(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともフェニルヘプタメチルシクロテトラシロキサン、２，６−シス−ジフェニルヘキサメチルシクロテトラシロキサン及びシリコンレジンを含む混合物を加熱して成ることを特徴とする接着剤。
【請求項２】
加熱する温度が６０〜１５０℃であることを特徴とする請求項１記載の接着剤。
【請求項３】
ペースト状であることを特徴とする請求項１又は２記載の接着剤。
【請求項４】
２００℃〜４００℃の温度で熱硬化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接着剤。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の接着剤を製造する工程において、少なくともフェニルヘプタメチルシクロテトラシロキサン、２，６−シス−ジフェニルヘキサメチルシクロテトラシロキサン及びシリコンレジンを含む混合物を加熱した後、少なくとも一回は、前記接着剤が硬化する温度以下で真空加熱処理を行うことを特徴とする接着剤の製造方法。
【請求項６】
真空加熱処理は、２３０℃以下の温度で行うことを特徴とする請求項５記載の接着剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にガラス部材をガラス、金属およびセラミックス等と接合することができる接着剤に係り、特に３００℃以上の耐熱性を有し、かつガス透過性の少ない接着剤およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガラスとガラスを貼り合わせた部材は、防音性、断熱性等に優れているため建築用窓ガラス、乗物用窓ガラス、冷凍庫用窓ガラス等に用いられている。また、ガラスと金属板或いはガラスとセラミックスを接着した部材は、チップパッケージ用基板等に多く使用されている。
上記部材の接着は、通常耐熱性が要求されることからエポキシ系高分子有機接着剤、鉛ガラスを含有したフリットやアルミナ、シリカを主成分とした耐熱性無機接着剤が用いられている。
上記した有機接着剤は、２５０℃以上の高温になると炭化現象が生じ、接着強度の低下、気密性の低下をきたし、絶縁部で用いている場合には絶縁破壊が生じたりして接着初期の接合の機能が低下してしまう場合があった。
一方、無機系接着剤の場合、フリットは４００℃以上の高温処理が必要であり、また、アルミナやシリカを主成分としたものは分子と分子の結合に隙間が生じ真空状態を上げていくと接着面から漏れが発生し、２００℃以上では望んだ気密状態を維持することが困難であった。
ガラスと金属、ガラスとセラミックス、熱膨張係数の異なるガラスとガラスを接着する場合、熱膨張係数が異なるとガラスが割れたり、接着面が剥離する現象が生じた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的はガラスとガラス、熱膨張係数の異なるガラスとガラス、ガラスと金属或いはセラミックスを接着し、３００℃以上の高温状態で耐熱性強度が維持でき、かつ３００℃以上の高温において気密性を保持することのできる接着剤およびその製造方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記した問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ガラスとガラス、熱膨張係数の異なるガラスとガラス、ガラスと金属或いはセラミックスの接着剤として少なくともフェニル基を有するシロキサン化合物を用いることにより、熱処理温度２００℃〜４００℃の接着工程で３００℃以上の耐熱性接着皮膜が得られ、かつ気密性に優れた接合面が得られることを知見して本発明に到達した。
【０００５】
すなわち、本発明は、
（１）少なくともフェニルヘプタメチルシクロテトラシロキサン及び２，６−シス−ジフェニルヘキサメチルシクロテトラシロキサンを含むシリコンレジンから成ることを特徴とする接着剤。
（２）２００℃〜４００℃の温度で熱硬化されることを特徴とする請求項１記載の接着剤、
（３）  前記接着剤を製造する工程において、少なくとも一回は、前記接着剤が硬化する温度以下で真空加熱処理を行うことを特徴とする接着剤の製造方法。
