JPH05302073A - エポキシ樹脂系接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼板接着，特に油面鋼板の接着に用いられ，
引張剪断接着強さ及びＴ形剥離接着強さに優れ，特に耐
水性試験による引張剪断接着強さ，耐水強度の低下を防
止できる，エポキシ樹脂系接着剤組成物を提供するこ
と。 【構成】 エポキシ樹脂と黒鉛粉末とタレ防止剤と硬化
剤とからなり，黒鉛粉末はエポキシ樹脂１００重量部に
対して１〜５０重量部混合してある。また，黒鉛粉末は
粒径が１〜１００μｍであることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，鋼板接着，特に油面鋼
板の接着に用いられる，エポキシ樹脂系接着剤組成物に
関する。

【０００２】

【従来技術】従来，例えば自動車のドアヘミング部にお
いては，鋼板相互，鋼板とプラスチック部材との接着剤
として，エポキシ樹脂が一般に使用されている。また，
上記鋼板は，防錆上，一般には防錆油がその表面にコー
トされた油面鋼板が用いられることが多い。そして，該
油面鋼板の接着には，鋼板接着と同様に，エポキシ樹脂
が用いられる。しかし，油面鋼板の接着においては，該
鋼板の表面に油膜が存在しているため，上記鋼板接着よ
りも接着条件が厳しい。ところで，上記エポキシ樹脂
は，一般に引張剪断接着強さ（ＪＩＳ−Ｋ６８５０に制
定）には優れるが，Ｔ形剥離接着強さ（ＪＩＳ−Ｋ６８
５４に制定）に劣る。その理由は，エポキシ樹脂が熱硬
化型の合成樹脂であるため，硬化後において可撓性が低
下し，やや脆い性質を有するためと考えられる。そこ
で，上記Ｔ形剥離接着強さを向上させるために，エポキ
シ樹脂に合成ゴム等の可撓性付与剤を添加した接着剤が
用いられることが多い。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来技術
には，次のような問題点がある。即ち，エポキシ樹脂に
可撓性付与剤を添加した接着剤は，接着直後の初期段階
におけるＴ形剥離接着強さ（初期強度）は向上するが，
耐水性試験（ＪＩＳ−Ｋ６８５７に制定）後の引張剪断
接着強さ，即ち耐水試験における引張剪断接着強さの経
時変化である，耐水強度が低下してしまう不具合があ
る。この理由としては，エポキシ樹脂に合成ゴム等の可
撓性付与剤を添加することにより柔軟性や弾性は向上す
るが，合成ゴムの経時変化（劣化）により，特に，耐水
強度が低下してしまうためと考えられる。それ故，鋼板
接着，特に油面鋼板の接着には，上記引張剪断接着強さ
及びＴ形剥離接着強さの双方を向上させ，更に耐水強度
を低下させない接着剤が，強く求められている。本発明
は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，引張
剪断接着強さ及びＴ形剥離接着強さに優れ，かつ耐水強
度の低下を防止できる，エポキシ樹脂系接着剤組成物を
提供しようとするものである。

【０００４】

【課題の解決手段】本発明は，エポキシ樹脂と黒鉛粉末
とタレ防止剤と硬化剤とからなるエポキシ樹脂系接着剤
組成物であって，上記黒鉛粉末は，エポキシ樹脂１００
重量部に対して１〜５０重量部混合したことを特徴とす
るエポキシ樹脂系接着剤組成物にある。本発明におい
て，上記黒鉛粉末としては，人造黒鉛粉末，天然黒鉛粉
末等が用いられる。また，上記黒鉛粉末は，エポキシ樹
脂１００重量部に対し１〜５０重量部を混合する。１重
量部未満であると耐水強度等の性能が不充分であり，一
方５０重量部を越えると引張剪断接着強さ及びＴ形剥離
接着強さがこれに見合うほど向上しない。

