JPS63283930A - スポット容接可能な積層鋼板の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 この発明は鋼板と鋼板との間に樹脂をクラッドしてなる
積層鋼板の製造方法に係り、より詳しくは樹脂層に導電
物質を散在させることにより鋼板間の電気導通を確保し
、スポット溶接を可能とした積層鋼板の製造方法に関す
る。

技術的背景 近年、２枚の鋼板の間に樹脂を挟み込み加熱圧着した複
合鋼板が注目されている。例えば、各種騒音対策用とし
て、自動車部品、機械、電機部品、各種カバー類、建材
、構造物等広範囲に用いられようとしている。

しかし、鋼板と鋼板との間に樹脂をクラッドさせた積層
鋼板の場合は、鋼板間が樹脂で絶縁される関係上、ダイ
レクトスポット溶接が不可能である。したがって、スポ
ット溶接を行なう場合は、鋼板間の電気導通を確保する
ために短絡回路を設ける必要がある。また、シリーズス
ポット溶接においては、電極間隔が短い等の理由で表面
チリ・リング扱けといった溶接不良が発生する。

そこで、前記の欠点を解消するための手段として、従来
、樹脂層に金属粉等の導電物質を介在させることが行な
われている。

従来の技術 ２枚の鋼板間の電気導通を確保する手段として導電物質
を用いる方法としては、下記に示す方法が知られている
。

■　芯材樹脂層厚より小さい径の金属粉、燐化鉄等の導
電物質を樹脂層に分散させる方法（特開昭５０−７９９
２０．特開昭５３−１２８６８７．特開昭６ｌ−１４６
（５４９）。

■　芯材樹脂層厚の１７２〜２／３の大きざの金属粉・
非金属粉等の導電物質を樹脂層に分散させる方法（特開
昭５７−５１４５３．特開昭５７−１４６６４９）。

■　芯材樹脂層内に金属製ネットを埋込む方法（特開昭
５８−１３２５５０）。

■　芯材樹脂中に螺旋状導電体もしくは金属繊維を分散
させる方法（特開昭５８−１４２８４４゜特開昭５８−
１４２８４５）。

■　芯材樹脂層厚の１〜２倍の大きざの金属粉もしくは
金属ファイバーまたはそれらの混合物を圧着力によって
分散させる方法（特開昭６ｌ−２９００４４）。

従来技術の問題点 しかし、従来の前記方法では抵抗溶接は可能であるも、
スパーク、フクレ、コゲ等の溶接不具合が生じるという
問題がある。

ここで、スパークとは、過度の集中分流が生じることに
よって溶接材料に穴明が発生するものであり、溶接チッ
プの損傷事故につながる。また、コゲとはスパークの軽
微なものであり、集中分流により鋼板が点状に焦げる現
象のことでおる。ざらに、フクレは樹脂の熱分解ガス化
に伴う蒸気圧により鋼板がふくれる現象のことである。

これらの発生原因としては、溶接チップ直下での上下層
の鋼板（スキン）間の導通が不十分であるために、チッ
プ直下以外の導電粉にも分流が生じ、導電粉と鋼板との
間のジュール熱によりスパークまたはコゲが発生するの
である。

この発明は従来の前記問題を解決するためになされたも
のであり、スパーク、フクレ、コゲ等の溶接不具合の生
じない積層鋼板の製造方法を提案せんとするものである
。

問題点を解決するための手段 この発明は２枚の鋼板の間に樹脂層層厚よりも大径の導
電物質を散在させた樹脂層を挟んで構成される積層鋼板
を製造するに際し、２枚の鋼板とその間に介在させる樹
脂層を加熱圧着した後、１０ｋｓｆ４以上の加圧力で加
圧しながら冷却することを特徴とし、また樹脂層用樹脂
の溶融軟化温度以上より加圧を開始し、溶融軟化温度以
下で加圧を完了することを特徴とするものである。

すなわち、この発明は積層鋼板の製造工程において、加
熱圧着した後の積層鋼板を加圧しながら冷却することに
よって電気導通性を良好にして溶接性の安定化をはかっ
たものである。

