(57)【要約】  接着剤アレンジメント（１００）は、熱可塑性材料および溶融加工可能なパーフルオロポリマー材料を有する接着剤組成物（１０１）から形成される接着剤を含む。前記接着剤アレンジメントは、前記接着剤と接触しているベース層（１０３）をさらに含む。前記熱可塑性材料は、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含むポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリアミド（ＰＡ）、および／またはポリスルホンを含むポリスルホン誘導体である。ベース層は、パーフルオロポリマー材料、複合材料、金属材料、金属系材料、別の適切な材料、またはこれらの組み合わせである。
2018502945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含むポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリスルホンを含むポリスルホン誘導体、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される熱可塑性材料を有し、かつ溶融加工可能なパーフルオロポリマー材料を有する接着剤組成物から形成される接着剤；ならびに
前記接着剤と接触しているベース層であって、パーフルオロポリマー材料、複合材料、金属材料、または金属系材料であるベース層
を含む、接着剤アレンジメント。
【請求項２】
前記ベース層は表面処理由来の表面特性を有していない、請求項１に記載の接着剤アレンジメント。
【請求項３】
前記熱可塑性材料は濃度が１０体積％〜５０体積％であり、好ましくは前記熱可塑性材料は濃度が１０体積％〜３５体積％である、請求項１に記載の接着剤アレンジメント。
【請求項４】
前記熱可塑性材料はポリエーテルイミド（ＰＥＩ）であり、濃度が１０体積％〜８０体積％である、請求項１に記載の接着剤アレンジメント。
【請求項５】
前記接着剤と接触し、かつ前記接着剤により前記ベース層に固定されているポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）層をさらに含む、請求項１に記載の接着剤アレンジメント。
【請求項６】
前記ベース層はパーフルオロポリマー材料であり、好ましくは前記接着剤アレンジメントは少なくとも０．５ＭＰａの引張強度を有する、請求項５に記載の接着剤アレンジメント。
【請求項７】
前記溶融加工可能なパーフルオロポリマー材料は、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の接着剤アレンジメント。
【請求項８】
パーフルオロポリマー層、金属層、または金属系層をさらに含み、該層は前記接着剤と接触し、かつ前記接着剤により前記ベース層に固定されている、請求項１に記載の接着剤アレンジメント。
【請求項９】
前記接着剤は、強化用粒子または強化用繊維をさらに含む、請求項１に記載の接着剤アレンジメント。
【請求項１０】
前記接着剤により前記ベース層に接着により連結された接着層をさらに含む、請求項１に記載の接着剤アレンジメントであって、
前記ベース層は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、アルミニウム、およびスチールの群由来の１種以上の材料を含み、
前記接着層は前記１種以上の材料を含み、
前記接着剤アレンジメントは以下の引張強度特性を有する：
（ａ）前記１種以上の材料の２つの相対表面を接着により連結している純粋パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）接着剤アレンジメントの相対引張強度より少なくとも５％大きい、または
（ｂ）前記１種以上の材料を前記接着層と同じ材料と接着により連結している純粋パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）接着剤アレンジメントの相対引張強度より少なくとも２００％大きい。
【請求項１１】
前記接着剤組成物は、
ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）からなる熱可塑性材料、ならびに
パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）およびフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）の一方または両方からなる溶融加工可能なパーフルオロポリマー材料
を有し、
前記ベース層はパーフルオロポリマー材料である、請求項１に記載の接着剤アレンジメント。
【請求項１２】
接着層組成物から形成された接着剤；
前記接着剤と接触しているベース層であって、パーフルオロポリマー材料であるベース層；および
前記接着剤と接触し、かつ前記接着剤により前記ベース層に固定されているポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）層
を含む、接着剤アレンジメントであって、
