JP2003534143A - 加熱要素を含む屈曲可能な物品、それを用いて製造される組立体、および前記物品を使用する方法 - Google Patents

加熱要素を含む屈曲可能な物品、それを用いて製造される組立体、および前記物品を使用する方法

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JP2003534143A
JP2003534143A JP2000581111A JP2000581111A JP2003534143A JP 2003534143 A JP2003534143 A JP 2003534143A JP 2000581111 A JP2000581111 A JP 2000581111A JP 2000581111 A JP2000581111 A JP 2000581111A JP 2003534143 A JP2003534143 A JP 2003534143A
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エー. ソボン,クリスティーン
イー. ミックス,ダニエル
エー. ジョンソン,マイケル
エー. ジョージ,クレイトン
ジェイ. ボエッチャー,ロバート
ビー. ロビンズ,ウィリアム
アール. ラッピー,ラリー
ジー. アメル,グレゴリー
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3M Innovative Properties Co
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、加熱要素およびポリマー材料を含む、テープを包含する物品に関する。好ましい実施態様では、ポリマー材料は熱活性化可能であり、特に基板の少なくとも一方がガラスである場合、2つの基板間にシールまたは結合を確立することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】発明の分野 本発明は、加熱要素およびポリマー材料を含む、テープを包含する物品に関す
る。好ましい実施態様では、ポリマー材料は、特に少なくとも一方の基板がガラ
スである2つの基板間にシールまたは結合を確立するために熱活性化させること
ができる。
【0002】発明の背景 接着剤および/またはシーラントを使用して2つの基板を一緒に「接合」し、
結合および/またはシールを形成する必要がある多くの用途が存在する。「結合
」は、2つの基板間に接着材料を使用して、同じであるかまたは異なる2つの基
板を合体させることを意味する。「シール」は、シーラントを使って2つの基板
を合体させて、基板間を通る空気および/または水を排除することを意味する。
シーラントはまた、接着剤としても機能することができる。
【0003】 基板によっては、付着させることが特に難しいことがある。こうした基板とし
ては、セラミック材料、たとえばガラスおよびガラスフリット、並びに熱硬化材
料、たとえば熱硬化複合材料および硬化した塗料が挙げられる。ガラスおよび塗
装された金属などのような異なる基板を接合しようとすると、さらに難しくなる
。たとえば、ガラス製ウィンドシールドは、車両の製造時、および製造後にウィ
ンドシールドが割れるかまたは破損した場合にウィンドシールドを交換する時に
、自動車の金属またはプラスチックの枠内に結合される。さらに、シールは、ウ
ィンドシールドと枠との間に、車両内に水が漏れるのを防ぐためにシールを確立
しなければならない。付着を強化するため、ガラス表面は、ガラスを枠内に挿入
する前に一般に下塗される。
【0004】 ポリウレタンペーストは、従来、下塗されたガラスと枠との間にシールを確立
するために使用される。しかし、こうしたペーストは、均一かつ再現可能に塗布
することは難しい。ペーストは溶剤を含み、環境上望ましくない反射性イソシア
ネート材料を有することが多い。さらに、これらの組成物は、環境からの水分で
硬化するので、硬化して結合強度を得るのに比較的長時間を要する。傷付きやす
い硬化期間中、ガラスは枠内で振動し、シールおよびガラスは破損しやすくなる
。シール内に隙間が生じると風のノイズが増加し、シールの完全性が損なわれる
。振動に関連するノイズも望ましくない。さらに、周囲の水分を利用することは
、硬化過程が周囲条件に応じて変化することを意味する。
【0005】 欧州特許第0262831号(Martin)には、抵抗線などのような電気
抵抗器を使用して接着剤を熱硬化させる方法が記載されている。この抵抗線はリ
ベート内の枠に接着され、ポリウレタン シーラントのリボンが分配カートリッ
ジから抵抗線上に貼付される。このリボンは、ウィンドシールドをリベート上に
配置すると平らになる。次に、抵抗線を電源に接続し、組成物を硬化させる熱を
発生させる。
【0006】 米国特許第4,184,000号(Denman)には、ガラスまたは金属部
品を結合する装置が記載されている。この結合装置は、ウィンドシールドを自動
車の開口部に取り付けるか、または開口部から取り外す時に使用する。この結合
装置は、本体と、加熱要素を有する内側コアとを有し、加熱要素は単純な線、巻
線、箔テープまたは含浸コアで良い。加熱後、本体の外側部分のみが流動的な接
着剤になり、本体の他の部分は、荷重が加わることにより可塑的に変形可能な状
態を保つ。好ましい実施態様では、加熱要素は、熱の分布を改善する波形線であ
る。
【0007】 米国特許第4,555,607号(Roentgen等)には、周辺縁部周囲
に伝導性ストリップを有する窓ガラスであって、このストリップを加熱して接着
剤のストランドを処理し、窓ガラスを枠に接着し、かつ窓ガラスを取り外すこと
ができる窓ガラスが記載されている。伝導性ストリップは、ガラス上にスクリー
ン印刷されて加熱処理過程で焼き付けられる銀焼付けペーストか、または溶射も
しくは真空蒸着により塗布される金属で良い。
【0008】 導電性加熱要素を有する接着剤は、米国特許第3,049,465号(Wil
kins)、第5,100,494号(Schmidt)、第3,438,84
3号(Pagel)にも記載されている。電気的加熱要素を使用して材料を結合
するその他の方法としては、米国特許第 5,389,184号(Jacaru
so等)が挙げられる。
【0009】発明の概要 本発明は、積層物を含む物品であって、 前記積層物が、 (a)加熱要素であって、 (i)導電性メッシュと、 (ii)連続導電性経路を含む構成要素であって、この連続導電性経路に複数
の熱伝導性付加物が取り付けられ、連続導電性経路を通って流れる電気により連
続導電性経路内に発生する熱が付加物を介して熱的に伝導可能である構成要素と
、 から成る群から選択される加熱要素と、 (b)ポリマー材料とを含み、 共面円弧状屈曲試験(Coplanar Arc Bend Test)A1に
合格できる物品を提供する。
【0010】 本発明による物品の一実施態様では、ポリマー材料は、熱硬化性材料、熱可塑
性材料およびこれらの混合物から成る群から選択される熱活性化可能材料を含み
、この熱活性化可能材料は、熱活性化可能材料が加熱要素に直接接触しない場合
、熱活性化材料が熱活性化材料の活性化を可能にするのに十分な程度まで熱伝導
性の材料によって加熱要素から分離されるように加熱要素と熱的に接触し、加熱
要素は、加熱要素に電流が流れると、熱活性化可能材料の少なくとも一部分を軟
化、融解および/または硬化させることができる。
【0011】 本発明による物品の一実施態様では、ポリマー材料は、コンホーマブルで圧縮
可能な耐メルトフロー性の熱硬化コアを含む。
【0012】 本発明の物品の好ましい一実施態様では、物品は、共面円弧状屈曲試験A1に
合格することができ、さらに好ましくは共面円弧試験A2にも合格することがで
きる。
【0013】 本発明による物品の一実施態様では、加熱要素は共面円弧状屈曲試験A2に合
格することができる。
【0014】 本発明による物品の一実施態様では、加熱要素は共面円弧状屈曲試験A3に合
格することができる。
【0015】 本発明による物品の一実施態様では、加熱要素は、共面円弧状屈曲試験B1に
合格することができ、さらに好ましくは共面円弧状屈曲試験B2にも合格するこ
とができ、さらに好ましくは共面円弧状屈曲試験B3のも合格することができる
【0016】 本発明による物品の一実施態様では、物品は、水密性シールを形成することが
できる。
【0017】 本発明による物品の一実施態様では、加熱要素は、熱活性化可能材料中に埋め
込まれる。
【0018】 本発明による物品の一実施態様では、加熱要素はメッシュを含む。
【0019】 本発明による物品の一実施態様では、メッシュは、第1主面と、反対側の第2
主面とを有する実質的に矩形の部品である。
【0020】 本発明による物品の一実施態様では、加熱要素は実質的に矩形である。
【0021】 本発明による物品の一実施態様では、熱活性化可能材料は、加熱要素の一方の
面に直接取り付けられる。
【0022】 本発明による物品の一実施態様では、熱活性化可能材料は、シーラントおよび
接着剤から成る群から選択される。
【0023】 本発明による物品の一実施態様では、接着剤はホットメルト接着剤である。
【0024】 本発明による物品の一実施態様では、熱活性化可能材料は連続している。
【0025】 本発明による物品の一実施態様では、熱活性化可能材料は、実質的に矩形のス
トリップの形態である。
【0026】 本発明による物品の一実施態様では、物品は、実質的に矩形のストリップの形
態である。
【0027】 本発明による物品の一実施態様では、加熱要素は、熱活性化可能材料の幅に等
しいか、または熱活性化材料の幅より小さい。
【0028】 本発明による物品の一実施態様では、メッシュは、編んだメッシュ、編組メッ
シュ、穿孔および拡張されたメッシュ、穿孔された拡張可能なメッシュ、並びに
斜めのメッシュから成る群から選択される。
【0029】 本発明による物品の一実施態様では、加熱要素は、構成要素(a)(ii)で
ある。
【0030】 本発明による物品の一実施態様では、この構成要素の付加物は実質的に同一平
面にある。
【0031】 本発明による物品の一実施態様では、付加物のいくつかは、経路の一方の面に
取り付けられてこの面から延在し、その他の付加物は、経路の反対側の面に取り
付けられてこの面から延在する。
【0032】 本発明による物品の一実施態様では、経路に取り付けられた各々の付加物は、
他の付加物から約1cm未満だけ離間配置される。
【0033】 本発明による物品の一実施態様では、経路に取り付けられる各々の付加物は、
他の付加物から約5mm以内で離間配置される。
【0034】 本発明による物品の一実施態様では、物品は、コンホーマブルで圧縮可能な耐
メルトフロー性熱硬化コアをさらに含む。
【0035】 本発明による物品の一実施態様では、積層物は、コンホーマブルで圧縮可能な
耐メルトフロー性熱硬化コアを含み、加熱要素は、熱活性化可能材料とコアとの
間に配置される。
【0036】 本発明による物品の一実施態様では、積層物は、コンホーマブルで圧縮可能な
耐メルトフロー性熱硬化コアを含み、熱活性化可能材料は、加熱要素とコアとの
間に配置される。
【0037】 本発明による物品の一実施態様では、加熱要素は、熱活性化可能材料中に埋め
込まれ、積層物は、コンホーマブルで圧縮可能な耐メルトフロー性熱硬化コアを
さらに含む。
【0038】 本発明による物品の一実施態様では、コアは発泡コアを含む。
【0039】 本発明による物品の一実施態様では、コアは本質的に粘着性である。
【0040】 本発明による物品の一実施態様では、積層物は、コアの一方の面または両面に
塗布された接着剤層をさらに含む。
【0041】 本発明はまた、 (a)第1基板と、 (b)前記第1基板に接合された本発明の物品と、 を含む組立体を提供する。
【0042】 この組立体は第2基板を任意にさらに含み、第1基板および第2基板は、本発
明の物品を介して一緒に接合される。
【0043】 本発明による組立体の実施態様では、第1基板は、車両の板ガラス、建築物の
窓ガラス、コンピュータの画面、テレビジョンの画面、車両本体のパネル、敷物
およびフローリングから成る群から選択される。
【0044】 本発明の組立体の一実施態様では、第1基板はウィンドシールドを含む。
【0045】 本発明の組立体の一実施態様では、第1基板はウィンドシールドを含み、第2
基板は車両の枠を含む。
【0046】 本発明の組立体の一実施態様では、第1基板は、ガラス、金属、塗装金属、下
塗金属、ポリウレタン、プラスチック(熱硬化、熱可塑性、熱硬化性)、木材、
セラミック、鉱物および石造建築物から成る群から選択する。
【0047】 本発明は、以下のステップを含む方法をさらに提供する: (a)第1基板を提供するステップと、 (b)第1基板に接触する材料の積層体を提供するステップであって、 この材料の積層体が、 (i)加熱要素であって、 (A)共面円弧状屈曲試験B1に合格できる導電性メッシュと、 (B)連続導電性経路を含む構成要素であって、この連続導電性経路に複数
の熱伝導性付加物が取り付けられ、この連続導電性経路を通って流れる電気によ
り連続導電性経路内に発生する熱が付加物を介して熱的に伝導可能であり、共面
円弧状屈曲試験B1に合格できる構成要素と、 から成る群から選択される加熱要素と、 (ii)熱硬化性材料、熱可塑性材料およびこれらの混合物から成る群から選
択される熱活性化可能材料であって、熱活性化可能材料が、加熱要素と直接接触
しない場合、熱活性化可能材料の少なくとも一部分の活性化を可能にするのに十
分な程度まで熱伝導性である材料によって加熱要素から分離されるように、熱活
性化材料が加熱要素と熱的に接触し、加熱要素が、電流が加熱要素を通って流れ
ると、熱活性化可能材料の少なくとも一部分を軟化、融解および/または硬化さ
せる熱活性化可能材料と、 を含むステップと、 (c)第2基板を積層体の露出表面に配置するか、あるいは積層体を第1基板と
第2基板との間に同時に提供するステップと、 (d)ステップ(b)、ステップ(c)、ステップ(c)後の1つまたは複数の
間に、加熱要素に電流を流し、熱活性化材料を軟化、融解および/または硬化さ
せて、積層体を介して第1基板を第2基板に最終的に接合し、組立体を形成する
ステップ。
【0048】 本発明方法の一実施態様では、材料の積層体は、ステップ(d)以前の積層物
の形態である(たとえば、材料の積層体はテープの形態である)。
【0049】 本発明方法の一実施態様では、積層体は、コンホーマブルで圧縮可能な耐メル
トフロー性熱硬化コアをさらに含み、接着剤層、下塗層、結合層のうちの1つま
たは複数を任意にさらに含む。
【0050】 本発明方法は、電流を加熱要素に流していくつかまたはすべての積層物を軟化
および/または融解させて、第1基板を第2基板から分離し、任意にさらに機械
的な力を使用して第1基板と第2基板との分離を促進するステップ(e)をさら
に含む。
