JPS5948152A - 板材補強用材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は板材、特に自動車用板材を補強するための補強
用材で、更に詳しくは被補強板材に貼着し、塗料の焼付
硬化工程と同時に該補強拐を加熱硬化および加熱発泡硬
化させてビード状膨出部を形成して補強するようにした
板材補強用材に関する。

近年、車体の軽量化に伴い高張力鋼板が用いられ、張力
が増すにつれて鋼板を薄くできるが、このような薄肉の
高張力鋼板では車体の強度は勿論充分にあるが鋼板の表
面を押圧された場合にはわずかであるが変形、へこみな
とをひき起こし易くなり、車体強度は全く問題がないが
見栄えが悪化したと感じられることもある。このため、
それの補強、調性の向上を目的として種々の補強手段が
考えられている。例えば、特開昭５６−３９９６６号に
は、熱硬化性樹脂、特に熱硬化性エボキシ樹脂組成物補
強材とこの補強材に形成されたビード状膨出部からなる
ものを使用して自動車用板材を製造する方法が開示され
ている。この方法は、添付の第１図に示すように、車体
外板などを形成する金属製板材（で１１）の裏面の１部
に、防錆のための被膜（６１）を設け、そのうえにポリ
エチレンフオームなどからなる芯材を封入した発泡性樹
脂組成物層（８１）を積層し、さらにこの樹脂層（３°
）を被覆するように、ガラス繊維等の強化材料（４′）
を積層した補強材（２１）を貼着させ、これを加熱発泡
硬化処理することにより芯材を発泡させてビード状膨出
部（５′）を形成させ、板拐を補強するものである。

この方法によれば、一応補強された自動車用板材が製造
されうるが、加熱発泡によるビード状膨出部の形成が充
分でない場合がある。すなＡつち−この方法によれば、
まず被膜層（６“）と熱硬化性補強材層（２１）の接触
界面において、粘着接着してし）るためＧａ被膜層（６
１）と熱硬化性補強材層Ｃ２１）の累月の組合せ、ある
いは発泡剤の選択の仕方番こよってはサンドイッチ構造
の樹脂組成物層（３１）を加熱発泡させてビード状膨出
部を形成するときに、被膜（６゛）と熱硬化性補強材層
（２′）との間の粘着力あるいは接着力が発泡性樹脂組
成物層（３１）の発泡によって生ずる被膜（６１）に対
する熱硬化性補強材層（２°）をずらそうとする力より
も大きくビード状膨出部の高さが充分には得られない場
合があるという問題点があった。又、ビード状膨出部の
高さを充分に得るには、特に熱硬化性補強層（２１）の
粘着力と発泡性樹脂組成物層（３“）の組成および量を
充分に検討する必要があり利料の選択の自由度が少ない
という問題点があった。

本発明者らは上記問題点に鑑み、鋭意検削を行なったと
ころ未硬化状態の熱硬化性樹脂層、隔離層、加熱により
発泡して膨出部を形成する未発泡の発泡剤組成物層およ
び強化層を備えた熱硬化性樹脂層を積層した補強層とす
ることにより補強性に優れ、防錆力にも優れることを見
出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は未硬化状態の熱硬化性樹脂組成物層
、それより巾狭な未発泡の発泡剤組成物層および例えば
ガラス繊維の布の如き強化層を備えた前記隔離層より巾
広の未硬化状の熱硬化性樹脂組成物層を積層したことを
特徴とする板材補強用の補強材を提供するものである。

本発明の板材補強用材について、添イ」の図面を用いて
詳細に説明する。

本発明の補強用材により補強された自動車用板材は、車
体外板などを形成する金属製板材、例えば第２図に示す
ようなドアパネルにおいて、アウターパネルη成、形後
その裏面に、部分的に、補強材（Ｓ）を粘着接着させ、
次いてインナパネルと溶接してドアに組立て、自動車組
立てラインにおける塗料の焼（ｉ硬化の際に、同時に、
補強層（Ｓ）の加熱硬化、加熱発泡硬化を行なうことに
より得られる。

