JPH058230B2 - - Google Patents

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JPH058230B2
JPH058230B2 JP58101517A JP10151783A JPH058230B2 JP H058230 B2 JPH058230 B2 JP H058230B2 JP 58101517 A JP58101517 A JP 58101517A JP 10151783 A JP10151783 A JP 10151783A JP H058230 B2 JPH058230 B2 JP H058230B2
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JP
Japan
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adhesive
heat
potassium titanate
adhesive strength
resistant
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JP58101517A
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JPS59226082A (ja
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Kunitake Amano
Sadao Sato
Shozaburo Yamaguchi
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Otsuka Chemical Co Ltd
Original Assignee
Otsuka Chemical Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は熱可塑型耐熱性接着剤に関する。さら
に詳しくは150〜200℃の高温度領域下においても
実用的に充分な接着力を有する熱可塑型耐熱性接
着剤に関する。 従来より耐熱性接着剤としては熱硬化型耐熱性
樹脂であるエポキシ樹脂またはフエノール樹脂を
基材とするものが主流であり、最近ポリイミド、
ポリアミドイミド、ポリベンゾイミダゾール、付
加型ポリイミドなども使用されるようになつてき
た。それらの熱硬化型耐熱性接着剤のなかには
260℃で長時間暴露しても接着力が低下しないな
ど耐熱性の面で非常に優れたものが存在する。 それに対してエチレン−酢酸ビニル共重合体、
ポリアミド樹脂、熱可塑性ポリエステル、ポリフ
エニレンサルフアイド(以下、PPSという)、ポ
リサルフオンおよびポリエーテルサルホンなどの
熱可塑性樹脂を主成分とする接着剤では150℃以
上の温度下で接着力が大幅に低下するという熱可
塑性樹脂であるがための耐熱性の問題が存在す
る。 また耐熱性の面で非常に優れる前記熱硬化型耐
熱性接着剤においても充分な接着力をうるために
は高温、高圧条件(たとえば320℃、50Kg/cm3
が必要なこと、昇温状態(150〜350℃)で長時間
(1〜5時間)硬化させなければならないなどの
加工上の煩雑さ、硬化時に脱水反応、脱アミン反
応が起こるため作業環境および接着条件などの工
程管理に注意しなければならないこと、および接
着性能が変動しやすいなどの問題が存在するのが
現状である。 本発明者らは熱可塑性樹脂を基材とし、150〜
200℃の温度領域において100Kg/cm2を超える引張
接着強さを有する熱可塑型耐熱性接着剤の開発を
目的として鋭意研究を重ねた結果、熱可塑性樹脂
に接着性改良充填剤としてチタン酸カリウム繊維
を3〜30%(重量%、以下同様)添加することを
特徴とする熱可塑型耐熱性接着剤が上記目的を達
成するとともに、その接着加工操作が簡単なこ
と、脱アミン反応などが起こらないため接着条件
の設定、管理が容易なこと、および作業環境を良
好に保持できることなど従来の問題点を解決しう
るものであることを見出し、本発明を完成するに
