JP6805951B2

JP6805951B2 - 積層パネル

Info

Publication number: JP6805951B2
Application number: JP2017086426A
Authority: JP
Inventors: 竜也熊谷
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2017-04-25
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2020-12-23
Anticipated expiration: 2037-04-25
Also published as: JP2018183915A

Description

本発明は、剛性が高く、冷間での絞り加工、折り曲げ加工、プレス加工、ロールフォーミング等の塑性加工（板金加工）が可能な、繊維強化熱可塑性樹脂層と金属板層との積層体よりなる積層パネルに関する。

近年、環境保全、省エネルギーの観点から、自動車、鉄道、航空、等運輸機器、ロボット、電子機器、家具、建材等の分野においてこれら製品の軽量化が望まれている。このため、金属製部品を対象に繊維強化樹脂材料による軽量化が試みられて来た。

中でも炭素繊維強化樹脂複合材料、ガラス繊維強化樹脂複合材料等は金属材料に比較して比強度、比剛性が優れることから、軽量化に寄与することができる。

ところが、これら繊維強化樹脂複合材料は材料コストが金属よりも高価であるのみならず、既存の成形設備の活用範囲が限定され、これら専用の成形加工設備の投資が必要となり、その費用が多大なため、それ程には普及していない。また、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂をマトリックスとする繊維強化樹脂複合材料は、何れも成形サイクルが長い点に課題がある。

特許文献１には、プレス加工性に優れた樹脂複合型制振鋼板が提案され、実用化に至っているが、強度を必要としない用途に限定されている。特許文献２には、剛性、耐衝撃性に優れた金属樹脂複合体として、金属板と金属板の間に繊維強化樹脂層を挟んで固着され、金属板の少なくとも一方の端縁が曲げ加工し、縫製により一体化する方法が記載されている。この複合体は、剛性、耐衝撃性に優れるが、生産性が悪く、量産性を兼備するものではない。

特開平５−１３８８００号公報特開２０１３−１５９０１９号公報

本発明は、高価な設備投資をすることなく、既存の成形設備を活用可能であり、剛性が高く、冷間での絞り加工、折り曲げ加工、プレス加工、ロールフォーミング等の塑性加工（板金加工）が可能な積層パネルを提供することを目的とする。

本発明者等は、鋭意検討したところ、有機繊維と熱可塑性樹脂を含有する繊維強化熱可塑性樹脂層と、該繊維強化熱可塑性樹脂層の少なくとも一方の面に接着されたアルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属板層を積層し、該積層構成因子を特定の範囲とすることによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。

本発明の要旨は次の通りである。

［１］有機繊維及び熱可塑性樹脂を含有する繊維強化熱可塑性樹脂層と、該繊維強化熱可塑性樹脂層の少なくとも一方の面に接着されたアルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属板層とを有し、下記式（１）で表される積層構成因子Ｈが５００以上であることを特徴とする積層パネル。
Ｈ＝（σｍ×εｍ／ＹＲ）×（σｃ×εｃ） …（１）
σｍ：金属板層の室温における引張強度（ＭＰａ）
εｍ：金属板層の室温における伸び
ＹＲ：金属板層の降伏比
σｃ：繊維強化熱可塑性樹脂層の室温における引張強度（ＭＰａ）
εｃ：繊維強化熱可塑性樹脂層の室温における伸び

［２］前記有機繊維は、平均繊維長が２５ｍｍ以上であることを特徴とする［１］に記載の積層パネル。

［３］前記有機繊維の含有量は、前記繊維強化熱可塑性樹脂層の全質量に対し、２０％以上含有することを特徴とする［１］又は［２］に記載の積層パネル。

［４］前記繊維強化熱可塑性樹脂層の合計厚みに対する、前記金属板層の合計厚みの比は、２５〜１００％であることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載の積層パネル。

