JP2986563B2 - パネルの裏打ち材及びその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パネルを裏打ちして遮
音性、断熱性等を向上させるために用いられる裏打ち材
並びにその製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属板、樹脂板等の表皮材（パネル）の
裏側にフォームコアを接着した所謂サンドイッチ材は、
軽量化ないしは遮音、断熱等のためしばしば用いられて
いる。そして、かかるサンドイッチ材を製造する方法と
して、表皮材を成形した後に裏打ち材を貼りつける方法
が開発されている。

【０００３】例えば、表皮材の裏面に予め発泡させたフ
ォームコアを接着するという最も一般的な方法のほかに
も、表皮材の裏面に発泡性の樹脂組成物を塗布又は吹き
ける方法（例えば特開昭６２−３３６３２号参照）、発
泡性の樹脂シートを作成してこれを表皮材に接着し、発
泡させる方法（例えば特開昭６３−１５９４４９号参
照）等が知られている。

【０００４】このように発泡フォームで裏打ちされた素
材（サンドイッチ材）は、遮音性、断熱性に優れ、また
全体として軽量であり、構造材料として用いられるが、
フォーム部の強度が不十分となり易いため、構造材料と
しての有用性を十分なものとするためには、特に必要な
部分のフォームを厚くするかフォームの強度を大きくす
る必要がある。

【０００５】しかしながらフォーム自体は軽量化と強度
を両立させることは困難であり、フォーム層を厚くする
ことは、例えばこの方法で自動車のドア、トランクリッ
ド等を作成すれば客室、トランクの容積を減らすことに
なる。この解決策として表皮材にリブを取付ける方法が
あり、例えばこの実用的な解決方法として特開平２−２
８１９１３号等に記載の方法があげられる。しかしなが
ら、この方法では、表皮材の裏側にリブを取付けるこ
と、裏打ち材シートを用いてサンドイッチ材化する場合
にはリブを避けて分割して裏打ちすること等の必要が生
じ、これらは作業が煩雑化するため、合理的な方法とし
ては好ましいことではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のリブ
の取付けとフォームコアによる裏打ちとを同時に合理的
に行い得る新規な裏打ち材並びにかかる裏打ち材を工業
的に製造する方法を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の課題
について鋭意研究の結果、リブで補強する部分を実質的
に樹脂のみで構成しその他の部分はフォームで構成した
材料で裏打ちすることを考え、本発明の裏打ち材を完成
した。

【０００８】すなわち、本発明は、発泡材料を含む未硬
化又は半硬化の熱硬化性樹脂のシートであって、かつ該
シートには、適当な間隔をおいて上記リブ部に相当する
位置に該シートの厚み方向にわたる実質的に未硬化又は
半硬化の熱硬化性樹脂のみからなり発泡性材料を含まな
い部分を有することを特徴とするパネルの裏打ち材料で
あり、更には、上記シートの少くとも片面に補強繊維層
が積層され、さらには、必要に応じ、後述する分離膜や
金属薄葉が積層されているパネルの裏打ち材である。

【０００９】図１は、かかる裏打ち材の構造の一例を示
す断面図であり、図中（１）は発泡性材料と熱硬化性樹
脂の混合物からなる部分、（２）は実質的に熱硬化性樹
脂のみからなる部分である。

【００１０】また、（３）は熱硬化性樹脂を含浸した補
強繊維層、（４）は内層の上記シートと表面に積層した
補強繊維層との間に介在し、発泡性材料が発泡時に表面
側へ移動するのを阻止するようにした分離膜である。
（５）はパネルと接着すべき側の反対側に積層した金属
薄葉層である。

