JP4511239B2 - 充填方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動車のボデーパネルとボデーパネルにボルト等により取り付けられるフェンダパネル等の間であって、締付部から離間した箇所の中空部を充填するために用いられる充填方法に関する。

自動車のボデーパネルにボルト等により取り付けられるフェンダパネルＰ３は、図８（ａ）に示すように、締付部から離間した箇所で、ボデーパネルＰ１に対して、一定の間隔をおいて配置され、それらの間に中空部Ｐ５が存在する。従来より、フェンダパネルＰ３の前記中空部Ｐ５が存在する部分の剛性を向上させるために、中空部Ｐ５に充填材を充填することが行われてきた。この充填材としては、図５に示すような、エポキシ系粘着硬化層１０３とエポキシ系発泡層１０５から成る発泡充填材１０１が知られている。

この発泡充填材１０１を用いて中空部Ｐ５を充填するときには、まず、図８（ｂ）に示すように、発泡充填材１０１のうちのエポキシ系粘着硬化層１０３を、ボデーパネルＰ１に着貼させる。その後、フェンダパネルＰ３をボデーパネルＰ１に組付ける。このとき、発泡充填材１０１のエポキシ系発泡層１０５とフェンダパネルＰ３との間にはクリアランスが存在する。次に、自動車の製造工程における電着塗装工程の電着炉での乾燥熱により、図８（ｃ）に示すように、エポキシ系発泡層１０５が発泡してフェンダパネルＰ３の内壁にまで達し、エポキシ系発泡層１０５の上面はフェンダパネルＰ３に接着される。つまり、この段階で、中空部Ｐ５は発泡充填材１０１により充填され、フェンダパネルＰ３の、中空部Ｐ５が存在する部分の剛性は向上する。

しかしながら、発泡充填材１０１が発泡した電着塗装工程後の次の上塗り塗装工程で再度乾燥（焼付）炉を通した時に熱膨張によるフェンダパネルＰ３の動きに発泡充填材１０１が追従できず、粘着硬化層１０３と発泡層１０５の層間で、図９に示すように、剥離が生じる虞があった。また、自動車の走行中にフェンダパネルＰ３が振動することで剥離が生じることもあった。

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、層間で剥離が生じることがない充填方法を提供することを目的とする。

（１）請求項１の発明は、
粘着層と、前記粘着層に関して一方の側に設けられた発泡層及び制振層とを備える発泡充填材を用いて、所定の間隔をおいて相対する部材Ａ及び部材Ｂの間を充填する充填方法であって、
前記発泡充填材の粘着層を、前記部材Ａにおいて前記部材Ｂに相対する面に接着する工程と、
前記発泡充填材を加熱し、発泡させる工程と、を有し、
前記制振層はゴム系発泡材又はゴム系無発泡材から成るとともに、前記発泡層はエポキシ系発泡材から成ることを特徴とする充填方法を要旨とする。

本発明では、使用する発泡充填材が制振層を有し、加えられる荷重に応じて容易に変形することができるので、発泡充填材を硬化させた後に、部材Ａに対する部材Ｂの位置が変位しても、発泡充填材が層間分離してしまうようなことがない。

本発明において発泡充填材を加熱する温度は１５０〜２２０°Ｃが好適であり、加熱時間は１０〜３０分間が好適である。
前記制振層は、ゴム系発泡材やゴム系無発泡材から成る層であり、荷重がかけられると、その荷重に応じて変形することができる層である。前記ゴム系発泡材としては、例えば、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）、ＮＲ（天然ゴム）、ＩＩＲ（ブチルゴム）から選ばれる１種以上を含む材料が挙げられる。前記ゴム系無発泡材としては、例えば、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＮＲ、ＩＩＲから選ばれる１種以上を含む材料が挙げられる。
前記発泡層は、エポキシ系発泡材から成る。本発明の充填方法は、発泡層が上記材料から成ることにより、発泡層を発泡させた後の剛性を高めることができる。前記エポキシ系発泡材としては、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ノボラック型、及びそれらの変成体の中から選ばれる１種以上を含む材料が挙げられる。
（２）請求項２の発明は、
前記部材Ａが自動車のボデーパネルであり、前記部材Ｂが前記ボデーパネルに取り付けられるフェンダパネルであることを特徴とする請求項１に記載の充填方法を要旨とする。

