JP2006274170A

JP2006274170A - 接着方法及び接着構造

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Publication number: JP2006274170A
Application number: JP2005098455A
Authority: JP
Inventors: Kiminori Araki; 公範荒木; Junji Ishizuka; 順司石塚; Takanori Kido; 隆則城戸
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】接着対象物を短時間で固定することができるとともに、接着作業を効率よく行うことができ、しかも材料コストを増加させることのない接着方法及び接着構造を提供する。
【解決手段】主剤のみで硬化可能であって硬化剤を添加することにより硬化を促進可能な接着剤４を用いるとともに、接着対象物としてのガラス板１に対して主剤のみで接着剤４の塗布を開始した後、主剤に硬化剤を添加しながら接着剤４を塗布し、主剤のみを塗布しながら接着剤４の塗布を終了するようにしたので、接着部分の一部を速やかに硬化させることができ。その際、接着剤４の塗布開始時と終了時にミキサ内に硬化剤を残存させることがなく、ミキサ内の主剤が硬化剤によって硬化することがないので、塗布作業を休止する際にミキサ内を洗浄したり、ミキサ内を主剤または硬化剤に完全に置換する必要がない。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両用窓ガラス、浄化槽の接合部等、各種工業製品や建物の施工等に用いられる接着方法及び接着構造に関するものである。

従来、例えば車両の窓用ガラス板を車体に接合する場合には、ガラス板の周縁部に接着剤を塗布した後、ガラス板を車体の取付位置に組付けることにより、ガラス板と車体とを接着するようにしている。その際、接着剤は瞬時に硬化しないため、例えばガラス板の上端側に固着したストッパを車体側に係止することにより、ガラス板を仮止めするようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平５−９６９５０号公報

ところで、前記ガラス板を１液湿気硬化型接着剤により接着する場合、１液硬化型の接着剤は２液硬化型接着剤よりも長時間を要し、特に低温、低湿度下では硬化時間が長くなるため、寒冷地等では硬化に数日乃至数週間を要する場合がある。このため、車両が工場から出荷された後も接着剤によってガラス板を固定することができず、例えば走行中にガラス板が振動してストッパ部分から異音が発生するなどの不具合を生じていた。

また、２液硬化型接着剤を用いる場合には、１液硬化型接着剤よりも短時間で硬化させることができるため、前述のような不具合を解消することはできるが、この場合は２液の混合比率を厳密に管理する必要があり、接着作業の効率を低下させるという問題点があった。また、２液硬化型接着剤を用いる場合は、主剤と硬化剤とをミキサで混合しながら接着対象物に塗布しているため、接着作業を休止している間にもミキサ内に残った接着剤の硬化が進行する。このため、作業の休止前にミキサを洗浄するか、或いはミキサ内を主剤または硬化剤に完全に置換するといった煩雑な作業を必要とし、この点からも接着作業の効率を低下させていた。更に、接着作業を開始する際は、２液の混合状態が安定するまで接着剤を空出しする必要があるため、接着剤の塗布を速やかに開始することができず、しかも空出しする分だけ接着剤を無用に消費し、材料コストを増加させるという問題点もあった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、接着対象物を短時間で固定することができるとともに、接着作業を効率よく行うことができ、しかも材料コストを増加させることのない接着方法及び接着構造を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、主剤のみで硬化可能であって硬化剤を添加することにより硬化を促進させる接着剤を用いて接着対象物を接着する接着方法において、前記接着対象物に対して主剤のみで接着剤の塗布を開始する第１塗布工程と、第１塗布工程の後に主剤に硬化剤を添加しながら接着剤を塗布する第２塗布工程と、第２塗布工程の後に主剤のみを塗布しながら接着剤の塗布を終了する第３塗布工程とを含むようにしている。

これにより、接着対象物に対して主剤のみで接着剤の塗布が開始された後、主剤に硬化剤が添加されながら接着剤が塗布され、この後、主剤のみを塗布しながら接着剤の塗布が終了することから、主剤に硬化剤を添加した接着部分が速やかに硬化する。その際、接着剤を混合するミキサ内に、接着剤の塗布開始時と終了時に硬化剤が残存することがなく、接着作業の休止中にミキサ内の主剤が硬化剤によって硬化することがない。

