JP2008273053A - Adhesion method and adhesion structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一対の部材を接着剤により接着する接着方法および接着構造に関するものである。 The present invention relates to a bonding method and a bonding structure for bonding a pair of members with an adhesive.
近年、例えば車両用の構造部材等において、軽量化のために樹脂が使用されてきており、特に、繊維材により強化されたFRP(繊維強化プラスチック)が使用されている。FRPにより構造部材を製造する際には、部材同士を接着剤により接合する場合があるが、その際には大面積に接着剤を塗布する必要があり、全面に接着剤を塗布するために、ライン状に接着剤を盛った後に押し潰して広げている(例えば、特許文献1参照)。しかし、この方法では、接着剤が空気を噛み込んでボイドが発生しやすく、接着面の剥離の原因となる。
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、ボイドの発生を抑えて接着面の剥離を抑制できる接着方法および接着構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the problems associated with the above-described prior art, and an object thereof is to provide an adhesion method and an adhesion structure that can suppress the occurrence of voids and suppress the peeling of the adhesion surface.
上記目的を達成する本発明に係る接着方法は、一対の接着部材のそれぞれの接着面を接着剤により接着する接着方法であって、前記接着面の一方に主接着剤を線状に塗布し、前記接着面の他方に設けられて当該接着面から突出した稜状の突出部を、当該突出部の最も突出する先端部から前記主接着剤に接するように前記2つの接着面を近接させた後、前記主接着剤を硬化させて接着することを特徴とする。 An adhesion method according to the present invention that achieves the above object is an adhesion method in which the adhesive surfaces of a pair of adhesive members are adhered with an adhesive, and a main adhesive is linearly applied to one of the adhesive surfaces, After the two adhesive surfaces are brought close to each other so that a ridge-shaped protrusion provided on the other of the adhesive surfaces and protruding from the adhesive surface comes into contact with the main adhesive from the most protruding tip of the protrusion The main adhesive is cured and bonded.
上記目的を達成する本発明に係る接着構造は、一対の接着部材のそれぞれの接着面が接合部を介して接合された接着構造であって、前記接着面の他方には、当該接着面から最も突出する先端部を有する稜状の突出部が形成され、前記接着面の一方に線状に塗布された主接着剤に、前記突出部が先端部から接するように前記2つの接着面を近接させた後、前記主接着剤を硬化させて接合部が形成されたことを特徴とする。 An adhesive structure according to the present invention that achieves the above object is an adhesive structure in which the respective adhesive surfaces of a pair of adhesive members are bonded via a bonding portion, and the other of the bonded surfaces is the most from the bonded surface. A ridge-shaped protrusion having a protruding tip is formed, and the two adhesive surfaces are brought close to a main adhesive applied linearly on one of the adhesive surfaces so that the protrusion contacts the tip. Thereafter, the main adhesive is cured to form a joint portion.
上記のように構成した本発明に係る接着方法は、稜状の突出部を、先端部から主接着剤に近接させるため、主接着剤が突出部の先端部から裾野へ向って押し広げられる。したがって、主接着剤の流れを突出部の裾野方向へ制御できるため、ボイドの発生を抑えて接着面の剥離を抑制できる。 In the bonding method according to the present invention configured as described above, the main adhesive is spread from the tip of the protrusion toward the skirt in order to bring the ridge-like protrusion close to the main adhesive from the tip. Therefore, since the flow of the main adhesive can be controlled in the skirt direction of the protruding portion, the generation of voids can be suppressed and peeling of the adhesive surface can be suppressed.
