JPH02253943A

JPH02253943A - 複合鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH02253943A
Application number: JP7724989A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Matsumoto; 松本　義裕; Yasunobu Uchida; 康信内田; Hideyuki Takahashi; 英幸高橋
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1989-03-29
Filing date: 1989-03-29
Publication date: 1990-10-12

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、金属板と金属板との間に樹脂を挟装してな
る樹脂複合鋼板の製造方法に関するものである。

〔従来の技術］樹脂複合型鋼板（以下、単に、複合銅板、と称する）は
、金属板と金属板との間にフィラー（溶接を可能にする
ための導電性粒子）を含有する樹脂（接着材）を挟装し
て、金属板と金属板とを接着してなるものである。

この複合鋼板は２種類からなり、その一つは、鋼板の厚
みが樹脂層の厚みより大きく、優れた制振特性を有する
制振鋼板であり、他の一つは、鋼板の厚みを薄く樹脂層
の厚みが大きいことにより、軽量化に優れたラミネート
鋼板である。

このような複合鋼板の製造方法として、例え、ば、特開
昭６２−５０１３５に記載された従来例がある。

この従来例は、鋼板間にフィルム状の樹脂を挟装し、加
熱上温間ロールで圧着し、冷却後レベラーで形状を矯正
して、複合鋼板を製造するものである。。

ところで、常温での制振特性が良好であること等の理由
から、溶液法により複合鋼板を製造する従来例が存在す
る。

この溶液法とは、接着材（樹脂）を溶媒で溶いた後、鋼
板表面に塗装し、その後、溶媒をとばして他の鋼板を熱
圧接するもので、その具体的内容は次の通りである。

鋼板に液状樹脂を塗布後、液状樹脂の溶剤成分を乾燥す
るため、乾燥炉内で樹脂が塗布された鋼板を予熱する。

次いで、鋼板間に樹脂を挟装するものであるが、樹脂と
鋼板表面との間に空気が入り込むのを防止するために、
ロール圧下により脱気を行う。次いで、加熱上温間ロー
ルで圧着して鋼板同士を樹脂で貼り合わせた後、冷却し
て樹脂と鋼板との間の接着強度を高め、レベラーにより
形状矯正後、巻取機により、鋼板を巻き取って複合Ｓ＋
仮のコイルを得るものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記溶液法により複合鋼板を製造する際、液状樹脂中の
有機、無機溶剤を乾燥炉内で完全に乾燥除去することは
困難である。

従って、高温での脱気及び貼り合わせを行うと、樹脂中
に乾燥されずに残存している溶剤が急激に膨張して、冷
却後においても目標とする樹脂厚に合致することが困難
となる。

一般に、溶接性を確保するため、フィラー粒径に対する
樹脂厚はある望ましい範囲に制御されるべきである。樹
脂厚が目標値より厚くなると溶接性が低下する。

また、鋼板間に挟装された樹脂中で溶剤が膨張すると、
冷却後、樹脂層はポーラスな状態となり、鋼板と樹脂と
の接着強度が低下する。

さらに、上記溶液法の従来例では、冷却の際の冷却速度
に配慮が無い結果、冷却速度の如何によっては、接着強
度が低下し及び形状不良が発生する虞もある。

そこで、この発明は上記の課題を解決するために、液状
樹脂を使用しても、接着性、溶接性に優れ、かつ形状性
も良好な複合鋼板の製造方法を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、請求項記載の発明は、金属
板間にフィラー入りの樹脂を挟んで圧接して、複合鋼板
を製造する方法において、金属板にフィラー入りの液状
樹脂を塗布した後、当該樹脂の融点以上に加熱して、液
状樹脂中の溶剤を乾燥すると共に樹脂を溶融させ、次い
で、金属板間に樹脂を挟んだ後、冷却ロールを用いて圧
着し、さらに、当該樹脂が固化するまで２０°（：／ｓ
ｅｃ〜２００°Ｃ／ＳｅＣの冷却速度で強制冷却するこ
とを特徴とするものである。

