自動車パネル補修積層体
自動車パネル補修積層体類は、支持裏材に接合した感圧接着剤を含む。支持裏材は、熱可塑性または熱硬化性物質を含む、可塑的に変形可能な高分子材料類のような様々な物質から構成されてよく、そして補修に必要な望ましい整合性および剛性に応じて様々な厚さを有してよい。支持裏材は、溶剤などの接着促進剤を適用することによって、感圧接着剤に接合されてよい。補修積層体は自動車パネルの裏面または非化粧面に適用され、そして前面は標準的な充填および仕上げ技術を用いて補修される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、損傷された自動車部品のための補修作業に関する。さらに詳細には、本発明は、自動車部品の損傷領域を補修するために用いられる補修積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
実質上自動車のあらゆるパネルは、損傷して補修を必要とする可能性がある。自動車は、様々な内装および外装パネルを包含し、これらは衝突や誤用などに起因して損傷する場合がある。例えば、自動車のバンパーは、非常に傷つきやすく、擦り傷、切り傷、穴、割れ目などを含む、衝突損傷を受ける場合が多い。
【０００３】
多くの場合、損傷された自動車パネルは交換するよりも補修するほうが安価である。これは、特に、前面のみを処置しなければならないような、前面に影響を及ぼすだけの擦り傷などの自動車パネルへの軽度の損傷に当てはまる。しかしながら、穴のように両面を処置しなければならないより激しい損傷の場合、補修は時間のかかるプロセスとなる場合がある。更に、このような激しい損傷は、自動車パネルの構造一体性に影響を及ぼし、そして結果として成された補修が、構造一体性を十分に復元しないか、または損傷前には有していた柔軟性を欠く自動車パネルをもたらす場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、自動車パネルの裏面または非化粧面に適用されて、この裏面への比較的迅速な補修を可能にすると同時に、構造一体性の修復に必要なエネルギー吸収および適合特性を前記パネルに与える、自動車の補修積層体を提供することによって、これらの問題点その他に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの実施形態は、感圧接着剤と、前記感圧接着剤に接合された可塑的に変形可能な高分子支持裏材とを含む補修積層体であって前記支持裏材の厚さは、少なくとも０．７５ミリメートルである。
【０００６】
別の実施形態は、感圧接着剤の提供を伴う、補修積層体の作製方法である。可塑的に変形可能な高分子支持裏材の厚さは少なくとも０．７５ミリメートルであり、また感圧接着剤は支持裏材に接合されている。
【０００７】
もう一つの実施形態は、前面と、裏面と、損傷領域とを有する自動車パネルの補修方法である。補修積層体は、損傷領域において自動車パネルの裏面に適用されて損傷領域を補強し、また補修積層体は、支持裏材に接合された感圧接着剤を含む。補修積層体は、感圧接着剤を前記裏面に接合することによって、その裏面に適用される。補修積層体の適用後、前記前面の外見を補修する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明の一つの実施形態で利用される自動車パネル補修積層体１０を示す。自動車パネル補修積層体１０は、ゴムまたは高分子材料の中心コア１６の両面に接着剤層１４を備えた、感圧接着剤（ＰＳＡ）材料１２を有する。一つの実施形態では、コア材料は、高分子発泡体の形態である。別の実施形態では、ＰＳＡ材料は、別々の接着剤層が必要ないように、接着剤物質から完全に構成されていてもよい（図示せず）。ＰＳＡ材料１２は、自動車パネルに適合する材料であって、しかも耐衝撃性を与えるエネルギー吸収を提供する材料を提供するために包含される。自動車パネル補修積層体の様々な実施形態におけるＰＳＡのバリエーションに関する詳細を、以下により詳細に論じる。
【０００９】
図１に示す自動車パネル補修積層体１０の実施形態はまた、ＰＳＡ材料１２に接合された支持裏材２０も含む。支持裏材２０の表面１８には、支持裏材２０とＰＳＡ材料１２との間の接合を達成する接着促進剤層２２が含まれる。可塑的に変形可能な支持裏材２０はＰＳＡ材料１２と共に適合し、更に、パネルから外れずに、自動車パネルを反対側から嵌めることができるのに必要な構造上の剛性も提供する。自動車パネル補修積層体の様々な実施形態における支持裏材２０のバリエーションに関する詳細もまた、以下で、より詳細に論じる。
【００１０】
図２は、本発明の一つの実施形態に従って補修された自動車パネル２４を示す。本明細書で使用するとき、自動車パネルには、ドア類、バンパー類、フェンダー類などのような外装パネル、並びにダッシュボード、ドアパネル類、中央コンソール類などのような内装パネルを含む自動車のあらゆるパネルが包含される。自動車パネル２４の裏面２６には、自動車パネル補修積層体１０の接着剤層１４との接合を構成する接着促進剤層２２’が適用されている。自動車パネル２４の損傷された前面２８には、接着促進剤層２２”と接着充填剤物質３０が適用されており、これらは自動車パネル表面２８と同一平面を成すように紙やすりで磨かれている。接着促進剤層２２”は、充填剤物質３０との接合を促進するために適用され、そしてその後、充填剤物質３０が、存在するあらゆる亀裂または穴を埋めるために、自動車パネル２４の損傷された箇所に適用される。接着促進剤層２２、２２’、および２２”は、同一であっても、異なっていてもよいことが分かるであろう。
【００１１】
自動車パネル２４を補修するために、はじめに裏面２６は、その表面２６を従来の溶剤で洗浄することによって準備される。前面部２８は、その後、充填剤物質３０の受容に備えて、当該技術分野で知られているように凹ませてもよい。続いて、補修積層体の露出したＰＳＡ層１４を、裏面２６に適用する。その後、前面２８の損傷された領域は、接着促進剤２２”を適用し、充填剤物質３０を損傷された領域に入れた後、紙やすりでの研磨、下塗りの適用、および塗装を含むいずれかの仕上げ工程を行うことによって、外見の補修を行ってよい。自動車パネル２４は、外見の補修工程中、パネルから外れることはなく、むしろその構造上の剛性および裏面２６との接合を維持する。
【００１２】
自動車パネル補修積層体１０は、自動車パネルの補修方法で使用するために多様な形式で提供されてよい。一つの実施形態では、ＰＳＡ材料１２は、０．１２５〜１．２５ミリメートル（ｍｍ）の厚さ、典型的に厚さ約０．４０〜０．６４ｍｍを有してよい。前記実施形態の支持裏材は、厚さ０．７５〜５ｍｍ、典型的には１〜２ｍｍを有してよい。自動車パネル補修積層体１０は、用途に適するように、多様な形状および寸法で提供されてよい。一つ以上の実施形態では、自動車パネル補修積層体１０は、この積層体１０が、充填材３０を配置した自動車パネル２４の損傷領域を少なくとも５０ｍｍ越えて広がるように選択された寸法を有してよい。特定の実施形態では、自動車パネル補修積層体１０の接着剤表面１４は、使える状態になるまで剥離ライナー（図示せず）で覆われてよい。
【００１３】
本発明の様々な実施形態で利用されるＰＳＡ材料は、様々な強力接着ＰＳＡ類から選択されてよい。本質的に、ＰＳＡ類は、他のいかなる処置をも受けずに、圧力を加えた直後に即座に接合するという点で、本来、粘着性である。一つの実施形態では、感圧接着剤はアクリル発泡体テープの形態である。アクリル発泡体テープ類は、ミネソタ州セント・ポール（St. Paul）の３Ｍ社（3M Company）から商標「ＶＨＢ」および「アクリル発泡体テープ（Acrylic Foam Tape）」として市販されている。更なる実施形態では、ポリウレタン発泡体テープを使用してもよい。ポリウレタン発泡体テープ類は、ニューヨーク州グランビル（Grandville）のサン−ゴバン・パフォーマンス・プラスチックス（Saint-Gobain Performance Plastics）から商標「２８４５ウレタン発泡体テープ（Urethane Foam Tape）」、「熱接着剤（Thermalbond）Ｖ２１００」および「Ｔ−ボンドＩＩ（T-Bond II）」として市販されている。本発明の感圧接着剤物質は、接合を形成するために熱または放射線を用いて硬化しなくてよい利点がある。
【００１４】
好適な感圧接着剤物質の例は、米国特許第６，１０３，１５２号（ゲールセン（Gehlsen）ら）、米国特許第６，６３０，５３１号（カーンドパー（Khandpur）ら）、および米国特許第６，５８６，４８３号（コルブ（Kolb）ら）に記載されており、これらの開示内容をそれぞれ参照として本明細書に組み込む。感圧接着剤の更なる例は、米国特許第６，７７７，０８０号（カーンドパー（Khandpur）ら）に記載されており、この内容も全て参照として本明細書に組み込む。
【００１５】
一つの実施形態では、ＰＳＡ材料は、米国特許第６，１０３，１５２号に記載されているようなアクリルポリマー発泡体物品である。発泡体には、複数の微小球が包含されるが、そのうちの少なくとも一つは膨張性ポリマー微小球である。
【００１６】
