JPH0228276A - 接着剤用非発泡フォイル - 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】 技術分野 本発明は軟化した場合接着剤として役立ち、ラミネート
製造に適した熱可塑性樹脂の非発泡フォイルに関するも
のである。

従来技術 上述の如きフォイルは接着目的に知られており、いわゆ
るホットメルト接着剤に属する。この種の接着は直接的
な接着、あるいはスクリュウまたはボルト止めの保護、
あるいはリベットとかスポット溶接での充填あるいは構
造的シーリングなどきわめて多くの技術分野で重視され
ている。

多くの分野、例えばトラック組み立て、船舶および航空
機組み立て工業等でプレート、シェル、リブ、フレーム
、補強材などの組み立てがリベットとかポット溶接によ
り人力で行われている。こういっな補強目的に対し、フ
オームあるいはハニカム材の軽量芯材に２枚のファイバ
ー補強プラスチックあるいは金属板を組み合わせたサン
ドイッチ装甲構造物が考慮されている。この装甲構造物
の代わりにこの種のラミネートを使用しようとの試みも
なされている。この技術はまた航空機組み立ての分野に
も屡適用されている。航空機の組み立てには大きなエツ
ジ板が必要である。オートクレーブあるいはホットプレ
スで作られたラミネート板を用い、別々の厚いラミネー
トを貼り合わせていく。別の技術に従えば、含浸ファブ
リク片をテーブル上に置き、裁断し、その上にハニカム
ならびにカバー層を適用し、エツジを充填する。これは
非常に人力を要し、しかも高温高圧の困難な処理サイク
ルを必要とする。最近の改良技術に従えばハニカムを接
着剤で被覆し、ついで全体を組み立てる方法がある。し
かしながら接着剤の均一な被覆を得ることは極めて困難
である。溶剤を使用すれば、被覆を乾燥させねばならな
い。

欧州特許出願２１２，９７０号にはエラストマー、架橋
剤、および任意的な発泡剤からなる接着テープが開示さ
れている。このテープはソニックアイソレーションの如
きアイソレーションには特に有用である。

発明が解決しようとする問題点 軟化した場合に接着剤として有用な新規タイプの非発泡
フォイルを提供することが本発明の目的の１つである。

問題点を解決するための手段 本発明に従えば上記目的が少なくとも１種の熱可塑性樹
脂中に少なくとも１種の発泡剤を含んだものからなり、
軟化した際に接着剤として機能し得る非発泡フォイルに
より達成せられる。

驚くべきことに本発明に係るフォイルはあらゆる種類の
製品の製造に好適であることが見出されている。軟化中
の発泡剤の作用で、接着効果を有するフオーム層ができ
、接着すべき材料が相互に好適にアンカーせられる。本
発明のフォイルは主として熱可塑性樹脂の非発泡性ある
いは実質的に非発泡性のフォイルである。この熱可塑性
樹脂の特性は広範なものでありうる。この特性は貼り合
わせられるべき材料ならびに接着ジヨイントの耐えられ
る条件、および最終製品に要求される条件により決定せ
られる。一般に使用条件下における樹脂の強度が貼り合
わせられるべき材料の最低強度に等しいか、あるいはそ
れより大である熱可塑性樹脂を使用することが好ましい
。勿論、すべての場合にこれが可能というわけではない
。というのは多くのプラスチックの強度は金属の強度よ
り小であるからである。いずれにせよ樹脂を選択する場
合には貼り合わせるべき材料の性質が考慮さるべきであ
る。多くの貼り合わせジヨイントが耐えねばならぬ通常
の条件を考慮して、Ｔｇが少なくとも５０℃、特に１０
０℃以上の熱可塑性樹脂を適用することが好ましい。

原則的に任意の熱可塑性樹脂が本発明のフォイル用基体
樹脂として用いうる。

しかしながら、この樹脂をポリエーテルイミド、ポリカ
ーボネイト、アクリレート、ポリマー、スチレンポリマ
ー、ポリエーテル、エーテルケトン、ポリフエルニンオ
キサイド、およびこれら樹脂の二種以上の混合物からな
る群より選ぶ事が好ましい。

