JP2020090070A - Reinforcing sheet and reinforcing structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、補強シートおよび補強構造体、詳しくは、各種産業製品に貼着して、その製品を補強するための補強シート、および、その補強シートを用いた補強構造体に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reinforcing sheet and a reinforcing structure, and more particularly to a reinforcing sheet that is attached to various industrial products to reinforce the product, and a reinforcing structure using the reinforcing sheet.
従来より、自動車、鉄道車両、船舶、飛行機などの輸送機器、ホームドアなどの取付構造物に対し、補強のために、補強シートを、輸送機器などの金属パネルに貼着することが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 BACKGROUND ART It has been conventionally known that a reinforcing sheet is attached to a metal panel of a transportation device or the like to reinforce a mounting structure such as a transportation device such as an automobile, a railroad vehicle, a ship or an airplane, or a home door. (For example, refer to Patent Document 1).
特許文献1には、エポキシ樹脂、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、硬化剤および発泡剤を含有する鋼板補強用樹脂組成物からなる樹脂層と、ガラスクロスからなる拘束層とを備える鋼板補強シートが記載されている。
特許文献1に記載の補強シートでは、高温加熱によって樹脂層を発泡させて、被着体(鋼板)に貼着する。この補強シートは、樹脂層が発泡により厚くなるため、曲げ強度が向上している。
In the reinforcing sheet described in
しかしながら、特許文献1の補強シートでは、樹脂層の上面にガラスクロスが配置されているため、樹脂層の発泡の際に、発泡剤から生じる気体がガラスクロスを透過する。そのため、所望の厚みに達成せず、曲げ強度が低下する不具合が生じる。
However, in the reinforcing sheet of
また、特許文献1の補強シートは、加熱硬化の際に樹脂層が面方向に収縮または膨張するため、金属パネルに歪みを生じる。特に近年、軽量化のため、金属パネルとして、鋼板の代わりにアルミニウム板が用いられたり、薄型の鋼板が用いられることがあり、このような金属パネルは、特に歪みが生じ易い。
Further, in the reinforcing sheet of
本発明は、曲げ強度に優れ、パネルの歪みを抑制できる補強シートおよび補強構造体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a reinforcing sheet and a reinforcing structure that have excellent bending strength and can suppress panel distortion.
本発明[1]は パネルに貼着される補強シートであって、 発泡剤を含有し、単層からなる発泡性樹脂層と、 前記発泡性樹脂層の厚み方向一方側に配置される金属層とを備え、厚み方向に前記補強シートを貫通する貫通孔を有する、補強シートを含んでいる。 The present invention [1] is a reinforcing sheet attached to a panel, comprising a foaming resin layer containing a foaming agent and comprising a single layer, and a metal layer arranged on one side in the thickness direction of the foaming resin layer. And a reinforcing sheet having a through hole penetrating the reinforcing sheet in the thickness direction.
本発明[2]は、前記金属層の線熱膨張係数が、5×10−6以上、30×10−6以下である、[1]に記載の補強シートを含んでいる。 The present invention [2] includes the reinforcing sheet according to [1], wherein the linear thermal expansion coefficient of the metal layer is 5×10 −6 or more and 30×10 −6 or less.
本発明[3]は、前記金属層の厚みが、0.01mm以上、3mm以下である、[1]または[2]に記載の補強シートを含んでいる。 The present invention [3] includes the reinforcing sheet according to [1] or [2], wherein the metal layer has a thickness of 0.01 mm or more and 3 mm or less.
本発明[4]は、前記補強シートの平面視面積に対する前記貫通孔の平面視面積の割合が、10%以上、80%以下である、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の補強シートを含んでいる。 This invention [4] is a ratio of the planar view area of the said through-hole with respect to the planar view area of the said reinforcement sheet, and is 10% or more and 80% or less, It is described in any one of [1]-[3]. Includes a reinforcing sheet.
本発明[5]は、前記貫通孔が、略楕円形状または略円形状である、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の補強シートを含んでいる。 The present invention [5] includes the reinforcing sheet according to any one of [1] to [4], wherein the through-hole has a substantially elliptical shape or a substantially circular shape.
本発明[6]は、前記貫通孔が、少なくとも中心領域に形成されている、[1]〜[5]のいずれか一項に記載の補強シートを含んでいる。 The present invention [6] includes the reinforcing sheet according to any one of [1] to [5], wherein the through hole is formed at least in a central region.
本発明[7]は、前記パネルが、金属パネルである、[1]〜[6]のいずれか一項に記載の補強シートを含んでいる。 The present invention [7] includes the reinforcing sheet according to any one of [1] to [6], wherein the panel is a metal panel.
本発明[8]は、パネルと、前記パネルの厚み方向一方側に配置される補強シートと
を備える補強構造体であって、前記補強シートは、前記パネルの厚み方向一方側に配置され、単層からなる発泡体層と、前記発泡体層の厚み方向一方側に配置される金属層とを備え、前記補強シートは、厚み方向に貫通する貫通孔を有する、補強構造体を含んでいる。
The present invention [8] is a reinforcing structure comprising a panel and a reinforcing sheet arranged on one side in the thickness direction of the panel, wherein the reinforcing sheet is arranged on one side in the thickness direction of the panel, The reinforcing sheet includes a foam layer composed of a layer and a metal layer arranged on one side in the thickness direction of the foam layer, and the reinforcing sheet includes a reinforcing structure having a through hole penetrating in the thickness direction.
