JPH053828B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、抵抗溶接特にスポツト溶接に可能
な樹脂ラミネート鋼板及びその製造方法に関する
ものである。 〔従来の技術〕 鋼板間に合成樹脂層を介在せしめた樹脂ラミネ
ート鋼板は、その制振性、騒音防止性等の優れた
性能を有することから、現在では自動車部材、家
電製品部材、建築部材等に急速に普及しつつあ
る。これらの用途には、一般に抵抗溶接加工特に
スポツト溶接加工をして用いられる場合が多く、
又、防錆性が要求されていることから、亜鉛、亜
鉛−鉄合金等のメツキした鋼板又は、ジンクリツ
チプライマー系の塗料を塗装した鋼板が実用に供
されている。したがつて、前記樹脂ラミネート鋼
板も同様に、抵抗溶接可能な、防錆性のものが要
求されている。 樹脂ラミネート鋼板は、鋼板間に非導電性の合
成樹脂層を介在しているために、抵抗溶接を可能
にするための試みが多く行なわれており、一部実
用化されている。 前記樹脂ラミネート鋼板の導電性を付与するた
めに、合成樹脂層中にその層の厚さの1/2以上の
粒径を有する鉄粉、ミルスケール、カーボングラ
フアイト粒子などの導電性粒子を10〜50重量％占
めるように構成したものがある（特開昭57−
146649参照）。 又、スポツト溶接可能な接着クラツド金属板と
して、板厚0.05〜1.0mmのステンレス鋼、銅、銅
合金等の金属板と板厚0.4mm以上の主として炭素
鋼（普通鋼、高張力鋼）のような鋼板とを樹脂系
の接着剤で接着したものであつて、その接着剤層
の厚さの0.5〜1.5倍の鉄、亜鉛、アルミニウム、
銅、ステンレス鋼などの金属粉を接着剤層中に含
有するものがある（特開昭57−51453参照）。ここ
では前記炭素鋼板は表面処理したものとして、亜
鉛などのメツキしたものを例示している。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、このような従来の抵抗溶接可能
な樹脂ラミネート鋼板は、溶接品質について重大
な欠陥の生じる場合がある。即ち(1)鋼板の溶接部
周囲でその鋼板に孔の生じた欠陥（ピンホールと
呼称する）、(2)鋼板の溶接部で内部の溶鋼が外部
に噴出する欠陥（表散りと呼称する）、(3)鋼板の
溶接部周囲で合成樹脂層のふくれによる表面形状
の不良である。 これらの欠陥の起因について図によつて説明す
る。 第３図はスツト溶接についての説明図である。
スポツト溶接は２枚の鋼板１，１′を重ね合せ、
これを丸棒状の電極２，２′で加圧して通電し、
ジユール熱により、その電極直下における２枚の
鋼板の接触部３を加熱、溶融状態にし、点状に溶
接する。図において４はトランス、５は制御装
置、６は電源を示す。しかるに従来の導電性粒子
を含有した樹脂ラミネート鋼板と通常の鋼板とを
スポツト溶接する場合は第４図ａ、第４図ｂ、第
４図ｃの過程を経る。 第４図ａは溶接初期の過程を示すもので、導電
性粒子を含有した樹脂ラミネート鋼板７と通常の
鋼板１とを重ね合せ、これを丸棒状の電極２，
２′で加圧して通電する。この場合、溶接電流は
これらの鋼板全体に流れる。樹脂ラミネート鋼板
７の合成樹脂層８では導電性粒子９が含有されて
いるので、電流は流れるが、鋼板部分１０に比べ
て電気抵抗が非常に大きい。 そのため通常の鋼板同士の溶接に比べると、合
成樹脂層８には大きな電圧が印加される。 従つて樹脂ラミネート鋼板７では、合成樹脂層
８全体に流れる電流は比較的小さいが、通電を担
う個々の導電性粒子９には比較的大きい電流が流
れ、導電性粒子９の各点において相当量の発熱を
生じる。 第４図ｂは溶接中期の過程を示すもので、電極
直下における樹脂ラミネート鋼板７の中の合成樹
脂層部分１１は発熱によつて軟化し、電極加圧力
により電極直下の位置の外側に排除された状態に
なる。この場合は合成樹脂層部分１１の電気抵抗
は著しく低下し、電流は電極直下の鋼板部分１１
に集中し、かつ合成樹脂層８に印加される電圧も
低下する。従つて、溶接初期において電極直下の
外側に位置した合成樹脂層部分１２の導電性粒子
９の発熱も小さくなる。 第４図ｃは溶接終期の過程を示すもので、導電
性粒子を含有した樹脂ラミネート鋼板７とを通常
の鋼板１とは点状に溶接されている。記号１３は
ナゲツト（溶接金属）を示す。 (1) ピンホールの発生については、前記第４図ａ
の溶接初期の過程から第４図ｂの溶接中期の過
