JPS63159449A - 車輌外板パネル構造体の製造方法 - 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） 本発明は車輌外板パネルの製造方法に関し、さらに詳し
くは、断熱性と、補強性に優れた車輌外板パネル構造体
の製造方法に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点）近年
、車輌の外板パネルにおいては、次の観点から品質の向
上が望まれている。

（１）　　高断熱化による車室内の居住性の向上、（２
）高剛性化によるしっかり感の向上。

まず外板パネルの高断熱化の意義を説明する。

一般に車室内への熱の流入および、車室外への熱の流出
は、ドア、フェンダ、フロア、ルーフ、ダッシュ等の外
板パネルを通して起こる割合が高い。

このため、熱の流出入を緩和するために、外板パネルの
裏面にフェルト、ガラスマット等の各種の断熱材が使用
されている。例えば、ルーフパネルは、太陽光の熱を受
は易い部位で、夏季８０〜１００℃の高温にさらされ、
熱流入の多い所である。

この対策として一般には第２図および第３図に示すよう
な断熱構造が採られている。第２図および第３図は吊り
天井構造の例で、ルーフパネル１の裏面の構造は断熱材
６とこの断゛熱材６を前記ルーフパネル１の裏面に取り
付けるために両者間に介在させた両面テープ５とから成
り、更にその下面に張設したりスティングワイヤ３に懸
吊保持されたヘッドライニング４から成るものである。

上記断熱材６としては、天然あるいは合成の繊維からな
るフェルト、ガラス繊維マント等が使用されて′　いる
。他のフロア・ダッシュ等の外板パネルにも同類の断熱
材が使われ、車室内の断熱が図られている。

次に、外板パネルの高剛性化の必要性について述べる。

自動車において、省資源、省エネルギーのため軽量化が
進められている。これに関して材料の板厚を下げあるい
は構造部材を減らして軽量化を進めると、強度が低下し
、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こし、部品としてのしっかり惑が
足りな、い等の問題点があられれる。この問題点を解決
するために、実開昭５５−１０１６５９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。第４図
にその補強構造を示す、第４図において７はドアパネル
、８は熱硬化性補強材である。これら外板パネルの部材
のうち、断熱材は予め成形された成形品であり、人手に
より取り付けられているが、大型であるため作業に時間
を要するという問題がある。かつまた断熱材は、例えば
、合成繊維あるいはガラス繊維等を単に縦横に積層した
成形品のため、断熱性が必ずしも十分とは言えず、性能
が満足されていない。また、従来は断熱材と補強材とを
別々に取り付けていたので作業性が悪かった。

このような状況から、施工性の良好な、高断熱の材料開
発が望まれていた。

本発明の目的は、施工が容易であり、かつ断熱性と補強
性に優れた車輌外板パネル構造体の製造方法を提供する
ことにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、塩化ビニルの発泡性を低下させることな
く、硬質化する方法を検討した結果、ペースト用塩化ビ
ニル樹脂、可塑剤、高温発泡型発泡剤、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て必要
に応じてこれに熱安定剤、発泡促進剤、充填剤、着色剤
、粘着剤等を配合してなる組成物を、予め発泡剤が発泡
しないような、温度で成形してシート化したのち、車輌
外板パネルの裏面に貼付し、次いで加熱して発泡・硬化
させることにより、施工が容易であり、かつ、高倍率で
、硬質の発泡体が得られるので、断熱性と補強性の向上
ができることを見い出し、本発明の目的を達成するに至
った。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明に供する発泡性樹脂組成物は、少なくとも、ペー
スト用塩化ビニル樹脂、可塑剤、高温発泡型発泡剤、エ
ポキシ樹脂およびエポキシ用加熱活性型硬化剤を含存し
、その他、任意に気泡調整剤、充填剤、顔料剤、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
の発泡温度以下でシート状に成形加工されたものであっ
て、更に１２０℃〜２００℃の加熱により、発泡剤が発
泡し、エポキシ樹脂の架橋により硬化しうるちのである
。