本発明[9]は、前記パネルが、金属パネルである、[8]に記載の補強構造体を含んでいる。 The present invention [9] includes the reinforcing structure according to [8], wherein the panel is a metal panel.
本発明[10]は、前記金属層の線熱膨張係数C1に対する、前記パネルの線熱膨張係数C2の比(C2/C1)が、0.4以上、3以下であることを特徴とする、[8]または[9]に記載の補強構造体を含んでいる。 In the present invention [10], the ratio (C 2 /C 1 ) of the linear thermal expansion coefficient C 2 of the panel to the linear thermal expansion coefficient C 1 of the metal layer is 0.4 or more and 3 or less. The reinforcing structure according to [8] or [9] is included.
本発明の補強シートによれば、発泡剤を含有し、単層からなる発泡性樹脂層と、発泡性樹脂層の厚み方向一方側に配置される金属層とを備えるため、発泡性樹脂層が発泡する際に、発泡剤からの気体が金属層を透過することを抑制することができる。そのため、発泡性樹脂層の発泡性に優れ、所望の厚みの発泡体層を得ることができる。したがって、補強シートの曲げ強度に優れる。 According to the reinforcing sheet of the present invention, the foaming resin layer contains a foaming agent and comprises a single layer of the foaming resin layer and a metal layer arranged on one side in the thickness direction of the foaming resin layer, so that the foaming resin layer is When foaming, gas from the foaming agent can be prevented from passing through the metal layer. Therefore, the foamable resin layer has excellent foamability, and a foam layer having a desired thickness can be obtained. Therefore, the bending strength of the reinforcing sheet is excellent.
また、補強シートは、貫通孔を有するため、パネルの歪みを抑制することができる。 Moreover, since the reinforcing sheet has the through holes, it is possible to suppress distortion of the panel.
本発明の補強構造体は、歪みが抑制されつつ、強度が向上している。 The reinforcing structure of the present invention has improved strength while suppressing distortion.
図1Aにおいて、紙面上下方向は、第1方向であり、紙面上側が第1方向一方側、紙面下側が第1方向他方側である。紙面左右方向は、第2方向(第1方向に直交する方向)であり、紙面左側が第2方向一方側、紙面右側が第2方向他方側である。紙厚方向は、第3方向(第1方向および第2方向に直交する方向)であり、紙面手前側が第3方向一方側(厚み方向一方側)、紙面奥側が第3方向他方側(厚み方向他方側)である。他の図面についても図1Aの方向に準拠する。 In FIG. 1A, the vertical direction of the paper is the first direction, the upper side of the paper is one side in the first direction, and the lower side of the paper is the other side in the first direction. The left-right direction of the paper is the second direction (direction orthogonal to the first direction), the left side of the paper is one side in the second direction, and the right side of the paper is the other side in the second direction. The paper thickness direction is the third direction (direction orthogonal to the first direction and the second direction), the front side of the paper surface is one side in the third direction (one side in the thickness direction), and the back side of the paper surface is the other side in the third direction (thickness direction). The other side). The other drawings also follow the direction of FIG. 1A.
<第1実施形態>
1.補強シート
本発明の第1実施形態の一実施形態である補強シート1は、図1Aに示すように、面方向(第1方向および第2方向)に延びるシート形状を有する。
<First Embodiment>
1. Reinforcement Sheet As shown in FIG. 1A, the
補強シート1は、厚み方向から視認した際に(平面視において)、外形が、第2方向(面方向一方向の一例)に長尺な略矩形状である。
When viewed from the thickness direction (in plan view), the reinforcing
補強シート1は、第1方向対称(図1Aの紙面上では、上下対称)であり、かつ、第2方向対称(図1Aの紙面上では、左右対称)である。
The reinforcing
補強シート1は、中心領域9に、1つの大貫通孔2(貫通孔の一例)を有する。大貫通孔2は、図1Bに示すように、補強シート1を厚み方向(第3方向)に貫通する。大貫通孔2は、中心領域9内に包含される。
The reinforcing
大貫通孔2は、第2方向に長尺な略楕円形状である。大貫通孔2は、厚み方向に投影したときに、補強シート1の中心Cと重複しており、大貫通孔2の中心は、補強シート1の中心Cと一致する。
The large through
中心領域9とは、補強シート1の中心Cを中心領域の中心として、補強シート1の平面視面積に対して50%(好ましくは、30%)の面積を有する相似形状(矩形状)の範囲内である(図1Aの仮想線を参照)。なお、補強シート1の中心Cは、補強シート1を均一な素材と仮定した際の補強シート1の重心とする。
The central region 9 is a range of a similar shape (rectangular shape) having an area of 50% (preferably 30%) with respect to the plan view area of the reinforcing
補強シート1の平面視面積(補強シート1の外形で囲まれた面積であって、大貫通孔2の面積を含む。)は、例えば、25cm2以上、好ましくは、200cm2以上、より好ましくは、400cm2以上であり、また、例えば、6000cm2以下、好ましくは、4500cm2以下、より好ましくは、3200cm2以下である。
The area in plan view of the reinforcing sheet 1 (the area surrounded by the outer shape of the reinforcing
補強シート1の第1方向長さ(短手方向長さ)L1は、例えば、5cm以上、好ましくは、10cm以上、より好ましくは、15cm以上であり、また、例えば、60cm以下、好ましくは、50cm以下、より好ましくは、40cm以下である。
The first direction length (shorter direction length) L1 of the reinforcing
補強シート1の第2方向長さ(長手方向長さ)L2は、例えば、5cm以上、好ましくは、20cm以上、より好ましくは、30cm以上であり、また、例えば、100cm以下、好ましくは、90cm以下、より好ましくは、80cm以下である。
The second direction length (longitudinal length) L2 of the reinforcing
補強シート1の平面視面積に対する大貫通孔2の平面視面積の割合は、例えば、5%以上、好ましくは、10%以上、より好ましくは、20%以上であり、また、例えば、90%以下、好ましくは、80%以下、より好ましくは、70%以下、さらに好ましくは、40%以下である。
The ratio of the plan view area of the large through
面積割合や長さが上記範囲内であれば、パネルの歪みを均一に抑制することができる。 When the area ratio and the length are within the above ranges, the distortion of the panel can be suppressed uniformly.
