JP2838966B2 - 金属−ポリプロピレン−金属積層品及びこのような積層品の形のあるシート物品を作る方法 - Google Patents

金属−ポリプロピレン−金属積層品及びこのような積層品の形のあるシート物品を作る方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、金属−ポリプロピレン−金属積
層品に、そしてこのような積層品の形のあるシート物品
を作る方法に関する。前記積層品の金属シートはアルミ
ニウムまたはスチールである。前記積層品は、車両の車
体の部品、特に積層品の造形の後で比較的高温で熱処理
にかけられる部品のような形のあるシート物品に適用で
きる。
【0002】発明の背景をアルミニウム−ポリプロピレ
ン−アルミニウム積層品に関して説明するが、この議論
はスチール−ポリプロピレン−スチール積層品にも同様
に一般的に適用できる。
【0003】多年にわたって、車の車体の部品のために
通常使用されるスチールシートをもっと軽い積層品によ
って置き換える試みが為されてきた。プラスチックと金
属材料との種々の異なる組み合わせが提案された。1)
スチール/ポリプロピレン積層品を述べているMode
rn Plastics Internationa
l、1980年4月、58〜60頁、A.Stuart
Wood、2)一般的レビューであるSAE Tec
hnical Paper Series No.80
0077(1980)、William K.Mill
er、及び(3)スチール−ポリプロピレン積層品をま
た述べているSAE TechnicalPaper
Series No.800078(1980)、J.
A.DiCelloを引用することができる。
【0004】アルミニウム/ポリプロピレン積層品は、
NL−A−9102127中に述べられている。
【0005】車体応用のためのアルミニウム−ポリプロ
ピレン−アルミニウム積層品に関する厳しい要求は、そ
れから製造された形のある車体構成部品がこの構成部品
の塗装温度で形に関して安定に留まらなければならない
ことである。スチールから作られた車体及び車体構成部
品の塗装処理は、電気泳動、充填剤及び仕上塗方法から
成る。電気泳動処理ステップは通常は約180℃で行わ
れる。しかしながら、アルミニウムの場合には、この処
理ステップは省略して良い。二つの残りの処理に関して
は、充填剤処理は、通常は、仕上塗方法における温度と
等しいかまたはそれより幾らか高い温度で行われる。充
填剤処理は、通常は、少なくとも135℃の温度で行わ
れ、そして大抵は140℃〜155℃の範囲に入る。こ
の特許出願の枠組み内では、限界的塗装温度は、積層品
から作られた形のある物品によって塗装処理において達
成される最高温度であることが理解されなければならな
い。上で述べた厳しい要求は、塗装の後で、車体は形に
おける何らの、または殆ど何らの目に見える永久の変化
を示してはならないことを暗示する。形におけるこのよ
うな変化は、透明(例えば表面しわのない)ではない車
体の外観を導きそしてそれ故車購入者にとって受け入れ
られない。
【0006】当該技術の現状における実際においては、
この厳しい要求は、例えばEP−A−547664中で
述べられているように、積層品の熱成形によってのみ満
たされるであろう。しかしながら、車工場のプレスライ
ンは、常温成形に適していてそして直接には熱成形のた
めに適切ではなくそして大きな困難によってこれのため
に適切に為すことができるだけである。更にまた、熱成
形は余分のエネルギー消費を要求する。
【0007】記すべきその他の先行技術文献は以下の通
りである。
【0008】EP−A−78174は、金属−プラスチ
ック−金属積層品を述べていて、そしてプラスチックの
金属への強い接着は、金属に強く接着することができる
改質された樹脂によるコアの両側での予備コーティング
によって得られることを提案している。100℃での積
層品の耐老化性が述べられていて、そして積層品の造形
もまた述べられているけれども、135℃以上でのPP
を含む常温成形された積層品の形安定性に対する要求に
関しては注意が払われていない。接着剤としての比較的
低く溶融する改質された樹脂の使用は、高温での形安定
性の欠如を導く可能性が高い。
【0009】EP−A−184549は、成形のために
適切なアルミニウム−ポリプロピレン−アルミニウム積
層品を議論している。成形された製品の高温での形安定
性は議論されていない。薄いアルミニウムシートにおけ
る強度の問題を克服するために、特定のアルミニウム含
有合金を使用することが提案されている。
【0010】US−A−4521265は、折り目また
は波の生成を回避するために、その製造における積層品
の冷却に先立って、金属/プラスチック積層品中に曲が
りを生成させる方法を述べている。このような積層品か
ら成形される物品の形安定性の欠如の問題は議論されて
いない。
【0011】上の問題に鑑みて、本発明の目的は、常温
成形のために適切でありそして引き続く熱処理において
高い形安定性を有する積層品を提供することである。
【0012】本発明の別の目的は、常温成形ステップの
後に熱処理ステップが続きそして形のある積層品が熱処
理ステップにおける高温で形安定性を有する、このよう
