JP6918341B2 - Substrate composite and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、基板複合体及びその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、2つの基板を接着層の複数の孔を利用したアンカー効果により接着させた基板複合体及びその製造方法に関する。本発明の基板複合体は、同時に接着するのに適した接着剤が存在しない2つの基板の接着に特に有用である。 The present invention relates to a substrate complex and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a substrate complex in which two substrates are bonded by an anchor effect using a plurality of holes in the adhesive layer, and a method for producing the same. The substrate composite of the present invention is particularly useful for adhering two substrates for which there is no suitable adhesive for adhering at the same time.
近年、車体等の軽量化を目的とした金属部品の樹脂化が進むなかで、樹脂基板と金属基板のような2つの基板間の高強度接着が求められている。
接着法としては、リベットやボルトを用いる機械的接着法、接着剤を用いないで面接着力を利用する直接接着法、接着剤を用いる接着剤接着法(特開2015−145461号公報:特許文献1)が知られている。
機械的接着法では、基板の種類に依存しない安定した接合強度を得ることができる。しかしながら、基板の穿孔加工が必要である他、接着部への応力集中が起こるため、接着が十分高いとは言い難かった。更に、複雑な形状の基板に対して適用し難かった。
In recent years, with the progress of resinification of metal parts for the purpose of weight reduction of vehicle bodies and the like, high-strength adhesion between a resin substrate and two substrates such as a metal substrate is required.
As the bonding method, a mechanical bonding method using rivets or bolts, a direct bonding method using surface adhesive force without using an adhesive, and an adhesive bonding method using an adhesive (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-145461: Patent Document 1). )It has been known.
In the mechanical bonding method, stable bonding strength can be obtained regardless of the type of substrate. However, it is difficult to say that the adhesion is sufficiently high because the substrate needs to be drilled and stress is concentrated on the bonded portion. Further, it is difficult to apply to a substrate having a complicated shape.
直接接着法では、基板を何ら処理しない場合、十分な面接着力を得難いため、基板の接着面の粗面化(例えば、化成処理、プラズマ処理、レーザー照射等)や濡れ性向上(例えば、プライマーコーティング)のための処理が通常行われる。しかしながら、上記の処理はいずれも、大掛かりな処理装置が別途必要であるため、作業性が良好とは言い難かった。更に、機械的接着法と同様、複雑な形状の基板に対して適用し難かった。
接着剤接着法は、基本的に面接着であるため、機械的接着法と比較して、接着部への応力集中は緩和され、また複雑な形状の基板への使用も可能であるといった利点がある。また、接着剤は、基板上への塗布に大掛かりな装置を必要としないという利点がある。
With the direct bonding method, if the substrate is not treated at all, it is difficult to obtain sufficient surface adhesive force. Therefore, the adhesive surface of the substrate is roughened (for example, chemical conversion treatment, plasma treatment, laser irradiation, etc.) and wettability is improved (for example, primer coating). ) Is usually performed. However, all of the above processes require a separate large-scale processing device, so it is difficult to say that the workability is good. Further, as with the mechanical bonding method, it was difficult to apply to a substrate having a complicated shape.
Since the adhesive bonding method is basically surface bonding, it has the advantages that stress concentration on the bonded part is relaxed and it can be used on a substrate with a complicated shape as compared with the mechanical bonding method. be. In addition, the adhesive has the advantage that it does not require a large-scale device for coating on the substrate.
接着剤接着法は、接着剤が2つの基板の両方に対して、十分な接着性を有する場合、有効な接着法である。しかし、接着剤がいずれか一方の基板に対して十分な接着性を有していない場合は、この接着法を適用することは困難であった。そのため、接着剤が2つの基板の両方に対して十分な接着性を有していない場合でも、2つの基板の両方への接着性を十分確保することが望まれていた。 The adhesive bonding method is an effective bonding method when the adhesive has sufficient adhesiveness to both of the two substrates. However, it has been difficult to apply this bonding method when the adhesive does not have sufficient adhesiveness to either substrate. Therefore, it has been desired to ensure sufficient adhesiveness to both of the two substrates even when the adhesive does not have sufficient adhesiveness to both of the two substrates.
本発明者は、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、一方の基板に対して十分な接着性を有する接着剤を使用して接着層を形成し、他方の基板と接着層との接着にアンカー効果を利用すれば、2つの基板と、2つの基板を接着する接着層とを含む基板複合体を提供できることを見い出し、本発明に至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor forms an adhesive layer using an adhesive having sufficient adhesiveness to one substrate, and adheres the other substrate to the adhesive layer. We have found that it is possible to provide a substrate composite including two substrates and an adhesive layer for adhering the two substrates by utilizing the anchor effect, and have arrived at the present invention.
かくして本発明によれば、第1基板と、第2基板と、前記第1基板と第2基板とを接着させる接着層とを含み、
前記接着層が、第2基板側の表層部に複数の孔を有し、
前記第2基板が、前記第1基板側の表面に複数の突起部を備え、
前記突起部が、前記孔内に位置することを特徴とする基板複合体が提供される。
Thus, according to the present invention, the first substrate, the second substrate, and the adhesive layer for adhering the first substrate and the second substrate are included.
The adhesive layer has a plurality of holes in the surface layer portion on the second substrate side.
The second substrate is provided with a plurality of protrusions on the surface on the first substrate side.
Provided is a substrate composite characterized in that the protrusions are located in the holes.
また、本発明によれば、上記基板複合体の製造方法であって、
前記接着層が熱硬化樹脂から構成される場合、
前記熱硬化樹脂を与える熱硬化性樹脂と孔形成材とを含む混合物層を前記第1基板上に形成する工程と
前記熱硬化性樹脂を熱硬化させることにより、前記複数の孔を備えた接着層を形成する工程と
前記接着層から前記孔形成材を除去する工程と
前記第1基板側の前記第2基板の表面に、前記突起部を前記孔内に位置するように複数形成することで、前記第1基板と第2基板とを接着させる工程と
を含むことを特徴とする基板複合体の製造方法が提供される。
Further, according to the present invention, there is a method for producing the above-mentioned substrate complex.
When the adhesive layer is composed of thermosetting resin,
Adhesion provided with the plurality of holes by forming a mixture layer containing a thermosetting resin and a pore-forming material that gives the thermosetting resin on the first substrate and heat-curing the thermosetting resin. By forming a layer, removing the hole-forming material from the adhesive layer, and forming a plurality of the protrusions on the surface of the second substrate on the first substrate side so as to be located in the holes. Provided is a method for producing a substrate composite, which comprises a step of adhering the first substrate and the second substrate.
更に、本発明によれば、上記基板複合体の製造方法であって、
前記接着層が熱可塑性樹脂から構成される場合、
前記熱可塑性樹脂と孔形成材とを含む混合物層を前記基板上に形成する工程と
前記混合物層から前記孔形成材を除去することにより、前記複数の孔を備えた接着層を形成する工程と
前記第1基板側の前記第2基板の表面に、前記突起部を前記孔内に位置するように複数形成することで、前記第1基板と第2基板とを接着させる工程と
を含むことを特徴とする基板複合体の製造方法が提供される。
Further, according to the present invention, there is a method for producing the above-mentioned substrate complex.
When the adhesive layer is composed of a thermoplastic resin,
A step of forming a mixture layer containing the thermoplastic resin and a pore-forming material on the substrate and a step of forming an adhesive layer having the plurality of holes by removing the pore-forming material from the mixture layer. The step of adhering the first substrate and the second substrate by forming a plurality of the protrusions on the surface of the second substrate on the first substrate side so as to be located in the holes is included. A method for producing a characteristic substrate composite is provided.
本発明によれば、2つの基板が接着層により強固に接着された基板複合体及びその製造方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a substrate complex in which two substrates are firmly adhered by an adhesive layer and a method for producing the same.
(基板複合体)
本発明の基板複合体は、第1基板と、第2基板と、第1基板と第2基板とを接着させる接着層とを含む。また、接着層は、第2基板側の表層部に複数の孔を有している。更に、第2基板は、第1基板側の表面に孔内に位置する複数の突起部を備えている。この基板複合体は、具体的には、図1に示す構造を有している。図1中、1は第1基板、2は第2基板、3は接着層、4は孔、5は突起部を意味する。
図1では、第2基板と接着層との接着にアンカー効果を利用しているが、第1の基板と接着層との接着にもアンカー効果を利用できる。
更に、図1では、基板が2つの場合を例示している。しかし、基板の積層数は2つに限定されず、基板同士を接着する接着層は、基板の積層数に応じて増やすことができる。例えば、基板複合体は、第1の基板、第1の接着層、第2の基板、第2の接着層、第3の基板、…第n−1の接着層、第nの基板の積層体であってもよい(nは自然数)。この場合、n−1個の接着層は、n個の基板を、同時に接着してもよく、任意の順序で逐次接着してもよい。
(Substrate complex)
The substrate complex of the present invention includes a first substrate, a second substrate, and an adhesive layer for adhering the first substrate and the second substrate. Further, the adhesive layer has a plurality of holes in the surface layer portion on the second substrate side. Further, the second substrate is provided with a plurality of protrusions located in the holes on the surface on the first substrate side. Specifically, this substrate complex has the structure shown in FIG. In FIG. 1, 1 is a first substrate, 2 is a second substrate, 3 is an adhesive layer, 4 is a hole, and 5 is a protrusion.
In FIG. 1, the anchor effect is used for bonding the second substrate and the adhesive layer, but the anchor effect can also be used for bonding the first substrate and the adhesive layer.
Further, FIG. 1 illustrates a case where there are two substrates. However, the number of laminated substrates is not limited to two, and the number of adhesive layers for adhering the substrates to each other can be increased according to the number of laminated substrates. For example, the substrate complex is a laminate of a first substrate, a first adhesive layer, a second substrate, a second adhesive layer, a third substrate, ... N-1 adhesive layer, nth substrate. It may be (n is a natural number). In this case, the n-1 adhesive layers may be obtained by simultaneously adhering n substrates or sequentially adhering them in any order.
(1)第1基板
第1基板は、第2基板との複合体化が望まれているものであれば特に限定されない。第1基板の構成材料としては、例えば、金属(例えば、マグネシウム、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、クロム、鉄、銅、ニッケル、亜鉛、銀、白金、金等)、これら金属の合金(例えば、ステンレス、ハステロイ、ジュラルミン、真鍮、マグネシウム合金等)、及び上記金属の酸化物(例えば、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム等)、熱可塑性樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリエチレンビニルアルコール、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂等のスチレン系樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルケトン、ポリスルホン、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンスルフィド等)、熱硬化樹脂(例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂等)、ガラス、セラミックス、木及び紙等が挙げられる。樹脂からなる基板には、着色剤、充填材、強化繊維等の他の成分が含まれていてもよい。
(1) First substrate The first substrate is not particularly limited as long as it is desired to be complexed with the second substrate. Examples of the constituent material of the first substrate include metals (for example, magnesium, aluminum, titanium, zirconium, chromium, iron, copper, nickel, zinc, silver, platinum, gold, etc.) and alloys of these metals (for example, stainless steel, etc.). Hasteroi, duralmin, brass, magnesium alloy, etc.), oxides of the above metals (eg, magnesium oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, etc.), thermoplastic resins (eg, polyethylene, polyethylene vinyl alcohol, polyolefins such as polypropylene, etc.) Resin, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, poly (meth) acrylic acid ester, polyacrylonitrile, polycarbonate, polystyrene, AS resin, styrene resin such as ABS resin, polyamide resin such as nylon, polyethylene terephthalate, polybutylene Polyester resin such as terephthalate, polyimide resin, fluororesin, polyether ketone, polysulfone, polyoxymethylene, polyphenylene sulfide, etc., thermosetting resin (eg, epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, etc.), glass, ceramics , Wood, paper, etc. The substrate made of resin may contain other components such as colorants, fillers and reinforcing fibers.
第1基板は、第2基板との複合体化が可能であれば、どのような構造を有していてもよい。即ち第1基板は、平板状の基板に限らず、段差のあるもの、突起や凹部を含むもの、湾曲したもの、棒状あるいは柱状のもの、球状のもの、繊維状のものあるいはその織物、更にもっと複雑な形状をしたものであってもよく、第1基板の厚さも複合化が可能でありさえすれば特に限定されない。また、第1基板の第2基板との複合体化を所望する部位は、平坦であってもよく、凹凸形状を有していてもよい。この表面の凹凸形状は、例えば、やすりで形成できる。 The first substrate may have any structure as long as it can be complexed with the second substrate. That is, the first substrate is not limited to a flat substrate, but has steps, includes protrusions and recesses, is curved, rod-shaped or columnar, spherical, fibrous or its woven fabric, and more. It may have a complicated shape, and the thickness of the first substrate is not particularly limited as long as it can be composited. Further, the portion of the first substrate that is desired to be complexed with the second substrate may be flat or may have an uneven shape. The uneven shape of the surface can be formed by, for example, a file.
(2)第2基板
第2基板は、第1基板との複合体化が望まれているものであれば特に限定されない。第2基板の構成材料としては、例えば、金属(例えば、マグネシウム、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、クロム、鉄、銅、ニッケル、亜鉛、銀、白金、金等)、これら金属の合金(例えば、ステンレス、ハステロイ、ジュラルミン、真鍮、マグネシウム合金等)、及び上記金属の酸化物(例えば、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム等)、熱可塑性樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリエチレンビニルアルコール、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂等のスチレン系樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルケトン、ポリスルホン、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンスルフィド等)、熱硬化樹脂(例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂等)、ガラス、セラミックス、木及び紙等が挙げられる。第2基板には、着色剤、充填材、強化繊維等の他の成分が含まれていてもよい。
第2基板が、金属、合金等の熱で変形しない材料から構成される場合、第2基板側の表面には、加熱加圧時に塑性変形する樹脂層(熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂から構成される層)を備えていることが好ましい。具体的には、第2基板は、金属、合金等の熱で変形しない材料からなる基板本体と、その基板本体における第1基板側の表面に形成された、突起部を有する樹脂層とで構成されていてもよい。
(2) Second substrate The second substrate is not particularly limited as long as it is desired to be complexed with the first substrate. Examples of the constituent material of the second substrate include metals (for example, magnesium, aluminum, titanium, zirconium, chromium, iron, copper, nickel, zinc, silver, platinum, gold, etc.) and alloys of these metals (for example, stainless steel, etc.). Hasteroi, duralmin, brass, magnesium alloy, etc.), oxides of the above metals (eg, magnesium oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, etc.), thermoplastic resins (eg, polyethylene, polyethylene vinyl alcohol, polyolefins such as polypropylene, etc.) Resin, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, poly (meth) acrylic acid ester, polyacrylonitrile, polycarbonate, polystyrene, AS resin, styrene resin such as ABS resin, polyamide resin such as nylon, polyethylene terephthalate, polybutylene Polyester resin such as terephthalate, polyimide resin, fluororesin, polyether ketone, polysulfone, polyoxymethylene, polyphenylene sulfide, etc., thermosetting resin (eg, epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, etc.), glass, ceramics , Wood, paper, etc. The second substrate may contain other components such as colorants, fillers and reinforcing fibers.
When the second substrate is made of a material that is not deformed by heat such as metal or alloy, the surface on the second substrate side is made of a resin layer (thermoplastic resin or thermosetting resin) that is plastically deformed during heating and pressurization. It is preferable to have a layer to be formed). Specifically, the second substrate is composed of a substrate body made of a material that is not deformed by heat such as metal or alloy, and a resin layer having protrusions formed on the surface of the substrate body on the first substrate side. It may have been done.
第2基板は、第1基板とは異なる表面に、第2基板と同一又は異なる材料が積層されていてもよい。異なる材料としては、金属(例えば、マグネシウム、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、クロム、鉄、銅、ニッケル、亜鉛、銀、白金、金等)、これら金属の合金(例えば、ステンレス、ハステロイ、ジュラルミン、真鍮、マグネシウム合金等)、及び上記金属の酸化物(例えば、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム等)、上記熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂)等が挙げられる。 The second substrate may have the same or different material as the second substrate laminated on a surface different from that of the first substrate. Different materials include metals (eg magnesium, aluminum, titanium, zirconium, chromium, iron, copper, nickel, zinc, silver, platinum, gold, etc.) and alloys of these metals (eg, stainless steel, hasterois, duralumin, brass, etc. Examples thereof include magnesium alloys), oxides of the metals (eg, magnesium oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, etc.), thermoplastic resins, thermocurable resins (eg, epoxy resins), and the like.
第2基板は、第1基板との複合体化が可能であれば、どのような構造を有していてもよい。即ち第2基板は、平板状の基板に限らず、段差のあるもの、突起や凹部を含むもの、湾曲したもの、棒状あるいは柱状のもの、球状のもの、繊維状のものあるいはその織物、更にもっと複雑な形状をしたものであってもよく、第2基板の厚さも複合化が可能でありさえすれば特に限定されない。また、第2基板の第1基板との複合体化を所望する部位は、平坦であってもよく、凹凸形状を有していてもよい。この表面の凹凸形状は、例えば、やすりで形成できる。 The second substrate may have any structure as long as it can be complexed with the first substrate. That is, the second substrate is not limited to a flat substrate, but has steps, includes protrusions and recesses, is curved, rod-shaped or columnar, spherical, fibrous or its woven fabric, and more. It may have a complicated shape, and the thickness of the second substrate is not particularly limited as long as it can be composited. Further, the portion of the second substrate that is desired to be complexed with the first substrate may be flat or may have an uneven shape. The uneven shape of the surface can be formed by, for example, a file.
(3)接着層
接着層(以下、モノリス膜ともいう)は、表層部に、第2基板から延在する突起部を収容可能な複数の孔を備えていることで、突起部と孔とから得られるアンカー効果により、第2基板と強固に接着されている。
(3) Adhesive layer The adhesive layer (hereinafter, also referred to as a monolith film) is provided with a plurality of holes on the surface layer portion capable of accommodating the protrusions extending from the second substrate. Due to the obtained anchor effect, it is firmly adhered to the second substrate.
