(57)【要約】  少なくとも１種の液状反応性エポキシ樹脂、少なくとも１種の微粉砕熱可塑性ポリマーパウダー、任意の反応性希釈剤、任意の柔軟剤、硬化剤および／または硬化促進剤並びに膨張剤を含有する膨張性熱硬化性組成物が、粘着性または非粘着性表面を有する熱硬化性積層体の製造に好適である。これらの積層体は簡単に製造および取り扱いが可能であり、平坦な構造部品、特に車体構造部品、例えば自動車構造体中の車体フレーム、ドア、ブートリッド、エンジンボンネットおよび／またはルーフ部品を剛化および強化するのに好適である。上記膨張性熱硬化性組成物はまた、射出成形法による中空部材を強化するための熱硬化性熱膨張性成形物品の製造にも好適である。好ましい態様において、上記組成物はす金属または熱可塑性キャリアに射出成形される。これらの熱膨張性成形物品は特に、自動車および他の車両の製造において、構造部材、例えばロッカー、ピラー、ラジエーターサポートビーム、ドア、強化ビーム等の強度を維持または増加するのに有用である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）少なくとも１種の液状エポキシ樹脂；
（ｂ）少なくとも１種の微粉砕熱可塑性ポリマーパウダー；
（ｃ）少なくとも１種の膨張剤；
（ｄ）少なくとも１種の硬化剤；および
（ｅ）少なくとも１種のフィラー；
を含有する膨張性熱硬化性組成物。
【請求項２】
更に柔軟剤を含有する請求項１記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項３】
更に反応性希釈剤を含有する請求項１または２記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項４】
前記液状エポキシ樹脂が３５０を超える、好ましくは４５０を超える分子量を有する請求項１〜３のいずれか１項記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項５】
前記少なくとも１種のエポキシ樹脂が多価フェノールのグリシジルエーテルである請求項１〜４のいずれか１項記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項６】
前記柔軟剤が、ゴム変性エポキシ樹脂、ポリウレタン変性エポキシ樹脂、アミノ末端ポリオキシアルキレンおよびポリエポキシドの付加物、ダイマー脂肪酸およびビスフェノールＡジグリシジルエーテルの付加物、エポキシ樹脂へのポリエーテルポリオールの付加物、ポリスルフィドまたはポリメルカプタン変性エポキシ樹脂、アクリロニトリル含量１０〜５０重量％、好ましくは２０〜４０重量％および（メタ）アクリル酸含量０．０〜１重量％、好ましくは０．０〜０．１重量％のブタジエンおよび／またはイソプレンとアクリロニトリルと任意の（メタ）アクリル酸のコポリマー、または前記柔軟剤の混合物から選択される請求項２〜５のいずれか１項記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項７】
前記反応性希釈剤が、Ｃ６〜Ｃ１４‐モノアルコール、アルキルフェノールのモノグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテルまたはトリグリシジルエーテル；カシューナッツオイル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、１,２‐プロピレングリコール、１,４‐ブチレングリコール、１,５‐ペンタンジオール、１,６‐ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、トリメチロールプロパンのモノグリシジルエーテル；Ｃ６〜Ｃ２４‐カルボン酸のグリシジルエステルまたはそれらの混合物；から選択される請求項３〜６のいずれか１項記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項８】
前記熱可塑性ポリマーパウダーが、酢酸ビニルホモポリマーまたはコポリマー、エチレン／酢酸ビニルコポリマー、塩化ビニルホモポリマーまたはコポリマー、スチレンホモポリマーまたはコポリマー、（メタ）アクリレートホモポリマーまたはコポリマー、またはポリビニルブチラール、またはこれらのポリマーの２種以上の混合物であり、平均粒度１ｍｍ未満、好ましくは３５０μｍ未満、より好ましくは１００μｍ未満を有する請求項１〜７のいずれか１項記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項９】
前記熱可塑性ポリマーパウダーが０．１〜４０重量％、好ましくは３〜１５重量％の量で含まれる請求項１〜８のいずれか１項記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項１０】
コア‐シェル構造を有する少なくとも１種の熱可塑性ポリマーパウダーを含む請求項１〜９のいずれか１項記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項１１】
コア‐シェル構造を有し、かつアクリル酸を含有する少なくとも１種の熱可塑性ポリマーパウダーを含む請求項１〜１０のいずれか１項記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項１２】
前記熱可塑性ポリマーパウダーがガラス転移温度７０〜１２０℃を有する請求項１〜１１のいずれか１項記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項１３】
グアニジン、置換グアニジン、置換尿素、メラミン樹脂、グアナミン誘導体、環状第３アミン、芳香族アミン、エポキシ樹脂へのアミン付加物またはそれらの混合物から選択される硬化剤を含む請求項１〜１２のいずれか１項記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項１４】
前記置換グアニジンが５重量％の量のシアノグアニジン（ジシアノジアミド）である請求項１３記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項１５】
２‐エチル‐２‐メチルイミダゾール、Ｎ‐ブチルイミダゾール、ベンズイミダゾール、Ｎ‐Ｃ１〜Ｃ１２‐アルキルイミダゾールまたはＮ‐アリールイミダゾール、トリアジン誘導体およびイミダゾール／トリアジン化合物（例えば、Ｃ１１‐Ｚ‐アジン）から選択される硬化促進剤を更に含む請求項１３または１４記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項１６】
アゾビスイソブチロニトリル、アゾジカルボンアミド、ジ‐ニトロソ‐ペンタメチレンテトラミン、４,４'‐オキシビス（ベンゼンスルホン酸ヒドラジド）、ジフェニル‐スルホン‐３,３'‐ジスルホヒドラジド、ベンゼン‐１,３‐ジスルホヒドラジドおよびｐ‐トルエンスルホニルセミカルバジドから選択される少なくとも１つの化学的膨張剤を含む請求項１〜１５のいずれか１項記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項１７】
ポリ塩化ビニリデンコポリマーまたはアクリロニトリル／（メタ）アクリレートコポリマーをベースとする膨張性中空ミクロビーズから成る少なくとも１つの物理的膨張剤を含有する請求項１〜１５のいずれか１項記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項１８】
フィラーを更に含み、該フィラーの少なくとも一部が、中空金属ビーズ、中空ガラスビーズ、Ｆｉｌｌｉｔｅ（フライアッシュ）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂またはポリエステル類をベースとするプラスチック製の中空ビーズまたは（メタ）アクリル酸エステルコポリマー、ポリスチレン、スチレン／（メタ）アクリレートコポリマー、特にポリ塩化ビニリデンおよびアクリロニトリルおよび／または（メタ）アクリル酸エステルと塩化ビニリデンとのコポリマーの壁膜材を有する中空ミクロビーズ、中空セラミックビーズまたは天然由来物質、例えば粉砕堅果殻、コルク粉または粉コークス製の有機軽量フィラーから選択される軽量フィラーである請求項１〜１７のいずれか１項記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項１９】
アラミド繊維、炭素繊維、金属繊維、ガラス繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維またはポリエステル繊維をベースとする繊維を含む請求項１〜１８のいずれか１項記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項２０】
（ｋ）熱可塑性ポリマーパウダー０．１〜４０重量％、好ましくは３〜１５重量％
（ｌ）液状エポキシ樹脂１０〜６０重量％、好ましくは３０〜４０重量％
（ｍ）反応性希釈剤１〜１５重量％、好ましくは１〜１０重量％
（ｎ）硬化剤および硬化促進剤１．５〜５重量％
（ｏ）膨張剤０．１〜３重量％
（ｐ）軽量フィラー５〜４０重量％
（ｑ）フィラー５〜２０重量％
（ｒ）繊維０〜３０重量％
（ｓ）顔料０〜１重量％
を含有し、全成分の合計量が１００重量％となる請求項１〜１９のいずれか１項記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項２１】
前記少なくとも１種の熱可塑性ポリマーパウダーがコア‐シェル構造を有し、かつ前記膨張剤がアゾビスイソブチロニトリル、アゾジカルボンアミド、ジ‐ニトロソ‐ペンタメチレンテトラミン、４,４'‐オキシビス（ベンゼンスルホン酸ヒドラジド）、ジフェニル‐スルホン‐３,３'‐ジスルホヒドラジド、ベンゼン‐１,３‐ジスルホヒドラジドおよびｐ‐トルエンスルホニルセミカルバジドから成る群から選択される化学的膨張剤である請求項２０記載の膨張性熱硬化性組成物。
