本發(fā)明涉及粘接方法、粘接用成套用具以及粘接材料。
背景技術(shù):
超級工程樹脂廣泛使用于電氣電子領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域、汽車產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療領(lǐng)域、普通工業(yè)領(lǐng)域等用途中。在該超級工程樹脂中,尤其是聚芳基醚酮樹脂,由于具有出色的化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì),因而有望在各種領(lǐng)域中得到利用。
例如,在牙科治療領(lǐng)域中,提出了將該聚芳基醚酮樹脂用作牙科材料的技術(shù)(例如專利文獻1)。在將聚芳基醚酮樹脂用作牙科材料的情況下,需要使其與牙質(zhì)或其他種類的牙科材料牢固地粘接。作為上述粘接含有聚芳基醚酮樹脂的部件與牙質(zhì)或其他種類的牙科材料等部件的技術(shù),提出了各種各樣的技術(shù)(例如專利文獻2、非專利文獻1~2)。
【在先技術(shù)文獻】
【專利文獻】
專利文獻l:日本專利特開2013-144778號公報
專利文獻2:日本專利特表2010-521257號公報
【非專利文獻】
非專利文獻1:DENTAL MATERIALS 26(2010)553-559
非專利文獻2:DENTAL MATERIALS 28(2012)1280-1283
技術(shù)實現(xiàn)要素:
另一方面,含有具有出色的化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)的聚芳基醚酮樹脂的部件,被廣泛利用于各種領(lǐng)域中,而不限于牙科用途中。因此,不論是哪個技術(shù)領(lǐng)域或用途,均尋求能夠與含有聚芳基醚酮樹脂的部件更為牢固地粘接的技術(shù)。
本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的,其課題在于提供一種能夠與含有聚芳基醚酮樹脂的部件牢固地粘接的粘接方法、以及該粘接方法中所使用的粘接用成套用具和粘接材料。
上述課題通過以下的本發(fā)明而實現(xiàn)。即,
本發(fā)明的粘接方法的特征在于,包括:將粘接材料施加于含有聚芳基醚酮樹脂的部件的表面上的粘接材料施加工序、和使粘接材料固化的固化工序,其中,該粘接材料含有(A)聚合性單體和構(gòu)成(B)聚合引發(fā)劑的至少一部分成分,并且,在全部聚合性單體中,(p2)分子內(nèi)至少具有兩個以上的聚合性官能團的聚合性單體的含有比例為50wt%以上,且(p1h1)分子內(nèi)至少具有一個以上的聚合性官能團和一個以上的氫鍵性官能團的聚合性單體的含有比例為5wt%以上。
本發(fā)明的粘接方法的一實施方式的特征在于:在全部聚合性單體中,(p2h1a1)分子內(nèi)至少具有兩個以上的聚合性官能團、一個以上的氫鍵性官能團以及一個以上的芳香環(huán)的聚合性單體的含有比例在20wt%以上且50wt%以下。
本發(fā)明的粘接方法的其他實施方式,優(yōu)選粘接材料含有(C)揮發(fā)性溶劑。
本發(fā)明的粘接方法的其他實施方式,優(yōu)選(C)揮發(fā)性溶劑為具有酮基的非質(zhì)子溶劑。
本發(fā)明的粘接方法的其他實施方式,優(yōu)選粘接材料含有(D)至少具有一個以上的與無機化合物反應(yīng)的第一反應(yīng)基、和一個以上的與有機化合物反應(yīng)的第二反應(yīng)基的偶聯(lián)劑。
本發(fā)明的粘接方法的其他實施方式,優(yōu)選(D)具有一個以上的與無機化合物反應(yīng)的第一反應(yīng)基、和一個以上的與有機化合物反應(yīng)的第二反應(yīng)基的偶聯(lián)劑,具有下述通式(I)所示的分子結(jié)構(gòu)。
[化學(xué)式1]
在上述通式(I)中,M是選自由金屬元素和半金屬元素構(gòu)成的群中的元素,X是第一反應(yīng)基,并且是選自由(a)羥基、和(b)通過水解而形成羥基與元素M直接結(jié)合的M-OH結(jié)構(gòu)的官能團構(gòu)成的群中的反應(yīng)基,Y是第二反應(yīng)基,Z是與有機化合物和無機化合物均不反應(yīng)的非反應(yīng)性官能團。
另外,m為1以上的整數(shù),n為1以上的整數(shù),l為0或1以上的整數(shù),m+n+l為與元素M的原子價相同的整數(shù)。
本發(fā)明的粘接方法的其他實施方式,優(yōu)選通式(I)所示的第一反應(yīng)基X是(b)通過水解而形成羥基與元素M直接結(jié)合的M-OH結(jié)構(gòu)的官能團,(A)聚合性單體的至少一種具有酸性基。
本發(fā)明的粘接方法的其他實施方式,優(yōu)選含有聚芳基醚酮樹脂的部件還含有無機氧化物。
本發(fā)明的粘接方法的其他實施方式,優(yōu)選無機氧化物為含有硅的無機氧化物。
本發(fā)明的粘接方法的其他實施方式,優(yōu)選作為氫鍵性官能團而含有氫硫基。
本發(fā)明的粘接方法的其他實施方式,優(yōu)選氫硫基為通過聚合性單體分子的互變異構(gòu)而生成的基團。
本發(fā)明的粘接方法的其他實施方式,優(yōu)選作為(B)聚合引發(fā)劑而至少含有(Bc)化學(xué)聚合引發(fā)劑,并且,粘接材料含有構(gòu)成(Bc)化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分;通過實施使粘接材料與含有構(gòu)成(Bc)化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分的聚合輔助材料接觸的接觸工序,從而使固化工序開始進行。
本發(fā)明的粘接方法的其他實施方式,優(yōu)選含有聚芳基醚酮樹脂的部件為牙科用部件。
本發(fā)明的粘接用成套用具的特征在于,至少使用于相對于含有聚芳基醚酮樹脂的部件的粘接中,并且至少具有粘接材料和含有聚芳基醚酮樹脂的部件,其中,粘接材料含有(A)聚合性單體和構(gòu)成(B)聚合引發(fā)劑的至少一部分成分,并且,在全部聚合性單體中,(p2)分子內(nèi)至少具有兩個以上的聚合性官能團的聚合性單體的含有比例為50wt%以上,且(p1h1)分子內(nèi)至少具有一個以上的聚合性官能團和一個以上的氫鍵性官能團的聚合性單體的含有比例為20wt%以上。
本發(fā)明的粘接用成套用具的一實施方式,優(yōu)選該粘接用成套用具使用于牙科。
本發(fā)明的粘接材料的特征在于,至少使用于相對于含有聚芳基醚酮樹脂的部件的粘接中,且含有(A)聚合性單體和構(gòu)成(B)聚合引發(fā)劑的至少一部分成分,并且,在全部聚合性單體中,(p2)分子內(nèi)至少具有兩個以上的聚合性官能團的聚合性單體的含有比例為50wt%以上,(p1h1)分子內(nèi)至少具有一個以上的聚合性官能團和一個以上的氫鍵性官能團的聚合性單體在全部聚合性單體中的含有比例為20wt%以上。
本發(fā)明的粘接材料優(yōu)選使用于牙科。
(發(fā)明效果)
根據(jù)本發(fā)明,能夠提供能夠與含有聚芳基醚酮樹脂的部件牢固地粘接的粘接方法、以及該粘接方法中所使用的粘接用成套用具和粘接材料。
具體實施方式
本實施方式的粘接材料的特征在于,含有(A)聚合性單體和構(gòu)成(B)聚合引發(fā)劑的至少一部分成分,并且,在全部聚合性單體中,(p2)分子內(nèi)至少具有兩個以上的聚合性官能團的聚合性單體的含有比例為50wt%以上,(p1h1)分子內(nèi)至少具有一個以上的聚合性官能團和一個以上的氫鍵性官能團的聚合性單體的含有比例為5wt%以上。本實施方式的粘接材料至少使用于相對于含有聚芳基醚酮樹脂的部件(以下,有時稱為“第一部件”)的粘接中。另外,本實施方式的粘接用成套用具至少具有本實施方式的粘接材料和含有聚芳基醚酮樹脂的部件,且至少使用于相對于含有聚芳基醚酮樹脂的部件的粘接中。
另外,本實施方式的粘接方法包括:將本實施方式的粘接材料施加于第一部件的表面上的粘接材料施加工序、和使粘接材料固化的固化工序。另外,在粘接材料施加工序中,也可以將粘接材料以與其他組合物混合成混合物的狀態(tài)施加于第一部件的表面上,在固化工序中,也可以使粘接材料以與其他的組合物混合成混合物的狀態(tài)固化。另外,將粘接材料施加于第一部件的表面上的方式并無特別限制,例如,可以將粘接材料直接涂敷在第一部件的表面上,或者,在將粘接材料涂敷在第一部件以外的其他部件的表面上之后,使其他部件與第一部件接觸,從而使粘接材料與第一部件的表面接觸。
另外,第一部件只要是在粘接時與本實施方式的粘接材料接觸的粘合面附近部分中至少含有聚芳基醚酮樹脂的部件,便可以是任意部件。另外,在本實施方式的粘接方法中,本實施方式的粘接材料的粘接對象可以僅為第一部件,也可以為第一部件和第二部件。
在粘接對象僅為第一部件時,例如可以使用本實施方式的粘接材料來粘接設(shè)有接縫的環(huán)狀第一部件的一端與另一端。另外,也可以以將本實施方式的粘接材料填充在設(shè)有孔或槽等凹部的第一部件的凹部內(nèi)的形態(tài)進行粘接。該情況下,將凹部填充,且填充于凹部內(nèi)的粘接材料層與第一部件的凹部的內(nèi)壁面被粘接。
另外,在粘接對象包括第一部件和第二部件這兩個部件的情況下,使用本實施方式的粘接材料來粘接第一部件與第二部件。在此,第二部件只要是能夠與本實施方式的粘接材料粘接的部件,便無特別限制,例如可以是自粘接作業(yè)開始前便呈固體狀的部件(以下,有時稱為“固體狀第二部件”),也可以是在粘接作業(yè)開始前呈糊狀或液狀而在粘接作業(yè)期間固化,從而在粘接作業(yè)完成后呈固體狀的固化性部件(以下,有時稱為“固化性第二部件”)。
固體狀第二部件可以是與第一部件同樣在粘合面附近部分中至少含有聚芳基醚酮樹脂的部件,也可以是在粘合面附近部分中完全不含聚芳基醚酮樹脂的部件(與第一部件不同的部件)。
固化性第二部件也可以是作為粘接材料發(fā)揮作用的部件。該情況下,能夠?qū)⒈緦嵤┓绞降恼辰硬牧系墓袒锱c固化性第二部件的固化物牢固地粘接。而且,也可以將固化性第二部件利用于與其他的固體部件(以下,有時稱為“第三部件”)的粘接中。例如,在固化性第二部件是具有能夠與第三部件的表面牢固地粘接這一性質(zhì)的部件的情況下,通過在第一部件側(cè)施加本實施方式的粘接材料,在第三部件側(cè)施加固化前的固化性第二部件施加進行粘接,從而能夠?qū)⒌谝徊考c第三部件牢固地進行粘接。第三部件只要是公知的固體部件,便可以無特別限制地進行利用,但是,通常優(yōu)選利用在粘合面附近部分中完全不含聚芳基醚酮樹脂的部件(與第一部件不同的部件)。另外,關(guān)于第一部件、第二部件以及第三部件,之后詳細進行說明。
在本實施方式的粘接方法中,通過使用本實施方式的粘接材料,能夠與含有聚芳基醚酮樹脂的第一部件牢固地進行粘接。另外,雖然能夠得到這樣的高粘合性的理由尚不明確。但是,本發(fā)明人們推測其原因在于,本實施方式的粘接材料與含有聚芳基醚酮樹脂的第一部件的表面的親和性極高。即,通過在含有聚芳基醚酮樹脂的第一部件的表面上涂敷本實施方式的粘接材料,含有(A)聚合性單體的粘接材料能夠進入第一部件的表面上所存在的微小凹凸等中形成嵌合,并能夠在表面上形成大致均勻的層。通過使該層聚合,能夠形成均勻且牢固的粘接材料層。
以下,對于作為本實施方式的粘接材料中所使用的必需成分的(A)聚合性單體和(B)聚合引發(fā)劑、以及根據(jù)需要而使用的其他任意成分進行說明。
(A)聚合性單體
在粘接材料中,構(gòu)成粘接材料的各分子間的相互作用、以及這些分子與粘合體表面的相互作用極其重要。在本申請說明書中,考慮到這一點,在對于作為粘接材料的主要構(gòu)成材料的(A)聚合性單體進行說明時,有時會根據(jù)需要而使用尤其著重表示對上述相互作用的影響較大的聚合性單體分子中的一部分結(jié)構(gòu)(官能團的種類、數(shù)量)的分類標記。
其中,在根據(jù)分子內(nèi)所含的官能團的種類和數(shù)量而對“(A)聚合性單體”進行分類時,將表示分子內(nèi)一定含有的官能團的種類的符號、和表示分子內(nèi)一定含有的特定官能團的最小數(shù)量的數(shù)值加以組合進行記載。即,在利用符號“p”表示聚合性官能團、利用符號“h”表示氫鍵性官能團、利用符號“a”表示芳香環(huán)時,“p2”是指分子內(nèi)至少具有兩個以上的聚合性官能團的聚合性單體,“p1h1”是指分子內(nèi)至少具有一個以上的聚合性官能團和一個以上的氫鍵性官能團的聚合性單體,“p2h1”是指分子內(nèi)至少具有兩個以上的聚合性官能團和一個以上的氫鍵性官能團的聚合性單體,“p2h1a1”是指分子內(nèi)至少具有兩個以上的聚合性官能團、一個以上的氫鍵性官能團以及一個以上的芳香環(huán)的聚合性單體。因此,在本申請說明書中,有時會使用“p2”等分類標記來記載聚合性單體的分子內(nèi)至少具有的官能團的種類、最小數(shù)量。例如,有時將分子內(nèi)至少具有兩個以上的聚合性官能團的聚合性單體記載為“p2型聚合性單體”。另外,當(dāng)分類標記中不包含表示規(guī)定官能團的符號時,則聚合性單體分子中是否存在該官能團不受限。
另外,分子內(nèi)至少具有一個以上的聚合性官能團的聚合性單體可以記載為“pl”,但是,分子內(nèi)至少具有一個以上的聚合性官能團這一點是本實施方式的粘接材料中所使用的所有聚合性單體的共同特征。因此,在本申請說明書中,當(dāng)聚合性單體分子的分子內(nèi)至少具有一個以上的聚合性官能團、即記載為“p1”時,省略僅為“p1”的記載。
因此,例如具有兩個聚合性官能團、一個氫鍵性官能團以及一個芳香環(huán)且不具有其他官能團的聚合性單體、和具有三個聚合性官能團和兩個氫鍵性官能團且不具有其他官能團的聚合性單體被分類為p2型聚合性單體,并且也被分類為p1h1型聚合性單體和p2h1型聚合性單體。另外,具有一個聚合性官能團、一個氫鍵性官能團以及一個芳香環(huán)且不具有其他官能團的聚合性單體不被分類為p2型聚合性單體,而被分類為p1h1型聚合性單體,同時也被分類為p1h1a1型聚合性單體。
因此,如1,6-雙(甲基丙烯乙氧羰基氨基)2,2,4-三甲基己烷等根據(jù)具體的物質(zhì)名稱、分子結(jié)構(gòu)而確定的聚合性單體,有時也符合多種分類標記。
在此,本實施方式的粘接材料中所含的(A)聚合性單體是在分子內(nèi)至少具有一個以上的聚合性官能團的單體。作為“聚合性官能團”,可以列舉出乙烯基、苯乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯酰基等。從生物毒性低、聚合活性高等方面出發(fā),聚合性官能團優(yōu)選為自由基聚合性官能團,雖然還列舉出了乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等官能團,但是,從聚合速度、生物安全性方面出發(fā),尤其優(yōu)選為(甲基)丙烯?;?/p>
另外,在粘接材料中所使用的全部聚合性單體中,(p2)分子內(nèi)至少具有兩個以上的聚合性官能團的聚合性單體的含有比例必須為50wt%以上,優(yōu)選為60wt%以上,進而優(yōu)選為70wt%以上,也可以為100wt%。通過將p2型聚合性單體的含有比例設(shè)為50wt%以上,通過(A)聚合性單體分子彼此聚合而得到的聚合物能夠形成充分的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而粘接材料層的強度變高。由此,進入含有聚芳基醚酮樹脂的第一部件的表面上所存在的微小凹凸中的粘接材料的強度變高,聚芳基醚酮樹脂與粘接材料層的相互作用變得更強,從而能夠得到高粘合性。
進而,在粘接材料中所使用的全部聚合性單體中,(p1h1)分子內(nèi)至少具有一個以上的聚合性官能團和一個以上的氫鍵性官能團的聚合性單體的含有比例為5wt%以上,優(yōu)選為20wt%以上,更優(yōu)選為30wt%以上,進而優(yōu)選為50wt%以上,也可以為100wt%。通過將p1h1型聚合性單體的含有比例設(shè)為5wt%以上,通過其氫鍵性官能團彼此的氫鍵的作用而使粘接材料層的強度變得更高。并且,p1 h1型聚合性單體的氫鍵性官能團與聚芳基醚酮樹脂的酮基產(chǎn)生相互作用,從而使聚芳基醚酮樹脂與粘接材料層的相互作用變得更強。通過上述作用,能夠得到更高的粘合性。
此處所說的氫鍵是指:與電負性大的原子(O、N、S等)結(jié)合且電極化成陽性的氫原子(供體)和具有孤電子對且呈電陰性的原子(受體)之間所形成的成鍵相互作用。在本申請說明書中,“氫鍵性官能團”是在上述氫鍵中能夠作為供體和受體發(fā)揮作用的官能團,具體是指羥基、氫硫基(硫醇基)、氨基、氨基甲酸乙酯基、酰胺基等。另外,當(dāng)氫鍵性官能團為羥基時,該羥基也可以是構(gòu)成下述酸性基的一部分的羥基。
另外,氫鍵性官能團也可以是通過聚合性單體分子的互變異構(gòu)而生成的官能團。作為通過互變異構(gòu)而生成氫鍵性官能團的具體例子,例如可以列舉出:聚合性單體分子中所含的一個氫鍵性官能團(-OH、>NH等)通過互變異構(gòu)而消失且生成其他的氫鍵性官能團(-SH)的情況等。
作為(p2)分子內(nèi)至少具有兩個以上的聚合性官能團的聚合性單體,可以毫無限制地使用公知的p2型聚合性單體,例如可以列舉出如下述(I)至(III)所示分子內(nèi)具有兩個以上的(甲基)丙烯酰基的自由基聚合性單體。
(I)雙官能自由基聚合性單體
2,2-雙(甲基丙烯酰氧基苯基)丙烷、2,2-雙[4-(3-甲基丙烯酰氧基)-2-羥基丙氧基苯基]丙烷、2,2-雙(4-甲基丙烯酰氧基苯基)丙烷、2,2-雙(4-甲基丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、2,2-雙(4-甲基丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、2,2-雙(4-甲基丙烯酰氧基四乙氧基苯基)丙烷、2,2-雙(4-甲基丙烯酰氧基五乙氧基苯基)丙烷、2,2-雙(4-甲基丙烯酰氧基二丙氧基苯基)丙烷、2(4-甲基丙烯酰氧基二乙氧基苯基)-2(4-甲基丙烯酰氧基三乙氧基苯基)丙烷、2(4-甲基丙烯酰氧基二丙氧基苯基)-2-(4-甲基丙烯酰氧基三乙氧基苯基)丙烷、2,2-雙(4-甲基丙烯酰氧基丙氧基苯基)丙烷、2,2-雙(4-甲基丙烯酰氧基異丙氧基苯基)丙烷、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸三甘醇酯、四甘醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸甘油酯、雙(2-甲基丙烯酰氧基乙基)磷酸氫酯、雙(6-甲基丙烯酰氧基己基)磷酸氫酯以及對應(yīng)于上述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯;從如甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、3-氯-2-羥丙基甲基丙烯酸酯等的甲基丙烯酸酯或?qū)?yīng)于上述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯等具有-OH基的乙烯基單體、與如甲苯二異氰酸酯、4,4‘-二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、甲基環(huán)己烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、亞甲基雙(4-環(huán)己基異氰酸酯)等的二異氰酸酯化合物的加成物得到的二加成物;1,2-雙(3-甲基丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基)乙基、1,6-雙(甲基丙烯?;已豸驶被?2,2,4-三甲基己烷等。