程への変化に長時間を要する場合に生じる。即
ち、電極直下の外側に位置した合成樹脂層部分
１２の導電性粒子９の大きな発熱が長時間継続
すると、それに接する鋼板部分が溶融し、さら
に溶融が進んでついには鋼板の表面に達し、溶
鋼を噴出してピンホールを生ずる。 (2) 表散りは、電極直下における鋼板の表面が、
合成樹脂層の導電性粒子が局部発熱の著しい場
合に、前記ピンホールの場合と同様に溶融して
内部の溶鋼を噴出して生ずるものである。 (3) 鋼板の溶接部周囲での合成樹脂層のふくれに
よる表面形状の不良については、前記第第４図
ａは勿論、第４図ｂにおいても、合成樹脂層が
通電によつて温度が上昇するので、樹脂ラミネ
ート鋼板と通常の鋼板との接触面に溶鋼を形成
する前に、合成樹脂層との接合部で溶鋼を形成
し、その溶鋼が合成樹脂層に飛散していく。こ
の場合溶鋼の熱量が大きいので、合成樹脂はガ
ス化し、その圧力によつて鋼板を外側にふくら
ませ、鋼板の表面形状の不良をもたらす。 本発明の目的は、以上の様な溶接欠陥の生じな
い抵抗溶接可能な、しかも防錆性の優れた樹脂ラ
ミネート鋼板及びその製造方法を提供するもので
ある。 〔問題点を解決するための手段及び作用〕 第１の発明は鋼板間に10〜500μmの合成樹脂層
を介在せしめた樹脂ラミネート鋼板において、各
鋼板は外面に亜鉛系表面処理層を、その内面には
錫層、鉛層、錫−鉛合金層から選ばれた１種以上
の層を有し、合成樹脂層はその合成樹脂層の厚さ
(d)に対して平均粒径が0.8〜1.5dである導電性の
粒子を混合圧着してなる抵抗溶接可能な樹脂ラミ
ネート鋼板であることを特徴とする。 第２の発明はその片面に錫、鉛、錫−鉛合金か
ら選ばれた１種以上をメツキした２枚の鋼板を用
い、それらの鋼板のメツキ面を内側にしその間に
導電性粒子を混合している樹脂層を介在させて樹
脂ラミネート原板を形成した後に、その樹脂ラミ
ネート原板の両面に亜鉛系表面処理を施す抵抗溶
接可能な樹脂ラミネート鋼板の製造方法であるこ
とを特徴とする。そしてこの製造方法の好ましい
ものとして、樹脂ラミネート原板の形成にあた
り、１枚の鋼板のメツキ面に導電性粒子を混合し
ている樹脂フイルムをロールを介して接着し、他
の鋼板のメツキ面で、その露出しているフイルム
面を覆い、ついでロールを介して圧着して形成す
る樹脂ラミネート鋼板の製造方法を挙げることが
出来る。 この発明に使用する合成樹脂の厚さ(d)は、その
両外側に配する鋼板の厚さによつても変化するが
10〜500μmの範囲が適当である。この厚さが
10μm未満ではラミネート化が困難である。
500μmを超えた場合は制振性等の効果が横ばいと
なり、又経済性の面からみて好ましくない。 実用的には、30〜100μmの範囲が好ましい。 導電性粒子の平均粒径は合成樹脂層の厚さによ
つて変るが、使用する合成樹脂層の厚さ(d)の0.8
〜1.5dであることが必要である。0.8d未満では平
均粒径が小さすぎて溶接が充分に出来ない。15d
を超えた場合は樹脂と鋼板の接着強度が低下す
る。 導電性粒子の配合量は樹脂ラミネート鋼板の物
性に大きく影響を及ぼすため、最低限の導電性が
確保できる混合量を下限値とし接着強度を低下さ
せない限度で上限値を設定する。実用的には、合
成樹脂に対して0.2〜3.0容量％配合することによ
つて好ましい結果が期待出来る。 この発明では、各鋼板は、外面に亜鉛系表面処
理層を、その内面には錫層、鉛層、錫−鉛合金層
から選ばれた１種以上の層を有することが必要で
ある。 各鋼板の外面に亜鉛系表面処理層を有するのは
亜鉛系表面処理したものが、その耐食性に優れて
いることから自動車部材、家電製品部材等の用途
に直ちに適用出来ることによる。 ここにおいて亜鉛系表面処理層は亜鉛、若しく
は亜鉛−鉄、亜鉛−ニツケル等の亜鉛合金をメツ
キした層又はジンクリツチプライマー系の塗料で
塗装して得られる層が例示できる。 しかし各鋼板の内面には亜鉛系表面処理層とは
異なつた、錫層、鉛層、錫−鉛合金層から選ばれ
た１種以上の層を有することが必要である。樹脂
ラミネート鋼板は一般にはその製造工程で、ロー
ル等によつて熱圧着するために、合成樹脂と反応
して気体を発生しやすい金属は、樹脂ラミネート
鋼板にふくれ等を生じせしめて接着強度を低下さ
せる。 錫、鉛、錫−鉛合金は軟質金属で、しかも樹脂
ラミネート鋼板の製造工程における加熱程度では
反応によつて気体を発生しない。 また、ラミネート鋼板の内側に亜鉛あるいは亜
