JPH0755549B2

JPH0755549B2 - 車輛用構造体

Info

Publication number: JPH0755549B2
Application number: JP2075495A
Authority: JP
Inventors: 誠規矢田; 健男小林; 隆光三国; 裕駕籠島; 昇日野; 成人肥留川
Original assignee: Zeon Corp
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1990-03-27
Filing date: 1990-03-27
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2010-06-14
Also published as: JPH0473138A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、車輛等のフロアパネル，ダッシュパネル，ド
アパネル，天井パネル等の振動し易い基板上に熱融着に
より一体化される車輛用の優れた制振構造体に関するも
のである。

［従来の技術］車輛のフロアパネル，ダッシュパネル，ホイルハウス等
の振動基材面には、アスファルトを主成分とする熱融着
制制振材が塗装の乾燥工程における加熱を利用して融着
されるとが多い。

また、近年ではアスファルト系制振材の上面に拘束材と
して鋼板、アルミニウム板等の金属シートを設け、ある
いはエポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アクリル
樹脂などの熱硬化性樹脂を積層して拘束型制振構造体と
して制振性能および剛性の向上を図ることが行われてい
る。

さらに最近では、アスファルトを主成分とする制振材を
発泡させる手法により、特に制振性能を向上させる試み
もなされている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、これらの制振構造には以下の問題点があ
る。すなわち、アスファルトなどを主成分とする熱融着
性シートのみで振動基材の制振を図るダブルレイヤー型
制振構造では、その制振性能を向上させるには厚みを増
大させる必要があり、これは車輛重量を増大させること
になるとともに構造体の剛性向上は殆ど期待できない。

また、このアスファルト系熱融着性制振材の上面に鋼
板、アルミニウム板等を積層するサンドイッチ型制振構
造の場合には、構造としての制振性能は向上するが、拘
束層として剛性の高い熱融着性制振シート上に密着させ
るため、例えば鋼板等の高剛性の振動基材に対しては機
械的に固定したり、あるいはボルト等を用いてねじ止め
するなどにより固定する必要がある。ところが、一般に
車輛の床板等は剛性付与の目的で凹凸状にプレス成形さ
れているため、拘束用金属板をこれと相補的な形状に成
形しておく必要があり、余分の工程が必要であるほか取
り付けに際して所定位置に正しく位置決めすることが容
易でないという問題がある。

また、未硬化の熱硬化性樹脂を制振材上に載置し塗装の
乾燥工程で硬化させて拘束材として使用する方法や、粘
着付与剤樹脂等を母剤とした熱可塑性樹脂を制振材上に
載置して塗装乾燥工程で熱融着させて拘束材として使用
する方法もある。

これらの硬質の樹脂材料を拘束材として利用する方法
は、確かに損失係数の向上には効果的であるとともに、
ある程度構造体の剛性の向上も期待できる利点がある。
しかし、硬質樹脂系の拘束材を利用する拘束型制振構造
は、大巾な重量増加を伴わない実用的範囲では、高損失
係数が得られる温度範囲が比較的狭いという問題点があ
り、広い温度範囲において全て高い損失係数を得るとい
う訳にはいかない。

［課題を解決するための手段］本発明は、このような問題点を改良したものであり、車
輛における振動基板に積層される発泡性熱硬化性樹脂シ
ートよりなるスペーサー層（１）と，該スペーサー上に
ラミネートされる制振シート（２）から構成され、これ
らのシートと振動基板の接触面が加熱により一体的に融
着するとともに、スペーサー層が発泡することを特徴と
する車輛用構造体に関するものである。

また、本発明の目的とするところは、前記構造体を車輛
の振動基板と融着一体化させることにより重量増加が少
ない範囲で優れた損失係数を付与するとともに剛性も向
上させることができる車輛用パネルを提供することにあ
る。

さらに、この種の車輛用の構造体としては、塗装等の乾
燥工程での加熱処理により凹凸ある振動基板に密着する
とともに、各層の反応，発泡，融着等が完了する必要が
あり、しかも比較的高温でも物性の低下が少ない材料が
好ましい性状として要求されるものであるが、本発明に
関する構造体はまさしくこれらの要求に適うものであ
る。

