JP7135393B2 - composite laminate - Google Patents

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Description

本開示は、複合積層板に関し、特に、密着曲げ性に優れ、または、負角成形が可能な複合積層板に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a composite laminate, and more particularly to a composite laminate that has excellent adhesion bendability or that can be formed at a negative angle.

一般に、自動車の外板として、鋼板が用いられ、また、軽量化を目的としてアルミニウム板も用いられている(特許文献1)。 Generally, steel plates are used as outer plates of automobiles, and aluminum plates are also used for the purpose of weight reduction (Patent Document 1).

また、鋼板やアルミニウム板を自動車の外板として用いるためには、密着性の良いかしめ継ぎ手を得る必要がある(特許文献2)。 In addition, in order to use a steel plate or an aluminum plate as an outer panel of an automobile, it is necessary to obtain a crimped joint with good adhesion (Patent Document 2).

特開2008-101239号公報JP 2008-101239 A 特開2005-28368号公報JP-A-2005-28368

しかしながら、軽量化のために鋼板やアルミニウム板の板厚を薄くすると、曲げ剛性(張り剛性)が低下して高級感が得られない。面外方向への曲げを受ける場合の曲げ剛性は、素材の弾性係数と形状の断面2次モーメントIの積で表わされる。弾性係数は素材固有の値であり、断面2次モーメントIは以下の式:
I=b×t/12
(式中、bは幅であり、tは板厚である)
で表され、板厚の3乗に比例する。
However, if the plate thickness of the steel plate or aluminum plate is reduced for weight reduction, the bending rigidity (tension rigidity) is lowered and a high-class feeling cannot be obtained. The bending stiffness when subjected to bending in the out-of-plane direction is represented by the product of the elastic modulus of the material and the geometrical moment of inertia I of the shape. The modulus of elasticity is a material-specific value, and the geometrical moment of inertia I is given by the following formula:
I=b×t 3 /12
(Wherein, b is the width and t is the plate thickness)
and is proportional to the cube of the plate thickness.

また、ヘミング加工によって密着性の良いかしめ継ぎ手を得るため、または負角成形を行うためには、複雑な工程や特別な金型を必要とし、コストが高くなる問題もある。 In addition, in order to obtain a crimped joint with good adhesion by hemming or to perform negative angle forming, there is a problem that a complicated process and a special mold are required, resulting in an increase in cost.

本開示の要旨は、以下のとおりである。
(1)本開示の複合積層板は、接着層を介して樹脂層を金属層で挟んだ構造を含み、
前記接着層は、100℃以上225℃未満の融点を有し、
前記樹脂層は、前記接着層の融点よりも高い融点を有し、
前記金属層の線膨張係数ηfに対する前記樹脂層の線膨張係数ηpの比率ηp/ηfは3以上であり、
全体の板厚は、0.8mm以上である。
(2)上記(1)に記載の複合積層板において、前記金属層の合計厚みに対する前記樹脂層の合計厚みの比率が1.00より大きい。
(3)上記(1)または(2)に記載の複合積層板は、金属層/接着層/樹脂層/接着層/金属層の5層構造を有する。
The gist of the present disclosure is as follows.
(1) The composite laminate of the present disclosure includes a structure in which a resin layer is sandwiched between metal layers via an adhesive layer,
The adhesive layer has a melting point of 100° C. or more and less than 225° C.,
The resin layer has a melting point higher than the melting point of the adhesive layer,
A ratio ηp/ηf of the linear expansion coefficient ηp of the resin layer to the linear expansion coefficient ηf of the metal layer is 3 or more,
The plate thickness of the whole is 0.8 mm or more.
(2) In the composite laminate according to (1) above, the ratio of the total thickness of the resin layers to the total thickness of the metal layers is greater than 1.00.
(3) The composite laminate described in (1) or (2) above has a five-layer structure of metal layer/adhesive layer/resin layer/adhesive layer/metal layer.

本開示の複合積層板によれば、軽量化を図ることができるので、全体の板厚を大きくして良好な曲げ剛性を得つつ、複雑な工程や特別な金型を要せずに、密着性の良いかしめ継ぎ手を得ること、及び負角成形を行うことができる。 According to the composite laminate of the present disclosure, since it is possible to reduce the weight, it is possible to increase the overall plate thickness and obtain good bending rigidity, without requiring complicated processes or special molds. It is possible to obtain a good crimped joint and perform negative angle forming.

図1は、5層構造を有する複合積層板の断面模式図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a composite laminate having a five-layer structure. 図2は、内板を配置して外板の複合積層板をヘミング加工したときの断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the composite laminated plate of the outer plate after hemming with the inner plate arranged. 図3は、図2のヘミング加工した複合積層板を、熱処理及び冷却処理したときの断面模式図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the hemmed composite laminate of FIG. 2 after heat treatment and cooling. 図4は、従来のハット形鋼(A)及び(C)、並びに本開示の複合積層板を用いて得られた負角構造体(B)の断面形状、断面二次モーメント、占有面積(体積)、及び部材剛性の断面効率の比較を示す。FIG. 4 shows the cross-sectional shape, geometrical moment of inertia, and occupied area (volume ), and a comparison of cross-sectional efficiency of member stiffness. 図5は、曲げ剛性を評価する方法を説明する断面模式図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of evaluating bending stiffness. 図6は、ヘミング加工された複合積層体を側面から見た外観写真である。FIG. 6 is a side view photograph of the hemmed composite laminate. 図7は、ヘミング加工された複合積層体を側面から見た外観写真である。FIG. 7 is a side view photograph of the hemmed composite laminate. 図8は、ヘミング加工された金属板を側面から見た外観写真である。FIG. 8 is a side view photograph of the hemmed metal plate. 図9は、プレス曲げによるヘミング加工を説明する模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating hemming by press bending. 図10は、ローラーヘムによるヘミング加工を説明する模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating hemming by roller hem. 図11は、熱処理及び室温への冷却処理後の複合積層板を側面から見た外観写真である。FIG. 11 is a side view photograph of the composite laminate after heat treatment and cooling to room temperature. 図12は、ヘミング加工後に熱処理及び冷却処理が施された複合積層板を側面から見た外観写真である。FIG. 12 is a side view photograph of the composite laminate subjected to heat treatment and cooling after hemming. 図13は、ヘミング加工後に熱処理及び冷却処理が施された複合積層板を側面から見た外観写真である。FIG. 13 is a side view photograph of the composite laminate subjected to heat treatment and cooling after hemming. 図14は、シミュレーション解析モデルである。FIG. 14 is a simulation analysis model. 図15は、シミュレーション結果である。FIG. 15 shows simulation results. 図16は、シミュレーション結果である。FIG. 16 shows simulation results. 図17は、曲げ内側の解析モデルである。FIG. 17 is an analysis model of the inside of the bend. 図18は、曲げ外側の解析モデルである。FIG. 18 is an analysis model of the outside of bending. 図19は、図17のモデルについて、熱収縮の解析を行って得られた変位量を表すコンター図である。FIG. 19 is a contour diagram showing the amount of displacement obtained by analyzing the thermal contraction of the model of FIG. 17 . 図20は、図18のモデルについて、熱収縮の解析を行って得られた変位量を表すコンター図である。FIG. 20 is a contour diagram showing the amount of displacement obtained by analyzing the thermal contraction of the model of FIG. 18 . 図21は、金属層の線膨張係数ηfに対する樹脂層の線膨張係数ηpの比率ηp/ηfによる曲げ内Rの閉じ角度を表すグラフである。FIG. 21 is a graph showing the closing angle of the in-bend R according to the ratio ηp/ηf of the linear expansion coefficient ηp of the resin layer to the linear expansion coefficient ηf of the metal layer. 図22は、曲げ剛性を表すグラフである。FIG. 22 is a graph representing bending stiffness.