【0051】 本発明方法の一実施態様では、第1基板は窓であり、第2基板は窓ガラスであ
るか、または第1基板は窓ガラスであり、第2基板は窓である。
【0052】 本発明方法の一実施態様では、第1基板は窓であり、第2基板は窓ガラスであ
るか、第1基板は車両の窓ガラスであり、第2基板は窓である。
【0053】 本発明はまた、以下のものを含む組立体をさらに提供する: (a)第1基板と、 (b)第2基板と、 (c)第1基板と第2基板とを一緒に結合する積層物であって、 (i)加熱要素であって、 (A)メッシュが共面円弧状屈曲試験B1に合格できる導電性メッシュと、 (B)連続導電性経路を含む構成要素であって、この連続導電性経路に複数
の熱伝導性付加物が取り付けられ、この連続導電性経路を通って流れる電気によ
り連続導電性経路内に発生する熱が付加物を介して熱的に伝導可能であり、共面
円弧状屈曲試験B1に合格できる構成要素と、 から成る群から選択される加熱要素と、 (ii)ポリマー材料と、 を含む積層物。
【0054】 本発明の組立体の一実施態様では、ポリマー材料は、熱活性化シーラント、熱
活性化可能シーラント、熱活性化接着剤および熱活性化可能接着剤から成る群か
ら選択される。
【0055】 本発明の組立体では、積層物は、コンホーマブルで圧縮可能な耐メルトフロー
性コアを任意にさらに含み、加熱要素はメッシュであり、第1基板は窓であり、
第2基板は窓ガラスである。
【0056】 本発明による組立体の実施態様では、ポリマー材料は、ポリマー材料が加熱要
素と直接接触しない場合、電流が加熱要素を通って流れるとポリマー材料を軟化
および任意に融解させるのに十分な程度まで熱伝導性の材料によって加熱要素か
ら分離されるように、加熱要素と熱的に接触する。
【0057】 本発明による組立体の実施態様では、ポリマー材料は、熱硬化性ポリマー材料
および熱可塑性材料から成る群から選択される。
【0058】 本発明による組立体の実施態様では、第1基板はウィンドシールドであり、第
2基板は車両の窓ガラスである。
【0059】 本明細書で使用する「積層物」という用語は、たとえば接着剤またはシーラン
トを介して取り付けられ、および/またはたとえばクリップもしくはステープル
を介して機械的に取り付けられる材料を意味する。しかし、「積層物」とは、一
緒に結合および/またはシールされる材料を一般に意味する。
【0060】発明の詳細な説明 物品 本発明は、2つの基板間にシールおよび/または結合を確立するための一般に
長尺の物品である。特に、この物品は、基板間にシールおよび/または結合を確
立するのに有用であり、物品は、2つの基板間で共面円弧状に屈曲させなければ
ならない。具体的に示すため、実質的に矩形の断面を有するテープとして本発明
を説明するが、円形、楕円形、台形などのようなその他の断面を有するシートお
よびテープなど、その他の形態も考えられる。しかし、本明細書では、本発明の
物品をテープとして記載することが多く、本発明のテープの特徴、特性などは、
最も広い意味で本発明の物品に適用され、本発明の物品は、特記しない限り必ず
しもテープの形態ではない。シートは、長さ、幅および厚さを有する平坦な形態
の物品を意味する。テープは、幅よりも長さが大きいより細いストップを意味す
る。一実施態様では、テープ10(図1)は、以下に定義する共面円弧状に屈曲
させることができるメッシュである導電性加熱要素12と、ポリマー材料の少な
くとも1つの層14とを特徴とする。テープ10も、共面円弧状に屈曲させるこ
とができる。
【0061】 本発明の一実施態様では、ポリマー材料は熱活性化可能材料である。本明細書
で使用する場合、「熱活性化可能材料」という用語は、熱可塑性材料、熱硬化性
材料およびこれらのブレンドを含む。さらに、加熱すると、材料が、熱可塑性材
料の場合は軟化および/または融解し、熱硬化性材料、または熱硬化性材料と熱
可塑性材料とのブレンドの場合は軟化および硬化、融解および硬化、または硬化
することを意味する。「熱可塑性」という用語は、材料に典型的な温度範囲を通
じて、つまり材料の劣化温度未満まで材料を繰り返し加熱および冷却して、材料
を軟化および硬化させることができることを意味する。「熱硬化性」という用語
は、材料が、熱またはその他の手段で硬化した場合、実質的に不融性または不溶
性材料に変化できることを意味する。「熱硬化」という用語は、材料が、熱また
はその他の手段により既に硬化して、実質的に不溶性および不融性であることを
意味する。
【0062】 熱活性化可能材料は、シーラントおよび/または接着剤であることが好ましい
。「シーラント組成物」または「シーラント層」は隙間充填材料である。したが
って、シール形成時、本発明に従って有用なシーラント組成物は流動性を有し、
シーラント組成物が塗布される基板の隙間内に流入して隙間を充填することがで
き、シーラント組成物が硬化した後(熱硬化性シーラント組成物の場合)、また
は冷却して凝固した後(熱可塑性シーラント組成物の場合)、なお十分に隙間を
充填して基板をシールすることができる。本発明に有用なシーラント組成物は、
硬化した後(熱硬化性シーラント組成物の場合)、または冷却して凝固した後(
熱可塑性シーラント組成物の場合)、非粘着性である(つまり、室温で触れてみ
て粘着性ではない)ことが好ましい。好ましくは、本発明により有用なシーラン
トは、シーラントがシールする表面に結合する時に接着剤としても機能する。
【0063】 本発明の第2の実施態様では、ポリマー材料は、以下に記載するコンホーマブ
ルで圧縮可能な耐メルトフロー性のコアを含む。より好ましい実施態様では、テ
ープは、熱活性化可能層と、導電性加熱要素と、コンホーマブルで圧縮可能な耐
メルトフロー性のコアを含む。
【0064】 本発明を実施するに当たり、物品は、任意に、保管、搬送、取扱いおよび使用
を容易にするために、テープ20のロール(図2)の形態で便宜上提供される。
1つの構成では、テープ20は、シーラント層29と、メッシュである導電性加
熱要素24とを含み、接着剤層22が任意のコア28の周囲に一般に巻かれてい
る。コア28は、たとえば紙またはプラスチックであり、約7.6cmの内径を
一般に有する。こうした構成では、ロールの隣接する巻きを分離する一時的な剥
離可能ライナー26と共に巻かれる。ロール形態のテープの提供は、力を加えず
に容易に巻き付けるのを促進する厚さおよび弾性率を有するように、シーラント
層などのようなポリマー層を選択することにより容易に行われる。力を加えて巻
き付けると、通常の周囲条件の温度および湿度で保管する時に、物品が永久的に
変形したり、物品の何れかの層が物品の最も広い層を超えて流れ出たり、あるい
はロール物品が入れ子状になる可能性がある。
【0065】 第2の構成では、テープは、シーラント層と、導電性加熱要素と、任意に加熱
要素の他方の側の第2シーラント層とを含む。第3の構成では、テープは、接着
剤層と、導電性加熱要素と、任意に加熱要素の他方の側の第2接着剤層とを含む
。好ましい構成では、テープ30(図3)は、シーラント層31と、導電性加熱
要素24と、コンホーマブルで圧縮可能な耐メルトフロー性コア層32と、任意
に接着剤層(図示しない)とを含む。任意の一時的な剥離性ライナー39は、特
に、コア層32および/またはシーラント層31が、室温つまり約23℃で粘着
性の表面を有する場合、テープ上に備えると良い。ライナーは、ライナーが保護
する表面を基板に取り付ける前に剥離する。テープは、1つを超えるコア層およ
び/またはシーラント層、並びにたとえば下塗剤または結合層、接着剤層および
不織スクリムなど、その他の層を有する場合がある。1つを超える加熱要素をテ
ープ内に含むこともできる。追加されるその他の層は、電気的加熱要素の効果を
妨げるか、または以下に記載するテープの屈曲を妨げてはならない。
【0066】 導電性加熱要素は、テープ構成内のどこかに配置する。たとえば、シーラント
層31と、コア層32と、導電性メッシュ加熱要素24とを含むテープ40(図
4)では、加熱要素24はシーラント層31の表面に配置する。加熱要素は、シ
ーラント層(図示しない)の表面内に部分的に埋め込むか、または加熱要素24
は、コア層32(図5)も備えるテープ50のシーラント層31の表面内に完全
に埋め込んでも良い。加熱要素24(図6)は、第1コア層66と、第2コア層
68と、ライナー39とをさらに含むテープ60のシーラント層61内に埋め込
んでも良い。機能上、この実施態様は、2つのシーラント層の間に導電性加熱要
素が配置された同じかまたは異なるシーラント組成物の2つの層を一緒に積層し
て行われる。シーラント中に埋め込むのではなく、加熱要素は、任意に2つの別
個のシーラント層の間に配置しても良い。さらに、同じかまたは異なる電気抵抗
を有する複数の加熱要素を使用しても良い。
【0067】 本発明のテープは、様々な基板を一緒にシールまたは結合するために使用でき
る。基板は、同じであっても異なっても良い。基板は、たとえばサイズ、形状ま
たは組成物が異なって良い。適切な基板の例としては、ガラス、金属、プラスチ
ック、木材、石造建築物およびセラミックから製造されたものが挙げられる。代
表的なプラスチック基板としては、ポリ塩化ビニル、エチレン−プロピレン−ジ
エンモノマーゴム、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート、工業用熱可塑性
樹脂(たとえばポリ酸化フェニレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボ
ネート)、シート成形化合物、および熱可塑性エラストマー、たとえば熱可塑性
エラストマーオレフィンが挙げられる。ガラス、およびガラスの代替品として使
用されるポリマー(たとえばポリカーボネートおよびポリメチルメタクリレート
)は、板ガラス材料と呼ばれる。基板の表面には、たとえばペンキ、耐磨耗性コ
ーティングまたは耐グレアコーティングを塗布することができる。たとえばウィ
ンドシールドの場合、ガラスはセラミック−フリット層を含むことができる。
【0068】 テープは、ガラス基板をたとえば金属、塗装または下塗金属、およびプラスチ
ック基板にシールするのに有用である。たとえば、テープは、ガラスウィンドシ
ールドを自動車の枠(金属またはプラスチック枠)にシールするのに有用である
。テープは、交換用窓を自動車の枠にシールするのに特に有用である。この場合
、テープは、シーラントが除去された枠および塗装または下塗金属領域に残って
いる残留シーラント、一般にポリウレタンに結合する必要がある。
【0069】 本発明を実施するに当たり、テープは、共面円弧つまり曲線部分状に屈曲させ
ることができる。「共面円弧」という用語は、第1平面、つまりテープの第1主
面上の3点と、テープの第2主面上にあって、第1平面と実質的に平行な第2平
面との間の材料として定義されるテープが、これら2つの平面の間にテープが実
質的に留まるように側方に屈曲できることを意味する。これら用語および関連す
る方法のより詳細な説明は、「試験方法」を参照のこと。テープは、屈曲した後
に、第1平面が平坦な表面であり、第2平面が、第1平面に平行なテープの表面
上にあるように、たとえばクリップまたは粘着テープを使って平坦な表面に貼付
することができ、屈曲前のテープが実質的に同一平面内にあった場合、共面円弧
内で屈曲可能であると考える。たとえば、ポリマー材料101上に導電性加熱要
素102を有するテープ130(図9)の矩形部分を、テープ130の外縁12
2が内縁121より遠くに延在するように側方に屈曲させる場合、テープ130
A(図9a)は、実質的に同心の2つの円弧、つまり外側円弧122Aが内側円
弧121Aよりも大きくなるように、外縁122により形成される外側円弧12
2A、および内縁121により形成される内側円弧121Aの形状に適合する。
好ましくは、テープ116(図15)は、円105の周囲にある少なくとも90
°の円弧α周囲の内側縁部106が10cmの半径を有する共面円弧上に屈曲さ
せることができる。さらに好ましくは、テープ(図示しない)は、半径10cm
の円の180°円弧の周囲の共面円弧状に屈曲させることができ、さらに好まし
くは、テープは、半径4cmの円の周囲90°の共面円弧周囲に屈曲させること
ができる。必要なら、テープをオーブン内で加熱するか、または温風ガンを使っ
て加熱してテープを軟化させて、円弧に適合するのに十分な展性を持たせること
ができる。熱活性化可能材料が熱硬化性である場合、最終的な用途のためにテー
プを加熱するまで、テープの温度を熱硬化温度未満に保つことが望ましい。裸眼
で見てテープに少量の座屈または皺があっても、テープが熱活性化した後に、テ
ープに意図される機能を果たす限り、許容可能である。たとえば、テープは、円
弧の周囲で屈曲することからテープに少量の皺を有する場合がある。しかし、熱
活性化すると、テープが流れて皺がなくなり、隙間を充填する水密性シールが基
板上に形成される。
【0070】 テープの断面が矩形ではなく、たとえば三角形である場合、第1平面は三角形
の基部であり、第2平面は、三角形の最高点つまり頂点に接し、第1平面に平行
な平面である。円形の断面を有するテープの場合、第1平面はテープの一方の縁
部に接し、第2平面は、テープの反対側の縁部に接し、第1平面に平行な平面で
ある。
【0071】 テープが共面円弧状に屈曲する能力は、以下に説明するように、導電性加熱要
素の剛性、および加熱要素がかなり低い力で伸張するかまたは伸びる能力(つま
り、加熱要素が実質的に共面円弧状に屈曲する能力)に大きく左右される。テー
プは、ポリマー材料の融解温度および/または硬化温度未満のある温度で伸びる
のと同じ低い力を示すことが好ましい。加熱要素が剛すぎるかまたは堅すぎる場
合、加熱量によって、テープが共面円弧状に屈曲する時に剛性の欠点を克服する
ことはできない。たとえば、溶接スクリーンなどのような剛性の加熱要素を含む
テープは、実質的に共面円弧状屈曲試験を行った時に、テープの外縁の浮きおよ
び/またはテープの内側縁部の座屈および捻転を生じ、試験に不合格になる可能
性がある。細いリボン状の加熱要素を含むテープは、加熱要素の捻れまたは変形
を示す可能性がある。さらに、細いリボンは、本発明に従い有用な加熱要素と違
って、テープの幅全体に熱を均一に分布させず、その結果、コールドスポットお
よび不適切なシールまたは結合が生じる。平坦な箔(リボンより広い)は、外側
縁部が裂けるか、または浮く可能性がある。外側縁部は、内径より長い半径の周
囲に圧迫されるからである。複数のワイヤは、一箇所に集まって円弧の内側縁部
方向に引き込まれる傾向があり、不均一な加熱を生じて短絡する可能性がある。
ワイヤは共面上に留まるか、または外側のワイヤが円弧上で屈曲する必要がある
比較的長い距離を補正するために、テープの平面から抜ける場合がある。
【0072】 本発明に有用な導電性加熱要素は、少なくとも1つの導電性経路と、熱伝導性
および場合により導電性であり、屈曲して共面円弧を形成できる付加物とを含む
