JPS61134247A - 表面性状ならびに接着性にすぐれた金属積層体の製造方法 - 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】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明は表面性状ならびに接着性にすぐれた金属積層体
の製造方法に係り、詳しくは、鋼板と合成樹脂とを接着
させて建材や自動車等の用途に供せられる金属積層体の
製造方法に係る。

従来の技術 近年、金属板と樹脂とを接着して構成されるサンドイッ
チ構造の金届積否体（以下、積跨体という。）が自動車
用材料として注目され、制振効果や軽量効果を狙って開
発が進められている。自動車用材料はプレス、組立、そ
して焼付は塗装工程が入るために、積層体におい、でも
建材等よりもはるかに厳しい条件が要求されている。例
えば、プレス性を確保するためには、金属板と樹脂との
接着力が大きい口と、板厚も通常鋼板なみであることが
要求され、組付けに関しては剛性を確保するために樹脂
にも剛性が高いものが必要である。更に、焼付は塗装に
おいてひずみや樹脂の溶は出しを防ぐためには高融点の
樹脂が必要である。これらの条件を満たすためには樹脂
はポリプロピレンやナイロンに代表されるポリオレフイ
ンヤボ゛リアミド系が適し、また、製造方法もホットプ
レス法よりも板厚精度をあげられるロール接着法が適し
ている。しかし、従来のロール接着方法ではホットプレ
ス法に較べて材料を加圧している時間が短いことによる
脱気不良や接着不良の問題がある。これは、脱気が不十
分であると、接着力の低下を招くばかりか、積層体自体
の表面性状も悪化するからである。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的には、従来
のａ−ル接肴法においては、高い接着力を得るために、
材料の予熱温度をロール温度よりも高くしており、この
方法では、材料が予熱中に高温状態になって、大きな気
泡が生じ、その後のロール接着のときに、ロール温度の
方が低いために、予熱中に発生した気泡を押出すことが
できず、脱気不良が発生するという問題を解決すること
を目的とする。

〈発明の構成〉 問題点を解決するための 手段ならびにその作用 すなわち、本発明方法は、鋼板と熱可塑性樹脂とを予熱
後、温間ロールで加圧接着する際に、これら鋼板ならび
に熱可塑性樹脂を、上限が温間ロール温度で下限が温間
ロール温度よりｓｏ”ｃ低い温度に予熱し、その後、前
記熱可塑性樹脂の融点より５０℃〜１００℃高めの温度
に加熱された温間ロールにより、前記鋼板と前記熱可塑
性樹脂とを加圧接着させることを特徴とする。

従って、本発明方法では、接着前の材料予熱温度はロー
ル温度若しくはその温度より低く調整する。

このため、予熱時の気泡の発生は最小限に押えることが
できる。また、接着時には、ロール温度は材料予熱温度
より高く調整されるため、予熱時よりも樹脂の粘性が小
さくなり、気泡の押出し、脱気を完全に行なうことがで
きる。また、ロール温度を材料予熱温度より高くするこ
とで金属板と樹脂との接着に必要な熱量が確保され、よ
り大きな接着力が確保できる。

そこで、この手段たる構成ならびにその作用について更
に具体的に説明すると、次の通りである。

まず、鋼板と熱可塑性樹脂とを温間ロールにより加圧接
着するのに先立って、これら材料を予熱する。この材料
予熱温度は上限が温間ロール温度、下限はこの温間ロー
ル温度から５０℃程度低い温度とし、更に、予熱された
鋼板と熱可塑性樹脂とは、その後、温間ロールにより加
圧して接着し、互いに貼合わせる。この場合、温間ロー
ルは熱可塑性樹脂の融点より５０〜１００℃程度高い温
度に加熱しておく。

鋼板と熱可塑性樹脂との金属積層体は、例えば、自動車
用等の用途の如く、プレスして使用されることが多く、
この場合、板厚の精度を上げることＩｆ必要で、このた
めには、ロール加圧することが不可欠である。また、熱
可塑性樹脂（以下、樹脂という。）も高融点、高剛性の
ものが好ましく、この意味では、ポリオレフィンやポリ
アミド系が好ましい。鋼板と樹脂とを接着させるために
は、樹脂の融点以上の温度で保持しながら温間ロールで
加圧を加λる必要がある。