(II)三官能自由基聚合性單體
三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、三羥甲基甲烷三甲基丙烯酸酯等的甲基丙烯酸酯以及對應(yīng)于上述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯等。
(III)四官能自由基聚合性單體
季戊四醇四甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯以及從如甲苯二異氰酸酯、甲基環(huán)己烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、亞甲基雙(4-環(huán)己基異氰酸酯)、4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯-2,4-二異氰酸酯等的二異氰酸酯化合物與二甲基丙烯酸縮水甘油酯的加成物得到的二加成物等。
上述(p2)分子內(nèi)至少具有兩個以上的聚合性官能團的聚合性單體,也可以根據(jù)需要而同時使用多種。
作為(p1h1)分子內(nèi)至少具有一個以上的聚合性官能團和一個以上的氫鍵性官能團的聚合性單體,可以毫無限制地使用公知的p1h1型聚合性單體。p1h1型聚合性單體大致可以列舉出:<a>分子內(nèi)僅具有一個聚合性官能團的單官能型聚合性單體、和<b>分子內(nèi)具有兩個以上聚合性官能團的多官能型聚合性單體、換言之(p2h1)分子內(nèi)具有兩個以上的聚合性官能團和一個以上的氫鍵性官能團的聚合性單體。
作為<a>p1h1型聚合性單體中的單官能型聚合性單體,可以無特別限制地使用公知的單官能型聚合性單體,作為例子,可以列舉出:甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸二氫酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基苯基磷酸氫酯、6-甲基丙烯酰氧基己基磷酸二氫酯、10-甲基丙烯酰氧基己基磷酸二氫酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基2-溴乙基磷酸氫酯、甲基丙烯酸、N-甲基丙烯?;拾彼?、N-甲基丙烯酰基天冬氨酸、N-甲基丙烯?;?5-氨基水楊酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基琥珀酸氫酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基鈦酸氫酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基馬來酸氫酯、6-甲基丙烯酰氧基乙基萘-1,2,6-三羧酸、O-甲基丙烯酰基酪氨酸、N-甲基丙烯?;野彼?、N-甲基丙烯?;奖彼帷-甲基丙烯?;鶎Π被郊姿帷-甲基丙烯?;彴被郊姿?、2-甲基丙烯酰氧基苯甲酸、3-甲基丙烯酰氧基苯甲酸、4-甲基丙烯酰氧基苯甲酸、N-甲基丙烯?;?5-氨基水楊酸、N-甲基丙烯?;?4-氨基水楊酸、11-甲基丙烯酰氧基十一烷基-1,1-二羧酸、10-甲基丙烯酰氧基癸烷基-1,1-二羧酸、12-甲基丙烯酰氧基十二烷基-1,1-二羧酸、6-甲基丙烯酰氧基己烷基-1,1-二羧酸、4-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)偏苯三酸酯、4-甲基丙烯酰氧基乙基偏苯三酸酯、4-甲基丙烯酰氧基丁基偏苯三酸酯、4-甲基丙烯酰氧基己基偏苯三酸酯、4-甲基丙烯酰氧基癸基偏苯三酸酯等的甲基丙烯酸酯、以及對應(yīng)于上述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯等。
作為<b>p1h1型聚合性單體中的多官能型聚合性單體(p2h1型聚合性單體),包括以上作為p2型聚合性單體所例示的聚合性單體中分子內(nèi)還具有氫鍵性官能團的聚合性單體在內(nèi),可以無特別限制地使用公知的多官能型聚合性單體。作為例子,可以列舉出:2,2-雙[4-(3-甲基丙烯酰氧基)-2-羥基丙氧基苯基]丙烷、二甲基丙烯酸甘油酯、雙(2-甲基丙烯酰氧基乙基)磷酸氫酯、雙(6-甲基丙烯酰氧基己基)磷酸氫酯以及對應(yīng)于上述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯;從如甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、3-氯-2-羥丙基甲基丙烯酸酯等的甲基丙烯酸酯或?qū)?yīng)于上述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯等具有-OH基的乙烯基單體、與如甲苯二異氰酸酯、4,4‘-二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、甲基環(huán)己烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、亞甲基雙(4-環(huán)己基異氰酸酯)等的二異氰酸酯化合物的加成物得到的二加成物;1,2-雙(3-甲基丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基)乙基、1,6-雙(甲基丙烯?;已豸驶被?三甲基己烷等。
另外,粘接材料中所混合的p1h1型聚合性單體,也可以僅為單官能型的聚合性單體,但是,更優(yōu)選為多官能型的聚合性單體(p2h1型聚合性單體)。該情況下,全部聚合性單體中的p2h1型聚合性單體的含有比例優(yōu)選為5%以上,優(yōu)選為20wt%以上,更優(yōu)選為30wt%以上,進而優(yōu)選為50wt%以上,也可以為100wt%。通過將p2h1型聚合性單體的含有比例設(shè)定在5wt%以上,與僅使用單官能型的p1h1型聚合性單體時相比,容易得到更高的粘合性。
另外,全部聚合性單體中的(p2h1a1)分子內(nèi)至少具有兩個以上的聚合性官能團、一個以上的氫鍵性官能團以及一個以上的芳香環(huán)的聚合性單體的含有比例優(yōu)選為20wt%以上且50wt%以下。換言之,在p1h1型聚合性單體使用多官能型聚合性單體(p2h1型聚合性單體),且將全部聚合性單體中的p2h1型聚合性單體的含有比例設(shè)定在20wt%以上時,優(yōu)選p2h1型聚合性單體的一部分或全部為p2h1a1型聚合性單體。
通過使用分子內(nèi)具有芳香環(huán)的p2h1a1型聚合性單體,p2h1a1型聚合性單體的芳香環(huán)和聚芳基醚酮樹脂的芳香環(huán)形成堆積(stack)。該情況下,第一部件所含的聚芳基醚酮樹脂與粘接材料層的相互作用變得更強,因此,能夠通過該相互作用而得到更高的粘合性。
另外,如上所述,全部聚合性單體中的p2h1a1型聚合性單體的含有比例優(yōu)選為20wt%以上且50wt%以下,但是,p2h1a1型聚合性單體的含有比例的下限值更優(yōu)選為30wt%以上,p2h1a1型聚合性單體的含有比例的上限值更優(yōu)選為45wt%以下。通過將p2h1a1型聚合性單體的含有比例設(shè)為20wt%以上,能夠使第一部件所含的聚芳基醚酮樹脂與粘接材料層的相互作用變強。另外,通過將p2h1a1型聚合性單體的含有比例設(shè)為50wt%以下,能夠抑制因為芳香環(huán)存在過剩而使聚芳基醚酮樹脂的芳香環(huán)與p2h1a1型聚合性單體的芳香環(huán)的相互作用失去平衡。
作為(p2h1a1)分子內(nèi)至少具有兩個以上的聚合性官能團、一個以上的氫鍵性官能團以及一個以上的芳香環(huán)的聚合性單體,包括以上作為p2型聚合性單體所例示的聚合性單體中分子內(nèi)具有氫鍵性官能團和芳香環(huán)的聚合性單體、以及以上作為p2h1型聚合性單體所例示的聚合性單體中分子內(nèi)具有芳香環(huán)的聚合性單體在內(nèi),可以無特別限制地使用公知的p2h1a1型聚合性單體。作為例子,可以列舉出:2,2-雙[4-(3-甲基丙烯酰氧基)-2-羥基丙氧基苯基]丙烷以及對應(yīng)于該甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯;從如甲基丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、3-氯-2-羥丙基甲基丙烯酸酯等的甲基丙烯酸酯或?qū)?yīng)于上述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯等具有-OH基的乙烯基單體、與如甲苯二異氰酸酯、4,4‘-二苯基甲烷二異氰酸酯等具有芳族基(aromatic group)的二異氰酸酯化合物的加成得到的二加成物等。
另外,作為p1h1型聚合性單體的氫鍵性官能團,尤其優(yōu)選含有氫硫基。當(dāng)粘接材料中包含具有氫硫基的p1h1型聚合性單體時,能夠相對于含有聚芳基醚酮樹脂的第一部件而長時間維持高粘合性,從而更容易得到高粘接持久性。雖然能夠得到這樣的高粘接持久性的理由并不確定,但本發(fā)明人們推測原因如下。
即,由于聚芳基醚酮樹脂是疏水性的材料,因此,當(dāng)將含有聚芳基醚酮樹脂的第一部件長時間保持在濕潤環(huán)境(例如口腔內(nèi)等)中時,在第一部件與粘接材料的界面處,水分更容易對粘接材料帶來影響。由此,導(dǎo)致粘接材料劣化,從而導(dǎo)致將第一部件在濕潤環(huán)境下長時間保持后的粘合性大幅降低。另一方面,當(dāng)在第一部件的表面上涂敷含有作為氫鍵性官能團而含有氫硫基的p1h1型聚合性單體的粘接材料時,隨著時間的經(jīng)過,作為氫鍵性官能團而含有氫硫基的p1h1型聚合性單體的氫硫基與聚芳基醚酮樹脂的酮基發(fā)生反應(yīng),從而形成硫縮醛結(jié)構(gòu)。該硫縮醛結(jié)構(gòu)是耐水性高而不易水解等比較穩(wěn)定的鍵。因此,能夠長時間穩(wěn)定地在粘接材料與第一部件之間存在鍵。由此,在剛粘接后發(fā)揮高粘合性,且能夠長時間維持高粘合性,從而能夠得到高粘接持久性。
另外,含有作為氫鍵性官能團而包含氫硫基的p1h1型聚合性單體的粘接材料,適用于針對第一部件中使用包含聚芳基醚酮樹脂和無機氧化物的聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料制成的第一部件的粘接。該情況下,容易得到更高的粘接持久性。雖然能夠得到如此更高的粘接持久性的理由并不確定,但本發(fā)明人們推測原因如下。首先,當(dāng)?shù)谝徊考泻袩o機氧化物時,能夠通過無機氧化物的表面酸性點而使第一部件的粘合面附近變?yōu)樗嵝誀顟B(tài)。因此,粘接材料中所混合的作為氫鍵性官能團而含有氫硫基的p1h1型聚合性單體的氫硫基、與第一部件中所含的聚芳基醚酮樹脂的酮基的反應(yīng),在酸的作用下得到進一步促進。另外,認為即使在第一部件不含無機氧化物的情況下,通過在粘接材料側(cè)混合分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單量或無機氧化物,也能夠得到相同的效果。但是,從能夠更加可靠地使第一部件的粘合面附近變?yōu)樗嵝誀顟B(tài)的觀點來看,在第一部件中混合無機氧化物,且在粘接材料中混合作為氫鍵性官能團而含有氫硫基的p1h1型聚合性單體的情況下,有利于得到高粘接持久性。
另外,作為適于與含有p1h1型聚合性單體的粘接材料組合的聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料中所混合的無機氧化物,可以利用公知的無機氧化物,其中,上述p1h1型聚合性單體中作為氫鍵性官能團而含有氫硫基。但是,尤其從得到高粘接持久性的觀點來看,無機氧化物優(yōu)選為二氧化硅、二氧化鈦、二氧化硅-二氧化鈦、二氧化硅-氧化鋯,最優(yōu)選為二氧化硅。
即使在作為氫鍵性官能團而含有氫硫基的p1h1型聚合性單體中,如上所述,從聚合速度、生物安全性方面出發(fā),聚合性官能團也尤其優(yōu)選為(甲基)丙烯?;?。因此,作為氫鍵性官能團而含有氫硫基的p1h1型聚合性單體,優(yōu)選為含有氫硫基和(甲基)丙烯?;木酆闲詥误w。作為含有氫硫基和(甲基)丙烯?;木酆闲詥误w,可以列舉出如下結(jié)構(gòu)的聚合性單體,即:在以上作為p2型聚合性單體、p1h1型聚合性單體、p2h1a1型聚合性單體而列舉的聚合性單體中的、具有(甲基)丙烯?;木酆闲詥误w中,將(甲基)丙烯?;糠忠酝獾钠渌课坏臍湓踊蛄u基置換為氫硫基。
作為氫鍵性官能團而含有氫硫基的p1h1型聚合性單體,只要是分子內(nèi)具有一個以上的聚合性官能團和一個以上的氫硫基的聚合性單體,便可以無特別限制地進行利用,例如,具體可以舉出如下述化合物I族~化合物IV族、化合物V、化合物VI族、化合物VII~IX所示具有游離的氫硫基的化合物。
[化學(xué)式2]
[化學(xué)式3]
[化學(xué)式4]
[化學(xué)式5]
[化學(xué)式6]
[化學(xué)式7]
[化學(xué)式8]
[化學(xué)式9]
[化學(xué)式10]
另外,氫硫基也可以是通過聚合性單體分子的互變異構(gòu)而生成的基團。如此通過互變異構(gòu)而在分子內(nèi)生成氫硫基的聚合性單體,尤其優(yōu)選為p1h1型聚合性單體。作為具體例子,可以列舉出如下情況,即:在分子內(nèi)具有S的p1h1型聚合性單體中,通過互變異構(gòu)而使分子中的氫硫基以外的氫鍵性官能團(例如,-OH、>NH等)的氫原子與分子內(nèi)的S結(jié)合而生成氫硫基。在粘接材料中,在得到高粘接持久性方面,這樣的聚合性單體也與以上所例示的分子內(nèi)具有(恒久存在)氫硫基的p1h1型聚合性單體同樣地發(fā)揮作用。作為這樣的聚合性單體,例如可以列舉出下述通式A1~A6所示的化合物。
[化學(xué)式11]
在通式A1~A6中,R1是氫原子或甲基。另外,R2是碳數(shù)為l~12的二價飽和烴基、-CH2-C6H4-CH2-基、-(CH2)o-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-(CH2)p-基(其中,o和p分別是1~5的整數(shù)。)、或者-CH2CH2OCH2CH2-基。
另外,Z是-OC(=O)-基、-OCH2-基、或者-OCH2-C6H4-基(其中,在上述任意一種Z基中,Z基中的右端的碳原子在上述通式A1~A3、A6中均形成不飽和鍵且與位于Z基的右側(cè)相鄰位置處的碳原子結(jié)合,Z基中的左端的氧原子在上述通式A1~A3、A6中均與位于Z基的左側(cè)相鄰位置處的R2基結(jié)合。)。另外,Z’是-OC(=O)-基(其中,-OC(=O)-基的右端的碳原子在上述通式A4~A5中形成不飽和鍵且與位于Z’基的右側(cè)相鄰位置處的不飽和碳結(jié)合,-OC(=O)-基的左端的氧原子在上述通式A4~A5中與位于Z’基的左側(cè)相鄰位置處的R2基結(jié)合。)、-C6H4-基、或者原子鍵(在此,Z’基為原子鍵的情況是指R2基與不飽和碳直接結(jié)合的狀態(tài)。)。進而,Y是-S-、-O-或者-N(R’)-(其中,R’是氫原子或者碳數(shù)為1~5的烷基)。
另外,通式A1~A6所示的化合物均表示通過互變異構(gòu)生成氫硫基之前的狀態(tài)。在此,在通式A1~A5中,這些化合物中的部分結(jié)構(gòu)“-NH-C(=S)-”通過互變異構(gòu)而被轉(zhuǎn)換為“-N=C(-SH)-”,從而生成氫硫基。另外,在通式A6中,該化合物中的部分結(jié)構(gòu)“>P(=S)(-OH)”通過互變異構(gòu)而被轉(zhuǎn)換為“>P(-SH)(=O)”,從而生成氫硫基。
作為上述通式A1~A6所示的、通過互變異構(gòu)而在分子內(nèi)生成氫硫基的聚合性單體,例如可以列舉出下述化合物XI族~化合物XIII所示的化合物。
[化學(xué)式12]
[化學(xué)式13]
[化學(xué)式14]
另外,在本實施方式的粘接材料中,作為在分子內(nèi)生成氫硫基的聚合性單體,除了上述通過互變異構(gòu)而在分子內(nèi)生成氫硫基的聚合性單體以外,還可以使用通過某種刺激(與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)刺激、光照射等的物理刺激等)而在分子內(nèi)生成氫硫基的聚合性單體。該情況下,可以在使用本實施方式的粘接材料之前施加刺激。例如,已知二硫鍵通過與還原劑進行反應(yīng)而被切斷,從而生成氫硫基。由此,當(dāng)在本實施方式的粘接材料中,作為(A)聚合性單體而含有分子內(nèi)具有二硫鍵的聚合性單體時,可以使粘接材料與還原劑接觸或混合。該情況下,在分子內(nèi)具有二硫鍵的聚合性單體中,二硫鍵在還原劑的作用下被切斷,從而在分子內(nèi)生成氫硫基。即,分子內(nèi)具有二硫鍵的聚合性單體,在化學(xué)刺激(還原劑)的作用下被轉(zhuǎn)換成作為氫鍵性官能團而含有氫硫基的p1h1型聚合性單體。
作為使粘接材料與還原劑接觸或混合的方式,可以在不會對粘合性帶來不良影響的范圍下適當(dāng)?shù)剡M行利用,例如,可以利用下述a)第一方式、b)第二方式或者c)第三方式等,其中,a)第一方式是指:在使用粘接材料之前將分子內(nèi)具有二硫鍵的聚合性單體與還原劑混合,并將所得到的混合物涂敷在粘合體上;b)第二方式是指:在將含有還原劑的組合物涂敷在粘合面上之后,進而涂敷含有分子內(nèi)具有二硫鍵的聚合性單體的粘接材料;c)第三方式是指:將含有分子內(nèi)具有二硫鍵的聚合性單體的粘接材料涂敷在粘合面上之后,從粘接材料的上方壓接含有還原劑的組合物(例如,含有還原劑的牙科用粘固劑等)。另外,在上述三種方式中,從接觸或混合后容易充分生成作為氫鍵性官能團而含有氫硫基的p1h1型聚合性單體的觀點來看,優(yōu)選為第一方式。
另外,在分子內(nèi)具有二硫鍵的聚合性單體中,只要分子中所含的聚合性官能團的數(shù)量為一個以上便無特別限定,含有或不含有氫鍵性官能團、芳香環(huán)均可。另外,還原劑只要是能夠切斷二硫鍵的物質(zhì),便可以無特別限制地進行利用。
以上所說明的作為氫鍵性官能團而含有氫硫基的p1h1型聚合性單體、或者通過互變異構(gòu)或刺激而在分子內(nèi)生成氫硫基的聚合性單體,可以在粘接材料中混合一種、或者同時混合兩種以上。
作為p1h1型聚合性單體而混合具有游離氫硫基的聚合性單體的粘接材料,在粘接材料的儲藏期間,尤其要注意保存穩(wěn)定性,以免引起作為聚合性官能團的雙鍵的加成反應(yīng)等,其中,該p1h1型聚合性單體中作為氫鍵性官能團而含有氫硫基。從該保存穩(wěn)定性的觀點來看,優(yōu)選在粘接材料中混合通過互變異構(gòu)或刺激而生成氫硫基的聚合性單體。另外,在粘接材料中混合通過刺激而生成氫硫基的聚合性單體的情況下,容易導(dǎo)致操作變復(fù)雜,而且有時為了得到高粘接持久性必須注意使用方法,以便充分生成作為氫鍵性官能團而含有氫硫基的p1h1型聚合性單體。從該操作性的觀點來看,優(yōu)選在粘接材料中混合具有游離的氫硫基的聚合性單體、或者通過互變異構(gòu)而生成氫硫基的聚合性單體。由此,從上述方面綜合來看,最優(yōu)選在粘接材料中混合通過互變異構(gòu)而生成氫硫基的聚合性單體。
