JPS63191877A - 粉末接着剤の製造方法 - Google Patents

粉末接着剤の製造方法

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JPS63191877A
JPS63191877A JP2312787A JP2312787A JPS63191877A JP S63191877 A JPS63191877 A JP S63191877A JP 2312787 A JP2312787 A JP 2312787A JP 2312787 A JP2312787 A JP 2312787A JP S63191877 A JPS63191877 A JP S63191877A
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紘一郎 岡
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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、熱溶融性を示し且つ熱硬化性である粉末状の
接着剤に係わる。
本発明で得られる接着剤は球状粒子状であるなめ、液晶
表示セルの基板間の間隙を一定に維持する目的で、基板
間を点接着する粉末接着剤とじて特に適する。液晶表示
セルはディスプレー面積の大型化とともに、液晶充填部
分の基板間の間隙を一定に維持することが困難になり、
画像の乱れる原因になっている。この部分を肉眼では判
別しにくい微小な粒子状の接着剤で固定化することによ
り、ディスプレーの品位を損うことなく、大型化を達成
できるようにするのである。
[従来の技術] 粉砕粒子を高温の雰囲気に通過させて球状化する技術は
従来からあるが、潜在型硬化剤を粒子内部に含む場合に
は硬化反応が進行するため、球状化後の粒子は接着性能
が著しく損なわれている場合が多い。
U、 S、 P、 4.588.617号明細書におい
て、あらかじめ調整した未硬化エポキシ化合物のエマル
ジョンにアミン系化合物を添加し、平均粒子直径50μ
m以下の硬化粒子を得る技術が開示されているが、この
粒子には接着力がない。
また他の公知例としては、特開昭57−29031号公
報のようにカプセル化した接着剤を使用してガラス板を
接着固定する技術がある。しかしながらこの接着剤では
接着力が低く、液晶に悪影響を与えるため好ましいもの
ではなかった。
本発明者は、既に特願昭60−211400号において
、潜在型硬化剤を含有する球状のエポキシ樹脂系の粉末
接着剤を提供している。
[発明が解決しようとする問題点] 上記の球状のエポキシ樹脂系粉末接着剤では、粉末を分
級することによって同一形状の粒子がそろえられるとい
う点では大きな長所を持つが、粒子を球状化するのに特
殊な技術を必要とするために、潜在型硬化剤の種類を限
定される傾向があった。そのため、軟化温度、溶融温度
や硬化速度などいわゆる熱特性や接着力、剛性、靭性2
弾性など物理的性質を自由に変更するには制限があった
本発明は、球状で且つ粒子内部に潜在型硬化剤を均質に
含み、幅広く要求特性に応えうる粉末接着剤を提供する
ことを目的とする。[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明は次の構成からなる。
[有機溶媒に溶解した接着剤組成物を、それにより沸点
の高い非相溶性分散媒中に分散ケン濁させ、しかる後有
機溶媒を除去し、主成分が少なくともエポキシ樹脂から
なり、粒子内部に潜在型硬化剤を含み、且つ平均粒子径
が0.3〜500μmである球状粒子状物を得ることを
特徴とする粉末接着剤の製造方法。」 本発明の詳細について以下に順次説明する。
本発明で使用されるエポキシ樹脂としては、分子内にエ
ポキシ基を2個あるいはそれ以上含むものが好ましい。
エポキシ基を2個含むものとしては、ビスフェノールA
、B、F、Sなどビスフェノール系樹脂及びその水素添
加物、特に付加体としてn=o〜30程度のもの、ダイ
マー酸変性ビスフェノール類、ネオペンチルグリコール
ジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンシオールジグ
リシジルエーテル、脂環式エポキシ樹脂などがある。エ
ポキシ基を3個以上持つものとしてはフェノールノボラ
ツク型化合物のポリグリシジルエーテルやN、N。
N−、N”−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン
などがある。
本発明ではエポキシ基を2個含むエポキシ樹脂、なかで
もビスフェノール系樹脂が後述の潜在型硬化剤との相溶
性などの観点から好適に用いられ、エポキシ基を3個以
上持ったものや、2−エチルへキシルグリシジルエーテ
ルなど単官能性のエポキシ化合物は、上記2官能性エポ
キシ樹脂に配合される副次的な使用の場合が多い。エポ
キシ樹脂と後述の潜在型硬化剤の混合物が常温付近で非
粘着性である方が得られた粒子の保管や取扱い面におい
て好ましいので、用いるエポキシ樹脂としては常温固体
の性質を示すものを主体とすることが推奨される。
本発明で使用される潜在型硬化剤は、上記エポキシ樹脂
と相溶的均質になるものであり、且つ硬化中及び硬化後
に粒子からしみ出さないものが好ましい。特に液晶表示
セル用に使用した時、配向膜に吸着されなり、液晶を化
学的に変性したりして、液晶表示セルの作動に影響を与
えることのないものである。そのための好ましい化学的
な形態として、潜在型硬化剤が縮合または付加型の化合
物である場合が挙げられる。
本発明で使用される潜在型硬化剤の例を次に挙げる。
フェノール系硬化剤として、ビスフェノールAやFなど
ビスフェノール類及びその縮合物、フェノールノボラッ
ク類、ポリビニルフェノール類などが挙げられ、特にビ
スフェノール類及びその縮合物はエポキシ樹脂との相溶
性が優れている。
ビスフェノール類の誘導体としては、ビスフェノール類
のジグリシジルエーテルとジアミンやジカルボン酸との
反応物であって、両末端にエポキシ基との反応性を有す
るもの及びビスフェノール類のジグリシジルエーテルか
ら誘導されたジヒドラジドなどが挙げられる。
酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸な
ど無水フタル酸系のもの、無水コハク酸系のもの、マレ
イン化テルピネン、スチレン系モノマと無水マレイン酸
オリゴマ、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸と無
水マレイン酸の付加物などが挙げられ、エチレン性二重
結合の反応性を利用したオリゴマあるいは付加物タイプ
が特に好ましく使用される。
アミン系化合物としては、ジアミノジフェニルメタンや
ジアミノジフェニルスルホンなど芳香族アミン類や2,
5−ジメチル−2,5−ヘキサンジアミン、1.8−ジ
アミノ−p−メンタンなど立体障害性のアミン類が挙げ
られる。
エポキシ樹脂と潜在型硬化剤とは少なくとも部分相溶性
、さらには完全相溶性を示す組み合わせが本発明では好
ましく用いられる。
本発明を達成するために用いる潜在型硬化剤の量は、エ
ポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対して通常は0.8〜
1当量である。
潜在型硬化剤がフェノール系、酸無水物系である場合は
、少量の3級アミン類が硬化触媒となるため、それらの
使用量は硬化挙動を変更する上で重要な役割を果たす。
しかし、この目的に使用される一般の3級アミンは分子
量が比較的に低いために、硬化中または硬化後に粒子か
らしみ出し、液晶を化学的に損傷したり、配向膜に吸着
されて配向不良の原因となることがある。触媒作用の目
的のために、本発明ではビスフェノール類のジグリシジ
ルエーテルとピペラジンの縮合オリゴマのような相溶性
の高分子量の3級アミン類の使用が推奨される。
エポキシ樹脂と潜在型硬化剤の混合物が常温付近で液体
あるいは粘着性の性質を示ず場合には、粉末状のまま保
存することが出来ないので、固体化しておく必要がある
。潜在型硬化剤がアミン系化合物である場合は、粒子化
前あるいは後の混合物を昇温して、いわゆるBステージ
状態の部分硬化物にする方法がある。潜在型硬化剤がフ
ェノール系及び酸無水物系化合物の場合には、少量のア
ミン系化合物を加え、粒子化前あるいは後の常温ないし
