JP2015214817A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、自動車用ドアガラスに接着されるドアガラス締結用ホルダー等の自動車用被着体、及びその接着方法に関するものである。
自動車用窓ガラスに対し、インナーミラー取付用ブラケット、モール、プロテクター、位置決め用基準ピン、ドアガラス締結用ホルダー、ヒンジ等の部品を取り付ける手段としては、接着剤が一般的となっている。自動車ガラス用接着剤としては、通常、エポキシ系、ウレタン系、シリコーン系、変性シリコーン系等の接着剤が使用されている。自動車には様々な振動が加わる為、比較的柔らかい接着剤が好ましく、特にウレタン系やシリコーン系のものがその大半を占めている。
例えばポリウレタン系接着剤はポリウレタンを主成分とし、可塑剤、顔料等を配合した組成物であって、目地材、シーリング材、接着剤および被覆材等に使用されており、自動車用途では自動車ガラスと自動車ボディーを接着する際のダイレクトグレージング用として広く使用されている。こうした用途では、湿気硬化型接着剤や加熱硬化型接着剤(加熱により硬化が開始するもの、及び加熱せずとも硬化するがその硬化が加熱により促進されるものの両者を含む)が使用されることがある。
しかしながら、これら湿気硬化型接着剤や加熱硬化型接着剤を用いて通常の接着を行った場合、自動車用被着体の接着面の面積がある程度広かったり、自動車用被着体の接着面を有する部分の厚みがある程度肉厚であったり、自動車用被着体の材質が不透水性若しくは難透水性のもの、又は熱伝達性が乏しいものであったりすると、水分や熱が接着面の接着剤に対して供給され難いことにより単に硬化が遅滞するだけでなく、接着剤に対する水分や熱の供給が不均一化することにより接着剤が均一に硬化しないという問題点があった。特に、冬季等の低湿低温状態では硬化の速度が遅くなるため、その傾向が顕著となる。
湿気硬化型接着剤や加熱硬化型接着剤硬化促進方法としては、適宜の温湿度に保持した養生室内に保管する方法が簡単であるが、水分や熱が接着面の接着剤に対して供給され難く、かつその供給も不均一となり易いことに変わり無いため、上記問題点を緩和できるとしても、直接的な解決とはならない。
また、湿気硬化型接着剤の硬化促進方法として、ガーゼなどの水分供給材を接着剤とともに接着面間に挟む手法(特許文献1参照)や、熱硬化樹脂製の両面テープを高周波誘電加熱により短時間で硬化させる手法(特許文献2参照)も提案されているが、前者は水分供給材が必要になり、後者は硬化促進に専用の加熱装置が必要になるため、汎用性に欠け、様々な自動車用被着体の種類や取付位置、取付対象に対応させることが困難である。
そこで、本発明の主たる課題は、非常に簡素で汎用性に富む硬化促進技術を提供することにある。
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
<請求項1記載の発明>
接着面及び非接着面を有し、前記接着面から前記非接着面に貫通する硬化促進孔が前記接着面に設けられており、前記硬化促進孔は接着面側に向かうにつれて断面積が連続的に小さくなる形状を有している、ことを特徴とする硬化促進型自動車用被着体。
<請求項1記載の発明>
接着面及び非接着面を有し、前記接着面から前記非接着面に貫通する硬化促進孔が前記接着面に設けられており、前記硬化促進孔は接着面側に向かうにつれて断面積が連続的に小さくなる形状を有している、ことを特徴とする硬化促進型自動車用被着体。
(作用効果)
本発明の自動車用被着体の接着面には、非接着面に貫通する硬化促進孔が設けられているため、加熱のための気体や液体、湿気補給のための水や水蒸気等の硬化促進流体がこの硬化促進孔を通り接着剤に供給される。よって、自動車用被着体の接着面の面積がある程度広かったり、自動車用被着体の接着面を有する部分の厚みがある程度肉厚であったり、自動車用被着体の材質が不透水性若しくは難透水性のもの、又は熱伝達性が乏しいものであったりしても、水分や熱が接着面の接着剤に対して直接に、しかもより万遍なく供給されるため、接着剤の硬化が単に促進されることはもちろん、より均一に促進されるようになる。
本発明の自動車用被着体の接着面には、非接着面に貫通する硬化促進孔が設けられているため、加熱のための気体や液体、湿気補給のための水や水蒸気等の硬化促進流体がこの硬化促進孔を通り接着剤に供給される。よって、自動車用被着体の接着面の面積がある程度広かったり、自動車用被着体の接着面を有する部分の厚みがある程度肉厚であったり、自動車用被着体の材質が不透水性若しくは難透水性のもの、又は熱伝達性が乏しいものであったりしても、水分や熱が接着面の接着剤に対して直接に、しかもより万遍なく供給されるため、接着剤の硬化が単に促進されることはもちろん、より均一に促進されるようになる。
<請求項2記載の発明>
前記硬化促進孔は多数設けられ、前記硬化促進孔の断面積は0.01mm2〜1mm2であり、ガラスに接着されるエンジニアリングプラスティック製被着体である、請求項1記載の硬化促進型自動車用被着体。
前記硬化促進孔は多数設けられ、前記硬化促進孔の断面積は0.01mm2〜1mm2であり、ガラスに接着されるエンジニアリングプラスティック製被着体である、請求項1記載の硬化促進型自動車用被着体。
(作用効果)
硬化促進孔は、孔の断面積が小さすぎたりすると、自動車用被着体を射出成型等の一般的な成型方法で製造する場合にトラブルが発生しやすくなり、また孔の断面積が大き過ぎたりすると、有効な接着面積が減少して接着強度が低下したり、接着剤が硬化促進孔から漏れ出たりし易くなる。また、このように、自動車用被着体自体及び自動車用被着体の接着対象物の両方が低熱伝導性で、水分を透過しない素材であると、接着剤はこれらの間に挟まれるために、接着剤に対する熱や水分の供給が殆ど遮断され、養生室や温水浸漬等の簡易な手段では所期の硬化促進効果が得られない。よって、本発明はこのような自動車用被着体の組み合わせに好適である。
硬化促進孔は、孔の断面積が小さすぎたりすると、自動車用被着体を射出成型等の一般的な成型方法で製造する場合にトラブルが発生しやすくなり、また孔の断面積が大き過ぎたりすると、有効な接着面積が減少して接着強度が低下したり、接着剤が硬化促進孔から漏れ出たりし易くなる。また、このように、自動車用被着体自体及び自動車用被着体の接着対象物の両方が低熱伝導性で、水分を透過しない素材であると、接着剤はこれらの間に挟まれるために、接着剤に対する熱や水分の供給が殆ど遮断され、養生室や温水浸漬等の簡易な手段では所期の硬化促進効果が得られない。よって、本発明はこのような自動車用被着体の組み合わせに好適である。
<請求項3記載の発明>
前記非接着面に、格子状又はハニカム状のリブにより囲まれた薄肉の硬化促進孔の形成領域を多数有しており、この硬化促進孔の形成領域に前記硬化促進孔が設けられている、請求項1又は2記載の硬化促進型自動車用被着体。
前記非接着面に、格子状又はハニカム状のリブにより囲まれた薄肉の硬化促進孔の形成領域を多数有しており、この硬化促進孔の形成領域に前記硬化促進孔が設けられている、請求項1又は2記載の硬化促進型自動車用被着体。
