JPH02227245A - 積層物、平坦物体の剛化方法及び剛化した平坦物体 - 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】 本発明は平坦物体を剛化する（ｓｔｉｆｆｅｎ）ための
１層物、平坦物体の剛化方法、及び、特に鋼若しくはア
ルミニウムのシート又はプラスチック製の剛化平坦物体
に係る。

当業界では、薄板金属部品、成形プラスチック物品等、
たとえば車体部品を剛化するために特殊な積層物を使用
する。たとえば、このような積層物は第一の支持層、す
なわち事実Ｆの剛化層（たとえば熱硬化性プラスチック
樹脂により接着したガラス布）を有し、その表面には熱
硬化性の粘着性プラスチック樹脂の第二層が設けられて
いる。

かような複合材料はその粘着面を薄板金属に対向するよ
うにして該金属上に付着させ、熱処理することによって
、平たい皿形の薄板金属を強化するのに使用できる。こ
の熱処理によって、複合材料の接着と樹脂層の固化（ｈ
ａｒｄｅｎｉｎｇ）が行なわれ、それによって薄板金属
とｉ１Ｍ強化層との間に剪断に対して剛性な接合部が形
成されるのである。このようにして、薄板金属の相方な
剛化を簡単なやり方で実質的な重量増加を伴わずに遠戚
できる。

補強物の使用を簡単にするために、第二の樹脂層は一般
に粘着性表面をｈするように構成され、従って補強物は
一旦薄板金属に付着すると、熱処理するまでそこに粘着
している。

この種の積層物を用いてたとえば車体の薄板金属を局部
的に強化する場合、薄板金属部分の裏面に見えないよう
に施すけれども、薄板金属の当該部分に多少とも眼に見
える変形を生ずることが経験的に知られている。このこ
とは自動車の製造において極めて嫌われることは勿論で
あり、なぜならこれらの変形が美観を耐え難いまでに損
うとか、薄板金属の外観部分を手間暇かけて手直しする
必要があるためである。

前記した変形の原因は、一般にプラスチック材料で構成
される積層物の同化中にｎ１する応力である。一方では
一定の体積収縮が生じ、他方では熱硬化性プラスチック
材料が熱硬化後冷却される際剛化される物体と積層物と
が異なる熱収縮率を有することを強調せねばならない。

ＥＰ−Ｂ＋−０，０５３，３（１１号の開示によれば、
エポキシ樹脂組成物からなる第−層及びこの第−層に積
層するエポキシ樹脂組成物からなる第二層で構成される
接着性フィルムによりこの問題が解決されると言及して
おり、該層は下記の特性を有するとしている。

（ａ）第−層、即ち事実上の強化層（又は本発明の用語
では「支持層」）は、金属板上に配置、硬化した後３０
〜５００　Ｋｇ　／　ｒｔｗａ　”の比較的高い弾性率
を有していなければならない。

この文献には、この強化層が剛化の重大な役割を果すこ
とが明記されている。

（ｂ）第二層、即ち剛化される平坦物体上に強化層を固
定するための接着層は、Ｏ１１〜２２に５／ｍ２の比較
的低い弾性率を有していなければならない。

この文献では、この接着層の弾性率が平坦物体を剛化す
るには不充分な程度に低くなければならないことを明確
に強調している。

このようにして、たとえば自動車のドア、デツキリッド
等のような薄板金属部分の剛化される物体の眼に見える
変形を避けることが可能である。

更に、比較的高い弾性率を有する外側の第−層は、実際
上強化効果をもたらす。剛化される物体に面する第二層
、即ち接着層は、低弾性率であるので剛化される物体を
変形するに至らない。

上記接着性フィルムの主な欠点は接着層の弾性率が比較
的低いため剛化効果が多少乏しいことである。実際の剛
化層と剛化される物体の間の接合物で、剪断に対して剛
性なものは、このようにしては製造することができない
。

本発明の目的は、少なくとも２つの層 硬化性プラスチック材料及び任意成分として該硬化性プ
ラスナック材料に組合わせた又は埋封した（　ｅｍｂｅ
ｄｄｅｄ　）強化材より成る支持層、及び 前記支持層上に施され、場合により充填材その他の添加
物を含有する硬化性プラスチック材料より成る接着層 より成る積層物に基いて、平坦物体に優れた剛化を与え
かつ積層物の硬化後、平坦物体の変形を防止する平坦物
体を剛化するための積層物を提供することである。

