Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7748362B2 - 高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法 - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7748362B2 - 高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法 - Google Patents

高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法

Info

Publication number
JP7748362B2
JP7748362B2 JP2022512132A JP2022512132A JP7748362B2 JP 7748362 B2 JP7748362 B2 JP 7748362B2 JP 2022512132 A JP2022512132 A JP 2022512132A JP 2022512132 A JP2022512132 A JP 2022512132A JP 7748362 B2 JP7748362 B2 JP 7748362B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
adhesive sheet
adherend
thermoplastic resin
dielectric heating
bonding method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022512132A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021200687A1 (ja
Inventor
直紀 田矢
壮 宮田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lintec Corp
Original Assignee
Lintec Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lintec Corp filed Critical Lintec Corp
Publication of JPWO2021200687A1 publication Critical patent/JPWO2021200687A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7748362B2 publication Critical patent/JP7748362B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J123/00Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J123/02Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09J123/10Homopolymers or copolymers of propene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • C09J7/35Heat-activated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/18Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated tools
    • B29C65/24Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated tools characterised by the means for heating the tool
    • B29C65/30Electrical means
    • B29C65/32Induction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/04Non-macromolecular additives inorganic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J123/00Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J123/02Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09J123/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C09J123/08Copolymers of ethene
    • C09J123/0846Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C09J123/0853Vinylacetate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J5/00Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
    • C09J5/06Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers involving heating of the applied adhesive
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/10Adhesives in the form of films or foils without carriers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/10Metal compounds
    • C08K3/14Carbides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/10Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the structural features of the adhesive tape or sheet
    • C09J2301/12Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the structural features of the adhesive tape or sheet by the arrangement of layers
    • C09J2301/124Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the structural features of the adhesive tape or sheet by the arrangement of layers the adhesive layer being present on both sides of the carrier, e.g. double-sided adhesive tape
    • C09J2301/1242Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the structural features of the adhesive tape or sheet by the arrangement of layers the adhesive layer being present on both sides of the carrier, e.g. double-sided adhesive tape the opposite adhesive layers being different
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/20Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the structural features of the adhesive itself
    • C09J2301/208Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the structural features of the adhesive itself the adhesive layer being constituted by at least two or more adjacent or superposed adhesive layers, e.g. multilayer adhesive
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/30Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier
    • C09J2301/304Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier the adhesive being heat-activatable, i.e. not tacky at temperatures inferior to 30°C
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/40Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components
    • C09J2301/408Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components additives as essential feature of the adhesive layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/40Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components
    • C09J2301/416Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components use of irradiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2423/00Presence of polyolefin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2423/00Presence of polyolefin
    • C09J2423/006Presence of polyolefin in the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2425/00Presence of styrenic polymer
    • C09J2425/006Presence of styrenic polymer in the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2425/00Presence of styrenic polymer
    • C09J2425/008Presence of styrenic polymer in the pretreated surface to be joined
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2433/00Presence of (meth)acrylic polymer
    • C09J2433/008Presence of (meth)acrylic polymer in the pretreated surface to be joined
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2453/00Presence of block copolymer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

