CN1476393A - 汽车用窗玻璃及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

用含有有机硅烷偶合剂的1液型聚氨酯粘接剂来粘接汽车用窗玻璃和由选自本色级聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、本色级聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、在本色级聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂中含有玻璃纤维的树脂、在本色级聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中含有玻璃纤维的树脂、本色级聚酰胺系树脂及在本色级聚酰胺系树脂中含有玻璃纤维的树脂的一种树脂原材料形成的玻璃夹持器。

Description

汽车用窗玻璃及其制造方法
技术领域
本发明涉及各种汽车用的窗玻璃及其制造方法，特别涉及用玻璃夹持器粘接的汽车用窗玻璃及其制造方法。
背景技术
众所周知，作为组装汽车玻璃的一种手段，采用使用了粘接剂的玻璃夹持器结构。
这种玻璃夹持器结构中，夹持汽车玻璃的玻璃夹持器采用含有玻璃纤维的聚缩醛树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂或脂肪族系尼龙树脂，其中尼龙系树脂是难粘接的树脂，不能直接与粘接剂粘接。因此，在粘接这些树脂制玻璃夹持器和玻璃的时候，都要在玻璃一侧和/或玻璃夹持器一侧涂布一层将有机硅烷偶合剂溶解于乙醇等有机溶剂而形成的底涂料，让有机溶剂挥发之后，使用1液型聚氨酯密封胶来粘接组装。
以往像这样组装汽车用窗玻璃的时候，为了确保玻璃夹持器结构的粘接力，必须使用底涂料。
但是，使用底涂料除了必须设置底涂料涂布工序、干燥工序、检查工序之外，还需要底涂料设备和底涂料管理。而且，作为提高所用底涂料的粘接力的手段，需要延长粘接剂的固化时间，还必须花费时间确定夹持器位置，结果导致制造成本上升。
另外，底涂料的涂布作业，由于有气化气体的味道，所以导致作业环境恶劣、作业效率低下。
发明的揭示
本发明的目的在于提供一种能够免用底涂料、制造成本低廉、粘接效果非常好、各安装部件能实现小型化的汽车用窗玻璃及其制造方法。
本发明提供了具备汽车用窗玻璃，由选自本色级聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、本色级聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、在本色级聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂中含有玻璃纤维的树脂、在本色级聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中含有玻璃纤维的树脂、本色级聚酰胺系树脂及在本色级聚酰胺系树脂中含有玻璃纤维的树脂的一种树脂原材料形成的与上述汽车用窗玻璃粘接的玻璃夹持器，以及在上述玻璃夹持器和上述汽车用窗玻璃之间形成的含有有机硅烷偶合剂的1液型聚氨酯粘接剂层的汽车用窗玻璃。
另外，本发明还提供了汽车用窗玻璃的制造方法，该方法是用含有有机硅烷偶合剂的1液型聚氨酯粘接剂来粘接汽车用窗玻璃和由选自本色级聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、本色级聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、在本色级聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂中含有玻璃纤维的树脂、在本色级聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中含有玻璃纤维的树脂、本色级聚酰胺系树脂及在本色级聚酰胺系树脂中含有玻璃纤维的树脂的一种树脂原材料形成的玻璃夹持器。
上述汽车用窗玻璃的制造方法中，在粘接上述汽车用窗玻璃和上述玻璃夹持器之前，具有对该汽车用窗玻璃或玻璃夹持器的至少一方喷水雾的工序或将它们送入高湿度氛围气的工序。
首先，被粘接的玻璃和含有有机硅烷偶合剂的1液型聚氨酯系粘接剂按如下方法粘接。
