JPS59213785A - 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、クオーターハネル、ドア部のように比
較的広くて平坦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ツｔ−Ｓ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
化に泊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。

また、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に
相当な厚みでかつ相当な面積に塗布ないし貼りつける方
法も知られている。

この方法では、剛性強さは厚さの３乗に比例するといわ
れ、したがって厚さを犬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が、樹脂量の増大による重量の
増加、コストアップとなるなど前記金属補強部材と同様
の欠点を有している。

これに対して軽量でかつ剛性強さを期待できるものとし
て特開昭５６−３９９６−６号公報に未硬化状態の熱硬
化性樹脂層に発泡剤を含むシートを添着した補強用シー
トが示されている。この補強用シートは使用に際しては
被補強部材に貼着し、加熱することにより発泡剤を含む
シートを発泡させて、熱硬化性樹脂層にビード状部を形
成して硬化させるものである。かかる補強用シートは軽
量で補強効果にもすぐれているが、安定した補強効果を
得るためには、加熱条件の管理を厳密に行わねばならな
いという問題があった。

すなわち、加熱時間が短いと発泡剤が発泡して形成され
た気泡が加熱後収縮し始めた頃に熱硬化性樹脂層が硬化
することになり、ビードの高さが若干低くなり補強効果
が低減することがある。逆に加熱時間が長かったり、発
泡適正温度を超えて加熱した場合には、気泡の破裂が起
きてビードの高さが低くなり前記と同様に補強効果が低
減してしまう。

このような問題点を解決するため、本出願人は特願昭５
７−１３６９３号に加熱によって復元変形する形状記憶
機能を有するチューブ状体を偏平に加工し、この偏平化
物をこの偏平化物よりも巾広い未硬化状熱硬化性樹脂シ
ート、すなわちプリプレグに添着した補強用の接着性ソ
ートを提案した。

この接着性シートは、被補強部材に貼着し加熱すること
により偏平化物が元のチューブ状体に復元して、プリプ
レグにリブが形成された状態で硬化するものである。こ
れによると所定の温度でチューブ状体に復元したのちは
その形状に変化がなく、リブが所定の形状に形成される
ので加熱条件の管理が容易である。

しかしながらこの補強用の接着性シートでは、硬化後に
力を受ける部分であるプリプレグはある程度の厚みを必
要とするが、被補強部材との接着部分やリブの裾部に相
当する部分はほとんど補強に寄与しておらず、このよう
な補強にほとんど寄与しない部分の重量が接着性シート
全体の重量に対して占める割合が多く、軽量化という点
で充分ではないという問題を有していた。

この発明は、かかる従来の実情に鑑みてなされたもので
、軽量安価で被補強部材の剛性を著しく向上させる補強
用の接着性シートを提供することを目的としたものであ
る。

すなわち、この発明は、加熱によって復元変形、する形
状記憶機能を有する中空体から成形されるとともに、ホ
ットメルト接着剤を用いて上記中空体内面を接着してな
り、加熱により上記ホットメルト接着剤の接着力の低下
にともない復元変形を起こすように形成した偏平化物と
、この偏平化物の一方の面にこの偏平化物の幅とほぼ等
しいかあるいは前記の幅より狭まい幅の熱硬化性樹脂層
を添着し、他方の面に常温で粘着性を有する層を添着し
たことを特徴とする補強用の接着性シートに係るもので
あり、この補強用の接着性シートによると前記のような
問題点を解決することができるっつぎにこの発明を図面
に基づいて説明する。

第１図はこの発明の補強用の接着性シートの一例を示す
ものであり、ホットメルト接着剤を用いて中空体内面を
接着して形成された偏平化物２の一方の面にこの偏平化
物の幅とほぼ等しい幅の熱硬化性樹脂層３を添着し、他
方の面に常温で粘着性を有する層４を添着したものであ
る。

