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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023029307
(43)【公開日】2023-03-03
(54)【発明の名称】積層体の製造方法
(51)【国際特許分類】
C09J 5/06 20060101AFI20230224BHJP
C09J 167/00 20060101ALI20230224BHJP
C09J 7/35 20180101ALI20230224BHJP
【ＦＩ】
C09J5/06
C09J167/00
C09J7/35
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022130745
(22)【出願日】2022-08-18
(31)【優先権主張番号】P 2021134563
(32)【優先日】2021-08-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006035
【氏名又は名称】三菱ケミカル株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】306024148
【氏名又は名称】公立大学法人秋田県立大学
(74)【代理人】
【識別番号】100079382
【弁理士】
【氏名又は名称】西藤 征彦
(74)【代理人】
【識別番号】100123928
【弁理士】
【氏名又は名称】井▲崎▼ 愛佳
(74)【代理人】
【識別番号】100136308
【弁理士】
【氏名又は名称】西藤 優子
(74)【代理人】
【識別番号】100207295
【弁理士】
【氏名又は名称】寺尾 茂泰
(72)【発明者】
【氏名】畠山 卓也
(72)【発明者】
【氏名】中村 健史
(72)【発明者】
【氏名】足立 幸司
【テーマコード（参考）】
4J004
4J040
【Ｆターム（参考）】
4J004AA15
4J004AB03
4J004FA08
4J040ED001
4J040JA09
4J040JB01
4J040LA08
4J040MA08
4J040PA31
(57)【要約】
【課題】 誘電加熱により同一もしくは異種の複数の構造体を接着し積層体を製造する方法であって、木材などの非誘電性材料同士を簡便に接着できる方法、およびそれに用いられる接着層を提供すること。
【解決手段】 同一もしくは異種の、複数の構造体を接着層を介して誘電加熱により接着し積層体を製造する方法であって、
（１）前記接着層が、流動開始温度が９０～１２５℃であり、かつＭＦＲ（１２５℃、荷重０．３２５ｋｇ）が０．１～７０ｇ／１０ｍｉｎである熱可塑性樹脂であり、
（２）前記構造体の少なくとも１つが、２５℃における含水率５質量％以上の構造体である
ことを特徴とする積層体の製造方法。
【選択図】なし
【解決手段】 同一もしくは異種の、複数の構造体を接着層を介して誘電加熱により接着し積層体を製造する方法であって、
（１）前記接着層が、流動開始温度が９０～１２５℃であり、かつＭＦＲ（１２５℃、荷重０．３２５ｋｇ）が０．１～７０ｇ／１０ｍｉｎである熱可塑性樹脂であり、
（２）前記構造体の少なくとも１つが、２５℃における含水率５質量％以上の構造体である
ことを特徴とする積層体の製造方法。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
同一もしくは異種の、複数の構造体を接着層を介して誘電加熱により接着し積層体を製造する方法であって、
（１）前記接着層が、流動開始温度が９０～１２５℃であり、かつＭＦＲ（１２５℃、荷重０．３２５ｋｇ）が０．１～７０ｇ／１０ｍｉｎである熱可塑性樹脂であり、
（２）前記構造体の少なくとも１つが、２５℃における含水率５質量％以上の構造体である
ことを特徴とする積層体の製造方法。
（１）前記接着層が、流動開始温度が９０～１２５℃であり、かつＭＦＲ（１２５℃、荷重０．３２５ｋｇ）が０．１～７０ｇ／１０ｍｉｎである熱可塑性樹脂であり、
（２）前記構造体の少なくとも１つが、２５℃における含水率５質量％以上の構造体である
ことを特徴とする積層体の製造方法。
【請求項2】
前記２５℃における含水率５質量％以上の構造体が、木材であることを特徴とする、請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項3】
前記誘電加熱における印加周波数が、１０～５０ＭＨｚであることを特徴とする、請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項4】
前記接着層が、誘電加熱において発生する電磁波を吸収する誘電フィラーを実質的に含まないことを特徴とする、請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項5】
前記接着層が、２５℃でシート状の熱可塑性樹脂であることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の積層体の製造方法。
【請求項6】
