专利名称：接合方法、粘接性提高剂、表面改性方法、表面改性剂及新化合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种接合方法、粘接性提高剂、表面改性方法、表面改性剂以及新化合物。
背景技术：
将材料A和材料B接合的技术有:(I)使用机械方式(例如，螺钉和螺母，或者铆钉)的接合技术；(2)使用熔接方式(例如，焊接或蜡)的接合技术；(3)使用粘接剂的接合技术。上述接合技术(3)在广泛的领域中使用。但是，材料A和材料B的接合(粘接)所用的粘接剂，当然可以是任意类型的粘接剂。重要的是选择适于材料A和材料B的粘接齐U。粘接条件也重要。这就意味着无法简单地采用现有的粘接技术(3)。即，迄今为止的使用粘接剂的粘接技术仍无法令人满意。现有的利用粘接剂进行粘接的基本(出发点)是依据“浸润”现象。上述“浸润”现象受材料的种类、材料的表面状态(特性)、周围的环境等影响。在这一点上，粘接剂的选择和粘接条件的选择是重要的，它们具有共通性。“浸润”依据由热力学定律推导出的自由能定律。流体对非流体的浸润以两者的相互作用常数X表示。处于浸润范围的X为O 0.`5。X由熵项和j:含项构成。在高分子材料(聚合物)中，实验上，上述熵项为约0.34。在浸润特性良好时，上述X为O 0.45。因此，在浸润特性良好时，余下的焓项最多为0.11。在流体和非流体的相互作用常数X为0.5时，可以利用的粘接浸润仅有22%。这样，即便称为浸润，有助于粘接的浸润为总体浸润的22%以下。这就是说，仅能够在非常窄的范围内实现粘接因子的操作。即，现有的利用粘接剂的粘接是对材料的依赖性高的粘接。以“浸润”为出发点的粘接技术，其对材料的依赖性高。而且，难以进行有计划的粘接。而且，由于粘接力取决于浸润(即，分子间力)，因此粘接的可靠性也有问题。例如在，当利用粘接剂的粘接界面所存在的环境发生变化时，上述浸润(即，分子间力:粘接力)也会发生变动。这会使粘接的可靠性降低。本发明人提出了一种采用化学键合(化学反应)的粘接剂(本说明书中有时也称为“分子粘接剂”)，来代替现有的采用浸润(分子间力:物理力)的粘接剂(专利文件1、2、3，非专利文件1、2、3、4、5)。现有技术文件:专利文件:专利文件1:日本特开2006-213677号公报专利文件2:日本特开2007-17921号公报专利文件3:日本特开2007-119752号公报非专利文件:
非专利文件1:日本接着学会誌，《21世紀O接着技術》，森邦夫，vol.43 (6),242-248(2007)非专利文件2:表面技術誌，《六価^ π A 7 U —樹脂A ο爸》，森邦夫、阿部四郎，vol.59(5) ,299-304(2008)非专利文件3:分子接着剤f用^ 3樹脂i U ^ > 3 λ 0直接架橋接着，高木和久、平原英俊、森克仁、成田荣一、大石好行、森邦夫，日本-1協会，81，8-13 (2008)非专利文件4:分子接着剤奁用P石工匕。夕口 A匕K D > 3 Λ七水。Ij τ ^ K 6 <0
架橋接着，森克仁、松野祐亮、村R宏树、工藤孝广、平原英俊、成田荣一、大石好行、森邦夫，日本 3'' A 協会誌，83 (3) ,71-76(2010)非专利文件5:分子接着剤f用P石7>$二々么七EPDM ^直接架橋接着，松野祐亮、工藤孝广、庭亚子、平原英俊、成田荣一、大石好行、森邦夫，日本5 Λ協会誌,83(4)，89-94, (2010)
发明内容
在上述提出的技术中，例如进行电晕放电处理(预处理)。通过该电晕放电处理，在材料表面生成_0Η。该在材料表面生成的-OH与分子粘接剂之间发生化学反应,从而分子粘接剂与材料牢固地键合(粘接:接合)。然而，多数情况是，即便进行电晕放电处理，-OH的生成也不足够。并且，在材料为高分子材料(聚合物)时，如果进行电晕放电处理，则材料有可能劣化(分解)。如果该分解的产物残留在材料表面，则粘接力会降低。因此，在电晕放电处理后，需要进行清洗。然而，例如在利用溶剂进行清洗时，表面所生成的-OH会减少。因此，在这种情况下，电晕放电处理的意义降低。并且，电晕放电处理也会受粘接对象的材料的大小、形状等的制约。而且，电晕放电的处理性不佳。因此，本发明所要解决的问题是提供一种不进行电晕放电即可在材料表面有效地导入-OH的技术。