<請求項4記載の発明>
対象面に接着剤を介して自動車用被着体を付着させ、接着剤を硬化させる接着方法において、
前記自動車用被着体として、請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化促進型自動車用被着体を用い、
前記接着剤として湿気硬化型接着剤又は加熱硬化型接着剤を用い、
前記対象面に接着剤を介して前記自動車用被着体の接着面を付着させた後、前記自動車用被着体をその接着面の接着剤を含めて、前記接着剤の硬化を促進させる流体中に保持することにより、前記接着剤の硬化を促進させる、
ことを特徴とする接着方法。
対象面に接着剤を介して自動車用被着体を付着させ、接着剤を硬化させる接着方法において、
前記自動車用被着体として、請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化促進型自動車用被着体を用い、
前記接着剤として湿気硬化型接着剤又は加熱硬化型接着剤を用い、
前記対象面に接着剤を介して前記自動車用被着体の接着面を付着させた後、前記自動車用被着体をその接着面の接着剤を含めて、前記接着剤の硬化を促進させる流体中に保持することにより、前記接着剤の硬化を促進させる、
ことを特徴とする接着方法。
(作用効果)
請求項1記載の発明と同様の作用効果が奏せられる。なお、「接着剤の硬化を促進させる流体」とは、湿気硬化型接着剤を用いる場合には接着剤に水分を供給する高湿度雰囲気、水蒸気、水等を意味し、加熱硬化型接着剤を用いる場合には接着剤に熱を伝達するための加熱空気、水蒸気、加熱水等を意味する。
請求項1記載の発明と同様の作用効果が奏せられる。なお、「接着剤の硬化を促進させる流体」とは、湿気硬化型接着剤を用いる場合には接着剤に水分を供給する高湿度雰囲気、水蒸気、水等を意味し、加熱硬化型接着剤を用いる場合には接着剤に熱を伝達するための加熱空気、水蒸気、加熱水等を意味する。
<請求項5記載の発明>
前記接着剤として、未硬化時の粘度が70Pa・s以上の接着剤を使用する、請求項4記載の接着方法。
前記接着剤として、未硬化時の粘度が70Pa・s以上の接着剤を使用する、請求項4記載の接着方法。
(作用効果)
接着剤の吐出使用時の粘度が70Pa・s未満であると、接着剤を自動車用被着体に塗布した後に流れ落ち易くなったり、接着面に接着剤を塗布した自動車用被着体を対象面に押し付けたときに、接着剤が硬化促進孔から流れ出易くなったりする。これらは、どちらにしても接着剤充填不良の原因となるため好ましくない。よって、上記の粘度の接着剤を用いることが好ましい。
接着剤の吐出使用時の粘度が70Pa・s未満であると、接着剤を自動車用被着体に塗布した後に流れ落ち易くなったり、接着面に接着剤を塗布した自動車用被着体を対象面に押し付けたときに、接着剤が硬化促進孔から流れ出易くなったりする。これらは、どちらにしても接着剤充填不良の原因となるため好ましくない。よって、上記の粘度の接着剤を用いることが好ましい。
<請求項6記載の発明>
前記接着剤として加熱硬化型接着剤を用い、前記対象面に接着剤を介して前記自動車用被着体を付着させた後、前記自動車用被着体をその接着面の接着剤を含めて、前記接着剤の硬化温度以上の加熱液体中に浸漬させた状態に維持することにより前記接着剤の硬化を進行させる、請求項4又は5記載の接着方法。
前記接着剤として加熱硬化型接着剤を用い、前記対象面に接着剤を介して前記自動車用被着体を付着させた後、前記自動車用被着体をその接着面の接着剤を含めて、前記接着剤の硬化温度以上の加熱液体中に浸漬させた状態に維持することにより前記接着剤の硬化を進行させる、請求項4又は5記載の接着方法。
(作用効果)
本発明は、加熱硬化型接着剤を使用するとともに、接着剤の付着部分を加熱液体中に浸漬することにより硬化促進を図るところに特徴を有するものである。このように、硬化促進に加熱液体への浸漬を利用するため、養生乾燥室などの大がかりな設備を必要とせず、対象面の寸法・形状や自動車用被着体の寸法・形状・取付位置・取付個数に拘らず、より短時間で確実に接着剤を硬化させることができるようになる。
本発明は、加熱硬化型接着剤を使用するとともに、接着剤の付着部分を加熱液体中に浸漬することにより硬化促進を図るところに特徴を有するものである。このように、硬化促進に加熱液体への浸漬を利用するため、養生乾燥室などの大がかりな設備を必要とせず、対象面の寸法・形状や自動車用被着体の寸法・形状・取付位置・取付個数に拘らず、より短時間で確実に接着剤を硬化させることができるようになる。
以上のとおり、本発明によれば、非常に簡素で汎用性に富むものでありながら確実に硬化促進を図ることができるようになる、等の利点がもたらされる。
以下、本発明を実施するための形態について詳説する。
(硬化促進型自動車用被着体)
本発明の硬化促進型自動車用被着体10は、図1〜図6に示すように、自動車用被着体10における接着面12に、接着面12から非接着面13に貫通する硬化促進孔14を多数設けたものであり、加熱空気や温水等の硬化促進流体がこの硬化促進孔14を通り接着剤2に供給されるものである。よって、自動車用被着体10の接着面12の面積がある程度広かったり、自動車用被着体10の接着面12を有する部分の厚みがある程度肉厚であったり、自動車用被着体10の材質が不透水性若しくは難透水性のもの、又は熱伝達性が乏しいものであったりしても、水分や熱が接着面12の接着剤2に対して直接に、しかもより万遍なく供給されるため、接着剤2の硬化が単に促進されることはもちろん、より均一に促進されるようになる。
(硬化促進型自動車用被着体)
本発明の硬化促進型自動車用被着体10は、図1〜図6に示すように、自動車用被着体10における接着面12に、接着面12から非接着面13に貫通する硬化促進孔14を多数設けたものであり、加熱空気や温水等の硬化促進流体がこの硬化促進孔14を通り接着剤2に供給されるものである。よって、自動車用被着体10の接着面12の面積がある程度広かったり、自動車用被着体10の接着面12を有する部分の厚みがある程度肉厚であったり、自動車用被着体10の材質が不透水性若しくは難透水性のもの、又は熱伝達性が乏しいものであったりしても、水分や熱が接着面12の接着剤2に対して直接に、しかもより万遍なく供給されるため、接着剤2の硬化が単に促進されることはもちろん、より均一に促進されるようになる。
自動車用被着体10は接着剤2により接着対象物1の対象面に取り付けられるものである限り、その種類は特に限定されないが、例えば自動車用窓ガラスに取り付けられるものとしては、インナーミラー取付用ブラケット、モール、プロテクター、位置決め用基準ピン、ドアガラス締結用ホルダー50、ヒンジ等を挙げることができる。本発明は、自動車用被着体10の寸法・形状・取付位置・取付個数の影響を受け難いため、比較的に多種多様な形状、取付位置、取付数であるドアガラス締結用ホルダー50の接着に適している。ここで、自動車用窓ガラスとは自動車用の強化ガラス、黒色セラミックプリントガラス、中間層にポリビニルブチラールを使用した合せガラス等を指し、特に限定されない。ドアガラスとしては強化ガラスが一般的であるが、近年、車内空間の遮音性を高めるために合わせガラスを採用することもある。
