JP6497710B2 - Metal-polymer sandwich plate and method for producing the same - Google Patents

Metal-polymer sandwich plate and method for producing the same Download PDF

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Description

本発明は、金属被覆板と、当該被覆板の間に配置され、当該被覆板に接着により接合される少なくとも１つの高分子層とを有する金属−高分子サンドイッチ板に関する。加えて、本発明はそのようなサンドイッチ板の製造方法に関する。   The present invention relates to a metal-polymer sandwich plate having a metal coated plate and at least one polymer layer disposed between the coated plates and bonded to the coated plate by adhesion. In addition, the present invention relates to a method for producing such a sandwich plate.

軽量構造は、特に燃料消費やＣＯ２の排出を抑制するために、自動車構造においてますます重要になっている。自動車の軽量化のために知られた方法は、車体構造において従来の鋼板に代えてアルミ板や鋼−高分子複合板を用いることである。   Lightweight structures are becoming increasingly important in automotive structures, particularly to reduce fuel consumption and CO2 emissions. A known method for reducing the weight of an automobile is to use an aluminum plate or a steel-polymer composite plate in place of a conventional steel plate in the vehicle body structure.

本出願人は、被覆板として２枚の薄鋼板およびこの間に配置された高分子のコア層からなる鋼−高分子複合板をＬＩＴＥＣＯＲ（登録商標）という商号で販売している。例えば、被覆板は０．２−０．３ｍｍの範囲の厚さで、高分子コア層はおよそ０．３ｍｍ以上の厚さである。当該サンドイッチ材料より作られた部品は、同等のアルミ板と同程度の軽量性を得られるが、顕著に費用が低くなる。加えて、当該サンドイッチ材料は非常に高い曲げ剛性および凹みに対する剛性により特徴付けられる。特に、当該サンドイッチ材料は従来の鋼板の良好な形成特性を有しており、過度な変形を加えても剥離性を示さない。   The present applicant sells, as a cover plate, a steel-polymer composite plate comprising two thin steel plates and a polymer core layer disposed therebetween under the trade name LITECOR (registered trademark). For example, the cover plate has a thickness in the range of 0.2-0.3 mm, and the polymer core layer has a thickness of about 0.3 mm or more. Parts made from the sandwich material can be as light as comparable aluminum plates, but are significantly less expensive. In addition, the sandwich material is characterized by a very high bending stiffness and indentation stiffness. In particular, the sandwich material has good forming characteristics of conventional steel plates, and does not exhibit peelability even when excessive deformation is applied.

サンドイッチ材料ＬＩＴＥＣＯＲ（登録商標）に用いられる被覆板は、高分子層との積層の前に、所望の板の粗さを得るため、スキンパス圧延にかけられる。前記被覆板の粗さは、意図するサンドイッチ材料のさらなる加工により決定される、顧客の要望によって設定される。顧客はサンドイッチ材料の２つの表面が「潤滑ポケット」、つまりサンドイッチ材料を形成するプロセスにおいて減摩油や潤滑油を導入するための小さなくぼみ、を有するように、サンドイッチ板の被覆材の粗さが比較的大きいことを要求することが多い。従来は実質的に均一な粗さがこの被覆板の表面に設けられていた。   The coated plate used for the sandwich material LITECOR® is subjected to skin pass rolling to obtain the desired plate roughness prior to lamination with the polymer layer. The roughness of the covering plate is set according to customer requirements, which is determined by further processing of the intended sandwich material. The roughness of the sandwich plate covering is such that the two surfaces of the sandwich material have "lubrication pockets", i.e. small depressions for introducing anti-friction oil or lubricant in the process of forming the sandwich material. Often required to be relatively large. Conventionally, a substantially uniform roughness has been provided on the surface of the cover plate.

これから進んで、本発明の目的は前述の種類のサンドイッチ板をさらなる加工特性の点において、さらなる改良を達成することである。本発明のさらなる目的は、対応する金属−高分子サンドイッチ板の信頼できる製造のための方法を提供することである。   Proceeding from this, the object of the present invention is to achieve further improvements in terms of further processing characteristics of sandwich plates of the kind described above. A further object of the present invention is to provide a method for the reliable production of corresponding metal-polymer sandwich plates.

本発明の第１の教示によれば、前述の目的は請求項１に記載の特徴を有する金属−高分子サンドイッチ板により達成できる。本発明の金属−高分子サンドイッチ板の好適な実施例は請求項１を引用する請求項に記載されている。   According to the first teaching of the present invention, the aforementioned object can be achieved by a metal-polymer sandwich plate having the features of claim 1. Preferred embodiments of the metal-polymer sandwich plate according to the invention are described in the claims which refer to claim 1.

本発明の金属−高分子サンドイッチ板は、２枚の被覆板のうちの少なくとも１枚が、表面の粗さの相違する金属板により形成され、算術平均粗さ（Ｒａ）の差が少なくとも０．４μｍ、好ましくは少なくとも０．５μｍであることを特徴とする。 In the metal-polymer sandwich plate of the present invention, at least one of the two coated plates is formed of metal plates having different surface roughnesses, and the difference in arithmetic average roughness (Ra) is at least 0. 4 μm, preferably at least 0.5 μm.

