JPH0476081A - 構造用接着剤およびその施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車などの構造接着に使用されるペースト
状の熱硬化型エポキシ接着剤およびその施工方法に関す
る。

［従来の技術］ 現在、自動車のドア、ボンネジ１〜フード、ラゲジ、バ
ックドアなどのヘミング部には鋼板の接合、防錆向上を
目的として一液性加熱硬化型エポキシ接着剤が使用され
ている。またこの接着剤はヘミング部以外のピラー、メ
ンバー、カウルなどの剛性向上、抵抗点溶接部の補強を
目的とした構造接着や、ウェルドボンデングとして使用
されＪ：うとじている。

しかしピラー、メンバー、カウルなどの鋼板合せ目にこ
れらの接着剤を使用すると、塗布面の一部が露出するこ
ととなり、脱脂、洗浄、塗装などの処理工程での温水シ
ャワーなどににり未硬化の接着剤か流れ出し、飛び散っ
てシレワー温水を汚染したり、ボデー外板に付着するな
どの不具合を生じてしまう。

ところで、耐シＶワー性を有する接着剤とじては、特開
昭６２−１８１８３号公報に不織イｆｉに接着剤組成物
を含浸したヘミング部用シーリング材か開示されている
。また特開昭６１−１４３４８０号公報には、二１〜リ
ルゴムヤボリビニ−ルアセタールなどを含む高粘度の接
着剤か開示されている。これらは接着剤の塗布にあたり
前者は自動化が困難であり、後者は塗装［時の粘度を一
定に保つために塗布装置の加温管理が必要である。また
、これらの接着剤が接合される鋼板間に介在すると、そ
の部分ではスポット溶接がしにくくなるという不具合が
ある。

また、特開昭６３−３９９１４号公報、特開昭６２−２
９７３７７号公報には、予価加熱により仮接着か可能な
接着剤組成物の開示がある。しかし、この組成物を自動
車の生産タクトに適応するには、接合構造部を短時間（
５〜１０秒）で高温（２００’Ｃ以−に）に加熱する必
要かある。しかしこの方法では、局部的に急速加熱をお
こなうため部位によっては熱歪みが生じ、構造体が変形
してしまう恐れかある。

［発明が解決しようと覆る課題］ 自動車のヘミング部に使用されているペース１〜状接着
剤を、仙の単純な鋼板の合せ目の接着に使用すると未硬
化の接着剤面が露出することとなる。

そのため、たとえばボディーの表面処理工程のシャワー
洗浄により未硬化の接着剤は洗い流されてしまう。そこ
で硬化前に耐シヤワー性を有する接着剤とするには、接
着剤をシャワーで洗い流されない程度に高粘度にしたり
、熱風や高周波誘導加熱などの局部加熱法を利用して予
備硬化させる方法が考えられる。

この場合、前者の高粘度の接着剤では施工にあたり加温
か必要になったり粘度の管理が必要となる。また、後者
の局部加熱では大掛かりな設備が必要となる。さらに生
産ラインのツク１〜に合せて予備硬化皮膜を形成覆るた
めには、短時間で高温となる加熱方式にするのか一般的
である。

この際、加熱された部分まわりの鋼板に防錆のために塗
布されている防錆油が焼付き、後工程の表面処理や電着
塗装で不具合が生じ防錆上好ましくない。また局部加熱
をするため加熱する部位によっては熱歪みを生じ構造体
が変形する恐れかある。

本発明は」２記の事情に鑑みてなされたもので、容易に
塗布でき短時間の処理で耐シヤワー性の予備硬化皮膜を
形成する構造用接着剤とすることを目的と覆る。

１課題を解決するための手段コ 本発明の構造用接着剤の施工方法は、紫外線硬化成分を
含むペースト状の熱硬化型エポキシ接着剤を構造用部材
の接合部に塗布する塗布工程と、該接合部に表出する該
接着剤に紫外線を照射して表面に予備硬化皮膜を形成す
る予備硬化工程と、全体を加熱して該予備硬化皮膜を有
する該接着剤の本硬化をおこない該構造用部材を接合す
る硬化工程と、からなることを特徴とする。