［５］前記アルミニウム又はアルミニウム合金の降伏比は、０．３０〜０．９５であることを特徴とする［１］〜［４］のいずれかに記載の積層パネル。

［６］繊維強化熱可塑性樹脂層の両面に金属板層が接着されていることを特徴とする［１］〜［５］のいずれかに記載の積層パネル。

［７］［１］〜［６］のいずれかの積層パネルを塑性加工して成形品を製造する成形品の製造方法。

本発明の積層パネルは、積層構成因子Ｈが５００以上であることにより、成形加工性が良好なものとなる。

本発明の積層パネルでは、冷間での塑性変形性に優れたアルミニウム又はアルミニウム合金を使用した金属板層と、引張強度および伸びが優れた繊維強化熱可塑性樹脂層を、接着界面近傍で剥離を起こさない程度で十分に接着することにより、該金属板層と該繊維強化熱可塑性樹脂層とが同時に塑性変形し、冷間（室温）での塑性加工が可能となる。また、これにより本発明の積層パネルは、金型を加温せずとも冷間での塑性加工が可能となり、成形サイクルの短縮化を図ることができる。

図１は本発明の積層パネルの断面図である。図２は実施例で製造した成形品の断面図である。

本発明の積層パネルは、繊維強化熱可塑性樹脂層と、該繊維強化熱可塑性樹脂層の少なくとも一方の面に接着された金属板層とを有する。なお、好ましくは、パネルの最外層が金属板層となる。繊維強化熱可塑性樹脂層と金属板層との積層数は特に限定されないが、軽量性、剛性、生産性の点から、金属板層／繊維強化熱可塑性樹脂層／金属板層の３層構造であることが好ましい。また、本発明の目的を損なわない範囲で、積層パネルは、金属板層及び繊維強化熱可塑性樹脂層以外の層を含んでいてもよい。

図１に、本発明の積層パネルの一例を示す。この積層パネル１は、繊維強化熱可塑性樹脂層２の両面に金属板層３を接着したものである。

本発明の積層パネルでは、下記式（１）で表される積層構成因子Ｈが５００以上であり、好ましくは７００以上、より好ましくは１０００以上、さらに好ましくは１２００以上である。積層構成因子Ｈが５００以上であることにより、下記に説明する通り、加工性が良好となる。
Ｈ＝（σｍ×εｍ／ＹＲ）×（σｃ×εｃ） …（１）
σｍ：金属板層の室温における引張強度（ＭＰａ）
εｍ：金属板層の室温における伸び
ＹＲ：金属板層の降伏比
σｃ：繊維強化熱可塑性樹脂層の室温における引張強度（ＭＰａ）
εｃ：繊維強化熱可塑性樹脂層の室温における伸び

上記（１）式における金属板層の室温（２３℃）における引張強度、耐力（降伏比算出に必要となる）、伸びは、金属板層単体試験片についてＪＩＳＺ２２４１：２０１１（金属材料引張試験方法）に従って測定した測定値に基づく。

また、（１）式における繊維強化熱可塑性樹脂層の室温（２３℃）における引張強度（ＭＰａ）、伸びは、該繊維強化熱可塑性樹脂層単体試験片についてＪＩＳＫ７１６４：２００５（プラスチック−引張特性の試験方法−第４部：等方性及び直交行異方性繊維強化プラスチックの試験条件）に従って測定した測定値に基づく。

上記（１）式における金属板層及び繊維強化熱可塑性樹脂層の厚みは、平均厚みをいい、リブ、ボス等の部分的に突出する凸部を有する場合等は、これらの凸部を除いた部分の平均厚みをいう。

上記（１）式で定義される積層構成因子Ｈは、本発明の積層パネルの塑性加工が可能な積層構成の選択及び、その塑性加工特性を示す指標である。金属板層に用いるアルミニウム又はアルミニウム合金の塑性変形性は引張強度および伸びが高くかつ降伏比が低くなるほど良好となり、（１）式中の「σｍ×εｍ／ＹＲ」が高いアルミニウム又はアルミニウム合金は、塑性変形性に優れる。また、繊維強化熱可塑性樹脂層は引張強度および伸びが高いほど破断が起こりづらく、（１）式中の「σｃ×εｃ」が高い繊維強化熱可塑性樹脂層は破断、割れが起こりづらく、塑性変形性に優れる。従って、上記Ｈ値が高い積層パネルは、塑性変形性に優れたパネルとなる。

［金属板層］
本発明の積層パネルの金属板層は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる。積層パネルが２層以上の金属板層を有する場合、すべての金属板層がアルミニウム板であってもよく、すべての金属板層がアルミニウム合金であってもよい。また、一部の金属板層がアルミニウム板であり、他の金属板層がアルミニウム合金板であってもよい。

