KR20030016262A - 접합 준비형 모듈형 부재 제조 방법 및 조립 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 폐쇄형의 접합 패턴에 따라 접합 비드에 의해 프레임 또는 다른 표면에 접합될 준비가 되어 있는 자동차 지붕 또는 도어와 같은 모듈형 부재를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보호형 또는 활성화 가능한 접착제 코팅에 결합되며 부재에 결합되는 구조적 비드를 포함하며, 접합 패턴을 재생하며 특정 단면을 갖는 복합 성형 접합 비드를 특히 몰드에서 제조하는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 적어도 보호형 또는 활성화 가능한 접착 표면을 갖는 균질 접합 비드를 몰드에서 제조하는 방법을 또한 제공한다. 모듈형 부재의 장착 방법은 보호부를 제거하거나 접착제 코팅을 활성화하는 단계로 구성되며 모듈형 부재를 프레임 또는 다른 표면에 가압하는 단계로 구성된다. 본 발명은 자동차 제조 분야에 적용 가능하다.

Description

접합 준비형 모듈형 부재 제조 방법 및 조립 방법{Method for making a ready-to-bond modular element and assembling method}

특히 자동차 기술 분야에서의 현재의 경향은, 구조 부품과, 특히 라이닝 또는 부속품과 같은 다양한 설비 품목 등의 부가의 기능부에 일체화되는, 특히 자동차의 도어 또는 지붕과 같은 소위 모듈형 부재로 진행되고 있다. 이러한 목적은 설비 품목 및/또는 부속품이 개별 유닛에 미리 장착되어 있는 조립 라인 또는 작업장에서의 조립 작업의 수를 감소시킴으로써 자동차의 조립을 보다 용이하게 하는 것이다.

따라서, 국제 출원 WO 98/39170호에는 차양, 개방형 지붕 패널 및 그 기구, 손잡이(handle), 환기 그릴(ventilation grille), 실내등, 안전 부품, 에어백 등과 같은 모듈형의 미리 조립된 부재들이 일체화 될 수 있는, 시트 및 내부 라이닝으로 구성된 자동차용 지붕 모듈이 개시되어 있다. 상기 모듈은 접합만에 의해서, 또는 접합 및 나사 조임을 병행하여 자동차의 차체에 고정될 수 있으며, 모듈은 접착제의 비드를 수용하기 위한 하우징을 구비한다.

미국 특허-A-4,471,519호에는 차체의 프레임 상에 접착제의 비드를 적층시키고, 그 후 접착제와 접촉하는 지붕을 압박하여 조립체가 소정의 강도에 도달하기에 충분히 긴 시간 동안 접착제의 비드를 경화시킴으로써 자동차의 차체에 지붕을 접합하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이는 여전히 조립 라인에서 수행되는 작업이며 자동차 조립 시간을 증가시킨다.

이러한 모듈형 부재에 있어서의 가능한한 최단 조립 시간을 성취하기 위해, 단시간에 라인에서 사용될 수 있는 고정 수단으로 모듈형 부재를 미리 설치하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명은 프레임 또는 다른 표면에 접합될 준비가 되어 있는, 특히 자동차 지붕 또는 도어 모듈과 같은 모듈형 부재 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 자동차 차체 상에 지붕 모듈을 조립하는 것을 도시하는 사시도.

도 2는 접합 비드를 구비한 지붕 모듈의 경계 영역의 단면도.

도 3은 접합 비드의 제조를 도시하는 도면.

도 4 내지 도 7은 접합 비드의 두 변형예 및 그 제조를 도시하는 도면.

도 8은 균질 접합 비드를 갖는 본 발명의 다른 양태를 도시하는 도면.

본 발명의 목적은 고정 수단을 미리 구비한 모듈형 부재를 준비하는 신규한 방법을 제공하는 것이며, 상기 모듈형 부재는 소수의 작업으로 프레임 또는 임의의 다른 수용 표면 상에 직접 장착될 수 있도록, 소정의 기간 동안 저장 가능하다. 고정 수단은 장착된 조립체에 대한 소정의 강도 표준에 부합하는 최종 고정을 허용하도록 가능한한 완전해야 한다.

용어 "모듈형 부재"는, 본 발명에 따르면, 고유의 기능, 그 중에서도 완전한 일체형 고정 수단에 의해 제공되는 고정 기능에 부가되는 하나 이상의 다른 기능을 통합하는 부분을 의미한다.

상기 목적 및 하기에 명백해지는 다른 목적들은, 특히 폐쇄형 접합 패턴으로 제조된 접합 비드에 의해 프레임 또는 다른 표면에 접합될 준비가 되어 있는 자동차 지붕 또는 도어 모듈과 같은 모듈형 부재 제조 방법에 의해 성취되며, 상기 방법에 있어서, 한측에서는 보호되거나 활성화 가능한 접착층에 접합되며 다른측에서는 모듈형 부재에 접합되는 구조적 비드를 포함하는, 접합 패턴을 재생하는 특정 단면의 복합 접합 비드가 제조되는 것을 특징으로 한다.

구조적 비드와 개별 접착층을 갖는 복합 비드의 제조는 접합 비드의 치수를 정밀하게 설정할 수 있게 하므로, 조립된 부재의 정밀한 위치 결정을 용이하게 한다. 접합 비드의 치수적인 특징은 본 발명에 따른 프로세스의 제 1 제조 상태에서 재생 가능하게 얻어질 수 있다.

더욱이, 접합 비드의 복합 구조는 비드의 특정 부분을 채택함으로써 밀봉과 방음 및 충격 흡수와 같은 특정수의 부가의 기능을 자체로 만족시킬 수 있게 한다.