な積層品の形のあるシート物品を作る方法を提供するこ
とである。
【0013】本発明によれば一つの面においては、 (a) アルミニウム及びスチールから選ばれた金属か
ら作られそして各々が0.08〜0.3mmの範囲の厚
さを有する二枚の金属シート、 (b) 前記金属シートの間に挟まれそして0.5〜2
mmの範囲の厚さを有するポリプロピレンコア(ここで
前記コアは、少なくとも135℃である所定の熱処理温
で、2MPaより小さくない降伏応力を有するポリプ
ロピレンから作られている)、並びに (c) 各々の側において前記コアの前記金属シートへ
の接着を行う接合剤(ここで該接合剤は熱硬化性樹脂成
分及び熱可塑性樹脂成分を含有して成る接合プライマー
である)を含有して成る、常温成形とそれに引き続く少
なくとも135℃である所定の熱処理温度での処理によ
って二つの面中で曲率を有する形のある物品を製造する
めに適切な、金属−ポリプロピレン−金属積層品であ
って、 (d) 前記積層品はそれが本明細書中で規定され該所
定の熱処理温度で実施される形安定性テストにおいて
0.5゜〜−0.2゜の範囲で形を変えるような形安定
性を有する、金属−ポリプロピレン−金属積層品が提供
される。
【0014】コア材料のポリプロピレン及び接合剤の適
切な選択によって、140℃または更に145℃で本明
細書中で規定された形安定性テストにおいて積層品が
0.5°以下だけ形を変えるような形安定性を有する積
層品を得ることが可能である。関連する温度でのポリプ
ロピレンの降伏応力は、2MPaより小さくなく好まし
くは4MPaより小さくない。
【0015】本発明の積層品に適用される標準的な形安
定性テストは、図2を参照して以下に規定されそして述
べられる。このテストは、それが一つの面だけにおける
曲率を用いるけれども、二つの面における曲率を含む実
際的な応用における積層品の挙動の評価のために特に有
用であることが見い出された。
【0016】本発明者らは、実際的な応用における成功
を導くのは本発明の積層品の特徴の組み合わせであるこ
とを見い出したことを強調しなければならない。それ単
独で取られた各々の特徴は、このような成功を与えるの
に十分ではないであろう。
【0017】これまでのところ、常温成形されそして次
に130℃ほど高い温度にさらされる時に、十分に形安
定性を示すポリプロピレンコアを有する積層品を設計す
ることが可能であることは見い出されなかった。積層品
の塗装温度に関して上で与えられた理由のために、比較
的高い温度例えば135℃、140℃そして更に145
℃での形安定性が要求され、そして本発明によって与え
られことができる。
【0018】過去においては車体における使用におい
て、例えば太陽加熱のために発生する温度に耐える形の
ある積層品の能力について注意が払われたけれども、常
温成形とそれに続く135℃のような温度での熱処理の
方法における形安定性に対する要求の分析は存在しなか
った。特に、本発明者らは、熱処理温度での少なくとも
2MPaの降伏応力が、それが常温成形ステップにおい
て発生する残留応力のための形変形を防止することがで
きるために、ポリプロピレンに関して要求されること、
そして更にまた標準的な形安定性テストにおける形変化
は0.5°より大きくてはならず、好ましくは+0.5°
〜−0.2°の範囲でなければならないことをここに見
い出した。その代わりに、または付加的に、ポリプロピ
レンコアの金属シートへの高い接合強さが達成されるべ
きであり、そしてこれは特に特定されたタイプの接合プ
ライマーの選択によって行うことができる。
【0019】理論によって限定されまたは拘束されるこ
とを望まないけれども、本出願人らは、ポリプロピレン
の融点に近づく温度での熱処理における形の変化を防止
しまたは減らすために、常温成形された金属−ポリプロ
ピレン−金属積層品においてどんな特徴が要求されるか
についてはこれまでのところ注意が払われなかったと信
じる。重要な要因は、熱処理温度でのポリプロピレンの
降伏応力と常温成形温度でのその降伏応力との比である
ように思われる。これは、常温成形ステップにおいて導
入される、ポリプロピレン中の残留応力(この応力は金
属シートの動きを制止する)のためであろう。この残留
応力の損失を防止するために、ポリプロピレンは熱処理
温度で十分な強さを持たねばならないし、そしてまた熱
処理における形の変化を防止するために、ポリプロピレ
ンの金属への接合は十分に強くなければならない。本発
明者らの研究の結果を基にして、本発明者らは、その異
なる面において本発明によって特定された条件が所望の
結果を与えることを見い出した。この手法は、上で議論
したように、異なる考察が適用されたように見える刊行
された先行技術においては見い出されない。
【0020】熱処理温度で高い降伏応力を有する、コア
のために選ばれたポリプロピレンは、典型的には、熱処
理温度で高いE−弾性率を有するものである。このよう
な材料のE−弾性率は、専門家には知られた特性であ
る。高い結晶化度及び高い純度、例えばホモポリマーが
望ましいであろうが、この記述に合わない幾つかのポリ
プロピレンもまた本発明において使用することができる
と信じられる。
【0021】積層品の金属がアルミニウムである場合に
