JP2833378B2 - 多層積層板 - Google Patents

多層積層板

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、金属板表面に補強繊維を含む
繊維強化熱可塑性樹脂層が積層されてなる多層積層板に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、金属板は機械的強度に優れる
という特徴を有し、各種材料に使用されているが、軽量
性に乏しく、耐水性や耐薬品性にも劣るために錆や腐食
が生じ易く、さらには外部よりの衝撃、振動、音などが
直接反映されるため、耐衝撃板、制振板、防音材などと
して利用するには問題があった。かかる金属板の欠点を
改善するものとして、たとえば錆や腐食の防止のために
金属板の表面に樹脂をコ−ティングしたり、樹脂メッキ
を行なった積層板が知られている
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような積
層体は、錆や腐食に対しては或る程度改善されるが、樹
脂層が非常に薄いためにピンホ−ルが発生したり、また
わずかの衝撃で樹脂層に傷がついて金属部分が露出し、
錆が発生するという問題があり、長期間にわたって錆や
腐食に対して安定であるとはいえなかった。さらには外
部よりの衝撃、振動、音などが吸収、緩和されることな
く金属板に反映されるため、耐衝撃板、制振板、防音材
などとして利用することもできなかった。
【0004】このようなことから、本発明者らはかかる
問題を解決し、ピンホ−ルや傷により金属部分が露出し
て金属板に錆や腐食が発生することもなく、耐衝撃板、
制振板、防音材などとしても利用可能な多層積層板を開
発すべく鋭意検討の結果、本発明に至った。
【0005】本発明は、金属板表面に補強繊維を含む
繊維強化熱可塑性樹脂層が積層されてなることを特徴と
する多層積層板を提供するものである。
【0006】本発明の多層積層板において、金属板とし
てはたとえば通常の鋼板、超高張力鋼板、ステンレス鋼
板、制振鋼板、アルミ板、銅板などの各種金属板が例示
されるが、これらはそれぞれの使用目的に応じて適宜選
択され、特に限定されない。また金属板の厚み、形状等
についても特に制限されず、その使用目的に応じて適宜
選択される。補強繊維を含む繊維強化熱可塑性樹脂層
は、強度補強用の繊維(補強繊維)とマトリックスを構
成する各種熱可塑性樹脂とからなるものである。補強繊
維としては通常はガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維
などの無機繊維が使用され、特にガラス繊維が好ましく
使用される。かかる補強繊維の繊維長さは特に限定され
ないが、1mm以上、特に10mm以上であることが多
層積層板としての性能上好ましい。熱可塑性樹脂として
はポリプロピレン、ポリエステル樹脂などの各種熱可塑
性樹脂が例示される。これらの補強繊維と熱可塑性樹脂
をいかに組み合わせるかはそれぞれの使用目的に応じて
適宜決定されるが、一般にはガラス繊維とポリプロピレ
ンの組合せからなる繊維強化熱可塑性樹脂が用いられ
る。また、両者の配合割合は、繊維強化熱可塑性樹脂を
製造する場合の公知の範囲内で適宜選択される。
【0007】本発明の多層積層板は、前記したように金
属板表面に繊維強化熱可塑性樹脂層を積層したもので
り、また使用目的によってはこのような多層積層板の
片面ないしは両面にさらに金属板及び樹脂層が順次積層
された4層以上の構造からなるものであってもよいが、
最外層が繊維強化熱可塑性樹脂層である多層積層板がそ
の目的から好ましく、特に金属板の全表面に樹脂層を設
けた3層構造からなるものが好ましい。かかる多層積層
板において、繊維強化熱可塑性樹脂層の厚みはそれぞれ
の使用目的により異なるが、あまり薄い場合には十分な
性能が発揮出来ないため、0.2mm以上、特に0.5
mm以上であることが好ましい。
【0008】本発明の多層積層板は、前記したような補
強繊維を含む繊維強化熱可塑性樹脂をあらかじめシ−ト
状にしたたとえばスタンパブルシ−トと呼ばれる繊維強
化熱可塑性樹脂シ−ト、あるいはこのようなシ−トを製
造する過程で得られる半製品のウェブ(以下これらを総
称して繊維強化熱可塑性樹脂シ−トと呼ぶ)を原料と
し、これを金属板と直接または中間層を介して接着剤等
で接着させることにより製造できるが、繊維強化熱可塑
性樹脂シ−ト中の熱可塑性樹脂の熱融着により金属板表
