JP7360068B2 - Composite parts - Google Patents
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Description
本発明は、複合部材に関する。 The present invention relates to a composite member.
近年、有機ELディスプレイの市場シェアが増大している。有機ELディスプレイは、有機EL素子に含まれる発光材料がエネルギーを受けて励起状態となった後、基底状態に戻る際に発光することを利用したディスプレイである。有機EL素子の温度が変化すると、発光材料のバンドギャップが変化するために、発光色に変化が生じてしまう。このような発光色の変化を防止するために、有機EL素子の集合体である有機ELディスプレイパネルの面内における均熱性が重要となる。このような均熱性を実現するために、有機ELディスプレイでは、アルミニウムが有機ELディスプレイパネルに貼り付けられていることが多い(例えば、以下の特許文献1を参照。)。しかしながら、アルミニウムのみでは剛性が不足するために、近年では、アルミニウム/樹脂/アルミニウムという素材構成を有する積層部材が、有機ELディスプレイパネルに貼り付けられるようになってきている。
In recent years, the market share of organic EL displays has been increasing. An organic EL display is a display that utilizes the fact that a light-emitting material contained in an organic EL element receives energy and enters an excited state, and then emits light when returning to a ground state. When the temperature of an organic EL element changes, the band gap of the light emitting material changes, resulting in a change in the color of the emitted light. In order to prevent such a change in emitted light color, uniformity of heat within the plane of an organic EL display panel, which is an assembly of organic EL elements, is important. In order to achieve such thermal uniformity, in organic EL displays, aluminum is often attached to the organic EL display panel (for example, see
このような積層部材は、その一方の面に有機ELディスプレイパネルが貼り付けられるために、面の平坦度が良好なことが求められる。また、ライフサイクルアセスメントの観点から、輸送時に発生する二酸化炭素削減を目的に、軽量化も求められる。この指標としては、比剛性(単位質量当たりの剛性)が求められる。更に、昨今、有機ELディスプレイの市場競争が激化する中で、有機ELディスプレイを構成する部材にも、コストダウンが求められる傾向にある。 Such a laminated member is required to have good surface flatness because an organic EL display panel is attached to one surface thereof. Furthermore, from the perspective of life cycle assessment, weight reduction is also required in order to reduce carbon dioxide generated during transportation. As this index, specific stiffness (rigidity per unit mass) is determined. Furthermore, in recent years, as market competition for organic EL displays has become more intense, there has been a trend toward lower costs for the components that make up organic EL displays.
ここで、アルミニウムは高価な金属であるために、部材のコストダウンを図るためには、剛性を担保しつつ、用いるアルミニウムの量を減らすことを考えればよい。そのためには、アルミニウムの一部に替えて、剛性を有しつつもアルミニウムよりも安価な金属である鉄を用い、アルミニウム/樹脂/鉄という素材で構成される積層部材を実現することが考えらえる。このような素材で構成される積層部材として、例えば以下の特許文献2では、金属材/樹脂/金属材という構成を有する積層部材が開示されており、金属材の一例として、アルミニウム、鋼、めっき鋼板等が例示されている。また、例えば以下の特許文献3には、アルミニウム箔/樹脂/鋼板という構成を有する反射板用の積層鋼板が開示されている。
Here, since aluminum is an expensive metal, in order to reduce the cost of the member, it is sufficient to consider reducing the amount of aluminum used while ensuring rigidity. To this end, it is possible to replace some of the aluminum with iron, which is a metal that has rigidity but is cheaper than aluminum, and to create a laminated member made of aluminum/resin/iron. I can do it. As a laminated member made of such materials, for example, Patent Document 2 below discloses a laminated member having a metal material/resin/metal material configuration, and examples of metal materials include aluminum, steel, plating, etc. Examples include steel plates. Further, for example,
ここで、上記特許文献2では、金属材として、様々なものが例示されており、その組み合わせとして、アルミニウム/樹脂/鉄という構成も考えうる。しかしながら、同文献において具体的に検討が行われているものは、同じ種類の金属材の組み合わせのみであり、異なる種類の金属材の組み合わせについては、例示されているに過ぎない。 Here, in Patent Document 2, various metal materials are exemplified, and a combination of aluminum/resin/iron may also be considered. However, what is specifically studied in this document is only the combination of the same types of metal materials, and the combinations of different types of metal materials are only exemplified.
また、上記特許文献3に開示されている積層鋼板は、反射板用のものであるが故に、光学特性が適切なものとなるようアルミニウム箔が用いられている。しかしながら、先だって説明したような積層部材は、有機ELディスプレイパネルのような稼働に伴い発熱するデバイスから放射する熱に曝されるだけでなく、均熱性も求められる。この場合、積層部材には、所定量以上の熱伝導が求められるため、上記特許文献3で用いられているようなアルミニウム箔では、厚さが小さいため所望の熱伝導を実現することが困難となる。かかる観点から、本発明者らは、積層部材に用いるアルミニウムの厚みを、ある程度厚くすることが重要になることを知見した。
Further, since the laminated steel plate disclosed in
一方、積層部材を構成するアルミニウムと鉄(鋼板)とは、互いに異なる線膨張係数を有しており、アルミニウムの線膨張係数(23.0×10-6/℃)の方が、鉄の線膨張係数(12.1×10-6/℃)よりも大きい(すなわち、アルミニウムの方が膨張しやすい)。上記特許文献1のようなアルミニウム箔の場合には、アルミニウムの厚みが鋼板の厚みに比べて極めて薄いために、上記のような線膨張係数の違いについて考慮せずとも良かった。しかしながら、本発明者らが知見したようにアルミニウムの厚みを厚くすることで、上記のような線膨張係数の違いが顕著に影響するようになる。これらの素材が積層部材の製造時や使用時に熱に曝されると、線膨張係数の違いに起因する形状変化(より詳細には、反り)が発生してしまう。より詳細には、製造時には、溶融した状態にある樹脂の熱により形状変化が生じ、使用時には、稼働に伴い発熱するデバイスからの伝熱により形状変化が生じてしまう。
On the other hand, aluminum and iron (steel plates) that make up the laminated member have different coefficients of linear expansion, and the coefficient of linear expansion of aluminum (23.0×10 -6 /℃) is higher than that of iron. It is larger than the expansion coefficient (12.1×10 −6 /°C) (that is, aluminum expands more easily). In the case of aluminum foil as in
以上のように、部材としての均熱性と、製造時及び使用時の形状変化の抑制とは、互いにトレードオフの関係にある。そのため、本発明者らは、部材としての均熱性及び低コスト性を実現しつつ、製造時及び使用時の形状変化をより確実に抑制して、部材としての平坦度をより向上させることが可能な技術が求められることを、新たに知見した。 As described above, there is a trade-off between the thermal uniformity of the member and the suppression of shape change during manufacture and use. Therefore, the present inventors were able to more reliably suppress the shape change during manufacturing and use, and further improve the flatness of the member, while achieving heat uniformity and low cost as a member. We newly learned that new technology is required.
また、稼働に伴い発熱するデバイスに部材を固定する際には、ビス等の固定手段を用いることが多いが、ビス等の固定手段の頭が部材の表面から突出しないように、部材に対して深絞り加工等の加工が施されることが一般的である。そのため、部材には、上記のような特性に加えて、加工性も求められると考えられる。 In addition, when fixing a component to a device that generates heat during operation, fixing means such as screws are often used. Processing such as deep drawing is generally performed. Therefore, in addition to the above-mentioned characteristics, it is thought that workability is also required for the member.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、加工性、均熱性及び低コスト性を実現しつつ、製造時及び使用時の形状変化をより確実に抑制して、部材としての平坦度をより向上させることが可能な、複合部材を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to realize processability, heat uniformity, and low cost while minimizing changes in shape during manufacturing and use. It is an object of the present invention to provide a composite member that can be reliably suppressed and further improve the flatness of the member.
上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討を行った結果、アルミニウム板及び鋼板の厚みが特定の条件を満足することで、上記のようなトレードオフの関係にある均熱性と形状変化の抑制との両立を図ることが可能となることに想到し、本発明を完成するに至った。
かかる知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
In order to solve the above problem, the inventors of the present invention conducted intensive studies and found that by satisfying specific conditions for the thickness of the aluminum plate and steel plate, the thermal uniformity and shape, which have a trade-off relationship as described above, can be improved. The inventors came up with the idea that it is possible to achieve both suppression of change and completed the present invention.