いたつた。 本発明に使用しうる熱可塑性樹脂としては PPS(繰返し単位:
【式】)、 ポリサルホン(繰返し単位: )、 ポリエーテルサルホン(繰返し単位:
【式】およびポリエーテ ルエーテルケトン(以下、PEEKという、繰返し
単位: )のなかから選ばれた樹脂を主成分とするもので
ある。 かかる各樹脂はいずれも市販品がそのまま使用
でき、かつ粉末状、ペレツト状など使用時の形態
を問わない。 また接着性または接着加工性を改良する目的で
上記樹脂に樹脂成分の2〜20%の範囲内でナイロ
ン−6、ナイロン−12、ナイロン−6,6、ナイ
ロン−6,10、ナイロン−6,12などのポイアミ
ド樹脂、 式: または を繰返し単位とする熱可塑性ポリエステル樹脂あ
るいは上記両単位からなる共重合体、式: を繰返し単位とする熱可塑性ポリカーボネート樹
脂を混合してもよい。 本発明において使用される接着性改良充填剤と
してはチタン酸カリウム繊維が最適である。炭酸
カルシウム、ケイ砂などの微粉末粒状充填剤を用
いても、また平均繊維径3〜13μm、平均繊維長
2000〜12000μmという通常の繊維サイズのガラ
ス繊維、炭素繊維などを用いても接着力の向上は
みられない。 前記チタン酸カリウム繊維とは一般式: K2O・n(TiO2) または K2O・n(TiO2)・1/2H2O (式中、nは2〜8の整数を表わす)で示される
平均繊維径が1μm未満、平均繊維長が5〜100μ
mでかつ平均繊維長1平均繊維径(以下、アスペ
クト比という)が10を超える単結晶繊維であり、
具体的にはたとえば4チタン酸カリウム繊維、6
チタン酸カリウム繊維または8チタン酸カリウム
繊維などの単一組成物またはそれらの混合組成物
が本発明に用いられる。 上記チタン酸カリウム繊維の平均繊維径、平均
繊維長およびアスペクト比は走査型電子顕微鏡に
より少なくとも5視野以上について1視野あたり
少なくとも10本以上の繊維を調べた結果のそれぞ
れの平均値である。 チタン酸カリウム繊維の平均繊維径、、平均繊
維長およびアスペクト比が前記範囲をはずれるば
あい、たとえば平均繊維径が1μmを超えて大き
く、平均繊維長が5μm未満、すなわちアスペク
ト比が10未満であるばあい接着力の向上が小さく
好ましくない。また平均繊維長が100μmを超え
て長い繊維は工業的に製造することが困難であり
実用性に欠ける。 本発明において使用されるチタン酸カリウム繊
維は「テイスモ」(TISMO、大塚化学薬品(株)製)
なる商標で市販されている平均繊維径0.2〜0.5μ
m、平均繊維長10〜20μm、アスペクト比20〜
100の高強度単結晶ウイスカーがそのまま使用で
きる。 かかるチタン酸カリウム繊維を前記熱可塑性樹
脂に対して3〜30%配合することにより接着力お
び耐熱性を向上しうる。配合量が3%未満では接
着力および耐熱性を向上する効果が小さく、30%
を超えると高温時の接着力は向上するが常温にお
ける接着力が低下する傾向にあり、かつチタン酸
カリウム繊維が非常に嵩高いため溶融粘度の小さ
いPPS以外のポリサルホン、ポリエーテルサルホ
ンおよびPEEKへの配合が困難となる。 チタン酸カリウム繊維は未処理のまま使用して
有効であるが、エポキシシラン、アミノシラン、
アクリルシランなどのシラン系カツプリング剤ま
たはイソプロピルトリオクタノイルチタネートな
どのチタネート系カツプリング剤などで表面処理
されたチタン酸カリウム繊維を使用すると接着性
または耐水性がさらに向上する。 本発明においてはミクロでかつ高強度なチタン
酸カリウム繊維を用いることにより接着層の補強
効果の向上および耐熱性の改良(熱クリープ特性
の改良)が達成されるが、前記熱可塑性樹脂以外
の熱可塑性樹脂を主成分に用いること、チタン酸
カリウム繊維を接着性改良充填剤として3〜30%
配合しても150℃を超える高温下での接着力が大
幅に低下して熱可塑型耐熱性接着剤として適さな
い。 本発明の熱可塑型耐熱性接着剤を調整する方法
としては (1) 熱可塑性樹脂粉末にチタン酸カリウム繊維3
〜30%を添加し、ミキサーで混合することによ