本明細書で使用するとき、「ポリマー発泡体」とは、物品の密度がポリマーマトリックス単独の密度よりも小さい、ポリマーマトリックスを含む物品を指す。一つ以上の実施形態では、ポリマー発泡体物質は、実質的に平滑な表面を有してよく、このことが基材への一様な接着を促進する。
【００１７】
「実質的に平滑な」表面とは、レーザ三角測量法測定によって測定したときに、Ｒａ値が約７５マイクロメートル未満の表面を指す。一つの実施形態では、前記表面のＲａ値は約５０マイクロメートル未満であり、更なる実施形態では、前記表面のＲａ値は約２５マイクロメートル未満である。特定の実施形態の表面はまた、しわ、波形、および折り目のように目に見える巨視的欠陥が実質的に存在しないことを特徴とする場合もある。加えて、特定の実施形態の表面は、関係する基材との適正な接触、そしてそれによるその基材との接着を表すように、十分に平滑であってよい。
【００１８】
「膨張性ポリマー微小球」は、ポリマーシェルと、気体、液体、またはこれらの組み合わせの形態のコア物質とを含む微小球であって、これは加熱すると膨張する。コア物質の膨張の結果、少なくとも加熱温度でシェルの膨張が生じる。膨張性微小球は、シェルが最初に膨張し得るか、または破壊せずに更に膨張することができるものである。幾つかの微小球は、加熱温度かまたはその付近でコア物質のみを膨張させることができるポリマーシェルを有してよい。
【００１９】
ポリマー発泡体ＰＳＡ材料は、少なくとも２つの異なる方法のうち一つで構成されてよい。ポリマー発泡体自体が接着剤であってもよく、あるいはポリマー発泡体物質は、発泡体に接合された１つ以上の別個の接着剤組成物類を、例えば、連続層または別個の構造体（例えば、細片類、棒類、長繊維など）の形態で包含してよく、この場合、発泡体自体は接着剤でなくてもよい。
【００２０】
特定の実施形態のポリマー発泡体ＰＳＡは、ウレタン架橋および尿素架橋を実質的に有さなくてよく、それ故に、組成物中にイソシアネート類を必要としない。ポリマー発泡体を作製するのに好適な材料の一例は、アクリルポリマーまたはコポリマーである。例えば、高い凝集強度および／または高い弾性率が必要とされる場合には、発泡体を架橋してもよい。
【００２１】
特定の実施形態のポリマー発泡体には、複数の膨張性ポリマー微小球が包含されてよい。発泡体はまた、１つ以上の非膨張性微小球を包含してもよく、これはポリマー微小球であっても、非ポリマー微小球（例えば、ガラス微小球類）であってもよい。１つ以上の実施形態のポリマー発泡体物質における膨張性ポリマー微小球の例としては、シェルが塩化ビニリデン単位を本質的に含まないものを挙げることができる。様々な実施形態のコア物質としては、加熱すると膨張する、空気以外の物質を挙げることができる。
【００２２】
様々な実施形態の発泡体は、微小球類に加えて、媒介剤を含有してよい。好適な媒介剤の例としては、粘着付与剤類、可塑剤類、顔料類、染料類、固体充填剤類、およびこれらの組み合わせから成る群より選択されるものが挙げられる。発泡体はまた、ポリマーマトリックス中に、気体を充填した空隙を包含してもよい。このような空隙は、典型的に、ポリマーマトリックス材料中に膨張剤を包含させた後、例えば、熱または放射線にポリマーマトリックス材料を曝露することによってその膨張剤を活性化させることにより、形成される。
【００２３】
特定の実施形態の発泡体は、実質的に非架橋のまたは熱可塑性のポリマーマトリックス材料を含むことが望ましい場合もある。特定の実施形態の発泡体のマトリックスポリマーは、多少の架橋度を示すことが望ましい可能性もある。このような架橋に対する一つの潜在的な利点は、発泡体が、殆どまたは全く架橋していない同じ発泡体に比べて改善された機械的特性（例えば、凝集強度を増強する）を示す可能性があるということである。
【００２４】
一つの実施形態では、ＰＳＡ材料は、（ａ）複数の微小球類であって、これらのうち少なくとも一つが（上記で定義されたように）膨張性ポリマー微小球であるもの、および（ｂ）ウレタン架橋および尿素架橋を実質的に含まないポリマーマトリックスを含むポリマー発泡体を含む。マトリックスには、２つ以上のポリマーのブレンドが包含され、この場合、このブレンド中のポリマーの少なくとも一つは、感圧接着剤ポリマー（すなわち、感圧接着組成物を形成するために粘着付与剤と組み合わされなければならないポリマーとは対照的に、本来感圧接着性であるポリマー）であり、また前記ポリマーのうち少なくとも一つは、不飽和の熱可塑性エラストマー類、アクリレート−不溶性の飽和した熱可塑性エラストマー類、および非感圧接着性の熱可塑性ポリマー類から成る群より選択される。
【００２５】
ＰＳＡ材料は、様々な方法、例えば次のような方法で調製されてよい：（ａ）ポリマー組成物と複数の微小球類（これらのうち１つ以上は（上記で定義したような）膨張性ポリマー微小球である）とを、膨張性の押出成形可能な組成物を形成するように選択された温度、圧力、および剪断速度を含むプロセス条件下で溶融混合する方法；（ｂ）前記組成物をダイから押出成形して、（上記に定義したような）ポリマー発泡体を形成する方法；および（ｃ）ポリマー組成物がダイから排出される前に、１つ以上の膨張性ポリマー微小球類を少なくとも部分的に膨張させる方法。特定の実施形態では、ポリマー組成物がダイから排出される前に、全てではないが、ほとんどの膨張性微小球類を少なくとも部分的に膨張させることが、望ましい場合がある。組成物がダイから排出される前に膨張性ポリマー微小球類を膨張させることにより、結果として得られる押出成形された発泡体は、より厳しい許容度で製造することができる。
【００２６】
特定の実施形態では、ＰＳＡ材料が実質的に溶媒を含まないことが望ましい場合がある。一つの実施形態では、ＰＳＡ材料は、２０重量％未満の溶媒を含有してよく、更なる実施形態では、前記材料は、実質的に全く溶媒を含有しないかないしは約１０重量％以下までの溶媒を含有してよく、そして更に別の実施形態では、前記材料は、約５重量％以下の溶媒を含有してよい。
【００２７】
様々な実施形態のＰＳＡ材料の重量平均分子量は、一つの実施形態では、少なくとも約１０，０００ｇ／モル、そして更なる実施形態では少なくとも約５０，０００ｇ／モルであってよい。様々な実施形態のＰＳＡ材料を製造するのに使用されるポリマー類は、１７５℃の温度および１００秒−１の剪断速度で測定される剪断粘度が、一つの実施形態では、少なくとも約３０パスカル−秒（Ｐａ−ｓ）、更なる実施形態では、少なくとも約１００Ｐａ−ｓ、そして更に別の実施形態では、少なくとも約２００Ｐａ−ｓを示してよい。
【００２８】
様々な実施形態のＰＳＡ発泡体材料は架橋されてもよい。例えば、発泡体は、発泡体を架橋するために、押出し成形後に熱線、化学線、電離放射線、またはこれらの組み合わせに曝露されてよい。架橋はまた、イオンの相互作用に基づく化学架橋法を用いて達成されてもよい。
【００２９】
本発明の実施形態で用いられる支持裏材は、様々な材料から選択されてよく、熱可塑性材料および熱硬化性材料を含む可塑的に変形可能な高分子材料類が挙げられる。可塑的に変形可能であることにより、支持裏材を容易に形成することができ、そしてその形状を維持することができる。一つの実施形態では、可塑的に変形可能な支持裏材は連続的なシートである。別の実施形態では、可塑的に変形可能な支持裏材は、ＡＳＴＭ Ｄ−４１２に従って少なくとも５０％の破断点伸びを有する。別の実施形態では、可塑的に変形可能な支持裏材は、ＡＳＴＭ Ｄ−４１２に従って少なくとも１００％の破断点伸びを有する。なお別の実施形態では、可塑的に変形可能な支持裏材は、ＡＳＴＭ Ｄ−４１２に従って少なくとも２００％の破断点伸びを有する。
【００３０】
特に、車体側部の成形材料および自動車用クラッド材のような自動車構造において有用な材料が、支持裏材として利用されてよい。例としては、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンゴム類（ＥＰＤＭ）、熱可塑性ウレタン類（ＴＰＵ類）、反応射出成形（ＲＩＭ）ウレタンプラスチック類、およびポリプロピレンと、ポリエチレンと、ゴムとのコポリマー類である熱可塑性オレフィン類（ＴＰＯ類）が挙げられる。別の実施形態では、オハイオ州クリーブランド（Cleveland）のポリワン・コーポレーション（PolyOne Corporation）から商標「ブラックＴＰＯ−ＴＧ化合物（Black TPO-TG Compound）」として市販されている黒色の自動車用クラッド材を使用してもよい。支持裏材は、所望により、美的感覚に訴えるもの（aesthetics）のように、他の目的のために意図される一つ以上のトップコートを含んでよく、これは接着力を促進することが分かっている。
【００３１】
本発明で利用される接着促進剤類は、損傷された車体パネルおよび用いられる補修積層体の種類に応じて様々な物質類から選択されてよい。代表的な接着促進剤類としては、アクリル発泡体テープ類、ＲＩＭ、およびＴＰＯ用のものが挙げられ、ミネソタ州セント・ポール（St. Paul）の３Ｍ社から商標３Ｍオートミックス・ポリオレフィン接着促進剤（3M Automix Polyolefin Adhesion Promoter）、品番５９０７および３Ｍ自動車用接着促進剤（3M Automotive Adhesion Promoter）品番０６３９６として市販されている。