この構造用接着剤は、カチオン重合性を有する光重合開
始剤とその開始剤と反応するとエポキシ基と有するエポ
キシ樹脂と、光重合開始剤と、所定温度以上に加熱され
ることで解離してエポキシ基と反応するブ（」ツク硬化
剤とからなり、紫外線前側により硬化り−る紫外線硬化
成分を含むことを特徴とする。

この構造用接着剤に含まれる紫外線硬化成分は、光重合
開始剤と、この光重合開始剤の作用によりカチオン重合
するエポキシ基をもつエポキシ樹脂である。紫外線照射
時にはこの作用により光の深度限界まで光重合（接着剤
の硬化）が進む。このカチオン重合するエポキシ基を有
するエポキシ樹脂は、脂環型、ビスフェノールＡ型、ビ
スノエノルＦ型、フェノールノボラック型、クレゾール
ノボラック型などの未変性エポキシ樹脂が使用できる。

紫外線前側によりエポキシ樹脂のカチオン重合を引起こ
す開始剤としては、芳香族ジアゾニウム塩錯体が使用で
きる。たとえば、Ｐ−二１〜口ベンゼンジアゾニウムへ
キサフルオロホスフェート、Ｐ−ニトロベンゼンジアゾ
ニウムへキサクロロスタネ−１〜、Ｐ−ニトロベンゼン
ジアゾウムデ１〜ラクロロフ■レ−１〜、）Ｄ−二１〜
ロベンゼンジアゾニウムへキサフルオ［１アンチモネー
ト、Ｐ−二１〜ロペンセンジアゾニウムデ］ヘラフルオ
ロボレｉ〜が使用できる。

さらにこの紫外線硬化成分には紫外線硬化反応を促進す
る紫外線増感剤０ノンスラキノン、１クロロアンスラキ
ノン、プリムリン、アセナフチレン、ナフタリン、アン
スラセンなど）を含んでいてもよい。

エポキシ基の反応を開始させる１０ツク硬化剤は、所定
の温度以［二に７ＪＩ熱されることによりブロックが解
離してエポキシ基と反応硬化して接着樹脂層を形成する
。このブロック硬化剤としてはポリアミンのフェノール
ブロックなどが利用できる。

エポキシ接着剤にＦ記の紫外線硬化を阻害するアミン基
、アミド基などが含まれる場合には、紫外線照射時は反
応しないように保護してあくことが必要である。そして
エポキシ樹脂の熱硬化時に作用するようなブロックが望
ましい。この接着剤には、その他通常使用される添加剤
、充填剤などを含んでいても良い。

塗布工程では、構造部子Δの接合部に熱硬化型Ｔポキシ
接着剤を塗布する。この塗布は、通常の方法により鋼板
の合せ目に塗布または注入される。

したがって接着剤の一部は外部に露出している。

予備硬化工程では、接合部に塗布され外部に露出してい
る接着剤の表面に紫外線が照射される。

すると接着剤に含まれている光重合開始剤により紫外線
硬化成分が重合して接着剤の表面に薄い予備硬化皮膜が
形成される。

この紫外線硬化成分は、約６０秒以内の短時間で重合し
て表面に耐シヤワー性を右覆る程度の予備硬化皮膜が形
成できるように、光重合開始剤や不飽和基の種類や量を
適宜選択してエポキシ樹脂に結合させる。

硬化工程では、予備硬化皮膜を形成しているエポキシ樹
脂を所定の温度（少なくとも１２０’Ｃ）以上に加熱し
てブロック硬化剤を活性にして重合を開始さゼて接着さ
せる。ここでエポキシ樹脂を硬化させるブロック硬化剤
は、紫外線硬化時には不活性のものである。

