JPH0781125B2 - 金属補強パネル及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属の板（以下しばしば「パネル板」と呼
ぶ）と補強材とをアクリル系接着剤で接着接合した金属
補強パネル及びその製造方法に関する。

（従来技術とその問題点） 各種の構造物に用いられる金属パネルは、自重によるた
わみや、外部応力による変形を防止する点から厚い金属
板を用いることが好ましい。しかし厚い金属板を用いる
ことは、金属板のコストが高くなることや金属板の重量
増加に伴う作業能率の低下等の欠点があるため、通常は
これらの欠点を補うため、金属の薄板に各種形状の補強
材を取付けたものが用いられている。

従来、前記の金属補強パネルではパネル板と補強材との
接合に電気溶接（主にスポツト溶接）やリベツト等の機
械的接合を施したものが一般的に用いられている。しか
しこれら従来の方法でパネル板と補強材を接合した補強
パネルでは以下のような欠点があつた。

接合部に応力が集中するため、耐疲労特性、耐振性
等の耐久性が充分でない。

接合の痕跡が残り、意匠性や面精度を要求される用
途には適応が困難である。

パネルの作製にあたり、特殊な装置、あるいは特殊
な技能が必要とし、また作業能率が低い。

リベツト等の機械的接合では、接合部の気密性が劣
り、この点をカバーするためには接合部にシーリング剤
を塗布するなどの面倒な作業が必要となる。

一方、接合部への応力集中が少なく、接合の痕跡を残さ
ない接合方法として接着剤を用いた各種の金属製補強パ
ネルも考案、実施されているが、使用される接着剤の接
着強度の信頼性、接着の作業性等の面で充分でない場合
が多く、その使用範囲を限定される不利を有していた。

例えば、パネル板と補強材をエポキシ系接着剤を用いて
接合した補強パネルに於いては、接着剤の剥離強度、衝
撃強度が充分とはいえず、外力により比較的簡単に接合
部が剥れる恐れがあるため、大面積のパネル、大きな外
部応力がかかる部所への適応が困難であつた。また、補
強パネルの作製に際してエポキシ系接着剤を使用する場
合、主剤と硬化剤の正確な計量、充分な混合が必要であ
り、計量が不正確であつたり、混合が不充分であると接
着不良の原因となる。更にエポキシ系接着剤は一般に硬
化速度が遅いため目的の強度を得るために長時間を要す
るか、もしくは加熱を必要とするなどの作業性の面でも
欠点を有する。

また、特開昭53−78240号公報及び特開昭56−46087号公
報では、パネル板と補強材の接合に常温硬化型のアクリ
ル系接着剤を用いた補強パネルが開示されている。前記
アクリル系接着剤は二液性であるが、二液の正確な計
量、充分な混合を必要とせず、二液の極めてラフな計
量、混合（時には二液の接触だけ）で常温で比較的短時
間で硬化し、しかも高い剥離強度、衝撃強度を有するた
め、パネル板と補強材の接合に前記アクリル系接着剤を
用いた補強パネルは、製造時の作業性に優れ、パネル自
体の耐久性にも優れるという特長を有する。しかし、前
記アクリル系接着剤は著しい低温に於いて剥離強度及び
衝撃強度が低下するという欠点を有するため、上記の補
強パネルを著しい低温に曝される用途、例えば寒冷地の
屋外構造物や輸送機の外板等に使用した場合、外力によ
り接合部が剥れる恐れがあり、従つて、その使用範囲
は、屋内等使用条件の比較的温和な箇所に限定されてい
た。

本発明は、これらの点に鑑みなされたものであり、パネ
ル板と補強材の接合に、後述の特定な成分を含有するア
クリル系接着剤を用いることにより、接合部への応力集
中が少なく低温に於いても耐久性に優れ、接合の痕跡が
残らないため意匠性に優れ、気密性が高く、しかもパネ
ル板と補強材との接合に際しての作業性に優れた金属補
強パネル、及びその製造方法を提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、（１）アクリレート系モノマー及び／又はメ
タクリレート系モノマーと結合ブタジエン量が75重量％
以上のアクリロニトリル−ブタジエン共重合体エラスト
マーを主成分とするアクリル系接着剤の硬化物を介して
金属の板と補強剤が接合してなる金属補強パネル、及び （２）金属の版と補強材とを、アクリレート系モノマー
及び／又はメタクリレート系モノマーと結合ブタジエン
層が75重量％以上のアクリロニトリル−ブタジエン共重
合体エラストマーを主成分とし、有機過酸化物と有機過
酸化物の分解を促進しラジカルの発生を容易ならしめる
成分の存在下で硬化するアクリル系接着剤で接着接合す
ることを特徴とする金属補強パネルの製造方法に関す
る。