接着層の構成材料としては、熱可塑性樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリエチレンビニルアルコール、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂等のスチレン系樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルケトン、ポリスルホン、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンスルフィド、セルロース樹脂等)、熱硬化樹脂(例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂等)等が挙げられる。 As the constituent materials of the adhesive layer, thermoplastic resins (for example, polyolefin resins such as polyethylene, polyethylene vinyl alcohol, polypropylene, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, vinylidene fluoride, poly (meth) acrylic acid ester, polyacrylonitrile, polycarbonate, etc. Polystyrene resin such as polyvinyl acetate, polystyrene, AS resin, ABS resin, polyamide resin such as nylon, polyester resin such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyimide resin, fluororesin, polyether ketone, polysulfone, polyoxymethylene, Examples thereof include polyphenylene sulfide, cellulose resin, etc.), thermosetting resins (for example, epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, etc.) and the like.
本発明は、従来、接着剤で複合体化することが困難であった、2つの基板に適した接着剤の存在しない組み合わせ(例えば、金属とポリオレフィン系樹脂の組み合わせ)においても接着を可能とする。即ち、本発明の一態様では、接着層は、第1基板に対して、化学的結合(例えば、水素結合、共有結合等)により強固な接着を可能とし、第2基板に対して、アンカー効果による物理的結合により強固な接着を可能としている。金属とポリオレフィン系樹脂との組み合わせ以外に、金属とスチレン系樹脂との組み合わせ、金属とフッ素樹脂との組み合わせ、ガラスとポリオレフィン系樹脂の組み合わせ、セラミックスとポリオレフィン系樹脂との組み合わせ、においても本発明を好適に使用できる。より詳細には、本発明は、接着層と第1基板との接着強度が10MPa以上であり、第1基板に第2基板を直接接着させた場合(第1基板を構成する材料と第2基板を構成する材料)の接合強度(第1基板を構成する材料と第2基板を構成する材料との接合強度)が1MPa以下である組み合わせに使用する場合、特に効果を奏する。
第2基板を構成する材料が、接着層を構成する材料(モノリス構造を備えず、孔を形成していないフラットな状態の材料)に対する接着強度は、1MPa以下のような場合でも、本発明によれば、第2基板と接着層との間で高い接着強度を得ることができる。このことは、本発明において、接着層を構成する材料として幅広い材料を用いることができることを示している。
The present invention enables adhesion even in a combination in which an adhesive suitable for two substrates does not exist (for example, a combination of a metal and a polyolefin resin), which has been difficult to form a composite with an adhesive in the past. .. That is, in one aspect of the present invention, the adhesive layer enables strong adhesion to the first substrate by a chemical bond (for example, hydrogen bond, covalent bond, etc.), and has an anchor effect on the second substrate. It enables strong adhesion by physical bonding by. In addition to the combination of metal and polyolefin resin, the present invention also applies to the combination of metal and styrene resin, the combination of metal and fluororesin, the combination of glass and polyolefin resin, and the combination of ceramics and polyolefin resin. Can be preferably used. More specifically, in the present invention, when the adhesive strength between the adhesive layer and the first substrate is 10 MPa or more and the second substrate is directly adhered to the first substrate (materials constituting the first substrate and the second substrate). It is particularly effective when used in a combination in which the bonding strength (the bonding strength between the material constituting the first substrate and the material constituting the second substrate) is 1 MPa or less.
In the present invention, even when the material constituting the second substrate has an adhesive strength to the material constituting the adhesive layer (a flat material having no monolith structure and no holes) of 1 MPa or less. According to this, high adhesive strength can be obtained between the second substrate and the adhesive layer. This indicates that in the present invention, a wide range of materials can be used as the material constituting the adhesive layer.
複数の孔の形状及び数は、アンカー効果を十分発現できれば、特に限定されない。ここで、アンカー効果を十分発現するとは、1MPaより大きい接着強度を示すとも言い換えることが可能である。 The shape and number of the plurality of holes are not particularly limited as long as the anchor effect can be sufficiently exhibited. Here, it can be rephrased that sufficiently exhibiting the anchor effect indicates an adhesive strength greater than 1 MPa.
例えば、孔は、1〜50μmの直径(最小径と最大径の平均値)を有していることが好ましい。直径の下限は5μmであってもよい。また、孔は、接着層の第2基板側の表層部において、10〜100000個/mm2存在していることが好ましい。更に、孔は、その直径と数との積算値において、100〜500000μm・個/mm2の関係を満たすことが好ましい。また更に、孔は、接着層の厚さ方向において、10μm以上の深さを有していることが好ましい。 For example, the holes preferably have a diameter of 1 to 50 μm (the average value of the minimum diameter and the maximum diameter). The lower limit of the diameter may be 5 μm. Further, it is preferable that 10 to 100,000 holes / mm 2 are present on the surface layer portion of the adhesive layer on the second substrate side. Further, it is preferable that the holes satisfy the relationship of 100 to 500,000 μm · piece / mm 2 in the integrated value of the diameter and the number. Furthermore, the holes preferably have a depth of 10 μm or more in the thickness direction of the adhesive layer.
(4)用途
基板複合体は、第1基板のみでは実現困難な特性を第1基板に付与することが望まれる用途に使用できる。この特性としては、例えば、軽量性、耐熱性、低温特性、耐候性、耐衝撃性、引張り強さ、曲げ強さ、高靭性、高弾性、耐薬品性、耐腐食性、意匠性等が挙げられる。具体的な用途としては、車両(例えば、自動車、鉄道車両等)の外装、風車の羽、電子機器の筐体、建材等が挙げられる。
(4) Applications The substrate complex can be used in applications where it is desired to impart characteristics to the first substrate that are difficult to realize with the first substrate alone. Examples of this characteristic include light weight, heat resistance, low temperature characteristics, weather resistance, impact resistance, tensile strength, flexural strength, high toughness, high elasticity, chemical resistance, corrosion resistance, designability and the like. Be done. Specific uses include exteriors of vehicles (for example, automobiles, railroad vehicles, etc.), wind turbine wings, housings for electronic devices, building materials, and the like.
(5)その他の構造
上記態様では、接着層が第1基板と化学結合により接着していたが、接着層を第2基板と接着させるために、接着層の孔と、第2基板の突起部を利用した利用形態を、接着層を第1基板と接着させるために用いてもよい。即ち、第1基板が、第2基板側の表面に複数の突起部を備え、接着層が、第1基板側の表層部に複数の孔を有し、突起部が、孔内に位置することで、接着層と第1基板とを接着させてもよい。この形態では、接着層と第1基板とを、直接接着した場合の接着強度が高くなくても、アンカー効果により接着することが可能となる。この形態は、接着層が熱可塑性樹脂から構成される場合、特に有用である。例えば、一旦接着した、第1と第2の基板を、単に加熱することで、接着剤の残存なく分離することが可能となるので、第1と第2の基板のリサイクルが容易になるという利点がある。
上記構造で使用する接着層は、第1と第2の基板に面する側に孔が存在してさえすればよい。そのため、接着層は、1層でも、複数層の積層体であってもよい。例えば、2層の積層体は、第1基板に面する側に少なくとも孔が存在した第1接着層と、第2基板に面する側に少なくとも孔が存在した第2接着層との積層構造をとり得る。第1接着層と第2接着層とは、接着剤により固定されていてもよく、両層のいずれか一方又は両方を溶融させることにより固定されていてもよい。これら固定には、両層のいずれか一方又は両方に複数の孔を設けることで、接着剤や溶融物から生じた突起部と孔とのアンカー効果による接着力も加えることができる。
(基板複合体の製造方法)
基板複合体は、接着層を構成する樹脂種に応じた方法により製造できる。具体的には、接着層が熱硬化樹脂から構成される場合、以下の方法Aにより、熱可塑性樹脂から構成される場合、以下の方法Bにより、それぞれ基板複合体を製造できる。
(5) Other Structures In the above aspect, the adhesive layer is bonded to the first substrate by chemical bonding, but in order to bond the adhesive layer to the second substrate, holes in the adhesive layer and protrusions on the second substrate are used. May be used for adhering the adhesive layer to the first substrate. That is, the first substrate has a plurality of protrusions on the surface on the second substrate side, the adhesive layer has a plurality of holes on the surface layer on the first substrate side, and the protrusions are located in the holes. Then, the adhesive layer and the first substrate may be adhered to each other. In this form, the adhesive layer and the first substrate can be adhered by the anchor effect even if the adhesive strength is not high when the adhesive layer and the first substrate are directly adhered to each other. This form is particularly useful when the adhesive layer is composed of a thermoplastic resin. For example, the first and second substrates once adhered can be separated without residual adhesive by simply heating them, which has the advantage of facilitating recycling of the first and second substrates. There is.
The adhesive layer used in the above structure need only have holes on the sides facing the first and second substrates. Therefore, the adhesive layer may be a single layer or a laminated body of a plurality of layers. For example, the two-layer laminate has a laminated structure of a first adhesive layer having at least holes on the side facing the first substrate and a second adhesive layer having at least holes on the side facing the second substrate. It can be taken. The first adhesive layer and the second adhesive layer may be fixed by an adhesive, or may be fixed by melting either or both of the two layers. By providing a plurality of holes in either one or both of the two layers for these fixings, it is possible to add an adhesive force due to the anchor effect between the protrusions and the holes generated from the adhesive or the melt.
(Manufacturing method of substrate complex)
The substrate complex can be produced by a method according to the resin type constituting the adhesive layer. Specifically, when the adhesive layer is composed of a thermosetting resin, the substrate composite can be produced by the following method A, and when the adhesive layer is composed of a thermoplastic resin, the substrate composite can be produced by the following method B, respectively.
(方法A)
熱硬化樹脂を与える熱硬化性樹脂と孔形成材(以下、ポロゲンともいう)とを含む混合物層を基板上に形成する工程(混合層形成工程)と、
熱硬化性樹脂を熱硬化させることにより、複数の孔を備えた接着層を形成する工程(熱硬化工程)と
接着層から孔形成材を除去する工程(除去工程)と、
第1基板側の第2基板の表面に、突起部を孔内に位置するように複数形成することで、第1基板と第2基板とを接着させる工程(突起形成工程)
を経ることで基板複合体を製造できる。
(Method A)
A step of forming a mixture layer containing a thermosetting resin that gives a thermosetting resin and a pore-forming material (hereinafter, also referred to as porogen) on a substrate (mixture layer forming step).
A step of forming an adhesive layer having a plurality of holes by thermosetting the thermosetting resin (thermosetting step), a step of removing the pore-forming material from the adhesive layer (removal step), and a step of removing the pore-forming material from the adhesive layer.
A step of adhering the first substrate and the second substrate by forming a plurality of protrusions on the surface of the second substrate on the first substrate side so as to be located in the holes (projection forming step).
The substrate complex can be manufactured through the above.
(方法B)
熱可塑性樹脂と孔形成材とを含む混合物層を基板上に形成する工程(混合層形成工程)と、
混合物層から孔形成材を除去することにより、複数の孔を備えた接着層を形成する工程(除去工程)と
第1基板側の第2基板の表面に、突起部を孔内に位置するように複数形成することで、第1基板と第2基板とを接着させる工程(突起形成工程)
を経ることで基板複合体を製造できる。
(Method B)
A step of forming a mixture layer containing a thermoplastic resin and a pore-forming material on a substrate (mixture layer forming step),
By removing the pore-forming material from the mixture layer, a step of forming an adhesive layer having a plurality of holes (removal step) and a protrusion are located in the holes on the surface of the second substrate on the first substrate side. A step of adhering the first substrate and the second substrate by forming a plurality of the first substrate (projection forming step).
The substrate complex can be manufactured through the above.
(1)方法A
(a)混合物層形成工程
混合物層形成工程で使用される熱硬化樹脂を与える熱硬化性樹脂としては、例えば、未硬化ポリマーと硬化剤との組み合わせが挙げられる。
(1) Method A
(A) Mixture layer forming step Examples of the thermosetting resin that gives the thermosetting resin used in the mixture layer forming step include a combination of an uncured polymer and a curing agent.
具体的には、熱硬化樹脂がエポキシ樹脂の場合、未硬化ポリマーとしては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、及びテトラキス(ヒドロキシフェニル)エタンベース等のポリフェニルベースエポキシ樹脂、フルオレン含有エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、複素芳香環(例えば、トリアジン環等)を含有するエポキシ樹脂等の芳香族エポキシ樹脂、脂肪族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂肪族グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエステル型エポキシ樹脂等の非芳香族エポキシ樹脂が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Specifically, when the heat-curable resin is an epoxy resin, the uncured polymer includes a bisphenol A type epoxy resin, a brominated bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, a bisphenol AD type epoxy resin, and a stillben type epoxy resin. , Biphenyl type epoxy resin, bisphenol A novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, diaminodiphenylmethane type epoxy resin, and polyphenyl base epoxy resin such as tetrakis (hydroxyphenyl) ethane base, fluorene-containing epoxy resin, triglycidyl isocyanurate. , Aromatic epoxy resin such as epoxy resin containing a complex aromatic ring (for example, triazine ring), aliphatic glycidyl ether type epoxy resin, aliphatic glycidyl ester type epoxy resin, alicyclic glycidyl ether type epoxy resin, alicyclic Examples thereof include non-aromatic epoxy resins such as group glycidyl ester type epoxy resins. These may be used alone or in combination of two or more.
一方、硬化剤としては、芳香族アミン(例えば、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ベンジルジメチルアミン、ジメチルアミノメチルベンゼン等)、芳香族酸無水物(例えば、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等)、フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、複素芳香環含有アミン(例えば、トリアジン環含有アミン等)等の芳香族硬化剤、脂肪族アミン類(例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、イミノビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、1,3,6−トリスアミノメチルヘキサン、ポリメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ポリエーテルジアミン等)、脂環族アミン類(イソホロンジアミン、メンタンジアミン、N−アミノエチルピペラジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカンアダクト、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、これらの変性品等)、ポリアミン類とダイマー酸からなる脂肪族ポリアミドアミン等の非芳香族硬化剤が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 On the other hand, as the curing agent, aromatic amines (for example, metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, benzyldimethylamine, dimethylaminomethylbenzene, etc.) and aromatic acid anhydrides (for example, phthalic anhydride, trimellitic anhydride) Aromatic curing agents such as acids, pyromellitic anhydride, phenolic resins, phenol novolac resins, heteroaroamic ring-containing amines (eg, triazine ring-containing amines, etc.), aliphatic amines (eg, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylene). Tetramine, tetraethylenepentamine, iminobispropylamine, bis (hexamethylene) triamine, 1,3,6-trisaminomethylhexane, polymethylenediamine, trimethylhexamethylenediamine, polyetherdiamine, etc.), alicyclic amines (Isophoronediamine, Mentandiamine, N-aminoethylpiperazine, 3,9-bis (3-aminopropyl) 2,4,8,10-tetraoxaspiro (5,5) undecane adduct, bis (4-amino-3) Non-aromatic hardeners such as −methylcyclohexyl) methane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, modified products thereof, etc., and aliphatic polyamideamines composed of polyamines and dimer acids can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
エポキシ樹脂と硬化剤の組み合わせとしては、芳香族エポキシ樹脂と脂環族アミン硬化剤の組み合わせ、脂環族エポキシ樹脂と芳香族アミン硬化剤の組み合わせ、芳香族エポキシ樹脂と芳香族アミン硬化剤の組み合わせ、脂環族エポキシ樹脂と脂環族アミン硬化剤の組み合わせでもよい。
また、エポキシ樹脂に対する硬化剤の配合割合は、エポキシ基1当量に対して硬化剤当量が0.2〜2であることが好ましい。更に望ましくはエポキシ樹脂に対する硬化剤の配合割合は、エポキシ基1当量に対して硬化剤当量が0.6〜1.4である。
The combination of the epoxy resin and the curing agent includes a combination of an aromatic epoxy resin and an alicyclic amine curing agent, a combination of an alicyclic epoxy resin and an aromatic amine curing agent, and a combination of an aromatic epoxy resin and an aromatic amine curing agent. , A combination of an alicyclic epoxy resin and an alicyclic amine curing agent may be used.
The mixing ratio of the curing agent to the epoxy resin is preferably 0.2 to 2 with respect to 1 equivalent of the epoxy group. More preferably, the mixing ratio of the curing agent to the epoxy resin is such that the curing agent equivalent is 0.6 to 1.4 with respect to one epoxy group equivalent.
孔形成材は、熱硬化性樹脂を熱硬化させる際に、熱硬化樹脂から分離することで、孔を形成しうる材料であることが好ましい。例えば、熱硬化樹脂がエポキシ樹脂である場合、未硬化ポリマー及び/又は硬化剤を溶かすことができ、かつ未硬化ポリマーと硬化剤が重合した後、重合物と相分離するなどして分離可能な材料を使用できる。具体的には、メチルセロソルブエチルセロソルブのようなセロソルブ類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のグリコール類、ポリオキシエチレンモノメチルエーテル、ポリオキシエチレンジメチルエーテル等のエーテル類等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これら具体的な孔形成材の内、分子量600以下のポリエチレングリコールを用いることが好ましい。
孔形成材の使用量は、未硬化ポリマー100重量部に対して、10〜400重量部であることが好ましい。
The pore-forming material is preferably a material capable of forming pores by separating from the thermosetting resin when the thermosetting resin is thermally cured. For example, when the thermosetting resin is an epoxy resin, the uncured polymer and / or the curing agent can be dissolved, and after the uncured polymer and the curing agent are polymerized, they can be separated by phase separation from the polymer. Materials can be used. Specifically, cellosolves such as methyl cellosolve ethyl cellosolve, esters such as ethylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate, glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol, polyoxyethylene monomethyl ether and polyoxyethylene. Examples include ethers such as dimethyl ether. These may be used alone or in combination of two or more. Among these specific pore-forming materials, it is preferable to use polyethylene glycol having a molecular weight of 600 or less.
The amount of the pore-forming material used is preferably 10 to 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the uncured polymer.
熱硬化樹脂を与える熱硬化性樹脂と孔形成材との混合方法は、特に限定されず、公知の撹拌機による混合方法が挙げられる。混合物は、基板上で混合物層を形成するために適切な粘度に調整するための粘度調整剤(例えば、低級アルコール)を含んでいてもよい。
得られた混合物を基板上に滴下又は塗布することで混合物層が得られる。混合物層の厚さは特に限定されない。
The mixing method of the thermosetting resin that gives the thermosetting resin and the pore forming material is not particularly limited, and examples thereof include a mixing method using a known stirrer. The mixture may contain a viscosity modifier (eg, a lower alcohol) to adjust the viscosity to a suitable viscosity for forming the mixture layer on the substrate.