即，如图10所示，添加在1液型聚氨酯系粘接剂中的有机硅烷偶合剂的末端具有从有机官能团X(例如，NH2)和硅原子(Si)延伸的烷氧基(OR)，它与空气中的水分(OH-H)接触而水解，在硅烷醇化的同时生成醇释放。
如图11所示，硅烷醇化的有机硅烷偶合剂与吸附在被粘接的玻璃表面的吸附水发生脱水缩合反应，将水蒸发在空气中的同时通过牢固的硅氧烷键与被粘接的玻璃结合。
对应于此，构成有机硅烷偶合剂末端的NH2基如图12所示，与构成聚氨酯末端的异氰酸酯(OCN～NCO)反应，与添加了有机硅烷偶合剂的聚氨酯形成尿素键。
另外，1液型聚氨酯系底涂料如图13所示，构成多元醇末端的OH基和异氰酸酯(OCN～NCO)反应，形成尿烷键。
籍此，含有有机硅烷偶合剂的1液型聚氨酯系底涂料或聚氨酯系粘接剂与被粘接玻璃牢固结合。
然后，根据化学反应式来说明聚对苯二甲酸丁二醇酯系或聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂和聚氨酯系粘接剂的粘接机理。此说明仅以聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂为代表进行，聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂的作用也同样如此。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的化学结构式如图14所示，具有极性很强的酯基(-COO)，酯键是具有负电子吸引性的基团。
另一方面，上述聚氨酯系粘接剂的尿素键或尿烷键的NH键部如图15所示，具有正电子供给性。
因此，聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚氨酯粘接剂如图16所示，通过相互的电子授受而牢固地结合在一起。另外，如图17所示，与添加在聚氨酯密封胶中的有机硅烷偶合剂的有机官能团X结合，可进一步形成牢固的键。
这样，被粘接玻璃和聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂就通过含有有机硅烷偶合剂的1液型聚氨酯系底涂料或聚氨酯系粘接剂牢固地结合在一起。
然后，根据化学反应式来说明聚酰胺系树脂和聚氨酯系粘接剂的粘接机理。此说明虽仅以尼龙-6为代表进行，但其他的聚酰胺系树脂的作用也同样如此。
尼龙-6的化学结构式如图18所示，具有极性很强的酰胺键(-CONH-)，该酰胺键与空气中或强制供给的水分H2O形成氢键。
如图19所示，与该尼龙-6的NH基形成氢键的OH基可与硅烷醇化的有机硅烷偶合剂进行脱水缩合反应，将水蒸发到空气中。籍此，尼龙-6和有机硅烷偶合剂以牢固的硅氧烷键结合在一起。
因此，被粘接玻璃和聚酰胺系树脂通过含有有机硅烷偶合剂的1液型聚氨酯系粘接剂牢固地结合在一起。
附图的简单说明
图1是对本发明的汽车用窗玻璃和玻璃夹持器的粘接状态进行说明的主要部分的立体图。
图2是对本发明的汽车用窗玻璃和玻璃夹持器的粘接状态进行说明的其他方式的主要部分的截面图。
图3是对本发明的汽车用窗玻璃和玻璃夹持器的粘接状态进行说明的另一其他方式的主要部分的截面图。
图4是对本发明的汽车用窗玻璃和玻璃夹持器的粘接状态进行说明的另一其他方式的主要部分的截面图。
图5是对本发明的汽车用窗玻璃和玻璃夹持器的粘接状态进行说明的另一其他方式的主要部分的截面图。
图6是对本发明的汽车用窗玻璃和玻璃夹持器的粘接状态进行说明的另一其他方式的主要部分的截面图。
图7是对本发明的汽车用窗玻璃和玻璃夹持器的粘接状态进行说明的另一其他方式的主要部分的截面图。
图8是对本发明的汽车用窗玻璃和玻璃夹持器的粘接状态进行说明的另一其他方式的主要部分的截面图。
图9是对本发明的汽车用窗玻璃和玻璃夹持器的粘接状态进行说明的另一其他方式的主要部分的截面图。
图10～图19所示为对本发明的粘接机理进行说明所用的化学式及化学反应式。
图20是表示本发明的另一其他方式的粘接强度的曲线图。
实施发明的最佳方式
图1是对本发明的汽车用窗玻璃和玻璃夹持器的粘接状态进行说明的主要部分的立体图。
汽车用窗玻璃1被在玻璃夹持器2上成形为コ字状的槽21(也是粘接面21)夹持的同时，通过粘接剂3更牢固地粘接。
玻璃夹持器2由作为具有极性基COO基的树脂原材料的本色级聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂或在本色级聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂中含有玻璃纤维的复合树脂成形而得。
