(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二層の塗布材からなり、中間層は発泡剤及び／又は熱膨張カプセルを含む一液熱硬化型エポキシ・ウレタン塗料であり、拘束層は一液熱硬化型エポキシ樹脂塗料であり、スリットノズルを用いて中間層と拘束層とを同時に押し出し塗布し、塗布後の加熱により中間層のみが１．２〜３倍に発泡し、中間層、拘束層が反応硬化することを特徴とする塗布型鋼板補強材の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として自動車用鋼板に使用される塗布型補強材の施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車工業における車両重量の軽減化は常に重要課題となっており、自動車に使用される鋼板も安全上、構造上の要求を満たす限界まで薄くされてきた。このため、特に自動車の外側を形成する鋼板には、鋼板補強材、通常デント材と呼ばれる材料が自動車の内側部分に貼着され、あるいは熱融着されて、鋼板の剛性の向上に寄与している。
【０００３】
これらの補強材は、ゴム系、瀝青系、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂等の合成樹脂系材料に、適宜充填材、添加剤を配合して混合、混練りし、従来公知の加工方法によって所望の大きさ、形状に加工し、鋼板の必要部位に貼着されている。
【０００４】
その中で、成形物の補強材では貼着が困難な箇所への、補強材の施工、あるいは、より軽量な補強材の開発等の需要者の要求に応えて、本出願人から、塗布型鋼板補強組成物に関する発明を特願平５−１１５２４３号として出願している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記発明では、塗布型にすることにより、必要な部位へ必要量のみの補強材の施工を可能にしたことで施工に無駄がなくなり、また、補強材の施工を塗装ロボットや自動塗装機で行なうことで、施工の省人化を実現している。
【０００６】
そこで本発明においては、上記発明の利点を活かして、更なる鋼板補強効果、即ち施工された自動車鋼板の剛性の向上を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決せんとして、本発明者は鋭意研究の結果、次のような塗布型鋼板補強材の施工方法を開発したものであり、その要旨は以下の通りである。二層の塗布材からなり、中間層は発泡剤及び／又は熱膨張カプセルを含む一液熱硬化型エポキシ・ウレタン塗料であり、拘束層は一液熱硬化型エポキシ樹脂塗料であり、スリットノズルを用いて中間層と拘束層とを同時に押し出し塗布し、塗布後の加熱により中間層のみが１．２〜３倍に発泡し、中間層、拘束層が反応硬化することを特徴とする塗布型鋼板補強材の施工方法。以下に詳細に説明する。
【０００８】
本発明に使用される鋼板補強材は、２層の塗布材からなる。中間層は、エポキシ・ウレタン樹脂による一液加熱硬化型塗料からなる。
【０００９】
エポキシ樹脂は、広く塗料や接着剤に使用されているビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂が好適に使用できる。硬化剤は、Ｂステージ樹脂、マイクロカプセル、潜在性硬化剤が例示できるが、特にジシアンジアミド、ＢＦ3コンプレックス、ヒドラジド、グアニジン、イミダゾール、三級アミン、アミン系等の潜在性硬化剤が好適に使用できる。
【００１０】
ウレタン樹脂としては、従来公知の一液型ブロックウレタン樹脂が使用できる。これは、イソシアネートを予め重合させたプレポリマーの末端基を、アミン、オキシム系化合物、ラクタム系化合物等のブロック化剤でブロックし、加熱によりこのブロックが外れて、活性水素化合物と反応し、ウレタン結合を作るものである。イソシアネートとしては、ＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）、ＭＤＩ（メチレンジフェニルジイソシアネート）、ＸＤＩ（キシレンジイソシアネート）、ＨＭＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）、Ｈ12ＭＤＩ（水添化ＭＤＩ）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネート）等が例示できる。
【００１１】
イソシアネートと反応する活性水素化合物としては、アミン系潜在性硬化剤、ヒドラジド潜在性硬化剤、ジシアンジアミド潜在性硬化剤等が例示できる。
【００１２】