The gist of the present invention, which was completed based on this knowledge, is as follows.
(1)アルミニウム板と、鋼板と、前記アルミニウム板及び前記鋼板の間に介在する樹脂層とを備え、稼働に伴い発熱するデバイスを含む機器に用いられる複合部材であって、前記アルミニウム板の厚みtAは、0.20~1.60mmであり、前記鋼板の厚みtBは、0.15~1.20mmであり、前記複合部材の全体の厚みtTは、1.50~5.00mmであり、前記アルミニウム板の厚みtAは、前記鋼板の厚みtB以上であり、以下の式から算出される急峻度が、2.0%以下である、複合部材。
急峻度(%)=(複合部材の最大ひずみ/ひずみの現れるピッチ)×100
(2)前記複合部材の平坦度は、任意の方向での最大ひずみが3.0mm以下である、(1)に記載の複合部材。
(3)前記複合部材の平坦度は、任意の方向での最大ひずみが2.0mm以下である、(1)又は(2)に記載の複合部材。
(4)前記鋼板の厚みtBに対する前記アルミニウム板の厚みtAの比率tA/tBは、1.10~3.30である、(1)~(3)の何れか1つに記載の複合部材。
(5)前記アルミニウム板の厚みtA、前記鋼板の厚みtB、及び、前記複合部材の全体の厚みtTは、(tA+tB)/tT≦0.65の関係を満足する、(1)~(4)の何れか1つに記載の複合部材。
(6)前記樹脂層は、ポリエチレン樹脂又はエポキシ樹脂を含む、(1)~(5)の何れか1つに記載の複合部材。
(7)前記樹脂層に含有される樹脂のガラス転移点Tgは、0℃以下、又は、50~180℃である、(1)~(6)の何れか1つに記載の複合部材。
(8)前記樹脂層に含有される樹脂の100℃における動的貯蔵弾性率E’と動的損失弾性率E”との比率E’/E”は、0.20~20.0である、(1)~(7)の何れか1つに記載の複合部材。
(9)前記樹脂層と前記アルミニウム板との間、又は、前記樹脂層と前記鋼板との間の少なくとも何れかに、接着剤層を更に備える、(1)~(8)の何れか1つに記載の複合部材。
(10)前記鋼板は、少なくとも片方の面上に位置するめっき層と、前記めっき層上に位置する塗膜層と、を有している、(1)~(9)の何れか1つに記載の複合部材。
(11)前記アルミニウム板の表面が、前記発熱するデバイスの少なくとも一部と接触した状態となるように用いられる、(1)~(10)の何れか1つに記載の複合部材。
(1) A composite member comprising an aluminum plate, a steel plate, and a resin layer interposed between the aluminum plate and the steel plate, and used in equipment including a device that generates heat during operation, wherein the thickness of the aluminum plate is t A is 0.20 to 1.60 mm, the thickness t B of the steel plate is 0.15 to 1.20 mm, and the total thickness t T of the composite member is 1.50 to 5.00 mm. A composite member, wherein the thickness tA of the aluminum plate is greater than or equal to the thickness tB of the steel plate , and the steepness calculated from the following formula is 2.0% or less .
Steepness (%) = (maximum strain of composite member/pitch where strain appears) x 100
(2) The composite member according to (1), wherein the flatness of the composite member is such that the maximum strain in any direction is 3.0 mm or less.
(3) The composite member according to (1) or (2), wherein the flatness of the composite member is such that the maximum strain in any direction is 2.0 mm or less.
(4) The ratio t A /t B of the thickness t A of the aluminum plate to the thickness t B of the steel plate is 1.10 to 3.30, described in any one of (1) to (3). composite member.
(5) The thickness t A of the aluminum plate, the thickness t B of the steel plate, and the overall thickness t T of the composite member satisfy the relationship (t A + t B )/t T ≦0.65. The composite member according to any one of (1) to (4).
(6) The composite member according to any one of (1) to (5), wherein the resin layer contains a polyethylene resin or an epoxy resin.
(7) The composite member according to any one of (1) to (6), wherein the resin contained in the resin layer has a glass transition point Tg of 0° C. or lower, or 50 to 180° C.
(8) The ratio E'/E'' of the dynamic storage modulus E' and the dynamic loss modulus E'' at 100°C of the resin contained in the resin layer is 0.20 to 20.0. The composite member according to any one of (1) to (7).
(9) Any one of (1) to (8), further comprising an adhesive layer between the resin layer and the aluminum plate, or between the resin layer and the steel plate. Composite member described in.
(10) The steel plate has a plating layer located on at least one surface and a coating layer located on the plating layer, according to any one of (1) to (9). Composite member as described.
(11) The composite member according to any one of (1) to (10), wherein the surface of the aluminum plate is used so as to be in contact with at least a portion of the heat generating device.
以上説明したように本発明によれば、加工性、均熱性及び低コスト性を実現しつつ、製造時及び使用時の形状変化をより確実に抑制して、部材としての平坦度をより向上させることが可能となる。 As explained above, according to the present invention, while achieving workability, heat uniformity, and low cost, shape changes during manufacturing and use are more reliably suppressed, and the flatness of the member is further improved. becomes possible.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that, in this specification and the drawings, components having substantially the same functional configurations are designated by the same reference numerals and redundant explanation will be omitted.
(複合部材について)
<複合部材の全体構成について>
まず、図1A~図1Dを参照しながら、本発明の実施形態に係る複合部材の全体的な構成について説明する。図1A~図1Dは、本実施形態に係る複合部材の一例を模式的に示した説明図である。なお、図1A~図1Dでは、説明の容易化のために、各図適宜拡大、縮小しており、図は各部の実際の大きさ及び比率を示すものではない。
(About composite parts)
<About the overall structure of the composite member>
First, the overall structure of a composite member according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A to 1D. 1A to 1D are explanatory diagrams schematically showing an example of a composite member according to this embodiment. Note that in FIGS. 1A to 1D, each figure is enlarged or reduced as appropriate for ease of explanation, and the figures do not show the actual size and ratio of each part.
図1Aに示したように、本実施形態に係る複合部材1は、アルミニウム板10と、鋼板20と、アルミニウム板10及び鋼板20の間に介在する樹脂層30と、を有している。このため、複合部材1は、アルミニウム-樹脂-鋼(又は鉄)のラミネート板(又は複合板)ということができる。
As shown in FIG. 1A, the
アルミニウム板10は、以下で説明する厚みに関する条件以外は特に限定されるものではなく、各種のアルミニウム板を用いることが可能である。ここで、アルミニウム板は、純Alからなるものであってもよいし、各種のアルミニウム合金からなるものであってもよい。また、アルミニウム板10の形状についても、特に限定されるものではなく、複合部材1が用いられる対象にあわせて、適宜設定することが可能である。
The
なお、アルミニウム板10における厚みに関する条件については、以下で改めて説明する。
Note that the conditions regarding the thickness of the
鋼板20は、以下で説明する厚みに関する条件以外は特に限定されるものではなく、鋼板20に求められる機械的強度等に応じて、各種の鋼板を用いることが可能である。このような鋼板20として、例えば、Alキルド鋼、Ti、Nb等を含有させた極低炭素鋼、極低炭素鋼にP、Si、Mn等の強化元素を更に含有させた高強度鋼等のような種々の鋼板を挙げることができる。また、鋼板20として、ステンレス鋼板等の各種の合金鋼板を用いることも可能である。更に、鋼板20の形状についても、特に限定されるものではなく、複合部材1が用いられる対象にあわせて、適宜設定することが可能である。
The
なお、鋼板20における厚みをはじめとする各種の条件については、以下で改めて説明する。
Note that various conditions including the thickness of the
樹脂層30は、アルミニウム板10と鋼板20との間に位置する層である。上述のように、アルミニウム板10と鋼板20とは、それぞれの線膨張係数が大きく異なっており、かかる線膨張係数の違いにより、複合部材1の製造時及び使用時において、熱に起因する形状変化が生じうる。しかしながら、以下で詳述するように、アルミニウム板10及び鋼板20が特定の厚みを有し、かつ、アルミニウム板10と鋼板20との間に樹脂層30が適切な厚みで存在することにより、アルミニウム板10と鋼板20との線膨張係数の違いを緩和して、形状変化の発生を抑制することが可能となる。
The
なお、かかる樹脂層30に求められる条件については、以下で改めて詳細に説明する。
Note that the conditions required for the
また、本実施形態に係る複合部材1は、図1B~図1Dに示したように、樹脂層30とアルミニウム板10との間、又は、樹脂層30と鋼板20との間の少なくとも何れかに、接着剤層40を更に備えてもよい。かかる接着剤層40を更に設けることで、樹脂層30とアルミニウム板10との間や、樹脂層30と鋼板20との間における密着性を、更に向上させることができる。
Furthermore, as shown in FIGS. 1B to 1D, the
かかる接着剤層40についても、以下で改めて説明する。
The
<複合部材1の各層の厚みについて>
続いて、複合部材1を構成する各層の厚みについて、詳細に説明する。以下の説明では、図1A~図1Dに示したように、アルミニウム板10の厚みをtAと表し、鋼板20の厚みをtBと表し、複合部材1の全体の厚みをtTと表すこととする。
<About the thickness of each layer of
Next, the thickness of each layer constituting the
本実施形態に係る複合部材1では、アルミニウム板10の厚みtAは、0.20~1.60mmであり、鋼板20の厚みtBは、0.15~1.20mmであり、複合部材1の全体の厚みtTは、1.50~5.00mmであり、かつ、アルミニウム板10の厚みtAは、鋼板20の厚みtB以上である。このような4つの条件が満たされることで、本実施形態に係る複合部材1では、均熱性及び低コスト性を実現しつつ、製造時及び使用時の形状変化をより確実に抑制して、複合部材としての平坦度をより向上させることが可能となる。
以下、上記の条件について、より詳細に説明する。
In the
The above conditions will be explained in more detail below.