【０００５】また，上記黒鉛粉末は，粒径が１〜１００
μｍであることが好ましい。１μｍ未満であると接着剤
をシート状に塗布した時の配向性に優れず，一方１００
μｍを越えると配合時の分散性，塗布時の接着剤の平滑
性が劣ることになる。上記エポキシ樹脂としては，例え
ばビスフェノールＡ型の汎用タイプのもの，ノボラック
型の耐熱性タイプのもの，脂環状タイプのもの，多官能
基を有する耐熱性タイプのものがある。上記硬化剤とし
ては，例えばジアミン，ポリアミン，ポリアミド，無水
フタル酸，油水ピロメリット酸，無水トリメリット酸，
ビニルフェノールがある。上記タレ防止剤としては，例
えばシランカップリング剤等により表面処理したシリカ
粉末，セピオライトなどの鉱物繊維がある。

【０００６】

【作用及び効果】本発明は，前記組成によりエポキシ樹
脂系接着剤組成物を構成している。そのため，本発明の
エポキシ樹脂系接着剤組成物は，従来問題とされていた
エポキシ樹脂の引張剪断接着強さ及びＴ形剥離接着強
さ，特に耐水強度の低下を生ずることがなく，優れた耐
水強度，耐久性を有する。このように，耐水強度，耐久
性が優れる理由としては，次のように考えられる。

【０００７】即ち，接着剤のように，薄いシート状の形
で硬化するものにおいては，添加配合した黒鉛粉末が剥
離方向のみに凝集する力を適度に調整する。その結果，
接着層のＴ形剥離接着強さを向上させることになる。ま
た，黒鉛粉末が接着層全体を隠蔽して保護することにな
る。これにより，接着層の耐水性を向上させる。即ち，
耐水性試験における引張剪断接着強さの経時的な低下を
防止し，耐水強度，耐久性を向上させるものと推察され
る。以上のごとく，本発明によれば，引張剪断接着強さ
及びＴ形剥離接着強さに優れ，耐水強度の低下を防止で
きる，エポキシ樹脂系接着剤組成物を提供することがで
きる。

【０００８】

【実施例】

実施例１〜７，比較例１〜４ 以下，本発明のエポキシ樹脂系接着剤組成物にかかる実
施例を比較例と共に説明する。本例においては，まずエ
ポキシ樹脂系接着剤組成物を調整した。次いで，該エポ
キシ樹脂系接着剤組成物の性能をテストするため，これ
を，別途用意した一対の油面鋼板の表面に塗布し，両油
面鋼板を接着した後，引張剪断接着強さ（ｋｇｆ／ｃｍ
² ），Ｔ形剥離接着強さ（ｋｇｆ／２５ｍｍ），破壊モ
ードを測定した。これらの結果を，表１，表２に示す。
上記物性の測定は，以下の方法により行った。また，表
１，表２における成分の配合割合，試料の測定結果は同
表に示す。上記引張剪断接着強さは，油面鋼板の接着試
料を１８０℃で６０分間，熱間処理し，室温で３日間放
置養生した試料につき，ＪＩＳ−Ｋ６８５０により測定
した。また，Ｔ形剥離接着強さはＪＩＳＫ−６８５４に
準じて，１８０度剥離の方法で測定した。

【０００９】また，破壊モードは，上記引張剪断接着強
さ及びＴ形剥離接着強さの測定の際に生じた接着部の剥
離した状態，即ち破壊状況を目視で観察した結果を示
す。この結果の表示法としては，接着層における破壊
（以下，これをＣＦと称す）及び油面鋼板と接着層との
間の界面破壊（以下，これをＡＦと称す）の百分率
（％）で表す。その結果を，表１，表２に示す。なお，
これらの測定結果は，試料３点（ｎ＝３）についての平
均値である。次に，実施例１〜７，比較例１〜４につ
き，表１，表２を用いて説明する。即ち，同表におい
て，まず実施例１〜７において，エポキシ樹脂として
は，油化セルエポキシ（株）製のエピコート８２８を用
いた。また，黒鉛粉末としては，昭和電工（株）製の人
造黒鉛ＵＦＧ−３０（粒径３０μｍ），東海カーボン
（株）製の黒鉛粉末ＴＧＰ─１０（粒径１０μｍ）及び
ＴＧＰ−５０（粒径５０μｍ）を用いた。また，硬化剤
としては，ジシアン・ジアミド（ＤＩＣＹ），タレ防止
剤としては，キャボット（株）製のシリカ粉末（Ｃｏｂ
ＯＳｉｌＴＳ−７２０）を用いた。

