JPH05131606A - サンドイツチ型軽量鋼板の製造方法およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】品質のばらつきが少なく、優れて安定した品質
のサンドイッチ型軽量鋼板の製造方法およびその製造装
置を提供する。 【構成】２枚の鋼板の間に熱可塑性高分子化合物フィル
ムを挟み、前記熱可塑性高分子化合物フィルムの軟化点
以上融点未満の温度で予熱し、前記軟化点以上の温度
で、かつ前記フィルムの前記予熱温度における弾性限界
強度を１００％としたときの１００〜７０％の範囲の押
圧力にて前記鋼板の外面から少なくとも一対のロールで
圧接しながら移送することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高分子化合物フィルム
を２枚の鋼板の間に挟むサンドイッチ型軽量鋼板の製造
方法およびその製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地球環境保護のため、自動車等の車体軽
量化が社会的ニーズとしてクローズアップされてきてい
る。このようなニーズに対応するため、従来、例えば特
公平２−１２１８９号および特公平１−４９１１８号に
あるようにサンドイッチ鋼板の芯材としての各種フィル
ムの加熱温度に注目し、前者はフィルムの軟化点近傍
の、後者は融点以上の温度で圧接しながら脱気（脱泡）
し、しかるのち両者ともさらに高い温度で熱圧着するも
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、両者の
技術で得られる製品は品質のばらつきが極めて大きいこ
とが判明した。すなわち、脱泡が出来なかったり、製品
厚みにばらつきがあったりする場合が多々あった。

【０００４】本発明は、品質のばらつきが少なく、優れ
て安定した品質のサンドイッチ型軽量鋼板の製造方法お
よびその製造装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】従来技術における製品品
質のばらつきについて鋭意検討した結果、脱泡が達成出
来ないのは、フィルムの温度と圧接時の押圧力が適正範
囲にない場合に起こることが判明した。

【０００６】すなわち、（１）フィルム温度が軟化点よ
りも低すぎる場合、（２）フィルム温度が軟化点近傍で
適正であっても、押圧力が低すぎる場合であった。

【０００７】また、フィルム温度が軟化点近傍であって
も、押圧力が高すぎる場合にはフィルムの流動性が高い
ため、製品板厚が幅方向、長手方向とも不均一になるこ
とも分かった。

【０００８】さらに、脱泡後の融点以上の圧着工程にお
いては、押圧力を付加するとフィルムが流動して製品板
厚のばらつきが生じることがわかった。

【０００９】従来技術における前記の不具合は、押圧力
制御の欠落していたことが原因である。本発明者等は、
フィルムの温度と押圧力を適正にコントロールする必要
があるとの観点により、本発明に至ったものである。

【００１０】すなわち、上記目的を達成するために本発
明の第一の態様によれば、２枚の鋼板の間に熱可塑性高
分子化合物フィルムを挟み、前記熱可塑性高分子化合物
フィルムの軟化点以上融点未満の温度で予熱し、前記軟
化点以上の温度で、かつ前記フィルムの前記予熱温度に
おける弾性限界強度を１００％としたときの１００〜７
０％の範囲の押圧力にて前記鋼板の外面から少なくとも
一対のロールで圧接しながら移送することを特徴とする
サンドイッチ型軽量鋼板の製造方法が提供される。

【００１１】また、本発明の第二の態様によれば、２枚
の鋼板の間に熱可塑性高分子化合物フィルムを挟み、前
記熱可塑性高分子化合物フィルムの軟化点以上融点未満
の温度で予熱し、前記軟化点以上の温度で、かつ前記フ
ィルムの前記予熱温度における弾性限界強度を１００％
としたときの１００〜７０％の範囲の押圧力にて前記鋼
板の外面から少なくとも一対のロールで圧接しながら移
送した後、前記フィルムの融点以上の温度に加熱するこ
とを特徴とするサンドイッチ型軽量鋼板の製造方法が提
供される。