게다가, 복합 비드의 제조는 구조적 비드의 재료의 선택에 의해 접착제의 비드의 구조적 특성을 보장하는 것이 가능하게 한다.

따라서, 한 적합한 실시예에서, 구조적 비드는 적어도 7MPa의 인장 파괴 응력을 갖는 것을 특징으로 하는 인장 전단 강도를 갖는다.

복합 비드의 제조는 또한 고정에 엄격하게 요구되는 접착제의 양만을 사용하여, 접착제만으로 구성된 접합 비드를 형성하는 것이 요구되며 구조적 특성을 갖는 용액과 비교할 때 비용 및 조립 시간의 상당한 감소를 허용하게 할 수 있다. 유사하게, 구조적 특성을 얻도록 접착제를 경화하는데 요구되는 시간은 생산성에 바람직하지 않은 영향을 갖는다. 이와 관련하여, 구조적 비드는 유리하게는 복합 비드의 체적의 적어도 50%, 적합하게는 적어도 80 또는 90%에 해당한다.

복합 비드에서, 구조적 비드는 음성을 약하게 하는 방음 기능을 유리하게 수행할 수 있으며, 따라서 조립체의 방음에 기여하거나, 임의의 기계적 충격 또는 변형을 흡수함으로써 충격 또는 응력을 감쇠하는데 기여한다. 이는 또한 차체의 치수의 공차를 보상할 수 있다. 이를 위해, 구조적 비드가 적합한 점탄성 특성을 갖는 것이 유리하다.

한 특정 실시예에서, 구조적 비드는, 플라스틱을 팽창시키는 가스를 방출시키는 화학제(첨가제 또는 플라스틱 자체의 반응 기능)에 의해 플라스틱이 화학적으로 발포되는 프로세스, 또는 플라스틱을 팽창시키기 위해 플라스틱과 혼합되는 가스에 의해 플라스틱이 물리적으로 발포되는 프로세스에 의해 제조될 수 있는, 발포 재료로 제조된다.

다른 형태의 발포 또는 팽창은 예를 들면 악소 노벨사(Akzo Nobel)로부터 상표명 EXPANCEL로 시판되는 팽창된 또는 팽창 가능한 미소 구체(microsphere) 또는 A.M.L. 인터내셔널사로부터 상표명 ARMOSPHERES로 시판되는 또는 엔바이로스피어스 피티와이 리미티드사(Envirospheres Pty Ltd.)로부터 상표명 E-SPHERES로 시판되는 글래스 미소 구체를 첨가하는 단계로 구성된다.

구조적 비드를 제조하는데 사용될 수 있는 재료들 중에서, 예를 들면 가소화 폴리비닐 클로라이드, 폴리올레핀 또는 고무, 특히 부틸, EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔), 니트릴, 스티렌-부타디엔 등과 같은 엘라스토머에 의해 개질되거나 개질되지 않은 폴리우레탄 또는 열가소성 엘라스토머로 제조될 수 있다.

열가소성 엘라스터머는 특히 비발포 구조적 비드를 형성하는데 사용될 수 있다.

일반적으로, 열가소성 엘라스토머(TPE)는 폴리머의 혼합물 또는 공중합체의 경우 함께 화학 결합 가능한 열가소성 상태 및 엘라스토머 상태를 나타내는 블록 공중합체로 구성된다. 이러한 예는 폴리프로필렌(PP)/EPDM 혼합물로 구성된 AES사로부터 상표명 SANTOPRENE으로 시판되는 제품이며, EPDM은 EPDM에 대해 가변적인 PP 중량비를 갖는 연속적인 PP 상태로 매설된 절결의 형태로 가교 결합된다. 예를 들면 셸사(Shell)로부터 상표명 KRATON으로 시판중인 제품과 같은 특히 폴리스티렌 블록인 열가소성 블록에 결합되는, 수소화된 이소프렌 또는 부타디엔 블록과 같은 엘라스토머 블록을 갖는 블록 공중합체 체인에 기초한 제품이 또한 공지되어 있다.

다수의 폴리올 소스로부터 얻어지는 비반응성 폴리머의 형태로 이용 가능한 열가소성 우레탄(TPU)이 또한 공지되어 있으며, 상기 열가소성 우레탄 중 적어도 하나는 열가소성 성질을 갖는 블록을 형성하며 적어도 다른 하나는 탄성 성질을 갖는 블록을 형성한다. 예로서는 메르퀸사사(Merquinsa)로부터 상표명 PEARLTHANE 또는 PEARLCOAT로 시판중인 제품 또는 에라스토그랜사(Elastogran)로부터 상표명 ELASTOLLAN으로 시판중인 제품이다. 단일 성분 또는 2-성분 형태의 매우 다양한 상업적으로 이용 가능한 반응성 조성물을 갖는 폴리우레탄에 기초한 비드를 형성하는 것이 또한 가능하다. 예로서, 폴리에스터, 폴리에테르, 폴리카프로락톤, 폴리올레핀 또는 폴리실록산 백본(backbone)을 갖는 폴리우레탄 프리폴리머에 기초한 단일 성분 조성물로 특히 제조될 수 있다. 이소시아네이트 말단기를 갖는 프리폴리머는 소정의 발포 경향으로 습기의 존재하에 경화되며, 실록산 말단기를 갖는 프리폴리머는 발포 없이 습기의 존재하에 경화된다. 상업적으로 이용 가능한 제품의예는 구리트 에섹스사(Gurit Essex)로부터 상표명 BETASEAL로 시판중인 제품이다. 이러한 폴리우레탄 조성물들은 특히 니트릴, SBR 또는 부틸 고무와 같은 엘라스토머, 또는 열가소성 엘라스토머, 또는 폴리올레핀 또는 가소화 PVC와 같은, 소정의 가요성을 갖지만 가교 결합 가능하지 않은 폴리머에 의해 개질될 수 있다. 특히, 발포 가스의 첨가에 의해 발포성 또는 다공질 재료를 제조하기 위해 사용되는 이러한 조성물의 예는 유럽 특허-A-0 326 704호 또는 A-0 930 323호에 개시되어 있다.

