KR102576950B1

KR102576950B1 - 적층체 및 성형품의 제조 방법

Info

Publication number: KR102576950B1
Application number: KR1020220035098A
Authority: KR
Inventors: 고이치로 다나카
Original assignee: 제이엑스금속주식회사
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2022-03-22
Publication date: 2023-09-08
Also published as: TW201841721A; TWI663044B; CN108688258A; EP3381678A1; JP6883456B2; US20180281350A1; KR20220042089A; CN108688258B; KR20200132819A; KR20180111682A; KR20200013008A; JP2018171741A; US11040518B2

Abstract

[과제] 드로잉 가공에 적합한 금속박 및 수지층의 적층체를 제공한다.
[해결 수단] 적어도 한 장의 금속박 및 적어도 두 층의 수지층이 적층된 두께가 25~500㎛인 적층체로서, 각 금속박은 그 양면이 수지층과 밀착 적층되어 있고, 적층체에 대하여 JIS K7127:1999에 준거한 인장 시험을 실시한 때의 공칭 변형 5%에서의 공칭 응력을 σY(MPa)로 하고, 적층체에 대하여 JIS K7127:1999에 준거한 인장 시험을 실시한 때의 적층체 중의 금속박이 파단하는 공칭 변형에서의 공칭 응력을 σb(MPa)로 하면, 60≤σY≤150, 또한, 1.4≤σb/σY가 성립하는 적층체.

Description

적층체 및 성형품의 제조 방법{LAMINATED BODY AND METHOD OF PRODUCING SHAPED ARTICLE}

본 발명은 드로잉 가공에 적합한 금속박 및 수지층의 적층체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그 적층체를 이용한 성형품의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 지구 환경 문제에 대한 관심이 전 세계적으로 높아지고 있으며, 전기 자동차나 하이브리드 자동차라고 하는 이차 전지를 탑재한 환경 배려형 자동차의 보급이 진전하고 있다. 이들 자동차에서는, 탑재한 이차 전지로부터 발생하는 직류 전류를 인버터를 통하여 교류 전류로 변환한 후, 필요한 전력을 교류 모터에 공급하여, 구동력을 얻는 방식을 채용하는 것이 많다. 인버터의 스위칭 동작 등에 기인하여 전자파가 발생한다. 또한, 자동차에 한정되지 않고, 통신 기기, 디스플레이 및 의료 기기를 포함하여 많은 전기·전자 기기로부터 전자파가 방사된다.

전자파는 정밀 기기의 오작동을 일으킬 가능성이 있고, 또한, 차재의 음향 기기나 무선 기기 등의 수신 장해가 된다. 또한, 인체에 대한 영향도 염려된다. 그래서, 금속판을 프레스 성형하여 이루어지는 전자파 실드재에 의해 인버터 등의 전기·전자 기기를 피복한다는 대책이 실행되어 왔다(예: 일본 공개특허공보 특개2003-285002호).

많은 전기·전자 기기에서는 경량화가 요구되고 있으며, 전자파 실드재에서도 예외는 아니다. 경량화를 위해 금속판을 얇게 하는 것이 요망되고 있지만, 금속판을 얇게 하면 연성이 저하하기 때문에, 성형 과정에서 금속판이 파단하는 등의 과제가 있다. 그래서, 금속박 및 수지층을 교호로 적층함으로써 전자파 실드 특성, 경량 특성, 및 성형성을 향상하는 기술이 제안되고 있다(예: 일본 공개특허공보 특개2017-5214호).

금속박 및 수지층의 적층체를 성형하는 공법으로서 드로잉 가공이 있다. 드로잉 가공은 한 장의 금속판으로부터 원기둥, 각기둥, 원뿔 등의 각종 형상의 바닥 있는 용기를 성형하는 가공법이며, 프레스 성형 중에서도 난이도가 가장 높다고 여겨진다. 도 1을 참조하면, 드로잉 가공에서는 펀치(10), 다이(12) 및 블랭크 홀더(14)로 불리는 금형이 사용된다. 다이 평면과 블랭크 홀더면에서 블랭크(피성형재)(16)를 소정의 힘(주름 억제력)을 가하여 끼워진 상태로 펀치(10)을 강하시켜 블랭크(16)을 다이 홀(18)로 압입하는 것에 의해, 블랭크(16)는 바닥 있는 형상으로 성형된다.

드로잉 가공에서는 피성형재가 있는 일정한 면적이 신장할 뿐만 아니라, 다이 홀 주변으로부터 피성형재가 유입하여 성형된다. 용기의 저면부는 펀치에 밀착하여 구속되기 때문에, 변형은 작고, 용기의 측벽부의 상방에서는 피성형재의 유입에 의해 판 두께는 증가한다. 측벽부의 하방에서는 인장 변형이 가해지기 때문에 판 두께는 감소하지만, 돌출 성형과 비교하면 판 두께의 감소는 작다. 또한, 유입하는 부분에서는 재료가 얇으면 좌굴하여 주름이 된다. 이것을 방지하기 위해서 주름 억제력을 늘릴 필요가 있다. 주름 억제력을 늘리면 금형과 피성형재의 마찰도 커지고, 유입 저항도 커지며, 파단하기 쉬워진다. 따라서 얇은 피성형재, 특히 두께 500㎛ 이하의 피성형재에서는 주름 억제력이 작으면, 용기의 측벽에 주름이 발생하는 한편, 주름 억제력이 크면, 피성형재가 파단한다고 하는 과제가 있어, 판 두께를 크게 하지 않을 수 없었다.

이 과제에 대하여, 금속박 및 수지층을 적층함으로써, 금속박 자체는 얇게 한 채로, 재료 강도를 높임과 동시에, 수지층의 동마찰(動摩擦) 계수를 조정하는 것에 의해 드로잉 가공성을 향상시키는 기술이 있다. 예를 들면, 일본 특허공보 제4580079호에는, 미연신 열가소성 수지 필름의 표면에 높이가 0.1~25㎛인 미세한 요철을 설치함으로써 동마찰 계수를 낮추어 딥드로잉 성형시의 한계 높이를 높이는 것이 기재되어 있다. 또한, 일본 특허공보 제5474678호에는, 스테인리스강박의 제1 면에 열융착성 폴리올레핀계 수지층을 형성하고, 제2 면에 폴리에틸렌-불소 수지 입자를 포함하는 우레탄 수지층을 형성하는 것이 제안되고 있다. 폴리에틸렌-불소 수지 입자를 우레탄 수지층에 분산시켜 표면의 동마찰 계수를 0.2 이하로 함으로써 윤활성이 부여되어, 드로잉 가공성이 향상된다.

