JP3214344B2 - プレス成形性に優れた積層鋼板 - Google Patents
プレス成形性に優れた積層鋼板Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、上下2枚の鋼板
の間に高分子樹脂層を挟持してなる、亜鉛系めっき層を
有する積層鋼板であって、耐食性を有し、プレス成形性
に優れる積層鋼板に関するものである。
の間に高分子樹脂層を挟持してなる、亜鉛系めっき層を
有する積層鋼板であって、耐食性を有し、プレス成形性
に優れる積層鋼板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】積層鋼板は、上下2枚の鋼板(表皮鋼
板)の間に高分子樹脂層を挟持したもので、高分子樹脂
の有する軽量性、制振性などの特性を鋼板に付与したも
のである。近年では、特に自動車の騒音低減や建材の静
粛性を目的として制振性を付与した制振鋼板が盛んに使
用されてきている。
板)の間に高分子樹脂層を挟持したもので、高分子樹脂
の有する軽量性、制振性などの特性を鋼板に付与したも
のである。近年では、特に自動車の騒音低減や建材の静
粛性を目的として制振性を付与した制振鋼板が盛んに使
用されてきている。
【0003】積層鋼板を、前記したような用途、例え
ば、自動車用防錆鋼板などの用途に使用するためには、
耐食性は勿論のこと、車体製造工程において要求される
性能として、プレス成形性、接着剤との接着性などにも
適宜優れていることが必要である。
ば、自動車用防錆鋼板などの用途に使用するためには、
耐食性は勿論のこと、車体製造工程において要求される
性能として、プレス成形性、接着剤との接着性などにも
適宜優れていることが必要である。
【0004】積層鋼板に耐食性を付与するために、高分
子樹脂層を間に挟持する表皮鋼板に亜鉛系めっき鋼板を
使用した積層鋼板が、特公平2-27145 号公報、特開平4-
94928 号公報などに開示されている(以下、総称して先
行技術1という)。
子樹脂層を間に挟持する表皮鋼板に亜鉛系めっき鋼板を
使用した積層鋼板が、特公平2-27145 号公報、特開平4-
94928 号公報などに開示されている(以下、総称して先
行技術1という)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一般に、亜鉛
系めっき鋼板は、冷延鋼板に比べてプレス成形性が劣る
という欠点がある。これは、亜鉛系めっき鋼板をプレス
成形する場合、亜鉛系めっき鋼板とプレス金型との摺動
抵抗が、冷延鋼板の場合に比較して大きく、このため、
プレス成形中に、特に亜鉛系めっき層とプレス金型との
摺動抵抗が大きい部分で鋼板が金型内に流入しにくくな
り、鋼板の破断が発生しやすくなるからである。
系めっき鋼板は、冷延鋼板に比べてプレス成形性が劣る
という欠点がある。これは、亜鉛系めっき鋼板をプレス
成形する場合、亜鉛系めっき鋼板とプレス金型との摺動
抵抗が、冷延鋼板の場合に比較して大きく、このため、
プレス成形中に、特に亜鉛系めっき層とプレス金型との
摺動抵抗が大きい部分で鋼板が金型内に流入しにくくな
り、鋼板の破断が発生しやすくなるからである。
【0006】また、車体の防錆、 部品接合の目的で各種
接着剤が適用されるが、近年になって亜鉛系めっき鋼板
の接着性が冷延鋼板の接着性に比べて劣ることが明らか
になってきた。
接着剤が適用されるが、近年になって亜鉛系めっき鋼板
の接着性が冷延鋼板の接着性に比べて劣ることが明らか
になってきた。
【0007】積層鋼板の性能は、その表皮鋼板の性能に
左右されることが多く、表皮鋼板として亜鉛系めっき鋼
板を使用した先行技術1に記載の積層鋼板の場合、前記
したような亜鉛系めっき鋼板の持つ特性がそのまま積層
鋼板の性能として発現され、耐食性は向上しているもの
の、プレス成形性と接着性が劣っている。
左右されることが多く、表皮鋼板として亜鉛系めっき鋼
板を使用した先行技術1に記載の積層鋼板の場合、前記
したような亜鉛系めっき鋼板の持つ特性がそのまま積層
鋼板の性能として発現され、耐食性は向上しているもの
の、プレス成形性と接着性が劣っている。
【0008】ところで、亜鉛系めっき鋼板の欠点である
プレス成形性を向上する方法として、特開平4-88196 号
公報には、亜鉛系めっき鋼板の表面に、リン酸ナトリウ
ム50〜60g/l を含むpH2 〜6 の水溶液中にめっき鋼板を
浸漬するか、電解処理、または、上記水溶液を散布する
ことにより、P 酸化物を主体とした酸化膜を形成して、
プレス成形性を向上させる技術が開示されている(以
下、先行技術2 という)。
プレス成形性を向上する方法として、特開平4-88196 号
公報には、亜鉛系めっき鋼板の表面に、リン酸ナトリウ
ム50〜60g/l を含むpH2 〜6 の水溶液中にめっき鋼板を
浸漬するか、電解処理、または、上記水溶液を散布する
ことにより、P 酸化物を主体とした酸化膜を形成して、
プレス成形性を向上させる技術が開示されている(以
下、先行技術2 という)。
【0009】また、特開平3-191093号公報には、亜鉛系
めっき鋼板の表面に電解処理、浸漬処理、塗布酸化処理
また加熱処理により、Ni酸化物を生成させることにより
プレス成形性を向上させる技術が開示されている(以
下、先行技術3 という)。
めっき鋼板の表面に電解処理、浸漬処理、塗布酸化処理
また加熱処理により、Ni酸化物を生成させることにより
プレス成形性を向上させる技術が開示されている(以
下、先行技術3 という)。
【0010】しかし、先行技術2 、先行技術3 に開示さ
れる技術においては、プレス成形性は向上するが接着性
は劣っている。そのため、この亜鉛系めっき鋼板を積層
鋼板の表皮鋼板に使用した場合、積層鋼板においては、
プレス成形性は改善されるが、接着性は改善されない。
れる技術においては、プレス成形性は向上するが接着性
は劣っている。そのため、この亜鉛系めっき鋼板を積層
鋼板の表皮鋼板に使用した場合、積層鋼板においては、
プレス成形性は改善されるが、接着性は改善されない。
【0011】したがって、耐食性を有し、プレス成形性
に優れるともに、必要に応じて接着性にも優れた亜鉛系
めっき層を有する積層鋼板はない。
に優れるともに、必要に応じて接着性にも優れた亜鉛系
めっき層を有する積層鋼板はない。
【0012】本発明は、上述の問題点を解決するため
に、耐食性とプレス成形性に優れることを前提とし、ま
た必要に応じて接着性にも優れた亜鉛系めっき層を有す
る積層鋼板を提供することを目的とする。
に、耐食性とプレス成形性に優れることを前提とし、ま
た必要に応じて接着性にも優れた亜鉛系めっき層を有す
る積層鋼板を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の問
題点を解決するために、積層鋼板としての諸特性につい
て鋭意検討を行った。
題点を解決するために、積層鋼板としての諸特性につい
て鋭意検討を行った。
【0014】まず、耐食性とプレス成形性の両立を前提
とする本発明の考え方を下記に説明する。 (1)耐食性については、表皮鋼板そのものの耐食性に
影響されるので、表皮鋼板として亜鉛系めっき層を有す
る鋼板を使用することを前提にした。
とする本発明の考え方を下記に説明する。 (1)耐食性については、表皮鋼板そのものの耐食性に
影響されるので、表皮鋼板として亜鉛系めっき層を有す
る鋼板を使用することを前提にした。
【0015】(2)プレス成形する場合、積層鋼板のプ
レス割れにつながるような成形上の問題と、挟持された
高分子樹脂層と表皮鋼板との間の剥離につながるような
積層鋼板固有の成形上の問題がある。
レス割れにつながるような成形上の問題と、挟持された
高分子樹脂層と表皮鋼板との間の剥離につながるような
積層鋼板固有の成形上の問題がある。
【0016】前者は、積層鋼板の特性に大きく依存する
ものであり、積層鋼板表層、即ち、表皮鋼板とプレス金
型との摺動抵抗を低下することが有効である。
ものであり、積層鋼板表層、即ち、表皮鋼板とプレス金
型との摺動抵抗を低下することが有効である。
【0017】また、後者は、積層鋼板がプレス金型のビ
ードやダイス肩Rを通過する時に、2枚の表皮鋼板間にず
れが生じ、そのずれにより高分子樹脂層と表皮鋼板との
