JP2003522042A - 強化ラミネート - Google Patents

強化ラミネート

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JP2003522042A
JP2003522042A JP2000541000A JP2000541000A JP2003522042A JP 2003522042 A JP2003522042 A JP 2003522042A JP 2000541000 A JP2000541000 A JP 2000541000A JP 2000541000 A JP2000541000 A JP 2000541000A JP 2003522042 A JP2003522042 A JP 2003522042A
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substrate
layer
foam layer
edges
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JP2000541000A
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ワイセック，ジョセフ，エス．
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ヘンケル コーポレーション
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の方法の改良化による、ボデー・パネル補剛材を供給する。 【解決手段】 三重ラミネートボデー・パネル補剛材4は２つのポリマー層（５，６）を有し、さらに裏当て層７を必要に応じて有する。この層の１つが基材１に対してマウントされる屈従性フォーム層５であり、一方他層が屈従性フォーム層に対してマウントされる硬質フォーム層である。また、本発明の別形態においては、ラミネートは、波形・鋸歯のような非直線型構造のラミネートの２以上複数の対向するエッジを備え、これに設けられた膨張性フォームを有する裏当て部材から構成される。そして、このフォームと裏当て層を貫通するホールパターンが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【従来の技術】
外側自動車ボデー・パネルを補剛化するための従来の方法は、パネルの内側に
配置され、次に塗装炉で熱硬化されるシート熱硬化性ポリマーによる。従来の熱
硬化性補剛材は、壁紙シート型アップリケまたは層上吹き付けとして施工される
。アップリケは、一重層または二重層シート状態で供給される。主層は、裏当て
付きまたは裏当てのない熱硬化性層である。裏当てが使用される場合は、裏当て
は、ファイバーグラス製クロス、メタル・スクリーン、またはフォイルであり得
る。その上への吹き付けは、裏当てのない一重ポリマー層である。ポリマー層は
、一般的には0.020から0.100インチの厚さである。
【０００２】 自動車産業においては、熱硬化中に車両ドアが塗装される時に、外側メタル・
ボデー・パネル補剛材の熱硬化に起因する塗料リード・スルー(paint read thro
ugh)、及び焼き付け塗装サイクル中のメタル外側パネルの膨張及び収縮を伴う問
題がある。塗料リード・スルーに関する問題を排除または低減するための何らか
の技法が供給されることが望ましい。
【０００３】
【発明の概要】
本発明の目的は、従来の方法の改良化による、ボデー・パネル補剛材を供給す
ることである。
【０００４】 本発明はさらに、ポリマー硬化及びメタル・パネル硬化中の硬化による収縮ひ
ずみを低減することにより、塗料シャドーまたはメタルひずみを排除することを
目的とする。
【０００５】 本発明は、またさらに自動車産業に特に適応可能であるそのような技法を供給
することを目的とする。 本発明の１つの様相に従って、基板に対してマウントされた、裏当て付き、ま
たは裏当てのない２ポリマー層を含む、ラミネート製ボディー・パネル強化材ま
たは補剛材が供給される。好ましくは、ポリマー層の１つは、基板または強化さ
れる構造部材に対して直接に配置される屈従性フォームである。外側または硬質
フォーム層は、フォイルまたはファイバーグラス製裏当てが硬質フォーム層の外
側表面に固定されるように、屈従性フォーム層及びキャリヤの反対側に固定され
る。
【０００６】 本発明の他の様相に従って、部品または基板のための強化用ラミネートは、補
剛部材または固定された膨張性フォームを有する裏当てから作られる。本発明に
従って、リード・スルー(read through) は様々な代替技法によって制御される
。例えば、リード・スルー は、平行する縦エッジがないことにより制御され得
