JPS6069177A - 接着方法 - 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】 本発明は金属製の物体を金属製または非金属製の他の各
種材質の物体に接着させる方法に関する０ 美術工芸品や宝飾品の作製修理、電子機器部品の組み立
て、あるいは歯科補綴物の作製修理においては金属製の
第１物体を他の第２物体に接着させる工程が含まれる場
合がある。この時、第２物体が金属や金属以外の材質、
たとえばセラミックス、有機高分子材料、天然鉱物など
であつｆｃシ、接着すべき材料が耐熱性に欠ける為加熱
してはならなかったりすると、鑞着や溶接技法が使用で
きない。こうした場合には重合硬化型の接着剤で第１物
体と第２物体を接着させることＫなるが、金属は有機高
分子系接着剤に対しては離着性であシ、強力に接着させ
ることが出来なかった。本発明者等はこの難問を解決す
る方法として、金属表面にＳｎ、　Ｚｎ、　Ｐｂ、　Ｎ
ｉ、　Ｃｏ、　Ｃｕ、　Ｆｅ、　ＡＪＩ　Ｃｒ、’ｒｉ
。

＝３− ８ｂ、　Ｇｅ、　Ｓｔ、　Ｉｎ等の卑金属をメッキして
おき、これ等の卑金属に対して強力に接着する接着剤を
用いることを着想し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、金属製の物体を金属または非金属
製の物体に接着させるにあたり、金属製被接着材の少く
とも一接着面に卑金属のメッキ層を形成した後、酸性基
含有する（メタ）アクリル系モノマーを含有する重合硬
化型の接着剤で両物体を接着させることを特徴とする接
着方法である。

本発明においてに、金属製の物体が金属またはＲｈ、　
Ｉｒ、　Ｏｓ、　Ｆｅ、　Ｎｉ％Ｃｒ、　Ｃｏ、　ＴＩ
、　Ｓｔ、　Ｇｅおとしては線状、板状、ブロック状等
いずれの形状のものが用いられる。本発明においては金
属製の物体の接着面に卑金属メッキが行われるが、卑金
４− 属メツキにさきたち金属製物体に研摩等の前処理が行わ
れるのが望ましい。４１に、高い接着強度を得るために
は金属製物体の接着面に深さ０．５〜２０μの凹みを１
−当９１０２〜１０６個（好ましくは、１０３〜１０’
個）刻みこみ、しかる後メッキ処理をすることが、メッ
キ後にも残っている下地の凹凸が接着強度を高めるので
好ましく、かかる刻みこみは粒径が０．５〜１００μで
かつ鋭角のエツジを有するモース硬度５以上の研摩材を
用いてサンドプラスター処理することによって行われる
。なお。

凹みの深さと数密度は走査屋電子顕微鏡観察や、表面粗
さ計を用いて推定できる。具体的にはサンドプラスター
処理された物体の断面から観察ｔたは計測される縦方向
および横方向の凹み（深さ０．５〜２０μの範囲のもの
）の線密度の相乗から凹の数密度（個／−）をめること
ができる。

次に卑金属メッキについて述べると２本発明において用
いられる卑金属としてはＳｎ、　Ｚｎ、　Ｐｂ。

Ｎｉ、　Ｃｏ、　Ｃｕ、　Ｆｅ、Ａｊ、　Ｃｒ、　Ｔｉ
、　Ｓｂ、　Ｇｅ、　Ｓｌ。

Ｉｎ等が挙げられる。これ等の卑金属は純金属ばか５− シでなく５合金であってもよい。本発明においてはこれ
らの卑金属が種々の金属製゛物体にメッキされ１種々の
組み合わせが実施可能であるが（但し。

同一材質の組み合わせを除く）、なかでも接着力および
耐腐蝕性の点からＳｎおよびＮｉが好ましい。

また、金属製物体に対してメッキされる卑金属が低硬度
である組み合わせの場合には接着力が一段と高くなるこ
とを我々は見出している。これは接着強度が金属の弾性
限度を越えて塑性変形をおこす領域に入った際に接着剤
と金属との界面における応力集中を低硬度の卑金属メッ
キ層が緩衝層となって軽減することになり、このこと罠
よって接着強度が増大することになるものと考えられる
。

すなわち、本発明の金属と金属あるいは非金属との接着
において金属からなる被接着材の接着面に被接着材側に
生じるひずみを吸収し、接着剤自体に生じる残留ひずみ
を減少できる緩衝層となる卑金属メッキ層を設けること
が好ましく、かかる例としてＦｉ、金合金−８ｎまたは
Ｚｎメッキ、ステンレス−８ｎ、Ｐｂま六はｓｂメッキ
等が挙げられる。