【００１２】また、本発明の第三の態様によれば、２枚
の鋼板の間に熱可塑性高分子化合物フィルムを挟み、前
記熱可塑性高分子化合物フィルムの軟化点以上融点未満
の温度で予熱し、前記軟化点以上の温度で、かつ前記フ
ィルムの前記予熱温度における弾性限界強度を１００％
としたときの１００〜７０％の範囲の押圧力にて前記鋼
板の外面から少なくとも一対のロールで圧接しながら移
送した後、前記フィルムの融点以上分解点未満の温度に
加熱しながら製品厚に設定された少なくとも一対の加熱
ロールを通過させることを特徴とするサンドイッチ型軽
量鋼板の製造方法が提供される。

【００１３】また、本発明の第四の態様によれば、２枚
の鋼板の間に熱可塑性高分子化合物フィルムを挟んだ積
層体を、前記熱可塑性高分子化合物フィルムの軟化点以
上融点未満の温度に予熱する手段と、前記予熱状態のま
ま前記積層体を前記フィルムの前記予熱温度における弾
性限界強度を１００％としたときの１００〜７０％の範
囲の押圧力にて前記２枚の鋼板の外面から圧接しながら
移送する手段と、さらに融点以上分解点未満の温度に加
熱または前記融点以上分解点未満の加熱状態で製品厚に
加熱圧着する手段とを備えることを特徴とするサンドイ
ッチ型軽量鋼板の製造装置が提供される。

【００１４】以下に本発明をさらに詳細に説明する。

【００１５】本発明では、外皮材として鋼板に、熱可塑
性高分子化合物フィルムをのせ、さらにその上に鋼板を
のせ、積層体を形成する。本発明で用いる熱可塑性高分
子化合物はサンドイッチ型軽量鋼板の芯材として用いら
れる物質であって、高分子樹脂および高分子樹脂の中に
種々の目的のために添加するグラファイト、ＣａＣＯ
₃ 、雲母、可塑剤等の有機または無機物質などがある
が、これらの組成物からなる芯材をも使用することがで
きる。

【００１６】外皮材として用いるものは、前述の鋼板の
みではなく、他の金属、たとえばアルミニウム等を用い
てもよいし、形状についてもシート状のみではなく異形
断面のものを用いることもできる。

【００１７】また、本発明に用いる外皮材はシート状鋼
板でもよいことは言うまでもなく、本発明によりサンド
イッチ型軽量鋼板の連続コイルを製造することができ
る。

【００１８】本発明におけるサンドイッチ型軽量鋼板の
製造方法は、基本的には（１）脱泡、仮接着工程と
（２）高温接着工程との二段法である。すなわち、第１
段：脱泡、仮接着工程は、フィルムの軟化点以上融点未
満の温度で、かつ前記フィルムの前記予熱温度における
弾性限界強度を１００％としたときの１００〜７０％の
範囲の押圧力でロール圧接すること、第２段：高温接着
工程は、フィルムの融点以上分解点未満の間の温度で、
製品厚のロールギャップ間を通過させることである。

【００１９】これを図１に示すグラフを参照しながら説
明する。第１段はフィルムの軟化点以上融点未満の温度
で、かつ前記フィルムの前記予熱温度における弾性限界
強度を１００％としたときの１００〜７０％の範囲の押
圧力により鋼板にフィルムを圧接する。第２段は第１段
に引き続きフィルムの融点以上分解点未満の温度でフィ
ルムを溶融させながら、鋼板からはみださないようにロ
ール間を通過させる。

【００２０】

【作用】第１段のフィルムの軟化点温度においては、化
合物の構造の再配列が起るので、基盤である鋼板への付
着が容易である。軟化点より低い温度では付着が容易で
ない。また、融点またはそれより高い温度では流動性が
大きく製品厚みの不均一が起る。

【００２１】また、第１段の押圧圧接では、軟化点以上
の温度の熱可塑性高分子化合物の鋼板への付着を促進す
る。この押圧力がフィルムの前記温度における弾性限界
強度の７０％未満では鋼板に付着しにくいので脱泡がで
きない。また、弾性限界を超える強度の押圧ではフィル
ムが流動して厚みの不均一が起る。