[tA:0.20~1.60mm]
本実施形態に係る複合部材1において、アルミニウム板10の厚みtAは、0.20~1.60mmとする。アルミニウム板10の厚みtAが0.20mm未満である場合には、複合部材1全体として求められる熱伝導が不足することで、複合部材1全体としての均熱性を実現することができない。アルミニウム板10の厚みtAを0.20mm以上とすることで、複合部材1に求められる均熱性を実現することが可能となる。アルミニウム板10の厚みtAは、好ましくは0.30mm以上であり、より好ましくは0.40mm以上であり、更に好ましくは0.50mm以上である。一方、本実施形態に係るアルミニウム板10の厚みtAが1.60mm超である場合には、高価な金属であるアルミニウムを多く使用することとなり、低コスト性を実現することができない。アルミニウム板10の厚みtAを1.60mm以下とすることで、低コスト性を保持しながら、所望の均熱性を実現することが可能となる。アルミニウム板10の厚みtAは、好ましくは1.20mm以下であり、より好ましくは1.00mm以下である。
[ tA : 0.20 to 1.60mm]
In the
[tB:0.15~1.20mm]
本実施形態に係る複合部材1において、鋼板20の厚みtBは、0.15~1.20mmとする。鋼板20の厚みtBが0.15mm未満である場合には、複合部材1全体として求められる剛性を実現することができない。鋼板20の厚みtBを0.15mm以上とすることで、複合部材1全体として求められる剛性を実現することが可能となる。鋼板20の厚みtBは、好ましくは0.20mm以上であり、より好ましくは0.30mm以上であり、更に好ましくは0.40mm以上である。一方、鋼板20の厚みtBが1.20mm超となる場合には、後述のとおりアルミニウムの板厚も大きくしなければならない。その結果、複合部材としての強度が大きくなり、プレス加工性が低下する。鋼板20の厚みtBを1.20mm以下とすることで、均熱性、剛性及びプレス加工性の並立が可能となる。鋼板20の厚みtBは、好ましくは1.00mm以下であり、より好ましくは0.80mm以下であり、更に好ましくは0.60mm以下である。なお、鋼板20として、以下で説明するような、母材鋼板の表面にめっき層や塗膜層を有する各種の鋼板を使用する場合、これらめっき層や塗膜層を含めた全体の厚みを、鋼板20の厚みtBとする。
[ tB : 0.15-1.20mm]
In the
[tA≧tB]
本実施形態に係る複合部材1において、アルミニウム板10の厚みtA、及び、鋼板20の厚みtBが上記の範囲内となったうえで、更に、アルミニウム板10の厚みtAは、鋼板20の厚みtB以上とする。アルミニウム板10の厚みtAを大きくすると、アルミニウム板10と鋼板20の線膨張係数差に起因する反りは大きくなる。一方、アルミニウム板10の厚みtAを大きくすることで複合部材1としての剛性が増大する。その結果、線膨張係数差に起因する反りは小さくなる。アルミニウム板10の厚みtAが鋼板20の厚みtB未満である場合には、線膨張係数の大きな鋼板20の影響が強く作用してしまい、樹脂層30を設けたとしても、製造時及び使用時に熱に起因して発生する形状変化を抑制することができない。アルミニウム板10の厚みtAが鋼板20の厚みtB以上となることで、アルミニウムと鉄との線膨張係数の違いを樹脂層30によって緩和することが可能となり、製造時及び使用時に熱に起因して発生する形状変化を確実に抑制して、複合部材としての平坦度をより向上させることが可能となる。アルミニウム板10の厚みtAは、鋼板20の厚みtBよりも厚い(すなわち、tA>tBである)ことが、より好ましい。
[ tA ≧ tB ]
In the
[tT:1.50~5.00mm]
本実施形態に係る複合部材1において、複合部材1の全体の厚みtTは、1.50~5.00mmとする。複合部材1の全体の厚みtTが1.50mm未満となる場合には、均熱性と形状変化の抑制との両立を図りながら、複合部材としての平坦度をより向上させることができない。複合部材1の全体の厚みtTを1.50mm以上とすることで、均熱性と形状変化の抑制との両立を図りながら、複合部材としての平坦度をより向上させることが可能となる。複合材1の全体の厚みtTは、好ましくは2.00mm以上であり、より好ましくは2.50mm以上であり、更に好ましくは3.00mm以上である。一方、複合部材1の全体の厚みtTが5.00mm超となる場合には、複合部材1に求められる加工性が得られない。複合部材1は、他の部品とビス等の機械的な固定手段で接合することで使用される。その際、複合部材1の面よりもビス等の頭が出ないように浅絞り加工して使用することが多い。全体の厚みtTが5.00mm超の場合、上記の浅絞り加工が困難となる。複合部材1の全体の厚みtTを5.00mm以下とすることで、熱性と加工性との両立を図ることが可能となる。複合材1の全体の厚みtTは、好ましくは4.50mm以下であり、より好ましくは4.00mm以下である。
[ tT : 1.50 to 5.00mm]
In the
なお、本実施形態に係る複合部材1の全体の厚みtTから、アルミニウム板10の厚みtA及び鋼板20の厚みtBを引いたものは、樹脂層30の厚みと接着剤層40の厚みの合計となる。
Note that the thickness tA of the
[比率tA/tB:1.10~3.30]
本実施形態に係る複合部材1において、鋼板20の厚みtBに対するアルミニウム板10の厚みtAの比率tA/tBは、1.10~3.30であることが好ましい。比率tA/tBが1.10~3.30となることで、より一層確実に、均熱性と形状変化の抑制との両立を図りながら、複合部材としての平坦度をより向上させることが可能となる。比率tA/tBの下限は、より好ましくは1.20であり、更に好ましくは1.30であり、より一層好ましくは1.40である。また、比率tA/tBの上限は、より好ましくは3.00であり、更に好ましくは2.50であり、より一層好ましくは2.00であり、特に好ましくは1.70である。
[Ratio tA / tB : 1.10 to 3.30]
In the
[(tA+tB)/tT≦0.65]
本実施形態に係る複合部材1において、アルミニウム板10の厚みtA、鋼板20の厚みtB、及び、複合部材1の全体の厚みtTは、(tA+tB)/tT≦0.65の関係を満足することが好ましい。(tA+tB)/tT≦0.65の関係が満たされることで、より一層確実に、均熱性と形状変化の抑制との両立を図りながら、複合部材としての平坦度をより向上させることが可能となる。(tA+tB)/tTの値は、より好ましくは0.60以下であり、更に好ましくは0.50以下であり、より一層好ましくは0.40以下であり、特に好ましくは0.35以下である。(tA+tB)/tTの値の下限を特に定める必要はないが、0.10、0.15、0.20又は0.28としてもよい。
[(t A + t B )/t T ≦0.65]
In the
[厚みの測定方法について]
ここで、複合部材1を構成する各層の厚み(例えば、アルミニウム板10の厚みtA、鋼板20の厚みtB、全体の厚みtT、樹脂層30の厚み等)は、公知の各種の方法で測定することが可能である。
[About the thickness measurement method]
Here, the thickness of each layer constituting the composite member 1 (for example, the thickness tA of the
例えば、アルミニウム板10の厚みを事後的に測定する場合、複合部材1をエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に埋め込み、精密カッター等の切断機を用いて、観察すべき箇所において厚さ方向と平行となるように試料を切断して断面を出し、得られた断面を光学顕微鏡で観察する。埋め込み樹脂とアルミニウム板10との界面上の複数箇所(例えば、5箇所)の任意の位置から、それぞれ、アルミニウム板10と樹脂層30との界面までの最短の距離を測定(すなわち界面と垂直方向に距離を測定)し、得られた測定値を平均化する。このようにして得られたアルミニウム板10の平均厚みを、アルミニウム板10の厚みtAとすることができる。
For example, when measuring the thickness of the
また、本実施形態に係る複合部材1の他の層の厚みについても、上記と同様に測定することが可能である。
Furthermore, the thicknesses of other layers of the
<鋼板20の層構成について>
図2A及び図2Bは、本実施形態に係る鋼板20の構成の一例を模式的に示した説明図である。
上記のように、本実施形態に係る鋼板20として、各種の鋼板や合金鋼板を用いることが可能であるが、鋼板20として、上記のような各種の鋼板に対して各種のめっき処理をはじめとする各種の表面処理を施した表面処理鋼板を用いることも可能である。
<About the layer structure of the
2A and 2B are explanatory diagrams schematically showing an example of the configuration of the
As mentioned above, it is possible to use various steel plates and alloy steel plates as the
