【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、金属製中空体と被着体の接着方法に
関するものである。そして、その目的は、粉末状
接着剤を用いて金属製中空体と被着体を容易に且
つ効果的に接着することにある。
従来、冷凍シヨーケース、冷蔵庫などの熱交換
の役目をはたす目的として冷媒が通過するパイプ
を基板に接合することが行なわれているがその接
合法としては、主としてスポツト熔接の技法が広
く採用されてきた。熔接によつて、金属同志を接
合する技術は歴史的にも古く、接合強度の信頼性
は高められ、その接合スピードも速くなつている
等の特長を有している反面、次の欠点を有してい
る。
あらかじめ塗装した鋼板を用いることができ
ない。この場合たとえ熔接できても塗装部が破
壊し、接合后に塗装工程が必要となる。最近、
プレコート鋼板の製造技術が進歩し、かかる鋼
板が板金、組み立てに広く採用されている。プ
レコート鋼板はロール状の鋼板に連続的に高速
で塗装できるため、低コストで生産できる特長
を有するが熔接には不適であり、組み立て后の
塗装に依存している。組み立て后の塗装は塗装
設備がふく雑で、塗料の回収も煩雑となり、高
コストとなる欠点がある。
熔接部は発錆しやすく、特に亜鉛、カドミウ
ム、錫、クロメート等のメツキ鋼板を基盤とし
て用いたとき、熔接時にメツキ層が破壊し、そ
のため発錆しやすくなる。
熔接による接合の場合材料の厚さを接着剤に
よる接合の場合の様に薄くすることが困難でコ
ストダウンを図ることが難しい。
多点熔接が必要であり、多くの労力を要す
る。
上述の場合を接着剤で接合したとき、かかる欠
点が消失するばかりでなく、次の効果が期待され
る。
接合ラインがシンプルとなり、労力が大幅に
軽減できる。
プレコート鋼板、ステンレス鋼、銅、アルミ
及び各種メツキ材料など広範に材料を選択で
き、それぞれの目的に応じた最適材料を選定で
きる。
熱交換の目的で使用した場合、熱交率が良く
なる。その原因は、基盤とパイプの連続した密
着性に起因し、樹脂と空気の伝熱導性の差によ
る。
パイプと基盤の接合后、曲げ加工、切断など
による組み立て加工が可能である。
あらかじめ、金属パイプ側に接着剤が融着固
定してあるため、金属パイプと接着剤の接着性
がすぐれている。このため、熱プレスにて金属
パイプと基盤を接着する際、熱の伝わり方が早
い基盤からの加熱でよく、接着時間が短縮でき
る。
従つて、金属製中空体と被着体の接合を接着剤
で接合することによる工業的価値は高い。その具
体的用途としては、例えば冷蔵庫、冷凍庫、冷凍
シヨーケース等の組み立て加工における冷媒パイ
プ等と基盤等の接着があげられる。かかる用途に
用いる場合、パイプと基盤を平面状で接着后、曲
げ加工により、箱形に成形し製品とすることがで
きる。更に、例えばサンヒーター、電線集中パネ
ル、送水管パネル、エアコン等の組み立てにおけ
るパイプ等と基盤等の接合が挙げられる。
本発明方法が適用される分野はかかるものに限
定されるものではなく、金属製中空体の被着体と
の接合を必要とする産業分野に広く応用、貢献で
きる。
従来、粉末状接着剤はポリアミド、ポリエステ
ルなどのホツトメルト型のものが主として芯地な
どの繊維接着の用途に広く用いられてきたが、工
業的に金属等の接着に採用され始めたのは比較的
新しい技術である。かかる用途に主として用いら
れてきた接着剤の形態は、液状（ペースト溶液、
エマルジヨン）及びフイルム状である。
液状の接着剤は歴史的にも古く、塗布方法もデ
イスペンサー、ハケぬり、吹つけ、ノズル方式な
ど広く採用されているが、次の如き欠点がある。
ベとつきを生じること。接着ラインが汚れ
ること。溶剤による汚染があること。使用残
部のライフ、異物混入にともなう管理上の問題点
があること。塗布時の厚みを均一にすることが
困難であること。広い面積に塗布することが困
難（特にペースト状の場合）であること。
一方、フイルム又はシート状の接着剤は、厚み
を均一にすることができるが、○イ位置ぎめが困難
であること、○ロ種々な形状に適用することが困難
で、たとえ技術的に可能でも高価となること。○ハ
厚み、幅などの管理が煩雑となることなどの欠点
をもつ。
本発明者らは、種々検討した結果特定の粉末状
接着剤を用い、且つそれを金属製中空体側に施す
ことによつて解決し得ることを見出し本発明を完
成した。即ち、本発明は安息角35〜45度の粉末状
接着剤を金属製中空体の外面に施し加熱融着せし
め被着体と合せて加熱接着することを特徴とする
金属製中空体の接着方法である。
本発明の特長を挙げれば次の通りである。
最少限の接着剤使用量で最大の効果を挙げる
ことができる。
設備コストが小さい。
接着剤を金属製中空体の形状、如何にかゝわ
らず自由に塗布することができ、接着過程にお
いて、金属製中空体の接着剤融着部と中空体の
いずれの発生に併なう接着不良を生ずることが
ない。つまり、位置ぎめが容易である。
粉末状接着剤を金属製中空体に加熱融着した
材料はべとつきやタツクがなく、取扱いが容易
で積載が可能である。そのためラインの設計、
組み立てに余裕をとることができる。
本発明方法に於いて金属製中空体外面に粉末状
接着剤を施す方法としては、粉末特性の内、安息
角を制御したことにより、例えば単純な散布方式
が採用でき、かゝる塗布法によつて均一な厚み精
度で塗布することができ、接着性能も高レベルに
保持できることができる。金属製中空体の形状と
しては、例えば第１図イ乃至ホで示すようなその
断面が、円型、楕円形、半円型などのもので、通
常その寸法は例えば外径５〜50ｍ／ｍ程度であ
る。尚、第１図に於いて１は中空体に融着した粉
末状接着剤である。
本発明方法において特に効果的な中空体はイ，
ロ，ハで示される形状であつて、この場合被着体
との接着に際し、接着剤が加熱熔融する過程に於
て接着剤に加わる圧力がきわめて効果的に作用
し、接着力の向上に寄与すると共にパイプと被着
体が最も近づく部分において接着層の厚みは数μ
ｍ〜20μｍ程度ときわめて薄くなり、熱伝達にす
ぐれた層を形成することができる。その原因は最
も圧力が加わる部分の接着剤層が最も厚いため
に、加圧流動時に於て、外部方向へはみ出し、パ
イプと被着体のクリヤランスを充填するためと考
えられる。
この関係を第２図のＡ乃至Ｃに示す。
第２図のＡは本発明方法の態様で中空体２側に
接着剤１を施し、接着した場合である。又Ｂは被
着体側３に接着剤１を施した場合であり、Ｃは帯
鋼５で固定し、帯鋼５と被着体を熔接した場合で
ある。
第２図からも、本発明方法の場合、即ち第２図
Ａの場合が最も効果的であることが理解される。
本発明方法において、粉末状接着剤の安息角は
