(57)【要約】【課題】  切削加工材料と該材料を仮固定する固定台に接着する接着剤において、接着剤の塗布作業性、接着性、切削加工性、耐切削液性および切削加工後のアルカリ洗浄液やアルコール洗浄液による接着剤の除去性が優れた切削加工用の接着剤を提供すること。【解決手段】  １７０℃にて２００秒以上の熱硬化時間を有するセラック樹脂と、１８０℃以上の沸点を有する可塑剤とを含有することを特徴とする切削加工に使用する接着剤。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１７０℃にて２００秒以上の熱硬化時間を有するセラック樹脂と、１８０℃以上の沸点を有する可塑剤とを含有することを特徴とする切削および切断加工に使用する接着剤。
【請求項２】
さらに切削助剤として、平均一次粒子径が５μｍ〜１０μｍのひ性硫酸バリウム（バライト粉）および／または該ひ性硫酸バリウム以外で平均粒径が５μｍ未満の無機微粒子を含有する請求項１に記載の接着剤。
【請求項３】
前記接着剤の熱硬化時間が１７０℃にて３００秒〜６００秒である請求項１に記載の接着剤。
【請求項４】
前記セラック樹脂の１７０℃における熱硬化時間が、２７０秒〜４００秒である請求項１に記載の接着剤。
【請求項５】
前記セラック樹脂が熱硬化抑制剤を含有し、該混合物の１７０℃における熱硬化時間が２００秒〜４００秒である請求項１に記載の接着剤。
【請求項６】
前記セラック樹脂と可塑剤の混合物の軟化点が、５０〜９０℃である請求項１に記載の接着剤。
【請求項７】
さらに、混合エステル化合物および／またはセラックロウを含有する請求項１に記載の接着剤。
【請求項８】
前記混合エステル化合物が、ミリシルアルコール、セリルアルコールおよびラクセリルアルコールから選ばれる少なくとも１種のアルコールと、リグノセル酸、セロット酸、ラクセル酸、ステアリン酸およびパルミチン酸から選ばれる少なくとも１種の酸とからなるエステルを含有する請求項７に記載の接着剤。
【請求項９】
前記可塑剤が、リン酸エステル系化合物、フタル酸エステル系化合物、ポリエチレングリコールおよびひまし油の群から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載の接着剤。
【請求項１０】
前記無機微粒子が、沈降性硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ケイ酸アルミニウムおよびシリカから選ばれる少なくとも１種である請求項２に記載の接着剤。
【請求項１１】
前記ひ性硫酸バリウム（Ａ）とその他の無機微粒子（Ｂ）との配合割合が、Ｂ／Ａ＝０／１００〜１００／１００（質量比）である請求項２に記載の接着剤。
【請求項１２】
前記ひ性硫酸バリウムとその他の無機微粒子との合計含有量が、１０〜６０質量％である請求項２に記載の接着剤。
【請求項１３】
磁性材料、ガラス材料および水晶材料用である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の接着剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削および切断加工（以下、単に切削加工という）される材料を固定台に熱融着によって仮固定する接着剤に関し、さらに詳しくは、塗布作業性や接着力、切削加工における耐切削液性、切削加工後の接着剤の除去性および切削加工精度が優れた接着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、接着剤としてセラック樹脂を主成分としたものが使用されているが、セラック樹脂は、ラックカイガラムシが分泌する天然の熱硬化性樹脂状物質であり、その成分は、原料の産地や種類により異なる。また、その精製方法としては、例えば、ラックカイガラムシの分泌物であるスチックラックを原料として、それらを加熱および溶融してセラック樹脂をしぼり出す方法や、アルコール溶出による方法、アルコール溶液をベンジン抽出してロウを除去する方法、およびアルカリ溶液に溶解する方法などによって精製して製造される。
