(57)【要約】【課題】座席の重量を減らしつつ強度を増すための、また座席構成材の結合のための溶接を減らし若しくは無くすための方法、さらに座席の様々な構成材を組み立てるために改良された方法を提供する。【解決手段】座席の構成材を互いに結合するための構造用接着剤の使用は、溶接の必要性を減らしまたは無くすことができ、異なった材質の構成材を互いに結合するために使用されうる。また、構造用接着剤は、金属の構成材に対する防錆コーティングの際の熱によって活性化されうる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車座席の複数の構成材を互いに結合するために構造用接着剤を使用する方法。
【請求項２】
該複数の構成材は異なる材質でできている、請求項１に記載の使用方法。
【請求項３】
該複数の構成材は金属でできている、請求項１または２に記載の使用方法。
【請求項４】
該接着剤は熱によって活性化される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の使用方法。
【請求項５】
該接着剤は、電磁誘導、赤外またはマイクロ波放射によって活性化される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の使用方法。
【請求項６】
該接着剤は、ペーストとして施与され、または、ストリップまたはリボンとして用意される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の使用方法。
【請求項７】
該接着剤は、該座席フレームが処理されるところの防錆コート用の焼き付けオーブンまたは塗装オーブンにおいて遭遇する温度によって活性化される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の使用方法。
【請求項８】
複数のパネルを互いに結合して車両の後部座席の背もたれを形成することを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の使用方法。
【請求項９】
前部座席の複数のフレーム部材を互いに結合することを含み、該フレーム部材は、該座席の背もたれ部分、クッション支持フレーム又は該フレームの下方側面支持部分を支持するためのフレームを含んでいる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の使用方法。
【請求項１０】
座席フレーム内の複数の位置において結合を得る、請求項１〜９のいずれか１項に記載の使用方法。
【請求項１１】
該構造用接着剤は、該座席の製造において使われる焼き付け温度で活性化される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の使用方法。
【請求項１２】
結合されるべき１以上の表面は、例えばプラズマ放電によって接着を改善するように処理される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の使用方法。
【請求項１３】
チャネル、例えばＵ、ＣまたはＷ形であって該座席フレームの他の構成材の中に形成されたチャネル、の中にフレームのアームを結合することを含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の使用方法。
【請求項１４】
該構造用接着剤は、
ｉ）エポキシ樹脂とエラストマーのアダクト、
ｉｉ）フェノキシ樹脂、
を含有する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の使用方法。
【請求項１５】
自動車座席の製造方法であって、第１構成材の表面または基材へ構造用接着剤を施与すること、フレームの第２構成材と該構成材を接触させること、および該接着剤を硬化させるために活性化させること、を含む、製造方法。
【請求項１６】
該接着剤は、１４０℃〜２００℃の範囲の温度への加熱によって活性化される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
該接着剤は、電磁誘導、赤外またはマイクロ波放射によって活性化される、請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
２つ以上の構成材が構造用接着剤によって互いに結合されている、前記自動車座席。
【請求項１９】
該構造用接着剤は熱活性化されている、請求項１８に記載の自動車座席。
【請求項２０】
該構造用接着剤は、電磁誘導、赤外またはマイクロ波放射によって活性化される、請求項１８に記載の自動車座席。
【請求項２１】
２以上の構成材は異なる材料からできている、請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の自動車座席。
【請求項２２】
２以上の構成材は金属でできている、請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の自動車座席。
【請求項２３】
２以上の構成材を互いに結合する溶接の必要性が、該構造用接着剤の使用によって、減少または無くされる、請求項１８〜２２のいずれか１項に記載の自動車座席。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座席におけるまたはそれに関連する改良、特に、衝突及び／又は速度変化に対する保護が要求される動く環境において使用される座席に関する。本発明は、乗用車、トラック若しくはバスを含む自動車および列車並びに航空機におけるような輸送において使用される座席において特に有用である。さらに本発明は、そのような座席の製造のための改良された方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
