JPH0661635B2 - 溶接用裏当て材の保持に使用するアルミ粘着テープ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は溶接用粘着テープに係り、特に溶接用裏当て材
を鋼板（母材）に密着させるために用いる溶接用アルミ
粘着テープに関するものである。

（従来の技術） 一般に、溶接用裏当て材を母材へ密着させる場合、従来
より、アルミなどの当て板をしてから、マグネットやく
さびにより固定する方法が多くとられてきた。しかし、
最近では、取り付け取り外しが簡便で、且つ軽量なアル
ミ粘着テープを使用することが多くなってきている。

アルミ粘着テープは所望の長さへの切断が容易なため、
上向き、立て向き姿勢で裏当て材を鋼板へ密着させる作
業を行う際の溶接作業者の負荷軽減に一応の成果を上げ
ている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、アルミ粘着テープを使用した溶接用裏当て材
の使用が増えてくると、対象となる鋼板も薄板まで適用
されるようになり、新たな問題が発生してきた。

すなわち、１９mm以上の鋼厚の鋼板においては、溶接
後、アルミ粘着テープが剥がれるといった事態は発生し
なかったが、１９mmより薄い板厚の鋼板へ適用される
と、溶接後に溶接用裏当て材が自然に鋼板より剥がれる
といった現象が起こった。

これは、市販のアルミ粘着テープが常温での粘着用に作
られているためであり、鋼板の温度が高くなりやすい薄
板では粘着剤が高温に耐えられなくなっていることによ
るものと考えられる。このようにニーズの拡大に伴い、
アルミ粘着テープの薄鋼板への適用は増えつつある現状
で、溶接途中で剥離、落下することが無く、安心して使
用することができる溶接用アルミ粘着テープが求められ
ていた。

本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされ
たものであって、薄鋼板の溶接を行っても剥離、落下の
ないアルミ接着テープを提供することを目的とするもの
である。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明者は種々のアルミ粘着
テープを試作し、実験を行った。

しかし、対象とする薄鋼板は溶接後、３００℃程度まで
鋼板温度が上がるため、粘着剤は固化して接着力を失
い、溶接用当て材を鋼板へ保持し得るものは、当初見い
出せなかった。

そこで、種々の粘着剤について研究を進めた結果、粘着
剤の厚さ、アルミ箔の厚さが厚いものが相対的に優位性
であることが見い出した。そしてこの点について更に鋭
意研究を進めた結果、本発明に至ったものである。

すなわち、本発明に係る溶接用裏当て材の保持に使用す
るアルミ粘着テープは、粘着剤とアルミ箔からなるアル
ミ粘着テープであり、要するに、これを構成する接着剤
とアルミ箔について、粘着剤については厚みを４０〜１
００μｍ、アルミ箔については厚みを６０〜１００μｍ
にしたことを特徴とするものである。

以下に本発明の構成、作用、効果について更に詳細に説
明する。

粘着剤の厚み 粘着剤の厚みは、粘着力と相関関係は無いと云うのが粘
着剤製造業界の常識である。そのため、通常の粘着テー
プは粘着剤の厚みが５〜２０μｍ程度に設定されてい
る。

しかし、本発明者は、溶接用アルミ粘着テープが固有の
使用温度条件に曝されることに鑑みて、溶剤型アクリル
酸エステル系粘着剤を７０μｍ厚のアルミ箔へ塗工し、
幅１３０mm、長さ６００mmで粘着剤厚みが種々異なる溶
接用アルミ粘着テープを製作し、第１図に示すようにこ
のアルミ粘着テープ４を鋼板１へ貼り、次に示す溶接条
件にて溶接を行った後、第２図に示すように、引き剥が
し速度３００mm／minにて引き剥がして接着力を測定し
た。