きわめて重要な因子である。即ち、その安息角が
35度未満の場合、粉末状接着剤が中空体外面に、
たい積せず、充分な接着層の厚みが得られないた
め、接着強度が低下する。一方安息角が45度を越
える場合、粉末状接着剤の凝集力が高すぎる為、
均一に散布することができないために接着強度の
バラツキを生じ設備の目づまりや、輸送がうまく
ゆかないなどのトラブルの原因となる。又、回収
時の取扱いが面倒となるなどの欠点をもつ。
次に本発明方法を具体的に説明する。
金属製中空体に粉末状接着剤を施す方法として
は、例えばメツシユロール型散布設備、フルイを
利用した散分方式があるが、散布時に粉体の混
合、摩擦などによつて静電気を帯び、静電反発を
ひき起すために均一に散布することが困難になる
ことがあり、膜厚にバラツキを生じ、接着力がバ
ラツクことがあるが粉体落下部に静電除去設備を
設けることにより実施可能となる。
本発明方法における粉末状接着剤を施す方法の
一例としてメツシユロール型散布設備の概略図を
第５図を用いて説明する。
第５図１において、２は材料の金属製中空体で
あり、コンベア１０５で矢印の方向に移動され１
０２のメツシユロール型散布機から落下する粉末
状接着剤１が中空体表面に施され、それ以外の粉
末は１０３の回収槽に回収される。第５図に於い
て１０１はメツシユロールであり、１０６は案内
ロールであり、コンベア上に落下した粉末状接着
剤は、回収槽１０３′に回収され、１０３での回
収粉末状接着剤と共に回収パイプ１０４からメツ
シユロール散布機１０２に供給される。粉末が施
された中空体は第５図２の加熱部１０７（例えば
遠赤外線ヒーターなど）で加熱され、中空体３の
上面に接着剤層１が融着固定される。
本発明において使用する金属中空体及び被着体
の材質としては、アルミニウム及びその合金、鉄
及びその合金、銅及びその合金、ステンレス鋼な
どであり、亜鉛、錫などのメツキが施された材料
も使用できる。これらの材料はあらかじめ脱脂し
ておくことが好ましい。防食、接着力の向上など
の目的のためにあらかじめプライマー処理を施す
ことも可能である。
粉末状接着剤としては、例えばポリアミド系接
着剤、エポキシ系、ポリウレタン系、ポリエステ
ル系、ポリオレフイン系接着剤等が適用できる。
ここにおいて用いられるポリアミドの具体例とし
ては、例えばε−カプロラクタム、〓−アミノウ
ンデカン酸、ω−ラウリルラクタム、ヘキサメチ
レンジアミンアジパミド、ヘキサメチレンジアミ
ン・セバチン酸塩及びヘキサメチレンジアミン・
トデカンニ酸等の１種以上のモノマーを重合する
ことによつてえられるナイロンがある。これらの
ナイロンは、Ｃの数で一般的に６ナイロン、６−
６ナイロン、６−12ナイロン等と称されている。
共重合ナイロンとしては、例えば６／66／12共
重合ナイロン、６／66／612共重合ナイロン等が
代表であるが、前記モノマー成分の組み合せによ
り、各種共重合ナイロンが製造できる。また、い
わゆるポリアミドと称するダイマー酸とエチレン
ジアミンなどのジアミンから縮合重合によつてえ
られるタイプのポリアミドがある。かかるポリア
ミドは一般的には重合器から熔融状態でノズルか
ら取り出され、ペレタイザーにてペレツト化され
る。ペレツトは液体窒素などで深冷し、衝撃式の
粉砕機などにて容易に微粉砕され、粉末状ポリア
ミドに成形される。粉砕によつて得られた粉末は
分級によつて所定の粒度分布に調整され、大きす
ぎる粉末は更に粉砕機にもどすことにより所定の
粒度分布をもつた粉末状接着剤が製造できる。ラ
クタム類のアニオン重合によつて直接粉末化する
手法もとられる。ポリエステルは、例えばエチレ
ングリコール、プロピレングリコール、ブタンジ
オールなどの多価アルコールの１種以上と、アジ
ピン酸、ドデカンニ酸、テレフタル酸などの多塩
基酸の１種以上を縮合重合することにより得られ
る。エステル結合を主鎖にもつポリマーである。
ポリオレフイン系は、例えばエチレン、プロピレ
ンなどを基準とし、場合によつては酢酸ビニル、
ビニルアセタールなどの置換エチレンを共重合成
分として配合して重合したポリマーで、場合によ
つてはケン化することにより改質も可能である。
かかるポリマーとしては、ポリエチレン及びその
一部をカルボキシル基などで置換したポリマー、
エチレン−酢酸ビニルコポリマー、及びそのケン
化ポリマー、ポリビニルホルマール、ポリビニル
ブチラールなどが挙げられる。ポリウレタンは、
例えばトルエンジイソシアネート、ナフタレンジ
イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネー
トなどのイソシアネート化合物とブタンジオー
ル、末端ヒドロキシルポリエステル、ポリ（オキ
シプロピレンエーテル）ポリオール、などのヒド
ロキシル基を有するモノマー又はポリマーとの重
合によつてえられる重合体である。これらの重合
体は前記ポリアミドと同様にして粉末化できる。
エポキシ系粉末状接着剤としては、シエル社か
ら発売されているエピコート1004、1009、1031な
どの常温固体のエポキシ樹脂をベースにして、ジ
シアンジアミド、無水トリメツト酸、イミダゾー
ルなどの硬化剤を配合したもで、通常は潜在型の
硬化剤が用いられる。エポキシ樹脂に対する硬化
剤、充てん剤などの配合に関しては各社の技術レ
ベルにより異なるが、融着条件下においては硬化
が完全に進むことなく、接着条件下において完全
硬化するタイプのものが市販されている。
粉末状接着剤はかかるものに限定するものでは
なく、各種材料の組み合せ等の配合技術により、
性能、使用時の条件、被着体適合性などをかえる
ことができる為、種々の素材をブレンドしたもの
が市販されている。かかる粉末状接着剤がそれぞ
れの目的に応じて使用できる。
本発明方法に於いては、金属製中空体上に粉末
状接着剤を施し、加熱融着させるのであり、加熱
硬化型接着剤においては“Ｂ−ステージ”の状態
にしておくものであり、かゝる状態としたものが
好ましく、接着時に於て完全硬化することが重要
である。現在の技術レベルに於て、かかる手法は
充分に可能である。加熱融着条件は用いる接着剤
の種類、熱硬化型接着剤とホツトメルト型接着剤
の等差により異なるが、通常80〜200℃、好まし
くは100〜150℃である。加熱時間は接着剤が熔融
する迄の時間であり、数秒〜数十分である。加熱
方法としては熱風循環型加熱炉、赤外線加熱設
備、遠赤外加熱設備などが用いられる。粉体を施
したのち加熱する迄のコンベアは振動、脈動など
がなく、静かに搬送できる構造とすることが必要
である。又、風などの外乱要因を除く対策が必要
である。かかる構造や対策は通常の機械加工技術
で容易に実施できる。
