JPS6230177A - 樹脂製補強材 - 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】 （ａ）産業上の利用分野 しかも四季を通じて雰１覆Ｍ気温度が低温から高温１こ
至るまで優れた初期粘着性を有する、貼付作業性が極め
て良好な板金部材の樹脂製補強材に関するものである。

（ｂ）従来の技術 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。例えば、ルーフ、７エングー、フード
、）ランク、りオーターパネル、ドア等のように比較的
広くて平坦な形状でありながら薄い外板にあっては、構
造上外力に対して適度な剛性を共働させる必要があり、
二のｒこめ８属性の補強材を、スポット溶接や接着剤に
より上記外板の内側に貼り付ける手法がとられて（する
。しかしこの方法では補強材が金属製で重量が重く、ｊ
ｌｔ体の軽量化に基づいて設計された外板の薄板化に）
笠行し、重量増加、コストアップ；こなワ、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。又、金
属製の補強部材の場合、スポット箇所等から錆が発生し
やすく、しかも金属製の補強材による補強では防振効果
が得られないため、す（脂による補強方法が採用される
に至っている。

従来、樹脂による補強方法としては、以下に挙げるもの
が提案されている。

第一の方法は、アスファルトゴム、ブチルゴム、エポキ
シ（３（脂、７ヱ／−ル樹脂、アクリフＯ（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側に塗布
ないし貼り付けるものである。

第二の方法は、車体外板を２つのＯ（脂層の積層体で補
強する方法である。即ち補強性を高めるｊこめのｆ：ｔ
Ｓｌの樹脂層と鋼板の歪の発生を防止するための剛性の
低い［２の樹脂層との積層体から成る８（脂製補強材で
ある。

（ｃ）発明が解決しようとする問題点 上記第一の方法では、高分子材料として引張弾性率が大
きく且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ると共に金属
製の補強材を使用する方法に比べて軽量で工法も簡便と
なるなどの利点がある。

ところが、その反面引張弾性率ないし接着力の大きい高
分子材料は熱硬化性（３（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（へこみ）が
生じ、車体の面一（っらいち）性が悪くなって商品価値
を者しく損なうという致命的な問題があった。したがっ
て、この場合、弾性率の低い＋４４脂しか使用できない
結果、十分な補強性を発現できないという問題がある。

又第二の方法では鋼板の補強性と歪の防止という相反す
る両特性を満足することが可能で有用な樹脂製補強材で
はあるが、以下に述べる火照を有していた。

即ち、シート状の樹脂製補強材の場合、被着体（鋼板）
への貼付作業性の観点から、当該Ｕ（脂補強材の片面が
、常温で粘着性を有することが必要である。ところが、
熱硬化性樹脂を主体とした樹脂系で粘着性を賦与した場
合、この粘着力は温度によって大きく変化し、夏期に粘
着力が良好な樹脂系では冬期で粘着力が低下する結果、
この種樹脂製補強体を冬期において被着体に貼付した場
合、当該樹脂製補強材が被着体から脱落する等の問題が
発生し、一方、冬期に粘着力の良好な樹脂系では樹脂粘
度を低くせねばならないことから、夏期のような高温で
は樹脂の凝集力が極端に低下し、その結果、離型フィル
ムを剥離するのが困難となったり、場合によっては離型
フィルムに樹脂残り（糊残り）が発生して被着体への接
着力が低下する等の問題が発生する。

その結果、夏用と冬用の樹脂製補強材を製造しなければ
ならず、このため材料管理や生産管理、更に在庫管理な
どが煩雑になる等の問題があった。

又、夏用と冬用の２種類の樹脂製補強材を作成した場合
でも、急激な温度変化、例えば昼間と夜間の温度変化が
激しい場合、その対応が困難なときがあり、自動車産業
等においてその改良が強く要、１１１されていた。

ところで、粘着性を賦与するため、感温性の小さい粘着
テープの如き接着剤の使用が考えられるが、本用途のよ
うな補強材の場合、この種の粘着剤では接着力が小さく
、十分な補強性を登ＫＩＣでへないから使用することが
できない。

（ｄ）問題点を解決するための手段 本発明者は、かがる従来の実情に鑑み、鋭意検討を重ね
た結果、軽量安価で鋼板等の板金部材の剛性を向上させ
、しかも−年を通じて被着体への貼付作業が良好な樹脂
製補強材の開発に成功し、本発明を完成したものであり
、これにより、上記問題点を一挙に解決したものである
。