【請求項２２】
ａ）請求項１〜２１のいずれか１項記載のバインダー成分を１１０℃以下の温度で混合する工程、
ｂ）該バインダーを６０〜１１０℃、好ましくは７０〜９０℃の温度で、任意に織布シート状構造体または金属テープ上に、押し出す工程、
ｃ）積層体を冷却する工程、
ｄ）任意に該積層体の軟化点範囲まで加熱しながら、該積層体を金属基材に適用する工程、
ｅ）反応性樹脂マトリックスが硬化して該基材上で熱硬化性樹脂となる間に、該基材を１１０〜２００℃、好ましくは１３０〜１８０℃の温度まで加熱する工程、
を含むことを特徴とする車体構造部品を剛化および／または強化する方法。
【請求項２３】
工程（ｃ）の後、少なくとも片面が室温で粘着性を有し、かつ５０℃以下の温度で寸法および形状に変化なく積層することができ、粘着性側面が保護フィルムと共に提供される請求項２２の工程（ａ）〜（ｃ）記載のように作製した押出積層シート。
【請求項２４】
構造部品、特に車体構造部品、例えば自動車構造体中の車体フレーム、ドア、ブートリッド、エンジンボンネットおよび／またはルーフ部品を剛化および強化するための請求項２２の工程（ａ）〜（ｃ）または請求項２３記載の積層シートの使用方法。
【請求項２５】
ａ）請求項１〜２１のいずれか１項記載のバインダー成分を１１０℃以下、好ましくは５０℃以下の温度で混合する工程、
ｂ）該バインダーを６０〜１１０℃、好ましくは７０〜９０℃の温度で任意にキャリア上に射出成形する工程、
ｃ）成形体を冷却する工程、
ｄ）任意に該成形体の軟化点範囲まで加熱しながら、該成形体を金属基材に固定または中空スペースに導入して剛化する工程、
ｅ）該成形体の体積が５０〜１００％だけ膨張し、かつ反応性樹脂マトリックスが硬化して熱硬化性樹脂となる、１１０〜２００℃、好ましくは１３０〜１８０℃の温度まで加熱する工程、
を含むことを特徴とする車体構造部品を剛化および／または強化する方法。
【請求項２６】
前記工程（ｃ）の後、室温で粘着性を有さない請求項２５記載の射出成形物品。
【請求項２７】
前記キャリアが、亜鉛メッキ鋼板、アルミニウムから、或いは熱可塑性材料、例えばポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＵ）またはポリフェニレンイミド（ＰＰＩ）から形成される請求項２５の工程（ａ）〜（ｃ）または請求項２６記載の射出成形物品。
【請求項２８】
前記熱硬化性組成物が繊維強化されている請求項２７記載の射出成形物品。
【請求項２９】
金属シート部品および／または金属中空構造体、特に車体中空部品、例えば自動車構造体中の車体フレーム、支持体および支柱を剛化および強化するため請求項２５の工程（ａ）〜（ｃ）または請求項２６〜２８のいずれか１項記載の射出成形物品の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的低い温度（例えば、約１３５℃）で発泡および硬化する１成分型膨張性熱硬化性組成物に関する。本発明の熱硬化性組成物は、加熱時に上記組成物の膨張を促進するのを補助する熱可塑性ポリマーパウダー（好ましくはコア‐シェル構造を有する）を含有する。
【背景技術】
【０００２】
多くの産業、例えば自動車産業では、強くて軽量の部品が要求されていることは公知である。この強度と最小重量のバランスを達成するための１つの試みにおいては、比較的薄いシート状金属から構成される中空部品を用いる。しかしながら、中空金属部品は壊れやすい。従って、上記中空部品のキャビティに構造発泡体を含むことにより、そのような部品の強度および剛性を向上することが可能であることも公知である。ドア、ルーフ、トランクリッドまたはフードリッド等の自動車車体の平坦部品に対して、そのような部品に膨張性または非膨張性エポキシまたはポリウレタン樹脂をベースとするシート（パッチ）を結合することによって、そのような部品の曲げ剛性および捩り剛性を向上することが知られている。一般に、そのような発泡体は金属性発泡体材料であるか、または熱硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂、膨張剤、およびフィラー並びに補強剤、例えば中空ガラス微小球を含有する配合から作製される。好ましくは、これらの発泡体は密度約０．３０〜０．６５ｇ／ｃｍ３（約２０〜４０ポンド／立方フィート）を有し、１７５℃を超える、好ましくは２００℃を超える温度において耐熱性を有する。任意の成分には、硬化剤、加工助剤、安定剤、着色剤およびＵＶ吸収剤を含む。
【０００３】
自動車車体構造部材を膨張性熱硬化性樹脂で強化する場合、上記樹脂は、塗料塗装工程時の自動車車体の焼き付け温度でしばしば硬化される。しかしながら、これらの焼き付け温度は比較的低く、かつ上記自動車車体の構造は、上記自動車車体が焼き付け温度まで到達するのを抑制する冷点（ｃｏｏｌ  ｓｐｏｔ）を有し、それにより熱硬化性発泡体が十分に膨張するのを妨害する。加えて、塗料焼き付け炉内の温度は均一でない傾向がある（例えば、床付近の温度は天井付近の温度よりかなり低く、これは車体の比較的低い位置の熱硬化性発泡体部分は比較的低い温度に暴露されるのみであることを意味している）。従って、低い温度でも高度な膨張を示す熱硬化性組成物に対する要求されている。
【０００４】
特許文献１には、金属性発泡体材料が提案されており、上記金属性発泡体材料は、金属粉および膨張剤から製造され、任意に高温高圧力下でプレス機によりメッキでない金属性のシート状金属部品の間に成形される。そのような方法は、自動車の組み立てライン外で別に製造され、次いで通常の組み立て工程に組み込まれる大型の構造部品にのみ好適である。金属性発泡体材料の混合および発泡は、通常の車両組み立てラインの作業条件下では行えない。
【０００５】
特許文献２には、気泡構造を有する特に軽量のポリマーによって充填された金属パイプを含む複合材料製の特に軽量の強化ドアビームが記載されている。エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂およびポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を、対応する硬化剤、フィラーおよび気泡形成剤と、押出機により混合して、この混合物を硬化してコアを形成し、上記コアが上記パイプ内に摩擦力によりまたは機械的に固定されるように上記コアを金属パイプ中に入れる。別に、上記ポリマーコアは、液状またはペースト状ポリマー材料から注型し、上記パイプにプレスすることによって製造されてもよい。反応性熱硬化性および熱膨張性成形物品が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、中空構造体中へ挿入するための予備成形複合インサートが記載されている。このインサートは、熱可塑性樹脂および非膨張の膨張性中空ミクロビーズの混合物から形成される多数の熱可塑性グラニュール並びに上記グラニュール保持する膨張ポリスチレンから形成されるマトリックスを含有する。この特許文献では、上記グラニュールの熱可塑性樹脂は、熱可塑性ポリエステル等の熱可塑性樹脂であっても、熱硬化性エポキシ樹脂であってもよい。上記部品を上記中空体中への挿入後、上記構造部品を膨張したポリスチレンが「蒸発（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）」する温度まで加熱する。この特許文献では、「蒸発」は上記膨張ポリスチレンが薄フィルムまたはカーボンブラックに分解することを意味する。同時に、上記熱可塑性グラニュール粒子が膨張および硬化し、より大きいまたはより小さいサイズの中空スペースが、上記グラニュールの膨張度に依存して個々の膨張グラニュール粒子の間に残る。
【０００７】
類似の方法では、特許文献４および５には、発泡ポリマーから形成される特に軽量の複合ビームおよび車両ドア強化用の金属性構造体が記載されている。これらの特許文献によると、まずポリマーコア部品を液状またはペースト状強化材料を製造することにより形成し、次いでチャンネル状構造体中へ射出または注入し、続いて硬化する。その後、この硬化コア部品を金属製中空構造体中に挿入する。別の方法として、上記コアを射出成形により予備成形または予備注型して、上記中空スペースに挿入してもよい。
【０００８】
特許文献６には、構造要素を強化する方法および組成物が記載されており、上記ポリマー強化材料が、１成分がエポキシ樹脂をベースとするパン生地状組成物であり、第２成分がフィラー、有色顔料およびパン生地状コンシステンシーを有する液状硬化剤の混合物である２成分型エポキシ系である。上記中空構造体を上記強化材料で充填する直前に、上記２成分を混合し、上記中空構造体中に入れて硬化し、上記中空構造体は任意に予備加熱する。
【０００９】
特許文献７には、熱膨張性樹脂材料を含有し、硬化前に強化されるべき中空体に入れるＷ字型強化構造体が記載されている。上記強化ポリマーマトリックスは好ましくは、エポキシ樹脂、アクリロニトリル／ブタジエンゴム、フィラー、高強度ガラスビーズ、硬化剤および硬化促進剤、並びにアゾ化合物またはヒドラジド化合物をベースとする膨張剤を含有する１成分型パン生地状系を含む。
【００１０】
特許文献８には、１成分が液状エポキシ樹脂および金属炭酸塩または金属重炭酸塩を含有し、その他の成分が顔料、任意に中空ビーズおよびリン酸を含有する、好ましくは液状の２成分型エポキシ系をベースとする自動車工業の分野で使用する発泡製品が記載されている。上記２成分を混合するときに、これらの組成物は発泡しながら硬化する。中空構造体を強化または剛化するための使用方法は開示されていない。
【００１１】
上記特許文献のポリマー材料は、後で加熱により熱膨張し、それによって熱硬化性となる予備成形体の製造には好適でなく、それらがこれに好適である場合でも、それらはたいてい貯蔵領域の汚染につながる、他方では塵や埃を集める非常に粘着性の高い表面を有する。更に、これらの成形体の粘着性表面は、取り扱いおよび特に貯蔵、例えば互いの上にいくつかの部品を積み重ねることを妨害する。このような理由のために、上記特許文献の成形体は、使用直前に除去される保護フィルムと共に提供される。しかしながら、そのような保護フィルムは、そのような成形体の製造および使用のコストを上昇し、加えて上記保護フィルムは除去後に始末しなければならず、更にコストが増加する。