特别是，提供一种为了适合利用化学反应(化学键合)的粘接(例如分子粘接)，可以在材料表面有效地导入-OH的技术。上述问题通过一种接合方法来解决，该接合方法用于将基体A与基体B接合，包括:在所述基体A的表面设置包含下述化合物(α)的物质的步骤(X);对着存在于所述基体A的表面的所述化合物(α )配置所述基体B的步骤(Y)；以及对所述基体A和/或所述基体B施加力，使所述基体A与所述基体B —体地接合的步骤(Z)，所述化合物(α )是一分子内具有OH基或OH生成基、叠氮基、以及三嗪环的化合物，所述基体A使用聚合物而成。优选通过如下接合方法来解决，在该接合方法中，在所述步骤(Z)所施加的力是通过所述力使存在于所述基体A的表面的所述化合物(α )的OH基或由OH生成基生成的OH基与所述基体B的表面相接触的力。优选通过如下接合方法来解决，在该接合方法中，所述步骤(Z)在O 300° C的温度下进行。优选通过如下接合方法来解决，在该接合方法中，还包括对存在于所述基体A的表面的所述化合物 (α)照射特定图案的光的步骤(W)。
优选通过如下接合方法来解决，在该接合方法中，通过所述步骤(W)的光照射，所述基体A与所述化合物(α)的叠氮基发生化学反应，所述化合物(α)键合在所述基体A的表面。 优选通过如下接合方法来解决，在该接合方法中，所述光是紫外线。优选通过如下接合方法来解决，在该接合方法中，所述OH基或OH生成基是烷氧基硅烷基，其中，所述烷氧基硅烷基中的烷氧基也可为OH基。优选通过如下接合方法来解决，在该接合方法中，所述化合物(α )是通式[I]表示的化合物。优选通过如下接合方法来解决，在该接合方法中，所述化合物(α )是通式[Ιο]表示的化合物。优选通过如下接合方法来解决，在该接合方法中，所述化合物(α )是通式[la]表示的化合物。优选通过如下接合方法来解决，在该接合方法中，所述化合物(α )为通式[Ib]表示的化合物。优选通过如下接合方法来解决，在该接合方法中，在所述步骤(X)后且所述步骤(Y)前，进一步包括:在所述化合物(α)的表面设置通式[II]表示的物质的步骤(V)。优选通过如下接合方法来解 决，在该接合方法中，在所述步骤(X)后且所述步骤(Y)如，进一步包括:在所述化合物(α)的表面设置具有烧氧基娃烧基、烧氧基招酸酷基和/或烷氧基钛酸酯基的化合物(β)的步骤(U)。所述化合物(β)优选是通式[Τ]、[ΙΙΙ]、表不的化合物。上述问题通过一种接合体来解决，该接合体由上述接合方法将所述基体A与所述基体B —体地接合而成。上述问题通过一种粘接性提高剂来解决，所述粘接性提高剂含有在一分子内具有OH基或OH生成基、叠氮基、以及三嗪环的化合物(α )。优选通过如下粘接性提高剂来解决，所述粘接性提高剂是设置于使用聚合物而成的基体A的表面的粘接性提高剂。优选通过如下粘接性提闻剂来解决，所述OH基或OH生成基是烧氧基娃烧基，其中，所述烧氧基娃烧基中的烧氧基也可为OH基。优选通过如下粘接性提高剂来解决，所述化合物(α )是通式[I]表示的化合物。优选通过如下粘接性提高剂来解决，所述化合物(α )是通式[Ιο]表示的化合物。优选通过如下粘接性提高剂来解决，所述化合物(α )是通式[la]表示的化合物。优选通过如下粘接性提高剂来解决，所述化合物(α )为通式[Ib]表示的化合物。上述问题通过一种表面改性方法来解决，该表面改性方法用于使基体表面的特性改性，包括:在基体的表面设置表面改性剂的步骤，所述表面改性剂包含在一分子内具有OH基或OH生成基、叠氮基、以及三嗪环的化合物(a)。优选通过如下表面改性方法来解决，还包括在设置了所述表面改性剂后照射光的步骤。优选通过如下表面改性方法来解决，所述光照射的步骤是以特定图案进行曝光的步骤。
优选通过如下表面改性方法来解决，所述OH基或OH生成基是烷氧基硅烷基，其中，所述烧氧基娃烧基中的烧氧基也可为OH基。优选通过如下表面改性方法来解决，所述化合物(α )是通式[I]表示的化合物。优选通过如下表面改性方法来解决,所述化合物(α )是通式[Ιο]表示的化合物。优选通过如下表面改性方法来解决，所述化合物(α )是通式[la]表示的化合物。优选通过如下表面改性方法来解决，所述化合物(α )为通式[Ib]表示的化合物。上述问题通过一种表面改性剂来解决，所述表面改性剂包含在一分子内具有OH基或OH生成基、叠氮基、以及三嗪环的化合物(α )。优选通过如下表面改性剂来解决，所述OH基或OH生成基是烷氧基硅烷基，其中，所述烧氧基娃烧基中的烧氧基也可为OH基。