６− メッキ法は電気メッキ、化学メッキ、溶融メッキ、溶射
メッキ、蒸着メッキ、気相メッキのいずれの方法を用い
ても良いが、特に電気メッキが好ましい。金属製体の接
着すべき面のみを部分的にメッキしなければならない場
合においては、メッキすべき卑金属を多量に溶解含有さ
せた濃厚メッキ液を含んだ筆の内部に白金またはステン
レス鋼等の難溶性金属からなる陽極をおき、メッキすべ
き試料を陰極に接続し、筆で被メッキ面をこすりながら
メッキする筆メッキ法が好ましく用いられる。

メッキの厚さは０．０２μ以上、好ましくは０．１〜１
０μの範囲で通常行われる。

次に、接着剤は卑金属メッキ層に強力に接着するもので
なければならないが、本発明に好ましいものは、酸性基
を有するアクリル系モノマーを配合した重合硬化型の接
着剤である。本発明において、酸性基とは水と接触した
場合、水の州を５以７− 基および−Ｌｏａ基等の狭義の酸性基の他Ｋ、ＯＨ λ （ただし、ＸはＦ１ａ、Ｂｒまたは■を表わす）基等の
酸ハロゲン基をも包含する。なかでも上述の１ 酸性基のなかで−８−ＯＨ基を除く他の酸性基が好まＨ
Ｏ １ しく、そのなかでも−Ｐ−ＯＨ基とくに、一般式：〔た
だし、Ｒ１はＨｌたはＣＨｓを表わし、Ｒａは炭素数２
〜４０の（ｍ＋１）価の有機基を表わす。

Ｙｌ、Ｙ２はＯ，ＳまたはＮＲｂ　（ＲｈはＨまたは炭
素数１〜４のアルキル基）を宍わし、ｍは１〜４の整数
、ｋｉｉＯまたは１を表わす。〕 で表現されるモノマーが接着強度に優れている。

−８− 特に接着力に耐水性が要求される場合にはＲａが４〜４
０の（ｍ＋１）価の有機基である化合物が好ましい。

モノマーの具体例としては次の化合物が例示される。

１ （１）　−Ｐ−ＯＨ基を有るモノマー Ｈ （ｎは２〜４０の整数） ９− ＯＰＯ（ＯＨ）２ （２）−基−ＯＨ基を有する＝バー ＯＨ １０− （ａ＋　−ｉ’−Ｘ基を有するモノマーとしてはＸ （ただし、ｎは２〜２０の整数） ＣＨｓ　ＣＨｓ −ＯＣＨ２ＣＨＣＨ２００Ｃ−Ｃ＝ＣＨ２。＋−Ｂ−Ｘ
ｊ７ｇヤ＠　ｆ　；ｂ　−ｅ　／〜−ＣＨａ　Ｑ （ｎは２〜２０の整数） （γ）　−ｃｏｏｎ基を有するモノマー？Ｈ″ Ｈ２Ｃ＝Ｃ−Ｃ０ＯＨ ＣＨａ Ｈ２Ｃ＝Ｃ−Ｃ００ＣＨ２ＣＨ２（Ｘ）ＣＣＨ＊ＣＨ２
Ｃ０ＯＨ１ （Ｓ）−Ｃ−Ｘ基を有するモノマー Ｈｓ ＨｘＣ＝Ｃ−Ｃ００ＣＨ２ＣＨ２００ＣｆＣ１ｈ’）；
Ｃ０Ｆ（ｌは２〜１２の整数） ＣＨａ １３一 本発明で使用される接着剤は上述のような酸性基を有す
るモノマーを後述の如き希釈剤としての中性の（メタ）
アクリレートモノマーに０．５重量％以上配合した組成
を有しており、使用される中性モノマーとしてはメチル
（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、
ベンジル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（
メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）ア
クリレート、エチレングリコールシ（メタ）アクリレー
ト、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、
ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、２，
２−ビス〔（メタ）アクリロイルオキシポリエト午ジフ
ェニル〕プロパン （ＯＣＨ２ＣＣＨ３ＣＯＯ−Ｃ＝ＣＨ２、ｔ＝１〜９の
整数、ＲはＨまたはＣＨ３）、２．２’　−−ビス（４
−（３−メタクリロイルオキシ−２＝ヒドロキシプロポ
キシ）フェニル〕プロパン（Ｂｉｓ１４− −ＧＭＡと称することがある。）等が挙げられる。

