(57)【要約】【課題】電子機器や光学機器の構成部品の接着に適する接着剤及び当該接着剤を用いた電子機器及び光学機器を提供すること。【解決手段】本技術に係る接着剤は、接着材料と、複数の粒子とを具備する。上記接着材料は柔軟性を有する。上記複数の粒子は、上記接着材料に分散され、低速負荷を受けると変形し、高速負荷を受けると変形しない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟性を有する接着材料と、
前記接着材料に分散され、低速負荷を受けると変形し、高速負荷を受けると変形しない複数の粒子と
を具備する接着剤。
【請求項２】
請求項１に記載の接着剤であって、
低速負荷を受けると前記接着材料及び前記複数の粒子が変形し、
高速負荷を受けると前記接着材料が変形し、前記複数の粒子が変形せずに互いに近接する
接着剤。
【請求項３】
請求項２に記載の接着剤であって、
前記複数の粒子はそれぞれが、柔軟性を有する外殻と、前記外殻に内包された流体と、前記流体に分散された複数の硬質粒子から構成されている
接着剤。
【請求項４】
請求項３に記載の接着剤であって、
前記流体はシリコーンオイルであり、
前記複数の硬質粒子はシリカ粒子である
接着剤。
【請求項５】
請求項２に記載の接着剤であって、
前記複数の粒子はそれぞれが、粒子状に成形された合成樹脂からなる
接着剤。
【請求項６】
柔軟性を有する接着材料と、前記接着材料に分散され、低速負荷を受けると変形し、高速負荷を受けると変形しない複数の粒子とを備える接着剤と、
前記接着剤によって接着された電子部品と
を具備する電子機器。
【請求項７】
柔軟性を有する接着材料と、前記接着材料に分散され、低速負荷を受けると変形し、高速負荷を受けると変形しない複数の粒子とを備える接着剤と、
前記接着剤によって接着された光学部品と
を具備する光学機器。
【請求項８】
負荷を受けると変形する接着材料と、
前記接着材料に分散され、第１の負荷速度以下の負荷速度の負荷を受けると変形し、前記第１の負荷速度より大きい第２の負荷速度以上の負荷速度の負荷を受けると変形しない複数の粒子と
を具備する接着剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、電子機器や光学機器の構成部品の接着に用いられる接着剤及び当該接着剤を用いた電子機器や光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器や光学機器等の各種機器では、接着によって構成部品を固定することが少なくないが、用途や接着部位によっては強固に接着したい場合や柔軟な接着が求められる場合がある。さらに、強固な接着と柔軟な接着の両方が求められる場合もある。【０００３】
例えば光学部品の接着では、通常は光学部品に歪を発生させないように柔軟な接着が求められるが、落下時等の衝撃を受ける状況では光学部品の位置を確実に固定できる強固な接着が求められる。【０００４】
また、防水機能を有する電子機器では、通常は防水性を確保するために柔軟な接着が求められるが、落下時等の衝撃を受ける状況では変形や破損を防止するために強固な接着が求められる。【０００５】
負荷速度に応じて性状が変化する材料としては流体に粒子を含有させたダイラタンシー材料が知られている。ダイラタンシー（剪断濃密化）は、低速の負荷が加えられると液体のように振る舞い、高速の負荷が加えられると固体のように振る舞う性質である（例えば特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２３８７７１号公報
【特許文献２】特開平７−６２１４１号公報
【特許文献３】特開２０１０−２４４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３に記載のようなダイラタンシー材料は、液体の状態でダイラタンシーが生じるものの、接着に利用することができない。【０００８】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、電子機器や光学機器の構成部品の接着に適する接着剤及び当該接着剤を用いた電子機器及び光学機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る接着剤は、接着材料と、複数の粒子とを具備する。