前記接着層が、ポリエステル系樹脂であることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、誘電加熱により、同一もしくは異種の複数の構造体を接着し積層体を製造する方法に関する。詳しくは、放出された際に環境に影響を与える金属原子などの成分を含まず、かつ構造体に過剰な熱履歴をかけずに同一もしくは異種の複数の構造体を接着し積層体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
同一もしくは異種の複数の構造体を、樹脂を接着層として積層、接着し一体化させる方法は、大型の積層体や複雑な構造を有する積層体を製造する方法として広く用いられている。特に木材を、接着層を介し接着し積層体とする方法は、合板の製造方法として小物、家具、建築材料など種々の部材の製造に用いられる汎用性の高い方法である。
【0003】
構造体を積層、接着し積層体とする際、加熱により接着層に接着機能を付与するのが一般的な方法である。その中でも、誘電加熱により積層体を製造する方法は、接着にかかる総エネルギーが小さくなることや、構造体に過度な熱エネルギーがかかることを抑止し、結果として積層体製造時に構造体が劣化するリスクを下げることができることなどから、近年特に複雑な構造の積層体を製造する方法として、注目を集めている方法である。
【0004】
誘電加熱とは、特定の周波数の電磁波を被着体に照射するプロセスである関係上、誘電加熱による接着は、被着体が電磁波を吸収し発熱する過程を必要とする。そのため、誘電加熱による接着を行う際には、構造体もしくは接着層のいずれかに高誘電性材料を用いることが一般的である。例えば、金属構造体と樹脂構造体の接着において、金属側に電磁波を吸収、発熱させ樹脂と接着する方法や、高極性の液状低分子を接着層として用い、該低分子層に電磁波を吸収、硬化させ接着する方法などが広く用いられている。
【0005】
一方、前者においては構造体の一方が必ず金属やＣＦＲＰなどの特定の誘電性材料に限定されること、後者については工業的には専用の塗工装置を必要とし、装置の保守、運用コストがかかることや、塗工の際に塗りむらやはみだしが生じる等の課題が存在する。
特に後者の課題を解決する方法として、構造体をシート状の熱可塑性樹脂で挟み、接着する方法が存在する。ただし、熱可塑性樹脂は基本的に高分子からなるため、電磁波の吸収効率が著しく劣ることから木材や樹脂などの非誘電性材料の接着には一般的に適さないことが知られている。
特に後者の課題を解決する方法として、構造体をシート状の熱可塑性樹脂で挟み、接着する方法が存在する。ただし、熱可塑性樹脂は基本的に高分子からなるため、電磁波の吸収効率が著しく劣ることから木材や樹脂などの非誘電性材料の接着には一般的に適さないことが知られている。
【0006】
この課題を解決するために接着層に誘電フィラーを含有させ誘電特性を上げることで誘電加熱に対応させる方法が報告されている。例えば特許文献１では、接着層に誘電性の酸化亜鉛を含有させたものを用いて、非誘電性材料であるポリプロピレン同士を誘電加熱により接着した例が開示されている。
【0007】
ただし、このような方法を用いると、接着層に金属原子などの誘電性材料が含まれることになることから、特にリサイクルや廃棄を志向した際、該誘電性材料の除去が大きな問題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２０１８－１７７８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
そこで、本発明ではこのような背景下において、誘電加熱により同一もしくは異種の複数の構造体を接着し積層体を製造する方法であって、木材などの非誘電性材料同士を簡便に接着できる方法、およびそれに用いられる接着層を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
しかるに本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の構造体に対し、特定の物性を有する熱可塑性樹脂を接着層として用いることで上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
【0011】
すなわち、本発明は、以下の態様を有する。
［１］
同一もしくは異種の、複数の構造体を接着層を介して誘電加熱により接着し積層体を製造する方法であって、
（１）前記接着層が、流動開始温度が９０～１２５℃であり、かつＭＦＲ（１２５℃、荷重０．３２５ｋｇ）が０．１～７０ｇ／１０ｍｉｎである熱可塑性樹脂であり、
（２）前記構造体の少なくとも１つが、２５℃における含水率５質量％以上の構造体である
ことを特徴とする積層体の製造方法。
［２］
前記２５℃における含水率５質量％以上の構造体が、木材であることを特徴とする、［１］に記載の積層体の製造方法。
［３］
前記誘電加熱における印加周波数が、１０～５０ＭＨｚであることを特徴とする、［１］または［２］に記載の積層体の製造方法。
［４］
前記接着層が、誘電加熱において発生する電磁波を吸収する誘電フィラーを実質的に含まないことを特徴とする、［１］～［３］のいずれかに記載の積層体の製造方法。