本発明の好ましい補強層（Ｓ）は、第３図および第４図
に示すような断面構造を有し、第３図は加熱発泡硬化処
理前番こおける補強材（Ｓ）の模式的断面図であり、第
５図は加熱発泡硬化処理したのちの補強＋−Ａ（Ｓ））
の模式的断面図である。

第３図において、（１）は車体外板などの金属製板拐を
示し、これに粘着接着される補強イ旧Ｓ）は、防錆性を
付方した未硬化状態の熱硬化性エポキシ樹脂組成ＩＩＩ
Ａ層（６）、それよりも巾狭な隔離層（７）を介して、
さらに巾狭な未発泡の発泡剤を混入したエポキシ樹脂組
成物からなる発泡層（３）を積層し、さらにその上に該
隔離層（７）および発泡層（３）を被覆するようにエポ
キシ樹脂組成物層（６）と同じ大きさの未発泡の熱硬化
性エポキシ樹脂組成物層（２）およびその上にガラス繊
維織布層（４）を積層してなる。このような１１に造の
補強剤（Ｓ）を自動車外板などの金属製板拐に粘着接着
したのち、自動ｆｌｊ絹立ラインにおける塗料の焼（；
Ｊ硬化の際に、同時に加熱発泡硬化を行なうことにより
該発泡層（３）が加熱発泡し、第４図に示すようにビー
ド状膨出部（５）を形成する。

この補強層（Ｓ）の製法はとくに限定されず通常の方法
で行ないうる。例えば、強化層となるンート状のガラス
繊維層（４）上に未硬化状態の熱硬化１ｊ−エポキシ樹
脂組成物を塗布、積層（２）シ、その上に未発泡の発泡
剤を混入したエボギシ樹脂紹成物を巾狭に塗布するかま
たは該組成物の巾狭なシート状成形体（３）を積層する
。一方、剥離紙上に、防錆性を付方した未硬化状のエポ
キシ樹脂組成物（６）を塗布、積層し、その」二に該組
成物層（６）よりも中挟であるが」二記発泡層（３）よ
りも巾広に裁断した隔離層（７）を積層する。このよう
にして調整された２つの積層片を該組成物層（３）の面
と隔離層（７）の面とを合わせるように重ね合せて補強
材（Ｓ）を作成する。

この補強材（Ｓ）の形状はとくに限定されないが、通常
−ｒｌＪ２−１０Ｃｍ−１長さ２０〜５０ｃｍの帯状に
するのがよく、その加熱発泡前の厚みが全厚で１゜０〜
５０だが程度が好ましい。巾が２ｃｍ未満だとビードの
高さも充分得られず補強効果が少ない。又厚みは１關以
下では強度が得られず、５．０　ｍｍを超えると重くか
つ高価になる。このような形状とすることにより車体外
板の作業工程における該補強材（Ｓ）の粘着作業性、硬
化後の補強性の面で良好な結果を示し、また経済的にも
好ましい。なお、この補強利（Ｓ）における隔離層（７
）のＩＪは補強材（Ｓ）全ｒｊＪの３０〜８０％程度、
厚さは０３〜１．５朋程度でできるだけうすい方が好ま
しい。３０％未満たと隔離層の役目をせず、８０係をこ
えると強度が低下する。また、発泡層（３）の巾は補強
材（Ｓ）全中の５〜３０部程度、厚さは０５〜２．　Ｑ
　ｍｙ程度とずろのが好ましい。発泡層０月４３が全ｌ
〕（７）　５　％未満では充分な強度かえられず、３０
％をこえると発泡ガス量が多くなり、エボキン樹脂組成
物層（６）と（２）との間からガスが逃げ隙間が開き、
強度が得られなくなる。さらに、該補強１石Ｓ）におけ
る各層の長さ方向の大きさは等間てあってもよいが、そ
の場合には自動車組立ラインにおいて電着槽に浸漬した
ときに発泡層（３）の両端部より電着液が浸入し、水の
蒸発により異状に発泡が生じて好ましくないことがある
。そのため１発泡層（３）の長さ方向両端部を若干短か
くし、例えば補強ｔｌ　（Ｓ）の長さよりも両端にて０
５〜３．　Ｑ　ｃｍ短かく塗布または積層し、かつ両端
において両エポキシ樹脂組成物層（２）と（６）を互い
に接着することにより電着液の浸入、それによる異状発
泡なとが防がれる。

