JP2010094834A - 接合体、ルーフ構造体、それに用いる積層シート及び積層シートの使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パネルの収縮などにより歪みを発生した場合、その応力などにより接合を解除することが可能な接合体、ルーフ構造体、それに用いる積層シート及び積層シートの使用方法を提供する。
【解決手段】本発明は、部材と、該部材とは別の部材とを積層シート１で接合してなり、該接合体を変形させる力が加わるときに、積層シート１と部材が剥離して該変形が防止される接合体であって、積層シート１が基材および粘着剤層で構成され、該基材の片面側が接着剤に対して易接着性であり、他面側に粘着剤層３を有するものである接合体、ルーフ構造体、該接合体に用いる積層シート１であって、基材２の片面側が、水との接触角で７５度未満である易接着性を有し、基材２の他面側に粘着剤層３が設けられている積層シート１、並びに、積層シート１の使用方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、接合体、ルーフ構造体、それに用いる積層シート及び積層シートの使用方法に関し、詳しくは、パネルの収縮などにより歪みを発生した場合、その応力などにより接合を解除することが可能な接合体、ルーフ構造体、それに用いる積層シート及び積層シートの使用方法に関するものである。

自動車製造ラインにおいて、ルーフ鋼板などの外板パネルとスチフナーなどの補強用内板パネルとで構成される車体パネルの組立接着が実施されている。すなわち、防錆油の付着した鋼板をまず裁断、プレス加工し、次いで得られる外板パネル又は内板パネルの一方にマスチック接着剤（マスチックシーラーともいう）を塗布し、他方のパネルを重ね合わせ、パネルを固定接合する。このように、車体パネルの組立接着接合には、マスチックシーラー（例えば、特許文献１参照）が用いられる。
次いで、この車体パネルを車体に組み付けた後、防錆油を脱脂するため、アルカリ浸漬及び温水シャワーの工程を数回繰り返した後、化成処理とシャワー洗浄工程、電着塗装、次いで電着塗料の焼き付け硬化を行い、同時にマスチック接着剤も硬化せしめる。それから中塗り、上塗り表面塗装が行われる。
近年、自動車の軽量化が特に求められ、この一環として、ルーフ鋼板としてハイテン材（板が薄く剛性がある）などの適用が推進されている。この場合、ルーフ鋼板とスチフナーの板厚の違い及びマスチックシーラー自体も若干収縮することなどにより、塗装乾燥後に板厚が薄いルーフ鋼板のマスチックシーラーによる接合部に歪みが発生することがある。
このような現象はマスチックシーラーで接合した全ての部分で起こるわけではないので、構造解析の結果、歪みが発生する部位のマスチックシーラー接合部をナイフなどで切断することで対応して来た。
特開２００７−３０２７５５号公報

本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、パネルの収縮などにより歪みを発生した場合、その応力などにより接合を解除することが可能な接合体、ルーフ構造体、それに用いる積層シート及び積層シートの使用方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、部材と、該部材と別の部材との間に所定の力が加わったときに剥離可能な積層シートを設けることにより、前記の目的を達成することを見出し本発明を完成したものである。

すなわち、本発明は、部材と、該部材とは別の部材とを積層シートで接合してなり、該接合体を変形させる力が加わるときに、積層シートと部材が剥離して該変形が防止される接合体であって、該積層シートが基材および粘着剤層で構成され、該基材の片面側が接着剤に対して易接着性であり、他面側に粘着剤層を有するものである接合体を提供するものである。
また、本発明は、自動車用スチフナーと自動車用ルーフとの間に、マスチックシーラー及び積層シートを介して接合したルーフ構造体であって、該ルーフ構造体を変形させる力が加わるときに、該積層シートと自動車用スチフナーが剥離して該変形が防止されるルーフ構造体を提供するものである。
また、本発明は、該接合体に用いる積層シートであって、基材の片面側が、水との接触角で７５度未満である易接着性を有し、基材の他面側に粘着剤層が設けられていることを特徴とする積層シートを提供するものである。
さらに、本発明は、一方の部材の片面側に、本発明の積層シートの粘着剤層面を貼着し、該積層シートの易接着性面に接着剤で他方の部材に接着し、部材と部材を接合することを特徴とする積層シートの使用方法を提供するものである。

