JP7332323B2 - 繊維強化接着シート - Google Patents
繊維強化接着シート Download PDFInfo
- Publication number
- JP7332323B2 JP7332323B2 JP2019074640A JP2019074640A JP7332323B2 JP 7332323 B2 JP7332323 B2 JP 7332323B2 JP 2019074640 A JP2019074640 A JP 2019074640A JP 2019074640 A JP2019074640 A JP 2019074640A JP 7332323 B2 JP7332323 B2 JP 7332323B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- adhesive sheet
- resin composition
- layer
- reinforced adhesive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Adhesive Tapes (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Description
本発明は、芯材である繊維層と、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物の粘着層とを含む繊維強化接着シートに関する。または、本発明は、芯材である繊維層と、フィラーおよび熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物の粘着層とを含む繊維強化接着シートに関する。
繊維強化複合材料（例えばＦＲＣＭと称される）は、強度、弾性率等の良好な物性を有するため、金属代替材料として、主に自動車、風車、建造物、航空・宇宙、スポーツ用途等に幅広く使用されている。例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の繊維に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させたいわゆるプリプレグは、硬化することで繊維方向に高い強度と剛性とを有し、構造物の必要物性に応じて柔軟な材料設計が可能であるため、多用途に用いられている。
一方、種々の工業分野では、ある被着体と他方の被着体とを接着するための接着材（あるいは接着剤）として、数百ミクロン以上の比較的大きな接着厚みの場合でも、施工が容易であり、かつ強度等の物性に優れた接着シートが望まれている。しかし、上記のようなプリプレグは、種々の構造材料として用いるために開発されたものであり、接着材としての用途に適用した例は報告されていない。
特開２０１１－２３１２９７号公報（特許第５５８１１０９号）には、長繊維と樹脂マトリックスからなる複合材料であって、該樹脂マトリックスは炭素短繊維を分散含有していることを特徴とする複合材料（いわゆるプリプレグ）が開示されている。
当該文献には、この長繊維と樹脂マトリックスからなる複合材料を接着材用途に適用したことは、具体的に記載されておらず、比較的大きな接着厚みの場合でも施工が容易である接着材についても記載されていない。プリプレグは、構造材料として適用されることを前提に設計されているため、接着材に好適に用いることができる程度の高い樹脂量を含まず、初期タック性が低く接着材として効率的に施工することは現実的に難しいと考えられる。
また、当該文献においては、同発明者による特許第３５８０６８９号に記載の方法によって製造された炭素短繊維の使用が推奨されている一方、繊維長の分布が広い（応力分布が均等化されていない）市販の炭素ミルドファイバーの使用によっては所望の特性が得られなかったことが報告されている。
当該文献には、この長繊維と樹脂マトリックスからなる複合材料を接着材用途に適用したことは、具体的に記載されておらず、比較的大きな接着厚みの場合でも施工が容易である接着材についても記載されていない。プリプレグは、構造材料として適用されることを前提に設計されているため、接着材に好適に用いることができる程度の高い樹脂量を含まず、初期タック性が低く接着材として効率的に施工することは現実的に難しいと考えられる。
また、当該文献においては、同発明者による特許第３５８０６８９号に記載の方法によって製造された炭素短繊維の使用が推奨されている一方、繊維長の分布が広い（応力分布が均等化されていない）市販の炭素ミルドファイバーの使用によっては所望の特性が得られなかったことが報告されている。
特開２０１１－２０２０４３号公報（特許第５５４０８１４号）には、第１離型紙、粘接着層、及び第２離型紙からなり、粘着性と接着性を併せ持つ粘接着シートであって、前記粘接着層を構成する粘接着剤がアクリル酸エステル共重合体、ｂｉｓ－Ａ型エポキシ系樹脂、コアシェルゴム、ゴム弾性エポキシ系樹脂、及び硬化剤を含むことを特徴とする粘接着シートが開示されている。また、当該文献には、粘接着層が、ガラス繊維、炭素繊維又は液晶ポリマー繊維の織布又は不織布である芯材に粘接着剤を含浸させたものであってよいことが記載されている。
当該文献は、硬化後の粘接着層が柔軟性を有するように粘接着剤の成分として、コアシェルゴムやゴム変性のエポキシ樹脂を用いるが、炭素繊維等のフィラーを含ませることは記載されていない。コアシェルゴムやゴム変性のエポキシ樹脂を含む粘接着層は、硬化後において低い弾性率（ヤング率）を与えると予想される。
当該文献には、接着強度が優れかつ硬化後の柔軟性を有する粘接着シートを与えることを目的とするものではあるが、硬化後の粘接着シート自体の弾性率、強度などのデータの記載はない。当該文献の実施例１では、芯材に目付５．９ｇ／ｍ２の液晶ポリマーを用いているが、その充填量は約１１ｗｔ％と低く、この芯材による粘接着シートの弾性率、強度の向上効果も期待できない。
当該文献は、硬化後の粘接着層が柔軟性を有するように粘接着剤の成分として、コアシェルゴムやゴム変性のエポキシ樹脂を用いるが、炭素繊維等のフィラーを含ませることは記載されていない。コアシェルゴムやゴム変性のエポキシ樹脂を含む粘接着層は、硬化後において低い弾性率（ヤング率）を与えると予想される。
当該文献には、接着強度が優れかつ硬化後の柔軟性を有する粘接着シートを与えることを目的とするものではあるが、硬化後の粘接着シート自体の弾性率、強度などのデータの記載はない。当該文献の実施例１では、芯材に目付５．９ｇ／ｍ２の液晶ポリマーを用いているが、その充填量は約１１ｗｔ％と低く、この芯材による粘接着シートの弾性率、強度の向上効果も期待できない。
３Ｍ社からフィルム状の接着剤として「Ｙ－５８２Ａ」等の「ボンディングテープ」が市販されている。
製品パンフレットによれば、「Ｙ－５８２Ａ」の厚みは１７０μｍであり、引張せん断接着強さは１４．７ＭＰａであるが、硬化後のフィルム接着剤自体の弾性率、強度などのデータは公表されていない。この接着剤は、強化繊維等のフィラーを含まない。
公知の接着剤の硬化物は、一般的に、高くても３２ＭＰａ程度の引張破断強度、および高くても５．６ＧＰａ程度の弾性率（ヤング率）を有する（例えばＬＯＲＤ社のＦｕｓｏｒ（登録商標）３８０ＮＳ／３８３ＮＳ接着剤についてのカタログ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｌｏｒｄ．ｃｏｍ／ｓｉｔｅｓ／ｄｅｆａｕｌｔ／ｆｉｌｅｓ／Ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／ＴｅｃｈｎｉｃａｌＤａｔａＳｈｅｅｔ／ＤＳ３３８６＿Ｆｕｓｏｒ３８０ＮＳ－３８３ＮＳ．ｐｄｆ参照）。
なお、このような従来技術による通常の接着剤では、接着厚みが大きくなるにつれて、硬化時の引張せん断接着強さが低下することが知られている。
製品パンフレットによれば、「Ｙ－５８２Ａ」の厚みは１７０μｍであり、引張せん断接着強さは１４．７ＭＰａであるが、硬化後のフィルム接着剤自体の弾性率、強度などのデータは公表されていない。この接着剤は、強化繊維等のフィラーを含まない。
公知の接着剤の硬化物は、一般的に、高くても３２ＭＰａ程度の引張破断強度、および高くても５．６ＧＰａ程度の弾性率（ヤング率）を有する（例えばＬＯＲＤ社のＦｕｓｏｒ（登録商標）３８０ＮＳ／３８３ＮＳ接着剤についてのカタログ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｌｏｒｄ．ｃｏｍ／ｓｉｔｅｓ／ｄｅｆａｕｌｔ／ｆｉｌｅｓ／Ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／ＴｅｃｈｎｉｃａｌＤａｔａＳｈｅｅｔ／ＤＳ３３８６＿Ｆｕｓｏｒ３８０ＮＳ－３８３ＮＳ．ｐｄｆ参照）。
なお、このような従来技術による通常の接着剤では、接着厚みが大きくなるにつれて、硬化時の引張せん断接着強さが低下することが知られている。
従来技術における上述の不都合を解消し、初期タック性が高く接着材として容易に施工可能であり、また、接着・硬化後において高い弾性率および強度を併せ持ち、接着厚みが大きい場合においても高い引張せん断接着強さを保持できる複合材料が、求められている。
ＬＯＲＤ社のＦｕｓｏｒ（登録商標）３８０ＮＳ／３８３ＮＳ接着剤についてインターネットに掲載されたカタログ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｌｏｒｄ．ｃｏｍ／ｓｉｔｅｓ／ｄｅｆａｕｌｔ／ｆｉｌｅｓ／Ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／ＴｅｃｈｎｉｃａｌＤａｔａＳｈｅｅｔ／ＤＳ３３８６＿Ｆｕｓｏｒ３８０ＮＳ－３８３ＮＳ．ｐｄｆ