アルミニウム合金としては、アルミニウムとケイ素、鉄、銅、マンガン、マグネシウム、クロム、亜鉛、チタン等を含むアルミニウム合金が好適であり、中でも、軽量性で高剛性である、Ａ２０１４、Ａ２０２４、Ａ２０２５、Ａ２１１７、Ａ２２１９、Ａ３００３−Ｏ、Ａ３００４−Ｏ、Ａ５０５２、Ａ５０５６−Ｏ、Ａ５０８２、Ａ５０８６、Ａ５１５４、Ａ５１８２、Ａ５２５４、Ａ５４５４、Ａ５６５２、Ａ６０６１、Ａ６０６６、Ａ６Ｎ０１、Ａ７００１、Ａ７００３、Ａ７０５０、Ａ７０７５，Ａ７１７８、Ａ７Ｎ０１、Ａ７４７５等が好適である。

上記のアルミニウム合金のうち、Ａ５０８２（Ｏ，Ｈ３４）、Ａ５１８２（Ｏ，Ｈ３４）、Ａ５２５４（Ｏ，Ｈ３２，Ｈ３４）、Ａ６０６１（Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８）等は入手が容易である。

金属板層は、降伏比が０．９５以下であることが好ましく、０．９０以下であることがより好ましく、０．８８以下であることが更に好ましい。また、降伏比の下限値は、０．３０以上であることが好ましく、０．４０以上であることがより好ましく、０．５０以上であることが更に好ましい。降伏比の範囲を上記とするとで、深絞り加工性がより好ましいものとなる。

金属板層は、金属板層単体試験片についてＪＩＳＺ２２４１：２０１１（金属材料引張試験方法）に従って室温（２３℃）で測定される引張強度が２００〜１５００ＭＰａであることが好ましく、２５０〜１０００ＭＰａであることがより好ましく、２８０〜６００ＭＰａであることが更に好ましい。このような引張強度を有する金属板層を用いることにより、冷間深絞り性等の冷間加工性を確保しながら、金属板層の厚みを可能な限り薄くすることができ、積層パネルがより軽量となる傾向にあり好ましい。室温（２３℃）における伸びは、０．０５〜０．８０であることが好ましく、０．１０〜０．８０であることがより好ましく、０．２０〜０．８０であることがさらに好ましい。このような伸びを有する金属板層を用いることにより、冷間深絞り等の冷間塑性加工時に金属板層が破断し難くなり、冷間塑性加工性が良好となる傾向にあり好ましい。

金属板層の表面に表面処理を施すことが、金属板層との接着（接合）強度の向上が期待でき、好ましい。表面処理方法としては、プラズマ処理、ＵＶ処理、コロナ処理、エッチング処理、アルカリ電解処理、クロメート処理等の化成処理等各種の化成処理等が挙げられる。

金属板層の厚みｔ_３は、特に限定されるものではないが、０．２〜１．０ｍｍであることが好ましく、０．２５〜０．７ｍｍであることがより好ましく、０．３〜０．５ｍｍであることが更に好ましい。金属板層の厚みが上記の範囲であると、積層パネルは、剛性が高く、且つ軽量なものとなる。なお、繊維強化熱可塑性樹脂層（コア層）の厚みと金属板層の厚みを適宜選定することで、鋼材やアルミ材単体との等価剛性、等価強度を任意に設定可能である。

本発明の積層パネルでは、繊維強化熱可塑性樹脂層の合計厚みに対する、前記金属板層の合計厚みの比が、２５％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましく、４０％以上であることが更に好ましい。また、該厚みの比は、１００％以下であることが好ましく、８０％以下であることがより好ましく、７０％以下であることが更に好ましい。該厚みの比を上記の範囲とすることで、表面の金属板層により積層パネルの剛性・強度を確保しつつ、中間層の繊維強化熱可塑性樹脂層により積層パネルの軽量性を確保することができる。

金属板層を構成する金属板は、平板状のものであることが好ましいが、積層パネルを成形加工できる形状であれば板状のものに限られず、湾曲していてもよく、折れ曲がっていてもよい。また、表面が平滑ではなく、凹凸を有する形状のもの等であってもよい。凹凸形状としては、レンズ状、円錐、三角錐、四角錐、卍状等凹凸が連続的に配置されたアレイが例示される。

