專利名稱：疊層板和復合成形體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)疊層板和復合成形體，所述疊層板和復合成形體中的每一個 都適用于汽車車身、部件和類似部件，并且在冷成形之后具有極好的形狀穩(wěn)定性。本發(fā)明中 所涉及的疊層板是包括具有發(fā)泡特性的芯層樹脂以及層疊在所述芯層樹脂的兩側(cè)中的每 一側(cè)的鋁合金板的板。通過對該疊層板進行冷成形(塑性加工)然后通過加熱使具有發(fā)泡 特性的芯層樹脂發(fā)泡而使該疊層板形成為復合成形體。在此背景下，在本發(fā)明中，作為純鋁 系列的1000系列(還包括隨后所述的1200系列和8079系列)也被稱作為鋁合金。
背景技術(shù)：
為了與僅使用鋁合金板的構(gòu)件相比減小重量并且進一步提供減振性能、隔音性能 和類似性能，迄今已經(jīng)提出了為輕質(zhì)復合成形體的復合面板，在所述輕質(zhì)復合成形體中，具 有發(fā)泡特性的樹脂作為芯體置于兩個鋁合金板之間并被層疊。為了制造這種輕質(zhì)復合成形面板，首先，具有發(fā)泡特性的樹脂(發(fā)泡樹脂)作為芯 體通過粘膠樹脂置于兩個平坦鋁合金板之間并被層疊，從而粘結(jié)該疊層制品并使所述疊層 制品一體形成為平坦的疊層板。之后，通過諸如壓制或輥軋成形的成形(塑性加工)將此 平坦的疊層板形成為需要的形狀。在該成形之后或之前，通過在具有發(fā)泡特性的樹脂的發(fā) 泡溫度下進行加熱而使具有發(fā)泡特性的樹脂發(fā)泡，其中，所述發(fā)泡溫度比粘結(jié)時的溫度高。 這里所述的具有發(fā)泡特性的樹脂表示通過加熱而發(fā)泡的樹脂或通過加熱可發(fā)泡的樹脂。關(guān)于此基本結(jié)構(gòu)，為了增強復合板的各種特性，例如，外觀、輕質(zhì)、耐沖擊性、耐熱 性、保溫特性和耐用性，提出了控制發(fā)泡樹脂的發(fā)泡率并且層疊具有不同發(fā)泡率的發(fā)泡樹 脂(參見專利文獻1)。此外，為了抑制在發(fā)泡之后具有發(fā)泡特性的樹脂層的分離，提出了允 許粘合層和沒有發(fā)泡特性的樹脂層置于鋁合金板與具有發(fā)泡特性的樹脂層之間(參見專 利文獻2)。這里，作為專門應(yīng)用，如果這種輕質(zhì)復合板還可以應(yīng)用于汽車車身外板的領(lǐng)域中， 則可以設(shè)計的是減少車身的重量并增強燃料消耗和駕駛性能。然而，眾所周知，諸如外面板 或內(nèi)面板(例如，發(fā)動機蓋、門等)、頂板、底罩板、地板和隔板的汽車車身外件具有2m2或更 大的相對較大的面積，并且具有復雜的形狀和大的成形面積。為此，即使在實際上用作這種 汽車車身外板材料的鋼板單體、或與鋼板相比成形性較差的鋁合金板單體中，諸如脹形加 工和深拉成形的壓制成形是相對困難的。在這點上，在汽車的吸音構(gòu)件或減振構(gòu)件或類似構(gòu)件的形狀相對簡單的情況下， 或者在成形面積小的情況下，可以形成具有發(fā)泡樹脂的輕質(zhì)復合板，所述發(fā)泡樹脂層疊在 所述輕質(zhì)復合板中。然而，在汽車車身外板具有相對較大面積的情況下，需要一種在不會產(chǎn) 生皺褶或裂縫的情況下可以形成具有大面積的面板。為此，具有增強疊層板的可成形性的 問題，其中未發(fā)泡狀態(tài)下的發(fā)泡樹脂被層疊在所述疊層板中。另一方面，進一步提出了不局限于所述形狀、安裝位置和重量的發(fā)泡樹脂層疊隔 音板作為整個疊層板較薄，諸如壓制成形的塑性加工很好，例如在經(jīng)過加熱發(fā)泡步驟之后在最終使用狀態(tài)下提供有充分的減振性能，并且表現(xiàn)出隔音性能，并且提出了一種制造所 述發(fā)泡樹脂層疊隔音板的方法(參見專利文獻3)。在這種發(fā)泡樹脂層疊隔音板中，只要具有發(fā)泡特性的樹脂保持在未發(fā)泡狀態(tài)下， 疊層板的厚度可以被形成為較薄。為此，在里面層疊具有這種未發(fā)泡狀態(tài)下的發(fā)泡樹脂的 疊層板通過壓制成形或類似工藝形成為規(guī)定的面板形狀之后，通過在樹脂發(fā)泡溫度下加熱 這種復合面板以將具有發(fā)泡特性的樹脂形成為發(fā)泡樹脂來增加該復合面板的厚度。因此， 可以執(zhí)行規(guī)定形狀的壓制成形，同時確保尺寸和形狀精度，而不需要限制疊層板的形狀、安 裝位置和重量。此外，通過增加發(fā)泡樹脂的厚度，可以增強剛性給予效果或減振性能以及展 示隔音性能?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 JP-A-10-29258專利文獻2 JP-A-2006-56121專利文獻3 JP-A-2004-似649

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為了減小重量，具有相對較大面積的汽車車身外板由金屬板單板(單體)形成，所 述金屬板單板被制造得極其薄而薄到例如2. Omm或更小的程度。即使在為了更加減小汽 車車身外板的重量的情況下，使用平坦的疊層板代替這種金屬板單板也能夠獲得復合成形 車身，優(yōu)選的是在制造汽車車身外板時使用與在使金屬板單板成形時的壓制或成形條件相 同的壓制或相同的成形條件。為了實現(xiàn)該目的，不能使用平坦疊層板，其中與金屬板單板相 比所述平坦疊層板的板厚度已經(jīng)變得過厚，平坦疊層板的板厚度被限制到大約3. 4mm或更 小，并且優(yōu)選地最大為大約2. 4mm或更小。此外，為了更加減小汽車車身外板的重量，代替 金屬板單板，平坦疊層板的板厚度不會被形成為具有超過3. 4mm的厚度。然而，在平坦疊層板的板厚度以此方式制造得較薄的情況下，為了確保重量減少 和彎曲剛性，需要通過增加具有發(fā)泡特性的樹脂層的厚度來使金屬板側(cè)的板厚度相對較 薄，其中與金屬板側(cè)密度相比，所述樹脂具有低密度。因此，即使在相對輕質(zhì)的鋁合金板中 也需要將構(gòu)成平坦疊層板的每一個金屬板的板厚度調(diào)節(jié)到1.0mm或更小。然而，如隨后所 述，這種薄金屬板的成形極限隨著板厚度變薄而顯著下降。同時，具有發(fā)泡特性的芯層丙烯基樹脂的具有可成形性的單體一點也不好。將具 有相對較大面積的汽車車身外板冷壓制成形而成形為三維形狀。與成形為二維形狀相比， 在成形為三維形狀時需要顯著的伸長率和彈性模量。然而，迄今為止在注重平滑和美觀的 同時選擇發(fā)泡樹脂，并且不會使這種冷壓制成形形成為三維形狀。因此，從成形本身和成形 體的形狀穩(wěn)定性的觀點來看，發(fā)泡樹脂單體上的冷成形是困難的。為此，在傳統(tǒng)的樹脂領(lǐng)域 內(nèi)所公知的是需要通過加熱或熱成形或類似工藝將發(fā)泡樹脂單體成形成面板或類似物。因此，鋁合金板層疊在具有發(fā)泡特性的這種芯層聚丙烯系樹脂的兩側(cè)中的每一側(cè) 的薄疊層板是多種材料的組合，所述材料中的每一種的單體難以進行成形，并且在成形之 后形狀是不穩(wěn)定的。因此，這種薄疊層板通常在汽車車身外板或類似物上執(zhí)行冷成形加工時是困難的?？紤]到這些觀點，本發(fā)明的目的是提供一種疊層板，其中具有顯著下降的成形極 限的薄鋁合金板層疊在具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂的兩側(cè)中的每一側(cè)，所述樹脂的 單體不具有良好的可成形性，并且可以對所述疊層板進行冷成形，并且在這種成形之后所 述疊層板具有極好的形狀穩(wěn)定性。解決該技術(shù)問題的技術(shù)方案為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的疊層板的要旨在于以下所述的一種疊層板，所述疊 層板包括具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂和層疊在該芯層聚丙烯系樹脂的兩側(cè)中的每 一側(cè)的鋁合金板，疊層板通過在使所述疊層板成形之后通過加熱使具有發(fā)泡特性的芯層聚 丙烯系樹脂發(fā)泡而形成為復合成形體，其中整個疊層板的板厚度為3. 4mm或更小，并且鋁 合金板的板厚度為從0. 