。導電性加熱要素は、接着テープ上で共面円弧状に屈曲させる場合、縁部の座屈
、皺または浮きをテープ上に押し戻して実質的に共面円弧を形成できるように十
分に可撓性である。適切な加熱要素の例としては、コンホーマブルなメッシュ、
つまり開放空間網を有する構造、および構造の側方に延在する付加物を有し、コ
ンホーマブルな長尺の構造、つまり熱伝導性付加物が構造に取り付けられた単一
の長尺の構造が挙げられる。
【0073】 好ましい実施態様では、導電性加熱要素は伝導性メッシュ102(図9)であ
る。メッシュの接続部分112は導電性経路を提供し、任意の付加物125は導
電性経路から延在して、導電性経路が熱的に接触するテープ領域に熱を提供する
。図12のメッシュの代替実施態様では、メッシュ123の一番外側の延在部分
127は、やはり導電性の熱伝導性付加物と考えられる。参照番号128は、電
流の方向を示す。
【0074】 上記のテープに関する共面円弧の定義と同様、導電性加熱要素は、導電性加熱
要素の2つの平行な表面上の3点により特徴付けられる2つの平行な平面間の材
料として定義され、共面円弧は、導電性加熱要素を側方に屈曲させて形成される
。導電性加熱要素は、何らかの付加物、皺または捻転をテープ上に軽く圧迫して
取り付けることができる場合、共面状である。たとえば、菱形メッシュ形態の図
9の加熱要素102の矩形ストリップは、テープの直線縁部によって画定される
側方縁部151および152を有する。メッシュを側方に屈曲させて共面円弧を
形成する場合、側方縁部152は、屈曲したメッシュの外縁152A(図9a)
を形成する。この外縁は、半径Rを有する円(図示しない)の円弧である。同様
に、側方縁部151は、屈曲したメッシュの内縁151A(図9a)を形成する
。この内縁は、外縁の円と同心であって、半径(R−W)を有する円の円弧であ
り、ここで、Rは外側円弧の半径であり、Wはメッシュの幅である。メッシュ1
02A(図9a)は、側方に共面円弧として屈曲され、非常に剛性の加熱要素に
関する上記の欠点はない。実際、メッシュを屈曲させると、側方縁部152Aが
拡張し、側方縁部151Aが圧縮して、生じる可能性があるわずかな変形は許容
される。たとえば、メッシュのワイヤは重複することができ、取扱いによってわ
ずかに捻転することができ、取り付けられていない外側の延在部分125は、メ
ッシュを画定する2平面間から外側に屈曲することができる。図9に参照番号で
示す部品は、参照番号の後に文字「A」が追加されている以外、図9aと同じ参
照番号を有する。これらの変形は、一般にメッシュの厚さの約7倍未満だが、約
5倍未満であれば好ましい。好ましい導電性加熱要素は、3M社が市販している
3M 4941などのようなコンホーマブルな感圧粘着テープに取り付けること
ができるように十分に可撓性であり、加熱要素を備えるテープは、共面円弧状に
屈曲させることができる。
【0075】 メッシュの幅も、メッシュを実質的に共面円弧状に屈曲させようとすると、わ
ずかに変形する。一般に、メッシュのワイヤは一緒に引っ張られて、メッシュの
幅がわずかに減少する可能性がある。メッシュの許容可能な狭窄つまり減径は、
10%未満であることが好ましく、約7%未満であればさらに好ましい。たとえ
ば、2つの側方縁部間の距離として定義される幅が1.27cmのメッシュの幅
は、メッシュを屈曲させた後、約0.2cm以上減少しない。ストリップ形態の
メッシュは、内径10cmの共面円を形成するのに十分に可撓性であることが好
ましい。
【0076】 本発明に有用なメッシュは一般に十分に可撓性であり、長手方向に拡張および
/または圧縮する。メッシュの内側縁部が、ある表面に描かれた円弧と整列配置
されるように、メッシュのストリップを円弧状に形成する場合、メッシュの外側
縁部は拡張し、場合によっては、内側縁部も圧縮しなければならない。あるいは
、メッシュの外側縁部を円上で整列配置させる場合、内側縁部は圧縮しなければ
ならないが、外側縁部は拡張しても拡張しなくても良い。
【0077】 好ましいメッシュは、低い応力で高度に伸びるなど、降伏応力が応力歪曲線上
に示される引張/伸び曲線を示す。一般に、1ポンドの力(4.45ニュートン
)では、0.635cm(1/4インチ)幅のメッシュは、約0.5%を超えて
伸びるが、約1%を超えて伸びれば好ましく、約3%を超えて伸びればさらに好
ましい。2ポンドの力(8.90ニュートン)では、上記のメッシュは約1%を
超えて伸びるが、約3%を超えて伸びれば好ましい。ワイヤはまっすぐになり、
伸張は比較的低い力で生じることができるので、有用なメッシュは最初に伸びる
と考えられる。メッシュのワイヤがまっすぐになると、メッシュは、ワイヤの破
断強度に達するまで非常にわずかに伸張する。低い力で比較的多量に伸張すると
、メッシュを共面円弧状に屈曲させることができる。
【0078】 メッシュは、テープの側方縁部に実質的に平行に走る複数のワイヤによって制
限されないことが好ましい。さもないと、メッシュは、実質的共面円弧状屈曲試
験に不合格になる場合がある。図10のメッシュ100の2本以上のワイヤがテ
ープに対して実質的に平行である場合、メッシュの平行な長手方向のワイヤ10
7は、一緒に溶接しないと一箇所に集まる傾向があるか、および/またはテープ
を円弧状に屈曲させた時にメッシュがテープから持ち上がり、実質的共面円弧状
屈曲試験に不合格になるという点で、別個の平行なワイヤと同じ影響を有する。
図10では、交差ワイヤを105として示す。さらに、長手方向ワイヤは既に整
列配置されているので、ワイヤを引っ張ると、伸びはワイヤの引張強さによって
制限され、メッシュの外側縁部は、低い力で十分に伸びて共面円弧状に屈曲する
ことができない。同様に、メッシュの側方縁部にある制限ワイヤ、母線などは、
共面円弧状に屈曲するのを妨げる。
【0079】 しかし、長手方向のワイヤ100(図10)を有するメッシュをある角度で、
つまり斜めに切断するかまたは形成して、メッシュの側方縁部109をテープの
側方縁部と最終的に整列配置させると、長手方向ワイヤ107は、テープの側方
縁部に対して平行ではなくなり、必要に応じて拡張および/または圧縮して共面
円弧状に屈曲させることができる。さらに、テープの側方縁部に平行なけん縮ワ
イヤを有するメッシュは、けん縮によってワイヤが伸張して共面円弧を形成する
ため適している。
【0080】 本明細書で使用する「導電性メッシュ」という用語は、複数の連続導電性経路
を有する材料を意味する。
【0081】 導電性加熱要素に有用なメッシュの例としては、穿孔および拡張伝導性金属箔
またはポリマーフィルムなどのような穿孔および拡張性メッシュ、穿孔および拡
張伝導性金属箔またはポリマーフィルムなどのような穿孔および拡張メッシュ、
織った円筒状メッシュ、斜めに織ったスクリーンまたはメッシュ、斜めに溶接し
たスクリーン、不織炭素繊維およびスチールウールなどのような不織メッシュ、
編組ケーブル導体、円形の編組導体、平坦な編組導体および編んだメッシュなど
のような編組導体が挙げられるが、これらだけに限らない。穿孔および拡張伝導
性金属箔の一例を図12に示し、編んだメッシュ3の一例を図12bに示す。図
12bの矢印4および図12の矢印128は、電流の流れを示す。
【0082】 メッシュは、その外側の面積が矩形である必要はない。外側縁部は、たとえば
不規則であるか、またはスカラップなどのようになっていても良い。しかし、メ
ッシュを矩形のコンホーマブルな粘着テープに取り付けると、テープ上のメッシ
ュは実質的に共面円弧状に屈曲させることができる。
【0083】 非常に好ましい実施態様では、有用なメッシュは穿孔および拡張または穿孔お
よび拡張性金属箔である。こうした箔は、Delker Corp.およびEx
met Corp.から市販されている。これらの箔の場合、金属には、箔の幅
を横断するスリットが穿孔される。次に、この箔を長さ方向つまり長手方向に拡
張して、メッシュの開口部を形成する。メッシュ開口部は、LWDおよびSWD
を有するメッシュサイズにより画定される。開口部170(図17)は、接合部
の中心から隣接接合部の中心までインチまたはmmで測定して菱形の長軸である
LWD176により画定される。メッシュのサイズも、接合部の中心から隣接接
合部の中心までインチまたはmmで測定して菱形の短軸であるSWD178によ
って画定される。メッシュ開口部は、厚さ172およびストランドの幅174に
よっても特徴付けられる。SWDは、箔内の拡張量によって決まる。一般に、メ
ッシュのSWDは、LWDの約0〜約100%である。好ましくは、SWDはL
WDの約25〜75%である。一般に、LWDはメッシュの幅未満であるべきで
あり、メッシュは、メッシュの複数の回路を失う可能性があれば、もはやメッシ
ュではない。一般に、メッシュおよびテープ製品の幅はほぼ同じであり、テープ
の幅はLWDの約1〜10倍であるが、LWDの約2〜約8倍であれば好ましく
、LWDの約3〜約5倍であれば最も好ましい。一般に、LWDは、テープの2
本の長い外縁の両方に対して実質的に垂直、好ましくは垂直である。LWDの値
が小さい場合、熱活性化可能材料の伝導性および融解の点で有利であるが、メッ
シュを共面円弧状に屈曲させるのはより難しくなる場合がある。
【0084】 導電性加熱要素の別の実施態様は、付加物を取り付けられた単一の導電性経路
を含む構成要素である。導電性経路は、ワイヤまたは細い箔もしくはフィルムな
どのような長形の構造、曲がりくねった形状のワイヤなどであるが、経路は、実
質的に共面円弧状に屈曲させるのに十分に可撓性であり、付加物を接着テープで
抑えることができなければならない。付加物は、たとえば矩形、三角形および管
状など、所望の形状でよい。この実施態様の例を図11a〜図11fに示す。図
11a〜図11eは、本発明の物品に使用するのに有用な加熱要素の異なる実施
態様の上面図であり、加熱要素は、導電性経路111並びに熱伝導性付加物11
8、116、114、112および113をそれぞれ含む構成要素である。
【0085】 図11fは、本発明の物品に使用するのに有用であり、導電性経路110およ
び熱伝導性付加物115を含む構成要素である加熱要素を形成するのに必要な場
合に伸張させることができる伝導性メッシュの細い断片の上面図である。
【0086】 付加物は均一である必要はなく、つまり、ある付加物はより短く、他の付加物
はより長くても良いし、同じ経路上に三角形の付加物があっても、矩形の付加物
があっても良い。付加物の間隔および配置も様々で良い。たとえば、すべての付
加物は、経路の一方の面に存在しても良いし、経路に沿って互いに直接対向する
ように配置しても良いし、あるいは経路に沿って一方の面から他方の面に交互に
配置しても良い。付加物の間隔は、所望の最終用途によって決まる。一般に、付
加物は、10mm未満離間配置するが、より一般的には5mm未満である。付加
物は、導電性経路から付加物の先端まで熱を伝達することができる。付加物も導
電性で良い。付加物は、たとえば、銅、鋼、ニクロム、ニッケル、アルミニウム
などから製造される金属ワイヤ、または酸化アルミニウムなどのようなセラミッ
ク材料から成形することができる。
【0087】 導電性加熱要素は、所望のシールおよび/または結合を行うのに十分な熱を発
生させるのに十分な電気抵抗を有するどの材料からも製造することができる。抵
抗率の有用な範囲は、印加する電力、電圧および電流によって異なり、概して安
全率を考慮に入れる。特定用途に特有の抵抗率は、たとえば、テープの寸法(長
さ、幅および厚さ)、熱活性化可能材料の熱容量、テープに必要な熱活性化温度
、テープを加熱する周囲温度などのような要素に基づいて選択する。導電性加熱
要素に適する材料としては、たとえば、銅、ニッケル、鋼、アルミニウムなどの
ような金属;ニクロム、ステンレス鋼などのような合金;伝導性ポリマー、伝導
性材料を充填されたポリマーおよびこれらのブレンドなどのような導電性ポリマ
ー組成物;炭素繊維などが挙げられる。ニッケルなどのような好ましい材料は、
腐食または環境上の要素、たとえば湿度および熱によって電気抵抗が変化しない
材料である。
【0088】 一般に、メッシュなどのような加熱要素の外側つまり側方の縁部は、テープの
外側つまり側方の縁部と同延である。しかし、加熱要素は、必要に応じて熱活性
化材料を活性化させるのに十分な熱が電流によって発生する限り、テープ構成の
他の部分よりも狭くても良い。加熱要素は、テープの側方縁部を越えて延在して
も良い。
【0089】 好ましい実施態様では、テープ30(図3)は、コア層32と、シーラント層
31と、導電性加熱要素24と、任意のライナー39とを含む。コア層32の1
つの目的は、テープを使用して一対の基板間にシールまたは結合を確立する場合
、一体のスペーサとして作用することである。したがって、テープ支持基板を他
の基板に対し加圧して貼付する時、コア層32は、シーラントを置き換える時に
2つの基板が付着するのを防止する。こうした接触は、結果として生じる応力に
よってガラスが破損するため、一方の基板がガラスである場合に特に望ましくな
い。コア層はさらに、シーラントの硬化によって生じる力を分布させ、シール内
の応力を最小限にする。
【0090】 コア層はさらに、内部制振材として作用し、2つの基板を一緒にシールした後
の可変周波数の基板運動に関連するノイズを最小限にすることが好ましい。コア
層は、コア層が取り付けられる一方の基板を、この基板に伝達される力および他
の基板から隔離する。たとえば、自動車に取り付けられたガラスウィンドシール
ドの場合、コア層は、ガラス上に衝突する風から生じる振動、および自動車の枠
から生じる振動を減衰する。
【0091】 コア層は、接着剤層がテープと一体であるか、またはテープを貼付する前に基
板表面に別個に貼付されるかに関わらず、シーラント層を接着剤層から絶縁する
。こうして、シーラントおよび接着剤層に生じる個々の硬化反応を互いに隔離す
ることができ、テープを段階的に硬化させることが可能になる。また、シーラン
トおよび接着剤層の組成物をより自由に処方できるという利点もある。
【0092】 こうした機能を果たすには、コア層は、圧縮可能でコンホーマブルであるよう
に設計する。これらの特徴によって、コア層は、テープが貼付される基板を緩衝
してエネルギーを吸収し、シールされた構成に加わる力を分布させることができ
る。さらに、圧縮可能性およびコンホーマビリティは、本体を完全に接触させて
シールを形成するのに役立つ。
【0093】 コア層32はさらに、耐メルトフロー性があって、シール作業時に使用する温
度および圧力を加えた時に、巨視的な質量の流れが生じないように設計される。
【0094】 コア層の厚さは、コア層が、結合線を離間配置する機能、好ましくは制振およ
び断熱機能を果たすのに十分であることが好ましい。特定コア層の特定の厚さは
、テープに意図する用途に基づいて選択する。たとえば、自動車のウィンドシー
ルドの場合、コア層の厚さは、テープが、ウィンドシールドが設計される枠内に