本発明は、高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法に関する。
近年、一般的に接着することが困難な被着体同士を接着する方法として、例えば、所定の樹脂中に発熱材料を配合してなる接着剤を被着体の間に介在させ、誘電加熱処理、誘導加熱処理、超音波溶着処理、又はレーザー溶着処理等を行う方法が提案されている。
例えば、特許文献1には、カーボンブラック、酸化ケイ素、金属及び金属酸化物からなる群から選択される少なくとも1種の微粉末を配合してなるシート状の熱接着剤が記載されている。
特開昭58-174474号公報
特許文献1に記載の熱接着剤を用いて互いに材質の異なる被着体(第1の被着体及び第2の被着体)を接着させようとすると、充分な接着強度が得られない場合がある。特に、被着体の材質が難接着性材料である場合には、充分な接着強度を得にくい。
本発明の目的は、互いに異なる材質の第1の被着体と第2の被着体とを強固に接着できる高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法を提供することである。
本発明の一態様によれば、第1の被着体と、前記第1の被着体とは異なる材質の第2の被着体とを複数の高周波誘電加熱接着シートを用いて接着する接着方法であって、
前記複数の高周波誘電加熱接着シートは、少なくとも、第1の接着シート及び第2の接着シートを含み、
前記第1の接着シートは、第1の熱可塑性樹脂を含有し、
前記第2の接着シートは、第2の熱可塑性樹脂を含有し、
前記第1の熱可塑性樹脂と前記第2の熱可塑性樹脂とは、互いに異なる樹脂であり、
前記第1の接着シート中の全ての熱可塑性樹脂に対する前記第1の熱可塑性樹脂の体積含有率VA1は、60体積%以上、100体積%以下であり、
前記第2の接着シート中の全ての熱可塑性樹脂に対する前記第2の熱可塑性樹脂の体積含有率VA2は、60体積%以上、100体積%以下であり、
前記第1の熱可塑性樹脂の体積含有率VA1と、前記第1の接着シートと直接接するように配置されるシート中のすべての熱可塑性樹脂に対する前記第1の熱可塑性樹脂の体積含有率VB1との下記数式(数1)で表される変化率Vx1が80%未満であり、
前記第2の熱可塑性樹脂の体積含有率VA2と、前記第2の接着シートと直接接するように配置されるシート中のすべての熱可塑性樹脂に対する前記第2の熱可塑性樹脂の体積含有率VB2との下記数式(数2)で表される変化率Vx2が、80%未満であり、
前記第1の被着体と前記第2の被着体との間に、前記第1の接着シートを前記第1の被着体と接するように配置し、かつ、前記第2の接着シートを前記第2の被着体と接するように配置する工程、並びに
前記第1の被着体と前記第2の被着体との間で前記第1の接着シート及び前記第2の接着シートを挟んで前記第1の接着シート及び前記第2の接着シートに高周波を印加して、前記第1の被着体と前記第1の接着シートとを接着し、前記第2の被着体と前記第2の接着シートとを接着する工程、を含む、
高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法が提供される。
Vx1={(VA1-VB1)/VA1}×100…(数1)
Vx2={(VA2-VB2)/VA2}×100…(数2)
本発明の一態様に係る高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
前記第1の被着体は、第3の熱可塑性樹脂を含有し、
前記第2の被着体は、第4の熱可塑性樹脂を含有し、
前記第1の熱可塑性樹脂の主たる組成は、前記第3の熱可塑性樹脂の主たる組成と同一であり、
前記第2の熱可塑性樹脂の主たる組成は、前記第4の熱可塑性樹脂の主たる組成と同一であることが好ましい。
本発明の一態様に係る高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
前記第1の接着シートと前記第2の接着シートとの間に中間シートをさらに配置することが好ましい。
本発明の一態様に係る高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
前記第1の接着シート及び前記第2の接着シートの少なくともいずれかと、前記中間シートとが直接接することが好ましい。
本発明の一態様に係る高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
前記中間シートは、前記第1の熱可塑性樹脂及び前記第2の熱可塑性樹脂を含有することが好ましい。
本発明の一態様に係る高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
前記第1の接着シートと直接接するシートが前記第2の接着シートであることが好ましい。
本発明の一態様に係る高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
前記第1の接着シート及び前記第2の接着シートの少なくともいずれかは、高周波で発熱する誘電フィラーを含有することが好ましい。
本発明の一態様に係る高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
前記第1の接着シート及び前記第2の接着シート中の前記誘電フィラーの体積含有率の少なくともいずれかは、5体積%以上、50体積%以下であることが好ましい。
本発明の一態様に係る高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
前記第1の接着シート及び前記第2の接着シート中の前記誘電フィラーの少なくともいずれかは、酸化亜鉛、炭化ケイ素、酸化チタン及びチタン酸バリウムからなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
本発明の一態様に係る高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
前記第1の接着シート及び前記第2の接着シート中の前記誘電フィラーの体積平均粒子径の少なくともいずれかは、1μm以上、30μm以下であり、
前記体積平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって、粒度分布を測定し、当該粒度分布測定の結果からJIS Z 8819-2:2001に準じて算出した体積平均粒子径であることが好ましい。
本発明の一態様に係る高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
前記第1の熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。
本発明の一態様に係る高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
前記第1の熱可塑性樹脂の流動開始温度Tx1と、前記第2の熱可塑性樹脂の流動開始温度Tx2との差の絶対値が、下記数式(数4)の関係を満たすことが好ましい。
|Tx1-Tx2|≦70…(数4)
本発明の一態様によれば、互いに異なる材質の第1の被着体と第2の被着体とを強固に接着できる高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法を提供できる。
(A)、(B)及び(C)は、第1実施形態に係る接着方法が含む工程の例を説明するための概略断面図である。 (A)、(B)及び(C)は、第1実施形態に係る接着方法が含む工程の別の例を説明するための概略断面図である。 第1実施形態に係る高周波誘電加熱接着シート及び誘電加熱装置を用いた高周波誘電加熱処理を説明する概略図である。 (A)、(B)、(C)及び(D)は、第2実施形態に係る接着方法が含む工程の例を説明するための概略断面図である。 (A)、(B)及び(C)は、第2実施形態に係る接着方法が含む工程の別の例を説明するための概略断面図である。 第2実施形態に係る高周波誘電加熱接着シート及び誘電加熱装置を用いた高周波誘電加熱処理を説明する概略図である。
〔第1実施形態〕
本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートを用いて接着する接着方法は、第1の被着体と、前記第1の被着体とは異なる材質の第2の被着体とを複数の高周波誘電加熱接着シートを用いて接着する接着方法である。
本実施形態に係る接着方法に用いる複数の高周波誘電加熱接着シートは、少なくとも、第1の接着シート及び第2の接着シートを含む。第1の接着シート及び第2の接着シートの少なくともいずれかが単層のシートであることが好ましく、第1の接着シート及び第2の接着シートが共に単層のシートであることがより好ましい。
本実施形態に係る接着方法は、第1の被着体と第2の被着体との間に、第1の接着シートを第1の被着体と接するように配置し、かつ、第2の接着シートを第2の被着体と接するように配置する工程、並びに第1の被着体と第2の被着体との間で第1の接着シート及び第2の接着シートを挟んで第1の接着シート及び第2の接着シートに高周波を印加して、第1の被着体と第1の接着シートとを接着し、第2の被着体と第2の接着シートとを接着する工程、を含む。
まず、本実施形態に係る接着方法に用いる高周波誘電加熱接着シートについて説明し、その後、当該高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法について説明する。
[高周波誘電加熱接着シート]
本実施形態に係る接着方法に用いる複数の高周波誘電加熱接着シートとしての、第1の接着シート及び第2の接着シートは、それぞれ、熱可塑性樹脂を含有する。
第1の接着シートは、第1の熱可塑性樹脂を含有する。第2の接着シートは、第2の熱可塑性樹脂を含有する。第1の熱可塑性樹脂と第2の熱可塑性樹脂とは、互いに異なる樹脂である。
第1の接着シート中の全ての熱可塑性樹脂に対する第1の熱可塑性樹脂の体積含有率VA1は、60体積%以上、100体積%以下である。
第2の接着シート中の全ての熱可塑性樹脂に対する第2の熱可塑性樹脂の体積含有率VA2は、60体積%以上、100体積%以下である。
第1の熱可塑性樹脂の体積含有率VA1と、第1の接着シートと直接接するように配置されるシート中のすべての熱可塑性樹脂に対する第1の熱可塑性樹脂の体積含有率VB1との下記数式(数1)で表される変化率Vx1が、80%未満である。
第2の熱可塑性樹脂の体積含有率VA2と、第2の接着シートと直接接するように配置されるシート中のすべての熱可塑性樹脂に対する第2の熱可塑性樹脂の体積含有率VB2との下記数式(数2)で表される変化率Vx2が、80%未満である。
Vx1={(VA1-VB1)/VA1}×100…(数1)
Vx2={(VA2-VB2)/VA2}×100…(数2)
変化率Vx1は、0%超であることが好ましく、10%以上であることがより好ましく、20%以上であることがさらに好ましく、25%以上であることがよりさらに好ましい。
変化率Vx1は、75%以下であることが好ましい。
変化率Vx2は、0%超であることが好ましく、10%以上であることがより好ましく、20%以上であることがさらに好ましく、25%以上であることがよりさらに好ましい。
変化率Vx2は、75%以下であることが好ましい。
変化率Vx1及びVx2は、互いに同一であるか又は異なる。
変化率Vx1及びVx2が、いずれも80%未満であるので、接着シート間で界面剥離し難い。
体積含有率VA1、VB1、VA2及びVB2の単位は、体積%である。
(熱可塑性樹脂)
第1の熱可塑性樹脂及び第2の熱可塑性樹脂の種類は、特に制限されない。
第1の熱可塑性樹脂及び第2の熱可塑性樹脂は、例えば、融解し易いとともに、所定の耐熱性を有する等の観点から、ポリオレフィン系樹脂、極性部位を有するポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、フェノキシ系樹脂及びポリエステル系樹脂からなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
第1の熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。
第2の熱可塑性樹脂は、スチレン系樹脂であることが好ましい。
第1の熱可塑性樹脂及び第2の熱可塑性樹脂の少なくともいずれかが、ポリオレフィン系樹脂又は極性部位を有するポリオレフィン系樹脂であることも好ましい。第1の熱可塑性樹脂及び第2の熱可塑性樹脂の少なくともいずれかが、極性部位を有さないポリオレフィン系樹脂でもよい。
(ポリオレフィン系樹脂)
熱可塑性樹脂としてのポリオレフィン系樹脂は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン及びポリメチルペンテン等のホモポリマーからなる樹脂、並びにエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン、オクテン及び4-メチルペンテン等からなる群から選択されるモノマーの共重合体からなるα-オレフィン樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としてのポリオレフィン系樹脂は、一種単独の樹脂でもよいし、二種以上の樹脂の組み合わせでもよい。
(極性部位を有するポリオレフィン系樹脂)
極性部位を有するポリオレフィン系樹脂における極性部位は、ポリオレフィン系樹脂に対して極性を付与できる部位であれば特に限定されない。極性部位を有するポリオレフィン系樹脂は、被着体に対して高い接着力を示すので好ましい。
熱可塑性樹脂は、オレフィン系モノマーと極性部位を有するモノマーとの共重合体であってもよい。また、熱可塑性樹脂は、オレフィン系モノマーの重合によって得られたオレフィン系ポリマーに極性部位を付加反応等の変性により導入させた樹脂でもよい。
熱可塑性樹脂としての極性部位を有するポリオレフィン系樹脂を構成するオレフィン系モノマーの種類については、特に制限されない。オレフィン系モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン、オクテン及び4-メチル-1-ペンテン等が挙げられる。オレフィン系モノマーは、これらの一種単独で用いられてもよく、二種以上の組み合わせで用いられてもよい。
オレフィン系モノマーは、機械的強度に優れ、安定した接着特性が得られるという観点から、エチレン及びプロピレンが好ましい。
極性部位を有するポリオレフィン系樹脂におけるオレフィン由来の構成単位は、エチレン又はプロピレンに由来する構成単位であることが好ましい。
極性部位としては、例えば、水酸基、カルボキシ基、酢酸ビニル構造、酸無水物構造及び酸変性によってポリオレフィン系樹脂に導入される酸変性構造等が挙げられる。
極性部位としての酸変性構造は、熱可塑性樹脂(例えば、ポリオレフィン系樹脂)を酸変性することによって導入される部位である。熱可塑性樹脂(例えば、ポリオレフィン系樹脂)をグラフト変性する際に用いる化合物としては、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸の酸無水物及び不飽和カルボン酸のエステルのいずれかから導かれる不飽和カルボン酸誘導体成分が挙げられる。
不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びシトラコン酸などが挙げられる。
不飽和カルボン酸の酸無水物としては、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸及び無水シトラコン酸等の不飽和カルボン酸の酸無水物などが挙げられる。
不飽和カルボン酸のエステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸モノメチル、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、シトラコン酸ジメチル、シトラコン酸ジエチル及びテトラヒドロ無水フタル酸ジメチル等の不飽和カルボン酸のエステルなどが挙げられる。
熱可塑性樹脂がオレフィン系モノマーと極性部位を有するモノマーとの共重合体である場合、当該共重合体は、極性部位を有するモノマー由来の構成単位を2質量%以上含むことが好ましく、4質量%以上含むことがより好ましく、5質量%以上含むことがさらに好ましく、6質量%以上含むことがよりさらに好ましい。また、当該共重合体は、極性部位を有するモノマー由来の構成単位を30質量%以下含むことが好ましく、25質量%以下含むことがより好ましく、20質量%以下含むことがさらに好ましく、15質量%以下含むことが特に好ましい。
当該共重合体が極性部位を有するモノマー由来の構成単位を2質量%以上含むことで、高周波誘電加熱接着シートの接着強度が向上する。また、当該共重合体が極性部位を有するモノマー由来の構成単位を30質量%以下含むことで、熱可塑性樹脂のタックが強くなり過ぎることを抑制できる。その結果、高周波誘電加熱接着シートの成形加工が困難になるのを防止し易くなる。
熱可塑性樹脂としてのポリオレフィン系樹脂が酸変性構造を有する場合、酸による変性率は、0.01質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましく、0.2質量%以上であることがさらに好ましい。
熱可塑性樹脂としてのポリオレフィン系樹脂が酸変性構造を有する場合、酸による変性率は、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましい。
熱可塑性樹脂が酸変性構造を有する場合、酸による変性率が、0.01質量%以上であることで、高周波誘電加熱接着シートの接着強度が向上する。また、酸による変性率が30質量%以下であることで、熱可塑性樹脂のタックが強くなり過ぎることを抑制できる。その結果、高周波誘電加熱接着シートの成形加工が困難になるのを防止し易くなる。
本明細書において、変性率は、酸変性ポリオレフィンの総質量に対する酸に由来する部分の質量の百分率である。
