(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族ポリマ材に金属材を接着する積層体において、主鎖に芳香環を有する芳香族ポリマからなる芳香族ポリマ材と、ＣｕもしくはＣｕ合金製の金属シート又はＣｕもしくはＣｕ合金製の金属テープからなる金属材と、上記芳香族ポリマ材と上記金属材とを接着すべくこれらの間に設けられ、酸変性又はエポキシ変性させたスチレン系エラストマからなる接着剤層とからなることを特徴とする金属材と芳香族ポリマ材の積層体。
【請求項２】
芳香族ポリマ材に金属材を接着する積層体において、主鎖に芳香環を有する芳香族ポリマからなる芳香族ポリマ材と、ＣｕもしくはＣｕ合金製の金属シート又はＣｕもしくはＣｕ合金製の金属テープからなる金属材と、上記芳香族ポリマ材と上記金属材とを接着すべくこれらの間に設けられ、酸変性又はエポキシ変性させたポリマと、スチレン系エラストマの２層からなり、上記金属材側にポリマ層が設けられると共に上記芳香族ポリマ材側にスチレン系エラストマ層が設けられる接着剤層とからなることを特徴とする金属材と芳香族ポリマ材の積層体。
【請求項３】
芳香族ポリマ材に金属材を接着する積層体において、主鎖に芳香環を有する芳香族ポリマからなる芳香族ポリマ材と、ＣｕもしくはＣｕ合金製の金属シート又はＣｕもしくはＣｕ合金製の金属テープからなる金属材と、上記芳香族ポリマ材と上記金属材とを接着すべくこれらの間に設けられ、酸変性又はエポキシ変性させたポリマとスチレン系エラストマの混合材料からなる接着剤層とからなることを特徴とする金属材と芳香族ポリマ材の積層体。
【請求項４】
芳香族ポリマ材に金属材を接着する際に、芳香族ポリマ材として、主鎖に芳香環を有する芳香族ポリマからなる芳香族ポリマ材を用いると共に、金属材として、ＣｕもしくはＣｕ合金製の金属シート又はＣｕもしくはＣｕ合金製の金属テープからなる金属材を用い、接着剤として、酸変性又はエポキシ変性させたスチレン系エラストマを用いて上記芳香族ポリマ材に上記金属材を接着することを特徴とする金属材と芳香族ポリマ材の接着方法。
【請求項５】
芳香族ポリマ材に金属材を接着する際に、芳香族ポリマ材として、主鎖に芳香環を有する芳香族ポリマからなる芳香族ポリマ材を用いると共に、金属材として、ＣｕもしくはＣｕ合金製の金属シート又はＣｕもしくはＣｕ合金製の金属テープからなる金属材を用い、接着剤として、酸変性又はエポキシ変性させたポリマと、スチレン系エラストマを用いると共にこれらで２層の接着剤層を形成し、上記金属材側にポリマ層を設けると共に上記芳香族ポリマ材側にスチレン系エラストマ層を設けて上記芳香族ポリマ材に上記金属材を接着することを特徴とする金属材と芳香族ポリマ材の接着方法。
【請求項６】
芳香族ポリマ材に金属材を接着する際に、芳香族ポリマ材として、主鎖に芳香環を有する芳香族ポリマからなる芳香族ポリマ材を用いると共に、金属材として、ＣｕもしくはＣｕ合金製の金属シート又はＣｕもしくはＣｕ合金製の金属テープからなる金属材を用い、接着剤として、酸変性又はエポキシ変性させたポリマとスチレン系エラストマの混合材料を用いて上記芳香族ポリマ材に上記金属材を接着することを特徴とする金属材と芳香族ポリマ材の接着方法。
【請求項７】
上記接着剤をフィルム体に形成して、上記芳香族ポリマ材に上記金属材を接着する請求項４〜６いずれか記載の金属材と芳香族ポリマ材の接着方法。
【請求項８】
上記接着剤を上記芳香族ポリマ材表面に一体に設けて、上記芳香族ポリマ材に上記金属材を接着する請求項４〜６いずれか記載の金属材と芳香族ポリマ材の接着方法。
【請求項９】
上記接着剤を上記金属材表面に溶解塗布して、上記芳香族ポリマ材に上記金属材を接着する請求項４又は６記載の金属材と芳香族ポリマ材の接着方法。
【請求項１０】
上記芳香族ポリマ材表面にスチレン系エラストマからなる接着剤層を、上記金属材表面に酸変性又はエポキシ変性させたポリマからなる接着剤層をそれぞれ一体に設けて上記芳香族ポリマ材に上記金属材を接着する請求項５記載の金属材と芳香族ポリマ材の接着方法。
【請求項１１】
芳香族ポリマ材に金属材を接着する際に、上記芳香族ポリマ材と上記接着剤で形成した接着剤層と上記金属材を積層し、これを１３０℃以上〜２５０℃以下で加熱加圧して上記芳香族ポリマ材に上記金属材を接着する請求項４〜１０いずれか記載の金属材と芳香族ポリマ材の接着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材の電気的絶縁などを目的として、芳香族ポリマ材に金属材を接着する金属材と芳香族ポリマ材の積層体及びその接着方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属材の電気的絶縁などを目的として、芳香族ポリマ材に金属材を接着する際には、接着剤としてエポキシ系の熱硬化型接着剤が主に用いられてきた。
【０００３】
一般的には、図１２に示すように、芳香族ポリマ本体１２１の表面（図１２中では上面）に、予めエポキシ系熱硬化型接着剤の層１２２を数μｍ〜数十μｍの厚さで塗布形成し、芳香族ポリマ材１２０が作製される。この芳香族ポリマ材１２０の接着剤層１２２側に、金属材１２５が重ね合わせられ、積層される。
【０００４】
この積層体は、図１３に示すように、アルミ板１３５，１３５で挟まれた後、加熱加圧プレス機１３０のプレス熱板１３１，１３２間に配置される。プレス熱板１３１は固定側、プレス熱板１３２は可動側のプレス板であり、プレス熱板１３２は、油圧ピストン１３６のシリンダ１３７に接続されており、矢印１４０の方向にスライド自在である。この加熱加圧プレス機１３０により、積層体に熱及び圧力を加えることで接着剤層１２２が溶融され、その後、溶融した接着剤が金属材１２５になじみながら冷却、硬化されることで、金属材１２５と芳香族ポリマ本体１２１が接着される。
