JPH0742449B2 - 自動車構造用接着剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車構造用接着剤、更に詳しくは、自動車の
車体組立ラインにおいて接着剤接合とスポツト熔接を併
用するウエルドボンデイング工法に用いる接着剤に適
し、十分な耐シヤワー性とスポツト熔接できる通電性を
具備した構造用接着剤、該構造用接着剤を定量塗布して
用いるウエルドボンデイング工法に関する。

従来技術と発明の解決すべき課題 自動車の車体組立ラインにおいて、車体構造の剛性向
上、制振性付与のため接着剤接合とスポツト熔接を併用
するウエルドボンデイング工法が行われている。ここ
で、一般にエポキシ樹脂系の構造用接着剤が採用されて
いるが、車体パネルへの接着剤塗布が電着塗装工程前に
行われるため、接着剤は未硬化状態で電着塗装工程のシ
ヤワー洗浄にさらされる。

ところで、かかる接着剤の接合部位が、ドアやボンネツ
トのアウターパネルをインナーパネルの縁部へ折り曲げ
て固定したヘキング構造の場合、接着剤に直接、シヤワ
ー水がかかることはないが、フロント，センターピラー
のハツト構造における片ハツト、両ハツト部材のような
フランジ接合部位の場合では、接着剤に直接、シヤワー
水（温水）が当たるため接着剤が洗い流されるといつた
事態が生じる。また、防錆性や接着性確保のため、接着
剤の塗布量の増大が行われるが、プレス時に接着剤のは
み出しが生じ、ふきとりが困難である。

一方、接着剤に合成ゴム等の高粘度可塑成分を添加して
粘度を上げることにより、耐シヤワー性の改善、ふきと
りの向上を行う方法も採られているが、接着剤粘度が高
いと、通常採用されるスポツト熔接での加圧力では接着
剤が所望程度につぶれず、このためスポツト熔接ができ
なかつたり、また過度の加圧力を採用すると、パネルの
ヘコミといつた問題が起生する。

そこで、本発明者らは、かかるウエルドボンデイング工
法に用いる構造用接着剤について鋭意検討を進めたとこ
ろ、通常のエポキシ樹脂に特定の有機性ゲル化剤を加え
て調製したゲル状態のエポキシ樹脂に、潜在性硬化剤と
導電性材料を配合して一定粘度の接着剤とし、これをウ
エルドボンデイング工法に採用、特に一定巾および一定
厚の帯状に定量塗布すれば、適正にスポツト熔接がで
き、かつ後工程の電着塗装工程でのシヤワー洗浄におい
て洗い流されるといつた事態のないことを見出し、本発
明を完成させるに至つた。

発明の構成と効果 すなわち、本発明は、エポキシ樹脂にポリアマイドワツ
クス、ソルビトール誘導体およびアミノ酸誘導体の群か
ら選ばれる少なくとも１種を加熱溶解し、次いで冷却し
て得られるゲル化エポキシ樹脂、潜在性硬化剤および導
電性材料から成り、粘度（40℃）が2000ポイズ（20sec
^-1）以上であることを特徴とする自動車構造用接着剤、
および自動車の車体組立ラインにおいて車体パネルの接
着剤接合とスポツト熔接を併用するウエルドボンデイン
グ工法であつて、上記構造用接着剤を用い、該構造用接
着剤を車体パネルに対して帯状に一定巾および一定厚で
定量塗布することを特徴とするウエルドボンデイング工
法を提供するものである。

