JP2010065564A - 熱線遮蔽カバー - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートインシュレータなど、３次元形状形状で、かつ熱線遮蔽性に優れた軽量な熱線遮蔽カバーを提供する。
【解決手段】エンジン排気管などの熱源２６近傍に配置されて熱源からの熱線を遮蔽するカバーであって、心材発泡樹脂３ｂの両面にアルミニウム合金板２ａ、２ｂが各々積層された複合成形体からなり、この複合成形体における片側のアルミニウム合金板２ａ表面を熱源２６側に向けて配置した熱線遮蔽性に優れた軽量な熱線遮蔽カバー。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動車エンジン排気管の保護カバーであるヒートインシュレータなど、熱源からの熱線を遮蔽するカバーに関し、樹脂積層板を成形するとともに樹脂を発泡させた複合成形体からなる、軽量な熱線遮蔽カバーに関する。本発明で言う積層板とは、心材発泡性樹脂の両面にアルミニウム合金板が各々積層されてなり、冷間にて成形加工（塑性加工）された後に、前記心材発泡性樹脂を加熱により発泡させた複合成形体とされる積層板のことを言う。また、本発明で言う複合成形体とは、この積層板を冷間にて成形加工（塑性加工）した後に、前記心材発泡性樹脂を加熱により発泡させた複合成形体のことを言う。なお、以下の説明では、これら積層板や複合成形体のことを、金属板単板に対する総称として複合板とも言う。

自動車エンジン排気管の保護カバーであるヒートインシュレータなど、熱源からの熱線を遮蔽するカバーが、従来から種々用いられている。この種熱線遮蔽カバーとして、熱源からの熱線の反射特性が高く、かつ軽量なアルミニウム合金板をそのままか表面を鏡面化して用る、あるいは、このアルミニウムをめっきした鋼板を用いたものが公知である。

また、ヒートインシュレータとしては、これらアルミニウム合金板やアルミニウムめっき鋼板を、熱源である自動車エンジン排気管の近傍に配置し、例えば、弾性のあるガスケットの側端の連結片などに接合した例が公知である（特許文献１）。

これら熱線遮蔽カバーに要求される特性は、本来の軽量化された上での遮熱性だけではなく、熱源や使用環境、用途によっては、耐熱性、防音性（吸音性）や制振性（吸振性）なども要求される。これに対して、前記アルミニウム合金板の間や表面に、グラスウールやセラミックなどの、耐熱材、防音材（吸音材）や制振材（吸振材）の機能材料を挟むか設けた熱線遮蔽カバーが提案されている（特許文献２、３）。

ただ、特に、ヒートインシュレータは、自動車車体にとっての付属品である以上、自動車車体の軽量化が促進される中で、より軽量化の要求がある。この点、ヒートインシュレータなど、熱線遮蔽カバーが、従来のようなアルミニウム合金板やアルミニウムめっき鋼板の金属の単板ではなく、樹脂と金属との複合板化ができれば、金属板をより薄肉化でき、軽量化が図れる。

このような樹脂と金属との複合板は、熱線遮蔽カバー用途ではないが、従来から公知である。例えば、制振性能・遮音性能が要求される自動車車体用パネル用途などに、金属単板の代わりに、心材として発泡樹脂を２枚のアルミニウム合金板間に挟んで積層した、比較的薄板である軽量複合成形体（複合成形パネル）が提案されている。

これらの軽量複合成形パネルは、先ず、心材として発泡性樹脂（発泡可能樹脂）を、接着用樹脂を介して、２枚の平坦なアルミニウム合金板間に挟んで積層して素材積層板として、接着、一体化させる。その後、素材積層板を、プレスまたはロールフォーミングなどの成形加工（塑性加工）により、所望の成形体形状に成形し、この成形後あるいは成形前に、接着時よりも高い、発泡性樹脂の発泡温度で加熱することにより、発泡性樹脂を発泡させたものである。ここで、発泡性樹脂とは、加熱により発泡する乃至加熱により発泡が可能な樹脂を意味する。

この基本構造に対して、この軽量複合板の外観性、軽量性、耐衝撃性、耐熱性、保温性、耐久性などの諸特性を向上させるために、これら発泡樹脂の発泡倍率を制御して、異なる発泡倍率の発泡樹脂を積層することなども提案されている（特許文献４参照）。また、発泡性樹脂層の発泡後の剥離を抑制するために、アルミニウム合金板と発泡性樹脂層との間に、接着剤層と非発泡性樹脂層とを介在させることも提案されている（特許文献５参照）。

更に、形状・施工場所・重量に制限を受けることがないとともに、積層板全体として薄く、プレス加工などの塑性加工性がよく、加熱発泡工程を経た最終の使用状態で十分な制振性能などを備え、防音性能を発揮する発泡樹脂積層防音板およびその製造方法も提案されている（特許文献６）。
特開２００６−１８８９７５号公報 特開２００１−６５３６６３号公報 特開平７−２７７８１１号公報 特開平１０−２９２５８号公報 特開２００６−５６１２１号公報 特開２００４−４２６４９号公報

自動車の車体用部材、あるいは吸音部材、制振部材などに使用されていた、前記発泡樹脂軽量複合板を、前記ヒートインシュレータなどの熱線遮蔽カバーに適用できれば、前記アルミニウム合金板やアルミニウムめっき鋼板の金属の単板に比して、軽量化が図れる。しかし、このような例は未だ実例がない。この理由は、樹脂と金属との複合板を熱線遮蔽カバー用途に用いるためには、検証と解決すべき大きな課題がいくつかあるからである。それは、発泡樹脂軽量複合板の、発泡樹脂を用いたことによる耐熱性と、ヒートインシュレータなどの熱線遮蔽カバーへの成形性である。

先ず、発泡樹脂軽量複合板の耐熱性であるが、ヒートインシュレータの場合、熱源である自動車エンジン排気管は６００〜８００℃の高温である。したがって、その近傍に配置されて熱源からの熱線を遮蔽するヒートインシュレータも、熱源からの輻射熱あるいは対流熱によって高温に曝される。一方で、発泡性樹脂の溶融温度は、樹脂によって勿論異なるが、高くても２００℃程度であり、また、１００℃を超えた場合には、溶融せずとも、発煙するなどの問題がある。このため、発泡樹脂軽量複合板は、常識的には、ヒートインシュレータなどの熱線遮蔽カバーには使用できない。

