JPH0374630B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱可塑性合成樹脂シートの中間層の
両面に、熱融着によつて、２枚の金属板を接着し
てなる合成樹脂複合金属板の製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、金属板、つまり金属シートの機能に対す
る要求は多様化しており、たとえば２枚の薄い鋼
板の中間に合成樹脂層を介在させて複合化するこ
とにより、従来の１種の鋼板の場合の厚みとほぼ
同等の厚みであつても、剛性を低下させることな
く、大巾な重量軽減が図れ、自動車車体構成材等
に利用されている。これらは、いわゆる軽量化サ
ンドイツチ鋼板と呼ばれている。その他２枚の鋼
板の中間に、およそ0.03〜0.1mm厚の比較的薄い
合成樹脂層を介在させて複合化し、制振性を高め
た、いわゆる制振鋼板とか、あるいは異なる厚み
の２枚の鋼板とか、異なる材質の２枚の金属板、
たとえばアルミニウム板と炭素鋼板、およびステ
ンレス鋼板とめつき鋼板などを種々組合せ、中間
層に用途に応じた厚み、材質の合成樹脂層を介在
させて複合化し、耐食性、断熱性、防音性などの
所要の機能を改善したパネル材などとして数多く
使用されている。

従来、この種の合成樹脂複合金属板（以下、単
に“複合金属板”ということもある）を製造する
方法には、粘着型製造法と熱融着型製造法とがあ
り、一般には、粘着型製造法は金属板の接合面
に、合成樹脂接着剤を均一に塗布し、該接着剤を
加熱溶融するとか、乾燥するなどし、次いで別の
金属板を供給し、接着剤を介在して貼合わせるの
であり、一方、熱融着型製造法は、金属板を中間
層を形成する合成樹脂の融解温度以上の所要温度
まで加熱し、この金属板表面に熱可塑性合成樹脂
シート（以下、単に“合成樹脂”あるいは“合成
樹脂シート”ということもある）を供給し、圧着
して、該合成樹脂シートの接合界面層あるいは合
成樹脂シートの全部を、該金属板の保有熱で融解
して貼合わせるとか、２枚の金属板の中間に合成
樹脂シートをサンドイツチ状に重ね合せ、これを
加熱して、該合成樹脂の接合界面層、あるいは合
成樹脂シートの全部を融解させてから圧着し貼合
わすのである。

ところで、かかる熱融着型製造法の、従来行わ
れている代表的実施例としては、切板状とした２
枚の金属板の中間に、同じく切板状の合成樹脂シ
ートをサンドイツチ状に重ね合せ、更に、これを
多数組積層して、加熱炉で該合成樹脂の融解温度
以上の所要温度にまで加熱したのち、プレス機で
加圧融着させる方法がある。

しかし、この方法の場合には、能率も低いう
え、切板状複合金属板を製造するのに限定され
る。

しかるに、自動車車体構成材等、量産的用途に
使用される場合には、コイル状の長尺帯を要求さ
れることが多い。かかるコイル状複合金属板を前
記熱融着型製造法の原理を用いて製造する従来の
代表的例についていくつか例をあげて説明する。

たとえば、特開昭58−163646号公報に開示され
ている方法は、２パスによつて所望の複合金属板
を製造する方式である。先ず第１回目のパスにお
いてペイオフリールに装着した金属帯コイルよ
り、金属板を巻戻し、加熱炉で加熱し、圧着ロー
ル対に送る。一方、合成樹脂アンコイラーに装着
した合成樹脂コイルより、合成樹脂シートを巻戻
し、金属板の上面に供給して、圧着ロール対で圧
着され、金属板と接触してその保有熱により界面
層を融解して接着される。冷却ののち、テンシヨ
ンリールに巻取り、半成品コイルを製造する。次
に第２回目のパスにおいて、もう一方の金属コイ
ルをペイオフリールに、第１回目のパスで製造し
た半成品コイルを、半成品ペイオフリールにそれ
ぞれ装着し、第１回目パスの場合とほぼ同様にし
て金属板と半成品シートを接合し、合成樹脂複合
金属帯を製造するのである。

しかしながら、かかる方法はライン全体で比較
した場合、製造工程が２パス方式となるため、コ
ストアツプとなるばかりでなく、ハンドリング回
数が増え、製品の傷等、品質低下につながる。ま
た、２パス目の貼合時の上下の金属板に大きな温
度差があるため、冷却後の製品の幅反りが生じ、
品質悪化をきたす。また、接着強度についても十
分なものが得られない。さらにテンシヨンリール
でこの幅反り製品を無理に平らに巻くと、接着の
合成樹脂部にせん断歪あるいはせん断剥離さらに
は金属板へのしわ発生等いずれにしても品質悪化
につながる。