本発明によれば、この問題は下記特徴を併有することに
より解決される： （ａ）前記接着層は、プラスチック材料の硬化後、前記
支持層の硬化プラスチック材料の弾性率よりも高い弾性
率を有すること、及び （ｂ）前記支持層は、硬化後剛化される平坦物体の熱膨
脹率と実質上同じ熱膨脹率を右すること。

「弾性率」という用語は、本明細書中引張試験によって
測定される弾性率を意味する。

本出願人の行なった試験によれば、剛化される金属物体
と剛化に使用するプラスチック材料を例にとれば、たと
えば薄板金属の変形の原因は第一に、積層物が熱硬化後
冷却された際二種の材料の熱膨脹率が相違することにあ
ることが明白である。

体積収縮は力の伝達が殆ど不可能なガラス転移領域より
上で起るのであるから、重要度は明らかに二次的である
。

このようにして、たとえば二つの層を持つ積層物を堆積
させて、それを薄板金属に配し硬化させると、熱膨張に
関して釣合いのとれた薄板金属／接着層／支持層からな
る複合材料を得ることができる。支持層が剛化される薄
板金属と同じ熱膨脹率を有さねばならないことは当然で
ある。これら前提条件の下では、一方の薄板金属と他方
の支持層とが冷却過程で均等に収縮するので、薄板金属
の変形が起り得ない。接ｓ層の収縮は釣合いがとれてい
るため、それ自体で相殺されて、薄板金属の形態に有害
な作用を持たなくなる。

支持層の熱膨脹率は剛化される平坦物体の熱膨脹率に合
わせて広い範囲で調整することが可能であって、それは
該支持層に含まれる樹脂材料を硬化した後に支持層の硬
化樹脂材料よりも接着層の方が高い弾性率を有するとい
う特徴並びに支持層に使用する樹脂材料は強化材と自由
に組合すことができるという事実に帰する。他方におい
て、「支持層の樹脂材料十強化材」という組合せは接着
層より高い弾性率を有する。従ってもし特に−方の前記
接着層と他方の前記支持層の弾性率に関する差が余り重
大でない場合は、支持層と剛化される平坦物体の間に発
生する結合（ｌｉｎｋ）は剪断に対し剛性であることは
確かである。このことは平坦物体上に卓抜な剛化効果を
確実に与える。

熱膨脹率はｖＡ脂材料と強化材との体積比率によって極
めて容易に調節することができる。

ガラス布は強化材として特に適当である。薄鋼板（多分
実際上もつとも高頻度で使用される）の場合にはガラス
布と樹脂材料の比率は概して、更量比で５０：５０、好
ましくは体積比で約４８：５２であることが望ましい。

実際上、本発明に従って平坦物体を剛化するには以下の
ように操作する。

先ず、剛化される平坦物体の熱膨服率を測定する。

次いで、硬化性樹脂材料並びにそれと組合せた又はその
中に埋封する強化材を含む支持層を製造する。このとき
、樹脂材料と強化材の比率を選択して、該支持層の熱膨
脹率が硬化後に、剛化される平坦物体とほとんど同じく
なるようにする。

その後で、接着層を支持層上に付着しくｄｅｌ）Ｏ３ｉ
　ｔ　）、硬化性ａ４脂材料より成る該接着層が樹脂材
料の硬化後に、全弾性率が支持層の硬化樹脂材料よりも
高くなるようにする。

上記のようにして製造した積層物を、接着層が剛化され
る平坦物体に対面するようにして、剛化される物体上に
固定して、該積層物を処理、たとえば熱処理して、支持
層及び接着層の樹脂材料を硬化し、かつ積層物を剛化さ
れる物体と強固に結合する。

本発明による積層物の好ましい実施態様と改良とは請求
項２〜１９に記載されている。本発明による方法は請求
項２０に定義した通りであり、該方法の好ましい実施態
様が請求項２１及び２２に記載されている。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

第１図に断面図を示す積層物を製造した。配置する前の
状態で、積層物１は下記の一般的構造を右する。

支持層２はガラス布３製であり、たとえば比重６２０ｇ
／ｍを有するガラス１ｌｌｔロービングクロス製である
。該ガラス布３は熱硬化性樹脂より成る樹脂層４中に埋
封されている。下記材料がもつとも好適である。

