難接着性プラスチック材料用プライマー組成物、接着方法及び光学式エンコーダ
【課題】難接着性プラスチック材料の表面を劣化させることなく、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を高め得る薄いプライマー層を形成するプライマー組成物を提供する。
【解決手段】本発明は、２ｎｍ以上２μｍ以下の平均粒径を有する無機微粒子０．１質量％以上２０質量％以下、過酸化物０．０５質量％以上１０質量％以下、及び水性媒体６０質量％以上を含有することを特徴とする難接着性プラスチック材料用プライマー組成物である。
【解決手段】本発明は、２ｎｍ以上２μｍ以下の平均粒径を有する無機微粒子０．１質量％以上２０質量％以下、過酸化物０．０５質量％以上１０質量％以下、及び水性媒体６０質量％以上を含有することを特徴とする難接着性プラスチック材料用プライマー組成物である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難接着性プラスチック材料用プライマー組成物、接着方法及び光学式エンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラスチック材料は、軽量で加工性及び耐水性などの特性に優れていることから様々な用途に用いられているが、プラスチック材料のいくつかは、接着剤を用いて被着体と接着することが難しいという問題がある。例えば、ポリエチレン（ＰＥ）のような分子鎖に極性官能基を有さないプラスチック材料は、接着剤との結合を形成できないため、接着剤を用いた被着体との接着が難しい。また、ポリカーボネート（ＰＣ）のような耐溶剤性に乏しいプラスチック材料は、接着剤に含まれる有機溶剤によって溶解してしまうため、接着剤を用いた被着体との接着に適さない。このようなプラスチック材料は、被着体との接着が容易でないか、又は被着体との接着強度が十分でないことから、一般に難接着性プラスチック材料と呼ばれる。
【０００３】
上記のような難接着性プラスチック材料の接着性に関する問題は、各種用途における信頼性の問題に繋がることから、コロナ放電、紫外線、活性化学種などを用いて難接着性プラスチック材料を表面処理したり、プライマー組成物を用いてプライマー層を難接着性プラスチック材料の表面に形成することによって、難接着性プラスチック材料の表面を改質する方法が提案されている。例えば、特許文献１では、酸変性スチレンブロック樹脂とエポキシ変性スチレンブロック樹脂とを含み、且つこれらの樹脂の良溶剤で液状としたプライマー組成物を用いて、難接着性プラスチック材料を前処理することが提案されている。また、特許文献２では、水酸基を有しない光重合開始剤とポリイソシアナート化合物とを含有するプライマー組成物を用いて、難接着性プラスチック材料を前処理することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２５９８４９号公報
【特許文献２】特開平６−３３６５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２のプライマー組成物は、有機溶剤系（有機溶剤をベースとする）プライマー組成物であるため、耐溶剤性に乏しいプラスチック材料に用いることはできないと共に、環境汚染低減の観点から、水系（水性媒体をベースとする）プライマー組成物への切り替えも望まれている。また、特許文献１及び２のプライマー組成物は、厚いプライマー層を与えるため、特定の用途、特に、微小な精密機器の製造に用いるのに適さないという問題もある。
一方、コロナ放電、紫外線、活性化学種などを用いた表面処理は、難接着性プラスチック材料の表面と接着剤との相互作用を大きくすることができるものの、難接着性プラスチック材料の表面の分子鎖を切断してしまう。その結果、接着界面の強度を低下させ、良好な接着状態を得ることができないという問題がある。また、この表面処理は、専用の設備が必要であると共に、ワーク（難接着性プラスチック材料）形状がフィルムなどの平面形状のものや、局所的な部分にしか適用できず、表面処理自体が難しいなどの問題もある。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、難接着性プラスチック材料の表面を劣化させることなく、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を高め得る薄いプライマー層を形成するプライマー組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、難接着性プラスチック材料の表面を劣化させることなく、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を高め得る接着方法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】
【０００７】
本発明者らは、上記のような問題を解決すべく鋭意研究した結果、過酸化物を、特定の平均粒径を有する無機微粒子及び水性媒体と共に所定の割合で配合した組成物が、難接着性プラスチック材料を対象とするプライマー組成物としての使用に適していることを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明は、２ｎｍ以上２μｍ以下の平均粒径を有する無機微粒子０．１質量％以上２０質量％以下、過酸化物０．０５質量％以上１０質量％以下、及び水性媒体６０質量％以上を含有することを特徴とする難接着性プラスチック材料用プライマー組成物である。
また、本発明は、難接着性プラスチック材料に上記の難接着性プラスチック材料用プライマー組成物を塗布して乾燥させ、プライマー層を形成する工程と、前記プライマー層を形成した難接着性プラスチック材料と被着体とを接着剤を用いて接着する工程とを含むことを特徴とする接着方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、難接着性プラスチック材料の表面を劣化させることなく、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を高め得る薄いプライマー層を形成するプライマー組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、難接着性プラスチック材料の表面を劣化させることなく、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を高め得る接着方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態２の接着方法を説明するための図である。
【図２】実施の形態３の光学式エンコーダの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
本実施の形態の難接着性プラスチック材料用プライマー組成物（以下、プライマー組成物という。）は、無機微粒子、過酸化物及び水性媒体を含む。
本実施の形態のプライマー組成物は、水性媒体をベースとする水系プライマー組成物であるため、従来の有機溶剤をベースとする有機溶剤系プライマー組成物よりも環境面において優れていると共に、耐溶剤性に乏しいプラスチック材料に適用することができる。また、このプライマー組成物は、難接着性プラスチック材料の表面に塗布して乾燥させた際に、薄膜（薄いプライマー層）を形成することができるため、微小な精密機器の製造に用いるのに適している。
【００１２】
ここで、本明細書において難接着性プラスチック材料とは、接着剤による被着体との接着が困難なプラスチック材料のことを意味する。難接着性プラスチック材料の例としては、特に限定されないが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、フッ素樹脂などのような分子鎖に極性官能基を有さないプラスチック材料；ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）などのような耐溶剤性に乏しいプラスチック材料；含油プラスチックなどのような添加剤が表面にブリードし易いことに起因して被着体との接着が困難なプラスチック材料；再生プラスチックなどのような組成や特性が不明であるために接着が困難なプラスチック材料などが挙げられる。
【００１３】
また、本実施の形態のプライマー組成物は、難接着性プラスチック材料の表面に塗布して乾燥させると、プライマー組成物中の過酸化物が難接着性プラスチック材料の表面と接触して反応し、極性官能基（例えば、カルボニル基、カルボキシル基、水酸基など）を有する反応層を含むプライマー層を与える。このプライマー層は難接着性プラスチック材料の表面を軟化させることがないと共に、プライマー層中の極性官能基が接着剤との結合を形成することができるため、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を高めることが可能になる。また、このプライマー層は、無機微粒子をベースとした薄膜であるため、接着剤に含まれる有機溶剤が難接着性プラスチック材料と接触することを防止し、有機溶剤による難接着性プラスチック材料の劣化を防止することもできる。
【００１４】
以下、本実施の形態のプライマー組成物の組成について詳細に説明する。
本実施の形態のプライマー組成物に配合される無機微粒子は、プライマー層のベースとなり、プライマー組成物の塗布及び乾燥の際に、過酸化物の剥離、液滴形成、蒸発などを防止し、難接着性プラスチック材料と過酸化物との接触を保持させる成分である。
また、無機微粒子は、プライマー層中の極性官能基と接着剤との結合に起因する接着性の向上効果を増強させる成分でもある。つまり、難接着性プラスチック材料と過酸化物との反応により形成される極性官能基は、難接着性プラスチック材料に対して一般に垂直方向を向いているが、時間の経過と共に様々な方向に向きを変えることがある。しかし、無機微粒子を存在させておけば、無機微粒子と極性官能基とが相互作用するため、極性官能基の向きを保持させることができる。これにより、時間の経過による接着性の低下を抑制することができる。
【００１５】
さらに、無機微粒子は、所定の割合で配合することにより、難接着性プラスチック材料と過酸化物との過剰な反応を抑制することができる。つまり、過酸化物を難接着性プラスチック材料と過剰に反応させると、副反応として難接着性プラスチック材料の分子鎖の開裂反応などが生じてしまい、表面に柔軟な層が形成されると共に、極性官能基が表面に露出しないことがある。その結果、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性の向上効果が十分に得られない。しかし、無機微粒子を所定の割合で配合しておけば、難接着性プラスチック材料と過酸化物との過剰な反応を抑制することができる。
【００１６】
本実施の形態のプライマー組成物に使用可能な無機微粒子としては、特に限定されないが、例えば、珪素、マグネシウム、アルミニウム、チタン、セリウム、錫、亜鉛、ゲルマニウム、インジウム、アンチモンなどの元素の金属微粒子や、これらの元素の酸化物や窒化物の微粒子が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらの無機微粒子と共に、シリカやアルミナなどの金属酸化物のゾル、ナトリウムシリケートやリチウムシリケートなどの各種シリケート、各種金属アルキレート、燐酸アルミ、ρ−アルミナなどをバインダーとして配合してもよい。
【００１７】
