自動車用ボデーシーラーを用いた自動車パネルのシール方法
【課題】自動車ボデーシーラーを用いた自動車パネルのシール法でエアー膨れのないシール方法を提供する。
【解決手段】エアー膨れを防止することが可能なシール方法で、以下の工程（Ａ）から（Ｄ）を含む。（Ａ）単量体又はオリゴマーからなりアクリロイル基を２個以上有するアクリル系重合性成分、熱可塑性樹脂成分及びラジカル重合開始剤を含むボデーシーラーをパネル接合部に塗布する工程、（Ｂ）塗布された前記ボデーシーラーに紫外領域から可視領域に発光波長をもつＬＥＤからの光を照射して前記ボデーシーラーを仮硬化させる仮硬化工程、（Ｃ）仮硬化した前記ボデーシーラー上に塗料を塗布する塗装工程、及び（Ｄ）その後、前記ボデーシーラーを本硬化させるための加熱硬化工程。
【解決手段】エアー膨れを防止することが可能なシール方法で、以下の工程（Ａ）から（Ｄ）を含む。（Ａ）単量体又はオリゴマーからなりアクリロイル基を２個以上有するアクリル系重合性成分、熱可塑性樹脂成分及びラジカル重合開始剤を含むボデーシーラーをパネル接合部に塗布する工程、（Ｂ）塗布された前記ボデーシーラーに紫外領域から可視領域に発光波長をもつＬＥＤからの光を照射して前記ボデーシーラーを仮硬化させる仮硬化工程、（Ｃ）仮硬化した前記ボデーシーラー上に塗料を塗布する塗装工程、及び（Ｄ）その後、前記ボデーシーラーを本硬化させるための加熱硬化工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用ボデーシーラーを用いた自動車パネルのシール方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車用ボデーシーラー（以下、単にボデーシーラーという。）は、電着塗装板の端部が折り返されてできるヘム部に防錆等の目的で使用される。ボデーシーラーを用いた自動車パネルのシール工程では、ボデーシーラーの塗布後、上塗りする前に加熱法を用いたプレヒートと呼ばれる仮硬化と中塗りが行われる。その後、仕上げ塗料が上塗りされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ボデーシーラーの塗布後、加熱法を用いたプレヒートと呼ばれる仮硬化、上塗り後の加熱により、ヘム部のエアー溜り内のエアーが膨張してボデーシーラー表面に膨れが発生して外観不良となることがあった。
【０００４】
また、長期休暇等によって生産ラインが長時間停止する場合、周囲の湿気によってボデーシーラーが吸湿してしまうことがある。その場合、ボデーシーラーに吸収された水分が気化してボデーシーラー表面に膨れを発生してしまうこともある。
【０００５】
このような、ドアヘム部のエアー溜りからのエアーの膨張や湿気によるボデーシーラーの膨れの発生に対して、膨れの発生を根本的になくすには至っていない。
【０００６】
そこで本発明は、既存のボデーシーラーの施工に関して改善が望まれている上記のエアー膨れを防止することが可能なシール方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、従来の塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂成分を含有するボデーシーラーに、紫外領域から可視領域に発光波長をもつＬＥＤからの光で硬化する重合性成分と重合開始剤を配合して得られる樹脂組成物を使用し、そのようなＬＥＤからの光で仮硬化させることにより、ハンドリング性を向上させつつ、本硬化後のエアー膨れを防止することができることを見出し、本発明をなすに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の自動車パネルのシール方法は、以下の工程（Ａ）から（Ｄ）を含む。
（Ａ）単量体又はオリゴマーからなりアクリロイル基を２個以上有するアクリル系重合性成分、熱可塑性樹脂成分及びラジカル重合開始剤を含むボデーシーラーをパネル接合部に塗布する工程、
（Ｂ）塗布された前記ボデーシーラーに紫外領域から可視領域に発光波長をもつＬＥＤからの光を照射して前記ボデーシーラーを仮硬化させる仮硬化工程、
（Ｃ）仮硬化した前記ボデーシーラー上に塗料を塗布する塗装工程、及び
（Ｄ）その後、前記ボデーシーラーを本硬化させるための加熱硬化工程。
【０００９】
ボデーシーラーに含まれる重合性成分はラジカル重合性の高いアクリル系のものであり、アクリロイル基を少なくとも２個以上含有するものである。これは、アクリロイル基が１個であると仮硬化工程で、内部未硬化状態や硬化しても密着性が好ましくない状態を生じるためである。その配合割合は、ボデーシーラー全体の合計１００重量部に対して２．０〜２０重量部であることが好ましい。
【００１０】
ボデーシーラーに含まれる重合開始剤は、紫外線によるラジカル開始剤と可視光線によるラジカル開始剤の両方を含む。重合開始剤の配合割合は、ボデーシーラー全体の合計１００重量部に対して０．１〜２．０重量部であることが好ましい。
【００１１】
塗布されたこのボデーシーラーに対して、ＬＥＤからの波長３６５ｎｍの光を積算照度１０００〜３０００ｍＪ／ｃｍ2照射することで仮硬化させると、電着塗装鋼板などの被着体への密着性が良好且つ十分な硬度を持ったボデーシーラー仮硬化体が再現性よく得られる。
【発明の効果】
【００１２】
ボデーシーラーを用いた本発明のシール工法は、発熱の少ない波長のＬＥＤからの光照射であっても、自動車のパネル接合部のシールを行う際、例えば電着塗装板の端部が折り返されてできるヘム部にあるエアー溜りからのエアー膨れを抑制しつつ、被着体への密着性が良好なボデーシーラーの仮硬化体を実現することができ、本硬化の際のエアー溜りからのエアー膨れを抑制することにつながる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例と比較例の評価をするための治具を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明で使用されるボデーシーラーについて更に詳細に説明する。