本発明は、上面と下面（外面と内面）で粗さが相違する被覆板を作り、顧客の望むサンドイッチ材料の外表面の粗さの最適条件と、被覆板と高分子層の接合についての最適条件が意のままに満たされるようにする考えに基づいている。   The present invention makes a coated plate with different roughness between the upper surface and the lower surface (outer surface and inner surface), the optimum condition of the outer surface roughness of the sandwich material desired by the customer, and the optimum for the bonding of the coated plate and the polymer layer Based on the idea of ensuring that conditions are met at will.

本出願人により行われた実験は、本発明にかかる金属−高分子サンドイッチ板の非常によい深絞り加工および耐剥離特性は特に、好ましい態様によると、金属板のそれぞれの面の算術平均粗さ（Ｒａ）の範囲が０．２５−５μｍ、好ましくは０．５−２．５μｍであるときに得られることを明らかにした。ここで、後で高分子層と結合される方の金属板（被覆板）の面は、金属板と高分子層の結合を強くするために、比較的小さい算術平均粗さ（Ｒａ）が好ましくは設けられており、高分子層に面しない金属板の反対側には、金属板の高分子層に結合される面の算術平均粗さ（Ｒａ）よりも大きい場合または小さい場合のある、顧客の要望に対応した算術平均粗さ（Ｒａ）が設けられている。被覆板の外側の粗さが比較的大きいと、金属−高分子サンドイッチ板の好ましい深絞り特性を与える。これに対し、被覆板の外側の粗さが比較的小さいと、例えば自動車の外表面や建物の外装において被覆面の高品質な外観を得るためなどの最適条件を与える。 Experiments conducted by the applicant have shown that the very good deep-drawing and delamination properties of the metal-polymer sandwich plate according to the present invention, in particular, according to a preferred embodiment, the arithmetic mean roughness of each face of the metal plate. It has been clarified that the range of (Ra) can be obtained when the range is 0.25-5 μm, preferably 0.5-2.5 μm. Here, the surface of the metal plate (coating plate) to be bonded to the polymer layer later preferably has a relatively small arithmetic average roughness (Ra) in order to strengthen the bonding between the metal plate and the polymer layer. On the opposite side of the metal plate that does not face the polymer layer, the customer may have an arithmetic mean roughness (Ra) greater or less than the arithmetic average roughness (Ra) of the surface that is bonded to the polymer layer of the metal plate. An arithmetic average roughness (Ra) corresponding to the demand is provided. A relatively large roughness on the outside of the cover plate provides the preferred deep drawing properties of the metal-polymer sandwich plate. On the other hand, when the roughness of the outer side of the covering plate is relatively small, optimum conditions such as obtaining a high-quality appearance of the covering surface on the outer surface of an automobile or the exterior of a building are given.

本発明の金属−高分子サンドイッチ板の好適な実施例は、それぞれの被覆板の高分子層に面した面の粗さが、高分子層に面していない面と比べて小さくなるよう提供される。   A preferred embodiment of the metal-polymer sandwich plate of the present invention is provided such that the roughness of the face of each covering plate facing the polymer layer is less than that of the face not facing the polymer layer. The

２枚の被覆板は、その表面の粗さの点から、実質的に同じであっても、選択的に互いに異なっていてもよい。したがって、例として、負荷絞りを補助する潤滑油や接合剤を導入するための凹みが提供されるよう、積層工程の後には高分子層に面しない方の被覆板の面に比較的大きい粗さを設けながら、例として、自動車の外表面や建物の外装において必要な最適条件を満たすために、積層工程の後には高分子層に面しない第２の被覆板の面に比較的小さい粗さを設けてもよい。   The two cover plates may be substantially the same or selectively different from each other in terms of surface roughness. Thus, by way of example, a relatively large roughness on the side of the cover plate that does not face the polymer layer after the lamination process is provided so that a recess for introducing a lubricant or a bonding agent to assist the load drawing is provided. As an example, in order to satisfy the optimum conditions necessary for the outer surface of an automobile or the exterior of a building, a relatively small roughness is applied to the surface of the second cover plate that does not face the polymer layer after the lamination process. It may be provided.

よって、さらなる本発明の金属−高分子サンドイッチ板の好適な実施例は、高分子層に面しない被覆板の外面の粗さが相違し、前記外面の算術平均粗さ（Ｒａ）の差が少なくとも０．４μｍ、好ましくは少なくとも０．５μｍであることを特徴とする。 Thus, in a further preferred embodiment of the metal-polymer sandwich plate of the present invention, the roughness of the outer surface of the cover plate that does not face the polymer layer is different, and the difference in arithmetic mean roughness (Ra) of the outer surface is at least 0.4 μm, preferably at least 0.5 μm.

本発明の金属−高分子サンドイッチ板のさらなる実施例は、高分子層に面した被覆板の内面の粗さが相違し、前記内面の算術平均粗さ（Ｒａ）の差が少なくとも０．４μｍ、好ましくは少なくとも０．５μｍであることを特徴とする。この実施例は、本発明に従って設定される粗さを有する被覆板の製造に関して、特に有利となる場合がある。 A further embodiment of the metal-polymer sandwich plate according to the invention is that the inner surface of the coated plate facing the polymer layer has a different roughness, the difference in arithmetic mean roughness (Ra) of said inner surface is at least 0.4 μm, Preferably, it is at least 0.5 μm. This embodiment may be particularly advantageous with respect to the production of a cover plate having a roughness set according to the present invention.