間の剥離をもたらすものである。この剥離が発生する
と、使用中のプレス成形された積層鋼板の表皮鋼板に疲
労割れが起こる場合や、積層鋼板としての性能、例えば
優れた制振性等を十分に発揮できない場合がある。挟持
された高分子樹脂層と表皮鋼板との接着強度を大きくす
ることにより、この剥離の発生を改善することができ
る。
ードやダイス肩Rを通過する時に、2枚の表皮鋼板間にず
れが生じ、そのずれにより高分子樹脂層と表皮鋼板との
間の剥離をもたらすものである。この剥離が発生する
と、使用中のプレス成形された積層鋼板の表皮鋼板に疲
労割れが起こる場合や、積層鋼板としての性能、例えば
優れた制振性等を十分に発揮できない場合がある。挟持
された高分子樹脂層と表皮鋼板との接着強度を大きくす
ることにより、この剥離の発生を改善することができ
る。
【0018】(3)また、車体の防錆、 部品接合の目的
で各種接着剤が適用されるので、上記に示した耐食性や
プレス成形性に加えて、用途に応じて適宜接着性が必要
となる。この接着性は表皮鋼板の特性に依存するので、
表皮鋼板が接着性を合わせ持つことが望ましい。
で各種接着剤が適用されるので、上記に示した耐食性や
プレス成形性に加えて、用途に応じて適宜接着性が必要
となる。この接着性は表皮鋼板の特性に依存するので、
表皮鋼板が接着性を合わせ持つことが望ましい。
【0019】また、この接着性の改善は、前記(2)に
記載した高分子樹脂層と表皮鋼板間の剥離(耐加工剥離
性)の改善にもつながる。
記載した高分子樹脂層と表皮鋼板間の剥離(耐加工剥離
性)の改善にもつながる。
【0020】なお、本明細書においては、冷延鋼板や亜
鉛系めっき鋼板において認められる前者のようなプレス
割れと密接に関連するような成形性をプレス成形性と呼
び、また、積層鋼板固有の問題点である後者の積層鋼板
の高分子樹脂層と表皮鋼板間の剥離に関係する成形性を
耐加工剥離性、あるいは接着性と呼び、両者を区別して
いる。
鉛系めっき鋼板において認められる前者のようなプレス
割れと密接に関連するような成形性をプレス成形性と呼
び、また、積層鋼板固有の問題点である後者の積層鋼板
の高分子樹脂層と表皮鋼板間の剥離に関係する成形性を
耐加工剥離性、あるいは接着性と呼び、両者を区別して
いる。
【0021】以上の考え方を基本として、使用する表皮
鋼板に着目し、これを適正化することが重要と考え、め
っき層により耐食性を付与し、かつプレス成形性や接着
性にも優れる積層鋼板を提供することを目的として、検
討した結果、本発明を見いだすに至った。
鋼板に着目し、これを適正化することが重要と考え、め
っき層により耐食性を付与し、かつプレス成形性や接着
性にも優れる積層鋼板を提供することを目的として、検
討した結果、本発明を見いだすに至った。
【0022】上述の考え方に基づき、本発明者らは、積
層鋼板を構成する表皮鋼板において、亜鉛系めっき層に
より耐食性を付与し、その表面にFe-Ni-O系の適正な皮
膜を形成することにより、さらにプレス成形性や接着性
を改善できることを見いだした。
層鋼板を構成する表皮鋼板において、亜鉛系めっき層に
より耐食性を付与し、その表面にFe-Ni-O系の適正な皮
膜を形成することにより、さらにプレス成形性や接着性
を改善できることを見いだした。
【0023】すなわち、従来の表皮鋼板として亜鉛系め
っき鋼板を用いた積層鋼板は、プレス成形性が、冷延鋼
板を用いた場合に比較して劣る。 この原因は、 表皮鋼板
である亜鉛系めっき鋼板とプレス金型との摺動抵抗が大
きいため、高面圧下において低融点の亜鉛と金型とが凝
着現象を起こすことにある。これを防ぐには、亜鉛系め
っき鋼板の表面に、亜鉛または亜鉛合金めっき層より硬
質で、かつ高融点の皮膜を形成することが有効である。
この発明における亜鉛系めっき層の上に形成する皮膜
は、少なくとも、NiおよびFeの金属、並びに、Ni
およびFeの酸化物を含む混合皮膜(以下、Fe-Ni-O系
皮膜という)で、硬質かつ高融点であるから、プレス成
形時におけるめっき層表面とプレス金型との摺動抵抗が
低下し、積層鋼板がプレス金型へ滑り込みやすくなり、
プレス成形性が向上する。
っき鋼板を用いた積層鋼板は、プレス成形性が、冷延鋼
板を用いた場合に比較して劣る。 この原因は、 表皮鋼板
である亜鉛系めっき鋼板とプレス金型との摺動抵抗が大
きいため、高面圧下において低融点の亜鉛と金型とが凝
着現象を起こすことにある。これを防ぐには、亜鉛系め
っき鋼板の表面に、亜鉛または亜鉛合金めっき層より硬
質で、かつ高融点の皮膜を形成することが有効である。
この発明における亜鉛系めっき層の上に形成する皮膜
は、少なくとも、NiおよびFeの金属、並びに、Ni
およびFeの酸化物を含む混合皮膜(以下、Fe-Ni-O系
皮膜という)で、硬質かつ高融点であるから、プレス成
形時におけるめっき層表面とプレス金型との摺動抵抗が
低下し、積層鋼板がプレス金型へ滑り込みやすくなり、
プレス成形性が向上する。
【0024】また、 従来の亜鉛系めっき層を有する積層
鋼板は、 挟持される高分子樹脂層との接着性や部品組み
立て工程などで使用される接着剤との接着性が、冷延鋼
板に比較して劣ることが知られていたが、その原因は明
らかになっていなかった。
鋼板は、 挟持される高分子樹脂層との接着性や部品組み
立て工程などで使用される接着剤との接着性が、冷延鋼
板に比較して劣ることが知られていたが、その原因は明
らかになっていなかった。
【0025】本発明者らが、その原因について調査した
結果、表面の酸化皮膜の組成により接着性が支配されて
いることが明らかとなった。すなわち、冷延鋼板の場合
には、表面の酸化皮膜はFe酸化物が主体であるのに対し
て、亜鉛系めっき鋼板の場合にはZn酸化物が主体であ
る。この酸化物の組成により接着性が異なっており、Zn
酸化物はFe酸化物に比べて接着性が劣っていた。したが
って、本発明のように、表皮鋼板の表層にFe酸化物を含
有する皮膜を形成することによって、接着性を改善する
ことが可能である。
結果、表面の酸化皮膜の組成により接着性が支配されて
いることが明らかとなった。すなわち、冷延鋼板の場合
には、表面の酸化皮膜はFe酸化物が主体であるのに対し
て、亜鉛系めっき鋼板の場合にはZn酸化物が主体であ
る。この酸化物の組成により接着性が異なっており、Zn
酸化物はFe酸化物に比べて接着性が劣っていた。したが
って、本発明のように、表皮鋼板の表層にFe酸化物を含
有する皮膜を形成することによって、接着性を改善する
ことが可能である。
【0026】本発明は上述の知見に基づいてなされたも
のである。以下に、本発明の手段について説明する。
のである。以下に、本発明の手段について説明する。
【0027】第1の発明は、上下2 枚の鋼板の間に高分
子樹脂層を挟持してなる積層鋼板において、 前記鋼板の
少なくとも一方の鋼板は、高分子樹脂層と接しない側の
表面に、 亜鉛系めっき層と、前記亜鉛系めっき層の上に
形成したFe-Ni-O 系皮膜を有しており、前記Fe-Ni-O 系
皮膜の付着量が金属換算で合計10以上1500mg/m2 以下の
範囲内にあり、 かつ、 前記Fe-Ni-O系皮膜の酸素含有量
が0.5 以上30wt% 未満の範囲内にある積層鋼板である。
子樹脂層を挟持してなる積層鋼板において、 前記鋼板の
少なくとも一方の鋼板は、高分子樹脂層と接しない側の
表面に、 亜鉛系めっき層と、前記亜鉛系めっき層の上に
形成したFe-Ni-O 系皮膜を有しており、前記Fe-Ni-O 系
皮膜の付着量が金属換算で合計10以上1500mg/m2 以下の
範囲内にあり、 かつ、 前記Fe-Ni-O系皮膜の酸素含有量
が0.5 以上30wt% 未満の範囲内にある積層鋼板である。
【0028】第2の発明は、上下2 枚の鋼板の間に高分
子樹脂層を挟持してなる積層鋼板において、前記一方の
鋼板は、その両面に亜鉛系めっき層と、前記亜鉛系めっ
き層の上に形成したFe-Ni-O 系皮膜を有しており、他方
の鋼板は、少なくとも高分子樹脂層と接する側の表面
に、亜鉛系めっき層と、前記亜鉛系めっき層の上に形成
したFe-Ni-O 系皮膜を有しており、前記各々のFe-Ni-O
系皮膜の付着量が金属換算で合計10以上1500mg/m2 以下
の範囲内にあり、前記Fe-Ni-O 系皮膜の酸素含有量が0.