しかし、樹脂が融点以上の温度にざらされると、気泡を
生じ脱気の必要が出てくる。この脱気作業はホットプレ
ス法では時間をかけて行なうことができるが、温間ロー
ルの加圧では短時間しかロールと材料が接触しないので
非常に難しい問題である。この脱気が不十分であると、
積層体の平坦度が悪くなり表面性状に問題がでる。

また、接着性にも悪影響を与え、プレス加工時に接着不
良によるプレス割れを生じる。この気泡の発生源として
は鋼板と樹脂との間に挾まれた空気が接着時にとじ込め
られるためと云われている。更に、接着前の予熱温度を
高くしすぎると、空気自体も膨張して大きな気泡ができ
る。

そこで、予熱温度は接着に必要な熱を確保するだけにと
どめることが好ましい。

すなわち、樹脂と鋼板との良好な接着を得るためには温
間ロール温度（接着温度）を樹脂の融点より＋７０’Ｃ
〜８０℃高めにすることが必要であると言われているが
、しかし、この温度幅は製造条件、すなわち、加圧とロ
ール周速に応じて変化する。生産性を増すためにはロー
ル周速を上げることが有効であるが、周速の増大につれ
て入熱が不足する。また、あまりにも過大なロール温度
は樹脂の劣化を招き良好な接着性は期待できない。この
点から、ロール温度の上限は樹脂の融点より１００℃程
度高めにする。

一方、ポリアミド系のナイロンのように融点をこえると
、特性が急激に変化して、とくに、粘性が小さくなり、
流れ出しが大きくなって板厚精度が問題となる樹脂もあ
る。そこで、ナイロンのように特性が急激に変化する樹
脂を考慮してロール温度の下限を樹脂の融点より５０℃
程度高めとして板厚精宴と接着力の向上とを達成する。

また、上記の如き温度に設定された温間ロールで加圧接
着する前に、鋼板や樹脂等は予熱されるが、この予熱温
度自体も接着性や脱気性に大きな影響を与えることをつ
きとめた。すなわち、予熱温度がロール温度よりもあま
りにも低い温度では樹脂は溶融しなくとも、良好な接着
性は確保されない。そこで、本発明においては予熱温度
の下限を前述のロール温度より５０℃程度低い温度とし
、接着性を確保する。また、予熱温度をあまりにも高く
すると、前述したように大きな気泡が発生して脱気性に
問題が出る。

この点から上限をロール温度とした。

また、以上の通りに鋼板の表面に樹脂を加圧接着する代
りに、鋼板の表面を予め処理して、表面処理皮膜を形成
し、接着性を更に高めることができる。この表面処理と
は、溶液中に鋼板を浸漬して化学反応や電気化学反応に
より表面に保護性の酸化物、反応生成物皮膜を生成する
化成処理（口の中には、クロム酸塩処理、リン酸塩処理
等が含まれる。）のほかに、金属メッキ、金属溶射等の
処理が含まれる。

すなわち、用途によってそれに適合する表面処理を行な
い、この表面処理鋼板ならびに樹脂を上記の如き条件で
予熱してがら、温間ロールにより加圧接着し、接着性を
高め積層体としての性能を向上させる。この場合、表面
処理は接着すべき樹脂との関連で行なうのが好ましく、
例えば、樹脂がポリプロピレンのときは、クロムの入っ
た下地処理、例えば、クロム酸塩処理、ナイロンのとき
は、クロムの入らないいわゆるノンクロ系下地処理が好
適である。