【０００３】
上記のように、セラック樹脂は、原料の産地や種類、成分および種々の精製方法によって、その熱硬化時間が１７０℃において９０秒前後〜７００秒程度まで広範囲のものと推定され、このために常に一定の品質のセラック樹脂が得にくい。とくに、セラック樹脂が天然物であるために、セラック樹脂を長期にわたって保存したり、あるいは高温に加熱するとセラック樹脂が変質して、接着力が経時変化したり、アルコールに対する溶解度が減少したり、苛性ソーダなどのアルカリに難溶となり、高軟化点の物質に変化する。
【０００４】
一般に、セラック樹脂は、７０〜９０℃近辺では熱溶融軟化する熱可塑性樹脂の性質も有するが、それ以上に加熱したり、加熱時間が長くなると、セラック樹脂の熱硬化が徐々に進行して、その軟化点および溶融点が徐々に上昇し流動性が失われて固形化する。この熱硬化を進行させる加熱温度や加熱時間は、セラック樹脂の原料の種類やセラック樹脂の精製方法によっても異なる。上記のようにセラック樹脂は、加熱温度や加熱時間によって熱硬化速度は異なるが、いずれも大小の硬化重合反応が進行するために、セラック樹脂を構成成分とした接着剤の調製において、その調製時の温度管理や、接着作業時の加熱接着作業における温度管理が複雑となり、安定した品質の接着剤を得るのが難しい。
【０００５】
上記のセラック樹脂を使用して、無溶剤の固形の接着剤を調製する場合、通常の溶融軟化温度では、溶融粘度が高いために、混練が十分に行われない。そのため、一般的には１００℃以上の温度に加熱し、その他の配合剤を添加して適度の溶融粘度にして混練して接着剤を調製する。しかしながら、その接着剤の調製時の温度によって徐々に接着剤の熱硬化が進行することによって、得られる接着剤の溶融粘度が上昇し、その塗布性や、接着力が低下する。このために、セラック樹脂にロジンを配合した接着剤（特許文献１参照）が開示されている。しかしながら、特許文献１に開示の接着剤は、接着性が劣り、また、切削加工時に使用するアルカリ性の切削液に対する耐性が劣るために、切削中に接着性が低下して、精密な切削加工製品が得にくい。
【０００６】
また、接着作業は、通常１２０〜１６０℃の温度条件にて接着剤を熱溶融して行うが、接着剤の調製中に熱硬化が進行した接着剤は、溶融粘度が高いために、塗布作業性をよくするために、必要に応じて加温して、溶融粘度を下げて塗布する必要がある。この接着時の温度上昇は、セラック樹脂の熱硬化をさらに進行させることになり、このために、接着性や切削加工後のアルカリ洗浄液などによる接着剤の除去性が低下する。
【０００７】
上述のように、セラック樹脂を主体とした従来の仮固定用の接着剤は、接着剤の調製中や接着作業中にセラック樹脂が熱溶融や加熱時間の増大に伴って、熱硬化反応が進行して、熱溶融粘度の上昇に伴う接着剤の塗布作業性、接着性、および切削加工後のアルカリ洗浄液やアルコール洗浄液による接着剤の溶解除去性が低下する。また、セラック樹脂に配合する添加剤の種類によっては、接着剤の調製作業中にそれらの添加剤の発煙や揮発が認められる。このために、セラック樹脂の熱硬化反応を適宜に抑制することにより、接着剤の調製中や接着中に広い範囲で加熱温度が設定可能で、塗布作業性、接着性、切削加工性、耐切削液性および切削加工後のアルカリ洗浄液やアルコール洗浄液による接着剤の除去性が優れた切削加工用の接着剤が要望されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１７９８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、切削加工される磁性材料、ガラス材料および水晶材料などの材料（以下、これらを総称して単に切削加工材料という）と該材料を仮固定する固定台に接着する接着剤において、接着剤の塗布作業性、接着性、切削加工性、耐切削液性および切削加工後のアルカリ洗浄液やアルコール洗浄液による接着剤の除去性が優れた切削加工用の接着剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明は、１７０℃にて２００秒以上の熱硬化時間を有するセラック樹脂と、１８０℃以上の沸点を有する可塑剤とを含有することを特徴とする切削加工に使用する接着剤を提供する。