また、発泡樹脂軽量複合板の成形性であるが、ヒートインシュレータなどの熱線遮蔽カバーは、比較的大きな面積を有するとともに、軽量化のために、薄肉化されたパネルである。より軽量化のために、前記した金属板単板の代わりに、発泡樹脂軽量複合板を用いて複合成形体を得る場合でも、自動車車体用パネルの製作側としては、金属板単板の成形時と同じ成形プレスあるいは同じ成形条件を用いたい。このためには、金属板単板よりも板厚が厚くなった素材積層板を用いることはできず、素材積層板の板厚はせいぜい３．４ｍｍ以下、好ましくは２．４ｍｍ以下程度に制約される。また、金属板単板の代替としてより軽量化させるためにも、素材積層板の板厚を３．４ｍｍを超えて厚くはできない。

ただ、このように素材積層板の板厚を薄くする場合、軽量化のために、また、曲げ剛性を確保するために、金属板側に比べて密度の低い発泡性樹脂層の厚さを増大させ、金属板側の板厚を相対的に薄くする必要がある。したがって、素材積層板を構成する各金属板の板厚は、比較的軽量なアルミニウム合金板でも、１．０ｍｍ以下に薄肉化する必要がある。しかし、このように薄い金属板の成形限界は、後述する通り、薄くなるほど著しく低下する。

また、一方で、心材発泡性樹脂単体での成形性も決して良くはない。前記した比較的大きな面積を有するヒートインシュレータなどの熱線遮蔽カバーへの冷間でのプレス成形は、３次元形状形状への加工であり、２次元形状への加工に比べて、格段に伸びや弾性率が必要となる。しかし、これまでの発泡樹脂は、平滑性や美観を重視して選定されており、このような３次元形状形状への冷間プレス成形性を意図したものではない。この結果、発泡樹脂単体での冷間成形加工は、成形自体や成形体の形状安定性の点から困難で、発泡樹脂単体でのパネル等への成形加工は、温間あるいは熱間などで成形する必要がある、というのが従来の樹脂分野における常識である。

したがって、このような心材発泡性樹脂の両面にアルミニウム合金板が各々積層されてなる、薄肉化された積層板は、各々単体では成形加工が難しく、成形加工後の形状も安定しないもの同士の組み合わせである。このため、このような薄肉化された積層板は、常識的には、前記ヒートインシュレータなどの熱線遮蔽カバーへの冷間成形加工が困難である。

これらの点に鑑み、本発明は、前記した発泡樹脂軽量複合板からなる、ヒートインシュレータなどの熱線遮蔽カバーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための、本発明熱線遮蔽カバーの要旨は、熱源近傍に配置されて熱源からの熱線を遮蔽するカバーであって、心材発泡性樹脂の両面にアルミニウム合金板が各々積層された積層板をこのカバー形状に成形した後に、前記心材発泡性樹脂を加熱して発泡させた複合成形体からなり、この複合成形体におけるいずれかのアルミニウム合金板表面を前記熱源側に向けて配置することである。

ここで、前記熱線遮蔽カバー周縁部の複合成形体面を、熱線遮蔽の対象とする前記熱源方向には向けないように、前記複合成形体が成形されていることが好ましい。また、前記熱線遮蔽カバーを、熱線遮蔽の対象とする前記熱源近傍の低温箇所に接合することが好ましい。

更に、前記熱線遮蔽カバーにおける前記積層板の板厚が３．４ｍｍ以下であり、この積層板を構成する前記アルミニウム合金板の板厚が０．０５〜１．０ｍｍであるとともに、心材発泡性樹脂の板厚が０．５〜１．４ｍｍであり、前記アルミニウム合金板がＪＩＳＨ０００１規格にて規定される質別記号の内、Ｏ材、Ｈ２２材〜Ｈ２４材、Ｈ３２材〜Ｈ３４材及びＴ４材から選択される調質処理材であり、前記範囲の板厚における伸びが１０％以下であるが好ましい。ここで、前記積層板の板厚が２．４ｍｍ以下であり、この積層板を構成する前記アルミニウム合金板の板厚が０．０５〜０．５ｍｍであるとともに、前記心材発泡性樹脂の板厚が０．５〜１．４ｍｍであることが好ましい。また、前記アルミニウム合金板が、１０００系、３０００系、５０００系、６０００系のアルミニウム合金から選択されたものであることが好ましい。

本発明者らは、先ず、発泡樹脂軽量複合板の耐熱性について、後述する実際の実験の通り、熱源温度が高温であっても、発泡樹脂軽量複合板における発泡樹脂部分の温度は、それほど上昇せず、熱線遮蔽カバーとして使用可能であることを知見した。即ち、熱源温度が６００℃の高温であっても、熱源近傍に配置された発泡樹脂軽量複合板（積層板）における発泡樹脂部分（複合板内部）の温度は、１２０℃程度には上昇するものの、時間が経過しても、それ以上には上昇せず、一定に保たれることを知見した。

これは、前記心材発泡性樹脂を加熱して発泡させた複合成形体において、熱源側に向けて配置された、いずれかの前記アルミニウム合金板の、熱源からの熱線（輻射熱）の反射特性による効果である。そして、心材発泡性樹脂の両面にアルミニウム合金板を各々積層した結果、心材発泡樹脂から、熱源からの空気を媒介とする対流熱をも遮断した効果である。

また、本発明者らは、板厚が極端に薄くなって、単体のアルミニウム合金板としては著しく冷間成形性が低下した場合でも、これまた、単体では冷間成形性が著しく低い発泡性樹脂と積層し、両者を組み合わせることによって、予想に反して、却って冷間成形性が著しく向上することを知見した。そして、この積層化は、発泡性樹脂の側の形状安定性の向上効果ももたらし、通常は、形状安定性が低い発泡性樹脂単体であっても、積層化によって、形状安定性が向上することを知見した。即ち、発泡樹脂軽量複合板は、比較的大きな面積を有するヒートインシュレータなどの熱線遮蔽カバーへの冷間でのプレス成形が可能となり、熱線遮蔽カバーとして使用可能であることを知見した。

