JPS58500400A - シ−ラント組成物と該シ−ラント組成物を使用する溶接法 - 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】 シーラント組成物と該シーラント組成物を使用する溶接法 技術分野 本発明はシーラント組成物に関し、且つこのシーラント組成を用いる溶接方法に 関する。

背景技術 スポット溶接工程によって鉄鋼部品や他の鉄金属部品を固定することは、例えば 自動車産業において行なわれている。号だ、湿気の侵入の防止を目的としたシー ラント組成物を溶接金属部分に用いることも行なわれてい本封市が不完全だと、 溶接部分に湿気が侵入して腐食をもたらす。かかる接合部内では、特に溶接の領 域において腐食の発生が著るしいことが分っている。かかる工程に用いることが でき且つ接合部分に発生する腐食の量を軽減することができるシーラント組成物 を提供することができれば非常に好都合である。

腐食防止処理用組成−物、例えば、被インドに金属亜鉛を用いることは周知であ る。しかしながら、適正なレベルの腐食防止を達成するためには、十分な亜鉛を 用いて組成物から形成される組成物層がその表面にかなシの量の亜鉛を有し、こ れにより腐食防止効果を呈するように行なうことが一般的である。すなわち、組 成物の重量に対して６０係以上の亜鉛を用いるのが一般的である。このようにか なりの量の亜鉛を永久可塑性変形可能シーラント組成物に用いると組成の封止特 性に悪影響を及ぼしがちである。

このたび本発明者らは熱可塑性合成ポリマー材料を基質とし且つ比較的少量の微 粒亜鉛を含むスポット溶接シーラントとして好適なシーラント組成物をスポット 溶接工程に用いて腐食の影響が著るしく少ない接合部を形筬できるという驚くべ き事実を見いだした。

本発明の種々の観点の一つに従えば、金属部品に塑性物質（ｐｌａｓｔｉｃ　ｍ ａｓｓ　）　の形で適用でき、且つ、金属部品の間にシーラントを挿入してスポ ット溶接により該金属部品が互いに固定された後にその金属部品に結合した変形 可能なシールを形成することができるシーラント組成物であって、熱可塑性合成 ポリマー材料と組成物の１５重量％の微粒亜鉛とを含むことを特徴とするシーラ ント組成物が得られる。

上記のシーラント組成物は、溶剤を実質的に含まない熱可塑性組成物である・こ とが好捷しく、高温（例えば、１００〜１５０℃）において、例えばポンプによ って適用され得るか、もしくは室温において予備成形されたストリップ又は箔と して適用され得る。上記の組成物は、２０±３℃程度の室温において且つ比較的 低圧下で、ある程度、可す性すなわち変形可能であり、且つ、その使用期間中、 この特性をかなりの程度１で保持することが好ましい。

取扱い中又は使用中に安全性を妨げない又は他の悪影影を及ぼさないような組成 物を選択することが重要であることは当然である。特に、スポット溶接中に達す る温度は１０００℃台以上になるため、かかる温度において用いることができる シーラント組成物を選択することが重要となる。例えば、シーラント組成物は完 全に劣化してはならず、また、接合部から望寸しくない程度に流れてはならない 。

大いに望塘れることは、シーラント組成物が適当な粘着および接着特性を有し、 これにより、封止されるべき金属部分に対して組成物が所望の持続的な結合を確 立することである。金属部分の形の変化に応じてわずかに流れることのできる能 力も望咬しいが、シーラントが必要以上にだれたり、通常の使用期間において、 接合部から流れ出ることがないようにすることが重要となる。更に、シーラント 組成物が接合部分を通してかなりの湿気を侵入させることがないようにすること が重要であり、従って水蒸気の伝達速度が低いシーラント組成物が大いに望捷れ る。好ましいシーラント組成物用ポリマー材料はポリブテン及びポリイノブチレ ンであるが、他の材料、例えば、酢酸エチレンビニル共重合体、ポリエチレン、 アタクチックポリゾロピレン、ブチルゴム、及びこれらの混合体も意図されてい る。これらのＩリマー材料は他のポリマー、例えば熱可塑性ブロック共重合体、 粘着付与樹脂又は他の樹脂、例えば、ロノン、ロジンエステル、炭化水素樹脂（ 例、ベタピネン樹脂又はクマロン・インデン樹脂）、メラミンホルムアルデヒド 樹脂、フェノール樹脂、テルペン樹脂、及び接着技術において公知の他の樹脂と 化合し得る。ワックス、増量オイル及び可塑剤を組成に用いて、上記のような使 用に際して特に好適な混合特性を有するシーラント組成物を得ても良い。