適合するのに十分に小さくなければならない。一般に、コア層の厚さは少なくと
も約1mm、好ましくは少なくとも約2mm、さらに好ましくは少なくとも約3
mmである。あるいは、コア層は単一の層でも良いし、複数の層を有しても良い
【0095】 コア層に好ましい材料は、粘弾性材料である。これら材料は、熱可塑性でも熱
硬化でも良いが熱硬化材料が好ましい。熱可塑性材料は、テープ内の熱活性化可
能材料の熱活性化温度を超える融解温度を有するべきである。コア層32に適す
る材料の例としては、架橋ポリアクリレートおよびポリウレタンなどのような熱
硬化材料、およびエチレン−ビニルアセテートコポリマーなどのような熱可塑性
材料が挙げられる。市販の好ましいポリアクリレートの例としては、3M社が市
販している4959、4941、4910などのような3M(登録商標)アクリ
ルフォームテープがある。
【0096】 ポリウレタンベースのコア層は、固体エラストマーまたは気泡発泡体として提
供することができ、また、1成分型または2成分型組成物から形成することがで
きる。1成分型組成物は水分で活性化することができ、この場合、環境から意図
的に導入するかまたは得られる水によって硬化反応が開始する。あるいは、ブロ
ックトイソシアネートを使用し、熱を使用してイソシアネートのブロックを解除
して硬化反応を開始する。2成分型ウレタンは、1種類以上のイソシアネートベ
ース樹脂を含む第1成分と、1種類以上のポリオールおよび硬化剤を含む第2成
分とを含む。
【0097】 感圧接着剤も適している。こうした接着剤は、連続シールを形成する接合部の
形態、好ましくはテープの端部が、並置接合部、スカーフ接合部または突き合せ
接合部などのように同一平面内に保たれる接合部の形態でテープの自由端を一緒
に溶融することを可能にする。さらに、コア層が感圧接着剤の形態である場合、
コア層を基板に直接結合することができ、別個の接着剤層(一体型または他の方
法で)の必要性がなくなる。
【0098】 コア層は発泡体の形態であることが好ましいが、熱硬化アクリル発泡体は特に
好ましい。発泡体は、連続気泡構造でも独立気泡構造でも良いが、独立気泡発泡
体が好ましい。ポリエチレンおよびエチレンビニルアセテートベースの発泡体を
使用する場合もあり、これは、押出機から樹脂組成物を押し出し、架橋する前ま
たは後に材料を発泡させて一般に製造する。これらのタイプの発泡体のメーカー
としては、マサチューセッツ州、ローレンスのSekisui America
Corp.のVoltek Div.、またはマサチューセッツ州、ハイアニ
スのSentinel Products Corp.がある。
【0099】 製造時にコア層32に含むことができるその他の材料としては、たとえば、安
定剤、酸化防止剤、可塑剤、粘着付与剤、流れ調整剤、定着剤(たとえばシラン
およびチタネート)、着色剤、チキソトロープ、およびその他の充填剤が挙げら
れる。
【0100】 さらに、接着剤の1つまたは複数の層をコアに積層しても良い。これは、コア
自体が本質的に粘着性ではない場合に特に有用である。接着剤層は、感圧接着剤
、圧力活性化接着剤、ホットメルト接着剤フィルム、熱硬化性接着剤、または熱
硬化性および熱可塑性材料のブレンドである接着剤で良い。
【0101】 テープ30(図3)に関しては、シーラント層31は連続層の形態であること
が好ましい。しかし、熱および圧力を加えてシーラントを溶融させて、最終的な
物品に効果的なシールを形成できる限り、不連続シーラント層も使用して良い。
不規則な表面に良好なシールを形成するのを促進するには、第2基板にシールす
るために利用できるシーラント層31の表面はテクスチャー加工すると良い。さ
らに、単一層および多層シーラント組成物は両方とも考えられる。シーラント層
31の幅は、用途によって決まる。しかし、概して、テープ形態の場合、シーラ
ント層31の幅はコア層32の幅以下である。
【0102】 シーラント層31の目的は、一対の基板間にシールを確立して維持することで
ある。メルトフロー可能な組成物は、シーラント層31に使用できる。適切な組
成物としては、エポキシ樹脂などのような熱硬化性材料、またはこうした材料と
、相溶性または物理的ブレンドを形成する熱可塑性材料、たとえばポリアクリレ
ートおよびポリエステルとの組合せが挙げられる。
【0103】 1種類の適切なクラスの材料として、エポキシ樹脂とポリエステルなどのよう
な半結晶質ポリマーとのブレンドが挙げられる。半結晶質ポリマーは、シーラン
トの強さを迅速に増加させて、良好な未処理強度を有するシールを形成するとい
う点で有利である。
【0104】 「半結晶質」であるポリマーは、示差走査熱量計(DSC)により決定される
結晶融点を示すが、最大融点は約200℃であることが好ましい。ポリマーの結
晶化度も、非晶質状態まで加熱して冷却したシートの曇りまたは不透明性として
観察する。ポリマーを溶融状態まで加熱して、ライナー上にナイフ塗布してシー
トを形成すると非晶質であり、シートは透明であり、光に対してかなり透過性で
あることが観察される。シート材料中のポリマーが冷却すると結晶質領域が生じ
、結晶化は、シートが曇って半透明または不透明状態になることにより特徴付け
られる。結晶化度の程度は、非晶質ポリマーと、様々な程度の結晶化度を有する
半結晶質ポリマーとの相溶性の組合せを混合することにより、ポリマー中で変え
ることができる。シートの曇りは、ポリマー中である程度まで結晶化が生じたこ
とを判定するのに好都合な非破壊的な方法を提供する。使用時、エポキシ含有材
料とポリエステル成分とのブレンドをベースとする好ましいシーラントが軟化し
て流動し、シールする表面内の隙間を充填する場合、エポキシ樹脂とポリエステ
ル成分は均質な系を形成し、これは、人の裸眼で確認できる巨視的な相分離がな
いことにより実証される。
【0105】 ポリマーは、特定温度における結晶化の速度、ひいては未処理強度が得られる
速度を調整するために成核剤を含むことができる。有用な成核剤としては、微結
晶ワックスが挙げられる。適切なワックスは、たとえばPetrolite C
orp.がUnilin(登録商標)700として市販している。
【0106】 好ましいポリエステルは、室温で半結晶質である、ヒドロキシルを末端基とす
るポリエステルおよびカルボキシルを末端基とするポリエステルである。存在し
て良いその他の官能基としては、−NH、−CONH、−NH2、 −SH、無
水物、ウレタンおよびオキシラン基がある。
【0107】 好ましいポリエステルはさらに、室温で固体である。好ましいポリエステル材
料は、数平均分子量が約7,500〜200,000、さらに好ましくは約10
,000〜50,000、最も好ましくは約15,000〜30,000である
【0108】 本発明に有用なポリエステル成分は、ジカルボン酸(または無水物など、その
ジエステル等量)とジオールとの反応生成物を含む。二酸(またはジエステル等
量)は、炭素原子を4個から12個含む飽和脂肪族二酸(環中に炭素原子を5個
から6個有する分枝、非分枝または環状物質など)および/または炭素原子を8
個から15個含む芳香族酸で良い。適切な脂肪族二酸の例は、琥珀酸、グルタル
酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,1
2−ドデカンジオイック酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シ
クロペンタンジカルボン酸、2−琥珀酸メチル、2−メチルペンタンジオイック
酸、3−メチルヘキサンジオイック酸などである。適切な芳香族酸としては、テ
レフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、4,4’−ベンゾフェノンジカルボン酸
、4,4’−ジフェニルメタンジカルボン酸、4,4’−ジフェニエルチオエー
テルカルボン酸、および4,4’−ジフェニルアミンジカルボン酸が挙げられる
。好ましくは、二酸中の2つのカルボキシル基間の構造は、炭素および水素のみ
を含み、さらに好ましくは、構造はフェニレン基である。上記の二酸のブレンド
を使用しても良い。
【0109】 ジオールとしては、2個から12個の炭素原子を有する分枝、非分枝および環
状脂肪族ジオールがある。適切なジオールの例としては、エチレングリコール、
1,3−プロピレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,4−ブタ
ンジオール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル
−2,4−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、シクロブタン−1,
3−ジ(2’−エタノール)、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール、1,1
0−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールおよびネオペンチルグリコー
ルが挙げられる。アルキレン基が2個から9個の炭素原子、好ましくは2個から
4個の炭素原子を含むポリ(オキシアルキレン)グリコールを含む長鎖ジオール
も使用できる。上記のジオールのブレンドを使用しても良い。
【0110】 市販の有用なヒドキシル末端基含有ポリエステル材料としては、Huels
America,Inc.が市販している各種の飽和直鎖半結晶質コポリエステ
ルが挙げられ、たとえばDynapol(登録商標)S330、Dynapol
(登録商標)S1401、Dynapol(登録商標)S1402、Dynap
ol(登録商標)S1358、Dynapol(登録商標)S1359、Dyn
apol(登録商標)S1227、およびDynapol(登録商標)S122
9がある。Huels America,Inc.が市販している有用な飽和直
鎖非晶質コポリエステルとしては、Dynapol(登録商標)S1313およ
びDynapol(登録商標)S1430が挙げられる。
【0111】 有用なエポキシ含有材料は、開環反応により重合可能な少なくとも1個のオキ
シラン環を有するエポキシ樹脂である。こうした材料は、広くエポキシドと呼ば
れ、モノマーエポキシドとポリマーエポキシドがあり、脂肪族、脂環式または芳
香族で良い。これらの材料は、1分子当たり平均して少なくとも2個のエポキシ
基(好ましくは1分子当たり少なくとも2個を超えるエポキシ基)を一般に有す
る。分子1個当たりのエポキシ基の「平均」数は、存在するエポキシ分子の合計
数で除算したエポキシ含有材料中のエポキシ基の数として定義される。ポリマー
エポキシドとしては、末端エポキシ基を有する直鎖ポリマー(たとえば、ポリオ
キシアルキレングリコールのジグリシジルエーテル)、骨格オキシラン単位を有
するポリマー(たとえば、ポリブタジエンポリエポキシド)、およびエポキシ側
基を有するポリマー(たとえば、グリシジルメタクリレートポリマーまたはコポ
リマー)が挙げられる。エポキシ含有材料の分子量は、58〜約100,000
以上まで様々である。各種エポキシ含有材料の混合物も使用できる。
【0112】 有用なエポキシ含有材料としては、シクロヘキセンオキシド基を含むもの、た
とえば、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキ
サンカルボキシレート、3,4−エポキシ−2−メチルシクロヘキシルメチル−
3,4−エポキシ−2−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、およびビス(
3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペートで代表される
エポキシシクロヘキサンカルボキシレートが挙げられる。この種の有用なエポキ
シドのさらに詳細なリストは、米国特許第3,117,099号を参照のこと。
【0113】 特に有用なその他のエポキシ含有材料は、多価フェノールと、たとえばエピク
ロロヒドリン(たとえば、2,2−ビス−(2,3−エポキシプロポキシフェノ
ール)プロパンのジグリシジルエーテル)との反応により得られる多価フェノー
ルのグリシジルエーテルなどのようなグリシジルエーテルモノマーである。本発
明を実施するに当たり使用できるこの種のエポキシドのその他の例は、米国特許
第3,018,262号に記載されている。有用なその他のグリシジルエーテル
ベースのエポキシ含有材料は、米国特許第 5,407,978号に記載されて
いる。
【0114】 使用可能な市販のエポキシ含有材料は、多数ある。特に、容易に入手可能なエ
ポキシドとしては、酸化オクタデシレン、エピクロロヒドリン、酸化スチレン、
酸化ビニルシクロヘキセン、グリシドール、グリシジルメタクリレート、ビスフ
ェノールAのジグリシジルエーテル(たとえば、Shell Chemical
Co.がEPON SU−8、EPON SU−2.5、EPON 828、
EPON 1004FおよびEPON 1001Fの商標で市販しているもの、
並びにDow Chemical Co.がDER−332およびDER−33
4の商標で市販しているもの)、ビスフェノールFのジグリシジルエーテル(た
とえば、Ciba−Geigyが市販しているARALDITE GY281)
、二酸化ビニルシクロヘキセン(たとえば、コネチカット州、ダンベリーのUn
ion Carbide Corp.が市販しているERL 4206)、3,
4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキセンカルボキ
シレート(たとえば、Union Carbide Corp.が市販している
ERL−4221)、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ
−3,4−エポキシ)シクロヘキサン−メタジオキサン(たとえば、Union
Carbide Corp.が市販しているERL−4234)、ビス(3,
4−エポキシシクロヘキシル)アジペート(たとえば、Union Carbi
de Corp.が市販しているERL−4299)、二酸化ジペンテン(たと
えば、Union Carbide Corp.が市販しているERL−426
9)、エポキシ化ポリブタジエン(たとえば、FMC Corp.が市販してい
るOXIRON 2001)、エポキシシラン(たとえば、Union Car
bideが市販しているβ−(3,4−エポキシクロヘキシル)エチルトリメト
キシシランおよびγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)、難燃性エポ
キシ樹脂(たとえば、Dow Chemical Co.が市販している臭素化
ビスフェノールタイプのエポキシ樹脂であるDER−542)、1,4−ブタン
ジオールジグリシジルエーテル(たとえば、Ciba−Geigyが市販してい
