JPH0129140B2 - - Google Patents

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JPH0129140B2
JPH0129140B2 JP15797785A JP15797785A JPH0129140B2 JP H0129140 B2 JPH0129140 B2 JP H0129140B2 JP 15797785 A JP15797785 A JP 15797785A JP 15797785 A JP15797785 A JP 15797785A JP H0129140 B2 JPH0129140 B2 JP H0129140B2
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JP
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temperature
bonding
thermosetting
curing
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JP15797785A
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JPS6176348A (ja
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Furaa Rezaaman Arufuretsudo
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Individual
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自立性熱硬化性成分部品のひずみの
ない結合用の熱硬化性接着剤に関する。
〔従来の技術〕
熱硬化性プラスチツク樹脂の硬いコンポーネン
ト部品は、機械的な接合及び／又は種々の接着剤
を用いる化学的接着を含む種々の手段により結合
されうる。フアイバーグラスと混合された周知の
ガラス繊維強化プラスチツク成型品は高強度のシ
ート要素を形成する。これらの材料及び要素は、
複雑な部品が都合良く高度に仕上げられた表面を
もつて形成されそして成形されるもので金属成分
の代替品として有用である。比較される金属部品
よりも軽いガラス繊維強化プラスチツク成型品が
形成され、そしてもちろんモーター車両などの金
属部品を破壊する通常の腐蝕をうけない。複雑な
部品は又必要な部品の数を減少させそして全体の
工作コストをかなり減少させることになるだろ
う。
部品はもちろん寿命の長い高強度の接合により
結合されねばならない。金属部品の構築には精密
且優秀な結合法例えば種々の形の溶接が広く開発
されてそして金属部品の急速且低コストの製造を
提供する。ガラス繊維強化プラスチツク成型品は
一般により難しい又はより高価な結合の問題を提
供してきた。
種々の製品は今や特別なガラス強化エポキシ又
は他の熱硬化樹脂から作られ、それはそれが形成
されるシート成型複合物材料からSMC製品とさ
れる。このような製品では接着する一つの方法
は、２種の部分のタイプの薄いエポキシ接着剤で
ある。従来のやり方の如く、エポキシ接着剤はエ
ポキシ樹脂と、接着剤を硬化しそして温度に依存
することが周知である硬化剤とを含む。硬化反応
を促進するために、組立て品は圧力下加熱ユニツ
トに組合わされよう。熱は、代表的には工業的
に、或る期間例えば６分間適用されて素材を加熱
しそして熱を接着剤に移動させそれにより部分的
に接着された組立て品を生成させる。
特に、接着剤の接着は、ガラス繊維強化プラス
チツク成型品及び同様な部品の結合に自動車及び
船舶製品に広く用いられている。従来の接着法で
は、接着剤の１個以上のビーズが第一のシート成
型複合物の部材に適用され、そして第二の部材が
その上に適用される。部材は加熱された板と加圧
板装置との間にクランプされ、それは接着剤を平
らにして目的とする接着又は結合の表面をカバー
するのに仂く。加圧板は硬化が開始した後に適用
されそして通常「ゲル」状態が確立するまで保持
されよう。
加圧板は接着剤が拡がり接着剤の選択された厚
さが確立するように適用される。加熱系はガラス
繊維強化プラスチツク成型品部品を加熱し、それ
は熱を接着剤に移動させて接着剤の硬化速度を増
大させる。種々の接着剤例えばエポキシ又はポリ
ウレタンは、自動車及び船舶の両方の産業におけ
るこの結合法に用いられる。一般に、接着剤は二
成分の混合物であり、その一つは混合物の硬化反
応を活性化して、結合する素材に強く接着する固
体の接着剤の塊を硬化させる。接着剤は一般に室
温で硬化しようが、必要な時間は一般に２時間以
上のオーダーであり、それは一般に大量生産（例
えば船舶及び車両製造系）における工業上の実施
には余りにも長過ぎる。促進された硬化は、それ
故素材を加熱して要素及び接着剤の温度を上昇さ
せ、一方加圧下に部品を保持して代表的に約