塩化ビニル樹脂は、ペースト用加工用に乳化重合、乳懸
濁重合で製造されたもので、ホモポリマー単独又は塩化
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、
マレイン酸エステルなどの公知の共重合体単独あるいは
塩化ビニルホモポリマーとのブレンドで使用することが
できる。さらに、懸濁重合で製造された、塩化ビニル又
は塩化ビニル共重合体がブレンドして使用できる。

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・ノド酸エステル、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、とくに限定するものではないが、塩化ビニル１
００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
等で任意に調製しうる。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１
００℃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がらなかったり、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。

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
泡倍率は変わらず、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１０
０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がたく、
５００重量部を超えると、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
シルイミダゾールのよ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。

加熱条件に応じて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、気泡剤
、気泡調整剤および、着色剤などが配合できる。上記各
添加剤の配合量は、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。各添加
剤を添加する場合、充填剤は２００　ｆｆｉ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
効果はあがらない。

本発明の方法に適用される発泡性樹脂組成物は、ペース
ト用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、着色剤等を加え、通常知られてい
る混合機で、混合攪拌し、調製する。

次に、上記組成物から、未発泡シートを作成する方法に
ついて述べる。上記組成物が液状である場合は、例えば
、離型紙やスチールベルト上に膜状に均一な厚みに塗布
後、加熱することにより、シート化することができる。

ペースト用塩化ビニル樹脂は加熱により容易に可塑剤や
エポキシ樹脂を吸収し、ゲル化するので有利である。加
熱条件は、発泡剤の分解発泡や、エポキシ樹脂の反応が
起らない温度条件を選ぶ必要がある。発泡やエポキシ樹
脂の反応がこのシート化の工程で起こると車輌外板パネ
ルに貼付後の加熱発泡工程で、異常な発泡状態を示した
り、倍率が向上しないという問題が起こるので、注意を
要する。シート化条件は加熱によるシート内部温度が、
発泡剤の発泡温度を超えないことが必要である。しかし
シート化条件か弱すぎる場合は成形後のシートの強度が
弱すぎ、パネルに貼付時に、破損したり、脱落する可能
性が出てくるので、出来るだけ充分に加熱し、成形シー
トの引張強さを１　ｋｇ／ａｍ”（ＪＩＳＫ−６３０１
にて）以上は上げておく必要がある。例えば発泡剤の分
解温度が１５０℃の場合、厚み１鶴のシートの作製条件
は１４０℃×２分前後が好適である。１７０℃であって
も１分程度なら発泡を起こさないのでよい。最適なシー
ト作製条件は予めその組成物を予備的に試験することに
より容易に選定することが出来る。その他のシート化す
る方法として、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使う方法や、溶剤に塩
化ビニル樹脂、エポキシ樹脂その他の配合剤を溶解、混
合したのち、膜状に成形し、溶剤を揮発させシート化す
る方法もとりうる。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。しかしながら、最
も好ましいのは液状組成物となし、離型紙等基材上に塗
布、成形する方法である。シート化された組成物は薄く
て弾性に冨む柔軟なシートであり、巻取、切断、運搬が
容易である。

次にシート化されて組成物を車輌外板パネルの内面に貼
付ける方法について述べる。シート化された組成物は自
己粘着性を示し、何ら粘着処理や、接着剤を使用するこ
となく、外板に押しつけるだけで容易に密着しうる。

これはエポキシ樹脂が、成形シート化の工程で、塩化ビ
ニル樹脂に吸収されるが、吸収されきらないエポキシ樹
脂が、シート中に残留し、粘着性を示すものと考えられ
る。このような現象は当初全（予想されてなかったが、
シート化条件探索の過程で、偶然見出されたものであり
、本発明が実用的に優れており、画期的なものであると
いうことができる。もちろん、より粘着性を高めるため
に、配合組成物中にエポキシ樹脂以外の粘着付与剤を付
加的に添加することも可能であるし、成形シート表面又
は、外板パネルに接着剤を適用することも可能である。

いずれにしても、従来、発泡した成形品やフェルトの如
き断熱剤を粘着剤を使用して貼付ける方法に比べ、薄く
て柔軟なシートを、圧着するだけであるので、極めて容
易に施工でき、しかも、外板パネル形状に合わせて、均
一に全面貼付することが可能となる。