即ち、本発明は第１の熱硬化性樹脂層と、常温で粘着性
を有するｔｐＪ２の熱硬化性樹脂層からなる積層シート
において、上記第２の熱硬化性樹脂層にはその表面部又
は内部に３層基材を設けたことを特徴とするものである
。

本発明に用いられる第１及び第２の熱硬化性樹脂層にお
いて、当該熱硬化性樹脂層に用いられる熱硬化性樹脂と
しては、グリシツルエーテル型、クリシシルエステル型
、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金属板に
対する接着性が良好であるなどの１代から望ましい。し
かし、他の熱硬化性樹脂、例えばメラミン系、ポリエス
テル系・フェノール系、尿素系等の樹脂も使用すること
もできる。

この熱硬化性樹脂に配合する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℃の温度範囲で活性であれば充分で、
例えばエポキシ樹脂の主硬化剤としては、ジンアンジア
ミド、４・４′−ノアミ／ジフェニルスルフォン の酸あるいは酸無水物、ポリアミド７ミンなどがあり、
さらにその硬化促進剤としては、２−ｎーヘプタデシル
イミグゾールのようなイミグゾール誘導体、イソフタル
酸ジヒドラシ゛ド、グアニジノ基、Ｎ−Ｎ−ノアルキル
尿素誘導体などが挙げられる。

そして、その使用量は、エポキシ樹脂１００重量部に対
して、各々主硬化剤で通常３〜３０重量部、硬化促進剤
としては、１０重量部以下の割合にするのが好ましい。

このようにして得た熱硬化性樹脂組成物中には、所望に
より上記成分のほか、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、タレ防止あるいは溶１１イ
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
の添加剤が配合される。

シート成形性を向上させる目的で加える添加剤には、例
えば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
７エ７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爪合体ないしその誘導体の如
きゴｌ、成分などが挙げられ、その配合量は、熱硬化性
樹脂１００重量部に対して５〜１００重量部程度とする
のがよい。

さらに溶解粘度を下げ、ぬれ性を向上させる目的で加え
る添加剤には、例えば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希釈
剤、ノオクチル７タレートの如き７タル！！２系可塑剤
などを配合できる。そして、これらの配合量は、熱硬化
性樹脂１００重量部に対して通常３〜３０重量部程度と
するのが好ましい。

また上記熱硬化性樹脂組成物にはそのタレ防止の目的で
炭酸カルシウム、タルク、ベントナイト系の粘土、アス
ベスト粉、ガラス、ビニロンなどの各種短繊維、けい酸
類、カーボンブラック、コロイグルシリカなどの添加剤
を配合してもよい。

この場合の添加剤の配合量は、この添加剤を配合した熱
硬化性り（脂組成物を用いてこの発明の樹脂製補強材を
作り、これをドア外板等の補強用としたとき、加熱硬化
後に上記外板等との接着力を損なわない程度に配慮され
る。このタレ防止の目的には上記添加剤のうちアスベス
ト短繊維等の各種の短繊維が好適に使用され、その配合
量は、上記組成物中のポリマー成分（即ち熱硬化性樹脂
及び所望により使用される熱可塑性樹脂、ゴム成分の総
量）１００重量部に対し２〜３０重量部が好ましい。

本発明において、上記１の熱硬化性ｔｊｆ脂屑には、■
’ｌ　　、Ｊｌ　　　１　　　　Ｊ　　　Ｊ．ｌｔ　　
Ｉｌ＋’　　１ｒ　　＆４　　ｎ−　　ｆｌ’Ｌ　　＋
Ｑ　　？　　　）Ｖ　　Ｎｌ　　ｌｔ　　Ｊ−　　、　
−　　Ｊ．／　　　　　ＩＡＪ　　ｎ噂ｆｆ＋ｌｌ補強
材を硬化したときその剛性を一層向上させるために、こ
の第１の熱硬化性樹脂に繊維基材を設けるのが好ましい
。この繊維基材の具体例としては、例えば〃ラスａｍや
アスベスト繊維などの無機質繊維布や無機質マット、麻
、綿、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレンなどの
有機質繊維布、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維
、更にこれらで形成してなる不織布の如きシート状繊維
基材などがある。これらのなかでとくに好ましいものは
無機質＃＆維布であり、その代表的なものがガラスｋａ
．維である。

そして、本発明の最も大きな特徴は、常温で粘着性を有
する第２の熱硬化性樹脂層中にｒｇ層基材を設けた点に
あり、これによってー＠類の樹脂製補強材で一年中、つ
まり温度変化に影響を受けることなく、被着体への貼付
作業が可能となるのである。