（４）真空加熱処理は、２３０℃以下の温度で行うことを特徴とする請求項３記載の接着剤の製造方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用する接着剤は、原料としてフェニルヘプタメチルシクロテトラシロキサン、２，６−シス−ジフェニルヘキサメチルシクロテトラシロキサンおよびシリコンレジンを用い、これをトルエン、キシレン等の有機溶媒に溶解し、６０〜１５０℃で２〜５時間加熱し、溶媒を蒸発させながら縮合反応させ、さらに真空チャンバー中で真空排気しながら１００Ｐａ〜１Ｐａ範囲の減圧下で脱泡処理し、反応生成物の粘度を１００ｃｐｓ〜１００００ｃｐｓに調整し、ペースト状にする。
【０００７】
また、上記のペースト状接着剤をテフロンシート上に平滑に塗布して、厚さ５００μｍのシート状にした接着剤が最も好ましい例として用いられる。本発明ではフェニルヘプタメチルシクロテトラシロキサンと２，６−シス−ジフェニルヘキサメチルシクロテトラシロキサンを含むシリコンレジンを主成分とするシート状接着剤は他の接着剤に比べて脱泡処理時の脱ガスが少なく、耐熱性に優れている。
【０００８】
さらに、上記ペースト状接着剤は、デスパンサー塗布、ディッピング、スプレー及びスクリーン印刷等の公知のコーティング方法によりガラス部材にコーティングし、荷重を加えながら大気中で３００℃に加熱して接着剤を硬化させる。上記脱泡処理の際の真空度は、数Ｐａ程度が好ましいが、減圧であれば数千Ｐａでも１０〜３Ｐａ以下の高真空下でもよい。また、温度は安全性の面から１２０℃前後が好ましいが、接着剤が硬化しない温度であればよい。
【０００９】
【実施例】
以下、好ましい実施例を挙げて、本発明を更に詳述するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発明の目的が達成される範囲内での各要素の置換や設計変更、工程順の変更がなされたものをも包含する。
【００１０】
【実施例１】
フェニルヘプタメチルシクロテトラシロキサン１ｇとシリコンレジン５９ｇをトルエン４０ｇに溶解し、１００℃に加熱しながらトルエンを蒸発させ、約２時間縮合反応させる。次いで、この反応生成物を図４に示す真空チャンバー６中のホットプレート７上に移し、ホットプレート７を加熱しながら真空排気を行う。真空チャンバー６の真空度が１００Ｐａ程度、ホットプレート７の温度１４０℃で１０分間、脱泡処理を行う。次いで、ホットプレート７を冷却しながら雰囲気を大気に戻し、粘度数百ｃｐｓのペースト状接着剤を得た。この反応生成物を粘度約２００ｃｐｓに調整し、本発明の接着剤を得た。
【００１１】
【実施例２】
フェニルヘプタメチルシクロテトラシロキサン０．１ｇと２，６−シス−ジフェニルヘキサメチルシクロテトラシロキサン０．１ｇ及びシリコンレジン５９．８ｇをトルエン４０ｇに溶解し、１２０℃に加熱しながらトルエンを蒸発させ、約３時間縮合反応させる。次いで、この反応生成物を図４に示す真空チャンバー６中のホットプレート７上に移し、ホットプレート７を加熱しながら真空排気を行う。真空チャンバー６の真空度が１Ｐａ程度、ホットプレート７の温度１４０℃で６０分間、脱泡処理を行う。次いで、ホットプレート７を冷却しながら雰囲気を大気に戻し、粘度数百ｃｐｓのペースト状接着剤を得た。このペースト状接着剤をテフロンシート上に平滑に塗布し、接着剤を冷却し、室温に戻して厚さ５００μｍのシート状接着剤を得た。
【００１２】
【実施例３】
図２に示すように、被着材として厚さ２．８ｍｍ、３０ｍｍ角のφ３ｍｍの穴の開いた青板ガラス１と厚さ２．８ｍｍ、３０ｍｍ角の青板ガラス２を厚さ２．８ｍｍで外寸２５ｍｍ、幅３ｍｍの青板ガラス枠３を用いて接着試験用の試料を作成した。作成は次の手順で行った。接着剤として実施例１で得たペースト状の接着剤を用いた。
まず、実施例１で得た接着剤４を青板ガラス枠３の上面に周辺を１２０℃に加熱したディスペンサー５を用いて該接着剤４を軟化させて塗布し、穴の開いた青板ガラス１と青板ガラス枠３とを重ね合わせ仮接着させる。次に、接着剤４を仮接着した青板ガラス枠３青板ガラスをベーク炉に入れ、１ｋｇの重りを載せ、３００℃まで加熱し、接着剤を硬化させ、接着させる。冷却後、同様の工程で青板ガラス枠３の上面に周辺を１２０℃に加熱したディスペンサー５を用いて接着剤４を軟化させて塗布し、青板ガラス２を接着し、漏洩試験用試料として真空排気可能なチャンバー８を作成した。