図1〜図13は、ドアガラス締結用ホルダー50の一例を示している。このドアガラス締結用ホルダー50は、上部に位置するガラス保持部51と、このガラス保持部51の下側に突出する連結部52とを有する。ガラス保持部51は、ほぼU字状の断面をもってドアガラス(接着対象物1)の水平延在方向(水平方向に沿ってガラスが延在する方向)に延在する部分であり、底部51b及び底部51b上に所定の間隔で立設された一対の平板状挟持部51aを有している。挟持部51a間の溝状部分には、図14及び図18に示すようにドアガラスの下端部が挿入され、接着剤2を介して接着される。よって、挟持部51aの内面(ドアガラス側の面)及び底部51bの上面が接着面12となる。接着面12には、リブ11が間隔を空けて複数設けられており、このリブ11がドアガラスに当接することにより、リブ11間の部分に接着剤2を介在させるための隙間が形成される。連結部52は挟持部51aに対してほぼ平行をなすように延在する平板状部分であり、所定部分に、室内側面から室外側面に貫通するボルト挿通孔52hが形成されており、このボルト挿通孔52hを利用して、ウインドレギュレータ(昇降装置)により昇降自在に支持されたキャリアプレートに連結されるようになっている。ドアガラス締結用ホルダー50の形状は特に限定されず、図示例と異なり、ドアガラスとの接着面がドアガラスの片側のみであっても、また、二枚に分割された挟持部で挟持する構造のもでも用いることができるが、特に図示例のように断面U字型に一体成型されたものは外部からの加熱が困難なため、本発明が特に有用となる構造ということができる。ドアガラスは車両のデザイン性や大きさに合わせ多種多様な形状が存在し、それに合わせてドアガラス締結用ホルダー50形状も多種多様であり、例えば図14(a)〜(c)に示すように、一枚のドアガラスにおけるドアガラス締結用ホルダー50の取付個数は1個ないし2個などの違いがあり、ドアガラス締結用ホルダー50を2個接着する場合などはそれぞれ2個の間隔も車両により大きく異なる。
また、図15及び図16は、フロント窓ガラス(接着対象物1)の位置決めクリップ60(スペーサー)の例を示している。このクリップ60は、ガラスに対して接着される接着面12を有する細長状の基板部61と、この基板部61の非接着面13から室内側に突出し、自動車ボディーの取り付け孔に掛け止められるフック状の掛止突起62とを有する部品であり、例えば図14に示すように取り付けられるものである。符号63は非接着面13に設けられた補強リブを示している。このような自動車用被着体10に対しても、接着面12から非接着面13に貫通する硬化促進孔14を設けることにより、均一に硬化を促進させることができる。
硬化促進孔14の断面(孔の延在方向と直交する断面)の形状は特に限定されず、図1等に示す形態のような四角形の他、円形(図12(a)参照)、楕円、三角形などの四角形以外の多角形やそれらの組み合わせでも構わない。また、硬化促進孔14は図1や図7(a)に示すように大きさが単一であっても、図7(b)に示すように大きさが異なるものが混在していても良い。硬化促進孔14は接着面12に多数設けられる限り、接着面12の全領域に設ける他、図1、図7、図12、図13、図15、図16等に示す例のようにリブ11形成領域等を除く等、接着面12の一部の領域にのみ設けることもできる。図示形態はいずれも硬化促進孔14を有する領域が網状又は格子状となっている。より詳細には、図1、図7、図11(b)及び図12(a)に示す各形態は、挟持部51aの接着面12のうちリブ11形成領域を除く部分の略全体に硬化促進孔14を多数設けたものであり、図8(a)に示す形態は挟持部51aの接着面12の横方向両端部のみに、図8(b)に示す形態は挟持部51aの接着面12における横方向中央部のみに硬化促進孔14を多数設けたものである。図9(a)に示す形態は挟持部51aの接着面12における横方向両端部には上下方向全体にわたり硬化促進孔14を多数設け、中央部には上側にのみ硬化促進孔14を多数設けたものであり、図9(b)に示す形態は挟持部51aの接着面12における横方向両端部及び中央部の上側のみに硬化促進孔14を多数設けたものである。図10(a)に示す形態は挟持部51aの接着面12における横方向両端部及び中央部の下側のみに硬化促進孔14を多数設けたものであり、図10(b)に示す形態は挟持部51aの接着面12の周縁部のみに硬化促進孔14を多数設けたものである。図11(a)に示す形態は図形状(会社ロゴマーク等でも良い)に多数の硬化促進孔を形成したものである。また、図11(b)及び図12(a)に示す形態は、図7及び図1に示す形態を基本として、非接着面13に凹部を設けることにより硬化促進孔14の形成領域を薄肉にしたものであり、図13(a)に示す形態は非接着面13の凹部を縦方向及び横方向に間隔を空けて行列状に配列形成することにより、格子状のリブ11により囲まれた、薄肉の硬化促進孔14の形成領域を多数形成したものであり、図13(b)に示す形態はハニカム状のリブ11により囲まれた、薄肉の硬化促進孔14の形成領域を多数形成したものである。さらに、図12(b)に示す形態は、挟持部51aの接着面12における横方向両端部及び中央部に各一つの大径の硬化促進孔14を形成したものである。また、図15及び図16に示す形態では、基板部61のうちリブ11及び掛止突起62を除く部位に硬化促進孔14を形成している。
硬化促進孔14の断面積は、図6(b)に示すように孔の深さ方向に変化しない形状とするのではなく、図6(a)に示すように孔の深さ方向に連続的に変化させ、接着面12側に向かうにつれて断面積が小さくなる形態とすると、接着剤2が硬化促進孔14内に入り難く、かつ外部からの硬化促進流体の導入効率も良いものとなる。また、金型を用いて自動車用被着体10を形成する場合、金型の離型性を向上させるために、図6(a)に示すように、硬化促進孔14を形成するための金型側に向かうにつれて断面積が拡大する形態とするのも好ましい。
硬化促進孔14の大きさや数は特に限定されないが、孔の断面積(開口面積含む)は0.01mm2〜1mm2であるのが好ましい。また、硬化促進孔14の、接着面12における単位面積当たりの個数は1〜25個/mm2となるように間隔を空けて多数設けられているのが好ましい。硬化促進孔14は、孔の断面積が小さすぎたり、孔が過度に密な配置となっていたりすると、自動車用被着体10を射出成型等の一般的な成型方法で製造する場合にトラブルが発生しやすくなり、また孔の断面積が大き過ぎたり、過度に密な配置となっていたりすると、有効な接着面積が減少して接着強度が低下したり、接着剤2が硬化促進孔14から漏れ出たりし易くなる。