本開示の複合積層板は、接着層を介して樹脂層を金属板で挟んだ構造を含む。複合積層板に含まれる層数は特に限定されるものではなく、接着層を介して樹脂層を金属板で挟んだ構造を含む限り、複合積層板は所望の構成を有することができる。例えば、図1の断面模式図に示すように、複合積層板100は、金属層10/接着層30/樹脂層20/接着層30/金属層10の5層構造を有してもよく、この5層構造に金属層、接着層、及び樹脂層のうち少なくとも1層をさらに加えた構造を有してもよく、あるいは、線材を用いて網状に形成した網状の線材層をさらに含んでもよい。例えば、複合積層板は、金属層/接着層/網状の線材層/樹脂層/網状の線材層/接着層/金属層の7層構造を有してもよい。複合積層板は、好ましくは、金属層/接着層/樹脂層/接着/金属層の5層構造を有する。 The composite laminate of the present disclosure includes a structure in which a resin layer is sandwiched between metal plates via an adhesive layer. The number of layers included in the composite laminate is not particularly limited, and the composite laminate can have any desired configuration as long as it includes a structure in which a resin layer is sandwiched between metal plates via an adhesive layer. For example, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 1, the composite laminate 100 may have a five-layer structure of metal layer 10/adhesive layer 30/resin layer 20/adhesive layer 30/metal layer 10. It may have a structure in which at least one of a metal layer, an adhesive layer, and a resin layer is added to the five-layer structure, or may further include a net-like wire layer formed in a net shape using a wire. For example, the composite laminate may have a seven-layer structure of metal layer/adhesive layer/reticular wire layer/resin layer/reticular wire layer/adhesive layer/metal layer. The composite laminate preferably has a five-layer structure of metal layer/adhesion layer/resin layer/adhesion/metal layer.

本開示の複合積層板によれば、曲げ加工後に、熱処理及び冷却処理を行うことにより、ヘミング加工やハット形鋼の成形における曲げ加工で形成した内側曲げ角度(以下、曲げ角度という)をさらに小さくすることができるので、複雑な工程や特別な金型を要せずに、内板と外板との間の密着性を向上したかしめ継ぎ手、または負角構造体を得ることができる。 According to the composite laminate of the present disclosure, heat treatment and cooling are performed after bending to further reduce the inner bending angle (hereinafter referred to as bending angle) formed by bending in hemming or forming of hat-shaped steel. Therefore, it is possible to obtain a crimped joint or negative angle structure with improved adhesion between the inner plate and the outer plate without requiring a complicated process or a special mold.

複合積層板の全体の板厚は、0.8mm以上、好ましくは1.0mm以上、より好ましくは1.2mm以上、さらに好ましくは1.4mm以上である。複合積層板が上記範囲の板厚を有することにより、曲げ剛性を確保して外板の高級感を高めることができる。 The total thickness of the composite laminate is 0.8 mm or more, preferably 1.0 mm or more, more preferably 1.2 mm or more, and still more preferably 1.4 mm or more. When the composite laminate has a plate thickness within the above range, it is possible to ensure bending rigidity and enhance the appearance of the outer plate.

複合積層板が備える金属層の合計厚みは、好ましくは0.03~0.40mm、より好ましくは0.05~0.20mm、さらに好ましくは0.07~0.15mmである。 The total thickness of the metal layers included in the composite laminate is preferably 0.03-0.40 mm, more preferably 0.05-0.20 mm, still more preferably 0.07-0.15 mm.

複合積層板が備える樹脂層の合計厚みは、好ましくは0.06~0.80mm、より好ましくは0.10~0.50mm、さらに好ましくは0.14~0.30mmである。 The total thickness of the resin layers included in the composite laminate is preferably 0.06-0.80 mm, more preferably 0.10-0.50 mm, still more preferably 0.14-0.30 mm.

金属層及び樹脂層が上記範囲の厚みを有することにより、複合積層板の軽量化及び曲げ剛性をより向上することができる。 When the metal layer and the resin layer have thicknesses within the above range, the weight of the composite laminate can be reduced and the flexural rigidity can be further improved.

複合積層板が備える樹脂層の合計厚み/複合積層板が備える金属層の合計厚みの比率は、好ましくは1.00より大きく6.00以下、より好ましくは1.50以上5.50以下、さらに好ましくは1.75以上5.00以下、さらにより好ましくは2.00以上4.00以下である。 The ratio of the total thickness of the resin layers provided in the composite laminate/the total thickness of the metal layers provided in the composite laminate is preferably greater than 1.00 and 6.00 or less, more preferably 1.50 or more and 5.50 or less, and further It is preferably 1.75 or more and 5.00 or less, and more preferably 2.00 or more and 4.00 or less.

金属層及び樹脂層が、上記樹脂層の厚み/金属層の厚みの比率を有することにより、複合積層板のさらなる軽量化及び曲げ剛性のさらなる向上を図ることができ、より優れた密着性を有するかしめ継ぎ手を得ること、及びより容易に負角成形を行うことが可能となる。 When the metal layer and the resin layer have the ratio of the thickness of the resin layer/thickness of the metal layer, the weight of the composite laminate can be further reduced and the bending rigidity can be further improved, and the composite laminate has better adhesion. It is possible to obtain a crimped joint and to perform negative angle forming more easily.

接着層は接着剤で構成され、接着剤は、100℃以上225℃未満の融点を有する。接着剤は、好ましくは180℃以下、より好ましくは170℃以下、さらに好ましくは160℃以下の融点を有する。 The adhesive layer is composed of an adhesive, and the adhesive has a melting point of 100°C or higher and lower than 225°C. The adhesive preferably has a melting point of 180° C. or lower, more preferably 170° C. or lower, and even more preferably 160° C. or lower.

接着剤は、好ましくは、熱圧着型変性ポリプロピレン接着剤、熱可塑性樹脂系接着剤、エラストマー系接着剤、及び無機系接着剤のうち少なくとも1つである。熱圧着型変性ポリプロピレン接着剤は、約160℃~170℃の融点を有し得る。 The adhesive is preferably at least one of a thermocompression-type modified polypropylene adhesive, a thermoplastic resin adhesive, an elastomer adhesive, and an inorganic adhesive. Thermocompression modified polypropylene adhesives may have a melting point of about 160°C to 170°C.

