JPH01278338A - 制振積層体 - 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） 本発明は制振積層体の改良に関するものであり、さらに
詳しくは導電性が良好で安定したスポット溶接が可能で
あり、しかも経済性にすぐれた制振積層体に関するもの
である。

（従来の技術） 従来、たとえば２枚の鋼板の間に高分子材料からなる制
撮層を介在させてなる制振積層体として、第２図および
第３図に示した構造のものが知られている。

すなわち、第２図および第３図は従来の制振積層体をそ
のスポット溶接状態を含めて示す断面説明図であり、図
面において１．１′は金属板＜ｒｉｒ板）、２は高分子
材料からなる制振樹脂層、３はスポット溶接に用いるＵ
字型溶接金具、４は同スポット溶接用電極、５は前記制
振樹脂層２に含有せしめた導電性フィラーを示す。

第２図に示した第１従来例は、鋼板１／制振樹脂層２／
鋼板１′の３層からなるいわゆる抱束型制振鋼板の例で
あるが、この制振鋼板をたとえばオイルパンのようなス
ポット溶接部分が多い部品に適用する場合には、前記制
振樹脂層２によって上下の鋼板１．１′同志が絶縁性を
示すため、通常の状態でのスポット溶接は不可能であり
、図示したようなＵ字型溶接金具３を用いてスポット溶
接を行なう必要があった。

すなわち、この第１従来例の制振鋼板に対しスポット溶
接を行なうには、制振鋼板の端部にＵ字型溶接金具３を
取付けて上下の鋼板１．１′を電気的に接続すると共に
、溶接初期には溶接機のスポット溶接用電極４からＵ字
型溶接金具３を介して矢印Ａ（点線）の方向に電流を流
し、鋼板１．１′を発熱させ、制振樹脂層２を熱溶融さ
せてから、スポット溶接用Ｎ極４．４′間に矢印Ｂ（実
線）の溶接電流を流してスポット溶接するという複雑な
手順を必要としていた。

このように、上記第１従来例では、スポット溶接の都度
Ｕ字型溶接金具３を必要とするばかりか、その取付作業
などに手間がかかり、負担が大きいという問題があった
。

一方、第３図に示した第２従来例は、制振樹脂層２に導
電性を付与することにより、上記第１従来例の問題点を
解消したものである。

すなわち、この第２従来例は、鋼板１．１′の中間に介
在させる制振樹脂層２に、ステンレス、ニッケルなどの
金属粒子やグラファイトなどの無機粒子からな′る導電
性フィラー５を含有せしめることにより、スポット溶接
作業を簡略化したちのであり、この制振鋼板にスポット
溶接を行なうには、上記第１従来例のようにＵ字型溶接
金具３を使用せずとも、スポット溶接個所に溶接はのス
ポット溶接用電極４．４′を当てて直接電流を流すだけ
で溶接作業が可能である。

しかしながら、この第２従来例では、使用する導電性フ
ィラー５の粒径が小さすぎるとスポット溶接時に電流が
流れにくく、また逆に粒径が大きすぎると鋼板１．１′
と制振樹脂層２との界面の接着性が低下し、制振性能が
損われるという問題があった。

そればかりか、第３図に示したように、金属粒子やグラ
ファイト粉末などの導電性フィラー５には粒度のバラツ
キがあって、ｔ、ｌＪ振樹脂層２には極端に粒径の大き
な導電性フィラー５ａや粒径の小さな導電性フィラー５
ｂなどが存在するため、スポット溶接時の電流が最も粒
径の大きい導電性フィラー５ａに集中して、制振樹脂層
２の発泡を招き、溶接不良を起こしやすいという問題も
あった。

この問題を解決するためには、制振樹脂層２における導
電性フィラー５の含有囚を増加させて、スポット溶接時
の集中電流を分散させることが考えられるが、この場合
には相対的に制振樹脂層２の樹脂分が減量して、鋼板１
．１−同志の接着力が低下する傾向があるため好ましく
ない。