上記接着材料は柔軟性を有する。
上記複数の粒子は、上記接着材料に分散され、低速負荷を受けると変形し、高速負荷を受けると変形しない。【００１０】
この構成によれば、低速負荷を受けると変形し、高速負荷を受けると変形しない性質（ダイラタント特性）を有する複数の粒子が柔軟性を有する接着材料に分散されているため、接着剤に印加される負荷の速度に応じて接着剤の柔軟性が変化し、即ちダイラタンシー接着剤として機能する。【００１１】
上記接着剤は、低速負荷を受けると上記接着材料及び上記複数の粒子が変形し、高速負荷を受けると上記接着材料が変形し、上記複数の粒子が変形せずに互いに近接してもよい。【００１２】
この構成によれば、接着剤が低速負荷を受けると接着材料と複数の粒子が共に変形することにより高い柔軟性を有する一方、接着剤が高速負荷を受けると複数の粒子が変形しないまま互いに近接することにより高い剛性を有する。【００１３】
上記複数の粒子はそれぞれが、柔軟性を有する外殻と、上記外殻に内包された流体と、上記流体に分散された複数の硬質粒子から構成されていてもよい。【００１４】
この構成によれば、流体と硬質粒子によってダイラタント特性が生じ、それを外殻に内包させることにより、ダイラタント特性を備える粒子とすることができる。【００１５】
上記流体はシリコーンオイルであり、上記複数の硬質粒子はシリカ粒子であってもよい。【００１６】
上記複数の粒子はそれぞれが、粒子状に成形された合成樹脂からなるものであってもよい。【００１７】
合成樹脂を粒子状に成形することにより、ダイラタント特性を備える粒子とすることも可能である。【００１８】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る電子機器は、接着剤と、電子部品とを具備する。
上記接着剤は、柔軟性を有する接着材料と、上記接着材料に分散され、低速負荷を受けると変形し、高速負荷を受けると変形しない複数の粒子とを備える。
上記電子部品は、上記接着剤によって接着されている。【００１９】
この構成によれば、通常時には接着剤の柔軟性によって確実に電子部品間を封止し、防水性を確保することができる。また、落下等によって電子機器に衝撃が加えられた場合には電子部品を強固に固定し、変形や破損を防止することができる。【００２０】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る光学機器は、接着剤と、光学部品とを具備する。
上記接着剤は、柔軟性を有する接着材料と、上記接着材料に分散され、低速負荷を受けると変形し、高速負荷を受けると変形しない複数の粒子とを備える。
上記光学部品は、上記接着剤によって接着されている。【００２１】
この構成によれば、通常時には接着剤の柔軟性によって光学部品の光学歪を防止することができる。また、落下等によって光学機器に衝撃が加えられた場合には光学部品を強固に固定し、位置ズレや破損を防止することができる。【００２２】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る接着剤は、接着材料と、複数の粒子とを具備する。上記接着材料は負荷を受けると変形する。上記複数の粒子は、上記接着材料に分散され、第１の負荷速度以下の負荷速度の負荷を受けると変形し、上記第１の負荷速度より大きい第２の負荷速度以上の負荷速度の負荷を受けると変形しない。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本技術によれば、電子機器や光学機器の構成部品の接着に適する接着剤及び当該接着剤を用いた電子機器及び光学機器を提供することが可能である。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本技術の実施形態に係る接着剤の構成を示す模式図である。
【図２】同接着剤が備えるダイラタント粒子の状態変化を示す模式図である。
【図３】同接着剤が備えるダイラタント粒子の構造を示す模式図である。
【図４】同接着剤が備えるダイラタント粒子の構造を示す模式図である。
【図５】同接着剤による部品の接着の態様を示す模式図である。
【図６】同接着剤に対して低速負荷が印加された場合の接着剤の状態を示す模式図である。
【図７】同接着剤に対して高速負荷が印加された場合の接着剤の状態を示す模式図である。
