(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡倍率が１．５倍以上１０倍以下で板厚が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の発泡合成樹脂層の両面に、アルミニウム板材が積層されてなり、
前記アルミニウム板材のうちの一方面に配置される第１アルミニウム板材は、板厚が０．１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下、引張強さが１００ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下、耐力が８０ＭＰａ以上１８０ＭＰａ以下、伸びが３％以上２７％以下とされ、
前記アルミニウム板材のうちの他方面に配置される第２アルミニウム板材は、引張強さが１５０ＭＰａ以上６１０ＭＰａ以下であって前記第１アルミニウム板材よりも１０ＭＰａ以上大きく、耐力が１２０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下であって前記第１アルミニウム板材よりも１０ＭＰａ以上大きく、伸びが２．５％以上１８％以下であって前記第１アルミニウム板材よりも小さく、板厚が０．３ｍｍ以上０．９ｍｍ以下であって前記第１アルミニウム板材の板厚に対して１．１倍以上であることを特徴とするアルミニウム樹脂複合積層板。
【請求項２】
前記第１アルミニウム板材の板厚が０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であり、前記第２アルミニウム板材の板厚が０．２５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、前記第２アルミニウム板材の板厚が前記第１アルミニウム板材の板厚よりも１．５倍以上大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム樹脂複合積層板。
【請求項３】
前記発泡合成樹脂層は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカカーボネートのいずれかからなることを特徴とする請求項１又は２に記載のアルミニウム樹脂複合積層板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム板材と合成樹脂層とを積層してなるアルミニウム樹脂複合積層板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な用途に用いられている板状部材においては素材の軽量化が大きな課題であり、自動車分野に留まらず鉄道車両、航空機、船舶及びその他輸送機材、家電製品、ＩＴ関連部材、及び住宅からビル等の外内壁材までもが軽量化を求められている。一例として、自動車では車両部品に用いられる鋼板の一部をアルミニウム板や樹脂板、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）板に置換することが検討されている。更に、用途によっては軽量性だけでなく、制振性や遮音性、断熱性など付加的性能が求められることが多く、そのような要求に応えるための板材料の一つとして、二枚のアルミニウム板の間に合成樹脂層を挟んで積層したアルミニウム樹脂複合積層板を用いることが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、二枚のアルミニウム合金板の間に発泡性樹脂層が設けられた積層板が開示されている。また、特許文献２には、特許文献１で挙げられた積層板をヒートインシュレータなど、三次元形状で、かつ熱線遮蔽性に優れた軽量な熱線遮蔽カバーに適用した例が開示されている。さらに、特許文献２には、積層板に対する成形加工の方法としては、張出成形、絞り成形、曲げ成形などのプレス成形や曲げ加工が可能であり、成型加工の後に加熱して樹脂層を発泡させることが記載されている。
【０００４】
特許文献３には、熱可塑性樹脂層とアルミニウム材とが積層され、そのアルミニウム材の表層において、表面側に小径が形成された多孔性アルミニウム酸化皮膜層が設けられ、素地側にバリア型アルミニウム酸化皮膜層が設けられ、アルミニウム材と熱可塑性発泡樹脂層との接合部に、熱可塑性発泡樹脂層と同一成分の非発泡樹脂層が、多孔性アルミニウム酸化皮膜層上に、かつその表面から小孔内部に向かって形成されたアルミニウム材／熱可塑性発泡樹脂層の複合材が開示されている。そして、特許文献３には、このような構成とすることにより、密着性と成形性に優れる複合材となると記載されている。