【００１１】
本発明者は、前記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、上記の接着剤が、接着剤の調製中や接着作業中の熱溶融や加熱時間の増大に伴う熱硬化反応を適宜に抑制したセラック樹脂を使用することにより、接着剤の塗布作業性が良好になり、切削加工材料と該材料を仮固定する固定台との接着性、切削加工性、切削加工時の耐切削液性および切削加工した後、接着剤をアルカリ洗浄液またはアルコール洗浄液による溶解除去性が優れている切削加工に使用するのに適した接着剤であることを見出した。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、切削加工に使用する接着剤を、熱硬化を抑制した特定のセラック樹脂と特定の可塑剤とから構成することで、とくに、熱溶融や加熱時間の増大に伴うセラック樹脂の熱硬化を適宜に抑制し、接着剤の調製中や接着作業中の加熱温度範囲を広げ、熱溶融粘度の上昇を抑えることにより、接着剤の塗布作業性、仮固定接着性、耐切削液性および切削加工後のアルカリ洗浄液やアルコール洗浄液による接着剤の洗浄除去性が優れており、さらに、切削加工の際、接着剤が切削加工材料と同寸法で精度よく切削できる前記の切削加工材料に有効である切削加工用の接着剤が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。本発明を特徴づけるセラック樹脂は、１７０℃にて２００秒以上の熱硬化時間を有するセラック樹脂である。上記の樹脂は、カイガラムシが分泌する天然樹脂状物質であり、アリュリチン酸、ジャラール酸、ラクシジャラール酸などの基幹樹脂酸とこれらがエステル結合して樹脂を形成しており、前記の種々の精製方法によって得られるもの（１）、あるいは通常のセラック樹脂に熱硬化抑制剤を添加して熱硬化時間を調製したもの（２）を使用することができる。
【００１４】
上記の（１）のセラック樹脂としては、公知の精製方法によって得られる、一般の精製セラック樹脂、脱色セラック樹脂および漂白セラック樹脂などであり、その形状は鱗片状細片、粒状、塊状、粉砕状のものであって、好ましくは４０〜１００メッシュに粉砕した一般の精製セラック樹脂であり、熱硬化時間が１７０℃にて２００秒以上、好ましくは１７０℃において２７０秒〜４００秒のセラック樹脂が挙げられる。
【００１５】
上記の（２）のセラック樹脂としては、１７０℃において熱硬化時間が２００秒以下であるセラック樹脂に熱硬化抑制剤を配合して、該セラック樹脂の熱硬化時間を１７０℃にて２００秒以上、好ましくは、２００〜４００秒程度に調整したセラック樹脂が挙げられる。上記の熱硬化抑制剤（防止剤）としては、例えば、苛性ソーダ、苛性カリウム、金属カリウム、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウムなどのアルカリ類、フェノール類、ジメチル尿素、ジエチル尿素、ジフェニル尿素、ジブチル尿素などの尿素類、アニリン、酢酸鉛、オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、乳酸、氷酢酸、水酸化バリウムなど、好ましくは上記の熱硬化抑制剤を配合しないセラック樹脂の熱硬化時間を１とした場合に、該セラック樹脂に上記の抑制剤を添加した場合に、熱硬化時間抑制倍数が１．２〜５．０倍程度になる範囲のもので、本発明の目的達成を妨げない範囲のものであればいずれのものも使用することができ、例えば、ステアリン酸、オレイン酸およびパルミチン酸が挙げられる。なお、セラック樹脂の熱硬化時間とはセラック樹脂のＪＩＳ規格Ｋ  ５９０９−１９９４による測定値である。
