WO2023119849A1 - 植毛ばね - Google Patents

植毛ばね Download PDF

Info

Publication number
WO2023119849A1
WO2023119849A1 PCT/JP2022/039705 JP2022039705W WO2023119849A1 WO 2023119849 A1 WO2023119849 A1 WO 2023119849A1 JP 2022039705 W JP2022039705 W JP 2022039705W WO 2023119849 A1 WO2023119849 A1 WO 2023119849A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
adhesive layer
flocking
spring
filler
flocked
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/039705
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
靖彦 國田
Original Assignee
中央発條株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 中央発條株式会社 filed Critical 中央発條株式会社
Priority to CN202280061401.0A priority Critical patent/CN117916487A/zh
Publication of WO2023119849A1 publication Critical patent/WO2023119849A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02—Non-macromolecular additives
    • C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J201/00—Adhesives based on unspecified macromolecular compounds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04—Wound springs
    • F16F1/12—Attachments or mountings

Definitions

  • the present disclosure relates to a flocked spring having flocked surfaces.
  • a spring assembly is placed between the back door and the vehicle body to automatically open and close the back door.
  • the spring assembly has a telescopic cylindrical shape and includes a compression coil spring between the outer cover member and the inner shaft member.
  • "buckling” may occur in which the coil axis is curved in a wave or spiral shape.
  • the compression coil spring used in the spring assembly is flocked as a countermeasure against hammering noise, in addition to being coated for rust prevention.
  • the flocking process is a process in which an adhesive is applied in advance to the surface of an object to be processed, and short fibers are adhered thereto using electrostatic force or the like (see Patent Documents 1 and 2, for example).
  • the compression coil spring is required to be configured so as to minimize damage to the mating member.
  • the flocking process by increasing the number of short fibers (filler) to be flocked, it is possible to reduce the friction with the mating member and reduce the damage.
  • an adhesive layer capable of fixing many fillers is required.
  • the adhesive layer is made thicker, it is conceivable that the number of fixed fillers can be increased.
  • dripping or the like occurs when the adhesive is applied. Therefore, it is not easy to increase the thickness of the adhesive layer.
  • the present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a flocked spring that causes less damage to a mating member.
  • the flocked spring of the present disclosure comprises a spring body, a coating layer disposed on the surface of the spring body, an adhesive layer disposed on the surface of the coating layer, and a flocking filler fixed to the adhesive layer. and a flocked layer, wherein the adhesive layer is formed from an adhesive composition containing an adhesive and a thixotropic agent.
  • the adhesive layer constituting the flocked spring of the present disclosure is formed from an adhesive composition having an adhesive and a thixotropic agent.
  • a thixotropic agent is a material that imparts thixotropic properties to the adhesive composition.
  • the desired flocked state can be achieved by increasing the thickness of the adhesive layer, so the friction with the mating member can be reduced, and damage to the mating member can be made smaller.
  • Patent Document 3 as a method for finishing the interior of an automobile body, an electrodeposition coating is applied to the inside of the vehicle body, and after baking it to form an electrodeposition coating film, a synthetic resin adhesive is applied, and this is applied.
  • a method for electrostatic flocking of short fibers as a counter electrode is described.
  • the adhesive used for electrostatic flocking may contain an anti-sagging agent in addition to the adhesive synthetic resin component.
  • the electrostatic flocking described in Patent Document 3 is for beautifying the interior of the vehicle body, and it is not assumed that the flocking layer comes into contact with the mating member. Therefore, Patent Document 3 does not consider the thickness of the adhesive layer or the planting state of the filler for flocking, nor does it describe or suggest increasing the thickness of the adhesive layer.
  • FIG. 1 is a partial schematic diagram of a spring assembly comprising a compression coil spring that is one embodiment of a flocked spring of the present disclosure;
  • FIG. It is a strand radial direction sectional view of the same compression coil spring.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a planted state of the filler for flocking for explaining the upright filler in the present disclosure, (a) showing a vertical state and (b) showing an inclined state.
  • 4 is a graph showing thicknesses of adhesive layers formed using adhesive compositions with and without a thixotropic agent. It is a graph which shows the measurement result of the amount of wear in an abrasion test. It is the graph which plotted the number of fillers with respect to the thickness of an adhesive bond layer.
  • FIG. 4 is a graph plotting the number of upright fillers against the thickness of the adhesive layer;
  • FIG. Fig. 10 is a graph plotting the gradient ratio of the filler against the thickness of the adhesive layer;
  • FIG. 1 shows a partial schematic diagram of the spring assembly.
  • FIG. 2 shows a radial cross-sectional view of the compression coil spring housed in the same spring assembly.
  • the spring assembly 1 has a cover member 10, a guide member 20, and a compression coil spring 30.
  • the spring assembly 1 is used for a flip-up type power back door of a vehicle.
  • the cover member 10 is made of polyamide resin and has a bottomed cylindrical shape that opens upward.
  • a spring seat 100 is arranged on the upper surface of the bottom wall of the cover member 10 .
  • a lower end of the cover member 10 is swingably attached to a back door (not shown) of the vehicle.
  • the guide member 20 has a cylindrical shape and protrudes upward from the upper surface of the bottom wall of the cover member 10 .
  • the guide member 20 is arranged inside the spring seat 100 .
  • the guide member 20 is made of iron and its surface is cationic electrodeposition coated.
  • the compression coil spring 30 is housed inside the cover member 10 .
  • the compression coil spring 30 is arranged around the guide member 20 , and the lower end turn portion is mounted around the spring seat 100 .
  • the compression coil spring 30 repeats expansion and contraction in the vertical direction according to the opening and closing operation of the back door.
  • the compression coil spring 30 has a spring main body 31, a coating layer 32, an adhesive layer 33, and a flocked layer 34 in the radially expanding direction.
  • the spring body 31 is made of spring steel, and a zinc phosphate film is formed on the surface.
  • the coating layer 32 is arranged on the surface of the spring body 31 .
  • the coating layer 32 contains a modified epoxy ester resin and a melamine resin as coating film-forming resins.
  • the thickness of the coating layer 32 is 25 ⁇ m.
  • the adhesive layer 33 is arranged on the surface of the coating layer 32 .
  • the adhesive layer 33 is formed from an adhesive composition containing an adhesive containing a modified epoxy resin and an antirust pigment, and a thixotropic agent containing amorphous silica.
  • the thickness of the adhesive layer 33 is approximately 41 ⁇ m. Since the flocking filler is fixed to the adhesive layer 33, the thickness of the adhesive layer 33 is not uniform under the influence of the flocking filler.
  • the surface 330 of the adhesive layer 33 has a pencil hardness of 3H.
  • the flocked layer 34 is arranged on the surface 330 of the adhesive layer 33 .
  • the flocking layer 34 is made of nylon 66 fiber flocking filler.
  • the length of the flocking filler is 800 ⁇ m, part of which is embedded in the adhesive layer 33 and the other part protrudes outward from the adhesive layer 33 .
  • the flocking layer 34 is formed of the other part of the flocking filler protruding from the adhesive layer 33 .
  • the number of fillers for flocking fixed in an arbitrary range of 1.2 mm 2 is 76.
  • the number of the upright fillers fixed in the state from the normal state to the inclination angle of 45° is 60, and the number of the other inclined fillers is 16.
  • the gradient ratio of the flocking fillers in the flocking layer 34 (ratio of gradient fillers) is 21%.
  • the compression coil spring 30 is included in the flocked spring concept of the present disclosure.
  • the adhesive layer 33 is formed from an adhesive composition having an adhesive and a thixotropic agent. Due to the action of the thixotropy-imparting agent, when the adhesive composition is applied, the viscosity increases and the fluidity decreases, so dripping is suppressed. Thereby, the thickness of the adhesive layer 33 to be formed can be increased, and a large amount of filler for flocking can be fixed to the adhesive layer 33 . In addition, the number of upright fillers is large in the flocked layer 34 . Therefore, according to the compression coil spring 30, the friction with the guide member 20 can be reduced, and the guide member 20 is less likely to be damaged such as peeling of paint.
  • the type of spring body is not particularly limited, and may be a coil spring, leaf spring, spiral spring, torsion bar, or the like.
  • Spring steel which is generally used for springs, is preferable as the material of the spring body, and examples thereof include carbon steel, alloy steel, and stainless steel.
  • shot peening or the like may be applied to adjust the surface roughness.
  • a phosphate film may be formed by a known method. For example, an immersion method in which the spring body is immersed in a phosphate solution bath, and a spray method in which a phosphate solution is sprayed onto the spring body with a spray gun or the like can be used.
  • a coating layer is disposed on the surface of the spring body.
