JPH0369706B2

JPH0369706B2 -

Info

Publication number: JPH0369706B2
Application number: JP24227187A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Shigeta; Yukio Nishama
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1987-09-26
Filing date: 1987-09-26
Publication date: 1991-11-05
Also published as: JPS6485747A

Description

【発明の詳細な説明】

(a) 産業上の利用分野本発明は自動車等における薄板部材の補強及び
制振のために用いられる薄板補強用の接着性シー
トに関するものである。 (b) 従来の技術従来、自動車などにおいては、車体鋼板に種々
の補強装置が施されている。例えば、ルーフ、フ
エンダー、フード、トランク、クオーターパネ
ル、ドア等のように比較的広くて平坦な形状であ
りながら薄い外板にあつては、構造上外力に対し
て適度な剛性を具備させる必要から金属補強部材
をスポツト溶融や接着剤により上記外板の内側に
貼り付ける手法がとられている。しかし、この方法では金属補強材の重量が重く
車体の軽量化に基づいて設計された外板な薄板化
に逆行し、重量増加、コストアツプになり、さら
に取り付け工程が複雑化するなどの欠点を有して
いた。加えて、金属補強部材の場合、スポツト箇
所等から錆が発生しやすく、しかも金属補強部材
による補強では防振効果が得られないため、樹脂
による補強方法が採用されている。従来、樹脂による補強方法としては、以下に挙
げるものが提案されている。第一の方法は、アスフアルトゴム、ブチルゴ
ム、エポキシ樹脂、フエノール樹脂、アクリル樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂などの高分子材料を
外板の裏側に塗布ないし貼り付けるものである。第二の方法は、車体外板を２つの樹脂層の積層
体で補強する方法である。即ち、補強制を高めるための第１の樹脂層と鋼
板の歪みの発生を防止するための剛性の低い第２
の樹脂層との積層体から成る樹脂製補強材であ
る。また、第１の樹脂層中に加熱により分解、発泡
する発泡剤を含有するこのによる、加熱硬化後の
厚みの増加を伴い、それにより補強性を高めた樹
脂製補強用シートである。 (c) 発明が解決しようとする問題点上記第一の方法では、高分子材料として引張弾
性率が大きく且つ接着力の大きい材料を選定し、
しかもこれを厚く塗布すれば相当大きな補強硬化
が得られ、又、金属補強部材を使用する方法に比
べて軽量で工法も簡便となるなどの利点がある。ところが、その反面、引張弾性率ないし接着力
の大きい高分子材料は熱硬化性樹脂組成物を使用
したものがほとんどであり、このような樹脂材料
によると硬化収縮などに起因した硬化後の残留応
力によつて外板に歪み（へこみ）を与え、車体の
面一（つらいち）性が悪くなつて商品価値を著し
く損なうという致命的な問題があり、その結果、
弾性率の低い樹脂組成物しか使用できないため十
分な補強性を発現できないという問題があつた。又、第二の方法では鋼板の補強性と歪みの防止
という相反する両特性ををある程度満足すること
が可能であるが、以下に述べる欠点を有してい
た。即ち、上記第二の方法では、剛性強さが厚さの
３乗に比例するといわれ、したがつて厚さを大に
することにより剛性強さを増大できる効果が得ら
れる反面、樹脂量の増大による重量増加やコスト
アツプ等の問題が生ずるのであり、さらに厚みが
厚くなると、補強材の柔軟性が低下するため披着
