(57)【要約】【課題】使用時には強固に一体化がなされており、リサイクルないし廃棄処分をする際には、部品等の被着体の分離・回収を容易に行うことができる接着体およびそれを用いたリサイクル方法を提供する。【解決手段】被着体を熱硬化性接着剤組成物により接着してなる接着体であって、上記熱硬化性接着剤組成物中に、熱膨張性黒鉛が含有されている接着体とする。そして、被着体を熱硬化性接着剤組成物により接着してなる接着体において、上記熱硬化性接着剤組成物中に、熱膨張性黒鉛を含有させ、リサイクルに際して、上記接着体を加熱して、上記組成物からなる接着剤層中の黒鉛を膨張させ、その膨張力で上記接着剤層を剥がし、被着体を再生利用できるようにしたリサイクル方法とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
被着体を熱硬化性接着剤組成物により接着してなる接着体であって、上記熱硬化性接着剤組成物中に、熱膨張性黒鉛が含有されていることを特徴とする接着体。
【請求項２】
上記熱硬化性接着剤組成物中の熱膨張性黒鉛の配合割合が、熱硬化性接着剤組成物全体中の５〜２５重量％の範囲に設定されている請求項１記載の接着体。
【請求項３】
被着体が、金属製品、金属製品の中間品または金属材料である請求項１または２記載の接着体。
【請求項４】
被着体を熱硬化性接着剤組成物により接着してなる接着体において、上記熱硬化性接着剤組成物中に、熱膨張性黒鉛を含有させ、リサイクルに際して、上記接着体を加熱して、上記組成物からなる接着剤層中の黒鉛を膨張させ、その膨張力で上記接着剤層を剥がし、被着体を再生利用できるようにしたことを特徴とするリサイクル方法。
【請求項５】
上記熱硬化性接着剤組成物中の熱膨張性黒鉛の配合割合が、熱硬化性接着剤組成物全体中の５〜２５重量％の範囲に設定されている請求項４記載のリサイクル方法。
【請求項６】
被着体が、金属製品、金属製品の中間品または金属材料である請求項４または５記載のリサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リサイクルないし廃棄処分をする際に、その接着され一体化された各構成部材の分離・回収が容易な接着体およびそれを用いたリサイクル方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数の金属部材等の被着体を一体化する手法としては、接着剤を用いて接着する方法や、溶接する方法等が一般的であるが、なかでも、接着剤を用いて一体化を行った場合、比較的簡易的に接着作業が行えることから、低コスト化を図ることが可能である。上記接着剤としては、例えば、熱可塑性樹脂接着剤や熱硬化性樹脂接着剤といったものがある。しかしながら、金属接着複合体では、通常、強固な接着強度が要求されること、および、比較的高温雰囲気下で使用されても接着強度が下がらないことが要求され、この観点から、熱硬化性樹脂接着剤が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記熱硬化性樹脂接着剤を用いた金属接着複合体について、その接着剤層を剥離し金属部分を再生利用しようすると、種々の問題が生じる。すなわち、熱硬化性樹脂接着剤を用いた場合の剥離・分解は、一般的には、有機溶剤や、高温の強アルカリに浸漬することにより熱硬化性樹脂接着剤を溶解・分解させたり、電磁誘導加熱等により焼き切って無理矢理分離することにより行われる。ところが、上記のような有機溶剤やアルカリ等の使用は、作業環境上好ましくなく、しかも時間がかかるうえに、容易に接着剤を溶解・分解できないという難点がある。また、焼き切り作業による分解は、作業性の点において面倒であり、しかも被着体に与えるダメージも大きいため、リサイクルの観点から見ると好ましくない。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、使用時には強固に一体化がなされており、リサイクルないし廃棄処分をする際には、部品等の被着体の分離・回収を容易に行うことができる接着体およびそれを用いたリサイクル方法の提供をその目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、被着体を熱硬化性接着剤組成物により接着してなる接着体であって、上記熱硬化性接着剤組成物中に、熱膨張性黒鉛が含有されている接着体を第１の要旨とする。