自動車用被着体10の接着面12の大きさは特に限定されず、例えば上述のドアガラス締結用ホルダー50の場合、ガラスの大きさ、重量、形状を考慮し、任意に選択できる。自動車用被着体10の接着面12及び非接着面13を有する部分の厚みは特に限定されないが、熱伝達性の低いガラスや樹脂等は厚いものほど熱が伝わり難く、加熱硬化型接着剤を用いる場合に硬化遅延が問題となり易い。よって、本発明は自動車用被着体10の接着面12及び非接着面13を有する部分が厚いもの、例えば2〜5mm程度のものに適用するとその効果が顕著に現れる。
自動車用被着体10の材質は鋼鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属でも構わないが、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂などのエンジニアリングプラスティックが適しており、中でもポリエステル樹脂であればポリブチレンテレフタレート、ポリアミド樹脂であれば6ナイロン、66ナイロンが挙げられる。それらの強度を上げる為に、ガラス繊維を含んだものでも良く、他樹脂とブレンドした共重合体やアロイなどでも構わない。このような具体例としてはポリブチレンテレフタレートとしてはポリプラスチックス(株)からジュラネックス、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)からノバデュラン、東レ(株)からトレコン、6ナイロンとしては三菱エンジニアリングプラスチックス(株)からノバミット、コバトロン、レニー、バイエルン社からデュレタン、宇部興産(株)からUBEナイロン、ユニチカ(株)からユニチカナイロンという商品名で市販されているが、これに限定されるものではない。また自動車用被着体10をプラスティック製とする場合、その成型方法は射出成型等、特に限定されない。
対象面と自動車用被着体10とのクリアランス、つまり接着剤2の厚みは、0.1mm〜3.0mmが好ましく、特に好ましくは0.2mm〜1.0mmである。0.1mm以下であると、クッション効果が減少し、ガラスの割れに繋がり易く、3.0mmを超えると振動が発生し易くなる。そのクリアランスを維持するために、自動車用被着体10の接着面12には一般的に筋状、点状等のリブ11(突起)を設け、リブ11の高さ分の間隔を維持することが好ましい。リブ11の幅や個数は特に限定されない。
自動車用被着体10の接着対象物1も特に限定されないが、自動車用被着体10がエンジニアリングプラスティック製等の樹脂部品や金属部品であり、接着対象物が自動車用窓ガラス等のガラス製品である場合のように、自動車用被着体10自体及び自動車用被着体10の接着対象物の両方が低熱伝導性で、水分を透過しない素材であると、接着剤2はこれらの間に挟まれるために、接着剤2に対する熱や水分の供給が殆ど遮断され、養生室や温水浸漬等の簡易な手段では所期の硬化促進効果が得られない。よって、本発明はこのような自動車用被着体10の組み合わせに好適である。
(接着剤)
本発明は接着剤2により限定されるものではないが、湿気硬化型接着剤又は加熱硬化型接着剤を用いる場合に特に効果がある。具体的な接着剤としては、1液湿気硬化型ウレタン接着剤、2液ウレタン接着剤、1液加熱硬化型ウレタン接着剤、1液湿気硬化型ホットメルト系ウレタン接着剤、1液湿気硬化型シリコーン接着剤、2液変性シリコーン/エポキシ接着剤、1液加熱エポキシ接着剤、2液加熱硬化型ウレタン接着剤、2液加熱硬化型エポキシ接着剤等を挙げることができる。このうち、特に好ましいのは1液湿気硬化型ウレタン接着剤、及び1液加熱硬化型ウレタン接着剤である。
本発明は接着剤2により限定されるものではないが、湿気硬化型接着剤又は加熱硬化型接着剤を用いる場合に特に効果がある。具体的な接着剤としては、1液湿気硬化型ウレタン接着剤、2液ウレタン接着剤、1液加熱硬化型ウレタン接着剤、1液湿気硬化型ホットメルト系ウレタン接着剤、1液湿気硬化型シリコーン接着剤、2液変性シリコーン/エポキシ接着剤、1液加熱エポキシ接着剤、2液加熱硬化型ウレタン接着剤、2液加熱硬化型エポキシ接着剤等を挙げることができる。このうち、特に好ましいのは1液湿気硬化型ウレタン接着剤、及び1液加熱硬化型ウレタン接着剤である。
1液湿気硬化ウレタン接着剤とは末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーであり、水の存在によりイソシアネート基部分がウレタン結合を形成しながら、架橋、硬化して高分子となる化合物であり、ポリヒドロキシル化合物とポリイソシアネート化合物との反応生成物である。
末端にイソシアネート基を有するウレタンポリマーは、一般に、1液型ウレタン組成物に用いられるものであればいかなるものでもよく、特に限定されない。
ウレタンプレポリマーの一方の製造原料であるポリヒドロキシル化合物としては、一般にウレタン化合物の製造に用いられる種々のポリエーテルポリオール、もしくはポリエステルポリオール、またはポリマーポリオールが挙げられる。
ポリエーテルポリオールとは、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン等のアルキレンオキサイドの1種または2種以上を、2個以上の活性水素を有する化合物に付加重合させた生成物である。ここで、2個以上の活性水素を有する化合物としては、例えば、多価アルコール類、アミン類、アルカノールアミン類、多価フェノール類等が挙げられる。多価アルコール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、グリセリン、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が、また、アミン類としては、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等が、アルカノールアミン類としては、エタノールアミン、プロパノールアミン等が、そして多価フェノール類としては、レゾルシン、ビスフェノール類等を挙げることができる。
また、ポリエステルポリオールとは、多価アルコールと多塩基性カルボン酸の縮合物、多価アルコールとヒドロキシカルボン酸の縮合物、ラクトンの重合物等であり、これらに使用される多価アルコール類としては、先にポリエーテルポリオールの項で例示した化合物等が挙げられる。多塩基性カルボン酸類としては、例えば、アジピン酸、グルタール酸、アゼライン酸、フマール酸、マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、ダイマー酸、ピロメリット酸等が挙げられる。さらに、多価アルコールとヒドロキシカルボン酸の縮合物としては、ヒマシ油、ヒマシ油とエチレングリコールの反応生成物、ヒマシ油とプロピレングリコールの反応生成物等も有効である。また、ラクトンの重合物とは、ε−カプロラクタム、α−メチル−ε−カプロラクタム、ε−メチル−ε−カプロラクタム等を適当な重合開始剤で開環重合させた物をいう。
ポリマーポリオールとは、例えば、前記ポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオールに、アクリロニトリル、スチレン、メチル(メタ)アクリレート等のエチレン性不飽和化合物をグラフト重合させたものや、1,2−ポリブタンジオールまたは1,4−ポリブタンジオール、またはこれらの水素添加物等をいう。