（溶接条件） 鋼 板 ：ＳＭ５０Ａ １２ｔ×２００w×６００Ｌ(mm) 溶接ワイヤ：ＭＧ−５０ １．２mmφ 溶接電流：２５０Ａ 溶接電圧：２８Ｖ 溶接速度：２０cm／min 溶接姿勢：下向き シールドガス：ＣＯ₂ ２５／min ワイヤ突出し長さ：２０mm 第３図に接着力の測定結果を示す。第３図に示すよう
に、溶接熱を与えた後の接着力には、粘着剤の厚みと接
着力との間に相関性のある結果が得られた。

これは、おおよそ、次のような機構が働いているものと
考えられる。

すなわち、粘着剤の厚みが小さい場合は、第４図(a)に
示す鋼板１とアルミ箔３に挾まれた粘着層は、溶接熱よ
り、その中に含まれる揮発性成分がアルミテープ外へ逸
散し、粘着性の無い固化層５だけになってしまう。

ところが、粘着層が厚いと揮発性成分が逸散してしまわ
ないで残るので、結果的に、第４図(b)に示す如く固化
層５と粘着層６の２層状態へ移行する。このため、アル
ミ粘着テープは固化層５へ貼り付いたような状態とな
り、接着力が維持される。

アルミ箔の厚み アルミ粘着テープに使用されるアルミ箔の厚みは、一般
的には２０〜３０μｍである。しかし、本発明者は、前
述の粘着剤の場合に鑑みて、粘着剤の厚みを６０μｍに
してアルミ箔の厚みを種々変えて、溶接後の接着力の調
査をした。その結果を第５図に示す。

第５図に示す如く、アルミ箔の厚みは、アルミ粘着テー
プの接着力に影響を及ぼすことが判明した。これは、厚
みを増したアルミ箔は、粘着剤の熱を奪い揮発性成分の
逸散を規制し、接着力の劣化を防ぐ役目と、アルミ箔の
曲げ抵抗により、剥がれに対する抵抗を示すものと考え
られる。

以上の基礎実験（粘着剤の厚み、アルミ箔の厚み）で得
られた結果より、本発明は、薄鋼板の溶接を行っても剥
離や落下が生じない接着力を確保し得るように、粘着剤
の厚みを４０〜１００μｍ、アルミ箔の厚みを６０〜１
００μｍとするものである。

粘着剤及びアルミ箔の各厚みが下限未満では所定の粘着
力が得られない。粘着剤の厚みが１００μｍを超えると
接着力の向上効果がそれほど増大せず、却って粘着剤か
ら発生するガスが多くなって溶接ビードにブローホール
が生じることになるので好ましくない。またアルミ箔の
厚みが１００μｍを超えるとアルミ粘着テープを所定長
さに切断することが容易でなくなるので好ましくない。

なお、アルミ箔としては、特に材質は制限されず、また
粘着剤としては、天然ゴム系、合成樹脂系、アクリル酸
エステル系、合成ゴム系などの種々のものが可能である
が、溶接後の接着力、溶接ビードの健全性、使用性（異
臭）等の面からするとアクリル酸エステル系の粘着剤が
適している。

また、本発明によるアルミ粘着テープは、鋼板（母材）
の表面が清浄でなくとも適用することができ、粗面、錆
付き等々の表面状態であっても支障がない。

また、本発明のアルミ粘着テープを適用する溶接用裏当
て材としては、適宜の形状、構造、材質等のものを使用
することができる。

片面溶接の裏当て材としては、これまでに第６図(a)，
(b)に示すような構造の耐火物７が使用されているが、
第７図に示すように、溶接に使用する面と背中合わせの
面に、溶接方向に沿って平行な２本の溝を有する耐火物
７を搭載する構造のものが望ましい。

すなわち、第６図(a)，(b)に示す構造のものは、溶接用
開先の中心に取り付ける際の作業の容易性を確保するた
め、耐火物７の裏面中央に溝を設けたり、突起を付けた
りしている。しかし、耐火物７の裏面中央へ溝を設けた
ものは溶接時に溝の部分から割れを生じ易く、この割れ
の部分から溶融金属が垂れ落ちるなど溶接作業の安全性
から問題があり、また耐火物７の裏面に突起を設けたも
のは裏当て材の組み立て時に耐火物のバランスが悪く、
生産性が上がらないという欠点がある。