〔作用〕

上記本発明において、金属板間に樹脂を挟んだ後、加熱
することなく冷却ロールを用いて直ちに圧着しており、
高温での脱気、高温の温間ロールを用いた貼り合わせの
工程を省略して、いるため、樹脂中に乾燥しきれずに残
存している溶剤の膨張を抑えこむことができるため、樹
脂層が目標値を越えて厚くなるのを防止することができ
る。この結果、溶接性及び接着性の低下を避ける事がで
きる。

冷却ロールで圧着される以前、液状樹脂は樹脂融点以上
に加熱されているために樹脂が溶解し、樹脂と金属板と
のなじみが良好となり、冷却ロールで圧着しても、樹脂
と金属板とを貼りあわせることが可能となる。

また、上記本発明では、冷却ロールでの圧着の後樹脂が
固化する迄の冷却速度を２０°Ｃ／ｓｅｃ〜２００°（
：／ｓｅｃの範囲としているため、樹脂層と金属板との
接着強度が向上し、かつ複合鋼板の形状の不良も発生し
ない。すなわち、冷却速度が２０°Ｃ／ＳｅＣ未満の徐
冷であると、樹脂が固化するまでに時間がかかり、かつ
、接着強度も低下する。一方、冷却速度が２００°Ｃ／
ｓｅｃを越える程の極めて象、冷であると、金属板や樹
脂に残留応力が発生して、製品として加工された時に、
寸法精度及び形状の不良となる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を添付図面を参照することにより
詳説する。

第１図は、この実施例に従い、複合鋼板を製造する装置
の一例を示した構成図である。

第１図において、上下に鋼板コイル１．２が配置され、
巻取機３によりそれぞれのコイル１，２から鋼板（１−
側網板４．下側鋼板５）が巻き戻されている。

巻き戻されている下側鋼板５の表面には、樹脂ロールコ
ータ６により、フィラーが含有されている液状樹脂が、
塗布されている。

液状樹脂は、接着剤として機能する樹脂を有機溶媒（ト
ルエン、ギンシン１ベンゼン等）に溶解したものである
。

７は乾燥炉であり、液状樹脂が塗布された下側網板が搬
入されて、鋼板及び樹脂を予熱することにより、樹脂中
の溶剤成分を蒸発させる。

−Ｌ側網板４は、樹脂が塗布されることなく乾燥炉７か
ら搬出された下側鋼板５上に配置され、冷却ロール８に
より、樹脂を挟装する鋼板４．５を冷却ロールにより圧
着する。

９は、鋼板４．５間の樹脂層が固化するまで矯正冷却す
る冷却帯、１０は複合鋼板の形状を矯正するローラレベ
ラ、１１は複合鋼板コイル、である。

１−記１コールコータ６における樹脂塗布量は、樹脂層
の目標厚に相当する量である。樹脂層厚の目標値は、例
えば、フィラー粒径と樹脂層厚が略等しくなるようにし
て、必要な溶接性を確保することを勘案して決定される
。樹脂層厚がフィラー粒径よりも厚くなると鋼板間の導
電性が低下するため、溶接性が劣化する。

また、樹脂層厚が大きくなるにしたがって樹脂と鋼板と
の間の接着強度が向上するために、樹脂層厚の目標値は
、所望の接着強度を確保する上からも決定される。液状
樹脂の塗布量の調節は、樹脂ロールコータのロールと鋼
板間の距離及びロールの回転速度を制御することにより
可能となる。

乾燥炉７は、樹脂中の溶剤を蒸発するため樹脂が塗布さ
れた鋼板を加熱するものであるが、溶剤を完全に除去す
ることは、製造上の理由から困難である。即ち、乾燥炉
内での鋼板の滞留時間を長くとると、複合鋼板の製造効
率が低下する。また、溶剤の種類によっては、蒸発する
ことが困難な溶剤もあるからである。