この接着性シート１を第２図に示すように補強すべき金
属板５に前記の層４を介して貼着したのち加熱するとホ
ットメルト接着剤の接着力が低下するとともに偏平化物
２は第３図に示すように中空体２′に復元変形し、これ
とともに熱硬化性樹脂層３′は中空体２′に泪ってアー
チ型となって硬化して補強材１′が形成される。

この補強材１′におけるアーチ型の熱硬化性樹脂層３′
には補強に寄与しない部分がほとんどなく、均一な平面
の補強材と比較して軽量でしかも補強効果にすぐれたも
のである。また、加熱の際の温度、時間の管理を厳密に
行わずとも常に安定した補強効果を得ることができる。

この発明の補強用の接着性シートにおける偏平化物を得
るには、まず加熱によって復元変形する形状記憶機能を
有する中空体を形成する。ここにいう中空体とは、好ま
しくは断面が円形あるいは多角形であるチューブ状で、
肉厚が通常約０．１〜５ｍｍ程度の比較的柔軟性を有す
る材料、たとえば高分子成形品であって、一般に押出成
形機にて得ることができる。中空体の肉厚が薄すぎると
偏平化物が復元変形する際に、この片面に添着されてい
る熱硬化性樹脂層の重みのために正常な復元が阻害され
たり、充分な補強効果が得られず、また肉厚が厚すぎる
と接着性シートの重量が増加し好ましくない。

このような高分子からなる中空体の製造に使用されるポ
リマーとしては熱可塑性樹脂が好ましく、例えハ、ポリ
エチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどが挙げられる
。また、加熱により復元できる材料であればエチレン−
プロピレン−ターポリマー、ニトリルゴム、ブチルゴム
、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレンゴムなどの
エラストマーでもよく、またこれらエラストマーと上記
熱可塑性樹脂とをブレンドしてもよい。またこれらポリ
マーには必要に応じて充填剤、顔料、老化防止剤、安定
剤を添加してもよい。

この発明においては前記の高分子からなる中空体を好ま
しくは架橋処理する。架橋処理法としてはとくに電子線
、ガンマ−線などの電離放射線照射もしくは紫外線照射
などが有効であるが、中空体の製造時に予め架橋剤もし
くはこれと架橋促進剤とを配合、混練してこれら配合剤
により加熱架橋させる方法でもよい。この架橋剤および
架橋促進剤としては、ジクミルパーオキサイド、ラウリ
ルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、メチル
エチルケトンパーオキサイドなどのパーオキサイドの他
に、チウラム系化合物、ジチオカルバミン酸塩系化合物
などが挙げられる。なお、水分によって架橋反応が進行
する変性ポリオレフィン樹脂を用いて中空体を形成した
場合には前記のような架橋処理はとくに必要はない。

また、この発明における中空体としては前記のような高
分子成形品の他に形状記憶合金のような金属を用いても
よい。しかしこのような金属の中空体を用いた接着性シ
ートでは、被補強部材が曲面である場合にはこの接着性
シートを曲面に追従させることが難しくなる。これを解
決するには中空体の肉厚を薄くしたり、あるいはスリッ
トを入れて中空体を分割するとよい。

前記の中空体から偏平化物を形成するには、中空体内面
をホットメルト接着剤を用いて接着させる。なお、ここ
でいうホットメルト接着剤とは、室温で接着性があり、
加熱時には接着性が低下して偏平化物が中空体状に復元
変形するのを妨げないものであれば特に限定されない。

このようなホットメルト接着剤を用いると、加熱前の補
強用の接着性シートにおいては中空°体は偏平化状態を
安定に保ち、加熱の際には上記のホットメルト接着剤の
接着性が低下するため偏平化物は容易に中空体状に復元
変形することができる。

なお、中空体がポリマーから成形される場合には、単に
中空体内面をプレス成形や熱ロール間を通す等の手段で
圧着させることもできるが、この場合には過度の熱融着
によって均一に復元変形し難い、あるいは熱融着が不充
分で加熱前に元の形状に復元してしまい被補強物への圧
着作業性が低下する等の問題が起きやすい。

