JPS63258274A - 自動車車体の補強構造 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車のフード（ボンネット）、トランク切リ
ッド、ルーフ、ドア等の自動車車体の外板（アウターパ
ネル）の補強構造に関するものである。

〔従来の技術とその問題点〕

従来、自動車車体の外板の補強構造として外板表面にゴ
ム系、ＰｖＣ系、アスファルト系等の接着剤層を介して
内板（補強用インナーパネル）を設け、外板と内板とを
加熱接着することによって外板に張り剛性を付与するこ
とが広く行われている。

しかしながら、このような補強構造に上記の如き接着剤
を用いたのでは、加熱後の接着剤の接着力が低いため、
外板の張り剛性が不十分であるという問題がある。

と記の接着力の低さを改善するものとしてエポキシ樹脂
、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の加熱、硬化により高
い接着力を示す接着剤を使用する方法が考えられる。

ところが、かような方法にあっては、加熱、硬化の際の
収縮が大きく、外板に歪が発生するという問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の事情に檻み鋭意研究した結果、外
板上に熱硬化性樹脂を発泡させた発泡層を介して内板を
設ければ、高い張り剛性と歪発生防止を両立できること
を見出し末完明番こ至ったものである。

即ち、本発明は高い張り剛性と低歪性を有する自動車車
体の補強構造に関し、外板上に発泡層を介して内板を設
けて成る補強構造であって、発泡層が発泡倍率１．０３
〜１．３０倍の熱硬化性樹脂製発泡体であることを特徴
とするものである。

以下、図面により本発明を説明する。

第１図および第２図に示す補強構造において、１は外板
であり、所望の位置に発泡層３を介して内板２が設けら
、れている。本発明においては内板２の断面形状は第２
図の如く平板状であっても良く、第３図の如くフランジ
部を有するものであっても良い。このフランジ部を有す
る場合、発泡層３は内板２のフランジ部のみに設ければ
軽量化できるので好ましい。

また、上記実例においては内板の平面形状が長方形のも
ののみを例示したが、本発明においては用途、目的等に
応じて任意の形状のものを用いることができる。

本発明における発泡層としては、発泡倍率が１゜０３〜
１．３０倍、好まＬ　＜は１．０５〜１．２５音の熱硬
化性樹脂製発泡体が用いられる。この際の発泡倍率が１
．０３倍より小さいものは硬化収縮による歪が発生する
ことがあり、１．３０倍を越えると気泡抜けが起り易く
なり、耐腐食性が低下する傾向を示す。

特に本発明では、発泡層として通気性を有さない独立発
泡体を用いた際に耐腐食性がより一屑向上するので好ま
しい。

次に、発泡１に用いられる熱硬化性樹脂の発泡前の形態
である熱硬化性樹脂組成物について説明する。

熱硬化性（選脂組成物としては、エポキシ樹脂、ウレタ
ン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、）エノール樹脂、ア
クリル樹脂等めＭ硬化性樹脂を用いた組成物を挙げるこ
とができる。中でも耐熱性、接−ｉ！耐久性の点からエ
ポキシ樹脂組成物を用いるのが好ましい。

熱硬化性樹ＩＩ！組成物に配合される発泡剤としては常
温より高い温度で発泡するものであれば特に−限定はさ
れない。例えば、エポキシ樹脂組成物を用いて外板と内
板を接若して電着塗装を施す場合には、その塗装温度付
近の温度、１３０〜２３０℃程度で分解発泡する発泡剤
が好ましく用いられる。

これらの発泡剤の好適な具体例としてはアゾジカルボン
アミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４，４
′−ジオキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド等を
挙げることができる。