本発明に係る車輛用構造体を模式的に図示すると、第１
図は加熱融着発泡前の断面図で振動基板（３）上にスペ
ーサー層（１）が積層され、スペーサー（１）上に制限
シート（２）がラミネートされている。第２図は加熱し
て基板、シート面が一体的に融着し、かつスペーサー層
が発泡した状態を示す。第３図は制振シート（３）とし
て発泡性制振シートを用いた場合の加熱後の状態を示
し、発泡性制振シートも同様に発泡している。

以上に説明したとおり、本発明は、スペーサー付ダブル
レイヤー型制振構造を車輛の振動基板に付与するもので
ある。以下、本発明に関する各構成層について説明す
る。

本発明に用いられるスペーサー層（１）はダブルレイヤ
ー型制振構造におけるスペーサーとしての機能を付与す
るものである。即ち、車輛用用途のダブルレイヤー型制
振構造のスペーサーとして好ましい性状は、軽量で剛性
が高く温度変化による物性低下が少なく、かつ塗装乾燥
工程で凹凸ある振動基板に密着・固定され、しかも、こ
の工程で高倍率の発泡作用があることである。この観点
から、発泡性熱硬化性樹脂シートが目的に適ったもので
あり、なかでもエポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、可塑剤
及び発泡剤を含有し、かつ塩化ビニル樹脂がセミゲル化
状態になっているものは、シート状態としての形状保持
性、貯蔵性、垂直振動基板への貼着性、剛性等の面で優
れている。

ここで、塩化ビニル樹脂がセミゲル化状態にあるとは、
エポキシ樹脂は硬化反応を起こしておらず、塩化ビニル
樹脂のみが、可塑剤が内部に浸透し、ゲル化が始まって
いる状態を指称するものとする。

このスペーサーシートに供するエポキシ樹脂発泡組成物
は、少なくとも塩化ビニル樹脂、可塑剤、発泡剤、エポ
キシ樹脂、エポキシ樹脂用加熱活性型硬化剤を必須成分
とし、その他、任意の気泡調整剤、充填剤、粘度調整
剤、熱安定剤、顔料等からなる組成物であり、予め、発
泡剤の分解温度以下でシート状に成形加工されたもので
あって、次の加熱工程、例えば塗装乾燥工程において、
120〜200℃で発泡し、エポキシ樹脂の架橋により硬化し
得るものである。

塩化ビニル樹脂としては、塩化ビニル単独重合体のみな
らず、塩化ビニルと、酢酸ビニル，アクリル酸，メタク
リル酸，アクリル酸エステル，メタクリル酸エステル，
マレイン酸，フマール酸，マレイン酸エステル，フマー
ル酸エステル，イタコン酸，塩化ビニリデン，ビニルエ
ーテルなどとの公知の共重合体を単独あるいは混合して
使用することができる。塩化ビニル重合体（共重合体を
含む）は、乳化重合，懸濁重合など公知のいずれの方法
で製造したものも使い得るが、特に、ペースト用の乳化
重合又は微細懸濁重合して製造したものを単独又は懸濁
重合したものと併用することがシート化の容易さ、発泡
時の気泡構造の点から好ましい。

可塑剤としては、ジオクチルフタレート，ジブチルフタ
レート等のフタル酸エステル，トリクレジルフォスフェ
ートなどのリン酸エステル，ジオクチルアジペート，ジ
オクチルセバケートなどの脂肪酸エステル、例えばアジ
ピン酸とエチレングリコールの縮合体であるようなポリ
エステル，トリオクチルトリメリテートなどのトリメリ
ット酸エステル，塩素化パラフィン，アルキルベンゼ
ン，高分子量アロマチックなど公知の塩化ビニル用可塑
剤が単独又は混合して使用できる。可塑剤の配合量は、
特に限定するものではないが、塩化ビニル100重量部に
対して、10重量部より多く150重量部以下の範囲で配合
するのが好ましい。配合量が10重量部以下では、発泡倍
率が向上せず、150重量部を超えると、硬度が上がらな
いため補強効果が小さくなる。