ボデーシーラーは、熱可塑性樹脂、重合性成分及びラジカル重合開始剤を必須の成分として含有し、さらに必要に応じて充填剤と可塑剤を含有する。
【００１５】
熱可塑性樹脂は特に限定されず、従来既知のシーラー材用塩化ビニル樹脂及び塩化ビニルと他のものとの共重合樹脂、並びにアクリル、メタアクリル及びそれらと他のものとの共重合樹脂などを使用することができる。
【００１６】
ボデーシーラーには、好ましくは充填剤及び可塑剤が配合されるが、これらの種類と配合量については熱可塑性樹脂用として不都合の生じないものであれば特に限定されない。例えば、充填剤としては、炭酸カルシウム、霞長石、タルク及びクレー等の従来既知の種々の充填剤を用いることができる。また、可塑剤としては、フタル酸エステル、燐酸エステル及びポリエステルなどを用いることができ、なかでもフタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）、フタル酸ジイソノニル(ＤＩＮＰ)及びジ−２−エチルヘキシルアジペート(ＤＯＡ)が好ましい。
【００１７】
また、ボデーシーラーには、好ましくはさらに接着付与剤が配合される。接着付与剤としては、ブロック化ウレタン樹脂が好適である。これは、ブロック化ウレタン樹脂がカチオン型電着塗装塗膜の水酸基と結合するためである。
【００１８】
ブロック化ウレタン樹脂としては、ポリイソシアネート(ＴＤＩ、ＭＤＩ、イソホロンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート及びそれらの誘導体)、ポリイソシアネートとポリオールとを反応させて得られるウレタンポリマーなどの活性イソシアネート基の活性水素を有するフェノール、カプロラクタム及びＭＥＫオキシム等のブロック化剤でブロックしたものなどを使用することができる。
【００１９】
ボデーシーラーには、必要に応じてさらに安定剤を配合することができる。安定剤としては、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム及びジブチルチンジラウレート等を用いることができる。さらに、発泡防止剤として、酸化カルシウムを配合することができる。
【００２０】
ボデーシーラーにおける上記各成分の組成比は、要求される特性を考慮して適宜の割合で配合することができる。
【００２１】
重合性成分は、ボデーシーラー全体の合計１００重量部に対して、２．０〜２０重量部の範囲が好ましい。２．０重量部未満の場合、仮硬化状態で次の加熱硬化工程までの十分な強度や内部硬化や接着硬化が得られにくくなる。逆に２０重量部を超えると伸びや弾性が乏しくなったり脆くなったり、また、コスト高となりボデーシーラーとして適さなくなる。
【００２２】
熱可塑性樹脂成分は、ボデーシーラー全体の合計１００重量部に対して２０〜３０重量部が適当である。
【００２３】
また、ラジカル重合開始剤は、ボデーシーラーの全体の合計１００部に対して、０．１〜２．０重量部の範囲が好ましい。０．１部未満の場合、仮硬化状態で次の加熱硬化工程までの十分な強度や内部硬化や接着硬化が得られにくくなる。逆に２０部を超えても増量に応じた配合効果が得られず不経済である。
【００２４】
可塑剤、充填剤及び接着付与剤も配合する場合は、ボデーシーラー全体の合計１００重量部に対して、可塑剤２０〜３０重量部、充填剤２５〜５０重量部、接着付与剤１．０〜２０重量部が適当である。
【００２５】
ボデーシーラーを塗布した後に仮硬化させる際に使用するＬＥＤとしては、照射強度が高いものが望ましい。現状で入手できるものは、照射強度が高いものは照射範囲が狭くなる。照射範囲が極端に狭いものは、自動車のラインのタクト時間内に照射を完了しなければならないことを考慮すると適したものとはいえない。また、仮硬化を光照射により行おうとすれば、光源としてＬＥＤ以外にも高圧水銀灯やメタルハライドランプ、無電極ランプ等があるが、熱の発生によるエアー溜りからのエアー膨れ、照射後のハンドリング（照射後すぐに次工程へ進む場合）、又はオゾンの発生による作業環境の悪化の問題があり、実用的上問題があると想定される。そこで、実施例で使用する光源としては、波長３６５ｎｍで４００ｍＷ/ｃｍ2の照射強度(５４ｍｍ高さ、照射範囲１６×３０ｍｍ)のＬＥＤ照射装置（ＵＶ−３Ｈ８−１：カンタムエレクトロニクス社製）を使用し、積算照度１０００〜３０００ｍＪ／ｃｍ2(ベルトコンベアーを使用して速度を５．０〜１０ｍｍ／ｓｅｃに調整してボデーシーラーに対して３．０〜７．０ｓｅｃ照射)となるように照射することで十分な仮硬化状態とすることができた。積算照度が１０００ｍＪ／ｃｍ2未満となると次の加熱硬化工程までの十分な強度、内部硬化及び接着硬化が得られにくくなる。３０００ｍＪ／ｃｍ2を超えても照射強度の増量に応じた効果が見られないため不経済となるだけでなく、照射時間の延長により自動車ラインのスピードについていけない状態となり、実用上問題が残る。
【００２６】
以上説明したボデーシーラーは、人手又はロボットにより各種ノズルを介してカチオン型電着塗装板であるパネル接合部に塗布され、仮硬化と、その後の上塗り塗装される中塗り塗料及び上塗り塗料の焼付硬化と合わせて本硬化される。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する。
【００２８】
表１は、実施例及び比較例で使用したボデーシーラーの配合組成と、評価試験の結果とをまとめて示すものである。
【００２９】
＜ボデーシーラーの調整＞
(実施例１)
ペースト用コポリマー（Ｐ５００：ヴイテック社製）２１重量部、充填剤として霞長石(Ｍｉｎｅｘ７：白石カルシウム社製)２７重量部、チクソ性付与剤として微粉シリカ(Ｒ２００：日本アエロジル社製)４重量部、接着付与剤としてブロック化ウレタン樹脂 (アデスター７６４：三菱化学社製)１０重量部、発泡防止剤として酸化カルシウム（ＣＭＬ−３１：近江化学社製）２．０重量部、及び可塑剤としてＤＩＮＰ２１重量部を加えて常温で２０分間プラネタリーミキサーにて混練した。