本発明の積層シート及び接合体を用いると、パネルの収縮などにより歪みを発生した場合、その応力などにより接合を解除することが可能であり、例えば、ルーフ構造体に適しており、自動車用スチフナーとルーフの接合部に用い、部材の変形を防止することができる。

本発明の接合体は、部材と、該部材とは別の部材とを積層シートで接合してなり、該接合体を変形させる力が加わるときに、積層シートと部材が剥離して該変形が防止される接合体であって、該積層シートが基材および粘着剤層で構成され、該基材の片面側が接着剤に対して易接着性であり、他面側に粘着剤層を有するものである。
前記部材は、自動車用部材であると好ましく、例えば、部材と、該部材とは別の部材が、自動車用スチフナーと、自動車用ルーフであると好ましい。
例えば、図４に示すように、自動車用スチフナー８と自動車用ルーフ６との間に、マスチックシーラー７及び積層シート１を介して接合したルーフ構造体であって、該ルーフ構造体を変形させる力が加わるときに、積層シート１と自動車用スチフナー８が剥離して該変形が防止されるルーフ構造体として用いられる。
この他、本発明の接合体は、運輸、輸送等の分野の、船舶、電車等の部材にも用いることができる。

前記接合体に用いる本発明の積層シートは、粘着剤層側が部材と剥離する。
図面を用いて説明すると、本発明の積層シート１（図１参照）は、接合体に用いる積層シート１であって、基材２の片面側が、水との接触角で７５度未満である易接着性を有し、基材の他面側に粘着剤層３が設けられている。
本発明の積層シートにおいて易接着性とは、基材２の上面に施されるマスチックシーラーなどの接着剤との接着力が高くなる性能であり、水との接触角で７５度未満であれば一般的なマスチックシーラーを用いる場合において、有効な易接着性を発揮することができる。

本発明の積層シート１に用いる基材２は、易接着性を有するもので、耐熱性、耐薬品性および耐久性を有するものであれば特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂やポリブチレンテレフタレート樹脂などからなるポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、ポリイミドフィルム、金属箔などが用いられる。

本発明において、基材２は、その上に設けられる粘着剤層３や各種樹脂層との密着性を向上させる目的で、所望により片面又は両面に、酸化法や凹凸化法などにより表面処理を施すことができる。上記酸化法としては、例えばコロナ放電処理、プラズマ処理、クロム酸処理（湿式）、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理などが挙げられ、また、凹凸化法としては、例えばサンドブラスト法、溶剤処理法などが挙げられる。これらの表面処理法は基材の種類に応じて適宜選ばれるが、一般にはコロナ放電処理法が効果及び操作性などの面から、好ましく用いられる。また、片面又は両面にプライマー処理を施したものも用いることができる。
基材２の厚さは特に限定されないが、耐熱性および耐久性などを考慮すると１０〜２００μｍ程度のものが用いられる。

基材２の他面側に設けられる粘着剤層３としては、耐熱性、耐薬品性及び耐久性を有するものであれば特に限定されず、粘着剤を主剤とした粘着剤組成物を用いることができる。
尚、本発明の粘着剤層３は部材の乾燥時の熱が付加されたときに粘着力が弱くなる性質のものが好ましい。
本発明において、粘着剤としては、例えば、シリコーン系粘着剤、アクリル系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ウレタン系粘着剤などが挙げられる。
これらの中でも、本発明においては、特に金属系被着体（図２では部材８）に対する耐熱性及び剥離性の点から粘着剤層３がシリコーン樹脂から形成される弱粘着剤層であると好ましい。
シリコーン系粘着剤としては特に制限はなく、例えば、オルガノポリシロキサンを主成分とするシリコーンゴムやシリコーンレジンを含有してなり、これをシロキサン系架橋剤、過酸化物系架橋剤などの架橋剤を添加してキュアーしたものなどの、公知のシリコーン系粘着剤の中から適宜選択することができる。