この場合、該薄層基材層は、ｆ５２の熱硬化性（４ｒ脂
層の表面部、つまり被着体制に偏位させて設けてもよ（
、或はこれに代尤で、内部に設けてもよぃが、特に表面
部（被着体側）に偏位させるのが好ましく、この位置は
被着体貼付面側がら見て０．１〜０．５ｍｍ、特に好ま
しくは０．２〜０．４ｍｍの位置が適切であり、０．１
＋。□以下の位置に設けると粘着力（接着強度）が低下
する場合があり、逆に、０．５＋ａｍ以上の位置に設け
ると、高温時、凝集力が低下し、離型フィルムへの糊残
り等の問題が発生する場合があり好ましくない。

本発明に用いられる上記砧層基村としては、例えば上述
の各種の繊維基材を用いることができるが、ポリエステ
ル、アクリル、オーバレイ紙、ガラスなどの不織布が好
適であり、該薄層基材の厚みとしては、０．２＋ａ＋ａ
以下（秤量基準で大体５０ｇ／Ｉｎ２以下）が好ましく
、特に０．０３〜０．１＋ｎｍ程度（秤量基準で大体５
〜４０　ｇ／　ｔｏ２程度）が最も望ましい。この不織
布の厚みが厚過ぎると樹脂製補強材の柔軟性が低下して
被着体への貼付性が劣る場合があり、一方、Ｔｇ過ぎる
と、第２の熱硬化性樹脂層の組成物が離型フィルム側に
転写する場合がある。

又、本発明のイ３イ脂製補強材の厚みは、その用途によ
って異なるが、一般に０．１〜１５ｍ＋ｎ、好ましくは
０．５〜１２□、特に好ましくは０．８〜６ｍｍであり
、０．１＋ｎ＋ｎ未満ではこの補強材の加熱、硬化後の
強度に問題が生ずる場合がある。

次に上記第１及び第２の熱硬化性樹脂層の形成法につき
詳述する。

第１の熱硬化性樹脂層は、各種熱硬化性樹脂層に加熱活
性硬化剤を配合し、それに、所望により各種の添加剤を
加えてなる熱硬化性樹脂組成物を適宜の方法、例えば直
圧式プレス等を用いて未硬化ないし半硬化の状態でシー
ト状に形成して製造される。

この場合、」１記組成物を未硬化ないし半硬化の状態で
上記繊維基材上にシート状に成形して形成すると、剛性
の一層向上した第１の熱硬化性樹脂層が得られる。又こ
の第１の層は特に粘着性を有している必要はないが、望
むなら粘着性をもたせてもよい。

また、常温て゛粘着性を有する第２の熱硬化性樹脂層は
、上記第１の層と同様或はｙ４なる組成物を未硬化ない
し半硬化状態で、上記第１の熱硬化性樹脂層と同様にシ
ート状に形成して製造される。

そして、第２の熱硬化性樹脂層が粘着性を有しないか或
は粘着性が乏しい場合にはこれに粘着性付与剤を添加す
る。この粘着性付与剤としては、演状系の熱硬化性Ｏ（
脂をベースにしてシート成形性を向上させる目的で加え
る添加剤同様、例えばポリビニルブチラール、ポリエス
テル、ポリアミド等の熱可塑性樹脂、或はブタノエン−
アクリルニトリル共重合体等のゴム成分が挙げられる。

又、上記第２の熱硬化性樹脂層に薄層基材を設ける方法
としては、特に限定されるものではなく、各種の方法が
採用されるが、例えば厚さ１．＋ａｍの第２の熱硬化性
樹脂層を形成する場合には、厚さが０．３＋ｎ＋ｎと０
．７＋ｎｍの樹脂層を各々作成し、この２枚の樹脂層間
にＮ層基材を介在させて両者を適宜の方法で接合して積
）Ｍする等の方法を採用できる。

ｌ・７ｉ’ｍ＋１５Ｌ！ｆｎ９θ）４丸Ｘ１ＴｉイｋＨ
ｂ７１１１ｔ旨Ｉｍｙ’Ｆ７Ａ）−ｌては、それぞれ通
常０．０５〜ｂ ０．１〜５ｍｍとするのが好ましい。

本発明において、第１の熱硬化性樹脂層に第２の熱硬化
性樹脂層を積層する手段は特に限定されるものではない
が、一般には上記第２の層の粘着性を利用して行うこと
ができ、又適宜の温度に加熱して熱融′Ｘ１させるなど
の種々の方法を採っても差し支えない。