ここで、表面処理とは、例えば、亜鉛めっき(溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき等)及びアルミニウムめっきなどの各種めっき処理、クロメート処理及びノンクロメート処理などの化成処理、並びに、サンドブラストのような物理的もしくはケミカルエッチングのような化学的な表面粗化処理(意匠性を付加する意匠性加工処理とも捉えることができる。)が挙げられるが、これらに限られるものではない。また、めっきの合金化や複数種の表面処理が施されていてもよい。表面処理としては、少なくとも防錆性の付与を目的とした処理が行われていることが好ましい。 Here, surface treatments include various plating treatments such as galvanizing (hot-dip galvanized steel sheets, electrogalvanizing, etc.) and aluminum plating, chemical conversion treatments such as chromate treatment and non-chromate treatment, and physical treatments such as sandblasting. Examples include, but are not limited to, chemical surface roughening treatments such as surface roughening or chemical etching (which can also be considered as a design processing treatment that adds design properties). Further, alloying of plating or multiple types of surface treatments may be performed. As for the surface treatment, it is preferable that treatment is performed for the purpose of imparting at least rust prevention properties.
例えば、本実施形態に係る鋼板20は、図2A及び図2Bに模式的に示したように、母材鋼板201の一方の面上に又は両方の面上に位置するめっき層203と、めっき層203の面上に位置する塗膜層205と、を有するものであってもよい。
For example, as schematically shown in FIGS. 2A and 2B, the
ここで、めっき層203は、溶融亜鉛めっき、亜鉛合金めっき、合金化溶融亜鉛めっき、電気亜鉛めっき、電気Zn-Niめっき、溶融Zn-5%Al合金めっきや溶融55%Al-Zn合金めっき代表される溶融Zn-Al合金めっき、溶融Zn-1~12%Al-1~4%Mg合金めっきや溶融55%Al-Zn-0.1~3%Mg合金めっきに代表される溶融Zn-Al-Mg合金めっき、Niめっき、合金化Niめっき、Alめっき、スズめっき、クロムめっき等の各種のめっきを挙げることができる。
Here, the
上記のようなめっきのうち、Znを含有する亜鉛系めっきは、耐食性に優れることから、めっき層203として、特に好ましい。
Among the above-mentioned platings, zinc-based plating containing Zn is particularly preferable as the
また、塗膜層205は、例えば、各種のベース塗料や、各種の添加剤等から構成される層である。図2A及び図2Bでは、塗膜層205を単層構造として図示しているが、塗膜層205は、複数の層から構成される多層構造を有していてもよい。
Further, the
塗膜層205に含有されうるベース塗料については、特に限定されるものではなく、公知の各種の樹脂を含有する塗料を用いることが可能である。このような樹脂として、例えば、ポリアクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリブチラール系樹脂、メラミン系樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂等を挙げることができ、これらの樹脂をそのままで、あるいは、組み合わせて使用することができる。また、これらの樹脂を、任意の硬化剤で硬化させることができる。かかる塗料は、有機溶剤系、水系、あるいは粉体系等のいずれの形態でも用いることができる。
The base paint that can be contained in the
また、本実施形態に係る塗膜層205が含有しうる各種の添加剤としては、例えば、各種の体質顔料、着色剤、化成処理剤、防錆剤、表面修飾した金属粉やガラス粉、分散剤、レベリング剤、酸化防止剤、消泡剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤、ワックス、骨材、フッ素樹脂ビーズ等の添加剤等の各種の添加剤や、希釈溶剤等が挙げられる。なお、フッ素樹脂ビーズは、フッ素樹脂製の球状の物質であり、フッ素樹脂を素材とすることで潤滑性を有していることから、塗膜の耐疵付き性を向上させることが可能となる。ここで、塗膜層205が、添加剤として、各種の体質顔料や着色剤を含有する場合、鋼板20の意匠性を向上させて、意匠性鋼板として機能させることが可能となる。これにより、本実施形態に係る複合部材1が外装材として使用された場合に、別途の塗装を施さなくとも、優れた意匠性を示す材料として使用することが可能となる。
Further, various additives that may be contained in the
以上、本実施形態に係る塗膜層205が含みうる成分について、塗料組成物を挙げることにより説明した。通常、これらの塗料組成物をめっき層203上に塗布した場合、これらの成分と、形成される皮膜の成分組成とは、通常異なっている。塗膜層205においては、めっき層203との反応、塗料組成物中の揮発成分の揮発等によって、塗料組成物と塗布した後の塗膜層205との組成は異なってしまっており、形成された塗膜層205の組成を特定することは、通常、技術的に困難である。また、そのような塗膜層205の組成を機器分析等によって特定することも、現実には技術的に困難である。それ故、本実施形態においては、塗料組成物に含まれうる成分を特定することにより、形成される塗膜層205を特定している。
The components that can be included in the
また、本実施形態に係る鋼板20において、めっき層203の表面は、模様を有しており、塗膜層205は、当該塗膜層205を介して模様を視認可能な透過性を有していてもよい。ここで、めっき層203の表面が有する模様として、例えば、バフ加工及び鏡面加工等に代表される光沢加工や、ヘアライン加工、バイブレーション加工、ブラスト加工及びダル加工等に代表される梨地加工等を挙げることができる。
Furthermore, in the
本実施形態に係る鋼板20が、上記のような各種の添加剤を含有していたり模様が形成されていたりすることにより意匠性鋼板として機能することで、本実施形態に係る複合部材1が外装材として使用された場合に、別途の塗装を施さなくとも、優れた意匠性を示す材料として使用することが可能となる。
The
ここで、上記のようなめっき層203は、溶融めっき法、電気めっき法等のように、公知の各種のめっき法により形成することが可能である。また、上記のような塗膜層205は、上記のような塗料を、一般に公知の塗布方法(例えば、ロールコート、カーテンフローコート、エアースプレー、エアーレススプレー、浸漬、バーコート、刷毛塗り等)で塗布し、乾燥・固化させることで形成することが可能である。
Here, the above-mentioned
<樹脂層30について>
本実施形態に係る樹脂層30は、アルミニウム板10と鋼板20との間の線膨張係数の違いを緩和するために設けられる層である。樹脂は、一般的に、数~数十×10-5/℃程度の線膨張係数を有しているため、このような樹脂層30をアルミニウム板10と鋼板20との間に介在させることで、アルミニウム板10や鋼板20に生じうる形状変化に樹脂を追随させて、生じうる形状変化を緩和させることが可能となる。
<About the
The
かかる樹脂層30は、ポリエチレン樹脂(線膨張係数:10~20×10-5/℃)又はエポキシ樹脂(線膨張係数:4~6×10-5/℃)の少なくとも何れかを含有することが好ましい。樹脂層30がポリエチレン樹脂又はエポキシ樹脂の少なくとも何れかを含有することで、より確実に、生じうる形状変化を緩和させることが可能となる。
The
また、本実施形態に係る複合部材1は、稼働に伴い発熱するデバイスに用いられることが考えられるが、このような発熱環境下においても樹脂層30がより確実に機能するために、樹脂層30に含有される樹脂は、デバイスが曝される温度範囲にガラス転移点Tgがないものが好ましい。デバイスは、室温から稼働温度まで、温度が繰り返し変動する。この温度範囲に樹脂のガラス転移点Tgが存在すると、稼働毎にガラス状態とゴム状態を繰り返す。このような状態変化は、樹脂の体積変化を伴う。そのため、複合部材1の体積が膨張と収縮を繰り返すことになり、複合材料1の耐久性が損なわれる可能性がある。