これらのヒドロキシル化合物としては上記の物があり、単独あるいは2種以上を併用してもよいが、重量平均分子量は100〜10,000程度のものが好ましく、500〜5,000程度のものがさらに好ましい。
ウレタンポリマーの他方の原料であるポリイソシアネート化合物としては、通常のポリウレタン樹脂の製造に用いられている種々のものがある。具体的には、2,4−トリレンジイソシアナートまたは2,6−トリレンジイソシアナート、フェニレンジイソシアナート、キシレンジイソシアナート、ジフェニルメタン−4,4−ジイソシアナート、ナフチレン−1,5−ジイソシアナート、およびこれらに水素添加した化合物、エチレンジイソシアナート、プロピレンジイソシアナート、テトラメチレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、1−メチル−2、4−ジイソシアナートシクロヘキサン、1−メチル−2、6−ジイソシアナートシクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート、トリフェニルメタントリイソシアナート等が挙げられる。これらのポリイソシアナート化合物は単独でも2種以上を併用してもよい。
末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー製造の際のポリヒドロキシル化合物とポリイソシアネート化合物の量比は、ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基1個あたり、ポリヒドロキシル化合物中のヒドロキシル基が1個以下となる量比とするが、好ましくは0.95〜0.75個である。
また、ウレタンポリマーの製造条件は、通常のウレタンポリマーの製造条件でよい。すなわち、前述のヒドロキシル化合物とポリイソシアネート化合物を反応温度50〜100℃程度で、常圧下で反応させればよい。
1液湿気硬化ウレタン接着剤は充填剤、可塑剤、酸化防止剤、顔料、シランカップリング剤、分散剤、溶剤等を配合してもよい。
充填剤としては炭酸カルシウム、シリカ等が挙げられる。炭酸カルシウムは重質炭酸カルシウムと沈降性炭酸カルシウムに大別されるが、イソシアネート基と水分との反応を妨げ貯蔵安定性を向上させるために、脂肪酸エステルで表面を処理してなる沈降性炭酸カルシウムであることが好ましい。
炭酸カルシウムの表面処理を行う脂肪酸エステルは、これを構成する脂肪酸、エステル共に限定されない。例えば、ステアリン酸ステアレート、ステアリン酸ラウレート、パルミチン酸ステアレート、パルミチン酸ラウレートである。また、一価アルコールから得られるエステルも有用である。表面処理に使用する脂肪酸エステルの量は、特に限定されないが、炭酸カルシウムの粒度に応じて増減することが好ましい。一般的には、炭酸カルシウム重量の1〜20%程度を使用する。上記の脂肪酸エステルで表面処理した沈降性炭酸カルシウムの添加量は、ウレタンポリマー100重量部に対して50〜150重量部の範囲であることが好ましい。
シリカを用いる場合、シリカには親水性グレードのものと疎水性グレードのものとがあるが、いずれのグレードのものを用いてもよい。
可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート(DOP)、ジブチルフタレート(DBP)、ジラウリルフタレート(DLP)、ジブチルベンジルフタレート(BBP)、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、トリオクチルフォスフェート、トリス(クロロエチル)フォスフェート、トリス(ジクロロプロピル)フォスフェート、アジピン酸プロピレングリコールポリエステル、アジピン酸ブチレングリコールポリエステル、エポキシステアリン酸アルキル、エポキシ化大豆油が挙げられ、単独、あるいは混合して使用することができる。
酸化防止剤は種々の自動酸化性物質に対し、光や熱などの条件下における酸素の作用を防止ないし抑制する性質をもつ有機化合物をいい、ブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ブチルヒドロキシアニソール(BHA)等のフェノール誘導体、ジフェニルアミン、フェニレンジアミン等の芳香族アミン、亜リン酸トリフェニル等の亜リン酸エステルなどのラジカル連鎖禁止剤を挙げることができる。
顔料は、無機顔料と有機顔料とがあり、無機顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、群青、ベンガラ等の金属酸化物、リトポン、鉛、カドミウム、鉄、コバルト、アルミニウム等の硫黄物、塩酸塩、硫酸塩等を挙げることができる。
有機顔料としては、アゾ顔料、銅フタロシアニン顔料等を挙げることができる。
シランカップリング剤は、一般に、相互になじみの悪いガラス、シリカ、金属、粘土等の無機材料と高分子等の有機材料とを化学結合できる官能基を有する下記式(1)で表される有機ケイ素化合物をいう。
Y〜CH2SiX3 …(1)
(式中のXはアルコキシ基やアセトキシ基、イソプロポキシ基、アミノ基、ハロゲン等の加水分解性の置換基で、無機と反応し、Yは有機質と反応しやすいビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基などである)
Y〜CH2SiX3 …(1)
(式中のXはアルコキシ基やアセトキシ基、イソプロポキシ基、アミノ基、ハロゲン等の加水分解性の置換基で、無機と反応し、Yは有機質と反応しやすいビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基などである)
分散剤は、固体を微細な粒子にして液中に分散させる物質をいい、ヘキサメタリン酸ナトリウム、縮合ナフタレンスルホン酸ナトリウム、界面活性剤を挙げることができる。
本発明の組成物は溶剤を用いてもよく、好ましくは芳香族系炭化水素溶媒を用いる。
芳香族系溶剤とはキシレン、トルエン等をいう。
なお、以上に述べたウレタン組成物は、横浜ゴム(株)よりハマタイトWS-95、WS-292A、Henkel社よりTerostat-8899、Dow Chemical社よりEssex U-400HV、U-414という商品名で市販されており、中でもガラスとの接着に有効であるシラン化合物含有型のハマタイトWS-292AやEssex U-414が特に好ましい。
加熱硬化型接着剤としては、熱により硬化が促進されるものであれば、特に限定されず、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、シリコーン系、変性シリコーン系など公知の接着剤が使用でき、1液加熱硬化でも、2液加熱硬化であっても構わない。自動車用接着剤としての実績から、特に1液加熱硬化型ウレタン接着剤が好ましい。