일본 공개특허공보 특개2003-285002호 일본 공개특허공보 특개2017-5214호 일본 특허공보 제4580079호 일본 특허공보 제5474678호

금속박 및 수지층의 적층체를 전자파 실드재로서 사용하는 것은 경량화의 관점에서 유망하지만, 가일층의 경량화를 위해 보다 얇은 금속박이 요망된다. 특히, 얇은 금속박으로 복잡한 형상으로 드로잉 가공하는 경우에서는, 종래 제안되고 있는 동마찰력의 조정만으로는 다 대응할 수 없고, 가일층의 기술 개량이 요구되고 있다. 본 발명은 상기 사정을 감안하여 창작된 것이며, 드로잉 가공에 적합한 금속박 및 수지층의 적층체를 제공하는 것을 과제의 하나로 한다. 또한, 본 발명은 그러한 적층체를 이용한 성형품, 특히 드로잉 가공품의 제조 방법을 제공하는 것을 다른 과제의 하나로 한다.

금속박 단체(單體)에 인장 응력이 가해지면, 전체가 균일하게 변형하지 않고, 국소적으로 변형한다. 이 국소적인 변형에 응력이 집중하고, 파단하여 버리기 때문에, 연성이 높지 않다. 한편, 수지층은 전체가 균일하게 변형하기 쉽기 때문에, 금속박보다도 연성이 높다. 금속박과 수지층을 밀착 적층하면, 수지층이 금속박을 서포트하기 때문에, 금속박도 균일하게 변형하게 되어, 연성이 향상하고, 성형 가공시의 파단이 억제된다. 금속박의 양면을 수지층에 의해 서포트함으로써, 금속박의 한쪽 면만을 수지층에 의해 서포트하는 것보다도 연성은 더욱 향상한다.

또한, 드로잉 가공에서는 피성형재의 유입 저항과 펀치 어깨부에 접촉하는 피성형재의 강도와의 밸런스에 의해 성형 가부가 정해진다. 유입 저항은 주름 억제력과 피성형재의 몇 개의 특성(강도, 표면의 동마찰 계수, r값)에 의해 정해진다. 상술한 것처럼, 얇은 피성형재의 경우는 주름의 발생을 억제하기 위해 주름 억제력을 높게 할 필요가 있기 때문에, 펀치 어깨부에 접촉하는 피성형재의 강도를 유입 저항이 상회하여, 피성형재가 펀치 어깨부에서 파단하는 케이스가 많다. 그러나 주름 억제력을 낮게 하면 주름이 발생하고, 양호한 외관의 성형품을 얻을 수 없다.

이러한 과제 때문에 얇은 금속박을 드로잉 가공으로 성형할 수 없었지만, 본 발명자가 예의 검토를 거듭한바, 금속박 및 수지층을 적층한 적층체는, 적층체의 5% 변형 응력 및 적층체 중의 금속박의 인장 강도가 소정의 관계를 만족할 때에, 저유입 저항 및 고강도를 겸비하고, 드로잉 가공성이 개선되는 것을 발견했다. 본 발명은 해당 지견에 근거하여 완성한 것이다.

따라서, 본 발명은 일 측면에서,

적어도 한 장의 금속박 및 적어도 두 층의 수지층이 적층된 두께가 25~500㎛인 적층체로서,

각 금속박은 그 양면이 수지층과 밀착 적층되어 있고,

적층체에 대하여 JIS K7127:1999에 준거한 인장 시험을 실시한 때의 공칭(公稱) 변형 5%에서의 공칭 응력을 σY(MPa)로 하고,

적층체에 대하여 JIS K7127:1999에 준거한 인장 시험을 실시한 때의 적층체 중의 금속박이 파단하는 공칭 변형에서의 공칭 응력을 σb(MPa)로 하면, 60≤σY≤150, 또한, 1.4≤σb/σY가 성립하는,

적층체이다.

본 발명에 관련되는 적층체의 일 실시 형태에서는, 적층체의 대수 변형 0.4에서의 r값(랭크포드값)이 0.7~4.0이다.

본 발명에 관련되는 적층체의 다른 일 실시 형태에서는, 양쪽의 최외층을 구성하는 수지층 표면의 동마찰 계수가 0.15~0.45이다.

본 발명에 관련되는 적층체의 또 다른 일 실시 형태에서는, 각 금속박은 그 양면의 수지층과 각각 0.2N/mm 이상의 접착 강도로 밀착 적층되어 있다.

본 발명에 관련되는 적층체의 또 다른 일 실시 형태에서는, 각 금속박의 두께가 4~100㎛이다.

본 발명에 관련되는 적층체의 또 다른 일 실시 형태에서는, 각 수지층의 두께가 9~500㎛이다.

본 발명에 관련되는 적층체의 또 다른 일 실시 형태에서는, 각 금속박은 접착제층을 개재하지 않고 그 양면의 수지층과 열압착에 의해 밀착 적층되어 있다.

본 발명은 다른 일 측면에서, 본 발명에 관련되는 적층체를 성형하는 것을 포함하는 성형품의 제조 방법이다.

본 발명에 관련되는 성형품의 제조 방법의 일 실시 형태에서는, 성형이 드로잉 가공에 의해 실행된다.

본 발명에 의하면, 드로잉 가공성이 뛰어난 얇고 가벼운 적층체를 얻을 수 있다. 해당 적층체는 성형하여 각종 외장 포장재로서 이용 가능한 외에, 금속박을 구성 요소에 포함하므로 전기·전자 기기의 전자파 실드재로서 적합하게 사용 가능하다.

도 1은 드로잉 가공을 설명하는 모식도이다.

(1. 금속박)

본 발명에 관련되는 적층체를 구성하는 금속박의 재료로서는 특별히 제한은 없지만, 교류 자계나 교류 전계에 대한 실드 특성을 높이는 관점에서는, 도전성이 뛰어난 금속 재료로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도전율이 1.0×10⁶S/m(20℃의 값. 이하 동일.) 이상인 금속에 의해 형성하는 것이 바람직하고, 금속의 도전율이 10.0×10⁶S/m 이상이면 보다 바람직하고, 30.0×10⁶S/m 이상이면 보다 더 바람직하고, 50.0×10⁶S/m 이상이면 가장 바람직하다. 이러한 금속으로서는, 도전율이 약 9.9×10⁶S/m인 철, 도전율이 약 14.5×10⁶S/m인 니켈, 도전율이 약 39.6×10⁶S/m인 알루미늄, 도전율이 약 58.0×10⁶S/m인 구리, 및 도전율이 약 61.4×10⁶S/m인 은을 들 수 있다. 도전율과 비용의 쌍방을 고려하면, 알루미늄 또는 구리를 채용하는 것이 실용성에서 바람직하다. 본 발명에 관련되는 적층체를 구성하는 금속박은 모두 동일한 금속이어도 되고, 층마다 상이한 금속을 사용해도 된다. 또한, 상술한 금속을 함유하는 합금을 사용할 수도 있다.

