(57)【要約】  家庭用電気器具部品を所望の間隙を介した配置で接着して接合できるように適切なサイズのスペーサビードを任意選択で含む硬化性シリコーン組成物を用いた、家庭用電気器具を組み立てる方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
家庭用電気器具を組み立てる方法であって、
各々が互いに結合するための内部表面を有する、第１の基体および第２の基体を提供するステップと、
シリコーン樹脂および任意選択でスペーサビードを含む硬化性シリコーン組成物を前記基体の前記内部表面の少なくとも一方に堆積させるステップと、
前記硬化性シリコーン組成物が、前記基体間に所望のスペースを維持できるように前記内部表面を対合配置に位置決めするステップと、
前記硬化性シリコーン組成物を硬化させるステップとを含む方法。
【請求項２】
スペーサビードが、存在し、約０．００５”〜約０．０５”の間の平均直径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スペーサビードが、存在し、ガラスビード、プラスチックビード、エラストマビード、中空ビード、中実ビード、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記スペーサビードが、前記シリコーン組成物の約０．５重量％〜約１０．０重量％の量で存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記堆積させるステップが、シリコーン組成物の連続線を１つまたは複数の前記基体の前記内部表面に沿って周囲に施与するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記堆積させるステップが、接着剤のスポットを１つまたは複数の前記基体の前記内部表面に沿って不連続に施与するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記シリコーン組成物が、１液性シリコーンである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記シリコーン組成物が、オキシム含有シリコーン樹脂、アルコキシ含有シリコーン樹脂、メタクリル含有シリコーン樹脂、ビニル含有シリコーン樹脂、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記シリコーン組成物が、室温加硫組成物である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記シリコーン組成物が、２液性シリコーンである、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記シリコーン組成物が、デュアル硬化シリコーンである、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記シリコーン組成物が、熱硬化シリコーンである、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の基体が、金属製基部ユニットを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の基体が、ガラス製基体を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の基体が、金属製レンジフレームを含み、前記第２の基体が、ガラス製レンジ台上面を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
金属製料理用レンジフレームと、
前記フレームに結合されたガラス製レンジ台上面とを備える家庭用電気器具アセンブリであって、前記レンジ台上面が、任意選択でスペーサビードを含む硬化されたシリコーン組成物により、規定された間隙を介した配置で結合される、家庭用電気器具アセンブリ。
【請求項１７】
前記スペーシングビードが、ガラスビード、プラスチックビード、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１６に記載の家庭用電気器具アセンブリ。
【請求項１８】
前記スペーサビードが、約０．００５”〜約０．０５”の平均直径を有する、請求項１６に記載の家庭用電気器具アセンブリ。
【請求項１９】
前記硬化されたシリコーン組成物が、１液性シリコーンを含む、請求項１６に記載の家庭用電気器具アセンブリ。