【００３２】
前記５９０７または０６３９６接着促進剤類などの溶剤型接着促進剤を用いる場合、補修積層体は、ＴＰＯの平滑な面などの支持裏材の片面に溶剤を適用することによって製造される。溶剤を適用した支持裏材の前記面を、次に、ＰＳＡと接触させて配置し、そして圧力を加えてよい。溶剤を乾燥させて、結果として、ＴＰＯをＰＳＡに接合させる。
【００３３】
溶剤型のもの以外の接着促進剤を用いる場合、接着促進剤は、ＴＰＯの平滑な面などの支持裏材に適用されてよく、また圧力を加えてもよい。接着促進剤は、重合性液体として適用されてもよく、そして米国特許第６，２８７，６８５号（ジャンセン（Janssen）ら）および欧州特許第３８４，５９８号（ジョンソン（Johnson）ら）に記載されているように電子ビーム照射によって硬化されるが、これら特許の開示内容をそれぞれ参照として本明細書に組み込む。この照射によって、接着促進剤の２つのモノマーを重合させて、接着促進剤を支持裏材にグラフト化させる。
【００３４】
本発明の実施形態の使用を更に例示するために、単に例示目的のために提供される本発明の具体的な実施形態の非限定的な例を、比較と併せて以下に論じる。実施例および比較例の記述において特に注記がない限り、報告した部、百分率、および比はいずれも重量基準であって、実施例および比較例において用いられるすべての媒介剤は、例えば、ミズーリ州セント・ルイス（Saint Louis）のシグマ−アルドリッチ・ケミカル・カンパニー（Sigma-Aldrich Chemical Company）などの一般化学品供給業者から購入されたか、または入手可能であるか、あるいは従来の方法によって合成されてもよい。
【００３５】
実施例および比較例では次の略語を使用する：
「ＡＤＨ１」：ミネソタ州セント・ポール（St. Paul）の３Ｍ社（3M Company）から商標「４１２５万能接着剤（4125 Universal Adhesive）」として市販されている可撓性ウレタン接着剤；
「ＡＤＨ２」：３Ｍ社（3M Company）から商標「４２４０万能接着剤（4240 Universal Adhesive）」として市販されている可撓性ウレタン接着剤；
「ＡＤＰＲ１」：３Ｍ社（3M Company）から商標「３Ｍオートミックス・ポリオレフィン接着促進剤（3M Automix Polyolefin Adhesion Promoter）、品番５９０７」として市販されているポリオレフィン接着促進剤；
「ＡＤＰＲ２」：３Ｍ社（3M Company）から商標「３Ｍ自動車用接着促進剤（3M Automotive Adhesion Promoter）品番０６３９６」として市販されている接着促進剤；
「ＦＰＲ１」：３Ｍ社（3M Company）から商標「３ＭオートミックスＥＺサンド５８８７可撓性プラスチック・リペア（3M Automix EZ Sand 5887 Flexible Plastic Repair）」として市販されている２液型エポキシ；
「ＳＣＲＭ１」：３Ｍ社（3M Company）から商標「４９０４補強補修剤（4904 Reinforcement Patch）」として市販されている、剥離可能なフィルム付き構造スクリム；
「ＳＣＲＭ２」：３Ｍ社（3M Company）から商標「３Ｍガラス繊維布（3M Fiberglass Cloth）、品番０５８３８」として市販されているガラス繊維布；
「ＳＣＲＭ３」：３Ｍ社（3M Company）から商標「３Ｍガラス繊維マット（3M Fiberglass Mat）、品番０５８３７」として市販されているガラス繊維マット；
「ＳＣＲＭ４」：３Ｍ社（3M Company）から商標「スコッチ長繊維テープ８９８（Scotch Filament Tape 898）、品番０６８９５」として市販されている帯状テープ；
「ＳＳＬＲ１」：３Ｍ社（3M Company）から商標「４２２７シーム・シーラー（4227 Seam Sealer）」として市販されている可撓性ウレタン・シーム・シーラー；
「ＴＰＯ１」：オハイオ州クリーブランド（Cleveland）のポリワン・コーポレーション（PolyOne Corporation）から< >として市販されている１ミリメートル（ｍｍ）の黒色熱可塑性ポリオレフィン製の装飾用自動車クラッド材；
「ＴＰＯ２」：オハイオ州クリーブランド（Cleveland）のポリワン・コーポレーション（PolyOne Corporation）から< >として市販されている２ミリメートル（ｍｍ）の黒色熱可塑性ポリオレフィン製の装飾用自動車クラッド材；
「ＶＨＢ１」：３Ｍ社（3M Company）から商標「４９３６ＶＨＢテープ（4936 VHB Tape）」として市販されている０．６４ｍｍ（２５−ミル）の両面感圧接着剤アクリル発泡体テープ；
「ＶＨＢ２」：３Ｍ社（3M Company）から商標「４９２６ＶＨＢテープ（4926 VHB Tape）」として市販されている０．４０ｍｍ（１５−ミル）の両面感圧接着剤アクリル発泡体テープ；
試験を標準化するために、次の全試料は、裏面の調整が完了次第、２０℃で１６時間保持した。当然のことながら、実際の使用時には、本発明の実施形態を含む試料は、２０〜３０分間だけ保持される。
【００３６】
比較例Ａ
ミシガン州ヒルズデール（Hillsdale）のＡＣＴラボラトリーズ（ACT laboratories）から商標「ＢＡＳＦハイファックス・ブラック−可撓性ＴＰＯエクステリア（BASF Hifax Black- Flexible TPO Exterior）」として入手した、黒色熱可塑性ポリオレフィン製の１０．２×１０．２×０．３２ｃｍのパネルから５．０８センチメートル（ｃｍ）の中心穴を切り抜いた。次に、穴には、両側に環の幅０．４８ｃｍまで対称的に斜角をつけた。パネルの両面を、イリノイ州ロックフォード（Rockford）のナショナル・デトロイト社（National Detroit, Inc.）製の二重作用研磨機、型番「ＤＡＱ」において、３Ｍ社（3M Company）から入手した、商標「等級８０インペリアル・フッキットＩＩ（Grade 80 Imperial Hookit II）」として市販されているサンドペーパーを用いて粗面化した。ＡＤＰＲ１をパネルの片面（裏面として表記）に２０℃で適用して、５分間乾燥させた。３Ｍ社（3M Company）から商標「スコッチ自動車用塗り替えマスキングテープ２３３＋（Scotch Automotive Refinish Masking Tape 233+）、品番２６３４０」として市販されているマスキングテープをパネルの前面に適用した。ＡＤＨ１は、下塗りした裏面に３Ｍ散布機（3M Spreader）、品番０５８４２を用いて適用した。裏面の調整を完了するために、１０．２×１０．２ｃｍのＳＣＲＭ１シートを接着剤に押しつけて、支持用の剥離フィルムを取り外して、接着剤を２０℃で１５分間硬化させた。マスキングテープを取り除き、前面を、同一平面ラインよりも下に凹みが形成されるまで、裏面と同様の方法で粗面化した。次に、ＡＤＰＲ１をパネルの前面に適用して、２０℃で５分間乾燥させた。続いて、穴にＦＰＲ１を充填して、２０℃で１５分間部分硬化させた後、プラスチック補修物質がパネルと同一平面を成すように、二重作用研磨機と３Ｍ社（3M Company）から入手した「等級１８０インペリアル・フッキットＩＩ（Grade 180 Imperial Hookit II）」とを用いて研磨した。別の４つの試験パネルもそれに従って調製した。引張り強度試験のために、プレート（the plate）から、はす縁の外周部に隣接した１０．２×６．０３ｃｍの試験部分を切り取った。
【００３７】
比較例Ｂ
比較例Ｂは、ＳＣＲＭ１をＳＣＲＭ２に置き換えたこと以外は、比較例Ａに記載した方法に従って調製した。
【００３８】
比較例Ｃ
比較例Ｃは、ＡＤＨ１をＳＳＬＲ１に置き換え、そしてＳＣＲＭ２をＳＣＲＭ３に置き換えたこと以外は、比較例Ｂに記載した方法に従って調製した。
【００３９】
比較例Ｄ
比較例Ｄは、ＳＣＲＭ３をＳＣＲＭ２に置き換えたこと以外は、比較例Ｃに記載した方法に従って調製した。
【００４０】
比較例Ｅ
比較例Ｅは、ＳＬＲ１をＦＰＲ１に置き換えたこと以外は、比較例Ｃに記載した方法に従って調製した。
【００４１】
比較例Ｆ
比較例Ｆは、ＳＣＲＭ３をＳＣＲＭ２に置き換えたこと以外は、比較例Ｅに記載した方法に従って調製した。
【００４２】
比較例Ｇ
比較例Ｇは、ＡＤＨ１をＡＤＨ２に置き換えたこと以外は、比較例Ａに記載した方法に従って調製した。
【００４３】
比較例Ｈ
比較例Ｈは、ＳＣＲＭ２をＳＣＲＭ１に置き換えたこと以外は、比較例Ｆに記載した方法に従って調製した。
【００４４】
比較例Ｉ
比較例Ｉは、ＳＣＲＭ１を５層のＳＣＲＭ４と置き換え、そしてＡＤＰＲ１をＡＤＰＲ２に置き換えたこと以外は、比較例Ａに記載した方法に従って調製した。引張り強度試験は、長繊維テープの機械方向に行った。
【００４５】
比較例Ｊ
比較例Ｊは、引張り強度試験を長繊維テープのウェブ横断方向に行ったこと以外は、比較例Ｉに記載した方法に従って調製した。