  • the type of paint forming the coating layer is not limited. Examples include solvent-based paints, water-based paints, and powder paints. Solvent-based paints and water-based paints (liquid paints) have the advantage of being easy to form thin coating films (coating layers). In addition, it is easy to form a smooth coating film, and it is easy to control the film thickness. For example, solvent-based paints can be used to downsize equipment. Electrodeposition coating, in which the spring body is immersed in a water-based paint and a voltage is applied to the spring body as an anode or a cathode, can form a chemically stable coating film with high mechanical strength. In the case of powder paints, since organic solvents are not used, the burden on the environment is small. In addition, compared with liquid paints, the paints are less likely to scatter and are easy to collect, making it easy to form a thick film.
  • Any paint may be composed of resin, pigment, additive, solvent, etc., which are the base materials for forming the paint film.
  • the resin may be selected from thermosetting resins and thermoplastic resins.
  • Thermosetting resins include epoxy resins, polyester resins, acrylic resins, phenol resins, melamine resins, urethane resins, and silicone resins.
  • thermoplastic resins include fluorine resins, polyethylene resins, polypropylene resins, polyvinyl chloride resins, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resins, methacrylic resins, and nylon resins.
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • methacrylic resins and nylon resins.
  • From the viewpoint of enhancing rust resistance it is desirable to select an epoxy resin.
  • a modified epoxy resin is suitable.
  • a melamine resin for example, an epoxy-melamine-based paint containing both a modified epoxy resin and a
  • Pigments include coloring pigments, extender pigments, and antirust pigments.
  • coloring pigments include inorganic pigments such as carbon black, titanium dioxide, red iron oxide and ocher, and organic pigments such as quinacridone red, phthalocyanine blue and benzidine yellow.
  • Extender pigments include aluminum silicate, calcium carbonate, magnesium carbonate, talc, silica and barium sulfate.
  • Antirust pigments include iron phosphate, aluminum phosphate, calcium phosphate, and the like.
  • additives include surface conditioners, ultraviolet absorbers, antioxidants, antistatic agents, and flame retardants.
  • the thickness of the coating layer should be determined as appropriate, taking into consideration the mechanical strength, anti-corrosion performance, required dimensions of the flocked spring, etc.
  • a thickness of 10 ⁇ m or more, more preferably 15 ⁇ m or more is preferable in order to fully exhibit the desired performance.
  • a thickness of 35 ⁇ m or less, more preferably 25 ⁇ m or less is preferable.
  • the adhesive layer is placed on the surface of the coating layer.
  • the adhesive layer is formed from an adhesive composition having an adhesive and a thixotropic agent.
  • the adhesive may be solvent-based or emulsion-based. Examples thereof include adhesives containing epoxy resins, urethane resins, acrylic resins, vinyl acetate resins, polyimide resins, silicone resins, and the like as main components.
  • the adhesive may be appropriately selected in consideration of the adhesiveness to the resin of the coating layer. Among them, a solvent-based adhesive containing a modified epoxy resin as a main component is preferable because it has high rust resistance and can be used as a one-component lacquer.
  • the adhesive may contain pigments, solvents, and additives in addition to the resin component. Pigments include coloring pigments, extender pigments, antirust pigments, and the like, similar to the paint for the coating layer described above. Examples of additives include surface conditioners, ultraviolet absorbers, antioxidants, antistatic agents, and flame retardants.
  • the thixotropy-imparting agent may be any agent that can impart thixotropy to the adhesive composition.
  • the thixotropy-imparting agent may be composed of a pigment such as amorphous silica, a resin such as amino resin, a solvent, an additive, and the like. From the standpoint of suppressing dripping of the adhesive composition and increasing the thickness of the adhesive layer, the amount of the thixotropy-imparting agent may be 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the adhesive. desirable. 10 parts by mass or more is suitable.
  • the amount of the thixotropy imparting agent is 100 parts by mass of the adhesive. is preferably 15 parts by mass or less.
  • the adhesive composition may contain a surface-roughening solvent, a retarder (drying retardant), etc. in addition to the adhesive and the thixotropic agent.
  • the surface-roughening solvent is a solvent that has the effect of increasing the surface roughness of the object (coated surface) to which the adhesive composition is applied.
  • the surface roughness of the coated surface is large, the adhesive force between the coating layer and the adhesive layer increases due to the anchoring effect, and peeling of the adhesive layer is suppressed.
  • the flocking filler is less likely to fall off, and the effect of reducing friction with the mating member is maintained.
  • the coating layer is formed by cationic electrodeposition coating, the adhesion to the adhesive layer tends to decrease because the surface is smooth. In such a case, it is effective to use a roughening solvent to increase the surface roughness.
  • a retarder is blended, it is possible to prevent the adhesive composition from drying during the period from application of the adhesive composition to flocking.
  • the flocking filler is fixed to the adhesive layer.
  • the thickness of the adhesive layer is not constant due to the influence of the flocking filler.
  • the thickness of the adhesive layer is about 1.5 times greater than before flocking.
  • the thickness of the adhesive layer is 20 ⁇ m or more, 22 ⁇ m or more, further 25 ⁇ m or more before flocking, and 25 ⁇ m or more after flocking. It is preferably 26 ⁇ m or more, more preferably 29 ⁇ m or more.
  • the thickness of the adhesive layer is preferably 65 ⁇ m or less before flocking, and 90 ⁇ m or less, 88 ⁇ m or less, or more preferably 75 ⁇ m or less after flocking.
  • the surface of the adhesive layer containing the thixotropy-imparting agent is harder than when not containing the thixotropic agent.
  • the hardness of the surface of the adhesive layer is desirably 3H or higher in terms of pencil hardness measured according to JIS K5600-5-4:1999 "scratch hardness (pencil method)".
  • the flocking layer consists of a flocking filler fixed to the adhesive layer. Part of the filler for flocking is embedded in the adhesive layer, and the other part protrudes outward from the adhesive layer.
  • the flocking layer is formed by the other portion of the flocking filler protruding from the adhesive layer.
  • filler for flocking
  • the type of filler for flocking (hereinafter sometimes simply referred to as "filler") is not particularly limited, and may be an organic filler or an inorganic filler.
  • Organic fillers are flexible compared to inorganic fillers. For this reason, it is difficult to break when attached, and the flocked state can be easily maintained.
  • examples of organic fillers include nylon fibers, polyester fibers, rayon fibers, cotton fibers, polyethylene fibers, aramid fibers, and fluorine fibers.
  • the surface resistance value of the flocking filler is preferably 1 ⁇ 10 5 ⁇ or more and less than 1 ⁇ 10 18 ⁇ .
  • a value measured by a super megohmmeter "SM-8220" manufactured by Hioki Electric Co., Ltd. is used as the surface resistance value.
  • the surface resistance value of the filler for flocking is less than 1 ⁇ 10 5 ⁇ , the filler has poor flying properties due to high conductivity and easy discharge. Therefore, it becomes difficult to transplant hair by electrostatic force.
  • a more preferable surface resistance value is 1 ⁇ 10 6 ⁇ or more.
  • the surface resistance value is 1 ⁇ 10 18 ⁇ or more, the filler is too charged and the flight property of the filler is deteriorated.
  • a more preferable surface resistance value is 1 ⁇ 10 13 ⁇ or less, further 1 ⁇ 10 10 ⁇ or less.
  • Fibers that have been subjected to various surface treatments such as electrodeposition treatment, water absorption treatment, water repellency treatment, and primer treatment for the purpose of improving dispersibility and suppressing excessive electrification are used as fillers for flocking.
  • the filler for flocking preferably has an electrodeposition film on its surface.
  • the electrodeposition treatment film By having the electrodeposition treatment film, the surface resistance value of the filler is adjusted to a desired value. As a result, excessive electrification of the filler is suppressed, and flying power at the time of flocking is improved.
  • the fibers tend to agglomerate, they tend to get tangled and form lumps as they are.
  • the surface has an electrodeposition treatment film, the dispersibility of the fiber (filler for flocking) is improved. As a result, aggregation of the filler is suppressed, and a substantially uniform flocked state can be realized.
  • the electrodeposition treatment film is formed by electrodeposition treatment on the surface of the fiber used as the filler for flocking.
  • the electrodeposition treatment there is a method in which the fiber is treated with tannin, tartar emetic, or the like to generate a tannin compound or the like on the surface of the fiber.
  • Inorganic salts such as barium chloride, magnesium sulfate, sodium silicate, and sodium sulfate, quaternary ammonium salts, higher alcohol sulfate ester salts, surfactants such as betaine types, and organic silicon compounds (colloidal silica) are appropriately mixed.
  • the fiber is treated with a diluted solution to adhere the silicon-based compound to the surface of the fiber.
  • the filler for flocking is fibrous.