구조적 비드의 재료는 활석, 실리카, 칼슘 카보네이트, 알루미나 등과 같은 유기질 또는 무기질 충전재를 또한 포함할 수 있다.

유리하게는, 구조적 비드는 2.5 미만의 밀도, 특히 비다공질 재료의 경우 약 0.8 내지 2.5의 밀도, 발포성 또는 다공질 재료의 경우에는 0.1 내지 1의 밀도를 갖는다.

복합 비드는 또한 모듈형 부재를 프레임 또는 다른 표면에 접합시키기 위한 접착층을 구비한다. 상기 접착층은 저장 기간 동안 불활성으로 유지되며 조립시에 활성화 가능하도록 선택된다.

특정 실시예에서, 접착층은 열적 활성화성, 광적 활성화성, 화학적 활성화성, 수분 반응성이며 및/또는 영구 점착성을 갖는 접착제이다. 상기 접착제는 다수의 이러한 특성이 조합된 특성을 가질 수 있다.

유리하게는, 접착층은 박리형 필름으로 보호된 접착제로 구성된다.

열적 활성화는 일반적으로 온화한 기후의 임의의 절기에 실온을 초과하는 온도로 접착제를 노출시키는 것이 요구되며, 일반적으로 저장 기간 동안 접착제를 중성화하기 위해 특정 보호를 제공하는 것이 불필요하다. 유사하게, 소정의 화학 반응제에 의해 활성화될 수 있는 접착제는 일반적으로 주위 분위기에 민감하지 않다. 가시광에 의해 광적 활성화될 수 있는 접착제는 불투명 필름에 의해 광으로부터 적합하게 보호될 수 있다. 수분 반응성 접착제는 장시간 동안 저장 가능하게 되기 위해 습기 배리어 필름으로 보호되어야 한다. 영구 점착성을 갖는 접착제는 저장 기간 동안 임의의 접촉으로부터 보호되어야 한다. 모든 경우에, 최종 접착성 접합을 방해할 수 있는 먼지에 의해 접착 표면이 오염되는 것을 방지하기 위해, 보호 필름이, 필수적이진 않을지라도, 요구될 수 있다.

필름과 관련하여, 특히 폴리에틸렌, 폴리에스터, 폴리비닐 클로라이드 또는 폴리비닐리덴 클로라이드 필름과 같은 플라스틱 필름이 사용될 수 있으며, 상기 필름은, 특히 실리콘 기반 접착층을 보호하기 위해 특히 플루오로실리콘과 같은 실리콘층으로 코팅되거나 코팅되지 않을 수 있다. 상기 필름은 또한 특히 알루미늄과 같은 금속층으로 보강될 수 있다.

열적 활성화된 접착제는 에폭시, 폴리우레탄, 특히 폴리아크릴, 옥시알킬렌 또는 비닐과 같은 폴리에테르 또는 폴리에스터 형태와, 특히 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 열가소성 폴리올레핀, 또는 폴리아미드 형태의 수지를 포함한다. 접착층은, 특히 스티렌-부타디엔, 고무, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체(EVA), 폴리아미드, 폴리아미노아미드 또는 유도 공중합체, 및 폴리우레탄-기반 조성물을 포함하는 공지된 고온 용융 접착제인, 고온 용융 접착제로 적합하게 구성될 수 있다. 접착제는 열적 활성화된 가교 결합 촉매 또는 경화 첨가제를 포함할 수 있다.

반응성 또는 수분 경화성 접착제는 블록형 또는 비블록형 이소시아네이트 말단기, 또는 실라놀, 실리콘 및 폴리메르캅토 화합물을 갖는 폴리우레탄 프리폴리머로부터 선택될 수 있다.

화학적 활성화성 접착제는 특히 산화에 의해 경화되는 반응제, 또는 접착제를 포함하는 조성물 및 캡슐화된 또는 열적 활성화성 경화 촉매일 수 있다.

상기 접착층을 형성하기 위한 첨가제의 사용과 관련하여, 용융 상태에서 사용 가능한 고온 용융 접착제, 또는 특히 유기 용액 또는 용매 비히클(vehicle) 또는 희석액의 증발에 의해 접착제를 형성하는 수성 현탁액/분산액과 같은 액체 접착제 또는 액체 비히클 형태의 접착제가 사용되는 것이 유리하다.

유리하게는, 접착제는, 접착 촉진제 또는 시발제(primer)에 의해 접착층의 내부 표면 및/또는 구조적 비드의 표면을 처리하도록 의도될 수 있거나, 구조적 비드와 접착층 사이에 다른 접착제를 개재하도록 의도될 수 있는 구조적 비드의 재료와 호환 가능하도록 선택된다.

구조적 비드에 대한 접착층의 접합은, 서로 접촉하는 구조적 비드의 표면과 접착층의 표면 중 적어도 하나가 질감 형성(textured)되어 있다는 사실에 의해 유리하게 보강될 수 있다. 질감의 양각은 복합 비드의 두 개의 부분 사이의 접촉 영역을 증가시키며 따라서 접착성을 증가시키는 효과를 갖는다.

