JPS58118876A - 金属板補強用の接着性シ−ト - 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】

この発明は金属板補強用の接着性シートに関するもので
ある。 従来、自動車などにおいては、車体鋼板に種々の補強措
置が施されている。たとえば、ルーフ、フェンダ−、フ
ード、トランク、クォーターパネル、ドア部のように比
較的広くて平担な形状でありながら板厚が薄い外板にお
いては、構造上外力に対して適度な剛性を具備させる必
要から、金属補強部材からなる内板をスポット溶接や接
着剤により貼り付ける手法がとられている。しかし、こ
の方法では、金属補強部材の重量が重く、車体の軽量化
に沿って設計された外板の薄板化に逆行し、重量増加、
コストアップになり、さらに取り付は工程が複雑化する
などの欠点を有していた。 −万、車体外板の制振と補強を兼ねて、アスファルトゴ
ム、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂などの高分子材料を、外板の裏面
側に相当な厚みでかつ相当な面積にべた塗りする方法も
知られている。この方法では、高分子材料として引張弾
性率が大きくか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効果が得られ、ま
た金属補強部材を使用する方法に較べて軽量で工法も簡
便となるなどの利点も得られる。 ところが、その反面引張弾性率ないし接着力の大きい高
分子材料は一般に三次元架橋を行なわせる熱硬化性樹脂
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
って外板に歪み（へこみ）を与え、車体の面一（つらい
ち）性が悪くなって商品価値を著るしく損なうという致
命的な問題があった。 この発明は、このような事情に照らして、金属補強部材
に較べて有利な熱硬化性樹脂材料を使用する場合に、こ
の材料の硬化収縮に起因した金属板の歪みを抑えなおか
つ充分に大きな補強効果を得ることのできる新規かつ有
用な方法を開発するべく、鋭意検討した結果、見い出さ
れたものである。 すなわち、この発明は、金属板に設けて加熱硬化させた
ときの引張弾性率が上記金属板の剛性を向上させるに必
要かつ充分な大きさとなるような樹脂配合組成にされた
第１のエポキシ樹脂組成物層に、上記同様の引張弾性率
が金属板の剛性を向上させるに不充分な大きさとなるよ
うな樹脂配合組成にされた第２のエポキシ樹脂組成物層
を積層してシート本体を構成し、このシート本体におけ
る第ｌのエポキシ樹脂組成物層側に保護フィルムを貼着
したことを特徴とする金属板補強用の接着性シートに係
るものである。 このように、この発明においては、熱硬化性材料として
とくに金属板に対して接着力の大きいエポキシ樹脂組成
物を使用しているが、この種の組成物はその加熱硬化後
の引張弾性率が主にその樹脂配合組成、つまり樹脂、硬
化剤その他の配合成分の種類ないし配合量などによって
大きく相違する。 この発明者らは、当初、上記の引張弾性率が車体外板の
如き金属板の剛性を向上させるに必要かつ充分な大きさ
となるような樹脂配合組成にしたエポキシ樹脂組成物を
調製し、これで金属板を補強してみたところ、その補強
効果は満足できる反面、硬化収縮に起因した金属板の歪
みの問題を免れることはできなかった。また逆に上記引
張弾性率が金属板の剛性を向上させるに不充分な大きさ
となるような樹脂配合組成にしたエポキシ樹脂組成物を
調製し、これで金属板を補強してみたところ、この場合
硬化収縮に起因した金属板の歪みはほとんど現出してこ
ないことが判ったが、当然の如く金属板の補強という所
期の目的は達しえなかった。 この発明は、上記相反する問題を、引張弾性率の犬なる
第１のエポキシ樹脂組成物層の上に引張弾性率の小なる
第２のエポキシ樹脂組成物層を積層して、後者の層が金
属板に接触するように圧着し加熱硬化させることにより
、みごとに克服しえたものであり、すなわち、かかる方
法によると、第１のエポキシ樹脂組成物層の硬化収縮が
第２のエポキシ樹脂組成物層によって緩和されるため、
もはや金属板に歪みを生じさせることがなく、−万事と
して第１のエポキシ樹脂組成物層によって充分に満足で