【００３０】
次いで、その混練物に遮光状態にして重合性成分としてプロポキシ化グリセリルトリアクリレート(ＳＲ９０２０：サートマー社製)２．５重量部と２官能脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー(ＣＮ９６６Ｊ７５：サートマー社製)１１重量部、ラジカル重合開始剤としてＩＲＧＡＣＵＲＥ１２７（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)０．５重量部とＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)１．０重量部を加えて５分間混練した。
【００３１】
次いで、得られた混練物を減圧下で３０分間脱泡して、シーラー剤を調製した。
【００３２】
評価のために、仮硬化工程としてＬＥＤ照射装置（カンタムエレクトロニクス社製）を使用し、室温で５秒間照射して積算照度２０００ｍＪ／ｃｍ2を照射した。
【００３３】
(実施例２)
実施例１における重合性成分としてのプロポキシ化グリセリルトリアクリレートに代えて、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート(ＣＤ５０１：サートマー社製)を２．５重量部添加したこと以外は、実施例１と同様にしてシーラー剤を調製した。
仮硬化工程は実施例１と同じ条件で行った。
【００３４】
(実施例３)
実施例１における重合性成分としての２官能脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーをＣＮ９６６Ｊ７５に代えてＣＮ９６６Ｈ９０(サートマー社製)の１１重量部としたこと以外は、実施例１と同様にしてシーラー剤を調製した。
仮硬化工程は実施例１と同じ条件で行った。
【００３５】
(比較例１)
実施例１における重合性成分としてのプロポキシ化グリセリルトリアクリレートに代えて、３，３，５−トリメチルシクロヘキサンアクリレート(ＣＤ４２０：サートマー社製)を２．５重量部添加したこと以外は、実施例１と同様にしてシーラー剤を調製した。
仮硬化工程は実施例１と同じ条件で行った。
【００３６】
(比較例２)
実施例１における重合性成分としての２官能脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー(ＣＮ９６６Ｊ７５：サートマー社製)を１１重量部から６．０重量部に減量し、充填剤としての霞長石(Ｍｉｎｅｘ７：白石カルシウム社製)を２７重量部から３２重量部に増量したこと以外は、実施例１と同様にしてシーラー剤を調製した。
仮硬化工程は実施例１と同じ条件で行った。
【００３７】
(比較例３)
実施例１における充填剤としての霞長石(Ｍｉｎｅｘ７：白石カルシウム社製)を２７重量部から２８．４７重量部に増量し、ラジカル重合開始剤としてのＩＲＧＡＣＵＲＥ１２７(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)を０．５重量部から０．０１重量部に減量し、ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製) を１重量部から０．０２重量部に減量したこと以外は実施例１と同様にしてシーラー剤を調製した。
仮硬化工程は実施例１と同じ条件で行った。
【００３８】
(比較例４)
実施例１で調製したシーラー剤を用い、仮硬化工程の照射装置として、実施例１でのＬＥＤ照射装置に代えて、高圧水銀灯（アイグラフィックス社製）を用いて波長３６５ｎｍ付近で４００ｍＷ/ｃｍ2の照射強度(１００ｍｍ高さ、照射範囲３２５ｍｍ×２５ｍｍ)で積算照度２０００ｍＪ／ｃｍ2で照射した。
【００３９】
(比較例５)
実施例１で調製したシーラー剤を用い、仮硬化工程では１１０℃で１０分のプレヒートを施した。
【００４０】
【表１】
【００４１】
＜評価試験＞
実施例１〜３と比較例１〜３で得たシーラーを用い、比較例４，５については仮硬化条件を異ならせて、各仮硬化工程を経て下記の各評価試験を実施した。
【００４２】
＜膨れ抑制性＞
図１に示される治具を用意する。この治具は次のように製作したものである。縦横の寸法が７０ｍｍ×１５０ｍｍで、厚みが０．８ｍｍの鋼板２の表面に、ガラスビーズ入り熱硬化型エポキシ接着剤を用いて厚みが０．２ｍｍ、縦横の寸法が１００ｍｍ×１０ｍｍの「コの字型」パターン４となるように塗布する。この「コの字型」パターン４は一方の長辺の中央部に５０ｍｍの長さの開口６をもっている。その「コの字型」パターン４上に縦横の寸法が２５×１５０ｍｍ、厚みが０．８ｍｍの別の鋼板８を貼り合せる。このとき、鋼板８の一方の長辺が「コの字型」パターン４の開口６が設けられている長辺上にくるように、鋼板８と「コの字型」パターン４を位置決めする。鋼板２，８をその間に「コの字型」パターン４の接着剤層を介在させた状態でクリップで固定し、１７０℃で２０分間焼き付けて「コの字型」パターン４の接着剤層を硬化させて治具を完成する。
【００４３】
この治具は鋼板２，８が厚み０．２ｍｍの隙間をもって接合されており、その隙間には開口６をもつ空間が形成されていて、その空間には空気層が存在している。
【００４４】
この治具に実施例及び比較例の各シーラーを縦横の寸法が１０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚みが２ｍｍのリボン状パターン１０に塗布して、室温状態で３０分間放置する。放置後、それぞれの仮硬化過程を経て１４０℃×３０分間焼き付けて本硬化をさせ、室温にて放冷(３０℃以下)した。
【００４５】
そして、焼付硬化した鋼板について、シーラー表面の発泡、即ち膨れ等の発生の有無を目視にて観察して、膨れの有無を確認した。なお、膨れ抑制性の評価は次の基準で行った。
