JPS62273845A - 溶接可能な積層型複合材料 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は中間層の両側に金属板の外層を積層した積層型
複合材料、とくに中間層を導電性の材料にして電気溶接
性を付与した軽量な積層型複合材料に関する。

（従来技術） 自動車部品やシャッター材料などの分野では割振性能や
消音性能を有し、軽量で、鋼板のよ）な強度を有する積
層型複合材料が求められでいる。

このような材料としては、従来ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリ−４−メチルペンテンなどの樹脂を中間層
とし、この中間層の両側に鋼板の外層を積層したものが
知られているが、中間層は絶縁性の樹脂単体から構成さ
れているため、材料を電気溶接することは困難であった
。このため自動車部品やシャッター材料などのように電
気溶接を行う用途に使用するには問題があった。

材料に電気溶接性を付与する方法としては、中間層に金
属網、金属粉末または黒鉛粉末などの導電性材料を充愼
して、両外層との開に電気回路を形成する方法が考えら
れるが、金属網や金属粉末は重いため、積層型複合材料
が重くなってしまう。

一方黒鉛粉末の場合はかがる重量の問題はないが、中間
層の厚さが厚い場合電気回路形成に粒径の大きいものを
使用する必要がある。しかし黒鉛粉末は粒径が大きくな
るともろくなるため、充愼が難しくなる。

（発明が解決しようとする問題点） そこで本発明は重量が重くならず、中間層への充愼の問
題もない電気溶接可能な積層型複合材料を提供するもの
である。

（ｆｆｆｆ題蕉を解決するための手段）本発明者らは従
来の中間層に導電性を付与する方法が樹脂に導電性材料
を充愼して電気回路を形成する方法であったため、重量
や充愼の問題が生じることに鑑み、逆に予め電気回路の
形成された導電性材料を用い、これに高分子材料を充愼
する方法を検討したのである。そして種々検討を重ねた
結果、導電性材料として膨張黒鉛シートを使用して、こ
のシートに液状樹脂を含浸させて、その含浸樹脂で両側
の外層を積層すれば、軽量で中間層への導電性材料充愼
の問題がない溶接可能な積層型複合材料が得られること
を見出した。

本発明はかかる知見に基づいてなされたもので、膨張黒
鉛シートに液状樹脂を含浸させて該樹脂を硬化させた中
間層の両側に金属板の外層を積層したことを特徴として
いる。

本発明で中間層の導電性材料として膨張黒鉛シートを用
いたのは、このシートは膨張化黒鉛粉末をシート状に圧
縮したものであるため、密度が比較的小さく、また中間
層厚さに適した厚さの０．２〜２．０＋ａ鎗のものが容
易に製造もしくは入手できるからである。

このシートに含浸させる樹脂は熱硬化性Ｉｆ脂が好まし
い。この樹脂はまずプレポリマーなどのごとく液状の状
態でシートに含浸させ、その後熱や電子線などによりエ
ネルギーを与えて重合硬化させる。この重合硬化は外層
の積層前後のいずれで実施してもよい。

ここで好ましい熱硬化性樹脂の一部を挙げれば、ポリウ
レタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、エリア樹
脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレー
ト樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポ
リアミドイミド樹脂などが挙げられる。

シートに含浸させる樹脂には必要に応じて種々の添加物
を添加してもよい。特に樹脂のシートへの含浸を容易に
するのにビニル系モノマーおよび反応開始剤を添加して
粘度を下げることは有効である。このようなビニル系モ
ノマーとしては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エ
ステル、スチレン、酢酸ビニル、アクリロニトリル、塩
化ビニル、塩化ビニリデン、アクリル酸、メタクリル酸
などのモノマーがあり、また反応開始剤としては、適性
使用温度範囲が４０〜１００℃の中温開始剤、例えば過
酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、
アゾビスイソ−ブチロニトリルなどが適しでいる。

他に硬化後の樹脂に柔軟性を与えるために可塑剤、例え
ばジオクチル７タレート、ジブチル７タレート、トリク
レジルホスフェート、トリクロロエチルホスフェート、
クレジルジフェニルホスフェートなどを加えることも有
効である。

