專利名稱：含有甲醛系聚合物的樹脂材料的粘接方法以及結(jié)構(gòu)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為了使含有甲醛系聚合物的樹脂材料之間粘接而使用具有特定的熔點和熔融峰型的甲醛系聚合物的樹脂材料的粘接方法、以及通過該粘接方法而得到的結(jié)構(gòu)體。

背景技術(shù)：
近年來，對于全球范圍內(nèi)的環(huán)境問題，為了防止產(chǎn)業(yè)廢棄物污染環(huán)境，焚燒處理時必要的熱量和CO2產(chǎn)生量的減小引起了人們的關(guān)注。其結(jié)果，對材料的回收、循環(huán)越來越關(guān)心。
甲醛系聚合物為脂肪族醚型、或者以脂肪族醚為主要成分的聚合物，主要由作為不依賴于石油的原料的甲醇所衍生，被公認為環(huán)境負荷低的材料。剛性等的機械特性高，作為工程塑料，是現(xiàn)在廣泛使用的良好的材料。
作為將含甲醛系聚合物的樹脂材料之間粘接的方法，由于其表面化學活性差，因此公知的有進行超聲波熔接的方法；預先將甲醛聚合物表面粗糙化、或者利用電子射線或等離子體處理來進行改良后，再使用氰基丙烯酸酯系粘接劑、環(huán)氧系粘接劑的方法。前者的工序和設(shè)備復雜，而且可適用的對象也限于部分注塑成型體。另外，后者不僅得不到充分的粘接效果，而且在再循環(huán)性方面，甲醛系聚合物存在因使用別的成分而不優(yōu)選的問題。因此，期望用同一種甲醛系聚合物材料將含甲醛系聚合物的樹脂材料之間粘接的技術(shù)。
在甲醛系聚合物之間的粘接中，提出了適用的有同系的非晶性共聚物(參照專利文獻1)、低熔點的共聚物(參照專利文獻2)。關(guān)于前者，其粘接強度不充分，而且非晶性共聚物的熔點低，粘接后的耐熱性差，實用性不充分。另外，后者與前者相比，粘接強度得以大幅度改善，粘接成分的耐熱性提高了，但是粘接后，在與以往的甲醛系聚合物相同的環(huán)境下使用時，耐熱性還比較差。
另外，甲醛系聚合物為結(jié)晶性高的樹脂，存在以下問題在粘接含有甲醛系聚合物的注塑成型品、擠出成型品、或延伸材料時，為了粘接而經(jīng)過在高溫或長時間下的熱過程，熱收縮比預想的大，而且變得不能無視材料側(cè)的熔融、因此不能制備準確地維持形狀的結(jié)構(gòu)體。
本發(fā)明人已經(jīng)開發(fā)了共聚用單體的含量大的甲醛共聚物。其熔點比以往的甲醛聚合物適當?shù)氐?，但是絲毫沒有言及作為粘接劑的有效性(參照專利文獻3)。
專利文獻1特開平1-132638號公報 專利文獻2特開平8-60125號公報 專利文獻3國際公開WO2002-077049號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高含甲醛系聚合物的樹脂材料之間的粘接性、抑制結(jié)構(gòu)體的熱收縮或熱變形的樹脂材料的粘接方法、以及通過該粘接方法得到的結(jié)構(gòu)體。
本發(fā)明的發(fā)明人為了解決上述問題進行了深入的研究，結(jié)果本發(fā)明人想出了本發(fā)明在延伸材料之間的粘接之際，相對于一方的樹脂材料中所含的甲醛系聚合物的熔點，使用含有具有特定的熔點差、且由DSC測定的熔融峰滿足所規(guī)定的關(guān)系的甲醛系聚合物的樹脂材料，(1)作為另一方的樹脂材料，或者(2)作為粘接層，并進行加熱處理。于是，由此發(fā)現(xiàn)不存在熱收縮或熱變形的問題，而且能夠提高材料間的粘接性。
即，本發(fā)明涉及一種樹脂材料的粘接方法，該方法為將含甲醛系聚合物A的樹脂材料X與樹脂材料Y粘接的樹脂材料的粘接方法，其中，該方法包括將滿足下述條件(1)和(2)的甲醛系聚合物組合物B作為所述樹脂材料Y，或者將所述樹脂材料X或其它種類的樹脂材料作為所述樹脂材料Y且使所述甲醛系聚合物組合物B介于該樹脂材料Y和樹脂材料X之間，并實施加熱處理。