Further, the
例えば、有機ELディスプレイ等に代表されるディスプレイ機器をはじめとした家電製品への適用を考慮する場合、製品温度が0℃~50℃の範囲で変動することが想定される。そのため、樹脂層30に含有される樹脂のガラス転移点Tgは、0℃以下、又は、50~180℃であることが好ましく、-20℃以下、又は、50~140℃であることがより好ましい。特に、樹脂のガラス転移点Tgは、50~120℃又は80~120℃であることが最も好ましい。
For example, when considering application to home appliances such as display devices such as organic EL displays, it is assumed that the product temperature fluctuates in the range of 0°C to 50°C. Therefore, the glass transition point Tg of the resin contained in the
ここで、樹脂のガラス転移点は、公知の各種の方法で測定することが可能であり、例えば、示差走査熱量測定装置(Differential scanning calorimetry:DSC)を用いて着目する樹脂を測定することで、特定することが可能である。 Here, the glass transition point of the resin can be measured by various known methods. For example, by measuring the resin of interest using a differential scanning calorimetry (DSC), It is possible to specify.
また、本実施形態に係る樹脂層30に含有される樹脂は、100℃における動的貯蔵弾性率E’と動的損失弾性率E”との比率E’/E”が、0.20~20.0であることが好ましい。樹脂層30に含有される樹脂が、上記のような粘弾性特性を有することで、アルミニウム板10や鋼板20に生じうる形状変化に樹脂を追随させて、生じうる形状変化をより確実に緩和させることが可能となる。100℃における動的貯蔵弾性率E’と動的損失弾性率E”との比率E’/E”は、より好ましくは0.40~15.0である。
Further, the resin contained in the
ここで、上記のような動的貯蔵弾性率E’と動的損失弾性率E”との比率E’/E”は、下記条件で動的粘弾性測定を実施することで得られる貯蔵弾性率E’及び損失弾性率E”から、確認することができる。すなわち、かかる動的粘弾性測定では、熱機械測定装置(Thermo Mechanical Analysis)装置を用い、貯蔵弾性率E’及び損失弾性率E”を特定する。この際、貯蔵弾性率E’及び損失弾性率E”は、窒素ガス気流中、圧縮モード、1Hz、1℃/分の昇温条件、25~200℃の範囲で測定する。 Here, the ratio E'/E'' of the dynamic storage elastic modulus E' and the dynamic loss elastic modulus E'' as described above is the storage elastic modulus obtained by performing dynamic viscoelasticity measurement under the following conditions. It can be confirmed from E' and loss modulus E''. In other words, in such dynamic viscoelasticity measurement, a thermomechanical analysis device is used to determine storage modulus E' and loss modulus E''. Identify. At this time, the storage elastic modulus E' and the loss elastic modulus E'' are measured in a nitrogen gas stream, in compression mode, at 1 Hz, at a temperature increase of 1° C./min, in the range of 25 to 200° C.
<接着剤層40について>
本実施形態に係る接着剤層40は、樹脂層30とアルミニウム板10との間、又は、樹脂層30と鋼板20との間の少なくとも何れかの密着性をより向上させるために、必要に応じて設けられる層である。
<About the
The
かかる接着剤層40は、主として接着剤に由来する成分により構成される層である。接着剤層40の形成に用いられる接着剤は、特に限定されず、例えばエポキシ樹脂系接着剤、ポリエステル樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤等や、これら接着剤にゴムやエラストマーを混合した接着剤、導電性を付与した接着剤等を用いることができる。上述した中でも、初期接着強度の観点から、接着剤層40は、エポキシ樹脂系接着剤又はウレタン樹脂系接着剤(すなわち、熱硬化性接着剤)を含むことが好ましい。
The
また、接着剤層40を構成する接着剤の樹脂は、樹脂層30中の樹脂と共通の化学構造を有することが好ましい。これにより、接着剤層40と樹脂層30との間の初期の密着性を、より一層優れたものとすることができ、複合部材1の接着強度を、より一層高めることができる。
Further, it is preferable that the adhesive resin constituting the
例えば、接着剤層40を構成する接着剤の樹脂は、樹脂層30中の樹脂と共通の主骨格を有してもよい。あるいは、接着剤層40を構成する接着剤の樹脂は、樹脂層30中の樹脂と共通の側鎖官能基を有してもよい。
For example, the adhesive resin constituting the
上記のような接着剤層40は、上記のような接着剤を、アルミニウム板10又は鋼板20の表面に対し、一般に公知の塗布方法(例えば、ロールコート、カーテンフローコート、エアースプレー、エアーレススプレー、浸漬、バーコート、刷毛塗り等)で塗布した上で、樹脂層30又は樹脂層30となる樹脂組成物と接合させ、その後、乾燥・固化させることで形成することが可能である。
The
<複合部材1の平坦度について>
本実施形態に係る複合部材1は、特定の厚みを有するアルミニウム板10及び鋼板20の間に、特定の樹脂層30が存在することで、優れた平坦度を保持できる結果、均熱性と形状変化の抑制との両立を図ることが可能となる。本実施形態に係る複合部材1の平坦度は、最大ひずみが3.0mm以下である。ここで、最大ひずみとは、複合部材1を定盤上に置き、任意の方向及び位置でのひずみ(波又は反りの高さ)から複合部材1の厚さを減じた値の最大値である。ただし、波のピッチが1mを超える複合部材1については、任意の位置の長さ1mに対して適用する。最大ひずみは、好ましくは2.0mm以下であり、より好ましくは1.6mm以下であり、更に好ましくは1.2mm以下であり、より一層好ましくは1.0mm以下である。
<About flatness of
The
上記のような平坦度は、以下で詳述するように、本実施形態に係る複合部材1の製造方法において、特定のタイミングで実施される矯正工程を経ることによって実現される。
The flatness as described above is achieved by going through a straightening step carried out at a specific timing in the method for manufacturing the
<複合部材1の用途について>
以上説明したような、本実施形態に係る複合部材1は、稼働に伴い発熱するデバイスに用いることが可能である。本実施形態に係る複合部材1は、製造時及び使用時に発生する熱に起因する形状変化をより確実に抑制することが可能であるため、稼働に伴い発熱するデバイスに対して用いられることで、その性能を遺憾なく発揮できる。
<About the use of
The
ここで、稼働に伴い発熱するデバイスとして、例えば、有機ELディスプレイパネルに代表されるディスプレイパネルをはじめとする家電製品用部品や、Liイオンバッテリーセル、燃料電池セル、太陽電池セル等の各種のバッテリーセルなどを挙げることができる。 Examples of devices that generate heat during operation include components for home appliances such as display panels such as organic EL display panels, and various batteries such as Li-ion battery cells, fuel cells, and solar cells. Examples include cells.