中空体内面をホットメルト接着剤を用いて接着させるに
は、予め中空体内面にホットメルト接着剤層を形成して
おくか、あるいはホットメルト接着剤を予めシート状ま
たはロッド状に製造しておき、これを中空体内に挿入し
て中空体の半径方向から熱プレス、熱ロール間を通す等
任意の方法で圧着すればよい。

なお、この偏平化物が加熱により復元変形して中空体状
となれば、この形状は安定に保持されるので、電線等を
通して電線を固定することも可能である。

このようにして得られた偏平化物の片面に添着される熱
硬化性樹脂層としては、加熱硬化させたときの引張弾性
率が金属板の剛性を向上させるに必要かつ光分な大きさ
、通常は３０〜５００に！？／ｄ程度となるように熱硬
化性樹脂、硬化剤その他の添加剤が配合された樹脂組成
物を未硬化ないし半硬化状態で、好ましくは未硬化状態
でソート成形することにより得られる。

熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂が好ましく用いられ
、これに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
含まれ、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、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８０〜２０００Ｃの温度範
囲で活性であれば充分で、たとえば、エポキシ樹脂の場
合、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−ヘプタデシルイミダゾールのような
イミダゾール誘導体、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。

上記の熱硬化性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。

たとえは、ソート成形能を向上させる目的で、ポリビニ
ルブチラーノベポリアミド、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重量部程度置部るのがよい。

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重計
部程度とすればよい。

さらに、溶融粘度を下けてぬれ性を向上させる目的で、
プチルクリシジルエーテル、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種ｌｆＲ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−１・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重量部程置部するのがよい。

上記のような樹脂組成物から成形される熱硬化性樹脂層
には、金属板の補強効果を犬ならしめるために、補強材
が埋設されていることが望ましい。

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、樹脂組成物をソート状に成形す
る際に、補強祠の片面ないし両面に熱硬化性樹脂を主体
とした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旬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布を使用する
のがよい。

このようにして得られる熱硬化性樹脂層の厚みとしては
、通常は０．０１〜１０ｍ程度であり、この層の好まし
き性状としては、常温では実質的に流動せず自己保持性
を有するが、全体として高粘度状態となっているもので
ある。

次に、偏平化物の他方の面に添着される常温で粘着性を
有する層としては、補強用の接着性シートが脱落しない
程度の粘着性を有するものであれば特に限定されないが
、好ましくは未硬化状態の熱硬化性樹脂を用いる。なお
、このような熱硬化性樹脂を用いる場合には、これに硬
化剤その他添加剤を配合した樹脂組成物をシート成形す
るが、この組成物の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大きさ、通常は０．１〜２
２に９７−程度とされていることが好ましい。

このような引張弾性率にしておくと、常温で粘着性を有
する層が加熱硬化する際の収縮に起因する金属板の歪が
生じることがない。

なお、この明細書において、引張弾性率とは１−８ＱＲ
ｅｃｏｍｍ１−８ＱＲｅｃｏ、Ｒ，−５２７に規定され
た方法で、”）’Ｐｅ　１のテストピースを使用し、５
ｐｅｅｄ　Ｂ　　により測定される値を意味するもので
ある。

前記の熱硬化性樹脂、硬化剤その他添加剤としては、前
記の熱硬化性樹脂層において示したと同様のものを用い
、常温で粘着性を有し、加熱硬化後の引張弾性率が前記
の範囲となるような配合組成とすればよい。この配合組
成物をシート成形することにより常温で粘着性を有する
層が得られる。

