JPH04145178A - 接着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は接着剤に関するもので、高い耐熱性を有する接
着剤に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、工業的に使用される接着剤はほとんどの場合
、有機物の合成樹脂か合成ゴムからなる。

そして、熱安定性を必要とする場合には、一般にフェノ
ール樹脂やエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を接着主材と
し、これに補助剤を加えて用いている。ところが、例え
ば、４００℃以上の高温の耐熱性を有する場合には、無
機接着剤を用いている。

即ち、有機接着剤は高温下におかれると、軟化したり、
燃えてガスを発生するので、熱分解温度の高い無機物を
使用することになる。

無機接着剤としては、例えば、アルミナ、シリカ等のセ
ラミックスフィラーを充填したり、マイカ、アルミニウ
ム粉等のり−フィングフィラーを充填したり、ガラス短
繊維等の無機繊維を充填したものがある。これらに関連
する技術としては、特公昭５３−１１９９３２号公報、
特公昭５４−１５７７１号公報等に掲載のものがある。

これらの接着剤は、通常、無機フィラーにバインダー触
媒等の添加物を加え、水或いは有機溶剤に溶かして液状
にした後、接着基材に塗布し、次いで、この接着層の表
面に他方の固体を貼り合わせ、常温乾燥または加熱乾燥
により水或いは有機溶剤を揮散させて固化し、接着被膜
を形成している。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、接着剤により２つの固体を貼り合わせた部材
は外部から衝撃や振動を受けたり、屈曲することがある
。ところが、従来より高温下で用いられる無機接着剤は
、フィラーとなる無機物が物理的、化学的に安定なため
、変形しにくく、弾性に乏しくて脆い。このため、接着
被膜に亀裂が入ったり、割れたりして接着強度が低下す
ることが往々にしてあった。

そこで、本発明は、耐熱性があって、しかも、弾性を有
する接着剤の提供を課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明にかかる接着剤は、発泡処理した主成分としての
グラファイト粉末と、前記グラファイト粉末の粒子間を
結合する無機バインダーとを必須成分としたものである
。

［作用］ 本発明においては、主成分としてのグラファイトが炭素
原子の結晶であり、また、グラファイト粉末の粒子間を
結合しているバインダーに物理的、化学的に安定な無機
物を用いているので、接着被膜は高温に耐えることがで
きる。更に、前記グラファイトの粉末は発泡処理してい
ることによりスポンジ構造を持つので、弾性を有し、こ
のため、接着被膜は衝撃エネルギーや振動エネルギー、
曲げ応力を吸収して亀裂や割れが発生するのを防止する
。

［実施例］ 以下、本発明の詳細な説明する。

まず、主成分であるグラファイトとして商品名が「エル
ファイト」である弾性を有する黒鉛（興和石油（株）、
三井鉱山（株）、工業技術院九州工業技術試験所との共
同研究）（以下、弾性黒鉛と言う）を用いた。この弾性
黒鉛は水溶性の炭素質中間体に発泡処理を行ない、次い
で黒鉛化処理を行なうことによって作り出された弾性機
能を有する炭素材料（グラファイト）であり、スポンジ
構造（隔壁はハニカム構造）を持つ。

ここで、前記グラファイトについて概略説明する。

グラファイトは黒鉛ともいい、最も安定な炭素の単体で
あって、コークス、ピッチ、無煙炭などを電気炉で空気
を絶って強熱して得ることができる。結晶構造はダイア
モンドと好対象をなし、正六角形の環が無限に連なり広
がっていく一つの層を形成し、そのような層がまたいく
つも平行に存在している。炭素には原子価電子が４個あ
り、各炭素原子は互いに１２０’の方向に平面的に結合
するが、１個だけ電子が余る。この電子は平面内のＣ−
Ｃの結合を手伝いつつ、また層間の弱い結合にも関係し
ている。このため、各Ｃ原子に１個ずつ残された電子が
金属の自由電子と似た働きをして熱及び電気の導体とな
り、また、層間で薄くはがれ易く、更に、分子構造と関
連して多くの化学薬品に侵されることがなく、よほどの
高温（３５００℃）に達しない限り蒸発も起こらない。

このような性質を利用して、金属などを溶かすルツボを
作ったり、また電極に用いられている。或いは、柔かい
特性を利用して機械の減摩剤や各種の割合に粘土と混ぜ
て鉛筆の芯にも利用されている。

次に、このグラファイトを発泡処理した前記弾性黒鉛の
代表特性を第１表に示す。

第１表 第１表から分るように、弾性黒鉛は、圧縮回復性が高く
、軽量で、耐熱性が高く、電気伝導性が良くて耐化学薬
品性が良い等の性能を有する。

次に、接着被膜の形成について説明する。

まず、弾性黒鉛の原料粉末に無機バインダーを混合して
高粘度の液状の無機接着剤を作成する。

次に、この無機接着剤を原液のまま、または、水や有機
溶剤で稀釈してディッピング、刷毛塗り、吹付けなど各
種の塗布手段によって接着基材に塗布する。ここで、接
着基材としては鉄、アルミニウム、ステンレス、亜鉛鋼
板、黄銅等の金属板や、無機繊維を主成分とする断熱材
、或いは、ガラス、コンクリートなど各種の耐熱性を有
する材質を挙げることができる。次いで、前記無機接着
剤を塗布した接着層の表面に接着部材を貼り合わせ、常
温での自然乾燥或いは加熱による強制乾燥を所定時間待
なう。接着基材に貼り合わせる接着部材としては、接着
基材と同種のものや、ガラスクロス、不燃性紙、大理石
薄板等からなる表装材などの耐熱性部材が挙げられる。