以上、図1A~図2Bを参照しながら、本実施形態に係る複合部材1について、詳細に説明した。
The
(複合部材の製造方法について)
続いて、図3を参照しながら、本実施形態に係る複合部材1の製造方法について説明する。図3は、本実施形態に係る複合部材1の製造方法の流れの一例を示した流れ図である。
(About the manufacturing method of composite parts)
Next, a method for manufacturing the
本実施形態に係る複合部材1の製造方法は、図3に示したように、接着剤塗布工程(ステップS11)と、ラミネート圧着工程(ステップS13)と、矯正工程(ステップS15)と、固化工程(ステップS17)と、を有している。ここで、接着剤塗布工程(ステップS15)は、接着剤層40を形成する場合に必要に応じて実施される工程であり、本実施形態に係る複合部材1の製造方法において、接着剤塗布工程(ステップS11)が存在していなくともよい。
As shown in FIG. 3, the method for manufacturing the
<接着剤塗布工程>
接着剤塗布工程(ステップS11)は、アルミニウム板10又は鋼板20の少なくとも何れかの表面に、上記のような接着剤を塗布する工程である。かかる塗布工程を設けることで、製造される複合部材1のアルミニウム板10と樹脂層30との間、又は、鋼板20と樹脂層30との間、の少なくとも何れかに、接着剤層40を設けることが可能となる。
<Adhesive application process>
The adhesive application step (step S11) is a step of applying the above adhesive to at least one surface of the
ここで、用いられる接着剤については、上述の通りであり、用いられる塗布方法についても、上述の通りである。 The adhesive used here is as described above, and the coating method used is also as described above.
<ラミネート圧着工程>
ラミネート圧着工程(ステップS13)は、互いに離隔させて配置されたアルミニウム板10と鋼板20との間の空隙に、溶融状態にある樹脂組成物を注入して、アルミニウム板10と鋼板20とを圧着させる工程である。ここで、注入される樹脂組成物については、上記の通りであるため、以下では詳細な説明は省略する。また、鋼板20として、めっき層203や塗膜層205が形成されている鋼板を用いる場合には、かかるラミネート圧着工程に先立って、母材鋼板201に対して、めっき層203や塗膜層205を形成しておく。ラミネート圧着の方法としては、公知の方法でよい。例えば、アルミニウム板10と鋼板20との間の空隙を予め決めた間隔に保持した状態において、溶融状態にある樹脂組成物を注入する方法などが挙げられる。また、アルミニウム板10又は鋼板20の表面に溶融状態にある樹脂組成物を予め塗布しておいた上で、他方の金属板を圧着するような方法としてもよい。
<Lamination pressure bonding process>
In the lamination and pressure bonding step (step S13), a molten resin composition is injected into the gap between the
<矯正工程>
上記のように、アルミニウム板10と鋼板20との間の空隙に、溶融状態にある樹脂組成物が注入され、アルミニウム板10と鋼板20とが圧着されることで、かかる樹脂組成物が有している熱量及びアルミニウム板10と鋼板20の線膨張係数の差に起因して、冷却過程等で複合部材1に反り等の形状変化が生じる。そこで、本実施形態に係る矯正工程(ステップS15)では、複合部材1の表面温度が、樹脂組成物に含有される樹脂のガラス転移点以上180℃以下の範囲内であるときに、複合部材1の形状を矯正する。ただし、樹脂組成物に含有される樹脂のガラス転移点が0℃以下である場合には、常温以上180℃以下の範囲内であるときに、複合部材1の形状を矯正するものとする。
<Correcting process>
As described above, the resin composition in a molten state is injected into the gap between the
ここで、複合部材1の表面温度が180℃を超えるタイミングで矯正工程を実施した場合には、樹脂組成物が有している熱が高すぎ、かつ、矯正後の冷却過程でアルミニウム板10と鋼板20の線膨張係数の差に起因するひずみにより更に反るために、矯正工程を施した後に再び形状変化が生じる可能性があるため、好ましくない。一方、複合部材1の表面温度が樹脂のガラス転移点Tgを下回るタイミングで矯正工程を施した場合、ガラス状態の樹脂が矯正により内部応力を十分に緩和させることができず、製造される複合部材1の平坦度を維持することができない。従って、複合部材1の表面温度は、樹脂のガラス転移点Tg以上とする必要がある。また、矯正後の冷却過程でアルミニウム板10と鋼板20の線膨張係数の差に起因するひずみの低減には、より低温での矯正が好ましい。そこで、複合部材1の平坦度の向上及び機器使用中の形状変化の防止のためには、ガラス転移点Tgが50~120℃の樹脂を用いて、複合部材1の表面温度が、120℃~140℃の範囲内であるタイミングで、矯正することがより好ましい。
Here, if the straightening process is carried out at a timing when the surface temperature of the
アルミニウム板10や鋼板20に生じている反り等の形状変化を矯正する方法は、加工度が5以上のローラーレベラーとすることが好ましい。ここで、ローラーレベラーを構成する各矯正ローラー間で付与される曲率の最大値をeとし(被矯正材が平坦であると仮定している。)、被矯正材の弾性限界曲率をeyとしたときに、曲率の最大値eを弾性限界曲率eyで除して無次元化した量(e/ey)を、ローラーレベラーによる加工度とする。ローラーレベラーを用いて、上記のように、製造時の熱に起因して形状変化が生じている複合部材1の形状変化を矯正することで、複合部材1が製造された際により良好な平坦度を実現することが可能となる。
As a method for correcting shape changes such as warpage occurring in the
また、上記のような矯正工程において、切り板加工時の残留応力を除去できる加工条件が好ましい。すなわち、同一の製造ライン上において、上記のような矯正の直後に切り板加工を行うことが好ましい。切り板加工後に矯正を行うと、矯正時の先端部又は尾端部に十分な矯正歪みを与えることができず、先端部又は尾端部の平坦度悪化の懸念があり、好ましくない。また、矯正後にコイル状に巻き取ると、巻取りにより形状が湾曲してしまうため、矯正後にコイル状に巻き取ることは、不可とする。 Further, in the above-mentioned straightening process, processing conditions that can remove residual stress during cutting plate processing are preferable. That is, it is preferable to perform the cutting process on the same manufacturing line immediately after the above-described straightening. If straightening is performed after processing the cut plate, sufficient corrective strain cannot be applied to the tip or tail end during straightening, and there is a concern that the flatness of the tip or tail end may deteriorate, which is not preferable. Further, if the material is wound into a coil after straightening, the shape will be curved by winding, so it is not possible to wind the material into a coil after straightening.
<固化工程>
固化工程(ステップS17)は、アルミニウム板10と鋼板20との間に位置する上記樹脂組成物を固化させて、樹脂層30とする工程である。ここで、樹脂組成物を固化させるとは、樹脂組成物の温度をそのガラス転移点Tg未満に冷却することをいう。ここで、着目する樹脂のガラス転移点Tgが0℃未満である場合には、0℃未満であるガラス転移点Tg未満まで、樹脂組成物を冷却することとする。これにより、アルミニウム板10/樹脂層30/鋼板20という積層構造を有する複合部材1が製造される。また、アルミニウム板10や鋼板20の表面に接着剤が塗布されている場合には、かかる固化工程を経ることで接着剤が固化して、接着剤層40が形成される。なお、複合部材1を0℃未満に冷却することは面倒であり、ガラス転移点Tgを50℃以上である樹脂組成物とすることが好ましい。
<Solidification process>
The solidifying step (step S17) is a step of solidifying the resin composition located between the
ここで、溶融した樹脂を冷却・固化して樹脂層30を形成する場合、冷却速度を制御することが好ましい。冷却速度が大きいと樹脂層30に温度分布が生じ、ひずみが生じる原因となる。すなわち、溶融樹脂の固化工程における冷却速度は、小さい方が好ましく、具体的には、例えば5℃/分以下とすることが好ましい。
Here, when forming the
なお、ラミネート圧着工程後にアルミニウム板10もしくは鋼板20の少なくとも一方の表面に重しを載せる(荷重を印加する)、又は、ラミネート圧着工程後にプレスしたままで矯正工程及び固化工程を実施する等の工程も考えうる。しかしながら、本発明者らがこれらの工程について検討した結果、かかる工程では、所望の平坦度を実現することはできなかった。
In addition, steps such as placing a weight on the surface of at least one of the
以上、図3を参照しながら、本実施形態に係る複合部材1の製造方法について説明した。
The method for manufacturing the
(複合部材1が用いられる機器について)
以上説明したような本実施形態に係る複合部材1と、稼働に伴い発熱するデバイスと、を用いることで、以下のような機器を実現することが可能となる。
すなわち、本実施形態に係る機器は、以上説明したような複合部材1と、かかる複合部材1におけるアルミニウム板10の側の表面に、少なくとも一部が接触した状態で位置する、稼働に伴い発熱するデバイスと、を有する。
(About equipment in which
By using the
That is, the device according to the present embodiment is located in a state where at least a portion thereof is in contact with the
ここで、稼働に伴い発熱するデバイスとしては、例えば、有機ELディスプレイパネルに代表されるディスプレイパネルをはじめとする家電製品用部品や、Liイオンバッテリーセル、燃料電池セル、太陽電池セル等の各種のバッテリーセルなどを挙げることができる。例えば、有機ELディスプレイパネルと、複合部材1と、を組み合わせることで、有機ELディスプレイというディスプレイ機器を実現することができる。また、Liイオンバッテリーセル、燃料電池セル、太陽電池セル等の各種のバッテリーセルと、複合部材1と、を組み合わせることで、各種のバッテリー機器を実現することができる。
Examples of devices that generate heat during operation include components for home appliances such as display panels such as organic EL display panels, and various devices such as Li-ion battery cells, fuel cells, and solar cells. Examples include battery cells. For example, by combining an organic EL display panel and the
以下では、図4を参照しながら、複合部材1と、有機ELディスプレイパネルと、を組み合わせることで実現される有機ELディスプレイを例に挙げて、説明を行う。
Hereinafter, with reference to FIG. 4, an explanation will be given by taking as an example an organic EL display realized by combining the
図4に模式的に示したように、ディスプレイ機器の一例としての有機ELディスプレイ500は、本実施形態に係る複合部材1と、有機ELディスプレイパネル3と、を有しており、更に、有機ELディスプレイパネル3の駆動制御を行うための電子基板5を有していてもよい。
As schematically shown in FIG. 4, an
ここで、有機ELディスプレイパネル3は、図4に示したように、複合部材1のアルミニウム板10側の表面の少なくとも一部に設けられ、電子基板5は、複合部材1の鋼板20側の表面の少なくとも一部に設けられる。
Here, as shown in FIG. 4, the organic
ここで、複合部材1のアルミニウム板10側に有機ELディスプレイパネル3を設けることで、高い熱伝導性を有するアルミニウムにより、有機ELディスプレイパネル3で発生する熱を速やかに伝導させることが可能となる。つまり、本実施形態に係る複合部材1自体が十分な熱伝導を有していることから、有機ELディスプレイパネル3のディスプレイ面内での均熱性を確実に担保することが可能となる。加えて、本実施形態に係る複合部材1が優れた平坦度を有していることから、有機ELディスプレイパネル3をより望ましい状態で複合部材1と接合させることが可能となり、有機ELディスプレイパネル3と複合部材1との間の密着性を向上させることが可能となるとともに、ムラのない熱伝導が可能となる。
Here, by providing the organic
更に、本実施形態に係る複合部材1を用いることで、有機ELディスプレイパネル3の稼働に伴い発生する熱によって複合部材1に形状変化が生じることを防止できることから、稼働に伴って有機ELディスプレイパネル3に発熱が生じたとしても、発生した熱をムラなくより確実に複合部材1側に伝導させることが可能となり、有機ELディスプレイパネル3の好ましい稼働状態を維持することができる。
Furthermore, by using the
以上、図4を参照しながら、本実施形態に係る複合部材1が用いられる機器について、詳細に説明した。
The apparatus in which the
以下では、実施例及び比較例を示しながら、本発明に係る複合部材、複合部材の製造方法及び機器について、具体的に説明する。なお、以下に示す例は、本発明に係る複合部材、複合部材の製造方法及び機器の一例にすぎず、本発明に係る複合部材、複合部材の製造方法及び機器が下記の例に限定されるものではない。 Hereinafter, the composite member, the method for manufacturing the composite member, and the equipment according to the present invention will be specifically explained while showing Examples and Comparative Examples. Note that the examples shown below are only examples of the composite member, the method for manufacturing a composite member, and the equipment according to the present invention, and the composite member, the method for manufacturing a composite member, and the equipment according to the present invention are limited to the following examples. It's not a thing.
以下に示す実施例では、アルミニウム板10として、所望の厚みを有する市販のアルミニウム板を準備するとともに、鋼板20として、所望の厚みを有する、以下の3種類の鋼板(日本製鉄株式会社製)を準備した。
In the example shown below, a commercially available aluminum plate having a desired thickness is prepared as the
ZL-HL:電気Zn-Ni合金めっき鋼板にヘアライン加工を施したもの。鋼板表面に、厚み6μmのクリア塗装を形成済み。
GI-PCM:溶融亜鉛めっき鋼板。鋼板表面に、厚み20μmの塗膜層(プライマー塗膜:5μm+トップ塗膜:15μm)を形成済み。
CR-塗装:冷延鋼板。鋼板表面に、リン酸亜鉛を用いた化成処理を施し、更に、厚み50μmの粉体塗装を施した。
ZL-HL: Electric Zn-Ni alloy plated steel plate with hairline processing. A clear coating with a thickness of 6 μm has been formed on the surface of the steel plate.
GI-PCM: hot-dip galvanized steel sheet. A coating layer with a thickness of 20 μm (primer coating: 5 μm + top coating: 15 μm) has been formed on the surface of the steel plate.
CR-painting: cold rolled steel plate. The surface of the steel plate was subjected to chemical conversion treatment using zinc phosphate, and then powder coating was applied to a thickness of 50 μm.
樹脂層30を形成するための樹脂組成物として、以下に示す市販の樹脂を準備した。なお、用いた樹脂のガラス転移点Tg及び粘弾性特性(動的貯蔵弾性率E’、動的損失弾性率E”)は、先だって説明した方法により測定した。
As a resin composition for forming the
PE:ポリエチレン樹脂(日本ポリエチレン株式会社製ノバテックHD HF560)
EP:エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製1009)
PES:ポリエステル樹脂(東洋紡株式会社製SI-173)
UR:ウレタン樹脂(DIC Covestro Polymer株式会社製PANDEX T-5765D)
PE: Polyethylene resin (Novatec HD HF560 manufactured by Japan Polyethylene Co., Ltd.)
EP: Epoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation 1009)
PES: Polyester resin (SI-173 manufactured by Toyobo Co., Ltd.)
UR: Urethane resin (PANDEX T-5765D manufactured by DIC Covestro Polymer Co., Ltd.)
また、接着剤層40を形成する際には、エポキシ樹脂を主成分とする市販の接着剤(株式会社スリーボンド製TB1655)を使用した。
Further, when forming the
上記アルミニウム板10及び鋼板20の表面に、必要に応じて接着剤を塗布した上で、アルミニウム板10及び鋼板20の表面温度を測定するための熱電対を設置した。その後、所望の樹脂層30の厚みとなるように、アルミニウム板10及び鋼板20を互いに離隔させて配置し、アルミニウム板10と鋼板20の間の空隙に、溶融状態の樹脂組成物を注入して、複合部材1を製作した。
An adhesive was applied to the surfaces of the
この際、複合部材1の表面温度が所望の温度となったタイミングで、ローラーレベラーを用いて、複合部材1の形状を矯正した。この際、ローラーレベラーによる加工度は、全て5であった。かかる矯正の後、樹脂組成物を冷却速度が5℃/分となるようにガラス転移点Tg未満の温度に冷却することで固化させて、複合部材を製造した。なお、複合部材1の形状は長方形であり、幅高さ比(幅:高さは、16:9とした。また、複合部材1の対角長さは、60インチ(1524mm)とした。
At this time, the shape of the
得られた複合部材について、最大ひずみ、均熱性、急峻度、使用時の形状変化、プレス加工性、色むらの観点から、評価を行い、以下の表1にまとめて示した。評価内容の詳細は、以下の通りである。 The obtained composite member was evaluated from the viewpoints of maximum strain, thermal uniformity, steepness, shape change during use, press workability, and color unevenness, and the results are summarized in Table 1 below. Details of the evaluation contents are as follows.
<最大ひずみ>
得られた複合部材について、任意の方向での最大ひずみを測定した。
<Maximum strain>
The maximum strain in any direction was measured for the obtained composite member.
<均熱性>
得られた複合部材から、70mm×180mmのサンプルを作製した。アルミニウム板10側の一方の端部にラバーヒーターを取り付け、ヒーターの出力を3.4Wで一定として30分保持し、端部から50mmごとに、鋼板20側から測温した。ヒーターの温度と、端部から150mm離れた位置の温度との温度差ΔTを算出した。得られた温度差ΔTに基づき、以下のような基準で評価を行った。評点S~Bを合格とした。
S:ΔT 15℃以下
A:ΔT 15℃超25℃以下
B:ΔT 25℃超35℃以下
C:ΔT 35℃超
<Heat uniformity>
A sample of 70 mm x 180 mm was prepared from the obtained composite member. A rubber heater was attached to one end of the
S: ΔT 15°C or less A: ΔT more than 15°C and less than 25°C B: ΔT more than 25°C and less than 35°C C: ΔT more than 35°C
<急峻度>
得られた複合部材について、上記と同様にして定盤上で最大ひずみを測定するとともに、ひずみの現れる間隔であるピッチを測定した。得られた最大ひずみ及びピッチから、急峻度(%)=(最大ひずみ÷ピッチ)×100を算出し、得られた急峻度に基づき、以下のような基準で評価を行った。評点S~Bを合格とした。
S:急峻度 0.5%以下
A:急峻度 0.5%超1.0%以下
B:急峻度 1.0%超2.0%以下
C:急峻度 2.0%超
<Steepness>
Regarding the obtained composite member, the maximum strain was measured on a surface plate in the same manner as above, and the pitch, which is the interval at which strain appears, was measured. From the obtained maximum strain and pitch, steepness (%) = (maximum strain ÷ pitch) x 100 was calculated, and based on the obtained steepness, evaluation was performed using the following criteria. A score of S to B was considered passing.
S: Steepness 0.5% or less A: Steepness more than 0.5% but not more than 1.0% B: Steepness more than 1.0% and not more than 2.0% C: Steepness more than 2.0%
<使用時の形状変化>
得られた複合部材が、有機ELディスプレイパネルと接合される場合を模して、図5に示したような試験体を作製し、以下のようにして評価を行った。
<Shape change during use>
A test specimen as shown in FIG. 5 was prepared to simulate the case where the obtained composite member was joined to an organic EL display panel, and evaluated as follows.
得られた複合部材を幅380mm、高さ285mmの寸法に切断した。その後、複合部材の鋼板20側を、同じ寸法に調整した板厚0.8mmの溶融亜鉛めっき鋼板と重ね合わせて、垂直に設置し(図5上段の図を参照。)、複合部材の4辺を市販のアングルで挟んだ(図5下段の図を参照。)。その上で、複合部材と溶融亜鉛めっき鋼板を固定する手段としてのビスを用いて、複合部材と溶融亜鉛めっき鋼板とを固定した。複合部材のアルミニウム板10側に、非接触となるようにハロゲンヒーターを配置し、アルミニウム板10を加熱した。アルミニウム板10の表面温度が50℃となった際の最大変位を、レーザー変位計により測定した。得られた最大変位に基づき、以下のような基準で評価を行った。評点S~Bを合格とした。
S:最大変位 0.5mm以下
A:最大変位 0.5mm超1.0mm以下
B:最大変位 1.0mm超1.8mm以下
C:最大変位 1.8mm超
The obtained composite member was cut into a size of 380 mm in width and 285 mm in height. After that, the
S: Maximum displacement 0.5 mm or less A: Maximum displacement more than 0.5 mm and less than 1.0 mm B: Maximum displacement more than 1.0 mm and less than 1.8 mm C: Maximum displacement more than 1.8 mm
<プレス加工性>
得られた複合部材について、アルミニウム板10側が凹となるように、エリクセン試験機(JIS Z 2247に準拠)にて試験片が破断するまで押し出し加工を施した。割れが発生する最大の押し出し高さD(単位:mm)を求めた。得られた高さDに基づき、以下のような基準で評価を行った。評点S~Bを合格とした。
S:高さD 7mm以上
A:高さD 5mm以上7mm未満
B:高さD 3mm以上5mm未満
C:高さD 3mm未満
<Press workability>
The obtained composite member was extruded using an Erichsen tester (based on JIS Z 2247) until the test piece broke so that the
S: Height D 7 mm or more A:
<色むら>
得られた複合部材1のアルミニウム板10側を、ソニー株式会社製の有機ELディスプレイパネルに接合させた。有機ELディスプレイの表示画面の半分を赤色、残り半分を黒色に設定したうえで、有機ELディスプレイを1時間連続で表示させた。その後、表示画面の中央に、日本製鉄株式会社のロゴ(日本製鉄株式会社のロゴは、青色を基調としたロゴである。)を表示させて、青色の見え方を、10人で目視判定した。色の差を感じた人の人数に基づき、以下のような基準で評価を行った。評点S~Bを合格とした。なお、以下の表1のNo.10、23において、評価結果が「-」となっているのは、加工した際の形状が悪く、有機ELディスプレイパネルに組み込むことができなかったために、評価できなかったことを意味している。
S:0人
A:1、2、3人のいずれか
B:4、5、6人のいずれか
C:7人以上
<Uneven color>
The
S: 0 people A: 1, 2, or 3 people B: 4, 5, or 6 people C: 7 or more people
上記表1から明らかなように、本発明の実施例に該当する複合部材は、優れた均熱性及びプレス加工性とともに、製造時及び使用時の形状変化が抑制されている一方で、本発明の比較例に該当する複合部材では、均熱性、プレス加工性、製造時又は使用時の形状変化の何れかが不合格であることがわかる。 As is clear from Table 1 above, the composite members corresponding to the examples of the present invention have excellent heat uniformity and press workability, and have suppressed shape changes during manufacturing and use. It can be seen that the composite members corresponding to the comparative examples failed in either thermal uniformity, press workability, or shape change during manufacture or use.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea stated in the claims. It is understood that these also naturally fall within the technical scope of the present invention.
1 複合部材
3 有機ELディスプレイパネル
5 電子基板
10 アルミニウム板
20 鋼板
30 樹脂層
40 接着剤層
201 母材鋼板
203 めっき層
205 塗膜層
500 有機ELディスプレイ
1
Claims (11)
鋼板と、
前記アルミニウム板及び前記鋼板の間に介在する樹脂層と、
を備え、稼働に伴い発熱するデバイスを含む機器に用いられる複合部材であって、
前記アルミニウム板の厚みtAは、0.20~1.60mmであり、
前記鋼板の厚みtBは、0.15~1.20mmであり、
前記複合部材の全体の厚みtTは、1.50~5.00mmであり、
前記アルミニウム板の厚みtAは、前記鋼板の厚みtB以上であり、
以下の式から算出される急峻度が、2.0%以下である、複合部材。
急峻度(%)=(複合部材の最大ひずみ/ひずみの現れるピッチ)×100 aluminum plate and
steel plate and
a resin layer interposed between the aluminum plate and the steel plate;
A composite member used in equipment that includes a device that generates heat during operation,
The thickness tA of the aluminum plate is 0.20 to 1.60 mm,
The thickness tB of the steel plate is 0.15 to 1.20 mm,
The overall thickness tT of the composite member is 1.50 to 5.00 mm,
The thickness tA of the aluminum plate is greater than or equal to the thickness tB of the steel plate ,
A composite member whose steepness calculated from the following formula is 2.0% or less .
Steepness (%) = (maximum strain of composite member/pitch where strain appears) x 100
The composite member according to any one of claims 1 to 10, wherein the surface of the aluminum plate is used so as to be in contact with at least a portion of the heat generating device.
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