この層の厚みとしては通常は０．１〜３０ｍｍ程度であ
る。

このようにして得られた常温で粘着性を有する層を前記
の偏平化物の片面に添着し、さらにこの偏平化物の他方
の面に前記の熱硬化性樹脂層を添着することによりこの
発明の補強用の接着性シートが得られる。この際、前記
の熱硬化性樹脂層の幅を偏平化物の幅とほぼ等しいかあ
るいはこれよりせまくすることが必要である。熱硬化性
樹脂層の幅が偏平化物の幅より広いと接着性シートの加
熱硬化後にその端部は補強効果が少なく単に重量増加を
もたらすだけで好ましくない。また、熱硬化性樹脂層の
幅を偏平化物の幅よりせまくする場合には、この幅が偏
平化物の幅の１／２未満とならないようにするのが好ま
しい。この幅が偏平化物の幅の１７２未満となると補強
効果が低下するので好ましくない。

また、粘着性を有する層においてもその幅が偏平化物の
幅より広すぎては単に重量増加をもたらすだけであり、
せますぎては被補強部材と接着性シートとが充分に接着
せず好ましくない。このため粘着性を有する層の幅も偏
平化物の幅と同程度から偏平化物の幅の１／２程度とす
るのかよい。

また、この発明の補強用の接着性シートには、熱硬化性
樹脂層の表面に保護フィルムを貼り付けてもよい。この
保護フィルムにより以下の如き効果が得られる。

第１に、保護フィルムをもった補強用の接着匹シートは
、これを使用前にテープ状巻同体として保存する場合に
は、保護フィルムがセパレーター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方、このソートを
用いて補強するに尚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す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、この保護フィルムは加熱硬化後、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改善を期待できる一方、補強材によ
り強化された樹脂層を全面にわたって被覆する如く設け
られるために上記層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する。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。

保護フィルムは、上記の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たポリマー材料を０．０
１〜０．５調、好適には０．００３〜０，１ｔｎｍの厚
みに成形したものを用いる。ポリマー材料としては、ポ
リエステル、ポリエチレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル
、ポリプロピレンなどの各種フィルムを用いることがで
きる。

このようにして得られるこの発明の接着性シートを用い
て補強するべき対象物の代表的なものは、金属板、とり
わけ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、テレビ等家電製品などの一般に薄板とさ
れている金属板に対して広く適用することができる。

上述の如き金属板、たとえば車体鋼板ではその鋼板の裏
面側に、前記接着性シートを常温で粘着性を有する層を
介して圧着し、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
用いて加熱し硬化させることにより補強効果を得ること
ができるものである。なお、上記加熱硬化は、自動車製
造ラインにおける車体鋼板の塗料焼料工程で同時に行う
ことができる。

以上詳述したとおり、この発明の補強用の接着シートに
よれば、このシートを金属板等の補強すべき物体に貼り
付は加熱硬化させるだけで軽量でしかも大きな補強効果
が得られるとともに前記加熱にあたっては加熱条件の管
理が容易である等の利点がもたらされる。

つぎにこの発明の実施例を記載する。なお、以下におい
て部とあるのは重量部を意味する。

実施例 ポリエチレン、樹脂（住友化学社製のスミカセンＬ−７
０５）を押出成形機にてチューブ成形し、外径１０ｍｍ
、肉厚０．８ｍｍのポリエチレンチューブ状体を得た。

このチューブ状体に電子線加速器を用い２０Ｍｒａｄ電
子線照射を行った。この電子線照射ポリエチレンチュー
ブ状体内にエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（三片ポ
リケミカル社製のエバフレックス＋１５０〕の棒状物（
直径約１＃〕を挿入した後、約１２０°Ｃの熱ロールを
通してポリエチレンチューブ状体を半径方向から圧着す
ることにより、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂がホ
ットメルト接着剤の役目をした偏平化物か得られた。こ
の偏平化物の幅は１８朗であった。