化合物ａ） ９０部　液状エポキシ樹脂（たとえば５ｈｅ１１社「Ｉ
’ｐｉｋｏｔｅ　　８２８Ｊ　） １０部　ジシアンジアミド 化合物ｂ） ９０部　希釈エポキシ樹脂（たとえば５ｈｅｌ１社「［
ｐｉｋｏｔｅ　　２１５Ｊ　） １０部　ジシアンジアミド 一化合物Ｃ） ６０部　固体エポキシ樹脂（たとえば５ｈｅｌ１社ｒＥ
ｐｉｋｏｔｅ　１（ｉｏｆＪ　） ５部　ジシアンジアミド ３５部　ジメチルケトン（含浸用溶媒として使用し、後
で蒸発させる） 硬化樹脂の弾性率を、樹脂材料及び充填材の適当な選択
により２１００　Ｎ／　ｔｔｍ　２の数値に調整する。

層２中のガラスの百分率を以下の説明のように変化した
。層２の厚みは約ｏ、ａｍであった。

接着層５は本質的に熱硬化性粘＠（ｓｅｌｆ−ａｄｈｅ
ｒｉｎｇ）樹脂より成り、前記の層２に貼り付けた。下
記材料がもっとも好適である： 化合物ａ） ３０部　液状エポキシ樹脂（たとえば５ｈｅ１１社ｒＥ
ｐｉｋｏｔｅ　　８２８Ｊ　） ２０部　固体エポキシ樹脂（たとえばＳｈｅ　Ｉ　Ｉ社
ｒ［ｐｉｋｏｔｅ　１００１Ｊ　） ４部　ジシアンジアミド ２０郡　タルク ２６部　７フイアツシ１　（［ｒｉｌｌｉｔｅ　Ｊ　）
−化合物ｂ） ３５部　希釈エポキシ樹脂（たとえばＳｔ＋ｅｌ１社１
”Ｅｐｉｋｏｔｅ　　８２８Ｊ　） ２５部　固体エポキシ樹脂（たとえば５ｈｅｌ１社ｒＥ
ｐｉｋｏｔｅ　１Ｇ０１Ｊ　） ５部　ジシアンジアミド ５部　雲　母 ３０部　タルク 樹脂材料及び充填材の適当な選択により硬化樹脂の弾性
率を３７００　Ｈ／１ｎｔｘ２の値に調整した。この数
値は層２に使用した樹脂の弾性率よりも明白に高かった
。Ｈ５の厚みは約０．６部ｍであった。

他方では、硬化層２、即ち樹脂とガラス布の結合物の弾
性率はガラスの百分率に応じて変化したが、少なくとも
５０００　Ｎ／ｉｍ２であった。特に熱膨服率は樹脂と
ガラス布の体積比率を変化することにより変えられる。

ＷＪ２の裏面を厚さ２０％のアルミニウム箔６により被
覆したが、層５の前面は積層物１を使用しない場合は、
除去できる保護紙７により被覆した。

この積層物について下記試験を行なった。

試験１ 長さ４００１ＷＩｓ幅２５１１１１％厚さ０．７５ｆｆ
ｉの薄鋼板８の平たいストリップに上記のようにして第
１図に示す積層物１を貼り着けた。該積層物の全体の厚
みは１．６　Ｍであった。積層物１の層２中のガラス布
３の体積百分率は５１％であった。貼り着けた後、薄鋼
板８及び積層物１の複合材料を１８０℃で３０分間熱処
理した。薄板金属方向へ生ずる複合材料の撓みｄｌは１
．８Ｍであった（第２図では非常に誇張して示した）。

これは積層物１の強化層２の熱膨脹率が薄鋼板ストリッ
プ８より低かった事実に起因する。

試験２ 試験１と同じ実験手順で、但し積層物１の層２中のガラ
ス布３の体積百分率を４８％にして実施した。第３図に
示すように、薄鋼板８及び積層物１の複合材料はゆがみ
が生ぜず、変形が起ったとしても測定精度の０．　ＩＩ
ＮＲ以下であった。

試験３ 試験１と同じ実験手順で、但し積層物１の層２中のガラ
ス布３の体積百分率を４４％にして実施した。積層物方
向に生ずる薄鋼板及びＷ４ｒＭ物１の複合材料の撓みｄ
２は２．ｈｌであった（第４図には非常に誇張して示し
た）。これは積層物１の強化［５２の熱膨脹率が薄鋼板
ストリップ８より高かった事実に起因する。