上記のように構成した本発明に係る接着構造は、稜状の突出部が先端部から主接着剤に接するようにして、一対の接着部材が接着されているため、主接着剤が突出部の先端部から裾野へ向って押し広げられている。したがって、主接着剤の流れが突出部の裾野方向へ制御されており、ボイドの発生が抑えられて接着面が剥離し難い。 In the adhesive structure according to the present invention configured as described above, since the pair of adhesive members are bonded so that the ridge-shaped protrusion is in contact with the main adhesive from the tip, the main adhesive is the protrusion of the protrusion. It is spread from the tip to the skirt. Therefore, the flow of the main adhesive is controlled in the skirt direction of the protruding portion, the generation of voids is suppressed, and the adhesive surface is difficult to peel off.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態に係る接着構造を示す斜視図、図2は図1のII−II線に沿う断面図、図3は同接着構造の接着前の状態を説明するための斜視図、図4は図3のIV−IV線に沿う断面図、図5は同接着構造の接着の際の主接着剤の流れを説明するための断面図、図6は主接着剤の他の塗布例を説明するための第2接着部材の平面図、図7は本実施形態における接合部のせん断応力分布を示すグラフである。 1 is a perspective view showing an adhesive structure according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view for explaining a state before the adhesive structure is bonded. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3, FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the flow of the main adhesive during bonding of the same adhesive structure, and FIG. 6 is another application of the main adhesive. The top view of the 2nd adhesion member for explaining an example, Drawing 7 is a graph which shows the shear stress distribution of the joined part in this embodiment.
第1実施形態に係る接着構造1は、図1,2に示すように、一対の第1接着部材2および第2接着部材3と、第1,第2接着部材2,3同士を接着している接合部4と、接合部4の外周に設けられる接着剤保持部5とを有している。なお、接合部4および接着剤保持部5は、後述する主接着剤6および補助接着剤7がそれぞれ硬化して形成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第1接着部材2および第2接着部材3は、例えばFRP(強化プラスチック)製であり、互いに接着される第1接着面11および第2接着面12を有している。なお、第1接着部材2および第2接着部材3の材質は限定されず、他の材質であってもよい。
The first
第1接着面11には、平面状の第1平面部13から突出した稜状の突出部14が形成され、突出部14は、最も突出した先端部15から裾野方向へ高さが徐々に低くなって形成されている。
The first
第2接着面12には、平面状の第2平面部16から窪んで形成され、突出部14の稜線に沿って延在する溝形状の凹部17が設けられる。凹部17の深さは、突出部14の高さよりも浅く、また、突出部14の曲率半径は、凹部17の曲率半径よりも小さい。したがって、突出部14の先端部15が凹部17の最深部18に接し、第1平面部13と第2平面部16の間に接着隙間Xを有する接着層が形成される。接着隙間Xは、接着のために最適な長さで設定され、例えば0.7mmである。
The second
接着剤保持部5は、第1接着面11と第2接着面12の間において、接合部4の外周に設けられる。
The
次に、本実施形態に係る接着方法について説明する。 Next, the bonding method according to this embodiment will be described.
初めに、図3,4に示すように、第2接着面12において、第2平面部16及び凹部17の端部に、凹部17を囲むように補助接着剤7を塗布する。このとき、補助接着剤7は、非連続的となる切れ目19が1つ以上設けられることが好ましい。また、主接着剤6及び補助接着剤7が塗布される第2接着面12は、接着工程においては、接着剤6,7が垂れないように、上方を向いて配置されることが好ましい。
First, as shown in FIGS. 3 and 4, the
補助接着剤7は、後述する主接着剤6よりも速硬化型であり、また主接着剤6よりも高引張伸度、高粘度を有している。補助接着剤7の引張伸度は、4〜200%であることが好ましく、更には、10〜100%であることがより好ましい。補助接着剤7の粘度は、10〜300Pa・sであることが好ましく、更には、50〜200Pa・sであることがより好ましい。
The
また、補助接着剤7には、解体性接着剤が適用される。解体性接着剤とは、接着時には十分に接着力を発揮するが、加熱や給水などの外的刺激を加えることによって接着力を失い、分離される接着剤である。解体性接着剤には、例えば熱可塑性樹脂のように熱により溶融して解体するもの(ホットメルトタイプ)、熱によりガス化する液体を内包したマイクロバルーンや熱膨張性黒鉛などのフィラーが内在されて加熱により膨張して分離するもの等がある。