鉛合金をめつきした場合、一般にそれらは低沸点
金属であるため、通電中に亜鉛蒸気を生じ溶接欠
陥の発生を促進する。しかし、本発明のめつき金
属ではそのような現象は未然に防ぐことができ
る。そのため鋼板の内面にこれら金属層を有する
ことによつて、導電性粒子がニツケル、鉄、ステ
ンレスの固い粒子であつても、これら軟質金属が
鋼板と導電性粒子の媒体となり、しかも軟質金属
自身が導電性を有することから、鋼板と導電性粒
子との接触抵抗を小さくする。そのため樹脂ラミ
ネート鋼板を抵抗溶接した場合に、その合成樹脂
層による電気抵抗を小さくすることが出来、結果
として、ピンホール、表散り、ふくれによる表面
形状の不良等の欠陥を生じない。 本発明による樹脂ラミネート鋼板の好ましい製
造方法として、樹脂ラミネート鋼板を構成する各
金属板の片面に錫、鉛、錫−鉛合金から選ばれた
１種以上をメツキして、ついでそれらの鋼板のメ
ツキ面を内面として合成樹脂層を介在させた樹脂
ラミネート原板を形成し、その樹脂ラミネート原
板の両面に亜鉛系表面処理を施すことが必要であ
る。 ここでは、亜鉛系表面処理を樹脂ラミネート原
板に施すために、樹脂ラミネート鋼板の製造工程
での鋼板と合成樹脂層との間への亜鉛の混在等に
よるふくれの影響等を心配する必要がない。 〔実施例〕 本発明による樹脂ラミネート鋼板を図によつて
説明する。第１図は、本発明による樹脂ラミネー
ト鋼板の一例を示す断面図である。鋼板２１と鋼
板２１′との間に合成樹脂層２２を介在せしめた
樹脂ラミネート鋼板２０において、各鋼板２１，
２１′の外面には電気亜鉛メツキ層２３，２３′を
有し、その内面には錫層２４，２４′を有し、合
成樹脂層２２にはその合成樹脂層の厚(d)に対し
て、平均粒径が1.2dであるニツケルの粒子２５を
混合圧着してなるものである。 この場合錫層の代りに鉛層、錫−鉛合金層を用
いることも出来る。又、錫層、鉛層、錫−鉛合金
層を複層として用いることも出来る。 又、電気亜鉛メツキ層に代つて、電気亜鉛−鉄
合金メツキ層、電気亜鉛−ニツケル合金メツキ
層、又はジンクリツチプライマー系の塗料で塗装
した層を用いることも出来る。 次に本発明による樹脂ラミネート鋼板の製造方
法の１例を図によつて説明する。第２図はその外
面に亜鉛メツキ層、その内面に錫メツキ層を有す
る鋼板の間にニツケル粒子（平均粒径1.2d）を含
有する合成樹脂層を介在した樹脂ラミネート鋼板
の製造工程を示す。鋼板２６は、縦型電気メツキ
装置２７で片面に錫メツキされる。ついで片面に
錫メツキした鋼板２８はそのメツキ面を上面にし
て加熱炉２９で加熱されそのメツキ面に、あらか
じめニツケル粒子（平均粒径1.2d）を含有した合
成樹脂フイルム３０をロール３１を介して接着
し、更に、その片面に合成樹脂フイルムを接着し
た鋼板は、加熱炉２９′で再加熱され、そしてそ
の片面に錫メツキした他の鋼板２８′のメツキし
ている面で、その露出しているフイルム面を覆
い、ロール３０を介して圧着して樹脂ラミネート
原板３２を形成する。その後樹脂ラミネート原板
３２の両面を水平型電気メツキ装置３３で電気亜
鉛−ニツケル合金メツキされる。 前記第２図に示すような樹脂ラミネート鋼板の
製造工程によつて製造された本発明の樹脂ラミネ
ート鋼板の条件及び製品特性を第１表に示す。

【表】

【表】 第１表から明らかなように、密着強度は、通常
の樹脂ラミネート鋼板（導電性粒子の入つていな
い）と類似しており、その電気抵抗も合成樹脂層
を介在しない亜鉛系メツキ鋼板に類似した小さい
値が得られ、スポツト溶接しても溶接品質の欠陥
を生じなかつた。 次に本発明の種々の樹脂ラミネート鋼板につい
てスポツト溶接した場合の溶接品質の欠陥（ピン
ホール、表散り、ふくれによる表面形状の不良）
の有無を実験した結果を説明する。 「実験例」 スポツト溶接は第３図に示すような単相交流型
スポツト溶接機を使用し、電極先端径６mm、電極
加圧力250Kg、通電時間10^∞の条件で、本発明の樹
脂ラミネート鋼板と同種の通常の鋼板の組合継手
をその界面が散りを発生する直前の電流で溶接し
た。溶接後前記の溶接品質の欠陥を調べ、その欠
陥がなく、十分な接合強度の得られたものを
「良」、そうでないものを「不良」として評価し
た。 なお、比較例として、鋼板の内面にメツキ金属
のない場合（No.13）、導電性粒子の平均粒径が08
〜1.5d（ｄは合成樹脂層の厚さ）を外れた場合No.
