(57)【要約】ポリオレフィンプラスチックとカルボニル基を含有するポリマーに基づくプラスチックとの溶接方法。本発明は、前記プライマー中のポリマーの割合に対して少なくとも２０重量％の、無水マレイン酸単位又は無水マレイン酸誘導体単位を含んでなるポリマーを含有するプライマーを使用して、ポリオレフィンプラスチックと、カルボニル基を含有する少なくとも１つのポリマーとを溶接する方法に関する。本発明は、対応して溶接品にも関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
プライマーを使用して、カルボニル基を含有する少なくとも１つのポリマーに基づくプラスチック材料にポリオレフィンプラスチック材料を溶接する方法であって、プライマーは、該プライマーのポリマーの割合に基づき、少なくとも２０重量％の、無水マレイン酸単位又は無水マレイン酸誘導体単位を含んでなる少なくとも１つのポリマーを含有する、方法。
【請求項２】
ポリオレフィンプラスチック材料は、ポリエチレンプラスチック材料、特にＨＤポリエチレン、ＭＤポリエチレン、ＬＤポリエチレン、ＵＨＭＷポリエチレン又はＬＬＤポリエチレンプラスチック材料、及びポリプロピレンプラスチック材料の群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の溶接方法。
【請求項３】
カルボニル基を含有する少なくとも１つのポリマーに基づくプラスチック材料は、ポリエステルプラスチック材料、特にポリテレフタル酸エステルプラスチック材料又はポリアミドプラスチック材料から選択されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の溶接方法。
【請求項４】
プライマーの少なくとも１つのポリマーは、少なくとも１つの無水マレイン酸モノマー、少なくとも１つのアクリレートモノマー及び／又はα−オレフィンモノマーのコポリマー、並びに無水マレイン酸でグラフト化されたポリオレフィンの群から選択されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の溶接方法。
【請求項５】
プライマーの少なくとも１つのポリマーは、該ポリマーに基づいて、０．０１〜３５重量％、特に０．０２〜２５重量％、好ましくは０．０５〜２０重量％、特に好ましくは０．０５〜１５重量％の無水マレイン酸含有量を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の溶接方法。
【請求項６】
プライマーの少なくとも１つのポリマーは、５，０００〜２，０００，０００ｇ／ｍｏｌ、特に５０，０００〜１，０００，０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは１００，０００〜５００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲の重量平均分子量Ｍｗを有することを特徴する、請求項１〜５のいずれかに記載の溶接方法。
【請求項７】
プライマーは、第１ポリマーに加え、溶接される２つのプラスチック材料の少なくとも１つと相容する少なくとも１つのさらなるポリマー、好ましくは少なくとも１つのポリアミドポリマー及び／又は１つのポリオレフィンポリマーを含有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の溶接方法。
【請求項８】
プライマーは少なくとも１つの溶媒、特に水を含有し、該プライマーは好ましくは、各場合においてプライマーの総重量に基づき、１０〜９５重量％、特に５０〜８５重量％、特に好ましくは６０〜８０重量％の溶媒含有量を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の溶接方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の溶接方法を用いて製造された物体。
【請求項１０】
カルボニル基を含有する少なくとも１つのポリマーに基づくプラスチック材料に、ポリオレフィンプラスチック材料を溶接するための、請求項１〜８のいずれかに記載のプライマーの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プライマーを使用して、カルボニル基を含有する少なくとも１つのポリマーに基づくプラスチック材料に、ポリオレフィンプラスチック材料を溶接する方法であって、プライマーは、該プライマーのポリマーの割合に基づき、少なくとも２０重量％の、無水マレイン酸単位又は無水マレイン酸誘導体単位を含んでなるポリマーを含有する方法に関する。本発明は、対応して溶接品にも関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリレート又はポリアミド（ＰＡ）等のプラスチック材料からなる２つ以上の基板を相互接続するための従来技術から様々な方法が知られている。このために、掛け金接続又はネジ接続等の機械的接続オプションと接着結合方式の両方が存在する。或いは、プラスチック材料を互いに溶接することもできる。溶接は、一般に、ＰＥとＰＥ又はＰＡとＰＡ間のような類似のプラスチック材料の間に、壊れない、実質的に物理的な接続を確立するための接合法である。類似の熱可塑性樹脂は、それらの分子構造、溶融温度、溶融粘度及び熱膨張係数に関して互いに実質的に差異がなく、原理的には互いに限定的にしか混合できないポリマーである。通常、類似のプラスチック材料は、同じポリマーベース又は同一のプラスチック材料を有するプラスチック材料である。
【０００３】
２つ以上の類似のプラスチック材料を一緒に溶接するための非常に広範囲の方法が知られている。赤外線溶接、赤外線/振動溶接又は超音波溶接のような非常に広範な溶接方法を使用することができる。類似のプラスチック材料を溶接するためのこれらの方法は、関連するプラスチック材料が溶接ゾーンの領域で溶融され、該材料が前記ゾーン内で互いに一体的に結合され、摩擦的に接続されることに基づく。
【０００４】
これらの溶接方法は、類似のプラスチック材料が相互接続されることを意図されている限り有効である。しかしながら、例えば、ポリアミド及びポリオレフィンからなるプラスチック材料のように、互いに非類似又は非相溶性の２つのプラスチック材料が一緒に溶接されることを意図すると、２つの基板間に確立されるべき高度の機械的強度を有する長い持続的な接続はもはや不可能である。２つのプラスチック材料、例えばポリエチレン又はポリプロピレンとポリアミド６とのようなポリアミドとポリオレフィンとは、従来技術で公知の溶接方法により互いに直接溶接される試験では、強度が得られない又は非常に低い強度しか得られない。
【０００５】
