KR100507689B1 - 연결부품 및 접착방법 - Google Patents
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Abstract
(과제) 유리 등의 접착면에 대한 프라이머처리나 접착제의 경화를 위한 제작 체류기간 등을 필요로 하지 않으며, 높은 신뢰성의 접착부를 실현할 수 있는 연결부품 및 그 접착방법을 제공한다.
(해결수단) 피접착체와 다른 부품을 연결하는 연결부품으로서,
상기 연결부품은, 소정의 부분에 상기 피접착체에 접착되는 핫멜트 수지가 부착되고, 또 다른 부분에 상기 연결부품과 상기 다른 부품을 연결하는 연결수단을 가지며,
상기 핫멜트 수지는, 융점이 80℃∼200℃인 수지에 체적저항율이 10-2Ωㆍ㎝ 이하인 도전물질을 1∼30용량% 함유시킨 것이고, 40㎒의 주파수에 있어서 유전정접이 0.03 이상인인 연결부품.
Description
본 발명은 자동차의 윈도 레귤레이터에 창유리를 부착하기 위한 유리와 다른 부품을 연결하는 연결부품, 유리와 부품을 접착하는 접착방법에 관한 것이다.
도 11은 자동차의 창유리(130)를 지지하는 종래의 유리홀더(110) 및 이것을 승강시키는 승강기구를 구성하는 롤러 가이드(112)를 나타낸 사시도이다. 상기 창유리(130)는 유리홀더(110)에 고정되고, 이 유리홀더(110)는 승강기구를 구성하는 롤러 가이드(112)에 볼트(140) 등을 사용하여 부착된다.
도 12는 도 11의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선 단면도이다. 창유리(130)는 유리홀더(110)의 U자 형상부(111)에 우레탄 접착제 등의 접착제(107)에 의해서 접착된다. 또, 유리홀더(110)의 부착부(103)에는 롤러 가이드(112)에 부착하기 위한 부착구조로서 인서트 너트(109)가 장착되어 있다. 따라서, 도 11에 나타낸 바와 같이, 볼트(140)만을 사용하여 롤러 가이드(112)에 부착하는 것이 가능하게 된다.
상기한 구성에 의하면, 창유리와 유리홀더와의 사이에 우레탄 접착제 등을 충전시켜서 창유리와 유리홀더를 접착하고, 이 유리홀더를 승강기구에 부착할 수 있다.
그러나, 상기한 유리홀더를 사용하는 경우, 창유리와 유리홀더의 접착을 강고하게 하기 위해서, 창유리 및 유리홀더의 접착면에는 프라이머처리를 할 필요가 있었다. 또, 접착제로서의 우레탄 수지가 완전히 경화될 때까지는 약 24시간이 필요하기 때문에, 그 동안에는 조립작업을 진행시킬 수 없었다. 따라서, 제품이 제작 도중상태에서 체류됨으로써 생산성을 저하시켜 왔다.
또한, 접착제가 경화될 때까지는 창유리에 끼워져 있는 유리홀더가 자중에 의해서 빠져 떨어지지 않도록 유리홀더의 U자 형상부가 창유리에 알맞게 끼워맞춰질 필요가 있다. 이와 같이 하기 위해서는, 유리홀더의 치수 정밀도를 소정 범위 내에서 관리하고, 또한 창유리의 두께마다 유리홀더를 보유할 필요가 있었다.
또, 소정의 접착강도를 확보하기 위해서, 접착강도 프라이머제나 우레탄 접착제 등의 보관방법이나 사용기한도 관리할 필요가 있었다. 게다가, 유리홀더에 금속 너트를 인서트 성형하기 위해서, 유리홀더의 성형가공에 많은 공정수를 필요로 함으로써 생산성이 저하된다는 문제도 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 고주파 유도가열에 의해서 발열되는 발열체를 함유시킨 가열 발포성 수지를 사용하는 접착방법이 제안되었다(일본국 특개평 6-206442호 공보). 이 방법에 의하면, 상기 가열 발포성 수지를 유리홀더와 창유리와의 사이에 배치하고서 고주파 유도가열을 한다. 이 고주파 유도가열에 의해서 도전체 등의 발열체가 발열되면, 가열 발포성 수지가 발포되어 유리홀더와 창유리와의 사이의 틈새에 충전됨으로써 접착된다. 이와 같은 접착제는 가열경화되기 때문에, 단시간에 경화됨으로써 제작품을 묵혀 둘 필요가 없다.
그러나, 상기 가열 발포성 수지는 접착강도가 그다지 크지 않기 때문에 내구성에 문제가 있다. 즉, 접착처리후에는 전체가 접착제만으로 구성되는 접착제에 비해서 공극이 많이 배치되기 때문에 접착강도가 저하된다는 문제가 있다.
상기한 문제를 해결하기 위해서, 광범위한 접착용 수지가 개발되고 있으며, 접착시간이 짧고 접착강도를 향상시킨 몇몇개의 접착용 수지가 개시되어 있다(예를 들면, 일본국 공개특허 2002-188068호 공보, 공개특허 2002-97445호 공보, 공개특허 2002-3805호 공보, 공개특허 2001-39155호 공보).
그러나, 상기에 개시된 접착용 수지는 접착부의 신뢰성이라는 점에서 아직 충분하지 않고, 또 창유리에 대한 예비처리나 접착처리후의 체류시간을 해소하는데는 이르지 못했다.
본 발명은, 유리에 대한 프라이머처리나 접착제의 경화를 위한 제작체류기간 등을 필요로 하지 않으며, 높은 신뢰성의 접착부를 실현할 수 있는 유리와 다른 부품을 연결하는 연결부품, 유리와 부품을 접착하는 접착방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 연결부품은, 피접착체와 다른 부품을 연결하는 연결부품이다. 상기 연결부품은 소정의 부분에 상기 피접착체에 접착되는 핫멜트 수지가 부착되고, 또 다른 부분에 상기 연결부품과 상기 다른 부품을 연결하는 연결수단을 가지고 있다. 상기 핫멜트 수지는 융점이 80℃∼200℃인 수지에 체적저항율이 10-2Ωㆍ㎝ 이하인 도전물질을 1∼30용량% 함유시킨 것이고, 40㎒의 주파수에 있어서 유전정접이 0.03 이상인 것이다.