る。これは、２及び/または4対向エッジ上を波状及び/またはのこ歯状態とする
ことによって達成し得る。リード・スルー を制御するためのさらに進んだ技法
は、材料ポリマーの厚さ及び全てのポリマー及び裏当て層を通してパンチしたり
、ホールを開けたりすることによる。ホールのパターンは、順序付きまたは同型
、またはジグザグまたはランダム・ディスプレーであり得る。
【０００７】
【発明の実施形態】
図1〜2は、外側自動車ボデー・パネル補剛化を目的とする従来の方法を例示す
る。ここに示すように、メタル基板1は、ポリマー2がその上に貼付された状態で
供給される。シート熱硬化性ポリマーであり得るポリマー2の施工は、図1に表示
のような壁紙シート型技法の使用、または図2に表示のような吹き付けによる。
図1に示す方法では、ファイバーグラス製裏当て3がポリマー2を被覆する。ポリ
マー2が施工された後、次に炉内で熱硬化される。壁紙シート型アップリケが使
用される場合は、一重または二重層シートが施工される。主層は、裏当て付き、
または裏当てのない熱硬化性層である。図2の代替法では、一重ポリマー層が、
裏当てなしに施工される。裏当てが使用される場合は、裏当ては、ファイバーグ
ラス製クロス、メタル・スクリーン、またはフォイルであり得る。一般的には、
ポリマー層は、0.020から0.100インチの厚さを有する。
【０００８】 図1及び2に示すような従来のパネル補剛材は、硬化されると収縮する。その良
好な接着性のために、硬化収縮ひずみは、補剛材が接着する基板1中に及ぶ。そ
の結果、基板1の反対側面上の塗料は、基板内に生じたひずみに従ってパターン
化する。
【０００９】 図3は、本発明に従う補剛材4を例示する。ここに示すように、屈従性フォーム
層5がパネルまたはメタル基板1に対して直接に施工される。硬質フォーム層6は
、この屈従性フォーム層5に対して施工される。図3はまた、硬質フォーム層6の
外側表面上のフォイルまたはファイバーグラス製裏当て、またはキャリヤ7を例
示する。これは、結果として三重ラミネートボデー・パネル補剛材4を生ずる。
【００１０】 三重ラミネート補剛材10が硬化すると、硬化後に硬質でないために、パネルが
炉から出た時に、第一密接層5は、その収縮ひずみを基板1に伝達することが出来
ず、層5は外側メタル・パネルが収縮することを抑制出来ない。第二層6は、硬化
後には硬質であるが、屈従性第一層によって、その収縮ひずみが基板中に移入す
ることが防止される。裏当てまたはキャリヤ7は、剛性を追加するために使用さ
れる。
【００１１】 屈従性フォーム層5は、熱硬化性層の硬化に起因する収縮ひずみを吸収する。
硬質層6の大きな収縮ひずみはメタル基板1内に及ばないが、その裏当て7を有す
る硬質層6がパネルを剛化する。典型的な層の厚さは、屈従性層5について1‐1.5
mmであり、厚さ0.002‐0.004インチの裏当て層7付き硬質層6については1‐2.0イ
ンチである。層5と6には、いずれの適切な材料を使用してもよい。両ポリマー層
は、化学的には相容性を有するべきであり、さもなければ、どちらかの層の硬化
済み製品が異形となる。発明者による米国特許第55,575,526号及び、1998年6月1
7日に申請した出願シリアル番号第09/099,025号が参照されており、特許と出願
についての全ての詳細が参照として本明細書に引用されている。この特許と出願
は、硬質構造フォームとキャリア材を創出するためのフォーム層のために使用し
得る適切な材料を発表している。すなわち層5が屈従性をもつが層6は硬質性を有
する、というその目的とする方法における機能を供給するためには、特定の材料
は重要ではない。屈従性層5は、冷蔵庫のドア・シールまたは自動車ドア・スト
リップのために従来から使用されている材料のような、ゴム様特性を有し得る。
層5は、粘着性でも非粘着性でもあり得る。
【００１２】 図4は、自動車ドア・アプリケーションに使用されるような、本発明によるフ
ォイル裏当てラミネート4を例示する。図5‐7は、そのようなアプリケーション
のための可能な異なった設定の断面を例示する。図3と5から明らかであるように
、この三重ポリマー層補剛材4は、図3に例示のような平坦プレーナー層を伴う均
一な厚さであり得る。
【００１３】 図5は、しかし、浅いカーブ型を有するドア・パネル1を例示する。パッチまた
は補剛材4がその型に整合する。図5は、均一な厚さを有する補剛材4を示す。図6
‐7は、しかし、均一でない厚さを必要とするものを組み込み得る変型を表示す
る。表示のように、フォイル裏当てまたはキャリヤ7は、フォーム層5、6のエク
ステンション部分8と組合わせたリブまたはビード（押し縁）を形成する外側チ
ャネル・セクション7Aを含む。フォーム層5、6は、チャネル・セクション7Aにお
