JPS6334826B2 - - Google Patents

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ツト溶接や接着
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つた。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
せうるような加熱硬化後の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つた。

上記歪みの問題を回避するために、この発明者
らは、加熱硬化後の引張弾性率が大きくかつガラ
ス転移点の高い第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つ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
がつて、歪みを伴なうことなく所期の補強効果が
得られる。

しかしながら、この発明者らの引き続く研究に
よれば、上記提案の接着性シートで大きな補強効
果を得るためには第１の層の厚みをかなり厚くす
る必要があり、この場合金属板の種類によつては
第２の層の存在にもかかわらず歪みの発生を防止
できなくなることがあつた。

この発明者らは、上記観点からさらに鋭意検討
した結果、前記提案の第１および第２の熱硬化性
樹脂組成物層からなる接着性シートの第１の層中
に加熱により分解する発泡剤を含有させ、加熱硬
化と同時に上記第１の層を発泡させて発泡体構造
とすることにより、補強効果を著しく増大できる
と共に歪みの発生を防止できることを知り、この
発明をなすに至つたものである。

すなわち、この発明は、加熱により分解する発
泡剤を含有しかつ加熱硬化後の引張弾性率が30〜
500Kg/mm²でガラス転移点が70℃以上である第１の
熱硬化性樹脂組成物層と、加熱硬化後の引張弾性
率が0.1〜15Kg/mm²でガラス転移点が60℃以下であ
る第２の熱硬化性樹脂組成物層とが略同幅に積層
されてなり、上記第２の熱硬化性樹脂組成物層の
表面全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における
第１の層中には加熱により分解する発泡剤が含有
されているため、このシートの第２の層側を金属
板にあてがつて加熱硬化させたとき、発泡によつ
て厚みが増大した第１の熱硬化層とこれと一体化
された第２の熱硬化層とからなる補強層が形成さ
れ、特に上記第１の熱硬化層の厚み効果によつて
金属板の曲げ強さを著しく向上させることができ
る。

なお、上記第１の熱硬化層は発泡体構造となる
ことによつてその弾性率が低下してくる。しかる
に、曲げ強さは一般に（厚み）³×（弾性率）に比
例するから、厚みが増大すれば弾性率が少々低下
しても曲げ強さの大巾な向上を望めるものであ
る。

しかも、上述の如く第１の熱硬化層の弾性率が
低下すれば金属板の歪みの発生を防止する上で逆
に好結果が得られる。すなわち、この発明の接着
性シートによれば、その第１の層中に発泡剤を含
ませることによつて発泡による厚み効果によつて
補強効果を増大できると共に発泡による弾性率の
低下によつて第１の層が過度に大きな弾性率とな
るのを防ぎこれにより歪みの発生を防止できると
いう利点が得られる。

また、この発明の接着性シートは、加熱硬化前
は未発泡の状態で柔軟性を有する比較的薄肉かつ
平担状のものであるため、曲面を有する金属板な
ど複雑な形状物に対しても容易に貼り付け施工で
き、予め発泡体層としたものでは困難な良好な補
強作業性が得られる。

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、加熱発泡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30〜500Kg/mm²、この
ガラス転移点とは70℃以上通常150℃までである。
特に好適な引張弾性率は50〜300Kg/mm²、好適なガ
ラス転移点は100〜140℃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
なりすぎると第２の層の存在にもかかわらず、金
属板の歪みを発生を防止できなくなる。

この発明の接着性シートにおける第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0.1〜15Kg/mm²、このガラス転移
点とは60℃以下通常10℃までである。特に好適な
引張弾性率は0.5〜10Kg/mm²、好適なガラス転移点
は50〜20℃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。もちろん、前記第１の層が同様に粘
着性を有していてもよい。

なお、この明細書において、引張弾性率とは、
ISO Recommendation Ｒ―527に規定された方
法で、Type1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。

このような第１および第２の熱硬化性樹脂組成
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
に第１の層では特に発泡剤を配合し、また両層共
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、発泡剤その他
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それぞれ
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℃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疑集力を持た
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。

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、フエノ
ール樹脂などの各種のものを使用できる。

つぎに、第１の熱硬化性樹脂組成物層中に含ま
せる加熱することにより分解する発泡剤として
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
れらの発泡剤と共に必要に応じて発泡助剤を併用
してもよい。

上記発泡剤の使用量は、熱硬化性樹脂100重量
部に対して通常0.1〜５重量部程度とし、加熱硬
化後の発泡倍率が少なくとも1.2倍以上で好まし
くは1.5〜５倍となるようにされているのがよい。
発泡剤率が低すぎては所期の効果が得られない。
また高くなりすぎると逆に曲げ強度が低下してく
るから好ましくない。

上記の如き第１および第２の熱硬化性樹脂組成
物層のうち特に第１の層には、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、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布が好適であり、とくに
望ましくは厚さ0.03〜0.3mm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は、上述した第１およ
び第２の熱硬化性樹脂組成物層を別個にシート成
形したのち両者を加圧下で粘着ないし融着する
か、あるいは一方のシート成形物に他方の層を押
出成形するか、また両層を同時に押出成形するな
どの各種の方法でつくることができる。なお、こ
れらの方法において、第１および第２の熱硬化性
樹脂組成物層は略同幅に積層されるものである。

