JPH0274331A - 樹脂ラミネート鋼板 - 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、スポット溶接性に優れた樹脂ラミネート鋼
板に関するものである。

〔従来の技術〕

１対の鋼板間に合成樹脂層を圧着して形成する合成樹脂
ラミネート鋼板は、制振性能の面で優れた効果を発揮す
ることが認められ、現在では自動車、電機、建材等の各
分野において急速に普及しつつある。

しかしながら、中間層を形成している合成樹脂層が、非
電導性であるために溶接加工時、特に抵抗スポット溶接
を行なうためには、別途にバイパス回路を設けるなど、
特殊な工夫を行なわなければならない不便さがあった。

現在では、合成樹脂層中にグラファイト、鉄。

銅、亜鉛あるいはアルミニウム等の導電性粒子を混合さ
せる技術（特開昭５０−７９９２０号公報、特開昭５３
−１２８６８７号公報、特開昭５６−３１５４０号公報
、特開昭５７−１４６６４９号公報）、あるいは金属繊
維（特開昭５８−１４２８４５号公報）、らせん状の２
４電体（特開昭５８〜１４２８４４号公報）を混合させ
る技術によって、前述した従来技術における煩雑な工夫
を行なうことなしに直接スポット溶接を可能とする技術
が開発され実用化されつつある。

（発明が解決しようとする課題〕 ところが、このような改良されているはずの合成樹脂ラ
ミネート鋼板であっても、そのスポット溶接性について
はいまだに解決しなければならない問題が次に示す通り
存在しており、さらに改良の余地が残されている。

（１）　　使用する導電性粒子自体に起因する問題当然
のことながら、使用する導電性の粒子は高い伝導度を存
し、しかも、その表面は長期にわたり酸化されにくいも
のであることが要求される。

さらに、溶接時のような高温加熱下においても同様の性
能を維持し続けることの可能なものであることが必要で
ある。

しかしながら、上述した従来の合成樹脂ラミネート鋼板
では、いまだに十分な導電性を有しているとは云えず、
特に、アルミニウム、鉄、銅などの金属粉では、取扱い
いかんによっては酸化による皮膜生成によって導電性が
たびたび阻害されていた。

（２）溶接時に異常抵抗値が発生する問題スポット溶接
の電圧印加時においては、各導電性粒子は異状加熱を起
こさないような均一抵抗値を有し且つ導電性の面から低
抵抗値を存することが必要である。

しかしながら、従来の導電性粒子は、その高硬度あるい
は粒径の相違により、導電性粒子と鋼板との「なしみ」
の差および接触状態の差等の影響を受け、均一な抵抗値
を有しているとは云い難かった。

このため、鋼板の孔あき（ピンホール）および黒シミ（
ピンホール直前の状態での綱板表面の点状ブルーイング
）等、不均一発熱欠陥が避は難かった。

（３）　　鋼板を防錆化するためのＺｎまたはＺｎ合金
を鋼板（鉄属板）の表面上にめっきした場合、導電性粒
子の金属粉は前記めっき層と接触することになるが、金
属粉と鋼板（鉄属板）の中間に存在するこれらめっき金
属（Ｚｎ）は、沸点が溶接温度と比べて低い（Ｚｎの沸
点＝９３０℃）ために、電流集中時に蒸気化し、通電し
なくなる。このため上記めっきが存在することによって
、ピンホール等欠陥の発生が著しく促進される。

ちなみに、鋼板の溶接温度は、鋼板（鉄）の融点（１５
３５℃）よりも高い温度である。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は１対の亜鉛めっきまたは亜鉛合金めっき鋼板
の間に３０〜１１００１Ｉ厚の合成樹脂層を圧着した樹
脂ラミネート鋼板であって、前記合成樹脂層には、前記
合成樹脂層の厚さｄに対して粒径が０．８〜２．０ｄで
あり、且つ、融点が６５０　℃以下、好ましくは５００
”Ｃ以下、沸点が１６００℃以上、ピンカース硬度が１
００未満の金属粉またはその合金粉が前記合成樹脂の０
．２〜３．０容量％混合されていることに特徴を有する
ものである。