好ましくは前記接着剤組成物はパーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）を含む、接着剤アレンジメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には接着剤に関する。本発明は、特に、接着剤ブレンドと接触して、少なくとも１つの層を有する接着剤アレンジメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のパーフルオロポリマーは、その低い表面エネルギー、高い結晶性、対称的な構造、および耐化学性により、結合させることが困難である。この問題に対処するために、化学エッチング、プラズマ処理、またはファイア・バーニング（fire burning）等の表面処理が用いられている。金属の結合はパーフルオロポリマーよりも容易である。しかしながら、金属をパーフルオロポリマー表面に結合させることができる接着剤は同じ困難を抱えており、原因の１つとしてパーフルオロポリマーへの結合が困難であること、および金属の表面エネルギー（約２Ｊ／ｍ２）とＰＴＦＥの表面エネルギー（約０．０２Ｊ／ｍ２）との差がある。
【０００３】
ある使用法は表面処理に適していない。例えば、環境の回復は、表面処理技術の作業上の必要性と両立しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術においては、従来技術と比較して１つ以上の改善を示す接着剤アレンジメントが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの実施態様においては、接着剤アレンジメントは、
ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含むポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリスルホンを含むポリスルホン誘導体、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される熱可塑性材料を有し、かつ溶融加工可能なパーフルオロポリマー材料を有する接着剤組成物から形成される接着剤（adhesive）、ならびに
前記接着剤と接触しているベース層であって、パーフルオロポリマー材料、複合材料、金属材料（metal material）、または金属系材料（metallic material）であるベース層（base layer）
を含む。
【０００６】
別の実施態様においては、接着剤アレンジメントは、
接着剤組成物から形成される接着剤、
前記接着剤と接触しているベース層であって、パーフルオロポリマー材料であるベース層、および
前記接着剤と接触し、かつ前記接着剤により前記ベース層に固定されているポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）層
を含む。
【０００７】
別の実施態様においては、接着剤アレンジメントは、
ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）からなる熱可塑性材料、およびパーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）およびフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）の一方または両方からなる溶融加工可能なパーフルオロポリマー材料を有する接着剤組成物から形成される接着剤、ならびに
前記接着剤と接触しているベース層であって、パーフルオロポリマー材料であるベース層
を含む。
【０００８】
本発明の他の特徴および利点は、実施例として本発明の本質を示す添付の図面を併用して、以下のより詳しい説明から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本開示の一実施態様に係る、チューブを規定する接着剤アレンジメントの模式的断面図である。
【００１０】
同じ参照番号は図面を通して、可能な限り、同じ部材を表すように用いる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
接着剤アレンジメント（接着剤構造体または接着剤配置構造体）（adhesive arrangement）を提供する。本開示の実施態様は、例えば、本明細書中に開示される１以上の特徴を含まない概念と比較して、以下のことを可能にする：接着剤ブレンドが表面処理に頼ることなく低表面エネルギーの材料に結合することを可能にする；パーフルオロポリマー（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））と結合することを可能にする；金属（例えば、スチールおよびアルミニウム）と結合することを可能にする；同じ材料からなる２層間の結合（例えば、アルミニウムのアルミニウムへの結合、スチールのスチールへの結合、ＰＴＦＥのＰＴＦＥへの結合）を可能にする；２種の異なる材料の結合（アルミニウムのＰＴＦＥへの結合、アルミニウムのスチールへの結合、ＰＴＦＥのスチールへの結合）を可能にする；結合された材料のせん断強度の増大を可能にする；本開示で明らかな他の特徴および利点を可能にする；またはこれらを組み合わせて可能にする。
【００１２】
図１を参照すると、接着剤アレンジメント１００は接着剤ブレンド１０１およびベース層１０３を含む。さらなる実施態様においては、接着剤アレンジメント１００は、接着剤ブレンド１０１によりベース層１０３に直接的または間接的に固定されている接着層（adhering layer）１０５を含む。ベース層１０３はパーフルオロポリマー材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）、複合材料、金属材料、または金属系材料である。接着層１０５は、ベース層１０３と同じ材料であるか、またはベース層１０３と異なる材料である。他の実施態様は、１種以上のさらなる層、例えば、結合層（tie layers）、転位層（transition layers）、外層、内層、またはこれらの組み合わせを含む。他の実施態様においては、さらに加えてまたは代わりに、接着剤ブレンド１０１は１つ以上の前記層で存在し、かつ／または他の接着層と、例えば、勾配をもってまたは転位（transition）して隣接している。
