汽車用窗玻璃及其製造方法
2023-10-18 18:02:09 4
專利名稱：汽車用窗玻璃及其製造方法
技術領域：
本發明涉及各種汽車用的窗玻璃及其製造方法，特別涉及用玻璃夾持器粘接的汽車用窗玻璃及其製造方法。
背景技術：
眾所周知，作為組裝汽車玻璃的一種手段，採用使用了粘接劑的玻璃夾持器結構。
這種玻璃夾持器結構中，夾持汽車玻璃的玻璃夾持器採用含有玻璃纖維的聚縮醛樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂或脂肪族系尼龍樹脂，其中尼龍系樹脂是難粘接的樹脂，不能直接與粘接劑粘接。因此，在粘接這些樹脂制玻璃夾持器和玻璃的時候，都要在玻璃一側和/或玻璃夾持器一側塗布一層將有機矽烷偶合劑溶解於乙醇等有機溶劑而形成的底塗料，讓有機溶劑揮發之後，使用1液型聚氨酯密封膠來粘接組裝。
以往像這樣組裝汽車用窗玻璃的時候，為了確保玻璃夾持器結構的粘接力，必須使用底塗料。
但是，使用底塗料除了必須設置底塗料塗布工序、乾燥工序、檢查工序之外，還需要底塗料設備和底塗料管理。而且，作為提高所用底塗料的粘接力的手段，需要延長粘接劑的固化時間，還必須花費時間確定夾持器位置，結果導致製造成本上升。
另外，底塗料的塗布作業，由於有氣化氣體的味道，所以導致作業環境惡劣、作業效率低下。
發明的揭示本發明的目的在於提供一種能夠免用底塗料、製造成本低廉、粘接效果非常好、各安裝部件能實現小型化的汽車用窗玻璃及其製造方法。
本發明提供了具備汽車用窗玻璃，由選自本色級聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、本色級聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、在本色級聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂中含有玻璃纖維的樹脂、在本色級聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂中含有玻璃纖維的樹脂、本色級聚醯胺系樹脂及在本色級聚醯胺系樹脂中含有玻璃纖維的樹脂的一種樹脂原材料形成的與上述汽車用窗玻璃粘接的玻璃夾持器，以及在上述玻璃夾持器和上述汽車用窗玻璃之間形成的含有有機矽烷偶合劑的1液型聚氨酯粘接劑層的汽車用窗玻璃。
另外，本發明還提供了汽車用窗玻璃的製造方法，該方法是用含有有機矽烷偶合劑的1液型聚氨酯粘接劑來粘接汽車用窗玻璃和由選自本色級聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、本色級聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、在本色級聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂中含有玻璃纖維的樹脂、在本色級聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂中含有玻璃纖維的樹脂、本色級聚醯胺系樹脂及在本色級聚醯胺系樹脂中含有玻璃纖維的樹脂的一種樹脂原材料形成的玻璃夾持器。
上述汽車用窗玻璃的製造方法中，在粘接上述汽車用窗玻璃和上述玻璃夾持器之前，具有對該汽車用窗玻璃或玻璃夾持器的至少一方噴水霧的工序或將它們送入高溼度氛圍氣的工序。
首先，被粘接的玻璃和含有有機矽烷偶合劑的1液型聚氨酯系粘接劑按如下方法粘接。
即，如
圖10所示，添加在1液型聚氨酯系粘接劑中的有機矽烷偶合劑的末端具有從有機官能團X(例如，NH2)和矽原子(Si)延伸的烷氧基(OR)，它與空氣中的水分(OH-H)接觸而水解，在矽烷醇化的同時生成醇釋放。
如圖11所示，矽烷醇化的有機矽烷偶合劑與吸附在被粘接的玻璃表面的吸附水發生脫水縮合反應，將水蒸發在空氣中的同時通過牢固的矽氧烷鍵與被粘接的玻璃結合。
對應於此，構成有機矽烷偶合劑末端的NH2基如圖12所示，與構成聚氨酯末端的異氰酸酯(OCN～NCO)反應，與添加了有機矽烷偶合劑的聚氨酯形成尿素鍵。
另外，1液型聚氨酯系底塗料如圖13所示，構成多元醇末端的OH基和異氰酸酯(OCN～NCO)反應，形成尿烷鍵。
籍此，含有有機矽烷偶合劑的1液型聚氨酯系底塗料或聚氨酯系粘接劑與被粘接玻璃牢固結合。