本発明の金属補強パネルの接合に使われるアクリル系接
着剤は、アクリレート系モノマー及び／又はメタクリレ
ート系モノマーと結合ブタジエン量が75重量％以上のア
クリロニトリル−ブタジエン共重合体エラストマー（以
下しばしばNRRという）を主成分とする溶液であり、こ
れらが重合により硬化して強い接着力を与える。このア
クリル系接着剤の組成的な特徴は、剥離強度、衝撃強度
を向上させる目的で接着剤の主成分として含有せしめる
エラストマーに結合ブタジエン量が75重量％以上のNBR
を用いることである。NBRの結合ブタジエン量が75重量
％未満では、低温に於ける接着強度（剥離強度、衝撃強
度）の低下が大きく、従つて補強パネルの低温に於ける
耐久性が低下し本発明の目的を達成し得ない。

アクリル系接着剤の好ましい組成としては、アクリレー
ト系モノマー及び／又はメタクリレート系モノマー60〜
95重量％と結合ブタジエン量が75重量％以上のNBR5〜40
重量％を含み、これらを主成分とし、これに有機過酸化
物と有機過酸化物の分解を促進しラジカルの発生を容易
ならしめる成分（硬化促進剤）を含有する。有機過酸化
物及び硬化促進剤の量は接着剤中のモノマー成分を重合
硬化させるに充分な量用いるが、通常モノマー成分100
重量部に対し有機過酸化物１〜10重量部、硬化促進剤0.
1〜10重量部用いられる。

アクリレート系モノマー及びメタクリレート系モノマー
の例としてはアクリル酸メチル、アクリル酸エステル、
アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタアクリル
酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸ブチ
ル、メタアクリル酸２−エチルヘキシル、メタアクリル
酸ラウリル、メタアクリル酸２−ヒドロオキシエチル、
メタアクリル酸３−ヒドロオキシプロピル、メタアクリ
ル酸２−ヒドロオキシプロピル、メタアクリル酸３−ク
ロロ−２−ヒドロオキシプロピル、メタアクリル酸シク
ロヘキシル及びメタアクリル酸グリシジル等を挙げるこ
とができる。

本発明における有機過酸化物は、いわゆるラジカル重合
開始剤の働きを有し、例えばベンゾイルパーオキサイ
ド、メチルエステルケトンハイドロパーオキサイド、ｔ
−ブチルハイドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルハイ
ドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、クメン
ハイドロパーオキサイド及びパラメンタンハイドロパー
オキサイド等を挙げることができる。

又、本発明における硬化促進剤としては、例えばナフテ
ン酸コバルト等の金属石けん、ジメチル−Ｐ−トルイジ
ン、ジエチル−Ｐ−トルイジン、ジイソプロパノール−
Ｐ−トルイジン又はチオウレア、アセチルチオウレア、
テトラメチルチオウレア、エチレンチオウレア又は、メ
ルカプトベンゾイミダゾール等のチオアミド化合物等を
挙げることができる。

本発明で使用するアクリル系接着剤は、アクリレート系
モノマー及び／又はメタクリレート系モノマーのほか
に、必要によりその他のモノマーを接着剤中に加えるこ
とができるが接着剤中に10重量％以下に抑えることが好
ましい。

更に主成分のNBR以外の各種重合体や、通常接着剤に用
いられる各種添加剤を用いることも可能であり、接着剤
中に50重量％以下が好ましい。

本発明で使用されるアクリル系接着剤にはＡとＢの２液
からなり、Ａ液及びＢ液の両方にアクリレート系モノマ
ー及び／又はメタクリレート系モノマーを含み、そして
いずれか一方の液に有機過酸化物を、他の一方の液に硬
化促進剤をそれぞれ含み、そしてＡ液及びＢ液の少くと
も一方にNBRを含み、その他の成分は所望によりＡ液及
び／又はＢ液に含むいわゆる二液主剤型の接着剤と、有
機過酸化物又は硬化促進剤のいずれか一方をそれ自体又
はアセトン、メタノール、エタノール等の有機溶媒又は
モノマーに溶解した溶液からなるプライマーと、有機過
酸化物又は硬化促進剤のいずれか他の一方とアクリレー
ト系モノマー及び／又はメタクリレート系モノマー、NB
R及び必要に応じその他の成分を含む主剤とからなるプ
ライマー型接着剤などがある。これらの接着剤は２液の
接着により常温において硬化する。

本発明で使用するパネル板と補強材の材質としては、限
定されるものではないが、アルミニウム及びその合金、
鋼、各種メツキあるいは塗装を施した表面処理鋼、ステ
ンレスなどが代表的なものとして挙げられる。また、パ
ネル板と補強材は同じ材質のものを用いてもそれぞれに
異なつた材質のものを用いてもよい。

補強材の形状としては、代表的なものとして第１図に示
したＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのようなものがあるが、これらに限
定されない。

本発明では、上記の金属製のパネル板と補強材の接合に
よりアクリレート系モノマー及び／又はメタクリレート
系モノマーと、結合ブタジエン量が75重量％以上のアク
リロニトリル−ブタジエン共重合体エラストマーを主成
分とする常温硬化型のアクリル系接着剤を用いる。

パネル板と補強材の接着方法としては、前述のアクリル
系接着剤の種類、被着面の面積等を考慮し次に掲げる
イ）〜ハ）のいずれの方法によつてもよい。

イ）主剤Ａと主剤Ｂからなる二液主剤型接着剤の場合
（その１） 平板パネル又は補強材の被着面のいずれか一方にアクリ
ル系接着剤の主剤Ａを、他方の被着面に主剤Ｂをそれぞ
れ別々に塗布した後、被着面同士を重ね合せ、必要に応
じて加圧し所定時間（接着剤の固着時間以上）静置す
る。