体である薄鋼板に対する貼付性が悪くなり、特に
披着体が曲面を有するような場合、その傾向が一
層強くなるのであつた。また、第１の樹脂層中に
発泡剤を含有することにより、未硬化状態での厚
みを厚くすることなく、加熱硬化後の厚みを厚く
することができ、補強性をある程度増大すること
が可能となつたが、樹脂を発泡させたことによ
り、第１の樹脂層の強度が低下してしまい、実質
的には補強性を少量しか増大させることができ
ず、加熱硬化後の厚みによる効果があまり見られ
ないという問題があつた。本発明はかかる従来の実情に鑑みて、軽量で且
つ補強性の増大が大きく、しかも曲面を有する披
着体に対しても貼付作業性のよい薄板補強用の接
着性シートを提供しようとするものである。 (d) 問題点を解決するための手段本発明者らは、上記問題点を解決すべく鈍意検
討を重ねた結果、以下の知見を得た。即ち、第１の熱硬化性樹脂組成物層と第２の熱
硬化性樹脂組成物層からなる補強用接着性シート
において、その第１の熱硬化性樹脂組成物層中に
単に発泡剤を含有させただけでは、樹脂の発泡に
より、当該第１の熱硬化性樹脂組成物層の実質的
強度がさほど向上しないが、第１の熱硬化性樹脂
組成物中に、発泡剤と共に、さらに短繊維を含有
すると、驚くべきことに、この第１の層の未硬化
状態での厚みを厚くすることなく、加熱硬化後の
厚みを厚くでき、しかも第１の熱硬化性樹脂組成
物層の硬化、発泡後でも樹脂強度の低下を抑える
ことが可能となるとの知見を得た。つまり、第１の熱硬化性樹脂組成物層に発泡剤
と短繊維を混合すると、当該第１の層を薄くする
ことができ、このため薄板補強用の接着性シート
全体の柔軟性が向上して曲面を有する披着体に対
する貼付作業性が著しく良好となる点、しかも短
繊維の含有により、発泡による第１の熱硬化性樹
脂組成物層の強度低下を抑えて補強性を著しく向
上させることが可能となる点、更に短繊維の添加
により硬化後の総収縮応力が緩和され、この結
果、披着体である薄鋼板の歪みも発生し難くなる
点、を見い出し、本発明を完成するに至つたもの
である。即ち、本発明の薄板補強用のいずれか接着性シ
ートは、第１の熱硬化性樹脂組成物層と第２の熱
硬化性樹脂組成物層とからなる補強用接着シート
において、上記第１の熱硬化性組成物層中に、加
熱により分解、発泡する発泡剤と短繊維が含有さ
れ、且つ、上記第２の熱硬化性樹脂組成物層が粘
着性を有することを特徴とするものである。以下に本発明を詳細に説明する。本発明は、第１の熱硬化性樹脂組成物層と第２
の熱硬化性樹脂組成物層とからなる。そして、本発明の最も大きな特徴は、上記第１
の熱硬化性樹脂組成物層中に、加熱により分解、
発泡する発泡剤及び短繊維が含有される点にあ
る。本発明において、第１の熱硬化性樹脂組成物層
及び第２の熱硬化性樹脂組成物層に用いられる熱
硬化性樹脂としては、グリシジルエーテル型、グ
リシジルエステル型、グリシジルアミン型、線状
脂肪族エポキサイド型、脂環族エポキサイド型な
どの各種エポキシ樹脂が金属板に対する接着性な
どの面で望ましい。しかし、他の熱硬化性樹脂、例えばメラミン
系、ポリエステル系、フエノール系、尿素系等の
樹脂も使用することもできる。この熱硬化性樹脂に配合される加熱活性硬化剤
としては、加熱により硬化作用を発揮する通常の
硬化剤でよく、一般に温度80〜200℃の範囲で活
性であれば充分であり、具体的には、例えばエポ
キシ樹脂の主硬化剤としては、ジシアンジアミ
ド、４・4′−ジアミノジフエニルスルホン、フエ
ノール、各種の酸或いは酸無水物、ポリアミドア
ミンなどがあり、更にその硬化促進剤としては、
２−ｎ−ヘプタデシルイミダゾールのようなイミ
ダゾール誘導体、イソフタル酸又はアジピン酸ジ
ヒドラジド、グアニジン系、Ｎ・Ｎジアルキルチ
オ尿素誘導体などが用いられる。そして、その使用量は、エポキシ樹脂100重量