るARALDITE RD−2)、水素化ビスフェノールA−エピクロロヒドリ
ンベースのエポキシ樹脂(たとえば、Shell Chemical Co.が
市販しているEPONEX 1510)、フェノールホルムアルデヒドノボラッ
クのポリグリシジルエーテル(たとえば、Dow Chemical Co.が
市販しているDEN−431、DEN−438およびDEN−439)が挙げら
れる。
【0115】 有用な光活性硬化剤は陽イオン系であり、芳香族ヨードニウム錯塩、芳香族ス
ルホニウム錯塩、およびメタロセン塩などがあり、たとえば米国特許第5,08
9,536号(Palazzotto)に記載されている。米国特許第5,25
2,694号 (Willett)に記載されているように、過酸化物およびオ
キサレートエステルをメタロセン塩とともに使用すると、硬化速度を高めること
ができる。市販の有用な光活性硬化剤としては、3M社が市販している芳香族ス
ルホニウム錯塩であるFX−512、Sartomerが市販している芳香族ス
ルホニウム錯塩であるCD−1010、Sartomerが市販しているジアリ
ルヨードニウム錯塩であるCD−1012、Union Carbide Co
rp.が市販している芳香族スルホニウム錯塩、Union Carbide
Corp.が市販している芳香族錯塩であるUVI−6974、Ciba−Ge
igyが市販しているメラロセン錯塩であるIRGACURE 261が挙げら
れる。また、感光剤を含むと、たとえば光活性硬化剤の効果を強化するか、およ
び/または光活性化の波長を調節することができる。感光剤の例としては、ピレ
ン、フルオロアントレン、ベンジル、クリセン、p−テルフェニル、アセナフテ
ン、ビフェニルおよびショウノウキノンが挙げられる。
【0116】 各種の熱活性化硬化剤も組成物に含むことができる。たとえば、有用な熱活性
化硬化剤としては、アミンタイプの材料、アミドタイプの材料、リュイス酸錯タ
イプの材料、および無水物タイプの材料があり、好ましい材料としては、ジシア
ンジアミド塩、イミダゾール塩およびポリアミン塩が挙げられる。これらの材料
は、様々なメーカーから市販されており、たとえばOmicron Chemi
calが市販しているOmicure(登録商標)、Ajinomoto Ch
emicalが市販しているAjicure(登録商標)、並びにAir Pr
oductsが市販しているCurezol(登録商標)、Amicure(登
録商標)ジシアンジアミド(たとえば、CG−1200およびCG−1400)
、およびAncamine(登録商標)(2441および2337)がある。
【0117】 場合によっては、組成物がより低温で完全に硬化するか、またはより短時間熱
に暴露した時に完全に硬化するように、組成物に促進剤を添加すると有利である
。イミダゾールは有用かつ適切な例であり、たとえば2,4−ジアミノ−6−(
2’−メチルイミダゾイル)−エチル−s−トリアジンイソシアヌレート;2−
フェニル−4−ベンジル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール;およびNi−イ
ミダゾール−フタレートがある。
【0118】 シーラント層31に有用なその他のブレンドとしては、たとえばKitano
等の米国特許第5,086,088号に記載されているようなエポキシ−アクリ
レートブレンドが挙げられる。これらのブレンドは、(i)アクリルまたはメタ
クリル酸エステルのプレポリマーシロップ(つまり、一般に約100〜10,0
00センチポアズの粘性シロップに部分的に重合したシロップ)またはモノマー
シロップ;(ii)任意に、強化コモノマー;(iii)エポキシ樹脂;(iv
)光開始剤;および(v)エポキシ用の熱活性化硬化剤を含む組成物の光重合反
応生成物であることが好ましい。同様に有用なブレンドは、(i)アクリルまた
はメタクリル酸エステルのプレポリマーシロップ(つまり、一般に約100〜1
0,000センチポアズの粘性シロップに部分的に重合したシロップ)またはモ
ノマーシロップ;(ii)任意に、強化コモノマー;(iii)エポキシ樹脂;
(iv)熱開始剤;および(v)エポキシ用の光活性化硬化剤を含む組成物の熱
重合反応生成物であることが好ましい。適切なエポキシ樹脂および熱活性化硬化
剤としては、上記のものが挙げられる。有用な光開始剤の例としては、キノン、
ベンゾフェノン、トリアシルイミダゾール、アシルホスフィン酸化物、ビスイミ
ダゾール、クロロアルキルトリアジン、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール
、チオキサントンおよびアセトフェノン誘導体、並びにこれらの混合物が挙げら
れる。有用な熱開始剤の例としては、有機化酸化物およびアゾ化合物が挙げられ
る。使用時、エポキシ含有材料およびポリアクリレート成分のブレンドをベース
とする好ましいシーラントが軟化して流動し、シールされる表面内の隙間を充填
すると、エポキシ樹脂およびポリアクリレート成分は、人の裸眼で確認できる巨
視的な相分離がないことで実証される均質な単一層系を形成する。
【0119】 異なる成分の相対量は、一方では最終的な引張強さおよび耐熱性と、他方では
可撓性および未処理強度の増加とが平衡するように選択する。たとえば、エポキ
シ樹脂の量が増加すると、最終的な引張強さおよび耐熱性が増加し、可撓性およ
び未処理強度の増加率が低下する。逆に、ポリエステルまたはポリアクリレート
の量が増加すると、未処理強度の増加率が増加し、最終的な引張強さおよび耐熱
性が低下する。
【0120】 エポキシ−ポリアクリレートおよびエポキシ−ポリアエステルのブレンドの場
合、組成物は一般に、全体で100重量部当たり0.01〜95重量部のエポキ
シ含有材料を含み、同様に、99.99〜5重量部のポリエステルまたはポリア
クリレート成分を含む。さらに好ましくは、組成物は0.1〜80重量部のエポ
キシ含有材料、同様に99.9〜20重量部のポリエステルまたはポリアクリレ
ート成分を含む。最も好ましくは、組成物は、0.5〜60重量部のエポキシ含
有材料を含み、同様に99.5〜40部のポリエステルまたはポリアクリレート
成分を含む。
【0121】 シーラント層31に有用なその他のメルトフロー可能な熱硬化性組成物として
は、湿分硬化性ウレタンなどのようなウレタンベースの材料が挙げられ、やはり
ホットメルト組成物で良い。こうした組成物は多くの場合、1種類以上のポリイ
ソシアネート(たとえば、4,4’−ジフェニルメチレンジイソシアネート、ト
ルエンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートまたはヘキサメチレンジ
イソシアネートなどのようなジイソシアネート、およびこれら材料のイソシアネ
ート誘導体)、1種類以上のポリヒドロキシ−官能材料(たとえば、ポリカプロ
ラクトンを含むポリエステルまたはポリエーテルポリオール、)、任意に、湿分
硬化反応のための触媒(たとえば、ジブチル錫ジラウレート)、並びに任意に、
各種の添加剤または助剤(たとえば、充填剤、着色剤、ビード、気泡、繊維、可
塑剤、粘着付与剤、流れ調整剤、チキソトロープ、定着剤)であって、湿分硬化
反応を実質的に妨げないものを含む。
【0122】 シーラント層はまた、熱可塑性組成物から形成することもできる。適切な熱可
塑性組成物の例としては、ポリエステル、熱可塑性エラストマーブロックコポリ
マー(たとえば、スチレン−ブタジエンベースまたはスチレン−イソプレンベー
スのブロックコポリマー)、熱可塑性エラストマー、熱可塑性オレフィン、フェ
ノキシ樹脂、ブチルゴム、ポリウレタン、シリコーンおよびポリアミドが挙げら
れる。ポリエステル、ブロックコポリマーおよびポリウレタンは、特に好ましい
熱可塑性樹脂である。好ましくは、シーラント層に使用される熱可塑性組成物は
、架橋粒子などのような分散相を含まない均質な単一相材料として提供する。シ
ーラント層のために選択する熱可塑性組成物は、環球式軟化点試験で測定して、
シーラント支持物品を含む最終的な構成の使用温度を超える軟化温度を示すこと
が好ましい。最終構成の使用温度とは、通常の使用条件下で最終構成に加わると
予想される最大温度を意味する。
【0123】 シーラント層に好ましい組成物は、流れ(フロー)に抵抗し、シーラントの軟
化温度を超える温度、つまり熱硬化性シーラント組成物については、(a)熱活
性化硬化剤の場合は硬化剤の熱活性化温度、または(b)光活性硬化剤の場合は
硬化剤の熱分解温度未満の温度まで加熱して、テープ支持基板を他の基板に圧迫
して接触させる取付け時に加わる圧力程度の圧力を加えた場合に、組成物の形状
を実質的に維持するシーラント組成物である。熱および加わる圧力の影響下では
、これら組成物は、不均一な表面に適合して表面を機能上シールするように調整
された流れになる。
【0124】 軟化温度は、組成物が十分に展性であり、組成物を基板上に配置して所定位置
に保持できる最小温度を示す。この軟化温度は、特定のシーラント組成物の関数
である。結晶質または半結晶質成分を含むシール用組成物の場合、軟化温度はこ
の成分のほぼ融解温度に相当する。一般に、軟化温度の上限は約200℃台であ
る。
【0125】 上記の要件に適合する組成物の例としては、熱可塑性材料と熱硬化性材料の両
方がある。熱硬化性材料の場合、組成物は、1種類以上の光活性硬化剤、熱活性
硬化剤またはこれらの組合せを含むことができるが、熱活性硬化剤が好ましい。
【0126】 上記の要件に適合する特定の組成物としては、上記のエポキシ/ポリエステル
およびエポキシ/ポリアクリレート組成物であって、熱および重力のみの影響で
メルトフローが生じず、圧力を加える必要があるように特に設計または調製され
たものが挙げられる。1つの有用な調製方法は、効果的な量、つまり所望の流動
特性を得るのに必要な量の1種類以上のチキソトロープ剤を組成物中に含むこと
である。概して、チキソトロープ剤の合計量は、未硬化シーラント組成物全体の
重量に基づいて約20重量%以下であるが、約10重量%以下であれば好ましく
、約5重量%以下であればさらに好ましく、約3〜5重量%の範囲であれば最も
好ましい。
【0127】 適切なチキソトロープ剤は、熱硬化性組成物の場合は硬化を実質的に妨げず、
さもなければ組成物の劣化を生じる。チキソトロープ剤の代表的な例としては、
微粒子充填剤、ビード(ガラス、セラミックまたはポリマータイプのもの)、バ
ブル(ガラス、セラミックまたはポリマータイプのもの)および細断布、並びに
これらの組合せが挙げられる。適切な微粒子充填剤としては、たとえば疎水性お
よび親水性シリカ、カーボンブラック、炭酸カルシウム、チタニア、ベントナイ
トなどのようなクレー、長石などのような鉱物、およびこれらの組合せが挙げら
れる。適切な繊維としては、ポリマー繊維(たとえば、芳香族ポリアミド、ポリ
エチレン、ポリエステルおよびポリイミド繊維)、ガラス繊維、黒鉛繊維、並び
にセラミック繊維(たとえば、ホウ素繊維)が挙げられる。
【0128】 シーラント層31に組み込むことができるその他の材料としては、たとえば安
定剤、酸化防止剤、可塑剤、粘着付与剤、流れ調整剤、定着剤(たとえば、シラ
ンおよびチタネート)、着色剤、並びにその他の充填剤が挙げられる。
【0129】 テープは、コア層の何れかの主面、シーラント層の何れかの主面、またはこれ
ら両方の主面上に配置される任意の接着剤層を含む。接着剤層が存在する場合、
接着剤層は、連続層の形態であることが好ましい。接着剤層の幅は、用途によっ
て決まる。しかし、一般に、接着剤層の幅は、コア層の幅以下であることが好ま
しい。さらに、単一層および多層結合組成物も考えられる。
【0130】 一実施態様では、接着剤層は、コア層と、テープが貼付される基板の表面との
間に配置される。この場合、接着剤層の目的は、基板とコア層との間の付着を強
化することである。接着剤層はテープと一体であるか、またはテープを基板に貼
付する前に、基板の表面に別個に形成する。基板がガラスである場合、接着剤層
は、特に有用である。
【0131】 接着剤層の厚さは、テープを使用する特定の用途に基づいて選択する。
【0132】 接着剤層に適する材料は、取付け温度において粘着性である。熱可塑性材料お
よび熱硬化性材料の両方を使用することができる。接着剤層は、通常、シーラン
ト層と比べて、組成、厚さ、またはこの両方が異なるように選択する。接着剤層
に特定の材料を選択する場合、テープを貼付する基板によって決まる。たとえば
、ガラス基板の場合は熱硬化性材料が好ましく、ポリマーがガラスの周囲縁部を
包封する包封ガラス基板の場合、熱可塑性結合材料を使用することが好ましい。
【0133】 熱硬化性材料は、光活性硬化剤(つまり、光硬化性材料)または熱活性化硬化
剤(つまり、熱硬化性材料)を含むことができる。接着剤層は、シーラント層が
硬化する条件とは異なる条件で硬化することが好ましい。たとえば、シーラント
層および接着剤層の両方が光硬化性材料である場合、接着剤層の硬化を開始させ
るのに必要な放射線の波長は、シーラント層の硬化を開始させるのに必要な放射
線の波長とは異なる。同様に、シーラント層および接着剤層の両方が熱硬化性材
料である場合、これら材料は異なる温度で硬化する可能性がある。
【0134】 接着剤層に適する材料の例としては、上記のエポキシ/アクリレートブレンド
、たとえばKitano等の米国特許第5,086,088号に記載されている
もの;エポキシ/非晶質ポリエステルブレンド;ポリオレフィン接着剤(たとえ
ば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリヘキセン、ポリオクテン、並びにこれ
らのブレンドおよびコポリマー);エチレン−ビニルモノマー(たとえば、エチ
レン−ビニルアセテート)コポリマー接着剤;エポキシ接着剤;シリコーン接着
剤;シリコーン−アクリレート接着剤;アクリル接着剤;ゴム接着剤(たとえば
、ブチルゴム);熱可塑性エラストマーブロックコポリマーをベースとする接着
剤(たとえば、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−イソプレン−スチ
レン、またはスチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロックコポリマー)
が挙げられる。これらの材料は、フィルムまたはばら(バルク)で提供され、ホ
ットメルト材料として供給される。接着剤層を付着させる基板に応じて、下塗剤
を使用すると、付着を促進する上で有利である場合がある。市販の適切な材料の
一例は、3M社の構造用結合テープ9214番である。
【0135】 接着剤層に組み込むことができるその他の材料としては、たとえば安定剤、酸
化防止剤、可塑剤、粘着付与剤、流れ調整剤、定着剤(たとえば、シランおよび
チタネート)、着色剤、チキソトロープ、およびその他の充填剤がある。
【0136】 任意の一時的な保護ライナー39を含む場合、このライナーは、物品30の使