特に自動車において使用される座席は、しばしば中空金属フレームに基づいており、該金属フレームは、管状の部分、ボックス部分または開放部分（例えば、Ｕ、Ｃ、Ｉ、Ｇ、Ｗ形またはその他の形状の部分であって互いに溶接されたスタンピングから作られている）から成り立っている。フレームは、装備品、例えば角度可変の機構、座席を前後に移動させる機構、冷暖房装置および付属する電子機器を支持しうるように設計される。また、フレームは、種々の座席および所望されうるクッション材を支持しうるように設計され、さらにまた、フレームは、車両の中で座席が位置され且つ固定されうるような手段を備えられる。
【０００３】
座席は、車両の運転中に、乗員に対して安全でありかつ保護を提供することが求められる。特に座席は、繰り返される車両の加速及び減速の間中、乗員を保護することが求められる。特に座席は、衝突事故において乗員を保護することが求められる。例えば、後部座席の背もたれは、衝突事故において車両のトランクから座席の背に対して投げ出されうる手荷物に対する保護を提供すべきである。同様に、前部座席の背もたれは、衝突事故においてシートベルトから十分な安全を保証すること並びに後部からの衝撃に対しての保護を提供する必要がある。座席に要求される強度は規制によって益々支配されるものになっている。座席の強度の大部分は金属フレームによって提供されている。強度要求が増大せられてきたのに従い、金属フレームは、重量及び／又はコストで不利な面を有するより部厚い金属及び／又は特殊高強度金属で作られてきた。
【０００４】
座席の更なる発展において、シートベルト、後部座席および前部座席は、車両の柱（例えばＢ及びＣ柱）に接続されるよりも、むしろ座席のフレームにしばしば接続される。このコンセプトは、同一のまたは類似の座席が異なる大きさと形状との車両に使用されることを可能にし、夫々の車両に対して特有の座席を設計開発する必要性をなくした。しかし、このことにより、衝突中にシートベルに加えられる歪を受け止め得るように、フレームの強度を増加させることがさらに必要になる。
【０００５】
燃料消費を少なくするために且つ環境汚染を減らすために車両の重量を減らすという一般的な要求があり、且つ車両において座席がかなりの重量構成材である間は、これらの開発はずっと起こり続ける。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、これらの挑戦に対する解決策を提供し、さらに本発明は、座席の様々な構成材を組み立てるための改良された方法を提供しうる。
【０００７】
座席製造においては、金属フレームは溶接によって組み立てられ、該組み立てられたものは洗浄され、そして防錆浴、例えば電着コート処理を通過せられ、さらに焼き付けられ塗装される。溶接は高価であり時間がかかる処理であり、座席組立は多数の溶接をしばしば必要とする。また、溶接は、類似していない物質、例えばプラスチックと金属とを互いに結合するのに使うことができないという欠点を有している。さらに、座席および座席フレームのアセンブリにおいて見出されうる限られた空間内で満足な溶接を行うことは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
今や我々は、座席組立は、座席の構成材を互いに結合するために構造用接着剤の使用によって、より容易に行なわれうることを見出した。さらに我々は、接着剤の使用により、溶接が減らされまたは無くしうることを見出した。また、構造用接着剤の使用は、重量軽減の機会を提供するために座席に様々な材料が使われることを可能にする。さらに我々は、構造用接着剤の使用は、座席に対する安全要求を満たす十分な強度を提供することを見出した。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】座席フレームを示す。
【図２】互いに結合されるべき座席フレームの２つの構成材を示し、そして該２つの構成材はケーブル等のための導管および貫通孔を備えられる。
【図３】互いに結合された図２に示された該２つの構成材の端面見取り図を示す。
【図４】座席フレームの１つの構成材の複数のアームを、該座席フレームのもう１つの構成材内に形成されたチャネルの中に保持するために本発明がどのように使用されうるかを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
構造用接着剤は、互いに結合されるべき複数の表面の１つまたは両方に施与されうる物質であり、これらの表面は一緒にされ、そして接着剤が活性化されて２つの表面の間で結合を形成する。接着剤は、施与され熱で活性化された後は、触れても粘着性がないのが好ましい。接着剤はペーストとして施与され、またはストリップ若しくはリボンとして用意されうる。接着剤は、任意の適切な手段によって活性化されうるが、好ましくは熱によって活性化され、表面を結合する。１つの好ましい実施態様においては、接着剤は、座席フレームが置かれる防錆コート焼き付けオーブンまたは塗装オーブン内で経験される温度によって活性化される。代替的に、接着剤は、誘導、赤外放射またはマイクロ波等によって活性化されてもよい。
【００１１】
本発明は、座席の任意の構成材のアセンブリに施与可能である。例えば、座席の背もたれを製作するために、特にパネルを互いに結合して車両の後部座席の背もたれを形成するために、使われうる。同様に本発明は、前部座席の背もたれ部分を支持するためのフレーム、クッション支持フレームまたはフレームの下方側面支持部分を含む、前部座席の複数のフレーム部材を互いに結合するために使われうる。座席の冷暖房のための電子機器、座席の移動、座席の背もたれの中のスクリーンが備えられるにつれて、自動車の座席は益々複雑になる。したがって、ケーブル等の通過のために座席フレーム中に導管および貫通孔を備えることが必要である。溶接が使われるときは、導管や貫通孔が備えられた領域は、溶接は困難であり、このことは座席構造における弱点をもたらしうる。これらの位置における構造用接着剤の使用は、座席の強度と耐久性を増大させるが今見出された。
【００１２】