ここで、加熱圧着後の積層鋼板を加圧しながら冷却する
方法をこうじたのは、以下に示す理由による。

２枚の鋼板の間に導電物質を散在させた樹脂層を挟み込
んで加熱圧着して積層鋼板を製造する方法の場合、圧着
直後は積＆ｉｗ４板は加熱された状態にあるため、芯材
樹脂層は溶融軟化状態にある。

このため、圧着時に導電粉がスキン鋼板にめり込んだり
、ＩＪ導電粉加圧されて偏平になることによりスキン鋼
板間の導通が確保されても溶融軟化状態の樹脂が導電物
質と鋼板との間に流れ込んだ状態で冷却固化し絶縁作用
が生じるおそれがおる。

そこで、この発明では積層鋼板に対し加圧力を付与しな
がら冷却する方法をとったのである。

すなわち、積層鋼板を加圧しながら冷却することによっ
て鋼板と導電物質との隙間がほとんど生じなくなり、溶
融軟化状態の樹脂が鋼板と導電物質との間に流れ込むこ
となく冷却される。したがって、鋼板と導電物質との間
で絶縁作用が生じることがなくなり、電気導通が良好と
なる。

この発明において、冷却時の加圧力を１０ｋｓｆＪ以上
と限定したのは、これ未満では鋼板と導電物質との間に
溶融軟化状態の樹脂が流れ込み絶縁作用が生じるおそれ
があるためである。

この冷却時の加圧は、加熱圧着時から常温まで連続的に
行なう必要はなく、加圧の開始温度は芯材樹脂の溶融軟
化温度以上でよく、加圧の終了温度は芯材樹脂の溶融軟
化温度以下であれば十分でおる。例えば、樹脂の溶融軟
化温度より２０℃高い温度より加圧を開始し、２０℃低
い温度で加圧を終了する。

加圧しながら冷却する手段としては、例えば冷却プレス
による方法、気体あるいは液体等の圧力媒体により加圧
・冷却する方法、冷却ロールにより加圧・冷却する方法
等を用いることができる。

この発明で用いる導電物質としては、従来公知の鉄粉、
ステンレス粉、亜鉛粉、アルミニウム粉、銅粉等の金属
粉、炭素（グラファイト）粉、燐化鉄粉等の半導体粉等
いずれでもよいが、導電性の面では金属粉が好適であり
、かつ球形に近く平均粒子径が樹脂層厚より大きいもの
の方が導通性を確保し易く安定した溶接性が得られる。

また、上記導電粒子を芯材樹脂層に散在させる方法とし
ては、あらかじめ樹脂中に導電粒子を分散させる方法、
あるいは鋼板の片面または樹脂フィルム面に接着材を用
いて導電粒子を分散付着させ、鋼板と樹脂フィルムを加
圧接着することによって導電粒子を樹脂フィ／Ｌ、ムに
食い込ませる方法等を用いることができる。

発明の図面に基づく開示 図面はこの発明方法を実施するための一実施例を示す概
略図で、（１−１）（１−２）は冷延コイル、（２−１
）（２−２）は冷延鋼板、（３−１）（３−２）は加熱
炉、（４）は芯材樹脂フィルム、（５）は加熱圧着ロー
ル、（６）は多段冷却口＝ル、（７）は積層鋼板、（８
）は巻取リールである。なおここでは、予め導電粒子（
金属粉）を分散させた芯材樹脂フィルムを例にとり説明
する。

図面において、２個の冷延コイル（１−）（１−２）か
ら巻き戻される冷延鋼板（２−１）（２−２）は、それ
ぞれ加熱炉（３−１）（３−２）で所定の温度に加熱さ
れて加熱圧着部に導き、この２枚の冷延鋼板の間に樹脂
フィルム（４）をサンドインチ状に挟み込んで加熱圧着
ロール（５）にて加圧する。続いて、加熱圧着後の積層
鋼板を多段冷却ロール（６）により、１０１１４Ｉｆ４
以上の圧力で加圧しながら冷却する。この時、軟化溶融
状態の樹脂は鋼板と導電粒子との間に流れ込むことなく
冷却固化する。常温まで冷却された積層鋼板（７）は巻
取リール（８）に巻取られる。