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
。なお、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、中塗り焼付炉
あるいは上塗り焼付炉である。

第１図は、上述の成形方法により作製された第３図に示
したのと同様の自動車の吊天井構造の例を示すもので、
ルーフパネル１の裏面の構造は第３図の場合と異なり、
パネル１に塩化ビニル発泡体が直接密着し、更にその下
面に張設したりスティングワイヤ３に懸吊保持されたヘ
ッドライニング４から成るものである。

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、塩化ビニルが溶融し、次いで発泡剤
が分解してガスを発生する。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、硬化度等に基づき、材料を選定する必要
がある。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の方法によれば容易に
目的とする断熱性と補強性の優れた車輌外板パネル構造
体を得ることができる。本発明の方法に供せられるシー
ト状組成物は自己粘着性を有する薄くて、柔軟な弾性シ
ートであり、自動車等の製造工程で、容易に貼付けるこ
とができる。

従来の方法では、外板用補強材および断熱材を、個別に
接着剤等を使用し、人手をもって取付けねばならず、作
業者の負担が大であったが、本発明の方法によれば、極
めて簡易に、施工することができ、人手を削減すること
ができるばかりでなく、従来の断熱材と補強材の双方の
特性を有する構造体が単一の材料で得られ、省資源、省
エネルギー化を果しうる。

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１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
への適用では施工法、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発泡倍
率を４倍以上とすることにより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。本発明の方法
によれば、容易に高倍率の発泡体を得ることができる。

第１表 “フェルトツブ（豊川繊維工業■製フェルト）発泡体の
硬度と、外板パネルの補強性とは密接な関係があり、硬
度が高くなるほど、発泡体の弾性率は高くなり、外板パ
ネル構造体の補強性が増し、特にルーフの張り剛性が補
完される効果が大となる。本発明者らは本発明の方法に
係る発泡体の硬度と、補強性の指標としてのパネル構造
体の曲げ剛性を測定したところ、第２表のような結果と
なり、硬度が４０以上であれば、曲げ剛性比が１．２以
上になるので補強効果があることを把んだ。

第２表 発泡倍率：５倍 ＊１　ラバーテスタ一 本２　　Ｅ、Ｉ。：０．８ｍｍ厚鋼板単体の曲げ剛性Ｅ
ＩＬ　：０．８ｍｍＪｊ綱板に５ｍｍ厚の本発明の方法
により発泡体を装着した時の 曲げ剛性 本発明の方法によれば、車輌外板パネルの断熱および補
強効果が著しく向上する。

（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
実施例及び比較例中の部及び％はとくに断りのない限り
重量基準である。また各側の組成物の物性は次に示す試
験法に従って評価した。

拭−腋一迭 （イ）粘着性 離型紙上で１ｆｉ厚に塗布し、所定温度で成形したシー
ト組成物の表面同志を２ｃＩｍ×２ｃｆｆｌの面積で密
着し、引張剪断剥離強さを測定し、粘着性の指標とした
。

（ロ）発泡倍率 ｌ　ｖｍ厚に、シート化した発泡性組成物をパネル上に
貼付けて、１５０〜１６０℃で３０分熱風加熱炉で、発
泡硬化させ、発泡体の厚みａ　（ｍｍ）を計測し、発泡
倍率ａとした。

（ハ）断熱性 熱伝導率計（英仏精機社製ＩＣ−０７１８）で発泡体の
熱伝導率を計測し、断熱性の指標とした。

（ニ）硬度 ラバーステターＣ（高分子計器社製）で発泡体の硬度を
測定した。

（ホ）補強性 厚さ０．８１１ＩＩＩ＋の鋼板に１ｍ厚のシート状に成
形した発泡性組成物を貼付け、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、支点間距離１０
０ｍｍ、荷重速度５ｍｍ／　ｍｉｎで曲げ強さを測定し
、２ｍｍ変位時の荷重（ｙｌ）を求める。鋼板単独の２
ｍｍ変位時の荷重（ｙｏ）とｙｌから曲げ剛性比ｙＩ／
Ｖｏを求め、補強性の指標とした。