A mixture layer is obtained by dropping or applying the obtained mixture onto a substrate. The thickness of the mixture layer is not particularly limited.
(b)熱硬化工程
次に、熱硬化性樹脂を熱硬化させることにより、複数の孔を備えた接着層が形成される。
熱硬化の条件は、使用する熱硬化性樹脂の種類に応じて適宜決定できる。例えば、未硬化ポリマーがエポキシ樹脂の場合、60〜300℃で、0.5〜10時間保持することが好ましい。熱硬化性樹脂の硬化により、熱硬化樹脂から孔形成材が分離することで、接着層に複数の孔が形成される。
(B) Thermosetting Step Next, by thermosetting the thermosetting resin, an adhesive layer having a plurality of holes is formed.
The conditions for thermosetting can be appropriately determined according to the type of thermosetting resin used. For example, when the uncured polymer is an epoxy resin, it is preferably held at 60 to 300 ° C. for 0.5 to 10 hours. By curing the thermosetting resin, the pore-forming material is separated from the thermosetting resin, so that a plurality of pores are formed in the adhesive layer.
(c)除去工程
次に、接着層の複数の孔内に存在する孔形成材が除去される。除去方法は、特に限定されず、孔形成材の種類に応じて適宜決定できる。例えば、孔形成材がグリコール類である場合、水、DMF(N,N−ジメチルホルムアミド)、DMSO(ジメチルスルホキシド)、THF(テトラヒドロフラン)、及びこれらの混合溶剤等を用いて、孔形成材を溶解する方法が挙げられる。
孔形成材を除去後、接着層を乾燥処理に付してもよい。
(C) Removal Step Next, the hole forming material existing in the plurality of holes of the adhesive layer is removed. The removing method is not particularly limited and can be appropriately determined depending on the type of the pore-forming material. For example, when the pore-forming material is glycols, the pore-forming material is dissolved using water, DMF (N, N-dimethylformamide), DMSO (dimethyl sulfoxide), THF (tetrahydrofuran), a mixed solvent thereof, or the like. There is a way to do it.
After removing the pore-forming material, the adhesive layer may be subjected to a drying treatment.
(d)突起形成工程
突起形成工程では、第1基板側の第2基板の表面に、突起部を孔内に位置するように複数形成することで、第1基板と第2基板とを接着させる。突起部の形成は、例えば、以下の方法が挙げられる。
(1)突起部が熱可塑性樹脂からなる場合、少なくとも接着層側に熱可塑性樹脂層を備えた第2基板を、接着層上に載せると同時に又は載せた後、加熱することにより、熱可塑性樹脂層から延在させることにより突起部を形成する。
(2)突起部が接着剤に由来する場合、接着層上に接着剤を孔に延在するように塗布して得た塗膜上に第2基板を載せた後、接着剤を固化又は硬化させることで突起部を形成する。
(3)突起部が熱可塑性樹脂からなる場合、少なくとも接着層側に熱可塑性樹脂層を備えた第2基板を、熱可塑性樹脂層を有機溶剤と接触させることにより軟化させた後、接着層上に載せることにより、熱可塑性樹脂層から延在させることにより突起部を形成する。
(D) Protrusion formation step In the protrusion formation step, the first substrate and the second substrate are adhered to each other by forming a plurality of protrusions on the surface of the second substrate on the first substrate side so as to be located in the holes. .. Examples of the formation of the protrusions include the following methods.
(1) When the protrusion is made of a thermoplastic resin, the thermoplastic resin is heated by simultaneously placing the second substrate having the thermoplastic resin layer on the adhesive layer side on the adhesive layer or after placing the second substrate. Protrusions are formed by extending from the layer.
(2) When the protrusions are derived from an adhesive, the adhesive is solidified or cured after the second substrate is placed on the coating film obtained by applying the adhesive on the adhesive layer so as to extend to the holes. By letting it form a protrusion.
(3) When the protrusion is made of a thermoplastic resin, at least the second substrate having the thermoplastic resin layer on the adhesive layer side is softened by bringing the thermoplastic resin layer into contact with an organic solvent, and then on the adhesive layer. By placing it on the surface, a protrusion is formed by extending from the thermoplastic resin layer.
(d−1)工程(1)
加熱工程では、接着層上に樹脂層の前駆体層を形成した後、前駆体層を加熱あるいは加圧しながら加熱することにより、孔内に延在した突起部を備えた樹脂層が形成される。孔内に延在した突起部は、孔に填まり込んで孔の形状にあった形状(孔に対して相補的な形状)となりうる。
加熱は、接着層が溶融せず、前駆体層が溶融する条件で行われる。この条件で熱可塑性樹脂層を加熱することで、熱可塑性樹脂層を構成する樹脂が溶融により接着層の孔に延在して突起部を形成する。加熱温度は、熱可塑性樹脂層を構成する樹脂のガラス転移温度(Tg)より20℃以上高いことが好ましい。加熱時間を長くすることで、加熱温度を下げることができ、この場合の加熱温度は、熱可塑性樹脂層を構成する樹脂のTgより高いことが好ましい。また、加圧の程度を大きくすることによって、加熱時間を短くする、あるいは、加熱温度を下げる、あるいは加熱時間を短くし、かつ加熱温度を下げることができる。結晶性の樹脂に対しては、融点(Tm)以上の温度であることが好ましい。
(D-1) Step (1)
In the heating step, a precursor layer of a resin layer is formed on the adhesive layer, and then the precursor layer is heated while being heated or pressurized to form a resin layer having protrusions extending in the pores. .. The protrusion extending in the hole can be fitted into the hole and have a shape suitable for the shape of the hole (a shape complementary to the hole).
The heating is performed under the condition that the adhesive layer does not melt and the precursor layer melts. By heating the thermoplastic resin layer under these conditions, the resin constituting the thermoplastic resin layer is melted and extends to the holes of the adhesive layer to form protrusions. The heating temperature is preferably 20 ° C. or higher than the glass transition temperature (Tg) of the resin constituting the thermoplastic resin layer. By lengthening the heating time, the heating temperature can be lowered, and the heating temperature in this case is preferably higher than the Tg of the resin constituting the thermoplastic resin layer. Further, by increasing the degree of pressurization, the heating time can be shortened, the heating temperature can be lowered, the heating time can be shortened, and the heating temperature can be lowered. For crystalline resins, the temperature is preferably above the melting point (Tm).
孔内に延在した突起部を備えた樹脂層を形成する工程として、加熱以外の工程によってもよい。例えば、弾性率の低い樹脂を使用して、加熱することなく、加圧のみによって、孔内に延在した突起部を備えた第2基板が形成される。 As a step of forming the resin layer having the protrusion extending in the hole, a step other than heating may be used. For example, using a resin having a low elastic modulus, a second substrate having protrusions extending in the holes is formed only by pressurization without heating.
(d−2)工程(2)
この突起部の形成方法は、接着剤を用いて、接着層と第2基板とを接着する極めて単純な方法である。接着剤は、接着層上に塗布されることで、接着層に存在する孔を埋めた塗膜となる。接着剤を固化又は硬化させると、孔内の接着剤が突起部となり、塗膜は第2基板の一部となる。
ここで使用可能な接着剤は、特に限定されず、公知の接着剤(例えば、セルロース系接着剤、酢酸ビニル樹脂系エマルジョン形接着剤、モノマーを塗布して硬化(重合)するタイプの接着剤、液状オリゴマーや反応性の液状ポリマーを硬化するタイプの接着剤)をいずれも使用できる。
固化及び硬化の条件は、使用する接着剤の種類に応じて適宜設定できる。
(D-2) Step (2)
The method of forming the protrusion is an extremely simple method of adhering the adhesive layer and the second substrate using an adhesive. When the adhesive is applied onto the adhesive layer, it becomes a coating film that fills the holes existing in the adhesive layer. When the adhesive is solidified or cured, the adhesive in the holes becomes protrusions and the coating film becomes a part of the second substrate.
The adhesive that can be used here is not particularly limited, and known adhesives (for example, cellulose-based adhesives, vinyl acetate resin-based emulsion-type adhesives, adhesives of the type in which a monomer is applied and cured (polymerized), etc. Any type of adhesive that cures a liquid oligomer or a reactive liquid polymer) can be used.
The solidification and curing conditions can be appropriately set according to the type of adhesive used.
(d−3)工程(3)
この突起部の形成方法は、第2基板側の熱可塑性樹脂層を有機溶剤により軟化させることで、熱可塑性樹脂層から延在させる方法である。ここで使用可能な有機溶剤は、特に限定されず、公知の有機溶剤(例えば、トルエンのような芳香族系溶剤、アセトンのような脂肪族系溶剤)から、熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜選択できる。
(D-3) Step (3)
The method of forming the protrusion is a method of softening the thermoplastic resin layer on the second substrate side with an organic solvent so that the thermoplastic resin layer extends from the thermoplastic resin layer. The organic solvent that can be used here is not particularly limited, and is appropriately selected from known organic solvents (for example, aromatic solvents such as toluene and aliphatic solvents such as acetone) depending on the type of the thermoplastic resin. You can choose.
(e)その他
接着層の孔の大きさ、個数等は、使用する未硬化ポリマー、硬化剤及び孔形成材の種類や配合比率、硬化時の温度や時間等の条件を適宜調整することにより調整できる。
(E) Others The size and number of pores in the adhesive layer can be adjusted by appropriately adjusting conditions such as the types and blending ratios of the uncured polymer, curing agent and pore-forming material used, and the temperature and time at the time of curing. can.
(2)方法B
(a)混合物層形成工程
混合物層形成工程では、熱可塑性樹脂と孔形成材とを含む混合物層が基板上に形成される。ここで使用される孔形成材は、熱可塑性樹脂を溶解しうる有機溶媒を使用することが好ましい。そのような有機溶媒は、アルコール、トルエン、キシレン、エーテル、エステル等から熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜選択できる。混合物層の基板上への形成方法は、方法Aと同じ方法を使用できる。
(2) Method B
(A) Mixture layer forming step In the mixture layer forming step, a mixture layer containing the thermoplastic resin and the pore-forming material is formed on the substrate. As the pore-forming material used here, it is preferable to use an organic solvent capable of dissolving the thermoplastic resin. Such an organic solvent can be appropriately selected from alcohol, toluene, xylene, ether, ester and the like depending on the type of the thermoplastic resin. As a method for forming the mixture layer on the substrate, the same method as in Method A can be used.
(b)除去工程
次に、混合物層から孔形成材を除去することにより、複数の孔を備えた接着層が形成される。孔の形成は、混合物層に含まれる孔形成材を、例えば、加熱により蒸発させることにより行うことができる。
(c)突起形成工程
突起形成工程は、上記方法Aと同様に行うことができる。
(B) Removal Step Next, by removing the pore-forming material from the mixture layer, an adhesive layer having a plurality of pores is formed. The pores can be formed by, for example, evaporating the pore-forming material contained in the mixture layer by heating.
(C) Protrusion formation step The protrusion formation step can be performed in the same manner as in the above method A.
本発明を実施例に基づき説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例1
(混合層形成工程)
試薬瓶にDGEBA(未硬化ポリマー、エポキシ樹脂:2,2−ビス(4−グリシジルオキサフェニル)プロパン)、PEG200(ポロゲン:ポリエチレングリコール、東京化成工業社製)、BACM(アミン硬化剤:4,4'−メチレンビス(シクロヘキシルアミン))を所定量加えて混合溶液を調製した。アミン活性水素のエポキシ基に対する比γ(2[NH2]/[epoxy])が0.8〜1.5となるようにエポキシ樹脂とアミン硬化剤を計量し、これらモノマーの総量が30重量%となるようにポロゲンを加えた。
混合溶液をSUS基板に滴下して、熱硬化性樹脂とポロゲンとを含む混合物層を形成した。
Although the present invention will be described based on examples, the present invention is not limited to these examples.
Example 1
(Mixed layer forming process)
DGEBA (uncured polymer, epoxy resin: 2,2-bis (4-glycidyl oxaphenyl) propane), PEG200 (porogen: polyethylene glycol, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), BACM (amine curing agent: 4,4) in a reagent bottle A predetermined amount of'-methylenebis (cyclohexylamine)) was added to prepare a mixed solution. The epoxy resin and the amine curing agent were weighed so that the ratio γ (2 [NH 2 ] / [epoxy]) of the amine active hydrogen to the epoxy group was 0.8 to 1.5, and the total amount of these monomers was 30% by weight. Epoxy was added so that
The mixed solution was added dropwise to the SUS substrate to form a mixture layer containing a thermosetting resin and pologene.
(熱硬化工程)
混合物層を、オーブンにて120℃、20分間及び80℃、30分間加熱することで、複数の孔を備えた接着層を形成した。
(除去工程)
その後、イオン交換水に一晩浸漬してポロゲンを除去し、常温、真空下で2時間乾燥させ白色のモノリス膜を得た。
SUS基板(SUS430)は、電子線で10mm×50mm×0.48mmに切断したものを用いた。
(Thermosetting process)
The mixture layer was heated in an oven at 120 ° C. for 20 minutes and at 80 ° C. for 30 minutes to form an adhesive layer with a plurality of pores.
(Removal process)
Then, it was immersed in ion-exchanged water overnight to remove porogen, and dried at room temperature under vacuum for 2 hours to obtain a white monolith film.
As the SUS substrate (SUS430), one cut into 10 mm × 50 mm × 0.48 mm with an electron beam was used.
作製したモノリス膜を以下の条件で観察した。
(1)作製したモノリス膜の表面モルフォロジーのSEM観察を、金属非蒸着、加速電圧0.8〜1.0kV、スポット径10で行った。SEM観察には走査型電子顕微鏡(VE−9800、KEYENCE社製)を用いた。
(2)作製した400〜600μm厚のモノリス膜をSUS基板からはがし、液体窒素で冷却した後ガラス棒で砕いたものについて、BET吸着法による空隙率測定を行った。BET吸着法による測定には、真空前処理装置(BELPREP−vacII、マイクロトラック・ベル社製)とガス吸着量測定装置(BELSORP−max、マイクロトラック・ベル社製)を用いた。
The prepared monolith membrane was observed under the following conditions.
(1) SEM observation of the surface morphology of the prepared monolith film was performed with non-deposited metal, an acceleration voltage of 0.8 to 1.0 kV, and a spot diameter of 10. A scanning electron microscope (VE-9800, manufactured by KEYENCE) was used for SEM observation.
(2) The prepared monolithic film having a thickness of 400 to 600 μm was peeled off from the SUS substrate, cooled with liquid nitrogen, and then crushed with a glass rod, and the porosity was measured by the BET adsorption method. A vacuum pretreatment device (BELPREP-vacII, manufactured by Microtrac Bell) and a gas adsorption amount measuring device (BELSORP-max, manufactured by Microtrac Bell) were used for the measurement by the BET adsorption method.
(3)作製したモノリス膜をSUS基板からはがし、約1mm四方に切断した試料を用いて、窒素気流下(流量50mL/min)、昇温速度10℃/minでTG−DTA測定を行った.熱分解開始温度(Td5)は水分の蒸発による重量変化が見られなくなった時の重量を基準として算出した。最大分解温度(Tmax)はTG微分曲線の極大値として求めた。測定には、示差熱熱重量同時測定装置(DTG−60、島津製作所社製)を用いた。
(3) The prepared monolithic film was peeled off from the SUS substrate, and TG-DTA measurement was performed under a nitrogen stream (flow
(加熱工程)
次に、所定の温度に加熱した熱プレス器の下部プレートに、モノリス膜を作製した金属基板、樹脂基板の順に接合面積10mm×10mmにて重ねて載せ、室温の上部プレートで一定時間〜0MPaの力で軽く押さえ、表1に記載した条件で熱溶着させて基板複合体を得た。樹脂基板はダイヤモンドカッターにて幅10mm×長さ50mmに切断した表1に示す6種の樹脂基板を用いた。
(Heating process)
Next, the metal substrate on which the monolith film was formed and the resin substrate were placed on the lower plate of the heat press heated to a predetermined temperature in this order with a bonding area of 10 mm × 10 mm, and the upper plate at room temperature was used for a certain period of time to 0 MPa. It was lightly pressed with force and heat-welded under the conditions shown in Table 1 to obtain a substrate composite. As the resin substrate, the six types of resin substrates shown in Table 1 cut into a width of 10 mm and a length of 50 mm with a diamond cutter were used.
表1中、PETはポリエチレンテレフタレート(タキロン社製)、PCはポリカーボネート(アズワン社製)、POMはポリオキシメチレン(アズワン社製)、ABSはアクリルニトリルブタジエンスチレン樹脂(アズワン社製)、PPはポリプロピレン(アズワン社製)、PEはポリエチレン(アズワン社製)を意味する。 In Table 1, PET is polyethylene terephthalate (manufactured by Takiron), PC is polycarbonate (manufactured by AS ONE), POM is polyoxymethylene (manufactured by AS ONE), ABS is acrylic nitrile butadiene styrene resin (manufactured by AS ONE), and PP is polypropylene. (Manufactured by AS ONE), PE means polyethylene (manufactured by AS ONE).
比較例1
モノリス膜を介在させないこと以外は、実施例1と同様にして金属基板と樹脂基板とからなる基板複合体を作製した。
Comparative Example 1
A substrate complex composed of a metal substrate and a resin substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that a monolith film was not interposed.
(試験、観察及び分析)
得られた基板複合体について、以下の試験、観察及び分析を行った。
(1)引張りせん断試験
基板複合体(試験片)を、つかみ具間距離50mm、試験片幅10mm、引張り速度1mm/minの条件の引張りせん断試験に付した。試験片厚さは表2の各樹脂基板の値とした。接合強度を式(1)より算出した(式中、Lmaxは最大負荷を意味する)。
接合強度(MPa)=Lmax(N)/100(mm2) (1)
また、つかみ具間距離30mm、試験片幅10mm、引張り速度0.3mm/minで引張り試験を行い、ひずみが0.05〜0.25%となる範囲の傾きより基板複合体の弾性率を求めた。
(Test, observation and analysis)
The obtained substrate complex was subjected to the following tests, observations and analyzes.
(1) Tensile Shear Test The substrate complex (test piece) was subjected to a tensile shear test under the conditions of a distance between gripping tools of 50 mm, a test piece width of 10 mm, and a tensile speed of 1 mm / min. The test piece thickness was the value of each resin substrate in Table 2. The joint strength was calculated from the equation (1) (in the equation, L max means the maximum load).