本発明で用いるエポキシ樹脂として、通常のグリシジル
エーテル型が採用されてよく、具体的には多価フエノー
ルとエピクロルヒドリンとの反応物（例えば2,2−ビス
（４−ヒドロキシフエニル）プロパン〔以下、ビスフエ
ノールＡと称す〕のジグリシジルエーテル）、多価フエ
ノールのアルキレンオキサイド付加物とエピクロルヒド
リンとの反応物（例えばビスフエノールＡのエチレンオ
キサイドおよび必要に応じてプロピレンオキサイド付加
物のジグリシジルエーテル）、脂肪族多価アルコールと
エピクロルヒドリンとの反応物（例えばグリセリンのト
リグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールのジグ
リシジルエーテル）、カルボン酸とエピクロルヒドリン
との反応により得られるグリシジルエステル系エポキシ
樹脂、多価フエノールもしくはそのアルキレンオキサイ
ド付加物とエピクロルヒドリンとの反応物の水添物（例
えば水添ビスフエノールＡのポリグリシジルエーテ
ル）、エポキシ樹脂に末端NCO基を有するウレタンプレ
ポリマーを反応させた変性エポキシ樹脂等が挙げられ、
特に多価フエノール誘導体であるビスフエノールＡのジ
グリシジルエーテルおよびウレタン変性したビスフエノ
ールＡのジグリシジルエーテルが好ましい。またエポキ
シ当量500以下、常温で液状のものが望ましい。

本発明におけるエポキシ樹脂の有機性ゲル化剤として
は、ポリアマイドワツクス、ソルビトール誘導体および
アミノ酸誘導体が挙げられ、これらの群から選ばれる少
なくとも１種を使用に供する。使用量は通常、エポキシ
樹脂100部（重量部、以下同様）に対して３〜30部、好
ましくは５〜20部の範囲で選定すればよい。３部未満で
あると、所望のゲル化効果が発揮されず、また30部を越
えると、硬化物のTg（ガラス転移点）の低下による熱時
強度低下が大きくなる傾向となる。

上記ポリアマイドワツクスとは、脂肪酸（ステアリン
酸、リシノール酸、オレイン酸、オキシステアリン酸、
エルカ酸、ラウリン酸、エチレンビスステアリン酸、エ
チレンビスオレイン酸、アルカン酸など）とポリアミン
（エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチ
レンテトラミン、ポリエチレンポリアミンなど）との反
応物を指称し、市販品としては、たとえば楠本化成
（株）製のデイスパロン6500,同6900−20Xが挙げられ
る。

上記ソルビトール誘導体としては、たとえばジベンジリ
デンソルビトール、トリベンジリデンソルビトールおよ
びこられの核置換体が挙げられる。ジベンジリデンソル
ビトールおよびトリベンジリデンソルビトールは、ソル
ビトールとベンズアルデヒドの縮合反応によつて製造さ
れるもので、またこれらの核置換体とは、置換基として
アルキル基（メチル、エチル、プロピル、イソプロピ
ル、ブチル、イソブチル、オクチルなど）およびアルコ
キシ基（メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシな
ど）の１個もしくはそれ以上を有するものを指称する。

上記アミノ酸誘導体としては、たとえばＮ−ラウロイル
−Ｌ−グルタミン酸−α，γ−ジ−ｎ−ブチルアミド
（市販品として味の素（株）製の油ゲル化剤GP−１等）
が挙げられる。

本発明におけるゲル化エポキシ樹脂は、上記エポキシ樹
脂に所定割合の有機性ゲル化剤を加え、これらを90〜16
0℃の温度で加熱溶解（もしくは分散）せしめ、次いで
室温下で放冷（自然冷却）してゲル状態とすることによ
り得られる。

本発明における潜在性硬化剤としては、100〜200℃の温
度範囲で活性化するものが使用されてよく、例えばジシ
アンジアミド、4,4′−ジアミノジフエニルスルホン、
イミダゾールもしくはその誘導体（２−ｎ−ヘプタンデ
シルイミダゾールなど）、イソフタル酸ジヒドラジド、
N,N′−ジアルキル尿素誘導体、N,N−ジアルキルチオ尿
素誘導体、メラミン誘導体等が挙げられ、これらの１種
または２種以上の混合物を使用に供する。