この硬化工程は、たとえば自動車の小デーの構造部の接
着では通常電着塗膜の乾燥炉で焼付けの際に同時に作用
して硬化されるのが好ましい。熱硬化された後では、こ
の接着剤は通常のエポキ系接着剤と同様の接合強度を示
し紫外線硬化成分の影響を受けない。

［作用］ 本発明の施工方法によれば、塗布された接着剤は紫外線
の照射による硬化成分を含んでいるので、短時間の紫外
線照射により表面に耐シヤワー性を有する予備硬化皮膜
が形成できる。この予備硬化皮膜が未硬化の接着剤を覆
っているので、熱硬化前であってもシャワーなどの洗浄
工程で接着剤が流れ出したり飛散したりするのが防止で
きる。また予備硬化が紫外線の照射であるため熱硬化な
どにおけるような局部加熱による変形や、熱歪みなどの
発生を防止することができる。

［実施例］ 以下、実施例により具体的に説明する。

この構造用接着剤は、ラジカル重合性の不飽和基とＴボ
４ニジ基とをもつエポキシ樹脂と、光重合開始剤と、所
定温度以上に加熱されることで解離してエポキシ基と反
応するブロック硬化剤とからなる熱硬化型エポキシ樹脂
である。

エポキシ樹脂成分は、ＦＰ−２１１０（旭電化■製〉４
０重量部、ＥＰ−４，１００Ｆ（旭電化■製）４０重量
部の混合物である。紫外線硬化成分のラジカル重合性の
不飽和基を有するエポキシ樹脂成分としては、ＥＰ−２
１９９（旭電化■製〉２０重量部と光重合開始剤５Ｐ−
１７０（旭電化■製）２重量部を用いた。ブロック硬化
剤としてはＸ−４０７０（△ＣＲ■製）４０重量部を用
いた。さらに添加剤としてＣ丁ＢＮ　　１３００ｘ８（
宇部興産■製）を５重量部、アエロジル＃２００（日本
アエロジル株製）５重量部、ガラスフレフ（１−１木板
ガラス＠製）３０重量部を配合してＮｏ、１の接着剤と
した、。

Ｎｏ、２はＮｏ、１のガラスフレークの量を６０重量部
に、Ｎ０９３はＮｏ、１のがラスフレクを９０重量部と
した組成である。

比較としてＮｏ、４はエポキシ樹脂の硬化剤にブロック
されていないジヒドラジド系ＬＤＨを用いた以外はＮｏ
、１と同じである。またＮｏ、５は光重合開始剤を含ま
ない場合、Ｎｏ、６は光重合成分を含まない場合で他は
Ｎｏ、１と同じである。

この接着剤を用いて第１図に示ず５＃の間隔の鋼板２の
合せ目にへヶで塗布して接着剤層１を形成したく塗布工
程）。次に塗膜面より２０ｃｍ離れた位置から８０Ｗ／
ｃｍの高圧水銀ランプで所定時間照射して予備硬化皮膜
を形成した（予備硬化工程）。硬化工程は、この予備硬
化皮膜を形成した接着剤層を１５０’Ｃで３０分間加熱
してブロック硬化剤を解離させて硬化重合させて接合部
を強固に接合させた。

この接着剤の紫外線硬化性、耐シヤワー性および熱硬化
後の剪断接着強さの評価は以下のようにしておこなつい
た。結果を第１表に示す。

紫外線硬化性：１００μｍの厚みに接着剤を鋼板に塗布
し、８０Ｗ／ｃｍの高圧水銀ランプを使用し塗布膜より
２０ｃｍ離れた位置から照射した。そして予備硬化皮膜
のタックフリータイムか１５秒以下の場合をＱ印、１５
〜３０秒の場合を△印で示した。