乾燥は流動性を付与するために無機バインダーに加えら
れている水や有機溶剤等の揮発分を揮散させて接着被膜
を固化するために行なうものである。このときのコーテ
ィング被膜の形成においては、弾性黒鉛粉末の表面は反
応性が乏しいので、無機バインダーは弾性黒鉛の持つ細
孔をアンカー掛りとして結合する。これによって、接着
被膜が形成される。

なお、無機バインダーとしては、ケイ酸ソーダ等のケイ
酸塩系、第１リン酸アルミニウム等のリン酸塩系、エチ
ルシリケート等のアルキルシリケート、有機チタネート
等の金属アルコラード、コロイダルシリカ、アルミナ、
低融点ガラス、ホウロウ、ハンダ、銀ロー等の金属、ポ
ルトランドセメント、アルミナセメント等のセメントな
どを挙げることができる。

次に、各種の無機バインダーを使用して実験した実施例
を第２表から第７表に示す。

なお、いずれの実施例においても、乾燥は常温（２５℃
）で４８時間放置した。

第２表 第 表 第 表 第 表 第 表 第 表 いずれの実施例においても、被膜は弾性力に富み、接着
力及び強度に優れている。

なお、上記各実施例において、被膜の乾燥は、常温（２
５℃）で４８時間放置しているが、加熱して強制乾燥す
ることにより、乾燥時間を短縮することもできる。但し
、高温で急激に乾燥すると、揮発分が短時間で揮散して
接着剤被膜にワキなどの欠陥を生じることがあるので注
意を要する。

このように、上記実施例の接着剤は、発泡処理した主成
分としてのグラファイト粉末である弾性黒鉛と、前記グ
ラファイト粉末の粒子間を結合する無機バインダーとを
必須成分としたものである。

したがって、上記実施例によれば、いずれも無機物で形
成されているので、接着被膜は４００℃以上の高温にも
耐えることができる。また、前記グラファイトの粉末は
発泡処理していることによりスポンジ構造を持つので、
弾性を有し、衝撃エネルギーや振動エネルギー、曲げ応
力を吸収する。

このため、衝撃や振動、曲げによって被膜に亀裂や割れ
が発生するのを防ぎ、ひいては、２つの部材間の接着力
の低下を防止することができる。

更に、接着被膜は弾性黒鉛の持つ細孔をアンカー掛りと
して結合するので、セラミックスのように高温、高圧に
より焼結する場合と異なって、高価な焼成炉を必要とせ
ず、容易に形成することができる。

ところで、本発明を実施する場合には、無機バインダー
の他に微量の有機バインダーの添加するのを妨げるもの
ではなく、これを添加することにより有機バインダー固
有の特性を付与することもできる。例えば、塩化ビニリ
デンバルーン（微細な中空球状体）等の有機バルーンを
添加し、高温下におくと、バルーンの中空球状体の外殻
を形成する塩化ビニリデンが飛散し、接着被膜内に更に
気泡を形成することができる。

また、無機接着剤は反応基を持たないから、チクソ性の
コントロールが可能である。このため、接着基材への刷
毛塗りなどにおいて、塗るときには低粘度に、塗り終え
たときには高粘度として品質及び作業性の向上を図るこ
とができる。

なお、本実施例の接着剤の用途としては、例えば、金属
板、無機繊維を主成分とする断熱材や石膏ボード等の部
材同士或いは部材間の接着、または、ガラスクロスや不
燃性紙等からなる表装材の貼り合わせに用いることがで
きる。これらのものは建築の壁材を構成し、耐火材とし
ての効果がある。

或いは、乾燥炉やボイラーの構造材となる。構造材が金
属板の場合には、特に、金属板の熱伸縮に追随すること
ができ、更に振動を吸収して亀裂が入るのを防ぎ、寿命
を延ばすことができる。

なお、壁材として用いたときには、接着被膜は音の振動
エネルギーを吸収するので、吸音材としての効果も有す
る。

ところで、前記のように、グラファイトは、原子の４個
の価電子のうち３個を使って互いに結合し、正六角形の
平面網目構造を作り、残りの１個の価電子は動き易く、
熱や電気を伝え易いので、接着被膜は、導電性被膜とし
ての用途も可能である。

また、弾性黒鉛は、電磁波も吸収することができるので
、電磁波シールド接着被膜を形成することも可能である
。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の接着剤は、発泡処理した主成分
としてのグラファイト粉末と、前記グラファイト粉末の
粒子間を結合する無機バインダーとを必須成分としたも
のであるから、いずれも物理的、化学的に安定な無機物
で形成されており、接着被膜は、例えば、４００℃以上
の高温にも耐えることができる。また、前記グラファイ
ト粉末は発泡処理していることによりスポンジ構造を持
つので、弾性を有し、衝撃エネルギーや振動エネルギー
、曲げ応力を吸収するので、衝撃や振動４曲げ等によっ
て接着被膜に亀裂や割れが発生するのを防ぎ、ひいては
、２つの部材間の接着強度の低下を防止することができ
る。

特許出願人　株式会社　常　盤　電　機代理人　弁理士
　樋口　底面　外１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発泡処理した主成分としてのグラファイト粉末と、前記
   グラファイト粉末の粒子間を結合する無機バインダーと
   を必須成分としたことを特徴とする接着剤。