JPS608948B2 - 金属板補強用接着性シ−ト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は金属板補強用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、フエンダー、フード、トランク、ク
オーターパネル、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
、さらに取り付け工程が複雑化するなどの欠点を有して
いた。一方、車体外板の制振と補強を兼ねて、アスファ
ルトゴム、ェポキシ樹脂、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
って商品価値を箸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、金属タ補強部
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、見し、
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り、かつ加熱硬化させたときの
ガラス転移温度が高くなるように樹脂配合組成にされた
第１の熱硬化性樹脂組成物層に、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りか
つ加熱硬化させたときのガラス転移温度が低くなるよう
に樹脂配合された第２の熱硬化性樹脂組成物層を積層し
てシート本体を構成させるとともに、少なくとも第２の
熱硬化性樹脂組成物層に導電性を付与したことを特徴と
する金属板補強用接着性シ−トに係るものである。

ところで、この発明における熱硬化性樹脂組成物はその
加熱硬化後の引張弾性率およびガラス転移温度が主にそ
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
となり、かつ加熱硬化させたときのガラス転移温度が高
くなるような樹脂配合組成にした熱硬化性樹脂組成物を
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り、かつ加熱硬化させたときのガラ
ス転移温度が低くなるような樹脂配合組成にした熱硬化
性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、引張弾性率が大で、かつガラス
転移温度の高い第１の熱硬化性樹脂組成物層の上に、上
言己引張弾性率が小で、かつガラス転移温度の低い第２
の熱硬化性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る。

すなわち、かかる方法によると、第１の熱硬化性樹脂組
成物層の硬化収縮が第２の熱硬化性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、一方主として第１の熱硬化性樹脂組成物層に
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、少なくとも上記第２の熱硬化性樹脂組成物層に導
露性を付与することにより、以下の如き諸種の効果がも
たらされる。

すなわち、鋼板に導電性を有さない金属板補強用接着性
シート等を貼り付けた後、該鋼板に露着塗装を行なうと
、上記接着性シートの側面と鋼板との境界部分に塗料が
のりにくい。

このように塗装されない部分があると、長期多湿雰囲気
にさらされることにより錆の発生原因となる。自動車の
外板等では、この錆の進行により重大欠陥となるおそれ
がある。これに対し、この発明では、少なくとも第２の
樹脂組成物層を導電性にすることにより、金属板補強用
接着性シートを銅版に貼り付けたのち、霞着塗装を行な
うと、接着性シートの側面と鋼板との境界部分のみなら
ず、第２の熱硬化性樹脂組成物層の側面にも霞着塗装が
施され、たとえ長期間多湿雰囲気にさらされたとしても
錆の発生をきたすことがない。

この発明の接着性シートにおける第１の熱硬化性樹脂組
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大きさで、かつ加熱硬化させ
たときのガラス転移温度が高くなるような樹脂配合組成
とされたものであるが、そのうち引張弾性率は一般に３
０〜５００ｋｇ／協程度、ガラス転移温度は通常８０ｏ
０以上である。

この弾性率があまり大きくなりすぎたりガラス転移温度
が高くなりすぎると、第２の熱硬化性樹脂組成物層の存
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、ＩＳＯＲｅｃｏｍｍｅｎ船ｔｉｏｎＲ−５２
７に規定された方法で、Ｔｙｐｅｉのテストピースを使
用し、ＳｐｅｅｄＢ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−トにおける第２の熱硬化性樹脂組
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大きさで、かつ加熱硬化させたとき
のガラス転移温度が低くなるように樹脂配合組成とされ
たものであるが、そのうち引張弾性率は一般に０．１〜
１５ｋｇ／孫程度、ガラス転移温度は７０００以下であ
る。この弾性率があまり小さくなりすぎたりガラス転移
温度が低くなりすぎると、金属板の補強効果に乏しくな
る。上記の第１および第２の熱硬化性樹脂組成物層は、
それぞれ、熱硬化性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形成することによ
り形成できる。このシート形成に当たって、熱硬化性樹
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の熱硬化性樹脂層の加熱硬化後の引
張弾性率ならびにガラス転移温度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熱硬化性樹
脂は代表的にはェポキシ樹脂であり、このェポキシ樹脂
としては、通常のグリシジルェーテル型、グリシジルェ
ステル型、グリシジルアミン型、線状脂肪族ェポキサィ
ド型、脂環族ェポキサィド型などの各種ェポキシ樹脂が
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、加熱により硬化作用を
発揮する通常の硬化剤でよく、一般に８０〜２００００
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ージアミノジフエニルスルホン、２一
ｎーヘプタデシルイミダゾールのようなィミダゾール誘
導体、ィソフタル酸ジヒドラジド、Ｎ・Ｎージアルキル
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、熱硬化性樹脂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、ポリケトソ、ビスフエノールＡ
とエピクロルヒドリンとより誘導される高分子量のヱポ
キシ樹脂などの熱可塑性樹脂、またブタジェンーアクリ
ロニトリル共重合体ないしその譲導体などを配合できる
。