【０００５】
本発明に関連する先行技術文献情報として、以下に示すものが挙げられる。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３２２３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリイミド(PI)などの芳香族ポリマ材と金属材を接着させる接着剤としては、エポキシ系を代表とする熱硬化型接着剤が主流である。
【０００８】
しかしながら、熱硬化型接着剤は、比較的接着強度が低い上に、室温下又は冷蔵下で保管している際にも硬化反応が徐々に進行する。つまり、熱硬化型接着剤を長期間にわたって保管すると接着力が低下してしまうことから、熱硬化型接着剤は、ポリマ材に塗布した状態で長期間にわたって保管することができない。
【０００９】
また、熱硬化型接着剤の硬化反応を速やかに行うためには高温で加熱を行う必要があるが、熱硬化型接着剤に酸化劣化が生じるおそれがある。一方、熱硬化型接着剤を低温で加熱すると、酸化劣化が生じるおそれは低減するものの、硬化に長時間（例えば、数時間程度）を要してしまう。
【００１０】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、接着剤層を付与形成した状態で、長期間にわたって保管可能な金属材と芳香族ポリマ材の積層体及びその接着方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく本発明に係る金属材と芳香族ポリマ材の積層体は、芳香族ポリマ材に金属材を接着する積層体において、主鎖に芳香環を有する芳香族ポリマからなる芳香族ポリマ材と、ＣｕもしくはＣｕ合金製の金属シート又はＣｕもしくはＣｕ合金製の金属テープからなる金属材と、上記芳香族ポリマ材と上記金属材とを接着すべくこれらの間に設けられ、酸変性又はエポキシ変性させたスチレン系エラストマからなる接着剤層とからなるものである。
【００１２】
また本発明に係る金属材と芳香族ポリマ材の積層体は、芳香族ポリマ材に金属材を接着する積層体において、主鎖に芳香環を有する芳香族ポリマからなる芳香族ポリマ材と、ＣｕもしくはＣｕ合金製の金属シート又はＣｕもしくはＣｕ合金製の金属テープからなる金属材と、上記芳香族ポリマ材と上記金属材とを接着すべくこれらの間に設けられ、酸変性又はエポキシ変性させたポリマと、スチレン系エラストマの２層からなり、上記金属材側にポリマ層が設けられると共に上記芳香族ポリマ材側にスチレン系エラストマ層が設けられる接着剤層とからなるものである。
【００１３】
また本発明に係る金属材と芳香族ポリマ材の積層体は、芳香族ポリマ材に金属材を接着する積層体において、主鎖に芳香環を有する芳香族ポリマからなる芳香族ポリマ材と、ＣｕもしくはＣｕ合金製の金属シート又はＣｕもしくはＣｕ合金製の金属テープからなる金属材と、上記芳香族ポリマ材と上記金属材とを接着すべくこれらの間に設けられ、酸変性又はエポキシ変性させたポリマとスチレン系エラストマの混合材料からなる接着剤層とからなるものである。
【００１４】
また本発明に係る金属材と芳香族ポリマ材の接着方法は、芳香族ポリマ材に金属材を接着する際に、芳香族ポリマ材として、主鎖に芳香環を有する芳香族ポリマからなる芳香族ポリマ材を用いると共に、金属材として、ＣｕもしくはＣｕ合金製の金属シート又はＣｕもしくはＣｕ合金製の金属テープからなる金属材を用い、接着剤として、酸変性又はエポキシ変性させたスチレン系エラストマを用いて上記芳香族ポリマ材に上記金属材を接着する方法である。
【００１５】
また本発明に係る金属材と芳香族ポリマ材の接着方法は、芳香族ポリマ材に金属材を接着する際に、芳香族ポリマ材として、主鎖に芳香環を有する芳香族ポリマからなる芳香族ポリマ材を用いると共に、金属材として、ＣｕもしくはＣｕ合金製の金属シート又はＣｕもしくはＣｕ合金製の金属テープからなる金属材を用い、接着剤として、酸変性又はエポキシ変性させたポリマと、スチレン系エラストマを用いると共にこれらで２層の接着剤層を形成し、上記金属材側にポリマ層を設けると共に上記芳香族ポリマ材側にスチレン系エラストマ層を設けて上記芳香族ポリマ材に上記金属材を接着する方法である。
【００１６】
また本発明に係る金属材と芳香族ポリマ材の接着方法は、芳香族ポリマ材に金属材を接着する際に、芳香族ポリマ材として、主鎖に芳香環を有する芳香族ポリマからなる芳香族ポリマ材を用いると共に、金属材として、ＣｕもしくはＣｕ合金製の金属シート又はＣｕもしくはＣｕ合金製の金属テープからなる金属材を用い、接着剤として、酸変性又はエポキシ変性させたポリマとスチレン系エラストマの混合材料を用いて上記芳香族ポリマ材に上記金属材を接着する方法である。
【００１７】
上記接着剤をフィルム体に形成して、上記芳香族ポリマ材に上記金属材を接着するとよい。
【００１８】
上記接着剤を上記芳香族ポリマ材表面に一体に設けて、上記芳香族ポリマ材に上記金属材を接着してもよい。
【００１９】
上記接着剤を上記金属材表面に溶解塗布して、上記芳香族ポリマ材に上記金属材を接着してもよい。
【００２０】
上記芳香族ポリマ材表面にスチレン系エラストマからなる接着剤層を、上記金属材表面に酸変性又はエポキシ変性させたポリマからなる接着剤層をそれぞれ一体に設けて上記芳香族ポリマ材に上記金属材を接着するとよい。
【００２１】