これまで、対応する異なるプラスチック材料は、機械的接続又は接着結合方式によってのみ相互接続することができた。機械的接続は、取り付けが複雑であり、ある点で材料応力があり、追加の機械的接続手段が必要であるという点で不利である。さらに、機械的接続において、一体的に結合された接続を達成することはほとんど不可能である。しかしながら、接着結合方式は、接続の最終的な強度が長期間、おそらく数週間までしか達成されないという点で不利である。さらに、低エネルギー表面の結合は、通常、接合部材が複雑な前処理プロセスの対象となることを必要とする。また、接着接続は、外部の風化のために制限された時間だけ安定であることが多い。さらに、きれいな接着接続を提供することは複雑で時間がかかる場合が多い。したがって、プラスチック材料を溶接する方法を用いて接続を確立することは、最もクリーンで、最も迅速で簡単な解決策である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、ポリオレフィンプラスチック材料を、カルボニル基を含有する少なくとも１つのポリマーに基づくプラスチック材料に溶接するための簡単な方法を提供することにある。これらの異なるプラスチック材料間の接続は、溶接シームのためにできるだけ、安定して永続すべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
驚くべきことに、この目的は、プライマーを使用して、ポリオレフィンプラスチック材料を、カルボニル基を含有する少なくとも１つのポリマーに基づくプラスチック材料に溶接する方法であって、プライマーが、該プライマーのポリマーの割合に基づき、少なくとも２０重量％の、無水マレイン酸単位又は無水マレイン酸誘導体単位を含んでなる少なくとも１つのポリマーを含有する、方法により達成される。
【０００８】
ポリオレフィンプラスチック材料を、カルボニル基を含有する少なくとも１つのポリマーに基づくプラスチック材料に溶接する場合、少なくとも１つの対応するポリマーを含有するプライマーを使用することにより、プラスチック材料間の特に安定した一体的な結合接続を得ることが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
プライマーを用いて溶接される第１接合部材は、ポリオレフィンプラスチック材料、特にポリオレフィン熱可塑性材料である。ポリオレフィンプラスチック材料は、α-オレフィンのホモポリマー及びコポリマーのようなポリオレフィン系ポリマーに基づく。ポリオレフィン系ポリマーは、エチレン、プロピレン及び/又はブチレンに基づくポリ-α-オレフィンホモポリマー、特にエチレン又はプロピレンのホモポリマー、及びエテン、プロペン、１−ブテン、１−ヘキセン及び１−オクテンに基づくポリ−α−オレフィンコポリマー、特に、エチレン／α−オレフィンコポリマー及びプロピレン／α−オレフィンコポリマー、好ましくはエチレン又はプロピレンと１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、又はそれらの組合せとのコポリマーからなる群から選択できる。特に、ポリオレフィンプラスチック材料は、ポリエチレンプラスチック材料（特に高密度／ＨＤポリエチレン、中密度／ＭＤポリエチレン、低密度／ＬＤポリエチレン、超高分子量／ＵＨＭＷポリエチレン及び線状低密度／ＬＬＤポリエチレン、好ましくはＨＤポリエチレン、ＭＤポリエチレン又はＬＤポリエチレン、プラスチック材料）及びポリプロピレンプラスチック材料を含む。ポリオレフィンプラスチック材料は、特に好ましくは、ポリプロピレンプラスチック材料である。
【００１０】
ポリオレフィンポリマー、特にポリプロピレンポリマーは、好ましくは１０，０００ｇ／ｍｏｌより大きい、特に２０，０００ｇ／ｍｏｌより大きい、好ましくは５０，０００ｇ／ｍｏｌより大きい、特に好ましくは１００，０００ｇ／ｍｏｌより大きい重量平均モル質量（重量平均Ｍｗ）を有する。ポリオレフィンポリマー、特にポリプロピレンポリマーは、好ましくは２，０００，０００ｇ／ｍｏｌ未満、特に１，０００，０００ｇ／ｍｏｌ未満、好ましくは５００，０００ｇ／ｍｏｌ未満の重量平均モル質量（重量平均Ｍｗ）を有する。特に好ましくは、ポリエチレンポリマーは、５０，０００ｇ／ｍｏｌ〜１，０００，０００ｇ／ｍｏｌ、特に２００，０００ｇ／ｍｏｌ〜５００，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均モル質量（重量平均Ｍｗ）を有する。他の好ましいポリエチレンポリマー（ＵＨＭＷ−ＰＥポリマー）は、２，０００，０００ｇ／ｍｏｌより大きい、特に４，０００，０００〜６，０００，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均モル質量を有する。特に好ましくはポリオレフィンポリマー、特にポリプロピレンポリマーは、５０，０００ｇ／ｍｏｌ〜２５０，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均モル質量（重量平均Ｍｗ）を有する。
【００１１】
ポリオレフィンプラスチック材料、特にポリプロピレンプラスチック材料は、さらなる成分、例えば、ガラス繊維、顔料、染料、レオロジー助剤、離型助剤又は安定剤等のフィラーを含有してもよい。各場合においてポリオレフィンプラスチック材料のポリマーの割合（フィラーなしでのポリオレフィンプラスチック材料の合計）に基づいて、８０重量％を超える、特に９０重量％を超える、好ましくは９８重量％を超えるポリオレフィンプラスチック材料、特にポリエチレン及び／又はポリプロピレンプラスチック材料、好ましくはポリプロピレンプラスチック材料は、好ましくは上記ポリオレフィンポリマー、特に上記ポリエチレン及び／又はポリプロピレンポリマー、好ましくはポリプロピレンポリマーからなる。各場合において（フィラーを有する）ポリオレフィンプラスチック材料の合計に基づいて、５０重量％を超える、特に７０重量％を超える、好ましくは９０重量％を超える、より好ましくは９５重量％を超える、特に好ましくは９８重量％を超えるポリオレフィンプラスチック材料は、好ましくはポリプロピレンプラスチック材料、好ましくは、上記ポリオレフィンポリマー、特にポリプロピレンからなる。
【００１２】
プライマーを用いて溶接される第２接合部材は、カルボニル基を含有するポリマーに基づくプラスチック材料である。本発明において、「カルボニル基を含有するポリマーに基づく」とは、プラスチック材料のポリマー割合の少なくとも５０重量％、好ましくは７０重量％がカルボニル基を含有するポリマーからなることを意味する。カルボニル基を含有するポリマーは、好ましくはポリアミド又はポリエステル、特にポリテレフタレートエステルである。
【００１３】
ポリアミドプラスチック材料は、好ましくは熱可塑性ポリアミドである。アミド系熱可塑性ポリマーとしては、例えば、ポリアミド６、イプシロンカプロラクタム（ポリカプロラクタム）のホモポリマー、ポリアミド１１、１１−アミノウンデカン酸（ポリ−１１−アミノウンデカンアミド）の重縮合物；ポリアミド１２、オメガラウロラクタム（ポリラウロラクタム）のホモポリマー；ポリアミド６．６、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸のホモ重縮合物（ポリヘキサメチレンアジパミド）；ポリアミド６．１０、ヘキサメチレンジアミンとセバシン酸のホモ重縮合物（ポリヘキサメチレンセバカミド）；ポリアミド６．１２、ヘキサメチレンジアミンとドデカン二酸のホモ重縮合物（ポリヘキサメチレンドデカンアミド）又はポリアミド６−３−Ｔ、トリメチルヘキサメチレンジアミンとテレフタル酸のホモ重縮合物（ポリトリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド）、フェニレンジアミンとテレフタル酸のポリ（ｐ−フェニレン−テレフタルアミド）又はポリ（ｍ−フェニレンテレフタルアミド）、異なるジアミンとテレフタル酸のポリフタルアミドＰＰＡ、及びそれらの混合物が挙げられる。