【００４６】
（実施例１）
ミシガン州ヒルズデール（Hillsdale）のＡＣＴラボラトリーズ（ACT laboratories）から商標「ＢＡＳＦハイファックス・ブラック−可撓性ＴＰＯエクステリア（BASF Hifax Black- Flexible TPO Exterior）」として入手した、黒色熱可塑性ポリオレフィン製の１０．２×１０．２×０．３２ｃｍのパネルから５．０８センチメートル（ｃｍ）の中心穴を切り抜いた。次に、穴には、両側に環の幅０．４８ｃｍまで対称的に斜角をつけた。パネルの前面を、二重作用研磨機と「等級８０インペリアル・フッキットＩＩ（Grade 80 Imperial Hookit II）」サンドペーパーを用いて粗面化した。ＡＤＰＲ２をパネルの平滑な裏面に適用して、２０℃で５分間乾燥させた。ＡＤＰＲ２を２２．９×２７．９ｃｍのＴＰＯ１シートの片面に適用し、そして２０℃で５分間乾燥させた。次に、ハンドローラーを用いて２２．９×２７．９ｃｍのＶＨＢ１シートをＴＰＯ１の下塗りした表面に積層し、そして得られたＴＰＯ−ＶＨＢ積層体を１０．２×１０．２ｃｍに切り揃えた。裏面の調整を完了するために、前記積層体の発泡体テープ面をパネルの下塗りした表面上に手で押さえつけた。ＡＤＰＲ１をパネルの前面と発泡体テープの露出面に適用して、２０℃で５分間乾燥させた後、ＦＰＲ１を充填した。２０℃で１５分間部分硬化した後、次いで、プラスチック補修物質を、二重作用研磨機と「等級１８０インペリアル・フッキットＩＩ（Grade 180 Imperial Hookit II）」サンドペーパーを用いてパネルと同一平面となるように研磨した。
【００４７】
（実施例２）
実施例２は、ＶＨＢ１をＶＨＢ２に置き換え、そしてＴＰＯ１をＴＰＯ２に置き換えたこと以外は、実施例１に記載の方法に従って調製した。
【００４８】
実施例１および２に記載した裏面の積層体は個別に調製したが、剥離ライナーを含むより大きな様式を、例えばロール形態で作製し、そして必要に応じて適当な補修寸法に切断することができると理解されるべきである。予め作製された積層体は、それ故に、補修店に更なる時間の節約を提供するであろう。
【００４９】
試験方法。
【００５０】
試料調製時間。試験パネルの裏面を完了するまでにかかる時間を、比較例Ａと比べて「より遅い」、「同じ」、または「より速い」と評価した。
【００５１】
耐衝撃性。耐衝撃性は、２０℃において、ニューヨーク州アミティビル（Amityville）のテスティング・マシーンズ社（Testing Machines Inc.）から入手したモデル「４３−０２」衝撃試験機を用いて求めた。試験断片は、補修剤面を２．８×１．８ｃｍのアルミニウム製ブロックとは反対側に向けて、中央に配置した。ハンマー重量は４．５４キログラム（Ｋｇ）であり、また衝撃速度は２．１メートル／秒（ｍ／ｓ）であった。試料につき２つの試験断片を評価した。両方の試験パネルが、破壊せずまたは目に見える亀裂を示さずに衝撃試験に耐えた場合、「合格」と評価した。
【００５２】
引張り強度。引張り強度は、ＡＳＴＭ Ｄ−６３８−９１に従って、ノースカロライナ州キャリー（Cary）のＭＴＳシステムズ・コーポレーション（MTS Systems Corporation）製のモデル「Ｑ試験１００（QTest 100）」機を用いて求めた。つかみ具間隔は７．６ｃｍであり、そして一定の延伸速度は２０℃において５．０８ｃｍ／分であった。報告した引張り強度および破断点伸び率は、試料につき３つの試験断片の平均である。３．４５メガパスカル（ＭＰａ）（５００ポンド／インチ２（ｐｓｉ））を超える引張り強度が自動車パネルの補修に許容可能であると考えられる。
【００５３】
補修速度、並びにその結果得られる、一度補修した自動車パネルの耐衝撃性および引張り強度を含む試験結果を表１に列挙する。
【００５４】
【表１】
【００５５】
本発明の実施形態を用いることで、大半の比較例よりも速い（faster that）補修速度となると同時に、耐衝撃性試験にも合格し、そして自動車パネル補修にとって望ましい引張り強度を与えることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】自動車パネル補修積層体の一つの実施形態の様々な層を示す断面図。
【図２】自動車パネル補修積層体の層を含む様々な補修層を示す、補修した自動車パネルの断面図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、損傷された自動車部品のための補修作業に関する。さらに詳細には、本発明は、自動車部品の損傷領域を補修するために用いられる補修積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
実質上自動車のあらゆるパネルは、損傷して補修を必要とする可能性がある。自動車は、様々な内装および外装パネルを包含し、これらは衝突や誤用などに起因して損傷する場合がある。例えば、自動車のバンパーは、非常に傷つきやすく、擦り傷、切り傷、穴、割れ目などを含む、衝突損傷を受ける場合が多い。
【０００３】
多くの場合、損傷された自動車パネルは交換するよりも補修するほうが安価である。これは、特に、前面のみを処置しなければならないような、前面に影響を及ぼすだけの擦り傷などの自動車パネルへの軽度の損傷に当てはまる。しかしながら、穴のように両面を処置しなければならないより激しい損傷の場合、補修は時間のかかるプロセスとなる場合がある。更に、このような激しい損傷は、自動車パネルの構造一体性に影響を及ぼし、そして結果として成された補修が、構造一体性を十分に復元しないか、または損傷前には有していた柔軟性を欠く自動車パネルをもたらす場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、自動車パネルの裏面または非化粧面に適用されて、この裏面への比較的迅速な補修を可能にすると同時に、構造一体性の修復に必要なエネルギー吸収および適合特性を前記パネルに与える、自動車の補修積層体を提供することによって、これらの問題点その他に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの実施形態は、感圧接着剤と、前記感圧接着剤に接合された可塑的に変形可能な高分子支持裏材とを含む補修積層体であって前記支持裏材の厚さは、少なくとも０．７５ミリメートルである。
【０００６】
別の実施形態は、感圧接着剤の提供を伴う、補修積層体の作製方法である。可塑的に変形可能な高分子支持裏材の厚さは少なくとも０．７５ミリメートルであり、また感圧接着剤は支持裏材に接合されている。
【０００７】
もう一つの実施形態は、前面と、裏面と、損傷領域とを有する自動車パネルの補修方法である。補修積層体は、損傷領域において自動車パネルの裏面に適用されて損傷領域を補強し、また補修積層体は、支持裏材に接合された感圧接着剤を含む。補修積層体は、感圧接着剤を前記裏面に接合することによって、その裏面に適用される。補修積層体の適用後、前記前面の外見を補修する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明の一つの実施形態で利用される自動車パネル補修積層体１０を示す。自動車パネル補修積層体１０は、ゴムまたは高分子材料の中心コア１６の両面に接着剤層１４を備えた、感圧接着剤（ＰＳＡ）材料１２を有する。一つの実施形態では、コア材料は、高分子発泡体の形態である。別の実施形態では、ＰＳＡ材料は、別々の接着剤層が必要ないように、接着剤物質から完全に構成されていてもよい（図示せず）。ＰＳＡ材料１２は、自動車パネルに適合する材料であって、しかも耐衝撃性を与えるエネルギー吸収を提供する材料を提供するために包含される。自動車パネル補修積層体の様々な実施形態におけるＰＳＡのバリエーションに関する詳細を、以下により詳細に論じる。
【０００９】
図１に示す自動車パネル補修積層体１０の実施形態はまた、ＰＳＡ材料１２に接合された支持裏材２０も含む。支持裏材２０の表面１８には、支持裏材２０とＰＳＡ材料１２との間の接合を達成する接着促進剤層２２が含まれる。可塑的に変形可能な支持裏材２０はＰＳＡ材料１２と共に適合し、更に、パネルから外れずに、自動車パネルを反対側から嵌めることができるのに必要な構造上の剛性も提供する。自動車パネル補修積層体の様々な実施形態における支持裏材２０のバリエーションに関する詳細もまた、以下で、より詳細に論じる。
【００１０】
図２は、本発明の一つの実施形態に従って補修された自動車パネル２４を示す。本明細書で使用するとき、自動車パネルには、ドア類、バンパー類、フェンダー類などのような外装パネル、並びにダッシュボード、ドアパネル類、中央コンソール類などのような内装パネルを含む自動車のあらゆるパネルが包含される。自動車パネル２４の裏面２６には、自動車パネル補修積層体１０の接着剤層１４との接合を構成する接着促進剤層２２’が適用されている。自動車パネル２４の損傷された前面２８には、接着促進剤層２２”と接着充填剤物質３０が適用されており、これらは自動車パネル表面２８と同一平面を成すように紙やすりで磨かれている。接着促進剤層２２”は、充填剤物質３０との接合を促進するために適用され、そしてその後、充填剤物質３０が、存在するあらゆる亀裂または穴を埋めるために、自動車パネル２４の損傷された箇所に適用される。接着促進剤層２２、２２’、および２２”は、同一であっても、異なっていてもよいことが分かるであろう。