したがって、本発明によれば、前記発泡樹脂軽量複合板を、前記ヒートインシュレータなどの熱線遮蔽カバーに適用でき、前記アルミニウム合金板やアルミニウムめっき鋼板の金属の単板に比して、熱線遮蔽カバーの軽量化を図ることができる。

本発明の実施の形態について、以下に図面を用いて説明する。図１は、発泡前の心材樹脂を積層した、熱線遮蔽カバーの素材である積層板を示す斜視図である。図２、３は、図１の積層板を成形した後に、加熱して心材の発泡性樹脂を発泡させ、心材発泡樹脂（発泡させた樹脂）とした状態の複合成形体（複合成形パネル）、即ち、熱線遮蔽カバーの態様を示す一部断面斜視図である。

素材積層板：
図１に示すように、図２、３の熱線遮蔽カバー（複合成形体）用の材料である本発明積層板１は、金属板として２枚のアルミニウム合金板２ａ、２ｂの間に、図の上から順に、接着用樹脂フィルム４ａ、発泡性樹脂（未発泡の樹脂）フィルム３ａ、接着用樹脂フィルム４ｂを積層した形で、挟み込んでいる。

なお、接着用樹脂４は、発泡性樹脂３ａ自体にアルミニウム合金板２ａ、２ｂとの十分な接着効果がある場合には、必須では無い。ただ、積層板１の成形加工時に必要な接合強度や、複合成形体としての必要な接合強度を確保するためには、接着用樹脂４を使用する方が好ましい。

熱線遮蔽カバー（複合成形体）：
図２は平板状熱線遮蔽カバー１ａ、図３はＨＡＴ型形状の熱線遮蔽カバー１ｂを各々示す。図２、３は、図１の積層板１を冷間成形後に加熱して、発泡性樹脂３ａを発泡させ、心材の発泡樹脂３ｂとした、熱線遮蔽カバー（複合成形体）１ａ、１ｂの状態を示している。

積層板の板厚：
本発明積層板は、そもそも冷間でパネル形状に成形される薄い熱線遮蔽カバーを対象とする。この点で、冷間でパネル形状に成形されない建築物や構造物のような厚い積層板は対象外である。前記した通り、熱線遮蔽カバーの、より軽量化のために、金属板単板の代わりに、本発明積層板を用いて複合成形体を得る場合には、プレス成形工程や軽量化のために、金属板単板よりも、板厚があまりに厚くなった素材積層板を用いることはできない。即ち、熱線遮蔽カバーの製作側は、金属板単板の成形時と同じ成形プレスあるいは同じプレス成形条件を用いたいし、金属板単板の代替としては、熱線遮蔽カバーをより軽量化させるたい。

このために、本発明積層板全体の板厚は、薄ければ薄いほど好ましく、３．４ｍｍ以下、好ましくは２．４ｍｍ以下の薄板とする。ここで言う、積層板全体の板厚とは、積層した、２枚のアルミニウム合金板２ａ、２ｂ、接着用樹脂フィルム４ａ、４ｂ、発泡性樹脂フィルム３ａの合計の板厚であり、接着用樹脂フィルム４ａ、４ｂが無い場合は、２枚のアルミニウム合金板２ａ、２ｂ、発泡性樹脂フィルム３ａの合計の板厚である。

アルミニウム合金板：
熱線遮蔽カバーとして、アルミニウム合金板２ａ、２ｂは、複合成形体における２ａ、２ｂのいずれかが、表面を前記熱源側に向けて、即ち、熱源からの熱線（輻射熱）放射方向に向けて配置され、熱源からの熱線（輻射熱）を反射する。また、心材発泡性樹脂の両面に各々積層されて、心材発泡樹脂から、熱源からの空気を媒介とする対流熱をも遮断する。これによって、熱源温度が高温であっても、熱線遮蔽カバーにおける発泡樹脂部分の温度を上昇させず、比較的低い温度に保持し、熱線遮蔽カバー（複合成形体）としての耐熱性を保証する。

このような機能乃至特性は、その合金の種類にかかわらず、アルミニウム合金全てが有するため、アルミニウム合金全てがアルミニウム合金板２ａ、２ｂとして使用可能である。ただ、熱線遮蔽カバーは、高温で腐食性の雰囲気にも曝されやすいので、熱線遮蔽カバーとしては、アルミニウム合金表面の耐食性が重要となる。アルミニウム合金表面が腐食した場合には、熱源からの熱線（輻射熱）を反射する効果が減少してしまい、熱線遮蔽カバーとしての機能や、耐久性、耐熱性が低下する。

この点では、アルミニウム合金板２ａ、２ｂとして、アルミニウム合金の中でも、１０００系、３０００系、５０００系、６０００系のアルミニウム合金から選択されたものを使用することが好ましい。また、この中でも、耐食性の良い、ＪＩＳ規格にて規定される、純アルミニウム系の１０００系アルミニウム合金を使用することが好ましい。なお、アルミニウム合金板２ａ、２ｂは同じアルミニウム合金としても良く、成形性や剛性などの特性を阻害しない範囲で、２ａ、２ｂとの合金種や調質を互いに変えても良い。

ただ、１０００系アルミニウム合金板は、３０００系、５０００系のアルミニウム合金板に比して、より強度が低く、板厚が極端に薄くなった場合には、冷間成形後の形状安定性が低くなる可能性がある。このため、この１０００系アルミニウム合金板のＯ材など、より強度が低いアルミニウム合金板を用いる場合には、積層板のアルミニウム合金板２ａ、２ｂの板厚を比較的厚くする必要性なども生じる。

アルミニウム合金板２ａ、２ｂは、また、成形性の観点からは、好適には、これらアルミニウム合金の通常の乃至市販の冷間圧延板である、後述する調質処理材を用いる。アルミニウム合金板２ａ、２ｂは、基本的には、無塗装、表面処理なしで、熱線遮蔽カバーとして、平坦で平滑な表面あるいは鏡面な表面のまま用いられる。ただ、必要により、エンボス加工、プレス加工、ロール加工を施すなどして、表面全体に亙って、あるいは部分的に、適宜の範囲と大きさで凹凸を設けてもよい。