部に対して、各々主硬化剤で通常３〜30重量部、
硬化促進剤で10重量部以下の割合でよい。このようにして得た熱硬化性樹脂組成物中に
は、上記成分のほか、当該熱硬化性樹脂組成物
に、シート成形が可能な程度に凝集力を持たせ、
また、タレ防止或いは溶解粘度を下げてぬれ性を
向上させるためなどの目的で各種の添加剤が所望
により配合される。例えば、シート成形能を向上させる目的で、ポ
リビニルブチラール、ポリアミド、ポリアミド誘
導体、ポリエステル、ポリスルホン、ポリケト
ン、ビスフエノールＡとエピクロルヒドリンとよ
り誘導される高分子量のエポキシ樹脂などの熱可
塑性樹脂、また液状ゴム、例えばブタジエン―ア
クリロニトリル共重合体ないしその誘導体の如き
合成ゴム成分などを配合できる。こられの使用量は、熱硬化性樹脂100重量部に
対して５〜100重量部程度とするのがよい。更に溶解粘度を下げ、ぬれ性を向上させる目的
で、ブチルグリシジルエーテル、長鎖アルコール
のモノグリシジルエーテルなどの反応性希釈剤、
ジオクチルフタレートの如きフタル酸系可塑剤な
どを配合してもよいのである。これらの量は、熱
硬化性樹脂100重量部に対して通常３〜30重量部
程度とするのがよい。また、上記熱硬化性樹脂組成物のタレ防止の目
的で炭酸カルシウム、タルク、アスベスト、けい
酸類、ベントナイト、カーボンブラツク、コロイ
ダルシリカなどの充填剤を用いることができる。このとき充填剤の添加量は、この充填剤を配合
した熱硬化性樹脂組成物を用いて、この発明の薄
板補強用の接着シートを作り、これをドア外板等
の補強用としたとき、加熱硬化後に上記外板等と
の接着力を損なわない程度（通常、樹脂成分100
重量部に対して150重量部以下）に用いるように
配慮される。次に、第１の熱硬化性樹脂組成物層中に含有さ
れ、加熱することにより分解、分解する発泡剤と
しては、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブ
チロニトリルのようなアゾ系化合物、ジニトロソ
ペンタメチレンテトラミンのようなニトロソ化合
物、バラトルエンスルホニルヒドラジツド、４・
4′−オキシベンゼンスルホニルヒドラジツドのよ
うなヒドラジツド系化合物などを広く使用でき
る。これら発泡剤と共に必要に応じて発泡助剤を
併用してもよいのである。上記発泡剤の使用量は、樹脂成分100重量部に
対して１〜10重量部である。発泡剤の添加量が、１重量部以下では発泡によ
る補強性の効果が少なく、また10重量部以上では
樹脂が発泡過剰となり、かえつて補強性が低下す
るので好ましくない。また、第１の熱硬化性樹脂組成物層が加熱、硬
化後、樹脂発泡による樹脂強度の低下を抑える目
的でアスベスト粉、ガラスなどの無機短繊維、ビ
ニロン、ナイロンなどの有機短繊維、銀、ステン
レスなどの金属短繊維を用いる。上記短繊維のアスペクト比（長さ／直径）は５
〜350、直径が30μｍ以下のものが好適であり、
そのアスペクト比が５未満になると、加熱硬化後
の樹脂強度の低下を抑えることができず、一方、
350を越えると、第１の熱硬化性樹脂組成物層中
での分散が困難となると共に、第１の熱硬化性樹
脂組成物層が硬くなり、曲面を有する披着体に対
する貼付作業性が悪くなるから好ましくない。また、上記短繊維の使用量としては樹脂成分
100重量部に対して10〜100重量部であり、その使
用量が10重量部未満では樹脂強度の低下を抑える
ことができず、一方、100重量部以上であれば第
１の熱硬化性樹脂組成物層中での分散が困難とな
ると共に第１の熱硬化性樹脂組成物層が硬くな
り、曲面を有する披着体に対する貼付作業性が悪
くなるから好ましくない。第１の熱硬化性樹脂組成物層中に、アスペクト
比が５〜350の短繊維を樹脂成分100重量部に対し
て10〜100重量部含有させることにより、発泡剤
