JPH0734058A - 膨張可能な乾燥シーラント／バッフル要素 - Google Patents

膨張可能な乾燥シーラント／バッフル要素

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JPH0734058A
JPH0734058A JP5315514A JP31551493A JPH0734058A JP H0734058 A JPH0734058 A JP H0734058A JP 5315514 A JP5315514 A JP 5315514A JP 31551493 A JP31551493 A JP 31551493A JP H0734058 A JPH0734058 A JP H0734058A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 膨張可能な乾燥シーラント／バッフル要素を
提供すること。 【構成】 製造操作中に高温の焼き付けオーブンを通し
て運ばれる乗り物ボディ等の中空構造要素のキャビティ
をシーリングし、音響バッフルを形成するための乾燥し
た、最初は非粘着性の膨張性シーラント／バッフル成形
要素を提供する。該成形要素は金属イオンによって中和
された、エチレンーα，β−エチレン系不飽和カルボン
酸コポリマー（イオノマー）と発泡剤と粘着付与剤と、
任意の付加的ポリマーと架橋剤とから構成される。発泡
剤は該成形要素が焼き付けオーブンの温度で活性化され
て、ボディキャビティ中で膨張し、キャビティをシール
し、水分、ダスト、その他の汚染物質と粒子の侵入を阻
止し、該キャビティ内の音響バリヤーを形成するように
選択される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、所定形状のシーラント
製品を例えば自動車又は同様な乗り物の中空ポスト構造
体のようなキャビティ中に挿入した後に、それを熱誘導
膨張させた時に、それが該キャビティ内で高度に有効な
シーラントかつ音響バッフルとして役立つように、所望
の形状に成形可能である、乾燥した、最初は非粘着性の
熱膨張性シーラント／バッフル組成物に関する。
【０００２】特に、本発明は、所望の形状に成形した後
に、乗り物ボディが乗り物ボディの周囲の環境の温度を
高める、プライマー及び／又はペイントの焼き付け操作
又はその他のプロセスを受けるときに、成形要素がさも
ない場合に該キャビティを通過する不快な騒音を弱める
ために役立つ程度に、成形シーラント又はバッフル製品
が膨張するような状態で、乗り物のポスト又は他のキャ
ビティ中に挿入されるのに適する熱膨張性シーラント／
バッフル組成物に関する。膨張した製品は該キャビティ
をシールし、それによって水分、ダスト、空気、その他
の好ましくない流体及び騒音を阻止するように役立つ。
【０００３】
【従来の技術】自動車、トラック及び同様な長距離輸送
用乗り物の製造中に、多くのボディ要素はボディ部品の
腐食を生ずるような水分と汚染物の侵入を防止するため
にシーリングを必要とするキャビティを有する。これ
は、重いフレームの代わりに特有に幾つかの水分と汚染
物との回収キャビティを有するように構造的に設計され
たスペースキャビティを用いた一体構造体に関して特に
言えることである。これらのキャビティは乗り物の通常
の使用中にこれらを通して伝達される騒音その他の音響
を弱める通路としても役立つ。例えば、それぞれの乗り
物の窓開口の一部を画定する乗り物ボディのアップライ
トポスト構造体は、水分と有機堆積物(debris)との侵入
を阻止し、さもない場合に通路又はキャビティの長さに
沿って伝達される騒音を消すためのバッフルとしても役
立つシーラント物質によって少なくとも部分的に充填さ
れない限り、水分と汚染物とを回収し、不快な騒音を伝
達する可能性がある、細長い通路又はキャビティを有す
る。乗り物ボディ中には、水分及び汚染物がその場所に
侵入し、乗り物ボディの他の部分に運ばれるのを阻止す
るようにシールされることが望ましい、他の不規則なキ
ャビティが存在する。
【０００４】該キャビティ中へのシーラントの噴霧、こ
のようなキャビティ中へのフォーム製品の導入、及びガ
ラス繊維マットの使用等を含めて、これらのキャビティ
をシールするために多くの試みがなされている。これら
の今までの努力は、シーリング及びバッフル形成(buffl
ing)方法の非効率性、シーリングプロセスの比較的高い
費用、及び不安定なシーリングが多くの状況を生ずると
言う事実のために、完全に満足できるものではなかっ
た。
【０００５】所定箇所でのフォーミングも、乗り物ボデ
ィキャビティ等の中へのフォームの導入時にフォームが
何処に移動するかを制御することが困難であることと、
乗り物の使用中に該キャビティ中への水分の侵入の阻止
に若干の過剰度を与えるように、実際に必要であるより
も多くのフォームが通常導入されるという事実とのため
に、完全に満足できるものではなかった。さらに、フォ
ームは堅くなる前のフレキシビリティに関する限り、限
られた寿命を有するので、フォームが乗り物キャビティ
に導入される有効時間が限定される。さらに、キャビテ
ィの内部表面が多少油性の表面を有する場合には、フォ
ームはその表面に充分に接着して、有効なシールを与え
ることができない。
【０００６】他の種類のフォーム又は発泡可能な製品は
性質が粘着性であるので、特定キャビティ中の正確に必
要な位置に容易に配置することができない。ある種のシ
ーラント及びバッフル形成物質は、乗り物ボディが乗り
物の製造中に受ける高温条件に敏感でもあり、シーラン
トの破壊とシーラントの音響減衰性とを惹起する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、物質を所定形
状の要素に成形及び造形して、次にその要素を乗り物ボ
ディキャビティ等に挿入すると、乗り物ボディを囲む環
境の温度の上昇時に、該要素が音響減衰性バリヤーとし
て役立ち、水分と空気との侵入から前記ボディキャビテ