(1)所述甲醛系聚合物組合物B的熔點比所述甲醛系聚合物A的熔點低，且它們的熔點差小于5℃。
(2)由用DSC測定的表示甲醛系聚合物組合物B的熔融狀態(tài)的峰求得的峰面積的50％以上，存在于比甲醛系聚合物A的峰溫度低5℃以上的溫度區(qū)域內(nèi)。
另外，本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)體，其中，該結(jié)構(gòu)體是通過使用上述粘接方法而得到的。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能提高含甲醛系聚合物的樹脂材料之間的粘接性、且能抑制結(jié)構(gòu)的熱收縮和熱變形的樹脂材料的粘接方法；以及由該粘接方法得到的結(jié)構(gòu)體。

具體實施例方式 [樹脂材料的粘接方法] 本發(fā)明的樹脂材料的粘接方法為通過對含甲醛系聚合物A的樹脂材料X和樹脂材料Y進行加熱處理來進行粘接的方法。以下對各種材料和加熱處理的條件進行說明。
(含甲醛系聚合物A的樹脂材料X) 作為甲醛系聚合物A，可舉出一般市售的甲醛均聚物或甲醛嵌段共聚物等。其中，優(yōu)選含有下述通式(1)所示的重復單元、且為三噁烷與一種以上的共聚用單體的共聚物，所述共聚用單體相對于100質(zhì)量份的所述三噁烷為0.5-30.0質(zhì)量份。所述共聚用單體相對于100質(zhì)量份的所述三噁烷更優(yōu)選為0.5-10.0質(zhì)量份。
[化學式1]
上述式(1)中，R1、R2各自獨立地表示氫原子、烷基、具有烷基的有機基團、苯基、具有苯基的有機基團。m表示1-6的整數(shù)。作為烷基，可舉出碳原子數(shù)為1-8的烷基。
作為上述共聚用單體，可舉出環(huán)狀甲縮醛或環(huán)狀醚等。具體地優(yōu)選為1，3-二氧戊環(huán)及其衍生物、1，3-二氧雜環(huán)庚烷及其衍生物、1，3，5-三氧雜環(huán)庚烷及其衍生物、1，3，6-三氧雜環(huán)辛烷及其衍生物、以及單官能度縮水甘油醚。
優(yōu)選樹脂材料X中的甲醛系聚合物A為50體積％以上，更優(yōu)選樹脂材料X由甲醛系聚合物A組成。
(樹脂材料Y) 樹脂材料Y中所含的甲醛系聚合物組合物B滿足下述條件(1)和(2)。
(1)甲醛系聚合物組合物B的熔點比甲醛系聚合物A的熔點低，且它們的熔點差小于5℃。熔點差為5℃以上時，粘接時B成分通過熔融會發(fā)生顯著的變形。
(2)由用DSC測定的表示甲醛系聚合物組合物B的熔融狀態(tài)的峰求得的峰面積的50％以上，存在于比甲醛系聚合物A的峰溫度低5℃以上的溫度區(qū)域內(nèi)。
另外，該熔融峰面積的比例小于50％時，用于粘接的溫度與甲醛系聚合物A的熔點很接近，因此不僅樹脂材料X的熱收縮變大，而且有時會發(fā)生熱變形、甚至會發(fā)生熔融而使形狀受到損害。優(yōu)選甲醛系聚合物組合物B的該峰面積的50％以上，存在于比甲醛系聚合物A的峰溫度低10℃以上的溫度區(qū)域內(nèi)。
由于甲醛系聚合物組合物B中存在較多的具有與甲醛聚合物A接近的耐熱性的成分，因此，通過滿足上述(1)和(2)的條件，可以避免粘接時存在由B成分的熔融引起的顯著的變形或得不到充分的粘接強度的問題。
作為甲醛系聚合物組合物B，同樣為上述通式(1)所示的物質(zhì)，優(yōu)選為三噁烷與一種以上的共聚用單體的共聚物，所述共聚用單體相對于100質(zhì)量份的所述三噁烷為5.0-50.0質(zhì)量份，更優(yōu)選為10.0-50.0質(zhì)量份。