入りの第１の熱硬化性樹脂組成物量を増大させる
ことなく、つまり第１な熱硬化性樹脂組成物層を
薄くでき、また、発泡による樹脂強度の低下を抑
え、その結果、補強性の向上が実現し、しかも薄
板補強用の接着性シートの厚さは薄くして柔軟性
を損なうことなく曲面に対する貼付作業性が向上
するのである。そして、上記第１の熱硬化性樹脂組成物層は、
加熱硬化後の引張弾性率が披着体の剛性を向上さ
せるに必要且つ充分の大きさのものとされるが、
この引張弾性率とは一般に50〜500Kg／mm²で、ガ
ラス転移点が70℃以上のものが好ましい。なお、ここにおいて、引張弾性率とは、
ISORecommendation Ｒ―527に規定された方法
でType1のテストピースを使用し、Speed Ｂに
より測定される値を意味するものである。上記第２の熱硬化性樹脂組成物層は、加熱硬化
の際における披着体の歪みの発生を防止するため
のものであるが、この引張弾性率とは一般に0.1
〜40Kg／mm²で、ガラス転移点が65℃以下のものが
好ましい。この弾性率があまり小さくなりすぎる
と披着体の補強効果が乏しくなる。そして、この第２の熱硬化性樹脂組成物層は、
粘着性を有し、容易に薄鋼板等の披着体に接着で
きるのである。そして、特に、上記第１の熱硬化性樹脂組成物
層には、これを硬化したとき、その剛性を一層向
上させるため、補強基材を設けるのが好ましいの
である。この補強基材の具体例としては、例えばガラス
繊維やアスベスト繊維などの無機質繊維布、麻、
綿、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレンな
どの有機質繊維布、ポリエステル繊維、ポリプロ
ピレン繊維などからなる不織布の如きシート状繊
維基材、さらにアルミ、ステンレス等の金属の箔
やパンチングシート等が挙げられる。これらのなかで特に好ましいものは無機質繊維
布であり、その代表的なものがガラス繊維布であ
る。なお補強基材として繊維基材を使用した場合、
この繊維基材に第１の熱硬化性樹脂組成物を含浸
させた方が、補強性及び定尺切断において良好な
結果が得られる。この発明の薄板補強用の接着性シートは、すで
に述べてきた自動車のドア外板の如き鋼板等の板
金部材の他、各種の車両、電気冷蔵庫、洗濯機な
ど家電製品のケースなど一般に薄板とされた金属
板などの板金部材に対して、広く適用することが
できる。 (e) 作用本発明の薄板補強用の接着性シートは、第１の
熱硬化性樹脂組成物層と第２の熱硬化性樹脂組成
物層からなる補強用接着性シートにおいて、その
第１の熱硬化性樹脂組成物層中に、発泡剤と短繊
維を含有することにより、当該第１の層を薄くす
ることができ、このため薄板補強用の接着性シー
ト全体が薄くなつて柔軟性が向上し、曲面を有す
る披着体に対する張付作業性が著しく良好となる
作用を有するのである。又、上記第１の層に短繊維を含有することによ
り、発泡による第１の熱硬化性樹脂組成物層の強
度低下を抑えて補強性を著しく向上させることが
できる作用を有するのである。更に、本発明の薄板補強用の接着性シートにお
いて、その第２の熱硬化性樹脂組成物層が粘着性
を有し、このため薄鋼板等の披着体に容易に接着
しうる作用を有するものである。 (f) 実施例以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。第１図において、１は本発明の薄板補強用の接
着性シートの一例であつて、該薄板補強用の接着
性シート１は第１の熱硬化性樹脂組成物層２と第
２の熱硬化性樹脂組成物層３とからなる。そして、本発明の薄板補強用の接着性シート１
の特徴は、上記第１の熱硬化性組成物層２中に、
加熱により分解、発泡する発泡剤と短繊維が含有
され、しかも、該第１の熱硬化性樹脂組成物層２
は発泡剤の含有によつて薄く形成され、且つ、上