補強シート1は、図1Bに示すように、発泡性樹脂層3と、発泡性樹脂層3の厚み方向一方側に配置される金属層4とを備える。すなわち、補強シート1は、発泡性樹脂層3および金属層4を厚み方向に備える。
As shown in FIG. 1B, the reinforcing
発泡性樹脂層3は、補強シート1を被着体に接着するための接着層である。発泡性樹脂層3は、補強シート1の外形をなし、第1方向および第2方向に延びるシート状に形成されている。また、発泡性樹脂層3は、単層からなる。このため、発泡性樹脂層3を均一に発泡して、単層からなる発泡体層13を形成して、補強シート1の曲げ強度を確実に向上させることができる。
The foamable resin layer 3 is an adhesive layer for adhering the reinforcing
発泡性樹脂層3は、樹脂および発泡剤を含有する。このため、発泡によって発泡性樹脂層3の厚みを増大させ、補強シート1の曲げ強度を確実に向上させることができる。
The foamable resin layer 3 contains a resin and a foaming agent. Therefore, it is possible to increase the thickness of the foamable resin layer 3 by foaming and reliably improve the bending strength of the reinforcing
発泡性樹脂層3は、樹脂および発泡剤を含有する発泡性樹脂組成物から形成されている。 The foamable resin layer 3 is formed from a foamable resin composition containing a resin and a foaming agent.
樹脂としては、好ましくは、熱硬化性樹脂が挙げられる。これにより、発泡性樹脂層3は、熱硬化性を有することができる。そのため、加熱によって補強シート1を金属パネル(被着体)に確実に貼り付けて、強固に固定することができる。
The resin is preferably a thermosetting resin. Thereby, the foamable resin layer 3 can have thermosetting property. Therefore, the reinforcing
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂(例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂など)、ノボラック型エポキシ樹脂(例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂など)、ナフタレン型エポキシ樹脂などの芳香族系エポキシ樹脂、例えば、トリエポキシプロピルイソシアヌレート樹脂などの含窒素環エポキシ樹脂、例えば、脂肪族系エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂(例えば、ジシクロ環型エポキシ樹脂など)、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂などが挙げられる。好ましくは、ビスフェノール型エポキシ樹脂が挙げられる。 Examples of the thermosetting resin include epoxy resin. Examples of the epoxy resin include aromatic epoxy resins such as bisphenol type epoxy resin (for example, bisphenol A type epoxy resin), novolac type epoxy resin (for example, phenol novolac type epoxy resin), and naphthalene type epoxy resin, for example, , Nitrogen-containing cyclic epoxy resin such as triepoxypropyl isocyanurate resin, for example, aliphatic epoxy resin, alicyclic epoxy resin (for example, dicyclo cyclic epoxy resin), glycidyl ether type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin , Glycidyl amine type epoxy resin and the like. Preferred is a bisphenol type epoxy resin.
発泡剤は、加熱により発泡する加熱発泡剤であって、例えば、無機系発泡剤や有機系発泡剤が挙げられる。 The foaming agent is a heating foaming agent that foams by heating, and examples thereof include an inorganic foaming agent and an organic foaming agent.
無機系発泡剤としては、例えば、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、亜硝酸アンモニウム、水素化ホウ素ナトリウム、アジド類などが挙げられる。 Examples of the inorganic foaming agent include ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, ammonium nitrite, sodium borohydride, and azides.
有機系発泡剤としては、例えば、N−ニトロソ系化合物(N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミンなど)、アゾ系化合物(アゾビスイソブチロニトリルなど)、フッ化アルカン(トリクロロモノフルオロメタンなど)、ヒドラジン系化合物(4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)など)、アリルビス(スルホニルヒドラジド)など)、セミカルバジド系化合物(p−トルイレンスルホニルセミカルバジドなど)、トリアゾール系化合物(5−モルホリル−1,2,3,4−チアトリアゾールなど)などが挙げられる。好ましくは、4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)(OBSH)が挙げられる。 Examples of the organic foaming agent include N-nitroso compounds (N,N'-dinitrosopentamethylenetetramine, etc.), azo compounds (azobisisobutyronitrile, etc.), fluorinated alkanes (trichloromonofluoromethane, etc.). ), hydrazine compounds (4,4′-oxybis(benzenesulfonylhydrazide), etc.), allylbis(sulfonylhydrazide), etc., semicarbazide compounds (p-toluylenesulfonylsemicarbazide, etc.), triazole compounds (5-morpholyl-1) , 2,3,4-thiatriazole, etc.) and the like. Preferred is 4,4'-oxybis(benzenesulfonyl hydrazide) (OBSH).