【０００５】
また、特許文献４には、プレス成形時に外側となるアルミニウム板に内側となるアルミニウム板よりも高い強度の材料を用い、しかも外側のアルミニウム板厚を内側のアルミニウム板厚と同等若しくは厚くしたアルミニウム及びアルミニウム合金製プレス成型用複合板が開示されている。特許文献４には、外側及び内側のアルミニウム板の強度を相対的に見た場合、外側に高強度材を用い、内側に低強度材と用いるとともに、外側の板厚を内側の板厚と同等若しくは厚くすることで、プレス成形時に割れの発生を防止でき、プレス成形性に優れたアルミニウム製複合板となると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０２９９５５号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／０２９９４６号公報
【特許文献３】特開２０１２−２５１４５号公報
【特許文献４】特開平４‐４３０２７号公報
【特許文献５】特開２０１３‐１１６４７５号公報
【特許文献６】特開２０１４‐１８８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、例えば特許文献５又は６に開示されているように、従来から金属単体で形成された金属板を成形する際に、しわや割れ等の発生を防止し、さらには成形後のスプリングバックを低減させるための成形方法が提案されている。ところが、特許文献５又は６と同様の方法により特許文献１〜４に記載されるような複合積層板を成形した場合では、二次元形状あるいは若干の深さの三次元形状の製品にプレス成形する場合は有用であるが、より深く複雑な形状に成形すると、アルミニウム板材の表面に微細な凹凸を含む肌荒れやしわ、割れ等の発生を防止することができず、外観不良を引きおこすことが問題となっている。また、特許文献４に記載されている複合積層板としても、難易度の高い三次元形状を成形する際には、割れ等の発生を防止することが難しく、安定した成形を行うことができない。特に車両の外板に用いられる複合板の場合は、肌荒れ等のない良好な表面であることが求められ、さらなる改善が望まれる。また特許文献１または２のように成形後に芯材樹脂を発泡させることによって成形性を確保しようとする試みもあるが、成形後の樹脂発泡において積層板寸法の変化や歪みが生じやすく、他部品との組立て時の障害になるおそれが大きい。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、三次元成形品をプレス成形によって製造する際の成形性をさらに向上させて、成形後に良好な外観特性が得られるアルミニウム樹脂複合積層板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のアルミニウム樹脂複合積層板は、発泡倍率が１．５倍以上１０倍以下で板厚が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の発泡合成樹脂層の両面にアルミニウム板材が積層されてなり、前記アルミニウム板材のうちの一方面に配置される第１アルミニウム板材は、板厚が０．１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下、引張強さが１００ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下、耐力が８０ＭＰａ以上１８０ＭＰａ以下、伸びが３％以上２７％以下とされ、前記アルミニウム板材のうちの他方面に配置される第２アルミニウム板材は、引張強さが１５０ＭＰａ以上６１０ＭＰａ以下であって前記第１アルミニウム板材よりも１０ＭＰａ以上大きく、耐力が１２０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下であって前記第１アルミニウム板材よりも１０ＭＰａ以上大きく、伸びが２．５％以上１８％以下であって前記第１アルミニウム板材よりも小さく、板厚が０．３ｍｍ以上０．９ｍｍ以下であって前記第１アルミニウム板材の板厚に対して１．１倍以上である。