は、金属シートは好ましくは0.15〜0.3mmの範囲
の厚さを有し、そしてポリプロピレンコアは0.6〜2
mmの範囲の厚さを有する。
【0022】特に、接合剤が、熱硬化性樹脂成分及び熱
可塑性樹脂成分を含有して成る接合プライマーであるこ
とが好ましい。これは、殊に強い接合を与え、その結果
接着は積層品の高い熱処理温度(135℃以上)でさえ
失われないことが見い出された。この目的のためには、
好ましくは、接合プライマーの熱可塑性樹脂成分は、コ
アのポリプロピレンの融点よりも低くない融点を有する
ポリプロピレンである。
【0023】大抵の好ましい接合プライマーは、主に前
記金属シートに接着した熱硬化性樹脂成分の第一層及び
主に前記ポリプロピレンコアに接着した熱可塑性樹脂成
分の第二層から成る2つの層を形成するものである。
【0024】積層品のためのこのタイプの接合プライマ
ーは、パッケージング目的のための金属−プラスチック
積層品のためにだけ知られている。例えば、GB−A−
2,123,746から、飲み物カンのための金属−ポリ
エステル積層品の場合における接合プライマーの使用が
知られている。しかしながら、この積層品に関しては形
安定性に関する何らの要求も為されていない。また、接
合フィルムとも呼ばれる接合ホイルが、アルミニウム−
プラスチック−アルミニウム積層品の製造の場合には車
両の車体の応用のために使用される。例えば、EP−A
−184 549は、ポリプロピレン接合ホイルのこの
ような使用を述べている。本出願人らは、常温成形の後
で、このような積層品は高温で形が安定ではないことを
見い出した。この理由はなお研究の主題であるが、それ
は、慣用のポリプロピレン接合ホイルの場合には、一般
的に低分子量が使用され、これが高温特徴を劣化させる
という事実と関連するであろうと信じられる。
【0025】既に述べたように、好ましくは接合プライ
マーは熱可塑性及び熱硬化性成分のブレンドであり、そ
して更に好ましくは熱可塑性成分はポリプロピレンであ
りそして熱硬化性成分はエポキシ樹脂である。接合プラ
イマーにおいて熱硬化性成分を適用することは、硬化の
後で金属カバーシートとの特に良好な接合が達成される
という利点を有する。積層ステップにおける軟化及びコ
アとの溶融の後で、接合プライマー中のポリプロピレン
は、接合プライマー中の熱可塑性樹脂がコアと相溶性で
あるので、コアと非常に良好な接合を達成する。
【0026】最大の接着を得るためには、この接合プラ
イマーの厚さは、好ましくは2〜20μm、更に好まし
くは5〜15μmの範囲にある。
【0027】上で議論した合わせた熱硬化性及び熱可塑
性接合プライマーが本発明の実施において好ましいけれ
ども、その他の接着剤も、それらが上で述べたような本
発明によって要求される特徴を積層品に与えるのに寄与
する場合には、使用して良い。特に、関連する温度(1
35℃または更に高い)での接着は十分でなければなら
ない。例えば、比較的高い融点の適切に改質されたポリ
プロピレンを含みそして金属層に強く接着するのに適し
た接合剤は、たとえそれが熱硬化性成分を含まない場合
でも、本発明において有用であろう。
【0028】もう一つの面においては、本発明は、 (a) アルミニウム及びスチールから選ばれた金属か
ら作られそして各々が0.08〜0.3mmの範囲の厚
さを有する二枚の金属シート、 (b) 前記金属シートの間に挟まれそして0.5〜2
mmの範囲の厚さを有するポリプロピレンコア(ここで
前記コアは少なくとも135℃である所定の熱処理温度
で2MPaより小さくない降伏応力を有するポリプロピ
レンから作られている)、並びに (c) 各々の側において前記コアの前記金属シートへ
の接着を行う接合剤(ここで該接合剤はそれぞれの金属
シートの上でその場で硬化する熱硬化性樹脂成分及び熱
可塑性樹脂成分を含有して成る接合プライマーである)
を含有して成る、常温成形とそれに引き続く少なくとも
135℃である所定の熱処理温度での処理によって二つ
の面中で曲率を有する形のある物品を製造するために適
切な、金属−ポリプロピレン−金属積層品を提供する。
【0029】本発明は更に、二つの面中に曲率を有する
シートから作られた形のあるシート物品であって、前記
シートが、常温成形によって形作られた、上で述べたよ
うな本発明による金属−ポリプロピレン−金属積層品で
ある形のあるシート物品を提供する。
【0030】その第一の方法の面において、本発明は、 (a)(I) アルミニウム及びスチールから選ばれた
金属から作られそして各々が0.08〜0.3mmの範
囲の厚さを有する二枚の金属シート、 (II) 前記金属シートの間に挟まれそして0.5〜
2mmの範囲の厚さを有するポリプロピレンコア、並び
に (III) 各々の側において前記コアの前記金属シー
トへの接着を行う接合剤(ここで該接合剤は熱硬化性樹
脂成分及び熱可塑性樹脂成分を含有して成る接合プライ
マーである)を含有して成る金属−ポリプロピレン−金
属積層品のシートを供給するステップ、 (b) 前記積層品を常温成形してそれに前記形のある
シート物品の所望の形(ここでこの形は二つの面中で曲
率を有する)を与えるステップ、 (c) ステップ(b)の後で、前記常温成形された積