【図８】同接着剤の、最適配合比率でのレオメーターによる測定結果を示すグラフである。
【図９】本技術の実施形態に係る両面テープの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本技術の実施形態に係る接着剤について説明する。図１は本実施形態に係る接着剤１００の構造を示す模式図である。
【００２６】
同図に示すように、接着剤１００は、接着材料１１０とダイラタント粒子１２０から構成されている。
【００２７】
［接着材料について］
接着材料１１０は、柔軟性を有し、負荷を受けると変形する。接着材料１１０は、接着対象部品への塗布時には流動性を有し、接着後には柔軟性を有するものが好適である。接着材料１１０の組成は特に限定されず、柔軟性を有するものであればよい。具体的には接着材料１１０は、硬化後のヤング率が１００ＭＰａ以下のものが好適である。
【００２８】
［ダイラタント粒子について］
ダイラタント粒子１２０は、図１に示すように接着材料１１０に分散されている。ダイラタント粒子１２０は、ダイラタント特性を有する粒子である。図２は、ダイラタント粒子１２０を示す模式図である。図２（ａ）に示すようにダイラタント粒子１２０は、低速負荷（図中Ｆ１）を受けると負荷に応じて変形し、図２（ｂ）に示すように高速負荷（図中Ｆ２）を受けても変形しない性質（ダイラタント特性）を有する。なお、低速負荷は負荷速度９．８ｍ／ｓ２以下の負荷であり、高速負荷は負荷速度４９ｍ／ｓ２以上の負荷を意味する。
【００２９】
ダイラタント粒子１２０は、ダイラタント特性を有するカプセル又はダイラタント特性を有する粒子とすることができる。
【００３０】
＜カプセルについて＞
図３は、ダイラタント粒子１２０として利用することが可能なカプセル１３０の断面図である。同図に示すように、カプセル１３０は、外殻１３１、流体１３２及び硬質粒子１３３から構成されている。
【００３１】
外殻１３１は、柔軟性を有する材料からなる。外殻１３１の材料や厚みは外殻１３１が柔軟性を有するようなものであればよく、特に限定されない。具体的には外殻１３１は、ヤング率が１００ＭＰａ以下のものが好適である。
【００３２】
流体１３２は、外殻１３１内に内包されている。流体１３２の動粘度は室温２５℃で１０ｍｍ２／ｓ以上１５０ｍｍ２／ｓ以下が好ましく、３０ｍｍ２／ｓ以上１００ｍｍ２／ｓ以下がより好ましい。なお上記動粘度はＡＳＴＭ  Ｄ４４５−４６Ｔによるウッベローデ粘度計により測定される値である。
【００３３】
流体１３２の材料としては熱分解及び腐敗等を生じないものが好適であり、例えばシリコーンオイルとすることができる。シリコーンオイルはＫＦ−９６Ｌ−３０（信越シリコーン社製）又はＫＦ−９６Ｌ−１００（信越シリコーン社製）等を利用することができる。
【００３４】
硬質粒子１３３は、流体１３２中に分散され、負荷が加えられても変形を生じない硬質の粒子である。硬質粒子１３３の大きさは直径１ｎｍ以上３０μｍ以下が好ましく、直径５００ｎｍ以上２．５μｍ以下がより好ましい。表１は、硬質粒子１３３として利用できるシリカ粒子の最適粒子径の実験結果であり、ダイラタント特性が生じる場合を○、ダイラタント特性が生じない場合を×で示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
硬質粒子１３３は、例えばシリカ粒子とすることができる。シリカ粒子はＫＥ−Ｐ５０（日本触媒社製）、ＫＥ−Ｐ１００（日本触媒社製）、ＫＥ−Ｐ２５０（日本触媒社製）、ＫＥ−Ｓ５０（日本触媒社製）、ＫＥ−Ｓ１００（日本触媒社製）及びＫＥ−Ｓ２５０（日本触媒社製）等を利用することができる。なお、ダイラタント特性を発現させるためのシリカ粒子表面の処理方法として親水処理又は疎水処理があるが、いずれも大きな差は生じない。
【００３７】
硬質粒子１３３と流体１３２の配合量は、硬質粒子１３３がシリカ粒子であり、流体１３２がシリコーンオイルの場合、シリカ粒子１００質量部に対してシリコーンオイルが２２質量部以上６０質量部以下であるとダイラタント特性が得られるため好ましい。例えば粒子直径が５００ｎｍの場合には、シリカ粒子１００質量部に対してシリコーンオイルが３７質量部以上３９質量部以下であると、ダイラタント特性が顕著に得られるため、より好ましい。最適配合比率における、レオメーターによる測定結果を図８に示す。