そして、上記樹脂製補強材における第１の熱硬化性１３
（脂層は、加熱硬化後の引張弾性率が板金部材の剛性を
向上させるに必要且つ充分な大きさとされたものて゛あ
るが、この引張弾性率とは一般に３０−５００ｋｇ／＋
ａｍ２程度が好ましい。

なお、ここにおいて、引張弾性率とは、ｌ５ＯＲｅｃｏ
１６ＩＩｌｅｎｄａｔｉｏｎＲ５２７に規定された方法
で、Ｔｙｐｅ　１のテストピースを使用し、５ｐｅｅｄ
　Ｂにより測定される値を意味するものである。

上記樹脂製補強材におけるｆ５２の熱硬化性５３４脂層
は、加熱硬化の際における板金部材の歪の発生を防止す
るためのものであるが、該第２の層の引張弾性率は一般
に０　、　１　′−１５ｋｇ／　１１１１１１２程度の
ものが好ましい。この弾性率があまり小さくなりすぎる
と、板金部材の補強効果が乏しくなる。

本発明の樹脂製補強材は、すでに述べてきた自動用のド
ア外板の如き鋼板等の板金部材の他、各種の車両、電気
冷蔵庫、洗濯機などの板金部材に対し、広く適用するこ
とができる。

（ｅ）作用 本発明の樹脂製補強材は硬化後の剛性が著しく高い第１
の熱硬化性樹脂層と、常温で粘着性を有する第２の熱硬
化性樹脂層から成るシート状の積層体で構成されている
から、該樹脂製補強材を板金部材へ取付けて硬化させる
ことにより当該板金部材の補強性が賓しく向上するので
あり、又第２の熱硬化性Ｏ（脂層が粘着性を有するから
上記板金部材への取付けが簡単になしうるのである。

そして特に本発明の樹脂製補強材においては、第２の接
着性を有する熱硬化性Ｕ（脂層の表面部又は内部に薄層
基材を設けたことにより、温度変化に起因する該第２の
層の凝集力の変化を調節し、これによって、冬期のよう
な低温でも被着体への貼付作業性を損なわないような粘
着性を有する第２の熱硬化性樹脂層を、夏期のような高
温で使用しても離型フィルムに糊残りを生じることがな
くなり、四季を通じて貼付作業性の良好な？Ｊｆ脂製補
強材になる作用を有する。

（ｆ）実施例 以下、本発明の構造例及び実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものではない。

（イ）以下、本発明のａｔ脂製補強材の構造例を図面に
より説明する。

第１図〜第７図において、本発明の（３（脂製補強材（
１）は、シート状の第１の熱硬化性樹脂層（２）と、常
温で粘着性を有するシート状の第２の熱硬化性樹脂層（
３）とから成り、上記第１及び第２の熱硬化性樹脂Ｆｒ
Ａ（２）、（３）は積層されてシート状に形成され、し
がも、いずれも未硬化ないし半硬化の状態にある。

この場合、上記第１の熱硬化性樹脂層（２）には、第３
図〜１７図に示す如く、繊維基材（４）を張設し、これ
によって樹脂製補強材（１）の硬化後の強度を一層向上
させることが好ましく、特に上記繊ｍ基材（４）として
ガラス繊維布を用いたときは・優れた強度を示すから望
ましい。

（５）は薄層基材で、該ｆ層基材（５）は常温で粘着性
を有する第２の熱硬化性樹脂に４（３）に張設され、こ
れによって、温度変化に起因する当該ｆ５２の熱硬化性
樹脂層（３）の凝集力の変化を調節するよう（１が成さ
れて成る。

そして、該薄層基材（５）は、第１図と第３図及び第６
図に示すように、第２の熱硬化性樹脂層（３）の中間部
においてその被着体（図示せず）例に偏位していてもよ
く、或はこれに代えて、 第５図に示すように、第２の熱硬化性樹脂層（３）の中
央部に設けてもよく、更に、これに代えて、第２図及び
第４図に示すように、１１の熱硬化性樹脂層（２）側に
偏位させてもよく、更に、又上記各実施例に代えて、 第７図に示すように、第２の熱硬化性？Ｊｆ脂層（３）
勇　〃間然け　マ）ノ＋プ　ｔ　）−い　勇　で　訳　
入なお、（６）は上記第２の熱硬化性樹脂層（３）を保
護する離型フィルムである。

（ロ）次に本発明の樹脂製補強材の製造例について説明
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１〜３ ■ｆｊＳ１の熱硬化性樹脂層の作成 内：ｆＦ８？Ｓ＆の攪拌機付き混合釜中において、第１
表に各々示す組成から成るエポキシ樹脂の混合物を、温
度１２０°Ｃで２時間混練しつつ、第１表に示す部数の
硬化剤（ジシアンジアミド）及び硬化促進剤（２−フン
デシルイミダゾール）を各々加えて、温度１００℃で１
０分間混合することにより第１の熱硬化性樹脂組成物を
得た。