発泡剤の配合割合は、樹脂100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、0.5質量部以上であり、例えば、20質量部以下、好ましくは、5質量部以下である。 The blending ratio of the foaming agent is, for example, 0.1 parts by mass or more, preferably 0.5 parts by mass or more, and for example, 20 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the resin. Is.
発泡性樹脂組成物は、好ましくは、さらにゴムを含有する。これにより、発泡性樹脂層3に柔軟性を付与することができる。また、発泡性樹脂層3を、好ましくは、発泡性の熱硬化性弾性樹脂層である。発泡性樹脂層3が弾性体層であれば、金属パネルの歪みをより一層抑制することができる。 The foamable resin composition preferably further contains rubber. Thereby, the foamable resin layer 3 can be provided with flexibility. The foamable resin layer 3 is preferably a foamable thermosetting elastic resin layer. If the foamable resin layer 3 is an elastic layer, the distortion of the metal panel can be further suppressed.
ゴムとしては、例えば、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル・ブタジエンゴム(NBR)、イソプレンゴム、ブタジエンゴムなどが挙げられる。好ましくは、NBRおよびポリブタジエンゴムの併用が挙げられる。 Examples of the rubber include styrene/butadiene rubber (SBR), acrylonitrile/butadiene rubber (NBR), isoprene rubber, and butadiene rubber. Preferably, a combination of NBR and polybutadiene rubber is used.
ゴムの配合割合は、樹脂100質量部に対して、例例えば、10質量部以上、好ましくは、20質量部以上、好ましくは、40質量部以上であり、また、例えば、500質量部以下、好ましくは、300質量部以下、好ましくは、100質量部以下である。 The compounding ratio of the rubber is, for example, 10 parts by mass or more, preferably 20 parts by mass or more, preferably 40 parts by mass or more, and for example, 500 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the resin. Is 300 parts by mass or less, preferably 100 parts by mass or less.
また、発泡性樹脂組成物には、上記成分に加えて、粘着付与剤、充填材、エポキシ樹脂硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、顔料、チクソ材などの添加剤を適宜の割合で添加することもできる。 Further, in the foamable resin composition, in addition to the above components, an additive such as a tackifier, a filler, an epoxy resin curing agent, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a pigment, and a thixo agent in an appropriate ratio. It can also be added.
発泡性樹脂層3(発泡前)の厚みは、例えば、0.1mm以上、好ましくは、0.2mm以上であり、また、例えば、10mm以下、好ましくは、5mm以下である。 The thickness of the foamable resin layer 3 (before foaming) is, for example, 0.1 mm or more, preferably 0.2 mm or more, and for example, 10 mm or less, preferably 5 mm or less.
金属層4は、発泡性樹脂層3(または後述する発泡体層13)を拘束し、発泡性樹脂層3に靱性を付与して強度の向上を図るための拘束層である。金属層4は、発泡性樹脂層3の上面に積層されている。金属層4は、補強シート1の外形をなすシート状に形成され、詳しくは、金属層4は、平面視において、発泡性樹脂層3と同一形状に形成されている。すなわち、金属層4の外周端縁は、厚み方向において、発泡性樹脂層3の外周端縁と面一であり、また、金属層4の内周端縁(大貫通孔2の周端縁)は、それぞれ、厚み方向において、発泡性樹脂層3の内周端縁と面一である。
The metal layer 4 is a constraining layer for constraining the expandable resin layer 3 (or the
金属層4としては、例えば、アルミニウム箔、鋼箔などが挙げられる。 Examples of the metal layer 4 include aluminum foil and steel foil.
金属層4の線熱膨張係数C1は、例えば、5×10−6以上、好ましくは、7×10−6以上、より好ましくは、10×10−6以上であり、また、例えば、30×10−6以下、好ましくは、25×10−6以下である。 The linear thermal expansion coefficient C 1 of the metal layer 4 is, for example, 5×10 −6 or more, preferably 7×10 −6 or more, more preferably 10×10 −6 or more, and, for example, 30×. It is 10 −6 or less, preferably 25×10 −6 or less.
金属層4の厚みは、例えば、0.01mm以上、好ましくは、0.05mm以上であり、また、例えば、3mm以下、好ましくは、1mm以下である。 The thickness of the metal layer 4 is, for example, 0.01 mm or more, preferably 0.05 mm or more, and for example, 3 mm or less, preferably 1 mm or less.
補強シート1は、金属層4と発泡性樹脂層3との積層体を作製し、パンチング、トムソン加工、レーザー加工などによって、積層体の外形加工および貫通孔の形成を実施することにより、得られる。積層体は、特開2010−56112号公報などに記載の方法によって得ることができる。
The reinforcing
2.補強シートの使用方法
補強シート1は、パネルを補強するために用いられ、具体的には、例えば、自動車、鉄道車両、船舶、飛行機などの輸送機器を構成する輸送機器パネル(部品)、例えば、ホームドアなどの取付構造物を構成する取付機器パネル(部品)などを補強するために用いられる。
2. Usage of Reinforcing Sheet The reinforcing
輸送機器パネルとしては、例えば、自動車用途では、ドアパネル、ルーフパネル、フェンダー、ボンネット、バンパーなどが挙げられる。 Examples of the transportation equipment panel include door panels, roof panels, fenders, bonnets, bumpers, etc. for automotive applications.