然後，根據化學反應式來說明聚對苯二甲酸丁二醇酯系或聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂和聚氨酯系粘接劑的粘接機理。此說明僅以聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂為代表進行，聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂的作用也同樣如此。
聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂的化學結構式如圖14所示，具有極性很強的酯基(-COO)，酯鍵是具有負電子吸引性的基團。
另一方面，上述聚氨酯系粘接劑的尿素鍵或尿烷鍵的NH鍵部如圖15所示，具有正電子供給性。
因此，聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂和聚氨酯粘接劑如圖16所示，通過相互的電子授受而牢固地結合在一起。另外，如圖17所示，與添加在聚氨酯密封膠中的有機矽烷偶合劑的有機官能團X結合，可進一步形成牢固的鍵。
這樣，被粘接玻璃和聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂就通過含有有機矽烷偶合劑的1液型聚氨酯系底塗料或聚氨酯系粘接劑牢固地結合在一起。
然後，根據化學反應式來說明聚醯胺系樹脂和聚氨酯系粘接劑的粘接機理。此說明雖僅以尼龍-6為代表進行，但其他的聚醯胺系樹脂的作用也同樣如此。
尼龍-6的化學結構式如圖18所示，具有極性很強的醯胺鍵(-CONH-)，該醯胺鍵與空氣中或強制供給的水分H2O形成氫鍵。
如圖19所示，與該尼龍-6的NH基形成氫鍵的OH基可與矽烷醇化的有機矽烷偶合劑進行脫水縮合反應，將水蒸發到空氣中。籍此，尼龍-6和有機矽烷偶合劑以牢固的矽氧烷鍵結合在一起。
因此，被粘接玻璃和聚醯胺系樹脂通過含有有機矽烷偶合劑的1液型聚氨酯系粘接劑牢固地結合在一起。
附圖的簡單說明圖1是對本發明的汽車用窗玻璃和玻璃夾持器的粘接狀態進行說明的主要部分的立體圖。
圖2是對本發明的汽車用窗玻璃和玻璃夾持器的粘接狀態進行說明的其他方式的主要部分的截面圖。
圖3是對本發明的汽車用窗玻璃和玻璃夾持器的粘接狀態進行說明的另一其他方式的主要部分的截面圖。
圖4是對本發明的汽車用窗玻璃和玻璃夾持器的粘接狀態進行說明的另一其他方式的主要部分的截面圖。
圖5是對本發明的汽車用窗玻璃和玻璃夾持器的粘接狀態進行說明的另一其他方式的主要部分的截面圖。
圖6是對本發明的汽車用窗玻璃和玻璃夾持器的粘接狀態進行說明的另一其他方式的主要部分的截面圖。
圖7是對本發明的汽車用窗玻璃和玻璃夾持器的粘接狀態進行說明的另一其他方式的主要部分的截面圖。
圖8是對本發明的汽車用窗玻璃和玻璃夾持器的粘接狀態進行說明的另一其他方式的主要部分的截面圖。
圖9是對本發明的汽車用窗玻璃和玻璃夾持器的粘接狀態進行說明的另一其他方式的主要部分的截面圖。
圖10～圖19所示為對本發明的粘接機理進行說明所用的化學式及化學反應式。
圖20是表示本發明的另一其他方式的粘接強度的曲線圖。
實施發明的最佳方式圖1是對本發明的汽車用窗玻璃和玻璃夾持器的粘接狀態進行說明的主要部分的立體圖。
汽車用窗玻璃1被在玻璃夾持器2上成形為コ字狀的槽21(也是粘接面21)夾持的同時，通過粘接劑3更牢固地粘接。
玻璃夾持器2由作為具有極性基COO基的樹脂原材料的本色級聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂或在本色級聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂中含有玻璃纖維的複合樹脂成形而得。
也可以由作為具有極性基COO基的樹脂原材料的本色級聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂或在本色級聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂中含有玻璃纖維的複合樹脂成形而得。
還可以由本色級聚醯胺系樹脂或在本色級聚醯胺系樹脂中含有玻璃纖維的複合樹脂成形而得。
作為粘接劑3，使用含有有機矽烷偶合劑的1液型聚氨酯粘接劑。
圖3～圖9是本發明的其他實施形式的主要部部分的截面圖。
圖3所示的玻璃夾持器2是為了將汽車的側窗玻璃和後窗玻璃等窗玻璃固定在車體上的樹脂製品，具有與窗玻璃1的粘接面21和與車體側(例如，孔)的連接部22。該玻璃夾持器2起到夾子的作用。