本発明のフォイルの第二成分は発泡剤である。

この発泡剤は熱可塑性樹脂用の溶剤、物理的発泡剤、化
学的発泡剤、水およびこれら発泡剤の二種以上の混合物
から選ばれ、これらのうち、特に好ましいものは熱可塑
性樹脂溶剤であり、この溶剤にはゲル化剤を含む。これ
らが好ましい理由は熱可塑性樹脂、あるいはそれから製
造せられるフォイルの調整が溶液から行われる場合、驚
く程良好な結果を与え、フォイルの製造が極めて容易で
あるからである。

いずれにせよ、さらに他の成分をシステム中に導入する
必要がないので有利である。さらにこのフォイルは溶液
から溶剤を所定濃度に達した際に溶剤除去を中断するこ
とにより容易に製造せられる。

使用せられる発泡剤の具体例はジー、トリー、およびチ
トラクロロ　メタン、トリクロロエタン、１，２　ジク
ロロエタン、低級炭化水素、たとえばブタン、各種のペ
ンタン、ヘキサンおよびヘプタン類でこれらには各種の
異性体が含まれ、さらにまた、環式芳香族ならびに脂肪
族炭化水素、低級アルカノール、エーテルおよびケトン
類が上げられる。さらにまた、クロロフルオロ炭化水素
に基づく物理的発泡剤を用いる事も可能である。しかし
ながらこれらは有害であるなめ余り好ましくない。

発泡剤の別の具体例は、たとえば重曹、アゾシカ−ボン
アミド、アゾビスイソブチロリトリル、ジアゾアミノベ
ンゼン、ｐ−トルエンスルフォルニヒドラチド、ベンゼ
ン　スルフオニルヒドラチド、ジニトロソペンタメチレ
ン　チトラミン、オキシビス（ｐ−ベンゼンスルフォニ
ル）ヒドラチド、Ｎ、Ｎ’−ジニトロソＮ、Ｎ’−ジメ
チルテレフタルアミド、ｐ−トルエンスルファオニルセ
ミ力ルバチド、５−フェニルテトラゾール等の化学的発
泡剤であるこれら化合物はそのまま、あるいは賦活剤と
組み合わせて用いられる。賦活剤の例は、ジンコイド、
スルフォン化化合物の金属塩、賦活された尿素、ステア
リン酸、ポリエチレングリコールなどである。

本発明にかかるホイルの最も簡単な物は成分、即ち樹脂
と発泡剤からなり発泡剤用賦活剤は任意である。しかし
ながらホイル中に各種の添加剤を含有させる事も不可能
ではない。かかる添加剤の具体例は安定剤、酸化防止剤
、殺菌剤、充填剤、例えば、粒状充填剤（砂、タルク、
シリカ、クレーなど）、ファイバーおよび／または液状
結晶性ポリマー、着色剤、難燃剤、その他の不活性添加
剤、およびこれらの二種以上の混合物である。さらに軟
化温度を低下させる目的で柔軟剤を含有させることもで
きる。実際上はかかる柔軟剤は、やはり柔軟剤として作
用する熱可塑性樹脂用溶剤の存在で熱可塑性樹脂の軟化
が生じない場合にのみ有用である。

好適な柔軟剤は脂肪酸およびそれらの金属石鹸である。

また、ＡＰＲ、ポリブチレン、ビツウネン、エクステン
ダーホイル、例えばナフテンオイルおよびパラフィンオ
イルも用いられる。さらにマイクロクリスタリンワック
スのようなワックス類を用いることもできる。

場合によってはオイル中に線維を含ませることが有利で
ある。これを軟化し発泡させるとそれ自体は配性し補強
効果を発揮する。しかしながら比較的短く薄い繊維、た
とえば厚みが０．５〜５Ｍのような数ミクロンのオーバ
ーで長さが最大限微開は、例えば０．１〜３開の物を用
いることが好ましい 本発明の別の具体例に従えばガラス、炭素およびまたは
アルアミドファイバーのような補強剤をホイル中に含ま
せることもできる。