○：異常なし(膨れ等の発生なし)
×：異常あり(膨れ等の発生が僅かにもあり)
【００４６】
＜各種仮硬化過程後の硬度＞
縦横の寸法が約３００ｍｍ×３００ｍｍ、厚みが０．８ｍｍの電着塗装板に電着塗装板に引っ付かないように離型紙を貼り付け、その上に気泡を巻き込まないように実施例及び比較例の各シーラーを２〜３ｍｍ厚みに塗布し、それぞれの仮硬化工程を経て硬化させた。室温状態で放冷(３０℃以下)後、厚さが１０ｍｍになるように積み重ね、硬度計（高分子計器株式会社製のアスカーゴム硬度計Ｃ型）にて硬度を測定した。なお、硬度の評価は次の規準で行った。
○：硬度が６０以上９０以下
×：硬度が６０未満
【００４７】
＜ハンドリング＞
上記評価（＜各種仮硬化過程後の硬度＞）にて用いた電着塗装板についてそれぞれの仮硬化工程を経て１０秒以内に次工程に進むことができるかどうかについて、次の基準で行った。
○：それぞれの仮硬化工程後、１０秒以内に素手で触れることができる。
×：それぞれの仮硬化工程後、１０秒以内に素手で触れることができない。
【００４８】
＜加熱硬化時の接着性＞
実施例及び比較例の各シーラーの接着性については、２５ｍｍ×１００ｍｍの短冊状の電着塗装板を用意して、各シーラーを縦横の寸法が１０ｍｍ×７５ｍｍ、厚みが２ｍｍの平板形状に塗布し、それぞれの仮硬化工程後、１４０℃×３０分の焼付を実施した。その後、室温にて１日放置後、シーラーの界面に沿って２０〜４０ｍｍの切込みを入れる。これをしっかりした台に固定して、シーラーを角度９０度以上の方向に引張りながら、鋭利なナイフで約６０度の角度で素早く電着塗装板に達するまで切込みを入れる。切込みの間隔を３〜５ｍｍとして、この操作を１０回以上繰り返して、破断面の状態を観察し評価した。接着性の評価は次の規準で行った。
○：完全な凝集破壊
×：少しでも界面破壊が含まれる
【００４９】
＜ダンベル伸び率＞
縦横の寸法が約３００ｍｍ×３００ｍｍ、厚みが０．８ｍｍの電着塗装板に耐熱離型紙を貼り付け、その上に気泡を巻き込まないように実施例及び比較例の各シーラーを２〜３ｍｍ厚みに塗布し、それぞれの仮硬化工程を経て硬化させた。その後、室温状態で放冷(３０℃以下)して、１４０℃×３０分間の焼付を行った。焼付後、標準状態に１日放置後ＪＩＳで規定された２号ダンベルにて試験片を打ち抜いた。このとき、ダンベル試験片の長さ方向の中央の２０ｍｍ間隔が標線となり、標線内の幅が１０ｍｍとなる。
【００５０】
上記ダンベル試験片について引張り試験機(島津製作所製)を用いて引張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎにて引張り、破断時の標線間距離を求めて、以下の式にて伸び率(％)を測定した。
伸び率(％)＝(Ｌ−２０)／２０×１００
ここでＬ＝破断時の標線間の長さ(ｍｍ)。
ダンベル伸び率の評価は次の基準で行った。
○：伸び率が１５０％以上
×：伸び率が１５０％未満
【００５１】
実施例及び比較例の各シーラーについて行ったこれらの評価試験の結果を表１にその配合組成と合わせて示す。
【００５２】
＜試験結果＞
従来から使用されている比較例５のような焼付による仮硬化工程においては、膨れ抑制性の結果において膨れを抑制することができなかった。これは、シーラーが未硬化状態であるため、空隙からでるエアーを抑制するのに適した状態ではなかったために膨れが発生している。また、ハンドリングにおいても加熱により十分な放熱がされていない状態では、素手では触ることができない。また、これについては自動車の塗装ラインにおける工程短縮等を考慮すると好ましくない傾向がある。
【００５３】
仮硬化工程で使用するＵＶ照射機器でも高圧水銀灯を使用するとエアー膨れを抑制することはできるが、ハンドリングにおいてランプよりの熱の発生により、十分な放熱がされていない状態では、素手では触ることができなく、比較例５と同様なことが言える。
【００５４】
比較例１〜３については、シーラーの組成に起因してＬＥＤからの光照射では十分な仮硬化状態とすることができなかったためにシーラー内部が未硬化状態となり、膨れを抑制するまでの十分な状態ではなかったと考えられる。
【００５５】
実施例においては、仮硬化工程の性能、その後の本硬化のための熱硬化後の性能において問題はなかった。
【００５６】
以上の結果に基づき、実施例のボデーシーラーを用いたパネル接合方法は、ＬＥＤからの光を照射して仮硬化させることにより、自動車の貼り合せたパネル内にあるエアー溜りからのエアーによる膨れを抑制するのに優れたシーラー剤とその接合方法であることが分かる。
【符号の説明】
【００５７】
２，８ 鋼板
４ 「コの字型」パターン
６ 「コの字型」パターンの開口
１０ シーラーの塗布パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用ボデーシーラーを用いた自動車パネルのシール方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車用ボデーシーラー（以下、単にボデーシーラーという。）は、電着塗装板の端部が折り返されてできるヘム部に防錆等の目的で使用される。ボデーシーラーを用いた自動車パネルのシール工程では、ボデーシーラーの塗布後、上塗りする前に加熱法を用いたプレヒートと呼ばれる仮硬化と中塗りが行われる。その後、仕上げ塗料が上塗りされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ボデーシーラーの塗布後、加熱法を用いたプレヒートと呼ばれる仮硬化、上塗り後の加熱により、ヘム部のエアー溜り内のエアーが膨張してボデーシーラー表面に膨れが発生して外観不良となることがあった。
【０００４】
また、長期休暇等によって生産ラインが長時間停止する場合、周囲の湿気によってボデーシーラーが吸湿してしまうことがある。その場合、ボデーシーラーに吸収された水分が気化してボデーシーラー表面に膨れを発生してしまうこともある。
