JPH0453738A - パネル補強用シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属パネルの補強用シートに関し、さらに詳
しくは打抜き、裁断、および巻取りなどの加工性が良く
、補強性、断熱性に優れ、かつ軽量化された、金属パネ
ルの補強用シートに関する。

（従来の技術） 従来、金属パネルは、自動車、建築物、家具等、あらゆ
る産業分野で構造体として使用されている。

金属パネルはこの強度、耐久性の点から他の材料に替え
がたいものであるが、比重が高いため重量が大きいこと
や、熱伝導性が良いため断熱性に乏しいことなどの問題
点があった。近年、省資省エネルギーの観点から車輌、
建材等においては、板厚を薄クシて軽量化が進められて
いるが、そのため強度が低下し、例えば、自動車のドア
であれば、該部位の強度低下により面の張り剛性不足を
引き起し、部品としてのしっかり感が不足する等の問題
点があられれる。この問題を解決するために、実開昭５
５−１０１６５９号公報ではドアパネルに補強材を用い
る方法が提案されている。この方法は、エポキシ樹脂を
主成分とするシートをパネルの一部に貼り付は自動車の
塗装乾燥炉で硬化させ、ドアを補強するものであるが、
この方法では、一部に貼り付けるだけでは補強性が不充
分であり、全面に貼ると、軽量化の目的が達成できない
という問題があった。

また、自動車、建材等において、外部からの熱の流入出
を防止する観点から、パネルの裏面に、ガウスウール、
フェルト、発泡ウレタンなどの断熱材が使用されている
。この方法は、冷房効果を高めたり、結露を防止する方
法として有効であるが、断熱材は予め成形された成形品
であり、人手をかけて取付けるが、大型であり、作業に
時間を要するという問題点があった。

特開昭６２−１０６４３２には、軽量で断熱性、補強性
を併せもった車輌外板パネル構造体の製造方法が提累さ
れている。これは、塩化ビニル樹脂、から成る第−層と
、繊維製クロスからなる第二層と、５０μ以下の金属薄
膜からなる第三層とを積層したシートをパネル裏面に貼
付け、次いで加熱して発泡、硬化させることによって、
補強性と、断熱性を同時に付与できる方法が提示されて
いる。

この方法は、単一材料で多機能性を有し、しかも、軽量
である点、優れた技術であると言える。詳細な説明に例
示されている金属薄膜として、アルミニラ系テンレスス
チール、亜鉛、錫、ニンケル、銅、鉄の中で特にアルミ
ニウムを第−層として使用することが望ましいと記載さ
れている。

しかし、より高いレベルの補強性を付与しようとする場
合、第−層の材料自身の剛性を上げるか、箔の厚さを厚
くする必要が生じるが、その場合、シートを加工、即ち
、切断や、巻き取りをする場合に不具合が生じてしまう
問題が発生することを禁じ得ない、通常パネルを補強す
るシートは、長りが容易にできる性質）裁断性（裁断が
容易にできる性質）が重要な特性である０例えば、０．
８　ｍｍの鉄パネルを曲げ剛性比３以上に補強しようと
すると、ステンレススチールや鉄の場合、２０μ以上の
厚さの箔が必要となり、アルミニウム、銅、亜鉛の場合
５０μ以上の厚さの箔が必要となる。

この厚さの金属箔を第−層とした場合、容易に裁断、巻
き取り出来ないと言う問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者らは、パネルを高度に補強する方法を鋭意研究
した結果、特定の金属箔に、発泡硬化性樹脂層を積層す
ることによって、高度の補強性を付与し、しかも、断熱
性をも有した。打抜き裁断、巻取りなどの作業性に優れ
た軽量の補強用シートが得られることを見い出し、本発
明を完成するに到った。

（問題点を解決するための手段） かくして本発明によれば、電鋳法によって得られた１０
μ以上、５０μ以下の厚さの鉄箔に、塩化ビニル樹脂、
可塑剤、高温発泡型発泡剤、エポキシ樹脂およびエポキ
シ樹脂用加熱活性型硬化剤よりなる組成物を加熱、発泡
させて積層することを特徴とするパネル補強用シートが
提供される。

本発明に供せられる金属薄膜は、発泡性組成物を支持す
る面状基材であって、発泡性組成物の塗布、運搬、金属
パネルへの貼付を容易にするなどで、剛直で伸縮性が少
な（しかも柔軟で軽量である特性が必要である。発泡性
シートは通常長尺シートを生産し、巻取ったのち、必要
に応じ、定型に打抜き、裁断して使用される。