【００１１】
自動車パネル２４を補修するために、はじめに裏面２６は、その表面２６を従来の溶剤で洗浄することによって準備される。前面部２８は、その後、充填剤物質３０の受容に備えて、当該技術分野で知られているように凹ませてもよい。続いて、補修積層体の露出したＰＳＡ層１４を、裏面２６に適用する。その後、前面２８の損傷された領域は、接着促進剤２２”を適用し、充填剤物質３０を損傷された領域に入れた後、紙やすりでの研磨、下塗りの適用、および塗装を含むいずれかの仕上げ工程を行うことによって、外見の補修を行ってよい。自動車パネル２４は、外見の補修工程中、パネルから外れることはなく、むしろその構造上の剛性および裏面２６との接合を維持する。
【００１２】
自動車パネル補修積層体１０は、自動車パネルの補修方法で使用するために多様な形式で提供されてよい。一つの実施形態では、ＰＳＡ材料１２は、０．１２５〜１．２５ミリメートル（ｍｍ）の厚さ、典型的に厚さ約０．４０〜０．６４ｍｍを有してよい。前記実施形態の支持裏材は、厚さ０．７５〜５ｍｍ、典型的には１〜２ｍｍを有してよい。自動車パネル補修積層体１０は、用途に適するように、多様な形状および寸法で提供されてよい。一つ以上の実施形態では、自動車パネル補修積層体１０は、この積層体１０が、充填材３０を配置した自動車パネル２４の損傷領域を少なくとも５０ｍｍ越えて広がるように選択された寸法を有してよい。特定の実施形態では、自動車パネル補修積層体１０の接着剤表面１４は、使える状態になるまで剥離ライナー（図示せず）で覆われてよい。
【００１３】
本発明の様々な実施形態で利用されるＰＳＡ材料は、様々な強力接着ＰＳＡ類から選択されてよい。本質的に、ＰＳＡ類は、他のいかなる処置をも受けずに、圧力を加えた直後に即座に接合するという点で、本来、粘着性である。一つの実施形態では、感圧接着剤はアクリル発泡体テープの形態である。アクリル発泡体テープ類は、ミネソタ州セント・ポール（St. Paul）の３Ｍ社（3M Company）から商標「ＶＨＢ」および「アクリル発泡体テープ（Acrylic Foam Tape）」として市販されている。更なる実施形態では、ポリウレタン発泡体テープを使用してもよい。ポリウレタン発泡体テープ類は、ニューヨーク州グランビル（Grandville）のサン−ゴバン・パフォーマンス・プラスチックス（Saint-Gobain Performance Plastics）から商標「２８４５ウレタン発泡体テープ（Urethane Foam Tape）」、「熱接着剤（Thermalbond）Ｖ２１００」および「Ｔ−ボンドＩＩ（T-Bond II）」として市販されている。本発明の感圧接着剤物質は、接合を形成するために熱または放射線を用いて硬化しなくてよい利点がある。
【００１４】
好適な感圧接着剤物質の例は、米国特許第６，１０３，１５２号（ゲールセン（Gehlsen）ら）、米国特許第６，６３０，５３１号（カーンドパー（Khandpur）ら）、および米国特許第６，５８６，４８３号（コルブ（Kolb）ら）に記載されており、これらの開示内容をそれぞれ参照として本明細書に組み込む。感圧接着剤の更なる例は、米国特許第６，７７７，０８０号（カーンドパー（Khandpur）ら）に記載されており、この内容も全て参照として本明細書に組み込む。
【００１５】
一つの実施形態では、ＰＳＡ材料は、米国特許第６，１０３，１５２号に記載されているようなアクリルポリマー発泡体物品である。発泡体には、複数の微小球が包含されるが、そのうちの少なくとも一つは膨張性ポリマー微小球である。
【００１６】
本明細書で使用するとき、「ポリマー発泡体」とは、物品の密度がポリマーマトリックス単独の密度よりも小さい、ポリマーマトリックスを含む物品を指す。一つ以上の実施形態では、ポリマー発泡体物質は、実質的に平滑な表面を有してよく、このことが基材への一様な接着を促進する。
【００１７】
「実質的に平滑な」表面とは、レーザ三角測量法測定によって測定したときに、Ｒａ値が約７５マイクロメートル未満の表面を指す。一つの実施形態では、前記表面のＲａ値は約５０マイクロメートル未満であり、更なる実施形態では、前記表面のＲａ値は約２５マイクロメートル未満である。特定の実施形態の表面はまた、しわ、波形、および折り目のように目に見える巨視的欠陥が実質的に存在しないことを特徴とする場合もある。加えて、特定の実施形態の表面は、関係する基材との適正な接触、そしてそれによるその基材との接着を表すように、十分に平滑であってよい。
【００１８】
「膨張性ポリマー微小球」は、ポリマーシェルと、気体、液体、またはこれらの組み合わせの形態のコア物質とを含む微小球であって、これは加熱すると膨張する。コア物質の膨張の結果、少なくとも加熱温度でシェルの膨張が生じる。膨張性微小球は、シェルが最初に膨張し得るか、または破壊せずに更に膨張することができるものである。幾つかの微小球は、加熱温度かまたはその付近でコア物質のみを膨張させることができるポリマーシェルを有してよい。
【００１９】
ポリマー発泡体ＰＳＡ材料は、少なくとも２つの異なる方法のうち一つで構成されてよい。ポリマー発泡体自体が接着剤であってもよく、あるいはポリマー発泡体物質は、発泡体に接合された１つ以上の別個の接着剤組成物類を、例えば、連続層または別個の構造体（例えば、細片類、棒類、長繊維など）の形態で包含してよく、この場合、発泡体自体は接着剤でなくてもよい。
【００２０】
特定の実施形態のポリマー発泡体ＰＳＡは、ウレタン架橋および尿素架橋を実質的に有さなくてよく、それ故に、組成物中にイソシアネート類を必要としない。ポリマー発泡体を作製するのに好適な材料の一例は、アクリルポリマーまたはコポリマーである。例えば、高い凝集強度および／または高い弾性率が必要とされる場合には、発泡体を架橋してもよい。
【００２１】
特定の実施形態のポリマー発泡体には、複数の膨張性ポリマー微小球が包含されてよい。発泡体はまた、１つ以上の非膨張性微小球を包含してもよく、これはポリマー微小球であっても、非ポリマー微小球（例えば、ガラス微小球類）であってもよい。１つ以上の実施形態のポリマー発泡体物質における膨張性ポリマー微小球の例としては、シェルが塩化ビニリデン単位を本質的に含まないものを挙げることができる。様々な実施形態のコア物質としては、加熱すると膨張する、空気以外の物質を挙げることができる。
【００２２】
様々な実施形態の発泡体は、微小球類に加えて、媒介剤を含有してよい。好適な媒介剤の例としては、粘着付与剤類、可塑剤類、顔料類、染料類、固体充填剤類、およびこれらの組み合わせから成る群より選択されるものが挙げられる。発泡体はまた、ポリマーマトリックス中に、気体を充填した空隙を包含してもよい。このような空隙は、典型的に、ポリマーマトリックス材料中に膨張剤を包含させた後、例えば、熱または放射線にポリマーマトリックス材料を曝露することによってその膨張剤を活性化させることにより、形成される。
【００２３】
特定の実施形態の発泡体は、実質的に非架橋のまたは熱可塑性のポリマーマトリックス材料を含むことが望ましい場合もある。特定の実施形態の発泡体のマトリックスポリマーは、多少の架橋度を示すことが望ましい可能性もある。このような架橋に対する一つの潜在的な利点は、発泡体が、殆どまたは全く架橋していない同じ発泡体に比べて改善された機械的特性（例えば、凝集強度を増強する）を示す可能性があるということである。
【００２４】
一つの実施形態では、ＰＳＡ材料は、（ａ）複数の微小球類であって、これらのうち少なくとも一つが（上記で定義されたように）膨張性ポリマー微小球であるもの、および（ｂ）ウレタン架橋および尿素架橋を実質的に含まないポリマーマトリックスを含むポリマー発泡体を含む。マトリックスには、２つ以上のポリマーのブレンドが包含され、この場合、このブレンド中のポリマーの少なくとも一つは、感圧接着剤ポリマー（すなわち、感圧接着組成物を形成するために粘着付与剤と組み合わされなければならないポリマーとは対照的に、本来感圧接着性であるポリマー）であり、また前記ポリマーのうち少なくとも一つは、不飽和の熱可塑性エラストマー類、アクリレート−不溶性の飽和した熱可塑性エラストマー類、および非感圧接着性の熱可塑性ポリマー類から成る群より選択される。
【００２５】
ＰＳＡ材料は、様々な方法、例えば次のような方法で調製されてよい：（ａ）ポリマー組成物と複数の微小球類（これらのうち１つ以上は（上記で定義したような）膨張性ポリマー微小球である）とを、膨張性の押出成形可能な組成物を形成するように選択された温度、圧力、および剪断速度を含むプロセス条件下で溶融混合する方法；（ｂ）前記組成物をダイから押出成形して、（上記に定義したような）ポリマー発泡体を形成する方法；および（ｃ）ポリマー組成物がダイから排出される前に、１つ以上の膨張性ポリマー微小球類を少なくとも部分的に膨張させる方法。特定の実施形態では、ポリマー組成物がダイから排出される前に、全てではないが、ほとんどの膨張性微小球類を少なくとも部分的に膨張させることが、望ましい場合がある。組成物がダイから排出される前に膨張性ポリマー微小球類を膨張させることにより、結果として得られる押出成形された発泡体は、より厳しい許容度で製造することができる。