【００１２】
そのような成形体の表面粘着性を低減するため、特許文献９には、少なくとも１種の固形反応性樹脂、少なくとも１種の液状反応性樹脂、柔軟化作用を有する少なくとも１種の反応性樹脂並びに硬化剤および／または硬化促進剤または膨張剤を含有する混合物から形成される熱硬化性熱膨張性成形体が提案されている。これらの成形体は、薄壁金属構造体の剛化および／または強化、および中空金属性軽量構造体の剛化に好適である。公知の熱硬化性熱膨張性成形体に比べて、この特許文献の成形体は、未硬化状態改良された寸法安定性および低い表面粘着性により差別化される。加工性および寸法安定性は、異なる融点を有するエポキシ樹脂の混合により達成される。しかしながら、例えば、低減された表面粘着性はなお、非常に狭い範囲の温度間隔でのみ達成され、そして冬には全く非粘着性である配合物は夏には非常に粘着性の高い表面を有する。更に、この方法は多量の高価な樹脂および硬化系の使用を必要とする。特に射出成形法によるそのような膨張性成形体の低コストの製造のために、製造工程の工程信頼性に対して望ましくない、製造および取り扱いにおける困難性が幾度も発生する。
【００１３】
特許文献１０には、従って、「プリプレグ」の形の熱硬化性樹脂層から形成され、強化材料が埋設される熱硬化性接着剤積層体が記載されている。この特許文献には、更に、上記強化積層体を加熱すると元の管形状に回復することが可能な平坦化管状材料のプリプレグの片面へのアタッチメントが提案されている。上記プリプレグ積層体は２つの異なる熱硬化性樹脂層を含んでいてもよい。エポキシ樹脂が上記プリプレグの熱硬化性層用のバインダーとして提案されている。この特許文献の管状またはホース状体は、ポリエチレン、エチレン／酢酸ビニルコポリマー、ポリプロピレン、ポリスチレンまたはＰＶＣまたはニトリルゴムから形成されていることが記載されている。そのような強化積層体の製造工程はコストが高い。
【００１４】
特許文献１１には、加熱によりウレタン‐エポキシ‐シリコーン相互侵入網目（ＩＰＮ）系を形成する１成分型熱硬化性組成物の製造方法が開示されている。この特許文献には、これらの組成物からの、油含有金属表面、例えば油の付いた鋼板に直接接着する金属強化積層体（「パッチ」）の製造が提案されている。上記ＩＰＮは、ポリエポキシ化合物、ブロックポリアミン硬化剤およびプレポリマーのイソシアネート基がヒドロキシ官能性ポリシロキサンでブロックされている鎖長延長ポリウレタンプレポリマーによって形成されることが記載されている。
【００１５】
特許文献１２には、熱硬化性樹脂層を適用した支持体、例えば樹脂結合ガラス繊維織物を含む積層体が記載されている。粘着性樹脂表面を保護するために、熱の作用下で収縮する材料から形成されるカバーフィルムが考えられる。このフィルムは、熱処理後に開口するまで広がるスリットを有するべきであり、粘着性表面の一部を露出する。これによって、上記積層体の適用前に保護フィルムを剥離する必要がなくなることが記載されている。上記粘着性樹脂層の組成に関しては記載されていない。
【００１６】
特許文献１３には、それに結合した、またはそこに埋設された強化材料が提供される硬化性合成樹脂材料のキャリア層を含む平面体を剛化するための積層体配列が記載されている。任意のフィラーおよび他の添加剤と共に提供される硬化性合成樹脂材料を含有し、上記キャリア層に適用され、剛化される上記積層体に面する接着剤層が更に提供される。平面体（金属シート）の変形なしに可能な最高の強化効果を達成するために、上記接着剤層は上記キャリア層の硬化合成樹脂材料より高い上記合成樹脂の硬化後の弾性率を有するべきであり、同時に硬化状態での上記キャリア層および接着剤層は、剛化される平面体と少なくともほぼ同一の熱膨張係数を有するべきである。この特許文献では、上記キャリア層はガラス繊維織物および液状エポキシ樹脂および固形エポキシ樹脂および硬化剤の混合物を含有し、上記接着剤層が熱硬化性の自己接着性合成樹脂を実質的に含有し、同様に液状および固形エポキシ樹脂並びに硬化剤およびフィラーから形成されることが記載されている。
【００１７】
特許文献１４には、同様に、少なくとも１層が熱の影響下で硬化する合成樹脂を含む単層または多層剛化平面体により、金属シートおよびプラスチック製成形体を剛化する方法が記載されている。この特許文献では、この剛化体は初期に第１熱処理が行われ、その間に、上記剛化体の少なくとも１表面がこの第１熱処理の結果として粘着性を有するようになる。この剛化体は次いで上記粘着性表面を用いて上記剛化されるべき要素に適用され、上記剛化体は次に、上記剛化体のすべての層が硬化するまで、第２熱処理が行われる。上記強化体の層が熱硬化性エポキシ樹脂から形成され、任意にガラス繊維織物を含むことが提案されている。できる限りポリウレタンまたはコポリエステルをベースとしたエポキシド系ホットメルト接着剤が第１加熱処理時に粘着性を有するようになる第２層として提案されている。その代わりに、この層は熱の作用下で収縮するフィルムを含み、粘着層は収縮後に露出する。
【００１８】
特許文献１５には、薄い硬質シートまたはプレートを強化するための硬化性の射出成形可能な組成物が記載されている。上記組成物は、熱硬化性樹脂、膨張性中空ミクロビーズ並びに粉砕ガラス繊維、粉砕炭素繊維およびそれらの混合物の粒状強化材料から形成される。グリシジルエーテル、グリシジルエステルまたはグリシジルアミンをベースとした種々のエポキシ樹脂が熱硬化性樹脂組成物として提案されている。
【００１９】
特許文献１６には、硬質の薄壁物質用のフィルム強化剛化積層体が記載されている。この特許文献によれば、上記ポリマーはラッカー塗り用オーブン中で膨張しながら硬化し、それによって強化されるべきベース物質の内側表面と緊密に結合する。上記バインダー組成物に関しては記載されていない。
【００２０】
前述の特許文献から明らかなように、シートまたはフレーム強化積層体は、エポキシベース系およびポリウレタンをベースとする系に実質的に限定される。これらは実際にはたいてい要求される剛化性能に影響するが、工業的に清潔であり、衛生基準に合う化学的基準の要求に合致しない。反応性ポリウレタン系はたいていモノマージイソシアネートの残留物をなお含有する。この理由のために、作業場には排気装置が適当に備え付けられているべきであり、これらの作業場で雇用されている人々をイソシアネートへの暴露から保護することが可能となるように、そのような組成物が用いられる。エポキシベース系の場合、上記成分の寸法安定性は上記エポキシ樹脂混合物の組成によって決定される。未硬化状態での上記積層体の硬度の調節は、上記固形、半固形および液状エポキシ樹脂の性質および相対的含有量によって決定される。車体製造時の油の付いた金属シートへの（所望の）粘着性および種々の加工液による耐洗浄性もこれらによって決定される。高含有量の低分子量液状エポキシ樹脂はこれまで、粘着性積層体組成物に必要であった。公知のように、これらの液状エポキシ樹脂は、分子量７００未満を有する低分子量エポキシド化合物を含有する。そのようなエポキシ組成物の使用は、皮膚との接触によりアレルギーまたは過敏反応を生じるため、工業的衛生のために望ましくない。高含有量の液状エポキシドを有するそのような未硬化積層体は実際に、剛化されるべき基材への良好な接着力を有するが、加工液、例えば洗浄槽およびクリーニング槽、リン酸処理槽および変換槽および電着ラッカーに対してあまり耐性を有さず、特に上記洗浄液は高圧下で７５℃以下の温度で塗布される。更に、そのような積層体は非常に柔軟性を有し、従って、あまり寸法的に安定でなく、コストの高い特殊な包装を用いてのみ積み重ねることができる。
【００２１】
従って、中空部品の強度および剛性または平面部品の剛性および剛さの増大に好適な膨張性樹脂系組成物が要求されている。
【００２２】
【特許文献１】欧州特許出願公開第Ａ‐０  ７９８  ０６２号明細書
【特許文献２】米国特許第Ａ‐４，９７８，５６２号明細書
【特許文献３】米国特許第Ａ‐４，７６９，３９１号明細書
【特許文献４】米国特許第Ａ‐４，８６１，０９７号明細書
【特許文献５】米国特許第Ａ‐４，９０１，５００号明細書
【特許文献６】国際公開ＷＯ  ８９／０８６７８号パンフレット
【特許文献７】国際公開ＷＯ  ９６／３７４００号パンフレット
【特許文献８】国際公開ＷＯ  ９８／１５５９４号パンフレット
【特許文献９】国際公開ＷＯ  ００／５２０８６号パンフレット
【特許文献１０】米国特許第Ａ‐４，４４４，８１８号明細書
【特許文献１１】欧州特許出願公開第Ａ‐０  ２３０  ６６６号明細書
【特許文献１２】欧州特許出願公開第Ａ‐０  ２９７  ０３６号明細書
【特許文献１３】欧州特許出願公開第Ａ‐０  ３７６  ８８０号明細書
【特許文献１４】欧州特許出願公開第Ａ‐０  ２９８  ０２４号明細書
【特許文献１５】国際公開ＷＯ  ９５／２７０００号パンフレット
【特許文献１６】カナダ特許ＣＡ  Ａ‐２，２４１，０７３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明の１つの目的は、
熱硬化性であり、
熱膨張性であり、
薄壁金属性構造体用として良好な剛化および／または強化作用を有し、
低温での射出成形法により、好ましくはキャリア上に注型することが可能であり、
射出成形後５０℃以下で寸法安定性を有し、
コストの高い包装なしに輸送が可能であり、
低コストであり、組成物としても成形体としても製造が簡単である
金属シートまたは金属性中空体を強化および／または剛化するための非粘着性成形体を提供することである。
【００２４】