本発明で用いられるエポキシ樹脂の具体例としては、ビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エ
ポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、ヒダントイン型
エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ダイマー酸
ジグリシジルエステル型エポキシｍ脂、グリシジルアミ
ン型エポキシ樹脂、ポリアルキレングリコールジグリシ
ジルエーテル、アミン変性エポキシ樹脂、ゴム変性エポ
キシ樹脂、フェノキシ樹脂溶融エポキシ樹脂を挙げるこ
とができ、これらの−皿もしくは二重以上の混合物を用
いることができる。

上記エポキシ樹脂の中でも可撓性、シール性、防錆性が
特に良好な、アミン変性エポキシ樹脂を用いた組成物に
より発泡層を形成するのが好ましい。

かような組成物としては、例えば、アミン変性エポキシ
樹脂、硬化剤、発泡剤を必須酸物とし、その他必要ｌこ
応じて未変性のエポキシ樹脂、各種添加剤を配合したも
のを挙げることができる。

以下、アミン変性エポキシ樹脂を例にとって説明する。

アミン変性エポキシ樹脂を製造するために用いるエポキ
シ樹脂としては、特に限定はされず、例えば、ビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ
樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキ
シ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ダイマー酸ジグリ
シジルエステル型エポキシ樹脂、ジカルボン酸ジグリシ
ジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポ
キシ樹脂、ポリアルキレングリコールジグリシジルエー
テル等を単独もしくは２種以上混合して用いることがで
きる。また、エポキシ樹脂の当量としては、通常１００
〜３５００、好ましくは１００〜１５００程度のものが
用いられる。

このアミン変性エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂としての
反応性を有するために、１分子中に平均２個以上のエポ
キシ基を有するものを用いるのが好ましい。

エポキシ樹脂を変性するのに用いられるモノアミン化合
物としては、一般式Ｒ−ＮＨ２（Ｒは脂肪族、指環族ま
たは芳香族の一価の有機基であり、炭素数は５０以下、
好ましくは炭素数１５以下）で表される一級アミノ基を
１分子中に１個有する化合物が挙げられる。このような
モノアミン化合物としてはヘキシルアミン、シクロヘキ
シルアミン、アニリン等を挙げることができる。

アミン変性エポキシ樹脂を製造するには、例えば、上記
エポキシ樹脂とモノアミン化合物を５０〜１３０℃程度
で０．２５〜５時間溶融混合することにより得ることが
できる。このように溶融混合して得られたアミン変性エ
ポキシ樹脂は実質的にアミノ基の活性水素を含まないも
のとされる。しかしながら、活性水素が少々残存してい
ても、保存性を損なわない範囲で本発明において使用可
能である。一般的に初期活性水素量の１０％以下好まし
くは３％以下程度残存していても本発明において使用可
能である。

上記のアミン変性エポキシ樹脂の構造は、必ずしも明ら
かではないが、以下ｌこ示すような基本構造を有するも
のと推測される。

（上記の式において、ＥＰはエポキシ樹脂の骨格部分、
Ｒは脂肪族、脂環族または芳香族の一価の有機本であり
、炭素数５０以下のもの）アミン変性エポキシ樹脂中の
アミン成分含有率は、１〜１０重量％とされる。アミン
成分含有率とは、アミン変性エポキシ樹脂の骨格中に組
込まれたアミン成分（Ｒ−ＮＨ２相当分）が該エポキシ
樹脂に占める割合をいう。理論上は一級アミン基１個に
対してエポキシ基２個用いると当量になるが、変性後の
三級アミン基（−級アミ７基が変性により変化）がエポ
キシ樹脂成分の硬化触媒としての作用もするためゲル化
しやすいので、保存安定性の点からアミン変性エポキシ
樹脂中のアミン成分（’Ｒ−ＮＨ２相当分）含有率は１
０重量％以下にするのが良い。また、アミン成分含有率
が１重量％未満ではモノアミン化合物添加による変性の
効果が低いので好ましくない。