アルミニウム合金板の板厚：
このような薄い積層板に積層されるアルミニウム合金板２ａ、２ｂの各板厚も、薄いほど好ましく、０．０５〜１．０ｍｍの範囲、好ましくは０．０５〜０．５ｍｍの範囲の薄板とする。ただ、アルミニウム合金板２ａ、２ｂの板厚が、片側一方だけでも０．０５ｍｍ未満では、板厚が薄すぎ、心材発泡樹脂が発泡した熱線遮蔽カバーの使用状態での曲げ剛性および曲げ強度が著しく低下する。一方、アルミニウム合金板２ａ、２ｂの板厚が、片側一方だけでも１．０ｍｍ、厳しくは０．５ｍｍを超えると、重量が重くなり、軽量化が犠牲となって、熱線遮蔽カバーを複合成形体とする意味自体が失われる。

成形性の観点からのアルミニウム合金板の種類：
積層板に積層されるアルミニウム合金板２ａ、２ｂは、積層板の冷間成形性（成形可能性、成形後の形状安定性）の向上のために、適正な強度が必要な観点から、ＪＩＳＨ０００１規格にて規定される質別記号の内、Ｏ材、Ｈ２２材〜Ｈ２４材、Ｈ３２材〜Ｈ３４材及びＴ４材から選択される調質処理材とする。この適正な強度は、熱線遮蔽カバーとしての曲げ剛性や曲げ強度にも必要である。アルミニウム合金板の強度は、勿論、合金の成分組成にもよるが、調質処理による影響が大きく、特に、１０００系、３０００系、５０００系などのアルミニウム合金系では、これ以外の調質処理では、強度が高すぎ、積層板の熱線遮蔽カバー形状への冷間成形性を十分に向上できない。

前記した通り、積層板を構成するアルミニウム合金板の板厚が極端に薄くなった場合には、この薄板の伸びが、比較的厚板の場合に比して、著しく低下する。具体的には、３００４のＯ材では、板厚が１．６ｍｍの場合には２０％程度の伸びを有するのに対して、板厚が０．０５ｍｍ（５０μｍ）に薄くなった場合には１０％以下の３％程度に著しく低下する。これは、１０００系、５０００系、あるいは３０００系などの他のアルミニウム合金系でも同様である。

本発明における、熱線遮蔽カバーの素材積層板に積層されるアルミニウム合金板２ａ、２ｂは、板厚が極端に薄くなることによって、伸びが１０％以下に極端に低下したアルミニウム合金板である。これを前提にした、素材積層板として、前記した必要強度を確保するために、上記した調質処理材とする。

積層板の作用効果：
このように、２枚のアルミニウム合金板２ａ、２ｂを用い、この２枚の金属板間に、未発泡状態の発泡性樹脂３ａと接着用樹脂４ｂとを積層した（挟み込む）場合、前記した通り、アルミニウム合金板単体、発泡性樹脂単体の場合に比して、冷間成形性向上効果と冷間成形後の形状安定性の向上効果をもたらす。アルミニウム合金板と発泡性樹脂との積層化によって、アルミニウム合金板が薄板であっても、その歪み分布が均一化する。このために、冷間成形において、大きな局所的な伸びが生じないか、あるいは大きな局所的な伸びが生じるまでの時間が遅くなり、冷間成形中のアルミニウム合金薄板が短時間には破断しなくなるためである。

成形時に、積層板１に荷重（成形負荷）を与えることにより得られる変形量δは、荷重を除荷した後に零となる弾性変形量δＥと、荷重を除荷しても変形量が変わらない塑性変形量δＰとの和となる。冷間にて所定の形状に成形が可能ということは、成形時の荷重を除荷した直後に、弾性変形量δＥが零となった後の塑性変形量δＰが、目標となる変形量δとなるようにすることを意味する。積層板１全体に成形荷重を作用させ、変形させると、アルミニウム合金板２ａ、２ｂと発泡性樹脂フィルム３ａとを積層、一体化させているために、アルミニウム合金板２ａ、２ｂと発泡性樹脂フィルム３ａとには、等しい変形量が生じ、前記した歪み分布が均一化されて、成形性が向上する。

また、この積層化による、上記変形量の均一化や歪み分布の均一化は、発泡性樹脂の側にも形状安定性の向上効果も同時にもたらす。通常、発泡性樹脂単体では、弾性変形の割合（弾性変形率）が大きいために、冷間成形による塑性変形によって所定の形状としても、元の直線的な形状に戻ろうとするバックリング性が高く、形状安定性が低い。これに対して、アルミニウム合金板は、発泡性樹脂に比して、塑性変形の割合（塑性変形率）が大きいために、冷間成形による塑性変形によって所定の形状とした場合の、元の直線的形状に戻ろうとするバックリング性は低い。したがって、積層化によって、発泡性樹脂の塑性変形の割合（塑性変形率）が大きくなり、形状安定性が向上する。このため、比較的大きな面積を有する熱線遮蔽カバーの３次元形状形状へのプレス成形など、冷間での成形が可能となる。

また、複合板を熱線遮蔽カバー（複合成形体）に冷間成形する場合、２枚のアルミニウム合金板２ａ、２ｂ間に発泡性樹脂３ａが挟み込まれて、拘束されながら成形される。このため、成形した複合成形体１ｂに反りが発生しにくくなり、複合成形体１ａや１ｂの形状精度が格段に向上する。更に、発泡性樹脂３ａを発泡させる場合にも、２枚のアルミニウム合金板２ａ、２ｂ間での発泡性樹脂３ａの発泡度合いを、アルミニウム合金板２ａ、２ｂの間隔を調整することで規制でき、樹脂を発泡させた状態の熱線遮蔽カバー（複合成形体）１ａや１ｂの形状精度も格段に向上する。

更に、この積層化によって、２枚のアルミニウム合金板２ａ、２ｂ間に、発泡後の心材樹脂３ｂが挟み込まれた構造となり、熱線遮蔽カバー１ａや１ｂが比較的大きな面積を有していても、曲げ剛性に優れた、軽量な複合成形体とすることができる。