亜鉛合金としては、Ｚｎ−Ｐｅ、　Ｚｎ−Ｎｉ、　Ｚｎ
−Ａ／。

Ｚｎ−門ｎ等を使用する。

また、前記合成樹脂は変性した熱可塑性樹脂または熱硬
化性樹脂を使用し、さらに、前記金属粉または合金粉は
、鉛、すず５インジウムまたはアンチモンの金属粉また
はこれらの合金粉を使用する。

この発明においては、１対のめっき鋼板の間に合成樹脂
を挟んで使用するが、この合成樹脂としては、酸および
酸無水物、シランカップリング剤等によって変性した熱
可塑性樹脂またはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等を使
用することができる。

以下、めっき鋼板を鋼板と称する。

ここで使用する合成樹脂層の厚さｄは、その両外側に配
する鋼板の厚さに対応させて、３０〜１００趨の範囲と
した。

合成樹脂層の厚さが３０−未満であると充分な制振性の
効果が得られない。一方、１００−を超えると、制振性
の挙動が厚みの増加に伴なわなくなり、制振性の向上傾
向は、特にある一定値以上ではみられなくなり経済性の
面からも好ましくない。

さらに、樹脂層の厚さが大であると成形性が劣化するば
かりでなく、加えて溶接時等の熱を受けることにより樹
脂がガス化する機会が多くなり、溶接部に「ふくれ」等
を生じて外観不良の原因となる。

次に、合成樹脂層に混合する導電化粒子について説明す
る。

導電性粒子としては、融点６５０℃以下、沸点＋６００
’ｃ以上、ビッカース硬度（Ｈｖ）が１００未満の金属
粉またはその合金粉（以下、金属粉と称する。）を使用
する。

樹脂ラミネート鋼板の溶接は、前述のように鋼板（鉄原
板）の融点以上の温度で行なわれるので、溶接によって
蒸発するのを防ぐために金属粉は鋼板（鉄原板）の融点
（鉄の融点−１５３５℃）を超える沸点を有することを
必要とし１６００℃以上とした。

また、導電性粒子としては、高電気伝導性、耐酸化性あ
るいは鋼板との接触状態、密着性の向上等の条件を満足
させるために、比較的軟質金属粉、特に鉄（鉄原板）（
Ｈν＝　１００）よりも軟かい金属粉を使用するべきで
ある。従って、金属粉の硬度はＨｖ　＝　１００未満と
した。

さらに、溶接時においては、溶接部の温度は前述したよ
うに高温となるが、溶接部の外側周辺は外側に離れるほ
ど温度は低下する。この温度低下した周辺部分の金属粉
が溶融すれば、電流は一ケ所に集中せず、この溶融部に
も流れる。従って、周辺部分の金属粉の融点はなるべく
低いほうが望ましく　、６５０℃以下、好ましくは５０
０℃以下とした。

溶接部周辺の金属粉が溶融することにより、溶接部周辺
の急激な抵抗の上昇が防止される。

また、溶接部を加熱しても、加熱により金属粉が溶融す
ることにより、金属粉と鋼板との接触部が拡大するので
、加熱時の温度の象、激な上昇は防止される。

第１表に導電化粒子としての金属の融点、沸点および金
属粉のビッカース硬度（Ｈｖ）を示す、第１表に示すよ
うに、融点、沸点および硬さの条件を満たす金属粉とし
て、鉛、すす、インジウム。

アンチモン、あるいは、これらの均等物質等が用いられ
る。

以上のような制約条件に合致した材料による粉体は、平
滑状態の合成樹脂層の厚さｄに対して、０．８〜２．０
ｄに相当する粒径のものを、合成樹脂に対して０．２〜
３．０容量％混合することにより好ましい結果が得られ
る。