無機微粒子の平均粒径は、２ｎｍ以上２μｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。ここで、本明細書における無機微粒子の平均粒径とは、動的光散乱式又はレーザ回折・散乱式の測定方法によって得られる平均粒径のことを意味する。無機微粒子の平均粒径が２ｎｍ未満であると、プライマー組成物を難接着性プラスチック表面に塗布して乾燥した際に、無機微粒子の薄膜が緻密になりすぎてしまい、過酸化物が薄膜中に十分に導入され難くなる。そうすると、難接着性プラスチック材料と過酸化物とが十分に接触せず、難接着性プラスチック材料の表面に極性官能基が十分に形成されない。その結果、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を十分に高めることができない。一方、無機微粒子の平均粒径が２μｍを超えると、プライマー組成物を難接着性プラスチック表面に塗布して乾燥した際に、無機微粒子の薄膜に大きな空隙が形成され、過酸化物と難接着性プラスチック材料との接触面積が小さくなる。その結果、難接着性プラスチック材料の表面に過酸化物による極性官能基を十分に形成できず、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を十分に高めることができない。
なお、無機微粒子の粒径分布は、特に限定されず、単分散に近いシャープなものでも、ブロードなものでも使用可能である。
【００１８】
本実施の形態のプライマー組成物における無機微粒子の配合量は、０．１質量％以上２０質量％以下、好ましくは０．３質量％以上１０質量％以下である。無機微粒子の配合量が０．５質量％未満であると、無機微粒子の量が少なすぎてしまい、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を十分に高めることができない。一方、無機微粒子の配合量が２０質量％を超えると、形成されるプライマー層が厚くなり、難接着性プラスチック材料からプライマー層が剥離し易くなる。その結果、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を十分に高めることができない。なお、無機微粒子の質量は、乾燥状態や加熱温度によって変化するため、本明細書における無機微粒子の配合量は、１００℃で乾燥して十分に水分を蒸発させた後の質量を意味する。
【００１９】
本実施の形態のプライマー組成物に配合される過酸化物は、難接着性プラスチック材料の表面に極性官能基を形成する成分である。
本実施の形態のプライマー組成物に使用可能な過酸化物としては、特に限定されないが、例えば、過硫酸、次過塩素酸、過酢酸、過蟻酸、過安息香酸などの過酸やこれらの塩類；過ホウ酸塩、過炭酸塩、過酸化尿素、過酸化アセトン、過酸化水素などが挙げられる。また、コハク酸パーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、トルイルベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、ｔ−ヘキシルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキシド、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート、ジ−２−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ−２−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ（３−メチル−３−メトキシブチル）パーオキシジカーボネート、ｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｍ−トルオイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−トルオイルベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）イソフタレートなどの有機過酸化物も使用可能である。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２０】
本実施の形態のプライマー組成物における過酸化物の配合量は、０．０５質量％以上１０質量％以下、好ましくは０．０１質量％以上５質量％以下である。過酸化物の配合量が０．０５質量％未満であると、過酸化物の量が少なすぎてしまい、難接着性プラスチック材料の表面に極性官能基を十分に形成することができない。その結果、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を十分に高めることができない。一方、過酸化物の配合量が１０質量％を超えると、過酸化物が結晶化してしまい、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性が低下してしまう。
【００２１】
また、本実施の形態のプライマー組成物における無機微粒子と過酸化物との質量割合は、好ましくは１００：１〜１００：５０、より好ましくは１００：５〜１００：３０である。無機微粒子に対する過酸化物の質量割合が低すぎると、難接着性プラスチック材料の表面に極性官能基を十分に形成することができず、所望の接着性の向上効果が得られないことがある。一方、無機微粒子に対する過酸化物の質量割合が高すぎると、難接着性プラスチック材料と過酸化物とが過剰に反応して副反応が起こる結果、所望の接着性の向上効果が得られないことがある。
【００２２】
本実施の形態のプライマー組成物に配合される水性媒体は、プライマー組成物のベースとなる成分である。
本実施の形態のプライマー組成物に使用可能な水性媒体としては、特に限定されず、一般に水である。また、水と相溶する極性溶剤や、水と、水と相溶する極性溶剤との混合物を用いてもよい。
水としては、特に限定されないが、水に含まれるミネラル分の量が多い場合には、シリカなどの無機微粒子の平均粒径が小さかったり、濃度が高かったりすると、無機微粒子の凝集が生じることがある。そのため、脱イオン水を用いることが好ましい。しかし、無機微粒子の凝集が生じない場合には、水道水などの使用も可能である。
【００２３】
水と相溶する極性溶剤としては、特に限定されないが、例えば、エタノール、メタノール、２-プロパノール、ブタノールなどのアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、ジアセトンアルコールなどのケトン類；酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸セロソルブ、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチルなどのエステル類；酢酸などの有機酸；メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、ジオキサンなどのエーテル類；エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類；ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールなどのグリコールエーテル類；エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのグリコールエステル類が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２４】
本実施の形態のプライマー組成物における水性媒体の配合量は、６０質量％以上、好ましくは７５質量％以上９９．５質量％以下である。水性媒体の配合量６０質量％未満であると、形成されるプライマー層が厚くなりすぎ、高い接着力が得られない場合が多い。
【００２５】
本実施の形態のプライマー組成物は、上記の成分に加えて、各種特性を向上させるために、本実施の形態のプライマー組成物の効果を阻害しない範囲において公知の添加剤を配合することができる。
本実施の形態のプライマー組成物に配合可能な添加剤としては、特に限定されないが、例えば、難接着性プラスチック材料の表面に対するプライマー組成物の塗布時の馴染みを向上させるための界面活性剤や粘度調整剤が挙げられる。
本実施の形態のプライマー組成物における界面活性剤や粘度調整剤の配合量は、使用する界面活性剤や粘度調整剤の種類などに応じて適宜設定する必要があるが、無機微粒子１００質量部に対して、一般に１０質量部以下、好ましくは５質量部以下である。界面活性剤や粘度調整剤の配合量が１０質量部を超えると、難接着性プラスチック材料の表面における過酸化物の反応や、難接着性プラスチック材料と無機微粒子との接触が阻害されてしまう。その結果、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を十分に高めることができなかったり、難接着性プラスチック材料からプライマー層が剥離し易くなることがある。
【００２６】
その他の配合可能な添加剤としては、難接着性プラスチック材料の表面に対するプライマー組成物の塗布性や、プライマー組成物から形成されるプライマー層の剥離又は損傷を抑制するための各種樹脂の水系エマルジョンや水系ディスパージョンなどが挙げられる。これらの水系エマルジョンや水系ディスパージョンに含まれる樹脂は、プライマー組成物を塗布して乾燥した場合、プライマー層中で分散して存在し、プライマー層の表面を被覆することもないため、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性に大きな影響を与えることもない。
水系エマルジョンや水系ディスパージョン中の樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は、単独又は２種以上を混合したものであってもよい。
【００２７】
本実施の形態のプライマー組成物における水系エマルジョンや水系ディスパージョンの配合量は、水系エマルジョンや水系ディスパージョンの種類に応じて適宜設定する必要があるが、無機微粒子１００質量部に対して、樹脂が一般に５質量部以上７０質量部以下、好ましくは１０質量部以上５０質量部以下となるような量である。ここで、本明細書における樹脂の質量部は、乾燥して水分を十分に蒸発させた後の質量部を意味する。樹脂が５質量部未満となるような量であると、水系エマルジョンや水系ディスパージョンの配合による効果が十分に得られないことがある。一方、樹脂が７０質量部を超えるような量であると、プライマー層の表面に樹脂が存在することとなり、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を十分に高めることができなかったり、難接着性プラスチック材料からプライマー層が剥離し易くなることがある。
【００２８】
本実施の形態のプライマー組成物は、上記の成分を混合することによって調製することができる。この調製方法は、特に限定されず、公知の方法に準じて行うことができる。例えば、水性媒体と無機微粒子とを混合して無機微粒子の分散液を調製した後、この分散液に過酸化物及び任意の添加剤を添加して攪拌混合すればよい。
無機微粒子の分散液を調製する際、必要に応じて公知の分散剤を添加したり、ホモジナイザーなどの分散装置を用いることによって無機微粒子の分散性を向上させてもよい。また、無機微粒子の分散液として市販のものを用いることも可能である。
【００２９】
過酸化物はプライマー組成物中で活性が徐々に低下してしまう。例えば、過硫酸塩などを用いる場合、本発明の効果を得るための活性を維持できるのは１日程度である。また、過炭酸塩や過酸化水素などを用いる場合、本発明の効果を得るための活性を維持できるのは３日程度である。また、過酸化尿素やベンゾイルパーオキサイドなどを用いる場合、本発明の効果を得るための活性を維持できるのは１週間程度である。そのため、プライマー組成物を使用する日時や使用する過酸化物の種類を考慮して過酸化物を無機微粒子の分散液に添加する必要がある。特に、無機微粒子の分散液への過酸化物の添加は、プライマー組成物を使用する直前に行うことが好ましい。
なお、過酸化物の中には水溶性の低いものがあるが、この場合、水と相溶性のある非水溶性溶剤に過酸化物を溶解した後（必要であれば界面活性剤を加えてもよい）、この溶解物を無機微粒子の分散液に添加してもよい。