為了使甲醛系聚合物組合物B滿足上述(1)和(2)的條件，可舉出使B成分內(nèi)的共聚用單體成分維持分布的方法，具體來說，將兩種以上的共聚用單體的含量不同的甲醛系聚合物混合即可。
在樹脂材料Y含有甲醛系聚合物組合物B的情況下，優(yōu)選該聚合物組合物B為50體積％以上，更優(yōu)選僅由該聚合物組合物B構(gòu)成。
另外，在樹脂材料Y不含有甲醛系聚合物組合物B的情況下，即，在甲醛系聚合物組合物B為用于粘接樹脂材料X和樹脂材料Y的粘接層的情況下，只要將該聚合物組合物B作為主要成分，也可以與其它材料并用。
另外，將甲醛系聚合物組合物B作為粘接層時，樹脂材料Y，可以為與樹脂材料X相同的材質(zhì)，也可以為其它種類的材質(zhì)。作為其它種類的材質(zhì)，可舉出甲醛系聚合物A的含量不同的材質(zhì)、或者甲醛系聚合物A以外的成分不同的材質(zhì)等。
(加熱處理條件) 加熱處理條件(粘接條件)，優(yōu)選為所述甲醛系聚合物組合物B的開始熔融的溫度以上至小于所述甲醛系聚合物A的熔點的溫度。通過使加熱處理的溫度小于上述熔點，能夠抑制含甲醛系聚合物A的材料的熱收縮，能夠防止熱變形、以及甚至由熔融引起的形狀損害。另外，通過使加熱處理的溫度在甲醛系聚合物組合物B的開始熔融的溫度以上，能夠賦予充分的粘接強度。
作為加熱處理的條件，更優(yōu)選為比甲醛系聚合物A的熔點低5℃以上的溫度、且為甲醛系聚合物組合物B的開始熔融的溫度以上。
另外，本發(fā)明的含甲醛系聚合物的材料，主要含有上述甲醛系聚合物，在不損害本發(fā)明本來的目的的范圍內(nèi)，可以添加公知的添加劑和填充劑。
作為添加劑，可舉出例如晶核劑、抗氧劑、增塑劑、消光劑、發(fā)泡劑、潤滑劑、脫模劑、防靜電劑、紫外線吸收劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、除臭劑、阻燃劑、滑動劑、香料、抗菌劑等。另外，作為填充劑，可舉出玻璃纖維、滑石、云母、碳酸鈣、鈦酸鉀晶須等。而且，通過加入顏料、染料，能夠調(diào)節(jié)至所希望的色調(diào)。另外，還能通過加入各種單體、偶合劑、末端處理劑、其它樹脂、木粉、淀粉等來進行改性。
而且，對本發(fā)明涉及的樹脂材料X和樹脂材料Y的形態(tài)沒有特別的限定，優(yōu)選為注塑成型品、擠出成型品、延伸成型品、或者將它們二次加工后的成型品。除此以外，還可以例示出吹塑成型品、薄膜、薄板、纖維、復合絲、單纖絲、繩、網(wǎng)、織物、編織物、無紡布、過濾器、甚至是將它們二次加工后的材料，但是并不限定于此。在使這些材料之間介入甲醛系聚合物B并進行熱粘接的情況下，作為介入的方式，優(yōu)選預先使所述低熔點甲醛系聚合物B以層狀、或區(qū)域狀存在于樹脂材料A的表面上。
另外，不管是連續(xù)(層狀、棒狀、波浪狀)、或不連續(xù)(區(qū)域狀、點狀)，也可以在含甲醛系聚合物A的材料的一次加工時，同時或依次使其預先存在于所述表面；或者也可以在含甲醛系聚合物A的材料的一次加工以后，在形成結(jié)構(gòu)體之前的期間的工序中使其存在于所述表面。
[結(jié)構(gòu)體] 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體，可以通過上述本發(fā)明的樹脂材料的粘接方法得到。該結(jié)構(gòu)體，含甲醛系聚合物的樹脂材料之間的粘接性良好，熱收縮和熱變形被抑制。
該結(jié)構(gòu)體，可以直接使用，也可以進一步進行加工后使用。例如，通過重復相同的粘接操作、或者同時進行相同的粘接操作，能夠得到由多層含甲醛系聚合物A的至少一種以上的樹脂材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體。另外，通過使粘接一次以后的結(jié)構(gòu)體重新與形狀不同的含其它的甲醛系聚合物A的樹脂材料粘接，能夠形成更高度的結(jié)構(gòu)體。