芳香族ポリマ材に金属材を接着する際に、上記芳香族ポリマ材と上記接着剤で形成した接着剤層と上記金属材を積層し、これを１３０℃以上〜２５０℃以下で加熱加圧して上記芳香族ポリマ材に上記金属材を接着するとよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、芳香族ポリマ材に金属材を接着する際に、芳香族ポリマ材として主鎖に芳香環を有する芳香族ポリマ材を用い、接着剤として、酸変性又はエポキシ変性させたスチレン系エラストマを用いることで、あるいはスチレン系エラストマと酸変性又はエポキシ変性させたポリマを用いることで、比較的低い温度で、かつ、短時間で強固に接着することができると共に、接着剤層を付与形成した状態で、長期間にわたって保管できるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２４】
本発明者らが鋭意研究した結果、
(1) 芳香族ポリマ材に対して強固な接着が得られる第１の接着機構と、金属材（Ｃｕシート又はＣｕテープ）に対して強固な接着が得られる第２の接着機構という２つの接着機構を両有するポリマで構成される接着剤（タイプ１）、
(2) (1)で述べた２つの接着機構の内、第１の接着機構を有する第１のポリマと第２の接着機構を有する第２のポリマで構成され、かつ、各ポリマが高い相溶性を有する接着剤（タイプ２）、
を用いることで、芳香族ポリマ材に金属材を強固に接着することができることを見いだした。
【００２５】
第１の接着機構は、芳香族ポリマとの相溶性が高いスチレンブロックを有するスチレン系エラストマ（ポリマ）を接着剤として用いることで、接着剤と芳香族ポリマ材を加熱加圧すると、接着剤中のスチレンブロック部分と芳香族ポリマが相溶し、接着剤と芳香族ポリマ材が強固に接着される。ここで、芳香族ポリマとは、主鎖に芳香環を有するポリマを意味し、例えば、
ポリフェニレンエーテル(PPE)、
ポリエーテルイミド(PEI)、
ポリカーボネート(PC)、
ポリエーテルサルホン、
ポリイミド、
ポリフェニレンサルファイド、
ポリサルホン、
ポリエーテルエーテルケトン、
などが代表的であるが、これらに限定するものではない。
【００２６】
一方、スチレンブロックを有するスチレン系エラストマとしては、例えば、
スチレン−エチレンブチレン−スチレン共重合体(SEBS)、スチレン−エチレンプロピレン−スチレン共重合体(SEPS)、スチレン−ブチレン−スチレン共重合体(SBS)などのトリブロック共重合体、
水添したスチレン−ブタジエンゴムなどのジブロック共重合体、
などが挙げられる。
【００２７】
また、第２の接着機構は、酸変性又はエポキシ変性されたポリマを接着剤として用いることで、ポリマの酸基部位又はエポキシ基部位が金属表面の水分子や酸化物と水素結合し、接着剤と金属材が強固に接着される。ポリマの酸変性のなかで代表的なものとして、マレイン酸変性があり、その酸変性されて得られるポリマとしては、例えば、
SBS、SEBS、ポリイソブチレン(PIB)などのエラストマ、
ポリエチレン(PE)、ポリプロピレンなどのオレフィン系を始めとするポリマ、
が挙げられる。一方、エポキシ基を有するポリマとしては、例えば、
ポリエチレンとポリスチレンの共重合体をグリシジル化したもの、
エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体(EGMA)とポリスチレン(PS)との共重合体をグリシジル化したもの、
などが挙げられる。
【００２８】
（第１の実施形態）
本発明の好適一実施の形態に係る金属材と芳香族ポリマ材の積層体を図１に示す。
【００２９】
図１に示すように、本実施の形態に係る積層体は、芳香族ポリマ材１２と、Ｃｕ又はＣｕ合金製の金属シート又は金属テープ（金属材１１）の間に、タイプ１の接着剤として、酸変性、好ましくはマレイン酸変性させたスチレン系エラストマ層（接着剤層）１３を設けたものである。
【００３０】
金属材１１の構成材としては、電気導体用金属材として慣用的に用いられているものが全て使用可能であり、例えば、純Cu、Cu合金などが挙げられる。
【００３１】
この芳香族ポリマ材１２に金属材１１を、酸変性させたスチレン系エラストマ層１３を介して接着するには、以下に示す1-a〜1-cの方法が挙げられる。
【００３２】
1-a  金属材１１と芳香族ポリマ材１２の間に、図２に示すように、酸変性させたスチレン系エラストマ、例えば、マレイン酸変性させたSEBSのフィルム体２１を積層配置して積層体を形成する。その積層体に、加熱加圧プレス機を用いて積層方向の加熱加圧成形を施し、フィルム体２１を介して芳香族ポリマ材１２に金属材１１を接着する。
【００３３】
ここで、十分な接着を得るには、SEBSが有するスチレンブロックが芳香族ポリマ内へ相溶すると共に、SEBSが金属材料表面を良く濡らし、付与したマレイン酸部分が金属材料表面と接近することが重要となるため、接着の際に加熱、加圧を行う必要がある。例えば、加熱加圧処理としては、160℃以上で0.1MPa以上の処理などが挙げられる。
【００３４】
1-b  図３に示すように、芳香族ポリマ材１２の一面（図３中では上面）に、酸変性させたスチレン系エラストマのフィルム体３１を重ね、一体化させて芳香族ポリマシート材３０を形成する。その芳香族ポリマシート材３０のフィルム体３１側に、金属材１１を積層配置して積層体を形成する。その積層体に積層方向の加熱加圧成形を施し、フィルム体３１を介して芳香族ポリマ材１２に金属材１１を接着する。芳香族ポリマシート材３０の作製には、例えば、既存の多層フィルム溶融押出成形機などが適用可能である。
【００３５】
ここで、1-bの変形例として、金属材１１の一面にもフィルム体３２を重ね、一体化させて金属シート材３５を形成し、その金属シート材３５のフィルム体３２側と、前述した芳香族ポリマシート材３０のフィルム体３１側を向かい合わせて積層配置して積層体を形成するようにしてもよい。このように、金属材１１及び芳香族ポリマ材１２の両方にフィルム体３２，３１を設ける場合、芳香族ポリマ材１２のみにフィルム体３１を設ける場合と比べて、フィルム体１枚当たりの厚さを薄くしてもよい。