一般に、自動車の外板を作製する際、外板に接するように外板の端部に沿って内板を配置し、外板が内側に配置される内板に密着するように外板にヘミング加工が行われ、かしめ継ぎ手を形成して外板を内板に密着させる。さらに、かしめ継ぎ手を有する外板に、100~225℃、特に170~180℃で20~30分間、焼付け塗装処理(BH処理)が行われる。 In general, when manufacturing an outer panel for an automobile, the inner panel is placed along the edge of the outer panel so as to contact the outer panel, and the outer panel is hemmed to the outer panel so that the outer panel is in close contact with the inner panel. Machining is performed to form a crimped joint to seal the outer plate to the inner plate. Furthermore, the outer plate having the crimped joint is subjected to a baking coating treatment (BH treatment) at 100 to 225° C., especially 170 to 180° C. for 20 to 30 minutes.

本開示の複合積層板においては、接着層の接着剤が上記範囲の融点を有することにより、加熱を伴うBH処理工程で、接着剤の流動性を高めて、ヘミング加工の際に金属層と樹脂層との間に発生した応力を緩和し、その後の冷却過程で、外力無しに、ヘミング加工で形成した曲げ角度をさらに閉じることができるので、良好な密着性を有するかしめ継ぎ手を得ることができる。本開示の複合積層板には、BH処理工程に代えてまたは加えて、単なる熱処理を行ってもよい。BH処理工程または熱処理における温度は、好ましくは、接着剤の(融点-20℃)以上、且つ樹脂層の融点未満である。BH処理工程または熱処理における温度の下限は、より好ましくは接着剤の融点以上、さらに好ましくは接着剤の融点よりも高い。プレス加工を行う場合またはフランジ加工を行う場合にも、好ましくは、熱処理として同様のBH処理を行う。 In the composite laminate of the present disclosure, since the adhesive of the adhesive layer has a melting point within the above range, the fluidity of the adhesive is increased in the BH treatment process accompanied by heating, and the metal layer and the resin during hemming. The stress generated between layers can be relaxed, and the bending angle formed by the hemming process can be further closed without external force in the subsequent cooling process, so a crimped joint with good adhesion can be obtained. . Composite laminates of the present disclosure may be subjected to a simple heat treatment instead of or in addition to the BH treatment step. The temperature in the BH treatment step or heat treatment is preferably above (melting point -20°C) of the adhesive and below the melting point of the resin layer. The lower limit of the temperature in the BH treatment step or heat treatment is more preferably at least the melting point of the adhesive, still more preferably higher than the melting point of the adhesive. When performing press working or flanging, preferably, similar BH treatment is performed as heat treatment.

樹脂層は樹脂で構成される。樹脂層の樹脂は、接着層の接着剤の融点よりも高い融点、好ましくは接着層の接着剤の融点より20℃以上高い融点を有する。樹脂層の樹脂は、好ましくは熱可塑性である。樹脂層の樹脂は、好ましくは225℃超、より好ましくは250℃以上、さらに好ましくは270℃以上、さらにより好ましくは290℃以上の融点を有する。樹脂層の樹脂が、上記範囲の融点を有することにより、熱処理において樹脂層が溶融することを防止することができる。 The resin layer is made of resin. The resin of the resin layer has a melting point higher than the melting point of the adhesive of the adhesive layer, preferably 20° C. or more higher than the melting point of the adhesive of the adhesive layer. The resin of the resin layer is preferably thermoplastic. The resin of the resin layer preferably has a melting point higher than 225°C, more preferably 250°C or higher, even more preferably 270°C or higher, and even more preferably 290°C or higher. When the resin of the resin layer has a melting point within the above range, it is possible to prevent the resin layer from melting during heat treatment.

樹脂層の樹脂は、好ましくは、ポリアミド6(PA6)、アセチルセルロース、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド66(PA66)、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、及びポリアミドイミドのうち少なくとも1つである。ポリアミド6(PA6)は約225℃の融点、アセチルセルロースは約230℃の融点、ポリブチレンテレフタレートは約245℃の融点、ポリアミド66(PA66)は約265℃の融点、ポリエチレンテレフタレートは約255℃の融点、ポリフェニレンスルファイドは約290℃の融点、ポリアミドイミドは約300℃の融点を有し得る。 The resin of the resin layer is preferably at least one of polyamide 6 (PA6), acetylcellulose, polybutylene terephthalate, polyamide 66 (PA66), polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide, and polyamideimide. Polyamide 6 (PA6) has a melting point of about 225°C; acetylcellulose has a melting point of about 230°C; polybutylene terephthalate has a melting point of about 245°C; polyamide 66 (PA66) has a melting point of about 265°C; Melting points, polyphenylene sulfide may have a melting point of about 290°C and polyamideimide may have a melting point of about 300°C.

図2に、内板40を配置して外板の複合積層板100をヘミング加工したときの断面模式図を示す。図3に、図2のヘミング加工した複合積層板100を、上記所定の温度で熱処理し、次いで100℃未満に冷却処理したときの断面模式図を示す。図2に示すように、ヘミング加工後はスプリングバックが起こるため、複合積層板のかしめ継ぎ手の曲げ角度が開いて、外板と内板との密着性が低下する。本開示の複合積層板によれば、ヘミング加工後に熱処理及び冷却処理を行うことにより、図3に示すように、かしめ継ぎ手の曲げ角度が閉じるために、密着性の高いかしめ継ぎ手を得ることができる。 FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view when the inner plate 40 is arranged and the composite laminated plate 100 as the outer plate is hemmed. FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of the hemmed composite laminate 100 shown in FIG. As shown in FIG. 2, since springback occurs after hemming, the bending angle of the crimped joint of the composite laminate increases, and the adhesion between the outer plate and the inner plate decreases. According to the composite laminate of the present disclosure, by performing heat treatment and cooling after hemming, as shown in FIG. 3, since the bending angle of the crimped joint is closed, a crimped joint with high adhesion can be obtained. .

理論に束縛されるものではないが、曲げ角度が閉じる理由は以下のように考えられる。本開示の複合積層板から得られたかしめ継ぎ手またはハット形構造体の熱処理過程で、金属層と樹脂層との間の線膨張係数差に起因する熱歪みが発生する。ここで、接着剤の(融点-20℃)以上の温度で熱処理すると、接着剤が軟化または溶融するため、金属層と樹脂層との間の接着力が低下して金属層と樹脂層との間でずれが生じ、金属層と樹脂層との線膨張差に起因する熱歪みが緩和する。熱処理をした後、100℃未満までの冷却過程で、金属層と樹脂層との間で硬化または再接着が生じ、金属層及び樹脂層は収縮し、線膨張係数差により金属層と樹脂層との間にせん断応力が発生して、曲げ角度が閉じる方向に変形すると考えられる。 Without wishing to be bound by theory, the reason for the closed bend angle is believed to be as follows. During the heat treatment process of the crimped joint or hat-shaped structure obtained from the composite laminate of the present disclosure, thermal strain occurs due to the difference in linear expansion coefficient between the metal layer and the resin layer. Here, if heat treatment is performed at a temperature above (melting point of -20°C) of the adhesive, the adhesive softens or melts. A gap occurs between the layers, and thermal strain due to the difference in linear expansion between the metal layer and the resin layer is alleviated. After the heat treatment, hardening or re-adhesion occurs between the metal layer and the resin layer during the cooling process to less than 100° C., the metal layer and the resin layer shrink, and the difference in linear expansion coefficient causes the metal layer and the resin layer to separate. It is thought that shear stress is generated between and deforms in the direction of closing the bending angle.