(無水マレイン酸変性ポリオレフィン)
熱可塑性樹脂としてのポリオレフィン系樹脂は、酸変性構造として、酸無水物構造を有することがより好ましい。酸無水物構造は、無水マレイン酸によってポリオレフィン系樹脂を変性した際に導入される構造であることが好ましい。
無水マレイン酸変性ポリオレフィンにおいて、無水マレイン酸による変性率は、熱可塑性樹脂としてのポリオレフィン系樹脂が酸変性構造を有する場合の変性率と同様の範囲であることが好ましく、当該範囲内であることで得られる効果も、熱可塑性樹脂としてのポリオレフィン系樹脂が酸変性構造を有する場合と同様である。
無水マレイン酸変性ポリオレフィンにおけるオレフィン由来の構成単位は、エチレン又はプロピレンに由来する構成単位であることが好ましい。すなわち、無水マレイン酸変性ポリオレフィンは、無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂又は無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂であることが好ましい。
(オレフィン-酢酸ビニル共重合樹脂)
本実施形態に係る熱可塑性樹脂は、オレフィン由来の構成単位と、酢酸ビニル由来の構成単位とを含む共重合体(オレフィン-酢酸ビニル共重合樹脂)であることも好ましい。
熱可塑性樹脂としてのオレフィン-酢酸ビニル共重合樹脂は、酢酸ビニル由来の構成単位を、熱可塑性樹脂がオレフィン系モノマーと極性部位を有するモノマーとの共重合体における極性部位を有するモノマー由来の構成単位と同様の範囲で有することが好ましく、当該範囲内で得られる効果も、熱可塑性樹脂がオレフィン系モノマーと極性部位を有するモノマーとの共重合体である場合と同様である。
オレフィン-酢酸ビニル共重合樹脂におけるオレフィン由来の構成単位は、機械的強度に優れ、安定した接着性を得られるという観点から、エチレン又はプロピレンに由来する構成単位であることが好ましい。
したがって、熱可塑性樹脂は、エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂及びプロピレン-酢酸ビニル共重合樹脂の少なくとも一種であることが好ましく、エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂であることがより好ましい。エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂及びプロピレン-酢酸ビニル共重合樹脂における酢酸ビニル由来の構成単位についても、オレフィン-酢酸ビニル共重合樹脂について説明した百分率(質量%)と同様の範囲であることが好ましい。
(スチレン系樹脂)
スチレン系樹脂としては、スチレン系モノマーの単独重合体(ポリスチレン:PS)であってもよい。例えば、スチレンの単独重合体、α-メチルスチレンの単独重合体及びβ-メチルスチレンの単独重合体等が挙げられる。
PSは、汎用ポリスチレン樹脂(GPPS樹脂)、又は、GPPS樹脂及びゴム状弾性体を含む耐衝撃性ポリスチレン樹脂(HIPS樹脂)であってもよい。
スチレン系樹脂としては、例えば、α-メチルスチレン又はβ-メチルスチレン等のスチレン系モノマーと脂肪族系モノマーとを共重合して得られる樹脂等が挙げられ、当該樹脂を水素化した水素化スチレン系樹脂であってもよい。
スチレン系樹脂としては、スチレン系エラストマーであることも好ましい。スチレン系エラストマーとしては、スチレン-共役ジエン共重合体、及びスチレン-オレフィン共重合体等が挙げられる。スチレン-共役ジエン共重合体の具体例としては、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-ブタジエン-スチレン共重合体(SBS)、スチレン-ブタジエン/ブチレン-スチレン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体、スチレン-イソプレン-スチレン共重合体(SIS)、スチレン-エチレン/イソプレン-スチレン共重合体等の未水添スチレン-共役ジエン共重合体;スチレン-エチレン/プロピレン-スチレン共重合体(SEPS)、及びスチレン-エチレン/ブチレン-スチレン共重合体(SEBS)等の水添スチレン-共役ジエン共重合体等を挙げることができる。また、工業的には、スチレン系エラストマーとしては、タフプレン(旭化成株式会社製)、クレイトン(クレイトンポリマージャパン株式会社製)、住友TPE-SB(住友化学株式会社製)、エポフレンド(株式会社ダイセル製)、ラバロン(三菱ケミカル株式会社製)、セプトン(株式会社クラレ製)、及びタフテック(旭化成株式会社製)等の商品名が挙げられる。スチレン系エラストマーは、水素添加物でも未水添物であってもよい。
(アクリル系樹脂)
アクリル系樹脂は、ポリメチルメタクリレート(PMMA)もしくはポリメチルアクリレート(PMA)等の(メタ)アクリル酸エステルの単独重合体、又はメチルメタクリレート(MMA)に由来する単量体単位及びメチルアクリレート(MA)に由来する単量体単位の少なくともいずれかと他の1種以上の単量体に由来する単量体単位との共重合体であることが好ましい。アクリル系樹脂は、これらの単独重合体及び共重合体からなる群から選択される1種でもよいし、2種以上が混合されたものでもよい。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」及び「メタクリル酸」の両方を含む概念である。
MMA及びMAの少なくともいずれかと共重合可能な他の単量体としては、例えば、アルキル基の炭素原子数が2~18のアルキル(メタ)アクリレート;アクリル酸及びメタクリル酸等のα,β-不飽和酸;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和基含有二価カルボン酸及びそれら不飽和基含有二価カルボン酸のアルキルエステル;スチレン、α-メチルスチレン、核置換スチレン等の芳香族ビニル化合物;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物;無水マレイン酸、マレイミド、及びN-置換マレイミドが挙げられる。MMA及びMAの少なくともいずれかと共重合可能な他の単量体は、これら単量体からなる群から選択される少なくとも1種でもよいし、2種以上でもよい。
本実施形態に係る接着方法において、第1の熱可塑性樹脂の流動開始温度Tx1と、第2の熱可塑性樹脂の流動開始温度Tx2との差の絶対値が、下記数式(数4)の関係を満たすことが好ましい。
|Tx1-Tx2|≦70…(数4)
流動開始温度Tx1及びTx2の差の絶対値|Tx1-Tx2|は、60℃以下であることがより好ましく、50℃以下であることがさらに好ましく、40℃以下であることがよりさらに好ましい。
流動開始温度Tx1及びTx2の差の絶対値|Tx1-Tx2|は、通常、0℃以上である。
Tx1とTx2との差の絶対値が、70℃以下であれば、第1の接着シートと、当該第1の接着シートと接する第2の接着シートとの密着性が得られやすい。
熱可塑性樹脂の流動開始温度は、後述する実施例の項目において説明する方法により測定できる。
第1の熱可塑性樹脂及び第2の熱可塑性樹脂の少なくともいずれかは、高周波で発熱する熱可塑性樹脂であることも好ましい。
高周波で発熱する熱可塑性樹脂としては、周波数域が3MHz以上、300MHz以下の高周波電圧を印加した時に発熱する熱可塑性樹脂であることが好ましい。高周波で発熱する熱可塑性樹脂としては、周波数域3MHz以上、300MHz以下のうち、例えば、周波数13.56MHz、27.12MHz又は40.68MHz等の高周波電圧の印加により発熱する熱可塑性樹脂であることがより好ましい。
(誘電フィラー)
第1の接着シート及び第2の接着シートの少なくともいずれかは、高周波で発熱する誘電フィラーを含有することが好ましい。第1の接着シートが含有する誘電フィラーを第1の誘電フィラーと称する場合がある。第2の接着シートが含有する誘電フィラーを第2の誘電フィラーと称する場合がある。
第1の誘電フィラー及び第2の誘電フィラーは、高周波で発熱するフィラーである。
第1の誘電フィラー及び第2の誘電フィラーは、周波数域が3MHz以上、300MHz以下の高周波電圧を印加した時に発熱するフィラーであることが好ましい。第1の誘電フィラー及び第2の誘電フィラーは、周波数域3MHz以上、300MHz以下のうち、例えば、周波数13.56MHz、27.12MHz又は40.68MHz等の高周波電圧の印加により発熱するフィラーであることが好ましい。
・種類
第1の誘電フィラー及び第2の誘電フィラーは、それぞれ独立に、酸化亜鉛、炭化ケイ素(SiC)、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、水和ケイ酸アルミニウム、アルカリ金属の水和アルミノケイ酸塩等の結晶水を有する無機材料又はアルカリ土類金属の水和アルミノケイ酸塩等の結晶水を有する無機材料等の一種単独又は二種以上の組み合わせが好適である。第1の誘電フィラー及び第2の誘電フィラーの種類は、互いに同一であるか又は異なる。
第1の誘電フィラー及び第2の誘電フィラーの少なくともいずれかは、酸化亜鉛、炭化ケイ素、酸化チタン及びチタン酸バリウムからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
第1の誘電フィラー及び第2の誘電フィラーは、それぞれ独立に、酸化亜鉛、炭化ケイ素、酸化チタン及びチタン酸バリウムからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
例示した誘電フィラーの中でも、種類が豊富であり、様々な形状及びサイズから選択でき、高周波誘電加熱接着シートの接着特性及び機械特性を用途に合わせて改良できるため、第1の誘電フィラー及び第2の誘電フィラーの少なくともいずれかが、酸化亜鉛であることがさらに好ましい。誘電フィラーとして酸化亜鉛を用いることで、無色の高周波誘電加熱接着シートを得ることができる。酸化亜鉛は、誘電フィラーの中でも密度が小さいため、誘電フィラーとして酸化亜鉛を含有する高周波誘電加熱接着シートを用いて被着体を接合した場合、他の誘電フィラーを含有するシートを用いた場合と比べて、接合体の総重量が増大し難い。酸化亜鉛は、セラミックの中でも硬度が高過ぎないため、高周波誘電加熱接着シートの製造装置を傷つけ難い。酸化亜鉛は、不活性な酸化物であるため、熱可塑性樹脂と配合しても、熱可塑性樹脂に与えるダメージが少ない。
また、誘電フィラーとしての酸化チタンは、アナターゼ型酸化チタン及びルチル型酸化チタンの少なくともいずれかであることが好ましく、誘電特性に優れるという観点から、アナターゼ型酸化チタンであることがより好ましい。
・体積含有率
第1の接着シート中の第1の誘電フィラーの体積含有率及び第2の接着シート中の第2の誘電フィラーの体積含有率の少なくともいずれかが、5体積%以上であることが好ましく、8体積%以上であることがより好ましい。
第1の接着シート中の第1の誘電フィラーの体積含有率及び第2の接着シート中の第2の誘電フィラーの体積含有率の少なくともいずれかが、50体積%以下であることが好ましく、40体積%以下であることがより好ましく、35体積%以下であることがさらに好ましい。
第1の誘電フィラーの体積含有率が5体積%以上であれば、第1の接着シートと第1の被着体とを強固に接着しやすい。
第2の誘電フィラーの体積含有率が5体積%以上であれば、第2の接着シートと第2の被着体とを強固に接着しやすい。
第1の誘電フィラーの体積含有率が50体積%以下であれば、第1の接着シートのフレキシブル性を得やすく、靱性の低下も防止しやすくなるので、当該接着シートを所望の形状に加工しやすい。
第2の誘電フィラーの体積含有率が50体積%以下であれば、第2の接着シートのフレキシブル性を得やすく、靱性の低下も防止しやすくなるので、当該接着シートを所望の形状に加工しやすい。
第1の誘電フィラーの体積含有率及び第2の誘電フィラーの体積含有率が共に5体積%以上であれば、本実施形態に係る接着方法によれば、互いに異種材料である第1の被着体と第2の被着体とを強固に接着しやすい。
第1の誘電フィラーの体積含有率及び第2の誘電フィラーの体積含有率が共に50体積%以下であれば、第1の接着シート及び第2の接着シートが共にフレキシブル性を得やすく、靱性の低下も防止しやすくなるので、当該接着シートを所望の形状に加工しやすい。
第1の接着シート中の第1の誘電フィラーの体積含有率及び第2の接着シート中の第2の誘電フィラーの体積含有率は、互いに同一であるか又は異なる。
・体積平均粒子径
第1の誘電フィラーの体積平均粒子径及び第2の誘電フィラーの体積平均粒子径の少なくともいずれかは、1μm以上であることが好ましく、2μm以上であることがより好ましく、3μm以上であることがさらに好ましい。
第1の誘電フィラーの体積平均粒子径及び第2の誘電フィラーの体積平均粒子径の少なくともいずれかは、30μm以下であることが好ましく、25μm以下であることがより好ましく、20μm以下であることがさらに好ましい。
第1の接着シート中の第1の誘電フィラーの体積平均粒子径が1μm以上であれば、第1の接着シートは、高周波印加時に高い発熱性能を発現できる。
第1の接着シート中の第1の誘電フィラーの体積平均粒子径が30μm以下であれば、第1の接着シートの強度低下を防止でき、また高周波印加時に高い発熱性能を発現できる。
第2の接着シート中の第2の誘電フィラーの体積平均粒子径が1μm以上であれば、第2の接着シートは、高周波印加時に高い発熱性能を発現できる。
第2の接着シート中の第2の誘電フィラーの体積平均粒子径が30μm以下であれば、第2の接着シートの強度低下を防止でき、また高周波印加時に高い発熱性能を発現できる。
第1の誘電フィラーの体積平均粒子径及び第2の誘電フィラーの体積平均粒子径が共に1μm以上であれば、第1の接着シート及び第2の接着シートは、いずれも高周波印加時に高い発熱性能を発現し、第1の被着体と第2の被着体とをより短時間で強固に接着できる。
また、第1の誘電フィラーの体積平均粒子径及び第2の誘電フィラーの体積平均粒子径が共に30μm以下であることで、高周波誘電加熱接着シートの強度低下を防止でき、また接着シート全体としても高周波印加時に高い発熱性能を発現できる。
第1の接着シート中の第1の誘電フィラーの体積平均粒子径及び第2の接着シート中の第2の誘電フィラーの体積平均粒子径は、互いに同一であるか又は異なる。
誘電フィラーの体積平均粒子径は、次のような方法によって測定される。レーザー回折・散乱法により、誘電フィラーの粒度分布測定を行い、粒度分布測定の結果からJIS Z 8819-2:2001に準じて体積平均粒子径を算出する。
(添加剤)
本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートは、添加剤を含んでいてもよいし、添加剤を含んでいなくてもよい。本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートが添加剤を含む場合、第1の接着シート及び第2の接着シートの少なくともいずれかが添加剤を含むことが好ましい。
本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートが添加剤を含む場合、添加剤としては、例えば、粘着付与剤、可塑剤、ワックス、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、カップリング剤、粘度調整剤、有機充填剤、及び無機充填剤等が挙げられる。添加剤としての有機充填剤、及び無機充填剤は、誘電フィラーとは異なる。
粘着付与剤及び可塑剤は、高周波誘電加熱接着シートの溶融特性、及び接着特性を改良できる。
粘着付与剤としては、例えば、ロジン誘導体、ポリテルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂の水素化物、テルペンフェノール樹脂、クマロン・インデン樹脂、脂肪族石油樹脂、芳香族石油樹脂、及び芳香族石油樹脂の水素化物が挙げられる。
可塑剤としては、例えば、石油系プロセスオイル、天然油、二塩基酸ジアルキル、及び低分子量液状ポリマーが挙げられる。石油系プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、及び芳香族系プロセスオイル等が挙げられる。天然油としては、例えば、ひまし油、及びトール油等が挙げられる。二塩基酸ジアルキルとしては、例えば、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、及びアジピン酸ジブチル等が挙げられる。低分子量液状ポリマーとしては、例えば、液状ポリブテン、及び液状ポリイソプレン等が挙げられる。
本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートが添加剤を含む場合、高周波誘電加熱接着シート中の添加剤の含有率は、通常、高周波誘電加熱接着シートの全体量基準で、0.01質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることがより好ましく、0.1質量%以上であることがさらに好ましい。また、高周波誘電加熱接着シート中の添加剤の含有率は、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましい。
本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートは、炭素又は炭素を主成分とする炭素化合物(例えば、カーボンブラック等)及び金属等の導電性物質を含有しないことが好ましい。導電性物質の含有率は、それぞれ独立に、高周波誘電加熱接着シートの全体量基準で、5質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以下であることがさらに好ましく、0質量%であることがよりさらに好ましい。
高周波誘電加熱接着シート中の導電性物質の含有率が5質量%以下であれば、誘電加熱処理した際に電気絶縁破壊して接着部及び被着体の炭化という不具合を防止し易くなる。
本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートにおいて、第1の接着シートの全体質量に対する熱可塑性樹脂及び誘電フィラーの合計質量、並びに第2の接着シートの全体質量に対する熱可塑性樹脂及び誘電フィラーの合計質量の少なくともいずれかが、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、99質量%以上であることがさらに好ましい。
本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートの全体質量に対して、熱可塑性樹脂及び誘電フィラーの合計質量は、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、99質量%以上であることがさらに好ましい。
[高周波誘電加熱接着シートの形態及び特性]
(高周波誘電加熱接着シートの厚さ)
第1の接着シート及び第2の接着シートの厚さは、少なくともいずれかが、5μm以上であることが好ましく、25μm以上であることがより好ましく、50μm以上であることがさらに好ましい。
第1の接着シート及び第2の接着シートの厚さは、少なくともいずれかが、1000μm以下であることが好ましく、500μm以下であることがより好ましく、300μm以下であることがさらに好ましい。
第1の接着シートの厚さが5μm以上であれば、高周波印加時の発熱性が向上する。
第2の接着シートの厚さが5μm以上であれば、高周波印加時の発熱性が向上する。
第1の接着シートの厚さが1000μm以下であれば、第1の接着シートの重量が重くなりすぎない。
第2の接着シートの厚さが1000μm以下であれば、第2の接着シートの重量が重くなりすぎない。
第1の接着シート及び第2の接着シートの厚さが共に5μm以上であれば、被着体と接する第1の接着シート及び第2の接着シートの両方について高周波印加時の発熱性が向上するので、被着体同士を短時間で強固に接着し易い。
第1の接着シート及び第2の接着シートの厚さが共に1000μm以下であれば、第1の接着シート及び第2の接着シートの重量が重くなりすぎず、被着体同士を接着して得られる接合体の重量が接着シートの重量に起因して重くなることを抑制できる。
本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートとしての第1の接着シート及び第2の接着シートの厚さは、互いに同一であるか又は異なる。
本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートにおいて、第1の誘電フィラーの平均粒子径DF1と第1の接着シートの厚さTとの比T/DF1及び第2の誘電フィラーの平均粒子径DF2と第2の接着シートの厚さTとの比T/DF2の少なくとも一方が、1以上であることが好ましく、2以上であることがより好ましく、3以上であることがさらに好ましく、5以上であることがよりさらに好ましい。
比T/DF1及び比T/DF2の少なくとも一方が、2500以下であることが好ましく、2000以下であることが好ましく、1750以下であることが好ましく、1000以下であることがより好ましく、500以下であることがさらに好ましく、100以下であることがよりさらに好ましく、50以下であることがさらになお好ましい。
比T/DF1が1以上であれば、接着時に第1の誘電フィラーと被着体とが接触することに起因する接着強度の低下を防止できる。
比T/DF2が1以上であれば、接着時に第2の誘電フィラーと被着体とが接触することに起因する接着強度の低下を防止できる。
比T/DF1が2500以下であれば、第1の接着シートの作製時に、シート製造装置への負荷を抑制できる。
比T/DF2が2500以下であれば、第2の接着シートの作製時に、シート製造装置への負荷を抑制できる。
比T/DF1及び比T/DF2が共に1以上であれば、接着時に第1の接着シート及び第2の接着シートの両方において誘電フィラーと被着体とが接触することに起因する接着強度の低下を防止できる。
比T/DF1及び比T/DF2が共に2500以下であれば、高周波誘電加熱接着シートの作製時に、シート製造装置への負荷を抑制できる。
比T/DF1と比T/DF2とは、互いに同一であるか又は異なる。
第1の被着体と第2の被着体との間に配置される複数の高周波誘電加熱接着シートの合計厚さは、10μm以上であることが好ましく、30μm以上であることがより好ましく、50μm以上であることがさらに好ましい。
複数の高周波誘電加熱接着シートの合計厚さが10μm以上であれば、接着強度が発現しやすくなる。
複数の高周波誘電加熱接着シートの合計厚さの上限は、特に限定されない。当該接着シートの合計厚さが増すほど、第1の被着体と第2の被着体とを接着して得られる接合体全体の重量も増加するため、当該接着シートの合計厚さは、実使用上問題ない範囲の厚さであることが好ましい。高周波誘電加熱接着シートの実用性及び成形性も考慮すると、当該接着シートの合計厚さが、2000μm以下であることが好ましく、1000μm以下であることがより好ましく、600μm以下であることがさらに好ましい。
(高周波誘電加熱接着シートの誘電特性(tanδ/ε’r))
第1の接着シート及び第2の接着シートの誘電特性としての誘電正接(tanδ)、及び比誘電率(ε’r)は、インピーダンスマテリアルアナライザを用いて、簡便かつ正確に測定することができる。
第1の接着シート及び第2の接着シートの誘電特性(tanδ/ε’r)の少なくともいずれかは、0.005以上であることが好ましく、0.008以上であることがより好ましく、0.01以上であることがさらに好ましい。また、高周波誘電加熱接着シートの誘電特性(tanδ/ε’r)は、0.08以下であることが好ましく、0.05以下であることがより好ましい。誘電特性(tanδ/ε’r)は、インピーダンスマテリアル装置等を用いて測定される誘電正接(tanδ)を、インピーダンスマテリアル装置等を用いて測定される比誘電率(ε’r)で除した値である。
第1の接着シートの誘電特性が、0.005以上であれば、誘電加熱処理をした際に、所定の発熱をせず、第1の接着シートと被着体とを強固に接着することが困難となるという不具合を防止できる。
第2の接着シートの誘電特性が、0.005以上であれば、誘電加熱処理をした際に、所定の発熱をせず、第2の接着シートと被着体とを強固に接着することが困難となるという不具合を防止できる。
第1の接着シートの誘電特性が、0.08以下であれば、第1の接着シートと接する被着体の損傷が起きにくい。
第2の接着シートの誘電特性が、0.08以下であれば、第2の接着シートと接する被着体の損傷が起きにくい。
第1の接着シート及び第2の接着シートの誘電特性が共に0.005以上であれば、被着体と接する第1の接着シート及び第2の接着シートの両方について上記不具合を防止でき、被着体同士を強固に接着し易い。
第1の接着シート及び第2の接着シートの誘電特性が共に0.08以下であれば、第1の接着シート及び第2の接着シートのそれぞれと接する被着体の損傷が起きにくい。
なお、高周波誘電加熱接着シートの誘電特性の測定方法の詳細は、次の通りである。所定大きさに切断した高周波誘電加熱接着シートについて、RFインピーダンスマテリアルアナライザE4991A(Agilent社製)を用いて、23℃における周波数40.68MHzの条件下、比誘電率(ε’r)、及び誘電正接(tanδ)をそれぞれ測定し、誘電特性(tanδ/ε’r)の値を算出する。
[高周波誘電加熱接着シートの製造方法]
本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートとしての第1の接着シート及び第2の接着シートの製造方法は、特に限定されない。
第1の接着シート及び第2の接着シートが単層シートである場合、上述の各成分を予備混合し、押出機、及び熱ロール等の公知の混練装置を用いて混錬し、押出成形、カレンダー成形、インジェクション成形、及びキャスティング成形等の公知の成形方法により製造できる。
[接着方法]
本実施形態に係る接着方法は、第1の接着シート及び第2の接着シートを用いて、互いに異なる種類の材質である第1の被着体と第2の被着体とを接着する。
第1の被着体は、第3の熱可塑性樹脂を含有し、第1の接着シート中の第1の熱可塑性樹脂の主たる組成は、第3の熱可塑性樹脂の主たる組成と同一であることが好ましい。第1の接着シートは、第1の被着体と接着される。
第2の被着体は、第4の熱可塑性樹脂を含有し、第2の接着シート中の第2の熱可塑性樹脂の主たる組成は、第4の熱可塑性樹脂の主たる組成と同一であることが好ましい。第2の接着シートは、第2の被着体と接着される。
第3の熱可塑性樹脂及び第4の熱可塑性樹脂は、それぞれ独立に、第1の接着シート及び第2の接着シートにおいて説明した熱可塑性樹脂の中から適宜選択される樹脂であることが好ましい。
本明細書において、「熱可塑性樹脂の主たる組成」とは、例えば、熱可塑性樹脂が重合体である場合は、当該重合体が含む繰り返し単位の内、当該重合体中でも最も多く含まれる繰り返し単位である。熱可塑性樹脂が単独のモノマー由来の重合体であれば、当該モノマー単位(繰り返し単位)が「熱可塑性樹脂の主たる組成」である。熱可塑性樹脂が共重合体である場合は、当該重合体中でも最も多く含まれる繰り返し単位が「熱可塑性樹脂の主たる組成」である。熱可塑性樹脂が共重合体である場合、当該共重合体中、「熱可塑性樹脂の主たる組成」は、30質量%以上含まれる繰り返し単位(モノマー単位)であり、一態様においては、30質量%超含まれる繰り返し単位であり、別の一態様においては、40質量%以上含まれる繰り返し単位であり、さらに別の一態様においては、50質量%以上含まれる繰り返し単位である。また、熱可塑性樹脂が共重合体である場合、最も多く含まれる繰り返し単位が、2種以上であってもよい。
例えば、第1の熱可塑性樹脂が、繰り返し単位としてエチレン単位を50質量%以上含むエチレン-酢酸ビニル共重合体であり、第3の熱可塑性樹脂も、繰り返し単位としてエチレン単位を50質量%以上含むエチレン-酢酸ビニル共重合体である場合、第1の熱可塑性樹脂の主たる組成(繰り返し単位)及び第3の熱可塑性樹脂の主たる組成(繰り返し単位)は、いずれもエチレンであり、第1の熱可塑性樹脂及び第3の熱可塑性樹脂の主たる組成が同一である。
例えば、第1の熱可塑性樹脂が、繰り返し単位としてプロピレン単位を50質量%以上含む無水マレイン酸変性ポリプロピレンであり、第3の熱可塑性樹脂がポリプロピレンである場合、第1の熱可塑性樹脂の主たる組成(繰り返し単位)及び第3の熱可塑性樹脂の主たる組成(繰り返し単位)は、いずれもプロピレンであり、第1の熱可塑性樹脂及び第3の熱可塑性樹脂の主たる組成が同一である。
また、例えば、熱可塑性樹脂が単独重合体である場合、当該重合体を構成する繰り返し単位が、熱可塑性樹脂の主たる組成である。例えば、第1の熱可塑性樹脂がポリエチレンであり、第3の熱可塑性樹脂もポリエチレンである場合、第1の熱可塑性樹脂の主たる組成(繰り返し単位)及び第3の熱可塑性樹脂の主たる組成(繰り返し単位)のいずれもエチレンであり、第1の熱可塑性樹脂及び第3の熱可塑性樹脂の主たる組成が同一である。
第2の熱可塑性樹脂及び第4の熱可塑性樹脂に関する「熱可塑性樹脂の主たる組成」についても、前述の例示等が適用し得る。
第1の熱可塑性樹脂及び第3の熱可塑性樹脂の組合せ、並びに第2の熱可塑性樹脂及び第4の熱可塑性樹脂の組合せとしては、例えば、以下の組合せが挙げられる。
(R1)ポリエチレン及びエチレン-酢酸ビニル共重合体
(R2)ポリエチレン及びEMAA(エチレン・メチルメタクリレート共重合体)
(R3)ポリエチレン及びEMA(エチレン・メタクリレート共重合体)
(R4)ポリエチレン及びエチレンシクロオレフィン共重合体
(R5)ポリプロピレン及び変性ポリプロピレン
(R6)PSとSEBS
(R7)PSとSBR(スチレンブタジエンゴム)
(R8)PSとSEES(スチレン-エチレン-エチレン-スチレンブロック共重合体)
(R9)PSとABS(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体)
(R10)PSとSIS
第1の接着シートに対して直接接する第1の被着体の表面が、第3の熱可塑性樹脂で構成されていることが好ましい。第1の被着体の全体が第3の熱可塑性樹脂で構成されていることも好ましい。また、第1の被着体が多層構造である場合、第1の被着体の最表面に位置する層(最表面層)が、第3の熱可塑性樹脂で構成されていることも好ましい。第1の被着体全体又は第1の被着体の最表面層が複数の樹脂を混合したブレンド樹脂で構成される場合、第1の被着体全体又は第1の被着体の最表面層中の第3の熱可塑性樹脂の体積含有率は、50体積%以上であることが好ましく、60体積%以上であることがより好ましく、70体積%以上であることがさらに好ましく、80体積%以上であることがよりさらに好ましく、90体積%以上であることがさらになお好ましい。
第2の接着シートに対して直接接する第2の被着体の表面が、第4の熱可塑性樹脂で構成されていることが好ましい。第2の被着体の全体が第4の熱可塑性樹脂で構成されていることも好ましい。また、第2の被着体が多層構造である場合、第2の被着体の最表面(最表面層)に位置する層が、第4の熱可塑性樹脂で構成されていることも好ましい。第2の被着体全体又は第2の被着体の最表面層が複数の樹脂を混合したブレンド樹脂で構成される場合、第2の被着体全体又は第2の被着体の最表面層中の第4の熱可塑性樹脂の体積含有率は、50体積%以上であることが好ましく、60体積%以上であることがより好ましく、70体積%以上であることがさらに好ましく、80体積%以上であることがよりさらに好ましく、90体積%以上であることがさらになお好ましい。
第1の被着体の形状及び第2の被着体の形状は、特に限定されないが、シート状であることが好ましい。第1の被着体の形状及び第2の被着体は、前述の通りの材質であればよく、第1の被着体の形状及び第2の被着体の形状及び寸法は、互いに同じでも異なっていてもよい。
本実施形態に係る接着方法は、以下の工程P1及び工程P2を含むことが好ましい。
・工程P1
工程P1は、第1の被着体と第2の被着体との間に本実施形態に係る接着シートを配置する工程である。工程P1では、第1の被着体を第1の接着シートに接触させる。また、工程P1では、第2の被着体を第2の接着シートに接触させる。
工程P1は、共に単層のシートである第1の接着シート及び第2の接着シートを一体化させずに1シートずつ単に接触させて配置する工程P11、第1の接着シート及び第2の接着シートを一体化させずに予め重ね合わせてから配置する工程P12、又は第1の接着シート及び第2の接着シートを予め一体化させてから配置する工程P13のいずれかであることが好ましい。一体化させる方法としては、例えば、熱ラミネートや打ち抜き加工等が挙げられる。例えば、第1の接着シート及び第2の接着シートを重ねて打ち抜き(型抜き)することにより型抜きされたシートの縁を押し潰して、疑似的にシート同士を一体化してもよい。
本実施形態に係る接着方法において、第1の接着シートと直接接するシートが第2の接着シートであることが好ましい。この場合、第1の接着シートと第2の接着シートとの間で、前記数式(数1)及び数式(数2)で表される変化率Vx1及びVx2の関係が成立する。
図1には、本実施形態に係る接着方法の一例を説明するための概略断面図が示されている。図1には、工程P11の一例として、第1の被着体110と第2の被着体120との間に、第1の接着シート10及び第2の接着シート20を配置する手順が示されている。
図1(A)は、第2の接着シート20を第2の被着体120と接触させて配置する工程を示す図である。
図1(B)は、図1(A)に続いて、第2の接着シート20に第1の接着シート10を直接接触させて配置する工程を示す図である。
図1(C)は、図1(B)に続いて、第1の被着体110を第1の接着シート10と接触させて配置する工程を示す図である。
図1において、第1の接着シート10と直接接するシートが第2の接着シート20である。第1の接着シート10と第2の接着シート20とが直接接する場合、前記数式(数1)及び(数2)中の各記号の意味は、次の通りである。
VA1:第1の接着シート10中のすべての熱可塑性樹脂に対する第1の熱可塑性樹脂の体積含有率
VB1:第2の接着シート20中のすべての熱可塑性樹脂に対する第1の熱可塑性樹脂の体積含有率
VA2:第2の接着シート20中のすべての熱可塑性樹脂に対する第2の熱可塑性樹脂の体積含有率
VB2:第1の接着シート10中のすべての熱可塑性樹脂に対する第2の熱可塑性樹脂の体積含有率
図2には、本実施形態に係る接着方法の一例を説明するための概略断面図が示されている。図2には、工程P13の一例として、第1の接着シート10と第2の接着シート20とを直接接触させて積層して、熱ラミネート処理等により一体化した高周波誘電加熱接着シート1を得た後で、第1の被着体110と第2の被着体120との間に高周波誘電加熱接着シート1を配置する手順が示されている。
図2(A)は、第1の接着シート10と第2の接着シート20とを直接積層させて、一体化した高周波誘電加熱接着シート1を得る工程を示す図である。
図2(B)は、図2(A)に続いて、高周波誘電加熱接着シート1の第2の接着シート20側を第2の被着体120と接触させて配置する工程を示す図である。
図2(C)は、図2(B)に続いて、高周波誘電加熱接着シート1の第1の接着シート10側に第1の被着体110を接触させて配置する工程を示す図である。
第1の接着シート及び第2の接着シートは、第1の被着体と第2の被着体とを接着できるように、第1の被着体と第2の被着体の間に配置すればよい。第1の接着シート及び第2の接着シートは、第1の被着体と第2の被着体との間の一部において、複数箇所において又は全面において接していればよい。第1の被着体と第2の被着体との接着強度を向上させる観点から、第1の被着体と第2の被着体との接着面全体に亘って第1の接着シート及び第2の接着シートが接していることが好ましい。また、第1の被着体と第2の被着体との間の一部において第1の接着シート及び第2の接着シートを挟持する一態様としては、第1の被着体と第2の被着体との接着面の外周に沿って第1の接着シート及び第2の接着シートを枠状に配置して、第1の被着体及び第2の被着体に接触させる態様も挙げられる。このように第1の接着シート及び第2の接着シートを枠状に配置することで、第1の被着体と第2の被着体との接着強度を得るとともに、接着面全体に亘って第1の接着シート及び第2の接着シートを配置した場合に比べて接合体を軽量化できる。また、第1の被着体と第2の被着体との間の一部に第1の接着シート及び第2の接着シートを配置する一態様によれば、用いる第1の接着シート及び第2の接着シートのサイズを小さくできるため、接着面全体に亘って第1の接着シート及び第2の加熱接着シートを配置した場合に比べて高周波誘電加熱処理時間を短縮できる。
・工程P2
工程P2は、第1の被着体と第1の接着シートとを接着し、第2の被着体と第2の接着シートとを接着する工程である。工程P2においては、工程P1において配置した第1の接着シート及び第2の接着シートを第1の被着体と第2の被着体との間で挟んで、第1の接着シート及び第2の接着シートに高周波を印加する。工程P2において、例えば、誘電加熱接着装置を用いることにより、高周波誘電加熱接着シートに対して高周波電圧を印加できる。
図2のように予め複数の接着シートを積層させる場合とは異なり、図1のように、個別の接着シートを第1の被着体と第2の被着体との間に配置する接着方法の場合は、工程P2において被着体と接着シートとを接着しつつ、接着シート同士も接着する。また、複数の接着シート同士を事前に仮固定してあったとしても、高周波印加により、接着シート同士もより強固に接着される。
図3には、本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シート及び誘電加熱装置を用いた高周波誘電加熱処理を説明する概略図が示されている。
(誘電加熱接着装置)
図3には、誘電加熱接着装置50の概略図が示されている。
誘電加熱接着装置50は、第1高周波印加電極51と、第2高周波印加電極52と、高周波電源53と、を備えている。
第1高周波印加電極51と、第2高周波印加電極52とは、互いに対向配置されている。第1高周波印加電極51及び第2高周波印加電極52は、プレス機構を有している。このプレス機構により、第1の被着体110、高周波誘電加熱接着シート(第1の接着シート10及び第2の接着シート20)及び第2の被着体120を、第1高周波印加電極51と第2高周波印加電極52との間で加圧処理できる。
第1高周波印加電極51と第2高周波印加電極52とが互いに平行な1対の平板電極を構成している場合、このような電極配置の形式を平行平板タイプと称する場合がある。
高周波の印加には平行平板タイプの高周波誘電加熱装置を用いることも好ましい。平行平板タイプの高周波誘電加熱装置であれば、高周波が電極間に位置する高周波誘電加熱接着シート(第1の接着シート10及び第2の接着シート20)を貫通するので、高周波誘電加熱接着シート全体を温めることができ、被着体と高周波誘電加熱接着シートとを短時間で接着できる。
第1高周波印加電極51及び第2高周波印加電極52のそれぞれに、例えば、周波数13.56MHz程度、27.12MHz程度又は周波数40.68MHz程度の高周波電圧を印加するための高周波電源53が接続されている。
誘電加熱接着装置50は、図3に示すように、第1の被着体110及び第2の被着体120との間に挟持した高周波誘電加熱接着シート(第1の接着シート10及び第2の接着シート20)を介して、誘電加熱処理する。さらに、誘電加熱接着装置50は、誘電加熱処理に加えて、第1高周波印加電極51及び第2高周波印加電極52による加圧処理によって、第1の被着体110と第2の被着体120とを接着する。なお、加圧処理を行わずに第1の被着体110と第2の被着体120とを接着してもよい。
また、第1の接着シート10と第2の接着シート20とが予め積層一体化されていない場合には、誘電加熱処理の際に、第1の接着シート10及び第2の接着シート20同士も接着される。
第1高周波印加電極51及び第2高周波印加電極52の間に、高周波電界を印加すると、高周波誘電加熱接着シートにおける第1の接着シート10及び第2の接着シート20が誘電フィラー(図示せず)を含有する場合、当該誘電フィラーが、高周波エネルギーを吸収する。
そして、誘電フィラーは、発熱源として機能し、誘電フィラーの発熱によって、第1の接着シート10及び第2の接着シート20中の熱可塑性樹脂成分を溶融させ、短時間処理であっても、最終的には、第1の被着体110と第2の被着体120とを強固に接着できる。接着シートが誘電フィラーを含有しない場合は、高周波で発熱可能な熱可塑性樹脂を用いて、当該熱可塑性樹脂を発熱源として機能させる。
第1高周波印加電極51及び第2高周波印加電極52は、プレス機構を有することから、プレス装置としても機能する。そのため、第1高周波印加電極51及び第2高周波印加電極52による圧縮方向への加圧及び高周波誘電加熱接着シート(第1の接着シート10及び第2の接着シート20)の加熱溶融によって、第1の被着体110と第2の被着体120とをより強固に接着できる。
(高周波誘電加熱接着条件)
高周波誘電加熱接着条件は、適宜変更できるが、以下の条件であることが好ましい。
高周波出力は、10W以上であることが好ましく、30W以上であることがより好ましく、50W以上であることがさらに好ましく、80W以上であることがよりさらに好ましい。
高周波出力は、50,000W以下であることが好ましく、20,000W以下であることがより好ましく、15,000W以下であることがさらに好ましく、10,000W以下であることがよりさらに好ましく、1,000W以下であることがさらになお好ましい。
高周波出力が10W以上であれば、誘電加熱処理時に温度が上昇し難いという不具合を防止できるので、良好な接着力を得やすい。
高周波出力が50,000W以下であれば、誘電加熱処理による温度制御が困難となる不具合を防ぎ易い。
高周波の印加時間は、1秒以上であることが好ましい。
高周波の印加時間は、60秒以下が好ましく、45秒以下がより好ましく、35秒以下であることがさらに好ましく、25秒以下であることがよりさらに好ましく、10秒以下であることがさらになお好ましい。
高周波の印加時間が1秒以上であれば、誘電加熱処理時に温度が上昇し難いという不具合を防止できるので、良好な接着力を得やすい。
高周波の印加時間が60秒以下であれば、第1の被着体と第2の被着体とを接着させた接合体の製造効率が低下したり、接合体の製造コストが高くなったり、さらには、被着体が熱劣化するといった不具合を防ぎ易い。
印加する高周波の周波数は、1kHz以上であることが好ましく、1MHz以上であることがより好ましく、5MHz以上であることがさらに好ましく、10MHz以上であることがよりさらに好ましい。
印加する高周波の周波数は、300MHz以下であることが好ましく、100MHz以下であることがより好ましく、80MHz以下であることがさらに好ましく、50MHz以下であることがよりさらに好ましい。具体的には、国際電気通信連合により割り当てられた工業用周波数帯13.56MHz、27.12MHz又は40.68MHzが、本実施形態の高周波誘電加熱接着方法(接着方法)にも利用される。
本実施形態に係る接着方法は、第1の被着体と、前記第1の被着体とは異なる材質の第2の被着体とを複数の高周波誘電加熱接着シートを用いて接着する接着方法である。本実施形態に係る接着方法で用いる第1の接着シート及び第2の接着シートにおける前記数式(数1)及び数式(数2)で表される変化率Vx1及びVx2が、80%未満である。そのため、本実施形態に係る接着方法によれば、互いに異種材料で構成される第1の被着体と第2の被着体とを強固に接着できる。また、本実施形態に係る接着方法においては、第1の接着シートと第2の接着シートとのシート間で剥離し難い。
本実施形態に係る接着方法によれば、第1の被着体の材質及び第2の被着体の材質に応じて、第1の接着シート及び第2の接着シートを個別に用意して被着体間に配置し、高周波誘電加熱処理を行うことで、第1の被着体と第2の被着体とを接着できる。そのため、第1の被着体及び第2の被着体の材質に応じた組成の多層型接着シートを予め製造及び準備せずとも、本実施形態に係る接着方法によれば、単層シートを準備しておくだけで、被着体の材質に柔軟に対応した接着を提供できる。
本実施形態に係る接着方法で用いる高周波誘電加熱接着シート(第1の接着シート及び第2の接着シート)は、塗布が必要な接着剤を用いる場合と比べて、取り扱い易く、第1の被着体と第2の被着体との接着時の作業性も向上する。本実施形態に係る接着方法によれば、短時間の高周波印加により被着体と接着できる。
本実施形態に係る接着方法によれば、誘電加熱接着装置によって、外部から、所定箇所のみを局所的に加熱することができる。そのため、被着体が、大型で且つ複雑な立体構造体又は厚さが大きく且つ複雑な立体構造等であり、さらに高い寸法精度を求められる場合でも、本実施形態に係る接着方法は、有効である。
本実施形態に係る接着方法で用いる高周波誘電加熱接着シートは、一般的な粘着剤に比べて、耐水性及び耐湿性が優れる。
本実施形態に係る接着方法で用いる高周波誘電加熱接着シートは、溶剤を含有しないため、被着体との接着に用いる接着剤に起因するVOC(Volatile Organic Compounds)の問題が発生し難い。
本実施形態に係る接着方法で用いる高周波誘電加熱接着シートは、高周波電圧の印加により加熱されるため、高周波誘電加熱接着シートが局所的に加熱される。それゆえ、本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートによれば、被着体との接着時に被着体全体が溶融するという不具合を防ぎやすい。
また、本実施形態に係る接着方法で用いる高周波誘電加熱接着シートによれば、高周波誘電加熱接着シートの厚さなどを適宜制御できる。そのため、本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートをロール・ツー・ロール方式に適用することもでき、かつ、抜き加工等により、被着体との接着面積、並びに被着体の形状に合わせて、高周波誘電加熱接着シートを任意の面積及び形状に加工できる。そのため、本実施形態に係る接着方法で用いる高周波誘電加熱接着シートは、製造工程の観点からも、利点が大きい。
〔第2実施形態〕
本実施形態に係る接着方法では、第1の接着シートと第2の接着シートとの間に中間シートをさらに配置する。本実施形態に係る接着方法に用いる複数の高周波誘電加熱接着シートは、少なくとも、第1の接着シート、第2の接着シート及び中間シートを含む。本実施形態に係る接着方法は、中間シートを用いる点で、第1実施形態に係る接着方法と相違し、その他の点では、第1実施形態に係る接着方法及び高周波誘電加熱接着シートと同様であるため、以下の説明では、第1実施形態との相違に係る部分を主に説明し、重複する説明については省略又は簡略化する。第1実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
(中間シート)
本実施形態において、中間シートは、1種又は複数種の熱可塑性樹脂を含有することが好ましく、第1の熱可塑性樹脂及び第2の熱可塑性樹脂を含有することがより好ましい。
本実施形態において、第1の接着シート及び第2の接着シートの少なくともいずれかと、中間シートとが直接接することが好ましい。また、第1の接着シート及び第2の接着シートの両方が、中間シートと直接接していることも好ましい。
本実施形態において、第1の接着シートと中間シートとが直接接し、第2の接着シートと中間シートとが直接接する場合、前記数式(数1)及び(数2)中の各記号の意味は、次の通りである。
VA1:第1の接着シート中のすべての熱可塑性樹脂に対する第1の熱可塑性樹脂の体積含有率
VB1:中間シート中のすべての熱可塑性樹脂に対する第1の熱可塑性樹脂の体積含有率
VA2:第2の接着シート中のすべての熱可塑性樹脂に対する第2の熱可塑性樹脂の体積含有率
VB2:中間シート中のすべての熱可塑性樹脂に対する第2の熱可塑性樹脂の体積含有率
本実施形態においても、第1の接着シート、中間シート及び第2の接着シートは、第1実施形態と同様の変化率Vx1及びVx2の関係を満たすことが好ましい。
本実施形態において、中間シートは、高周波で発熱する第3の誘電フィラーを含有することが好ましい。中間シートが第3の誘電フィラーを含有している場合、高周波電圧を印加した際に中間シートも加熱されるため、中間シートと接する第1の接着シート及び第2の接着シートを短時間で溶融させ易くなる。その結果、本実施形態によれば、第1の被着体及び第2の被着体をより短時間で強固に接着できる。
第3の誘電フィラーとして、第1実施形態で説明した第1の誘電フィラー及び第2の誘電フィラーと同様の誘電フィラーを使用できる。第3の誘電フィラーは、第1の誘電フィラーと互いに同一でも、異なっていてもよい。第3の誘電フィラーは、第2の誘電フィラーと互いに同一でも、異なっていてもよい。
第1の誘電フィラー、第2の誘電フィラー及び第3の誘電フィラーは、それぞれ独立に、酸化亜鉛、炭化ケイ素、酸化チタン及びチタン酸バリウムからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
第1の誘電フィラー、第2の誘電フィラー及び第3の誘電フィラーは、同じ種類の誘電フィラーであることが好ましく、いずれも、酸化亜鉛であることがより好ましい。
第3の誘電フィラー及び第1の誘電フィラーの体積平均粒子径及び体積含有率は、互いに同一でも、異なっていてもよい。第3の誘電フィラー及び第2の誘電フィラーの体積平均粒子径及び体積含有率は、互いに同一でも、異なっていてもよい。
中間シートは、高周波で発熱する第3の誘電フィラーを含有しないことも好ましい。中間シートが第3の誘電フィラーを含有していない場合、高周波電圧を印加した際に中間シートが発熱しないため、第1の接着シート、中間シート及び第2の接着シートが溶融しすぎて被着体同士の接着面からはみ出すことを抑制し易くなる。
本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートも、添加剤を含んでいてもよいし、添加剤を含んでいなくてもよい。本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートが添加剤を含む場合、第1の接着シート、中間シート及び第2の接着シートの少なくともいずれかが添加剤を含むことが好ましい。例えば、第1実施形態で説明した添加剤と同様の添加剤を本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートにも適用できる。
本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートにおいても、第1の誘電フィラーの平均粒子径DF1と第1の接着シートの厚さTとの比T/DF1が、第1実施形態と同様の関係を満たすことが好ましい。
本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートにおいても、第2の誘電フィラーの平均粒子径DF2と第2の接着シートの厚さTとの比T/DF2が、第1実施形態と同様の関係を満たすことが好ましい。
(高周波誘電加熱接着シートの厚さ)
本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートにおいても、第1の接着シート及び第2の接着シートの厚さは、それぞれ独立に、第1実施形態で説明した厚さ範囲内であることが好ましい。
中間シートの厚さは、5μm以上であることが好ましく、25μm以上であることがより好ましく、50μm以上であることがさらに好ましい。
中間シートの厚さは、1000μm以下であることが好ましく、500μm以下であることがより好ましく、300μm以下であることがさらに好ましい。
中間シートの厚さが5μm以上であれば、中間シートを成形しやすい。
中間シートの厚さが1000μm以下であれば、中間シートの重量が重くなりすぎない。
本実施形態においても、第1実施形態と同様の理由から、第1の被着体と第2の被着体との間に配置される複数の高周波誘電加熱接着シートの合計厚さは、10μm以上であることが好ましく、15μm以上であることがより好ましく、30μm以上であることがさらに好ましく、50μm以上であることがよりさらに好ましい。
また、第1実施形態と同様の理由から、第1の被着体と第2の被着体との間に配置される複数の高周波誘電加熱接着シートの合計厚さが、2000μm以下であることが好ましく、1000μm以下であることがより好ましく、600μm以下であることがさらに好ましい。
[高周波誘電加熱接着シートの製造方法]
本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートとしての第1の接着シート、中間シート及び第2の接着シートの製造方法は、特に限定されず、例えば、第1実施形態と同様の方法により、製造できる。
[接着方法]
本実施形態に係る接着方法は、本実施形態に係る高周波誘電加熱接着シートを用いて第1の被着体と第2の被着体とを接着する方法である。被着体中の熱可塑性樹脂と接着シート中の熱可塑性樹脂とで主たる組成が同一である点についても、第1実施形態と同様である。
本実施形態に係る接着方法は、以下の工程PX1及び工程PX2を含むことが好ましい。
・工程PX1
工程PX1は、第1の被着体と第2の被着体との間で本実施形態に係る第1の接着シート、中間シート及び第2の接着シートを配置する工程である。工程PX1では、第1の被着体を第1の接着シートに接触させ、第2の被着体を第2の接着シートに接触させ、第1の接着シートと第2の接着シートとの間に中間シートを配置する。
工程PX1は、いずれも単層のシートである第1の接着シート、中間シート及び第2の接着シートを一体化させずに1シートずつ単に接触させて配置する工程PX11、第1の接着シート、中間シート及び第2の接着シートを一体化させずに予め重ね合わせてから配置する工程PX12、又は第1の接着シート、中間シート及び第2の接着シートを予め一体化させてから配置する工程PX13のいずれかであることが好ましい。接着シート及び中間シートを一体化させる方法は、特に限定されないが、例えば、第1実施形態で説明した熱ラミネートや打ち抜き加工等が挙げられる。
図4には、本実施形態に係る接着方法の一例を説明するための概略断面図が示されている。図4には、工程PX11の一例として、第1の被着体110と第2の被着体120との間に、第1の接着シート10、中間シート30及び第2の接着シート20を配置する手順が示されている。
図4(A)は、第2の接着シート20を第2の被着体120と接触させて配置する工程を示す図である。
図4(B)は、図4(A)に続いて、第2の接着シート20に中間シート30を直接接触させて配置する工程を示す図である。
図4(C)は、図4(B)に続いて、中間シート30に第1の接着シート10を直接接触させて配置する工程を示す図である。
図4(D)は、図4(C)に続いて、第1の被着体110を第1の接着シート10と接触させて配置する工程を示す図である。
図5には、本実施形態に係る接着方法の一例を説明するための概略断面図が示されている。図5には、PX13の一例として、第1の接着シート10と中間シート30と第2の接着シート20とを直接接触させて積層して、熱ラミネート処理等により一体化した高周波誘電加熱接着シート1Aを得た後で、第1の被着体110と第2の被着体120との間に高周波誘電加熱接着シート1Aを配置する手順が示されている。
図5(A)は、第1の接着シート10と、中間シート30と、第2の接着シート20とをこの順番で積層させて、一体化した高周波誘電加熱接着シート1Aを得る工程を示す図である。
図5(B)は、図5(A)に続いて、高周波誘電加熱接着シート1Aの第2の接着シート20側を第2の被着体120と接触させて配置する工程を示す図である。
図5(C)は、図5(B)に続いて、高周波誘電加熱接着シート1Aの第1の接着シート10側に第1の被着体110を接触させて配置する工程を示す図である。
・工程PX2
工程PX2は、第1の被着体と第1の接着シートとを接着し、第2の被着体と第2の接着シートとを接着する工程である。工程PX2においては、工程PX1において配置した第1の接着シート、中間シート及び第2の接着シートを第1の被着体と第2の被着体との間で挟んで、第1の接着シート、中間シート及び第2の接着シートに高周波を印加する。工程PX2においても、例えば、第1実施形態と同様の誘電加熱接着装置を用いることにより、高周波誘電加熱接着シートに対して高周波電圧を印加できる。
図5のように予め複数の接着シートを積層させる場合とは異なり、図4のように、個別の接着シート及び中間シートを第1の被着体と第2の被着体との間に配置する接着方法の場合は、工程PX2において被着体と接着シートとを接着しつつ、接着シート及び中間シート同士も接着する。また、複数の接着シートと中間シートとが事前に仮固定されていたとしても、高周波印加により、より強固に接着シートと中間シートとが接着される。
図6には、誘電加熱接着装置50及び高周波誘電加熱接着シート(第1の接着シート10、中間シート30及び第2の接着シート20)を用いて、第1の被着体110及び第2の被着体120を接着する方法を説明する概略図が示されている。
高周波誘電加熱接着条件は、適宜変更できるが、第1実施形態で説明した条件と同様の条件であることが好ましい。
本実施形態に係る接着方法も、第1の被着体と、前記第1の被着体とは異なる材質の第2の被着体とを複数の高周波誘電加熱接着シートを用いて接着する接着方法であり、第1実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態に係る接着方法で用いる第1の接着シート、中間シート及び第2の接着シートにおいて、前記数式(数1)及び数式(数2)で表される変化率Vx1及びVx2が共に80%未満である。そのため、本実施形態に係る接着方法によれば、互いに異種材料で構成される第1の被着体と第2の被着体とを強固に接着できる。また、本実施形態に係る接着方法においても、第1の接着シートと中間シートとのシート間、並びに第2の接着シートと中間シートとのシート間で剥離し難い。
〔実施形態の変形〕
本発明は、前記実施形態に限定されない。本発明は、本発明の目的を達成できる範囲での変形及び改良等を含むことができる。
前記実施形態では、第1の接着シート及び第2の接着シートの2つの接着シートのみからなる高周波誘電加熱接着シート、又は第1の接着シート、中間シート及び第2の接着シートの3つのシートからなる高周波誘電加熱接着シートを例に挙げて説明したが、本発明は、このような例に限定されない。本発明の一態様として、例えば、第1の接着シート及び第2の接着シートをそれぞれ最外層として配置して、合計4つ以上のシートからなる高周波誘電加熱接着シートも含まれる。
第1の被着体と第2の被着体との間に接着シート及び中間シートを配置する順番は、前記実施形態の図1、図2、図4及び図5に示した順番に限定されない。例えば、図1及び図4のように接着シート及び中間シートを1つずつ配置する方法に代えて、熱ラミネート等による一体化処理をせずに、シート同士を重ね合わせた後に、被着体間にまとめて配置する方法でもよい。
高周波誘電加熱接着シートは、粘着部を有していてもよい。粘着部を有することで、被着体と被着体との間に高周波誘電加熱接着シートを挟持する際に、位置ずれを防止して、正確な位置に配置できる。粘着部は、高周波誘電加熱接着シートの一方の面に設けてもよいし、両面に設けてもよい。また、粘着部は、高周波誘電加熱接着シートの面に対して、部分的に設けられていてもよい。高周波誘電加熱接着シートは、粘着部を有していない場合でも、第1の被着体と第2の被着体とを強固に接着できる。
高周波誘電加熱処理は、前記実施形態で説明した電極を対向配置させた誘電加熱接着装置に限定されず、格子電極タイプの高周波誘電加熱装置を用いてもよい。格子電極タイプの高周波誘電加熱装置は、一定間隔ごとに第1極性の電極と、第1極性の電極とは反対極性の第2極性の電極とを同一平面上に交互に配列した格子電極を有する。
例えば、第1の被着体の端部と第2の被着体の端部とを重ね合わせて接着した接合体を製造する場合は、第1の被着体側又は第2の被着体側に格子電極タイプの高周波誘電加熱装置を配置して高周波を印加する。
格子電極タイプの高周波誘電加熱装置を用いて第1の被着体と第2の被着体とを接着させる場合に、第1の被着体側に第1の格子電極を配置し、第2の被着体側に第2の格子電極を配置して、第1の被着体、高周波誘電加熱接着シート及び第2の被着体を、第1の格子電極と第2の格子電極との間に挟んで同時に高周波を印加してもよい。
格子電極タイプの高周波誘電加熱装置を用いて第1の被着体と第2の被着体とを接着させる場合に、第1の被着体及び第2の被着体の一方の面側に格子電極を配置し、高周波を印加し、その後、第1の被着体及び第2の被着体の他方の面側に格子電極を配置し、高周波を印加してもよい。
高周波の印加には格子電極タイプの高周波誘電加熱装置を用いることも好ましい。格子電極タイプの高周波誘電加熱装置を用いることで、第1の被着体及び第2の被着体の厚さの影響を受けず、第1の被着体及び第2の被着体の表層側、例えば、高周波誘電加熱接着シートまでの距離が近い被着体側から誘電加熱することにより、被着体同士を接着できる。また、格子電極タイプの高周波誘電加熱装置を用いることで、接合体の製造の省エネルギー化を実現できる。
なお、図においては、簡略化のために電極を対向配置させた誘電加熱接着装置を用いた態様を例示した。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。本発明はこれら実施例に何ら限定されない。
[高周波誘電加熱接着シート作製方法]
(実施例1)
第1の接着シートを形成するための材料を、表1に示す組成(体積%)で、第1の容器内にて予備混合した。第2の接着シートを形成するための材料についても、表1に示す組成(体積%)で、第2の容器内にて予備混合した。表1に示すPPは、ポリプロピレンの略称であり、SEBSは、スチレン-エチレン/ブチレン-スチレン共重合体の略称である。
PP :主成分はプロピレン(95質量%以上)、流動開始温度は、175℃。
SEBS:主成分はスチレン(67質量%)、流動開始温度は137℃。
予備混合した材料を30mmφ二軸押出機のホッパーに供給し、シリンダー設定温度を180℃以上220℃以下、ダイス温度を220℃に設定し、予備混合した材料を溶融混練した。溶融混錬した材料を冷却した後に、当該材料をカットすることにより、粒状のペレットを作製した。第1の接着シート用の粒状ペレット及び第2の接着シート用の粒状ペレットのそれぞれを作製した。次いで、作製した粒状ペレットを、フィードブロックを有するTダイを設置した単軸押出機のホッパーに投入し、シリンダー温度を220℃、ダイス温度を220℃の条件として、Tダイから、フィルム状溶融混練物を押出し、冷却ロールにて冷却させることにより、実施例1の接着方法で用いた第1の接着シート(厚さ:200μm)及び第2の接着シート(厚さ:200μm)を作製した。
(実施例2~実施例6)
実施例2~実施例6において、第1の接着シート、第2の接着シート及び中間シートを作製した。中間シートを形成するための材料を、表1に示す組成(体積%)で、第3の容器内にて予備混合した。実施例1と同様にして、表1に示す組成(体積%)で、第1の接着シート用の粒状ペレット、第2の接着シート用の粒状ペレット及び中間シート用の粒状ペレットを作製した。次いで、第1の接着シート用、中間シート用、及び第2の接着シート用粒状ペレットを、フィードブロックを有するTダイを設置した単軸押出機のホッパーに投入し、各シートに含まれる樹脂の種類に応じて適宜設定したシリンダー温度及びダイス温度で、Tダイから、フィルム状溶融混練物を押出し、冷却ロールにて冷却させることにより、実施例2~5の接着方法で用いた第1の接着シート(厚さ:135μm)、中間シート(厚さ:130μm)及び第2の接着シート(厚さ:135μm)、並びに実施例6の接着方法で用いた第1の接着シート(厚さ:200μm)及び第2の接着シート(厚さ:200μm)を作製した。
表1に示すPMMAは、ポリメチルメタクリレートの略称であり、PSは、ポリスチレンの略称であり、EVAは、エチレン-酢酸ビニル共重合体の略称であり、m-PPは、無水マレイン酸変性ポリプロピレンの略称である。
PMMA:主成分はメチルメタクリレート(95質量%以上)、流動開始温度は165℃。
PS :主成分はスチレン(95質量%以上)、流動開始温度は162℃。
EVA :主成分はエチレン(72質量%)、流動開始温度は94℃。
m-PP:主成分はプロピレン(90質量%以上)、流動開始温度は153℃。
(比較例1~比較例3)
比較例1~比較例3の接着方法で用いた接着シートは、第1の接着シート及び第2の接着シートを形成するための材料の組成を、それぞれ、表1に示す組成に変更し、接着シートの各層に含まれる樹脂の種類に応じて適宜設定したシリンダー温度及びダイス温度で押出し成形したこと以外、実施例1と同様にして作製した。比較例1~比較例3において、第1の接着シート及び第2の接着シートの厚さも、実施例1と同じである。
(比較例4)
比較例4の接着方法で用いた接着シートは、第1の接着シート、中間シート及び第2の接着シートを形成するための材料の組成を、それぞれ、表1に示す組成に変更し、接着シートの各層に含まれる樹脂の種類に応じて適宜設定したシリンダー温度及びダイス温度で押出し成形したこと以外、実施例2と同様にして作製した。比較例4において、第1の接着シート、中間シート及び第2の接着シートの厚さも、実施例2と同じである。
表2に、作製した第1の接着シート、第2の接着シート及び中間シート中の各熱可塑性樹脂の体積含有率、並びに前記数式(数1)及び(数2)で表される変化率Vx1及びVx2の値を示す。
[高周波接着性]
作製した高周波誘電加熱接着シート(接着シート及び中間シート)を25mm×12.5mmの大きさに切断した。表1に示す材質の第1の被着体及び第2の被着体を準備した。第1の被着体及び第2の被着体の大きさは、いずれも25mm×100mm×2mm(厚さ)とした。第1の被着体と第2の被着体との間に、前述の大きさに切断した接着シート及び中間シートを表1に示す組み合わせで挟んだ。このとき、第1の接着シートと第1の被着体とを接触させ、第2の接着シートと第2の被着体とを接触させた。実施例1、実施例6並びに比較例1~3では、第1の接着シートと第2の接着シートとを直接接触させて配置し、実施例2~5並びに比較例4では、第1の接着シートと第2の接着シートとの間に両方に直接接する中間シートを配置した。
次いで、第1の被着体、高周波誘電加熱接着シート及び第2の被着体を、高周波誘電加熱装置(山本ビニター株式会社製“YRP-400T-A”)の電極間に固定した。固定した状態で、下記高周波印加条件で高周波を印加して、高周波誘電加熱接着シートと被着体を接着させて、初期試験片を作製した。なお、本実施例において、第1の被着体と第2の被着体との間に挟んだシートをまとめて高周波誘電加熱接着シートと称する場合がある。
表1に示す第1の被着体の材質としてのPPは、ポリプロピレンの略称であり、PMMAは、ポリメチルメタクリレートの略称であり、PEは、ポリエチレンの略称であり、第2の被着体の材質としてのPSは、ポリスチレンの略称である。
PP :主成分はプロピレン(95質量%以上)。
PMMA:主成分はメチルメタクリレート(95質量%以上)。
PS :主成分はスチレン(95質量%以上)。
PE :主成分はエチレン(70質量%以上)。
・高周波印加条件
周波数 :40.68MHz
出力 :200W
印加時間:10秒
[接着力(引張せん断力)]
高周波接着性評価で得られた初期試験片につき、接着力としての引張せん断力を測定した。引張せん断力の測定には、万能引張試験機(インストロン社製、インストロン5581)を用いた。引張せん断力の測定における引張速度は、100mm/分の条件とした。引張せん断力は、JIS K 6850:1999に準拠して測定した。
引張せん断力の測定時の試験片の破壊形態を観察して、下記評価基準に沿って、接着力を評価した。接着力の評価結果を表1に示す。
・破壊形態
Cf :接着シート及び中間シートの少なくともいずれかが凝集破壊した。
BC :第1の被着体及び第2の被着体の少なくともいずれかが破壊した。
IF:接着シート及び中間シートの少なくともいずれかのシート間で界面剥離した。
IF:第1の被着体と第1の接着シートとの間で界面剥離した。
IF:第2の被着体と第2の接着シートとの間で界面剥離した。
[誘電フィラーの体積平均粒子径]
レーザー回折・散乱法により、誘電フィラーの粒度分布を測定した。粒度分布測定の結果からJIS Z 8819-2:2001に準じて体積平均粒子径を算出した。算出した誘電フィラー(酸化亜鉛)の平均粒子径(体積平均粒子径)は、11μmであった。
[流動開始温度]
接着シート及び中間シートの作製に用いた熱可塑性樹脂の流動開始温度を、降下式フローテスター(株式会社島津製作所製,型番「CFT-100D」)を用いて測定した。荷重5.0kgとし、穴形状がφ2.0mm、長さが5.0mmのダイ、内径が11.329mmのシリンダーを使用し、測定試料の温度を昇温速度10℃/分で上昇させながら、昇温とともに変動するストローク変位速度(mm/分)を測定して、試料のストローク変位速度の温度依存性チャートを得た。このチャートにおいて、低温側に得られるピークを経過した後、再度ストローク変位速度が上昇し始める温度を流動開始温度とした。
[誘電特性]
作製した接着シートを、30mm×30mmの大きさに切断した。切断した高周波誘電加熱接着シートについて、RFインピーダンスマテリアルアナライザE4991A(Agilent社製)に、誘電材料テスト・フィクスチャー 16453A(Agilent社製)を取り付け、平行板法にて、23℃における周波数40.68MHzの条件下、比誘電率(ε’r)及び誘電正接(tanδ)をそれぞれ測定した。測定結果に基づき、誘電特性(tanδ/ε’r)の値を算出した。例えば、実施例1~6に係る第1接着シートおよび第2接着シートの誘電特性(tanδ/ε’r)を表1に示す。
実施例1~6に係る接着方法においては、第1の接着シート、第2の接着シート及び中間シートの組成が、前記数式(数1)及び数式(数2)で表される変化率Vx1及びVx2の関係を満たしていた。そのため、実施例1~6に係る接着方法によれば、シート間で剥離せずに第1の被着体と第2の被着体とを強固に接着できた。
比較例1に係る接着方法においては、第1の接着シート中の第1の熱可塑性樹脂(PP)の体積含有率が60体積%未満であり、第1の接着シートと第1の被着体とで界面剥離した。
比較例2に係る接着方法においては、第2の接着シート中の第2の熱可塑性樹脂(SEBS)の体積含有率が60体積%未満であり、第2の接着シートと第2の被着体とで界面剥離した。
比較例3~4に係る接着方法においては、第1の接着シート、第2の接着シート及び中間シートの組成が、前記数式(数1)及び数式(数2)で表される変化率Vx1及びVx2の関係を同時に満たさず、シート間剥離が起こった。
比較例1~4に係る接着方法では第1の被着体と第2の被着体とを接着できなかった。
1…高周波誘電加熱接着シート、1A…高周波誘電加熱接着シート、10…第1の接着シート、20…第2の接着シート、30…中間シート、50…誘電加熱接着装置、51…第1高周波印加電極、52…第2高周波印加電極、53…高周波電源、110…第1の被着体、120…:第2の被着体。