中間層の両側に積層する外層の金属板としでは、鋼板、
ステンレス鋼板、これらの鋼板のめつき鋼板（例えば亜
鉛めっき鋼板、アルミめっき鋼板、銅めっき鋼板など）
、着色ステンレス鋼板およびアルミ板などが挙げられる
。これらの金属板は両側が異種のものであってもよく、
表側に塗装やラミネートなどの被覆を施したものでもよ
い。

次に本発明積層型複合材料の製造方法を具体的に説明す
る。

まず膨張黒鉛シートに液状樹脂を含浸させる。

このシートへの液状樹脂含浸は単にシートを液状樹脂中
に浸漬するだけでは十分含浸漬しないので、減圧含浸法
、加圧含浸法、減圧後加圧含浸法などにより行う。

次に樹脂を含浸させたなら、シートの両側に金属板を積
層し、樹脂を硬化させる。この金属板の積層と樹脂の硬
化はシートに金属板を積層した状態で挟圧ロールで加圧
して予め積層した後加熱して樹脂を硬化させる方法、ま
たはシートに金属板を重ね合わせてホットプレスで加圧
しで、積層と樹脂の硬化とを同時に行う方法などによれ
ばよい。

なお樹脂含浸後のシートを積層前に加熱または電子線照
射などにより半硬化させて、上記のように積層、硬化さ
せてもよい。

中間層および外層の厚みは材料の使用目的を考慮して適
宜決定すればよいが、一般的には中間層を０．０１〜５
ｉａｍ、好ましくは０．０２〜２１にし、両外層は０．
０１〜５−輪、好ましくは０．０５〜２曽論にする。

なお両外層は各々が同一厚みであってもよく、異なる厚
みであってもよい。

次に実施例により本発明を具体的に説明する。

（実施例） まず水酸基末端液状ポリブタジェン［出光石油化学（株
）製Ｒ−４５ＨＴ］　１００重量部とジフェニールメタ
ンジイソシアネート（イソシアネート基含量２８．２ｗ
ｔ％）８５重量部とを混合して液状樹脂を調整し、次に
この液状樹脂中に厚さが０．６Ｈの膨張黒鉛シート［協
和カーボン（株）＄ｌ！！５ＧＦＯＩＬ　５ＧＦ３０５
Ｄ］を浸漬して、１０−２Ｔｏｒｒ程度に減圧すること
により含浸させた。その後この樹脂含浸シートを厚みが
０．８齢論の２枚の鋼板間に積層して、ホットプレスを
用いて１２０℃、１０Ｋｇ／ｃＩ６２の条件で加熱圧着
し、積層型複合材料にした。

一方比較材として中間層にポリプロピレン樹脂だけを用
いた積層型複合材料をホットプレスを用い、２００℃、
１０Ｋｇ／ｃ１１１２の条件で加熱圧着して製造した。

次にこのようにして製造した材料を添付図面に示すよう
に下側に同じ厚さの鋼板を烏て、この鋼板と材料とを溶
接電流１００００Ａ、溶接時間１５サイクル、加圧力２
５０　Ｋｇ、チップ径５１の溶接条件で電気スポット溶
接し、溶接部の引張り剪断荷重を測定した。この測定結
果を！＃１表に示す。

なお添付図面において、１は積層型複合材料、２は鋼板
、３はチップである。

第１表 第１表より本発明の材料は溶接部引張り剪断荷重４００
　ＫｇＦと溶接性は良好であるが、比較例の従来材料は
溶接でかない。

（発明の効果） 以上のごとく本発明の積層型複合材料１よ軽量で、中間
層への充愼の問題がない導電性材料で中間層に導電性を
付与したものであるので、自動車部品やシャッター材料
などの分野に使用するのに適している。

【図面の簡単な説明】

添付図面は実施例において、本発明と在米の積層型複合
材料の電気スポット溶接方法を示す側面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 膨張黒鉛シートに液状樹脂を含浸させて該樹脂を硬化さ
   せた中間層の両側に金属板の外層を積層したことを特徴
   とする溶接可能な積層型複合材料。