15、No.16、導電性粒子の添加量（容量％）が0.2
〜3vol％を外れた場合No.14で他は実験例と同一条
件とした。その実験結果を第２表に示す。

〔発明の効果〕

本発明は、樹脂ラミネート鋼板の両面に亜鉛系
表面処理層を形成して高耐食性を付与し、その樹
脂ラミネート鋼板を構成している各鋼板の内面に
錫、鉛、錫−鉛層の軟質金属を選択して有するこ
とより抵抗溶接する場合に、その樹脂ラミネート
鋼板に介在した合成樹脂層に含有した導電性粒子
の機能を充分に発揮させるとともに合成樹脂層の
接触抵抗を小さくし、樹脂ラミネート鋼板の電気
抵抗を小さく出来る。その結果として本発明の樹
脂ラミネート鋼板は、溶接品質の欠陥（ピンホー
ル等）を生じることなく抵抗溶接特にスポツト溶
接を可能にした効果は大である。 又、本発明の樹脂ラミネート鋼板の製造方法に
よれば、樹脂ラミネート原板に亜鉛系表面処理を
施すので、樹脂ラミネート原板を構成している鋼
板の内面に錫等の層を、前記亜鉛系表面処理の影
響を受けることなく全く独立して形成出来るので
実用上の効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による樹脂ラミネート鋼板の
断面図、第２図はこの発明の樹脂ラミネート鋼板
を製造するための１例を示す概略工程図、第３図
は一般のスポツト溶接の説明図、第４図ａは従来
の導電性粒子含有の樹脂ラミネート鋼板をスポツ
ト溶接する場合の溶接初期の過程を示す概略説明
図、第４図ｂはその溶接中期の過程を示す概略説
明図、第４図ｃはその溶接終期の過程を示す概略
説明図である。 ２０…樹脂ラミネート鋼板、２１，２１′…樹
脂ラミネート鋼板を構成する鋼板、２２…合成樹
脂層、２３，２３′…亜鉛系表面処理層（電気亜
鉛メツキ層）、２４，２４′…錫層、鉛層、錫−鉛
層の少なくとも１種からなる層（錫層）、２５…
導電性粒子、２６…鋼板、２７…縦型電気メツキ
装置、２８…片面に錫メツキした鋼板、２９，２
９′…加熱炉、３０…合成樹脂フイルム、３１，
３１′…ロール、３２…樹脂ラミネート原板、３
３…水平型電気メツキ装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼板間に10〜500μmの合成樹脂層を介在せし
   めた樹脂ラミネート鋼板において、 前記各鋼板は外面に亜鉛系表面処理層を、その
   内面には錫層、鉛層、錫−鉛合金層から選ばれた
   １種以上の層を有し、前記合成樹脂層はその合成
   樹脂層の厚さ(d)に対して平均粒径が0.8〜1.5dで
   ある導電性の粒子を混合圧着してなることを特徴
   とする 抵抗溶接可能な樹脂ラミネート鋼板。 ２ その片面に錫、鉛、錫−鉛合金から選ばれた
   １種以上をメツキした２枚の鋼板を用い、それら
   の鋼板メツキ面を内側にし、その間に導電性粒子
   を混合している樹脂層を介在させて樹脂ラミネー
   ト原板を形成した後に、その樹脂ラミネート原板
   の両面に亜鉛系表面処理を施すことを特徴とする 抵抗溶接可能な樹脂ラミネート鋼板の製造方
   法。 ３ 樹脂ラミネート原板の形成にあたり、１枚の
   鋼板のメツキ面に導電性粒子を混合している樹脂
   フイルムをロールを介して接着し、他の鋼板のメ
   ツキ面で、その露出しているフイルム面を覆い、
   ついでロールを介して圧着して形成することを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の抵抗溶接可
   能な樹脂ラミネート鋼板の製造方法。