本発明の金属−高分子サンドイッチ板のさらなる好適な実施例においては、その被覆板のうち少なくとも１枚は二相鋼製である。二相鋼は、複雑な強度関連車体部品を製造するために高ストレッチ構成要素で冷間形成を行うのに特に適している。高い凹みへの耐性により、冷間圧延された二相鋼は特に車体構造の外表面の領域において、かなりの重量節減の可能性を提供する。二相鋼の高い強化能力は、形成中の材料の局所的な収縮のリスクを低減し、低い変形温度においても、部品の変形領域における降伏強度の大幅な増加につながる。部品（金属−高分子サンドイッチ板）の究極の強度は、熱処理、特に表面被覆の焼成により得られまたは増加できる。これにより３０ＭＰａより大きな追加的な強度の増加が得られる。   In a further preferred embodiment of the metal-polymer sandwich plate according to the invention, at least one of the covering plates is made of duplex steel. Duplex steels are particularly suitable for cold forming with high stretch components to produce complex strength related body parts. Due to the high resistance to dents, cold-rolled duplex steel offers the possibility of considerable weight savings, especially in the region of the outer surface of the car body structure. The high strengthening capacity of the duplex stainless steel reduces the risk of local shrinkage of the material being formed, leading to a significant increase in yield strength in the deformation region of the part, even at low deformation temperatures. The ultimate strength of the part (metal-polymer sandwich plate) can be obtained or increased by heat treatment, in particular by firing the surface coating. This provides an additional increase in strength greater than 30 MPa.

２枚の被覆板のうち少なくとも１枚は、Ｍｎを０．８−２．９重量％、Ｓｉを０．１−１．０重量％、Ａｌを０．０１５−２．０重量％で含む鋼から作られることが好ましい。例として、被覆板の鋼は以下の化学組成を質量部（重量％）で溶融分析において有する：
０．０８−０．２３ のＣ
０．４０−１．０ のＳｉ
０．８０−２．９ のＭｎ
最大０．０８５ のＰ
最大０．０１５ のＳ
０．０１５−２．０ のＡｌ
最大０．１５ のＮｉ＋Ｎｂ
最大１．４０ のＣｒ＋Ｍｏ
最大０．２０ のＶ
最大０．００５ のＢ
残部は鉄と不可避的不純物。 At least one of the two coated plates is a steel containing 0.8 to 2.9% by weight of Mn, 0.1 to 1.0% by weight of Si, and 0.015 to 2.0% by weight of Al. Is preferably made from. By way of example, the steel of the coated plate has the following chemical composition in parts by weight (% by weight) in the melt analysis:
0.08-0.23 C
0.40-1.0 Si
0.80-2.9 Mn
0.085 maximum P
Up to 0.015 S
0.015-2.0 Al
Ni + Nb up to 0.15
Up to 1.40 Cr + Mo
V up to 0.20
Up to 0.005 B
The balance is iron and inevitable impurities.

さらに、完成品では外側に配置される本発明の金属−高分子サンドイッチ板の被覆板は、好ましくは４８０から１１５０ＭＰａの範囲の引張強度を有する。被覆板、したがって外装用シートの高い凹みに対する耐性はこのようにして得られるのである。   Furthermore, the coated plate of the metal-polymer sandwich plate of the present invention arranged on the outside in the finished product preferably has a tensile strength in the range of 480 to 1150 MPa. Resistance to the high dents of the covering plate and thus of the exterior sheet is thus obtained.

本発明の金属−高分子サンドイッチ板の寿命を延ばすため、被覆板には、さらなる本発明の好ましい実施例においては、少なくとも高分子層に面していない外側の面に金属腐食防止層を提供してもよい。   In order to extend the life of the metal-polymer sandwich plate of the present invention, the coated plate is further provided with a metal corrosion protection layer on at least the outer surface not facing the polymer layer in a further preferred embodiment of the present invention. May be.

鋼からなる被覆板の代わりに、本発明の金属−高分子サンドイッチ板は少なくとも１枚の、例えばアルミニウムやマグネシウムなどの軽金属からなる被覆板を有してもよい。被覆板がアルミニウム製である場合、５ｘｘｘ系および６ｘｘｘ系、例えば５０００または６０００に属する合金を用いることが好ましい。これに対し被覆板がマグネシウム製であるとき、ＡＺ３１系およびこれ以上、並びにＡＭ５０に属する合金を用いることが好ましい。   Instead of the coated plate made of steel, the metal-polymer sandwich plate of the present invention may have at least one coated plate made of a light metal such as aluminum or magnesium. When the cover plate is made of aluminum, it is preferable to use an alloy belonging to 5xxx series and 6xxx series, for example, 5000 or 6000. On the other hand, when the cover plate is made of magnesium, it is preferable to use an alloy belonging to AZ31 or higher and AM50.

本発明の金属−高分子サンドイッチ板に係る高分子層は好ましくはポリアミド、ポリエチレン、またはポリアミド−ポリエチレン混合物により製造される。ポリエチレンとポリアミドは、金属表面のコーティングにおいて特に高い加工性を有することと、加熱などの単純な操作により活性化できることを特徴とする。ポリアミドとポリエチレンの混合は、１つの層中で、２つのポリマーの特性の好適な組み合わせを与える。   The polymer layer according to the metal-polymer sandwich plate of the present invention is preferably made of polyamide, polyethylene or a polyamide-polyethylene mixture. Polyethylene and polyamide are characterized by having particularly high processability in coating metal surfaces and being activated by simple operations such as heating. Mixing polyamide and polyethylene gives a suitable combination of the properties of the two polymers in one layer.