用を予定するまで、任意の接着剤層(存在する場合)またはコア層32を損傷、
化学作用を有する放射線に対する暴露、ゴミまたはその他の汚れから保護し、一
般に、物品30を基板に取り付ける直前に取り外される。ライナー39は、接着
剤の表面を保護するために従来使用された様々な構成を含むことができる。たと
えば、ライナーは、接着剤層またはコア層を支持するライナー表面にポリオレフ
ィン(たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン)、シリコーンまたはフルオロ
シリコーンなどのような剥離材料を有する紙またはポリマーウェブの形態で良い
。わずかに粘着性のライナーは、非粘着性表面を保護するために使用できる。
【0137】製造 本発明の多層物品は、各種の層を製造工程に適する任意の順序で積層して製造
される。最も単純なテープ構成の場合、導電性加熱要素は、ポリマー材料の層に
積層される。積層は、ポリマー材料、たとえば熱活性化接着剤またはシーラント
を押し出す時に、加熱要素を温かいかまたは高温の押出物に積層して行うか、シ
ートを温めて積層して加熱要素をシートに積層するか、または本質的に粘着性の
コア、または上に感圧接着剤を塗布されたコア層に加熱要素を積層するか、また
は感圧接着剤に加熱要素を積層して行うことができる。追加の層は、必要に応じ
て製造工程の様々な時点で上記のテープ構成に結合させることができる。たとえ
ば、シーラント層は、一方の表面に加熱要素を配置して提供し、加熱要素はこの
表面に結合しても結合しなくても良く、両方の主面に感圧接着剤を有するコア層
は、圧力によりメッシュに積層する。メッシュ内の開口部は、テープ積層物を保
持するのに十分な接着剤を提供する。
【0138】 いずれの層も個々に製造することができ、積層構成は、下塗剤、接着剤、熱お
よび/または圧力下でこれらを使用して後の時点で形成することができる。しか
し、材料の層を接合する必要はない。個々の層は、たとえばキットとして、最終
使用者に別個に提供することができる。次に、積層体の2つの基板間に層を配置
し、熱活性化して基板を接合(結合および/またはシール)する。あるいは、テ
ープ構成の結合していない層は、1つまたは複数のクリップ、ステープルなどで
まとめておくことができる。クリップは、テープを使用する時に取り外しても、
取り外さなくても良い。
【0139】 テープを製造し終えたら、任意に剥離ライナーを積層して、シーラント層およ
び/またはコア層または接着剤層(形成する場合)の露出表面を保護することが
できる。テープは、たとえばテープを所望の幅に細断し、必要なら適切なプラス
チックまたは紙のコアの周囲にロール形態に巻くなど、所望の最終形態に転換す
ることができる。あるいは、テープは、個々の長さに細断するか、さもなければ
切断するか、あるいは所望の形状にダイカットすることができる。
【0140】使用 上記のテープは、各種の基板間にシールおよび/または結合を確立するために
使用することができる。こうした基板としては、ガラス、金属、塗装金属、セラ
ミック、木材、石造建築物、およびプラスチックが挙げられる。テープを使用す
る方法の特定の例としては、自動車、ボート、列車、バスおよび航空機などのよ
うな車両の本体パネルを結合する、車両および建築物の窓ガラスに窓またはウィ
ンドシールドを取り付ける、壁または窓に標識を取り付ける、敷物またはフロー
リングを下張り床に取り付ける、電気器具パネルを結合するなどがある。しかし
、分かりやすくするため、シール過程は、ガラスウィンドシールドを自動車に取
り付ける場合について説明する。
【0141】 組立体230(図13a)は、粘着性コア層、導電性加熱要素およびシーラン
ト層がコア層を介してガラスウィンドシールド232の一方の面に取り付けられ
たテープ180を有し、テープはウィンドシールド232の外周部を実質的に囲
み、テープがウィンドシールド隅部の約90°の屈曲部を横断するとガラスに付
着するように構成されている。すべての屈曲部は共面円弧を形成し、テープ上に
皺または座屈がないことが好ましい。この構成は、不連続スペーサの使用により
従来生じていた応力の集中点が形成されるのを防止する。テープの両端は、ウィ
ンドシールドを自動車の枠内に配置する時に、テープの両端に容易に触れること
ができるように、好ましくはウィンドシールドの下縁、好ましくは一方の面に配
置する。テープの両端は、下方234に曲げると、電流を発生させることができ
る電源240にワイヤ238により取り付けられた電気リード236に接続する
ことができる。あるいは、組立体190(図13b)は、ウィンドシールド23
2の外周部に正確に適合するテープ250を有し、テープ両端は一緒に突き合せ
になるが電気的に隔離され、電気リード242は、突き合せ継手部で導電性加熱
要素に取り付けられる。リードワイヤ238は、電流を発生させることができる
電源240に接続される。もう1つの組立体200(図13c)では、テープ2
60の両端はループ264状に接合され、テープの一方の端部からのメッシュは
、他方の端部からのメッシュに取り付けられる。この使用例では、ループ264
はインダクションコイル264内に配置され、コイルによって電磁界が発生する
と、ループのメッシュ内に電流が誘発され、電流がテープを流れる。
【0142】 コア層が室温で粘着性ではない場合、好ましくはシーラント層を活性化せずに
、コア層を加熱してテープを永久的にガラスに結合することができる。あるいは
、接着剤層をコア層に積層し、接着剤層をガラス表面に取り付ける。シーラント
層は活性化しないので、結果として得られるテープ支持ウィンドシールドは、他
のテープ支持ウィンドシールドに近接させて貼付するかまたは積載することがで
き、隣接するウィンドシールドにシーラントが転写されることはない。テープは
さらに、ウィンドシールドが互いに衝突するのを防止するので、隣接して貼付す
るかまたは積載されているウィンドシールドを互いに離間配置して、個々に処分
または再利用する必要がある高価な梱包材料(たとえば、ポリマー発泡体または
セルローススペーサ)が不要になる。
【0143】 次のステップは、導電性加熱要素を介して電流を発生させてシーラントを加熱
することである。好ましくは、シーラントは、軟化はするが流動しない点まで加
熱する。図16に示すように、ウィンドシールド184を支持するテープ187
は加熱されて軟化したシーラントを含み、次にこのテープ187を自動車181
の枠に取り付ける。リードワイヤ183は、ワイヤに触れやすくするために車両
181の下側185に配置する。テープを自動車の枠に取り付けた後にシーラン
トを加熱して軟化させることも可能である。取付けの際、圧力を加えると、軟化
したシーラントが流動し、車両の不均一な表面に関連してコア層と「“自主的に
水平”(self level)になる」。シーラントは高い部分から流れ出て
、スポット溶接部およびキャビティなどのような凹んだ領域を充填し、効果的な
シールを形成する。著しく歪んだ金属領域では、コア層はコア層自体を圧縮し、
不均一な表面とのシールを形成する過程で永久的に変形する。
【0144】 シーラント層、コア層および接着剤層を単一の一体テープの形態で含むことは
望ましいが、これら材料を別個に、または互いとの様々な組合せでガラス表面に
取り付けることも可能である。たとえば、導電性加熱要素、コア層および接着剤
層を有するテープをガラス表面に取り付けてから、別個のシーラント層を取り付
けることも可能である。
【0145】 別法によれば、接着剤層は、シーラント層、コア層および導電性加熱要素を含
むテープを下塗表面に貼付した後に、ガラス表面に塗布される下塗剤の形態で提
供しても良い。もう1つの別の使用方法では、個々の層、たとえばシーラント層
、コア層および導電性加熱要素を、結合しないかまたは部分的に結合した状態で
互いに積層し、次に電流を導電性加熱要素に印加して結合することができる。
【0146】 さらにもう1つの別の方法では、コア層は、加熱要素をコア層に結合するかま
たは結合せずに、ガラス表面に結合する。シーラントは、たとえばシーラントテ
ープまたはロープで良く、第2表面に配置する。導電性加熱要素は、既にコア層
に取り付けられていない場合、コア層に取り付けて屈曲させ、シーラント上に配
置することができる。次に、ガラスに取り付けたコア層を導電性加熱要素上に配
置する。次に、加熱要素を電源に接続し、電流を印加して基板を結合する。
【0147】 付記すべき点は、工程時のいつリードワイヤを導電性加熱要素の両端に取り付
けるかは特に重要ではないということである。リードワイヤは、ウィンドシール
ド上でテープ内の加熱要素に取り付けるか、またはウィンドシールドを取り付け
るために自動車の窓ガラス内にウィンドシールドを配置した後に取り付けるか、
または加熱要素を枠内に別個に配置する場合は、加熱要素を配置した後、ウィン
ドシールドを所定位置に配置する前に取り付けることができる。
【0148】 ウィンドシールドなどのような基板の場合、テープは基板の表面に取り付ける
ことが好ましいが、テープが基板を実質的に取り囲む基板の縁部周囲にテープを
取り付けることも可能である。こうした構成は、たとえば窓枠などのような溝内
に基板を結合する建築上の用途の場合に有用である。
【0149】 本発明は、テープが少なくとも1つのポリマー層と導電性加熱要素とを有する
結合組立体内で、一方の基板を第2基板から容易に取り外すために使用すること
もできる。導電性加熱要素は、組立体を結合するために使用したのであっても、
そうではなくても良い。導電性加熱要素の両端は、既に露出されていなければ露
出して、電源に接続する。十分な電流を印加してポリマー材料を軟化させると、
第1基板をより容易に取り外すことができる。
【0150】 電源は、テープ内の導電性加熱要素に電力を供給するために使用する。電源は
、0〜60Vの直流(VDC)を0〜40Aで供給できることが好ましい。実際
上、所望のVDC出力を提供するように、テープを基板に結合するのに必要な電
力の量を決定し、電源を設定する。出力電圧を導電性加熱要素に印加する電圧の
量および時間は、結合するテープの長さおよび幅によって決定して調整する。
【0151】 電源は、3つの主要構成要素、つまり入力電源回路、オペレータ制御装置およ
び出力回路を一般に有する。入力電源回路は、40Aの電流を供給できる60V
DC電源である。この入力電源は、AC電圧または一連のバッテリにより電力を
供給される線形または切換えDC電源で良い。
【0152】 この制御装置は、抵抗電位差計(pot)を調節する単一回転ノブである。こ
のpotは、出力制御盤上の出力回路チップに対する電圧を変化させ、ひいては
導電性加熱要素に対する出力電圧を変化させる。
【0153】 0〜60VDCの出力回路は、パルス幅変調(PWM)電圧を有する。PWM
電圧は、入力電源から供給されるある割合のDC電圧である。PWM制御装置は
、60VDC入力電源を0VDCから60VDCまで一定の割合で振動させるこ
とが好ましい。導電性加熱要素に対する最終出力電圧は、0VDCおよび60V
DCの時間の割合の擬似平均である。たとえば、20VDCの出力を加熱要素に
提供するように制御potを設定する場合、PWM回路は、約33%の時間にわ
たって60VDCパルスを出力し、約67%の時間にわたって出力電圧を遮断す
る(0VDC)。これらパルスは22.5kHZの速度で発生し、割合は、加熱
要素の種類、並びに結合に使用するテープおよび/または基板のサイズの違いに
よって異なる。
【0154】 次に、以下の非制限的な実施例により本発明をさらに説明する。
【0155】試験方法 試験方法A−共面円弧状屈曲試験A1、A2およびA3 これら試験は、導電性加熱要素を有する物品が共面円弧状(試験A1)、半径
10cmの円の周囲で共面円弧状(試験A2)、および半径4cmの円の周囲で
共面円弧状(試験A3)に屈曲する能力を決定するために使用する。
【0156】 試験A3に合格できる物品は、試験A1およびA2の両方に合格できるであろ
う。なぜなら、試験A3は試験A2より厳格であり、試験A2は試験A1より厳
格だからである。同様に、試験A2に合格できる物品は、試験A1に合格できる
であろう。
【0157】共面円弧状屈曲試験A1 試験物品が粘着性ではない場合、先ず、試験物品が粘着テープと同延になるよ
うに、圧縮可能な粘着テープ(Minnesota Mining & Man
ufacturing Co.が市販している3M(登録商標)4941フォー
ムテープ)に物品を取り付ける。物品が室温で非常に剛性である場合、取り付け
る前か取付け時に、高温空気ガンを物品/任意テープの組合せ上に吹き付けて軟
化させる。物品/任意テープの組合せを平坦な表面に配置する。第1平面を平坦
な表面に配置し、第2平面を物品/任意テープの組合せの実質的に上面に、かつ
第1平面に平行に配置する。次に、物品/任意テープの組合せは、同時に平坦な
表面に取り付けながら、手で側方に屈曲させて、物品/任意テープの組合せが同
心円弧を形成し、外側円弧が、内側円弧より少なくとも約1%大きい長さを有す
るようにする。屈曲した物品/任意テープの組合せは、表面に付着するはずであ
る。物品/任意テープの組合せが表面に滑らかに付着する場合、実質的にすべて
の物品/任意のテープが2つの平面間に位置する。小さい皺または座屈が存在す
る場合、皺および座屈によって2つの平面の外側に位置する物品/任意テープの
組合せの量を目視で評価する。第2平面の外側に位置する物品/任意テープの組
合せの量は、この試験に合格するためには約25%未満でなければならない。好
ましくは、この量は約20%未満、さらに好ましくは約10%未満、最も好まし
くは0%である。
【0158】 試験結果は、第2平面の外側に存在するテープの量を円弧に対する割合で記録
する。0%の評価は、屈曲後、実質的にすべての物品/任意テープの組合せが2
つの平面間に留まることを示し、90%という評価は、物品/任意テープの組合
せの座屈または浮きが極端に著しいことを示す。
【0159】共面円弧状屈曲試験A2 試験基板(滑らかで平坦な表面を有する6mm厚の発泡体板のシート)は、半
径10cmの円を基板上に描いて作製する。物品/任意テープの組合せは、上記
の試験A1に記載した方法で作製する。物品/任意テープの組合せを発泡体板上
に配置し、発泡体板が第1平面であるように第1および第2平面を関連付け、第
2平面は、試験A1に類似の方法で関連させる。次に、物品/任意テープの組合
せを円の周囲に少なくとも90°側方に屈曲させて、物品/任意テープの組合せ
の内側縁部が、描かれた円の外周部上で円弧に整列し、外側縁部が、半径約10
cmに物品/任意テープの組合せの幅を加えた値に等しい同心円の円弧に実質的
に整列するようにする。
【0160】 第2平面の外側に存在する物品/任意テープの組合せの量は、この試験に合格
するには約25%未満でなければならない。好ましくは、この量は、約20%未
満、さらに好ましくは約10%未満、最も好ましくは0%である。