り粉末状接着剤とする方法 (2) 上記(1)でえられた粉末状接着剤を熱ロールま
たは押出機でフイルム状接着剤に加工する方法 (3) 熱可塑性樹脂のペレツト状物または粉末状物
を有機溶剤に分散または溶解したところにチタ
ン酸カリウム繊維を添加し均一に分散すること
により溶剤型接着剤とする方法 などがいずれも適用可能である。 また本発明の接着剤は熱ロール法、熱プレス
法、高周波加熱法、超音波溶着法などによつて接
着に使用されることができ、その適用範囲は広
い。 さらに被着体としては耐熱性のある素材、すな
わち金属、セラミツク、耐熱性樹脂などが用いら
れ、金属−金属、金属−セラミツクス、金属−耐
熱性樹脂などの接着が可能である。 本発明の熱可塑型耐熱性接着剤は従来はんだ、
リベツト、溶接などが行なわれてきた部分にそれ
らに代わつて適用しうるものであり、 (1) 極端な加熱がないので被着体の変質がないこ
と (2) 荷重伝達が分散されるので応力集中がないこ
と (3) 振動に対しセルフダンピング効果が期待でき
ること (4) 軽量化、小型化、自動化および量産スピード
の向上が画れること などの利点を有するため電気・電子部品、自動
車・航空機等の組立て、部品取付け工程などにお
ける実用性が高いものである。 以下本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説
明するが、本発明はかかる実施例のみに限定され
るものではない。 実施例1〜6および比較例1 熱可塑性樹脂としてPPS粉末(商品名ライトン
P−4、保土谷化学工業(株)製)を用いて、該樹脂
粉末に表面無処理チタン酸カリウム繊維であるテ
イスモ−Dを5%、10%、15%、20%、25%およ
び30%それぞれ配合することにより6種の粉末状
接着剤を調整する一方、比較のためテイスモ−D
を全く含まないライトンP−4だけからなるもの
を準備した。 第1図は本発明の接着剤の各種接着強さを測定
するのに用いた接着試験片の一例を示す概念図で
ある。第1図における大きさおよび寸法の一例を
あげれば(l):15mm、m:6mm、(n):22mm、(o):15
mmφおよび(p):6mmφであり、mは引張接着力を
測定するときのつかみ用治具のはめこみ部、Aは
接着面である。 被着材として第1図に示す形状、寸法に機械加
工したステンレス鋼(SUS304)を使用し、第1
図で示す接着面Aを#100の砥粒でサンドブラス
ト処理したのちトリクロルエチレン中で10分間超
音波洗浄を行ない熱風乾燥した。ついで340℃の
炉中で30〜50分間放置することにより予加熱した
のち接着面Aに前記粉末状接着剤またはライトン
P−4を0.9g均一に散布し溶融せしめた。かか
る被着材同士を接着面Aで突合わせ340〜380℃の
保護加熱器中で接着部を加熱しながら約16Kgf/
cm2の圧力を加えて3分間放置したのち放冷するこ
とにより接着を完了させ、各種接着強さを測定し
た。 各種接着強さはインストロン型引張試験機を用
いて接着された試験片の軸方向への引張強さ、す
なわち引張接着強さ(引張速度10mm/分)として
測定し、同一条件でそれぞれ5回測定を行なつた
結果の平均値を算出して評価した。 耐熱接着強さは接着された試験片を150℃およ
び200℃の高温槽内に約30分間放置したのちのそ
れぞれの温度における前記引張接着強さであり、
連続耐熱接着強さは180℃に設定されたテストチ
ユーブ式熱老化試験機に7日間保存されたのちの
引張接着強さである。測定結果を第1表に示す。
【表】 第1表からチタン酸カリウム繊維を5〜30%配
合した本発明の接着剤は150〜200℃の耐熱接着強
さおよび連続耐熱接着強さにおいていずれも100
Kgf/cm2を超えており、また常温接着強さはチタ
ン酸カリウム繊維の配合量が10%前後で最大であ
るのに対して耐熱接着強さは同じく20%前後で最
大であり配合量が少なすぎても多すぎても接着性
の向上効果が低下するのがわかる。 実施例7〜8および比較例2〜5 熱可塑性樹脂としてポリエーテルサルホン(商
品名ビクトレツクス(VICTREX)PES100P、I.