【００３６】
1-c  図４に示すように、金属材１１の一面（図４中では下面）に、酸変性させたスチレン系エラストマを溶解させた溶液を塗布して塗布層４１を有する金属シート材４０を形成する。その金属シート材４０の塗布層４１形成側に、芳香族ポリマ材１２を積層配置して積層体を形成する。その積層体に積層方向の加熱加圧成形を施し、塗布層４１を介して芳香族ポリマ材１２に金属材１１を接着する。
【００３７】
ここで、1-cの変形例として、芳香族ポリマ材１２の一面（図４中では上面）にもスチレン系エラストマ溶液を塗布して塗布層４２を有する芳香族ポリマシート材４５を形成し、その芳香族ポリマシート材４５の塗布層４２形成側と、前述した金属シート材４０の塗布層４１形成側を重ね合わせて積層配置して積層体を形成するようにしてもよい。このように、金属材１１及び芳香族ポリマ材１２の両方に塗布層４１，４２を形成する場合、金属材１１のみに塗布層４１を形成する場合と比べて、塗布層１層当たりの層厚を薄くしてもよい。
【００３８】
以上、上述した1-a〜1-cの方法を用い、かつ、例えば、マレイン酸変性させたSEBSを接着剤として接着を行うことで、接着剤のスチレンブロック部分と芳香族ポリマが相溶し、図１に示した接着剤層１３と芳香族ポリマ材１２が強固に接着するという第１の接着機構が得られる。また、接着剤のエチレンブチレンブロックのマレイン酸変性された部分が金属表面と水素結合することで、接着剤層１３と金属材１１が強固に接着するという第２の接着機構が得られる。結果として、芳香族ポリマ材１２と金属材１１の強固な接着が得られる。具体的には、材料の組合せにもよるが、芳香族ポリマ材１２と金属材１１を、2N/mm以上、好ましくは3N/mm以上という高い剥離強度で接着させることができる。接着剤層１３と金属材１１の接着強度は、マレイン酸変性させたスチレン系エラストマのマレイン酸変性量を調整することで、自在に調整することができる。また、接着剤層１３と芳香族ポリマ材１２の接着強度は、マレイン酸変性させたスチレン系エラストマのスチレンブロック部分のスチレン量を調整することで、自在に調整することができる。
【００３９】
また、本実施の形態に係る接着方法によれば、金属材１１や芳香族ポリマ材１２上に、接着剤層１３を事前に形成しておくことで、接着に伴う作業性を向上させることができる。例えば、前述した1-bの方法では、芳香族ポリマ材１２に、接着剤層１３であるフィルム体３１が一体に形成されており、また、1-cの方法では、金属材１１に、接着剤層１３である塗布層４１が一体に形成されていることから、使用時に接着剤層１３を別途用意する必要がなく、塗布、カッティング、又は位置決めなどの作業を省略することができ、作業性が向上する。その結果、短時間での接着作業が可能となる。
【００４０】
また、1-c変形例の方法を用いて接着を行うことで、金属シート材４０及び芳香族ポリマシート材４５の作製時に、金属材１１に対して塗布層４１を構成するスチレン系エラストマが十分に濡れ（なじみ）、また、芳香族ポリマ材１２に対して塗布層４２を構成するスチレン系エラストマが十分に濡れる。このため、金属材１１と接着剤層１３の接着強度、及び芳香族ポリマ材１２と接着剤層１３の接着強度がより向上する。その結果、芳香族ポリマ材１２に金属材１１を、より高い接着強度で接着させることができる。
【００４１】
また、通常の熱硬化性接着剤の場合、冷暗所に保管してもその保管可能な期間は３ヶ月程度であり、それ以上の期間にわたる保管は困難である。これに対して、本実施の形態に係る接着方法は、その接着過程において化学反応を伴わないことから、マレイン酸変性SEBSが酸化などの分子自体の劣化が生じない範囲であれば、長期間にわたって保管が可能となる。また、本実施の形態に係る接着方法によれば、被着体（金属材１１や芳香族ポリマ材１２）上に接着剤層１３（フィルム体３１や塗布層４１）を付与、形成させた状態で長期保管を行った場合でも、接着に供する前に適当な乾燥処理を行うことによって、接着強度を回復させることができる。ここで、接着剤の接着強度を低下させる要因として、
a)  材料の酸化劣化、
b)  酸変性されたポリマヘの水分吸着、
の２つが考えられる。a)は、安定な材料を選択することと、酸化防止剤を付与（添加）することにより容易に回避することができる。また、b)に関しては、密閉容器内に保管することにより回避可能であるが、吸湿してしまった場合であっても、接着作業前に適切な乾燥処理を行うことで、接着力はほぼ当初状態に回復する。乾燥処理としては、例えば、70〜90℃で2〜24時間、もしくは、加熱加圧プレス機を用いて、150〜200℃で15分以上の処理などが挙げられる。
【００４２】
本実施の形態においては、加熱加圧プレス機を用いたバッチ式の接着方法に関して説明を行ったが、特にこれに限定するものではない。本実施の形態に係る接着方法は、接着に長い時間を必要としないため、芳香族ポリマ材１２と金属テープ（金属材１１）を、積層フィルムを作製するドライラミネートと同様の工程を経て連続的に接着させることもできる。
【００４３】
次に、本発明の他の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００４４】
（第２の実施形態）
本発明の他の好適一実施の形態に係る金属材と芳香族ポリマ材の積層体を図５に示す。尚、図１と同様の部材には同じ符号を付しており、これらの部材については説明を省略する。
【００４５】