加温状態でエポキシ基と反応させて固体状の部分硬化物
にする方法がある。このような方法で粒子内に導入され
たアミン類は、フェノール基及び無水カルボン酸基とエ
ポキシ基との反応促進作用をしばしば示し、しかもオリ
ゴマ化しているために、本発明には都合のよい場合があ
る。
次に本発明のエポキシ樹脂成分と潜在型硬化剤成分を含
む組成物を球状粒子状にする方法について述べる。
本発明で使用される有機溶媒は、エポキシ樹脂と潜在型
硬化剤を溶解するものであり、その例を挙げると、ベン
ゼン、トルエン、キシレン、四塩化炭素、クロロホルム
、塩化メチレン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラ
ン、ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸
エチル、n −ブタノール、i−プロパツール、メタノ
ール、ジメチルホルムアミドなどがあり、単独あるいは
混合して用いられる。
一方、本発明で使用される非相溶性の分散媒の例を挙げ
ると、水、ポリエチレングリコール、ワックス、流動パ
ラフィン、灯油、ひまし油、オリーブ油、グリセリン及
びそのエステル、シリコーンオイルなどがある。
なかでも本発明の好ましい態様の一つとして、沸点10
0℃以下の非水溶性の有機溶媒と非相溶性の分散媒とし
て水を使用する場合が挙げられる。
このような組合わせとしてその例を挙げると、ベンゼン
、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、ジエチル
エーテル、酢酸エチル−水がある。
しかし、このような非水溶性の有機溶媒と相溶する水溶
性の有機溶媒が、非水溶性の有機溶媒に50重量%以上
含まれていても、−最には本発明を支障なく達成できる
有機溶媒が水と相溶する成分を多く含む場合は、非相溶
性の分散媒として流動パラフィンやシリコーンオイルな
どを用いる方法がある。
上記のような有機溶媒に、本発明のエポキシ樹脂と潜在
型硬化剤を溶解して有機溶媒溶液とする。
固形分濃度として特に限定しないが、−mには20〜8
0重量%程度が好適である。
上記の有機溶媒溶液を非相溶性の分散媒に分散させる方
法としては次のようなものが挙げられる。
(1)撹拌されている有機溶媒溶液に非相溶性の分散媒
を徐々に加える方法。
(2)撹拌されている非相溶性の分散媒に有機溶媒溶液
を徐々に加える方法。
(3)両者を徐々に加えながら撹拌する方法。
本発明では分散方法について特に限定しないが、−mに
粘度の高い方へ粘度の低い方を加える方法が好ましい。
有機溶媒溶液の分散粒子の大きさ及びケン濁安定性は一
般に分散助剤の影響を強く受ける。より細かく、より安
定にする目的で、本発明では有機溶媒溶液と非相溶性の
分散媒の少なくともいずれか一方にノニオン、アニオン
、カチオン系の界面活性剤が加えられているのが好まし
い。特に非相溶性の分散媒が水である時には、ポリビニ
ルアルコールやアラビアゴムなと保護コロイド性の作用
を示す高分子系の分散助剤の存在も有効である。
本発明では、上記の分散液から有機溶媒を除去し固体状
の球状粒子とすることによって達成される。分散媒に分
散されている有機溶媒溶液の粒子から、粒子内部に含ま
れている有機溶媒を除去する方法としては次のようなも
のが挙げられる。
(1)  分散媒の沸点以下の温度に分散液を加熱する
方法。
(2)  熱交換、物質交換を促進するなめ撹拌する方
法。
(3)減圧する方法。
本発明では一般に(1)〜(3)の方法を組合わせるが
、撹拌する方法を常に採用する場合、有機溶媒の揮散速
度、得られた粒子の均一性などで好ましい結果が得られ
る傾向がある。なお、上記方法において加熱温度は高い
方が一般に有機溶媒の揮散に都合がよいが、潜在硬化剤
による硬化反応も促進されるという短所もあるため、接
着剤としての性能低下をきたす危険性を伴う。従って通
常は70℃以下の温度が好ましい。
有機溶媒を除去し、粘着性を示さなくなった球状粒子は
一過や遠心分離法により分散媒がら分離し、洗浄及び乾
燥することによって粉末として回収することができる。
上記のようにして得られる球状粒子状の粉末接着剤粒子
には、微粒子化する前の液体状の段階で内部に染料や顔