05mm到1. Omm ；具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂的板厚度為從 0. 5mm到1. 4mm ；以及鋁合金板是從根據(jù)基于JIS H0001標準規(guī)定的特征標識的0材料、H22 材料至HM材料、H32材料至H34材料以及T4材料中選擇的回火處理材料。這里，優(yōu)選的是整個疊層板的板厚度為2. 4mm或更??；以及鋁合金板的板厚度為 從0. 05mm到0. 5mm,并且具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂的板厚度為從0. 5mm到1. 4mm。 此外，優(yōu)選的是疊層板的鋁合金板選自1000系列、3000系列、5000系列以及6000系列鋁合 金。在鋁合金是6000系列的情況下，優(yōu)選的是鋁合金板選自0材料和T4材料。在鋁合金 是5000系列的情況下，優(yōu)選的是鋁合金板選自0材料和H32材料至H34材料。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的復合成形體的要旨在于在對疊層板進行冷成形之 后，具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂通過加熱發(fā)泡。本發(fā)明的有利效果本發(fā)明人已經(jīng)具有以下知識在構(gòu)成疊層板的鋁合金板的板厚度極薄的情況下， 如隨后所述的實例中由圖4-7所證實的，與相對較厚的板的情況相比，伸長率顯著降低。例 如，在鋁合金是3004的0材料的情況下，例如，由Japan Light Metal Association出版的 鋁手冊或類似手冊已知的是在1.6mm的板厚度的情況下，鋁合金具有大約20%的伸長率。 另一方面，根據(jù)發(fā)明人進行的鋁合金薄板單體的實際拉伸試驗的結(jié)果，在板厚度變得薄為 0. 05mm(50 μ m)的情況下，伸長率顯著地下降到大約3%。這在諸如1000系列、3000系列、 5000系列和6000系列的其它鋁合金系列中也是相同的。伸長率的這種顯著下降是由以下事實造成的由于板厚度變得極其薄，在鋁合金 薄板單體中容易產(chǎn)生大的局部伸長，或者產(chǎn)生大的局部伸長之前時間變得較快。在本發(fā)明 人進行的實際拉伸試驗中，在其板厚度變得薄為0. 05mm(50 μ m)的3004的0材料中，在開 始拉伸試驗之后從0. 6秒到0. 8秒內(nèi)在樣本的中心的破壞位置處產(chǎn)生大的局部伸長，從而 造成損壞。因此，即使在具有相對較高的可成形性的3004的0材料中，在板厚度極薄的情 況下，在短時間期間內(nèi)容易產(chǎn)生大的局部伸長，并且可成形性顯著下降，且沒有獲得充分的 伸長率(總伸長率)。本發(fā)明人具有以下知識板厚度以此方式變薄從而使單體的可成形性下降的鋁 合金板與單體具有低的可冷成形性的具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂結(jié)合，從而形成總體上 具有薄板厚度的疊層板，可冷成形性顯著增強。如由隨后所述的實例證實的，根據(jù)本發(fā)明 人進行的拉伸試驗的結(jié)果，例如，如在隨后所述的實例中所示，疊層板的伸長率增加到大約14%，其中所述疊層板通過使具有0. 05mm(50 μ m)板厚度的3004的0材料鋁合金板層疊在 具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂的兩側(cè)中的每一側(cè)并與疊層制品形成一體制備而成?？梢约俣ǖ氖沁@是由以下事實造成的因為鋁合金薄板的應(yīng)變分布通過與具有發(fā) 泡特性的聚丙烯系樹脂的層疊而變均勻，因此不會在上述開始拉伸試驗之后的短時間期間 內(nèi)產(chǎn)生在樣本的中心的破壞位置處的大的局部伸長，并且鋁合金薄板不會在短時間期間內(nèi) 被破壞。這種層疊帶來了增強具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂的形狀穩(wěn)定性的效果。通常， 彈性變形的比例(彈性變形率)在具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂的單體中較大，因此即使 當規(guī)定形狀通過冷成形的塑性變形而形成時，返回到原始平坦形狀的彎曲特性也較高，并 且形狀穩(wěn)定性低。另一方面，與具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂相比，鋁合金板的塑性變形的 比例(塑性變形率)大，因此，即使當規(guī)定形狀通過冷成形的塑性變形形成時，返回到原始 平坦形狀的彎曲特性低。因此，具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂的塑性變形的比例(塑性變 形率)通過層疊而變大，使得形狀穩(wěn)定性增強。因此，根據(jù)本發(fā)明，即使在具有顯著下降的成形極限的薄鋁合金板層疊在單體的 可成形性較差的具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂的兩側(cè)中的每一側(cè)的疊層板中，對具有 相對較大面積的汽車車身外板進行諸如壓制成形的冷成形而形成三維形狀或類似形狀變 得可能。此外，可以增強成形之后的成形品的形狀穩(wěn)定性。然后，通過加熱這種成形物以使 具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂發(fā)泡，即使當成形品具有相對較大的面積時，例如，汽車 車身外板，也可以獲得具有極好彎曲剛度的輕質(zhì)復合成形體。


圖1是顯示本發(fā)明的在樹脂發(fā)泡之前的疊層板的一個實施例的立體圖；圖2是顯示本發(fā)明的在樹脂發(fā)泡之后的復合成形體的一個實施例的立體圖；圖3是顯示本發(fā)明的在樹脂發(fā)泡之后的復合成形體的另一個實施例的立體圖；圖4是顯示本發(fā)明的疊層板的負荷-應(yīng)變曲線的示例性曲線圖；圖5是顯示圖4的實例A的樣本在每一個時間間隔處的應(yīng)變分布的變化的示例性 曲線圖；圖6是顯示圖4的比較實例B的樣本在每一個時間間隔處的應(yīng)變分布的變化的示 例性曲線圖；以及圖7是顯示圖4的參考實例C的樣本在每一個時間間隔處的應(yīng)變分布的變化的示 例性曲線圖。
具體實施例方式以下參照

本發(fā)明的實施例。圖1是顯示本發(fā)明的疊層板的立體圖，其中 芯層樹脂在發(fā)泡之前被層疊。圖2顯示復合板Ia的狀態(tài)，所述復合板通過在該復合板位于 平板中時加熱圖1的疊層板以使具有發(fā)泡特性的樹脂3a發(fā)泡，從而將所述樹脂形成為芯層 發(fā)泡樹脂北制備而成。圖3是顯示復合成形體(熱射線屏蔽罩)Ib的部分截開立體圖，所 述復合成形體通過在冷成形之后加熱圖1的疊層板1以使具有發(fā)泡特性的樹脂3a發(fā)泡，從 而將所述樹脂形成為芯層發(fā)泡樹脂北制備而成。