これらの使用量は、熱硬化性樹脂１０の重量部に対して
５〜１０の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、ァスベス
ト、けし、酸類、カーボンブラック、コロィダルシリカ
などの充填剤が用いられる。

配合量は、熱硬化性樹脂１０の重量部に対して通常１０
〜３０の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、ブチルグリシジルェ
ーテル、長鎖アルコールのモノグリシジルヱーテルなど
の反応性稀釈剤、ジオクチルフタレートの如きフタル酸
系可塑剤などを配合できる。これらの量は熱硬化性樹脂
１００重量部に対して通常５〜３の重量部程度とするの
がよい。つぎに、第２の熱硬化性樹脂組成物には、この
第２の層に導電性を付与するために、上記各種成分のほ
か導電性付与材料が必須成分として配合される。

この材料としては、鉄紛、アルミニウム紛および銅粉な
どの金属粉末、カーボン粉末、グラフアィト粉末などが
ある。この材料の配合量は、たとえばェポキシ樹脂１０
の重量部に対して２５〜８００重量部程度とすればよい
。このようにして形成される第１および第２の熱硬化性
樹脂組成物層のなかでもとくに第２の熱硬化性樹脂組成
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の熱硬化性樹脂組
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、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
ステルフイ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の熱硬化性樹脂組成物層をシート状
に形成する際に、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舎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の厚さは
、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の熱硬化性樹脂組成物層で０．０１〜１０肌
程度、好適には０．１〜５肌、第２の熱硬化性樹脂組成
物層で０．１〜３物肋程度、好適には０．５〜１仇吻で
、全体厚みが通常０．２〜４仇吻程度で好適には０．５
〜２仇奴である。

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
しさ性状としては、第１および第２の熱硬化性樹脂組成
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。

このものは可榛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、かかる好ましさ態様によると、
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。図面は、上述の
如くしてつくられるこの発明の金属板補強用接着性シー
トの一例を示したものであり、１は第１の熱硬化性樹脂
組成物層ＩＡと第２の熱硬化性樹脂組成物層ＩＢとから
なるシート本体、２は第２の熱硬化性樹脂組成物中に含
まれる導電性付与材料である。

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の熱硬化性樹脂組成物層側を
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、少なくとも第２の熱硬化性樹脂組成物層
に導電性を付与することにより、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、すでに述べた自動車
の外板の如き鋼板にその適用が限られるものではなく、
各種の車節、電気冷蔵庫、洗たく機など家電製品のケ−
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。

また、この発明の構成により、制振効果も期待できる。
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 ェピコート＃８２８（油化シェル社製ビスフェノールＡ
型液状ェポキシ樹脂）３５部、ェピコート＃１００２（
油化シェル社製、ビスフェノールＡ型固形ェポキシ樹脂
）５戊部、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−ＡＺＮＥ（四国化
成社製ェポキシ樹脂用潜在硬化剤）２部、ジシアンジア
ミド（日本カーバィド社製ェポキシ樹脂潜在硬化剤）５
部、タルク５の部およびアスベスト粉２部からなるェポ
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肋の
シート状に形成し、ついでガラスマット（日東紡績社製
ＭＣ＃３００）をラミネートして、第１の熱硬化性樹脂
組成物層とした。

この第１の熱硬化性樹脂組成物層は、加熱硬化後の引張
弾性率は９７Ｘ９／地であり、またガラス転移温度は１
１０ｑ０であつた。つぎに、ェピコート＃８７１（油化
シェル社製ダィマー酸変性ェポキシ樹脂）８碇都、ェピ
コート＃１００２（前出）１技邦およびハィカーＣＴＢ
Ｎ１３００×８（Ｂ．Ｆ．グッドリッチ社製ニトリルゴ
ム）１０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−ＡＺＮＥ（前出）２
部、ジシアンジアミド５部、グラフアィト粉末（中越黒
鉛工業社製ＣＰＢ−３）２０碇部およびァスベスト粉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濠練りすること
により、樹脂塊を得て、これを直圧式プレスにてシート
状に形成して、厚さ１肌からなる未硬化状態の第２の熱
硬化性樹脂組成物層とした。この層の加熱硬化後の引張
弾性率は２８ｋ９／ゆであった。また、この層の加熱硬
化後のガラス転移温度は４０００であった。つぎに、上
記第１および第２の熱硬化性樹脂組成物層を貼り合せて
この発明の金属板補強用接着性シートとした。つぎに、
この金属板補強用後着性シートを５肌中ｘ１５の長さに
切断し、別途用意した０．８肋厚の脱脂鋼板に圧着し、
露着塗装を行なった後、１８０℃の雰囲気中で３粉ご間
加熱することにより該接着性シートを硬化させた。