상기 구성에 의하면, 접착용의 상기 핫멜트 수지만을 단시간 가열함에 의해서 핫멜트 수지를 용융시키고, 이것을 방냉함으로써 필요한 접착강도를 얻을 수 있다. 따라서, 피접착체, 예를 들면 피접착체로서 적용되고 있는 유리에 가열에 의한 영향을 남기는 일이 없으며, 작은 가열 스페이스에서 상기 접착작업을 용이하게 할 수 있다. 즉, 가열로 등을 설치할 필요가 없다. 따라서, 에너지 소비라는 관점에서도 유리하고, 또한 바람직한 작업 환경을 유지하기 쉽다. 상기한 피접착체는 무기물, 유기물 등 어떠한 재료이어도 되고, 예를 들면 세라믹스(유리를 포함한다), 금속, 수지, 고무, 목재 등을 예시할 수 있다.
상기 핫멜트 수지가 부착된 연결부품의 소정의 부분에 소정 높이의 볼록부가 형성되어 있어도 된다.
상기 구성에 의하면, 유리와 연결부품과의 사이에 볼록부의 높이만큼의 틈새가 생긴다. 따라서, 연결부품에 있어서는, 유리홀더편과 마찬가지로, 유리와 연결부품에 압력을 부가하여 맞닿게 할 때, 압력부가에 수반되는 스트로크(압력부가에 의한 압입길이)를 조정하지 않아도 상기 틈새에 용융된 핫멜트 수지를 배치할 수 있다. 상기 볼록부는, 상기한 바와 같이 동일 직선상에 위치하지 않는 3개소에 형성함으로써, 안정하게 상기 접착후의 핫멜트 수지의 두께를 얻을 수 있다.
상기 연결부품이, 프론트 유리에 룸 밀러를 연결하는 룸 밀러 베이스부재, 천정 유리에 라이닝을 고정시키기 위한 라이닝 고정수단을 연결하는 연결부품, 밀러를 밀러 케이스에 연결하는 밀러 홀더 중 어느 하나인 것으로 할 수 있다.
상기한 바와 같이 핫멜트 수지를 구비한 연결부품을 사용하면, 접착제인 핫멜트 수지의 보관을 수지와 동등하게 취급하면 되기 때문에, 사용시기 등의 제한, 이것을 만족시키기 위한 기한관리 등을 할 필요가 없게 된다. 또, 유리 등에 대한 프라이머처리를 하는 일 없이, 상기 사이드 밀러 등을 높은 신뢰성으로 유리에 부착할 수 있다.
본 발명의 접착방법은, 다른 부품과 유리를 연결하는 연결부품의 접착방법이다. 이 접착방법은, 연결부품의 부분에, 융점이 80℃∼200℃인 폴리올레핀계 수지에 체적저항율이 10-2Ωㆍ㎝ 이하인 도전물질을 1∼30용량% 함유시키고, 40㎒의 주파수에 있어서 유전정접이 0.03 이상인 핫멜트 수지를 부착하는 공정과, 핫멜트 수지와 유리가 눌려 맞닿도록 하고, 핫멜트 수지를 포함하는 영역을 가열하는 공정을 구비한다.
상기 접착방법에 의해서, 연결부품과 유리를 단시간에 큰 접착강도를 유지하도록 접착할 수 있다. 그 외, 유리홀더를 사용한 유리의 장착과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 접착제의 사용기한이나 보관방법에 주의를 배려할 필요가 없게 된다. 또, 필요개소에만 전력을 투입할 수 있기 때문에, 에너지 소비를 절약할 수 있다. 또, 가열로 등을 필요로 하지 않아 작은 작업 스페이스에서 실시할 수 있는 이점을 가진다. 또한, 작업환경도 양호하게 유지하는 것이 용이하다.
상기 접착방법에 있어서의 상기 핫멜트 수지를 포함하는 영역을 가열하는 공정에서는, 유전가열, 회전마찰가열, 진동마찰가열, 초음파가열, 레이저광가열, 적외선가열, 열판가열 및 열풍가열 중 적어도 어느 하나에 의해서 가열하여도 된다.
(발명의 실시형태)
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.
(1) 유리홀더의 구조
도 1은 유리홀더(10)를 나타내는 사시도로서, (a)는 유리홀더(10)를 구성하는 제 1 홀더편(11)을, (b)는 유리홀더(10)를 구성하는 제 2 홀더편(12)을 나타내고 있다. 또, (c)는 제 1 홀더편(11)에 삽입되는 너트(9)를 나타내고 있다.
제 1 및 제 2 홀더편(11,12)에 있어서의 유리(30)에 면하는 접착벽부(2)에는 후술하는 핫멜트 수지인 유전가열 접착용 수지(7)가 부착되어 있다. 또한, 제 1 및 제 2 홀더편(11,12)의 접착벽부(2)에는 유리(30)측을 향해서 돌출되는 볼록부(2a)가 3개 이산적(離散的)으로 형성되어 있다.
유전가열 접착용 수지(7)는, 상기 볼록부(2a) 및 나머지 벽면에 접하도록, 2색 성형에 의해서 제 1 및 제 2 홀더편(11,12)의 접착벽부(2)에 부착되어 있다. 또한, 유전가열 접착용 수지(7)에는 상기 볼록부(2a)에 대응하는 위치에 오목부가 형성되어 있으며, 상기 볼록부(2a)를 받아들이도록 하고 있다. 이와 같은 오목부는 2색 성형시에 자동적으로 형성된다.