得られた組成物を直圧式プレスを用い、公知の方法で厚
さ０．９ｍｍのシートを形成し、更に〃ラスｉ維布をラ
ミネートして半硬化状態の第１の熱硬化性樹脂層を得た
。

■第２の熱硬化性樹脂層の作成 上記■と同様の方法で、第１表に各々示す組成から成る
常温で粘着性を有する第２の熱硬化性樹脂組成物を得た
。その後、直圧式プレスを用い、上記■と同様の方法で
厚さ０．２ｍ＋ｎと０．４ｍｌ１１のシートを成形し、
この２枚のシートの間に、第２表に示す薄層基材を介在
して設け、加圧、積層して常温で粘着性を有する未硬化
状態のｆｊｉＪ２の熱硬化性樹脂層を得た。

■樹脂製補強材の作成 次いで、上記第１の熱硬化性ａｔ脂層と上記第２の熱硬
化性樹脂層をＶＬ層一体化し、本発明のム（脂製補強材
を各々作成した。

その特性を第２表に示す。

比較例１・２ 上記実施例と同様の方法で、第１表の各比較例に示す組
成から成るシート型の樹脂製補強材を作成した。この場
合、第２の熱硬化性樹脂には、上記各実施例と異なり、
薄層基材を設けなかった。

（以下余白） ＜　ｃＱ　Ｕ　Ｑ　印Ｃｘ、　Ｃ：）　：Ｃ−ｚ　”：
ｌ　Ｊ　：Ｅ〈粘着力試験〉 乾布で軽くふいた油面鋼板に各実施例及び各比較例の樹
脂製補強材の試験片（幅２５ｍｍ、良さ５０ｍｍ）（１
’）を貼付し、温度３５℃と温度８°Ｃの試験部屋で各
々粘着力を評価した。

評価方法は、第１図に示す治具（７）を使用して３０度
の角度から衝撃を繰返し、上記使用片（１′）が脱落す
るまでの回数で評価した。

上記結果から明らかなように第２の熱硬化性樹脂層に薄
層基材を設けたものは温度変化によって凝集力（粘着力
）が低下せず、この結果、１種類の樹脂製補強材で一年
中使用できるのである。

（ｇ）発明の効果 本発明の樹脂製補強材は、当該樹脂製補強材における常
温で粘着性を有する第２の熱硬化性樹脂層の表面部又は
内部に薄層基材を設け、これによって、温度変化に伴っ
て変化するこのＰＡ２の層の凝集力（粘着力）の変化を
調節するようにしたから、１種類の樹脂製補強材で四季
を問わず一年中使用できるのであり、又、樹脂製補強材
が１種類だけでよいから、当該樹脂製補強材を製造する
にあたての材料管理や生産管理が合理化されると共に、
在庫管理が簡便になり、この結果、樹脂製補強材を安価
に製造できる等の効果を奏するのである。

【図面の簡単な説明】

１１図〜第７図はそれぞれ本発明の樹脂製補強材の実施
例を示す拡大断面図、ｆ５８図は粘着力測定用の治具・
を示す斜視図である。 （１）・・・樹脂製補強材、　（１’）・・・試験片。 （２）・・・第１の熱硬化性樹脂層。 （３）・・・第２の熱硬化性樹脂層。 （５）・・・薄層基材。 １・・・８０ｉ覧＠強甘 ２・・・萬）の処硬化性尖＋ｑｉ４ ３°°°〕九２の勇９會イヒ、すＬ才１０碕６・・・１
′層番材 第８図 １′・・・拭ぷ甥 ７・・−ｙ６　　具

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の熱硬化性樹脂層と、常温で粘着性を有する
   第２の熱硬化性樹脂層からなる積層シートにおいて、上
   記第２の熱硬化性樹脂層にはその表面部又は内部に薄層
   基材を設けたことを特徴とする樹脂製補強材。
2. （２）上記薄層基材が有機質不織布である特許請求の範
   囲第１項記載の樹脂製補強材。
3. （３）上記有機質不織布がポリエステル不織布である特
   許請求の範囲第２項記載の樹脂製補強材。
4. （４）上記薄層基材が無機質不織布である特許請求の範
   囲第１項記載の樹脂製補強材。
5. （５）上記無機質不織布がガラス不織布である特許請求
   の範囲第４項記載の樹脂製補強材。