【０００５】
このような、ドアヘム部のエアー溜りからのエアーの膨張や湿気によるボデーシーラーの膨れの発生に対して、膨れの発生を根本的になくすには至っていない。
【０００６】
そこで本発明は、既存のボデーシーラーの施工に関して改善が望まれている上記のエアー膨れを防止することが可能なシール方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、従来の塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂成分を含有するボデーシーラーに、紫外領域から可視領域に発光波長をもつＬＥＤからの光で硬化する重合性成分と重合開始剤を配合して得られる樹脂組成物を使用し、そのようなＬＥＤからの光で仮硬化させることにより、ハンドリング性を向上させつつ、本硬化後のエアー膨れを防止することができることを見出し、本発明をなすに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の自動車パネルのシール方法は、以下の工程（Ａ）から（Ｄ）を含む。
（Ａ）単量体又はオリゴマーからなりアクリロイル基を２個以上有するアクリル系重合性成分、熱可塑性樹脂成分及びラジカル重合開始剤を含むボデーシーラーをパネル接合部に塗布する工程、
（Ｂ）塗布された前記ボデーシーラーに紫外領域から可視領域に発光波長をもつＬＥＤからの光を照射して前記ボデーシーラーを仮硬化させる仮硬化工程、
（Ｃ）仮硬化した前記ボデーシーラー上に塗料を塗布する塗装工程、及び
（Ｄ）その後、前記ボデーシーラーを本硬化させるための加熱硬化工程。
【０００９】
ボデーシーラーに含まれる重合性成分はラジカル重合性の高いアクリル系のものであり、アクリロイル基を少なくとも２個以上含有するものである。これは、アクリロイル基が１個であると仮硬化工程で、内部未硬化状態や硬化しても密着性が好ましくない状態を生じるためである。その配合割合は、ボデーシーラー全体の合計１００重量部に対して２．０〜２０重量部であることが好ましい。
【００１０】
ボデーシーラーに含まれる重合開始剤は、紫外線によるラジカル開始剤と可視光線によるラジカル開始剤の両方を含む。重合開始剤の配合割合は、ボデーシーラー全体の合計１００重量部に対して０．１〜２．０重量部であることが好ましい。
【００１１】
塗布されたこのボデーシーラーに対して、ＬＥＤからの波長３６５ｎｍの光を積算照度１０００〜３０００ｍＪ／ｃｍ2照射することで仮硬化させると、電着塗装鋼板などの被着体への密着性が良好且つ十分な硬度を持ったボデーシーラー仮硬化体が再現性よく得られる。
【発明の効果】
【００１２】
ボデーシーラーを用いた本発明のシール工法は、発熱の少ない波長のＬＥＤからの光照射であっても、自動車のパネル接合部のシールを行う際、例えば電着塗装板の端部が折り返されてできるヘム部にあるエアー溜りからのエアー膨れを抑制しつつ、被着体への密着性が良好なボデーシーラーの仮硬化体を実現することができ、本硬化の際のエアー溜りからのエアー膨れを抑制することにつながる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例と比較例の評価をするための治具を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明で使用されるボデーシーラーについて更に詳細に説明する。
ボデーシーラーは、熱可塑性樹脂、重合性成分及びラジカル重合開始剤を必須の成分として含有し、さらに必要に応じて充填剤と可塑剤を含有する。
【００１５】
熱可塑性樹脂は特に限定されず、従来既知のシーラー材用塩化ビニル樹脂及び塩化ビニルと他のものとの共重合樹脂、並びにアクリル、メタアクリル及びそれらと他のものとの共重合樹脂などを使用することができる。
【００１６】
ボデーシーラーには、好ましくは充填剤及び可塑剤が配合されるが、これらの種類と配合量については熱可塑性樹脂用として不都合の生じないものであれば特に限定されない。例えば、充填剤としては、炭酸カルシウム、霞長石、タルク及びクレー等の従来既知の種々の充填剤を用いることができる。また、可塑剤としては、フタル酸エステル、燐酸エステル及びポリエステルなどを用いることができ、なかでもフタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）、フタル酸ジイソノニル(ＤＩＮＰ)及びジ−２−エチルヘキシルアジペート(ＤＯＡ)が好ましい。
【００１７】
また、ボデーシーラーには、好ましくはさらに接着付与剤が配合される。接着付与剤としては、ブロック化ウレタン樹脂が好適である。これは、ブロック化ウレタン樹脂がカチオン型電着塗装塗膜の水酸基と結合するためである。
【００１８】
ブロック化ウレタン樹脂としては、ポリイソシアネート(ＴＤＩ、ＭＤＩ、イソホロンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート及びそれらの誘導体)、ポリイソシアネートとポリオールとを反応させて得られるウレタンポリマーなどの活性イソシアネート基の活性水素を有するフェノール、カプロラクタム及びＭＥＫオキシム等のブロック化剤でブロックしたものなどを使用することができる。
【００１９】
ボデーシーラーには、必要に応じてさらに安定剤を配合することができる。安定剤としては、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム及びジブチルチンジラウレート等を用いることができる。さらに、発泡防止剤として、酸化カルシウムを配合することができる。
【００２０】
ボデーシーラーにおける上記各成分の組成比は、要求される特性を考慮して適宜の割合で配合することができる。
【００２１】