［繊維強化熱可塑性樹脂層の有機繊維］
本発明の積層パネルの繊維強化熱可塑性樹脂層は、少なくとも有機繊維と熱可塑性樹脂を含有する。有機繊維は不織布として、又は不織布及び織布として含有されることが好ましい。有機繊維としては、有機繊維の不織布と織布とを組み合わせたものも用いることができるが、不織布が好適である。

熱可塑性樹脂中にこのような有機繊維特に有機繊維の不織布を含むことにより、本発明の積層パネルを用いて後述の塑性加工等の成形加工を行う際に、有機繊維同士の摩擦や有機繊維と熱可塑性樹脂とのずれによる摩擦エネルギー（摩擦熱）が発生し、繊維強化熱可塑性樹脂層が軟化しやすくなり、低い加工温度（冷間）であっても塑性加工がより容易となる利点がある。また、不織布や織布は、何れも、有機繊維が相互に拘束されているので、高い耐衝撃性が確保でき、塑性加工時の有機繊維の切断や有機繊維の偏在が抑制でき、使用時の物性低下を抑制しやすい。

有機繊維の不織布のウェブの形成法としては、乾式、湿式、スパンボンド法、メルトブローン法、エアレイド法が挙げられ、繊維の結合法としては、ニードルパンチ法、ケミカルボンド法（浸漬法・スプレー法）、サーマルボンド法、水流交絡法等が挙げられ、これらの組合せにより調製された不織布が好適に利用できる。不織布の中でも、有機繊維が相互に絡み合ったニードルパンチ法により製造された不織布が好適である。

有機繊維を用いたニードルパンチ法による不織布の場合においては、有機繊維の平均繊維長は２５〜４００ｍｍであることが好ましく、３５〜３００ｍｍであることがより好ましく、４０〜２００ｍｍであることがさらに好ましい。このような繊維長とすることにより、繊維が均質に分散し相互に絡み合いやすくなるので、繊維強化熱可塑性樹脂層の機械強度、耐熱性が向上する。

なお、本発明における平均繊維長は、繊維長の数平均値である。

有機繊維としては、アラミド繊維その他のポリアミド繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール繊維（ＰＢＯ繊維）、高強力ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維や、これらを延伸配向強化した自己強化繊維等が例示される。

有機繊維の形態としては、フィラメント、ステープル及びフラットヤーン等の何れであってもよく、これらの組み合わせであってもよい。フィラメントは、長繊維（連続繊維）であり、ステープルはフィラメントを収束したステープル・トウを切断して綿状にした短繊維であり、通常繊維長は３５〜１００ｍｍ度である。フラットヤーンは、熱可塑性樹脂等のフィルムを短冊状にカット（スリット）し、延伸することにより強度を持たせた平らな糸である。

有機繊維の平均繊度は１〜３０ｄｅｘであることが好ましく、２〜２０ｄｔｅｘであることがより好ましく、３〜１５ｄｔｅｘであることがさらに好ましい。このような平均繊度とすることにより、熱可塑性樹脂と有機繊維との界面が増大し、繊維強化熱可塑性樹脂層の機械強度、耐熱性が向上する傾向となり好ましい。

不織布の目付は５０〜１５００ｇ／ｍ^２であることが好ましく、１００〜１０００ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。このような目付量とすることにより、繊維強化熱可塑性樹脂層の厚みを変えることにより、用途毎に要求される積層パネルの剛性を必要に応じて調整しやすく、冷間塑性加工性が確保しやすい傾向となり好ましい。

繊維強化熱可塑性樹脂層中の有機繊維の含有量は、１５〜８０質量％であることが好ましく、１５〜７５質量％であることがより好ましく、２０〜６０質量％であることが更に好ましい。有機繊維の含有量を１５質量％以上とすることで、有機繊維による補強効果が現れにくくなることを抑制することができる。また、有機繊維の含有量を８０質量％以下とすることで繊維強化熱可塑性樹脂層にボイドができ、応力集中により衝撃強度が低下しやすくなったり、冷間加工等の加工時に割れやすくなったりすることを抑制することができる。