另外,推測(a)分子內(nèi)具有恒久存在的氫硫基的p1h1型聚合性單體、和(b)呈通過互變異構(gòu)或刺激而在分子內(nèi)生成氫硫基之后的狀態(tài)的p1h1型聚合性單體中的氫硫基,與第一部件所含的聚芳基醚酮樹脂的酮基發(fā)生反應(yīng),從而具有高粘接持久性。因此,在(a)分子內(nèi)具有恒久存在的氫硫基的p1h1型聚合性單體中,優(yōu)選氫硫基周圍的位阻小,在(b)呈通過互變異構(gòu)或刺激而在分子內(nèi)生成氫硫基之后的狀態(tài)的p1h1型聚合性單體中,優(yōu)選生成氫硫基后的部位周圍的位阻小。在此,當(dāng)氫硫基(或生成氫硫基的部位)與聚合性官能團之間的距離短時,則在通過粘接材料中所含的聚合性單體彼此的聚合反應(yīng)而生成的聚合物主鏈附近存在氫硫基(或生成氫硫基的部位)。因此,有可能導(dǎo)致位阻變大,聚芳基醚酮樹脂的酮基與氫硫基的反應(yīng)性降低。因此,優(yōu)選在聚合性官能團與氫硫基(或生成氫硫基的部位)之間存在聯(lián)接基(spacergroup)。
該情況下,在通式A1~A6中,R2優(yōu)選為主鏈的原子數(shù)為4以上、即碳數(shù)為4~12的二價飽和烴基、-CH2-C6H4-CH2-基、-(CH2)o-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-(CH2)p-基(其中,o和p分別是1~5的整數(shù)。)、或者-CH2CH2OCH2CH2-基。進而,更優(yōu)選為主鏈的原子數(shù)為6以上、即碳數(shù)為6~12的二價飽和烴基、-CH2-C6H4-CH2-基、-(CH2)o-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-(CH2)p-基(其中,o和p分別是1~5的整數(shù),且o+p在3以上)。其中,R2尤其優(yōu)選為碳數(shù)為6~12的二價飽和烴基。作為上述碳數(shù)為6~12的二價飽和烴基,例如可以列舉出1,6-己烯基(1,6-hexylene group)、1,10-癸烯基(1,10-decatylen group)、1,11-十一烯基(undecatylen group)等。
在使用通過互變異構(gòu)而在分子內(nèi)生成氫硫基的聚合性單體的情況下,從粘接持久性的觀點來看,作為能夠通過互變異構(gòu)而生成氫硫基的官能團,更優(yōu)選為硫脲嘧啶基。即,在通式A1~A6的化合物中,更優(yōu)選為通式A1、A2的化合物。
在粘接材料中混合作為氫鍵性官能團而含有氫硫基的p1h1型聚合性單體的情況下,全部聚合性單體中的p1h1型聚合性單體的含有比例并無特別限定,但是,p1h1型聚合性單體的含有比例優(yōu)選在0.005wt%~10wt%的范圍內(nèi),更優(yōu)選在0.01wt%~5wt%的范圍內(nèi),進而優(yōu)選在0.03wt%~1wt%的范圍內(nèi)。這在粘接材料中混合通過互變異構(gòu)或刺激而在分子內(nèi)生成氫硫基的聚合性單體時也是相同的。
通過將p1h1型聚合性單體的含有比例設(shè)定在0.01wt%以上,容易得到更高的粘接持久性。另外,通過將p1h1型聚合性單體的含有比例設(shè)定在10wt%以下,能夠更加可靠地抑制粘接材料的保存穩(wěn)定性變差。另外,在粘接材料中所混合的聚合性單體的聚合性官能團為自由基聚合性官能團的情況下,在粘接材料的聚合性單體通過自由基聚合而聚合固化時,氫硫基能夠作為鏈轉(zhuǎn)移劑發(fā)揮作用。因此,也有可能導(dǎo)致自由基聚合的效率降低,尤其在粘接初期涂敷于第一部件表面上的粘接材料層的強度降低,從而剛粘接后的粘合性降低。但是,通過將p1h1型聚合性單體的含有比例設(shè)定在10wt%以下,也能夠更加可靠地抑制如上所述剛粘接后的粘合性降低。
另外,作為(A)聚合性單體,也可以使用分子內(nèi)至少具有一個以上的酸性基的聚合性單體。在此,所謂的酸性基不僅是指磷酸亞基{=P(=O)OH}、膦酰基{-P(=O)(OH)2}、羧基{-C(=O)OH}、磺基(-SO3H)等具有-OH的自由酸基,還指如以上所例示的具有-OH的酸性基的兩個經(jīng)脫水縮合而形成的酸酐結(jié)構(gòu)(例如-C(=O)-O-C(=O)-)、或者以上所例示的具有-OH的酸性基的-OH被置換成鹵素的酸鹵化物基(例如-C(=O)C1)等具有該基團的聚合性單體的水溶液或者水懸浮液呈酸性的基團。酸性基優(yōu)選為pKa小于5的酸性基。由于酸性基中包含一個以上的作為氫鍵性官能團的羥基,因而分子內(nèi)至少具有一個以上的酸性基的聚合性單體被分類為p1h1型聚合性單體的一種。另外,在粘接材料的使用時,酸酐結(jié)構(gòu)和酸鹵化物基與體系中的水分反應(yīng)而容易生成一部分含有羥基的酸性基。因此,從粘接材料的功能這一觀點來看,含有酸酐結(jié)構(gòu)或酸鹵化物基的聚合性單體也可以分類為p1h1型聚合性單體的一種。因此,在本申請說明書中,將a)分子內(nèi)具有恒久存在的酸性基這一類型的聚合性單體、和具有酸酐結(jié)構(gòu)或酸鹵化物基這一類型的聚合性單體兩者稱為“分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單體”。
作為分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單體,具體可以列舉出:2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸二氫酯、雙(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)磷酸氫酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基苯基磷酸氫酯、10-(甲基)丙烯酰氧基癸基磷酸二氫酯、6-(甲基)丙烯酰氧基己基磷酸二氫酯、雙(6-(甲基)丙烯酰氧基己基)磷酸氫酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基2-溴乙基磷酸氫酯等分子內(nèi)具有磷酸亞氧基或膦酰氧基的聚合性單體、及其酸酐和酸鹵化物(acid halide)。
另外,還可以列舉出:(甲基)丙烯酸、N-(甲基)丙烯?;拾彼帷-(甲基)丙烯?;於彼帷-(甲基)丙烯?;?5-氨基水楊酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基琥珀酸氫酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基鈦酸氫酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基馬來酸氫酯、6-(甲基)丙烯酰氧基乙基萘-1,2,6-三羧酸、O-(甲基)丙烯?;野彼?、N-(甲基)丙烯?;野彼?、N-(甲基)丙烯酰基苯丙氨酸、N-(甲基)丙烯?;鶎Π被郊姿帷-(甲基)丙烯?;彴被郊姿?、對乙烯基苯甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基苯甲酸、3-(甲基)丙烯酰氧基苯甲酸、4-(甲基)丙烯酰氧基苯甲酸、N-(甲基)丙烯?;?5-氨基水楊酸、N-(甲基)丙烯?;?4-氨基水楊酸等分子內(nèi)具有一個羧基的聚合性單體、及其酸酐和酸鹵化物。
另外,可以列舉出:11-(甲基)丙烯酰氧基十一烷基-1,1-二羧酸、10-(甲基)丙烯酰氧基癸烷基-1,1-二羧酸、12-(甲基)丙烯酰氧基十二烷基-1,1-二羧酸、6-(甲基)丙烯酰氧基己烷基-1,1-二羧酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基-3’-甲基丙烯酰氧基-2’-(3,4-二羧基苯甲酰氧基)琥珀酸丙酯、1,4-雙(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)均苯四酸酯、N,O-二(甲基)丙烯酰基酪氨酸、4-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)偏苯三酸酯、4-(甲基)丙烯酰氧基乙基偏苯三酸酯、4-(甲基)丙烯酰氧基丁基偏苯三酸酯、4-(甲基)丙烯酰氧基己基偏苯三酸酯、4-(甲基)丙烯酰氧基癸基偏苯三酸酯、4-丙烯酰氧基丁基偏苯三酸酯、6-(甲基)丙烯酰氧基乙基萘-1,2,6-三羧酸酐、6-(甲基)丙烯酰氧基乙基萘-2,3,6-三羧酸酐、4-(甲基)丙烯酰氧基乙基羰基丙?;?1,8-萘二酸酐、4-(甲基)丙烯酰氧基乙基萘-1,8-三羧酸酐等分子內(nèi)具有多個羧基或其酸酐基的聚合性單體、及其酸酐和酸鹵化物。
另外,可以列舉出乙烯基膦酸、對乙烯基苯膦酸等分子內(nèi)具有膦?;木酆闲詥误w。
另外,可以列舉出2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、對乙烯基苯磺酸、乙烯基磺酸等分子內(nèi)具有磺基的聚合性單體。
另外,除了以上所列舉的聚合性單體之外,還可以適當(dāng)?shù)厥褂靡陨献鳛?lt;a>p1h1型聚合性單體中的單官能型聚合性單體和<b>p1h1型聚合性單體中的多官能型聚合性單體而列舉的聚合性單體中的、含有酸性基的聚合性單體,另外,還可以適當(dāng)?shù)厥褂萌毡緦@亻_昭54-11149號公報、特開昭58-140046號公報、特開昭59-15468號公報、特開昭58-173175號公報、特開昭61-293951號公報、特開平7-179401號公報、特開平8-208760號公報、特開平8-319209號公報、特開平10-236912號公報、特開平10-245525號公報等中所公開的、作為粘接材料的成分而記載的聚合性單體。
上述分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單體既可以單獨使用,也可以同時使用多種,尤其優(yōu)選與后述的(D)偶聯(lián)劑組合使用。
另外,在作為粘接材料中所含的聚合引發(fā)劑而使用化學(xué)聚合引發(fā)劑的情況下,當(dāng)粘接材料中作為化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分而使用第四周期的過渡金屬化合物時,也適合使用分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單體。該情況下,通過分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單體而將粘接材料酸化,因此,在作為化學(xué)聚合引發(fā)劑而至少組合使用第四周期的過渡金屬化合物和有機過氧化物時,更加容易激活這些物質(zhì)彼此間的反應(yīng)。另外,關(guān)于構(gòu)成上述化學(xué)聚合引發(fā)劑的各成分,之后詳細進行說明。
進而,也可以根據(jù)需要而使用不符合以上所說明的各種聚合性單體的任意一種的聚合性單體、即分子內(nèi)僅具有一個聚合性官能團,且不具有氫鍵性官能團、酸性基、芳香環(huán)、通過互變異構(gòu)而生成氫硫基的部分結(jié)構(gòu)、通過還原劑等的刺激而生成氫硫基的部分結(jié)構(gòu)的任意一種的聚合性單體。作為這樣的聚合性單體,例如可以列舉出:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯等的甲基丙烯酸酯、以及對應(yīng)于上述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯等的聚合性單體。
(B)聚合引發(fā)劑
在本實施方式的粘接方法中,在粘接時第一部件的表面與粘接材料接觸后,含有(A)聚合性單體的粘接材料進入第一部件的表面上所存在的微小凹凸等中,然后,通過(A)聚合性單體進行聚合,在第一部件的表面與粘接材料之間形成嵌合,從而形成均勻且牢固的粘接材料層,并且,第一部件的表面與粘接材料層之間也被牢固地接合。因此,在粘接材料不含聚合引發(fā)劑而無法使(A)聚合性單體固化的情況下,無法形成均勻且牢固的粘接材料層。因而,在本實施方式的粘接材料中,還混合有構(gòu)成聚合引發(fā)劑的至少一部分成分。作為聚合引發(fā)劑,可以使用光聚合引發(fā)劑、化學(xué)聚合引發(fā)劑或熱聚合引發(fā)劑,也可以組合利用兩種以上的聚合引發(fā)劑。
另外,從在使粘接材料固化時能夠簡便地進行固化的觀點來看,優(yōu)選使用三種聚合引發(fā)劑中的光聚合引發(fā)劑和/或化學(xué)聚合引發(fā)劑,最優(yōu)選為光聚合引發(fā)劑。以下,對上述三種聚合引發(fā)劑更為詳細地進行說明。
作為光聚合引發(fā)劑,可以無任何限制地使用公知的光聚合引發(fā)劑。作為代表性的光聚合引發(fā)劑,可以列舉出α-二酮類和叔胺類的組合、酰基氧化膦和叔胺類的組合、噻噸酮類和叔胺類的組合、α-氨基苯乙酮類和叔胺類的組合、芳基硼酸鹽類和光生酸劑類的組合等的光聚合引發(fā)劑。
作為能夠適用于上述各種光聚合引發(fā)劑的各種化合物的例子,α-二酮類可以列舉出:樟腦醌、苯偶酰、α-萘基、萘乙酮、萘醌、p,p’-二甲氧基苯偶酰、p,p’-二氯苯偶酰乙酰、1,2-菲醌、1,4-菲醌、3,4-菲醌、9,10-菲醌等。
作為叔胺,可以列舉出:N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、N,N-二正丁基苯胺、N,N-二芐基苯胺、N,N-二甲基對甲苯胺、N,N-二乙基對甲苯胺、N,N-二甲基間甲苯胺、N,N-二甲基對溴苯胺、N,N-二甲基間氯苯胺、對二甲氨基苯甲醛、對二甲氨基苯乙酮、對二甲氨基苯甲酸、對二甲氨基苯甲酸乙酯、對二甲氨基苯甲酸戊酯、N,N-二甲基鄰氨基苯甲酸甲酯、N,N-二羥乙基苯胺、N,N-二羥乙基對甲苯胺、對二甲氨基苯乙醇、對二甲氨基二苯乙烯、N,N-二甲基-3,5-二甲基苯胺(N,N-dimethyl-3,5-xylidine)、4-二甲氨基吡啶、N,N-二甲基-α-萘胺、N,N-二甲基-β-萘胺、三丁胺、三丙胺、三乙胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N,N-二甲基己胺、N,N-二甲基十二胺、N,N-二甲基十八胺、N,N-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯、N,N-二乙氨基甲基丙烯酸乙酯、2,2’-(正丁基亞氨基)二乙醇等。這些化合物可以單獨使用、或者將兩種以上加以混合而使用。
作為?;趸㈩?,可以列舉出:苯甲?;交趸?、2,4,6-三甲基苯甲?;交趸?、2,6-二甲氧基苯甲?;交趸?、2,6-二氯苯甲?;交趸?、2,3,5,6-四甲基苯甲酰基二苯基氧化膦等。
作為噻噸酮類,可以列舉出2-氯噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮等。
作為α-氨基苯乙酮類,可以列舉出:2-芐基-二甲基氨基-1-(4-嗎啉苯基)-丁酮-1、2-芐基-二乙基氨基-1-(4-嗎啉苯基)-丁酮-1、2-芐基-二甲基氨基-1-(4-嗎啉苯基)-丙酮-1、2-芐基-二乙基氨基-1-(4-嗎啉苯基)-丙酮-1、2-芐基-二甲基氨基-1-(4-嗎啉苯基)-戊酮-1、2-芐基-二乙基氨基-1-(4-嗎啉苯基)-戊酮-1等。
上述光聚合引發(fā)劑既可以單獨進行使用,也可以將兩種以上加以混合而使用。
化學(xué)聚合引發(fā)劑是由兩種以上的成分組成,且在即將使用前將所有成分混合而在接近室溫的溫度下生成聚合活性種的聚合引發(fā)劑。作為這樣的化學(xué)聚合引發(fā)劑,代表性的有胺化合物/有機過氧化物類的化學(xué)聚合引發(fā)劑。
作為該胺化合物的具體例,可以列舉出:N,N-二甲基對甲苯胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙醇對甲苯胺等的芳族胺化合物。
作為代表性的有機過氧化物,可以列舉出:過氧化酮、過氧縮酮、過氧化氫、二烷基過氧化物、二?;^氧化物、過氧化二碳酸酯、過氧化酯、二芳基過氧化物等。
作為有機過氧化物的具體例,過氧化酮類可以列舉出:過氧化甲乙酮、過氧化環(huán)己酮、過氧化甲基環(huán)己酮、過氧化乙酰乙酸甲酯、過氧化乙酰丙酮等。
作為過氧縮酮類,可以列舉出:1,1-雙(過氧化叔己基)3,3,5-三甲基環(huán)己烷、1,1-雙(過氧化叔己基)環(huán)己烷、1,1-雙(過氧化叔丁基)3,3,5-三甲基環(huán)己烷、1,1-雙(過氧化叔丁基)環(huán)己烷、1,1-雙(過氧化叔丁基)環(huán)癸烷、2,2-雙(過氧化叔丁基)丁烷、4,4-雙(過氧化叔丁基)戊酸正丁酯、2,2-雙(4,4-二叔丁基過氧化環(huán)己基)丙烷等。
作為過氧化氫類,可以列舉出:過氧化氫對孟烷、過氧化二異丙苯、1,1,3,3-四甲基丁基過氧化氫、過氧化氫異丙苯、叔己基過氧化氫、叔丁基過氧化氫等。
作為二烷基過氧化物,可以列舉出:α,α-雙(過氧化叔丁基)二異丙苯、過氧化二異丙苯、2,5-二甲基-2,5-雙(過氧化叔丁基)己烷、過氧化叔丁基異丙苯、二叔丁基過氧化物、2,5-二甲基-2,5-雙(過氧化叔丁基)己烷-3等。
作為二?;^氧化物類,可以列舉出:過氧化異丁酰、2,4-二氯過氧化苯甲酰、過氧化3,5,5-三甲基己酰、過氧化辛酰、過氧化月桂酰、過氧化硬脂酰、過氧化丁二酸、間甲苯甲酰過氧化苯甲酸(m-toluoyl benzoyl peroxide)、過氧化苯甲酰類等。
作為過氧化二碳酸酯類,可以列舉出:過氧化二碳酸二正丙酯、過氧化二碳酸二異丙酯、雙(4-叔丁基環(huán)己基)過氧化二碳酸酯、過氧化二碳酸二(2-乙氧基)乙酯、過氧化二碳酸二(2-乙基)己酯、過氧化二碳酸二(2-甲氧基)丁酯、過氧化二碳酸二(3-甲基-3-甲氧基丁基)酯等。
作為過氧化酯類,可以列舉出:雙(新癸過氧化)-對二異丙苯酯(α,α′-Bis(neodecanoyl peroxy)diisopropyl benzen)、過氧化新癸酸異丙苯酯、過氧化新癸酸1,1,3,3-四甲基丁酯、過氧化新癸酸1-環(huán)己基-1-甲基乙酯、過氧化新癸酸叔己酯、過氧化新癸酸叔丁酯、過氧化特戊酸叔己酯、過氧化特戊酸叔丁酯、過氧化2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、2,5-二甲基-2,5-雙(2-乙基己酰過氧化)己烷、過氧化-2-乙基己酸(1-環(huán)己基-1-甲基乙基)酯、過氧化(2-乙基己酸)叔己酯、過氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、過氧化異丁酸叔丁酯、叔己基過氧化異丙基碳酸酯、過氧化馬來酸叔丁酯、叔丁基過氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、過氧化月桂酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-雙(間甲苯甲酸過氧化)己烷、叔丁基過氧化異丙基碳酸酯、叔丁基過氧化碳酸-2-乙基己酯、過氧化苯甲酸叔己酯、2,5-二甲基-2,5-雙(過氧化苯甲酰)己烷、過氧化乙酸叔丁酯、間甲苯甲酰過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化苯甲酸叔丁酯、雙(過氧化叔丁基)異酞酸酯等。
另外,有機過氧化物也可以適當(dāng)?shù)厥褂檬宥』谆杌^氧化物(t-butyl trimethylsilyl peroxide)、3,3’,4,4’-四(叔丁基過氧化羰基)二苯甲酮等。