本発明の金属−高分子サンドイッチ板に係る高分子層の厚さは、好ましくは０．１から０．８ｍｍの範囲であり、被覆板の厚さはそれぞれの場合において好ましくは、例として０．１から０．５ｍｍの範囲である。   The thickness of the polymer layer according to the metal-polymer sandwich plate of the present invention is preferably in the range of 0.1 to 0.8 mm, and the thickness of the cover plate is preferably in each case, for example, 0. It is in the range of 1 to 0.5 mm.

本発明の第２の教示によれば、上述の目的は請求項１０に記載の特徴を有する方法により達成される。本発明の方法の好適な実施例は請求項１０を引用する請求項に規定されている。   According to a second teaching of the invention, the above object is achieved by a method having the features of claim 10. Preferred embodiments of the method according to the invention are defined in the claims which refer to claim 10.

本発明の方法は：
片面に高分子が塗布された少なくとも２枚の板状または帯状の金属板を提供するステップであって、当該金属板のうち少なくとも１枚はその表面の粗さが相違し、算術平均粗さ（Ｒａ）の差が少なくとも０．４μｍ、好ましくは少なくとも０．５μｍとなるように構成される、ステップと、
高分子層の間に接着接合を作るために、高分子層を結合する前に、金属板のうち少なくとも１枚の金属板の高分子が塗布された面を活性化するステップであって、高分子層の活性化が金属板の高分子が塗布された面から直接行われる、ステップと、
高分子が塗布された面により金属板を接合してサンドイッチ板を形成するステップと
を含む。 The method of the invention is:
Providing at least two plate-like or strip-like metal plates coated with a polymer on one side, wherein at least one of the metal plates has a different surface roughness, and an arithmetic average roughness ( Configured such that the difference in Ra) is at least 0.4 μm, preferably at least 0.5 μm;
In order to form an adhesive bond between the polymer layers, before bonding the polymer layers, the step of activating the polymer coated surface of at least one of the metal plates, Activation of the molecular layer is performed directly from the surface of the metal plate coated with the polymer, and
Bonding a metal plate with a surface coated with a polymer to form a sandwich plate.

活性化が金属層を通じて高分子層を加熱することにより行われていた、従来から知られたプロセスと異なり、本発明の方法において高分子層は直接活性化される、つまり活性化は高分子表面側から行われ、結果として高分子層と金属層（被覆板）の間の結合への悪影響が効果的に防げられる。特に、接合中にまたは後ほど取り付けられる半製品部が剥離するリスクを顕著に低減することができる。   Unlike the conventionally known process, where the activation is performed by heating the polymer layer through the metal layer, the polymer layer is directly activated in the method of the present invention, that is, the activation is performed on the polymer surface. As a result, the adverse effect on the bond between the polymer layer and the metal layer (coating plate) is effectively prevented. In particular, it is possible to significantly reduce the risk that a semi-finished product part to be attached during or after joining will peel off.

本発明は、具体例と併せて図面を用いて、以下に詳細に説明されている。
図１は、表面の粗さが相違する金属板を製造するためのスキンパス圧延装置の概観を示す図である。 図２は、片面に高分子層を有する金属板を被覆するための装置の概観を示す図である。 図３は、本発明の金属−高分子サンドイッチ板を製造するための装置の概観を示す図である。 The invention is described in detail below with the aid of specific examples and drawings.
FIG. 1 is a view showing an overview of a skin pass rolling apparatus for producing metal plates having different surface roughnesses. FIG. 2 is a diagram showing an overview of an apparatus for coating a metal plate having a polymer layer on one side. FIG. 3 is a diagram showing an overview of an apparatus for producing the metal-polymer sandwich plate of the present invention.

図１は帯状金属板１のスキンパス圧延用の装置を示している。金属板１は好ましくは、例えば厚さの範囲が０．１から０．５ｍｍの鋼板である。当該装置は、スキンパス圧延される金属片１よりも小さい厚さのローラギャップを設定するスキンパスローラ２ａ、２ｂを有する圧延フレームワークを具える。スキンパス圧延は、金属片１のそれぞれの表面に粗さ構造をもたらし、または設ける。スキンパスローラ２ａ、２ｂのそれぞれはこの目的から特定の表面構造を有している。   FIG. 1 shows an apparatus for skin pass rolling of a strip-shaped metal plate 1. The metal plate 1 is preferably a steel plate having a thickness range of 0.1 to 0.5 mm, for example. The apparatus comprises a rolling framework having skin pass rollers 2a, 2b that set a roller gap with a thickness smaller than the metal piece 1 to be skin pass rolled. Skin pass rolling provides or provides a roughness structure on each surface of the metal piece 1. Each of the skin pass rollers 2a and 2b has a specific surface structure for this purpose.