本発明では、使用する発泡充填材が制振層を有し、加えられる荷重に応じて容易に変形することができるので、発泡充填材を硬化させた後に（例えば、発泡充填材が発泡した後の自動車の製造工程において）、ボデーパネルに対するフェンダパネルの相対位置が変位しても、発泡充填材が層間剥離してしまうようなことがない。

特に、ボデーパネルとフェンダパネルは、その構造から振動が伝達された際に（上述した）相互の位置変位が顕著に生じる場合があるが、本発明の発泡充填材は制振層の上記作用により、振動が吸収され、層間剥離を防止することができる。
（３）請求項３の発明は、
前記発泡層は、前記粘着層と前記制振層との中間に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の充填方法を要旨とする。
本発明は、上記構造を有することにより、発泡充填材に対して荷重（特に発泡充填材の層間を剥離させようとする方向の荷重）がかけられたときでも、層間の剥離が一層生じにくい。
（４）請求項４の発明は、
前記粘着層は、エポキシ系粘着材から成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の充填方法を要旨とする。
本発明の充填方法は、粘着材がエポキシ系粘着材から成ることにより、部材（例えば自動車のボデーパネル）に対してしっかり接着することができる。
・前記エポキシ系粘着材としては、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ノボラック型、及びそれらの変成体の中から選ばれる１種以上を含む材料が挙げられる。

以下に本発明の発泡充填材及び充填方法の形態の例（実施例）を説明する。

ａ）まず、本実施例１の発泡充填材の構成を図１を用いて説明する。
発泡充填材１は、エポキシ系粘着硬化層（粘着層）３と、エポキシ系発泡層（発泡層）５と、ゴム系発泡層（制振層）７とが順次積層された構成を有している。そして、エポキシ系粘着硬化層３の下面には離型紙９が設けられ、ゴム系発泡層７の上面には離型紙１１が設けられている。

上記エポキシ系粘着硬化層３はビスフェノールＡ型を含む材料（エポキシ系粘着材）から成る層である。エポキシ系粘着硬化層３は、具体的には以下の成分から成る。
ビスフェノールＡ型樹脂：１０重量部
エポキシ樹脂：２０重量部
硬化剤：３重量部
尚、エポキシ系粘着硬化層３は、ビスフェノールＡ型の代わりに、ビスフェノールＡ型の変成体を含んでいてもよいし、ビスフェノールＡ型の代わりに、ビスフェノールＦ型、ノボラック型、及びそれらの変成体の中から選ばれる１種以上を含んでいても良い。また、エポキシ系粘着硬化層３は、その機能を奏する限りにおいて、その他に、各種成分を含んでいてもよい。

上記エポキシ系発泡層５はビスフェノールＡ型を含む材料（エポキシ系発泡材）から成る層である。エポキシ系発泡層５は、具体的には以下の成分から成る。
ビスフェノールＡ型樹脂：３５重量部
発泡剤：２重量部
硬化剤：３重量部
尚、エポキシ系発泡層５は、ビスフェノールＡ型の代わりに、ビスフェノールＡ型の変成体を含んでいても良いし、ビスフェノールＦ型、ノボラック型、及びそれらの変成体の中から選ばれる１種以上を含んでいても良い。また、エポキシ系発泡層５は、その機能を奏する限りにおいて、その他に、各種成分を含んでいてもよい。

上記ゴム系発泡層７は、ＳＢＲ（ゴム系発泡材）を含む材料から成る層である。ゴム系発泡層７は、具体的には以下の成分から成る。
ＳＢＲ：３０重量部
可塑剤：２０重量部
発泡剤：３重量部
加硫剤：３重量部
尚、ゴム系発泡層７は、ＳＢＲの変成体を含む材料から成る層とすることもできるし、ＮＢＲ、ＮＲ、ＩＩＲから選ばれる１種以上を含む材料から成る層とすることもできる。また、ゴム系発泡層７は、その機能を奏する限りにおいて、その他に、各種成分を含んでいてもよい。