  • the length of the filler in the longitudinal direction is not particularly limited. For example, it is desirable that the length of the filler is 50 ⁇ m or more. 200 ⁇ m or more, more preferably 500 ⁇ m or more. On the other hand, if the filler is too long, the filler will collapse and the desired state of flocking cannot be achieved. For example, it is desirable that the length of the filler is 2000 ⁇ m or less. 1000 ⁇ m or less, more preferably 600 ⁇ m or less.
  • the maximum length (thickness) of the filler in the transverse direction is not particularly limited. For example, it is desirable that the thickness of the filler is 5 ⁇ m or more.
  • the thickness of the filler is 50 ⁇ m or less. 40 ⁇ m or less, more preferably 30 ⁇ m or less.
  • the planting state of the flocking filler does not necessarily have to be constant throughout the flocked spring.
  • the number of fillers may be increased in areas where there is a possibility of contact with the mating member, and the number of fillers may be reduced in areas where there is no possibility of contact. From the viewpoint of reducing the friction with the mating member, it is desirable that the number of the filler for flocking is large.
  • the number of fillers for flocking fixed to the measurement area is desirably 32 or more. 35 or more, more preferably 40 or more.
  • the flocking filler can be planted not only in an upright state but also in an inclined state with respect to the surface of the spring body. It is thought that when the implanted fillers intersect with each other, the amount of energy absorbed by the flocked layer increases and the noise reduction property improves. On the other hand, increasing the amount of filler in an upright state increases the effect of reducing friction with the mating member, which is effective in reducing damage to the mating member. Therefore, from the viewpoint of reducing the friction with the mating member, among the flocking fillers fixed to the measurement area, the number of upright fillers fixed in a substantially upright state with respect to the surface of the adhesive layer is 11. Book or more is desirable. 12 or more, more preferably 16 or more.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of the planted state of the filler for flocking.
  • (a) shows the vertical state
  • (b) shows the inclined state.
  • the ratio of the slanted fillers to the entire filler can be indicated as the slanting ratio of the flocking fillers.
  • the slope rate of the hair-planting filler in the measurement area is calculated by the following formula (II).
  • Gradient rate (%) number of slanted fillers in the measurement area/number of fillers in the measurement area (II)
  • the gradient ratio of the flocking filler is 66% or less. 65% or less, more preferably 50% or less.
  • the flocked spring of the present disclosure can be manufactured, for example, as follows. First, the spring body is subjected, if necessary, to adjustment of surface roughness by shot peening or the like, formation of a phosphate film, and the like. Next, a paint for forming a paint layer is applied to the spring body. As a method for applying the paint, a known method such as brushing, spraying, or dipping may be employed depending on the type of paint. Subsequently, an adhesive composition is applied to the surface of the coating film. Application of the adhesive composition may be performed by brush coating, spraying, or the like.
  • the discharge pressure, discharge amount, moving speed, spraying time, distance between workpieces, etc. of the spray gun may be appropriately adjusted so that the adhesive layer has a desired thickness.
  • a filler for flocking is adhered to the surface to which the adhesive composition is applied.
  • an electrostatic coating gun, an electrostatic flow dip bath, or the like may be used.
  • the flocked spring body is heated. Heating may be performed using a commonly used electric furnace, hot air dryer, or the like. The heating dries and solidifies the coating and applied composition to form a coating layer and an adhesive layer.
  • the heating temperature, heating time, etc. may be appropriately determined according to the type of paint and adhesive. For example, the heating temperature should be 130 to 170° C., and the heating time should be 10 to 40 minutes.
  • Table 2 shows the components of the adhesive composition used.
  • Table 3 shows the adhesive and thixotropic agent components in the adhesive composition.
  • FIG. 4 shows the thickness of the formed adhesive layer. As shown in FIG. 4, when an adhesive composition containing a thixotropy-imparting agent was used, adhesion The thickness of the agent layer was more than doubled. In addition, there was a tendency that the higher the liquid temperature of the adhesive composition, the larger the thickness.
  • a zinc phosphate film was formed on the surface of the steel sheet, and the surface was coated with epolamine in the same manner as the base material in (1) above.
  • two types of adhesive compositions with and without a thixotropic agent were sprayed onto the Epolamine-coated surface at a liquid temperature of 35° C. with a spray gun.
  • the components of the paint and adhesive composition for Epolamine coating are as shown in Tables 1 to 3 above.
  • a flocking filler was sprayed onto the surface coated with the adhesive composition using an electrostatic coating gun.
  • an organic filler made of nylon 66 fiber (20 ⁇ m in thickness, 800 ⁇ m in length, with an electrodeposition treatment film, surface resistance of 10 6 to 10 7 ⁇ ) was used. After that, it was placed in a hot air dryer and heated at 150° C. for 10 minutes to form a coating layer and an adhesive layer. In this way, a test piece was produced in which a zinc phosphate coating, a paint layer, an adhesive layer, and a flocking layer were formed on the surface of the steel sheet in order from the bottom.
  • the thickness of the coating layer on the specimen is 25 ⁇ m. Two types of adhesive layers were formed with different thicknesses.
  • the thicknesses were 27 ⁇ m and 28 ⁇ m when the adhesive composition containing no thixotropic agent was used, and the thicknesses were 53 ⁇ m and 60 ⁇ m when the adhesive composition containing the thixotropic agent was used. Three test pieces were produced for each thickness of the adhesive layer.
  • the steel plate in the state before flocking that is, in the state where the adhesive composition was sprayed on the Epolamine-coated surface, was placed in a hot air dryer and heated at 150 ° C. for 10 minutes to remove the coating layer and the adhesive layer. formed. Then, the hardness of the surface of the formed adhesive layer was measured according to JIS K5600-5-4:1999 "scratch hardness (pencil method)". As a result, the pencil hardness of the adhesive layer containing no thixotropic agent was H, and the pencil hardness of the adhesive layer containing the thixotropic agent was 3H.
  • ⁇ Test method> A Taber abrasion test was performed in accordance with JIS K7204:1999 "Plastics - Abrasion test method using an abrasion wheel” to measure the amount of abrasion of the test piece.
  • the test piece was disc-shaped with a diameter of 100 mm, the wear wheel was CS10, and the rotation speed of the wear wheel was 72 rpm.
  • FIG. 5 shows the measurement results of the wear amount of the test piece. As shown in FIG. 5, the amount of abrasion was less when the adhesive composition containing the thixotropic agent was used. The reason for this is that the thickness of the adhesive layer is large, so the number of fillers is large and the holding power is high, and the number of upright fillers is large (the inclination rate of the fillers is small). It is thought that the friction with the wear wheel) has decreased.
  • a flocked spring was manufactured by forming a zinc phosphate film, a coating layer, an adhesive layer, and a flocked layer in this order on the surface of the coil spring in the same manner as in (2) above. Specifically, first, a coil spring made of spring steel was coated with a zinc phosphate film and then coated with epolamine. Next, two types of adhesive compositions with and without a thixotropic agent were sprayed onto the Epolamine-coated surface at a liquid temperature of 35° C. with a spray gun. The components of the paint and adhesive composition for Epolamine coating are as shown in Tables 1 to 3 above.
  • the surface coated with the adhesive composition was sprayed with an organic filler made of nylon 66 fiber (same as above) using an electrostatic coating gun. After that, it was placed in a hot air dryer and heated at 150° C. for 10 minutes to form a coating layer and an adhesive layer.
  • the dimensions of the coil spring used were a wire diameter of 3.6 mm, an outer diameter of 27.5 mm, a free length of 724 mm, and a total number of turns of 57.
  • the thickness of the coating layer in the flocked spring is 25 ⁇ m.
  • the planting state of the filler was evaluated by counting the number of fillers in a predetermined measurement area as follows. First, a medical scalpel was placed on the surface of the flocked spring to cut the surface layer, and the cut surface was observed with an SEM. Then, the number of fillers in the measurement area of 1.2 mm 2 was counted. Next, the number of upright fillers whose length of the major axis in the cross section of the filler was 1.41 times or less the thickness of the filler used was counted. Then, the slope ratio of the filler was calculated according to the above formula (II).
  • FIG. 6 shows a graph in which the number of fillers is plotted against the thickness of the adhesive layer.
  • FIG. 7 shows a graph plotting the number of upright fillers against the thickness of the adhesive layer.
  • FIG. 8 shows a graph plotting the gradient ratio of the filler against the thickness of the adhesive layer.
  • the adhesive layer containing the thixotropic agent when the adhesive layer containing the thixotropic agent was flocked, the number of fixed fillers increased. In this case, the number of fillers increased even when the adhesive layer had a relatively thin thickness of 20 to 40 ⁇ m.
  • the adhesive layer containing the thixotropy-imparting agent had a larger number of vertical fillers and a lower gradient ratio of the fillers.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

