JP4469899B2 - Method for producing composite molded body - Google Patents
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Description
本発明は、自動車車体や部品などに適し、曲げ剛性が優れた、軽量な複合成形体の製造方法に関する。 The present invention is suitable for such as automobile body or part, the bending rigidity is excellent, a method of manufacturing a lightweight multi synthetic form.
従来から、アルミニウム合金板を単体で用いるよりも軽量化するとともに、制振性能・遮音性能などを付与するために、芯材として発泡樹脂を2枚のアルミニウム合金板間に挟んで積層した軽量複合板あるいは軽量複合成形パネルが提案されている。 Conventionally, a lightweight composite in which a foamed resin is sandwiched between two aluminum alloy plates to reduce weight compared to using an aluminum alloy plate alone, as well as to provide vibration damping performance and sound insulation performance. Plates or lightweight composite molded panels have been proposed.
これらの軽量複合成形パネルは、先ず、芯材として発泡性樹脂(発泡可能樹脂)を、接着用樹脂を介して、2枚の平坦なアルミニウム合金板間に挟んで積層して素材積層板として、接着、一体化させる。その後、素材積層板を、プレスまたはロールフォーミングなどの塑性加工により、所望の成形体形状に成形し、この成形後あるいは成形前に、接着時よりも高い、発泡性樹脂の発泡温度で加熱することにより、発泡性樹脂を発泡させたものである。ここで、発泡性樹脂とは、加熱により発泡する乃至加熱により発泡が可能な樹脂を意味する。 These lightweight composite molded panels are first laminated as a material laminate by sandwiching a foamable resin (foamable resin) as a core material between two flat aluminum alloy plates via an adhesive resin, Bond and integrate. Thereafter, the material laminate is formed into a desired shape by plastic working such as press or roll forming, and heated at a foaming temperature of the foamable resin higher than that at the time of bonding after or before the molding. Thus, the foamable resin is foamed. Here, the foamable resin means a resin that foams by heating or can be foamed by heating.
この基本構造に対して、この軽量複合成形パネルの外観性、軽量性、耐衝撃性、耐熱性、保温性、耐久性などの諸特性を向上させるために、これら発泡樹脂の発泡倍率を制御して、異なる発泡倍率の発泡樹脂を積層することなども提案されている(特許文献1参照)。また、発泡性樹脂層の発泡後の剥離を抑制するために、アルミニウム合金板と発泡性樹脂層との間に、接着剤層と非発泡性樹脂層とを介在させることも提案されている(特許文献2参照)。 In order to improve the appearance, lightness, impact resistance, heat resistance, heat retention, durability and other properties of this lightweight composite molded panel against this basic structure, the expansion ratio of these foamed resins is controlled. It has also been proposed to laminate foamed resins having different foaming ratios (see Patent Document 1). Further, in order to suppress exfoliation of the foamable resin layer after foaming, it has also been proposed to interpose an adhesive layer and a non-foamable resin layer between the aluminum alloy plate and the foamable resin layer ( Patent Document 2).
ここで、具体的な用途として、自動車車体用パネルの分野にも、このような軽量複合成形パネルが適用できれば、軽量化が図れ、燃費や操縦性を向上させることができる。しかし、自動車車体用パネルは、フード、ドアなどのアウタパネルやインナパネル、ルーフパネル、アンダーカバーパネル、あるいは、デッキボード、バルクヘッドなど、周知の通り、2m2 以上の比較的大きな面積を有し、また複雑な外周形状や曲面あるいは大きな成形面積を有する。このため、実際にこれら自動車車体用パネル材料として使用されている鋼板単体や、鋼板よりも成形性が劣るアルミニウム合金板単体でも、張出成形や絞り成形などのプレス成形が比較的難しい場合がある。 Here, as a specific application, if such a lightweight composite molded panel can be applied also to the field of automobile body panels, the weight can be reduced, and fuel consumption and maneuverability can be improved. However, automobile body panels have a relatively large area of 2 m 2 or more, as is well known, such as outer panels such as hoods and doors, inner panels, roof panels, undercover panels, deck boards, and bulkheads. Further, it has a complicated outer peripheral shape, a curved surface or a large molding area. For this reason, it is sometimes difficult to perform press forming such as stretch forming or draw forming even with a single steel sheet actually used as a panel material for an automobile body or an aluminum alloy sheet with a lower formability than a steel sheet. .
この点、前記発泡樹脂による軽量複合成形パネルも、自動車の吸音部材や制振部材などの比較的単純な形状や、成形面積が小さい場合には、成形できる。しかし、前記した比較的大きな面積を有する自動車車体用パネルの場合には、しわや割れが発生することなく、大きな面積を有するパネルが成形できることが必要となる。このため、未発泡状態の発泡性樹脂を積層した積層板の、前記した所定形状の各種自動車車体用パネルへの成形性を向上させる課題がある。 In this respect, the lightweight composite molded panel made of the foamed resin can also be molded when a relatively simple shape such as a sound absorbing member or a vibration damping member of an automobile or a molding area is small. However, in the case of a vehicle body panel having a relatively large area as described above, it is necessary to be able to form a panel having a large area without causing wrinkles or cracks. For this reason, there exists a subject which improves the moldability to the above-mentioned various automotive body panels of the predetermined shape of the laminated board which laminated | stacked the foamable resin of the unfoamed state.
これに対して、更に、形状・施工場所・重量に制限を受けることがないとともに、積層板全体として薄く、プレス加工などの塑性加工性がよく、加熱発泡工程を経た最終の使用状態で十分な制振性能などを備え、防音性能を発揮する軽量複合成形パネル(発泡樹脂積層防音板)も提案されている(特許文献3)。 On the other hand, the shape, construction location, and weight are not restricted, and the laminate is thin as a whole, has good plastic workability such as press work, and is sufficient in the final use state after the heating and foaming process. A lightweight composite molded panel (foamed resin laminated soundproof board) that has vibration damping performance and exhibits soundproof performance has also been proposed (Patent Document 3).
また、一般には、鋼板に比して成形性の低いアルミニウム合金板のプレス成形性を向上させるために、アルミニウム合金板にエンボス加工を施して、板表面に多数の凹凸を設けた軽量成形パネルも提案されている(特許文献4)。
前記した特許文献3によれば、素材積層板を加熱して、発泡性樹脂シートを板厚方向に膨張させることによって、断面二次モーメントが増大して、曲げ剛性を高めることができる。この素材積層板は、発泡性樹脂が未発泡状態では、積層板の厚さを薄くできる。したがって、この素材積層板の状態でプレス成形などにより所定パネル形状とし、その後、この複合パネルを加熱し、樹脂発泡温度として、発泡性樹脂を発泡樹脂とし、厚みを増大させることが可能である。この結果、軽量で高剛性な軽量複合成形パネルを得ることができる。これは、発泡性樹脂に積層するアルミニウム合金板表面にエンボス加工を施す、特許文献4でも同様である。 According to the above-described Patent Document 3, by heating the material laminate and expanding the foamable resin sheet in the plate thickness direction, the moment of inertia of the cross section increases and the bending rigidity can be increased. When the expandable resin is in an unfoamed state, this material laminated plate can reduce the thickness of the laminated plate. Therefore, it is possible to increase the thickness by forming a predetermined panel shape by press molding or the like in the state of the material laminate, and then heating the composite panel to set the foaming resin as the foaming resin as the resin foaming temperature. As a result, a lightweight composite molded panel that is lightweight and highly rigid can be obtained. The same applies to Patent Document 4 in which embossing is performed on the surface of the aluminum alloy plate laminated on the foamable resin.