ィをシールし、それによって内部腐食を防止するような
程度にまで該要素が膨張することができるように、加熱
時に膨張する、乾燥した、最初は非粘着性の膨張性シー
ラント／バッフル組成物を提供することが、本発明の第
１目的である。
【０００８】本発明のこの第１目的は、所定割合のエチ
レンーα，β−エチレン系不飽和カルボン酸と、部分的
に金属イオンによって中和されたイオノマーと、熱活性
化発泡剤と、粘着付与剤とを一緒にし、これを所定サイ
ズ及び形状の乾燥した、最初は非粘着性の膨張性シーラ
ント／バッフル要素に成形することによって達成され
る。この要素の外面は、成形かつ造形時には、接着性又
は粘着性ではないが、シールすべきボディキャビティ中
に入れながらの製品の温度上昇の結果としての膨張時に
粘着性になる。その結果、膨張性製品は膨張中にシール
すべきキャビティを画定する構造体の表面に接着し、所
定の箇所に留まり、充分なシーリングを与える。
【０００９】本発明の他の重要な目的は、乗り物ボディ
が製造操作の少なくとも一部中にさらされる高温におい
て必要な度合いに膨張する物質から製造される、乗り物
ボディキャビティ等をシーリングし、音響バッフルを形
成するための乾燥した、最初は非粘着性の膨張性シーラ
ント／バッフル要素を提供することである。乗り物は乗
り物ボディのショッフ゜ワーク(shop work)後に焼き付け／エナ
メルオーブン中で、例えば約１５０℃〜２５０℃の範囲
内、好ましくは約１６０℃のような高温焼き付けサイク
ルにさらされる。内部及び外部シームシーリング、車体
底面の塗装及び外装ペイントの塗布後に、乗り物は１１
５℃〜約２５０℃、好ましくは約１２０℃の温度に維持
される低温焼き付け(low bake)ペイントオーブンに通し
て導かれる。それ故、シールすべきボディキャビティに
挿入される膨張性シーラント／バッフル要素が、乗り物
キャビティをシールし、音響バッフルを形成する程に充
分に発泡するために、焼き付けオーブンの１個以上で経
験される高温に感受性であることが望ましい。
【００１０】本発明の他の重要な目的は、膨張性要素を
形成する物質が広範囲に変化する温度と湿度の気候条件
下でのそれらの通常のライフサイクル中に有意な劣化を
受けないことである。
【００１１】また、横断面の異なる、幾つかの構造体キ
ャビティのいずれをも効果的にシールし、製造操作中に
生じうる、比較的広範囲の温度内の所定の特定温度にお
いて膨張するように設計することができる、乾燥した、
最初は非粘着性の膨張性シーラント／バッフル要素を提
供することも、本発明の重要な目的である。
【００１２】本発明はまた、イオノマーと発泡剤と粘着
付与剤とを単に一緒にして、このような組合せを固体ブ
ロックに成形し、このように成形されたブロックをシー
ルすべきキャビティ中に挿入し、このキャビティを画定
する構造体を該ブロックを膨張させるために充分な高温
にさらす簡単な工程によって、乗り物キャビティ等のた
めのシールを得ることから成る、乗り物キャビティ等を
シーリングし、音響バッフルを形成する方法にも関す
る。
【００１３】エクソン ケミカル パテント社(Exxon C
hemical Patents Inc.)によるヨーロッパ特許出願第０
３８３４９８号は、エチレンとオレフィン系不飽和メチ
ルメタクリレートとから誘導されるポリマー含有単位
（Ｅ−Ｍａ）に基づく、自動車ピラー等に使用可能な発
泡性成形部品を述べる。１１０℃〜１９０℃の範囲内の
温度において製品を発泡させ、硬化させるために、架橋
剤と発泡剤とをＥ−Ｍａに配合することができる。Ｅ−
Ｍａが広範囲な分子量範囲を有するという事実のため
に、組成物が特定の温度において又は比較的狭い温度範
囲において発泡を開始するように、組成物を支配するこ
とは不可能である。このことは、種々な分子量画分が種
々な温度において溶融するので、発泡の制御が実行不能
ではないとしても困難であることを意味する。所定の箇
所で発泡すべき部品が焼き付けオーブンの温度に熱せら
れる場合に、Ｅ−Ｍａの全部分が溶融するのではないの
で、発泡度が限定されるか又は不均一で、許容され難い
膨張と気泡サイズとが生ずる。
【００１４】イオン結合を有するイオノマーベースポリ
マーを用いるために、このシーラント／バッフル製品
を、それがかなり狭い温度範囲において溶融し、その結
果として膨張するように、調整することが可能である。
その結果、このベースポリマーは特定温度において均一
に溶融するので、製造プロセスの指定のオーブン焼き付
け温度において完全な膨張と実質的に均一な気泡形成と
が得られる。さらに、イオノマー型ベースポリマーの使
用によって得られる、より均一な温度溶融プロフィル
は、共有結合と共に得られるイオン結合のためばかりで
なく、膨張時に生ずるより大きな溶融度のためにも、最
終の膨張したバッフル／シーラント製品中により大きな
架橋密度を生ずる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によると、好まし
い、乾燥した、最初は非粘着性の膨張性シーラント／バ
ッフル要素が、最初に多量のベースポリマーを形成する
ことによって、好ましく処方され、製造される。このベ
ースポリマーは、以下で詳しく述べるように、例えば亜
鉛、ナトリウム、カリウム、リチウム、マグネシウム、
アルミニウム及びストロンチウムのような金属イオンに
よって少なくとも部分的に中和されたエチレンーα，β
−エチレン系不飽和カルボン酸コポリマーである。
【００１６】このベースポリマーイオノマー 約１０重
量部〜約８０重量部に、以下で詳しく述べるような、所
定の高温にさらされた後のみに活性化される発泡剤 約
０．１重量部〜約１０重量部を配合する。この発泡剤は
イオノマーを含む製品を、製造プロセスにおけるその使
用中に該製品がさらされる温度において、膨張させるよ
うに選択する。
【００１７】イオノマーー発泡剤組合せから製造され
た、成形かつ造形された要素の少なくとも外表面に、該
要素の温度が上昇し、該要素がある程度の高温誘導の膨