【００１０】また，比較例１〜４については，上記黒鉛
粉末に代えて，フィラーとして川崎製鉄（株）製の炭素
繊維（ＧＰＣＳ０３Ｊ−Ｅ）で，そのアスペクト比が２
０のもの（長さ２μｍ，直径が０．１μｍ），松下産業
機器（株）製のＺｎＯウィスカー（Ａ−２−１）をそれ
ぞれ用いた。そして，これらの配合量は，全て重量部で
示す。両表より知られるごとく，引張剪断接着強さに関
し，本発明の実施例１〜７は，２２８〜２５７ｋｇｆ／
ｃｍ² である。これに対し比較例１〜４は，２２０〜２
４５ｋｇｆ／ｃｍ² であって，実施例に比し若干劣る。
また，このときの破壊モードは，実施例１〜７は，ＣＦ
７３（ＡＦ２７）〜ＣＦ１００（ＡＦ０）である。

【００１１】これに対し，比較例１〜４は，ＣＦ１３
（ＡＦ８７）〜ＣＦ８０（ＡＦ２０）であって，実施例
に比しＣＦが著しく小さい。そのため，油面鋼板と接着
剤との間の接着力が劣ることが知られる。また，破壊モ
ードは，接着面における凝集率（％）と密接な関係にあ
る。そのため，上記ＣＦが大きいと，接着剤の剥離方向
のみに凝集する力が適度に調整されることになる。した
がって，上記Ｔ形剥離接着強さが向上することになる。
また，Ｔ形剥離接着強さに関しては，実施例１〜７は，
４．７〜１０．７ｋｇｆ／２５ｍｍである。これに対し
比較例１〜４は，２．３〜４ｋｇｆ／２５ｍｍ以下であ
って，実施例に比し劣ることが明らかである。また，こ
のときの破壊モードは，実施例１〜７は，ＣＦが全て１
００（ＡＦ０）である。これに対し比較例１〜４は，Ｃ
Ｆ４０（ＡＦ６０）〜ＣＦ１００（ＡＦ０）であって，
実施例に比し劣ることが明らかである。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】実施例８〜１４，比較例５〜７ 上記表１，表２中の引張剪断接着強さに関し，更に耐水
強度及びその保持率，破壊モードについての実験結果に
つき説明する。上記耐水強度及びその保持率等の結果
は，表３，表４に示した。以下，本発明のエポキシ樹脂
系接着剤組成物にかかる実施例及び比較例につき，表
３，表４及び図１，図２を用いて説明する。なお，比較
例７については，図１，２に関して，後述する。同表に
おいて，成分の配合割合，各試料について引張剪断接着
強さの測定結果は，上記表１，表２中のものと同様であ
る。また，該測定は，接着後１８０℃で６０分間熱間処
理し，室温で３日間放置養生した後，常温常態下で行っ
た。上記は，初期の引張剪断接着強さの測定結果を示す
ものである。

【００１５】上記耐水強度は，上記各試料を，４０℃の
温水中で６０日浸漬放置する耐水性試験を行った後，そ
の各試料を乾燥させ，上記引張剪断接着強さ（ｋｇｆ／
ｃｍ² ）を測定したものである。なお，上記各試料の一
部（実施例９〜１２）につき，１５日間浸漬放置後，３
０日間浸漬放置後それぞれ，上記温水より引き上げ，そ
の試料を乾燥した。その後，これらの試料について，耐
水強度としての引張剪断接着強さを測定した。この測定
結果を図１及び図２に示す。また，上記耐水強度に関
し，その保持率（％）を求めた。なお，上記保持率は，
次のようにして算出する。即ち，保持率は，（引張剪断
接着強さの初期強度−耐水強度）を，上記引張剪断接着
強さの初期強度で除したものである。また，表３，表４
中の破壊モードは，上記耐水強度測定時におけるＣＦ
（接着層の破壊），ＡＦ（油面鋼板と接着層間の破壊）
を示す。