金属粉の混合量は、樹脂ラミネート鋼機の物性に大きく
影響を及ぼすため、この範囲は最低限の導電性が確保で
きる混合量を下限値とし、接着剥離強度が低下する混合
量を上限値として設定され、０．２〜３．０容量％とし
た。

また、金属粉の粒径は、ラミネート加圧時において押潰
されて鋼板とほどよく接触し、接触面積が大きくなるよ
うに、合成樹脂層の厚さｄに対して０．８〜２．０ｄに
相当する粒径のものを使用する。

第１図はこの発明の樹脂ラミネート鋼板の一実施態様を
示す断面図である。

第１図において、ｌはめっき原板（鉄原板）、２は亜鉛
めっきまたは亜鉛合金めっき層、３は合成樹脂層、４は
金属粉である。ラミネート加圧時において、金属粉は鉄
原板よりも軟質なゆえに押潰されて、めっき原板とめっ
き層とからなるめっき鋼板５とほどよく接触して接触面
積は大きくなり、且つ接触は安定する。これによりスポ
ット溶接時の電流経路を安定的に確保することができ良
好な溶接が可能となる。

また、溶接部が加熱しても、加熱により金属粉４が溶解
し、鋼板５と金属粉４の接触面積が拡大して抵抗の上昇
および加熱は防止される。

第３図は、従来の樹脂ラミネート鋼板の１例を示す断面
図である。第３図において、１〜３．５は第２図と同一
　６は導電性粒子である。

第３図に示すように、使用している導電性粒子６が硬い
物質（Ｃｕ、　Ｎｉ、　Ｆｅ、ステンレス）であるため
に、ラミネート加圧時に十分な圧潰が起こらず、鋼板５
との接触面積が小さくなり、且つ、接触状態は不安定で
あることが理解できる。

本発明の樹脂ラミネート鋼板は、導電性粒子として上述
した軟金属扮を使用しているため、高い電気伝導性が確
保されているとともに、軟金属粉とｔＩＡ板との接触状
態をも広く且つ安定に制御しうるため、低くかつ均一な
電気抵抗値を有するものとなっている。

導電性粒子の異状加熱によって生じる溶接欠陥は、この
ような低く且つ均一な電気抵抗値をもつこの樹脂ラミネ
ート鋼板により、その発生を未然に防止することができ
る。

第４図は合成樹脂ラミネート鋼板の製造方法を示す工程
図である。一般に、合成樹脂ラミネート鋼板１５を製造
する方法は２種ある。第一の方法は、第４図に示すよう
に、導電化粒子が混合された合成樹脂をフィルム成形し
た樹脂フィルム１１を、加熱炉１２を通過して加熱され
たＺｎめっき鋼板１３ａの一面にロール１４を介して接
着し、次いで、加熱炉１２で再加熱し、他の鋼板１３ｂ
によって露出しているフィルム面を覆い、ロール１４を
介して圧着して製造する工程からなる。第２の方法は、
導電化粒子が混合された合成樹脂を鋼板に直接塗布した
後に別の鋼板と貼り合わす工程からなる。

この発明は、上記２種の製造方法のいずれも適用するこ
とが可能である。

〔実施例〕

次に、この発明を実施例により詳述する。

鉛、すす、または、ｌＱｗｔ、χのすずを含有する鉛合
金の３種の金属粉を合成樹脂層にそれぞれ混合させたも
のを、厚さが０．６Ｎ、めっき付着量が４０ｇ／％の１
対の電気亜鉛めっき鋼板の間に圧着して樹脂ラミネート
鋼板を製造し、これから直径１３ｍの円盤状の試験片を
採取し本発明の供試体Ｎα１〜１１とした。