また、本発明は前記目的を達成するために、主剤のみで硬化可能であって硬化剤を添加することにより硬化を促進させる接着剤を用いて接着対象物を接着するようにした接着構造において、前記接着対象物に対して主剤のみで接着剤を塗布してなる第１の接着部と、主剤に硬化剤を添加して接着剤を塗布してなる第２の接着部とを形成している。

これにより、例えば接着対象物に対して主剤のみで接着剤の塗布を開始して第１の接着部を形成した後、主剤に硬化剤を添加しながら接着剤を塗布して第２の接着部を形成し、この後、主剤のみを塗布しながら接着剤を塗布して第１の接着部を形成することにより、主剤に硬化剤を添加した接着部分を速やかに硬化させることが可能となる。その際、接着剤を混合するミキサ内に、接着剤の塗布開始時と終了時に硬化剤を残存させることがなく、接着作業の休止中にミキサ内の主剤を硬化剤によって硬化させることがなくなる。

本発明によれば、接着部分の一部を速やかに硬化させることができるので、接着対象物を短時間で固定することができる。その際、接着剤を混合するミキサ内に、接着剤の塗布開始時と終了時に硬化剤を残存させることがなく、ミキサ内の主剤を硬化剤によって硬化させることがないので、塗布作業を休止する際にミキサ内を洗浄したり、ミキサ内を主剤または硬化剤に完全に置換するといった煩雑な作業を必要とせず、接着作業の効率化を図ることができる。また、接着作業を行う際も接着剤の塗布を速やかに開始することができ、しかも２液の混合状態が安定するまで接着剤を空出しする必要もないため、接着剤を無用に消費することがなく、材料コストの低減を図ることができる。更に、接着剤は主剤のみで硬化可能であるため、硬化剤の混合比率を厳密に管理する必要がなく、接着作業の効率化に極めて有利である。

図１乃至図３は本発明の一実施形態を示すもので、図１はガラス板への接着剤特工程を示す図、図２は接着剤塗布装置の概略構成図、図３はガラス板の組付状態を示す車両の要部側面断面図である。

同図に示すガラス板１は、車両のフロント側またはリア側の窓ガラスに取付けられるもので、その上端側の幅方向二箇所には仮止め用のストッパ２が粘着テープ２ａによって固着されている。このガラス板１を車体３に接合する場合には、ガラス板１の周縁部に接着剤４を接着剤塗布装置５によって塗布した後、ガラス板１を図示しない把持機構により吸着して車体３に組付ける。

本実施形態では、主剤のみで硬化可能であって硬化剤を添加することにより硬化を促進させる接着剤４が用いられる。接着剤４の主剤としては、例えば、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、カーボンブラックと、触媒とを含有し、空気中の湿気で硬化可能な組成物が用いられる。より具体的には、空気中の湿気で硬化可能な組成物であって、数平均分子量が１０００〜２００００であり、平均官能価（プレポリマー１分子当りに保有するNCO基の数）が２．０〜３．０のイソシアネート末端ウレタンプレポリマーと、ウレタンプレポリマー１００重量部に対して１０〜１５０重量部配合されるカーボンブラックと、触媒とを含む組成物が主剤として好ましい。この場合、触媒は、３級アミンや有機スズ化合物等の硬化触媒であるが、これらの混合触媒であってもよい。また、主剤に、可塑剤、炭酸カルシウム、クレー等を配合してもよい。

接着剤４の硬化剤としては、ＮＣＯ基と反応しうる活性水素基を含有する平均官能価（１分子当りに保有する、ＮＣＯ基と反応し得る活性水素の数）が１．５〜４．５となる活性水素基含有化合物またはそれらの混合物であって、主剤のウレタンプレポリマーのＮＣＯ基濃度ａ（ｍｏｌ／ｇ）に対して活性水素基の数が０．１ａ〜１０ａ（ｍｏｌ／ｇ）含有する活性水素基含有化合物またはそれらの混合物を含む組成物が用いられる。ここでａは定数である。また、前記硬化剤として、ＮＣＯ基と反応し得る活性水素基を含有する平均官能価（１分子当りに保有する、ＮＣＯ基と反応しうる活性水素の数）が１．５〜４．５となる活性水素基含有化合物またはそれらの混合物に、０．０５〜７０ｗｔ％の水を活性水素化合物として含有させた組成物を用いることもできる。ＮＣＯ基と反応し得る活性水素基としては水酸基やアミノ基等が考えられ、ポリオール、アミン化合物が相当する。前記硬化剤または前記硬化剤組成物に、可塑剤、炭酸カルシウム、クレー、触媒、カーボンブラック等を配合してもよい。