層品を135℃より低くない熱処理温度での加熱を含む
別の処理ステップにかけるステップ(ここで前記コアの
前記ポリプロピレンは該熱処理温度で2MPaより小さ
くない降伏応力を有し、そして前記積層品はそれが本明
細書中で規定され該熱処理温度で実施される形安定性テ
ストにおいて+0.5゜〜−0.2゜の範囲で形を変え
るような形安定性を有する)を含有して成る、熱処理さ
れた形のあるシート物品を作る方法を提供する。
【0031】この方法における熱処理は、140℃より
低くなくて、または更に145℃より低くなくて良い。
【0032】本発明のこの方法は、それが、(A)前記
接合剤を前記金属シートに付与する(ここで前記接合剤
は熱硬化性樹脂成分及び熱可塑性樹脂成分を含有して成
る接合プライマーである)ステップ、(B)前記接合剤
の前記熱硬化性樹脂成分を前記金属シートの上でその場
で硬化させるステップ、並びに(C)ステップ(B)の
後で、前記金属シート及び前記ポリプロピレンコアの組
立体を少なくとも部分的に前記ポリプロピレンを軟化さ
せるのに十分な温度で加熱することによって前記金属シ
ートを前記ポリプロピレンコアに積層させるステップを
含む方法によって前記積層品を生成させることを含む時
に特に成功であった。好ましくは、良好な接着を達成す
るために、前記熱硬化性樹脂成分を硬化させるステップ
(B)は、180〜250℃、更に好ましくは200〜
230℃の温度範囲で行われる。
【0033】好ましくは、ステップ(C)においては、
少なくとも金属シートを、180〜250℃、更に好ま
しくは210〜250℃の範囲の温度に加熱する。
【0034】製造の簡便さのために、ステップ(A)及
び(B)は、ストリップの形にありそして巻出されてい
てそして、前記ステップ(A)及び(B)の後で再び巻
かれる金属シートの上で実施して良い。
【0035】その第二の方法の面において、本発明は、
(a)アルミニウム及びスチールから選ばれた金属から
作られそして0.08〜0.3mmの範囲の厚さを有する
金属シート材料に接合剤を付与する(ここで接合剤は熱
硬化性樹脂成分及び熱可塑性樹脂成分を含有して成る接
合プライマーである)ステップ、(b)接合剤の熱硬化
性樹脂成分をその場で金属材料の上で硬化させるステッ
プ、(c)ステップ(b)の後で、金属シート材料で作
られた二枚の金属シートを0.5〜2mmの範囲の厚さ
のポリプロピレンコアに積層して、その結果、金属シー
ト及びポリプロピレンコアの組立体を少なくとも部分的
にはポリプロピレンを軟化させるのに十分な温度で加熱
することによって、金属シートの間に挟まれそして接合
剤によってそれに接着されたコアを有する積層品を生成
させるステップ、(d)積層品を常温成形して、その結
果それに形のあるシート物品の所望の形を与える(ここ
でこの形は二つの面中に曲率を有する)ステップ、
(e)ステップ(d)の後で、常温成形された積層品
を、135℃より低くない熱処理温度で加熱することを
含む更なる処理ステップにかけるステップを含有して成
る(ここでコアのポリプロピレンは該熱処理温度で2M
Paより小さくない降伏応力を有する)形のあるシート
物品を作る方法を提供する。
【0036】出願人らは、熱処理温度及び常温成形温度
でのコアのポリプロピレンの降伏応力の比を考えること
が重要であると信じる。常温成形温度での降伏応力は常
温成形において導入される応力に関連し、一方熱処理温
度での降伏応力はその応力の開放に対する抵抗を決定す
る。
【0037】従って、もう一つの面において、本発明
は、金属−ポリプロピレン−金属積層品が二つの面中に
曲率を有する形のある物品に常温成形されそして引き続
いて熱処理にかけられる方法を提供する。熱処理を少な
くとも135℃で実施する時に形のある物品が形安定性
を有するために、積層品のポリプロピレンは、熱処理で
少なくとも2MPaの降伏応力を有しそして、常温成形
の結果としてポリプロピレン中に存在する残留応力が該
熱処理において顕著には散らされないような、熱処理温
度での降伏応力対常温成形の温度でのその降伏応力の比
を有するように選ばれる。
【0038】好ましくは、熱処理温度でのポリプロピレ
ンの降伏応力は、常温成形の温度でのその降伏応力の5
〜15%、更に好ましくは8〜15%、最も好ましくは
10〜15%の範囲である。
【0039】好ましくは、積層品の金属として使用され
るアルミニウムは、アルミニウム協会シリーズタイプA
A5xxx及びAA6xxxから選ばれる。これは、受
け入れられる耐窪み性(denting resist
ance)が達成されることを可能にする。好ましく
は、供給状態0の、即ちソフトアニールされた状態のA
A5182またはAA5754種類が選ばれる。これら
の種類は薄いストリップとして容易に得ることができ
る。積層品が常温成形されている時にいわゆるリューダ
ース線を防止するために、積層の前にアルミニウムを予
備延伸することが推奨される。
【0040】非限定的実施態様を示す添付の図面を参照
して、本発明を更に説明しそしてより詳細に例示する。
【0041】
【好ましい実施態様の説明】図1は、0.15〜0.3m
mの範囲の厚さを有するアルミニウムの二枚のスキンシ
ート2、0.6〜2mmの範囲の厚さを有する中身のあ