記第２の熱硬化性樹脂組成物層３が粘着性を有す
るように構成されてなる。又、上記第１の熱硬化性樹脂組成物層２にはそ
の表層部に、補強基材４であるガラス繊維布が設
けられてなる。この構成より、上記薄板補強用の接着性シート
１の使用方法は、先ず、第２図に示すように、こ
の接着性シート１における第２の熱硬化性樹脂組
成物層３を薄鋼板等の披着体５に仮接着される。この場合、上記薄板補強用の接着性シート１は
薄く形成されているから柔軟性が良好であり、曲
面を有する披着体に対する貼付作業性が著しく向
上するのである。次いで、第３図に示すように、通常の加熱方法
により、第１の熱硬化性樹脂組成物層２を発泡、
硬化させると共に、第２の熱硬化性樹脂組成物層
３も硬化させて披着体５に強固に接着させるので
ある。実施例１エピコート＃828（油化シエル社製のビスフエノ
ールＡ型液状エポキシ樹脂）65重量部、エピコー
ト＃1004（油化シエル社製のビスフエノールＡ型
固形エポキシ樹脂）35重量部、バイロン＃500（東
洋紡績社製）15重量部、キユアツゾールC₁₁Z（四
国化成社製）0.5重量部、ジシアンジアミド５重
量部、タルク100重量部、タレ防止剤15重量部、
ネオセルボンＰ＃1000（永和化成社製の発泡剤）
３重量部および短繊維（ユニチカ製、アスペクト
比30、直径10μｍのガラス短繊維）35重量部、か
かる組成物を通常のミキングロールにて混練し、
得られた樹脂塊を熱プレスにて0.8mm厚にシート
状に成形した。次いで、この表層部に繊維基材であるガラスク
ロスをラミネートして未硬化状の第１の熱硬化性
樹脂組成物層２とした。一方、エピコート＃871（油化シエル社製のダイ
マー酸変成エポキシ樹脂）80重量部、エピコート
＃1002（油化シエル社製のビスフエノールＡ型固
形エポキシ樹脂）５重量部、ハイカーCTBN
（BFグツドリツチ社製の反応性ブタジエンゴム）
15重量部を混合釜にて溶解混合し、得られた組成
物100重量部にキユアツゾールC₁₁Z0.6重量部、ジ
シアンジアミド５重量部、タルク50重量部および
タレ防止剤15重量部を配合して通常のミキングロ
ールにて混練したのち、これを直圧式プレスにて
シート状に成形して厚さ0.4mmの未硬化状態の第
２の熱硬化性樹脂組成物層３とした。上記第２の熱硬化性樹脂組成物を第１の熱硬化
性樹脂組成物層の繊維基材４側と反対側にに貼り
合わせることにより、本発明の薄板補強用の接着
性シート１を得た。なお、この第１の熱硬化性樹脂組成物層２およ
び第２の熱硬化性樹脂組成物層３の加熱硬化後の
引張弾性率は、第１の熱硬化性樹脂組成物層２が
95Kg／mm²、第２の熱硬化性樹脂組成物層３が50
Kg／mm²であつた。また加熱硬化後のガラス転移温度は、第１の熱
硬化性樹脂組成物層２で110℃、第２の熱硬化性
樹脂組成物層３で50℃であつた。ただし、加熱硬化の条件は温度180℃で30分間
である。実施例２実施例１において、第１の熱硬化性樹脂組成物
層２中の短繊維の添加量を90重量部にした以外は
実施例１と同様に形成したものを用いた。実施例３実施例１において、用いた短繊維に代えて、ア
スペクト比300、直径10μｍのチヨツプドストラ
ンド（ユニチカ製のガラス短繊維）を用いた以外
は、実施例１と同様に形成したものを用いた。比較例１実施例１において、第１の熱硬化性樹脂組成物
層中の短繊維を除いた以外は実施例１と同様に形
成したものを用いた。比較例２比較例１において、第１の熱硬化性樹脂組成物
中の発泡剤を除いた以外は比較例１と同様に形成
したものを用いた。比較例３実施例１において、第１の熱硬化性樹脂組成物
層中の短繊維と発泡剤を除き、更に第１の熱硬化
性樹脂組成物層を厚くして、製品厚みを2.5mmに
した以外は実施例１と同様に形成したものを用い
た。上記の各実施例及び各比較例の各種試験の結果
を第１表に示す。

