難接着部材への短時間接着を実現した接着システム「セメダインPPXセット」

はじめに

現在、自動車業界において脱炭素社会を目指すため、金属部品の一部をエンジニアリングプラスチック(エンプラ)部品に置き換える車体の軽量化・耐久性向上の動きが進んでいる。中でも、軽量であること・成型性の良さ・安価であることなどからポリプロピレン（以下、PP)の使用量は大きな割合を占め、自動車のバンパーやインストルメンタルパネル、トリム等に使用される例が挙げられる。他にも、家電製品の筐体、配管、家庭用プラスチック製品などの各種成型品への利用も多いが、PPは難接着部材として知られている。

セメダインでは、難接着部材への接着方法の１つとして、接着剤と難接着部材の間にプライマーを介在させることによって接着性を発現させる方法を開発している。本記事では、これまで接着が困難とされていたPP等の難接着部材の短時間接着を実現した、プライマーと高機能瞬間接着剤がセットになった「セメダインPPXセット」を紹介する。

難接着部材とその接着手法

PPが難接着部材として知られる理由は、極性がきわめて低い点にある。接着剤が被着材に接着する一因として、水素結合等による分子内の電荷の偏りに起因する電気的な引力が影響する。PPは炭素鎖のみで構成されており、他分子との化学的相互作用といった電気的な引力が働きにくい。また、接着剤と化学結合が出来るような官能基を有していない(図1)。その結果、接着させることが困難であり、PPへの接着を実現することは接着剤メーカーにおいて大きな課題であった。

難接着部材を接着するための手法としては、以下のような処理を行う方法が考えられる(図2)。1つ目として、専用プライマーによる表面被覆である。PPと接着剤の樹脂に親和性の高い化合物を配合したプライマーが接着剤と被着材を仲立ちすることによって接着が達成される。２つ目として、PP表面の化学的または物理的処理である。プラズマやコロナ放電などの手法で部材の表面を化学的または物理的に処理し、接着表面に極性基を作る方法が例として挙げられる。

高機能瞬間接着剤とプライマーのセット「セメダインPPXセット」

セメダインPPXセットは、プライマーと高性能瞬間接着剤がセットになった専用接着システムである。これまで接着が困難であったPPをはじめポリエチレン(以下、PE)・ポリアセタール・シリコーンゴム等の難接着部材の短時間接着を実現した。

特殊なプライマーが、つきにくい素材の表面を接着剤がなじみやすいようにし、接着性を改善する。さらに、難接着物への接着性を大幅にアップした専用の高機能瞬間接着剤を併用することで、かつてない接着強度が生まれる。

つきにくい素材をつけることが可能なその他のプライマーや接着剤

PPやPEといった難接着部材を短時間で接着出来る「セメダインPPXセット」を紹介したが、その他にも難接着部材に対応したプライマーや接着剤を取り揃えている。

1つ目として、PPへの接着性を改善する下地処理剤「プライマーPP7F」である。これは、PPと接着剤の樹脂双方に親和性の高い化合物を配合したプライマーを使用する方法を利用したシステムである。併用することで、スーパーX等の弾性接着剤でもPPを接着することが可能になる(図4)。

◆引張りせん断接着強さ（スーパーXとPP7Fを使用）
（単位：MPa）

	接着剤：スーパーX No.8008　　　プライマー：PP7F
PP×PP	常態	1.9
耐水	1.5
耐熱	2.6

接着剤：スーパーX No.8008　　　

プライマー：PP7F

PP×PP

常態

1.9

耐水

1.5

耐熱

2.6

図4．PP7FとスーパーXの併用

2つ目として、PPをノンプライマーで接着可能な弾性接着剤「SX-PPK1000(EXP)」である。これは、PPと接着剤の樹脂に親和性の高い化合物を配合したプライマーを使用する方法を応用した技術である。熱歪を緩和できる弾性接着剤であるため異種材料の接着が可能であり、柔軟性および追従性に優れた硬化フィルムを有しているため良好なはく離接着性を発現する(図5)。

	表面処理方法	SX-PPK1000(EXP)	従来接着剤
引張りせん断接着強さ（MPa） PP×PP	未処理	1.4	0.3
	PP専用プライマー処理	（必要なし）	2.8
	コロナ放電処理	（必要なし）	0.7(1回処理) 1.3(2回処理)
180°はく離接着強さ（N/25mm） PP×キャンバス	未処理	75	3
	PP専用プライマー処理	（必要なし）	50
	コロナ放電処理	（必要なし）	10(1回処理) 30(2回処理)