5 以上30wt% 未満の範囲内にあり、かつ、前記Fe-Ni-O
系被膜中のFe含有量(wt%) とNi含有量(wt%) との和に対
する前記Fe含有量(wt%)の比率が0.05以上1.0未満の範囲
内にある積層鋼板である。
子樹脂層を挟持してなる積層鋼板において、前記一方の
鋼板は、その両面に亜鉛系めっき層と、前記亜鉛系めっ
き層の上に形成したFe-Ni-O 系皮膜を有しており、他方
の鋼板は、少なくとも高分子樹脂層と接する側の表面
に、亜鉛系めっき層と、前記亜鉛系めっき層の上に形成
したFe-Ni-O 系皮膜を有しており、前記各々のFe-Ni-O
系皮膜の付着量が金属換算で合計10以上1500mg/m2 以下
の範囲内にあり、前記Fe-Ni-O 系皮膜の酸素含有量が0.
5 以上30wt% 未満の範囲内にあり、かつ、前記Fe-Ni-O
系被膜中のFe含有量(wt%) とNi含有量(wt%) との和に対
する前記Fe含有量(wt%)の比率が0.05以上1.0未満の範囲
内にある積層鋼板である。
【0029】第3 の発明は、第1 の発明または第2 の発
明において、高分子樹脂がガラス転移に基づく損失正接
(tanδ)の極大値が0.3以上で、この極大値を示す温度が
-40〜80℃の範囲内にあり、かつ積層鋼板としての損失
係数 (η)の極大値が0.1以上で、この極大値を示す温度
が0 〜120℃の範囲内にある積層鋼板である。
明において、高分子樹脂がガラス転移に基づく損失正接
(tanδ)の極大値が0.3以上で、この極大値を示す温度が
-40〜80℃の範囲内にあり、かつ積層鋼板としての損失
係数 (η)の極大値が0.1以上で、この極大値を示す温度
が0 〜120℃の範囲内にある積層鋼板である。
【0030】以下に、上記発明の限定理由について説明
する。<Fe-Ni-O系皮膜の付着量>Fe-Ni-O 系皮膜の形成
により、プレス成形性、接着性が向上する。しかし、Fe
-Ni-O 系皮膜の付着量が、皮膜中金属換算で10mg/m2 未
満の場合、プレス成形性、接着性の向上効果が得られな
い。この付着量が1500mg/m2 を超えると、前記した効果
が飽和する。したがって、Fe-Ni-O 系皮膜の付着量は、
10mg/m2 以上1500mg/m2 以下にする必要がある。
する。<Fe-Ni-O系皮膜の付着量>Fe-Ni-O 系皮膜の形成
により、プレス成形性、接着性が向上する。しかし、Fe
-Ni-O 系皮膜の付着量が、皮膜中金属換算で10mg/m2 未
満の場合、プレス成形性、接着性の向上効果が得られな
い。この付着量が1500mg/m2 を超えると、前記した効果
が飽和する。したがって、Fe-Ni-O 系皮膜の付着量は、
10mg/m2 以上1500mg/m2 以下にする必要がある。
【0031】<Fe-Ni-O系皮膜の酸素含有量>Fe-Ni-O 系
皮膜に適正量の酸素が含有されることにより、プレス成
形性と接着性が改善される。しかし、Fe-Ni-O 系皮膜中
の酸素含有量が、0.5wt%未満の場合、皮膜の金属的な性
質が強くなるためプレス成形性の改善効果が発揮され
ず、また、金属の比率が大となり濡れ性が悪く接着性に
劣る。また、この量が30wt%を超えると皮膜中が全量酸
化物で構成され、金属単体が存在しなくなり、本発明の
必要要件を満たさないため、本発明の効果を発揮できな
くなる。したがって、Fe-Ni-O 系皮膜の酸素含有量は、
0.5 以上30wt% 未満にする必要がある。
皮膜に適正量の酸素が含有されることにより、プレス成
形性と接着性が改善される。しかし、Fe-Ni-O 系皮膜中
の酸素含有量が、0.5wt%未満の場合、皮膜の金属的な性
質が強くなるためプレス成形性の改善効果が発揮され
ず、また、金属の比率が大となり濡れ性が悪く接着性に
劣る。また、この量が30wt%を超えると皮膜中が全量酸
化物で構成され、金属単体が存在しなくなり、本発明の
必要要件を満たさないため、本発明の効果を発揮できな
くなる。したがって、Fe-Ni-O 系皮膜の酸素含有量は、
0.5 以上30wt% 未満にする必要がある。
【0032】<Fe-Ni-O 系被膜中のFe含有量(wt%)とNi含
有量(wt%)との和に対する前記Fe含有量(wt%)の比率>Fe-
Ni-O系被膜中のFe含有量(wt%)とNi含有量(wt%)との和に
対する前記Fe含有量(wt%)の比率( 以下、皮膜中のFe/Fe
+Niという) を特定することにより、プレス成形性に加
えて接着性を優れたものにできる。この比率が0.05未満
では、接着性の改善効果が得られない。また、この比率
が1.0 の場合、皮膜中にNiが存在しなくなり、本発明の
構成要件を満足せず、またNiが存在しないと油の保持性
が悪くプレス成形性が劣る。したがって、優れたプレス
成形性に加えて優れた接着性を得るためには、皮膜中の
Fe/Fe+Niを0.05以上1.0 未満にする必要がある。
有量(wt%)との和に対する前記Fe含有量(wt%)の比率>Fe-
Ni-O系被膜中のFe含有量(wt%)とNi含有量(wt%)との和に
対する前記Fe含有量(wt%)の比率( 以下、皮膜中のFe/Fe
+Niという) を特定することにより、プレス成形性に加
えて接着性を優れたものにできる。この比率が0.05未満
では、接着性の改善効果が得られない。また、この比率
が1.0 の場合、皮膜中にNiが存在しなくなり、本発明の
構成要件を満足せず、またNiが存在しないと油の保持性
が悪くプレス成形性が劣る。したがって、優れたプレス
成形性に加えて優れた接着性を得るためには、皮膜中の
Fe/Fe+Niを0.05以上1.0 未満にする必要がある。
【0033】また、前記した積層鋼板に使用する高分子
樹脂を、ガラス転移に基づく損失正接(tanδ)の極大値
が0.3以上で、この極大値を示す温度が-40 〜80℃の範
囲にあるようにして、この高分子樹脂を鋼板の間に挟持
して積層鋼板となし、積層鋼板としての損失係数(η)の
極大値が0.1以上で、この極大値を示す温度が0 〜120℃
の範囲にあるようにすることにより、前記した性能に加
えて、積層鋼板に優れた制振性を付与することができ
る。
樹脂を、ガラス転移に基づく損失正接(tanδ)の極大値
が0.3以上で、この極大値を示す温度が-40 〜80℃の範
囲にあるようにして、この高分子樹脂を鋼板の間に挟持
して積層鋼板となし、積層鋼板としての損失係数(η)の
極大値が0.1以上で、この極大値を示す温度が0 〜120℃
の範囲にあるようにすることにより、前記した性能に加
えて、積層鋼板に優れた制振性を付与することができ
る。
【0034】また、本発明の効果は以下のとおりであ
る。第1 の発明は、プレス成形性に優れる。
る。第1 の発明は、プレス成形性に優れる。
【0035】第2 の発明は、プレス成形性と接着材との
接着性や高分子樹脂層との接着性に優れる。
接着性や高分子樹脂層との接着性に優れる。
【0036】第3 の発明は、前記した第1 の発明または
第2 の発明の効果に加えて、さらに制振性に優れる。
第2 の発明の効果に加えて、さらに制振性に優れる。
【0037】
【発明の実施の形態】本発明においては、表皮鋼板とし
て、予め亜鉛系めっき層とFe-Ni-O 系皮膜とを形成した
亜鉛系めっき鋼板を用いて、積層鋼板を製造することが
好適である。しかし、可能な場合には、積層鋼板とした
後に、亜鉛系めっき層やFe-Ni-O 系皮膜を形成したもの
であってもよい。
て、予め亜鉛系めっき層とFe-Ni-O 系皮膜とを形成した
亜鉛系めっき鋼板を用いて、積層鋼板を製造することが
好適である。しかし、可能な場合には、積層鋼板とした
後に、亜鉛系めっき層やFe-Ni-O 系皮膜を形成したもの
であってもよい。
【0038】以下に、表皮鋼板として、亜鉛系めっき鋼
板を用いた場合の発明の実施の形態について説明する。
板を用いた場合の発明の実施の形態について説明する。
【0039】ここで、亜鉛系めっき鋼板とは、母材であ
る鋼板上に溶融めっき法、電気めっき法、または気相め
っき法等の方法の1種以上の方法で亜鉛系めっき層を形
成させた鋼板である。
る鋼板上に溶融めっき法、電気めっき法、または気相め
っき法等の方法の1種以上の方法で亜鉛系めっき層を形
成させた鋼板である。
【0040】亜鉛系めっき層の化学成分組成は、純亜鉛
の他、Fe、Ni、Co、Mn、Cr、Mo、Al、Ti、Sn、W、Si、P
b、NbおよびTa等の金属もしくは酸化物、または有機物
のうち一種または二種以上を所定量含有する単層または
複数のめっき層からなるものであればよい。また、前記