接着剤の安息角を制御する手段としては、接着
剤の種類によつて一義的に定まるものでなく、粒
径、粒度分布などが支配的である。従つて粉砕方
法、分級方法によつて制御可能であるが、更に粉
体特性を改良する目的で各種添加剤の配合が可能
である。かかる添加剤は小量の添加によつて著じ
るしく安息角をかえることができ、その代表的な
ものを挙げるとアエロジル（コロイダルシリ
カ）、微粉状アルミナ、ステアリン酸カルシウ
ム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜
鉛、他の樹脂の混合配合等である。この場合接着
剤の種類によつては、接着強度を低下する添加剤
があるので、配合に際しては、かかる配慮は必要
である。その配合割合は0.01〜0.5％程度であ
る。例えばポリアミド系に対しては、ステアリン
酸カルシウムなどの滑剤を0.05〜0.5％配合する
ことにより安息角を低下せしめることができる。
粉末状接着剤を融着固定した中空体と被着体の接
着方法は、熱プレスによつて通常の条件で加圧、
加熱后、冷却プレスで冷却することにより実施で
きる。別法としては加熱ロール間を中空体と被着
体を合せ、通過させ引き続き冷却ロールを通過さ
せることにより接着できる。かかる方法によつて
得られた接着物は、曲げ加工などによつて更に加
工度を向上させ目的とする最終の形状に成形加工
できる。
以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。
実施例 １
第３図に示す形状の銅製の中空体（第３図に於
いてω＝400ｍ／ｍ、ｌ＝1200ｍ／ｍで外径７×
９ｍ／ｍの楕円形である。）を第５図に示す如く
設備を通過させ、散布機から粉末状接着剤FS−
175P（平均粒径60μ、安息角40度東亜合成化学
工業社製）を連続的に落下させ、次いで遠赤外炉
にて加熱融着した。加熱炉出口での接着層温度は
125℃であり、接着剤は完全にメルトし中空体上
面に第１図ロのごとく固定された。接着剤の使用
量は９ｇであつた。この中空体の接着剤付着面と
500×1300×0.6ｍ／ｍの電気メツキ亜鉛鋼板を合
せ210℃に設定した熱プレスにはさみ90秒加圧プ
レスしたのち、水冷却プレスにて冷却した。
得られた中空体を接着した被着体に関して次の
テストを実施した。
(1) 接着強度
第４図ａ，ｂに示す通り25ｍ／ｍ（ω）×50
ｍ／ｍ(l)の寸法に切断し、中空体に針金６を第
４図ｂの如く挿入し、矢印の方向に引張つて接
着強度を測定した。この結果、接着強度は45Kg
であつた。尚、引張り速度10mm／分、温度25℃
である。
尚、第４図に於いて、３は被着体であり２は
中空体である。
(2) 曲げ加工試験
中空体を被着体を内にし、曲率Ｒ＝３ｍ／ｍ
にて曲げ加工を行つたが、はくりなどの現象は
認められなかつた。
実施例２〜３及び比較例１〜２
外径９ｍ／ｍ、長さ300ｍ／ｍの円形直管アル
ミパイプを材料パイプとして用い、被着体として
厚さ0.4ｍ／ｍの鉄板（spcc）を用いた。粉末状
接着剤として６／66／12共重合体ナイロン粉末
〔融点130℃）を用いた。添加剤としてステアリン
酸カルシウムを配合することにより、安息角を第
１表のように調整した。又、プライマーとしてエ
ポキシ系プライマー（東亜合成化学工業社製XS
−20）をパイプ及び被着体に５μの厚みに塗装し
200℃で10分間焼付けた。
実施例１と同様に粉末を散布后融着した。融着
炉出口におけるパイプの温度は135℃であつた。
次に熱プレスにて被着体と合せ180℃の温度条件
下で３分間加圧后、水冷プレスにて冷却すること
により接着を完了した。
次に、実施例１と同様に25ｍ／ｍ幅に切断し実
施例１と同様に接着強度を測定した。25ｍ／ｍ幅
に切断したものは300ｍ／ｍの長さで等間かくに
６点採取し、それぞれの強度を測定した。その結
果を第１表に示した。
The present invention relates to a method of bonding a hollow metal body and an adherend. The purpose is to easily and effectively bond a metal hollow body and an adherend using a powdered adhesive. Conventionally, pipes through which refrigerant passes have been bonded to substrates for the purpose of heat exchange in freezing cases, refrigerators, etc., and spot welding has been widely used as the bonding method. . The technology of joining metals together by welding is historically old, and although it has the advantages of increasing the reliability of the joining strength and increasing the joining speed, it also has the following drawbacks: are doing. Pre-painted steel plates cannot be used. In this case, even if welding is possible, the painted part will be destroyed and a painting process will be required after joining. recently,
