JPH0431884B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は自動車のドアパネル等の板金部材に
内貼りして補強するための補強材料に関するもの
である。

近年、自動車の燃費を向上させるべく軽量化に
努力が払われていることは周知の通りであり、そ
のために自動車のボデイーを構成する鋼板は益々
薄板化されているが、それに伴い局部的に外力が
加わつた場合に容易に窪んだり、また振動増加に
より騒音を発生し易いなどの新たな問題が生じて
いる。

従来、このような問題を解決する方法として、
エポキシ系もしくはブチル系の熱硬化型シートを
ボデイー用パネルに内貼りし、かつ加熱硬化する
方法が提案されている。しかしながらこのような
補強材料では、パネルの剛性を高めることができ
る反面、自動車の生産コストが高騰する問題があ
る。すなわち補強材料として従来使用されている
熱硬化型シートは、それ自体高価であり、またパ
ネルの全体に張剛性、耐デント性および制振性の
総てが要求されるわけではなく、各個所毎に要求
される特性が異なるから、パネルに前記熱硬化型
シートを一律に貼着した場合には、不必要に剛性
を高めたり、あるいは逆に特定の特性を充分満足
し得なくなつたりし、その結果不要な経費をかけ
ることになるために生産コストが高騰してしま
い、これに加え車体重量が増え、薄板化する本来
の目的を損う問題がある。また上記従来の補強材
料は、貼付作業時に一旦貼り付けた後は剥離する
ことが極めて難しく、多くの場合補強材料すなわ
ち熱硬化型シートそのものを破断しなければなら
ず、そのためシートの貼付作業に細い注意が要求
され、作業性に問題があつた。さらに従来の熱硬
化型シートは、硬化時の収縮量および収縮力が大
きいために、パネルに歪みや反りが生じる問題が
あつた。このような補強用のシートの収縮に伴う
問題を解消するために、補強用シートを細分化し
て使用する方法が特開昭52−1507号にて提案され
ているが、そのような方法では作業性が極めて悪
く、実用に供することはできない。

また近時、発泡剤を含む樹脂材の上を、熱硬化
性の樹脂材で完全に覆つた状態で加熱硬化させる
ことにより、トンネル状の補強リブを形成するパ
ネル類の補強方法が、特開昭57−151316号にて提
案されている。この提案による補強材料によれ
ば、発泡剤を用いていることにより、軽量化を図
ることができると同時に、歪みや反りの発生を回
避することができるが、パネルの振動を抑制する
制振性に劣る問題があつた。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、
補強作用と制振作用とが共に優れ、しかも作業性
が良好でかつ安価な板金部材の補強材料を提供す
ることを目的とするものである。そしてこの発明
の特徴とするところは、アスフアルトおよびゴム
ならびに所定の充填材を含有したシート状基材の
一方の面に感圧接着剤層を形成した感圧接着型シ
ートと、ポリビニルアセタール、ジアリルフタレ
ートモノマー、所定の充填材および添加剤をそれ
ぞれ含有しかつ表面に補強繊維層を設けたシート
状基材の裏面に感圧接着剤層を形成した加熱硬化
型シートとを有し、かつ加熱硬化型シートの端部
を感圧接着型シートの上にわずか重ね合わせて各
シートを一体化させた点にある。

以下この発明を更に詳細に説明する。

この発明の補強材料は、前述したように感圧接
着型シート１と加熱硬化型シート２とを第１図に
示す如く一部重ね合わせて一体化したものであ
り、これらのシート１，２のうち感圧接着型シー
ト１は、シート状基材３の一方の面に感圧接着材
層４を形成した構成である。ここでシート状基材
３は、アスフアルトとゴムおよび充填材とを配合
してシート状に成形したものであり、アスフアル
トとしては、天然アスフアルト、アスフアルタイ
ト、ストレートアスフアルト、ブローンアスフア
ルト等のいずれかを単独で使用し、あるいは２種
以上を混合して使用することができる。またゴム
としては、耐寒性、耐熱性あるいは耐油性などの
性質があまり要求されないので、使用可能なゴム
の種類は特には限定されないが、コストの点でス
チレン−ブタジエンゴムや再生ゴム等が好まし
い。