【００１０】
このアルミニウム樹脂複合積層板は、芯材である発泡合成樹脂層を挟んで両側に配置されるアルミニウム板材（第１アルミニウム板材、第２アルミニウム板材）の剛性が異なり、成形加工においては変形能が異なる。したがって、板面の一方側に凸面を有し、反対側に凹面を有する三次元形状への成形加工、例えば絞り成形や張出プレス成形などにおいては、成形方向と板面の向きを適切に選ぶことにより、成形性を格段に高めることができる。
この場合、発泡合成樹脂層の発泡倍率が１．５倍未満では制振性、遮音性、断熱性の面で不十分であり、逆に１０倍を超えると均一安定な発泡状態が得られなくなり、アルミニウム樹脂複合積層板の加工において局部変形による割れ、しわなどの不具合を引き起こす。また発泡合成樹脂層の板厚が１ｍｍ以下では制振性等の性能が不十分であるとともに、アルミニウム樹脂複合積層板の成形加工が非常に困難となる。板厚が１０ｍｍを超えるとやはり成形加工が困難となり肌荒れなどの外観異常を引き起こしやすい。
【００１１】
また、このアルミニウム樹脂複合積層板を三次元成形する際には、強度、剛性の大きい第２アルミニウム板材を凸面となる側（通常、外面側）に、変形容易な第１アルミニウム板材を凸面の反対側である凹面となる側（内面側）となるように配置して成形することで、良好な成形性を確保しつつ、外面が平滑で意匠性に優れる三次元成形品を得ることができる。
【００１２】
また、第１アルミニウム板材の引張強さが１００ＭＰａ未満または耐力が８０ＭＰａ未満では加工割れが発生しやすくなり、また引張強さが２００ＭＰａを超えたり、耐力が１８０ＭＰａを超えると加工性が劣り、アルミニウム樹脂複合積層板の限界絞り深さの低下や、発泡合成樹脂層との剥離などの不良が問題となる。また、第１アルミニウム板材の伸びが３％未満であると加工性が不足し割れが発生しやすく、伸びが２７％を超えると局部しわが発生しやすくなる。
これに対して、第２アルミニウム板材の引張強さが１５０ＭＰａ未満あるいは耐力が１２０ＭＰａ未満では、加工割れの問題や、耐凹みなどの外面特性が劣る。また、第２アルミニウム板材の引張強さが６１０ＭＰａを超える、あるいは耐力が５００ＭＰａを超えるとアルミニウム樹脂複合積層板が難加工となり、加工不良が増加したりプレス成形工程が多段となり煩雑となるおそれがある。さらに、第２アルミニウム板材の伸びが２．５％未満であると加工性が不足し割れが発生しやすく、伸びが１８％を超えると局部しわが発生しやすくなる。また、第２アルミニウム板材と第１アルミニウム板材の引張強さの差、または耐力の差が１０ＭＰａ未満であると、三次元加工成形において成形性が低下する。なお、耐力は、０．２％耐力を表す。
【００１３】
本発明のアルミニウム樹脂複合積層板において、前記第１アルミニウム板材の板厚が０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であり、前記第２アルミニウム板材の板厚が０．２５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、前記第２アルミニウム板材の板厚が前記第１アルミニウム板材よりも１．５倍以上大きく形成されているとよい。
【００１４】
第１アルミニウム板材の板厚が０．１ｍｍ未満では十分な剛性が得られず成形不良を起こし易い。逆に第１アルミニウム板材の板厚が０．３ｍｍを超えると所望の成形深さが得られない。また、第２アルミニウム板材の板厚が０．２５ｍｍ未満では加工割れを起こし易く、耐凹みなど外面要求特性も不足する。また、第２アルミニウム板材の板厚が０．５ｍｍを超えると加工困難となり成形性が低下する。さらに、第２アルミニウム板材の板厚が第１アルミニウム板材の板厚の１．５倍未満の大きさでは、三次元加工成形において成形性が低下する。
このようなアルミニウム板材を組み合わせたアルミニウム樹脂複合積層板とすることにより、肌荒れや割れ等の成形不良を確実に防止して、車体や車両部品等、幅広い範囲において用いられる良好な三次元成形品を得ることができる。
【００１５】
本発明のアルミニウム樹脂複合積層板において、前記発泡合成樹脂層は、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリカカーボネート（ＰＣ）のいずれかから選択して用いるのが良い。
【００１６】