このシートの厚みは、第１の熱硬化性樹脂組成
物層で0.01〜10mm程度、好適には0.1〜５mm、第
２の熱硬化性樹脂組成物層で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。

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、１は第１の熱硬化性樹脂組
成物層、２は第２の熱硬化性樹脂組成物層であ
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
ートを第２の層の粘着性を利用してその全面を金
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
れにより第１の層を発泡させたのち硬化させ同時
に第２の層も硬化させて金属板３に強固に接着さ
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は第２の熱硬化性樹脂組成物層
２の表面全面で金属板表面への装着面を構成して
いる。

第３図は上述の如くして金属板を補強した状態
を示す。図中、１′は発泡体構造とされた第１の
硬化層、２′は第２の硬化層で、両硬化層１′，
２′によつて補強層５が構成されている。このよ
うに補強された金属板３は、主として層１′の働
き、特にこの層１′が発泡体構造とされてその厚
みが増大していることによつて大きな剛性を有す
るものとなり、一方層２′の存在によりまた上記
層１′がその厚みの割には適度な弾性率とされて
いることから層１′の硬化収縮に伴なう歪みの発
生が効果的に抑制されたものとなる。

なお、層１′の硬化収縮に伴なう金属板３の歪
み発生をより一段と防止しまた補強層５の補強効
果をより大ならしめるために、この発明の接着性
シートにおける第１および第２の熱硬化性樹脂組
成物層の両層間に予め金属製シート状物を介在さ
せておくことは望ましい手段である。

このような金属製シート状物の材質としては、
鋼、メツキ鋼、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
であつてもよい。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0.05〜２mm、好ましく
は0.1〜0.5mm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観点
から補強すべき金属板の種類に応じて適宜メツシ
ユの大きさなどを選択することができる。

この発明の接着性シートには、いうまでもなく
上述の如き第１および第２の層１，２間に金属製
シート状物を介在させた構造のものも当然に包含
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。

以上詳述したとおり、この発明の接着性シート
によれば、これを補強すべき金属板に対して特定
状態に圧着し加熱硬化させることによつて、発泡
による厚み効果と弾性率の低下により金属板に歪
を生じさせることなくその強度を大巾に向上でき
るという効果が得られる。

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 エピコート＃828（油化シエル社製のビスフエノ
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
のポリエステル樹脂）15部、キユアゾール2MZ
―AZINE（四国化成社製の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
社製のエポキシ樹脂潜在硬化剤）５部、タルク50
部、アスベスト粉２部およびネオセルボンＰ
＃1000（永和化成社製の発泡剤）２部からなる組
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0.5mm厚にシート状
に成形した。これにさらにガラスクロス（日東紡
績社製のWE―22D―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。

つぎに、エピコート＃871（油化シエル社製のダ
イマー酸変性エポキシ樹脂）80部、エピコート
＃1002（前出）10部、ハイカーCTBN1300×８
（B.F.グツドリツチ社製の液状ゴム）10部、キユ
アゾール2MZ―AZINE（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
し、熱プレスにてシート成形して厚さ１mmからな
る第２の熱硬化性樹脂組成物層とした。

上記第２の熱硬化性樹脂組成物層を第１の熱硬
化性樹脂組成物層に貼り合わせることにより、こ
の発明の接着性シートとした。なお、このシート
の第１および第２の熱硬化性樹脂組成物層の加熱
硬化後の引張弾性率は第１の層で40Kg/mm²（ただ
し、ガラスクロス含まない値）、第２の層で2.0
Kg／mm²であつた。また、加熱硬化後のガラス転移
点は第１の層で105℃、第２の層で40℃であつた。
但し、加熱硬化の条件は150℃で60分間である。

次に、この接着性シートの第２の熱硬化性樹脂
組成物層側を0.7mm厚さの鋼板に貼り合わせたの
ち、160℃雰囲気中で30分間加熱硬化させて、上
記鋼板に強力に固着させた。上記加熱硬化後、鋼
板のヒケ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を試験片とし
て、下記の如き強度試験を行つた。

＜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。

その結果は、最大曲げ応力が35Kg/50mm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わか
つた。

比較例 実施例に示した第１の熱硬化性樹脂組成物層に
おいて、発泡剤ネオセルボンＰ＃1000を除いた以
外は、実施例と全く同様にして接着性シートをつ
くり、このシートにつき実施例と同様の強度試験
を行つた。その結果、最大曲げ応力が20Kg／50mm
巾となり、補強措置を施していないものに比しか
なりの補強効果が得られていた。しかし、実施例
と比較すればその強度は劣つていた。

【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
トを用いて金属板に貼り付けて仮接着した状態を
示す断面図、第３図は上記仮接着後加熱して発泡
硬化させた状態を示す断面図である。 １…第１の熱硬化性樹脂組成物層、２…第２の
熱硬化性樹脂組成物層、３…金属板、４…装着
面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加熱により分解する発泡剤を含有しかつ加熱
   硬化後の引張弾性率が30〜500Kg/mm²でガラス転移
   点が70℃以上である第１の熱硬化性樹脂組成物層
   と、加熱硬化後の引張弾性率が0.1〜15Kg/mm²でガ
   ラス転移点が60℃以下である第２の熱硬化性樹脂
   組成物層とが略同幅に積層されてなり、上記第２
   の熱硬化性樹脂組成物層の表面全面が金属板表面
   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。