本発明で用いられる熱硬化性樹脂としては、最も好まし
い樹脂は熱硬化性エポキシ樹脂であり、例えは、ビヌフ
ェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂（例え
ば油化シェルエポキシＣ株）製エピコート＋８２８、＋
１００１、＋１００４、無電化工業ｃ株）製アデカレジ
ンＥＰ４１００．５１００等）、不飽和脂肪酸二量体ジ
グリシジルエステル型エポキシ樹脂（例えば、油化シェ
ルエポキシ（株）製エピコート≠８７１）−アルキレン
オキザイドのジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂（例
えば、無電化工業ｃ株）製アデカレジンＥＯ−５Ｑ５）
−ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂Ｃ例えば、大日本イ
ンキ化学工業（株）製エピクロン≠８８０１、その他Ａ
ＣＲ社製Ａ、、Ｃ，Ｒ，Ｘ・１３０７、などが挙げられ
、所望の組成物の物性に応じてその一種を単独で、ある
いは２種以上を組み合せて使用する。さらにエポキシ樹
脂の硬化物の物性改質および半硬化状態における粘着接
着性向上のために、液状アクリロニド＋１　Ｊレーフ゛
クジエン共重合体を予めエポキシ樹脂と反応させた反応
生Ｄ’２　物または固体のアクリルニトリル　フタ゛エ
ン共重合体を混合することが望ましい。

本発明の熱硬化性エポキシ樹脂組成物は、上記のような
熱硬化性エポキシ樹脂に８０〜２００℃の温度範囲で活
性な加熱活性硬化剤をエポキシ樹脂１００部（重量部、
以下間し）ｌこ対して１〜１５部を配合し７て調整され
る。そのような加熱活性硬化剤としては、例えば、ジシ
アンジアミｔ、４゜４−ジアミノジフェニルヌルホン、
イソフクル酸ジヒドラジドのようなジヒドラジド類、Ｎ
、Ｎ−ジアルキル尿素誘導体−Ｎ、Ｎ−ジアルキルチオ
尿素誘導体、２−ｎ−ヘプタデシルイミダゾールのよう
なイミダゾール誘導体などが挙けられ、塗料の焼付硬化
条件に合せて８０〜２００℃の温度範囲で活性になるも
のてあＡ１ばよい。その他、未硬化状態、いわゆるＢヌ
テージの状態を保つことができ、かつその状態で粘着性
を示す熱硬化性樹脂ならは何でも使用できる。

本発明の発泡剤組成物層は、上記熱硬化性樹脂組成物あ
るいはポリエチレン等の熱可塑性樹脂組成物に適当な発
泡剤を樹脂組成物１００部に対して０．５〜２０部配合
して調整される。この発泡剤としでは、常温で他成分と
混合しても安定でかつ加熱により分解してガスを発生す
る物質、例えば、アゾジカルボンアミド、アゾビヌイソ
プチロニトリルのようなアゾ化合物、ジニトロソペンタ
メチレンテトラミンのようなニトロソ化合物、ｐ−）ル
エンヌルホニルヒドラジド、４．４−オキシベンゼンス
ルホニルヒドラジドのようなスルホヒドラジド化合物な
どが挙げられる。特に塗料の焼付硬化条件の１２０〜１
８０℃の温度範囲で分解してガスを発生するものを適宜
選択することができ、発泡剤の種類と配合量を適当に調
整して、発泡倍率が５００〜１０００％になるようにす
るのが好ましい。