【請求項２０】
前記硬化されたシリコーンが、２液性シリコーンを含む、請求項１６に記載の家庭用電気器具アセンブリ。
【請求項２１】
前記硬化されたシリコーンが、オキシム含有シリコーン樹脂、アルコキシ含有シリコーン樹脂、メタクリル含有シリコーン樹脂、ビニル含有シリコーン樹脂、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１６に記載の家庭用電気器具アセンブリ。
【請求項２２】
前記硬化されたシリコーンが、室温加硫組成物を含む、請求項１６に記載の家庭用電気器具アセンブリ。
【請求項２３】
前記硬化されたシリコーンが、縮合硬化組成物を含む、請求項１６に記載の家庭用電気器具アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペーサビードを任意選択で含む高速硬化シリコーン組成物を、家庭用電気器具部品の組立てに使用することに関する。詳細には、本発明は、ガラス製レンジ台上面をレンジのメインフレームに組み付けるためにそのような組成物を使用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用電気器具の組立ておよび製造における接着剤の使用が、ますます普及してきており、多くの場合、従来の締結具および／または溶接の施用に取って代わってきている。家庭用電気器具という用語は、一般に、非限定的ではあるが、とりわけ、レンジ台上面、レンジおよびオーブン、食器洗浄器、電子レンジ、洗濯機および乾燥器を含むものとする。
【０００３】
現在、硬化性シリコーン組成物が、レンジ台上面をレンジのメインフレームと結合させるなどの特定の用途で使用されている。そのような用途では、レンジ台上面は、一般に、レンジのメインフレームとは異なるタイプの材料のものである。例えば、現在、ガラス製レンジ台上面は、硬化性シリコーンを用いて金属製のレンジのメインフレームに結合されるが、レンジ台上面を適切に取り付けるには、両面フォームテープまたは他のこうしたスペーサ要素が、ガラス製レンジ台上面と下方の金属製基部の間に十分なスペースを保証するためのスペーサとして使用される。組立てのこうした方法は、大きな労働力を要し、製造者にとってはコストがかかるものである。その主な理由は、シリコーン組成物を施す前に、メインフレーム周囲の周りにテープを手動で配置させる必要があるからである。テープは、組立者がレンジ台上面を再加工できるようにするスペーサとしてのみ使用され、結合または密封の価値を用途にもたらさない。さらに、両面フォームテープは、アセンブリを互いに結合させるために必要とされることがあるシリコーンの連続線を遮る可能性がある。
【０００４】
さらに、現在使用されている周知の硬化性シリコーン組成物は、ガラス製レンジ台上面をレンジフレームに対合させる前に事前調整するステップを必要とし、その結果、硬化性シリコーン組成物は、対合前に、接合部の形成を可能にするのに十分な粘着強度を生み出すことになる。さらに、暦年の特定の期間、事前調整するステップは、接着強度を生み出すことを可能にするために、通常の相対湿度条件より高い湿度条件への露出を含むことがある。そのような事前調整は、プロセスに対するコストを増大させ、処理能力を低減させる。
【０００５】
硬化性シリコーン組成物を用いて家庭用電気器具を組み立てる方法、ならびにそこから製造され、結果として得られた組み立てられた家庭用電気器具を提供することが、有利になるはずであり、この方法は、接着スペーサテープ、または２つの組み立てられた部品の適切な距離を得るためにシリコーン組成物に付加して個々に施用しなければならない、その他のそのような分離スペース要素の必要を解消する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、硬化性シリコーン組成物を用いて、家庭用電気器具のアセンブリを接合する手段を提供する。本発明は、スペーサビードを、いくつかのプロセステップを解消するシリコーン組成物に組み込み、製造プロセスにおいて現在の組立方法よりもコスト効果がある、組立方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの態様では、各々が互いに結合される内部表面を有する第１の基体を提供するステップと、シリコーン樹脂およびスペーサビードを含む硬化性シリコーン組成物を基体の内部表面の少なくとも一方に堆積させるステップと、内部表面を、硬化性シリコーン組成物が基体間に所望のスペースを維持できるように対合配置に位置決めするステップと、硬化性シリコーン組成物を硬化させるステップとを有する、家庭用電気器具の組立方法が提供される。
