JPS59204537A - 金属板補強用の接着性シ−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ッ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
る問題があった。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った。

」二記歪みの問題を回避するだめに、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って加熱硬化させる
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」二記第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。しだがって、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っては第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った。

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ったものである。

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／
−でガラス転移点が７０°Ｃ以上であ層 張弾性率が０１〜１５Ｋｇ／−でガラス転移点が６０°
Ｃ以下である第２の熱硬化性樹脂組成物層とからなり、
上記第２の熱硬化性樹脂組成物層の表面が金属板表面へ
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って加熱硬
化させたとき、発泡によっ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
よっ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
っ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ムしかも、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
ことによって発泡による厚み効果によって補強効果を増
大できると共に発泡による弾性率の低下によって第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
貼り付は施工でき、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
３０〜５００　Ｋｇ／　ｍＪ、このガラス転移点とは７
０℃以上通常１５０°Ｃまでである。特に好適な引張弾
性率は５０〜３００Ｋｇ　／　ｍｒＪ、好適なガラス転
移点は１００〜１４０°Ｃ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０１〜１５
　Ｋｇ　／　ｍｒｌｔ、このガラス転移点とは６０℃以
下通常１０°Ｃまでである。特に好適な引張弾性率は０
．５〜１０Ｋｇ／ＷＪ、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、工Ｓ　Ｏ
Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　Ｒ−５２７に規定され
た方法で、Ｔｙｐｅ　１のテストピースを使用し、５ｐ
ｅｅｄ　Ｂ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
当たって、エポキシ樹脂の種類や硬化剤２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。

まだ、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、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。

」１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
止のだめ、あるいは溶融粘度を下げぬれ性を向」ニさせ
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」ニさせる目的で、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、ビスフェノール
Ａとエビクロルヒドリントヨ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重量
部程度とすればよし）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
リクレンジホスフェ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、フェ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ッド
、４＠４−オキシベンゼンスルホニルヒドラジッドのよ
うなヒドラジッ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。

」−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０１〜５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１５〜５倍
となるようにされているのがよい。発泡倍率が低すぎて
は所期の効果が得られない。まだ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
だめに、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、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、とくに望ましくは厚さ０．０３〜０．３　ｍｍ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、まだ両層を同時
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
。

このシートの厚みは、第１の熱硬化性樹脂組成物層で０
．０１〜１０ｙｚｍ程度、好適には０．１〜５ｍｍ、第
２の熱硬化性樹脂組成物層で０１〜３０ｍｍ程度、好適
には０．５〜１０ｍｍで、全体厚みが通常０２〜４０ｍ
ｍ程度で好適には０５〜２０ｒｎｍである。

第１図は」１記この発明の接着性シートの一例を示しだ
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
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の表面で金属板表面
への装着面を構成していも第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′によって補強層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
ることによっ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だ補強層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、メッ
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ってもよい。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〜Ｏｒ５ｍｍ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
じて適宜メツシュ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（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」二詳述したとおり、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って、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（油化シェル社製のビスフェノール
Ａ型液状エポキシ樹脂）３５部、エピコート＃］　ＯＯ
２（油化シェル社製ビスフェノール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、キュアゾール２　ＭＺ−ＡＺ工ＮＥ
　（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　（氷相化成社製の発泡
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０５問厚にシ
ート状に成形した。これにさら１こガラスクロス（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１８７１（油化シェル社製のダイマー
酸変性エポキシ樹脂）８０部、エピコ−）＃１００２（
前出）１０部、ハイカーＣＴＢＮ１３００Ｘ８（ＲＦ、
グツドリッチ社製の液状ゴム）１０部、キュアシーＪｌ
／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１　ｍｍからなる第２の熱硬化性樹脂
組成物層とした。

」二記第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、こハ 引張弾性率は第１の層で４０Ｋｇ／ｍｔｌ（ただし、ガ
ラスクロス含まない値）、第２の層で２．　ＯＫｇ／　
ｍ＋Ｊであった。また、加熱硬化後のガラス転移点は第
１の層で１０５°Ｃ１第２の層で４０℃であった。

但し、加熱硬化の条件は１５０°Ｃ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０．７　ｍｍ厚さの鋼板に貼り合わせたのち、１６
０℃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った。まだ、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った
。

〈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５ＩｌｌＩｍの逆Ｕ字型断面を呈する２枚の垂直
平板（中５０ｍｍ）を有する支持台で、中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５０　
ａｍ　）で荷重を加えたときの最大曲げ応力（ＫＦＩ７
５０　ｍｍ中）を測定した。

その結果は、最大曲げ応力が３５　Ｋｇ／　５０　ｍｍ
中となり、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８　Ｋｇ／　５０　ｍｍ中であったのに対
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。

、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った。その結果、
最大曲げ応力が２０Ｋｇ１５０ｍｍ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ってい
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」１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」１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
面特許出願人　　日東電気工業株式会社 （１９） 第１図

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３０〜５００ｈ／−でガラス転移点が
   ７０℃以上である第１の熱硬化性樹脂層 組成物と、加熱硬化後の引張弾性率が０１〜１５△ Ｋｇ／−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からなり、上記第２の熱硬化性樹脂
   組成物層の表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。