本発明の他の目的は、少なくとも１つの熱硬化性バインダー層および少なくとも１つの強化剤層から形成される多層平面積層体を提供することであり、上記バインダー層は少量の少なくとも１種の液状反応性エポキシ樹脂、要すれば柔軟剤、要すれば反応性希釈剤、少なくとも１種の微粉砕熱可塑性ポリマーパウダー、硬化剤および／または硬化促進剤および膨張剤を含有する。本明細書中で用いられる「平面体（ｆｌａｔ  ｂｏｄｉｅｓ）」または「平面構造部品（ｆｌａｔ  ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）」には、完全に平坦な構造体だけでなく、ドア、ルーフ部品、トランクリッド、ブートリッド等の僅かに湾曲した、または折れ曲がった部分を含む車両の構造体も含む。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
他の態様では、本発明は低温硬化１成分型膨張性熱硬化性組成物を提供する。上記組成物は好ましくは初期体積の少なくとも約１９０％まで膨張し（即ち、初期体積に比較して少なくとも約９０％の膨張を示す）、約１３５℃の低温で硬化する。上記１成分型膨張性熱硬化性組成物はエポキシ樹脂を含有し、熱可塑性ポリマーパウダー（最も好ましくはアクリルパウダー、特にコア‐シェル構造を有するもの）を用いて、上記組成物の硬化中に所望の膨張を促進または増大する。本発明者等は、熱可塑性ポリマーパウダーの添加により新規の特性を本発明の組成物および得られる熱硬化性発泡体に付与することを予期せずに見出した。
【発明の効果】
【００２６】
加えて、本発明の熱硬化性組成物は、上記熱硬化性組成物への導入のために特別な中間体の生成を必要としない。本発明の熱硬化性組成物は、上記組成物の取り扱い性を向上する、先行技術に比較して増大した硬度も有する。上記熱硬化性組成物の粘着性は、適用必要に依存して変化してもよい。更に、増大した硬度は、パウダー、ペレットまたは非ブロッキングである他の形状として予期しない熱硬化性組成物の生成を増大する。
【００２７】
本発明の熱硬化性組成物を用いて構造部材、例えば自動車用構造部材を強化または充填する場合、得られる発泡熱硬化性樹脂は従来技術に比較して高強度および軽量の両方を有する。そのような用途では、本発明の熱硬化性組成物により、設計者が剛性および構造強度を維持したまま、部品重量を低減することを可能にする。
【００２８】
本発明の膨張性熱硬化性組成物は、「寸法安定性」を有するように設計または配合され、上記「寸法安定性」は上記樹脂から賦形または成形される部品が粘着性を有さず、かつ通常の取り扱い条件下で所望の形状を維持することを意味する。従って、上記樹脂は流動性のないパウダーまたはペレット状で製造されてもよく、ブロック、リボン、テープ、シリンダーまたは他のそのような形状に形成されてもよい。
【００２９】
上記熱膨張性成形物品は、低圧および低温下で、好ましくは射出成形法により製造される。
【００３０】
本発明はまた、以下の必須工程を含む車体構造部品を剛化および／または強化する方法を提供する。
【００３１】
第１段階では、前述のバインダー構成要素を１１０℃未満の温度で均一に混合し、上記混合物を次いで射出成形ユニットに移送する。このバインダーを、６０〜１１０℃、好ましくは７０〜９０℃の温度で温度制御条件下に射出成形型に注入する。上記膨張性バインダーを注入するこの金型には要すれば金属のキャリアまたは熱可塑性材料を含む。上記成形体は次いで５０℃未満の温度まで冷却され、脱型時に上記膨張性バインダーの表面は非粘着性であり、そして上記膨張性成形体は特別な経費なしに包装され、夏期でも、冷蔵トラックを使用することなく、問題なしに南部諸国への長い輸送に耐える。
【００３２】
最終用途に対して、上記膨張性成形体は上記平面金属性基材または中空スペース、例えば車体に導入され固定されて剛化する。次工程においてラッカー塗り用オーブン中での加熱により、上記車体を１１０〜２００℃の温度に上昇し、この加熱工程の間、上記成形体の体積は５０３００％だけ膨張し、上記反応性樹脂マトリックスは硬化して熱硬化性樹脂となる。
【００３３】
従って、本発明は平面金属シート部品および／または金属性中空構造体、特に車体中空部品、例えば自動車構造体中の車体フレーム、車体支持体、車体支柱および幅の広いジョイント並びに車体部品間のギャップを剛化および強化するための膨張性成形体の使用方法も提供する。
【００３４】
本発明は、以下の必須工程：
ａ）上記バインダー成分を１１０℃以下の温度で混合する工程、
ｂ）上記バインダーを６０〜１１０℃、好ましくは７０〜９０℃の温度で、要すれば、織布シート状構造体または金属テープ上に押し出す工程、
ｃ）任意に上記バインダー層に保護フィルムを適用する工程
を含む金属またはプラスチックから形成される平面構造部品を剛化および／または強化する方法も提供する。
【００３５】
このようにして製造した上記積層体を要すれば中間貯蔵するか、または最終ユーザー、たいてい自動車製造者へ輸送してもよい。要すれば存在する上記保護フィルムを上記バインダー層から除去し、上記積層体を強化または剛化されるべき構造部品に適用して、ラッカー塗り用乾燥オーブン中で、たいてい電着ラッカー塗料硬化用オーブン中で、１１０〜２１０℃、好ましくは１３０〜１８０℃の温度で上記バインダーの硬化を行う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の膨張性熱硬化性組成物は、
（ａ）少なくとも１種のエポキシ樹脂；
（ｂ）少なくとも１種の微粉砕熱可塑性ポリマーパウダー、好ましくはコア‐シェル構造を有するアクリル樹脂；
（ｃ）少なくとも１種の膨張剤、化学的膨張剤または物理的膨張剤のいずれか；
（ｄ）要すれば、少なくとも１種の膨張剤活性剤／促進剤
（ｅ）少なくとも１種の硬化剤、好ましくは少なくとも１種のアミン‐エポキシ付加物を含む；および
（ｆ）少なくとも１種のフィラー、好ましくは中空ガラス微小球および／またはプラスチック中空ビーズを含む；
（ｇ）要すれば、少なくとも１種のゴムまたは他の柔軟剤；
（ｈ）要すれば、少なくとも１種の反応性希釈剤；および
（ｉ）要すれば、少なくとも１種のカップリング剤；
を含有する。
【００３７】
１分子当たり平均１個を超える、好ましくは２個以上のエポキシ基を有する当業者に公知の如何なる熱硬化性樹脂も本発明のエポキシ樹脂成分として用いてもよい。これらのポリエポキシのエポキシ当量は、１５０〜５０，０００、好ましくは１７０〜５，０００の範囲で変化してもよい。
【００３８】
エポキシ樹脂は、例えばエンシクロペディア・オブ・ポリマー・サイエンス・アンド・エンジニアリング（ｔｈｅ  ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）第２版、第６巻、第３２２〜３８２頁、１９８６年の章の表題「エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ  Ｒｅｓｉｎｓ）」に記載されている。上記ポリエポキシドは主に飽和、不飽和、環状または非環式、脂肪族、脂環式、芳香族または複素環式ポリエポキシド化合物であってもよい。好適なポリエポキシドの例には、アルカリの存在下でエピクロロヒドリンまたはエピブロモヒドリンまたはポリフェノールの反応によって調製されるポリグリシジルエーテルが挙げられる。好適なポリフェノールの例には、例えばレゾルシノール、ピロカテコール、ハイドロキノン、ビスフェノールＡ（ビス‐（４‐ヒドロキシ‐フェニル）‐２，２‐プロパン）、ビスフェノールＦ（ビス‐（４‐ヒドロキシフェニル）メタン）、ビス‐（４‐ヒドロキシフェニル）‐１，１‐イソブタン、４，４’‐ジヒドロキシベンゾフェノン、ビス‐（４‐ヒドロキシフェニル）‐１，１‐エタンおよび１，５‐ヒドロキシナフタレンが挙げられる。上記ポリグリシジルエーテル用ベースとして更に好適なポリフェノールは、ノボラック樹脂タイプのフェノールおよびホルムアルデヒドまたはアセトアルデヒドの公知の縮合生成物である。
【００３９】
更、ポリエポキシドには、ポリカルボン酸またはヒドロキシカルボン酸のポリグリシジルエステル、例えば脂肪族または芳香族ポリカルボン酸（例えば、蓚酸、琥珀酸、グルタル酸、フタル酸、テトラハイドロフタル酸、テレフタル酸、ダイマー脂肪酸またはｐ‐ヒドロキシ安息香酸またはβ‐ナフトエ酸）とグリシドールまたはエピクロロヒドリンとの反応生成物がある。
【００４０】
更に、エポキシドは、オレフィン系不飽和脂環式化合物のエポキシ化生成物から誘導され、また、天然油脂または合成ポリオレフィンから誘導される。他の好適なポリエポキシドの例には、グリシジル化アミノアルコール化合物およびアミノフェノール化合物、ヒダンインジエポキシドおよびウレタン変性エポキシ樹脂が挙げられる。
【００４１】
所望によりエポキシ樹脂の混合物を用いてもよく、例えば（室温で）液状、半固形、および／または固形エポキシ樹脂の混合物を用いてもよい。市販されている如何なるエポキシ樹脂も、本発明に好適に用いられる。膨張性熱硬化性組成物および最終硬化発泡体の両方において所望の特性の組み合わせを提供するようにエポキシ樹脂または樹脂を選択すべきである。
【００４２】
ビスフェノールＡまたはビスフェノールＦおよびエピクロロヒドリンの反応によって誘導されるエポキシ樹脂が特に好ましく、上記液状エポキシ樹脂は好ましくはビスフェノールＡをベースとし、十分に低い分子量を有する。室温で液状のエポキシ樹脂は概して、エポキシ当量１５０〜約４８０、特に好ましくは１８２〜３５０を有する。
【００４３】
柔軟化作用を有するエポキシ樹脂、例えばカルボキシ末端ブタジエン／アクリロニトリルコポリマー（ＣＴＢＮ）およびビスフェノールＡのグリシジエーテルをベースとした液状エポキシ樹脂の本質的に公知の付加物が、柔軟剤として用いられてもよい。特定例として、液状エポキシ樹脂とＢ．Ｆ．グッドリッチ（Ｇｏｏｄｒｉｃｈ）から市販のハイカー（Ｈｙｃａｒ）ＣＴＢＮ  １３００×８、１３００×１３、１３００×１５の反応生成物が挙げられる。更に、過剰量の液状ポリエポキシドとアミノ末端ポリアルキレングリコール（ジェファーミン（Ｊｅｆｆａｍｉｎｅｓ））との反応生成物を用いてもよい。そのような反応は、例えば国際公開ＷＯ  ９３／００３８１号に開示されている。過剰量の液状ポリエポキシドとメルカプト官能性プレポリマーまたは液状チオコールポリマーとの反応生成物が柔軟エポキシ樹脂として主に本発明に用いられてもよい。しかしながら、エピクロロヒドリンまたはグリシドールとポリマー脂肪酸、特にダイマー脂肪酸との反応生成物、または特にビスフェノールＡのグリシジルエーテル（ＤＧＢＡ）が特に好ましい。アクリロニトリル含量１０〜５０重量％、好ましくは２０〜４０重量％、および（メタ）アクリル酸含量０．０〜１重量％、好ましくは０．０〜０．１重量％を有するアクリロニトリルとブタジエンおよび／またはイソプレンおよび任意の（メタ）アクリル酸とのコポリマーが更に柔軟剤として好適である。上記の柔軟剤の混合物を用いてもよい。