圖4所示的玻璃夾持器2在具有與窗玻璃1的粘接面21和與車體側(例如，孔)的連接部22這一點上與圖1所示的例子相同，但是與車體側(例如，孔)的連接部22不是直接連接於車體的孔中(圖3)，而是連接於安裝在車體的套管4，例如，應用於窗玻璃的定位銷等。
圖5所示的玻璃夾持器2在具有與窗玻璃1的粘接面21和與車體側(例如，孔)的連接部22這一點上與圖3所示的例子相同，但是連接部22的形狀不同。例如，用作將窗玻璃固定在車體上的夾子。
圖6所示的玻璃夾持器2在具有與窗玻璃1的粘接面21和與車體側(例如，孔)的連接部22這一點上與圖3所示的例子相同，但是在無框型側窗上，窗玻璃1是依靠車內的正壓防止其向車輛外側的制動器，連接部22通過與設置在車體側的託架連接防止窗玻璃倒塌。
圖7所示的玻璃夾持器2設置在門的升降機構等上，夾持窗玻璃1的下端的槽部構成粘接面21，與車體側(例如，孔)的連接部22被安裝在升降機構上。
圖8所示的玻璃夾持器2用於隱蔽側後窗和側中窗之間的縫隙的模型等，在此情況下，具有與窗玻璃1的粘接面21及與側後窗和側中窗之間的縫隙吻合的模唇23。
圖9所示的玻璃夾持器2是為了防止窗玻璃的落入以規定的間隔配置在該窗玻璃四周的隔板，在此情況下，具有與窗玻璃1的粘接面和與車體側連接的連接面24。
圖1、圖3～圖9所示的玻璃夾持器2都在本發明的玻璃夾持器的概念範圍內，雖然各夾持器2的功能不同，但是在與窗玻璃1粘接，夾持該窗玻璃1這一點上是共通的。基於都稱為玻璃夾持器。
PBT樹脂或PET樹脂制玻璃夾持器以下根據化學反應式，說明使用含有有機矽烷偶合劑的1液型聚氨酯系粘接劑，粘接PBT樹脂或PET樹脂制玻璃夾持器和玻璃的粘接機理。
首先，將被粘接玻璃和含有有機矽烷偶合劑的1液型聚氨酯系粘接劑按下述方法粘接。
即，如圖10所示，添加在1液型聚氨酯系粘接劑中的有機矽烷偶合劑的末端具有從有機官能團X(例如，NH2)和矽原子(Si)延伸的烷氧基(OR)，它與空氣中的水分(OH-H)接觸而水解，在矽烷醇化的同時生成醇釋放。
如圖11所示，矽烷醇化的有機矽烷偶合劑與吸附在被粘接的玻璃表面的吸附水發生脫水縮合反應，將水蒸發在空氣中的同時通過牢固的矽氧烷鍵與被粘接的玻璃結合。
對應於此，構成有機矽烷偶合劑末端的NH2基如圖12所示，與構成聚氨酯末端的異氰酸酯(OCN～NCO)反應，與添加了有機矽烷偶合劑的聚氨酯形成尿素鍵。
另外，1液型聚氨酯系底塗料如圖13所示，構成多元醇末端的OH基和異氰酸酯(OCN～NCO)反應，形成尿烷鍵。
籍此，含有有機矽烷偶合劑的1液型聚氨酯系底塗料或聚氨酯系粘接劑與被粘接玻璃牢固結合。
然後，根據化學反應式來說明聚對苯二甲酸丁二醇酯系或聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂和聚氨酯系粘接劑的粘接機理。此說明僅以聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂為代表進行，聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂的作用也同樣如此。
聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂的化學結構式如圖14所示，具有極性很強的酯基(-COO)，酯鍵是具有負電子吸引性的基團。
另一方面，上述聚氨酯系粘接劑的尿素鍵或尿烷鍵的NH鍵部如圖15所示，具有正電子供給性。
因此，聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂和聚氨酯粘接劑如圖16所示，通過相互的電子授受而牢固地結合在一起。另外，如圖17所示，與添加在聚氨酯密封膠中的有機矽烷偶合劑的有機官能團X結合，可進一步形成牢固的鍵。
這樣，被粘接玻璃和聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂就通過含有有機矽烷偶合劑的1液型聚氨酯系底塗料或聚氨酯系粘接劑牢固地結合在一起。
聚醯胺系樹脂制玻璃夾持器然後，根據化學反應式來說明使用1液型聚氨酯系粘接劑粘接聚醯胺系樹脂制玻璃夾持器和玻璃的粘接機理。此說明僅以尼龍-6為代表進行，其他的聚醯胺系樹脂的作用也同樣如此。因為被粘接玻璃和1液型聚氨酯系粘接劑的粘接機理與上述的PBT樹脂等的情況相同，所以對聚醯胺系樹脂和聚氨酯系粘接劑的粘接機理進行說明。
尼龍-6的化學結構式如圖18所示，具有極性很強的醯胺鍵(-CONH-)，該醯胺鍵與空氣中或強制供給的水分H2O形成氫鍵。