【0161】 試験結果は、第2平面の外側に存在するテープの量を半径10cmの円の円弧
に対する割合で記録する。0%の評価は、屈曲後、実質的にすべてのテープが2
つの平面間に留まることを示し、90%という評価は、物品/任意テープの組合
せの座屈または浮きが極端に著しいことを示す。
【0162】共面円弧状屈曲試験A3 物品/任意テープの組合せは、半径4cmの円を描く以外は試験A2に記載し
たように試験する。
【0163】 第2平面の外側に存在する物品/任意テープの組合せの量は、この試験に合格
するためには約25%未満でなければならない。好ましくは、この量は20%未
満であり、さらに好ましくは約10%未満であり、最も好ましくは0%である。
【0164】 試験結果は、第2平面の外側に存在するテープの量を半径4cmの円弧に対す
る割合で記録する。0%の評価は、屈曲後、実質的にすべてのテープが2つの平
面間に留まっていることを示し、90%という評価は、物品/任意テープの組合
せの座屈または浮きが極端に著しいことを示す。
【0165】試験方法B−加熱要素の共面円弧状屈曲試験B1、B2およびB3 これら試験は、導電性加熱要素が共面円弧状(試験B1)、半径10cmの円
の周囲の共面円弧状(試験B2)、および半径4cmの円の周囲の共面円弧状(
試験B3)に屈曲する能力を決定するために使用する。
【0166】 試験B3に合格できる加熱要素は、試験B1およびB2の両方に合格できるで
あろう。なぜなら、試験B3は試験B2より厳格であり、試験B2は試験B1よ
り厳格だからである。同様に、試験B2に合格できる加熱要素は、試験B1に合
格できるであろう。
【0167】共面円弧状屈曲試験B1 この試験は、好ましい加熱要素を決定するために使用する。テープ/加熱要素
の組合せは、加熱要素を粘着テープ(3M(登録商標)4941)に取り付けて
作製する。テープ/加熱要素の組合せは、試験方法A1に記載したように2つの
平面間に配置して表面に取り付ける。次に、テープ上の加熱要素を目視検査する
。加熱要素の座屈または浮きは、この試験に合格するためには、テープ表面から
測定して加熱要素の厚さの約7倍未満である。本質的により嵩高感のある加熱要
素、たとえば編んだメッシュおよび不織メッシュは、加熱要素の突出ワイヤが、
ワイヤを粘着テープ上に圧迫することにより仮留めすることができる場合、合格
であると考える。
【0168】 たとえば、加熱要素が0.005インチ(0.127mm)厚の場合、メッシ
ュ平面からの加熱要素の屈曲または歪みは、0.035インチ(0.9mm)以
下になる。好ましくは、加熱要素は、屈曲後、加熱要素の厚さの約5倍を超えて
座屈または浮きが生じず、より好ましくは加熱要素の厚さの約3倍を超えて座屈
または浮きが生じず、最も好ましくはまったく座屈しない状態で共面状態を保つ
。さらに、加熱要素がメッシュである場合、メッシュは、円の周囲で屈曲させた
後、幅が約10%を超えて狭くならないことが好ましく、約5%を超えて狭くな
らなければさらに好ましい。
【0169】共面円弧状屈曲試験B2 この試験は、好ましい加熱要素を決定するために使用する。テープ/加熱要素
の組合せは、加熱要素を粘着テープ(3M(登録商標)4941)に取り付けて
作製する。テープ/加熱要素の組合せは、試験方法A2に記載したように2つの
平面間に配置して表面に取り付ける。次に、テープ上の加熱要素を目視検査する
。加熱要素の座屈、捻転または重複は、一般に、テープの表面から測定して加熱
要素の厚さの7倍未満である。たとえば、加熱要素の厚さが0.005インチ(
0.127mm)である場合、メッシュの平面からの加熱要素の屈曲または歪み
は、0.035インチ(0.9mm)である。好ましくは、加熱要素は、屈曲後
、加熱要素の厚さの5倍を超えて座屈せず、最も好ましくは加熱要素の厚さの3
倍を超えて座屈しない状態で共面上に留まる。本質的に3次元の加熱要素、たと
えば編んだメッシュおよび不織メッシュは、メッシュの突出ワイヤが、粘着テー
プ上にワイヤを圧迫して仮留めできれば適している。
【0170】 あるいは、加熱要素がメッシュである場合、メッシュは、円の周囲で屈曲させ
た後、幅が約10%を超えて狭くならないことが好ましく、約5%を超えて狭く
ならなければさらに好ましい。
【0171】共面円弧状屈曲試験B3 この試験は、好ましい加熱要素を決定するために使用する。テープ/加熱要素
の組合せは、加熱要素を粘着テープ(3M(登録商標)4941)に取り付けて
作製する。テープ/加熱要素の組合せは、試験方法A3に記載したように2つの
平面間に配置して表面に取り付ける。次に、テープ上の加熱要素を目視検査する
。加熱要素の座屈、捻転または重複は、一般に、テープの表面から測定して加熱
要素の厚さの7倍未満である。たとえば、加熱要素の厚さが0.005インチ(
0.127mm)である場合、メッシュの平面からの加熱要素の屈曲または歪み
は、0.035インチ(0.9mm)である。好ましくは、加熱要素は、屈曲後
、加熱要素の厚さの5倍を超えて座屈せず、最も好ましくは加熱要素の厚さの3
倍を超えて座屈しない状態で共面上に留まる。本質的に3次元の加熱要素、たと
えば編んだメッシュおよび不織メッシュは、メッシュの突出ワイヤが、粘着テー
プ上にワイヤを圧迫して仮留めできれば適している。
【0172】 そのうえ、加熱要素がメッシュである場合、メッシュは、円の周囲で屈曲させ
た後、幅が約10%を超えて狭くならないことが好ましく、約5%を超えて狭く
ならなければさらに好ましい。
【0173】試験方法C−好ましいメッシュの伸び率 この試験は、本発明の物品に好ましいメッシュを決定するために使用する。0
.635cmのメッシュのストリップは、把持部の分離が5.08cmのIns
tron(登録商標)引張試験機の把持部に固締する。この把持部は、1分あた
り20インチ(50.8cm)の速度で分離する。伸び率は、1ポンドの力(4
.45ニュートン)および2ポンドの力(8.90ニュートン)で記録する。好
ましいメッシュの伸び率は、1ポンドの力で0.5%を超え、2ポンドの力で1
%を超える。さらに好ましいメッシュは、1ポンドにおける伸び率が3%を超え
、2ポンドでは5%を超える。
【0174】 実施例に使用するメッシュの定義 すべてのメッシュは、特記しない限り、Delker Corp.から入手し
た。 1.4Ni6−100 − 元の厚さが0.004インチ、ストランドの幅が0.006インチ、LWDが
0.100インチのニッケル箔 2.5Ni10−125 − 元の厚さが0.005インチ、ストランドの幅が0.010インチ、LWDが
0.125インチのニッケル箔 3.5Cu14−189 − 元の厚さが0.005インチ、ストランドの幅が0.014インチ、LWDが
0.189インチの銅箔 4.5Cu20−284 − 元の厚さが0.005インチ、ストランドの幅が0.020インチ、LWDが
0.284インチの銅箔 5.5Ni5−050Pニッケル − 元の厚さが0.005インチ、ストランドの幅が0.005インチ、LWDが
0.050インチの引抜きニッケル箔 6.An5Fe5−050Niめっき − 元の厚さが0.005インチ、ストランドの幅が0.0005インチ、LWD
が0.125インチのニッケルめっき焼鈍鋼箔 7.5Fe7−125Niめっき − 元の厚さが0.005インチ、ストランドの幅が0.007インチ、LWDが
0.125インチのニッケルめっき鋼箔 8.7Ni7−4/3DBニッケル(Exmet Corp.が市販) − 元の厚さが0.007インチ、ストランドの幅が0.007インチ、LWDが
0.100インチのニッケル箔 9.3Ni5−125 − 元の厚さが0.008インチ、ストランドの幅が0.012インチ、LWDが
0.125インチのニッケル箔 10.5Ni7−125 − 元の厚さが0.005インチ、ストランドの幅が0.007インチ、LWDが
0.125インチのニッケル箔
【0175】 実施例1〜4 各実施例のテープ 80(図8)は、幅が1.27cmの広い拡張金属箔84
、つまりメッシュを、幅が1.27cm、剥離ライナー86上の厚さが1.2m
mのコア層82(アクリル発泡体の各主面にアクリル接着剤を有する3M(登録
商標)4941粘着テープ、Minnesota Mining & Manu
facturing Co.が市販)に積層して形成した。各実施例に使用する
特定のメッシュを第1表に示す。結果として得られるテープは、試験方法Aに記
載するように共面円弧状に屈曲させて、第2平面上に突出するテープの量を表1
に示す。
【0176】
【表1】
【0177】 実施例5〜8 エポキシ樹脂混合物は、50部のエポキシ樹脂(Epon(登録商標)828
)と50部の第2エポキシ樹脂(Epon(登録商標)1001)とをペンキ缶
内で混合し、100℃のオーブン内で2時間にわたって加熱して調製した。シー
ラント組成物は、85部のポリエステル(Dynapol(登録商標)1402
)、15部のエポキシ樹脂混合物、および6部のアミンエポキシ硬化剤(Air
Products and Chemicals, Inc.が市販している
Ancamine 2441)を混合して調製し、2軸スクリュー押出機に供給
した。下流のポートでは、2.5部のシリカ(Degussa Corp.が市
販しているAerosil R972)を追加した。バレル温度は、80℃に設
定した。押出物は、チルローラニップ内の剥離ライナー上に流延し、2mm厚の
シーラントシート状に圧延した。導電性メッシュのシート(各実施例のタイプを
表2に示す)も、チルローラニップ内に供給し、シーラントの表面に積層した。
実施例5〜実施例7のメッシュはDelker Corp.から入手し、実施例
8のメッシュはExmet Corp.から入手した。冷却後、シーラントのメ
ッシュ表面を粘着性コア層( Minnesota Mining & Man
ufacturing Co.が市販している3M 4941粘着テープ)に積
層した。
【0178】 シーラントおよびコア層は、12.7cm×1.27cm幅のテープの各端部
上の約1.27cmから剥離して、メッシュを露出させた。テープは、3M(登
録商標)ガラスクリーナー(Minnesota Mining & Manu
facturing Co.が市販)で洗浄した。次に、メッシュの露出端部は
、定電圧電源(Hewlett Packardが市販しているHewlett
Packard 6032A 0−60V/0−60A/1000W)に接続
された銅線にはんだ付けされた銅製のダブルクリップに接続した。第2表に示す
電流(A)は、表に記載の電圧(V)でシステムに10分間印加した。抵抗(Ω
)は、表に記載したように計算された。サンプルを5分間冷却し、電源から外し
た。すべてのサンプルは、シーラントが十分に流れて表面を湿潤させたことを示
した。さらに、実施例7および実施例8は各々、ガラスプレート間に緊密な結合
を形成した。
【0179】
【表2】
【0180】 実施例9 111.8cm×1.27cmのテープは、使用したメッシュがDelker
Corp.が市販している3Ni−125だった以外は、実施例5の手順に従
って作製した。シーラントおよびコア層は、テープ各端部の約1.27cmから
取り除いた。テープは、清掃した2枚のガラスプレート間に連続するストリップ
として配置し、したがって半径4cmの円上に約90°の円弧を有する4つの曲
線が生じた。ダブルクリップをメッシュに取り付けて、電源に接続した。次に、
電流をシステムに10分間印加し(30Vおよび5.9A)、次に5分間の冷却
サイクルを続けた。最終的な抵抗は、5.08Ωと計算された。
【0181】 この組立体をダブルクリップから外し、完全に冷却した。ガラスプレートは直
立に配置し、2枚のガラスプレートとテープによって形成されたキャビティ内に
周囲温度の水道水を注ぎ、キャビティに約半分の水を満たした。1時間後、試験
組立体に水漏れは観察されず、本発明のテープがガラス上に水密シールを形成で
きることを示す。
【0182】 実施例10 組立体(図14)は、基板218を3Mガラスクリーナで清掃して作製した。
基板218は、自動車のウィンドシールドだった。0.635cm幅のテープは
、メッシュ212が5Ni−125だった以外、実施例5の手順に従って作製し
た。接着剤層216、コア層214、導電性加熱メッシュ212およびシーラン
ト層210を有するテープ180は、テープをガラス上に圧迫して隅の周囲で屈
曲させて、ウィンドシールド 基板218の内側外周部周囲に積層した。テープ
は、ウィンドシールドの周囲に一連の共面円弧を形成した。シーラント、コアお
よび接着剤をテープの両端から剥離して、メッシュを露出させた。テープの両端
は、ウィンドシールド234の底部で互いに近接させて、下方に向けた。ウィン
ドシールドを自動車の枠(図示しない)上に配置した。メッシュの各端部は、電
源240に接続されたリードワイヤ238にはんだ付けされた電気リード236
に接続した。次に、50Vの電気を2分間印加し、電圧を8分間にわたって60
V(8.3A)に増加した。ガラスとシーラントとの間の温度は、250°Fと
測定された。シーラントは十分に流動性であり、周囲温度に冷却後、ウィンドシ
ールドは枠に確実に結合された。
【0183】 実施例11 金属メッシュ24に積層された2mm厚のシーラント層68(図7)は、実施
例5の手順に従って作製した。第2の2mm厚シーラント層66は、シーラント
の表面を約80℃まで加熱し、表面を互いに圧迫して第1シーラント層に積層し
た。次に、コア61の各主面に感圧接着剤(図示しない)を有する第1コア層6
1を手でメッシュ24に積層した。やはりコア63の各主面に感圧接着剤(図示
しない)を有する第2コア層63をコア層61に積層した。コア層63も剥離ラ
イナー39を備えていた。コア層63は、どちらもアクリル発泡体テープ(3M
社が市販している3M(登録商標)4959)だった。結果として得られたテー
プ70は、試験方法Aに記載したようにすべてのテープを第1および第2平面の
間に置いて、共面円弧状、半径10cmの共面円弧状、および半径4cmの共面
円弧状に屈曲させた。
【0184】 実施例12 シートは、伝導性加熱要素(5−Ni−10−125メッシュ)を実施例5の
2mm厚のシーラント材料シートに積層して作製した。テープは、48cm×1
.27cmのストリップを切断し、ストリップの各端部の1.27cmからシー
ラントを除去し、加熱要素を露出させて作製した。次に、各主面にアクリル感圧
接着剤(Minnesota Mining & Manufacturing
Co.が市販している3M 4941)を有する2層の1.2mm厚アクリル
発泡体テープを加熱要素に貼付した。次に、シーラントを露出させて、清掃した
ガラスプレートにテープの接着剤側を積層した。第2シーラント材料(Henk
el Corp.が市販しているMacromelt 6240)を0.5mm
厚のシート状に押し出した。45.7cm×1.27cmの第2シーラントのス