100℃未満では金属層と樹脂層との層間は固定され、熱処理の際に接着剤が軟化または溶融し金属層と樹脂層との層間がずれる必要がある。 If the temperature is less than 100° C., the gap between the metal layer and the resin layer is fixed, and the adhesive softens or melts during the heat treatment, and the gap between the metal layer and the resin layer needs to be displaced.

金属層は、225℃超の融点を有する金属板または合金板で構成され、好ましくは鋼板、アルミニウム合金板、銅合金板、純チタン板、チタン合金板、またはマグネシウム合金板であることができる。鋼板は、好ましくは270~590MPaの引張強度を有し、例えばめっき鋼板、電気めっき鋼板、ぶりき、または缶用鋼板(TFS:ティンフリースチール)であることができる。 The metal layer is composed of a metal plate or alloy plate having a melting point above 225° C., preferably a steel plate, an aluminum alloy plate, a copper alloy plate, a pure titanium plate, a titanium alloy plate, or a magnesium alloy plate. The steel sheet preferably has a tensile strength of 270 to 590 MPa and can be, for example, galvanized steel, electroplated steel, tinplate or can steel (TFS: tin-free steel).

接着層の一層の厚みは、好ましくは0.001~0.200mm、より好ましくは0.050~0.100mm、さらに好ましくは0.100~0.050mmである。接着層が上記範囲の厚みを有することにより、樹脂層と金属層とを良好に接着することができる。 The thickness of one adhesive layer is preferably 0.001 to 0.200 mm, more preferably 0.050 to 0.100 mm, still more preferably 0.100 to 0.050 mm. When the adhesive layer has a thickness within the above range, the resin layer and the metal layer can be adhered well.

外板をヘミング加工して内板とかしめ継ぎ手を形成する場合、外板を曲げた部分(フランジ部分)の内板と外板との密着性が重要である。 When the outer plate is hemmed to form a crimped joint with the inner plate, the adhesion between the inner plate and the outer plate at the bent portion (flange portion) of the outer plate is important.

外板は、ヘミング加工された後、密着性確保のためにシーラー塗布され得る。かしめ継ぎ手は、プレス曲げ、ローラーヘム等のヘミング加工によって成形されるが、スプリングバックが生じ、密着性が低下し得る。本開示の複合積層板によれば、ヘミング加工により成形されたかしめ継ぎ手の密着性向上が可能になる。 After the skin is hemmed, it may be coated with a sealer to ensure adhesion. Crimp joints are formed by hemming processes such as press bending and roller hemming, which can cause springback and reduce adhesion. According to the composite laminate of the present disclosure, it is possible to improve the adhesion of the crimped joint formed by hemming.

本開示の複合積層板は、ヘミング加工後またはプレス加工後に、熱処理及び冷却処理を経て室温に戻したときに、熱処理前よりも曲げ角度を低減することができる。熱処理前の曲げ角度に対する曲げ角度の低減角度(閉じ角度)は、好ましくは0.55°以上、より好ましくは2.00°以上、さらに好ましくは2.30°以上、さらにより好ましくは2.50°以上、さらにより好ましくは2.60°以上、さらにより好ましくは5.00°以上、さらにより好ましくは5.10°以上である。曲げ角度の低減角度の上限は特に限定されないが、例えば20°または10°であることができる。 After hemming or pressing, the composite laminate of the present disclosure can have a lower bending angle than before the heat treatment when it is returned to room temperature through heat treatment and cooling treatment. The reduction angle (closed angle) of the bend angle with respect to the bend angle before heat treatment is preferably 0.55° or more, more preferably 2.00° or more, still more preferably 2.30° or more, and even more preferably 2.50°. ° or more, still more preferably 2.60° or more, still more preferably 5.00° or more, still more preferably 5.10° or more. Although the upper limit of the bending angle reduction angle is not particularly limited, it can be, for example, 20° or 10°.

金属層の線膨張係数ηfに対する樹脂層の線膨張係数ηpの比率ηp/ηfが大きいほど、熱処理後の冷却過程での曲げ角度の閉じ角度(変化量)が大きくなり、密着性に優れたかしめ継ぎ手を得ることができ、または容易に負角構造体を得ることができる。 The larger the ratio ηp/ηf of the linear expansion coefficient ηp of the resin layer to the linear expansion coefficient ηf of the metal layer, the greater the closing angle (variation) of the bending angle in the cooling process after heat treatment, resulting in excellent adhesion. Joints can be obtained, or negative angle structures can be easily obtained.

金属層の線膨張係数ηfに対する樹脂層の線膨張係数ηpの比率ηp/ηfは、3以上、好ましくは5以上、より好ましくは7以上である。かしめ継ぎ手を成形する場合、比率ηp/ηfが大きいほど、熱処理後の冷却過程での曲げ角度の閉じ角度(変化量)が大きくなり、密着性に優れたかしめ継ぎ手を得ることが可能であり、上記範囲で、工業的に必要なかしめ力を得ることができる。負角構造体を成形する場合も、比率ηp/ηfが大きいほど、熱処理後の冷却過程での曲げ角度の閉じ角度(変化量)が大きくなり、複雑な工程や特別な金型を要せずに、曲げ角度がより小さい負角構造体を容易に得ることができる。曲げ角度がより小さい負角構造体は、断面2次モーメントを得るための効率がより高く、剛性がより優れている。ηp/ηfの上限値は特に限定されるものではないが、例えばηp/ηfを20以下にしてもよい。 The ratio ηp/ηf of the linear expansion coefficient ηp of the resin layer to the linear expansion coefficient ηf of the metal layer is 3 or more, preferably 5 or more, more preferably 7 or more. When forming a crimped joint, the larger the ratio ηp/ηf, the greater the closing angle (variation) of the bending angle in the cooling process after the heat treatment, making it possible to obtain a crimped joint with excellent adhesion. Within the above range, an industrially necessary crimping force can be obtained. When molding a negative angle structure, the larger the ratio ηp/ηf, the greater the closing angle (variation) of the bending angle during the cooling process after heat treatment, and no complicated processes or special molds are required. Moreover, a negative-angle structure having a smaller bending angle can be easily obtained. Negative-angle structures with smaller bend angles are more efficient in obtaining the moment of inertia of area and are more rigid. Although the upper limit of ηp/ηf is not particularly limited, ηp/ηf may be 20 or less, for example.