このように、本第２従来例の制振鋼板は、導電性フィラ
ー５の粒径バラツキに起因して安定した導電化制振積層
体とはいえず、安定化を図るためには導電性フィラー５
の粒径均一化という経済上不利な条件を選択しなければ
ならなかった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上述した従来の制振積層体が有す。る問題点
の解決を発明の課題とするものである。

したがって本発明の目的は、導電性が良好で安定したス
ポット溶接が可能であり、しかも経済性にすぐれた制振
積層体を取得することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明は、複数枚の金属板の間に高分子材料か
らなる制振樹脂層を介在させてなる複合型制振積層体に
おいて、前記高分子材料中に、表面に金属被１１１層を
設けたプラスチックまたはゴムからなる導電性フィラー
を含有せしめたことを特徴とする制振積層体を提供する
ものである。

（作　用） 本発明の制振積層体は、制振樹脂層に、金属メツキなど
により表面に金属被膜を設けたプラスチックまたはゴム
粒子からなり、その少なくとも一部の粒径が形成される
制振樹脂層の厚みと同等もしくはそれよりも大きい導電
性フィラーを含有させたため、たとえ導電性フィラーの
粒径分布にバラツキがあったとしても、制振積層体の製
造工程における加熱、加圧により、粒径の大きい導電性
フィラーが圧縮扁平化されて、電気的接続に寄与する有
効接続点を増大させることができる。

また、扁平化された導電性フィラーは、金属板への接触
面積が大きくなり、安定化した電気的接続を得ることが
できる。

したがって、本発明の制振積層体によれば、導電性が改
良されて、スポット溶接時の電流の集中化が解消し、バ
ランスがよく、安定したスポット溶接が可能である。

さらに、本発明の制振積層体における導電性フィラーは
、従来の金属フィラーなどと比較して、その比重が１／
４〜１１５程度と軽いため、制振樹脂層を製造する際に
フィラーの沈降がなく、かつ添加量も少なくてすむので
、経済性の点においても有利な効果が得られる。

（実施例） 以下、図面にしたがって本発明の制振積層体の実施例に
ついて、詳細に説明する。

第１図（ａ）は本発明の制振積層体をそのスポット溶接
状態を含めて示す断面説明図、第１図（ｂ）は導電性フ
ィラーの拡大断面説明図である。

第１図（ａ）および（ｂ）において、１０１１０′は金
属板〈鋼板）、２０は高分子材料からなる制振樹脂層、
３０は前記制振樹脂１Ｂ２０に分散含有された導電性フ
ィラー、３１は前記導電性フィラー３０の内部芯である
プラスチックまたはゴム粒子、３２は前記導電性フィラ
ー３０の外表面に形成された金属被膜、４０．４０′は
スポット溶接で使用するスポット溶接用電極を示す。

本発明の制振積層体において使用する導電性フィラー３
０は、第１図（ｂ）に示したようにプラスチックまたは
ゴム粒子からなる内部芯３１の外表面に導電性の金属被
膜がメツキなどにより形成されたもので、その少なくと
も一部の最大粒径は、形成される制振樹脂層２０の厚み
と同等ないしはそれ以上の範囲にあることを必要条件と
するものであり、上記条件を満足する導電性フィラー３
０は各粒子の粒度分布にバラツキがあっても、制振積層
体の製造工程において、２枚の鋼板１０．１０−を貼り
合せるために、熱プレスまたは熱ロールにより加熱、加
圧する際に、粒径の大きい導電性フィラー３０は圧縮さ
れて扁平化されるので、電気的接続に寄与する有効接続
点が増大し、また扁平化された導電性フィラー３０は鋼
板１０．１０′への接触面積が増加して、安定した電気
的接続に寄与することになる。

したがって、第１図（ａ）に示したスポット溶接作業に
おいて、スポット溶接用電極４０からの溶接電流は、矢
印の実線で示すように偏平化度の異なった導電性フィラ
ー３０ａ、３０ｂ、３０Ｇを均一に流れるため、集中電
流が分散されて制振樹脂層２０の局部的な過熱を起こす
ことがなく、安定したスポット溶接を行なうことができ
る。