いて互いに隣接する２対の異なったシートとして供給され得る。例えば、図6は
、２つのフォーム層5が表面5Aにおいて互いに隣接することを表示する。フォイ
ル裏当て7はまた、チャネル7Aの中央で隣接する２つの層から作成し得る。
【００１４】 図7は、パネル1上のリブ1Aに適応するためのフォイル裏当て7から成る中央エ
クステンション7Cとフォーム層5、6から成る中央エクステンション9Aと組合わせ
た一対のフォーム層5、6に相当する整合エンド・フランジ9を伴う、フォール裏
当て7に相当する、エンド・エクステンションまたはフランジ7Bを示す。これら
の外方向エクステンションの装備は、セクションを増加し、フォイル裏当てラミ
ネート強化材をパネル中性軸から再分布させるために、完全に平坦及び/または
均一ラミネートよりもさらにパネルを補剛化するリブ・セクションを結果として
生ずる。従って、図6‐7は、補剛ビードを含む補剛材を例示するが、図7はまた
補剛化されるエンド・フランジを含む。
【００１５】 図8〜11は、シャドーまたはメタルひずみを起因する塗料リード・スルーに関
する問題を提起することを目的とする本発明の他の様相に関する。図8〜11に関
連する技法は、図3〜7の三重ラミネート構造と組み合わせて使用することが可能
であり、またはこれらの部分と別々に使用することも可能である。
【００１６】 一般的には、図8〜11に例示の発明は、部品または基材のためのラミネート製
補剛材または強化ラミネートを供給することを含む。ラミネート及びそれが施工
される基材の材料、及び本発明の用途は、図3〜7に関連して説明されたことと同
様である。
【００１７】 図8〜9に示すように、強化される部品または基材10は、車両ドアである。強化
ラミネート12は、好ましくは一般的にドアの中央区域においてドアにマウントさ
れる。ラミネートはどんな適切なサイズや形であってもよい。好ましい実施態様
においては、ラミネートは、一般的には後に説明するような一定の改良を有する
長方形型から成る。ラミネート12は、裏当て14と密着して接着された膨張性フォ
ーム層16を含む。フォーム層16は、発明者による前記の特許及び出願にあるよう
に一重硬質構造フォーム層であるか、または例えば、図3に例示のような二重層
形状であり得る。層16は、基材10に対して配置される。本発明が自動車産業にお
いて使用される場合には、図9は、基材10上に塗料層22を創出するために塗料20
のパターンを施工する塗料スプレー・ノズル18を図解して表示する。部品10が、
ポリマー16が硬化する塗装炉内にある場合に、熱硬化される外側メタル・パネル
・ボデー補剛材について塗料リード・スルーを伴う問題がおこり得る。本発明は
、そのような塗料リード・スルーを排除または低減するための様々な技法を供給
する。
【００１８】 図10は、ラミネートが一対の横行エンドエッジ 24、24によって相互連結する
一対の縦サイド・エッジ26、26を有する、本発明による１方法を例示する。ここ
に示すように、対向エンドエッジ24、24は、丘や谷を形成する非直線・線形設定
である。特に、図10に例示する実施態様においては、エッジ24、24は、鋸歯構造
である。中間エッジ26、26は、互いに平行である直線エッジとして例示されてい
る。しかし、エッジ26、26はまた、全ての４エッジがピークと谷を持つために、
のこ歯構造を有するような非直線形状であり得ることが理解されている。他方、
エッジ26、26がのこ歯構造を持ち、エッジ24、24が直線平行エッジでもあり得る
。
【００１９】 図11は、縦エッジ28、28が、波状または波形であることによりピークと谷を有
する変型を例示する。中間エッジ30、30は、直線及び平行であるとして例示され
ている。本発明は、しかし、エッジ30、30がまた、エッジ28、28と同様に波形構
造、またはエッジ30、30に波形構造があるがエッジ28、28は直線かつ平行である
としても同様に実施し得る。
【００２０】 図8は、のこ歯エッジ24と波形エッジ28によるその他の可能性を例示する。従
って、異なるエッジに沿ってピークと谷を達成するような構造の異なる形状を含
む、ピークと谷を創出するいかなる配置も本発明の広意な方法において使用し得
る。
【００２１】 本発明による他の方法に従って、材料ポリマーの厚さ及び、全てのポリマーと
裏当て層をパンチするかまたはこれを通過するホールを形成することにより、リ
ード・スルーが制御される。図10は、例えば、全てのホールが互いに直線列と行
に配置される均一または順序付き配列のホール・パターン32を示す。図11は、し
かし、ジグザグである直線列と行にあるホール34を示す。本発明はまた、ホール
が、むしろ直線列と行よりはランダム・パターンとしても実施され得る。
【００２２】 ホールがラミネート12を通して供給される場合は、ラミネートは、任意にのこ