［５］
前記接着層が、２５℃でシート状の熱可塑性樹脂であることを特徴とする、［１］～［４］のいずれかに記載の積層体の製造方法。
［６］
前記接着層が、ポリエステル系樹脂であることを特徴とする、［１］～［５］のいずれかに記載の積層体の製造方法。
［１］
同一もしくは異種の、複数の構造体を接着層を介して誘電加熱により接着し積層体を製造する方法であって、
（１）前記接着層が、流動開始温度が９０～１２５℃であり、かつＭＦＲ（１２５℃、荷重０．３２５ｋｇ）が０．１～７０ｇ／１０ｍｉｎである熱可塑性樹脂であり、
（２）前記構造体の少なくとも１つが、２５℃における含水率５質量％以上の構造体である
ことを特徴とする積層体の製造方法。
［２］
前記２５℃における含水率５質量％以上の構造体が、木材であることを特徴とする、［１］に記載の積層体の製造方法。
［３］
前記誘電加熱における印加周波数が、１０～５０ＭＨｚであることを特徴とする、［１］または［２］に記載の積層体の製造方法。
［４］
前記接着層が、誘電加熱において発生する電磁波を吸収する誘電フィラーを実質的に含まないことを特徴とする、［１］～［３］のいずれかに記載の積層体の製造方法。
［５］
前記接着層が、２５℃でシート状の熱可塑性樹脂であることを特徴とする、［１］～［４］のいずれかに記載の積層体の製造方法。
［６］
前記接着層が、ポリエステル系樹脂であることを特徴とする、［１］～［５］のいずれかに記載の積層体の製造方法。
【発明の効果】
【0012】
本発明は、誘電加熱により、同一もしくは異種の複数の構造体を接着し積層体を製造する方法であり、木材などの非誘電性材料同士を簡便に接着できる方法、およびそれに用いられる接着層を提供することができる。
なお、接着層自身は誘電加熱における電磁波を吸収して発熱することはないが、構造体に含まれている水が誘電加熱によって加熱されることで間接的に加熱され、結果として溶融し接着機能を発揮することができる。この時に、樹脂の流動開始温度、およびＭＦＲがそれぞれ一定の範囲にあることで、樹脂が最小限の変形により接着性を発揮することができ、結果として強い接着力を有する積層体を製造することができる。
なお、接着層自身は誘電加熱における電磁波を吸収して発熱することはないが、構造体に含まれている水が誘電加熱によって加熱されることで間接的に加熱され、結果として溶融し接着機能を発揮することができる。この時に、樹脂の流動開始温度、およびＭＦＲがそれぞれ一定の範囲にあることで、樹脂が最小限の変形により接着性を発揮することができ、結果として強い接着力を有する積層体を製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明を詳細に説明するが、これらは望ましい実施態様の一例を示すものである。なお、本明細書において、「Ｘ～Ｙ」はその前後に記載された数字を含む数字の範囲を表すと共に、「好ましくはＸより大きい」または「好ましくはＹより小さい」の意も包含する（Ｘ，Ｙは任意の数字）。
【0014】
＜積層体の構成＞
本発明の積層体は、同一または異種の、複数の（例えば、２つの）構造体を接着層で接着したものを指す。ここでは便宜的に、構造体の少なくとも一方を以下「構造体Ａ」と記載し、他方を「構造体Ｂ」と記載する。
本発明の積層体は、同一または異種の、複数の（例えば、２つの）構造体を接着層で接着したものを指す。ここでは便宜的に、構造体の少なくとも一方を以下「構造体Ａ」と記載し、他方を「構造体Ｂ」と記載する。
【0015】
＜構造体Ａ＞
構造体Ａは、２５℃における含水率が５質量％以上の構造体であることを特徴とする。
その具体例としては、
スギ、ブナ、ヒノキ、ウォールナットなどの木材や竹（単板およびチップからなる圧縮成形体など）；
バナナ繊維、竹繊維、ケナフ繊維、月桃繊維、バガス繊維、木繊維、樹皮繊維、紙、セルロースナノファイバーなどの繊維状構造体；
ポリアミド６６、ポリアミド６、酢酸セルロース、ポリビニルアルコールなどの樹脂およびそれらのコンパウンド；
木粉およびポリプロピレンなどの樹脂からなるコンパウンド；
などが挙げられる。これらは、単独でもしくは２種以上併せて用いることができる。これらのうち、含水率を高く保持することが容易な点で木材を用いることが好ましい。
構造体Ａは、２５℃における含水率が５質量％以上の構造体であることを特徴とする。
その具体例としては、
スギ、ブナ、ヒノキ、ウォールナットなどの木材や竹（単板およびチップからなる圧縮成形体など）；
バナナ繊維、竹繊維、ケナフ繊維、月桃繊維、バガス繊維、木繊維、樹皮繊維、紙、セルロースナノファイバーなどの繊維状構造体；
ポリアミド６６、ポリアミド６、酢酸セルロース、ポリビニルアルコールなどの樹脂およびそれらのコンパウンド；
木粉およびポリプロピレンなどの樹脂からなるコンパウンド；
などが挙げられる。これらは、単独でもしくは２種以上併せて用いることができる。これらのうち、含水率を高く保持することが容易な点で木材を用いることが好ましい。
【0016】