本発明にかかるホイルは各種方式で製造せられる。第一
の方法に従えば既に存在し、押出あるいはプレスされた
ホイルを出発物質として用い、このホイルに物質的発泡
剤の溶液を含浸させ、あるいは該溶液の蒸気にさらされ
る。

たとえばホイルを発泡剤蒸気で飽和された雰囲気の空間
中に通過せしめることができる。速度と飽和度は温度、
圧力および時間の函数であるホイルを蒸気飽和室から取
り出した場合、勿論ホイルの外側から発泡剤の一部は蒸
発するが、測定の結果ホイルの内側では発泡剤含量が事
実上長時間（数週間あるいは数か月間）一定に保たれる
ので所望によりこのホイルは充分長時間貯蔵が可能であ
るホイルの発泡剤による処理は連続方法で好適に実施せ
られる。しかしながらホイルは熱可塑性樹脂と他の成分
の混合物を押し出し、あるいは別の方法で成形すること
により製造することもできる。

第三の方法に従えばホイルは［溶剤キャスティング］の
方法で作ることもでき、この場合、熱可塑性樹脂の溶液
をホイルに成形し、次に溶剤を注意深く除去する。

ホイルの製造においては溶媒や溶剤を一部分除去すれば
充分である。

発泡剤はホイル中に一体に存在する、すなわちその含量
が大体ホイルの厚み全体に渡り等しいことが好ましい。

しかしながら発泡剤の濃度包配がある方が有利な場合も
ある。特に発泡剤が実質的に片側にのみ存在する場合に
興味がもたれる。このためには蒸気を片側にのみ含浸さ
するとか片側のみで除去する方法で達成される。

発泡剤含量は広範囲に変更可能である。最低量は適当な
接着の為、ある程度のフオームが存在せねばならぬ事実
により決定せられる。もちろんこれは特定材料の組み合
わせによるものであるが熱可塑性樹脂と発泡剤の合計量
に基づき発泡剤を少なくとも　０．５ｗｔ、％とするの
が適当である。通常発泡剤の含量は１〜５０ｗ　ｔ、％
である。その上限は少なくとも熱可塑性樹脂溶剤を発泡
剤として用いる場合フオームが弱くなりすぎず取り扱い
可能でなければならぬ事実により決定せられる。発泡剤
の量の別の尺度は空孔の容積％である。１０容積％以上
であることが好ましいフォイルの厚みはその用途に応じ
広範囲に変えられるこの範囲は１０μ〜２關程度である
これより厚いホイルはあまり有用ではない。というのは
、厚いホイルを適当かつ正規に発泡させるより二層を適
用する方が容易であるからである。

フォイルの製造後、所望により所定サイズになされ、さ
らに処理あるいは貯蔵せられる。揮発性の発泡剤が用い
られる際にはフォイルに別の材料の保護フォイルで好ま
しくは発泡剤を全くあるいは極わずかしか浸透せしめぬ
ものを設けることが好ましい。従って、好ましい材料は
ＰＶＡ、あるいは少なくとも１層のポリアミド層をもう
けた一体押出マルチ層フォイルの如き公知のバリヤー材
料である。本発明の好ましい具体例によれば、フォイル
はその製造後に発泡剤により影響されない他の樹脂の中
間層と共に巻きとられる。

本発明はまた接着すべき材料間に本発明のフォイルを挿
入し、次いで少なくともそのフォイルを加熱して前記材
料を接着する方法を提供する。この加熱は各種方法で実
施せられる。全体の組み立て物を加熱することができる
が、その片側のみあるいはフォイルのみを加熱すること
もできる。