90°曲げの場合にηp/ηfが3であると、熱処理及び冷却処理により、曲げ角度の閉じ角度(変化量)は0.55°になる。稜線開き角度の合計が180°以上となる部品においては、閉じ角度の合計は1.1°になる。一般に、ヘミング加工により、内板と外板とでかしめ継ぎ手を形成する場合に必要なフランジ長さは25mmであり、面精度は±0.5mmである。すなわち、面精度が低い場合は0.5mmの隙間が生じ、接合不良が生じ得る。ηp/ηfを3以上にすることによって、フランジ端の隙間を0.5mm(25mm×sin(1.1°)=0.5mm)狭めて、隙間を塞ぐことができる。 When ηp/ηf is 3 in the case of 90° bending, the closing angle (variation) of the bending angle becomes 0.55° by heat treatment and cooling treatment. In a part where the sum of ridge line opening angles is 180° or more, the sum of closing angles is 1.1°. In general, when forming a crimped joint between an inner plate and an outer plate by hemming, the required flange length is 25 mm and the surface accuracy is ±0.5 mm. That is, if the surface accuracy is low, a gap of 0.5 mm may occur, resulting in poor bonding. By setting ηp/ηf to 3 or more, the gap at the flange end can be narrowed by 0.5 mm (25 mm×sin (1.1°)=0.5 mm) to close the gap.

例えば、樹脂層の材料として好ましいポリアミド6(PA6)の線膨張係数は、5.9~10×10-5/℃であり、アセチルセルロースの線膨張係数は、8~18×10-5/℃であり、ポリブチレンテレフタレートの線膨張係数は、6.0~9.5×10-5/℃であり、ポリアミド66(PA66)の線膨張係数は、8~10×10-5/℃であり、ポリエチレンテレフタレートの線膨張係数は、6.5×10-5/℃であり、ポリフェニレンスルファイドの線膨張係数は、4.9×10-5/℃であり、ポリアミドイミドの線膨張係数は、3.1×10-5/℃である。例えば、金属層の材料として好ましい鋼板の線膨張係数は、9.0~12.8×10-6/℃であり、アルミニウム板の線膨張係数は、23×10-6/℃であり、銅板の線膨張係数は、17.7×10-6/℃である。ηp/ηfが所望の比率になるように、金属層及び樹脂層の材料を選択することができる。 For example, the linear expansion coefficient of polyamide 6 (PA6), which is preferable as a material for the resin layer, is 5.9 to 10×10 −5 /° C., and the linear expansion coefficient of acetylcellulose is 8 to 18×10 −5 /° C. , the linear expansion coefficient of polybutylene terephthalate is 6.0 to 9.5×10 −5 /° C., and the linear expansion coefficient of polyamide 66 (PA66) is 8 to 10×10 −5 /° C. , the linear expansion coefficient of polyethylene terephthalate is 6.5×10 −5 /° C., the linear expansion coefficient of polyphenylene sulfide is 4.9×10 −5 /° C., and the linear expansion coefficient of polyamideimide is 3.1×10 −5 /°C. For example, the coefficient of linear expansion of a steel plate preferable as a material for the metal layer is 9.0 to 12.8×10 −6 /° C., the coefficient of linear expansion of an aluminum plate is 23×10 −6 /° C., and the copper plate has a linear expansion coefficient of 17.7×10 −6 /°C. Materials for the metal layer and the resin layer can be selected so that ηp/ηf has a desired ratio.

複合積層板は、金属板の間に接着剤を介して樹脂を挟み、熱間圧着して、作製され得る。熱間圧着は、例えば、温度を100~200℃に加熱しながら、0.01~5.00MPaの圧力で1.0×10~1.0×10秒間、プレスすることによって行われる。 Composite laminates can be produced by sandwiching a resin between metal plates with an adhesive interposed therebetween and performing hot compression bonding. Hot compression bonding is performed, for example, by heating to 100 to 200° C. and pressing at a pressure of 0.01 to 5.00 MPa for 1.0×10 1 to 1.0×10 5 seconds.

本開示の複合積層板によれば、プレス加工による曲げ加工後に熱処理及び冷却処理を行って曲げ角度を閉じることができるため、負角成形を容易に行うことができる。負角成形とは、90°よりも小さい曲げ角度を有する成形部を形成することをいう。通常のプレス工法では負角構造体を成形することはできない。負角構造体を成形するには、多工程化や斜めから金型を移動させるカム工法が必要となるが、コストが高くなる。 According to the composite laminate of the present disclosure, heat treatment and cooling can be performed after bending by press working to close the bending angle, so negative angle forming can be easily performed. Negative forming refers to forming a forming having a bend angle of less than 90°. A negative angle structure cannot be formed by a normal press method. Molding a negative angle structure requires multiple processes and a cam method that moves the mold obliquely, which increases the cost.

本開示の複合積層板を用いて得られる負角構造体は、優れた断面二次モーメント、占有面積(体積)、及び部材剛性の断面効率を両立することができる。 A negative angle structure obtained by using the composite laminate of the present disclosure can achieve both excellent geometrical moment of inertia, occupied area (volume), and cross-sectional efficiency of member rigidity.

図4に、金属板を用いて従来工法で作製したハット形鋼(A)、本開示の複合積層板を用いてハット形鋼(A)と同じ断面形状のハット形鋼を従来工法で作製し、次いで熱処理及び冷却処理して作製した負角構造体(B)、及び金属板を用いてフランジ部が負角構造体(B)と同じ幅を有するようにした通常工法で作製したハット形鋼(C)の断面形状、断面二次モーメント、占有面積(体積)、及び部材剛性の断面効率の比較を示す。 Fig. 4 shows a hat-shaped steel (A) produced by a conventional method using a metal plate, and a hat-shaped steel having the same cross-sectional shape as the hat-shaped steel (A) produced by a conventional method using the composite laminate of the present disclosure. Next, a negative angle structure (B) produced by heat treatment and cooling treatment, and a hat-shaped steel produced by a conventional method in which the flange portion has the same width as the negative angle structure (B) using a metal plate Fig. 3(C) shows a comparison of cross-sectional efficiency of cross-sectional shape, geometrical moment of inertia, occupied area (volume), and member stiffness.

断面二次モーメントについては、断面積が最も大きいハット形鋼(A)が優れているが、負角構造体(B)も線長(図芯からの距離)が大きいので良好であり、ハット形鋼(C)は断面積が小さいので劣っている。 Regarding the geometric moment of inertia, the hat-shaped steel (A), which has the largest cross-sectional area, is superior, but the negative angle structure (B) is also good because of its long line length (distance from the center of the diagram). Steel (C) is inferior due to its small cross-sectional area.

占有面積(体積)については、断面積が最も大きいハット形鋼(A)が劣っており、負角構造体(B)及びハット形鋼(C)は優れている。 Regarding the occupied area (volume), the hat-shaped steel (A) having the largest cross-sectional area is inferior, and the negative angle structure (B) and the hat-shaped steel (C) are superior.