0.0762cm（0.03インチ）に等しく接着剤の層を保
つことにより、均一に生ずる。
組立て品は、「ゲル」状態に達する迄温度を上
昇させるのに充分な時間加熱され、それは本発明
者が見い出した所では代表的に接着剤の結合が約
７Kg／cm2（100psi）の強度を有する状態である。
「ゲル」状態は、より一般的には、製造系におい
て組立て品の次の処理及び加工を行うに充分であ
る部分的に硬化された状態と定義される。或る適
用では、少くとも６分間の「硬化」時間が必要と
されて「ゲル」状態即ち約７Kg／cm2（100psi）の
接着力を生じさせる。もちろん熱素材は、このよ
うな次の加圧中の他の硬化に助けとなる。
このような従来の接着法は、一般に素材の熱伝
導特性のために、６分以上の比較的長い加工時間
を必要とする。さらに、素材における熱は、接着
領域から隣接する部分に広がり勝ちであり、それ
は接着剤の硬化に必要なよりも実質的に大きな塊
の加熱を含む。その上、隣接する部分の加熱は、
温度を熱変形温度レベルに増大させることが知ら
れており、そのレベルで素材の物理的特性が悪影
響を受けそして特理的ひずみが直接又は次の処理
中に生ずるだろう。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者は、改良された熱硬化性硬化系例えば
米国特許第3461014号（1969年８月12日発行）及
び米国特許第3730806号（1973年５月１日発行）
に記載された系に関係し、その系では接着剤はよ
り速いそして改良された加熱特性のために熱発生
粒子と混合される。そこに開示された態様は、特
に硬くない素材例えば書籍のバインデイングに関
する。このような系は有利に用いられようが、本
発明者はシート成型複合物材料の自立性そして一
般に硬い素材を接着させ、そして特に熱硬化性接
着剤を用いるこのような硬いプラスチツク素材の
工業的生産における促進された硬化法の実施を提
供するのに、種々のフアクターが守られねばなら
ないことを見い出した。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、特に熱硬化性の接着剤結合の硬い熱
硬化性プラスチツク素材を含む改良された接着法
及び接着構造に関し、そして特に広い接着領域又
は表面上のガラス繊維強化プラスチツク成型品素
材そして一層特にガラス繊維強化シート成型複合
物（SMC）の素材の接着法及び接着構造に関す
る。SMC素材は、複雑な形に成型又は成形され
そして結合されて比較的複雑な部品又はコンポー
ネントを製造しうる。シート素材は約0.254cm
（0.1インチ）の厚さを有するに過ぎないが、シー
トは比較的硬い自立性の構造であり、それは成形
されて自立性の非平面の部品例えば自動車のエン
ジンフード、後方デツキドアなどを形成されう
る。一般に、本発明によれば、液状又は半液状の
熱硬化性接着剤は充分に粒子と混合されるか又は
それ以外に処理されてエネルギー場（結合される
要素に大きく組み合されることなく接着剤に組み
合されうる）の存在下熱を生じさせる。添加され
た粒子は、素材を加熱することなく熱硬化性接着
剤混合物の所望の早い加熱をもたらすのに充分な
熱硬化性接着剤混合物の全重量％を形成する。接
着される素材の制限された部分のみの加熱は、強
制的な硬化の終了時に冷却することなく素材の一
体化を保ちそして接着されたコンポーネントの連
続的な加工を行わしめる。熱硬化性接着剤混合物
は又選択されて、シート成型素材の適切な接着さ
れた接続の製造のため、接着剤の最少の厚さを保
つ。
最適な製品の熱硬化接着剤材料は、ガンマ
Fe2O3及び磁性酸化鉄よりなる群から選ばれそし
て代表的に最終接着剤粒子混合物の５〜50重量％
の量のミクロン以下の加熱粒子と混合され、そし
て必要な重量％は用いられる接着剤の厚さに反比
例する。この混合物は、硬い素材の部分を大きく
加熱することなく硬化熱の適当な発生を行わせ、
そして特に熱変形温度レベルより下に硬い素材の
熱履歴を保つが、種々の特別なやり方は、この範
囲を超えてしまう。
好ましい方法及び構造において、接着剤混合物
は、所望の割合で粒子と半液体接着剤とを充分に
混合することにより形成される。接着剤のビーズ
は、２種の要素の間にはさまれ、そして圧力が組
立て品の全体に適用されて接着される領域全体に
接着剤を圧迫しそして拡がらせ、一方粒子の塊に
関連して接着剤の厚さを保つ。それ故、半液体接
着剤は一般に滑り易い材料でありそして接着剤混
合物の適当な厚さを保つ組立て品に対する力を設
けるのに注意しなければならない。一般に、約
0.0508cm（約0.020インチ）の最低の厚さが適当
な大量生産の技術に必要である。実質的に大きな
厚さも用いられようが、約0.508cm（0.200イン
チ）を超える厚さはコストの有効性を減少させよ
う。組立て品は、誘導コイル装置内に置かれる。
高周波源がコイル装置に高周波電流を適用する。
高周波電流は、組立て品の特性例えば熱発生の所