めっき層にSiO2、Al2O3等の微粒子を含有してもよい
し、めっき層の成分元素が同じで組成の異なる複数層か
らなる複層めっきやめっき層の構成元素が同じで厚さ方
向に組成を連続的に変化させた機能傾斜めっき層であっ
てもかまわない。
の他、Fe、Ni、Co、Mn、Cr、Mo、Al、Ti、Sn、W、Si、P
b、NbおよびTa等の金属もしくは酸化物、または有機物
のうち一種または二種以上を所定量含有する単層または
複数のめっき層からなるものであればよい。また、前記
めっき層にSiO2、Al2O3等の微粒子を含有してもよい
し、めっき層の成分元素が同じで組成の異なる複数層か
らなる複層めっきやめっき層の構成元素が同じで厚さ方
向に組成を連続的に変化させた機能傾斜めっき層であっ
てもかまわない。
【0041】前記した亜鉛系めっき層は、後記するFe-N
i-O系皮膜の下層となる鋼板表面に形成するが、積層鋼
板の使用状態に応じて、適宜前記皮膜を形成しない鋼板
表面に形成してもよい。
i-O系皮膜の下層となる鋼板表面に形成するが、積層鋼
板の使用状態に応じて、適宜前記皮膜を形成しない鋼板
表面に形成してもよい。
【0042】前記した亜鉛系めっき層の上に、前記第1
の発明又は第2 の発明に記載されるような所定構成のFe
-Ni-O系被膜を形成する。このFe-Ni-O系被膜は、その形
成方法により限定されるものではなく、その形成方法と
して置換めっき法、酸化剤含有の水溶液中での浸漬によ
る方法、酸化剤含有の水溶液中での陰極電解処理や陽極
電解処理、所定溶液の噴霧法、ロール塗布法、各種CVD
法、真空蒸着法、スパッタ蒸着法等の気相めっき法など
を採用できる。
の発明又は第2 の発明に記載されるような所定構成のFe
-Ni-O系被膜を形成する。このFe-Ni-O系被膜は、その形
成方法により限定されるものではなく、その形成方法と
して置換めっき法、酸化剤含有の水溶液中での浸漬によ
る方法、酸化剤含有の水溶液中での陰極電解処理や陽極
電解処理、所定溶液の噴霧法、ロール塗布法、各種CVD
法、真空蒸着法、スパッタ蒸着法等の気相めっき法など
を採用できる。
【0043】また、本発明のFe-Ni-O系被膜中には、下
層の亜鉛系めっき層中に含まれるZn、Co、Mn、Mo、Al、
Ti、Sn、W、Si、PbおよびTa等の元素が取り込まれた酸
化物、水酸化物または金属単体が含まれていても、上述
の効果を奏する。
層の亜鉛系めっき層中に含まれるZn、Co、Mn、Mo、Al、
Ti、Sn、W、Si、PbおよびTa等の元素が取り込まれた酸
化物、水酸化物または金属単体が含まれていても、上述
の効果を奏する。
【0044】上述したFe-Ni-O系皮膜を、積層鋼板の表
皮鋼板として使用する少なくとも一方の鋼板の少なくと
も一方の亜鉛系めっき層の上に形成する。皮膜形成面
は、例えば部品製造工程における必要性に応じて、片面
あるいは両面の皮膜形成を適宜選択することができる。
皮鋼板として使用する少なくとも一方の鋼板の少なくと
も一方の亜鉛系めっき層の上に形成する。皮膜形成面
は、例えば部品製造工程における必要性に応じて、片面
あるいは両面の皮膜形成を適宜選択することができる。
【0045】また、表皮鋼板の樹脂と接する側の表面
に、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応
じて接着性を向上させるためにクロメート処理や樹脂皮
膜等を設けてもよい。
に、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応
じて接着性を向上させるためにクロメート処理や樹脂皮
膜等を設けてもよい。
【0046】前記で得られた亜鉛系めっき層の上に所定
構成のFe-Ni-O 系皮膜を形成し亜鉛系めっき鋼板を、少
なくとも一方の表皮鋼板として用いた上下2 枚の鋼板間
に高分子樹脂層を常法により挟持させて本発明の積層鋼
板を得ることができる。
構成のFe-Ni-O 系皮膜を形成し亜鉛系めっき鋼板を、少
なくとも一方の表皮鋼板として用いた上下2 枚の鋼板間
に高分子樹脂層を常法により挟持させて本発明の積層鋼
板を得ることができる。
【0047】前記の挟持させる方法としては、高分子樹
脂フィルムを一方の鋼板にラミネートした後もう一方の
鋼板を熱圧着する方法や液状の高分子樹脂を一方の鋼板
に塗布した後もう一方の鋼板を重ねて加熱硬化する方法
等を例示できるが、この方法に限定されるものではな
い。
脂フィルムを一方の鋼板にラミネートした後もう一方の
鋼板を熱圧着する方法や液状の高分子樹脂を一方の鋼板
に塗布した後もう一方の鋼板を重ねて加熱硬化する方法
等を例示できるが、この方法に限定されるものではな
い。
【0048】高分子樹脂としては、変性ポリエチレン
系、変性ポリプロピレン系、酢酸ビニル系、ポリエステ
ル系などの熱可塑性樹脂や、アクリル系、エポキシ系、
ウレタン系、ポリエステル系など、及びこれらとスチレ
ンブタジエンゴムなどのゴムとの重合体またはポリマー
アロイなどの熱硬化性樹脂が使用できる。また、これら
の樹脂をベースにした樹脂物性の改良や複合化などによ
り、貼合わせ面の端面耐食性や耐加工剥離性、接着性を
改善したものであってもよい。
系、変性ポリプロピレン系、酢酸ビニル系、ポリエステ
ル系などの熱可塑性樹脂や、アクリル系、エポキシ系、
ウレタン系、ポリエステル系など、及びこれらとスチレ
ンブタジエンゴムなどのゴムとの重合体またはポリマー
アロイなどの熱硬化性樹脂が使用できる。また、これら
の樹脂をベースにした樹脂物性の改良や複合化などによ
り、貼合わせ面の端面耐食性や耐加工剥離性、接着性を
改善したものであってもよい。
【0049】2枚の表皮鋼板の間に挟持する高分子樹脂
層の厚さは、特に限定されず、常用される厚さでよい。
一般に、製造しやすい30〜100 μm 程度の厚さであるこ
とが多いが、この厚さに限定されるものではない。
層の厚さは、特に限定されず、常用される厚さでよい。
一般に、製造しやすい30〜100 μm 程度の厚さであるこ
とが多いが、この厚さに限定されるものではない。
【0050】なお、 耐加工剥離性の点から積層鋼板での
接着力(せん断密着力)は常温で90kgf/cm2以上、より
好ましくは110kgf/cm2以上であり、粘弾性スペクトロメ
ータで測定した0.5Hzでの動的弾性率は1×107dyne/cm2
以上であることが望ましい。
接着力(せん断密着力)は常温で90kgf/cm2以上、より
好ましくは110kgf/cm2以上であり、粘弾性スペクトロメ
ータで測定した0.5Hzでの動的弾性率は1×107dyne/cm2
以上であることが望ましい。
【0051】表皮鋼板の表面( 平面部) 耐食性が優れて
いても、積層鋼板が使用される環境によっては、表皮鋼
板の高分子樹脂層側の端面で、めっき組成物自体が溶出
しやすかったり、合金めっきのめっき組成物の一部が優
先的に溶出しやすい場合があり、その結果、高分子樹脂
層と表皮鋼板との間で剥離が発生し、耐食性が低下する
場合がある。この場合、必要に応じて架橋された高分子
樹脂(熱硬化樹脂)などを使用して接着性を向上させる
等、端面耐食性や接着性を向上させる公知の方法によ
り、剥離の発生を抑制することができる。
いても、積層鋼板が使用される環境によっては、表皮鋼
板の高分子樹脂層側の端面で、めっき組成物自体が溶出
しやすかったり、合金めっきのめっき組成物の一部が優
先的に溶出しやすい場合があり、その結果、高分子樹脂
層と表皮鋼板との間で剥離が発生し、耐食性が低下する
場合がある。この場合、必要に応じて架橋された高分子
樹脂(熱硬化樹脂)などを使用して接着性を向上させる
等、端面耐食性や接着性を向上させる公知の方法によ
り、剥離の発生を抑制することができる。
【0052】成形条件が厳しく、良好な耐加工剥離性が
求められる場合、必要に応じて、高分子樹脂の弾性率と
伸び率のバランスを考慮しながら、弾性率を大きくして
プレス金型のビードやダイス肩R通過時に2枚の表皮鋼板
間のずれ量を抑制したり、伸び特性を向上させたり、接
着強度を大きくすること等により、さらに耐加工剥離性
を改善することができる。
求められる場合、必要に応じて、高分子樹脂の弾性率と
伸び率のバランスを考慮しながら、弾性率を大きくして
プレス金型のビードやダイス肩R通過時に2枚の表皮鋼板
間のずれ量を抑制したり、伸び特性を向上させたり、接
着強度を大きくすること等により、さらに耐加工剥離性
を改善することができる。
【0053】また、積層鋼板に制振性が必要とされる場