【００１１】本発明において用いる発泡性材料は、アゾ
ジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等のア
ゾ化合物、パラトルエンスルホニルヒドラジド、4,4'オ
キシビスベンゼンスルホニルヒドラジド等のヒドラジ
ド、ジニトロペンタメチレンテトラミン等のニトロ化合
物等の公知の有機発泡剤、炭酸水素ナトリウム等の無機
発泡剤、商品名「マイクロスフェア」（松本油脂製薬、
ダウケミカル社製）、「エクスパンセル」（エクスパニ
セル社製）等のポリ塩化ビニリデン系熱膨張性粒子、
「エスレンＨＥ」（積水化成品製）等のポリスチレン系
膨張製粒子、その他アクリル系、パラフェニレンオキサ
イド系等の発泡膨張性粒子等の有機熱膨張性粒子等があ
げられる。分離膜を用いて発泡性材料の移動を阻止する
場合には、上記有機発泡剤又は無機発泡剤等は、例えば
主として用いる熱硬化性樹脂に溶解し難い他の樹脂に溶
解又は混合して粉砕した粒子の形態で用いる等の方法を
採用することが好ましい。

【００１２】本発明で用いる熱硬化性樹脂は、裏打ちさ
れるべきパネルに接着や粘着可能であり、発泡性材料の
発泡温度付近で硬化し、かつ発泡性材料が発泡する温度
で流動する樹脂であればよく、この条件が充たされる限
りにおいて、熱可塑性の樹脂を混合併用することも出来
る。このような熱硬化性樹脂として不飽和ポリエステル
樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタ
ン樹脂等があげられる。 この樹脂にはまた、樹脂の補
強材料、例えばミルドファイバー、ウィスカー等の短繊
維を加えることが出来、これが好ましい場合がある。こ
のようなものの例としては、ガラス繊維、炭素繊維、炭
化ケイ素繊維、アルミナ繊維等のミルドファイバーや短
繊維、炭素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ等のウ
ィスカーがあげられる。また剥離破砕した雲母を用いて
もよい。

【００１３】本発明では発泡性材料とともに、無機や有
機の非膨張性中空体粒子を併用することが好ましい場合
が多いが、この場合に用いる中空体粒子としては、ガラ
スバルーン、シリカバルーン、シラスバルーン等があげ
られる。ポリ塩化ビニリデンの膨張澄みの粒子、例えば
エクスパンセル社の商品名「エクスパンセルＤＥ」等も
用いられる。

【００１４】分離膜として用いる材料は、液状の樹脂は
通すが、発泡性材料（及び上記非膨張性の中空体粒子）
は通さない、目開きの小さい不織布、織物、編み者等の
繊維材料の他、多孔質であるフィルム等があげられる。
一般に分離膜素材は繊維補強樹脂（ＦＲＰ）おける補強
材料となる素材であることが好ましい。

【００１５】補強繊維層は補強材料であるとともに裏打
ち時に溶融した樹脂が移動するための通路にもなるもの
であるが、この補強繊維層は、樹脂の選択次第では目の
粗いものが好ましい場合がある。素材としては一般の補
強繊維であればよく、ポリエステル繊維特にアリレート
繊維、ナイロン繊維特にアラミド繊維、ポリオレフィン
繊維特に高重合度ポリエチレン繊維等の有機繊維、ガラ
ス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、窒
化ケイ素繊維、金属繊維等の無機繊維、綿、麻等の天然
繊維があげられ、通常はガラス繊維が用いられる。

【００１６】金属薄葉としては、アルミニウム、マグネ
シウム等やその合金、銅、スチールの薄いシートがあげ
られ、多くの場合にはアルミニウム系のものが用いられ
る。

【００１７】本発明の裏打ち材にあっては、図１の如
く、上記シートの所定の位置に該シートの厚さ方向にわ
たる実質上熱硬化性樹脂のみからなる部分が存在する。
これはリム部に相当する位置に形成され、その配置、大
きさ、数等は裏打ちされたパネルの形状、大きさや該パ
ネルに要求される機械的特性に応じて適宜選択すればよ
い。多くの場合、ほぼ一定間隔で多数設けるのが好まし
い。