料を含んでいてもよく、この方法により暗色系統などの
着色微粒子が得られる。また粒子径分布のシャープな微
粉末、例えばガラス繊維粉砕品やガラスピーズやアルミ
ナ球や架橋ポリスチレン球を同様に含んでいてもよく、
この方法によりスペーサを含む接着性微粒子が得られる
球状微粒子化後の粒子は、染色法により暗色系などの着
色を行うことができる。また粒子とアミン系化合物を直
接あるいは水等の溶媒を介して接触させ、粒子内に若干
のアミン化合物を取り込ませることにより、酸無水物や
フェノール系潜在硬化剤の硬化触媒とすることも可能で
ある。シリカゾルやアルミナゾルなどの0.5μm以下
の超微細な粒子を混合あるいは吸着させて、粒子のブロ
ッキング防止や帯電防止を行うこともある。
本発明で得られる粒子は、粒子の平均径が0゜3〜50
0μm、好ましくは0゜5〜300μmの場合に接着剤
として好適な結果を与える傾向がある。粒子径がこれよ
り小さいと接着力が低下し、大きいと塗布性が低下する
傾向が見られる。
本発明で得られる粒子は、液晶表示セルの点接着剤とし
て好適に使用される。このような用途では、大きな粒子
は液晶表示セル内でその存在が目立つために好ましくな
い。また液晶表示セルの基板間隙よりも小さい粒子は接
着に寄与しないので、存在しない方が好ましい。この目
的に好適に使用される粒子径は1〜20μm、さらには
2〜16μmである。すべての粒子がこの範囲に入る粉
末を直接調整するのは一般には困難であり、また粒子径
分布としてシャープな方がより盟まれているので、通常
球状微粒子化後の粒子は分級することによって使用適性
が整えられている。
この目的のために使用する分級技術については、特に限
定するものでないが、−JHには風選、液体あるいは乾
式サイクロン、湿式あるいは乾式ふるい分け、水ひ分級
法などが挙げられる。これらは一般に組合わせて使用し
、■分級から精密分級へ段階的に行う方法が推奨される
[実施例] 実施例1 ビスフェノールA系エポキシ樹脂であるエピコート10
01 (エポキシ当fi470 、油化シェルエポキシ
製)30gと、縮合ビスフェノールAのジグリシジルエ
ーテルとビスフェノールAの付加物(フェール系潜在型
硬化剤)であるエビキュア171N(油化シェルエポキ
シ製、中和当量220)13.8gを300CCポリエ
チレンカツプにとり、15gのクロロホルムを加えて溶
解した。
テフロン製の板状翼を先端に付けた撹拌機で800rp
mに撹拌しながら、ポリビニルアルコールEG−05(
日本合成化学製)の4重量%水溶液50gを、Logず
つ1分間隔で都合5分割して加えた。ポリエチレンカッ
プ内に乳白色のエマルジョンが得られた。
エマルジョンを50gの水で希釈してから400rpm
で撹拌しながら、ジャフットを通して50℃に加熱し、
約2時間かけてクロロホルムを揮散させ、常温で非粘着
性の平均粒子径およそ8μmの球状粒子を得た。水ひ法
と湿式ふるい分は法を組合わせて分級し、粒子径およそ
5±2μmの粒子とし、’t濾過後、20℃付近の温度
で減圧乾燥した。
実施例2 エピコート1001 30gとノボラック系潜在型硬化
剤スミライトレジン(中相当量的130゜住友デュレス
製)7.8gを塩化メチレン15gに溶解混合した。実
施例1と同様にして平均粒子径13μmの球状粒子を得
た。これを分級して粒子径がおよそ12μm±2μmの
球状粒子を得た。
実施例3 ビスフェノールA系エポキシ樹脂であるエピコート10
07 (エポキシ当量2000>30gとフェノール系
潜在型硬化剤エピキュア171N3.0gをクロロホル
ム15gに溶解混合した。
ポリビニルアルコール水溶液の濃度が6重量%であるこ
と以外は実施例1と同様にして、平均粒子径がおよそ6
μmの球状粒子を含むスラリーを得た。
ピペラジン0.4gをこのスラリーに溶解し、ゆっくり
撹拌しながら常温で3日間処理した後、水ひ法と湿式ふ
るい分は法により粒子径およそ5士1.5μmの球状粒
子とした。シリカゾル スノーテックスN(8産化学製
)を固形分ベースで上記粒子の重量に対して1%加え撹
拌吸着処理した。−過後風乾して乾燥粉末とした。
実施例4 エピコート1001 30gと、トリアルキルテトラヒ