合には、高分子樹脂のガラス転移に基づく損失正接(tan
δ)の極大値が0.3以上で、この極大値を示す温度が-40
〜80℃の範囲にあるようにして、積層鋼板としての損失
係数(η)の極大値が0.1以上で、この極大値を示す温度
が0 〜120℃の範囲にあるようにすればよい。
合には、高分子樹脂のガラス転移に基づく損失正接(tan
δ)の極大値が0.3以上で、この極大値を示す温度が-40
〜80℃の範囲にあるようにして、積層鋼板としての損失
係数(η)の極大値が0.1以上で、この極大値を示す温度
が0 〜120℃の範囲にあるようにすればよい。
【0054】表皮鋼板の亜鉛系めっき層とその上にFe-N
i-O 系皮膜を形成しない面の処理については特に限定さ
れない。積層鋼板の使用状態に応じて適宜選定すること
ができる。亜鉛系めっき、亜鉛系以外のめっき、化成処
理皮膜、有機樹脂皮膜成等の単一あるいは複合した皮膜
であってもよく、特別な処理皮膜形成のない無処理の裸
鋼板であってもよい。
i-O 系皮膜を形成しない面の処理については特に限定さ
れない。積層鋼板の使用状態に応じて適宜選定すること
ができる。亜鉛系めっき、亜鉛系以外のめっき、化成処
理皮膜、有機樹脂皮膜成等の単一あるいは複合した皮膜
であってもよく、特別な処理皮膜形成のない無処理の裸
鋼板であってもよい。
【0055】また、前記に使用する鋼板は常法により製
造された冷延鋼板等の鋼板を使用することができる。板
厚は0.2 〜1.0mm程度のものが一般的である。しかし、
この板厚に限定されるものではなく、用途に応じて適宜
板厚を選定することができる。また、厳しいプレス加工
に際しては、前記鋼板のr値を大きくして、割れ限界絞
り比を大きくする等公知の成形性改善の方法を併用する
ことができる。
造された冷延鋼板等の鋼板を使用することができる。板
厚は0.2 〜1.0mm程度のものが一般的である。しかし、
この板厚に限定されるものではなく、用途に応じて適宜
板厚を選定することができる。また、厳しいプレス加工
に際しては、前記鋼板のr値を大きくして、割れ限界絞
り比を大きくする等公知の成形性改善の方法を併用する
ことができる。
【0056】
<実施例1> 各種めっき鋼板の表面にFe-Ni-O系皮膜を形成し、これ
を用いて積層鋼板を作製した。次に、積層鋼板のプレス
成形性、接着性、制振性を評価した。製造条件、試験条
件を下記に示す。
を用いて積層鋼板を作製した。次に、積層鋼板のプレス
成形性、接着性、制振性を評価した。製造条件、試験条
件を下記に示す。
【0057】(1)使用しためっき鋼板 GA:合金化溶融亜鉛めっき鋼板(10wt%Fe、 残部Zn)で、
付着量は両面共に60g/m2で、板厚0.4mm 。 GI:溶融亜鉛めっき鋼板で、付着量は両面共に90g/m2、
板厚0.4mm 。 EG:電気亜鉛めっき鋼板で、付着量は両面共に40g/m2、
板厚0.4mm 。 Zn-Fe:電気Zn-Fe合金めっき鋼板(15wt%Fe)で、付着量
は両面共に40g/m2、板厚0.4mm 。 Zn-Ni:電気Zn-Ni合金めっき鋼板(12wt%Ni)で、付着量
は両面共に30g/m2、板厚0.4mm 。 Zn-Cr:電気Zn-Cr合金めっき鋼板(4wt%Cr)で、付着量は
両面共に20g/m2、板厚0.4mm 。 Zn-Al:溶融Zn-Al合金めっき鋼板(5wt%Al)で、付着量は
両面共に60g/m2、板厚0.4mm 。
付着量は両面共に60g/m2で、板厚0.4mm 。 GI:溶融亜鉛めっき鋼板で、付着量は両面共に90g/m2、
板厚0.4mm 。 EG:電気亜鉛めっき鋼板で、付着量は両面共に40g/m2、
板厚0.4mm 。 Zn-Fe:電気Zn-Fe合金めっき鋼板(15wt%Fe)で、付着量
は両面共に40g/m2、板厚0.4mm 。 Zn-Ni:電気Zn-Ni合金めっき鋼板(12wt%Ni)で、付着量
は両面共に30g/m2、板厚0.4mm 。 Zn-Cr:電気Zn-Cr合金めっき鋼板(4wt%Cr)で、付着量は
両面共に20g/m2、板厚0.4mm 。 Zn-Al:溶融Zn-Al合金めっき鋼板(5wt%Al)で、付着量は
両面共に60g/m2、板厚0.4mm 。
【0058】(2)Fe-Ni-O 系皮膜の形成方法 上記めっき鋼板の表面に、下記の3種の方法のいずれか
によりFe-Ni-O系皮膜を形成した。
によりFe-Ni-O系皮膜を形成した。
【0059】<形成法A>酸化剤を含有させた硫酸鉄と硫
酸ニッケルの混合溶液中で、原板を陰極電解処理するこ
とにより、原板の表面に所定のFe-Ni-O系皮膜を形成さ
せた。ここで、硫酸ニッケル濃度は100g/lで一定とし、
硫酸鉄濃度を種々の所定値に変化させ、また、pHは2.5
で一定、浴温は50℃で一定、酸化剤として過酸化水素を
用いて、濃度を種々の所定値に変化させて皮膜の酸素含
有量を調整した。
酸ニッケルの混合溶液中で、原板を陰極電解処理するこ
とにより、原板の表面に所定のFe-Ni-O系皮膜を形成さ
せた。ここで、硫酸ニッケル濃度は100g/lで一定とし、
硫酸鉄濃度を種々の所定値に変化させ、また、pHは2.5
で一定、浴温は50℃で一定、酸化剤として過酸化水素を
用いて、濃度を種々の所定値に変化させて皮膜の酸素含
有量を調整した。
【0060】<形成法B>塩化ニッケル濃度120g/lおよび
種々の所定濃度の塩化鉄を含有する水溶液を原板に噴霧
し、空気とオゾンとの混合雰囲気中でFe-Ni-O系皮膜の
酸素含有量を調整しながら乾燥させることにより、原板
の表面に所定のFe-Ni-O系皮膜を形成させた。
種々の所定濃度の塩化鉄を含有する水溶液を原板に噴霧
し、空気とオゾンとの混合雰囲気中でFe-Ni-O系皮膜の
酸素含有量を調整しながら乾燥させることにより、原板
の表面に所定のFe-Ni-O系皮膜を形成させた。
【0061】<形成法C>塩化ニッケル濃度120g/lおよび
種々の所定濃度の塩化鉄を含有し、pHを2.5 〜3.5、浴
温が50℃の水溶液中に原板を浸漬処理した。浸漬時間の
調整により、Fe-Ni-O系皮膜の付着量を種々の所定値に
変化させた。また、pHの調整により、Fe-Ni-O系皮膜の
酸素含有量を種々の所定値に変化させた。また、酸素含
有量を調整するために適宜、水溶液中に所定の酸化剤を
添加し、そして、所定の酸化性雰囲気中で加熱処理する
などの方法で、原板の表面に所定のFe-Ni-O系皮膜を形
成させた。
種々の所定濃度の塩化鉄を含有し、pHを2.5 〜3.5、浴
温が50℃の水溶液中に原板を浸漬処理した。浸漬時間の
調整により、Fe-Ni-O系皮膜の付着量を種々の所定値に
変化させた。また、pHの調整により、Fe-Ni-O系皮膜の
酸素含有量を種々の所定値に変化させた。また、酸素含
有量を調整するために適宜、水溶液中に所定の酸化剤を
添加し、そして、所定の酸化性雰囲気中で加熱処理する
などの方法で、原板の表面に所定のFe-Ni-O系皮膜を形
成させた。
【0062】(3)Fe-Ni-O 系皮膜の付着量、 酸素含有
量、 Fe/Fe+Niの測定方法 <付着量およびFe/Fe+Ni>めっき種がGI、EG、Zn-Cr、Zn-
Alのものについては、皮膜を下層のめっき表層部と共に
希塩酸により溶解剥離させ、ICP法によりFe、Niおよび
金属の定量分析を行い測定した。
量、 Fe/Fe+Niの測定方法 <付着量およびFe/Fe+Ni>めっき種がGI、EG、Zn-Cr、Zn-
Alのものについては、皮膜を下層のめっき表層部と共に
希塩酸により溶解剥離させ、ICP法によりFe、Niおよび
金属の定量分析を行い測定した。
【0063】次に、めっき種がGA、Zn-Fe、Zn-Niのもの
については、下層のめっき層中にFe-Ni-O 系皮膜中の成
分元素を含むので、ICP 法では上層のFe-Ni-O 系皮膜中
の成分元素と下層のめっき層中の成分元素を完全に分離
することは困難である。従って、ICP 法により、Fe-Ni-
O 系皮膜中の元素の内、下層のめっき層中に含まれてい
ない元素のみを定量分析した。更に、Arイオンスパッタ
した後、XPS 法によりFe-Ni-O 系皮膜中各成分元素の測
定を表面から繰り返すことによって、めっき層の深さ方
向に対する各成分元素の組成分布を測定した。この測定
方法においては、下層のめっき層中に含まれていないFe
-Ni-O 系皮膜の元素が最大濃度を示す表面からの深さ
(xとする) に、その元素が検出されなくなる表面から
の深さ(yとする)と上記最大濃度を示す表面からの深
さ(x)との差(y−x)の1/2を加えた表面からの
