JP2000515908A - 粘着体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 熱で活性化する粘着材が塗布され数学的に滑らかな周囲にされている電磁波吸収性の本体は、組立部材や工場生産製品の組立を見栄えよく、迅速、簡単、確実に行うことを容易にする。この粘着体を電磁波にさらすことによって、粘着材を活性化する熱エネルギを発生させ、組立部材を接合する。この粘着体は、電磁波に対して大部分が透通性の組立部材に対し特に有効なもので、それら部材間または加材内に粘着体を置くことで効果を発揮する。

Description

【発明の詳細な説明】 粘着体 発明の背景 発明の属する分野 本発明は工場生産または現場生産される組立部材を組立てる際に有用な粘着体 に関する。この粘着体は熱で活性化する粘着材が載置された本体であって、組立 てられるべき部材間の結合をより信頼できる確実なものにするため、数学的に滑 らかな周囲の形状に構成されている。 従来技術 Hellerらに付与された米国特許第3,574,031号は、結合されるべき物体間に感 熱材を使って熱可塑体を溶かす方法および物質について記載している。この感熱 シール材は、誘導加熱、誘電、放射熱などによって加熱される微粒子を、溶解さ れる熱可塑性シートと両立する熱可塑性キャリヤ中に分散させてあることを特徴 とする。熱可塑性シートの溶解は感熱シールを加熱エネルギにさらすことによっ て行われ、担体を柔らかくさせて全部の熱可塑材を結合するのである。 Sindtに付与された米国特許第3,996,402号は、加熱溶解粘着材のコーティング 膜間にサンドイッチした小孔をあけた渦電流導電体のシートを利用して締結体を 使用しシート材を組みつける技術に関する。誘導加熱系は渦電流導電体中に渦電 流で発熱させて加熱溶解粘着材を溶かし、所望の構成でシート材を結合させる技 術である。 Hansenらに付与された米国特許第5,500,511号は、サセプタ[susceptor]を使っ た誘電溶接技術について記載している。そこでは組立体のレイヤ間に設けた粘着 材中に敷いた薄い多数の小孔をあけたフォイルが使われている。Hansenらはこの 発明を完成する前に、組成物上の溶接箇所を均一に加熱するのに苦心していた。 この特許ではサセプタを二重の厚みにしたダイヤモンド形のメッシュに作ること によってこの問題を解決している。Hansenらが遭遇した溶接問題に対する解決法 が粘着接合状態につき生ずる問題を解消するのに効果的かどうかは分からないが 、 寸法と形状という、微妙で一見現象的な変更に過ぎないと考えられがちな事象が 組立品の完成度を著しく高める効果があるという点は見落とされてはならない。 発明の概要 本願発明に係る粘着体は、熱で活性化する粘着材が載置された、周囲が数学的 に滑らかな形状の電磁波吸収性材質の本体を有するもので、この点で従来技術と は異なる改良点を有する。この構成が、尖端部ないし角部を不利に提供してしま うことになる不連続線の周囲を回避するのである。そうした尖端部や角部は本体 の渦電流の流れを邪魔して、他の箇所に比し過度に、あるいは逆に不足気味に加 熱される箇所となって、粘着接合の統一性に反する働きをするのである。しかも 、従来技術の締結体を使うときは、周囲の角部に過度の熱を加えて組立てられる べき部材を損傷する危険が常にあった。 本願発明はまた、その大部分が電磁波に対し透通性の、さまざまな材質の組立 部材を接合するのに迅速な改良された組立方法にも関する。本願発明の粘着体を 使用するこの組立方法は、迅速性と見栄え、そして製造上の容易さが求められる 場、つまり自動化組立ラインその他の組立ラインに適用可能である。 図面の簡単な説明 図１は円形の粘着体の部分平面図である。 図２は組立てられる部材間に熱で活性化される粘着体を示す図３Ａ−Ａ線にお ける断面図である。 図３は電磁波を透通させる材質の下側もしくは内部に「隠された」粘着体の平 面図である。 図４は粘着体の図１Ｂ−Ｂ線における断面図である。 図５ａは三次元的ワッフル、つまり波打ち効果を描くように陰影がつけられた 、円形周囲の粘着体の平面図である。 図５ｂは複数個の周囲が数学的に滑らかで内部孔が穿設された、円形周囲の粘 着体の平面図である。 図５ｃは図５ａのＣ−Ｃ線における粘着体の断面図である。 図５ｄは図５ｂのＤ−Ｄ線における粘着体の断面図である。 図６ａ、６ｂ，６ｃは、本発明とは区別されるべき、周囲がさまざまな外角お よび内角となっている粘着体を示す平面図である。 好ましい実施例 ここに示す粘着体１０は、建築や家具工業上の資材を確実に結合する目的で使 用される無頭釘、ステープル、鋲、釘など従来の締結体に代わる、簡単で安全、 きちんとまとまった経済的な締結体である。この粘着体１０は、単純に、しかし 本質的に、固形で熱で活性化する粘着材１２を載置した本体１１から構成された ものである。