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基板複合体及びその製造方法

国内特許コード	P180015099
整理番号	(S2016-0587-N0)
掲載日	2018年6月20日
出願番号	特願2017-087506
公開番号	特開2018-058336
出願日	平成29年4月26日(2017.4.26)
公開日	平成30年4月12日(2018.4.12)
優先権データ	特願2016-092676 (2016.5.2) JP 特願2016-198460 (2016.10.6) JP
発明者	松本章一
出願人	公立大学法人大阪府立大学
発明の名称	基板複合体及びその製造方法
発明の概要	【課題】第１基板と第２基板とが接着層により強固に接着された基板複合体を提供することを課題とする。【解決手段】第１基板と、第２基板と、前記第１基板と第２基板とを接着させる接着層とを含み、前記接着層が、第２基板側の表層部に複数の孔を有し、前記第２基板が、前記第１基板側の表面に複数の突起部を備え、前記突起部が、前記孔内に位置することを特徴とする基板複合体により上記課題を解決する。【選択図】図１
従来技術、競合技術の概要	近年、車体等の軽量化を目的とした金属部品の樹脂化が進むなかで、樹脂基板と金属基板のような２つの基板間の高強度接着が求められている。接着法としては、リベットやボルトを用いる機械的接着法、接着剤を用いないで面接着力を利用する直接接着法、接着剤を用いる接着剤接着法（特開２０１５－１４５４６１号公報：特許文献１）が知られている。機械的接着法では、基板の種類に依存しない安定した接合強度を得ることができる。しかしながら、基板の穿孔加工が必要である他、接着部への応力集中が起こるため、接着が十分高いとは言い難かった。更に、複雑な形状の基板に対して適用し難かった。直接接着法では、基板を何ら処理しない場合、十分な面接着力を得難いため、基板の接着面の粗面化（例えば、化成処理、プラズマ処理、レーザー照射等）や濡れ性向上（例えば、プライマーコーティング）のための処理が通常行われる。しかしながら、上記の処理はいずれも、大掛かりな処理装置が別途必要であるため、作業性が良好とは言い難かった。更に、機械的接着法と同様、複雑な形状の基板に対して適用し難かった。接着剤接着法は、基本的に面接着であるため、機械的接着法と比較して、接着部への応力集中は緩和され、また複雑な形状の基板への使用も可能であるといった利点がある。また、接着剤は、基板上への塗布に大掛かりな装置を必要としないという利点がある。
産業上の利用分野	本発明は、基板複合体及びその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、２つの基板を接着層の複数の孔を利用したアンカー効果により接着させた基板複合体及びその製造方法に関する。本発明の基板複合体は、同時に接着するのに適した接着剤が存在しない２つの基板の接着に特に有用である。
特許請求の範囲	【請求項1】第１基板と、第２基板と、前記第１基板と第２基板とを接着させる接着層とを含み、前記接着層が、第２基板側の表層部に複数の孔を有し、前記第２基板が、前記第１基板側の表面に複数の突起部を備え、前記突起部が、前記孔内に位置することを特徴とする基板複合体。【請求項2】前記第２基板と接着層とが、前記突起部と孔により生じるアンカー効果を利用して接着されている請求項１に記載の基板複合体。【請求項3】前記第２基板が、前記第１基板側に樹脂層を備え、前記突起部が、前記樹脂層と同じ樹脂から構成される請求項１又は２に記載の基板複合体。【請求項4】前記第２基板が、前記第１基板を構成する材料に対して、１ＭＰａ以下の接着強度を示す材料から構成される請求項１～３のいずれか１つに記載の基板複合体。【請求項5】前記接着層が、前記第１基板に対して、１０ＭＰａ以上の接着強度を示す材料からなり、前記第２基板が、前記接着層を構成する材料に対して、１ＭＰａ以下の接着強度を示す材料から構成される請求項１～４のいずれか１つに記載の基板複合体。【請求項6】前記第１基板が、金属、合金、熱可塑性樹脂、熱硬化樹脂、ガラス、セラミックス、木及び紙からなる基板から選択され、前記突起部が、熱可塑性樹脂又は熱硬化樹脂からなる請求項１～５のいずれか１つに記載の基板複合体。