接着剤塗布装置５は、接着剤４の主剤と硬化剤とを混合するミキサ５ａと、ミキサ５ａに取付けられたノズル５ｂと、ミキサ５ａに主剤タンク４ａから主剤を供給する第１のポンプ５ｃと、ミキサ５ａに硬化剤タンク４ｂから硬化剤を供給する第２のポンプ５ｄとから構成され、ミキサ５ａで混合した接着剤４をノズル５ｄから吐出するようになっている。また、ミキサ５ａは周知のスタティックミキサからなり、図示しないロボットアームにより、接着剤４を吐出しながら接着部分に沿って移動するようになっている。

ここで、接着対象物としてのガラス板１に接着剤４を塗布する場合には、図１に示すようにガラス板１の下端側の幅方向ほぼ中央から接着剤４の塗布を開始するとともに、ガラス板１の幅方向一端側から上端側、上端側から幅方向他端側、幅方向他端側から下端側の順にガラス板１の周縁に沿って接着剤４を塗布した後、ガラス板１の幅方向ほぼ中央で塗布を終了する。その際、まず第１のポンプ５ｃを作動して主剤のみによる接着剤４の塗布を開始し（第１塗布工程）、塗布位置がガラス板１の幅方向一端側に移動すると、第２のポンプ５ｄを作動して硬化剤の添加を開始する（第２塗布工程）。これにより、接着剤４に硬化剤が徐々に増加しながら混合され、ガラス板１の幅方向一端側に塗布される。この後、塗布位置がガラス板１の上端側に達すると、接着剤４に対する硬化剤が規定の混合比率に達し、塗布位置がガラス板１の上端側における幅方向他端側に達すると、第２のポンプ５ｄを停止して硬化剤の添加を終了する（第３塗布工程）。これにより、ミキサ５ａに残存する硬化剤が徐々に減少しながら主剤に混合され、ガラス板１の幅方向他端側に塗布される。そして、塗布位置がガラス板１の下端側に達すると接着剤４が主剤のみとなり、ガラス板１の下端側に主剤のみが塗布され、塗布位置がガラス板１の幅方向ほぼ中央に達すると、接着剤４の塗布を終了する。即ち、前述のように接着剤４を塗布することにより、ガラス板１に対して主剤のみで接着剤４を塗布してなる第１の接着部４ｃと、主剤に硬化剤を添加して接着剤４を塗布してなる第２の接着部４ｄとが形成される。

前述のように接着剤４を塗布されたガラス板１は、車体３の窓部に組付けられ、図３に示すように車体３のフランジ部３ａに接着剤４によって接着される。その際、ガラス板１の各ストッパ２がフランジ部３ａの孔３ｂに挿入され、孔３ｂの下端に係止することによりガラス板１がフランジ部３ａに仮止めされる。また、ガラス板１と車体３との隙間はシール材６によって閉塞される。

車体３にガラス板１が組付けられると、接着剤４の硬化によりガラス板１が車体３に固着する。この場合、ガラス板１の下端側には接着剤４の主剤のみが塗布された第１の接着部４ｃが形成され、その上端側には主剤に硬化剤を添加された接着剤４が塗布された第２の接着部４ｄが形成されるため、ガラス板１の上端側の接着剤４が下端側よりも短時間で硬化する。これにより、ガラス板１の下端側の接着剤４が十分硬化していなくとも、上端側が接着剤４の硬化により固定されるため、ガラス板１が安定して保持される。また、フランジ部３ａの孔３ｂはストッパ２の挿入部分よりも大きく形成されているが、各ストッパ２の周囲の接着剤４も短時間で硬化するため、各ストッパ２が速やかに固定される。その際、各ストッパ２の周囲の接着剤４を加熱することにより硬化時間を早めることができる。また、接着剤４の塗布開始時と終了時はそれぞれ主剤のみを塗布しているため、ミキサ５ａ内に硬化剤が残存することはない。