Advances have been made in the manufacturing technology of prepainted steel sheets, and such steel sheets are now widely used in sheet metal and assembly. Prepainted steel sheets can be coated continuously at high speed on roll-shaped steel sheets, so they can be produced at low cost, but they are unsuitable for welding and rely on painting after assembly. Painting after assembly requires complicated painting equipment, and recovery of paint is also complicated, resulting in high costs. Welded parts are prone to rusting, and especially when a plated steel plate of zinc, cadmium, tin, chromate, etc. is used as a base, the plating layer is destroyed during welding, making it easy to rust. In the case of joining by welding, it is difficult to reduce the thickness of the material as in the case of joining by adhesive, and it is difficult to reduce costs. Multi-point welding is required and requires a lot of labor. When the above-mentioned cases are bonded with an adhesive, not only these drawbacks will disappear, but also the following effects can be expected. The joining line is simple and labor can be significantly reduced. A wide range of materials can be selected, including pre-painted steel sheets, stainless steel, copper, aluminum, and various plating materials, allowing you to select the optimal material for each purpose. When used for the purpose of heat exchange, the heat exchange rate is improved. The cause of this is due to the continuous adhesion between the base and the pipe, and the difference in heat conductivity between the resin and the air. After joining the pipe and base, it is possible to assemble it by bending, cutting, etc. Since the adhesive is fused and fixed to the metal pipe side in advance, the adhesion between the metal pipe and the adhesive is excellent. Therefore, when bonding a metal pipe and a base using a hot press, the heat can be heated from the base where heat is transmitted quickly, and the bonding time can be shortened. Therefore, the industrial value of joining a metal hollow body and an adherend using an adhesive is high. Specific applications thereof include, for example, adhesion of refrigerant pipes and substrates in the assembly process of refrigerators, freezers, freezer cases, etc. When used for such purposes, the pipe and the base can be bonded in a flat shape and then bent to form a box-like product. Further examples include joining pipes and bases in assembling sun heaters, electric wire concentration panels, water pipe panels, air conditioners, and the like. The field to which the method of the present invention can be applied is not limited to this, but can be widely applied and contributed to industrial fields that require bonding of hollow metal bodies to adherends. Conventionally, hot-melt powder adhesives made of polyamide, polyester, etc. have been widely used mainly for adhering fibers such as interlining, but it is only relatively recently that they have begun to be used industrially for adhering metals, etc. It's a new technology. The forms of adhesives that have been mainly used for such applications are liquid (paste solution,