構造体の２５℃における含水率は、通常５質量％以上であり、好ましくは７．５質量％以上であり、特に好ましくは１０質量％以上である。この値を下回ると、誘電加熱による接着性が十分に発揮されない恐れがある。また通常３０質量％以下であり、好ましくは２５質量％以下であり、特に好ましくは２０質量％以下である。この値を上回ると、誘電加熱時に副生する水蒸気により積層体が変形し、所望の形状が得られない恐れがある。
構造体の含水率は、例えば２５℃における全質量と、１００℃以上にて一定時間加熱後の全乾質量とを測定するなどで、容易に測定することができる。
構造体の含水率は、例えば２５℃における全質量と、１００℃以上にて一定時間加熱後の全乾質量とを測定するなどで、容易に測定することができる。
【0017】
＜構造体Ｂ＞
構造体Ｂは、特定の形状を持った構造体であればその材料は特に限定されず、その具体例として構造体Ａの具体例として挙げられたもののほかに、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ナイロン６１０（ＰＡ６１０）、ナイロン６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）、ポリフェニレンスルフィドなどの樹脂；
鉄、ステンレス、銅、アルミなどの金属；
コンクリート、石板、セラミックなどの無機材料；
ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などの繊維強化プラスチック；
などが挙げられる。これらは、単独でもしくは２種以上併せて用いることができる。
これらのうち、構造体Ａと同一であることが接着工程の簡便化の点で好ましく、異なることが積層体として種々の機能を付与しやすい点で好ましい。
構造体Ｂは、特定の形状を持った構造体であればその材料は特に限定されず、その具体例として構造体Ａの具体例として挙げられたもののほかに、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ナイロン６１０（ＰＡ６１０）、ナイロン６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）、ポリフェニレンスルフィドなどの樹脂；
鉄、ステンレス、銅、アルミなどの金属；
コンクリート、石板、セラミックなどの無機材料；
ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などの繊維強化プラスチック；
などが挙げられる。これらは、単独でもしくは２種以上併せて用いることができる。
これらのうち、構造体Ａと同一であることが接着工程の簡便化の点で好ましく、異なることが積層体として種々の機能を付与しやすい点で好ましい。
【0018】
＜構造体の形状＞
各構造体の形状は、本発明の積層体を形成できるものであれば特に指定されないが、それぞれ板状であることが接着プロセスの簡便化の点で好ましい。
また、その厚みについては、通常０．２ｍｍ以上であり、０．３５ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ以上であることが特に好ましい。一方、通常１０ｃｍ以下であり、５ｃｍ以下であることが好ましく、２ｃｍ以下であることが特に好ましい。この厚みを上回っても下回っても、適切な積層体を形成できない恐れがある。また、構造体Ａの形状（厚みを含む）と、構造体Ｂのそれは同一でも異なっていてもよい。
各構造体の形状は、本発明の積層体を形成できるものであれば特に指定されないが、それぞれ板状であることが接着プロセスの簡便化の点で好ましい。
また、その厚みについては、通常０．２ｍｍ以上であり、０．３５ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ以上であることが特に好ましい。一方、通常１０ｃｍ以下であり、５ｃｍ以下であることが好ましく、２ｃｍ以下であることが特に好ましい。この厚みを上回っても下回っても、適切な積層体を形成できない恐れがある。また、構造体Ａの形状（厚みを含む）と、構造体Ｂのそれは同一でも異なっていてもよい。
【0019】
＜接着層＞
接着層は、流動開始温度が９０～１２５℃であり、かつＭＦＲ（１２５℃、荷重０．３２５ｋｇ）が０．１～７０ｇ／１０ｍｉｎである熱可塑性樹脂であることを特徴とする。
熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリオレフィン系樹脂、エチレン酢酸ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂などが挙げられる。これらは、単独でもしくは２種以上併せて用いることができる。
これらのうち、適度な凝集性を持ち構造体への接着性を付与しやすい点でエチレン酢酸ビニル系樹脂もしくはポリエステル系樹脂であることが好ましく、ポリエステル系樹脂であることが特に好ましい。
接着層は、流動開始温度が９０～１２５℃であり、かつＭＦＲ（１２５℃、荷重０．３２５ｋｇ）が０．１～７０ｇ／１０ｍｉｎである熱可塑性樹脂であることを特徴とする。
熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリオレフィン系樹脂、エチレン酢酸ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂などが挙げられる。これらは、単独でもしくは２種以上併せて用いることができる。
これらのうち、適度な凝集性を持ち構造体への接着性を付与しやすい点でエチレン酢酸ビニル系樹脂もしくはポリエステル系樹脂であることが好ましく、ポリエステル系樹脂であることが特に好ましい。
【0020】
熱可塑性樹脂の流動開始温度は、９０～１２５℃であることが必要であり、好ましくは９５～１２０℃であり、特に好ましくは１００～１１０℃である。この下限値を下回ると、誘電加熱による接着時に積層体の形状を保持できない傾向にあり、逆に上限値を上回ると誘電加熱による接着性が十分に確保されない傾向にある。樹脂の融点もしくは流動開始温度は、市販の高化式フローテスター（荷重３０ｋｇｆ／ｃｍ2）などを用いて測定できる。
【0021】
熱可塑性樹脂の流動性は、１２５℃のＭＦＲ（荷重０．３２５ｋｇ）で測定され、０．１～７０ｇ／１０ｍｉｎであることが必要であり、好ましくは０．２～５０ｇ／１０ｍｉｎ、特に好ましくは０．２５～３０ｇ／１０ｍｉｎであり、最も好ましくは０．３～１０ｇ／１０ｍｉｎである。これらの値を上回っても下回っても、誘電加熱による接着時に構造体同士の接着性を十分発揮できない傾向にある。ＭＦＲの値は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に従って測定することができる。
【0022】
熱可塑性樹脂は、融点を有する結晶性樹脂であることが好ましい。その融点としては、６０～１４０℃であることが好ましく、７０～１３５℃であることがさらに好ましい。この値が低すぎると接着層の凝集性を十分に担保できない恐れがあり、この値が高すぎると誘電加熱時に樹脂が十分に流動できない傾向にある。なお、この好ましい範囲内において、より低温側であることが樹脂の流動性がより向上する点で好ましく、より高温側であることが接着層の凝集性がより向上し、構造体同士の密着性をより向上させられる点で好ましい。熱可塑性樹脂の融点は、既存のＤＳＣ（示差熱量分析装置）などにより測定できる。
【0023】
接着層を形成する熱可塑性樹脂は、２５℃の温度下において、ペレット状、粉末状、シート状などいずれでもよいが、作業性の点でシート状であることが好ましい。また、接着層の厚みは通常２０～５００μｍであり、３０～２５０μｍであることが好ましく、４０～２０００μｍであることが特に好ましい。この値を上回っても下回っても、接着時に十分な接着性を担保できない恐れがある。
【0024】
接着層は、上記条件を満たすことを条件に、熱可塑性樹脂以外の添加剤を含んでいてもよい。その具体例としては、
シリカ、アルミナ、炭酸カルシウムなどの非誘電フィラー；
酸化亜鉛、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ケイ酸アルミニウムなどの誘電フィラー；
ガラス繊維、ポリエステル繊維などの形状保持のための繊維体；
酸化防止剤、加水分解防止剤、光安定化剤、難燃剤、可塑剤などの添加剤；
などが挙げられる。これらは、単独でもしくは２種以上併せて用いることができる。
これらのうち、誘電フィラーを実質的に含まないことが、本発明の積層体のリサイクルもしくは廃棄時にそれら成分の分離が不要となる点で好ましい。ここで「実質的に含まない」とは、誘電フィラーの含有量が、通常、接着層中の０．１質量％未満であり、０．０１質量％未満であることが好ましく、０．００１質量％未満であることがより好ましく、最も好ましくは０質量％である。
シリカ、アルミナ、炭酸カルシウムなどの非誘電フィラー；
酸化亜鉛、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ケイ酸アルミニウムなどの誘電フィラー；
ガラス繊維、ポリエステル繊維などの形状保持のための繊維体；
酸化防止剤、加水分解防止剤、光安定化剤、難燃剤、可塑剤などの添加剤；
などが挙げられる。これらは、単独でもしくは２種以上併せて用いることができる。
これらのうち、誘電フィラーを実質的に含まないことが、本発明の積層体のリサイクルもしくは廃棄時にそれら成分の分離が不要となる点で好ましい。ここで「実質的に含まない」とは、誘電フィラーの含有量が、通常、接着層中の０．１質量％未満であり、０．０１質量％未満であることが好ましく、０．００１質量％未満であることがより好ましく、最も好ましくは０質量％である。
【0025】
＜積層体の形状＞
本発明の積層体は、構造体Ａ、構造体Ｂおよび接着層を最小単位とするが、構造体Ａおよび構造体Ｂの接着層との非接触側に他の構造体や接着層を有する多層構造であってもよい。
本発明の積層体は、構造体Ａ、構造体Ｂおよび接着層を最小単位とするが、構造体Ａおよび構造体Ｂの接着層との非接触側に他の構造体や接着層を有する多層構造であってもよい。
【0026】
＜誘電加熱＞