さらに、たとえば特開昭58−203051号公報に
は、１パスによる複合金属板を製造する方式が開
示されている。

すなわち、ペイオフリールから巻戻したそれぞ
れの金属板を入側重ね合せロールにより重ね合せ
て加熱装置に導き、その後、出側重ね合せロール
及び分離ロールにより２枚の金属板を再び上下に
分離させる。

このようにして分離された２枚の金属板の間に
合成樹脂シートを供給し今度は圧着ロールで金属
板と合成樹脂シートとの３層を融着させ、次いで
再加熱装置、冷却装置およびスキンパスミルを経
由させテンシヨンリールに巻取つて複合金属板を
コイル状あるいは切板状で製造するのである。事
前に加熱した金属板の保有熱により合成樹脂シー
トを融解させ接着するため、金属板は合成樹脂シ
ートの融解熱を見込んでより高温に保持しておく
必要があるため、金属板にテンパーカラーあるい
はヒートバツクルが発生しやすい。また、金属板
の温度が不足した場合は接着強度が低下する。

また、ライン全体で比較した場合、加熱装置を
出てから３層を貼合するまでの間隔が長いため、
大気およびロールへの放熱が大となりコストアツ
プとなるばかりでなく温度制御精度が悪く、品質
も低い。

さらに、合成樹脂シートのペイオフリールある
いは金属板の間へのその導入機構が上下の加熱金
属板の間でしかも狭いスペースに設置しなければ
ならず設置が難しい。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、上述のような従来技術の欠点
を改良した合成樹脂複合金属板の熱融着型製造法
を提供することである。

（問題点を解決するための手段） かくして、本発明者らは上述の目的を達成すべ
く鋭意検討を重ねたところ、熱供給を加熱ロール
からとするともに貼合せ後も熱補給を続行するこ
とにより上述の目的、特に接着強度の改善が効果
的に達成されることを知り、本発明を完成した ここに、本発明の要旨とするところは熱可塑性
合成樹脂シートの中間層と該中間層を介して接着
された２枚の金属板からなる複合金属板を製造す
る方法であつて、一方の金属板を加熱ロールに巻
き付け、該一方の金属板の温度が前記熱可塑性合
成樹脂シートの融解温度以上に達した地点で該熱
可塑性合成樹脂シートを該一方の金属板の反ロー
ル接触側に供給し、第１段の圧着ロールにより貼
合わせたのち、引き続いて該加熱ロールに巻き付
けながら、前記熱可塑性合成樹脂シートの融解に
要した熱量の補給を続行することにより該熱可塑
性合成樹脂シートと前記の一方の金属板との貼合
面の熱融着反応を進行せしめつつ、該熱可塑性樹
脂シートを加熱、溶融させていく第１の工程と、
次いで、前記熱可塑性合成樹脂シートの融解温度
以上に加熱した他方の金属板を前記熱可塑性合成
樹脂シートの前記貼合面と反対側の貼合面に供給
し、前記加熱ロールと係合する第２段の圧着ロー
ルにより前記の他方の金属板を該熱可塑性合成樹
脂シートに貼合わせる第２の工程とからなること
を特徴とする。合成樹脂複合金属板の製造方法で
ある。

また、前記加熱ロールと係合する第１段の圧着
ロールの、該加熱ロールの円周上への配設位置を
調節自在となし、合成樹脂シートの材質、厚み等
に応じて前記の第１段の圧着ロールによる貼合せ
の後のこの貼合面への熱補給の続行期間を調節自
在としてもよい。