機械部品パネルや取付機器パネルは、パネルから構成されており、好ましくは、金属パネルから構成されている。金属パネルとしては、例えば、アルミニウム板、鋼板、銅板、亜鉛板、真鍮板などが挙げられる。好ましくは、軽量化の観点から、アルミニウム板が挙げられる。 The machine component panel and the attachment device panel are panels, and preferably metal panels. Examples of the metal panel include an aluminum plate, a steel plate, a copper plate, a zinc plate, and a brass plate. From the viewpoint of weight reduction, an aluminum plate is preferable.
パネルの厚みは、例えば、2mm以下、好ましくは、1.5mm以下であり、また、例えば、0.1mm以上である。 The thickness of the panel is, for example, 2 mm or less, preferably 1.5 mm or less, and for example, 0.1 mm or more.
補強シート1を用いてパネルを補強する方法の一実施形態を、図2A〜図2Bを参照して説明する。
An embodiment of a method for reinforcing a panel using the reinforcing
まず、図2Aに示すように、金属パネル5の厚み方向一方側に、補強シート1を配置する。具体的には、補強シート1の発泡性樹脂層3の厚み方向他方面を金属パネル5の厚み方向一方面に接触させる。
First, as shown in FIG. 2A, the reinforcing
次いで、図2Bに示すように、補強シート1が配置された金属パネル5を加熱する。これにより、発泡性樹脂層3は、発泡して、発泡体層13となり、その結果、発泡補強シート11が得られる。また、発泡性樹脂層3が熱硬化性を有する場合は、発泡性樹脂層3は、硬化されて、硬化発泡体層13となり、発泡補強シート11が金属パネル5に固定される。
Next, as shown in FIG. 2B, the
加熱温度は、例えば、140℃以上、好ましくは、160℃以上であり、また、例えば、220℃以下、好ましくは、200℃以下である。 The heating temperature is, for example, 140° C. or higher, preferably 160° C. or higher, and for example, 220° C. or lower, preferably 200° C. or lower.
加熱時間は、例えば、5分以上、好ましくは、10分以上であり、また、例えば、60分以下、好ましくは、30分以下である。 The heating time is, for example, 5 minutes or more, preferably 10 minutes or more, and for example, 60 minutes or less, preferably 30 minutes or less.
発泡性樹脂層3の発泡倍率は、発泡性樹脂層3が金属層4に積層されているため、発泡樹脂層3にガラスクロスが積層されている場合よりも大きい。具体的には、例えば、2.0倍以上、好ましくは、3.0倍以上であり、また、例えば、10倍以下である。発泡倍率は、発泡前の発泡性樹脂層3の厚みに対する発泡体層13(発泡後の発泡性樹脂層)の厚みの比(発泡後の厚み/発泡前の厚み)によって算出される。 Since the foamable resin layer 3 is laminated on the metal layer 4, the foaming ratio of the foamable resin layer 3 is larger than that when glass cloth is laminated on the foamed resin layer 3. Specifically, it is, for example, 2.0 times or more, preferably 3.0 times or more, and for example, 10 times or less. The expansion ratio is calculated by the ratio of the thickness of the foam layer 13 (foamable resin layer after foaming) to the thickness of the foamable resin layer 3 before foaming (thickness after foaming/thickness before foaming).
これにより、金属パネル5と、その厚み方向一方側に配置される発泡補強シート11とを備える補強構造体6が得られる。
Thereby, the reinforcing structure 6 including the
発泡補強シート11は、発泡体層13と、その厚み方向一方側に配置される金属層4とを備える。発泡補強シート11は、中心領域9に、1つの大貫通孔2を有する。
The foam reinforcing sheet 11 includes a
発泡体層13は、発泡性樹脂層3が発泡することにより得られる発泡体である。発泡体層13は、平面視において、金属層4と略同一形状に形成されている。また、発泡体層13は、単層からなる。
The
発泡体層13の厚みは、例えば、0.3mm以上、好ましくは、1.5mm以上であり、また、例えば、15mm以下、好ましくは、9mm以下である。
The
金属層4の線熱膨張係数C1に対する、金属パネル5の線熱膨張係数C2の比(C2/C1)は、例えば、0.4以上、好ましくは、0.6以上、より好ましくは、0.8以上であり、また、例えば、3以下、好ましくは、2以下、より好ましくは、1.5以下である。これにより、金属パネル5の歪みを抑制することができる。
The ratio (C 2 /C 1 ) of the linear thermal expansion coefficient C 2 of the
この補強シート1は、発泡性樹脂層3と、その厚み方向一方側に配置される金属層4とを備える。このため、発泡性樹脂層3が発泡する際に、発泡剤からの気体が金属層4を透過することを抑制することができる。そのため、発泡性樹脂層3の発泡性に優れ、所望の厚みの樹脂層(具体的には、発泡体層13)を得ることができる。したがって、補強シート1の曲げ強度に優れる。
The reinforcing
また、補強シート1は、大貫通孔2を有するため、補強シート1を金属パネル5に配置して、発泡性樹脂層3を発泡させた際に、発泡性樹脂層3が面方向に収縮または膨張することによって生じる応力(特に、金属層4や金属パネル5の中心領域に向かって集中する応力)を緩和することができるため、金属パネル5の歪みを抑制することができる。
Further, since the reinforcing
また、大貫通孔2が、少なくとも中心領域9に形成されている。このため、金属層4の中心に集中する応力を確実に緩和することができ、均一かつ確実に金属パネル5の歪みを抑制することができる。
Further, the large through