過酸化物を添加した後の攪拌混合方法としては、特に限定されず、公知の攪拌混合装置を用いて行えばよい。
【００３０】
実施の形態２．
本実施の形態の接着方法は、難接着性プラスチック材料に上記のプライマー組成物を塗布して乾燥させ、プライマー層を形成する工程と、プライマー層を形成した難接着性プラスチック材料と被着体とを接着剤を用いて接着する工程とを含む。
以下、図面を参照して本実施の形態の接着方法について説明する。
【００３１】
図１は、本実施の形態の接着方法を説明するための図である。
本実施の形態の接着方法では、まず、無機微粒子２、過酸化物３及び水性媒体４を所定の配合割合で含むプライマー組成物を難接着性プラスチック材料１上に塗布する（図１の（Ａ））。
ここで、プライマー組成物の塗布は、公知の方法を用いて行うことができる。塗布方法の例としては、特に限定されないが、スプレー、ロールコータ、浸漬、流しかけなどが挙げられる。
【００３２】
次に、難接着性プラスチック材料１に塗布したプライマー組成物を乾燥させる（図１の（Ｂ））。
ここで、乾燥は、放置して行ってもよいが、プライマー組成物を完全に乾燥させるのに長時間を要する場合がある。そこで、プライマー組成物を完全に乾燥させるために加熱処理を行うことが好ましい。乾燥が不十分な状態で接着剤７を用いて被着体８と接着させても接着性の向上効果が最終的に得られることが多いが、接着剤７の硬化までに難接着性プラスチック材料１とプライマー層５との間の剥離が起こる可能性がある。そのため、プライマー組成物の乾燥は十分行うことが好ましい。
【００３３】
加熱処理の方法としては、公知の方法を用いて行うことができる。加熱処理の例としては、熱風や赤外線を用いた処理などが挙げられる。
加熱温度は、難接着性プラスチック材料１の物性やプライマー組成物の塗布量などに応じて適宜設定する必要があるが、一般に４０℃以上１００℃以下、好ましくは６０℃以上８０℃以下である。特に、難接着性プラスチック材料１の物性を考慮すると、加熱温度の上限は、短時間の加熱処理を行う場合には１００℃以下、長時間の加熱処理を行う場合には８０℃以下であることが好ましい。
加熱処理時間は、プライマー組成物を完全に乾燥させ得る時間であれば特に限定されず、一般に１０分以上、好ましくは３０分以上である。
【００３４】
上記のようにしてプライマー組成物を乾燥させると、難接着性プラスチック材料１側に過酸化物３が移動し、難接着性プラスチック材料１と過酸化物３とが密に接する状態となる。そして、過酸化物３の分解に伴って難接着性プラスチック材料１と過酸化物３とが反応し、極性官能基が形成された反応層６を生じさせ、プライマー層５が形成される（図１の（Ｃ））。特に、過酸化物３は難接着性プラスチック材料１と密に接するため、上記の反応が効率良く進行する。なお、上記の反応は、過酸化物３の分解に起因するため、過酸化物３の種類によっては乾燥途中で起こることもある。また、乾燥時や乾燥後に加熱することによって、上記の反応を促進させたり、反応効率を高めることもできる。
【００３５】
プライマー組成物の乾燥の際、無機微粒子２は、樹脂などの有機物とは異なり、過酸化物３の分解により生成したラジカルなどの活性種とは反応し難く、活性種を失活させ難いので、上記の反応を阻害することがない。そのため、上記の反応を効率良く進めることが可能となる。
また、無機微粒子２は、難接着性プラスチック材料１と過酸化物３との接触を助けることもできる。つまり、難接着性プラスチック材料１は一般に疎水性が高いため、無機微粒子２が存在しないと、過酸化物３は、乾燥途中で剥離したり、液滴を形成したり、蒸発したりする結果、難接着性プラスチック材料１と過酸化物３との接触を保持することができない。しかし、過酸化物３と共に無機微粒子２を共存させることによって、無機微粒子２が過酸化物３の剥離、液滴形成、蒸発を防止し、難接着性プラスチック材料１と過酸化物３との接触を保持することが可能となる。
【００３６】
また、プライマー層５の形成後、プライマー層５の表層を物理的又は化学的手段によって除去することが好ましい場合がある。例えば、プライマー層５の表層に無機微粒子２が多過ぎると、反応層６の極性官能基が接着剤７と十分に結合できず、良好な接着性が得られないことがある。そのため、反応層６の極性官能基と接着剤７との結合を確保するために、プライマー層５の表層に存在する過剰な無機微粒子２を除去することが好ましい。
物理的又は化学的手段による除去方法としては、特に限定されないが、例えば、ブラシや不織布などを用いてプライマー層５の表層を擦ったり、水や気流をプライマー層５の表層に吹き付けたり、無機微粒子２が溶解する溶剤をプライマー層５の表層に適用すればよい。なお、難接着性プラスチック材料１側の無機微粒子２は、難接着性プラスチックとの接着力が大きいため、これらの処理を行ったとしても、プライマー層５に存在する無機微粒子２の全てが除去されるわけではない。
【００３７】
次に、プライマー層５を形成した難接着性プラスチック材料１と被着体８とを接着剤７を用いて接着する（図１の（Ｄ））。
接着剤７としては、当該技術分野において公知のものを用いることができる。接着剤７の例としては、特に限定されないが、エポキシ基の反応を利用するエポキシ接着剤、シリコーン樹脂を架橋剤で反応させるシリコーン接着剤、イソシアネート基の反応を利用するウレタン接着剤などのような、架橋反応などの反応を利用して接着を行うもの；アクリル酸やその誘導体を成分とし、光や熱によるラジカル重合や硬化剤によるレドックス重合を利用する各種アクリル樹脂接着剤、２−シアノアクリル酸エステルモノマーを含み、水分で重合する接着剤などのような、重合反応を利用して接着を行うものなどが挙げられる。これらの接着剤７は、難接着性プラスチック材料１の表面に形成された極性官能基と結合するため、良好な接着性が得られる。その他に、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂などの樹脂を溶剤に溶解させた溶剤型の接着剤や、エチレン−酢酸ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、反応性ポリウレタンプレポリマーなどのホットメルト接着剤なども使用可能である。これらの接着剤７もまた、難接着性プラスチック材料１の表面に形成された極性官能基と結合するため、良好な接着性が得られる。
【００３８】
被着体８としては、特に限定されず、各種の有機材料又は無機材料を用いることができる。また、被着体８として、難接着性プラスチック材料１を用いてもよい。ただし、この場合には、難接着性プラスチック材料１の表面に上記と同様にしてプライマー層５を形成する必要がある。
接着方法としては、特に限定されず、使用する接着剤７の種類に応じて適宜設定すればよい。
【００３９】
本実施の形態の接着方法は、難接着性プラスチック材料１の表面を劣化させることなく、難接着性プラスチック材料１と被着体８との間の接着剤７による接着性を高めることができる。
従って、本実施の形態の接着方法は、様々な製品の製造において使用可能である。例えば、本実施の形態の接着方法は、プラスチック成形品からなるレンズ、プリズム、コード板などの光学部品を用いたカメラや顕微鏡などの各種光学機器の組み立てや、サーボモータなどのサーボシステムの光学式エンコーダの製造に適用することができる。
【００４０】
実施の形態３．
本実施の形態の光学式エンコーダは、中央に貫通孔を有する円筒状の取付け部、及び取付け部から半径方向外側に延在した円板部を備えたコード板と、貫通孔に挿入されたモータの回転軸とを備える。取付け部は、上記のプライマー組成物を用いて形成されたプライマー層を介して回転軸と接着剤で固定されている。
以下、図面を参照して本実施の形態の光学式エンコーダについて説明する。
【００４１】
図２は、本実施の形態の光学式エンコーダの概略断面図である。
図２において、光学式エンコーダは、中央に貫通孔１４を有する円筒状の取付け部１１、及び取付け部１１から半径方向外側に延在した円板部１２を備えたコード板１３と、貫通孔１４に挿入されたモータ１６の回転軸１０とを備える。取付け部１１は、その表面に形成されたプライマー層５を介してモータ１６の回転軸１０と接着剤１５で固定されている。この光学式エンコーダの構成において、モータ１６の回転軸１０と接着剤１５で固定する取付け部１１の表面に、上記のプライマー組成物を用いてプライマー層５が形成されていること以外は、従来の光学式エンコーダの構成と同様である。従来の光学式エンコーダの構成は、特許第３６３９８２７号において開示されており、その全内容を本出願に援用する。
【００４２】
本実施の形態の光学式エンコーダは、モータ１６の回転軸１０と取付け部１１との間の接着性がプライマー層５の形成によって高められているため、モータ１６の駆動に伴う振動や熱によっても接着性が低下することはなく、信頼性が高い。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例及び比較例により本発明の詳細を説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
（実施例１〜３）
平均粒径２０ｎｍのシリカ微粒子（日産化学株式会社製スノーテックス２０）、２−プロパノール、及び脱イオン水を混合して分散液を調製した後、この分散液に過硫酸アンモニウムを添加して攪拌混合することによってプライマー組成物を調製した。
【００４４】
（比較例１）
シリカ微粒子を配合しないこと以外は、上記の実施例と同様にしてプライマー組成物を調製した。
（比較例２）
過硫酸アンモニウムを配合しないこと以外は、上記の実施例と同様にしてプライマー組成物を調製した。
（比較例３〜６）
シリカ微粒子及び過硫酸アンモニウムの配合量を変えたこと以外は、上記の実施例と同様にしてプライマー組成物を調製した。
実施例１〜３及び比較例１〜６のプライマー組成物の組成（単位：質量％）を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
実施例１〜３及び比較例１〜６のプライマー組成物を用いて以下の実験を行った。
（実験１）
厚さ１ｍｍのポリプロピレン（ＰＰ）板を１０ｍｍ×１００ｍｍに切断した試験片を２つ作製した。そして、２つの試験片を実施例１のプライマー組成物に浸漬した後、プライマー組成物から引き上げ、室温下においてエアブローで過剰なプライマー組成物を除去しながら乾燥させた。
次に、上記の処理を行った試験片の１つに接着剤（住友スリーエム株式会社製２液アクリル系接着剤ＤＰ−８００５クリア）を２０μｍの厚さで塗布した後、もう１つの試験片と張り合わせ、６０℃で２日間加熱した。
次に、上記のようにして得られた接着物について、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００４７】
（実験２）
プライマー組成物を乾燥させた後、６０℃の恒温槽で４時間加熱保持したこと以外は、実験１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験３）
プライマー組成物を乾燥させた後、６０℃の恒温槽で４時間加熱保持し、次いで不織布ワイパー（クラレ株式会社製クリーンワイパー）を用いて表面を１０回擦ったこと以外は、実験１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００４８】
（実験４）
実施例２のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験５）
実施例３のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験６）
実施例３のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験３と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００４９】
