JPH0214190B2 - - Google Patents

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
ンドイツチ構造の金属積層体（以下、積層体とい
う。）が自動車用材料として注目され、制振効果
や軽量効果を狙つて開発が進められている。自動
車用材料はプレス、組立、そして焼付け塗装工程
が入るために、積層体においても建材等よりもは
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
着力が大きいこと、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、焼付け塗装においてひずみや樹脂の溶け出し
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やポリア
ミド系が適し、また、製造方法もホツトプレス法
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ツ
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、従来のロール接着法においては、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
高温状態になつて、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、それぞれ予熱
温度の上限が温間ロール温度で下限が温間ロール
温度より50℃低く、しかも、前記熱可塑性樹脂の
融点以上の温度に予熱し、その後、この予熱温度
より高く、しかも、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。 従つて、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つて、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
ことが必要で、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、ポリオレフインやポリアミド
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
ールで加圧を加える必要がある。しかし、樹脂が
融点以上の温度にさらされると、気泡を生じ脱気
の必要が出てくる。この脱気作業はホツトプレス
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
の間に挟まれた空気が装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、空気自体も膨脹して大きな気泡が
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℃〜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つて板厚精度
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
板厚精度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（こ
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、金属メツキ、金属溶射等の
処理が含まれる。 すなわち、用途によつ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から、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、クロムの入つた下地
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、フイ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×80mm幅×300mm長さの冷延鋼板
と0.6mm厚のポリプ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（鋼板の間に樹脂が
介在したもの）を製造した。本発明法による積層
体につき80mm幅×300mm長さの試験片で試験した
結果は第１表の通りであつた。第１表から明らか
な通り、脱気状態も良好で接着強度（JISK6854
のＴピール試験）も20Kgｆ／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
あつた。なお、この際のロール周速度は２ｍ／
分、ロール加圧力は５Kgｆ／cmであつた。

【表】

【表】 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
理を行なつ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
で予熱後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10Kgｆ／25
mmの向上をみた。また、脱気状態も良好で剥離形
態も凝集破壊であつた。

【表】 実施例 ３ 実施例１と同一寸法の冷延鋼板の間に0.6mm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
接着して積層体を製造した。これら積層体の試験
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つ
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つた。一方、本
発明内条件であればロール周速が大きくなつても
良好な接着が得られた。

【表】 ＜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もので
あり、更に、鋼板を表面処理して接着性を一層向
上させる。 従つて、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
かも、大きな接着力がすぐれた金属積層体が製造
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金属積層体の採用が可能
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、それぞれ予熱温度の上限が温間ロール
   温度で下限が温間ロール温度より50℃低く、しか
   も、前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に予熱
   し、その後、この予熱温度より高く、しかも、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、前記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、それぞ
   れ予熱温度の上限が温間ロール温度で下限が温間
   ロール温度より50℃低く、しかも、前記熱可塑性
   樹脂の融点以上の温度に予熱し、その後、この予
   熱温度より高く、しかも、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。