被補強板材に貼着する面の熱硬化性樹脂組成物層には防
錆力を持たせても良い。その場合には、前記熱硬化性樹
脂、例えば、エポキシ樹脂組成物をこ通常の防錆剤を配
合することによって調整される。このような防錆剤とし
ては、例えば、鉛月、亜酸化鉛、ジアミド鉛、塩基性硫
酸鉛、鉛酸カルシウム、亜鉛華のような塩基性顔料、シ
ンクロメート、ヌトロンチュームクロメート、バリウム
カリウムクロメート、塩基性クロム酸鉛υ】ような可溶
性顔料、亜鉛末のような金属粉顔料などが挙けられるが
、人゛体に対する影響および毒性について注意して選択
することが必要である。その観点がら毒性が少なく、通
常の防錆剤よりも優れた特殊な酸化鉄が好ましい。また
、上記のような防錆顔料の配合と併用して、あるいは単
独で熱硬化性樹脂組成物に予め、カーボン、あるいハ銀
粉、銅、アルミニウムなどの導電性金属粉を配合してお
く方法も採用さね、この場合には、熱硬化性樹脂組成物
に対して電着塗装が可能となるので、本発明の補強材（
Ｓ）の貼着した周囲側端において充分にＴ着塗装を行な
うことができ、その結果、金属性板材の防錆性が向上さ
れる。

本発明の未硬化状態の熱硬化性樹脂組成物には、さらに
粘着性、接着性、保形性、経済性、作業性などのイτＪ
与調整のために通常の充填剤、ｒｙｌ塑剤、ゴム質物質
などを適宜に配合してもよい。

本発明ノ補％ｉ　材における隔離層としては塗料の焼付
温度、時間条件下で、溶融、焼失しないものであり、粘
着、接着しにくく、可及的に薄いものが加熱発泡して膨
出部形成のために望ましい。例えば、２０〜１００μ厚
さの両面剥離紙やポリカルボネート、ポリエステル、ふ
っ素樹脂などの１２０℃以上の耐熱性のある合成樹脂製
皮膜（フィルムまたはシート）、雲母シートなどが使用
できる。特に、５０μ程度のポリエステルフィルムが耐
熱性、難接着性、柔軟性などの性能を備えているので、
本発明の使用に望ましい。

また、強化層としてはガラス繊維で０１〜０４問厚、１
００〜４００ｆ／ｍ　　のものが物理的強度。

耐熱性の面から優れており、その他、アルミニウム箔な
どの金属箔、アヌベヌト繊維布、麻、綿、ナイロン、ポ
リエステル、ポリプロピレンなどの織布、不織布、フィ
ルムなど０．２〜０．３問厚のものを保形強化層用材料
として本目的のために使用することができる。

上記のようにして得られた補強拐を用いて自動車用板材
を補強するには、金属性板材をプレヌ成形して自動車車
体として絹み立てる際にそのプレヌ成形後に、金属性外
板の補強すべき場所の裏面に対して、上記帯杖の補強材
を粘着接着し、これを自動車組み立てラインの次工程の
塗装工程において電着塗料の焼付と同時に加熱発泡硬化
させて行なわれる。本発明によＡ１ば、該補強相の半硬
化状態の熱硬化性樹脂組成物がプレヌ成形した鋼板素地
の自動車用板材によく粘着接着し、電着塗装工程で脱落
することなく、しかも発泡層（３）の全周において熱硬
化性エポキシ樹脂組成物層（６）　（！＝（２）とが粘
着又は接着している場合には電着塗料樹脂液が補強材θ
】空隙部に浸入することなく行なわれる。

また、電着塗料の焼付硬化と同時に、該補強月は硬化さ
れるが、熱硬化性樹脂組成物層（６）と発泡層（３）お
よび熱硬化性樹脂組成物層（２）の１部と接して介在さ
れろ隔離層（７）があるので、発泡層（３）が発泡硬化
するのに伴い、上層の熱硬化性樹脂組成物層−（２）と
ガラス繊維層（４）を押上は変形させ易くなるので、加
熱発泡硬化して均質、均一で−高い発泡倍率となりその
形状は不規則な凹凸のある、高さの低い台形形状にはな
らすに、横断面はぼハツト型の一定形状のビード状膨出
部を形成する。