【００１４】
光学的に透明なポリアミドは、直鎖状脂肪族ジカルボン酸及び脂環式ジアミンを含有する単結晶性ポリアミド、直鎖状脂肪族ジカルボン酸及び脂環式ジアミン及び任意にラクタム又はアミノカルボン酸を含有するアモルファスポリアミド、テレフタル酸及び脂環式又は分岐鎖状脂肪族ジアミン及び任意にラクタム又はアミノ酸を含有するアモルファスポリアミド、又はイソフタル酸及び脂環式又は直鎖状もしくは分岐鎖状脂肪族ジアミン及び任意にラクタム又はアミノカルボン酸を含有するアモルファスポリアミドを含む。適切な光学的に透明なポリアミドは、例えば、ドデカン二酸及び４，４’−ビス（アミノシクロヘキシル）−メタンの異性体混合物の、テレフタル酸及び２，２，４−及び２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミンの異性体混合物の、ドデカン二酸及び３，３’−ジメチル−４，４’−ビス（アミノシクロヘキシル）−メタンの異性体の混合物の、ラウロラクタム、イソフタル酸及び３，３’−ジメチル−４，４’−ビス（アミノシクロヘキシル）−メタンの異性体混合物の、又はテトラデカン二酸及び３，３’−ジメチル−４，４’−ビス（アミノシクロヘキシル）−メタンの異性体混合物の、又はイプシロン−カプロラクタム又はオメガ−ラウロラクタムのアミドである。
【００１５】
好ましいポリアミドは、ポリアミド６、ポリアミド６．６、ポリアミド６．１０、ポリアミド６．１２、ポリアミド１０．１０、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド１０．１２、ポリフタルアミド、光学的に透明なポリアミド又は該ポリアミドに基づく混合物からなる群から選択される。特に好ましいポリアミドは、ポリアミド６、ポリアミド６．６、ポリアミド１２、ポリフタルアミド、光学的に透明なポリアミド及びそれらの混合物、特に、ポリアミド６、ポリアミド６．６、ポリアミド１２、ポリフタルアミド、及びそれらの混合物から選択される。ポリアミドプラスチック材料は、さらなる成分、例えば、ガラス繊維、顔料、鉱物粒子、染料、レオロジー補助剤、離型助剤又は安定化剤などのフィラーを含有することもできる。各場合において、（フィラーを含めた）合計ポリアミドプラスチック材料に基づいて、４０重量％を超える、特に６０重量％を超える、好ましくは７０重量％を超える、より好ましくは９０重量％を超えるポリアミドプラスチック材料が、前記ポリアミドからなる。各場合において、ポリアミドプラスチック材料ポリアミドプラスチック材料（フィラーなしの合計ポリアミドプラスチック材料）のポリマー割合に基づいて、９０重量％を超える、特に９５重量％を超える、好ましくは９８重量％を超えるポリアミドプラスチック材料が、好ましくは前記ポリアミドからなる。ポリアミドプラスチック材料は、各場合において、（フィラーを含む）合計ポリアミドプラスチック材料に基づいて、好ましくは５０〜９０重量％、特に６０〜８０重量％の前記ポリアミド含有量を有する。
【００１６】
好適なポリエステルプラスチック材料も、それ自体公知であり、文献に記載されている。好ましいポリエステルプラスチック材料は、主鎖中に芳香族ジカルボン酸から誘導された芳香族環を有するポリエステルを含む。芳香族環は、例えば塩素又は臭素などのハロゲン又はメチル、エチル、ｉ−又はｎ−プロピル基又はｎ−、ｉ−又はｔ−ブチル基などのＣ１〜Ｃ４アルキル基で置換することもできる。ポリエステルは、芳香族ジカルボン酸、そのエステル又はそれらの他のエステル形成性誘導体を脂肪族ジヒドロキシ化合物と反応させることによってそれ自体公知の方法で調製することができる。好ましいジカルボン酸としては、ナフタレンジカルボン酸、オルトフタル酸、テレフタル酸及びイソフタル酸又はそれらの混合物が挙げられる。３０モル％以下の芳香族ジカルボン酸は、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸及びシクロヘキサンジカルボン酸などの脂肪族又は脂環式ジカルボン酸で置換することができる。脂肪族ジヒドロキシ化合物のうち、炭素数２〜８のジオール、特に１，２−エタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール及びネオペンチルグリコール又はそれらの混合物が好ましい。特に好ましいポリエステルは、２〜６個のＣ原子を有するアルカンジオールから誘導されるポリアルキレンテレフタレートを含む。
【００１７】
ポリエステルプラスチック材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート及びポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）プラスチック材料及びそれらの混合物、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）プラスチック材料及びそれらの混合物の群から好ましくは選択される。ポリエステルプラスチック材料は、さらなる成分、例えば、ガラス繊維、顔料、鉱物粒子、染料、レオロジー補助剤、離型助剤又は安定化剤などのフィラーを含有してもよい。各場合において、（フィラーを含む）合計ポリエステルプラスチック材料に基づいて、４０重量％を超える、特に６０重量％を超える、好ましくは７０重量％を超える、より好ましくは９０重量％を超えるポリエステルプラスチック材料、特にＰＥＴ又はＰＢＴプラスチック材料は前記ポリエステルからなる。各場合において、ポリエステルプラスチック材料のポリマー割合（フィラーなしの合計ポリエステルプラスチック材料）に基づいて、９０重量％を超える、特に９５重量％を超える、好ましくは９８重量％を超えるポリエステルプラスチック材料は好ましくは、前記ポリエステルからなる。ポリエステルプラスチック材料は好ましくは、各場合において、（フィラーを含む）合計ポリエステルプラスチック材料に基づいて、５０〜９０重量％、特に６０〜８０重量％の前記ポリエステル含有量を有する。
【００１８】
本発明のもう一つの必須成分は、少なくとも１つのプライマー、好ましくは正確には１つのプライマーの使用である。プライマーは、該プライマーのポリマー割合に基づき、少なくとも２０重量％、特に少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも７０重量％の、無水マレイン酸単位又は無水マレイン酸誘導体単位、特に無水マレイン酸単位を含む少なくとも１つのポリマーを含有する。
【００１９】
プライマーは、好ましくは、前処理層として、接合ゾーンの領域において溶接すべき基材の少なくとも１つの表面に適用される溶接補助剤である。プライマーは、接着剤、清浄剤等と理解されるべきではなく、むしろプライマーは溶接助剤であり、それにより接合ゾーン（又は溶接ゾーン）における接合部材は相互に適合し、接合中に接合ゾーン内で溶接すべき基材の間に一体的に結合された摩擦結合を生成する。
