JPS59209852A - 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。

自動車の車体鋼板の如き金属薄板を補強する方法として
は、金属補強部材をスポット溶接や接着剤で貼り付ける
方法が知られている。しかし、この方法は重量が増加す
る問題があった。また、他の補強方法として、補強用の
高分子材料を相当な厚みで相当な面積にべた塗りする方
法が知られているが、上記材料として補強効果を充分に
発揮させうるような引張弾性率が大きくかつガラス転移
点の高い熱硬化性樹脂を用いると、補強されるべき金属
板の裏面に硬化収縮に起因した歪み（へこみ）が発生す
る問題があった。

上記歪みの問題を回避するために、この発明者らは、引
張弾性率が大きくかつガラス転移点の筒い第１の熱硬化
性樹脂組成物層にこの層に比し小さい引張弾性率および
低いガラス転移点を有する第２の熱硬化性樹脂組成物層
を積層してなる２層構造の接着性シートを、すでに提案
した。すなわち、この種のシートによれば、上記第２の
層を金属板にあてがって加熱硬化させることにより、第
１の層で所期の補強効果を発揮させうると共に第２の層
が上記第１の層の緩衝材的な役割を果して金属板の歪み
発生を防止する。したがって、歪みを伴なうことなく大
きな補強効果が得られる。

しかるに、この発明者らの引き続く研究によれば、上記
第２の層が熱硬化性樹脂組成物層からなるだめこれが加
熱硬化時の温度条件によっては硬化不足をきたして補強
層全体の強度が不足したり、逆に加熱オーバーになると
金属板の歪み発生を防止するための前記緩衝材的な機能
が滅失することがあり、このため硬化の温度条件を適切
にコントロールしなければならないという不利があった
。

また、」二記第２の層はこれに粘着機能をもだせて金属
板への仮接着を可能ならしめているが、この種シートを
比較的高温の状態で長時間保存しておくと保存中に硬化
反応が徐々に進行して次第に初期の粘着特性が消失し、
金属板への貼り付は作業番こしはしは問題を生じること
があった。

この発明者らは、上記観点からさらに鋭意検討した結果
、」１記提案に係る第２の層を特定の熱可塑性ポリマー
からなる層で構成することにより、貼り付は作業や加熱
硬化時の温度条件の設定に問題をきたすことな（、歪み
がな（しかも補強効果の大きい金属板補強用の接着性シ
ートが得られることが判り、この発明をなすに至った。

すなわち、この発明は、加熱硬化後の引張弾性率が３０
〜５００Ｋｇ／ｍ７１１でガラス転移点が７０°Ｃ以上
である熱硬化性樹脂組成物層と、引張弾性率が０．１〜
１５　ＫＦＩ　／　ｙｎＪでガラス転移点が６０°Ｃ以
下である熱可塑性ポリマーを主体とする層とからなり、
上記熱可塑性ポリマーを主体とする層の表面が金属板表
面への装着面を構成する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、この発明の接着性シートは、」１記特定の
熱硬化性樹脂組成物層と上記特定の熱可塑性ポリマーを
主体とする層とで構成して、熱可塑性ポリマーを主体と
する層を金属板表面にあてがって加熱硬化させるように
しだものであるから、」１記熱硬化性樹脂組成物層によ
って大きな補強効果が得られると共に、これが硬化収縮
する際の金属板の歪みを熱可塑性ポリマーを主体とする
層の緩衝作用によって効果的に防ぐことができる。

しかも、上記緩衝作用を示す熱可塑性ポリマーを主体と
する層は！これが前記提案の第２の熱硬化性樹脂組成物
層とは異なり熱可塑性で′あることによって、加熱硬化
に際し上記ポリマーが溶融軟化しかつこれに積層された
熱硬化性樹脂組成物層が溶融硬化する温度条件を選択す
るだけでよいから、加熱硬化の条件にそれほど気を配る
必要はなく、したがって歪みのないしかも補強効果の大
きい補強層を作業容易に形成できる。まだ、上記熱可塑
性ポリマーを主体とする層は、保存中に硬化反応が進行
するといった問題を−切おこさないから、この層に粘着
機能をもたせたときの粘着特性の経日的な劣化をきたす
ことはなく、比較的高温下で長期保存したのちでも金属
板に対して良好に仮接着でき、これにより貼り付は時の
作業性に好結果が得られる。

