JPH1076586A

JPH1076586A - 鋼板補強材

Info

Publication number: JPH1076586A
Application number: JP25087496A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Umetani; 有亮梅谷; Yoshimi Miyazaki; 好美宮崎; Hirobumi Kondo; 博文近藤; Masahiro Nojima; 雅寛野島
Original assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-09-03
Filing date: 1996-09-03
Publication date: 1998-03-24

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】自動車製造ラインの化成処理工程において拘束
層にガラスクロス等を使用した場合には、ガラスクロス
に含まれるケイ素が化成処理液中のフッ化水素と反応
し、化成処理液中の遊離酸度が低下し、化成処理液の濃
度が低下する。【解決手段】拘束層と、（ａ）数平均分子量５００〜２
００００のゴム５〜９５重量％と、（ｂ）熱可塑性エラ
ストマーから選ばれた少なくとも一種類５〜９５重量％
とからなる混合物［（ａ）＋（ｂ）］１００重量部に対
し（ｃ）無機質充填材５〜１０００重量部、（ｄ）粘着
付与剤１〜２００重量部、（ｅ）軟化剤０〜２００重量
部、（ｆ）架橋剤１〜１００重量部、（ｇ）発泡剤１〜
１００重量部を配合してなる熱硬化性樹脂層とからなる
鋼板補強材であって、当該拘束層は樹脂を含浸してなる
紙であり、また、当該補強材は補強すべき鋼板にかけて
上層が拘束層で下層が熱硬化性樹脂層よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板補強材に関
し、各種の生産機械、輸送機械、産業用機械に貼着して
使用される鋼板補強材に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車は、省エネルギー、省燃費の要請
により軽量化が図られており、このためボデイを構成す
る鋼板の厚さは現在では０．６５〜０．８ｍｍという厚
さになっている。鋼板の強度は安全上も充分なのである
が、一定面積以上の鋼板部分は外部応力に対して変形し
易いことがあり、この対策として外側から見えない裏側
に鋼板補強材を貼着することにより、鋼板の剛性を高め
るという方法が採られている。これらの補強材はアルキ
ッド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹
脂、ユリア樹脂等の合成樹脂材料及び硬化剤に、適宜充
填材、添加剤を配合し、混合混練して適当な加工手段に
よって所望の大きさ、形状に加工し、被補強部分に貼着
後、所定の条件にて熱硬化させている。

【０００３】ところで、補強材には、制振効果を同時に
付与させる事で、制振材の省略により、より一層の軽量
化が図れるため、本出願人は特開平７−６８６９６号に
より特定の材料からなる拘束層、粘弾性層、熱硬化性樹
脂層の順に積層してなる鋼板制振補強シートに関する発
明を出願している。

【０００４】一方、自動車に上記補強シートを貼着、熱
硬化させる場合には、自動車の塗装乾燥ラインによる加
熱乾燥炉の熱を利用して発泡、熱融着させるのが効率的
である。自動車メーカの製造ラインは、鋼板面の防錆油
の洗浄脱脂、化成処理、電着塗装という工程を経て各種
塗装作業工程になるが、補強材は外板部の裏側に貼着さ
せるため、ボデイ組立前の段階で貼着させる必要があ
り、洗浄脱脂の前若しくは後に貼着させるのが適当であ
る。その場合には補強材が貼着された状態で化成処理を
行なうことになるが、補強材を構成する各種材料が、化
成処理液と反応するようなものであっては好ましくな
い。上記発明の制振補強シートの拘束層にガラスクロス
等を使用した場合には、ガラスクロスに含まれるケイ素
が、化成処理液中のフッ化水素と反応し、その結果、化
成処理液中の遊離酸度（ＦＡ）が低下するため、化成処
理液の濃度が低下する等の結果を招来する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の主な
課題は、自動車製造ライン、特にボデイ化成処理工程に
おいて遊離酸度の低下等の問題を生じない鋼板補強材を
開発するという点にある。本発明の前記ならびにその他
の目的と新規な特徴は、本明細書全体の記述からも明ら
かになるであろう。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決せんと
して、本発明者らは鋭意研究の結果、特定の拘束層を使
用することにより、ことごとく課題を解決できることを
見出したものであり、しかして本発明の要旨は、以下に
存する。

