JP2015145116A - 支持板 - Google Patents

Abstract

【課題】自己が有している接着性で簡易に装着でき、また不要時には簡便に外せる支持板を提供する。
【解決手段】熱可塑性高分子が配合された未硬化の熱硬化性樹脂層が、最外層に形成されている支持板。未硬化の熱硬化性樹脂層が、５０℃以上で軟化し、接着する前記の支持板。未硬化の熱硬化性樹脂層の内側に通電により発熱する部品もしくは回路が形成されている前記の支持板。
【選択図】図２

Description

本発明は、簡易に設置できる支持板に関する。

再生可能エネルギーのニーズに伴い、太陽電池の普及も進んでいる。太陽電池は単位面積当たりのエネルギーは小さいため、産業発電として使用するためには砂漠、原野や洋上など生産性の低い場所が選択される。家庭などの小口の発電では太陽光が当り他の障害にならない場所として屋上や壁面など使用されているが多種多様な形状、状況を取っているため使用できる面積を有効に使用できていない。また、自動車などの可動物への装着も検討されている。

宇宙空間では人工衛星などに太陽電池が電源として使用されているが、太陽電池以外にも磁気圏外では太陽風などの荷電粒子に晒されるため、内蔵する電子機器類の過電流による破壊、誤動作を防止するために遮蔽板などを設置する必要も生じる。そのため人工衛星などでは予め支持板を取り付けたり、隔壁厚みを上げるなど対応策も考えられるが、そうすると本体重量が増え、打ち上げ時のロケットのペイロードの問題が発生し簡単には対応できない。

また、住宅においては壁面の外側に支持壁（支持板）を設置して、直接日光が当り室内温度が上昇しないように遮光板として使用したり、振動が直接伝わるのを防いで防音する遮断板としようするなど色々な使用方法がある。そして、住宅の支持壁（支持板）や船舶の防護材の設置方法は、外付け支持板を必要部にボルト留めで後付けする方法などがある（特許文献１〜３参照）。

特開平９−５８５８８号公報 実開平２−５１６７２号公報 実開平２−１４７２３号公報

対象物に支持板を装着する場合、ボルト留めならば、予め取り付ける場所にボルトの取り付け穴を備えたボルト部を設置しておく必要がある。また対象物の一部を破壊する形で釘止めしたり、接着剤で接着するなど各種方法はあるが、支持板の交換や撤去を行う際に、ボルト留めでは同様の位置にボルト留めするように穴あけするなど準備が必要であり、撤去の場合は不要なボルト部が壁面に残される。また、釘止めでは破壊の痕跡が残る。接着剤では接着したものを剥がすため引き剥がしたり、破壊や溶解などして取り外す必要がある。また、支持板の設置される場所は屋上や壁面など高所や足場の悪い所であるため、簡便でかつ短時間で装着・撤去できる方法が望まれる。

本発明の目的は、自己が有している接着性で簡易に装着でき、また不要時には簡便に外せる支持板を提供することである。

本発明は以下の通りである。
（１） 熱可塑性高分子が配合された未硬化の熱硬化性樹脂層が、最外層に形成されていることを特徴とする支持板。
（２） 未硬化の熱硬化性樹脂層が、５０℃以上で軟化し、接着することを特徴とする前記の支持板。
（３） 未硬化の熱硬化性樹脂層の内側に通電により発熱する部品もしくは回路が形成されていることを特徴とする前記の支持板。

本発明により、自己が有している接着性で簡易に装着でき、また不要時には簡便に外せる支持板を提供することが可能となった。

本発明の支持板に使用されるラダー回路を有する積層基板を示す模式図である。 本発明の支持板の実施形態例を示す断面模式図である。

本発明の支持板は、熱可塑性高分子が配合された未硬化の熱硬化性樹脂層が、最外層に形成されている。以下、本発明の詳細を説明する。

支持板の構成としては、質量や形態の形成性などから繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ）を主体とするのが好ましい。繊維としてはガラスファイバー、カーボンファイバー、ボロンファイバー等の無機繊維や銅線、鉄線、ステンレス線など金属繊維、木綿や麻などの天然繊維、ナイロン、ケブラー、ダクロンなどの合成繊維が挙げられ、その繊維の織布、不織布、チョッパーなどが使用される。これらの繊維にエポキシ樹脂やフラン樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させ、複数枚重ねて加圧成型して支持板とする。