（実験７）
プライマー組成物による処理を行わないこと以外は、実験１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験８）
比較例１のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験３と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験９）
比較例２のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験３と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００５０】
（実験１０）
比較例３のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験１１）
比較例４のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験１２）
比較例５のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験３と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験１３）
比較例６のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験３と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００５１】
上記実験１〜１３のＴ字剥離試験による接着力の結果を下記の表２に示す。なお、Ｔ字剥離試験による接着力の測定は５回行い、その平均値を取った。
【００５２】
【表２】
【００５３】
表２において、実験１〜１３の結果を比較するとわかるように、プライマー組成物による処理を行わないで接着したもの（実験７）、シリカ微粒子や過酸化物を含まない比較例１及び２のプライマー組成物を用いて処理した後に接着したもの（実験８及び９）、シリカ微粒子や過酸化物の配合量が適切な範囲にない比較例３〜６のプライマー組成物を用いて処理した後に接着したもの（実験１０〜１３）に比べて、実施例１〜３のプライマー組成物を用いて処理した後に接着したもの（実験１〜６）は、接着力が大きかった。また、実験１〜３や実験５〜６の結果を比較するとわかるように、プライマー組成物の乾燥後に加熱処理や過剰なシリカ微粒子を除去することにより、接着力がより一層大きくなった。ただし、実験１２のようにプライマー組成物中の過酸化物の配合量が多すぎる場合や、実験１３のようにプライマー組成物中のシリカ微粒子の量が多すぎる場合には、過剰なシリカ微粒子を除去しても、接着力の向上効果は十分に得られなかった。
【００５４】
（実施例４）
平均粒径４０ｎｍのシリカ微粒子（日産化学株式会社製スノーテックスＯＬ）、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（界面活性剤）、及び脱イオン水を混合して分散液を調製した後、この分散液に過酸化水素を添加して攪拌混合することによってプライマー組成物を調製した。このプライマー組成物の組成を表３に示す。
【００５５】
【表３】
【００５６】
（比較例７）
平均粒径４０ｎｍのシリカ微粒子の代わりに平均粒径３．５μｍのシリカ粒子（ＯＣＩ株式会社製ＭＬ−３６７）を用いたこと以外は、実施例４と同様にしてプライマー組成物を調製した。
（比較例８）
シリカ微粒子を配合しないこと以外は、実施例４と同様にしてプライマー組成物を調製した。このプライマー組成物において、ポリオキシエチレンラウリルエーテル及び過酸化水素の配合量は、実施例４と同じである。
【００５７】
（比較例９）
過酸化水素を配合しないこと以外は、実施例４と同様にしてプライマー組成物を調製した。このプライマー組成物において、シリカ微粒子及びポリオキシエチレンラウリルエーテルの配合量は、実施例４と同じである。
【００５８】
実施例４及び比較例７〜９のプライマー組成物を用いて以下の実験を行った。
（実験１４）
厚さ０．５ｍｍのポリカーボネート（ＰＣ）板を１０ｍｍ×１００ｍｍに切断した試験片を２つ作製した。そして、２つの試験片を実施例４のプライマー組成物に浸漬した後、プライマー組成物から引き上げ、室温下においてエアブローで過剰なプライマー組成物を除去しながら乾燥させた。
次に、上記の処理を行った試験片の１つに接着剤（ヘンケルジャパン株式会社製ウレタン系接着剤Ｕ−１０ＦＬ Ｈｙｓｏｌ）を約５０μｍの厚さで塗布した後、もう１つの試験片と張り合わせ、４０℃で１日間加熱した。
次に、上記のようにして得られた接着物について、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００５９】
（実験１５）
プライマー組成物を乾燥させた後、６０℃の恒温槽で４時間加熱保持したこと以外は、実験１４と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験１６）
プライマー組成物を乾燥させた後、６０℃の恒温槽で４時間加熱保持し、次いで不織布ワイパー（クラレ株式会社製クリーンワイパー）を用いて表面を１０回擦ったこと以外は、実験１４と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００６０】
（実験１７）
プライマー組成物による処理を行わないこと以外は、実験１４と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験１８）
比較例７のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験１４と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００６１】
（実験１９）
比較例８のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験１４と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験２０）
比較例９のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験１４と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００６２】
上記実験１４〜２０のＴ字剥離試験による接着力の結果を下記の表４に示す。なお、Ｔ字剥離試験による接着力の測定は５回行い、その平均値を取った。
【００６３】
【表４】
【００６４】
表４において、実験１４〜２０の結果を比較するとわかるように、比較例７〜９のプライマー組成物を用いて処理した後に接着したもの（実験１８〜２０）や、プライマー組成物による処理を行わないで接着したもの（実験１７）に比べて、実施例４のプライマー組成物を用いて処理した後に接着したもの（実験１４〜１６）は、接着力が大きかった。また、実験１４〜１６の結果を比較するとわかるように、プライマー組成物の乾燥後に加熱処理や過剰なシリカ微粒子を除去することにより、接着力がより一層大きくなった。
【００６５】
（実施例５）
平均粒径１０ｎｍのシリカ微粒子（日産化学株式会社製スノーテックスＳ）、エタノール、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（界面活性剤）及び脱イオン水を混合して分散液を調製した後、この分散液にジイソブチルパーオキシド（過酸化物、日油株式会社製ＩＢパーロイル）を添加して攪拌混合することによってプライマー組成物を調製した。このプライマー組成物の組成を表５に示す。
【００６６】
【表５】
【００６７】
実施例５のプライマー組成物を用いて以下の実験を行った。
（実験２１）
厚さ０．５ｍｍのポリカーボネート（ＰＣ）板を１０ｍｍ×１００ｍｍに切断した試験片を２つ作製した。そして、２つの試験片を実施例５のプライマー組成物に浸漬した後、プライマー組成物から引き上げ、室温下においてエアブローで過剰なプライマー組成物を除去しながら乾燥させた。乾燥後、処理を行った試験片を６０℃の恒温槽で１時間加熱保持した。
次に、上記の処理を行った試験片の１つに接着剤（セメダイン株式会社製エポキシ・変成シリコーン樹脂系接着剤ＰＭ２１０）を８０μｍの厚さで塗布した後、もう１つの試験片と張り合わせ、６０℃で１時間加熱した。
次に、上記のようにして得られた接着物について、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００６８】
（実験２２）
プライマー組成物を乾燥させた後の加熱保持を、６０℃の恒温槽で１４時間加熱行ったこと以外は、実験２１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験２３）
プライマー組成物による処理を行わないこと以外は、実験２１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００６９】
上記実験２１〜２３のＴ字剥離試験による接着力の結果を下記の表６に示す。なお、Ｔ字剥離試験による接着力の測定は５回行い、その平均値を取った。
【００７０】
【表６】
【００７１】
表６において、実験２１〜２３の結果を比較するとわかるように、プライマー組成物による処理を行わないで接着したもの（実験２３）に比べて、実施例５のプライマー組成物を用いて処理した後に接着したもの（実験２１〜２２）は、接着力が大きかった。また、実験２１〜２２の結果を比較するとわかるように、プライマー組成物の乾燥後に加熱処理を長く行うことにより、接着力がより一層大きくなった。
【００７２】
以上の結果からわかるように、本発明によれば、難接着性プラスチック材料の表面を劣化させることなく、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を高め得る薄いプライマー層を形成するプライマー組成物を提供することができる。また、本発明によれば、難接着性プラスチック材料の表面を劣化させることなく、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を高め得る接着方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１ 難接着性プラスチック材料、２ 無機微粒子、３ 過酸化物、４ 水性媒体、５ プライマー層、６ 反応層、７ 接着剤、８ 被着体、１０ 回転軸、１１ 取付け部、１２ 円板部、１３ コード板、１４ 貫通孔、１５ 接着剤、１６ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難接着性プラスチック材料用プライマー組成物、接着方法及び光学式エンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラスチック材料は、軽量で加工性及び耐水性などの特性に優れていることから様々な用途に用いられているが、プラスチック材料のいくつかは、接着剤を用いて被着体と接着することが難しいという問題がある。例えば、ポリエチレン（ＰＥ）のような分子鎖に極性官能基を有さないプラスチック材料は、接着剤との結合を形成できないため、接着剤を用いた被着体との接着が難しい。また、ポリカーボネート（ＰＣ）のような耐溶剤性に乏しいプラスチック材料は、接着剤に含まれる有機溶剤によって溶解してしまうため、接着剤を用いた被着体との接着に適さない。このようなプラスチック材料は、被着体との接着が容易でないか、又は被着体との接着強度が十分でないことから、一般に難接着性プラスチック材料と呼ばれる。
【０００３】