図５に示すように、本実施の形態に係る積層体の基本的構造は、図１に示した第１の実施の形態に係る積層体と同じであるが、芳香族ポリマ材１２と金属材１１の間に、タイプ１の接着剤として、エポキシ変性させたスチレン系エラストマ層（接着剤層）５３を設ける点で異なる。
【００４６】
接着剤層５３を介した芳香族ポリマ材１２と金属材１１の接着方法としては、第１の実施の形態において説明した1-a〜1-cの３つの接着方法が全て適用可能である。
【００４７】
接着剤層５３と金属材１１の接着強度は、エポキシ変性させたスチレン系エラストマのエポキシ変性量を調整することで、自在に調整することができる。また、接着剤層５３と芳香族ポリマ材１２の接着強度は、エポキシ変性させたスチレン系エラストマのスチレンブロック部分のスチレン量を調整することで、自在に調整することができる。
【００４８】
本実施の形態に係る積層体においても、前述した第１の実施の形態に係る積層体と同じ作用効果が得られる。
【００４９】
（第３の実施形態）
本発明の別の好適一実施の形態に係る金属材と芳香族ポリマ材の積層体を図６に示す。
【００５０】
図６に示すように、本実施の形態に係る積層体は、芳香族ポリマ材と金属材の間に、タイプ２の接着剤として、金属材１１側（図６中では上側）に酸変性（又はエポキシ変性）、好ましくはマレイン酸変性させたポリマ層６１を設け、芳香族ポリマ材１２側（図６中では下側）にスチレン系エラストマ層６２を設けたものである。ポリマ層６１及びスチレン系エラストマ層６２で接着剤層６３が構成される。
【００５１】
接着層６３を介した芳香族ポリマ材１２と金属材１１の接着方法としては、第１の実施の形態において説明した1-a〜1-cの３つの接着方法と同様のものが、全て適用可能である。
【００５２】
具体的には、3-aの方法として、図６に示したように、マレイン酸変性させたポリマで構成されるフィルム体（ポリマフィルム体（ポリマ層６１））と、スチレン系エラストマで構成されるフィルム体（エラストマフィルム体（エラストマ層６２））を、芳香族ポリマ材１２と金属材１１の間に挟み込むことで、金属材１１、ポリマフィルム体６１、エラストマフィルム体６２、芳香族ポリマ材１２の順に積層配置された積層体が形成される。この積層体に対して、加熱加圧処理を施すことで、接着剤層６３（エラストマフィルム体６２、ポリマフィルム体６１）を介して金属材１１と芳香族ポリマ材１２が接着される。
【００５３】
また、3-bの方法として、図７に示すように、芳香族ポリマ材１２の一面（図７中では上面）に、順にエラストマフィルム体６２、ポリマフィルム体６１を重ね、一体化させて芳香族ポリマシート材７０を形成する。その芳香族ポリマシート材７０のポリマフィルム体６１側に、金属材１１を重ね合わせて積層体を形成する。この積層体に対して、加熱加圧処理を施すことで、接着剤層６３を介して芳香族ポリマ材１２に金属材１１が接着される。
【００５４】
ここで、3-bの変形例として、金属材１１の一面（図７中では下面）にポリマフィルム体６１を重ね、一体化させて金属シート材（図示せず）を形成し、また、芳香族ポリマ材１２の一面（図７中では上面）に、エラストマフィルム体６２を重ね、一体化させて芳香族ポリマシート材（図示せず）を形成し、金属シート材のポリマフィルム体６１側と芳香族ポリマシート材のエラストマフィルム体６２側を重ね合わせ、積層体を形成するようにしてもよい。
【００５５】
また、3-cの方法として、図８に示すように、金属材１１の一面（図８中では下面）に、マレイン酸変性させたポリマを溶解させた溶液を塗布して塗布層８１を有する金属シート材８０を形成する。また、芳香族ポリマ材１２の一面（図８中では上面）に、スチレン系エラストマを溶解させた溶液を塗布して塗布層８２を有する芳香族ポリマシート材８５を形成する。金属シート材８０の塗布層８１形成側と芳香族ポリマシート材８５の塗布層８２形成側を重ね合わせ、積層体を形成する。その積層体に積層方向の加熱加圧成形を施し、塗布層８１，８２を介して芳香族ポリマ材１２に金属材１１を接着する。
【００５６】
ここで、3-cの変形例として、芳香族ポリマ材１２の一面（図８中では上面）に、順に塗布層８２、塗布層８１を有する芳香族ポリマシート材（図示せず）を形成し、その芳香族ポリマシート材の塗布層８１形成側と金属材１１を重ね合わせて積層体を形成するようにしてもよい。
【００５７】
例えば、芳香族ポリマ材１２に対する接着剤としてSEBSを、金属材１１に対する接着剤としてマレイン酸変性PEを用いて接着を行うことで、SEBSのスチレンブロック部分と芳香族ポリマが相溶し、図６に示したエラストマ層６２と芳香族ポリマ材１２が強固に接着するという第１の接着機構が得られる。また、マレイン酸変性PEのマレイン酸変性された部分が金属表面と水素結合することで、ポリマ層６１と金属材１１が強固に接着するという第２の接着機構が得られる。さらに、エラストマ層６２を構成するSEBSとポリマ層６１を構成するPEは、SEBSのエチレンブチレンブロック部分とPEの相溶性が極めて高いことから、これらが混ざりあって層６１，６２同士が強固に接着され、結果として、芳香族ポリマ材１２と金属材１１の強固な接着が得られる。
【００５８】
本実施の形態に係る接着方法では、第１の接着機構と第２の接着機構の２つの接着機構によって芳香族ポリマ材１２と金属材１１の接着が実現される。これら２つの接着機構は、選択する材料によって、それぞれ最適な接着条件が異なる。各接着機構の内、溶融、接着時の温度、圧力条件が高い方の接着機構に加熱加圧処理の温度、圧力を合わせることで、接着が実現する。しかしながら、これらの条件が大きく異なる場合や、条件が高い方の接着機構の温度及び圧力で加熱加圧処理を行うことが成形上困難な場合もある。その場合、前述した3-bの方法や3-c変形例の方法を用いて接着を行うことで、条件を緩和することができる。