さらにもと、第２段の圧着ロールを加熱ロール
兼用とし、前述の第１の工程を第２段の圧着ロー
ルによる、第２の工程にくり返してもよい。

すなわち、本発明は、別の態様によれば、熱可
塑性合成樹脂シートの中間層と該中間層を介して
接着された２枚の金属板からなる複合金属板を製
造する方法にあつて、一方の金属板を加熱ロール
に巻き付け、該一方の金属板の温度が前記熱可塑
性合成樹脂シートの融解温度以上に達した地点で
該熱可塑性合成樹脂シートを該一方の金属板の反
ロール接触側に供給し、第１段の圧着ロールによ
り貼合わせたのち、引き続いて該加熱ロールに巻
き付けながら、前記熱可塑性合成樹脂シートの表
層部の融解に要した熱量の補給を続行することに
より該熱可塑性合成シートと前記の一方の金属板
との貼合面の熱融着反応を進行せしめる第１の工
程と、次いで、他方の金属板を前記加熱ロールと
係合する第２の圧着ロールを兼ねる第２の加熱ロ
ールに巻き付け、該他方の金属板の温度が前記熱
可塑性合成樹脂シートの融解温度以上に達した地
点で前記合成樹脂シートの前記貼合面と反対側の
貼合面に供給し、第２段の圧着ロールを兼ねる前
記の第２の加熱ロールにより前記の他方の金属板
を該熱可塑性合成樹脂シートに貼合わせて３層接
合を行つたのち、引き続いて該第２の加熱ロール
に巻き付けながら前記熱可塑性合成樹脂シートの
表層部の融解に要した熱量の補給を続行すること
により該熱可塑性合成樹脂シートと前記の他方の
金属板との貼合面の熱融着反応を進行せしめる第
２の工程とからなることを特徴とする、合成樹脂
複合金属板の製造方法である。

なお、第２段の圧着ロールを兼ねる加熱ロール
の前述の最初の加熱ロールの円周上の配設位置も
調節自在とし、前記の第２段の圧着ロールによる
貼合わせ後のその貼合面への熱補給の続行期間を
調節自在としてもよい。

このように、本発明によれば、接着後も加熱ロ
ールにより樹脂シートの表層部の融解に要する熱
量を補給し続けるるため、金属板の温度は比較的
低い温度（好ましくは、樹脂の融点＋10℃程度）
で保持しつつ、樹脂シートを充分融解させ接着で
きるので従来技術の諸欠点を補いかつ接着強度が
向上する。

また、本発明は、ライン全体では前述の如くの
欠点を解消しているばかりでなく金属板の加熱域
におけるロールは全て加熱ロールとしているた
め、金属板と熱可塑性合成樹脂との貼合面への案
内と加熱を同時に行なわしめ、ライン全体のコン
パクト化が図れている。

さらに、本発明にあつては、好ましくは、一方
の金属板が加熱ロールに接触しはじめた後、合成
樹脂の融解温度＋10℃程度になつた時点で合成樹
脂シートを第１段の圧着ロールによりこの一方の
金属板の表面に押し付け、融着させる。その後も
加熱ロールと接触を続けているため、合成樹脂シ
ートの融解に要した熱量は、その間で補給されて
ゆき良好な融着条件が得られる。

なお、合成樹脂シート供給後のこの加熱続行時
間は第１段の圧着ロールの位置を調整することよ
り変更できる。さらに好ましい態様によれば、第
２段の圧着ロールについても同様の位置調整によ
り熱補給続行時間の変更ができる。

したがつて、合成樹脂シートの材質、厚み等が
変わつても、それに応じた最適な操業条件を与え
ることができ高品質化が図れるとともに多品種の
製造に対処できるものである。

（作用） 次に、本発明を図面に開連させてさらに説明す
る。

第１図は、本発明の１態様を示す一部断面の略
式説明図； 第２図は本発明の別の態様を示す同じく一部断
面の略式説明図；および 第３図は、本発明の方法を組み込んだ製造ライ
ン全体の模式的説明図である。

第１図において、予め脱脂およびクロメート等
の公知の前処理を施した金属板Ａ（符号１で示す）
は、先ず加熱ロール５に巻付けられて所定の温度
に加熱され、その所定の温度になつたところで反
ロール接触側に熱可塑性の合成樹脂シート３が供
給され、第１段の圧着ロール６によつてこの合成
樹脂シート３が金属板Ａに貼合わされる。一方、
図示しない加熱ロールによつて予め所定温度に加
熱された金属板Ｂ（符号２で示す）は第２段の圧
着ロール７に巻付けられて供給され、前記合成樹
脂シート３の外側表面に貼合わされる。図中、符
号８は合成樹脂シート３の合成樹脂融解部を示
す。この合成樹脂融解部８の金属板Ａとの接触面
からの厚みを調整し、かつその接触面での融着反
応を促進せしめるために加熱ロールと係合する第
１段の圧着ロール６の円周上の位置を、図中、矢
印で示すような位置にまで移動させてもよい。符
号６ａは第１段の圧着ロール６のスイングアーム
である。