Bond strength (MPa) = L max (N) / 100 (mm 2 ) (1)
In addition, a tensile test was conducted with a distance between grippers of 30 mm, a test piece width of 10 mm, and a tensile speed of 0.3 mm / min, and the elastic modulus of the substrate complex was determined from the inclination in the range where the strain was 0.05 to 0.25%. rice field.
(2)破断面の観察
引張りせん断試験後の試験片について、金属基板側の破断面は金属非蒸着、加速電圧0.8〜1.0kV、スポット径10で、樹脂層側の破断面はAu蒸着(30〜45秒間スパッタリング)、加速電圧2.0〜3.0kV、スポット径8〜10の条件でSEMを用いて観察を行った。
(2) Observation of fracture surface With respect to the test piece after the tensile shear test, the fracture surface on the metal substrate side is metal non-deposited, the acceleration voltage is 0.8 to 1.0 kV, the spot diameter is 10, and the fracture surface on the resin layer side is Au. Observation was performed using SEM under the conditions of thin film deposition (sputtering for 30 to 45 seconds), acceleration voltage of 2.0 to 3.0 kV, and spot diameter of 8 to 10.
(評価)
(1)孔径、細孔数、空隙率
異なるアミン硬化剤の比率(γ=0.8、1.0及び1.2)で硬化させることにより得られたモノリス膜表面のSEM画像を図2(a)〜(c)に、γに対する各パラメータ(空隙率及び平均孔径)のプロットの相関を図3(a)及び(b)に、細孔数と平均孔径同士の相関を図4に示す。モノリス膜表面の平均孔径及び単位面積当たりの細孔数はSEM画像より測定した。空隙率は各試験片についてモノリス膜の重量、膜厚、面積を測定し算出した密度ρと平滑なモノリス膜の密度ρ0より式(2)を用いて計算した。
空隙率(%)=(1−ρ/ρ0)×100 (2)
アミン硬化剤の比率を増やすほど、空隙率は下がり、平均孔径は大きくなるという傾向を得た。また、平均孔径の増大に対して、細孔数の対数値は線形的に減少するという相関が見られた。この結果から、アミン硬化剤の比率が多いほど架橋点密度も増大し、相分離後、より平滑な膜に近い構造が形成されると考えられる。以上より、アミン硬化剤の比率を調節することによって空隙率、孔径、細孔数を変化させることは可能であることが分かった。
(evaluation)
(1) Pore diameter, number of pores, porosity An SEM image of the surface of the monolith film obtained by curing at different ratios of amine curing agents (γ = 0.8, 1.0 and 1.2) is shown in FIG. 2 (Fig. 2). In a) to (c), the correlation of plots of each parameter (porosity and average pore size) with respect to γ is shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), and the correlation between the number of pores and the average pore size is shown in FIG. The average pore size and the number of pores per unit area on the surface of the monolith film were measured from SEM images. The porosity was calculated using equation (2) from the density ρ calculated by measuring the weight, film thickness, and area of the monolith film for each test piece and the density ρ 0 of the smooth monolith film.
Porosity (%) = (1-ρ / ρ 0 ) x 100 (2)
As the ratio of the amine curing agent was increased, the porosity tended to decrease and the average pore size tended to increase. In addition, there was a correlation that the logarithmic value of the number of pores decreased linearly with the increase in the average pore size. From this result, it is considered that the higher the ratio of the amine curing agent, the higher the crosslink point density, and after phase separation, a structure closer to a smoother film is formed. From the above, it was found that it is possible to change the porosity, the pore size, and the number of pores by adjusting the ratio of the amine curing agent.
(2)BET比表面積
二種類のアミン硬化剤の比率(γ=1.0及び0.5)で硬化させたモノリス膜についてBET吸着測定を行った。γ=1.0で硬化させたモノリス膜の比表面積は、0.584m2/g(N2)及び0.662m2/g(Kr)であった。また、γ=0.5で硬化させたモノリス膜の比表面積は、0.121m2/g(N2)であった。これら比表面積値から、γが大きい方が共連続構造を形成できることが推察される。
(2) BET Specific Surface Area BET adsorption measurement was performed on a monolith film cured at a ratio of two types of amine curing agents (γ = 1.0 and 0.5). The specific surface area of the monolith film cured at γ = 1.0 was 0.584 m 2 / g (N 2 ) and 0.662 m 2 / g (Kr). The specific surface area of the monolith film cured at γ = 0.5 was 0.121 m 2 / g (N 2 ). From these specific surface area values, it is inferred that the larger the γ, the more the co-continuous structure can be formed.
(3)耐熱性
γ=0.8で硬化させた場合のモノリス膜について、熱重量分析により得られたTG−DTA曲線を図5に示す。図5中、実線は左縦軸と、点線は右縦軸と、温度との関係を意味する。100℃付近での吸熱を伴う重量減少は吸着水の蒸発と考えられ、196℃で一度停止した。その後200℃以降で再び重量減少が見られ、これは発熱を伴うことから熱分解と判断される。
(3) Heat resistance The TG-DTA curve obtained by thermogravimetric analysis of the monolith film when cured at γ = 0.8 is shown in FIG. In FIG. 5, the solid line means the relationship between the left vertical axis and the dotted line means the right vertical axis and the temperature. The weight loss accompanied by endothermic around 100 ° C. was considered to be evaporation of the adsorbed water, and stopped once at 196 ° C. After that, the weight decreased again after 200 ° C., which is judged to be thermal decomposition because it is accompanied by heat generation.
(4)せん断試験
(a)γ=0.99〜1.01で硬化させたモノリス膜を作製したSUS基板とPET基板(樹脂基板)を熱溶着させた基板複合体について、引張りせん断試験より得られた荷重−変位曲線を図6に、式(1)より算出した接合強度を表2に示す。熱溶着は、図7のようにSUS基板とPET基板の接合部のみを上下ステージに挟み、20秒間行った。熱溶着温度は170℃とした。
(4) Shear test (a) Obtained from a tensile shear test on a substrate composite obtained by heat-welding a SUS substrate and a PET substrate (resin substrate) on which a monolith film cured with γ = 0.99 to 1.01 was produced. The load-displacement curve obtained is shown in FIG. 6, and the joint strength calculated from the equation (1) is shown in Table 2. As shown in FIG. 7, heat welding was performed for 20 seconds by sandwiching only the joint portion between the SUS substrate and the PET substrate between the upper and lower stages. The heat welding temperature was 170 ° C.
熱溶着を20秒間行った場合、途中で基板破壊することなく接合強度を測定できた。極性樹脂であるPETは、SUS基板上に平滑なエポキシ硬化膜を作製することでも接合強度は増大したが、モノリス膜を作製することで更に接着強度を増大できた。
破断後の試験片を図8に示す。図8から、基板破壊が生じなかったことが分かる。
When heat welding was performed for 20 seconds, the bonding strength could be measured without breaking the substrate on the way. The bonding strength of PET, which is a polar resin, was increased by forming a smooth epoxy-cured film on a SUS substrate, but the adhesive strength could be further increased by forming a monolithic film.
The test piece after breaking is shown in FIG. From FIG. 8, it can be seen that the substrate was not destroyed.
(b)γ=0.98で硬化させたモノリス膜を作製したSUS基板とPET及びPC基板を熱溶着させた基板複合体について、引張りせん断試験より得られた荷重−変位曲線を図9(a)及び(b)に、接合強度を表3に示す。熱溶着は図10のようにSUS基板とPET及びSUS基板とPC基板全体を上下ステージに挟み、PET基板は100℃で180秒間、PC基板は200℃で180秒間行った。熱溶着温度は、ステージ内で基板が大変形せずかつ測定に十分な接合強度が得られる温度として、Tgよりそれぞれ30℃及び50℃高い温度に設定した。 (B) A load-displacement curve obtained by a tensile shear test for a substrate composite obtained by heat-welding a SUS substrate on which a monolith film cured at γ = 0.98 and a PET and a PC substrate was formed is shown in FIG. 9 (a). ) And (b) show the bonding strength in Table 3. As shown in FIG. 10, heat welding was performed by sandwiching the SUS substrate and PET and the entire SUS substrate and PC substrate between the upper and lower stages, the PET substrate at 100 ° C. for 180 seconds, and the PC substrate at 200 ° C. for 180 seconds. The heat welding temperature was set to be 30 ° C. and 50 ° C. higher than Tg, respectively, as a temperature at which the substrate is not significantly deformed in the stage and sufficient bonding strength for measurement can be obtained.
熱溶着温度を100℃に下げたため、PET基板との接合強度は170℃で熱溶着させた場合と比較して(表2参照)、総じて低い接合強度となった。 Since the heat welding temperature was lowered to 100 ° C., the bonding strength with the PET substrate was generally lower than that in the case of heat welding at 170 ° C. (see Table 2).
(5)アミン添加量による破断面の違い
(a)PET
γ=1.19でモノリス膜を作製したSUS基板との基板複合体について、接合強度と破断形態をγ=0.98の場合とともに表4に示す。表4中、Mixは、破断がSUS界面とPET界面とで生ずる場合が混在していることを意味する。また、それぞれのアミン硬化剤の比率(γ)における破断後の試験片を図11(a)及び(b)に、破断面を1000倍に拡大したSEM画像を図12及び13に示す。図12及び13中、(a)モノリス膜表面、(b)はPET表面の画像を意味する。
(5) Difference in fracture surface depending on the amount of amine added (a) PET
Table 4 shows the bonding strength and the breaking morphology of the substrate composite with the SUS substrate on which the monolith film was prepared with γ = 1.19, together with the case of γ = 0.98. In Table 4, Mix means that there is a mixture of cases where fracture occurs at the SUS interface and the PET interface. Further, the test pieces after breaking at the ratio (γ) of each amine curing agent are shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), and the SEM images in which the fracture surface is enlarged 1000 times are shown in FIGS. 12 and 13. In FIGS. 12 and 13, (a) the surface of the monolith film and (b) mean the image of the PET surface.
アミン硬化剤の比率が多いとモノリス膜表面の孔径は大きくなるが、PETにおいて接合強度は低下する結果を得た。破断形態については、より強度が高いγ=0.98の場合にSUS基板/モノリス膜とPET基板/モノリス膜両方の界面での剥離が混在した。また、破断面のSEM画像より、γ=0.98の場合にPETがよりモノリス膜表面の細孔に入り込んでいることが分かった。モノリス膜表面の細孔に残っているPETはやや引き伸ばされた形状をしており、アンカー効果の発現が示唆される。これより、100℃という低い熱溶着条件では共連続構造の接合強度向上への寄与が大きいと考えられる。 When the ratio of the amine curing agent was large, the pore size on the surface of the monolith film increased, but the bonding strength decreased in PET. Regarding the fractured form, when γ = 0.98, which has higher strength, peeling at the interface of both the SUS substrate / monolith film and the PET substrate / monolith film was mixed. Further, from the SEM image of the fracture surface, it was found that PET more penetrated into the pores on the surface of the monolith film when γ = 0.98. The PET remaining in the pores on the surface of the monolith film has a slightly stretched shape, suggesting the expression of the anchor effect. From this, it is considered that the contribution to the improvement of the bonding strength of the co-continuous structure is large under the low heat welding condition of 100 ° C.
(b)PC
γ=1.55でモノリス膜を作製したSUS基板との基板複合体について、接合強度と破断形態をγ=0.98の場合とともに表5に示す。また、それぞれのアミン添加量における破断後の試験片のSEM画像を図14(a)〜(c)に示す。図14(a)は破断形態がSUS界面破断の場合、図14(b)は凝集破壊の場合、図14(c)はPC界面破断の場合の画像である。更に、γ=1.55の場合における破断面のSEM画像を図15(a)及び(b)に示す。図15(a)はモノリス膜表面の、図15(b)はPC表面のSEM画像である。
(B) PC
Table 5 shows the bonding strength and the breaking morphology of the substrate composite with the SUS substrate on which the monolith film was prepared at γ = 1.55, together with the case where γ = 0.98. In addition, SEM images of the test pieces after fracture at each amine addition amount are shown in FIGS. 14 (a) to 14 (c). 14 (a) is an image when the fracture form is SUS interface fracture, FIG. 14 (b) is an image when cohesive fracture is performed, and FIG. 14 (c) is an image when PC interface fracture is performed. Further, SEM images of the fracture surface when γ = 1.55 are shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b). FIG. 15 (a) is an SEM image of the surface of the monolith film, and FIG. 15 (b) is an SEM image of the surface of the PC.
PCの場合、アミン硬化剤の比率が多くなると接合強度が増大する結果となった。また破断形態は、SUS基板/モノリス膜界面剥離、モノリス膜凝集破壊、そしてPC基板/モノリス膜界面剥離と全ての基板複合体において別々となり、SUS基板/モノリス膜界面の相互作用、PC基板/モノリス膜界面の相互作用、及びモノリス層の強度がほぼ同等であったと推測される。破断面のSEM画像はPC基板/モノリス膜界面剥離となったγ=1.55の場合のみ示した。 In the case of PC, as the ratio of the amine curing agent increased, the bonding strength increased. In addition, the fracture morphology is different for all substrate composites such as SUS substrate / monolith film interface peeling, monolith film cohesive fracture, and PC substrate / monolith film interface peeling, and SUS substrate / monolith film interface interaction, PC substrate / monolith It is presumed that the interaction between the membrane interfaces and the strength of the monolith layer were almost the same. The SEM image of the fracture surface is shown only when γ = 1.55, which is the PC substrate / monolith film interface peeling.
(c)POM、ABS、PP、PE
γ=0.95〜1.04で硬化させたモノリス膜を作製したSUS基板と種々の樹脂基板を熱溶着させた基板複合体について、引張りせん断試験より得られた荷重−変位曲線の各樹脂における接合強度を表6に示す。
(C) POM, ABS, PP, PE
For each resin having a load-displacement curve obtained by a tensile shear test, a SUS substrate having a monolithic film cured at γ = 0.95 to 1.04 and a substrate composite obtained by heat welding various resin substrates were used. The joint strength is shown in Table 6.
そのままのSUS基板に熱溶着させた場合と比較すると、POM、PP、PEにおいては1.5〜3倍の接合強度増大が見られ、ABSでは30倍以上の増大となった。これより、接合強度増大には、モノリス膜の共連続構造が大きく寄与していることが分かる。
モノリス膜を作製したSUS基板と各樹脂基板との基板複合体について、POM、ABS、PP、PEの順に、破断後の試験片を図16(a)〜(d)に、モノリス膜側の破断面SEM画像を図17(a)〜(d)に、樹脂側の破断面SEM画像を図18(a)〜(d)に示す。
Compared with the case of heat welding on the SUS substrate as it is, the bonding strength was increased by 1.5 to 3 times in POM, PP and PE, and increased by 30 times or more in ABS. From this, it can be seen that the co-continuous structure of the monolith film greatly contributes to the increase in bonding strength.
Regarding the substrate composite of the SUS substrate on which the monolith film was produced and each resin substrate, the test pieces after fracture were shown in the order of POM, ABS, PP, and PE in FIGS. 16 (a) to 16 (d), and the monolith film side was fractured. The cross-sectional SEM images are shown in FIGS. 17 (a) to 17 (d), and the fracture surface SEM images on the resin side are shown in FIGS. 18 (a) to 18 (d).
POM、PP、PEでは多数が樹脂基板/モノリス膜で界面剥離しており、一部SUS基板/モノリス膜と樹脂基板/モノリス膜界面での剥離が混在する破断形態が見られた。ABSではSUS基板/モノリス膜界面のみでの剥離例が多く見られた。また、SEM画像よりモノリス膜表面の細孔に樹脂が残っていることが分かった。POM、PP、PEでは樹脂が針状に引き伸ばされ、ABSでは樹脂があまり伸びずに破断した様子が観察された。これより、いずれの場合も熱溶着の際に溶融した樹脂がモノリス膜へ入り込んだことが確認され、共連続構造の寄与によってアンカー効果が発現したものと考えられる。 In POM, PP, and PE, most of them were interfacially peeled at the resin substrate / monolith film, and some fractured morphologies were observed in which the peeling at the SUS substrate / monolith film and the resin substrate / monolith film interface were mixed. In ABS, there were many cases of peeling only at the SUS substrate / monolith film interface. In addition, it was found from the SEM image that the resin remained in the pores on the surface of the monolith film. In POM, PP, and PE, the resin was stretched in a needle shape, and in ABS, it was observed that the resin did not stretch so much and broke. From this, it was confirmed that the resin melted during heat welding entered the monolith film in each case, and it is considered that the anchor effect was exhibited by the contribution of the co-continuous structure.
(6)モルフォロジーと接合強度の相関
(a)膜厚
γ=0.95〜1.04とγ=1.24〜1.50で、表面モルフォロジーを揃えて作製したモノリス膜について、樹脂種毎の、膜厚に対するSUS基板/モノリス膜/樹脂の基板複合体の接合強度を図19(a)〜(d)に示す。図19(a)〜(d)は、樹脂基板にPOM、ABS、PP及びPEを使用したグラフである。また、図19(a)において、○は孔径7.6±2.3μmで孔数1858±895個/mm2、◇は孔径16.4±1.4μmで孔数376±275個/mm2のプロットに対応する。図19(b)において、○は孔径12.8±8.4μmで孔数1456±949個/mm2、◇は孔径35.34±11.9μmで孔数128±39個/mm2のプロットに対応する。図19(c)において、○は孔径9.2±1.5μmで孔数1752±295個/mm2のプロットに対応する。図19(d)において、○は孔径6.4±0.6μmで孔数2276±426個/mm2のプロットに対応する。
(6) Correlation between morphology and bonding strength (a) Monolith films prepared with the same surface morphology with film thickness γ = 0.95 to 1.04 and γ = 1.24 to 1.50 for each resin type. The bonding strength of the SUS substrate / monolith film / resin substrate composite with respect to the film thickness is shown in FIGS. 19 (a) to 19 (d). 19 (a) to 19 (d) are graphs using POM, ABS, PP and PE as the resin substrate. Further, in FIG. 19 (a), ◯ is a hole diameter of 7.6 ± 2.3 μm and the number of holes is 1858 ± 895 holes / mm 2 , and ◇ is a hole diameter of 16.4 ± 1.4 μm and the number of holes is 376 ± 275 holes / mm 2. Corresponds to the plot of. In FIG. 19 (b), ○ is a plot with a hole diameter of 12.8 ± 8.4 μm and a number of holes of 1456 ± 949 holes / mm 2 , and ◇ is a plot of a hole diameter of 35.34 ± 11.9 μm and a number of holes of 128 ± 39 holes / mm 2. Corresponds to. In FIG. 19 (c), ◯ corresponds to a plot with a hole diameter of 9.2 ± 1.5 μm and a number of holes of 1752 ± 295 holes / mm 2. In FIG. 19 (d), ◯ corresponds to a plot having a hole diameter of 6.4 ± 0.6 μm and a number of holes of 2276 ± 426 holes / mm 2.