一方エピコート≠８２８（油化シェルエポキシ社製のビ
スフェノールＡ型液状エポキシ樹脂）５０部、エボミツ
クＲ−１５１（三片石油化学エポキシ社製の可とう性エ
ポキシ樹脂）１０部、バイロン＋５００（東洋紡社製の
ポリエステル樹脂９４０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）２部、キュア
ゾール２ＭＺ−ＡＺ　ＩＮＥ（四国化成社製のエポキシ
樹脂用潜在硬化剤）２部、タルク５０部、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
ールにて混練し、得られた樹脂塊を直圧式プレスにて厚
さ０．５　ｒｒｒｍにシート状に成形し、幅が１８ｒｒ
ａのテープ状となるように切断して熱硬化性樹脂層を得
た。

つぎに、エピコー１−４８７１　Ｃ油化シェルエポキシ
社製のダイマー酸変性エポキシ樹脂）８０部、エピ：］
−１＋１００２（油化シェルエポキシ社製のビスフェノ
ールＡ型固型エポキシ樹脂）１０部およびハイカーＣＴ
ＢＮ１３００ｘ８　（ＢＦグツドリッチ社製のニトリル
ゴム９１０部を混合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２　ＭＺ−ＡＺ　ＩＮＥ　（
前出）５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部を配合し通常のミキシングロールに
て混練りそこれを直圧式ブレスにてシート状に成形して
、厚さ０．８ｍｍの未硬化状態の熱硬化性樹脂組成物２
．２なるシートを得た。このシートを幅１８膿になるよ
うにテープ状に切断し、常温で粘着性を有する層とした
。

前記の偏平化物の片面に熱硬化性樹脂層を添着し、他方
の面に常温で粘着性を有する層を添着してこの発明の補
強用の接着性シートを得た。。

この補強用の接着性シートを０．８ｗｎ厚で５０ｍｍ幅
の鋼板に前記の常温で粘着性を有する層を介して圧着し
、１４０°Ｃの雰囲気中で３０分間加熱させた。これに
よりまずエチレン−酢酸ビニル共重合体が溶融し、ポリ
エチレン偏平化物が熱によりチューブ状に復元変形し、
シート状の熱硬化性樹脂層がチューブに清ってアーチ型
に硬化し、同時に常温で粘着性を有する層も硬化した。

このようにして補強した鋼板を試験片として下記に示す
方法により強度試験を行ったところ最大曲げ応力が３５
へであり、鋼板単独での最大曲げ応力が９　Ｋ９−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
ことがわかった。

く強度試験〉 先端間の距離１００朋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（巾
５０　ｒｒｖｎ　）を有する支持台で、巾５０馴にされ
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５ｍｍのＵ字型断面を呈する垂直平板（巾５０　Ｔｒ
ｆｎ）で荷重を加えたときの最大曲げ応力〔釉〕を測定
した。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の補強用の接着性シートの一例を示す
斜視図、第２図は前記の接着性シートを鋼板に貼着した
状態を示す断面図、第３図は前記貼着後に加熱したのち
の状態を示す断面図である。 １・・・補強用の接着性シート、２・・・偏平化物、３
・・・熱硬化性樹脂層、４・・・常温で粘着性を特する 特許　出　願　人　　日東電気工業株式会社第１図 第２０　　　　　第３図 第１頁の続き ■出　願　人　日産自動車株式会社 横浜市神奈川区宝町２番地

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱によって復元変形する形状記憶機能を有する
   中空体から成形されるとともに、ホットメルト接着剤を
   用いて上記中空体内面を接着してなり、加熱により上記
   ホットメルト接着剤の接着力の低下にともない復元変形
   を起こすように形成した偏平化物と、この偏平化物の一
   万の面にこの偏−平化物の幅とほぼ等しいかあるいは前
   記の幅よりせまい幅の熱硬化性樹脂層を添着し、他方の
   面に常温で粘着性を有する層を添着したことを特徴とす
   る補強用の接着性シート。
2. （２）偏平化物が架橋された熱可塑性樹脂からなる特許
   請求の範囲第（１）項記載の補強用の接着性シート。
3. （３）　　常温で粘着性を有する層が未硬化状態の熱硬
   化性樹脂からなる特許請求の範囲第（１）項または第（
   ２）項記載の補強用の接着性シート。