重合性成分は、ボデーシーラー全体の合計１００重量部に対して、２．０〜２０重量部の範囲が好ましい。２．０重量部未満の場合、仮硬化状態で次の加熱硬化工程までの十分な強度や内部硬化や接着硬化が得られにくくなる。逆に２０重量部を超えると伸びや弾性が乏しくなったり脆くなったり、また、コスト高となりボデーシーラーとして適さなくなる。
【００２２】
熱可塑性樹脂成分は、ボデーシーラー全体の合計１００重量部に対して２０〜３０重量部が適当である。
【００２３】
また、ラジカル重合開始剤は、ボデーシーラーの全体の合計１００部に対して、０．１〜２．０重量部の範囲が好ましい。０．１部未満の場合、仮硬化状態で次の加熱硬化工程までの十分な強度や内部硬化や接着硬化が得られにくくなる。逆に２０部を超えても増量に応じた配合効果が得られず不経済である。
【００２４】
可塑剤、充填剤及び接着付与剤も配合する場合は、ボデーシーラー全体の合計１００重量部に対して、可塑剤２０〜３０重量部、充填剤２５〜５０重量部、接着付与剤１．０〜２０重量部が適当である。
【００２５】
ボデーシーラーを塗布した後に仮硬化させる際に使用するＬＥＤとしては、照射強度が高いものが望ましい。現状で入手できるものは、照射強度が高いものは照射範囲が狭くなる。照射範囲が極端に狭いものは、自動車のラインのタクト時間内に照射を完了しなければならないことを考慮すると適したものとはいえない。また、仮硬化を光照射により行おうとすれば、光源としてＬＥＤ以外にも高圧水銀灯やメタルハライドランプ、無電極ランプ等があるが、熱の発生によるエアー溜りからのエアー膨れ、照射後のハンドリング（照射後すぐに次工程へ進む場合）、又はオゾンの発生による作業環境の悪化の問題があり、実用的上問題があると想定される。そこで、実施例で使用する光源としては、波長３６５ｎｍで４００ｍＷ/ｃｍ2の照射強度(５４ｍｍ高さ、照射範囲１６×３０ｍｍ)のＬＥＤ照射装置（ＵＶ−３Ｈ８−１：カンタムエレクトロニクス社製）を使用し、積算照度１０００〜３０００ｍＪ／ｃｍ2(ベルトコンベアーを使用して速度を５．０〜１０ｍｍ／ｓｅｃに調整してボデーシーラーに対して３．０〜７．０ｓｅｃ照射)となるように照射することで十分な仮硬化状態とすることができた。積算照度が１０００ｍＪ／ｃｍ2未満となると次の加熱硬化工程までの十分な強度、内部硬化及び接着硬化が得られにくくなる。３０００ｍＪ／ｃｍ2を超えても照射強度の増量に応じた効果が見られないため不経済となるだけでなく、照射時間の延長により自動車ラインのスピードについていけない状態となり、実用上問題が残る。
【００２６】
以上説明したボデーシーラーは、人手又はロボットにより各種ノズルを介してカチオン型電着塗装板であるパネル接合部に塗布され、仮硬化と、その後の上塗り塗装される中塗り塗料及び上塗り塗料の焼付硬化と合わせて本硬化される。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する。
【００２８】
表１は、実施例及び比較例で使用したボデーシーラーの配合組成と、評価試験の結果とをまとめて示すものである。
【００２９】
＜ボデーシーラーの調整＞
(実施例１)
ペースト用コポリマー（Ｐ５００：ヴイテック社製）２１重量部、充填剤として霞長石(Ｍｉｎｅｘ７：白石カルシウム社製)２７重量部、チクソ性付与剤として微粉シリカ(Ｒ２００：日本アエロジル社製)４重量部、接着付与剤としてブロック化ウレタン樹脂 (アデスター７６４：三菱化学社製)１０重量部、発泡防止剤として酸化カルシウム（ＣＭＬ−３１：近江化学社製）２．０重量部、及び可塑剤としてＤＩＮＰ２１重量部を加えて常温で２０分間プラネタリーミキサーにて混練した。
【００３０】
次いで、その混練物に遮光状態にして重合性成分としてプロポキシ化グリセリルトリアクリレート(ＳＲ９０２０：サートマー社製)２．５重量部と２官能脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー(ＣＮ９６６Ｊ７５：サートマー社製)１１重量部、ラジカル重合開始剤としてＩＲＧＡＣＵＲＥ１２７（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)０．５重量部とＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)１．０重量部を加えて５分間混練した。
【００３１】
次いで、得られた混練物を減圧下で３０分間脱泡して、シーラー剤を調製した。
【００３２】
評価のために、仮硬化工程としてＬＥＤ照射装置（カンタムエレクトロニクス社製）を使用し、室温で５秒間照射して積算照度２０００ｍＪ／ｃｍ2を照射した。
【００３３】
(実施例２)
実施例１における重合性成分としてのプロポキシ化グリセリルトリアクリレートに代えて、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート(ＣＤ５０１：サートマー社製)を２．５重量部添加したこと以外は、実施例１と同様にしてシーラー剤を調製した。
仮硬化工程は実施例１と同じ条件で行った。
【００３４】
(実施例３)
実施例１における重合性成分としての２官能脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーをＣＮ９６６Ｊ７５に代えてＣＮ９６６Ｈ９０(サートマー社製)の１１重量部としたこと以外は、実施例１と同様にしてシーラー剤を調製した。
仮硬化工程は実施例１と同じ条件で行った。
【００３５】
(比較例１)
実施例１における重合性成分としてのプロポキシ化グリセリルトリアクリレートに代えて、３，３，５−トリメチルシクロヘキサンアクリレート(ＣＤ４２０：サートマー社製)を２．５重量部添加したこと以外は、実施例１と同様にしてシーラー剤を調製した。
仮硬化工程は実施例１と同じ条件で行った。
【００３６】
(比較例２)