如圖1所示，在本發(fā)明的為用于圖2和圖3中的每一個中的復合成形體的材料的 疊層板1中，粘膠樹脂4a、具有發(fā)泡特性的樹脂3a(未發(fā)泡樹脂)和粘膠樹脂4b從圖的上 側(cè)依此順序以疊層的形式置于兩個鋁合金板加與2b之間。在此背景下，在具有發(fā)泡特性的樹脂3a本身具有與鋁合金板加和2b充分粘合的 作用的情況下，粘膠樹脂4不是必需的。然而，為了確保疊層板1的成形時所需的連結(jié)強度， 或確保復合成形體所需的連結(jié)強度，優(yōu)選的是使用粘膠樹脂4。根據(jù)圖1的實施例，這兩個鋁合金板加和2b中的每一個的表面都具有平坦且光 滑的表面。然而，如果需要，金屬板可以通過應(yīng)用壓花加工、壓制加工、輥軋加工或類似工藝 在所述金屬板的整個表面或一部分中設(shè)有適當范圍和尺寸的不平整部。圖2顯示平坦復合成形體Ia ；而圖3顯示具有HAT式形狀的復合成形體lb。圖2 和圖3分別顯示復合成形體(成形面板)Ia和Ib的狀態(tài)，其中所述復合成形體通過對圖1 的疊層板1進行冷成形然后加熱所述疊層板以使具有發(fā)泡特性的樹脂3a發(fā)泡，從而將所述 樹脂形成為發(fā)泡樹脂3a制備而成。圖3的復合成形體Ib仿制底罩板，所述底罩板通過脹 形加工成具有平坦矩形頂部(凸起杯狀)的HAT式制備而成，其中所述平坦矩形頂部在汽 車車身外板中具有相對較大的面積。(疊層板的板厚度)本發(fā)明的疊層板是被冷成形為面板形狀的薄疊層板。因此，沒有被冷成形為面板 形狀的厚疊層板，例如，建筑和結(jié)構(gòu)，落入本發(fā)明的保護范圍之外。如上所述，為了更加減小 作為本發(fā)明的疊層板的專門應(yīng)用的汽車車身外板或類似物的重量，在使用本發(fā)明的疊層板 代替金屬板單板獲得復合成形體的情況下，在壓制成形時或為了減小重量不能使用平坦疊 層板，其中所述平坦疊層板的板厚度與金屬板單板的板厚度相比太厚。即，理想的是與制造 汽車車身外板相比，使用與在形成金屬板單板時的壓制或壓制成形條件相同的壓制或壓制 成形條件。此外，理想的是代替金屬板單板會更加減小汽車車身外板的重量。為此，優(yōu)選的是本發(fā)明的整個疊層板的板厚度要盡可能地薄。整個疊層板的板厚 度優(yōu)選地為3. 4mm或更小，并且更優(yōu)選地為2. 4mm或更小。這里，整個疊層板的板厚度是兩 個鋁合金板加和2b、粘膠樹脂如和4b以及具有發(fā)泡特性的樹脂3a在層疊時的總的板厚 度。在沒有粘膠樹脂如和4b的情況下，整個疊層板的板厚度是兩個鋁合金板加和2b以 及具有發(fā)泡特性的樹脂3a的總的板厚度。(鋁合金板的板厚度)優(yōu)選的是將被層疊在這種薄疊層板上的鋁合金板加和2b中的每一個的板厚度 要盡可能地薄。鋁合金板加和2b中的每一個的板厚度優(yōu)選地在從0. 05mm到1. Omm的范 圍內(nèi)，并且更優(yōu)選地在從0. 05mm到0. 5mm的范圍內(nèi)。然而，對于鋁合金板加和2b的板厚 度，在即使所述鋁合金板的一側(cè)的板厚度小于0. 05mm的情況下，因為板厚度太薄，由于復 合成形體具有相對較大面積，例如通過使芯層發(fā)泡樹脂和類似物發(fā)泡制備而成的汽車車身 外板，因此彎曲剛度和彎曲強度在使用狀態(tài)下顯著下降。同時，對于鋁合金板加和2b的板 厚度，在即使所述鋁合金板的一側(cè)的板厚度超過1. 0mm，精確地超過0. 5mm的情況下，重量 變重，并且損失了重量減少，使得用于形成為復合成形體的意義本身喪失。(鋁合金板的種類)將要層疊在疊層板上的鋁合金板加和2b需要具有適當?shù)膹姸?，以便增強疊層板的可冷成形性(例如，可成形加工性、成形之后的形狀穩(wěn)定性)。為此，鋁合金板加和2匕由 回火處理材料制成，所述回火處理材料按照基于JIS H0001標準規(guī)定的回火標識從0材料、 H22材料至HM材料、H32材料至H34材料以及T4材料中選擇。作為復合成形體，對于彎曲 剛度和彎曲強度來說，也需要這種適當?shù)膹姸?。當然，雖然鋁合金板的強度根據(jù)合金成分的 組成而變化，但是回火處理能夠極大地影響所述強度。具體地，在諸如1000系列、3000系 列、5000系列和6000系列的鋁合金系列中，雖然除了這些材料之外的回火處理材料的強度 較高，但是所述回火處理材料伸長率太低，使得所述材料不能充分地增強疊層板的可冷成 形性。這里，在鋁合金板是6000系列的鋁合金板的情況下，優(yōu)選的是鋁合金板從0材料和 T4材料中選擇。此外，在鋁合金板是5000系列的鋁合金板的情況下，優(yōu)選的是鋁合金板從 0材料和H32材料至H34材料中選擇。如上所述，在構(gòu)成疊層板的鋁合金板的板厚度極薄的情況下，與相對較厚板的情 況相比，伸長率顯著下降。具體地，當鋁合金板由3004的0材料制成時，在板厚度為1.6mm 的情況下，顯示出大約20%的伸長率，而在板厚度薄到0. 05mm(50 μ m)的情況下，伸長率顯 著地下降到大約3%。這在諸如1000系列、3000系列、5000系列和6000系列的其它鋁合金 系列中也是相同的。鑒于板厚度極其薄的情況，將要層疊在本發(fā)明的疊層板上的鋁合金板加和2b為 伸長率極大地下降到10%或更小的鋁合金板。在這種假設(shè)下，在本發(fā)明中，為了確保上述平 坦疊層板所需的強度，鋁合金板加和2b由上述回火處理材料制成。適于用作鋁合金板加和2b的鋁合金是根據(jù)JIS標準規(guī)定的1000系列、3000系 列、5000系列或6000系列鋁合金。這些鋁合金廉價，因此這些鋁合金與其它合金相比具有 優(yōu)勢。因此，優(yōu)選的是為通常市場上可買到的這種鋁合金的冷軋板的上述回火處理材料用 于鋁合金板加和2b。此外，基本上，在沒有被涂漆或進行表面處理的光滑表面的狀態(tài)下使 用鋁合金板加和2b ；然而，如果需要，可以對所述鋁合金板進行通常使用的公知的諸如電 鍍或化學轉(zhuǎn)化處理的表面處理、或者使表面上具有不平整部分的加工。然而，由0材料制成的1000系列鋁合金板或類似鋁合金板中，與由0材料制成的 3000系列、5000系列和6000系列鋁合金板相比，強度可能會變得較弱，并且形狀穩(wěn)定性在 成形之后變低。為此，在使用具有較低強度的鋁合金板(例如，由0材料制成的1000系列 鋁合金板或類似鋁合金板)的情況下，優(yōu)選的是疊層板的鋁合金板加和2b的板厚度被制 造得較厚。(疊層板的作用和效果)在具有發(fā)泡特性的樹脂3a處于未發(fā)泡狀態(tài)并且粘膠樹脂4b依此方式被層疊(置 于)在兩個鋁合金板加與2b之間的情況下，如上所述，與鋁合金板單體或具有發(fā)泡特性的 樹脂單體相比，帶來了增強可冷成形性的效果和增強冷成形之后的形狀穩(wěn)定性的效果。通 過鋁合金板與具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂的層疊，即使在鋁合金板是薄板的情況下，所 述鋁合金板的應(yīng)變分布也是均勻的。為此，在冷成形中，不會產(chǎn)生大的局部伸長率，或者在 大的局部伸長率生成之前的時間變得緩慢，因此，在冷成形期間鋁合金薄板在短時間期間 內(nèi)幾乎不會被破壞。通過在成形時將負荷(成形負荷)施加到疊層板1獲得的變形量δ為移除負荷 之后變?yōu)榱愕膹椥宰冃瘟縎E和即使移除負荷也不會變化的塑性變形量δP的總和?？梢詧?zhí)行冷成形成指定形狀意味著在成形時剛剛移除負荷之后，在彈性變形量SE已經(jīng)變?yōu)榱?之后塑性變形量SP達到目標變形量δ。當通過將成形負荷施加到整個疊層板1而使該疊 層板變形時，鋁合金板加和2b以及具有發(fā)泡特性的樹脂3a被層疊并一體形成，因此，在鋁 合金板以及具有發(fā)泡特性的樹脂3a中產(chǎn)生相等的變形量。根據(jù)此，應(yīng)變分布是均 勻的，并且增強了可成形性。此外，由于這種層疊導致的變形量的均一化和應(yīng)變分布的均勻化同時帶來增強具 有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂的形狀穩(wěn)定性的效果。通常，在具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂 單體中，彈性變形的比例(彈性變形率)較大。為此，即使當具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂 單體通過由冷成形得到的塑性變形而形成為規(guī)定形狀時，返回到原始平坦形狀的彎曲特性 也很高，而形狀穩(wěn)定性低。另一方面，與具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂相比，鋁合金板的塑 性變形的比例(塑性變形率)大。為此，在鋁合金板通過由冷成形得到的塑性變形而形成 為規(guī)定形狀的情況下，返回到原始平坦形狀的彎曲特性低。因此，具有發(fā)泡特性的聚丙烯系 樹脂的塑性變形的比例(塑性變形率)由于層疊而變大，從而使得形狀穩(wěn)定性增強。為此， 在具有相對較大面積的汽車車身外板中進行諸如壓制成形的冷成形和類似工藝而形成為 三維形狀變得可能。此外，在對復合板進行冷成形而形成為復合成形體的情況下，具有發(fā)泡特性的樹 脂3a置于兩個鋁合金板加與2b之間，并在受到限制的同時成形。