유리하게는, 본 발명에 따른 방법은, 적합하게는 모듈형 부재의 주변부의 적어도 일부를 따르는 폐쇄형 곡선으로 패턴이 형성될 때, 접합 패턴을 재생하기 위해 복합 비드가 형성될 수 있게 한다. 더욱이 상기 방법은 또한 최종 조립 작업에서 복합 비드를 보유하는 공간 내로 복합 비드가 완전히 끼워맞춰지도록 복합 비드의 단면을 형성하는 것을 가능하게 한다.

한 실시예에 따르면, 구조적 비드는 모듈형 부재와 단일 부품으로서 형성된다.

다른 실시예에 따르면, 한측에서 접착층에 접합된 구조적 비드와 다른측에서 접합 표면을 구비하는 복합 접합 비드가 먼저 제조되며, 다음 복합 비드는 접합 표면을 경유하여 모듈형 부재에 접합된다. 이 경우, 미리 형성된 복합 비드는 모듈형 부재가 제공되어 있는 측면에서 접합 표면으로서 접착 표면을 구비하거나, 모듈형 부재 자체가 접착 표면을 가질 수 있으며, 선택적으로 모듈형 부재는 비드에 접착되는데, 이는 상기 비드(또는 비드의 적어도 일부)가 상기 비드에 접착되는 물질로부터 복합 비드와 접촉하여 형성되기 때문이다.

상기 실시예들 모두에 따르면, 복합 비드는 몰드의 캐비티에 접착층을 적층함으로써, 그리고 몰드 캐비티의 접착층 상에 적합한 성형 가능한 재료를 적층하여 몰드의 캐비티에 비드를 성형함으로써 형성될 수 있다. 따라서, 구조적 비드가 모듈형 부재와 단일 부품으로 형성되는 경우, 모듈형 부재(또는 모듈형 부재 부분) 및 복합 비드를 동시에 제조하기 위해 접착층 상에 직접 모듈형 부재(또는 모듈형 부재의 적어도 일부)를 성형하는 것이 가능하다.

복합 비드가 모듈형 부재와 별도로 형성되는 경우, 미리 제조된 모듈형 부재에 복합 비드를 전달하거나 상기 캐비티의 복합 비드와 접촉하는 모듈형 부재를 성형하는 것이 가능하다. 다음, 구조적 비드는 몰드 내에서 경화될 수 있으며 및/또는 복합 비드가 모듈형 부재로 전달된 후에 경화될 수 있다.

성형 가능한 재료는 액체를 주입함으로써 폐쇄형 몰드에 적층될 수 있다. 프로세스는 또한 점성 또는 풀(pasty) 재료의 압출(또는 다른 적절한 이송 방법)에 의해 몰드 캐비티에서 수행될 수 있으며, 가동형 이송 수단에 의해 몰드는 정지되며, 또는 고정형 이송 수단에 의해 몰드는 이동 가능하다.

성형 기술은 또한 접합 패턴을 재생하는 균질(비복합) 접착 비드의 제조에 적용되며, 상기 비드는 한측에서 보호되거나 활성화 가능하며 모듈형 부재에 접합하기 위한 표면을 갖는다. 상기 균질 접합 비드는 캐비티 내로의 점성 재료의 압출에 의해 또는 사출 성형에 의해 보호 필름을 포함할 수 있는 몰드 캐비티에서 얻어질 수 있다. 접합 비드가 복합 비드가 아니라 균질 비드인 이러한 양태는 또한 본 발명의 범주 내에 있으며, 몰드 내에 구조적 및/또는 복합 비드의 성형 및 모듈형 부재로의 전달에 관련된 본 발명에서 상술하거나 청구된 모든 장치 및 변형예들은 또한 적절한 성형 가능한 또는 압축 가능한 접착 재료로부터 접착 비드의 형성에 적용된다.

특히 접착 비드가 박리형 필름에 의해 보호되는 경우, 성형 가능한 접착 재료는, 비가교 결합 상태의 탄성 계수가, 필름이 비드의 재료를 분열시키지 않고 박리될 수 있도록 하기에 충분한 것으로부터 유리하게 선택된다.

이러한 재료는, 특히 엘라스토머에 의해 개질 가능한 단일 성분의 시스템, 적합하게는 열가소성 폴리우레탄 형태의 습기 배리어 필름에 의해 보호될 수 있는 수분 가교 결합형 시스템을 포함한다. 유리한 시스템은 예를 들면 상술한 바와 같이 그 중 하나가 폴리머 또는 올리고머 백본을 갖는, 폴리올 및 폴리이소시아네이트로부터 얻어지는 폴리에스터, 폴리에테르 또는 폴리올레핀 형태의 백본을 갖는 폴리우레탄 프리폴리머이다.

변형예로서, 복합 비드는 몰드 캐비티 내의 접착층 상에 미리 형성된, 특히 미리 성형된 구조적 비드를 적층함으로써 형성될 수 있으며, 다른 몰드의 두 개의 부분의 중첩은 복합 비드의 정밀한 형상을 제어할 수 있게 한다. 이 변형예에서, 미리 형성된 구조적 비드는 몰딩에 의해 제조된 모듈형 부재(또는 모듈형 부재의 부분)의 일체형 부분일 수 있다.

양 경우에, 접착층은 미리 형성된 스트립 또는 반응제, 액체 또는 점성 재료의 형태로 몰드 내에 적층될 수 있다. 접착제는 또한 공압출(coextrusion)에 의해 구조적 비드에 제공될 수 있다.