如圖19所示，與該尼龍-6的NH基形成氫鍵的OH基可與矽烷醇化的有機矽烷偶合劑進行脫水縮合反應，將水蒸發到空氣中。籍此，尼龍-6和有機矽烷偶合劑以牢固的矽氧烷鍵結合在一起。
因此，被粘接玻璃和聚醯胺系樹脂通過含有有機矽烷偶合劑的1液型聚氨酯系粘接劑牢固地結合在一起。
噴水霧工序或高溼度的氛圍氣工序如圖10所示，含有有機矽烷偶合劑的1液型聚氨酯粘接劑在與被粘接玻璃粘接的時候，與空氣中的水分接觸而水解，發生矽烷醇化。然後，矽烷醇化的有機矽烷偶合劑與被粘接玻璃表面的水分發生脫水縮合反應而矽氧烷化，這種矽氧烷鍵非常牢固。因此，玻璃1和玻璃夾持器2粘接的時候，如圖2所示，對其中一方(例如，玻璃夾持器2的粘接面21)塗布聚氨酯粘接劑3，對另一方(例如，玻璃1的粘接面)噴水霧5。或者不噴水霧5，而將它們送入高溼度的氛圍氣中。
玻璃1和玻璃夾持器2一旦粘接，會促進後述的水解以及脫水縮合反應，即便是短時間的乾燥，也能確保粘接強度。
圖20示出了對玻璃1的粘接面噴水霧5之後，使其和玻璃夾持器2粘接，再將其乾燥10小時、20小時、40小時、60小時和80小時後而形成的粘接體的粘接強度(最大拉伸負荷)。另外，作為比較例，示出了不噴水霧的情況下的粘接強度。從上述結果可知，噴過水霧的部件在短時間(實驗例為40小時)內就達到最大粘接強度。因此，可以縮短乾燥時間，顯著提高汽車用窗玻璃的生產效率。
權利要求
1.汽車用窗玻璃，其特徵在於，具備汽車用窗玻璃，由選自本色級聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、本色級聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、在本色級聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂中含有玻璃纖維的樹脂、在本色級聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂中含有玻璃纖維的樹脂、本色級聚醯胺系樹脂及在本色級聚醯胺系樹脂中含有玻璃纖維的樹脂的一種樹脂原材料形成的與上述汽車用窗玻璃粘接的玻璃夾持器，以及在上述玻璃夾持器和上述汽車用窗玻璃之間形成的含有有機矽烷偶合劑的1液型聚氨酯粘接劑層。
2.汽車用窗玻璃的製造方法，其特徵在於，用含有有機矽烷偶合劑的1液型聚氨酯粘接劑來粘接汽車用窗玻璃和由選自本色級聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、本色級聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、在本色級聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂中含有玻璃纖維的樹脂、在本色級聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂中含有玻璃纖維的樹脂、本色級聚醯胺系樹脂及在本色級聚醯胺系樹脂中含有玻璃纖維的樹脂的一種樹脂原材料形成的玻璃夾持器。
3.如權利要求2所述的汽車用窗玻璃的製造方法，其特徵還在於，在粘接上述汽車用窗玻璃和上述玻璃夾持器之前，具有對該汽車用窗玻璃或玻璃夾持器的至少一方噴水霧的工序。
4.如權利要求2所述的汽車用窗玻璃的製造方法，其特徵還在於，在粘接上述汽車用窗玻璃和上述玻璃夾持器之前，具有將它們送入高溼度氛圍氣的工序。
全文摘要
用含有有機矽烷偶合劑的1液型聚氨酯粘接劑來粘接汽車用窗玻璃和由選自本色級聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、本色級聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、在本色級聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂中含有玻璃纖維的樹脂、在本色級聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂中含有玻璃纖維的樹脂、本色級聚醯胺系樹脂及在本色級聚醯胺系樹脂中含有玻璃纖維的樹脂的一種樹脂原材料形成的玻璃夾持器。
文檔編號C09J5/00GK1476393SQ01819453
公開日2004年2月18日 申請日期2001年9月25日 優先權日2001年9月25日
發明者川瀨豐生, 宮澤清隆, 竹內一彥, 一戶一弘, 高橋肇, 鈴木伸彥, 弘, 彥, 隆 申請人:堀硝子株式會社