제 1 홀더편(11)에는 유리(30)의 단면에 맞닿아서 유리(30)의 하중을 직접 받는 유리 받이부(4)가 형성되어 있다. 이 유리 받이부(4)는 제 1 홀더편(11)에만 형성하여도 되고, 제 1 및 제 2 홀더편(11.12) 모두에 형성하여도 된다. 또, 제 1 및 제 2 홀더편(11,12)은 서로 걸어맞출 수 있도록, 제 1 홀더편(11)에는 걸어맞춤 볼록부(5a)가, 제 2 홀더편(12)에는 상기 걸어맞춤 볼록부(5a)가 걸어맞춰지는 볼록부 수납부(5b)가 형성되어 있다.
또한, 제 1 홀더편(11)에 있어서의 부착부(3)의 너트 장착 오목부(8)에는 암나사(9a)를 형성한 금속 너트(9)가 삽입된다. 암나사(9a)는 부착부(3)에 형성된 관통구멍(3a)과 동일 축선상에 놓이도록 배치된다.
도 2는 상기 유리홀더(10)에 유리(30)를 장착한 상태의 단면도이다. 제 1 및 제 2 홀더편(11,12)의 볼록부(2a)의 높이와 같은 두께의 유전가열 접착용 수지(7)에 의해서 제 1 및 제 2 홀더편(11,12)의 접착벽부(2)와 유리(30)가 접착되어 있다. 핫멜트되어 고화된 상기 유전가열 접착용 수지(7)는 강고하게 제 1 및 제 2 홀더편(11,12)과 유리(30)를 접착하고 있다. 승강장치(13)의 롤러 가이드(14)에 부착할 경우에는 제 2 홀더편(12)측에서 볼트를 삽입하여 제 1 홀더편(11)에 장착된 너트(9)의 암나사(9a)에 나사결합시킨다.
도 3은 사이드 윈도용 유리(30)를 승강기구(13)에 부착한 상태를 나타내는 구성도이다. 유리(30)를 유지하는 유리홀더(10)는 승강장치(13)의 일부를 구성하는 롤러 가이드(14)에 부착된다. 상기 유리홀더(10)를 사용함으로써 유리(30)를 견고하게 또한 생산성 좋게 승강장치(13)에 부착하는 것이 가능하게 된다.
(2) 연결부품의 구조
도 4는 본 발명의 실시형태에 있어서의 연결부품을 나타내는 도면이다. 도 4에 나타내는 실시형태에서는, 연결부품인 룸 밀러 베이스부재(21)가 접착제로서 기능하는 핫멜트 수지(7)를 구비하고 있다. 핫멜트 수지(7)에 대해서는 후술하는 "(3) 핫멜트 수지"에서 상세하게 설명한다.
상기 룸 밀러 베이스부재(21)에는, 룸 밀러(25)를 룸 밀러 베이스부재(21)에 연결하는 연결수단인 커플러(22), 플렉시블 암(23) 및 각도조정부재(24)가 부속되어 있다. 상기 연결부품을 형성하는 재료로서는 상술한 바와 같은 PBT나 ABS 등의 엔지니어링 플라스틱 등을 사용하는 것이 좋다.
상기한 바와 같이 핫멜트 수지를 구비한 연결부품을 사용함으로써, 프론트 유리(20)에 대한 프라이머처리가 불필요하게 되어 단시간에 룸 밀러(25)를 부착할 수 있기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있다. 또, 접착제인 핫멜트 수지의 보관은 수지와 동등하게 취급하면 되기 때문에, 사용시기 등의 제한, 이것을 만족시키기 위한 기한관리 등을 할 필요가 없게 된다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시형태에 있어서의 도어 밀러의 구성을 나타내는 도면이다. 도 5에 있어서, (a)는 도어 밀러 케이스(31)를, (b)는 밀러 홀더(32)를, (c)는 밀러(33)를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6에 나타내는 실시형태에서는, 연결부품인 밀러 홀더(32)가 접착제로서 기능하는 핫멜트 수지(7)에 의해서 그 접착영역(32a)에서 유리인 밀러(33)의 이면(33b)과 접착되어 있다. 외부로 노출되는 밀러 면은 밀러의 표면(33a)이다. 또, 밀러 홀더(32)는 연결수단인 나사(35)에 의해서 도어 밀러 케이스(31)에 연결되어 있다. 상기 연결수단인 나사(35)는 연결부품인 밀러 홀더(32)에 부속되어 있다. 핫멜트 수지에 의해서 밀러와 접착되는 연결부품에 대해서는 상술한 바와 같이 PBT나 ABS 등의 엔지니어링 플라스틱을 사용할 수 있다.
상기한 바와 같이 핫멜트 수지를 구비한 연결부품을 사용함으로써, 상술한 룸 밀러와 마찬가지로, 유리인 밀러에 대한 프라이머처리가 불필요하게 되어 단시간에 도어 밀러를 부착할 수 있기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있다. 또, 접착제인 핫멜트 수지의 보관은 수지와 동등하게 취급하면 되기 때문에, 사용시기 등의 제한, 이것을 만족시키기 위한 기한관리 등을 할 필요가 없게 된다.
도 7은 천정 유리(51)에 라이닝(58)을 부착하는 구성을 나타내는 도면이다. 천정 유리(51)에는 연결부품(52)이 접착되어 있으며, 이 연결부품(52)의 연결수단인 암나사(53)에 라이닝(58)에 배치된 수나사(55)를 나사결합함으로써 라이닝(58)이 천정 유리(51)에 부착된다. 또, 천정 유리(51)에 장착된 걸어맞춤부(61)에 라이닝(58)에 장착된 걸림부(59)가 걸어맞춰진다.