ただ、前記した比較的大きな面積を有する自動車車体用パネルには、軽量であることが要求されるとともに、構造材としての耐久性や衝突安全性のための曲げ剛性が要求される。このような要求に対応し、曲げ剛性を向上させるためには、アルミニウム合金板に比べて密度の低い発泡樹脂層の厚さを増大させ、アルミニウム合金板の板厚を相対的に薄くする必要がある。しかし、このような自動車車体用パネルに対して、前記した従来の軽量複合成形パネルは、未だ要求される曲げ剛性を満足するとは言い難い。 However, the above-described automotive body panel having a relatively large area is required to be lightweight, and is required to have durability as a structural material and bending rigidity for collision safety. In order to meet such demands and improve the bending rigidity, it is necessary to increase the thickness of the foamed resin layer having a lower density than the aluminum alloy plate and relatively reduce the thickness of the aluminum alloy plate. is there. However, it is difficult to say that the conventional lightweight composite molded panel described above still satisfies the required bending rigidity with respect to such an automobile body panel.
また、発泡性樹脂に積層する金属板は、上記したように薄肉化され、また、成形性の良い、伸びが比較的高いアルミニウム合金材や鋼材が用いられるので、素材積層板や複合成形パネルの表面に、成形やハンドリングの際に、凹みや傷がつきやすいという問題もある。 In addition, the metal plate to be laminated on the foamable resin is thinned as described above, and an aluminum alloy material or steel material having good moldability and relatively high elongation is used. There is also a problem that the surface is likely to be dented or scratched during molding or handling.
この点、特に、樹脂が発泡した状態では、軽量複合成形パネル表面に、衝撃や力が負荷されて、金属板が押えられた際に、この金属板の裏にある発泡樹脂がクッションの役割を果たして、更に凹みなどの変形しやすくなるという問題がある。 In this regard, especially when the resin is foamed, when the impact is applied to the lightweight composite molded panel surface and the metal plate is pressed, the foamed resin behind the metal plate plays the role of a cushion. There is a problem that it becomes easier to deform, such as a dent.
これらの点に鑑み、本発明は、積層する金属板に比べて発泡樹脂層の厚さを増大させ、金属板の板厚を相対的に薄くしても、曲げ剛性が優れ、かつ、表面に凹みや傷がつきにくい、軽量な複合成形パネルを提供することを目的とする。 In view of these points, the present invention increases the thickness of the foamed resin layer as compared to the metal plates to be laminated, and even if the metal plate is relatively thin, the bending rigidity is excellent, and hard luck is dents and scratches, an object of the present invention to provide a lightweight composite molding panel.
更に、上記目的を達成するための、本発明複合成形体の製造方法の要旨は、芯材発泡樹脂となる未発泡状態の発泡性樹脂を、接着用樹脂を介して、金属板同士の間に積層して、素材積層板とするとともに、この素材積層板に対して塑性加工を施して、前記互いの金属板表面に多数の凹凸を形成し、これら互いの金属板における凹凸の内、互いに同じ方向に向かう凹部同士か凸部同士かの相対する位置を各々一致させ、前記凹凸を波形形状として、前記凹同士および/または前記凸同士の形状、ピッチを同じとし、かつ前記凹凸における前記波形形状の曲率半径をR、前記金属板の板厚をtとした時、このtが0.05〜0.6mmの範囲で、かつ、このRとtとの比R/tが1〜25の範囲とした凹凸付き素材積層板とし、更に、この凹凸付き素材積層板を、前記発泡性樹脂を加熱して芯材発泡樹脂とする前に所定成形体形状に塑性加工して、芯材発泡樹脂の両面に、表面に多数の凹凸を有する金属板が各々接合され、芯材発泡樹脂が発泡された複合成形体であって、これら互いの金属板における凹凸の内、互いに同じ方向に向かう凹部同士か凸部同士かの相対する位置を各々一致させた複合成形体を製造することである。また、芯材発泡樹脂となる未発泡状態の発泡性樹脂を、接着用樹脂を介して、金属板同士の間に積層して、素材積層板とするとともに、この素材積層板に対して塑性加工を施して、前記互いの金属板表面に多数の凹凸を形成し、これら互いの金属板における凹凸の内、互いに同じ方向に向かう凹部同士か凸部同士かの相対する位置を各々一致させ、前記凹凸を波形形状として、前記凹同士および/または前記凸同士の形状、ピッチを同じとし、かつ前記凹凸における前記波形形状の曲率半径をR、前記金属板の板厚をtとした時、このtが0.05〜0.6mmの範囲で、かつ、このRとtとの比R/tが1〜25の範囲とした凹凸付き素材積層板とし、更に、この凹凸付き素材積層板を、前記発泡性樹脂を加熱して芯材発泡樹脂とした後に所定成形体形状に塑性加工して、芯材発泡樹脂の両面に、表面に多数の凹凸を有する金属板が各々接合され、芯材発泡樹脂が発泡された複合成形体であって、これら互いの金属板における凹凸の内、互いに同じ方向に向かう凹部同士か凸部同士かの相対する位置を各々一致させた複合成形体を製造することである。 Furthermore, in order to achieve the above object, the gist of the method for producing a composite molded body of the present invention is that an unfoamed foamable resin that becomes a core foamed resin is placed between metal plates through an adhesive resin. Laminate to form a material laminate, and plastic processing is performed on the material laminate to form a large number of irregularities on the surface of each of the metal plates. The concave portions or convex portions facing each other are made to coincide with each other, the concave and convex portions are made into a corrugated shape, the concave portions and / or the convex portions have the same shape and pitch, and the corrugated shape in the concave and convex portions. Where R is the radius of curvature and t is the thickness of the metal plate, t is in the range of 0.05 to 0.6 mm, and the ratio R / t of R to t is in the range of 1 to 25. and with the uneven with material laminated plate, further, with the uneven Prior to heating the foamable resin into a core foam resin by heating the foamable resin, plastic processing is performed into a predetermined molded body shape, and metal plates having a large number of irregularities on the surface are formed on both sides of the core foam resin. It is a composite molded body that is bonded and foamed with a core foam resin, and is a composite in which the positions of the concave portions or the convex portions facing each other in the same direction are matched among the concaves and convexes on each metal plate It is to produce a molded body. In addition, an unfoamed foamable resin that becomes the core foamed resin is laminated between metal plates via an adhesive resin to form a material laminate, and plastic processing is performed on this material laminate subjected to, said plurality of irregularities formed on another of the metal plate surface, of irregularities in these mutual metal plates, each to match the relative position of or recesses between or convex portions toward the same direction, the When the concave and convex portions are corrugated shapes, the concave portions and / or the convex portions have the same shape and pitch, the radius of curvature of the corrugated shape in the concave and convex portions is R, and the thickness of the metal plate is t. Is in the range of 0.05 to 0.6 mm and the ratio R / t of R and t is in the range of 1 to 25. After heating the foamable resin to make the core foam resin A composite molded body in which a metal plate having a large number of irregularities on the surface is bonded to both surfaces of the core material foamed resin by plastic processing into a fixed molded body shape, and the core material foamed resin is foamed. It is to manufacture a composite molded body in which the positions of the concave portions or the convex portions facing each other in the same direction among the concaves and convexes in the metal plate are matched.