［繊維強化熱可塑性樹脂層の熱可塑性樹脂］
熱可塑性樹脂としては、融点が好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１４０℃以上、さらに好ましくは１５０℃以上、特に好ましくは１６０℃以上の結晶性熱可塑性樹脂が好ましい。融点が１２０℃以上であることにより、結晶性熱可塑性樹脂の融点や非晶性熱可塑樹脂のガラス転移温度付近まで、繊維強化熱可塑性樹脂層の熱変形温度（耐熱性）が向上し、結果として、積層パネルの耐熱性が向上する傾向となり好ましい。ただし、熱可塑性樹脂は非晶性熱可塑性樹脂であってもよい。

熱可塑性樹脂としては、有機繊維の融点と熱可塑性樹脂の融点又はガラス転移温度との差が４０℃以上であるものが、熱可塑性樹脂を有機繊維に含浸させる際等の有機繊維の形態維持の点から好ましい。上記の温度差は、５０〜２００℃であることがより好ましく、６０〜１５０℃であることがさらに好ましい。なお、上記温度差の算出には、熱可塑性樹脂が結晶性の場合は融点を、非晶性の場合はガラス転移温度を採用する。

繊維強化熱可塑性樹脂層に複数の熱可塑性樹脂を使用する場合は、複数の熱可塑性樹脂の融点又はガラス転移温度の平均値を採用する。複数の有機繊維を使用する場合は、複数の有機繊維の融点の平均値を採用する。

なお、融点、ガラス転移温度の測定は、示差走査熱量分析計（ＤＳＣ）を用いて測定される。融点は、得られるＤＳＣ曲線の吸熱ピークのピークトップの温度とする。具体的には、２５℃から１０℃／分の昇温条件下、予想される融点＋５０℃程度まで昇温し、同温度にて１分間保持後、１０℃／分にて２５℃まで降温し、同温度にて１分間保持する。その後、１０℃／分の昇温条件下で再度昇温した際のＤＳＣ曲線から求めることができる。

熱可塑性樹脂としては、具体的には、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＡ（ポリアクリロニトリル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）のほか、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等のポリエステル、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）などが好適であり、中でもＰＰ、ＰＡ、ＰＢＴ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の結晶性樹脂が好ましく、ＰＰ、ＰＡ、ＰＢＴがより好ましく、耐熱性、耐吸湿性、耐加水分解性、コストの点からＰＰがさらに好ましい。

なお、熱可塑性樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、熱可塑性樹脂以外の成分を含んでいてもよい。かかる成分としては、例えば、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、酸化防止剤、耐衝撃性改質剤、難燃剤、離型剤、滑剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、強化繊維以外の無機充填材等の各種添加剤が挙げられる。

［繊維強化熱可塑性樹脂層の製造方法］
繊維強化熱可塑性樹脂層の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の方法など各種の方法を採用することができる。

繊維強化熱可塑性樹脂層に用いる繊維が不織布の場合は、例えば、熱可塑性樹脂を押出機に投入し溶融させたのち、所望の厚みのシート状に押出成形するとともに、押出されたシート状物の少なくとも片面、好ましくは両面に不織布を供給して積層することにより製造することができる。得られた積層体の表面に、さらに熱可塑性樹脂シートを表裏に供給して積層することもできる。積層する際は、ラミネーター等を用いて加熱及び加圧し、熱可塑性樹脂を不織布に含浸させ、次いで冷却固化させシート状（所謂スタンパブルシート）にすることによって繊維強化熱可塑性樹脂層を製造することができる。

繊維強化熱可塑性樹脂層２の厚みｔ_２は、０．５〜４ｍｍであることが好ましく、０．７〜３ｍｍであることがより好ましく、１．０〜２．５ｍｍであることが更に好ましい。繊維強化熱可塑性樹脂層２の厚みを上記範囲内とすることにより、冷間塑性加工時におけるスプリング・バックによる変形が抑制される。

［繊維強化熱可塑性樹脂層と金属板層との接着方法］
金属板層と繊維強化熱可塑性樹脂層の接着方法としては、金属板層と繊維強化熱可塑性樹脂層との間に接着剤や接着性樹脂層を介在させて接着する方法等が挙げられる。具体的には、熱可塑性樹脂フィルムを金属板層に融着させておき、この熱可塑性樹脂フィルム層付きの金属板層と繊維強化熱可塑性樹脂層とを重ね合わせて加熱して金属板層と繊維強化熱可塑性樹脂層とを接着する方法が好適である。また、金属板層と繊維強化熱可塑性樹脂層との間に熱可塑性樹脂フィルムを介在させ、これらを加圧加熱して金属板層と繊維強化熱可塑性樹脂層とで接着させる方法も好適である。