【００２６】
特定の実施形態では、ＰＳＡ材料が実質的に溶媒を含まないことが望ましい場合がある。一つの実施形態では、ＰＳＡ材料は、２０重量％未満の溶媒を含有してよく、更なる実施形態では、前記材料は、実質的に全く溶媒を含有しないかないしは約１０重量％以下までの溶媒を含有してよく、そして更に別の実施形態では、前記材料は、約５重量％以下の溶媒を含有してよい。
【００２７】
様々な実施形態のＰＳＡ材料の重量平均分子量は、一つの実施形態では、少なくとも約１０，０００ｇ／モル、そして更なる実施形態では少なくとも約５０，０００ｇ／モルであってよい。様々な実施形態のＰＳＡ材料を製造するのに使用されるポリマー類は、１７５℃の温度および１００秒−１の剪断速度で測定される剪断粘度が、一つの実施形態では、少なくとも約３０パスカル−秒（Ｐａ−ｓ）、更なる実施形態では、少なくとも約１００Ｐａ−ｓ、そして更に別の実施形態では、少なくとも約２００Ｐａ−ｓを示してよい。
【００２８】
様々な実施形態のＰＳＡ発泡体材料は架橋されてもよい。例えば、発泡体は、発泡体を架橋するために、押出し成形後に熱線、化学線、電離放射線、またはこれらの組み合わせに曝露されてよい。架橋はまた、イオンの相互作用に基づく化学架橋法を用いて達成されてもよい。
【００２９】
本発明の実施形態で用いられる支持裏材は、様々な材料から選択されてよく、熱可塑性材料および熱硬化性材料を含む可塑的に変形可能な高分子材料類が挙げられる。可塑的に変形可能であることにより、支持裏材を容易に形成することができ、そしてその形状を維持することができる。一つの実施形態では、可塑的に変形可能な支持裏材は連続的なシートである。別の実施形態では、可塑的に変形可能な支持裏材は、ＡＳＴＭ Ｄ−４１２に従って少なくとも５０％の破断点伸びを有する。別の実施形態では、可塑的に変形可能な支持裏材は、ＡＳＴＭ Ｄ−４１２に従って少なくとも１００％の破断点伸びを有する。なお別の実施形態では、可塑的に変形可能な支持裏材は、ＡＳＴＭ Ｄ−４１２に従って少なくとも２００％の破断点伸びを有する。
【００３０】
特に、車体側部の成形材料および自動車用クラッド材のような自動車構造において有用な材料が、支持裏材として利用されてよい。例としては、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンゴム類（ＥＰＤＭ）、熱可塑性ウレタン類（ＴＰＵ類）、反応射出成形（ＲＩＭ）ウレタンプラスチック類、およびポリプロピレンと、ポリエチレンと、ゴムとのコポリマー類である熱可塑性オレフィン類（ＴＰＯ類）が挙げられる。別の実施形態では、オハイオ州クリーブランド（Cleveland）のポリワン・コーポレーション（PolyOne Corporation）から商標「ブラックＴＰＯ−ＴＧ化合物（Black TPO-TG Compound）」として市販されている黒色の自動車用クラッド材を使用してもよい。支持裏材は、所望により、美的感覚に訴えるもの（aesthetics）のように、他の目的のために意図される一つ以上のトップコートを含んでよく、これは接着力を促進することが分かっている。
【００３１】
本発明で利用される接着促進剤類は、損傷された車体パネルおよび用いられる補修積層体の種類に応じて様々な物質類から選択されてよい。代表的な接着促進剤類としては、アクリル発泡体テープ類、ＲＩＭ、およびＴＰＯ用のものが挙げられ、ミネソタ州セント・ポール（St. Paul）の３Ｍ社から商標３Ｍオートミックス・ポリオレフィン接着促進剤（3M Automix Polyolefin Adhesion Promoter）、品番５９０７および３Ｍ自動車用接着促進剤（3M Automotive Adhesion Promoter）品番０６３９６として市販されている。
【００３２】
前記５９０７または０６３９６接着促進剤類などの溶剤型接着促進剤を用いる場合、補修積層体は、ＴＰＯの平滑な面などの支持裏材の片面に溶剤を適用することによって製造される。溶剤を適用した支持裏材の前記面を、次に、ＰＳＡと接触させて配置し、そして圧力を加えてよい。溶剤を乾燥させて、結果として、ＴＰＯをＰＳＡに接合させる。
【００３３】
溶剤型のもの以外の接着促進剤を用いる場合、接着促進剤は、ＴＰＯの平滑な面などの支持裏材に適用されてよく、また圧力を加えてもよい。接着促進剤は、重合性液体として適用されてもよく、そして米国特許第６，２８７，６８５号（ジャンセン（Janssen）ら）および欧州特許第３８４，５９８号（ジョンソン（Johnson）ら）に記載されているように電子ビーム照射によって硬化されるが、これら特許の開示内容をそれぞれ参照として本明細書に組み込む。この照射によって、接着促進剤の２つのモノマーを重合させて、接着促進剤を支持裏材にグラフト化させる。
【００３４】
本発明の実施形態の使用を更に例示するために、単に例示目的のために提供される本発明の具体的な実施形態の非限定的な例を、比較と併せて以下に論じる。実施例および比較例の記述において特に注記がない限り、報告した部、百分率、および比はいずれも重量基準であって、実施例および比較例において用いられるすべての媒介剤は、例えば、ミズーリ州セント・ルイス（Saint Louis）のシグマ−アルドリッチ・ケミカル・カンパニー（Sigma-Aldrich Chemical Company）などの一般化学品供給業者から購入されたか、または入手可能であるか、あるいは従来の方法によって合成されてもよい。
【００３５】
実施例および比較例では次の略語を使用する：
「ＡＤＨ１」：ミネソタ州セント・ポール（St. Paul）の３Ｍ社（3M Company）から商標「４１２５万能接着剤（4125 Universal Adhesive）」として市販されている可撓性ウレタン接着剤；
「ＡＤＨ２」：３Ｍ社（3M Company）から商標「４２４０万能接着剤（4240 Universal Adhesive）」として市販されている可撓性ウレタン接着剤；
「ＡＤＰＲ１」：３Ｍ社（3M Company）から商標「３Ｍオートミックス・ポリオレフィン接着促進剤（3M Automix Polyolefin Adhesion Promoter）、品番５９０７」として市販されているポリオレフィン接着促進剤；
「ＡＤＰＲ２」：３Ｍ社（3M Company）から商標「３Ｍ自動車用接着促進剤（3M Automotive Adhesion Promoter）品番０６３９６」として市販されている接着促進剤；
「ＦＰＲ１」：３Ｍ社（3M Company）から商標「３ＭオートミックスＥＺサンド５８８７可撓性プラスチック・リペア（3M Automix EZ Sand 5887 Flexible Plastic Repair）」として市販されている２液型エポキシ；
「ＳＣＲＭ１」：３Ｍ社（3M Company）から商標「４９０４補強補修剤（4904 Reinforcement Patch）」として市販されている、剥離可能なフィルム付き構造スクリム；
「ＳＣＲＭ２」：３Ｍ社（3M Company）から商標「３Ｍガラス繊維布（3M Fiberglass Cloth）、品番０５８３８」として市販されているガラス繊維布；
「ＳＣＲＭ３」：３Ｍ社（3M Company）から商標「３Ｍガラス繊維マット（3M Fiberglass Mat）、品番０５８３７」として市販されているガラス繊維マット；
「ＳＣＲＭ４」：３Ｍ社（3M Company）から商標「スコッチ長繊維テープ８９８（Scotch Filament Tape 898）、品番０６８９５」として市販されている帯状テープ；
「ＳＳＬＲ１」：３Ｍ社（3M Company）から商標「４２２７シーム・シーラー（4227 Seam Sealer）」として市販されている可撓性ウレタン・シーム・シーラー；
「ＴＰＯ１」：オハイオ州クリーブランド（Cleveland）のポリワン・コーポレーション（PolyOne Corporation）から< >として市販されている１ミリメートル（ｍｍ）の黒色熱可塑性ポリオレフィン製の装飾用自動車クラッド材；
「ＴＰＯ２」：オハイオ州クリーブランド（Cleveland）のポリワン・コーポレーション（PolyOne Corporation）から< >として市販されている２ミリメートル（ｍｍ）の黒色熱可塑性ポリオレフィン製の装飾用自動車クラッド材；
「ＶＨＢ１」：３Ｍ社（3M Company）から商標「４９３６ＶＨＢテープ（4936 VHB Tape）」として市販されている０．６４ｍｍ（２５−ミル）の両面感圧接着剤アクリル発泡体テープ；
「ＶＨＢ２」：３Ｍ社（3M Company）から商標「４９２６ＶＨＢテープ（4926 VHB Tape）」として市販されている０．４０ｍｍ（１５−ミル）の両面感圧接着剤アクリル発泡体テープ；
試験を標準化するために、次の全試料は、裏面の調整が完了次第、２０℃で１６時間保持した。当然のことながら、実際の使用時には、本発明の実施形態を含む試料は、２０〜３０分間だけ保持される。