本発明では、金属板における凹凸について、発泡性樹脂あるいは発泡樹脂に対する、上下のいずれかの側かの金属板の位置によらず、互いの金属板における凹凸の内、上方向に凸な部分を凸あるいは凸部と称し、下方向に凸な部分を凹あるいは凹部と称する。言い換えると、互いの金属板における凹凸において、各々の凸あるいは凸部は、共通して(絶対的に)上に凸であり、各々の凹あるいは凹部は、共通して(絶対的に)下に凸である。したがって、例えば、水平な複合板あるいは複合成形体において、発泡性樹脂あるいは発泡樹脂の上下のいずれの側に位置する金属板の凹凸部分であっても、上方向に凸な部分は共通して(いずれも)本発明で言う凸乃至凸部であり、下方向に凸な部分は共通して本発明で言う凹乃至凹部である。 In the present invention, with respect to the unevenness in the metal plate, an upwardly convex portion of the unevenness in each metal plate is used regardless of the position of the metal plate on either the upper or lower side with respect to the foamable resin or the foamed resin. A convex portion or a convex portion is referred to, and a downwardly convex portion is referred to as a concave portion or a concave portion. In other words, in the concavo-convexities of each metal plate, each convex or convex portion is commonly (absolutely) upwardly convex, and each concave or concave portion is commonly (absolutely) downwardly. Convex. Therefore, for example, in a horizontal composite plate or a composite molded body, even if it is an uneven portion of the metal plate located on either the upper or lower side of the foamable resin or the foamed resin, the upward convex portion is common ( Both are convex or convex portions as referred to in the present invention, and the downward convex portions are commonly referred to as concave or concave portions according to the present invention.
本発明では、発泡性樹脂に積層する金属板表面に多数の凹凸を設けて、この金属板が薄肉化され、かつ、この金属板に、成形性の良い、伸びが比較的高いアルミニウム合金材や鋼材が用いられても、複合板あるいは複合成形体の曲げ剛性が優れるようにする。かつ、素材積層板や複合板あるいは複合成形体の表面に、成形やハンドリングの際の、凹みや傷がつきにくくする。 In the present invention, the surface of the metal plate laminated on the foamable resin is provided with a large number of irregularities, the metal plate is thinned, and the metal plate has good moldability and has a relatively high elongation. Even if a steel material is used, the bending rigidity of the composite plate or composite molded body is made excellent. In addition, the surface of the material laminate, composite plate, or composite molded body is less likely to be dented or scratched during molding or handling.
但し、本発明者らは、発泡性樹脂に積層する金属板表面に前記多数の凹凸を設けた場合、凹凸の設け方によっては、複合板あるいは複合成形体の曲げ剛性の向上効果が却って低下することを知見した。例えば、水平な複合板あるいは複合成形体において、仮に発泡樹脂の上側金属板の凹乃至凹部と、発泡樹脂の下側金属板の凸乃至凸部との(発泡樹脂の上側金属板の凸乃至凸部と、発泡樹脂の下側金属板の凹乃至凹部との)、相対する位置を各々一致させた場合、この一致する部分ではパネル板厚が薄くなる。更に、互いに隣接する凸乃至凸部間の距離が一定である場合、このパネル板厚が薄くなる谷部が一直線上に並ぶようになるために、この谷部の配列部分で折れるか、折れ曲がりやすくなる。したがって、このような凹凸の設け方では、複合板あるいは複合成形体の曲げ剛性が却って低下する。 However, the present inventors, when providing a large number of unevenness on the surface of the metal plate laminated on the foamable resin, the effect of improving the bending rigidity of the composite plate or the composite molded body decreases depending on how the unevenness is provided. I found out. For example, in a horizontal composite plate or composite molded body, it is assumed that the concave or convex portion of the upper metal plate of the foam resin and the convex or convex portion of the lower metal plate of the foam resin (the convex or convex portion of the upper metal plate of the foam resin). When the portion and the concave or concave portion of the lower metal plate of the foamed resin are made to coincide with each other, the panel plate thickness is reduced at the coincident portion. Further, when the distance between the convexes or the convex portions adjacent to each other is constant, the valley portions where the panel plate thickness becomes thin are arranged in a straight line, so that they are easily folded or bent at the arrangement portions of the valley portions. Become. Therefore, in the method of providing such unevenness, the bending rigidity of the composite plate or composite molded body is decreased.
即ち、発泡樹脂層の厚さを増大させ、金属板の板厚を相対的に薄くした、複合板あるいは複合成形体の場合で、発泡性樹脂に積層する金属板表面に前記多数の凹凸を設ける場合には、表面の凹みや傷つき防止と、曲げ剛性向上とが相矛盾する技術的な課題となる。 That is, in the case of a composite plate or a composite molded body in which the thickness of the foamed resin layer is increased and the thickness of the metal plate is relatively thin, the above-described many irregularities are provided on the surface of the metal plate laminated on the foamable resin. In such a case, the technical problem that contradicts the prevention of surface dents and scratches and the improvement of bending rigidity.
この矛盾を解決するために、本発明では、発泡性樹脂に積層する、これら互いの金属板における凹凸同士の相対する位置を各々一致させる。本発明においては、これら互いの金属板における凹凸の内、互いに同じ方向に向かう凹部(下に凸な凹部)同士か、凸部(上に凸な凸部)同士かの相対する位置を各々一致させる。即ち、後述する通り、互いの金属板における、上方向なら上方向同士(上に凸な凸部同士)、下方向なら下方向同士(下に凸な凹部同士)の、互いに同じ方向に向かう各凹と各凹同士や、互いに同じ方向に向かう各凸と各凸同士の相対する位置をそれぞれ一致させる。これは、言い換えると、互いの金属板における、互いに違う方向を向く、凸と凹同士の(上に凸な凸部と下に凸な凹部との)相対する位置をそれぞれ一致させないことである。 In order to solve this contradiction, in the present invention, the positions of the concavities and convexities in the metal plates that are laminated on the foamable resin are made to coincide with each other. In the present invention, of the concaves and convexes on the metal plates, the opposing positions of the concaves (the concaves convex downward) or the convexes (the convexs convex upward) that match in the same direction are matched. Let That is, as will be described later, in each metal plate, in the upward direction, upward directions (protruding convex portions), and in the downward direction, downward directions (concave concave portions), each in the same direction. The concaves and the concaves are made to coincide with each other, or the convexes heading to the same direction and the convexes facing each other are made to coincide with each other. In other words, the positions of the convexes and the concaves facing each other in different directions on the metal plates are not matched with each other (the convex part projecting upward and the concave part projecting downward).
これによって、芯材発泡樹脂層の厚さを増大させるとともに、積層した金属板の板厚を相対的に薄くした、軽量化効果は有した(発揮した)ままで、複合板あるいは複合成形体表面に凹みや傷がつきにくく、曲げ剛性を向上させることができる。 As a result, the thickness of the core foam resin layer is increased, and the thickness of the laminated metal plates is made relatively thin. It is difficult for dents and scratches to form on the surface, and the bending rigidity can be improved.
(基本構造)
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。図1〜3は、本発明の複合成形体の前提となる、複合乃至積層の基本構造を示す。図1は、本発明複合成形体の素材である、金属板に凹凸を設けた凹凸付き素材積層板を示す斜視図である。ここで、凹凸付き素材積層板と言う場合は、図1に示す通り、金属板表面に多数の凹凸が付いた状態の積層板のことを言い、単に素材積層板と言う場合は、金属板表面に多数の凹凸が付いていない状態の積層板のことを言う。
(Basic structure)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1-3, is a prerequisite for multiple synthetic forms of the present invention, showing the basic structure of the composite to lamination. Figure 1 is a material of the onset Akirafuku synthetic form is a perspective view showing an uneven with material laminated plate having irregularities on the metal plate. Here, when referring to a material laminated plate with unevenness, as shown in FIG. 1, it means a laminated plate with a large number of unevenness on the surface of the metal plate, and when simply saying a material laminated plate, This refers to a laminated board without many irregularities.