この発明の接着性シートにおける熱硬化性樹脂組成物層
は、加熱硬化後の引張弾性率およびガラス転移点が金属
板の、剛性を向上させるに必要かつ充分な大きさないし
高さとされたものであり、この引張弾性率とは３０〜５
００　Ｋｇ／　ｔｔｎ＆、このガラス転移点とは７０°
Ｃ以上通常１５０℃までである。

特に好適な引張弾性率は５０〜３００　Ｋｇ／　ｖａ４
、好適なガラス転移点は１’　ＯＯ〜１４０’Ｃである
。ここでガラス転移点が低くなりすぎまた引張弾性率が
小さくなりすぎると補強効果が充分なものとならず、逆
にガラス転移点および引張弾性率が高くないし大きくな
りすぎると熱可塑性ポリマーを主体とする層の存在にも
かかわらず、金属板の歪みの発生を防止できなくなる。

なお、この明細書において、引張弾性率とは、工ＳＯＲ
ｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　　Ｒ−５２７に規定され
た方法で、Ｔｙｐｅｌのテストピースを使用し、５ｐｅ
ｅｄ　Ｂにより測定される値を意味するものである。

このような熱硬化性樹脂組成物層は、一般に熱硬化性樹
脂としてエポキシ樹脂を使用し、これに加熱活性硬化剤
を配合し、さらに必要に応じて各種の添加剤を加え、こ
れを常法に阜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、加熱硬化後の引張弾性率およびガラス
転移点が前記の如くなるように調整する。

この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、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、加熱により硬化作用を
発揮する通常の硬化剤でよく、一般に８０〜２００’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ポン、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けぬれ性を向」ニさせる
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−１ニさせる目的で、ポリ
ビニルブチラーノペポリアミド、ポリアミドｉｎ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、またフタジエン−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５〜１００ｍ’ｆｉｔ部程度とするのがよい。

まだ、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、カーボンブランク、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
部程度とすれはよい。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。

なお、上記では熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用い
る場合につき説明しているが、他の熱硬化性樹脂として
不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂などの各種の
ものを使用できる。

上記の如き熱硬化性樹脂組成物層には、金属板の補強効
果を大ならしめるために、必要に応じて補強材を埋設す
ることができる。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、熱硬化性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熱硬化性
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、とくに望ましくは厚さ０．０３〜０．３１ニｍ程
度のガラス繊維布を使用するのがよい。

この発明の接着性シートにおける熱可塑性ポリマーを主
体とする層は、その引張弾性率およびガラス転移点が金
属板の剛性を向上させるに不充分な大きさないし高さと
されたものであり、この引張弾性率とは０．１〜１５　
Ｉ（ｇ／　ｍｒ７　、このガラス転移点とは６０”Ｃ以
下である。特に好適な引張弾性率は３〜１１０１（／−
である。またこの層は金属板への仮接着を容易とするた
めに通常粘着性を有するものとされている。

このような層は、熱可塑性ポリマーに必要に応じてワッ
クス類、可塑剤、粘着付与剤、酸化防止剤、充填剤など
の各種添加剤を加えてなる組成物を適宜の手段でシート
成形することにより形成できる。１ｊｎ記引張弾性率お
よびガラス転移点は、これら各成分の種類、量を選択す
ることによって決めることができる。