本発明の課題は、初期タック性が高く、接着材として容易に施工可能であり、また、接着・硬化後において高い弾性率および強度を併せ持ち、接着厚みが大きい場合（厚みが大きいシート状の硬化物）においても高い引張せん断接着強さを保持できる複合材料を与えることである。
上記課題を解決するための本発明の諸態様は、以下のとおりである。
［１］．
芯材としての繊維層およびこの繊維層の両面に配置された樹脂組成物の粘着層を含み、
この樹脂組成物が、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物、またはフィラーおよび熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物であり、かつ、前記繊維層に前記粘着層を構成する樹脂組成物を含浸させた、繊維強化接着シートであって、
前記繊維層を構成する繊維含有量が、繊維強化接着シートの総質量に対して１５質量％～６５質量％である、
繊維強化接着シート。
［２］．
前記繊維層が、炭素繊維、ガラス繊維およびアラミド繊維からなる群から選択される繊維から構成されている、上記［１］項に記載の繊維強化接着シート。
［３］．
前記繊維層の繊維が、１ｍｍ以上の平均繊維長を有する繊維から構成されている、上記［１］または［２］項に記載の繊維強化接着シート。
［４］．
前記繊維層が炭素繊維から構成されており、この炭素繊維がチョップドファイバー、不織布、織布、ＵＤ材またはこれらのいずれかの組み合わせである、上記［１］～［３］項のいずれか１項に記載の繊維強化接着シート。
［５］．
上記粘着層を構成する樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であり、フィラーとしての炭素繊維がミルド炭素繊維である、上記［１］～［４］項のいずれか１項に記載の繊維強化接着シート。
［６］．
硬化後において、１００ＭＰａ以上の引張強度を有する、上記［１］～［５］項のいずれか１項に記載の繊維強化接着シート。
［７］．
硬化後において、１０ＧＰａ以上の弾性率を有し、１００ＭＰａ以上の引張強度を有し、かつ厚み０．５ｍｍ以上のシート状にて１５ＭＰａ以上の引張せん断接着強さを有する、上記［１］～［５］項のいずれか１項に記載の繊維強化接着シート。
［８］．
硬化後において、１０ＧＰａ以上の弾性率を有し、厚み２ｍｍ以上のシート状にて１５ＭＰａ以上の引張せん断接着強さを有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の繊維強化接着シート。
［９］．
２つの被着体を接着するために繊維強化接着シートを使用する方法であって、
当該方法は、この繊維強化接着シートを加熱することを含み、
この繊維強化接着シートが、芯材としての繊維層およびこの繊維層の両面に配置された樹脂組成物の粘着層を含み、
この樹脂組成物が、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物、またはフィラーおよび熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物であり、かつ、前記繊維層に前記粘着層を構成する樹脂組成物を含浸させた、繊維強化接着シートであって、
前記繊維層を構成する繊維含有量が、繊維強化接着シートの総質量に対して１５質量％～６５質量％である、上記方法。
［１］．
芯材としての繊維層およびこの繊維層の両面に配置された樹脂組成物の粘着層を含み、
この樹脂組成物が、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物、またはフィラーおよび熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物であり、かつ、前記繊維層に前記粘着層を構成する樹脂組成物を含浸させた、繊維強化接着シートであって、
前記繊維層を構成する繊維含有量が、繊維強化接着シートの総質量に対して１５質量％～６５質量％である、
繊維強化接着シート。
［２］．
前記繊維層が、炭素繊維、ガラス繊維およびアラミド繊維からなる群から選択される繊維から構成されている、上記［１］項に記載の繊維強化接着シート。
［３］．
前記繊維層の繊維が、１ｍｍ以上の平均繊維長を有する繊維から構成されている、上記［１］または［２］項に記載の繊維強化接着シート。
［４］．
前記繊維層が炭素繊維から構成されており、この炭素繊維がチョップドファイバー、不織布、織布、ＵＤ材またはこれらのいずれかの組み合わせである、上記［１］～［３］項のいずれか１項に記載の繊維強化接着シート。
［５］．
上記粘着層を構成する樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であり、フィラーとしての炭素繊維がミルド炭素繊維である、上記［１］～［４］項のいずれか１項に記載の繊維強化接着シート。
［６］．
硬化後において、１００ＭＰａ以上の引張強度を有する、上記［１］～［５］項のいずれか１項に記載の繊維強化接着シート。
［７］．
硬化後において、１０ＧＰａ以上の弾性率を有し、１００ＭＰａ以上の引張強度を有し、かつ厚み０．５ｍｍ以上のシート状にて１５ＭＰａ以上の引張せん断接着強さを有する、上記［１］～［５］項のいずれか１項に記載の繊維強化接着シート。
［８］．
硬化後において、１０ＧＰａ以上の弾性率を有し、厚み２ｍｍ以上のシート状にて１５ＭＰａ以上の引張せん断接着強さを有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の繊維強化接着シート。
［９］．
２つの被着体を接着するために繊維強化接着シートを使用する方法であって、
当該方法は、この繊維強化接着シートを加熱することを含み、
この繊維強化接着シートが、芯材としての繊維層およびこの繊維層の両面に配置された樹脂組成物の粘着層を含み、
この樹脂組成物が、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物、またはフィラーおよび熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物であり、かつ、前記繊維層に前記粘着層を構成する樹脂組成物を含浸させた、繊維強化接着シートであって、
前記繊維層を構成する繊維含有量が、繊維強化接着シートの総質量に対して１５質量％～６５質量％である、上記方法。
本発明に係る繊維強化接着シートは、初期タック性、柔軟性が高く、接着材として容易に効率的に施工可能である。
また、本発明に係る繊維強化接着シートは、接着・硬化後において高い弾性率および強度（好ましくは１０ＧＰａ以上の弾性率、１００ＭＰａ以上の引張強度）を併せ持ち、接着厚みが大きい場合（厚みが大きいシート状の硬化物）においても高い引張せん断接着強さ（好ましくは、接着厚みが０．５ｍｍ以上の場合において１５ＭＰａ以上の引張せん断接着強さ）を保持することができる。
また、本発明に係る繊維強化接着シートは、接着・硬化後において高い弾性率および強度（好ましくは１０ＧＰａ以上の弾性率、１００ＭＰａ以上の引張強度）を併せ持ち、接着厚みが大きい場合（厚みが大きいシート状の硬化物）においても高い引張せん断接着強さ（好ましくは、接着厚みが０．５ｍｍ以上の場合において１５ＭＰａ以上の引張せん断接着強さ）を保持することができる。
本発明は、芯材としての繊維層およびこの繊維層の両面に配置された樹脂組成物の粘着層を含み、この樹脂組成物が、熱硬化性樹脂を含むか、またはフィラーおよび熱硬化性樹脂を含む、繊維強化接着シートである。
繊維層は、単一の繊維シートから構成されていてよいし、複数の繊維シートを直接積層させた積層体として構成されていてもよい。
なお、本明細書にて言及された用語「粘着層」は、繊維強化接着シートの構成部分であるから「接着層」と読み替えられるものとする。
繊維層は、単一の繊維シートから構成されていてよいし、複数の繊維シートを直接積層させた積層体として構成されていてもよい。
なお、本明細書にて言及された用語「粘着層」は、繊維強化接着シートの構成部分であるから「接着層」と読み替えられるものとする。
図１に、本発明の非限定的な一実施形態に係る繊維強化接着シートを模式的に示す。
ここで、参照符号１は、繊維強化接着シートを示す。参照符号２は、樹脂組成物を含浸させた繊維層（芯材）を示す。参照符号３は、この繊維層の両面に配置された樹脂組成物の粘着層を示す。また、参照符号４は、樹脂組成物に含まれるフィラー（例えば後述の炭素ミルドファイバー）を示す。
ここで、参照符号１は、繊維強化接着シートを示す。参照符号２は、樹脂組成物を含浸させた繊維層（芯材）を示す。参照符号３は、この繊維層の両面に配置された樹脂組成物の粘着層を示す。また、参照符号４は、樹脂組成物に含まれるフィラー（例えば後述の炭素ミルドファイバー）を示す。
繊維層（単一繊維シートまたは積層体）の平均的な厚みは、特に限定されないが、例えば１０μｍ以上１０００μｍ以下、より典型的には５０μｍ以上５００μｍ以下であってよい。また、繊維層（単一繊維シートまたは積層体）の単位面積あたりの質量（以下「目付」と称することもある）は、特に限定されないが、１００ｇ／ｍ２以上２０００ｇ／ｍ２以下、より典型的には、１５０ｇ／ｍ２以上１５００ｇ／ｍ２以下、あるいは２００ｇ／ｍ２以上１０００ｇ／ｍ２以下、あるいは３００ｇ／ｍ２以上９００ｇ／ｍ２以下であってよい。