図1に示すように、本発明複合成形体の素材である、凹凸付き素材積層板1は、2枚の金属板2a、2bの間に、図の上から順に、接着用樹脂(樹脂層)4a、発泡性樹脂(未発泡の樹脂層)3a、接着用樹脂(樹脂層)4bを積層した形で、挟み込んでいる。即ち、接着用樹脂4aは、金属板2aと発泡性樹脂(樹脂層)3aとの間に介装され、接着用樹脂4bは、金属板2bと発泡性樹脂3aとの間に介装されている。そして、これら2枚の金属板2a、2bの表面は、凹凸加工によって、凹凸6が表面に設けられた、凹凸付き素材積層板1とされている。
As shown in FIG. 1, which is a material of the onset Akirafuku synthetic form, irregularities with the
図2は、図1の凹凸付き素材積層板1を、所望形状に塑性加工(成形加工)した、凹凸付き素材積層成形体1aを示す斜視図である。この図2の凹凸付き素材積層成形体1aでは、芯材発泡樹脂3aはまだ未発泡状態である。
FIG. 2 is a perspective view showing a material laminate formed body 1a with unevenness obtained by plastic processing (molding) the material laminated
図3は、図2の凹凸付き素材積層成形体1aの、芯材発泡性樹脂3aを加熱により発泡させ、芯材発泡樹脂3bとした形態の、複合成形体1bの実施態様を示す斜視図である。なお、図1は凹凸付き素材積層板1aを所望形状に塑性加工せず、芯材発泡性樹脂3aを発泡させて芯材発泡樹脂3bとした、平板状の複合板である。
FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of the composite molded
このように、2枚の金属板2a、2bを用い、この2枚の金属板2a、2b間に、未発泡状態の発泡性樹脂3aと接着用樹脂4bとを積層した(挟み込む)場合には、金属板が2aか2bだけの片側1枚のみ(単一)の態様に比して、プレス成形性向上効果や、樹脂発泡後の複合板あるいは複合成形体の曲げ剛性向上効果が大きい。
In this way, when two
(金属板表面の凹凸)
以上の複合板あるいは複合成形体、あるいは凹凸付き素材積層板の複合乃至積層の基本構造を前提として、本発明の特徴的な構成である、金属板における凹凸の相対する位置を各々一致させる態様につき、図4〜図7を用いて、以下に説明する。
(Metal plate surface irregularities)
On the premise of the above-mentioned composite plate or composite molded body, or a composite or laminated basic structure of a material laminated plate with projections and depressions, which is a characteristic configuration of the present invention, each of the positions where the projections and depressions in the metal plate are opposed to each other This will be described below with reference to FIGS.
図4は、本発明例の、金属板表面に凹凸を設けた複合成形体(芯材となる発泡性樹脂の発泡後、パネル成形後)の断面を部分的に示す。図6は、本発明例の図4の複合成形体の素材である、金属板表面に凹凸を設けた、凹凸付き素材積層板(芯材となる発泡性樹脂の発泡前、パネル成形前)の断面を部分的に示す。これに対して、図5は、比較例の、金属板表面に凹凸を設けた複合成形体(芯材となる発泡性樹脂の発泡後、パネル成形後)の断面を部分的に示す。また、図7は、比較例の図5の複合成形体の素材である、金属板表面に凹凸を設けた、凹凸付き素材積層板(芯材となる発泡性樹脂の発泡前、パネル成形前)の断面を部分的に示す。 4, the present invention embodiment, sectional partially showing a double synthetic form having irregularities on the metal plate surface (after foaming of the foamable resin as a core material, after the panel molding). Figure 6 is a material of the double synthetic form of Figure 4 of the present invention example was irregularities on the metal plate surface, irregularities with the material laminate (before foaming of the foamable resin as a core material, the panel before molding) A cross section is shown partially. In contrast, FIG. 5, in the comparative example, sectional partially showing a double synthetic form having irregularities on the metal plate surface (after foaming of the foamable resin as a core material, after the panel molding). Moreover, FIG. 7 is the raw material of the composite molded body of FIG. 5 of the comparative example, and a material laminated board with unevenness provided with unevenness on the surface of the metal plate (before foaming of the foamable resin as the core material, before panel molding) The cross section of is partially shown.
この図4〜図7の態様では、金属板2a、2b表面の凹凸6を、凸部6aと凹部6bとが、金属板2a、2b表面に、連続的しかも交互に存在しており、波形の凹凸としている。しかも、この凸部6aと凹部6bとは、金属板2a、2bとも、同じ形状、同じピッチとしている。
4 to 7, the
ここで、本発明では、発泡性樹脂3aあるいは芯材発泡樹脂3bに対する、上下のいずれの側の金属板2a、2bであっても、これらの凹凸6の内、図面上で上に凸な部分を凸乃至凸部6aと言い、図面上で下に凸な部分を凹乃至凹部6bと言う。このように、本発明の説明および図面において、金属板2a、2bの凹凸6における、各々の凸あるいは凸部6aは、共通して上に凸であり、各々の凹あるいは凹部6bは、共通して下に凸であるとして説明する。
Here, in this invention, even if it is the
図4の発明例において、複合成形体1b(複合板でも良い)は、芯材発泡樹脂(発泡後の樹脂)3bを挟む、互いの金属板2a、2bにおける、互いに上方向か下方向かの同じ方向に向かう凹部同士か凸部同士かの相対する位置を各々一致させている。より具体的には、互いに上方向の同じ方向に向かう、金属板2aの凸部6aと、金属板2bの凸部6aとの相対する位置を各々一致させている。また、更に、互いに下方向の同じ方向に向かう、金属板2aの凹部6bと、金属板2bの凹部6bとの相対する位置を各々一致させている。
In the example of FIG. 4, the composite molded
この結果、図4の通り、金属板2aの凸部6aと金属板2bの凸部6aとの距離t2と、金属板2aの凹部6bと金属板2bの凹部6b同士の距離t1とが同一である。即ち、両金属板の凸部と凸部同士、凹部と凹部同士の相対する位置を各々一致させている。このため、複合成形体1b(複合板)の全体に亙って、金属板2aと2b間の間隔=発泡樹脂(発泡後の樹脂)厚みが均一となり、複合成形体1b(複合板)の全体に亙っての厚みが均一となる。この結果、複合成形体1b(複合板)全体に亙っての曲げ剛性が向上する。
As a result, as shown in FIG. 4, the distance t2 between the
一方、図5の比較例においては、複合成形体20b(複合板でも良い)は、発泡樹脂(発泡後の樹脂)3bを挟む、互いの金属板2a、2bにおける、互いに上方向か下方向かの同じ方向に向かう凹凸同士の相対する位置を各々一致させていない。より具体的には、金属板2aの上方向に向かう凸部6aと、金属板2bの下方向に向かう凹部6bとの相対する位置を各々一致させている。また、金属板2aの下方向に向かう凹部6bと、金属板2bの上方向に向かう凸部6aとの相対する位置を各々一致させている。この結果、これらの一致する部分では、金属板2aの凸部6aと金属板2bの凹部6bとの距離t3と、金属板2aの凹部6bと金属板2bの凸部6aとの距離t4とが互いに大きく異なり、t3に比して、t4が著しく小さくなる。即ち、距離t4の部分では、複合成形体20b(複合板)の厚み(板厚)が薄くなる。
On the other hand, in the comparative example of FIG. 5, the composite molded
このため、図5の比較例においては、複合成形体20b(複合板)の全体に亙って、金属板2aと2b間の間隔=発泡樹脂(発泡後の樹脂)厚みが不均一となり、複合成形体20b(複合板)の全体に亙っての厚みが不均一となる。この結果、厚みの薄い、金属板2aの凹部6bと金属板2bの凸部6aとの距離t4の部分では、曲げ剛性が低下し、複合成形体1b全体に亙っての曲げ剛性が低下する。更に、互いに隣接する凸部6aと凸部6aとの間(距離)が一定である場合、このパネル板厚が薄くなる谷部(t4部分)が一直線上に並ぶようになるために、この谷部の配列部分で折れるか、折れ曲がりやすくなる。