また、粘着剤がアクリル系粘着剤である場合、粘着性を与える主モノマー成分、接着性や凝集力を与えるコモノマー成分、架橋点や接着性改良のための官能基含有モノマー成分を主とする重合体又は共重合体から構成することができる。
主モノマー成分としては、例えば、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸メトキシエチル等のアクリル酸アルキルエステルや、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル等のメタクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。
コモノマー成分としては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル等が挙げられる。
官能基含有モノマー成分としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等のカルボキシル基含有モノマーや、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピル、Ｎ−メチロールアクリルアミド等のヒドロキシル基含有モノマー、アクリルアミド、メタクリルアミド、メタクリル酸グリシジルなどが挙げられる。
これらの各成分を含むことにより、粘着剤組成物の粘着力、凝集力が向上する。また、このようなアクリル系樹脂は、通常、分子中に不飽和結合を有しないため、光や酸素に対する安定性の向上を図ることができる。さらに、モノマーの種類や分子量を適宜選択することにより、用途に応じた品質、特性を備えるアクリル系粘着剤組成物を得ることができる。

このようなアクリル系粘着剤組成物には、架橋処理を施す架橋型及び架橋処理を施さない非架橋型のいずれのものを用いても良いが、架橋型のものがより好ましい。架橋型のものを用いる場合、凝集力のより優れた粘着剤層３を形成することができる。
架橋型粘着剤組成物に用いる架橋剤としては、エポキシ系化合物、イソシアナート化合物、金属キレート化合物、金属アルコキシド、金属塩、アミン化合物、ヒドラジン化合物、アルデヒド化合物等が挙げられる。この架橋剤の使用量は、前記粘着剤１００質量部に対し、通常０．１〜１０質量部、好ましくは、０.５〜５質量部の範囲で選定される。

また、乾燥時の熱が付加されたときに粘着力が弱くなるようにするには、上述した粘着剤層の貼着面積が少ないように設定したり、粘着剤中に熱発泡性樹脂や熱膨張性微小球を混合させるなどして、通常状態では強固に貼着しているが、熱がかかると粘着剤層中に分散された熱膨張性微小球などが発泡して被着体との貼着面積を減少させて粘着力を減少させることができる。
このような熱膨張性微小球としては、公知の熱膨張性微小球（種々の無機系熱膨張性微小球や、有機系熱膨張性微小球など）から適宜選択することができる。熱膨張性微小球としては、混合操作が容易である観点などより、マイクロカプセル化されている発泡剤を好適に用いることができる。このような熱膨張性微小球としては、例えば、イソブタン、プロパン、ペンタンなどの加熱により容易にガス化して膨張する物質（熱膨張性物質）を、弾性を有する殻内に内包させた微小球などが挙げられる。前記殻は、熱溶融性物質や熱膨張により破壊する物質で形成される場合が多い。前記殻を形成する物質として、例えば、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスルホンなどが挙げられる。熱膨張性微小球は、慣用の方法、例えば、コアセルベーション法や、界面重合法などにより製造できる。なお、熱膨張性微小球には、例えば、商品名「マツモトマイクロスフェアー」［松本油脂製薬（株）製］などの市販品もある。

なお、熱膨張性微小球において、付与する剥離開始温度は、熱膨張性物質の種類（特に、気化温度）、殻を形成する物質の種類、殻の厚みや、熱膨張性微小球の粒子径などにより、適宜な温度に調整することができる。
熱膨張性微小球としては、加熱処理により、粘着剤層の接着力を効率よく且つ安定して低下させるため、体積膨張率が５倍以上、なかでも７倍以上、特に１０倍以上となるまで破裂しない適度な強度を有する熱膨張性微小球が好ましい。
粘着剤層３において、熱膨張性微小球の含有割合としては、粘着剤層３の膨張倍率や、接着力の低下性などに応じて適宜設定することができるが、例えば、粘着剤層３を形成する粘着剤１００重量部に対して１〜１００重量部の範囲から適宜選択することができる。
この粘着剤には、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により各種添加剤、例えば酸化防止剤、粘着付与剤、紫外線吸収剤、光安定剤、カップリング剤、充填剤、着色剤などを添加することができる。