潜在性硬化剤の配合量は通常、上記ゲル化エポキシ樹脂
100部（重量部、以下同様）に対して１〜30部の範囲で
選定すればよい。１部未満であると、自動車ラインの硬
化条件:160℃/20分で完全硬化せず、また30部を越える
と、硬化物がもろくなる傾向にある。

本発明における導電性材料としては、特に一般式:MeO.F
e₂O₃（MeはMn,Ba,Co,Sr,Pb,Zn,Mg,Cdなどの２価金属）
で示される酸化金属−酸化鉄の焼結複合体フエライトま
たはα−Fe₂O₃粒子粉末、銀，銅，パラジウム，アルミ
ニウム，ニツケルなどの金属粉、酸化ルテニウム、酸化
ビスマス，酸化イリジウムなどの酸化金属粉、カーボン
ブラツク、グラフアイト粉、銀コードガラス粉等の１種
または２種以上が使用されてよい。特に、カーボン粉や
グラフアイト粉は少量配合によつて、電着塗料が塗着す
る程度の導電性とスポツト熔接できる通電性が得られる
ので望ましい。かかる導電性材料の配合量は通常、上記
ゲル化エポキシ樹脂100部に対して２〜200部好ましく
は、カーボン粉やグラフアイト粉を用いる場合には２〜
30部、特に５〜10部の範囲で、それ以外の導電性材料の
場合35〜150部の範囲で選定すればよい。上記通常の配
合量において、２部未満であると、所望の導電性付与が
達成されず、また200部を越えると、粘度が高くなり作
業性が悪くなる傾向にある。

本発明に係る自動車構造用接着剤は、上記所定割合のゲ
ル化エポキシ樹脂、潜在性硬化剤および導電性材料を配
合することにより構成されるが、必要に応じて通常の添
加剤、例えば防錆材、充填剤（炭酸カルシウム、クレ
ー、シリカ、タルクなど）、若干の可塑剤、溶剤等を適
宜配合されてよい。なお、上記防錆材としては、白色粉
末の人畜無害な結晶水を有するリン酸塩（例えばトリポ
リリン酸二水素アルミニウム〔AlH₂P₃O₁₀.nH₂O、ｎ＝２
〜４〕またはリン酸亜鉛〔Z_n3（PO₄）_２〕等）が好まし
く、これらを配合することにより導電性材料の作用硬化
を相剰することが認められる。

このようにして構成される本発明接着剤は、一液型加熱
硬化性のもので、自動車の車体組立ラインのウエルドボ
ンデイング工法に用いられるが、この適用にあつて、そ
の粘度（40℃）が2000ポイズ（20sec^-1）以上、好まし
くは2500〜7000ポイズ（20sec^-1）の範囲に設定されて
いる。

以下、添付図面に基づき、本発明に係るウエルドボンデ
ィング工法について説明する。

第１図の（１）において、車体のたとえば、ドア，ボン
ネットのヘム部やフロント，センターピラーのハット構
造に対応する車体パネル１に、本発明接着剤２を所定寸
法の巾広ノズルを介して帯状に塗布する。この場合、接
着剤２は一定巾および一定厚、たとえば15〜5mm巾およ
び0.5〜1.5mm厚の状態で存在する。次いで、（２）にお
いて他方の車体パネル１′を重ね合せた後、（３）の如
くスポット熔接３で行う。この場合、接着剤２は比較適
高粘度であるが、帯状に定量塗布されているため、通常
採用されるスポット熔接の加圧力で容易につぶれ、加圧
によるパネルのへこみもなくスポット熔接を効率よく実
施することができる。このようにウエルドボンディング
工法を行つて、（４）に示す熔接部４を形成した後、両
固定パネル1,1′を脱脂等により表面処理し、次いで電
着塗装液に浸漬して電着塗装を行い、次いで電着形成膜
と該接着剤層を加熱硬化せしめてから表面塗装を行う。