【００２０】
試験は、本発明によるポリマーを含有する対応するプライマーを使用することにより、接合すべきプラスチック材料を溶接中に接合溶接部で相溶化することができ、これにより、安定で長期的に持続する接合を達成できることを示した。対応するプライマーを使用しなければ、溶接された接続の強度がないか、又は非常に低い強度の強度しか達成できない。接合された基材は、好ましくは２ＭＰａを超える、特に５ＭＰａを超える引張強度を有する。引張強度は、試験に関して記載された手順に従って５ｍｍ／ｓの引張速度を用いて決定される。
【００２１】
少なくとも１つの第１ポリマーは、ポリマー中に反応又は重合されたマレイン酸無水物基をそのポリマー骨格に含むポリマー、特にコポリマーである。ポリマーは、重合形態、例えば、少なくとも１つの無水マレイン酸モノマーとアクリレート及び／又はα−オレフィンモノマーとのコポリマー、又は無水マレイン酸でグラフト化されたポリオレインのようなグラフト化形態の骨格中に無水マレイン酸基を含有し得る。無水マレイン酸又は無水マレイン誘導体、特に無水マレイン酸は、ポリマー中に反応又は重合させることができる。無水マレイン酸誘導体の例は、関連する５員無水物基を含む１，２，３，６−テトラヒドロフタル酸無水物である。
【００２２】
プライマーの少なくとも１つのポリマーは、特に好ましくは無水マレイン酸でグラフト化されたポリオレフィン、特に、無水マレイン酸でグラフト化されたポリエチレン、又は無水マレイン酸でグラフト化されたポリプロピレンである。
【００２３】
別の特定の好ましい実施態様において、プライマーは好ましくは、無水マレイン酸又は無水マレイン酸誘導体に加えて、アクリレート及びメタクリレート（共に（メタ）アクリレート）の群から選択される１以上の重合モノマー、特に、炭素数１〜１２、好ましくは炭素数１〜４を有するアルキル官能基を有する（メタ）アクリレート、好ましくはエチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸、及びα−オレフィン、特にエテン、プロペン、１−ブテン、１−ヘキセン及び１−オクテン、好ましくはエテンを含むコポリマーを含有する。さらに、例えばエポキシド又はイソシアネート基、カルボキシル基又はアミノ基、及びアルコキシシラン基などの官能性を有する官能性モノマーも使用することができる。少なくとも１つのコポリマーは、特に好ましくは、少なくとも１つの無水マレイン酸（誘導体）、１つの（メタ）アクリレート及び１つのα−オレフィン、好ましくは無水マレイン酸、Ｃ１〜Ｃ４アルキル官能性基を有する（メタ）アクリレート及びエチレン又はプロピレンを、ポリマー中に含有する。
【００２４】
ポリマーは、既知の方法でモノマーから合成することができる。さらに、ポリマー様の反応でポリマーをグラフト化することができる。グラフト化のための特に好ましい反応相手は、アルコール、チオール、アミン、イソシアネート、無水物、カルボン酸、特にアルコール、好ましくはメタノール及びイソブタノール等の炭素数１〜６のアルコールである。グラフト化のために、無水マレイン酸モノマー単位又は無水マレイン酸単位をポリマー中で反応相手と反応させることができ、特にアルコールでエステル化することができる。好ましくは、無水マレイン酸基の一部のみが反応又はエステル化され、特に無水マレイン酸基の７０％未満が反応又はエステル化される。無水マレイン酸基は未反応であり、無水物基として依然として存在することが特に好ましい。好ましい実施形態では、無水マレイン酸基は、部分的に加水分解された形態で存在することもできる。完全に反応している無水マレイン酸基は、得られる溶接接続の強度の低下をもたらし得る。
【００２５】
ポリマーに基づいて、０．００１重量％以上、特に０．０１重量％以上、好ましくは０．０２重量％以上、特に好ましくは０．０５重量％以上、の無水マレイン酸含有量を有するポリマーは特に有利である。有利には、ポリマーは、該ポリマーに基づいて、０．０１〜１５重量％、特に０．０２〜１０重量％、好ましくは０．５〜５重量％の無水マレイン酸含有量を有する。別の好ましい実施態様において、ポリマーは、該ポリマーに基づいて、２〜３０重量％、特に５〜１５重量％の無水マレイン酸含有量を有する。対応する無水マレイン酸含有量を有するポリマーでは、溶接された連結の強度が特に高い。
【００２６】
ポリマーは、有利には、５，０００ｇ／モル以上、特に５０，０００ｇ／モル以上、好ましくは１００，０００ｇ／モル以上の重量平均分子量Ｍｗを有する。ポリマーは、好ましくは、５，０００〜２，０００，０００ｇ／モル、特に５０，０００〜１，０００，０００ｇ／モル、好ましくは１００，０００〜５００，０００ｇ／モルの範囲の重量平均分子量Ｍｗを有する。対応する重量平均分子量を有するポリマーは、得られた連結の脆性及び強度に対して正の効果を有する。重量平均分子量は、ポリスチレン標準に対してＧＰＣによって決定することができる。
【００２７】
第１ポリマーに加えて、プライマーは、好ましくは、少なくとも１つのさらなるポリマーを含有してよい。少なくとも１つのさらなるポリマーは、好ましくは、溶接すべき２つのプラスチック材料の少なくとも１つ及びプライマーコポリマーと相容性がある。特に好ましくは、プライマーは、少なくとも１つのポリオレフィン及び／又はポリアミドポリマー、好ましくは各場合において上記で特定したものを含有する。本発明によるコポリマーに加えて、ポリマー中におけるさらなるポリマーの使用は、強度をさらに改善し得る。
【００２８】
相容性のあるさらなるポリマーとして、接合すべきプラスチック材料の１つ、特に両方に対して、及び特に前述の本発明による第１ポリマーに対しても、２２ＭＰａ未満、特に１７ＭＰａ未満、好ましくは１５ＭＰａ未満、特に好ましくは１２ＭＰａ未満のハンセンパラメータの加重平方距離（weighted quadratic distance）（Ｒａ）２を有するポリマーが好ましく使用される。
【００２９】
ハンセンパラメータの加重平方距離（Ｒａ）２は以下の式：
（Ｒａ）２＝４（ΔδＤ）２＋（ΔδＰ）２＋（ΔδＨ）２
に従って決定される。
【００３０】
式中、δDはロンドン分散力についてのハンセンパラメータであり、δPは極性についてのハンセンパラメータであり、及びδHは水素結合についてのハンセンパラメータである。ΔδD、ΔδP及びΔδHはそれぞれ、比較すべきプラスチック材料又はポリマーについてのこれらのハンセンパラメータの差を示す。例えば、ΔδD＝ポリマー１及び２の（δD1−δD2）。関連するプラスチック材料又はポリマーに対する個々のハンセンパラメータδD、δP及びδHの値は、Charles M.Hansen（第二版；Taylor & Francis Group；2007；ISBN−10 0−8493−7248−8）による書籍“Hansen Solubility Parameters：A User’s Handbook”に従って決定される。個々のポリマーについての多数の値が、既にこの源で見出すことができる。この書籍に記載された方法に従い、ハンセンパラメータは、好ましくは、プログラムHSPIP（第四版4.1.07）を用いて添付のデータベースから得ることができるか、又はもしこれが入手可能でないならば、好ましくはガイドに記載されたように、そこで提供されるニューラルネットワークを用い、プログラムの、含まれる「DIY」機能を用いて決定することができる。HSPIPプログラムは、Steven Abbott TCNF Ltd.から入手可能である。