繊維層は、特に限定されないが、炭素繊維、ガラス繊維およびアラミド繊維からなる群から選択される繊維から構成されていてよい。複数種の繊維を用いることもできる。
繊維層を構成する繊維としては、主に繊維強化接着シートの強度向上の観点から、炭素繊維が好ましく用いられる。
繊維層には、繊維強化接着シートの製造過程で含浸された樹脂組成物が含まれている。
繊維層を構成する繊維としては、主に繊維強化接着シートの強度向上の観点から、炭素繊維が好ましく用いられる。
繊維層には、繊維強化接着シートの製造過程で含浸された樹脂組成物が含まれている。
例えば、繊維層を構成する繊維として炭素繊維を用いる場合、材料の形態は特に限定されず、チョップドファイバー、不織布、織布、ＵＤ材等の種々の形態（単一形態または混合形態）で用いることができる。また、繊維層を構成する炭素繊維は、ＰＡＮ系（ポリアクリロニトリルを原料とした炭素繊維）、ピッチ系（石炭や石油のピッチを原料とした炭素繊維）のいずれであってもよい。
繊維強化接着シートの接着・硬化後における高い弾性率および強度の両立の観点から、織物またはＵＤ材の形態の炭素繊維を用いるのが最も一般的である。
また、繊維層を構成する繊維としていずれの種類または形態の繊維を用いるにせよ、平均繊維長が１ｍｍ以上の材料を採用することが好ましい。このような平均繊維長を有する繊維材料を採用することにより、繊維強化接着シートの接着・硬化後における高い弾性率が期待される。
繊維強化接着シートの接着・硬化後における高い弾性率および強度の両立の観点から、織物またはＵＤ材の形態の炭素繊維を用いるのが最も一般的である。
また、繊維層を構成する繊維としていずれの種類または形態の繊維を用いるにせよ、平均繊維長が１ｍｍ以上の材料を採用することが好ましい。このような平均繊維長を有する繊維材料を採用することにより、繊維強化接着シートの接着・硬化後における高い弾性率が期待される。
上記粘着層を構成する樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド／トリアジン樹脂）、シアネートエステル樹脂、ベンゾキサジン樹脂等が例示できる。複数種の熱硬化性樹脂の混合物を用いることもできる。
これらの中でも、繊維強化接着シートの接着・硬化後の強度等の機械的物性向上の観点から、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ＢＴ樹脂、シアネートエステル樹脂が好ましく用いられ、とりわけ、エポキシ樹脂は繊維層およびフィラーとの接着に優れる点で特に好適に用いられる。エポキシ樹脂は、特に限定されないが、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が例示される。
これらの中でも、繊維強化接着シートの接着・硬化後の強度等の機械的物性向上の観点から、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ＢＴ樹脂、シアネートエステル樹脂が好ましく用いられ、とりわけ、エポキシ樹脂は繊維層およびフィラーとの接着に優れる点で特に好適に用いられる。エポキシ樹脂は、特に限定されないが、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が例示される。
繊維強化接着シートの繊維層の両面に配置された粘着層を構成する樹脂組成物がフィラーおよび熱硬化性樹脂を含む態様におけるフィラーの含有量は、粘着層を構成する樹脂組成物の総質量に対して、通常０質量％超～６０質量％であり、好ましくは１０質量～５０質量％であってよく、より好ましくは１２質量％～４５質量％であってよい。
粘着層を構成する樹脂組成物は、このような範囲内の量でフィラーを含有することによって、初期粘着力の維持に必要な樹脂の量を保持しつつも、接着厚みが大きい場合でも、接着・硬化後における弾性率および強度が高度に両立された繊維強化接着シートを提供することが可能になる。
粘着層を構成する樹脂組成物は、このような範囲内の量でフィラーを含有することによって、初期粘着力の維持に必要な樹脂の量を保持しつつも、接着厚みが大きい場合でも、接着・硬化後における弾性率および強度が高度に両立された繊維強化接着シートを提供することが可能になる。
樹脂組成物に含まれ得るフィラーは、特に限定されない。
そのようなフィラーの非限定的な例としては、炭素繊維、シリカ、アルミナ、マイカ、ガラス（またはガラス繊維）等が挙げられる。
そのようなフィラーの非限定的な例としては、炭素繊維、シリカ、アルミナ、マイカ、ガラス（またはガラス繊維）等が挙げられる。
例えばフィラーとして炭素繊維を用いる場合、これはＰＡＮ系、ピッチ系のいずれであってもよい。このようなフィラーとしての炭素繊維の形状は、特に限定されないが、例えば、短繊維形状のものや、ミルドファイバーと称されるものが挙げられる。これらの炭素繊維の中でも、入手容易性から市販のミルドファイバーが、フィラーとして典型的に用いられる。ミルドファイバーの平均繊維長は、特に限定されないが、例えば５０μｍ～３００μｍであってよく、より典型的には５０μｍ～２００μｍであってよい。
炭素ミルドファイバーの一例としては、東レ株式会社から入手されるトレカ（登録商標）ミルドファイバーや、日本ポリマー産業株式会社から入手されるＣＦＭＰシリーズが挙げられる。
炭素ミルドファイバーの一例としては、東レ株式会社から入手されるトレカ（登録商標）ミルドファイバーや、日本ポリマー産業株式会社から入手されるＣＦＭＰシリーズが挙げられる。
繊維層を構成する繊維含有量は、繊維強化接着シートの総質量に対して１５質量％～６５質量％であり、好ましくは２０質量～６５質量％であってよく、より好ましくは３０質量％～６０質量％であってよく、更により好ましくは４０質量％～５５質量％であってよく、最も典型的には４５質量％～５５質量％、または５０質量％～５５質量％であってよい。
また、繊維層を構成する繊維のＶｆ：体積含有率は、１０％～６０％であり、好ましくは１５～６０％であってよく、より好ましくは２０％～６０％であってよく、更により好ましくは３０％～５５％であってよく、最も典型的には３５％～５０％、または４０％～５０％であってよい。
繊維強化接着シートは、上記の樹脂組成物における所定範囲内のフィラーの含有量と相俟って、このような範囲内の量で繊維を含有することによって、初期粘着力の維持に必要な樹脂の量を保持しつつも、接着厚みが大きい場合でも、接着・硬化後における弾性率および強度が高度に両立された繊維強化接着シートを提供することが可能になる。
また、繊維層を構成する繊維のＶｆ：体積含有率は、１０％～６０％であり、好ましくは１５～６０％であってよく、より好ましくは２０％～６０％であってよく、更により好ましくは３０％～５５％であってよく、最も典型的には３５％～５０％、または４０％～５０％であってよい。
繊維強化接着シートは、上記の樹脂組成物における所定範囲内のフィラーの含有量と相俟って、このような範囲内の量で繊維を含有することによって、初期粘着力の維持に必要な樹脂の量を保持しつつも、接着厚みが大きい場合でも、接着・硬化後における弾性率および強度が高度に両立された繊維強化接着シートを提供することが可能になる。
繊維層およびこの両面に配置された粘着層を含む繊維強化接着シートの全体的な硬化後厚み（シート状の接着・硬化物の厚み）は、実際の接着ニーズに応じて選択・調整され得るが、例えば、０．５～３．０ｍｍ程度、典型的には０．５～２．０ｍｍ程度とすることができる。
本発明の一実施形態に係る繊維強化接着シートは、粘着層を構成する樹脂組成物がフィラーとしての炭素繊維を含有しており、このフィラーとしての炭素繊維の含有量が樹脂組成物の総質量に対して１０質量％～６０質量％であり、かつ繊維層を構成する繊維およびフィラーとしての炭素繊維を合わせた繊維含有量が繊維強化接着シートの総質量に対して１５質量％～６５質量％であることによって、１．０ｍｍ以上、好ましくは２．０ｍｍ以上、より好ましくは３．０ｍｍ程度に至るまでの大きな接着厚みの場合においても、弾性率および強度が高度に両立された接着硬化物を得ることができる。
本発明の一実施形態に係る繊維強化接着シートは、粘着層を構成する樹脂組成物がフィラーとしての炭素繊維を含有しており、このフィラーとしての炭素繊維の含有量が樹脂組成物の総質量に対して１０質量％～６０質量％であり、かつ繊維層を構成する繊維およびフィラーとしての炭素繊維を合わせた繊維含有量が繊維強化接着シートの総質量に対して１５質量％～６５質量％であることによって、１．０ｍｍ以上、好ましくは２．０ｍｍ以上、より好ましくは３．０ｍｍ程度に至るまでの大きな接着厚みの場合においても、弾性率および強度が高度に両立された接着硬化物を得ることができる。
繊維層の両面に配置された粘着層の目付は、特に限定されないが、片方の粘着層において、例えば５０ｇ／ｍ２～１０００ｇ／ｍ２であってよく、より典型的には８０ｇ／ｍ２～８００ｇ／ｍ２であってよく、あるいは１００ｇ／ｍ２～６００ｇ／ｍ２、あるいは１５０ｇ／ｍ２～５００ｇ／ｍ２であってよい。
繊維強化接着シートの粘着層（粘着層を構成する熱硬化性樹脂）は、通常、常温（例えば１５℃～４５℃）において、いわゆる半硬化状態にある。
なお、この半硬化状態である粘着層（粘着層を構成する熱硬化性樹脂）は、加熱・冷却することによって、熱硬化性樹脂が完全に硬化して流動しなくなる「Ｃステージ」又は「最終硬化」と呼ばれる状態に移行し得る。このＣステージは、例えば熱硬化性樹脂の９０モル％を超える量が反応済みである状態である。