【００４４】
前述の反応性柔軟剤に加えて、またはその代わりに、添加剤により熱硬化性発泡体を強靱化し、応力下でクラックの発生を低減するように、上記熱硬化性樹脂中にゴムを含有するまたは追加することが特に有利である。本発明中で用いられる「ゴム（ｒｕｂｂｅｒ）」の語には、ゴムおよびエラストマーの両方を含む。好適なゴムには、熱可塑性ゴムおよび熱硬化性（反応性）ゴムを含む。ゴムの例には、スチレン‐ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリル‐ブタジエンゴム、ブチルゴム、ポリイソプレン、天然ゴム、ポリブタジエンゴム、クロロブチルゴム（ネオプレン）、イソブチレンポリマー、α‐オレフィンエラストマー、エチレン‐プロピレンエラストマー、クロロスルホン化ポリエチレン、エチレン‐プロピレン‐ジエン（ＥＰＤＭ）ゴム、エチレン‐酢酸ビニルゴム、ハロゲン化ゴム、水素化天然ゴム等が挙げられる。熱可塑性ブロックコポリマーが、本発明に用いるのに特に好ましいクラスのゴムである。そのような材料は、１つ以上の軟質またはエラストマーセグメント（Ｂ）と共有結合した１つ以上のベースセグメント（Ａ）を含有する。上記Ａセグメントは、ポリスチレン、ポリ（α‐メチルスチレン）、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリエステル、ポリカーボネート等であってもよい。上記Ｂセグメントは、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリ（エチレン‐コ  ブチレン）、ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル等であってもよい。上記ブロックコポリマーは直鎖状、分岐状、放射状または星状構造を有してもよく、例えば一般構造：Ａ‐Ｂ‐Ａ、（Ａ‐Ｂ)ｎ等に対応してもよい。ＳＩＳ、ＳＥＢＳおよびＳＢＳブロックコポリマーがそのような材料の特定タイプの例である。液状ゴム、例えばカルボキシ基、アミン基または上記熱硬化性組成物の他の成分と反応可能な他の基で官能化されてもよいブタジエン‐アクリロニトリルコポリマーを用いてもよい。
【００４５】
反応性希釈剤は、本発明の１つの態様のバインダー組成物の他の成分である。本明細書中の反応性希釈剤とは、エポキシ基を含有し（グリシジルエーテルまたはグリシジルエステル）、かつ脂肪族または芳香族構造を有する低粘度物質である。これらの反応性希釈剤は、一方で、軟化点以上で上記バインダー系の粘度を低減し、もう一方で、射出成形においてプレゲル化工程を制御する。本発明に使用できる反応性希釈剤の例として、Ｃ６〜Ｃ１４‐モノアルコールまたはアルキルフェノールのモノグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテルまたはトリグリシジルエーテル；カシューナッツオイルのモノグリシジルエーテル；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、１,２‐プロピレングリコール、１,４‐ブチレングリコール、１,５‐ペンタンジオール、１,６‐ヘキサンジオールまたはシクロヘキサンジメタノールのジグリシジルエーテル；トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル；およびＣ６〜Ｃ２４‐カルボン酸のグリシジルエステル、またはそれらの混合物；が挙げられる。
【００４６】
要すれば、少なくとも１種の希釈剤は、熱転写流体；より好ましくは芳香油、グリコール油、石油、フルオロカーボンオイルおよび／またはシリコーンオイルから誘導される熱転写流体；最も好ましくは酸化安定性を有する熱転写流体；である。好ましい熱転写流体の例には、サソール・ノース・アメリカ社（Ｓａｓｏｌ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｉｎｃ．）から市販されている「マーロサーム（Ｍａｒｌｏｔｈｅｒｍ）ＬＨ」、「マーロサーム  Ｎ」、「マーロサーム  Ｐ１」、「マーロサーム  Ｐ２」、「マーロサーム  ＳＨ」および「マーロサーム  Ｘ」が挙げられる。
【００４７】
本発明の熱硬化性組成物は、更に少なくとも１種の熱可塑性ポリマーパウダーを含有する。上記熱可塑性ポリマーパウダーは主に多くのポリマーパウダーから選択することができ、それらの例としては限定されないが、不飽和カルボン酸および不飽和カルボン酸エステルのホモポリマーまたはコポリマー、例えばアクリル酸またはメタクリル酸のＣ１〜Ｃ６‐アルキルエステル（当業者により一般にアクリル樹脂と呼ばれる）、酢酸ビニルホモポリマー、酢酸ビニルコポリマー、エチレン／酢酸ビニルコポリマー、塩化ビニルホモポリマー（ＰＶＣ）または酢酸ビニルおよび／または（メタ）アクリレートと塩化ビニルとのコポリマー、スチレンホモポリマーまたはコポリマー、またはポリビニルブチラールが挙げられる。特に好ましい熱可塑性ポリマーは官能基、例えばカルボキシル基、カルボキシレート基、カルボン酸無水物基またはイミダゾール基を含有する。上記熱可塑性ポリマーパウダーは平均粒度１ｍｍ未満、好ましくは３５０μｍ未満、より好ましくは１００μｍ未満を有する。上記熱可塑性ポリマーパウダーは、ガラス転移温度好ましくは約７０〜約１２０℃、より好ましくは約８０〜約１１０℃を有する。
【００４８】
上記熱可塑性ポリマーパウダーは、好ましくはコア‐シェル構造を有する。例えば、上記コアは、反応性官能基（例えば、カルボキシル基、カルボン酸無水物基またはイミダゾール基）を含有する１種の熱可塑性樹脂から構成されてもよく、一方、上記シェルは非反応性である第２タイプの熱可塑性樹脂から構成されてもよい。コア単独に対応する組成を有する比較可能な量の熱可塑性ポリマーパウダーの使用と比較すると、コア‐シェル形態を有する熱可塑性ポリマーパウダーがより高い膨張度を促進することを補助することを予期せず発見した。潜在性化学的膨張剤（即ち、加熱時に揮発性ガスを分解および解放する膨張剤）を使用する場合、この効果は特に著しい。理論に拘束されるものではないが、増加した膨張は主に、膨張性樹脂配合物の加熱時に上記膨張剤の分解または揮発によって放出されるガスの十分な閉じこめによるものであると考えられる。そのようなコア‐シェル熱可塑性ポリマーパウダーは当業者に公知であり、通常、スプレードライ法によるエマルジョンの形で提供される（例えば、欧州特許第３０９９９号、同３０５９０号、独国特許第２７２２７５２号および米国特許第５，２９０，８５７号に記載されており、各特許文献すべての記載を本明細書中に挿入する）。好適なコア‐シェル熱可塑性ポリマーパウダーは、例えば、レーム社（Ｒｏｅｈｍ  ＧｍｂＨ）またはレーム・アメリカ社（Ｒｏｅｈｍ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｉｎｃ．）から商品名「デガラン（Ｄｅｇａｌａｎ）」で市販されている。本発明に用いるのに好適なポリメタクリレート系コア‐シェル熱可塑性ポリマーパウダーとして、ガラス転移温度約９５℃を有することが示されている「デガラン（Ｄｅｇａｌａｎ）４８９９Ｆ」が特に好ましい。
【００４９】
公知の膨張剤、例えば分解によってガスを放出する化学的膨張剤、または物理的膨張剤、即ち膨張中空ビーズが、主に上記膨張剤として好適である。用いられる膨張剤の選択は、ほぼ室温（例えば、１５〜４０℃）で長時間にわたって貯蔵する場合に安定であるが、適度な高温（例えば、１３０〜１４０℃）に加熱すると比較的迅速に発泡する膨張性熱硬化性組成物を達成するのに重要である。分解温度約１２０〜１５０℃を有する化学的膨張剤、特にコア‐シェル構造を有する熱可塑性ポリマー粒子と組み合わせての使用が特に好ましい。物理的膨張剤、例えば膨張性微小球を用いて作製した熱硬化性発泡体に比較して、化学的膨張剤を含有する膨張性熱硬化性組成物は通常、油の付いた金属表面へのより良好な接着性を有する熱硬化性発泡体を提供する。本発明の１つの好ましい態様において、アゾジカーボンアミド（１,１'‐アゾビスホルムアミド、ＡＺＤＣまたはＡＤＣとして表される場合がある）は上記膨張剤系の少なくとも１部分を構成する。好ましくは、上記膨張剤系は主に（即ち、５０重量％を超える）アゾジカーボンアミドである。より好ましくは、上記膨張剤系の合計量の少なくとも８０重量％がアゾジカーボンアミドである。膨張剤、例えばスルホニルヒドラジドを上記膨張剤系の少量成分として用いてもよい。しかしながら、１つの態様においては、アゾジカーボンアミドは上記膨張性熱硬化性組成物中に存在する本質的に唯一の膨張剤である。アゾジカーボンアミドは、多数の商業的供給元から市販されており、例えば韓国のドン・ジン・ケミカル社（Ｄｏｎｇ  Ｊｉｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）から商品名「ユニセル（Ｕｎｉｃｅｌｌ）」、およびユニローヤル・ケミカル社（Ｕｎｉｒｏｙａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）から商品名「セロゲン（Ｃｅｌｏｇｅｎ）」で市販されている。上記アゾジカーボンアミドの粒度は、上記発泡性組成物に所望の発泡特性を提供するように調節されてもよい。例えば、比較的小さい粒度のアゾジカーボンアミドは、粗いグレードのアゾジカーボンアミドより均一なセル構造を有する発泡体を生成する。本発明において優位性が得られるように、「活性化した（ａｃｔｉｖａｔｅｄ）」または「変性した（ｍｏｄｉｆｉｅｄ）」形のアゾジカーボンアミドを用いてもよい。