所使用的有機過氧化物只要適當(dāng)?shù)剡x擇使用即可,單獨使用或者將兩種以上加以組合而使用等均可,其中,聚合活性方面來看,尤其優(yōu)選為過氧化氫類、過氧化酮類、過氧化酯類以及二?;^氧化物類。進而,從粘接材料的保存穩(wěn)定性方面來看,優(yōu)選使用10小時半衰期溫度為60℃以上的有機過氧化物。
即使在由該有機過氧化物和該胺化合物組成的引發(fā)劑類中進而混合添加有苯亞磺酸或者對甲苯亞磺酸及其鹽等的亞磺酸類、5-正丁基巴比妥酸等的巴比妥酸類引發(fā)劑,也可以毫無問題地使用。
另外,也可以使用芳基硼酸鹽化合物/酸性化合物類的聚合引發(fā)劑,該芳基硼酸鹽化合物/酸性化合物類的聚合引發(fā)劑利用芳基硼酸鹽化合物在酸的作用下分解而生成自由基這一情況。
芳基硼酸鹽化合物只要是分子中具有至少一個硼-芳基鍵的化合物,便無特別限定,可以使用公知的化合物,其中,考慮到保存穩(wěn)定性,優(yōu)選使用一個分子中具有三個或者四個硼-芳基鍵的芳基硼酸鹽化合物,進而從使用、合成、獲取的容易度來看,更優(yōu)選為具有四個硼-芳基鍵的芳基硼酸鹽化合物。
作為一個分子中具有三個硼-芳基鍵的芳基硼酸鹽化合物,可以列舉出:單烷基三苯基硼、單烷基三(對氯苯基)硼、單烷基三(對氟苯基)硼、單烷基三(3,5-二三氟甲基)苯基硼、單烷基三[3,5-雙(1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲氧基-2-丙基)苯基]硼、單烷基三(對硝基苯基)硼、單烷基三(間硝基苯基)硼、單烷基三(對丁基苯基)硼、單烷基三(間丁基苯基)硼、單烷基三(對丁氧基苯基)硼、單烷基三(間丁氧基苯基)硼、單烷基三(對辛氧基苯基)硼、單烷基三(間辛氧基苯基)硼(其中,所有化合物中的烷基均表示正丁基、正辛基或者正十二烷基中的任意一種)的、鈉鹽、鋰鹽、鉀鹽、鎂鹽、四丁基銨鹽、四甲基銨鹽、四乙基銨鹽、三丁基胺鹽、三乙醇胺鹽、甲基吡啶鹽、乙基吡啶鹽、丁基吡啶鹽、甲基喹啉鹽、乙基喹啉鹽或丁基喹啉鹽等。
作為一個分子中具有四個硼-芳基鍵的芳基硼酸鹽化合物,可以列舉出:四苯基硼、四(對氯苯基)硼、四(對氟苯基)硼、四(3,5-二三氟甲基)苯基硼、四[3,5-雙(1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲氧基-2-丙基)苯基]硼、四(對硝基苯基)硼、四(間硝基苯基)硼、四(對丁基苯基)硼、四(間丁基苯基)硼、四(對丁氧基苯基)硼、四(間丁氧基苯基)硼、四(對辛氧基苯基)硼、四(間辛氧基苯基)硼(其中,所有化合物中的烷基均表示正丁基、正辛基或者正十二烷基中的任意一種)的、鈉鹽、鋰鹽、鉀鹽、鎂鹽、四丁基銨鹽、四甲基銨鹽、四乙基銨鹽、三丁基胺鹽、三乙醇胺鹽、甲基吡啶鹽、乙基吡啶鹽、丁基吡啶鹽、甲基喹啉鹽、乙基喹啉鹽或丁基喹啉鹽等。
以上所列舉的各種芳基硼酸鹽化合物也可以同時使用兩種以上。
也可以在上述芳基硼酸鹽化合物/酸性化合物類的聚合引發(fā)劑中進一步混合有機過氧化物和/或過渡金屬化合物而進行使用。有機過氧化物如上所述。作為過渡金屬化合物,可以使用+IV價和/或+V價的釩化合物。作為該+IV價和/或+V價的釩化合物的具體例,可以列舉出:四氧化二釩(IV)、乙酰丙酮氧化釩(IV)、草酸氧釩(IV)、硫酸氧釩(IV)、二(1-苯基-1,3-丁二酮)氧代釩(IV)、雙(麥芽醇)氧釩(IV)、五氧化二釩(V)、偏釩酸鈉(V)、偏釩酸銨(V)、等的釩化合物。
另外,還可以列舉出過渡金屬化合物/有機過氧化物類的化學(xué)聚合引發(fā)劑。作為該過渡金屬化合物的具體例,例如可以列舉出:四氧化二釩(IV)、乙酰丙酮氧化釩(IV)、草酸氧釩(IV)、硫酸氧釩(IV)、二(1-苯基-1,3-丁二酮)氧代釩(IV)、雙(麥芽醇)氧釩(IV)、五氧化二釩(V)、偏釩酸鈉(V)、偏釩酸銨(V)等的釩化合物;碘化鈧(III)等的鈧化合物;四氯化鈦(IV)、四異丙氧基鈦(IV)等的鈦化合物;二氯化鉻(II)、三氯化鉻(III)、鉻酸、鉻酸鹽等的鉻化合物;醋酸錳(II)、環(huán)烷酸錳(II)等的錳化合物;醋酸亞鐵(II)、氯化亞鐵(II)、醋酸鐵(III)、氯化鐵(III)等的鐵化合物;醋酸鈷(II)、環(huán)烷酸鈷(II)等的鈷化合物;氯化鎳(II)等的鎳化合物;氯化亞銅(I)、溴化亞銅(I)、氯化銅(II)、醋酸銅(II)等的銅化合物;氯化鋅(II)、醋酸鋅(II)等的鋅化合物。在上述過渡金屬化合物中,從容易得到高粘合性等方面來看,優(yōu)選使用+IV價和/或+V價的釩化合物。作為有機過氧化物,例如可以列舉出以上所列舉的有機過氧化物。
另外,關(guān)于化學(xué)聚合引發(fā)劑,作為自由基聚合性的化學(xué)聚合引發(fā)劑,還可以適當(dāng)?shù)厥褂糜裳趸瘎┖瓦€原劑構(gòu)成且利用氧化還原反應(yīng)的化學(xué)聚合引發(fā)劑。例如,上述胺化合物/有機過氧化物類的化學(xué)聚合引發(fā)劑也是由氧化劑和還原劑構(gòu)成且利用氧化還原反應(yīng)的化學(xué)聚合引發(fā)劑的一種。
作為利用氧化還原反應(yīng)的化學(xué)聚合引發(fā)劑的氧化劑,可以列舉出無機過氧化物、有機過氧化物。例如,作為無機過氧化物,具體可以列舉出:過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸鋁、過硫酸銨、氯酸鉀、溴酸鉀、過磷酸鉀等。另外,作為有機過氧化物,從粘接材料的保存穩(wěn)定性方面來看,可以適當(dāng)?shù)乩蒙鲜霭坊衔?有機過氧化物類的化學(xué)聚合引發(fā)劑中所使用的有機過氧化物中的、以下所示的10小時半衰期溫度為60℃以上的有機過氧化物。
即,作為這樣的有機過氧化物,可以列舉出:過氧化氫對孟烷、過氧化二異丙苯、1,1,3,3-四甲基丁基過氧化氫、過氧化氫異丙苯、叔丁基過氧化氫等的過氧化氫類;過氧化2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、2,5-二甲基-2,5-雙(2-乙基己酰過氧化)己烷、過氧化(2-乙基己酸)叔己酯、過氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、過氧化異丁酸叔丁酯、叔己基過氧化異丙基碳酸酯、過氧化馬來酸叔丁酯、叔丁基過氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、過氧化月桂酸叔丁酯、叔丁基過氧化異丙基碳酸酯、叔丁基過氧化碳酸-2-乙基己酯、過氧化苯甲酸叔己酯、2,5-二甲基-2,5-雙(過氧化苯甲酰)己烷、過氧化乙酸叔丁酯、過氧化苯甲酸叔丁酯、雙(過氧化叔丁基)異酞酸酯等的過氧化酯類;過氧化辛酰、過氧化月桂酰、過氧化丁二酸、間甲苯甲酰過氧化苯甲酸(m-toluoyl benzoyl peroxide)、過氧化苯甲酰等的二酰基過氧化物類等。
另外,作為10小時半衰期溫度為60℃以上的有機過氧化物,還可以列舉出叔丁基三甲基硅基過氧化物。
作為氧化還原反應(yīng)的氧化劑而使用過氧化物的化學(xué)聚合引發(fā)劑的還原劑,例如可以列舉出:胺化合物、亞磺酸化合物、硫脲化合物、肟化合物、過渡金屬化合物等。
作為胺化合物的具體例,可以列舉出N,N-二甲基對甲苯胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙醇對甲苯胺等的芳族胺化合物。
作為亞磺酸化合物,可以使用亞磺酸化合物或其鹽,作為具體例子,可以列舉出:對甲苯亞磺酸、對甲苯亞磺酸鈉、對甲苯亞磺酸鉀、對甲苯亞磺酸鋰、對甲苯亞磺酸鈣、苯亞磺酸、苯亞磺酸鈉、苯亞磺酸鉀、苯亞磺酸鋰、苯亞磺酸鈣、2,4,6-三甲基苯亞磺酸、2,4,6-三甲基苯亞磺酸鈉、2,4,6-三甲基苯亞磺酸鉀、2,4,6-三甲基苯亞磺酸鋰、2,4,6-三甲基苯亞磺酸鈣、2,4,6-三乙基苯亞磺酸、2,4,6-三乙基苯亞磺酸鈉、2,4,6-三乙基苯亞磺酸鉀、2,4,6-三乙基苯亞磺酸鋰、2,4,6-三乙基苯亞磺酸鈣、2,4,6-三異丙基苯亞磺酸、2,4,6-三異丙基苯亞磺酸鈉、2,4,6-三異丙基苯亞磺酸鉀、2,4,6-三異丙基苯亞磺酸鋰、2,4,6-三異丙基苯亞磺酸鈣等,優(yōu)選為對甲苯亞磺酸鈉、苯亞磺酸鈉、2,4,6-三乙基苯亞磺酸鈉。
作為硫脲化合物的例子,可以列舉出:硫脲、甲基硫脲、乙基硫脲、N,N’-二甲基硫脲、N,N’-二乙基硫脲、N,N’-二正丙基硫脲、N,N’-二環(huán)己基硫脲、三甲基硫脲、三乙基硫脲、三正丙基硫脲、三環(huán)己基硫脲、四甲基硫脲、四乙基硫脲、四正丙基硫脲、四環(huán)己基硫脲、1-(2-吡啶基)-2-硫脲等。
作為肟化合物的例子,可以列舉出:甲基乙基酮肟、甲基異丁基酮肟、苯乙酮肟、二苯甲酰對醌二肟等。
作為過渡金屬化合物,尤其適合使用第四周期的過渡金屬化合物。第四周期的過渡金屬化合物是指周期表第四周期的第3~12族的金屬化合物,具體是指鈧(Sc)、鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)各自的金屬化合物。另外,上述各種過渡金屬元素分別具有多個化合價,但是,只要能夠以可穩(wěn)定存在的化合價作為還原劑發(fā)揮作用,便可以混合在本發(fā)明的底涂劑(primer)或牙科用固化性組合物中。
作為上述化合物的代表性的具體例子,可以列舉出:四氧化二釩(IV)、乙酰丙酮氧化釩(IV)、草酸氧釩(IV)、硫酸氧釩(IV)、二(1-苯基-1,3-丁二酮)氧代釩(IV)、雙(麥芽醇)氧釩(IV)等的+IV價的釩化合物;二氯化鉻(II)等的+II價的鉻化合物;醋酸錳(II)、環(huán)烷酸錳(II)等的+II價的錳化合物;醋酸亞鐵(II)、氯化亞鐵(II)、硫酸亞鐵(II)等的+II價的鐵化合物;醋酸鈷(II)、環(huán)烷酸鈷(II)等的+II價的鈷化合物;環(huán)烷酸鎳、氯化鎳(II)等的+II價的鎳化合物;氯化亞銅(I)、溴化亞銅(I)等的+I價的銅化合物等。
上述氧化劑或者還原劑分別可以同時使用兩種以上。
另外,作為熱聚合引發(fā)劑,例如可以列舉出:過氧化苯甲酰、過氧化對氯苯甲酰、過氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、過氧化二碳酸叔丁酯、過氧化二碳酸二異丙酯等的過氧化物;偶氮二異丁腈等的偶氮化合物;三丁基硼、三丁基硼部分氧化物、四苯硼鈉、四(對氟苯基)硼酸鈉、四苯基硼酸三乙醇胺鹽等的硼化合物;5-丁基巴比妥酸、1-芐基-5-苯基巴比妥酸等的巴比妥酸類;苯亞磺酸鈉、對甲苯亞磺酸鈉等的亞磺酸鹽類等。
上述聚合引發(fā)劑在粘接材料中的混合量,優(yōu)選相對于(A)聚合性單體100質(zhì)量份在0.01質(zhì)量份~10質(zhì)量份的范圍內(nèi),更優(yōu)選為0.1質(zhì)量份~8質(zhì)量份。當(dāng)聚合引發(fā)劑量的混合量不足0.01質(zhì)量份時,尤其在剛粘接后,有時粘接材料的固化不充分,從而粘接材料層的強度降低。另一方面,當(dāng)聚合引發(fā)劑的混合量超過10質(zhì)量份時,未反應(yīng)而殘留的聚合引發(fā)劑和反應(yīng)后的聚合引發(fā)劑的殘渣變多,從而可能會對含有聚芳基醚酮樹脂的第一部件與粘接材料層的相互作用帶來不良影響,尤其有可能導(dǎo)致長期的粘合性降低。
另外,本實施方式的粘接材料中混合有構(gòu)成聚合引發(fā)劑的至少一部分成分。該情況下,可以選擇a)粘接材料中僅混合有構(gòu)成聚合引發(fā)劑的一部分成分的第一方式、和b)粘接材料中混合有構(gòu)成聚合引發(fā)劑的全部成分的第二方式中的任意一種。
關(guān)于第一方式和第二方式的選擇,可以根據(jù)粘接方法、粘接中所使用的第一部件等粘接對象的組成、形狀、所使用的聚合引發(fā)劑的種類、組成等粘接時的各種條件而適當(dāng)?shù)剡M行選擇。但是,在作為聚合引發(fā)劑而使用光聚合引發(fā)劑或熱聚合引發(fā)劑的情況下,通常優(yōu)選采用第二方式。另一方面,在作為聚合引發(fā)劑而使用化學(xué)聚合引發(fā)劑的情況下,適當(dāng)?shù)夭捎玫谝环绞胶偷诙绞街械娜我庖环N即可。
在此,在作為(A)聚合引發(fā)劑而至少使用化學(xué)聚合引發(fā)劑的情況下,當(dāng)采用第二方式時,本實施方式的粘接材料包含:含有構(gòu)成化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分(第一成分)的第一材料、和含有構(gòu)成化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分(第二成分)的第二材料。即,包含第一材料和第二材料的粘接材料整體中含有化學(xué)聚合引發(fā)劑的全部成分。該情況下,在即將使用粘接材料前將第一材料和第二材料進行混合。另外,粘接材料的除化學(xué)聚合引發(fā)劑以外的其他各種構(gòu)成成分適當(dāng)?shù)胤峙浠旌显诘谝徊牧虾偷诙牧现?。例如,可以將粘接材料的除化學(xué)聚合引發(fā)劑以外的其他各種構(gòu)成成分呈等量地混合在第一材料和第二材料中。
另外,在作為(A)聚合引發(fā)劑而至少使用化學(xué)聚合引發(fā)劑的情況下,當(dāng)采用第一方式時,作為本實施方式的粘接材料而使用含有(A)聚合性單體、和構(gòu)成化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分(第一成分)的粘接材料。另外,構(gòu)成化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分(第二成分)混合在聚合輔助材料中。該情況下,只要實施使粘接材料與聚合輔助材料接觸的接觸工序即可。通過實施接觸工序,粘接材料中所含的(A)聚合性單體開始進行聚合反應(yīng),從而開始進行固化工序。另外,所謂的“使粘接材料與聚合輔助材料接觸”,不僅是指(i)粘接材料和聚合輔助材料以分別呈層狀地進行層疊的方式接觸的情況,還指(ii)使粘接材料和聚合輔助材料相互混合等的情況。但是,通常尤其優(yōu)選使粘接材料和聚合輔助材料以分別呈層狀地進行層疊的方式接觸。另外,在使粘接材料和聚合輔助材料混合的情況下,聚合輔助材料使用不含聚合性單體的組合物。
在此,接觸工序只要能夠使粘接材料與聚合輔助材料接觸,便可以以任意方式進行實施,例如,可以以在將粘接材料施加于第一部件等的粘合對象上之后,進而在粘接材料上施加聚合輔助材料的方式進行實施,也可以以在施加于第一部件等的粘合對象上之前,使粘接材料和聚合輔助材料充分混合的方式進行實施。關(guān)于接觸工序采用何種方式,可以在考慮到下述因素的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)剡M行選擇,即:化學(xué)聚合引發(fā)劑的反應(yīng)性;粘接材料中所含的第一成分和聚合輔助材料中所含的第二成分的濃度;粘接中所使用的粘合對象的形狀、尺寸、用途等;根據(jù)用途而決定的粘接材料的固化時間等。另外,在接觸工序中將粘接材料和聚合輔助材料充分混合的情況下,粘接材料施加工序通過將粘接材料與聚合輔助材料的混合物施加于第一部件的表面上而實施,固化工序通過使粘接材料與聚合輔助材料的混合物固化而實施。
另外,在粘接第一部件與固化性第二部件的情況下,聚合輔助材料還具備固化性第二部件的功能亦可。作為還具備固化性第二部件的功能的聚合輔助材料,例如可以利用除了構(gòu)成用于使粘接材料固化的化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分之外,還含有用于使聚合性單體或聚合輔助材料自身固化的聚合引發(fā)劑等的組合物。該情況下,通過使粘接材料與還具備固化性第二部件的功能的聚合輔助材料接觸,從而能夠通過粘接材料層而將第一部件與第二部件(還具備固化性第二部件的功能的聚合輔助材料的固化物)進行粘接。另外,在還使用第三部件的情況下,能夠通過粘接材料層和第二部件層(還具備固化性第二部件的功能的聚合輔助材料固化后的層)而將第一部件與第三部件進行粘接。該情況下,粘接部分具有第一部件、粘接材料層、第二部件層、第三部件按此順序依次層疊的層結(jié)構(gòu)。
另外,當(dāng)在接觸工序中,(i)粘接材料和聚合輔助材料以分別呈層狀地進行層疊的方式接觸時,聚合輔助材料的組成只要含有構(gòu)成化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分,則其他成分無特別限制。作為其他成分,例如可以列舉出聚合性單體、溶劑、填料、熱聚合引發(fā)劑、光聚合引發(fā)劑、顏料等。上述其他成分可以適當(dāng)?shù)乩冒ū緦嵤┓绞降恼辰硬牧现锌墒褂玫牟牧显趦?nèi)的公知材料。另外,在將聚合輔助材料也用作固化性第二部件的情況下,優(yōu)選至少含有構(gòu)成化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分和聚合性單體,進而還含有填料。另外,當(dāng)在接觸工序中,(ii)將粘接材料和聚合輔助材料進行混合時,如上所述,作為聚合輔助材料而使用不含聚合性單體的組合物。作為這樣的聚合輔助材料,例如可以列舉出:含有構(gòu)成化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分(第二成分)和揮發(fā)性溶劑的組合物、或者在該組合物中進而添加粘合劑樹脂等的增稠劑而形成的組合物等。
另外,在作為化學(xué)聚合引發(fā)劑而列舉利用氧化還原反應(yīng)的化學(xué)聚合引發(fā)劑為例的情況下,可以是在粘接材料中含有氧化劑、聚合輔助材料中含有還原劑,也可以與此相反。但是,從能夠得到更高粘合性的觀點來看,優(yōu)選在粘接材料中含有還原劑、聚合輔助材料中含有氧化劑。雖然其原因尚不清楚,但推測如下,即:在將還原劑混合在粘接材料中,并將該粘接材料施加于含有聚芳基醚酮樹脂的第一部件的表面時,粘接材料中的還原劑對聚芳基醚酮樹脂產(chǎn)生作用,將其一部分羰基還原,從而在第一部件的表面上生成兩個亞芳基、羥基以及作為取代基而具有氫原子的碳原子。由于上述兩個亞芳基、羥基以及作為取代基而具有氫原子的碳原子上,容易通過抽氫(hydrogen abstraction)而產(chǎn)生自由基,因而在與聚合輔助材料接觸混合后的粘接材料聚合固化時,在與第一部件表面上生成的羥基鄰接的碳原子與層疊的(A)聚合性單體之間形成鍵。由此,粘合性提高。
另外,關(guān)于粘接材料中混合的還原劑,從作為化學(xué)聚合引發(fā)劑的活性的高低、在粘接材料與聚合輔助材料即將接觸前盡可能保持高流動性、以及保存穩(wěn)定性等的平衡來看,優(yōu)選混合第四周期的過渡金屬化合物,進而優(yōu)選為+IV價的釩化合物。
另外,在粘接材料中使用第四周期的過渡金屬化合物的情況下,當(dāng)粘接材料中混合有胺化合物時,與未混合胺化合物時相比而粘接強度提高效果略有降低,因而優(yōu)選粘接材料中不混合胺化合物。估計這是因為:胺化合物與第四周期的過渡金屬化合物中的過渡金屬進行配位,從而使該第四周期的過渡金屬化合物的活性降低。
(C)揮發(fā)性溶劑
通常,優(yōu)選本實施方式的粘接材料中還混合有揮發(fā)性溶劑。含有揮發(fā)性溶劑的粘接材料的粘度降低。因此,粘接材料容易進入含有聚芳基醚酮樹脂的第一部件表面上的微小凹凸中,且有利于形成均勻的粘接材料層。另外,通過使(A)聚合性單體在溶劑中進行移動,容易使p1h1型聚合性單體中的氫鍵性官能團移動至適于與聚芳基醚酮樹脂形成相互作用的位置處,因而能夠使聚芳基醚酮樹脂與粘接材料層的相互作用變得更強。這在作為(A)聚合性單體進而使用p2h1a1型聚合性單體時也是同樣的。即,揮發(fā)性溶劑能夠促進p2h1a1型聚合性單體中的芳香環(huán)移動至適于與聚芳基醚酮樹脂形成相互作用的位置處。