なお、この半硬化状態である粘着層（粘着層を構成する熱硬化性樹脂）は、加熱・冷却することによって、熱硬化性樹脂が完全に硬化して流動しなくなる「Ｃステージ」又は「最終硬化」と呼ばれる状態に移行し得る。このＣステージは、例えば熱硬化性樹脂の９０モル％を超える量が反応済みである状態である。
本発明に係る繊維強化接着シートは、半硬化状態にて初期タックが、通常１．０～１０Ｎであり、好ましくは３．０～８．０Ｎであってよい。ここでの初期タックは、（株）東洋精機製作所製タッキネスチェッカ（型式ＨＴＣ－１）装置で測定できる。なお、測定条件は、圧着子：アルミ製Ｒリング、圧着力：１０Ｎ、圧着時間：３秒で行った。
本発明に係る繊維強化接着シートは、半硬化状態にて柔軟性（押込み硬さ）が、通常０．１～２．０ｍｍであり、好ましくは０．２～１．０ｍｍであってよい。ここでの柔軟性は、東海精機（株）製の押し込み硬さ試験機で測定できる。なお、測定条件は、サンプルサイズ：５０×５０×t１０ｍｍ（積層して作製）、荷重：１７，５００ｇ、計測開始タイマ（荷重負荷後、計測までの時間）：５秒、計測時間タイマ：１８０秒で行った。
本発明に係る繊維強化接着シートは、半硬化状態にて柔軟性（押込み硬さ）が、通常０．１～２．０ｍｍであり、好ましくは０．２～１．０ｍｍであってよい。ここでの柔軟性は、東海精機（株）製の押し込み硬さ試験機で測定できる。なお、測定条件は、サンプルサイズ：５０×５０×t１０ｍｍ（積層して作製）、荷重：１７，５００ｇ、計測開始タイマ（荷重負荷後、計測までの時間）：５秒、計測時間タイマ：１８０秒で行った。
繊維強化接着シートの粘着層を構成する樹脂組成物は、熱硬化性樹脂及びフィラーとしての炭素繊維に加えて、硬化剤を含有してもよい。
樹脂組成物における硬化剤の含有量は（使用される場合）、特に限定されないが、例えば１質量％以上２０質量％以下であってよく、より典型的には２質量％以上１５質量％以下であってよい。
硬化剤としては、特に限定されず、公知の任意の硬化剤を使用することができる。
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂が用いられる場合の硬化剤の例としては、ジシアンジアミド、芳香族ポリアミン、アミノ安息香酸エステル類、各種酸無水物、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ポリフェノール化合物、イミダゾール誘導体、脂肪族アミン、テトラメチルグアニジン、チオ尿素付加アミン、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物のようなカルボン酸無水物、カルボン酸ヒドラジド、カルボン酸アミド、ポリメルカプタンおよび三フッ化ホウ素エチルアミン錯体のようなルイス酸錯体などが挙げられる。
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂が用いられる場合の硬化剤の典型例として、ジシアンジアミドとイミダゾール類との併用（混合物）が挙げられる。
樹脂組成物における硬化剤の含有量は（使用される場合）、特に限定されないが、例えば１質量％以上２０質量％以下であってよく、より典型的には２質量％以上１５質量％以下であってよい。
硬化剤としては、特に限定されず、公知の任意の硬化剤を使用することができる。
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂が用いられる場合の硬化剤の例としては、ジシアンジアミド、芳香族ポリアミン、アミノ安息香酸エステル類、各種酸無水物、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ポリフェノール化合物、イミダゾール誘導体、脂肪族アミン、テトラメチルグアニジン、チオ尿素付加アミン、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物のようなカルボン酸無水物、カルボン酸ヒドラジド、カルボン酸アミド、ポリメルカプタンおよび三フッ化ホウ素エチルアミン錯体のようなルイス酸錯体などが挙げられる。
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂が用いられる場合の硬化剤の典型例として、ジシアンジアミドとイミダゾール類との併用（混合物）が挙げられる。
繊維強化接着シートの粘着層を構成する樹脂組成物は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の公知の様々な添加剤を含有してもよい。
このような他の添加剤としては、難燃剤（リン含有エポキシ樹脂、赤燐、ホスファゼン化合物、リン酸塩類、リン酸エステル類など）、シリコーンオイル、湿潤分散剤、消泡剤、脱泡剤、天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド、エステル類、パラフィン類等の離型剤、結晶質シリカ、溶融シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナ、炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム等の粉体や炭素繊維以外の無機充填剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、シランカップリング剤などが挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
このような他の添加剤としては、難燃剤（リン含有エポキシ樹脂、赤燐、ホスファゼン化合物、リン酸塩類、リン酸エステル類など）、シリコーンオイル、湿潤分散剤、消泡剤、脱泡剤、天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド、エステル類、パラフィン類等の離型剤、結晶質シリカ、溶融シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナ、炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム等の粉体や炭素繊維以外の無機充填剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、シランカップリング剤などが挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の繊維強化接着シートは、接着・硬化後において、弾性率（ヤング率）が１０ＧＰａ以上、好ましくは２０ＧＰａ以上であってよい。弾性率は、高ければ高いほど良い。
ここでの弾性率（ヤング率）は、ＪＩＳ Ｋ７１６１：２０１４に準拠して測定することができる。
ここでの弾性率（ヤング率）は、ＪＩＳ Ｋ７１６１：２０１４に準拠して測定することができる。
本発明の繊維強化接着シートは、接着・硬化後において、引張強度が１００ＭＰａ以上、好ましくは２００ＭＰａ以上、より好ましくは３００ＭＰａ以上、更により好ましくは４００ＭＰａ以上であってよい。引張強度は、高ければ高いほど良い。
また、本発明の繊維強化接着シートは、接着・硬化後において、上述の範囲内の弾性率（ヤング率）と上述の範囲内の引張強度とを併せ持つことが、更に好ましい。
ここでの引張強度は、ＪＩＳ Ｋ７１６１：２０１４に準拠して測定することができる。
また、本発明の繊維強化接着シートは、接着・硬化後において、上述の範囲内の弾性率（ヤング率）と上述の範囲内の引張強度とを併せ持つことが、更に好ましい。
ここでの引張強度は、ＪＩＳ Ｋ７１６１：２０１４に準拠して測定することができる。
本発明に係る繊維強化接着シートは、接着・硬化後において、接着厚み０．５ｍｍ以上（厚み０．５ｍｍ以上のシート状の硬化物）での引張せん断接着強さが１０ＭＰａ以上、好ましくは１５ＭＰａ以上、より好ましくは１８ＭＰａ以上、更により好ましくは２０ＭＰａ以上であってよい。引張せん断接着強さは、高ければ高いほど良い。
また、本発明の繊維強化接着シートは、接着・硬化後において、上述の範囲内の弾性率（ヤング率）及び／または上述の範囲内の引張強度と、上述の範囲内の接着厚み０．５ｍｍ以上での引張せん断接着強さとを併せ持つことが、更に好ましい。
ここでの引張せん断接着強さは、ＪＩＳ Ｋ６８５０：１９９９に準拠し、引張速度を５ｍｍ／分に変更して測定することができる。
また、本発明の繊維強化接着シートは、接着・硬化後において、上述の範囲内の弾性率（ヤング率）及び／または上述の範囲内の引張強度と、上述の範囲内の接着厚み０．５ｍｍ以上での引張せん断接着強さとを併せ持つことが、更に好ましい。
ここでの引張せん断接着強さは、ＪＩＳ Ｋ６８５０：１９９９に準拠し、引張速度を５ｍｍ／分に変更して測定することができる。
本発明の繊維強化接着シートの製造方法は、特に限定されず、公知のプロセスを利用することができる。
繊維強化接着シートの製造方法の非限定的な一例を、図２を参照して説明する。
参照符号５は、シート作製機を示す。最初に、所定量の上述の熱硬化性樹脂またはフィラーを含む熱硬化性樹脂および任意成分の硬化剤を、室温（例えば１０℃～４０℃）にて混合・撹拌することによって樹脂組成物（参照符号６）を形成することができる。次いで、ダイコーター（参照符号７）を用いて、この樹脂組成物の所定量を離型フィルム（参照符号８）の表面上に塗工し、その塗工面に対して単一層または複数層からなる繊維層（参照符号９）を戴置・形成することができる。そして、ダイコーター（参照符号７’）を用いて同様に準備しておいた樹脂組成物（参照符号６’）の所定量が表面上に塗工された離型フィルム（参照符号８’）で、この塗工面が繊維に接するように芯材の繊維層（参照番号９）を挟み込むことができる。その後、含浸ベルト（参照符号１０）を用いて両面から圧力を掛けて樹脂組成物を繊維層に含浸させ、巻き取りロール（参照符号１１）により巻き取り、巻き取り中または巻き取り後に完全硬化しない程度の時間（たとえば１分～１時間）および温度（例えば４０℃～７０℃）で加熱することによって、繊維強化接着シートを製造することができる。このとき、繊維層を構成する繊維含有量を繊維強化接着シートの総質量に対して１５質量％～６５質量％とするように調整する。