きる補強効果を得ることができる。 また、上記の第１および第２のエポキシ樹脂組成物で接
着性シートのシート本体を構成させる一万、このシート
本体における第１のエポキシ樹脂組成物層側に保護フィ
ルムを設けたことにより、以下の如き諸種の効果がもた
らされる。 第１に、保護フィルムを持つ接着性シートは、これを使
用前にテープ状巻回体として保存する場合には保護フィ
ルムがセパレータとしての機能を果すため層間粘着の如
き問題をおこさない一万、このシートを用いて補強する
に当たり上記の保護フィルムを剥離しないでそのままド
ア外板面等に適用できるため、面倒な剥離操作が不要と
なり、補強作業の迅速化に好結果が得られる。 第２に、たとえば自動車の塗装ラインなどでの使用を考
えてみた場合、この発明の接着性シートをその第２のエ
ポキシ樹脂組成物層側から、つまり第１のエポキシ樹脂
組成物層側の保護フイルムが外側となるようにドア部な
どの外板に貼りつけてのち、このシートはシート本体が
未硬化の状態で外板とともに化成処理液に浸漬され、外
板の焼付塗装工程で同時に硬化される。つまり、この化
成処理工程において、接着性シートのシート本体は未硬
化なので化成処理液などを汚染させるおそれがある。し
かし、シート本体表面に保護フィルムとして耐薬品性の
ものを選択して設定しておけば、この保護フィルムによ
り上記の問題を解消することができる。 第３に、この保護フィルムは、加熱硬化ご補強層の一部
としてドア外板面などに設けられるものであるから、こ
れによる補強効果の一層の改善を期待できる一層、９＄
１のエポキシ樹脂組成物層の表面を全面に亘って被覆す
る如く設けられるために、シート本体の耐湿特性に好結
果を与え、経口的な補強効果の低下を防止でき、したが
って、より信頼性の高い補強層を形成することができる
。 第４に、保護フイ°ルムがシート本体を被覆するもので
あるため、前記以外の特性のほか、保護フ硬度、難燃性
、耐候性、外観などの諸要求に応じた特性を賦与するこ
とができる。 第５に、この保護フィルムを設けておくことにより、上
記シート本体における第１のエポキシ樹脂組成物層と第
２のエポキシ樹脂組成物層の判別、換言すれば実装時の
接着性シートの反転装着などを防止でき、さらに上記保
護シートを接着性シートの用途や名称などの表示手段と
して構成させることもできる。 この発明の接着性シートにおける第１のエポキシ樹脂組
成物層は、加熱硬化後の引張弾性率が金属板の剛性を向
上させるに必要かつ充分な太きさとされたものであるが
、この引張弾性率とは一般に３０〜５００）ＣＦ／ｄ程
度のものである。この弾性率があまり大きくなりすぎる
と、第２のエポキシ樹脂組成物層の存在にもかかわらず
、金属板の歪みの発生を防止できなくなるおそれがある
。 なお、この明細書において、引張弾性率とは、Ｉ　Ｓｏ
　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａ　ｔ　ｉｏｎ　Ｒ−５２７に規
定された方法で、Ｔｙｐｅｌのテストピースを使用し、
５ｐｅｅｄＢにより測定される値を意味するものである
。 この発明の接着性シートにおける第２のエポキシ樹脂組
成物層は、加熱硬化後の引張弾性率が金属板の剛性を向
上させるに不充分な太きさとされたものであるが、この
引張弾性率とは一般に０，１〜１５に９／−程度のもの
である。この弾性率があまりに小さくなりすぎると、金
属板の補強効果に乏しくなる。 上記の第１および第２のエポキシ樹脂組成物層は、それ
ぞれ、エポキシ樹脂に加熱活性硬化剤を配合し、さらに
必要に応じて各種の添加剤を加え、これを常法に準じて
未硬化ないし半硬化状態でシート成形することにより形
成できる。このシート成形に当たって、エポキシ樹脂の
種類や硬化剤その他の添加剤の種類を適宜設定すること
により、あるいは各成分の配合量を設定するなどして、
第１および第２のエポキシ樹脂層の加熱硬化後の引張弾
性率が前記の如くなるように調整する。 各組成物層の形成に用いられるエポキシ樹脂としては、
通常の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あり、各組
成物層の物性に応じてその１種を単独であるいは２種以
上を組み合せて使用できる。 また、加熱活性硬化剤としては、加熱により便化作用を