本発明に使用される電鋳性鉄箔は、本発明の主眼であり
詳細に説明する。

一般に金属箔は圧延法によって生産されている。

延伸性の良好な銅、アルミニウムは数μの厚さのものま
でが工業生産されている。近年になって圧延性鉄箔が生
産され始めたが、圧延性はあまり良好でなく、５０μ以
上のものが主として工業生産されている。一方、電鋳法
は全く異なる金属箔の生産方法である；即ち、金属イオ
ンを含む電解液の中から基体（陰極ドラム）に金属を電
着させ、これを基体より剥離し、連続的にコイルとして
巻取る製造法であり、電解法・電着法又は電鋳法と呼ば
れる。鉄箔の電鋳法による工業生産は数年前に開始され
たばかりである。この電鋳法による鉄箔は、樹脂状結晶
粒が緻密に集合した構造になっており、圧延法による鉄
箔に比べ機械的な方向性がない、厚さが均一である、５
０μ以下の薄箔が生産できる、ソフトで引裂き易いなど
の特徴がある０本質的には鉄であるから、アルミニウム
や、銅箔よりも数倍の機械的強度を有している。

本発明に用いる電鋳性鉄箔はこうした利点を極めて有効
に活用したものである、即ち、電鋳性鉄箔は高い引張り
強度を有しかつ引裂強度が低いので、打抜き性、裁断性
に優れ、かつ５０μ以下の箔では、伸びが３％程度ある
ため、巻き取り性が良好である。また経済性も高い。圧
延性鉄箔では引裂強度が強すぎ、裁断しにくい。アルミ
ニウム、銅は、高い補強性を付与しようとすると、厚い
ものを使用せざるを得す裁断性、巻き取り性に劣る、他
の金属箔はいずれも、高度の補強性と、裁断性巻き取り
性を同時に満足することは出来ない。

電鋳法鉄ｆｉ　（以下電鋳鉄箔という）は１０μ以上５
０μ以下の厚みでなければならない、これ以上の厚さで
は補強性は向上できるが、巻取性、裁断性を低下してし
まう。１０μ以下だと補強性が不充分となる。

必要に応じ、亜鉛、ニッケル等でメツキされた電鋳性鉄
箔が使用できる。これらは、錆の防止に有効である。

本発明に供する発泡性樹脂組成物は、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、顔料、熱安定剤、粘度調整剤等
から成る組成物であり、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
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うるちのである。

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、フタル
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うるが、特に、ペースト用に乳化重
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
泡時の気泡構造の均一さから好ましい。

可塑剤としては、ジオクチルフタレート、ジブチルフタ
レートなど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ｅｌＦ＋ニスーｉ−ル、塩素化パラフィン、ア
ルキルベンセン、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、とく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１５
０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ッド、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ニ
ル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
うる。無機発泡剤は、重炭酸ナトリウム、水素化ホウ素
ナトリウムなどがあげられる。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。本発明ではいずれの発泡
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みてより好ましい、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
は発泡倍率が上らなかったり、均一な発泡体を得にくい
、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０
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。

本発明に適用しう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あげられ、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重量部の範囲で加える。配合
量が２０重量部未満では硬質の発泡体が得かた＜　、５
００重量部を趙えると、硬化反応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にくいなどの問題
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が
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
シルイミダシ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１００重置部に対して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、
気泡調整剤および、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。

本発明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。

次に本発明に供するシートの製造方法の例について述べ
る。上記発泡性組成物が液体である場合は、電鋳鉄箔面
に液状組成物を直接塗布し、発泡剤の温度以下に加熱成
形し、固化してもよい。液状組成物を、離型紙やスチー
ルベルト上で、連続的に加熱成形し、シート化しておき
、次に、電鋳鉄箔と積層することもできる。塩化ビニル
樹脂としてペースト用塩化ビニル樹脂を用いることは、
加熱により容易に可塑剤やエポキシ樹脂を吸収して固化
するので有利である。また液状の組成物であれば、特に
接着剤を用いることなく、積層体を得ることができる。

その他のシート製造方法として、混合された組成物をカ
レンダーや押出しなど一般のシート化成形機を用いて、
膜状に成形したのち、電鋳鉄箔と積層し、圧着したり、
接着剤を用いて接着する方法や、溶剤により塩化ビニル
やエポキシ樹脂を溶解し、他の配合剤を混合したのち、
電鋳鉄箔上に塗布したのち、溶剤を揮発しシート化する
方法なども可能である。これらは、シート化前の混合組
成物が、固体である場合などに有利である。特に好まし
いのは、電鋳鉄箔上にプラスチゾルとなした発泡性組成
物を直接塗布し、発泡剤の発泡温度以下で、加熱し、固
化する方法である。

