JP2005146206A - 接着方法及び接着構造 - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤層の厚み制御が可能であり、かつ被着体相互が非接触となるとともに、作業が簡単で低コストの接着技術を提供する
【解決手段】自動車用ガラス１に対し、接着剤層３を介してインナーミラー取付用ブラケット等の被着体２を接着するに際し、被着体２の接着面に、接着剤を塗布した後、シランカップリング剤を含んだガーゼを載せ、圧着させるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、接着剤を介して被着体相互を接着するに際し、プライマーを使用する接着方法および接着構造に関するものである。

例えば自動車用ガラスに対し、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、ヒンジ等の各部材を取り付ける場合、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自動車ガラス用接着剤が使用されている（例えば特許文献１参照）。

この場合、上記接着剤と被着体であるガラス、金属及びエンジニアリングプラスティックとの界面の接着力を強化するためにプライマーと呼ばれる樹脂やシランカップリング剤を塗布させる手法が古くから用いられている。

しかしながら、このようなプライマーを塗布することは、非常に手間がかかり、作業性やコストアップなどの問題点があった。

一方、この問題点を解決するべく、シランカップリング剤を含有する接着剤が開発・製造されているが、シランカップリング剤を含有することにより、接着剤が不安定になり、結果的に製品寿命が極端に短くなるなどという新たな問題が発生することが判明した。
特開平１１−９２７３５号公報

そこで本発明は、簡単な作業で安価にプライマーを用いることができ、しかも接着剤が不安定になるといった問題をもたらさない接着技術を提供することにある。

上記課題を解決した本発明の接着方法は、接着剤を介して被着体相互を接着する方法において、
プライマー液を保持しかつ保持したプライマー液を放出する機能を有するプライマー液供給材を、被着体の接着面間に挟んだ状態で前記接着を行うことを特徴とするものである。

本発明に従って、プライマー液供給材を接着面間に挟むと、この供給材からプライマー液が接着面に供給され、シランカップリング剤を塗布したのと同じ効果が発揮される。この場合、プライマー液供給材を配置するだけで済むため、塗布作業と比べて容易にしかも安価にプライマーによる効果を得ることができる。また、予め接着剤中にシランカップリング剤を含有させるような場合と異なり、接着剤が不安定になる等の問題が実質的に発生しないという利点ももたらされる。

本発明のプライマー液供給材としては、作業性・低コスト・接着力の確保の観点からガーゼを用いるのが好ましい。特に、一方の被着体がガラスであり、他方の被着体が硬質部材であると、従来の接着方法では、硬質部材とガラスとの直接接触によりガラスに傷を付けてしまうおそれがあるが、本発明においてプライマー供給材としてガーゼを用いると、これが柔軟なスペーサーとなり、傷防止としても機能するため好適である。

また、本発明を自動車用ガラスに対する各種部材の取付けに適用する場合、プライマー液としては、下記一般式で表されるシランカップリング剤を用いるのが好ましい。
Ｙ〜（ＣＨ₂）_nＳｉＸ₃ ・・・（１）
ここに、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。

さらに、この場合における具体的な接着手順としては、前記取付部材に接着剤を塗布し、その接着剤の表面に前記プライマー液供給材を載せた後、この取付部材を他方の被着体に圧着するという手順が推奨される。

他方、本発明においては、上記プライマー液供給材を用いた接着構造も提案される。

以上のとおり、本発明によれば、簡単な作業で安価にプライマーを用いることができ、しかも接着剤が不安定になるといった問題をもたらさない等の利点がもたらされる。

以下、本発明の実施形態について詳説する。
図１および図２は、本発明に係る接着構造の適用例を示している。符号１は自動車用ガラスを示し、符号２はインナーミラー取付用ブラケット等の金属製被着体を示しており、両被着体１，２は接着剤層３により接着されている。そして、本発明に従って接着面間にプライマー液供給材４が挟まれており、このプライマー液供給材４に保持されたプライマー液が接着面に供給された状態で接着がなされている。また、プライマー液供給材４の介在によって接着剤層３の厚みの下限がプライマー液供給材４の厚さに規制され、かつ両被着体１，２は非接触とされている。

本発明のプライマー液供給材４としては、プライマー液を保持し且つ保持したプライマー液を接着面に供給しうるものであれば材質・形状等は特に限定されないが、例えば、織布（ガーゼ含む）、不織布、スポンジ（ゴム・合成樹脂製のものを含む）等を、接着面の形状等に応じて、粒子状、糸状、ひも状、シート状に形成してなるものを用いることができる。