本発明によると、粗さの異なる表面構造を有するスキンパスローラ２ａ、２ｂが金属片１をスキンパス圧延するために用いられる。例えば、上部スキンパスローラ２ａは比較的なめらかな表面構造を有しており、下部スキンパスローラ２ｂは比較的粗い表面構造を有している。これは、スキンパスローラ２ａ、２ｂの表面部が概略的に拡大して表されている図１ａおよび図１ｂに、異なる大きさのドーム型またはイボ状の***領域３ａ、３ｂとして示されている。実際、これらの比較的小さい***領域３ａ、３ｂは、異なる形状、例えばＩ字形、二重Ｉ字形、Ｈ字形やＸ字形を有するものであってもよい。４ａ、４ｂは駆動ローラまたは偏向ローラを意味している。   According to the present invention, the skin pass rollers 2a and 2b having surface structures with different roughnesses are used for skin pass rolling the metal piece 1. For example, the upper skin pass roller 2a has a relatively smooth surface structure, and the lower skin pass roller 2b has a relatively rough surface structure. This is shown as dome-shaped or warped raised areas 3a, 3b of different sizes in FIGS. 1a and 1b, in which the surface parts of the skin pass rollers 2a, 2b are schematically enlarged. In fact, these relatively small raised areas 3a, 3b may have different shapes, for example I-shaped, double I-shaped, H-shaped or X-shaped. Reference numerals 4a and 4b denote drive rollers or deflection rollers.

スキンパスローラ２ａ、２ｂは、圧延される金属片１ａが粗さの相違する表面１＊、１＊＊を持ち、金属片の２つの表面の算術平均粗さ（Ｒａ）の差が少なくとも０．４μｍ、好ましくは少なくとも０．５μｍとなるように設計されている。 The skin pass rollers 2a and 2b have surfaces 1 * and 1 ** in which the metal piece 1a to be rolled has different roughness, and the difference in arithmetic average roughness (Ra) between the two surfaces of the metal piece is at least 0.4 μm. , Preferably designed to be at least 0.5 μm.

スキンパス圧延前に、金属片１は好ましくは金属腐食防止層が１面または両面に提供されていることが好ましい。金属腐食防止層で金属片１を被覆することは、例えば溶融浸漬被覆や電解被覆により達成できる。   Prior to skin pass rolling, the metal piece 1 is preferably provided with a metal corrosion prevention layer on one or both sides. Coating the metal piece 1 with the metal corrosion prevention layer can be achieved by, for example, melt dip coating or electrolytic coating.

スキンパス圧延後、それぞれの面１＊、１＊＊に異なる粗さが設けられた金属片１ａは、コイル状に巻かれ、その後一時的に保管され、または高分子層１ｂを片面に塗布するための装置にさらに直接移送される。そのような装置は概略的に図２に示されている。 After the skin pass rolling, the metal pieces 1a provided with different roughnesses on the respective surfaces 1 * , 1 ** are wound in a coil shape and then temporarily stored, or the polymer layer 1b is applied to one side. It is further transferred directly to the device. Such a device is schematically shown in FIG.

スキンパス圧延された金属片１ａは、先ず、高分子層１ｂが片面に塗布される前に、１以上の処理ステーションにおいて前処理される。金属片１ａは、例として、始めに処理ステーション６においてアルカリ条件下で脱脂および／または洗浄される。次の処理ステーション７においては、金属片表面が、１またはそれ以上の化学的前処理槽において不動態化され、被覆に備えられる。さらに、接合剤や接着物を片面に塗布するために処理ステーション８が提供されてもよい。この前処理の後、選択的に接合剤または接着物が提供された、金属片１ａの片面１＊に高分子層１ｂが塗布される。高分子層１ｂは、例えば、ポリアミド、ポリエチレン、またはこれらポリマーの混合からなる。高分子層は予め作成された高分子フィルムの形態で、金属片１ａに積層されてもよい。圧延ローラ９ａ、９ｂを有する積層装置９は、例として、この目的のために用いてもよい。積層装置９のローラ９ａ、９ｂのうち少なくとも１つは、金属片１ａと高分子層（高分子フィルム）１ｂとの接着を増加させるために、選択的に加熱されてもよい。金属片に塗布される高分子層１ｂの厚さは０．１から０．８ｍｍの範囲である。図２に示されているように予め作成された高分子フィルムを用いる代わりに、高分子層１ｂは金属片１ａへポリマーを直接押し出すことによっても塗布することができる。 The skin-pass-rolled metal piece 1a is first pretreated at one or more processing stations before the polymer layer 1b is applied to one side. As an example, the metal piece 1a is first degreased and / or cleaned under alkaline conditions in the treatment station 6. In the next processing station 7, the metal strip surface is passivated in one or more chemical pretreatment baths and prepared for coating. Furthermore, a processing station 8 may be provided for applying a bonding agent or adhesive on one side. After this pretreatment, the polymer layer 1b is applied to one side 1 * of the metal piece 1a, to which a bonding agent or adhesive has been selectively provided. The polymer layer 1b is made of, for example, polyamide, polyethylene, or a mixture of these polymers. The polymer layer may be laminated on the metal piece 1a in the form of a polymer film prepared in advance. The laminating device 9 with the rolling rollers 9a, 9b may be used for this purpose as an example. At least one of the rollers 9a and 9b of the laminating apparatus 9 may be selectively heated to increase the adhesion between the metal piece 1a and the polymer layer (polymer film) 1b. The thickness of the polymer layer 1b applied to the metal piece is in the range of 0.1 to 0.8 mm. Instead of using a pre-made polymer film as shown in FIG. 2, the polymer layer 1b can also be applied by extruding the polymer directly onto the metal piece 1a.