好ましい組成物は、組成物に対して５〜５０重量％、好ましくは１０〜２０重量 ％のブチルゴム、５〜５０重量％、好ましくは１５〜６０重量％のポリブテン、 ０〜２０重ｉ％、好ましくは４〜１５重−１ｔＩ）のポリイノブチレン、１０〜 ５０重量％、好渣しくは２０〜３５重量％の微粒無機化合物、及び５〜５０重量 ％、好ましくは１０〜２０重量％の粘着付与樹脂を含む。

用いられる亜鉛は、シーラント組成中に十分に且つ均一に分散するために且つス ポット溶接中に亜鉛の加熱を容易にするために微粒子化されている。亜鉛の粒径 と粒径の分布は特に重要ではないが、約１０　１ｔＩＭの粒径を有する亜鉛粉末 を用いるのが望ましい。再現性のある所望の腐食防止効果を得るために、亜鉛を 組成中に均一に分布させることが重要である。

本発明に係る方法を実施するにあたり、スポット溶接しようとする金属、例えば 軟鋼部品を用意してスポット溶接しようとする部分を重ねて整合させる。部品の 調製はその金属の状態に従って適切に実施される。金属に油が付着していても不 都合でない場合がある。例えば、車体の製造に用いられる生グレススチー性シー トは通常、スケール除去又は脱脂処理を必要としない。これに対して腐食したス チール又は油が多量に付着したスチールはスポット溶接の前にスケール除去及び ／又は脱脂処理を必要とする。金属部品を整合した後に、シーラント組成物を、 例えば箔状に金属部品の一方に適用し、これらの部品を、該部品間に組成物を入 れた状能で圧縮して、その部品の間に約０．５〜１Ｂ厚の組成物の箔を形成する 。

この箔は、接合部分の露出した端縁部首で広がるように且つスポット溶接しよう とする領域間にわたって広がるように十分な寸法を有するように構成される。

これらの部品を所望の位置に挾む。スポット溶接をする位置に印を付け、従来の スポット溶接装置を整合した部品に適用して溶接を行なう。これにより、溶接部 がシーラント組成物を介して形成される。

本発明者らは、亜鉛の量がたとえ少量であっても、本発明に係るシーラント組成 物を用いたスポット溶接によって接合したスチール一部品における腐食の発生を 軽減するには、有効であることを見いだした。亜鉛の量が１チというような少量 であってもシーラントの素材中に適切に分布されていれば有意な効果を呈し、約 ５チから約１０俤の量の亜鉛が存在する場合、さらに有意な効果を呈する。そし て、高い許容レベルの腐食防止効果を達成するために、組成物０１５重傷係を超 える量を用いることは不必要なようで、あった。

上記の事は、許容レベルの腐食防止効果を達成するにはかなりの量の゛亜鉛が必 要であるとｂう従来技術の常識から見ると驚くべきことである。この驚くべき結 果に対する理由は十分には分っていない。しかしながら、詳細な理論に束縛され なければ、スポット溶接時における熱の適用中に、溶接点に隣接したシーラント 組成物の有機成分が分解するかもしくは燃焼するためと推論される。

また、亜鉛金属がこの時点で蒸発して溶接部に隣接した金属上に沈着するためと 仮定される。おそらく、金属が亜鉛めっきされ、もしくは、スチール部品の表面 において合金化が起き、これによシ金属部品に一層耐腐食性にするものと考えら れる。

本発明の種々の態様のうちの他の態様に従えば、金属部品の間にシーラント組成 物をそう人して溶接することによって金属部品を接合する方法であって、該シー ラント組成物が、塑性物質の形で適用されることができ、且つ、スポット溶接に よって金属部品が固定されてし１つだ後に該金属部品に結合した変形可能なシー ルとなることができ、熱可塑性合成ポリマー材と組成物の１５重量％までの微粒 亜鉛とを含むことを特徴とする方法が提供される。

本発明の実施形態 本発明をさらに明白にするために、以下に実施例として、異なった量の亜鉛粉末 を含有する３種類のシーラント組成物と金属部品のスポット溶接におけるこれら シーラント組成の使用法を屑細に説明する。ここで、説明された組成物と方法は 単に例として本発明を説明するために選択されたものであり、従って本発明を限 定するだめのものではないことを了承すべきである。

実施例として掲げる組成物は、熱可塑性合成Ｉリマー材料、増量材、増量オイル 及びロジンに種々の量の亜鉛粉末から成る均一な混合物である。以下の材料を含 むマスターパッチ組成物を調製した。

微粒化ＣａＣＯ３３０ 増量オイル　４ ０　ノ　ン　１５ ブロック共重合体（Ａ−Ｂ−Ａ型）　５顔　料　０．５ 酸化防止剤、　０．５ 比較例としてのシーラント組成物は上記のマスターパンチ組成物から調製した。

