(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未加硫ゴム１００重量部、ポリアミド系合成樹脂２〜１０重量部、充填剤３０〜２００重量部、架橋剤５〜３０重量部、発泡剤４〜１０重量部を含有してなることを特徴とする発泡空隙充填材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に自動車の衝突安全性を保持するために車体構造の空隙部に充填され、衝突エネルギーの緩和吸収を図る目的で使用される発泡空隙充填材に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
自動車のセンターピラー、ロッカーパネル、クロスメンバーなどの空隙部に充填し、衝突時の安全性を確保することを目的とする空隙充填材としては、プラスチックの発泡体、エポキシ発泡体、ウレタン発泡体、加硫ゴム発泡体などが使用されており、例えば特開平８−１９８９９５号、特開平５−３３９４２９号公報などに記載のものが知られている。
【０００３】
しかし、前者はエポキシ樹脂を主成分とする発泡体であるが、硬度が高く、変形に対する追従性が小さいため、自動車車体の衝突時の安全性に問題がある。また、後者はゴムのエボナイト化により、強度を保持させることはできるが、これも前者と同様エネルギー吸収量が低いために、車体の衝突時の安全性に問題がある。
【０００４】
本発明は上記事情を改善したもので、エネルギー吸収量が高く、衝突時の安全性を十分確保することができる高剛性の発泡空隙充填材を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、未加硫ゴムを主成分とし、これにポリアミド系合成樹脂を少量添加すると共に、充填剤、架橋剤、発泡剤を適量添加することにより、圧縮荷重に対しても座屈が起こらず、変位開始時点での強度が確保でき、エネルギー吸収性に優れた発泡加硫ゴムを与える高剛性発泡空隙充填材が得られることを見出し、本発明に到達した。
【０００６】
即ち、本発明は、未加硫ゴム１００重量部、ポリアミド系合成樹脂２〜１０重量部、充填剤３０〜２００重量部、架橋剤５〜３０重量部、発泡剤４〜１０重量部を含有してなることを特徴とする発泡空隙充填材を提供する。
【０００７】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の発泡空隙充填材で用いられる未加硫ゴムとしては、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエンゴム及びそれらの変性物などを用いることができるが、熱劣化性、施工性の点からブタジエンゴム及びその変性物の使用が好ましい。この場合、ブタジエン変性物としては、ブタジエンのマレイン化物、半エステル化物、アクリル化物、イミド化物、エポキシ化物、アシル化物、フェノール化物等を挙げることができる。
【０００８】
本発明の発泡空隙充填材には、ポリアミド系合成樹脂を配合することが必須であり、これにより上述した目的が達成されるものである。ポリアミド系合成樹脂としては、常温で固体の性状を示し、加硫時の熱で溶解するポリアミド粉末の使用が好ましい。この場合、ポリアミド系合成樹脂としては、ナイロン６、ナイロン６・６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２等が挙げられ、場合によっては共重合ポリアミド、メトキシメチル化ポリアミドが好適に用いられる。
【０００９】
ポリアミド系合成樹脂は、未加硫ゴム１００重量部に対し２〜１０重量部を混入するが、好ましくは２〜８重量部、更に好ましくは２．５〜５重量部混入する。２重量部より少ないと圧縮荷重に対して座屈が起こりやすくなり、変位に対して荷重値が下がり、エネルギー吸収値が低くなる。一方、１０重量部より多いと荷重最大値が下がるため、Ｎｍｍ／３０ｍｍの範囲ではエネルギー吸収量が低くなる。
【００１０】
本発明の発泡空隙充填材には、更に充填剤、架橋剤、発泡剤を配合する。この場合、併せて架橋助剤、発泡助剤を配合することができる。
【００１１】
充填剤としては、炭酸カルシウム、タルク、クレー、カーボンブラック、ウオラストナイト、珪藻土、雲母粉、グラファイト、ガラス繊維などがあるが、発泡剤分解ガスの捕捉性、コスト等の点から炭酸カルシウム、カーボンブラックの使用が好ましい。充填剤の使用量としては、未加硫ゴム１００重量部に対して３０〜２００重量部であり、３０重量部より少ないとゴム弾性が大きくなり、押し出し機、カレンダーロールを利用しての成型が容易でなく、２００重量部より多いと材料が硬くなりすぎて、同様に成型が困難となる。
【００１２】
架橋剤としては、硫黄又は硫黄変性物が用いられる。硫黄変性物としては、モルホリン・ジスルフィド、アルキルフェノール・ジスルフィド、高分子多硫化物等が挙げられる。架橋剤の使用量は、未加硫ゴム１００重量部に対して５〜３０重量部である。５重量部より少ないと加硫後の強度が保持できなくなり、３０重量部より多いと脆くなり、エネルギー吸収値が低くなる。
【００１３】
また、架橋助剤として、ジペンタメチレンチラウム・テトラスルフィド、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジル・ジスルフィド１，３−フェンルグクニジン等を使用すれば、ゴム組成物の架橋開始温度を発泡剤分解開始温度より低く設定することができ、発泡の均一化と緻密性が保持されるのでより好ましい。これらの架橋助剤の使用量は、未加硫ゴム１００重量部に対して２〜１０重量部である。２重量部より少ないと架橋開始温度が発泡剤の分解開始温度より高くなり、１０重量部より多いと架橋開始温度が低くなりすぎて、いずれも発泡の均一化、緻密性の保持ができなくなる。