繊維を複数枚重ねる間に強度向上や熱、電気伝導性のために金属板や硬度や防振、断熱などのためにセラミック板を挟んで構成してもよい。また、繊維に含浸させる樹脂に予めセラミック粉体を分散し、樹脂―セラミック複合体として使用してもよい。セラミックとしては、アルミナ、シリカなどの金属酸化物、窒化ホウ素、窒化珪素などの窒化物、炭化珪素、炭素、炭化ホウ素などの炭化物、タルク、サポナイト、モンモリロナイトなどの天然粘土鉱物が挙げられる。金属板としては、鉄、タングステン、チタン及びそれらの合金など、剛性や耐久性など要求に適した特性をもつ金属板を使用してよい。金属板はお互いが絶縁されるような構成で複数枚入れ印加し、荷電により荷電粒子の透過を防止させてもよい。

また中空の構造を有した構成体を挟んで振動を吸収させたり、気体や液体を流して温度の安定化を図っても良い。最外層には金属鏡面体を構成して電磁波の反射率を高くし、エネルギーの吸収を低下させ高温化を避けたり、反射を顕在的にしたりする。また最外層にカーボンブラックや表面に微小突起構造を有した金属板を構成して黒体化し、積極的に吸収させ、加熱したり反射を抑えるようにしても良い。逆に同様の手法で内部の熱を輻射で放出するために黒体化したり、輻射を抑えるために金属鏡面化してもよい。

また、最外層に太陽電池パネルを設置して発電用モジュールとして使用する場合、支持板内部に予め電極を形成しておき、発生した電流を流すようにしてもよい。支持板の装着面側には、最外層に、熱可塑性高分子が配合された未硬化の熱硬化性樹脂層からなる接着剤層、その内側には発熱層を形成してもよい。

接着剤層の成分としては、任意の温度領域で、樹脂の硬化度により変え、硬化後は剛性を保つことができる熱硬化性樹脂と、未硬化の熱硬化性樹脂を増粘して形状保持し、硬化後は低弾性で衝撃を緩和する熱可塑性高分子（可とう性材料）の組成物（混合物）が好ましい。

熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂が挙げられる。特に加工性、取り扱い性、価格の点でエポキシ樹脂が好ましい。

熱可塑性高分子（可とう性材料）としては、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリウレタン、ブタジエンゴム、アクリル樹脂、アクリルニトリルゴム、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキシド等があるが、塗布後の表面タック性や硬化後の弾性率などからアクリルニトリルゴムなどのゴム類が好ましい。また、ゴムの末端をエポキシ変性した樹脂でもよい。これらの熱可塑性高分子（可とう性材料）は、単独で用いても併用で用いても良く、熱可塑性高分子の配合量は、熱硬化性樹脂組成分１００質量部に対して２０〜４００質量部が好ましい。２０質量部未満では熱可塑性高分子（可とう性材料）の効果が小さく、４００質量部を超えると硬化後の樹脂硬化物の硬度が悪化するおそれがある。

上記の材料の均一化を図るために溶剤で溶解し支持板に塗布し、溶剤除去・熱硬化を行う。発熱層には電流を流すことによって抵抗体が発熱するラバーヒータや冗長な電気回路に過電流を流して回路そのものの抵抗で発熱する電気回路などを形成する。発熱部分は面内全体でも任意の部分が発熱するのでもどちらでも良いが、発熱して密着する面積が支持板全面積の１０％以上であることが密着力維持の点から望ましい。

発熱層の熱により、支持板の最外層の、熱可塑性高分子が配合された未硬化の熱硬化性樹脂層からなる接着剤層を５０℃以上で加熱し、接着剤層を軟化させる。この時同時に支持板を装着させたい部分にあてがい接着させる。この際、装着する部分の汚れを落としておくと接着力が向上するため望ましい。接着後、発熱層で硬化・接着に必要な熱量を発生後、発熱を停止し冷却して接着終了とする。取り外す時は発熱層を再度発熱させ、加熱により接着剤層を軟化させ、同時に衝撃などの外力を与えて支持板を取り外す。よって、熱可塑性高分子が配合された未硬化の熱硬化性樹脂層は、５０℃以上で軟化することが好ましく、７０℃以上で軟化することがより好ましく、９０℃以上で軟化することがさらに好ましい。