本体１１は、その大部分が電磁波を透通させない材質で作られる。 本体１１は必要条件として電磁波吸収性の組成で構成される。電磁波は本体１１ に吸収されると、磁気ヒステリシスおよび渦電流を発生させ、載置されている粘 着材を溶かしたり活性化したりする熱を発生させる。 典型的には本体は、有効で入手可能である所のスチール、アルミニウム、銅、 ニッケル、またはこれらの合金などの金属材で構成される。カーボン、シリコン のような一定の半金属も電磁波吸収に適したものとして知られている。 本体は粘着体の全体構成に合致する形状にすることが自由にできるが、考えら れる形式として、金属箔、金属メッシュ、金属片などがある。ビーズや粒子の形 式も勿論可能である。また場合によっては電磁波吸収性の材質でできたファイバ 、チップ、フレーク等の形式が最適なものもある。重要な点は本体が合目的的に 電磁波不透通性で吸収性の材質から作られていなければならない点だけである。 使用に当っては、粘着体１０は接合されるべき物体の対向する片１４、１４内 または間に配置されていることが必須である。典型的には対向する片１４、１４ は、木片、プラスチック、セラミック、ファイバボードなど、さまざまな合成材 である。実際問題として、これら対向する片は電磁波を透通させるものでなけれ ばならない。ある種の材質は他の種の材質より透通性が大きいということはある が、経験的に判断して調節することができ、粘着材１２を最適に活性化するのに 必要な電磁波エネルギの量と濃度とを調節することができる。 ほとんどの場合、粘着体１０を組みつけられるべき二片間に配置するだけで十 分である。尤も場合によっては、建築や組立において粘着体１０を、その活性化 前に所望の箇所に静止させておくための配慮や余分なステップを行うことも必要 となる。このような余分なステップとして、粘着体１０の表面に圧力で接合する 小領域のような追加的なアタッチメント材を導入するだけで十分である。粘着体 １０を活性化させる前に粘着体１０を配置するのに使われる簡単な手段としては 、タッキング、ステープリング、スパイキング、あるいはスロッティングなどが あり、粘着体１０が最適箇所に配置され最も効果的に活性化されることを確保す る。尤もこうした手段は、粘着体１０の設置にとって勿論任意的なものであって 、決して必須的ということではない。 好ましい位置に配置されるとき、粘着体１０は交流電源のジェネレータ１５か ら出される電磁波１６にさらされる準備が整う。ジェネレータ１５を組立ライン 上に固定しておき、「透通性の」組立部材を貫通する電磁波が発せられている間 、技術戦略的に「隠された」粘着体１０の周囲ないし近傍を迅速かつ容易に通過 させ、本体１１によって吸収され、熱エネルギに変換されて粘着体１０を活性化 し、組立部材間に結合関係をもたらすように設計されている。 念のため、熱は渦電流の抵抗熱と磁気ヒステリシスという２通りのメカニズム で、伝導体である本体１１中に発生されるのである。渦電流抵抗熱は導電体全て に適用され、ジェネレータ１５で起こされた電磁波１６によって本体１１中に発 生される。磁気ヒステリシスで発生する熱は磁気材にのみ観察される。ジェネレ ータ１５が作る電磁界は磁極を反転させるので、本体１１中の磁化原子ないし分 子も反転する。この反転には摩擦に類似のエネルギーロスを伴う。このエネルギ ーロスが磁気ヒステリシスである。「喪失した」エネルギは即座に熱変換されて 本体１１に一面に載置されしばしば熱が封入されてしまう熱活性化粘着材を接合 開始する。 必要温度まで加熱されると粘着材は溶け出したり熱で活性化して結合されるべ き面に付着する。冷却されると組立部材と仕事面間に接合関係をもたらす。 高温溶解および熱活性化という２つの接合メカニズムが本願粘着体１０の使用 にとって提案されたものである。双方とも本体１１から発生する熱によって開始 される。高温溶解粘着材は室温では固体であるが、例えば本体１１中に蓄積され た熱によって温度が上昇すると溶解し液化する。溶けた粘着体は結合面を「湿ら せ」、また多孔質もしくは繊維質の粘着体の場合には、そうした物体の表面に浸 透して接合を強固にする。粘着材が冷却するにつれ、粘着体１０と結合面は極性 分子群の静電気的引き合いによって接合される。多孔質または繊維質の粘着体１ ０の場合は、機械的連結が接合力を高める働きも加わる。高温溶解メカニズムに とって接合は可逆的である点にも留意して戴きたい。すなわち誘導加熱工程を反 復することによって、接合を外し、粘着体を反発し合うようにすることもできる 。粘着体を逆転させ固定させた木工品を離す能力が過小評価されるようなことが あってはならない。誤ったり、下手に組みつけてしまった組立部材を離して再組 みつけすることができるという明白な利点のほかに、材質の異なる組立部材をば らばらにしてリサイクルを容易可能にするという利点もある。 