歯や波形形態のような非直線エッジを含んでもよく、または任意にラミネートの
全てまたはいくつかのエッジが直線であってもよい。
【００２３】 本発明は、非直線エッジを含む望ましい形状からなる裏当て層14を形成するこ
とにより実施し得る。ポリマーまたは非膨張フォームを次にその上にコートする
るか、または裏当て14の全表面に施工して、ラミネート12を形成する。ラミネー
ト12は次に、ポリマー層16を基材10に対して配置することによって、基材10にマ
ウントされる。ポリマーが起動化されると、フォームが膨張して、裏当て層14を
基材10からさらに外方向に移動する。フォームはまた、裏当て14のエッジを越え
て外方向に膨張する。本発明を実施するための様々な技法は、ポリマー硬化中の
収縮ひずみを低減することにより、塗料シャドーまたはメタルひずみを低減また
は排除する結果を引き起こす。本発明は、熱膨張性ポリマーを使用して実施する
ことが好ましいが、本発明はまた、上記の出願にあるような化学的起動化のよう
な、膨張性ポリマーの他のタイプを使用しても実施し得る。
【００２４】 本発明は、特に車両ドア強化のための好ましい用途に関して説明されているが
、本発明の概念は、その他の部品の強化についても適用し得る。例えば、本発明
は、車両のルーフ、デッキ・リッド(後部トランク蓋)、フェンダーにも使用し得
る。本発明はまた、非車両部品の強化のためにも使用し得る。同様にして、本発
明は、好ましくはメタル基板支持のために実施されるが、上記の出願に発表され
るようにその他の基材も使用し得る。裏当て14は、好ましくは、アルミニウム・
フォイルのような、薄メタル・フォイルである。本発明は、しかし、上記の出願
に説明するような他の裏当て材料についても実施し得る。
【００２５】 塗料（リード）スルーを制御するための様々な技法による装備は、上記の出願
による追加特色を含む補剛用強化材、または裏当て及びフォーム・ラミネートを
含む基礎構造からなる単なる部品である補剛用強化材と合体し得る。
【００２６】 本明細書中に詳細に説明する様々な特色は、互いに組み合わせてまたはそれぞ
れ個別に使用することが可能であり、また発明者による共同出願シリアル番号09
/099,025号に説明される特色との組み合わせにおいても使用し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の技術による補剛材の正断面図である；
【図２】 従来の技術による補剛材の正断面図である；
【図３】 本発明に従う三重ラミネート製ボデー・パネルの正断面図である；
【図４】 自動車ドア・アプリケーションに使用される、図3の補剛材を示す透視図であ
る；
【図５】 図4のセクションA‐Aに基づく様々な設定の断面図である；
【図６】 図4のセクションA‐Aに基づく様々な設定の断面図である；
【図７】 図4のセクションA‐Aに基づく様々な設定の断面図である；
【図８】 本発明の他の様相に従って、マウントされた強化ラミネートを有する車両ドア
の内側を示す側面図である；
【図９】 線9‐9に沿って図8を描いた断面図である；
【図１０】 強化ラミネートの１つの型を示す正面図である；
【図１１】 強化ラミネートの改良型である、図10に類似の図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０９／２７３，１０７ (32)優先日 平成11年３月19日(1999．3．19) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4F100 AB01A AB01D AB10A AB10C AB10D AB33D AG00D AL09C AN02C AT00A BA04 BA07 CB00 DB00 DG12D DJ01B DJ01C GB32 JB13B JB13C JK12B JK17C

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 キャリヤ層を含む基材、前記キャリヤ層に固定された硬質強化フォーム層、前
    記硬質フォームに固定された屈従性フォーム層を強化するための強化ラミネート
    であり、前記屈従性フォーム層が前記ラミネートを基材に固定するための接着層
    を含み、前記硬質フォーム層と前記屈従性フォーム層が熱硬化性であり、また前
    記屈従性フォーム層が前記フォーム層の熱硬化と基材の冷却に起因する収縮ひず
    みを吸収するための手段を含む、強化ラミネート。
  2. 【請求項２】 前記キャリヤ層がフォイル製裏当てである、請求項１に記載のラミネート。
  3. 【請求項３】 前記基材と組み合わせる請求項１に記載のラミネートであり、前記屈従性フォ