优选通过如下表面改性剂来解决，所述化合物(α)是通式[I]表示的化合物。优选通过如下表面改性剂来解决，所述化合物(α)是通式[Ιο]表示的化合物。优选通过如下表面改性剂来解决，所述化合物(α)是通式[la]表示的化合物。优选通过如下表面改性剂来解决，所述化合物(α)为通式[Ib]表示的化合物。上述问题通过一种新化合物来解决，所述化合物是通式[Ιο]表示的化合物。上述问题通过一种新化合物来解决，所述化合物是通式[la]表示的化合物。上述问题通过一种新化合物来解决，所述化合物为通式[Ib]表示的化合物。通式[I]
权利要求
1.一种接合方法，用于将基体A与基体B接合，包括: 在所述基体A的表面设置包含下述化合物(α)的物质的步骤(X)； 对着存在于所述基体A的表面的所述化合物(α)配置所述基体B的步骤(Y);以及 对所述基体A和/或所述基体B施加力，使所述基体A与所述基体B —体地接合的步骤⑵， 所述化合物(α)是一分子内具有OH基或OH生成基、叠氮基、以及三嗪环的化合物， 所述基体A使用聚合物而成。
2.根据权利要求1所述的接合方法，其特征在于，在所述步骤(Z)所施加的力是通过所述力使存在于所述基体A的表面的所述化合物(α )的OH基或由OH生成基生成的OH基与所述基体B的表面相接触的力。
3.根据权利要求1所述的接合方法，其特征在于，所述步骤(Z)在O 300°C的温度下进行。
4.根据权利要求1所述的接合方法，其特征在于，还包括对存在于所述基体A的表面的所述化合物(α)照射特定图案的光的步骤(W)。
5.根据权利要求4所述的接合方法，其特征在于，通过所述步骤(W)的光照射，所述基体A与所述化合物(α )的叠氮基发生化学反应，所述化合物(α )键合在所述基体A的表面。
6.根据权利要求4或5所述的接合方法，其特征在于，所述光是紫外线。
7.根据权利要求1所述的接合方法，其特征在于，所述OH基或OH生成基是烷氧基硅烷基，其中，所述烷氧基硅烷基中的烷氧基也可为OH基。
8.根据权利要求1所述的接合方法，其特征在于，所述化合物(α)是通式[I]表示的化合物:
9.根据权利要求1所述的接合方法，其特征在于，所述化合物(α)是通式[Ιο]表示的化合物: 通式[Ιο]
10.根据权利要求1所述的接合方法，其特征在于，所述化合物(α)是通式[la]表示的化合物: 通式[la]
11.根据权利要求1所述的接合方法，其特征在于，所述化合物(α)为通式[Ib]表示的化合物: 通式[Ib]
12.根据权利要求1所述的接合方法，其特征在于，在所述步骤(X)后且所述步骤(Y)前，进一步包括:在所述化合物(α)的表面设置通式[II]表示的物质的步骤(V): 通式[II]
13.根据权利要求1所述的接合方法，其特征在于，在所述步骤(X)后且所述步骤(Y)前，进一步包括:在所述化合物(α )的表面设置具有烷氧基硅烷基、烷氧基铝酸酯基和/或烷氧基钛酸酯基的化合物(β)的步骤(U)。
14.根据权利要求12所述的接合方法，其特征在于，在所述步骤(V)后且所述步骤(Y)前，进一步包括:在所述化合物(α )的表面设置具有烷氧基硅烷基、烷氧基铝酸酯基和/或烷氧基钛酸酯基的化合物(β)的步骤(U)。
15.根据权利要求13或14所述的接合方法，其特征在于，所述化合物(β)是通式[Τ]表示的化合物: 通式[Τ]L-Si(M‘)n(OM)3-n, 通式[Τ]中，L为有机基团,该有机基团可以包含碳、氧以外的兀素,该有机基团可以为脂肪族、芳香族、链状、环状的有机基团；Μ’为碳数I 4的链状烃基;Μ为H、或碳数I 4的链状烃基；η为O 2的整数；Μ’与M可以相同，也可以不同。
16.根据权利要求13或14所述的接合方法，其特征在于，所述化合物(β)为通式[III]表示的化合物: 通式[III]
17.根据权利要求13或14所述的接合方法，其特征在于，所述化合物(β)是通式[IV]表示的化合物: 通式[IV]