粘着剤層３は、基材２の易接着性を有さない側の片面に直接塗布、形成してもよく、また、後述する剥離シート４の剥離処理面に粘着剤を塗布、乾燥させ粘着剤層３を形成した後、基材２の易接着性を有さない側の片面と貼り合わせても良い。粘着剤層３の形成方法としては、特に制限なく種々の方法を用いることができ、例えば、エアーナイフコーター、ブレードコーター、バーコーター、グラビアコーター、ロールコーター、カーテンコーター、ダイコーター、ナイフコーター、ロールナイフコーター、スクリーンコーター、マイヤーバーコーター、キスコーターなどが挙げられる。
粘着剤層３の厚さは、通常１０〜１００μｍ程度、好ましくは１５〜６０μｍである。
また、本発明においては、必要に応じ、基材２と粘着剤層３との間に、易接着層等の層を設けても良い。

粘着剤層３の表面は、それを保護するために使用する前まで剥離シート４で覆うことが好ましい。この剥離シート４としては、いずれのものを使用してもよく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアリレートなどの各種樹脂よりなるフィルムや、ポリエチレンラミネート紙、ポリプロピレンラミネート紙、クレーコート紙、樹脂コート紙、グラシン紙、上質紙等の各種紙材を基材とし、この基材の粘着剤層との接合面に、必要により剥離処理が施されたものを用いることができる。この場合、剥離処理の代表例としては、シリコーン系樹脂、長鎖アルキル系樹脂、フッ素系樹脂等の剥離剤よりなる剥離剤層の形成が挙げられる。
剥離シートの厚さは、特に制限されず、適宜選定すれば良い。

次に図２を用いて、本発明の積層シート１の使用方法を説明する。
まず、図２（ａ）のように下部材(スチフナー)８の表面に積層シート１を貼付する。上部材(ルーフ鋼板)６の接合部に接着剤(マスチックシーラー)７を塗布した後、図２（ｂ）のように積層シート１上に接着させ、マスチックシーラー７の接着により接合する。この状態で各種洗浄、塗装工程に入る。この状態ではマスチックシーラー７により、ルーフ鋼板６とスチフナー８は接合状態となっている。
次に乾燥工程に入り熱が付加され、歪みなどの応力が発生すると、図２（ｃ）のようにマスチックシーラー７は易接着性である積層シート１を伴いながらスチフナー８から剥離する。
マスチックシーラー７は特に限定されるものでは無く、特許文献１にも記載されている一般的な市販品が用いられる。
また上記説明及び図２では、ルーフ鋼板６にマスチックシーラー７を塗布形成してスチフナー８と接合したが、積層シート１上にマスチックシーラー７を塗布形成してからルーフ鋼板６と接合しても良い。

本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、下記実施例及び比較例において、剥離力試験は、以下のようにして行った。
剥離力試験
図３(ａ)に示すように、四隅に取り付け穴を有する長さ１５０ｍｍ、幅７０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのＳＵＳ（ステンレス鋼）板の中央部に積層シート(長さ１００ｍｍ、幅２５ｍｍ)を粘着剤層にて貼付する。同じく四隅に取り付け穴を有する長さ１８０ｍｍ(端部３０ｍｍが角度３０度で曲がっている)、幅７０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのＳＵＳ板の中央部に、上記積層シートの中央部に位置するようにマスチックシーラー５ｇを幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚さ約５ｍｍとなるように設ける。
次いで、図３(ｂ)に示すようにマスチックシーラーが塗布されたＳＵＳ板をマスチックシーラーが積層シート上に来るように重ねあわせ、取り付け穴に厚さ３ｍｍのワッシャーをかませてその両端をボルトにて固定する。このものを１５０℃のオーブンに入れ１時間放置しマスチックシーラーを硬化させる。
次に図３(ｃ)に示すように、２３℃５０％ＲＨ条件下に１時間放置し、四隅の取り付けを解除した後に積層シート側のＳＵＳ板を固定し、反対側のＳＵＳ板の端部から引張り試験機により、３００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引きはがして剥離力を測定した。