繊維強化接着シートの製造方法の非限定的な一例を、図２を参照して説明する。
参照符号５は、シート作製機を示す。最初に、所定量の上述の熱硬化性樹脂またはフィラーを含む熱硬化性樹脂および任意成分の硬化剤を、室温（例えば１０℃～４０℃）にて混合・撹拌することによって樹脂組成物（参照符号６）を形成することができる。次いで、ダイコーター（参照符号７）を用いて、この樹脂組成物の所定量を離型フィルム（参照符号８）の表面上に塗工し、その塗工面に対して単一層または複数層からなる繊維層（参照符号９）を戴置・形成することができる。そして、ダイコーター（参照符号７’）を用いて同様に準備しておいた樹脂組成物（参照符号６’）の所定量が表面上に塗工された離型フィルム（参照符号８’）で、この塗工面が繊維に接するように芯材の繊維層（参照番号９）を挟み込むことができる。その後、含浸ベルト（参照符号１０）を用いて両面から圧力を掛けて樹脂組成物を繊維層に含浸させ、巻き取りロール（参照符号１１）により巻き取り、巻き取り中または巻き取り後に完全硬化しない程度の時間（たとえば１分～１時間）および温度（例えば４０℃～７０℃）で加熱することによって、繊維強化接着シートを製造することができる。このとき、繊維層を構成する繊維含有量を繊維強化接着シートの総質量に対して１５質量％～６５質量％とするように調整する。
樹脂組成物の離型フィルムへの塗工は、公知のいずれの手段を用いてもよい。例えば、上述の装置例のダイコーター以外に、ロールコーター、ナイフコーター、バーコーター、グラビアコーター等の塗工手段を挙げることができる。
樹脂組成物を塗工する離型フィルムを構成する材料は、特に限定されず、公知のものを用いることができる。
離型フィルムを構成する基材の例としては、グラシン紙、上質紙、クラフト紙、プラスチックフィルム等が挙げられる。
また、離型フィルムの材料の例としては、フッ素系フィルム、シリコーン塗布ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂フィルムなどが挙げられる。
離型フィルムを構成する基材の例としては、グラシン紙、上質紙、クラフト紙、プラスチックフィルム等が挙げられる。
また、離型フィルムの材料の例としては、フッ素系フィルム、シリコーン塗布ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂フィルムなどが挙げられる。
また、図３に、上記方法により製造された、離型フィルムを備えた形の繊維強化接着シートを模式的に示す。
ここで、参照符号１２は、製造されたままの繊維強化接着シートを示す。参照符号１３は、芯材としての繊維層およびその両面の粘着層を含む繊維強化接着シートを示す。参照符号１４、１４’は、繊維強化接着シートの両面に配された離型フィルムを示す。
ここで、参照符号１２は、製造されたままの繊維強化接着シートを示す。参照符号１３は、芯材としての繊維層およびその両面の粘着層を含む繊維強化接着シートを示す。参照符号１４、１４’は、繊維強化接着シートの両面に配された離型フィルムを示す。
上述の繊維強化接着シートを２つの被着体に挟んで配置し、次いで加熱（およびその後の冷却）により熱硬化性樹脂を硬化させて、繊維強化接着シートの硬化物を得ることによって、２つの被着体および繊維強化接着シートの硬化物を含む組立体を製造することができる。
上述のように、繊維層およびこの両面に配置された粘着層を含む繊維強化接着シートの全体的な硬化後厚みは、特に限定されないが、例えば、０．５～３．０ｍｍ程度、典型的には０．５～２．０ｍｍ程度とすることができる。
例えば、上述の特開２０１１－２３１２９７号公報は、構造材として用いられるプリプレグに関するものであるが、その実施例では１０枚重ねのプリプレグの厚みが１ｍｍであることが記載されている（一枚のプリプレグの厚みは０．１ｍｍである）。また、上述の３Ｍ社からフィルム状の接着剤として「Ｙ－５８２Ａ」等の「ボンディングテープ」が市販されている。接着厚みは、製品パンフレットによれば１７０μｍである。これらの情報から、上限３．０ｍｍ程度、典型的には２．０ｍｍ程度に至るまでの硬化後厚みを物性バランスを保持しつつ達成できることは、本発明の繊維強化接着シートによる従来技術にない利点である。
上述のように、繊維層およびこの両面に配置された粘着層を含む繊維強化接着シートの全体的な硬化後厚みは、特に限定されないが、例えば、０．５～３．０ｍｍ程度、典型的には０．５～２．０ｍｍ程度とすることができる。
例えば、上述の特開２０１１－２３１２９７号公報は、構造材として用いられるプリプレグに関するものであるが、その実施例では１０枚重ねのプリプレグの厚みが１ｍｍであることが記載されている（一枚のプリプレグの厚みは０．１ｍｍである）。また、上述の３Ｍ社からフィルム状の接着剤として「Ｙ－５８２Ａ」等の「ボンディングテープ」が市販されている。接着厚みは、製品パンフレットによれば１７０μｍである。これらの情報から、上限３．０ｍｍ程度、典型的には２．０ｍｍ程度に至るまでの硬化後厚みを物性バランスを保持しつつ達成できることは、本発明の繊維強化接着シートによる従来技術にない利点である。
被着体の種類は、特に限定されないが、アルミニウム、ステンレス等の金属、プラスチック、ガラス、繊維強化複合材料等が挙げられる。
これらの被着体の中でも、種々の工業分野では軽量化の観点より、繊維強化複合材料、特に炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）同士の接着について需要が高い。
これらの被着体の中でも、種々の工業分野では軽量化の観点より、繊維強化複合材料、特に炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）同士の接着について需要が高い。
熱硬化性樹脂を硬化（半硬化状態から完全に硬化したＣステージへ移行）させるための加熱温度は、樹脂の種類に依るが、例えば５０℃～２００℃、典型的には６０℃～１５０℃の範囲であってよい。また、加熱時間は、例えば１分～２時間、典型的には５分～１時間であってよい。
次に実施例を参照して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されることはない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められるべきである。
実施例１
樹脂組成物の製造例１
撹拌機を用い、以下の材料を特定の重量比で混合・撹拌し、樹脂組成物を得た。
・エポキシ樹脂（ＡＤＥＫＡ社製ＥＰ－４３００Ｅ）１００質量部
・硬化剤（ＡＤＥＫＡ社製ＥＨ－３８４２）１２質量部
・炭素ミルドファイバー（日本ポリマー産業社製ＣＦＭＰ－３００Ｘ）２８質量部
この樹脂組成物における炭素ミルドファイバーの含有割合は、２０質量％である。
樹脂組成物の製造例１
撹拌機を用い、以下の材料を特定の重量比で混合・撹拌し、樹脂組成物を得た。
・エポキシ樹脂（ＡＤＥＫＡ社製ＥＰ－４３００Ｅ）１００質量部
・硬化剤（ＡＤＥＫＡ社製ＥＨ－３８４２）１２質量部
・炭素ミルドファイバー（日本ポリマー産業社製ＣＦＭＰ－３００Ｘ）２８質量部
この樹脂組成物における炭素ミルドファイバーの含有割合は、２０質量％である。
繊維強化接着シートの作製例１
図２に示したようなシート作製機を用い、上記樹脂組成物を離型フィルム上へ塗工し（塗布量：約４５０ｇ／ｍ２）、その塗工面に炭素繊維織物（東レ製ＣＯ６３４３Ｂ、目付：１９８ｇ／ｍ２）を直接３枚重ね、さらに同様の樹脂組成物が塗工された離型フィルムで挟み込んだ。
その後、含浸ベルトを用いて両面から圧力を掛けることで、樹脂組成物を炭素繊維織物の積層体に含浸させ、ロール状に巻き取り、加温（約６０℃）により半硬化の粘着層を両側に含む繊維強化接着シートを作製した。
離型フィルムを除くこの繊維強化接着シートの厚みは、１．１ｍｍであった（加熱および冷却により完全硬化させた後も実質的にこの厚みが保持される）。なお、炭素繊維織物の積層数や樹脂組成物の量の調整により、硬化後の高強度および高弾性を保持しつつ接着厚みをさらに大きくすることが可能である。
この繊維強化接着シートの総質量に対する繊維（炭素繊維）含有量は、約５２質量％であった。
図２に示したようなシート作製機を用い、上記樹脂組成物を離型フィルム上へ塗工し（塗布量：約４５０ｇ／ｍ２）、その塗工面に炭素繊維織物（東レ製ＣＯ６３４３Ｂ、目付：１９８ｇ／ｍ２）を直接３枚重ね、さらに同様の樹脂組成物が塗工された離型フィルムで挟み込んだ。
その後、含浸ベルトを用いて両面から圧力を掛けることで、樹脂組成物を炭素繊維織物の積層体に含浸させ、ロール状に巻き取り、加温（約６０℃）により半硬化の粘着層を両側に含む繊維強化接着シートを作製した。
離型フィルムを除くこの繊維強化接着シートの厚みは、１．１ｍｍであった（加熱および冷却により完全硬化させた後も実質的にこの厚みが保持される）。なお、炭素繊維織物の積層数や樹脂組成物の量の調整により、硬化後の高強度および高弾性を保持しつつ接着厚みをさらに大きくすることが可能である。
この繊維強化接着シートの総質量に対する繊維（炭素繊維）含有量は、約５２質量％であった。