【００３８】
＜粒子について＞
図４は、ダイラタント粒子１２０として利用することが可能な粒子１４０の断面図である。同図に示すように、粒子１４０は特定の材料からなる粒子であり、例えば粒子状に成形された合成樹脂である。粒子１４０を構成する材料は特に限定されず、粒子１４０がダイラタント特性を備えるものであればよい。
【００３９】
また、粒子１４０として、３１７９ダイラタントコンパウンド（東レダウ・コーニング社製）を用いたＤ３Ｏとしてもよい。
【００４０】
ダイラタント粒子１２０は、上記のようなカプセル１３０又は粒子１４０のいずれか一方又は両方とすることができる。ダイラタント粒子１２０の粒径や接着材料１１０に対する配合比率は特に限定されず、接着剤１００に後述するダイラタンシーが生じる範囲で調整することができる。
【００４１】
［接着剤の作用］
接着剤１００の作用について説明する。図５は、接着剤１００による接着の態様を示す模式図であり、接着剤１００によって部品Ｐ１と部品Ｐ２が接着されている状態を一例として示す。例えば、図５のような２部品あるいはそれ以上の部品との接着状態においても、同等の効果を発揮する事ができる。同図に示すように部品Ｐ１と部品Ｐ２は接着材料１１０に接触し、接着材料１１０の粘着力によって互いに接着されている。ダイラタント粒子１２０は互いに離間している。
【００４２】
図６は接着剤１００に低速負荷が印加された場合の接着剤１００の状態を示す模式図である。図６（ａ）に示すように、接着剤１００を伸張する方向に低速負荷（図中Ｇ１）が印加され、又は図６（ｂ）に示すように、接着剤１００を圧縮する方向に低速負荷（図中Ｇ１）が印加されると、低速負荷に応じて接着材料１１０とダイラタント粒子１２０の両者が変形する。
【００４３】
これにより、部品Ｐ１と部品Ｐ２は接着されたまま、負荷に追従して一定範囲で移動可能となる。負荷がなくなると、図１に示すように接着材料１１０とダイラタント粒子１２０の変形が解消され、接着剤１００は元の状態に戻る。
【００４４】
図７は接着剤１００に高速負荷が印加された場合の接着剤１００の状態を示す模式図である。同図に示すように、接着剤１００を伸張する方向又は圧縮する方向に高速負荷（図中Ｇ２）が印加されると、高速負荷に応じて接着材料１１０が変形する。一方、ダイラタント粒子１２０は上記のように高速負荷が印加されても変形せず、図７に示すように互いに近接し、その位置が固定される。なお、ダイラタント粒子１２０が近接するとは、ダイラタント粒子１２０が互いに接触し、またはダイラタント粒子１２０間の距離が配合時よりも近づく事を意味する
【００４５】
これにより、部品Ｐ１と部品Ｐ２は互いの位置が固定され、高い剛性で強固に接着される。負荷がなくなると、図１に示すように接着材料１１０の変形が解消され、接着剤１００は元の状態に戻る。
【００４６】
以上のように、接着剤１００は、低速負荷が印加された場合には負荷に追従して変形し、高速負荷が印加された場合には強固な接着を維持することが可能であり、負荷速度に応じて柔軟性が変化するダイラタンシー接着剤として機能する。
【００４７】
［適用例］
本実施形態に係る接着剤１００は、カメラやプロジェクタ等の光学機器における光学部品の接着に利用することができる。
【００４８】
一般に、光学部品を接着する接着剤が硬いと、常温又は低温時に光学部品に光学歪が発生するおそれがある。一方で、光学部品を接着する接着剤が軟らかいと、落下等により光学機器に衝撃が加わった場合に光学部品の位置ズレや破損が発生するおそれがある。
【００４９】
ここで、接着剤１００によって光学部品を接着することにより、常温又は低温時には接着剤１００が柔軟性を有しているため、光学歪を抑制することが可能となる。また、光学機器に衝撃が加わった場合には接着剤１００の剛性が大きくなるため、耐久性を向上させることが可能となる。
【００５０】
さらに、本実施形態に係る接着剤１００は、スマートフォンや携帯型音楽機器等の電子機器における電子部品間、特に防水性が求められる防水接着部の接着に利用することができる。
【００５１】
防水接着部に用いられる接着剤が硬いと、水漏れが発生するおそれがある。一方で、防水接着部を接着する接着剤が軟らかいと、落下等により電子機器に衝撃が加わった場合に電子部品の位置ズレや破損が発生するおそれがある。
【００５２】