部材剛性の断面効率については、ハット形鋼(A)及びハット形鋼(C)は不十分であるが、負角構造体(B)は優れている。 Hat-shaped steel (A) and hat-shaped steel (C) are insufficient in cross-sectional efficiency of member rigidity, but negative angle structure (B) is excellent.

(実施例1)
それぞれの板厚が0.2mmで線膨張係数ηfが11.7×10-6/℃の2枚の缶用鋼板(TFS)の間に、融点が160℃の熱圧着型変性ポリプロピレンを接着剤として介して、0.54mmの板厚、225℃の融点、及び8×10-5/℃の線膨張係数ηpを有するポリアミド6(PA6)を挟み、180℃、10000kgで、1.0×10秒間、熱間圧着して、板厚が1.1mmの5層の複合積層板を作製した。圧着後の複合積層板の縦横寸法は、400mm×600mmであった。缶用鋼板の線膨張係数ηfに対するポリアミド6の線膨張係数ηpの比率ηp/ηfは、6.8であった。金属層の合計厚みに対する樹脂層の合計厚みの比率は1.35であった。
(Example 1)
Thermocompression-type modified polypropylene with a melting point of 160°C is used as an adhesive between two can steel sheets (TFS) each having a thickness of 0.2 mm and a linear expansion coefficient ηf of 11.7 × 10 -6 /°C. A polyamide 6 (PA6) having a plate thickness of 0.54 mm, a melting point of 225 ° C., and a linear expansion coefficient ηp of 8 × 10 -5 / ° C. A 5-layer composite laminate having a thickness of 1.1 mm was produced by hot pressing for 5 seconds. The length and width dimensions of the composite laminate after crimping were 400 mm×600 mm. The ratio ηp/ηf of the coefficient of linear expansion ηp of the polyamide 6 to the coefficient of linear expansion ηf of the steel sheet for cans was 6.8. The ratio of the total thickness of the resin layers to the total thickness of the metal layers was 1.35.

作製した複合積層板について、図5に示す方法にしたがって、曲げ剛性を評価した。図5は、寸法が1.1mm×30mm×200mmの複合積層板100を、100mm間隔で配置したR5.0mmの支持点の上に配置し、中央部を、R5.0mmのパンチで押し込んで曲げ成形したときの曲げ剛性を測定する方法を表す。アルミニウム板及び缶用鋼板(TFS)についても、同様に曲げ剛性を評価した。 The bending stiffness of the produced composite laminate was evaluated according to the method shown in FIG. In FIG. 5, a composite laminate 100 with dimensions of 1.1 mm × 30 mm × 200 mm is placed on supporting points of R 5.0 mm arranged at intervals of 100 mm, and the central part is pushed in with a punch of R 5.0 mm and bent. Represents a method for measuring bending stiffness when molded. The bending rigidity was similarly evaluated for the aluminum plate and the steel plate for cans (TFS).

図22に示すように、実施例1で作製した複合積層板は、0.50mm厚の缶用鋼板(TFS)と同等の質量で0.50mm厚の缶用鋼板の曲げ剛性よりも大幅に高い曲げ剛性が得られた。この曲げ剛性は、1.3mm厚のアルミニウム板と同等であった。このように、実施例1で作製した複合積層板は、軽量且つ高い曲げ剛性を示した。 As shown in FIG. 22 , the composite laminate prepared in Example 1 has a mass equivalent to that of a 0.50 mm thick steel sheet for cans (TFS), but the bending rigidity is significantly higher than that of a 0.50 mm thick steel sheet for cans. Bending stiffness was obtained. This flexural rigidity was equivalent to that of an aluminum plate with a thickness of 1.3 mm. Thus, the composite laminate produced in Example 1 exhibited light weight and high flexural rigidity.

(実施例2)
それぞれの板厚が0.2mmで線膨張係数ηfが11.7×10-6/℃の2枚のブリキ板の間に、融点が160℃の熱圧着型変性ポリプロピレンを接着剤として介して、0.54mmの板厚、225℃の融点及び8×10-5/℃の線膨張係数ηfを有するポリアミド6(PA6)を挟み、180℃、10000kgで、1.0×10秒間、熱間圧着して、板厚が1.1mmの5層の複合積層板を作製した。圧着後の複合積層板の縦横寸法は、400mm×600mmであった。ブリキ板の線膨張係数ηfに対するポリアミド6の線膨張係数ηpの比率ηp/ηfは、6.8であった。
(Example 2)
Two tin plates each having a plate thickness of 0.2 mm and a coefficient of linear expansion ηf of 11.7×10 −6 /° C. are sandwiched between two tin plate plates with a thermocompression type modified polypropylene having a melting point of 160° C. as an adhesive. Polyamide 6 (PA6) having a plate thickness of 54 mm, a melting point of 225° C. and a linear expansion coefficient ηf of 8×10 −5 /° C. was sandwiched and hot-pressed at 180° C. and 10,000 kg for 1.0×10 5 seconds. Thus, a five-layer composite laminate having a thickness of 1.1 mm was produced. The length and width dimensions of the composite laminate after crimping were 400 mm×600 mm. The ratio ηp/ηf of the linear expansion coefficient ηp of polyamide 6 to the linear expansion coefficient ηf of the tin plate was 6.8.

内板無しで、内R曲げ半径が1.0mmのヘミング加工を、図9に示すプレス曲げで行い、図6に示すヘミング加工された複合積層板を得た。図9に示すように、プレス曲げでは、全2工程で180度曲げを完了した。次いで、乾燥炉に入れて、大気中で、170℃まで0.1℃/秒で加熱し、170℃で20分間の熱処理を行い、その後室温まで空冷した。熱処理及び冷却処理を行うことよって、複合積層板は、ヘミング加工部の曲げ角度が閉じる方向に変形した。 Without the inner plate, hemming with an inner R bending radius of 1.0 mm was performed by press bending shown in FIG. 9 to obtain the hemmed composite laminate shown in FIG. As shown in FIG. 9, in press bending, 180 degree bending was completed in two steps. Next, it was placed in a drying oven, heated to 170° C. at 0.1° C./sec in the atmosphere, subjected to heat treatment at 170° C. for 20 minutes, and then air-cooled to room temperature. By performing the heat treatment and cooling treatment, the composite laminate was deformed in a direction in which the bending angle of the hemmed portion was closed.

(実施例3)
図10に示すローラーヘムでヘミング加工を行ったこと以外は、実施例2と同じ条件で複合積層板を作製し、内R曲げ半径が1.0mmのヘミング加工を行い、図7に示すヘミング加工された複合積層板を得た。図10に示すように、ローラーヘムでは、全4工程で180度曲げを完了した。次いで、実施例2と同様に熱処理及び冷却処理を行った。
(Example 3)
A composite laminate was produced under the same conditions as in Example 2, except that hemming was performed using the roller hem shown in FIG. A laminated composite laminate was obtained. As shown in FIG. 10, for roller hemming, a 180 degree bend was completed in all four steps. Then, heat treatment and cooling treatment were performed in the same manner as in Example 2.