るポリプロピレンのコア3、並びにコア3及びシート2
を強く接合された積層品に統合する典型的には10μm
の厚さを有する、コア3とスキンシート2の各々との間
の接合プライマーの層4から成る、本発明によるアルミ
ニウム−ポリプロピレン−アルミニウム積層品1を示
す。この積層品は、それからの物品の造形に先立つ平ら
な形で示されている。この積層品は、典型的には、標準
的なサイズの平らな長方形のブランクの形で造形プレス
ラインに供給される。
【0042】金属−ポリプロピレン−金属積層品の形の
安定性を確かめるために、図2中に示す装置の助けによ
って、テストピース5を標準的な形安定性テストにおい
てテストする。90mm×150mmのサイズの積層品
のテストピース5を、25mmの径及び48mmの中心
から中心への距離を有する曲げシリンダー6並びに60
°の先端角度α及びその先端で6mmのすみ肉半径の滑
らかな曲率を有するマンドレルを使用して、まず常温成
形して(曲げて)単一の曲率(一つの面だけにおける曲
率)を与える。マンドレル7の除去に際して、曲げられ
た積層品は、例えば5°の角度だけはね戻る。それ故、
永久曲げは60°未満である。次に、このようにして成
形された曲げられたテストピースの曲げ角度を測定し、
そして次にテストピースを所望のテスト温度と等しい温
度を有する炉中に置き、このやり方で形のある積層品の
温度荷重を模する。塗装ラインにおける充填剤及び仕上
塗り処理に関して代表的であると考えられる期間である
約30分間、炉の中に留めた後で、テストピースを冷却
せしめそして曲げ角度を再び測定する。炉処理の前と後
の曲げ角度の差を残留レジリエンスの角度ψと呼ぶ。テ
ストピースの残留レジリエンスの角度ψは、テスト下の
積層品から製造される構成部品の熱的形安定性の尺度で
ある。小さい残留レジリエンス角度ψは高い熱的形安定
性を意味する。この標準的な形安定性テストが本発明の
特許請求の範囲において引用されたテストである。
【0043】積層品の形の安定性を更に確かめるため
に、第二のテストにおいては、300mm×500mm
のサイズの積層品のテストピースを、少し曲がったベー
スを有する28mm深さの長方形のトレーの形8(図3
参照)に冷条件で深絞りする。このテストにおいては、
形のある物品を、図2の形安定性テストにおけるテスト
ピースと同じ温度サイクルにかける。この温度サイクル
の前及び後で、トレーの形の多数の輪郭を輪郭グラフ
(contourograph)によって正確に記録し
て、形におけるすべての変化を検出できるようにする。
同時に、形及び外観における変化に関してトレーを目で
評価する。このテストの結果は定性的に与えられる。
【0044】表1は、二つの異なる熱処理温度で数個の
異なる積層品の形の安定性を決定するために実施され
た、図2の形安定性テスト及び図3のトレーテストの結
果を与える。
【0045】
【表1】
【0046】PP Aは、Solvay S.A.(ベ
ルギー)によってELTEX HCS 580という名
前で販売されているポリマーである。製造業者は、IS
OR527に従って測定された23℃、50mm/mi
nでのその降伏応力は40MPaであること、及びその
融点は165℃でありそして密度は915kg/m3
あることを述べている。本出願人らの測定においては、
その降伏応力は以下の通りである:
【0047】
【表2】 温 度(℃) 降伏応力(MPa) 21 43 140 6 145 5 PP Cは、Solvay S.A.(ベルギー)によ
ってELTEX HL411という名前で販売されてい
るポリプロピレンである。製造業者は、ISO R52
7に従って測定された23℃、50mm/minでのそ
の降伏応力は35MPaであること、及びその融点は1
59℃でありそして密度は907kg/m3であること
を述べている。本出願人らの測定においては、その降伏
応力は以下の通りである:
【0048】
【表3】 温 度(℃) 降伏応力(MPa) 21 33 140 4 145 〜2 PP Dは、融点150℃のSolvay S.A.の
ポリプロピレン製品ELTEX KL 107である。
【0049】積層品A、C及びDのために使用された接
合プライマーは、エポキシ及びポリプロピレン成分から
成る、Morton Thiokol Inc.(US
A)のMor−Ad M−800ポリプロピレン積層接
着剤である。これは、製造業者の使用説明書に従って、
接合を遂げるために200〜240℃のシート温度でア
ルミニウムシートに塗布されて、厚さが約10μmのプ
ライマー層を与える。典型的には、金属シートのピーク
温度は240℃である。この層は、以下に述べる図5に
よって例示される。PP成分の融点は約165℃であ
る。
【0050】積層品Bの場合には、使用された接合剤
は、ホイルタイプのものであり、そしてSolvay
S.A.の50μm厚さのPPホイル製品no.801
3である。これは、PPコアと同時に金属シートに付与
されて、接合を遂げるための加熱によって積層品を生成
させる。
【0051】これらのテスト結果は、本発明のA及びC
の2つの積層品は、Aに関しては145℃でそしてCに
関しては145℃ではなく140℃で、形安定性テスト
において良好な形安定性を有することを示す。それ故、