実施例２
樹脂組成物の製造例２
撹拌機を用い、以下の材料を特定の重量比で混合・撹拌し、樹脂組成物を得た。
・エポキシ樹脂（ＡＤＥＫＡ社製ＥＰ－４３００Ｅ）１００質量部
・硬化剤（ＡＤＥＫＡ社製ＥＨ－３８４２）８．４質量部
・硬化剤（Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ社製トーマイドＴＸＡ－４４５）７．５質量部
・炭素ミルドファイバー（日本ポリマー産業社製ＣＦＭＰ－３００Ｘ）２９質量部
この樹脂組成物における炭素ミルドファイバーの含有割合は、２０質量％である。
樹脂組成物の製造例２
撹拌機を用い、以下の材料を特定の重量比で混合・撹拌し、樹脂組成物を得た。
・エポキシ樹脂（ＡＤＥＫＡ社製ＥＰ－４３００Ｅ）１００質量部
・硬化剤（ＡＤＥＫＡ社製ＥＨ－３８４２）８．４質量部
・硬化剤（Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ社製トーマイドＴＸＡ－４４５）７．５質量部
・炭素ミルドファイバー（日本ポリマー産業社製ＣＦＭＰ－３００Ｘ）２９質量部
この樹脂組成物における炭素ミルドファイバーの含有割合は、２０質量％である。
繊維強化接着シートの作製例２
図２に示したようなシート作製機を用い、上記樹脂組成物を離型フィルム上へ塗工し（塗布量：約２００ｇ／ｍ２）、その塗工面に炭素繊維織物（東レ製ＣＯ６３４３Ｂ、目付：１９８ｇ／ｍ２）を１枚挿入し、さらに同様の樹脂組成物が塗工された離型フィルムで挟み込んだ。
その後、含浸ベルトを用いて両面から圧力を掛けることで、樹脂組成物を炭素繊維織物の積層体に含浸させ、ロール状に巻き取り、常温で半硬化の粘着層を両側に含む繊維強化接着シートを作製した。
離型フィルムを除くこの繊維強化接着シートの厚みは、０．６ｍｍであった（加熱および冷却により完全硬化させた後も実質的にこの厚みが保持される）。
この繊維強化接着シートの総質量に対する繊維（炭素繊維）含有量は、約４６質量％であった。
図２に示したようなシート作製機を用い、上記樹脂組成物を離型フィルム上へ塗工し（塗布量：約２００ｇ／ｍ２）、その塗工面に炭素繊維織物（東レ製ＣＯ６３４３Ｂ、目付：１９８ｇ／ｍ２）を１枚挿入し、さらに同様の樹脂組成物が塗工された離型フィルムで挟み込んだ。
その後、含浸ベルトを用いて両面から圧力を掛けることで、樹脂組成物を炭素繊維織物の積層体に含浸させ、ロール状に巻き取り、常温で半硬化の粘着層を両側に含む繊維強化接着シートを作製した。
離型フィルムを除くこの繊維強化接着シートの厚みは、０．６ｍｍであった（加熱および冷却により完全硬化させた後も実質的にこの厚みが保持される）。
この繊維強化接着シートの総質量に対する繊維（炭素繊維）含有量は、約４６質量％であった。
参考例１
樹脂組成物の製造例３
撹拌機を用い、製造例２と同様に以下の材料を特定の重量比で混合・撹拌し、樹脂組成物を得た。
・エポキシ樹脂（ＡＤＥＫＡ社製ＥＰ－４３００Ｅ）１００質量部
・硬化剤（ＡＤＥＫＡ社製ＥＨ－３８４２）８．４質量部
・硬化剤（Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ社製トーマイドＴＸＡ－４４５）７．５質量部
・炭素ミルドファイバー（日本ポリマー産業社製ＣＦＭＰ－３００Ｘ）２９質量部
この樹脂組成物における炭素ミルドファイバーの含有割合は、２０質量％である。
樹脂組成物の製造例３
撹拌機を用い、製造例２と同様に以下の材料を特定の重量比で混合・撹拌し、樹脂組成物を得た。
・エポキシ樹脂（ＡＤＥＫＡ社製ＥＰ－４３００Ｅ）１００質量部
・硬化剤（ＡＤＥＫＡ社製ＥＨ－３８４２）８．４質量部
・硬化剤（Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ社製トーマイドＴＸＡ－４４５）７．５質量部
・炭素ミルドファイバー（日本ポリマー産業社製ＣＦＭＰ－３００Ｘ）２９質量部
この樹脂組成物における炭素ミルドファイバーの含有割合は、２０質量％である。
接着シート（繊維未強化）の作製例１
図２に示したようなシート作製機を用い、上記樹脂組成物を離型フィルム上へ塗工し（塗布量：約６００ｇ／ｍ２）、その塗工面には炭素繊維織物は挿入せず、さらに同様の樹脂組成物が塗工された離型フィルムを重ねあわせた。
その後、含浸ベルトを用いて両面から圧力を掛け、ロール状に巻き取り、常温で半硬化させ、接着シートを作製した。
離型フィルムを除くこの接着シートの厚みは、１．１ｍｍであった（加熱および冷却により完全硬化させた後も実質的にこの厚みが保持される）。
この接着シートの総質量に対する繊維（炭素繊維）含有量は、約２０質量％であった。
図２に示したようなシート作製機を用い、上記樹脂組成物を離型フィルム上へ塗工し（塗布量：約６００ｇ／ｍ２）、その塗工面には炭素繊維織物は挿入せず、さらに同様の樹脂組成物が塗工された離型フィルムを重ねあわせた。
その後、含浸ベルトを用いて両面から圧力を掛け、ロール状に巻き取り、常温で半硬化させ、接着シートを作製した。
離型フィルムを除くこの接着シートの厚みは、１．１ｍｍであった（加熱および冷却により完全硬化させた後も実質的にこの厚みが保持される）。
この接着シートの総質量に対する繊維（炭素繊維）含有量は、約２０質量％であった。
このように得られた実施例１および２の繊維強化接着シートならびに参考例１の接着シート（それぞれ半硬化状態）の初期タックおよび柔軟性を、上述の方法により測定した。
また、この繊維強化接着シートの硬化物（製造例１：１３０℃で２時間、製造例２および製造例３：１８０℃で２時間加熱した後に冷却することによって製造）について、各厚み（０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ）での引張せん断接着強さ、弾性率（ヤング率）および引張強度を、上述の方法で測定した。
さらに、比較のため、３Ｍ社から市販されているフィルム状の接着剤「ボンディングテープ」の「Ｙ－５８２Ａ」の厚み１７０μｍ（製品パンフレット記載の厚み）の硬化シート（比較例１）を形成し、半硬化状態の初期タックおよび柔軟性、ならびに、硬化物について各厚み（０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ）での引張せん断接着強さ、弾性率（ヤング率）および引張強度を上述の方法で同様に測定した。
また、この繊維強化接着シートの硬化物（製造例１：１３０℃で２時間、製造例２および製造例３：１８０℃で２時間加熱した後に冷却することによって製造）について、各厚み（０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ）での引張せん断接着強さ、弾性率（ヤング率）および引張強度を、上述の方法で測定した。
さらに、比較のため、３Ｍ社から市販されているフィルム状の接着剤「ボンディングテープ」の「Ｙ－５８２Ａ」の厚み１７０μｍ（製品パンフレット記載の厚み）の硬化シート（比較例１）を形成し、半硬化状態の初期タックおよび柔軟性、ならびに、硬化物について各厚み（０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ）での引張せん断接着強さ、弾性率（ヤング率）および引張強度を上述の方法で同様に測定した。
繊維強化接着シートの作製例１～２（実施例１～２）、接着シートの作製例１（参考例１）および比較例１についての上記諸特性の試験結果を、芯材である炭素繊維織物のクロス枚数、繊維含有量（ｗｔ％）および接着シート厚みと共に、以下の表にまとめる。
この実験結果から、本発明に係る繊維強化接着シートは、初期タック性が高く、その硬化物は、参考例および比較例の硬化物と比べて格段に大きい弾性率および引張強度を有していたことが分かった。
従って、本発明に係る繊維強化接着シートは、幅広い分野において、アルミニウム、ステンレス等の金属、プラスチック、ガラス、繊維強化複合材料等の接着、特に炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）同士の接着のため好適に用いられる。
従って、本発明に係る繊維強化接着シートは、幅広い分野において、アルミニウム、ステンレス等の金属、プラスチック、ガラス、繊維強化複合材料等の接着、特に炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）同士の接着のため好適に用いられる。
１：繊維強化接着シート
２：樹脂組成物を含浸させた繊維層（芯材）
３：繊維層の両面に配置された樹脂組成物の粘着層
４：フィラー
５：シート作製機
６：樹脂組成物
７：ダイコーター
８：離型フィルム
９：繊維層
６’：樹脂組成物
７’：ダイコーター
８’：離型フィルム
９：繊維層（芯材）
１０：含浸ベルト
１１：巻き取りロール
１２：製造後のままの繊維強化接着シート
１３：繊維強化接着シート（芯材としての繊維層および粘着層を含む）
１４：離型フィルム
２：樹脂組成物を含浸させた繊維層（芯材）
３：繊維層の両面に配置された樹脂組成物の粘着層
４：フィラー
５：シート作製機
６：樹脂組成物
７：ダイコーター
８：離型フィルム
９：繊維層
６’：樹脂組成物
７’：ダイコーター
８’：離型フィルム
９：繊維層（芯材）
１０：含浸ベルト
１１：巻き取りロール
１２：製造後のままの繊維強化接着シート
１３：繊維強化接着シート（芯材としての繊維層および粘着層を含む）
１４：離型フィルム
Claims (6)
- 芯材としての繊維層およびこの繊維層の両面に配置された樹脂組成物の接着層を含み、