금속박 표면에는 접착 촉진, 내(耐)환경성, 내열 및 방청 등을 목적으로 한 각종 표면 처리층이 형성되어 있어도 된다. 예를 들면, 금속면이 최외층이 되는 경우에 필요하게 되는 내환경성, 내열성을 높이는 것을 목적으로 하여, Au 도금, Ag 도금, Sn 도금, Ni 도금, Zn 도금, Sn 합금 도금(Sn-Ag, Sn-Ni, Sn-Cu 등), 크로메이트 처리 등을 실시할 수 있다. 이들 처리를 조합해도 된다. 비용의 관점에서 Sn 도금 혹은 Sn 합금 도금이 바람직하다. 또한, 금속박과 수지층의 밀착성을 높이는 것을 목적으로 하여, 크로메이트 처리, 조화(粗化) 처리, Ni 도금 등을 실시할 수 있다. 이들 처리를 조합해도 된다. 조화 처리가 밀착성을 얻기 쉬워 바람직하다. 또한, 직류 자계에 대한 실드 효과를 높이는 것을 목적으로 하여, 비투자율(比透磁率)이 높은 금속층을 설치할 수 있다. 비투자율이 높은 금속층으로서는 Fe-Ni 합금 도금, Ni 도금 등을 들 수 있다.

동박을 사용하는 경우, 실드 성능이 향상하는 점에서, 순도가 높은 것이 바람직하고, 순도는 바람직하게는 99.5질량% 이상, 보다 바람직하게는 99.8질량% 이상이다. 동박으로서는, 압연 동박, 전해 동박, 메탈라이즈에 의한 동박 등을 이용할 수 있지만, 굴곡성 및 성형 가공성(성형 가공성에는 드로잉 가공성을 포함한다. 이하 동일.)이 뛰어난 압연 동박이 바람직하다. 동박 중에 합금 원소를 첨가하여 구리 합금박으로 하는 경우, 이들 원소와 불가피적 불순물의 합계 함유량이 0.5질량% 미만으로 하는 것이 바람직하다. 특히, 동박 중에, Sn, Mn, Cr, Zn, Zr, Mg, Ni, Si, 및 Ag의 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상을 합계로 200~2000질량ppm 함유하면, 동일한 두께의 순동박보다 신장이 향상하므로 바람직하다.

본 발명에 관련되는 적층체를 구성하는 금속박의 두께는, 한 장당 4㎛ 이상인 것이 바람직하다. 4㎛ 미만이면 취급이 어려운데 더하여, 금속박의 연성이 현저하게 저하하고, 적층체의 성형 가공성이 불충분하게 되는 경우가 있다. 또한, 한 장당의 박의 두께가 4㎛ 미만이면 뛰어난 전자파 실드 효과를 얻기 위해 다수의 금속박을 적층할 필요가 생기기 때문에, 제조 비용이 상승한다라는 문제도 발생한다. 이러한 관점에서, 금속박의 두께는 한 장당 10㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 15㎛ 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 20㎛ 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 25㎛ 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 30㎛ 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 한편, 한 장당의 박의 두께가 100㎛를 초과하면 강도가 너무 높아져 경량화의 효과가 작아지는 점에서, 박의 두께는 한 장당 100㎛ 이하인 것이 바람직하고, 50㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 45㎛ 이하인 것이 보다 더 바람직하고, 40㎛ 이하인 것이 보다 더 바람직하다.

적층체를 구성하는 금속박은 한 장이어도 되지만, 성형 가공성 및 실드 성능을 높이는 관점에서는, 적층체를 구성하는 금속박을 수지층을 개재시켜 복수 장 적층하는 것이 바람직하고, 금속박의 합계 두께를 얇게 하면서도 뛰어난 전자파 실드 특성을 확보하는 관점에서는, 금속박을 수지층을 개재시켜 세 장 이상 적층하는 것이 보다 바람직하다. 금속박을 수지층을 개재시켜 세 장 이상 적층함으로써, 금속박의 합계 두께가 동일하다 해도 금속박이 단층인 경우나 금속박을 수지층을 개재시켜 두 장 적층하는 경우에 비해, 실드 효과가 현저하게 향상한다. 금속박끼리를 직접 겹쳐도, 금속박의 합계 두께가 증가함으로써 실드 효과가 향상하지만, 현저한 향상 효과는 얻을 수 없다. 즉, 적층체를 구성하는 금속박을 수지층을 개재시켜 복수 장 적층하면, 동일한 전자파 실드 효과를 얻는데 필요한 금속박의 합계 두께를 얇게 할 수 있으므로, 적층체의 경량화와 전자파 실드 효과의 양립을 도모하는 것이 가능하게 된다.

이것은, 금속박 사이에 수지층이 존재함으로써 전자파의 반사 회수가 증가하여, 전자파가 감쇠되는 것에 의한다고 생각된다. 다만, 금속박의 적층 매수는 많은 쪽이 전자파 실드 특성은 향상하지만, 적층 매수를 많게 하면 적층 공정이 증가하므로 제조 비용의 증대를 초래하고, 또한, 실드 향상 효과도 포화하는 경향이 있기 때문에, 적층체를 구성하는 금속박은 다섯 장 이하인 것이 바람직하고, 네 장 이하인 것이 보다 바람직하다.

따라서, 본 발명에 관련되는 적층체의 일 실시 형태에서는, 금속박의 합계 두께를 100㎛ 이하로 할 수 있고, 80㎛ 이하로 할 수도 있고, 60㎛ 이하로 할 수도 있으며, 40㎛ 이하로 할 수도 있다. 또한, 본 발명에 관련되는 적층체의 일 실시 형태에서는, 금속박의 합계 두께를 4㎛ 이상으로 할 수 있고, 8㎛ 이상으로 할 수도 있고, 12㎛ 이상으로 할 수도 있으며, 16㎛ 이상으로 할 수도 있다.

(2. 수지층)

일반적으로, 수지층은 금속박과 비교하여 연성이 높다. 이 때문에, 각 금속박의 양면을 수지층에 의해 서포트하는 것에 의해, 금속박의 연성이 현저하게 향상하고, 적층체의 성형 가공성이 의미 있게 향상한다. 금속박끼리를 직접 겹쳐도 성형 가공성의 향상 효과를 얻는 것은 불가능하다.

수지층으로서는, 금속박과의 임피던스(impedance)의 차가 큰 쪽이, 뛰어난 전자파 실드 효과를 얻는데 있어서는 바람직하다. 큰 임피던스의 차를 발생시키려면, 수지층의 비유전율이 작은 것이 필요하고, 구체적으로는 10(20℃의 값. 이하 동일.) 이하인 것이 바람직하고, 5.0 이하인 것이 보다 바람직하고, 3.5 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 비유전율은 원리적으로는 1.0보다 작아지는 경우는 없다. 일반적으로 입수 가능한 재료에서는 낮아도 2.0 정도이며, 이 이상 낮추어 1.0에 접근시켜도 실드 효과의 상승은 한정되어 있는 한편, 재료 자체가 특수한 것이 되어 고가가 된다. 비용과 효과의 균형을 생각하면, 비유전율은 2.0 이상인 것이 바람직하고, 2.2 이상인 것이 보다 바람직하다.

수지층을 구성하는 재료로서는 가공성의 관점에서 합성 수지가 바람직하다. 또한, 수지층을 구성하는 재료로서는 필름상의 재료를 사용할 수 있다. 수지층에는 탄소 섬유, 유리 섬유 및 아라미드 섬유 등의 섬유 강화재를 혼입시키는 것도 가능하다. 합성 수지로서는, 입수 용이성이나 가공성의 관점에서, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌나프타레이트) 및 PBT(폴리부틸렌테레프탈레이트) 등의 폴리에스테르, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지, 폴리아미드, 폴리이미드, 액정 폴리머, 폴리아세탈, 불소 수지, 폴리우레탄, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, ABS 수지, 폴리비닐알코올, 요소 수지, 폴리염화 비닐, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 스티렌부타디엔 고무 등을 들 수 있고, 이들 중에서도 인장 강도 및 연성의 관점에서, PET, 폴리아미드 및 폴리이미드가 바람직하다. 합성 수지는 우레탄 고무, 클로로프렌 고무, 실리콘고무, 불소 고무, 스티렌계, 올레핀계, 염화비닐계, 우레탄계, 아미드계 등의 엘라스토머로 할 수도 있다. 이들 중에서는 열압착에 의한 금속박과의 접착이 용이한 폴리이미드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리우레탄 등을 적합하게 이용할 수 있다. 본 발명에 관련되는 적층체에 사용하는 수지층은 모두 동일한 수지 재료로 구성되어도 되고, 층마다 상이한 수지 재료를 사용해도 된다.

수지층 표면에는 금속박과의 밀착성 촉진 등을 목적으로 한 각종 표면 처리가 실시되어도 된다. 예를 들면, 수지 필름의 금속박과의 첩합면에 프라이머코트나 코로나 처리를 실시함으로써 금속박과의 밀착성을 높일 수 있다.

수지층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 금속박의 연성 향상 효과를 높인다는 관점에서는, 수지층의 합계 두께는 9㎛ 이상인 것이 바람직하고, 20㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 40㎛ 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 80㎛ 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 100㎛ 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 다만, 수지층의 합계 두께는, 비용을 억제한다는 관점에서, 500㎛ 이하인 것이 바람직하고, 400㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 300㎛ 이하인 것이 보다 더 바람직하다.

또한, 취급 용이성을 고려하면, 수지층의 한 층당의 두께는 4㎛ 이상인 것이 바람직하고, 7㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 10㎛ 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 20㎛ 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 40㎛ 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 80㎛ 이상인 것이 보다 더 바람직하고, 100㎛ 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 다만, 수지층의 한 층당의 두께는, 과도하게 크면 고비용이 되는 점에서, 250㎛ 이하인 것이 바람직하고, 200㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.

수지층과 금속박을 밀착 적층하는 방법으로서는, 열압착, 초음파 접합, 접착제에 의한 접합, 금속박 위에 용융한 수지를 도포, 경화시켜 필름을 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, 접착 강도의 안정성에서 열압착이 바람직하다. 열압착은 수지층과 금속박의 쌍방의 융점 이하로 가열한 다음 압력을 가하여 쌍방을 밀착시켜, 소성 변형을 일으켜 접합시키는 방법이다. 다만, 본 발명에서는 후술하는 것과 같은 수지층의 융점을 초과하는 온도로 가열하는 경우도 열압착으로서 인식한다. 초음파 진동을 가하면서 열압착시키는 서모닉 본딩을 채용하는 것도 적합하다. 접착제를 개재시켜 밀착 적층하는 것도 가능하지만, 접착제는 후술하듯이 수지 필름에 비하여 강도가 낮다. 이 때문에, 수지층을 적층하는 것에 의한 금속박의 연성 향상 효과를 저해하지 않도록 적절히 접착제의 두께나 인장 탄성률을 선정할 필요가 있다. 이 때문에, 열압착이 간편하고 연성 향상 효과도 얻기 쉬우므로 바람직하다. 다만, PET와 같이 열압착이 곤란한 수지 재료도 존재하기 때문에, 그 경우는 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.

열압착시, 수지층과 금속박의 밀착성을 높이는 관점에서, 수지층의 융점보다 30℃ 하회하는 온도 이상으로 가열하는 것이 바람직하고, 수지층의 융점보다 20℃ 하회하는 온도 이상으로 가열하는 것이 보다 바람직하고, 수지층의 융점보다 10℃ 하회하는 온도 이상으로 가열하는 것이 보다 더 바람직하다. 다만, 필요 이상으로 가열하면 수지층이 용융하여 압력으로 압출되어 두께의 균일성이나 물성이 손상되는 점에서, 열압착시의 가열은 수지층의 융점보다 20℃ 상회하는 온도 이하로 하는 것이 바람직하고, 수지층의 융점보다 10℃ 상회하는 온도 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 수지층의 융점 이하로 하는 것이 보다 더 바람직하다. 또한, 열압착시의 압력은, 수지층과 금속박의 밀착성을 높이는 관점에서, 0.05MPa 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.1MPa 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.15MPa 이상으로 하는 것이 보다 더 바람직하다. 다만, 필요 이상으로 가압해도 밀착력은 향상하지 않을 뿐만 아니라, 수지층이 변형하여 두께의 균일성이 손상되는 점에서, 열압착시의 압력은 60MPa 이하로 하는 것이 바람직하고, 45MPa 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 30MPa 이하로 하는 것이 보다 더 바람직하다.

접착제는 일반적으로 수지 필름과 비교하여 강도가 낮다. 따라서 접착제층이 너무 두꺼운 경우, 수지층을 적층하는 것에 의한 금속박의 연성 향상을 저해하는 경향이 있다. 한편, 접착제층이 너무 얇으면 금속박과 수지 필름의 계면 전체에 접착제를 도포하는 것이 어렵고, 미접착부가 발생해버린다. 그래서, 접착제층의 두께는 1㎛ 이상 20㎛ 이하가 바람직하고, 1.5㎛ 이상 15㎛ 이하가 보다 바람직하고, 2㎛ 이상 10㎛ 이하가 보다 더 바람직하다.

수지층을 적층하는 것에 의한 금속박의 연성 향상을 저해하지 않기 위해, 접착제층의 강도를 높일 수도 있지만, 강도를 너무 높이면 접착제층의 연성이 저하하는 경향이 있고, 반대로 연성 향상을 저해한다. 한편, 접착제층이 너무 부드러워지면, 상술한 두께 범위에서도 연성 향상을 저해해버린다. 접착제층의 인장 탄성률은 1MPa~1500MPa가 바람직하고, 3MPa~1000MPa가 보다 바람직하고, 5MPa~800MPa가 더 바람직하다. 본 발명에서, 접착제층의 인장 탄성률은 접착제를 용이하게 박리할 수 있는, 필름 등의 기재(基材) 위에 측정 대상이 되는 접착제를 도포, 건조하고, 경화시킨 후, 기재로부터 벗겨내어 얻은 접착제막에 대하여, JIS K7161-1:2014에 준거하여 측정한다.

드로잉 가공 중에 적층체를 구성하는 수지층과 금속박이 벗겨져 버리면, 연성의 향상 효과는 얻을 수 없다. 그래서, 각 금속박은 그 양면의 수지층과 각각 0.2N/mm 이상, 바람직하게는 0.4N/mm 이상, 보다 바람직하게는 0.6N/mm 이상의 접착 강도로 밀착 적층되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 금속박과 수지층의 접착 강도는 JIS-C5016:1994에 준거하여, 180° 필 시험(peel test)으로 측정한다. 우선, 적층체로부터 폭 12.7mm의 시험편을 제작한다. 시험편의 편면을 스테인리스판에 고정하고, 시험편의 폭 방향에 대해 직각 방향을 향하여, 수지층으로부터 금속박(+수지층)을 50mm/min의 속도로 떼어내고 각도 180°로 떼어내어 측정한다.

(3. 적층체)

적층체는 한 장, 바람직하게는 두 장 이상, 보다 바람직하게는 세 장 이상의 금속박이 수지층을 개재시켜 밀착 적층된 구조로 할 수 있다. 이때, 각 금속박은 그 양면이 수지층과 밀착 적층되는 것 같은 구조로 하는 것이 금속박의 연성을 향상시켜 적층체의 성형 가공성을 높이는데 있어서 바람직하다. 즉, 금속박이 적층체의 최외층을 형성하는 형태나, 적층체의 내층에서 복수의 금속박이 수지층을 개재하는 일 없이 적층된 개소가 있는 태양보다, 적층체의 양 최외층이 수지층으로 구성되고, 수지층과 금속박이 교호로 한 층씩 적층된 구성이 바람직하다.

적층체의 적층 구조의 예로서는, 이하를 들 수 있다.

(1) 수지층/금속박/수지층

(2) 수지층/금속박/수지층/금속박/수지층

(3) 수지층/금속박/수지층/금속박/수지층/금속박/수지층

여기서, 본 발명에서는, 한 층의 「수지층」에는 금속박을 개재하는 일 없이 복수의 수지층을 적층하여 구성한 것이 포함되는 것으로 한다. 즉, 본 발명에서는, 금속박을 개재하는 일 없이 적층된 복수의 수지층은 한 층의 수지층으로서 인식한다. 또한, 본 발명에서는 접착제층도 수지층으로서 인식한다.

따라서, 예를 들면 적층체가 이하의 (4)에 나타내는 적층 구조를 가지는 경우는, 「수지 필름/접착제층」의 적층체를 한 층의 「수지층」으로서 인식하고, (4')로 나타내는 적층 구조를 가지는 것으로서 인식한다.

(4) (수지 필름/접착제층)/금속박/(접착제층/수지 필름층)

(4') 수지층/금속박/수지층

마찬가지로, 적층체가 이하의 (5)에 나타내는 적층 구조를 가지는 경우는, 「수지 필름/접착제층」의 적층체 및 「접착제층/수지 필름/접착제층」의 적층체를 각각 한 층의 「수지층」으로서 인식하고, (5')에 나타내는 적층 구조를 가지는 것으로서 인식한다.

(5) (수지 필름/접착제층)/금속박/(접착제층/수지 필름층/접착제층)/금속박/(접착제층/수지 필름)

(5') 수지층/금속박/수지층/금속박/수지층

적층체의 성형 가공성을 높이는 관점에서는, 적층체의 두께는 25㎛ 이상인 것이 바람직하고, 50㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 100㎛ 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 다만, 경량화의 관점에서는 적층체의 두께는, 500㎛ 이하인 것이 바람직하고, 400㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 300㎛ 이하인 것이 보다 더 바람직하다.

드로잉 가공에서는, 피성형재의 강도, 구체적으로는 5% 변형 응력이 작을수록, 다이 어깨부에서의 굽힘 저항 및 되굽힘 저항은 작아진다. 다이 어깨부에서의 해당 저항은 드로잉 깊이가 깊어질수록 커지기 때문에, 딥드로잉시에는 이 저항을 작게 하는 것이 중요하다. 본 발명자의 검토 결과에 의하면, 적층체에 대하여 JIS K7127:1999에 준거한 인장 시험을 실시했을 때의 공칭 변형 5%에서의 공칭 응력(이하, 「적층체의 5% 변형 응력」이라고 하는 경우가 있다.)을 σY(MPa)로 하면, σY는 150MPa 이하로 하는 것이 바람직하고, 135MPa 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 120MPa 이하로 하는 것이 보다 더 바람직하다. 한편, σY는, 너무 작으면 재료 유입 부분에서 좌굴하기 쉬워져 주름이 발생하기 쉬워지기 때문에, 60MPa 이상이 바람직하고, 70MPa 이상이 보다 바람직하고, 80MPa 이상이 보다 더 바람직하다.

본 발명에서, 적층체의 5% 변형 응력(σY)은 이하의 방법으로 측정한다. 적층체로부터 폭 12.7mm×길이 150mm의 시험편을 네 개 잘라낸다. 첫 번째 시험편의 길이 방향에 대하여, 두 번째 시험편의 길이 방향은 30° 상이하고, 세 번째 시험편의 길이 방향은 60° 상이하고, 네 번째 시험편의 길이 방향은 90° 상이하도록 시험편의 길이 방향을 변화시킴으로써, 적층체의 인장 방향을 변화시킨다. 각 시험편에 대하여, JIS K7127:1999에 준거하여 25℃의 온도 하에서 인장 속도 50mm/min로 시험편의 길이 방향으로 인장 시험을 실시함으로써 각 시험편의 5% 변형 응력(σY)을 측정하고, 네 개의 시험편의 평균값을 측정값으로 한다.

또한, 다이 어깨부에서의 저항에 대하여, 펀치 어깨부에 접촉하는 피성형재의 강도가 충분히 높으면 피성형재는 파단하지 않고, 딥드로잉할 수 있다. 본 발명자의 검토 결과에 의하면, 적층체에 대하여 JIS K7127:1999에 준거한 인장 시험을 실시했을 때의 적층체 중의 금속박이 파단하는 공칭 변형에서의 공칭 응력(이하, 「적층체 중의 금속박의 인장 강도」라고 하는 경우가 있다.)을 σb(MPa)로 하면, 적층체의 5% 변형 응력(σY)과 적층체 중의 금속박의 인장 강도(σb)가, 1.4≤σb/σY의 관계를 만족할 때 펀치 어깨부에서 적층체가 파단하기 어려워져, 드로잉 가공성이 의미 있게 향상한다. 1.5≤σb/σY의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하고, 1.6≤σb/σY의 관계를 만족하는 것이 보다 더 바람직하다. σb/σY의 상한은 특별히 설정되지 않지만, 통상은 3.0 이하이다. 적층체 중에서는 금속박은 양면이 수지층으로 서포트되어 있기 때문에 σb는, 금속박 단독의 인장 강도보다도 커진다.