また、本発明で使用する導電性フィラー３０は、従来の
金属フィラーなどと比較して、その比重が１／４〜１１
５程度と小さいため、制振樹脂層を製造する際にフィラ
ーの沈降がなく、かつ樹脂に対する添加量も少なくてす
むので、経済性の点においてもきわめてすぐれている。

しかして、本発明で使用する導電性フィラー３０の内部
芯３１に用いるプラスチック粒子の素材としては、たと
えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ア
クリル樹脂などの熱可塑性樹脂およびエポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾ
グアナミン樹脂などの熱硬化性樹脂などが挙げられる。

また、ゴム粒子の素材としては、ニトリルゴム、クロロ
ブレンゴム、スチレン・ブタジェンゴム。

フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコンゴムおよびエチレ
ン・プロピレン系ゴムなどが挙げられる。

これらのプラスチックまたはゴム粒子の形状については
とくに制限はなく、球状、不定形、中空体４３よび多孔
質のいずれであってもよい。

これらのプラスチックまたはゴム粒子３１の表面に導電
性を付与する金属被膜３２の素材としては、たとえば金
、パラジウム、銀、銅およびニッケルなどが挙げられ、
プラスチックまたはゴム粒子３１に対するこれら金属被
膜３２の形成方法としては無電解メツキなどによる湿式
メツキ法、や真空蒸着およびスパッタリングなどの乾式
メツキ法が好ましく採用される。

形成される金属被Ｗｉ３２の膜厚は、通常１００〜１０
０．０００オングストロームの範囲が好適であり、膜厚
が１００オングストローム未満では導電性フィラー３０
の導電性が不安定になりやすく、またｉｏｏ、ｏｏｏオ
ングストロームを超えると導電性フィラー３０の比重が
大きくなって制振樹脂層２０に練り込む場合に導電性フ
ィラー３０の沈降分離が大きくなるため好ましくない。

また、形成された導電性フィラー３０の粒径は１０ミク
ロン以上であることが望ましいが、上述したように本発
明の目的を達成するためには導電性フィラー３０の最大
粒径を制振樹脂層２０の厚みと同等またはそれ以上にす
ることが必要であり、導電性フィラー３０の粒径が１０
ミクロン未満では、制振樹脂層２０の厚みもそれ以下の
厚みとせさせるを得ず、制振積層体の制振性能が低下す
るため好ましくない。

制振樹脂層２０における導電性フィラー３０の含有陽は
、制振用樹脂固形分１００重囲部に対し１〜３００重聞
部の範囲が好ましく、含有間が１重間部未満では安定し
た導通状態が得られずにスポット溶接が不安定となり、
また逆に３００重量部を超えると、鋼板１０．１０′と
制振樹脂層２０との接着力が極端に低下し、しぼりや曲
げなどの制振積層体の加工に悪影響が出現するため好ま
しくない。

また、制振樹脂層２０の硬度や伸びなどを調整するため
に、上記導電性フィラー３０と共に無機または有機の絶
縁フィラーを適宜併用することもできる。

形成される制振樹脂層２０の厚みは、鋼板１０．１０′
の厚みの１／１０〜１／２０の範囲にあることが好まし
いが、これに限らず用途によって適宜選択することがで
きる。

次に、本発明の制振積層体において使用する金属板１０
，１０−とじしては、鋼板が最も適当であるが、スポッ
ト溶接が可能な金属板であればこの限りではない。

なお、鋼板としては軟鋼板、高張力鋼板、亜鉛メツキ鋼
板およびステンレス鋼板などが挙げられ、これらの鋼板
はリン酸塩処理などの防錆処理を施してから使用に供す
ることもできる。

金属板１０．１０′の厚みは、制振積層体の用途によっ
て適宜選択することができ、通常は０゜１リミ以上が好
適であるが、各金属板１０．１０′の厚みは異なってい
てもよい。