적합하게는, 박리형 보호 필름은 몰드 이형제로서 몰드 캐비티의 표면에 사전에 부착된다. 이러한 박리형 필름은 접착층을 위한 보호 필름을 유리하게 구성할 수 있다. 특히, 필름은 수분 반응 접착층을 보호하기 위해 습기 배리어 성질을 가질 수 있다.

개별적으로 제조된 복합 비드를 부착하기 위해, 접착제가 복합 비드와 모듈형 부재 사이에 배치될 수 있다. 상기 접착제는 복합 비드를 형성하는데 사용되는 것과 동일하거나 상이할 수 있다. 한 특정 실시예에서, 복합 비드의 접착층은 구조적 비드를 완전히 포위하며 모듈형 부재에 복합 비드를 접합하기 위한 그리고 프레임 또는 다른 부착면에 모듈형 부재를 부착하기 위한 작용제를 구성한다.

이러한 복합 비드는 특히 구조적 비드의 전체 둘레에 접착제를 공압출함으로써 제조될 수 있으며, 최종 형상을 취하기 위해 보호 필름을 미리 갖춘 몰드 캐비티에 공압출 제품을 적층하는 것이 가능하다. 용어 "공압출"은 두 개의 압출 가능한 재료를 갖춘 압출 헤드에 의해 캡슐화와 동시에 구조적 비드의 형성 및 미리 형성된 구조적 비드, 특히 압출에 의해 미리 형성된 구조적 비드가 통과하는 압출 비드에 접착 재료의 적용을 의미하는 것으로 이해할 수 있다.

다른 실시예에서, 구조적 비드의 재료 자체는 접착성을 갖도록 선택되며 경화되지 않은 상태로 또는 부분 경화 상태로 또는 활성화, 특히 열적 활성화 후에 모듈형 부재에 접합되도록 선택된다.

적합한 제조 프로세스는, 접착층을 적층한 후, 적합하게는 보호 필름을 미리 구비한 몰드 캐비티에 구조적 비드를 구성하는 성형 가능한 재료를 적층하고, 다음 모듈형 부재에 구조적 비드를 접합하기 위해 구조적 비드에 대해 모듈형 부재를 가압하는 것으로 구성된다. 다음, 복합 비드는, 보호 필름일 수 있는 경우를 포함하여 복합 비드가 고정되는 모듈형 부재가 제거되기 전에 모듈형 부재에 의해 폐쇄된 몰드에서 적어도 부분적으로 경화될 수 있다. 구조적 비드의 경화는 공기의 습기와 반응하거나 냉각에 의해 몰드의 외측에서 유리하게 수행되거나 완료될 수 있다.

엘라스토머에 의해 개질된 폴리우레탄으로 제조된 성형 비드의 전달에 의한 이러한 적층 방법은 미국 특허 제 5,164,136호에 개시되어 있다.

본 발명에 따른 방법은 접합에 의해 조립될 준비가 되어 있는 모듈형 부재의 대량 생산을 가능하게 하며, 이러한 제조는 자동화될 수 있다. 이러한 모듈형 부재의 최종 조립은 매우 신속하며, 자동차와 같은 조립체를 위한 조립 시간을 감소시키려는 요구에 부합된다.

본 발명의 요지는 또한 상술한 바와 같이 제조된 접합 패턴으로 적층된 접합 비드에 의해 프레임 또는 다른 표면에 접합될 준비가 되어 있는 자동차 지붕 또는 도어 모듈과 같은 모듈형 부재의 장착 방법에 관한 것이며, 보호 필름이 제거되거나 접착층이 활성화되며, 모듈형 부재는 프레임 또는 다른 표면에 부착되는 것을 특징으로 한다.

부가의 상세 및 유리한 특징은 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 하기의 한정적이지 않는 예시적인 설명으로부터 명백해질 것이다.

먼저, 명료화를 위해 다양한 부재들 사이의 상대 부분들은 고려하지 않았음을 지적한다.

도 1은 차체(3)의 개구(2)에 부착되는 지붕 모듈(1)을 구비한 자동차의 상부 부분의 사시도를 도시한다.

지붕 모듈(1)은 자동차의 내부를 향해 표면이 회전되어 드러나도록 비조립 위치에 도시되어 있다. 도면의 설명을 단순화하기 위해, 부속품 또는 설비품은 지붕 모듈 상에 도시하지 않았지만, 차양 등과 같은 모든 설비 품목들이 상기 모듈에 일체화될 수 있는 것은 당연하다.

지붕 모듈(1)은 차체 개구의 플랜지(5)와 접촉하게 되는 접합 비드(4)를 경유하여 차체(3)에 장착된다. 이 경우, 접합 패턴은 지붕 모듈의 주변부를 둘러싸는 폐쇄형 프레임의 형태이다. 접합 비드(4)는, 모듈(1)이 차체(3)에 고정되고 또한 상기 모듈과 차체에 의해 경계 형성되는 내부 공간과 외부 공간 사이의 밀봉과 같은 기능을 수행할 수 있도록 하는 것을 보장한다.

비드(4)의 구조는 본 발명에 따른 복합 구조이며 도 2에 도시되어 있으며, 도 2에는 또한 모듈(1)의 구조가 도시되어 있다. 상기 도면에서, 모듈은 차량에 장착되기 전의 상태로 도시되어 있다.

도시한 실시예에서, 상기 모듈(1)은 외부 시트(6), 중간 물질(7) 및 내부 라이닝(8)을 구비하는 샌드위치 구조를 갖는다. 접합 비드는 모듈(1)의 주변부 둘레 또는 라이닝(8)의 측면을 따라 배치된다.