植毛ばね（３０）は、ばね本体（３１）と、ばね本体（３１）の表面に配置される塗装層（３２）と、塗装層（３２）の表面に配置される接着剤層（３３）と、接着剤層（３３）に固定される植毛用フィラーからなる植毛層（３４）と、を有する。接着剤層（３３）は、接着剤とチキソ性付与剤とを有する接着剤組成物から形成される。植毛ばね（３０）においては、接着剤層（３３）の厚さを大きくすることができ、植毛層（３４）を構成する植毛用フィラーの本数を増やすことができる。これにより、相手部材に対するダメージが小さくなる。

Description

植毛ばね
　本開示は、ばねの表面に植毛が施された植毛ばねに関する。
　例えば、自動車のパワーバックドアなどには、バックドアと車体との間に、バックドアを自動開閉させるためのスプリングアセンブリが配置される。スプリングアセンブリは、伸縮可能な円筒形状を有し、外側のカバー部材と内側の軸部材との間に圧縮コイルばねを備える。圧縮コイルばねが圧縮されると、コイル軸が波形や螺旋状に湾曲する「座屈」が生じる場合がある。座屈によりコイル軸が径方向に変位した部分が、圧縮コイルばねの外側に配置されるカバー部材や内側に配置される軸部材に当接すると、打音が発生する。したがって、スプリングアセンブリに用いられる圧縮コイルばねには、防錆性を付与するための塗装に加えて、打音対策として植毛加工が施される。植毛加工とは、被加工物の表面に予め接着剤を塗布しておき、そこに静電力などを利用して短繊維を付着させる加工である（例えば特許文献１、２参照）。
特開２００２－２２４６１２号公報 特開平５－１３８８１３号公報 特開昭６１－１６４６８２号公報
　スプリングアセンブリにおいては、圧縮コイルばねに要求される耐久回数が増したことにより、圧縮コイルばねに関係する部材への影響を検討する必要がある。例えば、内側の軸部材の端部をプレス抜き加工した場合などに、外側にわずかに突出する部分が形成される場合がある。軸部材の表面には、電着塗装などが施されるが、圧縮コイルばねが軸部材に摺接することにより、当該突出部分の塗装が剥がれ、素地が露出してしまうおそれがある。このため、圧縮コイルばねには、相手部材へのダメージが極力少なくなるような構成が要求される。例えば、植毛加工において、植毛される短繊維（フィラー）の本数を増やすことにより、相手部材との摩擦を低減し、ダメージを小さくすることが可能になる。フィラーの本数を多くするためには、多くのフィラーを固定することができる接着剤層が必要になる。例えば、接着剤層を厚くすれば、固定されるフィラーの本数を増やすことができると考えられる。しかしながら、接着剤層を厚く形成しようとすると、接着剤を塗布する際に液だれなどが生じてしまう。よって、接着剤層の厚膜化は容易ではない。
　本開示は、このような実情に鑑みてなされたものであり、相手部材へのダメージが少ない植毛ばねを提供することを課題とする。
　本開示の植毛ばねは、ばね本体と、該ばね本体の表面に配置される塗装層と、該塗装層の表面に配置される接着剤層と、該接着剤層に固定される植毛用フィラーからなる植毛層と、を有し、該接着剤層は、接着剤とチキソ性付与剤とを有する接着剤組成物から形成されることを特徴とする。
　本開示の植毛ばねを構成する接着剤層は、接着剤とチキソ性付与剤とを有する接着剤組成物から形成される。チキソ性付与剤は、接着剤組成物にチキソトロピー性を付与する材料である。接着剤組成物にチキソトロピー性が付与されると、接着剤組成物の調製、塗布時には、撹拌などのせん断力により接着剤組成物の流動性が発現する一方、塗布された後には粘度が高くなり流動性が低下して、液だれが抑制される。これにより、形成される接着剤層の厚さを大きくすることができ、接着剤層に固定される植毛用フィラーの本数、すなわち植毛層を構成する植毛用フィラーの本数を増やすことができる。さらには、本発明者の検討によると、接着剤層の表面に対して直立に近い状態で固定される植毛用フィラーの本数が増加することも確認されている。このように、本開示の植毛ばねによると、接着剤層の厚さを大きくして所望の植毛状態を実現することができるため、相手部材との摩擦を低減することができ、相手部材に対するダメージを小さくすることができる。
　ちなみに、特許文献３には、自動車車体内部の美装仕上げ方法として、車体内部に電着塗装を施し、これを焼付けて電着塗膜を形成した後、合成樹脂接着剤を塗布し、これを対電極として短繊維を静電植毛する方法が記載されている。また、静電植毛に用いる接着剤は、接着性合成樹脂成分に加えてタレ防止剤を含んでもよいことが記載されている。しかしながら、特許文献３に記載されている静電植毛は、車体内部を美装するためのものであり、植毛層が相手部材に接することは想定されていない。よって、特許文献３においては、接着剤層の厚さや植毛用フィラーの植え付け状態の検討はされておらず、接着剤層の厚さを大きくすることについての記載も示唆もない。
本開示の植毛ばねの一実施形態である圧縮コイルばねを備えるスプリングアセンブリの部分概要図である。 同圧縮コイルばねの素線径方向断面図である。 本開示における直立フィラーを説明するための、植毛用フィラーの植え付け状態の模式図であり、（ａ）は垂直状態を示し、（ｂ）は傾斜状態を示す。 チキソ性付与剤の有無が異なる接着剤組成物を使用して形成された接着剤層の厚さを示すグラフである。 摩耗試験における摩耗量の測定結果を示すグラフである。 接着剤層の厚さに対してフィラーの本数をプロットしたグラフである。 接着剤層の厚さに対して直立フィラーの本数をプロットしたグラフである。 接着剤層の厚さに対してフィラーの傾斜率をプロットしたグラフである。
　＜植毛ばね＞
　本開示の植毛ばねの一実施形態として、スプリングアセンブリを構成する圧縮コイルばねとして用いられる形態を説明する。まず、本実施形態のスプリングアセンブリおよび圧縮コイルばねの構成を説明する。図１に、スプリングアセンブリの部分概要図を示す。図２に、同スプリングアセンブリに収容されている圧縮コイルばねの素線径方向断面図を示す。図１に示すように、スプリングアセンブリ１は、カバー部材１０と、ガイド部材２０と、圧縮コイルばね３０と、を有している。スプリングアセンブリ１は、車両の跳ね上げ式のパワーバックドアに用いられる。
　カバー部材１０は、ポリアミド樹脂製であり、上向きに開口する有底円筒状を呈している。カバー部材１０の底壁の上面には、ばね座１００が配置されている。カバー部材１０の下端は、車両のバックドア（図略）に揺動可能に取り付けられている。ガイド部材２０は、円筒状を呈しており、カバー部材１０の底壁の上面から上向きに突設されている。ガイド部材２０は、ばね座１００の内側に配置されている。ガイド部材２０は、鉄製であり、表面はカチオン電着塗装されている。圧縮コイルばね３０は、カバー部材１０内に収容されている。圧縮コイルばね３０は、ガイド部材２０を軸にして配置され、下側の座巻部は、ばね座１００に環装されている。圧縮コイルばね３０は、バックドアの開閉操作に応じて、上下方向に伸縮を繰り返す。
　図２に示すように、圧縮コイルばね３０は、拡径方向に、ばね本体３１と、塗装層３２と、接着剤層３３と、植毛層３４と、を有している。ばね本体３１は、ばね鋼であり、表面にはリン酸亜鉛皮膜が形成されている。塗装層３２は、ばね本体３１の表面に配置されている。塗装層３２は、塗膜形成成分の樹脂として、変性エポキシエステル樹脂およびメラミン樹脂を有している。塗装層３２の厚さは、２５μｍである。接着剤層３３は、塗装層３２の表面に配置されている。接着剤層３３は、変性エポキシ樹脂および防錆顔料を有する接着剤と、非晶質シリカを有するチキソ性付与剤と、を有する接着剤組成物から形成されている。接着剤層３３の厚さは、４１μｍ程度である。接着剤層３３には植毛用フィラーが固定されるため、接着剤層３３の厚さは、植毛用フィラーの影響を受けて一定ではない。接着剤層３３の表面３３０の鉛筆硬度は３Ｈである。
　植毛層３４は、接着剤層３３の表面３３０に配置されている。植毛層３４は、ナイロン６６繊維製の植毛用フィラーからなる。植毛用フィラーの長さは８００μｍであり、一部は接着剤層３３に埋設され、それ以外の他部は接着剤層３３から外側に突出している。植毛層３４は、接着剤層３３から突出した植毛用フィラーの他部により形成されている。接着剤層３３の表面３３０において、任意の１．２ｍｍ２の範囲に固定される植毛用フィラーの本数は７６本であり、そのうち、略直立した状態（接着剤層３３の表面３３０に対して垂直な状態から傾斜角度が４５°までの状態）で固定されている直立フィラーの本数は６０本、それ以外の傾斜フィラーの本数は１６本である。この場合、植毛層３４における植毛用フィラーの傾斜率（傾斜フィラーの割合）は、２１％である。圧縮コイルばね３０は、本開示の植毛ばねの概念に含まれる。