【００３１】
プライマーにおけるさらなるポリマー、特にポリオレフィンポリマー及び／又はポリアミドポリマーの含有量は、各場合において、プライマーの合計重量に基づき、好ましくは１〜４０重量％、特に５〜３０重量％、特に好ましくは１０〜２０重量％である。プライマーのポリマー含有量におけるさらなるポリマーの含有量は好ましくは、各場合において、プライマー（溶媒を含まずかつフィラーを含まないプライマー）の合計ポリマー割合に基づいて、５〜７０重量％、特に２０〜６０重量％、特に好ましくは３０〜５０重量％である。
【００３２】
本発明におけるポリオレフィンポリマー及びさらなるポリマーに加えて、プライマーは溶媒、特に有機溶媒を含有してもよい。プライマーは好ましくは、各場合がにおいてプライマーの合計重量に基づいて、１０〜９５重量％、特に５０〜９０重量％、特に好ましくは７０〜８５重量％の溶媒含有量を有する。
【００３３】
適切な溶媒は、全ての慣用的な溶媒、例えば水、エタノール等のアルコール、イソオクタン等のアルカン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）又はシクロヘキサノン（ＣＨ）等のケトン、ジエチルエーテル又はテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のエーテル、酢酸エチルエステル等のエステル、若しくはジメチル又はジプロピルカーボネート等のカーボネート、トルエン、キシレン、又はそれらの混合物である。
【００３４】
もし有機溶媒を用いるならば、プライマーの合計ポリマー含有量は、各場合において、プライマーの合計重量に基づいて、好ましくは１〜９０重量％、特に２〜５０重量％、特に好ましくは５〜１５重量％である。合計ポリマー含有量は、ポリマーに用いる全てのポリマー、特に、本発明によるポリマー及び上述したさらなるポリマーの含有量に対応する。
【００３５】
別の好ましい実施態様において、プライマーは、水性分散液又はエマルジョンの形態で存在させる。この場合、本発明によるポリマー又は、もし存在すれば、さらなるポリマーは水中で乳化され、又は分散される。この場合、プライマーの合計ポリマー含有量は、各場合において、プライマーの合計重量に基づいて、好ましくは５〜９０重量％、特に２０〜７０重量％、特に好ましくは３０〜５５重量％である。水性分散液／エマルジョンでは、ポリマー成分は、本発明によるポリマー及び任意に存在する前記さらなるポリマーのみから実質的になり、特に、本発明のポリマー又はその混合物のみからなるのが有利である。本発明によれば、用語「実質的に」は、９５重量％を超える、好ましくは９７重量％を超える、最も特に好ましくは９９重量％を超えるポリマー成分が、本発明及び任意に存在させる前記さらなるポリマーからなり、特に本発明によるポリマーのみからなることを意味すると理解される。
【００３６】
特に好ましい実施態様において、ポリマーは実質的に溶媒を含まない。
【００３７】
本発明によるポリマー、上述したさらなるポリマー及び溶媒に加えて、該プライマーは、フィラー、（蛍光）染料及び顔料、レオロジー補助剤、脱泡剤、湿潤剤、安定化剤又は可塑剤などのさらなる成分を含有してよい。しかしながら、染料及び顔料とは別に、該プライマーは、好ましくは、さらなる成分を実質的に含まず、特にいずれの他の成分も実質的に含まない。本発明によれば、用語「実質的に含まない」は、該プライマーが５重量％未満、好ましくは１重量％未満、最も特に好ましくは０．１重量％未満の関連する物質を含有する、特に、関連物質を含有しないことを意味すると理解される。
【００３８】
カルボニル基を含有する少なくとも１つのポリマーに基づくプラスチック材料にポリオレフィンプラスチック材料を溶接するための本発明による方法では、プライマーが使用され、プライマーは、該プライマーのポリマー割合に基づいて、無水マレイン酸単位又は無水マレイン酸誘導体単位を含むポリマーを少なくとも２０重量％含む。
【００３９】
この方法では、プライマーは、２つの異なるプラスチック材料を各場合において溶融することにより、溶接するための助剤として使用される。本発明によるポリマーを含有する使用されたプライマーは、２つの接合部材間の接合を確立することを可能にし、その結果、２つのプラスチック材料間の安定な、かつ継続的な一体的に結合した連結を確立することを可能にする。
【００４０】
プライマーは、広範な方法を用いて、一方又は双方の接合部材の表面に適用することができる。例えば、計量デバイスを用い、ニードル及び計量ロボットを用い、射出成型によって、押出しによって、フィルムとして適用することによって、ホットメルトとして適用することによって、噴霧によって、展着によって、又はディッピングによって、プライマーを適用することができる。プライマーは、ちょうど一方又は双方の基材表面に適用して、溶接することができる。プライマーは、好ましくは、一方の表面、特にポリアミド表面にのみ適用される。
【００４１】
溶媒を含有するプライマーの場合、一方又は双方の表面に適用後、プライマーは、好ましくは、非粘着性の寸法安定なプライマー層が達成される程度に溶媒を蒸発させるまで乾燥される。特にプライマーは、ちょうど数秒後に、及び数週間までの期間の間、溶接可能である。プライマーは、次の適用で、好ましくは、少なくとも１時間、好ましくは少なくとも１２時間乾燥される。
【００４２】
プライマーは、好ましくは、１〜１０，００００μｍ、特に１００〜５，０００μｍ、好ましくは５００〜３，０００μｍ、特に好ましくは１，０００〜２，０００μｍの層厚を有するように、溶接すべき基材の一方又は双方の表面に適用される。特に、１００μｍを超える層厚が好ましい。溶媒をプライマーに含むなら、層厚は、溶媒が乾燥除去されたプライマーをいう。
【００４３】
プライマーを溶接すべき基材の一方又は双方の表面に適用後、及び前記プライマーを必要に応じて乾燥後、溶接すべき基材を慣用的な溶接方法を用いて相互連結することができる。プラスチック材料は、通常、接合面において局所的に可塑化され、加圧下で接合される接合部材によって溶接される。プロセスパラメータは、溶融体の著しい圧縮降伏が接合面中の接合部材間の最適な連結をもたらすように選択される。加熱は、対流、接触加熱、放射線又は摩擦によって起こり得る。可塑化のための異なるエネルギー入力は、多くの方法で達成することができ、プラスチック材料を溶接するための異なるプロセスをもたらす。適切な溶接方法は、
・熱風溶接[HG]
熱ガス流、一般には、空気を用いる対流加熱、２段階プロセス
・熱板溶接[HE]
接触加熱、２段階プロセス
・超音波溶接[US]
摩擦による加熱、超音波範囲の横波は境界層における加熱をもたらす、単一段階プロセス
・高周波溶接[HF]
内部摩擦による加熱、極性分子は、高周波磁場に従って整列する、単一段階、極性プラスチック材料及びフィルムでのみ使用
・振動溶接［ＶＩＢ］（摩擦溶接；直線状；軌道；スピン；角度）
摩擦による加熱、単一段階プロセス