また、本発明の制振積層体において、制振樹脂［２０に
使用する高分子材料としては、ポリアミド、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリ塩化ビニル、ポリビニルブチラール、エチレ
ン・酢酸ビニル共重合体、飽和ポリエステルなどの熱可
塑性樹脂、ニトリルゴム、スチレン・ブタジェンゴム、
塩化ゴムなどの合成ゴムおよびさらにＳＢＳ、Ｓ　Ｉｓ
、５ＥＢＳなどの共重合物などから選択された１種また
は２種以上を組合せて使用することができる。

さらに、イソシアネート反応によるポリウレタン樹脂も
しくはゴム、ゴム変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂も
しくはゴムなどの熱硬化性樹脂を目的にあわせて制振樹
脂層２０として使用することもできる。

本発明の制振積層体を製造するには、まず制振樹脂層２
０を形成する高分子材料を溶剤に溶解し、これに導電性
フィラー３０を添加してボールミルやロールなどにより
分散させた後、これを一方の金属板１０にカーテンコー
ト法などにより塗布し、次いで溶剤を揮散させて制振樹
脂層２０を形成する。

次に、もう一方の金属板１０′を形成した制振樹脂層２
０上にセットし、熱板でプレスするか、熱ロールで貼り
合せることにより本発明の制振積層体が得られる。

また、溶剤を使用しない方法として、高分子材料と導電
性フィラー３０とをペレタイザーでよく混練し、ベレッ
ト化してから押出機により溶融吐出させ、一方の金属板
１０に塗布して制振樹脂層２０を形成した後、上記と同
様にもう一方の金属板１０′を熱板でプレスするか、熱
ロールで貼り合せる方法を採用することもできる。

さらに、別の方法として、上記カーテンコート法または
押出成形法によって、制振樹脂層２０を離型紙上にフィ
ルム状に形成し、形成されたフィルムを２枚の金属板１
０，１０−の間にはさみ込んで熱プレスまたは熱ロール
により貼り合せる方法も採用することができる。

なお、上記においては本発明の制振積層体を、金属板を
２枚使用する一層積層体として説明したが、用途によっ
ては３枚以上の金属板を使用する複数積層体をも本発明
の範囲に包含することとはいうまでもない。

以下、本発明の割振積層体について、試験例を挙げてよ
り具体的に説明する。

（試験例１） ポリエステル樹脂（東洋紡製バイロン３０Ｐ）をジオキ
サンに溶解して、２０％固形分溶液とした。

一方、平均粒径５０ミクロンのポリスチレン粉末（住友
化学製ファインパールＰＢ−３００５）に対し、メツキ
により厚み１５００〜２０００オングストロームの被膜
を施し、さらに重量比で２％の金メツキを施すことによ
り、導電性フィラーを作成した。

上記の樹脂溶液に対し、上記導電性フィラーを樹脂１０
０重量部に対し３重量部の割合となるように添加し、十
分攪拌分散させることにより、導電性ペーストを作成し
た。

そして、上記の導電性ペーストを０．６リミ厚みＸ２０
０Ｘ２００ワミの冷延鋼板にドライ膜厚が５０ミクロン
と！よるように塗布した後、溶剤を揮散させて、膜厚５
０ミクロンの制振樹脂層を得た。

次に、上記制振樹脂層上に同寸法の冷延鋼板を重ね合せ
、熱圧着機にて圧着温度１６０℃、加圧力３０　ｋｏ／
　ｃ４、時間６０秒の条件にて加熱、加圧し、導電化し
た割振積層体を作成した。

かくして得られた導電化制振積層体の性能は以下に示す
とおりすぐれたものであった。

（１）損失係数：０．１　（２５℃、周波数５００Ｈ２
換算） （２）スポット溶接性： 溶接電流４〜６ＫＡでピンホール発生 がなく良好。

（比較例１） 上述した試験例１において、導電性フィラーとして最大
粒径５０ミクロンのステンレス粉末を使用した以外は全
く同じ条件で作成した割振積層体の性能は以下に示した
とおりであり、試験例１の制振積層体に比較して劣るも
のであった。