【００１４】
発泡剤は架橋剤の分解温度より高く設定する必要があることから、アゾ化合物、ニトロソ化合物、ヒドラジン化合物、またそれらの各誘導体、重炭酸塩等を単独で又は併用して使用することが好ましい。発泡剤の配合量は、未加硫ゴム１００重量部に対して４〜１０重量部である。４重量部より少ないと十分な発泡が得られず、１０重量部より多いと発泡の均一化と緻密性の保持ができなくなる。また、発泡助剤として尿素系のものを２〜１０重量部添加することが好ましい。２重量部より少ないと発泡剤の分解温度が高くなりすぎるため、発泡、空隙充填性に難があり、１０重量部より多いと架橋剤の分解温度より低くなるため、発泡の均一化と緻密性の保持ができなくなる場合が生じる。
【００１５】
なお、本発明の発泡空隙充填材には、必要により熱可塑性石油樹脂等を配合することができる。
【００１６】
上記した成分は、バンバリーミキサー、加圧ニーダー、オープンロールなど一般のゴム配合物に対して使用される混合方法により混合され、得られた未架橋混合物は押し出し機、カレンダーロールなどを利用してシート状又はブロック状に成型される。
【００１７】
成型された成型物は、自己粘着性を有する一層型で、柔軟性を持ち、被着体である油面鋼板の間隙部の三次元形状に対し、容易に変形追従し密着する。この成型物を自動車のセンターピラー、ロッカーパネル、クロスメンバーなどの空隙部に密着させる。その後の自動車製造工程中の加熱、乾燥炉を通ることにより、約３倍に架橋発泡されるため、空隙部を完全に充填するほか、発泡による到達面においても強力な接着力を有するものである。なお、架橋温度は１５０〜２２０℃の範囲で十分に架橋発泡され、目的個所の空隙部を完全に充填するものである。
【００１８】
充填された本発明の発泡空隙充填材は、発泡後において金属に対し強力な接着力を有し、防錆性にも優れた効果を発揮する。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００２０】
〔実施例１〜４，比較例１〜４〕
表１に示す成分をバンバリーミキサーで混練りし、押し出し機にてブロック状の未架橋混合物を得た後、循環熱風炉にて１８０℃で２０分間加熱し、５０×５０×５０ｍｍの発泡体ブロックを得た。なお、表１に発泡倍率を示す。
【００２１】
このようにして得たブロック体に十分な厚さと硬さをもつ平らな鋼板を取り付け、オートグラフにより２０ｍｍ／秒の速度で圧縮し、変位量と荷重値のチャートを得た。このチャートの初期立上りカーブに図１のように接線を引き、その傾き△Ｐ／△Ｓを求め、剛性値とした。次に、そのチャートより変位が０〜３０ｍｍまでに要するエネルギー量（Ｐ・Ｓ）を求め、エネルギー吸収値としたものを図２〜９に示す。これらの図２〜９の結果より、エネルギー吸収性を評価した結果を図１に併記する。
【００２２】
これらの結果より、比較例は圧縮荷重に対し座屈が起こり、変位に対して荷重値が急激に下がるためエネルギー吸収値が低いのに対し、実施例のものは圧縮荷重に対しても座屈が起こらず、変位に対して荷重値が上がることがわかる。特に、図２〜５から明らかなように、本発明品は比較例と比べ、変位開始時点での強度が確保でき、エネルギー吸収量にも優れているため、衝突時の安全性が向上するものである。
【００２３】
【表１】
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＊１：チウラム系、チアゾール系、グアニジン系の架橋助剤の混合物
＊２：評価
◎    非常に良い
○    良い
△    やや良い
×    悪い
××  非常に悪い
【００２４】
【発明の効果】
本発明の発泡空隙充填材は、優れたエネルギー吸収をもち、衝突時のパネルの骨格変形を抑制し、乗員の空間を確保し安全性を向上させる効果を有するものである。また、本発明の発泡空隙充填材は、従来のエポキシ組成物とは異なり、ゴム組成物を主成分とするため貯蔵安定性に優れ、かつ一層タイプであるから形状品等の端材の回収によって再利用が可能で、低コストで生産することができ、しかもリサイクルにより資源の節減の効果も期待できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】荷重値及びエネルギー吸収値算出方法を説明するグラフである。
【図２】実施例１の変位が０〜３０ｍｍまでに要するエネルギー吸収値を示すグラフである。
【図３】実施例２の変位が０〜３０ｍｍまでに要するエネルギー吸収値を示すグラフである。
【図４】実施例３の変位が０〜３０ｍｍまでに要するエネルギー吸収値を示すグラフである。
【図５】実施例４の変位が０〜３０ｍｍまでに要するエネルギー吸収値を示すグラフである。
【図６】比較例１の変位が０〜３０ｍｍまでに要するエネルギー吸収値を示すグラフである。
【図７】比較例２の変位が０〜３０ｍｍまでに要するエネルギー吸収値を示すグラフである。
【図８】比較例３の変位が０〜３０ｍｍまでに要するエネルギー吸収値を示すグラフである。
【図９】比較例４の変位が０〜３０ｍｍまでに要するエネルギー吸収値を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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