実施例１における重合性成分としての２官能脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー(ＣＮ９６６Ｊ７５：サートマー社製)を１１重量部から６．０重量部に減量し、充填剤としての霞長石(Ｍｉｎｅｘ７：白石カルシウム社製)を２７重量部から３２重量部に増量したこと以外は、実施例１と同様にしてシーラー剤を調製した。
仮硬化工程は実施例１と同じ条件で行った。
【００３７】
(比較例３)
実施例１における充填剤としての霞長石(Ｍｉｎｅｘ７：白石カルシウム社製)を２７重量部から２８．４７重量部に増量し、ラジカル重合開始剤としてのＩＲＧＡＣＵＲＥ１２７(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)を０．５重量部から０．０１重量部に減量し、ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製) を１重量部から０．０２重量部に減量したこと以外は実施例１と同様にしてシーラー剤を調製した。
仮硬化工程は実施例１と同じ条件で行った。
【００３８】
(比較例４)
実施例１で調製したシーラー剤を用い、仮硬化工程の照射装置として、実施例１でのＬＥＤ照射装置に代えて、高圧水銀灯（アイグラフィックス社製）を用いて波長３６５ｎｍ付近で４００ｍＷ/ｃｍ2の照射強度(１００ｍｍ高さ、照射範囲３２５ｍｍ×２５ｍｍ)で積算照度２０００ｍＪ／ｃｍ2で照射した。
【００３９】
(比較例５)
実施例１で調製したシーラー剤を用い、仮硬化工程では１１０℃で１０分のプレヒートを施した。
【００４０】
【表１】
【００４１】
＜評価試験＞
実施例１〜３と比較例１〜３で得たシーラーを用い、比較例４，５については仮硬化条件を異ならせて、各仮硬化工程を経て下記の各評価試験を実施した。
【００４２】
＜膨れ抑制性＞
図１に示される治具を用意する。この治具は次のように製作したものである。縦横の寸法が７０ｍｍ×１５０ｍｍで、厚みが０．８ｍｍの鋼板２の表面に、ガラスビーズ入り熱硬化型エポキシ接着剤を用いて厚みが０．２ｍｍ、縦横の寸法が１００ｍｍ×１０ｍｍの「コの字型」パターン４となるように塗布する。この「コの字型」パターン４は一方の長辺の中央部に５０ｍｍの長さの開口６をもっている。その「コの字型」パターン４上に縦横の寸法が２５×１５０ｍｍ、厚みが０．８ｍｍの別の鋼板８を貼り合せる。このとき、鋼板８の一方の長辺が「コの字型」パターン４の開口６が設けられている長辺上にくるように、鋼板８と「コの字型」パターン４を位置決めする。鋼板２，８をその間に「コの字型」パターン４の接着剤層を介在させた状態でクリップで固定し、１７０℃で２０分間焼き付けて「コの字型」パターン４の接着剤層を硬化させて治具を完成する。
【００４３】
この治具は鋼板２，８が厚み０．２ｍｍの隙間をもって接合されており、その隙間には開口６をもつ空間が形成されていて、その空間には空気層が存在している。
【００４４】
この治具に実施例及び比較例の各シーラーを縦横の寸法が１０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚みが２ｍｍのリボン状パターン１０に塗布して、室温状態で３０分間放置する。放置後、それぞれの仮硬化過程を経て１４０℃×３０分間焼き付けて本硬化をさせ、室温にて放冷(３０℃以下)した。
【００４５】
そして、焼付硬化した鋼板について、シーラー表面の発泡、即ち膨れ等の発生の有無を目視にて観察して、膨れの有無を確認した。なお、膨れ抑制性の評価は次の基準で行った。
○：異常なし(膨れ等の発生なし)
×：異常あり(膨れ等の発生が僅かにもあり)
【００４６】
＜各種仮硬化過程後の硬度＞
縦横の寸法が約３００ｍｍ×３００ｍｍ、厚みが０．８ｍｍの電着塗装板に電着塗装板に引っ付かないように離型紙を貼り付け、その上に気泡を巻き込まないように実施例及び比較例の各シーラーを２〜３ｍｍ厚みに塗布し、それぞれの仮硬化工程を経て硬化させた。室温状態で放冷(３０℃以下)後、厚さが１０ｍｍになるように積み重ね、硬度計（高分子計器株式会社製のアスカーゴム硬度計Ｃ型）にて硬度を測定した。なお、硬度の評価は次の規準で行った。
○：硬度が６０以上９０以下
×：硬度が６０未満
【００４７】
＜ハンドリング＞
上記評価（＜各種仮硬化過程後の硬度＞）にて用いた電着塗装板についてそれぞれの仮硬化工程を経て１０秒以内に次工程に進むことができるかどうかについて、次の基準で行った。
○：それぞれの仮硬化工程後、１０秒以内に素手で触れることができる。
×：それぞれの仮硬化工程後、１０秒以内に素手で触れることができない。
【００４８】
＜加熱硬化時の接着性＞
実施例及び比較例の各シーラーの接着性については、２５ｍｍ×１００ｍｍの短冊状の電着塗装板を用意して、各シーラーを縦横の寸法が１０ｍｍ×７５ｍｍ、厚みが２ｍｍの平板形状に塗布し、それぞれの仮硬化工程後、１４０℃×３０分の焼付を実施した。その後、室温にて１日放置後、シーラーの界面に沿って２０〜４０ｍｍの切込みを入れる。これをしっかりした台に固定して、シーラーを角度９０度以上の方向に引張りながら、鋭利なナイフで約６０度の角度で素早く電着塗装板に達するまで切込みを入れる。切込みの間隔を３〜５ｍｍとして、この操作を１０回以上繰り返して、破断面の状態を観察し評価した。接着性の評価は次の規準で行った。
○：完全な凝集破壊
×：少しでも界面破壊が含まれる
【００４９】
＜ダンベル伸び率＞
縦横の寸法が約３００ｍｍ×３００ｍｍ、厚みが０．８ｍｍの電着塗装板に耐熱離型紙を貼り付け、その上に気泡を巻き込まないように実施例及び比較例の各シーラーを２〜３ｍｍ厚みに塗布し、それぞれの仮硬化工程を経て硬化させた。その後、室温状態で放冷(３０℃以下)して、１４０℃×３０分間の焼付を行った。焼付後、標準状態に１日放置後ＪＩＳで規定された２号ダンベルにて試験片を打ち抜いた。このとき、ダンベル試験片の長さ方向の中央の２０ｍｍ間隔が標線となり、標線内の幅が１０ｍｍとなる。
【００５０】
上記ダンベル試験片について引張り試験機(島津製作所製)を用いて引張り速度５０ｍｍ／ｍｉｎにて引張り、破断時の標線間距離を求めて、以下の式にて伸び率(％)を測定した。