ｂ）次に、本実施例１の発泡充填材１を製造する方法を図２を用いて説明する。
押出機１３は上側流路１５と下側流路１７を有しており、上側流路１５には、エポキシ系発泡層５の材料が納められている。また、下側流路１７にはエポキシ系粘着硬化層３の材料が納められている。また、押出機１３にはスクリューが備えられている。エポキシ系発泡層５を形成する材料は上側流路１５を、エポキシ系粘着硬化層３を形成する材料は下側通路１７をそれぞれスクリューによって、左側に押し出され、ダイス１９に入る。ダイス１９は、上側流路１５に連通した上側入り口１９ａと、下側流路１７に連通した下側入り口１９ｂとを備えており、上側入り口１９ａ及び下側入り口１９ｂはダイス１９の中で合流して、ダイス１９の左側に開口した出口１９ｃに繋がっている。この出口１９ｃは、横方向（図２の紙面に直交する方向）を長手方向とする細長い溝形状を有している。

従って、押出機１３の上側流路１５からダイス１９の上側入り口１９ａに押し込まれたエポキシ系発泡層５を形成する材料と、押出機１３の下側流路１７からダイス１９の下側入り口１９ｂに押し込まれたエポキシ系粘着硬化層３の材料とは、ダイス１９の出口１９ｃから、ベルト状となって押し出される。そのベルト状の物体は、ビスフェノールＡ型を含むエポキシ系発泡層５を上層とし、ビスフェノールＡ型を含むエポキシ系粘着硬化層３を下層とする２層構造物２０である。

２層構造物２０は、押出機１３の左側に設置されたベルト２１の上に載せられ、更に左方に運ばれる。
このとき、２層構造物２０の下方には、離型紙９が巻かれたローラ２３が設けられており、ローラ２３から引き出された離型紙９は、ベルト２１と２層構造物２０との間に挟み込まれる。そして、離型紙９は２層構造物２０の下面（つまりエポキシ系粘着硬化層３の下面）に接着される。

その後、２層構造物２０を、押出機１３のライン上に設置した図示しない切断機を用いて、所望の寸法、形状に切断する。一方、切断された２層構造物２０と同じ寸法に、ゴム系発泡層７を切断しておき、人の手で、切断された２層構造物２０のエポキシ系発泡層５に押圧し、接着する。

尚、２層構造物２０にゴム系発泡層７を接着する方法としては、上記の方法の他に、以下のようにしてもよい。つまり、２層構造物２０の上面に当接するようにローラを設けておき、そのローラにより、ゴム系発泡層７を２層構造物２０のエポキシ系発泡層５に押圧し、接着してもよい。尚、離型紙１１も離型紙９と同様に、ゴム系発泡層７の上面に張り付けることができる。

以上の工程により、エポキシ系粘着硬化層３、エポキシ系発泡層５、ゴム系発泡層７、離型紙９、離型紙１１から構成される発泡充填材１が完成する。
ｃ）次に、本実施例１の発泡充填材１を用いて自動車のボデーパネルとフェンダパネル間に形成される中空部を充填する方法を図３及び図４を用いて説明する。

発泡充填材１は、自動車において、図３（ａ）に示す位置の中空部に使用することができる。この位置では、図３（ｂ）の斜視図及び図３（ｃ）の断面図に示すように、ボデーパネル２９とフェンダパネル３１が一定の間隔をおいて配置され、それらの間に中空部が存在している。

発泡充填材１は、まず、離型紙９及び離型紙１１を剥がして、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、発泡充填材１のうちのエポキシ系粘着硬化層３を、ボデーパネル２９に着貼させる。その後、フェンダパネル３１をボデーパネル２９に組付ける。このとき、発泡充填材１の最上層であるゴム系発泡層７とフェンダパネル３１との間にはクリアランスが存在する。