アミン変性エポキシ樹脂と混合するエポキシ樹脂として
はアミン変性エポキシ樹脂を製造するのに用いられるエ
ポキシ樹脂をそのまま用いることができる。

エポキシ樹脂成分としてアミン変性エポキシ樹脂とエポ
キシ樹脂を併用する場合には、エポキシ樹脂成分中でア
ミン成分含有量を０．５〜８重量％、好ましくは１〜５
重量％用いられる。０．５重環％未満ではＯＪ撓性付与
効果が十分でなく、−万８重量％を越えると耐熱性の低
下が大きくなると共に液状の場合には高粘度になるため
作業性が悪くなる傾向があるので好ましくない。

発泡剤としては常温より高い温度で発泡するものであれ
ば特に限定はされない。例えば、エポキシ樹脂組成物を
用いて外板と内板を接着して電着塗装を施す場合には、
その塗装温度は近の温度、１３０〜２３０℃程度で分解
発泡する発泡剤が好ましく用いられる。

これらの発泡剤の好適な具体例としてはアゾジカルボン
アミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４，４
−ジオキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド等を挙
げることができる。発泡剤の添加量としては用いる発泡
剤の種類によっても異なるがエポキシ樹脂成分１００電
纜部に対して０゜０３〜０．９重量部、より好ましくは
０．１〜０，８重量部用いるのが良い。０．０３重量部
未満では硬化発泡による硬化収縮の防止、接着シール部
の空隙の充填が不完全になるため好ましくない。文た、
０．９重量部を越えると硬化発泡時に気泡抜けが起こり
耐食性が低下するおそれがあるため好ましくない。

硬化剤としては特に限定はされず、メルカプタン系、ア
ミン系、ポリアミド系、ホウ素系、ジシアンジアミド系
、ヒドラジド系、イミダゾール系、フェノール系、酸無
水物系、アミンイミド系等の硬化剤を挙げることができ
る。その中でもホウ素系、ジシアンジアミド系、ヒドラ
ジド系、イミダゾール系、フェノール系、酸無水物系、
アミンイミド系は保存安定性の点で良好であり、特にジ
シアンジアミド系、ヒドラジド系、イミダゾール系、フ
ェノール系、アミンイミド系はエポキシ樹脂の硬化剤と
して好ましいものである。エポキシ樹脂組成物を一液性
とする時には保存安定性の点からジシアンジアミド系、
ヒドラジド系、フェノール系の硬化剤を用いるのが好ま
しい。

本発明ではエポキシ樹脂としてビスフェノール系エポキ
シ樹脂或いはダイマー酸ジグリシジルエステル型エポキ
シ樹脂を用い、且つ硬化剤としてジシアンジアミド系、
ヒドラジド系のものを用いた時に防錆性の向−ヒが著し
い。

また、上記の硬化剤と共に硬化促進剤を併用することも
できる。かような硬化促進剤は特に限定はされないが、
好適なものとしては例えば、イミダゾール系、グアニジ
ン系、アミンイミド系、尿素系等の硬化促進剤を挙げる
ことができる。

エポキシ樹脂組成物に、さらにシラン系カップリング剤
を用いると耐水性、耐薬品性、密着性をより一層向上さ
せることができる。このようなシラン系カップリング剤
としては、例えばＸ　Ｓ　ＩＹ　３（Ｘはビニル基、メ
タアクリロキシプロピル基、アミノアルキル基、メルカ
プトアルキル基、エポキシアルキル基等の非加水分解型
の有機基、Ｙはハロゲン、アルコキシ基等の加水分解基
）で表されるシラン化合物が好適で、具体的にはｒ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン等を挙
げることができる。シラン系カップリング剤はエポキシ
樹脂成分１００重量部に対して５重隈部以下、好ましく
は０．２〜３重量部程度用いられる。

また、と記エポキシ樹脂組成物においては、シリカ、ク
レー、石こう、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、石英粉
、ガラス繊維、カリオン、マイク、アルミナ、水和アル
ミナ、水酸化アルミ、タルク、ドロマイト、ジルコン、
チタン化合物、モリブデン化合物、アンチモン化合物等
の充填剤、顔料、老化防止剤、その他の一般的に使用さ
れる種類の添加剤成分を用途や目的性状に応じて適宜配
合することができる。

