KR100407558B1 - 합성수지체 접합용 융착재 및 그 접합방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성수지체 접합용 융착재 및 그 접합방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 융착재는 전도성 분말이 혼입되는 합성수지로 형성되는 합성수지 몸체에 금속재가 매입되는 형태로 형성된다. 또 이 융착재는 접합하고자 하는 합성수지체와 동일 재질의 합성수지에 미세한 금속성 또는 비금속성 분말형 전도성 물질을 혼합하여 용융하고, 이 전도성 물질이 혼입된 합성수지 몸체를 접합될 양쪽 합성수지체의 접합면과 가능한 한 동일한 단면을 갖도록 테이프형으로 형성함과 아울러, 이와 같이 형성되는 테이프형의 합성수지 몸체의 내부에 금속선이나 금속 테이프 형상의 금속재를 매설하여 형성된다. 그리고 본 발명의 접합방법은 서로 접합하고자 하는 합성수지체의 접합부 사이에 전기 에너지에 의해 발열되어 융착되는 융착재를 삽입하고, 상기 양쪽 합성수지체의 접합부의 외부에서 전원을 인가하여 합성수지체의 접합부와 융착재를 일체로 융착함을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명은 합성수지로 성형되는 자동차의 차체와 부속품을 포함한 각종 합성수지 판재 및 구조물을 조립하면서 접합부 사이에 융착재를 삽입하고 전기 에너지를 가함으로써 빠른 시간에 간편하게 접합할 수 있고, 일체로 융착시켜 매우 견고하게 접합할 수 있으며, 또 필요한 경우에는 분해도 간편 용이하게 행할 수 있는 이점이 있다.

Description

합성수지체 접합용 융착재 및 그 접합방법{FUSING MATTER FOR JOINING PLASTIC OBJECT AND THEREOF JOINING METHOD}

본 발명은 합성수지체 접합용 융착재 및 그 접합방법에 관한 것으로, 특히 서로 접합하고자 하는 합성수지체의 접합부 사이에 융착재를 삽입하고 전기 에너지를 가하여 접합부의 합성수지를 용융시켜7 일체로 접합할 수 있도록 한 합성수지체 접합용 융착재 및 그 접합방법에 관한 것이다.

일반적으로 합성수지 몸체 판넬이나 구조물을 조립하여 서로 인접한 단부를 연결함에 있어서는 접착제를 도포하여 접합하거나, 볼트와 리벳 등을 이용하여 체결하게 되나, 이와 같은 접합방법은 작업이 번거롭고 까다로우며, 능률이 떨어지는 문제점이 있다.

더욱이 본원인이 개발하여 제2000-10447호 및 제2001-10000호에 선출원한 합성수지 성형물 및 성형방법 및 그 성형장치에 의해 제조되는 성형품, 즉 합성수지로 성형되고, 주벽이 내부에 리브와 공간부가 다단으로 구비되는 이중벽 구조로 형성되며, 자동차용을 포함한 다양한 용도 및 다양한 형태로 형성되는 합성수지체를 서로 조립하여 연결함에 있어서는 위와 같은 접착제에 의한 접합, 그리고 볼트, 리벳 등을 이용한 체결은 작업이 현실적으로 불가능할 뿐 아니라 완벽하게 접합되지 못하고 접합부의 외형이 손상되는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 결함 및 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 서로 접합하고자 하는 합성수지체의 접합부 사이에 융착재를 삽입하고 전기 에너지를 가하여 접합부의 합성수지를 녹여 일체로 접합할 수 있게 되는 합성수지체 접합용 융착재 및 그 접합방법을 제공하고자 함에 목적이 있다.

도 1 내지 도 6은 본 발명을 설명하기 위한 도면으로서,

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 융착재의 종단면도.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 융착재의 종단면도.

도 3은 융착재에 매입되는 금속재의 사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 접합방법으로 접합된 합성수지체의 접합구조를 보인 폭방향 종단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 접합방법으로 접합된 합성수지체의 접합구조를 보인 종단면도.

도 6은 도 4에 도시된 접합구조의 길이방향 종단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1, 2 : 합성수지체 1a, 2a : 접합부

10 : 융착재 10 : 융착재

10a : 후육부 10b : 박육부

10b : 구멍 11 : 금속재

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 합성수지체 접합용 융착재는 전도성 분말이 혼입된 합성수지로 형성되어 서로 접합하고자 하는 양쪽 합성수지체의 접합부 사이에 삽입하고 전기에너지를 가하여 접합하도록 구성된다.

또한, 상기 합성수지 몸체에 금속재가 매입되어 구성된다.