これらアスフアルトとゴムとの配合比は、アス
フアルト100重量部に対しゴムが20〜60重量部で
あることが望ましい。ゴムの配合量が20重量部よ
り少ない場合には、得られた感圧接着型シートを
鉛直面に貼着して加熱した際に、所謂タレ切れが
生じたり、制振効果が不充分となつたりする不都
合があり、また60重量部より多い場合には、ゴム
弾性が強くなり過ぎて制振効果が不足する不都合
がある。

また前記アスフアルトおよびゴムと共に配合す
る充填材としては、従来一般に防振材として使用
されている材料を使用することができる。具体的
には、繊維状充填材としてアスベスト、ガラス繊
維、古紙や化繊屑の粉砕物等を用いることがで
き、また鱗片状充填材として雲母粉を用いること
ができ、さらに粉粒体状充填材としてタルク、硫
酸バリウム、クレー、炭酸カルシウム、炭酸マグ
ネシウム、シリカ、砂等の他に、生石灰、着色材
や産業廃棄物粉等を使用できる。これらのうち特
に無機の繊維状充填材鱗片状充填材、および比重
の大きい粉体状充填材を用いることが好ましい。

この種の充填材の配合比は、アスフアルト100
重量部に対し充填材が100〜400重量部であること
が好ましい。100重量部より少ない場合には、加
熱した際にタレ切れや収縮が生じ、また制振効果
が不充分になる不都合があり、また400重量部よ
り多い場合には、制振性が低下する不都合があ
る。

そして、感圧接着型シート１の製法としては、
上述したアスフアルト、ゴムおよび充填材を所定
の比率で配合するとともに、ミキシングロール等
で攪拌、混合し、ついで押出し成形あるいはロー
ル成形等によりシート状基材３を作り、そのシー
ト状基材３の一方の面に感圧接着剤層４を形成す
る方法が好適である。ここで使用する感圧接着剤
は、アクリル系等の合性樹脂、合成ゴム、ガム、
石油樹脂、溶剤等からなる従来から知られている
接着剤でよい。またその接着剤をシート状基材３
に塗布する方法は、スプレーによる方法、ロール
コーターを用いる方法、フローコーターを用いる
方法等任意でよい。

つぎに、加熱硬化型シート２について説明する
と、加熱硬化型シート２は前述した感圧接着型シ
ート１と同様に、シート状基材５の一方の面に感
圧接着剤層６を形成した構成であり、またそのシ
ート状基材５は、ポリビニルアセタール、ジアリ
ルフタレールモノマー、所定の充填材および添加
剤を成分とした混合物の一方の面に補強繊維層７
を設けた構成とされている。

シート状基材５の成分であるポリビニルアセタ
ールは、バインダーとしての用をなすものであつ
て、この発明ではポリビニルブチラールが好適で
ある。ポリビニルブチラールは、周知のように、
ポリビニルアルコールにブチルアルデヒドを反応
させて得られ、その分子中に水酸基と少量のアセ
チル基とを含有し、熱硬化性樹脂モノマーとの併
用により、あるいは加熱処理により架橋結合を形
成する熱可塑性樹脂である。重合度は約100〜
2000であり、また軟化点は60〜140℃であるが、
この発明では重合度100〜1000、軟化点65〜100℃
程度のものを使用することが好ましい。

またポリビニルアセタールと共に配合するジア
リルフタレートモノマーは、周知のように、オル
ソフタル酸およびイソフタル酸のジアリルエステ
ルであつて、１分子中に２個の二重結合を持つて
おり、触媒や熱などの作用で容易に反応し、電気
特性、寸法安定性、耐熱性、耐薬品性に優れた熱
硬化性樹脂となる。