【００５０】
膨張性熱可塑性樹脂微小球（例えば、熱可塑性シェル中に封入された炭化水素または含ハロゲン炭素化合物等の揮発性物理的膨張剤を含有することができる）は、上記樹脂を発泡性とするのに用いてもよい。上記熱可塑性シェルは、ポリメチルメタクリレート、アクリル変性ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、スチレン／ＭＭＡコポリマー等のアクリルタイプの樹脂から構成されてもよい。特に好ましい膨張性微小球は、アクゾ・ノーベル（Ａｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ）ＡＢから商品名「エクスパンセル（Ｅｘｐａｎｃｅｌ）」で、またはピアス・アンド・スティーブンス（Ｐｉｅｒｃｅ  ＆  Ｓｔｅｖｅｎｓ）社から商品名「デュアライト（Ｄｕａｌｉｔｅ）」で市販されている。
【００５１】
いくつかの配合物では、膨張剤から上記ガスの放出を行う温度を低下する、またはガスを所定の硬化温度で放出する速度を増大するのに、膨張剤活性剤または促進剤を用いることも望ましい。最適配合量は勿論、選択された膨張剤促進剤／活性剤、膨張剤配合量、硬化温度および他の変数に依存して変化するが、通常、上記熱硬化性組成物の重量をベースとして、約０．１〜約５％の膨張剤促進剤／活性剤を使用する。しかしながら、貯蔵安定性が望ましくなく低下するため、過剰量の促進剤／活性剤は上記熱硬化性組成物中に存在すべきでない。好適な膨張剤促進剤／活性剤は、それらに限定されないが、尿素（例えば、ユニローヤル・ケミカル社から商品名「ＢＩＫ  ＯＴ」で市販の表面被覆油処理尿素）、ポリオール、有機酸、アミン；並びに鉛、錫、カルシウムおよびカドミウム酸化物；並びに塩（カルボン酸塩を含む）；が挙げられる。
【００５２】
エポキシ樹脂の技術分野で公知の如何なる潜在性（熱活性化）硬化剤を本発明に用いてもよく、そのような硬化剤の例として、グアニジン、置換グアニジン、置換尿素、メラミン樹脂、グアナミン誘導体、環状第３アミン、芳香族アミンおよび／またはそれらの混合物が挙げられる。少なくとも１種の硬化剤がアミン‐エポキシ付加物であることが好ましい。上記アミン‐エポキシ付加物は当業者に公知であり、例えば米国特許第３，７５６，９８４号、同４，０６６，６２５号、同４，２６８，６５６号、同４，３６０，６４９号、同４，５４２，２０２号、同４，５４６，１５５号、同５，１３４，２３９号、同５，４０７，９７８号、同５，５４３，４８６号、同５，５４８，０５８号、同５，４３０，１１２号、同５，４６４，９１０号、同５，４３９，９７７号、同５，７１７，０１１号、同５，７３３，９５４号、同５，７８９，４９８号、同５，７９８，３９９号および同５，８０１，２１８号に記載されており、各特許文献すべての記載それぞれを本明細書中に挿入する。そのようなアミン‐エポキシ付加物は、１つ以上のアミン化合物と１つ以上のエポキシ化合物との間の反応生成物である。
【００５３】
カルボン酸無水物、カルボン酸、フェノールノボラック樹脂、水、金属塩等を、アミン‐エポキシ付加物の作製における付加的反応物として、または一度、上記アミンおよびエポキシが反応した上記付加物を更に変性するための付加的反応物として用いてもよい。上記付加物は、好ましくは、室温で本発明のエポキシ樹脂成分に不溶性であるが、加熱により可溶性となり、かつ硬化速度を増大する硬化促進剤として作用する固形物である。如何なるタイプのアミンを用いることができるが（少なくとも１つの２級窒素原子を含有する複素環式アミンおよび／またはアミンが好ましい）、イミダゾール化合物が特に好ましい。イミダゾールの例として、２‐メチルイミダゾール、２,４‐ジメチルイミダゾール、２‐エチル‐４‐メチルイミダゾール、２‐フェニルイミダゾール等が挙げられる。他の好適なアミンは、それらに限定されないが、ピペラジン、ピペリジン、ピラゾール、プリンおよびトリアゾールが挙げられる。エポキシ樹脂成分に関して前述したような単官能性、二官能性および多官能性エポキシ化合物を含む如何なるタイプのエポキシ化合物を上記付加物用の他の出発原料として用いてもよい。好適なアミン‐エポキシ付加物は、商業的供給元、例えば味の素（株）、シェル社（Ｓｈｅｌｌ）、パシフィック・アンカー・ケミカル社（Ｐａｃｉｆｉｃ  Ａｎｃｈｏｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）および旭化成工業（株）から市販されている。味の素（株）から商品名「アジキュア（Ａｊｉｃｕｒｅ）」で、エアー・プロダクツ社（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）から商品名「アンカミン（Ａｎｃａｍｉｎｅ）」で市販されている製品が、本発明に使用するのに特に好ましい。
【００５４】
本発明に用いられるエポキシ樹脂の硬化は、加熱による所望の硬化を促進することができる他の物質の導入により付加的に補助してもよい。そのような材料は本明細書中で「硬化剤（ｃｕｒａｔｉｖｅ）」として記載されているが、当業者に「硬化剤（ｃｕｒｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）」、「硬化剤（ｈａｒｄｅｎｅｒ）」、硬化促進剤、活性剤および触媒と呼ばれる材料をも含む。ある硬化剤はエポキシ樹脂の硬化を触媒作用によって促進するが、他は直接、上記樹脂の反応に関与し、形成される熱硬化性ポリマー網目中に導入される。上記アミン‐エポキシ付加物に加えて、エポキシ樹脂の技術分野で公知の如何なる硬化剤（ｃｕｒａｔｉｖｅ（ｃｕｒｉｎｇ  ａｇｅｎｔ））も本発明に用いることができるが（前述したエンシクロペディア・オブ・ポリマー・サイエンス・アンド・エンジニアリングの上記章を参照）、１つ以上の窒素原子含有化合物、例えばイミダゾール、置換尿素（例えばｐ‐クロロフェニル‐Ｎ,Ｎ‐ジメチル尿素（モニュロン（Ｍｏｎｕｒｏｎ））、３‐フェニル‐１,１‐ジメチル尿素（フェニュロン（Ｆｅｎｕｒｏｎ））または３,４‐ジクロロフェニル‐Ｎ,Ｎ‐ジメチル尿素（ジウロン（Ｄｉｕｒｏｎ））、ｔ‐アリールアミンまたはアルキルアミン等のアミノ化合物（例えば、ベンジルジメチルアミン、トリス（ジメチルアミノ）フェノール、ピペリジンまたはピペリジン誘導体）、アミン塩および補助硬化剤としての４級アンモニウム化合物の使用が望ましい（通常の貯蔵条件下で許容できないエポキシ樹脂の高い反応度を引き起こすような化合物を回避するように提供される）。他のグアニジン化合物も用いられてもよいが、ジシアンジアミド（エアー・プロダクツ（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）社から商品名「アミキュア（Ａｍｉｃｕｒｅ）ＣＧ」で市販）が特に好ましい補助硬化剤である。本発明の望ましい態様の１つとして、硬化剤系において、ジシアンジアミド（上記熱硬化性組成物の総重量をベースとして、好ましくは約０．５〜８重量％）をアミン‐エポキシ付加物と組み合わせて用いる。しかしながら、上記硬化剤系は、長期間にわたる通常の貯蔵条件下でかなりの期間まで上記熱硬化性組成物の硬化に触媒作用を及ぼさないように選択されるべきである。上記硬化剤系の成分の配合量および組成は好ましくは、上記熱硬化性組成物が５４℃（１３０°Ｆ）での貯蔵において硬化発泡体の特性に大きな損失なしに少なくとも２週間安定性を保持し、かつそのような条件下で許容できない範囲まで体積が膨張せず、比重が低下しないが、約１３５℃に加熱すると約１０分以内に発泡および硬化するように選択される。
【００５５】
本発明のバインダーはたいてい本質的に公知のフィラー、例えば種々の粉砕または沈殿白亜、カーボンブラック、カルシウム‐マグネシウムカーボネート、バライト、特にアルミニウム‐マグネシウム‐カルシウムシリケートタイプのシリカを含む（ｓｉｌｉｃａｔｉｃ）フィラー、例えば珪灰石および緑泥石を更に含有する。
【００５６】
ガラスフィラーが得られる発泡体に有用な特性を付与することがわかっているので（特に、構造部材を強化するのに用いられている場合）、上記熱硬化性組成物には１つ以上のガラスフィラーを含有することが特に望ましい。例えば、良好な剛性および引張強さ並びに高い圧縮強さを維持しながら、上記発泡体の密度、即ち、上記強化構造部材の全重量を低減するために、中空ガラス微小球を加えてもよい。市販の中空ガラス微小球（ガラスミクロバルーンまたはミクロバブルと呼ばれる場合もある）には、名称「Ｂ３８」、「Ｃ１５」、「Ｋ２０」および「ＶＳ  ５５００」で市販されているものを含む好適なグレードを有するミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）社から商品名「スコッチライト（Ｓｃｏｔｃｈｌｉｔｅ）」で市販されている材料が挙げられる。上記ガラス微小球は好ましくは直径約５〜約２００μｍ（より好ましくは約７０μｍ未満）を有する。上記中空ガラス微小球の破裂強さ（ｃｒｕｓｈ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）は、硬化熱硬化性発泡体またはその発泡体を含む強化構造部材の所望の特性に従って選択してもよい。５００ｐｓｉを超える破裂強さを有する微小球が通常、用いられる。しかしながら、特に望ましい態様では、中空ガラス微小球は上記熱硬化性組成物の約５〜約５０重量％を構成する。ガラス繊維は、得られる発泡体の強度および剛性を向上するのを補助するので、他の好ましいタイプのガラスフィラーである。上記ガラス繊維は、切断（ｃｈｏｐ）しても、粉砕（ｍｉｌｌ）しても、また他の物理的形状にしてもよい。
【００５７】