深さ(x+(y−x)/2)、即ち、最大濃度を示す表
面からの深さ(x)と、その元素が検出されなくなる表
面からの深さ(y)との、表面からの平均深さ((x+
y)/2)をFe-Ni-O 系皮膜の厚さと定義した。そし
て、ICP 法の結果とXPS 法の結果から、Fe-Ni-O 系皮膜
付着量および組成を決定した。次いで、皮膜中のFe/Fe+
Niを算定した。
については、下層のめっき層中にFe-Ni-O 系皮膜中の成
分元素を含むので、ICP 法では上層のFe-Ni-O 系皮膜中
の成分元素と下層のめっき層中の成分元素を完全に分離
することは困難である。従って、ICP 法により、Fe-Ni-
O 系皮膜中の元素の内、下層のめっき層中に含まれてい
ない元素のみを定量分析した。更に、Arイオンスパッタ
した後、XPS 法によりFe-Ni-O 系皮膜中各成分元素の測
定を表面から繰り返すことによって、めっき層の深さ方
向に対する各成分元素の組成分布を測定した。この測定
方法においては、下層のめっき層中に含まれていないFe
-Ni-O 系皮膜の元素が最大濃度を示す表面からの深さ
(xとする) に、その元素が検出されなくなる表面から
の深さ(yとする)と上記最大濃度を示す表面からの深
さ(x)との差(y−x)の1/2を加えた表面からの
深さ(x+(y−x)/2)、即ち、最大濃度を示す表
面からの深さ(x)と、その元素が検出されなくなる表
面からの深さ(y)との、表面からの平均深さ((x+
y)/2)をFe-Ni-O 系皮膜の厚さと定義した。そし
て、ICP 法の結果とXPS 法の結果から、Fe-Ni-O 系皮膜
付着量および組成を決定した。次いで、皮膜中のFe/Fe+
Niを算定した。
【0064】<酸素含有量>酸素含有量は、オージェ電子
分光法(AES)による深さ方向分析結果から求めた。
分光法(AES)による深さ方向分析結果から求めた。
【0065】(4)使用した高分子樹脂 AC: 損失正接(tanδ) の極大値が0.7 で、この極大値を
示す温度が5 ℃、動的弾性率が2 ×107dyne/cm2 のゴム
変性アクリルエステル(熱硬化性樹脂) PP: 損失正接(tanδ) の極大値が0.3 で、この極大値を
示す温度が50℃、動的弾性率が5 ×109dyne/cm2 のアク
リル酸変性ポリプロピレン(熱可塑性樹脂) PE: 損失正接(tanδ) の極大値が0.2 で、この極大値を
示す温度が20℃、動的弾性率が6 ×108 dyne/cm2のアク
リル酸変性ポリエチレン(熱可塑性樹脂)
示す温度が5 ℃、動的弾性率が2 ×107dyne/cm2 のゴム
変性アクリルエステル(熱硬化性樹脂) PP: 損失正接(tanδ) の極大値が0.3 で、この極大値を
示す温度が50℃、動的弾性率が5 ×109dyne/cm2 のアク
リル酸変性ポリプロピレン(熱可塑性樹脂) PE: 損失正接(tanδ) の極大値が0.2 で、この極大値を
示す温度が20℃、動的弾性率が6 ×108 dyne/cm2のアク
リル酸変性ポリエチレン(熱可塑性樹脂)
【0066】なお、高分子樹脂の損失正接(tanδ)は、
岩本製作所製粘弾性スペクトロメータ(VES-F3)にて、50
Hzで測定した。
岩本製作所製粘弾性スペクトロメータ(VES-F3)にて、50
Hzで測定した。
【0067】(5)積層鋼板の製造方法 前記で作製したFe-Ni-O系皮膜を形成した各種のめっき
鋼板に、比較のために、Fe-Ni-O系皮膜形成のないめっ
き鋼板を加えて、それぞれ上下の表皮鋼板として、めっ
き種類とFe-Ni-O 系皮膜が同一の亜鉛系めっき鋼板( 以
下、同一種類という) を使用し、以下の方法で積層鋼板
を作成した。
鋼板に、比較のために、Fe-Ni-O系皮膜形成のないめっ
き鋼板を加えて、それぞれ上下の表皮鋼板として、めっ
き種類とFe-Ni-O 系皮膜が同一の亜鉛系めっき鋼板( 以
下、同一種類という) を使用し、以下の方法で積層鋼板
を作成した。
【0068】ゴム変性アクリルエステル(AC)について
は、ゲル状の樹脂をナイフ状のコーターにより、鋼板表
面に塗布し、その後もう一方の鋼板を、一対の樹脂ライ
ニングロールにより、10〜20/cm2の面圧を加えて積層
し、170℃の温度で5分間保持して加熱硬化させて、高分
子樹脂層の厚さが50μm の積層鋼板を作製した。
は、ゲル状の樹脂をナイフ状のコーターにより、鋼板表
面に塗布し、その後もう一方の鋼板を、一対の樹脂ライ
ニングロールにより、10〜20/cm2の面圧を加えて積層
し、170℃の温度で5分間保持して加熱硬化させて、高分
子樹脂層の厚さが50μm の積層鋼板を作製した。
【0069】アクリル酸変性ポリプロピレン(PP)、アク
リル酸変性ポリエチレン(PE)については、樹脂フィルム
を120℃に予熱した鋼板表面に、ラミネートロールを用
いて貼合わせ、その後、180℃(樹脂の融点以上)に加
熱し、このフィルムが貼合わされた鋼板と別途180℃に
加熱したもう一方の鋼板とを、一対の樹脂ライニングロ
ールにより、10〜20kgf/cm2 の面圧を加えて積層するこ
とにより、高分子樹脂層の厚さが50μm の積層鋼板を作
製した。
リル酸変性ポリエチレン(PE)については、樹脂フィルム
を120℃に予熱した鋼板表面に、ラミネートロールを用
いて貼合わせ、その後、180℃(樹脂の融点以上)に加
熱し、このフィルムが貼合わされた鋼板と別途180℃に
加熱したもう一方の鋼板とを、一対の樹脂ライニングロ
ールにより、10〜20kgf/cm2 の面圧を加えて積層するこ
とにより、高分子樹脂層の厚さが50μm の積層鋼板を作
製した。
【0070】(6)評価試験方法 <プレス成形性>プレス成形性を摺動抵抗により評価し
た。摺動抵抗を評価するために、図1に示す摩擦係数測
定装置により、摩擦係数を測定した。測定は、水平移動
可能なスライドテーブル3上にセットされた試料台2にサ
ンプル1 を固定し、所定荷重(N)でビード6を押し付けた
状態で、引き抜くことにより摺動抵抗(F)をロードセル8
により測定し、摩擦係数( μ)を式μ=F/Nから算出し
た。
た。摺動抵抗を評価するために、図1に示す摩擦係数測
定装置により、摩擦係数を測定した。測定は、水平移動
可能なスライドテーブル3上にセットされた試料台2にサ
ンプル1 を固定し、所定荷重(N)でビード6を押し付けた
状態で、引き抜くことにより摺動抵抗(F)をロードセル8
により測定し、摩擦係数( μ)を式μ=F/Nから算出し
た。
【0071】なお、使用したビード6の形状・寸法(タ
イプAとする)を図2に示すが、サンプルとの接触面は幅
10mm、長さ3mmの平面を有している。また、試験には潤
滑油として、日本パーカライジング社製ノックスラスト
550HNをサンプルに塗布して使用した。また、押し付け
荷重(N):400kgf、引き抜き速度:1m/min. とした。
イプAとする)を図2に示すが、サンプルとの接触面は幅
10mm、長さ3mmの平面を有している。また、試験には潤
滑油として、日本パーカライジング社製ノックスラスト
550HNをサンプルに塗布して使用した。また、押し付け
荷重(N):400kgf、引き抜き速度:1m/min. とした。
【0072】<接着性試験>まず、積層鋼板での高分子樹
脂との接着力は、せん断密着力(τ)にて評価した。測定
は、JIS K 6850に準拠し、25×150mmの試験片を用い、
ラップ寸法が25×12.5mmになるようにスリットを入れ、
引張り速度5mm/min.で行った。
脂との接着力は、せん断密着力(τ)にて評価した。測定
は、JIS K 6850に準拠し、25×150mmの試験片を用い、
ラップ寸法が25×12.5mmになるようにスリットを入れ、
引張り速度5mm/min.で行った。
【0073】一方、積層鋼板表層と接着剤との接着力
は、T型剥離密着力(TP)にて評価した。なお、試験片
は、200×300mmの積層鋼板の同一種類の表皮鋼板同士
を、塩化ビニル系のヘミング用接着剤で150μmの厚みと
なるように接着させた後、150 ℃で10分保持して作製し
た。測定は、JIS K 6854に準拠し、25×150mmの試験片
に切断して、引張り速度50mm/min.で行った。
は、T型剥離密着力(TP)にて評価した。なお、試験片
は、200×300mmの積層鋼板の同一種類の表皮鋼板同士
を、塩化ビニル系のヘミング用接着剤で150μmの厚みと
なるように接着させた後、150 ℃で10分保持して作製し
た。測定は、JIS K 6854に準拠し、25×150mmの試験片