乾燥炉内の温度は、樹脂の融点以上１．即ち、溶剤が除
去された樹脂が完全に溶融する温度である。

この温度は、樹脂融点の２０°Ｃ以上７０°Ｃ以Ｆであ
ることが望ましい。２０°Ｃ未満であると、樹脂が十分
溶解しないことがある。また、７０°Ｃを越、えるど１
、樹脂が加熱分解することがあるからである。

乾燥炉内における予熱により、下側鋼板５Ｆに塗布され
た樹脂層は溶融している。この溶融している樹脂層のｊ
−４に上側鋼Ｆｉ４が被せられ、冷却ロール８により、
両方の鋼板が圧着される。この際、樹脂層は十分熔融し
ているため、樹脂と鋼板とのなじみも良好である結果、
加熱を行なわなくても樹脂と鋼板を貼り合わせることが
できる。

冷却ロールでの圧着の工程を含めて、それ以後の工程で
は、樹脂層を挟装する鋼板を冷却しており、樹脂層が加
熱される工程がないため、不可避的に樹脂中に残存する
溶剤成分が膨張する虞がない。従って、樹脂層が目標厚
より大きくなることがないため、溶接性及び接着性め低
下を防ぐことができる。

ところで、冷却ロール８での圧着後、樹脂が固化するま
で強制冷却し、樹脂と鋼板との必要な接着強度を得るこ
とが必要である。この時、冷却速度が、２０°Ｃ／ｓｅ
ｃ未満であると、樹脂層に粗大結晶と不純物の層が発生
して必要な接着強度を得ることが出来ないし、冷却の為
の設備も大きくなり、製品のコストを上げることになり
、さらに、樹脂が固化するのに長時間を要する。また、
冷却速度が２００°Ｃ／ｓｅｃを越えると、金属板及び
樹脂層に残留応力が残り、製品として加工された時に、
寸法精度や形状の不良を来すので、冷却速度を２０〜２
００°Ｃ／ｓｅｃの範囲に制御することが必要である。

冷却方法は、ブロワで空気を吹きつける強制空冷による
ことが好ましいが、冷風５不活性ガス５液化ガス、ドラ
イアイス等の冷媒を鋼板に吹きつけるものであっても良
い。

冷却は、樹脂が固化する温度まで行われる。たとえば、
結晶性高分子を用いた場合は、結晶化終了温度（樹脂固
有の結晶率で全体が固化するまでの温度）まで、冷却が
行われる。例を挙げて説明すると、ポリプロピレンの結
晶化終了温度は９０°Ｃであるから、９０°Ｃ未満、さ
らには室温まで冷却される。

このように冷却された後、樹脂層が固化した状態でレベ
ラ１０によるレベリングが行われるため、形状凍結性が
良好となる。

上記フィラーとしては、鉄、亜鉛、銅、ニッケル、ステ
ンレス鋼等導電性を有するものであれば、いかなるもの
も使用することができる。

上記樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、熱
可塑性ポリエステル、塩化ビニル等の熱可塑性樹脂であ
る。または、エポキシ、ポリウレタン、アクリル、熱硬
化性ポリエステル等の熱硬化性樹脂である。また、共重
合体、変性体であっても良い。これらの樹脂は、単独で
、あるいは熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを混合して、
それぞれの単独樹脂の場合より広い温度範囲で安定した
硬さが得られる混合樹脂として用いることができる。混
合樹脂とする場合は、上記熱可塑性樹脂をベースにして
、これに添加される熱硬化性樹脂の混合比を調整するこ
とにより、常温用、中温用。