高分子層１ｂの塗布後、片面が被覆された金属片１ａは冷却および／または乾燥装置１０にかけられる。金属片はその後コイル１１を形成するために巻き取られた後、一時的に保管され、または被覆板（金属板）１２ａもしくは同様に片面に高分子層１２ｂが塗布された被覆板（金属板）１２ａを接合するための装置にさらに直接移送される。   After the application of the polymer layer 1b, the metal piece 1a covered on one side is subjected to a cooling and / or drying apparatus 10. The metal piece is then wound up to form the coil 11 and then temporarily stored, or a coated plate (metal plate) 12a or a coated plate (metal plate) similarly coated with a polymer layer 12b on one side. Further directly transferred to the apparatus for joining 12a.

図３は金属−高分子サンドイッチ板（サンドイッチ複合材料）を製造するための装置を示している。この装置は帯状半製品１’、１２のためそれぞれ、繰り出しリール１３、１４を具える。２つの半製品１’、１２のうち少なくとも１つ、または両方の半製品１’、１２は金属片であり、好ましくは鋼片であり、これらは片面にポリマーが塗布されており、例えば図１および図２に示された装置により製造できる。   FIG. 3 shows an apparatus for producing a metal-polymer sandwich plate (sandwich composite material). This device comprises feed reels 13 and 14 for the strips 1 'and 12 respectively. At least one of the two semi-finished products 1 ′, 12 or both semi-finished products 1 ′, 12 are metal pieces, preferably steel pieces, which are coated with a polymer on one side, for example FIG. And can be manufactured by the apparatus shown in FIG.

２つの帯状半製品１’、１２はそれぞれの繰り出しリール１３、１４から繰り出され、半製品１’、１２の２つの高分子層１ｂ、１２ｂが向かい合って互いに接触するように、１組のローラ１５、１６に供給される。半製品１’、１２がローラ１５、１６により設定されるローラギャップに供給される直前に、両方の半製品１’、１２の高分子層１ｂ、１２ｂは、ポリマー表面側から働く手段１７により活性化される。   The two strip-shaped semi-finished products 1 ′ and 12 are fed out from the respective feeding reels 13 and 14, and a pair of rollers 15 so that the two polymer layers 1 b and 12 b of the semi-finished products 1 ′ and 12 face each other. , 16. Immediately before the semi-finished products 1 ′, 12 are supplied to the roller gap set by the rollers 15, 16, the polymer layers 1 b, 12 b of both semi-finished products 1 ′, 12 are activated by means 17 acting from the polymer surface side. It becomes.

活性化が、例えば金属層の加熱、つまり金属層側からの加熱により影響されていた従来の方法に対して、高分子層をポリマー側または高分子塗布された半製品のポリマー表面から活性化することにより、結合を形成するポリマー表面を活性化するために必要なエネルギーのみを導入すればよくなる。金属と高分子の間の結合の比較的強い加熱はこれにより効果的に避けられる。加えて、ポリマー表面の直接的な活性化は、溶媒やオゾンなどの他の活性化手段の利用を可能にする。   The activation of the polymer layer from the polymer side or from the polymer coated semi-finished polymer surface, for example, in contrast to conventional methods where activation was influenced, for example, by heating of the metal layer, ie heating from the metal layer side Thus, it is only necessary to introduce energy necessary for activating the polymer surface forming the bond. A relatively strong heating of the bond between the metal and the polymer is thereby effectively avoided. In addition, direct activation of the polymer surface allows the use of other activation means such as solvents and ozone.

例えば熱入力を起こす手段１７のような、ポリマー表面を活性化するために、特に単純な手段が提供される。これらは、放射および／または対流により、少なくとも１つ、好ましくは両方の半製品のポリマー表面を加熱できる。放熱器としては、例えばＬＥＤ、レーザ、マイクロ波放射器、または赤外放射源などを用いることができる。ポリマー表面を熱するために単純な温風送風機を用いることができ、正確な境界温度に設定することができる。ポリマーは溶けるとその表面形状を喪失してしまうので、境界温度は、例えば、高分子層のポリマーの融点以下とすることができる。しかし、ポリマー表面の活性化の際に、後でローラペア１５、１６の間で達成される２つの高分子層１ｂ、１２ｂの結合のため、ガラス転移温度の範囲で加熱をしてもよい。   A particularly simple means is provided for activating the polymer surface, such as means 17 for generating heat input. They can heat at least one, preferably both semifinished polymer surfaces, by radiation and / or convection. As the radiator, for example, an LED, a laser, a microwave radiator, an infrared radiation source, or the like can be used. A simple hot air blower can be used to heat the polymer surface and can be set to an accurate boundary temperature. Since the polymer loses its surface shape when it melts, the boundary temperature can be, for example, not higher than the melting point of the polymer in the polymer layer. However, during the activation of the polymer surface, it may be heated in the range of the glass transition temperature for the bonding of the two polymer layers 1b, 12b, which is subsequently achieved between the roller pairs 15, 16.