上記のような難接着性プラスチック材料の接着性に関する問題は、各種用途における信頼性の問題に繋がることから、コロナ放電、紫外線、活性化学種などを用いて難接着性プラスチック材料を表面処理したり、プライマー組成物を用いてプライマー層を難接着性プラスチック材料の表面に形成することによって、難接着性プラスチック材料の表面を改質する方法が提案されている。例えば、特許文献１では、酸変性スチレンブロック樹脂とエポキシ変性スチレンブロック樹脂とを含み、且つこれらの樹脂の良溶剤で液状としたプライマー組成物を用いて、難接着性プラスチック材料を前処理することが提案されている。また、特許文献２では、水酸基を有しない光重合開始剤とポリイソシアナート化合物とを含有するプライマー組成物を用いて、難接着性プラスチック材料を前処理することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２５９８４９号公報
【特許文献２】特開平６−３３６５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２のプライマー組成物は、有機溶剤系（有機溶剤をベースとする）プライマー組成物であるため、耐溶剤性に乏しいプラスチック材料に用いることはできないと共に、環境汚染低減の観点から、水系（水性媒体をベースとする）プライマー組成物への切り替えも望まれている。また、特許文献１及び２のプライマー組成物は、厚いプライマー層を与えるため、特定の用途、特に、微小な精密機器の製造に用いるのに適さないという問題もある。
一方、コロナ放電、紫外線、活性化学種などを用いた表面処理は、難接着性プラスチック材料の表面と接着剤との相互作用を大きくすることができるものの、難接着性プラスチック材料の表面の分子鎖を切断してしまう。その結果、接着界面の強度を低下させ、良好な接着状態を得ることができないという問題がある。また、この表面処理は、専用の設備が必要であると共に、ワーク（難接着性プラスチック材料）形状がフィルムなどの平面形状のものや、局所的な部分にしか適用できず、表面処理自体が難しいなどの問題もある。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、難接着性プラスチック材料の表面を劣化させることなく、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を高め得る薄いプライマー層を形成するプライマー組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、難接着性プラスチック材料の表面を劣化させることなく、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を高め得る接着方法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】
【０００７】
本発明者らは、上記のような問題を解決すべく鋭意研究した結果、過酸化物を、特定の平均粒径を有する無機微粒子及び水性媒体と共に所定の割合で配合した組成物が、難接着性プラスチック材料を対象とするプライマー組成物としての使用に適していることを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明は、２ｎｍ以上２μｍ以下の平均粒径を有する無機微粒子０．１質量％以上２０質量％以下、過酸化物０．０５質量％以上１０質量％以下、及び水性媒体６０質量％以上を含有することを特徴とする難接着性プラスチック材料用プライマー組成物である。
また、本発明は、難接着性プラスチック材料に上記の難接着性プラスチック材料用プライマー組成物を塗布して乾燥させ、プライマー層を形成する工程と、前記プライマー層を形成した難接着性プラスチック材料と被着体とを接着剤を用いて接着する工程とを含むことを特徴とする接着方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、難接着性プラスチック材料の表面を劣化させることなく、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を高め得る薄いプライマー層を形成するプライマー組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、難接着性プラスチック材料の表面を劣化させることなく、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を高め得る接着方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態２の接着方法を説明するための図である。
【図２】実施の形態３の光学式エンコーダの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
本実施の形態の難接着性プラスチック材料用プライマー組成物（以下、プライマー組成物という。）は、無機微粒子、過酸化物及び水性媒体を含む。
本実施の形態のプライマー組成物は、水性媒体をベースとする水系プライマー組成物であるため、従来の有機溶剤をベースとする有機溶剤系プライマー組成物よりも環境面において優れていると共に、耐溶剤性に乏しいプラスチック材料に適用することができる。また、このプライマー組成物は、難接着性プラスチック材料の表面に塗布して乾燥させた際に、薄膜（薄いプライマー層）を形成することができるため、微小な精密機器の製造に用いるのに適している。
【００１２】
ここで、本明細書において難接着性プラスチック材料とは、接着剤による被着体との接着が困難なプラスチック材料のことを意味する。難接着性プラスチック材料の例としては、特に限定されないが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、フッ素樹脂などのような分子鎖に極性官能基を有さないプラスチック材料；ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）などのような耐溶剤性に乏しいプラスチック材料；含油プラスチックなどのような添加剤が表面にブリードし易いことに起因して被着体との接着が困難なプラスチック材料；再生プラスチックなどのような組成や特性が不明であるために接着が困難なプラスチック材料などが挙げられる。
【００１３】
また、本実施の形態のプライマー組成物は、難接着性プラスチック材料の表面に塗布して乾燥させると、プライマー組成物中の過酸化物が難接着性プラスチック材料の表面と接触して反応し、極性官能基（例えば、カルボニル基、カルボキシル基、水酸基など）を有する反応層を含むプライマー層を与える。このプライマー層は難接着性プラスチック材料の表面を軟化させることがないと共に、プライマー層中の極性官能基が接着剤との結合を形成することができるため、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を高めることが可能になる。また、このプライマー層は、無機微粒子をベースとした薄膜であるため、接着剤に含まれる有機溶剤が難接着性プラスチック材料と接触することを防止し、有機溶剤による難接着性プラスチック材料の劣化を防止することもできる。
【００１４】
以下、本実施の形態のプライマー組成物の組成について詳細に説明する。
本実施の形態のプライマー組成物に配合される無機微粒子は、プライマー層のベースとなり、プライマー組成物の塗布及び乾燥の際に、過酸化物の剥離、液滴形成、蒸発などを防止し、難接着性プラスチック材料と過酸化物との接触を保持させる成分である。
また、無機微粒子は、プライマー層中の極性官能基と接着剤との結合に起因する接着性の向上効果を増強させる成分でもある。つまり、難接着性プラスチック材料と過酸化物との反応により形成される極性官能基は、難接着性プラスチック材料に対して一般に垂直方向を向いているが、時間の経過と共に様々な方向に向きを変えることがある。しかし、無機微粒子を存在させておけば、無機微粒子と極性官能基とが相互作用するため、極性官能基の向きを保持させることができる。これにより、時間の経過による接着性の低下を抑制することができる。
【００１５】
さらに、無機微粒子は、所定の割合で配合することにより、難接着性プラスチック材料と過酸化物との過剰な反応を抑制することができる。つまり、過酸化物を難接着性プラスチック材料と過剰に反応させると、副反応として難接着性プラスチック材料の分子鎖の開裂反応などが生じてしまい、表面に柔軟な層が形成されると共に、極性官能基が表面に露出しないことがある。その結果、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性の向上効果が十分に得られない。しかし、無機微粒子を所定の割合で配合しておけば、難接着性プラスチック材料と過酸化物との過剰な反応を抑制することができる。
【００１６】
本実施の形態のプライマー組成物に使用可能な無機微粒子としては、特に限定されないが、例えば、珪素、マグネシウム、アルミニウム、チタン、セリウム、錫、亜鉛、ゲルマニウム、インジウム、アンチモンなどの元素の金属微粒子や、これらの元素の酸化物や窒化物の微粒子が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらの無機微粒子と共に、シリカやアルミナなどの金属酸化物のゾル、ナトリウムシリケートやリチウムシリケートなどの各種シリケート、各種金属アルキレート、燐酸アルミ、ρ−アルミナなどをバインダーとして配合してもよい。
【００１７】
無機微粒子の平均粒径は、２ｎｍ以上２μｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。ここで、本明細書における無機微粒子の平均粒径とは、動的光散乱式又はレーザ回折・散乱式の測定方法によって得られる平均粒径のことを意味する。無機微粒子の平均粒径が２ｎｍ未満であると、プライマー組成物を難接着性プラスチック表面に塗布して乾燥した際に、無機微粒子の薄膜が緻密になりすぎてしまい、過酸化物が薄膜中に十分に導入され難くなる。そうすると、難接着性プラスチック材料と過酸化物とが十分に接触せず、難接着性プラスチック材料の表面に極性官能基が十分に形成されない。その結果、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を十分に高めることができない。一方、無機微粒子の平均粒径が２μｍを超えると、プライマー組成物を難接着性プラスチック表面に塗布して乾燥した際に、無機微粒子の薄膜に大きな空隙が形成され、過酸化物と難接着性プラスチック材料との接触面積が小さくなる。その結果、難接着性プラスチック材料の表面に過酸化物による極性官能基を十分に形成できず、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を十分に高めることができない。
なお、無機微粒子の粒径分布は、特に限定されず、単分散に近いシャープなものでも、ブロードなものでも使用可能である。
【００１８】
本実施の形態のプライマー組成物における無機微粒子の配合量は、０．１質量％以上２０質量％以下、好ましくは０．３質量％以上１０質量％以下である。無機微粒子の配合量が０．５質量％未満であると、無機微粒子の量が少なすぎてしまい、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を十分に高めることができない。一方、無機微粒子の配合量が２０質量％を超えると、形成されるプライマー層が厚くなり、難接着性プラスチック材料からプライマー層が剥離し易くなる。その結果、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を十分に高めることができない。なお、無機微粒子の質量は、乾燥状態や加熱温度によって変化するため、本明細書における無機微粒子の配合量は、１００℃で乾燥して十分に水分を蒸発させた後の質量を意味する。
【００１９】
本実施の形態のプライマー組成物に配合される過酸化物は、難接着性プラスチック材料の表面に極性官能基を形成する成分である。