18.一种接合体，由根据权利要求1 17中任一项所述的接合方法将所述基体A与所述基体B —体地接合而成。
19.一种粘接性提闻剂，所述粘接性提闻剂含有在一分子内具有OH基或OH生成基、置氮基、以及三嗪环的化合物⑷。
20.根据权利要求19所述的粘接性提高剂，其特征在于，所述粘接性提高剂是设置于使用聚合物而成的基体A的表面的粘接性提高剂。
21.根据权利要求19所述的粘接性提高剂，其特征在于，所述OH基或OH生成基是烷氧基硅烷基，其中，所述烷氧基硅烷基中的烷氧基也可为OH基。
22.根据权利要求19所述的粘接性提高剂，其特征在于，所述化合物(α)是通式[I]表示的化合物: 通式[I]
23.根据权利要求19所述的粘接性提高剂，其特征在于，所述化合物(α)是通式[Ιο]表示的化合物: 通式[Ιο]
24.根据权利要求19所述的粘接性提高剂，其特征在于，所述化合物(α)是通式[la]表示的化合物: 通式[la]
25.根据权利要求19所述的粘接性提高剂，其特征在于，所述化合物(α)为通式[Ib]表示的化合物: 通式[Ib]
26.一种表面改性方法，用于使基体表面的特性改性，包括: 在基体的表面设置表面改性剂的步骤， 所述表面改性剂包含在一分子内具有OH基或OH生成基、叠氮基、以及三嗪环的化合物(a )。
27.根据权利要求26所述的表面改性方法，其特征在于，还包括在设置了所述表面改性剂后照射光的步骤。
28.根据权利要求26所述的表面改性方法，其特征在于，所述光照射的步骤是以特定图案进行曝光的步骤。
29.根据权利要求26所述的表面改性方法，其特征在于，所述OH基或OH生成基是烷氧基硅烷基，其中，所述烷氧基硅烷基中的烷氧基也可为OH基。
30.根据权利要求26所述的表面改性方法，其特征在于，所述化合物(α)是通式[I]表示的化合物: 通式[I]
31.根据权利要求26所述的表面改性方法，其特征在于，所述化合物(α)是通式[Ιο]表示的化合物:
32.根据权利要求26所述的表面改性方法，其特征在于，所述化合物(α)是通式[la]表示的化合物: 通式[la]
33.根据权利要求26所述的表面改性方法，其特征在于，所述化合物(α)为通式[Ib]表示的化合物: 通式[Ib]
34.一种表面改性剂，所述表面改性剂包含在一分子内具有OH基或OH生成基、叠氮基、以及三嗪环的化合物U)。
35.根据权利要求34所述的表面改性剂，其特征在于，所述OH基或OH生成基是烷氧基硅烷基，其中，所述烷氧基硅烷基中的烷氧基也可为OH基。
36.根据权利要求34所述的表面改性剂，其特征在于，所述化合物(α)是通式[I]表示的化合物: 通式[I]
37.根据权利要求34所述的表面改性剂，其特征在于，所述化合物(α)是通式[Ιο]表示的化合物: 通式[Ιο]
38.根据权利要求34所述的表面改性剂，其特征在于，所述化合物(α)是通式[la]表示的化合物: 通式[la]
39.根据权利要求34所述的表面改性剂，其特征在于，所述化合物(α)为通式[Ib]表示的化合物: 通式[Ib]
40.一种基体，其通过进行根据权利要求26 33中任一项所述的表面改性方法而成。
41.一种新化合物，所述化合物是通式[Ιο]表示的化合物: 通式[Ιο]
42.根据权利要求41所述的新化合物，其特征在于，所述化合物是通式[la]表示的化合物: 通式[la]
43.根据权利要求41所述的新化合物，其特征在于，所述化合物为通式[Ib]表示的化合物: 通式[Ib]
全文摘要
提供一种能够在材料表面有效生成-OH的技术，以用于利用化学反应(化学键合)进行的粘接(例如分子粘接)。用于将基体A与基体B接合的接合方法包括在所述基体A的表面设置包含下述化合物(α)的物质的步骤；对着存在于所述基体A的表面的所述化合物(α)配置所述基体B的步骤；以及对所述基体A和/或所述基体B施加力，使所述基体A与所述基体B一体地接合的步骤，所述化合物(α)是一分子内具有OH基或OH生成基、叠氮基、以及三嗪环的化合物，所述基体A使用聚合物而成。
文档编号C09J5/06GK103080257SQ20118004129
公开日2013年5月1日 申请日期2011年9月28日 优先权日2010年9月30日
发明者森邦夫, 松野祐亮, 森克仁, 工藤孝广 申请人:森邦夫, 株式会社硫黄化学研究所