For this reason, in the comparative example of FIG. 5, the distance between the
このような凹凸の配列状態は、複合成形体(図4、図5)の各素材である、図6と図7の発明例と比較例の凹凸付き素材積層板(樹脂発泡前、パネル成形前)でも同様である。図6の発明例において、凹凸付き素材積層板1は、発泡性樹脂(発泡前の樹脂)3aを挟む、互いの金属板2a、2bにおける、同じ方向に向かう凹凸同士の相対する位置を各々一致させている。より具体的には、金属板2aの上に凸な凸部6aと、金属板2bの上に凸な凸部6aとの相対する位置を各々一致させている。また、金属板2aの下に凸な凹部6bと、金属板2bの下に凸な凹部6bとの相対する位置を各々一致させている。この結果、金属板2aの凸部6aと金属板2bの凸部6aとの距離t2と、金属板2aの凹部6bと金属板2bの凹部6bとの距離t1とが同一である。即ち、両金属板の凸部と凸部同士、凹部と凹部同士の相対する位置を各々一致させている。このため、凹凸付き素材積層板1の全体に亙って、金属板2aと2b間の間隔=発泡性樹脂(発泡前の樹脂)厚みが均一となり、凹凸付き素材積層板1の全体に亙っての厚みが均一となる。
Such an uneven arrangement state is each material of the composite molded body (FIGS. 4 and 5), and the laminated sheets with unevenness of the invention examples of FIGS. 6 and 7 and the comparative example (before resin foaming, before panel molding) ) Is the same. In the example of the invention in FIG. 6, the uneven material laminated
一方、図7の比較例では、凹凸付き素材積層板20は、発泡性樹脂(発泡前の樹脂)3aを挟む、互いの金属板2a、2bにおける、同じ方向に向かう凹凸同士の相対する位置を各々一致させていない。即ち、互いに違う方向を向く、凸と凹との(上に凸な凸部と下に凸な凹部との)相対する位置をそれぞれ一致させている。より具体的には、互いに反対方向に向く、金属板2aの上に凸な凸部6aと、金属板2bの下に凸な凹部6bとの相対する位置を各々一致させている。また、金属板2aの下に凸な凹部6bと、金属板2bの上に凸な凸部6aとの相対する位置を各々一致させている。この結果、金属板2aの凸部6aと金属板2bの凹部6bとの距離t4と、金属板2aの凹部6bと金属板2bの凸部6aとの距離t3とが互いに大きく異なり、t4に比して、t3が著しく小さくなる。このため、凹凸付き素材積層板20の全体に亙って、金属板2aと2b間の間隔=発泡性樹脂(発泡前の樹脂)厚みが不均一となり、凹凸付き素材積層板20の全体に亙っての厚みが不均一となる。
On the other hand, in the comparative example of FIG. 7, the uneven material laminated
(凹凸形状)
前記した図4、図6の態様では、金属板2a、2b表面の凹凸6を板の断面でみると、波形の凹凸としている。
(Uneven shape)
Figure 4 described above, in the embodiment of FIG. 6, when viewed
ただ、金属板表面に設ける多数の凹凸は、金属板2a、2b表面全体に亙って、規則的あるいは均一な配列、規則的あるいは均一な凹凸パターンで、同じ形状、同じピッチが、繰り返されるように設けられることとする。これらが金属板2a、2b表面全体に亙って異なると、互いの金属板2a、2b表面に形成された、同じ方向を向く凹凸6同士、金属板2aの凸部6aと金属板2bの凸部6a同士、金属板2aの凹部6bと金属板2bの凹部6b同士、の相対する位置を各々一致させることが困難となる。このため、前記した図4、図6の態様では、金属板2a、2b表面全体に亙って、凸部6aと凹部6bとは、同じ形状、同じピッチとしている。
However, many irregularities provided on the surface of the metal plate are repeated with the same shape and the same pitch in a regular or uniform arrangement, regular or uniform irregular pattern over the entire surface of the
(凹凸のR)
今、代表的な波形の凹凸について言うと、波形の凹凸の曲げ剛性向上効果を大きくするためには、前記波形の凹凸の曲率半径をR、前記金属板の板厚をtとして時、このRとtとの比R/tが1〜25の範囲とする。
(Rough surface)
Speaking of typical corrugated irregularities, in order to increase the bending rigidity improvement effect of the corrugated irregularities, the radius of curvature of the corrugated irregularities is R, and the thickness of the metal plate is t. The ratio R / t of t to t is in the range of 1-25 .
図8に、この波形の凹凸6のRとtとを示す。図8においては、図4における複合成形体1bと、この複合成形体1bの金属板2aの側の凹凸6の拡大図と、凸部6aの拡大図とを、同時に示している。凸部6aの拡大図において、波形の凹凸6の凸部6aの曲率半径をR、金属板2aの板厚をtとして示している。
FIG. 8 shows R and t of the
ここで、tが所定の範囲(0.05〜0.6mm)であるとすると、前記R/tが1未満では、Rが小さく、凹凸が小さすぎ、金属板に対する凹凸加工の際のひずみ付与効果が小さく、波形の凹凸の曲げ剛性向上効果が出ない。一方、前記R/tが25を超えると、Rが大きすぎ、凹凸が大きすぎ、金属板に対する凹凸の形成自体が困難となる。 Here, when t is in a predetermined range ( 0.05 to 0.6 mm), when R / t is less than 1, R is small, the unevenness is too small, and strain is applied during uneven processing on the metal plate. The effect is small, and the effect of improving the bending rigidity of the corrugated irregularities does not appear. On the other hand, when the R / t exceeds 25, R is too large, the unevenness is too large, and it is difficult to form the unevenness on the metal plate.
後述する、金属板表面に多数の凹凸を設ける加工は、金属板を塑性加工してひずみを付与することとなり、ひずみが付与された場合には、通常、金属板の耐力が向上する。金属板の耐力がどの程度向上するかは、凹凸の形状や金属板の組成と物性によるが、金属板表面に凹凸を設ける際の加工によって、金属板の耐力を向上できれば、硬く、傷つきにくく、図8の右側の図のように、指先による指圧などの圧力が、図の上方から(矢印方向に)負荷された際にも、複合成形体1bを凹みにくくすることができる。
The process of providing a large number of irregularities on the surface of the metal plate, which will be described later, plastically processes the metal plate and imparts strain. When strain is imparted, the yield strength of the metal plate is usually improved. How much the proof stress of the metal plate is improved depends on the shape of the unevenness and the composition and physical properties of the metal plate, but if the proof stress of the metal plate can be improved by processing when providing unevenness on the surface of the metal plate, it is hard and not easily damaged, As shown in the diagram on the right side of FIG. 8, the composite molded
例えば、波形の凹凸の加工の場合、ひずみを2%付与するには、金属板板厚tの25倍の前記Rを有する形状とする。一方、ひずみを25%付与するには、金属板板厚tの2倍の曲率半径Rを有する、前記R/tが2以上の形状とする。 For example, in the case of processing corrugated irregularities, in order to give a strain of 2%, the shape having the R which is 25 times the metal plate thickness t is used. On the other hand, to give a strain of 25%, the R / t has a curvature radius R that is twice the thickness t of the metal plate, and the R / t is 2 or more.