これ等のモノマー組成物を重合硬化させる重合開始剤と
しては過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）−アミン系の他、ト
リブチルボランや特公昭５６−３３３６３に開示されて
いる過酸化物−アミン−スルフィン酸塩の系が好ましく
用いられる。また本発明に用いられる接着剤にはＰＭＭ
Ａ粉末、石英粉末、ガラス粉末等のフィラーが添加され
ていてもよい。

接着は両物体の被着面（金属製物体の被着面には卑金属
がメッキされている）に上述の接着剤を塗布し、被着面
を合わせることによって行うことができる。接着に際し
非金属製物体の被着面にも研摩等の前処理が行われるの
が好ましい。なお、本発明の接着方法は美術・工芸品、
宝飾品の作製・修理、電子機器部品の組み立て、歯科補
綴物の作製、修理等に有効であるが、これのみに限定さ
れるものではない。

以上述べたように、本発明の接着方法によれば従来接着
が困難であった金属製物体の接着が可能となり、斯界に
貢献するところ大である。

以下実施例をもって更に詳しく本発明を説明する０ 実施例１ 円柱状（寸法：４■φＸ　５　ｍ　）の２０力ラツト金
合金の円形端面の一方を３３μのアルミナ粒子でサンド
ブラスト（圧力ニ　４　ｋ／’ｃｒＡ　）を行い、その
後超音波水洗→電解脱脂→水洗を行ってから、スズの電
気メッキ（厚さ０．５μ）を行った〔表面状態：０．５
〜２０μの凹みの数１０個／−１表面粗さ計より算出（
万能表面形状測定器５Ｅ−３Ｃ（小板研究所）触針ＰＵ
−ＤＪ２使用）〕。他方、４■φＸ５■の円柱状のアル
ミナ焼結体を準備し、これをメッキした金合金とを、下
記の組成の接着剤で接着した。

接着剤組成 りｉｓ　−ＧＭＡ　１３．６重量部 １．４−ブタンジオールジメタクリ レート１２．１／／ １０−メタクリロイルオキシデシル シハイトロジエンホスフエート４．５　ＩＩＢＰＯＯ，
３重量部 シラン処理石英粉末　１００　〃 ベンゼンスルフィン酸ナトリウム　０．３〃Ｎ、Ｎ−ジ
ェタノール−ｐ−）ルイジン　０．５〃試料は接着後３
ケ月間３７℃水中に浸漬後、インストロンで引張接着強
度を測定したところ、３７２４／ｉであった。また、サ
ンドブラスト処理を行なわないで同じ実験を行なったと
きの接着強度は２０３ｋｆ声であった。

比較例１ 実施例１と同様に円柱状の２０力ラツト金合金の円形端
面にサンドブラストを行い（圧力ニ　４１ｗ／ｄ）次い
でスズの電気メッキを行った。他方同サイズの円柱状ス
テンレススチール（４■φＸ５■）全準備しその被着面
はす１５００シリコン力−バイド研磨紙で研磨を行い、
これとメッキした金合金とエポキシ系接着剤［セメダイ
ンハイス−パー（セメダイン株式会社）」で突き合せ接
着を行った。

試料は接着後実施例１と同様に３ケ月間３７℃水中に浸
漬後インストロンで引張接着強度を測定１７− したところ１８　ＶｃｌＡであった。

実施例２〜９および比較例２〜３ 円柱状（寸法＝４■φｘ５■）の１４力ラツト金合金の
円形端面の一方をφ１５００１５００シリコン力−バイ
ト研磨、その後超音波水洗→電解脱脂→水洗を行ってか
ら、表１に示した卑金属の電気メッキ（厚さ０．５μ）
を行った。他方４■φＸ５５ｍの円柱状ステンレススチ
ール（Ｍ着面はす１５００シリコン力−バイト研磨紙で
研磨）を準備し、これとメッキした金合金とを表１に化
学構造式を記載した酸性基を有するモノマーを配合した
下記の組成の接着剤で接着した。試料は接着後２０日間
３７℃水中で保存し、その後引張接着強度の測定を行っ
て表１の結果を得た。またメッキを行わないで同様に接
着した時の引張接着強度の値を比較例２〜３として表２
に示した。”接着剤組成 酸性基を有するモノマー　２．５重量部メチルメタクリ
レート　４７．５　／／ポリメチルメタクリレート粉末
　５０　〃トリブチルボラン　３　〃 １８− 表１ 表２ 比較例４ 円柱状（寸法＝４■φ×５■）の１４力ラツト金合金の
円形端面の一方をす１５００シリコンカーノ（イト研磨
紙で磨き超音波水洗を行ってから下記の組成の接着剤で
、同寸法のステンレススチールと突合せ接着した。