発泡剤は高温分解型の有機又は無機の発泡剤、高温膨張
型マイクロカプセルなどが用いられる。有機発泡剤とし
ては、アゾジカルボンアミド，パラトルエンスルホニル
ヒドラジド，ジニトロソペンタメチレンテトラミン,4,
4'−オキシビスベンゼンスルホヒドラジッドなどが用い
られる。有機発泡剤の分解温度は、尿素や亜鉛化合物，
鉛化合物等で任意に調整し得る。無機発泡剤は、重炭酸
ナトリウム、水素化ホウ酸ナトリウムなどが挙げられ
る。高温膨張型マイクロカプセルとしてはビニリデンで
低沸点炭化水素をカプセル化したものなどが使用でき
る。本発明では何れの発泡剤も適用できるが、特に分解
温度が100℃以上の有機発泡剤がシート化のし易さや、
発泡体の外観、発泡の均一化や緻密性から見てより好ま
しい。100℃以下の分解温度であればシート化するとき
に発泡が始まったり、加熱炉での発泡時に樹脂の溶融が
不充分でガスが抜け発泡倍率が挙がらなかったり、均一
な発泡体を得難い。また、無機発泡剤、マイクロカプセ
ルでも使用することは出来るが、発泡倍率や経済性の点
で難点がある。発泡剤の配合量は、塩化ビニル樹脂100
重量部に対して0.5〜15重量部とするのが好ましい。配
合量が0.5重量部未満では発泡不足で、15重量部を超え
ても発泡度は変わらず、過度に加えるのは経済的に無駄
である。

本発明に適用し得るエポキシ樹脂の例としては、通常の
グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、グリシ
ジルアミン型，線状脂肪族エポキサイド型，脂肪族エポ
キサイド型などのエポキシ樹脂が挙げられ、所望の発泡
体の物性に応じて単独又は組合せて使用することができ
る。エポキシ樹脂の配合量は、塩化ビニル樹脂100重量
部に対し、20〜500重量部の範囲である。配合量が20重
量部未満では硬質の発泡体が得難く、500重量部を超え
ると、硬化時の発熱が大きいため、塩化ビニルの分解を
生じたり、発泡剤の分解ガスによる膨張を抑制し、高倍
率の発泡体を得難いなどの問題を生じる。

エポキシ樹脂用の加熱活性型硬化剤としては、加熱によ
り硬化作用を発揮する通常の硬化剤が使用できる。好ま
しい硬化剤としては、エポキシ樹脂との組合せで、発熱
ピーク温度が100℃〜200℃の範囲にある硬化剤である。
硬化剤としては例えば、ジシアンジアミド、4,4'−ジア
ミノジフェニルスルホン、２−ｎ−ヘプタデシルイミダ
ゾールのようなイミダゾール誘導体、イソフタル酸ジヒ
ドラジド、N,N−ジアルキル尿素誘導体、N,N−ジアルキ
ルチオ尿素誘導体、テトラヒドロ無水フタル酸のような
酸無水物、イソホロンジアミン、メタフェニレンジアミ
ン、Ｎ−アミノエチルピペラジン、三フッ化ホウ素錯化
合物、トリスジメチルアミノメチルフェノールなどが挙
げられる。硬化剤は所望に応じて、単独又は組合せて使
用することができる。硬化剤の配合量はエポキシ樹脂10
0重量部に対して１〜20重量部とするのが好ましい。配
合量が１重量部未満では硬化不足で発泡体の剛性が不足
し、一方20重量部より多く配合しても発泡体の剛性は変
わらず、過度に加えるのは経済的に無駄である。

ここで言う硬化温度とは、エポキシ樹脂と硬化剤を室温
で混合したものをオイルバス、ヒーターなどで昇温させ
たとき、硬化によって発生する発熱がピークとなるよう
な媒体の温度を言う。

加熱条件に応じた好ましいエポキシ樹脂と硬化剤の組合
せ及び量は予め試験することにより容易に決定すること
ができる。

本発明では、これら必須の配合剤のほか、例えば炭酸カ
ルシウム，タルク，クレーのような充填剤、熱安定剤、
気泡調整剤及び着色剤などが配合できる。上記各配合剤
の配合量は、塩化ビニル樹脂100重量部に対し、充填剤
は０〜200重量部、熱安定剤は０〜10重量部、気泡調整
剤は０〜10重量部の範囲とする。各配合剤を配合する場
合、充填剤は200重量部より多くなると、発泡の微細性
が失われたり、発泡倍率が上らず、熱安定剤及び気泡調
整剤は10重量部より多くしても効果は上らない。