本発明の補強材の一具体例について実験したところ下記
のとおりてあった。

該補強材の発泡硬化前の形状が全体の巾５０ππ、長さ
２　Ｑ　Ｃ１ｎとして、発泡層（３）（Ｄ　ｒｌ）７　
ｙｔｔｍ　、厚さ１．５ｕ、シートの長さ方向両端部よ
り２　ｃｍ短かくし、隔離層（７）の巾３０πＭとした
ものにおいて、鋼板（１００Ｘ３００　Ｘｏ、８ｍＭ）
＋ｃ貼着シー電着塗装（カチオン型電着塗料２ｏｏＶ−
ｏ５Ａ、６０秒間を行ない、１８０℃、３０分間乾燥硬
化）を行なった。発泡硬化後のビード状膨出部（５）の
横断面形状は半円形の底辺部の直径は約２０ｍｍとなり
、その頂点の高さは１１朋であった。また、この硬化物
のｌ旧ｙ試験における１朋変（、’ｒの荷重は１５Ａ；
＜７／１Ｂａｎ中以上であった。なお、別の鋼板に該補
強材ＣＩ　ＯＯＸ３００　Ｘｏ、８ｆｆπ）を貼着電着
塗装し、硬化させ、塩水噴霧試験装置Ｃ５％　ＮａＣ！
水）によって−２００時間の発錆試験を行なったが、該
補作詞の接触部分および周囲側端部分には錆発生および
接着不良による剥離はみられなかった。

このように、自動車用板材ｃこり１して、本発明の補作
詞は熱硬化性樹脂あるいは発泡剤の組成量を比較的自由
に選択でき、しかも重体外板などの裏面に貼着し、加熱
硬化および加熱発泡硬化して均質、一定形状となり、必
要な高さのビード状膨出部を形成するので、自動車用板
材である薄肉鋼板にヒケ現象を起こすことなく、補強効
果をＩｉえ、自動車用板材として優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の補作詞の模式的断面図、第２図は本発明
の補作詞を適用した自動車ドアパネルの要部斜視図、第
３図は本発明の補作詞の模式的断面図、第４図は第３図
に示す補強層の加熱硬化後における模式的断面図である
。 １：金属製板材、２：熱硬化性樹脂糸月成物層、３：発
泡剤を混入した発泡剤組成物層、４：強化層、５：ビー
ド状膨出部、６：熱硬化性樹脂組成物層、７：隔離層。 第１図 ３゜ 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）未硬化状態の第１の熱硬化性樹脂組成物層、それ
   より巾狭な隔離層、該隔離層より巾狭な未発泡の発泡剤
   組成物層および強化層を備えた前記巾広な未硬化状の第
   ２の熱硬化性樹脂組成物層を積層してなることを特徴と
   する板材補強用材、（２）発泡剤組成物層の全周におい
   て第１および第２の熱硬化性樹脂組成物層が接着又は粘
   着しており、該接着又は粘着部の巾が発泡剤組成物層の
   長さ方向端部において０．５〜３．Ｏｃｍである特許請
   求の範囲第１項記載の板材補強月利、 （３）補強月利のｌ］が２〜１０ｃｍ、長さ２０−５０
   ｃｍの帯状形状をなし、発泡剤組成物層が約０．５〜５
   ．０間である特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項
   記載の板材補強用材、 （４）隔離層の巾が補強用材の巾の３０〜８０係で、か
   つ厚さが約０．０２〜１．５間であり、発泡剤組成物層
   のｒｊＪが補強用材（７）ｍの約５〜３０％である特許
   請求の範囲第（１）項〜第（３）項のいづれか１つに記
   載の板材補強用の補強材。