これらの熱可塑性樹脂をアルミニウム板材との芯材である発泡合成樹脂層に用いることで、三次元成形において加工追従性に優れ、アルミニウム板材との剥離や芯材割れを起こしにくいアルミニウム樹脂複合積層板が得られる。また、このように構成されるアルミニウム樹脂複合積層板を温間成形する場合においては、上記の樹脂のうち、耐熱温度が７０℃以上２００℃以下のものを選択することがさらに好ましく、これによりさらに温間三次元成形性に優れたアルミニウム樹脂複合積層板とすることができる。
なお、この場合の耐熱温度とは、例えば、外力を受けない状態で樹脂製品が変形・変質しないでその機能が保てる温度である。
【００１７】
また、このアルミニウム樹脂複合積層板を常温で成形しても良好な成形品を得ることができるが、金型及びアルミニウム樹脂複合積層板を加温して成形すると、より円滑に成形することができる。この場合において、材料、金型を発泡合成樹脂層の荷重たわみ温度以上、さらには耐熱温度以上融点に近い温度まで加温して温間成形することで、プレス成形時に材料を円滑に流動させることができ、しわ等を生じさせることなく、複雑な三次元形状の製品が得られる。この際、加温されることによって発泡合成樹脂層が溶融して両側のアルミニウム板材の間から流出しないようにするために、発泡合成樹脂層を構成する樹脂の融点よりも低い温度に加温すること、すなわち発泡合成樹脂層の樹脂溶出温度よりも低い温度で加熱することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複雑な三次元形状の製品を肌荒れや割れ等を生じることなく成形することができ、外面が平滑で意匠性の優れた三次元成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態のアルミニウム樹脂複合積層板の断面図である。
【図２】図１のアルミニウム樹脂複合積層板をプレス成形金型に設置して、ブランクホルダーとダイとの間にアルミニウム樹脂複合積層板の外周部を挟持してしわ押さえ力を付与した状態を示す断面図である。
【図３】プレス成形金型の半断面図であり、図２に示す状態からアルミニウム樹脂複合積層板を移動させて、アルミニウム樹脂複合積層板とパンチとを当接させた当接開始点を説明するものである。
【図４】プレス成形金型の半断面図であり、図３に示す状態からアルミニウム樹脂複合積層板をさらに移動させて、アルミニウム樹脂複合積層板の内側に変形を生じさせた状態を説明するものである。
【図５】プレス成形金型の半断面図であり、図４に示す状態からアルミニウム樹脂複合積層板をさらに移動させて、アルミニウム樹脂複合積層板の外側に変形を生じさせた状態を説明するものである。
【図６】プレス成形金型の半断面図であり、図５に示す状態から最終深さに到達するまでアルミニウム樹脂複合積層板を移動させた状態を表すものである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るアルミニウム樹脂複合積層板及びこれを用いた三次元成形品の製造方法の実施形態を説明する。
本発明の三次元成形品としては、有底円筒、有底角筒等の筒状成形品、一方を開口した箱状成形品、ドーム状成形品などであり、その一方（通常、外面側）が凸面となり、他方（内面側）が凹面となっている。なお、その凸面の一部に若干の範囲で凹面を有する形状も含まれる。
アルミニウム樹脂複合積層板１０は、図１に模式的に図示したように、発泡合成樹脂層１３の両面にそれぞれアルミニウム板材１１，１２が積層された構成である。以下では、その一方面（三次元成形における凹面となる側）のアルミニウム板材を第１アルミニウム板材１１、他方面（三次元成形における凸面となる側）のアルミニウム板材を第２アルミニウム板材１２とする。
【００２１】
＜第１アルミニウム板材＞
第１アルミニウム板材１１は、引張強さが１００ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下、耐力が８０ＭＰａ以上１８０ＭＰａ以下、伸びが３％以上２７％以下とされ、板厚が０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下に形成されている。例えば、第１アルミニウム板材１１は、銅（Ｃｕ）を０．０１質量％以上０．０３質量％以下含有し、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる。ただし、上記の機械的性質を満たすものであれば、目的とされる三次元成形加工品の形状、それに伴う細部の加工度や外観特性、耐食性、その他の要求特性により、合金成分はこれに限定されるものではなく、また材料調質も適宜選定されうる。