본 발명에서, 적층체 중의 금속박의 인장 강도(σb)는 이하의 방법으로 측정한다. 적층체로부터 폭 12.7mm×길이 150mm의 시험편을 네 개 잘라낸다. 첫 번째 시험편의 길이 방향에 대하여, 두 번째 시험편의 길이 방향은 30° 상이하고, 세 번째의 시험편의 길이 방향은 60° 상이하고, 네 번째 시험편의 길이 방향은 90° 상이하도록 시험편의 길이 방향을 변화시킴으로써, 적층체의 인장 방향을 변화시킨다. 각 시험편에 대하여, JIS K7127:1999에 준거하여 25℃의 온도 하에서 인장 속도 50mm/min로 시험편의 길이 방향으로 인장 시험을 실시함으로써 각 시험편 중의 금속박의 인장 강도(σb)를 측정하고, 네 개의 시험편의 평균값을 측정값으로 한다.

σY 및 σb/σY에 더하여, 적층체의 r값(랭크포드값)을 적절히 조정하면, 주름 억제력을 작게 할 수 있으므로, 더욱 바람직하다. r값(랭크포드값)은, 길이 방향으로 변형을 가했을 때의 「판 폭 방향의 대수 변형」을 「판 두께 방향의 대수 변형」으로 나눈 값이며, 값이 클수록 판 폭 방향으로 변형하기 쉬운 것을 나타낸다. 드로잉 가공력이 가해졌을 때에, r값이 큰 재료는 원주 방향으로 줄어들기 쉽고, 좌굴에 의한 주름이 발생하기 어려워지기 때문에, 주름 억제력을 작게 설정할 수 있다. 본 발명자의 검토 결과에 의하면, 대수 변형 0.4에서의 적층체의 r값을 0.7 이상으로 하는 것이 바람직하고, 1.0 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1.1 이상으로 하는 것이 보다 더 바람직하고, 1.2 이상으로 하는 것이 보다 더 바람직하다. 한편, r값이 너무 커지면, 과도하게 원주 방향으로 줄어들기 쉬워지고, 주름 발생의 원인이 되기 때문에, 대수 변형 0.4에서의 적층체의 r값은 4.0 이하가 바람직하고, 3.5 이하가 보다 바람직하고, 3.0 이하가 보다 더 바람직하다.

본 발명에서, r값은 이하의 방법으로 측정한다. 적층체로부터 사방 2.5mm의 격자를 표면 전체에 마킹한 폭 12.7mm×길이 150mm의 시험편을 네 개 잘라낸다. 첫 번째 시험편의 길이 방향에 대하여, 두 번째 시험편의 길이 방향은 30° 상이하고, 세 번째의 시험편의 길이 방향은 60° 상이하고, 네 번째 시험편의 길이 방향은 90° 상이하도록 시험편의 길이 방향을 변화시킴으로써, 적층체의 인장 방향을 변화시킨다. 각 격자는 시험편의 길이 방향으로 평행한 변과 시험편의 길이 방향으로 직각인 방향의 변으로 구성한다. 각 시험편에 대하여, JIS K7127:1999에 준거하여, 25℃의 온도 하에서 인장 속도 50mm/min로 시험편의 길이 방향으로 0.4의 대수 변형을 가한 후에 제하(除荷)한다. 시험편의 중심 부근의 격자를 선택하여, 길이 방향, 폭 방향의 변위를 공구 현미경으로 측정한다. 또한 인장 시험 전후에서 적층체의 체적은 일정한 것으로 간주하고, 길이 방향 및 폭 방향의 변위로부터 두께를 산출한다. 실측한 폭 방향의 변위와 산출한 두께로부터 각 시험편의 r값을 산출하고, 네 개의 시험편의 평균값을 측정값으로 한다.

드로잉 가공시, 피성형재와 다이의 동마찰 계수, 및, 피성형재와 블랭크 홀더의 동마찰 계수가 작으면, 주름 억제력을 크게 해도 마찰력을 작게 할 수 있고, 드로잉 가공시, 피성형재가 파단하기 어려워진다. 그래서, 적층체의 양쪽의 최외층을 구성하는 수지층 표면의 동마찰 계수는 0.45 이하인 것이 바람직하고, 0.40 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.35 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 다만, 적층체의 양쪽의 최외층을 구성하는 수지층 표면의 동마찰 계수는, 너무 작아지면 과도하게 유입 저항이 작아지고, 주름 발생의 원인이 되기 때문에, 0.15 이상인 것이 바람직하고, 0.18 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.2 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 본 발명에서, 동마찰 계수는 JIS K7125:1999에 준거하여 측정된다.

본 명세서에서, 미리 언급이 없는 한, 「응력」은 「공칭 응력」, 「변형(왜곡)」은 「공칭 변형」을 가리킨다.

적층체의 특성은, 수지층의 특성, 금속박의 특성, 및 양자의 체적의 비율에 의존하는 점에서, 상술한 적층체의 5% 변형 응력(σY), σb/σY, r값 및 동마찰 계수라고 하는 파라미터는 수지층의 특성, 금속박의 특성, 및 양자의 체적의 비율을 조정함으로써 제어하는 것이 가능하다.

적층체의 5% 변형 응력(σY)은, 수지층의 5% 변형 응력(σY)을 크게 하거나, 금속박의 5% 변형 응력(σY)을 크게 하거나, 수지층과 금속박 중 5% 변형 응력(σY)이 큰 쪽의 두께를 두껍게 하면 커진다. 반대로, 적층체의 5% 변형 응력(σY)은, 수지층의 5% 변형 응력(σY)을 작게 하거나, 금속박의 5% 변형 응력(σY)을 작게 하거나, 수지층과 금속박 중 5% 변형 응력(σY)이 작은 쪽의 두께를 두껍게 하면 작아진다. 예를 들면 PET 필름과 같은 2축 연신 필름의 5% 변형 응력(σY)은 일반적으로 연신율을 높게 하면 높아지고, 낮게 하면 낮아진다. 또한, 복수 종류의 모노머를 배합하여 코폴리머화하는 것으로도 수지층의 5% 변형 응력(σY)을 조정할 수 있다. 금속박의 5% 변형 응력(σY)은, 압연 가공도를 크게 하면 높아지고, 작게 하면 낮아진다. 또한 금속박으로의 첨가 원소에 의해 5% 변형 응력(σY)을 변경할 수도 있다.

적층체의 연성을 크게 하면, 파단에 이를 때까지의 가공 경화가 커져 σb/σY가 커진다. 적층체의 가공 경화를 크게 하려면, 가공 경화가 큰 수지를 이용한다. 예를 들면 2축 연신의 수지에서는 연신율을 낮게 하거나, 혹은 연신시에 결정화를 저해하는 모노머를 배합시킴으로써, 가공 경화를 크게 할 수 있다. 또한, 연성을 크게 하려면 수지층과 금속박의 조합을 최적화할 필요가 있다. 일반적으로는 수지층 쪽이 연성이 크므로, 수지층의 체적율을 크게 함으로써 연성을 높일 수 있다.

금속박의 r값은 원소의 첨가나 제조 방법으로 조정 가능하다. 예를 들면 최종 압연의 압하율을 크게 하면 r값은 커진다. 수지층의 r값은 연신 배율, 연신 속도, 연신시의 온도, 길이 방향과 폭 방향의 연신 배율의 비율 등을 조정함으로써 조정 가능하다.