【０００６】
また、本発明は、被着体を熱硬化性接着剤組成物により接着してなる接着体において、上記熱硬化性接着剤組成物中に、熱膨張性黒鉛を含有させ、リサイクルに際して、上記接着体を加熱して、上記組成物からなる接着剤層中の黒鉛を膨張させ、その膨張力で上記接着剤層を剥がし、被着体を再生利用できるようにしたリサイクル方法を第２の要旨とする。
【０００７】
すなわち、本発明者らは、前記課題を解決すべく、金属接着複合体等の接着体において、その接着剤組成物を中心に、鋭意研究を重ねた。そして、本発明者らは、その研究の過程において、熱硬化性接着剤組成物中に熱膨張性黒鉛を含有させたものを、接着剤として用いることを想起した。ここで、熱膨張性黒鉛とは、加熱することにより、瞬時にして元の体積の数十倍から数百倍に膨張するといった特性を有する黒鉛のことであり、通常、保温材、断熱材あるいは難燃材として用いられるものである。本発明者らは、それを、上記のように、金属接着複合体等の接着体に応用した結果、得られた接着体は、通常では、熱硬化性樹脂接着剤の作用により被着体が強固に接着されているが、接着体の寿命等の理由により、ひとたび被着体を再生利用（リペア）する必要が生じたときには、加熱し、その接着剤層中の熱膨張性黒鉛を膨張させることにより、接着剤層を破壊し、被着体の分離・回収を容易に行うことができることを見いだし、本発明に到達した。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
本発明の接着体は、先に述べたように、金属製品、金属製品の中間品または金属材料等の被着体を、熱硬化性接着剤組成物により接着してなるものであって、上記熱硬化性接着剤組成物中に、熱膨張性黒鉛を含有しているものである。
【００１０】
上記被着体としては、上記のように、金属製品、金属製品の中間品または金属材料であると、耐熱性、リサイクル性等の点から好ましいが、これらに限定されるものではなく、例えば、耐熱性を有するプラスチック製品、ゴム製品、あるいはそれらの中間品や材料も含まれる。
【００１１】
上記熱硬化性接着剤組成物に用いる樹脂も、特に限定されるものではなく、例えば、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂等があげられる。
【００１２】
上記熱硬化性接着剤組成物中に含有する熱膨張性黒鉛は、先にも述べたように、高熱に曝す等して加熱すると、瞬時にして元の体積の数十倍から数百倍に膨張する特殊な黒鉛であり、例えば、天然黒鉛、熱分解黒鉛、キッシュ黒鉛等の通常の黒鉛を、濃硫酸と強酸化剤との混合液で酸処理し、黒鉛層間に層間化合物を生成したのち、水洗、濾別して乾燥することにより得ることができる。上記酸処理に用いられる混合液は、例えば、濃硫酸と硝酸、濃硫酸と過マンガン酸カリウム、濃硫酸と過塩素酸、濃硫酸と過酸化水素等の濃硫酸をベースとしたものが一般的であるが、これに限定されず、発煙硝酸のみを用いて酸処理を行うこともできる。
【００１３】
なお、上記酸処理の際に、混合液中にポリリン酸を添加したり、また、上記酸処理後にリン酸溶液による処理を行ったりして、黒鉛中の硫黄含有率が低くなるようにしてもよい。
【００１４】
また、熱膨張性黒鉛は、上記のような酸処理以外にも、例えば、電解酸化によって得ることもできる。すなわち、上記電解酸化による熱膨張性黒鉛の生成は、天然黒鉛等の通常の黒鉛を、硫酸、ぎ酸、硫酸と酢酸等の酸浴中に入れ、電解反応により黒鉛の陽極酸化あるいは陽極酸化陰極還元することによって、黒鉛層間に層間化合物を生成したのち、水洗、濾別し、乾燥して行われる。
【００１５】
なお、上記熱膨張性黒鉛のなかには、既に市販されている種類も幾つかあり、本発明において好適に用いることのできる熱膨張性黒鉛としては、例えば、住金ケミカル社製の５０９９  ＳＳ−３や、住金ケミカル社製の８０９９−Ｍといったものがあげられる。これら熱膨張性黒鉛は、それぞれ、固有の膨張開始温度および固有の膨張率を有するため、対象とする接着体の使用用途等に応じて、適宜、選択使用される。