（１）損失係数：０．０５　（２５℃、周波数５００Ｈ
２換算） （２）スポット溶接性： 溶接電流４ＫＡで制振樹脂層に発泡が 生じ損失係数の低下がみられた。

（試験例２） スチレン・ブタジェン共重合体（シェル化学製カリフレ
ックスＴＲ−１１０１＞９０重量％およびテルペンフェ
ノール樹脂（軟化点１４５℃）１０重量％の混合物をト
ルエンに溶解して３０％固形分溶液とした。

この溶液に対し、上記試験例１と同様の導電性フィラー
を樹脂１００重量部に対し６重量部添加し、十分攪拌分
散させて導電性ペーストを作成した。

得られた導電性ペーストを、０．６リミ厚みＸ２００Ｘ
２００ワミの冷延鋼板に上記試験例１と同様の条件で塗
布し、さらに同寸法の冷延鋼板を重ね合せ、熱圧着機に
て上記試験例１と同様の条件で加熱、加圧することによ
り、導電化した割振積層体を作成した。

かくして得られた導電化割振積層体の性能は以下に示す
とおりすぐれたものであった。

（１）損失係数：０．２　（２５℃、周波数５００Ｈ２
換算） （２）スポット溶接性： 溶接電流４〜７ＫＡでピンホール発生 がなく良好。

［発明の効果］ 以上、詳細に説明したように、本発明の制振積層体は、
制振樹脂層に、金属メツキなどにより表面に金属被膜を
設けたプラスチックまたはゴム粒子からなり、その少な
くとも一部の粒径が形成される制振樹脂層の厚みと同等
もしくはそれよりも大きい導電性フィラーを含有させた
ため、たとえ導電性フィラーの粒径分布にバラツキがあ
ったとしても、制振積層体の製造工程における加熱、加
圧により、粒径の大きい導電性フィラーが圧縮扁平化さ
れて、電気的接続に寄与する有効接続点を増大させるこ
とができる。

また、扁平化された導電性フィラーは、金属板への接触
面積が大きくなり、安定化した電気的接続を得ることが
できる。

したがって、本発明の割振積層体によれば、スポット溶
接時の電流の集中化が解消して導電性にすぐれているた
め、バランスがよく、安定したスポット溶接が可能であ
る。

さらに、本発明の割振積層体における導電性フィラーは
、従来の金属フィラーなどと比較して、その比重が１／
４〜１１５程度と小さいため、制振樹脂層を製造する際
にフィラーの沈降がなく、かつ添加量も少なくてすむの
で、経済性の点においてもきわめて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の割振積層体をそのスポット溶接
状態を含めて示す断面説明図、第１図（ｂ）は導電性フ
ィラーの拡大断面説明図、第２図および第３図は従来の
制振積層体をそのスポット溶接状態を含めて示す断面説
明図である。 １０・・・・・・金属板（ｔＡ板） １０　′・・・ ２０・・・・・・制振樹脂層 ３０・・・・・・導電性フィラー ３１・・・・・・プラスチックまたはゴム粒子３２・・
・・・・金属被膜 ４０・・・・・・スポット溶接溶接用電極代理人　　弁
理士　　三　好　　保　男１０・・・・・・金Ｓ板（ｇ
ｌＩ仮） １０　′・・・　　　　〃 ２０・・・・・・１１７蛋樹脂暦 ３０・・・・・・導電性フィラー ３１・・・・・・プラスチックまたはゴム粒子３２・・
・・・・金属被膜 ４０・・・・・・スポット溶接溶接用電極第１図（ａ） 第１図（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複数枚の金属板の間に高分子材料からなる制振樹脂層
   を介在させてなる複合型制振積層体において、前記高分
   子材料中に、表面に金属被膜層を設けたプラスチックま
   たはゴムからなる導電性フィラーを含有せしめたことを
   特徴とする制振積層体。