POMでは、膜厚が厚くなるにつれて接合強度は減少する傾向を示した。これは接着剤による接合での一般的な傾向と類似するが、モノリス膜が厚いほど熱溶着の際の熱がPOMへ伝わりにくく、モノリス膜の表層部より深くに侵入していないという可能性が考えられる。ABSでは、比較的小さい孔径の場合では膜厚の増大に対して接合強度が低下する傾向が見られたが、孔径が大きい場合では膜厚が薄くても低い接合強度を示した。PPやPEについては明確な傾向は見られなかった。 In POM, the bonding strength tended to decrease as the film thickness increased. This is similar to the general tendency of bonding with adhesives, but the thicker the monolith film, the less heat is transferred to the POM during heat welding, and it is possible that it does not penetrate deeper than the surface layer of the monolith film. Conceivable. In ABS, when the pore diameter was relatively small, the bonding strength tended to decrease as the film thickness increased, but when the pore diameter was large, the bonding strength was low even if the film thickness was thin. No clear trend was seen for PP and PE.
(b)平均孔径と単位面積当たり細孔数
膜厚を揃えてγ=0.83〜1.55の範囲で作製したモノリス膜について、モノリス膜表面の平均孔径、及び単位面積当たりの細孔数に対するSUS基板/モノリス膜/樹脂の基板複合体の接合強度をそれぞれ図20(a)〜(d)及び図21(a)〜(d)に示す。図20(a)〜(d)及び図21(a)〜(d)は、樹脂基板にPOM、ABS、PP及びPEを使用したグラフである。また、図20(a)及び図21(a)において、○は膜厚152±4μm、△は膜厚228±8μmのプロットに対応する。図20(b)及び図21(b)において、○は膜厚154±15μm、△は膜厚258±13μmのプロットに対応する。図20(c)及び図21(c)において、○は膜厚150±16μmのプロットに対応する。図20(d)及び図21(d)において、○は膜厚154±9μmのプロットに対応する。
図20(a)〜図21(d)から、特にABSでは、モノリス膜表面の孔径が増大する(あるいは細孔数が減少する)と接合強度は低下する傾向が見られた。
(B) Average pore size and number of pores per unit area For a monolith film produced in the range of γ = 0.83 to 1.55 with the same film thickness, the average pore size on the surface of the monolith film and the number of pores per unit area. The bonding strengths of the SUS substrate / monolith film / resin substrate composite with respect to the above are shown in FIGS. 20 (a) to 20 (d) and FIGS. 21 (a) to 21 (d), respectively. 20 (a) to 20 (d) and 21 (a) to 21 (d) are graphs using POM, ABS, PP and PE as the resin substrate. Further, in FIGS. 20 (a) and 21 (a), ◯ corresponds to a plot having a film thickness of 152 ± 4 μm, and Δ corresponds to a plot having a film thickness of 228 ± 8 μm. In FIGS. 20 (b) and 21 (b), ◯ corresponds to a plot having a film thickness of 154 ± 15 μm, and Δ corresponds to a plot having a film thickness of 258 ± 13 μm. In FIGS. 20 (c) and 21 (c), ◯ corresponds to a plot having a film thickness of 150 ± 16 μm. In FIGS. 20 (d) and 21 (d), ◯ corresponds to a plot having a film thickness of 154 ± 9 μm.
From FIGS. 20 (a) to 21 (d), especially in ABS, the bonding strength tends to decrease as the pore diameter on the surface of the monolith film increases (or the number of pores decreases).
(c)細孔断面積
モノリス膜を作製したSUS基板と各樹脂との基板複合体について、モノリス膜表面の細孔断面積に対する接合強度のプロットを図22(a)〜(d)に示す。細孔断面積は、接合面範囲のモノリス膜表面にある細孔の断面積を総計した値として、式(3)より算出した。
断面積(mm2)=πr2×n×100(mm2) (3)
r:平均孔径、n:単位面積当たりの孔数
図22(a)〜(d)は、樹脂基板にPOM、ABS、PP及びPEを使用したグラフである。また、図22(a)において、○は膜厚152±4μm、△は膜厚228±8μmのプロットに対応する。図22(b)において、○は膜厚154±15μm、△は膜厚258±13μmのプロットに対応する。図22(c)において、○は膜厚150±16μmのプロットに対応する。図22(d)において、○は膜厚154±9μmのプロットに対応する。
(C) Pore Cross-sectional Area For the substrate composite of the SUS substrate on which the monolith film was prepared and each resin, plots of the bonding strength with respect to the pore cross-sectional area of the surface of the monolith film are shown in FIGS. 22 (a) to 22 (d). The pore cross-sectional area was calculated from the formula (3) as a total value of the cross-sectional areas of the pores on the surface of the monolith film in the joint surface range.
Cross-sectional area (mm 2 ) = πr 2 × n × 100 (mm 2 ) (3)
r: Average pore size, n: Number of holes per unit area FIGS. 22 (a) to 22 (d) are graphs using POM, ABS, PP and PE as the resin substrate. Further, in FIG. 22A, ◯ corresponds to a plot having a film thickness of 152 ± 4 μm, and Δ corresponds to a plot having a film thickness of 228 ± 8 μm. In FIG. 22B, ◯ corresponds to a plot having a film thickness of 154 ± 15 μm, and Δ corresponds to a plot having a film thickness of 258 ± 13 μm. In FIG. 22 (c), ◯ corresponds to a plot having a film thickness of 150 ± 16 μm. In FIG. 22 (d), ◯ corresponds to a plot having a film thickness of 154 ± 9 μm.
ABSでは、細孔断面積の増大に対して接合強度が低下する傾向が見られ、膜厚の薄い方がその低下はより顕著であった。一方、POM及びPEでは、ABSとは逆に、細孔断面積の増大に対して接合強度が増大する傾向が見られ、その増大は膜厚の薄い方がより顕著であった。膜厚が薄いとより顕著に傾向が出るのは、熱が樹脂により伝わり易く、モノリス膜の奥まで樹脂が入り込むためではないかと推測される。 In ABS, the bonding strength tended to decrease as the pore cross-sectional area increased, and the decrease was more remarkable when the film thickness was thin. On the other hand, in POM and PE, contrary to ABS, the bonding strength tended to increase with the increase in pore cross-sectional area, and the increase was more remarkable when the film thickness was thin. It is presumed that the reason why the tendency is more remarkable when the film thickness is thin is that heat is easily transferred by the resin and the resin penetrates deep into the monolith film.
(d)モノリス膜表面積
モノリス膜を作製したSUS基板と各樹脂基板との基板複合体について、モノリス膜内部の表面積に対する接合強度のプロットを図23(a)〜(d)に示す。モノリス膜表面積は、接合面範囲のモノリス膜内部について、平均孔径を有し互いに連結していない球状空隙を仮定した近似値であり、式(4)より算出した。
表面積(mm2)=4πr2×(t/2r)×n×100(mm2) (4)
r:平均孔径、t:膜厚、n:単位面積当たりの孔数
図23(a)〜(d)は、樹脂基板にPOM、ABS、PP及びPEを使用したグラフである。また、図23(a)において、○は膜厚152±4μm、△は膜厚228±8μmのプロットに対応する。図23(b)において、○は膜厚154±15μm、△は膜厚258±13μmのプロットに対応する。図23(c)において、○は膜厚150±16μmのプロットに対応する。図23(d)において、○は膜厚154±9μmのプロットに対応する。
全体として細孔数の場合と同様の傾向であった。
(D) Surface area of monolith film For the substrate composite of the SUS substrate on which the monolith film was produced and each resin substrate, plots of the bonding strength with respect to the surface area inside the monolith film are shown in FIGS. 23 (a) to 23 (d). The surface area of the monolith film is an approximate value assuming spherical voids having an average pore diameter and not connected to each other inside the monolith film in the joint surface range, and was calculated from the equation (4).
Surface area (mm 2 ) = 4πr 2 × (t / 2r) × n × 100 (mm 2 ) (4)
r: average pore diameter, t: film thickness, n: number of holes per unit area FIGS. 23 (a) to 23 (d) are graphs using POM, ABS, PP and PE for the resin substrate. Further, in FIG. 23A, ◯ corresponds to a plot having a film thickness of 152 ± 4 μm, and Δ corresponds to a plot having a film thickness of 228 ± 8 μm. In FIG. 23 (b), ◯ corresponds to a plot having a film thickness of 154 ± 15 μm, and Δ corresponds to a plot having a film thickness of 258 ± 13 μm. In FIG. 23 (c), ◯ corresponds to a plot having a film thickness of 150 ± 16 μm. In FIG. 23 (d), ◯ corresponds to a plot having a film thickness of 154 ± 9 μm.
As a whole, the tendency was the same as in the case of the number of pores.
(e)モルフォロジーと破断面の相関
γ=0.83及びγ=1.19〜1.55の条件でモノリス膜を作製したSUS基板/モノリス膜/樹脂の基板複合体について、破断面のSEM画像を図24(a)〜図27(d)に示す。これら図において、(a)〜(d)は、樹脂基板にPOM、ABS、PP及びPEを使用した場合の画像である。図24及び25は、γ=0.83の場合、モノリス膜側の破断面及び樹脂基板側の破断面の画像であり、図26及び27は、γ=1.19〜1.55の場合、モノリス膜側の破断面及び樹脂基板側の破断面の画像である。
(E) Correlation between morphology and fracture surface SEM image of fracture surface of a SUS substrate / monolith film / resin substrate composite in which a monolith film was prepared under the conditions of γ = 0.83 and γ = 1.19 to 1.55. Is shown in FIGS. 24 (a) to 27 (d). In these figures, (a) to (d) are images when POM, ABS, PP and PE are used for the resin substrate. 24 and 25 are images of the fracture surface on the monolith film side and the fracture surface on the resin substrate side when γ = 0.83, and FIGS. 26 and 27 are images when γ = 1.19 to 1.55. It is an image of the fracture surface on the monolith film side and the fracture surface on the resin substrate side.
POM、PP、PEでは、孔径が小さい場合は針状に変形した樹脂が一つの細孔から一本ずつ伸びているが、孔径が大きい場合は一つの細孔から複数の針状樹脂が伸びている様子が見られた。ABSでは、孔径が大きいほど細孔に対して残った樹脂の占める面積が小さくなっている様子が見られた。また、特にABSやPEで、孔径が大きい場合の樹脂破断面では、細孔の中の微細構造を反映した形状が見られた。この粒子凝集状の微細構造は、相分離によって共連続構造が形成された後に、残った液相のポリマー分率から再度相分離が進行してできたものと考えられる。 In POM, PP, and PE, when the pore diameter is small, the needle-shaped resin extends from one pore one by one, but when the pore diameter is large, a plurality of needle-shaped resins extend from one pore. It was seen that there was. In ABS, it was observed that the larger the pore diameter, the smaller the area occupied by the resin remaining with respect to the pores. Further, especially in ABS and PE, in the resin fracture surface when the pore diameter was large, a shape reflecting the fine structure in the pores was observed. It is probable that this particle-aggregated microstructure was formed by phase separation after the co-continuous structure was formed by phase separation, and then phase separation proceeded again from the polymer fraction of the remaining liquid phase.
実施例2
モノリス膜の製造に際して、表7に示す温度条件を変えること以外は実施例1と同様にしてモノリス膜及び基板複合体を得た。得られたモノリス膜のSEM画像を図28に示す。
Example 2
A monolith film and a substrate complex were obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature conditions shown in Table 7 were changed in the production of the monolith film. The SEM image of the obtained monolith film is shown in FIG.
(1)せん断試験
共連続構造及び粒子凝集構造のモノリス膜を作製したSUS基板にPE基板を100℃で60秒熱溶着させた基板複合体について、引張りせん断試験より得られた荷重−変位曲線を図29、接着強度を表8に示す。図29中、実線が粒子凝集型に、点線が共連続構造のモノリス膜に対応する。
(1) Shear test A load-displacement curve obtained from a tensile shear test is obtained for a substrate composite in which a PE substrate is heat-welded at 100 ° C. for 60 seconds on a SUS substrate prepared with a monolithic film having a co-continuous structure and a particle agglomeration structure. FIG. 29 shows the adhesive strength in Table 8. In FIG. 29, the solid line corresponds to the particle agglomeration type, and the dotted line corresponds to the monolith film having a co-continuous structure.
共連続構造のモノリス膜の場合と比較して、粒子凝集型のモノリス膜の試験片はほぼ同様の接合強度を示した。この結果は、連結した粒子の隙間に樹脂が入り込み、共連続構造の場合と同様のアンカー効果を発現したためと推察される。 Compared with the case of the monolith film having a co-continuous structure, the test pieces of the particle-aggregated monolith film showed almost the same bonding strength. It is presumed that this result is due to the fact that the resin entered the gaps between the connected particles and exhibited the same anchor effect as in the case of the co-continuous structure.
(2)破断面の観察
粒子凝集型モノリス膜を作製したSUS基板/モノリス膜/PEの基板複合体の破断形態を図30、モノリス膜側の破断面SEM画像を図31(a)に、PE基板側の破断面SEM画像を図31(b)に示す。
破断形態はPE基板/モノリス膜界面での剥離であった。共連続構造のモノリス膜の場合と同様に、連結した粒子の隙間から針状の樹脂が伸びていることから、粒子凝集構造でもアンカー効果が発現していると推察される。
(2) Observation of fracture surface The fractured form of the substrate composite of the SUS substrate / monolith film / PE on which the particle-aggregated monolith film was produced is shown in FIG. 30, and the fracture surface SEM image of the monolith film side is shown in FIG. 31 (a). The fracture surface SEM image on the substrate side is shown in FIG. 31 (b).
The fractured form was peeling at the PE substrate / monolith film interface. Since the needle-shaped resin extends from the gaps between the connected particles as in the case of the monolith film having a co-continuous structure, it is inferred that the anchor effect is also exhibited in the particle agglomeration structure.
実施例3
SUS基板をCu基板に変更し、アミン活性水素のエポキシ基に対する比γ(2[NH2]/[epoxy])を1.02とし、エポキシ樹脂とアミン硬化剤の総量が29.8重量%となるようにポロゲンを加えたこと以外は実施例1と同様にしてCu基板/モノリス膜複合体を得た。
上記Cu基板/モノリス膜複合体上に、実施例1と同じ条件で、6種の樹脂基板(POM、ABS、PP、PE、PET及びPC製)を熱融着させてCu基板/モノリス膜/樹脂の基板複合体を得た。得られた基板複合体を実施例と同じ引張りせん断試験に付した。樹脂基板としてPOM、ABS、PP及びPEを用いた基板複合体の引張りせん断試験より得られた荷重−変位曲線を図32(a)〜(d)に、POM、ABS、PP、PE、PET及びPCを用いた基板複合体の接合強度を表9に示す。
Example 3
The SUS substrate was changed to a Cu substrate, the ratio γ (2 [NH 2 ] / [epoxy]) of the amine active hydrogen to the epoxy group was 1.02, and the total amount of the epoxy resin and the amine curing agent was 29.8% by weight. A Cu substrate / monolith film composite was obtained in the same manner as in Example 1 except that the epoxy was added so as to be.
Six types of resin substrates (manufactured by POM, ABS, PP, PE, PET, and PC) are heat-sealed onto the Cu substrate / monolith film composite under the same conditions as in Example 1, and the Cu substrate / monolith film / A resin substrate composite was obtained. The obtained substrate complex was subjected to the same tensile shear test as in the examples. The load-displacement curves obtained from the tensile shear test of the substrate composite using POM, ABS, PP and PE as the resin substrate are shown in FIGS. 32 (a) to 32 (d), showing POM, ABS, PP, PE, PET and Table 9 shows the bonding strength of the substrate composite using PC.
比較例2
モノリス膜を介在させないこと以外は、実施例3と同様にしてCu基板と樹脂基板とからなる基板複合体を作製した。得られた基板複合体を実施例と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表9に示す。
Comparative Example 2
A substrate complex composed of a Cu substrate and a resin substrate was produced in the same manner as in Example 3 except that a monolith film was not interposed. The obtained substrate complex was subjected to the same tensile shear test as in the examples. The results are shown in Table 9.
樹脂基板をそのままCu基板に熱溶着させた場合は、低い接合強度しか得られなかった。一方、モノリス膜を作製した場合は、接合強度が増大した。熱溶着温度を高くする、あるいは熱溶着時間を長くすることにより、高い接合強度が得られた。また、熱溶着温度を高く、かつ熱溶着時間を長くすることによって高い接合強度が得られた。上記に示した範囲の熱溶着温度より更に高い温度で熱溶着を行う、あるいは上記に示した範囲の熱溶着時間より更に長い温度で熱溶着を行うと、樹脂基板の変形が起こる頻度が高くなり、接合強度にばらつきが生じて正確な接合強度の測定が困難になった。 When the resin substrate was heat-welded to the Cu substrate as it was, only low bonding strength was obtained. On the other hand, when a monolith film was produced, the bonding strength increased. High bonding strength was obtained by increasing the heat welding temperature or lengthening the heat welding time. Further, high bonding strength was obtained by increasing the heat welding temperature and lengthening the heat welding time. If heat welding is performed at a temperature higher than the heat welding temperature in the range shown above, or if heat welding is performed at a temperature longer than the heat welding time in the range shown above, the resin substrate is frequently deformed. , It became difficult to measure the joint strength accurately due to the variation in the joint strength.