emulsion) and film. Liquid adhesives have a long history and are widely used in application methods such as dispenser, brushing, spraying, and nozzle methods, but they have the following drawbacks. To cause stickiness. The adhesive line gets dirty. Contamination by solvent. There are management issues related to the lifespan of unused portions and foreign matter contamination. It is difficult to make the thickness uniform during application. Difficult to apply over a large area (especially when in paste form). On the other hand, film or sheet adhesives can be used to make the thickness uniform, but they are difficult to position, and difficult to apply to various shapes, even if it is technically possible. Be expensive. ○Has the disadvantage that managing thickness, width, etc. is complicated. As a result of various studies, the present inventors found that the problem could be solved by using a specific powdered adhesive and applying it to the metal hollow body side, and completed the present invention. That is, the present invention provides a method for adhering a hollow metal body, which comprises applying a powdered adhesive having an angle of repose of 35 to 45 degrees to the outer surface of the hollow metal body, heat-sealing it, and heat-bonding it together with an adherend. It is. The features of the present invention are as follows. The maximum effect can be achieved with the minimum amount of adhesive used. Equipment costs are low. Adhesive can be applied freely regardless of the shape of the hollow metal body, and during the bonding process, the adhesive can be applied to both the adhesive fusion part of the hollow metal body and the hollow body. No defects will occur. In other words, positioning is easy. The material, which is made by heat-sealing a powdered adhesive to a metal hollow body, is neither sticky nor sticky, and is easy to handle and stack. Therefore, line design,
Allows for more time to assemble. In the method of the present invention, by controlling the angle of repose among the powder characteristics, a simple scattering method can be adopted as a method for applying powdered adhesive to the outer surface of a hollow metal body, and such a coating method can be used. Therefore, the coating can be applied with uniform thickness accuracy, and the adhesive performance can also be maintained at a high level. The shape of the metal hollow body is, for example, as shown in Fig. 1 A to E, and its cross section is circular, elliptical, semicircular, etc., and its dimensions are usually, for example, an outer diameter of 5 to 50 m/m. That's about it. In FIG. 1, numeral 1 represents a powdered adhesive fused to the hollow body. Particularly effective hollow bodies in the method of the present invention are:
In this case, when adhering to the adherend, the pressure applied to the adhesive during the process of heating and melting acts extremely effectively, contributing to improving the adhesive strength. At the same time, the thickness of the adhesive layer is several microns at the part where the pipe and adherend are closest.