도 8의 (a)는 상기 연결부품(52)을 나타내는 단면도이다. 연결부품(52)은 접착제로서 기능하는 핫멜트 수지(7)에 의해서 천정 유리(51)에 접착되어 있다. 또, 연결부품(52)에는 라이닝(58)을 연결하기 위한 연결수단인 암나사(53)가 형성되어 있다. 도 8의 (b)에는 연결부품(52)에 연결되는 라이닝(58)과, 이 라이닝(58)에 형성된 오목부(57)에 배치된 수나사부(55a)를 가지는 수나사(55)가 도시되어 있다. 상기 수나사(55)와 라이닝(58)의 오목부(57)와의 사이에 다른 부품 등을 끼우고서 부착할 수도 있다. 상기 핫멜트 수지에 의해서 천정 유리와 접착되는 연결부품에 대해서는 상술한 바와 같이 PBT나 ABS 등의 엔지니어링 플라스틱을 사용할 수 있다.
상기한 바와 같이 핫멜트 수지를 구비한 연결부품을 사용함으로써, 천정 유리에 대한 프라이머처리가 불필요하게 되어 단시간에 라이닝을 부착할 수 있기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있다. 또, 접착제인 핫멜트 수지의 보관은 수지와 동등하게 취급하면 되기 때문에, 사용시기 등의 제한, 이것을 만족시키기 위한 기한관리 등을 할 필요가 없게 된다.
(3) 핫멜트 수지
본 실시형태에서는 핫멜트 수지로서 유전가열 접착용 수지를 사용하고 있으나, 본 발명에서는, 넓게는 가열에 의해서 일단 용융된 후 실온에서 냉각된 시점에서 경화상태에 있는 수지라면 어떠한 수지라도 된다. 다만, 유전가열 접착용 수지는 가열이 용이하고 작업성이 좋기 때문에, 유리홀더에 사용하는데 매우 적합하다.
본 발명에서 사용하는 유전가열 접착용 수지는, 융점이 80℃∼200℃인 폴리올레핀계 수지에 체적저항율이 10-2Ωㆍ㎝ 이하인 도전물질을 1∼30용량% 함유시키고, 40㎒의 주파수에 있어서 유전정접이 0.03 이상인 것을 특징으로 하는 수지를 주성분으로 하는 고주파 접착용 수지 조성물이다. 또, 유전정접이 0.05 이상인 고주파 접착용 수지 조성물인 것이 바람직하다. 또한, 도전물질의 체적저항율이 10-4Ωㆍ㎝ 이하이고, 5용량% 이상 함유하는 고주파 접착용 수지 조성물인 것이 보다 바람직하다.
상기 유전가열 접착용 수지에 사용되는 도전물질로서는 체적저항율이 10-2Ωㆍ㎝ 이하인 철, 구리, 은, 탄소섬유, 카본블랙 등을 들 수 있다. 이것들 중에서 철계 도체나 탄소섬유가 수지에 대한 영향이나 경제성의 관점에서 바람직하다. 체적저항율로서는 10-4Ωㆍ㎝ 이하가 바람직하며, 소위 철, α철, β철, γ철, 탄소강 등 특히 제한되지 않는다. 함유량으로서는 1∼30용량%가 필요하고, 바람직하게는 5∼25용량%가 필요하다. 특히 7용량% 이상에서 유전가열 접착용 수지가 유전가열에 의해서 가열되는 효과가 현저하게 커지게 된다. 도전물질이 1용량% 이하에서는 발열량이 부족하여 접착 가능한 온도까지 상승시키는데 장시간을 필요로 하기 때문에 바람직하지 않다. 또, 30용량% 이상에서는 접착력이 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 또, 형상은 분말상, 침상(針狀), 인상(鱗狀), 망상(網狀)이어도 되며, 접착상대의 형상 등에 따라서 선택된다. 어떠한 형상에도 대응할 수 있는 관점에서 분말상이 바람직하다. 분말상, 침상, 인상인 경우에는 이겨서 사용하는 경우가 많다. 또, 망상인 경우에는 적층이나 인서트 성형되어 사용된다. 또, 이겨서 사용하는 경우, 발열체는 60메시 패스의 크기가 바람직하다. 도전물질을 1용량% 이상, 특히 5용량% 이상 함유시켜 체적저항율을 낮춤으로써, 이유는 아직 불명하나 고주파 전압의 인가에 대해서 유전체 역률이 커지게 되어, 유전율과의 곱인 유전손실계수가 비약적으로 커지게 된다. 고주파 전압을 인가할 때, 유전손실계수가 크면 발열량이 높기 때문에 승온속도가 빨라지게 되고, 핫멜트계 접착제가 단시간에 용융되기 때문에 공정단축을 실현할 수 있다.
유도가열은 전자유도에 의해서 피가열체인 도체에 와전류 등을 발생시켜 저항에 의해서 발열시키는 것에 대해서, 유전가열은 부도체에 전압을 인가하여 분극에 의해서 발생하는 내부마찰열을 이용한다. 내부마찰은 유전정접으로서 측정된다. 저항율이 매우 작고, 따라서 유전정접이 0.0001 이하로 매우 작은 도체를 유전정접이 0.01∼0.03인 수지(예를 들면, 폴리올레핀계 수지)에 배합하여 그 유전정접이 0.03 이상으로 되는 것은 이제까지 알려져 있지 않다.
또, 상기 유전가열 접착용 수지에 사용되는 융점이 80℃∼200℃인 수지, 예를 들면 폴리올레핀계 수지는 특히 접착성의 관점에서 각각 이것들의 공중합체를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 고온에서의 접착강도의 관점에서 융점은 80℃ 이상, 바람직하게는 90℃ 이상 필요하며, 융점이 180℃ 이상, 특히 200℃ 이상으로 되면 접착제가 용융될 때까지 시간이 소요되기 때문에 바람직하지 않다. 유리에 접착할 경우, 접착성을 향상시키기 위해서, 실라놀기와 수지의 말단이나 변성에 의해서 투입된 반응성 관능기를 가지는 커플링제를 함유시키는 것이 바람직하다. γ아미노프로필트리에톡시실란, β(3,4에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ글리시독시프로필트리메톡시실란, γ메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, Nㆍβ(아미노에틸)γ아미노프로필트리메톡시실란을 예로서 들 수 있다.