高温用など使用環境によって最適の制振特性を付与する
ことができる（複合型制振鋼板の場合）。

また、このような樹脂が溶解される溶剤としては、有機
、無機の溶剤を使用することができる。

有機の溶剤としては、例えばトルエン、キシレン。

塩化メチル、ベンゼン等がある。無機の溶剤としては、
例えば、水があるが、錆を嫌う複合鋼板の場合は好まし
くない。

使用される鋼板は、冷延鋼板、クロメート処理鋼板、亜
鉛処理鋼板、リン酸処理鋼板、ステンレス板、有機被膜
鋼板等各種の表面処理、非処理の鋼板を使用することが
できる。また、コイル状原板、切り板（シート）のいず
れであっても良い。

また、アルミ板等の軟金属板を用いることもできる。

また、鋼板の厚みに関しては特に制限はないが、制振鋼
板の場合は、０．３〜２．５ｍｍの範囲であることが好
ましく、ラミネート鋼板の場合は、０．２〜０．４　ｍ
　ｍの範囲であることが好ましい。

樹脂厚についても制振鋼板の場合は、０．０５〜０、２
　ｍ　ｍの範囲であることが好ましく、ラミネート鋼板
の場合は、０．３〜０．６ｍｍの範囲であることが好ま
しい。

次に具体的な実施例について説明する。

０、５　ｍ　ｍの冷延鋼板を使用し、フィラーとしては
、５０μｍ径の鉄粒子を用い、樹脂としては、ポリエス
テルであるポリエチレンテレフタレートをトルエンに溶
解した液状樹脂を用いた。

また、乾燥炉内温度は１４０°Ｃとし、乾燥に要する時
間を３分とした。そして冷却ロール間のギャップを１゜
Ｏｍｍにし、その圧下刃を１０ｋｇｆ／　ｃ　ｍにした
。

さらに、強制冷却は、ブロワで空気を吹きつける方式と
し、ブロワの送風量を調整することにより、冷却速度を
調節した。尚、この時の樹脂厚の目標値は４０ｕｍとす
る。

このうような条件の下、比較材２発明材の複合型制振鋼
板を製造した。

比較材１は、従来の溶液法により制振鋼板を製造するも
のであり、１４０°Ｃで脱気を行い、次しで、２２０°
Ｃで温間ロールにより鋼板と樹脂を熱圧着（貼り合わせ
）を行い、その後強制空冷を行った。

比較材２は、前記第１図の装置によって製造されるもの
であるが、強制冷却の際の冷却速度が本発明の冷却速度
の範囲外である１５°Ｃ／ｓ、ｅｃである。

比較材３は、比較材２と同様に前記第１図の装置によっ
て製造されるものであるが、強制冷却の際の冷却速度は
、本発明の範囲を越える２５０°Ｃ／　ｓ　ｅ　ｃであ
る。尚、比較材３は強制冷却を水冷によって行った。

発明材１〜３は前記第１図の装置を用いて、かつ強制冷
却を本発明の冷却速度の範囲内で行った。

各比較材及び冷却材について溶接性、接着性の評価を行
い、かつ、冷却後の樹脂厚、冷却後の形状そり、の各値
を測定した。

溶接はスポット溶接により行い、１７０ｋｇｆの加圧力
で、９ｋＡの電流を０．２秒間通電することにより溶接
を行った。この溶接条件で溶接可能なものをＯと判定し
、溶接不可能なものを×と判定した。

また、接着性の評価については、Ｔ型剥離強度（ＪＩＳ
Ｋ６８５４）を行い１、剥離強度が１０ｋｇｆ／２５ｒ
ｎｍ以上のものについて、接着性が良好であるＯと判定
し、この値未満のものは接着性が不良であるとして、×
と判定した。

形状ソリは、ＪＩＳＧ３１４１に基づいて測定した。

以上の結果を次の第１表に示す。

（以下、余白）第１表上記第１表によれば、比較材１では、高温での脱気、圧
接の際、樹脂中に残存する溶剤成分が２、激に膨張し、
樹脂層が目的とする４０μｍに対して２０μｍも大きく
なる。この増加分は、目的とする樹脂厚の５０％にも相
当するものである。このように、樹脂厚が目標値よりも
著しく大きくなるため、溶接性が劣化する。また、樹脂
層がポーラス状となるため、剥離強度が低下し、接着強
度が劣化する。