張をした後に初めて、粘着性を与える、以下で詳しく述
べるような、粘着付与剤をイオノマーと発泡剤との組合
せに加えることも望ましい。イオノマーー発泡剤組合せ
から製造された造形要素の温度が上昇する前に、該要素
は乾燥しており、その外表面は非粘着性である。粘着付
与剤成分がイオノマーと発泡剤と粘着付与剤とから製造
される要素の外表面を、該造形要素が組成物中の発泡剤
を活性化させるために充分な温度に温度上昇した後に、
接着性かつ粘着性にするときに、最も良い結果が得られ
る。好ましくは、約１〜約１０重量部の粘着付与剤を製
品組成物中に配合することが好ましい。
【００１８】以下で述べるような、他の成分を加えるこ
ともできる。
【００１９】乾燥した、最初は非粘着性の膨張性シーラ
ント／バッフル要素を乗り物等のボディキャビティのシ
ーリングに用いる予定である場合には、発泡剤が約１０
０℃〜約２００℃、望ましくは約１１５℃〜約２００℃
の範囲内の温度において、成形かつ造形された要素の膨
張を開始させることが好ましい。この点で特に好ましい
組成物は約１２０℃〜１６０℃の温度において活性化さ
れる発泡剤を含む。
【００２０】乗り物のボディキャビティのシーリングに
特に有用であり、製造プロセス中に所定の高温にさらさ
れるときに必要な度合いに膨張する、成形かつ造形した
膨張性要素を製造するための乾燥した、最初は非粘着性
の膨張性シーラント／バッフル組成物は下記成分を含
む：ベースポリマー このベースポリマーはエチレンと、金属イオンによって
部分的に中和されたα，β−エチレン系不飽和カルボン
酸とのコポリマーである。このベースポリマーは式：Ｅ
／Ｘ／Ｙで示され、式中、Ｅはエチレンであり、Ｘは炭
素数３〜８のカルボン酸であり、Ｙは任意のアルキルア
クリレート、アルキルメタクリレート、アルキルビニル
エーテル、一酸化炭素、二酸化硫黄、酢酸ビニル、又は
これらの混合物であり、これらにおいてアルキル基は炭
素数１〜１２であり、上記式において、Ｘ中の酸基は少
なくとも部分的に、５〜９０％中和されており、ＥはＥ
／Ｘ／Ｙの少なくとも５０重量％であり、ＸはＥ／Ｘ／
Ｙの１〜３５重量％であり、ＹはＥ／Ｘ／Ｙの１〜４９
重量％である。
【００２１】前記イオンコポリマーの製造に有用なα，
β−エチレン系不飽和カルボン酸の具体例は、アクリル
酸、メタクリル酸、エタクリル酸、イタコン酸、マレイ
ン酸、フマル酸、並びにイタコン酸、マレイン酸及びフ
マル酸のモノエステルである。
【００２２】金属は亜鉛であることが好ましいが、例え
ばナトリウム、カリウム、リチウム、マグネシウム、ア
ルミニウム及びストロンチウムのような、他の金属カチ
オンを亜鉛の代わりに用いても、有用な結果を得ること
ができる。これらのイオノマーの製造方法は、ここに参
考文献として関係する米国特許第３，２６４，２７２号
に述べられている。
【００２３】特に有用な組成物は金属イオンによって部
分的に中和されたエチレンーメタクリル酸コポリマーか
ら構成されるイオノマーである。
【００２４】ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８によって測定され
たメルトインデックスは好ましくは０．２〜１４である
が、特定の用途のために選択されるイオノマーはそれか
ら製造された、成形かつ造形された要素の必要な膨張度
を与えるメルトインデックスを有するべきである。
【００２５】発泡剤 約０．１部〜約１０部のアゾジカルボンアミド又はベン
ゼンースルホニルヒドラジドが好ましい発泡剤である。
このヒドラジドは例えばユニロイヤル ケミカル(Uniro
yal Chemical)のセロゲン(Celogen)（登録商標）ＯＴの
ようなｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンースルホニルヒ
ドラジド）、又はセロゲンＴＳＨとしてユニロイヤル
ケミカルによって販売されるｐ−トルエンスルホニルヒ
ドラジドであることができる。セロゲンＯＴの望ましい
範囲は特に最終生成物の約２重量部〜約８重量部である
が、セロゲンＴＳＨ添加剤の範囲は全組成物の約０．１
重量部〜約５重量部、好ましくは約０．１重量部〜約２
重量部である。
【００２６】ユニロイヤル ケミカルのセロゲンＡＺ１
３０又は３９９０のアゾジカルボンアミドは、例えばユ
ニロイヤル ケミカルのセロゲン７５４又はセロゲン７
６５のような修飾アゾジカルボンアミドと同様に、適当
な発泡剤である。セロゲンＡＺ発泡剤は好ましくは最終
生成物の約４重量部〜約９重量部のレベルで供給され
る。
【００２７】上記発泡剤の各々は、自動車ボディ又はそ
の他の同様なキャビティ画定構造体の焼き付けオーブン
通過中に通常存在する高温レベルにおいて該シーラント
／バッフル要素を膨張させるのに役立つので、好まし
い。乗り物製造プロセスにおける焼き付けオーブンの温
度は一般には１１５℃〜約２００℃のオーダーである。
【００２８】好ましい発泡剤は物理的発泡剤に比べて化
学的性質である。この発泡剤は特定の用途のために望ま
しい膨張度に依存して、作用剤(agents)の組合せから製
造することが好ましい。それ故、発泡剤の選択は所望の
膨張度、必要な気泡構造及び自動車その他の製造業者の
オーブン焼き付けスケジュールに依存する。
【００２９】粘着付与剤 膨張性シーラント／バッフル要素に成形かつ造形すべき
組成物に粘着付与剤を配合することも望ましい。粘着付
与剤成分は成形かつ造形した要素の外表面を発泡剤によ
って該要素を膨張させたときに接着性かつ粘着性にする
性質であるべきであり、該要素の成形後の膨張前に該要
素の外表面を粘着性かつ接着性にするような特性を有す
るべきではない。それ故、シールし、音響を遮断すべき
キャビティ中に戦略的に挿入する成形かつ造形したシー
リング／バッフル要素が乾燥した、最初は非粘着性表面
を有することが望ましい。しかし、粘着付与剤添加剤
は、発泡剤が該要素を好ましくは１００％〜１５００％
程度に膨張させるために充分な高温に該要素がさらされ
るときに、該要素の外表面を粘着性かつ接着性にさせる