【００１６】両表より知られるごとく，まず耐水強度に
関し，実施例８〜１４は，２０２〜２２４ｋｇｆ／ｃｍ
² である。これに対し，比較例５，６は，１８６〜１９
２ｋｇｆ／ｃｍ² で，実施例に比し若干劣る。次に，保
持率に関しては，実施例８〜１４は，８２〜９８％であ
る。これに対し，比較例５，６は，８０〜８７％で，実
施例に比し同様に若干劣る。また，破壊モードに関して
は，実施例８〜１４は，ＣＦ４０（ＡＦ６０）〜ＣＦ９
０（ＡＦ１０）である。これに対し，比較例５，６は，
ＣＦ２０（ＡＦ８０）〜ＣＦ２５（ＡＦ７５）であり，
実施例に比して著しく劣る。それ故，本発明の実施例に
おいては，エポキシ樹脂系接着剤組成物を用いた接着層
の耐水強度，耐久性が向上していることが知られる。こ
のように，耐水強度，耐久性が向上する理由としては，
次のように考えられる。

【００１７】即ち，接着剤のように，薄いシート状の形
で硬化するものにおいては，添加配合した黒鉛粉末が剥
離方向のみに凝集する力を適度に調整する。その結果，
接着層のＴ形剥離接着強さを向上させることになる。ま
た，黒鉛粉末が接着層全体を隠蔽し保護することにな
る。これにより，接着層の耐水性を向上させ，耐水性試
験における引張剪断接着強さの経時的な低下を防止し，
耐水強度，耐久性を向上させるものと推察される。次
に，図１及び図２を用いて，上記実施例９〜１２，及び
次に示す比較例７の耐水性試験の結果について説明す
る。上記図１及び図２は，耐水強度としての引張剪断接
着強さ，即ち耐水性試験における試料の接着強度と経時
日数との関係につき，引張剪断接着強さの経時変化を示
すグラフである。

【００１８】上記グラフにおいて，Ａは実施例９，Ｂは
実施例１０，Ｃは実施例１１，Ｄは実施例１２，Ｅは比
較例７の各引張剪断接着強さの経時変化を示す。なお，
該比較例７はフィラーとして炭酸カルシウムを２０重量
部配合した外は，実施例９のエポキシ樹脂，硬化剤，タ
レ防止剤の組成割合と同様である。同グラフより知られ
るごとく，まず初期段階の常温下の常態における引張剪
断接着強さに関し，実施例９〜１２は約２３０〜２６０
ｋｇｆ／ｃｍ² である。これに対し，比較例７は約２８
０ｋｇｆ／ｃｍ² と高い値である。そして，浸漬日数が
１５日，３０日，６０日と長くなるに伴い，実施例９〜
１２は，ほぼ横ばいで経時変化が少ない。これに対し比
較例７は，１５日で２４０ｋｇｆ／ｃｍ² ，３０日で２
２０ｋｇｆ／ｃｍ² ，６０日で２１５ｋｇｆ／ｃｍ
² と，耐水強度が低下していることが知られる。以上の
ごとく，本発明のエポキシ樹脂系接着剤組成物は，耐水
性試験における引張剪断接着強さに関し，経時変化が少
なく，耐水強度，耐久性が優れている。

【００１９】

【表３】

【００２０】

【表４】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例９，１０における耐水強度としての引張
剪断接着強さと経時日数との関係を示すグラフ。

【図２】実施例１１，１２における耐水強度としての引
張剪断接着強さと経時日数との関係を示すグラフ。

【符号の説明】 Ａ．．．実施例９， Ｂ．．．実施例１０， Ｃ．．．実施例１１， Ｄ．．．実施例１２， Ｅ．．．比較例７，

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エポキシ樹脂と黒鉛粉末とタレ防止剤と
   硬化剤とからなるエポキシ樹脂系接着剤組成物であっ
   て，上記黒鉛粉末は，エポキシ樹脂１００重量部に対し
   て１〜５０重量部混合したことを特徴とするエポキシ樹
   脂系接着剤組成物。
2. 【請求項２】 請求項１において，黒鉛粉末は粒径が１
   〜１００μｍであることを特徴とするエポキシ樹脂系接
   着剤組成物。