C.I.社製)を用いて、それを塩化メチレンに溶解
したところにテイスモ−Dのアミノシラン処理さ
れたものであるテイスモ−D101(商品名、大塚化
学薬品工業(株)製)を20%配合することにより溶剤
型接着剤を、熱可塑性樹脂としてポリエーテルエ
ーテルケトン(商品名ビクトレツクス
PEEK38G、I.C.I社製)を用いて、そこにテイス
モ−D101を20%配合してペレツト化し、該ペレ
ツトを100μm厚のフイルムに押出し延伸するこ
とによりフイルム状接着剤をそれぞれ作製した。
比較のためビクトレツクスPES100Pだけのもの、
ビクトレツクスPEEK38Gだけのもの、ビクトレ
ツクスPES100Pにテイスモ−D101に代えて炭酸
カルシウム粉末(商品名NS#100、日東粉化工業
(株)製、平均粒径1.5μm)またはガラス繊維(商品
名グラスロンCS03MA497、旭フアイバーグラス
(株)製、平均繊維長3mm)を20%配合したものを準
備した。 実施例1〜6で用いたのと同じ被着材を試験片
としてそれを実施例1〜6と同様に処理したのち
上記溶剤型接着剤、フイルム状接着剤および比較
のために準備した上記4種のものについて実施例
1〜6と同様にして接着し、以下実施例8および
比較例5については250℃における耐熱接着強さ
の測定を追加し、連続耐熱接着強さを180℃に代
えて200℃で測定した以外は実施例1〜6と同様
にして各種接着強さを測定した。測定結果を第2
表に示す。
【表】 第2表からチタン酸カリウム繊維に代えて微粉
末粒状充填剤である炭酸カウム粉末またはガラス
繊維を用いたものは、何も配合しないものと同程
度の接着力か、または大幅に接着力が低下するの
に対して、本発明の接着剤のばあいは常温接着強
さはもちろん、耐熱接着強さ、連続耐熱接着強さ
も大幅に向上するのがわかる。またPEEKを用い
ると250℃においても接着強さが良好である。 比較例 6 実施例1〜6と同じ被着材を使用し、エポキシ
樹脂としてアラルダイトGY252(チバ・ガイギー
社製)100重量部、硬化剤としてハードナー
HY951(チバ・ガイギー社製)14重量部、希釈剤
としてDY021(チバ・ガイギー社製)10重量部、
チタン酸カリウム繊維としてテイスモーD20重量
部を混合して熱硬化性接着剤組成物を調製した。 この接着剤は被着体に塗布後、5Kg/cm2の加圧
下に、60℃で4時間硬化させる必要があり、実用
接着強度に至る迄に、非常に時間がかかつた。一
方、実施例1〜6の接着剤は340〜380℃の雰囲気
中、約16Kgf/cm2の加圧下に3分間放置でよい。 又、常温接着強さは420Kg/cm2と実施例と同等
かむしろ高い値が得られたが、200℃×30分間で
の耐熱接着強さは89Kg/cm2と実用性の基準となる
100Kg/cm2に満たず、又、180℃×7日間の連続耐
熱接着強さも94Kg/cm2と大幅に低下した。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の接着剤の各種接着強さを測定
するのに用いた接着試験片の一例を示す概念図で
ある。 (図面の主要符号)、m:はめこみ部、A:接
着面。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ポリフエニレンサルフアイド、ポリサルホ
    ン、ポリエーテルサルホン及びポリエーテルエー
    テルケトンから選ばれた樹脂を主成分とする熱可
    塑性樹脂に接着性改良充填剤としてチタン酸カリ
    ウム繊維を3〜30重量%添加することを特徴とす
    る熱可塑型耐熱性接着剤。
JP10151783A 1983-06-06 1983-06-06 熱可塑型耐熱性接着剤 Granted JPS59226082A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10151783A JPS59226082A (ja) 1983-06-06 1983-06-06 熱可塑型耐熱性接着剤

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JP10151783A JPS59226082A (ja) 1983-06-06 1983-06-06 熱可塑型耐熱性接着剤

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Publication Number Publication Date
JPS59226082A JPS59226082A (ja) 1984-12-19
JPH058230B2 true JPH058230B2 (ja) 1993-02-01

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ID=14302713

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JP10151783A Granted JPS59226082A (ja) 1983-06-06 1983-06-06 熱可塑型耐熱性接着剤

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3447391A1 (de) * 1984-12-27 1986-07-03 Otsuka Kagaku K.K., Osaka Elektrisch leitfaehige alkalimetalltitanatzusammensetzung und daraus geformte formteile
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