1液加熱硬化型ウレタン接着剤としては、アミン系潜在性硬化剤および硬化触媒内包や、ポリイソシアネート化合物をマイクロカプセルに内包したもの(つまりコアに含有するもの)が貯蔵安定性の面から好ましく、特に後者のポリイソシアネート化合物を用いたものが好ましい。
マイクロカプセルは、球体直径がおよそ1μm〜1000μm程のきわめて微小なカプセルをさし、化学的または物理的な手法によって作られるものである。マイクロカプセルの中に閉じ込める物をコア材(内包材料)といい、カプセルの表面をシェル(壁膜形成材料)という。
マイクロカプセルのシェルとしては、界面重合法、インサイチュー法、ラジカル重合法等の手法で得られるポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ(メタ)アクリレート、ポリアミド、ポリアクリルアミド、エチルセルロース、ポリウレタン、ポリウレア、アミノプラスト樹脂、ゼラチンとカルボキシメチルセルロースもしくはアラビアゴムとのコアセルベーション法を利用した合成あるいは、天然樹脂を用いたものがあり、使用用途等に応じて使い分けされている。さらに、物理的、化学的に安定で、且つ比較的安価で容易に作製できるインサイチュー法によるメラミン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂も使用可能である。
マイクロカプセル内包材料のポリイソシアネート化合物としては、通常のポリウレタン樹脂の製造に用いられている種々のものがある。具体的には、2,4−トリレンジイソシアナートまたは2,6−トリレンジイソシアナート、フェニレンジイソシアナート、キシレンジイソシアナート、ジフェニルメタン−4,4−ジイソシアナート、ナフチレン−1,5−ジイソシアナート、およびこれらに水素添加した化合物、エチレンジイソシアナート、プロピレンジイソシアナート、テトラメチレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、1−メチル−2、4−ジイソシアナートシクロヘキサン、1−メチル−2、6−ジイソシアナートシクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート、トリフェニルメタントリイソシアナート等が挙げられる。これらのポリイソシアナート化合物は単独でも2種以上を併用してもよい。
1液加熱硬化型接着剤を用いる場合は、上述のように接着成分をコアに含有することができ、2液加熱硬化型接着剤を用いる場合は、一方の成分をコアに含有させたマイクロカプセルを、他方の成分を含む溶剤又は溶媒に溶解又は分散させることができる。
マイクロカプセル化の方法は特に限定されず、複合エマルジョン法によるカプセル化法(特開昭62−1452号公報)、蓄熱物質粒子の表面に熱可塑性樹脂を噴霧する方法(特開昭62−45680号公報)、蓄熱物質粒子の表面に液中で熱可塑性樹脂を形成する方法(特開昭62−149334号公報)、蓄熱物質粒子の表面でモノマーを重合させ被覆する方法(特開昭62−225241号公報)、界面重縮合反応によるポリアミド皮膜マイクロカプセルの製法(特開平2−258052号公報)等に記載されている方法等、公知の方法を採用することができる。
マイクロカプセルの平均粒径としては、数μm〜数百μmが好ましく、特に好ましいのは数十μmである。マイクロカプセルの外殻が溶解する温度としては80〜120℃程度が好ましく、80〜100℃が特に好ましい。80℃以下であると、生活環境における保管時に接着剤の劣化や経時変化が起こり易く、120℃を超えると、硬化に必要とされる加熱により、接着対象物や自動車用被着体へのダメージが問題となるおそれがある。
加熱硬化型接着剤には充填剤、可塑剤、酸化防止剤、顔料、シランカップリング剤、分散剤、溶剤等を配合してもよい。充填剤、可塑剤、酸化防止剤、顔料、及びシランカップリング剤は、上述の湿気硬化型接着剤の項で説明したものと同様の物を用いることができるため、ここでは敢えて説明を省略する。
分散剤は、固体を微細な粒子にして液中に分散させる物質をいい、ヘキサメタリン酸ナトリウム、縮合ナフタレンスルホン酸ナトリウム、界面活性剤を挙げることができる。
接着剤は溶剤を含有していなくても良いが、使用する場合はキシレン、トルエン等の芳香族系炭化水素溶媒を用いることが好ましい。
本発明に好適な加熱硬化型接着剤としては、マイクロカプセル含有1液加熱硬化型ウレタン接着剤であるHenkel社の商品名Terolan1510や、2液変性シリコーン/エポキシ接着剤であるコニシ社の商品名MOS200やMOS300などを例示することができる。
他方、これら湿気硬化型接着剤及び加熱硬化型接着剤の塗布量は、接着剤の比重や、自動車用被着体10及び接着対象物1の質量や形状等に応じて適宜変更可能であるが、通常の場合0.01〜0.1g/cm2程度とすることが好ましい。
また、接着剤2の粘度は特に限定されないが、未硬化時の粘度が70Pa・s以上の接着剤が好適であり、特に100〜1000Pa・sのものを好適に用いることができる。接着剤の吐出使用時の粘度が70Pa・s未満であると、接着剤を自動車用被着体10に塗布した後に流れ落ち易くなったり、接着面に接着剤を塗布した自動車用被着体10を対象面に押し付けたときに、接着剤2が硬化促進孔から流れ出易くなったりする。これらは、どちらにしても接着剤充填不良の原因となるため好ましくない。よって、上記の粘度の接着剤を用いることが好ましい。
(接着方法)
上述の自動車用被着体10及び接着剤2を用いて接着を行う際の接着方法は特に限定されず、自動車用被着体10を接着剤2により接着した後に温度や湿度が管理されていない環境下に放置するだけでも、硬化促進孔14による硬化促進効果は得られるが、接着剤2の種類に応じた環境下に保持することが望ましい。例えば、湿気硬化型接着剤2を用いた場合には、接着後に適宜の湿度に保持した養生室内に保管したり、加熱硬化型接着剤2を用いた場合には、接着後に適宜の温度に保持した養生室内に保管したりする方法が簡単である。
上述の自動車用被着体10及び接着剤2を用いて接着を行う際の接着方法は特に限定されず、自動車用被着体10を接着剤2により接着した後に温度や湿度が管理されていない環境下に放置するだけでも、硬化促進孔14による硬化促進効果は得られるが、接着剤2の種類に応じた環境下に保持することが望ましい。例えば、湿気硬化型接着剤2を用いた場合には、接着後に適宜の湿度に保持した養生室内に保管したり、加熱硬化型接着剤2を用いた場合には、接着後に適宜の温度に保持した養生室内に保管したりする方法が簡単である。
また、より硬化促進効率に優れる手法として、接着対象物1に接着剤2を介して自動車用被着体10を接着するに際し(図示例は自動車用被着体10がドアガラス締結用ホルダー50であり、接着対象物が自動車用窓ガラスであるがこれに限定されない)、加熱硬化型接着剤2を使用し、図18に示すように、接着対象物1に接着剤2を介して自動車用被着体10を付着させた後、図19に示すように少なくとも接着剤2の付着部分全体を、接着剤2の硬化温度以上の加熱液体21中に浸漬させた状態に維持することにより接着剤2の硬化を進行させる。このように、硬化促進に加熱液体21への浸漬を利用すると、養生乾燥室などの大がかりな設備を必要とせず、接着対象物1の寸法・形状や自動車用被着体10の寸法・形状・取付位置・取付個数に拘らず、より短時間で確実に接着剤2を硬化させることができるようになる。