完成された座席フレームを製作するために、様々なコーティング技術が使用される。フレームは粉体塗装されてもよく、それは防錆コーティング、例えば、電着塗装処理によって提供されうるし、または浸漬コーティングでもなされうる。どのようなコーティング技術が使われようとも、コーティングに先立って構造体は下処理されねばならない。例えば、構造体は埃と汚れを洗浄されねばならず、化学的または圧搾空気によって脱脂されうる。粉体塗装の場合は、構造体は予めリン酸で処理される必要がありうる。適切な予備処理が実行され終えると、座席フレームは、例えば、約５分間焼き付けられる粉体コーティングによって粉体被覆されうる。代替的に、防錆処理の電着塗装をされて、それから約２００℃で焼き付けを受けうる。
【００１３】
防錆コーティング（ＡＣＣ：Anti-Corrosion Coating）が使われる場合、焼き付けは、典型的には約１６０℃で実行される。したがって、本発明に従い使用される構造用接着剤は、使用される該焼き付け温度で活性化されるように選択されうる。代替的にこれ以外の活性化のやり形が使われうる。
【００１４】
本発明の別の実施態様においては、結合されるべき表面の１つ以上が、例えばプラズマ放電によって接着剤を改良するために処理されうる。
【００１５】
特に本発明は、典型的には溶接継ぎ目および溶接フランジによって結合される場所に結合を提供するのに有用である。また本発明は、座席フレームの他の構成材に形成されたチャネル、例えば、Ｕ、Ｃ、Ｗ字型のチャネルの中へ結合されることが要求されるフレームのアームを結合するために使われうる。
【００１６】
任意の適切な構造用接着剤が、本発明において使用でき、該接着剤は、座席フレーム製造中に使用される条件および所望の活性化技術に従って選択されるべきである。使用されうる構造用接着剤の例は、ポリウレタンに基づく接着剤およびエポキシに基づく接着剤とを含む。１つの特に適切な接着剤が、同時係属している英国特許出願０８０６４３４．７号に記載されている。
【００１７】
１つの実施態様では、本発明で使われる構造用接着剤は、非膨張性物質が比較的に一般的であるが、膨張性物質でもよい。該物質が膨張性の場合に、本発明は、活性化可能物質を未膨張の若しくは部分的に膨張した状態において、構造体の表面に施与すること、および未膨張状態の体積よりも大きな体積（例えば、少なくとも５％大きい、少なくとも５０％大きい、少なくとも２００％大きい）にまでそれを膨張（例えば発泡）させるために該物質を活性化させること、を含む。また、元の未膨張の体積に比べて膨張後の体積が４００％未満であり、より典型的には３００％未満であり、さらにもっと典型的には２００％未満であり、そしておそらく１００％未満であるような体積膨張は、少なくとも強化用の応用にとって典型的に好適である。また、発泡又は非発泡タイプの場合の活性化可能物質では硬化（例えば、架橋）によって、該物質の体積は、活性化後に少なくなりうることが考えられる。
【００１８】
我々は、本発明で使用される構造用接着剤が、衝撃に対して耐性があり、かつ事故、例えば自動車の衝突で遭遇しうる条件下で破損しないことを好む。また、構造用接着剤は、より高い温度が経験されうるが、典型的には−４０℃から９０℃までの広い温度範囲にわたって機能することが好ましい。
【００１９】
本発明で使用される構造用接着剤の好ましい性能は、良好な接着面引張り（Lap Shear）、高Ｔ字剥離（T Peel）および上記温度範囲および環境条件にわたるくさび衝撃試験（Wedge Impact Test）での良好な性能である。他の所望の特性には、様々なタイプの曝露条件、例えば、長時間にわたる物理的特性の維持をしながら、高湿度、塩水並びに高温下および低温下での、良好な接着耐久性が含まれる。特定の応用においては、高弾性係数、高ガラス転移温度Ｔｇ、高い破断歪およびその他の物理的特性が望まれうる。
【００２０】
したがって、本発明で使用される好ましい接着剤は、
ｉ）      エポキシ樹脂とエラストマーのアダクト、
ｉｉ）    フェノキシ樹脂、
ｉｉｉ）  コア／シェルポリマー、
ｉｖ）    硬化剤
を含有する。
接着剤の組成は、付加的にこれら以外の含有物を含みうる。
【００２１】
アダクト
エポキシエラストマーアダクトは、構造用接着剤に柔軟性および可塑変形を引き起こす能力を与える。様々なエポキシ／エラストマーのアダクトが、本発明で使われる接着剤において利用されうる。エポキシ／エラストマーのハイブリッドすなわちアダクトは、構造用接着剤に約５０重量％まで含まれうる。エポキシ／エラストマーアダクトは、大体、構造用接着剤の少なくとも５重量％、さらに典型的には少なくとも７％、さらにより典型的には少なくとも１０％であり、そしてより好ましくは構造用接着剤に基づき約５重量％から２０重量％である。エラストマー含有アダクトは、２以上の特定のアダクトの組み合わせであり得、これらアダクトは、温度２３℃で固体状アダクト、液体状アダクト若しくは半固体状、またはこれらの組み合わせでありうる。１つの好ましい実施態様においては、アダクトは、温度２３℃で固体である１以上のアダクトから実質的に全部（即ち、少なくとも７０％、８０％、９０％またはそれ以上）で成る。我々は予期せずに、アダクトがコア／シェルポリマーおよびフェノキシ樹脂と一緒に使用されるとき、比較的少量のアダクトを用いて、所望の接着特性が広い温度範囲にわたって達成されうることを見出した。この少量のアダクト、例えば、５重量から１５重量％までは、組成物のＴｇの望ましくない低下がほとんど無いために、構造用接着剤へ高温安定性を付与する。
【００２２】