エポキシ樹脂組成物は、液状、固型状のいずれの形態で
も良いが、シール性を目的とする用途においては、施工
性の観点から液状のもの、特に粘度が１００〜１０００
ポアズのものが好ましい。

かようなエポキシ樹脂組成物は例えば、前記必須成分お
よび所望により各種添加剤の所用量を室温で混合するこ
とにより得ることができる。

そして、本発明では、例えば、外板上に上記の如き熱硬
化性樹脂組成物の所望量を塗布し、その上に内板を設け
た後、１５０〜２００℃で１２０〜２０分間加熱するこ
とにより前記組成物が発泡硬化し、目的とする補強構造
を得ることができる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明の補強構造を説明する。

下記の各側に示す組成物による発泡層により、第１図お
よび第２図に示す形状の補強構造を得た。

尚、外板１詔よび内板２として鋼板（ＳＰＣＣ−８Ｄ、
０．８■　）を用いた。

また、以下における平均分子量とは、ポリスチレンをｘ
準物質と１−だゲルパーミェーションクロマトグラフィ
ーにより測定した数平均分子量を意味する。

製造例１ ９．１１−オクタデカジエン酸からなるダイマー酸ジグ
リシジエステル（分子ｆｆ１７８０〜９４０）７０重量
％と平均分子量３８０のビスフェノールＡ型ジグリシジ
ルエーテル３０重景％とからなるエポキシ［１１１６７
重量部とシクロヘキシルアミン３重量部を加熱混合釜中
１００〜１１０℃で１時間加熱混合し、アミン変性エポ
キシ樹脂を得た。

上記アミン変性エポキシ圏脂５０重量部、ダイマー酸ジ
グリシジルエステル（＃出）２０重量部、ビスフェノー
ルＡ型ジグリシジルエーテル（６１１３０重量部を４０
〜８０℃で加熱溶融混合し、冷却後、炭酸カルシウム４
０部、ジシアンジアミド８重量部、３−（３，４−ジク
ロルフェニル）−１，１−ジメチル尿素ＩＭＩＩｋ部、
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１重量部
、４．４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッ
ド０．１重量部を添加し、室温で１時間混合した後、３
本ロールに通してエポキシ樹脂組成物を得た。

製造例２．３ ４．４′−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド
の配合量を０．４　Ｍ（１部、０．８ｉｌｉｆｉ部とす
る他は全て製造例１と同壜にして製造例２セよび３のエ
ポキシ樹脂組成物を得た。

製造例４ １分子当り君均２個のエポキシ基を有する平均分子ｔ３
８０のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂５０重１％と両
端にカルボキシル基を有する平均分子１３４００、アク
リロニトリル含有＠１８電嵐％のブタジェンアクリロニ
トリル共重合ゴム（平均カルボキシル基数１．９個／分
子）５０重量％を１４０〜１５０℃で約４時間反応させ
、ゴム変性エポキシ！脂を得た。

このゴム変性エポキシ樹脂５０重ｆｌ、ｌ：’Ｘフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂（前出）２０重上部、カルシウム
８０ｉｆｉ部、ジシアンジアミド８重電部、３−（３，
４−ジクロルフェニル）−１，１−ジメチル尿素１重量
部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１重
壜部、４．４　−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラ
ジッド０．４　重ｊ１　部を添加、し、室温で１時間混
合した後、３本ロールに通してエポキシ樹脂組成物を得
た。