トリップを露出シーラント表面上に配置した。7.6cm×10.2cmの4つ
の金属ストリップに、イソプロパノールと水との50/50混合物中のグリシド
キシプロピルトリメトキシシランの0.5重量%溶液である下塗剤を塗布して乾
燥させた。次に、この板状試験片は、10.2cmの寸法をテープに沿った長さ
方向にして、下塗剤側をシーラントに当てて、第2シーラント層上に配置した。
電源に接続されたダブルクリップは、加熱要素の露出端部に取り付けた。電源を
投入して9.2Vの電圧を10分間印加してから、電源を切った。全体の組立体
を室温まで冷却し、ダブルクリップを取り外した。両方のシーラント層が融解し
て流出し、金属の板状試験片に付着し、アクリル発泡体コアは、金属とガラスと
の間に所望の間隔を維持した。
【0185】 実施例13 直径0.5mmの銅線をねじ付きロッドの長さに沿って配置し、同じタイプの
もう1本のワイヤをねじ付きロッドの周囲に巻き、ねじ付きロッドのねじをガイ
ドとして使用して、第1ワイヤを螺旋状に巻いた。次に、螺旋巻線が線形ワイヤ
と交差する各々の点をはんだ付けした。はんだ付けした組立体をねじ付きロッド
から取り外し、螺旋巻線の各々の巻回をはんだ接合部の反対側の位置で切断した
。曲線状の付加物をまっすぐにしてトリミングし、線形付加物113を備える単
一導体111(図11a)を有する導電性加熱要素を形成した。加熱要素の幅は
約12.7mmだった。
【0186】 導電性加熱要素の長さ10.5mm部分を幅約12.7mm×深さ3.2mm
の矩形のテフロン(登録商標)成形型内に配置した。導電性加熱要素の両端をシ
リコーンゴムで被覆して、各端部に堰堤を形成する。ポリエステル樹脂 (Dy
napol S1402)を加熱して融解させ、深さ約3.2mmまで成形型中
に注いだ。冷却および硬化後、幅12.7mm、厚さ3.2mmおよび長さ10
.5mmのテープ形態の結果として得られた物品を成形型から取り出した。テー
プは、100Fまで加熱すると、共面円弧状に屈曲させることができる。導電性
加熱要素の突出端部を電源に取り付けて加熱した。加熱要素は、ポリエステル樹
脂を効果的に融解させた。
【0187】 実施例14〜20並びに比較例C1およびC2 メッシュを幅0.635cmに切断し、試験方法Cに記載したように伸び率を
試験した。1ポンド(4.45N)および2ポンド(8.90N)で、元の長さ
の割合として伸び率を測定した。実施例14のテープ構成は、シーラント層と、
コア層と、拡張金属メッシュ(5Ni10−125)とを有するテープ構成だっ
た。実施例15は、緩やかに編んだ銅線のメッシュだった。実施例16〜実施例
19は、金属箔を穿孔および拡張して形成したメッシュだった。実施例20は、
長手方向に本質的に直線のワイヤがないように斜めに切断した実施例22の織っ
た溶接スクリーンだった。実施例21は、0.635cmの間隔を有し、直線の
ワイヤが長手方向に位置する織った溶接金属スクリーンだった。試験したメッシ
ュは、2本のワイヤを備えていた。実施例22は、0.318cmの間隔を有し
、ワイヤが長手方向に位置する織った溶接金属メッシュだった。
【0188】
【表3】
【0189】 実施例 シーラント層は、熱可塑性ポリエステルタイプのポリウレタン(B.F.Go
odrichが市販しているEstane 58213)を2mm厚のシート状
に押し出して作製した。次に、導電性メッシュ(4Ni6−100)を発泡体テ
ープとシーラント層との間に配置して、シーラントをアクリル感圧接着剤発泡体
テープに積層した。10.2cm×1.27cmのテープをシートから切断し、
シーラント層を露出させて清掃したガラスプレートに発泡体側を取り付けた。メ
ッシュの両端を露出させて、2.2Vに設定した電源に接続した。清掃した第2
のガラスプレートをシーラント層上に配置した。電力を4分間印加すると、シー
ラントが軟化してガラスプレートを互いにシールした。電源を外し、サンプルを
30分間冷却した。この時点では、プレートを手で分離させることはできなかっ
た。次に、メッシュワイヤの両端を、2.2Vに設定した電源に2分間再度接続
した。電源を外し、シーラントを十分に軟化させて、ガラスプレートを加熱要素
と発泡接着剤との間の界面で分離した。
【0190】 本発明の様々な変形および変更は、当業者にとって、本発明の範囲および精神
を逸脱せずに行い得ることは明白であり、本発明は、本明細書に記載する具体的
な実施態様に不当に限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の物品の断面図である。
【図2】 ロール形態の、本発明のもう一つの実施態様を示す斜視図である。
【図3】 本発明のもう1つの実施態様の断面図である。
【図4】 本発明のもう1つの実施態様の断面図である。
【図5】 本発明のもう1つの実施態様の断面図である。
【図6】 本発明のもう1つの実施態様の断面図である。
【図7】 本発明のもう1つの実施態様の断面図である。
【図8】 本発明のもう1つの実施態様の断面図である。
【図9】 本発明のもう1つの実施態様の斜視図である。
【図9a】 図9の物品の屈曲した状態を示す上面図である。
【図10】 斜めに切断して、本発明の物品に使用するのに有用な加熱要素を提供できる伝
導性メッシュの一片の上面図である。
【図11a】 本発明の物品に使用するのに有用な加熱要素であって、各加熱要素が導電性経
路と熱伝導性付加物とを含む構成要素である加熱要素の1実施態様の上面図であ
る。
【図11b】 本発明の物品に使用するのに有用な加熱要素であって、各加熱要素が導電性経
路と熱伝導性付加物とを含む構成要素である加熱要素の1実施態様の上面図であ
る。
【図11c】 本発明の物品に使用するのに有用な加熱要素であって、各加熱要素が導電性経
路と熱伝導性付加物とを含む構成要素である加熱要素の1実施態様の上面図であ
る。
【図11d】 本発明の物品に使用するのに有用な加熱要素であって、各加熱要素が導電性経
路と熱伝導性付加物とを含む構成要素である加熱要素の1実施態様の上面図であ
る。
【図11e】 本発明の物品に使用するのに有用な加熱要素であって、各加熱要素が導電性経
路と熱伝導性付加物とを含む構成要素である加熱要素の1実施態様の上面図であ
る。
【図11f】 必要に応じて伸張させて、導電性経路と熱伝導性付加物とを含む構成要素であ
る本発明の物品に使用するのに有用な加熱要素を提供できる伝導性メッシュの細
い断片の上面図である。
【図12】 本発明の物品の加熱要素として有用な伝導性メッシュの一片の上面図である。
【図12b】 編まれた導電性メッシュである、本発明に従い有用な加熱要素の上面図である
【図13a】 本発明の物品がウィンドシールドの外周部に取り付けられ、この外周部が電源
に取り付けられるウィンドシールドを含む本発明の組立体の正面図である。
【図13b】 本発明の物品がウィンドシールドの外周部周囲に取り付けられ、この外周部が
電源に取り付けられるウィンドシールドを含む本発明の組立体のもう1つの実施
態様の正面図である。
【図13c】 本発明の物品がウィンドシールドの外周部周囲に取り付けられ、この外周部が
電源に取り付けられるウィンドシールドを含む本発明の組立体のもう1つの実施
態様の正面図である。
【図14】 図13aの線分14−14に沿った断面図である。
【図15】 本発明の物品を円弧の周囲でどの程度容易に屈曲させることができるかを測定
するための試験方法を示す略示図である。
【図16】 車両に取り付ける位置にある、窓の外周部周囲に本発明の物品を有する窓を含
む本発明の組立体の斜視図である。
【図17】 本発明の物品において加熱要素として有用な伝導性メッシュの一片の部分斜視
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 3/20 364 B60J 1/02 101N (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ミックス,ダニエル イー. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133−3427, セント ポール,ピー.オー.ボックス 33427 (72)発明者 ジョンソン,マイケル エー. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133−3427, セント ポール,ピー.オー.ボックス 33427 (72)発明者 ジョージ,クレイトン エー. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133−3427, セント ポール,ピー.オー.ボックス 33427 (72)発明者 ボエッチャー,ロバート ジェイ. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133−3427, セント ポール,ピー.オー.ボックス 33427 (72)発明者 ロビンズ,ウィリアム ビー. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133−3427, セント ポール,ピー.オー.ボックス 33427 (72)発明者 ラッピー,ラリー アール. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133−3427, セント ポール,ピー.オー.ボックス 33427 (72)発明者 アメル,グレゴリー ジー. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133−3427, セント ポール,ピー.オー.ボックス 33427 Fターム(参考) 3K034 AA24 AA25 AA39 BB08 BB13 BC03 BC12 FA17 JA09 4F100 AB16 AB17 AK01B AK25 BA02 BA03 BA07 DC11A GB32 JB13B JB16B JG01A JJ01A

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 積層物を含む物品であって、 前記積層物が、 (a)加熱要素であって、 (i)導電性メッシュと、 (ii)連続導電性経路を含む構成要素であって、前記連続導電性経路に複
    数の熱伝導性付加物が取り付けられて、前記連続経路を通って流れる電気によっ
    て前記連続経路内に発生した熱が、前記付加物を介して熱的に伝導可能であるよ
    うに構成されている構成要素と、 から成る群から選択された加熱要素と、 (b)ポリマー材料と、 を含み、 前記物品が、共面円弧状屈曲試験A1により屈曲できる物品。
  2. 【請求項2】 前記ポリマー材料が、熱硬化性材料と、熱可塑性材料と、こ
    れらの混合物から成る群から選択された熱活性化可能材料を含み、 前記熱活性化可能材料が前記加熱要素に直接接触しない場合、前記熱活性化可
    能材料が活性化するのに十分な程度まで熱伝導性である材料によって前記加熱要
    素から分離されるように、前記熱活性化可能材料が加熱要素に熱的に接触し、前
    記加熱要素が、前記加熱要素に電流が流れると、前記熱活性化可能材料の少なく
    とも一部分を軟化、融解および/または硬化させる、請求項1記載の物品。
  3. 【請求項3】 前記ポリマー材料がコンホーマブルで圧縮可能な耐メルトフ
    ロー性の熱硬化コアを含む、請求項1記載の物品。
  4. 【請求項4】 前記加熱要素がメッシュを含む、請求項1記載の物品。
  5. 【請求項5】 前記熱活性化可能材料が、シーラントと接着剤とから成る群
    から選択される、請求項1記載の物品。
  6. 【請求項6】 (a)第1基板と、 (b)前記第1基板に接合された請求項1、2または3記載の物品と、 を含む組立体。
  7. 【請求項7】 前記組立体が第2基板をさらに含み、前記第1基板と第2基
    板とが前記物品を介して一緒に接合されている、請求項6記載の組立体。
  8. 【請求項8】 前記第1基板が、車両の窓ガラス、建築物の窓ガラス、コン
    ピュータの画面、テレビジョンの画面、車両本体のパネル、敷物およびフローリ
    ングから成る群から選択される、請求項6記載の物品。
  9. 【請求項9】 前記第1基板がウィンドシールドを含む、請求項6記載の物
    品。
  10. 【請求項10】 (a)第1基板を提供するステップと、 (b)前記第1基板に接触する材料の積層体であって、 前記材料の積層体が、 (i)加熱要素であって、 (A)共面円弧状屈曲試験B1に合格できる導電性メッシュと、 (B)連続導電性経路を含む構成要素であって、前記連続導電性経路に複数
    の熱伝導性付加物が取り付けられ、前記連続導電性経路を通って流れる電気によ
    り前記連続経路内に発生する熱が前記付加物を介して熱的に伝導可能であり、共
    面円弧状屈曲試験B1に合格できる構成要素と、 から成る群から選択される加熱要素と、 (ii)熱硬化性材料、熱可塑性材料およびこれらの混合物から成る群から選
    択された熱活性化可能材料であって、前記熱活性化可能材料が前記加熱要素と直
    接接触しない場合、前記熱活性化可能材料の少なくとも一部分の活性化を可能に
    するのに十分な程度まで熱伝導性である材料によって加熱要素から分離されるよ
    うに、前記熱活性化材料が前記加熱要素と熱的に接触し、前記加熱要素が、電流
    が前記加熱要素を通って流れると、前記熱活性化可能材料の少なくとも一部分が
    軟化、融解および/または硬化する熱活性化可能材料と、 を含む積層体を提供するステップと、 (c)第2基板を積層体の露出表面に配置するか、あるいは前記積層体を前記
    第1基板と前記第2基板との間に同時に提供するステップと、 (d)ステップ(b)、ステップ(c)、ステップ(c)後の1つまたは複数
    の間に、前記加熱要素に電流を流し、前記熱活性化可能材料を軟化、融解および
    /または硬化させて、前記積層体を介して前記第1基板を前記第2基板に最終的
    に結合させ、組立体を形成するステップと、 を含む方法。
  11. 【請求項11】 組立体であって、 (a)第1基板と、 (b)第2基板と、 (c)前記第1基板と前記第2基板とを一緒に接合する積層物であって、前記
    積層物が、 (i)加熱要素であって、 (A)共面円弧状屈曲試験B1に合格できる導電性メッシュと、 (B)連続導電性経路を含む構成要素であって、前記連続導電性経路に複数
    の熱伝導性付加物が取り付けられ、前記連続導電性経路を通って流れる電気によ
    り前記連続経路内に発生する熱が前記付加物を介して熱的に伝導可能であり、共
    面円弧状屈曲試験B1に合格できる構成要素と、 から成る群から選択されが加熱要素と、 (ii)ポリマー材料と、 を含む組立体。
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