に切断して、引張り速度50mm/min.で行った。
【0074】<制振性>積層鋼板の制振性は、25×220mm
および25×280mmの試験片を、中央加振させて、共振応
答曲線からの半値幅法により1000Hzでの損失係数を測定
し評価した。
および25×280mmの試験片を、中央加振させて、共振応
答曲線からの半値幅法により1000Hzでの損失係数を測定
し評価した。
【0075】実施例1に基づく供試材の内容および試験
結果を、表1〜表3に示す。
結果を、表1〜表3に示す。
【0076】
【表1】
【0077】
【表2】
【0078】
【表3】
【0079】表1、 2から、下記のことがいえる。Fe-Ni-
O系皮膜の付着量が10以上1500mg/m2 以下で酸素含有量
が0.5 以上30wt%未満の範囲( 以下、本発明の皮膜条件1
という)を満足する発明例1は、摩擦係数が小さく、
プレス成形性に優れている。
O系皮膜の付着量が10以上1500mg/m2 以下で酸素含有量
が0.5 以上30wt%未満の範囲( 以下、本発明の皮膜条件1
という)を満足する発明例1は、摩擦係数が小さく、
プレス成形性に優れている。
【0080】Fe-Ni-O系皮膜の付着量が10以上1500mg/m
2 以下、酸素含有量が0.5 以上30wt%未満で皮膜中Fe/Fe
+Niが0.05以上1.0未満の範囲( 以下、本発明の皮膜条件
2 という)を満足する発明例2 は、摩擦係数が小さく、
しかも接着剤との接着力(TP)と高分子樹脂層との接着力
( τ) が良好であり、プレス成形性と接着性に優れてい
る。
2 以下、酸素含有量が0.5 以上30wt%未満で皮膜中Fe/Fe
+Niが0.05以上1.0未満の範囲( 以下、本発明の皮膜条件
2 という)を満足する発明例2 は、摩擦係数が小さく、
しかも接着剤との接着力(TP)と高分子樹脂層との接着力
( τ) が良好であり、プレス成形性と接着性に優れてい
る。
【0081】表皮鋼板に形成されたFe-Ni-O系皮膜のFe
比率Fe/Fe+Niが本発明の皮膜条件2の範囲を下回る表2
のNo.46 については、接着剤との接着力(TP)と高分子樹
脂層との接着力( τ) が上記した発明例2 に比べ劣って
おり、接着性が改善されていない。
比率Fe/Fe+Niが本発明の皮膜条件2の範囲を下回る表2
のNo.46 については、接着剤との接着力(TP)と高分子樹
脂層との接着力( τ) が上記した発明例2 に比べ劣って
おり、接着性が改善されていない。
【0082】表皮鋼板の高分子樹脂層側にFe-Ni-O系皮
膜が形成されていない表1 のNo.18〜No.24 および表2
のNo.47 〜No.52 は、高分子樹脂層との接着力( τ) が
発明例2 に比べて低く、高分子樹脂層との接着性が劣っ
ている。
膜が形成されていない表1 のNo.18〜No.24 および表2
のNo.47 〜No.52 は、高分子樹脂層との接着力( τ) が
発明例2 に比べて低く、高分子樹脂層との接着性が劣っ
ている。
【0083】次に、表3から下記のことがいえる。Fe-Ni
-O系皮膜が形成されていない表3 のNo.1〜No.7は、めっ
きの種類に係わらず、何れも前記した発明例1 、発明例
2 に比べて摩擦係数が大きく、また接着剤との接着力(T
P)、高分子樹脂層との接着力( τ) が低く、プレス成形
性、接着性が劣っている。
-O系皮膜が形成されていない表3 のNo.1〜No.7は、めっ
きの種類に係わらず、何れも前記した発明例1 、発明例
2 に比べて摩擦係数が大きく、また接着剤との接着力(T
P)、高分子樹脂層との接着力( τ) が低く、プレス成形
性、接着性が劣っている。
【0084】Fe-Ni-O系皮膜の付着量が、本発明の皮膜
条件1 、皮膜条件2 の範囲を下回る表3 のNo.8〜No.10
、No.12 、No.13 、No.15 は、何れも前記した表1 、
表2 に記載の発明例1 、発明例2 に比べて、摩擦係数が
大きく、また高分子樹脂層との接着力( τ) 、接着剤と
の接着力(TP)が低く、プレス成形性、接着性が劣ってい
る。
条件1 、皮膜条件2 の範囲を下回る表3 のNo.8〜No.10
、No.12 、No.13 、No.15 は、何れも前記した表1 、
表2 に記載の発明例1 、発明例2 に比べて、摩擦係数が
大きく、また高分子樹脂層との接着力( τ) 、接着剤と
の接着力(TP)が低く、プレス成形性、接着性が劣ってい
る。
【0085】Fe-Ni-O系皮膜の酸素含有量が本発明の皮
膜条件1 、皮膜条件2 の範囲を下回る表3 のNo.11 、N
o.14 は、発明例1 、発明例2 に比べて摩擦係数が高
く、また接着剤との接着力(TP)が低く、プレス成形性、
接着性が劣っている。
膜条件1 、皮膜条件2 の範囲を下回る表3 のNo.11 、N
o.14 は、発明例1 、発明例2 に比べて摩擦係数が高
く、また接着剤との接着力(TP)が低く、プレス成形性、
接着性が劣っている。
【0086】また、表1 〜表3 から、制振性について、
下記のことがいえる。高分子樹脂のガラス転移に基づく
損失正接(tanδ)の極大値が0.3以上で、この極大値を示
す温度が-40 〜80℃の範囲( 以下、本発明の高分子樹脂
条件という)を満足する高分子樹脂であるゴム変性アク
リルエステル(AC)を使用して積層鋼板を作製している表
1 のNo.1およびアクリル酸変性ポリプロピレン(PP)を使
用して積層鋼板を作製している表2 のNo.29 は、何れも
積層鋼板としての損失係数(η)の極大値が0.1以上で、
極大値を示す温度が0 〜120℃の範囲にあり、前記した
プレス成形性あるいはプレス成形性に加えて、さらに制
振性に優れる。
下記のことがいえる。高分子樹脂のガラス転移に基づく
損失正接(tanδ)の極大値が0.3以上で、この極大値を示
す温度が-40 〜80℃の範囲( 以下、本発明の高分子樹脂
条件という)を満足する高分子樹脂であるゴム変性アク
リルエステル(AC)を使用して積層鋼板を作製している表
1 のNo.1およびアクリル酸変性ポリプロピレン(PP)を使
用して積層鋼板を作製している表2 のNo.29 は、何れも
積層鋼板としての損失係数(η)の極大値が0.1以上で、
極大値を示す温度が0 〜120℃の範囲にあり、前記した
プレス成形性あるいはプレス成形性に加えて、さらに制
振性に優れる。
【0087】一方、本発明の高分子樹脂条件を外れる高
分子樹脂であるアクリル酸変性ポリエチレン(PE)を使用
して積層鋼板を作製している表3 のNo.6の積層鋼板は、
積層鋼板としての損失係数(η)の極大値が0.1未満であ
り、制振性が劣る。
分子樹脂であるアクリル酸変性ポリエチレン(PE)を使用
して積層鋼板を作製している表3 のNo.6の積層鋼板は、
積層鋼板としての損失係数(η)の極大値が0.1未満であ
り、制振性が劣る。
【0088】<実施例2>試験条件については、実施例1に
準拠したが、プレス成形性については、下記の試験方法
を追加して評価した。
準拠したが、プレス成形性については、下記の試験方法
を追加して評価した。
【0089】実施例1に対して、Fe-Ni-O系皮膜の付着量
および組成を変更して、これらによる詳細な影響を調査
すると共に、プレス成形性についてもより厳しい条件下
で評価し、厳しい条件下での摩擦係数の低減効果、すな
わちプレス成形性の改善効果を一層明確にした。
および組成を変更して、これらによる詳細な影響を調査
すると共に、プレス成形性についてもより厳しい条件下
で評価し、厳しい条件下での摩擦係数の低減効果、すな
わちプレス成形性の改善効果を一層明確にした。
【0090】試験条件については、実施例1に準拠した
が、プレス成形性については、下記の試験方法を追加し
て評価した。
が、プレス成形性については、下記の試験方法を追加し
て評価した。
【0091】<プレス成形性>前記した摩擦係数測定試験
において、図3に示すように、サンプルとの接触面が幅1
0mm、長さ60mmの平面としたビード(タイプBとする)を用
いての試験を追加した。
において、図3に示すように、サンプルとの接触面が幅1
0mm、長さ60mmの平面としたビード(タイプBとする)を用
いての試験を追加した。
【0092】実施例2に基づく供試材の内容および試験
結果を、表4 〜表7に示す。
結果を、表4 〜表7に示す。
【0093】
【表4】
【0094】
【表5】
【0095】
【表6】
【0096】
【表7】
【0097】表4 〜表7 から、下記のことがいえる。Fe