本実施の形態のプライマー組成物に使用可能な過酸化物としては、特に限定されないが、例えば、過硫酸、次過塩素酸、過酢酸、過蟻酸、過安息香酸などの過酸やこれらの塩類；過ホウ酸塩、過炭酸塩、過酸化尿素、過酸化アセトン、過酸化水素などが挙げられる。また、コハク酸パーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、トルイルベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、ｔ−ヘキシルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキシド、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート、ジ−２−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ−２−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ（３−メチル−３−メトキシブチル）パーオキシジカーボネート、ｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｍ−トルオイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−トルオイルベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）イソフタレートなどの有機過酸化物も使用可能である。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２０】
本実施の形態のプライマー組成物における過酸化物の配合量は、０．０５質量％以上１０質量％以下、好ましくは０．０１質量％以上５質量％以下である。過酸化物の配合量が０．０５質量％未満であると、過酸化物の量が少なすぎてしまい、難接着性プラスチック材料の表面に極性官能基を十分に形成することができない。その結果、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を十分に高めることができない。一方、過酸化物の配合量が１０質量％を超えると、過酸化物が結晶化してしまい、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性が低下してしまう。
【００２１】
また、本実施の形態のプライマー組成物における無機微粒子と過酸化物との質量割合は、好ましくは１００：１〜１００：５０、より好ましくは１００：５〜１００：３０である。無機微粒子に対する過酸化物の質量割合が低すぎると、難接着性プラスチック材料の表面に極性官能基を十分に形成することができず、所望の接着性の向上効果が得られないことがある。一方、無機微粒子に対する過酸化物の質量割合が高すぎると、難接着性プラスチック材料と過酸化物とが過剰に反応して副反応が起こる結果、所望の接着性の向上効果が得られないことがある。
【００２２】
本実施の形態のプライマー組成物に配合される水性媒体は、プライマー組成物のベースとなる成分である。
本実施の形態のプライマー組成物に使用可能な水性媒体としては、特に限定されず、一般に水である。また、水と相溶する極性溶剤や、水と、水と相溶する極性溶剤との混合物を用いてもよい。
水としては、特に限定されないが、水に含まれるミネラル分の量が多い場合には、シリカなどの無機微粒子の平均粒径が小さかったり、濃度が高かったりすると、無機微粒子の凝集が生じることがある。そのため、脱イオン水を用いることが好ましい。しかし、無機微粒子の凝集が生じない場合には、水道水などの使用も可能である。
【００２３】
水と相溶する極性溶剤としては、特に限定されないが、例えば、エタノール、メタノール、２-プロパノール、ブタノールなどのアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、ジアセトンアルコールなどのケトン類；酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸セロソルブ、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチルなどのエステル類；酢酸などの有機酸；メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、ジオキサンなどのエーテル類；エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類；ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールなどのグリコールエーテル類；エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのグリコールエステル類が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２４】
本実施の形態のプライマー組成物における水性媒体の配合量は、６０質量％以上、好ましくは７５質量％以上９９．５質量％以下である。水性媒体の配合量６０質量％未満であると、形成されるプライマー層が厚くなりすぎ、高い接着力が得られない場合が多い。
【００２５】
本実施の形態のプライマー組成物は、上記の成分に加えて、各種特性を向上させるために、本実施の形態のプライマー組成物の効果を阻害しない範囲において公知の添加剤を配合することができる。
本実施の形態のプライマー組成物に配合可能な添加剤としては、特に限定されないが、例えば、難接着性プラスチック材料の表面に対するプライマー組成物の塗布時の馴染みを向上させるための界面活性剤や粘度調整剤が挙げられる。
本実施の形態のプライマー組成物における界面活性剤や粘度調整剤の配合量は、使用する界面活性剤や粘度調整剤の種類などに応じて適宜設定する必要があるが、無機微粒子１００質量部に対して、一般に１０質量部以下、好ましくは５質量部以下である。界面活性剤や粘度調整剤の配合量が１０質量部を超えると、難接着性プラスチック材料の表面における過酸化物の反応や、難接着性プラスチック材料と無機微粒子との接触が阻害されてしまう。その結果、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を十分に高めることができなかったり、難接着性プラスチック材料からプライマー層が剥離し易くなることがある。
【００２６】
その他の配合可能な添加剤としては、難接着性プラスチック材料の表面に対するプライマー組成物の塗布性や、プライマー組成物から形成されるプライマー層の剥離又は損傷を抑制するための各種樹脂の水系エマルジョンや水系ディスパージョンなどが挙げられる。これらの水系エマルジョンや水系ディスパージョンに含まれる樹脂は、プライマー組成物を塗布して乾燥した場合、プライマー層中で分散して存在し、プライマー層の表面を被覆することもないため、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性に大きな影響を与えることもない。
水系エマルジョンや水系ディスパージョン中の樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は、単独又は２種以上を混合したものであってもよい。
【００２７】
本実施の形態のプライマー組成物における水系エマルジョンや水系ディスパージョンの配合量は、水系エマルジョンや水系ディスパージョンの種類に応じて適宜設定する必要があるが、無機微粒子１００質量部に対して、樹脂が一般に５質量部以上７０質量部以下、好ましくは１０質量部以上５０質量部以下となるような量である。ここで、本明細書における樹脂の質量部は、乾燥して水分を十分に蒸発させた後の質量部を意味する。樹脂が５質量部未満となるような量であると、水系エマルジョンや水系ディスパージョンの配合による効果が十分に得られないことがある。一方、樹脂が７０質量部を超えるような量であると、プライマー層の表面に樹脂が存在することとなり、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を十分に高めることができなかったり、難接着性プラスチック材料からプライマー層が剥離し易くなることがある。
【００２８】
本実施の形態のプライマー組成物は、上記の成分を混合することによって調製することができる。この調製方法は、特に限定されず、公知の方法に準じて行うことができる。例えば、水性媒体と無機微粒子とを混合して無機微粒子の分散液を調製した後、この分散液に過酸化物及び任意の添加剤を添加して攪拌混合すればよい。
無機微粒子の分散液を調製する際、必要に応じて公知の分散剤を添加したり、ホモジナイザーなどの分散装置を用いることによって無機微粒子の分散性を向上させてもよい。また、無機微粒子の分散液として市販のものを用いることも可能である。
【００２９】
過酸化物はプライマー組成物中で活性が徐々に低下してしまう。例えば、過硫酸塩などを用いる場合、本発明の効果を得るための活性を維持できるのは１日程度である。また、過炭酸塩や過酸化水素などを用いる場合、本発明の効果を得るための活性を維持できるのは３日程度である。また、過酸化尿素やベンゾイルパーオキサイドなどを用いる場合、本発明の効果を得るための活性を維持できるのは１週間程度である。そのため、プライマー組成物を使用する日時や使用する過酸化物の種類を考慮して過酸化物を無機微粒子の分散液に添加する必要がある。特に、無機微粒子の分散液への過酸化物の添加は、プライマー組成物を使用する直前に行うことが好ましい。
なお、過酸化物の中には水溶性の低いものがあるが、この場合、水と相溶性のある非水溶性溶剤に過酸化物を溶解した後（必要であれば界面活性剤を加えてもよい）、この溶解物を無機微粒子の分散液に添加してもよい。
過酸化物を添加した後の攪拌混合方法としては、特に限定されず、公知の攪拌混合装置を用いて行えばよい。
【００３０】
実施の形態２．
本実施の形態の接着方法は、難接着性プラスチック材料に上記のプライマー組成物を塗布して乾燥させ、プライマー層を形成する工程と、プライマー層を形成した難接着性プラスチック材料と被着体とを接着剤を用いて接着する工程とを含む。
以下、図面を参照して本実施の形態の接着方法について説明する。
【００３１】
図１は、本実施の形態の接着方法を説明するための図である。
本実施の形態の接着方法では、まず、無機微粒子２、過酸化物３及び水性媒体４を所定の配合割合で含むプライマー組成物を難接着性プラスチック材料１上に塗布する（図１の（Ａ））。
ここで、プライマー組成物の塗布は、公知の方法を用いて行うことができる。塗布方法の例としては、特に限定されないが、スプレー、ロールコータ、浸漬、流しかけなどが挙げられる。
【００３２】
次に、難接着性プラスチック材料１に塗布したプライマー組成物を乾燥させる（図１の（Ｂ））。
ここで、乾燥は、放置して行ってもよいが、プライマー組成物を完全に乾燥させるのに長時間を要する場合がある。そこで、プライマー組成物を完全に乾燥させるために加熱処理を行うことが好ましい。乾燥が不十分な状態で接着剤７を用いて被着体８と接着させても接着性の向上効果が最終的に得られることが多いが、接着剤７の硬化までに難接着性プラスチック材料１とプライマー層５との間の剥離が起こる可能性がある。そのため、プライマー組成物の乾燥は十分行うことが好ましい。
【００３３】
加熱処理の方法としては、公知の方法を用いて行うことができる。加熱処理の例としては、熱風や赤外線を用いた処理などが挙げられる。
加熱温度は、難接着性プラスチック材料１の物性やプライマー組成物の塗布量などに応じて適宜設定する必要があるが、一般に４０℃以上１００℃以下、好ましくは６０℃以上８０℃以下である。特に、難接着性プラスチック材料１の物性を考慮すると、加熱温度の上限は、短時間の加熱処理を行う場合には１００℃以下、長時間の加熱処理を行う場合には８０℃以下であることが好ましい。