【００１８】この裏打ち材は、表皮材（パネル）となる
金属板、樹脂板等の裏側に積層して、加圧下に加熱し、
上記発泡性材料を発泡させるとともに熱硬化性樹脂を硬
化させて、パネルと接着させ、リブ付きのサンドイッチ
材を形成するものである。この裏打ち材は、実用してみ
ると発泡させた後に発泡部（フォーム部）に比べて樹脂
部（リブ部）の厚みが小さくなるという問題が生ずるこ
とがある。しかし、この場合には、発泡に際してリブ部
を発泡による圧力を利用して両側から圧縮しその厚みを
増大させることで解決できる。さらには、パネルと接着
する側と反対の側に繊維層を設けて裏打ち（成形）時に
樹脂をリブの後方（繊維層の部分）へ移動させるように
してもよい。また、発泡部と樹脂部との厚み差を少くす
るため、発泡性材料と共に非膨張性（非発泡性）の中空
体粒子を使用するのが有効である。このような手段によ
り裏打ち時における発泡部の膨張量を抑制することがで
き、樹脂部の圧縮の程度を少くしても平坦な裏打ち部を
形成させることができる。

【００１９】本発明にあっては、リブ部のパネルとの接
着を行う側と反対側（非接着側）を発泡成形物で覆うこ
とは問題が少ないのであるから、上述の如く発泡樹脂が
通る繊維層を非接着側に設けることが好ましい場合が多
い。この裏打ち材を用いるサンドイッチ材の成形に際し
ては、裏打ち材を金型等で覆ってパネル（表皮材）に添
わせて成形することが好ましく、樹脂は繊維層の繊維群
に沿って金型と裏打ち材本体の間を移動させる。また、
この部分の厚さが変えられることを利用して剛性分布の
あるサンドイッチ材を得ることが出来る。

【００２０】金型を用いない方法として、裏打ち材の非
接着側に金属薄葉を積層することが好ましい場合があ
る。この金属薄葉は、裏打ち材としては可撓性、発泡樹
脂等の抑えとしては剛性が求められるので、折り曲げた
溝等を付与するのが好ましいことがある。

【００２１】次に、上述の如き本発明の裏打ち材を工業
的に製造する方法を詳述する。

【００２２】本発明の裏打ち材は、未硬化又は半硬化の
熱硬化性樹脂と発泡性材料との混合物を、上記発泡性材
料が発泡せずかつ上記樹脂が硬化しない条件でシート化
し、該シートを適当な間隔をおいてリブ部を形成すべき
部分を切抜き、この切抜き部に未硬化又は半硬化の熱硬
化性樹脂を充填し、一体のシートとする方法により製造
される。

【００２３】この際、部分的に切抜きを行ったシートの
少くとも片面に未硬化又は半硬化の樹脂を含浸した補強
繊維層を積層して、該層中の樹脂を切抜き部へ移動させ
るようにしてもよい。また、裏打ち時に発泡した粒子や
気泡が表面に出ないよう上記シートの少くとも片面に上
記分離層を設けてもよい。補強繊維層を積層する場合に
は、図１の如く分離層の上に補強繊維層を積層するのが
好ましい。

【００２４】本発明方法の具体的な実施態様としては、
例えば、熱膨張性粒子等の発泡性材料を未硬化又は半硬
化の熱硬化性樹脂に溶解又は分散させ、この混合物をシ
ート化し、該シートのリブにすべき部位を所要のリブ幅
より大き目に切抜き（この比率は成形時の発泡量等から
求められる）除去した後、これに未硬化又は半硬化の熱
硬化性樹脂を積層するか若しくはこの樹脂に浸して、切
取った空間に樹脂を含浸させ、必要に応じて補強繊維ク
ロス等及び金属薄葉を積層して、シート化する方法が採
用される。すなわち、この方法では、まず発泡性材料例
えば熱膨張性粒子と熱硬化性樹脂例えば常温では半固体
の未硬化のエポキシ樹脂とを均一に混合し、これを比較
的低温でプレスする等の手段でシート化する。次に所定
のリブの位置と補正した幅を決めてプレス等で該シート
の一部を切り取る。このシートに熱硬化性樹脂を添わせ
るか又は同樹脂を含浸した繊維クロス等を積層し、必要
に応じて更に繊維クロス、金属薄葉を積層し、例えばカ
レンダー等でシート化する。これらの操作は連続的に実
施出来る。