ドロ無水フタル酸と無水マレイン酸の付加物系潜在硬化
剤YH308H(油化シェルエポキシ製中和当量91)
5.8gと2.4.6−)リス(ジメチルアミノメチル
)フェノール0.06gとをクロロホルム15gに溶解
した。実施例1と同様にして、およそ12±2μmの球
状粒子を得な。
実施例5 エピコート1002 (エポキシ当量650)30gと
N、N、N−、N−−テトラグリシジルm−キシレンジ
アミン(エポキシ当ff1lOO,三菱瓦斯化学製>3
.33gとへキサヒドロ無水フタル酸12.3gとを2
0gのクロロホルムに溶解し、実施例1と同様にして、
およそ5μm±1゜5μmの分級粒子を得な。
実施例6 エピコート1001 30gと4.4−一ジアミノー3
,3°−ジエチルジフェニルメタン3゜9gとをクロロ
ホルム15gに溶解混合した。実施例1と同様にして、
およそ5μm±1.5μmの分級粒子を得た。
実施例7 エピコート1001 30gと立体障害性のアミン系硬
化剤2.5−ジメチル−2,5−ヘキサンジアミン 2
.25gとをクロロホルム 20gに溶解し、実施例1
と同様にして、およそ5μm±1.5μmの分級粒子を
得た。
実施例8 実施例1において、ポリビニルアルコール水溶液のかわ
りにノニオン系界面活性剤ノイゲンEA−137(HL
B=13、第−工業製薬製)の20重工%水溶液を用い
て乳化した。
水で希釈後のエマルジョンをアスピレータで減圧しなが
らクロロホルムを揮散させ、常温で非粘着性の平均粒子
径がおよそ0.8μmの球状粒子を得た。
実施例9 エピコート1001 30gとYH30889,9gと
2.4.6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノー
ル0.06gをクロロホルム10gに溶解し、さらに結
晶性セルロース粉末 アビセルRC−591(旭化成>
3gを分散させた。
実施例1と同様にして、ポリビニルアルコールEG−0
5の2重量%水溶液50gを用いて上記溶液を乳化した
得られたエマルジョンを50gの水で希釈してから40
0rpmで撹拌しながらジャケットを通して60℃に加
熱し、約8時間かけてクロロホルムを揮散させ、常温で
非粘着性の平均粒子径およそ260μmの球状粒子を得
な。
実施例10 エピコート1001 30gと4,4′−ジアミノ−3
,3′−ジエチルジフェニルメタン 3゜9gとをベン
ゼン20gに溶解した。さらにノニオン系界面活性剤ノ
イゲンEA−1373gを溶解し、実施例1と同様にし
て流動パラフィン50gの中に乳化した。
得られたエマルジョンを50gの流動パラフィンで希釈
してから300rpmで撹拌しながらジャケットを通し
て60℃に加熱し、約2時間かけてベンゼンを揮散させ
、常温で非粘着性の平均粒子径およそ3.5μmの球状
粒子を得た。
実施例11 実施例1〜10で記載した粉末接着剤の各々について、
スライドグラス(75mmx25mm、厚さ11TIm
)に粒子1omgを計量し、片端から30mmまでのと
ころに均一に散布してから、もう一枚のスライドグラス
で同じ面積だけ覆い、セロハンテープで両スライドグラ
スを固定した。180℃の熱風乾燥機で2時間処理した
後、冷却後セロハンテープを除去してから手で接着力を
W1察したところ、いずれの試料においても接着部は破
断せずにその他の部分のスライドグラスが破壊された。
実施例12 粒子径およそ5μmの実施例1,3.5〜7の粉末接着
剤の各々について下記の通り評価した。
表面に透明電極膜及びラビングされたポリイミド膜から
なる配向膜を形成したB6サイズの2枚の液晶表示セル
用ガラス基板の片方に、上記粉末接着剤の粒子を100
0個/aif程度及び粒子径2μ±0.2μmのシリカ
系球状粒子1000個/d程度をスペーサとして散布し
た。
ガラス基板の表面周辺部にエポキシ樹脂系の接着剤を塗
布してから2枚を重ね合わせ、180℃で2時間プレス
することによって、粉末接着剤と周辺部が熱硬化された
セル構造体を得た。
このセル構造体に強誘電性液晶を充填して、通電作動さ
せたところいずれの粉末接着剤についても良好な配向画
像が得られた。得られた液晶表示セルは画像内が強固に
点接着されているなめに衝撃に強く、且つ長期間安定に
作動した。