(凹凸の大きさ、ピッチ)
好適な凹凸の凸部6aの高さ(凹部6bの深さ)、凹凸同士のピッチ(凹凸間、凸凸間、凹凹間のピッチ) は、アルミニウム合金板など金属板の板厚にもよる。今、凸部6aの高さ(凹部6bの深さ)をh、凸部6a(凹部6b)同士の幅(ピッチ) をwとする。この場合、金属板の板厚が、前記0.05〜0.6mmの範囲であるとすると、曲げ剛性向上効果を出すためには、hは0.1〜0.5mmの範囲、ピッチwは0.1〜0.5mmの範囲とすることが好ましい。
(Size of unevenness, pitch)
The preferred height of the convex and
金属板の板厚に対して、この凸部6a(凹部6b)の高さhが小さ過ぎる、あるいはピッチwが大き過ぎると、前記成形性向上や曲げ剛性向上の効果が小さくなる。また、金属板の板厚に対して、このhが大き過ぎるあるいはピッチwが小さ過ぎると、板の凹凸加工自体が困難となる。
If the height h of the
(凹凸同士を一致させる方法)
互いの金属板表面に形成された、同じ方向を向く凹凸同士の相対する位置を各々一致させるためには、予め、発泡性樹脂と接着用樹脂とが、表面が平坦な金属板同士の間に各々積層された素材積層板とされ、その後に、互いの金属板表面への多数の凹凸の形成と、同じ方向を向く凹凸同士の相対する位置を各々一致させるための加工を、同時に施すことが好ましい。この際、加工方法によって、発泡性樹脂、接着用樹脂と金属板との積層が、前記凹凸の形成と同時であっても良い。
(Method to match unevenness)
In order to match the opposing positions of the concavities and convexities that are formed on each metal plate surface and face in the same direction, the foamable resin and the adhesive resin are previously placed between the metal plates with flat surfaces. Each is a laminated material stack, and after that, the formation of a large number of irregularities on the surface of each metal plate and the processing for matching the opposing positions of the irregularities facing in the same direction can be performed simultaneously. preferable. At this time, depending on the processing method, the lamination of the foamable resin, the adhesive resin, and the metal plate may be performed simultaneously with the formation of the unevenness.
これに対して、予め互いの金属板表面に多数の凹凸を形成し、この凹凸を形成した金属板と、発泡性樹脂と接着用樹脂とを積層した場合には、凹凸が細かく(小さく) 、多数になるほど、同じ方向を向く凹凸同士の相対する位置を各々一致させることは、非常に難しくなる。このため、金属板表面の凹凸による、凹凸付き素材積層板、複合成形体や複合板の曲げ剛性向上効果を損なうこととなる。 On the other hand, when the surface of each metal plate is formed with a large number of irregularities, and the metal plate on which the irregularities are formed, and the foamable resin and the adhesive resin are laminated, the irregularities are fine (small), As the number increases, it becomes very difficult to match the positions of the concavities and convexities facing in the same direction. For this reason, the bending rigidity improvement effect of the uneven | corrugated raw material laminated plate, composite molded object, and composite plate by the unevenness | corrugation of the metal plate surface will be impaired.
また、予め多数の凹凸を表面に形成した金属板を、発泡性樹脂と接着用樹脂とを積層する製法の場合には、金属板と発泡性樹脂との界面に空気溜まりができ、金属板と発泡後の樹脂との密着性を損なう。即ち、図12に、比較例である凹凸付き素材積層板1と複合成形体1bとの断面を示すように、予め多数の凹凸6を表面に形成した金属板2a、2bを、発泡性樹脂3aと積層すると、凹凸6の大きさにもよるが、図面の上側となる金属板2aの凸部6a内の空間は、図面の上側となる金属板2bの凹部6b内の空間とともに、空気溜まり20となる。このような空気溜まり20ができると、凹凸付き素材積層板1の発泡性樹脂3aを発泡させ、複合成形体1bとした際にも残留して、金属板2a、2bと発泡樹脂3bとの密着性を損なう。
In the case of a manufacturing method in which a foamed resin and an adhesive resin are laminated on a metal plate having a large number of irregularities on the surface in advance, air can be trapped at the interface between the metal plate and the foamable resin. The adhesiveness with the resin after foaming is impaired. That is, as shown in FIG. 12, the
このため、凹凸付き素材積層板1の成形中に、金属板2a、2bと発泡性樹脂3aとが剥離したり、使用中に金属板2a、2bと発泡樹脂3bとが剥離するような可能性もある。また、金属板表面の凹凸による、複合板や複合成形体の曲げ剛性向上効果も損なうこととなる。
Therefore, there is a possibility that the
したがって、互いの金属板表面に形成された、同じ方向を向く凹凸同士の相対する位置を各々一致させるためにも、また、金属板と発泡後の樹脂との密着性を確保するためにも、予め、発泡性樹脂と接着用樹脂とが、表面が平坦な金属板同士の間に各々積層された素材積層板とされ、その後に、互いの金属板表面への多数の凹凸の形成と、凹凸同士の相対する位置を各々一致させるための加工を、同時に施すことが好ましい。 Therefore, in order to match the opposing positions of the concavities and convexities facing in the same direction formed on each metal plate surface, and also to ensure the adhesion between the metal plate and the resin after foaming, In advance, a foamed resin and an adhesive resin are each formed into a material laminate in which metal surfaces having flat surfaces are laminated, and thereafter, formation of numerous irregularities on each metal plate surface and irregularities It is preferable to perform the processing for matching the positions where the two are opposed to each other at the same time.
なお、互いの金属板表面に形成された、同じ方向を向く凹凸同士の相対する位置を各々一致させた後は、発泡性樹脂の発泡によっても、発泡性樹脂は、板の上下方向(一方向)に膨張するだけなので、位置合わせをしている、凹凸同士の相対する位置はズレにくい。 In addition, after making the position where the unevenness | corrugations which are formed in the mutual metal plate surface and which face in the same direction correspond each other, foaming resin is the vertical direction (one direction of a board) also by foaming of foaming resin. ), The positions where the projections and depressions are aligned are not easily misaligned.
(凹凸加工方法)
図9、10に、互いの金属板表面への多数の凹凸の形成と、凹凸同士の相対する位置を各々一致させるための加工を、同時に施す態様を例示する。図9はプレス10を用いた態様を示している。また、図10はロールを用いた態様を示している。
(Roughing method)
9 and 10 exemplify a mode in which formation of a large number of irregularities on each metal plate surface and processing for making the positions of the irregularities coincide with each other are performed simultaneously. FIG. 9 shows an embodiment using the
図9においては、プレス10によって、発泡性樹脂3a、接着用樹脂(図示せず)と金属板2a、2bとの積層、金属板2a、2b表面への多数の凹凸6の形成と、同じ方向を向く凹凸6同士の相対する位置を各々一致させるための加工を、同時に施している。即ち、プレス10の上型11と、下型12との各表面に、凹凸6を形成するための凹凸13、14を予め設けておく。この際、型表面の凹凸13、14における各凹凸は、上型11の凸部13aと下型12の凸部14a同士、上型11の凹部13bと下型12の凹部14b同士との、相対する位置を各々一致させるように設ける。そして、これら型内に、発泡性樹脂3a、接着用樹脂と金属板2a、2bとを各々積層した上で、プレスし、凹凸付き素材積層板1として一体化させる。そして、この際に、凹凸付き素材積層板1の、同じ方向を向いた、金属板2aの凸部6aと金属板2bの凸部6a同士、金属板2aの凹部6bと金属板2bの凹部6b同士、の相対する位置を各々一致させる。この際、熱プレスを用いて、金属板2a、2bと、接着用樹脂、発泡性樹脂3aとの接着と、金属板表面への凹凸6a、6bの加工を同時に実施しても良い。
In FIG. 9, the same direction as that of the foamed