ある種の具体例についてさらに詳細に説明する。

中心にコアー材料、好ましくはハニカム構造のコアーを
おいて２枚のプレートを接着する場合、ハニカムのセル
の薄いサイドに均一な接着剤層を適用することは通常き
わめて困難である。また、きわめて極在した接着ジヨイ
ントができるだけである。本発明によれば、発泡剤を含
む好ましくはポリエーテル′イミドの接着性フォイルが
プレートとハニカムの間に容易に置かれ、全体が加熱さ
れ、その間に熱可塑性樹脂が接着剤として機能し発泡す
る。従って、ハニカムに対する撃留が生じ、より信頼性
の高い接着がきわめて容易に達成せられる。勿論、連続
的にあるいは片側ずつの操作でハニカムはラミネートせ
られる。

この新規な接着法の別の利点はハニカムがフオームを吸
収するのでハニカムの自由気泡破壊長が減じ、従ってよ
り大なる耐衝撃強さ、耐圧性が得られる点である。この
気泡破壊長は長さの平方に比例するので短いことは二乗
効果を有する。またハニカムとフオームとで良好な断熱
ならびに音響遮断効果が得られる。

特殊な応用例としてセラミックのカバー層による弾道ミ
サイルの保護があげられる。

本発明に従えば、ハニカムはセラミック　グロブールと
発泡性熱可塑性樹脂の混合物で好適に充填せられる。接
着剤が発泡せられる際このグロブールと推進剤は共にハ
ニカム中に組込まれ、従って所望のグロブール含量の均
質充填が全ハニカム内に形成せられる。

本発明を利用し弾道ミサイルに対するバリヤーを作る別
の可能性は繊維マットと本発明のフォイルを積層し、こ
の構造物を次に加熱し、フォイルが発泡し繊維マットに
接着するが、それに浸透しないようにする方法である。

このように完全にあるいは実質的にはフオームが浸透し
ない繊維がフオーム層の間に置かれた構造物は弾道ミサ
イルに対する良好なバリヤーを形成する。

ハニカム構造を他のパーツに接続することが望まれる場
合には完全なエツジ仕上げが必要である。従来技術によ
れば所謂プレプレゲス（マツシブラミネート）により、
あるいは好ましくは充填樹脂により充填エツジが得られ
る。本発明に従えば、別の充填エツジの製造法が提供せ
られる。コアークラツシングとしてそれ自体既知の方法
でエツジは簡単にプレスされる。一種の仕上げが得られ
るがハニカムは損傷せられるのでこれは未だ充分には強
くない。スリットができるようにハニカムとでラミネー
トを作りその間に発泡剤を含む本発明のフォイルをいれ
、加熱して全体を充填するのが良い。さらにこうして得
られたエツジをプレスすると耐久性のある構造的エツジ
が得られる。

ハニカムを用いたラミネートの中央部を補強したいとの
要望もある。これはコンポーネント製造に屡要求せられ
る。そのために従来、樹脂充填、即ち一種のエンカプシ
ュレーション（ポッチング）が必要とされてきた。ハニ
カムは極部的に完全に充填されねばならないので、これ
は人力を要し且つ困難な作業であった。そこで金属パー
ツをアンカーあるいは固定し強度をもたせることが考え
られた。

本発明に従えば、フォイルが局部的に積層され軽い圧力
下に加熱せられる。接着剤が任意的な充填剤と共に発泡
しそのまま浸透し構造的充填かえられる。所望によりそ
の場で加圧せられる。

以上上としてハニカムコア−材料を用いる場合につき本
発明を説明してきた。しかしながら本発明は他のコアー
材料例えばバルサ材と熱可塑性あるいは熱硬化性樹脂を
用いる場合にも適応可能である。

従って本発明は一般にコアー層と少なくとも１層の他の
層を本発明のフォイルで接着することからなるラミネー
トの製造方法をも包含する。コアー層は一般に前述の材
料からなり、他の層は木材、金属、あるいは織布あるい
はニットファブリクの如き繊維で補強されていてもかま
わない樹脂板からなる。