本発明の積層体を製造する際に用いる誘電加熱装置としては、市販のものを用いることができる。また、接着時に用いる印加周波数としては、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、２４５０ＭＨｚなど、電磁波誘導加熱に用いられる種々の印加周波数を用いることができるが、その中でも大型の製品を製造するのに適していることから、１０～５０ＭＨｚの印加周波数帯を用いることが特に好ましい。なお、本発明の積層体を製造する際の電磁波の出力および照射時間は、積層体の形状および大きさにより種々選択される。
本発明の積層体を製造する際に用いる誘電加熱装置としては、市販のものを用いることができる。また、接着時に用いる印加周波数としては、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、２４５０ＭＨｚなど、電磁波誘導加熱に用いられる種々の印加周波数を用いることができるが、その中でも大型の製品を製造するのに適していることから、１０～５０ＭＨｚの印加周波数帯を用いることが特に好ましい。なお、本発明の積層体を製造する際の電磁波の出力および照射時間は、積層体の形状および大きさにより種々選択される。
【0027】
＜接着時にかける圧力＞
本発明の積層体を製造する際には、構造体同士の接着性を最大に発揮する観点から、圧力をかけながら誘電加熱を行うことが好ましい。その際にかける圧力としては、面圧として通常０．０１～１０ＭＰａであり、０．１～５ＭＰａであることが好ましく、０．２～２ＭＰａであることが特に好ましい。この値を上回っても下回っても、目的とする積層体の形状を十分に担保できない恐れがある。
本発明の積層体を製造する際には、構造体同士の接着性を最大に発揮する観点から、圧力をかけながら誘電加熱を行うことが好ましい。その際にかける圧力としては、面圧として通常０．０１～１０ＭＰａであり、０．１～５ＭＰａであることが好ましく、０．２～２ＭＰａであることが特に好ましい。この値を上回っても下回っても、目的とする積層体の形状を十分に担保できない恐れがある。
【0028】
＜積層体の引張せん断接着強さ＞
本発明の積層体の引張せん断接着強さ（Ｎ／ｍｍ2）は、通常１．４～６．０Ｎ／ｍｍ2であり、１．５～５．５Ｎ／ｍｍ2であることが好ましく、特に好ましくは１．６～５．０Ｎ／ｍｍ2である。
かかる引張せん断接着強さの値が大きすぎると積層体の加工性が悪化する傾向があり、小さすぎると積層体の強度を十分に担保できない傾向がある。引張せん断接着強さはＪＩＳ Ｋ６８５１に従い求めることができる。
本発明の積層体の引張せん断接着強さ（Ｎ／ｍｍ2）は、通常１．４～６．０Ｎ／ｍｍ2であり、１．５～５．５Ｎ／ｍｍ2であることが好ましく、特に好ましくは１．６～５．０Ｎ／ｍｍ2である。
かかる引張せん断接着強さの値が大きすぎると積層体の加工性が悪化する傾向があり、小さすぎると積層体の強度を十分に担保できない傾向がある。引張せん断接着強さはＪＩＳ Ｋ６８５１に従い求めることができる。
【0029】
＜接着時の作業環境＞
接着時の作業環境は、空気下もしくは不活性ガス雰囲気下いずれでもよいが、作業性の点から空気下であることが好ましい。なお、構造体Ａの含水率を十分担保する観点から、加湿環境下で作業を行ってもよい。
接着時の作業環境は、空気下もしくは不活性ガス雰囲気下いずれでもよいが、作業性の点から空気下であることが好ましい。なお、構造体Ａの含水率を十分担保する観点から、加湿環境下で作業を行ってもよい。
【0030】
＜用途＞
本発明の積層体は、文具、小物、玩具、家具、自動車部材、建築材料など、複合体が用いられる種々の用途に用いることができる。
本発明の積層体は、文具、小物、玩具、家具、自動車部材、建築材料など、複合体が用いられる種々の用途に用いることができる。
【実施例0031】
以下に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
なお以下において、融点は示差熱量分析装置（ＤＳＣ）で、流動開始温度は高化式フローテスター（３０ｋｇｆ／ｃｍ2）で、ＭＦＲはＪＩＳ Ｋ７２１０（１２５℃、荷重０．３２５ｋｇ）に従って、それぞれ測定した。なおＭＦＲについて、試験時に樹脂が規定量流出しなかった場合は、０ｇ／１０ｍｉｎとした。
なお以下において、融点は示差熱量分析装置（ＤＳＣ）で、流動開始温度は高化式フローテスター（３０ｋｇｆ／ｃｍ2）で、ＭＦＲはＪＩＳ Ｋ７２１０（１２５℃、荷重０．３２５ｋｇ）に従って、それぞれ測定した。なおＭＦＲについて、試験時に樹脂が規定量流出しなかった場合は、０ｇ／１０ｍｉｎとした。
【0032】
・樹脂シートａ：三菱ケミカル社製ポリエステル系接着剤（ＳＰ－１８０）を厚み１５０μｍに押出成形したシート
樹脂の流動開始温度１０３℃、融点１３０℃、ＭＦＲ０．３５ｇ／１０ｍｉｎ
樹脂の流動開始温度１０３℃、融点１３０℃、ＭＦＲ０．３５ｇ／１０ｍｉｎ
【0033】
・樹脂シートｂ：倉敷紡績社製クランベターＸ－４３６０（厚み５０μｍ、エチレン酢酸ビニル系）
樹脂の流動開始温度１０８℃、融点７４℃、ＭＦＲ７．８ｇ／１０ｍｉｎ
樹脂の流動開始温度１０８℃、融点７４℃、ＭＦＲ７．８ｇ／１０ｍｉｎ
【0034】
・樹脂シートｃ：倉敷紡績社製クランベターＸ－１４３０（厚み５０μｍ、エチレン酢酸ビニル系）
樹脂の流動開始温度８０℃、融点７４℃、ＭＦＲ７５ｇ／１０ｍｉｎ