一方、第７図に示す溶接用裏当て材はこのような欠点が
なく、本発明のアルミ粘着テープを適用するのに好適で
ある。この裏当て材は、溶接に使用する面と背中合わせ
の面に、溶接方法に沿って平行な２本の溝を有する耐火
物７を搭載する構造のものである。耐火物７は複数のタ
イル状片７′からなっているが、その１つずつは第８図
に示す形状を有している。２本の溝は耐火物中心に対称
な位置関係にある。２本の溝の断面形状はＶ、Ｕ、その
他どのような形状でも構わないが、鋼板の開先ルートの
間隔を知ることができるよう、内縁の部分では３mm、外
縁の部分では８mm程度とするのが望ましい（第８図参
照）。８は粘着剤保護テープであり、裏当て材使用時に
この粘着剤保護テープ８を剥がし、アルミ粘着テープ４
の粘着剤層を露出させて鋼板に取り付けるまでの保護の
ためのものである。

なお、本発明において粘着剤の厚み及びアルミ箔の厚み
を規定しているが、この厚みの測定方法はＪＩＳ Ｚ
０２３７（粘着テープ・粘着シート試験方法）に定める
方法により行うものとする。

（実施例） 次に本発明の実施例を示す。

実施例１ 第１表に示す厚みの粘着剤及びアルミ箔から構成される
各種試作アルミ粘着テープに重量３５０gの溶接用裏当
て材（耐火物）を搭載し、第９図に示す方法で鋼板裏面
に密着させ、第２表の溶接条件にて溶接試験を行った。

溶接後の裏当て材の保持、溶接ヒードの健全性、切断
性、アルミ箔の酸化等について評価した結果を第１表に
併記する。

なお、それぞれの評価基準は、以下のとおりである。

（評価基準） 溶接後の裏当て材の保持 溶接後裏当て材が鋼板へ密着したものを◎、溶接後裏当
て材が鋼板より浮いたもの又はぶら下がる状態になって
ものを△、溶接後裏当て材が鋼板より落下したものを×
とした。

溶接ビードの健全性 溶接ビードに欠陥が認められなかったものを◎、溶接ビ
ードにブローホール等の欠陥が認められたものを×とし
た。

切断性 素手、軍手又は皮手袋にてアルミ粘着テープを容易に切
断できるものを◎、切断が容易でないものを×とした。

また、試作したアルミ粘着テープの粘着剤の厚み、アル
ミ箔の厚みの確認は、ＪＩＳ Ｚ ０２３７により行っ
た。具体的には以下〜の手順である。

試作したアルミ粘着テープは粘着部保護のための剥
離ライナーを外した後、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に規定さ
れた測定器を用い、総厚（＝アルミ箔＋粘着剤厚）を測
定する。

トルエンを含ませたガーゼなどで粘着部を拭く。乾
いてから再度トルエンで拭き、更に新しいガーゼなどで
乾燥するまで良く拭く。このようにトルエンの洗浄を目
視によって清浄になったと見られるまで３回以上繰り返
して行う。なお、トルエンに代えてヘキサン、ガソリ
ン、エタノール、イソプロピルアルコールなどを用いて
もよく、またガーゼに代えてさらし布、ティッシュペー
パーなどを用いてもよい。

アルミ箔の厚さをで用いた測定器で測定する。粘
着剤の厚み＝総厚−アルミ箔厚として算出する。

第１表に示した結果より、以下の如く考察される。

No.１〜No.４： No.１〜No.４は厚みが５０μｍのアルミ箔を用いた場合
の比較例である。いずれの場合も、アルミ箔が薄いた
め、溶接後の裏当て剤の保持が充分でなく、また溶接熱
（アーク熱、母材からの熱）によりアルミ箔が酸化し、
部分的にボロボロになってしまった。No.４の場合には
粘着剤から発生するガスが多くなり、溶接ビード中にブ
ローホールを生じた。