アダクトそのものは、一般的に約１：５から５：１部のエポキシ対エラストマーを含んでおり、より好ましくは、約１：３から３：１部のエポキシ対エラストマーを含んでいる。より典型的には、アダクトは、少なくとも約１０％の、より典型的には少なくとも約２０％の、さらにより典型的には少なくとも約４０％のエラストマーを含み、また、典型的には約６０％以下のエラストマーを含み、しかしより高いまたはより低い百分率も可能である。アダクトに適したエラストマー化合物は、必須ではないが熱硬化性エラストマーでありうる。典型的なエラストマーは、天然ゴム、スチレン‐ブタジエンゴム、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、イソプレン‐ブタジエン・コポリマー、ネオプレン、ニトリルゴム（例えば、カルボキシ末端ブチルニトリルのようなブチルニトリル）、ブチルゴム、ポリサルファイドエラストマー、アクリルエラストマー、アクリロニトリルエラストマー、シリコーンゴム、ポリシロキシン、ポリエステルゴム、ジイソシアネート架橋縮合エラストマー、ＥＰＤＭ（エチレン‐プロピレン‐ジエンゴム）、クロロスルホン化ポリエチレンおよびフッ素化炭化水素などを包含し、しかしこれらに限定する意思ではない。１つの実施態様として、再利用タイヤゴムが使われる。本発明に使われるのに適する追加のまたは代替のエポキシ／エラストマーまたはそれ以外のアダクトの例は、米国特許出願公開第２００４／０２０４５５１号公報に開示されている。
【００２３】
エラストマー含有アダクトは、構造用接着剤の構造的性質、例えば、強度、靭性、剛性または曲げ弾性率などを修正するために含有せられる。さらに、エラストマー含有アダクトは、構造用接着剤を塗装、例えば、水性塗料または下塗りシステム又はその他の従来からの塗装とよりよく相溶しうるようにするために選択されうる。
【００２４】
フェノキシ樹脂
フェノキシ樹脂は、ビスフェノールＡとエピクロロヒドリンおよびこれらの誘導体の高分子量熱可塑性縮合生成物である。典型的には、使用されるフェノキシ樹脂は、次の基本式を持つ。
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ここで、ｎは典型的には３０から１００まで、好ましくは５０から９０までである。また改質フェノキシ樹脂が使用されうる。使用されうるフェノキシ樹脂の例は、インケム社（Inchem Corp.）によって販売されている製品である。適切な物質の例は、ＰＫＣＨ３｜Ｃ，ＰＫＨＨ，ＰＫＨＪ，ＰＫＨＰのペレットおよび粉末である。代替的に、フェノキシ／ポリエステルのハイブリッドおよびエポキシ／フェノキシのハイブリッドが使用されうる。フェノキシ樹脂が、溶剤として他の成分に供給されることは好ましい。任意の溶媒が使用されうるが、液状エポキシ樹脂が溶媒として使われることは特に好ましく、またこれは活性化されると接着特性に寄与しうる。構造用接着剤がペーストとして施与されるべきであるとき、我々はフェノキシ樹脂の２０重量％以下の使用を好む。なぜならば、フェノキシ樹脂のより多い量の使用が高過ぎる粘性をもたらすからである。しかし、活性化前は固形である物質に対しては、より高い百分率が効果的である。
【００２５】
コア／シェルポリマー
コア／シェルポリマーという用語は、ここで使われている限り、その相当な割合（例えば、重量で３０％、５０％、７０％またはそれ以上）が、第２の高分子物質（すなわち、第２物質またはシェル物質）によってほとんど全面的に被覆されているところの第１の高分子物質（すなわち、第１物質またはコア物質）で構成された高分子物質を意味する。第１および第２の高分子物質は、ここで使われている場合に、１つ、２つ、３つまたはそれ以上のポリマーから成り立っており、該ポリマーは互いに結合され及び／又は反応させられ（例えば、逐次的に重合化）、または別の若しくは同じコア／シェル・システムの部分でありうる。コア／シェルポリマーは、当該組成物と相溶性であるべきであり、好ましくは延性のあるコアおよび構造用接着剤の組成物のその他の成分と相溶性の剛性のあるシェルを有するべきである。
【００２６】
コア／シェルポリマーの第１及び第２の高分子物質は、エラストマー、ポリマー、熱可塑性物質、コポリマー、これ以外の成分またはこれらの組合せ等を含有しうる。好適な実施態様においては、第１の高分子物質、第２の高分子物質またはこの両方は、１以上の熱可塑性物質を含むかまたはほとんど全部（例えば、重量で少なくとも７０％、８０％、９０％またはそれ以上）がそれで構成される。典型的な熱可塑性物質は、これらに限定する意図ではなく、スチレン、アクリロニトリル、アクリレート、アセテート、ポリアミドまたはポリエチレン等を含む。
【００２７】
好ましいコア／シェルポリマーは、乳化重合、そして次に凝固または噴霧乾燥によって形成される。また、コア／シェルポリマーは、コア／シェルグラフト共重合体によって形成されるかまたは少なくともそれを含むことが好ましい。グラフト共重合体の第１のすなわちコアの高分子物質は、第２のすなわちシェルの高分子物質のガラス転移温度より実質的に低い（すなわち、少なくとも１０、２０、４０℃またはそれ以上）ガラス転移温度を有している。さらに、必ずしも必要ではないけれども、第１のすなわちコアの高分子物質のガラス転移温度は、２３℃より下であり、一方、第２のすなわちシェルの高分子物質のガラス転移温度は、２３℃より上であることが望ましい。
【００２８】
有用なコアシェルグラフト共重合体の例は、硬質部分含有化合物、例えばスチレン、アクリロニトリルまたはメチルメタクリレートが、軟質部分すなわちエラストマー状化合物、例えばブタジエン又はブチルアクリレートのポリマーからできているコアにグラフトされているようなものである。米国特許第３９８５７０３号明細書は、有用なコアシェルポリマーを記載しており、該ポリマーのコアはブチルアクリレートから作られているが、エチルイソブチル、２−エチルヘキセルまたはこれ以外のアルキルアクリレートまたはこれらの混合物に基礎を置きうる。またコアポリマーは、他の共重合可能な化合物、例えば、スチレン、ビニルアセテート、メチルメタクリレート、ブタジエンまたはイソプレン等を含みうる。また、コアポリマー物質は、ほとんど同じ反応性の２以上の非共役二重結合を有する架橋性モノマー、例えば、エチレングリコールジアクリレートまたはブチレングリコールジメタクリレート等を含みうる。また、コアポリマー物質は、等しくない反応性の２以上の非共役二重結合を有するグラフト架橋性モノマー、例えば、マレイン酸ジアリル及びアリルメタクリレートを含みうる。