【００２２】
第１アルミニウム板材１１は、引張強さが１００ＭＰａ未満または耐力が８０ＭＰａ未満では加工割れが発生しやすくなり、また引張強さが２００ＭＰａを超えたり、耐力が１８０ＭＰａを超えると加工性が劣り、アルミニウム樹脂複合積層板の限界絞り深さの低下や、発泡合成樹脂層１３との剥離などの不良が問題となる。また、第１アルミニウム板材１１の伸びが３％未満であると加工性が不足し割れが発生しやすく、伸びが２７％を超えると局部しわが発生しやすくなる。
【００２３】
なお、この第１アルミニウム板材１１では、必要な強度を保ちつつ変形能を高める目的で銅を少量添加する。マグネシウム（Ｍｇ）の添加では、強度向上には寄与するが成形性は劣る。銅の添加は、強度を向上させるとともに成形性も向上させる効果がある。ただし、過度の銅の添加は、腐食が生じやすくなるため注意が必要である。このため、銅の含有量を０．０１質量％以上０．０３質量％以下とした。銅の含有量が０．０１質量％未満では強度、剛性が不足し、０．０３質量％を超えると割れ等の成形不良が生じ易くなる。日本工業規格（ＪＩＳ規格）で一部の１０００系アルミニウムが該当する。
【００２４】
そして、第１アルミニウム板材１１の引張強さが１００ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下、耐力が８０ＭＰａ以上１８０ＭＰａ以下、伸びが３％以上２７％以下であると、アルミニウム樹脂複合積層板１０において、第２アルミニウム板材１２の強度、剛性とのバランスがとれ、三次元成形品を歩留まりよく成形することができる。引張強さ、耐力、伸びの値は、所定の最終製品厚さまで冷間圧延した板に対して、調質焼鈍（または安定化焼鈍）と呼ばれる最終焼鈍を施すことにより調整することができる。
【００２５】
この第１アルミニウム板材１１の板厚は、第２アルミニウム板材１２の板厚よりも小さく、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とされる。第１アルミニウム板材１１の板厚が０．１ｍｍ未満では十分な剛性が得られず成形不良を起こし易い。逆に第１アルミニウム板材１１の板厚が０．３ｍｍを超えると所望の成形深さが得られないおそれが生じる。
【００２６】
＜第２アルミニウム板材＞
第２アルミニウム板材１２は、引張強さが１５０ＭＰａ以上６１０ＭＰａ以下、耐力が１２０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下、伸びが２．５％以上１８％以下とされ、引張強さが第１アルミニウム板材１１よりも１０ＭＰａ以上大きく、耐力が第１アルミニウム板材１１よりも１０ＭＰａ以上大きく、伸びが第１アルミニウム板材１１よりも小さいものであって、板厚が０．２５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、第１アルミニウム板材１１の板厚よりも１．５倍以上大きく形成されている。例えば、第２アルミニウム板材１２は、マグネシウムを１．５質量％以上１．８質量％以下、銅を０．０１質量％以下含有し、残部がアルミニウム及び不可避不純物からなる。ただし、上記の機械的性質及び第１アルミニウム板材１１との関係を満たすものであれば、目的とされる三次元成形加工品の形状、それに伴う細部の加工度や外観特性、耐食性、その他の要求特性により、合金成分はこれに限定されるものではなく、また材料調質も適宜選定されうる。
【００２７】
第２アルミニウム板材１２は、引張強さが１５０ＭＰａ未満、あるいは耐力が１２０ＭＰａ未満では、加工割れの問題や、耐凹みなどの外面特性が劣る。また、第２アルミニウム板材１２の引張強さが６１０ＭＰａを超える、あるいは耐力が５００ＭＰａを超えるとアルミニウム樹脂複合積層板１０が難加工となり、加工不良が増加したりプレス成形工程が多段となり煩雑となるおそれがある。また、第２アルミニウム板材１２の伸びが２．５％未満であると加工性が不足し割れが発生しやすく、伸びが１８％を超えると局部しわが発生しやすくなる。また、第２アルミニウム板材１２と第１アルミニウム板材１１の引張強さの差、または耐力の差が１０ＭＰａ未満であると、三次元加工成形において成形性が低下する。
