果を表1に示す。結果は5本平均である。 いづれもブランクの充てん率0%に較べ約10倍
以上の強さが得られている。
【表】
実施例 2
充てん剤についてAタイプとして
BAIKOWSKI社製アルミナA−125(粒径0.01μ
m)とBタイプとして粉砕ガラスビーズ(粒径
0.2μm)を用い実施例1と同様の方法で接着を行
つた場合の結果を表2に示す。
BAIKOWSKI社製アルミナA−125(粒径0.01μ
m)とBタイプとして粉砕ガラスビーズ(粒径
0.2μm)を用い実施例1と同様の方法で接着を行
つた場合の結果を表2に示す。
【表】
また、被着材にステンレス板の代りに他の種類
の材料を用いて接着した場合の結果を表3に示し
た。
の材料を用いて接着した場合の結果を表3に示し
た。
【表】
参考例
ポリ四フツ化エチレン厚さ3mmの板の上に
EPEシート厚さ0.3mmのシートを載せ更にその上
にポリ四フツ化エチレン厚さ0.5mmのシートを載
せ上下より340℃に加熱された加熱板を用い圧力
1Kg/cm2で10分間加熱し、そのまま放置し加熱板
をはずして取り出したポリ四フツ化エチレン板と
シートの接着試料の接着力を1分間20mmの速さで
剥離試験を行つた結果、接着力は4本平均で
0.605Kg/25mmであつた。また上記接着試料を作
製する際にEPEシートを除いて行つた場合の接
着力は4本平均で0.705Kg/25mmという低い接着
力である。EPEシートの代りにPFAシートを用
いた場合も低い接着力であつた。
EPEシート厚さ0.3mmのシートを載せ更にその上
にポリ四フツ化エチレン厚さ0.5mmのシートを載
せ上下より340℃に加熱された加熱板を用い圧力
1Kg/cm2で10分間加熱し、そのまま放置し加熱板
をはずして取り出したポリ四フツ化エチレン板と
シートの接着試料の接着力を1分間20mmの速さで
剥離試験を行つた結果、接着力は4本平均で
0.605Kg/25mmであつた。また上記接着試料を作
製する際にEPEシートを除いて行つた場合の接
着力は4本平均で0.705Kg/25mmという低い接着
力である。EPEシートの代りにPFAシートを用
いた場合も低い接着力であつた。
Claims (1)
- 1 ポリ四フツ化エチレン樹脂面と金属またはセ
ラミツクス面とを接着させるに当り、粒径1μm
以下の不活性超微粒子を充てんしたフツ化アルコ
シ樹脂またはフツ化エチレンプロピレンエーテル
樹脂体を接着剤として用い、ポリ四フツ化エチレ
ンの融点以上の温度において加圧融着させる方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61051816A JPS6322627A (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | ポリ四フッ化エチレン樹脂と異種材料との接着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61051816A JPS6322627A (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | ポリ四フッ化エチレン樹脂と異種材料との接着方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6322627A JPS6322627A (ja) | 1988-01-30 |
| JPH032654B2 true JPH032654B2 (ja) | 1991-01-16 |
Family
ID=12897424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61051816A Granted JPS6322627A (ja) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | ポリ四フッ化エチレン樹脂と異種材料との接着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6322627A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007097106A1 (ja) | 2006-02-24 | 2007-08-30 | Kao Corporation | 新規微生物、当該新規微生物を用いたドデカヒドロ-3a,6,6,9a-テトラメチルナフト[2,1-b]フラン中間体の製造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100767290B1 (ko) | 2006-07-05 | 2007-10-17 | 일신피티에프이공업(주) | 테프론 원료 혼련방법 |
| JP6378576B2 (ja) * | 2014-08-11 | 2018-08-22 | 日本バルカー工業株式会社 | 金属積層体およびその製造方法 |
-
1986
- 1986-03-10 JP JP61051816A patent/JPS6322627A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007097106A1 (ja) | 2006-02-24 | 2007-08-30 | Kao Corporation | 新規微生物、当該新規微生物を用いたドデカヒドロ-3a,6,6,9a-テトラメチルナフト[2,1-b]フラン中間体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6322627A (ja) | 1988-01-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |