JP2022014112A - Joined body of rubber and joining method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属、ガラス、セラミック、樹脂及びゴムからなる群から選択される少なくとも1種の被着材とゴムの接合体、及び金属、ガラス、セラミック、樹脂及びゴムからなる群から選択される少なくとも1種の被着材とゴムの接合方法に関する。 The present invention is selected from the group consisting of at least one adherend and rubber conjugate selected from the group consisting of metal, glass, ceramic, resin and rubber, and the group consisting of metal, glass, ceramic, resin and rubber. It relates to a method of joining at least one type of adherend and rubber.
シリコンゴムやフッ素ゴムは、耐熱性をはじめ、耐水性、耐薬品性、耐候性、耐オゾン性、及び耐寒性に優れるため、近年、自動車、船舶、航空機、食品、薬品、及び医療品などの部品をはじめ、製造現場でも多く使われている。具体的には、電気部品、電子部品、食品機械部品、設備部品、医療用材料、医療機器部品、パッキン、ガスケット、Oリング、シーリング部品、チューブ、ホースなど、配管部品、ゴム栓、キャップ、ゴム紐、ゴムリング、ゴムシート、スポンジシート、マット、研究機器部品、キャスター部品、車輪、ダクト、及び額縁パッキン等が挙げられる。 Silicone rubber and fluororubber have excellent heat resistance, water resistance, chemical resistance, weather resistance, ozone resistance, and cold resistance. It is widely used in parts and manufacturing sites. Specifically, electrical parts, electronic parts, food machinery parts, equipment parts, medical materials, medical equipment parts, packings, gaskets, O-rings, sealing parts, tubes, hoses, piping parts, rubber stoppers, caps, rubber Examples include strings, rubber rings, rubber sheets, sponge sheets, mats, research equipment parts, caster parts, wheels, ducts, and frame packings.
しかし、シリコンゴムやフッ素ゴムは難接着性であり、種々の用途において被着材との接合が十分にできないという問題があった。
これらの問題に対し、例えば特許文献1には、金属板に接着剤層を介してゴム層を設けたメタルガスケットにおいて、メタルガスケットで従来行われてきた金属の表面処理に六価クロムを使用するクロメート法に代わり、環境問題を考慮して防錆顔料を含有する接着剤を使用することで腐食因子の透過を抑制するとともに防錆顔料から徐々に溶出する陰イオンと金属板が反応して密着性の良い化成皮膜を生成させる方法が開示されている。
また、特許文献2には、各種ゴムと各種金属を接着する加硫接着剤に関し、良好な接着性を示す加硫接着剤組成物として、分子中に重合性不飽和基を有するアシッドフォスフェート及び/またはその塩を含む加硫接着剤組成物が開示されている。
また、特許文献3、4には、耐熱性の高いフッ素ゴムと柔軟性の大きいシリコンゴムを使用した自動車用のターボチャージャーからインタークーラーを接続するゴムホースに関し、フッ素ゴム層と外層のシリコンゴム層の間に特定の接着剤成分を含むシリコンゴム層を配して加硫することでフッ素ゴム層の低耐久性と低接着性を向上させる方法が開示されている。
However, silicon rubber and fluororubber have a problem that they are difficult to adhere to each other and cannot be sufficiently bonded to an adherend in various applications.
To solve these problems, for example, in Patent Document 1, in a metal gasket in which a rubber layer is provided on a metal plate via an adhesive layer, hexavalent chromium is used for the surface treatment of the metal conventionally performed in the metal gasket. Instead of the chromate method, by using an adhesive containing a rust preventive pigment in consideration of environmental issues, the permeation of corrosive factors is suppressed, and the anion that gradually elutes from the rust preventive pigment reacts with the metal plate to adhere to each other. A method for producing a chemical conversion film having good properties is disclosed.
Further, Patent Document 2 describes acid phosphate having a polymerizable unsaturated group in the molecule and acid phosphate having a polymerizable unsaturated group in the molecule as a sulfide adhesive composition showing good adhesiveness with respect to a sulfide adhesive for adhering various rubbers and various metals. / Or a vulgarized adhesive composition comprising a salt thereof is disclosed.
Further, Patent Documents 3 and 4 describe between the fluororubber layer and the outer silicon rubber layer with respect to a rubber hose for connecting an intercooler from a turbocharger for an automobile using a fluororubber having high heat resistance and a silicone rubber having high flexibility. Disclosed is a method of improving the low durability and low adhesiveness of a fluororubber layer by vulcanizing by arranging a silicon rubber layer containing a specific adhesive component.
しかし、従来技術は、いずれも接着剤を使用するものであり、接合に時間がかかるという問題があった。また、従来技術は、いずれも十分な接合強度が得られないという問題もあった。 However, all of the conventional techniques use an adhesive, and there is a problem that it takes time to join. In addition, all of the prior arts have a problem that sufficient bonding strength cannot be obtained.
本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、金属、ガラス、セラミック、樹脂及びゴムからなる群から選択される少なくとも1種の被着材とゴムを、接着剤を使用せず効率よく、かつ、安定した接合強度で接合することができる接合技術の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such technical background, in which at least one adherend selected from the group consisting of metal, glass, ceramic, resin and rubber and rubber are used with an adhesive. It is an object of the present invention to provide a joining technology capable of joining efficiently and with stable joining strength.
本発明は、前記目的を達成するために、以下の手段を提供する。
なお、本明細書において、接合とは、物と物を繋合わせることを意味し、圧着、熱圧着、溶着、接着はその下位概念である。
本明細書において、圧着とは、加圧によって接合状態とすることを意味し、分子拡散による絡み合いを伴わない接合も含むものとする。
本明細書において、熱圧着とは、同種または異種の材料同士を、それぞれの融点以下まで熱し加圧することにより塑性変形を起こさせ、双方の表面の接触によって接合状態とすること、もしくは材料同士の接合面に存在する分子の拡散を利用して固体のまま接合(固相接合)状態とすること、を意味する。
本明細書において、溶着とは、同種または異種の材料同士を、それぞれの融点を超えるまで加熱して圧力を加え、接触加圧と冷却により分子拡散による絡み合いと結晶化で接合状態とすることを意味する。
本明細書において、接着とは、テ-プや接着剤の様な有機材(熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等)を介して、2つの被着材(接着しようとするもの)を接合状態とすることを意味する。
The present invention provides the following means for achieving the above object.
In the present specification, joining means connecting objects to each other, and crimping, thermocompression bonding, welding, and bonding are subordinate concepts thereof.
In the present specification, crimping means to bring the bonded state into a bonded state by pressurization, and includes bonding without entanglement due to molecular diffusion.
In the present specification, thermocompression bonding means that materials of the same type or different types are heated to a temperature below their respective melting points and pressurized to cause plastic deformation, and the surfaces of both surfaces are brought into a bonded state, or the materials are bonded to each other. It means that the solid state is made into a bonded state (solid phase bonding) by utilizing the diffusion of molecules existing on the bonding surface.
In the present specification, welding means that materials of the same type or different types are heated to exceed their respective melting points and pressure is applied, and contact pressure and cooling are used to entangle and crystallize the materials by molecular diffusion to form a bonded state. means.
In the present specification, bonding means a state in which two adherends (those to be bonded) are bonded via an organic material (thermosetting resin, thermoplastic resin, etc.) such as a tape or an adhesive. Means that.
(接合体)
〔1〕ゴムの表面に、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、及びアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を有する、官能基付きゴム面Aと、金属、ガラス、セラミック、樹脂及びゴムからなる群から選択される少なくとも1種の被着材の表面に、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、及びアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を有する、官能基付き被着材面Bを、直接接合してなり、前記官能基付きゴム面A及び前記官能基付き被着材面Bの少なくとも一方に、二次元の単分子構造と三次元の多分子構造が混在してなる、接合体。
〔2〕前記官能基付きゴム面Aの官能基と前記官能基付き被着材面Bの官能基の組み合わせが、下記(1)~(9)の少なくとも何れかである、〔1〕に記載の、接合体。
(1)アミノ基とエポキシ基の組み合わせ
(2)メルカプト基とエポキシ基の組み合わせ
(3)イソシアナト基とアミノ基の組み合わせ
(4)メルカプト基と(メタ)アクリロイル基の組み合わせ
(5)メルカプト基とアミノ基の組み合わせ
(6)メルカプト基とアルケニル基の組み合わせ
(7)アミノ基と(メタ)アクリロイル基の組み合わせ
(8)(メタ)アクリロイル基同士の組み合わせ
(9)アミノ基同士の組み合わせ
〔3〕前記官能基付きゴム面Aが、前記ゴムの表面に有する前記アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、及びアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基に、イソシアナト基を有する化合物、メルカプト基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、アミノ基を有する化合物、及びラジカル重合性化合物からなる群より選ばれる1種以上の化合物を反応させて付与した前記化合物由来の官能基を有する、〔1〕又は〔2〕に記載の、接合体。
〔4〕前記官能基付き被着材面Bが、前記被着材の表面に有する前記アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、及びアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基に、イソシアナト基を有する化合物、メルカプト基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、アミノ基を有する化合物、及びラジカル重合性化合物からなる群より選ばれる1種以上の化合物を反応させて付与した前記化合物由来の官能基を有する、〔1〕~〔3〕の何れかに記載の、接合体。
〔5〕前記ゴムが、シリコンゴム及びフッ素ゴムの少なくとも一方である、〔1〕~〔4〕の何れかに記載の、接合体。
〔6〕前記ゴム及び前記被着材の形状が、塊状、板状、および薄膜状からなる群より選ばれる1種以上である、〔1〕~〔5〕の何れかに記載の、接合体。
(Joint body)
[1] With a functional group having one or more functional groups selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group, and an alkenyl group on the surface of the rubber. Amino group, epoxy group, mercapto group, styryl group, (meth) acryloyl group, on the surface of the rubber surface A and at least one of the adherends selected from the group consisting of metal, glass, ceramic, resin and rubber. A functional group-attached adherend surface B having one or more functional groups selected from the group consisting of an isocyanato group and an alkenyl group is directly bonded to the functional group-attached rubber surface A and the functional group-attached substrate. A bonded body in which a two-dimensional monomolecular structure and a three-dimensional multimolecular structure are mixed on at least one of the material surface B.
[2] The combination of the functional group of the rubber surface A with a functional group and the functional group of the adherend surface B with a functional group is at least one of the following (1) to (9), according to [1]. Of the joint.
(1) Combination of amino group and epoxy group (2) Combination of mercapto group and epoxy group (3) Combination of isocyanato group and amino group (4) Combination of mercapto group and (meth) acryloyl group (5) Combination of mercapto group and amino Group combination (6) Combination of mercapto group and alkenyl group (7) Combination of amino group and (meth) acryloyl group (8) Combination of (meth) acryloyl groups (9) Combination of amino groups [3] The above-mentioned functionality One or more functional groups selected from the group consisting of the amino group, epoxy group, mercapto group, styryl group, (meth) acryloyl group, isocyanato group, and alkenyl group having the based rubber surface A on the surface of the rubber. The above-mentioned compound imparted by reacting with one or more compounds selected from the group consisting of a compound having an isocyanato group, a compound having a mercapto group, a compound having an epoxy group, a compound having an amino group, and a radically polymerizable compound. The conjugate according to [1] or [2], which has a functional group of origin.
[4] The group consisting of the amino group, the epoxy group, the mercapto group, the styryl group, the (meth) acryloyl group, the isocyanato group, and the alkenyl group that the adherend surface B with the functional group has on the surface of the adherend. One or more selected from the group consisting of a compound having an isocyanato group, a compound having a mercapto group, a compound having an epoxy group, a compound having an amino group, and a radically polymerizable compound in one or more functional groups selected from the above. The conjugate according to any one of [1] to [3], which has a functional group derived from the compound given by reacting the compound.
[5] The bonded body according to any one of [1] to [4], wherein the rubber is at least one of silicon rubber and fluororubber.
[6] The bonded body according to any one of [1] to [5], wherein the shape of the rubber and the adherend is one or more selected from the group consisting of a lump, a plate, and a thin film. ..
(接合方法)
〔7〕ゴムの表面に、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、及びアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を有する、官能基付きゴム面Aと、金属、ガラス、セラミック、樹脂及びゴムからなる群から選択される少なくとも1種の被着材の表面に、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、及びアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を有する、官能基付き被着材面Bを、圧着して接合する、ゴムと被着材の接合方法であって、前記官能基付きゴム面A及び官能基付き被着材面Bの少なくとも一方が、二次元の単分子構造と三次元の多分子構造が混在してなる、ゴムと被着材の接合方法。
〔8〕前記官能基付きゴム面Aの官能基と前記官能基付き被着材面Bの官能基の組み合わせが、下記(1)~(9)の少なくとも何れかである、〔7〕に記載の、ゴムと被着材の接合方法。
(1)アミノ基とエポキシ基の組み合わせ
(2)メルカプト基とエポキシ基の組み合わせ
(3)イソシアナト基とアミノ基の組み合わせ
(4)メルカプト基と(メタ)アクリロイル基の組み合わせ
(5)メルカプト基とアミノ基の組み合わせ
(6)メルカプト基とアルケニル基の組み合わせ
(7)アミノ基と(メタ)アクリロイル基の組み合わせ
(8)(メタ)アクリロイル基同士の組み合わせ
(9)アミノ基同士の組み合わせ
〔9〕ゴムと、下記(i)~(iii)のうち少なくとも何れかに該当する化合物を反応させて、前記官能基付きゴム面Aを形成する、〔7〕又は〔8〕に記載の、ゴムと被着材の接合方法。
(i)アルコキシシラン化合物
(ii)アミノ基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、メルカプト基を有する化合物、及びイソシアナト基を有する化合物からなる群より選ばれる1種の化合物
(iii)ラジカル重合性基を有する化合物
〔10〕金属、ガラス、セラミック、樹脂及びゴムからなる群から選択される少なくとも1種の被着材と、下記(i)~(iii)のうち少なくとも何れかに該当する化合物を反応させて、前記官能基付き被着材面Bを形成する、〔7〕又は〔8〕に記載の、ゴムと被着材の接合方法。
(i)アルコキシシラン化合物
(ii)アミノ基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、メルカプト基を有する化合物、及びイソシアナト基を有する化合物からなる群より選ばれる1種の化合物
(iii)ラジカル重合性基を有する化合物
〔11〕前記アルコキシシラン化合物が、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、及びイソシアナト基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を有するシランカップリング剤である、〔9〕又は〔10〕に記載の、ゴムと被着材の接合方法。
〔12〕前記シランカップリング剤を反応させる温度が、5~30℃であることを特徴とする〔11〕に記載の、ゴムと被着材の接合方法。
〔13〕前記アミノ基を有する化合物が、(メタ)アクリロイル基を有するアミノ化合物又は2官能以上のアミノ基を有するアミノ化合物の少なくとも何れかである、〔9〕又は〔10〕に記載の、ゴムと被着材の接合方法。
〔14〕前記エポキシ基を有する化合物が、(メタ)アクリロイル基を有するエポキシ化合物、アルケニル基を有するエポキシ化合物、及び2官能以上のエポキシ化合物からなる群より選ばれる1種以上である、〔9〕又は〔10〕に記載の、ゴムと被着材の接合方法。
〔15〕前記メルカプト基を有する化合物が、2官能以上のチオール化合物である、〔9〕又は〔10〕に記載の、ゴムと被着材の接合方法。
〔16〕前記イソシアナト基を有する化合物が、(メタ)アクリロイル基を有するイソシアナト化合物又は2官能以上のイソシアナト化合物の少なくとも何れかである、〔9〕又は〔10〕に記載の、ゴムと被着材の接合方法。
〔17〕前記ラジカル重合性化合物が、(メタ)アクリロイル基を有する化合物である、〔9〕又は〔10〕に記載の、ゴムと被着材の接合方法。
〔18〕アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、及びアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を表面に有するゴム及びアミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、及びアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を表面に有する被着材の少なくとも一方と、イソシアナト基を有する化合物、メルカプト基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、アミノ基を有する化合物、及びラジカル重合性化合物からなる群より選ばれる1種以上の化合物を反応させて、前記官能基付きゴム面A及び前記官能基付き被着材面Bの少なくとも一方を形成する、〔7〕又は〔8〕に記載の、ゴムと被着材の接合方法。
〔19〕前記圧着の前に、前記官能基付きゴム面Aと前記官能基付き被着材面Bの少なくとも何れかを洗浄する、〔7〕~〔18〕の何れかに記載の、ゴムと被着材の接合方法。
〔20〕前記官能基付きゴム面Aと、前記官能基付き被着材面Bを、熱圧着により接合する、〔7〕~〔19〕の何れかに記載の、ゴムと被着材の接合方法。
〔21〕前記官能基付きゴム面Aと、前記官能基付き被着材面Bを、溶着により接合する、〔7〕~〔19〕の何れかに記載の、ゴムと被着材の接合方法。
〔22〕前記溶着が、超音波溶着法、振動溶着法、電磁誘導法、高周波法、レーザー法、及び熱プレス法からなる群より選ばれる少なくとも1種による、〔21〕に記載の、ゴムと被着材の接合方法。
〔23〕前記官能基付きゴム面A及びは前記官能基付き被着材面Bの少なくとも一方を、スプレー塗布法及び浸漬法の少なくとも一方により形成する、〔7〕~〔22〕の何れかに記載の、ゴムと被着材の接合方法。
(Joining method)
[7] With a functional group having one or more functional groups selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group, and an alkenyl group on the surface of the rubber. Amino group, epoxy group, mercapto group, styryl group, (meth) acryloyl group, on the surface of the rubber surface A and at least one of the adherends selected from the group consisting of metal, glass, ceramic, resin and rubber. A method for joining rubber and an adherend, wherein the adherend surface B with a functional group having one or more functional groups selected from the group consisting of an isocyanato group and an alkenyl group is pressure-bonded and bonded. A method for joining rubber and an adherend, wherein at least one of a functional group-attached rubber surface A and a functional group-attached adherend surface B has a mixture of a two-dimensional monomolecular structure and a three-dimensional multimolecular structure.
[8] The combination of the functional group of the rubber surface A with a functional group and the functional group of the adherend surface B with a functional group is at least one of the following (1) to (9), according to [7]. How to join rubber and adherend.
(1) Combination of amino group and epoxy group (2) Combination of mercapto group and epoxy group (3) Combination of isocyanato group and amino group (4) Combination of mercapto group and (meth) acryloyl group (5) Combination of mercapto group and amino Group combination (6) Mercapto group and alkenyl group combination (7) Amino group and (meth) acryloyl group combination (8) (Meta) acryloyl group combination (9) Amino group combination [9] With rubber , The rubber and the adherend according to [7] or [8], wherein the compound corresponding to at least one of the following (i) to (iii) is reacted to form the functional group-attached rubber surface A. Joining method.
(I) An alkoxysilane compound (ii) One compound selected from the group consisting of a compound having an amino group, a compound having an epoxy group, a compound having a mercapto group, and a compound having an isocyanato group (iii) a radically polymerizable group. [10] A compound corresponding to at least one of the following (i) to (iii) is reacted with at least one adherend selected from the group consisting of metal, glass, ceramic, resin and rubber. The method for joining rubber and an adherend according to [7] or [8], wherein the adherend surface B with a functional group is formed.
(I) An alkoxysilane compound (ii) One compound selected from the group consisting of a compound having an amino group, a compound having an epoxy group, a compound having a mercapto group, and a compound having an isocyanato group (iii) a radically polymerizable group. [11] A silane coupling in which the alkoxysilane compound has one or more functional groups selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, and an isocyanato group. The method for joining a rubber and an adherend according to [9] or [10], which is an agent.
[12] The method for joining a rubber and an adherend according to [11], wherein the temperature at which the silane coupling agent is reacted is 5 to 30 ° C.
[13] The rubber according to [9] or [10], wherein the compound having an amino group is at least one of an amino compound having a (meth) acryloyl group and an amino compound having a bifunctional or higher functional group. And how to join the adherend.
[14] The compound having an epoxy group is at least one selected from the group consisting of an epoxy compound having a (meth) acryloyl group, an epoxy compound having an alkenyl group, and a bifunctional or higher functional epoxy compound. [9] Alternatively, the method for joining the rubber and the adherend according to [10].
[15] The method for joining a rubber to an adherend according to [9] or [10], wherein the compound having a mercapto group is a bifunctional or higher functional thiol compound.
[16] The rubber and adherend according to [9] or [10], wherein the compound having an isocyanato group is at least one of an isocyanato compound having a (meth) acryloyl group or a bifunctional or higher functional isocyanato compound. Joining method.
[17] The method for joining a rubber to an adherend according to [9] or [10], wherein the radically polymerizable compound is a compound having a (meth) acryloyl group.
[18] A rubber, amino group, and epoxy group having one or more functional groups on the surface selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group, and an alkenyl group. , Mercapto, a compound having an isocyanato group, at least one of an adherend having at least one functional group selected from the group consisting of a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group, and an alkenyl group The rubber surface A with a functional group and the functional group are attached by reacting one or more compounds selected from the group consisting of a compound having a group, a compound having an epoxy group, a compound having an amino group, and a radically polymerizable compound. The method for joining a rubber and an adherend according to [7] or [8], which forms at least one of the adherend surfaces B.
[19] The rubber according to any one of [7] to [18], wherein at least one of the functional group-attached rubber surface A and the functional group-attached adherend surface B is washed before the crimping. How to join the adherend.
[20] The joining of rubber and adherend according to any one of [7] to [19], wherein the rubber surface A with a functional group and the adherend surface B with a functional group are bonded by thermocompression bonding. Method.
[21] The method for joining rubber and an adherend according to any one of [7] to [19], wherein the rubber surface A with a functional group and the adherend surface B with a functional group are joined by welding. ..
[22] The rubber according to [21], wherein the welding is by at least one selected from the group consisting of an ultrasonic welding method, a vibration welding method, an electromagnetic induction method, a high frequency method, a laser method, and a hot pressing method. How to join the adherend.
[23] The rubber surface A with a functional group and the adherend surface B with a functional group are formed by at least one of a spray coating method and a dipping method, according to any one of [7] to [22]. The method of joining the rubber and the adherend as described.
本発明によれば、簡便かつ短時間の作業で、金属、ガラス、セラミック、樹脂及びゴムからなる群から選択される少なくとも1種の被着材とゴムを、接着剤を使用せず効率よく、かつ、安定した接合強度で接合することができる。 According to the present invention, at least one adherend selected from the group consisting of metal, glass, ceramic, resin and rubber and rubber can be efficiently applied without using an adhesive by a simple and short-time operation. Moreover, it is possible to join with stable joining strength.
以下、本発明の一実施形態の接合体及び接合方法について詳述する。 Hereinafter, the joined body and the joining method according to the embodiment of the present invention will be described in detail.
《接合体》
一実施形態の接合体は、ゴムの表面に、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、及びアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を有する、官能基付きゴム面Aと、金属、ガラス、セラミック、樹脂及びゴムからなる群から選択される少なくとも1種の被着材の表面に、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、及びアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を有する、官能基付き被着材面Bを、直接接合してなり、前記官能基付きゴム面A及び前記官能基付き被着材面Bの少なくとも一方が、二次元の単分子構造と三次元の多分子構造が混在してなる。
ここで、「二次元の単分子構造」とは、官能基が高配向で高密度に自己組織化された単分子層を構成していることを意味する。いわゆる自己組織化単分子膜(SAM:Self-assembled Monolayer)を含む。例えば、シランカップリング剤を化学蒸着法(CVD:chemical vapor deposition)で成膜することにより、二次元単分子構造を構成し得る。
これに対して、「三次元の多分子構造」は、分子鎖が分岐して三次元的に延伸したり、重畳したりしている構造や、後述するような2段階での官能基付与処理により官能基が導入され、官能基構造が三次元的に延伸されたような構造を意味する。例えば、3官能のアルコキシシランは、加水分解及びそれに続く縮合反応によって、シルセスキオキサン(SQ:Silsesquioxane;(RSiO1.5)n)と呼ばれるネットワークポリマーを形成し、かご(ケージ)型、不完全かご型、ダブルデッカー型等の三次元多分子構造を構成し得る。したがって、官能基を有する3官能のアルコキシシランを用いてゴムの表面及び被着材の少なくとも一方の表面に官能基を導入した官能基付きゴム面A及び官能基付き被着材面Bの少なくとも一方は、より多くの三次元多分子構造を有するといえる。
官能基付きゴム面Aと官能基付き被着材面Bを直接接合してなる接合面では、官能基同士の化学結合、水素結合、ファンデルワールス力による結合が生じている。これらの結合力により、ゴムと被着材を、接着剤を使用することなく、十分な接合強度で接合することができる。
なお、官能基の組み合わせや、接合時の圧力等の条件により、接合面の性状は多岐にわたり、かつ、その具体的態様を包括的に表現することもできない。よって、本発明に係る接合体を構造又は特性により直接特定することは不可能又は非実際的といえる。
《Joint body》
The conjugate of one embodiment has one or more functional groups selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group, and an alkenyl group on the surface of the rubber. An amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, ( Meta) A functional group-attached adherend surface B having one or more functional groups selected from the group consisting of an acryloyl group, an isocyanato group, and an alkenyl group is directly bonded to the functional group-attached rubber surface A and the functional group. At least one of the functional group-attached adherend surfaces B has a mixture of a two-dimensional single molecule structure and a three-dimensional multimolecular structure.
Here, the "two-dimensional monomolecular structure" means that the functional groups constitute a monomolecular layer in which the functional groups are highly oriented and self-assembled at high density. It includes a so-called self-assembled monolayer (SAM). For example, a two-dimensional monomolecular structure can be formed by forming a silane coupling agent into a film by a chemical vapor deposition (CVD) method.
On the other hand, the "three-dimensional multimolecular structure" is a structure in which a molecular chain is branched and three-dimensionally extended or superposed, and a functional group addition process in two steps as described later. This means a structure in which a functional group is introduced and the functional group structure is three-dimensionally extended. For example, trifunctional alkoxysilanes form a network polymer called silsesquioxane (SQ: Silsesquioxane; (RSiO 1.5 ) n ) by hydrolysis followed by condensation reaction, forming a cage-type, incomplete cage. It can form a three-dimensional polymolecular structure such as a mold or a double-decker type. Therefore, at least one of the functional group-attached rubber surface A and the functional group-attached adherend surface B in which the functional group is introduced into the surface of the rubber and at least one surface of the adherend using a trifunctional alkoxysilane having a functional group. Can be said to have more three-dimensional multimolecular structures.
On the bonding surface formed by directly bonding the rubber surface A with a functional group and the adherend surface B with a functional group, chemical bonds, hydrogen bonds, and van der Waals forces between the functional groups occur. Due to these bonding forces, the rubber and the adherend can be bonded with sufficient bonding strength without using an adhesive.
It should be noted that the properties of the bonded surface are diverse depending on the combination of functional groups and conditions such as the pressure at the time of bonding, and the specific mode thereof cannot be comprehensively expressed. Therefore, it can be said that it is impossible or impractical to directly specify the bonded body according to the present invention by its structure or characteristics.
<ゴム>
官能基付きゴム面Aを形成するゴムの種類は特に限定されるものではなく、一般的な天然ゴムや合成ゴムを用いることができる。耐熱性、耐寒性、耐薬品性、及び耐オゾン性等に優れる難接着性のシリコンゴムや、フッ素ゴムも用いることができる。その他、前記ゴムとして、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ウレタンゴム、エチレン・酢酸ビニルゴム、エピクロルヒドリンゴム、及び多硫化ゴム等の公知のゴムを例示できる。
<Rubber>
The type of rubber forming the rubber surface A with a functional group is not particularly limited, and general natural rubber or synthetic rubber can be used. Difficult-to-adhesive silicone rubber and fluororubber, which are excellent in heat resistance, cold resistance, chemical resistance, ozone resistance, and the like, can also be used. In addition, as the rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene / butadiene rubber, butyl rubber, nitrile rubber, ethylene / propylene rubber, chloroprene rubber, acrylic rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, urethane rubber, ethylene / vinyl acetate rubber, epichlorohydrin rubber, And known rubber such as polysulfide rubber can be exemplified.
(前処理)
ゴムの表面に、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、アルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を付与する処理を施す前に、前処理を施すことが好ましい。
(Preprocessing)
Before applying a treatment to the surface of the rubber to impart one or more functional groups selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group and an alkenyl group. It is preferable to apply the treatment.
前記前処理は、ゴムの表面に、水酸基、ホルミル基、カルボキシ基、ラジカルからなる群より選ばれる1種以上を発生させる処理であることが好ましい。これらの水酸基、ホルミル基、カルボキシ基、ラジカルは、何れも、ゴムの表面に前記官能基を付与する際に基点となる。 The pretreatment is preferably a treatment in which one or more selected from the group consisting of a hydroxyl group, a formyl group, a carboxy group and a radical is generated on the surface of the rubber. All of these hydroxyl groups, formyl groups, carboxy groups, and radicals serve as starting points when imparting the functional group to the surface of rubber.
前記前処理としては、例えば、プラズマ処理、コロナ放電処理、UVオゾン処理等が挙げられる。これらの処理は、1種のみであってもよく、2種以上を施してもよい。これらの前処理の具体的な方法としては、公知の方法を用いることができる。
前記プラズマ処理とは、高圧電源とロッドでプラズマビームを作り素材表面にぶつけて分子を励起させて官能状態とするもので、素材表面に水酸基や極性基を付与できる大気圧プラズマ処理方法等が挙げられる。
前記コロナ放電処理とは、高分子フィルムの表面改質に施される方法が挙げられ、電極から放出された電子が高分子表面層の高分子主鎖や側鎖を切断し発生したラジカルを起点に表面に水酸基や極性基を発生させる方法である。
前記UVオゾン処理とは、低圧水銀ランプから発光する短波長の紫外線の持つエネルギーとそれにより発生するオゾン(O3)の力で、表面を洗浄したり改質する方法である。ガラスの場合、表面の有機系不純物の除去を行う表面洗浄法の一つとなる。一般に、低圧水銀ランプを用いた洗浄表面改質装置は、「UVオゾンクリーナー」、「UV洗浄装置」、「紫外線表面改質装置」などと呼ばれている。
Examples of the pretreatment include plasma treatment, corona discharge treatment, UV ozone treatment and the like. These treatments may be performed with only one type or two or more types. As a specific method of these pretreatments, a known method can be used.
The plasma treatment is to create a plasma beam with a high-voltage power supply and a rod and hit it against the surface of the material to excite molecules to create a functional state. Be done.
The corona discharge treatment includes a method applied to surface modification of a polymer film, and a radical generated by cleaving a polymer main chain or a side chain of a polymer surface layer by electrons emitted from an electrode is used as a starting point. This is a method of generating a hydroxyl group or a polar group on the surface.
The UV ozone treatment is a method of cleaning or reforming the surface by the energy of short-wavelength ultraviolet rays emitted from a low-pressure mercury lamp and the power of ozone ( O3) generated by the energy. In the case of glass, it is one of the surface cleaning methods for removing organic impurities on the surface. Generally, a cleaning surface reforming device using a low-pressure mercury lamp is called a "UV ozone cleaner", a "UV cleaning device", an "ultraviolet surface modifying device" or the like.
なお、上記のような方法で前処理された表面の性状は、表面処理された面上に後述の官能基が付与されることにより、前処理直後とは変化している場合もある。このため、前処理された表面の性状を特定して表現することは、不可能又は非実際的であると考える。よって、本発明においては、前処理された表面について、前処理の方法によって特定することとしている。 The properties of the surface pretreated by the above method may be different from those immediately after the pretreatment due to the addition of the functional group described below on the surface treated surface. Therefore, it is considered impossible or impractical to specify and express the properties of the pretreated surface. Therefore, in the present invention, the pretreated surface is specified by the pretreatment method.
(官能基付与処理)
ゴムの表面に下記(a)及び(b)の少なくとも一方を反応させる方法により、ゴムの表面に、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、アルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を付与することができる。
(a)アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、アルケニル基からなる群より選ばれる少なくとも1種を有するアルコキシシラン化合物
(b)アミノ基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、メルカプト基を有する化合物、イソシアナト基を有する化合物、ラジカル重合性基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物
(Functional group imparting treatment)
By reacting the surface of the rubber with at least one of the following (a) and (b), the surface of the rubber is composed of an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group and an alkenyl group. It is possible to impart one or more functional groups selected from the group.
(a) An alkoxysilane compound having at least one selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group and an alkenyl group.
(b) At least one compound selected from the group consisting of a compound having an amino group, a compound having an epoxy group, a compound having a mercapto group, a compound having an isocyanato group, and a compound having a radically polymerizable group.
前記前処理を経て、水酸基、ホルミル基、カルボキシ基、ラジカルからなる群より選ばれる1種以上を表面に有するゴムを用いて、その表面に、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、アルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を付与することがより好ましい。 After the pretreatment, a rubber having at least one selected from the group consisting of a hydroxyl group, a formyl group, a carboxy group and a radical is used on the surface thereof, and an amino group, an epoxy group, a mercapto group and a styryl group are used on the surface. Meta) It is more preferable to impart one or more functional groups selected from the group consisting of an acryloyl group, an isocyanato group and an alkenyl group.
上記の方法で官能基を付与する処理(以下、官能基付与処理という)により形成された官能基付きゴム面Aは、二次元構造の自己組織化単分子膜(SAM)や、一部に分子鎖が分岐して三次元的に延伸したり、重畳したりしている構造を含む構造からなる。とくに官能基を有する3官能のアルコキシシランを用いてゴムの表面に官能基を導入した官能基付きゴム面Aは、より多くの三次元多分子構造を有するといえる。 The functional group-attached rubber surface A formed by the treatment for imparting a functional group by the above method (hereinafter referred to as a functional group imparting treatment) is a self-assembled monolayer (SAM) having a two-dimensional structure or a part of a molecule. It consists of a structure including a structure in which a chain is branched and three-dimensionally extended or superposed. In particular, it can be said that the rubber surface A with a functional group in which a functional group is introduced into the surface of the rubber by using a trifunctional alkoxysilane having a functional group has a larger three-dimensional multimolecular structure.
(アルコキシシラン化合物)
前記アルコキシシラン化合物の具体例は、シランカップリング剤であり、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、及びアルケニル基等の官能基を有するものである。
シランカップリング剤の具体例としては、ビニル基を有するビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、エポキシ基を有する2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、グリシジル基を有する3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、スチリル基を有するp-スチリルトリメトキシシラン、メタクリロキシ基を有する3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、アクリロキシ基を有する3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アミノ基を有するN-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(ビニルベンジル)-2-アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、イソシアヌレート基を有するトリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、ウレイド基を有する3-ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、メルカプト基を有する3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、イソシアナト基を有する3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、トリアジンメルカプト基を有するジチオールトリアジンプロピルトリエトキシシラン、エトキシシリル基及びメルカプト基を有する6-(トリエトキシシリルプロピルアミノ)-1,3,5-トリアジン―2,4-ジチオールモノナトリウム塩(TES)等が挙げられる。
(Alkoxysilane compound)
A specific example of the alkoxysilane compound is a silane coupling agent, which has a functional group such as an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group, and an alkenyl group.
Specific examples of the silane coupling agent include vinyltrimethoxysilane having a vinyl group, vinyltriethoxysilane, 2- (3,4-epyloxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane having an epoxy group, and 3-glyci having a glycidyl group. Sidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, P-styryltrimethoxysilane having a styryl group, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane having a methacrylo group, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxy Silane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane having an acryloxy group, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane having an amino group, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyl Dimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl) -Buchilidene) Propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (vinylbenzyl) -2-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, tris- (trimethoxysilylpropyl) isocia with isocyanurate group Nurate, 3-ureidopropyltrialkoxysilane with ureido group, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane with mercapto group, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane with isocyanato group, dithioltriazinepropyltriethoxysilane with triazine mercapto group, Examples thereof include 6- (triethoxysilylpropylamino) -1,3,5-triazine-2,4-dithiolmonosodium salt (TES) having an ethoxysilyl group and a mercapto group.
前記シランカップリング剤によりゴムの表面に官能基を付与する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、スプレー塗布法、浸漬法等が挙げられる。
浸漬法では、シランカップリング剤の低濃度の水溶液やシランカップリング剤の低濃度の有機溶剤溶液をゴムの表面に接触させることで、ゴムの表面に存在する水酸基等とシランカップリング剤が反応してシラノール基が生成し、オリゴマー化したシラノール基がゴムの表面に結合する。具体的には、例えば、シランカップリング剤を有機溶剤で0.5質量%~50質量%程度の濃度になるように希釈した希釈溶液に材料を、1~100℃で1分~5日間浸漬することで、ゴムの表面と化学結合した官能基を導入することができる。
またスプレー塗布法では、ゴムの表面にシランカップリング剤そのもの又は有機溶剤に希釈したシランカップリング剤を吹き付け、1~100℃で1分~5日間乾燥処理を行う。乾燥処理を経て強固な化学結合となり、ゴムの表面と化学結合した官能基を導入することができる。
前記シランカップリング剤により官能基を付与する好適な処理条件は、高温で短時間(40~100℃で1分~60分)、又は低温で長時間(5~30℃で1時間~3日間)の何れかであり、シランカップリング剤の種類によっては、「5~30℃で1時間~3日間」の処理条件が特に好適である。
The method for imparting a functional group to the surface of the rubber with the silane coupling agent is not particularly limited, and examples thereof include a spray coating method and a dipping method.
In the dipping method, a low-concentration aqueous solution of the silane coupling agent or a low-concentration organic solvent solution of the silane coupling agent is brought into contact with the surface of the rubber, so that the hydroxyl group or the like existing on the surface of the rubber reacts with the silane coupling agent. Then, a silanol group is generated, and the oligomerized silanol group is bonded to the surface of the rubber. Specifically, for example, the material is immersed in a diluted solution obtained by diluting a silane coupling agent with an organic solvent to a concentration of about 0.5% by mass to 50% by mass at 1 to 100 ° C. for 1 minute to 5 days. By doing so, it is possible to introduce a functional group chemically bonded to the surface of the rubber.
In the spray coating method, the silane coupling agent itself or the silane coupling agent diluted in an organic solvent is sprayed on the surface of the rubber, and the rubber is dried at 1 to 100 ° C. for 1 minute to 5 days. After a drying treatment, a strong chemical bond is formed, and a functional group chemically bonded to the surface of the rubber can be introduced.
Suitable treatment conditions for imparting a functional group with the silane coupling agent are high temperature for a short time (40 to 100 ° C. for 1 minute to 60 minutes) or low temperature for a long time (5 to 30 ° C. for 1 hour to 3 days). ), And depending on the type of silane coupling agent, the treatment condition of "1 hour to 3 days at 5 to 30 ° C." is particularly suitable.
前記シランカップリング剤により官能基が導入された面を有機溶剤、アルコール、水等で洗浄することも有効である。化学結合で導入された官能基の上に弱い吸着力で残存しているシランカップリング剤やシランカップリング剤由来の化合物を取り除くことで接合体の強度を上げることができる。 It is also effective to wash the surface into which the functional group is introduced by the silane coupling agent with an organic solvent, alcohol, water or the like. The strength of the bonded body can be increased by removing the silane coupling agent and the compound derived from the silane coupling agent remaining on the functional group introduced by the chemical bond with a weak adsorptive force.
(アミノ基を有する化合物)
前記アミノ基を有する化合物の具体例は、アミノ基を有する化合物が、(メタ)アクリロイル基を有するアミノ化合物、及び2官能以上のアミノ基を有するアミノ化合物が挙げられる。前記アミノ基を有する化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、エチレンジアミン、1,2-プロパンジアミン、1,3-プロパンジアミン、1,4-ジアミノブタン、ヘキサメチレンジアミン、2,5-ジメチル-2,5-ヘキサンジアミン、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジアミン、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、ペンタエチレンヘキサミン、4-アミノメチルオクタメチレンジアミン、3,3’-イミノビス(プロピルアミン)、3,3’-メチルイミノビス(プロピルアミン)、ビス(3-アミノプロピル)エーテル、1,2-ビス(3-アミノプロピルオキシ)エタン、メンセンジアミン、イソホロンジアミン、ビスアミノメチルノルボルナン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4-アミノ-3-メチルシクロヘキシル)メタン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、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、アミノエチルピペラジン、(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
(Compound with amino group)
Specific examples of the compound having an amino group include an amino compound having a (meth) acryloyl group and an amino compound having a bifunctional or higher functional group as the compound having an amino group. The compound having an amino group is not particularly limited, but for example, ethylenediamine, 1,2-propanediamine, 1,3-propanediamine, 1,4-diaminobutane, hexamethylenediamine, 2,5. -Dimethyl-2,5-hexanediamine, 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, 4-aminomethyloctamethylenediamine, 3,3'-iminobis (Propylamine), 3,3'-methylimiminobis (propylamine), bis (3-aminopropyl) ether, 1,2-bis (3-aminopropyloxy) ethane, mensendiamine, isophoronediamine, bisamino Methylnorbornan, bis (4-aminocyclohexyl) methane, bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane, 1,3-diaminocyclohexane, 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8, Examples thereof include 10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, aminoethylpiperazine, (meth) acrylamide and the like.
前記アミノ基を有する化合物で官能基を付与する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、スプレー塗布法、浸漬法等が挙げられる。具体的には、例えば、アミノ基を有する化合物を有機溶剤で5質量%~50質量%程度の濃度になるように希釈した希釈溶液を常温~100℃に加温してこの希釈溶液中にゴム材料を1分~5日間浸漬した後、材料を取り出して常温~100℃で1分~5時間乾燥処理を行う方法等が挙げられる。 The method for imparting a functional group with the compound having an amino group is not particularly limited, and examples thereof include a spray coating method and a dipping method. Specifically, for example, a diluted solution obtained by diluting a compound having an amino group with an organic solvent to a concentration of about 5% by mass to 50% by mass is heated to room temperature to 100 ° C. and rubber is added to the diluted solution. Examples thereof include a method in which the material is immersed for 1 minute to 5 days, then the material is taken out and dried at room temperature to 100 ° C. for 1 minute to 5 hours.
前記アミノ基を有する化合物により官能基が導入された面を有機溶剤等で洗浄することも有効である。強い結合で導入された官能基の上に弱い吸着力で残存しているアミノ基を有する化合物やアミノ基を有する化合物由来の化合物を取り除くことで接合体の強度を上げることができる。 It is also effective to wash the surface into which the functional group is introduced by the compound having an amino group with an organic solvent or the like. The strength of the conjugate can be increased by removing the compound having an amino group or the compound derived from the compound having an amino group remaining on the functional group introduced by a strong bond with a weak adsorptive force.
(エポキシ基を有する化合物)
前記エポキシ基を有する化合物の具体例は、(メタ)アクリロイル基を有するエポキシ化合物、アルケニル基を有するエポキシ化合物、2官能以上のエポキシ化合物等である。例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂等が挙げられる。また脂環式のエポキシ化合物でもよく、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(株式会社ダイセル製 サイクロマーM100)、1,2-エポキシ-4-ビニルシクロヘキサン(株式会社ダイセル製 セロキサイド2000)、3’,4’-エポキシシクロヘキシルメチル3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(株式会社ダイセル製セロキサイド2021P)等が挙げられる。
(Compound with epoxy group)
Specific examples of the compound having an epoxy group include an epoxy compound having a (meth) acryloyl group, an epoxy compound having an alkenyl group, and a bifunctional or higher functional epoxy compound. Examples thereof include glycidyl (meth) acrylate, allyl glycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, and epoxy resins having two or more epoxy groups in the molecule. It may also be an alicyclic epoxy compound, such as 3,4-epoxycyclohexylmethylmethacrylate (Cyclomer M100 manufactured by Daicel Co., Ltd.), 1,2-epoxy-4-vinylcyclohexane (Selokiside 2000 manufactured by Daicel Co., Ltd.), 3', Examples thereof include 4'-epoxycyclohexylmethyl 3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (celloxide 2021P manufactured by Daicel Co., Ltd.).
前記エポキシ基を有する化合物によりゴム表面に官能基を付与する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、スプレー塗布法、浸漬法等が挙げられる。
浸漬法では、エポキシ基を有する化合物とアミン系やリン系の触媒の低濃度の有機溶剤溶液をゴムの表面に接触させることで、ゴムの表面に存在する水酸基等とエポキシ基が反応して官能基を付与することができる。具体的には、例えば、触媒を0.5~5質量%含有するエポキシ基を有する化合物を有機溶剤で0.5質量%~50質量%程度の濃度になるように希釈した希釈溶液を常温~100℃に加温してこの希釈溶液中に材料を1分~5日間浸漬することで、ゴムの表面と化学結合した官能基を導入することができる。
またスプレー塗布法では、ゴムの表面に前記0.5~5質量%含有するエポキシ基を有する化合物を有機溶剤で0.5質量%~50質量%程度の濃度になるように希釈した希釈溶液を吹き付け、常温~100℃で1分~5時間乾燥処理を行う。乾燥処理を経て強固な化学結合となり、ゴムの表面と化学結合した官能基を導入することができる。
The method for imparting a functional group to the rubber surface with the compound having an epoxy group is not particularly limited, and examples thereof include a spray coating method and a dipping method.
In the dipping method, a compound having an epoxy group and a low-concentration organic solvent solution of an amine-based or phosphorus-based catalyst are brought into contact with the surface of the rubber, so that the hydroxyl group or the like existing on the surface of the rubber reacts with the epoxy group to make it functional. A group can be added. Specifically, for example, a diluted solution obtained by diluting a compound having an epoxy group containing 0.5 to 5% by mass of a catalyst with an organic solvent to a concentration of about 0.5% by mass to 50% by mass is prepared at room temperature. By warming to 100 ° C. and immersing the material in this diluted solution for 1 minute to 5 days, a functional group chemically bonded to the surface of the rubber can be introduced.
In the spray coating method, a diluted solution obtained by diluting the compound having an epoxy group containing 0.5 to 5% by mass on the surface of the rubber with an organic solvent to a concentration of about 0.5% by mass to 50% by mass is used. Spray and dry at room temperature to 100 ° C for 1 minute to 5 hours. After a drying treatment, a strong chemical bond is formed, and a functional group chemically bonded to the surface of the rubber can be introduced.
アミン系やリン系の触媒としては公知のものが使用できる。前記アミン系触媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、トリエチレンジアミン、テトラメチルグアニジン、N,N,N’,N’-テトラメチルヘキサン-1,6-ジアミン、ジメチルエーテルアミン、N,N,N’,N’’,N’’-ペンタメチルジプロピレン-トリアミン、N-メチルモルフォリン、ビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリエチルアミン等が挙げられる。前記リン系触媒としては、特に限定されるものではないが、トリフェニルホスフィン、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロライド、n-ブチルトリフェニルホスホニウムブロマイド等が挙げられる。 Known amine-based and phosphorus-based catalysts can be used. The amine-based catalyst is not particularly limited, but for example, triethylenediamine, tetramethylguanidine, N, N, N', N'-tetramethylhexane-1,6-diamine, dimethyl etheramine, N, Examples thereof include N, N', N'', N''-pentamethyldipropylene-triamine, N-methylmorpholin, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, dimethylaminoethoxyethanol, triethylamine and the like. The phosphorus-based catalyst is not particularly limited, and examples thereof include triphenylphosphine, benzyltriphenylphosphonium chloride, n-butyltriphenylphosphonium bromide, and the like.
前記エポキシ基を有する化合物により官能基が導入された面を有機溶剤等で洗浄することも有効である。化学結合で導入された官能基の上に弱い吸着力で残存しているエポキシ基を有する化合物やエポキシ基を有する化合物由来の化合物を取り除くことで接合体の強度を上げることができる。 It is also effective to wash the surface into which the functional group is introduced by the compound having an epoxy group with an organic solvent or the like. The strength of the bonded body can be increased by removing the compound having an epoxy group or the compound derived from the compound having an epoxy group remaining on the functional group introduced by the chemical bond with a weak adsorptive force.
(メルカプト基を有する化合物)
前記メルカプト基を有する化合物の具体例は、多官能のチオール化合物や、メルカプト基以外にアルケニル基を有する化合物である。前記メルカプト基を有する化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)(例えば、三菱化学株式会社製「QX40」、東レ・ファインケミカル株式会社製「QE-340M」)、エーテル系一級チオール(例えばコグニス(Cognis)社製「カップキュア3-800」)、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン(例えば昭和電工株式会社製「カレンズMT(登録商標) BD1」)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)(例えば昭和電工株式会社製「カレンズMT(登録商標) PE1」)、1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキシエチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン(例えば昭和電工株式会社製「カレンズMT(登録商標) NR1」)等が挙げられる。中でも、エポキシ樹脂中での安定性はペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)が優れている。
(Compound having a mercapto group)
Specific examples of the compound having a mercapto group are a polyfunctional thiol compound and a compound having an alkenyl group other than the mercapto group. The compound having a mercapto group is not particularly limited, but for example, pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate) (for example, "QX40" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation and "QX40" manufactured by Toray Fine Chemicals Co., Ltd. QE-340M "), ether-based first-class thiol (for example," Cup Cure 3-800 "manufactured by Cognis), 1,4-bis (3-mercaptobutyryloxy) butane (for example," Karenz "manufactured by Showa Denko KK MT (registered trademark) BD1 "), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate) (for example," Karens MT (registered trademark) PE1 "manufactured by Showa Denko KK), 1,3,5-tris (3-mercaptobutyloxy) Ethyl) -1,3,5-triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5H) -trion (for example, "Carens MT (registered trademark) NR1" manufactured by Showa Denko KK) and the like can be mentioned. Among them, pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate) is excellent in stability in epoxy resin.
前記メルカプト基を有する化合物により官能基を付与する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、スプレー塗布法、浸漬法等が挙げられる。具体的には、例えば、メルカプト基を有する化合物を有機溶剤で5質量%~50質量%程度の濃度になるように希釈した希釈溶液を常温~100℃に加温してこの希釈溶液中に材料を1分~5日間浸漬した後、材料を取り出して常温~100℃で1分~5時間乾燥処理を行う方法等が挙げられる。前記メルカプト基を有する化合物の希釈溶液中に触媒としてアミン類を含有せしめてもよい。 The method for imparting a functional group with the compound having a mercapto group is not particularly limited, and examples thereof include a spray coating method and a dipping method. Specifically, for example, a diluted solution obtained by diluting a compound having a mercapto group with an organic solvent to a concentration of about 5% by mass to 50% by mass is heated to room temperature to 100 ° C., and the material is contained in this diluted solution. For 1 minute to 5 days, the material is taken out and dried at room temperature to 100 ° C. for 1 minute to 5 hours. Amines may be contained as a catalyst in the diluted solution of the compound having a mercapto group.
前記メルカプト基を有する化合物により官能基が導入された面を有機溶剤等で洗浄することも有効である。化学結合で導入された官能基の上に弱い吸着力で残存しているメルカプト基を有する化合物やメルカプト基を有する化合物由来の化合物を取り除くことで接合体の強度を上げることができる。 It is also effective to wash the surface into which the functional group is introduced by the compound having a mercapto group with an organic solvent or the like. The strength of the conjugate can be increased by removing a compound having a mercapto group or a compound derived from a compound having a mercapto group remaining on the functional group introduced by a chemical bond with a weak adsorptive force.
(イソシアナト基を有する化合物)
前記イソシアナト基を有する化合物の具体例は、(メタ)アクリロイル基を有するイソシアナト化合物または2官能以上のイソシアネート化合物等である。例えば、公知のイソシアネート化合物等を使用できる。前記イソシアナト基を有する化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、多官能のイソシアネートであるジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)等の他、ラジカル重合性基を有するイソシアネート化合物である2-イソシアナトエチルメタクリレート(例えば昭和電工株式会社製「カレンズMOI」(登録商標))、2-イソシアナトエチルアクリレート(例えば昭和電工株式会社製「カレンズAOI(登録商標)」)、1,1-(ビスアクリロイルオキシエチル)エチルイソシアネート(例えば昭和電工株式会社製「カレンズBEI(登録商標)」)等が挙げられる。
(Compound having an isocyanato group)
Specific examples of the compound having an isocyanato group are an isocyanato compound having a (meth) acryloyl group, a bifunctional or higher functional isocyanate compound, and the like. For example, a known isocyanate compound or the like can be used. The compound having an isocyanato group is not particularly limited, but for example, it is a polyfunctional isocyanate such as diphenylmethane diisocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), tolylene diisocyanate (TDI), and isophorone diisocyanate (IPDI). ) Etc., 2-isocyanatoethyl methacrylate (for example, "Carens MOI" (registered trademark) manufactured by Showa Denko Co., Ltd.) and 2-isocyanatoethyl acrylate (for example, Showa Denko Co., Ltd.), which are isocyanate compounds having a radically polymerizable group. "Karenzu AOI (registered trademark)" manufactured by "Karensu AOI (registered trademark)"), 1,1- (bisacryloyloxyethyl) ethyl isocyanate (for example, "Karenzu BEI (registered trademark)" manufactured by Showa Denko Co., Ltd.) and the like.
前記イソシアナト基を有する化合物でゴム表面を処理する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、スプレー塗布法、浸漬法等が挙げられる。具体的には、例えば、イソシアナト基を有する化合物を有機溶剤で5質量%~50質量%程度の濃度になるように希釈した希釈溶液を常温~100℃に加温してこの希釈溶液中に材料を1分~5日間浸漬した後、材料を取り出して常温~100℃で1分~5時間乾燥処理を行う方法等が挙げられる。 The method for treating the rubber surface with the compound having an isocyanato group is not particularly limited, and examples thereof include a spray coating method and a dipping method. Specifically, for example, a diluted solution obtained by diluting a compound having an isocyanato group with an organic solvent to a concentration of about 5% by mass to 50% by mass is heated to room temperature to 100 ° C., and the material is contained in this diluted solution. For 1 minute to 5 days, the material is taken out and dried at room temperature to 100 ° C. for 1 minute to 5 hours.
前記イソシアネート化合物により官能基が導入された面を有機溶剤等で洗浄することも有効である。化学結合で導入された官能基の上に弱い吸着力で残存しているイソシアネート化合物やイソシアネート化合物由来の化合物を取り除くことで接合体の強度を上げることができる。 It is also effective to wash the surface into which the functional group is introduced by the isocyanate compound with an organic solvent or the like. The strength of the bonded body can be increased by removing the isocyanate compound remaining on the functional group introduced by the chemical bond with a weak adsorptive force or the compound derived from the isocyanate compound.
(ラジカル重合性化合物)
本明細書において「ラジカル重合性化合物」とは、エチレン性炭素-炭素二重結合のようなラジカル重合性基を有する化合物を意味する。具体的なラジカル重合性基としては、以下のものに限定されないが、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、ビニル基、等のアルケニル基が挙げられる。
前記ラジカル重合性基を有する化合物の具体例は、(メタ)アクリロイル基やビニル基を有する化合物が挙げられる。グリシジル基を有するグリシジル(メタ)アクリレート、アミノ基を有する(メタ)アクリルアミド、水酸基を有するヒドロキシメチル(メタ)クリレート、カルボキシ基を有する(メタ)アクリル酸、2-イソシアナトエチルメタクリレート(例えば昭和電工株式会社製「カレンズMOI」(登録商標))、2-イソシアナトエチルアクリレート(例えば昭和電工株式会社製「カレンズAOI(登録商標)」)等が挙げられる。また2官能以上の(メタ)アクリレートやジビニルベンゼン等の末端スチレン化合物でもよい。
(Radical polymerizable compound)
As used herein, the term "radical polymerizable compound" means a compound having a radically polymerizable group such as an ethylenic carbon-carbon double bond. Specific examples of the radically polymerizable group include, but are not limited to, alkenyl groups such as a methacryloyloxy group, an acryloyloxy group, and a vinyl group.
Specific examples of the compound having a radically polymerizable group include a compound having a (meth) acryloyl group and a vinyl group. Glycidyl (meth) acrylate having a glycidyl group, (meth) acrylamide having an amino group, hydroxymethyl (meth) crylate having a hydroxyl group, (meth) acrylic acid having a carboxy group, 2-isocyanatoethyl methacrylate (for example, Showa Denko Co., Ltd.) Examples thereof include "Karenzu MOI" (registered trademark) manufactured by the company and 2-isocyanatoethyl acrylate (for example, "Karenzu AOI (registered trademark)" manufactured by Showa Denko Co., Ltd.). Further, a terminal styrene compound such as bifunctional or higher (meth) acrylate or divinylbenzene may be used.
前記ラジカル重合性基を有する化合物でゴム表面を処理する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、スプレー塗布法、浸漬法等が挙げられる。具体的には、例えば、ラジカル重合性基を有する化合物を有機溶剤で5質量%~50質量%程度の濃度になるように希釈した希釈溶液を常温~100℃に加温してこの希釈溶液中に材料を1分~5日間浸漬した後、材料を取り出して常温~100℃で1分~5時間乾燥処理を行う方法等が挙げられる。 The method for treating the rubber surface with the compound having a radically polymerizable group is not particularly limited, and examples thereof include a spray coating method and a dipping method. Specifically, for example, a diluted solution obtained by diluting a compound having a radically polymerizable group with an organic solvent to a concentration of about 5% by mass to 50% by mass is heated to room temperature to 100 ° C. and contained in this diluted solution. After immersing the material in the solvent for 1 minute to 5 days, the material is taken out and dried at room temperature to 100 ° C. for 1 minute to 5 hours.
前記ラジカル重合性基を有する化合物により官能基が導入された面を有機溶剤等で洗浄することも有効である。化学結合で導入された官能基の上に弱い吸着力で残存しているラジカル重合性基を有する化合物やラジカル重合性基を有する化合物由来の化合物を取り除くことで接合体の強度を上げることができる。 It is also effective to wash the surface into which the functional group is introduced by the compound having a radically polymerizable group with an organic solvent or the like. The strength of the conjugate can be increased by removing a compound having a radically polymerizable group or a compound derived from a compound having a radically polymerizable group remaining on the functional group introduced by a chemical bond with a weak adsorptive force. ..
(官能基延長処理)
前記のように、官能基付与処理後のゴムの表面には、2次元構造のSAMや、分子鎖が分岐して三次元的に延伸したり、重畳したりしている構造が形成されているが、以下の官能基延長処理により、前記2次元構造のSAMを3次元方向にさらに延長させることができる。
ここで官能基延長処理とは、前記官能基付与処理を経て、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、アルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を表面に付与されたゴムと、イソシアナト基を有する化合物、メルカプト基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、及びアミノ基を有する化合物、ラジカル重合性化合物からなる群より選ばれる1種以上の化合物を反応させる処理を意味する。
(Functional group extension treatment)
As described above, on the surface of the rubber after the functional group imparting treatment, a SAM having a two-dimensional structure or a structure in which the molecular chain is branched and three-dimensionally stretched or superposed is formed. However, the SAM of the two-dimensional structure can be further extended in the three-dimensional direction by the following functional group extension treatment.
Here, the functional group extension treatment is one or more selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group and an alkenyl group through the functional group addition treatment. One or more selected from the group consisting of a rubber having a functional group on the surface, a compound having an isocyanato group, a compound having a mercapto group, a compound having an epoxy group, a compound having an amino group, and a radically polymerizable compound. It means a process of reacting a compound.
前記官能基付与処理によりゴム表面にアミノ基を付与した場合、イソシアナト基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物等を、前記アミノ基と反応させて、ゴム表面の官能基構造を3次元方向に延長させることができる。
例えば、ラジカル重合性基を有するイソシアネート化合物である2-イソシアナトエチルメタクリレート(例えば昭和電工株式会社製「カレンズMOI(登録商標)」)やグリシジルメタクリレートを前記アミノ基と反応させると、三次元方向に延長した最末端はラジカル重合可能な(メタ)アクリロイル基となる。
When an amino group is imparted to the rubber surface by the functional group imparting treatment, a compound having an isocyanato group, a compound having an epoxy group, or the like is reacted with the amino group to extend the functional group structure of the rubber surface in a three-dimensional direction. Can be made to.
For example, when 2-isocyanatoethyl methacrylate (for example, "Carens MOI (registered trademark)" manufactured by Showa Denko Co., Ltd.) or glycidyl methacrylate, which is an isocyanate compound having a radically polymerizable group, is reacted with the amino group, the amino group is reacted in a three-dimensional direction. The extended extreme end becomes a radically polymerizable (meth) acryloyl group.
前記官能基付与処理によりゴム表面に(メタ)アクリロイル基を付与した場合、メルカプト基を有する化合物等を、前記(メタ)アクリロイル基と反応させて、ゴム表面の官能基構造を3次元方向に延長させることができる。
例えば、2官能チオール化合物である1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン(例えば昭和電工株式会社製「カレンズMT(登録商標) BD1」)や3官能チオール化合物であるペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)(例えば昭和電工株式会社製「カレンズMT(登録商標) PE1」)を(メタ)アクリロイル基に反応させれば、三次元方向に延ばした最末端はエポキシ基や(メタ)アクリロイル基と付加反応可能なメルカプト基となる。
When a (meth) acryloyl group is imparted to the rubber surface by the functional group imparting treatment, a compound having a mercapto group or the like is reacted with the (meth) acryloyl group to extend the functional group structure of the rubber surface in a three-dimensional direction. Can be made to.
For example, 1,4-bis (3-mercaptobutylyloxy) butane (for example, "Karens MT (registered trademark) BD1" manufactured by Showa Denko KK), which is a bifunctional thiol compound, and pentaerythritol tetrakis, which is a trifunctional thiol compound (for example, 3-Mercaptobutyrate) (for example, "Karensu MT (registered trademark) PE1" manufactured by Showa Denko KK) is reacted with a (meth) acryloyl group, and the terminal end extended in the three-dimensional direction is an epoxy group or (meth). It becomes a mercapto group capable of an addition reaction with an acryloyl group.
前記官能基付与処理によりゴム表面にエポキシ基を付与した場合、アミノ基と、別のアミノ基や他の官能基を有するアミノ化合物、メルカプト基と、別のメルカプト基や他の官能基を有するチオール化合物、カルボキシ基と、別のカルボキシ基や他の官能基を有する化合物等を、前記エポキシ基と反応させて、ゴム表面の官能基構造を3次元方向に延長させることができる。
例えば、(メタ)アクリル酸をシランカップリング剤のエポキシ基に反応させれば、三次元方向に延ばした最末端はこれもラジカル重合可能な(メタ)アクリロイル基となる。
When an epoxy group is added to the rubber surface by the functional group imparting treatment, an amino group, an amino compound having another amino group or another functional group, a mercapto group, and a thiol having another mercapto group or another functional group are used. A compound, a carboxy group, a compound having another carboxy group or another functional group, or the like can be reacted with the epoxy group to extend the functional group structure on the rubber surface in a three-dimensional direction.
For example, when (meth) acrylic acid is reacted with an epoxy group of a silane coupling agent, the terminal end extending in the three-dimensional direction becomes a (meth) acryloyl group which is also radically polymerizable.
前記官能基付与処理によりゴム表面にメルカプト基を付与した場合、(メタ)アクリロイル基を、前記メルカプト基と反応させて、ゴム表面の官能基構造を3次元方向に延長させることができる。
例えば、カレンズMOI(登録商標)のメタクリロイル基をゴム表面のメルカプト基に反応させれば、三次元方向に延ばした最末端をイソシアナト基とすることができ、(メタ)アクリルアミドの(メタ)アクリロイル基をメルカプト基に反応させれば三次元方向に延ばした最末端をアミノ基とすることができる。さらにグリシジル(メタ)アクリレートの(メタ)アクリロイル基をメルカプト基に反応させれば三次元方向に延ばした最末端をエポキシ基とすることができる。
When a mercapto group is imparted to the rubber surface by the functional group imparting treatment, the (meth) acryloyl group can be reacted with the mercapto group to extend the functional group structure of the rubber surface in the three-dimensional direction.
For example, by reacting a methacryloyl group of Karens MOI® with a mercapto group on the rubber surface, the most terminally extended in the three-dimensional direction can be an isocyanato group, and the (meth) acrylamide (meth) acryloyl group can be used. Can be reacted with a mercapto group to make the terminal end extending in the three-dimensional direction an amino group. Further, if the (meth) acryloyl group of glycidyl (meth) acrylate is reacted with the mercapto group, the terminal end extending in the three-dimensional direction can be used as an epoxy group.
この様に三次元方向に延ばした最末端を様々な官能基とすることができる。また上述の化合物以外に、例えばジイソシアネート化合物を反応させれば片側のイソシアナト基のみ反応して最末端がイソシアナト基となることも期待でき、ジアミンを反応させれば片側のアミノ基のみ反応して最末端がアミノ基となることも期待できる。 The terminal end extending in the three-dimensional direction in this way can be used as various functional groups. In addition to the above compounds, for example, it can be expected that if a diisocyanate compound is reacted, only one isocyanato group will react and the terminal end will be an isocyanato group, and if a diamine is reacted, only one amino group will react. It can also be expected that the terminal will be an amino group.
官能基延長処理の方法としては、浸漬法やスプレー塗布法が挙げられる。
浸漬法では、3級アミン等の触媒を共存させたイソシアナト基を有する化合物、メルカプト基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、アミノ基を有する化合物、ラジカル重合性化合物の低濃度の有機溶剤溶液を、5℃~120℃で、前記官能基付与処理後のゴム表面に接触させることで、ゴム表面の官能基構造を3次元方向に延長させることができる。
スプレー塗布法では、前記官能基付与処理後のゴム表面に3級アミン等の触媒を共存させたイソシアナト基を有する化合物、メルカプト基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、アミノ基を有する化合物、ラジカル重合性化合物の有機溶剤溶液を吹き付け、常温~100℃で1分~5時間乾燥処理を行う。この様な処理を行うことで、ゴム表面の官能基構造を3次元方向に延長させることができる。
Examples of the method for functional group extension treatment include a dipping method and a spray coating method.
In the dipping method, a low-concentration organic solvent solution of a compound having an isocyanato group, a compound having a mercapto group, a compound having an epoxy group, a compound having an amino group, and a radically polymerizable compound in which a catalyst such as a tertiary amine coexists is used. The functional group structure of the rubber surface can be extended in the three-dimensional direction by contacting the rubber surface after the functional group imparting treatment at 5 ° C to 120 ° C.
In the spray coating method, a compound having an isocyanato group, a compound having a mercapto group, a compound having an epoxy group, a compound having an amino group, and a radical in which a catalyst such as a tertiary amine coexists on the rubber surface after the functional group addition treatment. The organic solvent solution of the polymerizable compound is sprayed and dried at room temperature to 100 ° C. for 1 minute to 5 hours. By performing such a treatment, the functional group structure of the rubber surface can be extended in the three-dimensional direction.
官能基延長処理に使用するイソシアナト基を有する化合物、メルカプト基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、アミノ基を有する化合物、ラジカル重合性化合物は、前記官能基付与処理に使用したものと同じものが使用できる。 The compounds having an isocyanato group, the compounds having a mercapto group, the compounds having an epoxy group, the compounds having an amino group, and the radically polymerizable compounds used for the functional group extension treatment are the same as those used for the functional group imparting treatment. Can be used.
<被着材>
官能基付き被着材面Bを形成する被着材は、金属、ガラス、セラミック、樹脂及びゴムからなる群から選択される少なくとも1種からなる。
被着材の形態は特に限定されず、例えば、塊状、板状、および薄膜状からなる群より選ばれる1種以上の形状とすることができる。
<Applied material>
The adherend forming the surface B of the adherend with a functional group comprises at least one selected from the group consisting of metal, glass, ceramic, resin and rubber.
The form of the adherend is not particularly limited, and may be, for example, one or more shapes selected from the group consisting of a lump, a plate, and a thin film.
《金属》
金属は特に限定されるものではない。例えば、鉄、アルミニウム、銅、マグネシウム、チタン等が挙げられる。これらのうち、軽量性及び加工容易性等の観点から、アルミニウム、銅が、特に好適に用いられる。なお、本発明において、「アルミニウム」の語は、アルミニウム及びその合金を含む意味で用いられる。同様に、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、チタンも、これらの単体及びその合金(ステンレススチール、ジュラルミン等)を含む意味で用いるものとする。
"metal"
The metal is not particularly limited. For example, iron, aluminum, copper, magnesium, titanium and the like can be mentioned. Of these, aluminum and copper are particularly preferably used from the viewpoint of light weight and ease of processing. In the present invention, the term "aluminum" is used to include aluminum and its alloys. Similarly, iron, copper, aluminum, magnesium, and titanium are also used in the sense that they include these simple substances and their alloys (stainless steel, duralumin, etc.).
《ガラス》
ガラスとしては、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、等が挙げられる。
《Glass》
Examples of the glass include soda-lime glass, lead glass, borosilicate glass, quartz glass and the like.
《セラミック》
セラミックとしては、アルミナ、ジルコニア、チタン酸バリウムなどの酸化物系セラミック、ハイドロキシアパタイトなどの水酸化物系セラミック、炭化ケイ素などの炭化物系セラミック、窒化ケイ素などの窒化物系セラミック、等が挙げられる。
被着材がセラミックからなる場合、厚さは、強度の観点から、それぞれ好ましくは1.0mm以上、より好ましくは2.0mm以上である。また、セラミックの厚さの上限は特に制限されないが、好ましくは20mm以下、より好ましくは15mm以下である。
"ceramic"
Examples of the ceramic include oxide-based ceramics such as alumina, zirconia and barium titanate, hydroxide-based ceramics such as hydroxyapatite, carbide-based ceramics such as silicon carbide, and nitride-based ceramics such as silicon nitride.
When the adherend is made of ceramic, the thickness is preferably 1.0 mm or more, more preferably 2.0 mm or more, respectively, from the viewpoint of strength. The upper limit of the thickness of the ceramic is not particularly limited, but is preferably 20 mm or less, more preferably 15 mm or less.
《樹脂》
樹脂は、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂(硬化物)であることが好ましい。前記樹脂は、公知のもので樹脂単独であってもよいし、FRPなどガラス繊維や炭素繊維で強化されたものであってもよい。被接合材である樹脂は、あらかじめ成形された部材である。
"resin"
The resin is preferably a thermoplastic resin or a thermosetting resin (cured product). The resin may be a known resin alone, or may be reinforced with glass fiber or carbon fiber such as FRP. The resin to be joined is a preformed member.
樹脂の種類は、特に限定されるものではなく、一般的な合成樹脂でよい。ポリプロピレン(PP)樹脂、ポリアミド6(PA6)樹脂、ポリアミド66(PA66)樹脂、変性ポリフェニレンエーテル(m-PPE)樹脂、ポリフェニレンスルファイド(PPS)樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、アクリル樹脂等が例示できる。その他、低誘電率や低誘電正接が求められる高周波プリント基板などで低粗度の銅箔と組み合わせて使用されるPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、LCP(液晶ポリマー)、PPE(ポリフェニレンエーテル)、Low-k 材料(低誘電率エポキシ樹脂等)が挙げられ、また自動車分野ではポリプロピレン、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等の汎用樹脂からエンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチック等も挙げられる。あるいは、FRPや熱硬化性樹脂でもよい。FRPは、ガラス繊維、炭素繊維などの繊維をプラスチックの中に入れて強度を向上させた複合材料を意味する。
FRPは、樹脂とガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等を使用した織物や不織布をハンドレイアップ成形してもよいし、フィラメントワインディング成形してもよい。またシートモールディングコンパウンド(C-SMC)やバルクモールディングコンパウンド(BMC)を使用してもよい。
前記シートモールディングコンパウンド(C-SMC)とは、不飽和ポリエステル樹脂及びビニルエステル樹脂の少なくとも一方、重合性不飽和単量体、硬化剤、低収縮剤、充填剤等を混合した後、さらに繊維補強材を含有させることによって得られるシート状の成形材料である。前記バルクモールディングコンパウンド(BMC)とは、バルク状の成形材料である。これらの成形材料は、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等の成形法により目的の成形体に成形する。
The type of resin is not particularly limited, and a general synthetic resin may be used. Polypropylene (PP) resin, polyamide 6 (PA6) resin, polyamide 66 (PA66) resin, modified polyphenylene ether (m-PPE) resin, polyphenylene terfide (PPS) resin, polyetherimide (PEI) resin, polycarbonate (PC) Examples thereof include resins, polybutylene terephthalate (PBT) resins, and acrylic resins. In addition, PTFE (polytetrafluoroethylene), LCP (liquid crystal polymer), PPE (polyphenylene ether), Low, which are used in combination with low-roughness copper foil in high-frequency printed substrates that require low dielectric constant and low dielectric adjacency. -K materials (low dielectric constant epoxy resin, etc.) are mentioned, and in the automobile field, general-purpose resins such as polypropylene, polycarbonate resin, polyester resin, nylon, polybutylene terephthalate resin, polyetherimide resin, engineering plastic, super engineering plastic, etc. Can also be mentioned. Alternatively, FRP or a thermosetting resin may be used. FRP means a composite material in which fibers such as glass fiber and carbon fiber are put in plastic to improve the strength.
FRP may be hand lay-up molded or filament winding molded a woven fabric or non-woven fabric using resin and glass fiber, carbon fiber, aramid fiber or the like. Further, a sheet molding compound (C-SMC) or a bulk molding compound (BMC) may be used.
The sheet molding compound (C-SMC) is a mixture of at least one of an unsaturated polyester resin and a vinyl ester resin, a polymerizable unsaturated monomer, a curing agent, a low shrinkage agent, a filler, and the like, and then further reinforced with fibers. It is a sheet-shaped molding material obtained by containing the material. The bulk molding compound (BMC) is a bulk molding material. These molding materials are molded into a target molded product by a molding method such as compression molding, transfer molding, or injection molding.
樹脂は、塊状物、フィルム、シート、FRP、プリプレグからなる群より選ばれる1種以上であることが好ましい。
樹脂は膜状であってもよく、例えば、塗料による塗膜であってもよい。
ここで塗膜とは、顔料、樹脂、添加剤、溶剤を含む塗料を塗って形成される膜を意味する。塗膜は、塗料を塗布後乾燥して形成することができる。
The resin is preferably one or more selected from the group consisting of lumps, films, sheets, FRPs, and prepregs.
The resin may be in the form of a film, and may be, for example, a coating film made of a paint.
Here, the coating film means a film formed by applying a coating material containing a pigment, a resin, an additive, and a solvent. The coating film can be formed by applying the paint and then drying it.
《ゴム》
ゴムは、官能基付きゴム面Aを形成するゴムと同様に、種類は特に限定されるものではなく、一般的な天然ゴムや合成ゴムでよい。耐熱性、耐寒性、耐薬品性、耐オゾン性等に優れる難接着性のシリコンゴム、フッ素ゴムも用いることができる。その他、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ウレタンゴム、エチレン・酢酸ビニルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム等の公知のゴムが挙げられる。
被着材としてのゴムは、官能基付きゴム面Aを形成するゴムと同種でも異種でもよい。
《Rubber》
The type of rubber is not particularly limited as in the rubber forming the rubber surface A with a functional group, and general natural rubber or synthetic rubber may be used. Difficult-to-adhesive silicone rubber and fluororubber, which are excellent in heat resistance, cold resistance, chemical resistance, ozone resistance, etc., can also be used. In addition, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene / butadiene rubber, butyl rubber, nitrile rubber, ethylene / propylene rubber, chloroprene rubber, acrylic rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, urethane rubber, ethylene / vinyl acetate rubber, epichlorohydrin rubber, polysulfide rubber, etc. Known rubber is mentioned.
The rubber as an adherend may be of the same type as or different from the rubber forming the rubber surface A with a functional group.
(前処理)
被着材の表面に、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、アルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を付与する処理を施す前に、前処理を施すことが好ましい。
前記前処理は、被着材の表面に、水酸基、ホルミル基、カルボキシ基、ラジカルからなる群より選ばれる1種以上を発生させる処理であることが好ましい。これらの水酸基、ホルミル基、カルボキシ基、ラジカルは、何れも、被着材の表面に前記官能基を付与する際に基点となる。
(Preprocessing)
Before applying a treatment to the surface of the adherend to apply one or more functional groups selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group and an alkenyl group. , It is preferable to perform pretreatment.
The pretreatment is preferably a treatment in which one or more selected from the group consisting of a hydroxyl group, a formyl group, a carboxy group and a radical is generated on the surface of the adherend. All of these hydroxyl groups, formyl groups, carboxy groups, and radicals serve as base points when the functional group is applied to the surface of the adherend.
(金属の前処理)
金属の前処理としては、例えば、溶剤等による洗浄、脱脂処理、ブラスト処理、研磨処理、エッチング処理、苛性処理、プラズマ処理、コロナ放電処理、UVオゾン処理等が挙げられる。なかでも表面が粗面化されてない銅箔またはクロメートやニッケル等でメッキされた銅箔等に対しては、水酸基を金属材の表面に発生させる前処理が好ましい。これらの処理は、1種のみであってもよく、2種以上を施してもよい。これらの前処理の具体的な方法としては、公知の方法を用いることができる。
前記洗浄、脱脂処理とは、材料層表面の油脂などの汚れをアセトン、トルエン等の有機溶剤等で溶かして除去する方法である。
前記ブラスト処理としては、例えば、ウェットブラスト処理、ショットブラスト処理、サンドブラスト処理等が挙げられる。中でも、ウェットブラスト処理は、ドライブラスト処理と比べより緻密な面が得られるため、好ましい。
前記研磨処理としては、例えば、研磨布を用いたバフ研磨や、研磨紙(サンドペーパー)を用いたロール研磨、電解研磨等が挙げられる。
前記エッチング処理としては、例えば、アルカリ法、リン酸-硫酸法、フッ化物法、クロム酸-硫酸法、塩鉄法等の化学的エッチング処理、また、電解エッチング法等の電気化学的エッチング処理等が挙げられる。
前記苛性処理は、被着材の表面に処理剤を作用させて化学反応を起こさせる方法である。
プラズマ処理、コロナ放電処理、UVオゾン処理については、前記ゴムの前処理の記載と同様であるため説明を省略する。
なお、上記のような方法で前処理された表面の性状は、表面処理された面上に後述の官能基が付与されることにより、前処理直後とは変化している場合もある。このため、前処理された表面の性状を特定して表現することは、不可能又は非実際的であると考える。よって、本実施形態においては、前処理された表面について、前処理の方法によって特定することとしている。
(Metal pretreatment)
Examples of the metal pretreatment include cleaning with a solvent, degreasing treatment, blasting treatment, polishing treatment, etching treatment, caustic treatment, plasma treatment, corona discharge treatment, UV ozone treatment and the like. Among them, for a copper foil whose surface is not roughened or a copper foil plated with chromate, nickel or the like, a pretreatment for generating a hydroxyl group on the surface of a metal material is preferable. These treatments may be performed with only one type or two or more types. As a specific method of these pretreatments, a known method can be used.
The cleaning and degreasing treatment is a method of removing stains such as oils and fats on the surface of the material layer by dissolving them with an organic solvent such as acetone and toluene.
Examples of the blasting treatment include wet blasting treatment, shot blasting treatment, sandblasting treatment and the like. Above all, the wet blast treatment is preferable because a finer surface can be obtained as compared with the drive last treatment.
Examples of the polishing treatment include buffing using a polishing cloth, roll polishing using polishing paper (sandpaper), electrolytic polishing and the like.
The etching treatment includes, for example, a chemical etching treatment such as an alkali method, a phosphoric acid-sulfuric acid method, a fluoride method, a chromic acid-sulfuric acid method, and a salt iron method, and an electrochemical etching treatment such as an electrolytic etching method. Can be mentioned.
The caustic treatment is a method in which a treatment agent is allowed to act on the surface of an adherend to cause a chemical reaction.
The plasma treatment, the corona discharge treatment, and the UV ozone treatment are the same as those described in the rubber pretreatment, and thus the description thereof will be omitted.
The properties of the surface pretreated by the above method may be different from those immediately after the pretreatment due to the addition of the functional group described later on the surface treated surface. Therefore, it is considered impossible or impractical to specify and express the properties of the pretreated surface. Therefore, in the present embodiment, the pretreated surface is specified by the pretreatment method.
アルミニウムに限定した前処理としては、ベーマイト処理、ジルコニウム処理、アルマイト処理、リン酸亜鉛処理があるが、金属全般にはレーザー処理、プラズマ処理、コロナ放電処理、UVオゾン処理、ブラスト処理、ウェットブラスト処理、サンディング処理の少なくとも何れかであることが好ましく、水酸基を発生させるという観点では、プラズマ処理、コロナ放電処理、UVオゾン処理のいずれかであることが好ましい。
アルミニウムのエッチング処理としては、例えば、化学的エッチング処理、電気化学的エッチング処理等の公知のエッチング処理等を適用できる。前記化学的エッチング処理としては、特に限定されるものではないが、例えば、苛性ソーダ法、リン酸-硫酸法、フッ化物法、クロム酸-硫酸法、塩鉄法等が挙げられる。前記電気化学的エッチング処理としては、特に限定されるものではないが、例えば、電解エッチング法等が挙げられる。これらの中でも、苛性ソーダ法によりエッチング処理を行うのが好ましく、さらに水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液を用いた苛性ソーダ法によりエッチング処理を行うのがより好ましい。具体的には、例えば、アルミニウム材の少なくとも一部を3質量%~20質量%の水酸化ナトリウム水溶液又は3質量%~20質量%の水酸化カリウム水溶液に20℃~70℃の温度で1分~15分間浸漬した後、5質量%~20質量%の硝酸水溶液に浸漬して中和を行い、その後、水洗、乾燥を行うのがよい。なお、前記苛性ソーダ法では、添加剤としてキレート剤、酸化剤、リン酸塩等を使用することもできる。
アルミニウムに対するベーマイト処理としては、公知のベーマイト処理等を使用できる。具体的には、例えば、アルミニウム材に対して熱水処理を行って表面にベーマイト皮膜を形成させる処理である。前記ベーマイトは、針状結晶であり、処理時間が長くなるに伴い結晶が成長し形状が複雑になる。
前記ベーマイト処理には蒸留水が使用されるが、反応促進剤としてアンモニアやトリエタノールアミン等を添加してもよい。例えば、トリエタノールアミンを0.1質量%~5.0質量%添加した蒸留水を90℃~100℃の熱水にして該熱水中に3秒~5分間浸漬してベーマイト処理を行うのがよい。
前記ベーマイト処理を行った後のアルミニウム材は、そのまま次のシランカップリング剤による処理に供してもよいが、脱脂を行ってから或いは上記苛性ソーダ法でエッチング処理を行ってから、シランカップリング剤による処理に供してもよい。
アルミニウムに対するジルコニウム処理としては、公知のジルコニウム処理等を使用できる。前記ジルコニウム処理は、例えば、リン酸ジルコニウム、ジルコニウム塩等のジルコニウム化合物を用いてアルミニウム材の表面にジルコニウム塩皮膜を形成させるものである。この皮膜の表面に微細な凹凸が形成されているので、被接合材物品との接着力向上に寄与できる。前記ジルコニウム処理としては、具体的には、例えば、日本パーカライジング社製の化成剤「パルコート3762」や「パルコート3796」を45℃~70℃に加温してこの液中に0.5分~3分間浸漬してジルコニウム処理を行う方法等が挙げられる。このジルコニウム処理を行う場合には、先に上記苛性ソーダ法でエッチング処理を行った後に、ジルコニウム処理を行うことが望ましい。
Pretreatments limited to aluminum include boehmite treatment, zirconium treatment, alumite treatment, and zinc phosphate treatment, but laser treatment, plasma treatment, corona discharge treatment, UV ozone treatment, blast treatment, and wet blast treatment for all metals. , At least one of sanding treatment is preferable, and from the viewpoint of generating a hydroxyl group, any one of plasma treatment, corona discharge treatment, and UV ozone treatment is preferable.
As the etching treatment of aluminum, for example, known etching treatments such as chemical etching treatment and electrochemical etching treatment can be applied. The chemical etching treatment is not particularly limited, and examples thereof include a caustic soda method, a phosphoric acid-sulfuric acid method, a fluoride method, a chromic acid-sulfuric acid method, and a salt iron method. The electrochemical etching treatment is not particularly limited, and examples thereof include an electrolytic etching method. Among these, it is preferable to perform the etching treatment by the caustic soda method, and it is more preferable to perform the etching treatment by the caustic soda method using an aqueous solution of sodium hydroxide or an aqueous solution of potassium hydroxide. Specifically, for example, at least a part of the aluminum material is placed in a 3% by mass to 20% by mass sodium hydroxide aqueous solution or a 3% by mass to 20% by mass potassium hydroxide aqueous solution at a temperature of 20 ° C to 70 ° C for 1 minute. After soaking for about 15 minutes, it is preferable to soak in a 5% by mass to 20% by mass aqueous nitrate solution for neutralization, and then wash and dry. In the caustic soda method, a chelating agent, an oxidizing agent, a phosphate or the like can also be used as an additive.
As the boehmite treatment for aluminum, a known boehmite treatment or the like can be used. Specifically, for example, it is a treatment of subjecting an aluminum material to hot water treatment to form a boehmite film on the surface. The boehmite is a needle-like crystal, and as the treatment time becomes longer, the crystal grows and the shape becomes complicated.
Distilled water is used for the boehmite treatment, but ammonia, triethanolamine, or the like may be added as a reaction accelerator. For example, distilled water to which 0.1% by mass to 5.0% by mass of triethanolamine is added is made into hot water at 90 ° C. to 100 ° C. and immersed in the hot water for 3 seconds to 5 minutes for boehmite treatment. Is good.
The aluminum material after the boehmite treatment may be directly subjected to the treatment with the next silane coupling agent, but after degreasing or etching treatment by the caustic soda method, the silane coupling agent is used. It may be subjected to processing.
As the zirconium treatment for aluminum, a known zirconium treatment or the like can be used. In the zirconium treatment, for example, a zirconium salt film is formed on the surface of an aluminum material using a zirconium compound such as zirconium phosphate or a zirconium salt. Since fine irregularities are formed on the surface of this film, it can contribute to the improvement of the adhesive force with the article to be joined. Specifically, for the zirconium treatment, for example, the chemical agents "Palcoat 3762" and "Palcoat 3796" manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd. are heated to 45 ° C to 70 ° C and immersed in this liquid for 0.5 minutes to 3 minutes. Examples thereof include a method of immersing for a minute to perform zirconium treatment. When performing this zirconium treatment, it is desirable to first perform the etching treatment by the caustic soda method and then perform the zirconium treatment.
(ガラス、セラミック、樹脂及びゴムの前処理)
ガラス、セラミック、樹脂及びゴムの前処理としては、例えば、プラズマ処理、コロナ放電処理、UVオゾン処理等が挙げられる。
プラズマ処理、コロナ放電処理、UVオゾン処理については、前記ゴムの前処理の記載と同様であるため説明を省略する。
(Pretreatment of glass, ceramic, resin and rubber)
Examples of the pretreatment of glass, ceramic, resin and rubber include plasma treatment, corona discharge treatment, UV ozone treatment and the like.
The plasma treatment, the corona discharge treatment, and the UV ozone treatment are the same as those described in the rubber pretreatment, and thus the description thereof will be omitted.
(官能基付与処理)
被着材の表面に、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、アルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を付与する法としては、前記前処理を経て、水酸基、カルボキシ基、ラジカルからなる群より選ばれる1種以上を表面に有する被着材と、下記(a)及び(b)の少なくとも一方を反応させる方法が好ましい。
(a)アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、アルケニル基からなる群より選ばれる少なくとも1種を有するアルコキシシラン化合物
(b)アミノ基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、メルカプト基を有する化合物、イソシアナト基を有する化合物、ラジカル重合性基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物
官能基付与処理により形成された官能基付き被着材面Bは、二次元構造の自己組織化単分子膜(SAM)や、一部に分子鎖が分岐して三次元的に延伸したり、重畳したりしている構造を含む構造からなる。とくに官能基を有する3官能のアルコキシシランを用いて被着材の表面に官能基を導入した官能基付き被着材面Bは、より多くの三次元多分子構造を有するといえる。
官能基付与処理の詳細については、前記ゴムの官能基付与処理と同様であるため説明を省略する。
(Functional group imparting treatment)
The method for imparting one or more functional groups selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group and an alkenyl group to the surface of the adherend is described above. A method of reacting at least one of the following (a) and (b) with an adherend having at least one selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxy group and a radical on the surface after pretreatment is preferable.
(a) An alkoxysilane compound having at least one selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group and an alkenyl group.
(b) At least one compound selected from the group consisting of a compound having an amino group, a compound having an epoxy group, a compound having a mercapto group, a compound having an isocyanato group, and a compound having a radically polymerizable group by a functional group addition treatment. The formed adherend surface B with a functional group is a self-assembled monomolecular film (SAM) having a two-dimensional structure, or a part of the molecular chain is branched and three-dimensionally extended or superposed. It consists of a structure including the existing structure. In particular, it can be said that the functional group-attached adherend surface B in which a functional group is introduced into the surface of the adherend using a trifunctional alkoxysilane having a functional group has a larger three-dimensional multimolecular structure.
The details of the functional group imparting treatment are the same as those of the rubber functional group imparting treatment, and thus the description thereof will be omitted.
(官能基延長処理)
前記のように、官能基付与処理後の被着材の表面には、2次元構造のSAMや、分子鎖が分岐して三次元的に延伸したり、重畳したりしている構造が形成されているが、以下の官能基延長処理により、前記2次元構造のSAMを3次元方向にさらに延長させることができる。
官能基延長処理の詳細については、前記ゴムの官能基付与処理と同様であるため説明を省略する。
(Functional group extension treatment)
As described above, on the surface of the adherend after the functional group imparting treatment, a SAM having a two-dimensional structure or a structure in which the molecular chain is branched and three-dimensionally extended or superposed is formed. However, the SAM of the two-dimensional structure can be further extended in the three-dimensional direction by the following functional group extension treatment.
The details of the functional group extension treatment are the same as those of the rubber functional group imparting treatment, and thus the description thereof will be omitted.
《接合方法》
一実施形態の接合方法は、ゴムの表面に、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、及びアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を有する、官能基付きゴム面Aと、金属、ガラス、セラミック、樹脂及びゴムからなる群から選択される少なくとも1種の被着材の表面に、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、及びアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を有する、官能基付き被着材面Bを、圧着して接合する、ゴムと被着材の接合方法であって、前記官能基付きゴム面A及び官能基付き被着材面Bの少なくとも一方が、二次元の単分子構造と三次元の多分子構造が混在してなる樹脂面である、接合方法である。
《Joining method》
In the bonding method of one embodiment, one or more functional groups selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group, and an alkenyl group are attached to the surface of the rubber. An amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, ( Meta) A method for joining rubber and an adherend, in which an adherend surface B with a functional group having one or more functional groups selected from the group consisting of an acryloyl group, an isocyanato group, and an alkenyl group is pressure-bonded and bonded. The bonding method, wherein at least one of the functional group-attached rubber surface A and the functional group-attached adherend surface B is a resin surface in which a two-dimensional monomolecular structure and a three-dimensional multimolecular structure are mixed. Is.
圧着方法は、ゴムの表面の官能基と金属、ガラス、セラミック、樹脂及びゴムからなる群から選択される少なくとも1種の表面の官能基を、3Å程度以内に近づけられる方法であれば、どのような方法でもよい。3Å程度以内に近づけることにより、官能基同士の化学結合、水素結合、ファンデルワールス力による結合が形成される。これにより、ゴムと被着材を、接着剤を使用することなく、十分な接合強度で接合することができる。
圧着方法としては、プレス等が挙げられるが、温度を上げた方が好ましく、JIS Z 3001 4.6.416402で定義される熱圧着(複数の母材を融点以下の適当な温度で圧力を加え密着させて、塑性変形を起こさせ、双方面の接触によって接合させる方法)であることがより好ましい。
圧着時の圧力は、ゴムや被着材が破壊されない範囲の圧力とする。
The crimping method may be any method as long as the functional group on the surface of rubber and at least one surface functional group selected from the group consisting of metal, glass, ceramic, resin and rubber can be brought close to each other within about 3 Å. It may be any method. By bringing them closer to each other within about 3 Å, chemical bonds between functional groups, hydrogen bonds, and van der Waals force bonds are formed. As a result, the rubber and the adherend can be bonded with sufficient bonding strength without using an adhesive.
Examples of the crimping method include pressing, but it is preferable to raise the temperature, and thermocompression bonding defined in JIS Z 3001 4.6.416402 (pressing a plurality of base materials at an appropriate temperature below the melting point is applied). A method of bringing them into close contact with each other to cause plastic deformation and joining them by contacting both surfaces) is more preferable.
The pressure at the time of crimping shall be a pressure within the range where the rubber and the adherend are not destroyed.
前記官能基付きゴム面Aの官能基と前記官能基付き被着材面Bの官能基の組み合わせは、水素結合や化学結合が期待できる組み合わせが好ましく、下記(1)~(9)の少なくとも何れかであることがより好ましい。下記(1)~(9)の少なくとも何れかの組み合わせにより、より強固な結合を期待できる。下記の「XとYの組み合わせ」には、「官能基付きゴム面Aの官能基がX、官能基付き被着材面Bの官能基がY」、「官能基付きゴム面Aの官能基がY、官能基付き被着材面Bの官能基がX」の何れの組み合わせも含まれる。
(1)アミノ基とエポキシ基の組み合わせ
(2)メルカプト基とエポキシ基の組み合わせ
(3)イソシアナト基とアミノ基の組み合わせ
(4)メルカプト基と(メタ)アクリロイル基の組み合わせ
(5)メルカプト基とアミノ基の組み合わせ
(6)メルカプト基とアルケニル基の組み合わせ
(7)アミノ基と(メタ)アクリロイル基の組み合わせ
(8)(メタ)アクリロイル基同士の組み合わせ
(9)アミノ基同士の組み合わせ
The combination of the functional group of the rubber surface A with the functional group and the functional group of the adherend surface B with the functional group is preferably a combination in which hydrogen bonds or chemical bonds can be expected, and at least any of the following (1) to (9). It is more preferable that it is. A stronger bond can be expected by any combination of at least one of the following (1) to (9). The following "combination of X and Y" includes "X is the functional group of the rubber surface A with the functional group, Y is the functional group of the adherend surface B with the functional group", and "the functional group of the rubber surface A with the functional group". Is Y, and the functional group of the adherend surface B with a functional group is X ”.
(1) Combination of amino group and epoxy group (2) Combination of mercapto group and epoxy group (3) Combination of isocyanato group and amino group (4) Combination of mercapto group and (meth) acryloyl group (5) Combination of mercapto group and amino Group combination (6) Combination of mercapto group and alkenyl group (7) Combination of amino group and (meth) acryloyl group (8) Combination of (meth) acryloyl group (9) Combination of amino group
圧着の前に前記官能基付きゴム面Aと前記官能基付き被着材面Bの少なくとも何れかを洗浄することで、官能基の上に弱い吸着力で残存している化合物が取り除かれ、接合体の強度を上げることができる。 By cleaning at least one of the functional group-attached rubber surface A and the functional group-attached adherend surface B before crimping, the compound remaining on the functional group with a weak adsorptive force is removed, and the bonding is performed. You can increase the strength of your body.
前記官能基付きゴム面A及び前記官能基付き被着材面Bの少なくとも一方として、前記官能基付与処理後に官能基延長処理を施してなり、表面の官能基を三次元方向に延長させたものを用いることにより、より緩やかな条件での接合が可能となる場合がある。官能基の組み合わせにもよるが、例えばプレスで圧着するときの温度を下げることができることもある。 At least one of the functional group-attached rubber surface A and the functional group-attached adherend surface B is subjected to a functional group extension treatment after the functional group imparting treatment, and the functional groups on the surface are extended in a three-dimensional direction. By using, it may be possible to join under more lenient conditions. Depending on the combination of functional groups, it may be possible to lower the temperature when crimping with a press, for example.
次に、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。 Next, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not particularly limited to those of these examples.
〔試験片用ゴムの準備〕
試験片用のゴムとして、以下の表1に示すゴムを準備した。
[Preparation of rubber for test piece]
As the rubber for the test piece, the rubber shown in Table 1 below was prepared.
〔試験片用被着材_金属、ガラス、セラミックの準備〕
試験片用の被着材として、以下の表2に示す金属、ガラス、セラミックを準備した。
[Adhesive material for test piece_Preparation of metal, glass, ceramic]
As the adherend for the test piece, the metal, glass, and ceramic shown in Table 2 below were prepared.
〔試験片用被着材_熱可塑性樹脂材の準備〕
試験片用の被着材として、以下の表3の条件で、射出成形機(住友重機械工業株式会社製 SE100V)を使用して、引張試験のための試験片用被着材である熱可塑性樹脂材:(10mm×45mm×3mm)を準備した。
[Preparation of adherend material for test piece_thermoplastic resin material]
As an adherend for a test piece, an injection molding machine (SE100V manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) is used under the conditions shown in Table 3 below, and the thermoplastic is an adherend for a test piece for a tensile test. Resin material: (10 mm × 45 mm × 3 mm) was prepared.
表3において、GF30Wt%とは、ガラス繊維が30質量%配合されたガラス繊維強化タイプ、を意味する。
In Table 3, GF30 Wt% means a glass fiber reinforced type containing 30% by mass of glass fiber.
〔試験片用被着材_熱硬化性樹脂材、熱硬化性樹脂フィルムの準備〕
試験片用の被着材として、以下の表4に示す熱硬化性樹脂材、熱硬化性樹脂フィルムを準備した。
[Preparation of adherend for test piece_thermosetting resin material, thermosetting resin film]
As the adherend for the test piece, a thermosetting resin material and a thermosetting resin film shown in Table 4 below were prepared.
〔ゴムの官能基付与処理〕
(エポキシ基付与)
表1に記載の超透明シリコンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムのそれぞれをコロナ放電処理し、直ちに3-グリシドキシトリメトキシシラン(信越シリコーン株式会社製 KBM-403;シランカップリング剤)0.5gを工業用エタノール100gに溶解せしめてなる70℃のシランカップリング剤溶液中に10分間浸漬した後、取り出し、更にエタノールで洗浄し、表面にエポキシ基を付与した超透明シリコンゴム、シリコンゴム、及びフッ素ゴム(以下、それぞれ、超透明シリコンゴム-403、シリコンゴム-403、及びフッ素ゴム-403という)を作製した。
[Rubber functional group imparting treatment]
(Epoxy group added)
Each of the ultratransparent silicone rubber, silicone rubber, and fluororubber shown in Table 1 was subjected to corona discharge treatment, and immediately, 0.5 g of 3-glycidoxytrimethoxysilane (KBM-403 manufactured by Shinetsu Silicone Co., Ltd .; silane coupling agent) was added. After immersing it in a silane coupling agent solution at 70 ° C. dissolved in 100 g of industrial ethanol for 10 minutes, it is taken out, washed with ethanol, and the surface is imparted with an epoxy group. Ultratransparent silicone rubber, silicone rubber, and fluorine. Rubbers (hereinafter referred to as ultratransparent silicone rubber-403, silicone rubber-403, and fluororubber-403, respectively) were produced.
(メタクリロイル基付与)
表1に記載の超透明シリコンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムのそれぞれをコロナ放電処理し、直ちに3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン株式会社製 KBM-503;シランカップリング剤)0.5gを工業用エタノール100gに溶解せしめてなる70℃のシランカップリング剤溶液中に10分間浸漬した後、取り出し、更にエタノールで洗浄し、表面にメタクリロイル基を付与した超透明シリコンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム(以下、超透明シリコンゴム-503、シリコンゴム-503、フッ素ゴム-503というという)を作製した。
(Addition of methacryloyl group)
Each of the ultratransparent silicone rubber, silicone rubber, and fluororubber shown in Table 1 was subjected to corona discharge treatment, and immediately 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (KBM-503 manufactured by Shinetsu Silicone Co., Ltd .; silane coupling agent) 0.5 g. Is immersed in 100 g of industrial ethanol in a silane coupling agent solution at 70 ° C. for 10 minutes, then taken out, washed with ethanol, and ultra-transparent silicone rubber, silicone rubber, and fluorine having a methacryloyl group on the surface. Rubber (hereinafter referred to as ultratransparent silicon rubber-503, silicon rubber-503, and fluororubber-503) was produced.
(アミノ基付与)
表1に記載の超透明シリコンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムのそれぞれをコロナ放電処理し、直ちに3-アミノプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン株式会社製 KBM-903;シランカップリング剤)0.5gを工業用エタノール100gに溶解せしめてなる70℃のシランカップリング剤溶液中に10分間浸漬した後、取り出し、更にエタノールで洗浄し、表面にアミノ基を付与した超透明シリコンゴム、シリコンゴム、及びフッ素ゴム(以下、それぞれ、超透明シリコンゴム-903、シリコンゴム-903、及びフッ素ゴム-903という)を作製した。
(Amino group addition)
Each of the ultratransparent silicone rubber, silicone rubber, and fluororubber shown in Table 1 was subjected to corona discharge treatment, and immediately, 0.5 g of 3-aminopropyltrimethoxysilane (KBM-903 manufactured by Shinetsu Silicone Co., Ltd .; silane coupling agent) was added. After immersing it in a silane coupling agent solution at 70 ° C. dissolved in 100 g of industrial ethanol for 10 minutes, it is taken out, washed with ethanol, and the surface is imparted with an amino group. Ultratransparent silicone rubber, silicone rubber, and fluorine. Rubbers (hereinafter referred to as ultratransparent silicone rubber-903, silicone rubber-903, and fluororubber-903, respectively) were produced.
〔ゴムの官能基延長処理〕
(メルカプト基を有する化合物による処理)
超透明シリコンゴム-903、シリコンゴム-903、フッ素ゴム-903を、2官能チオール化合物である1,4ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン(昭和電工株式会社製 カレンズMT(登録商標) BD1):0.6g、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(DMP-30):0.05gをトルエン150g中に溶解した溶液に70℃で10分間浸漬した後に引き揚げて、更にトルエンで洗浄し乾燥した。このようにして、超透明シリコンゴム-903、シリコンゴム-903、フッ素ゴム-903の官能基構造を3次元方向に延長した超透明シリコンゴム-903BD1、シリコンゴム-903BD1、フッ素ゴム-903BD1を作製した。
[Rubber functional group extension treatment]
(Treatment with a compound having a mercapto group)
Ultra-transparent silicone rubber-903, silicone rubber-903, fluorine rubber-903, 1,4 bis (3-mercaptobutylyloxy) butane, which is a bifunctional thiol compound (Showa Denko Corporation, Karenz MT (registered trademark) BD1 ): 0.6 g, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol (DMP-30): 0.05 g is immersed in a solution dissolved in 150 g of toluene at 70 ° C. for 10 minutes, then withdrawn, and further toluene. Washed with and dried. In this way, ultratransparent silicon rubber-903BD1, silicon rubber-903BD1, and fluororubber-903BD1 in which the functional group structures of ultratransparent silicon rubber-903, silicon rubber-903, and fluororubber-903 are extended in a three-dimensional direction are produced. did.
(2-イソシアネトエチルメタクリレートによる処理)
超透明シリコンゴム-503、シリコンゴム-503、フッ素ゴム-503を、2-イソシアネトエチルメタクリレート(昭和電工株式会社製 カレンズMOI(登録商標)):1.2g、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(DMP-30):0.05gをトルエン150g中に溶解した溶液に70℃で5分間浸漬した後に引き揚げ、トルエンで洗浄し乾燥した。このようにして、超透明シリコンゴム-503、シリコンゴム-503、フッ素ゴム-503の官能基構造を3次元方向に延長した超透明シリコンゴム-903MOI、シリコンゴム-903MOI、フッ素ゴム-903MOIを作製した。
(Treatment with 2-isocyanate ethyl methacrylate)
Ultra-transparent silicone rubber-503, silicone rubber-503, fluorine rubber-503, 2-isosianet ethyl methacrylate (Showa Denko KK Karens MOI (registered trademark)): 1.2 g, 2,4,6-tris ( Dimethylaminomethyl) phenol (DMP-30): 0.05 g was immersed in a solution dissolved in 150 g of toluene at 70 ° C. for 5 minutes, then withdrawn, washed with toluene and dried. In this way, ultratransparent silicon rubber-903MOI, silicon rubber-903MOI, and fluororubber-903MOI, in which the functional group structures of ultratransparent silicon rubber-503, silicon rubber-503, and fluororubber-503 are extended in a three-dimensional direction, are produced. did.
〔金属、ガラス、セラミックの官能基付与処理〕
(エポキシ基付与)
表2に記載の鉄、ステンレス、アルミニウム、化学強化専用ガラス、超薄膜ガラス、セラミックのそれぞれをプラズマ処理し、直ちに3-グリシドキシトリメトキシシラン(信越シリコーン株式会社製 KBM-403;シランカップリング剤)0.5gを工業用エタノール100gに溶解せしめてなる70℃のシランカップリング剤溶液中に10分間浸漬した後、取り出し、更にエタノールで洗浄し、表面にエポキシ基を付与した鉄、ステンレス、アルミニウム、化学強化専用ガラス、超薄膜ガラス、及びセラミック(以下、それぞれ、鉄-403、ステンレス-403、アルミニウム-403、化学強化専用ガラス-403、超薄膜ガラス-403、及びセラミック-403という)を作製した。
[Metal, glass, ceramic functional group addition treatment]
(Epoxy group added)
Each of the iron, stainless steel, aluminum, chemically strengthened glass, ultra-thin glass, and ceramic shown in Table 2 was plasma-treated and immediately treated with 3-glycidoxytrimethoxysilane (KBM-403 manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd .; silane coupling agent). ) 0.5 g is dissolved in 100 g of industrial ethanol and immersed in a silane coupling agent solution at 70 ° C. for 10 minutes, then taken out, washed with ethanol, and iron, stainless steel, and aluminum having an epoxy group on the surface. , Chemically strengthened glass, ultra-thin glass, and ceramic (hereinafter referred to as iron-403, stainless steel-403, aluminum-403, chemically strengthened glass-403, ultra-thin glass-403, and ceramic-403, respectively). did.
(メタクリロイル基付与)
表2に記載の鉄、ステンレス、アルミニウム、化学強化専用ガラス、超薄膜ガラス、セラミックのそれぞれをプラズマ処理し、直ちに3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン株式会社製 KBM-503;シランカップリング剤)0.5gを工業用エタノール100gに溶解せしめてなる70℃のシランカップリング剤溶液中に10分間浸漬した後、該PC板を取り出し、更にエタノールで洗浄し、メタクリロイル基を付与した鉄、ステンレス、アルミニウム、化学強化専用ガラス、超薄膜ガラス、及びセラミック(以下、それぞれ、鉄-503、ステンレス-503、アルミニウム-503、化学強化専用ガラス-503、超薄膜ガラス-503、及びセラミック-503という)を作製した。
(Addition of methacryloyl group)
Each of the iron, stainless steel, aluminum, chemically strengthened glass, ultra-thin glass, and ceramic shown in Table 2 was plasma-treated and immediately treated with 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (KBM-503 manufactured by Shinetsu Silicone Co., Ltd .; silane coupling). Agent) 0.5 g is dissolved in 100 g of industrial ethanol and immersed in a silane coupling agent solution at 70 ° C. for 10 minutes, the PC plate is taken out, and the iron is further washed with ethanol to impart a methacryloyl group. Stainless steel, aluminum, chemically strengthened glass, ultra-thin glass, and ceramic (hereinafter referred to as iron-503, stainless-503, aluminum-503, chemically strengthened glass-503, ultra-thin glass-503, and ceramic-503, respectively. ) Was produced.
(アミノ基付与)
表2に記載の鉄、ステンレス、アルミニウム、化学強化専用ガラス、超薄膜ガラス、セラミックのそれぞれをプラズマ処理し、直ちに3-アミノプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン株式会社製 KBM-903;シランカップリング剤)0.5gを工業用エタノール100gに溶解せしめてなる70℃のシランカップリング剤溶液中に10分間浸漬した後、該PC板を取り出し、更にエタノールで洗浄し、アミノ基を付与した鉄、ステンレス、アルミニウム、化学強化専用ガラス、超薄膜ガラス、及びセラミック(以下、それぞれ、鉄-903、ステンレス-903、アルミニウム-903、化学強化専用ガラス-903、超薄膜ガラス-903、及びセラミック-903という)を作製した。
(Amino group addition)
Each of the iron, stainless steel, aluminum, chemically strengthened glass, ultra-thin glass, and ceramic shown in Table 2 was plasma-treated and immediately treated with 3-aminopropyltrimethoxysilane (KBM-903 manufactured by Shinetsu Silicone Co., Ltd .; silane coupling agent). ) After immersing 0.5 g in 100 g of industrial ethanol and immersing it in a silane coupling agent solution at 70 ° C. for 10 minutes, the PC plate is taken out, further washed with ethanol, and iron and stainless steel to which an amino group is added. , Aluminum, chemically strengthened glass, ultra-thin glass, and ceramic (hereinafter referred to as iron-903, stainless-903, aluminum-903, chemically strengthened glass-903, ultra-thin glass-903, and ceramic-903, respectively). Was produced.
〔金属、ガラス、セラミックの官能基延長処理〕
(メルカプト基を有する化合物による処理)
鉄-903、ステンレス-903、アルミニウム-903、化学強化専用ガラス-903、超薄膜ガラス-903、セラミック-903を、2官能チオール化合物である1,4ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン(昭和電工株式会社製 カレンズMT(登録商標)BD1):0.6g、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(DMP-30):0.05gをトルエン150g中に溶解した溶液に70℃で10分間浸漬した後に引き揚げて、更にトルエンで洗浄し乾燥した。このようにして、官能基付与処理面の官能基構造を3次元方向に延長した鉄-503BD1、ステンレス-503BD1、アルミニウム-503BD1、化学強化専用ガラス-503BD1、超薄膜ガラス-503BD1、セラミック-903BD1を作製した。
[Functional group extension treatment for metal, glass and ceramic]
(Treatment with a compound having a mercapto group)
Iron-903, stainless steel-903, aluminum-903, chemically strengthened glass-903, ultra-thin glass-903, ceramic-903, and 1,4 bis (3-mercaptobutylyloxy) butane, which is a bifunctional thiol compound (3-mercaptobutylyloxy) butane ( Showa Denko Corporation Karenz MT (registered trademark) BD1): 0.6 g, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol (DMP-30): 0.05 g in a solution of 0.05 g in toluene 70 After soaking at ° C. for 10 minutes, the mixture was withdrawn, washed with toluene and dried. In this way, iron-503BD1, stainless steel-503BD1, aluminum-503BD1, chemically strengthened glass-503BD1, ultra-thin film glass-503BD1, and ceramic-903BD1 having the functional group structure of the functional group-imparted surface extended in the three-dimensional direction are formed. Made.
(2-イソシアネトエチルメタクリレートによる処理)
鉄-503、ステンレス-503、アルミニウム-503、化学強化専用ガラス-503、超薄膜ガラス-503、セラミック-503を、2-イソシアネトエチルメタクリレート(昭和電工株式会社製 カレンズMOI(登録商標)):1.2g、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(DMP-30):0.05gをトルエン150g中に溶解した溶液に70℃で5分間浸漬した後に引き揚げ、トルエンで洗浄し乾燥した。このようにして、官能基付与処理面の官能基構造を3次元方向に延長した鉄-503MOI、ステンレス-503MOI、アルミニウム-503MOI、化学強化専用ガラス-503MOI、超薄膜ガラス-503MOI、セラミック-503MOIを作製した。
(Treatment with 2-isocyanate ethyl methacrylate)
Iron-503, Stainless Steel-503, Aluminum-503, Chemically Reinforced Glass-503, Ultra Thin Glass-503, Ceramic-503, 2-Isocyanetethyl Methacrylate (Showa Denko Corporation Karenz MOI (registered trademark)): 1.2 g, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol (DMP-30): 0.05 g is immersed in a solution dissolved in 150 g of toluene at 70 ° C. for 5 minutes, then withdrawn, washed with toluene and dried. did. In this way, iron-503MOI, stainless steel-503MOI, aluminum-503MOI, chemically strengthened glass-503MOI, ultra-thin film glass-503MOI, and ceramic-503MOI, in which the functional group structure of the functional group-imparted surface is extended in the three-dimensional direction, are formed. Made.
〔樹脂の官能基付与処理〕
(エポキシ基付与)
表3、表4に記載のPP、PA6、PA66、m-PPE、PPS、PEI、PC、PBT、C-SMC、アクリル樹脂フィルムのそれぞれをUVオゾン処理し、直ちに3-グリシドキシトリメトキシシラン(信越シリコーン株式会社製 KBM-403;シランカップリング剤)0.5gを工業用エタノール100gに溶解せしめてなる70℃のシランカップリング剤溶液中に10分間浸漬した後、取り出し、更にエタノールで洗浄し、エポキシ基を付与したPP、PA6、PA66、m-PPE、PPS、PEI、PC、PBT、C-SMC及びアクリル樹脂フィルム(以下、それぞれ、PP-403、PA6-403、PA66-403、m-PPE-403、PPS-403、PEI-403、PC-403、PBT-403、C-SMC-403及びアクリル樹脂フィルム-403という)を作製した。
[Resin functional group imparting treatment]
(Epoxy group added)
Each of the PP, PA6, PA66, m-PPE, PPS, PEI, PC, PBT, C-SMC, and acrylic resin films shown in Tables 3 and 4 was treated with UV ozone and immediately treated with 3-glycidoxytrimethoxysilane (3-glycidoxytrimethoxysilane). KBM-403 manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd .; silane coupling agent) 0.5 g is dissolved in 100 g of industrial ethanol, soaked in a silane coupling agent solution at 70 ° C for 10 minutes, taken out, and further washed with ethanol. , PP, PA6, PA66, m-PPE, PPS, PEI, PC, PBT, C-SMC and acrylic resin film with epoxy group (hereinafter, PP-403, PA6-403, PA66-403, m-, respectively). PPE-403, PPS-403, PEI-403, PC-403, PBT-403, C-SMC-403 and acrylic resin film-403) were produced.
(メタクリロイル基付与)
表3、表4に記載のPP、PA6、PA66、m-PPE、PPS、PEI、PC、PBT、C-SMC、アクリル樹脂フィルムのそれぞれをUVオゾン処理し、直ちに3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン株式会社製 KBM-503;シランカップリング剤)0.5gを工業用エタノール100gに溶解せしめてなる70℃のシランカップリング剤溶液中に10分間浸漬した後、取り出し、更にエタノールで洗浄し、メタクリロイル基を付与したPP、PA6、PA66、m-PPE、PPS、PEI、PC、PBT、C-SMC及びアクリル樹脂フィルム(以下、それぞれ、PP‐503、PA6-503、PA66-503、m-PPE-503、PPS-503、PEI-503、PC-503、PBT-503、C-SMC-503及びアクリル樹脂フィルム-503という)を作製した。
(Addition of methacryloyl group)
Each of the PP, PA6, PA66, m-PPE, PPS, PEI, PC, PBT, C-SMC, and acrylic resin film shown in Tables 3 and 4 was treated with UV ozone and immediately treated with 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane. (KBM-503 manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd .; silane coupling agent) 0.5 g is dissolved in 100 g of industrial ethanol, soaked in a silane coupling agent solution at 70 ° C. for 10 minutes, taken out, and further washed with ethanol. PP, PA6, PA66, m-PPE, PPS, PEI, PC, PBT, C-SMC and acrylic resin film (hereinafter, PP-503, PA6-503, PA66-503, m, respectively) to which a methacryloyl group is added. -PPE-503, PPS-503, PEI-503, PC-503, PBT-503, C-SMC-503 and acrylic resin film-503) were produced.
(アミノ基付与)
表3、表4に記載のPP、PA6、PA66、m-PPE、PPS、PEI、PC、PBT、C-SMC、アクリル樹脂フィルムのそれぞれをUVオゾン処理し、直ちに3-アミノプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン株式会社製 KBM-903;シランカップリング剤)0.5gを工業用エタノール100gに溶解せしめてなる70℃のシランカップリング剤溶液中に10分間浸漬した後、取り出し、更にエタノールで洗浄し、アミノ基を付与したPP、PA6、PA66、m-PPE、PPS、PEI、PC、PBT、C-SMC及びアクリル樹脂フィルム(以下、それぞれ、PP‐903、PA6‐903、PA66-903、m-PPE-903、PPS-903、PEI-903、PC-903、PBT-903、C-SMC-903、及びアクリル樹脂フィルム-903という)を作製した。
(Amino group addition)
Each of the PP, PA6, PA66, m-PPE, PPS, PEI, PC, PBT, C-SMC, and acrylic resin film shown in Tables 3 and 4 was treated with UV ozone and immediately treated with 3-aminopropyltrimethoxysilane (3-aminopropyltrimethoxysilane). KBM-903 manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd .; silane coupling agent) 0.5 g is dissolved in 100 g of industrial ethanol, soaked in a silane coupling agent solution at 70 ° C. for 10 minutes, taken out, and further washed with ethanol. , PP, PA6, PA66, m-PPE, PPS, PEI, PC, PBT, C-SMC and acrylic resin film with amino groups (hereinafter, PP-903, PA6-903, PA66-903, m-, respectively). PPE-903, PPS-903, PEI-903, PC-903, PBT-903, C-SMC-903, and acrylic resin film-903) were produced.
〔樹脂の官能基延長処理〕
(メルカプト基を有する化合物による処理)
PP-903、PA6-903、PA66-903、m-PPE-903、PPS-903、PEI-903、PC-903、PBT-903、C-SMC-903、アクリル樹脂フィルム-903を、2官能チオール化合物である1,4ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン(昭和電工株式会社製 カレンズMT(登録商標) BD1):0.6g、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(DMP-30):0.05gをトルエン150g中に溶解した溶液に70℃で10分間浸漬した後に引き揚げて、更にトルエンで洗浄し乾燥した。このようにして、官能基付与処理面の官能基構造を3次元方向に延長したPP-903BD1、PA6-903BD1、PA66-903BD1、m-PPE-903BD1、PPS-903BD1、PEI-903BD1、PC-903BD1、PBT-903BD1、C-SMC-903BD1、及びアクリル樹脂フィルム-903BD1を作製した。
[Resin functional group extension treatment]
(Treatment with a compound having a mercapto group)
PP-903, PA6-903, PA66-903, m-PPE-903, PPS-903, PEI-903, PC-903, PBT-903, C-SMC-903, acrylic resin film-903, bifunctional thiol. Compound 1,4 bis (3-mercaptobutylyloxy) butane (Showa Denko KK Karens MT (registered trademark) BD1): 0.6 g, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol (DMP) -30): After immersing 0.05 g in a solution of 0.05 g in 150 g of toluene at 70 ° C. for 10 minutes, the mixture was withdrawn, washed with toluene and dried. In this way, PP-903BD1, PA6-903BD1, PA66-903BD1, m-PPE-903BD1, PPS-903BD1, PEI-903BD1, PC-903BD1 in which the functional group structure of the functional group-imparting surface is extended in the three-dimensional direction. , PBT-903BD1, C-SMC-903BD1, and acrylic resin film-903BD1 were prepared.
(2-イソシアネトエチルメタクリレートによる処理)
PP-503、PA6-503、PA66-503、m-PPE-503、PPS-503、PEI-503、PC-503、PBT-503、C-SMC-503、及びアクリル樹脂フィルム-503を、2-イソシアネトエチルメタクリレート(昭和電工株式会社製 カレンズMOI(登録商標)):1.2g、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(DMP-30):0.05gをトルエン150g中に溶解した溶液に70℃で5分間浸漬した後に引き揚げ、トルエンで洗浄し乾燥した。このようにして、官能基付与処理面の官能基構造を3次元方向に延長したPP-503MOI、PA6-503MOI、PA66-503MOI、m-PPE-503MOI、PPS-503MOI、PEI-503MOI、PC-503MOI、PBT-503MOI、C-SMC-503MOI、及びアクリル樹脂フィルム-503MOIを作製した。
(Treatment with 2-isocyanate ethyl methacrylate)
PP-503, PA6-503, PA66-503, m-PPE-503, PPS-503, PEI-503, PC-503, PBT-503, C-SMC-503, and acrylic resin film-503, 2- Isosianet ethyl methacrylate (Showa Denko KK Karens MOI (registered trademark)): 1.2 g, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol (DMP-30): 0.05 g dissolved in 150 g of toluene After soaking in the above solution at 70 ° C. for 5 minutes, it was withdrawn, washed with toluene and dried. In this way, PP-503MOI, PA6-503MOI, PA66-503MOI, m-PPE-503MOI, PPS-503MOI, PEI-503MOI, PC-503MOI, in which the functional group structure of the functional group-imparting surface is extended in the three-dimensional direction. , PBT-503MOI, C-SMC-503MOI, and acrylic resin film-503MOI were prepared.
〔ゴム-ゴム接合〕
<実施例1-1~実施例1-5>
表5に示す超透明シリコンゴム同士を重なり部分が1cm×1cmとなるように重ね合わせダブルクリップで挟んで、150℃乾燥炉に5分間放置後乾燥炉から取り出し室温まで冷却しダブルクリップを外して超透明シリコンゴム同士の接合物を得た。次にその接合物の引張試験を引張り速度:5mm/min、測定温度:23℃で行い、その結果を表5(組み合わせ1)に示した。
また、官能基処理後、処理に使用した溶剤で洗浄しないものについても同様の方法で接合して引張強度を測定し、その結果を表5(組み合わせ2)に示した。
<比較例1-1>
官能基付与処理を行ってない超透明シリコンゴム同士を実施例1-1~実施例1-5と同様に接合を試みたが接合できなかった。
<比較例1-2>
実施例1-5で使用した超透明シリコンゴム‐503BD1(洗浄)と官能基処理を行ってない超透明シリコンゴムの組み合わせ、超透明シリコンゴム‐503BD1(未洗浄)と官能基処理を行ってない超透明シリコンゴムの組み合わせ、の2種も同様に接合を試みたが2つとも接合できなかった。
[Rubber-rubber joint]
<Example 1-1 to Example 1-5>
The ultra-transparent silicone rubbers shown in Table 5 are overlapped with each other so that the overlapping part is 1 cm x 1 cm, sandwiched between double clips, left in a 150 ° C drying oven for 5 minutes, removed from the drying oven, cooled to room temperature, and the double clip is removed. A joint between ultratransparent silicone rubbers was obtained. Next, a tensile test of the joint was performed at a tensile speed of 5 mm / min and a measurement temperature of 23 ° C., and the results are shown in Table 5 (Combination 1).
Further, after the functional group treatment, those not washed with the solvent used for the treatment were joined by the same method and the tensile strength was measured, and the results are shown in Table 5 (Combination 2).
<Comparative Example 1-1>
Attempts were made to join the ultratransparent silicone rubbers that had not been subjected to the functional group imparting treatment in the same manner as in Examples 1-1 to 1-5, but they could not be joined.
<Comparative Example 1-2>
The combination of the ultratransparent silicone rubber-503BD1 (washed) used in Example 1-5 and the ultratransparent silicone rubber not treated with the functional group, and the ultratransparent silicone rubber-503BD1 (unwashed) not treated with the functional group. I tried to join two types of ultra-transparent silicone rubber combinations in the same way, but neither of them could be joined.
<実施例2-1~実施例2-5>
表6に示すシリコンゴム同士を重なり部分が1cm×1cmとなるように重ね合わせダブルクリップで挟んで、150℃乾燥炉に5分間放置後乾燥炉から取り出し室温まで冷却しダブルクリップを外してシリコンゴム同士の接合物を得た。次にその接合物の引張試験を引張り速度:5mm/minで行いその結果を表6に示した。
<比較例2>
官能基付与処理を行ってないシリコンゴム同士を実施例2-1~実施例2-5と同様に接合を試みたが接合できなかった。
<Examples 2-1 to 2-5>
Silicone rubbers shown in Table 6 are overlapped with each other so that the overlapping part is 1 cm x 1 cm, sandwiched between double clips, left in a 150 ° C drying oven for 5 minutes, removed from the drying oven, cooled to room temperature, and the double clips are removed. I got a joint between them. Next, a tensile test of the joint was performed at a tensile speed of 5 mm / min, and the results are shown in Table 6.
<Comparative Example 2>
Silicone rubbers that had not been subjected to the functional group imparting treatment were attempted to be bonded in the same manner as in Examples 2-1 to 2-5, but could not be bonded.
<実施例3-1~実施例3-5>
表7に示すフッ素ゴム同士を重なり部分が1cm×1cmとなるように重ね合わせダブルクリップで挟んで、150℃乾燥炉に5分間放置後乾燥炉から取り出し室温まで冷却しダブルクリップを外してフッ素ゴム同士の接合物を得た。次にその接合物の引張試験を引張り速度:5mm/minで行いその結果を表7に示した。
<比較例3>
官能基付与処理を行ってないフッ素ゴム同士を実施例3と同様に接合を行い、引張試験を行い、結果を表7に示した。
<Examples 3-1 to 3-5>
Fluororubber shown in Table 7 is overlapped with each other so that the overlapping part is 1 cm x 1 cm, sandwiched between double clips, left in a drying oven at 150 ° C for 5 minutes, removed from the drying oven, cooled to room temperature, and the double clip is removed to remove the fluororubber. We obtained a joint between them. Next, a tensile test of the joint was performed at a tensile speed of 5 mm / min, and the results are shown in Table 7.
<Comparative Example 3>
Fluororubbers that had not been subjected to the functional group imparting treatment were joined to each other in the same manner as in Example 3, a tensile test was performed, and the results are shown in Table 7.
<実施例4-1~実施例4-5>
表8に示すシリコンゴムとフッ素ゴムを重なり部分が1cm×1cmとなるように重ね合わせダブルクリップで挟んで、150℃乾燥炉に5分間放置後乾燥炉から取り出し室温まで冷却しダブルクリップを外してシリコンゴムとフッ素ゴムの接合物を得た。次にその接合物の引張試験を引張り速度:5mm/minで行いその結果を表8に示した(条件1)。
また、シランカップリング剤を使用した官能基付与処理条件が、20℃で24時間とする以外は全て同じ条件で接合物を得て引張試験を行い表8に結果を示した(条件2)。
<比較例4>
官能基付与処理を行ってないシリコンゴムとフッ素ゴム同士を実施例4-1~実施例4-5と同様に接合を試みたが接合できなかった。
<Examples 4-1 to 4-5>
The silicon rubber and fluorine rubber shown in Table 8 are overlapped so that the overlapping part is 1 cm x 1 cm, sandwiched between double clips, left in a 150 ° C drying furnace for 5 minutes, removed from the drying furnace, cooled to room temperature, and the double clip is removed. A composite of silicon rubber and fluorine rubber was obtained. Next, a tensile test of the joint was performed at a tensile speed of 5 mm / min, and the results are shown in Table 8 (Condition 1).
Further, a tensile test was performed by obtaining a bonded product under the same conditions except that the functional group imparting treatment condition using the silane coupling agent was 20 ° C. for 24 hours, and the results are shown in Table 8 (Condition 2).
<Comparative Example 4>
Attempts were made to join the silicone rubber and the fluororubber that had not been subjected to the functional group imparting treatment in the same manner as in Examples 4-1 to 4-5, but they could not be joined.
〔ゴム-金属接合〕
<実施例5-1~実施例5-5>
表9に示すゴムと金属を重なり部分が1cm×1cmとなるように重ね合わせダブルクリップで挟んで、150℃乾燥炉に5分間放置後乾燥炉から取り出し室温まで冷却しダブルクリップを外してゴムと金属の接合物を得た。次にその接合物の引張試験を引張り速度:5mm/minで行いその結果を表9に示した。
<比較例5>
官能基付与処理を行ってないゴムと金属を実施例5-1~実施例5-5と同様に接合を試みたが接合できなかった。
[Rubber-metal joint]
<Examples 5-1 to 5-5>
Put the rubber and metal shown in Table 9 on top of each other so that the overlapping part is 1 cm x 1 cm, sandwich them with double clips, leave them in a drying oven at 150 ° C for 5 minutes, remove them from the drying oven, cool them to room temperature, remove the double clips, and remove the rubber. A metal joint was obtained. Next, a tensile test of the joint was performed at a tensile speed of 5 mm / min, and the results are shown in Table 9.
<Comparative Example 5>
Attempts were made to join the rubber and metal that had not been subjected to the functional group imparting treatment in the same manner as in Examples 5-1 to 5-5, but they could not be joined.
〔ゴム-ガラス接合、ゴム-セラミック接合〕
<実施例6-1~実施例6-5>
表10に示すゴムとガラスまたはセラミックを重なり部分が1cm×1cmとなるように重ね合わせダブルクリップで挟んで、150℃乾燥炉に5分間放置後乾燥炉から取り出し室温まで冷却しダブルクリップを外してゴムとガラス、ゴムとセラミックの接合物を得た。次にその接合物の引張試験を引張り速度:5mm/minで行いその結果を表10に示した。
<比較例6>
官能基付与処理を行ってないゴムとガラス、ゴムとセラミックを実施例6-1~実施例6-5と同様に接合を試みたが接合できなかった。
[Rubber-glass joint, rubber-ceramic joint]
<Examples 6-1 to 6-5>
Put the rubber and glass or ceramic shown in Table 10 on top of each other so that the overlapping part is 1 cm x 1 cm, sandwich them with double clips, leave them in a drying oven at 150 ° C for 5 minutes, remove them from the drying oven, cool them to room temperature, and remove the double clips. Bonds of rubber and glass and rubber and ceramic were obtained. Next, a tensile test of the joint was performed at a tensile speed of 5 mm / min, and the results are shown in Table 10.
<Comparative Example 6>
Attempts were made to join rubber and glass, and rubber and ceramic, which had not been subjected to the functional group imparting treatment, in the same manner as in Examples 6-1 to 6-5, but they could not be joined.
〔ゴム-樹脂接合〕
<実施例7-1~実施例7-5>
表11に示すゴムと樹脂を重なり部分が1cm×1cmとなるように重ね合わせダブルクリップで挟んで、150℃乾燥炉に5分間放置後乾燥炉から取り出し室温まで冷却しダブルクリップを外してゴムと樹脂の接合物を得た。次にその接合物の引張試験を引張り速度:5mm/minで行いその結果を表11に示した。
<比較例7>
官能基付与処理を行ってないゴムと樹脂を実施例7-1~実施例7-5と同様に接合を試みたが接合できなかった。
[Rubber-resin joint]
<Examples 7-1 to 7-5>
The rubber and resin shown in Table 11 are overlapped so that the overlapping part is 1 cm x 1 cm, sandwiched between double clips, left in a drying oven at 150 ° C for 5 minutes, removed from the drying oven, cooled to room temperature, and the double clip is removed to remove the rubber. A resin joint was obtained. Next, a tensile test of the joint was performed at a tensile speed of 5 mm / min, and the results are shown in Table 11.
<Comparative Example 7>
Attempts were made to join the rubber and the resin that had not been subjected to the functional group imparting treatment in the same manner as in Examples 7-1 to 7-5, but they could not be joined.
<実施例8-1~実施例8-2>
シリコンゴム-903とフッ素ゴム-403の全面を合わせガラス板で挟んだものを150℃で10分間保ち常温に戻してシリコンゴム-フッ素ゴム接合ゴムを作製した。
次にシリコンゴム-フッ素ゴム接合ゴムのシリコンゴム面とC-SMC-403を重なり部分が1cm×1cmとなるように重ね合わせダブルクリップで挟んで、150℃乾燥炉に5分間放置後乾燥炉から取り出し室温まで冷却しダブルクリップを外してゴムとC-SMC接合物-1を得た。
またシリコンゴム-フッ素ゴム接合ゴムのフッ素ゴム面とC-SMC-903を重なり部分が1cm×1cmとなるように重ね合わせダブルクリップで挟んで、150℃乾燥炉に5分間放置後乾燥炉から取り出し室温まで冷却しダブルクリップを外してゴムとC-SMCの接合物-2を得た。
次にその接合物の引張試験を引張り速度:5mm/minで行いその結果を表12に示した。
<比較例8-1~比較例8-2>
シリコンゴム‐フッ素ゴム接合ゴムのシリコンゴム面、フッ素ゴム面とC-SMCを重なり部分が1cm×1cmとなるように重ね合わせ実施例8-1~実施例8-2と同様に接合を試みたが接合できなかった。
<Example 8-1 to Example 8-2>
Silicone rubber-903 and fluorine rubber-403 were put together and sandwiched between glass plates and kept at 150 ° C. for 10 minutes and returned to room temperature to prepare a silicon rubber-fluorine rubber bonded rubber.
Next, the silicon rubber surface of the silicon rubber-fluorine rubber bonded rubber and C-SMC-403 are overlapped so that the overlapping part is 1 cm x 1 cm, sandwiched between double clips, left in a 150 ° C. drying furnace for 5 minutes, and then removed from the drying furnace. It was taken out and cooled to room temperature, and the double clip was removed to obtain rubber and C-SMC junction-1.
In addition, the fluororubber surface of the silicone rubber-fluororubber bonded rubber and C-SMC-903 are overlapped so that the overlapping portion is 1 cm x 1 cm, sandwiched between double clips, left in a 150 ° C. drying furnace for 5 minutes, and then removed from the drying furnace. After cooling to room temperature, the double clip was removed to obtain a rubber-C-SMC junction-2.
Next, a tensile test of the joint was performed at a tensile speed of 5 mm / min, and the results are shown in Table 12.
<Comparative Example 8-1 to Comparative Example 8-2>
Silicon rubber-fluorine rubber bonding The silicon rubber surface of the rubber, the fluorine rubber surface and the C-SMC were overlapped so that the overlapping portion was 1 cm × 1 cm, and an attempt was made to join in the same manner as in Examples 8-1 to 8-2. Could not be joined.
〔ゴム-アクリル樹脂フィルム接合、ゴム-超薄膜ガラス接合〕
<実施例9>
フッ素ゴム-903とアクリル樹脂フィルム-403を重ねて150℃熱ロールプレス機を通したところフッ素ゴムにアクリル樹脂フィルムを貼り合わせることができた。
シリコンゴム-903と超薄膜ガラス-403を重ねて150℃熱ロールプレス機を通したところシリコンゴムに超薄膜ガラスを貼り合わせることができた。
<比較例9>
フッ素ゴム-903とアクリル樹脂フィルムを重ねて150℃熱ロールプレス機を通したが、フッ素ゴムにアクリル樹脂フィルムを貼り合わせることはできなかった。
シリコンゴムと超薄膜ガラス-403を重ねて150℃熱ロールプレス機を通したが、シリコンゴムに超薄膜ガラスを貼り合わせることができた。
[Rubber-acrylic resin film bonding, rubber-ultra-thin glass bonding]
<Example 9>
When the fluororubber-903 and the acrylic resin film-403 were overlapped and passed through a 150 ° C. hot roll press machine, the acrylic resin film could be bonded to the fluororubber.
When silicon rubber-903 and ultra-thin film glass-403 were stacked and passed through a 150 ° C. hot roll press machine, the ultra-thin film glass could be bonded to the silicon rubber.
<Comparative Example 9>
The fluororubber-903 and the acrylic resin film were overlapped and passed through a 150 ° C. hot roll press machine, but the acrylic resin film could not be bonded to the fluororubber.
Silicone rubber and ultra-thin glass-403 were stacked and passed through a 150 ° C hot roll press machine, and the ultra-thin glass could be bonded to the silicon rubber.
本発明に係る接合体は、例えば、電気部品、電子部品、食品機械部品、設備部品、医療・生体、医療機器部品、パッキン、ガスケット、Oリング、シーリング部品、チューブ、ホースなど、配管部品、ゴム栓、キャップ、ゴム紐、ゴムリング、ゴムシート、スポンジシート、マット、研究機器部品、キャスター部品、車輪、ダクト、額縁パッキン等に用いられるが、特にこれら例示の用途に限定されるものではない。 The joint according to the present invention includes, for example, electrical parts, electronic parts, food machinery parts, equipment parts, medical / biological parts, medical equipment parts, packings, gaskets, O-rings, sealing parts, tubes, hoses, and other piping parts and rubber. It is used for stoppers, caps, rubber cords, rubber rings, rubber sheets, sponge sheets, mats, research equipment parts, caster parts, wheels, ducts, frame packings, etc., but is not particularly limited to these exemplary applications.
Claims (23)
金属、ガラス、セラミック、樹脂及びゴムからなる群から選択される少なくとも1種の被着材の表面に、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、及びアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を有する、官能基付き被着材面Bを、直接接合してなり、
前記官能基付きゴム面A及び前記官能基付き被着材面Bの少なくとも一方に、二次元の単分子構造と三次元の多分子構造が混在してなる、接合体。 A rubber surface with a functional group having one or more functional groups selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group, and an alkenyl group on the surface of the rubber. When,
On the surface of at least one adherend selected from the group consisting of metal, glass, ceramic, resin and rubber, an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group, and an alkenyl. The adherend surface B with a functional group having one or more functional groups selected from the group consisting of groups is directly bonded.
A bonded body in which a two-dimensional monomolecular structure and a three-dimensional multimolecular structure are mixed on at least one of the functional group-attached rubber surface A and the functional group-attached adherend surface B.
(1)アミノ基とエポキシ基の組み合わせ
(2)メルカプト基とエポキシ基の組み合わせ
(3)イソシアナト基とアミノ基の組み合わせ
(4)メルカプト基と(メタ)アクリロイル基の組み合わせ
(5)メルカプト基とアミノ基の組み合わせ
(6)メルカプト基とアルケニル基の組み合わせ
(7)アミノ基と(メタ)アクリロイル基の組み合わせ
(8)(メタ)アクリロイル基同士の組み合わせ
(9)アミノ基同士の組み合わせ The bonding according to claim 1, wherein the combination of the functional group of the rubber surface A with the functional group and the functional group of the adherend surface B with the functional group is at least one of the following (1) to (9). body.
(1) Combination of amino group and epoxy group (2) Combination of mercapto group and epoxy group (3) Combination of isocyanato group and amino group (4) Combination of mercapto group and (meth) acryloyl group (5) Combination of mercapto group and amino Group combination (6) Combination of mercapto group and alkenyl group (7) Combination of amino group and (meth) acryloyl group (8) Combination of (meth) acryloyl group (9) Combination of amino group
金属、ガラス、セラミック、樹脂及びゴムからなる群から選択される少なくとも1種の被着材の表面に、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアナト基、及びアルケニル基からなる群より選ばれる1種以上の官能基を有する、官能基付き被着材面Bを、圧着して接合する、ゴムと被着材の接合方法であって、前記官能基付きゴム面A及び官能基付き被着材面Bの少なくとも一方が、二次元の単分子構造と三次元の多分子構造が混在してなる、ゴムと被着材の接合方法。 A rubber surface with a functional group having one or more functional groups selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group, and an alkenyl group on the surface of the rubber. When,
On the surface of at least one adherend selected from the group consisting of metal, glass, ceramic, resin and rubber, an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a styryl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanato group, and an alkenyl. A method for joining rubber and an adherend, wherein the adherend surface B with a functional group having one or more functional groups selected from the group consisting of groups is pressure-bonded, and the rubber surface with a functional group is bonded. A method for joining rubber and an adherend, wherein at least one of A and an adherend surface B with a functional group has a mixture of a two-dimensional monomolecular structure and a three-dimensional multimolecular structure.
(1)アミノ基とエポキシ基の組み合わせ
(2)メルカプト基とエポキシ基の組み合わせ
(3)イソシアナト基とアミノ基の組み合わせ
(4)メルカプト基と(メタ)アクリロイル基の組み合わせ
(5)メルカプト基とアミノ基の組み合わせ
(6)メルカプト基とアルケニル基の組み合わせ
(7)アミノ基と(メタ)アクリロイル基の組み合わせ
(8)(メタ)アクリロイル基同士の組み合わせ
(9)アミノ基同士の組み合わせ The rubber according to claim 7, wherein the combination of the functional group of the rubber surface A with the functional group and the functional group of the adherend surface B with the functional group is at least one of the following (1) to (9). And how to join the adherend.
(1) Combination of amino group and epoxy group (2) Combination of mercapto group and epoxy group (3) Combination of isocyanato group and amino group (4) Combination of mercapto group and (meth) acryloyl group (5) Combination of mercapto group and amino Group combination (6) Combination of mercapto group and alkenyl group (7) Combination of amino group and (meth) acryloyl group (8) Combination of (meth) acryloyl group (9) Combination of amino group
(i)アルコキシシラン化合物
(ii)アミノ基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、メルカプト基を有する化合物、及びイソシアナト基を有する化合物からなる群より選ばれる1種の化合物
(iii)ラジカル重合性基を有する化合物 The rubber and the adherend according to claim 7 or 8, wherein the rubber is reacted with a compound corresponding to at least one of the following (i) to (iii) to form the rubber surface A with a functional group. Joining method.
(I) An alkoxysilane compound (ii) One compound selected from the group consisting of a compound having an amino group, a compound having an epoxy group, a compound having a mercapto group, and a compound having an isocyanato group (iii) a radically polymerizable group. Compounds with
(i)アルコキシシラン化合物
(ii)アミノ基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、メルカプト基を有する化合物、及びイソシアナト基を有する化合物からなる群より選ばれる1種の化合物
(iii)ラジカル重合性基を有する化合物 The functional group is obtained by reacting at least one adherend selected from the group consisting of metal, glass, ceramic, resin and rubber with a compound corresponding to at least one of the following (i) to (iii). The method for joining rubber and an adherend according to claim 7 or 8, wherein the adherend surface B is formed.
(I) An alkoxysilane compound (ii) One compound selected from the group consisting of a compound having an amino group, a compound having an epoxy group, a compound having a mercapto group, and a compound having an isocyanato group (iii) a radically polymerizable group. Compounds with
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