実施例13 粒子径およそ12μm±3μmの実施例2、及び4の粉
末接着剤について下記の通り評価した。
スペーサ粒子として粒子径7μm±0.8μmの架橋ポ
リスチレン球状粒子を用い、液晶としてSBE液晶を用
いた以外は実施例12と同様にして液晶表示セルをつく
った。作動性及び長期安定性は非常に良好であった。
[発明の効果] 本発明による粉末は、液晶表示セルの点接着粒子として
好適に使用され、高い接着力ならびに良好な作動性、長
期安定性が得られる。粒子径が小さいために画像内で目
立たず、高性能且つ高品位の液晶表示セルを提供するこ
とができる。
また本発明の粉末接着剤は、製造方法が比較的簡単であ
り、製造コストの安いものとすることができる。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)有機溶媒に溶解した接着剤組成物を、それより沸
    点の高い非相溶性分散媒中に分散ケン濁させ、しかる後
    有機溶媒を除去し、主成分が少なくともエポキシ樹脂か
    らなり、粒子内部に潜在型硬化剤を含み、且つ平均粒子
    径が0.3〜500μmである球状粒子状物を得ること
    を特徴とする粉末接着剤の製造方法。
  2. (2)潜在型硬化剤が粒子内に相溶的均質状に含まれて
    おり、且つ常温において非粘着性であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第(1)項記載の粉末接着剤の製造方
    法。
  3. (3)潜在型硬化剤が縮合または付加型の化合物である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の粉末
    接着剤の製造方法。
  4. (4)潜在型硬化剤がフェノール系化合物であることを
    特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の粉末接着剤
    の製造方法。
  5. (5)潜在型硬化剤がビスフェノール類及びその誘導体
    であることを特徴とする特許請求の範囲第(4)項記載
    の粉末接着剤の製造方法。
  6. (6)ビスフェノール類の誘導体が、ビスフェノール類
    のグリシジルエーテルから誘導された化合物であること
    を特徴とする特許請求の範囲第(5)項記載の粉末接着
    剤の製造方法。
  7. (7)潜在型硬化剤が酸無水物であることを特徴とする
    特許請求の範囲第(1)項記載の粉末接着剤の製造方法
  8. (8)酸無水物がエチレン性二重結合を持つ化合物の重
    合体であることを特徴とする特許請求の範囲第(7)項
    記載の粉末接着剤の製造方法。
  9. (9)潜在型硬化剤がアミン系化合物であることを特徴
    とする特許請求の範囲第(1)項記載の粉末接着剤の製
    造方法。
  10. (10)アミン系化合物が芳香族アミン類または立体障
    害性のアミン類であることを特徴とする特許請求の範囲
    第(9)項記載の粉末接着剤の製造方法。
  11. (11)エポキシ樹脂がビスフェノール類のジグリシジ
    ルエーテルであることを特徴とする特許請求の範囲第(
    1)項記載の粉末接着剤の製造方法。
  12. (12)有機溶媒の沸点が100℃以下であり、非相溶
    性分散媒が水であることを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項記載の粉末接着剤の製造方法。
  13. (13)有機溶媒に溶解した接着剤組成物を非相溶性分
    散媒中に分散させた分散液から、撹拌しながら有機溶媒
    を除去することを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
    記載の粉末接着剤の製造方法。
  14. (14)粉末接着剤の平均粒子径が1〜20μmであり
    、液晶表示セル用であることを特徴とする特許請求の範
    囲第(1)項記載の粉末接着剤の製造方法。
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