この樹脂組成物が、フィラーおよび熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物であり、かつ、前記繊維層に前記接着層を構成する樹脂組成物を含浸させた、繊維強化接着シートであって、
前記繊維層を構成する繊維含有量が、繊維強化接着シートの総質量に対して３０質量％～６５質量％であり、
上記接着層を構成する樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であり、フィラーとしての炭素繊維がミルド炭素繊維であり、
前記樹脂組成物が、一分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と共通の溶媒に分散可能な数平均分子量が２０００以上１００００未満のポリカルボジイミド樹脂を含むものではなく、
前記樹脂組成物が、樹脂成分１００重量部のうちフェノキシ樹脂を５０重量部以上含むものではなく、
前記フィラーであるミルド炭素繊維の含有量が、前記接着層を構成する樹脂組成物の総質量に対して１０質量～５０質量％であり、ミルド炭素繊維の平均繊維長が、５０μｍ～３００μｍであり、
室温での半硬化状態にて、前記繊維強化接着シートの初期タックが３．０～１０Ｎであり、
硬化後において、２０ＧＰａ以上の弾性率を有し、２００ＭＰａ以上の引張強度を有し、かつ、厚み０．５ｍｍ以上のシート状にて１５ＭＰａ以上の引張せん断接着強さを有する、
繊維強化接着シート。 - 前記繊維層が、炭素繊維、ガラス繊維およびアラミド繊維からなる群から選択される繊維から構成されている、請求項１に記載の繊維強化接着シート。
- 前記繊維層の繊維が、１ｍｍ以上の平均繊維長を有する繊維から構成されている、請求項１または２に記載の繊維強化接着シート。
- 前記繊維層が炭素繊維から構成されており、この炭素繊維がチョップドファイバー、不織布、織布、ＵＤ材またはこれらのいずれかの組み合わせである、請求項１～３のいずれか１項に記載の繊維強化接着シート。
- 硬化後において、厚み２ｍｍ以上のシート状にて１５ＭＰａ以上の引張せん断接着強さを有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の繊維強化接着シート。
- ２つの被着体を接着するために請求項１～５のいずれか１項に記載の繊維強化接着シートを使用する方法であって、
当該方法は、この繊維強化接着シートを加熱することを含み、
この繊維強化接着シートが、芯材としての繊維層およびこの繊維層の両面に配置された樹脂組成物の接着層を含み、
この樹脂組成物が、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物、またはフィラーおよび熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物であり、かつ、前記繊維層に前記接着層を構成する樹脂組成物を含浸させた、繊維強化接着シートであって、
前記繊維層を構成する繊維含有量が、繊維強化接着シートの総質量に対して３０質量％～６５質量％である、上記方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018184844 | 2018-09-28 | ||
| JP2018184844 | 2018-09-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020055991A JP2020055991A (ja) | 2020-04-09 |
| JP7332323B2 true JP7332323B2 (ja) | 2023-08-23 |
Family
ID=70106519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019074640A Active JP7332323B2 (ja) | 2018-09-28 | 2019-04-10 | 繊維強化接着シート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7332323B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112745781B (zh) * | 2020-12-30 | 2022-05-20 | 浙江港流高分子科技股份有限公司 | 一种a级防火卷材及其制备方法 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002018991A (ja) | 2000-07-04 | 2002-01-22 | Showa Highpolymer Co Ltd | 硬化性プリプレグ，その製造方法及び硬化方法 |
| US20020076566A1 (en) | 1999-12-20 | 2002-06-20 | 3M Innovative Properties Company | Ambient-temperature-stable, one-part curable epoxy adhesive |
| WO2005031037A1 (ja) | 2003-09-29 | 2005-04-07 | Toray Industries, Inc. | チタンまたはチタン合金、接着用樹脂組成物、プリプレグおよび複合材料 |
| JP2005298810A (ja) | 2004-03-18 | 2005-10-27 | Toray Ind Inc | エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、繊維強化複合材料、およびそれらの製造方法 |
| JP2006077202A (ja) | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Toray Ind Inc | 難燃性プリプレグ |
| JP2006299175A (ja) | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Works Ltd | フレキシブルプリント配線板用基材入り接着シート及びその製造方法、多層フレキシブルプリント配線板、フレックスリジッドプリント配線板 |
| JP2011202043A (ja) | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Dainippon Printing Co Ltd | 粘接着シート |
| JP2011231297A (ja) | 2010-04-30 | 2011-11-17 | Wisukaa Kk | 樹脂複合材料及び接着剤 |
| JP2015183164A (ja) | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 東レ株式会社 | プリプレグおよびその製造方法、ならびに炭素繊維強化複合材料 |
| JP2015232107A (ja) | 2014-02-10 | 2015-12-24 | 日東電工株式会社 | 接着性樹脂組成物、接着テープ、基材付接着テープ、および複合物品 |
| US20160160092A1 (en) | 2013-07-26 | 2016-06-09 | Zephyros Inc | Thermosetting adhesive films including a fibrous carrier |
| WO2017043524A1 (ja) | 2015-09-11 | 2017-03-16 | 住友化学株式会社 | 電子機器筐体 |
| WO2017068812A1 (ja) | 2015-10-23 | 2017-04-27 | スーパーレジン工業株式会社 | 繊維強化樹脂構造物の製造方法、繊維強化樹脂構造物の製造システム及び繊維強化樹脂構造物 |
| WO2018124215A1 (ja) | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 新日鉄住金化学株式会社 | 金属－繊維強化樹脂材料複合体、その製造方法及び接着シート |
| JP2019119212A (ja) | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 日本製鉄株式会社 | 金属−繊維強化樹脂材料複合体 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59108072A (ja) * | 1982-12-11 | 1984-06-22 | Nitto Electric Ind Co Ltd | 常温粘着性を有する熱硬化性接着シ−ト |
| JPS59204541A (ja) * | 1983-05-07 | 1984-11-19 | 日東電工株式会社 | 補強用の接着性シ−ト |
| JP2817947B2 (ja) * | 1989-05-11 | 1998-10-30 | ジャパンゴアテックス株式会社 | 多層印刷回路基板用接着シート |
| JP3728701B2 (ja) * | 1992-02-20 | 2005-12-21 | 東レ株式会社 | 粘着性に優れたプリプレグ |
| JPH07276403A (ja) * | 1994-04-13 | 1995-10-24 | Nippon Oil Co Ltd | 繊維強化プラスチック成形体の製造方法 |
| JPH10305529A (ja) * | 1997-05-07 | 1998-11-17 | Oji Paper Co Ltd | 化粧合板 |