望の速度、構成成分間の距離、接着剤層の接着剤
の厚さ、接着剤中に存在する粒子の濃度、電流の
周波数、構成成分の形及び所望の硬化を達成する
のに必要な時間に応じて、好ましくは1.5〜8MHz
（メガヘルツ）の範囲内である。
好ましい系において、高周波の供給は、エネル
ギーレベルコントロールを含み、熱のコントロー
ルされ且調整された発生を生じさせて、要素のひ
ずみなしに素材を接続する最適の熱履歴を生じさ
せる。従つて、一般に接着剤の温度は極めて早く
上昇され、その後低下した加熱が「ゲル」状態へ
の適当且急速な硬化のための温度を保つ。全体の
方法は、30秒又はそれ以下、又は熱硬化性接着剤
によりガラス繊維強化SMC素材を結合するのに
現在用いられている従来のやり方の一般に８倍早
い生産速度で完了しうる。その上、素材内の横方
向の熱の運動は、供給の適切な操作によりかなり
排除され、それ故接着領域及びその付近の素材の
全部よりむしろ小さい割合のみが、硬化温度にさ
らされる。これは、接着を関始しそして接着状態
を形成する時間をかなり減少させ、それは素材の
ひずみなしに次の加工を行わしめる。組立て品の
数種のフアクターは、時間及び温度の順序に影響
しようが、適切且許容しうる順序は、適切な組合
せに基いて容易にきめられうる。いずれにせよ、
本発明によれば、接着された部品はゲル状態が生
成すれば直ちに除去され、そしてもし必要又は所
望ならば過剰の接着剤は除去される。部分的に硬
化された製品は、直接次の仕上げ工程へ移され、
そして実質的に連続的な生産ラインが本発明によ
り生産された早い硬化により用いられよう。
図面は、本発明の好ましい構造を示し、それら
は上述の利点及び特徴が下記の記載から容易に理
解されうる他のものとともに明白に開示してい
る。
第１図は、本発明により構成されたビームの全
体図である。
第２図は、完成したビーム構造中の熱硬化性接
着剤の結合を示す図である。
第３図は、第２図に似た第１図の拡大断面図
（部分）であり形成方法のビームの詳細を示す。
第４図は、方法の工程のフローチヤートであ
る。
本発明は、特にガラス繊維強化プラスチツク成
型品素材そして同様なシート成型複合物素材の結
合に関しており、それはフアイバーグラスにより
強化された熱硬化性プラスチツク樹脂を含み実質
的に硬いそして自立性の素材を形成する。要素
は、若干の全体的な可とう性を有する薄いシート
メンバーとして形成されるが、薄い可とう性の大
きい材料例えばポリエチレンフイルムなどからは
区別される。多くの場合、シート成型複合物素材
は実質的な厚さを有しそして重いコンポーネント
又は部品例えば素材が成型されて自動車のボデイ
の外部部品を形成するようなもの例えばエンジン
フード、後部ドア、屋根又は他の同様なシートコ
ンポーネントを形成しよう。一つの好都合な方法
は、液状又は半液状の接着剤をはさみそしてそれ
を乾燥又は硬化して接着した接合を形成すること
による素材の接着剤接着を含む。
第１図において、ボツクスビーム１が示され、
それは車両又は他の装置の構造コンポーネントを
形成するのに用いられよう。ビーム１は、シート
成型複合物材料例えばフアイバーグラス強化エポ
キシプラスチツクよりなる１組の互に補うＺ−形
の部材２及び３を含む。部材２及び３は、ボツク
スビーム１の反体の側を形成する同様な平行した
しかも間隔のある支柱４を含む。ボツクスビーム
１の第二の反対の側は、それぞれのビーム部材の
同様な支柱５により形成される。支柱５は、支柱
４の間の空間にまたがりそして隔つた支柱を超え
て相対する部材２又は３の支柱端６を覆う状態で
延在する。支柱６は比較的短くそして相対する支
柱５及び６が熱硬化性接着剤混合物７により結合
されるべき接着領域を規定する。ビーム部材２及
び３の厚さは、代表的には約0.254cm（0.1イン
チ）でありそしてビーム１は約15.24cm（６イン
チ）×約15.24cm（６インチ）の断面を有する。接
着剤混合物７は、特に処方されて混合物７全体に
熱発生粒子９の分散物を有する熱硬化性接着剤８
を含む。粒子９は選択されて重なり合うビームの
支柱５及び６の空間でエネルギー場に対応し、従
つて接着剤混合物７は接着剤内で直接熱を発生す
る。エネルギー源１０は、重なり合う支柱５及び
６の一つを囲む場発生コイルユニツト１１に接続
されて示される。
コイルユニツト１１のエネルギー化は、粒子９
を活性化しうるエネルギー場１２を生じさせて、
接着剤混合物７内に熱を発生させそれにより接着
剤を硬化又は乾燥して要素支柱５及び６に接着し
た固い接着剤を生じさせる。支柱５及び６の反対
のセツトは、同様なコイル場により同様に行われ
よう。接着サイクルの間、支柱５及び６の接触領
域は、接着剤混合物と密接に接触しそして接着剤
又は界面に気泡がなく、そして加圧保持装置１５
が部材２及び３と組み合つてそれらを正確な間隔
で保持しそして支柱と密接に接触して接着剤７を
保つ。従つて、操作中、ビーム部材２及び３は、
はさまれる接着剤混合物７により組み立てられそ
して選ばれた厚さに圧縮される。コイルユニツト