１１〜５　、　　　　　六　　　１〜３第３表に示す配
合比の発泡性樹脂組成物を、ホバート型ミキサーで２０
分間混合して作製したのち、離型紙上に約１ｍｍ厚に塗
布し、熱風加熱炉で、１５０℃で２分間加熱し、未発泡
シートとした。この未発泡シートを０．８■ｌ厚鋼板上
に貼付けたのち、離型紙を除去し、熱風加熱炉で１５０
℃で３０分加熱し、発泡体を得、前記方法で、発泡倍率
、断熱性、硬度、補強性を測定した。また、未発泡シー
トより、粘着性を測定した。得た結果を第３表に示す。

未発泡シートの引張強さは、いずれも、５〜１０ｋｇ　
／　ａｎ　”であった。

エポキシ樹脂が２０重誉部未満ではシートの粘着性が不
充分であり、また、硬化後の補強の効果が小さい。また
５００重量部を超えると、エポキシがブリードし、粘着
性が不充分である。また、エポキシ樹脂の硬化時の発熱
が大きく、発泡体が熱分解した。

６〜１１、　　′　　４〜５ 第３表の実施例３０発泡性樹脂組成物をホバート型ミキ
サーで２０分間混合して作製したのち、離型紙上に約１
鶴厚に塗布し、熱風加熱炉で、第４表に示す各温度条件
で、加熱し、未発泡シートとした。この未発泡シートを
、前記方法で発泡させ、特性を測定した。その結果を第
４表に示す。

シート化のときの加熱が充分であって、シート化されて
いる場合は、施工が極めて良好であるのに対し、加熱が
過大であって、発泡剤の分解温度条件を越した場合は、
シート化段階で、発泡を起こしてしまい、このようなシ
ートを金属に貼付し発泡させたときは、粘着性がなくて
、貼付しにくいばかりでなく、発泡状態が不均一で断熱
性、硬化性の劣るものとなってしまった。

スＷよし 前記実施例９の未発泡シートを幅４００ｍｍ　、長さ１
．００Ｏｎに切断し、車輌のルーフパネルの内面４ケ所
に貼付した。これを設定条件１６０℃の塗装焼付オーブ
ンに３０分間通し、第１図に示す断熱補強構造とした。

硬化後の厚みは約６ＩＩＩ１１となった。ルーフパネル
で荷重と変位の関係を評価したところ、第５図の関係が
得られ、補強効果が確認された。

第５図において曲線Ａは本発明によるルーフパネルの荷
重と変位の関係を示し、曲線Ｂは従来のルーフパネルの
同様の関係を示す。また図中判定基準線より上は合格、
下は不合格である。また熱伝導率は、０．０３８（ｋｃ
ａｌ／ｍ、Ｈｒ、　”Ｃ）であった。

実施例１〜１１に示したごとく、本発明の方法に依り、
高断熱化、高補強化に依る商品性の向上をはかる事がで
きる。かつ、施工が容易である特性を兼備する為、車輌
製品に於ける蟻装作業の省力化に大いに寄与するという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法により断熱、補強した一例のルー
フ断熱、補強構造体の斜視図、第２図は従来のルーフ構
造体の断面図、第３図は従来の自動車のルーフ断熱構造
の説明図、 第４図は従来の自動車のドアパネル補強構造の説明図、 第５図は、本発明のルーフ構造と、従来型ルーフ構造と
の補強性能を示す曲線図である。 １・・・ルーフパネル　　　２・・・塩化ビニル発泡体
３・・・リスティングワイヤ ４・・・ヘッドライニング　５・・・両面テープ６・・
・断熱材　　　　　　７・・・ドアパネル８・・・熱硬
化性補強材 第１２図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ペースト用塩化ビニル樹脂、可塑剤、高温発泡型発
   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、かつ上記塩化ビニル樹脂１００重量部
   に対し、上記エポキシ樹脂を２０〜５００重量部とした
   発泡性樹脂組成物を予め発泡剤が発泡しない温度で加熱
   成形し、成形品の引張強さが１ｋｇ／ｃｍ＾２以上とな
   るようにシート化したのち、車両外板パネルの裏面に貼
   付し、ついで加熱して発泡・硬化させる車輌外板パネル
   構造体の製造方法。