　次に、本実施形態の圧縮コイルばねの作用効果を説明する。本実施形態によると、接着剤層３３は、接着剤とチキソ性付与剤とを有する接着剤組成物から形成される。チキソ性付与剤の作用により、接着剤組成物を塗布する際に粘度が高くなり流動性が低下するため、液だれが抑制される。これにより、形成される接着剤層３３の厚さを大きくすることができ、接着剤層３３に多くの植毛用フィラーを固定することができる。また、植毛層３４においては、直立フィラーの本数が多い。したがって、圧縮コイルばね３０によると、ガイド部材２０との摩擦を低減することができ、ガイド部材２０に対して塗装の剥がれなどのダメージを与えにくい。
　以上、本開示の植毛ばねの一実施形態を説明したが、本開示の植毛ばねは、当該形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良などを施した種々の形態にて実施することができる。
　［ばね本体］
　ばね本体の種類は、コイルばね、板ばね、渦巻きばね、トーションバーなど特に限定されない。ばね本体の材質としては、一般にばね用として用いられるばね鋼が好適であり、炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼などが挙げられる。ばね本体においては、例えば、ばね鋼などを熱間または冷間成形した後、ショットピーニングなどを施して、表面粗さを調整しておくとよい。また、ばね本体の素地表面に、リン酸亜鉛、リン酸鉄などのリン酸塩の皮膜を形成しておくことが望ましい。リン酸塩皮膜の上に塗装層を形成することにより、耐食性が向上し、塗装層の密着性も向上する。特に、リン酸塩がリン酸亜鉛の場合には、耐食性がより向上する。リン酸塩皮膜は、既に公知の方法により形成すればよい。例えば、リン酸塩の溶液槽にばね本体を浸漬する浸漬法、リン酸塩の溶液をスプレーガンなどでばね本体に吹き付けるスプレー法などが挙げられる。
　［塗装層］
　塗装層は、ばね本体の表面に配置される。塗装層を形成する塗料の種類は限定されない。例えば、溶剤系塗料、水系塗料、粉体塗料などが挙げられる。溶剤系塗料および水系塗料（液体塗料）の場合は、薄い塗膜（塗装層）を形成しやすいという利点がある。また、平滑な塗膜を形成しやすく、膜厚管理が容易である。例えば、溶剤系塗料によると、設備を小型化できる。水系塗料にばね本体を浸漬し、ばね本体を陽極または陰極として電圧を印加する電着塗装によると、化学的に安定で機械的強度が大きい塗膜を形成できる。粉体塗料の場合は、有機溶剤を使用しないため、環境への負荷が小さい。また、液体塗料と比較して、塗料の飛散が少なく回収が容易であり、厚膜化も容易である。
　いずれの塗料も、塗膜形成のベース材料である樹脂、顔料、添加剤、溶剤などから構成すればよい。樹脂としては、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂の中から選択すればよい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、フッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン（ＡＢＳ）樹脂、メタクリル樹脂、ナイロン樹脂などが挙げられる。防錆性を高めるという観点においては、エポキシ樹脂を選択することが望ましい。なかでも、変性エポキシ樹脂が好適である。また、耐摩耗性、耐熱性、耐候性を高めるという観点においては、メラミン樹脂を選択することが望ましい。例えば、変性エポキシ樹脂とメラミン樹脂との両方を有するエポキシ・メラミン系塗料が好適である。
　顔料としては、着色顔料、体質顔料、防錆顔料などがある。着色顔料としては、カーボンブラック、二酸化チタン、ベンガラ、黄土などの無機系顔料、キナクリドンレッド、フタロシアニンブルー、ベンジジンエローなどの有機系顔料が挙げられる。体質顔料としては、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、シリカ、硫酸バリウムなどが挙げられる。防錆顔料としては、リン酸鉄、リン酸アルミニウム、リン酸カルシウムなどが挙げられる。添加剤としては、表面調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電抑制剤、難燃剤などが挙げられる。
　塗装層の厚さは、機械的強度、防錆性能、植毛ばねの要求寸法などを考慮して適宜決定すればよい。所望の性能を充分に発揮させるためには、１０μｍ以上、さらには１５μｍ以上の厚さが好適である。他方、設計ロバスト性の観点から、３５μｍ以下、さらには２５μｍ以下の厚さが好適である。
　［接着剤層］
　接着剤層は、塗装層の表面に配置される。接着剤層は、接着剤とチキソ性付与剤とを有する接着剤組成物から形成される。接着剤は、溶剤型でもエマルジョン型でもよい。例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などを主成分とする接着剤が挙げられる。接着剤は、塗装層の樹脂との接着性を考慮して適宜選択すればよい。なかでも、変性エポキシ樹脂を主成分とする溶剤型の接着剤は、防錆性が高く、一液型のラッカーとして使用できるため好適である。接着剤は、樹脂成分に加えて、顔料、溶剤、添加剤を含んでいてもよい。顔料としては、前述した塗装層の塗料と同様に、着色顔料、体質顔料、防錆顔料などがある。添加剤としては、表面調整剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電抑制剤、難燃剤などが挙げられる。
　チキソ性付与剤は、接着剤組成物にチキソトロピー性を付与できるものであればよい。チキソ性付与剤は、非晶質シリカなどの顔料、アミノ樹脂などの樹脂、溶剤、添加剤などから構成すればよい。接着剤組成物の液だれを抑制し、接着剤層の厚さを大きくするという観点から、チキソ性付与剤の配合量は、接着剤の１００質量部に対して５質量部以上にすることが望ましい。１０質量部以上が好適である。反対に、接着剤組成物における接着剤の樹脂成分の割合が相対的に低下することによる密着性などの低下を抑制するという観点から、チキソ性付与剤の配合量は、接着剤の１００質量部に対して１５質量部以下にすることが望ましい。
　接着剤組成物は、接着剤およびチキソ性付与剤に加えて、粗面化溶剤、リターダー（乾燥遅延剤）などを含んでいてもよい。粗面化溶剤は、接着剤組成物を塗布する対象（塗装面）の表面粗さを大きくする作用を有する溶剤である。塗装面の表面粗さが大きいと、アンカー効果により、塗装層と接着剤層との密着力が大きくなり、接着剤層の剥離が抑制される。結果、植毛用フィラーが脱落しにくくなり、相手部材との摩擦低減効果が持続する。例えば、塗装層がカチオン電着塗装により形成される場合には、表面が平滑であるため、接着剤層との密着力が低下しやすい。このような場合に、粗面化溶剤を使用して表面粗さを大きくすると効果的である。また、リターダーを配合すると、接着剤組成物を塗布してから植毛するまでに、接着剤組成物が乾燥してしまうのを抑制することができる。
　接着剤層には植毛用フィラーが固定される。接着剤層の厚さは、植毛用フィラーの影響を受けて一定ではなく、例えば植毛後に、植毛前の１．５倍程度の厚さになる部分がある。接着剤層の厚さを大きくして多くの植毛用フィラーを固定するという観点から、接着剤層の厚さは、植毛前において２０μｍ以上、２２μｍ以上、さらには２５μｍ以上、植毛後において２５μｍ以上、２６μｍ以上、さらには２９μｍ以上であることが望ましい。他方、液だれを抑制するという観点から、接着剤層の厚さは、植毛前において６５μｍ以下、植毛後において９０μｍ以下、８８μｍ以下、さらには７５μｍ以下の厚さが好適である。
　本発明者の検討によると、チキソ性付与剤を配合した接着剤層の表面は、配合しない場合と比較して硬くなる。接着剤層の表面の硬さが大きくなると、使用時に摩耗しにくくなり、植毛用フィラーの保持性が向上する。接着剤層の表面の硬さは、例えば、ＪＩＳ　Ｋ５６００－５－４：１９９９「引っかき硬度（鉛筆法）」に準拠して測定される鉛筆硬度で、３Ｈ以上であることが望ましい。