【００１３】
一実施態様においては、ベース層１０３および／または接着層１０５は接着剤ブレンド１０１と直接的に接触しており、このことは、例えば、結合層を有していないということである。さらに加えてまたは代わりに、一実施態様においては、ベース層１０３および／または接着層１０５は、例えば、以下のことにより、表面処理に由来する表面特性を有していないか、または実質的に有していない：
プラズマ処理に対応する表面モルホロジーを有さないこと（例えば、グラフト重合層を有さないこと、プラズマ処理による親水性を有さないこと、および／またはプラズマ処理による近平面（near planar surface）を有さないこと）；
アンモニウム液中ナトリウム処理（sodium-in-liquid-ammonium treatment）に対応する表面モルホロジーを有さないこと（例えば、このようなエッチング由来の化学的ダメージを有さないこと、茶褐色でないこと、および／または光透過性を失わないこと）
ファイアリング（firing）由来の表面再構成を有さないこと、または
表面処理による化学的特性または物理的特性を有さないこと。
【００１４】
接着剤ブレンド１０１は接着剤組成物から形成されている。接着剤組成物は熱可塑性材料および溶融加工可能なパーフルオロポリマー材料を含む。一実施態様においては、熱可塑性材料は、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリスルホン、またはこれらの組み合わせである。一実施態様においては、溶融加工可能なパーフルオロポリマー材料は、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）およびフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）の一方または両方であるか、または当該一方または両方を含む。一実施態様においては、熱可塑性材料は、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含むポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリアミド（ＰＡ）、および／またはポリスルホンを含むポリスルホン誘導体であるか、または当該ポリマーを含む。
【００１５】
一実施態様においては、熱可塑性材料は、濃度が１０体積％〜８０体積％、１０体積％〜５０体積％、１０体積％〜３５体積％、２０体積％〜４０体積％、３０体積％〜４０体積％、またはこれらのあらゆる適切な組み合わせ、サブコンビネーション（sub-combination）、範囲または部分的範囲（sub-range）である。
【００１６】
一実施態様においては、溶融加工可能なパーフルオロポリマー材料は、濃度が２０体積％〜９０体積％、５０体積％〜９０体積％、６５体積％〜９０体積％、６０体積％〜８０体積％、６０体積％〜７０体積％、またはこれらのあらゆる適切な組み合わせ、サブコンビネーション、範囲または部分的範囲である。
【００１７】
接着剤ブレンド１０１は、接着剤アレンジメント１００が優良な（または選択的な）引張強度を有することを可能にする。例えば、接着される材料および接着剤ブレンド１０１の組成に応じて、引張強度は、少なくとも０．５ＭＰａ、少なくとも１ＭＰａ、少なくとも２．５ＭＰａ、少なくとも３ＭＰａ、少なくとも５ＭＰａ、少なくとも８ＭＰａ、少なくとも９ＭＰａ、２ＭＰａ〜１０ＭＰａ、ＰＦＡの相対引張強度より大きい優良な（または選択的な）割合（例えば、少なくとも５％大きい、少なくとも１０％大きい、少なくとも１５％大きい、少なくとも２０％大きい、少なくとも３０％大きい、少なくとも１００％大きい、少なくとも２００％大きい、および／または少なくとも３００％大きい）またはこれらのあらゆる適切な組み合わせ、サブコンビネーション、範囲または部分的範囲である。
【００１８】
接着剤ブレンド１０１および／または接着剤アレンジメント１００は、望ましい特性のために、あらゆる適切な特徴をさらに含む。例えば、望ましい強化材を用いた実施態様においては、接着剤ブレンド１０１は、強化用粒子（reinforcing particles）、例えば、強化用繊維（reinforcing fibers）および／または炭素繊維をさらに含むことができる。
【００１９】
接着剤アレンジメント１００は、接着剤ブレンド１０１により達成することができるせん断強度等の接着特性に利点のある、あらゆる適切な構造体／物品に位置付けられるか、当該構造体／物品の一部を形成するか、または当該構造体／物品を規定する。適切な構造体／物品として、接着により連結されるチューブ／スリーブ、ジョイント（joints）、ゲージ（gauges）、ワイヤ、海洋部品（marine components）、他の構造体／物品、またはこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【実施例】
【００２０】
複数の材料を、１分間あたり３０回転にて５分間混合し、その後１分間あたり８０回転にて１０分間混合することにより、幾つかのサンプルを製造する。１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×０．６０ｍｍの金属フレームを用いて圧縮成形することにより、フィルムサンプルを製造する。ポリマーブレンドを、ＰＴＦＥまたはポリイミドの２つのフィルムおよび２つのスチールプレートの間に位置付け、選択温度および選択圧力の下、フィルムサンプルに圧入する。フィルムサンプルを剥離し、せん断試験（shear test）を行う。
【００２１】