또, 상기 융착재는 바람직한 형태로서 두께가 가늘고 면적이 넓은 테이프형으로 형성되고, 접착 테이프와 같이 롤(roll) 형태로 감아 취급하도록 형성된다.

그러나, 융착재의 치수 및 형상은 필요에 따라 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있다.

상기한 융착재는 접합하고자 하는 합성수지체와 동일 재질의 합성수지에 미세한 금속성 또는 비금속성 분말형 전도성 물질을 35% 이상(바람직하게는 40% 이상 80%이하)의 적정량을 균일하게 혼합 용융하고, 이 전도성 물질이 혼입된 합성수지 몸체를 접합될 양쪽 합성수지체의 접합면과 가능한 한 동일한 단면을 갖도록 테이프형으로 형성함과 아울러 이와 같이 형성되는 테이프형의 합성수지 몸체의 내부에 금속선이나 금속 테이프 형상의 금속재를 매설하여 형성되며, 약 1mm 이하의 적정 두께를 갖도록 고밀도로 압축된 형태로 형성될 수 있다.

상기 융착재는 단면이 직선형, ""형으로 형성될 수 있고, O링 모양의 고리형이나 그 외 특정형으로 고압 사출에 의해 몰드 성형되어 형성될 수 있다.

그리고, 융착재는 합성수지 몸체에 금속 또는 비금속의 전도성 분말을 적당량 고르게 혼합한 후, 고온 고압출로 테이프형 또는 오링형으로 형성할 수 있으며, 이때 전도성 물질은 300℃ 이내에서 녹지 않는 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 전도성 분말을 위한 소재로서 예를 들어 납, 아연, 비스머스류 분말은 부적합한 소재이나 철, 흑연 종류는 양호한 전도성을 가지므로 적합한 소재이고, 분말은 대략 100메쉬 이상일 때에 양호하며, 함량은 40% 이상 80% 이하의 범위에서 혼합하는 것이 바람직하다.

본 발명의 융착재를 이용하여 양쪽 합성수지체를 접합할 때에 순간 발열 온도는 100℃∼500℃로서 융착성이 매우 양호하였다.

그리고, 본 발명에 의한 합성수지체 접합방법은 서로 접합하고자 하는 합성수지체의 접합부 사이에 전기에너지에 의해 발열되어 융착되는 융착재를 삽입하고, 합성수지체의 접합부 외부에서 전원을 인가하여 합성수지체의 접합부와 융착재를 일체로 융착하는 접합방법을 제공한다.

이와 같은 본 발명의 합성수지체 접합방법은 물체의 주벽이 이중벽(다중벽)으로 된 열가소성 자동차 차체 및 부속품이나 이중벽 파이프 플랜지, 조인트 부품을 상호 연결 조립할 때에 서로 결합되는 양쪽부분의 형태에 따라 융착재가 대응되는 형태로 형성되어, 단순한 직선형 평면이나 단면이 운형선을 이루는 복잡한 곡면의 접합면에도 매우 효과적으로 융착시켜 접합할 수 있다.

상기 융착재는 금속재에 저볼트 고암페어의 전원을 인가하게 되면 금속재가1차로 발열되고, 융착재의 합성수지 몸체에 혼입된 전도성 분말이 저항체로 작용하여 합성수지 몸체가 이 금속분말 매체에 의해 2차로 발열되어 융착재가 자체적으로 용융됨과 동시에 양쪽 합성수지체의 융착재와 접촉되는 면도 용융되어 양쪽 합성수지체의 접합면이 매우 짧은 순간에 강력하게 융착 접합된다.

또, 양쪽 합성수지체의 접합부위의 표피에서 유도 가열기로 가열하면 융착재의 금속재와 합성수지 몸체에 혼합된 전도성 분말이 유도 가열되면서 합성수지가 용융되어 양쪽 합성수지체의 접합면이 역시 매우 짧은 순간에 강력하게 융착 접합된다.

또한, 이러한 본 발명의 접합방법을 이용하면 서로 접합된 양쪽 합성수지체의 접합부를 일시에 분리시킬 수도 있다.

따라서, 본 발명의 접합방법을 이용하면 이중벽 구조의 자동차 차체 및 부속품과 같은 이중벽 구조의 성형체를 간편 용이하게 효과적으로 조립 분해할 수 있다.

그리고, 본 발명의 접합방법은 금속, 비금속성 전도체 분말이 적당량 혼입된 수지에 금속 테이프가 매설되어 전기 발열로 1차 가열 용융접착성 테이프가 되겠으나, 금속 테이프가 절단되거나 아에 금속 테이프가 없는 전도성 분말만 수지에 혼합된 테이프일 때에는 직접 전원 공급 없이 고주파 유도가열기(high frequency induction heating)에 의한 가열 방법만으로 충분히 융융 접합됨으로써 어떠한 경우에도 접합 테이프{plastic metalic podwer matrix(TMPM) type of adhesive tape}의 역할을 할 수 있다.