【０００８】
本発明の別の態様では、例えば、金属製料理用レンジフレームと前述のフレームに結合されたガラス製レンジ台上面とを含む家庭用電気器具アセンブリが提供され、ここでは、レンジ台上面は、スペーサビードを含む硬化されたシリコーン組成物によって、規定された間隙を介した配置で結合される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に有用なシリコーン組成物は、多種多様な１液性および２液性の組成物から選択することができる。組成物は、製造時における取り扱いおよびコスト削減に関して、組立てプロセスに利点をもたらすように高速硬化することが望ましい。有用なシリコーン組成物の別の望ましい態様は、広範囲の温度、特に、レンジ台上面／レンジフレームアセンブリでのような極度の熱負荷を伴う用途における高温に耐える能力を有する。
【００１０】
本発明の１つの態様では、シリコーン組成物は、室温加硫可能（「ＲＴＶ」）なものであることが望ましい。こうした組成物は、また、１液性または２液性の組成物でよく、環境湿度への露出によって硬化することが望ましい。ＲＴＶ組成物は、アセトキシ含有組成物、オキシム含有組成物、メトキシ含有組成物または他の周知の湿気硬化群ベースのものでよい。また、こうした湿気硬化群の組合せも存在することができる。さらに、ビニル含有シリコーン組成物およびメタクリル含有シリコーン樹脂を使用することもできる。
【００１１】
本発明の別の態様では、硬化性シリコーン組成物は、湿気硬化能力ならびに放射硬化能力の両方を有するものでよい。例えば、湿気硬化機構に加えて、ＵＶまたは可視光線によって硬化する組成物も有用である。そのようなシリコーン組成物の例は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第４，５２８，０８１号、同第４，５０４，６２９号、同第４，５８７，２７６号、同第４，４７７，３２６号、同第４，６７５，３４６号、および同第４，６９９，８０２号で見出すことができる。また、熱硬化シリコーン組成物も本発明で使用することができ、特定の用途に特に好適であることがある。
【００１２】
有用なシリコーン組成物は、市販の、ＮＵＶＡＳＩＬの商標名でＨｅｎｋｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって販売されるものを含む。
【００１３】
図１は、家庭用電気器具アセンブリの基体１０を示し、この基体は、家庭用電気器具アセンブリの別の基体表面と対合して係合するように含められた、基体１０の内部表面に堆積された接着剤１２の線を有する。この実施形態では、シリコーン組成物１２は、シリコーン組成物内のスペーサビード１４を示す。この図は、家庭用電気器具の基体表面上の硬化性シリコーン組成物の堆積の斜視図を示す。基体１０は、金属が望ましいが、セラミック、ガラスセラミック、またはプラスチック材料のものでもよい。
【００１４】
図２は、スペーサビード１４を中に含む硬化性シリコーン組成物１２を用いて、第２の基体１９の第２の基体表面１６に結合された基盤１０の基体表面１８を示す。このアセンブリは、２つの基体表面１６、１８を互いに結合させ、一方でスペーサビードの存在によって間隙を介した配置を維持する、スペーサビード１４を含むシリコーン組成物１２を示す。
【００１５】
図１および２に示す一般的な形状は、様々な異なる家庭用電気器具アセンブリに適用可能である。例えば、そのようなアセンブリユニットは、レンジ台上面／レンジメインフレームのアセンブリ、食器洗浄器アセンブリ、洗濯機アセンブリ、乾燥器アセンブリなどの家庭用電気器具、および間隙を介した配置の２つの基体の結合が求められる他のそのような家庭用電気器具などで見出すことができる。
【００１６】
図３に移ると、この実施形態は、本発明の組立方法に対する１つの特有の有用な用途を示す。図３は、レンジ台上面／レンジフレームのアセンブリ２０を示す。アセンブリは、その上にレンジ台上面２６が位置するへり２４を含み、スペーサビード１４を含む接着剤１２を用いてレンジ台上面２６に結合される金属製メインフレーム、すなわち基部の基体構造２２を含む。レンジ台上面２６は、ガラス、セラミック、ガラスセラミック合成物ならびに他のよく知られている材料を含む、多種多様な周知の材料から製造することができる。有用な材料の部分的なリストについては、米国特許第４，９７３，８２６号、同第６，０５０，１７６号、同第６，１１１，２２９号、および同第６，４１０，８９１号を参照されたい。