実施例4
SUS基板をAl基板に変更すること以外は実施例1と同様にしてAl基板/モノリス膜/樹脂の基板複合体を得た。また、モノリス膜を使用しないこと以外は、Al基板/モノリス膜/樹脂の基板複合体と同様にして、Al基板/樹脂基板複合体を得た。尚、Al基板はPカッターで10mm×50mm×0.52mmに切断したものを用いた。Al基板はあらかじめ表面処理を施してから使用した。Al基板を10重量%の水酸化ナトリウム水溶液に室温で2.5分から10分間浸漬することによりAl基板表面の前処理を行った後、Al基板上にモノリス膜を作製した。処理後のAl基板上に4種の樹脂基板(POM、ABS、PP及びPE製)を熱融着させてAl基板/モノリス膜/樹脂の基板複合体を得た。得られた基板複合体を実施例1と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表10に示す。
Example 4
A substrate composite of Al substrate / monolith film / resin was obtained in the same manner as in Example 1 except that the SUS substrate was changed to an Al substrate. Further, an Al substrate / resin substrate composite was obtained in the same manner as the Al substrate / monolith film / resin substrate composite except that the monolith film was not used. The Al substrate used was cut into 10 mm × 50 mm × 0.52 mm with a P cutter. The Al substrate was used after being surface-treated in advance. The surface of the Al substrate was pretreated by immersing the Al substrate in a 10 wt% sodium hydroxide aqueous solution at room temperature for 2.5 to 10 minutes, and then a monolith film was prepared on the Al substrate. Four kinds of resin substrates (manufactured by POM, ABS, PP and PE) were heat-sealed onto the treated Al substrate to obtain an Al substrate / monolith film / resin substrate composite. The obtained substrate complex was subjected to the same tensile shear test as in Example 1. The results are shown in Table 10.
比較例3
モノリス膜を介在させず、Al基板表面の前処理を行わないこと以外は、実施例4と同様にしてAl基板と樹脂基板とからなるAl基板/樹脂の基板複合体を作製した。得られた基板複合体を実施例と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表10に示す。
Comparative Example 3
An Al substrate / resin substrate composite composed of an Al substrate and a resin substrate was produced in the same manner as in Example 4 except that the surface of the Al substrate was not pretreated without interposing a monolith film. The obtained substrate complex was subjected to the same tensile shear test as in the examples. The results are shown in Table 10.
樹脂基板をそのままAl基板に熱溶着させた場合では、測定不能なほどに低い接合強度しか得られなかった。一方、モノリス膜を作製した場合、Al基板/モノリス膜/樹脂の基板複合体の接合強度は増大した。樹脂基板としてABSを用いたAl基板/モノリス膜/樹脂の基板複合体では、前処理時間2.5分から5分間の範囲で前処理時間が長くなるほど接合強度は大きくなった。樹脂基板としてPPあるいはPEを用いたAl基板/モノリス膜/樹脂の基板複合体では、前処理時間2.5分から10分間の範囲で前処理時間が長くなるほど接合強度は大きくなった。 When the resin substrate was heat-welded to the Al substrate as it was, the bonding strength was so low that it could not be measured. On the other hand, when the monolith film was produced, the bonding strength of the Al substrate / monolith film / resin substrate composite increased. In the Al substrate / monolith film / resin substrate composite using ABS as the resin substrate, the bonding strength increased as the pretreatment time increased in the range of the pretreatment time of 2.5 minutes to 5 minutes. In the Al substrate / monolith film / resin substrate composite using PP or PE as the resin substrate, the bonding strength increased as the pretreatment time increased in the range of the pretreatment time of 2.5 minutes to 10 minutes.
未処理のAl基板表面のSEM画像を図33(a)に、Al基板を10重量%の水酸化ナトリウム水溶液に室温で5分間浸漬した後のAl基板表面の形態を図33(b)に示す。水酸化ナトリウム水溶液を用いる前処理によってAl基板表面の酸化膜が除去されていることが分かる。このように酸化膜の除去ならびに表面平滑性の低減によって、Al基板へのエポキシモノリス膜をより固定できる。
ここで、Al基板表面の前処理は、アルカリ処理によって行うことができるが、一般にAl基板表面の前処理法として知られているものであれば特に制限はなく、酸を用いても前処理を行うことができる。また、ブラスト処理によっても前処理を行うことができる。
The SEM image of the untreated Al substrate surface is shown in FIG. 33 (a), and the morphology of the Al substrate surface after immersing the Al substrate in a 10 wt% sodium hydroxide aqueous solution at room temperature for 5 minutes is shown in FIG. 33 (b). .. It can be seen that the oxide film on the surface of the Al substrate has been removed by the pretreatment using the sodium hydroxide aqueous solution. By removing the oxide film and reducing the surface smoothness in this way, the epoxy monolith film can be more fixed to the Al substrate.
Here, the pretreatment of the Al substrate surface can be performed by an alkaline treatment, but there is no particular limitation as long as it is generally known as a pretreatment method of the Al substrate surface, and the pretreatment can be performed by using an acid. It can be carried out. Pretreatment can also be performed by blasting.
実施例5
SUS基板をAl基板に変更すること、及びAl基板表面をブラスト処理によって前処理すること以外は実施例1と同様にして、Al基板/モノリス膜/樹脂の基板複合体を得た。ブラスト処理には、金属やすりあるいはサンドシート(シャイネックス社製サンドシート極荒#80、ST−01、ナイロン不織布製研磨粒子付き)を使用し、10分間金属基板表面を研磨した。得られた基板複合体を実施例1と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表11に示す。
Example 5
A substrate composite of Al substrate / monolith film / resin was obtained in the same manner as in Example 1 except that the SUS substrate was changed to an Al substrate and the surface of the Al substrate was pretreated by blasting. For the blasting treatment, a metal file or a sand sheet (Sand sheet extremely
表11に示すように、金属やすりあるいはサンドシートを用いてブラスト処理を行うことにより、接合強度の向上がみられた。エポキシモノリス膜が介在しない直接接合では全く接合強度が得られない樹脂との組み合わせにおいても、POMやABSの結果からわかるように、エポキシモノリス膜が介在することによりわずかながら接合強度が発現し、金属やすりあるいはサンドシートを用いたブラスト処理によりいずれの樹脂との組みあわせにおいても更に接合強度が増大した。 As shown in Table 11, the bonding strength was improved by performing the blasting treatment using a metal file or a sand sheet. As can be seen from the results of POM and ABS, even in combination with a resin in which the bonding strength cannot be obtained by direct bonding without the intervention of the epoxy monolith film, the bonding strength is slightly developed by the intervention of the epoxy monolith film, and the metal By blasting with a file or a sand sheet, the bonding strength was further increased in any combination with any resin.
実施例6
SUS基板表面を金属やすりによりブラスト処理すること以外は実施例1と同様にして、SUS基板/モノリス膜/PETの基板複合体を得た。ブラスト処理には、金属やすりを使用し、10分間金属基板表面を研磨した。得られた基板複合体を実施例1と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表12に示す。
Example 6
A substrate composite of SUS substrate / monolith film / PET was obtained in the same manner as in Example 1 except that the surface of the SUS substrate was blasted with a metal file. A metal file was used for the blasting treatment, and the surface of the metal substrate was polished for 10 minutes. The obtained substrate complex was subjected to the same tensile shear test as in Example 1. The results are shown in Table 12.
表12に示すように、金属やすりを用いてSUS基板のブラスト処理を行うことにより、SUS基板/モノリス膜/PET複合体に対する接合強度の向上がみられた。このように、SUS基板/モノリス膜/PET複合体は、3.31MPaから6.09MPaの高い値を示し、アンカー効果の発現によってモノリス膜とPET間が強固に接合するため、他の接合部位であるSUS基板とモノリス膜間の接合も十分な強度をもつことが必要となる。SUS基板とモノリス膜間の接合には、通常の接着メカニズムを利用しているため、SUS基板表面を前処理することによって、接合強度を向上させることができる。 As shown in Table 12, the bonding strength to the SUS substrate / monolith film / PET composite was improved by performing the blast treatment of the SUS substrate using a metal file. As described above, the SUS substrate / monolith film / PET composite shows a high value of 3.31 MPa to 6.09 MPa, and the monolith film and PET are firmly bonded by the manifestation of the anchor effect, so that the monolith film and PET are firmly bonded to each other at other bonding sites. The bond between a certain SUS substrate and the monolith film also needs to have sufficient strength. Since a normal bonding mechanism is used for bonding between the SUS substrate and the monolith film, the bonding strength can be improved by pretreating the surface of the SUS substrate.
実施例7
アミン活性水素のエポキシ基に対する比γ(2[NH2]/[epoxy])を1.03〜1.11の範囲とし、モノマーの総量(エポキシ樹脂とアミン硬化剤の合計量)とポロゲンとの合計量に対するモノマーの総量(ω重量%)を30.1〜31.3の範囲に調製すること以外は実施例1と同様にしてSUS基板/モノリス膜複合体を得た。モノリス膜表面のSEM画像を図34に示す。
Example 7
The ratio γ (2 [NH 2 ] / [epoxy]) of amine active hydrogen to the epoxy group was set in the range of 1.03 to 1.11, and the total amount of monomers (total amount of epoxy resin and amine curing agent) and porogen A SUS substrate / monolith film composite was obtained in the same manner as in Example 1 except that the total amount of monomers (ω% by weight) with respect to the total amount was adjusted in the range of 30 to 31.3. An SEM image of the surface of the monolith film is shown in FIG.
次に、上記SUS基板/モノリス膜複合体とPETからなる樹脂基板とを使用し、PET基板に対して100℃から160℃の範囲の熱溶着温度及び30秒から270秒間の範囲の熱溶着時間(表13に示す加熱条件)とすること以外は実施例1と同様にして接着強度を測定した。結果を表13に示す。 Next, using the above-mentioned SUS substrate / monolith film composite and a resin substrate made of PET, a heat welding temperature in the range of 100 ° C. to 160 ° C. and a heat welding time in the range of 30 seconds to 270 seconds are used for the PET substrate. The adhesive strength was measured in the same manner as in Example 1 except that (the heating conditions shown in Table 13). The results are shown in Table 13.
硬化させたモノリス膜を作製したSUS基板とPET基板を熱溶着させた基板複合体について、引張りせん断試験より得られた接合強度は、熱溶着温度を高くする、あるいは熱溶着時間を長くすることにより、高い接合強度が得られた。熱溶着温度が140℃の場合、熱溶着時間とともに接合強度は増大し、熱溶着時間が150秒で最大値を示した。 For a substrate composite obtained by heat-welding a SUS substrate and a PET substrate on which a cured monolith film is produced, the bonding strength obtained by a tensile shear test is obtained by increasing the heat welding temperature or lengthening the heat welding time. , High bonding strength was obtained. When the heat welding temperature was 140 ° C., the bonding strength increased with the heat welding time, and the heat welding time reached the maximum value at 150 seconds.
実施例8
実施例7と同様にして、SUS基板/モノリス膜複合体とPCからなる樹脂基板とを使用し、PC基板に対して180℃から200℃の範囲の熱溶着温度及び180秒から360秒間の範囲の熱溶着時間とすること以外は実施例7と同様にして接着強度を測定した。ここで用いた熱溶着温度ならびに熱溶着時間の範囲は、PC基板が大変形せずかつ測定に十分な接合強度が得られる温度の範囲とした。結果を表14に示す。
In the same manner as in Example 7, a SUS substrate / monolith film composite and a resin substrate made of PC are used, and the heat welding temperature in the range of 180 ° C. to 200 ° C. and the range of 180 seconds to 360 seconds are applied to the PC substrate. The adhesive strength was measured in the same manner as in Example 7 except that the heat welding time was set to. The range of the heat welding temperature and the heat welding time used here is the range of the temperature at which the PC substrate is not significantly deformed and sufficient bonding strength for measurement can be obtained. The results are shown in Table 14.
熱溶着温度を高くする、あるいは熱溶着時間を長くすることにより、高い接合強度が得られた。また、熱溶着温度を高く、かつ熱溶着時間を長くすることによって高い接合強度が得られた。熱溶着温度が180℃の場合、熱溶着時間とともに接合強度は増大し、熱溶着時間が280秒で最大値を示した。熱溶着温度が200℃の場合、熱溶着時間とともに接合強度は増大し、熱溶着時間が220秒で最大値を示した。 High bonding strength was obtained by increasing the heat welding temperature or lengthening the heat welding time. Further, high bonding strength was obtained by increasing the heat welding temperature and lengthening the heat welding time. When the heat welding temperature was 180 ° C., the bonding strength increased with the heat welding time, and the heat welding time reached the maximum value at 280 seconds. When the heat welding temperature was 200 ° C., the bonding strength increased with the heat welding time, and the heat welding time reached the maximum value at 220 seconds.
実施例1から実施例5で示した方法を組みあわせ、加熱温度、加熱時間、金属基板の前処理を組み合わせて使用することもでき、これら種々の条件で作製した金属基板/モノリス膜/樹脂の基板複合体の最大接合強度の比較を表15に示す。SUS基板/モノリス膜複合体、Cu基板/モノリス膜複合体、及びAl基板/モノリス膜複合体と、POM、ABS、PP、PE、PET及びPCの組みあわせからなる金属基板/モノリス膜/樹脂複合体の接合強度は、SUS基板/モノリス膜/樹脂複合体に対して1.22MPaから5.13MPaの値を、Cu基板/モノリス膜/樹脂複合体に対して2.41MPaから6.88MPaの値を、及びAl基板/モノリス膜/樹脂複合体に対して0.71MPaから3.35MPaの値を示し、いずれの組みあわせの複合体に対しても、モノリス膜を用いない場合の比較例1から比較例4で示した0MPaから0.85MPaに比べて高い値を示し、アンカー効果によって高い接合強度が得られた。ここで表15に示した値は、それぞれの組みあわせの材料に対する上限値を示すものではなく、表に示した接合条件において、アンカー効果の発現によって接合強度の増大が得られたことを示すものである。 The methods shown in Examples 1 to 5 can be combined, and the heating temperature, heating time, and pretreatment of the metal substrate can be combined and used, and the metal substrate / monolith film / resin produced under these various conditions can be used. Table 15 shows a comparison of the maximum bonding strengths of the substrate composites. Metal substrate / monolith film / resin composite consisting of a combination of SUS substrate / monolith film composite, Cu substrate / monolith film composite, and Al substrate / monolith film composite with POM, ABS, PP, PE, PET and PC. The bond strength of the body is 1.22 MPa to 5.13 MPa for the SUS substrate / monolith film / resin composite, and 2.41 MPa to 6.88 MPa for the Cu substrate / monolith film / resin composite. , And a value of 0.71 MPa to 3.35 MPa for the Al substrate / monolith film / resin composite, and from Comparative Example 1 in the case where the monolith film is not used for any combination of composites. It showed a higher value than 0 MPa to 0.85 MPa shown in Comparative Example 4, and a high bonding strength was obtained by the anchor effect. Here, the values shown in Table 15 do not indicate the upper limit values for each combination of materials, but indicate that the joint strength was increased by the manifestation of the anchor effect under the joint conditions shown in the table. Is.
実施例9
アミン活性水素のエポキシ基に対する比γ(2[NH2]/[epoxy])を1.07とし、エポキシ樹脂とアミン硬化剤の総量が30.6重量%となるようにポロゲンを加えたこと以外は実施例1と同様にしてSUS基板/モノリス膜複合体を得た。得られたモノリス膜のSEM画像を図35に示す。
モノリス膜上に木工用ボンド(コニシ社製、品番#10122、成分:酢酸ビニル樹脂41%、水59%)を0.1g/cm2の量で塗布し、得られた塗膜上に木材(ラワン材、厚さ3mm)を25kg/m2の力でSUS基板に向けて押圧し、一晩静置することで、SUS基板と木材とを接着した。得られた基板複合体を、引張速度を0.1mm/minとすること以外は実施例1と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表16に示す。
Example 9
Except that the ratio γ (2 [NH 2 ] / [epoxy]) of the amine active hydrogen to the epoxy group was set to 1.07, and porogen was added so that the total amount of the epoxy resin and the amine curing agent was 30.6% by weight. Obtained a SUS substrate / monolith film composite in the same manner as in Example 1. The SEM image of the obtained monolith film is shown in FIG.
A woodworking bond (manufactured by Konishi Co., Ltd., product number # 10122, components: vinyl acetate resin 41%,
比較例4
モノリス膜を介在させないこと以外は、実施例9と同様にしてSUS基板と木材とを木工用ボンドで接着した。得られた基板複合体を実施例9と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表16に示す。
Comparative Example 4
The SUS substrate and wood were bonded with a woodworking bond in the same manner as in Example 9 except that the monolith film was not interposed. The obtained substrate complex was subjected to the same tensile shear test as in Example 9. The results are shown in Table 16.
モノリス膜を介した方が、SUS基板と木材とを強く接着できることが分かる。なお、引張りせん断試験に接着強度を得るために応力(stress:MPa)を縦軸とし、伸び(strain:%)を横軸としてプロットしたグラフを図36に示す。ピークの応力が、接着強度を意味する。
実施例9の基板複合体を引張りせん断試験も付した後の試験片について、木材側とモノリス膜側の破断面のSEM画像を図37(a)及び(b)に示す。また、比較例4の基板複合体を引張りせん断試験に付した後の試験片について、木材側の破断面のSEM画像を図37(c)に示す。モノリス膜を介した場合、図37(a)より、接着剤が破断していることが示されており、かつ図37(b)より、接着剤がモノリス膜表面の細孔に入り込んでおり、アンカー効果の発現が示唆される。モノリス膜を介在させない場合、図37(c)より、アンカー効果が全く発現していないことが示唆される。
It can be seen that the SUS substrate and the wood can be more strongly bonded to each other through the monolith film. FIG. 36 shows a graph in which stress (stress: MPa) is plotted on the vertical axis and elongation (strine:%) is plotted on the horizontal axis in order to obtain adhesive strength in the tensile shear test. The peak stress means the adhesive strength.
The SEM images of the fracture surface on the wood side and the monolith film side of the test piece after the substrate composite of Example 9 was subjected to a tensile shear test are shown in FIGS. 37 (a) and 37 (b). Further, FIG. 37 (c) shows an SEM image of a fracture surface on the wood side of the test piece after the substrate composite of Comparative Example 4 was subjected to a tensile shear test. In the case of passing through the monolith film, FIG. 37 (a) shows that the adhesive is broken, and FIG. 37 (b) shows that the adhesive has entered the pores on the surface of the monolith film. The expression of the anchor effect is suggested. When the monolith membrane is not interposed, FIG. 37 (c) suggests that the anchor effect is not exhibited at all.