ポリマー表面の温度を測定する手段は、製造工程を良好に制御出来るように、好ましくはポリマー表面を活性する手段１７に組み込まれる。ローラ１５、１６が設定するローラギャップの間で、２つの半製品１’、１２は、２つの高分子層１ｂ、１２ｂが互いに接触するように、互いに押しつけられる。これについて、図３は２つの高分子層１ｂ、１２ｂが互いに接する瞬間のサンドイッチ複合材料の断面図を含んでいる。   The means for measuring the temperature of the polymer surface is preferably incorporated in the means 17 for activating the polymer surface so that the production process can be controlled well. Between the roller gaps set by the rollers 15 and 16, the two semi-finished products 1 'and 12 are pressed against each other such that the two polymer layers 1b and 12b are in contact with each other. In this regard, FIG. 3 includes a cross-sectional view of the sandwich composite material at the moment when the two polymer layers 1b, 12b contact each other.

高分子層１ｂ、１２ｂの活性化により、複合材料１８の図３の次の概略的な断面図に表されているように、高分子層１ｂ、１２ｂの接合の後、これらは続いて、１つの高分子層を形成する。２つの金属被覆板１ａ、１２ａ、好ましくは、鋼板はこれにより１つの高分子層１８ｂを挟むこととなる。製造されるサンドイッチ複合材料の強さは、上述の範囲の０．１ｍｍから０．５ｍｍの間でのシート厚の選択と、鋼種との組合せにより与えられる。例えば、厚さの大幅な増加または大幅な減少は、サンドイッチ複合材料１８の金属被覆板１ａ、１２ａについて、高強度鋼種、特に二相鋼を選択することにより、同時に強度を保ちながら、達成することができる。   Due to the activation of the polymer layers 1b, 12b, after the joining of the polymer layers 1b, 12b, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. Two polymer layers are formed. The two metal-coated plates 1a and 12a, preferably the steel plate, thereby sandwich one polymer layer 18b. The strength of the sandwich composite produced is given by the choice of sheet thickness between 0.1 mm and 0.5 mm in the above range and the combination of steel grades. For example, a significant increase or a significant decrease in thickness can be achieved for the metallized plates 1a, 12a of the sandwich composite 18 by selecting a high strength steel grade, particularly a duplex stainless steel, while maintaining strength at the same time. Can do.

図３のように片面がポリマー被覆された２つの半製品１’、１２を用いる代わりに、片面がポリマー被覆された１つのみの半製品１’または１２を用いて、これを金属板１２ａまたは１ａ、好ましくは鋼板と組み合わせてサンドイッチ複合材料を作ることも可能である。２つの被覆板１ａ、１２ａのうち少なくとも１つが表面の粗さの相違する金属板により形成され、算術平均粗さ（Ｒａ）の差が少なくとも０．４μｍ、好ましくは少なくとも０．５μｍであることが重要である。 Instead of using two semi-finished products 1 ', 12 coated with a polymer on one side as in FIG. 3, only one semi-finished product 1' or 12 coated with a polymer on one side is used, It is also possible to make sandwich composites in combination with la, preferably steel plates. At least one of the two coated plates 1a and 12a is formed of a metal plate having different surface roughness, and the difference in arithmetic average roughness (Ra) is at least 0.4 μm, preferably at least 0.5 μm. is important.

それぞれの被覆板１ａ、１２ａの高分子層１ｂ、１２ｂまたは１８ｂに面した面の粗さが、高分子層１ｂ、１２ｂまたは１８ｂに面していない面に比べて小さいことが好ましい。さらに、高分子層１ｂ、１２ｂまたは１８ｂに面していない被覆板１ａ、１２ａの外面の粗さは、好ましくは相違し、前記外面の算術平均粗さ（Ｒａ）の差が少なくとも０．４μｍ、好ましくは少なくとも０．５μｍである。 The roughness of the surface facing the polymer layer 1b, 12b or 18b of each cover plate 1a, 12a is preferably smaller than that of the surface not facing the polymer layer 1b, 12b or 18b. Furthermore, the roughness of the outer surface of the cover plates 1a, 12a not facing the polymer layer 1b, 12b or 18b is preferably different, and the difference in arithmetic mean roughness (Ra ) of the outer surface is at least 0.4 μm, Preferably it is at least 0.5 μm.

この方法により製造されるサンドイッチ複合材料は、次に、巻き取りリールにより巻き取られ、移送または一時的な保管のためにコイル１９へ成形される。   The sandwich composite produced by this method is then taken up by a take-up reel and formed into a coil 19 for transport or temporary storage.

本発明の実施例は図に示された例に制限されない。むしろ、特許請求の範囲に規定する本発明を利用する数々の変形を、あげられた例と異なる実施例においても、包含することができる。したがって、本発明は３層金属−高分子サンドイッチ板のみならず、５層、７層などの金属−高分子サンドイッチ板に応用することもできる。   The embodiments of the present invention are not limited to the examples shown in the figures. Rather, numerous variations utilizing the present invention as defined in the claims may be encompassed in embodiments different from the given examples. Therefore, the present invention can be applied not only to a three-layer metal-polymer sandwich plate but also to a metal-polymer sandwich plate having five layers, seven layers, and the like.