【００５９】
例えば、本実施の形態に係る接着方法において、ポリマ層６１を構成するマレイン酸変性PEを溶融させ、Cuテープで構成される金属材１１に接着させるには、加熱温度は130℃程度で十分である。これに対して、エラストマ層６２を構成するSEBS中のスチレンブロック部分が、PPEで構成される芳香族ポリマ材１２中に相溶する最適な温度は200℃以上である。このため、ポリマ層６１及びエラストマ層６２に一括して加熱加圧処理を施し、この系（これらの組み合わせ）で最高の接着強度を得るためには、200℃以上の加熱が必要となる。ところが、3-bの方法を用いて接着を行うことで、図７に示した芳香族ポリマシート材７０を作製する段階で、芳香族ポリマ材１２とエラストマ層６２の接着が十分に得られる。このため、芳香族ポリマシート材７０と金属材１１を接着する際には、マレイン酸変性PEと金属材１１を接着させるだけで十分となる。その結果、PEが十分に溶融し、濡れ性が期待される130℃程度いう低い温度で、芳香族ポリマ材１２に金属材１１を接着させることができる。
【００６０】
ポリマ層６１と金属材１１の接着強度は、酸変性（又はエポキシ変性）ポリマの酸変性（又はエポキシ変性）量を調整することで、自在に調整することができる。また、エラストマ層６２と芳香族ポリマ材１２の接着強度は、スチレン系エラストマのスチレンブロック部分のスチレン量を調整することで、自在に調整することができる。
【００６１】
本実施の形態に係る積層体においても、前述した第１の実施の形態に係る積層体と同じ作用効果が得られる。
【００６２】
（第４の実施形態）
本発明のまた別の好適一実施の形態に係る金属材と芳香族ポリマ材の積層体を図９に示す。
【００６３】
図９に示すように、本実施の形態に係る積層体の基本的構造は、図１に示した第１の実施の形態に係る積層体と同じであるが、芳香族ポリマ材１２と金属材１１の間に、タイプ２の接着剤として、酸変性（又はエポキシ変性）させたポリマとスチレン系エラストマの混合材料で構成された混合層（接着剤層）９３を設ける点で異なる。
【００６４】
接着剤層９３を介した芳香族ポリマ材１２と金属材１１の接着方法としては、第１の実施の形態において説明した1-a〜1-cの３つの接着方法が全て適用可能である。
【００６５】
接着剤層９３と金属材１１の接着強度は、酸変性（又はエポキシ変性）させたポリマの酸変性（又はエポキシ変性）量を調整することで、自在に調整することができる。また、接着剤層９３と芳香族ポリマ材１２の接着強度は、スチレン系エラストマのスチレンブロック部分のスチレン量を調整することで、自在に調整することができる。
【００６６】
本実施の形態に係る積層体においても、前述した第１の実施の形態に係る積層体と同じ作用効果が得られる。
【００６７】
また、本実施の形態に係る積層体の接着強度は、前述した第３の実施の形態に係る積層体の接着強度と比べてやや低くなる。しかし、第３の実施の形態に係る積層体の接着剤層６３は２層構造であったが、本実施の形態に係る積層体の接着剤層９３は１層構造である。このため、本実施の形態に係る接着方法の方が、前実施の形態に係る接着方法よりも接着剤層の形成工程がより容易となると共に、接着時における接着剤層のハンドリングがより容易となる。
【００６８】
以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。
【００６９】
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００７０】
（実施例１）
金属材として0.1mm厚Cuテープを、芳香族ポリマ材として0.3mm厚のPPE（三菱樹脂（株）、ダイアニウムMS9002）シートを用いた。また、接着剤層として0.2mm厚のシート形状に成形したマレイン酸変性SEBS（KRATON Polymerｓ社製、型番:FG1901X、スチレン含量28％）シートを用いた。
【００７１】
これらCuテープ、マレイン酸変性SEBSシート、及びPPEシートを用い、図１に示した積層構造の積層体を作製し、この積層体を、図１３に示した加熱加圧プレス機１３０のプレス熱板１３１，１３２間にセットした。
【００７２】
次に、積層体の温度を所定の温度に昇温させた後、0.5MPaの圧力で5分間加圧プレスを行った。その後、冷却を行い、図１に示した積層体を作製した（試料１１〜１３）。加熱温度は、170℃、200℃、250℃の３種類とした。
【００７３】
（比較例１）
金属材及び芳香族ポリマ材としては、実施例１と同じものを用いた。接着剤層として0.2mm厚のシート形状に成形したエポキシ系接着剤を用いた。
【００７４】
これらCuテープ、エポキシシート、及びPPEシートを用い、実施例１と同様の積層構造の積層体を作製し、この積層体を、図１３に示した加熱加圧プレス機１３０のプレス熱板１３１，１３２間にセットした。
【００７５】
次に、積層体の温度を160℃に昇温させた後、0.3MPaの圧力で30分間加圧プレスを行った。その後、冷却を行い、積層体を作製した（試料１４）。
【００７６】
試料１１〜１４のCuテープとPPEシートを、90度剥離試験(JIS K6854)に準じて引張り、90度剥離強度を評価した。剥離試験の条件は、引張り速度を50mm/min、温度を20℃とした。評価結果を図１０に示す。
【００７７】
図１０に示すように、試料４の平均剥離強度（接着強度）は0.8N/mmであった。これに対して、試料１１〜１３の平均剥離強度は、それぞれ2.0N/mm、2.6N/mm、5.2N/mmであった。試料１１は、170℃、5分という比較的低温、短時間の加熱加圧処理を施したものであり、試料１１〜１３中で最も剥離強度は低いものの、試料１４の2.5倍の高い剥離強度が得られた。また、加熱加圧処理の加熱温度を200℃、250℃と上昇させるにつれて、接着強度が大幅に向上することがわかった。