【００１７】
本発明の１つの特有の望ましい実施形態は、組成構造が異なる基盤表面を含む。例えば、１つの基体は、ストーブレンジ台上面用途でのように、熱を伝導することができる、ガラスまたはガラス−セラミック合成材料から製造することができる。第２の基体は、例えば、オーブンおよび料理用レンジ用のフレームとして見られるものなどの金属または金属コーティングされた基体が望ましい。こうした２つの異なる材料、すなわち金属製レンジフレームとガラス／セラミック製レンジ台上面の結合は、結合、密封、耐衝撃および高温パフォーマンスをもたらすことができる接着剤を必要とすることがある。そのような利点をもたらすことができる硬化性シリコーン組成物が、本発明では有用である。こうした特有の実施形態では、多くの他の家庭用電気器具アセンブリの場合と同様に、接合された基体間に十分なスペースをあけることが望ましい。すなわち、硬化前、流動性を有するシリコーン組成物は、基体間に所望のスペースを維持しなければならない。従来の流動性を有する（未硬化の）シリコーン組成物は、流動無しには基体の重みに耐えるのに十分な構造的完全性を有していないので、フォ−ムテープなどの従来のスペーサが、基体の重みがシリコーン組成物を圧縮、平坦化、または別の形で圧縮するのを防止するために、かつ基体間内のスペースを商業的に望ましくないレベルまで低減するのを防止するために、シリコーンと共に使用されている。本発明では、スペーサビードを硬化性シリコーン組成物内に組み込むので、シリコーン組成物が圧縮に耐え、基体間に所望のスペースを維持する手段が得られる。いくつかの実施形態では、グラスビード自体のサイズが、基体間の最小のスペースを規定することができる。他の実施形態では、スペーサビードの存在が、未硬化の状態でより高い圧縮力に耐え得るようにシリコーンのレオロジ性質に変化をもたらす。すなわち、基体上に堆積されると、接合する基体の重みが、未硬化のシリコーン組成物によって抑えられ、スペーサビードの存在によって基体間の所望のスペースが生じる。適切なスペースは、組立者が、誤って位置合わせしたアセンブリをやり直すことができることに加え、未硬化のシリコーン組成物が意図された結合領域または結合接合部から押し出されることを防止し、より強い接着接合部、改善された密封性および耐衝撃性をもたらす。
【００１８】
硬化性シリコーン組成物に組み込むことができるスペーサビードは、多種多様な材料から製造されてよく、中実または中空のものでよく、様々なサイズおよび形状をとることができる。特に、ガラスおよびプラスチックビードは、有用であるものである。異なるサイズのビードの組合せ、ならびにガラス、プラスチックおよびエラストマなどの材料の組合せを使用してよい。スペーサビードは、中空または中実のものでよい。ビードサイズは、様々であることができるが、平均直径が約０．００５（０．０１３ｃｍ）〜約０．０５インチ（０．１３ｃｍ）の範囲内が望ましい。一般的には、球状のビードが望ましく、楕円形および長円形の形状を含むものとする。ビードは、約０．０５重量％〜約１０．０重量％、望ましくは約１．０重量％〜約６．０重量％、より望ましくは約２．０重量％〜約４．０重量％の量で組成物内に存在することができる。ビードの重量比は、２液性シリコーンに対しては、ビードがその中に組み込まれた個々の液性に基づいて、１液性に対しては、総組成の重量に基づいて算出することができる。
【実施例】
【００１９】
以下の表１の組成物Ｉは、２つの家庭用電気器具の構成要素を互いに結合させるための設定許容値を提供するためにスペーサビードを用いる本発明の１成分シリコーン接着剤を表す。配合物例は、１液性アセトキシ含有ＲＴＶシリコーンである。上述したように、様々な化学的性質、すなわち湿気硬化（縮合）、光硬化（フリーラジカル重合）、光硬化／湿気デュアル硬化、または熱（ヒドロシリル化）硬化機構に基づく他の１液性シリコーン組成物もまた、本発明の一部として含められる。
【００２０】