폴리올레핀계 수지로서는 공중합 폴리프로필렌계, 공중합 폴리에틸렌계, 에틸렌과 프로필렌 공중합체, 에틸렌ㆍ프로필렌ㆍ디엔계, 에틸렌-α올레핀계의 수지에서 선택되는 1종 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또, 접착성의 향상을 위해서, 모노머성분으로서 아세트산비닐, 메틸메타크릴레이트, 에틸렌아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 메타크릴산, 아크릴산, 메타크릴산염 등이 3∼50몰% 공중합되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 무수카르복시산기, 에폭시기, 수산기, 이소시아네이트기를 함유하는 모노머가 공중합이나 그래프트중합되어 있는 것이 특히 바람직하다. 불포화 카르복시산모노머나 글리시딜메타크릴레이트의 공중합이나 무수말레산의 그래프트변성이 바람직하다. 이 관능기의 도입에 의해서 상기 실라놀화합물의 안정화와 강화 열가소성 수지와의 접착성이 개선된다.
상기 유전가열 접착용 수지가 사용되는 피접착체는, 본 발명의 경우, 연결부품의 본체를 구성하는 재료, 예를 들면 수지, 특히 엔지니어링 플라스틱과 유리이다. 연결부재의 본체를 구성하는 재료로서는 상기한 수지 이외에 세라믹스, 금속 등 어느 것이나 되며, 특히 한정되지 않는다. 수지로서는 열경화성 수지ㆍ열가소성 수지 어느 것에 대해서도 피접착체가 될 수 있다. 상기 유전가열 접착용 수지를 사용하는 경우, 유전가열 접착용 수지만이 선택적으로 가열되기 때문에, 융점이 200℃ 이하인 열가소성 수지를 피접착체로 할 수도 있다. 피접착체에 의해서 폴리올레핀계 수지에 관능기가 도입되는 것은 접착강도를 증가시키기 때문에 바람직하다.
유전가열 접착용 수지에 있어서는, 도전물질을 융점이 80℃∼200℃인 수지, 예를 들면 폴리올레핀계 수지에 미리 압출기나 니더나 롤러로 용융 혼련하거나, 또는 수지를 시트형상으로 성형한 후 적층 혹은 샌드위치 성형하거나, 또는 망상 발열체를 금형 내에 인서트하여 사출성형하여 제공된다. 사용되는 압출기나 니더나 롤러의 종류나 혼련조건에 대한 제한은 특히 없다.
또, 유전가열 접착용 수지에는 상용의 첨가제, 내가수분해제, 안료를 첨가하여도 된다. 열안정제로서는 힌더드페놀계, 티오에테르계, 포스파이트계 등이나 이것들의 조합을 들 수 있다. 내후제로서는 카본블랙, 벤조페논, 트리아졸계, 힌더드아민계 등을 들 수 있다. 또, 내가수분해제로서는 카르보디이미드, 비스옥사졸린, 에폭시, 이소시아네이트화합물을 들 수 있다. 또, 안료로서는 폴리올레핀계 수지의 상용의 내열 안료가 사용된다.
(4) 접착방법
계속해서 유리를 접착하는 수순에 대해서 설명한다.
우선, 제 1 홀더편(11)의 걸어맞춤 볼록부(5a)와 제 2 홀더편(12)의 볼록부 수납부(5b)를 걸어맞춘다. 이어서, 유리(30)를 양 홀더편(11,12) 사이에 끼워지도록 배치한다. 이 때, 너트(9)가 너트 장착 오목부(8)에 삽입되어 있어도 되고 삽입되어 있지 않아도 된다. 유리(30)를 양 홀더편(11,12) 사이에 끼운 상태에서 고주파 유전가열에 의해서 유전가열 접착용 수지(7)를 가열한다. 이 때, "제 1 홀더편/유전가열 접착용 수지/유리/유전가열 접착용 수지/제 2 홀더편"과 같이 적층된다.
고주파 유전가열에서는, 제 1 및 제 2 홀더편(11,12)을 유리(30)에 근접하는 방향으로 가압하면서 상부 전극과 하부 전극에 고주파 발진기로부터 고주파 전압을 걸어서 유전 발열시킨다. 시간이 경과함에 따라서 유전가열 접착용 수지(7)의 온도가 상승하여 그 융점 이상이 되면 유동하여 접착된다. 유전가열 접착용 수지(7)는 용융상태 또는 이것에 가까운 상태로 되어 무르기 때문에 상기 가압력에 의해서 용이하게 눌려지며, 틈새가 좁혀진 만큼 외부에 배제된다. 그러나, 양 홀더편(11,12)에는 볼록부(2a)가 배치되어 있기 때문에, 볼록부(2a)의 선단이 유리(30)와 접촉하면, 그 이상 양 홀더편(11,12)과 유리(30)가 근접하지 않게 된다. 따라서, 볼록부(2a)의 높이에 상당하는 유전가열 접착용 수지(7)가 양 홀더편(11,12)과 유리(30)와의 사이에 배치되어 접착에 기여할 수 있다.
따라서, 볼록부(2a)는 적어도 3개가 일직선으로 형성되지 않도록 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 볼록부(2a)가 3개 이상인 것은 불가결한 것이 아니며, 양 홀더편(11,12)과 유리(30)와의 사이의 간격을 곤란없어 유지할 수만 있으면 된다. 예를 들면, 소정 이상의 면적을 가지는 평탄부를 가진다면 1개의 볼록부이어도 된다.
