(57)【要約】【課題】  スチール製の家具の筐体加工や車両等の車体パネル等の構造接着に使用されるエポキシ樹脂系接着剤組成物であって、常温ではタレることもなく塗布可能であり、スポット溶接後であっても未硬化状態で、溶接後の洗浄・乾燥工程でもタレや浸み出しがなく、塗装・焼付工程で硬化するエポキシ樹脂接着剤組成物を提供する。【解決手段】  常温で液状のエポキシ樹脂と、加熱により活性化されるエポキシ樹脂用潜在性硬化剤と、ゲル化剤と、カーボンブラックと、を含むエポキシ樹脂系接着剤組成物とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温で液状のエポキシ樹脂と、加熱により活性化されるエポキシ樹脂用潜在性硬化剤と、ゲル化剤と、カーボンブラックと、を含むエポキシ樹脂系接着剤組成物であって、前記ゲル化剤が、前記エポキシ樹脂と潜在性硬化剤との合計１００質量部に対して５〜３０質量部配合され、前記カーボンブラックが、前記エポキシ樹脂と潜在性硬化剤との合計１００質量部に対して１．５〜４質量部配合されていることを特徴とするエポキシ樹脂系接着剤組成物。
【請求項２】
前記ゲル化剤が、コアシェル型アクリル樹脂粉末であることを特徴とする請求項１記載のエポキシ樹脂系接着剤組成物。
【請求項３】
前記カーボンブラックが、中空シェル状の導電性カーボンブラックであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のエポキシ樹脂系接着剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチール製の家具の筐体加工や車両等の車体パネル等の構造接着に使用されるエポキシ樹脂系接着剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スチール製の家具の筐体加工においては、その筐体の所要の面板部に対して面強度を補う補強部材を、当該面板部と補強部材との接触面の少なくとも一部に所定方向ほぼ全域に亘り熱硬化性の接着剤を塗布した上で添設し、当該補強部材を溶接等によるポイント接着によって面板に仮固定した後、熱により接着剤を硬化させて面板部と補強部材とを面接着する方法が採用されている（特許文献１）。また、車両等の構造接着で接着剤とスポット溶接を併用したウェルドボンド工法において、接着剤の塗布時には作業性に優れ、電着塗装工程あるいはその後の洗浄工程においては高粘度となって飛散・流出を防止でき、しかも加温設備やプレヒート設備を不要とし既存の設備で施工可能な、構造用接着剤組成物が提案されている。当該構造用接着剤組成物は、ビスフェノールを原料として合成された２０℃で液状の主エポキシ樹脂と、ＮＢＲ及びＳＢＲから選ばれる少なくとも一種からなり主エポキシ樹脂と反応しない固形ゴム成分と、加熱により活性化されるエポキシ樹脂用潜在性硬化剤と、を含むことが示されている。（特許文献２）。いずれも常温で塗布可能で、スポット溶接後では未硬化状態であり、塗装・焼付時に接着剤が硬化するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０１０９７
【特許文献２】特開２０１３−２５３１３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１のエポキシ樹脂系接着剤組成物は、この種の筐体の板材には通常、亜鉛めっき鋼板などが用いられることが多い点を考慮して、油面接着性があるもの、すなわち脱脂をせずに接着できるものを選定するが、アクリル系やエポキシ系の接着剤では固まってしまうので、硫黄系硬化剤であるポリブタジエンゴム等を用いることが好ましいとされているエポキシ樹脂系接着剤である。また、特許文献２は、塗布時には作業性に優れるとともに、電着塗装工程及びその後の洗浄工程においては高粘度となって飛散・流出を防止するために、エポキシ樹脂と反応しないＮＢＲ及びＳＢＲから選ばれる少なくとも一種からなる固形ゴム成分を含んでなるエポキシ樹脂系接着剤組成物である。いずれも塗布時の作業性を確保するために、エポキシ樹脂と反応しないゴム系成分を含むものである。
【０００５】