【００２９】
シェル部分は、メチルアクリレート、例えば、メチルメタクリレート並びに任意的に他のアルキルアクリレートおよびメタクリレート、例えば、エチル、ブチル若しくはこれらの混合のアクリレートまたはメタクリレートから、好適に重合せられる。というのは、これらの物質は、組成物に使われるフェノキシ樹脂および任意的のエポキシ樹脂と相溶性があるからである。シェルモノマーの４０重量％まで又はそれ以上は、スチレン、ビニルアセテート、塩化ビニル等でありうる。本発明の実施態様において有用な追加的なコアシェルグラフトコポリマーは、米国特許第3,984,497、4,096,202、4,034,013、3,944,631、4,306,040、4,495,324、4,304,709、4,536,436号に記載されている。コアシェルグラフトコポリマーの例は、これらに制限する意図ではなく、「ＭＢＳ」（メタクリレート-ブタジエン-スチレン）ポリマーを包含し、これはポリブタジエンまたはポリブタジエン共重合体ゴムの存在下での、メチルメタクリレートの重合によって作られる。ＭＢＳグラフトコポリマー樹脂は、一般的に、スチレンブタジエンゴムのコアとアクリルポリマー又はコポリマーのシェルを有する。これ以外の有用なコアシェルグラフトコポリマー樹脂の例は、ＡＢＳ（アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン）、ＭＡＢＳ（メタクリレート-アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン）、ＡＳＡ（アクリレート-スチレン-アクリロニトリル）、全てのアクリルポリマー、ＳＡ  ＥＰＤＭ（エチレン-プロピレン-ジエンモノマーの弾性主鎖にグラフトされたスチレンアクリロニトリル）、ＭＡＳ（メタクリル-アクリルゴム-スチレン）等及びこれらの混合物を含む。
【００３０】
有用なコア／シェルポリマーの例は、これらに制限されるものではないが、商標PORALOIDの下に販売され、Rohm ＆ Haas 社から商業的に入手可能なものを含む。PORALOID耐衝撃改良剤の特に好ましいグレードの一つは、ポリメチルメタクリレートのシェルとＭＢＳコア変性剤を有し、ＥＸＬ−２６５０の標示の下に販売されている。また、Akema社によって販売されている製品Ｅ−９５０も、同じ有効性をもって使用されうる。接着剤がペーストとして施与されるべきで、なぜならば、これより量が多くなると望ましくない高粘度をもたらすからである。特に、我々は５％から３０％のコア／シェルポリマーを使用するのを好む。
【００３１】
硬化剤
1つ以上の硬化剤が、本発明で使用される構造用物質に含有され、この硬化剤は、接着剤の成分の性質におよび使われるべき活性化に従って選択されるであろう。また、任意的に硬化剤加速剤が含まれうる。使用される硬化剤と硬化剤加速剤との量は、所望の構造の種類、活性化可能な物質の所望の構造的特性など、および該活性化可能な物質が膨張可能である実施態様では活性化可能な物質の所望の膨張量、所望の膨張速度に依存して広範に変化しうる。該構造用接着剤に存在する硬化剤または硬化剤加速剤の典型的な範囲は、重量で約０．００１％から約７％までの範囲である。
【００３２】
好ましくは、硬化剤は、ポリマー、フェノキシエポキシ樹脂またはこの両方、および存在しうる任意的エポキシ樹脂の架橋による構造用接着剤の硬化を助ける。また、硬化剤が構造用接着剤の熱硬化を助けることは好ましい。有用な硬化剤の種類は、脂肪族または芳香族アミンまたはこれら各々のアダクト、アミドアミン、ポリアミド、脂環式アミン、酸無水物、ポリカルボン酸ポリエステル、イソシアネート、フェノールベースの樹脂（例えば、フェノールまたはクレゾールノボラック樹脂、コポリマー、例えば、フェノールテルペン、ポリビニルフェノールのコポリマー、ビスフェノールＡホルムアルデヒドコポリマー、ビスヒドロキシフェニルアルカン等）、またはこれらの混合物から選択された物質である。特に好ましい硬化剤は、変性及び無変性のポリアミンまたはポリアミド、例えば、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン  テトラエチレンペンタミン、シアノグアニジン、ジシアンジアミド等、を包含する。硬化剤のための加速剤が使用されるときは、この加速剤物質の例は、変性または無変性の尿素、例えば、メチレンジフェニールビス尿素、イミダゾールまたはこれらの組合せ、を包含する。
【００３３】
本発明で使用される構造用接着剤は、その他の成分、例えば次の１以上、
ｉ）      エポキシ樹脂、
ｉｉ）    ポリマー、
ｉｉｉ）  発泡剤、
ｉｖ）    充填剤、
ｖ）      流れ制御物質、
ｖｉ）    ナノ粒子、
を含有しうる。
【００３４】
エポキシ樹脂
本発明の好ましい組成物は、フェノキシ樹脂のための溶媒として且つまた組成物の成分として、エポキシ樹脂を含む。エポキシ樹脂は、任意の慣用の少なくとも１つのエポキシ官能基を含む二量体状、オリゴマー状又はポリマー状エポキシ物質を意味するものとして、ここでは使用されている。さらに、エポキシ樹脂という用語は、単独のエポキシ樹脂または複数のエポキシ樹脂の組合せを意味するのに使用されうる。ポリマーに基づく物質は、開環反応により重合可能な１以上のオキシラン環を有するエポキシ含有物質でありうる。好ましい実施態様では、構造用接着剤は、重量で約２％と７５％との間のエポキシ樹脂を含み、より好ましくは、重量で約４％から６０％の間のエポキシ樹脂を、さらに一層好ましくは、重量で約２５％から５０％の間のエポキシ樹脂を含む。
【００３５】