為此，在復合成形體Ib 上幾乎不可能產(chǎn)生翹曲，并且能夠顯著增強復合成形體Ia和Ib的形狀精度。此外，即使在 具有發(fā)泡特性的樹脂3a發(fā)泡的情況下，也可以通過調(diào)節(jié)鋁合金板加與2b之間的間隔距離 來控制在兩個鋁合金板加與2b之間具有發(fā)泡特性的樹脂3a的發(fā)泡程度。因此，在樹脂發(fā) 泡的狀態(tài)下，復合成形體復合板Ia和Ib的形狀精度顯著增強。此外，可以通過此層疊獲得發(fā)泡之后的芯層發(fā)泡樹脂北被置于兩個鋁合金板加 與2b之間的結(jié)構(gòu)。根據(jù)此，即使當復合成形體Ia和Ib在為汽車車身外板或類似部件時具 有相對較大的面積，也可以獲得具有極好彎曲剛度的輕質(zhì)復合成形體。(具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂的厚度)在疊層板的上述結(jié)構(gòu)的假設(shè)下，在本發(fā)明中，規(guī)定具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系 樹脂3a的板厚度(未發(fā)泡的樹脂層的厚度)。即，在疊層板的板厚度為3. 4mm或更小的情 況下，具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂的板厚度在從0. 5mm到1. 4mm的范圍內(nèi)。此外，在 疊層板的板厚度為2. 4mm或更小的情況下，具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂的板厚度在 從0.5mm到1.4mm的范圍內(nèi)。在此背景下，在未發(fā)泡的聚丙烯系樹脂層的厚度基于疊層板 的位置而具有“可變性”的情況下，采用疊層板的選定適當位置的平均值。當具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂3a的板厚度太薄時，用于使鋁合金薄板的 應(yīng)變分布均勻的、具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂3a(作為疊層板)的可成形性增強效 果變低，其中所述鋁合金薄板的伸長率在冷成形時已經(jīng)很大程度上下降到10%或更小。為 此，與鋁合金單板的情況沒有大的差異。因此，在冷成形中，在短時間期間內(nèi)容易產(chǎn)生大的 局部伸長率，并且鋁合金薄板在冷成形期間在短時間期間內(nèi)被破壞，使得可成形性顯著下 降。此外，當具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂3a的板厚度太薄時，芯層發(fā)泡樹脂北的厚 度變薄，并且與具有相同彎曲剛度或彎曲強度的鋁合金板單體相比，不能實現(xiàn)重量減少。復 合板或復合成形體的使用變得沒有意義。
另一方面，當具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂3a的板厚度太厚時，鋁合金板 (作為疊層板)的效果下降一半，其中所述鋁合金板的厚度變得相對較薄，并且與具有發(fā)泡 特性的聚丙烯系樹脂單體的情況沒有大的差異。為此，在具有大的彈性變形比例(彈性變 形率)的、具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂中，即使當通過由冷成形得到的塑性變形形成規(guī) 定形狀時，返回到原始平坦形狀的彎曲特性也很高，而形狀穩(wěn)定性低。此外，當具有發(fā)泡特 性的芯層聚丙烯系樹脂3a的板厚度太厚時，芯層發(fā)泡樹脂北的板厚度變得過分厚。根據(jù) 此，盡管可以確保在具有相對較大面積的復合板或復合成形體(例如，汽車車身外板)的使 用狀態(tài)下的彎曲剛度和彎曲強度，這是因為占據(jù)空間增加，但是遇到的問題是難以將所述 復合板或復合成形體裝配在有限空間內(nèi)。(具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂的發(fā)泡率)具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂3a到芯層發(fā)泡樹脂北(發(fā)泡之后)的發(fā)泡率 優(yōu)選地從大約2倍到20倍。根據(jù)此，可以保證使具有相對較大面積的復合成形體，例如汽 車車身外板，在具有彎曲剛度和彎曲強度的情況下重量減少。當該發(fā)泡率太小時，與具有相 同彎曲剛度或彎曲強度的鋁合金板單體相比，不能實現(xiàn)復合成形體的重量減少，并且使用 復合板或復合成形體變得無意義的可能性高。另一方面，當發(fā)泡率太大時，復合板或復合成 形體在使用狀態(tài)下的彎曲剛度和彎曲強度顯著下降的可能性高。(具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂)優(yōu)選的是疊層板的具有發(fā)泡特性的芯層樹脂3a由無規(guī)共聚聚丙烯系樹脂 (R. PP)、均聚聚丙烯系樹脂(H. PP)和共聚聚丙烯系樹脂(B. PP)中的至少一種成分制成。與 其它樹脂相比，這種聚丙烯系樹脂具有較大的用于使鋁合金薄板的應(yīng)變分布均勻的可成形 性增強效果，其中所述鋁合金薄板的伸長率已經(jīng)下降。即，在這種聚丙烯系樹脂與為上述回 火處理材料的鋁合金薄板結(jié)合并層疊的情況下，諸如成形可能性的可成形性增強效果和形 狀穩(wěn)定性高。特別地，當作為汽車部件使用時，在疊層板形成為復合成形體的狀態(tài)下需要高彎 曲剛度、耐熱溫度和再利用特性?？紤]到該情況，優(yōu)選的是疊層板的具有發(fā)泡特性的芯層聚 丙烯系樹脂3a由無規(guī)共聚聚丙烯系樹脂、均聚聚丙烯系樹脂和嵌段共聚聚丙烯系樹脂中 的至少一種成分制成，所述無規(guī)共聚聚丙烯系樹脂、均聚聚丙烯系樹脂和嵌段共聚聚丙烯 系樹脂每一個都具有從0. lg/10min到50g/10min的熔體流動速率(MFR ；根據(jù)ASTMD1238， 在230°C下，在2. 16kg的負荷下)。對于無規(guī)共聚聚丙烯系樹脂，例示了已知的丙烯與乙 烯或具有從4個碳原子到20個碳原子的α-烯烴的無規(guī)共聚物。對于嵌段共聚聚丙烯系 樹脂，例示了已知的丙烯與乙烯或具有從4個碳原子到20個碳原子的α -烯烴的嵌段共 聚物。在具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂3a是兩種或多種聚丙烯系樹脂的混合物的情 況下，混合物的熔體流動速率(MFR ；根據(jù)ASTM D1238，在230°C下，在2. 16kg的負荷下)優(yōu) 選地從0. lg/10min到50g/10min,并且更優(yōu)選地從0. 2g/10min到40g/10min。尤其由100 重量份的組合物組成的樹脂組合物是優(yōu)選的，其中所述組合物由90wt%到99wt%的丙烯/ α-烯烴無規(guī)共聚物(A)、lwt%到10wt%的丙烯/α-烯烴無規(guī)共聚物(B)和從0. 1重量份 到10重量份的發(fā)泡劑(C)組成，其中所述丙烯/α -烯烴無規(guī)共聚物(A)具有從0. lg/10min 到50g/10min的熔體流動速率(MFR ；根據(jù)ASTM D1238，在230°C下，在2. 16kg的負荷下)、和 通過差示掃描量熱計(DSC)測量的從115°C到150°C的熔點，所述丙烯/α-烯烴無規(guī)共聚物(B)具有從0. lg/10min到50g/10min的熔體流動速率(MFR ；根據(jù)ASTM D1238，在230°C 下，在2. 16kg的負荷下)、和通過差示掃描量熱計(DSC)測量的100°C或更低的熔點。該樹脂組合物能夠?qū)崿F(xiàn)用于使其伸長率已經(jīng)下降的鋁合金薄板的應(yīng)變分布均勻 的可成形性增強效果。即，在具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂3a與鋁合金薄板結(jié)合在一 起的情況下，諸如可成形加工性的可成形性增強效果和形狀穩(wěn)定性高，其中所述鋁合金薄 板為諸如O材料、H22材料至HM材料、H32材料至H34材料以及T4材料的回火處理材料并 被層疊。