樹脂の流動開始温度８０℃、融点７４℃、ＭＦＲ７５ｇ／１０ｍｉｎ
【0035】
・樹脂シートｄ：三菱ケミカル社製ポリエステル系接着剤（ＳＰ－１８１）を厚み１００μｍに押出成形したシート
樹脂の流動開始温度１３５℃、融点１４０℃、ＭＦＲ０ｇ／１０ｍｉｎ
樹脂の流動開始温度１３５℃、融点１４０℃、ＭＦＲ０ｇ／１０ｍｉｎ
【0036】
＜実施例１＞
ブナ単板（厚み１ｍｍ、含水率１５質量％）２枚の間に樹脂シートａを挟み込み、印加周波数１３．５６ＭＨｚ、印加時間６０秒、プレス圧０．４ＭＰａで誘電加熱接着を行った。得られた積層体をＪＩＳ Ｋ６８５１に従い引張せん断接着強さ試験を行った結果、引張せん断接着強さは１．７Ｎ／ｍｍ2であった。
ブナ単板（厚み１ｍｍ、含水率１５質量％）２枚の間に樹脂シートａを挟み込み、印加周波数１３．５６ＭＨｚ、印加時間６０秒、プレス圧０．４ＭＰａで誘電加熱接着を行った。得られた積層体をＪＩＳ Ｋ６８５１に従い引張せん断接着強さ試験を行った結果、引張せん断接着強さは１．７Ｎ／ｍｍ2であった。
【0037】
＜実施例２＞
実施例１におけるプレス圧力を０．５ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは１．８Ｎ／ｍｍ2であった。
実施例１におけるプレス圧力を０．５ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは１．８Ｎ／ｍｍ2であった。
【0038】
＜実施例３＞
実施例１におけるプレス圧力を１．２ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは２．７Ｎ／ｍｍ2であった。
実施例１におけるプレス圧力を１．２ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは２．７Ｎ／ｍｍ2であった。
【0039】
＜実施例４＞
実施例１における印可時間を１００秒、プレス圧を０．５ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは４．３Ｎ／ｍｍ2であった。
実施例１における印可時間を１００秒、プレス圧を０．５ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは４．３Ｎ／ｍｍ2であった。
【0040】
＜実施例５＞
実施例１における印可時間を１００秒、プレス圧を１．５ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは３．１Ｎ／ｍｍ2であった。
実施例１における印可時間を１００秒、プレス圧を１．５ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは３．１Ｎ／ｍｍ2であった。
【0041】
＜実施例６＞
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｂに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは２．８Ｎ／ｍｍ2であった。
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｂに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは２．８Ｎ／ｍｍ2であった。
【0042】
＜実施例７＞
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｂに変更し、プレス圧力を０．５ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは２．７Ｎ／ｍｍ2であった。
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｂに変更し、プレス圧力を０．５ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは２．７Ｎ／ｍｍ2であった。
【0043】
＜実施例８＞
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｂに変更し、プレス圧力を１．２ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは３．５Ｎ／ｍｍ2であった。
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｂに変更し、プレス圧力を１．２ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは３．５Ｎ／ｍｍ2であった。
【0044】
＜実施例９＞
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｂに変更し、印可時間を１００秒、プレス圧を１．５ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは４．８Ｎ／ｍｍ2であった。