実施例10
アミン活性水素のエポキシ基に対する比γ(2[NH2]/[epoxy])を1.23とし、エポキシ樹脂とアミン硬化剤の総量が30.2重量%となるようにポロゲンを加えたこと以外は実施例1と同様にしてSUS基板/モノリス膜複合体を得た。
モノリス膜上にプラモデル用接着剤(セメダイン社製、プラモデル用接着剤、スチロール樹脂:14%、アセトンとシクロヘキサンと酢酸ブチルの合計:86%)を0.05g/cm2の量で塗布し、得られた塗膜上にポリスチレン板(HIKARI社製PS2031−1、厚さ1mm)を25kg/m2の力でSUS基板に向けて押圧し、一晩静置することで、SUS基板とポリスチレン基板とを接着した。得られた基板複合体を、実施例9と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表17に示す。
Example 10
Except that the ratio γ (2 [NH 2 ] / [epoxy]) of the amine active hydrogen to the epoxy group was set to 1.23, and porogen was added so that the total amount of the epoxy resin and the amine curing agent was 30.2% by weight. Obtained a SUS substrate / monolith film composite in the same manner as in Example 1.
A plastic model adhesive (Cemedine Co., Ltd., plastic model adhesive, styrene resin: 14%, total of acetone, cyclohexane and butyl acetate: 86%) was applied on the monolith film at an amount of 0.05 g / cm 2. A polystyrene plate (PS2031-1 manufactured by HIKARI,
比較例5
モノリス膜を介在させないこと以外は、実施例10と同様にしてSUS基板とポリスチレン板とをプラモデル用接着剤で接着した。得られた基板複合体を実施例10と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表17に示す。
Comparative Example 5
The SUS substrate and the polystyrene plate were adhered with a plastic model adhesive in the same manner as in Example 10 except that the monolith film was not interposed. The obtained substrate complex was subjected to the same tensile shear test as in Example 10. The results are shown in Table 17.
モノリス膜を介した方が、SUS基板とポリスチレン基板とを強く接着できることが分かる。なお、引張りせん断試験に接着強度を得るために応力(stress:MPa)を縦軸とし、伸び(strain:%)を横軸としてプロットしたグラフを図38に示す。ピークの応力が、接着強度を意味する。
実施例10の基板複合体を引張りせん断試験も付した後の試験片について、モノリス膜側の破断面のSEM画像を図39に示す。モノリス膜を介した場合、接着剤がモノリス膜表面の細孔に入り込んでおり、アンカー効果の発現が示唆される。
It can be seen that the SUS substrate and the polystyrene substrate can be more strongly adhered to each other through the monolith film. FIG. 38 shows a graph in which stress (stress: MPa) is plotted on the vertical axis and elongation (strine:%) is plotted on the horizontal axis in order to obtain adhesive strength in the tensile shear test. The peak stress means the adhesive strength.
FIG. 39 shows an SEM image of a fracture surface on the monolithic film side of the test piece after the substrate complex of Example 10 was subjected to a tensile shear test. Through the monolith film, the adhesive has penetrated into the pores on the surface of the monolith film, suggesting the expression of the anchor effect.
実施例11
アミン活性水素のエポキシ基に対する比γ(2[NH2]/[epoxy])を1.24とし、エポキシ樹脂とアミン硬化剤の総量が30.2重量%となるようにポロゲンを加えたこと以外は実施例1と同様にしてSUS基板/モノリス膜複合体を得た。
ポリスチレン基板上に、1cm2面積あたり、パスツールピペットを用いてトルエンを数滴(約0.05mL)滴下し、室温で10分間放置した後、ポリスチレン基板と、基板上にモノリス膜を作製したSUS基板とをダブルクリップ(幅15mm)で挟み一晩室温で放置後、70℃に加熱した真空オーブン中で1時間真空乾燥することで残ったトルエンを除去し、SUS基板とポリスチレン基板とを接着した。得られた基板複合体を、実施例9と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表18に示す。
Example 11
Except that the ratio γ (2 [NH 2 ] / [epoxy]) of the amine active hydrogen to the epoxy group was 1.24, and porogen was added so that the total amount of the epoxy resin and the amine curing agent was 30.2% by weight. Obtained a SUS substrate / monolith film composite in the same manner as in Example 1.
A few drops (about 0.05 mL) of toluene were dropped on the polystyrene substrate per 1 cm 2 area using a pasteur pipette, left at room temperature for 10 minutes, and then the polystyrene substrate and the SUS on which the monolith film was prepared were prepared. The substrate was sandwiched between double clips (
比較例6
モノリス膜を介在させないこと以外は、実施例11と同様にしてSUS基板とポリスチレン基板とをトルエンで接着した。得られた基板複合体を実施例11と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表18に示す。
Comparative Example 6
The SUS substrate and the polystyrene substrate were bonded with toluene in the same manner as in Example 11 except that the monolith film was not interposed. The obtained substrate complex was subjected to the same tensile shear test as in Example 11. The results are shown in Table 18.
モノリス膜を介した方が、SUS基板とポリスチレン基板とを強く接着できることが分かる。なお、引張りせん断試験において接着強度を得るために応力(stress:MPa)を縦軸とし、伸び(strain:%)を横軸としてプロットしたグラフを図40に示す。ピークの応力が、接着強度を意味する。
実施例11の基板複合体を引張りせん断試験も付した後の試験片について、ポリスチレン基板側とモノリス膜側の破断面のSEM画像を図41(a)及び(b)に示す。モノリス膜を介した場合、図41(a)より、ポリスチレンが破断していることが示されており、かつ図41(b)より、ポリスチレンがモノリス膜表面の細孔に入り込んでおり、アンカー効果の発現が示唆される。
It can be seen that the SUS substrate and the polystyrene substrate can be more strongly adhered to each other through the monolith film. FIG. 40 shows a graph in which stress (stress: MPa) is plotted on the vertical axis and elongation (strine:%) is plotted on the horizontal axis in order to obtain adhesive strength in the tensile shear test. The peak stress means the adhesive strength.
The SEM images of the fracture surface of the polystyrene substrate side and the monolith film side of the test piece after the substrate complex of Example 11 was subjected to a tensile shear test are shown in FIGS. 41 (a) and 41 (b). When the monolith film is used, FIG. 41 (a) shows that the polystyrene is broken, and FIG. 41 (b) shows that the polystyrene has entered the pores on the surface of the monolith film, and has an anchor effect. Is suggested.
実施例12
アミン活性水素のエポキシ基に対する比γ(2[NH2]/[epoxy])を1.23とし、エポキシ樹脂とアミン硬化剤の総量が29.8重量%となるようにポロゲンを加えたこと以外は実施例1と同様にしてSUS基板/モノリス膜複合体を得た。
ポリメタクリル酸メチル(PMMA)基板上に、パスツールピペットを用いてアセトンを数滴(約0.05mL)滴下し、5分間放置した後、PMMA基板と、基板上にモノリス膜を作製したSUS基板とをダブルクリップ(幅15mm)で挟み、一晩室温で放置し、SUS基板とPMMA基板とを接着した。得られた基板複合体を、実施例9と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表19に示す。
Example 12
Except that the ratio γ (2 [NH 2 ] / [epoxy]) of the amine active hydrogen to the epoxy group was set to 1.23, and porogen was added so that the total amount of the epoxy resin and the amine curing agent was 29.8% by weight. Obtained a SUS substrate / monolith film composite in the same manner as in Example 1.
A few drops (about 0.05 mL) of acetone were dropped onto the polymethyl methacrylate (PMMA) substrate using a Pasteur pipette, and after leaving for 5 minutes, the PMMA substrate and the SUS substrate on which the monolith film was formed were formed. Was sandwiched between double clips (
比較例7
モノリス膜を介在させないこと以外は、実施例12と同様にしてSUS基板とPMMA板とをアセトンで接着した。得られた基板複合体を実施例12と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表19に示す。
Comparative Example 7
The SUS substrate and the PMMA substrate were bonded with acetone in the same manner as in Example 12 except that the monolith film was not interposed. The obtained substrate complex was subjected to the same tensile shear test as in Example 12. The results are shown in Table 19.
モノリス膜を介した方が、SUS基板とPMMA基板とを強く接着できることが分かる。なお、引張りせん断試験において接着強度を得るために応力(stress:MPa)を縦軸とし、伸び(strain:%)を横軸としてプロットしたグラフを図42に示す。ピークの応力が、接着強度を意味する。
実施例12の基板複合体を引張りせん断試験も付した後の試験片について、PMMA基板側とモノリス膜側の破断面のSEM画像を図43(a)及び(b)に示す。モノリス膜を介した場合、図43(a)より、PMMAが破断していることが示されており、かつ図43(b)より、PMMAがモノリス膜表面の細孔に入り込んでおり、アンカー効果の発現が示唆される。
It can be seen that the SUS substrate and the PMMA substrate can be more strongly adhered to each other through the monolith film. FIG. 42 shows a graph in which stress (stress: MPa) is plotted on the vertical axis and elongation (strine:%) is plotted on the horizontal axis in order to obtain adhesive strength in the tensile shear test. The peak stress means the adhesive strength.
The SEM images of the fracture surfaces of the PMMA substrate side and the monolith film side of the test piece after the substrate complex of Example 12 was subjected to a tensile shear test are shown in FIGS. 43 (a) and 43 (b). From FIG. 43 (a), it is shown that the PMMA is broken when the monolith film is used, and from FIG. 43 (b), the PMMA has entered the pores on the surface of the monolith film, and the anchor effect is obtained. Is suggested.
実施例13
(モノリスシートの作製)
アミン活性水素のエポキシ基に対する比γ(2[NH2]/[epoxy])を1.22とし、エポキシ樹脂とアミン硬化剤の総量が30.0重量%となるようにポロゲンを加え、表面未処理のAl基板上で作製したこと以外は実施例1と同様にしてAl基板/モノリス膜複合体を得た。Al基板/モノリス膜複合体の写真を図44に示す。モノリス膜と未処理のAl基板の接着力は小さいため、Al基板上に作製したモノリス膜は容易にはく離でき、図45に示すようなシート状のモノリス膜(以降、基板からはく離したモノリス膜をモノリスシートと称する)が得られる。上記の方法で作製したモノリスシートの膜厚は、0.328±0.049mmであった。
Example 13
(Making a monolith sheet)
The ratio γ (2 [NH 2 ] / [epoxy]) of the amine active hydrogen to the epoxy group was set to 1.22, and porogen was added so that the total amount of the epoxy resin and the amine curing agent was 30.0% by weight. An Al substrate / monolith film composite was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was prepared on the treated Al substrate. A photograph of the Al substrate / monolith film complex is shown in FIG. Since the adhesive force between the monolith film and the untreated Al substrate is small, the monolith film formed on the Al substrate can be easily peeled off, and the sheet-shaped monolith film as shown in FIG. 45 (hereinafter, the monolith film peeled off from the substrate is peeled off. A monolith sheet) is obtained. The film thickness of the monolith sheet produced by the above method was 0.328 ± 0.049 mm.
モノリスシートの両面のうち、片面は実施例1で作製したAl基板上のモノリス膜の表面と同様の形状からなり(これをモノリス面と呼ぶ)、他面は、表面に細孔が観察されない平滑な面(これを平滑面と呼ぶ)を有する。モノリスシートの表面の形状を示すSEM画像を図46に示す。図46(a)は、モノリスシート作製時のAl基板と反対側の多孔構造(モノリス面)を、図46(b)は、モノリスシート作製時のAl基板と接触していた面の平滑構造(平滑面)を示す。
ここで、モノリスシートを作製するために用いる基板として、モノリス膜と接着性の低い材料であれば、Al基板以外のものも使用でき、テフロン(登録商標)基板やPE基板やPP基板等のポリオレフィン基板をもちいることができる。また、モノリスシートの膜厚は、単位面積あたりに塗布するエポキシ樹脂、アミン硬化剤、及びポロゲンの量を調整することにより可能である。
また、モノリスシート作製時に希釈剤を用いて、モノリスシートの膜厚を小さくすることができる。モノリスシートは、多孔構造(モノリス面)と平滑構造(平滑面)を有するモノリスシートを単独で用いてもよく、それらを複数同時に用いてもよい。また、2枚のモノリスシートの平滑面どうしを貼り合わせると、両面に多孔構造(モノリス面)を有するモノリスシートとして用いることができる。2枚のモノリスシートの貼り合わせは、あらかじめ行ってもよく、基板複合体の作製と同時に行ってもよく、また、基板複合体を作製後に行ってもよい。更に、モノリスシートの平滑構造(平滑面)を多孔構造が露出するまで除去することによって、両面に多孔構造(モノリス面)を有するモノリスシートとして用いてもよい。
Of both sides of the monolith sheet, one surface has the same shape as the surface of the monolith film on the Al substrate prepared in Example 1 (this is called a monolith surface), and the other surface is smooth with no pores observed on the surface. It has a smooth surface (this is called a smooth surface). An SEM image showing the shape of the surface of the monolith sheet is shown in FIG. FIG. 46 (a) shows a porous structure (monolith surface) on the opposite side of the Al substrate when the monolith sheet is produced, and FIG. 46 (b) shows a smooth structure of the surface in contact with the Al substrate when the monolith sheet is produced. Smooth surface) is shown.
Here, as the substrate used for producing the monolith sheet, any material other than the Al substrate can be used as long as it is a material having low adhesiveness to the monolith film, and polyolefins such as Teflon (registered trademark) substrate, PE substrate and PP substrate can be used. You can use the board. The film thickness of the monolith sheet can be adjusted by adjusting the amount of epoxy resin, amine curing agent, and pologene applied per unit area.
In addition, the film thickness of the monolith sheet can be reduced by using a diluent when producing the monolith sheet. As the monolith sheet, a monolith sheet having a porous structure (monolith surface) and a smooth structure (smooth surface) may be used alone, or a plurality of them may be used at the same time. Further, when the smooth surfaces of two monolith sheets are bonded to each other, it can be used as a monolith sheet having a porous structure (monolith surface) on both sides. The two monolith sheets may be bonded in advance, at the same time as the substrate composite is produced, or after the substrate composite is produced. Further, by removing the smooth structure (smooth surface) of the monolith sheet until the porous structure is exposed, the monolith sheet may be used as a monolith sheet having a porous structure (monolith surface) on both sides.
(基板複合体の作製)
モノリスシートのモノリス面にプラモデル用接着剤(セメダイン社製、プラモデル用接着剤、スチロール樹脂:14%、アセトンとシクロヘキサンと酢酸ブチルの合計:86%)を0.05g/cm2の量で塗布し、モノリス膜上に得られた塗膜上にポリスチレン基板(HIKARI社製PS2031−1、厚さ1mm)を25kg/m2の力で押圧し、ポリスチレン基板とモノリスシートとを接着した。
次に、別のモノリスシートのモノリス面に二液型エポキシ接着剤(ニチバン社製Araldite、品番AR−30、主剤 エポキシ樹脂90%、その他10%、硬化剤 変性ポリアミン90%、その他10%)を0.05g/cm2の量で塗布し、モノリス膜上に得られた塗膜上に25kg/m2の力でSUS基板を押圧し、SUS基板とモノリスシートとを接着した。
(Preparation of substrate complex)
A plastic model adhesive (Cemedine Co., Ltd., plastic model adhesive, styrene resin: 14%, total of acetone, cyclohexane and butyl acetate: 86%) was applied to the monolith surface of the monolith sheet at an amount of 0.05 g / cm 2. , A polystyrene substrate (PS2031-1 manufactured by HIKARI,
Next, apply a two-component epoxy adhesive (Araldite manufactured by Nichiban Co., Ltd., product number AR-30, main
上記の、ポリスチレン基板に接着したモノリスシートの平滑面と、SUS基板に接着したモノリスシートの平滑面に、それぞれ二液型エポキシ接着剤(ニチバン社製Araldite、品番AR−30、主剤 エポキシ樹脂90%、その他10%、硬化剤 変性ポリアミン90%、その他10%)を0.05g/cm2の量で塗布し、モノリス膜上に得られた塗膜面を貼り合わせ、ダブルクリップ(幅15mm)で挟み一晩室温で放置し、ポリスチレン基板/モノリスシート/SUS基板複合体を得た。得られた基板複合体を、実施例9と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表20に示す。
Two-component epoxy adhesive (Araldite manufactured by Nichiban Co., Ltd., product number AR-30, main
引張りせん断試験に接着強度を得るために応力(stress:MPa)を縦軸とし、伸び(strain:%)を横軸としてプロットしたグラフを図47に示す。ピークの応力が、接着強度を意味する。ポリスチレン基板/モノリスシート/SUS基板複合体に対して、0.88±0.01MPaの接着強度が得られた。実施例13の基板複合体を引張りせん断試験も付した後の試験片について、ポリスチレン基板側とモノリスシート側の破断面のSEM画像を図48(a)及び(b)に示す。モノリス膜を介した場合、図48(a)より、ポリスチレンが破断していることが示されており、かつ図48(b)より、ポリスチレンがモノリスシート表面の細孔に入り込んでおり、アンカー効果の発現が示唆される。 FIG. 47 shows a graph in which stress (pressure: MPa) is plotted on the vertical axis and elongation (strine:%) is plotted on the horizontal axis in order to obtain adhesive strength in a tensile shear test. The peak stress means the adhesive strength. Adhesive strength of 0.88 ± 0.01 MPa was obtained for the polystyrene substrate / monolith sheet / SUS substrate complex. The SEM images of the fracture surface on the polystyrene substrate side and the monolith sheet side of the test piece after the substrate complex of Example 13 was subjected to a tensile shear test are shown in FIGS. 48 (a) and 48 (b). When the monolith film is used, FIG. 48 (a) shows that the polystyrene is broken, and FIG. 48 (b) shows that the polystyrene has entered the pores on the surface of the monolith sheet, which has an anchor effect. Is suggested.