他のタイプのフィラーを、要すれば、上記熱硬化性組成物中に用いてもよい。熱硬化性樹脂の技術分野で公知の従来の無機または有機フィラー、例えばシリカ（チクソトロピーまたはレオロジー制御剤としても機能する溶融または熱分解法シリカを含む）、炭酸カルシウム（特に、微粒子の形である場合に、チクソトロピーまたはレオロジー制御剤としても機能する被覆および／または沈殿炭酸カルシウムを含む）、ガラス繊維以外の繊維（例えば、珪灰石繊維、カーボン繊維、セラミック繊維、アラミド繊維）、アルミナ、クレー、砂、金属（例えば、アルミニウムパウダー、中空スチールビーズ）、ガラス微小球以外の微小球（熱可塑性樹脂、例えばフェノール樹脂、エポキシ樹脂またはポリエステルをベースとした中空ビーズ、（メタ）アクリル酸エステルコポリマー、ポリスチレン、スチレン／（メタ）アクリレートコポリマー、特にポリ塩化ビニリデンおよびアクリロニトリルと塩化ビニリデンとのコポリマーの壁材を用いた膨張中空ミクロビーズ、および／またはセラミックおよびカーボン微小球を含み、それらは中実または中空であってもよく、膨張したものであっても膨張性のものであってもよい）およびその他の有機または無機フィラー、例えばエポキシ樹脂の技術分野で公知のフライアッシュ（Ｆｉｌｌｉｔｅ）を用いてもよい。有機フィラーは、天然由来の軽量フィラー、例えば粉砕堅果殻（カシューナッツ殻、ココナッツ殻またはピーナッツ（ｇｒｏｕｎｄｎｕｔ）殻を含む）、およびコルク粉または粉コークスが挙げられる。
【００５８】
１つの特に好ましい態様では、熱硬化性、熱膨張性成形体用の組成物は更に、アラミド繊維、カーボン繊維、アルミニウム等の金属繊維、ガラス繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維または繊維長さ０．５〜６ｍｍおよび直径５〜２０μｍを有する短繊維をベースとする繊維を含有する。本発明においては、上記アラミド繊維タイプのポリアミド繊維またはポリエステル繊維が特に好ましい。
【００５９】
本発明の熱硬化性発泡体を含む複合材料の耐腐食性を更に向上するために、上記熱硬化性組成物は更に１つ以上のカップリング剤（湿潤または接着促進剤としても公知の）および／または金属変性無機酸化物を含んでもよい。好適なカップリング剤には、シランおよびオルガノメタレート（ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌａｔｅ）、例えば有機シラン、チタネート、ジルコネートが挙げられる。有機チタネートおよびジルコネートは当業者に公知であり、例えば米国特許第６，１０３，７８４号に記載されており、上記特許文献すべての記載を本明細書中に挿入する。好適な金属変性無機酸化物には、アルカリ土類金属変性シリケート、例えばカルシウムイオン交換アモルファスシリカゲル（Ｗ．Ｒ．グレース（Ｇｒａｃｅ）のグレース・デーヴィソン（Ｇｒａｃｅ  Ｄａｖｉｓｏｎ）部門から入手可能なシールデックス（Ｓｈｉｅｌｄｅｘ）製品）が挙げられる。
【００６０】
本発明の熱硬化性組成物は更に他の通常の補助物質および添加剤、例えば可塑剤、反応希釈剤、レオロジー助剤、湿潤剤、接着促進剤、老化防止剤、安定剤および／または顔料を含有してもよい。個々の成分の配合量比は、加工性、可撓性、要求される剛化作用および基材への接着性に関する積層体の要求プロフィールに従って、比較的広い範囲内で変化することができる。上記組成物の必須成分の典型的範囲は以下の通りであり、全成分の合計が１００重量％である：
【表１】
2005513226.tif 000002
【００６１】
本発明の組成物を調製するために、材料温度、特に膨張剤、硬化剤および硬化促進剤を加える間または加えた後に、１１０℃を超えない、好ましくは６０〜９０℃の間に、上記エポキシ樹脂または複数の樹脂、柔軟剤、反応希釈剤および熱可塑性ポリマーを、フィラー、繊維および顔料と共に従来の混合ユニット、例えばプラネタリーミキサー、ニーダー等により混合し、次いで膨張剤、硬化剤および硬化促進剤を混合する。このようにして調製された組成物は中間的に貯蔵しても、または直接、更なる加工用装置、例えば射出成形機、押出機またはカレンダー加工機に供給してもよい。
【００６２】
コンシステンシー、流動性、チクソトロピー性および他の特性に依存して、上記膨張性熱硬化性組成物を、押し出しにより、射出成形により、手で、打ち抜き成形により、２次成形により、または他の手段により、所望の形態に成形してもよい。上記樹脂が室温で容易に取り扱いおよび成形できない場合、成形工程を促進するために加熱してもよい（時期尚早の発泡または硬化が始まるほど高温に上記樹脂を加熱することに注意しないと、構造強化が望まれる位置や場所に上記樹脂を配置する寸前にそのような加熱が行われてしまう）。
【００６３】
膨張性成形体を作製するために、概してキャリアを最初に射出成形型に挿入する。このキャリアは金属、例えば亜鉛メッキ鋼板、アルミニウムから、或いは熱可塑性材料、例えばポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＵ）またはポリフェニレンイミド（ＰＰＩ）から形成される。熱可塑性材料から形成されたこれらのキャリアは、要すれば、繊維強化してもよく、かつそれらは低吸水性および１８０℃以下での寸法安定性により差別化されるべきである。
【００６４】
型締め後、６０〜１１０℃、好ましくは７０〜９０℃の温度に加熱した上記膨張性熱硬化性組成物を金型中に注入し、成形体の冷却および脱型を行う。上記バインダーは、前記温度で低粘度であり、従って、ポンプで容易に運搬でき、低圧でプレスすることができる。冷却後に得られる上記成形体は寸法安定性を有し、少なくとも５０℃まで粘着性を有さず、貯蔵用に形状を維持する特別に作製した包装を必要としない。従って、上記成形体は、夏期でも、冷蔵トラックや冷蔵コンテナを使用することなく、最終ユーザーへの南部諸国への長期間の輸送が可能である。最終ユーザーでは、特別な用途に依存して、上記成形体を中空スペースに導入して剛化および強化するか、または、更に車体部品を接続することによって後の接続工程で中空スペースを最初に形成するように、上記成形体は要すれば、すでに露出構造体中の車体部品に取り付けられていてもよい。本発明の成形体は更に、平面金属シート部品、例えば幅の広いジョイントおよび／または車体部品間のギャップに適用してもよい。概して、上記成形体は、更なる加工液、例えば洗浄槽およびクリーニング槽、リン酸塩処理槽および変換槽並びに電着ラッカーにより金属性基材表面を十分に濡らすことができるように、未膨張の形で上記中空スペースまたはギャップおよびジョイントを完全には充填しないような寸法を有する。１４０℃以下の温度を用いる所謂「露出構造体用オーブン（ｂａｒｅ  ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ｏｖｅｎ）」は、接着剤およびシーラントをプレゲル化するために製造ラインに随時提供され、この場合、本発明の成形体は上記露出構造体用オーブン内ではまだ膨張および硬化されてはならない。次の工程においてのみ、電着ラッカー硬化用オーブンにより１１０〜２００℃、好ましくは１４０〜１８０℃の温度で上記成形物品を５０〜１００％だけ膨張させ、同時に上記バインダー系の反応性樹脂マトリックスが硬化して、剛化および強化作用を用いることができるように上記中空スペースに充填される熱硬化性樹脂となる。
【００６５】
本発明の熱硬化性組成物は、接着剤、シーラントまたはコーティングを必要とする如何なる最終用途に用いられてもよい。しかしながら、上記熱硬化性組成物は、自動車および他の車両の製造において、金属性構造部材、例えばロッカー、ピラー、ラジエーターサポートビーム、ドア、強化ビーム等の強度を維持または増加するのに有用である。そのような用途への構造強化発泡体の使用が、例えば米国特許第４，９０１，５００号、同４，９０８，９３０号、同４，７５１，２４９号、同４，９７８，５６２号、同４，９９５，５４５号、同５，１２４，１８６号、同５，５７５，５２６号、同５，７５５，４８６号、同４，９２３，９０２号、同４，９２２，５９６号、同４，８６１，０９７号、同４，７３２，８０６号、同４，６９５，３４３号、同４，６１０，８３６号、同６，０６８，４２４号、同６，０５８，６７３号、同６，００３，２７４号、同５，９９２，９２３号、同５，８８８，６００号、同６，０９２，８６４号、同６，０７９，１８０号および同５，８８４，９６０号に記載されている（各特許文献すべての記載を本明細書中に挿入する）。
【００６６】
本発明の熱硬化性組成物は、平面構造部品、特に車体構造部品、例えば自動車構造体中の車体フレーム、ドア、トランクリッド、エンジンボンネットおよび／またはルーフ部品の剛化および強化をするための積層体の製造にも非常に有用である。
【実施例】
【００６７】
本発明を以下の実施例において更に詳細に説明するが、そのような実施例の選択は本発明の要件の範囲を限定するものではなく、モデルとして本発明の個々の態様および優位な効果を単に表すことを意図したものである。
【００６８】
別に表示しない限り、以下の実施例における所定の組成を有する成分の配合量は重量部または重量％である。
【００６９】
（実施例１〜５）
表１に示す以下の成分を用いて、本発明の膨張性熱硬化性組成物を調製した。上記成分は、約５０℃の温度で共にブレンドした。
【００７０】
【表２】
2005513226.tif 000003
【００７１】
１：ペニンスラ・ポリマー（Ｐｅｎｉｎｓｕｌａ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）社から市販のＰＥＰ  ６１３４  ＨＨ
２：レーム・アメリカ社（Ｒｏｅｈｍ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｉｎｃ．）から市販のデガラン（Ｄｅｇａｌａｎ）４８９９Ｆ
３：ゼオン（Ｚｅｏｎ）社から市販のニッポール（Ｎｉｐｏｌ）１３１２
４：サソール・ノース・アメリカ社（Ｓａｓｏｌ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｉｎｃ．）から市販のマーロサーム（Ｍａｒｌｏｔｈｅｒｍ）
５：ケンリッチ・ペトロケミカルズ（Ｋｅｎｒｉｃｈ  Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ）社から市販のＫＲ  ５５