（実施例１）
以下の材料を用いて支持板を作製した。
脱脂処理した圧延鋼板（ＡＳＴＭ−Ａ３６Ｍ）５００ｍｍ×５００ｍｍ×６ｍｍ １枚とガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）プリプレグ５３０ｍｍ×５３０ｍｍ ガラスクロス＃７６２９（ＧＥＡ−６７Ｎ（ＶＨＤＮ）：日立化成株式会社製商品名） ２枚を交互に重ね、圧延鋼板３枚、上下にＧＦＲＰ層が来るようにした７層構造に構成した積層基板を作製した。

図１に示すように、この積層基板（構成体）の一方にライン幅１ｍｍ回路長１５００ｍｍのラダー回路構造にした電解銅箔（ＧＴＳ−ＭＰ７０：古河電工株式会社製商品名）の粗化面をＧＦＲＰ面に向けて配置した。この積層基板（構成体）の両面に離型アルミ箔（セパニウム２５Ｍ サンアルミ株式会社製商品名、「セパニウム」は登録商標）を構成し、製品圧力２ＭＰａ 最高保持温度１７０℃ 保持時間６０分で成型し、成型後、最外層の離型アルミ箔を除去して鋼板内蔵のＧＦＲＰを作製し、熱硬化性樹脂層が外層に形成される前の支持板とした。

以下の材料を配合し、熱可塑性高分子を含む熱硬化性樹脂組成物を作製した。
熱可塑性高分子としてアクリロニトリルブタジエンゴムＰＮＲ-１Ｈ（日本合成ゴム株式会社製商品名）４０質量部
アルキルフェノール ヒタノール２４００（日立化成株式会社製商品名）８質量部
ビスＡ型エポキシ樹脂 ＪＥＲ-１００１（三菱化学株式会社製商品名）２０質量部
フェノールノボラック型エポキシ樹脂 ＪＥＲ−１５２（三菱化学株式会社製商品名）４０質量部
フェノールノボラック ＴＤ−２０９３ （大日本インキ株式会社製商品名）５０質量部
硬化促進剤 ２Ｅ４ＭＺ （四国化成工業株式会社製商品名）２質量部

前記熱硬化性樹脂組成物を、１−ブタノン２５０質量部に溶解してワニスとした。このワニスを離型処理したＰＥＴフィルム（Ｓ−３１ テイジン株式会社製商品名）に塗布幅５３０ｍｍ、溶剤除去・乾燥後の樹脂厚み５０μｍになるように塗工し、接着剤フィルムを作製した。この接着剤フィルムを鋼板内蔵のＧＦＲＰの銅箔回路が構成されている面に４０℃０.２ＭＰａの条件で貼り付け、図２に示すような、外層に接着剤層（熱硬化性樹脂層）、内側にラダー回路を有する支持板Ａとした。
接着試験用対象物として冷間圧延鋼板ＳＰＣＣ（ＪＩＳＧ３１４１）２ｍｍ（厚さ）の表面を脱脂し、支持板Ａの接着剤層面のＰＥＴフィルムを剥離して加重９８Ｎで押付け、内蔵されたラダー回路の各々に１０Ａの電流を流し、回路温度を９０〜１００℃に１２分間維持し、加熱・加圧により、冷間圧延鋼板に、支持板Ａを接着した。接着に掛かった時間は開始から１５分であった。

（比較例１）
冷間圧延鋼板ＳＰＣＣ（ＪＩＳＧ３１４１）２ｍｍ（厚さ）に、穴径１０ｍｍの穴を５箇所（中央、各角より中央へ５０ｍｍ部）開けた。圧延鋼板（ＡＳＴＭ−Ａ３６Ｍ）５００ｍｍ×５００ｍｍ×１２ｍｍ２枚にも同様の位置に１０ｍｍの穴を開け太さ１０ｍｍの鉄製ボルトを使用して装着した。装着時にボルトに鉄製のスペーサを組み込み冷間圧延鋼板-圧延鋼板及び圧延鋼板２枚の間に５ｍｍの間隔を授けた。装着に掛かった時間は穴あけ開始時から３５分であった。