・レーザー溶接［ＬＷ］（輪郭；同時；準同時；マスク）
放射による加熱、コヒーレントな放射、レーザー伝達溶接、一般には、単一段階（２段階は可能）
・赤外線溶接［ＩＲ］
放射による加熱、非コヒーレントな放射、２段階
を含む。
【００４４】
前記した溶接方法は、例えば、赤外線溶接及び摩擦溶接など、任意に組み合わせることもできる。プラスチック材料は、特に好ましくは、熱板溶接、熱接触又は熱パルス溶接、温風又は熱風溶接、振動溶接、マイクロ波又は誘導溶接、レーザ突き合わせ溶接又はレーザ伝達溶接、赤外線溶接、超音波溶接、及びこれらの組合せから選択される、特に、赤外線溶接、熱板溶接、振動溶接、超音波応接、及びこれらの組合せから選択される溶接方法により溶接される。
以下の工程を含む、プライマーを用いて２つのプラスチック材料を一体的に接合させる方法が特に好ましい：
・第一接合ゾーンを有する第一プラスチック材料を準備し、
・第二接合ゾーンを有する第二プラスチック材料を準備し、
・第一接合ゾーンを予熱し、
・特に、溶媒を含まないプライマーの場合、プライマーを予熱された第一接合ゾーンに適用し、
・プライマーが設けられた第一接合ゾーンを第二接合ゾーンと接触させ、
・特に、赤外線溶接、熱板溶接、熱風溶接、摩擦溶接、超音波溶接などの慣用的なプラスチック材料溶接方法を使用することによって、第一接合ゾーンを第二接合ゾーンに一体的に連結させる。
【００４５】
DIN 1910-3：1977-09の解釈は、一般に、プラスチック材料の溶接に使用することができる。したがって、溶接プラスチック材料は、熱及び/又は圧力を用いて熱可塑性プラスチックを一体的に接合することを意味すると理解できる。加熱は、例えば、接触加熱（固体による溶接）、対流加熱（温ガスによる溶接）、放射加熱（ビームによる溶接）、摩擦による加熱（運動による溶接）、及び電力による溶接に基づいて行うことができる。
【００４６】
有利な発展において、プライマー中のポリマーの分解温度未満の温度を有する加熱及び/又は熱接合ゾーンへの適用が、プライマーの内部化学的架橋に対して何ら影響を与えないように選択され、該方法に適合するプライマーが用いられる。
【００４７】
第１プラスチック材料の第１接合ゾーンが予熱されることが有利である。予熱のために、当業者に公知であり、意図された目的に適した助剤及び技術を使用することができる。特に、温ガス又はプラズマの使用は予熱に適している。照射、特に赤外線又はレーザー照射による予熱も考えられる。ホットプレート又は加熱されたツールを使用して、第１接合ゾーンを予熱することもできる。最後に、炉又は加熱されたチャンバー内で予熱することも考えられる。また、プラスチック材料全体、したがって前記接合領域を予熱することも考えられる。しかし、これに代えて、又はそれに加えて、接合領域自体のみを予熱することも可能である。
【００４８】
有利な発展において、予熱中の加熱デバイスからプラスチック材料、特に予熱すべき第１接合ゾーンまでの間隔、特に加熱デバイスの熱放散領域又は加熱デバイスの熱発生領域又は予熱すべき加熱デバイスの有効な表面又は第１接合ゾーンと反対側の熱デバイス領域の間隔は、０．５ｍｍ〜１００ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜６０ｍｍの範囲である。或いは、特に、加熱デバイスの加熱要素による第１接合ゾーンの接触によって、及び／又は該接触中に加熱を行うことも考えられる。
【００４９】
第１接合部材のためのプラスチック材料を選択し、第１接合ゾーンが、予熱の間に溶融され、溶融層が予熱の間、第１接合ゾーンで生成されるように、第１接合部材のプラスチック材料を選択し、該方法パラメータを第１プラスチック材料に調整するのが別の利点である。好ましい実施形態では、溶融層の厚さは、好ましくは０．０５ｍｍ〜６ｍｍの範囲、特に好ましくは０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲である。この種の溶融層は、改善された接着及び／又は分子間の相互作用及び特定のフローと関連して、改善された接合層をもたらす。第１プラスチック材料の境界層が溶融状態にある場合、プライマーとの相互作用又は化学的結合さえも生じ得る。溶融層は、特に、構成要素の幾何学的形状及び特定の構成要素の設計に依存し得る。方法パラメータは、好ましくは、構成の変形が生じないように、調整及び／又は選択される。接合ゾーンと塗布すべきポリマー間との温度差異は、好ましくは、適当な測定及び／又は方法工程を用いて等しくされる。この場合、好ましくは熱可塑性プライマーと第１接合ゾーンとの間の温度差を低減させるために、プライマーを予熱することが特に考えられる。これは、例えば、プロセス工程間の第１接合ゾーンの急速な冷却を妨げる。
【００５０】
好ましくは、第１接合ゾーンを予熱する工程の前に、第１接合ゾーンを任意に前処理する。別法として又は追加的に、第２接合ゾーンが前処理されてもよい。可能な前処理として、例えばアルカリ性の溶剤又はプラスチッククリーナーによる洗浄も考えられる。機械的な前処理は、特に、掻取り、磨き、ブラッシング又はブラストによって使用することもできる。考えられる化学的前処理は、特に酸洗浄又は反応性ガスの使用である。さらに、熱的、化学的及び／又は物理的前処理の使用は、特にガス炎又はプラズマアークによって好都合なことが判明し得る。別法として、又は追加的に、第１接合ゾーン及び／又は第２接合ゾーンが電気コロナ放電にさらされるコロナ放電による電気的前処理は、極性分子を対応する表面上に形成させることができる。別の可能性は、特に、対応する表面の活性化及び／又はクリーニングを達成するために、好ましくは接合ゾーンを前処理するためにプラズマノズルを用いるプラズマ処理である。同時に、プラズマによるコーティングの提供も好都合であることかが判明し得る。別の可能性は、適切なプラスチック材料の表面張力を高めるために接合ゾーンを火炎処理することである。別の種類の前処理は、ＵＶ線、電子線、放射線、又はレーザーによる照射に曝露される。最後に、前処理は、塗料、特に塗料又は接着促進剤の塗膜が提供されるようなものであってよい。予熱前に、第１プラスチック材料又は該第１プラスチック材料の接合ゾーンを、より長い時間間隔で前処理することも考えられる。従って、例えば、本発明による方法で前処理されたプラスチック材料をさらに処理することができるように、第１プラスチック材料の製造プロセスの一部として前処理を実施することが考えられる。
【００５１】
プライマーが適用される方法には様々な可能性がある。例えば、特に産業分野では、自動適用補助器具による、特に計量ロボットによる適用が考えられる。前記ロボットは、複雑な計量プロセスを実行することができるように、ニードル及び／又は高さセンサを備えていてよい。プライマーは、射出成型機で可塑化され、加圧下で、第１接合ゾーンを有する第１プラスチック材料をを含有する金型内に射出されることにより、射出成型によって適用されてもよい。あるいは、第１に、フィルムブローイング又は平坦フィルム押出しによって、第１工程で製造されるプライマーからなるフィルムの適用が考えられる。次いで、フィルムは、例えば、切断又はパンチングプロセスによって任意の形状に切断され、前述の予熱に続くさらなる工程において第１接合ゾーンに適用し得る。この場合、１μｍ〜５，０００μｍの範囲の厚さを有するフィルム／シートの使用が好都合であることが判明した。考えられる他の適用オプションには、プライマーが溶接ワイヤの形態で存在する押出溶接、又は押出機で溶融されて溶融形態の第１接合ゾーンに適用し得る押出溶接が含まれる。プライマーは、熱風溶接によって、前記プライマーを適用することを可能にするために、溶接ワイヤの形態で提供されてもよい。別の選択肢は、噴霧プロセスによってプライマーを適用することである。前処理及び／又は予備加熱及び／又は射出成型の局所的に変化する温度制御も射出成型による適用の間に可能である。勿論、当業者に知られており、特定の用途に適した他のタイプの適用も考えられる。