汎用性の観点からは、プライマー液供給材はシート状とするのが好ましく、この場合、接着面相互を繋ぐ接着剤の連続性を担保し、接着面積を極端に減少させないために、所望する接着力の確保に十分な通液性を有する有孔シートとすることができ、この場合、シートの厚さ、透過孔の孔径や数、材質を問わず使用することができる。具体的には、一般的な繊維を織り上げたガーゼや、合成繊維糸を編成した網状体の他、紙、合成樹脂、ゴムなどからなるシートに多数の穴を開口したものを用いることができる。かかる有孔シートは接着面間に介在させたとしても、接着剤が孔を通って両接着面を直接的に繋ぐことができる。なお、粒子状等の場合には、それらの間において両接着面が接着剤層により直接的に接着される。

プライマー液供給材４の厚さや外径は接着剤層３の厚みの下限を定めるものであり、任意に選択できるが、０．１ｍｍ以上とするのが好ましい。プライマー液供給材４の面積や長さは接着面の形状、面積により適宜定めることができるが、被着体の面積より大きくなると、被着体の脇からはみ出して外観見栄えが悪くなり、小さすぎるとプライマー液の吸収率の低下により接着力が悪化したり、接着面全体にプライマー液を供給できない。よって、プライマー液供給材４の面積若しくは長さは、被着体１，２の接着面に対し、５０〜９０％とするのが好ましい。

以上より、プライマー液の保持・供給機能、接着力を阻害しない程度の目の粗さ、コスト及び作業性の良さの点を考慮すると、本発明のプライマー液供給材４の具体例としては、医療用で使われているガーゼが最適である。

接着の手順としては、図１に示すように、一方の被着体２に接着剤３を塗布し、その上にプライマー液を染み込ませた供給材４を載せ、しかる後に図２に示すように、他方の被着体１と圧着させる方法が作業性の点では好ましい。また図示しないが、各被着体１，２の接着面に供給材４をそれぞれ個別に配置し、これらの供給材４側を接着剤を介して接着することもできる。いずれにせよ、プライマー液供給材４が接着面間に配置され、プライマー液が少なくとも一方の被着体と接着剤との間に供給される限り、接着手順は適宜定めることができる。

本発明の接着剤３としては、被着体１，２の種類・用途に応じて適宜選択すれば良く、特に限定されるものではない。接着剤３は、１液であっても２液以上であっても良い。自動車用ガラス１に対して各種部材の取り付けを行う場合を想定すると、接着剤３の具体例としては、シリコーン系接着剤、変性シリコーン系接着剤、ポリサルファイド系接着剤、ポリウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、弾性エポキシ系接着剤、第二世代アクリル（ＳＧＡ）、シアノアクリレート等を挙げることができる。

接着剤３の塗布方式は特に限定されず、使用する接着剤３に最適の方式で行なうことが出来る。接着剤３の塗布量は、被着体１，２の質量や形状等に応じて適宜定めることができる。自動車用ガラス１に各種部材２の取り付けを行う場合を想定すると、接着剤塗布量は０．０２〜０．１ｇ／ｃｍ²とするのが好ましい。

本発明のプライマー液としては、被着体１，２の種類や接着剤の種類、接着物の用途等に応じて適宜定めることができる。自動車用ガラス１に対して各種部材の取り付けを行う場合を想定すると、プライマー液としては、ポリイソシアネート組成物や下記一般式で示されるシランカップリング剤（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有機ケイ素化合物をいう）などを用いることができる。
Ｙ〜（ＣＨ₂）_nＳｉＸ₃ ・・・（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。）

シランカップリング剤は各種のものが市販されており、具体例としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス（βメトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニルシラン、γ―メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアクリルシラン、β―（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ―グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランなどのエポキシシラン、N−β―（アミノメチル）γ―アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β―（アミノエチル）γ―アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ―アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル―γ―アミノプルピルトリエトキシシランなどのアミノシラン、γ―メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ―クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

プライマー液供給材４にプライマー液を保持させる方法としては、供給材４に霧吹きなどでプライマー液を噴霧する方法、供給材４をプライマー液に浸漬し、スクイズ（圧搾）する方法等を用いることができるが、これに限定されるものではない。プライマー液供給材４におけるプライマー液の保持量は、少なすぎると効果が期待できず、多すぎるとかえって硬化を阻害するため、実験等を通じて適宜設定するのが望ましい。具体的に、ガーゼにシランカップリング剤を保持させる場合には繊維重量に対し５〜３０重量部のシランカップリング剤を保持させるのが好ましい。