発揮する通常の硬化剤でよく、一般１８０〜２００°Ｃ
の温度範囲で活性であれば充分で、たとえば、ジシアン
ジアミド、４・４′−ジアミノジフェニルスルホン、２
−ｎ−ヘプタデシルイミタゾールのようなイミダゾール
誘導体、イソフタル酸ジヒドラジド、Ｎ、Ｎ−ジアルキ
ル尿素誘導体、Ｎ、Ｎ−ジアルキルチオ尿素誘導体など
が用いられる。使用量は、エポキシ樹脂１００重量部に
対して通常１〜１５重量部の割合でよい。 上記のエポキシ樹脂および硬化剤のほかに、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
のため、あるいは溶融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、必要に応じて用いら
れる。 たとえば、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、ビスフェノール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、またブタジェン−アクリ
ロニトリル共重合体ないしその誘導体などを配合できる
。これらの使用量は、エポキシ樹脂１００重量部に対し
て５〜１００重量部程度とするのがよい。 また、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、カーボンブラック、コロ
イダルシリカなどの充填剤が用いられる。配合量は、エ
ポキシ樹脂１００重量部に対して通常１０〜３００重量
部程度とすればよい。 さらに、溶融粘度を下げ、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稀釈剤、ジオクチルフタレ
ートの如きフタル酸系可塑剤、トリクレンジホスフェー
トの如きりん酸系可塑剤などを配合できる。これらの量
は、エポキシ樹脂１００重量部に対して通常５〜３０重
量部程度とするのがよい。 このようにして形成される第１および第２のエポキシ樹
脂組成物層のなかでもとくにｊ８２のエポキシ樹脂組成
物層は、これが常態で粘着性を有するものであることが
望ましい。これは、金属板に適用する際に加熱硬化前の
仮接着が容易となるからである。もちろん、第１のエポ
キシ樹脂組成物層が同様に粘着性を有していてもよい。 また、第１のエポキシ樹脂組成物層には、金属板の補強
効果を犬ならしめるために、補強材を埋設することもで
きる。この補強材としては、ガラス繊維やアスベスト繊
維などからなる無機質繊維布、麻、綿、ナイロン、ポリ
エステル、ポリプロピレンなどからなる有機質繊維布、
ポリエステルフィルムやナイロンフィルムの如きプラス
チックフィルム、クラフト紙の如き紙、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、アルミニ
ウム、鉄、銅、亜鉛などからなる金属箔などがある。 補強材を埋設するには、第１のエポキシ樹脂組成物層を
シート状に成形する際に、補強材の片面ないし両面にエ
ポキシ樹脂組成物を塗布ないし含浸させるようにすれば
よい。前記補強材のなかでも片面含浸によってしかも充
分に大きな補強効果の得ることのできる無機質繊維布が
好適であり、とくに望ましくはガラス繊維不織布もしく
は織布を使用するのがよい。 この発明の接着性シートは、上述の如き第１のエポキシ
樹脂組成物層と第２のエポキシ樹脂組成物層とを積層し
一体化させたシート本体における上記第１のエポキシ樹
脂組成物層側に保護フィルムを設けてなるものであり、
第１のエポキシ樹脂組成物層と第２のエポキシ樹脂組成
物層との一体化はその粘着性を利用して行なってもよい
しあるいは完全に硬化が進まない程度に加熱して融着さ
せてもよい。このシート本体の厚みは、金属板の種類や
補強の程度などによって異なるが、一般には第１のエポ
キシ樹脂組成物層で０．０１〜１０ｍ程度、好適には０
．１〜５順、第２のエポキシ樹脂組成物層で０．１〜３
０票程度、好適には０．５〜ｌＯｍで、全体厚みが通常
０．２〜４０ｍ程度で好適には０．５〜２０膿である。 保護フィルムは、前述したとおりの各種機能を有し、強
度、耐湿性、耐熱性などにすぐれるポリマー材料から０
００１〜０．５１ｍ＋、好ましくは０．００３〜Ｏ，ｌ