Further, a disassembling adhesive is applied to the
第2接着面12に補助接着剤7を塗布した後、第2接着面12上で補助接着剤7を硬化させ、接着剤保持部5が形成される。このとき、補助接着剤7は速硬化型であるため、短時間で硬化し、製造ラインにおけるプロセス性に優れている。また、補助接着剤7が高引張伸度、高粘度を有しているため、垂れ難く、塗布した際の形状を保持した状態で硬化させることができる。なお、第2接着面12に補助接着剤7を塗布し、後述の工程において補助接着剤7が第1接着面11に接触するまで第1接着面11を第2接着面12に接近させた後に、補助接着剤7を硬化させてもよい。この際には、補助接着剤7が速硬化型であるために、短時間で硬化し部材を仮止めすることができるため、製造ラインにおけるプロセス性に優れている。
After the
次に、第2接着面12の凹部17の接着剤保持部5に囲まれる部位に、先端部15に対応する最深部18の少なくとも一部を覆うように、主接着剤6を線状に塗布する。本実施形態では、凹部17(最深部18)の形状に対応して主接着剤6を直線状に塗布しているが、先端部15に対応する位置の少なくとも一部を含むように主接着剤6を塗布するのであれば、その形状に限定はなく、例えば、図6のように波形状に塗布することもできる。
Next, the
主接着剤6は、補助接着剤7よりも低粘度であり、硬化した際には、補助接着剤7よりも高剛性を有する。主接着剤6が硬化した際の引張剛性は、2〜5GPaであることが好ましく、更には、3〜4GPaであることがより好ましい。主接着剤6の粘度は、0.01〜10Pa・sであることが好ましく、更には、0.1〜5Pa・sであることがより好ましい。
The
主接着剤6には、例えば、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の種々の接着剤を適用できる。
Various adhesives such as a thermosetting resin and a thermoplastic resin can be applied to the
主接着剤6は、低粘度であるために塗布した際には垂れやすいが、第2接着面12が上方を向いて配置され、凹部17の外周が接着剤保持部5に囲まれるとともに、主接着剤6が凹部17内に塗布されるため、主接着剤6の第2接着面12からの垂れを抑制できる。
The
次に、図5に示すように、第1接着面11を第2接着面12に接近させ、先端部15から主接着剤6に接するようにして突出部14を凹部17に嵌合させる。このとき、突出部14の曲率半径が凹部17の曲率半径よりも小さく、突出部14の先端部15から主接着剤6に接するため、主接着剤6が、突出部14の先端部15から裾野方向(先端部15から第1平面部13へ向う方向、図5中の矢印参照)へ流れつつ押し広げられる。したがって、主接着剤6に空気が噛み込まれ難く、ボイドの発生を抑制できる。また、突出部14の先端部15が凹部17と接触するため、主接着剤6に厚み規制用のフィラーを入れることなく、接合部4の厚みを制御してばらつきを低減できる。
Next, as shown in FIG. 5, the first
押し広げられた主接着剤6は、接着剤保持部5に接するが、接着剤保持部5と主接着剤6の間に存在した空気は、接着剤保持部5と第1接着面11の間の隙間および、切れ目19から排出される。したがって、接着剤保持部5と主接着剤6の間においても、空気が噛み込まれ難く、ボイドの発生を抑制できる。なお、接着剤保持部5が接着間隔Xよりも高い場合には、接着剤保持部5が高引張伸度を有するため、容易に押し潰される。また、接着剤保持部5の高さが接着間隔Xより低くてもよい。
The spread
この後、主接着剤6を硬化させて接合部4を形成し、接着が完了する。
Thereafter, the
このように、上述した接着方法によれば、高剛性ではあるが低粘度で垂れやすい主接着剤6を、垂れの発生を抑制しつつ適用でき、ボイドの発生を抑制して剥離の発生を低減できる。また、接着された接着構造1は、接着剤保持部5が高引張伸度を有しており、第1接着面11と第2接着面12の剥離が生じ難い。
As described above, according to the bonding method described above, the
また、突出部14により主接着剤6を裾野方向へ押し広げるため、接着剤を複数のライン状に塗布しなくても、接着剤を広範囲に広げることができる。したがって、例えば接着剤を複数のライン状に塗布すると、そのライン間に空気が噛み込まれてボイドが発生しやすいが、この場合と比較して、ボイドが発生し難く、第1接着面11と第2接着面12の剥離が生じ難い。
Moreover, since the
また、例えば高引張伸度で高粘度の接着剤(例えば、補助接着剤7)を接着面の全面に用いると、接着剤が垂れ難く剥離に強いが、空気を噛み込みやすく、接合効率が低くなる。また、高剛性,低粘度の接着剤(例えば、主接着剤6)を全面に用いると、高せん断効率であるが、剥離が生じ易く、接着剤が垂れやすくなる。しかし、本実施形態に係る接着方法によれば、2つの接着剤を用いることにより、垂れおよび剥離を抑制しつつ、高剛性の接着構造1を実現できる(図7参照)。
For example, when an adhesive having a high tensile elongation and a high viscosity (for example, auxiliary adhesive 7) is used on the entire surface of the adhesive surface, the adhesive is difficult to drip and strong against peeling, but air is easily taken in and bonding efficiency is low. Become. Further, when a high-rigidity, low-viscosity adhesive (for example, main adhesive 6) is used on the entire surface, the shearing efficiency is high, but peeling is likely to occur, and the adhesive tends to sag. However, according to the bonding method according to the present embodiment, by using two adhesives, a highly