Claims (11)

  1. 第1の被着体と、前記第1の被着体とは異なる材質の第2の被着体とを複数の高周波誘電加熱接着シートを用いて接着する接着方法であって、
    前記複数の高周波誘電加熱接着シートは、少なくとも、第1の接着シート及び第2の接着シートを含み、
    前記第1の接着シートは、第1の熱可塑性樹脂を含有し、
    前記第2の接着シートは、第2の熱可塑性樹脂を含有し、
    前記第1の被着体は、第3の熱可塑性樹脂を含有し、
    前記第2の被着体は、第4の熱可塑性樹脂を含有し、
    前記第1の熱可塑性樹脂と前記第2の熱可塑性樹脂とは、互いに異なる樹脂であり、
    前記第1の熱可塑性樹脂の主たる組成は、前記第3の熱可塑性樹脂の主たる組成と同一であり、
    前記第2の熱可塑性樹脂の主たる組成は、前記第4の熱可塑性樹脂の主たる組成と同一であり、
    前記第1の接着シート中の全ての熱可塑性樹脂に対する前記第1の熱可塑性樹脂の体積含有率VA1は、60体積%以上、100体積%以下であり、
    前記第2の接着シート中の全ての熱可塑性樹脂に対する前記第2の熱可塑性樹脂の体積含有率VA2は、60体積%以上、100体積%以下であり、
    前記第1の熱可塑性樹脂の体積含有率VA1と、前記第1の接着シートと直接接するように配置されるシート中のすべての熱可塑性樹脂に対する前記第1の熱可塑性樹脂の体積含有率VB1との下記数式(数1)で表される変化率Vx1が80%未満であり、
    前記第2の熱可塑性樹脂の体積含有率VA2と、前記第2の接着シートと直接接するように配置されるシート中のすべての熱可塑性樹脂に対する前記第2の熱可塑性樹脂の体積含有率VB2との下記数式(数2)で表される変化率Vx2が、80%未満であり、
    前記第1の被着体と前記第2の被着体との間に、前記第1の接着シートを前記第1の被着体と接するように配置し、かつ、前記第2の接着シートを前記第2の被着体と接するように配置する工程、並びに
    前記第1の被着体と前記第2の被着体との間で前記第1の接着シート及び前記第2の接着シートを挟んで前記第1の接着シート及び前記第2の接着シートに高周波を印加して、前記第1の被着体と前記第1の接着シートとを接着し、前記第2の被着体と前記第2の接着シートとを接着する工程、を含む、
    高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法。
    Vx1={(VA1-VB1)/VA1}×100…(数1)
    Vx2={(VA2-VB2)/VA2}×100…(数2)
  2. 請求項1に記載の高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
    前記第1の接着シートと前記第2の接着シートとの間に中間シートをさらに配置する、
    高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法。
  3. 請求項に記載の高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
    前記第1の接着シート及び前記第2の接着シートの少なくともいずれかと、前記中間シートとが直接接する、
    高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法。
  4. 請求項又は請求項に記載の高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
    前記中間シートは、前記第1の熱可塑性樹脂及び前記第2の熱可塑性樹脂を含有する、
    高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法。
  5. 請求項1に記載の高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
    前記第1の接着シートと直接接するシートが前記第2の接着シートである、
    高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法。
  6. 請求項1から請求項のいずれか一項に記載の高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
    前記第1の接着シート及び前記第2の接着シートの少なくともいずれかは、高周波で発熱する誘電フィラーを含有する、
    高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法。
  7. 請求項に記載の高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
    前記第1の接着シート及び前記第2の接着シート中の前記誘電フィラーの体積含有率の少なくともいずれかは、5体積%以上、50体積%以下である、
    高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法。
  8. 請求項又は請求項に記載の高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
    前記第1の接着シート及び前記第2の接着シート中の前記誘電フィラーの少なくともいずれかは、酸化亜鉛、炭化ケイ素、酸化チタン及びチタン酸バリウムからなる群から選択される少なくとも1種を含む、
    高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法。
  9. 請求項から請求項のいずれか一項に記載の高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
    前記第1の接着シート及び前記第2の接着シート中の前記誘電フィラーの体積平均粒子径の少なくともいずれかは、1μm以上、30μm以下であり、
    前記体積平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって、粒度分布を測定し、当該粒度分布測定の結果からJIS Z 8819-2:2001に準じて算出した体積平均粒子径である、
    高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法。
  10. 請求項1から請求項のいずれか一項に記載の高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
    前記第1の熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂である、
    高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法。
  11. 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法において、
    前記第1の熱可塑性樹脂の流動開始温度Tx1と、前記第2の熱可塑性樹脂の流動開始温度Tx2との差の絶対値が、下記数式(数4)の関係を満たす、
    高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法。
    |Tx1-Tx2|≦70…(数4)
JP2022512132A 2020-03-31 2021-03-26 高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法 Active JP7748362B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020063433 2020-03-31
JP2020063433 2020-03-31
PCT/JP2021/012959 WO2021200687A1 (ja) 2020-03-31 2021-03-26 高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2021200687A1 JPWO2021200687A1 (ja) 2021-10-07
JP7748362B2 true JP7748362B2 (ja) 2025-10-02