ロ）主剤Ａと主剤Ｂからなる二液主剤型接着剤の場合
（その２） 平板パネル、又は補強材の被着面のいずれか一方に主剤
Ａと主剤Ｂを混合した液を塗布し、接着剤の可使時間
（ポツトライフ）以内に他方の被着面を重ね合せ、イ）
と同様に所定時間静置する。

ハ）プライマー型接着剤の場合 平板パネル又は補強材の被着面のいずれか一方に主剤
を、他方の被着面に促進剤又は有機過酸化物を含むプラ
イマーをそれぞれ別々に塗布し、プライマーが溶剤を含
む場合は溶剤を蒸発、乾燥させた後、被着面同志を重ね
合せイ）、ロ）と同様に所定時間静置する。

（実施例） 以下、本発明を実施例により説明するが、明細書中の部
は全て重量部を表わす。

〔実施例−１、及び比較例−１〕 第１表に掲げるアクリル系接着剤を配合し、この接着剤
の性能を測定し、第２表に示した。

これらの接着剤を用いて第２図、第３図及び第４図に示
す形状のアルミニウム合金製の補強パネルを作製した。
パネル板ａ、及び補強材ｂ、ｂ′、ｂ″の材質は、それ
ぞれ、JISH−400に規定された記号Ａ−5052及びＡ−606
1であり、被着面はともに予めサンドプラスト処理を施
したものを使用した。接着方法は、パネル板の被着面に
主剤Ａを、補強材の被着面に主剤Ｂをそれぞれ塗布し、
両被着面を重ね合せた。なお加圧方法は平方センチ当り
0.2kgの荷重を20分かけた。また作業温度は25℃であつ
た。

このようにして作製した補強パネルを補強材を取り付け
た側を下にしてコンクリートの床に置き、パネル面より
1mの高さから、1kgの鋼球をパネル中央部に落下させ、
平板パネルと補強材が剥れるまでに要する鋼球の落下回
数を計測した。結果を第３表に示す。

〔比較例−２〕 接着剤として２液性エポキシ系接着剤（セメダイン＃15
00、セメダイン社製）を用い、主剤一硬化剤の重量比を
1:1に計量し、充分混合してから補強板の被着面に塗布
し平板パネルと貼合せ、80℃で50分間接着剤を硬化させ
ること以外は実施例−１と同様の補強パネルを作成し、
実施例−１と同様の落球衝撃試験を行なつた。結果を第
３表に示す。

接着剤の性能は次の試験方法によつて測定した。

（１） 固着時間の測定 試験片として鉄材を使用、常温下１インチ平方面に接着
剤を塗布混合接着し、5kgの引張荷重を加えて試験片が
ずれなくなる時間を測定した。

（２） 接着強度の測定剥離（Ｔ剥離）強度はASTM−Ｄ
−1876−61T、衝撃強度はASTM−Ｄ−950−54によつてそ
れぞれ測定した。供試験片は鉄材のサンドブラスト表面
処理品を使用した。

［実施例−２、及び比較例−３］ 第４表に掲げるアクリル系接着剤を配合し、この接着剤
の性能を測定し、第５表に示した。

この結果によれば、結合ブタジエン量が73重量％のNBR
を用いた場合は、−20℃、−30℃、−40℃といった低温
における接着性能が劣るため、本発明の目的を達成する
ことができなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ補強材の形状の例を
示す略図であつて斜線で示した部分が接合面である。 第２図は、本発明に係る金属補強パネルの一実施例を示
す裏面からの斜視図であり、ａはパネル板、ｂ、ｂ′、
ｂ″はそれぞれ同一の形状をした補強材である。 第３図は、上記パネルの側面図であり、第４図は第２図
及び第３図の点線で囲つた部分Ｃの拡大図で、ｄは接着
剤層である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−18773（ＪＰ，Ａ) 特公 昭53−24103（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭54−28178（ＪＰ，Ｂ２) 「合成ゴム加工技術全書▲丸５▼ニトリ ルゴム」大成社発行、昭和51年第７〜10頁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アクリレート系モノマー及び／又はメタク
   リレート系モノマーと結合ブタジエン量が75重量％以上
   のアクリロニトリル−ブタジエン共重合体エラストマー
   を主成分とするアクリル系接着剤の硬化物を介して金属
   の板と補強材が接合してなる金属補強パネル。
2. 【請求項２】金属の板と補強材とを、アクリレート系モ
   ノマー及び／又はメタクリレート系モノマーと結合ブタ
   ジエン層が75重量％以上のアクリロニトリル−ブタジエ
   ン共重合体エラストマーを主成分とし、有機過酸化物と
   有機過酸化物の分解を促進しラジカルの発生を容易なら
   しめる成分の存在下で硬化するアクリル系接着剤で接着
   接合することを特徴とする金属補強パネルの製造方法。