【００５２】
別の利点は、特にプライマーの予熱と塗布との間の第１接合ゾーンの温度低下を防止するために、プライマーの塗布中に第１接合ゾーンをさらに加熱することである。これは、上述した予熱のための方法ステップによって行うことができ、便宜上、塗布中に継続することができる。別法として又は追加的に、特にさらなる方法ステップによる追加の加熱が可能である。第１接合ゾーンの温度が予熱後に低下するのを防止するために、例えば、第１接合ゾーンの放射への同時曝露、強制対流又は適用の間の接触加熱によって、第１接合ゾーンを同時に加熱するのが好都合であることが判明し得る。
【００５３】
有利な発展において、プライマーは、１μｍ〜５ｍｍ、好ましくは１０μｍ〜３ｍｍの範囲の厚みを有する連結層が、第１接合ゾーンに配置されるように適用される。連結層の厚みは、第１接合ゾーン上の連結層の材料厚みを意味すると理解される。
【００５４】
別の利点は、第１接合ゾーンと計量デバイスとの間を相対的に移動させつつ、計量デバイスによってプライマーを第１接合ゾーンに適用することであり、プライマーが適用される第１接合ゾーンは、プライマーが適用される前に、第１接合ゾーンと加熱デバイスとの間を相対的に移動させつつ加熱デバイスを用いることによって予熱され、プライマーは、第１接合ゾーンが予熱状態にあるときに、計量デバイスによって適用される。
【００５５】
この場合、加熱デバイスは、１０ｍｍ／分〜１００ｍ／分の範囲、好ましくは１０ｍｍ／分〜３０ｍ／分の範囲の速度で予熱される間、第１接合ゾーンをガイドすることが特に有利なことが判明した。
【００５６】
加熱デバイスが、好ましくは規定された一定の間隔で計量デバイスを導くことも有利であり得る。計量デバイスと第１接合ゾーンが、１０ｍｍ／分〜１００ｍ／分、好ましくは１０ｍｍ／分〜３０ｍ／分の範囲で相対的に移動しつつ、プライマーが計量デバイスによって第１接合ゾーンに適用されるように、該方法を行うのが有利であり、プライマーが適用される前記接合ゾーンは、プライマーが適用される前に、加熱デバイスと第１接合ゾーンが相対的に移動しつつ、加熱デバイスによって予熱され、加熱デバイスは、好ましくはプライマーを０．１〜１０秒の範囲の時間間隔で適用するために計量デバイス又は計量デバイスのノズルを同時に導く。
【００５７】
この場合、計量デバイスと加熱デバイスからなる単位を使用することが特に有利であることが判明した。コーティングユニットは、プライマーが適用される直前に第１接合ゾーンを予熱することを確実とするために、加熱デバイスが、好ましくは規定された一定の間隔で、相対的移動の間に計量デバイスを導くように、加熱デバイスと計量デバイスとの間にしっかりとした連結を提供する単位を特に意味すると理解することができる。もちろん、間隔は調整可能であるか、あるいは対流予熱の場合には、媒体の体積流動又はノズル直径が、特に、適切な機械的に、電気機械的に又は空気力学的に操作された調整器によって調整されることも考えられる。
【００５８】
しかしながら、コーティングユニットは、互いに完全に分離しているが、プライマーの適用位置が該プライマーの適用される直前に予熱されることを確実とするために、プラスチック材料に対して同じ又は実質的に同じ相対移動を行う２つのアセンブリとしての加熱デバイスと計量デバイスであると理解してもよい。
【００５９】
有利な発展において、加熱デバイス及び計量デバイスは、実質的に同じ主たる相対的移動又は基本方向に入るが、２つの前記デバイスの少なくとも１つは、該主たる相対的移動に加えて、プラスチック材料についてのさらなる相対移動を生じる。従って、加熱デバイス及び／又は計量デバイスは、例えば、プライマーを適用することもできる主たる相対移動に加えて、１以上の二次的相対移動に入ることができる。例えば、特に、加熱デバイス及び／又は計量デバイスは、主たる相対移動の周りで円を描く、又は蛇行する二次的相対移動に入るか、又は生じることができる。
【００６０】
この場合、プラスチック材料は、一方において、又はコーティングユニットとして、加熱デバイス及び計量デバイス、又は一緒にした双方のデバイスは、他方において、移動することができる。この場合、コーティングユニットとしての加熱デバイス及び計量デバイス又は一緒にした双方のデバイスは、一方において、又はプラスチック材料は、他方において、アイドリングするか、相対移動部分とともに異なる方向に移動することが可能である。
【００６１】
有利な発展において、主たる相対移動は、特に、加熱デバイスの適切な設計にもよって、例えば、加熱デバイスの加熱表面内のプラスチック材料の滞留時間が可能な限り短い、特に１秒〜６０秒の範囲で生じる、１０ｍｍ／分〜１００ｍ／分の範囲、好ましくは１０ｍｍ／分〜３０ｍ／分の範囲の速度で行われる。前記加熱領域は、温度増加の意味で、すなわち、第１プラスチック材料の第１接合ゾーンの予熱の意味で、温度に影響する加熱デバイスの周りの領域又は空間を意味すると理解することができる。したがって、例えば、過度の加熱及びプラスチック材料への損傷又は障害を防止し得る。
【００６２】
加えて、特に、計量デバイス及び／又は加熱デバイスを現存する生産ラインに／中に連結して、加熱デバイスにバスインターフェイス、特に、PROFIBUSでは、又はリアルタイムイーサネットインターフェイスを備えさせるのが有利であると判明し得る。
【００６３】
前記プライマーが適用された後、第２接合ゾーンをプライマー層と接触させる。この場合、特に、締付デバイス、又は当業者に既知の同様の固定補助器具によって、２つのプラスチック材料を互いに固定するのが好都合であると判明し得る。
【００６４】
第２接合ゾーンをプライマー層と接触させる工程の前に、第２接合ゾーンを任意に前処理することができる。この場合、特に、上記の前処理技術の全てが考えられる。第２プラスチック材料又は第２プラスチック材料の接合ゾーンを、接触前により長時間前処理することも考えられる。このようにして、例えば、本発明の方法で前処理されるプラスチック材料をさらに処理することが可能であるため、第２プラスチック材料の製造工程の一部として前処理を行うことが考えられる。第２プラスチック材料の前処理はまた、プライマーを第２接合ゾーンに適用することを含んでもよい。この場合、プライマーの適用前に、好ましくは第２接合ゾーンを前処理することも考えられる。上記実施態様は、同様に、この時点では好ましい。
【００６５】