性質を有することが好ましい。シーラント／バッフル製
品がさらされる焼き付け温度においてベースポリマー
（及びそれに含まれる全ての付加的ポリマー）の接着性
を高めるために、粘着付与剤成分は望ましくは下記特性
を有するべきである：比較的低い数平均分子量、すなわ
ち３０００以下；有意でない結晶化度；少なくとも５０
℃であり、好ましくは５０℃より高い環球式軟化点；及
びベースポリマー及び／又は付加的ポリマーに適合する
こと。この点での適合性は粘着付与剤とベースポリマー
／付加的ポリマーとの組成物の約１７６．７℃（３５０
゜Ｆ）におけるブレンドを製造し、このブレンドをサポ
ート表面に注入して比較的薄い層を形成し、次にこのシ
ートの室温におけるフレキシビリティを測定することに
よって、評価することができる。この物質は割れ又は応
力白化現象を示すべきではなく、曲げたときに割れを生
じずに、自由に曲がるべきである。適合性を得るため
に、粘着付与剤成分の酸官能基を調節することができ
る。
【００３０】組成物に約１〜約１０重量部の粘着付与剤
を含めるべきである。この点での具体的な粘着付与剤に
は下記のものがある：アルキルフェノールーホルムアル
デヒドノボラックじゅし［アクロケム(Akrochem)（登録
商標）Ｐ−９０］；部分的に重合した（ダイマー化）ロ
ジン［ハーキュレス(Hercules)のポリパール(Polypale)
（登録商標）ロジン］；不均化タル油ロジンのペンタエ
リスリトールエステル［アリゾナ ケミカル(Arizona C
hemical)の６５℃の融点を有するゾーンエステル(Zones
ter)（登録商標）６５］；水素化ペンタエリスリトール
エステルロジン［ハーキュレスのペンタリン(pentalyn)
（登録商標）Ｈ］；低分子量の非極性芳香族（石油誘導
モノマー）熱可塑性樹脂［ハーキュレスのピッコ(Picc
o)（登録商標）５０００と６０００シリーズ芳香族炭化
水素樹脂、特に環球式温度１００℃を有する５１００樹
脂と６１００樹脂］；ロジンのグリセロールエステル
［ハーキュレスのビンソール(Vinsol)（登録商標）のエ
ステルガム(Ester Gum)］；及びオクチルフェノールー
ホルムアルデヒドフェノール樹脂［ＰＭＣスペシャルテ
ィース グループ社(PMC Specialties Group,Inc.)のジ
フェネ(Dyphene)（登録商標）８３１８］。
【００３１】特に有用な粘着付与剤には、アモコ(Amoc
o)から入手可能であり、樹脂(Resin)１８−ＸＸＸと呼
ばれる種類のα−メチルスチレンポリマーがある。この
樹脂の名称中の“ＸＸＸ”の代わりに用いられる特定の
数字は、特定樹脂の華氏度での大体の軟化点（環球式
値）を意味する。例えば、樹脂１８−２１０は２１０゜
Ｆ（９８．９℃）の軟化点を有し、樹脂１８−２４０は
２４５゜Ｆ（１１８．３℃）の軟化点を有し、樹脂１８
−２９０は２８６゜Ｆ（１４１．１℃）の軟化点を有す
る。ガードナーーホルツ(Gardner-Holtz)（４０％トル
エン）スケールでのアモコ樹脂１８−２１０の粘度はＪ
−Ｌであり、樹脂１８−２４０はＵ−Ｖであり、樹脂１
８−２９０はＺ−Ｚ1である。樹脂１８−２１０の分子
量［メクロラブ(Mechrolab)]は６８５であり、樹脂１８
−２４０の分子量は７９０であり、樹脂１８−２９０の
分子量は９６０である。
【００３２】広範囲の融点を有する幾つかの粘着付与樹
脂が本発明のポリマー組成物に有用である。例えば、ハ
ーキュレスのピッコ６１００の場合には、名称中の“１
００”はこのポリマー物質の環球式融点を意味する。こ
の粘着付与剤に、好ましい、部分的に金属イオンによっ
て中和されたエチレンーα，β−エチレン系不飽和カル
ボン酸イオノマーと、存在する場合のエチレンーメタク
リル酸又はエチレンー酢酸ビニル付加的ポリマー（両者
は約８５℃の融点を有する）とを配合すると、物理的ポ
リマーマトリックスが形成される。この混合物が固体で
ある場合には、熱可塑性特性が有力である。この物質の
温度が約１００℃を越えるレベル（例えば、自動車製造
業者のペイント／プライマー焼き付け及び／又は硬化オ
ーブンにおけるような）にまで上昇すると、粘着付与剤
の溶融が開始する。従って、この粘着付与樹脂又はポリ
マーは膨張性シーラント／バッフル製品を囲む金属基板
(substrate)を濡らすことができる。
【００３３】必要に応じて、上記粘着付与剤の組合せを
シーラント／音響バッフル組成物中に配合することがで
きる。大抵の場合に、約３種類以下の粘着付与剤が該組
合せ中に用いられる。
【００３４】任意の付加的ポリマー 任意の付加的ポリマーは任意にシーラント／音響バッフ
ル組成物中に配合することができ、この場合にはこの付
加的ポリマーをイオノマーベースポリマーに結合させる
ために架橋剤を加える。付加的ポリマーは、このコポリ
マーがイオノマーベースポリマーに適合し、このような
付加的ポリマーのコストが実用的な範囲内である限り、
シーラント／バッフル組成物のメルトインデックスを高
めるためにシーラント／バッフル組成物加えることがで
きる。
【００３５】各付加的ポリマーは好ましくは、式：Ｅ／
Ｘ／Ｙ［式中、Ｅはエチレンであり、Ｘは炭素数３〜８
のカルボン酸であり、Ｙはアルキルアクリレート、アル
キルメタクリレート、アルキルビニルエーテル、一酸化
炭素、二酸化硫黄、酢酸ビニル又はこれらの混合物であ
り、アルキル基は炭素数１〜１２である］で示され、こ
の場合に、ＥがＥ／Ｘ／Ｙの少なくとも５０重量％であ
り、ＸがＥ／Ｘ／Ｙの少なくとも１〜３５重量％であ
り、ＹがＥ／Ｘ／Ｙの０〜４５重量％である。
【００３６】好ましい付加的ポリマーはエチレンーメタ
クリル酸コポリマーとエチレンー酢酸ビニルコポリマー
とから成る群から選択される。２種類以上の付加的ポリ
マーが存在することができる。各付加的ポリマーは約１
重量部から約２０重量部までの量で存在する。ＡＳＴＭ
Ｄ−１２３８によるメルトインデックス約１０〜約５
００を有する、組成エチレン／メタクリル酸の付加的ポ