金属パネル構造体6は、補強シート1を金属パネル5に貼着して、発泡および固定したものである。すなわち、金属パネル構造体6は、金属パネル5と、その厚み方向一方側に配置される発泡補強シート11とを備える。また、発泡補強シート11は、金属パネル5の厚み方向一方側に配置される発泡体層13と、その厚み方向方側に配置される金属層4とを備え、発泡補強シート11は、大貫通孔2を有する。そのため、金属パネル構造体6は、歪みが抑制されており、かつ、強度が向上している。
The metal panel structure 6 is obtained by adhering the reinforcing
3.変形例
図3〜図7を参照して、第1実施形態の補強シート1の変形例について説明する。なお、変形例において、上記した第1実施形と同様の部材には、同様の符号を付し、その説明を省略する。実施形態および変形例は適宜組み合わせることもできる。
3. Modifications Modifications of the reinforcing
(1)図1Aに示す実施形態では、補強シート1は、略楕円形状の大貫通孔2を有しているが、補強シート1は、図3に示すように、略円形状(略真円形状)の大貫通孔2を有することもできる。すなわち、図1Aの大貫通孔2の形状は、平面上の2定点からの距離の和が実質的に一定となる点の集合から作られる曲線であって、長径および短径を有する。一方、図3の大貫通孔2の形状は、平面上の1定点からの距離が実質的に一定となる点の集合から作られる曲線である。
(1) In the embodiment shown in FIG. 1A, the reinforcing
図3に示す実施形態も図1Aと同様の作用効果を奏する。好ましくは、補強シート1の第2方向に沿って、歪みを抑制できる観点から、図1Aに示す実施形態が挙げられる。
The embodiment shown in FIG. 3 also has the same effects as those of FIG. 1A. Preferably, the embodiment shown in FIG. 1A may be mentioned from the viewpoint of suppressing the strain along the second direction of the reinforcing
(2)図1Aに示す実施形態では、補強シート1は、一の大貫通孔2を有しているが、例えば、図4〜図6に示すように、複数の小貫通孔8(貫通孔の一例)を有していてもよい。
(2) In the embodiment shown in FIG. 1A, the reinforcing
図4に示す実施形態では、複数(5つ)の小貫通孔8が中心領域9(仮想線内)のみに形成されている。各小貫通孔8は、互いに同一形状であり、互いに円周向に沿って等間隔に配置されている。小貫通孔8は、円形状である。
In the embodiment shown in FIG. 4, a plurality (five) of small through
図5に示す実施形態では、複数(4つ)の一方向(第1方向)に長尺な小貫通孔8が中心領域9およびその外周領域に形成されている。各小貫通孔8は、互いに同一形状であり、第2方向に沿って等間隔に配置されている。
In the embodiment shown in FIG. 5, a plurality of (four) small through
図6に示す実施形態では、複数(15)の小貫通孔8が中心領域およびその外周領域に形成されている。各小貫通孔8は、互いに同一形状であり、第1方向および第2方向に沿って等間隔に整列配置されている。
In the embodiment shown in FIG. 6, a plurality (15) of small through
なお、図4〜図6に示す実施形態において、貫通孔の面積とは、小貫通孔8の総面積をいう。
In addition, in the embodiment shown in FIGS. 4 to 6, the area of the through holes means the total area of the small through
小貫通孔8の個数は限定されず、適宜決定することができる。また、小貫通孔8の面積も限定されず、適宜決定することができるが、好ましくは、小貫通孔8の面積は、大貫通孔2の面積と略同一である。
The number of the small through
図4〜図6に示す実施形態も図1Aと同様の作用効果を奏する。好ましくは、製造適性(加工性)の観点から、図1Aに示す実施形態が挙げられる。 The embodiment shown in FIGS. 4 to 6 also achieves the same effect as that of FIG. 1A. Preferably, from the viewpoint of manufacturability (workability), the embodiment shown in FIG. 1A can be mentioned.
(3)図1Aに示す実施形態では、補強シート1の外形は、略矩形状であるが、その外形は特に制限されず、例えば、図7に示すように、補強シート1は、略楕円形状であってもよく、また、図示しないが、略円形状であってもよい。これらの実施形態も図1Aと同様の作用効果を奏する。
(3) In the embodiment shown in FIG. 1A, the reinforcing
また、図1Aに示す実施形態では、大貫通孔2の中心は、補強シート1の中心Cと一致している(同一円)が、例えば、図示してないが、大貫通孔2の中心は、補強シート1の中心Cと一致しなくてもよい(偏心していてもよい)。
Further, in the embodiment shown in FIG. 1A, the center of the large through
(4)図示しないが、補強シート1は、発泡性樹脂層3の厚み方向他方側に、セパレータを備えていてもよい。
(4) Although not shown, the reinforcing
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited to the examples and comparative examples. Further, specific numerical values such as a mixing ratio (content ratio), physical property values, and parameters used in the following description are described in the above “Mode for carrying out the invention”, and a corresponding mixing ratio ( Content ratio), physical property value, parameter, etc. are replaced by the upper limit value (value defined as "below" or "less than") or lower limit value (value defined as "greater than or equal to" or "exceeded") be able to.