１１は、重複した支柱５及び６の上に置かれそし
てエネルギー化されて接着剤内に熱を発生する。
時間及びレベルのコントロール１３〜１４は選択
されて接着剤７を急速に加熱して硬化温度とし、
次に低下して保持レベルエネルギー化を生じさせ
て、素材５及び６の加熱を最低にしつつ硬化温度
に保つ。従つて、接着剤は乾燥又は硬化されて、
接着剤混合物との界面８全体で、結合する支柱５
及び６に接着する固い接着剤を形成する。
さらに詳しくは、熱パターンは選択されて、
SMC素材の隣接した部分の加熱を最小にして接
着要素の温度を急速に上昇させる。次に、加熱を
低下させて、SMC素材の部分へ移りうる過剰の
熱を生ずることなく、硬化温度を保つ。従つて、
一度硬化温度に達すると、励起は工程の機能とし
てかなり低いレベルに変化されうる。低下された
励起は、一定に保たれるか又は特別のパターンの
加熱例えば励起の徐々の減少が生じる。従つて、
基質又はSMC素材の熱吸収能は、「ゲル」状態の
時よりも低下した保持温度の開始時に大きいであ
ろう。それは、時間とともに基質の部分の平均温
度が増大するからである。その結果、硬化能率の
最適化は、低い加熱期間における励起の減少した
速度を用いることによりもたらされるべきであ
る。温度はもちろん時間とともに激しく低下し、
選択された小さな段階で変化して一般に遅い低下
をともなうか又はさもなければ時間とともに低下
する。従つて、下記において励起の直線的な低下
速度により示されるが、曲線的な関数が望まし
い。この詳細は、方法の簡単なテストにより容易
に選択されそしてもちろん特殊な基質及び用いら
れる接着剤により変化しよう。
接着剤混合物７は、適当な熱硬化材料（代表的
にはエポキシ又はポリウレタン材料である）及び
樹脂状反応物（硬化反応を生じさせそして熱硬化
材料の硬化を生じさせる）の混合物である。任意
の適当な熱硬化性接着剤が用いられようが、固い
接着を生ずるのに用いられる市販の接着剤は、ア
シユランド・ケミカル・カンパニーにより販売さ
れているポリウレタン接着剤及びロード・コーポ
レーシヨンにより販売されているエポキシ接着剤
を含む。
熱発生粒子９は、好ましくはガンマFe2O3及び
磁性酸化鉄を含む磁性酸化鉄粉末の群から選ばれ
たミクロン以下の粒子である。これらの粒子は、
発明者の以前の特許に開示されているように、ヒ
ステリシス損失のために高周波電磁場の存在下で
熱を発生する。混合物７中の粒子９の量は、代表
的に接着剤混合物７の約５〜50重量％であろう。
多い量が用いられると加熱速度それ故サイクルの
能率を増大しようが、このような多い量は、接着
剤の保持能力に逆作用を及ぼしそのためこのよう
な使用は制限される。一般に、硬化時間は、量と
ともに直線的に変化しそして最大の粒子の量に近
い量が好ましい。最大の量は、２種の要素の間の
接着の質に悪影響をもたらす量として、本明細書
では定義される。
粒子９は接着剤の別々の部分の１種以上と充分
に混合されて、第４図のフローダイアグラム１６
で示される部分全体に実質的に均一に粒子を分散
する。接着剤の部分は、次に適当な割合で混合さ
れそして混合された接着剤７は次に第４図の工程
１８で示される押出し又は他の方法によりビーズ
１７例えば第３図に示されるものへ成形される。
ビーズ１７は、結合される支柱５及び６の間に置
かれ、そして支柱５及び６の最終の間隔よりも大
きい厚さの卵形の断面を有しよう。支柱５及び６
は、クランプユニツト１５により強制的に一緒に
されてビーズ１７を平らにし、そしてビーズを横
方向に界面に拡げそして充分に目的とする接着領
域をカバーさせる（第４図の工程１９）。このビ
ーズを強制的に平らにすることは、又接着領域内
の気泡の排除を助けて界面領域全体の接着剤の固
い接合を確実にする。適用される力の量は、注意
深くコントロールされてビーブ部材の正確な位置
を確実にし特に適当な間隔を保ち、それにより粒
子の入つた接着剤の適当な厚さを保つ。力のコン
トロールは、粒子の最初の活性化及び接着剤の硬
化の間接着剤の粒子の含有及び半液体の状態から
みて特に重要である。固体の接着要素例えば以前
に引用した米国特許第3461014号におけるものと
は対照的に、滑り易い接着剤混合物７の容易な動
きは、この力のレベルのコントロールをその中に
あるように要求する。従つて、添加量のフアクタ
ーとともに接着剤の厚さは、接着剤内に発生する
熱をコントロールし、それ故適切な厚さが、所望
の加工時間を設定する適切な熱履歴を得るために
必須である。それ故、部材上の過剰な力は界面か
ら接着剤混合物の実質的にすべてを押し出し、そ
して有効な接着を妨げる。部材の適切な間隔及び
接着剤混合物の厚さとともに、コイルユニツト１
１がエネルギー化されて、第４図の２０に示され
るように、場１２を生ずる。
コイルユニツト１１は、任意の適当な構造を有
しそして水冷の銅などの簡単なヘアピンコイルと
して示され、そして一体化した曲線状の末端接続
をもつ相対する支柱又は構成部分２１及び２２を
有する。構成部分２１及び２２は、方形の断面を