접착한 상태에서 고주파 전압을 끊고, 방냉 또는 에어 등으로 냉각한다. 본 발명의 유전가열 접착용 수지는 융점 이상에서 접착되고, 접합된 조립품은 유전가열 접착용 수지의 융점 이하에서 사용된다.
상기 유전가열 접착용 수지에 고주파 전압을 인가하면, 고주파 유전가열에 의해서 유전가열 접착용 수지만이 가열되기 때문에, 피접착체 전체를 가열로 내에서 처리할 필요가 없으며, 따라서 큰 피접착체에 특히 유효하다. 또, 유전가열 저착용 수지만을 선택적으로 가열할 수 있기 때문에, 피접착체의 일부에 내열성이 낮은 부품을 포함하는 경우의 조립에도 유효하다.
이상에서는 가열방법으로서 고주파 유전가열방법만을 설명하였으나, 본 발명에서는 고주파 유전가열방법에 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 유도가열, 회전마찰가열, 진동마찰가열, 초음파가열, 레이저광가열, 적외선가열(열선가열), 열판가열 및 열풍가열 중 적어도 어느 하나에 의해서 가열한다
(5) 핫멜트 수지의 성형방법
종래의 핫멜트 수지는, 용융상태의 핫멜트 수지를 압출기에 의해서 스테인리스제의 벨트 컨베이어에 토출하고, 이것을 수조 내에 통과시켜서 냉각함으로써 시트형상으로 형성하였다. 즉, 종래의 핫멜트 수지의 형상은 시트형상으로 제한되었다. 본 발명에 있어서의 핫멜트 수지는 융점이 80℃∼200℃이기 때문에, 금형 온도를 70℃ 이하로 가열하고서 용융된 핫멜트 수지를 압출할 경우 금형에 부착되지 않는다. 따라서, 금형 내면에 부착방지처리를 할 필요가 없으며, 임의의 형상의 핫멜트 수지를 성형할 수 있다.
이 결과, 예를 들면, 도 9에 나타낸 바와 같이 언더컷에 의한 핫멜트 수지(7)의 접착벽부(2)에 대한 임시고정 혹은 연결부품(21,32,52)에 대한 임시고정이 가능하게 된다. 또, 도 10에 나타낸 바와 같이, 돌조에 의한 핫멜트 수지(7)의 접착벽부(2)에 대한 임시고정 혹은 연결부품(21,32,52)에 대한 임시고정이 가능하게 된다.
접착제인 핫멜트 수지를 그 사용전에 상기한 바와 같이 임시고정함으로써, 유리홀더 등의 수지부품과 일체적으로 취급 할 수 있다. 또, 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 언더컷이나 돌조에 의한 임시고정구조에 있어서는, 접착한 후에는 상기 요철부가 핫멜트 수지에 의해서 충전된다. 따라서, 상기 요철부에 의해서 접착면적을 증대시킬 수 있어 접착강도를 높일 수 있다.
(실시예)
계속해서, 실시예를 이용하여 접착강도를 구체적으로 설명한다.
(a) 접착제 펠릿 제작 : 표 1에 나타낸 바와 같이 유전정접이 0.027인 폴리올레핀계 핫멜트 접착제와 도전성 분체를 예비 혼합하였다. 수지의 융점에 대해서는 PO-1이 105℃이고, PO-2가 120℃이고, 모두 80℃∼200℃의 범위 내에 있다. 도전물질은 1∼30용량%의 범위 내에서 함유되어 있다. 그 후, 상기 예비 혼합물을, 배럴(barrel)을 그 호퍼측에서부터 170℃-180℃-180℃로 온도조절한 2축 압축기 PCM30ø(지패(池貝)철강주식회사 제품)의 호퍼에 공급하고, 스크류 회전수 60rpm으로 용융 혼합하였다. 그 후, 얻어진 스트랜드를 수욕에서 냉각시킨 후 절단하여 도전성 물질을 함유하는 핫멜트 접착제의 펠릿을 얻었다.
(b) 테스트 피스 성형 : 배럴을 그 호퍼측에서부터 180℃-200℃-200℃로 온도조절한 사출성형기에 접착제 펠릿을 투입하였다. 그리고, 40℃로 온도조절된 테스트 피스 금형으로 사출하여 100×100×1㎜, 100×100×3㎜의 접착제 플레이트를 얻었다. 이 접착제 플레이트가 도 1에 나타낸 양 홀더편(11,12)에 부착하기 전의 핫멜트 수지이다.
또, 140℃로 3시간 건조한 30중량% 유리섬유강화 변성 폴리부틸렌테레프탈레이트(동양방적주식회사 제품 EMC430)의 펠릿을, 배럴을 그 호퍼측에서부터 250℃-260℃-260℃로 온도조절한 사출성형기의 호퍼에 투입하여 ASTMD 638에 기재된 타입 1의 인장 테스트 피스를 성형하였다.
(c) 접착강도 : (b)에서 얻어진 인장 테스트 피스를 길이방향의 중앙에서 절단하였다. 이것이 핫멜트 수지가 부착되기 전의 홀더편에 상당한다. 이 직선부분 12.7×25.4㎜에 (b)에서 얻어진 100×100×1㎜의 접착제 플레이트에서 12.7×25.4×1㎜로 컷트한 접착편을 겹쳐 맞추었다. 이 랩부재, 즉 홀더편 상당재를 33×100×3㎜의 유리판의 양면에 직선상으로 세트하였다. 이것을 20mø의 에어실린더로 2kgf 가압한 상태에서 고주파 유전가열장치(펄공업주식회사 제품)로 1분간 가열한 후, 에어로 1분간 냉각하여 접착강도 평가용 시험편으로 하였다. 이 상태가 양 홀더편 사이에 유리를 끼우고서 접착한 상태에 대응한다. 다만, 파지부는, 도 1 및 도 2의 유리홀더에서는 접착부에 대해서 같은 측에 위치하나, 여기에서는 인장전단시험을 하기 위해서 접착부를 끼우도록 위치하고 있다.
