(57)【要約】【課題】本開示は、洗浄による接着剤の飛散を容易に防止できる接着方法を提供することを目的とする。【解決手段】本実施形態は、鋼板の接合部に熱硬化型接着剤を塗布する工程と、熱硬化型接着剤を介して鋼板を重ね合わせ、鋼板接合体を得る工程と、鋼板接合体の熱硬化型接着剤が露出する領域に、ラクチドを塗布する工程と、ラクチドが塗布された鋼板接合体を洗浄する工程と、洗浄した鋼板接合体にアルカリ脱脂を施す工程と、アルカリ脱脂を施した鋼板接合体に防錆塗装を施して塗膜を形成する工程と、防錆塗装を施した鋼板接合体を加熱して、塗膜を焼付ける工程と、を含む鋼板の接着方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板の接合部に熱硬化型接着剤を塗布する工程と、
熱硬化型接着剤を介して鋼板を重ね合わせ、鋼板接合体を得る工程と、
鋼板接合体の熱硬化型接着剤が露出する領域に、ラクチドを塗布する工程と、
ラクチドが塗布された鋼板接合体を洗浄する工程と、
洗浄した鋼板接合体にアルカリ脱脂を施す工程と、
アルカリ脱脂を施した鋼板接合体に防錆塗装を施して塗膜を形成する工程と、
防錆塗装を施した鋼板接合体を加熱して、塗膜を焼付ける工程と、を含む鋼板の接着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、鋼板の接着方法に関し、より具体的には、車体鋼板の接着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体を組み立てる際に、ドアやルーフ等の鋼板からなる部品に接着剤を塗布し、これらの部品を組み上げていくことが行われる。更に、近年は車体構造部材の接合部に接着剤を塗布し溶接する所謂ウェルドボンディング技術により車両性能を向上させている。車体の接着に用いられる接着剤は、熱硬化型接着剤が一般に用いられており、この熱硬化型接着剤は、防錆塗装焼付けのための熱処理を利用して硬化される。熱硬化型接着剤としては、エポキシ系樹脂が一般的に用いられる。
【０００３】
車体を防錆塗装する前に、表面に付着させる防錆の塗工性やプレス成形性の向上を目的として、油脂類や板金加工で発生したスラッジ等を洗浄することが行われる。しかし、車体が防錆塗装される工程においては、熱硬化型接着剤は未硬化の状態にある。そのため、鋼板からはみ出した部分の熱硬化型接着剤が、洗浄水により飛散し、鋼板表面に再付着する場合がある。飛散した熱硬化型接着剤が付着した状態で加熱硬化のための熱処理が行われると、車両の外観品質へ悪影響を及ぼしたり、防錆性能が低下したりする可能性がある。そのため、洗浄時にはみ出した接着剤が飛散しないような飛散防止策が必要となる。
【０００４】
従来、接着剤の洗浄水による飛散防止策としては、接着剤の増粘、ゴム成分の変性、一部硬化させて増粘させる等の手段が試みられている。
【０００５】
また、特許文献１では、車体鋼板の接合部に接着剤を塗布する塗布工程と、塗布された前記接着剤を加熱して硬化させる加熱工程とを有する車体鋼板接合部の接着方法であって、前記塗布工程において、加熱硬化型接着剤層と、該加熱硬化型接着剤層の上に常温硬化型接着剤層とを形成するようにこれらの接着剤を塗布することを特徴とする車体鋼板接合部の接着方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−１１１４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、未硬化時の粘度を接着剤が大きく変形しない程度まで高くすると、接着剤の潰れ性が悪化するため、ウェルドボンディングにおける溶接／締結の不良や、塗布性低下による作業効率の低下等の課題が生じる場合がある。また、一部を加熱硬化させるためには、別途加熱炉が必要となるため、設備費の上昇や排出炭酸ガス量の増加といった課題が生じ得る。
【０００８】
また、特許文献１に記載の方法では、２種類の接着剤を塗布する必要があるため、作業工程が煩雑になり得る。
【０００９】
そのため、接着剤の飛散を容易に防止できる、新たな接着方法が求められていた。
【００１０】
本開示は、このような課題を鑑みてなされたものであって、洗浄による接着剤の飛散を容易に防止できる接着方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本実施形態の一態様は、以下の通りである。
【００１２】
鋼板の接合部に熱硬化型接着剤を塗布する工程と、
熱硬化型接着剤を介して鋼板を重ね合わせ、鋼板接合体を得る工程と、
鋼板接合体の熱硬化型接着剤が露出する領域に、ラクチドを塗布する工程と、
ラクチドが塗布された鋼板接合体を洗浄する工程と、
洗浄した鋼板接合体にアルカリ脱脂を施す工程と、