試験４ ８０Ｘ　８０．の寸法の試験２の積層物の試料を２００
Ｘ　２００ｘ　ｏ、　７５１１１の寸法を持つ薄鋼板上
に貼り付けた。１８０℃で３０分間熱処理の後裸眼では
撓みを検出できなった。

試験５ 長さ　１５０厘、幅２５ｍ＋及び厚さ０．７５．であっ
て積層物１を貼り付けていない薄鋼板ストリップを１０
０Ｍの間隔を置いて対称的に支持した。次いで試料の中
心に作用する力Ｆ。で薄鋼板ストリップを１０Ｍだけ撓
めるのに要する力を測定した。その後で、寸法が同じで
あるが、試験１による積層物を貼り付けたＲ鋼板を使用
して試験を繰返した。

強化した薄鋼板を１０Ｍ撓めるのに必要な力をＦｖとし
た。強化係数Ｆ　　／Ｆｏは９．４であった。

試験６ 積層物１をつけていない、長さ１５０ｍ、幅２５閣及び
厚さ０．７５＃１１のｆｌｌｌｌトストリップ００．の
間隔で対称的に支持した。次いで試料の中心に作用し、
薄鋼板ストリップを１０Ｍ撓めるのに必要な力Ｆｏを測
定した。その後に、寸法が同じで試験２による積層物を
つけた薄鋼板ストリップを使用して試験を繰返した。強
化した薄鋼板を１０Ｍ撓めるのに要する力をＦ　とした
。強化係数Ｆ　／Ｆ。

Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｖは
９．１であった。

試験７ 長さ　１５０ａ１１１幅２５Ｍ１厚さ０．７５ｘｍの寸
法を有し、積層物１をその上につけていない薄鋼板スト
リップを１００　ｍの間隔で対称的に支持した。次いで
試料の中心に作用し、′Ｆａ鋼板鋼板スリーリップ０ｍ
＋撓めるのに必要な力Ｆ。を測定した。その後で、同じ
寸法で試験３による積層物をつけた薄鋼板ストリップを
撓めるのに必要な力をＦ、とした。強化係数Ｆ　　／Ｆ
ｏは９．１であった。

■ これらの試験から引出される結論をまとめると下記の通
りである： １、全部の試験（１〜３及び５〜７）から、従来技術（
たとえば前記ＥＰ−Ｂ＋−０．０５３，３（１１号）に
より報告されたよりもすぐれた強化効果を薄鋼板試料上
に与えることは明白である。

２、試験２及び６により立証されるように、支持層及び
接着層を本発明に従って設計した場合、薄鋼板試料の変
形は認めることができなかった。

３、支持層及び接着層を本発明に従って設計した場合、
強化係数には微少な低下しか認められなかった（試験５
及び６において９，４に対し９．１）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による積層物の断面を示す。 第２図は試験１の結果を示す。 第３図は試験２の結果を示す。 第４図は試験３の結果を示す。 １・・・・・・積層物、 ２・・・・・・支持層、 ３・・・・・・強化材、 ４・・・・・・硬化性プラスチック材料、５・・・・・
・接着層、 ８・・・・・・平坦物体。