用于具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂3a的丙烯/α-烯烴無規(guī)共聚物(A)的熔 體流動速率(MFR ；根據(jù)ASTM D1238，在230°C下，在2. 16kg的負荷下)從0. lg/10min到 50g/10min,并且優(yōu)選地從0. 2g/10min到40g/10min。此外，由差示掃描量熱計(DSC)測量 的丙烯/α-烯烴無規(guī)共聚物㈧的熔點從115°C到150°C，并且優(yōu)選地從125°C到145°C。丙烯/ α -烯烴無規(guī)共聚物㈧中丙烯含量從90mOl%到99. 9m0l%，并且優(yōu)選地 從92mol%到95mol%。對于與丙烯共聚合在一起的α -烯烴，例示了乙烯和具有從4個碳 原子到20個碳原子的α-烯烴中的至少一種。這種丙烯/α-烯烴無規(guī)共聚物(A)典型地 可以通過在存在主要由固體鈦催化劑和有機金屬化合物組成的催化劑或使用金屬茂化合 物作為催化劑的一種組分的金屬茂催化劑的情況下使丙烯和α-烯烴進行共聚合制造而 成。用于具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂3a的丙烯/α-烯烴無規(guī)共聚物(B)的熔 體流動速率(MFR ；根據(jù)ASTM D1238，在230°C下，在2. 16kg的負荷下)從0. lg/10min到 50g/10min，并且優(yōu)選地從lg/lOmin到20g/10min。通過差示掃描量熱計(DSC)測量的丙烯 /α-烯烴共聚物(B)的熔點為100°C或更低，優(yōu)選地從40°C到95°C，并且更優(yōu)選地從50°C 到 90°C。雖然可以通過使用已知的立體定向催化劑(stereospecific catalyst)使丙烯和 其它α-烯烴共聚合而獲得丙烯/α-烯烴共聚物(B)，具體地，通過使用金屬茂催化劑的共 聚作用獲得的丙烯/α-烯烴共聚物(B)是理想的，這是因為成形體的粘性小。對于與丙烯 共聚合在一起的α-烯烴，例示了具有從2個碳原子到20個碳原子(除去丙烯)的包括乙 烯、1-丁烯和1-戊烯的α-烯烴中的至少一種。將要使用的丙烯/α-烯烴共聚物(B)的 α -烯烴含量從5mol %到50mol %，并且優(yōu)選地從IOmol %到35mol %。這種丙烯/ α -烯烴 共聚物(B)可以例如通過使用在WO 95/14717Α中所述的催化劑制造而成。有機發(fā)泡劑或無機發(fā)泡劑中的任一種可以用作用于具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹 脂3a的發(fā)泡劑(C)。例如，可以使用偶氮化合物、亞硝基化合物、磺酰胼化合物、其它化合物和類似化 合物作為有機發(fā)泡劑。所述有機發(fā)泡劑的具體實例包括偶氮二碳酰胺、偶氮二甲酸鋇、偶 氮二異丁腈、N，N' - 二亞硝基五亞甲基四胺，對-甲苯磺酰胼、對，對'-氧基雙(苯磺酰 胼)、聯(lián)二脲、二苯基砜_3，3- 二磺酰胼、對-甲苯磺酰氨基脲、三胼基三嗪、聯(lián)二脲和類似 物。對于無機發(fā)泡劑，例示了碳酸氫鈉、碳酸鋅和類似物，并且此外，例示了可熱膨脹 的微囊體和類似物。在具有發(fā)泡特性的這些化合物中，通過優(yōu)選地在120°C或更高、并且更 優(yōu)選地在150°C或更高的溫度下加熱而發(fā)泡的化合物是優(yōu)選的。在該關(guān)系中，發(fā)泡劑可以單獨使用，或者可以組合兩種或更多種發(fā)泡劑來使用。根據(jù)由㈧和⑶組成的100重量 份的樹脂組合物，無機發(fā)泡劑的添加量優(yōu)選地從0. 1到10重量份，并且更優(yōu)選地從0. 5到
5重量份。此外，為了穩(wěn)定單元，根據(jù)由㈧和⑶組成的100重量份的樹脂組合物，可以添 加從0. 05到0. 5重量份，并且優(yōu)選地從0. 1到0. 3重量份的量的自由基發(fā)生劑(D)。此外， 根據(jù)由(A)和(B)組成的100重量份的樹脂組合物，可以添加從0. 1到1重量份，并且優(yōu)選 地從0. 2到0. 5重量份的量的交聯(lián)助劑(E)。作為在本發(fā)明中使用的自由基發(fā)生劑(D)，主要使用有機過氧化物或有機過氧酯。 用于獲得一分鐘的一半時間的自由基發(fā)生劑(D)的分解溫度優(yōu)選地比丙烯/α-烯烴共聚 物⑶的熔點高，并且此外，所述分解溫度優(yōu)選地比丙烯/α-烯烴共聚物㈧的熔點高。在這種關(guān)系中，用于獲得100小時的一半時間的自由基發(fā)生劑⑶的分解溫度根 據(jù)實際使用優(yōu)選地為40°C或更高。這種有機過氧化物和類似物的具體實例包括過氧化3，5，5-三甲基己酰、過氧化 辛酰、過氧化癸酰、過氧化月桂酰、過氧化丁二酸、過氧化乙酰、過氧(2-乙基己酸)叔丁酯、 過氧化間-甲苯酰、過氧化苯甲酰、過氧化異丁酸叔丁酯、1，1_ 二(過氧叔丁基)_3，3，5-三 甲基環(huán)己烷、1，1-二(過氧叔丁基)環(huán)己烷、過氧馬來酸叔丁酯、過氧月桂酸叔丁酯、過 氧-3，3，5-三甲基環(huán)己酸叔丁酯、過氧化環(huán)己酮、碳酸叔丁基過氧異丙酯、2，5_ 二甲基-2， 5-二(過氧甲苯酰)己烷、過氧乙酸叔丁酯、2，2_ 二(過氧叔丁基)丁烷、過氧苯甲酸叔丁 酯、正-丁基-4，4-二(過氧叔丁基)戊酸酯(22)、二過氧間苯二甲酸二叔丁酯、過氧化甲 乙酮、a，a' -二(叔丁基過氧異丙基)苯、過氧化二枯基、2，5_ 二甲基-2，5_ 二(過氧叔 丁基)己烷、過氧化叔丁基枯基、氫過氧化二異丙苯、過氧化叔丁基、氫過氧化對-孟烷、氫 過氧化2，5-二甲基-2，5-二(過氧叔丁基)己炔_3，1，1，3，3-四甲丁基、2，5-二甲基己 烷-2，5- 二過氧化氫、氫過氧化枯烯和氫過氧化叔丁基。其中，2，5-二甲基-2，5-二(過氧叔丁基)己烷和2，5-二甲基-2，5-二(過氧叔 丁基)己炔-3是優(yōu)選的。本發(fā)明中使用的交聯(lián)助劑(E)是不飽和化合物、肟化合物、亞硝基化合物或馬來 酰亞胺化合物，所述不飽和化合物、肟化合物、亞硝基化合物或馬來酰亞胺各自都具有一 個、兩個或更多個雙鍵等。通過由自由基產(chǎn)生劑(D)在丙烯/α-烯烴共聚物(B)與丙烯/ α-烯烴共聚物㈧之間的奪氫產(chǎn)生的聚合物自由基與交聯(lián)助劑(E)反應(yīng)，該反應(yīng)比裂解反 應(yīng)發(fā)生得更早。即，交聯(lián)助劑(E)用于穩(wěn)定聚合物自由基并且同時增強丙烯/α-烯烴共聚 物(B)與丙烯/α-烯烴共聚物(A)之間的相互交聯(lián)和所述丙烯/α-烯烴共聚物(B)和所 述丙烯/α-烯烴共聚物(A)單獨的交聯(lián)效率。這種化合物的具體實例包括多官能團單體，例如，氰脲酸三烯丙酯、異氰脲酸三 烯丙基酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、 季戊四醇三丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1，6_己二醇二甲基丙烯酸酯、和二乙烯基苯； 肟化合物，例如醌二肟、和苯并醌二肟；對-亞硝基苯酚；N，N-間亞苯基二馬來酰亞胺；以 及以上所述兩種或更多種的混合物。其中，異氰脲酸三烯丙酯和三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯是優(yōu)選的。這種材料的熱分解溫度通常大約為400°C。為了將熱分解型發(fā)泡劑添加到樹脂而使所述發(fā)泡劑均勻地擴散，必須在比丙烯/α-烯烴共聚物㈧的熔點高至少10°C的溫度下 混捏發(fā)泡劑。此外，為了在混捏期間使發(fā)泡劑沒有開始發(fā)泡，優(yōu)選的是將發(fā)泡溫度設(shè)定在從 170°C到300°C的溫度下，所述溫度比混捏溫度高至少10°C且與熱分解溫度相比足夠低。通 過依此方式在從170°C到300°C的溫度下執(zhí)行加熱，具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂3a可以 均勻地發(fā)泡，而沒有變質(zhì)。