在此,溶劑在發(fā)揮了對含有粘接材料的涂膜層賦予流動性這一作用后從體系中除去為佳,從而必須為揮發(fā)性溶劑。在本申請說明書中,“揮發(fā)性溶劑”是指20℃下的蒸氣壓為1.0KPa以上。但是,由于優(yōu)選揮發(fā)性溶劑充分揮發(fā)而未殘留在粘接材料層中,從而不會帶來不良影響,因此,揮發(fā)性溶劑的20℃下的蒸氣壓更優(yōu)選為2.0KPa以上,進而優(yōu)選為5.0KPa以上。另一方面,當(dāng)揮發(fā)性溶劑的揮發(fā)速度過快時,難以得到促進p1h1型聚合性單體中的氫鍵性官能團、或者根據(jù)需要而使用的p2h1a1型聚合性單體中的芳香環(huán)移動至適于與聚芳基醚酮樹脂形成相互作用的位置處的效果。因此,揮發(fā)性溶劑的20℃下的蒸氣壓優(yōu)選為60KPa以下,更優(yōu)選為50KPa以下。另外,揮發(fā)性溶劑的沸點并無特別限定,但是,由于沸點低時容易在將粘接材料涂敷于第一部件表面之后除去揮發(fā)性溶劑,因此,揮發(fā)性溶劑的760mmHg下的沸點優(yōu)選為100℃以下,更優(yōu)選為80℃以下。
另外,作為使用揮發(fā)性溶劑的效果,可以列舉出如下效果,即:更加容易將粘接材料涂敷至第一部件的表面上;更加容易使用等。
揮發(fā)性溶劑優(yōu)選具有酮基。通過使用具有酮基的揮發(fā)性溶劑,能夠使第一部件與粘接材料的親和性提高,從而粘接材料容易進入第一部件表面上的微小凹凸中,并且,第一部件與粘接材料層的相互作用變得更強,從而使粘合性提高。
揮發(fā)性溶劑優(yōu)選呈非質(zhì)子性。當(dāng)揮發(fā)性溶劑呈質(zhì)子性時,揮發(fā)性溶劑所提供的質(zhì)子與聚芳基醚酮樹脂的羰基的相互作用,會阻礙粘接材料中所含的p1h1型聚合性單體的氫鍵性官能團與聚芳基醚酮樹脂的羰基的相互作用。由此,有可能導(dǎo)致第一部件與粘接材料層的相互作用變得更弱,從而導(dǎo)致粘合性提高效果受限。
作為可以使用的揮發(fā)性溶劑,例如非質(zhì)子性的揮發(fā)性溶劑可以列舉出:丙酮、甲乙酮、二乙基酮、甲基正丙基酮、甲基異丁基酮、乙腈、四氫呋喃、二乙醚、戊烷、己烷、甲苯、醋酸乙酯等的非酒精類溶劑等,質(zhì)子性的揮發(fā)性溶劑可以列舉出:甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇等的酒精類溶劑、水等。
上述揮發(fā)性溶劑可以單獨進行使用,在能夠均勻混合的情況下也可以將多種加以混合。在上述揮發(fā)性溶劑中,從作為具有酮基的非質(zhì)子性溶劑且生物安全性等觀點來看,更優(yōu)選為丙酮、甲乙酮、二乙基酮、甲基正丙基酮、甲基異丁基酮,最優(yōu)選為丙酮。
另外,上述揮發(fā)性溶劑在將本實施方式的粘接材料涂敷在第一部件上之后、且使該粘接材料固化之前,通過鼓風(fēng)等而除去。
揮發(fā)性溶劑的混合量并無特別限制,但是,優(yōu)選根據(jù)本實施方式的粘接材料的用途而相對于(A)聚合性單體100質(zhì)量份在10質(zhì)量份~3000質(zhì)量份的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)剡M行選擇。但是,在將本實施方式的粘接材料使用于并未特別要求粘度低的用途中時,揮發(fā)性溶劑的混合量優(yōu)選相對于(A)聚合性單體100質(zhì)量份在10質(zhì)量份~500質(zhì)量份的范圍內(nèi),更優(yōu)選在20質(zhì)量份~400質(zhì)量份的范圍內(nèi),最優(yōu)選在50質(zhì)量份~300質(zhì)量份的范圍內(nèi)。通過將揮發(fā)性溶劑的混合量設(shè)定在10質(zhì)量份以上,從而能夠充分降低粘接材料的粘度。因此,粘接材料更容易進入第一部件表面上的微小凹凸中,而且也更容易得到形成均勻的粘接材料層這一效果。另外,還更容易得到使聚合性單體在溶劑中移動,從而移動至適于與聚芳基醚酮樹脂產(chǎn)生相互作用的位置處這一效果。另外,通過將揮發(fā)性溶劑的混合量設(shè)定在500質(zhì)量份以下,能夠增大粘接材料中的(A)聚合性單體的相對比例。由此,在將粘接材料涂敷于第一部件表面上時,能夠使第一部件表面上存在足夠量的(A)聚合性單體。因此,能夠更加可靠地形成均勻且牢固的粘接材料層,并且,能夠更加可靠地得到高粘合性。
另外,也可以在粘接材料中同時混合揮發(fā)性溶劑和20℃下的蒸汽壓低于1.0KPa的低揮發(fā)性溶劑。但是,當(dāng)粘接材料中的低揮發(fā)性溶劑的含量較多時,有可能阻礙第一部件中所含的聚芳基醚酮樹脂與粘接材料的(A)聚合性單體的相互作用、或者阻礙粘接材料的(A)聚合性單體的聚合固化,從而導(dǎo)致粘合性降低。因此,粘接材料中所混合的低揮發(fā)性溶劑,優(yōu)選相對于揮發(fā)性溶劑的混合量在10wt%以下,更優(yōu)選為1wt%以下,最優(yōu)選為0.1wt%以下。
(D)偶聯(lián)劑
本實施方式的粘接材料中,也可以根據(jù)需要而混合至少具有一個以上的與無機化合物反應(yīng)的第一反應(yīng)基、和一個以上的與無機化合物反應(yīng)的第二反應(yīng)基的偶聯(lián)劑。尤其在第一部件的至少粘合面附近部分或者第一部件整體是使用含有聚芳基醚酮樹脂和無機氧化物等的無機化合物的聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料制成的情況下,優(yōu)選使用偶聯(lián)劑。另外,關(guān)于適于使用混合有偶聯(lián)劑的粘接材料進行粘接的第一部件的材料組成,之后詳細進行說明。
當(dāng)?shù)谝徊考袩o機化合物時,與不含偶聯(lián)劑的粘接材料相比,含有偶聯(lián)劑的粘接材料能夠相對于第一部件而得到更高的粘合性。
偶聯(lián)劑可以無限制地使用公知的偶聯(lián)劑,作為典型的偶聯(lián)劑,可以列舉出具有下述通式(I)所示結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。
[化學(xué)式15]
在通式(I)中,M是選自由金屬元素和半金屬元素構(gòu)成的群中的元素,X是第一反應(yīng)基,且是選自由(a)羥基和(b)通過水解而形成羥基與元素M直接結(jié)合的M-OH結(jié)構(gòu)的官能團構(gòu)成的群中的反應(yīng)基,Y是第二反應(yīng)基,Z是與有機化合物和無機化合物均不反應(yīng)的非反應(yīng)性官能團。另外,m為1以上的整數(shù),n為1以上的整數(shù),l為0或1以上的整數(shù),m+n+l為與元素M的原子價相同的整數(shù)。
作為偶聯(lián)劑,存在例如通式(I)中的元素M為硅的硅烷偶聯(lián)劑、元素M為鈦的鈦酸酯類偶聯(lián)劑、元素M為鋁的鋁酸酯類偶聯(lián)劑、元素M為鋯的鋯酸酯類偶聯(lián)劑等,從粘合性和使用性的觀點來看,尤其適合為硅烷偶聯(lián)劑。
通式(I)中的第一反應(yīng)基X是(a)羥基(OH)、或者(b)通過水解而形成羥基(OH)與元素M直接結(jié)合的M-OH結(jié)構(gòu)的官能團。作為(b)所示的官能團,可以列舉出烷氧基、丙烯酰氧基、鹵基(halogen group)、氨基等。并且,推測是因為通過(a)所示的羥基而形成的M-OH結(jié)構(gòu)、或者通過(b)所示的官能團的水解而形成的M-OH結(jié)構(gòu)與聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料中的無機氧化物進行反應(yīng),從而得到粘合性。通式(I)中的第一反應(yīng)基X,從其保存穩(wěn)定性的觀點來看,優(yōu)選為保存期間M-OH結(jié)構(gòu)較少,而在即將使用前通過與例如酸性化合物混合而進行水解從而生成多個羥基(OH)與元素M直接結(jié)合的M-OH結(jié)構(gòu)的官能團,作為這樣的官能團,例如可以列舉出烷氧基、丙烯酰氧基等。在保存期間大量生成羥基的情況下,有可能使該羥基彼此發(fā)生縮合反應(yīng),從而使粘接材料膠化等,無法長期進行保存。因此,X優(yōu)選為烷氧基、丙烯酰氧基等的官能團,并且,從使用容易等方面來看,更優(yōu)選為碳數(shù)為1~5的烷氧基,即,第一反應(yīng)基X更優(yōu)選為OR(R是碳數(shù)為1~5的烷基),尤其進而優(yōu)選為甲氧基、乙氧基或者丙氧基。
通式(I)中的第二反應(yīng)基Y是包含聚合性官能團的官能團,通過該官能團而在偶聯(lián)劑與粘接材料中所含的(A)聚合性單體之間形成鍵,從而形成均勻且牢固的粘接材料層,由此使粘合性提高。從生物毒性低、聚合活性高等方面來看,第二反應(yīng)基Y所具有的聚合性官能團優(yōu)選為自由基聚合性官能團。作為該自由基聚合性官能團,可以列舉出(甲基)丙烯?;⒁蚁┗?、苯乙烯基、烯丙基等的官能團,從聚合速度、生物安全性方面出發(fā),尤其優(yōu)選為(甲基)丙烯?;?。
通式(I)中的Z只要是與有機化合物和無機化合物均不反應(yīng)的非反應(yīng)性官能團,便可以是任意的官能團,例如可以列舉出氫原子、烷基、芳基等。
通式(I)中的m、n、l分別表示官能團X、Y、Z的數(shù)量。因此,m+n+l與元素M的原子價一致。另外,第一反應(yīng)基X和第二反應(yīng)基Y是為了進一步提高與含有聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料的第一部件的粘合性所必需的官能團,因而m、n分別單獨為l以上的整數(shù)。另一方面,官能團Z并非為了得到上述粘合性提高效果所必需的官能團,因而l為0或1以上的整數(shù)。第一反應(yīng)基X與聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料和粘接材料之間的結(jié)合強度密切相關(guān),第二反應(yīng)基Y與粘接材料層的強度密切相關(guān)。因此,m、n的數(shù)值越大則聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料與粘接材料的相互作用變得更強,從而能夠得到更高的粘合性。因此,l優(yōu)選為0或l,更優(yōu)選為0。另外,由于通過源自第一反應(yīng)基X的M-OH結(jié)構(gòu)而形成的聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料與粘接材料之間的結(jié)合強度尤其對于粘合性的影響較大,因而m優(yōu)選為2以上。即,例如在元素M是原子價為4的硅的硅烷偶聯(lián)劑的情況下,優(yōu)選為m=3、n=1、l=0的組合、m=2、n=2、l=0的組合、或者m=2、n=1、l=1的組合,進而優(yōu)選為m=3、n=1、l=0的組合、或者m=2、n=2、l=0的組合,尤其優(yōu)選為m=3、n=1、l=0的組合。
另外,除了上述通式(I)所示的化合物以外,偶聯(lián)劑還可以使用兩個以上的通式(I)所示化合物通過硅氧烷鍵連接而成的化合物、或者通過亞烷基等其他的官能團連接而成的化合物。
作為適合的偶聯(lián)劑,可以列舉出通式(II)所示的偶聯(lián)劑。
[化學(xué)式16]
在此,與通式(I)所示的情況同樣地,通式(II)中的M表示選自由金屬元素和半金屬元素構(gòu)成的群的元素,R1表示碳數(shù)為1~5的烷基,R2表示亞烷基、亞芳基、亞烷基亞芳基、亞芳基亞烷基的任意一種(其中,只要不會顯著阻礙使與含有聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料的第一部件的粘合性提高的效果,則上述官能團中可以作為側(cè)鏈而具有任意的官能團,例如可以列舉出氫原子、烷基、羥基、氨基等。另外,該官能團也可以通過醚鍵、酯鍵、酰胺鍵、氨基等而將多個加以連接。)。另外,R3表示氫原子或者甲基,Z表示氫原子或者碳數(shù)為1~5的烷基。另外,m、n、l分別表示官能團的數(shù)量,m、n分別單獨為1以上的整數(shù),l為0或1以上的整數(shù)。m+n+l與元素M的原子價相同。另外,R1更優(yōu)選為甲基或乙基。R2更優(yōu)選為主鏈的碳數(shù)為1~15的亞烷基或者主鏈的碳數(shù)為6~20的亞芳基、亞烷基亞芳基、亞芳基亞烷基。Z更優(yōu)選為氫原子或甲基。l更優(yōu)選為0。另外,在通式(II)中,亞烷基亞芳基是亞烷基部分與氧原子結(jié)合、亞芳基部分與元素M結(jié)合的基團,亞芳基亞烷基是亞芳基部分與氧原子結(jié)合、亞烷基部分與元素M結(jié)合的基團。這在以下所示的通式(III)中也是同樣的。
通式(II)中的元素M,如上所述優(yōu)選為硅,這樣的偶聯(lián)劑可以表示為下述通式(III)。
[化學(xué)式17]
在此,在通式(III)中,R1表示碳數(shù)為1~5的烷基,R2表示亞烷基、亞芳基、亞烷基亞芳基、亞芳基亞烷基的任意一種(其中,只要不會顯著阻礙使與含有聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料的第一部件的粘合性提高的效果,則上述官能團中可以作為側(cè)鏈而具有任意的官能團,例如可以列舉出氫原子、烷基、羥基、氨基等。另外,該官能團也可以通過醚鍵、酯鍵、酰胺鍵、氨基等而將多個加以連接。)。另外,R3表示氫原子或者甲基,Z表示氫原子或者碳數(shù)為1~5的烷基。另外,m、n、l分別表示官能團的數(shù)量,m、n分別單獨為1以上的整數(shù),l為0或1以上的整數(shù)。m+n+l=4。另外,R1更優(yōu)選為甲基、乙基或者丙基。R2更優(yōu)選為主鏈的碳數(shù)為1~15的亞烷基或者主鏈的碳數(shù)為6~20的亞芳基、亞烷基亞芳基、亞芳基亞烷基。Z更優(yōu)選為氫原子或者甲基。m、n、l優(yōu)選為m=3、n=1、l=0的組合、m=2、n=2、l=0的組合、或者m=2、n=1、l=1的組合,更優(yōu)選為=3、n=1、l=0的組合。
作為適用的偶聯(lián)劑,例如硅烷偶聯(lián)劑可以列舉出:γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三異丙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三(甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、ω-甲基丙烯酰氧基癸基三甲氧基硅烷、(甲基丙烯酰氧基甲基)甲基二甲氧基硅烷、(甲基丙烯酰氧基甲基)甲基二乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、O-(甲基丙烯酰氧基乙基)-N-(三乙氧基硅基丙基)氨基甲酸酯、N-(3-甲基丙烯?;?2-羥丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(n-甲基丙烯酰氧基苯基)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三異丙氧基硅烷、3-(3-甲氧基-4-甲基丙烯酰氧基苯基)丙基三甲氧基硅烷等。
上述偶聯(lián)劑可以使用一種,也可以將兩種以上加以組合而使用。
偶聯(lián)劑的混合量并無特別限制,優(yōu)選相對于偶聯(lián)劑和(A)聚合性單體的總量100質(zhì)量份在1質(zhì)量份~30質(zhì)量份的范圍內(nèi),更優(yōu)選在2質(zhì)量份~20質(zhì)量份的范圍內(nèi),進而優(yōu)選在3質(zhì)量份~10質(zhì)量份的范圍內(nèi)。通過將偶聯(lián)劑的混合量設(shè)定在1質(zhì)量份~30質(zhì)量份的范圍內(nèi),能夠更加提高與含有聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料的第一部件的粘合性。其理由在于:通過將偶聯(lián)劑的混合量設(shè)定在1質(zhì)量份以上,容易在存在于第一部件表面上的無機化合物與偶聯(lián)劑之間形成足夠的鍵。并且,通過將偶聯(lián)劑的混合量設(shè)定在30質(zhì)量份以下,能夠抑制在存在于第一部件表面上的無機化合物附近,因為過剩的偶聯(lián)劑的M-OH結(jié)構(gòu)彼此脫水縮合而形成脆弱的層。
作為偶聯(lián)劑,在通式(I)中的第一反應(yīng)基X使用通過水解而形成羥基(OH)與元素M直接結(jié)合的M-OH結(jié)構(gòu)的官能團的情況下,也優(yōu)選作為(A)聚合性單體而使用分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單體。通過使用分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單體,能夠促進偶聯(lián)劑的水解反應(yīng),從而能夠高效地生成M-OH結(jié)構(gòu)。由此,與聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料中所含的無機化合物之間的反應(yīng)進一步加快,從而使粘合性提高。
但是,在粘接材料中混合分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單體的情況下,可以將分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單體和偶聯(lián)劑保存在同一包裝中,但是,從保存穩(wěn)定性的觀點來看,優(yōu)選將含有偶聯(lián)劑的粘接材料成分和含有分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單體的粘接材料成分分別進行包裝保存。這是因為:在以將偶聯(lián)劑與分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單體混合的狀態(tài)進行保存的情況下,在保存期間,通過水解而形成羥基(OH)與元素M直接結(jié)合的M-OH結(jié)構(gòu)的官能團的水解反應(yīng)加快。該情況下,難以獲得上述官能團的保存穩(wěn)定性高這一優(yōu)點。
使用偶聯(lián)劑時的分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單體的混合量,優(yōu)選相對于全部聚合性單體100質(zhì)量份為1質(zhì)量份~40質(zhì)量份,更優(yōu)選為5質(zhì)量份~20質(zhì)量份。通過將分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單體的混合量設(shè)定在1wt%以上,能夠充分促進偶聯(lián)劑中的第一反應(yīng)基X(通過水解而形成M-OH結(jié)構(gòu)的官能團)的水解,從而能夠更加可靠地得到高粘合性。另外,通過將分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單體的混合量設(shè)定在40wt%以下,能夠抑制粘接材料的吸水性提高至所需程度以上。因此,即使在濕潤的環(huán)境(例如口腔內(nèi)等)下使用粘接材料,也不易發(fā)生粘接材料層過度吸水而劣化的情況,因而,尤其能夠更加可靠地抑制長期的粘合性的降低。