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. （１）平坦物体を剛化するための積層物であつて、−硬
   化性プラスチック材料及び −任意成分として前記硬化性プラスチック材料に組合わ
   せた又は埋封した強化材 より成る支持層を有し、更に −前記支持層上の剛化される物体に対向する面に設けた
   接着層（該接着層は場合により充填材その他の添加物を
   含有する硬化性プラスチック材料より成る）を有し、 （ａ）前記接着層は硬化後、支持層の硬化プラスチック
   材料の弾性率よりも高い弾性率を有すること、及び （ｂ）前記支持層は硬化後、剛化される平坦物体の熱膨
   脹率と実質上同じ熱膨脹率を有すること、を特徴とする
   積層物。
2. （２）前記接着層がエポキシ樹脂より成ることを特徴と
   する請求項１に記載の積層物。
3. （３）前記接着前が粘着性であることを特徴とする請求
   項２に記載の積層物。
4. （４）前記接着層が熱硬化性一成分配合物であることを
   特徴とする請求項２及び／又は３に記載の積層物。
5. （５）前記接着層がエポキシ樹脂とタルク、白亜、雲母
   、珪酸塩、酸化アルミニウム、フライアッシュ、中空ガ
   ラスマーブル、及びガラスマープルより成るグループか
   ら選択される１種以上の充填材とを含むことを特徴とす
   る請求項２〜４のいずれか１項に記載の積層物。
6. （６）前記接着層が２５００〜６０００Ｎ／ｍｍ＾２の
   弾性率を有することを特徴とする請求項２〜５のいずれ
   か１項に記載の積層物。
7. （７）接着層が３０００〜４５００Ｎ／ｍｍ＾２、好ま
   しくは３５００〜４０００Ｎ／ｍｍ＾２の弾性率を有す
   ることを特徴とする請求項６に記載の積層物。
8. （８）前記接着層が０．３〜２．０ｍｍ、好ましくは約
   ０．７ｍｍの厚みを有することを特徴とする請求項１〜
   ７のいずれか１項に記載の積層物。
9. （９）前記支持層が、硬化後２５００Ｎ／ｍｍ＾２未満
   の弾性率を有するプラスチック材料より成ることを特徴
   とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の積層物。
10. （１０）前記支持層が、硬化後１８００〜２４００Ｎ／
    ｍｍ＾２、好ましくは約２１００Ｎ／ｍｍ＾２の弾性率
    を有するプラスチック材料より成ることを特徴とする請
    求項９に記載の積層物。
11. （１１）前記支持層が、前記プラスチック材料を含浸し
    たガラス布であることを特徴とする請求項１、９及び１
    ０に記載の積層物。
12. （１２）前記支持層がガラス布を埋封したプラスチック
    材料の層であることを特徴とする請求項１、９及び１０
    に記載の積層物。
13. （１３）前記支持層が、その上にガラス布を圧着したプ
    ラスチック材料の層であることを特徴とする請求項１、
    ９及び１０に記載の積層物。
14. （１４）ガラス布とプラスチック材料の体積比が４０：
    ６０〜６０：４０であることを特徴とする請求項１１〜
    １３のいずれか１項に記載の積層物。
15. （１５）ガラス布とプラスチック材料の体積比が４５：
    ５５〜５５：４５であることを特徴とする請求項１１〜
    １３のいずれか１項に記載の積層物。
16. （１６）ガラス布とプラスチック材料の体積比が４８：
    ５２であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれ
    か１項に記載の積層物。
17. （１７）硬化支持層が硬化接着層の弾性率より高い弾性
    率を有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか
    １項に記載の積層物。
18. （１８）硬化支持層が５０００Ｎ／ｍｍ＾２より高い弾
    性率を有することを特徴とする請求項１７に記載の積層
    物。
19. （１９）硬化支持層が０．１〜２．０ｍｍ、好ましくは
    ０．３〜０．８ｍｍの厚みを有することを特徴とする請
    求項１〜１８のいずれか１項に記載の積層物。
20. （２０）下記ステップより成り、請求項１〜１９のいず
    れか１項に記載の積層物によって平坦物体を剛化する方
    法。 （ａ）剛化される物体の熱膨脹率を測定する；（ｂ）硬
    化性プラスチック材料並びに該硬化性プラスチック材料
    に組合せた又は埋封した強化材より成る支持層を製造し
    、該支持層が硬化後剛化される平坦物体と実質上同じ熱
    膨脹率を有するようにプラスチック材料と強化材の比率
    を選択する； （ｃ）前記支持層上に硬化性プラスチック材料より成る
    接着層（該接着層は前記プラスチック材料の硬化後に支
    持層の硬化性プラスチック材料よりも高い弾性率を有す
    る）を設ける； （ｄ）前記接着層の面を剛化される物体に対向して、ス
    テップ（ｂ）及び（ｃ）によつて得た積層物を平坦物体
    上に固定する； （ｅ）固定した積層物を処理し、支持層及び接着層のプ
    ラスチック材料を硬化して、該積層物を剛化される物体
    に強固に接着させる：
21. （２１）支持層及び接着層中に使用するプラスチック材
    料が熱硬化性であることを特徴とする請求項２０に記載
    の方法。
22. （２２）支持層及び接着層の熱硬化性プラスチック材料
    を硬化するために、前記積層物を剛化される平坦物体に
    固定した後に、８０〜２４０℃、好ましくは１５０〜２
    ００℃の温度に、１５〜６０分、好ましくは３０分間加
    熱することを特徴とする請求項１９及び２０に記載の方
    法。
23. （２３）請求項１〜１９のいずれか１項に記載の積層物
    を具備し、好ましくは鋼若しくはアルミニウムの薄板金
    属又はプラスチック製の剛化した平坦物体。