接着剤としては、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤等を基本としてポリオレフィン系樹脂との接着性を改良したタイプの熱硬化型接着剤等を挙げることができる。あるいは、積層工程で、金属板層と積層される繊維強化熱可塑性樹脂層側の表面に、易接着性のプライマー層を付与しておいて、通常の熱硬化型エポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系、アクリル系等の接着剤を用いて金属板層と接着させてもよい。

熱可塑性樹脂フィルムとしては、無水マレイン酸−ＰＰ共重合体樹脂フィルム（商品名：三菱ケミカル株式会社製モディックＰ５５５、クラボウ社製クランベターＰ６７００等）や、ＰＰフィルム、ＰＥＴ系フィルム、ナイロン系フィルムなどが好適に利用可能である。ＰＰ系フィルムとしては変性ポリオレフィン接着性樹脂フィルム（三井化学東セロ株式会社製アドマーＶＥ３００）、ＰＥＴ系フィルムとしてはヒートシールタイプＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製マイラー８５０）及びフィルム状ホットメルト型接着剤（クラボウ社製クランベターＧ１３）、ナイロン系フィルムとしてはフィルム状ホットメルト型接着剤（クラボウ社製クランベターＣＮ−１００３）等が利用できる。また、予め繊維強化熱可塑性樹脂層と同類樹脂のフィルムが積層された金属複合板（ヒシメタル、アルセット（いずれも三菱ケミカル株式会社製）等）を使用しても良い。この場合、ＰＰ系樹脂層においてはヒシメタルＰＯ、アルセット１Ｐ、アルセットＨＰ等が、ポリアミド系樹脂層においてはアルセット１Ｙ、アルセット３Ｙ、アルセットＡＲ等が、ＰＥＴ系樹脂層においてはアルセットＥＧ、アルセットＥＨ等が好適に使用できる。

なお、不織布と熱可塑性樹脂シートと金属板とを積層し、一度に熱成形することによって、不織布中に熱可塑性樹脂を含浸させて繊維強化熱可塑性樹脂層を形成し、且つ該繊維強化熱可塑性樹脂層と金属板とを接着させて本発明の積層パネルを製造してもよい。

本発明では、積層パネルの剥離強度試験時に繊維強化熱可塑性樹脂層で母材破壊が生じないように金属板層と繊維強化熱可塑性樹脂層とが強固に接合されることが好ましい。

剥離強度試験時に、繊維強化熱可塑性樹脂層で母材破壊が起こるように金属板層と繊維強化熱可塑性樹脂層とを高強度に接合（接着）する方法としては、例えば、接着剤を使用した接着層を設ける方法、金属板層の表面を例えば、陽極酸化処理、エッチング処理する方法の他、近年大成プラス株式会社により開発されたＮＭＴ処理、株式会社ＵＡＣＪにより開発されたＫＯ処理等の金属表面に微細で複雑な凹凸によるアンカー層を設ける方法、株式会社新技術研究所や株式会社東亜電化等によるトリアジンチオール変性化合物を金属表面に化学反応により修飾し、金属表面と熱可塑性樹脂や各種硬化性樹脂等の接着剤との接着性を向上させる方法、株式会社ダイセルが開発したレーザー照射により金属表面に複雑な３次元網目状のステッチ・アンカーと呼ばれる多孔質層を形成する方法等が挙げられる。上述したように、金属板層の表面処理を適切に選択する等を行えば、コア材となる繊維強化熱可塑性樹脂層との接着強度が十分に得られる場合があるので、必ずしも接着層は必要ではないが、容易に両層間の接着強度を確保する上では、接着剤または接着性樹脂（接着性フィルム）等の接着層を介して金属板層と繊維強化熱可塑性樹脂層とが接合されたものが望ましい。