有する管状部材でありそして接着領域の長さをカ
バーする長さをもつ。巾は接着領域の巾よりやや
小さいが、生じる場１２は全接着領域そして特に
接着剤混合物７をカバーする。コイルの構成部分
２１及び２２の開放した末端２３は、パワー供給
ユニツト１０（冷去水の流水とともにコイルを通
る適切な高周波供給を行う）への接続のために成
形される。最大の組み合せ及び有効性は、支柱５
及び６の近くへコイルの構成部分２１及び２２を
置くことにより得られ、そしてコイル構成部分は
好ましくは外部の表面と接触する。高周波供給器
１０は、任意の適当な構造でよく、そして市販さ
れている。供給器１０は、任意の適当なデザイン
のものでよく、そして一般に選択されて接着をも
たらすために0.3〜5000MHzを含む広い範囲内で
操作される。しかし、記載された態様における実
際の適用のための供給器の周波数は、1.5〜8MHz
の極めてせまい周波数の範囲を含む。電流のレベ
ルは、最終の加熱組立て品内の周波数及び種々の
他のフアクターにより変化しよう。このフアクタ
ーは、(1)接着剤内の熱発生の所望の速度、(2)接着
剤混合物７からのコイル構成成分２１及び２２の
間隔、(3)接着剤混合物７の厚さ、(4)混合物７の粒
子添加フアクター、(5)コイル構成成分の形及び(6)
ゲル状態に達するための時間を含む。一般に、電
流のレベルは250アンペアのオーダーそして好ま
しくは250〜450アンペアの範囲内にあるが、しか
し特別な加熱装置に応じて100アンペア程度そし
て650アンペア程度も用いられよう。
第４図の工程２４に示されているように、時間
及び電流のレベルはコントロールしうるしそして
発生する温度のプログラミングを可能にし、それ
故ゲル状態への硬化中接着剤及びコンポーネント
内の熱履歴のそれを可能にする。例えば、接着剤
混合物７は、数秒内に硬化温度に上昇されよう。
従つて、ポリウレタン接着剤は約93℃（約200℃）
の好ましい硬化温度を有し、一方エポキシ接着剤
は、約163℃（約325〓）の好ましい硬化温度を有
する。粒子９の短いしかも速いエネルギー化の
後、電流のレベルは顕著に固定されたレベルに低
下されるか又は励起の遅い低下とともに低いレベ
ルに低下され、例えば第４図の励起対時間のグラ
フ２４ａに示される。低い温度のサイクルが選択
されて、ゲル状態を生ずるために促進された硬化
反応に充分な時間、硬化温度で接着剤を保持す
る。本発明による全体の励起及び加熱の期間は、
代表的に30秒以下のオーダーに過ぎないだろう。
この期間は、８倍のオーダーで早く現在の実際の
硬化時間を驚くほど低下させ、そして現在の
SMC素材の結合の標準的な実施で用いられてい
る６分以上の普通の工業上の加熱工程と鋭く対照
的である。
もつと顕著なことは本発明における組立て品の
極めて改良された熱履歴であり、特に混合物７に
より位置を調整されたシート成型複合物素材ばか
りでなくこれら要素の結合する部分に関する熱履
歴である。従つて、接着剤混合物７は、接着剤混
合物と接する直接の表面における以外の基質又は
素材５又は６を殆んど加熱しない間に、硬化温度
に急速に加熱されよう。その上、接着剤は次に直
接硬化温度に保たれ、そして次に比較的短いサイ
クル時間例えば30秒保たれる。極めて短い加熱サ
イクルと組合わさつて素材５又は６における熱の
発生がないことは、素材の集合物の顕著な加熱の
可能性を最低にし、そして本方法は、硬化温度に
付される素材の集合物の半分以下へ低下させるよ
うにされそして構成されよう。しかし、加熱サイ
クル全体は一般に活性化された接着要素から基質
への熱の固有な伝導により影響されよう。これ
は、比較的薄い接着層例えば前述した約0.0127cm
（0.005インチ）が用いられるとき、一層重要であ
ろう。この場合、接着層における熱の集中と組合
わさつた基質の予備加熱は、より薄い層及び／又
はやや低下したサイクル時間の使用を可能にしよ
う。時間及び温度のレベルの簡単な検討は、任意
の適用について最適な条件を提供しうる。
最後に、第４図の２５で示されるように、ゲル
状態の生成後、接着されたコンポーネントビーム
１が除去されそして生産ラインの次の仕事又は工
程ステーシヨンに直接送られる。素材５及び６の
圧縮は、２６におけるように、接着領域から過剰
の接着剤混合物７を圧迫しよう。この過剰の接着
剤混合物２６は、硬化装置からの除去直後容易に
除去されうる。ビーム１又は他の製品の維持され
た一体化は、ビームを他のコンポーネントととも
に組立てさせるか又は直接仕上げさせ、それによ
り生産方法の能率及びコスト有効性を増大させ
る。
本発明は、特に熱硬化性接着剤混合物の活性化
に適した熱発生粒子を用いて記述された。しか
し、他の一般に同様な系が、本発明の広い範囲内
で用いられよう。それ故、他の磁化材料例えば鉄
及び鉄合金そしてコバルト及びニツケル合金です
ら有用であろう。粒子の大きさが特別な限定フア
クターでないとき非磁化粒子例えば銅ですら有用
であろう。誘電加熱は、ポリ塩化ビニル、ポリ塩