    ームが前記基材に密接に接着されている、請求項１に記載のラミネート。
  4. 【請求項４】 前記フォーム層及び前記キャリヤ層が少なくとも１つのリブを含む、請求項3
    に記載のラミネート。
  5. 【請求項５】 前記基材が前記フォーム層と前記キャリヤ層の前記リブと整列するリブを含む
    、請求項4に記載のラミネート。
  6. 【請求項６】 前記フォーム層及び前記キャリヤ層がエンド・フランジを含む、請求項5に記
    載のラミネート。
  7. 【請求項７】 前記基材が、ドア、ルーフ、デッキ・リッド（後部トランク蓋）、及びフェン
    ダーから成る群から選択される車両部品である、請求項3に記載のラミネート。
  8. 【請求項８】 前記ラミネートが一対の横行エンド・エッジによって連結される一対の縦サイ
    ド・エッジを有し、少なくとも前記サイド・エッジ対及びエンド・エッジ対の１
    つが非直線かつ波状形である、請求項1に記載のラミネート。
  9. 【請求項９】 前記波状形が滑らかな波形パターンで互いに連結する丘と谷から成るパターン
    を有する、請求項8に記載のラミネート。
  10. 【請求項１０】 前記波状形が、のこ歯形の丘と谷から成るパターンを有する、請求項8に記載
    のラミネート。
  11. 【請求項１１】 前記非直線かつ波状であるエッジが前記サイド・エッジである、請求項8に記
    載のラミネート。
  12. 【請求項１２】 前記非直線かつ波状であるエッジが前記エンド・エッジである、請求項8に記
    載のラミネート。
  13. 【請求項１３】 前記サイド・エッジがまた非直線かつ波状である、請求項12に記載のラミネー
    ト。
  14. 【請求項１４】 前記ラミネートを完全に貫くホールから成るパターンを含む、請求項8に記載
    のラミネート。
  15. 【請求項１５】 前記ホール・パターンが、多数の均一また等間隔に配列されたホールの列と行
    を含む、請求項14に記載のラミネート。
  16. 【請求項１６】 前記ホール・パターンが、ジグザグ列及び行に配列された多数のホールを含む
    、請求項14に記載のラミネート。
  17. 【請求項１７】 前記ホール・パターンが、ランダム配列されている、請求項14に記載のラミネ
    ート。
  18. 【請求項１８】 前記基材と組み合わせる請求項8に記載のラミネートであり、前記屈従性フォ
    ーム層が前記基材と密接に接着されている、請求項8に記載のラミネート。
  19. 【請求項１９】 前記基材が自動車ドアである、請求項18に記載のラミネート。
  20. 【請求項２０】 キャリヤ層を含む基材強化のための強化ラミネートであり、膨張性フォーム層
    が前記キャリヤ層に密着して接着する強化ユニットを形成し、前記強化ユニット
    が一対の横行エンド・エッジにより連結される一対の縦サイド・エッジを有し、
    少なくともサイド・エッジとエンド・エッジの前記対の１つが非直線かつ波状で
    ある、強化ラミネート。
  21. 【請求項２１】 前記波状形が滑らかな波形パターンで互いに連結する丘と谷から成るパターン
    を有する、請求項20に記載のラミネート。
  22. 【請求項２２】 前記波状形が鋸歯形の丘と谷から成るパターンを有する、請求項20に記載のラ
    ミネート。
  23. 【請求項２３】 前記非直線かつ波状エッジが前記サイド・エッジである、請求項20に記載のラ
    ミネート。
  24. 【請求項２４】 前記非直線かつ波状エッジが前記エンド・エッジである、請求項20に記載のラ
    ミネート。
  25. 【請求項２５】 前記サイド・エッジがまた非直線かつ波状である、請求項20に記載のラミネー
    ト。
  26. 【請求項２６】 前記ラミネートを完全に貫くホールから成るパターンを含む、請求項20に記載
    のラミネート。
  27. 【請求項２７】 前記ホール・パターンが多数の均一また等間隔に配列されたホールの列と行を
    含む、請求項26に記載のラミネート。
  28. 【請求項２８】 前記ホール・パターンがジグザグ列及び行に配列された多数のホールを含む、
    請求項26に記載のラミネート。
  29. 【請求項２９】 前記ホール・パターンがランダム配列されている、請求項26に記載のラミネー
    ト。
  30. 【請求項３０】 前記基材と組み合わせる請求項20に記載のラミネートであり、前記屈従性フォ
    ーム層が、前記基材と密接に接着されている、請求項20に記載のラミネート。
  31. 【請求項３１】 前記基材が自動車ドアである、請求項30に記載のラミネート。
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