また、補助接着剤7に解体性接着剤が適用されているため、構造物の解体の際に、補助接着剤7において剥離を生じさせて、第1接着面11と第2接着面12を容易に解体することができる。なお、解体性接着剤が、膨張性のフィラーを含む際には、接着剤が高粘度となり取扱性に劣ることが多いため、第1接着面11と第2接着面12の全面に適用することは困難であるが、主接着剤6が同時に使用されるため、剛性も保たれる。
In addition, since the disassembling adhesive is applied to the
図8は本実施形態に係る接着構造の変形例を示す断面図、図9は本実施形態に係る接着構造の他の変形例を示す断面図、図10は本実施形態に係る接着構造の更に他の変形例を示す断面図、図11は本実施形態に係る接着構造の更に他の変形例を示す断面図である。なお、前述の実施形態と同様の機能を有する部位については同一の符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing a modified example of the adhesive structure according to the present embodiment, FIG. 9 is a cross-sectional view showing another modified example of the adhesive structure according to the present embodiment, and FIG. 10 further shows the adhesive structure according to the present embodiment. Sectional drawing which shows another modification, FIG. 11: is sectional drawing which shows the further another modification of the adhesive structure which concerns on this embodiment. In addition, about the site | part which has the function similar to the above-mentioned embodiment, in order to avoid duplication, the description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る接着構造の変形例として、図8に示すように、突出部14および凹部17を2つ以上(本変形例では2つ)設けることができる。
As a modification of the bonding structure according to the present embodiment, as shown in FIG. 8, two or
また、本実施形態に係る接着構造の他の変形例として、図9に示すように、第2接着面12に凹部17を設けなくてもよい。なお、図9の変形例では突出部14が2つ設けられているが、1つでもよく、また3つ以上であってもよい。
Further, as another modification of the bonding structure according to the present embodiment, as shown in FIG. 9, the
また、本実施形態に係る接着構造の更に他の変形例として、図10に示すように、第1接着面11および第2接着面12のそれぞれに、突出部14を設けてもよい。なお、突出部14は3つ以上であってもよい。
As still another modification of the bonding structure according to the present embodiment, as shown in FIG. 10, a
また、本実施形態に係る接着構造の更に他の変形例として、図11に示すように、第1接着面11および第2接着面12のそれぞれに、突出部14および凹部17を設けてもよい。なお、突出部14および凹部17は、3つ以上であってもよい。
As still another modification of the bonding structure according to the present embodiment, as shown in FIG. 11, a
図8〜11に示すこれらの変形例のような形態であっても、突出部14の先端部15から主接着剤6に接触するため、空気の噛み込みを低減してボイドが発生を抑制し、第1接着面11と第2接着面12の剥離を抑制できる。
Even in the forms of these modified examples shown in FIGS. 8 to 11, since the
図12は本実施形態に係る接着構造が適用される車体構造を示す分解斜視図、図13は同接着構造が適用された車体構造を示す斜視図、図14は図12のXIV−XIV線に沿う破断面を示す部分斜視図である。 12 is an exploded perspective view showing a vehicle body structure to which the adhesive structure according to this embodiment is applied, FIG. 13 is a perspective view showing a vehicle body structure to which the adhesive structure is applied, and FIG. 14 is taken along line XIV-XIV in FIG. It is a fragmentary perspective view which shows the torn surface which follows.