【００１６】
また、前記のセラック樹脂は、ロジン類の含有が認められず、天然ワックス分が０〜１０質量％含有しているものが好ましく使用される。上記のロジン類を含有したセラック樹脂は、切削加工材料を切削する際の耐切削液性が劣り、切削加工材料を固定する固定台との接着性が低下して精密に切削作業することができない。
【００１７】
また、本発明で使用される可塑剤は、前記セラック樹脂の軟化温度調整と、得られる接着剤の熱溶融コーティング性および切削加工材料を仮固定する接着性を向上させるために使用する。上記の可塑剤は、その沸点が１８０℃以上の可塑剤である。上記の可塑剤の沸点が１８０℃未満の場合には、得られる接着剤の調製中や熱溶融接着中に発煙したり、揮発して、作業性を阻害したりして安定した品質の製品が得にくい。なお、上記沸点は１気圧下における測定値である。
【００１８】
上記の可塑剤としては、例えば、リン酸エステル系化合物、フタル酸エステル系化合物、ポリエチレングリコール、ひまし油、Ｎ−ブチルベンゼンスルフォンアミドが好ましく使用される。上記のリン酸エステル系化合物としては、例えば、トリクレジルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリス（ブトキシエチル）ホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェートなど、好ましくはトリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェートが挙げられる。
【００１９】
また、上記のフタル酸エステル系化合物としては、例えば、フタル酸ジブチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ジシクロヘキシル、イソフタル酸メチル、ブチルフタリルブチルグリコレートなど、好ましくはフタル酸ジメチルおよびフタル酸ジエチルが挙げられる。
【００２０】
上記の可塑剤は、前記のセラック樹脂の軟化温度調整剤として、両者の混合物の軟化温度が５０〜９０℃、好ましくは５５〜８０℃になる範囲になるまで熱溶融混練しながら配合する。上記の軟化温度が上記上限を越える場合には、セラック樹脂の熱硬化が進行して、得られる接着剤の粘度が上昇して塗布作業性および切削加工材料を仮固定する接着性が低下する。一方、上記の軟化点未満である場合には、得られる接着剤の粘度が低過ぎて、接着剤の塗布時に一定の塗布厚みが得られないために接着性が弱くなり、また、耐切削液性も下する。なお、上記の軟化温度は、環球法による測定値である。
【００２１】
また、本発明の好ましい実施形態で使用される切削助剤は、切削加工材料を切削液を用いて切削する際に、接着剤が切削加工材料の切断寸法と同寸法で精度良く同時に切削され、また、摩擦熱などによる切削刃への接着剤の付着防止や耐切削液性向上と、さらに、切削加工材料の仮固定接着性の向上の目的で使用する。上記の切削助剤は、平均一次粒子径が５μｍ〜１０μｍのひ性硫酸バリウム（バライト粉）および／または該ひ性硫酸バリウム以外で平均粒径が５μｍ未満の無機微粒子である。なお、本発明の目的を妨げない範囲において、該無機微粒子と併用して、アクリル系樹脂などの架橋性有機微粒子を使用することもできる。
【００２２】
前記の切削液は、切削刃の錆および磨耗を防止し、切削加工を良好にする目的で使用し、例えば、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、脂肪酸のナトリウム塩やカリウム塩、オクタンジカルボン酸塩、デカンジカルボン酸塩などを主成分とするｐＨ８〜１２の水溶液で、好ましくはｐＨ１０〜１１のアルカリ性水溶液が使用される。
【００２３】