加熱処理時間は、プライマー組成物を完全に乾燥させ得る時間であれば特に限定されず、一般に１０分以上、好ましくは３０分以上である。
【００３４】
上記のようにしてプライマー組成物を乾燥させると、難接着性プラスチック材料１側に過酸化物３が移動し、難接着性プラスチック材料１と過酸化物３とが密に接する状態となる。そして、過酸化物３の分解に伴って難接着性プラスチック材料１と過酸化物３とが反応し、極性官能基が形成された反応層６を生じさせ、プライマー層５が形成される（図１の（Ｃ））。特に、過酸化物３は難接着性プラスチック材料１と密に接するため、上記の反応が効率良く進行する。なお、上記の反応は、過酸化物３の分解に起因するため、過酸化物３の種類によっては乾燥途中で起こることもある。また、乾燥時や乾燥後に加熱することによって、上記の反応を促進させたり、反応効率を高めることもできる。
【００３５】
プライマー組成物の乾燥の際、無機微粒子２は、樹脂などの有機物とは異なり、過酸化物３の分解により生成したラジカルなどの活性種とは反応し難く、活性種を失活させ難いので、上記の反応を阻害することがない。そのため、上記の反応を効率良く進めることが可能となる。
また、無機微粒子２は、難接着性プラスチック材料１と過酸化物３との接触を助けることもできる。つまり、難接着性プラスチック材料１は一般に疎水性が高いため、無機微粒子２が存在しないと、過酸化物３は、乾燥途中で剥離したり、液滴を形成したり、蒸発したりする結果、難接着性プラスチック材料１と過酸化物３との接触を保持することができない。しかし、過酸化物３と共に無機微粒子２を共存させることによって、無機微粒子２が過酸化物３の剥離、液滴形成、蒸発を防止し、難接着性プラスチック材料１と過酸化物３との接触を保持することが可能となる。
【００３６】
また、プライマー層５の形成後、プライマー層５の表層を物理的又は化学的手段によって除去することが好ましい場合がある。例えば、プライマー層５の表層に無機微粒子２が多過ぎると、反応層６の極性官能基が接着剤７と十分に結合できず、良好な接着性が得られないことがある。そのため、反応層６の極性官能基と接着剤７との結合を確保するために、プライマー層５の表層に存在する過剰な無機微粒子２を除去することが好ましい。
物理的又は化学的手段による除去方法としては、特に限定されないが、例えば、ブラシや不織布などを用いてプライマー層５の表層を擦ったり、水や気流をプライマー層５の表層に吹き付けたり、無機微粒子２が溶解する溶剤をプライマー層５の表層に適用すればよい。なお、難接着性プラスチック材料１側の無機微粒子２は、難接着性プラスチックとの接着力が大きいため、これらの処理を行ったとしても、プライマー層５に存在する無機微粒子２の全てが除去されるわけではない。
【００３７】
次に、プライマー層５を形成した難接着性プラスチック材料１と被着体８とを接着剤７を用いて接着する（図１の（Ｄ））。
接着剤７としては、当該技術分野において公知のものを用いることができる。接着剤７の例としては、特に限定されないが、エポキシ基の反応を利用するエポキシ接着剤、シリコーン樹脂を架橋剤で反応させるシリコーン接着剤、イソシアネート基の反応を利用するウレタン接着剤などのような、架橋反応などの反応を利用して接着を行うもの；アクリル酸やその誘導体を成分とし、光や熱によるラジカル重合や硬化剤によるレドックス重合を利用する各種アクリル樹脂接着剤、２−シアノアクリル酸エステルモノマーを含み、水分で重合する接着剤などのような、重合反応を利用して接着を行うものなどが挙げられる。これらの接着剤７は、難接着性プラスチック材料１の表面に形成された極性官能基と結合するため、良好な接着性が得られる。その他に、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂などの樹脂を溶剤に溶解させた溶剤型の接着剤や、エチレン−酢酸ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、反応性ポリウレタンプレポリマーなどのホットメルト接着剤なども使用可能である。これらの接着剤７もまた、難接着性プラスチック材料１の表面に形成された極性官能基と結合するため、良好な接着性が得られる。
【００３８】
被着体８としては、特に限定されず、各種の有機材料又は無機材料を用いることができる。また、被着体８として、難接着性プラスチック材料１を用いてもよい。ただし、この場合には、難接着性プラスチック材料１の表面に上記と同様にしてプライマー層５を形成する必要がある。
接着方法としては、特に限定されず、使用する接着剤７の種類に応じて適宜設定すればよい。
【００３９】
本実施の形態の接着方法は、難接着性プラスチック材料１の表面を劣化させることなく、難接着性プラスチック材料１と被着体８との間の接着剤７による接着性を高めることができる。
従って、本実施の形態の接着方法は、様々な製品の製造において使用可能である。例えば、本実施の形態の接着方法は、プラスチック成形品からなるレンズ、プリズム、コード板などの光学部品を用いたカメラや顕微鏡などの各種光学機器の組み立てや、サーボモータなどのサーボシステムの光学式エンコーダの製造に適用することができる。
【００４０】
実施の形態３．
本実施の形態の光学式エンコーダは、中央に貫通孔を有する円筒状の取付け部、及び取付け部から半径方向外側に延在した円板部を備えたコード板と、貫通孔に挿入されたモータの回転軸とを備える。取付け部は、上記のプライマー組成物を用いて形成されたプライマー層を介して回転軸と接着剤で固定されている。
以下、図面を参照して本実施の形態の光学式エンコーダについて説明する。
【００４１】
図２は、本実施の形態の光学式エンコーダの概略断面図である。
図２において、光学式エンコーダは、中央に貫通孔１４を有する円筒状の取付け部１１、及び取付け部１１から半径方向外側に延在した円板部１２を備えたコード板１３と、貫通孔１４に挿入されたモータ１６の回転軸１０とを備える。取付け部１１は、その表面に形成されたプライマー層５を介してモータ１６の回転軸１０と接着剤１５で固定されている。この光学式エンコーダの構成において、モータ１６の回転軸１０と接着剤１５で固定する取付け部１１の表面に、上記のプライマー組成物を用いてプライマー層５が形成されていること以外は、従来の光学式エンコーダの構成と同様である。従来の光学式エンコーダの構成は、特許第３６３９８２７号において開示されており、その全内容を本出願に援用する。
【００４２】
本実施の形態の光学式エンコーダは、モータ１６の回転軸１０と取付け部１１との間の接着性がプライマー層５の形成によって高められているため、モータ１６の駆動に伴う振動や熱によっても接着性が低下することはなく、信頼性が高い。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例及び比較例により本発明の詳細を説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
（実施例１〜３）
平均粒径２０ｎｍのシリカ微粒子（日産化学株式会社製スノーテックス２０）、２−プロパノール、及び脱イオン水を混合して分散液を調製した後、この分散液に過硫酸アンモニウムを添加して攪拌混合することによってプライマー組成物を調製した。
【００４４】
（比較例１）
シリカ微粒子を配合しないこと以外は、上記の実施例と同様にしてプライマー組成物を調製した。
（比較例２）
過硫酸アンモニウムを配合しないこと以外は、上記の実施例と同様にしてプライマー組成物を調製した。
（比較例３〜６）
シリカ微粒子及び過硫酸アンモニウムの配合量を変えたこと以外は、上記の実施例と同様にしてプライマー組成物を調製した。
実施例１〜３及び比較例１〜６のプライマー組成物の組成（単位：質量％）を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
実施例１〜３及び比較例１〜６のプライマー組成物を用いて以下の実験を行った。
（実験１）
厚さ１ｍｍのポリプロピレン（ＰＰ）板を１０ｍｍ×１００ｍｍに切断した試験片を２つ作製した。そして、２つの試験片を実施例１のプライマー組成物に浸漬した後、プライマー組成物から引き上げ、室温下においてエアブローで過剰なプライマー組成物を除去しながら乾燥させた。
次に、上記の処理を行った試験片の１つに接着剤（住友スリーエム株式会社製２液アクリル系接着剤ＤＰ−８００５クリア）を２０μｍの厚さで塗布した後、もう１つの試験片と張り合わせ、６０℃で２日間加熱した。
次に、上記のようにして得られた接着物について、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００４７】
（実験２）
プライマー組成物を乾燥させた後、６０℃の恒温槽で４時間加熱保持したこと以外は、実験１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験３）
プライマー組成物を乾燥させた後、６０℃の恒温槽で４時間加熱保持し、次いで不織布ワイパー（クラレ株式会社製クリーンワイパー）を用いて表面を１０回擦ったこと以外は、実験１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００４８】
（実験４）
実施例２のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験５）
実施例３のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験６）
実施例３のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験３と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００４９】
（実験７）
プライマー組成物による処理を行わないこと以外は、実験１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験８）
比較例１のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験３と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験９）
比較例２のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験３と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００５０】
（実験１０）
比較例３のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験１１）
比較例４のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験１２）
比較例５のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験３と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験１３）
比較例６のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験３と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００５１】
上記実験１〜１３のＴ字剥離試験による接着力の結果を下記の表２に示す。なお、Ｔ字剥離試験による接着力の測定は５回行い、その平均値を取った。
【００５２】
【表２】
【００５３】