コアー材料及び／または他の層の樹脂の性質に関しては
完全にラミネートの用途によることが確かめられている
。高級な用途に対しては、熱可塑性樹脂に関する限り一
般にフォイルについて述べたと同じ樹脂が用いられる。

熱硬化性樹脂としてはポリウレタン、エポキシ樹脂ベー
スのシステムおよび不飽和ポリエステルが好ましく考慮
せられる。

金属の選択も用途による。もっとも航空機用途にはやが
てアルミニウムが用いられるようになろつ。

高級ラミネートを得るためには他の層、屡トップ層も繊
維で補強せられる。これにはあらゆる種類の繊維、たと
えばガラス繊維、カーボン繊維、金属繊維およびポリア
ミド繊維、特にアルアミド繊維が用いられる。

繊維はあらゆる方向に適用できるが一方向あるいはある
配列で適用せられることが好ましい。

発泡剤は熱可塑性接着剤の軟化温度を一時的に低下させ
ることが認められている。これは簡単な試験で決定可能
である。本発明のフォイルを用いれば平坦なプレートの
みならず、シングルあるいはダブルカーブしたプレート
をラミネートすることができる。この目的には連続織構
造体で補強された湾曲プレートが用いられる。本発明方
法に必要とされる加熱中湾曲は保持される。

また発泡前の加熱中、熱可塑性樹脂のスキンを用いた場
合にはスキンの変形が生じる。その上にトップ層が互い
に平行していない製品を作ることも可能である。

以下実施例により本発明を説明する。

支１匠１ 厚さ　４００μのポリエーテルイミドのフォイル（商品
名ウルテム）をジクロロメタン蒸気中に通過させジクロ
ロメタンを含浸させた。含浸後のフォイル中のジクロロ
メタン量は約２０重量％であった。ジクロロメタンは殆
ど完全にフォイル中に分布されていた。

ポリエーテルイミドを含浸させた　１００ｇガラス繊維
布く重量比１：１）２枚の間に前述の含浸フォイル層を
置きラミネートを構成せしめた。この組み立て物を　１
２０°Ｃに加熱されたモールド中にいれクローズして　
２．５秒保持した。かくして厚さ６　、４　ｃｍの平坦
なサンドイツチ材を得な。このサンドインチの特性にを
下記の通りであった。

比重量　　　　　　１１０　Ｋｇ／ｍ Ｅ−モジュラス （圧力）　　　　　　　　５０　Ｎ／ｍｍＥ−モジュラ
ス （張力）　　　　　　　　３５　Ｎ／ｍｍせん断強さ　
　　　　１．５Ｎ／ｍｍ 圧縮強さ　　　　　　３　　ＭＰａ 引っ張り強さ　　　　　５　　ＭＰａ 曲げ強さ　　　　　　２２０ＭＰａ 曲げ剛性　　　　　　３．２ｘ　１０　　Ｎ　ｍｍ／ｃ
ｍ上記結果は明らかに本発明で良好な製品の得られるこ
とを示している。

え１匠ム 実施例１のものと同じ但し厚みが５０μのフォイルを用
い１２０°Ｃで２枚の金属層を接着した。これら金属間
の接着の強さはポリエーテルイミドの強度に想到するも
のであった。これがら発泡剤の処理でポリエーテルイミ
ドの特性が何ら悪影響を受けていないことが判った。