このようにして製造される積層鋼板は、上下２枚の鋼板
の間に芯材樹脂フィルムが一体に接合され、かつ電気導
通性のすぐれたものが得られる。

実　　施　　例 実施例１ 板厚０．４ｎｖｎ、幅３００ｍｍの冷延鋼板と、粒径ｓ
ｏ、ｎのステンレス粉を０．５ＶＯ！ｊ′％分散させた
層厚５０ρの樹脂フィルム（融点１１０℃）を用い、第
１表に示す条件でホットプレスおよび冷却プレスを施し
て製造した積層鋼板の溶接試験結果を、本発明の範囲を
外れた加圧力でプレス冷却した場合（比較例）と、ホッ
トプレス後加圧なしで放冷した場合（従来例）と比較し
て第１表に示す。

本実施例における冷却プレス装入温度はいずれも１５０
℃であり、従来例を除いて常温まで加圧冷却した。また
、溶接試験はそれぞれの積層鋼板から採取した１００個
の試験片について行ない、スパーク、フクレ、コゲ等は
すべて溶接不良とし、供試冷延鋼板と同等の外観を示す
もののみ溶接良好とした。

なお、本実施例における溶接条件は加圧力２００−１電
流８０００＾１通電時間１５サイクルであった。

第１表より明らかなごとく、１０ｋｓｆ４以上の圧力を
付与して冷却した本発明例はいずれもスパーク、フクレ
、コゲ等の溶接不具合は発生せず、良好な溶接性を示し
た。

一方、冷却プレスの圧力が１０ｂｆ４未満の比較例はい
ずれも溶接欠陥が認められた。さらに、圧力を付与せず
に常温まで放冷した従来例の場合は溶接欠陥が多く発生
した。

実施例２ 図面に示す装＠（冷却ロール１０対）を用い、板厚０．
４ｍｍ、幅３００＋ｎｍの冷延鋼板と、粒径９５Ｉｓの
ステンレス粉を２．０ＶＯｊ１％分散させた層厚ｇｏｌ
ｓの樹脂フィルム（融点９０℃）を第２表に示す条件で
加熱圧着および加圧冷却を施して製造した積層鋼板の溶
接試験結果を第２表に示す。

なお、第２表には比較のため、加圧完了温度を樹脂融点
以上とした場合（比較例４）、加圧開始温度を樹脂融点
以下とした場合（比較例６）、加圧力を本発明の１０ｋ
ｓｆ４以下の２　ｂｆ４とした場合（比較例６）と、加
熱圧着後冷却ロール群をすべて開放、（加圧なし）して
水スプレー冷却した場合（従来例７）を併せて示す。

本実施例における溶接試験は実施例１と同様の条件で行
なった。

第２表より明らかなごとく、本実施例においても、スパ
ーク、フィル、コゲ等の溶接不具合は全く発生せず、良
好な溶接性を示した。

しかし、本発明の限定範囲を外れた比較例４゜５の場合
は、試験陽７の従来例よりも大幅に溶接性は改善されて
いるが、溶接不良確率はゼロ％とはならなかった。また
、加圧力２ば着の比較例６は従来例と同様溶接欠陥が多
く発生した。

以下余白 第　　１　　表 以下余白 第　　２　　表 以下余白 発明の効果 以上の説明から明らかなごとく、この発明方法によれば
、加熱圧着後の冷却時も所定の圧力で加圧することによ
り電気導通性を良好にすることができるので、スパーク
、フィル、コゲ等の溶接欠陥が発生しない溶接性のすぐ
れた積層鋼板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明方法を実施するための装置構成列を示す
概略図である。 １−１．　１−２・・・冷延コイル　３−１．　３−２
・・・加熱炉４・・・樹脂フィルへ　　　　５・・・加
熱圧着ロール６・・・多段冷却ロール　　　１・・・積
層鋼板８・・・巻取リール

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２枚の鋼板の間に樹脂層層厚よりも大径の導電物質を散
   在させた樹脂層を挟んで構成される積層鋼板の製造方法
   において、２枚の鋼板とその間に介在させる樹脂層を加
   熱圧着した後、１０ｋｇｆ／ｃｍ＾２以上の加圧力で加
   圧しながら冷却することを特徴とするスポット溶接可能
   な積層鋼板の製造方法。 ２ 樹脂層用樹脂の溶融軟化温度以上より加圧を開始し、溶
   融軟化温度以下で加圧を完了することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のスポット溶接可能な積層鋼板の
   製造方法。