リマー約１０〜約２０重量部と組成エチレン／酢酸ビニ
ルの付加的ポリマー約１〜約２０重量部とが好ましい。
【００３７】この付加的ポリマーはシーラント／バッフ
ル要素の構造体キャビティ内での膨張時の全体的フレキ
シビリティを高め、指向的に膨張を制御するのに役立
ち、溶融制御並びに気泡制御を与え、低温耐衝撃性を高
める。
【００３８】付加的ポリマーの添加量は任意に添加され
る充填剤の割合に関連し、ある程度依存する。
【００３９】好ましい付加的ポリマーはＡＳＴＭ Ｄ−
１２３８によりメルトインデックス５００を有するニュ
ークレル(Nucrel)（登録商標）５９９である。ニューク
レル５９９は全付加的ポリマーに基づいてエチレン９０
重量％とＭＡＡ１０重量％とのコポリマー（Ｅ／１０％
ＭＡＡ）である。
【００４０】エチレンー酢酸ビニル（ＥＶＡ）を付加的
ポリマーとして用いる場合には、選択されたＥＶＡは約
１０〜約５００のメルトインデックスを有するべきであ
る。この場合にも、添加量（約１重量部〜約２０重量
部）は主として組成物に加える充填剤の量の関数であ
る。
【００４１】例えばスチレンーブタジエンースチレンブ
ロックポリマー、スチレンーイソプレンースチチレンブ
ロックコポリマー、及びスチレンーエチレン／ブチレン
ースチレンブロックポリマー、又は商品名アメリポール
シンポール(Ameripol Synpol)ＳＢＲ１００９で販売
されている軽度に架橋したスチレンーブタジエン型合成
ゴムのような、スチレン型ゴムも、付加的ポリマーとし
て用いることができる。好ましくは、これらのスチレン
型ゴムはブロックポリマーの約１部〜約１０部、より好
ましくは約２部〜約５部の量、ＳＢＲ型ゴムの約１部〜
約１０部、より好ましくは約１部〜約４部の量で加えら
れる。
【００４２】架橋剤 付加的ポリマーを加える場合には、焼き付けサイクル中
にポリマーをさらに架橋させ、ポリマーの硬化度をさら
に高めるために、組成物中に架橋剤を通常加える。イオ
ノマーベースポリマーと付加的ポリマーとに適合するフ
リーラジカル開始剤の架橋剤が本発明の組成物に用いら
れるが、過酸化物に基づく架橋剤が好ましい。粘土上の
ａ，ａ’−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）ジイソプロピ
ルベンゼン（４０％）が最も好ましい架橋剤［例えば、
アクロケム レチロックス(Akrochem Retilox)（登録商
標）Ｆ４０ＫＥＰ］であるが、ボルカップ(Volkup)（登
録商標）４０ＫＥと例えばジクミルペルオキシド［ジカ
ップ(Dicup)（登録商標）４０Ｐ］のような過酸化物と
も満足できるものであることが判明している。大抵の場
合に、約１重量部〜約５重量部の過酸化物架橋剤をシー
ラント／音響バッフル組成物中に供給する。
【００４３】活性剤 化学的発泡剤又はこのような発泡剤の組合せの活性化の
温度を下げるために、シーラント／音響バッフル組成物
に任意に活性剤を含めることができる。詳しくは、例え
ば表面被覆した油処理尿素［ユニロイヤル ケミカル
バイク(BIK)（登録商標）ＯＴ］のような活性剤を組成
物に加えることができ、約１重量部〜約５重量部、好ま
しくは約１重量部〜約２重量部のバイクＯＴ活性剤がシ
ーラント／バッフル要素中に供給される。
【００４４】酸化亜鉛も活性剤として組成物に配合する
ことができ、配合の範囲は約１重量部〜約５重量部であ
り、好ましくは、約０．５重量部〜約２重量部のＺｎＯ
がシーラント／バッフル要素中に供給される。
【００４５】他の任意の活性剤として、約１重量部〜約
５重量部のステアリン酸カルシウム及び／又はステアリ
ン酸亜鉛、又はポリエチレングリコールが膨張性シーラ
ント／バッフル要素中に含まれる。
【００４６】発泡剤の活性剤の添加量はシーラント／バ
ッフル製品に必要な膨張度に依存する。例えば、約４０
０％膨張するように処方される組成物は１種類の活性化
系を必要とするが、１，０００％膨張するように処方さ
れる組成物は、膨張性物質の製造者が一般に知るよう
に、種々の活性化系を含む。
【００４７】可塑剤 組成物中のもう一種類の任意成分はポリマーマトリック
スを軟化させ、イオノマーの融点を下げるための可塑剤
である。この可塑剤はシーラント／音響バッフル要素中
に約１重量部〜約１５重量部の量で存在する。好ましい
可塑剤はジイソオクチルフタレート（ＤＩＯＰ）であ
る。他の有用な可塑剤には、ＤＮＩＰ、ＤＩＤＰ及びナ
フテン油がある。可塑剤の添加量はゴムコポリマーの添
加量と充填剤濃度とに依存する。
【００４８】充填剤 必要に応じて、膨張性シーラント／音響バッフル組成物
中に充填剤も含めることができる。約１重量部〜約２０
重量部の炭酸カルシウム［トーマスビル リジェンシー
(Thomasville Regency)＃７］又は硫酸バリウム［シプ
ラス(Cyprus)＃２２バリテス(Barytes)]を膨張性シーラ
ント／バッフル要素中に含めることができる。
【００４９】接着促進剤 膨張した要素のある種の基板への接着をさらに改良する
ために、添加剤を含めることができる。代表的な接着促
進剤には、オルガノシラン、カルボキシル化樹脂、無水
マレイン酸含有樹脂及び同様な物質がある。約１重量部
〜約５重量部の促進剤が通常、適切である。
【００５０】顔料 特定の顧客の規格を満たすために、顔料を組成物に加え
ることができる。一般に、顔料の量は約１重量部〜約５
重量部の範囲内であり、顔料はカーボンブラック、二酸
化チタン、又は他の適合する着色顔料を含むことができ
る。
【００５１】
【実施例】実施例１ 本発明の望ましい特性を有するシーラント／バッフル製
品の製造のために有用な組成物の調製は、イオノマー物
質と粘着付与樹脂と付加的ポリマーと、用いる場合のゴ
ムタイプの物質とを例えばバンバリータイプミキサーの
ような、清潔な強力ミキサー又は例えばベーカー／パー
キンス(Baker/Perkins)タイプミキサーのような高剪断
ミキサーに加えることによって実施する。成分を混合器
中の高剪断下で、均質な混合物が得られるまで、混合す