　［植毛層］
　植毛層は、接着剤層に固定される植毛用フィラーからなる。植毛用フィラーの一部は接着剤層に埋設され、それ以外の他部は接着剤層から外側に突出している。植毛層は、接着剤層から突出した植毛用フィラーの他部により形成される。
　植毛用フィラー（以下、単に「フィラー」と称す場合がある）の種類は、特に限定されず、有機フィラーでも無機フィラーでもよい。有機フィラーは、無機フィラーと比較して、柔軟である。このため、付着時に折れにくく植毛状態を維持しやすい。有機フィラーとしては、例えば、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、綿繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、フッ素繊維などが挙げられる。なかでも、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、綿繊維、およびポリエチレン繊維から選ばれる一種以上を含むことが望ましい。無機フィラーとしては、ガラスファイバーなどが挙げられる。
　植毛用フィラーの表面抵抗値は、１×１０５Ω以上１×１０１８Ω未満であるとよい。本明細書においては、表面抵抗値として、日置電機（株）製の超絶縁計「ＳＭ－８２２０」により測定された値を採用する。植毛用フィラーの表面抵抗値が１×１０５Ω未満の場合には、導電性が高く放電しやすくなるためフィラーの飛翔性が悪くなる。このため、静電力による植毛が難しくなる。より好適な表面抵抗値は、１×１０６Ω以上である。反対に、表面抵抗値が１×１０１８Ω以上になると、帯電しすぎてフィラーの飛翔性が悪くなる。このため、静電力による植毛が難しくなる。より好適な表面抵抗値は、１×１０１３Ω以下、さらには１×１０１０Ω以下である。なお、植毛工程において植毛用フィラーが循環して使用され乾燥すると、表面抵抗値は大きくなる。
　植毛用フィラーとしては、分散性の向上や過剰な帯電を抑制することを目的として、電着処理、吸水処理、撥水処理、プライマー処理などの種々の表面処理が施された繊維を使用することができる。例えば、植毛用フィラーは、表面に電着処理膜を有することが望ましい。電着処理膜を有することにより、フィラーの表面抵抗値が所望の値に調整される。これにより、フィラーの過剰な帯電が抑制され植毛時の飛翔力が向上する。また、繊維は凝集しやすいため、そのままでは絡まりやすく塊状になりやすい。この点、表面に電着処理膜を有すると、繊維（植毛用フィラー）の分散性が向上する。これにより、フィラーの凝集が抑制され、ほぼ均一な植毛状態を実現することができる。
　電着処理膜は、植毛用フィラーとして使用する繊維の表面を電着処理して形成される。電着処理としては、繊維をタンニン、吐酒石などで処理して、繊維の表面にタンニン化合物などを生成させる方法がある。また、塩化バリウム、硫酸マグネシウム、ケイ酸ソーダ、硫酸ナトリウムなどの無機塩類、第四級アンモニウム塩、高級アルコール硫酸エステル塩、ベタイン型などの界面活性剤、および有機珪素化合物（コロイダルシリカ）を適宜混合した溶液で繊維を処理して、繊維の表面にシリコン系化合物を付着させる方法がある。
　植毛用フィラーは、繊維状を呈している。フィラーの長手方向の長さは特に限定されないが、フィラーが短すぎると、フィラーが接着剤層に埋もれてしまい所望の植毛状態を実現できなくなる。例えば、フィラーの長さは５０μｍ以上であることが望ましい。２００μｍ以上、さらには５００μｍ以上であるとより好適である。一方、フィラーが長すぎると、フィラーが倒れて所望の植毛状態を実現できなくなる。例えば、フィラーの長さは２０００μｍ以下であることが望ましい。１０００μｍ以下、さらには６００μｍ以下であるとより好適である。フィラーの短手方向の最大長さ（太さ）は、特に限定されないが、フィラーが細すぎると、自重でカールしてしまい所望の植毛状態を実現できなくなる。例えば、フィラーの太さは５μｍ以上であることが望ましい。１０μｍ以上、さらには２０μｍ以上であるとより好適である。一方、フィラーが太すぎると、触感が悪くなる。例えば、フィラーの太さは５０μｍ以下であることが望ましい。４０μｍ以下、さらには３０μｍ以下であるとより好適である。
　植毛用フィラーの植え付け状態は、植毛ばねの全体において必ずしも一定である必要はない。例えば、相手部材と接触する可能性がある部位についてはフィラーの本数を多くし、接触する可能性がない部位についてはフィラーの本数を減らしてもよい。相手部材との摩擦を低減するという観点においては、植毛用フィラーの本数は多い方が望ましい。例えば、接着剤層の表面において、１．２ｍｍ２の範囲を測定領域とした場合に、当該測定領域に固定される植毛用フィラーの本数は、３２本以上であることが望ましい。３５本以上、さらには４０本以上であるとより好適である。
　植毛用フィラーは、ばね本体の表面に対して直立した状態だけでなく傾斜した状態でも植え付けられる。植え付けられたフィラー同士が互いに交差すると、植毛層によるエネルギー吸収量が多くなり、消音性が向上すると考えられる。他方、直立した状態のフィラーを多くすると、相手部材との摩擦低減効果が高くなり、相手部材に対するダメージを小さくするのに有効である。したがって、相手部材との摩擦を低減するという観点においては、測定領域に固定される植毛用フィラーのうち、接着剤層の表面に対して略直立した状態で固定される直立フィラーの本数は、１１本以上であることが望ましい。１２本以上、さらには１６本以上であるとより好適である。
　本開示において、「略直立した状態で固定される直立フィラー」とは、接着剤層の表面に対して垂直な状態から傾斜角度が４５°までの状態で固定されるフィラーを意味する。以下に、直立フィラーの認定方法を説明する。図３に、植毛用フィラーの植え付け状態の模式図を示す。図３中、（ａ）は垂直状態を示し、（ｂ）は傾斜状態を示す。断面が円形状の植毛用フィラーを、図３に点線で示すように接着剤層の表面に添って切断すると、傾斜している場合には断面が楕円形状になる。図３（ｂ）に示すように、傾斜しているフィラーの接着剤層からの角度をθとすると、傾斜しているフィラーの断面の長軸の長さｄ’と、傾斜していないフィラーの直径ｄと、の関係は、次式（Ｉ）で表すことができる。
ｄ’＝ｄ／ｓｉｎθ　・・・（Ｉ）
本開示においては、植毛ばねの表面に医療用メスを添わせてフィラーを切断し、その断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察する。そして、フィラー断面の長軸の長さが、植毛に使用されているフィラーの直径（太さ）の１．４１倍以下（前出式（Ｉ）中、４５°≦θ≦９０°に相当）のフィラーを、直立フィラーとみなす。
　接着剤層の表面の測定領域に固定される植毛用フィラーのうち、直立フィラー以外のフィラーを傾斜フィラーとした場合、フィラー全体における傾斜フィラーの割合を、植毛用フィラーの傾斜率として示すことができる。すなわち、測定領域における植毛用フィラーの傾斜率は、次式（ＩＩ）により算出される。
傾斜率（％）＝測定領域における傾斜フィラーの本数／測定領域におけるフィラーの本数　・・・（ＩＩ）
相手部材との摩擦を低減するという観点においては、植毛用フィラーの傾斜率は、６６％以下であることが望ましい。６５％以下、さらには５０％以下であるとより好適である。
　＜植毛ばねの製造方法＞
　本開示の植毛ばねは、例えば以下のようにして製造することができる。まず、ばね本体に対して、必要に応じて、ショットピーニングなどによる表面粗さの調整、リン酸塩の皮膜形成などを行う。次に、塗装層を形成するための塗料をばね本体に付着させる。塗料を付着させる方法としては、塗料の種類に応じて、刷毛塗り、スプレー法、浸漬法など、既に公知の方法を採用すればよい。続いて、塗膜の表面に接着剤組成物を塗布する。接着剤組成物の塗布は、刷毛塗り、スプレー法などで行えばよい。例えば、スプレー法を採用する場合、接着剤層が所望の厚さになるように、スプレーガンの吐出圧、吐出量、移動速度、吹き付け時間、ワーク間距離などを適宜調整すればよい。それから、接着剤組成物の塗布面に、植毛用フィラーを付着させる。植毛は、静電塗装ガン、静電流動浸漬槽などを用いればよい。最後に、植毛されたばね本体を加熱する。加熱は、通常使用される電気炉、熱風乾燥機などを用いて行えばよい。加熱により、塗膜および塗布された組成物が乾燥し、固化されて、塗装層および接着剤層が形成される。加熱温度、加熱時間などは、塗料、接着剤の種類に応じて適宜決定すればよい。例えば、加熱温度は１３０～１７０℃、加熱時間は１０～４０分にするとよい。