面に該シ−トを積層させる方法が最も好ましい。熱融着
による方法として、代表的には、所定の温度に設定され
た加熱炉中で、少なくとも表面部分の樹脂が溶融して十
分に流動する程度にまで予め加熱した繊維強化熱可塑性
樹脂シ−トに、予熱されていてもよい金属板を重ねて圧
縮する方法があげられる。このときの加熱温度は繊維強
化熱可塑性樹脂シ−ト中のマトリックス樹脂により異な
り、たとえばマトリックス樹脂がポリプロピレンである
場合には通常160〜230℃、好ましくは180〜2
20℃である。また、このときの圧縮力は、樹脂に十分
な流動性を与え、金属板表面との十分な密着性を付与す
るためにも通常5〜300kg/cm2 、特に10〜2
00kg/cm2 であることが好ましい。圧縮時間は通
常10〜300秒、好ましくは30〜200秒である。
【0009】3層構造以上の多層積層板は、たとえば、
少なくとも表面部分が溶融して十分に流動する程度にま
で予め加熱された繊維強化熱可塑性樹脂シ−トをプレス
成形機にセットし、この上に金属板を重ねたのち、さら
にその上に先と同様の少なくとも表面部分が溶融して十
分に流動する程度にまで予め加熱された繊維強化熱可塑
性樹脂シ−トを重ね、ついでこれを圧縮することにより
製造できる。
【0010】また、別の製造法として、プレス成形機内
に金属板と繊維強化熱可塑性樹脂シ−トを所望の層構造
となるように重ね、該シ−トの樹脂が溶融する程度まで
プレス成形機を加熱したのち、あるいは加熱しながら圧
縮することにより多層成形板を製造することもできる。
この方法による場合の加熱温度、圧縮力などは前記と同
様である。
【0011】尚、これらの方法において、圧縮時に金属
板を挟んだ上下の繊維強化熱可塑性樹脂シ−トの溶融樹
脂が流動して、金属板の端部において上下のシ−トが直
接溶融しあうように、金属板および2枚のシ−トをセッ
トしておくと、金属板の表面のみならず端部にいたるま
で完全に樹脂層によって包み込まれた多層積層板を得る
ことができる。また、シ−ト間に金属板を挟み込む場合
に、予め金属板に小孔を1ないし2個以上設けておくこ
とにより、該孔を通じて上下のシ−ト中の樹脂が直接融
着し、より強固に金属板と繊維強化熱可塑性樹脂シ−ト
が積層された多層積層体を得ることができる。
【0012】
【発明の効果】本発明の多層積層体は、金属板と繊維強
化熱可塑性樹脂が一体的に積層された構成となっている
ため、必要とする強度に対しては、製品そのものの厚み
は多少増加するものの製品としての重量を軽減すること
ができ、また、金属表面の樹脂層が厚く、しかも堅固で
あるため錆や腐食の問題もなく長期にわたって安定であ
るという効果を有している。更には、本発明の多層積層
体の表面の樹脂層は繊維強化熱可塑性樹脂自体のもつ性
能として吸音効果、消音効果を有し、振動減衰効果も大
きいなどの各種のすぐれた性質を有するため、金属板の
もつ性質とこの樹脂層のもつ性質が合わさって、機械的
強度にすぐれた防音材、耐衝撃板、制振板、断熱材など
として有利に使用することができる。特に、補強繊維と
してガラス繊維などの絶縁性材料を用いた場合の本発明
の多層積層体は、機械的強度に優れた絶縁性の構造材料
としても使用できるなど、その用途は極めて幅広いもの
がある。
【0013】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明がこれによって限定されるものでない
ことはいうまでもない。
【0014】実施例1 繊維長が10mm以上のガラス繊維を80%以上含むガ
ラス繊維とポリプロピレン樹脂からなり、その重量%比
が4:6である目付1,000g/m2 のスタンパブル
シ−ト(ケ−プラシ−ト株式会社製:商品名「ケ−プラ
シ−ト」)を290mm四方に切断し、このシ−ト2枚
を240℃にセットされた加熱炉で4.5分加熱した。
このときのシ−トの表面温度は210℃であり、表面は
溶融樹脂が流動状態にあった。加熱されたシ−トの1枚
を60℃に保持された300×300mmのプレス型内
にセットし、この上に290×290mm、厚さ0.8
mmの通常鋼板(SS41)を重ね、さらにその上に上
記と同様に加熱されたもう1枚のシ−トを重ね、面圧7
0kg/cm2 で60秒間圧縮して、全周端が上下シ−
トの樹脂で包み込まれた厚さ2.5mmの繊維強化熱可
塑性樹脂層/鋼板/繊維強化熱可塑性樹脂層からなる3
層積層板を得た。製品の表面に金属露出部はなく、鋼板