(粘膠樹脂)粘膠樹脂如和4b由能夠?qū)⒕哂邪l(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂3a粘結(jié)到鋁合金板加 和2b (具有粘膠強度)的粘膠樹脂制成。對于粘膠樹脂如和仙，可以適當?shù)厥褂弥饕杀?諸如馬來酸酐之類的酸改性的聚丙烯組成的熱熔合型熱塑性樹脂。(樹脂的應(yīng)用實例)作為樹脂的應(yīng)用實例，通過加入無機或金屬填充劑或添加劑，復合成形體的特征 可以被形成為更加具有功能性或多功能性。例如，當具有高減振特性的樹脂用作具有發(fā)泡 特性的聚丙烯系樹脂或粘膠樹脂時，可以增強減振性能或隔音性能。此外，當使用導電材料 時，焊接性能增強。當金屬粉末作為導電材料添加到具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂3a或粘 膠樹脂4時，樹脂的密度變高。根據(jù)此，不僅隔音性能增加，而且可以增強焊接性能。(樹脂形狀)具有發(fā)泡特性的這些聚丙烯系樹脂和粘膠樹脂可以是膜或薄片。此外，熔融狀態(tài) 或溶劑溶解狀態(tài)下的具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂和粘膠樹脂中的任意一個(在這種情 況下，另一個可以是膜或薄片)或兩個可以通過輥軋或通過噴涂或類似方法被涂層。在這 種關(guān)系中，優(yōu)選的是在涂層之后提供干燥步驟。(復合板和成形體的制造方法)這里，以下說明疊層板或復合成形體的制造方法。具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂首先，混捏聚丙烯系樹脂㈧和⑶以及構(gòu)成具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂3a的 熱分解型發(fā)泡劑(C)。如果需要，則可以添加自由基發(fā)生劑(D)和交聯(lián)助劑(E)。此外，可以 添加能夠提供粘膠強度、減振特性或耐熱性、或用于增強傳導性的金屬粉末的材料。充分混 捏這些材料，然后將這些材料形成為膜或薄片。在形成為膜的情況下，膜被卷繞成卷形狀。 此時，優(yōu)選的是將材料的混捏溫度設(shè)定成比將要使用的發(fā)泡劑的熱分解溫度至少低10°C。 如果這樣的話，即使當樹脂的溫度由于混捏而增加時，也可以防止發(fā)泡的發(fā)生。粘膠樹脂首先，混捏構(gòu)成粘膠樹脂4的樹脂材料。這種材料是如果需要可以添加能夠提供 粘膠強度或減振特性的材料或提供導電性的金屬粉末的樹脂。充分混捏這種材料，然后將 這種材料形成為膜或薄片。在形成為膜的情況下，膜卷繞成卷形狀并以分離的方式被層疊， 或者所述材料被涂敷在鋁合金板的表面上。在這種關(guān)系中，具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂和粘膠樹脂的膜或薄片在卷繞成卷 形狀之后可以被熱融化并形成一體?？蛇x地，在由模具對具有發(fā)泡特性的樹脂的薄片或膜 進行擠壓成型時，具有發(fā)泡特性的聚丙烯樹脂和粘膠樹脂可以形成一體，以便通過雙重的 三層擠壓成型用粘膠樹脂覆蓋具有發(fā)泡特性的樹脂的表面。在具有發(fā)泡特性的樹脂的膜和 粘膠樹脂膜已經(jīng)單獨形成為卷的情況下，通過拉出這兩個卷中的每一個，粘膠樹脂膜4和具有發(fā)泡特性的樹脂的膜3a可以同時層疊在鋁合金板2上。在任何情況下，因為具有發(fā)泡 特性的聚丙烯系樹脂3a處于未發(fā)泡狀態(tài)下，并且該聚丙烯系樹脂的厚度薄，因此聚丙烯系 樹脂3a可以形成為卷形狀。為此，因為聚丙烯系樹脂3a可以以卷形狀輸送，并且可以在制 作位置處從卷中拉出該聚丙烯系樹脂，因此不會限制制作板。疊層板的制造其中用作切割板的鋁合金板加和2b、也用作切割板的粘膠樹脂膜4和具有發(fā)泡 特性的聚丙烯系樹脂膜3a以此順序?qū)盈B以形成疊層板的方法是最容易的。然而，如果考慮 到設(shè)備，疊層板可以通過連續(xù)層疊這些材料而形成。即，可以通過從卷展開鋁合金板加和 2b，在從各自的卷展開和拉出具有發(fā)泡特性的樹脂的膜和粘膠聚丙烯系樹脂膜的時同時將 具有發(fā)泡特性的聚丙烯樹脂的膜和粘膠樹脂膜層疊在鋁合金板加與2b之間，可以形成疊 層板。在這種層疊之后，例如，當疊層板被置于熱軋輥或類似機器之間并被加熱時，圖1中 的鋁合金板2和具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂3a通過粘膠樹脂相互粘結(jié)成一體，藉此，可 以將平坦疊層板1制造而成。熱軋輥的溫度被設(shè)定成在低于具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂 3a的發(fā)泡溫度并大致接近具有發(fā)泡特性的聚丙烯樹脂和粘膠樹脂中的每一個的熔點的溫 度下。根據(jù)此，可以通過改性的聚烯烴將由初始沒有膠粘性的聚烯烴組成的具有發(fā)泡特性 的聚丙烯樹脂粘結(jié)到形成在鋁合金板的表面上的氫氧化物膜。因此，可以確保在鋁合金板 與具有發(fā)泡特性的聚丙烯樹脂之間的分界面處進行冷成形所需的膠粘強度。(成形)對制造而成的疊層板1進行冷成形以具有復合成形體(面板)Ia和Ib中的每一 個所規(guī)定的形狀。對于成形的方法，可以采用壓制成形，例如，脹形成形、深拉和彎曲成形、 或彎曲加工。(加熱和發(fā)泡)當通過該成形形成為規(guī)定形狀的復合成形體被加熱到發(fā)泡溫度時，具有發(fā)泡特性 的聚丙烯系樹脂3a發(fā)泡以形成發(fā)泡樹脂北，由此獲得復合成形體Ia和lb?？梢栽诶涑尚?之后通過使用諸如分批式或連續(xù)式燃氣爐或電爐的對流換熱模式的加熱爐執(zhí)行加熱。因為 鋁合金具有高熱射線反射系數(shù)，遠紅外線型的加熱爐不能用于此。然而，通過設(shè)置諸如涂 料的熱射線吸收層和在鋁合金板加和2b中的至少一側(cè)的外表面上的有機膜，即使在遠紅 外線型加熱爐中也可以執(zhí)行加熱。此外，當采用能夠執(zhí)行加熱和/或冷卻的熱壓時，在冷 壓成形之后，通過在不需要熱傳遞的條件下使具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂3a熱發(fā)泡以 形成發(fā)泡樹脂3b，并且進一步冷卻已經(jīng)通過加熱被軟化的發(fā)泡樹脂北，發(fā)泡樹脂北可以被 硬化。根據(jù)此，可以在短時間期間內(nèi)通過由平坦復合板發(fā)泡而產(chǎn)生具有高剛度的復合成形 體。此外，雖然因為復合成形體在剛剛熱發(fā)泡之后是軟的，因此在成形之后用于保持形狀的 冷卻時間是必需的，但是在不破壞形狀的情況下可以通過成形(其中所述成形不需要熱傳 遞)并在同一模具內(nèi)冷卻而在短時間期間取出復合成形體，可以增強生產(chǎn)力。在這種關(guān)系中，在首先使疊層板1的具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂3a發(fā)泡之后， 對疊層板1進行成形的情況下，鋁合金板加和2b與具有發(fā)泡特性的聚丙烯樹脂的膜3a的 上述層疊效果減半。即，與具有發(fā)泡特性的未發(fā)泡芯層樹脂3a的作用相比，發(fā)泡之后的發(fā) 泡樹脂北用于使其伸長率已經(jīng)極大地下降到10%或更小的鋁合金薄板的應(yīng)變分布均勻的 作用顯著下降，使得疊層板1的可冷成形性顯著下降。