Family

ID=77928885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022512132A Active JP7748362B2 (ja) 2020-03-31 2021-03-26 高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US12319852B2 (ja)
EP (1) EP4130181A4 (ja)
JP (1) JP7748362B2 (ja)
CN (1) CN115397934B (ja)
WO (1) WO2021200687A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12565602B2 (en) 2020-03-31 2026-03-03 Lintec Corporation High-frequency dielectric heating adhesive sheet
WO2025197807A1 (ja) * 2024-03-19 2025-09-25 リンテック株式会社 高周波誘電加熱用接着剤及び構造体

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014037489A (ja) 2012-08-17 2014-02-27 Saitama Prefecture 接着剤及び樹脂接合方法
WO2018186297A1 (ja) 2017-04-03 2018-10-11 リンテック株式会社 高周波誘電加熱接着シート、及び高周波誘電加熱接着シートを用いてなる接着方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58174474A (ja) 1982-04-07 1983-10-13 Mitsui Toatsu Chem Inc 熱接着剤
JPH08258173A (ja) * 1995-03-24 1996-10-08 Oji Yuka Synthetic Paper Co Ltd 筐 体
JPH08281873A (ja) * 1995-04-12 1996-10-29 Nitto Denzai Kk 板状複合材
JPWO2018147351A1 (ja) * 2017-02-09 2019-11-07 リンテック株式会社 誘電加熱接着フィルム、及び誘電加熱接着フィルムを用いた接着方法
WO2021200685A1 (ja) 2020-03-31 2021-10-07 リンテック株式会社 高周波誘電加熱接着シート
US12565602B2 (en) 2020-03-31 2026-03-03 Lintec Corporation High-frequency dielectric heating adhesive sheet
US20230159795A1 (en) 2020-03-31 2023-05-25 Lintec Corporation High-frequency dielectric heating adhesive sheet

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014037489A (ja) 2012-08-17 2014-02-27 Saitama Prefecture 接着剤及び樹脂接合方法
WO2018186297A1 (ja) 2017-04-03 2018-10-11 リンテック株式会社 高周波誘電加熱接着シート、及び高周波誘電加熱接着シートを用いてなる接着方法

Also Published As

Publication number Publication date
US12319852B2 (en) 2025-06-03
EP4130181A4 (en) 2024-06-05
US20230142250A1 (en) 2023-05-11
JPWO2021200687A1 (ja) 2021-10-07
CN115397934A (zh) 2022-11-25
CN115397934B (zh) 2024-07-09
WO2021200687A1 (ja) 2021-10-07
EP4130181A1 (en) 2023-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110300782A (zh) 介电加热粘接膜、及使用了介电加热粘接膜的粘接方法
JP7751563B2 (ja) 高周波誘電加熱接着シート
JP7748362B2 (ja) 高周波誘電加熱接着シートを用いた接着方法
JP7850655B2 (ja) 高周波誘電加熱接着シート
JP2020070365A (ja) 高周波誘電加熱接着シート及び断熱構造体
JP2018177825A (ja) 誘電加熱接着フィルムを用いてなる接着構造体の製造方法
WO2022118826A1 (ja) 高周波誘電加熱用接着剤、構造体及び構造体の製造方法
JP7751562B2 (ja) 高周波誘電加熱接着シート
JP2020070367A (ja) 高周波誘電加熱接着シート
JP7813223B2 (ja) 高周波誘電加熱用接着剤、構造体及び構造体の製造方法
WO2025197807A1 (ja) 高周波誘電加熱用接着剤及び構造体
JP7804575B2 (ja) 高周波誘電加熱接着シート、接合方法及び接合体
JP7748368B2 (ja) 高周波誘電加熱用接着剤
JP7804574B2 (ja) 高周波誘電加熱接着シート
WO2023013651A1 (ja) 接合方法
CN116529076A (zh) 高频介电加热用粘接剂、结构体及结构体的制造方法
CN116547145A (zh) 高频介电加热用粘接剂、结构体及结构体的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250401

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250528

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250826

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250919

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7748362

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150