【００２８】
なお、マグネシウムは、アルミニウム中に固溶することで高い固溶硬化の効果を有し、材料の強度を大きくして、アルミニウム板材の剛性を高める効果がある。マグネシウム含有量が１．５質量％未満では、強度、剛性を高める効果が不足し、１．８質量％を超えると、三次元成形が困難になる。銅も、アルミニウム中に固溶することで、材料の強度を高める効果があるが、含有量が０．０１質量％を超えると、強度のばらつきが大きくなって成形性を損なう。
【００２９】
第２アルミニウム板材１２の引張強さが１５０ＭＰａ以上６１０ＭＰａ以下、耐力が１２０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下、伸びが２．５％以上１８％以下であると、所望の強度、剛性を維持しながら、肌荒れや割れ等の成形不良の発生を有効に防止することができ、また、スプリングバックも小さく、成形した三次元形状を保持することができる。第２アルミニウム板材１２についても第１アルミニウム板材１１同様、引張強さ、耐力、伸びの値は、所定の最終製品厚さまで冷間圧延した板に対して、調質焼鈍（または安定化焼鈍）と呼ばれる最終焼鈍を施すことにより調整することができる。
【００３０】
第２アルミニウム板材１２の板厚は、強度、剛性を持たせるために、上述したように０．２５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とされる。第２アルミニウム板材１２の板厚が０．２５ｍｍ未満では加工割れを起こし易く、耐凹みなど外面要求特性も不足する。０．５ｍｍを超えると加工困難となり成形性が低下する。この場合、第２アルミニウム板材１２の板厚は第１アルミニウム板材１１の板厚よりも１．５倍以上大きくすることが重要である。第２アルミニウム板材１２の板厚が第１アルミニウム板材１１の１．５倍未満の大きさでは、成形加工の際に発泡合成樹脂層１３の凹凸を第１アルミニウム板材１１が吸収する効果が不足して、外面側の第２アルミニウム板材１２に変形（肌荒れ）やしわが生じる原因となる。三次元成形品を第２アルミニウム板材１２が外面側となるように配置して成形する場合に、外面の肌荒れや割れ等の発生を防止して、良好な表面状態に成形することができる。
【００３１】
＜発泡合成樹脂層＞
発泡合成樹脂層１３は、発泡倍率１．５以上１０倍以下で板厚が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とされる。発泡合成樹脂層１３の発泡倍率が１．５倍未満では制振性、遮音性、断熱性の面で不十分であり、逆に１０倍を超えると均一安定な発泡状態が得られなくなり、アルミニウム樹脂複合積層板１０の加工において局部変形による割れ、しわなどの不具合を引き起こす。また発泡合成樹脂層１３の板厚が１ｍｍ以下では制振性等の性能が不十分であるとともに、アルミニウム樹脂複合積層板１０の成形加工が非常に困難となる。発泡合成樹脂層１３の板厚が１０ｍｍを超えるとやはり成形加工が困難となり肌荒れなどの外観異常を引き起こしやすい。
具体的には、発泡合成樹脂層１３を形成する合成樹脂の種類は、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリカカーボネート（ＰＣ）のいずれかから選択して用いるのが良い。さらに、発泡合成樹脂層１３の耐熱温度は７０℃以上であることが望ましく、さらに高難度の三次元成形を行う際には、金型及び材料（アルミニウム樹脂複合積層板１０）を１４０℃程度までに加温して成形する温間成形を行う場合があるので、発泡合成樹脂層１３の耐熱温度は１１０℃以上であるのが好ましい。
【００３２】
＜アルミニウム樹脂複合積層板の特性及び製造方法＞
このように構成される両アルミニウム板材１１，１２及び発泡合成樹脂層１３を積層してなるアルミニウム樹脂複合積層板１０全体としては、引張強さが１５ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下、耐力が１０ＭＰａ以上１３０ＭＰａ以下、伸びが２．５％以上２７％以下であるとよく、三次元形状の製品を安定した形状で成形することができる。さらに望ましくは、アルミニウム樹脂複合積層板１０の伸びが１７．５％以上であると成形性の面で好ましい。