　次に、実施例を挙げて本開示をより具体的に説明する。
　（１）チキソ性付与剤の有無による接着剤層の厚さの違い
　チキソ性付与剤の有無が異なる接着剤組成物を使用して、形成される接着剤層の厚さを調べた。接着剤層を形成する基材としては、長方形状の鋼板（縦７０ｍｍ×横１５０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ）の表面に、リン酸亜鉛皮膜を形成し、その表面にエポラミン塗装を施したものを使用した。エポラミン塗装は、変性エポキシエステル樹脂およびメラミン樹脂を有するエポキシ・メラミン系塗料を用いた塗装であり、当該塗料をスプレーガンにより厚さ２５μｍ狙いで吹き付けて行った。表１に、エポキシ・メラミン系塗料の成分を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　接着剤組成物としては、チキソ性付与剤の有無が異なる二種類を準備した。表２に、使用した接着剤組成物の成分を示す。表３に、接着剤組成物における接着剤およびチキソ性付与剤の成分を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　各々の接着剤組成物を、１０℃、３５℃の二種類の液温で、基材のエポラミン塗装面にスプレーガンで吹き付けた。その後、熱風乾燥機に入れ、１５０℃で２０分間加熱して、塗装層および接着剤層を形成した。サンプルは、接着剤組成物および液温が同じものを６個ずつ製造した（サンプルＮｏ．１～６）。図４に、形成された接着剤層の厚さを示す。図４に示すように、チキソ性付与剤を含む接着剤組成物を使用した場合、チキソ性付与剤を含まない接着剤組成物を使用した場合と比較して、いずれの液温においても、接着剤層の厚さが２倍以上大きくなった。また、接着剤組成物の液温が高い方が、厚さがやや大きくなる傾向が見られた。
　（２）チキソ性付与剤の有無による摩耗量の違い
　チキソ性付与剤の有無が異なる接着剤層を形成し、植毛後の試験片の耐摩耗性を調べた。
　＜試験片の製造＞
　まず、先の（１）の基材と同様に、鋼板の表面にリン酸亜鉛皮膜を形成し、エポラミン塗装を施した。次に、チキソ性付与剤の有無が異なる二種類の接着剤組成物を、いずれも３５℃の液温でエポラミン塗装面にスプレーガンで吹き付けた。エポラミン塗装の塗料および接着剤組成物の成分については、前出の表１～表３に示したとおりである。次に、接着剤組成物を塗布した表面に、植毛用フィラーを静電塗装ガンを用いて吹き付けた。植毛用フィラーとしては、ナイロン６６繊維製の有機フィラー（太さ２０μｍ、長さ８００μｍ、電着処理膜あり、表面抵抗値１０６～１０７Ω）を使用した。その後、熱風乾燥機に入れ、１５０℃で１０分間加熱して、塗装層および接着剤層を形成した。このようにして、鋼板の表面に、下から順にリン酸亜鉛皮膜、塗装層、接着剤層、植毛層が形成された試験片を製造した。試験片における塗装層の厚さは２５μｍである。接着剤層は、厚さを変えて二種類形成した。チキソ性付与剤を含まない接着剤組成物を使用した場合の厚さは２７μｍ、２８μｍであり、チキソ性付与剤を含む接着剤組成物を使用した場合の厚さは５３μｍ、６０μｍであった。試験片は、接着剤層の厚さごとに３個ずつ製造した。
　これとは別に、植毛を施す前の状態、すなわちエポラミン塗装面に接着剤組成物を吹き付けた状態の鋼板を熱風乾燥機に入れ、１５０℃で１０分間加熱して、塗装層および接着剤層を形成した。そして、形成された接着剤層の表面の硬さを、ＪＩＳ　Ｋ５６００－５－４：１９９９「引っかき硬度（鉛筆法）」に準拠して測定した。結果、チキソ性付与剤を含まない接着剤層の鉛筆硬度はＨ、チキソ性付与剤を含む接着剤層の鉛筆硬度は３Ｈであった。
　＜試験方法＞
　ＪＩＳ　Ｋ７２０４：１９９９「プラスチック－摩耗輪による摩耗試験方法」に準拠したテーバー摩耗試験を行い、試験片の摩耗量を測定した。試験片は直径１００ｍｍの円板状、摩耗輪はＣＳ１０、摩耗輪の回転速度は７２ｒｐｍとした。
　＜試験結果＞
　図５に、試験片の摩耗量の測定結果を示す。図５に示すように、チキソ性付与剤を含む接着剤組成物を使用した方が、摩耗量は少なかった。この理由は、接着剤層の厚さが大きいため、フィラーの数が多くその保持力が高いこと、直立フィラーが多くなる（フィラーの傾斜率が小さくなる）ことにより、相手部材（本摩耗試験においては摩耗輪）との摩擦が小さくなったこと、などが考えられる。
　（３）植毛状態の評価
　コイルばねに、チキソ性付与剤の有無が異なる種々の厚さの接着剤層を形成し、植毛を施した場合のフィラーの植え付け状態を調べた。
　＜植毛ばねの製造＞
　コイルばねの表面に、先の（２）と同様にして、下から順にリン酸亜鉛皮膜、塗装層、接着剤層、植毛層を形成して植毛ばねを製造した。具体的には、まず、ばね鋼製のコイルばねに、リン酸亜鉛皮膜を形成し、エポラミン塗装を施した。次に、チキソ性付与剤の有無が異なる二種類の接着剤組成物を、いずれも３５℃の液温でエポラミン塗装面にスプレーガンで吹き付けた。エポラミン塗装の塗料および接着剤組成物の成分については、前出の表１～表３に示したとおりである。次に、接着剤組成物を塗布した表面に、ナイロン６６繊維製の有機フィラー（同上）を静電塗装ガンを用いて吹き付けた。その後、熱風乾燥機に入れ、１５０℃で１０分間加熱して、塗装層および接着剤層を形成した。使用したコイルばねの寸法は、線径３．６ｍｍ、外径２７．５ｍｍ、自由長さ７２４ｍｍ、総巻数は５７である。植毛ばねにおける塗装層の厚さは２５μｍである。
　＜評価方法＞
　フィラーの植え付け状態については、以下のように、所定の測定領域におけるフィラーの本数を数えることにより評価した。まず、植毛ばねの表面に医療用メスを添わせて表層を切断し、切断面をＳＥＭで観察した。そして、１．２ｍｍ２の範囲の測定領域におけるフィラーの本数を数えた。次に、フィラーの断面における長軸の長さが、使用したフィラーの太さの１．４１倍以下の直立フィラーの本数を数えた。それから、前出式（ＩＩ）により、フィラーの傾斜率を算出した。
　＜評価結果＞
　一例として、植毛ばねのコイル内側の植え付け状態の評価結果を示す。図６に、接着剤層の厚さに対してフィラーの本数をプロットしたグラフを示す。図７に、接着剤層の厚さに対して直立フィラーの本数をプロットしたグラフを示す。図８に、接着剤層の厚さに対してフィラーの傾斜率をプロットしたグラフを示す。図６に示すように、チキソ性付与剤を含む接着剤層に植毛した場合、固定されるフィラーの本数が増加した。この場合、接着剤層の厚さが２０～４０μｍと比較的薄い場合にも、フィラーの本数が多くなった。また、図７、図８に示すように、チキソ性付与剤を含む接着剤層の方が、直立フィラーの本数が多くなり、フィラーの傾斜率が低下した。
　（４）耐久性の評価
　先の（３）で製造した接着剤層の厚さが異なる７個の植毛ばねを、各々、スプリングアセンブリ（前出図１参照）に装着して、植毛ばねを上下方向に３万回伸縮させる耐久試験を行った。その後、ガイド部材（内筒）の状態を調べることにより、耐久性を評価した。ガイド部材は、鉄製で円筒状を呈し、表面はカチオン電着塗装されている。植毛ばねの接着剤層は、全てチキソ性付与剤を含む接着剤組成物から形成されている。耐久性については、ガイド部材の塗装の剥がれの程度により評価し、剥がれが見られない場合を耐久性に優れる（後出の表４中、○印で示す）、一部に剥がれが見られる場合を耐久性やや不良（同表中、△印で示す）、と評価した。表４に、耐久性の評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４に示すように、植毛ばねのコイル内側の接着剤層の厚さが２９μｍ以上の場合、ガイド部材の塗装に剥がれはなく、高い耐久性を示した。しかしながら、接着剤層の厚さが２６μｍの場合には、ガイド部材の塗装の一部に剥がれが生じた。
１：スプリングアセンブリ、１０：カバー部材、１００：ばね座、２０：ガイド部材、３０：圧縮コイルばね（植毛ばね）、３１：ばね本体、３２：塗装層、３３：接着剤層、３３０：接着剤層の表面、３４：植毛層。