접합 비드는 모듈(1)에 접합된 구조적 비드(9) 및 필름(11)에 의해 보호되며 구조적 비드에 고정되는 접착층(10)으로 형성된다. 구조적 비드(9)는 모듈(1)과 플랜지(5) 사이의 허용 간격에 따른 보정된 단면을 갖는다. 이 경우, 단면은 대략 원형으로 도시되어 있지만, 임의의 다른 형상, 특히 플랜지(5)의 특정 형상에 적합되는 형상을 가질 수 있다. 밀봉 기능을 수행하고 차체 제조 공차를 보상하기 위해, 구조적 비드(9)는 적합하게는 조립체의 강도에 적합한 약 1의 밀도를 갖는 구리트 에섹스사로부터 제조되는 상표명 BETASEAL의 제품과 같은 점탄성 재료로 적합하게 제조된다.

모듈의 대향 측면에서, 구조적 비드(9)는 비드(9)의 표면의 적어도 일부를 덮는 접착층(10)을 구비한다. 상기 접착층(10)은 가변성 두께의 실질적으로 평탄한 스트립의 형상을 갖는다. 유리하게는, 유효 접합을 보장하기 위해 가능한한 소량의 접착층(10)이 사용되며, 반면 구조적 비드(9)는 복합 비드(4)의 체적의 적어도 약 50%를 점유한다. 적합한 접착제 재료는 영구 점착성을 갖는 접착제 또는 수분 경화 폴리우레탄이다. 일반적으로, 필름(11)의 목적은 모듈 제조업자 또는 자동차 제조업자의 건물에서의 저장 기간 중에, 접합 비드를 오염시키는 먼지를 방지하고, 또한 접착층(10)에 손상을 줄 수 있는 최종 조립체 표면 이외의 표면에의 임의의 접촉을 방지하는 것이다. 필름의 기능은 또한 접착제(10)의 조기 활성화를 일으킬 수 있는 특히 습기, 광 및 산소와 같은 외부 조건으로부터 접착층을 보호하는 것이다.

복합 비드의 제조는 도 3에 도시되어 있다. 몰드(13)의 캐비티(12)에는 필름(11)이 배치되며, 몰드와 접촉하는 필름의 표면{비드(4)가 완성되면 필름의 외부 표면이 되는}은 성형 재료를 위한 이형제(release agent)로서 작용하기 위해 폴리에틸렌으로 제조될 수 있다. 필름(11)의 내부 표면 상에는, 풀릴 수 있는 스트립의 형태, 또는 특히 용융 상태의 고온 용융 접착제 또는 액체 접착제 또는 유기 용액 또는 수성 분산제의 형태의 접착제, 증발되는 용매 또는 희석제인 유체 또는 점성 물질의 형태의 접착층(10)이 적층되며, 상기 접착층은 캐비티에서 성형된다. 다음, 비드(9)의 재료가, 예를 들면 폐쇄 회로의 캐비티(11)의 전체 길이를 따라 이동되는 압출 노즐(14)에 의해 접착층(10) 상에 적층된다. 이러한 방식으로, 어떠한 불연속성도 없이 따라서 밀봉 손실을 발생시키지 않고 프레임의 형상으로 비드를 형성하는 것이 가능하다. 노즐(14)은 비드(9)의 재료에 예비 형상을 제공하기 위해 보정된 단면을 가질 수 있으며, 이는 몰드(13)의 캐비티(12)에서 성형되어 완료된다.

비드(9)의 재료가 적층되자마자, 복합 비드는 지붕 모듈로 복합 비드를 전달함으로써 지붕 모듈(1) 상에 끼워맞춰질 수 있으며, 일점쇄선으로 도시한 지붕 모듈(1)은 아직 경화되지 않은 비드(9)의 표면에 대해 가압되며(화살표 F의 방향으로) 재료는 모듈의 표면에 자연적으로 접착된다. 변형예로서, 접착층(10)과 동일하거나 동일하지 않을 수 있는 부가의 접착층이 경화되거나 경화되지 않은 비드(9)의 표면에 부착될 수 있다{구조적 비드(9)의 재료가 모듈(1)의 재료에 자연적으로 접착되지 않는 경우}. 이 제 2 층이 이후에 비드(9)의 접착 표면(15)을 형성한다.

사용되는 재료에 따라 길이가 변화되는 적용 시간 후에, 지붕 모듈(1)은 그 표면에 복합 비드(4)가 접합된 상태로 몰드의 표면으로부터 제거될 수 있다. 필름(11)이 또한 몰드 캐비티로부터 추출되며 먼지 및/또는 습기로부터 즉시 보호하는 접착층(10)에 부착되어 잔류된다.

따라서, 접합 비드(4)를 구비한 모듈(1)은 경화 또는 비드(9)의 구조적 특징을 획득하기에 충분한 시간 동안 유지되며, 그 후 자동차에 장착을 위한 그의 사용을 대기하기 위해 저장될 수 있다.

장착은 보호 필름(11)을 제거함으로써 간단하게 수행될 수 있으며, 그 후 비드(4)는 가압되어 플랜지(5)와 접촉된다. 열적으로 활성화되는 접착제에 의해, 접착층은 특히 적외선 소스에 의해 먼저 가열될 수 있으며, 또는 모듈(1)이 플랜지(5)에 대해 배치되고, 다음 예를 들면 내측으로부터 플랜지(5)를 가열함으로써 접착제를 활성화하는데 필요한 온도로 접합 비드를 가열하여 온도를 상승시킬 수 있다.