表２において、実験１〜１３の結果を比較するとわかるように、プライマー組成物による処理を行わないで接着したもの（実験７）、シリカ微粒子や過酸化物を含まない比較例１及び２のプライマー組成物を用いて処理した後に接着したもの（実験８及び９）、シリカ微粒子や過酸化物の配合量が適切な範囲にない比較例３〜６のプライマー組成物を用いて処理した後に接着したもの（実験１０〜１３）に比べて、実施例１〜３のプライマー組成物を用いて処理した後に接着したもの（実験１〜６）は、接着力が大きかった。また、実験１〜３や実験５〜６の結果を比較するとわかるように、プライマー組成物の乾燥後に加熱処理や過剰なシリカ微粒子を除去することにより、接着力がより一層大きくなった。ただし、実験１２のようにプライマー組成物中の過酸化物の配合量が多すぎる場合や、実験１３のようにプライマー組成物中のシリカ微粒子の量が多すぎる場合には、過剰なシリカ微粒子を除去しても、接着力の向上効果は十分に得られなかった。
【００５４】
（実施例４）
平均粒径４０ｎｍのシリカ微粒子（日産化学株式会社製スノーテックスＯＬ）、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（界面活性剤）、及び脱イオン水を混合して分散液を調製した後、この分散液に過酸化水素を添加して攪拌混合することによってプライマー組成物を調製した。このプライマー組成物の組成を表３に示す。
【００５５】
【表３】
【００５６】
（比較例７）
平均粒径４０ｎｍのシリカ微粒子の代わりに平均粒径３．５μｍのシリカ粒子（ＯＣＩ株式会社製ＭＬ−３６７）を用いたこと以外は、実施例４と同様にしてプライマー組成物を調製した。
（比較例８）
シリカ微粒子を配合しないこと以外は、実施例４と同様にしてプライマー組成物を調製した。このプライマー組成物において、ポリオキシエチレンラウリルエーテル及び過酸化水素の配合量は、実施例４と同じである。
【００５７】
（比較例９）
過酸化水素を配合しないこと以外は、実施例４と同様にしてプライマー組成物を調製した。このプライマー組成物において、シリカ微粒子及びポリオキシエチレンラウリルエーテルの配合量は、実施例４と同じである。
【００５８】
実施例４及び比較例７〜９のプライマー組成物を用いて以下の実験を行った。
（実験１４）
厚さ０．５ｍｍのポリカーボネート（ＰＣ）板を１０ｍｍ×１００ｍｍに切断した試験片を２つ作製した。そして、２つの試験片を実施例４のプライマー組成物に浸漬した後、プライマー組成物から引き上げ、室温下においてエアブローで過剰なプライマー組成物を除去しながら乾燥させた。
次に、上記の処理を行った試験片の１つに接着剤（ヘンケルジャパン株式会社製ウレタン系接着剤Ｕ−１０ＦＬ Ｈｙｓｏｌ）を約５０μｍの厚さで塗布した後、もう１つの試験片と張り合わせ、４０℃で１日間加熱した。
次に、上記のようにして得られた接着物について、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００５９】
（実験１５）
プライマー組成物を乾燥させた後、６０℃の恒温槽で４時間加熱保持したこと以外は、実験１４と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験１６）
プライマー組成物を乾燥させた後、６０℃の恒温槽で４時間加熱保持し、次いで不織布ワイパー（クラレ株式会社製クリーンワイパー）を用いて表面を１０回擦ったこと以外は、実験１４と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００６０】
（実験１７）
プライマー組成物による処理を行わないこと以外は、実験１４と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験１８）
比較例７のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験１４と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００６１】
（実験１９）
比較例８のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験１４と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験２０）
比較例９のプライマー組成物を用いたこと以外は、実験１４と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００６２】
上記実験１４〜２０のＴ字剥離試験による接着力の結果を下記の表４に示す。なお、Ｔ字剥離試験による接着力の測定は５回行い、その平均値を取った。
【００６３】
【表４】
【００６４】
表４において、実験１４〜２０の結果を比較するとわかるように、比較例７〜９のプライマー組成物を用いて処理した後に接着したもの（実験１８〜２０）や、プライマー組成物による処理を行わないで接着したもの（実験１７）に比べて、実施例４のプライマー組成物を用いて処理した後に接着したもの（実験１４〜１６）は、接着力が大きかった。また、実験１４〜１６の結果を比較するとわかるように、プライマー組成物の乾燥後に加熱処理や過剰なシリカ微粒子を除去することにより、接着力がより一層大きくなった。
【００６５】
（実施例５）
平均粒径１０ｎｍのシリカ微粒子（日産化学株式会社製スノーテックスＳ）、エタノール、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（界面活性剤）及び脱イオン水を混合して分散液を調製した後、この分散液にジイソブチルパーオキシド（過酸化物、日油株式会社製ＩＢパーロイル）を添加して攪拌混合することによってプライマー組成物を調製した。このプライマー組成物の組成を表５に示す。
【００６６】
【表５】
【００６７】
実施例５のプライマー組成物を用いて以下の実験を行った。
（実験２１）
厚さ０．５ｍｍのポリカーボネート（ＰＣ）板を１０ｍｍ×１００ｍｍに切断した試験片を２つ作製した。そして、２つの試験片を実施例５のプライマー組成物に浸漬した後、プライマー組成物から引き上げ、室温下においてエアブローで過剰なプライマー組成物を除去しながら乾燥させた。乾燥後、処理を行った試験片を６０℃の恒温槽で１時間加熱保持した。
次に、上記の処理を行った試験片の１つに接着剤（セメダイン株式会社製エポキシ・変成シリコーン樹脂系接着剤ＰＭ２１０）を８０μｍの厚さで塗布した後、もう１つの試験片と張り合わせ、６０℃で１時間加熱した。
次に、上記のようにして得られた接着物について、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００６８】
（実験２２）
プライマー組成物を乾燥させた後の加熱保持を、６０℃の恒温槽で１４時間加熱行ったこと以外は、実験２１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
（実験２３）
プライマー組成物による処理を行わないこと以外は、実験２１と同様にして接着物を作製し、Ｔ字剥離試験によって接着力を測定した。
【００６９】
上記実験２１〜２３のＴ字剥離試験による接着力の結果を下記の表６に示す。なお、Ｔ字剥離試験による接着力の測定は５回行い、その平均値を取った。
【００７０】
【表６】
【００７１】
表６において、実験２１〜２３の結果を比較するとわかるように、プライマー組成物による処理を行わないで接着したもの（実験２３）に比べて、実施例５のプライマー組成物を用いて処理した後に接着したもの（実験２１〜２２）は、接着力が大きかった。また、実験２１〜２２の結果を比較するとわかるように、プライマー組成物の乾燥後に加熱処理を長く行うことにより、接着力がより一層大きくなった。
【００７２】
以上の結果からわかるように、本発明によれば、難接着性プラスチック材料の表面を劣化させることなく、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を高め得る薄いプライマー層を形成するプライマー組成物を提供することができる。また、本発明によれば、難接着性プラスチック材料の表面を劣化させることなく、難接着性プラスチック材料と被着体との間の接着剤による接着性を高め得る接着方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１ 難接着性プラスチック材料、２ 無機微粒子、３ 過酸化物、４ 水性媒体、５ プライマー層、６ 反応層、７ 接着剤、８ 被着体、１０ 回転軸、１１ 取付け部、１２ 円板部、１３ コード板、１４ 貫通孔、１５ 接着剤、１６ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２ｎｍ以上２μｍ以下の平均粒径を有する無機微粒子０．１質量％以上２０質量％以下、過酸化物０．０５質量％以上１０質量％以下、及び水性媒体６０質量％以上を含有することを特徴とする難接着性プラスチック材料用プライマー組成物。
【請求項２】
前記無機微粒子はシリカ微粒子であることを特徴とする請求項１に記載の難接着性プラスチック材料用プライマー組成物。
【請求項３】
難接着性プラスチック材料に請求項１又は２の難接着性プラスチック材料用プライマー組成物を塗布して乾燥させ、プライマー層を形成する工程と、
前記プライマー層を形成した難接着性プラスチック材料と被着体とを接着剤を用いて接着する工程と
を含むことを特徴とする接着方法。
【請求項４】
前記プライマー組成物は、６０℃以上に加熱することによって乾燥させることを特徴とする請求項３に記載の接着方法。
【請求項５】
前記プライマー層の表層を物理的又は化学的手段によって除去することを特徴とする請求項３又は４に記載の接着方法。
【請求項６】
中央に貫通孔を有する円筒状の取付け部、及び前記取付け部から半径方向外側に延在した円板部を備えたコード板と、前記貫通孔に挿入されたモータの回転軸とを備え、前記取付け部が、請求項１又は２の難接着性プラスチック用プライマー組成物を用いて形成されたプライマー層を介して前記モータの回転軸と接着剤で固定されていることを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項１】
２ｎｍ以上２μｍ以下の平均粒径を有する無機微粒子０．１質量％以上２０質量％以下、過酸化物０．０５質量％以上１０質量％以下、及び水性媒体６０質量％以上を含有することを特徴とする難接着性プラスチック材料用プライマー組成物。
【請求項２】
前記無機微粒子はシリカ微粒子であることを特徴とする請求項１に記載の難接着性プラスチック材料用プライマー組成物。
【請求項３】
難接着性プラスチック材料に請求項１又は２の難接着性プラスチック材料用プライマー組成物を塗布して乾燥させ、プライマー層を形成する工程と、
前記プライマー層を形成した難接着性プラスチック材料と被着体とを接着剤を用いて接着する工程と
を含むことを特徴とする接着方法。
【請求項４】
前記プライマー組成物は、６０℃以上に加熱することによって乾燥させることを特徴とする請求項３に記載の接着方法。
【請求項５】
前記プライマー層の表層を物理的又は化学的手段によって除去することを特徴とする請求項３又は４に記載の接着方法。
【請求項６】
中央に貫通孔を有する円筒状の取付け部、及び前記取付け部から半径方向外側に延在した円板部を備えたコード板と、前記貫通孔に挿入されたモータの回転軸とを備え、前記取付け部が、請求項１又は２の難接着性プラスチック用プライマー組成物を用いて形成されたプライマー層を介して前記モータの回転軸と接着剤で固定されていることを特徴とする光学式エンコーダ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２４６６６９（Ｐ２０１１−２４６６６９Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２３７９０（Ｐ２０１０−１２３７９０）
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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