　ｒｕｎ程度の厚みに成形されたものが用いられるーポ
リマー材料としてとくに好適なものはポリエステルフィ
ルムであるが、その他ポリエチレンフィルム、ナイロン
フィルム、ホリ塩化ヒニルフィルム、ポリプロピレンフ
ィルムなどの各種フィルムを適用できる。 またこの保護フイ′ルムとしては、シート本体との接着
性が良好で、かつこの発明の接着性シートを用いてドア
ー外板等の補強用に供するときの加熱硬化温度で軟化流
動しない熱可塑性プラスチックフィルムを用いるのが好
ましい。さらにこの保護フィルムの背面（シート本体と
接着させる面とは反対の面〕にシリコーン樹脂等よりな
る離型剤層を形成しておくこともできる。 このようにして得られるこの発明の接着性シートの好ま
しき性状としては、第１および第２のエポキシ樹脂組成
物層が常温では実質的に流動せず自己保持性を有するが
高粘度状態となっているものである。このものは可撓性
および柔軟性を有し、２５０〜３００度に折り曲げても
シートの損傷がみられず原状回復性を有している。した
がって、かかる好ましき態様によると、形状順応性があ
るため、被補強材（金属板〕が波状、山形状、四角状、
湾曲状などであっても貼着でき、補強用のシートとして
より有効に応用できる。 以上詳述したとおり、この発明の接着性シートによれば
、シート本体における第２のエポキシ樹脂組成物層側を
金属板に圧着して加熱硬化させることにより、金属板の
歪変形をきたすことなく大きな補強効果を得ることが、
できるとともに、保護フィルムが設けられていることに
よって前述したとおりの諸種の効果を°得ることができ
る。 なお、この発明の接着性シートは、すでに述べものでは
なく、各種の車輌、電気冷蔵庫、洗たく機など家電製品
のケースなど一般に薄板とされている金属板に対して、
広く適用することができる。 以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。なお、以下において部とあるは重量部を意味する
ものとする。 実施例１ エピコート＄８２８（油化シェル社製ビスフェノールＡ
型液状エポキシ樹脂）３５Ｊエビコートナ１００２（油
化シェル社製、ビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂３
５０部、バイロン≠５００〔東洋紡社製ポリエステル樹
脂）１５部、キュアゾール２ＭＺ−ＡＺＩＮＥ（四国化
成社製エポキシ樹脂用潜在硬化剤９５部、ジシアンジア
ミド（日本カーバイド社製エポキシ樹脂潜在硬化剤）５
部、タルク５０部およびアスベスト粉２部からなるエポ
キシ樹脂組成物を、通常のミキシングロールにて混練り
し、得られた樹脂塊を直圧式プレスにて厚さ０．４　ｍ
のシート状に成形し、ついでガラスマット（日東紡績社
製ＭＣ＋３００）をラミネートシて、５８１のエポキシ
樹脂組成物層とした。 この層の加熱硬化ごの引張弾性率は９７Ｋｇ／−であっ
た。 つぎに、エビコートナ８７１（油化シェル社製ダイマー
酸変性エポキシ樹脂９８０部、エビコートナ１００２（
前出）１０部およびハイカーＣＴＢＮｉ３００ｘ８（Ｂ
、Ｆ、グツドリッチ社製ニトリルゴム９１０部を、溶解
釜にて溶融混合して得られた組成物１００部に、キュア
ゾール２ＭＺ−ＡＺＩＮＥ（前出３５部、ジシアンジア
ミド５部、タルク５０部およびアスベスト粉３部を配合
した。このものを通常のミキシングロールにて混練りす
ることにより、樹脂塊を得て、これを直圧式プレスにて
シート状に成形して、厚さ１咽からなる未硬化状態の第
２のエポキシ樹脂組成物層とした。この層の保護フィル
ムとしてのポリエステルフィルム〔東し社製ルミラー４
Ｐ９〕を貼り合わせることにより、この発明の金属板補
強用の接着性シートとした。 つぎに、この接着性シートを５＋１１１巾に切断し、別
途用意した０、　７　ｍｍ厚の鋼板に、上記ポリエステ
ルフィルムが外側となるように圧着した。この圧着作業
は、テープ状巻回体とされた接着性シートを巻きほぐし
ながら行なったものであるが、接着性シート中のポリエ
ステルフィルムによって層間粘着や樹脂の付着汚れをお
こさず、−万この保護フィルムを圧着時剥離するわけて
はないため、圧着作業性が非常に良好であった。 上記圧着後、１５０°Ｃの雰囲気中で６０分間加熱する