第２図は、第２段の圧着ロール７が加熱ロール
をも兼用している例を示すものであり、図示例で
はこの加熱ロール兼用の第２段の圧着ロール７は
それに金属板Ｂ（符号２で示す）を介して隣接す
る領域に合成樹脂融解部８がみられ、したがつて
第１図の場合と同様にこの合成樹脂融解部８の金
属板Ｂとの接触面からの厚みを調整し、かつその
接触面での融着反応を促進せしめるためにこの第
２段の圧着ロール７を、図中、矢印で示すような
位置にまで円周上を移動させてもよい。

この第２図に示す装置によると、合成樹脂フイ
ルムの全てを融解させることなく省エネルギーを
図りつつ第２図の場合と同様の接着強度あるい
は、第２段圧着ロール部での接着後の熱供給によ
る融着反応の進行により第１図の場合の接着強度
以上のものが得られるのである。

第３図は、本発明の方法を組込んだライン全体
を示すものであるが、図示例にあつては、両金属
板にそれぞれ加熱ロールを当節させるとともに、
補助加熱ロールを使つて高速加熱を行つている。

図中、まずペイオフリール１１，１３に金属板
コイル１２，１４をそれぞれセツトした後、金属
板１，２を送り出す。この金属板１および２は前
述と同様に脱脂およびクロメート処理等の公知の
前処理をあらかじめ施してある。

それぞれの金属板は加熱ロール５，７，９およ
び１０により貼合面に導かれながら加熱されてい
く。

一方、熱可塑性の合成樹脂シート３はフイルム
ペイオフリールより供給され第１段の圧着ロール
６により片側の金属板１に溶融接着される。当然
この時点までには金属板１は加熱ロール９および
５により合成樹脂シートの融解温度＋10℃程度の
温度まで加熱されている。合成樹脂シート３が片
側の金属板１に接触された後は合成樹脂シートの
金属板表面での融解に消費した熱量の補給並びに
未融解部の合成樹脂シートの加熱に要する熱量を
供給するため、同じく加熱ロール５による熱供給
が続行される。

ここで、第１段の圧着ロール６は、圧着用のア
クチユエーターも含めてスイングアーム６ａ上に
搭載されており、このスイングアーム６ａは加熱
ロール５の軸心に枢着され、加熱ロール５の円周
上の任意の位置に第１段の圧着ロール６を配置し
得るようになつている。

なお、この移動機構はスイング方式にこだわら
ず、水平のままの上下移動機構でも良い。

この移動機構により前述の加熱続行の時間を調
節することができ、合成樹脂シートの材質、厚み
等の条件に合つた操業を行い高品質の合成樹脂複
合金属板を製造できることになる。

次に加熱ロール１０，７により所定の温度まで
加熱された金属板２が合成樹脂シート３の上側に
第２の圧着ロール７によつて接着される。この
時、加熱ロール７は第２の圧着ロールも兼ねるわ
けで加熱ロール７はアクチユエーターにより押圧
可能となつている。当然押付力の調整も可能であ
る。

この後、金属板１、合成樹脂シート３そして金
属板２の３層が接合された合成樹脂複合金属板４
は、再加熱装置１５で合成樹脂の融点以上に再加
熱して合成樹脂の熟成を行い接着強度を高める。

また必要に応じては再加熱装置１５の後段にカ
レンダーロール等の製品厚み矯正等を目的とした
装置の組入れも可能である。次いで冷却装置１６
で冷却を行い乾燥装置１７で乾燥させ、ブライド
ルロール、シヤーを経由してテンシヨンリール１
８に巻取られて製品となる。

ところで、すでに述べたように、本例の場合、
第２段の圧着ロール７を加熱ロールとし第１段の
圧着ロール６と同様、その配設位置も加熱ロール
５の円周上において調整できるようにするととも
に、それぞれについての補助加熱ロールを設けた
ものである。

次に実施例により本発明の作用、効果を説明す
る。

実施例 １ 本例では第３図に示す装置を使い、板厚0.24
mm、板幅864mmのアルミニウム板コイルをペイオ
フリール１３に、板厚1.2mm、板幅914mmの鋼板コ
イルをペイオフリール１１にセツトして複合金属
板を製造した。

金属板はいずれも公知の脱脂、クロメート処理
を施したものであつた。

加熱ロール１０を100℃、加熱ロール７を120
℃、加熱ロール５を215℃、加熱ロール９を150℃
に設定し、合成樹脂シート３としては、変性ポリ
プロピレン樹脂フイルム（厚さ0.6mm、幅860mm）
を用いた。