伸び率(％)＝(Ｌ−２０)／２０×１００
ここでＬ＝破断時の標線間の長さ(ｍｍ)。
ダンベル伸び率の評価は次の基準で行った。
○：伸び率が１５０％以上
×：伸び率が１５０％未満
【００５１】
実施例及び比較例の各シーラーについて行ったこれらの評価試験の結果を表１にその配合組成と合わせて示す。
【００５２】
＜試験結果＞
従来から使用されている比較例５のような焼付による仮硬化工程においては、膨れ抑制性の結果において膨れを抑制することができなかった。これは、シーラーが未硬化状態であるため、空隙からでるエアーを抑制するのに適した状態ではなかったために膨れが発生している。また、ハンドリングにおいても加熱により十分な放熱がされていない状態では、素手では触ることができない。また、これについては自動車の塗装ラインにおける工程短縮等を考慮すると好ましくない傾向がある。
【００５３】
仮硬化工程で使用するＵＶ照射機器でも高圧水銀灯を使用するとエアー膨れを抑制することはできるが、ハンドリングにおいてランプよりの熱の発生により、十分な放熱がされていない状態では、素手では触ることができなく、比較例５と同様なことが言える。
【００５４】
比較例１〜３については、シーラーの組成に起因してＬＥＤからの光照射では十分な仮硬化状態とすることができなかったためにシーラー内部が未硬化状態となり、膨れを抑制するまでの十分な状態ではなかったと考えられる。
【００５５】
実施例においては、仮硬化工程の性能、その後の本硬化のための熱硬化後の性能において問題はなかった。
【００５６】
以上の結果に基づき、実施例のボデーシーラーを用いたパネル接合方法は、ＬＥＤからの光を照射して仮硬化させることにより、自動車の貼り合せたパネル内にあるエアー溜りからのエアーによる膨れを抑制するのに優れたシーラー剤とその接合方法であることが分かる。
【符号の説明】
【００５７】
２，８ 鋼板
４ 「コの字型」パターン
６ 「コの字型」パターンの開口
１０ シーラーの塗布パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程（Ａ）から（Ｄ）を含む自動車パネルのシール方法。
（Ａ）単量体又はオリゴマーからなりアクリロイル基を２個以上有するアクリル系重合性成分、熱可塑性樹脂成分及びラジカル重合開始剤を含むボデーシーラーをパネル接合部に塗布する工程、
（Ｂ）塗布された前記ボデーシーラーに紫外領域から可視領域に発光波長をもつＬＥＤからの光を照射して前記ボデーシーラーを仮硬化させる仮硬化工程、
（Ｃ）仮硬化した前記ボデーシーラー上に塗料を塗布する塗装工程、及び
（Ｄ）その後、前記ボデーシーラーを本硬化させるための加熱硬化工程。
【請求項２】
前記仮硬化工程で使用するＬＥＤからの光の波長は３６５ｎｍである請求項１に記載の自動車パネルのシール方法。
【請求項３】
前記仮硬化工程におけるＬＥＤからの光の積算照度は１０００〜３０００ｍＪ／ｃｍ2である請求項２に記載の自動車パネルのシール方法。
【請求項４】
前記重合性成分の配合割合はボデーシーラー全体の合計１００重量部に対して２．０〜２０重量部である請求項１から３のいずれか一項に記載の自動車パネルのシール方法。
【請求項５】
前記ラジカル重合開始剤として紫外線によるラジカル重合開始剤及び可視光線によるラジカル重合開始剤をともに含み、前記ラジカル重合開始剤の配合割合はボデーシーラー全体の合計１００重量部に対して０．１〜２．０重量部である請求項１から４のいずれか一項に記載の自動車パネルのシール方法。
【請求項１】
以下の工程（Ａ）から（Ｄ）を含む自動車パネルのシール方法。
（Ａ）単量体又はオリゴマーからなりアクリロイル基を２個以上有するアクリル系重合性成分、熱可塑性樹脂成分及びラジカル重合開始剤を含むボデーシーラーをパネル接合部に塗布する工程、
（Ｂ）塗布された前記ボデーシーラーに紫外領域から可視領域に発光波長をもつＬＥＤからの光を照射して前記ボデーシーラーを仮硬化させる仮硬化工程、
（Ｃ）仮硬化した前記ボデーシーラー上に塗料を塗布する塗装工程、及び
（Ｄ）その後、前記ボデーシーラーを本硬化させるための加熱硬化工程。
【請求項２】
前記仮硬化工程で使用するＬＥＤからの光の波長は３６５ｎｍである請求項１に記載の自動車パネルのシール方法。
【請求項３】
前記仮硬化工程におけるＬＥＤからの光の積算照度は１０００〜３０００ｍＪ／ｃｍ2である請求項２に記載の自動車パネルのシール方法。
【請求項４】
前記重合性成分の配合割合はボデーシーラー全体の合計１００重量部に対して２．０〜２０重量部である請求項１から３のいずれか一項に記載の自動車パネルのシール方法。
【請求項５】
前記ラジカル重合開始剤として紫外線によるラジカル重合開始剤及び可視光線によるラジカル重合開始剤をともに含み、前記ラジカル重合開始剤の配合割合はボデーシーラー全体の合計１００重量部に対して０．１〜２．０重量部である請求項１から４のいずれか一項に記載の自動車パネルのシール方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−２１５７４２（Ｐ２０１０−２１５７４２Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６２２７０（Ｐ２００９−６２２７０）
【出願日】平成２１年３月１６日（２００９．３．１６）
【出願人】（５９１０８４２０７）サンライズ・エム・エス・アイ株式会社 (9)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１６日（２００９．３．１６）
【出願人】（５９１０８４２０７）サンライズ・エム・エス・アイ株式会社 (9)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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