次に、自動車の製造工程における電着塗装工程の電着炉での乾燥熱により、図４に示すように、エポキシ系発泡層５及びゴム系発泡層７が発泡することで、ゴム系発泡層７の上面がフェンダパネル３１の内壁にまで達し、ゴム系発泡層７の上面はフェンダパネル３１に接着される。つまり、この段階で、中空部は発泡充填材１により充填され、フェンダパネル３１の中空部が存在する部分の剛性は向上する。エポキシ系発泡層５及びゴム系発泡層７が発泡するときの温度は１６０〜２２０°Ｃであり、この温度にさらされる時間は１０〜３０分間である。

ｄ）次に、本実施例１の発泡充填材１が奏する効果を確かめるために行った実験を図５及び図６を用いて説明する。
（実験方法）
発泡充填材１のエポキシ系粘着硬化層３をパネルＡに接着し、ゴム系発泡層７の側を別のパネルＢに接着した。その後、熱をかけてエポキシ系発泡層５及びゴム系発泡層７を発泡させた。

次に、パネルＡとパネルＢとを引き離す方向に荷重を加え、その荷重と、パネルＡ−パネルＢ間距離の変位量（すなわち発泡充填材１の伸び量）との相関を測定した。
同様に、比較例として、図５に示す比較例の発泡充填材１０１についても同様の試験を行った。この発泡充填材１０１は、エポキシ系粘着硬化層１０３とエポキシ系発泡層１０５とから構成されている。つまり、本実施例１の発泡充填材１からゴム系発泡層７を除いたものが発泡充填材１０１であり、エポキシ系粘着硬化層１０３の厚みは、発泡充填材１におけるエポキシ系粘着硬化層３の厚みと同じであり、エポキシ系発泡層５の厚みは、発泡充填材１におけるエポキシ系発泡層５の厚みと同じである。
（実験結果）
実験結果を図６に示す。

本実施例１の発泡充填材１は、荷重が１０Ｎのとき、変位量が１ｍｍとなり、変位量が１ｍｍの時点でも、層間の剥離は生じていなかった。それに対し、比較例の発泡充填材１０１では、荷重が３５Ｎのときに変位量が０．５ｍｍとなり、それ以上の荷重を加えると、エポキシ系粘着硬化層１０３とエポキシ系発泡層１０５との間に剥離が生じた。

上記の結果から、本実施例１の発泡充填材１は、引き伸ばそうとする方向の荷重に対し、容易に変形して追従することができ、層間の剥離が生じにくいことが確認できた。
また、本実施例１の発泡充填材１及び後述する実施例２の発泡充填材は、電着液の流れによる抵抗をクリアランスの設定で抑制させることが可能であるという効果と、制振効果とを奏することができる。

本実施例２の発泡充填材の構成を図７を用いて説明する。
発泡充填材３３は、エポキシ系粘着硬化層（粘着層）３５と、ゴム系発泡層（発泡層）３７と、ゴム系無発泡層（制振層）３９とが順次積層された構成を有している。

上記エポキシ系粘着硬化層３５はビスフェノールＡ型（エポキシ系粘着材）を含む材料から成る層である。エポキシ系粘着硬化層３５は、具体的には以下の成分から成る。
ビスフェノールＡ型樹脂：１０重量部
エポキシ樹脂：２０重量部
硬化剤：３重量部
尚、エポキシ系粘着硬化層３５は、ビスフェノールＡ型の変成体を含む材料から成る層とすることもできるし、ビスフェノールＦ型、ノボラック型、及びそれらの変成体の中から選ばれる１種以上を含む材料から成る層とすることもできる。また、エポキシ系粘着硬化層３は、その機能を奏する限りにおいて、その他に、各種成分を含んでいてもよい。