It is possible to form a layer that is extremely thin, approximately 20 μm, and has excellent heat transfer. The reason for this is thought to be that the adhesive layer is thickest in the area where the most pressure is applied, so that it protrudes outward during pressurized flow and fills the clearance between the pipe and the adherend. This relationship is shown in FIG. 2, A to C. A in FIG. 2 shows a case where the adhesive 1 is applied to the hollow body 2 side and bonded according to the method of the present invention. Further, B shows a case where the adhesive 1 is applied to the adherend side 3, and C shows a case where the steel band 5 is fixed with a steel band 5 and the band steel 5 and the adherend are welded. It can also be seen from FIG. 2 that the method of the present invention, ie, the case shown in FIG. 2A, is the most effective. In the method of the present invention, the angle of repose of the powder adhesive is a very important factor. That is, its angle of repose is
If the temperature is less than 35 degrees, the powdered adhesive will be applied to the outer surface of the hollow body.
Since the adhesive layer does not accumulate and a sufficient thickness of the adhesive layer cannot be obtained, the adhesive strength decreases. On the other hand, if the angle of repose exceeds 45 degrees, the cohesive force of the powdered adhesive is too high.
The inability to spread the adhesive uniformly causes variations in adhesive strength, which can cause problems such as clogging of equipment and poor transportation. Furthermore, it has the disadvantage that handling at the time of collection is troublesome. Next, the method of the present invention will be specifically explained. Methods for applying powdered adhesive to hollow metal bodies include, for example, mesh roll-type dispersion equipment and a dispersion method using a sieve. It may be difficult to spray uniformly due to repulsion, and the film thickness may vary, resulting in variations in adhesive strength, but this can be done by installing static electricity removal equipment at the part where the powder falls. Become. As an example of the method of applying the powdered adhesive in the method of the present invention, a schematic diagram of mesh roll type dispersion equipment will be explained using FIG. 5. In FIG. 5 1, 2 is a metal hollow body of material, which is moved in the direction of the arrow by a conveyor 105.
The powdered adhesive 1 falling from the mesh roll type spreader 02 is applied to the surface of the hollow body, and the remaining powder is collected in a collection tank 103. In FIG. 5, 101 is a mesh roll, 106 is a guide roll, and the powdered adhesive that has fallen onto the conveyor is collected in a collection tank 103', and together with the powdered adhesive collected at 103, it is sent to a collection pipe 104. from there to the mesh roll spreader 102. The hollow body coated with powder is heated by a heating unit 107 (for example, a far-infrared heater) shown in FIG. 5, and the adhesive layer 1 is fused and fixed on the upper surface of the hollow body 3. Materials for the metal hollow bodies and adherends used in the present invention include aluminum and its alloys, iron and its alloys, copper and its alloys, stainless steel, and materials plated with zinc, tin, etc. Can be used. It is preferable to degrease these materials in advance. It is also possible to apply a primer treatment in advance for purposes such as anticorrosion and improving adhesive strength. As the powder adhesive, for example, polyamide adhesive, epoxy adhesive, polyurethane adhesive, polyester adhesive, polyolefin adhesive, etc. can be used.
Specific examples of the polyamide used here include ε-caprolactam, 〓-aminoundecanoic acid, ω-lauryllactam, hexamethylenediamine adipamide, hexamethylenediamine sebatate, and hexamethylenediamine sebatate.
There are nylons obtained by polymerizing one or more monomers such as todecaninic acid. These nylons are generally 6-nylon, 6-
It is called nylon 6, nylon 6-12, etc. Typical examples of copolymerized nylon include 6/66/12 copolymerized nylon and 6/66/612 copolymerized nylon, and various copolymerized nylons can be produced by combining the above monomer components. Furthermore, there is a type of polyamide obtained by condensation polymerization from a dimer acid and a diamine such as ethylenediamine, which is called a so-called polyamide. Such polyamide is generally taken out from a polymerization vessel in a molten state through a nozzle and pelletized using a pelletizer. The pellets are deep cooled using liquid nitrogen or the like, and then easily pulverized using an impact type pulverizer or the like to form powdered polyamide. The powder obtained by pulverization is adjusted to a predetermined particle size distribution by classification, and excessively large powders are returned to the pulverizer to produce a powdered adhesive having a predetermined particle size distribution. Direct powdering by anionic polymerization of lactams is also used. Polyester can be obtained by condensation polymerization of one or more polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, and one or more polybasic acids such as adipic acid, dodecanoic acid, and terephthalic acid. It is a polymer with an ester bond in its main chain.
Polyolefins are based on ethylene, propylene, etc., and in some cases vinyl acetate,
It is a polymer made by blending substituted ethylene such as vinyl acetal as a copolymerization component, and can be modified by saponification in some cases.