【００２５】他の実施態様としては、既に例を挙げたリ
ブ部相当部位の切除と樹脂シートの積層、カレンダーに
よるシート化の他に、リブ部相当の部位には樹脂注入部
の無い所定の金型に発泡性樹脂組成物を流し込んで当該
部分の欠如した発泡性シートを作り、この発泡性シート
を別の金型に収め欠如部に樹脂を注型成形する方法をあ
げることも出来る。

【００２６】次に本発明方法を連続的に実施する工程の
例を、図２により説明する。図２は製造工程の概略図で
あり、この図２において、（１１）は発泡性材料（と非
膨張性中空体粒子）と成形用の熱硬化性樹脂との混合物
ホッパーであり下部に流出口を有する。（１２）はコン
ベヤーベルト、（１３）はシートの切り抜きを行うため
の裁断プレス機、（１４）は目開きの小さい補強繊維シ
ート、（１５）は樹脂含浸浴槽、（１６）は別の目開き
の大きい補強クロス、（１７）は金属シート、（１８）
はカレンダー、（１９）は製品裏打ち材を示す。

【００２７】この工程では、発泡性材料（と非膨張性中
空体粒子）と熱硬化性の成形用樹脂との混合物ホッパー
（１１）からベルト（１２）の上に発泡性材料を含む混
合物が均一に散布され、プレス（図示せず）で軽くプレ
スされシート化された後、裁断プレス機（１３）で予め
決められている位置が裁断、切除される。補強繊維シー
ト（１４）は樹脂含浸浴槽（１５）で熱硬化性樹脂を含
浸した後、この所要部を切除した混合物のシートの両面
に積層される。更に補強クロス（１６）と金属シート
（１７）を積層してカレンダー（１８）で圧搾されて裏
打ち材（１９）として巻き取られる。補強繊維シート
（１４）に樹脂を含浸させて積層する代わりに樹脂シー
ト、例えば半固化している熱硬化性樹脂シートを積層し
てもよい。

【００２８】このように製造される本発明の裏打ち材を
用いて、金属、樹脂等のパネル（表皮材）の裏打ちを行
いサンドイッチ材を成形するには、裏打ち材が図の如く
連続して作られたシート素材であれば、適当な位置で切
り取って所定の大きさ、形状となし、これを予め成形さ
れているパネル（表皮材）例えばトランクリッドの裏に
接着し、加熱して裏打ち材の樹脂を流動可能にして発泡
性材料を発泡させたのち樹脂を硬化させて成形する。こ
の際必要に応じて金属シートは剥がす。

【００２９】図３は本発明による裏打ち材の使用例を示
す。裏打ち材（１９）はカッター（２０）で所定の位置
で所定の大きさに切り取られ、切り取られた材料（２
１）としてパネル等の表皮材（２３）に接着又は粘着さ
れ、加熱炉（２２）で加熱溶融発泡成形される。この様
にしてリブの入った発泡フォームで裏打ちされたサンド
イッチ材（２４）が得られる。サンドイッチ材（２４）
における（２５）は樹脂からなるリブ部であり、（２
６）はフォーム部である。

【００３０】この方法の基本はリブに相当する部分を非
発泡性の樹脂のみに置きかえた発泡樹脂シート裏打ち材
を用いることであるが、このリブ部の幅を裏打ち材では
裏打ち後の所定幅より大きくすること、このリブ部の変
化（即ち成形後の凹み）を少なくするために非膨張性中
空体粒子を発泡部に加えること、リブ部の非接着面側に
繊維織物等を配置して成形時に発泡樹脂が該リブ部の後
ろに移動するようにしてこの部分の凹みを減らすこと、
リブ部に樹脂のみを移動させるため発泡部の少なくとも
一面に樹脂のみを通し発泡性材料（と非膨張性中空体粒
子）を阻止する分離膜を配すること、がそれぞれ補充技
術として採用される。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述した本発明の裏打ち材を使用す
ると、パネルのリブによる補強とフォームでの裏打ちと
を同時に行うことができ、遮音性、断熱性にすぐれ、か
つ十分な機械的特性を有する軽量成形物を容易に得るこ
とができる。しかも、分離膜を有する裏打ち材を用いる
と、得られた軽量成形物は表皮のパネルと裏打ちしたコ
ア間に気泡の阻止膜が存在することになり、層間の接着
性が良好である（特開昭６３−２４６２１２号参照）。