アルカリ脱脂を施した鋼板接合体に防錆塗装を施して塗膜を形成する工程と、
防錆塗装を施した鋼板接合体を加熱して、塗膜を焼付ける工程と、を含む鋼板の接着方法。
【発明の効果】
【００１３】
本開示によれば、洗浄による接着剤の飛散を容易に防止できる接着方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る接着方法について、接着剤塗布工程（Ａ）〜アルカリ脱脂工程（Ｅ）までの工程を説明するための模式的工程図である。
【図２】ラクチドの加水分解について説明するための化学反応式を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は、実施例で使用したＧＡ鋼板の寸法及び接着剤の配置位置を示す模式的概略図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の点線ＡＡにおける断面を示す模式的概略図である。
【図４】実施例において、第一の鋼板上に第二の鋼板を重ねる位置を説明するための模式的断面図である。
【図５】実施例において、ラクチドを塗布する位置を説明するための模式的断面図である。
【図６】実施例において、飛散耐性を評価するために、ノズルから水流を噴射する位置を説明するための模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本実施形態は、鋼板の接合部に熱硬化型接着剤を塗布する工程と、熱硬化型接着剤を介して鋼板を重ね合わせ、鋼板接合体を得る工程と、鋼板接合体の熱硬化型接着剤が露出する領域に、ラクチドを塗布する工程と、ラクチドが塗布された鋼板接合体を洗浄する工程と、洗浄した鋼板接合体にアルカリ脱脂を施す工程と、アルカリ脱脂を施した鋼板接合体に防錆塗装を施して塗膜を形成する工程と、防錆塗装を施した鋼板接合体を加熱して、塗膜を焼付ける工程と、を含む鋼板の接着方法に関する。
【００１６】
本実施形態によれば、洗浄による接着剤の飛散を容易に防止できる接着方法を提供することができる。本実施形態において、接合部ではみ出ている接着剤に洗浄水が当たったとき、接着剤はラクチドに覆われているため、接着剤の飛散が抑制される。また、洗浄水によりラクチドが飛散する場合があるが、飛散したラクチドは、後工程のアルカリ脱脂工程において除去されるため、外観品質や防錆性能に影響を与えない。したがって、本実施形態では、接着剤ではないラクチドを塗布することにより、洗浄による接着剤の飛散を容易に防止することができる。
【００１７】
以下、本実施形態について説明する。
【００１８】
（接着剤塗布工程）
本実施形態に係る接着方法は、鋼板の接合部に熱硬化型接着剤を塗布する工程を含む。
【００１９】
具体的には、図１（Ａ）に示すように、第一の鋼板１ａの接合部に熱硬化型接着剤２を塗布する。
【００２０】
熱硬化型接着剤としては、特に制限されるものではないが、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ポリイミド系接着剤、ユリア系接着剤、レゾルシノール系接着剤、メラミン系接着剤、フェノール系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤、又はポリアロマティック系接着剤等が挙げられる。熱硬化型接着剤は、１種を単独で用いてもよく、又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２１】
（鋼板接合体形成工程）
本実施形態に係る接着方法は、熱硬化型接着剤を介して鋼板を重ね合わせ、鋼板接合体を得る工程を含む。
【００２２】
具体的には、図１（Ｂ）に示すように、第二の鋼板１ｂを接着剤２を介して第一の鋼板１ａに重ね合わせて、鋼板接合体を形成する。
【００２３】
本工程において、第一の鋼板１ａ及び第二の鋼板１ｂ同士をスポット溶接で接合してもよい。これによって、スポット溶接部が形成され、接着性能を向上することができる。
【００２４】
（ラクチド塗布工程）
本実施形態に係る接着方法は、鋼板接合体の熱硬化型接着剤が露出する領域に、ラクチドを塗布する工程を含む。
【００２５】
具体的には、図１（Ｃ）に示すように、鋼板からはみ出た接着剤部分の表面をラクチドで覆い、被覆材３を形成する。熱硬化型接着剤が露出する領域をラクチドで被覆することにより、接着剤に直接的に洗浄水が掛かり、接着剤が飛散することを防止できる。熱硬化型接着剤が露出する領域とは、例えば、接合部からはみ出した接着剤部分の表面である。
【００２６】
ラクチドの粘度は１０ｍＰａ・ｓ程度と低いため、ラクチドは凹凸のある表面に対して追従し易く、接着剤が露出する領域を精度よく被覆することができる。また、ラクチドの融点は９８〜１００℃であり、冷却により迅速に結晶固化するため、露出する領域全体を容易に被覆することが可能である。