（比較例２）
実施例１で作製した支持板Ａにおいて、内層ラダー回路及び接着剤層を構成しない以外は実施例１と同様の手順で支持板Ｂを作製した。
表面を脱脂した冷間圧延鋼板ＳＰＣＣ（ＪＩＳＧ３１４１）２ｍｍ（厚さ）に支持板Ｂを両面テープ（４４８５：Ｂｌａｃｋ Ｅｌａｓｔｉｃ ＴＡｃｋｙ （ＢＥＴＡ） Ｔａｐｅｓ （ベータテープ）住友スリーエム製商品名）を接着面全面に貼り、加重９８Ｎで押付け、５分間圧力を維持し、接着した。接着に掛かった時間は１０分であった。

（評価結果）
実施例１、比較例１〜２で、以下の耐衝撃試験を実施した。
クロム-バナジウム合金製錘（先端部 直径４ｍｍ長さ４０ｍｍ 本体直径５０ｍｍ 総重量７ｋｇ）を垂直に高さ１０ｍから落下させ、下部に１０ｍｍの空間を空けて水平に設置した支持板を接着した圧延鋼板に当て、衝撃試験を行った。
実施例１は、クロム-バナジウム合金製錘の先端の貫通を阻止し、また支持板も圧延鋼板から剥がれなかった。比較例１は、クロム-バナジウム合金製錘の先端の貫通を阻止し、また支持板も圧延鋼板から剥がれなかった。比較例２は、クロム-バナジウム合金製錘の先端の貫通を阻止したが、衝撃で支持板に剥がれが生じた。

実施例１、比較例１〜２で、支持板の密着性を振動試験で評価した。
振動加速度７０ｍ／ｓ^２、振動数６７Ｈｚで４時間処理し接着した支持板の接着性を確認した（ＪＩＳ Ｄ １６０１：３種-Ｂ種に準拠）。
実施例１は、剥がれは生じなかった。比較例１は、接続ボルトに緩みが認められた。比較例２は、剥がれは生じなかった。

実施例１、比較例１〜２の支持板を、以下のように取り外した。
実施例１においては、内蔵されたラダー回路の各々に１５Ａの電流を流し、回路温度を１３０〜１５０℃に５分間維持し、その後プラスチックハンマーで支持板の横方向に衝撃を加え剥がした。取り外しに掛かった時間は開始から１０分であった。
比較例１においては、ボルト部のねじを廻し取り外した。取り付け穴はそのままであった。取り外しに掛かった時間は開始から８分であった。
比較例２においては、イソプロピレン溶液中に浸漬し両面テープを膨潤・溶解しながら支持板と冷間圧延鋼板の間に楔を食いこませて剥離した。取り外しに掛かった時間は開始から４日であった。また、比較例２においては、２００℃の乾燥機に入れ、３０分間加熱し、取り出した後、支持板と冷間圧延鋼板の間に楔を食い込ませて横方向から衝撃を与え剥がした。取り外しに掛かった時間は開始から６０分であった。
実施例１は、比較例２に対して支持板が衝撃試験ではがれない。実施例１は、比較例１と比べ、振動で取り付け部のゆるみなどが発生しない。実施例１は、比較例１と比べ、取り外し後にボルト穴が残らない。また、比較例２に比べ早く取れる。

実施例１の未硬化の熱硬化性樹脂層の内側に通電により発熱する部品もしくは回路を形成してある支持板は、通電による加熱で簡易に被着体（接着試験用対象物）に接着でき、再加熱することにより容易に取り外しができる。

Claims (3)

1. 熱可塑性高分子が配合された未硬化の熱硬化性樹脂層が、最外層に形成されていることを特徴とする支持板。
2. 未硬化の熱硬化性樹脂層が、５０℃以上で軟化し、接着することを特徴とする請求項１記載の支持板。
3. 未硬化の熱硬化性樹脂層の内側に通電により発熱する部品もしくは回路が形成されていることを特徴とする請求項１記載の支持板。

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