このような積層品は、常温成形されそして次に145℃
(積層品A)並びに140℃(積層品A及びC)ほど高
い塗装温度に曝される車体部品の製造において有用であ
る。比較の積層品B及びDは、145℃での0.5の最
大形変化の形安定性テストレベルに不合格である。
【0052】図4は、積層品A、C及びDにおいて使用
されたエポキシ/PP2成分タイプの接合プライマーの
2層構造を示すSEMである。エポキシ樹脂がアルミニ
ウムシート2の上に層4aを形成しそしてプライマーの
PPがコア3のPPと混ざって層4bを形成して、プラ
イマーがいかにして二重層構造を形成するかを見ること
ができる。層4a、4bの屈折の多い境界は優れた接着
を与える。
【0053】図5は、Alストリップをプライマーによ
って予備コーティングするためのコイルコーティングラ
インを示す。ストリップはコイル10から巻き出されそ
して2つの調製段階11、12を通過する。接触ローラ
ー13及びトランスファーローラー14は、プライマー
をタンク15から、バッキングローラー16によって支
持されているストリップの1つの表面の上に移す。次
に、ストリップは、18で再び巻かれる前に、200〜
240℃(ピーク金属温度)でプライマーの熱硬化性エ
ポキシ成分の硬化を行うオーブン17を通過する。コー
ティングステップは、積層品の形成とは別に、示したよ
うに、連続的な金属ストリップの上で容易にそして安価
に実施される。
【0054】図6は、冷たいポリプロピレンのバンド2
1を送る巻出し器20を図式的に示す。加熱されたニッ
プローラー22で、このバンド21は、コイル24から
巻き出される2枚のプライマーコートされたアルミニウ
ムストリップ23に対してプレスされる。ストリップ2
3は約235℃の温度に達する。バンド21はそれによ
ってアルミニウムストリップの上のプライマーへの接合
を行い、積層を達成するのに十分に加熱される。積層品
25は次に剪断機26で分割され、そして27で積み重
ねられる。
【0055】図7は、本発明の1つの実施態様における
車の車体部品の典型的な製造を示す。積み重ね31から
の適切な積層品ブランク30は冷たい時にプレス32で
プレス成形されて二重の曲率を有する形のある物品33
を形成する。次にこれはトリミングカッター34でトリ
ムされて、トリムされた形のある物品を与える。これ
は、その端が局部的に175℃に加熱されている(これ
はその形に影響を与えない)プレス36中で別の部品3
5に取り付けられる。次に積層品は塗装装置37中での
噴霧塗装とそれに続く145℃での長期間のペンキ硬化
にかけられて、所望の塗装された物品を与える。選ばれ
た積層品は、145℃で少なくとも2MPaの降伏応力
を有しそして145℃で図2のテストにおいて0.5°
未満の形安定性を有するポリプロピレンを有するもので
ある。
【0056】本発明を実施態様によって例示してきたけ
れども、本発明はそれらの実施態様によって限定されず
そして本明細書中で述べられた本発明の概念の範囲内の
すべての変更物及び等価物を含む。
【0057】本発明の主なる特徴及び態様は以下の通り
である。
【0058】1.(a)アルミニウム及びスチールから
選ばれた金属から作られそして各々が0.08〜0.3m
mの範囲の厚さを有する二枚の金属シート(2)、
(b)該金属シート(2)の間に挟まれそして0.5〜
2mmの範囲の厚さを有するポリプロピレンコア(3)
(ここで該コアは、少なくとも135℃である所定の温
度で、2MPaより小さくない降伏応力を有するポリプ
ロピレンから作られている)、並びに(c)各々の側に
おいて該コア(3)の該金属シート(2)への接着を行
う接合剤(4)を含有して成る、常温成形とそれに引き
続く少なくとも135℃の温度での処理のために適切
な、金属−ポリプロピレン−金属積層品であって、
(d)該積層品(1)はそれが本明細書中で規定され該
所定の温度で実施される形安定性テストにおいて0.5
°以下だけ形を変えるような形安定性を有する、金属−
ポリプロピレン−金属積層品。
【0059】2.該所定の温度が140℃である、上記
1記載の金属−ポリプロピレン−金属積層品。
【0060】3.該所定の温度が145℃である、上記
2記載の金属−ポリプロピレン−金属積層品。
【0061】4.該ポリプロピレンが該所定の温度で4
MPaより小さくない降伏応力を有する、上記1から3
のいずれか一つに記載の金属−ポリプロピレン−金属積
層品。
【0062】5.該接合剤が熱硬化性樹脂成分及び熱可
塑性樹脂成分を含有して成る接合プライマーである、上
記1から4のいずれか一つに記載の金属−ポリプロピレ
ン−金属積層品。
【0063】6.(a)アルミニウム及びスチールから
選ばれた金属から作られそして各々が0.08〜0.3m
mの範囲の厚さを有する二枚の金属シート(2)、
(b)該金属シート(2)の間に挟まれそして0.5〜
2mmの範囲の厚さを有するポリプロピレンコア(3)
(ここで該コアは135℃で2MPaより小さくない降
伏応力を有するポリプロピレンから作られている)、並
びに(c)各々の側において該コア(3)の該金属シー
ト(2)への接着を行う接合剤(4)(ここで該接合剤
(4)はそれぞれの金属シートの上でその場で硬化する