【００３３】
このアルミニウム樹脂複合積層板１０は、発泡合成樹脂層１３、両アルミニウム板材１１，１２をそれぞれ用意し、これらを接着層を介して積層することにより、製造される。接着層は、芯材の発泡合成樹脂層１３の材質と同系の樹脂を主成分とするものを選定することが、必要な接着性を確保するうえで好ましい。例えば、芯材となる発泡合成樹脂層１３をポリプロピレンで構成する場合は、ポリプロピレンが主成分の接着剤等により接着層を構成することが好適である。この場合、両側のアルミニウム板材１１，１２と芯材である発泡合成樹脂層１３との密着性が増し、三次元成形加工時やその後の使用時においてアルミニウム板材１１，１２と発泡合成樹脂層１３との界面における剥離を抑制することができる。
そして、このような接着剤を発泡合成樹脂層１３の両面又は両アルミニウム板材１１，１２の片面に塗布し、両アルミニウム板材１１，１２の間に発泡合成樹脂層１３を挟み、これらをホットプレスやホットロールにより加圧・加熱することにより、発泡合成樹脂層１３の両面に接着層を介してアルミニウム板材１１，１２を一体に積層する。
【００３４】
＜三次元成形品の製造＞
このようにして得られたアルミニウム樹脂複合積層板１０を用いて三次元成形品を製造する場合、例えば図２〜図６に示すように、プレス用金型１００を用いる。プレス用金型１００は、成形後の三次元成形品の底面と略同形状の成形孔２１を有するダイ２０と、成形孔２１と略同形状の貫通孔３１を有するブランクホルダー３０と、三次元成形品の底部を絞ることが可能な柱状形状のパンチ４０とを備えるものである。
【００３５】
まず、このプレス用金型１００のブランクホルダー３０上に、アルミニウム樹脂複合積層板１０の第２アルミニウム板材１２が成形品の外面となるように配置する。このとき、成形品の深さが小さい場合には常温で成形するが、複雑な形状の成形品である場合、金型の表面及びアルミニウム樹脂複合積層板１０を予め加温して、温間成形を行う。温間成形の温度としては、高いほど成形には有利であるが、発泡合成樹脂層１３を形成する合成樹脂の融点未満、例えば発泡合成樹脂層１３を融点１５０℃、耐熱温度１２０℃のポリプロピレンで形成した場合には、ポリプロピレンの融点未満で耐熱温度以上とされ、すなわち、発泡合成樹脂層１３の樹脂が溶出してしまう温度よりも低い温度とされる。なお、温間成形の温度は、成形品の形状、温度バラツキ等に応じて適宜設定される。
【００３６】
そして、図２から図６に順に示すように、ブランクホルダー３０上にアルミニウム樹脂複合積層板１０を配置した後、ダイ２０を下降移動させ、アルミニウム樹脂複合積層板１０に絞り成形を施すことにより三次元形状の成形品を製造する。
まず、図２に示すように、アルミニウム樹脂複合積層板１０の外周部を、ブランクホルダー３０とダイ２０との間に挟持してしわ押さえ力Ｆを付与する。しわ押さえ力Ｆは、アルミニウム樹脂複合積層板１０の発泡合成樹脂層１３に変形を生じさせない範囲の低圧に保持する。この際、ブランクホルダー３０とダイ２０とは予め加温されているので、ブランクホルダー３０とダイ２０との間にアルミニウム樹脂複合積層板１０の外周部が挟まれることにより加熱される。これにより、アルミニウム樹脂複合積層板１０の内部に存在する歪みが取り除かれ、外周部が平坦化される。
【００３７】
次に、ブランクホルダー３０とダイ２０との間にアルミニウム樹脂複合積層板１０の外周部を挟持してしわ押さえ力Ｆを保持した状態でアルミニウム樹脂複合積層板１０を下降移動させることにより、図３〜図６に順に示すように、ダイ２０とパンチ４０との間でアルミニウム樹脂複合積層板１０に絞り成形を施し、図６に示す三次元成形品１０Ａを成形する。
このとき、アルミニウム樹脂複合積層板１０は、大きい加工となる曲げ部分で、芯材である発泡合成樹脂層１３が凹凸状に変形し易い。このアルミニウム樹脂複合積層板１０においては、外面側に配置される第２アルミニウム板材１２が内面側に配置される第１アルミニウム板材１１より厚く形成され、強度、剛性も第１アルミニウム板材１１より高く、これに対して、内面側に配置される第１アルミニウム板材１１は板厚が小さく、変形が容易であるので、発泡合成樹脂層１３に生じる凹凸が成形品の内面側の第１アルミニウム板材１１の変形により吸収される。
【００３８】