心材発泡性樹脂の厚み：
以上のような積層板の構成を前提にして、以下に、本発明では、心材発泡性樹脂３ａの板厚（未発泡樹脂層の厚み）を規定する。即ち、積層板の板厚が３．４ｍｍ以下である場合には、心材発泡性樹脂の板厚を０．５〜１．４ｍｍの範囲とする。また、積層板の板厚が２．４ｍｍ以下である場合には、心材発泡性樹脂の板厚を０．５〜１．４ｍｍの範囲とする。なお、未発泡樹脂層の厚みに積層板の部位による「ばらつき」がある場合には、積層板の選択された適当部位における平均値とする。

心材発泡性樹脂３ａの板厚が薄すぎると、冷間成形時に、伸びが１０％以下に極端に低下したアルミニウム合金薄板の歪み分布を均一化する、心材発泡性樹脂３ａ（積層板として）の成形性向上効果が薄くなる。このために、アルミニウム合金単板と大差なくなり、冷間成形において、短時間に大きな局所的な伸びが生じやすくなり、冷間成形中のアルミニウム合金薄板が短時間に破断し、成形性が大幅に低下する。また、心材発泡性樹脂３ａの板厚が薄すぎると、この心材発泡樹脂３ｂの厚みが薄くなり、曲げ剛性か曲げ強度が同じ単体のアルミニウム合金板に比して軽量とはならず、複合成形体を熱線遮蔽カバーに使う意味がなくなる。

一方、心材発泡性樹脂３ａの板厚が厚すぎると、相対的に薄くなるアルミニウム合金板（積層板として）の効果が半減し、発泡性樹脂単体と大差なくなる。このため、弾性変形の割合（弾性変形率）が大きい発泡性樹脂は、冷間成形による塑性変形によって所定の形状と例えできても、元の直線的な形状に戻ろうとするバックリング性が高くなり、形状安定性が低くなる。また、心材発泡性樹脂３ａの板厚が厚すぎると、比較的大きな面積を有する熱線遮蔽カバーの、使用状態での曲げ剛性および曲げ強度が著しく低下する。

心材発泡性樹脂の発泡倍率：
心材発泡性樹脂３ａの、心材発泡樹脂３ｂ（発泡後）への発泡倍率は２〜２０倍程度とすることが好ましい。これによって、比較的大きな面積を有する熱線遮蔽カバーの、軽量化と曲げ剛性および曲げ強度の兼備を保証できる。この発泡倍率が小さすぎると、曲げ剛性か曲げ強度が同じアルミニウム合金板単体に比して軽量とはならず、熱線遮蔽カバーに複合成形体を使う意味がなくなる可能性が高い。一方、この発泡倍率が大きすぎると、熱線遮蔽カバーの使用状態での曲げ剛性および曲げ強度が著しく低下する可能性が高い。

心材発泡性樹脂の種類：
積層板の心材発泡性樹脂３ａは、ポリオレフィン系樹脂として、ランダム共重合ポリプロピレン系樹脂（Ｒ．ＰＰ）、ホモポリプロピレン系樹脂（Ｈ．ＰＰ）、溶融時の流れ性ＭＦＲ（Melting Flow Rate g/10min ）が０．１〜５０ｇ／１０ｍｉｎの範囲である共重合ポリプロピレン系樹脂（Ｂ．ＰＰ）の一種または二種以上からなることが好ましい。これらのポリプロピレン系樹脂は、他の樹脂に比して、伸びが低下したアルミニウム合金薄板の歪み分布を均一化する、心材発泡性樹脂３ａ（積層板として）としての、前記成形性向上効果が大きい。即ち、Ｏ材、Ｈ２２材〜Ｈ２４材、Ｈ３２材〜Ｈ３４材及びＴ４材などの調質処理材であるアルミニウム合金薄板と組み合わされて積層された場合の、成形可能性や形状安定性などの成形性向上効果が大きい。

積層板の心材発泡性樹脂３ａは、発泡性を持つために、これらの樹脂に、市販の加熱分解型の発泡剤を更に配合し混練したものである。この際、上記各ポリプロピレン系樹脂を、それぞれ単体で用いても良いし、これら樹脂を混ぜ合わせたポリマーブレンドとして、配合したものであってもよい。

樹脂応用例：
樹脂応用例として、特性の異なる複数の樹脂をブレンドしたり、無機系や金属系のフィラーや添加剤を含有させることで、複合成形体の特性をより高機能、多機能とすることができる。例えば、発泡性樹脂、接着用樹脂、制振性の高い樹、吸音性の高い樹脂を用いれば、制振性能や遮音性能、吸音性能が高まる。また、導電性物質を用いれば溶接性能が高まる。上記の発泡性樹脂３ａや接着用樹脂４に導電性物質として金属粉末が添加されると、樹脂は高密度となる。このため、遮音性能が高まるとともに、導電性物質を用いれば溶接性が向上できる。

これら使用樹脂は、発泡性樹脂３ａとして用いるポリオレフィン系樹脂の融点は１４０〜１６０℃であり、熱分解温度は概ね４００℃程度であることと、熱分解型発泡剤を樹脂に添加し均一に分散させるためには、融点より２０〜３０℃高い温度で発泡剤を混練する必要がある。さらに、混練中に発泡剤の発泡が開始しないようにするためには、発泡温度は混練温度より１０℃以上高く、熱分解温度より十分に低い、１７０℃〜３００℃に設定されていることが好ましい。このようにすると、１７０℃〜３００℃で加熱することで、発泡性樹脂３ａを、劣化させることなく、均一に発泡させることができる。

（接着用樹脂）
接着用樹脂４ａ、４ｂは、発泡性樹脂３ａとアルミニウム合金板２ａ、２ｂとの接着が可能な（接着強度を有する）接着用樹脂からなる。心材発泡性樹脂として、前記したポリオレフィン系樹脂を主成分として用いた場合には、接着用樹脂４ａ、４ｂとして、無水マレイン酸などで変性させたポリオレフィンを主成分とする、熱融着タイプの熱可塑性樹脂が好適に用いられる。