Such polymers include polyethylene and polymers partially substituted with carboxyl groups, etc.
Examples include ethylene-vinyl acetate copolymers, saponified polymers thereof, polyvinyl formal, polyvinyl butyral, and the like. Polyurethane is
For example, a polymer obtained by polymerizing an isocyanate compound such as toluene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, or hexamethylene diisocyanate with a monomer or polymer having a hydroxyl group such as butanediol, terminal hydroxyl polyester, poly(oxypropylene ether) polyol, etc. be. These polymers can be powdered in the same manner as the polyamide. Epoxy powder adhesives are based on epoxy resins that are solid at room temperature, such as Epikote 1004, 1009, and 1031 sold by Ciel, and are blended with curing agents such as dicyandiamide, trimethic anhydride, and imidazole. , usually latent curing agents are used. The formulation of curing agents, fillers, etc. for epoxy resins differs depending on the technological level of each company, but there are types on the market that do not completely cure under fusion conditions, but completely harden under bonding conditions. . Powdered adhesives are not limited to these types of adhesives, but can be made using compounding techniques such as combinations of various materials.
Blends of various materials are commercially available because performance, conditions of use, compatibility with adherends, etc. can be changed. Such powder adhesives can be used depending on the purpose. In the method of the present invention, a powdered adhesive is applied onto a hollow metal body and is heat-fused, and in the case of a heat-curing adhesive, it is kept in a "B-stage" state. It is preferable to leave the adhesive in a state where it is, and it is important that it is completely cured at the time of adhesion. Such an approach is fully possible at the current state of the art. Heat fusing conditions vary depending on the type of adhesive used and the differences between thermosetting adhesives and hot melt adhesives, but are usually 80 to 200°C, preferably 100 to 150°C. The heating time is the time required for the adhesive to melt, and ranges from several seconds to several tens of minutes. As a heating method, a hot air circulation heating furnace, infrared heating equipment, far infrared heating equipment, etc. are used. The conveyor used to apply the powder and then heat it must have a structure that allows for quiet conveyance without vibration or pulsation. Also, measures are required to eliminate disturbance factors such as wind. Such structures and measures can be easily implemented using ordinary machining techniques. The means for controlling the angle of repose of an adhesive is not uniquely determined by the type of adhesive, but is dominated by particle size, particle size distribution, etc. Therefore, it can be controlled by the grinding method and classification method, and various additives can be added to further improve the powder properties. Such additives can significantly change the angle of repose by adding small amounts, and representative examples include Aerosil (colloidal silica), fine powder alumina, calcium stearate, magnesium stearate, and stearic acid. This includes a mixture of zinc and other resins. In this case, depending on the type of adhesive, there may be additives that reduce adhesive strength, so consideration must be given to this when blending. The blending ratio is about 0.01 to 0.5%. For example, for polyamide-based materials, the angle of repose can be lowered by adding 0.05 to 0.5% of a lubricant such as calcium stearate.
The method of bonding the adherend to the hollow body with the powdered adhesive fused and fixed is to pressurize it under normal conditions using a heat press.
This can be carried out by heating and then cooling with a cooling press. Alternatively, the hollow body and the adherend can be bonded together by passing them together between heating rolls and then passing them through cooling rolls. The adhesive obtained by such a method can be further improved in workability by bending or the like and can be formed into the desired final shape. The present invention will be specifically explained below with reference to Examples. Example 1 A hollow copper body having the shape shown in Fig. 3 (in Fig. 3, ω = 400 m/m, l = 1200 m/m, outer diameter 7 ×
It has an oval shape of 9m/m. ) is passed through the equipment as shown in Figure 5, and the powdered adhesive FS-
175P (average particle size 60μ, angle of repose 40 degrees, manufactured by Toagosei Kagaku Kogyo Co., Ltd.) was continuously dropped and then heated and fused in a far-infrared furnace. The temperature of the adhesive layer at the outlet of the heating furnace is
The temperature was 125°C, and the adhesive completely melted and was fixed to the upper surface of the hollow body as shown in Figure 1B. The amount of adhesive used was 9 g. The adhesive surface of this hollow body and
Electroplated galvanized steel sheets measuring 500 x 1300 x 0.6 m/m were put together in a hot press set at 210°C, pressed for 90 seconds, and then cooled in a water cooling press. The following tests were conducted on the adherend to which the obtained hollow body was adhered. (1) Adhesive strength 25m/m (ω) x 50 as shown in Figure 4 a and b
It was cut into a size of m/m(l), a wire 6 was inserted into the hollow body as shown in FIG. 4b, and the adhesive strength was measured by pulling in the direction of the arrow. As a result, the adhesive strength is 45Kg
It was hot. In addition, the pulling speed is 10 mm/min, and the temperature is 25°C.