ことにより、硬化したシート本体に良好に密着したポリ
エステルフィルムを有する補強層を形成できた。この補
強層は外表面のポリエステルフィルムによって外観が良
好で、また耐湿性やその他耐摩耗性等にすぐれるもので
あった。また硬化後、鋼板のひけ現象は目視により全く
認められなかった。 このようにして補強した鋼板を試験片として、下記の如
き強度試験を行なったところ、最大曲げ応力が３５Ｙ４
１５０■巾となり、補強措置をなんら施していない鋼板
単独の曲げ応力が８１ＱＦ１５０　ｗｍ巾であったのに
対し、非常にすぐれた補強効果が・得られていることが
判った。また、この補強効果の持続性も良好であった。 〈強度試験法〉 先端間の距離１０＊ａｃで平行に配置させた、先端が曲
率半径５Ｉ＋ＩＩＩの逆Ｕ字型断面を呈する２枚の垂直
平板（巾５０　ｙｘｍ　）を有する支持台で、巾５０Ｉ
＋ｌｌ１１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１０＋ｍのＵ字型断面を呈する垂直
平板（巾５０　ｗｍ　）で荷重を加えたときの最大曲げ
応力〔即／　５０　ｍ巾〕を測定した。 実施例２ エピコート＋８２８〔前出）５０部、エビコートナ１０
０２（前出３５０部、ハイカー≠１０７２（Ｂ、Ｆ、グ
ツドリッチ社製ニトリルゴム）１０部、ブラタミドＨ１
０３ＰＣ日本リルサン社製共重合ナイロン樹ＷＩ）　４
０部、ＤＰハードナー

【丸和バイオケミカル社製硬化剤
】２部、ジシアンジアミド５部、タルク５０部、および
アスベスト粉２部を通常のミキシングロールにて混練り
し、得られた樹脂塊を直圧式プレスにて厚さ０．３Ｍの
シート状に成形し、これにガラスクロス（日東紡績社製
ＷＥ２６−１０４）をラミネートして第１のエポキシ樹
脂組成物層とした。この層の加熱硬化との引張弾性率は
７２Ｋｇ／−であった。 つぎに、アデカＥＰ−４０００（地竜化社製エポキシ樹
脂）７５部、エピコート＋１ｏ０２（前出９１５部およ
びハイカー”ＢＮ１３００ｘ１３（前出９１０部を溶融
混合し、得られた組成物１００部に、ＤＰハードナー（
前出９２部、ジシアンジアミド５部、タルク５０部およ
びアスベスト粉３部を配合し、しかるのち通常のミキシ
ングロールにて混練することにより樹脂塊を得、これを
直圧式プレスにてシート状に成形して、厚さ０．７　ａ
ｒｍからなる第２のエポキシ樹脂組成物層とした。この
層の加熱硬化との引張弾性率は１０即／−であった。 この第２のエポキシ樹脂組成物層と前記第１のム（東し
社製トレファンＮｏ　３３００４２０）をラミネートし
て、この発明の金属板補強用の接着性シートを得た。 この接着性シートを５ａｍ巾に切断し、０．７票厚の鋼
板にポリプロピレンフィルムが外側となるように圧着し
、１５０°Ｃで６０分間の条件で加熱硬化させた。これ
により、硬化したシート本体に良好に密着したポリプロ
ピレンフィルムを有する補強層を形成でき、外表面のポ
リプロピレンによって外観が良好で耐湿性やその他耐摩
耗性などにすぐれるものであった。また鋼板のひけ現象
は認められず、このようにして補強した鋼板の最大曲げ
応力を前記同様に測定した結果は３２ＫＰ１５０ｍｍ巾
で、良好な補強効果が得られ、持続性にもすぐれていた
。また、鋼板面圧着時の作業性に関しても実施例１と同
様であった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属板に設けて加熱硬化させたときの引張弾性率
   が上記金属板の剛性を向上させるに必要かつ充分な大き
   さとなるような樹脂配合組成にされた第１のエポキシ樹
   脂組成物層に、上記同様の引張弾性率が金属板の剛性を
   向上させるに不充分な大きさとなるような樹脂配合組成
   にされた第２のエポキシ樹脂組成物層を積層してシート
   本体を構成し、このシート本体における第１のエポキシ
   樹脂組成物層側に保護フィルムを貼着したことを特徴と
   する金属板補強用の接着性シート。
2. （２）第１のエポキシ樹脂組成物層に補強材が埋設され
   てなる特許請求の範囲第（１）項記載の金属板補強用の
   接着性シート。 （３１保護フィルムがポリエステルフィルムである特許
   請求の範囲第（１）項または第（２）項記載の金属板補
   強用の接着性シート。