【００１６】
上記熱膨張性黒鉛の配合割合は、上記熱硬化性接着剤組成物全体中の５〜２５重量％の範囲に設定されていると好ましく、より好ましくは７〜２２重量％の範囲である。すなわち、上記熱膨張性黒鉛の配合割合が５重量％未満であると、リサイクル等の際に接着剤層の破壊が良好になされず、所望する熱剥離性が得られにくくなる傾向が見られ、逆に、上記熱膨張性黒鉛の配合割合が２５重量％を超えると、接着剤層が初期接着力に劣る傾向が見られるからである。
【００１７】
なお、上記熱硬化性接着剤組成物中には、上記各成分に加えて、酸化防止剤、粘着付与剤、架橋促進剤、充填剤、溶剤等を必要に応じて含有させても差し支えない。また、上記組成物の製造に際しては、上記の各成分は、２軸混練機、ニーダー等の混練機を用いて熱硬化性樹脂に分散配合される。
【００１８】
本発明の接着体は、例えば、金具等の被着体の被着面に、上記のようにして調製した熱硬化性接着剤組成物を、従来公知の方法により塗布し、ついで、これを、対象物に接着することにより構成される。なお、接着剤組成物の塗布は、上記対象物の側に行ってもよい。
【００１９】
そして、上記接着体は、寿命等の理由で金具等の被着体を再生利用する必要が生じたときに、例えば、４００〜５００℃の熱雰囲気に曝したり、接着体を直接加熱したりし、その接着剤層中の熱膨張性黒鉛を膨張させ、接着剤を剥離させることにより、容易に分離・回収を行うことができる。なお、熱膨張性黒鉛の膨張により剥離された金具に残った接着剤層の破片は、ショットブラスト法やサンドブラスト法等の従来公知の方法により掻き落とされる。また、熱膨張性黒鉛を膨張させる条件とは、通常、４００〜５００℃で１０〜１５秒程度の加熱である。
【００２０】
つぎに、実施例および比較例について説明する。
【００２１】
【実施例１】
ビスフェノールＡ系エポキシ主剤（Ｌｏｒｄ社製、Ｆｕｓｅｒ３２０）３０部（重量基準、以下同じ）と、フェノール系硬化剤（Ｌｏｒｄ社製、Ｆｕｓｅｒ３１０Ｂ）１２部と、熱膨張性黒鉛（住金ケミカル社製、５０９９  ＳＳ−３）６部とを配合し、これらを２軸混練機を用いて混練することにより、熱硬化性樹脂接着剤組成物を調製した。そして、この接着剤組成物を用いて、以下のようにして接着体のサンプルを作製した。
【００２２】
〔接着体（サンプル）の作製〕
まず、被着体となる金具として、円盤状（直径３５．７ｍｍ、厚み１０ｍｍ）の鋼性プレート１の裏面中央部に貫通孔２ａ付き連通棒２を突設してなる金具３（図１参照）を、２個準備した。ついで、上記両金具３に付着した加工油をアルカリ脱脂した後、上記両金具３の鋼性プレート１の表面１ａにショットブラストを行い、十点平均粗さ（Ｒｚ）＝２０μｍ程度となる粗面にした。そして、その一方の粗面に前記のように調製した接着剤組成物を塗布した後、両金具３の表面１ａ同士を対面させ、図１に示すように接着した。図において、上記接着剤により形成される接着剤層４の厚みｄは、１００〜１５０μｍとなるようにした。
【００２３】
【実施例２】
熱膨張性黒鉛として、住金ケミカル社製の５０９９  ＳＳ−３に代えて、住金ケミカル社製の８０９９−Ｍを用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、サンプルを作製した。
【００２４】
【実施例３】
熱膨張性黒鉛（住金ケミカル社製、５０９９  ＳＳ−３）の使用量を３部に減少した。それ以外は、実施例１と同様にして、サンプルを作製した。
【００２５】
【実施例４】
熱膨張性黒鉛として、住金ケミカル社製の８０９９−Ｍを用い、その使用量を３部に減少した。それ以外は、実施例１と同様にして、サンプルを作製した。
【００２６】
【実施例５】
熱膨張性黒鉛（住金ケミカル社製、５０９９  ＳＳ−３）の使用量を１２部に増加した。それ以外は、実施例１と同様にして、サンプルを作製した。
【００２７】
【実施例６】
熱膨張性黒鉛として、住金ケミカル社製の８０９９−Ｍを用い、その使用量を１２部に増加した。それ以外は、実施例１と同様にして、サンプルを作製した。
【００２８】
【実施例７】