【００３６】
比較例Ａ
ミシガン州ヒルズデール（Hillsdale）のＡＣＴラボラトリーズ（ACT laboratories）から商標「ＢＡＳＦハイファックス・ブラック−可撓性ＴＰＯエクステリア（BASF Hifax Black- Flexible TPO Exterior）」として入手した、黒色熱可塑性ポリオレフィン製の１０．２×１０．２×０．３２ｃｍのパネルから５．０８センチメートル（ｃｍ）の中心穴を切り抜いた。次に、穴には、両側に環の幅０．４８ｃｍまで対称的に斜角をつけた。パネルの両面を、イリノイ州ロックフォード（Rockford）のナショナル・デトロイト社（National Detroit, Inc.）製の二重作用研磨機、型番「ＤＡＱ」において、３Ｍ社（3M Company）から入手した、商標「等級８０インペリアル・フッキットＩＩ（Grade 80 Imperial Hookit II）」として市販されているサンドペーパーを用いて粗面化した。ＡＤＰＲ１をパネルの片面（裏面として表記）に２０℃で適用して、５分間乾燥させた。３Ｍ社（3M Company）から商標「スコッチ自動車用塗り替えマスキングテープ２３３＋（Scotch Automotive Refinish Masking Tape 233+）、品番２６３４０」として市販されているマスキングテープをパネルの前面に適用した。ＡＤＨ１は、下塗りした裏面に３Ｍ散布機（3M Spreader）、品番０５８４２を用いて適用した。裏面の調整を完了するために、１０．２×１０．２ｃｍのＳＣＲＭ１シートを接着剤に押しつけて、支持用の剥離フィルムを取り外して、接着剤を２０℃で１５分間硬化させた。マスキングテープを取り除き、前面を、同一平面ラインよりも下に凹みが形成されるまで、裏面と同様の方法で粗面化した。次に、ＡＤＰＲ１をパネルの前面に適用して、２０℃で５分間乾燥させた。続いて、穴にＦＰＲ１を充填して、２０℃で１５分間部分硬化させた後、プラスチック補修物質がパネルと同一平面を成すように、二重作用研磨機と３Ｍ社（3M Company）から入手した「等級１８０インペリアル・フッキットＩＩ（Grade 180 Imperial Hookit II）」とを用いて研磨した。別の４つの試験パネルもそれに従って調製した。引張り強度試験のために、プレート（the plate）から、はす縁の外周部に隣接した１０．２×６．０３ｃｍの試験部分を切り取った。
【００３７】
比較例Ｂ
比較例Ｂは、ＳＣＲＭ１をＳＣＲＭ２に置き換えたこと以外は、比較例Ａに記載した方法に従って調製した。
【００３８】
比較例Ｃ
比較例Ｃは、ＡＤＨ１をＳＳＬＲ１に置き換え、そしてＳＣＲＭ２をＳＣＲＭ３に置き換えたこと以外は、比較例Ｂに記載した方法に従って調製した。
【００３９】
比較例Ｄ
比較例Ｄは、ＳＣＲＭ３をＳＣＲＭ２に置き換えたこと以外は、比較例Ｃに記載した方法に従って調製した。
【００４０】
比較例Ｅ
比較例Ｅは、ＳＬＲ１をＦＰＲ１に置き換えたこと以外は、比較例Ｃに記載した方法に従って調製した。
【００４１】
比較例Ｆ
比較例Ｆは、ＳＣＲＭ３をＳＣＲＭ２に置き換えたこと以外は、比較例Ｅに記載した方法に従って調製した。
【００４２】
比較例Ｇ
比較例Ｇは、ＡＤＨ１をＡＤＨ２に置き換えたこと以外は、比較例Ａに記載した方法に従って調製した。
【００４３】
比較例Ｈ
比較例Ｈは、ＳＣＲＭ２をＳＣＲＭ１に置き換えたこと以外は、比較例Ｆに記載した方法に従って調製した。
【００４４】
比較例Ｉ
比較例Ｉは、ＳＣＲＭ１を５層のＳＣＲＭ４と置き換え、そしてＡＤＰＲ１をＡＤＰＲ２に置き換えたこと以外は、比較例Ａに記載した方法に従って調製した。引張り強度試験は、長繊維テープの機械方向に行った。
【００４５】
比較例Ｊ
比較例Ｊは、引張り強度試験を長繊維テープのウェブ横断方向に行ったこと以外は、比較例Ｉに記載した方法に従って調製した。
【００４６】
（実施例１）
ミシガン州ヒルズデール（Hillsdale）のＡＣＴラボラトリーズ（ACT laboratories）から商標「ＢＡＳＦハイファックス・ブラック−可撓性ＴＰＯエクステリア（BASF Hifax Black- Flexible TPO Exterior）」として入手した、黒色熱可塑性ポリオレフィン製の１０．２×１０．２×０．３２ｃｍのパネルから５．０８センチメートル（ｃｍ）の中心穴を切り抜いた。次に、穴には、両側に環の幅０．４８ｃｍまで対称的に斜角をつけた。パネルの前面を、二重作用研磨機と「等級８０インペリアル・フッキットＩＩ（Grade 80 Imperial Hookit II）」サンドペーパーを用いて粗面化した。ＡＤＰＲ２をパネルの平滑な裏面に適用して、２０℃で５分間乾燥させた。ＡＤＰＲ２を２２．９×２７．９ｃｍのＴＰＯ１シートの片面に適用し、そして２０℃で５分間乾燥させた。次に、ハンドローラーを用いて２２．９×２７．９ｃｍのＶＨＢ１シートをＴＰＯ１の下塗りした表面に積層し、そして得られたＴＰＯ−ＶＨＢ積層体を１０．２×１０．２ｃｍに切り揃えた。裏面の調整を完了するために、前記積層体の発泡体テープ面をパネルの下塗りした表面上に手で押さえつけた。ＡＤＰＲ１をパネルの前面と発泡体テープの露出面に適用して、２０℃で５分間乾燥させた後、ＦＰＲ１を充填した。２０℃で１５分間部分硬化した後、次いで、プラスチック補修物質を、二重作用研磨機と「等級１８０インペリアル・フッキットＩＩ（Grade 180 Imperial Hookit II）」サンドペーパーを用いてパネルと同一平面となるように研磨した。
【００４７】
（実施例２）
実施例２は、ＶＨＢ１をＶＨＢ２に置き換え、そしてＴＰＯ１をＴＰＯ２に置き換えたこと以外は、実施例１に記載の方法に従って調製した。
【００４８】
実施例１および２に記載した裏面の積層体は個別に調製したが、剥離ライナーを含むより大きな様式を、例えばロール形態で作製し、そして必要に応じて適当な補修寸法に切断することができると理解されるべきである。予め作製された積層体は、それ故に、補修店に更なる時間の節約を提供するであろう。
【００４９】
試験方法。
【００５０】
試料調製時間。試験パネルの裏面を完了するまでにかかる時間を、比較例Ａと比べて「より遅い」、「同じ」、または「より速い」と評価した。
【００５１】
耐衝撃性。耐衝撃性は、２０℃において、ニューヨーク州アミティビル（Amityville）のテスティング・マシーンズ社（Testing Machines Inc.）から入手したモデル「４３−０２」衝撃試験機を用いて求めた。試験断片は、補修剤面を２．８×１．８ｃｍのアルミニウム製ブロックとは反対側に向けて、中央に配置した。ハンマー重量は４．５４キログラム（Ｋｇ）であり、また衝撃速度は２．１メートル／秒（ｍ／ｓ）であった。試料につき２つの試験断片を評価した。両方の試験パネルが、破壊せずまたは目に見える亀裂を示さずに衝撃試験に耐えた場合、「合格」と評価した。
【００５２】
引張り強度。引張り強度は、ＡＳＴＭ Ｄ−６３８−９１に従って、ノースカロライナ州キャリー（Cary）のＭＴＳシステムズ・コーポレーション（MTS Systems Corporation）製のモデル「Ｑ試験１００（QTest 100）」機を用いて求めた。つかみ具間隔は７．６ｃｍであり、そして一定の延伸速度は２０℃において５．０８ｃｍ／分であった。報告した引張り強度および破断点伸び率は、試料につき３つの試験断片の平均である。３．４５メガパスカル（ＭＰａ）（５００ポンド／インチ２（ｐｓｉ））を超える引張り強度が自動車パネルの補修に許容可能であると考えられる。
【００５３】
補修速度、並びにその結果得られる、一度補修した自動車パネルの耐衝撃性および引張り強度を含む試験結果を表１に列挙する。
【００５４】
【表１】
【００５５】
本発明の実施形態を用いることで、大半の比較例よりも速い（faster that）補修速度となると同時に、耐衝撃性試験にも合格し、そして自動車パネル補修にとって望ましい引張り強度を与えることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】自動車パネル補修積層体の一つの実施形態の様々な層を示す断面図。
【図２】自動車パネル補修積層体の層を含む様々な補修層を示す、補修した自動車パネルの断面図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の構成要素：
感圧接着剤、および
感圧接着剤に接合された可塑的に変形可能な高分子支持裏材を備える補修積層体であって、前記支持裏材の厚さが少なくとも０．７５ミリメートルである、前記補修積層体。
【請求項２】
前記支持裏材が、ＡＳＴＭ Ｄ−４１２に従って少なくとも５０％の破断点伸びを有する、請求項１に記載の補修積層体。
【請求項３】
前記支持裏材が、ＡＳＴＭ Ｄ−４１２に従って少なくとも１００％の破断点伸びを有する、請求項１に記載の補修積層体。
【請求項４】
前記支持裏材が、ＡＳＴＭ Ｄ−４１２に従って少なくとも２００％の破断点伸びを有する、請求項１に記載の補修積層体。
【請求項５】
前記感圧接着剤が発泡体を含む、請求項１に記載の補修積層体。
【請求項６】
前記支持裏材がポリオレフィンを含む、請求項１に記載の補修積層体。
【請求項７】
