JPH06912A - 樹脂複合型鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】アルミニウムを含有し、かつ、０.０１〜０.３
０ｗｔ％のアンチモンを含有する溶融亜鉛めっき浴を使
用して、鋼板の両面に溶融亜鉛めっき層を形成した後、
このめっき鋼板に対して加熱合金化処理を行って鉄−亜
鉛系合金層を形成し、次いで、この鋼板と粘弾性物質の
中間層とを交互に組み合わせることにより複合型鋼板を
製造する方法である。 【効果】製作された複数枚の鋼板と粘弾性中間物質とか
らなる制振鋼板は、各種の成形加工時に樹脂の剥離を生
じることなく、安定した高い接着強度を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂複合型鋼板の製造方
法に関し、さらに詳しくは、環境条件に対して耐蝕性に
優れており、かつ、プレス成形性においても接着強度に
優れている樹脂複合型鋼板の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】最近になって、各種の技術分野において、
騒音に対しての対策が種々採用されてきており、静音性
および静粛性の要求が高くなってきている。特に、自動
車、家庭電気製品等の原動機を使用する分野、或いは、
建築物に使用される建材のように外部からの振動および
騒音等を効果的に抑制する必要がある分野等において
は、このような振動および騒音エネルギーを効率よく吸
収するのに有効な制振鋼板を使用することが促進されて
いる。

【０００３】このような制振作用を有する材料として
は、鋼板、各種のめっき鋼板、ステンレス鋼板、アルミ
ニウム板、チタン板、さらに、合成樹脂板等を表皮材と
して使用し、これら２枚の表皮板の間に粘弾性高分子中
間物質を挟んだ、所謂、拘束型の複合材料（制振材料）
を挙げることができる。

【０００４】しかし、構造部材として使用される場合に
は、複合材料として必要な強度を有することであり、鋼
板が一般的に使用されている。さらに、使用される環境
下における耐蝕性を必要とする時には、各種のめっき鋼
板に代表される表面処理鋼板が使用され、特に、耐蝕性
を確保するためには、めっき付着量の多い溶融亜鉛めっ
き鋼板が使用され、鋼板表面の塗装性を確保するために
は、特公昭５４−００２９１１号公報に記載されている
合金化処理を行った鋼板を使用することが多いのであ
る。

【０００５】また、鋼板の両表面に形成されているめっ
き層に合金化処理を行う方法として、特公昭３５−０１
５０７３号公報に記載されている、鋼板表面の亜鉛めっ
き層を連続的にガス焔、或いは、その他の加熱方法によ
り４５０〜８００℃の温度まで急速加熱を行って、めっ
き層を再溶解した後、毎分２００℃以上の冷却速度で冷
却する方法が広く行われている。また、処理面を均一化
するためにめっき浴中に０.０５〜０.５ｗｔ％のアルミ
ニウムを含有させることが一般に行われている。

【０００６】このように、合金化処理を行った鋼板を使
用した樹脂複合型鋼板においては、鋼板の間に挟み込ん
だ粘弾性中間物質と表皮鋼板との接着強度が充分ではな
く、薄鋼板の代表的な加工方法であるプレス成形加工を
行う時に剥離を生じ、成形加工を充分に行うことができ
ないという致命的な欠陥をもたらす場合がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に説明し
たような従来技術において研究されて、かつ、使用され
ている制振材料の種々の問題点に鑑み、本発明者が鋭意
研究を行い、検討を加えた結果、下記のことが明らかと
なった。即ち、複合鋼板にラミネートする時の接着が不
完全であるため、粘弾性中間物質（高分子樹脂）と表皮
鋼板との接着強度が充分に得ることができず低くなるの
である。

【０００８】そして、通常のアルミニウムのみを含有す
る溶融亜鉛めっき浴、或いは、アルミニウムにさらにＰ
ｂ、Ｓｎ、或いは、Ｃｄを含有する溶融亜鉛めっき浴を
使用して処理された鉄−亜鉛合金めっき層は、表面の活
性度が低く、樹脂／鋼板境界面における化学結合が不充
分であるため、成形加工に耐えられる充分な結合力、即
ち、充分な接着強度が得られていないことがわかった。

【０００９】従って、粘弾性中間物質を２枚以上の表皮
鋼板によりラミネートする時の、鋼板表面の活性度（反
応性）を高くすることによりこの問題を解決できると考
え、そのためには、溶融亜鉛めっき処理を行うためのめ
っき浴中にアンチモンを含有させ、めっき層に鉄−亜鉛
合金層を生成させるための連続熱処理時にめっき層にア
ンチモンを均一に含有させることによって、ラミネート
時の反応性が高くなり、鋼板／樹脂境界面における接着
に寄与する水素結合の数が増加し、充分な接着強度を確
保することが可能となることが判明した。