本発明のシートは上記の各方法によって製造すれば、樹
脂組成物面に粘着性が自然に発現する。

これはエポキシ樹脂が、塩化ビニル樹脂粒子内に完全に
吸収されずに表面にエポキシ樹脂が粘着成分として遊離
しているためと推定されるが、これは、パネルに貼付け
る際に、あらためて、粘着剤や接着剤を使用する必要が
ないため、極めて有効である。むろん、粘着性をより上
げるために粘着成分を予め組成物に添加したり、樹脂層
表面に粘着成分を塗布することも可能である。しかしシ
ートを生産する場合においては、巻取工程において、電
鋳鉄箔の表面側に粘着して、巻き戻しの際、不具合を生
じたり、作業性を悪化するので、離型用膜材を樹脂層表
面に積層させて巻き取ることが望ましい、離型用膜材と
して離型処理した紙やプラスチックフィルムが有効に使
える。

電鋳鉄箔と発泡性樹脂組成物及び必要に応じて離型膜材
の積層されたシートは弾性に冨む柔軟なシートであり、
巻取裁断打抜きが容易に出来る。

電鋳鉄箔以外の金属箔膜を使うと巻取性又は裁断性が劣
り、また、裁断面が鋭利となり、人体を損傷する可能性
もある。

所望の形状に裁断されたシートは、離型用膜材を剥離除
去したのち、樹脂層面を補強すべきパネルに押しつける
ことによって容易に密着しうる。

パネルが、自動車のルーフや、フ；ンダーの如く曲面で
あっても、シートに柔軟性があるため、気泡を巻き込ん
だりシワを発生せず、均一に貼りつけることが出来る。

また遮断性が高く、外観も良好である。

次に、上記シート化組成物を、発泡、硬化させる方法に
ついて述べる。外板パネルに貼付けられたシート化した
組成物は、加熱炉を通し、発泡、硬化することにより、
断熱性と強度が改善された外板パネル構造体が得られる
。

エポキシ樹脂配合による発泡と硬質化の機構は、有機発
泡を例にとれば、次のように考えられる。

まず、加熱により、塩化ビニル樹脂が溶融し、次いで発
泡剤が分解してガスを発生する０発生ガスにより、系は
発泡しセルを形成する。続いて、組成物に含有、分散し
ているエポキシ樹脂が、硬化剤の活性化により硬化反応
を起こし発泡体が硬質化する。したがって形成される発
泡体の特性は塩化ビニル樹脂のゲル化速度、発泡剤の分
解速度、そしてエポキシ樹脂の硬化速度に影響され、目
標とする発泡密度、硬化度に基づき、材料を選定する必
要がある。

例えば車輌外板パネルの内面に貼付けた後加熱する際使
用する加熱炉としては、既設の塗装焼付炉を用いるのが
、最も合理的である。塗装焼付炉は、大別して下塗り焼
付炉、中塗り焼付炉および上塗り焼付炉があるが、本発
明で好ましく用いることができるのは、中塗の焼付炉あ
るいは上塗り焼付炉である。

（発明の効果） かくして本発明によれば、従来技術に比較して裁断、打
抜き性、巻取性の優れた高補強性、断熱性、軽量性補強
シートを容易に得ることが出来る。

本発明のシートの表面材に使用する電鋳鉄箔は第１表に
示すように高強度でありながら引契強度は比較的低く若
干の伸びがあるため、シート製造時の巻取時にシワや、
折りあとが生じにくく均一に巻き取れ、所望の形状に裁
断、打抜きする場合も容易で、しかも、端面が柔かく、
人体を損傷することがない。パネルに貼付ける際も、曲
面であっても均一に、貼ることが出来、加熱発泡、硬化
後の補強効果が高い、また樹脂層は発泡し、断熱効果が
高いので、従来、補強材と断熱材を個別に貼り合わせて
いた作業が、本発明シートのみで済み省資源、省エネル
ギー化を果しうる。第１表に各種金属箔の機械的特性を
示す。

また発泡体の断熱性は、発泡倍率と密接な関係があり発
泡倍率が高い程、空気等のガスを多く包含し熱伝導率が
小さくなるため、断熱性が向上する。第中表は、本発明
によって得られる塩化ビニル発泡体の発泡倍率と、発泡
体の熱伝導率を断熱性の指標として測定し、従来の断熱
材と比較したものであり、従来ルーフへの通用では施工
法、耐熱など物性面の制約から発泡倍率を４倍以上にす
るのは難かしかったのに対して本組成物では発泡倍率を
４倍以上とすることにより容易に高倍率の発泡体を得る
ことができ従来の断熱材の断熱性の水準を超えることが
できることがわかる。

第　　　２　　　表 ＊　フェルトツブ（豊和繊維工業■製フェルＨ（実施例
） 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
。なお、実施例及び比較例中の部及び％はとくに断りの
ないかぎり重量基準である。尚４例の物性は次に示す試
験法に従って評価した。