このように、本実施形態によれば、主剤のみで硬化可能であって硬化剤を添加することにより硬化を促進可能な接着剤４を用いるとともに、接着対象物としてのガラス板１に対して主剤のみで接着剤４の塗布を開始した後、主剤に硬化剤を添加しながら接着剤４を塗布し、主剤のみを塗布しながら接着剤４の塗布を終了するようにしたので、接着部分の一部を速やかに硬化させることができ、ガラス板１を短時間で固定することができる。その際、接着剤４の塗布開始時と終了時にミキサ５ａ内に硬化剤を残存させることがなく、ミキサ５ａ内の主剤が硬化剤によって硬化することがないので、塗布作業を休止する際にミキサ５ａ内を洗浄したり、ミキサ５ａ内を主剤または硬化剤に完全に置換するといった煩雑な作業を必要とせず、接着作業の効率化を図ることができる。また、接着作業を行う際も接着剤４の塗布を速やかに開始することができ、しかも２液の混合状態が安定するまで接着剤４を空出しする必要もないため、接着剤４を無用に消費することがなく、材料コストの低減を図ることができる。更に、接着剤４は主剤のみで硬化可能であるため、硬化剤の混合比率を厳密に管理する必要がなく、接着作業の効率化に極めて有利である。

この場合、本実施形態で示した組成物からなる主剤及び硬化剤を用いることにより、第１塗布行程、第２塗布行程及び第３塗布行程の移行を円滑且つ効率よく行うことができる。

また、接着部分の一部が他の接着部分よりも上方に位置するガラス板１に対し、主剤に硬化剤を添加した接着部分が主剤のみの接着部分よりも上方に位置するように接着剤４を塗布するようにしたので、ガラス板１の上端側を下端側よりも短時間で硬化させることができ、仮止め状態のガラス板１を確実に保持することができる。この場合、ガラス板１の各ストッパ２の周囲の接着剤４も短時間で硬化させることができるので、ストッパ２を速やかに固定することができ、例えば走行中のガラス板１の振動によるストッパ２からの異音の発生を確実に防止することができる。

更に、主剤と硬化剤の混合に周知のスタティックミキサからなるミキサ５ａを用いているので、主剤と硬化剤とを簡単な構造により確実に混合することができ、実用化に際して極めて有利である。

尚、前記実施形態では、車両用の窓ガラスを接着する場合を示したが、本発明は、例えば浄化槽の接合部、各種工業製品や建物の施工等、他の用途の接着にも用いることができる。

本発明の一実施形態を示すガラス板への接着剤特工程を示す図接着剤塗布装置の概略構成図ガラス板の組付状態を示す車両の要部側面断面図

符号の説明

１…ガラス板、４…接着剤、４ｃ…第１の接着部、４ｄ…第２の接着部、５ａ…ミキサ。

Claims

主剤のみで硬化可能であって硬化剤を添加することにより硬化を促進させる接着剤を用いて接着対象物を接着する接着方法において、
前記接着対象物に対して主剤のみで接着剤の塗布を開始する第１塗布工程と、
第１塗布工程の後に主剤に硬化剤を添加しながら接着剤を塗布する第２塗布工程と、
第２塗布工程の後に主剤のみを塗布しながら接着剤の塗布を終了する第３塗布工程とを含む
ことを特徴とする接着方法。
前記接着剤の主剤として、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、カーボンブラックと、触媒とを含有し、空気中の湿気で硬化可能な組成物を用いる
ことを特徴とする請求項１記載の接着方法。
前記接着剤の硬化剤として、ＮＣＯ基と反応し得る活性水素基含有化合物またはそれらの混合物を含む組成物を用いる
ことを特徴とする請求項２記載の接着方法。
前記接着剤の硬化剤に０．０５〜７０ｗｔ％の水を含有させる
ことを特徴とする請求項３記載の接着方法。
前記接着剤の主剤と硬化剤とをスタティックミキサによって混合する
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の接着方法。
主剤のみで硬化可能であって硬化剤を添加することにより硬化を促進させる接着剤を用いて接着対象物を接着するようにした接着構造において、
前記接着対象物に対して主剤のみで接着剤を塗布してなる第１の接着部と、主剤に硬化剤を添加して接着剤を塗布してなる第２の接着部とを形成した
ことを特徴とする接着構造。
前記接着剤の主剤として、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、カーボンブラックと、触媒とを含有し、空気中の湿気で硬化可能な組成物を用いた
ことを特徴とする請求項６記載の接着構造。
前記接着剤の硬化剤として、ＮＣＯ基と反応し得る活性水素基含有化合物またはそれらの混合物を含む組成物を用いた
ことを特徴とする請求項７記載の接着構造。