【００７８】
ここでは、接着剤層であるマレイン酸変性SEBS層として、0.2mm厚のシートを用いたが、この厚さは、PPEシート表面の平滑性及び厚さ不均一性、Cuテープの厚さ不均一性、プレス熱板の平行度などを吸収できる厚さであれば、もっと薄くてもよい。言い換えると、Cuテープ、PPEシート、及び加熱加圧プレス機の製品精度が十分に高ければ、マレイン酸変性SEBSシートの厚さは数μｍ程度であっても、試料１１〜１３と同等の接着強度を得ることができる。
【実施例２】
【００７９】
金属材及び芳香族ポリマ材としては、［実施例１］における実施例１と同じものを用いた。金属材及び芳香族ポリマ材の片面に、マレイン酸変性SEBS（KRATON Polymers社製、型番：FG1901X、スチレン含量28％）を溶剤（キシレン）に溶解させた30％溶液をそれぞれ塗布し、約100μｍの塗布層（接着剤層）をそれぞれ形成する。
【００８０】
塗布層を有するCuテープ及びPPEシートを用い、図４に示した積層構造の積層体を作製し、この積層体を、図１３に示した加熱加圧プレス機１３０のプレス熱板１３１，１３２間にセットした。
【００８１】
次に、積層体の温度を170℃に昇温させた後、0.5MPaの圧力で5分間加圧プレスを行った。その後、冷却を行い、図１に示した積層体を作製した（試料２１）。
【００８２】
この試料２１について、［実施例１］と同様の条件で90度剥離強度を評価した。その結果、試料２１の平均剥離強度は3.3N/mmであった。試料２１と［実施例１］における試料１１〜１３を比較すると、試料２１の接着強度は、250℃で加熱加圧処理を施した試料１３の接着強度より低かったものの、200℃で加熱加圧処理を施した試料１２の接着強度よりは高かった。これは、試料１１〜１３は、金属材及び芳香族ポリマ材間にマレイン酸変性SEBSシートを挟み込み、接着剤層を形成していたのに対して、試料２１は、金属材及び芳香族ポリマ材に接着剤層をそれぞれ塗布し、接着剤層を形成していることに起因している。つまり、試料１１，２１は、同じ温度（170℃）で加熱加圧処理を施しているが、Cuテープ及びPPEシートに対する接着剤層の濡れ性は試料２１の方が高いことから、試料２１の方が接着強度が高くなっている。
【実施例３】
【００８３】
金属材として0.1mm厚Cuテープを、芳香族ポリマ材として0.3mm厚のPC（三菱エンジニアリングプラスチック（株）、ユーピロンFE2000）シートを用いた。また、接着剤層として0.2mm厚のシート形状に成形したエポキシ変性SBS（ダイセル化学工業（株）、型番:AT501、スチレン含量40％）シートを用いた。
【００８４】
これらCuテープ、エポキシ変性SBSシート、及びPCシートを用い、図５に示した積層構造の積層体を作製し、この積層体を、図１３に示した加熱加圧プレス機１３０のプレス熱板１３１，１３２間にセットした。
【００８５】
次に、積層体の温度を170℃に昇温させた後、0.5MPaの圧力で5分間加圧プレスを行った。その後、冷却を行い、図１に示した積層体を作製した（試料３１）。
【００８６】
この試料３１について、［実施例１］と同様の条件で90度剥離強度を評価した。その結果、試料３１の平均剥離強度は0.7N/mmであった。試料３１の剥離強度は、試料１１の剥離強度（2.0N/mm）と比べると低いものの、エポキシ変性SBSシートを介してCuテープとPCシートを接着できることは明らかである。
【００８７】
詳細に接着状態を確認した結果、Cuテープ−接着剤層間の剥離強度が0.7N/mm、接着剤層−PCシート間の剥離強度が1.9N/mmであった。接着剤層中のエポキシ変性量を最適化することで、Cuテープ−接着剤層間の剥離強度を更に高めることができると考えられるため、それによって、CuテープとPCシートの接着強度を更に高めることができると考えられる。
【実施例４】
【００８８】
金属材及び芳香族ポリマ材としては、［実施例１］における実施例１と同じものを用いた。また、接着剤層として、50μｍ厚のSEBS（（株）クラレ製、型番：セプトン8007、スチレン含量29％）フィルム、20μｍ厚のマレイン酸変性PE（日本ポリエチレン（株）製、型番：ER507L-2）フィルムを用いた。
【００８９】
Cuテープ、マレイン酸変性PEフィルム、SEBSフィルム、PPEシートを順に重ね合わせ、図６に示した積層構造の積層体を作製し、この積層体を、図１３に示した加熱加圧プレス機１３０のプレス熱板１３１，１３２間にセットした。
【００９０】
次に、積層体の温度を170℃に昇温させた後、0.5MPaの圧力で3分間加圧プレスを行った。その後、冷却を行い、図１に示した積層体を作製した（試料４１）。
【００９１】
この試料４１について、［実施例１］と同様の条件で90度剥離強度を評価した。その結果、試料４１の平均剥離強度は3.1N/mmであった。このように、加熱加圧処理の条件が同じである場合、タイプ２の接着剤を用いた試料４１は、タイプ１の接着剤を用いた試料１１と比べて、接着強度がより高くなることがわかった。
【実施例５】
【００９２】
金属材として0.1mm厚Cuテープを用いた。芳香族ポリマ材としてPPE樹脂（旭化成（株）、型番：ザイロン540Z）を、接着剤層としてSEBS樹脂（旭化成（株）、型番：タフテックH1041、スチレン含量30％）、マレイン酸変性PE樹脂（日本ポリエチレン（株）製、型番：ER621-F-2）を用いた。
【００９３】