図10においては、一対のロール15によって、発泡性樹脂3aと接着用樹脂(図示せず)とを介した金属板2a、2bとの積層する工程、互いの金属板2a、2b表面への多数の凹凸6(6a、6b)の形成と、同じ方向を向く凹凸6(6a、6b)同士の相対する位置を各々一致させるための加工を、同時に施している。即ち、ロール15の、上ロール16と下ロール17との各表面に、凹凸6を形成するための凹凸18、19を予め設けておく。この際、ロール表面の凹凸18、19における各凹凸は、上ロール16の凸部と下ロール17の凸部同士、上ロール16の凹部と下ロール17の凹部同士との、相対する位置を各々一致させるように設ける。そして、これら型内に、発泡性樹脂3a、接着用樹脂と金属板2a、2bとを各々積層した上で、ロール15の上ロール16と下ロール17とで、挟むようにロール加工を施すことにより、凹凸付き素材積層板1として一体化させる。そして、この際に、凹凸付き素材積層板1の、同じ方向を向く、金属板2aの凸部6aと金属板2bの凸部6a同士、金属板2aの凹部6bと金属板2bの凹部6b同士、の相対する位置を各々一致させる。なお、加熱しながら加工することによって、金属板2a、2bと、接着用樹脂、発泡性樹脂3aとの接着と、金属板表面への凹凸6a、6bの加工を同時に実施しても良い。
In FIG. 10, a process of laminating the
(芯材発泡樹脂)
前記芯材発泡樹脂3bの発泡倍率は2倍〜10倍の範囲であるとともに、その発泡後の厚みが金属板2a、2bの板厚の2倍以上であることが好ましい。前記自動車車体パネルなどの比較的大きな面積を有する複合成形体や複合板の場合、軽量化と曲げ剛性向上とを両方満足させるためには、この範囲の発泡倍率とする。
(Core foam resin)
The expansion ratio of the core material foamed
(発泡性樹脂の種類)
発泡性樹脂3aを構成する樹脂は、熱可塑性樹脂の場合には、融点が100℃〜260℃であることが好ましい。融点がこの範囲であると、120℃〜300℃で加熱することで、発泡性樹脂3aを発泡させて、芯材発泡樹脂3bとすることができる。芯材発泡樹脂としてはポリオレフィン系を用いることが好ましい。ただ、使用温度によってその他の樹脂に変更可能である。
(Type of expandable resin)
In the case where the resin constituting the
例えば、樹脂に加熱分解型の発泡剤を配合し混練したものであって、ポリオレフィン系として、ポリプロピレン(ホモPPなど)、ポリエチレン、あるいはこれらの混合物(ランダムPPなど)、更には、ポリスチレン系、ポリエステル系、ビニール系などをそれぞれ単体で用いても良いし、これらを混ぜ合わせたポリマーブレンドや、無機系や金属系のフィラーを配合したものであってもよい。 For example, a heat-decomposable foaming agent is blended into a resin and kneaded. As a polyolefin, polypropylene (homo PP, etc.), polyethylene, or a mixture thereof (random PP, etc.), polystyrene, polyester Each of these may be used alone, or may be a polymer blend in which these are mixed, or a blend of inorganic or metal fillers.
熱可塑性樹脂として好ましい発泡性樹脂は、ポリオレフィン系、ポリエチレン系、ポリエステル系、ナイロン系等が挙げられる。この中でも、極性がなく、化学反応がしにくい、ポリオレフィン系、ポリプロピレン系、ポリエチレン系、これらの混合系が好ましい。ポリプロピレンの融点は160℃〜170℃、ポリエチレンの融点は100℃〜140℃、ポリエステルテレフタレート(PET)の融点は250℃〜260℃、ナイロンの融点は179℃〜260℃である。このため、これら樹脂を単独、あるいは適宜混合乃至積層して使用し、発泡性樹脂としての融点を調整しても良い。 Examples of the foamable resin preferable as the thermoplastic resin include polyolefin, polyethylene, polyester, and nylon. Among these, polyolefin, polypropylene, polyethylene, and a mixed system thereof are preferable because they are not polar and hardly cause chemical reaction. The melting point of polypropylene is 160 ° C to 170 ° C, the melting point of polyethylene is 100 ° C to 140 ° C, the melting point of polyester terephthalate (PET) is 250 ° C to 260 ° C, and the melting point of nylon is 179 ° C to 260 ° C. For this reason, these resins may be used alone or mixed and laminated as appropriate to adjust the melting point as the foamable resin.
熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂ともに、発泡性樹脂3aとして使用する場合、上記発泡温度は120℃〜300℃に設定されていることが好ましい。発泡性樹脂はその融点より40〜50℃程度高温で加熱すると劣化しやすいため、発泡温度は発泡性樹脂の融点より最大40〜50℃高い温度以下に設定しておく必要がある。そうすると、120℃〜300℃で加熱することで、発泡性樹脂3aを劣化させることなく発泡させることができる。
When both the thermoplastic resin and the thermosetting resin are used as the
(接着用樹脂)
接着用樹脂4は、発泡性樹脂3aと金属板2a、2bとの接着が可能な接着用樹脂からなる。芯材発泡樹脂3bとしてポリオレフィン系樹脂を主成分として用いた場合には、接着用樹脂4として、相溶性の良い、ポリエチレンやポリプロピレンを主成分とする熱可塑性樹脂が好適に用いられる。
(Adhesive resin)
The adhesive resin 4 is made of an adhesive resin capable of bonding the
(樹脂形状)
これら発泡性樹脂、接着用樹脂は、フィルム・シートであるものに限らない。発泡性樹脂、接着用樹脂のうち、何れか一方(この場合、他方はフィルム・シートでよい)、または両方を、溶融状態または溶媒に溶解させた状態のものを、ロールやスプレーなどで塗布することによっても可能である。なお、この塗布の場合には、塗布後に乾燥する工程があることが好ましい。
(Resin shape)
These foamable resins and adhesive resins are not limited to films and sheets. Either foamed resin or adhesive resin (in this case, the other may be a film or sheet), or both of which are melted or dissolved in a solvent, are applied with a roll or spray. It is also possible. In this application, it is preferable that there is a step of drying after the application.
(樹脂応用例)
樹脂応用例として、樹脂の種類を選択するか添加剤を含有させることで、複合成形体の特性をより高機能、多機能とすることができる。例えば、発泡性樹脂、接着用樹脂として、制振性の高い樹脂を用いれば、制振性能や遮音性能が高まる。また、導電性物質を用いれば溶接性能が高まる。上記の発泡性樹脂3aや接着用樹脂4に導電性物質として金属粉末が添加されると、樹脂は高密度となる。このため、遮音性能が高まるとともに、導電性物質を用いれば溶接性が向上できる。
(Resin application example)
As a resin application example, by selecting the type of resin or adding an additive, the properties of the composite molded body can be made to have higher functions and multifunctions. For example, if a highly vibration-damping resin is used as the foamable resin or the adhesive resin, the vibration damping performance and sound insulation performance are enhanced. Moreover, if a conductive substance is used, welding performance will increase. When a metal powder is added as a conductive substance to the
(金属板)
発泡性樹脂と積層される金属板2a、2bの板厚は、0.05〜0.6mmの範囲とする。金属板の板厚が0.05mm未満では、前記比較的大きな面積を有する複合板や複合成形体の曲げ剛性が著しく低下する。一方、金属板の板厚が0.6mmを超えると、重量が重くなり、軽量化が犠牲となるため、軽量化が主目的の用途には好ましくない。
(Metal plate)
The plate thickness of the
金属板としては、汎用されるアルミニウム合金板や鋼板などが使用される。これらアルミニウム合金板や鋼板としては、通常、この種構造部材用途に汎用される、AA乃至JIS 規格に規定された、あるいは規定に類似の材料が適宜使用できる。アルミニウム合金板では、1000系、3000系、5000系、6000系などの合金板が例示され、鋼板では軟鋼板が例示され、特に、高強度や高耐力、あるいは高張力な材料を選択する必要はない。 As the metal plate, a commonly used aluminum alloy plate or steel plate is used. As these aluminum alloy plates and steel plates, materials that are generally used for this kind of structural member application and that are specified in AA or JIS standards or similar to the specifications can be used as appropriate. Examples of aluminum alloy plates include alloy plates of 1000 series, 3000 series, 5000 series, 6000 series, etc., and examples of steel sheets include mild steel sheets. In particular, it is necessary to select a material having high strength, high yield strength, or high tension. Absent.