前記のひ性硫酸バリウム（バライト粉）は、公知の方法にて重晶石を精製して得られる。前記のひ性硫酸バリウムの平均一次粒子径が前記上限を越える場合には、切削刃を痛め、精度の良い切削ができない。一方、前記の粒子径が前記下限未満の場合には、得られる接着剤が切削加工材料と同寸法で精度良く同時に切削されない。また、切断時に切削刃への接着剤の付着がある。
【００２４】
前記のひ性硫酸バリウム以外の無機微粒子は、前記のひ性硫酸バリウム単独では切削加工材料を仮固定する固定台との接着性向上が得にくい場合に、接着性向上のためにひ性硫酸バリウムに配合して使用される。前記の無機微粒子としては、沈降性硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ケイ酸アルミニウムおよびシリカが好ましく使用される。前記のひ性硫酸バリウム（Ａ）と無機微粒子（Ｂ）との配合割合は、Ｂ／Ａ＝０／１００〜１００／１００（質量比）である。無機微粒子の配合割合が前記上限を越える場合には、それ以上の接着性向上の効果が得られない。
【００２５】
前記の切削助剤の接着剤への配合割合は、接着剤の１０〜６０質量％である。切削助剤の配合割合が上記上限を超える場合は切削加工材料を仮固定する固定台との接着性が低下する。一方、切削助剤の配合割合が上記下限未満の場合には、切削刃への接着剤の付着がみられ、十分な切削効果が得られない。また、切削助剤の好ましい配合は、セラック樹脂、可塑剤および切削助剤の混合物の軟化温度が６０〜９０℃となる範囲である。
【００２６】
また、本発明の好ましい実施形態では、さらに、前記接着剤に混合エステル化合物および／またはセラックロウを配合して使用することができる。これらの成分は、前記の耐切削液性の向上の目的で使用する。上記の混合エステル化合物としては、ミリシルアルコール、セリルアルコールおよびラクセリルアルコールから選ばれる少なくとも１種のアルコールと、リグノセル酸、セロット酸、ラクセル酸、ステアリン酸およびパルミチン酸から選ばれる少なくとも１種の酸とからなるエステルが好ましく使用される。上記のセラックロウは、公知であるラックカイガラムシが分泌するラックから樹脂質を分離したロウ分である。上記成分の前記接着剤への好ましい配合量は０〜１０質量％である。
【００２７】
また、本発明では、必要に応じて、前記接着剤に酸化防止剤、ロジン以外の粘着付与剤、分散剤、消泡剤などの添加剤を本発明の目的を妨げない範囲において添加して使用することができる。これらの添加剤としては、界面活性剤、シリコーン系分散剤、パラフィンワックスなどの合成ワックスなどが挙げられる。
【００２８】
本発明の接着剤は、前記のセラック樹脂および可塑剤およびその他の任意成分を配合して、１００〜１５０℃にて２〜３０分間熱溶融し、公知の方法で均一に混練して均質化し、均質化後、常温まで冷却して固形化する方法や、前記セラック樹脂および前記可塑剤を熱溶融して均一に混練して均質化し、その混合物をさらに熱溶融しながらその他の成分を配合して均一に混練して均質化し、冷却して固形化する方法などによって調製され、調製される接着剤はその熱硬化時間が１７０℃にて３００〜６００秒であるものが好ましい。上記の熱硬化時間が上記上限を超える場合には、耐切削液性が低下する。一方、熱硬化時間が上記下限未満の場合には接着性や接着加工後のアルカリ洗浄液やアルコール洗浄液による接着剤の洗浄除去性が低下する。
【００２９】
本発明の接着剤を使用して、切削加工される好ましい材料としては、スイッチ電源、電子回路部品およびコンピーターメモリー部品などの電子部品に使用されるフェライト、ネオジウムおよび希土類金属などからなる磁性材料、ガラス材料、水晶などの切削加工材料が挙げられる。
【００３０】