エポキシ樹脂は、脂肪族、脂環式または芳香族等でありうる。液体樹脂は接着剤組成物の加工管理性を高めるために好ましいが、エポキシ樹脂は、固体（例えば、ペレット、チャンクまたはピース等）または液体（例えば、エポキシ樹脂）として供給されうる。本明細書では別記ない限り、樹脂は、それが２３℃の温度で固体なら固体樹脂、そして２３℃で液体なら液体樹脂である。エポキシ樹脂は、エチレンコポリマーまたはターポリマーを含みうる。コポリマーまたはターポリマーとして、ポリマーは２つまたは３つの異なったモノマー、すなわち類似の分子と結合できる高い化学的反応性をもった小さな分子、から構成されている。
【００３６】
エポキシ樹脂は、活性化可能な物質の粘着性、流動性またはこの両方を増加させるために該物質に添加されうる。１つの典型的なエポキシ樹脂は、フェノール樹脂でありうるが、これはノボラック型またはその他の型の樹脂でありうる。これら以外の好ましいエポキシ含有物質は、ビスフェノールＡエピクロルヒドリンエーテルポリマー、またはブタジエン若しくはその他のポリマー添加物で修飾されうるビスフェノールＡエポキシ樹脂またはビスフェノール-Ｆ-タイプのエポキシ樹脂を包含しうる。さらに、幾つかの異なるエポキシ樹脂の様々な混合物も同様に採用されうる。適切なエポキシ樹脂の例が、商標Araldite ＧＹ２８２、ＧＹ２８１およびＧＹ２８５の下にHuntsman社によって販売されている。
【００３７】
ポリマーまたはコポリマー
構造用接着剤は、種類の異なる様々なポリマー、例えば、熱可塑性物質、エラストマー、プラストマーおよびこれらの組合せ等を含みうる１以上の追加のポリマーまたはコポリマーを含む。例えば、構造用接着剤に適切に組み込まれうるポリマーは、以下のものに制限する意図ではないが、ハロゲン化ポリマー、ポリカーボネート、ポリケトン、ウレタン、ポリエステル、シラン、スルホン、アリル、オレフィン、スチレン、アクリレート、メタクリレート、エポキシ、シリコーン、フェノール、ゴム、ポリフェニレンオキサイド、テレフタレート、アセテート（例えば、ＥＶＡ）、アクリレート、メタクリレート（例えば、エチレンメチルアクリレート重合体）またはこれらの混合物を含む。これら以外の潜在的高分子材料は、以下のものに制限する意図ではないが、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン）、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリ（エチレンオキサイド）、ポリ（エチレンイミン）、ポリエステル、ポリウレタン、ポリシロキサン、ポリエーテル、ポリホスファジン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイソブチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ（塩化ビニル）、ポリ（メタクリ酸メチル）、ポリ（酢酸ビニル）、ポリ（塩化ビニリデン）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイソプレン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリートでありうるし、又これらを含みうる。
【００３８】
使用される場合に、これらのポリマーは、接着剤物質を少量でまたはより実質的な量で含有しうる。使用される場合に、１以上の追加のポリマーは、重量で好ましくは約０．１％から約５０％まで、より好ましくは、約１％から約２０％まで、さらにより好ましくは、約２％から約１０％までの構造用接着剤を含有する。
【００３９】
特定の実施態様では、１以上の熱可塑性ポリエーテル及び／又は熱可塑性エポキシ樹脂を構造用接着剤に含めることが好ましい。含まれている場合には、１以上の熱可塑性ポリエーテルは、好ましくは重量で約１％から約９０％の活性化可能な物質を含み、より好ましくは重量で約３％から約６０％の活性化可能な物質を含み、さらにより好ましくは重量で約４％から約２５％の活性化可能な物質を含む。しかし、他の物質と同様に、より多いまたはより少ない熱可塑性ポリエーテルが、活性化可能な物質の使用意図に従って使用されうる。
【００４０】
熱可塑性ポリエーテルは、典型的にはペンダント状ヒドロキシル基を含んでいる。また熱可塑性ポリエーテルは、主鎖に芳香族エーテル／アミンの繰り返し単位を含む。熱可塑性ポリエーテルは、約１９０℃の温度におけるサンプルの重さ２．１６Ｋｇで１０分間当たり、好ましくは、約５から約１００グラムの間の、より好ましくは約２５から約７５グラムの間の、さらにより好ましくは約４０から約６０グラムの間のメルトインデックスを有する。もちろん、熱可塑性ポリエーテルは、目的とする応用に従って、より高いまたはより低いメルトインデックスを有しうる。好ましい熱可塑性ポリエーテルは、限定する意図ではなく、ポリエーテルアミン、ポリ（アミノエーテル）、モノエタノールアミンとジグリシジルエーテルとのコポリマーまたはこれらの組み合わせなどを含有する。
【００４１】
好ましくは、熱可塑性ポリエーテルは、平均的に２以下の官能基をもつアミン（例えば、二官能性アミン）をグリシジルエーテル（例えば、ジグリシジルエーテル）と反応させて形成される。ここで使われるように、二官能性アミンという用語は、平均的に２つの反応基（例えば反応性水素）をもつアミンを指す。
【００４２】
１つの実施態様に従うと、熱可塑性ポリエーテルは、１級アミン、ビス（２級）ジアミン、環状ジアミン若しくはこれらの組み合わせなど（例えば、モノエタノールアミン）にジグリシジルエーテルを反応させて形成されるか、又はアミンにエポキシ官能性ポリ（アルキレンオキシド）を反応させてポリ（アミノエーテル）を作ることによって、形成される。他の実施態様に従うと、熱可塑性ポリエーテルは、アミン部分をエポキシ部分と反応させて、アミン結合、エーテル結合及びペンダント状ヒドロキシル基を有するポリマーの骨格を形成するのに十分な条件の下に、二官能性アミンをジグリシジルエーテル又はジエポキシ官能性ポリ（アルキレンオキシド）と反応させることによって製造される。任意的に、ポリマーは、１級または２級アミンでありうる又はそうでないこともありうる単官能基の求核試薬で処理されていてもよい。