接着剤組成 メチルメタクリレート　５０重量部 ポリメチルメタクリレート粉末　５０　〃ベンゾイルパ
ーオキサイド　０．３〃 １’Ｊ　、　Ｎ−ジメチル−ｐ−）ルイジン　０．３１
試料は接着後２４時間３７℃水中で保存し、その後引張
接着強度の測定を行ってみたところ、２４吟／ｃＩＡで
あった。

実施例１０ 円柱状（寸法：４ｍφ×５■）の１４カラツト金チ 合金の円形端面の一方を３３μのアルミ４粒子でサンド
ブラスト（圧力ニ４ｋｐ／６Ａ）を行いその後超音波水
洗→電解脱脂→水洗を行ってからスズの電気メッキ（厚
さ０．５μ）を行った。〔表面状態：（）、５〜２０メ
ｌ墾凹みの数１０４個／−１走査型電子顕微鏡による断
面観察（１０００倍）よりめる〕他方円柱状ＰＭＭＡ製
アクリル棒（４ｓｍφ×５ｍ）を準備し端面を≠１００
０シリコンカーバイト研磨２１− 紙で研磨し下記の組成に示す接着剤でメッキした金合金
と突き合せ接着を行った。

接着剤組成 メチルメタクリレート　５０．０重量部ＢＰＯＯ，６／
１ ベンゼンスルフィン酸ナトリウム　１．４〃ＮＮ−ジェ
タノール−ｐ−トルイジン　０．５〃ポリメチルメタク
リレート粉末　４５．０／／試料は接着後２４時間３７
℃水中で保存し、その後引張接着強度の測定を行ったと
ころ２３０　ｙ／ｃＩＡであった。

実施例１１ ７−φ×３０鱈の５ＵＳ３０４製丸棒の円形端面を実施
例１０の方法に従ってサンドブラストを行った後スズメ
ッキした。該丸棒２本を実施例１０の接着剤を用いて突
合せ接着した。試料は接着後２４時間３７℃水中で保存
し、その後引張接着強度の測定を行ったところ４５０１
Ｑ／ｃｒＡであった。

２２− 比較例５ ７１ｍφ×３０鰭のＳＵＳ　３０４製丸棒の円形端面を
す１５００シリコン力−バイト研磨紙で磨き超音波水洗
を行ってから比較例４の接着剤で突合せ接着した。試料
は接着後２４時間水中に保存し、その後引張接着強度を
測定すると６３　ｋｇ／ｍＡであった。

特許出願人　株式会社　り　ラ　し 同　日本アビオニクス株式会社 代理人弁理士本多　堅 ２３− −７１へ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）金属製の物体を金属または非金属製の物体に接着
   させるに６１す、金属製被接着材の少くとも一接着面に
   卑金属のメッキ層を形成した後、酸性基を有する（メタ
   ）アクリル系モノマーを含有する重合硬化型の接着剤で
   両物体を接着させることを特徴とする接着方法。 （２）該金属製の物体の接着面は深さ０．５〜２０μの
   凹みが１−当９１０２〜１０６個刻み込まれた接着面で
   あシ、該接着面に対して卑金属メッキが行われる特許請
   求の範囲第１項記載の接着方囲第１項または第２項記載
   の接着方法。 １− ｏｏ　ｏ　ｏ。 基（ただし、ＸＩＩ′ｉハロゲンを表わす）である特許
   請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の接着方法
   。 （５）該（メタ）アクリル系モノマーの酸性基が−Ｐ　
   −ＯＨ基である特許請求の範囲第４項記載のＨ 接着方法。 （６）該（メタ）アクリル系モノマーが一般式：〔ただ
   し、ＲｘＦｉＨまたはＣＨｓを表わし、Ｒａは炭素数２
   〜４０の（ｍ＋１）価の有機基を表わすＯＹｌ、　Ｙｓ
   ＦｉＯ，ＳまたはＮＲｂ　（ＲｂはＨまたは炭素数１〜
   ４のアルキル基）を表わし、ｍは１〜４の整数、には０
   ｔｆｃは１を表わす。〕で表２− わされる化合物である特許請求の範囲第５項記載の接着
   方法。