比較のため、ニッケル、ステンレス鋼、　ｗ４．　ｉ鉛
または鉄の５種の金属粉を合成樹脂層にそれぞれ混合さ
せたものを、厚さが０．６閣、めっき付着量が４０　ｇ
　／　ｒｄの１対の電気亜鉛めっき鋼板の間に圧着して
樹脂ラミネート鋼板を製造し、これから直径１３Ｉｉ１
１の円盤状の試験片を採取し比較用供試体ＮＱ１〜６と
した。

使用した金属粉、その平均粒径および混合量は第２表に
示した。

そして、各供試体に対してスポット溶接試験を行ない、
各供試体の抵抗値および溶接欠陥発生率を測定し、その
結果を第２表に併せて示した。

第２図は、各供試体の電気抵抗を調べるための装置を示
す概略説明図である。第２図において、９は試験片、８
は定電流電源、７は電圧計であり試験片９は断面図で示
した。抵抗の測定に際しては、各試験片に１０　ｋｇ　
ｒ　７ｍ”の加圧力を与えた。

また、溶接は、電極先端径６鵬φ、加圧力２５０ｋｇｆ
、電流１０ｋＡ、通電時間１２サイクル１５０Ｈｚで行
ない、溶接欠陥の発生数を調べ、発生率（％）で示した
。

第 表 第２表に示すように、本発明の供試体阻１〜１１は、い
ずれも抵抗値が低（、また、溶接欠陥発生率が０％また
は極めて低い確率であった。

これに対して、比較用供試体阻１〜６は、抵抗値が高く
、さらに、溶接欠陥発生率も高かった。

［発明の効果〕 この発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に述べる有用な効果を奏する。

（υ　従来の導電化粒子に比べて鋼板の接触状態が改善
され、密着度が上昇し、均一抵抗を有し、且つ、低抵抗
である樹脂ラミネート鋼板が製造できる。

（２）　　このため、ピンホールなどの溶接欠陥発生原
因を未然に防止でき、且つ、特殊な工夫なしに良好なス
ボント溶接継手の作製が可能である。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実格態様を示す断面図、第２図は
電気抵抗測定装置の概略説明図、第３ｔ２１は従来の樹
脂ラミネート鋼板の断面図、第４図は合成樹脂ラミネー
ト鋼板の製造する方法を示す工程図である０図面におい
て、 １・・・めっき原板 ２・・・亜鉛めっきまたは亜鉛合金めっき層、３・・・
合成樹脂層、　　　　　４・・・金属粉、５・・・めっ
き鋼板、　　　　　６・・・導電性粒子、７・・・電圧
計、　　　　　　８・・・定電流電源、９・・・試験片
、　　　　　　１１・・・樹脂フィルム、１２・・・加
熱炉、 １３　ａ　、　１３　ｂ　・−Ｚｎめっき鋼板、１４・
・・ロール、 １５・・・合成樹脂ラミネート鋼板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　１対の亜鉛めっきまたは亜鉛合金めっき鋼板の間に
   ３０〜１００μｍ厚の合成樹脂層を圧着した樹脂ラミネ
   ート鋼板であって、前記合成樹脂層には、前記合成樹脂
   層の厚さｄに対して粒径が０．８〜２．０ｄであり、且
   つ、融点が６５０℃以下、沸点が１６００℃以上、ビッ
   カース硬度が１００未満の金属粉またはその合金粉が前
   記合成樹脂の０．２〜３．０容量％混合されていること
   を特徴とする樹脂ラミネート鋼板。 ２　前記金属粉または合金粉の融点が５００℃以下であ
   る請求項１記載の樹脂ラミネート鋼板。 ３　前記合成樹脂は変性した熱可塑性樹脂または熱硬化
   性樹脂である請求項１記載の樹脂ラミネート鋼板。 ４　前記金属粉または合金粉は、鉛、すず、インジウム
   またはアンチモンである請求項１記載の樹脂ラミネート
   鋼板。