熱で活性化する硬化性粘着材は固形のものもあって室温での取り扱いが容易で あるが、例えば本体１０から発生する熱によって、粘着温度が上昇すると化学反 応が始まるという問題もある。こうした熱反応性は粘着材内または結合面相互間 の硬化すなわち交差結合をともなう。この結合は一般に不可逆的である。しばし ば熱活性化の硬化性粘着結合は粘着材と結合面間に静電気による引き合いを、ま た内部に交差結合を、現出する。 前述したように、本願の粘着体１０の形状すなわち周囲もまた最適な接合効果 をもたらすのに重要な要素である。具体的な用途に対して効果的に応えることが できるように、平板または厚みすなわち高さのある三次元体を仕切る数学的に滑 らかな周囲を粘着体１０が持っていなければならないことは実験で証明されてい る。この滑らかな周囲は角のない単純な閉曲線と特徴づけることができる。幾何 学的に言って、単なる曲線は自ら交差することがないが、閉曲線は周知のように 曲線の両端が結び付いたものである。粘着体１０の周囲を数学的に連続的な微分 商の連続線として仕切ることが適切である。連続微分商の線は不連続でなく、角 のない線である。こうした線が望ましく、かつ最も確実な接合が求められるとき 粘着体の周囲の全部に亙って接合を達成するのにとって必要なことであるから、 周囲には幾分かの角がある不連続的なことが生じてはならない。数学的に滑らか な周囲とならないものは接合を弱め接合を失敗させる結果になることを実験は証 明している。例えば図６ａにおいて、ハート形の粘着体１０は周囲に内角２０と 外角２１を有している。実験は、電磁放射にさらすとき内角部分は加熱され過ぎ 、外角部分は粘着体１０の数学的に滑らかな部分にとって適切な量の電磁放射に よっては不十分にしか「加熱され」ないように見えるので、不十分な接合しか行 われない。したがって粘着体の周囲には何らの角部もないということが必須かつ 他と区別される特徴である。 角のある周囲はストレス点を持つことになって結果として接合不良となるが、 上述したようにこのような角がない周囲の粘着体で接合した部材や組立品には、 そうしたことが見られないことが理論上も実験上も認められる。さらに、本発明 の粘着体は１以上の周囲を持つこともできると考え得る。場合によっては、材料 を保存し、及び／又はより適切に具体的要請に適合する機会があるから、粘着体 の内部に１個もしくは２個以上の小孔を穿設することも考えられる。この場合に は外周に課される上記条件と同様の条件が内周にも課されるものと考えられる。 本発明の粘着体の実際の商業的適用には際限がない。即座に考えられるのは、 比較的廉価なユニットを迅速、高効率、清潔に製造するように、見立てよく、効 果的で効率的な組立方法を容易に開発できる家具製造業においてである。家具／ キャビネット製造業での適用としては、主として木材製、プラスチック製といっ た電磁波透通性で粘着接合可能な組立部材を組立てる適用がある。その他の用途 としては、格子パネルの製造、トリム繰形およびフェンスの設置等がある。ベニ ヤ板、石膏ボード、壁天井へのコンビネーションボード、フロアフレーミング材 の組立が考えられる。包装業界においても、木製、プラスチック製のコンテナ製 造に迅速性、効率性を追及する要請がある。特に先端技術のファイバベースから なる高級材で作られるコンテナにとっては本発明の粘着体を使用すれば容易に組 立て可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラッカ、アンソニー ティ. アメリカ合衆国、45255 オハイオ州、シ ンシナチ、ウイットシャー サークル 1045 (72)発明者 ロココ、デービッド、ジェイ. アメリカ合衆国、45213 オハイオ州、シ ンシナチ、アッシュウッド ドライブ 3207 (72)発明者 ピリック、ブラヂミル アメリカ合衆国、11787 ニューヨーク州、 スミスタウン、ネイル ドライブ 12

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電磁波に対し透通性の組立部材を接合組立するための数学的に滑らかな周囲 の粘着体であって、 熱で活性化する粘着材が載置され、該粘着材を活性化する熱エネルギに変換 される電磁波を吸収する材質の本体を備えた粘着体。 ２．周囲が本質的に閉曲線を描く請求項１に記載の粘着体。 ３．周囲が本質的に円を描く請求項２に記載の粘着体。 ４．周囲が本質的に楕円形を描く請求項２に記載の粘着体。 ５．数学的に滑らかな周囲の粘着体で、熱で活性化する粘着材が載置された、該 粘着材を活性化する熱エネルギに変換される電磁波を吸収する性質の本体を備 えたものを組立部材間に挿入することを特徴とする、電磁波に透通性の材質か らなる組立部材の組立方法。 ６．熱で活性化する粘着材が載置された、該粘着材を活性化する熱エネルギに変 換される電磁波を吸収する性質の本体を備え、数学的に滑らかな周囲の粘着体 で接合される、電磁波に透通性の組立部材で組立てられる組立品。