【００４３】
加えて、１つの反応基（例えば１つの反応性水素）をもつアミン（例えば環状アミン）は、熱可塑性ポリエーテルを形成するために使用されると考えられる。有利には、このようなアミンは、形成される熱可塑性エーテルの分子量を制御するのを助けうる。
【００４４】
好ましい熱可塑性ポリエーテルとこれらの形成方法の実例は、米国特許第5,275,853号、 第5,464,924号及び第5,962,093号に開示されている。有利には、熱可塑性ポリエーテルは、構造用接着剤に、さらにここで記載されるような広範な応用のための様々な望ましい特性（例えば所望の物理的及び化学的性質）を提供可能である。
【００４５】
必須ではないが、組成物が1以上のエチレンポリマー又はコポリマー、例えばエチレンアクリレート、エチレンアセテートなどを含みうる。エチレンメタクリレートとエチレン酢酸ビニルは、好ましい２つのエチレンコポリマーである。
【００４６】
また、１以上の反応基（例えば、グリシジルメタクリレートまたは無水マレイン酸）で変性された反応性ポリエチレン樹脂を含むことは望ましい。このようなポリエチレン樹脂の実例が、商標LOTADER（例えば、LOTADER AX 8900）の下に販売され、Arkemaグループから商業ベースで入手可能である。
【００４７】
発泡剤
本発明は、非膨張性および膨張性の構造用接着剤の両方の使用を想定するが、非膨張性物質がより一般的である。活性化可能な物質が膨張可能である場合、1以上の発泡剤が、開いた及び／又は閉じたセル状構造を構造用接着剤の中に形成する不活性ガスを所望時に生成するために、活性化可能な物質に加えられうる。このようにして、座席の重量を低下させることが可能である。さらに、該物質の膨張は、封止能力、音響減衰および結合表面との接着を改善するのを助けうる。
【００４８】
発泡剤は、1以上の窒素含有基、例えば、アミド、アミン等を含みうる。適切な発泡剤の例は、アゾジカーボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４,４i-オキシ-ビス-（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、トリヒドラジノトリアジン及びＮ,Ｎｉ-ジメチル-Ｎ,Ｎi-ジニトロソテレフタルアミドを含む。発泡剤のための加速剤はまた、活性化可能な物質の中に備えられうる。様々な加速剤が、発泡剤が不活性ガスを形成する速度を高めるために使用されうる。好ましい発泡剤加速剤の一つは、金属塩または酸化物、例えば、金属酸化物、例えば酸化亜鉛である。それ以外の好ましい加速剤は、変性及び未変性のチアゾールまたはイミダゾール含む。
【００４９】
発泡剤と発泡剤加速剤の量は、所望のセル構造の種類、活性化可能な物質の膨張の所望量及び所望の膨張速度等に依存して、活性化可能な物質の中において広範囲に変化しうる。活性化可能な物質の中における発泡剤と発泡剤加速剤の量の典型的な範囲は、約０．００１％から約５重量％までの範囲にあり、好ましくは活性化可能な物質内で、小数以下の重量パーセントである。
【００５０】
充填材
また、構造用接着剤は1つ以上の充填材、例えば、これらに限定する意図ではないが、微粒子状の物質（例えば、粉体）、ビーズまたは微小球（例えばZeelan Industries社から入手可能なZeospheres）などを含みうる。好ましくは、充填材は、活性化可能な物質に存在する他の成分と一般的に反応しない物質を含んでいる。一般的に充填材は、活性化可能な物質内に存在して比較的低重量でスペースを取るが、充填材は、特性、例えば、強度及び衝撃耐性を与えうることも考慮される。
【００５１】
充填材の例は、シリカ、珪藻土、ガラス、粘土（例えば、ナノクレイ）、タルク（滑石）、顔料、着色剤、ガラスビーズまたは玉、ガラス、カーボンまたはセラミックファイバ、ナイロンまたはポリアミドファイバ（例えばケブラー繊維）及び酸化防止剤などを含む。このような充填材、特に粘土は、活性化可能な物質が流動している間、それを均一厚さにするのを助けうる。充填材として使用されうる粘土は、カオリナイト、イライト、クロリテム、スメクタイト又はセピオライト群から焼成されてもよい粘土を含みうる。適切な充填材の例は、これらに限定する意図ではなく、タルク（滑石）、バーミキュライト（蛭石）、パイロフィライト（葉ろう石）、ソーコナイト（ソーコン石）、サポナイト、ノントロナイト、モンモリロナイトまたはこれらの混合物、を含む。また、粘土は、微量の他の成分、例えば、炭酸塩、長石、雲母及び石英を含みうる。また、充填材は、塩化アンモニウム、例えば、ジメチル塩化アンモニウム及びジメチルベンジル塩化アンモニウムを含みうる。また二酸化チタンも使用されうる。
【００５２】
好ましい実施態様においては、1以上の鉱物または石のタイプの充填材、例えば、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウムなどは、充填材として使用されうる。他の好ましい実施態様では、ケイ酸塩鉱物、例えば雲母が充填材として使用されうる。
【００５３】
構造用接着剤中の充填材は、使用されるときは、活性化可能な物質の重量の１０％以下から９０％以上の範囲にわたることが可能であるが、活性化可能な物質の重量の約２０％から５５％までが一層典型的である。いくつかの実施態様に従えば、活性化可能な物質は、重量で約０％から約３％までの充填材を含むことが可能で、より好ましくは、重量で１％よりわずかに少ない粘土または類似の充填材を含みうる。粉末（例えば、平均粒子径が、約０．０１〜約５０ミクロン、より好ましくは約１〜２５ミクロン）の鉱物タイプ充填材は、重量で約５％から７０％を、より好ましくは、重量で約１０％から約５０％で含まれうる。
【００５４】
他の成分及び添加物