No.５〜No.８： No.５〜No.８は厚みが７０μｍのアルミ箔を用いた場合
の本発明例と比較例である。比較例No.５は粘着剤の厚
みが小さいので、溶接後の粘着力が不足している。本発
明例のNo.６、No.７はいずれの点も良好である。比較例
No.８は粘着力は充分であるが、粘着剤から発生するガ
スが多くなり、溶接ビード中にブローホールが生じた。

No.９〜No.１２： No.９〜No.１２は厚みが９０μｍのアルミ箔を用いた場
合の本発明例と比較例である。比較例No.９は粘着剤の
厚みが小さいので、溶接後の粘着力が不足している。本
発明例のNo.１０、No.１１はいずれの点も良好である。
比較例No.１２は粘着力は充分であるが、粘着剤から発
生するガスが多くなり、溶接ビード中にブローホールを
生じた。

No.１３〜No.１６： No.１３〜No.１６は厚みが１１０μｍのアルミ箔を用い
た場合の比較例である。いずれもアルミ箔が厚いため、
アルミ粘着テープの切断性が悪い。No.１３の場合は粘
着剤の厚みが小さいので、溶接後の粘着力が不足してい
る。No.１６は粘着力が充分であるが、粘着剤から発生
するガスが多くなり、溶接ビード中にブローホールを生
じた。

実施例２ 溶接用アルミ粘着テープに使用する粘着剤を評価するた
めに、第３表に示す各種の粘着剤を使用したアルミ粘着
テープを試作した。なお、粘着剤の厚みを４０μｍ、ア
ルミ箔の厚みを６０μｍとし、第７図に示す溶接用裏当
て材（耐火物）を搭載し、実施例１の場合と同様の条件
にて溶接し、評価した。

第３表に示すように、合成樹脂系、合成ゴム系は溶接後
の接着力は充分であったが、合成樹脂系はガスの発生が
多く、溶接部にブローホール等の欠陥を生じ、合成ゴム
系は発生ガスの臭気が嫌悪感を催すため、溶接用として
は難点がある。

溶接用の粘着剤としてはアクリル酸エステル系の粘着剤
が好適である。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、溶接用裏当て材
を常温で保持できることは勿論のこと、溶接後の保持も
充分であり、剥離、落下することがなく、溶接性も良好
である。また簡単に切断できるので使用性も優れてい
る。特に薄鋼板溶接用に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は基礎実験でのアルミ粘着テープの適用法を示す
説明図、 第２図は接着力を測定する要領を示す説明図、 第３図は粘着剤の厚みと接着力の関係を示す図、 第４図(a)、(b)はアルミ粘着テープの接着機構を説明す
る図であって、(a)は粘着剤の厚みが小さい場合、(b)は
大きい場合をそれぞれ示し、 第５図はアルミ箔の厚みと接着力の関係を示す図、 第６図(a)、(b)及び第７図は溶接用裏当て材の一例を示
す斜視図であり、第８図は第７図に示す耐火物を構成す
る１つのタイル状片を示す斜視図であり、 第９図は実施例１においてアルミ粘着テープを適用した
状態を示す説明図である。 １……鋼板(母材)、２……粘着剤、３……アルミ箔、４
……アルミ粘着テープ、５……固化層、６……粘性層、
７……耐火物(裏当て材)、９……粘着剤保護テープ、１
０……溶接トーチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粘着剤とアルミ箔からなるアルミ粘着テー
   プであり、粘着剤の厚みが４０〜１００μｍであって、
   アルミ箔の厚みが６０〜１００μｍであることを特徴と
   する溶接用裏当て材の保持に使用するアルミ粘着テー
   プ。