これらポリビニルアセタールとジアリルフタレ
ートモノマーとの配合比は、ポリビニルアセター
ル100重量部に対しジアリルフタレートモノマー
が50〜250重量部であることが好ましい。ジアリ
ルフタレートモノマーが50重量部より少ない場合
には、ポリビニルアセタールとの反応が充分に生
ぜず、剛性補強効果が不足し、また250重量部よ
り多い場合には、シート状に成形した後にジアリ
ルフタレートモノマーがシートの表面から染み出
したり、シートの反りや剥離が生じるおそれがあ
る。

さらに充填材は、感圧接着型シートにおけるシ
ート状基材３に含有させる充填材と同種のもので
よく、その配合量は、ポリビニルアセタール100
重量部に対し400〜1000重量部であることが望ま
しく、400重量部より少ない場合には、剛性が弱
く、ひいては補強効果が著しく低下し、また逆に
1000重量部より多い場合には、衝撃力を受けた際
に亀裂が生じるおそれがある。

またさらに、加熱硬化型シート２の基材５に
は、添加剤として重合開始剤や発泡剤等を配合す
る。その重合開始剤としては、一般的な有機過酸
化物を用いればよく、例えばｔ−ブチルパーオキ
シベンゾエート、ベンゾイルパーオキシド、メチ
ルエチルケトンパーオキシド、ｔ−ブチルパーオ
クトエート等のうちから加熱温度条件により適宜
のものを選択使用すればよい。また発泡剤として
は、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニル
ヒドラジド、パラトルエンスルフオニドヒドラジ
ド等を使用することができる。

そして上述したポリビニルアセタール、ジアリ
ルフタレートモノマーおよび充填材ならびに添加
剤を混合した後にシート材に引き伸ばし、かつそ
の表面に補強繊維層７を形成することにより、シ
ート状基材５とする。ここで補強繊維層７は、板
金部材に対する補強効果を向上し、また加熱硬化
型シートに亀裂が生じた際の剥離を防止するため
のものであつて、具体的にはガラスクロスや炭素
長繊維等を使用することができる。またポリビニ
ルアセタール、ジアリルフタレートモノマー等を
混合する場合には以下のようにして行なう。すな
わち液状のジアリルフタレートモノマー中の粉状
のポリビニルアセタールを混入し、40〜50℃で加
温攪拌してペースト状物を得る。ついでそのペー
スト状物に充填材を混入させる。その場合、充填
材として繊維状充填材、生石灰、鱗片状充填材お
よび粉体状充填材を混入する場合には、ここに揚
げた順に混入する。そして混練機によつて充分混
練し、最後に重合開始剤を混入する。なお、混練
操作は混練物の温度が50℃を越えない範囲で行な
うことが好ましい。

以上のようにして得られたシート状基材５の一
方の面すなわち補強繊維層７を設けていない面
に、感圧接着剤層６を形成することにより、加熱
硬化型シート２が得られる。その感圧接着剤層６
は、前記感圧接着型シート１において使用する接
着剤を、前述した方法と同様な方法で塗布するこ
とにより形成したものであればよい。

この発明の補強材料は、上記の感圧接着型シー
ト１と加熱硬化型シート２とを一部重ね合わせて
一体化したものである。すなわち第１図に示すよ
うに、加熱硬化型シート２の一端部を感圧接着型
シート１の表面（感圧接着剤４を設けていない
面）に重ね合わせるとともに、これらの各シート
１，２の感圧接着剤層４，６側に離型紙８を貼付
した構成である。ここで各シート１，２を重ね合
わせる幅ｗは、加熱硬化型シート２の全幅Ｗの1/
４以下であることが好ましく、1/4以上であれば、
実質上多層の制振構造となるために、そのまま板
金部材に貼着した場合、剛性向上効果が不充分に
なるばかりか、制振効果のピークを示す温度およ
び周波数に偏りが生じる不都合があり、実用に供
し得なくなる。