耐シャワー性：５ｍＭの間隔の鋼板２の合せ目に接着剤
１を塗布し、表面がタックフリーになるまで紫外線を照
射して予備硬化皮膜を形成させた接着剤１に、第１図に
示ずように予備硬化皮膜面から５００ａｖ離れた位置に
シャワーのノズル３を置き、５０’Ｃの温水シャワーを
１分間当て接着剤形状の変化を観察した。◎印は変化な
し、○印は凹み有り形成れなしを示す。

剪断接着強さ：紫外線照射て予備硬化皮膜を形成させた
接着剤を１５０’Ｃで３０分加熱硬化させた後、Ｊ　ｌ
５Ｋ６８３０−１７に基づ′いて測定しｌこ　。

［結果］ Ｎｏ、１の接着剤は、紫外線硬化性が１５秒以下と短時
間で耐シヤワー性に優れた予備硬化皮膜を形成し、硬化
後の接着強度も高い。Ｎｏ、２、Ｎｏ、３は、添加剤の
カラスフレークの量がＮＯ９１より多くなっているが、
紫外線硬化時間は３０秒以内であり耐シヤワー性に優れ
た予備硬化皮膜を形成し、硬化後の接着強度はＮ００１
より高くなっている。Ｎｏ、４は硬化剤により紫外線硬
化が疎外され紫外線の照射による予備硬化皮膜か形成で
きなかった。Ｎ００５は光重合開始剤が含まれていない
ので予備硬化膜が形成されず耐シャツ性に欠けるが熱硬
化後の接着強度は保持していた。Ｎｏ、６は紫外線硬化
成分が含まれていないので予備硬化皮膜が形成されない
。したがって耐シヤワー性はないが硬化後の接着強度は
保持していｌこ　。

［効果］ この構造用接着剤は、紫外線硬化成分を含んでいる。そ
のため接着剤の露出面に紫外線の照射により予備硬化皮
膜が形成できる。したがって、この接着剤を用いた施工
方法では、接着剤を接合部に塗布した後、その接着剤の
露出面に短時間の紫外線照射をおこなう。この紫外線照
射により接着剤は露出面に予備硬化皮膜が形成される。

この子備硬化皮膜は、未硬化の接着剤を覆っているので
、熱硬化前工程で洗浄用のシャワーで洗われても予備硬
化皮膜の内側の接着剤かにじみ出したり飛散したり流れ
出したりすることがなく、優れた耐シヤワー性を示す。

また、この接着剤は表面に予備硬化皮膜か形成されてい
ても熱硬化反応に悪影響を与えることなく接着力を発揮
することかできる。

さらに、この予備硬化反応は、熱によらないため接合部
付近の局部加熱による変形や熱歪みの発生か防げるとと
もに、局部加熱により周囲に塗布されている防錆油など
が焼付き不具合を起こすこともない。

したがって、この施工方法では従来から使用されている
ペースト状接着剤の塗布装置がそのまま転用でき一液性
エボキシ接着剤を自動車などの構造用接着剤として使用
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は耐シヤワー性試験の概略を説明する説明図であ
る。 １・・・接着剤　　　２・・・鋼板 ３・・・ノズル 特許出願人　　アイシン化工株式会社 同　　　　トヨタ自動車株式会社 代　理　人　　弁理士　大川　宏

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）紫外線硬化成分を含むペースト状の熱硬化型エポ
   キシ接着剤を構造用部材の接合部に塗布する塗布工程と
   、該接合部に表出する該接着剤に紫外線を照射して表面
   に予備硬化皮膜を形成する予備硬化工程と、全体を加熱
   して該予備硬化皮膜を有する該接着剤の本硬化をおこな
   い該構造用部材を接合する硬化工程と、からなることを
   特徴とする構造用接着剤の施工方法。
2. （２）カチオン重合性を有する光重合開始剤と、その開
   始剤と反応するエポキシ基を有するエポキシ樹脂と、所
   定温度以上に加熱されることで解離してエポキシ基と反
   応するブロック硬化剤とからなり、紫外線照射により硬
   化する紫外線硬化成分を含むことを特徴とする構造用接
   着剤。