本発明の接着剤を使用した切削加工の１例として、磁性材料を使用した切削加工例を挙げ説明する。例えば、スイッチ電源、電子回路、コンピーターメモリーなどの部品に使用されるフェライトを用い、まず、カーボンプレートからなる仮固定用の固定台を１２０〜１８０℃に加熱し、該固定台上に本発明の接着剤を手塗やホットメルトアプリケーターなどによって３０〜１００μｍの厚みに溶融塗布し、その接着剤の塗布面に切削加工されるフェライトの平板を加熱圧着し、次に常温まで冷却し仮固定する。上記の仮固定されたフェライトをダイヤモンドカッターなどを使用して、カッター部に前記の切削液を注入しながら一定の小片寸法に精密に切削加工する。切削加工後、ｐＨ１２〜１４に調製されたアルカリ洗浄液、例えば、９０℃の５質量％水酸化カリウム水溶液で接着剤を洗浄除去する。
【実施例】
【００３１】
次に実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。文中「部」または「％」とあるのはとくに断りのない限り質量基準である。なお、本発明は下記の実施例に限定するものではない。
【００３２】
［実施例１〜４］
下記のａ成分、ｂ成分およびｃ成分を使用して、表１に示すように配合して１００〜１２０℃の条件下にて５〜１０分間、均一に熱溶融混練して均質化し、均質化後、常温まで冷却固化し、本発明の接着剤（Ｈ１〜Ｈ４）を調製した。
【００３３】
なお、表１におけるａ成分、ｂ成分およびｃ成分は下記の通りである。
・ａ成分
ａ１：１７０℃にて２００秒の熱硬化時間を有するセラック樹脂。
ａ２：熱硬化抑制剤としてステアリン酸を配合した１７０℃にて２７０秒以上の熱硬化時間を有するセラック樹脂。
・ｂ成分
ｂ１：トリクレジルホスフェート。
ｂ２：トリフェニルホスフェート。
・ｃ成分
ｃ１：平均一次粒子径が５〜１０μｍのひ性硫酸バリウム。
ｃ２：平均粒径が５μｍ未満の沈降性硫酸バリウム。
【００３４】
2005105153.tif 000002
【００３５】
［比較例１〜２］
比較例としての接着剤（Ｓ１〜Ｓ２）は下記の方法で調製した。
（接着剤Ｓ１）
１７０℃にて９０秒の熱硬化時間を有するセラック樹脂８０部と、トリクレジルホスフェート２０部を配合する以外は、実施例と同様にして比較例の接着剤Ｓ１を調製した。
【００３６】
（接着剤Ｓ２）
比較例１におけるセラック樹脂を１７０℃にて１２０秒の熱硬化時間を有するセラック樹脂に代える以外は比較例１と同様にして比較例２の接着剤Ｓ２を調製した。
【００３７】
上記で得られた各々の接着剤について塗布作業性、接着力、洗浄性および耐切削液性に関して下記の測定方法により評価した。評価結果を表２に示す。
（塗布作業性）
上記で得られた各々の接着剤を使用して、１５０℃に加熱されたカーボンプレート上に手塗にて４０〜５０μｍ厚みに塗布し、塗布作業性に関して下記の方法により評価した。
◎：塗膜面に糸引現象の発生がなく、均一に平滑な塗布面が得られ、塗布作業性良好である。
×：塗膜面に糸引現象が発生し、均一に平滑な塗布面が得られず、塗布作業性不良である。
【００３８】
（接着力）
上記で得られた各々の接着剤を１５０℃に加熱溶融して、ステンレス基板同士を接着し、常温まで冷却してから、該貼り合わせ基板の剪断力をテンシロンにて測定した。
【００３９】
（洗浄性）
上記で得られた各々の接着剤を使用して、１５０℃に加熱されたガラス基板上に手塗にて４０〜５０μｍ厚みに塗布し、常温まで冷却固化してから、該ガラス基板を２５℃の条件下においてメタノール（Ａ液）に浸漬し、また、９０℃の条件下において５％水酸化カリウム水溶液（Ｂ液）に浸漬し、各々の接着剤の溶解するまでの時間を測定する。
【００４０】
（耐切削液性）
前記のガラス基板上に塗布された各々の接着剤を２５℃の条件下においてトリエタノールアミンの５％水溶液に浸漬し、各々の接着剤が溶解するまでの時間を測定する。
【００４１】
2005105153.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の接着剤は、接着剤の塗布作業性、仮固定接着性、耐切削液性および切削加工後のアルカリ洗浄液やアルコール洗浄液による洗浄除去性が優れており、さらに、切削加工の際、接着剤が切削加工材料と同寸法で精度よく切削できる磁性材料、ガラス材料および水晶材料などの切削加工材料の切削加工用の接着剤として有効に使用することができる。