実施例のシーラント組成物１．２及び６は、上記のマスターパッチ組成物１００ 重量部に対して、それぞれ１重量部、５重量部及び１０重量部の亜鉛微粉末を含 むように調製した。従って、第１、第２及び第６のシーラント組成物実施例は、 それぞれ１重量％、４．８重量％、及び９重量％の亜鉛微粉末を含むことになる 。

４組の試験サンプルを次のように調製した。各７−ラント組成物から成る約０． ５〜１１１１１１厚のシートを、予め脱脂及びスケール除去を施こした１対の２ ５１１１１１Ｘ２５１１１１スチールの間に置いた。この金属板をシーラントを 挾んだ状態で圧縮した。センタポンチを用いて金属板上のスポット溶接の部分に 印を付けた。そして上記Ｃ方法によって印を付けた部分にスポット溶接を行なっ た。窒素流中で冷却した後、余分なシーラントを黴属板から除去した。

これらのサンプルを６０℃且つ９５％の湿度下に、エージング処理した。溶接さ れた接合部の接合強度を引張剪断試験によってめた。そして接合部内の腐食の進 行を１週間、１チ月、４チ月及び８チ月の間隔で観察して評価した。その結果を 第１表に示す。第１表において、比較用組成物の実施例は「０」で表わされ、第 １実施例、第２実施例及び第３実施例はそれぞれ１．５及び１ｏで表わされてい る。

第１表から分るように、第６実施例の組成物から成るサンプルは比較用組成物実 施例を含むサンプルよシも腐食の発生がかなり少なく、特に、４チ月と８チ月の 観察時において顕著である。

第１表に示した接着強度の値を見ると分るように、接着強度も組成中の亜鉛成分 に影響される。

１週間又は１チ月間エーノングしたサンプルについてつている。しかしながら、 ４ケ月又は８ケ月間エーノングしたサンプルについてみると、腐食結果とも照ら し合せた結果、比較用組成物実施例を含むサンプルの接着強度は、第３実施例の 組成を含むサンプルの接着強度の約２分の１になっている。４ケ月又は８ケ月間 エージングしたサンプルについては、第１実施例組成物及び第２実施例組成物を 含むサンプルも、比較用組成物実施例を含むサンプルよりも高い接着強度を示し ている。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．塑性物質の形で金属部品に適用されることができるシーラント組成物であっ て、上記の金属部品の間に該シーラント組成□物をそう人してスポット溶接する ことにより上記金属部品を互かに固定した螢に、上記金属部品に結合した変形可 能なンールを付与することができるシーラント組成物において、熱可塑性合成ｆ リマー材料と組成物の１５重量％才での微粒亜鉛とを含むことを特徴とする前記 シーラント組成物。 ２　前記熱可塑性合成ポリマー材料がｍｌ記組成物の５〜５０重量％のブチルゴ ムから成ることを特徴とする請求の範囲第１項記載の組成物。 ３　前記熱可塑性合成ポリマー材料が５〜５０重量％のポリブテンから成ること を特徴とする請求の範囲第１項又は第２項の組成物。 ４　前記熱可塑性合成ポリマー材料が０〜２０重量％のポリイノブチレンから成 ることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第６項のうちのいずれかに記載の組成 物。 ５　増量剤と１７て１０〜５０重量％の微粒無機化合物を含むことを特徴とする 請求の範囲第１項乃至第４項のうちのいずれかに記載の組成物。 ６　亜鉛が、組成物の１０重量％の量で存在していることを特徴とする請求の範 囲第１項乃至第５項のうちのいずれかに記載の緬成物。 ７５〜５０重量％の粘着付与樹脂を営むことを特徴と２ する請求の範囲第１項乃至第６項のうちのいずれかに記載のシーラント組成物。 ８、室温において且つ低温において変形可能であり且つ、１５〜３０重量％のポ リブテン、１０〜２０重量％のブチルゴム、１０〜２０重量％の粘着付与樹脂、 ２０〜３５重量％の微粒無機化合物及び０．５〜１５重量％の微粒亜鉛を含むこ とを特徴とする熱可塑性シーラント組成物。 ９　シーラント組成物を金属部品の間にそう人した状態で溶接をして上記金属部 品を接合する方法において、上記シーラント組成物が、塑性物質の形で上記金属 部品に適用可能であり、且つ、溶接によって上記金属部品が固定した後上記金属 部品に結合された変形可能シールを与えることができ、熱可塑性合成ポリマー材 料と組成物の１５重景％までの微粒亜鉛とを含むことを特徴とする前記方法。 １０　前記シーラント組成物を前記金属部品の一方に適用し、この金属部品を圧 縮しこの金属部品の間に０，５〜１龍厚の組成物の箔を形成することを特徴とす る請求の範囲第９項記載の方法。 １１、前記シーラント組成をポンプを用いて１００℃〜１５０℃で適用し、又は 予備成形されたストリップもしくは箔として適用することを特徴とする請求の範 囲第１０項記載の方法。