本発明は、接着剤にエポキシ樹脂と反応しないゴム系成分を含むことなく、常温ではタレることもなく塗布可能であり、スポット溶接後であっても未硬化状態で、溶接後の洗浄・乾燥工程でもタレや浸み出しがなく、塗装・焼付工程で硬化するエポキシ樹脂接着剤組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明のエポキシ樹脂接着剤組成物は、常温で液状のエポキシ樹脂と、加熱により活性化されるエポキシ樹脂用潜在性硬化剤と、ゲル化剤と、カーボンブラックと、を含むエポキシ樹脂系接着剤組成物であって、前記ゲル化剤が、前記エポキシ樹脂と潜在性硬化剤との合計１００質量部に対して５〜３０質量部配合され、前記カーボンブラックが、前記エポキシ樹脂と潜在性硬化剤との合計１００質量部に対して１．５〜４質量部配合されていることを特徴とする。さらに、前記ゲル化剤が、コアシェル型アクリル樹脂粉末であり、前記カーボンブラックが、中空シェル状の導電性カーボンブラックであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
常温で液状のエポキシ樹脂と、加熱により活性化されるエポキシ樹脂用潜在性硬化剤と、ゲル化剤と、カーボンブラックと、を含むことにより、本発明のエポキシ樹脂接着剤組成物は、常温ではタレることもなく塗布可能であり、スポット溶接後であっても未硬化状態で、しかも溶接後の洗浄・乾燥工程でもタレや浸み出しがなく、塗装・焼付工程で硬化する接着剤組成物となり、スチール製の筐体や車両等の構造接着に適したものとなる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明のエポキシ樹脂接着剤組成物は、常温で液状のエポキシ樹脂と、加熱により活性化されるエポキシ樹脂用潜在性硬化剤と、ゲル化剤と、カーボンブラックと、を含むものである。
【０００９】
常温で液状のエポキシ樹脂としては、ビスフェノールを原料として合成された常温で液状のエポキシ樹脂を用いる。ビスフェノールとしては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＥ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＡＰ、ビスフェノールＡＦ、ビスフェノールＢ、ビスフェノールＢＰ、ビスフェノールＣ、ビスフェノールＧ、ビスフェノールＭ、ビスフェノールＰなどがあり、これらから選ばれる少なくとも一種を原料として合成されたエポキシ樹脂を用いることができる。中でも高粘度のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が好ましい。
【００１０】
加熱により活性化されるエポキシ樹脂用潜在性硬化剤としては、グアナミン類、グアニジン類、アミノグアニジン類、ウレア類、イミダゾール類、変性ポリアミン及びこれらの誘導体、ジシアンジアミド、三フッ化ホウ素アミン錯体、有機酸ヒドラジッド、メラミンなどの群から選択して用いることができる。中でも広く用いられているジシアンジアミドが好ましい。なお潜在性硬化剤の添加量は、マトリクスのエポキシ当量に応じて決定される。
【００１１】
ゲル化剤としては、シランカップリング剤等により表面処理したシリカ粉末、セピオライトなどの鉱物繊維、アクリル樹脂系コアシェル型微粉末などがあり、中でもエポキシ樹脂の補強剤としても使用されるアクリル樹脂系コアシェル型微粉末が好ましく、市販品としてゼフィアックＦ３５１（商品名、アイカ工業社製）がある。当該アクリル樹脂系コアシェル型微粉末は、エポキシ樹脂に対して容易に分散でき、プレゲル性とエポキシ樹脂が完全硬化したときにシェル層が熔解して高い接着強度と応力緩和性を有するものである。前記ゲル化剤は、前記エポキシ樹脂と潜在性硬化剤との合計１００質量部に対して５〜３０質量部配合され、５質量部未満ではスポット溶接後の洗浄・乾燥したときにタレが生じ、３０質量部超では、タレは生じないものの塗布できなくなる。好ましくは、８〜２５質量部である。
【００１２】
カーボンブラックは、タレ防止剤としても働くが、カーボンブラックを添加することにより、当該エポキシ樹脂接着剤組成物は導電性を持つ接着剤組成物となる。そのため、スポット溶接時において、分流する電流は少なく、溶接電流は電極間を直線的に流れる状態となり、被着体間の電流密度を増加させることができ、板隙の有無にかかわらず被着体間にナゲットを形成することができる。前記カーボンブラックとしては、人造黒鉛粉末、天然黒鉛粉末等が用いられ、中でも導電性に優れる中空シェル状のカーボンブラックが好ましく、市販品としてケッチェンブラック（商品名、ライオン社製）がある。前記カーボンブラックは、前記エポキシ樹脂と潜在性硬化剤との合計１００質量部に対して１．５〜４質量部配合され、１．５質量部未満ではスポット溶接後の洗浄・乾燥したときにタレが生じ、４質量部超ではタレは生じないものの作業性に劣る。好ましくは、２〜３．５質量部である。
【００１３】
上記の成分に加えて、ＤＢＵ、ＤＢＮ、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、