また、上記の如く製造する場合、鋼板は板状でもコイル
状でも供給でき、樹脂は溶融押出しでも、フィルム状で
もなんら問題がない。

実　　施　　例 次に実施例について説明する。

実施例１゜ まず、０．２ｍｍ厚ｘ８０ｍｍ幅ｘ３００ｍｍ長さの冷
延鋼板と０．６薗厚のボリブ′ロピレンとナイロンとの
２種のシートを用意し、第１表に示す条件で予熱してか
ら、第１表に示す温度の温間ロールを使用して加圧接着
して２種類の積層体（ｍ板の間に樹脂が介在したもの）
を製造した。本発明法による積１体につき８０ｎ＋ｍ幅
×３００ｍ１′Ｉｌ長さの試験片で試験した結果は第１
表の通りであった。第１表から明らかな通り、脱気状態
も良好で接着強度（ＪＩＳに６８５４の■ビール試験）
も２０ｋＱｆ／２５ｍｍ以上が確保され、剥離形態も樹
脂自身の破壊つまり凝集破壊であった。なお、この際の
ロール周速度実施例２゜ 実施例１と同一寸法の冷延鋼板にクロメート処理を行な
ってクロメート皮膜を形成し、これら表面処理鋼板の間
にそれぞれポリプロピレン又はナイロンの各シートを挾
み込み、第１表に示す条件で予熱復温間ロールを使用し
て加圧接着して積層体を製造した。そのテスト結果は第
２表に示す。

このテスト結果より本発明法で製造した積層体は第１表
のものと較べて剥離強度で約１０ｋｌＪｆ／２５ｍ１１
１の向上をみた。また、脱気状態も良好で剥実施例３゜ 実施例１と同一寸法の冷延鋼板の間にＯ８Ｇｍｍ厚のポ
リプロピレン又はナイロンとの各シートをそれぞれ挾み
込み、第３表に示す条件で予熱し、その後、第３表に示
す接着条件で温間ロールを加圧接着して積一体を製造し
た。これら積隔体の試験結果は第３表に示す通りで、ロ
ール温度が樹脂の融点より５０℃以下では良好な接着が
得られなかった。また、融点より１００℃以上では樹脂
の劣化が大きく、良好な接着は得られなかった。一方、
不発明白条件であればロール周速が〈発明の効果〉 以上詳しく説明した通り、本発明法は、鋼板と熱可塑性
樹脂とを予熱後、温間ロールで加圧接着する際に、これ
ら鋼板ならびに熱可塑性樹脂を、上限が温間ロール温度
で下限が温間ロール温度より５０℃低い温度に予熱し、
その１着、前と前記熱可塑性樹脂とを加圧接着させるこ
とを特徴とするものであり、更に、鋼板を表面処理して
接着性を一１向上させる。

従って、本発明法によると、自動車用のみならず、一般
の建材向けなどに表面性状がすぐれ、しがも、大きな接
着力がすぐれた金ｆＫＩ層体が製造できる。また、予め
、鋼板に表面処理すると、いままで採用が困難とされて
いた自動車外板等の使用環境が厳しい部材へも今風！１
１体の採用が可能となる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）鋼板と熱可塑性樹脂とを予熱後、温間ロールで加圧
   接着する際に、これら鋼板ならびに熱可塑性樹脂を、上
   限が温間ロール温度で下限が温間ロール温度より５０℃
   低い温度に予熱し、その後、前記熱可塑性樹脂の融点よ
   り５０℃〜１００℃高めの温度に加熱された温間ロール
   により、前記鋼板と前記熱可塑性樹脂とを加圧接着させ
   ることを特徴とする表面性状ならびに接着性にすぐれた
   金属積層体の製造方法。 ２）鋼板と熱可塑性樹脂とを予熱後、温間ロールで加圧
   接着する際に、鋼板の表面を表面処理してから、この鋼
   板と熱可塑性樹脂とを、上限が温間ロール温度で下限が
   温間ロール温度より５０℃低い温度に予熱し、その後、
   前記熱可塑性樹脂の融点より５０℃〜１００℃高めの温
   度に加熱された温間ロールにより、前記処理鋼板と前記
   熱可塑性樹脂とを加圧接着させることを特徴とする表面
   性状ならびに接着性にすぐれた金属積層体の製造方法。