Claims (8)

  1. 　ばね本体と、
    　該ばね本体の表面に配置される塗装層と、
    　該塗装層の表面に配置される接着剤層と、
    　該接着剤層に固定される植毛用フィラーからなる植毛層と、
    を有し、
    　該接着剤層は、接着剤とチキソ性付与剤とを有する接着剤組成物から形成されることを特徴とする植毛ばね。
  2. 　前記チキソ性付与剤は、非晶質シリカを有する請求項１に記載の植毛ばね。
  3. 　前記接着剤層の表面における１．２ｍｍ２の範囲を測定領域とした場合に、該測定領域に固定される前記植毛用フィラーの本数は３２本以上である請求項１または請求項２に記載の植毛ばね。
  4. 　前記接着剤層の表面における１．２ｍｍ２の範囲を測定領域とした場合に、該測定領域に固定される前記植毛用フィラーのうち、該接着剤層の表面に対して略直立した状態で固定される直立フィラーの本数は１１本以上である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の植毛ばね。
  5. 　前記接着剤層の表面における１．２ｍｍ２の範囲を測定領域とした場合に、該測定領域における前記植毛用フィラーの傾斜率は、６６％以下である請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の植毛ばね。
  6. 　前記接着剤層の厚さは、２５μｍ以上９０μｍ以下である請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の植毛ばね。
  7. 　前記接着剤層の表面の鉛筆硬度は、３Ｈ以上である請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の植毛ばね。
  8. 　前記ばね本体は、コイルばねである請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の植毛ばね。
PCT/JP2022/039705 2021-12-22 2022-10-25 植毛ばね WO2023119849A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280061401.0A CN117916487A (zh) 2021-12-22 2022-10-25 植绒弹簧

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021207926A JP2023092738A (ja) 2021-12-22 2021-12-22 植毛ばね
JP2021-207926 2021-12-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023119849A1 true WO2023119849A1 (ja) 2023-06-29

Family

ID=86902025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/039705 WO2023119849A1 (ja) 2021-12-22 2022-10-25 植毛ばね

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2023092738A (ja)
CN (1) CN117916487A (ja)
WO (1) WO2023119849A1 (ja)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63209929A (ja) * 1987-02-27 1988-08-31 チッソ株式会社 導電性構造物
JPS6424875A (en) * 1987-07-21 1989-01-26 Mitsui Toatsu Chemicals Adhesive composition
JP2008530294A (ja) * 2005-02-11 2008-08-07 シーカ・テクノロジー・アーゲー 特に構造用接着剤としての使用に適した二成分ポリウレタン組成物
JP2009024271A (ja) * 2007-07-18 2009-02-05 Seiren Co Ltd 皮革様立毛シート
JP2015535862A (ja) * 2012-09-14 2015-12-17 シーカ・テクノロジー・アーゲー とりわけ粘塑性構造用接着剤としての使用に好適な、２剤型ポリウレタン組成物
JP2019182931A (ja) * 2018-04-03 2019-10-24 協立化学産業株式会社 硬化性組成物、液晶パネル、及び液晶パネルの製造方法
JP2021510358A (ja) * 2018-01-12 2021-04-22 太倉▲カ▼蘭平汽車零部件有限公司 植毛バネ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63209929A (ja) * 1987-02-27 1988-08-31 チッソ株式会社 導電性構造物
JPS6424875A (en) * 1987-07-21 1989-01-26 Mitsui Toatsu Chemicals Adhesive composition
JP2008530294A (ja) * 2005-02-11 2008-08-07 シーカ・テクノロジー・アーゲー 特に構造用接着剤としての使用に適した二成分ポリウレタン組成物
JP2009024271A (ja) * 2007-07-18 2009-02-05 Seiren Co Ltd 皮革様立毛シート
JP2015535862A (ja) * 2012-09-14 2015-12-17 シーカ・テクノロジー・アーゲー とりわけ粘塑性構造用接着剤としての使用に好適な、２剤型ポリウレタン組成物
JP2021510358A (ja) * 2018-01-12 2021-04-22 太倉▲カ▼蘭平汽車零部件有限公司 植毛バネ
JP2019182931A (ja) * 2018-04-03 2019-10-24 協立化学産業株式会社 硬化性組成物、液晶パネル、及び液晶パネルの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN117916487A (zh) 2024-04-19
JP2023092738A (ja) 2023-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5985370A (en) Surface treatment of golf balls
WO2017082170A1 (ja) 植毛粉体塗装方法
JP6816011B2 (ja) 植毛粉体塗装物およびその製造方法
JP6833016B2 (ja) 複層塗膜形成方法
WO2023119849A1 (ja) 植毛ばね
US7524539B2 (en) Golf ball preparation method and golf ball
WO2022172582A1 (ja) 植毛ばねおよびその製造方法
WO2016174746A1 (ja) プレコート金属板
JP4208050B2 (ja) 粉体塗料組成物、防錆塗膜を塗装する方法、自動車用鋼材
JP2017087129A (ja) 植毛粉体塗装方法
JP2003155452A (ja) 鋼材用水性被覆剤、被覆方法及び被覆鋼材
JP2001029879A (ja) 塗膜構造及び塗装方法
JP5949656B2 (ja) 黒色塗装鋼板、加工品及び薄型テレビ用パネル
JP4436597B2 (ja) 光輝性塗膜形成方法および塗装物
JP4460441B2 (ja) 塗装金属板
JPH10265732A (ja) ちぢみ模様形成塗料
JP4125950B2 (ja) 非クロム型処理亜鉛系めっき鋼板の製造方法
JPH1068085A (ja) 鉄素地用塗料又は鉄素地の表面処理方法又は締結部品の表面処理方法
JP4445064B2 (ja) 重防食微溶剤型エポキシ樹脂塗料組成物
JP2018154087A (ja) 塗装鋼板およびその製造方法、ならびにシャッタースラット
WO2016111382A1 (ja) 防錆塗料組成物
JPH04173876A (ja) 塗料組成物及び塗膜形成方法
JP2009142822A (ja) 光輝性塗膜形成方法および塗装物
JP2007276187A (ja) 塗装鋼板
JP2005052997A (ja) 絞り成形性に優れるプレコート金属板

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22910570

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280061401.0

Country of ref document: CN