It is. In FIG. 4, 3 is an adherend and 2 is a hollow body. (2) Bending test Hollow body with adherend inside, curvature R = 3m/m
Bending was carried out at the same time, but no phenomena such as peeling were observed. Examples 2 to 3 and Comparative Examples 1 to 2 A circular straight aluminum pipe with an outer diameter of 9 m/m and a length of 300 m/m was used as the material pipe, and a steel plate (SPCC) with a thickness of 0.4 m/m was used as the adherend. Using. A 6/66/12 copolymer nylon powder (melting point: 130°C) was used as the powder adhesive. By blending calcium stearate as an additive, the angle of repose was adjusted as shown in Table 1. In addition, as a primer, an epoxy primer (XS manufactured by Toagosei Chemical Industry Co., Ltd.)
-20) to a thickness of 5μ on the pipe and adherend.
Baked at 200°C for 10 minutes. The powder was spread and fused in the same manner as in Example 1. The temperature of the pipe at the exit of the fusing furnace was 135°C.
Next, the adhesive was combined with the adherend using a hot press, and the adhesive was pressed for 3 minutes at a temperature of 180°C, and then cooled using a water-cooled press to complete the adhesion. Next, in the same manner as in Example 1, it was cut to a width of 25 m/m, and the adhesive strength was measured in the same manner as in Example 1. The pieces cut into a width of 25 m/m were sampled at 6 points equally spaced at a length of 300 m/m, and the strength of each was measured. The results are shown in Table 1.
【表】
比較例 ３
実施例１と同じパイプを用い、そのパイプ形状
に合せて12ｍ／ｍの幅で実施例１と同じ電気メツ
キ亜鉛鋼板に実施例１と同じ粉末状接着剤を施し
た。
その方法は、鋼板を12ｍ／ｍの幅にパイプ形状
に合せて切り抜き、これをマスキング材として用
いた。マスキング材と前記電気メツキ亜鉛鋼板を
重ね合せ、静電塗装機にて粉末状接着剤を120
ｇ／m2の厚みに施したのち、マスキング材を取去
つたのち、実施例１と同様に遠赤外炉にて加熱融
着した。このときの接着剤の使用量は14ｇであつ
た。
かくして得られた接着剤のついた被着体と実施
例１と同じパイプを重ね合せ、実施例１と同様に
接着した。実施例１と同様に25×50ｍ／ｍの寸法
に切断し接着強度を測定した。（試験片の数ｎ＝
５）
[Table] Comparative Example 3 Using the same pipe as in Example 1, the same powdered adhesive as in Example 1 was applied to the same electroplated galvanized steel sheet as in Example 1 at a width of 12 m/m to match the shape of the pipe. The method was to cut out a steel plate with a width of 12 m/m to match the shape of the pipe, and use this as a masking material. Layer the masking material and the above-mentioned electroplated galvanized steel sheet, and apply 120% of powdered adhesive using an electrostatic coating machine.
After applying it to a thickness of g/m 2 and removing the masking material, it was heat-fused in a far-infrared furnace in the same manner as in Example 1. The amount of adhesive used at this time was 14 g. The adherend with the adhesive thus obtained and the same pipe as in Example 1 were placed on top of each other and bonded in the same manner as in Example 1. In the same manner as in Example 1, it was cut into a size of 25 x 50 m/m and the adhesive strength was measured. (Number of test pieces n=
5)
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は、本発明方法の金属製中空体の一例
と、その上面に粉末状接着剤を施した状態図であ
る。第２図は、粉末状接着剤を施す場合の態様を
示す。第３図は、実施例で使用した中空体の形状
を示す。第４図は、実施例で示す接着強度の測定
法を示す。第５図は、本発明方法による粉末状接
着剤を中空体に加熱融着する方法の一例を示す概
略図である。
１，４……接着剤、１０１……メツシユロー
ル、２……中空体、１０２……メツシユロール散
布機、３……被着体、１０３，１０３′……回収
槽、５……帯鋼、１０５……ロンベア、６……針
金、１０６……案内ロール、１０７……加熱部。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a metal hollow body according to the method of the present invention, and a state in which a powdered adhesive is applied to the upper surface of the hollow metal body. FIG. 2 shows an embodiment in which a powdered adhesive is applied. FIG. 3 shows the shape of the hollow body used in the example. FIG. 4 shows a method for measuring adhesive strength shown in Examples. FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a method of heat-sealing a powder adhesive to a hollow body according to the method of the present invention. 1, 4...Adhesive, 101...Mesh roll, 2...Hollow body, 102...Mesh roll spreader, 3...Adherent, 103, 103'...Recovery tank, 5...Strip steel, 105... ... Ronbear, 6... Wire, 106... Guide roll, 107... Heating section.