詳述すると、図３に示すようにアルミニウム樹脂複合積層板１０をパンチ４０に当接させてから、図４に示すようにアルミニウム樹脂複合積層板１０をさらに下降移動させたアルミニウム樹脂複合積層板１０の変形開始直後では、強度、剛性の低い第１アルミニウム板材１１と発泡合成樹脂層１３のみが変形する。そして図５に示すように、アルミニウム樹脂複合積層板１０をさらに下降移動させると、強度、剛性の高い第２アルミニウム板材１２が変形し、凸面が形成される。このように、アルミニウム樹脂複合積層板１０においては、変形量の大きい曲げ部分において、強度、剛性が低い第１アルミニウム板材１１を変形させた後で、第１アルミニウム板材１１よりも強度、剛性が高い第２アルミニウム板材１２を変形させることができることから、外面側の第２アルミニウム板材１２に肌荒れや割れが発生することが防止される。また、温間成形することにより、さらに成形性が向上し、表面を平滑にすることができる。
【実施例】
【００３９】
表１に示すように、第１アルミニウム板材（Ａ）及び第２アルミニウム板材（Ｂ）と発泡合成樹脂層とを表１に示す組み合わせで、アルミニウム樹脂複合積層板の試料を製造した。第１アルミニウム板材（Ａ）と第２アルミニウム板材（Ｂ）の機械的特性は、ＪＩＳ−Ｚ２２４１の５号試験片を作製して引張試験を行い、引張強さ、０．２％耐力および伸びを測定した。なお、発泡合成樹脂層の材料には、表１に示す種々の種類ものを選び、発泡倍率、板厚も変動させた。また、接着剤（接着層）としては、発泡合成樹脂層を形成する合成樹脂の種類と同系の主成分の接着剤を用いた。
【００４０】
【表１】
0006752412.tif 000002
【００４１】
得られたアルミニウム樹脂複合積層板の試料について、成形性を角筒絞り試験により評価した。この角筒絞り試験における成形温度は、各々の発泡合成樹脂層の耐熱温度よりも１０℃以上２０℃以下の範囲の高い温度とし、さらに融点以下の温度に制御した。その他の成形速度、潤滑などの条件は一定にして実施した。また、本試験では、一辺が４０ｍｍの正方形である角筒絞り（ダイコーナーＲ＝３ｍｍ）について、絞り比が２．３の容器を、成形速度２ｍｍ／秒、しわ押さえ力５ｋＮの条件により、絞り深さ３０ｍｍにて角筒絞り試験を実施した。
【００４２】
このときの成形品の寸法精度（絞り深さ寸法精度）を評価するため、目標絞り深さと成形品の絞り深さとの差分（目標絞り深さ−成形品絞り深さ）を測定し、差分が２ｍｍ未満であった場合を「◎」、２ｍｍ以上５ｍｍ未満であった場合を「○」、５ｍｍ以上１０ｍｍ未満であった場合を「△」、１０ｍｍ以上であった場合を「×」と判定した。さらに成形品外観を観察し、外面の「肌荒れ」、「樹脂剥れ」、「発泡樹脂均一度、」「樹脂の溶出」について成形品を評価した。それぞれ５個の成形品において、５個とも良好だった場合を「◎」、５個中４個又は３個良好であった場合を「〇」、５個中２個良好であった場合を「△」、５個中良好であったのが１個又は０個の場合を「×」とした。合否の判定は、実製品形状・サイズでの成形性との相関から、「◎」「○」「△」を合格、「×」を不合格と判定した。
結果を表２に示す。なお、比較例３５のアルミニウム樹脂複合積層板については、成形ができず、各評価を行えなかったことから、結果を全て「×」とした。
【００４３】
【表２】
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【００４４】
この表２の結果からわかるように、実施例１〜３２のアルミニウム樹脂複合積層板においては、角筒深絞り成形において、概ね良好な成形性を示す。これに対して比較例３３〜４５では、十分な成形性が得られず、実成形への適用が困難であり、三次元成形用の積層板として好ましくない。
【００４５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  アルミニウム樹脂複合積層板
１３  発泡合成樹脂層
１１  第１アルミニウム板材（凹面となる側のアルミニウム板材）
１２  第２アルミニウム板材（凸面となる側のアルミニウム板材）
１００  プレス用金型
２１  成形孔
２０  ダイ
３０  ブランクホルダー
４０  パンチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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