［積層パネルの成形加工方法］
本発明の積層パネルは、様々な成形加工法に適用することが可能であるが、特に塑性加工に用いることにより、顕著な効果を発揮することができる。本発明の積層パネルから成形品を製造するための塑性加工（板金加工）方法としては、従来公知の方法を挙げることができ。特に、プレス加工（単純プレス加工、絞り加工、深絞り加工、張出し加工、伸びフランジ加工等を含む。）、ロールフォーミング加工、曲げ加工に好ましく適用可能であり、特に冷間における深絞り加工に好適である。

本発明の積層パネルは、金属板層及び繊維強化熱可塑性樹脂層の種類、構成、厚み、引張強度、伸びを適切に選択することにより、１０〜４０℃といった低い温度領域でも塑性加工を行うことが容易となり、加工時に積層パネルを予備加熱する工程を削減することが可能となることで、さらに冷却時間を短縮することが可能となり、成形サイクルを短縮化することができる。

［積層パネルの成形品の用途］
本発明の積層パネルを成形した成形品は、必要に応じて各種の塗装、フィルムラミネート等の表面加飾を施すことにより、自動車部品、電子部品、建材、その他各種の製品に利用できる。

自動車部品としては、ボディー、ドアインナー、サイドパネル、ボンネット（エンジン・フード）、ルーフ、フロアー、キャブ下カバー、トランクリッド、レインフォース部品、サイドシル、クロスメンバー、ブラケット、各種ピラー部品、各種ビーム部品、フロアー補強板などが例示される。電子部品としては、ＴＶ、ＰＣ、モバイル機器等の筐体が例示される。

その他の製品としては、ヘルメット、アルミサッシ・フレーム、エレベータ・ゲート・フレーム（梁）、防刃チョッキ、旅行カバン、破風、屋根などが例示される。

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。

［実施例１〜５、比較例１〜３］
下記Ａ−１〜Ａ−４のいずれかのアルミニウム又はアルミニウム合金板と、下記Ｂ−１〜Ｂ−４のいずれかの繊維強化熱可塑性樹脂層とを用いて図１に示す３層構造の積層パネルを下記条件で製造した。

［積層パネルの製造方法］
各金属板層の一方の面に予め接着性樹脂層（三菱ケミカル株式会社製モデッィクＰ５５５、厚さ２０μｍ）を面圧５．９ＭＰａ、２１０℃にて加熱融着させる。次いで、繊維強化熱可塑性樹脂層を２枚の金属板層の間に挟み、面圧３．９ＭＰａ、２１０℃×１０分にて総厚み２ｍｍとなるようにプレス成形を行い、金属板層と繊維強化熱可塑性樹脂層（ポリプロピレン樹脂／有機繊維不織布）とを接着し、厚さ２ｍｍの積層パネルを作製する。

［深絞り加工及び評価］
得られた積層パネルを、図２に示す深絞り加工を行い、深絞り性を評価した。

図２では、直径１００ｍｍ厚さ２ｍｍの角部にＲ形状を付与した正方形板状の積層パネルを２３℃にて油圧式万能材料試験機（（株）島津製作所アムスラーＵＨ−３０Ａ）にて深絞り加工して図２に示す形状の成形品とし、成形品を評価した。評価基準は以下とした。結果を表１に示す。

良好：成形品に割れがない。

不良：成形品に割れが発生。

［使用材料］
［金属板層］
・Ａ−１：Ａ５１８２−Ｏ「株式会社ＵＡＣＪ社製：アルミニウム合金板（厚み：０．４ｍｍ、引張強度：２８４ＭＰａ、耐力：１４４ＭＰａ、伸び：０．２６、降伏比：０．５１）」
・Ａ−２：Ａ６０６１−Ｔ６「日本軽金属株式会社製：アルミ板（厚み：０．５ｍｍ、引張強度：３３５ＭＰａ、耐力：２９６ＭＰａ、伸び：０．１３、降伏比：０．８８）」
・Ａ−３：Ａ１０５０−Ｈ２４「株式会社ＵＡＣＪ社製：アルミニウム合金板（厚み：０．４ｍｍ、引張強度：１３４ＭＰａ、耐力：１２９ＭＰａ、伸び：０．０６、降伏比：０．９６）」
・Ａ−４：Ａ３００４−Ｈ２４「株式会社ＵＡＣＪ社製：アルミニウム合金板（厚み：０．３５ｍｍ、引張強度：１６９ＭＰａ、耐力：１４６ＭＰａ、引張伸び率：０．０８、降伏比：０．８７）」