本発明の補強材が加熱により硬化する反応過程において、補強材自身が収縮を起こし鋼板に歪みを発生させる虞れがある。これを防止するために、補強材の中間層には発泡剤を含有させ、加熱によりガスを発生させて硬化の過程での収縮を発泡により吸収してしまう方法、及び／又は熱膨張カプセルを使用することにより収縮を発泡により吸収してしまう方法が取られる。発泡剤による中間層の発泡倍率は１．２〜３倍が適当である。１．２倍未満の発泡倍率では、硬化による収縮を吸収するためには不十分であり、３倍を超えて発泡させると補強材自身の剛性が低下して鋼板補強効果が得られない虞れがある。使用できる発泡剤としては、ジアゾアミノベンソール、アゾイソブチルニトリル、ベンゾールスルホヒドラジド、アゾジカルボンアミド、Ｐ−Ｐ’−オキシベンゾールスルホヒドラジド、ベンジルモノヒドラゾール等の有機発泡剤、熱膨張性カプセル等が例示できる。これらの有機発泡剤には適宜発泡助剤を併用することが効果的である。発泡助剤としてはユリア及びその誘導体、亜鉛華、亜鉛化合物等が例示できる。発泡剤の配合量としては０．２〜３質量％が適当である。
【００１３】
本発明の拘束層としては、一液型エポキシ樹脂塗料が使用される。基本的には中間層に使用されるエポキシ樹脂塗料と同様のものが使用できるが、ウレタン樹脂は併用されずに、エポキシ樹脂単独の配合となる。また、硬化時の収縮を中間層で吸収するため、拘束層には発泡剤は配合せず、補強材全体の剛性を向上することができる。
【００１４】
中間層と拘束層とに共通して配合できる、その他の配合物として、充填材、添加剤が挙げられる。充填材としては、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、クレー、カオリン、亜鉛華、酸化チタン、シリカ、アルミナ、プラスチックバルーン、ガラスバルーン等の各種の軽量低比重充填材等が例示できる。添加剤としては、脱水剤、吸湿剤、タレ防止剤、チクソトロピー添加剤、分散剤、紫外線吸収剤、塗装作業性向上のための高沸点溶剤、エポキシ反応性希釈剤、可塑剤、油面接着効果増大のためのパウダーゴム、鋼板補強効果増大のためのアクリル樹脂等が例示できる。これらの添加剤の添加量としては、０〜１０質量％が適当である
【００１５】
本発明になる中間層、拘束層の各々の塗布型補強材は、従来公知の塗料用分散機を使用して製造することができる。即ち、ディゾルバー、プラネタリーミキサー、オープンニーダー、真空ニーダー、ロールミル、ボールミル、グレンミル等の分散機である。
【００１６】
本発明になる補強材を必要な箇所へ塗布しようとすれば、エアレスポンプ等の加圧機により補強材を圧送し、必要なサイズのノズルを使用して所望箇所へ塗布される。基本的には霧化によるスプレー塗装ではなく、押し出し塗装の形態が望ましい。この際に、中間層と拘束層の各補強材が同時に各々のスリットノズルにより塗装することにより、１回の塗布により中間層と拘束層の二層の補強材が塗装できる。また、配管及び塗布ノズルを３０〜７０℃に加温して塗装することにより、補強材の粘性・粘度を下げることができ、より均一かつ平滑な補強材の塗布面を形成し、安定した品質、補強効果を得ることができる。３０℃未満の加温であると粘性・粘度低下が十分ではなく、７０℃を超えて加温すると補強材が塗装前にゲル化する虞れがある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の理解に供するため、以下に実施例を記載する。いうまでもなく、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１８】
【実施例１】
中間層として、エポキシ当量が約２００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１００質量部、エポキシ当量が約２５０のエポキシ反応性希釈剤５０質量部、融点が約１７０℃のジシアンジアミド潜在型硬化剤５０質量部、分子量約６０００のラクタムブロックのＴＤＩウレタンプレポリマー２００質量部、炭酸カルシウム３００質量部、添加剤３０質量部をプラネタリーミキサーにより混合分散し、塗布型補強材１ａを得た。拘束層として、エポキシ当量が約３００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２５０質量部、エポキシ当量が約１５０のエポキシ反応性希釈剤５０質量部、融点が１７０℃のジシアンジアミド潜在型硬化剤５０質量部、炭酸カルシウム２００質量部、添加剤３０質量部をプラネタリーミキサーにより混合分散し、塗布型補強材１ｂを得た。エアレスポンプにより塗布型補強材１ａ及び１ｂを加圧圧送し、同時に配管及びノズルを約５０℃に加熱した各々のスリットノズルにより、防錆油の付着している０．８ｍｍ厚の自動車用鋼板に各々塗布膜厚０．５ｍｍにて塗布し、１７０℃で３０分の加熱を行い、１.５倍に発泡した中間層と拘束層の二層の補強材１を得た。
【００１９】
【実施例２】