例如，作為結(jié)構(gòu)體為多層纖維的情況下的層結(jié)構(gòu)，在同一纖維中，在其截面，均具有露出纖維表面的兩個以上的層，構(gòu)成該層的成分，至少含有上述樹脂材料X和Y。向表面的露出比例，沒有特別的限定，但是熔點低、二次加工時作為粘接層起作用的樹脂材料Y(尤其是甲醛系聚合物B成分)的露出比例越高，粘接強度越好。因此，也可以將樹脂材料Y作為各自分開的多層而形成。
以下列舉實施例對本發(fā)明進行更具體的說明，但是本發(fā)明并不限制于以下所示的具體例子。
另外，實施例中所使用的材料、熔點的測定方法、以及粘接方法和判斷基準如下所示。
(樹脂材料) 作為樹脂材料X，使用將甲醛系聚合物a進行熔融紡紗、延伸4倍、加工成單纖度計為5分特的復合絲后的成型品，所述甲醛系聚合物a為具有172℃的熔點的三菱エンジニアリングプラスチツク株式會社制的ユピタ一ルA40。
作為樹脂材料Y，使用對將甲醛系聚合物a和甲醛系聚合物b分別以1∶1、1∶2、3∶1的質(zhì)量比進行熔融摻合后的物質(zhì)(分別稱為b-1、b-2、b-3)進行熔融紡紗、延伸1倍、加工成單纖度為5分特的復合絲后的成型品，所述甲醛系聚合物b為具有155℃的熔點的三菱エンジニアリングプラスチツク株式會社制的ユピタ一ルV40。
(熔點的測定方法) 以10℃/分鐘的速度從30℃升溫到210℃，使用差示掃描熱量計(セイコ一インスツルメンツ(株)制DSC6200)，來測定熔融峰溫度，得到熔點。另外，使用手動分數(shù)次積分(fractional integration)的分析模式求出在比甲醛系聚合物a的熔融峰溫度低5℃以上和10℃以上的溫度區(qū)域內(nèi)的樹脂材料Y的峰面積的比例，并作為相對于峰整體的吸熱量(mJ/mg)的該區(qū)域的吸熱量的比例。
(粘接方法和判定基準) 將樹脂材料X的復合絲切斷成10cm的長度，并將其以直線狀配置在鐵板上，然后將樹脂材料Y的復合絲切斷成3cm的長度，并將其以與樹脂材料X交叉的方式配置在樹脂材料X上，再用另一個鐵板夾住。通過預先加熱到下述表1所述的溫度的油壓式熱壓裝置，在所定時間的加熱、加壓條件下，對其實施熱粘接處理(加熱處理)。
處理后，目視確認樹脂材料X和樹脂材料Y的粘接狀態(tài)，進行各自熔融、未熔融的確認。另外，測定樹脂材料X處理后的長度，并測定處理前后的熱收縮率。
[實施例1-4] 利用上述粘接方法，并在下述表1中記載的條件下，對樹脂材料X和樹脂材料Y進行粘接。評價結(jié)果也如表1所示。
[比較例1-3] 利用上述粘接方法，并在下述表1中記載的條件下，對樹脂材料X和樹脂材料Y進行粘接。評價結(jié)果也如表1所示。


權(quán)利要求
1、一種樹脂材料的粘接方法，該方法為將含甲醛系聚合物A的樹脂材料X與樹脂材料Y粘接的樹脂材料的粘接方法，其中，該方法包括將滿足下述條件(1)和(2)的甲醛系聚合物組合物B作為所述樹脂材料Y，或者將所述樹脂材料X或其它種類的樹脂材料作為所述樹脂材料Y且使所述甲醛系聚合物組合物B介于該樹脂材料Y和樹脂材料X之間，并實施加熱處理，
(1)所述甲醛系聚合物組合物B的熔點比所述甲醛系聚合物A的熔點低，且它們的熔點差小于5℃；