製造例５ フェノキシ樹脂（平均分子量２５０００　）３０重量部
とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（前出）３０重量部
を１５０〜２００℃で２．〜３時間加熱溶溶融金し、５
０〜８０℃まで冷却した後、ダイマー酸ジグリシジルエ
ステル４０重量部を加え溶融混合する。室温まで冷却の
後、タルク３０電毫部、ジシアンジアミド８重量部、３
−（３，４−ジクロルフェニル）１．１−ジメチル尿素
３重量部、γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラ
ン１重ｔＳ。

４．４　−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド
０．４重量部を添加し、１時間混合後、３本ロールに通
してエポキシ樹脂組成物を得た。

製造例５〜７ 比較のため、製造例１の４．４　−オキシビスベンゼン
スルホニルヒドラジッドの配合量を０重量部、１重量部
とする他は全て製造例１と同様にして製造例５．６のエ
ポキシ樹脂組成物を得た。

また、ポリ塩化ビニル粉末１４重量部、ジオクチルフタ
レート３３重量部、炭酸カルシウム５３重量部を混合釜
中、室温で１時間攪拌混合行った後、３本ロールに通し
て製造例７のポリ塩化ビニル組成物を得た。

上記各製造例で得られた組成物の特性を下記の方法によ
り測定した。結果を後記第１表に示す。

〈発泡倍率〉 アルミ箔上に組成物０．２９を乗せ、１７０℃、４０分
加熱を行い、加熱前後の密度、体積測定により計算した
。

く歪性〉 鋼板（ＳＰＣＣ−８Ｄ１１００ｘ３００ｘ１．８■）の
中心部１５　ｘ　２７０■に組成物を厚さ６１ｍで塗布
し、１７０℃、４０分間加熱の後、鋼板表面の歪の有無
を目視で観察した。

○・・・・・・・・・歪無し ×　・・・・・・・・・歪有り く接着力〉 ＪＩＳ　Ｋ　６８５０に従い、鋼板（ＳＰＣＣ−８Ｄ。

１００　ｘ　２５　ｘ　１．６−１１　）を用いて、１
７０℃、４０分の加熱の後、室温で引張剪断接着力を測
定した。

く曲げ強度〉 二枚の鋼板（ＳＰＣＣ−８Ｄ、１５０ｘ８０ｘ０．８ｍ
および５ＰＣＣ−８Ｄ、１２０ｘ２５ｘＯ，８ｍ）を組
成物厚２、５〜３．０　ｍで接着し、１７０℃、４０分
間加熱した。その後第５図に示すようにスパン４．４′
の間隔１００鴫とし、曲げ速度５　ｍ／ｍｉｎで荷重Ｂ
をかけ変位が２鴫となった際の強度を測定する。

く耐腐食性〉 歪性の評価の際、作製した試料に電＠塗装を施し、塩水
噴霧試験（雰囲気温度３５℃、塩水濃度５％）を３３６
時間行う。その後、発泡層を剥離して下地金属の錆の有
無を目視観察する。

○　・・・・・・・・・錆発生無し Ｘ　・・・・・・・・・錆発生有り また、ウレタン樹脂を用いて同様の評価をしたところ、
エポキシ樹脂の場合と同様良好な結果が得られた。

〔発明の効果〕

上記のように本発明の補強構造によれば歪の発生を防止
でき、しかも高い張り錆性（曲げ強度）を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実例を示す斜視図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ’線で切断した断面図、第３図および第４図は他
の実例を示す断面図、第５図は曲げ強度の測定方法の概
略を示す断面図である。 ｌ・・・・・・・・・外板 ２・・・・・・・・・内板 ３・・・・・・・・・発泡層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）外板上に発泡層を介して内板を設けて成る補強構
   造であって、発泡層が発泡倍率１．０３〜１．３０倍の
   熱硬化性樹脂製発泡体であることを特徴とする自動車車
   体の補強構造。
2. （２）内板がフランジ部を有し、且つ発泡層がフランジ
   部のみに設けられて成る特許請求の範囲第１項記載の自
   動車車体の補強構造。
3. （３）熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の自動車車体の補強構造。