PPE樹脂、SEBS樹脂、及びマレイン酸変性PE樹脂の３種の樹脂を多層フィルム溶融押出し成形機に供給し、0.3mm厚PPEシートの片面上に、順に、30μｍ厚SEBSフィルム、20μｍ厚マレイン酸変性PEフィルムを一体に設け、芳香族ポリマシート材を作製した。
【００９４】
次に、この芳香族ポリマシート材のマレイン酸変性PEフィルム側に、Cuテープを重ね合わせ、図７に示した積層構造の積層体を作製し、この積層体を、図１３に示した加熱加圧プレス機１３０のプレス熱板１３１，１３２間にセットした。
【００９５】
次に、積層体の温度を130℃に昇温させた後、0.5MPaの圧力で5分間加圧プレスを行った。その後、冷却を行い、図１に示した積層体を作製した（試料５１）。
【００９６】
この試料５１について、［実施例１］と同様の条件で90度剥離強度を評価した。その結果、試料５１の平均剥離強度は3.1N/mmであった。この試料５１は、［実施例４］の試料４１と接着強度が同じであり、同じタイプ２の接着剤を用いている。しかし、接着剤層が芳香族ポリマ材と一体となった芳香族ポリマシート材を用いた試料５１は、接着剤層、芳香族ポリマ材、及び金属材が別体である試料４１と比べて、より低い温度で接着が可能となることがわかった。つまり、試料５１は、芳香族ポリマシート材の作製時に、SEBS樹脂フィルムとPPEシートの間で十分な接着が得られるため、加熱加圧処理時においては、Cuテープとマレイン酸変性PEフィルムを接着させるだけでよい。よって、マレイン酸変性PEが十分に溶融し、十分な濡れ性が期待される130℃という低い加熱加圧処理温度で、接着が可能となる。
【００９７】
また、試料５１を構成する芳香族ポリマシート材の、製造直後のもの、通常の室内環境（23℃、RH50％）に1年間保管（放置）したもの、及び1年間放置後に乾燥処理を施したものについて、Cuテープヘの接着強度がどのように変化するかを、剥離強度（接着強度）を指標として調べた。
【００９８】
その結果、図１１に示すように、芳香族ポリマシート材を1年間保管することで、接着強度は、保管前の3.2N/mmと比較すると、約半分の1.7N/mmに低下した。しかしながら、芳香族ポリマシート材を接着作業に供する前に、乾燥処理を施すことで、ほぼ当初の接着強度まで回復させることができることが確認できた。
【実施例６】
【００９９】
金属材及び芳香族ポリマ材としては、［実施例１］における実施例１と同じものを用いた。また、接着剤層として、SEBS（（株）クラレ製、型番：セプトン8007、スチレン含量29％）とマレイン酸変性PE（日本ポリエチレン（株）製、型番：ER507L-2)を１対１の割合で混合した混合材で構成される0.1mm厚のフィルムを用いた。
【０１００】
これらCuテープ、混合材フィルム、PPEシートを順に重ね合わせ、図９に示した積層構造の積層体を作製し、この積層体を、図１３に示した加熱加圧プレス機１３０のプレス熱板１３１，１３２間にセットした。
【０１０１】
次に、積層体の温度を170℃に昇温させた後、0.5MPaの圧力で5分間加圧プレスを行った。その後、冷却を行い、図１に示した積層体を作製した（試料６１）。
【０１０２】
この試料６１について、［実施例１］と同様の条件で90度剥離強度を評価した。その結果、試料６１の剥離強度は1.7N/mmであった。このように、試料６１の平均剥離強度は、同じタイプ２の接着剤を用いた試料４１，５１と比較すると低いものの、試料１１とほぼ同等の剥離強度が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の好適一実施の形態に係る金属材と芳香族ポリマ材の積層体を示す断面図である。
【図２】本発明の好適一実施の形態に係る金属材と芳香族ポリマ材の接着方法を説明するための断面図である。
【図３】図２の第１変形例を示す断面図である。
【図４】図２の第２変形例を示す断面図である。
【図５】本発明の他の好適一実施の形態に係る金属材と芳香族ポリマ材の接着方法を示す断面図である。
【図６】本発明の別の好適一実施の形態に係る金属材と芳香族ポリマ材の接着方法を示す断面図である。
【図７】図６の第１変形例を示す断面図である。
【図８】図６の第２変形例を示す断面図である。
【図９】本発明のまた別の好適一実施の形態に係る金属材と芳香族ポリマ材の接着方法を示す断面図である。
【図１０】［実施例１］における試料１１〜１４の剥離強度を示す図である。
【図１１】［実施例５］における芳香族ポリマシート材の、剥離強度の経時変化を示す図である。
【図１２】従来の金属材と芳香族ポリマ材の積層体を示す断面図である。
【図１３】加熱加圧プレス機の構造図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１１  金属材
１２  芳香族ポリマ材
２１  酸変性させたスチレン系エラストマ層
５３  エポキシ変性させたスチレン系エラストマ層
６１  酸変性（又はエポキシ変性）させたポリマ層
６２  スチレン系エラストマ層
９３  混合層
【図１】
0004779489.tif 000002
【図２】
0004779489.tif 000003
【図３】
0004779489.tif 000004
【図４】
0004779489.tif 000005
【図５】
0004779489.tif 000006
【図６】
0004779489.tif 000007
【図７】
0004779489.tif 000008
【図８】
0004779489.tif 000009
【図９】
0004779489.tif 000010
【図１０】
0004779489.tif 000011
【図１１】
0004779489.tif 000012
【図１２】
0004779489.tif 000013
【図１３】
0004779489.tif 000014