漏洩試験用試料であるチャンバー８を室温にてヘリウムリークディテクター（日電アネルバ社製品）に接続し、ヘリウムガスをチャンバー８周辺に吹きかけてリークチェックした結果、検出限界以下の真空気密性が確認できた。
さらにこの漏洩試験試料を３００℃まで加熱した後、再び室温にてリークチェックした結果、３００℃加熱前と同様に検出限界以下の真空気密性が確認でき、３００℃においても優れていることが確認された。
【００１３】
【実施例４】
被着材として、厚さ２．８ｍｍ、３０ｍｍ角でφ３ｍｍの穴の開いた青板ガラスと厚さ２ｍｍ、３０ｍｍ角のアルミニウム製金属シート、厚さ１ｍｍ、外寸２０ｍｍ、幅３ｍｍのアルミナ製セラミックの枠を用い、接着剤として実施例２で得たシート状接着剤を約１ｍｍに裁断したものを接着剤として使用し、重りの代わりにクリップを用いた以外は実施例３と同様にして漏洩試験用試料を作成した。
この漏洩試験用試料を実施例３と同様の方法で室温にてヘリウムリークディテクターでリークチェックしたところ検出限界以下の真空気密性が確認できた。
さらにこの漏洩試験用試料を３５０℃まで加熱したが、試料は割れることはなかった。再びリークチェックしたところ、３５０℃加熱前と全く変わらない検出限界以下の真空気密性が確認できた。この結果、青板ガラスと熱膨張係数の異なる、アルミナ製セラミックス及びＡｌ製金属シートとの接着性にもすぐれているものであった。
【００１４】
【比較例１】
実施例４と同様の漏洩試験用試料を作成した。但し、本比較例１においては、接着剤としてガラスフリットを用い、温度４１０℃で接着形成する工程を行った。
得られた漏洩試験用試料を実施例１と同様の方法で室温にてヘリウムリークディテクターでリークチェックしたところ検出限界以下の真空気密性が確認できた。次いで、この試料をヘリウムリークディテクターに接続した状態で３５０℃まで加熱を試みたが、３４０℃付近で大きなリークが発生した。さらに室温まで冷却してもリークはなくならず、３５０℃における真空気密性は満足されるものではなかった。
【００１５】
【比較例２】
実施例１と同様の漏洩試験用試料を作成した。但し、本比較例２においては、接着剤としてポリスルホン系接着剤（商品名；ステイスティック３０１  テクノアルファ（株）社製品）を用いた。ディスペンサー塗布法で任意の形状にガラス部材にコーティングを行い脱泡し、１５０℃で溶剤を蒸発させた後、加熱処理温度３００℃で作成した。
実施例１と同様の方法で室温にてヘリウムリークディテクターでリークチェックしたところ検出限界以下の真空気密性が確認できた。
さらに、この試料をヘリウムリークディテクターに接続した状態で３５０℃まで加熱を試みたが、３００℃付近で大きなリークが発生した。室温まで冷却してもこのリークはなくならず、３５０℃における真空気密性は満足されるものでなかった。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の接着剤は、熱膨張係数の異なるガラスとガラス、ガラスと金属及びガラスとセラミックス等の３００℃以上の高温における接着性に極めて優れている。また、３５０℃の高温においても気密漏洩性に優れているため、高温に曝される気密性部材としても有用である。
【００１７】
【図面の簡単な説明】
【図１】試験用チャンバーの一例を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】ディスペンサーによる接着剤の塗布状態を示す平面図である。
【図４】真空チャンバーにおける脱泡、接着状態を示す断面図である。
【図５】実施例１で得た漏洩試験用チャンバーのリークディテクター試験状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  穴の開いた青板ガラス
２  青板ガラス
３  青板ガラス枠
４  接着剤
５  ディスペンサー
６  真空チャンバー
７  ホットプレート
８  漏洩試験用チャンバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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