도 4는 복합 비드의 두 개의 부분 사이의 접촉 영역을 증가시키기 위해, 구조적 비드(9)에 접합되는 접착층(10)의 표면이 질감 형성되어 있는, 복합 비드(4)의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 접착층은 적절한 단면의 노즐(14)을 사용하여 캐비티(12)에 접착 물질을 적층함으로써 특히 생성될 수 있다. 다음, 복합 비드는 도 5에 도시한 바와 같이, 접착층(10)의 질감 형성 표면 상에 점성 또는 풀 재료를 압출함으로써 적합하게 얻어진다. 비드(9)의 압출된 재료는 편평한 접촉부 보다 큰 접촉 영역에 걸쳐 접착층(10)의 질감 형성 표면의 윤곽을 따르므로, 보다 양호한 접촉을 야기한다.

도 6은 복합 비드가, 모듈형 부재의 층(7)을 갖는 단일 부품으로서 형성된 구조적 비드(7a)를 사용하는 다른 실시예를 도시한다.

본 실시예의 제조는 도 7에 도시되어 있다.

이 경우, 하측 몰드(13)가 사용되며, 상기 하측 몰드는 몰드(13)의 거의 전체 표면에 걸쳐 연장되는 제 1 캐비티(16)의 저부에 중공형으로 형성된, 이전의 실시예와 유사한 캐비티(12)를 갖는다.

상술한 바와 같이, 필름(11) 및 접착층(10)이 하측 몰드(13)의 캐비티(12)에 적층된다. 다음, 라이닝 코팅(8)이 몰드(13)의 캐비티(16)의 중앙부에 부착된다.

폴리우레탄과 같은 중간 물질(7)의 전체 덩어리가 캐비티(12) 내에 및 캐비티(16)의 라이닝(8) 상에 적층된다.

다음, 시트(6)가 부착되며, 전체 조립체는 상측 몰드(17)에 의해 가압된다. 모듈 및 복합 접합 비드는 따라서 동시에 형성된다.

다른 실시예에서, 구조적 비드(9)는 고도의 점탄성을 갖는 제 1 폴리우레탄을 캐비티(12) 내에 적층함으로써 형성될 수 있으며, 다음 중간 덩어리(7)가 보다 강성의 제 2 폴리우레탄으로 형성된다.

또 다른 실시예에서, 중간 덩어리(7)는, 한측에는 필름(11)과 접착층(10) 및 라이닝(8)이, 다른측에는 시트(6)가 미리 배치되어 있는 두 개의 절반 몰드(13, 17)에 의해 형성된 캐비티 내로 재료를 주입함으로서 형성될 수 있다.

도 8은 모듈형 부재가 균질한 보호형 또는 활성화 가능한 접합 비드를 미리 구비하고 있는 본 발명의 다른 양태를 도시한다. 지붕 모듈(1)은 도 2 또는 도 4의 모듈과 동일한 구조를 갖는다. 지붕 모듈은 모듈의 주변부 둘레 또는 라이닝(8)을 따라서 배치된 접합 비드(18)를 구비한다.

접합 비드(18)는 모듈(1)에서 제 1 표면에 접합되며 필름(19)에 의해 다른 표면 상에서 보호되며, 보호 표면은 필름이 제거된 후에 접착성이 된다.

이를 위해, 비드(18)는 수분 가교 결합형 접착제로 구성될 수 있으며, 습기배리어 기능을 갖는 필름(19)은 예를 들면 저밀도 폴리우레탄으로 제조된다. 사용 가능한 접착 재료는, 접착제에 소정의 기계적 특성을 제공하기 위해 폴리머, 특히 엘라스토머에 의해 선택적으로 개질된 폴리우레탄, 적합하게는 열가소성 폴리우레탄에 기초하는 시스템 중에서 선택될 수 있다. 특히 가장 적합한 재료는 폴리머 또는 올리고머, 특히 폴리에테르 및/또는 폴리에스터 백본을 갖는 폴리우레탄 프리폴리머이다. 이러한 용도에 적합한 수분 가교 결합형 열가소성 폴리우레탄 조성물은, 데구사 휠스사(Degussa-Huls)에 의해 상표명 DYNACOLL로 시판 중인 폴리에스터 디올 2 중량부와, 바스프사(BASF)에 의해 상표명 LUPRANATMP130으로 시판중인 폴리에테르-기반 이소시아네이트 프리폴리머 1 중량부를 고온 반응시켜 얻어진다.

비드(18)의 제조는 도 3을 참조하여 상술한 바와 유사한 방식으로 수행된다. 도면 부호 19로 나타낸 필름이 몰드(13)의 캐비티(12)에 배치되며, 적합하게는 폴리에틸렌으로 제조되는, 몰드와 접촉하는 필름의 표면(모듈이 몰드로부터 추출된 후 필름의 외부 표면일 수 있는)은 성형 재료를 위한 이형제로서 작용할 수 있다. 비드(18)의 재료는 예를 들면 압출 노즐(14)에 의해 필름(19)의 내부 표면 상에 적층된다. 작업의 나머지는 도 3의 경우에서 설명한 바와 유사하다.

특히, 모듈로의 비드(18)의 전달은 모듈에 접합하기 위한 접착성 상부면을 여전히 구비하는 비드에 대해 모듈을 가압함으로써 수행될 수 있으며, 몰드 내에 조립체를 유지함으로써 또는 적합하게는 비드가 접착된 모듈이 몰드로부터 추출된 후에 비드의 자유 표면을 주위의 습기 또는 제어된 습기에 단순히 노출시킴으로써비드의 코어의 재료를 경화시키거나 고정시키는 것이 가능하다.