図11に、170℃で20分間の熱処理及び室温への冷却処理後の、実施例3の複合積層板を側面から見た外観写真を示す。熱処理及び冷却処理を行うことよって、複合積層板は、ヘミング加工部の曲げ角度が閉じる方向に変形した。 FIG. 11 shows a side view photograph of the composite laminate of Example 3 after heat treatment at 170° C. for 20 minutes and cooling to room temperature. By performing the heat treatment and cooling treatment, the composite laminate was deformed in a direction in which the bending angle of the hemmed portion was closed.

(実施例4)
170℃で5分間の熱処理を行い、その後室温まで空冷したこと以外は、実施例3と同じ条件で複合積層板を作製し、ヘミング加工を行い、熱処理及び冷却処理を行い、図13に示すヘミング加工された複合積層板を得た。熱処理及び冷却処理を行うことよって、複合積層板は、ヘミング加工部の曲げ角度が閉じる方向に変形した。
(Example 4)
A composite laminate was produced under the same conditions as in Example 3 except that heat treatment was performed at 170 ° C. for 5 minutes and then air cooling to room temperature, hemming was performed, heat treatment and cooling were performed, and the hemming shown in FIG. 13 was performed. A processed composite laminate was obtained. By performing the heat treatment and cooling treatment, the composite laminate was deformed in a direction in which the bending angle of the hemmed portion was closed.

(実施例5)
140℃まで加熱した後、温度を保持せずに室温に空冷したこと以外は、実施例3と同じ条件で複合積層板を作製し、ヘミング加工を行い、熱処理及び冷却処理を行い、図12に示すヘミング加工された複合積層板を得た。熱処理及び冷却処理を行うことよって、複合積層板は、ヘミング加工部の曲げ角度が閉じる方向に変形した。
(Example 5)
After heating to 140° C., a composite laminate was produced under the same conditions as in Example 3, except that the temperature was not maintained and air-cooled to room temperature, hemming, heat treatment and cooling were performed. The hemmed composite laminate shown was obtained. By performing the heat treatment and cooling treatment, the composite laminate was deformed in a direction in which the bending angle of the hemmed portion was closed.

(実施例6)
接着剤として、融点が170℃の熱圧着型変性ポリプロピレンを用いたこと以外は、実施例2と同じ条件で複合積層板を作製し、内R曲げ半径が1.0mmのヘミング加工を行い、複合積層板を得た。次いで、実施例2と同じ条件で熱処理及び冷却処理を行った。
(Example 6)
A composite laminate was produced under the same conditions as in Example 2 except that a thermocompression modified polypropylene with a melting point of 170 ° C. was used as the adhesive, and hemming was performed with an inner R bending radius of 1.0 mm. A laminate was obtained. Then, heat treatment and cooling treatment were performed under the same conditions as in Example 2.

(比較例1)
0.2mm厚のブリキ板について、実施例2と同じ条件でヘミング加工を行い、図8に示すヘミング加工された金属板を得た。
(Comparative example 1)
A tin plate having a thickness of 0.2 mm was hemmed under the same conditions as in Example 2 to obtain a hemmed metal plate shown in FIG.

表1に、実施例2~6の複合積層板及び比較例1の金属板の、熱処理前を基準にして、熱処理及び冷却処理を経た後に曲げ角度が閉じた角度(変化量)を示す。 Table 1 shows the angle (variation) at which the bending angle of the composite laminates of Examples 2 to 6 and the metal plate of Comparative Example 1 closed after the heat treatment and cooling treatment, with reference to before the heat treatment.

Figure 0007135393000001
Figure 0007135393000001

比較例1の鋼板の曲げ角度は、熱処理及び冷却処理の前と後でほぼ一定であったが、実施例2~6の複合積層板は、熱処理及び冷却処理により、曲げ角度が熱処理前よりも大幅に小さくなった。 The bending angle of the steel plate of Comparative Example 1 was almost constant before and after the heat treatment and cooling treatment, but the composite laminates of Examples 2 to 6 had a higher bending angle due to the heat treatment and cooling treatment than before the heat treatment. significantly smaller.

(シミュレーション解析)
熱処理及び室温冷却処理で、曲げ角度が閉じる方向に変化することを、熱処理過程で接着剤が溶融し且つ冷却過程で金属層と樹脂層との間で再接着が行われると仮定して、シミュレーション解析を行った。
(simulation analysis)
The bending angle changes in the closing direction during heat treatment and room temperature cooling, assuming that the adhesive melts during the heat treatment and re-adhesion occurs between the metal layer and the resin layer during the cooling process. I did the analysis.

図14に解析モデルを示す。0.7mm厚の樹脂層を0.2mm厚(合計0.4mm厚)の鋼板層で挟んだ長さ20mmの複合積層板を、曲げ角度が90°で内側曲げ半径Rが1mmのコーナーでつないだモデルを作成した。作成したモデルにおいて、接着剤は溶融せずに鋼板層及び樹脂層の接合を保ち、鋼板層と樹脂層とは共有接点を有する。このモデルについて、180℃から25℃に冷却する際の熱収縮歪みを計算した。鋼板層及び樹脂層の物性値を表2に示す。 FIG. 14 shows the analysis model. A 20 mm long composite laminated plate in which a 0.7 mm thick resin layer is sandwiched between 0.2 mm thick (total thickness of 0.4 mm) steel plate layers is connected at a corner with a bending angle of 90° and an inner bending radius R of 1 mm. I created a model. In the model created, the adhesive does not melt and keeps the steel and resin layers bonded, and the steel and resin layers have a common contact point. For this model, the heat shrinkage strain during cooling from 180°C to 25°C was calculated. Table 2 shows the physical property values of the steel plate layer and the resin layer.

Figure 0007135393000002
Figure 0007135393000002

図15及び図16に、シミュレーション結果を示す。図15に示すように、180℃から25℃に冷却することで、曲げ角度は1.6°減少した。図16の結果から、冷却する際に、曲げ角度は、ほぼ線形に減少することが分かる。 15 and 16 show simulation results. As shown in Figure 15, cooling from 180°C to 25°C reduced the bend angle by 1.6°. From the results of FIG. 16, it can be seen that the bend angle decreases almost linearly upon cooling.

曲げ内側と曲げ外側に分けて、冷却過程で曲げ角度が減少することについて、さらに解析を行った。図17に、曲げ内側の解析モデルを示し、図18に、曲げ外側の解析モデルを示す。 We further analyzed the decrease of the bending angle during the cooling process by dividing into the inside and outside of the bend. FIG. 17 shows an analysis model for the inside of the bend, and FIG. 18 shows an analysis model for the outside of the bend.