【００２２】第２段でのフィルム温度はフィルムの融点
以上分解点未満であればよい。融点以上の温度になる
と、高分子化合物が鋼板界面の前処理層（クロメートや
フォスフェート等）と反応を起し、強固に接着する。

【００２３】また、第２段でフィルムの予熱温度におけ
る弾性限界内にてロール圧接したのち、製品厚のロール
ギャップ間を通過させることによって、熱歪等による鋼
板とフィルムの剥離を防ぐことができる。ロールギャッ
プが製品厚より狭い場合は、溶融したフィルムが流動し
て厚みの不均一が起る。また、ロールギャップが製品厚
より広い場合は、鋼板とフィルムの剥離が起る。

【００２４】つぎに、本発明のサンドイッチ型軽量鋼板
の製造装置を図２に示す一実施例を参照しながら説明す
る。

【００２５】以下の説明では外皮材として連続コイル
（以下、ストリップという）を用い、サンドイッチ型軽
量鋼帯（以下、サンドイッチ鋼帯という）を製造する場
合について説明するがこれに限るものではない。本発明
装置は、第１および第２加熱炉１，２、ラミネータ３お
よび冷却帯４を有する。まず、下板となるストリップ５
を第１加熱炉１に送り込み予熱する。第１加熱炉１を通
過したストリップ５はラミネータ３に送られ、ここで芯
材となるフィルム６がラミネートされる。

【００２６】ラミネートされたストリップ７は、第２加
熱炉２で予熱された上板となるストリップ８とともに炉
２内の少なくとも上下一対からなる第１加熱圧着ロール
９に送られ、ここで第１段の脱泡と仮接着が行われる。
この第１段工程でフィルム６に必要な温度は、前記加熱
炉１，２と圧着ロール９の熱により供給される。また、
圧着ロール９の押圧力は上下一対のロール９を油圧また
は空圧にて押圧することにより与えられる。

【００２７】第１加熱圧着ロール９を通り抜けた積層体
１０は、少なくとも上下一対からなる第２加熱圧着ロー
ル１１に送られ、ここで第２段の加熱圧着が行われる。
積層体１０のフィルムに必要な温度は、圧着ロール１１
の熱により供給される。また、ロール１１ギャップは上
下一対のロール１１間に製品厚と同じ厚さのくさび（図
示せず）を挟んで与えられ、この状態で油圧または空圧
にて押圧し、冷却体４を通過することにより製品のサン
ドイッチ鋼帯１２を得ることができる。

【００２８】なお、前記第１加熱圧着ロール９へ送られ
る圧着前の積層体は、前記ラミネータ３を用いることな
く上下一対の鋼板間に直接フィルム６を供給して形成し
てもよい。また、前記第１加熱圧着ロール９での積層体
温度は、フィルム６の軟化点以上融点未満の温度に予熱
され、前記フィルム６の弾性限界強度を１００％とした
ときの１００〜７０％の範囲の押圧力にてロール９によ
り圧接する必要がある。また、前記第２加熱圧着ロール
１１での積層体温度は、フィルム６の融点以上分解点未
満の温度に加熱される必要がある。これらの条件とする
理由は、本発明の軽量鋼板の製造方法の説明で述べた通
りである。

【００２９】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。

【００３０】（実施例１）鋼帯厚さは０．２ｍｍ、熱可
塑性高分子化合物フィルムはそれぞれ表１に示すものを
用い、厚さ０．６ｍｍの積層体とし、図２に示す装置を
用いサンドイッチ型軽量鋼帯を作製した。下板ストリッ
プ５は、加熱炉１にてフィルム６の軟化点と同等の温度
（１５０℃）まで加熱されラミネータ３にてフィルム６
を貼り合わせた。圧着ロール９にてはロール９も上、下
ストリップ５，８も軟化点温度に加熱した。また、圧着
ロール９は押圧力１０kg/cm（積層板幅当り）とするこ
とによりフィルム６の軟化点弾性限界の８０％として圧
接した。さらに、圧着ロール１１にては、ロール温度を
フィルム６の融点より５０℃アップの２２０℃とし、ロ
ール間隙は製品厚の１ｍｍとした。その後、エアーブロ
ー式の冷却帯４にて室温まで冷却し、コイルに巻き取っ
た。