（樹脂形状）
これら発泡性樹脂、接着用樹脂は、フィルム・シートであるものに限らない。発泡性樹脂、接着用樹脂のうち、何れか一方（この場合、他方はフィルム・シートでよい）、または両方を、溶融状態または溶媒に溶解させた状態のものを、ロールやスプレーなどで塗布することによっても可能である。なお、この塗布の場合には、塗布後に乾燥する工程があることが好ましい。

更に、上記発泡性樹脂３ａに潤滑剤が添加されると、プレス成形時の金型との接触摩擦を低減して樹脂の破断を防止し性形成を向上させることができる。この変形例として、発泡性樹脂３ａの表面に潤滑専用のフィルムを貼ったり、潤滑のためのコーティングを行うことでも、同様の効果を得ることができる。

熱線遮蔽カバー（複合成形体）の製造方法：
ここで、熱線遮蔽カバー（複合成形体）の製造方法について、以下に説明する。

発泡性樹脂：
発泡性樹脂３ａを構成する樹脂材料を先ず混練する。この材料は、樹脂と熱分解型発泡剤とを含んでおり、必要に応じて、接着強度、制振性、耐熱性を付与する物質や、導電性向上のための金属粉末が添加される。これらの材料が十分混練された後、フィルムあるいはシート化される。フィルム化される場合にはコイル状に巻かれる。このとき、上記材料の混練温度は、用いる発泡剤の熱分解温度よりも１０℃以上低く設定されていることが好ましい。そうすると、混練されることで樹脂の温度が上昇しても、発泡が起こることを防止することができる。

接着用樹脂：
接着用樹脂４を構成する樹脂材料を先ず混練する。この材料は、樹脂に、必要に応じて、接着強度・制振性付与する材質や、導電性を付与するための金属粉末が添加されている。これらの材料が十分混練された後、フィルム化あるいはシート化される。フィルム化の場合には、コイル状に巻かれて別途積層されるか、アルミニウム合金板の表面に塗布される。

なお、上記の発泡性樹脂のフィルムあるいはシートと接着用樹脂が熱融着されて、一体化された後にコイル状に巻かれてもよい。あるいは、発泡性樹脂シートまたはフィルムを金型から押し出し成形する際に、発泡性樹脂の表面を接着用樹脂で覆うように、２種３層押出成形により、発泡性樹脂と接着用樹脂を一体化してもよい。既に発泡性樹脂フィルムと接着用樹脂フィルムとが、それぞれ別のコイルとされている場合には、これら２つのコイルから各々引き伸ばすことで、アルミニウム合金板２に、接着用樹脂フィルム４と発泡性樹脂フィルム３ａとを同時に積層させることができる。何れの場合であっても、発泡性樹脂３ａは未発泡状態であり厚みが薄いため、コイル状にすることが可能である。そのため、コイル状での搬送が可能であり、施工場所でコイルから引き伸ばすことができるため施工場所が制限されない。

積層板の製作：
切り板とされたアルミニウム合金板２ａ、２ｂと、同じく切り板とされた接着用樹脂フィルム４、発泡性樹脂フィルム３ａとを、順に積層して、積層板となす方法が最も簡便である。ただ、設備的に可能であれば、連続的に積層してもよい。即ち、アルミニウム合金板２ａ、２ｂの両方をコイルから巻き出し、一方で、上記発泡性樹脂フィルムおよび接着用樹脂フィルムを、各々コイルから巻き出して、引き伸ばしながら、アルミニウム合金板２ａ、２ｂの間に同時に積層してもよい。これらの積層後、例えば熱ロールなどにより挟み込んで加熱すれば、図１におけるアルミニウム合金板２と発泡性樹脂３ａとが、接着用樹脂を介して、一体に接着され、素材積層板１が製作できる。この熱ロールの温度は、発泡性樹脂３ａの発泡温度よりも低く、概ね発泡性樹脂および接着用樹脂の融点近傍に設定する。これにより、元来、接着性のないポリオレフィンからなる発泡性樹脂とアルミ表面に出来た水酸化皮膜とを変性ポリオレフィンにより接着することができ、結果として、冷間成形に必要なアルミと発泡性樹脂との界面の接着強度を確保することが出来る。

（成形加工）
製造された積層板１は、冷間成形されて、所定の複合成形体（パネル）１ａ、１ｂ形状とされる。成形加工の方法としては、張出成形、絞り成形、曲げ成形などのプレス成形や曲げ加工を用いることができる。

（加熱、発泡）
この成形加工によって所定形状とされた複合成形体は、発泡温度まで加熱されることで、発泡性樹脂３ａを発泡させて発泡樹脂３ｂとされ、複合成形体１ａ、１ｂとされる。加熱は冷間成形後にバッチ式または連続式のガス炉、電気炉などの対流伝熱方式の加熱炉を用いて行うことが出来る。また、アルミニウム合金は熱線反射率が高く、遠赤外線式の加熱炉を用いることが出来ないが、アルミニウム合金板２ａ、２ｂのうち少なくとも片側の外側表面に塗装や有機皮膜などの熱線吸収層を設けることにより、遠赤外線式加熱炉でも加熱できるようにすることができる。また、加熱および／または冷却が可能な熱間プレスを用いれば、冷間でプレス成形した後、トランスファーなしで、発泡性樹脂３ａを加熱発泡して発泡樹脂３ｂとし、さらに加熱により柔らかくなっている発泡樹脂３ｂを冷却して硬くすることができる。これにより、平坦な複合板から発泡して高剛性になった複合成形体を短時間に生産することが出来るだけでなく、加熱発泡直後は柔らかく成形後の形状を維持するには冷却時間が必要であったが、トランスファーの必要がない成形と同一の金型内での冷却により形状を崩さないように短時間で取り出すことが出来るので、生産性を高めることができる。

なお、積層板１の発泡性樹脂３ａを先ず発泡させ、発泡後の積層板１を成形加工した場合には、アルミニウム合金板２ａ、２ｂと発泡性樹脂フィルム３ａとの前記した積層化効果は半減する。即ち、発泡後の発泡樹脂３ｂの、伸びが１０％以下に極端に低下したアルミニウム合金薄板の歪み分布を均一化する効果は、未発泡の心材発泡性樹脂３ａに比して、著しく低く、積層板１の冷間成形性が著しく低下する。

