JPS6322236B2

JPS6322236B2 -

Info

Publication number: JPS6322236B2
Application number: JP57002141A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tominaga; Toshihiko Aryoshi; Tadahiro Rokusha; Hideshi Asoshina
Original assignee: Nitto Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1982-01-09
Filing date: 1982-01-09
Publication date: 1988-05-11
Also published as: JPS58118878A

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ツト溶接や接着剤に
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
軽量化に沿つて設計された外板の薄板化に逆行
し、重量増加、コストアツプになり、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
アルトゴム、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フエ
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つて外板に歪み
（へこみ）を与え、車体の面一（つらいち）性が
悪くなつて商品価値を著るしく損なうという致命
的な問題があつた。

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、エポキシ樹脂を主体と
した第１の樹脂組成物層と、これに積層された第
２の樹脂組成物層とからなり、かつ第１の樹脂組
成物層に補強材が埋設されているとともに、第２
の樹脂組成物層に発泡剤を含有させたことを特徴
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、第１の樹脂
組成物層に、熱硬化性材料としてエポキシ樹脂組
成物を使用しており、これは当然金属板に設けて
加熱硬化させたとき金属板の剛性を向上させるに
充分な大きさとなるような樹脂配合組成にされる
ものであり、この種の組成物は、その加熱硬化ご
の剛性向上の効果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
合量などによつて大きく相違する。

また、第２の樹脂組成物層については、熱硬化
性材料とした場合、それは金属板に対して接着力
の大きいエポキシ樹脂組成物が賞用される。この
組成物も、上記と同様にその加熱硬化後の金属板
の剛性向上の効果が主にその樹脂配合組成に左右
される。この第２の樹脂組成物層は第１のエポキ
シ樹脂組成物層で補強効果が十分上げられる場合
においては、熱硬化性材料に代つて熱可塑性材料
を用いることができる。

この発明者らは、当初、上記の金属板の剛性を
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つた。
また逆に上記金属板の剛性を向上させるに不充分
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つたが、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つた。

この発明は、エポキシ樹脂を主体とした第１の
樹脂組成物層に補強材を埋設する一方、この組成
物層に発泡剤を含有した第２の樹脂組成物層を積
層して、後者の層が金属板に接触するように圧着
し、加熱硬化発泡させることにより、上記相反す
る問題をみごとに克服しえたものである。つま
り、上記第１の樹脂組成物層を金属板の剛性を向
上させるに充分な樹脂配合組成とし、かつこれに
補強材を埋設することによつて、金属板の剛性の
向上に寄与させて補強効果を得るとともに、発泡
剤を含有した第２の樹脂組成物層を加熱発泡させ
て発泡体構造となし、この発泡体構造によつて上
記第１の樹脂組成物の硬化収縮を相殺させて金属
板への影響、すなわち金属板の歪変形を防止する
ものである。

上記の第１の樹脂組成物層は、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つて、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、加熱硬化後の性状が金属板の剛
性を充分に向上させうるように調整する。

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℃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
エニルスルホン、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、イソフタル酸
ジヒドラジド、Ｎ・Ｎ−ジアルキル尿奏誘導体、
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エポキシ樹脂などの熱可
塑性樹脂、またブタジエン−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
５〜100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
ブラツク、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エ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。

第２の樹脂組成物層は、第１の樹脂組成物層の
如き金属板の剛性を向上させるに充分な樹脂配合
組成とする必要はなく、また樹脂分としてエポキ
シ樹脂を含む各種の熱硬化性樹脂や場合により熱
可塑性樹脂を使用できる。しかし必須成分として
発泡剤を使用する以外は、本質的には第１の樹脂
組成物層と同様の手法により形成することができ
る。上記の発泡剤としては、アゾジカルボンアミ
ド、アゾビスイソブチロニトリルのようなアゾ系
化合物、ジニトロソペンタメチレンテトラミンの
ようなニトロソ化合物、パラトルエンスルホニル
ヒドラジツド、４・４−オキシベンゼンスルホニ
ルヒドラジツドのようなヒドラジツド系化合物な
どを広く使用できる。これらの発泡剤とともに必
要に応じて発泡助剤を併用することもできる。

このようにして形成される第１の樹脂組成物層
と第２の樹脂組成物層のなかでも、とくに第２の
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、この発明の接
着性シートを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、補強材が埋設され
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織布や不織布、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
ンフイルムの如きプラスチツクフイルム、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
浸によつ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からなるものが好適であ
り、とくに望ましくはガラス不織布もしくはガラ
ス繊維布を使用するのがよい。

この発明の接着性シートは、上述の如き第１の
樹脂組成物層と、発泡剤を含有した第２の樹脂組
成物層とを積層し一体化させてなるものであり、
この積層一体化はその粘着性を利用して行なつて
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。このシートの厚みは、
金属板の種類や補強の程度などによつて異なる
が、一般には第１の樹脂組成物層で0.01〜10mm程
度、好適には0.1〜５mm、第２の樹脂組成物層で
0.1〜30mm程度、好適には0.5〜10mmで、全体厚み
が通常0.2〜40mm程度で好適には0.5〜20mmであ
る。

このようにして得られるこの発明の接着性シー
トの好ましき性状としては、全体として常温では
実質的に流動せず自己保持性を有するが高粘度状
態となつているものである。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。
したがつて、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、湾曲状などであつても貼着で
き、補強用のシートとしてより有効に応用でき
る。