比較材２では、冷却速度が１５°Ｃ／ｓｅｅと小さいた
め、樹脂層中に粗大粒が発生して、剥離強度が低下し、
接着強度が十分確保されない。

比較材３では、冷却速度が２５０°Ｃ／ｓｅｅの如く大
きいため、鋼板及び樹脂に残留応力が残り、形状ソリが
大となる。この結果、製品として加工された時に、寸法
精度及び形状の不良を招く。

一方、発明材では、高温での脱気、熱圧着を行わないた
め、冷却後の樹脂層の厚みは１．目標値と略等しい値と
なっている。また、冷却速度は本発明の範囲内であるた
め、樹脂層での粗大粒化が防止される結果、接着性及び
溶接性も良好となる。

また、樹脂層及び鋼板に残留応力が発生することもない
ため、形状ソリも極め小さく形状性についても優れてい
る。

尚、上記第１図の装置を用いた複合鋼板の製造方法では
、下側銅板に液状樹脂を塗布しているが、−」二側鋼板
にも樹脂を塗布し、さらにこの上側鋼板を反転させ、鋼
板の樹脂塗布面同士を冷却ロールで圧着することにより
、複合鋼板を製造することもできる。

また、上記第１図では、ロールコータにより鋼板表面に
液状樹脂を塗布しているが、これに限定されＶ、液状樹
脂を鋼板表面に直接吹きつける方式であっても良い。

また、コイル状の複合鋼板を製造する場合について説明
したが、シート状の複合ｔＭ板を製造する場合において
も、本発明を適用することもできる。

さらに、フィラー入りの液状樹脂を鋼板に塗布している
が、液状樹脂を塗布した後フィラーを樹脂層に入れるこ
ともできる。

また、温度検出手段を設け、冷却速度が本発明の範囲外
となることを防止するため、温度検出値に基づいてブロ
ワの送風量をフィードバック制御することもできる。

そして、使用した樹脂の種類の相違によって冷却速度を
調節することもできる。

またさらに、以−トの実施例で採用した各数値はいずれ
も一例を示したもので、これに限定されることなく他の
数値を採用することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係わる複合鋼板の製造方
法によれば、金属板にフィラー入りの液状樹脂を塗布し
た後、当該樹脂の融点以上に加熱して、液状樹脂中の溶
剤を乾燥すると共に樹脂を溶解させ、次いで、金属板間
に樹脂を挟んだ後、冷却ロールを用いて圧着し、さらに
、当該樹脂が固化するまで２０°Ｃ／ＳｅＣ〜２００°
Ｃ／ｓｅｅの冷却速度で強制冷却しているため、液状樹
脂を使用しても、接着性、溶接性に優れ、かつ形状性も
良好な複合鋼板を製造することができると云う効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の複合鋼板の製造方法に使用される装
置の一例を示した構成図である。図中、１．２は鋼板コイル、３は巻取機、６は樹脂ロー
ルコータ、７は乾燥炉、８は冷却ロール、９は冷却帯、
１０はローラレベラ、１１は複合鋼板コイル、を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属板間にフィラー入りの樹脂を挟んで圧接して
、複合鋼板を製造する方法において、金属板にフィラー
入りの液状樹脂を塗布した後、当該樹脂の融点以上に加
熱して、液状樹脂中の溶剤を乾燥すると共に樹脂を溶融
させ、次いで、金属板間に樹脂を挟んだ後、冷却ロール
を用いて圧着し、さらに、当該樹脂が固化するまで２０
℃／ｓｅｃ〜２００℃／ｓｅｃの冷却速度で強制冷却す
ることを特徴とする複合鋼板の製造方法。