浸漬方法としては、図19に示すように、容器20内に加熱液体21を用意し、その加熱液体21中に接着剤2の付着部分全体を浸漬する限り、図19〜図21に示すように接着対象物1を一つずつバッチ式で浸漬しても、図22に示すように複数まとめて浸漬しても良い。接着対象物1を一つずつ浸漬する場合は、図20に示すように接着対象物1をコンベアー24で順次搬送しつつ接着対象物1を一つずつ浸漬する他、図21に示すように多軸ロボットアーム25で接着対象物1を一つずつ保持して浸漬することもできる。また、接着対象物1を複数まとめて浸漬する場合は、図22に示すように複数の接着対象物1を載せたパレット30ごと浸漬させることができる。
また、浸漬に際して、接着対象物1全体を浸漬させても構わないが、接着剤2の付着部分全体が浸漬されれば良いため、例えば自動車用被着体10全体が浸漬される程度とすることができる。ただし、この場合、あまり液面近くに接着剤2の付着部分が存在すると、外気との温度差で温度バラツキが生じるので、液面22から接着剤2の付着部分の上端までの離間距離dを50mm以上、好ましくは100mm以上とすることが望ましい。なお、自動車用被着体10を接着対象物1の一辺側にのみ接着する場合は、図示形態のように自動車用被着体10を下側にして、接着剤2の付着部分のみ浸漬すると、加熱液体21の深さを浅くすることができる。
加熱液体21としては、水が好ましく、水道水や不純物が極端に少ない純水でも構わない。また、接着剤2等に影響を与えない範囲であれば、他の液体を用いることも可能であるが、防腐剤やアルコールを添加した水等、水溶液が好ましい。また、水道水を用いる場合、カルキなどにより、水滴の後残りが気になる場合はエアー噴射手段26などで水滴を吹き飛ばす工程があっても構わない。
容器20内の加熱液体21の温度を上昇させる若しくは維持するために、ガス燃焼加熱(図示形態)や、電熱ヒータ、水蒸気注入等の加熱手段23を用いることが望ましい。これらの加熱手段23は図示形態のように容器20に装備し、容器20内の加熱液体21を直接に加熱するほか、給湯器等のように外部の加熱装置との間で加熱液体21を循環しつつ加熱することもできる。
加熱液体21の温度は接着剤2の硬化温度以上であれば特に限定されないが、80℃以上が好ましく、より好ましくは90℃以上であり、また120℃以下が好ましく、より好ましくは100℃以下である。この温度であれば、自動車用被着体10の形状や厚みにもよるが、5分以下で硬化させることができる。特に自動車用被着体10の接着対象物1が、強化ガラスの場合、生ガラスの熱処理により表面強度を強化させるため、自動車用被着体10を接着する際に過度な温度を与えてしまうとガラス自体の強度が低下してしまう。また、合わせガラスの場合は中間膜のポリビニルブチラール樹脂が溶解、発泡して、強度劣化や外観不良などの不具合が生じてしまう。よって、加熱液体21の温度は前述の範囲内とすることが望ましい。
浸漬時間は適宜定めることができ、完全硬化まで浸漬するほか、実用強度が得られるまでとすることもできる。
接着対象物1及び自動車用被着体10の少なくとも一方にはポリイソシアネート組成物やシランカップリング剤などの、一般的にプライマーと呼ばれるものを塗布しても良く、特に限定されるものではない。シランカップリング剤は、接着剤の項で述べたものと同様のものを用いることができる。このようなプライマーの市販品としては、Henkel社製の商品名TEROSTAT-8521、TEROSTAT-8617Hを例示することができる。
接着対象物1及び自動車用被着体10には接着する前に、埃や油分を除去する為に、脱脂をしても良い。脱脂は通常、有機溶剤で行い、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコールや、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン類が代表的であるが、これらに限定されるものではない。
(ポリブチレンテレフタレート製ドアガラス締結用ホルダーの成型)
ポリブチレンテレフタレート樹脂(ポリプラスチックス(株)製、(ガラス繊維30%入り)、グレード名 ジュラネックス3300)を用いて、公知の方法で射出成型を行い、図23に示すドアガラス締結用ホルダーA、図1〜4に示すドアガラス締結用ホルダーB、図7(a)に示すドアガラス締結用ホルダーC、及び図12(b)に示すドアガラス締結用ホルダーD(いずれも挟持部の接着面の面積(硬化促進孔含む):45mm×12mm、接着剤の厚さ(リブ11の高さ):0.5mm)を作製した。なお、ホルダーAは硬化促進孔がないものである。また、ホルダーBは、厚み方向に貫通する硬化促進孔が挟持部の全面にわたり多数形成され、硬化促進孔は断面積が0.16mm2の正方形断面とされ、接着面における単位面積当たりの硬化促進孔の個数は1個/mm2とされているものである。また、ホルダーCは、厚み方向に貫通する硬化促進孔が挟持部の全面にわたり多数形成され、硬化促進孔は断面積が0.49mm2の正方形断面とされ、接着面における単位面積当たりの硬化促進孔の個数は1個/mm2とされているものである。また、ホルダーDは、直径5mmの硬化促進孔が各挟持部に3か所、計6カ所に設けられているものである。
ポリブチレンテレフタレート樹脂(ポリプラスチックス(株)製、(ガラス繊維30%入り)、グレード名 ジュラネックス3300)を用いて、公知の方法で射出成型を行い、図23に示すドアガラス締結用ホルダーA、図1〜4に示すドアガラス締結用ホルダーB、図7(a)に示すドアガラス締結用ホルダーC、及び図12(b)に示すドアガラス締結用ホルダーD(いずれも挟持部の接着面の面積(硬化促進孔含む):45mm×12mm、接着剤の厚さ(リブ11の高さ):0.5mm)を作製した。なお、ホルダーAは硬化促進孔がないものである。また、ホルダーBは、厚み方向に貫通する硬化促進孔が挟持部の全面にわたり多数形成され、硬化促進孔は断面積が0.16mm2の正方形断面とされ、接着面における単位面積当たりの硬化促進孔の個数は1個/mm2とされているものである。また、ホルダーCは、厚み方向に貫通する硬化促進孔が挟持部の全面にわたり多数形成され、硬化促進孔は断面積が0.49mm2の正方形断面とされ、接着面における単位面積当たりの硬化促進孔の個数は1個/mm2とされているものである。また、ホルダーDは、直径5mmの硬化促進孔が各挟持部に3か所、計6カ所に設けられているものである。
(実験1)