跋筋悲 （イ）　　巻取り性 直径１５０ｍ鵬の円筒にシートを金属箔側を外ｔにして
２重に巻いたのち、巻き戻し、金属箔のユワの状態を観
察し、１ｍ当りのシワの数によっ−（以下のように評価
した。

（ロ）　裁　断 金属箔、樹脂積層体、離型膜材をこれらの順に積層した
シートを離型膜材側より、一定の荷重・速度で、カッタ
ーナイフで３０ＣＩの長さくり返し裁断したときの裁断
し易さ及び、カッターナイフ摩耗度から以下のように判
定した。

（ハ）　発泡倍率 積層した発泡性シートの、発泡性組成物の厚みをａ　（
ｓｎ＋）　とし、次にそのシートをパネル上に貼付け、
１５０〜１６０°Ｃで３０分、熱風加熱炉で発泡硬化さ
せ、発泡体部分の厚みｂ　（ｖ＋＋）を計測し、ｂ　／
　ａを発泡倍率とした。

（ニ）　断熱性 熱伝導率計（英仏精機社製、１（Ｃ−０７１Ｈ）で発泡
体の熱伝導率を計測し、断熱性の指標とした。

（ホ）　補強性 厚さ０．８１の鋼板にＩＩＩＩｍ厚のシート状に成形し
た発泡性積層シートを貼付け、ついで、１５０〜１６０
°Ｃで３０分、熱風加熱炉で発泡硬化させ、ＪＩＳ　Ｋ
−６９１１の曲げ強さ測定装置を使用し、支点間路１１
００＋ｍ、荷重速度５ｍｍ／ｗｉｎで曲げ強さを測定し
、２１１１１変位時の荷重（ｙｌ）を求める。鋼板単独
の２ｍｓ＋変位時の荷重（ｙ、）とｙｌから曲げ剛性比
ｙ。

／ｙｏを求め、補強性の指標とした。

（へ）外観 パネルに貼りつけ発泡したのちの表面の平滑性、発泡状
態を目視観察により判定した。

実施例１〜５、比較例１〜４ 以下に示す配合組成物■を発泡性組成物として調整した
。

樹ＢＮノ 実施例１は（イ）〜（へ）、実施例２〜５及び比較例１
〜４は（イ）〜（す）を配合した。但し、（ホ）の量は
実施例１のみ９重量部で他は７重量部とした。

これらの組成物を第３表に示す金属箔の表面に１ｍｍ厚
に塗布し熱風乾燥炉で１２０　’ＣＸ　２分間加熱し、
積層シートを得た。

このシートを前記の試験法に従って裁断性および巻取り
性テストを行なった。更に０．８ｍｍ厚鉄板上に発泡組
成物面を貼付けた後、１５０　’Ｃの熱風炉で３０分加
熱して発泡体を得たのち、前記試験法によって発泡倍率
、断熱性、補強性を測定した。

得られた結果を第３表に示す。

アルミニウム、銅箔を使用すると、補強性が劣り、補強
性を充分な程度に上げると、箔の膜厚を厚くする必要が
あるが、８０μ以上の膜厚では巻取性、裁断性などの加
工性が劣る。圧延鉄箔は補強性は良好であるが、巻取性
、裁断性が劣るなどの欠点があるのに対し、本発明のシ
ートは補強性、裁断性、巻取性が良好で、発泡、硬化後
の外観も良好である。

比較例　５〜９ 第４表に示す配合の組成物を用い、同表に記す厚さの電
鋳鉄に対して、比較例５，６，８．９では実施例１〜５
と同様の操作で積層体を得た。配合組成物■を用いる比
較例７の場合は、組成物を７０℃に加温して流動化し金
属箔の上に塗布後冷却して、いずれも樹脂層の厚さが０
．８−一になるようにした。実施例１〜５及び比較例１
〜４と同様な方法で試験を行った。その結果を第５表に
示す。

非発泡組成物を使用した比較例５〜７では断熱機能を有
さす、またエポキシ樹脂及びエポキシ樹脂用加熱活性型
硬化剤を欠く比較例８は発泡体が部分的にしぼむ状態で
あり、いずれも曲げ剛性比は小さい。可塑剤を欠く比較
例９は熱分解のため黒色化し、随所にふくれが見られた
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電鋳法によって得られた１０μ以上、５０μ以下の厚さ
   の鉄箔に、塩化ビニル樹脂、可塑剤、高温発泡型発泡剤
   、エポキシ樹脂およびエポキシ樹脂用加熱活性型硬化剤
   よりなる組成物を加熱、発泡させて積層することを特徴
   とするパネル補強用シート。