有用な１液性ＲＴＶ組成物は、例えば、水酸基末端ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、カーボンブラック（または他の充填剤）およびヒュームドシリカを含むことができる。こうした組成物は、機械的混合を用いて均一なベースを形成するのに使用することができる。ポリマーの水酸基部位を終端させ、存在するすべての水分を取り除くためにさらなる架橋剤および水捕捉剤として働くのに十分な架橋剤、すなわち、アセトキシ−、アルコキシ−、オキシム−含有シランを組み込むことができる。次いで、縮合触媒を付加することができる。さらに、所望の特性を満たすために、必要に応じて従来のパフォーマンスまたはレオロジの調整剤を付加することができる。本発明に使用される１液性ＲＴＶ組成物の例が、以下の表１に示される。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
組成部Ｉに対して、４つの異なる直径厚さのスペーサビードが、図２に示す重量の割合でその中に組み込まれた。次いで、接着材料の線が、１つの基体に施与され、次いで、第２の基体に組み付けられ、硬化させられた。次いで、空隙の厚さが、表２に報告したように、アセンブリ内の異なる位置にわたって測定された。表に示すように、施与された接着剤の線に沿った５つの異なるポイントでのスペースは、ほぼ一貫しており、組成物が、基体間で一様なスペースを維持できることを訴えた。アセンブリは、家庭用電気器具部品のモックアップバージョンであった。
【００２３】
【表２】
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組成物の０．２５インチ（０．６４ｃｍ）直径の連続線を１つの基体に施与し、次いで組み立てた
【００２４】
【表３】
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【００２５】
また、スペーサビードを２液性シリコーン接着剤に組み込むことも望ましい。２液性縮合硬化接着剤は、一般に、１液性ＲＴＶシリコーン接着剤よりも硬化速度が速く、１液性光硬化、光硬化／湿気または熱硬化接着剤が使用できない用途で好ましいことがある。２液性ヒドロシリルシリコーン接着剤は、１液性の同等物と比べて、より低い温度、または室温での高速硬化を提供する。
【００２６】
２液性縮合硬化組成物の例は、湿気（水含有）成分（Ａ部分）および乾燥（水非含有）成分（Ｂ部分）を含むことができ、これらの成分は、それ自体は液体として安定しているが、混合されると、可変の硬化速度およびパフォーマンス特性により、中実のシリコーンゴムを形成する。スペーサビードは、表３に示すように、いずれかの液性または両方の液性に組み込むことができる。組成物の硬化速度（接着剤を基体に施与し結合させるまでの可能時間（ｏｐｅｎ  ｔｉｍｅ）は、大気水分が硬化には必要でないので、すなわち硬化に必要な水分はすでに配合物に存在しているので、約１５分〜数時間の間で調整することができる。硬化した材料の特性もまた、所望のパフォーマンス、流量特性、および接着特性を達成するように調整することができる。
【００２７】
１つの有用な２液性縮合硬化組成物は、湿気（Ａ部分）成分を作り出すために、水酸基末端ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、充填剤および水分を含むことができる。乾燥（Ｂ部分）成分は、メチル末端ＰＤＭＳ、乾燥充填剤、架橋剤、接着促進剤、および縮合触媒を含むことができる。本発明に有用な組成物の表３に、１つの例を示す。様々な成分を有する他の２液性シリコーン組成物も使用することができる。
【００２８】
【表４】
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【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】その上に堆積された硬化性シリコーン組成物の線を有する、家庭用電気器具のアセンブリの金属製基体の斜視図である。その組成物は、任意選択でスペーサビードを含む。
【図２】金属で構築された一方と、ガラス製またはガラス／セラミック製でよい他方が、その間に硬化性シリコーンを有して間隙を介した配置で密封して連結される、家庭用電気器具のアセンブリの２つの基体を示す図である。シリコーンは、スペーサビードを含む。
【図３】アセンブリユニットを、間隙を介した配置で密封して取り付けるために、スペーサビードを含む硬化性シリコーンの使用を組み込んだレンジ台上面／レンジフレームアセンブリを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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