ここで、接着剤１００によって防水接着部を接着することにより、通常時には接着剤１００が柔軟性を有しているため、防水性を確保することが可能となる。また、電子機器に衝撃が加わった場合には接着剤１００の剛性が大きくなるため、耐久性を向上させることが可能となる。
【００５３】
また、接着剤１００は、部品固定以外のプロテクター用途としてもよい。例えばカメラ用交換レンズ、デジタルビデオカメラ、ドローンなど筐体の角・稜などに塗布することによって、落下時の破損防止機能を付与することができる。また、筐体内部の部品保護用途としてもよい。例えばスマートフォンのバッテリー、パーソナルコンピュータのハードディスクやメモリーなどの周辺に塗布する事によって、同様に落下時の破損防止機能を付与する事ができる。
【００５４】
本技術の形態は必ずしも接着剤に限定する必要はなく、粘着剤（両面テープ）であってもよい。図９は、粘着剤１５０を示す模式図である。図９（ａ）に示すように両面テープ１５０は、基材Ｂの表裏両面にダイラタント粒子１２０が分散された粘着材料１５１が積層されている。粘着材料１５１は、上記接着材料１１０と同一構成を有する。
【００５５】
また、図９（ｂ）に示すように、両面テープ１５０は、基材を有さず、ダイラタント粒子１２０が分散された粘着材料１５１のみからなるものであってもよい。なお、ダイラタント粒子１２０の粒径や粘着材料１５１に対する配合比率は特に限定されず、接着剤１００同様にダイラタンシーが生じる範囲で調整することができる。
【００５６】
このように、接着剤１００によって歪抑制と衝撃耐久性あるいは防水性と衝撃耐久性の２面性（二律背反特性）を実現することができる。また、副次的に、複数の部品で性能を補う必要がなくなることにより、省スペース化及び製造コスト削減等可能である。
【００５７】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
【００５８】
（１）
柔軟性を有する接着材料と、
上記接着材料に分散され、低速負荷を受けると変形し、高速負荷を受けると変形しない複数の粒子と
を具備する接着剤。
【００５９】
（２）
上記（１）に記載の接着剤であって、
低速負荷を受けると上記接着材料及び上記複数の粒子が変形し、
高速負荷を受けると上記接着材料が変形し、上記複数の粒子が変形せずに互いに近接する
接着剤。
【００６０】
（３）
上記（１）又は（２）に記載の接着剤であって、
上記複数の粒子はそれぞれが、柔軟性を有する外殻と、上記外殻に内包された流体と、上記流体に分散された複数の硬質粒子から構成されている
接着剤。
【００６１】
（４）
上記（３）に記載の接着剤であって、
上記流体はシリコーンオイルであり、
上記複数の硬質粒子はシリカ粒子である
接着剤。
【００６２】
（５）
上記（１）又は（２）に記載の接着剤であって、
上記複数の粒子はそれぞれが、粒子状に成形された合成樹脂からなる
接着剤。
【００６３】
（６）
柔軟性を有する接着材料と、上記接着材料に分散され、低速負荷を受けると変形し、高速負荷を受けると変形しない複数の粒子とを備える接着剤と、
上記接着剤によって接着された電子部品と
を具備する電子機器。
【００６４】
（７）
柔軟性を有する接着材料と、上記接着材料に分散され、低速負荷を受けると変形し、高速負荷を受けると変形しない複数の粒子とを備える接着剤と、
上記接着剤によって接着された光学部品と
を具備する光学機器。
【００６５】
（８）
負荷を受けると変形する接着材料と、
上記接着材料に分散され、第１の負荷速度以下の負荷速度の負荷を受けると変形し、上記第１の負荷速度より大きい第２の負荷速度以上の負荷速度の負荷を受けると変形しない複数の粒子と
を具備する接着剤。
【符号の説明】
【００６６】
１００…接着剤
１１０…接着材料
１２０…ダイラタント粒子
１３０…カプセル
１３１…外殻
１３２…流体
１３３…硬質粒子
１４０…粒子
１５０…粘着剤（両面テープ：基材付き／基材なし）
１５１…粘着材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2019031194.tif 000012
【国際調査報告】
2019031194.tif 000013
2019031194.tif 000014
2019031194.tif 000015
2019031194.tif 000016