【００１０】従って、粘弾性高分子樹脂を２枚以上の表
皮材により挟み込んだ構成の樹脂複合型鋼板において、
成形加工時に樹脂／表皮材間の接着の不完全さに起因す
る樹脂剥離を生じることなく、種々の形状に成形が可能
となる接着強度に極めて優れている制振鋼板として好適
な樹脂複合型鋼板の製造方法を開発したのである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る樹脂複合型
鋼板の製造方法は、アルミニウムを含有し、かつ、０.
０１〜０.３０ｗｔ％のアンチモンを含有する溶融亜鉛
めっき浴を使用して、鋼板の両面に溶融亜鉛めっき層を
形成した後、このめっき鋼板に対して加熱合金化処理を
行って鉄−亜鉛系合金層を形成し、次いで、この鋼板と
粘弾性物質の中間層とを交互に組み合わせて複合型鋼板
とすることを特徴とする接着強度の優れた樹脂複合型鋼
板の製造方法を第１の発明とし、 アルミニウムを含有
し、かつ、０.０１〜０.３０ｗｔ％のアンチモンを含有
する溶融亜鉛めっき浴を使用して、鋼板の両面に溶融亜
鉛めっき層を形成した後、この鋼板と粘弾性物質の中間
層とを交互に組み合わせて複合型鋼板とすることを特徴
とする接着強度の優れた樹脂複合型鋼板の製造方法を第
２の発明とする２つの発明よりなるものである。

【００１２】本発明に係る樹脂複合型鋼板の製造方法に
ついて、以下詳細に説明する。先ず、本発明に係る樹脂
複合型鋼板の製造方法において使用する溶融亜鉛めっき
浴に含有されているアンチモンの含有量について説明す
る。

【００１３】図１に樹脂複合型鋼板の接着強度を剪断引
張強度により評価した時の、めっき浴中のアンチモン含
有量と剪断引張強度との関係を示してある。この図１よ
りめっき浴中のアンチモン含有量の増加につれて、めっ
き鋼板と樹脂間の接着強度は次第に増加していることが
わかる。

【００１４】そして、アンチモン含有量が０.０１ｗｔ
％を越えると剪断引張強度は１８０ｋｇｆ／ｃｍ²を越
えるようになり、極めて優れた接着強度を示すのであ
る。さらに、アンチモン含有量が増加すると剪断引張強
度は増加かる傾向を示すが、アンチモン含有量が０.３
０ｗｔ％を越えるとこの効果は略飽和状態となり、これ
以上含有させても剪断引張強度は変化しない。また、ア
ンチモン含有量が０.４ｗｔ％を越えるとめっき浴の粘
性が急増して、めっき層表面の平滑性が損なわれるよう
になり好ましくない。よって、アンチモン含有量は０.
０３〜０.３０ｗｔ％とする。

【００１５】この溶融亜鉛めっき浴には、処理面を均一
化するために、アルミニウムも含有されており、その含
有量としては、０.０５〜０.５ｗｔ％の範囲がよいが、
さらに、均一化の面からは、０.１〜０.２ｗｔ％とす
る。また、Ｐｂ、Ｃｄ、ＳｎおよびＦｅ等は不可避不純
物として含有され、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｓｎは約０.０１ｗｔ
％以下、Ｆｅは０.０５ｗｔ％以下であれば許容するこ
とができる。

【００１６】本発明に係る樹脂複合型鋼板の製造方法に
おいて使用する粘弾性中間物質（高分子樹脂）の厚さ
は、特に、限定的ではないが、１０〜３００μｍの範囲
とするのがよく、高い制振性能が要求される場合には、
３０〜１００μｍの範囲とするのがよい。

【００１７】粘弾性中間物質の厚さが１０μｍ未満で
は、この樹脂の制振性能、即ち、外部からの振動エネル
ギーを熱エネルギーに変換して放散させる効果が急激に
低下して、制振鋼板本来の特性を発揮することができな
くなる。

【００１８】また、粘弾性中間物質の厚さが１５０μｍ
を越えても制振性能自体の効果には変化はないが、粘弾
性中間物質自体の強度と鋼板の強度との差が大となり過
ぎて、制振鋼板の成形加工時に鋼板端部のズレ量が大き
くなり不利である。なお、粘弾性中間物質としては、制
振性能に優れた各種の樹脂系が使用することが可能であ
るが、例えば、ポリオレフィン系、ポエステル系、酢酸
ビニル系、アクリル系、塩化ビニル系、ポリウレタン系
樹脂等が挙げられる。また、架橋反応を伴う熱硬化型樹
脂および架橋反応を伴わない熱可塑型樹脂の適用が可能
であり、使用する樹脂系には何の制限もないのである。

【００１９】さらに、本発明に係る樹脂複合型鋼板の製
造方法においては、粘弾性中間物質と鋼板との反応界面
にラミネート時に鋼板表面に形成された鉄−亜鉛合金層
の反応性を高くし、接着強度を確保する水素結合の数を
増加させることにより充分な接着強度が得られる。