このスペーサーシートに適用される発泡性樹脂組成物
は、塩化ビニル樹脂に、可塑剤、発泡剤、エポキシ樹
脂、エポキシ樹脂用硬化剤のほか、必要に応じ気泡調整
剤、充填剤、熱安定剤、着色剤などを加え、通常知られ
ている混練機によって均一化、調整される。

かかるスペーサーシートの発泡倍率は２〜30倍、好まし
くは３〜10倍程度である。発泡倍率が２倍以下のものは
スペーサーとしての機能は勿論果たし得るが、軽量性、
断熱性等の観点から本発明の主旨とするところではな
く、30倍以上の発泡倍率にすると発泡セルの強度が不足
し車輛の使用部位によっては耐久性に問題が生じる可能
性がある。

また、かかるスペーサーシートの発泡後の厚さは１〜50
mm,好ましくは３〜30mmである。1mm以下の場合は、スペ
ーサーとして有効な機能を果たし得ず、50mm以上の場合
は本発明の目的である車輛用途においては車内空間等が
狭くなり実用的でなくなるとともに塗装乾燥工程のよう
な加熱工程では均質な発泡性状が得られなくなる。

本発明に供せられる制振シートは、ゴム系，樹脂系，ア
スファルト系等のものがあり、特に種類を限定するもの
ではないが、スペーサーシートへの密着性（熱融着
性），加熱による凹凸振動基板への追従性等の車輛用途
としての要求性能およびダブルレイヤー型制振構造に適
した制振材としての特性に優れ、かつコスト的な観点に
おいて、アスファルト系制振シートおよび発泡制アスフ
ァルト系制振シートは本目的に優れて適ったものであ
る。

かかる制振シートの厚さは特に限定するものではない
が、実用的観点からは、0.5〜10mm程度の範囲のもので
ある。0.5mm以下の厚さのものでは、ダブルレイヤー型
制振構造の特徴として効果的に損失係数が発現し得ず、
また制振シートの厚さが10mm以上になると重量が極めて
大となり、本発明の主旨から外れるからである。

このような本発明に関する構造体の製造は、スペーサー
シートと制振シートの２層を個別に車輛の振動基板上に
載置し、塗装の乾燥工程等の加熱により振動基板、スペ
ーサーシートおよび制振シートを相互に融着させるとと
もにスペーサーシートの発泡を行ない，同時に振動基板
の凹凸に追従させてもよいし、予めスペーサーシートと
制振シートを積層しておいたものを塗装の乾燥工程で振
動基板への融着をさせるとともにスペーサーシートの発
泡を行ない、同時に振動基板の凹凸に追従させてもよ
い。

［発明の効果］以上、説明したとおり、本発明に係る車輛用構造体は、
車輛のフロアパネル，ダッシュパネル，ホイルハウス等
の振動基板上に載置し、加熱によりスペーサーシートあ
るいは必要に応じて制振シートをも発泡させ、振動基
板、スペーサーおよび制振シート間を強固に固定し、並
びにスペーサーシートと制振シートを振動基板の凹凸形
状にも追従させることができる。

このようにして得られる構造体は、スペーサー層が温度
変化に伴う物性変化の少ない発泡性熱硬化性樹脂シート
を使用したダブルレイヤー型制振構造体となっているた
め、広い温度範囲に亘って優れた制振機能を発揮するば
かりでなく、ある程度剛性も高い構造となり、車輛の車
内騒音低減用材料として好適なばかりでなく、車輛の堅
固感を付与し、断熱性にも優れた構造体となる。

［実施例］以下、本発明を実施例および比較例により説明する。
尚、試験に使用した材料及び試験法は次のとおりであ
る。

I.試験材料振動基板:0.8mm厚の鋼板スペーサー層（発泡性熱硬化性樹脂シート）第１表に示す配合比で発泡性熱硬化性樹脂組成物をホバ
ートミキサーで20分混合して作成した後、剥離紙上に所
定の厚さで塗布した。これを120℃で90秒間加熱し、ペ
ースト樹脂のみをセミゲル化したシートを作成した。