第１実施例においては、ＰＴＦＥをＰＴＦＥに結合させるパーフルオロポリマー接着剤およびフルオロポリマー接着剤のせん断強度を試験する。ＰＦＡのせん断強度は約３．１９ＭＰａであり、ＰＴＦＥのせん断強度は約２．５９ＭＰａであり、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）のせん断強度は約２．１８ＭＰａであり、テトラフルオロエチレン−ｃｏ−ヘキサフルオロプロピレン−ｃｏ−ビニリデンフルオリドターポリマー（ＴＨＶ）のせん断強度は約１．５７ＭＰａまたは０．６８ＭＰａ（それぞれＴＨＶ８１５またはＴＨＶ２０３０に応じて）であり、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）のせん断強度は約０．５２ＭＰａであり、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）のせん断強度は約０．５５ＭＰａであり、ポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）のせん断強度は約０．１８ＭＰａである。パーフルオロポリマー接着剤はより高い適合性（compatibility）を示し、エンタングルメント（entanglement）層をより容易に形成する。フルオロポリマー接着剤はより低い適合性およびより少ない熱安定性を示す。
【００２２】
第２実施例においては、本開示の一実施態様に従って、ＰＴＦＥをＰＴＦＥに結合させる数種の接着剤ブレンドのせん断強度を試験する。当該ブレンドは熱可塑性材料および溶融加工可能なパーフルオロポリマー材料、詳しくはＰＦＡを様々な濃度で含み、以下のせん断強度を示す：
【表１】
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【００２３】
ＰＦＡを８０体積％で混合すると、各接着剤ブレンドは望ましいせん断強度をもたらす。
【００２４】
第３実施例においては、本開示の一実施態様に従って、アルミニウムをアルミニウムに結合させる数種の接着剤ブレンドのせん断強度を試験する。当該ブレンドは熱可塑性材料および溶融加工可能なパーフルオロポリマー材料、詳しくはＰＦＡを様々な濃度で含み、以下のせん断強度を示す：
【表２】
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【００２５】
熱可塑性材料は、相互に異なって、接着力に影響を与え、全体として、ＰＦＡと比較して、詳しくは熱可塑性材料が２０体積％〜３０体積％の範囲内で実質的な増加を示す。
【００２６】
第４実施例においては、本開示の一実施態様に従って、ＰＴＦＥをアルミニウムに結合させる数種の接着剤ブレンドのせん断強度を試験する。当該ブレンドは熱可塑性材料および溶融加工可能なパーフルオロポリマー材料、詳しくはＰＦＡを様々な濃度で含み、以下のせん断強度を示す：
【表３】
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【００２７】
比較においては、ＰＦＡ１００体積％では、ＰＴＦＥをアルミニウムに結合させるせん断強度は０．４９ＭＰａである。熱可塑性材料は、相互に異なって、接着力に影響を与え、全体として、ＰＦＡと比較して、詳しくは熱可塑性材料が２０体積％〜４０体積％の範囲内で実質的な増加を示す。
【００２８】
第５実施例においては、本開示の一実施態様に従って、スチールをスチールに結合させる数種の接着剤ブレンドのせん断強度を試験する。当該ブレンドは熱可塑性材料および溶融加工可能なパーフルオロポリマー材料、詳しくはＰＦＡを様々な濃度で含み、以下のせん断強度を示す：
【表４】
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【００２９】
当該接着剤ブレンドは、ＰＦＡと比較して、特にＰＥＩが約６０体積％で実質的な増加を示す。
【００３０】
第６実施例においては、本開示の一実施態様に従って、スチールをＰＴＦＥに結合させる数種の接着剤ブレンドのせん断強度を試験する。当該ブレンドは熱可塑性材料および溶融加工可能なパーフルオロポリマー材料、詳しくはＰＦＡを様々な濃度で含み、以下のせん断強度を示す：
【表５】
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【００３１】
比較においては、ＰＦＡ１００体積％では、スチールをＰＴＦＥに結合させるせん断強度は１．４４ＭＰａである。当該接着剤ブレンドは、ＰＦＡと比較して、特にＰＥＩが２０体積％〜３０体積％で実質的な増加を示す。
【００３２】
本発明を１つ以上の実施態様を参照して説明したが、当業者によれば、本発明の範囲から逸脱しない範囲内で、様々な変形を行ってもよいこと、および要素を同等のものと置き換えてもよいことは、理解されるだろう。加えて、本発明の重要な要旨から逸脱しない範囲内であれば、多くの変形を行い、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させてもよい。このため、本発明は、本発明の実施に予想されるベストモードとして開示される特定の実施態様に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲の範囲内の実施態様は全て含むものである。加えて、発明の詳細な説明で特定される数値は、正確かつ近似的な値の両方として明示的に特定されているものとして解釈される。
【図１】
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【国際調査報告】
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