또 다른 실시예에서, 비드(18)는 필름(19)과 유사한 다른 보호 필름으로 상부 표면이 코팅될 수 있으며, 다음, 경화 또는 고정 처리를 수행하기 위해 몰드로부터 추출된다. 다음, 모듈(1)로의 비드의 부착은, 접착성 표면을 모듈로 노출시키기 위해 제 2 보호 필름이 제거되는 개별 스테이션에서 수행될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 접착제는 열적 활성화 재료, 특히 고온 용융 접착제, 또는 화학적 활성화 재료 중에서 선택될 수 있다. 따라서, 보호 필름(19)을 필수적으로 제공할 필요는 없지만, 활성화된 표면의 활성화 및/또는 접착에 악영향을 줄 수 있는 먼지 또는 얼룩으로부터 활성화 표면을 방지하기 위해 보호 필름은 여전히 적합하다.

본 발명은 프레임에 접합될 준비가 되어 있는 지붕 모듈의 제조의 특정 경우를 설명하였지만, 차체 부재 등에 접합함으로써 조립되는 임의의 다른 모듈형 부재의 제조에 적용될 수 있다. 따라서, 반드시 프레임의 형태일 필요는 없는 조립 표면을 갖는 부속품에 접합될 준비가 되어 있는, 부가의 기능을 구비할 수 있는 장식성, 보호성 또는 다른 부품의 제조가 고려될 수 있다.

Claims (24)

1. 폐쇄된 접합 패턴으로 제조된 접합 비드(4)에 의해 프레임 또는 다른 표면에 접합될 준비가 되어 있는 자동차 지붕 또는 도어 모듈과 같은 모듈형 부재(1) 제조 방법에 있어서,

   한측에서 필름(11)으로 보호되거나 활성화될 수 있는 접착층(10)에 접합되며 다른측에서는 상기 모듈형 부재(1)에 접합되는 구조적 비드(9)를 갖는, 접합 패턴을 재생하는 형상의 특정 단면의 복합 접합 비드(4)가 제조되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 구조적 비드(9)는 적어도 7MPa의 인장 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구조적 비드(9)는 상기 복합 비드의 체적의 적어도 50%를 점유하는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조적 비드(9)는 점탄성 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조적 비드(9)는 발포재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 구조적 비드(9)는 엘라스토머에 의해 개질되거나 개질되지 않을 수 있는 열가소성 엘라스토머 또는 폴리우레탄에 기초하는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 구조적 비드(9)는 0.1 내지 2.5의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착층(10)은 열적 활성화성, 광적 활성화성 또는 화학적 활성화성 접착제로 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착층(10)은 영구 점착성을 갖는 접착제로 구성되며, 또는 박리형 필름에 의해 보호되는 수분 반응성 접착제로 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착층(10)은 고온 용융성 접착제로 구성되며, 또는 액체 접착제 또는 액체 비히클 형태의 접착제로 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 서로 접촉하는 상기 구조적 비드(9)의 표면과 상기 접착층(10)의 표면 중 적어도 하나는 질감 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조적 비드(9)는 상기 모듈형 부재와 단일 부품으로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
13. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 한측에서 상기 접착층(10)에 접합되는 구조적 비드(9)와 다른측에서 접합 표면(15)을 구비하는 복합 접합 비드(4)가 먼저 제조되며, 상기 구조적 비드(4)는 그 후 접합 표면(15) 상의 모듈형 부재(1)에 접합되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 접합 표면은 접착 표면(15)인 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 모듈형 부재(1)의 적어도 일부(7)는 접합 표면에 접착된 물질로부터 상기 접합 표면과 접촉하여 형성되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합 비드(4)는 몰드(13)의 캐비티(12)에 접착층(10)을 적층하고 상기 몰드의 캐비티(12)에 구조적 비드(9)를 성형함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 구조적 비드(9)는 몰드 내에서 및/또는 상기 복합 비드(4)가 모듈형 부재(1)로 전달된 후에 경화되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
18. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복합 비드(4)는 상기 몰드 캐비티(12) 내의 접착층(10) 상에 미리 형성된 구조적 비드(9)를 적층함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착층(10)은 미리 형성된 스트립 또는 반응성, 액체 또는 점성 재료의 형태로 몰드 내에 적층되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
20. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몰드 캐비티(12)의 표면에는 몰드 이형제로서 박리형 보호 필름(11)이 부착되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 필름(11)은 수분 반응성 접착층(10)을 보호하기 위한 습기 배리어인 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
22. 폐쇄형 접합 패턴으로 제조된 접합 비드(4)에 의해 프레임 또는 다른 표면에 접합될 준비가 되어 있는 자동차 지붕 또는 도어 모듈과 같은 모듈형 부재(1) 제조 방법에 있어서,

    접합 패턴을 재생하는 형상의 특정 단면의 접착 비드(18)가 제조되며, 상기 비드는 몰드의 캐비티에 접착 재료를 성형함으로써 적어도 하나의 필름(19)으로 보호된 또는 활성화 가능한 접착 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
23. 제 22 항에 있어서, 적어도 두 개의 필름으로 보호된 또는 활성화 가능한 접착 표면을 갖는 성형 접착 비드(18)가 제조되며, 상기 표면 중 하나는 활성화 후에 또는 보호 필름의 제거 후에 상기 모듈형 부재와 접촉하게 되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 제조 방법.
24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따라 제조되며, 접합 패턴으로 적층된 접합 비드(4)에 의해 프레임(5) 또는 다른 표면에 접합될 준비가 되어 있는 자동차 지붕 또는 도어 모듈과 같은 모듈형 부재(1) 장착 방법에 있어서,

    보호 필름(11)이 제거되거나 접착층(10)이 활성화되며, 상기 모듈형 부재(1)는 프레임(5) 또는 다른 표면에 부착되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부재 장착 방법.