再加熱装置１５では発熱ヒーター温度を600℃
に調整し、冷却、乾燥させ巻取つた。

製品には板幅反り、しわ等は無く、製品よりサ
ンプルを採取し、剥離強度を測定したところ7.5
〜9.0Kg／cmの良好な結果が得られ、剥離部を観
察したところ気泡は一切認められなかつた。な
お、この点、従来法では、高々４〜８Kg／cmであ
つた。

実施例 ２ 本例でも第３図に示す装置を使い、板厚0.8mm、
板幅930mmの冷却鋼板コイルをペイオフリール１
１およびに１３にそれぞれセツトし、加熱ロール
１０を100℃加熱ロール５，７を120℃、加熱ロー
ル９を70℃に設定し合成樹脂シート３にはポリエ
チレン系樹脂フイルム（厚さ0.05mm、幅880mm）
を用いた。

その他の操業条件は実施例１に同じであつた。
製品は、前記同様、板幅反り、しわ等は無く、剥
離強度は5.0〜5.25Kg／cmとシート材質に見合つ
た良好な結果が得られ、また剥離部には気泡は一
切認められなかつた。

以上説明した如く、本発明は従来の合成樹脂複
合金属板の熱融着型製造法における欠点を無く
し、かつ低コスト、高品質化を図つた製造法であ
り、設備もコンパクト化でき、製品の多品種化に
も充分対応できるすぐれた製造法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１態様を示す一部断面の略
式説明図；第２図は本発明の別の態様を示す同じ
く一部断面の略式説明図；および第３図は、本発
明の方法を組み込んだ製造ライン全体の模式的説
明図である。 １：金属板Ａ、２：金属板Ｂ、３：合成樹脂シ
ート、４：合成樹脂複合金属板、５：加熱ロー
ル、６：第１段の圧着ロール、７：第２段の圧着
ロール、８：合成樹脂の融解部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性合成樹脂シートの中間層と該中間層
   を介して接着された２枚の金属板からなる複合金
   属板を製造する方法であつて、一方の金属板を加
   熱ロールに巻き付け、該一方の金属板の温度が前
   記熱可塑性合成樹脂シートの融解温度以上に達し
   た地点で該熱可塑性合成樹脂シートを該一方の金
   属板の反ロール接触側に供給し、第１段の圧着ロ
   ールにより貼合わせたのち、引き続いて該加熱ロ
   ールに巻き付けながら、前記熱可塑性合成樹脂シ
   ートの表層部の融解に要した熱量の補給を続行す
   ることにより該熱可塑性合成樹脂シートと前記の
   一方の金属板との貼合面の熱融着反応を進行せし
   める第１の工程と、次いで、他方の金属板を前記
   加熱ロールと係合する第２段の圧着ロールを兼ね
   る第２の加熱ロールに巻き付け、該他方の金属板
   の温度が前記熱可塑性合成樹脂シートの融解温度
   以上に達した地点で前記合成樹脂シートの前記貼
   合面と反対側の貼合面に供給し、第２段の圧着ロ
   ールを兼ねる前記の第２の加熱ロールにより前記
   の他方の金属板を該熱可塑性合成樹脂シートに貼
   合わせて３層接合を行つたのち、引き続いて該第
   ２の加熱ロールに巻き付けながら前記熱可塑性合
   成樹脂シートの表層部の融解に要した熱量の補給
   を続行することにより該熱可塑性合成樹脂シート
   と前記の他方の金属板との貼合面の熱融着反応を
   進行せしめる第２の工程とからなることを特徴と
   する、合成樹脂複合金属板の製造方法。 ２ 前記加熱ロールと係合する第１段の圧着ロー
   ルの、該加熱ロールの円周上への配設位置を調節
   自在となし、前記の第１段の圧着ロールによる貼
   合せの後のこの貼合面への熱補給の続行期間を調
   節自在とし、かつ前記加熱ロールと係合する前記
   の第２段の圧着ロールを兼ねる第２の加熱ロール
   の該加熱ロールの円周上への配設位置を調節自在
   となし、前記の第２段の圧着ロールによる貼合わ
   せ後のその貼合面への熱補給の続行期間を調節自
   在とした、特許請求の範囲第１項記載の合成樹脂
   複合金属板の製造方法。