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
板に対し広く適用することができる。

この発明の補強方法は、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
着性シートをその第２の樹脂組成物層側から圧着
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発泡させることにより達成で
きるものである。なお、上記加熱硬化発泡は、自
動車製造ラインにおける車体鋼板の塗料焼付工程
で同時に行なうことができる。また、第２の樹脂
組成物層の発泡倍率は一般に1.5〜10倍程度とさ
れる。

この補強方法において、接着性シートとして前
述の如く少なくとも第２の樹脂組成物層が粘着性
を有するものを使用することにより、それに応じ
た前述の如き性能を発揮させることができ、一
方、この発明のように、第１の樹脂組成物層に補
強材を埋設したものにおいては、それによる強度
の向上が大となるため、第２の樹脂組成物層に熱
可塑性材料を容易に選択でき、第２の組成物の材
料の選択上でも有利となる。

以上、詳述したとおり、この発明によれば、特
定の熱硬化性樹脂を用いかつ補強材が埋設された
第１の樹脂組成物層と発泡剤を含ませた第２の樹
脂組成物層とを組み合せた二層構造の接着性シー
トを使用し、これを補強するべき金属板に特定状
態に圧着し加熱硬化発泡させるだけで、大きな補
強効果が得られるとともに、上記操作時に金属板
に歪みを生じさせることもなく、また施工が非常
に簡便となるなどの効果がもたらされる。

つぎに、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１エピコート＃828（油化シエル社製ビスフエノー
ルＡ型液状エポキシ樹脂）35部、エピコート
＃1002（油化シエル社製ビスフエノールＡ型固形
エポキシ樹脂）50部、バイロン＃500（東洋紡社製
ポリエステル樹脂）15部、キユアゾール2MZ−
AZINE（四国化成社製エポキシ樹脂用潜在硬化
剤）５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５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た。
得られた樹脂塊を直圧式プレスにてシート状に成
形して厚さ0.4mmの成形シートとし、ついでこの
シート状物にガラスマツト（日東紡績社製MC
＃300）をラミネートして第１の樹脂組成物層と
した。

つぎに、エピコート＃871（油化シエル社製ダイ
マー酸変性エポキシ樹脂）70部とエピコート
＃1002（前出）30部とを混合釜にて溶融混合し、
この組成物100部にキユアゾール2MZ−AZINE
（前出）５部、タルク50部、アスベスト粉３部お
よび発泡剤（永和化成社製ビニホールAK＃２）
１部を配合し、通常のミキシングロールにて混練
りしたのち、これを直圧式プレスにてシート状に
成形して、厚さ１mmからなる未硬化状態の第２の
樹脂組成物層とした。これを第１の樹脂組成物層
に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。

この接着性シートの第２の樹脂組成物層側を
0.7mm厚さの鋼板に貼り合わせたのち、150℃雰囲
気中で60分間加熱硬化発泡させて上記鋼板に強力
に固着させた。上記シートの加熱硬化発泡後、鋼
板のひけ現象は目視により全く認められなかつ
た。また、このように補強した鋼板の下記の如き
強度試験を行なつたところ、その試験結果は33
Kg／50mm巾となり、補強措置をなんら施こしてい
ない鋼板単独の最大曲げ応力が８Kg／50mm巾であ
つたのに対し、非常にすぐれた補強効果が得られ
ていることが判つた。

〈強度試験〉先端間の距離100mm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50mm）を有する支持台で、巾50mm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50mm）で荷重を加えたときの最大曲げ応力
（Kg／50mm巾）を測定した。

実施例２エピコート＃828（前出）50部、エピコート
＃1002（前出）50部、プラタミドH103P（日本リ
ルサン社製共重合ナイロン樹脂）50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0.3mm厚
にシート成形し、このシート状物にガラスクロス
（日東紡績社製WE26−104）をラミネートして第
１の樹脂組成物層とした。

つぎに、アデカEP−4000（旭電化社製エポキシ
樹脂）60部、エピコート＃1002（前出）30部およ
びハイカーCTBN1300×８（B.F.グツドリツチ社
製ニトリルゴム）10部を溶融混合した。得られた
組成物100部に、DPハードナー（前出）２部、ジ
シアンジアミド２部、タルク50部および発泡剤
（永和化成社製FE−９）1.5部を配合し、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
塊を得た。これを直圧式プレスにてシート状に成
形して厚さ0.7mmからなる第２の樹脂組成物層と
した。この第２の樹脂組成物層を前記第１の樹脂
組成物層に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。

実施例１と同様にこの接着性シートの第２の樹
脂組成物層側を厚さ0.7mmの鋼板に貼り合わせた
のち、150℃で60分間加熱硬化発泡させた。加熱
硬化発泡後、鋼板のひけ現象は目視により全く認
められず、また補強された鋼板の強度試験を実施
例１と同様に行なつたところ、最大曲げ応力が30
Kg／50mm巾で良好な補強効果が得られていた。

Claims

【特許請求の範囲】１エポキシ樹脂を主体とした第１の樹脂組成物
層と、これに積層された第２の樹脂組成物層とか
らなり、かつ第１の樹脂組成物層に補強材が埋設
されているとともに、第２の樹脂組成物層に発泡
剤を含有させたことを特徴とする金属板補強用の
接着性シート。２補強材がガラス繊維からなるものである特許
請求の範囲第１項記載の金属板補強用の接着性シ
ート。３少なくとも第２の樹脂組成物層が粘着性を有
してい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。４金属板が自動車の車体鋼板である特許請求の
範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の金属板補
強用の接着性シート。