另外,在本實施方式的粘接材料中,作為必需成分而使用p1h1型聚合性單體。因此,推測在進而使用通式(I)~(III)所示的偶聯(lián)劑的情況下,當(dāng)偶聯(lián)劑的第一反應(yīng)基X為羥基時,具有通過含有該羥基的M-OH結(jié)構(gòu)與p1h1型聚合性單體的氫鍵性官能團相互作用而使粘接材料層的結(jié)合強度提高這一效果。另外,當(dāng)偶聯(lián)劑的第一反應(yīng)基X為通過水解而形成M-OH結(jié)構(gòu)的官能團時,具有通過該官能團的水解而形成的M-OH結(jié)構(gòu)與p1h1型聚合性單體的氫鍵性官能團相互作用而使粘接材料層的結(jié)合強度提高這一效果。即,可以期待通過這些作用而得到更高的粘合性。
(E)其他成分
在本實施方式的粘接材料中,也可以根據(jù)需要而含有填料。填料可以無特別限制地利用公知的無機填料、有機填料、有機無機復(fù)合填料等。通過含有填料,進入第一部件的表面上所存在的微小凹凸中的粘接材料的強度提高,從而第一部件與粘接材料層的相互作用變得更強,由此容易得到高粘合性。
作為無機填料的例子,可以列舉出:石英、二氧化硅、二氧化硅-氧化鋁、二氧化硅-二氧化鈦、二氧化硅-氧化鋯、鑭玻璃、鋇玻璃、鍶玻璃、氟鋁硅酸鹽玻璃等。另外,當(dāng)使用這些無機填料時,優(yōu)選使用經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理后的無機填料。作為硅烷偶聯(lián)劑,例如可以列舉出:甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、11-甲基丙烯酰氧基十一烷基三甲氧基硅烷、11-甲基丙烯酰氧基十一烷基甲基二甲氧基硅烷等。
作為有機填料的例子,可以列舉出:聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯-聚甲基丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等的有機高分子所構(gòu)成的顆粒。
作為有機無機復(fù)合填料的例子,可以列舉出將上述無機顆粒與聚合性單體混合,然后進行聚合、粉碎而得到的粒狀有機無機復(fù)合填料。
另一方面,當(dāng)粘接材料含有大量填料時,呈粘接材料的粘度變高而粘合性降低的趨勢。并且,還存在難以得到粘接材料中所含的p1h1型聚合性單體的氫鍵性官能團與聚芳基醚酮樹脂的羰基的相互作用,從而導(dǎo)致粘合性降低的情況。這在粘接材料中還含有p2h1a1型聚合性單體時也是同樣的。這是因為:難以得到p2h1a1型聚合性單體的芳香環(huán)與聚芳基醚酮樹脂的芳香環(huán)的相互作用。因此,填料在粘接材料中的添加量,優(yōu)選相對于(A)聚合性單體100質(zhì)量份為400質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為100質(zhì)量份以下,進而優(yōu)選為50質(zhì)量份以下,更進一步優(yōu)選為20質(zhì)量份以下,進一步更優(yōu)選為10質(zhì)量份以下。
上述填料的粒徑、形狀并無特別限制,但是,從形成均勻的粘接材料層的觀點來看,優(yōu)選粒徑較小。作為填料的粒徑,優(yōu)選利用透射電子顯微鏡測定的任意100粒的平均一次粒徑為100μm以下,更優(yōu)選為0.01μm~10μm,進而優(yōu)選為0.01μm~1μm。
另外,粘接材料中也可以根據(jù)需要而含有(A)~(D)所示成分以外的其他成分,例如阻聚劑、聚合抑制劑、染料、顏料、香料等。
<粘接材料的各種物理性質(zhì)和制造方法>
在使用本實施方式的粘接材料進行粘接時,使粘接材料進入含有聚芳基醚酮樹脂的第一部件的表面上所存在的微小凹凸中,對于得到高粘合性而言很重要。而且,聚芳基醚酮樹脂的官能團與粘接材料的(A)聚合性單體的官能團的相互作用對于得到高粘合性而言也很重要。因此,粘接材料優(yōu)選在涂敷于第一部件的表面上時呈低粘度。若粘接材料的粘度低,則粘接材料容易進入粘接材料的表面上所存在的微小凹凸中。
另外,從提高粘接材料相對于第一部件的涂敷性、或者使粘接時的使用變?nèi)菀椎挠^點來看,粘接材料的粘度優(yōu)選在23℃下為0.3cP~3000cP的范圍,更優(yōu)選為0.4cP~500cP的范圍,進而優(yōu)選為0.5cP~30cP的范圍,最優(yōu)選為0.5cP~10cP的范圍。另外,粘接材料的粘度也可以通過在粘接材料中進而混合揮發(fā)性溶劑而進行調(diào)整。關(guān)于粘度的測定,只要是在紅色燈下且保持為23℃的恒溫室內(nèi)使用錐板式粘度計進行,便可防止測定期間因為聚合而導(dǎo)致粘度變化。
本實施方式的粘接材料的制造方法并無特別限定,按照公知的粘接材料的制造方法進行即可。通常,只要量取所要混合的全部成分,并充分混合至均勻即可。
<粘接方法、第一部件、第二部件以及第三部件>
本實施方式的粘接材料只要至少使用于針對含有聚芳基醚酮樹脂的第一部件的粘接中,則使用本實施方式的粘接材料的粘接方法并無特別限定。另外,在粘接時,也可以同時使用聚合輔助材料等其他的組合物。另外,在粘接材料中含有揮發(fā)性溶劑的情況下,可以在使形成于第一部件表面上的粘接材料的涂膜層固化之前,通過自然干燥或鼓風(fēng)等除去涂膜層中的揮發(fā)性溶劑。
另外,本實施方式的粘接材料更優(yōu)選相對于粘合面被粗糙化的第一部件進行使用。粘合面被粗糙化的第一部件的表面上的凹凸增多,因此,通過相對于該粘合面而使用本實施方式的粘接材料,能夠得到更高的粘合性。粘合面的粗糙化處理只要是在將本實施方式的粘接材料賦予第一部件之前實施即可。粗糙化處理方法并無特別限定,可以利用公知的粗糙化處理方法,但是,從簡便性和安全性的觀點來看,優(yōu)選為噴砂處理。噴砂處理通??梢酝ㄟ^如下方式實施,即:使用噴砂裝置,在數(shù)十KPa~數(shù)MPa的壓力下向第一部件的粘合面噴射粒徑為數(shù)μm~數(shù)百μm的氧化鋁顆粒。
粘接的順序可以根據(jù)粘接對象、粘接材料中所含的聚合引發(fā)劑的種類等而適當(dāng)?shù)貨Q定。在粘接對象僅使用第一部件的情況下,例如只要在將粘接材料涂敷于第一部件的表面上之后,使粘接材料固化即可。在作為聚合引發(fā)劑而使用熱聚合引發(fā)劑或光聚合引發(fā)劑的情況下,可以在涂敷后通過加熱或光照射而使粘接材料固化。另外,在作為聚合引發(fā)劑而使用化學(xué)聚合引發(fā)劑的情況下,可以在第一部件的表面上涂敷預(yù)先使粘接材料與聚合輔助材料混合而成的混合物,也可以將粘接材料和聚合輔助材料分開涂敷在第一部件的表面上,在第一部件的表面上使粘接材料與聚合輔助材料接觸即可。該情況下,粘接材料的固化從粘接材料與聚合輔助材料接觸時開始。
在作為粘接對象而使用第一部件和固體狀第二部件的情況下,例如只要在將粘接材料涂敷于第一部件或固體狀第二部件的至少一個部件的表面上之后,使第一部件與固體狀第二部件隔著粘接材料的涂膜層接觸,然后使粘接材料固化即可。在使用聚合輔助材料的情況下,可以在將由粘接材料和聚合輔助材料混合而成的混合物涂敷于第一部件或固體狀第二部件的至少一個部件的表面上之后,經(jīng)由由混合物構(gòu)成的涂敷層而使第一部件與固體狀第二部件粘合而進行粘接?;蛘撸梢栽谄渲幸粋€部件的表面上涂敷粘接材料,而在另一個部件的表面上涂敷聚合輔助材料,然后使第一部件與固體狀第二部件粘合而進行粘接。
在作為粘接對象而使用第一部件和固化性第二部件的情況下,例如可以實施一個步驟的固化處理,即:在將粘接材料涂敷于第一部件的表面上之后,進而涂敷固化性第二部件,并同時使粘接材料和固化性第二部件固化,也可以實施兩個步驟的固化處理,即:在依次進行粘接材料的涂敷和固化之后,依次進行固化性第二部件的涂敷和固化。固化處理的時機、次數(shù)、固化方法(熱固化、光固化、化學(xué)固化),可以根據(jù)粘接材料和固化性第二部件中所混合的聚合引發(fā)劑的種類而適當(dāng)?shù)剡M行選擇。
另外,在粘接材料含有化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分的情況下,優(yōu)選固化性第二部件(聚合輔助材料)中至少含有(用于使粘接材料固化的)化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分、用于使固化性第二部件(聚合輔助材料)固化的聚合引發(fā)劑(所有成分)以及聚合性單體,并且還含有填料。另外,在用于使固化性第二部件(聚合輔助材料)固化的聚合引發(fā)劑為化學(xué)聚合引發(fā)劑的情況下,優(yōu)選將(用于使粘接材料固化的)化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分兼作為用于使固化性第二部件(聚合輔助材料)固化的化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分。
另外,在粘接材料完全不含化學(xué)聚合引發(fā)劑,而含有熱聚合引發(fā)劑和光聚合引發(fā)劑的至少任意一種聚合引發(fā)劑的情況下,優(yōu)選固化性第二部件至少含有聚合引發(fā)劑(所有成分)和聚合性單體,并且還含有填料。
另外,在還使用第三部件的情況下,例如只要在將粘接材料涂敷于第一部件的表面上,并將固化性第二部件涂敷于第三部件的表面上之后,使第一部件的涂敷有粘接材料的面與第三部件的涂敷有固化性第二部件的面接觸,然后使粘接材料和固化性第二部件固化即可。該情況下,也可以在使第一部件與第三部件接觸之前,先使粘接材料和固化性第二部件的任意一個部件固化,并在使第一部件與第三部件接觸后使另一個部件固化。
另外,也可以在將粘接材料和固化性第二部件以此順序涂敷在第一部件的表面上之后,使第一部件的涂敷有粘接材料和固化性第二部件的面與第三部件接觸,然后使粘接材料和固化性第二部件固化。該情況下,也可以在將粘接材料涂敷于第一部件的表面上并使其固化之后,進而涂敷固化性第二部件,進而使第一部件的涂敷有固化性第二部件的面與第三部件接觸,然后使固化性第二部件固化?;蛘撸部梢栽趯⒐袒缘诙考驼辰硬牧弦源隧樞蛲糠笤诘谌考谋砻嫔现?,使第三部件的涂敷有固化性第二部件和粘接材料的面與第一部件接觸,然后使固化性第二部件和粘接材料固化。該情況下,也可以在將固化性第二部件涂敷于第三部件的表面上并使其固化之后,進而涂敷粘接材料,進而使第三部件的涂敷有粘接材料的面與第一部件接觸,然后使粘接材料固化。另外,涂敷粘接材料或固化性第二部件的部件、時機以及使這些部件固化的時機可以適當(dāng)?shù)剡M行選擇。
本實施方式的粘接方法中所使用的第一部件,只要是含有聚芳基醚酮樹脂的部件便無特別限定。但是,第一部件的至少粘合面附近部分的構(gòu)成材料(粘合部構(gòu)成材料)中必須含有聚芳基醚酮樹脂,并且,優(yōu)選在粘合部構(gòu)成材料中含有20wt%以上的聚芳基醚酮樹脂,更優(yōu)選含有30wt%以上。通過使粘合部構(gòu)成材料含有20wt%以上的聚芳基醚酮樹脂,能夠使粘接材料中所含的p1h1型聚合性單體的氫鍵性官能團與聚芳基醚酮樹脂的酮基的相互作用變得更大,因而容易得到更高的粘合性。進而,在粘接材料中含有p2h1a1型聚合性單體的情況下,能夠使通過p2h1a1型聚合性單體的芳香環(huán)與聚芳基醚酮樹脂的芳香環(huán)形成堆積而產(chǎn)生的相互作用變得更大,因而能夠得到更高的粘合性。并且,能夠進一步提高粘合部構(gòu)成材料的強度。
另外,第一部件既可以整體由粘合部構(gòu)成材料構(gòu)成,也可以是包含粘合面附近部分在內(nèi)的一部分由粘合部構(gòu)成材料構(gòu)成,而其他部分由與粘合部構(gòu)成材料不同的材料構(gòu)成。另外,粘合部構(gòu)成材料可以僅由聚芳基醚酮樹脂構(gòu)成,也可以是由聚芳基醚酮樹脂和其他材料混合而成的材料。作為其他材料,可以列舉出除了聚芳基醚酮樹脂以外的其他樹脂或填料,除此之外,作為微量成分,可以列舉出顏料、穩(wěn)定劑等各種添加劑。
聚芳基醚酮樹脂是其結(jié)構(gòu)單元(structural unit)至少含有芳族基、醚基(醚鍵)以及酮基(酮鍵)的熱塑性樹脂,大多數(shù)具有亞苯基通過醚基和酮基而結(jié)合的直鏈狀聚合物結(jié)構(gòu)。作為聚芳基醚酮樹脂的代表例,可以列舉出聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)等。另外,構(gòu)成聚芳基醚酮樹脂的結(jié)構(gòu)單元的芳族基,也可以呈如聯(lián)苯結(jié)構(gòu)等那樣具有兩個或兩個以上的苯環(huán)的結(jié)構(gòu)。另外,聚芳基醚酮樹脂的結(jié)構(gòu)單元中也可以含有磺?;蛘吣軌蚬簿鄣钠渌麊误w單元。
作為能夠與聚芳基醚酮樹脂進行混合的其他樹脂,并無特別限制,但是,優(yōu)選為不會使聚芳基醚酮樹脂的剛性或強韌性等物理性質(zhì)大幅劣化的樹脂,例如可以列舉出:聚芳酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚鄰苯二甲酰胺樹脂、聚四氟乙烯樹脂、聚亞苯基醚樹脂等。在將聚芳基醚酮樹脂與其他樹脂進行混合時,樹脂混合物中的聚芳基醚酮樹脂的混合比例優(yōu)選為50wt%以上,更優(yōu)選為70wt%以上,進而優(yōu)選為90wt%以上,更進一步優(yōu)選為99wt%以上。
作為能夠混合在聚芳基醚酮樹脂中的填料,可以無特別限制地利用公知的填料,但優(yōu)選為無機填料(無機化合物)。作為無機化合物,可以使用二氧化硅等的無機氧化物;SiC、SiN等的非氧化物類無機化合物的任意一種,優(yōu)選使用無機氧化物。作為無機氧化物的材質(zhì),例如可以列舉出:二氧化硅玻璃、硼硅酸鹽玻璃、鈉玻璃、鋁硅酸鹽玻璃以及氟鋁硅酸鹽玻璃、含重金屬(例如鋇、鍶、鋯)的玻璃;使上述玻璃析出晶體的晶化玻璃、透輝石、白榴石等析出晶體的晶化玻璃等的微晶玻璃;二氧化硅-氧化鋯、二氧化硅-二氧化鈦、二氧化硅-氧化鋁等的復(fù)合無機氧化物;或者在上述復(fù)合氧化物中添加I族無機氧化物后的氧化物;二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯等的無機氧化物等。這些無機化合物可以僅使用一種,也可以組合使用兩種以上。
另外,在粘合部構(gòu)成材料由含有無機化合物和聚芳基醚酮樹脂的聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料構(gòu)成的情況下,根據(jù)與上述情況相同的理由,優(yōu)選聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料中含有20wt%以上的聚芳基醚酮樹脂,優(yōu)選含有30wt%以上的聚芳基醚酮樹脂。
另外,優(yōu)選在聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料中含有15wt%以上的無機化合物,優(yōu)選含有25wt%以上的無機化合物。另外,聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料中的無機化合物的混合比例優(yōu)選為70wt%以下,更優(yōu)選為50wt%以下。
作為上述聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料,可以列舉出:a)僅由聚芳基醚酮樹脂和無機化合物混合而成的復(fù)合材料、b)由聚芳基醚酮樹脂和其他樹脂的混合物構(gòu)成的樹脂基體(resin matrix)與無機化合物混合而成的復(fù)合材料、c)在a)或b)所示的復(fù)合材料中進一步添加顏料、穩(wěn)定劑等的微量成分而形成的復(fù)合材料等。
另外,含有20wt%以上的聚芳基醚酮樹脂和15wt%以上的無機化合物的聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料,具有下述a)~c)的特征,即:a)與聚芳基醚酮樹脂單獨、其他樹脂單獨、或者聚芳基醚酮樹脂與其他樹脂的混合物相比,能夠容易地得到高機械強度;b)與僅由無機化合物構(gòu)成的材料相比,脆性破裂強;c)與除了金或白金等部分耐腐蝕性強的高價金屬材料以外的普通金屬材料相比,耐水性、耐腐蝕性出色。在與至少粘合部構(gòu)成材料使用上述聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料的第一部件進行粘接時,如上所述,使用含有偶聯(lián)劑的粘接材料較為合適。
另外,從機械強度的觀點出發(fā),聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料中的無機化合物的混合比例越大越好,但是,當(dāng)混合比例過大時,存在制造聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料困難的情況。另外,在構(gòu)成聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料的基體(matrix)中,無機化合物與聚芳基醚酮樹脂容易發(fā)生分離。因此,在使用偶聯(lián)劑的粘接材料中,難以得到通過偶聯(lián)劑與無機化合物之間形成鍵而產(chǎn)生的粘合性提高效果。但是,這樣的問題容易通過將聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料中的無機化合物的混合比例設(shè)定在70wt%以下而避免。
作為聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料中所使用的無機化合物,可以適當(dāng)?shù)乩蒙鲜鰺o機化合物,優(yōu)選使用二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、二氧化硅-氧化鋯、二氧化硅-二氧化鈦、二氧化硅-氧化鋁等的無機氧化物,更優(yōu)選使用二氧化硅、二氧化硅-氧化鋯、二氧化硅-二氧化鈦、二氧化硅-氧化鋁等的含有硅的無機氧化物。尤其是在使用含有偶聯(lián)劑的粘接材料的情況下,含有硅的無機氧化物與偶聯(lián)劑(尤其是硅烷偶聯(lián)劑)的反應(yīng)性強,從而能夠得到更高的粘合性。
另外,固體狀第二部件只要是由公知的固體材料構(gòu)成的部件便無特別限制,優(yōu)選為與第一部件同樣含有聚芳基醚酮樹脂的部件。但是,對于材料組成、部件結(jié)構(gòu),第一部件和固體狀第二部件既可以相同也可以不同。當(dāng)固體狀第二部件與第一部件同樣由含有聚芳基醚酮樹脂的部件構(gòu)成時,與相對于第一部件進行粘接時同樣地,本實施方式的粘接材料與固體狀第二部件粘接時的粘合性也很高。作為構(gòu)成固體狀第二部件的材料,例如可以是下述a)、b)或者c)的材料,即:a)聚芳基醚酮樹脂等的各種樹脂、以樹脂以外的有機物為主要成分的材料(紙漿材料等)、金屬、與第一部件中可使用的材料相同的無機化合物等的人工制造或者提純的材料;b)使用兩種以上的a)所示材料的復(fù)合材料;c)牙齒或骨頭等的非人造生物材料等。進而,與第一部件同樣地,固體狀第二部件可以整體由粘合部構(gòu)成材料構(gòu)成,也可以是包含粘合面附件部分在內(nèi)的一部分由粘合部構(gòu)成材料構(gòu)成,而其他部分由與粘合部構(gòu)成材料不同的材料構(gòu)成。