實例(實例1)制造圖1中所示的疊層板1，并且在具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂3a未發(fā)泡的狀 態(tài)下模仿冷成形，從而執(zhí)行拉伸試驗。這被指定為實例A。此外，在模仿冷成形的同時對復 合板(平板)Ia進行類似的拉伸試驗，其中通過加熱這種疊層板1 (實例A)而使具有發(fā)泡 特性的聚丙烯系樹脂3a發(fā)泡，從而形成形成芯層發(fā)泡樹脂北來獲得所述復合板la。這被 指定為比較實例B。進一步地，作為參考實例C，通過模仿冷成形對僅由鋁合金板加或2b 制成的單板(板厚度0. 05mm)進行類似的拉伸試驗。這些結(jié)果在圖4的負荷-應(yīng)變曲線中被示出。在圖4中，曲線A顯示了實例A的 結(jié)果；曲線B顯示了比較實例B的結(jié)果；而曲線C顯示了參考實例的結(jié)果。這些曲線A、B和 C的圓形標記中的每一個的橫坐標位置示出了在每一個樣本的平行部分中的兩端之間的最 大應(yīng)變(也被稱作為伸長率(％ ))。此外，在這些拉伸試驗中，圖5-7分別示出了在每個時間間隔處由于實例A、比較 實例B和參考實例C的樣本中的每一個的位置而產(chǎn)生的應(yīng)變分布的變化。圖5顯示實例A 的結(jié)果；圖6顯示比較實例B的結(jié)果；而圖7顯示參考實例C的結(jié)果。在圖5-7中，縱坐標 顯示應(yīng)變量(％ )，而橫坐標顯示每一個樣本的位置。在橫坐標上，在樣本的破壞部分的ε 0 上的橫坐標中心(通常在所述中心附近)的左右方向上的ε 4或ε 5處示出了大約60mm 長度上的樣本的每一個位置。此外，左側(cè)示出的A-C中的每一個顯示了圖4中的樣本的平 行部分中的兩端之間的A-C中的每一個的值。疊層板1的制造條件1.疊層板1的總的板厚度被設(shè)定為1. 1mm。2.對于構(gòu)成疊層板的鋁合金板加和2b來說，使用具有板厚度為0.05mm (50 μ m) 的由0材料制成的JIS 3004鋁合金單板。鋁合金板加和2b的總的板厚度為0. 1mm。3.對于具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂3來說，使用具有平均板厚度為1. Omm 的薄片，所述薄片通過在155°C混捏以下材料(A)-(E)并擠壓成薄片形式而獲得(A)丙烯/乙烯/ 丁烯-I無規(guī)共聚物(乙烯量=2. 2wt%，丁烯-1量=3. 7wt%， MFR = 7g/10min，熔點=130°C ) :95wt% ；(B)丙烯/ α -烯烴無規(guī)共聚物(TAFMER ΧΜ7080,由Mitsui Chemicals公司制造， MFR = 7g/10min，熔點=83°C ) :5wt% ；(C)偶氮二碳酰胺(由Eiwa Chemical有限公司制造)根據(jù)100重量份的 (A) + (B)，為3重量份;(D)作為自由基發(fā)生劑的PERHEXA 25B (注冊商標，由NOF公司制造)根據(jù)100重 量份的(A)+ (B)，為0.05重量份;(E)作為交聯(lián)助劑的異氰脲酸三烯丙酯根據(jù)100重量份的(A) + (B)，為0. 5重量 份。4.對于粘膠樹脂如和4b，通常在各個實例中使用具有熔點為140°C和0. 05mm的 厚度的改性的聚烯烴基熱熔性粘膠樹脂膜。所述粘膠樹脂膜的總的板厚度為0. 1mm。拉伸試驗條件通常在各個實例中將疊層板1制造成為具有600mm的長度(L方向)和1，IOOmm的寬度(LT方向)的矩形平面形狀。由此收集JIS Z2201第5號帶形樣本O5mmX50mm GL) 并對所述樣本進行拉伸試驗。根據(jù)JIS Z2M1 (1980)(金屬材料拉伸試驗的方法)在25°C 的室溫下執(zhí)行拉伸試驗。在200mm/min的拉伸率的恒定拉伸率下執(zhí)行試驗。拉伸試驗結(jié)果如圖4中所示，其中使用具有0. 05mm的板厚度的鋁合金薄板單板的參考實例C的 伸長率大約為3% (如上所述，在由0材料制成的3004單板具有1. 6mm的板厚度的情況下， 所述鋁合金薄板單板具有大約20%的伸長率)。此外，雖然省略了說明，但是即使在該參考 實例C的鋁合金板的板厚度增厚到0. 08mm的情況下，鋁合金薄板單板的伸長率大約還為 3 %，而并沒有增加。另一方面，如圖4中所示，實例A的通過層疊該鋁合金薄板獲得的未發(fā)泡的疊層板 1的伸長率增加到大約14%。此外，雖然省略了說明，但是即使在未發(fā)泡的疊層板1中，其 中所述未發(fā)泡的疊層板是在相同條件下但是鋁合金板加和2b被8079系列鋁合金薄板代 替的疊層板，拉伸試驗的測量結(jié)果顯示伸長率大為為17% _18%，并且類似地伸長率增加。另一方面，其中實例A的具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂3a被發(fā)泡以形成芯層發(fā)泡 樹脂北的復合板Ia是圖4中所示的比較實例B的情況。比較實例B的伸長率大約為5%， 并且與關(guān)于鋁合金薄板單板的參考實例C沒有很大的差異。每個時間間隔處的應(yīng)變分布的變化此外，當使顯示每個時間間隔處的應(yīng)變分布的變化的圖5-7每一個相互比較時， 在圖7的參考實例C(鋁合金薄板單板)中，在開始拉伸試驗之后從0. 6秒-0. 8秒的短時 間期間內(nèi)在樣本的中心的破壞位置ε 0處急劇產(chǎn)生大的局部伸長率(在ε 0位置處最大) 并增長，從而導致?lián)p壞。即，在參考實例C中，在短時間期間內(nèi)產(chǎn)生大的局部伸長率。另一 方面，要注意的是在開始拉伸試驗之后局部伸長(在ε 0位置處最大)的產(chǎn)生和增長按照 時間以圖6的比較實例B的情況和圖5的實例A的情況的順序變慢。換句話說，要注意的 是在樣本的平行部分中的任意位置處的應(yīng)變基本上相等，并且在長時間期間內(nèi)伸長均勻發(fā) 生。如上所述從這些結(jié)構(gòu)可以看出，即使在具有相對較高的可成形性的由0材料制成 的3004系列鋁合金板中，在板厚度極其薄的情況下，也容易產(chǎn)生局部伸長，不能獲得充分 的伸長率(總伸長率)，并且可成形性顯著下降。然后，從圖4證實的是具有薄板厚度并具 有降低的可成形性的鋁合金板單體與具有發(fā)泡特性的樹脂(其中，所述樹脂單體具有低的 可冷成形性)結(jié)合以形成總體上具有薄板厚度的疊層板的情況下，可防止局部伸長的產(chǎn)生 和增長，并且伸長率和可冷成形性顯著增強。此外，可以假設(shè)能夠?qū)嵗鼳的具有大約14%的伸長率的未發(fā)泡的疊層板1進行 諸如壓制成形的冷成形，并且所述疊層板的形狀穩(wěn)定性極好。因此，由這些結(jié)果證實的是通 過鋁合金板加和2b與具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂的膜3a的層疊帶來了增強可成形性 的效果。即，證實了即使具有顯著下降的成形極限的薄鋁合金板層疊在具有發(fā)泡特性的芯 層樹脂(其中，所述芯層樹脂單體的可成形性不好)的兩側(cè)中的每一側(cè)的疊層板也能夠成 形，并且在成形之后具有極好的形狀穩(wěn)定性。此外，在對樹脂發(fā)泡之后的疊層板1進行成形的作為比較實例B的情況下，所證實 的是上述鋁合金板加和2b與具有發(fā)泡特性的聚丙烯系樹脂的膜3a的層疊效果減半，從而造成可成形性下降。因此，證實了在樹脂發(fā)泡之前使疊層板1成形的重要性。(實例2)對于本發(fā)明的疊層板1的可冷成形性，具體地，在實例1中還沒有證實的冷成形之 后的形狀穩(wěn)定性，通過撐壓內(nèi)形試驗(bulging test)評價沒有裂縫的臨界成形高度和成形 之后的形狀穩(wěn)定性。表1和表2中示出了這些結(jié)果。表1顯示了本發(fā)明的疊層板1的層疊 條件和可冷成形性。表2涉及鋁合金板和具有發(fā)泡特性的樹脂的膜中的每一個的單板(一 個板)，所述單板構(gòu)成疊層板并且顯示了所述條件和可冷成形性。表1的實例1-12的疊層板和表2的比較實例的單板的制造條件與實例1的疊層 板1的制造條件相同。然而，以下實例的疊層板1的制造條件如下所述與實例1的制造條 件僅在一些部分中不同。在表1的實例13和14中，使用通過僅將以下樹脂擠壓成薄片形式并具有1. Omm 的平均板厚度的材料。實例13 具有2. lg/10min的MFR的丙烯均聚物。實例14:具有2. 0g/10min 的 MFR 的丙烯嵌段共聚物[PRIME POLYPRO J-702LJ，由 Prime Polymer有限公司制造]。在表1的實例15-17中，使用通過混捏100重量份的以下樹脂(正如作為混合樹 脂計算，具有5. 3g/10min的MFR)與1重量份的偶氮二碳酰胺、0. 05重量份的PERHEXA 25B 和0. 