熱線遮蔽カバーの使用態様：
次に、これら製造した熱線遮蔽カバーの使用態様である熱線遮蔽方法としての態様を、図４、５を用いて、以下に説明する。図４は自動車エンジン２２のヒートインシュレータ（熱防護装置）２１の分解斜視図であり、図５は、この図４のヒートインシュレータ２１部分の拡大である。

図４において、自動車のエンジン２２は、シリンダヘッド２３とシリンダブロック２４が、シリンダヘッドガスケット（図示せず）を介在して相互に接合されて構成されている。自動車エンジン２２のシリンダヘッド２３には、燃焼排ガスが排出される排気ポート孔２５が形成され、排気ポート孔２５には、エキマニガスケット（図示しない) を介して、複数の排気管（エキマニ）２６が接合されている。また、シリンダヘッド２３には、合成樹脂製などのシリンダヘッドカバー２４がゴムシールなどを介して装着されている。

このような自動車エンジン部分において、熱線遮蔽が必要な高温の熱源は、排気管２６のみであって、６００〜８００℃の高温である。他のシリンダヘッド２３、シリンダブロック２４、あるいはシリンダヘッドカバー２４は低温な熱源であり、８０〜１００℃の低温であり、熱線遮蔽が不要である。したがって、熱線遮蔽カバーであるヒートインシュレータ２１は、この高温の熱源である排気管２６を覆うように、図５に示す、前記図３のようなＨＡＴ型形状１ｂを有している。

ヒートインシュレータ２１は、熱源である排気管２６近傍のの、シリンダヘッド２３、シリンダブロック２４、あるいはシリンダヘッドカバー２４などの低温箇所（低温な熱源）に接合する。例えば、この図５において、ヒートインシュレータ２１は、低温な熱源であるシリンダヘッドカバー２４に接合されている。即ち、ヒートインシュレータ２１のＨＡＴ型頂部３０の周縁の水平に張り出したフランジ部３１には、周方向に適宜間隔をおいて、複数の貫通孔３２を設けている。これらの貫通孔３２を介して、ボルト、ナットなどの機械的な接合手段４０によって、フランジ部３１とシリンダヘッドカバー２４とを接合する。このように、ヒートインシュレータ２１を、熱源近傍の低温箇所に接合することによって、ヒートインシュレータ２１の面積が必要最小限で済み、積層板１の成形や、接合自体も容易となる。

ヒートインシュレータ２１のＨＡＴ型頂部３０の部分的な拡大図を、図５における右側の円内に示す。この拡大図の通り、ヒートインシュレータ２１を構成するアルミニウム合金板２ａの側（ヒートインシュレータ２１のアルミニウム合金板２ａ、２ｂのいずれか片側）は、その表面を熱源である排気管２６側に向けて配置されている。このように、熱源である排気管２６からの熱線（輻射熱）放射方向に向けて配置され、排気管２６からの熱線（輻射熱）を反射する。

一方、アルミニウム合金板２ｂの側は、２ａとともに、心材発泡性樹脂３ｂの両面を積層被覆して、排気管２６からの空気を媒介とする対流熱から、心材発泡樹脂３ｂを遮断、保護する。これによって、排気管２６の熱源温度が６００〜８００℃の高温であっても、熱線を遮蔽しつつ、熱線遮蔽カバーにおける発泡樹脂部分の温度を上昇させず、比較的低い１２０〜１４０℃程度の温度に保持し、熱線遮蔽カバー（複合成形体）としての耐熱性を保証する。

ヒートインシュレータ２１のフランジ部３１における周縁部の拡大図を、図５における右上側の円内に示す。この拡大図の通り、フランジ部３１における周縁部の複合成形体面３３は、熱線遮蔽の対象とする排気管２６側に向いていない。言い換えると、ヒートインシュレータ２１は、耐熱性確保の点で、その周縁部の複合成形体面３３（心材発泡樹脂３ｂ）を、排気管２６からの熱線に晒さないために、排気管２６側に向けないように成形されている。

図２に示した、平板状熱線遮蔽カバー（心材発泡樹脂３ｂとした複合板）１ａを製作し、６００℃の模擬熱源ヒータに対して、水平方向に２５ｍｍ間隔を開けて、アルミニウム合金板２ａの表面を熱源ヒータに向けて、立設配置し、熱線遮蔽カバー内部の心材発泡樹脂３ｂ温度を測定した。これらの温度の時間的な経過結果を図６に示す。なお、この実験例においても、平板状熱線遮蔽カバー１ａは、耐熱性を確保するために、その周縁部の複合成形体面（心材発泡樹脂３ｂ）を、模擬熱源ヒータからの熱線に晒さないように、大きさと距離とを設計して配置した（模擬熱源ヒータに向けないように成形した）。

図６には、比較例として、心材発泡樹脂３ｂのみの単体を、熱線遮蔽カバー１ａと同じ条件にて立設配置し、心材発泡樹脂３ｂの温度を測定した結果も示す。また、図６には、模擬熱源ヒータの表面温度、熱線遮蔽カバー１ａの周囲空気温度なども併せて示す。

複合板１ａ製作条件：
１．積層板１の合計板厚は１．１ｍｍとし、長さ（Ｌ方向）：６００ｍｍ、幅（ＬＴ方向）：１１００ｍｍとした四角の平面形状として製作した。
２．積層板１を構成するアルミニウム合金板２ａ、２ｂには、ＪＩＳ３００４アルミニウム合金単板のＯ材、板厚０．０５ｍｍ（５０μｍ）を用いた。アルミニウム合金板２ａ、２ｂの板厚合計は０．１ｍｍである。
３．心材発泡性樹脂３ａは、各例とも共通して、融点１４０℃のランダム共重合ポリプロピレン系樹脂をベース樹脂とし、これに熱分解温度が１７０〜１８０℃の発泡剤を混錬してシートに押し出した、平均板厚０．９ｍｍのシートを用いた。
４．接着用樹脂４ａ、４ｂは、各例とも共通して、融点：１４０℃、厚み０．０５ｍｍのポリオレフィン系のホットメルト接着樹脂フィルムを用いた。接着樹脂フィルムの板厚合計は０．１ｍｍである。
５．複合板１ａへの心材樹脂３ａの発泡条件は、積層板１を１７５℃×６分間加熱して放冷とした。
６．前記心材発泡樹脂３ｂ単体の比較例は、上記積層板１乃至複合板１ａからアルミニウム合金板２ａ、２ｂを除く以外は、同じ条件とした。