化ビニリデン又はポリウレタンの粒子ですら用い
られよう。素材が透明なとき、接着剤はレーザー
エネルギーにより活性化されよう。接着剤の黒色
顔料はレーザー源の有効性を増大させよう。特に
固体素材が結合されるとき、音のエネルギーです
ら接着剤へ適用されよう。
本発明を実施するに当つて種々の態様が、本発
明と考えられる要旨を特に指摘しそして明白に請
求している特許請求の範囲の範囲内にあると考え
られる。
本発明は、早い経済的な接着剤接着に関しそし
て事実提供し、そして素材に悪い効果を殆んど与
えることなく熱硬化性接着剤を用いる熱硬化型プ
ラスチツク樹脂より形成される素材の強い信頼し
うる接着した接続を生成する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明により構成されたビームの全体
図であり、第２図は完成したビーム構造中の熱硬
化性接着剤の結合を示す図であり、第３図は第２
図に似た第１図の拡大断面図（部分）であり形成
方法のビームの詳細を示し、第４図は方法の工程
のフローチヤートである。 １……ボツクスビーム、２，３……部材、４，
５……支柱、６……支柱端、７……接着剤混合
物、８……熱硬化性接着剤、９……熱発生粒子、
１０……エネルギー源、１１……コイルユニツ
ト、１２……エネルギー場、１３……時間コント
ロール、１４……レベルコントロール、１５……
加圧保持装置、１７……ビーズ、２１，２２……
支柱、２３……開放端、２６……接着領域。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ この後継続して加工を受け、全体が直接また
    は前記継続加工条件下で歪みを受ける最低熱変形
    温度下で歪み加工される熱硬化性プラスチツク製
    素材の熱硬化性接着剤による接着方法において、
    この方法が (a) 前記プラスチツク素材を接着するために使用
    し、熱で促進される硬化特性を有し、外部発生
    の高周波エネルギー場に応答して前記接着剤中
    に熱を発生させる微細粒子をその中に有し、か
    つ流動状態にある未硬化の熱硬化性接着剤を形
    成する工程と、 (b) 前記接着剤を前記プラスチツク素材間に付与
    して、少なくとも0.0127cm（＝0.005インチ）
    に等しい厚さに接着して前記素材に密着係合被
    膜を形成させる工程と、 (c) 前記プラスチツク素材面に圧縮力を加えて前
    記素材間の間隔を0.0127cm（＝0.005インチ）
    〜0.508cm（＝0.2インチ）に保持して接着領域
    および前記接着剤中の気泡を消失させる工程
    と、 (d) 前記プラスチツク素材および接着剤を介して
    ２分以内の時間前記エネルギー場を作動させ
    て、接着剤を活性化し、前記接着剤中にのみ熱
    を発生させて、接着剤を硬化温度まで迅速に昇
    温させ、これによつて前記プラスチツク素材の
    隣接面だけを迅速に昇温させ、前記エネルギー
    場の作動時間を調節して硬質のプラスチツク素
    材中の温度上昇を接着領域の全体よりも実質的
    に低く、かつこの素材の熱変形温度以下の温度
    に限定するような熱履歴を与え、前記接着剤が
    前記エネルギー場から取り出された時前記素材
    により迅速に冷却される工程と、さらに (e) 前記プラスチツク素材を、前記エネルギー場
    から取り出した後直ちに継続加工を付与する工
    程と を包含することを特徴とする熱硬化性接着剤によ
    る接着方法。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の接着方法にお
    いて、前記プラスチツク素材がガラス繊維強化プ
    ラスチツク製のシート成形品であり、前記接着剤
    がエポキシ樹脂およびポリウレタン樹脂から選ば
    れることを特徴とする熱硬化性接着剤による接着
    方法。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の接着方法にお
    いて、前記エネルギー場が、前記接着剤温度を急
    速に上昇させる第１のエネルギー作動期間と、こ
    の接着剤を硬化時間に保持するより低いレベルの
    第２のエネルギー作動期間とを包含することを特
    徴とする熱硬化性接着剤による接着方法。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の接着方法にお
    いて、前記接着剤層中に粒子が分散されており、
    この粒子が前記エネルギー場に応答し、かつ前記
    エネルギー場にある時加熱中心を限定することを
    特徴とする熱硬化性接着剤による接着方法。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載の接着方法にお
    いて、前記粒子が、ガンマ酸化鉄（γ−Fe2O3）