이 평가용 시험편을 23℃, 50% RH(Relative Humidity)로 조절된 시험실에 5시간 이상 방치하였다. 50℃로 온도조절된 항온조(恒溫槽)를 구비한 만능 인장시험기 UTMI형(오리엔틱주식회사 제품)의 척에 유리판의 양단에 접착된 EMC 430제 테스트 피스를 세트하고, 5㎜/분의 변형속도로 인장전단에 의해서 50℃에 있어서의 접착강도를 측정하였다.
(d) 유전특성 : 고주파 전원회로(펄공업사주식회사 제품)에 접속된 단자면적 (Ds)이 5㎠인 도체 단자간에 (b)에서 얻어진 두께 3㎜의 접착제 플레이트에서 잘라낸 8×8㎜의 시험편을 끼워 세트하였다. 주파수 40㎒의 고주파 전하(Q)를 주어 단자간의 전압차(Ⅴ)로부터 정전용량(Cs)과 유전정접(tanδ)을 측정하였다. 진공중의 유전율(εo)을 8.85×10-14F/㎝로 하여, 하기 (1)식으로부터 유전손실계수(εㆍtanδ)를 구하였다.
εㆍtanδ= Cs ×Ds/(εoㆍS) ………(1)
본 발명예 1∼12 : (접착제의 유전정접이나 조성이 상기 권장범위 내에 있는 것)
표 1에 나타내는 배합비율의 예비 혼합체를 상기한 바와 같이 컴파운드한 후에 고주파 접착제 플레이트를 성형하였다.
| 본 발명예 | ||||||||||||
| No.1 | No.2 | No.3 | No.4 | No.5 | No.6 | No.7 | No.8 | No.10 | No.11 | No.12 | ||
| 배합(용량%) | PO-1 | 97.5 | 95 | 92 | 92 | 92 | 92 | - | 97.5 | 95 | 92 | 97.5 |
| PO-2 | - | - | - | - | - | - | 92 | - | - | - | - | |
| Fe100(도전물질) | 2.5 | 5 | 8 | - | - | - | 8 | 2.5 | 5 | 8 | 2.5 | |
| Fe200(도전물질) | - | - | - | 8 | - | - | - | - | - | - | - | |
| Cu100(도전물질) | - | - | - | - | 8 | - | - | - | - | - | - | |
| CF(도전물질) | - | - | - | - | - | 8 | - | - | - | - | - | |
| 발진시간(분) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 5 | 5 | 5 | 20 | |
| 유전정접 | 0.032 | 0.055 | 0.24 | 0.26 | 0.22 | 0.19 | 0.31 | 0.032 | 0.055 | 0.24 | 0.24 | |
| 유전손실계수(㎝-1) | 1.9 | 3 | 72 | 76 | 48 | 40 | 71 | 1.9 | 3 | 72 | 1.9 | |
| 접착강도(㎫) | 1.1 | 3.1 | 4.6 | 4.1 | 3.9 | 5.5 | 5.1 | 1.9 | 6 | 4.5 | 6.8 | |
PO-1:실란변성G197(폴리올레핀계, 클레하에라스토머주식회사 제품) 융점 105℃
PO-2:실란변성G1019(폴리올레핀계, 클레하에라스토머주식회사 제품) 융점 120℃
Fe100:ASC100(철분체, 헤가네스주식회사) 평균입경 100미크론, 체적저항률 1.4
×10-5Ωㆍ㎝
Fe200:KIP3100(철분체, 천기제철주식회사) 평균입경 200미크론, 체적저항률 1.6
×10-6Ωㆍ㎝
Cu100:CE-6(구리분체, 복전금속박분공업주식회사) 평균입경 100미크론, 체적
저항률 1.7×10-6Ω·㎝
CF:HTA(탄소섬유, 동방레이온주식회사) 3㎜길이, 체적저항률 1.5×10-3Ωㆍ㎝
상기 플레이트에 대해서 유전정접과 유전손실계수를 측정하였다. 또, 유리와 유리섬유강화 변성 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지성형품(EMC430)을 피접착체로 하여 고주파 가열시간인 발진시간을 1분 또는 5분에 걸쳐서 고주파 유전접착을 하고, 그 접착강도를 측정하였다.
비교예 1∼4 : (접착제의 유전정접이나 조성이 상기 권장범위 이외의 것)
표 2에 나타낸 배합비율의 예비 혼합체를, 본 발명예와 마찬가지로 컴파운드하여 성형한 플레이트에 대해서 접착강도를 측정하였다.
| 비교예 | |||||
| No.1 | No.2 | No.3 | No.4 | ||
| 배합(용량%) | PO-1 | 100 | 100 | 99.5 | 99.5 |
| PO-2 | - | - | - | - | |
| Fe100 | - | - | 0.5 | 35 | |
| Fe200 | - | - | - | - | |
| Cu100 | - | - | - | - | |
| CF | - | - | - | - | |
| 발진시간(분) | 1 | 20 | 20 | 1 | |
| 유전정접 | 0.027 | 0.027 | 0.027 | 0.16 | |
| 유전손실계수(㎝-1) | 1.4 | 1.4 | 1.6 | 55 | |
| 접착강도(㎫) | 0 | 0 | 0 | 0.2 | |
일부에 대해서는 고주파 가열시간인 발진시간을 변경하여 접착성을 평가하였다.
또한, 유리홀더의 유지구조는 홀더편이 분리되어 있기 때문에, 유리의 두께가 변화되더라도 압력을 가하여 접착할 수 있다. 또, 유전가열 접착용 수지의 두께는 홀더편에 형성된 볼록부의 높이에 의해서 임의로 조절할 수 있기 때문에, 최적한 접착제의 두께를 용이하게 확보하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 유리의 두께의 변동에 의하지 않고, 높은 접착강도를 확보할 수 있다. 또한, 유리홀더의 치수관리나 접착제의 보관관리도 필요없게 된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명하였으나, 상기한 실시형태는 어디까지나 예시일 뿐이므로, 본 발명의 범위는 상기한 실시형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 핫멜트 수지는 유전가열 접착용 수지에 한정하지 않고, 그 외의 핫멜트 수지이어도 된다. 본 발명의 범위는 특허청구범위의 기재에 의해서 표시되고, 또한 특허청구범위의 기재와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 포함하는 것이다.