【請求項7】前記第１基板が、金属及び合金からなる基板から選択され、前記接着層が、エポキシ樹脂層である請求項１～６のいずれか１つに記載の基板複合体。【請求項8】前記孔が、１～５０μｍの直径を有し、前記第２基板の表面側において、１０～１０００００個／ｍｍ²存在し、直径と数との積算値において、１００～５０００００μｍ・個／ｍｍ²の関係を満たす請求項１～７のいずれか１つに記載の基板複合体。【請求項9】請求項１～８のいずれか１つに記載の基板複合体の製造方法であって、前記接着層が熱硬化樹脂から構成される場合、前記熱硬化樹脂を与える熱硬化性樹脂と孔形成材とを含む混合物層を前記第１基板上に形成する工程と前記熱硬化性樹脂を熱硬化させることにより、前記複数の孔を備えた接着層を形成する工程と前記接着層から前記孔形成材を除去する工程と前記第１基板側の前記第２基板の表面に、前記突起部を前記孔内に位置するように複数形成することで、前記第１基板と第２基板とを接着させる工程とを含むことを特徴とする基板複合体の製造方法。【請求項10】請求項１～８のいずれか１つに記載の基板複合体の製造方法であって、前記接着層が熱可塑性樹脂から構成される場合、前記熱可塑性樹脂と孔形成材とを含む混合物層を前記基板上に形成する工程と前記混合物層から前記孔形成材を除去することにより、前記複数の孔を備えた接着層を形成する工程と前記第１基板側の前記第２基板の表面に、前記突起部を前記孔内に位置するように複数形成することで、前記第１基板と第２基板とを接着させる工程とを含むことを特徴とする基板複合体の製造方法。【請求項11】前記突起部が、下記（１）～（３）：（１）熱可塑性樹脂からなり、少なくとも接着層側に熱可塑性樹脂層を備えた第２基板を、接着層上に載せると同時に又は載せた後、加熱することにより、前記熱可塑性樹脂層から延在させることにより形成される、（２）接着剤に由来し、接着層上に接着剤を孔に延在するように塗布して得た塗膜上に第２基板を載せた後、接着剤を固化又は硬化させることで形成される、（３）熱可塑性樹脂からなり、少なくとも接着層側に熱可塑性樹脂層を備えた第２基板を、前記熱可塑性樹脂層を有機溶剤と接触させることにより軟化させた後、接着層上に載せ、前記熱可塑性樹脂層から延在させることにより形成されるのいずれかの工程に形成される請求項９又は１０に記載の基板複合体の製造方法。
国際特許分類(IPC)	B32B 3/30 凹所または突起をもつ，例．みぞを作った，リブをつけた，層を特徴とするもの B32B 7/08 機械的な結合，例．縫うこと，によるもの C09J 201/00 不特定の高分子化合物に基づく接着剤 C09J 5/06 適用接着剤の加熱を含むもの
Fターム	4F100AB00 金属材料 4F100AB01 金属 4F100AB04 ステンレス鋼 4F100AB31 合金 4F100AD00 セラミック 4F100AG00 ガラス 4F100AK01 有機高分子材料 4F100AK42 ポリアルキレンフタレート 4F100AK53 エポキシ樹脂 4F100AP00 木質材料 4F100AT00 基材、フィルム、成形品 4F100BA03 ３層構造積層体 4F100DC11 有孔層・網状層 4F100DD01 凹凸 4F100DG10 紙、抄造物 4F100EC14 埋込み、アンカー 4F100GB31 運輸関連 4F100GB32 自動車 4F100GB41 電気・電子用 4F100GB51 機械部品 4F100JB13 熱硬化（性質） 4F100JB16 熱可塑（性質） 4F100JK06 剥離強度 4F100JL11 接着性 4F100YY00 数値を限定したもの（クレームにのみ適用） 4J040HB07 アルコール，金属アルコラート 4J040HB15 脂肪族のみに結合したエーテルＯ含有 4J040HB30 エステル，エーテルエステル 4J040JB01 ホットメルト型（熱溶融型） 4J040JB02 熱硬化型 4J040LA06 機械的特性 4J040PA21 形状、機能に特徴的な接着剤使用 4J040PA30 加熱、溶融、硬化方法
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出願権利状態	公開