也可以由作为具有极性基COO基的树脂原材料的本色级聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂或在本色级聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中含有玻璃纤维的复合树脂成形而得。
还可以由本色级聚酰胺系树脂或在本色级聚酰胺系树脂中含有玻璃纤维的复合树脂成形而得。
作为粘接剂3，使用含有有机硅烷偶合剂的1液型聚氨酯粘接剂。
图3～图9是本发明的其他实施形式的主要部部分的截面图。
图3所示的玻璃夹持器2是为了将汽车的侧窗玻璃和后窗玻璃等窗玻璃固定在车体上的树脂制品，具有与窗玻璃1的粘接面21和与车体侧(例如，孔)的连接部22。该玻璃夹持器2起到夹子的作用。
图4所示的玻璃夹持器2在具有与窗玻璃1的粘接面21和与车体侧(例如，孔)的连接部22这一点上与图1所示的例子相同，但是与车体侧(例如，孔)的连接部22不是直接连接于车体的孔中(图3)，而是连接于安装在车体的套管4，例如，应用于窗玻璃的定位销等。
图5所示的玻璃夹持器2在具有与窗玻璃1的粘接面21和与车体侧(例如，孔)的连接部22这一点上与图3所示的例子相同，但是连接部22的形状不同。例如，用作将窗玻璃固定在车体上的夹子。
图6所示的玻璃夹持器2在具有与窗玻璃1的粘接面21和与车体侧(例如，孔)的连接部22这一点上与图3所示的例子相同，但是在无框型侧窗上，窗玻璃1是依靠车内的正压防止其向车辆外侧的制动器，连接部22通过与设置在车体侧的托架连接防止窗玻璃倒塌。
图7所示的玻璃夹持器2设置在门的升降机构等上，夹持窗玻璃1的下端的槽部构成粘接面21，与车体侧(例如，孔)的连接部22被安装在升降机构上。
图8所示的玻璃夹持器2用于隐蔽侧后窗和侧中窗之间的缝隙的模型等，在此情况下，具有与窗玻璃1的粘接面21及与侧后窗和侧中窗之间的缝隙吻合的模唇23。
图9所示的玻璃夹持器2是为了防止窗玻璃的落入以规定的间隔配置在该窗玻璃四周的隔板，在此情况下，具有与窗玻璃1的粘接面和与车体侧连接的连接面24。
图1、图3～图9所示的玻璃夹持器2都在本发明的玻璃夹持器的概念范围内，虽然各夹持器2的功能不同，但是在与窗玻璃1粘接，夹持该窗玻璃1这一点上是共通的。基于都称为玻璃夹持器。
PBT树脂或PET树脂制玻璃夹持器
以下根据化学反应式，说明使用含有有机硅烷偶合剂的1液型聚氨酯系粘接剂，粘接PBT树脂或PET树脂制玻璃夹持器和玻璃的粘接机理。
首先，将被粘接玻璃和含有有机硅烷偶合剂的1液型聚氨酯系粘接剂按下述方法粘接。
即，如图10所示，添加在1液型聚氨酯系粘接剂中的有机硅烷偶合剂的末端具有从有机官能团X(例如，NH2)和硅原子(Si)延伸的烷氧基(OR)，它与空气中的水分(OH-H)接触而水解，在硅烷醇化的同时生成醇释放。
如图11所示，硅烷醇化的有机硅烷偶合剂与吸附在被粘接的玻璃表面的吸附水发生脱水缩合反应，将水蒸发在空气中的同时通过牢固的硅氧烷键与被粘接的玻璃结合。
对应于此，构成有机硅烷偶合剂末端的NH2基如图12所示，与构成聚氨酯末端的异氰酸酯(OCN～NCO)反应，与添加了有机硅烷偶合剂的聚氨酯形成尿素键。
另外，1液型聚氨酯系底涂料如图13所示，构成多元醇末端的OH基和异氰酸酯(OCN～NCO)反应，形成尿烷键。
籍此，含有有机硅烷偶合剂的1液型聚氨酯系底涂料或聚氨酯系粘接剂与被粘接玻璃牢固结合。
然后，根据化学反应式来说明聚对苯二甲酸丁二醇酯系或聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂和聚氨酯系粘接剂的粘接机理。此说明仅以聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂为代表进行，聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂的作用也同样如此。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的化学结构式如图14所示，具有极性很强的酯基(-COO)，酯键是具有负电子吸引性的基团。
另一方面，上述聚氨酯系粘接剂的尿素键或尿烷键的NH键部如图15所示，具有正电子供给性。
因此，聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚氨酯粘接剂如图16所示，通过相互的电子授受而牢固地结合在一起。另外，如图17所示，与添加在聚氨酯密封胶中的有机硅烷偶合剂的有机官能团X结合，可进一步形成牢固的键。