특히, 본 원인이 출원한 발명에 의해 작업공정을 진행중 적정 온도를 유지하지 못한 패널 또는 소량으로 작업 진행을 요할 때에 양면이 개폐된 기존 패널형에 요구되는 부분에만 상기 접합 테이프로 합성수지 덧살 붙이기를 한 후, 예열로를 통과시켜 적정 온도로 가열된 상태에서 요구되는 각 부분별 부위에 천공 및 주입기의 튜브로 고온/고압으로 포밍과 동시에 각 테두리에 인젝션 퀼팅(injection guilting), 사출 몰딩 마감 처리로 완벽한 합성수지 가구, 건축자재 패널 및 자동차 패널 부품, 팔래트(pallet) 등 소량 다품종 생산에 유용하게 활용할 수 있다.

그리고, 종래의 압출 성형공법에서는 압출기 내측압과 블로우잉 몰드의 공압으로 팽창 성형시 소재의 불균형한 팽창 속도로 인한 살 두께가 균질된 블로우잉 성형품 얻을 수 없었으나 매니폴더와 토페도 코어 사이의 내측압 변화시 가변 윙과 외측 모서리 성형용 슬라이드 코어와 덧살붙임용 슬라이드 코어로 난이도 많은 자동차 차체 성형을 가능케 한다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 실시예를 들어 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 6은 본 발명을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1에는 본 발명의 일 실시예에 의한 융착재의 종단면도, 도 3에는 융착재에 매입되는 금속재의 사시도가 각각 도시되고, 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 의한 접합방법으로 접합된 합성수지체의 접합구조를 보인 폭방향 종단면도가 도시되어 있으며, 도 6에는 도 4에 도시된 접합구조의 길이방향 종단면도가 각각 도시되어 있다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명은 서로 접합하고자 하는 합성수지체(1),(2)의 접합부(1a),(2a) 사이에 전기 에너지에 의해 발열되어 융착되는 융착재(10)를 삽입하고, 합성수지체(1),(2)의 접합부(1a),(2a) 외부에서 전원을 인가하여 합성수지체(1),(2)의 접합부(1a),(2a)와 융착재(10)를 일체로 융착함을 특징으로 하고 있다.

그리고, 이 도 1 및 도 2에 도시된 일 실시예는 융착재(10)가 직선형으로 형성되어 양쪽 합성수지체(1),(2)의 접합부(1a),(2a)가 이루는 직선형 공간부에 삽입되어 접합된 형태를 보이고 있다.

상기 융착재(10)의 금속재(11)는 후육부(10a)가 양측 변부에 길이방향으로 형성되고, 그 중간부 영역에 다수개의 구멍(10b)이 형성되며, 각 구멍(10b) 사이에 박육부(10b)가 형성된 구성으로 되어 있다.

상기 양쪽 합성수지체(1),(2)의 접합부(1a),(2a) 사이에 융착재(10)를 삽입한 후, 융착재(10)의 금속재(11)에 저전압 고암페어의 전원을 인가하면 금속재(11)에서 발열이 되고, 합성수지 몸체(12)에 혼입된 전도성 분말에서 발열이 되어 합성수지 몸체(12)와 양쪽 합성수지체(1),(2)의 접합면이 순간적으로 녹아 일체로 접합된다.

또, 상기 양쪽 합성수지체(1),(2)의 접합부(1a),(2a) 사이에 융착재(10)를 삽입한 후, 접합부(1a),(2a)의 외부에서 유도 가열기로 가열하면 융착재(10)의 금속재(11)와 합성수지 몸체(12)에 혼입된 전도성 분말이 발열되면서 합성수지 몸체(12)와 양쪽 합성수지체(1),(2)의 접합면이 순간적으로 녹아 일체로 접합된다.