【００３２】

【実施例】次に、本発明を更に詳しく説明するために実
施例を示す。これらの実施例は本発明の一例を説明する
ものであり、本発明を制約するものではない。なお、実
施例中における「部」は特にことわらない限り重量部で
ある。

【００３３】

【実施例１】エクスパンセン（株）社の発泡性「エクス
パンセルＤＵ４６１」を準備した。これは１００℃で膨
張する微粒子である。併せて旭硝子製の非膨張製無機中
空バルーンＭＱ２８を準備した。

【００３４】一方、油化シェル社のエポキシ樹脂「エピ
コート１００１」、「エピコート３４８」及び無水フタ
ル酸、２−メチルイミダゾールを準備した。「エピコー
ト１００１」７０部と「エピコート３４８」３０部を混
合したものを樹脂Ａ、樹脂Ａ１００部と無水フタル酸３
０部及び２−メチルイミダゾール１．５部を混合したも
のを樹脂Ｂとする。

【００３５】またユニセル（株）の目開きの小さいポリ
エステル不織布「ユニセルＢＴ０４０４」と旭硝子
（株）製のガラス繊維織物を準備した。金型より大き目
に「ユニセル」を２枚、金型に合わせてガラス繊維織物
を３枚切り取った。

【００３６】樹脂Ｂ１００部を溶融してこれに「エクス
パンセル４６１」を２２部、旭硝子製の中空バルーンＭ
Ｑ３８を２２部添加混合した。この粘稠な混合物を金型
に入れ、均して軽くプレスして冷却し、シートとした。
これを金型に合わせて所定の大きさに切断した。その
後、プレス裁断機を用いて１０mm×４０mmの長方形の孔
をほぼ等間隔に２０個あけるように切抜いた。

【００３７】この部分切断した発泡性シートを該シート
と同じ大きさの簡易金型に入れ、切り取った位置を樹脂
Ｂで埋めて均した。この両側に「ユニセル」のシートを
添えた。

【００３８】所定の大きさに切り取ったガラス繊維織物
２枚を、樹脂Ｂの溶融液に浸した。これらの間に上記
「ユニセル」を積層した発泡性シートを挾み、さらに同
じ大きさに切った３枚目のガラス繊維織物とアルミ箔と
を重ねプレスして、試作裏打ち材を得た。

【００３９】次に、試作した裏打ち材を暖めてアルミ箔
面を外側にして、予め作って置いたアルミ製のパネル
（表皮材）に接着し、１１０℃のオーブンに入れて加熱
した。１時間後に取りだしたところ所期の通りにリブ部
を有する発泡シートで裏打ちされていることを確認し
た。

【００４０】

【実施例２】実施例１で用いた材料を全て準備した。樹
脂Ｂを調製してプレスを用いて０．５mm厚さのシートと
した。

【００４１】一方、実施例１と同様に樹脂Ｂと「エクス
パンセル４６１」及びＭＱ３８を混合し、シート化し
た。この一部を実施例１と同様に所定の位置を切り抜
き、これの両側に樹脂Ｂのみからなるシートを積層し、
プレスで溶融成形した。かくして裏打ち材を得た。

【００４２】この裏打ち材と鉄板とを重ね、圧力を掛け
ずにプレスに挾んで１１０℃まで昇温した。１時間後に
取り出し、冷却してリブ付きフォームで裏打ちした良好
な成形物を得た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の裏打ち材の構造の一例を示す断面図。

