JP6969482B2 - 複合積層板を用いたかしめ継ぎ手または負角構造体の成形方法、並びにかしめ継ぎ手及び負角構造体 - Google Patents
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Description
I=b×t3/12
(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。
(1)本開示のかしめ継ぎ手または負角構造体の成形方法は、
(a)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℃以下の融点を有し、
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、
全体の板厚が0.8mm以上である、複合積層板を準備すること、
(b)前記複合積層板に、前記複合積層板に接するように配置した内板と組み合わせるヘミング加工、またはプレス加工を行い、かしめ継ぎ手、または溝形構造体若しくはハット形構造体を得ること、及び
(c)前記かしめ継ぎ手または負角構造体を、前記接着層の(融点−20℃)の温度以上且つ前記樹脂層の融点未満で熱処理し、次いで100℃未満に冷却処理して、前記かしめ継ぎ手または前記溝形構造体若しくはハット形構造体の曲げ角度を前記熱処理前よりも低減すること、
を含む。
(2)上記(1)に記載の成形方法において、前記曲げ角度の低減角度が0.55°以上である。
(3)上記(1)または(2)に記載の成形方法において、前記複合積層板が備える前記金属層の合計厚みに対する前記複合積層板が備える前記樹脂層の合計厚みの比率が1.00より大きい。
(4)上記(1)〜(3)のいずれか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。
(5)本開示のかしめ継ぎ手は、内板と前記内板に密着するようにヘミング曲げされた複合積層板とを含み、
前記複合積層板が、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℃以下の融点を有し、
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が3以上であり、
前記複合積層板の全体の板厚が0.8mm以上である。
(6)本開示の負角構造体は、複合積層板で構成され且つ溝形またはハット形の断面を有し、
前記複合積層板が、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℃以下の融点を有し、
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が3以上であり、
前記複合積層板の全体の板厚が0.8mm以上である。
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接着剤を介して、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、1.0×105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。
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。
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接着剤を介して、0.54mmの板厚、225℃の融点及び8〜10×10−5/℃の線膨張係数ηfを有するポリアミド6(PA6)を挟み、180℃、10000kgで、1.0×105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。
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1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1と同様に熱処理及び冷却処理を行った。
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2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。
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2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。
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1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1と同じ条件で熱処理及び冷却処理を行った。
170℃で5分間の熱処理を行ったこと以外は、実施例1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った。
0.2mm厚のブリキ板について、実施例1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。
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。
10 金属層
20 樹脂層
30 接着層
40 内板
Claims (6)
- (a)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℃以下の融点を有し、
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が3以上であり、
全体の板厚が0.8mm以上である、複合積層板を準備すること、
(b)前記複合積層板に、前記複合積層板に接するように配置した内板と組み合わせるヘミング加工、またはプレス加工を行い、かしめ継ぎ手、または溝形構造体若しくはハット形構造体を得ること、及び
(c)前記かしめ継ぎ手または溝形構造体若しくはハット形構造体を、前記接着層の(融点−20℃)以上且つ前記樹脂層の融点未満で熱処理し、次いで100℃未満に冷却処理して、前記かしめ継ぎ手または前記溝形構造体若しくはハット形構造体の曲げ角度を前記熱処理前よりも低減すること、
を含む、かしめ継ぎ手または負角構造体の成形方法。 - 前記曲げ角度の低減角度が0.55°以上である、請求項1に記載の成形方法。
- 前記複合積層板が備える前記金属層の合計厚みに対する前記複合積層板が備え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または2に記載の成形方法。
- 前記複合積層板が、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1〜3のいずれか一項に記載の成形方法。
- 内板と前記内板に密着するようにヘミング曲げされた複合積層板とを含むかしめ継ぎ手であって、
前記複合積層板が、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℃以下の融点を有し、
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が3以上であり、
前記複合積層板の全体の板厚が0.8mm以上である、
かしめ継ぎ手。 - 複合積層板で構成された且つ溝形またはハット形の断面を有する負角構造体であって、
前記複合積層板が、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℃以下の融点を有し、
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が3以上であり、
前記複合積層板の全体の板厚が0.8mm以上である、
負角構造体。
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