る。
【００５２】次に、接着促進剤と任意の顔料と共に、組
成物中に配合するべき充填剤をミキサーに加える。この
場合にも、均質な混合物が得られるまで、混合しなが
ら、成分を高剪断にさらす。発泡剤と硬化剤とを加える
前に、適当な温度レベルの冷却剤を、混合物中の組成物
の温度が約９５℃のレベルを越えず、好ましくは約８０
℃以下であることを保証するために必要であるような期
間、ミキサーのコイル又は熱交換面に導くべきである。
発泡剤又は硬化剤を指定最大レベルを越える温度におい
て加える場合には、早期の膨張と架橋が生じて、物質を
無駄にすることになる。
【００５３】混合物中の組成物の温度が最大９５℃のレ
ベルを越えず、好ましくは約８０℃以下であることが判
明した後に、発泡剤と架橋剤と用いる場合の可塑剤とを
ミキサーに加え、強力剪断に３〜５分間さらす。
【００５４】その後、物質をミキサーから取り出し、約
５５℃の温度に維持した二本ロール機に通して、混合物
を冷却させる。
【００５５】得られた塊状組成物に次にペレット化操作
を受けさせるか、又はシートストック、ロッドもしくは
スティック、又は単純な連続形への押出成形を受けさせ
る。押出成形体に次にペレット化工程を受けさせる。こ
れに関連して、“ペレット化”はミキサーからの塊状物
質又は押出成形体に例えば粉砕、切断又は同等な作用の
ような、組成物のサイズを押出機又は成形機中に容易に
流入することができるような小ペレットに減ずるプロセ
スを受けさせる。ペレット化工程から得られるビーズは
通常、直径約１／８インチである。
【００５６】本発明の特定の実施例として、下記物質を
バンバリーミキサー中で均質な生成物を得るために充分
な期間、混合した。
【００５７】
【表１】 この実施例の組成物はそれに含まれる発泡剤を活性化す
るために充分な温度にさらされたときに約４００％膨張
する。
【００５８】
【表２】 実施例３ 下記物質をバンバリーミキサー中で均質な生成物を得る
ために充分な期間、混合した。
【００５９】
【表３】 先行実施例からの特定組成物を、シールし、バッフル形
成すべきキャビティの容積とこのキャビティの形状とに
依存した、所望の形状に成形して、形成された要素が構
造体側壁に対してシーリング関係になるまで完全に膨張
して、水分、ごみ、その他の好ましくない物質の侵入を
確実に阻止するようにする。
【００６０】物質が示すべき膨張度は通常、ＯＥＭ製造
者の材料規格によって規定される。この規格は部品に必
要な重量、シーリングを必要とする範囲、バッフル領域
中で膨張した物質によってシールすべき構造体に及ぼさ
れる応力を考慮に入れて定められる。例えば、自動車の
場合には、垂直ウインドシールドフレームを構成する乗
り物の片面の直立管状ピラー、フロントサイドウィンド
ウとリアサイドウィンドウとの間の中間ピラー、及びリ
アピラーは通常、それぞれＡピラー、Ｂピラー及びＣピ
ラーと呼ばれる。ピラーは乗り物の外皮と、乗り物の内
側のサポート構造体との間のサポート要素である。これ
らのピラーはサイズ及び形状が乗り物によって異なる。
しかし、騒音と水分との侵入を遮断するために、これら
のピラーの管状内部にシーラント／バッフル組成物を導
入することが好ましい。４００％の膨張値を有する、上
記実施例１に従って製造した組成物の場合には、１４０
ｇの重量の成形要素を用いて、７５ｍｍ ｘ ７５ｍｍ
のピラーを５．０ｘ１０-4ｍ3範囲の程度になるまでシ
ールすることができる。
【００６１】例えば自動車のピラー又は他の同様な構造
体のような構造体のシーリングに用いられる、本発明の
シーラント／バッフル要素の実際のサイズと形状は特定
用途の使用者によって、シールすべき構造体の性質と、
ＯＥＭ製造者によって規定される加熱時の製品の膨張度
とに依存して、しばしば指定される。これに関連して、
本発明の膨張性イオノマー製品を例えば射出成形によっ
て成形する場合には、非常に複雑な部品をも製造するこ
とができる。これはシーラント／バッフル製品を最小の
材料量で最大性能を発揮して作用するように加工するこ
とを可能にする。
【００６２】種々な方法を用いて、膨張性イオノマーシ
ーラント／バッフル製品を構造体内の所望の位置に固定
した後に、製品を膨張させるレベルに製品の温度を高め
ることができる。ある場合には、特にシーラント／バッ
フル製品がその用途のために所定形状に成形されている
場合には、シールすべき構造体が所望の位置に該製品を
支持する構造部分を有する。構造体の一部をなす固定具
又はシーラント／バッフル成形体中に配合された固定剤
のような、他の取り付け手段を用いることができる。
【００６３】自動車産業における本発明のシーラント／
バッフル組成物の利用分野は、金属製造、溶接及びボデ
ィ工場シーラーが用いられるボディ工場と、このライン
の下流のペイント工場とを含み、ペイント工場では外部
被膜の塗装と共に内部と外部のシームシーリングと車体
底面の塗装が行われる。乗り物は一般に、ボディ工場作
業直後にＥ（エナメル）被膜／プライマーオーブン内で
約１１５℃〜約１４９℃の高い焼き付け温度にさらされ
る。乗り物ボディを焼き付けオーブンに通す前に、該要
素をボディの構造体キャビティ中に入れる。
【００６４】或る乗り物製造業者は、乗り物を２５分間
１５７℃の温度にさらす、高い焼き付け／エナメルサイ
クルと、次の２５分間の１１５℃におけるペイントオー
ブン焼き付けサイクルとを用いる。他の製造業者は１６
３℃における２０分間の高い焼き付けサイクルと、１２
１℃における３０分間の低い焼き付けサイクルとを用い
る。
【００６５】従って、膨張性シーラント／バッフル要素
を構成する成分、特に発泡剤は乗り物が選択的に制御さ
れた高い又は低い焼き付け温度において特定の焼き付け
オーブンを通して運ばれるときに該要素を所望の度合い
に、かつ乗り物の特定キャビティをシールするために必
要な程度に確実に膨張させるように選択される。
【００６６】本発明のイオノマーシーラント／バッフル
組成物は、他のプラスチック／ゴムフォーム系に比べ