-Ni-O 系皮膜の付着量の影響について、本発明の範囲内
であれば、皮膜の付着量が増加するとともに摩擦係数が
減少し、プレス成形性が向上することが判る。
-Ni-O 系皮膜の付着量の影響について、本発明の範囲内
であれば、皮膜の付着量が増加するとともに摩擦係数が
減少し、プレス成形性が向上することが判る。
【0098】本発明の皮膜条件1 を満足する発明例1
は、何れもプレス成形性に優れている。本発明の皮膜条
件2 を満足する発明例2 は、何れもプレス成形性と接着
性に優れている。
は、何れもプレス成形性に優れている。本発明の皮膜条
件2 を満足する発明例2 は、何れもプレス成形性と接着
性に優れている。
【0099】一方、皮膜の付着量が、本発明の皮膜条件
1 、皮膜条件2 の範囲を下回る表4の比較例No.1001 〜N
o.1003 は、摩擦係数が高く、また接着剤との接着力(T
P)、高分子樹脂層との接着力( τ) が低く、プレス成形
性、接着性が劣っている。
1 、皮膜条件2 の範囲を下回る表4の比較例No.1001 〜N
o.1003 は、摩擦係数が高く、また接着剤との接着力(T
P)、高分子樹脂層との接着力( τ) が低く、プレス成形
性、接着性が劣っている。
【0100】皮膜中Fe/Fe+Niが本発明の皮膜条件1 、皮
膜条件2 の範囲を下回る表5 の比較例No.1018 は、接着
剤との接着力(TP)、高分子樹脂層との接着力( τ) が低
く、接着性が劣っている。
膜条件2 の範囲を下回る表5 の比較例No.1018 は、接着
剤との接着力(TP)、高分子樹脂層との接着力( τ) が低
く、接着性が劣っている。
【0101】皮膜中Fe/Fe+Niが本発明の皮膜条件1 、皮
膜条件2 の範囲を上回る表5 の比較例No.1034 は摩擦係
数が大きく、プレス成形性が劣る。
膜条件2 の範囲を上回る表5 の比較例No.1034 は摩擦係
数が大きく、プレス成形性が劣る。
【0102】皮膜中の酸素含有量が本発明の皮膜条件1
、皮膜条件2 を下回る表6 の比較例No.1035 、No.1036
は摩擦係数が大きく、また接着剤との接着力(TP)、高
分子樹脂層との接着力( τ) が低く、プレス成形性、接
着性が劣っている。
、皮膜条件2 を下回る表6 の比較例No.1035 、No.1036
は摩擦係数が大きく、また接着剤との接着力(TP)、高
分子樹脂層との接着力( τ) が低く、プレス成形性、接
着性が劣っている。
【0103】また、Fe-Ni-O系皮膜の形成のない表7 の
比較例No.1052 、No.1061 は摩擦係数が大きく、また接
着剤との接着力(TP)、高分子樹脂層との接着力( τ) が
低く、プレス成形性、接着性が劣っている。
比較例No.1052 、No.1061 は摩擦係数が大きく、また接
着剤との接着力(TP)、高分子樹脂層との接着力( τ) が
低く、プレス成形性、接着性が劣っている。
【0104】
【発明の効果】以上の様に、本発明によれば、耐食性を
有し、プレス成形性、あるいはプレス成形性と接着性に
優れた積層鋼板を得ることができるので、プレス成形を
行った積層鋼板部材の品質向上が達成でき、用途拡大が
見込まれ、工業上有用な効果がもたらされる。
有し、プレス成形性、あるいはプレス成形性と接着性に
優れた積層鋼板を得ることができるので、プレス成形を
行った積層鋼板部材の品質向上が達成でき、用途拡大が
見込まれ、工業上有用な効果がもたらされる。
【図1】摩擦係数測定装置を示す概略図。
【図2】摩擦係数の測定に用いたビードの形状・寸法を
示す概略図。
示す概略図。
【図3】摩擦係数の測定に用いた他のビードの形状・寸
法を示す概略図。
法を示す概略図。
1 サンプル 2 試料台 3 スライドテーブル 4 ローラ 5 スライドテーブル支持台 6 ビード 7 押し付け力測定用ロードセル 8 摺動抵抗測定用ロードセル 9 レール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−75056(JP,A) 特開 平5−177762(JP,A) 特開 昭63−74634(JP,A) 特開 平1−176098(JP,A) 実開 昭63−192023(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 15/00 - 15/20
Claims (3)
- 【請求項1】 上下2 枚の鋼板の間に高分子樹脂層を挟
持してなる積層鋼板において、 前記鋼板の少なくとも一
方の鋼板は、高分子樹脂層と接しない側の表面に、 亜鉛
系めっき層と、前記亜鉛系めっき層の上に形成したFe-N
i-O 系皮膜を有しており、前記Fe-Ni-O 系皮膜の付着量
が金属換算で合計10以上1500mg/m2 以下の範囲内にあ
り、 かつ、 前記Fe-Ni-O系皮膜の酸素含有量が0.5 以上3
0wt% 未満の範囲内にあるプレス成形性に優れた積層鋼
板。 - 【請求項2】 上下2 枚の鋼板の間に高分子樹脂層を挟
持してなる積層鋼板において、前記一方の鋼板は、その
両面に亜鉛系めっき層と、前記亜鉛系めっき層の上に形
成したFe-Ni-O 系皮膜を有しており、他方の鋼板は、少
なくとも高分子樹脂層と接する側の表面に、亜鉛系めっ
き層と、前記亜鉛系めっき層の上に形成したFe-Ni-O 系
皮膜を有しており、前記各々のFe-Ni-O 系皮膜の付着量
が金属換算で合計10以上1500mg/m2 以下の範囲内にあ
り、前記Fe-Ni-O 系皮膜の酸素含有量が0.5 以上30wt%
未満の範囲内にあり、かつ、前記Fe-Ni-O系被膜中のFe
含有量(wt%) とNi含有量(wt%) との和に対する前記Fe含
有量(wt%)の比率が0.05以上1.0未満の範囲内にあるプレ
ス成形性と接着性に優れた積層鋼板。 - 【請求項3】 高分子樹脂がガラス転移に基づく損失正
接(tanδ)の極大値が0.3以上で、この極大値を示す温度
が-40 〜80℃の範囲内にあり、かつ積層鋼板としての損
失係数 (η)の極大値が0.1以上で、この極大値を示す温
度が0 〜120℃の範囲内にある請求項1から請求項3の何
れか一項に記載のプレス成形性と制振性に優れた積層鋼
板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06978896A JP3214344B2 (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | プレス成形性に優れた積層鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06978896A JP3214344B2 (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | プレス成形性に優れた積層鋼板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09254304A JPH09254304A (ja) | 1997-09-30 |
JP3214344B2 true JP3214344B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=13412852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06978896A Expired - Fee Related JP3214344B2 (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | プレス成形性に優れた積層鋼板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3214344B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101696115B1 (ko) | 2015-12-22 | 2017-01-13 | 주식회사 포스코 | 후처리 피막이 형성된 아연계 도금강판 및 그 후처리 방법 |
-
1996
- 1996-03-26 JP JP06978896A patent/JP3214344B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09254304A (ja) | 1997-09-30 |
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