ここで用いる熱可塑性ポリマーとしては、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、ポリエチレン、エチレン−アクリル
酸エステル共重合体、ポリアミド樹脂、ブチラール樹脂
、ポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレートなどの
熱可塑性樹脂のほか、合成ゴムやポリイソブチレンなど
の各種エラストマーなどが含まれる。また、ワックス類
としてはパラフィン、塩素化パラフィン、カルナバワッ
クス、マイクロクリスタリンワックスなどが、可塑剤と
してはスルフォンアミド樹脂、石油ピッチ、フタル酸樹
脂、ブチルゴムなどが、粘着付与剤としてはロジン系樹
脂、ピネン樹脂、テルペン樹脂などが、酸化防止剤とし
てはヒンダーフェノール、トリアジン誘導体、ジアルキ
ルフェノールスルフィドなどが、充填剤としては炭酸カ
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が、それぞれ挙げられる
。

この発明の接着性シートは、」二連した熱硬化性樹脂組
成物層と熱可塑性ポリマーを主体とする層とを別個にシ
ート成形したのち熱圧着するが、あるいは一方のシート
成形物上に他方の層を押出成形するなどの方法でつくる
ことができる。

このシートの厚みは、熱硬化性樹脂組成物層で０．０１
〜１０ｍｍ程度、好適には０．１〜５　ｍｍ、熱可塑性
ポリマーを主体とする層で０１〜３０ｍｍ程度、好適に
は０．５〜１０ｍｍで、全体厚みが通常０２〜４０ｙｎ
ｍ程度で好適には０５〜２０　ｍｎである。

第１図は上記この発明の接着性シートの一例を示したも
ので、図中、ｌは熱硬化性樹脂組成物層、２は熱可塑性
ポリマーを主体とする層である。

また第２図は上記接着性シートを用いて金属板を補強す
る方法を示したもので、まず上記シートをその熱可塑性
ポリマーを主体とする層２の粘着性を利用して金属板３
（たとえば車体鋼板ではその鋼板の裏面側）に圧着して
仮接着させる。ついで、通常の加熱方法、たとえば熱風
循環式の加熱炉、赤外線加熱炉、高周波誘導加熱炉など
を用いて加熱し、これにより層２の接着力を強化すると
共に層１を硬化させる。

なお、上記加熱は、自動車製造ラインにおける車体鋼板
の塗料焼付工程で同時に行うことができる。第２図中、
４は熱可塑性ポリマーを主体とする層２の表面で金属板
表面への装着面を構成している。

このようにして補強された金属板３は、主として層１の
働きによって大きな剛性を有するものとなる一方、層ゝ
２の存在によって層１の硬化収縮に伴なう歪みの発生が
抑制されたものとなる。なお、かかる両特性をさらに助
長させるだめに、層１と層２との間に予め金属製シート
状物を介在させてお（のが望ましい。すなわち、このシ
ート状物は曲げ強度の向上に寄与するだけでな（、層１
の硬化収縮に伴なう応力を緩和するのにも好結果を与え
る。

このような金属製シート状物の材質としては銅、メッキ
鋼、ステンレス、アルミニウムなどが挙げられ、また形
状としては板状物のほか網状物であってもよい。板状物
では曲面を有する金属板に適用しうるように一般に０．
０５〜２　ｍｍ、好ましくは０１〜０．５ｍｍ程度の厚
みとされているのがよい。

網状物では曲げ強度の向上と歪み防止との両親点から補
強するべき金属板の種類に応じて適宜メツシュの大きさ
などを選択することができる。

上記金属製シート状物を前記熱硬化性樹脂組成物層と熱
可塑性ポリマーを主体とする層との間に介在させた構造
の接着性シートについても、この発明の金属板補強用の
接着性シートの一態様として当然に包含されるものであ
る。

この発明の接着性シートを用いて補強するべき金属板の
代表的なものは、自動車の外板の如き車体鋼板であるが
、その他各種車輌、洗濯機、テレビなどの家電製品の一
般に薄板とされた金属板に対し広く適用することができ
る。

以」二詳述したとおり、この発明の接着性シートによれ
は、これを補強するべき金属板に対して特１ 定状態に圧着し加熱硬化させることによって金属板に歪
みを生じさせることなく大きな補強効果を得ることがで
きると共に、加熱硬化のだめの条件の選定や保存性に問
題をきたすことがないだめに補強作業を簡便になしうる
などの利点がもたらされる。