    および磁性酸化鉄（Fe3O4）の群から選ばれるサ
    ブミクロンの粒子であることを特徴とする熱硬化
    性接着剤による接着方法。 ６ ガラス繊維強化プラスチツク製の第１と第２
    の硬質シート成形品プラスチツク素材の熱硬化性
    接着剤による接着方法において、この方法が (a) 前記第１と第２のシート成形品プラスチツク
    素材の位置を調整する工程と、 (b) 前記プラスチツク要素を接着するために使用
    し、熱で促進される硬化特性と、外部発生エネ
    ルギー場に応答して前記接着剤中に熱を発生さ
    せる、接着剤中に分散した一体化した手段とを
    有する未硬化の流動性の熱硬化性接着剤を形成
    させる工程と、 (c) 接着する前記硬質のプラスチツク素材の少な
    くとも一方に前記接着剤を付加して、前記プラ
    スチツク素材に密着した流動性の被膜を形成さ
    せる工程と、 (d) 前記プラスチツク素材面に圧力を加えて前記
    素材間の間隔を最小に保持して接着領域および
    前記接着剤中の気泡を消失させる工程と、さら
    に (e) 前記プラスチツク素材および流動性の接着剤
    を介して前記エネルギー場を作動させて、前記
    接着剤中の一体化した手段を活性化し、プラス
    チツク素材内には熱を発生させないで前記接着
    剤中に熱を発生させ、前記エネルギー場の作動
    時間を調節してプラスチツク素材の温度上昇を
    最小でかつ熱変形温度より低い温度にするよう
    な熱履歴を与える工程と を包含することを特徴とする熱硬化性接着剤によ
    る接着方法。 ７ 特許請求の範囲第６項に記載の接着方法にお
    いて、前記接着剤がエポキシ樹脂であることを特
    徴とする熱硬化性接着剤による接着方法。 ８ 特許請求の範囲第６項に記載の接着方法にお
    いて、前記接着剤がポリウレタン樹脂であること
    を特徴とする熱硬化性接着剤による接着方法。 ９ 特許請求の範囲第６項に記載の接着方法にお
    いて、この方法が、前記プラスチツク素材を、前
    記エネルギー場から取り出した直後に引き続いて
    後加工することを包含することを特徴とする熱硬
    化性接着剤による接着方法。 １０ この後継続して加工を受け、全体が前記継
    続加工時に歪みを受ける最低熱変形温度下で歪み
    加工される薄い、硬質のプラスチツク素材の熱硬
    化性接着剤による接着方法において、この方法が (a) 前記プラスチツク素材を接着するために使用
    し、熱で促進される硬化特性を有する未硬化の
    熱硬化性接着剤を、サブミクロンの大きさの粒
    子と混合し、この粒子が選ばれたエネルギー場
    に在る時熱を発生するように選ばれる工程と、 (b) 前記接着剤混合物を、前記接着するプラスチ
    ツク素材間に付与して、前記素材間に密着した
    係合被膜を形成させる工程と、 (c) 前記素材面に圧縮力を加えて、前記接着剤を
    充填した間隔を最小に保持し、かつ接着領域お
    よび接着剤中の気泡を消失させる工程と、さら
    に (d) 前記接着剤中に調節自在なエネルギー場を作
    動させて前記粒子を活性化させ、接着剤中に熱
    を発生させさらに前記エネルギー場のレベルを
    調節して、このエネルギー場の第１の作動で第
    １の時間、第１の比較的大きい加熱速度を発生
    させて接着剤を少なくとも硬化温度まで迅速に
    加熱し、この後前記エネルギー場の作動を変え
    て、少なくとも第２の時間、接着剤に直接熱転
    移させるような第２の著しく低い加熱速度と
    し、前記接着剤をプラスチツク素材の温度より
    高い温度でかつ硬化温度に保持し、これによつ
    て第１の加熱速度で生じたレベル以上に前記素
    材の加熱を最低とする一方、接着剤を迅速硬化
    させる工程と を包含することを特徴とする熱硬化性接着剤によ
    る接着方法。 １１ 特許請求の範囲第１０項に記載の接着方法
    において、前記粒子がガンマ酸化鉄（γ−
    Fe2O3）および磁性酸化鉄（Fe3O4）の群から選
    ばれ、硬化した接着剤の一体性を維持するため最
    終接着剤混合物を５〜50重量％の範囲で包含する
    ことを特徴とする熱硬化性接着剤による接着方
    法。 １２ 特許請求の範囲第１０項に記載の接着方法
    において、前記第１の迅速加熱期間および第２
    の、前記加熱速度を連続的に低下させることを包
    含する加熱期間中は、前記エネルギー場をほぼ一
    定に保持することを特徴とする熱硬化性接着剤に
    よる接着方法。 １３ 特許請求の範囲第１２項に記載の接着方法
    において、前記第２の加熱期間の加熱速度を、加
    熱速度が連続して低下するようにされていること
    を特徴とする熱硬化性接着剤による接着方法。 １４ 特許請求の範囲第１３項に記載の接着方法