本発明の被着体１，２は、接着に先立って、埃や油分を除去する為に脱脂をしても良い。脱脂は通常、有機溶剤で行うことができ、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を用いることができるが、これらに限定されるものではない。

本発明の被着体は、図示形態のように一方の被着体１が自動車用ガラスであり、他方の被着体２がインナーミラー取付用ブラケット等の取付部材である場合に好適である。取付部材の材質としては、鋼鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属やＰＢＴ、ＰＥＴ、ＰＯＭ、ポリアミド樹脂などのエンジニアリングプラスティック等、特に限定なく適用できる。また、取付部材としては、インナーミラー取り付け樹脂製ブラケット、キャッチハンドル締結用ブラケット、モール、プロテクター、位置決め基準ピン等があるが、特に限定なく適用できる。また、自動車用ガラス１としては、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があるが、特に限定なく適用できる。

（ピン型被着体の作製）
図３に示すように、接着面が約１７０ｍｍ²の供試被着体Ａを６−ナイロン（三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、ガラス繊維３０％入り、グレード名 １０１３Ｇ（Ｈ）３０−１））を用い、公知の射出成型法で作製した。

（接着剤の準備）
構造用アクリル接着剤（商品名：MA３２０、ＩＴＷインダストリー社製）を、先端にスタチックミキサーノズル（商品名ＭＣ０８−２４、ＭＩＸ ＰＡＣ社製）を装着した2液混合塗布カートリッジ（第1液：活性剤第２液＝１０：１、ＭＩＸ ＰＡＣ社製）に充填した。

（実施例１）
２５℃、６０％相対湿度の雰囲気下で、供試被着体Ａの接着面ｆに上記接着剤を０．１ｇ吐出し、この接着剤の上に、予め１５０mm²の円形に切断した厚さ約０．２ｍｍの医療用ガーゼ（日本薬局方）に、ガーゼ重量に対して２０重量％のγ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業(株)製）を全体に均一になるように含ませたものを載せた後、このガーゼ側面を自動車用黒セラミック付き合わせガラスに接着し、常温で２４時間経時させた後、引張強度を測定し、剥離状態を観察した。また作業者により作業性について評価した。

（比較例１）
ガーゼにシランカップリング剤を含有させずに用いたこと以外は、実施例１と同様にして試験を行った。

（比較例２）
ガーゼに代えて、平均粒経０．２ｍｍのガラスビーズを上下に重ならないように接着面に多数載せた以外は、比較例１と同様にして試験を行った。

（比較例３）
供試被着体の接着面に、接着剤の塗布に先立って、γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業(株)製）を刷毛で塗布した以外は、比較例２と同様にして試験を行った。

（試験結果）
試験結果を表１に示した。表１からも明らかなように、被着体の接着面に、接着剤塗布後、シランカップリング剤を含んだ繊維状シートを載せ、圧着させることで、シランカップリング剤を塗布した場合と同じレベルの引張強度が発揮され、かつ作業性も良好であった。

本発明は、自動車用ガラスに対し、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、ヒンジ等の各部材を取り付ける場合のみならず、他の一般的または特殊な接着用途にも適用できるものである。

本発明に係る接着方法を示した説明図である。 本発明に係る接着構造を示した断面図である。 実験１における供試被着体Ａの正面及び底面を示した図である。

符号の説明

１…自動車用ガラス、２…インナーミラー取付用ブラケット、３…接着剤（及び接着剤層）、４…プライマー液供給材。

Claims (5)

1. 接着剤を介して被着体相互を接着する方法において、
   プライマー液を保持しかつ保持したプライマー液を放出する機能を有するプライマー液供給材を、被着体の接着面間に挟んだ状態で前記接着を行うことを特徴とする接着方法。
2. 前記プライマー液供給材としてガーゼを用いた請求項１記載の接着方法。
3. 一方の前記被着体が自動車用ガラスであり、他方の前記被着体が自動車用ガラスに取付けられる取付部材であり、前記プライマーが下記一般式で表されるシランカップリング剤である、請求項１または２記載の接着方法。
   Ｙ〜（ＣＨ₂）_nＳｉＸ₃ ・・・（１）
   ここに、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。
4. 前記取付部材に接着剤を塗布し、その接着剤の表面に前記プライマー液供給材を載せた後、この取付部材を他方の被着体に圧着する、請求項３記載の接着方法。
5. 接着剤を介して被着体相互を接着してなる接着構造において、
   プライマー液を保持しかつ保持したプライマー液を放出する機能を有するプライマー液供給材を、被着体の接着面間に挟んだ状態で前記接着を行って形成されたことを特徴とする接着構造。

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