熱硬化性樹脂成分及び熱可塑性樹脂成分を含有して成る
接合プライマーである)を含有して成る、常温成形とそ
れに引き続く少なくとも135℃の温度での処理のため
に適切な、金属−ポリプロピレン−金属積層品。
【0064】7.該接合プライマーの該熱可塑性樹脂成
分が該コア(3)の該ポリプロピレンの融点よりも低く
ない融点を有するポリプロピレンである、上記5または
6に記載の金属−ポリプロピレン−金属積層品。
【0065】8.該金属がアルミニウムであり、該金属
シートが0.15〜0.3mmの範囲の厚さを有し、そし
て該ポリプロピレンコアが0.6〜2mmの範囲の厚さ
を有する、上記1から7のいずれか一つに記載の金属−
ポリプロピレン−金属積層品。
【0066】9.二つの面中に曲率を有するシートから
作られた形のあるシート物品であって、該シートが常温
成形によって形作られた上記1から8のいずれか一つに
記載の金属−ポリプロピレン−金属積層品(1)である
形のあるシート物品。
【0067】10.(a)(I)アルミニウム及びスチ
ールから選ばれた金属から作られそして各々が0.08
〜0.3mmの範囲の厚さを有する二枚の金属シート
(2)、(II)該金属シート(2)の間に挟まれそし
て0.5〜2mmの範囲の厚さを有するポリプロピレン
コア(3)、並びに(III)各々の側において該コアの
該金属シートへの接着を行う接合剤(4)を含有して成
る金属−ポリプロピレン−金属積層品のシート(1)を
供給するステップ、 (b)該積層品(1)を常温成形してそれに該形のある
シート物品の所望の形(ここでこの形は二つの面中で曲
率を有する)を与えるステップ、 (c)ステップ(b)の後で、該常温成形された積層品
を135℃より低くない熱処理温度での加熱を含む別の
処理ステップにかけるステップ(ここで該コア(3)の
該ポリプロピレンは該熱処理温度で2MPaより小さく
ない降伏応力を有し、そして該積層品はそれが本明細書
中で規定され該熱処理温度で実施される形安定性テスト
において0.5°以下だけ形を変えるような形安定性を
有する)を含有して成る、形のあるシート物品を作る方
法。
【0068】11.該熱処理温度が140℃より低くな
い、上記10記載の方法。
【0069】12.該熱処理温度が145℃より低くな
い、上記11記載の方法。
【0070】13.(A)該接合剤(4)を該金属シー
トに付与する(ここで該接合剤は熱硬化性樹脂成分及び
熱可塑性樹脂成分を含有して成る接合プライマーであ
る)ステップ、(B)該接合剤の該熱硬化性樹脂成分を
該金属シートの上でその場で硬化させるステップ、並び
に(C)ステップ(B)の後で、該金属シート及び該ポ
リプロピレンコアの組立体を少なくとも部分的に該ポリ
プロピレンを軟化させるのに十分な温度で加熱すること
によって該金属シート(2)を該ポリプロピレンコア
(3)に積層させるステップを含む方法によって該積層
品(1)を生成させることを更に含む、上記1から12
のいずれか一つに記載の方法。
【0071】14.該接合プライマー(4)の該熱可塑
性樹脂成分が該コア(3)の該ポリプロピレンの融点よ
り低くない融点を有するポリプロピレンである、上記1
3記載の方法。
【0072】15.該熱処理温度での該コア(3)の該
ポリプロピレンの降伏応力がステップ(b)の該常温成
形の温度でのそれの降伏応力の5〜15%の範囲にあ
る、上記10から14のいずれか一つに記載の方法。
【0073】16.金属−ポリプロピレン−金属積層品
(1)を二つの面中で曲率を有する形のある物品に常温
成形しそして引き続いて熱処理にかける方法であって、
該熱処理を少なくとも135℃で実施する時に該形のあ
る物品が形安定性を有するために、該積層品のポリプロ
ピレン(3)を、熱処理温度で少なくとも2MPaの降
伏応力を有しそして該常温成形の結果として該ポリプロ
ピレン中に存在する残留応力が該熱処理において顕著に
は散らされないような該熱処理温度での降伏応力と該常
温成形の温度でのその降伏応力との比を有するように選
ぶことを特徴とする方法。
【0074】17.該熱処理温度での該ポリプロピレン
の降伏応力が前記常温成形の温度でのそれの降伏応力の
5〜15%の範囲にある、上記16記載の方法。
【0075】18.該熱処理温度での該ポリプロピレン
の降伏応力が前記常温成形の温度でのそれの降伏応力の
10〜15%の範囲にある、上記16記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を具体化する積層品の略断面図である。
【図2】本発明において用いられる標準的な形安定性テ
ストを図示する線図である。
【図3】本明細書中で述べられた実施態様においてテス
トとしてまた使用される、二つの面中に曲率(二重の曲
率)を有するトレーの形を有する形のある物品の形を図
示する線図である。
【図4】用いられた接合剤の二重層構造を示す、本発明
を具体化する積層品の一部の部分の走査電子顕微鏡写真
である。
【図5】本発明の方法において接合剤をアルミニウムス
トリップに付与するために使用される、コイルコーティ
ング装置及び方法の線図である。
【図6】本発明の方法における、積層装置及び方法の線
図である。
【図7】本発明の方法において車体部品を常温成形しそ
して塗装するステップを示す線図である。