-
2019
- 2019-04-10 JP JP2019074640A patent/JP7332323B2/ja active Active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020076566A1 (en) | 1999-12-20 | 2002-06-20 | 3M Innovative Properties Company | Ambient-temperature-stable, one-part curable epoxy adhesive |
| JP2002018991A (ja) | 2000-07-04 | 2002-01-22 | Showa Highpolymer Co Ltd | 硬化性プリプレグ，その製造方法及び硬化方法 |
| WO2005031037A1 (ja) | 2003-09-29 | 2005-04-07 | Toray Industries, Inc. | チタンまたはチタン合金、接着用樹脂組成物、プリプレグおよび複合材料 |
| JP2005298810A (ja) | 2004-03-18 | 2005-10-27 | Toray Ind Inc | エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、繊維強化複合材料、およびそれらの製造方法 |
| JP2006077202A (ja) | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Toray Ind Inc | 難燃性プリプレグ |
| JP2006299175A (ja) | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Works Ltd | フレキシブルプリント配線板用基材入り接着シート及びその製造方法、多層フレキシブルプリント配線板、フレックスリジッドプリント配線板 |
| JP2011202043A (ja) | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Dainippon Printing Co Ltd | 粘接着シート |
| JP2011231297A (ja) | 2010-04-30 | 2011-11-17 | Wisukaa Kk | 樹脂複合材料及び接着剤 |
| US20160160092A1 (en) | 2013-07-26 | 2016-06-09 | Zephyros Inc | Thermosetting adhesive films including a fibrous carrier |
| JP2015232107A (ja) | 2014-02-10 | 2015-12-24 | 日東電工株式会社 | 接着性樹脂組成物、接着テープ、基材付接着テープ、および複合物品 |
| JP2015183164A (ja) | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 東レ株式会社 | プリプレグおよびその製造方法、ならびに炭素繊維強化複合材料 |
| WO2017043524A1 (ja) | 2015-09-11 | 2017-03-16 | 住友化学株式会社 | 電子機器筐体 |
| WO2017068812A1 (ja) | 2015-10-23 | 2017-04-27 | スーパーレジン工業株式会社 | 繊維強化樹脂構造物の製造方法、繊維強化樹脂構造物の製造システム及び繊維強化樹脂構造物 |
| WO2018124215A1 (ja) | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 新日鉄住金化学株式会社 | 金属－繊維強化樹脂材料複合体、その製造方法及び接着シート |
| JP2019119212A (ja) | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 日本製鉄株式会社 | 金属−繊維強化樹脂材料複合体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020055991A (ja) | 2020-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI652171B (zh) | 複合材料之結合 | |
| JP6212129B2 (ja) | 複合材料の結合 | |
| KR102508061B1 (ko) | 섬유강화 플라스틱 성형용 재료, 그 제조방법 및 성형물 | |
| RU2657298C2 (ru) | Композиции огнестойких эпоксидных смол и их использование | |
| JP7247194B2 (ja) | 表面処理用の剥離層及びそれを使用する接着方法 | |
| WO2007125925A1 (ja) | 繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物 | |
| JP2009235182A (ja) | プリフォーム用基材とその製造方法 | |
| JP5743211B2 (ja) | 接着剤組成物およびそれを用いた接着シート | |
| JP5540814B2 (ja) | 粘接着シート | |
| JP5560746B2 (ja) | 粘接着シート | |
| JP7332323B2 (ja) | 繊維強化接着シート | |
| WO2021131382A1 (ja) | 複合プリプレグおよび繊維強化樹脂成形体 | |
| CN111511815A (zh) | 增韧胶粘剂以及使用其的粘接方法 | |
| WO2020235484A1 (ja) | プリプレグ、積層体および成形品 | |
| JP2020012065A (ja) | 熱硬化性樹脂組成物およびこれを用いたプリプレグ | |
| JP5560747B2 (ja) | 粘接着シート | |
| JP2009235175A (ja) | プリフォーム用基材とその製造方法及び熱硬化性バインダー樹脂粉末 | |
| WO2021152957A1 (ja) | 複合プリプレグ、ならびにそれを用いたプリフォーム、繊維強化複合材料接合体およびその製造方法 | |
| JP7272849B2 (ja) | 炭素繊維含有接着剤 | |
| JP6239223B2 (ja) | 接着剤組成物およびそれを用いた接着シート | |
| US12024606B2 (en) | Composite prepreg, preform using the same, fiber-reinforced composite material assembly, and method for producing the same | |
| JP2020192808A (ja) | 繊維強化樹脂基材の製造方法および繊維強化樹脂基材 | |
| JP4972864B2 (ja) | 自己接着型プリプレグ用樹脂組成物の製造方法 | |
| JP2011202044A (ja) | 粘接着シートの製造方法 | |
| JP2018122549A (ja) | カバーフィルム貼付プリプレグ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AA64 | Notification of invalidation of claim of internal priority (with term) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764 Effective date: 20190613 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190723 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220126 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221128 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221206 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230112 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230215 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230330 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230530 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230712 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230802 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230810 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7332323 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |