JPH02277628A - 複合鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複合鋼板の製造方法に係わり、特に、金属
板の間に樹脂フィルムを挟装して熱圧着することにより
、金属間に樹脂層を有してなる複合鋼板を製造する方法
に関する。

〔従来の技術〕

複合鋼板は、金属板と金属板との間にフィラー（複合鋼
板の溶接を可能にするための導電性粒子）を含有する樹
脂（接着材）を挟装して、金属板と金属板とを樹脂層を
介して熱圧着してなるものである。

この複合鋼板は、２種類からなり、その一つは、鋼板の
厚みが樹脂層の厚みより大きく、優れた制振特性を有す
る制振鋼板であり、他の一つは、鋼板の厚みを薄く樹脂
層の厚みを大きくすることにより、軽量化に優れたラミ
ネート鋼板である。

このような複合鋼板の製造方法として、例えば、＃開開
６２−５０１３５号に記載された従来例が存在する。

この従来例は、鋼板間にフィラーを含有する樹脂フィル
ムを挟み、これらを加熱上温間ロールで熱圧着すること
を内容とするものである（フィルム法）。

また、常温域で制振特性を有する常温用樹脂（ガラス転
移温度が常温域の室温〜５０°Ｃにある、例えば、ポリ
エステル）は常温で軟らかくフィルム化することが困難
であるため、溶媒法によって制振鋼板を製造する従来例
が存在する。

この溶媒法とは、接着剤（樹脂）を溶媒で溶いた後、こ
の液状樹脂を鋼板表面に塗工し、その後、乾燥炉に搬入
して樹脂層から溶媒を揮散せしめて他の鋼板と熱圧着す
るものである。

一般に、溶接性を確保するために、フィラー粒径に対す
る樹脂厚はある望ましい範囲に制御されるべきである。

樹脂塗工厚が目標値より厚くなると溶接性が低下する。

従って、溶媒法においては、鋼板への樹脂の塗工厚を一
定値にするようにして、さらに樹脂層に残存する溶剤が
熱圧着の際の加熱により、膨張して樹脂層の膨れが生じ
、この結果起こる溶接性の低下及び接着性の低下を防止
するため、樹脂を塗工後十分乾燥することが行われてい
る。

〔発明が解決しようとする課題］ 上記フィルム法においては、粘性を有する樹脂中にフィ
ラーを混合してこれを混合してフィルムを製造している
ため、樹脂フィルム中へのフィラーの分散が不均一な部
分が存在することがあり、このようなフィルムを利用し
て複合鋼板を製造すると、複合鋼板の特性に悪影響を及
ぼすことになる。即ち、フィラーの含有量が多い部分で
は、樹脂量が少なくなるために接着性が低下する。また
、フィラーの含有量が少ない部分では、導電性が低下し
て溶接性が悪化する。

一方、溶媒法により複合鋼板を製造するは、鋼板表面へ
の塗工厚が不均一になりやすく、また、複合鋼板製造ラ
インにおいて液状樹脂の加熱乾燥を完全に行うには、長
い加熱乾燥炉を必要とするが、実際上設備的な制約によ
り液状樹脂塗工後の乾燥を完全に行うのが困難であった
。これらの、理由により鋼板と樹脂との接着性、及び溶
接性において改善の余地が残されていた。

この時、常温用樹脂をフィルム化して鋼板間に挟装すれ
ば良いが、今までそのフィルム化が困難であったので、
常温用樹脂を利用した複合鋼板の製造は溶媒法によって
行われていた。

また、上記溶媒法では液状樹脂中ヘフィラーを含有、混
合しているため、上記フィルム法と同様に、樹脂層中へ
のフィラーの分散が不均一となると云う課題も存在する
。

そこで、この発明は、上記課題を解決するために、フィ
ラーが均一に分散している樹脂フィルムを利用して、接
着性及び溶接性に優れた複合鋼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〕

上記目的を達成するために請求項（１）記載の発明は、
金属板間に樹脂フィルムを挟んで熱圧着することにより
複合鋼板を製造する方法において、前記樹脂フィルム表
面に当該樹脂の融点以上に加熱したフィラーを分散し、
次いで、当該樹脂フィルムを加熱ロールで圧下した後金
属板間に挟んで熱圧着することを特徴とするものであり
、請求項（２）記載の発明は、金属間に樹脂フィルムを
挟んで熱圧着することにより、複合鋼板を製造する方法
において、ガラス転移温度が常温領域にあってフィルム
化が困難な樹脂を溶媒に溶解して液状樹脂とし、この液
状樹脂を当該樹脂との剥離性が良好な保護フィルム上に
とうそ、次いで、加熱乾燥することにより当該保護フィ
ルム上に前記樹脂のフィルムを形成し、この樹脂フィル
ム表面に当該樹脂の融点以上に加熱したフィラーを散布
した後、樹脂フィルムを金属間に挟んで熱圧着すること
を特徴とするものである。

〔作用〕

上記請求項（１）記載の第１の発明では、フィラーを含
有しない樹脂フィルムを予め作成しておき、樹脂の融点
以上に加熱されたフィラーを樹脂フィルム上に散布する
。

粘性のある樹脂にフィラーを添加し混合分散せしめてか
らフィルム化する場合と比較して、樹脂フィルム表面に
フィラーを散布させる方が、フィラーの分布が均一化す
る。しかも散布するフィラーを樹脂の融点以上に加熱し
、さらにフィラーを散布した樹脂フィルムを温間ロール
によって圧下しているために、樹脂内部へフィラーを均
一に押し込ませることが容易となる。この結果、樹脂フ
ィル中ヘフィラーを均一に分散させることができる。

また、請求項（２）記載の第２の発明によれば、軟らか
くそれ自体ではフィルム化が困難である常温用樹脂であ
っても、溶剤に溶解して液状樹脂とし、この液状樹脂を
保護フィルム上に塗布して加熱乾燥することにより、保
護フィルム上に常温用樹脂のフィルムを形成することが
できる。そして、この樹脂フィルムを複合鋼板製造に使
用する前に十分乾燥することができるため、溶剤中に残
存している溶剤成分を複合鋼板の製造前に完全に除去す
ることができる。

また、この樹脂フィルムを鋼板間に挟装する前に、必要
ならばギャップ一定のロールを用いて圧下することがで
きるため、樹脂の塗工厚がばらついても樹脂厚を目標厚
さに制御することが可能となる。

この結果、常温用樹脂であっても金属板間の樹脂層厚を
一定とすることができると共に、熱圧着の際の樹脂層の
膨れのおそれがなくなる。

そして、第１の発明と同様に、樹脂フィルム表面に加熱
したフィラーを山野し、次いで温間ロールで圧下してい
るために、樹脂フィルム人にフィラーを均一に分散させ
ることが可能となる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について説明する。

第１図は、第１の実施例に係わる複合鋼板の製造装置の
構成を示したものである。

第１図において、上側鋼板１．下側鋼板２と樹脂フィル
ム３は、それぞれ上側鋼板コイル４．下側鋼板コイル５
と樹脂コイル６に巻かれている。

鋼板コイル４．５から鋼板１．２を繰り出し、樹脂コイ
ル６から樹脂フィルム３を繰り出した後、鋼板１．２間
に樹脂フィルムを挟装し、加熱炉９中で加熱する。加熱
炉９内で樹脂が軟化する温度まで加熱後、樹脂フィルム
３を挟んだ鋼板１．２を温間ロール群１０で圧下し、樹
脂と鋼板とを熱圧着する。

その後、冷却ロール群１１で冷却し、レベラー１２で形
状の矯正を行った後、巻取機で巻き取って、複合鋼板コ
イル１３を生産する。

ところで、鋼板１，２間に樹脂フィルム３が挟装される
以前に、樹脂フィルム表面に樹脂の融点以上に加熱され
たフィラーをグラビアロール７により、樹脂フィルム上
に均一に散布する。

このグラビアロール７は、ロール表面に所定幅のスリッ
トが均一ピッチで形成されてなり、ロール内部に充填さ
れたフィラーをロールの回転に伴って樹脂フィルム表面
に均一に付着するものである。

８は温間ロールであって、フィラーが分散した樹脂フィ
ルム３を圧下することにより、フィラーを樹脂フィルム
中へ押し込ませて、樹脂の導電性を確保してもって溶接
性を発揮させるためのものである。

第２図は第２の実施例に係わる複合鋼板の製造装置の構
成を示したもので、第１図の装置がヤイルム化可能な樹
脂のフィルムを用いているのに対し、第２図の装置は、
フィルム化が困難な常温用樹脂を前述したように保護フ
ィルム上に塗布乾燥したものを使用し、これに加熱した
フィラーを散布させる場合の例である。

第２図の装置において、第１図の装置と異なる点は、樹
脂コイル６の代わりに保護フィルム上に液状樹脂を塗工
し、これを十分加熱乾燥させ、次いで、必要に応じて延
伸等により樹脂厚を均一にした保護フィルムコイル２０
を用いている点である。

そして、この保護フィルム上に形成された樹脂フィルム
表面には、グラビアロール８によって加熱されたフィラ
ーが分散される。次いで、温間ロール８によりこの樹脂
フィルムを圧下した後、樹脂フィルムと保護フィルムと
を引き剥がし、保護フィルム２１を巻き取って、樹脂フ
ィルムのみを鋼板間に供給する。

保護フィルム上へ、それ自体ではフィルム化が困難（ガ
ラス転移点が常温域にあり、常温域で制振特性を有する
常温用樹脂等）である樹脂のフィルムを形成するには、
次の工程によって行われる。

先ず、当該樹脂を溶剤（トルエン、キシレン、ベンゼン
等の有機溶媒、水等の無機溶媒）に溶解して液状樹脂と
し、平坦度が良好で樹脂と接着しない保護フィルム（離
型紙、ポリオレフィンフィルム等）表面に当該液状樹脂
を塗工する。

この塗工は、通常のロールコータを用いて行われ、コー
クロール間のギャップ、及び回転数等を調整することに
より塗装厚を制御することが可能である。

保護フィルム上に液状樹脂を塗工した後、加熱乾燥炉内
で樹脂を十分に乾燥する。そして、樹脂厚が不均一であ
る場合は、延伸等の操作により樹脂厚を均一にする。そ
して、保護フィルを内側にして巻き取ることにより樹脂
フィルムが表面に形成された保護フィルムコイル２０を
完成する。

以上が、フィルム化困難な常温用樹脂のフィルムを形成
するための工程である。

次に、この樹脂コイルを巻き戻して、グラビアロール７
及び温間ロール８に供給し、保護フィルム上に形成され
た樹脂フィルム内にフィラーを均一に散布させる。

この後、保護フィルムを樹脂フィルムから引き剥がして
、保護フィルム２１を巻き取り、樹脂フィルムのみを鋼
板間に供給する。

もっとも、保護フィルム上の樹脂フィルムにフィラーを
分散させた後これを巻き取り、この後樹脂フィルムのみ
を鋼板間に供給することも可能である。

上記第１図、第２図の実施例で使用されるフィラーはや
樹脂の樹脂の融点以上に加熱されているため、温間ロー
ル８の圧下により、簡単に樹脂中を貫通して樹脂内に押
し込まれる。ここにフィラーを樹脂中に押し込むための
ロールは温間ロール（外部加熱又は内部加熱されるロー
ル）であることが必要である。その理由は、フィラーが
樹脂の融点以上に加熱されていても冷間ロールを用いて
押し込めばロールによりフィラーが抜熱されるために、
フィラーが十分に樹脂中に押込まれないためである。

そして、グラビアロール７は、樹脂フィルム表面へフィ
ラーを均一に付着することが可能なものである。従って
、樹脂樹脂フィルム中へのフィラーの三次元的分布は均
一となり、その結果、鋼板間の樹脂層内のフィラーの分
散も均一化する。よって、樹脂と鋼板との接着性及び溶
接性も向上する。

原料樹脂中にフィラーを混合した後フィルムを形成する
か、またはこれを液状樹脂として塗工する場合は、粘性
のある樹脂中ヘフィラーを均一に分散することが困難で
ある。しかしながら、上記の手法によれば、鋼板間の樹
脂層中ヘフィラーを均一に分散することが可能となる。

第１図の実施例に使用する樹脂は、鋼板との接着性が良
好であってそれ自身はフィルム化が可能なものを広く使
用することができる。また、第２図の実施例で使用でき
る樹脂は、鋼板との接着性は良好であるが、樹脂自身で
はフィルム化が困難であるものである。

ここで使用する樹脂としては、ポリプロピレンポリエチ
レン、ポリエステル、塩化ビニル等の熱可塑性樹脂であ
る。または、エポキシ、ポリウレタン、アクリル、熱硬
化性ポリエステル等の熱硬化性樹脂である。また、これ
らの共重合体、変性体であっても良い。これらの樹脂は
、単独で、あるいは熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを混
合して、それぞれの単独樹脂の場合より広い温度範囲で
安定した硬さが得られる混“合樹脂として用いることが
できる。混合樹脂とする場合は、上記熱可塑性樹脂をベ
ースにして、これに添加される熱硬化性樹脂の混合比を
調節することにより、常温用、中温用、高温用など使用
環境によって最適の制振特性を付与することができる。

第２図の実施例に使用される樹脂は、その粘度が１００
〜１００００ｃｐｓであることが好ましい。１ｏｏｃｐ
ｓ以下では通常のロールコータは保護フィルム上への樹
脂のでの塗工が困難となって、樹脂の塗工厚を確保する
のが難しく、また、１００００ｃｐｓを越えると通常の
ロールコータでの塗工が不可能となるからである。

フィラーは、導電性を有し、熱伝導度が大きく、樹脂の
融点以上の加熱（２００°Ｃ以上）が可能で、さらに分
散後、ロールの圧下でも破壊されない金属フィラーであ
ることが好ましい。例えば、Ｆｅ、ＳＵＳ、Ｃｕ、Ｎｉ
を使用することが好ましい。

そして、フィラーの大きさは樹脂層厚に対して、１．０
〜１．２の比の大きさであることが好ましい。

フィラーが樹脂フィルム厚に対して、薄いと上下の鋼板
間の導通が不十分となってスボッ［８接性が低下するた
めであり、フィラーがフィルム厚に対して、大きすぎる
と鋼板と樹脂との接着性が低下するためである。

使用される鋼板の厚みに関しては特に制限がないが、制
振鋼板の場合は０．３〜２．５ｍｍの範囲であることが
好ましく、ラミネート鋼板の場合は、０．２〜０．４ｍ
ｍの範囲であることが好ましい。

樹脂フィルム厚についても制振鋼板の場合は、０゜０５
〜０．２　ｍ　ｍの範囲であることが好ましく、ラミネ
ート鋼板の場合は、０．３〜０．６ｍｍの範囲であるこ
とが好ましい。

そして、フィラーの加熱温度は、樹脂の融点以上である
ことが必要である。融点以下では、樹脂内にフィラーを
押し込むことが困難となるからである。フィラーの練り
込みが不足すると、フィル中のフィラーの分散が不均一
となって、複合鋼板の溶接性及び鋼板と樹脂との接着性
を低下させる。

フィラーの含有量の多い部分では、その分樹脂が不足し
て接着性が低下し、フィラーの分散量が少ない部分では
導電性が低下する故溶接性が低下するためである。

フィラーを十分樹脂中に練り込ませるためには、樹脂融
点よりも２０〜１００°Ｃ度高く加熱することが望まし
い。樹脂融点−２０°Ｃ未満の加熱であると、フィラー
を樹脂中に練り込むことが困難となり、樹脂融点＋１０
０°Ｃを越えると樹脂フィルムをフィラーが必要以上に
溶融させてしまうからである。

フィラーの加熱手段としては、例えば、グラビアロール
内に加熱層を設け、この加熱層内にフィラーを充填する
方式が採用される。

また、温間ロール８の加熱温度は１００〜３００°Ｃで
あることが望ましい。１０００°Ｃ度未満では樹脂フィ
ルムが冷却されて硬くなり、フィラーがフィルム中へ練
りこまれるのを困難にするからである。また、３００°
Ｃを越えると樹脂フィルムが必要以上に加熱されてフィ
ルムの切断等の不都合があるからである。

次に具体的な実施例について説明する。

（具体的実施例１） 前記説明した第１図の装置を用いて、複合鋼板を製造し
た。

樹脂フィルムとしては、融点が１４０°Ｃの変性ポリエ
チレンを用い、フィラーとしては５０μｍ径の鉄粒子を
用い、鋼板としては、板厚０．５　ｍ　ｍの冷延鋼板を
使用した。

そして、フィラーの加熱温度及び温間ロールの加熱温度
を変えて複合鋼板を製造し、樹脂の分散状態の良否と相
関する溶接性及び接着性についての試験を行った。

溶接は、スポン）？８接により行い、１７０ｋｇｆの加
圧力で、９ＫＡの電流を０．２秒間通電して行った。こ
の溶接条件で、溶接位置を種々変更してもナゲツト形成
が可能なものを○と判定し、溶接位置を変えた際にナゲ
ツト形成不可部分がある場合を×と判定した。

また、接着性の評価については、Ｔ型剥離の強度試験（
ＪＩＳＫ６８５４）を行い、すべての部分について、剥
離強度がＩＯｋｇｆ／２５ｍｍ以上のものについて、接
着性が良好であるとしてＯと判定し、測定部位によって
はこの値未満のものが有る場合は接着性が不良であると
して、×と判定した。

次の第１表に示す、発明例１はフィラーを１６０°Ｃに
加熱し、そして、温間ロールを２００°Ｃに設定した。

また、発明例２はフィラーを２４０″Ｃに加熱し、温間
ロールを３００　’Ｃに設定した。

一方、比較例１は、樹脂フィルムを形成する過程でフィ
ラーが予め含有された樹脂フィルムを利用し、温間ロー
ルを２００°Ｃに設定している。

比較例２は、フィラーを加熱することなく樹脂フィルム
表面に分散し、温間ロールを２００°Ｃに設定した。

比較例３は、フィラーの加熱は樹脂の融点以下の１００
　”Ｃとし、温間ロールの加熱は２００°Ｃとした。

比較例４はフィラー加熱は　　°Ｃと適正な値であるが
、温間ロールの代わりに冷却ロールを用いた。

以上の発明例及び比較例について、溶接性、接着性の試
験を行った。

第１表 この第１表から分かるように発明例１，２は、樹脂中へ
のフィラーの分散が均一であるため、溶接性はどの部位
でも良好であり、同様に、接着性もどの領域でも良好で
ある。

比較例１は、樹脂フィルム中に予めフィラーが含有され
ているため、フィラーの分散が不均一の部分が存在する
。その結果、上記第１表に示すように、溶接性及び接着
性の不良個所が存在する。

゛比較例２は、フィラーを加熱することなく樹脂表面に
分散しているため、フィラーが樹脂中に押し込まれるこ
とがない結果、フィラーの分散が不均一となり溶接性及
び接着性の不良個所が存在する。

比較例３は、フィラーの加熱が融点以下であるため、比
較例２と同様にフィラーが樹脂中に十分押し込まれるこ
とが困難となって、溶接性及び接着性が低下する。

比較例４は、フィラーの加熱は１９０℃と樹脂の融点以
上であるが、温間ロールの代わりに冷却ロールを用いて
いるために、樹脂フィルム表面に分散したフィラーを冷
却し、フィラーが樹脂中うに侵入するのを困難とする。

その結果、フィラーの分散が不均一となり、溶接性及び
接着性の不良個所が存在する。

（具体実施例２） 次に、上記第２図に示した装置を使用して複合鋼板を製
造した。樹脂としては、ガラス転移温度が２０°Ｃにあ
り、それ自体ではフィルム化が困難な常温用樹脂である
ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレート）をト
ルエンに溶解した液状樹脂を用いた。そして、この液状
樹脂を保護フィルムであるポリオレフィンフィルム上に
５０μｍの厚さに塗工し、加熱温度６０°Ｃで１時間子
分に乾燥させた。乾燥後、保護フィルムを内側にして巻
き取り、保護フィルムコイルとした。

この時、樹脂の分子量を種々変更することにより、樹脂
粘度を５０〜１５０００ｃｐｓの範囲で変え、保護フィ
ルム上に５０μｍ厚のポリエチレンテレフタレートの樹
脂フィルムを形成可能か否かを検討した。その結果を次
の第２表に示す。

第２表 上記第２表に示すように、樹脂粘度が５０ｃｐＳである
と、樹脂の流動性が高くなり過ぎ保護フィルム上に所望
の厚さの樹脂塗工層を形成することができない（Ｎｏｌ
）。

一方、樹脂粘度が１５０００ｃｐｓであると樹脂の流動
性が低下し通常のロールコータでは塗装が困難となるた
めに、所望の厚さの樹脂層を保護フィルム上に形成する
ことができない（Ｎｏ７）。

次に、樹脂粘度が１０００ｃｐｓのポリエステル樹脂を
使用して５０μｍ厚の樹脂フィルムを形成した後、前記
具体的実施例１と同様の発明例及び比較例を実行して、
溶接性及び接着性について試験を行った。その結果、上
記実施例１と同様の評価結果を得るに至った。

以上説明した実施例では鋼板として冷延鋼板を使用して
いるが、これに限定されず、クロメート処理鋼板、亜鉛
処理鋼板、リン酸処理鋼板、ステンレス鋼板、有機被膜
鋼板等の各種の表面処理。

非処理の鋼板を使用することができる。また、これ以外
の金属板を使用することもできる。

また、実施例ではコイル状の複合鋼板の製造について説
明しているが、これに限定されず、切り板（シート）状
の複合鋼板を製造することもてきる。

また、上記の各数値はいずれも一例であって、これに限
定されず他の数値を選択することも可能である。

また、フィラーを樹脂フィルム上に分散させる前に樹脂
フィルムを加熱することも可能である。

また、上記実施例では樹脂フィルム表面へのフィラーの
散布をグラビアロールを用いて行っているが、これに限
定されることなく例えば、フィラーをスプレーによって
フィルム上に散布することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように第°１の発明によれば、樹脂内部へ
フィラーを均等に分散させることができるため、接着性
及び溶接性に優れた複合鋼板を提供することができる。

また、第２の発明によれば、それ自体ではフィルム化が
困難な常温用樹脂であっても、フィルム化して複合鋼板
を製造することができるため、樹脂厚を均等にし、しか
も樹脂中に残存する溶剤成分を完全に乾燥除去でき、ま
た請求項（１）記載の発明と同様にフィラーを樹脂フィ
ルム中に均等に分散することができる結果、接着性及び
溶接性に優れた複合鋼板を製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係わる複合鋼板の製造
装置の構成図、第２図は第２の実施例に係わる複合鋼板
の製造装置の構成図である。 図中、１，２は鋼板、３は樹脂フィルム、４，５は鋼板
コイル、６は樹脂コイル、７はグラビアロール、８は温
間ロール、９は加熱ロール、１ｏは温間ロール群、１１
は冷却ロール群、１２はレベラー　１３は複合鋼板コイ
ル、２ｏは保護フィルムコイル、２１は保護フィルムで
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属板間に樹脂フィルムを挟んで熱圧着すること
   により複合鋼板を製造する方法において、前記樹脂フィ
   ルム表面に当該樹脂の融点以上に加熱したフィラーを散
   布し、次いで、当該樹脂フィルムを加熱ロールで圧下し
   た後金属板間に挟んで熱圧着することを特徴とする複合
   鋼板の製造方法。
2. （２）金属間に樹脂フィルムを挟んで熱圧着することに
   より、複合鋼板を製造する方法において、ガラス転移温
   度が常温領域にあってフィルム化が困難な樹脂を溶媒に
   溶解して液状樹脂とし、この液状樹脂を当該樹脂との剥
   離性が良好な保護フィルム上に塗布し、次いで、加熱乾
   燥することにより当該保護フィルム上に前記樹脂のフィ
   ルムを形成し、この樹脂フィルム表面に当該樹脂の融点
   以上に加熱したフィラーを散布した後、樹脂フィルムを
   金属間に挟んで熱圧着することを特徴とする複合鋼板の
   製造方法。