実施例14
実施例13と同様にして、作製したモノリスシートのモノリス面に木工用ボンド(コニシ社製、品番#10122、成分:酢酸ビニル樹脂41%、水59%)を0.1g/cm2の量で塗布し、モノリス膜上に得られた塗膜上に木材(ラワン材、厚さ3mm)を25kg/m2の力でSUS基板に向けて押圧し、一晩静置することで、SUS基板と木材とを接着した。
次に、別のモノリスシートのモノリス面に二液型エポキシ接着剤(ニチバン社製Araldite、品番AR−30、主剤 エポキシ樹脂90%、その他10%、硬化剤 変性ポリアミン90%、その他10%)を0.05g/cm2の量で塗布し、モノリス膜上に得られた塗膜上に25kg/m2の力でSUS基板を押圧し、SUS基板とモノリスシートとを接着した。
Example 14
In the same manner as in Example 13, a woodworking bond (manufactured by Konishi Co., Ltd., product number # 10122, components: vinyl acetate resin 41%,
Next, apply a two-component epoxy adhesive (Araldite manufactured by Nichiban Co., Ltd., product number AR-30, main
上記の、木材に接着したモノリスシートの平滑面と、SUS基板に接着したモノリスシートの平滑面に、それぞれ二液型エポキシ接着剤(ニチバン社製Araldite、品番AR−30、主剤 エポキシ樹脂90%、その他10%、硬化剤 変性ポリアミン90%、その他10%)を0.05g/cm2の量で塗布し、得られた塗膜面を貼り合わせ、ダブルクリップ(幅15mm)で挟み一晩室温で放置後、真空下、70℃で1時間加熱し、木材/モノリスシート/SUSの基板複合体を得た。得られた基板複合体を、実施例9と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表20に示す。
Two-component epoxy adhesive (Araldite manufactured by Nichiban Co., Ltd., product number AR-30, main
引張りせん断試験に接着強度を得るために応力(stress:MPa)を縦軸とし、伸び(strain:%)を横軸としてプロットしたグラフを図49に示す。ピークの応力が、接着強度を意味する。木材/モノリスシート/SUSの基板複合体に対して、2.50±0.31MPaの接着強度が得られた。 FIG. 49 shows a graph in which stress (pressure: MPa) is plotted on the vertical axis and elongation (strine:%) is plotted on the horizontal axis in order to obtain adhesive strength in a tensile shear test. The peak stress means the adhesive strength. Adhesive strength of 2.50 ± 0.31 MPa was obtained for the wood / monolith sheet / SUS substrate complex.
実施例15
実施例13と同様にして、作製したモノリスシートのモノリス面に木工用ボンド(コニシ社製、品番#10122、成分:酢酸ビニル樹脂41%、水59%)を0.1g/cm2の量で塗布し、モノリス膜上に得られた塗膜上に木材(ラワン材、厚さ3mm)を25kg/m2の力でSUS基板に向けて押圧し、一晩静置することで、SUS基板と木材とを接着した。
次に、別のモノリスシートのモノリス面にプラモデル用接着剤(セメダイン社製、プラモデル用接着剤、スチロール樹脂:14%、アセトンとシクロヘキサンと酢酸ブチルの合計:86%)を0.05g/cm2の量で塗布し、モノリス膜上に得られた塗膜上にポリスチレン基板(HIKARI社製PS2031−1、厚さ1mm)を25kg/m2の力で押圧し、ポリスチレン基板とモノリスシートとを接着した。
Example 15
In the same manner as in Example 13, a woodworking bond (manufactured by Konishi Co., Ltd., product number # 10122, components: vinyl acetate resin 41%,
Next, 0.05 g / cm 2 of a plastic model adhesive (Cemedine Co., Ltd., plastic model adhesive, styrene resin: 14%, total of acetone, cyclohexane and butyl acetate: 86%) on the monolith surface of another monolith sheet. The polystyrene substrate (PS2031-1 manufactured by HIKARI,
上記の、木材に接着したモノリスシートの平滑面と、ポリスチレン基板に接着したモノリスシートの平滑面に、それぞれ二液型エポキシ接着剤(ニチバン社製Araldite、品番AR−30、主剤 エポキシ樹脂90%、その他10%、硬化剤 変性ポリアミン90%、その他10%)を0.05g/cm2の量で塗布し、得られた塗膜面を貼り合わせ、ダブルクリップ(幅15mm)で挟み一晩室温で放置後、真空下、70℃で1時間加熱し、木材/モノリスシート/ポリスチレン基板の複合体を得た。得られた基板複合体を、実施例9と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表20に示す。木材/モノリスシート/ポリスチレンの基板複合体に対して、0.68MPaの接着強度が得られた。
Two-component epoxy adhesive (Araldite manufactured by Nichiban Co., Ltd., product number AR-30, main
実施例16
実施例13と同様にして、作製したモノリスシートのモノリス面にトルエンを0.1g/cm2の量で塗布し、トルエンを塗布したモノリス面と、接合面にトルエンを0.1g/cm2の量で塗布したPC基板のトルエンを塗布した面とを25kg/m2の力で押圧し、ダブルクリップ(幅15mm)で挟み一晩室温で放置後、真空下、70℃で1時間加熱し、PC基板/モノリスシートの複合体を得た。次に、別のモノリスシートのモノリス面とPP基板とを170℃で60秒熱融着させてPP基板/モノリスシートの複合体を得た。
Example 16
In the same manner as in Example 13 , toluene was applied to the monolith surface of the produced monolith sheet at an amount of 0.1 g / cm 2 , and toluene was applied to the monolith surface coated with toluene and the joint surface at 0.1 g / cm 2 . The toluene-coated surface of the PC substrate coated in an amount was pressed with a force of 25 kg / m 2 , sandwiched between double clips (
PC基板/モノリスシートの複合体のモノリスシートの平滑面と、PP基板/モノリスシートの複合体の平滑面に、それぞれ二液型エポキシ接着剤(ニチバン社製Araldite、品番AR−30、主剤 エポキシ樹脂90%、その他10%、硬化剤 変性ポリアミン90%、その他10%)を0.05g/cm2の量で塗布し、モノリスシートの平滑面どうしを25kg/m2の力で押圧し、PC基板/モノリスシート複合体とPP基板/モノリスシートの複合体とを接着した。得られた基板複合体を、実施例9と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表20に示す。PC基板/モノリスシート/モノリスシート/PP基板の複合体に対して、1.45MPaの接着強度が得られた。
Two-component epoxy adhesive (Araldite manufactured by Nichiban Co., Ltd., product number AR-30, main agent epoxy resin) on the smooth surface of the monolith sheet of the PC substrate / monolith sheet composite and the smooth surface of the PP substrate / monolith sheet composite, respectively. 90%, other 10%, curing agent modified
比較例8
木材(ラワン材、厚さ3mm)と、SUS基板とに、それぞれ二液型エポキシ接着剤(ニチバン社製Araldite、品番AR−30、主剤 エポキシ樹脂90%、その他10%、硬化剤 変性ポリアミン90%、その他10%)を0.05g/cm2の量で塗布し、得られた塗膜面を貼り合わせ、ダブルクリップ(幅15mm)で挟み一晩室温で放置後、真空下、70℃で1時間加熱し、木材/SUS基板複合体を得た。得られた基板複合体を、実施例9と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表20に示す。木材/SUS基板複合体に対して、0.103MPaの接着強度が得られた。
Comparative Example 8
Two-component epoxy adhesive (Araldite manufactured by Nichiban Co., Ltd., product number AR-30, main
比較例9
木材(ラワン材、厚さ3mm)に木工用ボンド(コニシ社製、品番#10122、成分:酢酸ビニル樹脂41%、水59%)を0.1g/cm2の量で塗布し、得られた塗膜面をポリスチレン基板と貼り合わせ、ダブルクリップ(幅15mm)で挟み一晩室温で放置後、真空下、70℃で1時間加熱し、木材/SUSの基板複合体を得た。得られた基板複合体を、実施例9と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表20に示す。木材/ポリスチレンの基板複合体に対して、0.27MPaの接着強度が得られた。
Comparative Example 9
Obtained by applying a woodworking bond (manufactured by Konishi Co., Ltd., product number # 10122, component: vinyl acetate resin 41%,
比較例10
PC基板にトルエンを0.1g/cm2の量で塗布し、PP基板と25kg/m2の力で押圧し、ダブルクリップ(幅15mm)で挟み一晩室温で放置後、真空下、70℃で1時間加熱し、PC基板/PP基板の複合体を得た。得られた基板複合体を、実施例9と同じ引張りせん断試験に付した。結果を表21に示す。PC基板/PP基板複合体に対して、0.028MPaの接着強度が得られた。
Comparative Example 10
Toluene is applied to the PC substrate in an amount of 0.1 g / cm 2 , pressed against the PP substrate with a force of 25 kg / m 2 , sandwiched between double clips (
実施例13及び実施例14において、それぞれ実施例10及び実施例9の結果と同等の接着強度が得られ、モノリスシートを用いた基板複合体は、直接SUS板状にモノリス膜を作製した基板複合体と同様の接着強度を有することがわかる。また、実施例14及び実施例15において、それぞれ比較例8及び比較例9の結果に比べてそれぞれ高い接着強度が得られた。また、実施例16において、比較例10の結果に比べて高い接着強度が得られた。 In Examples 13 and 14, the same adhesive strength as the results of Example 10 and Example 9 was obtained, respectively, and the substrate complex using the monolith sheet was a substrate composite in which a monolith film was directly produced in the form of a SUS plate. It can be seen that it has the same adhesive strength as the body. Further, in Examples 14 and 15, higher adhesive strength was obtained as compared with the results of Comparative Example 8 and Comparative Example 9, respectively. Further, in Example 16, higher adhesive strength was obtained as compared with the result of Comparative Example 10.
実施例17
アミン活性水素のエポキシ基に対する比γ(2[NH2]/[epoxy])を1.25とし、エポキシ樹脂とアミン硬化剤の総量が30重量%となるようにポロゲンを加えたこと以外は実施例1と同様にしてSUS基板/モノリス膜複合体を得た。
SUS基板/モノリス膜複合体に、接着面積が50mm×150mmとなるように粘着テープ(ニチバン株式会社製、No.102N)を、2kgのハンドローラーを用いて、20mm/秒の速さで2往復させて圧着し、SUS基板/モノリス膜/粘着テープ複合を作製した。作製したSUS基板/モノリス膜/粘着テープ複合体を10mm/分の速度で180°剥離し、剥離強度を測定した。剥離強度は、剥離開始点から25mm以降に相当する部分の100mmの長さの剥離領域における平均荷重から求めた。結果を表21に示す。
Example 17
Performed except that the ratio γ (2 [NH 2 ] / [epoxy]) of amine active hydrogen to the epoxy group was 1.25 and porogen was added so that the total amount of epoxy resin and amine curing agent was 30% by weight. A SUS substrate / monolith film composite was obtained in the same manner as in Example 1.
Adhesive tape (Nichiban Co., Ltd., No. 102N) is applied to the SUS substrate / monolith film composite so that the adhesive area is 50 mm x 150 mm, using a 2 kg hand roller, and two reciprocations at a speed of 20 mm / sec. And crimped to prepare a SUS substrate / monolith film / adhesive tape composite. The prepared SUS substrate / monolith film / adhesive tape composite was peeled off at a speed of 10 mm / min by 180 °, and the peeling strength was measured. The peeling strength was determined from the average load in the peeling region having a length of 100 mm in the portion corresponding to 25 mm or later from the peeling start point. The results are shown in Table 21.
比較例11
ポロゲンを用いないことを除いて、実施例17と同様にして、SUS基板/エポキシ膜複合体を得た。ここでSUS基板上に形成されるエポキシ膜は、細孔を有さない密に詰まったバルク層のエポキシ膜であり、エポキシ表面上での細孔の有無、即ちアンカー効果の有無が剥離強度に及ぼす効果を明らかにするために用いた。結果を表21に示す。
A SUS substrate / epoxy membrane complex was obtained in the same manner as in Example 17, except that no porogen was used. Here, the epoxy film formed on the SUS substrate is a densely packed bulk layer epoxy film having no pores, and the presence or absence of pores on the epoxy surface, that is, the presence or absence of an anchor effect determines the peel strength. It was used to clarify the effect. The results are shown in Table 21.
実施例17において得られたSUS基板/モノリス膜/粘着テープ複合体の剥離強度は1.72±0.04N/cmであり、比較例11において得られた剥離強度1.29±0.12N/cmに比べて高く、モノリス膜のアンカー効果は粘着テープの剥離強度を増大した。 The peel strength of the SUS substrate / monolith film / adhesive tape composite obtained in Example 17 was 1.72 ± 0.04 N / cm, and the peel strength obtained in Comparative Example 11 was 1.29 ± 0.12 N / cm. Higher than cm, the anchoring effect of the monolith film increased the peel strength of the adhesive tape.
1 第1基板、2 第2基板、3 接着層、4 孔、5 突起部 1 1st substrate, 2nd substrate, 3 adhesive layer, 4 holes, 5 protrusions
Claims (11)
前記接着層が、固化状態の熱可塑性樹脂又は熱硬化樹脂から構成され、前記第2基板側の表層部に複数の孔を有し、
前記第2基板が、前記第1基板側の表面に複数の突起部を備え、
前記突起部が、固化状態の熱可塑性樹脂若しくは接着剤又は熱硬化樹脂から構成され、前記孔内に位置することを特徴とする基板複合体。 A first substrate, a second substrate, and an adhesive layer for adhering the first substrate and the second substrate are included.
The adhesive layer is composed of a solidified thermoplastic resin or a thermosetting resin , and has a plurality of holes in the surface layer portion on the second substrate side.
The second substrate is provided with a plurality of protrusions on the surface on the first substrate side.
A substrate composite in which the protrusions are made of a solidified thermoplastic resin or adhesive or a thermosetting resin and are located in the holes.
前記第1基板が、金属及び合金からなる基板から選択され、
前記接着層が、前記第2基板側の表層部に複数の孔を有するエポキシ樹脂層であり、
前記第2基板が、前記第1基板側の表面に複数の突起部を備え、
前記突起部が、前記孔内に位置することを特徴とする基板複合体。 A first substrate, a second substrate, and an adhesive layer for adhering the first substrate and the second substrate are included.
The first substrate is selected from substrates made of metals and alloys.
The adhesive layer is, Ri epoxy resin layer der having a plurality of holes in the surface portion of the second substrate side,
The second substrate is provided with a plurality of protrusions on the surface on the first substrate side.
Based composite plate in which the projections, characterized in that located in the bore.
前記接着層が、熱硬化樹脂から構成され、第2基板側の表層部に複数の孔を有し、
前記第2基板が、前記第1基板側の表面に複数の突起部を備え、
前記突起部が、前記孔内に位置する
基板複合体の製造方法であって、
前記熱硬化樹脂を与える熱硬化性樹脂と孔形成材とを含む混合物層を前記第1基板上に形成する工程と
前記熱硬化性樹脂を熱硬化させることにより、前記複数の孔を備えた接着層を形成する工程と
前記接着層から前記孔形成材を除去する工程と
前記第1基板側の前記第2基板の表面に、前記突起部を前記孔内に位置するように複数形成することで、前記第1基板と第2基板とを接着させる工程と
を含むことを特徴とする基板複合体の製造方法。 A first substrate, a second substrate, and an adhesive layer for adhering the first substrate and the second substrate are included.
The adhesive layer is made of a thermosetting resin and has a plurality of holes in the surface layer portion on the second substrate side.
The second substrate is provided with a plurality of protrusions on the surface on the first substrate side.
The protrusion is a method for manufacturing a substrate complex located in the hole.
By the thermosetting resin and forming on the first substrate a mixture layer comprising a pre-Symbol thermosetting resin and pore former to provide a thermosetting resin is thermally cured, provided with a plurality of holes A step of forming an adhesive layer, a step of removing the hole-forming material from the adhesive layer, and a plurality of protrusions are formed on the surface of the second substrate on the first substrate side so as to be located in the holes. A method for producing a substrate composite, which comprises a step of adhering the first substrate and the second substrate.
前記接着層が、熱可塑性樹脂から構成され、第2基板側の表層部に複数の孔を有し、
前記第2基板が、前記第1基板側の表面に複数の突起部を備え、
前記突起部が、前記孔内に位置する
基板複合体の製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂と孔形成材とを含む混合物層を前記基板上に形成する工程と
前記混合物層から前記孔形成材を除去することにより、前記複数の孔を備えた接着層を形成する工程と
前記第1基板側の前記第2基板の表面に、前記突起部を前記孔内に位置するように複数形成することで、前記第1基板と第2基板とを接着させる工程と
を含むことを特徴とする基板複合体の製造方法。 A first substrate, a second substrate, and an adhesive layer for adhering the first substrate and the second substrate are included.
The adhesive layer is made of a thermoplastic resin and has a plurality of holes in the surface layer portion on the second substrate side.
The second substrate is provided with a plurality of protrusions on the surface on the first substrate side.
The protrusion is a method for manufacturing a substrate complex located in the hole.
By the mixture layer comprising a front Kinetsu thermoplastic resin and pore former removing the pore former from the mixture layer and the step of forming on said substrate, forming an adhesive layer having a plurality of holes And the step of adhering the first substrate and the second substrate by forming a plurality of the protrusions on the surface of the second substrate on the first substrate side so as to be located in the holes. A method for producing a substrate composite, which comprises.
(1)熱可塑性樹脂からなり、少なくとも接着層側に熱可塑性樹脂層を備えた第2基板を、接着層上に載せると同時に又は載せた後、加熱することにより、前記熱可塑性樹脂層から延在させることにより形成される、
(2)接着剤に由来し、接着層上に接着剤を孔に延在するように塗布して得た塗膜上に第2基板を載せた後、接着剤を固化又は硬化させることで形成される、
(3)熱可塑性樹脂からなり、少なくとも接着層側に熱可塑性樹脂層を備えた第2基板を、前記熱可塑性樹脂層を有機溶剤と接触させることにより軟化させた後、接着層上に載せ、前記熱可塑性樹脂層から延在させることにより形成される
のいずれかの工程に形成される請求項9又は10に記載の基板複合体の製造方法。 The protrusions are as follows (1) to (3):
(1) A second substrate made of a thermoplastic resin and having a thermoplastic resin layer on the adhesive layer side at least is placed on the adhesive layer at the same time or after being placed, and then heated to extend from the thermoplastic resin layer. Formed by being present,
(2) Formed by solidifying or curing the adhesive after placing the second substrate on the coating film derived from the adhesive and applying the adhesive on the adhesive layer so as to extend to the holes. Be done,
(3) A second substrate made of a thermoplastic resin and having a thermoplastic resin layer at least on the adhesive layer side is softened by bringing the thermoplastic resin layer into contact with an organic solvent, and then placed on the adhesive layer. The method for producing a substrate composite according to claim 9 or 10, which is formed in any step of being formed by extending from the thermoplastic resin layer.
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