도 2에는 본 발명의 다른 실시예에 의한 융착재의 종단면도가 도시되고, 도5에는 본 발명의 다른 실시예에 의한 접합방법으로 접합된 합성수지체의 접합구조를 보인 종단면도가 도시된 것으로, 이 다른 실시예는 양쪽 합성수지체(1),(2)의 접합부(1a),(2a)가 이루는 공간부에 그 공간부와 동일한 ""형으로 형성된 융착재(10)가 삽입되어 접합된 것으로, 그 외 다른 구성 및 작용은 위 실시예와 같다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 합성수지로 성형되는 자동차의 차체와 부속품을 포함한 각종 성형품, 특히 합성수지 몸체 주벽이 내부에 리브와 공간부가 이중 또는 다단으로 구비되는 이중벽 또는 다중벽으로 형성되고 다양한 형태로 형성되는 합성수지 판재 및 구조물을 조립하면서 접합부 사이에 테이프형, 오링형을 포함한 다양한 형태의 융착재를 삽입하고 전기 에너지를 가함으로써 빠른 시간에 간편하게 접합할 수 있고, 일체로 융착시켜 난이도가 많은 길이가 큰 면적에 관계 없이 매우 견고하게 접합할 수 있으며, 또 필요한 경우에는 분해도 간편 용이하게 행할 수 있는 이점이 있다.

Claims (13)

1. 전도성 분말이 혼입된 합성수지로 형성되어 서로 접합하고자 하는 양쪽 합성수지체의 접합부 사이에 삽입하고 전기에너지를 가하여 접합하도록 구성된 것을 특징으로 하는 합성수지체 접합용 융착재.
2. 제 1 항에 있어서 상기 합성수지 몸체에 금속재가 매입되어 구성된 것을 특징으로 하는 합성수지체 접합용 융착재.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 융착재의 금속재는 후육부가 양측 변부에 길이방향으로 형성되고, 그 중간부 영역에 다수개의 구멍이 형성되며, 각 구멍 사이에 박육부가 형성된 것임을 특징으로 하는 합성수지체 접합용 융착재.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 융착재는 접합하고자 하는 합성수지체와 동일한 재질의 합성수지에 미세한 금속성 또는 비금속성 분말형 전도성 물질을 혼합하여 용융하고, 이 전도성 물질이 혼입된 합성수지 몸체를 접합될 양쪽 합성수지체의 접합면과 동일한 단면을 갖도록 테이프형으로 형성함과 아울러, 이 테이프형의 합성수지 몸체의 내부에 금속선이나 금속 테이프 형상의 금속재를 매설하여 형성된 것임을 특징으로 하는 합성수지체 접합용 융착재.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 융착재는 상기 합성수지 몸체에 금속 또는 비금속의 전도성 분말을 적당량 고르게 혼합한 후, 고온 고압출로 테이프형 또는 오링형으로 성형한 것임을 특징으로 하는 합성수지체 접합용 융착재.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 전도성 분말은 부피율로서 상기 합성수지 몸체의 40% 이상 80% 이하의 범위에서 혼합되는 것임을 특징으로 하는 합성수지체 접합용 융착재.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 융착재의 금속재는 1mm 이하의 두께를 갖고, 상기 전도성 분말은 대략 100메쉬 이상의 입도를 갖는 것임을 특징으로 하는 합성수지체 접합용 융착재.
8. 제 2 항에 있어서, 상기 융착재의 합성수지 몸체에 혼입되는 전도성 물질은 300℃ 이내에서 녹지 않는 물질인 것을 특징으로 하는 합성수지체 접합용 융착재.
9. 제 2 항에 있어서, 상기 융착재의 발열온도는 100℃∼500℃인 것을 특징으로 하는 합성수지체 접합용 융착재.
10. 서로 접합하고자 하는 합성수지체의 접합부 사이에 전기 에너지에 의해 발열되어 융착되는 제 1 항 내지 제 8 항에 기재된 합성수지 접합용 융착재를 삽입하고, 상기 양쪽 합성수지체의 접합부의 외부에서 전원을 인가하여 합성수지체의 접합부와 융착재를 일체로 융착함을 특징으로 하는 합성수지체 접합방법.
11. 제 10 항에 있어서, 접합하고자 하는 합성수지체가 열가소성 합성수지로 성형되고 주벽이 이중벽으로 형성된 것이며, 상호 연결되는 양쪽 합성수지체의 접합부 형태에 따라 상기 융착재가 대응되는 형태로 형성되어, 직선형 단면이나, 곡선형 단면의 접합면도 융착시켜 접합하도록 된 것을 특징으로 하는 합성수지체 접합방법.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 융착재의 금속재에 전원을 인가하여 상기 융착재의 합성수지 몸체와 양쪽 합성수지체의 접합면을 융착시켜 접합하는 것으로 융착테이프 길이와 넓이에 관계 없이 접합면을 갖는 것을 특징으로 하는 합성수지체 접합방법.
13. 제 10 항에 있어서, 상기 융착재의 금속재에 상기 양쪽 합성수지체의 접합부 외측에서 유도 가열기로 가열하여 상기 융착재의 합성수지 몸체와 양쪽 합성수지체의 접합면을 융착시켜 접합하는 것을 특징으로 하는 합성수지체 접합방법.