【符号の説明】
1 積層品 2 金属シート 3 コア 4 接合剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−44341(JP,A) 特開 昭61−268440(JP,A) 特開 昭55−156052(JP,A) 特開 昭61−123537(JP,A) 特開 平1−99837(JP,A)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a) アルミニウム及びスチールから
    選ばれた金属から作られそして各々が0.08〜0.3
    mmの範囲の厚さを有する二枚の金属シート(2)、 (b) 該金属シート(2)の間に挟まれそして0.5
    〜2mmの範囲の厚さを有するポリプロピレンコア
    (3)(ここで該コアは、少なくとも135℃である所
    定の熱処理温度で、2MPaより小さくない降伏応力を
    有するポリプロピレンから作られている)、並びに (c) 各々の側において該コア(3)の該金属シート
    (2)への接着を行う接合剤(4)(ここで該接合剤
    (4)は熱硬化性樹脂成分及び熱可塑性樹脂成分を含有
    して成る接合プライマーである)を含有して成る、常温
    成形とそれに引き続く少なくとも135℃である所定の
    熱処理温度での処理によって二つの面中で曲率を有する
    形のある物品を製造するために適切な、金属−ポリプロ
    ピレン−金属積層品であって、 (d) 該積層品(1)はそれが本明細書中で規定され
    該所定の熱処理温度で実施される形安定性テストにおい
    +0.5゜〜−0.2゜の範囲で形を変えるような形
    安定性を有する、金属−ポリプロピレン−金属積層品。
  2. 【請求項2】 (a) アルミニウム及びスチールから
    選ばれた金属から作られそして各々が0.08〜0.3
    mmの範囲の厚さを有する二枚の金属シート(2)、 (b) 該金属シート(2)の間に挟まれそして0.5
    〜2mmの範囲の厚さを有するポリプロピレンコア
    (3)(ここで該コアは少なくとも135℃である所定
    の熱処理温度で、2MPaより小さくない降伏応力を有
    するポリプロピレンから作られている)、並びに (c) 各々の側において該コア(3)の該金属シート
    (2)への接着を行う接合剤(4)(ここで該接合剤
    (4)はそれぞれの金属シートの上でその場で硬化する
    熱硬化性樹脂成分及び熱可塑性樹脂成分を含有して成る
    接合プライマーである)を含有して成る、常温成形とそ
    れに引き続く少なくとも135℃である所定の熱 処理
    度での処理によって二つの面中で曲率を有する形のある
    物品を製造するために適切な、金属−ポリプロピレン−
    金属積層品。
  3. 【請求項3】 該熱処理温度での該ポリプロピレンの降
    伏応力が前記常温成形の温度でのそれの降伏応力の5〜
    15%の範囲にある、請求項1〜のいずれか1項に記
    載の金属−ポリプロピレン−金属積層品。
  4. 【請求項4】 二つの面中で曲率を有するシートから作
    られた形のあるシート物品であって、該シートが常温成
    形によって形作られた請求項1〜のいずれか1項に記
    載の金属−ポリプロピレン−金属積層品(1)である形
    のあるシート物品。
  5. 【請求項5】 (a)(I) アルミニウム及びスチー
    ルから選ばれた金属から作られそして各々が0.08〜
    0.3mmの範囲の厚さを有する二枚の金属シート
    (2)、 (II) 該金属シート(2)の間に挟まれそして0.
    5〜2mmの範囲の厚さを有するポリプロピレンコア
    (3)、並びに (III) 各々の側において該コアの該金属シートへ
    の接着を行う接合剤(4)(ここで該接合剤(4)は熱
    硬化性樹脂成分及び熱可塑性樹脂成分を含有して成る接
    合プライマーである)を含有して成る金属−ポリプロピ
    レン−金属積層品のシート(1)を供給するステップ、 (b) 該積層品(1)を常温成形してそれに該形のあ
    るシート物品の所望の形(ここでこの形は二つの面中で
    曲率を有する)を与えるステップ、 (c) ステップ(b)の後で、該常温成形された積層
    品を135℃より低くない熱処理温度での加熱を含む別
    の処理ステップにかけるステップ(ここで該コア(3)
    の該ポリプロピレンは該熱処理温度で2MPaより小さ
    くない降伏応力を有し、そして該積層品はそれが本明細
    書中で規定され該熱処理温度で実施される形安定性テス
    トにおいて+0.5°〜−0.2゜の範囲で形を変える
    ような形安定性を有する)を含有して成る、熱処理され
    た形のあるシート物品を作る方法。
  6. 【請求項6】 該熱処理温度での該ポリプロピレンの降
    伏応力が前記常温成形の温度でのそれの降伏応力の5〜
    15%の範囲にある、請求項記載の方法。
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