以下に、この発明の実施例を記載する。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 へヒコ−１−＄８２８（油化シェル社製のビスフェノー
ルＡ型液状エポキシ樹脂）４０部、エピコート＃１００
２（油化シェル社製のビスフェノールＡ型固形エポキシ
樹脂）４５部、バイロン＃５００（東洋紡社製のポリエ
ステル樹脂）１５部、ジシアンジアミド（日本カーバイ
ド社製のエポキシ樹脂潜在硬化剤）５部、ＤＤ−ハード
ナー（史料バイオケミカル社製のエポキシ樹脂潜在硬化
剤）１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、得られた樹脂塊を熱プレスにてシート状に成
形して厚さ０．６　ｍｍからなるシート状物を得、さら
にガラスクロス（日東紡績社製のＷ　Ｅ−２２Ｄ−１０
４）をラミネートして、熱硬化性樹脂組成物層とした。

この層の加熱硬化後の引張り弾性率は１０　’２Ｋｇ１
ｍｙ１．ガラス転移点は１１０°Ｃであった。

次に、エチレン−酢酸ビニル共重合体（三井ポリケミカ
ル社製の商品名エバフレックス：＃２２０）４５部、テ
ルペン樹脂（安原油脂社製の商品名ＹＳ−レジンＰ−１
０００）４５部、ワックス（日本製ロウ社製の商品名１
４５下ワツクス）１０部をミキシングロールにて混練り
後、熱プレスにて厚さ０５ｍｍに成形し、熱可塑性ポリ
マーを主体とする層とした。この層の引張り弾性率は５
　Ｋｇ／　ｔｎａ、ガラス転移点は一２０°Ｃ以下であ
った。

次に、上記熱硬化性樹脂組成物層と熱可塑性ポリマーを
主体とする層とを、両層間にアルミニウムシート（厚さ
０．１５ｍｍ）を介在させて熱圧着し、この発明の金属
板補強用の接着性シートを得九この接着性シートの熱可
塑性ポリマーを主体とする層側を０．７　ｍｍ厚さの鋼
板に貼り合わせたのち、１７０°Ｃの雰囲気中で３０分
間加熱硬化させて上記鋼板に固着させた。冷却後、鋼板
のヒケ現象は目視によりバ忍められなかった。また、こ
のように補強した鋼板を試験片として、下記の如き強度
試験を行った。

〈強度試験〉 先端間の距離１００　ｎｒｍで平行に配置させた、先端
が曲率半径５　ｍｍの逆Ｕ字型断面を呈する２枚の垂直
平板（巾５０　ｍｍ　）を有する支持台で、巾５０７１
Ｔｎ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（
巾５０πｍ　）で荷重を加えたときの最大曲げ応力（ｈ
１５０ｍｍ中）を測定した。

上記試験の結果、最大曲は応力か２５　Ｋｇ７５０ｍｍ
巾となり、補強措置をなんら施していない鋼板単独の最
大曲げ応力が８　Ｋｇ／　５０　ｙｎｍ巾であったのに
対し、非電にすぐれた補強効果が得られていることがわ
かった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の金属板補強用の接着性シートの一例
を示す斜視図、第２図は上記接着性シートを金属板に貼
り付は加熱硬化させた状態を示す断面図である。 ■・・・熱硬化性樹脂組成物層、２・・・熱可塑性ポリ
マーを主体とする層、３・・・金属板、４・・・装着面
特許出願人　　日東電気工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱硬化後の引張弾性率が３０〜５００Ｋｇｌｒ
   ｍ＆でガラス転移点が７０°Ｃ以上である熱硬化性樹脂
   組成物層と、引張弾性率が０．１〜１５Ｋｇ／ｍＪでガ
   ラス転移点が６０’ＣＪ２１下である熱可塑性ポリマー
   を主体とする層とからなり、上記熱可塑性ポリマーを主
   体とする層の表面か金属板表面への装着面を構成するこ
   とを特徴とする金属板補強用の接着性シート。