JP2010094835A - 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で接合してなる接合体であって、積層シート１が面積の異なる層が積層されてなる積層部を有し、該接合体を変形させる力が加わるときに、積層シート１の前記積層部が剥離して該変形が防止される接合体、ルーフ構造体、該接合体に用いる積層シート１であって、少なくとも基材層Ａ２と剥離層３を積層した上側シートＸと、少なくとも基材層Ｂ４と粘着剤層５を積層した下側シートＹを、基材層Ａ２、剥離層３、基材層Ｂ４、粘着剤層５の順に積層してなり、基材層Ｂ４の剥離層３側の面積が、剥離層３の基材層Ｂ４側の面積より小さい積層シート１、並びにその使用方法である。
【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る接合体であって、該積層シートが面積の異なる層が積層されてなる積層部を有し、該接合体を変形させる力が加わるときに、積層シートの前記積層部が剥離して該変形が防止され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、該積層シートが面積の異なる層が積層されてなる積層部を有し、該ルーフ構造体を変形させる力が加わるときに、該積層シートの前記積層部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、少なくとも基材層Ａと剥離層を積層した上側シートと、少なくとも基材層Ｂと粘着剤層を積層した下側シートを、基材層Ａ、剥離層、基材層Ｂ、粘着剤層の順に積層してなり、基材層Ｂの前記剥離層側の面積が、前記剥離層の基材層Ｂ側の面積より小さい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、該積層シートの基材層Ａ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る接合体であって、該積層シートが面積の異なる層が積層されてなる積層部を有し、該接合体を変形させる力が加わるときに、積層シートの前記積層部が剥離して該変形が防止されるものである。
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６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、積層シート１が面積の異なる層が積層されてなる積層部を有し、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の前記積層部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１は、図１に示すように、少なくとも基材層Ａ２と剥離層３を積層した上側シートＸと、少なくとも基材層Ｂ４と粘着剤層５を積層した下側シートＹを、基材層Ａ２、剥離層３、基材層Ｂ４、粘着剤層５の順に積層してなり、基材層Ｂ４の剥離層３側の面積が、剥離層３の基材層Ｂ４側の面積より小さく、剥離層３と基材層Ｂ４の間が剥離する（図２参照）か、又は剥離層３’自身が剥離する（図３参照）。
積層シート１は、下側シートＹの上側シートＸの側の面積が、上側シートＸの下側シート側Ｙの面積より小さいと好ましい。
また、基材層Ｂ４の剥離層３側の面積が、剥離層３の基材層Ｂ４側の面積の４０〜８５％であると好ましく、５０〜８０％であるとさらに好ましい。また、剥離層３又は下側シートＹの形状としては、特に限定されず、図４に示したように各種形状を用いることができる。

本発明の積層シートに用いる基材層Ａ２及び基材層Ｂ４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無く、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、ポリプロピレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリイミドフィルムなどの延伸処理された若しくはされていない合成樹脂フィルム、金属箔などが用いられる。
また、基材層Ａ２及び基材層Ｂ４は、その上に設けられる粘着剤層５や後述する剥離層３など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。
基材層Ａ２及び基材層Ｂ４の厚さは特に限定されないが、耐熱性及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。

本発明において、剥離層３は機能形態として２通りある。
一つは、基材層Ａ２に強固に追随して他の基材層Ｂ４から剥離する性質を有するものである。この場合、いわゆるアクリル樹脂や膜厚のあるシリコーン樹脂などからなる自着性樹脂を用いると好ましい。
上記の場合、基材層Ａ２に剥離層３が強固に密着していれば良く、言い換えれば基材層Ｂに弱く密着していれば良い。
例えば、アクリル樹脂や膜厚のあるシリコーン樹脂などからなる自着性樹脂を用いる場合では、密着を良くしようと基材層Ａ２に直に自着性樹脂を塗布して剥離層３を形成することにより、その後基材層Ｂ４と積層する。この場合、積層シート１を剥離すると、密着性の違いから剥離層３があらかじめ形成された基材層Ａ２に剥離層３は追随するようになる。尚、その効果をより助長するためにアンカーコート層を設けたり、コロナ処理を強く設けるなど他の手段を用いることもできる。また、密着性を弱くする面には剥離層３の基材層Ｂ４に貼着される剥離層面形状を部分形成・吸着構造にするなどして少なくする方法も用いることができる。

もう一つの機能形態としては、剥離層３内にて層内破壊して剥離層が二つに分かれるものである。この場合、アクリル樹脂、セルロール樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂などのバインダー樹脂１００質量部に対して、粒径０．１〜５μｍのシリカ、ガラスビーズなどの粒子を１０〜１５０質量部配合したものを１〜２０μｍの厚さに形成して用いると好ましい。
また、本発明においては、必要に応じ、基材層Ａ２と剥離層３との間に、易接着層等の層を設けても良い。

基材層Ｂ４の他面側に設けられる粘着剤層５としては、耐熱性、耐薬品性、耐久性及び強粘着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。
粘着剤としては、例えば、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、シリコーン系粘着剤などが挙げられる。特に金属系被着体（図２では部材８）に対する貼付適性の点からアクリル系粘着剤が好ましく用いられる。
例えば、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、特性を備える粘着剤組成物を得ることができる。