１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム、３−フェニル−１，１−ジメチルウレア、ＤＣＭＵなどの硬化促進剤（触媒）を添加することができる。
【００１４】
また、ｎ−ブタノールグリシジルエーテル、高級アルコールグリシジルエーテル、ブチルフェニルグリシジルエーテル、メタクリル酸グリシジルエステル等の一官能型反応性希釈剤、あるいは１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルなどの多官能型の反応性希釈剤を添加することもできる。
【００１５】
さらに、必要に応じて炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルクなどの体質顔料（充填材）、酸化チタン、酸化鉄などの着色顔料を添加することができる。
【００１６】
以下、本発明のエポキシ樹脂接着剤組成物について、実施例、比較例に基づき説明する。なお、本発明のエポキシ樹脂接着剤組成物は、以下の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。
【実施例１】
【００１７】
常温で液状のエポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ｊＥＲ８２８（商品名、三菱化学社製）９５質量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ｊＥＲ８２８と潜在性硬化剤であるジシアンジアミドを６：４の重量比で混練したＪＤＹ−７ＤＩＳＹＪ（アイカ工業社製）３０質量部、ゲル化剤としてコアシェル型アクリル樹脂粉末であるゼフィアックＦ３５１（商品名、アイカ工業社製）１０質量部、カーボンブラックとしてケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ（商品名、ライオン社製）３重量部、触媒としてＤＣＭＵ−９９（商品名、保土谷化学工業社製）６質量部、反応性希釈剤として２官能型反応性希釈剤であるＥＤ−５０３（商品名、ＡＤＥＫＡ社製）３０質量部を攪拌混合し、実施例１のエポキシ樹脂接着剤組成物を得た。
【００１８】
以下同様にして、表１に示す配合にて実施例２〜４、および比較例１〜２のエポキシ樹脂接着剤組成物を得た。
【００１９】
【表１】
2016056259.tif 000002
【００２０】
＜接着剤の評価＞
実施例および比較例の各エポキシ樹脂接着剤組成物の粘度、タレ性、および接着強さを以下の試験方法により評価した。
【００２１】
［試験方法／粘度］  
Ｂ型粘度計（型式ＢＨ２）を用い、ローター７、回転速度２ｒｐｍ、液温２３℃にて各エポキシ樹脂接着剤組成物の粘度を測定した。
【００２２】
［試験方法／タレ性］  
圧延鋼板ＳＰＣＣ−ＳＤに各エポキシ樹脂接着剤組成物を厚さ２ｍｍとなるように塗布した試験体を１４０℃の恒温槽中に垂直に立て、１０分後に目視にてタレの度合いを評価した。垂れないものを○、わずかに垂れるが使用可能であるものを△、垂れたものを×とした。
【００２３】
［試験方法／接着強さ：スポット溶接後のＴ剥離強さ］
厚さ１．６ｍｍ、巾２５ｍｍ、長さ１００ｍｍの圧延鋼板ＳＰＣＣ−ＳＤを平坦部が５０ｍｍとなるようにＬ字状に曲げ、前記平坦部に厚さ０．５ｍｍとなるように各エポキシ樹脂接着剤組成物を塗布した被着体の塗布面同士を重ねた。重ねた鋼板の平坦部に交流式スポット溶接機にて均等間隔で３点仮固定し、各試験体を得た。試験体の非塗布面端部をつかみ、インストロン社製万能試験機を用い、１８℃の雰囲気下で１００ｍｍ／分にてＴ字型に剥離し、その強さを測定した。
【００２４】
［試験方法／接着強さ：Ｔ剥離強さ］
厚さ１．６ｍｍ、巾２５ｍｍ、長さ１００ｍｍの圧延鋼板ＳＰＣＣ−ＳＤを平坦部が５０ｍｍとなるようにＬ字状に曲げ、前記平坦部に厚さ０．５ｍｍとなるように各エポキシ樹脂接着剤組成物を塗布した被着体の塗布面同士を重ね、クリップ留めした。次いで、クリップ留めした状態で１４０℃−１５分加熱した後、更に１９０℃−１５分加熱し、エポキシ樹脂を硬化させ、各試験体を得た。試験体の非塗布面端部をつかみ、インストロン社製万能試験機を用い、２３℃の雰囲気下で１００ｍｍ／分にてＴ字型に剥離し、その強さを測定した。
【００２５】
［試験結果］
表２に、各エポキシ樹脂接着剤組成物の性能評価結果を示す。
【００２６】
【表２】
2016056259.tif 000003
【００２７】
上記の結果から、ゲル化剤はエポキシ樹脂接着剤組成物の塗布作業性と硬化後の接着強さに作用する一方で、カーボンブラックは前記エポキシ樹脂接着剤組成物の粘性だけではなく、溶接精度を作用する。