つぎに上述した補強材料の使用方法を説明す
る。先ず前記離型紙８をはがした後、各シート
１，２を一部重ね合わせて一体化したまま補強す
べき板金部材例えば自動車におけるドアアウタパ
ネル９に第２図および第３図に示す如く貼付す
る。このような貼付作業は、通常は、ドア裏面の
狭いサービスホイールを介して行なうが、この発
明の補強材料における前記各シート１，２が、そ
の一方の面に形成した感圧接着剤層４，６によつ
てドアアウタパネル９に仮付けした後、加熱する
ことにより硬化するものであるから、加熱する以
前では貼り直すことができ、したがつて貼付作業
に特に細心の注意を払う必要がないので、作業を
容易に行なうことができる。

各シート１，２を上述のように貼付した後、加
熱することにより各シート１，２特にその基材
３，５を硬化させる。その加熱作業は、自動車の
ボデイーを補強対象物とした場合には、塗装の焼
付工程によつて兼ねることができ、換言すれば塗
装の焼付温度120〜160℃程度で各シート１，２を
実用硬度まで充分硬化させることができる。な
お、過熱硬化後の各シート１，２の硬度比は、感
圧接着型シート１における基材３の硬度を１とす
ると、加熱硬化型シート２における基材５の硬度
が1.2〜2.5となるよう設定することが好ましい。
この比率の範囲を外れた場合には、補強効果と制
振効果とを同時には限られなくなる。なおここで
示した硬度の比率は、JIS K6301に準ずるＡ型硬
度計による測定値の比率であつて、具体的な硬度
は、感圧接着型シート１における基材３の硬度が
40〜80、加熱硬化型シート２における基材５の硬
度が80〜100であることが好ましい。

以上のように各シート１，２を硬化させること
により、各シート１，２が一部重なり合つて一体
化しかつ特定の硬度比になつていることと相まつ
て、ドアアウタパネル９の張剛性、耐デント性お
よび制振性を著しく高めることができる。

以上この発明の実施例および比較例を記す。

実施例 針入度10〜20、硬化点90〜100℃のブローンア
スフアルト100重量部、スチレン−ブタジエンゴ
ム35重量部、タルク50重量部、プロセスオイル11
重量部、アスベスト100重量部をミキシングロー
ルにて混練し、その混練物を押出機から押出し、
かつカレンダーロールにて厚さ1.5mmのシートに
圧延した。そのシートの片面に、スチレン−ブタ
ジエンゴム15重量部、石油樹脂19.5重量部、トリ
オール65重量部、老化防止剤0.5重量部からなる
接着剤をロールコーターにて塗布することによ
り、感圧接着型シートを作成した。

他方、ジアリルフタレートモノマー（商品名：
ダツプモノマー、大阪曹達（株）製）150gにポ
リビニルブチラール（積水化学（株）製、BL−
２）100gを混入し、45℃に加温して攪拌し、つ
いでアスベスト7T−５（カナダレークアスベスト
社製）30g、生石灰30gを混合、攪拌した。さら
にその混合物をミキシングロールに移し、混合物
の温度が50℃以上にならないように注意しながら
マイカ粉Ｍ−30（タカラ産業（株）製）100gと硫
酸バリウム585gとを順次混入した。最後にｔ−
ブチルパーオキシベンゾエート5gを添加、混合
し、しかる後厚さ２mmのシートに圧延した。その
シートの片面にガラスクロスを貼着して基材とす
るとともに、その基材のガラスクロスを貼着して
いない他方の面に、前記感圧接着型シートにおけ
ると同様の接着剤を塗布して加熱硬化型シートと
した。

得られた感圧接着型シートおよび加熱硬化型シ
ートの各々を60×14mmの大きさに切り取り、加熱
硬化型シートの長辺の端部を感圧接着型シートの
長辺の端部の上に３mmの幅で重ね合わせることに
より両者を一体にしてこの発明に係る補強材料を
得た。得られた補強材料の補強効果を測定するた
め、60×25×0.8mmの大きさの塗装鋼板に貼着し、
ついで150℃で30分間の焼付を加えて試験板とし
た。加熱終了後の感圧接着型シートの硬度は62で
あり、加熱硬化型シートの硬度は90であつた。