第２接合ゾーンとプライマーとの間の上記接触に続いて、接合プロセスが行われ、そこでは、処理された及び／又はコーティングされた接合部材が、熱を供給することによって可塑化され、好ましくは、圧力の作用下で、一体的に相互結合される。第２接合ゾーンとプライマーとの間の前記一体的に結合された接続のために、熱伝導、例えば、ホットプレート溶接及び／又は熱接触溶接及び／又は熱インパルス溶接によって；摩擦、特に、超音波溶接、摩擦／振動溶接又は高周波溶接、マイクロ波又は誘導溶接によって；対流、例えば、温ガス溶接又は熱風溶接によって；照射、例えば、赤外線、レーザー突合せ又はレーザー照射溶接によって；又はこれらの技術の２以上の組合せによって、熱を供給することが考えられる。
【００６６】
本発明のさらなる対象は、本発明の方法を使用して製造された物体又は製品に関する。
【００６７】
本発明はまた、カルボニル基を含有する少なくとも１つのポリマーに基づくプラスチック材料に、ポリオレフィンプラスチック材料を溶接するための、本発明によるプライマーの使用に関する。
【実施例】
【００６８】
実施例
用いた材料及び略語
【００６９】
ＰＡ＝ポリアミド
ＰＡ６＝ポリカプロラクタム
ＰＡ６．６＝ポリ（Ｎ、Ｎ’−ヘキサメチレンアジピン酸ジアミド）
ＰＡ１２＝ポリラウリルラクタム
ＰＡ６．１２＝ポリ（ヘキサメチレンドデカンジアミド）
ＰＰＡ＝ポリフタルアミド
ＰＰ＝ポリプロピレン
ＰＥ＝ポリエチレン
ＰＥＴ＝ポリエチレンテレフタレート
ＰＢＴ＝ポリブチレンテレフタレート
ＭＡＨ＝無水マレイン酸
プライマー１＝ＭＦＲ（２３０℃；２．１６ｋｇ）＝７〜１２のＰＰ−ＭＡＨ、
プライマー２＝ＭＦＲ（１９０℃；２１．６ｋｇ）＝１２〜２２のＰＥ−（ＭＤ）−ＭＡＨ、
プライマー３＝ＭＦＲ（１９０℃；２１．６ｋｇ）＝１．６のＰＥ−（ＬＤ）−ＭＡＨ
プライマー４＝ＭＦＲ（１９０℃；２１．６ｋｇ）＝２．５のＰＥ−（ＬＬＤ）−ＭＡＨ
プライマー５＝エチレン、ブチルアクリレート及び無水マレイン酸のターポリマー
プライマー６＝エチレン、アクリル酸エチル及び無水マレイン酸のターポリマー
プライマー７＝ポリオレフィン；アクリレート及びＭＡＨが修飾されたもの；Ｍｗ＝６７，５００ｇ／ｍｏｌ
【００７０】
【表１】
2018531818.tif 000002
【００７１】
ＩＲ：赤外線溶接；ＩＲ−ＶＩＢ：赤外線／振動溶接；ＵＳ：超音波溶接
【００７２】
試験片の製造：
試験片を製造するために、プライマー、ポリマー１〜４及び溶接すべきプラスチック材料を射出成型機の可塑化ユニットで溶融（２３０℃）し、加工して１３０ｍｍ×６８ｍｍ×３ｍｍのプレートを形成した。
【００７３】
各場合において、ＩＲ溶接及び振動溶接を用いてプレートの１３０ｍｍ×３ｍｍの表面を、同じ表面積のＰＥ、ＰＰ、ＰＡ及びＰＰＡに対して端から端まで、これらの材料との適合性を試験するために溶接した。溶接の２４時間後、溶接されたプレートの２つの側面の８ｍｍを切断し、残りのプレートを半分にし（接合面に対して垂直に切断し）、試験速度５ｍｍ／秒の引張試験を用いて室温で試験した。
【００７４】
以下の表は、プライマー、使用されたプラスチック材料、及び溶接方法の各組合せについて、溶接された試験片について得ることができる引張強さ（ＭＰａ）を示す。
【表２】
2018531818.tif 000003
【００７５】
表は、ＰＡ、ＰＰＡ及びＰＰのプライマーの優れた強度を示す。プライマーなしの純粋なＰＰ及び純粋なＰＥは、ＰＡ及びＰＰＡに対して非常に低い強度しか示さず、溶接後に分解され、有意な量の力は適用されなかった。
【００７６】
プライマーは、多成分射出成型プロセスにおいてポリアミド又はＰＥ上に射出された。そのため、１５０ｍｍ×６６．２ｍｍ×４ｍｍのポリアミド及びＰＥプレートを最初に射出成型し、１５０ｍｍ×７５ｍｍ×４ｍｍのキャビティに挿入し、さらなる射出成型プロセスにおいて、プライマーポリマーをＰＡ又はＰＥプラスチック材料に射出した。射出されたプライマー層は、１．８ｍｍの厚みに機械加工した。プライマー層を別のプラスチック材料に溶接し、溶接されたプレートを切断し、上記のように試験した。
【００７７】
以下の表は、プライマー、使用されたプラスチック材料、及び溶接方法の各組合せについて、溶接された試験片について得ることができる引張強さ（ＭＰａ）を示す。
【表３】
2018531818.tif 000004
【００７８】
プライマー層を用いて溶接されたプラスチック材料は、優れた強度を示した。プライマーなしでは、プラスチック材料は、有意な量の力が適用されずに溶接後分解した。
【００７９】
溶接されたプラスチック材料の老化：
【００８０】
以下の表は、使用されたポリマー及び関連プライマーを示す。プライマーポリマープレート、及び多成分射出成型工程でプライマー材料に適用されるプライマーを、上記方法に従って、別のプラスチック材料にＶＩＢ溶接した。エイジングは、試験燃料ＦＡＭ−Ｂ及び２つの異なる交互気候試験において室温で行われた。得られた、室温での強度及び引張速度５ｍｍ／秒での強度が与えられる。以下の表にＭＰａを示す。
【表４】
2018531818.tif 000005
【００８１】
プライマーを含む溶接されたプラスチック材料は、使用した試験媒体及び使用した試験条件下での老化に対する優れた耐性を示した。
【００８２】
プライマーとしてのターポリマー：
【００８３】
別の方法では、プライマー５（エチレン、ブチルアクリレート及び無水マレイン酸のターポリマー）及びプライマー６（エチレン、エチルアクリレート及び無水マレイン酸のターポリマー）を試験した。プライマー５を、厚さ０．５ｍｍのフィルムを形成するように２２０℃の加熱プレス中でプレスし、ＰＡに溶接された温ガス及びＩＲ−ＶＩＢによってＰＥ上に溶融させた。プライマー６を２８０℃で溶融し、ホットプレート溶接によってＰＥ及びＰＡに溶接した。
【００８４】
次の表は、プライマー、使用されたプラスチック材料、及び溶接方法の各組合せついて、溶接された試験片について得ることができる引張強度（ＭＰａ）を示す。
【表５】
2018531818.tif 000006
【００８５】
プライマー層を用いて溶接されたプラスチック材料は、優れた強度を示した。プライマーなしでは、プラスチック材料は、有意な量の力が適用されずに溶接後に分解した。
【００８６】
ポリマープライマー１及び７を用いたＰＥＴ及びＰＢＴのホットプレート溶接：
【００８７】
３１０℃で、ＰＰ、ＰＥＴ及びＰＢＴを、３０ｍｍ×４ｍｍ表面のホットプレート上でそれぞれ２０秒間、１５秒間及び３０秒間溶融させ、接合される２つのプラスチック材料を、プライマーポリマーの溶融物中に入れ、プライマーで被覆されたポリマーを低圧で接合した。このために、プライマーポリマー１及び７を使用した。室温で２４時間後、溶接された試料を、試験速度５ｍｍ／秒で引張試験機を用いて室温で試験した。ポリマーの組合せ、及び使用されたプライマーポリマーは、以下の表において、強度の関連とともに示される：
【表６】
2018531818.tif 000007
【００８８】
特定のプライマーポリマーを使用して、溶接サンプルの良好な程度の強度を得ることができた。プライマーなしでは、ホットプレートを使用して溶接されたサンプルは、低い強度しか有さなかった。
【国際調査報告】
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