［有機繊維不織布］
・有機繊維不織布１：三澤繊維株式会社製「ニードルパンチ法によるポリエチレンテレフタレート樹脂ステープル製不織布（融点２６５℃、平均繊維長：５１ｍｍ、平均繊度：３．３ｄｔｅｘ、目付：３００ｇ／ｍ^２）」
・有機繊維不織布２：ワタナベ工業株式会社製エコパンチ「ニードルパンチ法による再生ポリエチレンテレフタレート樹脂ステープル製不織布（融点２６５℃、平均繊維長：５１ｍｍ、平均繊度：１０ｄｔｅｘ、目付：３００ｇ／ｍ^２）」

［繊維強化熱可塑性樹脂層］
・Ｂ−１：有機繊維不織布１とポリプロピレン樹脂（融点１６５℃）シートを規定の質量比となるよう、ポリプロピレン樹脂シート／有機繊維不織布１／ポリプロピレン樹脂シートの順に挟み、面圧３．９ＭＰａ、２１０℃×１０分にてプレス成形した、有機繊維２０質量％、ポリプロピレン樹脂８０質量％の繊維強化熱可塑性樹脂層。
・Ｂ−２：有機繊維不織布１とポリプロピレン樹脂（融点１６５℃）シートを規定の質量比となるよう、ポリプロピレン樹脂シート／有機繊維不織布１／ポリプロピレン樹脂シートの順に挟み、面圧３．９ＭＰａ、２１０℃×１０分にてプレス成形した、有機繊維３０質量％、ポリプロピレン樹脂７０質量％の繊維強化熱可塑性樹脂層。
・Ｂ−３：有機繊維不織布１とポリプロピレン樹脂（融点１６５℃）シートを規定の質量比となるよう、ポリプロピレン樹脂シート／有機繊維不織布１／ポリプロピレン樹脂シートの順に挟み、面圧３．９ＭＰａ、２１０℃×１０分にてプレス成形した、有機繊維４０質量％、ポリプロピレン樹脂６０質量％の繊維強化熱可塑性樹脂層。
・Ｂ−４：有機繊維不織布２とポリプロピレン樹脂（融点１６５℃）シートを規定の質量比となるよう、ポリプロピレン樹脂シート／有機繊維不織布２／ポリプロピレン樹脂シートの順に挟み、面圧３．９ＭＰａ、２１０℃×１０分にてプレス成形した、有機繊維３０質量％、ポリプロピレン樹脂７０質量％の繊維強化熱可塑性樹脂層。

表１の通り、実施例１〜５においては、積層構成因子Ｈが本発明に規定する範囲（５００以上）であるため、常温での深絞り加工においても良好な成形加工性を有する。一方、比較例１〜３においては、積層構成因子Ｈが５００よりも低く、深絞り加工により金属板層に割れが発生した。

１積層パネル
２繊維強化熱可塑性樹脂層
３金属板層

Claims

有機繊維及び熱可塑性樹脂を含有する繊維強化熱可塑性樹脂層と、該繊維強化熱可塑性樹脂層の少なくとも一方の面に接着されたアルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属板層とを有し、下記式（１）で表される積層構成因子Ｈが５００以上であることを特徴とする積層パネル。
Ｈ＝（σｍ×εｍ／ＹＲ）×（σｃ×εｃ） …（１）
σｍ：金属板層の室温における引張強度（ＭＰａ）
εｍ：金属板層の室温における伸び
ＹＲ：金属板層の降伏比
σｃ：繊維強化熱可塑性樹脂層の室温における引張強度（ＭＰａ）
εｃ：繊維強化熱可塑性樹脂層の室温における伸び
前記有機繊維は、平均繊維長が２５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の積層パネル。
前記有機繊維の含有量は、前記繊維強化熱可塑性樹脂層の全質量に対し、１５％以上含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の積層パネル。
前記繊維強化熱可塑性樹脂層の合計厚みに対する、前記金属板層の合計厚みの比は、２５〜１００％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層パネル。
前記アルミニウム又はアルミニウム合金の降伏比は、０．３０〜０．９５であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層パネル。
繊維強化熱可塑性樹脂層の両面に金属板層が接着されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層パネル。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層パネルを塑性加工して成形品を製造する成形品の製造方法。