【図２】本発明の裏打ち材を連続的に製造する工程の一
例を示す概略図。

【図３】本発明の裏打ち材を使用してパネルの裏打ちを
行う工程の一例を示す概略図。

【符号の説明】

（１）発泡性材料と熱硬化性樹脂との混合物からなる部
分，（２）熱硬化性樹脂のみからなる部分，（３）補強
繊維層，（４）分離膜，（５）金属薄葉層（１１）発泡
性材料と熱硬化性樹脂との混合物ホッパー，（１２）コ
ンベヤーベルト，（１３）裁断プレス機，（１４）補強
繊維シート，（１５）樹脂含浸浴槽，（１６）補強クロ
ス，（１７）金属シート，（１８）カレンダー，（１
９）製品の裏打ち材（２０）製品裁断機，（２１）裁断
した材料，（２２）加熱炉，（２３）パネル（表皮
材），（２４）裏打ちした製品パネル（サンドイッチ
材），（２５）リブ部，（２６）フォーム部

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発泡性材料を含む未硬化又は半硬化の熱硬
   化性樹脂からなるシートであって、かつ該シートには適
   当な間隔をおいて該シートの厚み方向にわたる実質的に
   未硬化又は半硬化の樹脂のみからなり発泡性材料は含ま
   ない部分を有することを特徴とするパネルの裏打ち材。
2. 【請求項２】上記熱硬化性樹脂には発泡性材料とともに
   非膨張性中空体粒子を含む請求項１に記載のパネルの裏
   打ち材。
3. 【請求項３】上記発泡性材料を含む未硬化又は半硬化の
   熱硬化性樹脂からなるシートの少くとも片面に、上記熱
   硬化性樹脂を含浸したか又は含浸していない補強繊維層
   が積層され、かつ必要に応じその上に金属薄葉が積層さ
   れている請求項１又は２に記載のパネルの裏打ち材。
4. 【請求項４】未硬化又は半硬化の熱硬化性樹脂と発泡性
   材料との混合物を上記発泡性材料が発泡せずかつ上記樹
   脂が硬化しない条件でシート化し、該シートを部分的に
   切抜いて、該シートの厚さ方向に実質的に貫通した１個
   又は複数個の切抜き部を設け、各切抜き部に未硬化又は
   半硬化の熱硬化性樹脂を充填して、一体のシート状とす
   ることを特徴とするパネルの裏打ち材の製造法。
5. 【請求項５】未硬化又は半硬化の熱硬化性樹脂と発泡性
   材料との混合物を上記発泡性材料が発泡せずかつ上記熱
   硬化性樹脂が硬化しない条件でシート化し、該シートを
   部分的に切抜いて、該シートの厚さ方向に実質的に貫通
   した１個又は複数個の切抜き部を設け、該シートの少く
   とも片面に未硬化又は半硬化の熱硬化性樹脂を含浸した
   補強繊維層を積層し、かつ必要に応じて該補強繊維層の
   上に金属薄葉を積層した後、上記熱硬化性樹脂が完全に
   硬化しない条件で加圧して、一体のシート状とすること
   を特徴とするパネルの裏打ち材の製造法。
6. 【請求項６】未硬化又は半硬化の熱硬化性樹脂と発泡性
   材料との混合物を上記発泡性材料が発泡せずかつ上記熱
   硬化性樹脂が硬化しない条件でシート化したものを、部
   分的に切抜く前又は切抜いた後、上記発泡性材料は通さ
   ないがその発泡温度では樹脂を通す分離膜で覆う請求項
   ５に記載のパネルの裏打ち材の製造法。
7. 【請求項７】未硬化又は半硬化の熱硬化性樹脂と発泡性
   材料との混合物にさらに非膨張性中空体粒子を添加する
   請求項４，５又は６に記載のパネルの裏打ち材の製造
   法。
8. 【請求項８】パネルと接着する面と反対側に補強繊維層
   を設ける請求項４〜７のいずれかに記載のパネルの裏打
   ち材の製造法。