図６に示す、温度変化が最も低い発明例（一番下の薄い線で、本願発明と矢印で示す）では、発泡樹脂軽量複合板１ａにおける発泡樹脂３ｂ部分の温度は、模擬熱源の表面温度が６００℃の高温であっても、１２０℃近傍で一定に保たれることが分かる。すなわち、温度は１２０℃程度には上昇するものの、時間が経過しても、それ以上には上昇せず、この１２０℃近傍で一定に保たれることが分かる。また、発泡樹脂軽量複合板１ａの周囲空気温度も、発泡樹脂３ｂ部分の温度と同じであり、同等の経過を示すことが分かる。

これに対して、比較例としての、図６に示す心材発泡樹脂３ｂ単体の場合（発明例と模擬熱源との中間の線で、０：３０の時間経過後に途切れている線：樹脂部品表面温度と記載）は、２００℃に近づいたところで発煙したため、実験を中止した。

これらの結果から、発泡樹脂軽量複合板１ａは、熱源側に向けて配置されたアルミニウム合金板の熱源からの熱線（輻射熱）の反射効果と、心材発泡性樹脂の両面に積層したアルミニウム合金板の対流熱遮断効果とが裏付けられる。したがって、発泡樹脂軽量複合板１ａは、熱線遮蔽カバーとして使用可能であることが分かる。

また、一方で、発泡樹脂軽量複合板１ａのように、板厚が極端に薄くなって、単体のアルミニウム合金板としては著しく冷間成形性が低下した場合でも、これまた、単体では冷間成形性が著しく低い発泡性樹脂と積層し、両者を組み合わせることによって、複合板１ａへの冷間成形性（成形可能性と形状安定性）が著しく向上していることも裏付けられる。したがって、積層板１は、比較的大きな面積を有するヒートインシュレータなどの熱線遮蔽カバーへの冷間でのプレス成形が可能であり、この点からも、発泡樹脂軽量複合板１ａは熱線遮蔽カバーとして使用可能であることも分かる。

したがって、本発明によれば、前記発泡樹脂軽量複合板を、ヒートインシュレータなどの熱線遮蔽カバーに適用でき、前記アルミニウム合金板やアルミニウムめっき鋼板の金属の単板に比して、熱線遮蔽カバーの軽量化を図れることが裏付けられる。

以上のように、本発明は、ヒートインシュレータなど、３次元形状形状で、かつ熱線遮蔽性に優れた、軽量な熱線遮蔽カバーに適用できる。また、本発明は、
心材発泡性樹脂の両面にアルミニウム合金板が各々積層された積層板を、熱線遮蔽カバー形状に成形した後に、前記心材発泡性樹脂を加熱して発泡させて複合成形体からなる熱線遮蔽カバーとし、この熱線遮蔽カバーにおけるいずれかのアルミニウム合金板表面を前記熱源側に向けて熱源近傍に配置する、熱線遮蔽方法としても適用できる。

樹脂発泡前の積層板の一実施形態を示す斜視図である。 本発明熱線遮蔽カバーの一実施形態を示す斜視図である。 本発明熱線遮蔽カバーの他の実施形態を示す斜視図である。 本発明熱線遮蔽カバーの使用態様を示す説明図である。 この図４の部分拡大図である。 図２の熱線遮蔽カバーの温度の時間的な経過を示す説明図である。

符号の説明

１：積層板、１ａ：熱線遮蔽カバー、１ｂ：熱線遮蔽カバー、２：アルミニウム合金板、３ａ：発泡性樹脂フィルム、３ｂ：発泡樹脂、４：接着用樹脂フィルム、２１：ヒートインシュレータ、２６：熱源である排気管、３０：ヒートインシュレータ頂部、３１：ヒートインシュレータフランジ部、３２：貫通孔、３３：ヒートインシュレータ周縁部面

Claims (6)

1. 熱源近傍に配置されて熱源からの熱線を遮蔽するカバーであって、心材発泡性樹脂の両面にアルミニウム合金板が各々積層された積層板をこのカバー形状に成形した後に、前記心材発泡性樹脂を加熱して発泡させた複合成形体からなり、この複合成形体におけるいずれかのアルミニウム合金板表面を前記熱源側に向けて配置することを特徴とする熱線遮蔽カバー。
2. 前記熱線遮蔽カバー周縁部の複合成形体面を、熱線遮蔽の対象とする前記熱源方向には向けないように、前記複合成形体が成形されている請求項１に記載の熱線遮蔽カバー。
3. 前記熱線遮蔽カバーを、熱線遮蔽の対象とする前記熱源近傍の低温箇所に接合した請求項１または２に記載の熱線遮蔽カバー。
4. 前記熱線遮蔽カバーにおける前記積層板の板厚が３．４ｍｍ以下であり、この積層板を構成する前記アルミニウム合金板の板厚が０．０５〜１．０ｍｍであるとともに、前記心材発泡性樹脂の板厚が０．５〜１．４ｍｍであり、前記アルミニウム合金板がＪＩＳＨ０００１規格にて規定される質別記号の内、Ｏ材、Ｈ２２材〜Ｈ２４材、Ｈ３２材〜Ｈ３４材及びＴ４材から選択される調質処理材である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱線遮蔽カバー。
5. 前記積層板の板厚が２．４ｍｍ以下であり、この積層板を構成する前記アルミニウム合金板の板厚が０．０５〜０．５ｍｍであるとともに、前記心材発泡性樹脂の板厚が０．５〜１．４ｍｍである請求項４に記載の熱線遮蔽カバー。
6. 前記アルミニウム合金板が、１０００系、３０００系、５０００系、６０００系のアルミニウム合金から選択されたものである請求項４に記載の熱線遮蔽カバー。

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