这样，被粘接玻璃和聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂就通过含有有机硅烷偶合剂的1液型聚氨酯系底涂料或聚氨酯系粘接剂牢固地结合在一起。
聚酰胺系树脂制玻璃夹持器
然后，根据化学反应式来说明使用1液型聚氨酯系粘接剂粘接聚酰胺系树脂制玻璃夹持器和玻璃的粘接机理。此说明仅以尼龙-6为代表进行，其他的聚酰胺系树脂的作用也同样如此。因为被粘接玻璃和1液型聚氨酯系粘接剂的粘接机理与上述的PBT树脂等的情况相同，所以对聚酰胺系树脂和聚氨酯系粘接剂的粘接机理进行说明。
尼龙-6的化学结构式如图18所示，具有极性很强的酰胺键(-CONH-)，该酰胺键与空气中或强制供给的水分H2O形成氢键。
如图19所示，与该尼龙-6的NH基形成氢键的OH基可与硅烷醇化的有机硅烷偶合剂进行脱水缩合反应，将水蒸发到空气中。籍此，尼龙-6和有机硅烷偶合剂以牢固的硅氧烷键结合在一起。
因此，被粘接玻璃和聚酰胺系树脂通过含有有机硅烷偶合剂的1液型聚氨酯系粘接剂牢固地结合在一起。
喷水雾工序或高湿度的氛围气工序
如图10所示，含有有机硅烷偶合剂的1液型聚氨酯粘接剂在与被粘接玻璃粘接的时候，与空气中的水分接触而水解，发生硅烷醇化。然后，硅烷醇化的有机硅烷偶合剂与被粘接玻璃表面的水分发生脱水缩合反应而硅氧烷化，这种硅氧烷键非常牢固。因此，玻璃1和玻璃夹持器2粘接的时候，如图2所示，对其中一方(例如，玻璃夹持器2的粘接面21)涂布聚氨酯粘接剂3，对另一方(例如，玻璃1的粘接面)喷水雾5。或者不喷水雾5，而将它们送入高湿度的氛围气中。
玻璃1和玻璃夹持器2一旦粘接，会促进后述的水解以及脱水缩合反应，即便是短时间的干燥，也能确保粘接强度。
图20示出了对玻璃1的粘接面喷水雾5之后，使其和玻璃夹持器2粘接，再将其干燥10小时、20小时、40小时、60小时和80小时后而形成的粘接体的粘接强度(最大拉伸负荷)。另外，作为比较例，示出了不喷水雾的情况下的粘接强度。从上述结果可知，喷过水雾的部件在短时间(实验例为40小时)内就达到最大粘接强度。因此，可以缩短干燥时间，显著提高汽车用窗玻璃的生产效率。

Claims (4)

1、汽车用窗玻璃，其特征在于，具备汽车用窗玻璃，由选自本色级聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、本色级聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、在本色级聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂中含有玻璃纤维的树脂、在本色级聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中含有玻璃纤维的树脂、本色级聚酰胺系树脂及在本色级聚酰胺系树脂中含有玻璃纤维的树脂的一种树脂原材料形成的与上述汽车用窗玻璃粘接的玻璃夹持器，以及在上述玻璃夹持器和上述汽车用窗玻璃之间形成的含有有机硅烷偶合剂的1液型聚氨酯粘接剂层。
2.汽车用窗玻璃的制造方法，其特征在于，用含有有机硅烷偶合剂的1液型聚氨酯粘接剂来粘接汽车用窗玻璃和由选自本色级聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、本色级聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、在本色级聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂中含有玻璃纤维的树脂、在本色级聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中含有玻璃纤维的树脂、本色级聚酰胺系树脂及在本色级聚酰胺系树脂中含有玻璃纤维的树脂的一种树脂原材料形成的玻璃夹持器。
3.如权利要求2所述的汽车用窗玻璃的制造方法，其特征还在于，在粘接上述汽车用窗玻璃和上述玻璃夹持器之前，具有对该汽车用窗玻璃或玻璃夹持器的至少一方喷水雾的工序。
4.如权利要求2所述的汽车用窗玻璃的制造方法，其特征还在于，在粘接上述汽车用窗玻璃和上述玻璃夹持器之前，具有将它们送入高湿度氛围气的工序。
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