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｂに変更し、印可時間を１００秒、プレス圧を１．５ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは４．８Ｎ／ｍｍ2であった。
【0045】
＜比較例１＞
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｃに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは０．７Ｎ／ｍｍ2であった。
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｃに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは０．７Ｎ／ｍｍ2であった。
【0046】
＜比較例２＞
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｃに変更し、プレス圧力を０．５ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは０．９Ｎ／ｍｍ2であった。
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｃに変更し、プレス圧力を０．５ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは０．９Ｎ／ｍｍ2であった。
【0047】
＜比較例３＞
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｃに変更し、プレス圧力を１．２ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは１．１Ｎ／ｍｍ2であった。
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｃに変更し、プレス圧力を１．２ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは１．１Ｎ／ｍｍ2であった。
【0048】
＜比較例４＞
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｃに変更し、印可時間を１００秒、プレス圧を１．５ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは１．３Ｎ／ｍｍ2であった。
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｃに変更し、印可時間を１００秒、プレス圧を１．５ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体の引張せん断接着強さは１．３Ｎ／ｍｍ2であった。
【0049】
＜比較例５＞
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｄに変更し、プレス圧を０．５ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体は積層面から剥離が起こり、引張せん断接着強さを測定することはできなかった。
実施例１における樹脂シートａを樹脂シートｄに変更し、プレス圧を０．５ＭＰａに変更した以外は、実施例１と同一の条件で誘電加熱接着を行った。得られた積層体は積層面から剥離が起こり、引張せん断接着強さを測定することはできなかった。
【0050】
結果を以下の表１にまとめる。ここから、特定の流動開始温度およびＭＦＲを有する樹脂を接着層に用いることで誘電フィラーの非存在下でも誘電加熱により高い接着強度が得られることが明白である。実施例１～５と実施例６～９から、このことが樹脂の種類やプレス圧力によらないこと、また実施例６～９と比較例１～４の比較から、同系の樹脂でも流動開始温度およびＭＦＲが特定の範囲から外れることで接着強度が大きく低下することが明らかである。また、通常接着の要件として被着体への濡れ性が必要である、すなわち低粘度、高流動性の樹脂を用いると接着性が上がる、というのが一般的な知見であるが、今回の結果はそれとは相反しており、樹脂に特定の流動性の低さが必要である、という驚くべき結果となっている。これは、誘電加熱により構造体が含有する水が加熱され、間接的に接着層が加熱される過程でわずかに接着層が溶融変形することで適度な凝集性と被着体への密着性を両立しているためと考えられる。一方で樹脂の流動性が低すぎると接着性が低下すること、すなわち特定の範囲内の流動開始温度およびＭＦＲが必要であることも、比較例５から明らかである。
【0051】
また、実施例は、誘電フィラーを含まないことから、リサイクルや廃棄の際に誘電フィラーの除去作業を必要とせず、環境にも優しいものである。
【0052】
【表1】
【産業上の利用可能性】
【0053】
本発明の積層体の製造方法は、小物、家具、建築材料向けの集成材、ベニヤ合板、コンパネ、構造用合板、三次元成形用合板の製造や、各種モビリティ部材、建築材料向けの樹脂－樹脂、樹脂－木材、木材－金属からなる複合部材の製造など、幅広い用途に用いることができる。