実施例1
平面視略矩形状のアルミニウム箔(第1方向長さ50mm、第2方向長さ100mm、厚み0.2mm、UACJ社製、「3003」、線熱膨張係数24×10−6)の一方面全面に、発泡性の接着テープ(発泡性の熱硬化性弾性樹脂層、単層、第1方向長さ50mm、第2方向長さ100mm、厚み1.0mm)を貼り付け、中心領域に、楕円形状(短軸長さ20mm×長軸長さ40mm)の貫通孔を形成した。これにより、実施例1の補強シートを製造した(図1A参照)。
Example 1
Aluminum foil having a substantially rectangular shape in plan view (first direction length: 50 mm, second direction length: 100 mm, thickness: 0.2 mm, UACJ, "3003", linear thermal expansion coefficient: 24 x 10-6 ) Affix a foaming adhesive tape (foaming thermosetting elastic resin layer, single layer, length in first direction 50 mm, length in second direction 100 mm, thickness 1.0 mm), and elliptical shape in the central region A through hole having a short axis length of 20 mm and a long axis length of 40 mm was formed. This produced the reinforcing sheet of Example 1 (see FIG. 1A).
なお、発泡性の熱硬化性弾性樹脂層は、以下の材料から形成されている。
・ビスフェノール型エポキシ樹脂70質量部(ジャパンエポキシレジン社製、「エピコート#872」)
・ビスフェノール型エポキシ樹脂30質量部(ADEKA社製、「EP−4080E」)
・ポリブタジエンゴム40質量部(旭化成ケミカルズ社製、「タフデン2003」)
・アクリロニトリルブタジエンゴム10質量部(日本ゼオン社製、「Nipol 1052J」)
・発泡剤2.5質量部(永和化成工業社製、「N#10000S」)
・粘着付与剤50質量部(東ソー社製、石油樹脂、「ペトロタック90V」)
・充填材50質量部(丸尾カルシウム社製、重質炭酸カルシウム)
・硬化剤3質量部(日本カーバイド鉱業社製、ジシアンジアミド)
・加硫剤12質量部(鶴見化学工業社製、「金華印微粉硫黄」)
・加硫促進剤6質量部(大内新興化学社製、「ノクセラーDM」)
比較例1
貫通孔を形成しなかった以外は、実施例1と同様にして、比較例1の補強シートを製造した。
The foamable thermosetting elastic resin layer is made of the following materials.
70 parts by mass of bisphenol type epoxy resin ("Epicoat #872" manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
-Bisphenol type epoxy resin 30 parts by mass (made by ADEKA, "EP-4080E")
40 parts by mass of polybutadiene rubber ("Tuffden 2003" manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation)
10 parts by mass of acrylonitrile butadiene rubber ("Nipol 1052J" manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.)
2.5 parts by mass of foaming agent ("N#10000S" manufactured by Eiwa Chemical Industry Co., Ltd.)
・50 parts by weight of tackifier (Tosoh Corporation, petroleum resin, "Petrotac 90V")
50 parts by weight of filler (Maruo Calcium Co., heavy calcium carbonate)
-Curing agent 3 parts by mass (Nippon Carbide Mining Co., Ltd., dicyandiamide)
・Vulcanizing agent 12 parts by mass (Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd., "Kinka fine powder sulfur")
・Vulcanization accelerator 6 parts by mass (Ono Shinko Kagaku Co., Ltd., "Nox Cellar DM")
Comparative Example 1
A reinforcing sheet of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that no through hole was formed.
比較例2
アルミニウム箔をガラスクロス(厚み0.2mm)に変更した以外は、比較例1と同様にして、比較例2の補強シートを製造した。
Comparative example 2
A reinforcing sheet of Comparative Example 2 was manufactured in the same manner as Comparative Example 1 except that the aluminum foil was changed to glass cloth (thickness: 0.2 mm).
(発泡性試験)
実施例および各比較例の補強シートを、発泡性樹脂層が接触するように、アルミニウム板(第1方向長さ50mm、第2方向長さ100mm、厚み1mm)の全面に貼着し、続いて、180℃で20分間加熱して、発泡性樹脂層を発泡させた。これにより、金属パネル構造体を作製した。このときの発泡倍率(発泡体層の厚み/発泡性樹脂層の厚み)を測定した。結果を表1に示す。
(Foamability test)
The reinforcing sheets of Examples and Comparative Examples were attached to the entire surface of an aluminum plate (first direction length 50 mm, second direction length 100 mm,
(曲げ強度試験)
実施例または各比較例の補強シートを、アルミニウムパネル(「A6061」、第1方向長さ25mm、第2方向長さ150mm、厚み1.0mm、線熱膨張係数24×10−6)の一方面全面に、20℃雰囲気下で貼着し、180℃で20分加熱した。これにより、発泡性樹脂層を発泡硬化させて、試験片(補強構造体)を得た。
(Bending strength test)
One side of the aluminum sheet (“A6061”, first direction length 25 mm, second direction length 150 mm, thickness 1.0 mm, linear thermal expansion coefficient 24×10 −6 ) of the reinforcing sheet of the example or each comparative example was used. The whole surface was attached in an atmosphere of 20° C. and heated at 180° C. for 20 minutes. In this way, the foamable resin layer was foamed and cured to obtain a test piece (reinforcing structure).