수지층 표면의 동마찰 계수는 수지 조성이나 첨가제에 의해 변동하고, 여러 가지의 값을 가지는 것이 시판되고 있다. 수지층의 최표면에 수지층과는 상이한 분자 구조를 가지는 다른 층을 수 nm 정도 형성(프라이머 처리)함으로써, 기계적 특성은 유지한 채로 동마찰 계수를 변화시킬 수도 있다.

본 발명에 관련되는 적층체를 성형, 특히 드로잉 가공하여 각종의 성형품을 제조 가능하다. 얻어진 성형품은 외장 포장재로서 이용 가능하다. 또한, 본 발명에 관련되는 적층체는 전기·전자 기기의 전자파 실드재로서 적합하게 사용 가능하다. 특히 전기·전자 기기(예를 들면, 인버터, 통신기, 공진기, 전자관·방전 램프, 전기 가열 기기, 전동기, 발전기, 전자 부품, 인쇄 회로, 의료기기 등)로부터 방출되는 전자파를 차단하는 용도에 적용 가능하다.

[실시예]

이하에 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 나타내지만, 이들은 본 발명 및 그 이점을 보다 잘 이해하기 위해 제공하는 것이며, 발명이 한정되는 것을 의도하는 것은 아니다.

(1. 금속박의 준비)

금속박으로서 이하의 재료를 준비했다. 도전율은 JIS C2525:1999의 더블 브릿지법으로 측정했다.

Cu: 압연 동박(20℃에서의 도전율: 58.0×10⁶S/m, 두께: 표 1 참조), 실시예 14만 전해 동박(20℃에서의 도전율: 58.0×10⁶S/m, 두께: 표 1 참조)

압연 동박에 관해서는, 첨가 원소를 첨가하지 않은 「순(純)동박」과, Ag를 0.2wt% 정도 첨가한 「구리 합금박」을 사용하여 금속박 단체의 5% 변형 응력을 낮춘 것을 사용했다. 또한, Ag는 미량 첨가이기 때문에, 도전율에는 거의 변화는 없다.

Al: 알루미늄박(20℃에서의 도전율: 39.6×10⁶S/m, 두께: 표 1 참조)

Ni: 니켈박(20℃에서의 도전율: 14.5×10⁶S/m, 두께: 표 1 참조)

Fe: 철박(20℃에서의 도전율: 9.9×10⁶S/m, 두께: 표 1 참조)

SUS: 스테인리스박(20℃에서의 도전율: 1.4×10⁶S/m, 두께: 표 1 참조)

＜표면 처리＞

이하의 조건으로 금속박의 양면에 시험 번호에 따라 표 1에 기재된 조건에 따라 표면 처리를 실시했다. 표 중, 「-」라고 된 것은 표면 처리를 실시하지 않은 것을 의미한다.

조화 처리: 조화 처리액(Cu: 10~25g/L, H₂SO₄: 20~100g/L, 온도 25~35℃)을 이용하여, 전류 밀도 30~70A/dm², 전해 시간 1~5초로 전해 처리를 실시했다. 그 후, Ni-Co도금액(Co 이온 농도: 5~15g/L, Ni 이온 농도: 5~15g/L)을 이용하여, 온도 30~50℃, 전류 밀도: 1~4A/dm²로 Ni-Co 도금을 실시했다.

실란 처리: 에폭시실란 처리액(에폭시실란: 0.1~2wt% 수용액)에 침지 처리했다.

크로메이트 처리: 크로메이트 욕(浴)(K₂Cr₂O₇: 0.5~5g/L, 온도 50~60℃)을 이용하여, 전류 밀도 0.5~2A/dm²로 전해 처리했다.

Ni 도금+크로메이트 처리: Ni 도금 욕(Ni 이온 농도: 15~25g/L의 와트 욕)을 이용하여, 도금액 온도 30~50℃, 전류 밀도 1~4A/dm²로 Ni 도금을 실시한 후, 상기와 동일하게 크로메이트 처리를 실시했다.

(2. 수지층의 준비)

수지 필름으로서 이하의 재료를 준비했다. 모두 시판품이다. 비유전율은 JIS C 2151:2006에 기재된 B법에 의해 측정했다.

PET: 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(20℃에서의 비유전율: 3.0~3.5, 융점: 220℃, 두께: 표 1 참조)

PET에 관해서는, 복수 메이커의 여러 가지 그레이드의 PET 필름을 사용함으로써, PET 필름 단체의 5% 변형 응력, r값 및 동마찰 계수를 변화시켰다. PET 필름 단체의 5% 변형 응력, r값 및 동마찰 계수를 변화시킴으로써 적층체의 5% 변형 응력, r값 및 동마찰 계수도 변화한다.

PI: 폴리이미드 필름(20℃에서의 비유전율: 3.5, 융점: 없음, 두께: 표 1 참조)

PA: 폴리아미드 필름(20℃에서의 비유전율: 6.0, 융점: 300℃, 두께: 표 1 참조)

또한, 접착제로서 이하의 이소시아네이트 경화형의 폴리우레탄계 접착제를 준비했다.

접착제: 주제(主劑): RU-80, 경화제: H-5(모두 록페인트사제)

접착제의 경화 후의 인장 탄성률을 상술한 방법에 의해 시마즈세이사쿠쇼사제 정밀형 만능 시험 장치 AGS-X를 이용하여 측정한 바, 600MPa였다.

(3. 적층체의 제작)

상기의 금속박 및 수지 필름을 이용하여, 표 1에 기재된 적층 구조의 각종 적층체를 제작했다. 표 1 중, 「적층 구조」란에 기재된 부재(部材)의 순번과 「각부재의 두께」란에 기재된 부재의 순번은 동일하다. 금속박 및 수지 필름의 첩합면의 면적은 동일한 것으로 하고, 서로 비어져 나오지 않도록 적층했다. 수지층에 PET를 사용한 예에서는 PET의 첩합면에, 접착제를 바 코터(다이이치리카 가부시키가이샤제)로 도포했다. 접착제층의 두께는 접착제의 고형분 농도와 바 코터의 순번에 의해 조정했다. 다음으로 80℃에서 1분간 건조시켜 여분의 용제를 휘발시키고, 금속박을 첩합시킨 후, 경화 반응을 촉진하기 위해 40℃에서 7일간 유지하여 금속박과 수지층을 밀착 적층했다. 이 경우, 상술한 정의에 따라, 한 층의 수지층은 PET와 접착제층의 적층체에 의해 구성된다.