の表面は完全に密着した繊維強化熱可塑性樹脂で覆われ
ていた。得られた多層積層板の物性を表1に、耐薬品性
の評価結果を表2に示す。
【0015】実施例2 厚さ0.8mmの通常鋼板に代えて厚さ0.6mmの通
常鋼板を用いる以外は実施例1と同様にして全周端が上
下シ−トの樹脂で包み込まれた厚さ2.1mmの繊維強
化熱可塑性樹脂層/鋼板/繊維強化熱可塑性樹脂層から
なる3層積層板を得た。製品の表面に金属露出部はな
く、鋼板の表面は完全に密着した繊維強化熱可塑性樹脂
で覆われていた。得られた多層積層板の物性を表1に示
す。
【0016】実施例3 繊維長が10mm以上のガラス繊維を80%以上含むガ
ラス繊維とポリプロピレン樹脂からなり、その重量%比
が4:6である目付1,000g/m2 のスタンパブル
シ−ト(ケ−プラシ−ト株式会社製:商品名「ケ−プラ
シ−ト」)を製造する過程で得られる300×300m
mの製品状のシ−ト(ウェブ)および半径5mmの円形
の孔を略均等に9個設けた300×300mm、厚さ
0.6mmのアルミ板を、ウェブ/アルミ板/ウェブの
順にプレス機にセットし、面圧70kg/cm2 の圧力
を加えながら180℃まで加熱した。加熱状態を60秒
間保持し、厚さ2.1mmの繊維強化熱可塑性樹脂層/
アルミ板/繊維強化熱可塑性樹脂層からなる3層積層板
を得た。得られた多層積層板の物性を表1に示す。
【0017】比較例1〜3 比較のために、通常鋼板(SS41)(比較例1)、ア
ルミ板(比較例2)および実施例1で用いたと同様のケ
−プラシ−ト(但し、厚さ4.4mm)(比較例3)を
それぞれ用い、その物性および耐薬品性を評価した。結
果を表1および表2に示す。
【0018】実施例4 繊維長が10mm以上のガラス繊維を80%以上含むガ
ラス繊維とポリプロピレン樹脂からなり、その重量%比
が4:6である目付2,000g/m2 のスタンパブル
シ−ト(ケ−プラシ−ト株式会社製:商品名「ケ−プラ
シ−ト」)を250×250mmの大きさに切断し、こ
のシ−ト2枚の間に250×250mm、厚さ1.2m
mの通常鋼板を挟んでプレス機にセットし、面圧30k
g/cm2の圧力を加えながら210℃まで加熱した。
加熱状態を2分間保持し、厚さ4.5mmの繊維強化熱
可塑性樹脂層/鋼板/繊維強化熱可塑性樹脂層からなる
3層積層板を得た。得られた多層積層板を、図1に示す
衝撃、加振試験装置を用い、衝撃時の騒音レベルおよび
振動の減衰速度を測定した。衝撃は、直径11.0m
m、質量5.6gの鋼球を高さ50mmのところから自
由落下させて加えた。騒音は所定の位置でのマイクによ
り測定し、振動は衝撃部裏側に取り付けた加速度計によ
り測定した。測定した騒音レベルの結果を図2に、振動
の減衰速度を図4にそれぞれ示す。
【0019】比較例4 比較のために、250×250mm、厚さ2.0mmの
通常鋼板を用いて、実施例4と同様の試験を行った。測
定した騒音レベルの結果を図3に、振動の減衰速度を図
5にそれぞれ示す。
【0020】 注1:KPはケ−プラシ−トを示す。 注2:kgf/mm2 注3:単位重さ当たりの剛性
【0021】
【0022】
【図面の簡単な説明】
【図1】衝撃・加振装置および測定方法の概略図を示
す。
【図2】実施例4で得た多層積層板の騒音レベルの測定
結果を示す。
【図3】比較例1における鋼板単独での騒音レベルの測
定結果を示す。
【図4】実施例4で得た多層積層板の振動測定結果を示
す。
【図5】比較例1における鋼板単独での振動測定結果を
示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B32B 15/08 105 B32B 17/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属板の表面に補強繊維を含む繊維強化
    熱可塑性樹脂層が積層されてなることを特徴とする多層
    積層板。
  2. 【請求項2】補強繊維の繊維長さが1mm以上であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の多層積層板。
  3. 【請求項3】繊維長さが10mm以上であることを特徴
    とする請求項に記載の多層積層板。
  4. 【請求項4】熱融着により積層されてなることを特徴と
    する請求項1に記載の多層積層板。
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