また、他の添加物、剤または特性改良剤が、要望されるなら構造用接着剤に含まれることができ、該添加物等は、これらに限定する意図でなく例示として、酸化防止剤、紫外線耐性剤、難燃剤、耐衝撃改良剤、熱安定化剤、着色剤、加工助剤、潤滑剤、強化剤（例えば、切断されたまたは連続のガラス、セラミック、アラミド、炭素繊維または粒子など）を含む。液状ポリスルフィドは、湿気および塩水のような接着剤の環境への暴露を改善するために使用されうる。
【００５５】
構造用接着剤のための適切な成分を決定するとき、適切な時点または温度でのみ活性化される（例えば、流動、発泡またはさもなければ状態変化のような）物質を形成することは重要である。例えば、ある応用において、室温または製造環境における環境温度で物質が反応性であることは望ましくない。より典型的には、活性化可能な物質は、より高い処理温度で流動するように活性化される。一例として、特に、活性化可能な物質が高められた温度で、またはより高い印加エネルギーレベルで、他の成分と共に処理されるとき、例えば塗装準備段階中において、自動車組み立て工場において遭遇するような温度が適切でありうる。多くの塗装操作（例えば、ペンキ及び／または電着塗装硬化オーブン）で遭遇する温度は、例えば、約２５０℃またはそれ以上の範囲である。
【００５６】
我々は、構造用接着剤が重量で３％から２５％のエポキシ／エラストマーアダクト、３％から２０％のフェノキシ樹脂および５％から３０％のコア／シェルポリマー、１％から１０％の硬化剤を含むのを好む。これ以外の任意的な含有物の好ましい量は、５％から７５％の１以上のエポキシ樹脂、好ましくは液体エポキシ樹脂、０．２％から３％の硬化加速剤、０．１％から５０％の鉱物（無機物）充填剤、０．１％から３％の粘土及び／又はシリカ、である。
【００５７】
本発明に従うと、構造用接着剤は、典型的には座席フレームの成分の表面または基材に施与され、そして接着剤を硬化させるために活性化される。活性化は、典型的には１４０℃〜２００℃の範囲の上昇された温度で起きる。温度に依存して必要とされる時間は典型的には３０分である。また、物質の活性化は、活性化可能物質が発泡剤を含有する状況において、少なくともある程度の発泡または泡立を含みうる。そのような発泡または泡立は、活性化可能物質が基材を濡らしかつ基材との緊密な結合を形成するのを助けうる。代替的に、構造用接着剤が、表面を実質的に濡らし緊密な結合を形成するために活性化されうる。
【００５８】
本発明の使用に適する構造用接着剤は、次の物質がまず製造された次の実例を参照して図示されるであろう。Inchem社のフェノキシ樹脂ＰＫＨＪの４０％が、CVC特殊化学会社（CVC Speciality Chemicals）の１８０℃に保ったビスフェノールＦ液体エポキシ樹脂Epalloy 8220 の６０％の中に溶解された。混合物は高速ミキサーの中で約３０分間混ぜられた。それからこの生成物の５０重量％が、Rohm and Hass社の商用物質Paraloid EXL 2650の５０％と混合され、該Paraloidを適切に分散する目的でマスターバッチ（masterbatch）を製造する。
【００５９】
エポキシエラストマーアダクトは、ビスフェノール Ａをベースとするエポキシ樹脂Araldite 6071の６０％を、Emerald社から入手可能な２つの液体エラストマーHycar 1300x8とHycar 1300x13 との各々２０％と反応させることにより製造された。
【００６０】
そして次の組成物が製造された。
成分 グラム
マスターバッチ（Masterbatch）               １０５
エポキシエラストマーアダクト                  ３０
Epalloy 8220                                １４０
Kaneka MX 136
（７５％BisphenolＦエポキシ樹脂に溶解
した２５％コア／シェルポリマー）           １２
Dicydianamide(AmicureCG 1200)                ２０
Omicure52                                      ２
CalcibriteOG 炭酸カルシウム                  ７５
Nanopox510
（６０％BisphenolＦエポキシ樹脂の中の
４０％ナノ粒子寸法のシリカ）               ２０
【００６１】
マスターバッチおよび該アダクトは、シグマブレードミキサー／押出機内に入れられ、それから該Nanopoxと該Kanekaが加えられ、該炭酸カルシウムおよび該エポキシ樹脂が次に加えられる。最後に、該dicydianamideおよび該omicureが加えられ、これらの物質は約１５分間混合され、真空にされてトラップされた空気を除去する。
【００６２】
図１は、座席フレームが背もたれ部分（１）からどのように作られているかを示しており、該背もたれ部分（１）は、座席部分（２）に対して背もたれ部分（１）の運動を許容する接続部分（３）によって座席部分（２）に接続されている。
また、該座席は下方支持部分（４）を有する。分かるように、お互いに固定されなければならない多くの部分があり、本発明の技術は特にその目的に適する。
【００６３】
図２は、座席（５）および（６）の２つの構成材を示し、該構成材はケーブル等のための貫通孔および導管（７）（８）（９）（１０）備えている。図３は、構造用接着剤（１１）によって互いに結合された２つの構成材（５）および（６）を示す。
【００６４】
図４ａは、座席フレーム（１２）の構成材がどのようにチャネル（１３）および（１４）を備えうるか、そしてどのようにして座席フレーム（１５）の第２構成材が該チャネル（１３）および（１４）の中に延在するアーム（１６）および（１７）を備えうるか、を示す。
【００６５】
図４ｂは、どのようにして構造用接着剤（１８）および（１９）が、アームを固定するためにチャネルの中に用意されうるかを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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