    において、前記連続した低下が直線的であること
    を特徴とする熱硬化性接着剤による接着方法。 １５ 特許請求の範囲第１３項に記載の接着方法
    において、前記連続した低下が非直線的であるこ
    とを特徴とする熱硬化性接着剤による接着方法。 １６ 比較的薄い、接着領域から延びる突出部分
    を有するプラスチツク素材の選ばれた接着領域に
    沿つて、熱で活性化が自在な熱硬化性接着剤でシ
    ート成形材製の硬質の熱硬化性プラスチツク素材
    を接着させる方法であつて、前記プラスチツク素
    材が自己支持性で、長時間接着剤の硬化温度でこ
    の素材の加熱に応答して加熱歪みを受けるような
    接着方法において、この方法が (a) シート成形材製の第１および第２の硬質で自
    己支持性のプラスチツク素材の位置を調整する
    工程と、 (b) 前記接着剤を、エネルギー場に応答して熱を
    発生させるために前記エネルギー場応答性の粒
    子と混合する工程と、 (c) 前記熱活性化が自在な熱硬化性接着剤を、前
    記接着領域を介して前記硬質で自己支持性のプ
    ラスチツク素材間に挿入する工程と、 (d) 前記プラスチツク素材面を加圧下に前記接着
    剤と密着保持して、前記接着剤の厚さを正確に
    規定しかつプリセツトする工程と、さらに (e) 前記接着領域を介して前記プラスチツク素材
    および接着剤にエネルギー場を作動させて、前
    記接着剤の温度だけを硬化温度まで急速に上昇
    させ、前記接着剤を少なくともこの硬化温度に
    最大時間保持してこの接着剤を硬化させて、こ
    の接着領域に隣接するプラスチツク素材の大部
    分を加熱するには不十分な加熱時間履歴レベル
    を付与し、前記硬質のプラスチツク素材の自己
    支持性の喪失を防ぎこのプラスチツク素材の一
    体性を維持する工程と を包含することを特徴とする熱硬化性接着剤によ
    る接着方法。 １７ １個以上の組成物部品の複数の選ばれた領
    域を「ゲル」化状態で接着する熱硬化性接着剤の
    硬化促進方法において、この方法が (a) 選ばれた組成物を強固に接着する能力を有
    し、前記接着剤を室温以上の促進温度で硬化す
    る未硬化の熱硬化性接着剤を選択する工程と、 (b) 前記接着剤を、ガンマ酸化鉄（γ−Fe2O3）
    および磁性酸化鉄（Fe3O4）を包含する磁性酸
    化鉄の群から選ばれた必要量の粒子材料と混合
    して、この混合物を室温以上の温度まで上昇さ
    せるが室温硬化時間よりも硬化時間を低減さ
    せ、前記接着剤の必要物理特性を低下させる温
    度以下にする工程と、 (c) 前記混合物を組成物の接着領域に付与して被
    膜を形成させて、この被膜の一面が前記接着領
    域と接触し、この接着領域の望ましい横方向の
    領域を、以後の工程を進める時に厚さが少なく
    とも0.0127cm（＝0.005インチ）の接着層を構
    成するのに十分な厚さの被膜とする工程と、 (d) 第２の組成物の接着領域を前記被膜の第２の
    面と接触させて置き、前記接着領域を被膜に対
    して接着剤の厚さが0.0127cm（＝0.005インチ）
    と0.508cm（＝0.200インチ）の間となるに十分
    な圧力で圧迫して、前記接着剤混合物中の促進
    硬化を作動する熱を発生する酸化鉄に前記接着
    領域間に十分な容積を占めさせ、介在する気泡
    の除去を助け、かつまた前記接着領域間から過
    剰の接着剤を絞り出す工程と、 (e) 前記接着剤層に対して高周波磁場源を十分密
    着させて置いて、前記磁性酸化鉄粒子中に熱を
    発生させる工程と、 (f) 前記磁場を十分長い時間エネルギー賦活し
    て、前記接着剤層の温度を促進硬化に必要な温
    度まで上昇させ、この温度に前記接着剤が硬化
    するのに必要な時間保持して前記表面の相当す
    る部分が破壊することなく接着処理ができる状
    態にするが、従来の外部加熱法で加熱したもの
    よりも比較的低い硬化温度に被着体を加熱する
    のに十分な短時間とする工程と、さらに (g) 硬化した接着層を、非混合の接着剤の室温下
    の硬化時間よりも比較的短時間に前記高周波源
    付近から取り出す工程と を包含することを特徴とする熱硬化性接着剤によ
    る接着方法。 １８ 特許請求の範囲第１７項に記載の接着方法
    において、前記接着剤が樹脂部分と硬化剤部分と
    を包含し、前記粒子材料が前記両部分の混合前に
    両成分の少なくとも一方と混合して前記接着剤を
    構成することを特徴とする熱硬化性接着剤による
    接着方法。
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