본 발명의 연결부품 및 그 접착방법을 사용함으로써, 유리와 홀더 또는 연결부품과의 접착면에 대한 프라이머처리나 접착제의 경화를 위한 제작체류기간 등을 필요로 하지 않으며, 높은 신뢰성의 접착부를 실현할 수 있다. 따라서, 높은 생산성과 강고한 내구성을 가지고, 유리와의 접착에 관련된 부착구조를 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 유리홀더를 나타내는 사시도로서, (a)는 일측 홀더편의 사시도, (b)는 타측 홀더편의 부분단면 사시도, (c)는 너트의 사시도
도 2는 도 1의 유리홀더에 유리를 장착한 상태의 단면도
도 3은 유리가 장착된 유리홀더를 승강기구의 롤러 가이드에 부착한 상태를 나타내는 정면도
도 4는 본 발명의 실시형태에 있어서의 연결부품인 룸 밀러 베이스부재를 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 실시형태에 있어서의 연결부품인 밀러 홀더를 사용한 도어 밀러를 나타내는 도면으로서, (a)는 밀러 케이스, (b)는 밀러 홀더, (c)는 밀러를 나타내는 도면
도 6은 도 5의 단면도
도 7은 본 발명의 실시형태에 있어서의 연결부품이 사용되는 천정 유리를 나타내는 도면
도 8의 (a)는 본 발명의 실시형태에 있어서의 연결부품인 천정 유리에 접착되는 연결부품을 나타내는 도면, (b)는 상기 연결부품의 연결수단에 연결되는 다른 부품을 나타내는 도면
도 9는 핫멜트 수지의 임시고정형태를 나타내는 도면
도 10은 핫멜트 수지의 다른 임시고정형태를 나타내는 도면
도 11은 종래의 유리홀더를 설명하는 사시도
도 12는 도 11의 유리홀더에 유리를 장착한 상태의 단면도
* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *
2 - 접착벽부(접착영역) 2a - 볼록부
3 - 부착부 3a - 관통구멍
4 - 유리 받이부 5a - 걸어맞춤 볼록부
5b - 볼록부 수납부 7 - 핫멜트 수지(유전가열 접착용 수지)
8 - 너트 장착 오목부 9 - 너트
9a - 암나사 10 - 유리홀더
11 - 일측 홀더편(제1홀더편) 12 - 타측 홀더편(제2홀더편)
13 - 승강기구 14 - 롤러 가이드
20 - 프런트 유리 21 - 룸 밀러 베이스부재
22 - 커플러 23 - 플렉시블 암
24 - 각도조정부재 25 - 룸 밀러
30 - 유리 31 - 도어 밀러 케이스
32 - 밀러 홀더 32a - 접착영역
33 - 밀러 33a - 표면
33b - 이면 35 - 나사(연결수단)
51 - 천정 유리 52 - 연결부품
55 - 수나사 55a - 수나사부
58 - 라이닝 59 - 걸림부
61 - 걸어맞춤부
Claims (7)
- 피접착체와 다른 부품을 연결하는 연결부품으로서,상기 연결부품은, 소정의 부분에 상기 피접착체에 접착되는 핫멜트 수지가 부착되고, 또 다른 부분에 상기 연결부품과 상기 다른 부품을 연결하는 연결수단을 가지며,상기 핫멜트 수지는, 융점이 80℃∼200℃인 수지에 체적저항율이 10-2Ωㆍ㎝ 이하인 도전물질을 1∼30용량% 함유시킨 것이고, 40㎒의 주파수에 있어서 유전정접이 0.03 이상인 연결부품.
- 청구항 1에 있어서,상기 핫멜트 수지가 부착된 상기 연결부품의 소정의 부분에 소정 높이의 볼록부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연결부품.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,상기 연결부품이, 프론트 유리에 룸 밀러를 연결하는 룸 밀러 베이스부재, 천정 유리에 라이닝을 고정시키기 위한 라이닝 고정수단을 연결하는 연결부품, 밀러를 밀러 케이스에 연결하는 밀러 홀더 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 연결부품.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,상기 핫멜트 수지가 상기 연결부재에 형상적으로 걸어맞춰져서 상기 연결부재에 임시고정되어 있는 것을 특징으로 하는 연결부품.
- 청구항 3에 있어서,상기 핫멜트 수지가 상기 연결부재에 형상적으로 걸어맞춰져서 상기 연결부재에 임시고정되어 있는 것을 특징으로 하는 연결부품.
- 다른 부품과 유리를 연결하는 연결부품의 접착방법으로서,상기 연결부품의 부분에, 융점이 80℃∼200℃인 폴리올레핀계 수지에 체적저항율이 10-2Ωㆍ㎝ 이하인 도전물질을 1∼30용량% 함유시키고, 40㎒의 주파수에 있어서 유전정접이 0.03 이상인 핫멜트 수지를 부착하는 공정과,상기 핫멜트 수지와 상기 유리가 눌려 맞닿도록 하고, 상기 핫멜트 수지를 포함하는 영역을 가열하는 공정을 구비하는 접착방법.
- 청구항 6에 있어서,상기 핫멜트 수지를 포함하는 영역을 가열하는 공정에서는, 유전가열, 회전마찰가열, 진동마찰가열, 초음파가열, 레이저광가열, 적외선가열, 열판가열 및 열풍가열 중 적어도 어느 하나에 의해서 가열하는 접착방법.
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