また別にこの発明になる補強材料による制振効
果を調べるために各々のシートを20×120mmの大
きさに切り取り、加熱硬化型シートの短辺の端部
を感圧接着型シートの短辺の端部の上に20mm幅で
重ね合わせることにより両者を一体にしたのち
220×20×0.8mmの鋼板に、鋼板部を20mm空けて貼
着し、ついで150℃で30分間焼付を加え、制振効
果測定用補強構造板とした。

比較例 感圧接着型シートおよび加熱硬化型シートとし
ては上記の実施例で示したものと同一のものをそ
のまま用いた。

補強効果を比較するため、60×25×0.8mmの大
きさの塗装鋼板に60×10mmの大きさの各シートを
各々のいかなる部分も重なることなく５mm離して
貼着し、ついで150℃で30分間の焼付を加えて試
験板とした。

また別に制振効果を比較するため、各々のシー
トを20×95mmの大きさに切り取り、加熱硬化型シ
ートの端部を鋼板の一方の端部に合わせて貼着
し、ついで感圧接着型シートを加熱硬化型シート
から10mm離して貼着した。引き続き150℃で30分
間焼付を加え、制振性測定板とした。

測定方法および結果 １ 鋼板補強効果 補強材料面を下にしてスパン間隔40mmのスパン
上に載置して、鋼板側から中央部に圧縮速度１
mm／分の割合で荷重を掛け、鋼板が７mm変形した
時の荷重を測定した。10個の試験板についての測
定結果の平均値は次の通りであつた。

実施例 14.8Kg 比較例 10.3Kg 鋼板単独 6.2Kg ２ 制振効果 先に得た制振性測定用補強構造板および制振性
測定板を用いオーベスト法により約25℃の測定
条件下で制振効果（損失係数η）を求めた。な
お、損失係数ηが、0.05以上であれば制振効果が
有るとされている。10個の制振性測定板について
の測定結果の平均値は次の通りであつた。

実施例 0.23 比較例 0.09 以上示した結果からこの発明に係る補強材料で
は、優れた補強効果および制振効果を得られるこ
とが認められた。

以上の説明から明らかなようにこの発明によれ
ば、補強効果すなわち張剛性および耐デント性を
向上させることができると同時に、優れた制振性
を得ることができ、また感圧接着型シートと加熱
硬化型シートとは、加熱硬化させる以前では貼り
直しできるから、自動車のドアアウタパネルの裏
面等作業スペースが狭い個所であつても作業を比
較的容易に行なうことができ、さらにこの発明で
は特性の異なる種類のシートを一体化して使用
し、かつそのシートのうち制振性に優れた感圧接
着型シートがアスフアルトを主成分とするもので
あるから、過不足なく、しかも安価に補強効果お
よび制振効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る補強材料の一例を示す
断面図、第２図は自動車のドアアウタパネルを補
強した場合の正面図、第３図は第２図の−線
に沿う拡大断面図である。 １……感圧接着型シート、２……加熱硬化型シ
ート、３，５……シート状基材、４，６……感圧
接着剤層、７……補強繊維層、９……ドアアウタ
パネル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アスフアルトおよびゴムならびに所定の充填
   材を含有したシート状基材の一方の面に感圧接着
   剤層を形成してなる感圧接着型シートと、ポリビ
   ニルアセタールおよびジアリルフタレートモノマ
   ー、所定の充填材ならびに添加剤をそれぞれ含有
   しかつ表面に補強繊維層を設けたシート状基材の
   一方の面に感圧接着剤層を形成してなる加熱硬化
   型シートとからなり、かつその加熱硬化型シート
   の一端部が前記感圧接着型シートの感圧接着剤層
   に対し反対側の面にわずか重ね合わされているこ
   とを特徴とする板金部材の補強材料。