上記ゴム系発泡層３７はＬＩＲ（リキッドイソプレンラバー、ゴム系発泡材）を含む材料から成る層である。ゴム系発泡層３７は、具体的には以下の成分から成る。
ＬＩＲ：３５重量部
発泡剤：１重量部
加硫剤：１５重量部
尚、ゴム系発泡層３７は、ＳＢＲ、ＢＲを含む材料から成る層とすることもできる。

上記ゴム系無発泡層３９は、ＳＢＲ（ゴム系無発泡材）を含む材料から成る層である。また、ゴム系発泡層３７は、その機能を奏する限りにおいて、その他に、各種成分を含んでいてもよい。

ゴム系無発泡層３９は、具体的には以下の成分から成る。
ＳＢＲ：３０重量部
可塑剤：２０重量部
加硫剤：３重量部
尚、ゴム系無発泡層３９は、ＮＢＲ、ＮＲ、ＩＩＲから選ばれる１種以上を含む材料から成る層とすることもできる。また、ゴム系無発泡層３９は、その機能を奏する限りにおいて、その他に、各種成分を含んでいてもよい。

また、発泡充填材３３は、前記実施例１と同様に、その両側に離型紙を備えており、使用時にそれら離型紙を剥がすようにしてもよい。本実施例２の発泡充填材３３は、前記実施例１と同様に製造することができる。

また、本実施例２の発泡充填材３３は、次のように使用することができる。つまり、図７に示すように、ボデーパネル４１にエポキシ系粘着硬化層３５を接着させることにより取り付ける。そして、１６０〜２２０°Ｃの温度で１０〜３０分間加熱することで、ゴム系発泡層３７を発泡させ、ゴム系無発泡層３９を反対側のフェンダパネル４３に接着させる。こうすることにより、発泡充填材３３によりボデーパネル４１とフェンダパネル４３との間を充填することができる。

本実施例２の発泡充填材３３は、前記実施例１の発泡充填材１と同様の作用効果を奏する。
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

例えば、前記実施例１、２において、発泡層と制振層との積層順序は逆であっても、同様の作用効果を奏することができる。

発泡充填材の構成を表す断面図である。 発泡充填材の製造方法を表す説明図である。 発泡充填材の使用方法を表す説明図である。 発泡充填材の使用方法を表す説明図である。 発泡充填材の構成を表す断面図である。 発泡充填材の製造方法を表す説明図である。 発泡充填材の使用方法を表す説明図である。 発泡充填材の使用方法を表す説明図である。 発泡充填材の構成を表す断面図である。

符号の説明

１、３３、１０１・・・発泡充填材；３、３５、１０３・・・エポキシ系粘着硬化層；５、１０５・・・エポキシ系発泡層；７、３７・・・ゴム系発泡層；９、１１・・・離型紙；１３・・・押出機；１５・・・上側流路；１７・・・下側流路；１９・・・ダイス；１９ａ・・・上側入り口；１９ｂ・・・下側入り口；１９ｃ・・・出口；２０・・・２層構造物；２１・・・ベルト；２３・・・ローラ；２９、４１・・・ボデーパネル；３１、４３・・・フェンダパネル；３９・・・ゴム系無発泡層

Claims (4)

1. 粘着層と、前記粘着層に関して一方の側に設けられた発泡層及び制振層とを備える発泡充填材を用いて、所定の間隔をおいて相対する部材Ａ及び部材Ｂの間を充填する充填方法であって、
   前記発泡充填材の粘着層を、前記部材Ａにおいて前記部材Ｂに相対する面に接着する工程と、
   前記発泡充填材を加熱し、発泡させる工程と、を有し、
   前記制振層はゴム系発泡材又はゴム系無発泡材から成るとともに、前記発泡層はエポキシ系発泡材から成ることを特徴とする充填方法。
2. 前記部材Ａが自動車のボデーパネルであり、前記部材Ｂが前記ボデーパネルに取り付けられるフェンダパネルであることを特徴とする請求項１に記載の充填方法。
3. 前記発泡層は、前記粘着層と前記制振層との中間に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の充填方法。
4. 前記粘着層は、エポキシ系粘着材から成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の充填方法。

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