６：ユニローヤル・ケミカル（Ｕｎｉｒｏｙａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）社から市販のセロゲン（Ｃｅｌｏｇｅｎ）７８０
７：３Ｍ社から市販のスコッチライト（Ｓｃｏｔｃｈｌｉｔｅ）ＶＳ  ５５００
８：キャボット・ケミカル（Ｃａｂｏｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）社から市販のモナーチ（Ｍｏｎａｒｃｈ）１２０
９：味の素（株）から市販のアジキュア（Ａｊｉｃｕｒｅ）ＰＮ‐４０
１０：エアー・プロダクツ（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）社から市販のアミキュア（Ａｍｉｃｕｒｅ）ＣＧ３２５
１１：ユニローヤル・ケミカル（Ｕｎｉｒｏｙａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）社から市販のＢＩＫ−ＯＴ
１２：キャボット・ケミカル（Ｃａｂｏｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）社から市販のＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ−７２０
１３：デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）社から市販のケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）
１４：スペシャルティー・ミネラルズ（Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ）社から市販のウルトラ・ピフレックス（Ｕｌｔｒａ−ｐｆｌｅｘ）
【００７２】
【表３】
2005513226.tif 000004
【００７３】
射出成形をシミュレーションするために、前述の実施例の組成物をそれぞれ５分間、射出成形機の射出型中で生じるプレゲル化に相当するプレゲル化を行った。プレゲル化後、本発明の組成物は、寸法安定性を有し、非粘着性表面を有した。硬化物品の膨張の程度、硬化状態での密度、圧縮強さおよび剪断強さを決定するため、上記物品を約１３５〜約１５０℃の温度で３０分間硬化した。上記表２に示すように、本発明の組成物を用いて、高い膨張の程度および優れた圧縮および引張剪断強さが得られた。従って、上記材料は、中空構造部材を強化するのに非常に好適である。
【００７４】
（実施例６）
以下に示した成分を組み合わせて、本発明の膨張性熱硬化性組成物を提供する。
【表４】
2005513226.tif 000005
【００７５】
１：ペニンスラ・ポリマー（Ｐｅｎｉｎｓｕｌａ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）社製ＰＥＰ  ６１３４  ＨＨ
２：ユニローヤル・ケミカル社（Ｕｎｉｒｏｙａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）製セロゲン（Ｃｅｌｏｇｅｎ）７８０、アゾジカーボンアミド
３：ニコ・ミネラルズ社（Ｎｙｃｏ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ，Ｉｎｃ．）製ＮＹＡＤ  Ｇ
４：キャボット・ケミカル（Ｃａｂｏｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）社製ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ−７２０
５：エアー・プロダクツ・アンド・ケミカルズ（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ＆  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）製アミキュア（Ａｍｉｃｕｒｅ）ＣＧ‐３２５
６：味の素（株）製アジキュア（Ａｊｉｃｕｒｅ）ＰＮ‐４０、アミン‐エポキシ付加物
７：スペシャルティー・ミネラルズ（Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ）社製ウルトラ・ピフレックス（Ｕｌｔｒａ−ｐｆｌｅｘ）
８：３Ｍ社製スコッチライト（Ｓｃｏｔｃｈｌｉｔｅ）ＶＳ  ５５００
９：レーム・アメリカ社（Ｒｏｅｈｍ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｉｎｃ．）製デガラン（Ｄｅｇａｌａｎ）４８９９Ｆ
【００７６】
上記熱硬化性組成物の３つの小部分（それぞれ重量約５ｇ）を８０℃で２時間エージングし、次いで１７６℃で３０分間ベーキングした。上記未硬化熱硬化性組成物試料の平均密度は０．８３９ｇ／ｃｃであり、一方、硬化熱硬化性組成物試料の平均密度は０．３５２ｇ／ｃｃであった（平均で１３９％膨張）。上記膨張剤の配合量を３．５重量％に増加すると、平均で１２０％膨張が観察された。比較のために、デガラン（Ｄｅｇａｌａｎ）４８５８をデガラン４８９９Ｆ（レーム・アメリカ社（Ｒｏｅｈｍ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｉｎｃ．）から得られる）に置き換えた以外は前述と同様である他の熱硬化性組成物を調製した。この置き換えにより、膨張剤配合量２．０重量％において平均で３２％だけの膨張が観察された。膨張剤配合量３．５重量％において平均で４２％だけの膨張が観察された。これらの試験により、本発明の膨張性熱硬化性組成物にコア‐シェル構造を有する熱可塑性ポリマーパウダーを使用する優位性を説明している。即ち、コア‐シェル熱可塑性ポリマーパウダーを用いると、膨張量が非常に大きくなる。
【００７７】
（実施例７〜１２）
以下の表に例示した組成を有する評価すべき成分を、プラネタリーミキサーで材料温度が５０℃を超えないように、混合物が均一になるまで混合した。
【００７８】
【表５】
2005513226.tif 000006
【００７９】
（表３の注釈）
１）ＤＧＢＡをベースとする液状エポキシ樹脂、エポキシ当量２５０
２）Ｃ１２‐／Ｃ１４‐アルコールのモノグリシジルエーテル、エポキシ当量３１４
３）固形エポキシ樹脂、分子量約８８０、融点範囲５０〜６２℃、エポキシ当量４７５
４）米国特許第５，２９０，８５７号の記載に従った。
５）微粉ポリメチルメタクリレート、Ｔｇ１２４℃
６）ＭＭＡ／ブチルメタクリレートコポリマー
７）膨張剤（プラスチック中空ビーズ、ピアス・アンド・スティーブンス（Ｐｉｅｒｃｅ  ＆  Ｓｔｅｖｅｎｓ）社製「エクスパンセル（Ｅｘｐａｎｃｅｌ）ＤＵ  １４０」）
８）微粉砕硬化促進剤（エポキシドおよび３級アミノ基を用いたエポキシ樹脂へのアミノ付加物）
９）沈殿した
１０）短繊維、繊維直径１７μｍ、繊維長３ｍｍ
１１）中空ガラスミクロビーズ（３Ｍ社製スコッチライト（Ｓｃｏｔｃｈｌｉｔｅ）ＶＳ  ５５００、圧縮強さ約３８ＭＰａ）
【００８０】
射出成形をシミュレーションするために、上記実施例７〜１２の組成物をそれぞれ１１０℃で５分間、射出成形機の射出型中で生じるプレゲル化に相当するプレゲル化を行った。このプレゲル化後、これらの試験片は、寸法安定性を有し、非粘着性表面を有した。膨張の程度、硬化状態での密度、成形物品の圧縮強さおよび剪断強さを決定するため、上記成形体を１５０℃で３８分間加熱した。上記表の試験結果から明らかなように、本発明の成形体を用いて、良好な膨張の程度および優れた圧縮および引張剪断強さが達成された。従って、これらの材料は、自動車部門の中空構造体を剛化および強化するのに非常に好適である。
【００８１】
（実施例１３〜１４）
以下に例示した実施例１３および１４の組成を有する評価すべき成分をラボラトリーニーダーで材料温度が５０℃を超えないように、混合物が均一になるまで混合した。
【００８２】
【表６】
2005513226.tif 000007
【００８３】
１）ＤＧＢＡをベースとする液状エポキシ樹脂、エポキシ当量２５０
２）Ｃ１２‐／Ｃ１４‐アルコールのモノグリシジルエーテル、エポキシ当量３１４
３）メチルメタクリレート／ブチルメタクリレートコポリマー、Ｔｇ９５℃
４）プラスチック中空ビーズ、ピアス・アンド・スティーブンス（Ｐｉｅｒｃｅ  ＆  Ｓｔｅｖｅｎｓ）社製「エクスパンセル（Ｅｘｐａｎｃｅｌ）ＤＵ  １４０」）
５）エポキシドおよび３級アミノ基を用いた微粉砕硬化促進剤
固形エポキシ樹脂、分子量約８８０、融点範囲５０〜６２℃、エポキシ当量４７５
６）沈殿した
７）短繊維、繊維直径１７μｍ、繊維長３ｍｍ
８）３Ｍ社製スコッチライト（Ｓｃｏｔｃｈｌｉｔｅ）ＶＳ  ５５００、圧縮強さ約３８ＭＰａ
【００８４】
積層体層厚さ１．２〜４ｍｍを有する積層体を、実施例１４の組成物から成形し、その強度を測定した、プレゲル化条件は９０℃で５分間であった。
【００８５】
３点曲げ試験（ＤＩＮ５３２９３またはＥＰ６３準拠）に関して、試験片寸法１２０ｍｍ×２５ｍｍ×２．８ｍｍ（非発泡）を有する試験片を作製し、厚さ０．８ｍｍのＥＬＯ金属シートに適用した。１５０℃で３８分間加熱後、剛化性能を測定し、その測定結果を以下の表５に示した。上記結果から明らかなように、上記プレゲル試験片は取り扱いに耐え得る強度を有した。更に、非強化ＥＬＯシートに比較して、本発明の積層体は非常に良好な剛化性能を有した。
【００８６】
【表７】
2005513226.tif 000008
【００８７】
１：ガラス繊維織物
２：厚さ０．８ｍｍのＥＬＯ金属シートとの比較
【００８８】
本発明の好ましい態様に関して特に示され、記載されているが、添付の特許請求の範囲に定義されているような本発明の意図するものおよび範囲から逸脱することなく、形や詳部を様々に変化させてもよいことは当業者には理解されるものである。
【国際調査報告】
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