その後、アルミニウムパネルが上向きとなる状態で、各試験片を100mmの間隔で支持し、その長さ方向中央において、テスト用バーを垂直方向上方から圧縮速度5mm/分にて降下させ、アルミニウムパネルに接触してから、補強シートが1mmまたは2mmに変位したときの曲げ強度(N)を測定した。結果を表1に示す。 Then, with the aluminum panel facing upward, each test piece was supported at intervals of 100 mm, and the test bar was vertically lowered from above at a compression speed of 5 mm/min at the center in the longitudinal direction, and the test piece was placed on the aluminum panel. After the contact, the bending strength (N) when the reinforcing sheet was displaced to 1 mm or 2 mm was measured. The results are shown in Table 1.
(歪み試験)
実施例または各比較例の補強シート1(第1方向長さ50mm、第2方向長さ100mm)を、アルミニウムパネル5(「A6061」、第1方向長さ200mm、第2方向長さ300mm、厚み1mm)の上面の中央部分に、20℃雰囲気下で、貼着した(図8A参照)。次いで、第1方向180mm幅において1mmピッチで、第2方向200mm幅において5mmピッチで、アルミニウムパネルの下面の測定箇所10を決定し(図8B参照)、その表面凹凸の変位を、レーザー変位計を用いて測定した。
(Distortion test)
Aluminum sheet 5 (“A6061”, first direction length 200 mm, second direction length 300 mm, thickness) of reinforcing sheet 1 (first direction length 50 mm, second direction length 100 mm) of Example or each comparative example 1 mm) was attached to the central portion of the upper surface in an atmosphere of 20° C. (see FIG. 8A). Next, the measurement points 10 on the lower surface of the aluminum panel are determined at a pitch of 1 mm in the first direction 180 mm width and at a pitch of 5 mm in the second direction 200 mm width (see FIG. 8B), and the displacement of the surface unevenness is measured by a laser displacement meter. It was measured using.
その後、補強シート貼着アルミニウムパネルを垂直に立てた状態で、180℃、20分加熱することにより、発泡性樹脂層を発泡硬化させて、補強構造体を得た。補強構造体のアルミニウムパネルの下面に対して、再度、同条件で、表面凹凸の変位を測定した。 Then, the foamable resin layer was foam-cured by heating at 180° C. for 20 minutes in a state where the reinforcing sheet-attached aluminum panel was vertically stood to obtain a reinforcing structure. With respect to the lower surface of the aluminum panel of the reinforcing structure, the displacement of the surface unevenness was measured again under the same conditions.
加熱後の変位と加熱前の変位との差を計算し、最大値を歪み量とした。結果を表1に示す。 The difference between the displacement after heating and the displacement before heating was calculated, and the maximum value was taken as the amount of strain. The results are shown in Table 1.
表1から、実施例1および比較例1を比較すると、実施例1の方が、歪み量が小さくなっていることが分かる。また、比較例1および比較例2を比較すると、拘束層を金属層とすることによって発泡倍率が上昇していることが分かる。さらに、補強シートに貫通孔を有する実施例1であっても、比較例2と比べて発泡倍率が上昇していることが分かる。 From Table 1, comparing Example 1 and Comparative Example 1, it can be seen that Example 1 has a smaller strain amount. Further, comparing Comparative Example 1 and Comparative Example 2, it can be seen that the expansion ratio is increased by using the constraining layer as a metal layer. Furthermore, it can be seen that even in Example 1 having through holes in the reinforcing sheet, the expansion ratio is higher than in Comparative Example 2.
1 補強シート
2 大貫通孔
3 発泡性樹脂層
4 金属層
5 金属パネル
6 金属パネル構造体
8 小貫通孔
9 中心領域
13 発泡体層
1
Claims (10)
発泡剤を含有し、単層からなる発泡性樹脂層と、
前記発泡性樹脂層の厚み方向一方側に配置される金属層と
を備え、
厚み方向に前記補強シートを貫通する貫通孔を有することを特徴とする、補強シート。 A reinforcing sheet attached to the panel,
A foaming resin layer containing a foaming agent and comprising a single layer,
A metal layer disposed on one side in the thickness direction of the foamable resin layer,
A reinforcing sheet having a through hole penetrating the reinforcing sheet in a thickness direction.
前記パネルの厚み方向一方側に配置される補強シートと
を備える補強構造体であって、
前記補強シートは、
前記パネルの厚み方向一方側に配置され、単層からなる発泡体層と、
前記発泡体層の厚み方向一方側に配置される金属層と
を備え、
前記補強シートは、厚み方向に貫通する貫通孔を有することを特徴とする、補強構造体。 Panel,
A reinforcing structure comprising a reinforcing sheet arranged on one side in the thickness direction of the panel,
The reinforcing sheet is
A foam layer composed of a single layer, which is arranged on one side in the thickness direction of the panel,
A metal layer disposed on one side in the thickness direction of the foam layer,
The reinforcing sheet has a through-hole penetrating in the thickness direction.
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