各ホルダーA〜Dを用い、ホルダーの挟持部の中心部に、25℃で600Pa・sの粘度を有する1液湿気硬化ウレタン接着剤(横浜ゴム製:商品名ハマタイトWS292A)を約1.6g塗布し、硬化促進孔からの接着剤のはみだしの有無を確認しながら、自動車用強化ガラスと同じ材質のテストピース(厚み:4mm/100×100mm)に接着させて評価試料を作製し、40℃/60%RHの恒温層で養生させ、接着面全体の接着剤が完全硬化するまでの時間を測定し、以下の3段階で総合判定を実施した。
○・・・硬化促進孔からの接着剤のはみだしもなく、接着面が短時間で均一に硬化した。
△・・・接着作業に問題はないが、接着剤の硬化に時間がかかり、均一な硬化が得られなかった。
×・・・充填不良が発生した。
なお、完全硬化に達したか否かは、適宜の時間養生した評価試料を室温に戻してから上下方向の引張強度(引張速度10mm/min)を測定し、実用強度に達しているか否かで判断した。結果を表1に示した。
各ホルダーA〜Dを用い、ホルダーの挟持部の中心部に、25℃で600Pa・sの粘度を有する1液湿気硬化ウレタン接着剤(横浜ゴム製:商品名ハマタイトWS292A)を約1.6g塗布し、硬化促進孔からの接着剤のはみだしの有無を確認しながら、自動車用強化ガラスと同じ材質のテストピース(厚み:4mm/100×100mm)に接着させて評価試料を作製し、40℃/60%RHの恒温層で養生させ、接着面全体の接着剤が完全硬化するまでの時間を測定し、以下の3段階で総合判定を実施した。
○・・・硬化促進孔からの接着剤のはみだしもなく、接着面が短時間で均一に硬化した。
△・・・接着作業に問題はないが、接着剤の硬化に時間がかかり、均一な硬化が得られなかった。
×・・・充填不良が発生した。
なお、完全硬化に達したか否かは、適宜の時間養生した評価試料を室温に戻してから上下方向の引張強度(引張速度10mm/min)を測定し、実用強度に達しているか否かで判断した。結果を表1に示した。
(実験2)
接着剤を25℃で140Pa・sの粘度を有する1液熱硬化型ウレタン接着剤(Henkel製:商品名Terolan1510)に変え、100℃に設定した熱風循環恒温層で養生させたこと以外は、実験1と同様にして実験を行った。結果を表2に示した。
接着剤を25℃で140Pa・sの粘度を有する1液熱硬化型ウレタン接着剤(Henkel製:商品名Terolan1510)に変え、100℃に設定した熱風循環恒温層で養生させたこと以外は、実験1と同様にして実験を行った。結果を表2に示した。
(実験3)
接着剤を20℃で300Pa・sの粘度を有する2液変性シリコーン/エポキシ接着剤(コニシ製:商品名MOS200A/B)に変え、接着前にホルダーサンプル1〜4に樹脂系プライマー(コニシ製:商品名ボンドプライマー80)を用いたこと以外は、実験1と同様にして実験を行った。結果を表3に示した。
接着剤を20℃で300Pa・sの粘度を有する2液変性シリコーン/エポキシ接着剤(コニシ製:商品名MOS200A/B)に変え、接着前にホルダーサンプル1〜4に樹脂系プライマー(コニシ製:商品名ボンドプライマー80)を用いたこと以外は、実験1と同様にして実験を行った。結果を表3に示した。
(実験4)
接着剤を25℃で45Pa・sの粘度を有する1液湿気硬化型ウレタン接着剤(KLEIBERIT製:商品名502.7)に変え、接着前にホルダーサンプル1〜4にポリエステル樹脂系プライマー(KLEIBERIT製:商品名831.0)を用いたこと以外は、実験1と同様にして実験を行った。結果を表4に示した。
接着剤を25℃で45Pa・sの粘度を有する1液湿気硬化型ウレタン接着剤(KLEIBERIT製:商品名502.7)に変え、接着前にホルダーサンプル1〜4にポリエステル樹脂系プライマー(KLEIBERIT製:商品名831.0)を用いたこと以外は、実験1と同様にして実験を行った。結果を表4に示した。
(実験結果について)
実験1〜4の結果から、自動車用被着体(ドアガラス締結用ホルダー)の接着面に、硬化促進孔を設けることにより、接着面に存在する接着剤が均一且つ短時間で硬化することが判明した。なお、結果中、一部のホルダーサンプルと接着剤の粘度との組み合わせでは接着剤充填不良を理由に総合判定を×としているが、硬化促進孔による硬化促進機能がないわけではない。
実験1〜4の結果から、自動車用被着体(ドアガラス締結用ホルダー)の接着面に、硬化促進孔を設けることにより、接着面に存在する接着剤が均一且つ短時間で硬化することが判明した。なお、結果中、一部のホルダーサンプルと接着剤の粘度との組み合わせでは接着剤充填不良を理由に総合判定を×としているが、硬化促進孔による硬化促進機能がないわけではない。
本発明は、ドアガラス等の自動車用窓ガラスに、ドアガラス締結用ホルダー等の被着体を接着するのに好適であるが、自動車用被着体の接着に関する限り、他の接着用途にも適用できるものである。
d…離間距離、1…接着対象物(ガラス)、2…接着剤、10…被着体、11…リブ、12…接着面、13…非接着面、14…硬化促進孔、20…容器、21…加熱液体、22…液面、23…加熱手段、24…コンベアー、25…多軸ロボットアーム、26…エアー噴射手段、30…パレット、50…ドアガラス締結用ホルダー、51…ガラス保持部、51a…挟持部、51b…底部、52…連結部、52h…ボルト挿通孔、60…クリップ。
Claims (6)
- 接着面及び非接着面を有し、前記接着面から前記非接着面に貫通する硬化促進孔が前記接着面に設けられており、前記硬化促進孔は接着面側に向かうにつれて断面積が連続的に小さくなる形状を有している、ことを特徴とする硬化促進型自動車用被着体。
- 前記硬化促進孔は多数設けられ、前記硬化促進孔の断面積は0.01mm2〜1mm2であり、ガラスに接着されるエンジニアリングプラスティック製被着体である、請求項1記載の硬化促進型自動車用被着体。
- 前記非接着面に、格子状又はハニカム状のリブにより囲まれた薄肉の硬化促進孔の形成領域を多数有しており、この硬化促進孔の形成領域に前記硬化促進孔が設けられている、請求項1又は2記載の硬化促進型自動車用被着体。
- 対象面に接着剤を介して自動車用被着体を付着させ、接着剤を硬化させる接着方法において、
前記自動車用被着体として、請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化促進型自動車用被着体を用い、
前記接着剤として湿気硬化型接着剤又は加熱硬化型接着剤を用い、
前記対象面に接着剤を介して前記自動車用被着体の接着面を付着させた後、前記自動車用被着体をその接着面の接着剤を含めて、前記接着剤の硬化を促進させる流体中に保持することにより、前記接着剤の硬化を促進させる、
ことを特徴とする接着方法。 - 前記接着剤として、未硬化時の粘度が70Pa・s以上の接着剤を使用する、請求項4記載の接着方法。
- 前記接着剤として加熱硬化型接着剤を用い、前記対象面に接着剤を介して前記自動車用被着体を付着させた後、前記自動車用被着体をその接着面の接着剤を含めて、前記接着剤の硬化温度以上の加熱液体中に浸漬させた状態に維持することにより前記接着剤の硬化を進行させる、請求項4又は5記載の接着方法。
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