另外,關(guān)于固化性第二部件的組成,如上所述,優(yōu)選至少含有聚合引發(fā)劑和聚合性單體,并且還含有填料。另外,當(dāng)用于使固化性第二部件固化的聚合引發(fā)劑為化學(xué)聚合引發(fā)劑時,固化性第二部件通常由含有化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分的第一材料、和含有化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分的第二材料構(gòu)成,且在使用時將第一材料和第二材料進行混合。作為構(gòu)成固化性第二部件的各成分,可以適當(dāng)?shù)亟M合利用本實施方式的粘接材料中能夠使用的材料。但是,固化性第二部件的組成通常選擇與粘接中實際使用的本實施方式的粘接材料不同的組成。另外,由于固化性第二部件含有聚合性單體,因此,固化性第二部件與本實施方式的粘接材料能夠牢固地粘接。另外,在還使用第三部件的情況下,固化性第二部件中所含的聚合性單體也與第三部件的表面進行相互作用,從而能夠?qū)⒐袒缘诙考c第三部件粘接。另外,固化性第二部件的組成優(yōu)選與第三部件的粘合部構(gòu)成材料的親和性高的組成。另外,在使用固化性第二部件的情況下,粘接時必須使本實施方式的粘接材料與固化性第二部件以呈層狀地進行層疊的形式進行接觸而非混合。
第三部件只要是由公知的固體材料構(gòu)成的部件便無特別限制,可以使用與固體狀第二部件相同的部件。但是,作為第三部件,通常優(yōu)選使用粘合部構(gòu)成材料不含聚芳基醚酮樹脂的部件。
<牙科領(lǐng)域中的粘接>
本實施方式的粘接方法、以及該粘接方法中所使用的粘接材料和粘接用成套用具,可以使用于任何用途中。另外,作為粘接對象,至少使用符合其用途的第一部件,進而,根據(jù)需要而使用a)固體狀第二部件、b)固化性第二部件、或者c)固化性第二部件和第三部件。但是,本實施方式的粘接方法、以及該粘接方法中所使用的粘接材料和粘接用成套用具優(yōu)選使用于牙科領(lǐng)域中。
該情況下,作為可用作牙科用部件的第一部件(牙科用第一部件),可以列舉出:部分或整體使用聚芳基醚酮樹脂制成的義齒、人造牙、義齒基托、牙科植入體、齒冠修復(fù)材料、基臺構(gòu)建材料等。另外,作為可用作牙科用部件的固化性第二部件(牙科用固化性第二部件),可以列舉出牙科用復(fù)合樹脂、牙科用粘固劑、牙科用硬質(zhì)樹脂、牙科用粘接材料、牙科用自凝樹脂等。進而,作為第三部件可以列舉出天然牙齒、牙科用金屬材料、牙科用樹脂類材料、牙科用陶瓷材料等。
作為牙科治療時所實施的粘接方式,根據(jù)治療目的而適當(dāng)?shù)剡M行選擇,但是,可以代表性地列舉出以下所示的粘接方式。
(A)在將本實施方式的粘接材料涂敷于牙科用第一部件的表面上,進而涂敷牙科用固化性第二部件之后,使本實施方式的粘接材料和牙科用固化性第二部件同時固化的粘接方式;
(B)在將本實施方式的粘接材料涂敷于牙科用第一部件的表面上之后,使粘接材料固化,進而在涂敷牙科用固化性第二部件后,使牙科用固化性第二部件固化的粘接方式;
(C)在第三部件的表面上涂敷牙科用固化性第二部件,接著涂敷本實施方式的粘接材料,最后,在使涂敷有粘接材料的部分與第一部件接觸的狀態(tài)下,使牙科用固化性第二部件和本實施方式的粘接材料同時固化的粘接方式。
另外,當(dāng)粘接材料中所含的聚合引發(fā)劑為光聚合引發(fā)劑、熱聚合引發(fā)劑或者化學(xué)聚合引發(fā)劑(所有成分)時,可以利用粘接方式(A)~(C)中的任意一種方式進行粘接。另外,當(dāng)粘接材料中所含的聚合引發(fā)劑為化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分時,可以利用粘接方式(A)或者(C)進行粘接。
在粘接方式(A)和粘接方式(B)中,當(dāng)作為粘接材料和牙科用固化性第二部件中所使用的聚合引發(fā)劑而使用例如光聚合引發(fā)劑時,通過照射光而實施固化處理。該情況下,牙科用固化性第二部件例如被用作牙齒缺損部分的修復(fù)等中所使用的所謂牙科用復(fù)合樹脂,且至少含有聚合性單體、光聚合引發(fā)劑、填料。另外,作為牙科用第一部件,可以列舉出使用含有聚芳基醚酮樹脂的材料制成的人造牙等。另外,在粘接方式(A)中,當(dāng)作為粘接材料和牙科用固化性第二部件中所使用的聚合引發(fā)劑而使用化學(xué)聚合引發(fā)劑時,通過使粘接材料與牙科用固化性第二部件(聚合輔助材料)接觸而使粘接材料開始固化。通過牙科用固化性第二部件中所含的(用于使牙科用固化性第二部件固化的)化學(xué)聚合引發(fā)劑而使牙科用固化性第二部件開始固化。該情況下,牙科用固化性第二部件例如被用作牙科用粘固劑,且至少含有聚合性單體、化學(xué)聚合引發(fā)劑、填料。另外,作為牙科用第一部件,可以列舉出使用含有聚芳基醚酮樹脂的材料制成的人造牙等。
在粘接方式(C)中,當(dāng)作為粘接材料和牙科用固化性第二部件中所使用的聚合引發(fā)劑而使用例如化學(xué)聚合引發(fā)劑時,通過使粘接材料與牙科用固化性第二部件接觸而開始進行固化處理。該情況下,本實施方式的粘接材料被用作具有自粘性的牙科用底涂劑。另外,牙科用固化性第二部件也作為粘接材料的聚合輔助材料而發(fā)揮作用,例如可以用作所謂的牙科用粘固劑。在該牙科用粘固劑中,至少含有聚合性單體、用于使粘接材料固化的化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分、為了使牙科用粘固劑本身固化而混合的聚合引發(fā)劑以及填料。另外,作為第一部件,例如可以列舉出使用含有聚芳基醚酮樹脂的材料制成的齒冠修復(fù)部件,作為第三部件,可以列舉出具有缺損部分的天然牙齒等。
對于牙科用部件,作為能夠在口腔內(nèi)使用的特性,要求其具有能夠承受咬合時反復(fù)施加的壓力的機械強度、或者相對于唾液的耐水性,而包含具有出色的機械強度和化學(xué)持久性的聚芳基醚酮樹脂的牙科用第一部件能夠極其容易地充分滿足上述要求。
另外,作為被用作牙科用材料、尤其是牙科用修復(fù)材料的聚芳基醚酮樹脂,從色調(diào)和物理性質(zhì)的觀點來看,優(yōu)選使用具有構(gòu)成主鏈的醚基和酮基以醚、醚、酮的順序排列的重復(fù)單元的聚醚醚酮、或者具有構(gòu)成主鏈的醚基和酮基以醚、酮、酮的順序排列的重復(fù)單元的聚醚酮酮。并且,在上述聚芳基醚酮樹脂中,作為本實施方式的粘接方法中所使用的牙科用第一部件,更優(yōu)選為具有多個與構(gòu)成粘接材料的p1h1型聚合性單體的氫鍵性官能團相互作用的酮基的聚醚酮酮。該情況下,聚醚酮酮在牙科用第一部件中所使用的全部聚芳基醚酮樹脂中所占的比例更優(yōu)選為50wt%以上。
另外,從能夠得到更高的機械強度的觀點來看,作為構(gòu)成牙科用第一部件的材料,優(yōu)選使用上述聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料。進而,在口腔內(nèi)長期使用的情況下,考慮到得到類似于天然牙齒的色調(diào)的容易度、安全性等,作為聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料中所使用的無機化合物,優(yōu)選使用二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、二氧化硅-氧化鋯、二氧化硅-二氧化鈦、二氧化硅-氧化鋁等的無機氧化物,更優(yōu)選使用二氧化硅、二氧化硅-氧化鋯、二氧化硅-二氧化鈦、二氧化硅-氧化鋁等的含有硅的無機氧化物。另外,牙科用第一部件優(yōu)選部件整體由聚芳基醚酮樹脂構(gòu)成,更優(yōu)選部件整體由聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料構(gòu)成。
另外,在粘接牙科用第一部件與其他的牙科用部件時,與其他領(lǐng)域中使用的部件彼此的粘接同樣地,必須得到高粘合性。但是,在牙科領(lǐng)域的粘接中,作為不同于其他領(lǐng)域的粘接的特有情況,更加期望還能夠盡可能滿足以下所示的特性。
(a)在濕潤的口腔內(nèi)也能夠長期維持高粘合性(高粘接持久性);
(b)在狹小的口腔內(nèi)的粘接作業(yè)簡單容易(出色的操作性);
(c)能夠長期保存粘接材料而不會發(fā)生變質(zhì),以在每次牙科治療時使用極少的粘接材料(出色的保存穩(wěn)定性)。
但是,在本實施方式的粘接方法中,在作為粘接材料中所使用的(A)聚合性單體而使用氫鍵性官能團包含氫硫基的p1h1型聚合性單體的情況下,能夠得到更高的粘接持久性,在作為粘接材料中所使用的(A)聚合性單體而使用通過互變異構(gòu)在分子內(nèi)生成氫硫基的聚合性單體的情況下,能夠同時實現(xiàn)高粘接持久性、出色的操作性以及出色的保存穩(wěn)定性。另外,在粘接時使用含有聚芳基醚酮樹脂復(fù)合材料的牙科用第一部件的情況下,若使用包含具有由通過水解而形成M-OH結(jié)構(gòu)的官能團構(gòu)成的第一反應(yīng)基X的偶聯(lián)劑的粘接材料,則能夠得到出色的保存穩(wěn)定性。
另外,在使用目前市售的牙科用粘接材料或牙科用固化性第二部件(牙科用粘固劑)粘接齒冠修復(fù)部件等的牙科用第一部件與天然牙齒等的牙科用第三部件時,容易發(fā)生例如以下所示的問題。
(i)牙科用第一部件以相對于牙科用第三部件翹起或錯位的狀態(tài)被粘接。因此,必須在粘接后進行牙科用第一部件的切削作業(yè),從而導(dǎo)致牙科醫(yī)師或患者的負擔(dān)增大。
(ii)形成于牙科用第一部件與牙科用第三部件之間的牙科用粘接材料的固化層變厚。因此,外觀不佳,美觀性變差。
但是,在使用含有構(gòu)成化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分的本實施方式的粘接材料、和含有構(gòu)成化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分的牙科用粘固劑(還兼具固化性第二部件的功能的聚合輔助材料)來粘接牙科用第一部件與牙科用第三部件時,能夠抑制上述問題。該情況下,從粘接材料與牙科用粘固劑接觸至粘接材料充分固化為止,需要一定程度的時間。因此,通過在粘接時對牙科用第一部件與牙科用第三部件進行壓接,能夠使完全固化前具有流動性的粘接材料層變薄。
<粘接用成套用具>
本實施方式的粘接用成套用具,只要至少具有本實施方式的粘接材料和第一部件即可。該情況下,粘接用成套用具中可以含有多個第一部件,該多個第一部件的形狀、尺寸彼此既可以相同也可以不同。另外,粘接用成套用具中也可以含有固體狀第二部件和/或固化性第二部件。另外,在粘接用成套用具中含有固化性第二部件的情況下,還可以含有第三部件。該情況下,粘接用成套用具中所含的上述第二部件和第三部件的數(shù)量、形狀、尺寸也無特別限定。另外,在粘接用成套用具中所含的粘接材料,作為聚合引發(fā)劑而含有化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分的情況下,粘接用成套用具中還含有聚合輔助材料。
實施例
以下,根據(jù)實施例對本發(fā)明具體進行說明,但本發(fā)明并不限于這些實施例。實施例中所示的簡略符號、稱號如下。
[分子內(nèi)具有兩個以上的聚合性官能團的聚合性單體]
(分子內(nèi)具有氫鍵性官能團和芳香環(huán)的聚合性單體)
■bisGMA:2,2-雙[4-(3-甲基丙烯酰氧基)-2-羥基丙氧基苯基]丙烷
(分子內(nèi)具有氫鍵性官能團且不具有芳香環(huán)的聚合性單體)
■UDMA:1,6-雙(甲基丙烯乙氧羰基氨基)2,2,4三甲基己烷
■PM2:雙(2-甲基丙烯酰氧基乙基)磷酸氫酯
另外,PM2還具有一部分含有作為氫鍵性官能團的羥基的酸性基。
(分子內(nèi)不具有氫鍵性官能團和芳香環(huán)的聚合性單體)
■3G:二甲基丙烯酸三甘醇酯
■D-2.6E:2,2-雙(4-甲基丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、
[分子內(nèi)具有一個聚合性官能團的聚合性單體]
(分子內(nèi)具有氫鍵性官能團的聚合性單體)
■PM1:2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸二氫酯
另外,PM1還具有一部分含有作為氫鍵性官能團的羥基的酸性基。
■HEMA:甲基丙烯酸2-羥乙酯
■MTU-6:參照下述化學(xué)式
■MMT-1l:參照下述化學(xué)式
■VTD:參照下述化學(xué)式
■5VS:參照下述化學(xué)式
另外,MTU-6、MMT-11、VTD以及5VS均是通過互變異構(gòu)而在分子內(nèi)生成氫硫基的聚合性單體。
[化學(xué)式18]
(分子內(nèi)不具有氫鍵性官能團的聚合性單體)
■MMA:甲基丙烯酸甲酯
[偶聯(lián)劑]
(硅烷偶聯(lián)劑)
■MPS:γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
■MDS:ω-甲基丙烯酰氧基癸基三甲氧基硅烷
■MBS:3-(3-甲氧基-4-甲基丙烯酰氧基苯基)丙基三甲氧基硅烷
[聚合引發(fā)劑]
<光聚合引發(fā)劑>
(α-二酮)
■CQ:樟腦醌
(胺化合物)
■DMBE:對二甲氨基苯甲酸乙酯
<化學(xué)聚合引發(fā)劑>
(有機過氧化物)
■BPO:過氧化苯甲酰
(叔胺)
■DEPT:N,N-二乙醇對甲苯胺
(+IV價的釩化合物)
■BMOV:雙(麥芽醇)氧釩(IV)
[揮發(fā)性溶劑]
■IPA:異丙醇
[填料]
■F1:平均一次粒徑為18nm的二氧化硅、甲基三氯硅烷表面處理物
·F2:通過γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷對球狀二氧化硅-氧化鋯(平均粒徑0.4μm)進行表面處理后的物質(zhì)
·F3:通過γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷對非晶形二氧化硅-氧化鋯(平均粒徑3μm)進行表面處理后的物質(zhì)
(粘合體(第一部件)的制作)
<第一部件C1的制作>
作為構(gòu)成粘合體(第一部件)的材料,使用將聚醚醚酮樹脂(日本Daicel-Evonik株式會社制造:VESTAKEEP M2G)、和作為填料(無機氧化物)而通過γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷進行表面處理后的球狀二氧化硅(體積平均粒徑1.0μm),以相對于聚醚醚酮樹脂100體積份而填料為39體積份的比例混合而成的復(fù)合材料(聚芳醚酮樹脂復(fù)合材料)。另外,該復(fù)合材料中的聚醚醚酮樹脂的含有量為60.3wt%,剩余部分為無機氧化物。上述材料按以下順序進行混合。首先,量取規(guī)定量的聚醚醚酮樹脂和無機氧化物,并將其投入到混煉Labo Plastomill中(日本東洋精機株式會社制造)。然后,以試驗溫度為370℃、轉(zhuǎn)速為100rpm的條件對上述材料進行5分鐘的溶融混煉。進而,利用熱壓機將經(jīng)溶融混煉而得到的溶融混煉物成型為厚度約2mm的板狀,從而得到第一部件C1。
<第一部件C2的制作>
作為構(gòu)成粘合體(第一部件)的材料,使用將聚醚醚酮樹脂(日本Daicel-Evonik株式會社制造:VESTAKEEP M2G)、和作為填料(無機氧化物)而通過γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷進行表面處理后的球狀二氧化硅(體積平均粒徑1.0μm),以相對于聚醚醚酮樹脂100體積份而填料為15體積份的比例混合而成的復(fù)合材料(聚芳醚酮樹脂復(fù)合材料)。另外,該復(fù)合材料中的聚醚醚酮樹脂的含有量為79.8wt%,剩余部分為無機氧化物。上述材料按以下順序進行混合。首先,量取規(guī)定量的聚醚醚酮樹脂和無機氧化物,并將其投入到混煉Labo Plastomill中(日本東洋精機株式會社制造)。然后,以試驗溫度為370℃、轉(zhuǎn)速為100rpm的條件對上述材料進行5分鐘的溶融混煉。進而,利用熱壓機將經(jīng)溶融混煉而得到的溶融混煉物成型為厚度約2mm的板狀,從而得到第一部件C2。
<第一部件C3的制作>
利用熱壓機將聚醚醚酮樹脂(日本Daicel-Evonik株式會社制造:VESTAKEEP M2G)成型為厚度約2mm的板狀,從而得到第一部件C3。
各試驗方法如下。
(初始拉伸粘接強度測定)
在利用#800的水砂紙將第一部件的粘合面研磨后進行噴砂處理(使用噴砂裝置以約0.2MPa的壓力噴射10秒鐘粒徑約50μm的氧化鋁顆粒),從而將第一部件的粘合面粗糙化。然后,將粘合面被粗糙化的第一部件浸在水中并施加5分鐘超聲波,接著浸在丙酮中并施加5分鐘超聲波,從而進行清洗。接著,在粘合面上粘貼具有直徑3mm的孔的雙面膠。
接著,對該孔涂敷調(diào)制好的粘接材料并放置60秒鐘,然后吹送約10秒鐘壓縮空氣進行干燥,并根據(jù)需要而使用牙科用照射器(Tokuso Power Light、株式會社TOKUYAMA DENTAL制造;光輸出密度為700mW/cm2)對粘接材料進行10秒鐘光照射而使其固化。然后,在粘接材料的固化物上涂敷作為固化性第二部件的牙科用粘固劑(BISTITE II、株式會社TOKUYAMA DENTAL制造),進而在其上面壓接不銹鋼制配件(attachment),從而制成粘接試驗片。另外,僅在粘接材料含有光聚合引發(fā)劑時使用牙科用照射器實施光照射。另外,在粘接材料中作為聚合引發(fā)劑而含有構(gòu)成化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分的情況下,作為兼作為粘接材料的聚合輔助材料的固化性第二部件,使用BISTITE II或者另外制作的固化性第二部件。
將上述粘接試驗片在37℃下保持24小時之后,使用拉伸試驗機(Autograph,株式會社島津制作所制造)以2mm/min的十字頭速度進行拉伸試驗,從而對第一部件與粘接材料的初始拉伸粘接強度進行了測定。在第一部件與粘接材料的拉伸粘接強度的測定中,針對各實施例或各比較例的粘接材料,分別取4片各種試驗片進行測定,并求出平均值和標準偏差(S.D.)。
(持久拉伸粘接強度測定)
在利用#800的水砂紙將第一部件的粘合面研磨后,通過噴砂處理(使用噴砂裝置以約0.2MPa的壓力噴射10秒鐘粒徑約50μm的氧化鋁顆粒)而對第一部件的粘合面進行粗糙化。然后,將粘合面被粗糙化的第一部件浸在水中并施加5分鐘超聲波,接著浸在丙酮中并施加5分鐘超聲波,從而進行清洗。接著,在粘合面上粘貼具有直徑3mm的孔的雙面膠。
接著,對該孔涂敷調(diào)制好的粘接材料并靜置10秒鐘,然后吹送約10秒鐘壓縮空氣進行干燥,并根據(jù)需要而使用牙科用照射器(Tokuso Power Light、株式會社TOKUYAMA DENTAL制造;光輸出密度為700mW/cm2)對粘接材料進行10秒鐘光照射而使其固化。然后,在粘接材料的固化物上涂敷作為固化性第二部件的牙科用粘固劑(BISTITE II、株式會社TOKUYAMA DENTAL制造),進而在其上面壓接不銹鋼制配件,從而制成粘接試驗片。另外,僅在粘接材料含有光聚合引發(fā)劑時使用牙科用照射器實施光照射。另外,在粘接材料中作為聚合引發(fā)劑而含有構(gòu)成化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分的情況下,作為兼作為粘接材料的聚合輔助材料的固化性第二部件,使用BISTITE II或者另外制作的固化性第二部件。