本実施形態に係る接着構造1を車体構造20に適用した例を、図12〜14に示す。車体構造20は、図12に示すように、第1接着部材であるリアフロア21と、第2接着部材であるフロントフロア22を有している。リアフロア21およびフロントフロア22は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)製である。
An example in which the
リアフロア21には第1接着面23が設けられ、この第1接着面23に突出部が形成される。フロントフロア22には第2接着面24が設けられ、この第2接着面12に凹部が形成される。このリアフロア21およびフロントフロア22において前述した接着方法を適用することにより、図12,13に示すように、リアフロア21とフロントフロア22を接着することができる。
The
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、補助接着剤7が解体性接着剤でなくてもよく、または、補助接着剤7が設けられなくてもよい。また、主接着剤6を、例えば、複数の切れ目を有して不連続に塗布してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims. For example, the
1 接着構造、
2 第1接着部材、
3 第2接着部材、
4 接合部、
5 接着剤保持部、
6 主接着剤、
7 補助接着剤、
11 第1接着面、
12 第2接着面、
13 第1平面部、
14 突出部、
15 先端部、
16 第2平面部、
17 凹部、
18 最深部、
19 切れ目、
X 接着間隔。
1 Adhesive structure,
2 first adhesive member,
3 Second adhesive member,
4 joints,
5 Adhesive holding part,
6 Main adhesive,
7 Auxiliary adhesive,
11 First adhesive surface,
12 Second adhesive surface,
13 1st plane part,
14 protrusions,
15 tip,
16 2nd plane part,
17 recess,
18 deepest part,
19 Cut,
X Adhesion interval.
Claims (19)
前記接着面の一方に主接着剤を線状に塗布し、前記接着面の他方に設けられて当該接着面から突出した稜状の突出部を、当該突出部の最も突出する先端部から前記主接着剤に接するように前記2つの接着面を近接させた後、前記主接着剤を硬化させて接着することを特徴とする接着方法。 An adhesion method for adhering each adhesion surface of a pair of adhesive members with an adhesive,
A main adhesive is linearly applied to one of the bonding surfaces, and a ridge-shaped protruding portion provided on the other of the bonding surfaces and protruding from the bonding surface is moved from the most protruding tip of the protruding portion to the main surface. An adhesion method comprising: adhering the main adhesive after curing the two adhesion surfaces so as to be in contact with the adhesive.
前記接着面の他方には、当該接着面から最も突出する先端部を有する稜状の突出部が形成され、前記接着面の一方に線状に塗布された主接着剤に、前記突出部が先端部から接するように前記2つの接着面を近接させた後、前記主接着剤を硬化させて接合部が形成されたことを特徴とする接着構造。 An adhesive structure in which the respective adhesive surfaces of the pair of adhesive members are joined via a joint portion,
On the other side of the bonding surface, a ridge-shaped protruding portion having a tip portion that protrudes most from the bonding surface is formed, and the protruding portion extends to the main adhesive applied linearly on one side of the bonding surface. An adhesive structure in which the two adhesive surfaces are brought close to each other so as to come into contact with each other and then the main adhesive is cured to form a joint.
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