【００２０】この鋼板表面の反応性を高くするために
は、めっき浴に含有させたアンチモンが合金化処理時に
合金層表面部に拡散濃化して、接着に寄与する化学結合
の反応性を高くするためである。従って、溶融亜鉛めっ
き鋼板においてもこのような効果は得られるが、合金化
処理を行って使用される鋼板を使用した場合にはさらに
この効果が大きくなる。

【００２１】鋼板両面に形成させるめっき層の厚さは特
に限定的ではないが、通常の合金化処理して使用される
目付量の範囲、即ち、２０〜８０ｇ／ｍ²と広い範囲に
おいて適用が可能である。また、めっき層表面の状態に
は制限はないが、“鋼板表面の潰れ率が管理された状
態”の鋼板であれば一層接着強度を向上させることがで
きる。

【００２２】また、鋼板の板厚についても特に限定的で
はないが、通常の溶融亜鉛めっき処理に使用されている
０.２〜２.０ｍｍｔの広い範囲のものが使用可能であ
る。

【００２３】

【実 施 例】本発明に係る樹脂複合型鋼板の製造方法
の実施例について、以下比較例と共に説明する。

【００２４】

【実 施 例 １】板厚０.８ｍｍｔの連続鋳造アルミキル
ド鋼板を使用し、アンチモン含有量を種々に変化させた
めっき浴により溶融亜鉛めっき処理を行った後（めっき
付着量４５ｇ／ｍ²の両面めっき）、合金化処理を行い
粘弾性中間物質をラミネートした。この場合、粘弾性中
間物質としてポリオレフィン系樹脂を使用した。

【００２５】このようにして、製作された制振鋼板（樹
脂複合型鋼板）からＪＩＳＫ６８５０に準拠した形状の
試験片により、剪断引張強度を測定した。試験片の接着
面積は、幅３５ｍｍ、長さ１０ｍｍであり、ラミネート
材から試験片２０本を採取してその平均値により接着強
度を評価した。表１にアンチモン含有量と剪断引張強度
の試験結果を示す。この表１から、本発明に係る樹脂複
合型鋼板の製造方法により製作された制振鋼板は、アン
チモンを含有しない制振鋼板に比して剪断引張強度が格
段に優れていることがわかる。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【実 施 例 ２】板厚０.４〜１.６ｍｍｔの連続鋳造ア
ルミキルド鋼板を使用し、アンチモン含有量を ｗｔ
％とした亜鉛めっき浴を使用して溶融亜鉛めっき処理を
行った後（めっき付着量６０ｇ／ｍ²）、合金化処理を
行った鋼板を使用して、粘弾性高分子樹脂（ポエステル
系樹脂）をラミネートした。

【００２８】製作された制振鋼板（樹脂複合型鋼板）か
ら剪断引張試験片を採取して接着強度を測定した。試験
片形状および測定方法は実施例１と同様である。表２に
制振鋼板の構成、剪断引張強度、アンチモン含有の有無
について示してある。この表２から本発明に係る樹脂複
合型鋼板の製造方法により製作された制振鋼板は、アン
チモンの含有しない場合に比較して剪断引張強度が格段
に優れていることがわかる。また、図２は全鋼板厚さと
剪断引張強度との関係を示しており、本発明に係る樹脂
複合型鋼板の製造方法は、比較例に比べて格段に優れて
いることがわかる。

【００２９】

【表２】

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る樹脂
複合型鋼板の製造方法は上記の構成であるから、製作さ
れた複数枚の鋼板と粘弾性中間物質とからなる制振鋼板
は、各種の成形加工時に樹脂の剥離を生じることなく、
安定した高い接着強度を有するという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】めっき浴のアンチモン含有量と剪断引張強度と
の関係を示す図である。

【図２】全鋼板厚さと剪断引張強度との関係を示す図で
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウムを含有し、かつ、０.０１
   〜０.３０ｗｔ％のアンチモンを含有する溶融亜鉛めっ
   き浴を使用して、鋼板の両面に溶融亜鉛めっき層を形成
   した後、このめっき鋼板に対して加熱合金化処理を行っ
   て鉄−亜鉛系合金層を形成し、次いで、この鋼板と粘弾
   性物質の中間層とを交互に組み合わせて複合型鋼板とす
   ることを特徴とする接着強度の優れた樹脂複合型鋼板の
   製造方法。
2. 【請求項２】 アルミニウムを含有し、かつ、０.０１
   〜０.３０ｗｔ％のアンチモンを含有する溶融亜鉛めっ
   き浴を使用して、鋼板の両面に溶融亜鉛めっき層を形成
   した後、この鋼板と粘弾性物質の中間層とを交互に組み
   合わせて複合型鋼板とすることを特徴とする接着強度の
   優れた樹脂複合型鋼板の製造方法。