在將上述粘接試驗片在37℃下保持24小時之后,放入熱沖擊試驗機中,并反復(fù)進行3000次下述操作,即:在4℃的水槽中浸泡1分鐘后,移至60℃的水槽中浸泡1分鐘,并再次返回到4℃的水槽中。然后,使用拉伸試驗機(Autograph、株式會社島津制作所制造)以2mm/min的十字頭速度進行拉伸試驗,從而對第一部件與粘接材料的持久拉伸粘接強度進行了測定。在第一部件與粘接材料的持久粘接強度的測定中,針對各實施例或各比較例,分別取5片各種試驗片進行測定,并求出平均值和標準偏差(S.D.)。
(粘接持久性)
根據(jù)下述算式求出了粘接持久性。另外,式中的“持久拉伸粘接強度”和“初始拉伸粘接強度”的值,采用通過上述兩種拉伸粘接強度測定而求出的平均值。
[算式1]
(粘接材料層厚度)
在利用#800的水砂紙將第一部件的粘合面研磨后進行噴砂處理(使用噴砂裝置以約0.2MPa的壓力噴射10秒鐘粒徑約50μm的氧化鋁顆粒),從而對第一部件的粘合面進行粗糙化。然后,將粘合面被粗糙化的第一部件浸在水中并施加5分鐘超聲波,接著浸在丙酮中并施加5分鐘超聲波,從而進行清洗。
接著,在粘合面上涂敷粘接材料并靜置10秒鐘,然后吹送約10秒鐘壓縮空氣進行干燥,并根據(jù)需要而使用牙科用照射器(Tokuso Power Light、株式會社TOKUYAMA DENTAL制造;光輸出密度為700mW/cm2)對粘接材料進行10秒鐘光照射而使其固化。然后,在粘接材料的固化物上涂敷作為固化性第二部件的牙科用粘固劑(BISTITE II、株式會社TOKUYAMA DENTAL制造),進而在其上面壓接通過使牙科用硬質(zhì)樹脂(株式會社TOKUYAMA DENTAL制造、PEARLESTE)固化而制成的配件,從而制成粘接試驗片。另外,僅在粘接材料含有光聚合引發(fā)劑時使用牙科用照射器實施光照射。另外,在粘接材料中作為聚合引發(fā)劑而含有構(gòu)成化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分的情況下,作為兼作為粘接材料的聚合輔助材料的固化性第二部件,使用BISTITE II或者另外制作的固化性第二部件。另外,關(guān)于粘合面的每單位面積上所涂敷的粘接材料量,在各實施例和比較例中設(shè)定為大致相同。
將上述試驗片在37℃下保持24小時之后,使用金剛石切割器(diamond cutter)與粘合面垂直地切斷試驗片,從而使粘接部位的斷面露出來。在使用#3000的水砂紙將該粘接部位的斷面研磨之后,使用激光顯微鏡(KEYENCE株式會社制造)測定出粘接材料層的厚度,并將其作為粘接材料層厚度。
<實施例1>
作為(A)聚合性單體而添加bisGMA 50g、3G 50g,作為(B)聚合引發(fā)劑而添加CQ 2g、DMBE 2g,作為(C)揮發(fā)性溶劑而添加丙酮100g,經(jīng)攪拌混合后得到實施例1中使用的粘接材料。粘接材料的組成如表1所示。使用第一部件C1作為粘合體,并使用該粘接材料而對初始拉伸粘接強度、持久粘接拉伸強度、粘接材料層厚度進行了測定。另外,在對粘接材料進行光照射下進行了試驗。結(jié)果如表4所示。
<實施例2>
作為(A)聚合性單體而添加bisGMA 20g、3G 80g,作為(B)聚合引發(fā)劑而添加CQ 2g、DMBE 2g,作為(C)揮發(fā)性溶劑而添加丙酮100g,經(jīng)攪拌混合后得到了實施例2中使用的粘接材料。粘接材料的組成如表1所示。使用第一部件C1作為粘合體,并使用該粘接材料對初始拉伸粘接強度進行了測定。另外,在對粘接材料進行光照射下進行了試驗。結(jié)果如表4所示。
<實施例3~14、16~18、比較例1~5>
除了變更為表1所示的組成以外,與實施例2同樣地獲得粘接材料,并對初始拉伸強度進行了測定。粘接材料的組成如表1和表3所示。評價結(jié)果如表4所示。
<實施例15>
作為(A)聚合性單體而添加bisGMA 50g、3G 50g,作為(B)聚合引發(fā)劑而添加CQ 2g、DMBE 2g,作為(C)揮發(fā)性溶劑而添加丙酮100g,作為填料成分而添加F1 70g,經(jīng)攪拌混合后得到了實施例2中使用的粘接材料。粘接材料的組成如表1所示。使用第一部件C1作為粘合體,并使用該粘接材料對初始拉伸粘接強度進行了測定。另外,在對粘接材料進行光照射下進行了試驗。結(jié)果如表4所示。
<實施例19>
作為(A)聚合性單體而添加bisGMA 50g、3G 50g,作為(B)聚合引發(fā)劑而添加構(gòu)成(Bc)化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分BMOV 0.1g,作為(C)揮發(fā)性溶劑而添加丙酮100g,經(jīng)攪拌混合后得到了實施例19中使用的粘接材料。粘接材料的組成如表2所示。使用第一部件C1作為粘合體,并使用該粘接材料對初始拉伸粘接強度、粘接材料層的厚度進行了測定。另外,在未對粘接材料進行光照射的狀態(tài)下進行了試驗。
另外,關(guān)于固化性第二部件(聚合輔助材料),作為聚合性單體成分而使用D-2.6E 4g、bisGMA 1g、3G 3g、PM1 1g、PM2 1g,作為用于使固化性第二部件固化的化學(xué)聚合引發(fā)劑成分而使用DEPT 0.3g,作為用于使固化性第二部件固化的化學(xué)聚合引發(fā)劑成分且用于使粘接材料固化的(Bc)化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分而使用BPO,作為填料成分而使用F2 17.5g、F3 12.5g。另外,固化性第二部件的調(diào)制和使用按以下步驟進行實施。首先,將除BPO以外的其他各成分按上述混合量進行混合,從而制成漿料(paste)。接著,在即將進行測定試驗前,相對于1g漿料而添加混合8.7mg的BPO,從而制成固化性第二部件,并使用其進行了測定試驗。結(jié)果如表4所示。
<實施例20>
作為(A)聚合性單體而添加bisGMA 50g、3G 50g,作為(B)聚合引發(fā)劑而添加構(gòu)成(Bc)化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分BMOV 0.1g,作為(C)揮發(fā)性溶劑而添加丙酮100g,經(jīng)攪拌混合后得到了實施例20中使用的粘接材料。粘接材料的組成如表2所示。使用第一部件C1作為粘合體,并使用該粘接材料對初始拉伸粘接強度、粘接材料層的厚度進行了測定。另外,在未對粘接材料進行光照射的狀態(tài)下進行了試驗。另外,作為固化性第二部件(聚合輔助材料)而使用BISTITE II。該BISTITE II中作為構(gòu)成(Bc)化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分而含有BPO。
<實施例21>
作為(A)聚合性單體而添加bisGMA 50g、3G 50g,作為(B)聚合引發(fā)劑而添加構(gòu)成(Bc)化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分BPO 0.1g,作為(C)揮發(fā)性溶劑而添加丙酮100g,經(jīng)攪拌混合后得到了實施例21中使用的粘接材料。粘接材料的組成如表2所示。使用第一部件C1作為粘合體,并使用該粘接材料對初始拉伸粘接強度、粘接材料層的厚度進行了測定。另外,在未對粘接材料進行光照射的狀態(tài)下進行了試驗。
另外,關(guān)于固化性第二部件(聚合輔助材料),作為聚合性單體成分而使用D-2.6E 4g、bisGMA 1g、3G3g、PM1 1g、PM2 1g,作為用于使固化性第二部件固化的化學(xué)聚合引發(fā)劑成分且用于使粘接材料固化的(Bc)化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分而使用DEPT 0.3g,作為使固化性第二部件固化的化學(xué)聚合引發(fā)劑成分而使用BPO,作為填料成分而使用F2 17.5g、F3 12.5g。另外,固化性第二部件的調(diào)制和使用按以下步驟進行實施。首先,將除BPO以外的其他各成分按上述混合量進行混合,從而制成漿料(paste)。接著,在即將進行測定試驗前,相對于1g漿料而添加混合8.7mg的BPO,從而制成固化性第二部件,并使用其進行了測定試驗。結(jié)果如表4所示。
<實施例22>
作為(A)聚合性單體而添加bisGMA 50g、3G 50g,作為(B)聚合引發(fā)劑而添加構(gòu)成(Bc)化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分DEPT 0.1g,作為(C)揮發(fā)性溶劑而添加丙酮100g,經(jīng)攪拌混合后得到了實施例l9中使用的粘接材料。粘接材料的組成如表2所示。使用第一部件C1作為粘合體,并使用該粘接材料對初始拉伸粘接強度、粘接材料層的厚度進行了測定。另外,在未對粘接材料進行光照射的狀態(tài)下進行了試驗。
另外,關(guān)于固化性第二部件(聚合輔助材料),作為聚合性單體成分而使用D-2.6E 4g、bisGMA 1g、3G 3g、PM1 1g、PM2 1g,作為用于使固化性第二部件固化的化學(xué)聚合引發(fā)劑成分而使用DEPT 0.3g,作為用于使固化性第二部件固化的化學(xué)聚合引發(fā)劑成分且用于使粘接材料固化的(Bc)化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分而使用BPO,作為填料成分而使用F2 17.5g、F3 12.5g。另外,固化性第二部件的調(diào)制和使用按以下步驟進行實施。首先,將除BPO以外的其他各成分按上述混合量進行混合,從而制成漿料(paste)。接著,在即將進行測定試驗前,相對于1g漿料而添加混合8.7mg的BPO,從而制成固化性第二部件,并使用其進行了測定試驗。結(jié)果如表4所示。
<實施例23>
作為(A)聚合性單體而添加bisGMA 30g、3G 20g、PM1 15g、PM2 15g,作為(B)聚合引發(fā)劑而添加構(gòu)成(Bc)化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分BMOV0.1g,作為(C)揮發(fā)性溶劑而添加丙酮100g,經(jīng)攪拌混合后得到了實施例19的粘接材料。粘接材料的組成如表2所示。使用第一部件C1作為粘合體,并使用該粘接材料對初始拉伸粘接強度、粘接材料層的厚度進行了測定。另外,在未對粘接材料進行光照射的狀態(tài)下進行了試驗。
另外,關(guān)于固化性第二部件(聚合輔助材料),作為聚合性單體成分而使用D-2.6E 4g、bisGMA 1g、3G 3g、PM1 1g、PM2 1g,作為用于使固化性第二部件固化的化學(xué)聚合引發(fā)劑成分而使用DEPT0.3g,作為用于使固化性第二部件固化的化學(xué)聚合引發(fā)劑成分且用于使粘接材料固化的(Bc)化學(xué)聚合引發(fā)劑的剩余成分而使用BPO,作為填料成分而使用F2 17.5g、F3 12.5g。另外,固化性第二部件的調(diào)制和使用按以下步驟進行實施。首先,將除BPO以外的其他各成分按上述混合量進行混合,從而制成漿料(paste)。接著,在即將進行測定試驗前,相對于1g漿料而添加混合8.7mg的BPO,從而制成固化性第二部件,并使用其進行了測定試驗。結(jié)果如表4所示。
<實施例24>
作為(A)聚合性單體而添加bisGMA 20g、3G 20g、PM18g、PM28g,作為(B)聚合引發(fā)劑而添加CQ 1g、DMBE 1g,作為(C)揮發(fā)性溶劑而添加丙酮50g,經(jīng)攪拌混合后得到了組合物A。作為(A)聚合性單體而添加bisGMA 20g、3G 20g、MPS 4g,作為(B)聚合引發(fā)劑而添加CQ 1g、DMBE 1g,作為(C)揮發(fā)性溶劑而添加丙酮50g,經(jīng)攪拌混合后得到了組合物B。量取等量的組合物A和組合物B并進行混合,從而得到實施例24中使用的粘接材料,并立即利用該粘接材料進行了試驗。粘接材料的組成如表3所示。使用第一部件C1作為粘合體,并使用該粘接材料對初始拉伸粘接強度進行了測定。另外,在對粘接材料進行光照射下進行了試驗。結(jié)果如表4所示。
<實施例25、26>
除了變更為表3所示的組成以外,與實施例24同樣地獲得粘接材料,并對初始拉伸強度進行了測定。粘接材料的組成表示在表3中。評價結(jié)果如表4所示。
<實施例27>
作為(A)聚合性單體而添加bisGMA 49.95g、3G 49.95g、MTU-6 0.1g,作為(B)聚合引發(fā)劑而添加CQ 2g、DMBE 2g,作為(C)揮發(fā)性溶劑而添加丙酮100g,經(jīng)攪拌混合后得到實施例27中使用的粘接材料。粘接材料的組成如表3所示。使用第一部件C1作為粘合體,并使用該粘接材料對初始拉伸粘接強度、持久粘接拉伸強度進行了測定。另外,在對粘接材料進行光照射下進行了試驗。結(jié)果如表4所示。
<實施例28~30>
除了變更為表3所示的組成以外,與實施例27同樣地獲得粘接材料,并對初始拉伸強度、持久拉伸粘接強度進行了測定。粘接材料的組成表示在表3中。評價結(jié)果如表4所示。
<實施例31>
作為(A)聚合性單體而添加bisGMA 19.9875g、3G 19.9875g、PM1 8g、PM2 8g、MTU-6 0.05g,作為(B)聚合引發(fā)劑而添加CQ 1g、DMBE 1g,作為(C)揮發(fā)性溶劑而添加丙酮50g,經(jīng)攪拌混合后得到了組合物A。作為(A)聚合性單體而添加bisGMA 19.9875g、3G 19.9875g、MPS 4g、MTU-6 0.05g,作為(B)聚合引發(fā)劑而添加CQ 1g、DMBE 1g,作為(C)揮發(fā)性溶劑而添加丙酮50g,經(jīng)攪拌混合后得到了組合物B。量取等量的組合物A和組合物B并進行混合,從而得到實施例24的粘接材料,并立即使用該粘接材料進行了試驗。粘接材料的組成如表3所示。使用第一部件C1作為粘合體,并使用該粘接材料對初始拉伸粘接強度、持久拉伸粘接強度進行了測定。另外,在對粘接材料進行光照射下進行了試驗。結(jié)果如表4所示。
<實施例32>
除了使用第一部件C2作為粘合體以外,利用與實施例27相同的粘接材料、相同的方法對初始拉伸粘接強度、持久粘接拉伸強度進行了測定。
<實施例33>
除了使用第一部件C3作為粘合體以外,利用與實施例27相同的粘接材料、相同的方法對初始拉伸粘接強度、持久粘接拉伸強度進行了測定。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
※括號內(nèi)為標準偏差
由評價結(jié)果表4可知,與比較例1~5相比,實施例1~31均能夠得到高的初始拉伸粘接強度。
對于使用僅聚合性單體的組成互不相同的粘接材料的實施例1~9、15、17、18、24~3l進行比較后可知,混合有5質(zhì)量份以上的p2h1型聚合性單體的實施例1~6、8、24~31中得到的粘接強度,高于p2h1型聚合性單體不足5質(zhì)量份的實施例7、17、18中的粘接強度。另外,與全部聚合性單體中的p2h1a1型聚合性單體低于20wt%或超過50wt%的實施例3~7、9、15、17、18相比,全部聚合性單體中的p2h1a1型聚合性單體在20wt%~50wt%的范圍內(nèi)的實施例1、2、8、24~31的粘接強度更高。
進而,混合有偶聯(lián)劑的實施例24~26、31的粘接強度,高于未混合偶聯(lián)劑的實施例1~9、15、17、18、27~30的粘接強度。
在使用僅揮發(fā)性溶劑的混合量互不相同的粘接材料的實施例1與16的組內(nèi)進行比較后可知,揮發(fā)性溶劑的混合量相對于聚合性單體100質(zhì)量份在10質(zhì)量份~500質(zhì)量份的范圍內(nèi)的實施例1中得到的粘接強度,高于揮發(fā)性溶劑的混合量不在10質(zhì)量份~500質(zhì)量份的范圍內(nèi)的實施例16的粘接強度。另外,在使用僅揮發(fā)性溶劑的混合量互不相同的粘接材料的實施例7、10~13的組內(nèi)進行比較后可知,揮發(fā)性溶劑的混合量相對于聚合性單體100質(zhì)量份在50質(zhì)量份~300質(zhì)量份的范圍內(nèi)的實施例7、11、12的粘接強度,高于揮發(fā)性溶劑的混合量相對于聚合性單體100質(zhì)量份而不足50質(zhì)量份的實施例13、以及揮發(fā)性溶劑的混合量超過300質(zhì)量份的實施例10的粘接強度。
對于僅揮發(fā)性溶劑的種類互不相同的實施例1與實施例14進行比較后可知,使用作為非質(zhì)子性溶劑的丙酮的實施例1的粘接強度,高于使用作為質(zhì)子性溶劑的IPA的實施例14的粘接強度。
對于使用僅聚合性單體的組成互不相同的粘接材料的實施例1、27~31中的粘接持久性進行比較后可知,混合有通過互變異構(gòu)而在分子內(nèi)生成氫硫基的p1h1型聚合性單體的實施例27~31的粘接持久性,高于未混合通過互變異構(gòu)而在分子內(nèi)生成氫硫基的p1h1型聚合性單體的實施例l的粘接持久性。進而,對于通過互變異構(gòu)而在分子內(nèi)生成氫硫基的p1h1型聚合性單體的種類互不相同的實施例27~30進行比較后可知,能夠通過互變異構(gòu)而生成氫硫基的官能團為硫脲嘧啶基的實施例27的粘接持久性,稍高于能夠通過互變異構(gòu)而生成氫硫基的官能團為硫脲嘧啶基以外的其他官能團的實施例28~30的粘接持久性。另外,通過互變異構(gòu)而在分子內(nèi)生成氫硫基的p1h1型聚合性單體的聚合性官能團為(甲基)丙烯酰基的實施例27、28的初始拉伸粘接強度,稍高于通過互變異構(gòu)而在分子內(nèi)生成氫硫基的p1h1型聚合性單體的聚合性官能團為乙烯基的實施例29、30的初始拉伸粘接強度。
對于僅聚合引發(fā)劑的組成互不相同的實施例1、19~22進行比較后可知,與作為(B)聚合引發(fā)劑而使用光聚合引發(fā)劑的實施例1相比,作為(B)聚合引發(fā)劑而混合有構(gòu)成(Bc)化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分的實施例19~22的初始粘接強度稍低,但其粘接材料層的厚度薄。對于實施例19~22的初始拉伸粘接強度進行比較后可知,作為構(gòu)成(Bc)化學(xué)聚合引發(fā)劑的一部分成分而混合有作為第四周期過渡金屬化合物的+IV價釩化合物BMOV的實施例19、20的粘接強度,高于混合有作為有機過氧化物的BPO的實施例21、混合有作為叔胺的DEPT的實施例22的粘接強度。
對于使用混合有等量的BMOV,僅聚合性單體的組成互不相同的粘接材料的實施例19與實施例23進行比較后可知,混合有分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單體的實施例23的粘接強度,高于未混合分子內(nèi)具有酸性基的p1h1型聚合性單體的實施例19的粘接強度。
對于使用相同的粘接材料,而第一部件的無機氧化物的混合量互不相同的實施例27、32、33進行比較后可知,第一部件的無機氧化物的混合量在15wt%以上的實施例27、32的粘接持久性,高于第一部件的無機氧化物的混合量不足15wt%的實施例33的粘接持久性。另外,第一部件的無機氧化物的混合量在25wt%以上的實施例27的粘接持久性,高于第一部件的無機氧化物的混合量不足25%的實施例32、33的粘接持久性。