次に製造例、実施例および比較例を挙げて、本発明をよ
り具体的に説明する。

製造例１ ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂（旭電化工業（株）
製、アデカEP−4100）90部に、ポリアマイドワックス
（楠本化成（株）製、ディスパロン6500）10部添加し、
100℃で加熱してポリアマイドワックスを溶解分散せし
めた後、室温に戻し自然冷却（24hr）を行い、ゲル化エ
ポキシ樹脂を得る。

製造例２ 製造例１と同じエポキシ樹脂90部に、ベンジリデンソル
ビトール（新日本理化（株）製、ゲルマスターＤ）10部
を添加し、150℃で加熱してベンジリデンソルビトール
を溶解分散せしめた後、室温に戻し自然冷却（24hr）を
行い、ゲル化エポキシ樹脂を得る。

製造例３ ウレタン変性エポキシ樹脂（旭電化工業（株）、アデカ
EPU−６）95部に、アミノ酸誘導体としてＮ−ラウロイ
ル−Ｌ−グルタミン酸−α，γ−ジ−ｎ−ブチルアミド
（味の素（株）製、油ゲル化剤GP−１）５部を添加し、
150℃で加熱してアミノ酸誘導体を溶解分散せしめた
後、室温に戻し自然冷却（24hr）を行い、ゲル化エポキ
シ樹脂を得る。

実施例１〜３および比較例１ 製造例１〜３のゲル化エポキシ樹脂またはゲル化してい
ないエポキシ樹脂を用い、これに下記表１に示す部数の
成分を配合して一液型加熱硬化性の構造用接着剤を得
る。なお、各接着剤の粘度（40℃）を表１に併記する。

実施例４ 実施例１〜３の構造用接着剤を、エアー加圧式ギアーポ
ンプにより吸引圧送し、次いでピストル型フローガンの
先端に取付けたアルミニウム製広巾ノズル（0.8×10m
m）から、油面鋼板に対して帯状（0.6厚×10mm巾）に塗
布する。別に用意した油面鋼板を接着剤層上に重ね合
せ、下記条件またはでスポット熔接を行う。

スポット条件 電極5mmφ、電流9000A、 20サイクル、加圧力200kg 電極5mmφ、電流9000A、 20サイクル、加圧力300kg いずれの条件，でも、鋼板のへこみもなく、通電に
よつて適正な溶接部が形成した。

比較例２ 実施例４のウエルドボンデイング工法において、比較例
１の構造用接着剤（NBRゴムで増粘）を用い、これをア
ルミニウム製円筒ノズル（3mmφ）から球状（2.5×3.6m
m）に塗布する以外は、同様に油面鋼板を接合した後、
同条件またはでスポット熔接を行つたところ、条件
では通電せず、条件では通電するが鋼板にへこみが
発生した。

【図面の簡単な説明】

第１図の（１）〜（４）は、本発明のウエルドボンデイ
ング工法を説明するため工程簡略図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エポキシ樹脂にポリアマイドワツクス、ソ
   ルビトール誘導体およびアミノ酸誘導体の群から選ばれ
   る少なくとも１種を加熱溶解し、次いで冷却して得られ
   るゲル化エポキシ樹脂、潜在性硬化剤および導電性材料
   から成り、粘度（40℃）が2000ポイズ（20sec^-1）以上
   であることを特徴とする自動車構造用接着剤。
2. 【請求項２】導電性材料がカーボンブラック、フェライ
   ト、金属粉および酸化金属粉の群から選ばれる１種また
   は２種以上の混合物である請求項第１項記載の構造用接
   着剤。
3. 【請求項３】自動車の車体組立ラインにおいて車体パネ
   ルの接着剤接合とスポット熔接を併用するウェルドボン
   ディング工法であって、請求項第１項記載の構造用接着
   剤を用い、該構造用接着剤を車体パネルに対して帯状に
   一定巾および一定厚で定量塗布することを特徴とするウ
   ェルドボンディング工法。