出願代理人

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１種の熱可塑性樹脂中に少なくとも１
   種の発泡剤を含んだものからなり、軟化した際に接着剤
   として機能し得る非発泡フォイル。
2. （２）発泡剤が熱可塑性樹脂用の溶剤、物理的発泡剤、
   水、およびそれらの２種以上の混合物からなる群より選
   ばれる請求項第１項記載のフォイル。
3. （３）熱可塑性樹脂用の溶剤を含む請求項第１項あるい
   は第２項記載のフォイル。
4. （４）熱可塑性樹脂がＴｇが少なくとも５０℃である熱
   可塑性樹脂から選ばれる請求項第１〜３項のいずれかに
   記載のフォイル。
5. （５）熱可塑性樹脂がポリエーテルイミド、ポリカーボ
   ネート、アクリレートポリマー、スチレンポリマー、ポ
   リエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテ
   ル、エーテルケトン、ポリフェニレノキサイド、および
   それらの２種以上の混合物からなる群より選ばれる請求
   項第４項記載のフォイル。
6. （６）熱可塑性樹脂がポリエーテルイミドで、溶剤がジ
   クロロメタンである請求項第１項あるいは第５項記載の
   フォイル。
7. （７）発泡剤の含量が自由発泡後にフォイルに少なくと
   も１０容積％の空孔ができるように選択せられる請求項
   第１〜６項のいずれかに記載のフォイル。
8. （８）発泡剤が熱可塑性樹脂と発泡剤の合計重量に基づ
   き１〜５０重量％の割合で使用せられる請求項第１〜７
   項のいずれかに記載のフォイル。
9. （９）少なくとも５重量％、好ましくは３０重量％以下
   の割合で発泡剤が用いられる請求項第８項記載のフォイ
   ル。
10. （１０）さらに粒状フィラー、ファイバーおよび／また
    は液状結晶性ポリマーが含まれる請求項第１〜９項のい
    ずれかに記載のフォイル。
11. （１１）熱可塑性樹脂５０〜９９重量％、発泡剤１〜５
    ０重量％、および安定剤、酸化防止剤、フィラー例えば
    ファイバーおよび／または液状結晶性ポリマー、着色剤
    、難燃性添加剤、その他の不活性添加剤およびこれらの
    ２種以上の混合物からなる群より選ばれる添加剤０〜１
    ５重量％からなる請求項第１〜１０項のいずれかに記載
    のフォイル。
12. （１２）一定量の溶剤を含む熱可塑性樹脂溶液からフォ
    イルを作り、所望により片側あるいは全体から溶剤を発
    泡性フォイルを得るに充分な含有量にまで除去すること
    を特徴とする請求項第１〜１１項のいずれかに記載の非
    発泡フォイルの製造法。
13. （１３）熱可塑性樹脂のフォイルを発泡剤の蒸気で処理
    しフォイルに該蒸気を含浸せしめる請求項第１〜１１項
    のいずれかに記載の方法。
14. （１４）フォイルの片側に発泡剤の蒸気を含浸させる請
    求項第１３項記載の方法。
15. （１５）接着すべき材料の間に請求項第１〜１１項のい
    ずれかに記載のフォイルを挿入し、少なくとも該フォイ
    ルを加熱することを特徴とする接着方法。
16. （１６）コアー層と少なくとも１つの他の層を前記フォ
    イルで接着するラミネートの製造からなる請求項第１５
    項記載の方法。
17. （１７）コアー層の材料が人工的フォームおよびハニカ
    ム材から選ばれる請求項第１６項記載の方法。
18. （１８）コアー層の材料が熱硬化性あるいは熱可塑性樹
    脂の一体フォームから選択される請求項第１７項記載の
    方法。
19. （１９）他の層がファイバー補強もしくは非補強の熱可
    塑性または熱硬化性樹脂板もしくは金属板である請求項
    第１６〜１８項のいずれかに記載の方法。
20. （２０）ラミネートが熱可塑性樹脂フォームからなるコ
    アー材料とファイバー補強熱可塑性樹脂からなるトップ
    層からつくられ、これらの層の少なくとも２層が前記フ
    ォイルで接着せられる請求項第１６〜１９項のいずれか
    に記載の方法。
21. （２１）コアー層と他の層を接着する間に１層あるいは
    ２以上の層が変形せられる請求項第１６〜２０項のいず
    れかに記載の方法。
22. （２２）請求項第１５〜２１項のいずれかに記載の方法
    で得られたラミネート。
23. （２３）請求項第１〜１１項のいずれかに記載のフォイ
    ルを用いて作られた製品。