実施例１
厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム「「商品名：ルミラー♯１００」、東レ社製」の、一方の面上に、乾燥厚さ４０μｍの粘着剤層「シリコーン系粘着剤［商品名「Ｐ−３０９０」、リンテック社製」を形成した。剥離シートとして「「商品名：ＳＰ−ＰＥＴ５０ＹＳ」、リンテック社製」を用い、粘着剤層に貼り合わせた。
得られた積層シートのポリエチレンテレフタレートフィルムの水との接触角を測定した結果を表１に示す。また、剥離シートを剥がしてから、上記剥離力試験を行った結果を表１に示す。

実施例２
基材として、易接着層が設けられた厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム「「商品名：エンブレットＰＴＭＸ」ユニチカ社製」上に、乾燥厚さ２５μｍのシリコーン系樹脂「「商品名：Ｘ−６２−１３４７」両末端にビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシリコーン、１００質量部、白金触媒「商品名：ＣＡＴ−ＰＬ−５６」２質量部。ともに信越化学工業社製」からなる弱粘着性の粘着剤層を形成し積層シートを作成した。
得られた積層シートのポリエチレンテレフタレートフィルムの水との接触角を測定した結果を表１に示す。また、剥離シートを剥がしてから、上記剥離力試験を行った結果を表１に示す。

比較例１
実施例１の積層シートを設けないで、上記剥離力試験を行った結果を表１に示す。

実施例３
実施例２で製造した積層シートを用い、図４に示すルーフ構造体のスチフナー８上に貼り付け、ルーフ６との間にマスチックシーラー７を塗布し接合させ電着塗装を施した後に１５０℃１時間の乾燥を行ったところ、乾燥前は接合していたが、乾燥後には、粘着材層とスチフナー８の間が剥離し、ルーフ６の歪みは無かった。

以上詳細に説明したように、本発明の積層シート及び接合体を用いると、パネルの収縮などにより歪みを発生した場合、その応力などにより接合を解除することが可能であり、例えば、ルーフ構造体に適しており、自動車用スチフナーとルーフの接合部に用い、部材の変形を防止することができる。
また、この積層シート及び接合体は、運輸、輸送等の分野の、船舶、電車等の部材にも用いることができる。

本発明の積層シートを示す概略断面図である。 本発明の積層シートを用いた使用方法及び剥離した例を示す概略図である。 実施例及び比較例における剥離力試験方法を説明する概略図である。 本発明のルーフ構造体を示す概略断面図である。

符号の説明

１：積層シート
２：基材
３：粘着剤層
４：剥離シート
６：上部材(ルーフ鋼板)
７：接着剤(マスチックシーラー)
８：下部材(スチフナー)

Claims (7)

1. 部材と、該部材とは別の部材とを積層シートで接合してなり、該接合体を変形させる力が加わるときに、積層シートと部材が剥離して該変形が防止される接合体であって、該積層シートが基材および粘着剤層で構成され、該基材の片面側が接着剤に対して易接着性であり、他面側に粘着剤層を有するものである接合体。
2. 前記部材が自動車用部材である請求項１に記載の接合体。
3. 部材と、該部材とは別の部材が、自動車用スチフナーと自動車用ルーフである請求項１に記載の接合体。
4. 自動車用スチフナーと自動車用ルーフとの間に、マスチックシーラー及び積層シートを介して接合したルーフ構造体であって、該ルーフ構造体を変形させる力が加わるときに、該積層シートと自動車用スチフナーが剥離して該変形が防止されるルーフ構造体。
5. 請求項１に記載の接合体に用いる積層シートであって、基材の片面側が、水との接触角で７５度未満である易接着性を有し、基材の他面側に粘着剤層が設けられていることを特徴とする積層シート。
6. 前記粘着剤層がシリコーン樹脂から形成される弱粘着剤層である請求項５に記載の積層シート。
7. 一方の部材の片面側に、請求項５又は６に記載の積層シートの粘着剤層面を貼着し、該積層シートの易接着性面に接着剤で他方の部材に接着し、部材と部材を接合することを特徴とする積層シートの使用方法。

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