JP3256916B2

JP3256916B2 - 鋼板補強シート

Info

Publication number: JP3256916B2
Application number: JP23718793A
Authority: JP
Inventors: 稔古市; 弘樹中島; 裕史鈴木; 博文近藤
Original assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd; JSR Corp
Current assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd; JSR Corp
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 2002-02-18
Anticipated expiration: 2017-02-18
Also published as: JPH0768695A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種の生産機械、輸送
機械、産業用機械の鋼板に貼着して使用される鋼板補強
シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の場合、重量の軽減化、鋼板強度
の進歩によって、現在使用されている自動車用鋼板の厚
さは、一般に、０．６５〜０．８ｍｍである。鋼板の構
造上の強度は充分なのであるが、ある一定面積以上の鋼
板部分は外部応力に対して変形し易いことから、外部か
らは見えない内側に鋼板補強材を貼着することにより外
部応力による鋼板の変形を防いでいる。これらの補強材
は、アルキド樹脂、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系材料と硬化剤に適
宜充填材、添加材を配合して混合混練し、適当な加工手
段によって所望の大きさ、形状に加工し、鋼板補強部に
貼着し、所定の条件で熱硬化させることにより鋼板を補
強している。

【０００３】しかし、所望の補強効果を得るためには相
当の厚さの補強材が必要であり、自動車の燃費向上のた
めの軽量化の要求には相反する重量増となっていた。ま
た、上記の樹脂組成物は一般に高価であるため、より安
価で、しかも軽量で鋼板補強効果のある補強シートが求
められているというのが現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、補強
シート自体の重量を軽量化して車両重量の軽減化に寄与
し、しかも価格対性能比の高い鋼板補強シートを開発す
ることにある。

【０００５】

【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、拘束層と、特定のゴ
ム及び樹脂エラストマーの組合せ及びその他の成分から
なる発泡樹脂層とからなる鋼板補強材であれば、極めて
軽量にして、価格対性能比の高い鋼板補強シートが顕現
できることを見出したものである。すなわち本発明は以
下に存する。

【０００６】拘束層と発泡樹脂層とを備えてなる鋼板補
強シートであって、該発泡樹脂層の発泡前樹脂層は
（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９５〜５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
とを特徴とする鋼板補強シートで、好ましくは、当該拘
束層が、ガラスクロス、カーボンファイバー、有機繊維
系不織布、金属箔のいずれかから選ばれる少なくとも一
種類以上の材料からなることを特徴とする、上記に記載
された鋼板補強シート。

【０００７】本発明で使用される（ａ）成分のゴムとし
ては、ポリブタジエンゴム、１，２ーポリブタジエンゴ
ム、スチレンーブタジエンゴム、アクリルニトリルーブ
タジエンゴム、ポリイソプレンゴム、クロロプレンゴ
ム、イソブチレンーイソプレンゴム等の共役ジエン系重
合体が挙げられる。特にーＯＨ、ーＣＯＯＨ、ーＮ
Ｈ₂、ーＮＣＯ、ー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、スチレンーブ
タジエンゴム、イソブチレンー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５０
０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を越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％を越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。

【０００８】本発明に使用される（ｂ）成分の熱可塑性
エラストマーとしては、１，２ーポリブタジエン、エチ
レンー酢酸ビニル共重合体、エチレンーエチルアクリレ
ート共重合体、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、アイオノマー、ポリ
オレフィンのカルボキシ変性体等が挙げられる。上記熱
可塑性エラストマーにエポキシ樹脂、ポリイソシアネー
ト等を併用したものも使用できる。上記のうち好ましい
のは、１，２ーポリブタジエン、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ィ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である。
１，２ーポリブタジエンとしては、１，２結合含量が７
０％以上、好ましくは８５％以上のものであり、結晶化
度が５％以上、好ましくは１０〜４０％のものが推奨さ
れる。熱可塑性エラストマーの分子量は、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０．５ｄＩ／ｇｒ以上であることが好ましい。

【０００９】本発明に使用される（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、前記［（ａ）＋（ｂ）］
成分１００重量部に対して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重量部を越
えて配合した場合、粘着性及び強度が低下する。

【００１０】本発明に使用される（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
ンデン系樹脂、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、前記［（ａ）＋
（ｂ）］成分１００重量部に対して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虞れがあり、一方、２００重量部を
越えて配合した場合、強度が低下する。

【００１１】本発明に使用される（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物質が例示できる。これら（ｅ）
成分の配合量としては、前記［（ａ）＋（ｂ）］成分１
００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重量部を越えて配合した
場合、混練加工性が著しく低下する。

【００１２】本発明に使用される（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加
硫促進剤との組合せ、有機過酸化物、イソシアネート化
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出
来、加熱により硫黄を生成する化合物としてはテトラメ
チルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジス
ルフィド等が例示出来る。これら（ｆ）成分の架橋剤の
配合量としては、前記［（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
して補強性能が得られ難い。１００重量部を越えて配合
した場合、脆弱となり実用性に劣る。

【００１３】本発明に使用される（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。
その具体例としては、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモ
ニウム、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、アゾブスイソブチロニト
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出
来る。尿素、尿素誘導体等の発泡助剤との併用も出来
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合せである。こ
れら（ｇ）成分の発泡剤の配合量としては、前記
［（ａ）＋（ｂ）］成分１００重量部に対して１〜１０
０重量部、好ましくは５〜７０重量部である。特に好ま
しくは１０〜５０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難い。また、１００重
量部を越えて配合した場合、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虞れがある。

【００１４】本発明の発泡樹脂層に積層される拘束層と
しては、出来るだけ軽量で、薄膜であり、発泡樹脂層に
強靭性を付与出来、しかも発泡樹脂層と密着一体化し易
い材料が好ましい。具体的には、ガラスクロス、カーボ
ンファイバー、有機系合成樹脂繊維不織布、アルミニウ
ムやスチール、各種金属の合金類等の金属箔等が例示で
きる。上記のうちコスト、重量、密着性、強度を勘案す
るとガラスクロス、アルミニウム箔が特に好ましい。

【００１５】本発明における樹脂層を製造するには、上
記の各種配合物をディゾルバー、バンバリーミキサー、
プラネタリーミキサー、オープンニーダー、真空ニーダ
ー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ート
状に加工することにより製造される。拘束層と発泡樹脂
層とを備えてなる鋼板補強シートは、上記で得られた樹
脂層と拘束層とを積層接着し、鋼板に貼着後に、当該樹
脂層を加熱発泡することにより製造できる。予じめ、当
該樹脂層を加熱発泡させ、得られた発泡樹脂層と拘束層
とを積層接着してもよい。当該樹脂層の加熱発泡は、鋼
板への貼着前後において可能である。加熱発泡前の当該
樹脂層には強い粘着力があるので、その粘着力を利用し
て、積層加圧するだけで補強シートが得られる。ローラ
ー等の機械的な手段により加圧接着しても差し支えな
い。鋼板貼着前の樹脂層または発泡樹脂層の拘束層を積
層していない側には、鋼板へ貼着作業する際の利便を考
慮して離型紙を貼着しておくのが好ましい。

【００１６】

【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のみ
に限定されるものではない。

【００１７】実施例１数平均分子量２０００のカルボキシ変性液状ポリブタジ
エン４０重量部及び１，２ポリブタジエン（ＪＳＲＲ
Ｂ：日本合成ゴム（株）製）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５重量部をオ
ープンニーダーにて混合、混練し、カレンダーロールに
て厚さ０．６ｍｍの樹脂層を形成した。この樹脂層に、
拘束層として厚さ０．２ｍｍのガラスクロスを貼着し、
片側には離型紙を貼着した。離型紙を剥がして、厚さ
０．８ｍｍの長方形のダル鋼板に貼着し、１８０℃にて
２０分間加熱して、樹脂層を発泡、熱硬化させ、鋼板に
密着させた。

【００１８】実施例２実施例１と同様の配合にて、オープンニーダーで混合混
練を行い、これをカレンダーロールにて厚さ０．８ｍｍ
の樹脂層を形成した。この樹脂層に、拘束層として厚さ
０．２ｍｍのガラスクロスを貼着し、片側には離型紙を
貼着した。離型紙を剥がして、厚さ０．８ｍｍの長方形
のダル鋼板に貼着し、１８０℃にて２０分間加熱して、
樹脂層を発泡、熱硬化させ、鋼板に密着させた。

【００１９】実施例３数平均分子量２０００のカルボキシ変性液状ポリブタジ
エン３０重量部及び１，２ポリブタジエン（ＪＳＲＲ
Ｂ：日本合成ゴム（株）製）７０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
２０重量部、加硫促進剤１０重量部、発泡剤１０重量部
をオープンニーダーにて混合、混練しカレンダーロール
にて厚さ０．６ｍｍの樹脂層を形成した。この樹脂層
に、拘束層として厚さ０．２ｍｍのガラスクロスを貼着
し、片側には離型紙を貼着した。離型紙を剥がして、厚
さ０．８ｍｍの長方形のダル鋼板に貼着し、１８０℃に
て２０分間加熱して、樹脂層を発泡、熱硬化させ、鋼板
に密着させた。

【００２０】実施例４拘束層として厚さ０．１ｍｍのアルミニウム箔を貼着し
た以外は、実施例１と同様にした。

【００２１】比較例エポキシ樹脂に炭酸カルシウムを充填させた熱硬化性樹
脂鋼板補強シート（厚さ１．６ｍｍ）に拘束層として厚
さ０．２ｍｍのガラスクロスを貼着し、片側に離型紙を
貼着し、次いで、離型紙を剥がして、厚さ０．８ｍｍの
長方形のダル鋼板に貼着し、１８０℃にて２０分間加熱
して、エポキシ樹脂層を熱硬化させ、鋼板に密着させ
た。

【００２２】上記で得られた各補強シートについて、次
の試験方法に従い、試験を行った。その結果を表１に示
す。試験方法（１）重量測定（単位；ｋｇ／ｍ²）；各補強シートの
１ｍ²あたりの重量を測定した。（２）補強力（単位；Ｎ）引張り試験機を使用し、スパ
ン１００ｍｍの楔型試料台の上に、鋼板が上に、鋼板補
強シートが下になる様に設置し、スパンの中央部から同
じく楔型の測定器を降下させ、鋼板に接する状態とし
た。該状態から測定器を１ｍｍ／ｍｉｎの速度で降下さ
せ、補強シートを貼着した鋼板の試料が１ｍｍ変位した
時の荷重を測定し、これに重力加速度を乗じて補強力を
算出した。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明になる鋼板補強シートは発泡、熱
硬化型であるため、従来の鋼板補強材に比較して極めて
優れた補強性を顕現している。従って、自動車に使用し
た場合には軽量化に寄与することが可能である。さらに
高価な合成樹脂を使用した従来品と比較すると大幅なコ
ストダウンを実現しており、主としてコストの面から使
用が困難であった分野にも鋼板補強シートを使用する事
が出来る。例えば、電気洗濯機、電気冷蔵庫等の鋼板製
の家庭電気製品にも使用出来、応用範囲は極めて広い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ３２Ｂ 25/10 Ｂ３２Ｂ 25/10 Ｆ１６Ｆ 15/02 Ｆ１６Ｆ 15/02 Ｑ (72)発明者鈴木裕史東京都北区豊島８丁目16番５号日本特殊塗料株式会社開発センター内 (72)発明者近藤博文東京都北区豊島８丁目16番５号日本特殊塗料株式会社開発センター内 (56)参考文献特開平５−5044（ＪＰ，Ａ) 特開平５−111973（ＪＰ，Ａ) 特開平４−364937（ＪＰ，Ａ) 特開平４−53837（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−35232（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 15/00 - 15/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】拘束層と発泡樹脂層とを備えてなる鋼板補
強シートであって、該発泡樹脂層の発泡前樹脂層は
（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９５〜５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
とを特徴とする鋼板補強シート。
【請求項２】拘束層が、ガラスクロス、カーボンファイ
バー、有機繊維系不織布、金属箔のいずれかから選ばれ
る少なくとも一種以上の材料からなることを特徴とす
る、請求項１に記載された鋼板補強シート。