【表】＜鋼板の歪み試験＞上記の各実施例及び各比較例を、厚さ0.8mmの
鋼板面に貼着後、温度180℃の零囲気中で30分間
加熱、硬化した。この加熱、硬化の際に上記鋼板に歪みが発生し
たかどうかを肉眼で観察した。次いで、これを室温まで冷却し、試験鋼板の塗
装面を目視し、鋼板に歪みが発生していないかを
評価する。なお、このようにして得た上記接着性シートと
鋼板との積層体を試験片として後述の強度試験を
行つた。 ○…歪み無し △…わずかな歪みが認められる ×…歪みが認められる＜曲げ強度試験＞先端間の距離100mmで平行に配置させた、先端
が曲率半径５mmの逆Ｕ字型断面を呈する２枚の垂
直平板（幅50mm）を有する支持台で、幅70mmにさ
れた試験片を水平に支持し、その中央部に上部か
ら曲率半径10mmのＵ字型断面を呈する垂直平板
（幅50mm）で荷重を加えたときの最大曲げ応力
（Kg／70mm幅）を測定した。＜曲面に対する貼付作業性＞曲率半径100mmを有する試験鋼板に各接着シー
トを貼付後、乾燥機中で加熱、硬化させた時、こ
の接着性シートの端部にめくれが生じるかどうか
を評価する。 ○…貼付性が良好で、しかもめくれは生じなか
つた。 △…接着シートの浮きが部分的にわずかに生じ
た。 ×…接着性シートのうきが生じた。第１表に示す結果より、本発明のものは第１の
熱硬化性樹脂組成物層中に発泡剤と短繊維を混入
することにより、樹脂組成物の使用量を少なく
し、つまりシートの厚さを薄しても優れた補強効
果を有するのであり、しかも接着性シートの柔軟
性が向上して曲面を有する被着体に対する貼付作
業性が良好となることが認められる。又、硬化後の総収縮応力が低下し、そのため披
着体である薄鋼板の歪みも発生し難くなることが
認められる。 (g) 発明の効果本発明の薄板補強用の接着性シートは、上記構
成を有し、該接着性シートにおける第１の熱硬化
性樹脂組成物層に発泡剤と短繊維を含有させてい
るから当該接着性シートの厚さを薄くしても加
熱、硬化後に優れた補強効果を実現できるのであ
り、しかも接着性シートが薄く柔軟性が向上して
曲面を有する披着体に対しても優れた貼付作業性
を有するのである。又、第１の熱硬化性樹脂組成物層に短繊維を含
有させることにより、硬化後の総収縮応力が低下
し、そのため披着体である薄鋼板の歪みも発生し
難くなる効果を有するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の薄板補強用の接着性シートの
一実施例例を示す斜視図、第２図はこれを披着体
に仮接着した状態を示す断面図、第３図はこれを
加熱して発泡、硬化させた状態を示す断面図であ
る。１……薄板補強用の接着性シート、２……第１
の熱硬化性樹脂組成物層、３……第２の熱硬化性
樹脂組成物層、４……補強基材、５……披着体。

Claims

【特許請求の範囲】１第１の熱硬化性樹脂組成物層と第２の熱硬化
性樹脂組成物層とからなる補強用接着シートにお
いて、上記第１の熱硬化性組成物層中に、加熱に
より分解、発泡する発泡剤と短繊維が含有され、
且つ、上記第２の熱硬化性樹脂組成物層が粘着性
を有することを特徴とする薄板補強用の接着性シ
ート。２第１の熱硬化性樹脂組成物層に補強基材を設
けてなる特許請求の範囲第１項に記載の薄板補強
用の接着性シート。３上記短繊維は、そのアスペクト比（長さ／直
径）が５〜350で、直径が30μｍ以下である特許
請求の範囲第１項又は第２項に記載の薄板補強用
の接着性シート。４第１の熱硬化性樹脂組成物層は加熱硬化後の
引張弾性率が50〜500Kg／mm²でガラス転移点が70
℃以上であり、第２の熱硬化性樹脂組成物層は加
熱硬化後の引張弾性率が0.1〜40Kg／mm²でガラス
転移点が65℃以下である特許請求の範囲第１項な
いし第４項のいずれかに記載の薄板補強用の接着
性シート。