(4. 인장 시험)

상기의 순서에 의해 얻어진 각 적층체에 관하여, 폭 12.7mm×길이 150mm의 시험편을 네 개 잘라냈다. 첫 번째 시험편의 길이 방향에 대하여, 두 번째 시험편의 길이 방향은 30° 상이하고, 세 번째 시험편의 길이 방향은 60° 상이하고, 네 번째 시험편의 길이 방향은 90° 상이하도록 시험편의 길이 방향을 변화시킴으로써, 적층체의 인장 방향을 변화시켰다. 각 시험편에 대하여, JIS K7127:1999에 준거하여, 시마즈세이사쿠쇼제 형식 AGS-X의 인장 시험 장치를 사용하여, 25℃의 온도 하에서 인장 속도 50mm/min로 시험편의 길이 방향으로 인장 시험을 실시하고, 각 시험편의 5% 변형 응력(σY) 및 각 시험편 중의 금속박의 인장 강도(σb)를 측정하고, 네 개의 시험편의 평균값을 적층체의 5% 변형 응력(σY) 및 적층체 중의 금속박의 인장 강도(σb)로 했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(5. r값의 측정)

상기의 순서에 의하여 얻어진 각 적층체에 관하여, 사방 2.5mm의 격자를 표면 전체에 마킹한 폭 12.7mm×길이 150mm의 시험편을 네 개 잘라내어 제작했다. 첫 번째 시험편의 길이 방향에 대하여, 두 번째 시험편의 길이 방향은 30° 상이하고, 세 번째 시험편의 길이 방향은 60° 상이하고, 네 번째 시험편의 길이 방향은 90° 상이하도록 시험편의 길이 방향을 변화시킴으로써, 적층체의 인장 방향을 변화시켰다. 각 격자는 시험편의 길이 방향으로 평행한 변과 시험편의 길이 방향으로 직각인 방향의 변으로 구성했다. 각 시험편에 대하여, JIS K7127:1999에 준거하여, 시마즈세이사쿠쇼제 형식 AGS-X의 인장 시험 장치를 사용하여, 25℃의 온도 하에서 인장 속도 50mm/min로 시험편의 길이 방향으로 0.4의 대수 변형을 가한 후에 제하했다. 시험편의 중심 부근의 격자를 선택하여, 길이 방향, 폭 방향의 변위를 공구 현미경으로 측정했다. 또한 인장 시험 전후로 적층체의 체적은 일정한 것으로 간주하고, 길이 방향 및 폭 방향의 변위로부터 두께를 산출했다. 실측한 폭 방향의 변위와 산출한 두께로부터 각 시험편의 r값을 산출하고, 네 개의 시험편의 평균값을 각 적층체에 관하여 r값의 측정값으로 했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(6. 동마찰 계수)

표면성 측정기(신토가가쿠 가부시키가이샤제, TYPE-HEIDON-14)를 사용하여, 상기의 순서에 의해 얻어진 각 적층체 표면에 10mmΦ의 강구(鋼球)를 하중 1N로 가압하여, 150mm/min의 속도로 슬라이딩시켰을 때에 발생하는 하중을 계측하고, JIS K7125:1999에 준거한 동마찰 계수를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(7. 성형 시험)

상기의 순서에 의해 얻어진 각 적층체로부터 50~65mmΦ의 원형 블랭크를 각각 작성했다. 해당 블랭크에 대하여, 지름 30mmΦ의 펀치를 사용하여 원통 형상의 성형품으로 드로잉 가공하는 성형 시험을 실시했다. 복수의 펀치와 다이를 준비하고, 블랭크의 두께에 맞추어 클리어런스(펀치가 다이 안으로 파고들어갔을 때의 틈), 펀치 어깨(R), 다이 어깨(R)를 조정했다. 성형 시험 후의 성형품의 주름 및 균열의 유무를 확인했다. 균열은 성형품의 최외층뿐만 아니라, X선 CT(토시바 IT 컨트롤 시스템제 마이크로 CT 스캐너, TOSCANER 32251μhd, 관(管)전류 120μA, 관전압 80kV)에 의해 내부를 관찰하는 것에 의해 확인했다. 주름 및 균열이 발생하지 않고 드로잉 가공할 수 있었던 것 중에서, 가장 딥드로잉할 수 있었던 것의 드로잉 높이를 계측했다. 드로잉 깊이 12mm 이상을 ◎, 9mm 이상 12mm 미만을 ○, 6mm 이상 9mm 미만을 △, 6mm 미만인 것을 ×로 판정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

(8. 접착 강도)

실시예 1~3의 적층체에 관해서는, 금속박과 수지층의 접착 강도를 JIS-C5016:1994에 준거하여, 180° 필 시험으로 측정했다. 우선, 적층체로부터 폭 12.7mm의 시험편을 제작했다. 시험편의 편면을 스테인리스판에 고정하고, 시험편의 폭 방향에 대하여 직각 방향을 향하여, 수지층으로부터 금속박(+수지층)을 50mm/min의 속도로 떼어내고 각도 180°로 떼어내어 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1 중의 접착 강도 중, 좌측에 기재한 값은 좌측의 수지층과 중앙의 금속박의 접착 강도를 나타내고, 우측에 기재한 값은 우측의 수지층과 중앙의 금속박의 접착 강도를 나타낸다.

[표 1]

[표 2]

(9. 고찰)

실시예 1~26에 관련되는 적층체는, 두께, σY 및 σb/σY가 적절했기 때문에, 드로잉 가공성이 우수했다. 또한, σY, σb/σY, r값 및 동마찰 계수가 모두 적합한 적층체에서는 드로잉 가공성의 평가가 가장 높아졌다.

한편, 비교예 1은 σb/σY가 부적절한 점에서, 드로잉 가공성이 실시예에 비해 나빴다. 비교예 2~5는 σY가 부적절한 점에서, 드로잉 가공성이 실시예에 비해 나빴다.

Claims

적어도 한 장의 금속박 및 적어도 두 층의 수지층이 적층된 두께가 25~500㎛인 적층체로서,
상기 적어도 두 층의 수지층은 접착제층을 가지며,
각 금속박은 그 양면이 상기 접착제층을 개재하여 상기 수지층과 밀착 적층되어 있고,
적층체에 대하여 JIS K7127:1999에 준거한 인장 시험을 실시한 때의 공칭 변형 5%에서의 공칭 응력을 σY(MPa)로 하고,
적층체에 대하여 JIS K7127:1999에 준거한 인장 시험을 실시한 때의 적층체 중의 금속박이 파단하는 공칭 변형에서의 공칭 응력을 σb(MPa)로 하면, 60≤σY≤150, 또한, 1.5≤σb/σY가 성립하고,
적층체의 대수 변형 0.4에서의 r값(랭크포드값)이 0.7~4.0 이며,
양쪽의 최외층을 구성하는 수지층의 표면의 동마찰 계수가 0.15~0.45이며,
상기 적층체는 드로잉 가공용인, 적층체.
제1항에 있어서,
각 금속박은 그 양면의 수지층과 각각 0.2N/mm 이상의 접착 강도로 밀착 적층되어 있는 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
각 금속박의 두께가 4~100㎛인 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
각 수지층의 두께가 9~500㎛인 적층체.
제1항 또는 제2항에 기재된 적층체를 성형하는 것을 포함하는 성형품의 제조 방법.
제5항에 있어서,
성형이 드로잉 가공에 의해 실행되는 성형품의 제조 방법.