制振シート 1.アスファルト系制振シート（商品名メルシート，日本
特殊塗料（株）製）厚さの調整は事前にプレスにて所定
のものとした。

第３表に材料の種類Ｃとして表示した。

2.発泡アスファルト系制振シート（商品名メルシート，
日本特殊塗料（株）製）第３表に材料の種類Ｄとして表示した。

II.試験方法（１）制振性能試験各々のスペーサー層，制振シート層をそれぞれ150×300
mm,厚さ0.8mmの鋼板（厚さ0.8mm）と組合せて制振構造
体を作成し、各構造体の剛性を20℃,40℃,60℃にて測定
した。各層の貼合せと発泡は、鋼板上に制振材及び拘束
材を積層し、150℃×30分の条件のオーブン中で加熱処
理を行ない各層を融着させるとともに発泡をさせた。損
失係数は機械インピーダンスの共振点よりの半値巾から
算出し、内挿法により200Hzの損失係数を求めた。尚、
測定周波数範囲は１〜1000Hzである。

また、剛性比は次式に基づいてこれを算定した。

剛性比＝（f₀/f）^２・｛（m₁＋m₂）/m₁｝ここで、f₀は制振材，拘束材をつけたときの共振周波
数,fは振動基板となる0.8mm厚鋼板の共振周波数,m₁は該
鋼板の単位面積当りの質量,m₂は制振材と拘束材を合わ
せた単位面積当りの質量である。

結果を第２表に示す。

（２）凹凸板への形状追従試験前述のアスファルト系制振材および各拘束材を各々巾20
mm、長さ250mmに切り出し、第４図に示す凹凸波形状で
波の高さ7.8mmとした鋼板上に波の方向と直交するよう
に載置して150℃×30分の条件でオーブン中で加熱試験
を行ない、凹凸形状への追従性を観察した。その結果を
第２表に示す。ただし、判定は隙間なく密着しているも
のを“○”、隙間は若干残るが使用上差支えない程度の
ものを“△”、隙間が残り使用上問題が残るものを
“×”とした。

III.試験構造体と性能第２表に本発明例及び比較例の構成および試験結果を示
す。

以上の試験結果から判るとおり、本発明の構造体は、制
振特性に優れるとともに加熱により溶融して振動基板へ
の凹凸追従性も良好であり、また、剛性も向上させるこ
とができ、従来の車輛用制振構造より優れた特性を備え
ているものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るかかる車輛用構造体の加熱処理前
の断面図で、第２図は同じく加熱処理後の断面図で、第
３図は制振シート（２）として発泡性制振シートを用い
た場合の加熱後の断面図で、第４図（ａ），（ｂ）はそ
れぞれ追従性試験に使用した鋼板の正面図及び側面図で
ある。（１）……スペーサー層，（２）……制振シート，（３）……振動基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三国隆光神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目２番１号日本ゼオン株式会社研究開発センター内 (72)発明者駕籠島裕神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目２番１号日本ゼオン株式会社研究開発センター内 (72)発明者日野昇神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目２番１号日本ゼオン株式会社研究開発センター内 (72)発明者肥留川成人東京都中央区八丁堀１丁目10番７号ゼオン化成株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車輛における振動基板に積層される発泡性
熱硬化性樹脂シートであって、エポキシ樹脂，塩化ビニ
ル樹脂，可塑剤，および発泡剤を含有し、塩化ビニル樹
脂100重量部に対しエポキシ樹脂が20〜500重量部であ
り、かつ塩化ビニル樹脂がセミゲル化状態になつている
スペーサー層（１）と，該スペーサー上にラミネートさ
れる制振シート（２）から構成され、これらのシートと
振動基板の接触面が加熱により一体的に融着するととも
に、スペーサー層が発泡することを特徴とする車輛用構
造体。
【請求項２】前記制振シート（２）がアスファルト系制
振材よりなることを特徴とする請求項１記載の車輛用構
造体。
【請求項３】前記制振シート（２）が発泡性アスファル
ト系制振材よりなることを特徴とする請求項１記載の車
輛用構造体。