て、有意に低い比重において優れた音響減衰を示す。そ
れ故、少ない材料から製造された軽量製品が、例えば通
常のゴム、その他の熱可塑性物質のような物質の場合に
比べて同等の又はより大きい音響減衰を示して用いられ
る。本発明のイオノマーシーラント／バッフル組成物
は、本来の自動車製造に典型的に用いられる金属に対し
て、通常のゴム及び熱可塑性物質の接着に比べて改良さ
れた初期接着特性を有することも判明している。本発明
のイオノマーシーラント／バッフル組成物は、同じ金属
に対して用いた場合に、通常のフォームシーラントのこ
のような性質よりも良好であることも判明している。ま
た、本発明のイオノマーシーラント／バッフル組成物の
吸水性はシーリング目的に用いられる既に入手可能なゴ
ム及び熱可塑性フォームよりもはるかに優れている。
【００６７】本発明の重要な特徴は、膨張性シーラント
／バッフル要素の外表面が焼き付けサイクル中にそれが
加熱される間に粘着性になり、膨張中に該要素がシール
するべき構造体キャビティに係合するようになり、それ
によって水分不透性バリヤーを形成し、該バッフル／シ
ーラント物質の最終冷却時に音響バッフルとしても役立
つと言う事実である。さらに、組合せたときに膨張性シ
ーラント／バッフル要素の本来の体積よりも約１００％
から約１５００％まで大きい、好ましい範囲内の必要な
度合いに、該要素を膨張させるような物質を選択するこ
とができる。

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも部分的に囲われ、製造作業中
    に所定の高温にさらされる領域を画定する構造体をシー
    リングし、音響バッフルを形成するための、乾燥した、
    最初は非粘着性の膨張性シーラント／バッフル要素にお
    いて、 金属イオンによって少なくとも部分的に中和された、一
    定量のエチレンーα，β−エチレン系不飽和カルボン酸
    コポリマー組成物であって、該要素の約３０〜約８０重
    量部をなし、約０．２〜約１４のメルトインデックス範
    囲を有する組成物と；組成物が前記高温にまで温度上昇
    したときに、該要素の体積を高めるために充分な量の熱
    活性化発泡剤であって、該要素の約０．１〜約１０重量
    部をなす発泡剤と；該要素が高温において膨張するとき
    に該要素の少なくとも外面に粘着性を与えるために充分
    な量の粘着付与剤成分とを含み、 該要素が前記領域に挿入された後に、この領域が前記高
    温にさらされる時に、膨張した要素の最外部分の少なく
    とも一部が前記領域を画定する構造体の表面に接着的に
    付着し、膨張した要素が構造体の該領域をシールして、
    水分と空気の侵入を実質的に阻止するバッフルを提供
    し、不快な騒音を弱める程度に膨張するようなサイズと
    形状を有するシーラント／バッフル要素。
  2. 【請求項２】 前記組成物が部分的に中和されたエチレ
    ン−メタクリル酸コポリマーから構成されるイオノマー
    である請求項１記載のシーラント／バッフル要素。
  3. 【請求項３】 前記金属イオンが亜鉛、ナトリウム、カ
    リウム、リチウム、マグネシウム、アルミニウム及びス
    トロンチウムから成る群から選択される請求項２記載の
    シーラント／バッフル要素。
  4. 【請求項４】 前記成分が該要素の約１〜約１０重量部
    の量で存在する請求項１記載のシーラント／バッフル要
    素。
  5. 【請求項５】 前記組成物がエチレンと、金属イオンに
    よって部分的に中和されたα，β−エチレン系不飽和カ
    ルボン酸とを含むコポリマーであり、式：Ｅ／Ｘ／Ｙ
    ［式中、Ｅはエチレンであり、Ｘは炭素数３〜８のカル
    ボン酸であり、Ｙはアルキルアクリレート、アルキルメ
    タクリレート、アルキルビニルエーテル、一酸化炭素、
    二酸化硫黄、酢酸ビニル又はこれらの混合物であり、ア
    ルキル基は炭素数１〜１２である］で示され、Ｘ中の酸
    基が少なくとも部分的に５〜９０％の程度に中和され、
    ＥがＥ／Ｘ／Ｙの少なくとも５０重量％であり、ＸがＥ
    ／Ｘ／Ｙの１〜３５重量％であり、ＹがＥ／Ｘ／Ｙの０
    〜４９重量％である請求項１記載のシーラント／バッフ
    ル要素。
  6. 【請求項６】 ＥがＥ／Ｘ／Ｙの約８５重量％である請
    求項５記載のシーラント／バッフル要素。
  7. 【請求項７】 ＸがＥ／Ｘ／Ｙの約１５重量％である請
    求項５記載のシーラント／バッフル要素。
  8. 【請求項８】 Ｙが０重量％である請求項５記載のシー
    ラント／バッフル要素。
  9. 【請求項９】 カルボン酸がその約２２重量％の程度に
    中和される請求項５記載のシーラント／バッフル要素。
  10. 【請求項１０】 組成物のメルトインデックスが約１４
    である請求項５記載のシーラント／バッフル要素。
  11. 【請求項１１】 該要素が前記高温にまで温度上昇した
    ときに、該要素の体積を約１００％から約１５００％ま
    で増加させるために充分な量の前記発泡剤を該要素中に
    混入する請求項１記載のシーラント／バッフル要素。
  12. 【請求項１２】 前記発泡剤をアゾジカルボンアミド、
    ベンゼンースルホニルヒドラジド、及びトルエンスルホ
    ニルヒドラジドから成る群から選択される請求項１記載
    のシーラント／バッフル要素。
  13. 【請求項１３】 前記発泡剤がｐ，ｐ’−オキシビス
    （ベンゼン−スルホニルヒドラジド）である請求項１記
    載のシーラント／バッフル要素。
  14. 【請求項１４】 粘着性を与えるための前記成分が樹脂
    物質である請求項１記載のシーラント／バッフル要素。
  15. 【請求項１５】 前記物質がアルキルフェノール−ホル
    ムアルデヒドノボラック樹脂である請求項１４記載のシ
    ーラント／バッフル要素。