中間層として、エポキシ当量が約３００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１５０質量部、エポキシ当量が約１５０のエポキシ反応性希釈剤５０質量部、融点が約１７０℃のジシアンジアミド潜在型硬化剤５０質量部、分子量約５０００のオキシムブロックのＴＤＩウレタンプレポリマー２００質量部、炭酸カルシウム３００質量部、添加剤３０質量部をプラネタリーミキサーにより混合分散し、塗布型補強材２ａを得た。拘束層として、エポキシ当量が約３００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２５０質量部、エポキシ当量が約１５０のエポキシ反応性希釈剤５０質量部、融点が１７０℃のジシアンジアミド潜在型硬化剤５０質量部、炭酸カルシウム３００質量部、添加剤３０質量部をプラネタリーミキサーにより混合分散し、塗布型補強材２ｂを得た。エアレスポンプにより塗布型補強材２ａ及び２ｂを加圧圧送し、同時に配管及びノズルを約５０℃に加熱した各々のスリットノズルにより、防錆油の付着している０．８ｍｍ厚の自動車用鋼板に各々塗布膜厚０．５ｍｍにて塗布し、１７０℃で３０分の加熱を行い、１.５倍に発泡した中間層と拘束層の二層の補強材２を得た。
【００２０】
【実施例３】
中間層として、エポキシ当量が約２００のビスフェノールＡ型ゴム変性エポキシ樹脂１５０質量部、エポキシ当量が約３００のエポキシ反応性希釈剤１００質量部、融点が約１３０℃のアミン系潜在型硬化剤５０質量部、分子量約５０００のオキシムブロックのＴＤＩウレタンプレポリマー２５０質量部、炭酸カルシウム３００質量部、添加剤３０質量部をプラネタリーミキサーにより混合分散し、塗布型補強材３ａを得た。拘束層として、エポキシ当量が約２００のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３００質量部、エポキシ当量が約１５０のエポキシ反応性希釈剤１００質量部、融点が１３０℃のアミン系潜在型硬化剤１００質量部、炭酸カルシウム２００質量部、添加剤３０質量部をプラネタリーミキサーにより混合分散し、塗布型補強材３ｂを得た。エアレスポンプにより塗布型補強材３ａ及び３ｂを加圧圧送し、同時に配管及びノズルを約５０℃に加熱した各々のスリットノズルにより、防錆油の付着している０．８ｍｍ厚の自動車用鋼板に各々塗布膜厚０．５ｍｍにて塗布し、１７０℃で３０分の加熱を行い、１.５倍に発泡した中間層と拘束層の二層の補強材３を得た。
【００２１】
【比較例】
ラクタムブロックのＴＤＩウレタンプレポリマー２５０質量部、ポリエステルポリオールを反応当量含有するポリウレタン樹脂１００質量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂及びジシアンジアミド潜在型硬化剤３００質量部、ガラスバルーン３０質量部、炭酸カルシウム２００質量部、添加剤３０質量部をプラネタリーミキサーにより混合分散し、塗布型補強材４を得た。エアレスポンプにより塗布型補強材４を加圧圧送し、同時に配管及びノズルを約５０℃に加熱したスリットノズルにより、防錆油の付着している０．８ｍｍ厚の自動車用鋼板に塗布膜厚１．５ｍｍにて塗布し、１７０℃で３０分の加熱を行い、１.５倍に発泡した補強材４を得た。
【００２２】
【試験方法】
（１） 補強材が塗布硬化後の鋼板の外観を観察し、歪み等の異常が無いかどうかを調べた。
（２） 各試験片を、１ｍ2あたりの質量を測定の上、補強性を測定した。補強性は引張試験機にて測定を行った。各試験片を、スパンが１００ｍｍの３点曲げタイプの変形測定ジグに載置し、圧縮速度５ｍｍ／分で試験片を圧縮し、試験片が１ｍｍ変形した時の荷重を測定し、これに重力加速度を乗じて補強性とする。
【００２３】
【結果】
（１）外観
補強材１〜補強材４とも鋼板外観に異常は見られなかった。
（２） 補強性（単位はＮである）
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【００２４】
【発明の効果】
本発明の補強材は塗布型であるため、従来成形物の補強材を貼着作業するために必要な条件は大幅に緩和され、塗布ノズルを工夫することにより従来は補強材貼着が困難若しくは不可能であった箇所にも、補強材を塗布できるようになるため、鋼板補強の適用箇所が大幅に増える。また、塗布作業となるため、塗布機を自動塗装機やロボット塗装機とすることにより作業の自動化が可能となる。中間層に配合したエポキシ樹脂とブロックウレタン樹脂の付着力は極めて強力であるため、化成処理前の表面に防錆油が存在する自動車用鋼板にも、容易に付着して補強材を形成することができる。また中間層の発泡により鋼板の歪みを防止し、拘束層の硬化により、本出願人が以前出願の単層からなる塗布型補強材に比較して、格段に高い補強力を有する。