(2)由用DSC測定的表示甲醛系聚合物組合物B的熔融狀態(tài)的峰求得的峰面積的50％以上，存在于比甲醛系聚合物A的峰溫度低5℃以上的溫度區(qū)域內(nèi)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂材料的粘接方法，其中，在條件(2)中，由用DSC測定的表示甲醛系聚合物組合物B的熔融狀態(tài)的峰求得的峰面積的50％以上，存在于比甲醛系聚合物A的峰溫度低10℃以上的溫度區(qū)域內(nèi)。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂材料的粘接方法，其中，將所述加熱處理的溫度設(shè)定為所述甲醛系聚合物組合物B的開始熔融的溫度以上至小于所述甲醛系聚合物A的熔點的溫度。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂材料的粘接方法，其中，所述甲醛系聚合物A含有下述通式(1)所示的重復單元，且為三噁烷與一種以上的共聚用單體的共聚物，所述共聚用單體相對于100質(zhì)量份的所述三噁烷為0.5-30.0質(zhì)量份，
式中，R1、R2各自獨立地表示氫原子、烷基、具有烷基的有機基團、苯基、具有苯基的有機基團，m表示1-6的整數(shù)。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂材料的粘接方法，其中，所述甲醛系聚合物組合物B含有下述通式(1)所示的重復單元，且為三噁烷與一種以上的共聚用單體的共聚物，所述共聚用單體相對于100質(zhì)量份的所述三噁烷為5.0-50.0質(zhì)量份，
式中，R1、R2各自獨立地表示氫原子、烷基、具有烷基的有機基團、苯基、具有苯基的有機基團，m表示1-6的整數(shù)。
6、根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的樹脂材料的粘接方法，其中，所述共聚用單體為選自由1，3-二氧戊環(huán)及其衍生物、1，3-二氧雜環(huán)庚烷及其衍生物、1，3，5-三氧雜環(huán)庚烷及其衍生物、1，3，6-三氧雜環(huán)辛烷及其衍生物、以及單官能度縮水甘油醚所組成的組中的至少一種共聚用單體。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂材料的粘接方法，其特征在于，所述樹脂材料X為注塑成型品、擠出成型品、延伸成型品、或者將它們二次加工后的成型品。
8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂材料的粘接方法，其中，該方法還包括預先使所述甲醛系聚合物組合物B以層狀、或區(qū)域狀存在于所述樹脂材料X的表面上。
9、一種結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體是通過使用權(quán)利要求1所述的粘接方法而得到的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種樹脂材料的粘接方法，該方法為將含甲醛系聚合物A的樹脂材料X與樹脂材料Y粘接的樹脂材料的粘接方法，其中，該方法包括將滿足下述條件(1)和(2)的甲醛系聚合物組合物B作為所述樹脂材料Y，或者將所述樹脂材料X或其它種類的樹脂材料作為所述樹脂材料Y且使所述甲醛系聚合物組合物B介于該樹脂材料Y和樹脂材料X之間，并實施加熱處理；(1)所述甲醛系聚合物組合物B的熔點比所述甲醛系聚合物A的熔點低，且它們的熔點差小于5℃；(2)由用DSC測定的表示甲醛系聚合物組合物B的熔融狀態(tài)的峰求得的峰面積的50％以上，存在于比甲醛系聚合物A的峰溫度低5℃以上的溫度區(qū)域內(nèi)。還提供了通過該粘接方法得到的結(jié)構(gòu)體。
文檔編號C09J5/06GK101611111SQ20078004414
公開日2009年12月23日 申請日期2007年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月4日
發(fā)明者岡村顯, 長井聰 申請人:三菱瓦斯化學株式會社