このような粘着剤組成物には、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。
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５は、基材層Ｂ４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の剥離処理面に粘着剤を塗布、乾燥させ粘着剤層５を形成した後、基材層Ｂ４の片面と貼り合わせても良い。粘着剤層５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５の厚さは、通常１０〜１００μｍ程度、好ましくは１５〜６０μｍである。

粘着剤層５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で覆うことが好ましい。この剥離シートとしては、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を下側シートＹの粘着剤層５により貼付する。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は積層シートの基材層Ａ２と強固に接着されており、積層シート１の剥離層３と基材層Ｂ４との間で積層シートが剥離するので、結果としてルーフ鋼板６はマスチックシーラー７と積層シートの基材層Ａ２及び剥離層３を伴った形で基層材Ｂ４上から剥離する。
マスチックシーラー７は特に限定されるもので無く、特許文献１にも見られるような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５(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(上側シートの大きさ：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５(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５(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、引きはがし最初から最後までの剥離力を測定し、その面積から剥離エネルギーを測定した。

実施例１
基材層Ａとして、厚さ５０μｍ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♯５０」、東レ社製」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」からなる剥離層を形成し上側シートを作製した（縦１００ｍｍ、横２５ｍｍ）。また、基材層Ｂとして厚さ５０μｍ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♯５０」東レ社製」上に、乾燥厚さ３０μｍの粘着剤層「アクリル系粘着剤、商品名：「ＰＡ−Ｔ１」、リンテック社製」を形成した。剥離シート「「商品名：ＳＰ−８ＬＫアオ」、リンテック社製」を用い、粘着剤層に貼り合わせ下側シートを作成した（縦７０ｍｍ、横２０ｍｍ）。
次いで、図４(ａ)の形状のように前記上側シートの自己接着面（シリコーン層）を、前記下側シートのフィルム側に貼り合わせて積層シートを作成した。
得られた積層シートについて上記剥離力試験を行った結果を表１に示す。

実施例２
基材層Ａ及びＢとしてとしてのポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製、ルミラー５０Ｔ−６０、厚さ：５０μｍ）を２枚用意した。
アクリル系溶剤型粘着剤「商品名：「ＰＡ−Ｔ１」、リンテック社製」を、片面が剥離処理された剥離シート「商品名：「ＳＰ−８ＬＫ」、リンテック社製」の剥離処理面に、乾燥後の厚さが３０μｍになるようにナイフコーターによって塗布し、９０℃で１分間乾燥させ剥離シート上に粘着剤層を形成した。
次に、剥離シート上に形成された粘着剤層を上記片方のフィルムに重ね合わせて裁断し、下側シート（図４（ｃ）に図示する形状で、縦１００ｍｍ、横２５ｍｍ［面積２０００ｍｍ²］であり、両端部が変形している。）を作製した。
次に、ポリエステル樹脂バインダー「商品名：「ＴＰ２３５」、日本合成化学社製」１００質量部に、粒径４μｍの真球状シリカ「商品名：「ＭＳＰ−Ｓ０４０」、日興リカ社製」３０質量部を添加し混練したものを上記もう一方のフィルム（縦１００ｍｍ、横２５ｍｍ）の片側面に塗布したものを上側シートとし、前記下側シートのフィルム面を重ね合わせて乾燥(９０℃、１分間、乾燥後の厚さ３０μｍ)させ積層シートを作成した。
得られた積層シートについて上記剥離力試験を行った結果を表１に示す。

比較例１
下側シートの形状を上側シートの形状と同一にした以外は実施例１と同様にして積層シートを作製した。
得られた積層シートについて上記剥離力試験を行った結果を表１に示す。

表１に示したように、実施例１、２の積層シートは、下側シートが上側シートより小さいので、比較例１に比べ、部材の応力が小さい場合でも効率よく、剥離することができる。

実施例３
実施例１で製造した積層シートを用い、図６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、上側シートと下側シートの間が剥離し、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。 本発明の積層シートを用いて剥離した別の例を示す概略図である。 本発明の積層シートにおける下側シートの形状の例を示す図である。 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：基材層Ａ
３，３’：剥離層
４：基材層Ｂ
５：粘着剤層
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)
Ｘ：上側シート
Ｙ：下側シート

Claims (8)

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る接合体であって、該積層シートが面積の異なる層が積層されてなる積層部を有し、該接合体を変形させる力が加わるときに、積層シートの前記積層部が剥離して該変形が防止される接合体。
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、該積層シートが面積の異なる層が積層されてなる積層部を有し、該ルーフ構造体を変形させる力が加わるときに、該積層シートの前記積層部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、少なくとも基材層Ａと剥離層を積層した上側シートと、少なくとも基材層Ｂと粘着剤層を積層した下側シートを、基材層Ａ、剥離層、基材層Ｂ、粘着剤層の順に積層してなり、基材層Ｂの前記剥離層側の面積が、前記剥離層の基材層Ｂ側の面積より小さいことを特徴とする積層シート。
6. 前記下側シートの前記上側シートの側の面積が、前記上側シートの前記下側シート側の面積より小さい請求項５に記載の積層シート。
7. 基材層Ｂの前記剥離層側の面積が、前記剥離層の基材層Ｂ側の面積の４０〜８５％である請求項５に記載の積層シート。
8. 一方の部材の片面側に、請求項５〜７のいずれかに記載の積層シートの粘着剤層面を貼着し、該積層シートの基材層Ａ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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