ただ、アルミニウム合金板でも、鋼板でも、芯材発泡樹脂を発泡させる加熱処理においてベークハードする、時効硬化型の材料が好ましい。この時効硬化型の材料として、アルミニウム合金板では、汎用される6000系などの合金板が好適に用いられる。また、鋼板ではディアルフェーズ鋼板などが好適に用いられる。 However, an aluminum alloy plate or a steel plate is preferably an age-hardening type material that is baked and hardened in a heat treatment for foaming the core foam resin. As the age-hardening material, a commonly used alloy plate such as 6000 series is suitably used for the aluminum alloy plate. As the steel plate, a dual phase steel plate or the like is preferably used.
(製造方法)
次に、凹凸付き素材積層板、複合板、複合成形体の製造方法の一例について、前記した図1〜3も用いて、以下に説明する。
(Production method)
Next, an example of a method for producing a material laminate with unevenness, a composite plate, and a composite molded body will be described below with reference to FIGS.
発泡性樹脂:
発泡性樹脂3aを構成する樹脂材料を先ず混練する。この材料は、樹脂と熱分解型発泡剤とを含んでおり、必要に応じて、接着強度、制振強度、潤滑性を付与する物質や、金属粉末が添加される。これらの材料が十分混練された後、フィルムあるいはシート化される。フィルム化される場合にはコイル状に巻かれる。このとき、上記材料に含まれる樹脂の融点が、発泡剤の分解温度よりも20℃〜30℃低く設定されていることが好ましい。そうすると、混練されることで樹脂の温度が上昇しても、発泡が起こることを防止することができる。
Foamable resin:
First, the resin material constituting the
接着用樹脂:
接着用樹脂4を構成する樹脂材料を先ず混練する。この材料は、樹脂に、必要に応じて、接着強度・制振性付与する材質や、導電性を付与するための金属粉末が添加されている。これらの材料が十分混練された後、フィルム化あるいはシート化される。フィルム化の場合には、コイル状に巻かれて別途積層されるか、金属板の表面に塗布される。なお、上記の発泡性樹脂のフィルムあるいはシートと接着用樹脂が熱融着されて、一体化された後にコイル状に巻かれてもよい。既に発泡性樹脂フィルムと接着用樹脂フィルムとが、それぞれ別のコイルとされている場合には、これら2つのコイルから各々引き伸ばすことで、金属板2に、フィルム状とした接着用樹脂4と、フィルム状とした発泡性樹脂3aとを同時に積層させることができる。
Adhesive resin:
First, the resin material constituting the adhesive resin 4 is kneaded. In this material, a material for imparting adhesive strength and vibration damping properties and a metal powder for imparting conductivity are added to the resin as necessary. After these materials are sufficiently kneaded, they are formed into a film or a sheet. In the case of film formation, it is wound in a coil shape and laminated separately or applied to the surface of a metal plate. The foamable resin film or sheet and the adhesive resin may be heat-sealed and integrated into a coil shape. In the case where the foamable resin film and the adhesive resin film are already separate coils, by stretching each of these two coils, the
素材積層板の製作:
切り板とされた金属板2a、2bと、同じく切り板とされた、フィルム状接着用樹脂4とフィルム状発泡性樹脂3aとを、順に積層して、積層板となす方法が最も簡便である。ただ、設備的に可能であれば、連続的に積層してもよい。即ち、金属板2a、2bのいずれか一方か両方をコイルから巻き出し、一方で、上記フィルム状接着用樹脂4とフィルム状発泡性樹脂3aとを、各々コイルから巻き出して、引き伸ばしながら、金属板2a、2bのいずれか一方からか、金属板2a、2bの間に同時に積層してもよい。
Production of material laminates:
The method of laminating the
これらの積層後、例えば熱ロールなどにより挟み込んで加熱すれば、図1における金属板2と発泡性樹脂3aとが、接着用樹脂を介して、一体に接着され、素材積層板1が製作できる。この熱ロールの温度は、発泡性樹脂3aの発泡温度よりも低く設定する。なお、これらの接着は、熱によるものと限定されず、例えば、フィルム状接着用樹脂4を貼る、あるいは接着用樹脂4を塗って、発泡性樹脂3aとの間、および接着用樹脂4と金属板2とを、例えば室温で加圧されることで、互いに接着してもよい。
If these are laminated and then heated by being sandwiched by, for example, a hot roll, the
凹凸加工方法:
このように製作された積層板は、前記図9、10で説明したように、互いの金属板表面への多数の凹凸の形成と、凹凸同士の相対する位置を各々一致させるための加工を、同時に施されて、凹凸付き素材積層板1とされる。
Concavity and convexity processing method:
As described above with reference to FIGS. 9 and 10, the laminated plate manufactured in this way is subjected to a process for forming a large number of irregularities on the surface of each metal plate and matching the positions where the irregularities face each other. It is given simultaneously and it is set as the material
(塑性加工)
製造された凹凸付き素材積層板1は、全体的に塑性加工(成形加工)されて、図2に例示するような所定形状に成形されることにより、凹凸付き素材積層板の成形体1aとされる。この成形加工の方法としては、張出成形、絞り成形、曲げ成形などの、公知のプレス成形や曲げ加工を用いることができる。
(Plastic processing)
The manufactured
(加熱、発泡)
成形加工によって所定形状とされた凹凸付き素材積層成形体1aは、発泡温度まで加熱されることで、発泡性樹脂3aが発泡し、芯材発泡樹脂3bとなった複合成形体1bとされる。図11は、芯材発泡樹脂3bを有し、金属板2aの凸部6aと金属板2bの凸部6a同士、金属板2aの凹部6bと金属板2bの凹部6b同士、の相対する位置を各々一致させた、HAT型の複合成形体1bを斜視図で示す。
(Heating, foaming)
The uneven laminated material laminate 1a having a predetermined shape by the molding process is heated to the foaming temperature, whereby the
なお、ここで、前記製造された凹凸付き素材積層板1を先ず発泡させ、この発泡後の複合板を成形加工することにより複合成形体1bを得ても良い。即ち、積層板1は、成形加工した後で加熱発泡させても、成形加工する前に加熱発泡させても、どちらでも良い。更に、ホットプレスを用いて、凹凸付き素材積層板1を金型内でプレス成形と加熱発泡とを同時に又は連続して行うことにより、複合成形体1bを得ることもできる。
Here, the
以上のように、本発明は、曲げ剛性が優れ、かつ、素材積層板のこれら複合成形体への成形が可能である軽量な複合成形体を提供できる。特に、本発明は、フード、ドアなどのアウタパネルやインナパネル、ルーフパネル、アンダーカバーパネル、デッキボード、バルクヘッドなどの、比較的大きな面積を有する自動車車体用パネルの製造に好適である。 As described above, the present invention can provide a lightweight composite molded body having excellent bending rigidity and capable of forming a material laminate into these composite molded bodies. In particular, the present invention is suitable for manufacturing automobile body panels having a relatively large area, such as outer panels such as hoods and doors, inner panels, roof panels, undercover panels, deck boards, and bulkheads.
1:凹凸付き素材積層板、1a:凹凸付き素材積層成形体(未発泡)、1b:複合成形体(発泡後)、2:金属板、3a:発泡性樹脂(発泡前の樹脂)、3b:芯材発泡樹脂(発泡後の樹脂)、4:接着用樹脂フィルム、6:凹凸、6a:凸部(図面上で上に凸)、6b:凹部(図面上で下に凸) 1: Material laminated plate with irregularities, 1a: Material laminated molded body with irregularities (unfoamed), 1b: Composite molded body (after foaming), 2: Metal plate, 3a: Expandable resin (resin before foaming), 3b: Core material foamed resin (resin after foaming), 4: Adhesive resin film, 6: Concavity and convexity, 6a: Convex portion (convex upward on the drawing), 6b: Concavity (convex downward on the drawing)
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