【００２７】
ラクチドとしては、ＬＬ−ラクチド、ＤＤ−ラクチド、ＤＬ−ラクチド（メソラクチド）、又はそれらの混合物等が挙げられる。ラクチドは、経済性及び実用性の観点から、ＬＬ−ラクチドであることが好ましい。
【００２８】
（洗浄工程）
本実施形態に係る接着方法は、ラクチドが塗布された鋼板接合体を洗浄する工程を含む。
【００２９】
本実施形態において、洗浄時に接着剤の露出領域はラクチドで覆われているため、接着剤の飛散は防がれる。代わりに、ラクチドが飛散する場合があり得るが（図１（Ｄ））、ラクチドは後工程のアルカリ脱脂工程において容易に分解されるため、鋼板表面には残らない。より具体的に説明すると、ラクチドは、水により乳酸ダイマーや乳酸モノマーに容易に加水分解し、これらの分解物は親水性が高い（図２参照）。そのため、仮に洗浄時に被覆膜のラクチドが脱離・飛散して鋼板に再付着しても、後工程のアルカリ脱脂工程において容易に分解される。それゆえ、後工程の防錆塗装工程時にはラクチドは鋼板表面に残らない。
【００３０】
洗浄工程が複数回繰り返される場合は、ラクチドの被覆膜の厚さを大きくすることで、更に耐性を高くすることができる。
【００３１】
（アルカリ脱脂工程）
本実施形態に係る接着方法は、洗浄した鋼板接合体にアルカリ脱脂を施す工程を含む。
【００３２】
アルカリ脱脂により、鋼板表面に付着している油脂類を除去する（図１（Ｅ））。また、本実施形態においては、アルカリ脱脂により、接着剤の露出領域に塗布したラクチドの被覆膜を除去することができる。洗浄剤を用いて脱脂洗浄処理を行う。
【００３３】
アルカリ脱脂に用いるアルカリ脱脂洗浄剤は、特に制限されるものではなく、アルカリを主体とするビルダーと、非イオン系または陰イオン系界面活性剤とを含むものが一般的に用いられる。
【００３４】
アルカリビルダーとしては、増量剤としてのアルカリ炭酸塩のほかに、洗浄力・環境配慮の観点からアルカリ燐酸塩またはアルカリケイ酸塩を配合したものが好適である。上記アルカリケイ酸塩としては、例えば、オルソケイ酸ソーダ、オルソケイ酸カリウム等のオルソケイ酸のアルカリ金属塩；メタケイ酸ソーダ、メタケイ酸カリウム等のメタケイ酸のアルカリ金属塩；セスキケイ酸ナトリウム、セスキケイ酸カリウム等のセスキケイ酸のアルカリ金属塩等を挙げることができる。また、このようなアルカリケイ酸塩の中でも、より高い脱脂洗浄力が得られることから、メタ珪酸ソーダが好ましい。このようなアルカリケイ酸塩は１種を単独で使用してもよく、又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。上記アルカリ炭酸塩としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウムカリウム等のアルカリ金属炭酸塩等が挙げられる。
【００３５】
界面活性剤としては、好ましくは、非イオン系または陰イオン系界面活性剤が用いられるが、洗浄性と消泡性を考慮した、非イオン系界面活性剤が好適に用いられる。非イオン系界面活性剤としては、たとえば、従来公知のものが挙げられる。種々の非イオン系界面活性剤の中でも、洗浄力に優れ、魚毒性が低いという点からは、ポリエチレンオキサイドのモノアルキルエーテルが好ましく、洗浄力に優れ、魚毒性が低く、かつ、消泡性に優れている（低起泡性）という点からは、ポリエチレンオキサイドポリプロピレンオキサイドのモノアルキルエーテルが好ましい。
【００３６】
本工程では、鋼板を上記アルカリ脱脂洗浄剤を用いて、通常３０〜５５℃において数分間程度、浸漬処理等で、脱脂・洗浄が行われる。
【００３７】
（防錆塗装工程）
本実施形態に係る接着方法は、アルカリ脱脂を施した鋼板接合体に防錆塗装を施す工程を含む。
【００３８】
防錆塗装を施すことにより、鋼表面は耐候性の高い塗膜によってガードされ、外気と直接触れることがないため、錆びに強くなる。表面の防錆には、エポキシ系やメラミン系、アクリル系等の樹脂塗料を焼付ける防錆塗装が一般的に採用されている。
【００３９】
防錆塗装は、特に制限されるものではないが、例えば、電着塗装（例えばカチオン電着塗装）により行うことができる。電着塗装による防錆塗装は、まず、防錆塗料浴中に鋼板接合体を浸漬し、これを電極として電流を流すことで、鋼板接合体の表面に防錆塗料の塗膜を形成する。防錆塗装により形成された塗膜は、後の熱処理工程にて、焼付けられて被膜となる。
【００４０】
（焼付け工程）
本実施形態に係る接着方法は、防錆塗装を施した鋼板接合体を加熱して、塗膜を焼付ける工程を含む。
【００４１】
本工程では、熱処理によって、防錆塗装により形成された塗膜を焼付けるとともに、熱硬化型接着剤を硬化させる。
【００４２】
