JPS58118878A - 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、フェンダ−、フ
ード、トランク、クォーターパネル、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、さらに取り付は工程が複雑化する
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、エポキシ樹脂、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著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、かつ少なくとも第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
の加熱硬化ど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
合量などによって大きく相違する。

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
シ樹脂組成物が賞月される。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、熱硬化性材料に代って熱可・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
なかった。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、エポキシ樹脂を主体とした第１の樹脂組成
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
することによっ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
造によって上記第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。

なお、発泡剤の含有によって、第１の樹脂組成物による
上記剛性化の低下を来たさないものであれば、この第１
の樹脂組成物層にも発泡剤を含有させることもできる。

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
たって、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
尿臭誘導体、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、ビスフェノール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。

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
、ジニトロンペンタメチレンテトラミンのヨウナニトロ
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、クラフト紙の勿き紙、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、ＩＪｌ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、性を利用して行なっ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って
異なるが、一般にはＩＪｌの樹脂組成物層で０．０１〜
１０ｍｍ程度、好適には０．１〜５＋＋＋ｍ、第２の樹
脂組成物層で０、１〜３０　＋ａ程度、好適には０．５
〜１０ＩＩＩＩ１１で、全体厚みが通常０．２〜４０ｍ
程度で好適には０．５〜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
度状態となっているものである。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。したがっ
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。

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し、また第
１の樹脂組成物層に補強材が埋設されたものなどを使用
することにより、それに応じた前述の如き特性を発揮で
きる。また、このように第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ｒでも有利となる
。

また、補強材が埋設されない接着性シートであってその
補強効果をより向上させようとするときには、以下の如
き手法を採ることもできる。すなわち、補強するべき金
属板に接着性シートの第２の樹脂組成物層側を貼り合わ
せる一方、第１の樹脂組成物層側に補強材を配設して、
この補強材と接着性シートとを一体に金属板に圧着し加
熱硬化発泡させる方法である。これによって補強材を予
め埋設したのと同様の補強効果の増大を図りうる。

上記手法に用いる補強材は前述のものと同じであり、こ
の場合でもとくに好適にはガラス不織布もしくはガラス
繊維布である。

以上、詳述したとおり、この発明によれば、特王妃操作
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（油化シェル社製ビスフェノールＡ
型液状エポキシ樹脂）３５部、エピコート＃１００２（
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（東洋紡社製ポリエステル樹
脂）１５部、キュアゾール２ＭＺ　＋　ＡＺ　ＩＮＥ　
（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０．４　ｒｒａの成形シートとし、つ
いでこのシート状物にガラスマット（日東紡績社製ＭＣ
５３００）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（油化シェル社製ダイマー
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１
００部にキュアゾール２ＭＺ　、、−ＡＺ　ＩＮＥ（前
出）５部、タルク５０部、アスベスト粉３部および発泡
剤（水和化成社製ビニホールＡｘｓ２）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、こわを直
圧式プレスにてシート状に成形して、厚さ１閣からなる
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０．７問厚
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った。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ったところ、その試験
結果は３３Ｋｌｉ／　５０　ｍ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８Ｋｇ１
５０＋＋ｌ１１１巾であったのに対し、非常にすぐれた
補強効果が得られていることが判った。

く強度試験〉 先端間の距離１００Ｍで平行に配置させた、先端が曲率
半径５ｍの逆Ｕ字型断面を呈する２枚の垂直平板（中５
０藺）を有する支持台で、巾５０調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１０ｗのＵ
字型断面を呈する垂直平板（巾５０　ｍｍ　）で荷重を
加えたときの最大曲げ応力（Ｋｇ１５０ｇｍ巾）を測定
した。

実施例２ エピコー１−ｓ８２８（前出）５０部、エピコー１−＄
１００２（前出）５０部、ブラタミド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（元利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ｌこて混練りし、得られた樹脂
塊を直圧式プレスにて０．３　ｍｍ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（地竜化社製エポキシ樹
脂）６０部、エピコート＃１００２（前出）３０部およ
び゛ハイカーＣＴＢＮ　１３００Ｘ８　（Ｂ、Ｆ、グツ
ドリッ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（
水和化成社製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０．７
　ｒｍ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０．７＋＋＋ｍ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。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （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
   、かつ少なくとも第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. （２）第１の樹脂組成物層に補強材が埋設された特許請
   求の範囲第（１）項記載の金属板補強用の接着性シート
   。
3. （３）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）項または第（２）項記載の金属板補強用
   の接着性シート。
4. （４）少なくともＩＪ２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〜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。
5. （５）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（４）項のいずれかに記載の金属板補強
   用の接着性シート。