5重量份的異氰脲酸三烯丙酯，并將所述樹脂擠壓成具有1. Omm平均板厚度的薄片形 式而獲得的材料。實例15-1740重量份的具有1. 6g/10min的MFR的丙烯均聚物20重量份的具有0. 54g/10min的MFR的丙烯嵌段共聚物[PRIME POLYPRO B-150M， 由Prime Polymer有限公司制造]40重量份的具有55. 0g/10min的MFR的丙烯嵌段共聚物[PRIME POLYPRO J-739EP，由 Prime Polymer 有限公司制造]。此外，表2的比較實例的具有發(fā)泡特性的樹脂如下。比較實例M的具有發(fā)泡特性的樹脂與實例1-14的具有發(fā)泡特性的樹脂一樣。比較實例25的具有發(fā)泡特性的樹脂與實例15的具有發(fā)泡特性的樹脂一樣。比較實例沈的具有發(fā)泡特性的樹脂與實例16的具有發(fā)泡特性的樹脂一樣。比較實例27的具有發(fā)泡特性的樹脂具有Mg/lOmin的MFR的丙烯嵌段共聚物 [PRIME POLYPRO J-739EP,由 Prime Polymer 有限公司制造]。在表1中，疊層板1的具有發(fā)泡特性的樹脂的膜3a的板厚度恒定為1.0mm。此外， 對于鋁合金板加和2b來說，使用JIS 8079系列(用于箔的含有0. 的Si和1.0%的狗， 且其余為Al的純Al基合金)、1200系列和3004系列的鋁合金板中的每一個，并且板厚度 變化不同。在這種關(guān)系中，在表1中，對所使用的鋁合金板的材料的說明的術(shù)語“系列”表 示被指定為“ 8079，，、“ 1200，，、“ 3004，，和“5052，，的標準合金中的每一個。沒有裂縫的臨界成形高度
首先，將疊層板1切割成具有180mm的長度和IlOmm的寬度的樣本。然后，通過使 用具有101. 6mm直徑的球狀脹形加工沖床并使用R-303P作為潤滑劑在200kN的壓具壓力 下和MOmm/min的沖壓速率下執(zhí)行沒有裂縫的臨界成形高度的試驗，從而確定樣本破裂時 的高度(mm)。對每一個樣本執(zhí)行三次該試驗，并且采用該試驗的平均值。這意味著沒有裂 縫的臨界成形高度越大，則脹形加工特性越好。例如，為了滿足上述應(yīng)用的汽車成形面板所 需的脹形加工特性，沒有裂縫的臨界成形高度可以為15mm或更大。形狀穩(wěn)定性對于形狀穩(wěn)定性，當脹形成形物在移除負荷之后允許站立時，通過肉眼觀察評價 彎曲量。彎曲量大的情況被評價為“X”，而彎曲量小的情況被評價為“O”。即使在JIS 1200系列鋁板的情況下，由上述引用的由Japan Light Metal Association出版的鋁手冊或類似手冊已知的是當O材料具有1.6mm的板厚度時，所述O材 料具有大約40%的伸長率。另一方面，當板厚度薄到0. 05mm(50 μ m)，類似于上述由0材料 制成的3000系列鋁合金板或類似鋁合金板，伸長率顯著地下降到大約5%。如表1中所示，在實例3-8和11-16中，即使當鋁合金板被制造得薄到1. Omm或更 小，沒有裂縫的臨界成形高度也為13mm或更大，并且冷成形之后的形狀穩(wěn)定性極好。另一 方面，在表2的比較實例18-27的鋁合金板單板或具有發(fā)泡特性的樹脂的膜的每一個中， 即使當沒有裂縫的臨界成形高度為13mm或更大(即使當可以執(zhí)行成形時)，在一切情況下 形狀穩(wěn)定性較差，并且相對于面板的成形或類似物所需的脹形加工特性來說冷成形是困難 的。從這些結(jié)果可以證實的是能夠?qū)ψ鳛閷嵗奈窗l(fā)泡的疊層板1進行諸如壓制成 形的冷成形并且所述疊層板的形狀穩(wěn)定性極好。因此，由這些結(jié)果證實了通過鋁合金板加 和2b與具有發(fā)泡特性的聚丙烯樹脂的膜3a的層疊增強了可成形性的效果。即，證實了即使 具有顯著的下降成形極限的薄鋁合金板層疊在具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂(其中， 所述樹脂的單體的可成形性不好)的兩側(cè)中的每一側(cè)的疊層板也能夠進行成形，并且可以 提供在成形之后具有極好的形狀穩(wěn)定性的疊層板。此外，與使用其回火處理條件落入范圍內(nèi)的鋁合金的上述實例相比較，在其中鋁 合金板的回火處理條件落入該范圍之外的比較實例1、2、9、10和17中，在1.0mm或更小的 薄區(qū)域中，首先當沒有裂縫的臨界成形高度被放寬到小于IOmm時能夠獲得成形之后的形 狀穩(wěn)定性。換句話說，在其中鋁合金板的回火處理條件落在落入該范圍之外的這些比較實 例中，當沒有裂縫的臨界成形高度高為IOmm或更大時，不能獲得成形之后的形狀穩(wěn)定性， 并且在疊層板的可成形性方面與實例中的可成形性具有顯著的差異。從這些結(jié)果證實了本發(fā)明的鋁合金板的回火處理條件的技術(shù)意義對提供沒有裂 縫的臨界成形高度和成形之后的形狀穩(wěn)定性以及指定所述技術(shù)意義在成形疊層板時的影 響。
權(quán)利要求
1.一種疊層板，包括具有發(fā)泡特性的芯層聚丙烯系樹脂和層疊在該芯層聚丙烯系樹脂 的兩側(cè)中的每一側(cè)的鋁合金板，所述疊層板通過在所述疊層板成形之后通過加熱使具有發(fā) 泡特性的所述芯層聚丙烯系樹脂發(fā)泡而形成為復合成形體，其中整個所述疊層板的板厚度為3. 4mm或更??；所述鋁合金板的板厚度為從0. 05mm到1. Omm,而具有發(fā)泡特性的所述芯層聚丙烯系樹 脂的板厚度為從0. 5mm到1. 4mm ；以及所述鋁合金板為從根據(jù)基于JIS H0001標準規(guī)定的回火標識的0材料、H22材料至HM 材料、H32材料至H34材料以及T4材料中選擇的回火處理材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層板，其中整個所述疊層板的板厚度為2. 4mm或更小；以及所述鋁合金板的板厚度為從0. 05mm到0. 5mm,并且具有發(fā)泡特性的所述芯層聚丙烯系 樹脂的板厚度為從0. 5mm到1. 4mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層板，其中，所述疊層板的鋁合金板選自1000系列、3000 系列、5000系列以及6000系列鋁合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層板，其中所述疊層板的具有發(fā)泡特性的所述芯層聚丙烯系樹脂是具有從0. lg/10min到 50g/10min的熔體流動速率(MFR ；根據(jù)ASTM D1238，在230°C，在2. 16kg的負荷下)的聚丙 烯系樹脂；以及所述聚丙烯系樹脂是無規(guī)共聚聚丙烯系樹脂、均聚聚丙烯系樹脂和嵌段聚丙烯系樹脂 中的至少一種成分。
5.一種復合成形體，所述復合成形體通過對根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層板進行冷成 形，然后通過加熱使具有發(fā)泡特性的所述芯層聚丙烯系樹脂發(fā)泡而獲得。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種疊層板，即使在其中具有顯著下降的成形極限的薄鋁合金板層疊在單體的可成形性較差的泡沫芯層樹脂的兩側(cè)中的每一側(cè)的疊層板的情況下中，也可以使所述疊層板成形，并且在成形之后具有極好的形狀穩(wěn)定性。疊層板(1)具有鋁合金板(2a，2b)，所述鋁合金板層疊在泡沫芯層聚丙烯系樹脂(3a)的兩側(cè)中的每一側(cè)，并且所述疊層板通過在成形之后加熱泡沫芯層聚丙烯樹脂(3a)以形成泡沫而被形成為復合成形體。疊層板(1)較薄，組成疊層板的一部分的鋁合金板(2a，2b)和泡沫芯層聚丙烯樹脂(3a)也形成得較薄。鋁合金板(2a，2b)包括選自O(shè)材料、H22材料-H24材料、H32材料-H34材料以及T4材料的熱精煉材料。
文檔編號B32B5/18GK102149541SQ20098013528
公開日2011年8月10日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者三浦剛, 中西裕信, 杉本明男, 菊池直樹, 鈴木誠志 申請人:株式會社神戶制鋼所