焼付けは、例えば、焼付炉を用いて行うことができる。焼付けの温度は、例えば、１５０℃以上であり、好ましくは１５０〜２５０℃であり、より好ましくは１６０〜２００℃である。
【００４３】
（その他の工程）
本実施形態は、上述の工程の他にも、その他の工程を含むことができる。例えば、アルカリ脱脂工程の後に、アルカリ脱脂洗浄剤を流すための洗浄工程を行ってもよい。この場合、アルカリ脱脂洗浄剤を、常法により十分に水洗する。この水洗工程では、大量の洗浄水によって１回又はそれ以上スプレー処理することが好ましい。洗浄水としては、例えば、イオン交換水の他、工業用水等が好適である。
【実施例】
【００４４】
以下、本実施形態について、実施例を挙げて説明する。なお、本実施形態は以下の実施例により限定されるものではない。
【００４５】
［実施例１］
以下の実験例において、熱硬化型接着剤として、１液加熱硬化型エポキシ系接着剤「フェルコ５０１０」（アイシン化工社製）を用い、被覆材としてＬＬ−ラクチド（ナカライテスク社製）を用いた。
【００４６】
まず、図３に示すように、冷間圧延ＧＡ鋼板(幅７０ｍｍ×長さ１５０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍ)（以下、第一の鋼板と称す）の上に、直径５ｍｍの半円断面形状で上記接着剤を塗布した。図３（Ａ）に、使用したＧＡ鋼板の寸法及び接着剤の配置位置を示す模式的概略図を示す。また、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の点線ＡＡにおける断面を示す模式的概略図である。
【００４７】
次に、図４に示すように、別の冷間圧延ＧＡ鋼板（以下、第二の鋼板と称す）の端部が接着剤の塗布中心線に沿うように、第一の鋼板の上に第二の鋼板を静かに重ね合わせた。この際、第一の鋼板及び第二の鋼板が接着するまで、上側より５ｋｇの錘を乗せ、１０分間加圧した。錘を除去した後、鋼板の両端をクリップではさみ、鋼板同士がずれないよう固定し、鋼板接合体を作製した。
【００４８】
次に、図５に示すように、予め１０５℃で融解させた被覆材（ラクチド）を、鋼板から露出している接着剤の表面が全て覆われるように、厚さ１ｍｍ程度で塗布し、室温で２時間放冷して固化させた。これにより、試験体を得た。
【００４９】
次に、試験体を、図６に示すように４５°で傾斜固定した。次に、ノズル（ノズル形状：Ｋ−９Ｓ型、ＢＳ外ネジ３５°）を使用して、はみ出した接着剤の中心位置から下方約２ｍｍの場所に向けて、５００ｍｍの距離から１０Ｌ／分の水流（４０℃の温水）を噴射した。そして、接着剤の様子を試験前と比較して飛散耐性を評価した。結果を表１に示す。
【００５０】
［実施例２］
実施例１と同様に試験体を作製した。そして、噴射時間を５秒間から１０秒間に変更したこと以外は、実施例１と同様に飛散耐性を評価した。結果を表１に示す。
【００５１】
［実施例３］
実施例１と同様に試験体を作製した。そして、水流を１０Ｌ／分から１５Ｌ／分に変更したこと以外は、実施例１と同様に飛散耐性を評価した。結果を表１に示す。
【００５２】
［比較例１］
鋼板接合体（すなわち、ラクチドを塗布していない試験体）を実施例１と同様にして作成し、この鋼板接合体を用いて実施例１と同様に飛散耐性を評価した。結果を表１に示す。
【００５３】
［比較例２］
鋼板接合体（すなわち、ラクチドを塗布していない試験体）を実施例１と同様にして作成し、この鋼板接合体を用いて、水流を１０Ｌ／分から１５Ｌ／分に変更し、また水温を４０℃から３０℃に変更したこと以外は、実施例１と同様に飛散耐性を評価した。結果を表１に示す。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
表１に示される通り、ラクチドで接着剤を被覆した実施例１〜３では、接着剤の飛散は認められなかった。なお、実施例２〜３では、接着剤の一部が変形し、被覆材が一部飛散したが、接着剤の飛散は認められなかった。一方で、ラクチドで接着剤が被覆されていない比較例１及び２では、接着剤の飛散が認められた。したがって、本実施形態において、はみ出た接着剤をラクチドで被覆することにより、接着剤の飛散を防ぐことができることが確認された。
【００５６】
以上、本実施形態について詳述したが、本実施形態は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【００５７】
１ａ  第一の鋼板
１ｂ  第二の鋼板
２    接着剤
３    被覆材（ラクチド）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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