硬化後、鋼板のひげ現象は目視により全く認められなか
った。また、第２の熱硬化性樹脂組成物層の側面ならび
にその部分と鋼板との境界部も良好に竜着塗装されてい
た。このようにして補強した鋼板を試験片として塩水燈
霧試験器（東洋理化工業製ＳＴ−ＪＲ型）により錆テス
トを行なった。５０餌時間経過しても錆の発生は全くな
かった。

比較例 １ 第２の熱硬化性樹脂組成物層の充填剤として、グラフア
ィト粉末の代りにタルク５碇部とした以外は実施例１と
全く同機にして金属板補強用接着性シートを作製して、
脱脂鋼板に圧着した後、竜着塗装を行ない、ついで加熱
硬化させた後、塩水噴霧テストを行なった。

その結果５００時間の経過により、鋼板と上記接着シー
トの界面から錆が発生し、自動車の外板等に用いた場合
重大欠陥となるおそれがあることがわかった。実施例
２ ヱピコート＃８２８（前出）５０部、ェピコート＃１０
０２（前出）５０部、ハィカー＃１０７２（Ｂ．Ｆ．グ
ッドリッチ社製ニトリルゴム）１碇部、プラタミドＨＩ
Ｏ斑（日本リルサン社製共重合ナイロン樹脂）４の部、
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漁練りし、得
られた樹脂塊を直圧式プレスにて厚さ０．３肋のシート
状に形成し、これにガラスクロス（日東紡績社製ＷＥ２
６−１０４）をラミネートして第１の熱硬化性樹脂組成
物層とした。

この層の加熱硬化後の引張弾性率は７２ｋ９／柵であっ
た。また、この層加熱硬化後のガラス転移温度は１０５
ｑｏであった。つぎに、アデカＥＰ−４０００（旭電化
社製ェポキシ樹脂）７５部、ェピコート＃１００２（前
出）１５部および／・ィカーＣＴＢＮ１３００×８（前
出）１碇都を溶融混合し、得られた素成物１０碇織こ、
ＤＰハードナー（前出）２部、ジシアンジアミド、鉄織
（同和鉄粉製ＤＰＳ−２５１）４０碇都およびアスベス
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
スにてシート状に形成して、厚さ０．７肌からなる第２
の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弾性率は１０ｋ９／めであっ
た。また、この層の加熱硬化後のガラス転移温度は５０
ｑｏであった。この第２の熱硬化性樹脂組成物層と前記
第１の熱硬化性樹脂組成物層とを貼り合わせてこの発明
の金属板補強用接着性シートとした。次に、実施例１と
全く同様にして上記接着性シートを脱脂鋼板に圧着し、
電着塗装後加熱硬化させた。実施例１と同様に、ひげは
目視により全く認められず、第２の熱硬化性樹脂層の側
面ならびにその部分と鋼板の境界部も良好に露着塗装さ
れていた。さらに塩水噴霧試験機により錆テストを行な
ったが５０餌時間経過後も錆の発生は全くなかつた。

【図面の簡単な説明】 図面はこの発明の金属板補強用接着性シートの一例を示
す断面図である。 ＩＡ・・・・・・第１の熱硬化性樹脂組成物層、ＩＢ・
・・・・・第２の熱硬化性樹脂組成物層、１……シート
本体、２・・・・・・導電性付与材料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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の大きさ
   となりかつ加熱硬化させたときのガラス転移温度が高く
   なるように樹脂配合された第１の熱硬化性樹脂組成物層
   に、上記同様の引張弾性率が金属板の剛性を向上させる
   に不十分な大きさとなりかつ加熱硬化させたときのガラ
   ス転移温度が低くなるように樹脂配合された第２の熱硬
   化性樹脂組成物層を積層してシート本体を構成するとと
   もに、少なくとも上記第２の熱硬化性樹脂組成物層に導
   電性を付与した金属板補強用接着性シート。 ２ 第１の熱硬化性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接着性シ
   ート。