【０００７】拘束層と熱硬化性樹脂層とからなる鋼板補
強材であって、当該拘束層は樹脂を含浸してなる紙であ
り、また、当該補強材は補強すべき鋼板にかけて上層が
拘束層で下層が熱硬化性樹脂層よりなることを特徴とす
る鋼板補強材。熱硬化性樹脂層が、（ａ）数平均分子量
５００〜２００００のゴム５〜９５重量％と、（ｂ）熱
可塑性エラストマーから選ばれた少なくとも一種類５〜
９５重量％とからなる混合物［（ａ）＋（ｂ）］１００
重量部に対し（ｃ）無機質充填材５〜１０００重量部、
（ｄ）粘着付与剤１〜２００重量部、（ｅ）軟化剤０〜
２００重量部、（ｆ）架橋剤１〜１００重量部、（ｇ）
発泡剤１〜１００重量部を配合してなることを特徴とす
る、上記鋼板補強材。

【０００８】拘束層は、紙に各種の樹脂を含浸してなる
樹脂含浸紙を使用することを必須とする。紙は特に限定
されるものではないが、樹脂を含浸する際の浸漬操作に
おいて吸収効率の悪いものは、その含浸に時間がかかる
ため、避けることが好ましい。含浸に使用される樹脂の
例としては、ポリエステル、アクリル、フェノール、エ
ポキシ、塩化ビニル、ウレタン、アミノアルキッド、メ
ラミン等各種合成樹脂が挙げられる。２種以上を併用す
ることもできる。

【０００９】紙に樹脂を含浸する方法に関しては、特に
限定はなく、従来公知の方法が適用できる。例えば、液
状化した樹脂を容器に入れ、この容器の中を、ロール状
の紙が通過するようにガイドローラ等で誘導し、引き上
げられた紙から余分の樹脂を吸収するために吸水ローラ
ー等で余剰樹脂を除去して、要すれば、加熱により乾燥
させ、樹脂含浸紙を得ることができる。

【００１０】紙に対する樹脂の含浸量は、１０ｇ／ｍ²
〜５００ｇ／ｍ²好ましくは２０ｇ／ｍ²〜１００ｇ／ｍ
²の範囲が望ましい。１０ｇ／ｍ²未満の含浸量であると
充分な剛性が顕現されず、必要な拘束効果が得られ難
く、５００ｇ／ｍ²を超えて含浸した場合には、拘束層
が硬くなりすぎ、補強材を貼り付け作業する際に、被補
強層が曲面であるような場合にはその形状に良好に追従
しきれずに、端部が剥れてしまう。

【００１１】樹脂含浸紙は、引っ張り強さが３ｋｇｆ／
ｍｍ²〜２０ｋｇｆ／ｍｍ²であることが望ましい。３ｋ
ｇｆ／ｍｍ²未満の引っ張り強さである場合には、必要
な剛性が顕現されず、拘束層として機能し得ない虞れが
ある。２０ｋｇｆ／ｍｍ²を超える引っ張り強さである
場合、補強させる鋼板面が曲面である場合、その曲面に
良好に追従しきれずに、一時的に貼り付けが出来たとし
ても、端部が剥れてしまうことがある。

【００１２】また、樹脂含浸紙は、曲げ勾配が３ｋｇｆ
／ｍｍ〜１０ｋｇｆ／ｍｍであることが望ましい。３ｋ
ｇｆ／ｍｍ未満の曲げ勾配である場合には、必要な物性
が顕現されず、拘束層として機能し得ない虞れがある。
１０ｋｇｆ／ｍｍを超える曲げ勾配である場合、補強さ
せる鋼板面が曲面である場合、その曲面に充分な追従が
なされずに、貼り付け作業が困難であったり、一時的に
貼り付けが出来たとしても、端部が剥がれてしまう虞れ
がある。

【００１３】さらに、樹脂含浸紙は、耐水性を有してい
ることが望ましい。これは、自動車製造ラインの初期
で、鋼板に防錆油が付着している段階で貼り付け作業を
行なうために、その後の脱脂洗浄工程、化成処理工程、
電着塗装工程を経る段階で水分を吸収してしまうと、加
熱乾燥炉を通過する際に拘束層が収縮してしまい、熱硬
化性樹脂層との密着が低下するという不具合が発生して
しまうからである。

【００１４】熱硬化性樹脂層に使用される（ａ）成分の
ゴムとしては、ポリブタジエンゴム、１，２−ポリブタ
ジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリルニト
リル−ブタジエンゴム、ポイソプレンゴム、クロロプレ
ンゴム、イソブチレン−イソプレンゴム等の共役ジエン
系重合体が挙げられる。特に−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−Ｎ
Ｈ₂、−ＮＣＯ、−ＣＨ＝ＣＨ₂等の官能基を有するゴム
が挙げられる。特にポリブタジエンゴム、スチレン−ブ
タジエンゴム、イソブチレン−イソプレンゴムが推奨さ
れる。その数平均分子量は、５００〜２００００、好ま
しくは１０００〜１００００である。数平均分子量が５
００未満であると油面で処理された鋼板への粘着強度が
低下する虞れがあり、２００００を超えると形状追従性
が悪くなる虞れがある。これらのゴム成分の配合量は、
５〜９５重量％、好ましくは３０〜９０重量％である。
ゴム成分の配合量が５重量％未満であると、粘着性、形
状追従性が低下する。９５重量％を超えて配合すると架
橋前の組成物の粘度が低くなり、油面処理された鋼板へ
の粘着強度が低下する。

【００１５】熱硬化性樹脂層に使用される（ｂ）成分の
熱可塑性エラストマーとしては、１，２−ポリブタジエ
ン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、芳香族ビニル化合
物と共役ジエン化合物との共重合体及びこれらの水添
物、アイオノマ−、ポリオレフインのカルボキシ変性体
等が挙げられる。上記熱可塑性エラストマ−にエポキシ
樹脂、ポリイソシアネート等を併用したものも使用でき
る。上記のうち１，２−ポリブタジエン、芳香族ビニル
化合物と共役ジエン化合物との共重合体、特にそのブロ
ック共重合体及びポリオレフインの酸変性体及びこれら
にエポキシ樹脂、ポリイソシアネートを配合したものが
好ましい。１，２−ポリブタジエンとしては、１，２結
合含有量が７０％以上、好ましくは８５％以上で、結晶
化度が５％以上、好ましくは１０〜４０％のものが推奨
される。分子量は混練加工性及び架橋発泡性を得るため
には、［η］（トルエン３０℃）が０．５ｄｌ／ｇｒ以
上であることが好ましい。

【００１６】熱硬化性樹脂層に使用される（ｃ）成分の
無機質充填材としては、炭酸カルシウム、硫酸バリウ
ム、水酸化マグネシウム、マイカ、タルク、クレー、ケ
イ酸、酸化チタン、カーボンブラック等の顔料類、カー
ボン繊維、コットンフロック等の繊維状充填材等が使用
できる。無機質充填材の配合量としては、［（ａ）＋
（ｂ）］１００重量部に対し５〜１０００重量部、好ま
しくは５０〜８００重量部である。５重量部未満の配合
量であると混練性に劣り、また全体の価格が上昇するた
めコスト的に不利である。一方、１０００重量部を超え
て配合した場合、粘弾性性及び強度が低下する。

【００１７】熱硬化性樹脂層に使用される（ｄ）成分の
粘着付与剤としては、ロジン樹脂、テルペン系樹脂、ク
マロンインデン樹脂、脂肪族及び芳香族系石油樹脂が例
示できる。粘着付与剤の配合量としては、［（ａ）＋
（ｂ）］１００重量部に対し１〜２００重量部である。
１重量部未満の配合量であると鋼板及び拘束層への粘着
性が低下する。一方、２００重量部を超えて配合した場
合、強度が低下する。

【００１８】熱硬化性樹脂層に使用される（ｅ）成分の
軟化剤としては、一般にプロセスオイル、エクステンダ
ーオイルと呼ばれる鉱物油系のゴム用軟化剤が挙げられ
る。上記他成分との相溶性の点からナフテン系及び芳香
族系のものが好ましい。その他、アタクチックポリプロ
ピレン、アスファルト等の瀝青質物が例示できる。これ
ら（ｅ）成分の配合量としては、［（ａ）＋（ｂ）］成
分１００重量部に対して０〜２００重量部、好ましくは
１０〜１５０重量部である。２００重量部を超えて配合
した場合、混練作業性が低下する。

【００１９】熱硬化性樹脂層に使用される（ｆ）成分の
架橋剤としては、硫黄、又は加熱により硫黄を生成する
化合物とか架橋促進剤との組み合わせ、有機過酸化物、
イソシアネ−ト化合物、アミン系化合物等が挙げられ
る。紫外線、電子線、Ｘ線等により架橋する方法も使用
できる。硫黄としては粉末硫黄、コロイド硫黄等一般的
な硫黄が使用でき、加熱により硫黄を発生する化合物と
してはテトラメチルチラウムジスルフィド、テトラエチ
ルチラウムジスルフイド等が例示できる。これら（ｆ）
成分の配合量としては、［（ａ）＋（ｂ）］成分１００
重量部に対して１〜１００重量部、好ましくは３〜３０
重量部である。１重量部未満の配合量の場合、架橋度が
不足して補強効果が得られない。１００重量部を超えて
配合した場合、脆弱となり実用性に劣る。

【００２０】熱硬化性樹脂層に使用される（ｇ）成分の
発泡剤としては、公知の無機あるいは有機発泡剤が使用
できる。重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、アゾジ
カルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミ
ン、ジニトロソテレフタルアミド、アゾビスイソブチロ
ニトリル、アゾジカルボン酸バリウム、スルホニルヒド
ラジド、トルエンスルホニルヒドラジド等を挙げること
ができる。尿素、尿素誘導体等の発泡助剤との併用もで
きる、上記のうち好ましいのはアゾジカルボンアミド、
ジニトロソペンタメチレンテトラミンの各々あるいは併
用と、尿素、尿素誘導体等の発泡助剤との組み合わせで
ある。これら（ｇ）成分の配合量としては、［（ａ）＋
（ｂ）］成分１００重量部に対して１〜１００重量部、
好ましくは５〜７０重量部である。１重量部未満の配合
量の場合所望の発泡効果が得られない。１００重量部を
超えて配合した場合、発泡剤から発生するガスにより良
好な外観が得られない。

【００２１】熱硬化性樹脂層を製造するには、上記各配
合物をデイゾルバ−、バンバリーミキサ−、オ−プンニ
−ダ−、真空ニ−ダ−等の従来公知の混合分散機によっ
て分散混練後、カレンダーロール、押出成形機等の加工
機械によってシ−ト上に加工することにより製造され
る。

【００２２】補強材は、拘束層と熱硬化性樹脂層とを圧
着一体化することにより得ることができる。補強材は、
各種の生産機械、輸送機械、産業用機械分野で使用で
き、例えば、自動車分野では、自動車の施工部位に応じ
てプレス機等の従来公知の加工機により打ち抜き加工さ
れ、主として自動車製造工場のボディショップと呼ばれ
る部署において貼着作業により施工される。

【００２３】

【発明の実施の形態】

【００２４】

【実施例】以下に実施例を挙げ本発明のより詳細な理解
に供する。当然のことながら本発明は以下の実施例に限
定されるものではない。

【００２５】実施例１１）拘束層として、ポリエステル樹脂を１０ｇ／ｍ²含
浸させた含浸紙２）熱硬化性樹脂層として数平均分子量２０００の変性
液状ポリブタジエンゴム４０重量部、１，２−ポリブタ
ジエン６０重量部の合計１００重量部に対して、炭酸カ
ルシウム１５０重量部、脂肪族系石油樹脂５０重量部、
プロセスオイル１０重量部、硫黄１０重量部、加硫促進
剤５重量部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド５重量
部をオ−プンニ−ダ−で混合分散し、カレンダーロール
にて厚さ０．６ｍｍに形成したもの上記１）〜２）を積層貼着し補強材１を得た。

【００２６】実施例２１）拘束層として、アミノアルキッド樹脂を１０ｇ／ｍ
²含浸させた含浸紙、２）熱硬化性樹脂層として数平均分子量２０００の変性
液状ポリブタジエンゴム４０重量部、１，２−ポリブタ
ジエン６０重量部の合計１００重量部に対して、炭酸カ
ルシウム１５０重量部、脂肪族系石油樹脂５０重量部、
プロセスオイル１０重量部、硫黄１０重量部、加硫促進
剤５重量部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド５重量
部をオ−プンニ−ダ−で混合分散し、カレンダーロール
にて厚さ０．６ｍｍに形成したもの、上記１）〜２）を積層貼着し補強材２を得た。

【００２７】比較例１１）拘束層として、実施例１及び実施例２で使用した紙
に、何も樹脂を含浸させずにそのまま使用した。２）熱硬化性樹脂層として数平均分子量２０００の変性
液状ポリブタジエンゴム４０重量部、１，２−ポリブタ
ジエン６０重量部の合計１００重量部に対して、炭酸カ
ルシウム１５０重量部、脂肪族系石油樹脂５０重量部、
プロセスオイル１０重量部、硫黄１０重量部、加硫促進
剤５重量部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド５重量
部をオ−プンニ−ダ−で混合分散し、カレンダーロール
にて厚さ０．６ｍｍに形成したもの、上記１）〜２）を積層貼着し補強材３を得た。

【００２８】試験方法：（Ａ）補強力：１）補強材１〜３を、厚さ０．８ｍｍの自動車用鋼板
（防錆油の付着した状態）に貼り付け、１８０℃にて２
０分の加熱を行ない熱硬化性樹脂層を発泡させ、鋼板及
び樹脂含浸拘束層の双方に熱融着させた。２）引っ張り試験機の下側試験台の上に、鋼板が上に、
補強材が下になるように鋼板に熱融着した試料を設置し
た。３）試験機の上側には、２つの楔形の中央部に、同じ形
状の楔形が上部から降りてくるように楔形をセットし
て、丁度上側楔形が鋼板に接する状態に高さを調整し
た。この状態から試験機を１ｍｍ／ｍｉｎ．の速度で上
の楔形を降下させ、補強シートが１ｍｍ変形した時の加
重を試験機のロードセルによって測定し、この値に重力
加速度を乗じて、これを補強力とした。（Ｂ）制振性共振法（日本音響材料協会刊「騒音対策ハンドブック」
４３８頁）により、２０℃、４０℃、６０℃の各温度に
おける損失係数を測定し、当該数字により制振性を評価
した。尚、損失係数は、その値が大きいほど制振性能が
高いとされ、０．０５以上の値であれば制振性があると
判断される。試験結果を、表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】本発明になる補強材は、拘束層にガラス
クロスを使用していないため、自動車製造ラインの化成
処理工程においてフッ化水素イオンと反応する物質がな
く、従って、化成処理液中の遊離酸度（ＦＡ）が低下
し、本来必要な化成処理液の濃度が低下するという事態
を回避し得る。これは、化成処理前の段階で補強材を貼
り付け作業できることになり、自動車のあらゆる箇所へ
の使用が可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｌ 21/00 Ｃ０８Ｌ 21/00 //(Ｃ０８Ｌ 21/00 101:00） (72)発明者近藤博文東京都北区豊島８丁目16番15号日本特殊塗料株式会社自動車製品事業本部内 (72)発明者野島雅寛東京都北区豊島８丁目16番15号日本特殊塗料株式会社自動車製品事業本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】拘束層と熱硬化性樹脂層とからなる鋼板
補強材であって、当該拘束層は樹脂を含浸してなる紙で
あり、また、当該補強材は補強すべき鋼板にかけて上層
が拘束層で下層が熱硬化性樹脂層よりなることを特徴と
する鋼板補強材。
【請求項２】熱硬化性樹脂層が、（ａ）数平均分子量
５００〜２００００のゴム５〜９５重量％と、（ｂ）熱
可塑性エラストマーから選ばれた少なくとも一種類５〜
９５重量％とからなる混合物［（ａ）＋（ｂ）］１００
重量部に対し（ｃ）無機質充填材５〜１０００重量部、
（ｄ）粘着付与剤１〜２００重量部、（ｅ）軟化剤０〜
２００重量部、（ｆ）架橋剤１〜１００重量部、（ｇ）
発泡剤１〜１００重量部を配合してなることを特徴とす
る、請求項１に記載された鋼板補強材。