  16. 【請求項１６】 粘着性を与えるための前記成分がロジ
    ン物質である請求項１記載のシーラント／バッフル要
    素。
  17. 【請求項１７】 前記物質が部分的に重合した（ダイマ
    ー化した）ロジンである請求項１６記載のシーラント／
    バッフル要素。
  18. 【請求項１８】 前記物質が不均化トール油ロジンのペ
    ンタエリスリトールエステルである請求項１６記載のシ
    ーラント／バッフル要素。
  19. 【請求項１９】 付加的ポリマーを含む請求項１記載の
    シーラント／バッフル要素。
  20. 【請求項２０】 前記付加的ポリマーがエチレン−メタ
    クリル酸ポリマーである請求項１９記載のシーラント／
    バッフル要素。
  21. 【請求項２１】 前記付加的ポリマーがエチレン−酢酸
    ビニルポリマーである請求項１９記載のシーラント／バ
    ッフル要素。
  22. 【請求項２２】 前記付加的ポリマーがジビニルベンゼ
    ンによって架橋したスチレン−ブタジエンゴムである請
    求項１９記載のシーラント／バッフル要素。
  23. 【請求項２３】 前記付加的ポリマーが該要素の約１〜
    ２０重量部の量で存在する請求項１９記載のシーラント
    ／バッフル要素。
  24. 【請求項２４】 約１〜約５重量部の架橋剤が配合され
    た請求項１記載のシーラント／バッフル要素。
  25. 【請求項２５】 前記架橋剤がフリーラジカル開始剤で
    ある請求項２４記載のシーラント／バッフル要素。
  26. 【請求項２６】 前記フリーラジカル開始剤が過酸化物
    である請求項２５記載のシーラント／バッフル要素。
  27. 【請求項２７】 前記過酸化物がａ，ａ’−ビス（ｔ−
    ブチルペルオキシ）ジイソプロピルベンゼンである請求
    項２６記載のシーラント／バッフル要素。
  28. 【請求項２８】 約１〜約５重量部の可塑剤を含む請求
    項１記載のシーラント／バッフル要素。
  29. 【請求項２９】 前記可塑剤がジイソオクチルフタレー
    トである請求項２８記載のシーラント／バッフル要素。
  30. 【請求項３０】 約６４重量部の前記組成物と、約７．
    ５重量部の前記成分と、約７重量部の前記発泡剤とが配
    合された請求項１記載のシーラント／バッフル要素。
  31. 【請求項３１】 約６４重量部の前記組成物と、約７．
    ５重量部の前記成分と、約７重量部の前記発泡剤と、約
    ３重量部の前記架橋剤とが配合された請求項３０記載の
    シーラント／バッフル要素。
  32. 【請求項３２】 前記発泡剤が約１００℃〜約２００℃
    の範囲内の温度において活性化される請求項１記載のシ
    ーラント／バッフル要素。
  33. 【請求項３３】 前記発泡剤が約１６０℃の温度におい
    て活性化される請求項１記載のシーラント／バッフル要
    素。
  34. 【請求項３４】 少なくとも部分的に囲われ、製造作業
    中に所定の高温にさらされる領域を画定する構造体をシ
    ーリングし、音響バッフルを形成する方法において、次
    の工程：金属イオンによって少なくとも部分的に中和さ
    れた、約０．２〜約１４のメルトインデックス範囲を有
    するエチレンーα，β−エチレン系不飽和カルボン酸コ
    ポリマー組成物 約３０〜約８０重量部と、 該組成物の体積を高めることができる熱活性化発泡剤
    約０．１〜約１０重量部と、 該要素が前記高温に膨張するときに該要素の少なくとも
    外面に粘着性を与えるために充分な量の粘着付与剤成分
    とを一緒にする工程と；前記組成物と前記発泡剤と前記
    成分との組合せを、前記領域に導入されてよい乾燥した
    最初は固体の非粘着性要素に成形かつ造形し、前記要素
    が前記高温にさらされる時に、該要素がある程度に膨張
    し、組成物に付随する粘着付与剤が該要素の少なくとも
    最外面を粘着性とし、それにより前記領域を画定する構
    造体の表面に接着的に結合し、膨張した該要素が構造体
    の前記領域をシールして、水分と空気の侵入を実質的に
    阻止するバッフルを提供し、不快な騒音を弱めるように
    する工程とを含む方法。
  35. 【請求項３５】 前記金属イオンが亜鉛、ナトリウム、
    カリウム、リチウム、マグネシウム、アルミニウム又は
    ストロンチウムである請求項３４記載の方法。
  36. 【請求項３６】 部分的に中和されたエチレンーメタク
    リル酸コポリマーから構成されるイオノマー組成物を添
    加する工程を含む請求項３４記載の方法。
  37. 【請求項３７】 約１００℃〜約２００℃の範囲内の温
    度において活性化される発泡剤を加える工程を含む請求
    項３４記載の方法。
  38. 【請求項３８】 該要素が前記高温にまで温度上昇する
    ときに、該要素の体積を約１００％〜約１５００％高め
    るために充分な量の前記発泡剤を加える工程を含む請求
    項３４記載の方法。
  39. 【請求項３９】 前記組成物と発泡剤と前記成分との組
    合せに約１〜約１０重量部の付加的ポリマーを加える工
    程を含む請求項３４記載の方法。
  40. 【請求項４０】 前記付加的ポリマーをエチレン−メタ
    クリル酸ポリマー、エチレン−酢酸ビニル、及びジビニ
    ルベンゼンによって架橋されたスチレン−ブタジエンポ
    リマーから成る群から選択される請求項３４記載の方
    法。
  41. 【請求項４１】 前記組成物と発泡剤と前記成分と前記
    添加剤との組合せに約１〜約５重量部の架橋剤を加える
    工程を含む請求項３９記載の方法。
  42. 【請求項４２】 前記架橋剤がフリーラジカル開始剤で
    ある請求項４１記載の方法。
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