前記支持裏材が熱可塑性樹脂を含む、請求項１に記載の補修積層体。
【請求項８】
前記支持裏材が連続的な熱可塑性ポリオレフィンシートである、請求項１に記載の補修積層体。
【請求項９】
第１の接着剤物質と第２の物質との間に配置することによって前記支持裏材と前記感圧接着剤との間の接合に寄与する接着促進剤を更に含む、請求項１に記載の補修積層体。
【請求項１０】
前記接着促進剤が溶剤型接着促進剤である、請求項９に記載の補修積層体。
【請求項１１】
前記接着促進剤が電子ビーム照射によって硬化する、請求項９に記載の補修積層体。
【請求項１２】
次の工程：
感圧接着剤を提供する工程；
厚さが少なくとも０．７５ミリメートルの、可塑的に変形可能な高分子支持裏材を提供する工程；および
前記感圧接着剤を前記支持裏材に接合する工程を含む、補修積層体の作製方法。
【請求項１３】
前記感圧接着剤が発泡体を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記支持裏材が連続的な熱可塑性ポリオレフィンシートである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記感圧接着剤を前記支持裏材に接合する工程が、接着促進剤を前記支持裏材に適用する工程、およびその後、前記接着促進剤を適用した前記支持裏材に前記感圧接着剤を適用する工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記接着促進剤が、溶剤型接着促進剤である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記接着促進剤が重合性液体として適用される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記接着促進剤を電子ビーム照射を用いて硬化することを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前面、裏面、および損傷領域を有する自動車パネルの補修方法であって、次の工程：
補修積層体を損傷領域における前記自動車パネルの前記裏面に適用して前記損傷領域を補強する工程であって、前記補修積層体は、支持裏材に接合された感圧接着剤を備え、前記補修積層体が、前記感圧接着剤を前記損傷領域の裏面に接合することによって適用される工程；および
前記補修積層体の適用後に、前記前面の外見を補修する工程を含む、前記方法。
【請求項２０】
前記感圧接着剤が発泡体を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記支持裏材が熱可塑性ポリオレフィンシートを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記感圧接着剤が接着促進剤を用いて前記支持裏材に接合される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記支持裏材が、少なくとも０．７５ミリメートルの厚さを有する、可塑的に変形可能な高分子材料である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記感圧接着剤の厚さが、前記支持裏材の厚さよりも薄い、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記補修積層体を前記裏面に適用する工程が、接着促進剤を前記裏面に適用する工程、およびその後、前記接着促進剤を適用した前記裏面に前記感圧接着剤を適用する工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項１】
次の構成要素：
感圧接着剤、および
感圧接着剤に接合された可塑的に変形可能な高分子支持裏材を備える補修積層体であって、前記支持裏材の厚さが少なくとも０．７５ミリメートルである、前記補修積層体。
【請求項２】
前記支持裏材が、ＡＳＴＭ Ｄ−４１２に従って少なくとも５０％の破断点伸びを有する、請求項１に記載の補修積層体。
【請求項３】
前記支持裏材が、ＡＳＴＭ Ｄ−４１２に従って少なくとも１００％の破断点伸びを有する、請求項１に記載の補修積層体。
【請求項４】
前記支持裏材が、ＡＳＴＭ Ｄ−４１２に従って少なくとも２００％の破断点伸びを有する、請求項１に記載の補修積層体。
【請求項５】
前記感圧接着剤が発泡体を含む、請求項１に記載の補修積層体。
【請求項６】
前記支持裏材がポリオレフィンを含む、請求項１に記載の補修積層体。
【請求項７】
前記支持裏材が熱可塑性樹脂を含む、請求項１に記載の補修積層体。
【請求項８】
前記支持裏材が連続的な熱可塑性ポリオレフィンシートである、請求項１に記載の補修積層体。
【請求項９】
第１の接着剤物質と第２の物質との間に配置することによって前記支持裏材と前記感圧接着剤との間の接合に寄与する接着促進剤を更に含む、請求項１に記載の補修積層体。
【請求項１０】
前記接着促進剤が溶剤型接着促進剤である、請求項９に記載の補修積層体。
【請求項１１】
前記接着促進剤が電子ビーム照射によって硬化する、請求項９に記載の補修積層体。
【請求項１２】
次の工程：
感圧接着剤を提供する工程；
厚さが少なくとも０．７５ミリメートルの、可塑的に変形可能な高分子支持裏材を提供する工程；および
前記感圧接着剤を前記支持裏材に接合する工程を含む、補修積層体の作製方法。
【請求項１３】
前記感圧接着剤が発泡体を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記支持裏材が連続的な熱可塑性ポリオレフィンシートである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記感圧接着剤を前記支持裏材に接合する工程が、接着促進剤を前記支持裏材に適用する工程、およびその後、前記接着促進剤を適用した前記支持裏材に前記感圧接着剤を適用する工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記接着促進剤が、溶剤型接着促進剤である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記接着促進剤が重合性液体として適用される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記接着促進剤を電子ビーム照射を用いて硬化することを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前面、裏面、および損傷領域を有する自動車パネルの補修方法であって、次の工程：
補修積層体を損傷領域における前記自動車パネルの前記裏面に適用して前記損傷領域を補強する工程であって、前記補修積層体は、支持裏材に接合された感圧接着剤を備え、前記補修積層体が、前記感圧接着剤を前記損傷領域の裏面に接合することによって適用される工程；および
前記補修積層体の適用後に、前記前面の外見を補修する工程を含む、前記方法。
【請求項２０】
前記感圧接着剤が発泡体を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記支持裏材が熱可塑性ポリオレフィンシートを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記感圧接着剤が接着促進剤を用いて前記支持裏材に接合される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記支持裏材が、少なくとも０．７５ミリメートルの厚さを有する、可塑的に変形可能な高分子材料である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記感圧接着剤の厚さが、前記支持裏材の厚さよりも薄い、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記補修積層体を前記裏面に適用する工程が、接着促進剤を前記裏面に適用する工程、およびその後、前記接着促進剤を適用した前記裏面に前記感圧接着剤を適用する工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２００９−５０１０９７（Ｐ２００９−５０１０９７Ａ）
【公表日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５２１４４４（Ｐ２００８−５２１４４４）
【出願日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０２６３９２
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０１１５３９
【国際公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０２６３９２
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０１１５３９
【国際公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]