図17及び図18は、0.7mm厚の樹脂層を0.2mm厚の鋼板層で挟んだ長さ4mmの複合積層板を曲げ角度が90°で内側曲げ半径Rが1mmのコーナーでつないだものを、樹脂層の厚み方向の中心位置で、鋼板層及び樹脂層の接合面に平行にきった場合のモデルである。すなわち、図17及び図18のそれぞれにおいて、樹脂層の厚みは0.35mmである。 Figures 17 and 18 show that composite laminates with a length of 4 mm, in which a resin layer of 0.7 mm thickness is sandwiched between steel layers of 0.2 mm thickness, are connected at a corner with a bending angle of 90° and an inner bending radius R of 1 mm. This is a model in which the object is cut parallel to the joining surface of the steel plate layer and the resin layer at the center position in the thickness direction of the resin layer. That is, in each of FIGS. 17 and 18, the thickness of the resin layer is 0.35 mm.

図17のモデルについて、熱収縮の解析を行った結果を図19に示す。図18のモデルについて、熱収縮の解析を行った結果を図20に示す。図19及び図20の変位量を表すコンター図から、曲げ内側の曲げ角度は冷却処理で大きくなり、曲げ外側の曲げ角度は冷却処理で小さくなることが分かる。 FIG. 19 shows the result of thermal shrinkage analysis of the model of FIG. FIG. 20 shows the result of thermal shrinkage analysis of the model of FIG. From the contour diagrams showing the amount of displacement in FIGS. 19 and 20, it can be seen that the bending angle on the inner side of the bend increases with the cooling treatment, and the bending angle on the outer side of the bending decreases with the cooling treatment.

図19及び図20の解析結果から、鋼板を曲げ外に配置した場合、せん断応力の最大値は217MPaであり、鋼板を曲げ内に配置した場合、せん断応力の最大値は161MPaであることが分かった。 From the analysis results of FIGS. 19 and 20, when the steel plate is placed outside the bend, the maximum shear stress is 217 MPa, and when the steel plate is placed inside the bend, the maximum shear stress is 161 MPa. rice field.

以上の結果より、鋼板を曲げ外に配置した方が、鋼板を曲げ内に配置するよりも、角閉じ方向の変位量と層間のせん断応力は大きいことが分かる。鋼板を曲げ外に配置した方が、鋼板を曲げ内に配置するよりも、鋼板層と樹脂層との間の境界面積が大きい。境界面積が大きい方がせん断応力は大きくなり、曲げ角度の曲げ方向を支配するため、複合積層板の曲げ角度は、冷却に伴い小さくなると考えられる。 From the above results, it can be seen that the amount of displacement in the corner closing direction and the shear stress between layers are larger when the steel plate is placed outside the bend than when the steel plate is placed inside the bend. Placing the steel plate outside the bend has a larger interfacial area between the steel plate layer and the resin layer than placing the steel plate inside the bend. The larger the boundary area, the greater the shear stress, which governs the bending direction of the bending angle.

鋼板層の線膨張係数ηfを11.7×10-6(/℃)に固定して、表3及び図21に示すように、樹脂層の線膨張係数ηpを変更して、線膨張係数比率ηp/ηfを1~11の範囲で変更して、線膨張係数比率ηp/ηfに対する曲げ内Rの閉じ角度を調べた。 With the linear expansion coefficient ηf of the steel plate layer fixed at 11.7×10 −6 (/° C.), the linear expansion coefficient ηp of the resin layer was changed as shown in Table 3 and FIG. By changing ηp/ηf in the range of 1 to 11, the closing angle of R in bending with respect to the linear expansion coefficient ratio ηp/ηf was investigated.

Figure 0007135393000003
Figure 0007135393000003

金属層の線膨張係数ηfに対する樹脂層の線膨張係数ηpの比率ηp/ηfが大きいほど、熱処理後の冷却過程での曲げ角度の閉じ角度(変化量)が大きくなり、密着性に優れたかしめ継ぎ手を得ることができ、負角成形体を容易に得ることができる。ηp/ηfが3以上で、熱処理及び冷却処理による曲げ角度の閉じ角度(変化量)は0.55°以上になる。 The larger the ratio ηp/ηf of the linear expansion coefficient ηp of the resin layer to the linear expansion coefficient ηf of the metal layer, the greater the closing angle (variation) of the bending angle in the cooling process after heat treatment, resulting in excellent adhesion. A joint can be obtained, and a negative angle molded article can be easily obtained. When ηp/ηf is 3 or more, the closing angle (variation) of the bending angle due to heat treatment and cooling treatment is 0.55° or more.

100 複合積層板
10 金属層
20 樹脂層
30 接着層
40 内板
REFERENCE SIGNS LIST 100 composite laminate 10 metal layer 20 resin layer 30 adhesive layer 40 inner plate

Claims (4)

接着層を介して樹脂層を金属層で挟んだ構造を含み、
前記接着層は、100℃以上170℃以下の融点を有し、
前記接着層は、接着剤で構成され、前記接着剤は、熱圧着型変性ポリプロピレン接着剤であり、
前記樹脂層は、前記接着層の融点よりも高い融点を有し、
前記樹脂層の樹脂は、ポリアミド6、アセチルセルロース、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド66、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、及びポリアミドイミドのうちの少なくとも1つであり、
前記金属層の線膨張係数ηfに対する前記樹脂層の線膨張係数ηpの比率ηp/ηfは3以上であり、
全体の板厚が0.8mm以上である、
複合積層板。
Including a structure in which a resin layer is sandwiched between metal layers via an adhesive layer,
The adhesive layer has a melting point of 100° C. or higher and 170° C. or lower,
The adhesive layer is composed of an adhesive, the adhesive is a thermocompression-type modified polypropylene adhesive,
The resin layer has a melting point higher than the melting point of the adhesive layer,
The resin of the resin layer is at least one of polyamide 6, acetylcellulose, polybutylene terephthalate, polyamide 66, polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide, and polyamideimide;
A ratio ηp/ηf of the linear expansion coefficient ηp of the resin layer to the linear expansion coefficient ηf of the metal layer is 3 or more,
The total plate thickness is 0.8 mm or more,
Composite laminate.
前記金属層の合計厚みに対する前記樹脂層の合計厚みの比率が1.00より大きい、
請求項1に記載の複合積層板。
A ratio of the total thickness of the resin layers to the total thickness of the metal layers is greater than 1.00,
The composite laminate of Claim 1.
金属層/接着層/樹脂層/接着層/金属層の5層構造を有する、
請求項1または2に記載の複合積層板。
Having a five-layer structure of metal layer / adhesive layer / resin layer / adhesive layer / metal layer,
A composite laminate according to claim 1 or 2.
網状の線材層をさらに含み、
金属層/接着層/網状の線材層/樹脂層/網状の線材層/接着層/金属層の7層構造を有する、
請求項1~3のいずれか1項に記載の複合積層板。
further comprising a reticulated wire layer;
Having a seven-layer structure of metal layer / adhesive layer / mesh wire layer / resin layer / mesh wire layer / adhesive layer / metal layer,
The composite laminate according to any one of claims 1-3.
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