熱膨張性黒鉛（住金ケミカル社製、５０９９  ＳＳ−３）の使用量を１５部に増加した。それ以外は、実施例１と同様にして、サンプルを作製した。
【００２９】
【実施例８】
熱膨張性黒鉛として、住金ケミカル社製の８０９９−Ｍを用い、その使用量を１５部に増加した。それ以外は、実施例１と同様にして、サンプルを作製した。
【００３０】
【実施例９】
熱膨張性黒鉛（住金ケミカル社製、５０９９  ＳＳ−３）の使用量を２部に減少した。それ以外は、実施例１と同様にして、サンプルを作製した。
【００３１】
【実施例１０】
熱膨張性黒鉛として、住金ケミカル社製の８０９９−Ｍを用い、その使用量を２部に減少した。それ以外は、実施例１と同様にして、サンプルを作製した。
【００３２】
【比較例】
熱膨張性黒鉛を配合しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、接着剤組成物を調製した。そして、この接着剤組成物を用い、実施例１と同様にして、サンプルを作製した。
【００３３】
このようにして得られた実施例および比較例のサンプルを対象にし、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。これらの結果を、後記の表１および表２に併せて示した。
【００３４】
〔初期接着力〕
サンプルを室温で４８時間放置し、接着剤を完全に硬化させた。その後、各サンプルの接着剤層が破壊され、金具が剥離するまで、各サンプルを垂直方向に引っ張り、そのときの接着力（ＭＰａ）を測定した。
【００３５】
〔熱剥離性〕
サンプルを室温で４８時間放置し、接着剤を完全に硬化させた。その後、各サンプルを、４００℃の熱雰囲気下に所定時間放置し、さらに、室温下にて２４時間放置することにより冷却した。そして、各サンプルを、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎで垂直方向に引っ張った。その結果、上記熱条件下での放置時間が１０分未満で剥離できるものを○、１０〜１４分間放置したときに剥離できるものを△、１４分を経過しても強固に接着しているものを×として、熱剥離性の評価を行った。
【００３６】
【表１】
2004189856.tif 000002
【００３７】
【表２】
2004189856.tif 000003
【００３８】
上記表の結果から、実施例のサンプルは、その初期接着力が、熱膨張性黒鉛の含有により、それを含有していない比較例と比べて若干低めではあるが、実用に充分であることがわかる。そして、熱剥離性の評価においては、短時間で剥離することができ、良好な結果が得られた。そのため、ダメージを与えることなく金具を分離回収することができた。これに対し、比較例のサンプルは、長時間熱雰囲気下に曝しても分解剥離が困難であるため、金具の分離回収が困難であった。なお、実施例９，１０において、熱膨張性黒鉛の使用量を１部にしたものを用いて作製したサンプルは、初期接着力においては実施例９，１０のものよりも優れていたが、熱剥離性が若干劣っていた。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の接着体は、被着体を、熱膨張性黒鉛を含有している熱硬化性接着剤組成物により接着してなるものであり、寿命等の理由により被着体を分離・回収して再利用するときに、加熱するだけで、接着層が被着体から剥離する。したがって、これまでのような有機溶剤や強アルカリ等の使用や、電磁誘導加熱等の面倒な作業を要しないため、作業環境の向上や作業性の効率化を図ることができるうえ、被着体に対するダメージも少ないという利点を有する。
【００４０】
特に、上記熱膨張性黒鉛の配合割合が特定の範囲内に設定されていると、リサイクル性および接着性の双方の観点から、より優れている。
【００４１】
また、上記被着体が、金属製品、金属製品の中間品または金属材料であると、耐熱性、リサイクル性等の点から、より優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属接着複合体の一例（サンプル）を示す側面図である。
【図１】
2004189856.tif 000004