【００３１】表２は、発明例と比較例について製造条件
と性能を示したものである。表中ロールは第１加熱圧
着ロール、ロールは第２加熱圧着ロール、Ｇはロール
ギャップ（＝製品厚）、（）内の％はロールの温度に
おけるフィルムの弾性限界強度を１００％とした場合の
押圧力比率をそれぞれ示す。

【００３２】

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、従来の方法がロール圧接の押圧のプロセスを
規定していなかったために製品品質のばらつきが極めて
大きかったのに対し、優れて安定した品質のサンドイッ
チ型軽量鋼板および軽量鋼帯を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 熱可塑性化合物フィルムの温度と弾性との関
係を示すグラフである。

【図２】 本発明のサンドイッチ型軽量鋼帯の製造ライ
ンの一例を示す線図である。

【符号の説明】

１ 第１加熱炉 ２ 第２加熱
炉 ３ ラミネータ ４ 冷却帯 ５ 下板ストリップ ６ フィルム ７ ラミネートされたストリップ ８ 上板スト
リップ ９ 第１加熱圧着ロール １０ 積層体 １１ 第２加熱圧着ロール １２ サンド
イッチ鋼帯

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２枚の鋼板の間に熱可塑性高分子化合物フ
   ィルムを挟み、前記熱可塑性高分子化合物フィルムの軟
   化点以上融点未満の温度で予熱し、前記軟化点以上の温
   度で、かつ前記フィルムの前記予熱温度における弾性限
   界強度を１００％としたときの１００〜７０％の範囲の
   押圧力にて前記鋼板の外面から少なくとも一対のロール
   で圧接しながら移送することを特徴とするサンドイッチ
   型軽量鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】２枚の鋼板の間に熱可塑性高分子化合物フ
   ィルムを挟み、前記熱可塑性高分子化合物フィルムの軟
   化点以上融点未満の温度で予熱し、前記軟化点以上の温
   度で、かつ前記フィルムの前記予熱温度における弾性限
   界強度を１００％としたときの１００〜７０％の範囲の
   押圧力にて前記鋼板の外面から少なくとも一対のロール
   で圧接しながら移送した後、前記フィルムの融点以上の
   温度に加熱することを特徴とするサンドイッチ型軽量鋼
   板の製造方法。
3. 【請求項３】２枚の鋼板の間に熱可塑性高分子化合物フ
   ィルムを挟み、前記熱可塑性高分子化合物フィルムの軟
   化点以上融点未満の温度で予熱し、前記軟化点以上の温
   度で、かつ前記フィルムの前記予熱温度における弾性限
   界強度を１００％としたときの１００〜７０％の範囲の
   押圧力にて前記鋼板の外面から少なくとも一対のロール
   で圧接しながら移送した後、前記フィルムの融点以上分
   解点未満の温度に加熱しながら製品厚に設定された少な
   くとも一対の加熱ロールを通過させることを特徴とする
   サンドイッチ型軽量鋼板の製造方法。
4. 【請求項４】２枚の鋼板の間に熱可塑性高分子化合物フ
   ィルムを挟んだ積層体を、 前記熱可塑性高分子化合物フィルムの軟化点以上融点未
   満の温度に予熱する手段と、 前記予熱状態のまま前記積層体を前記フィルムの前記予
   熱温度における弾性限界強度を１００％としたときの１
   ００〜７０％の範囲の押圧力にて前記２枚の鋼板の外面
   から圧接しながら移送する手段と、 さらに融点以上分解点未満の温度に加熱または前記融点
   以上分解点未満の加熱状態で製品厚に加熱圧着する手段
   とを備えることを特徴とするサンドイッチ型軽量鋼板の
   製造装置。