図３に示された例の変形において、帯状の被覆板に別々に接合剤を塗布し、続いて塗布した接合剤を乾かすことも本発明の範囲である。このように被覆された２つの被覆板（被覆片）は、その後、接合剤が塗布された面がそれぞれ向かい合うように接合される。次いで、これらの被覆片は、帯状高分子フィルムを中間層（コア層）として実質同時に接合される。２つの被覆板とその間に配置された高分子フィルムにより形成された複合材料は、先ず加熱され、選択的にローラにより再び圧延され、その後冷却される。   In the modification of the example shown in FIG. 3, it is also within the scope of the present invention to separately apply the bonding agent to the belt-shaped cover plate and subsequently dry the applied bonding agent. The two coated plates (coated pieces) coated in this way are then bonded so that the surfaces to which the bonding agent has been applied face each other. Then, these covering pieces are bonded substantially simultaneously with the band-shaped polymer film as an intermediate layer (core layer). The composite material formed by the two covering plates and the polymer film placed between them is first heated, selectively rolled again by rollers and then cooled.

Claims (14)

金属製被覆板（１ａ、１２ａ）と、当該被覆板（１ａ、１２ａ）の間に配置され、当該被覆板に接着により接合される少なくとも１つの高分子層（１８ｂ）とを有する金属−高分子サンドイッチ板（１８）であって、
２つの被覆板（１ａ、１２ａ）のうち少なくとも１枚は、その表面（１＊、１＊＊、１２＊、１２＊＊）の粗さが両面で相違する金属板により形成され、その算術平均粗さの差が少なくとも０．４μｍであり、
それぞれの被覆板（１ａ、１２ａ）の、高分子層（１８ｂ）に面した面（１ ＊ 、１２ ＊ ）は、高分子層（１８ｂ）に面していない面（１ ＊＊ 、１２ ＊＊ ）に比べて、粗さが小さいことを特徴とする金属−高分子サンドイッチ板。 Metal-polymer having a metal cover plate (1a, 12a) and at least one polymer layer (18b) disposed between the cover plates (1a, 12a) and bonded to the cover plate by adhesion. Sandwich plate (18),
At least one of the two coated plates (1a, 12a) is formed of a metal plate whose surface (1 * , 1 ** , 12 * , 12 ** ) has different roughness on both sides, and its arithmetic average The roughness difference is at least 0.4 μm ;
The surface (1 * , 12 * ) of each cover plate (1a, 12a) facing the polymer layer (18b) is the surface not facing the polymer layer (18b) (1 ** , 12 **). ), A metal-polymer sandwich plate characterized by a low roughness . 請求項１に記載の金属−高分子サンドイッチ板において、
粗さが両面で相違する前記金属板のそれぞれの面の算術平均粗さの範囲が０．２５−５μｍであることを特徴とする金属−高分子サンドイッチ板。 The metal-polymer sandwich plate according to claim 1,
A metal-polymer sandwich plate, wherein the range of the arithmetic average roughness of each surface of the metal plate having different roughness on both sides is 0.25-5 μm. 請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の金属−高分子サンドイッチ板において、
高分子層（１８ｂ）に面しない被覆板（１ａ、１２ａ）の２つの外面（１＊＊、１２＊＊）の粗さが相違し、前記２つの外面の算術平均粗さの差が少なくとも０．４μｍであることを特徴とする金属−高分子サンドイッチ板。 The metal-polymer sandwich plate according to any one of claims 1 to 2 ,
The roughness of the two outer surfaces (1 ** , 12 ** ) of the covering plate (1a, 12a) not facing the polymer layer (18b) is different, and the difference in arithmetic mean roughness between the two outer surfaces is at least 0. A metal-polymer sandwich plate characterized by a thickness of 4 μm. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の金属−高分子サンドイッチ板において、
高分子層（１８）に面する被覆板（１ａ、１２ａ）の２つの内面（１＊、１２＊）の粗さが相違し、前記２つの内面の算術平均粗さの差が少なくとも０．４μｍであることを特徴とする金属−高分子サンドイッチ板。 The metal-polymer sandwich plate according to any one of claims 1 to 3 ,
The roughness of the two inner surfaces (1 * , 12 * ) of the covering plate (1a, 12a) facing the polymer layer (18) is different, and the difference in arithmetic average roughness between the two inner surfaces is at least 0.4 μm. A metal-polymer sandwich plate characterized by 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の金属−高分子サンドイッチ板において、
被覆板（１ａ、１２ａ）の、高分子層（１８）に面しない外面（１＊＊、１２＊＊）に、金属腐食防止層が設けられていることを特徴とする金属−高分子サンドイッチ板。 The metal-polymer sandwich plate according to any one of claims 1 to 4 ,
Metal-polymer sandwich plate characterized in that a metal corrosion prevention layer is provided on the outer surface (1 ** , 12 ** ) of the covering plate (1a, 12a) not facing the polymer layer (18). . 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の金属−高分子サンドイッチ板において、
前記高分子層（１８）が、ポリアミド、ポリエチレン、またはポリアミドとポリエチレンの混合物により製造されることを特徴とする金属−高分子サンドイッチ板。 The metal-polymer sandwich plate according to any one of claims 1 to 5 ,
The metal-polymer sandwich plate, wherein the polymer layer (18) is made of polyamide, polyethylene, or a mixture of polyamide and polyethylene. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の金属−高分子サンドイッチ板において、
高分子層（１８）の厚さが０．１から０．８ｍｍの範囲であることを特徴とする金属−高分子サンドイッチ板。 The metal-polymer sandwich plate according to any one of claims 1 to 6 ,
A metal-polymer sandwich plate, characterized in that the thickness of the polymer layer (18) is in the range of 0.1 to 0.8 mm. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の金属−高分子サンドイッチ板において、
前記被覆板（１ａ、１２ａ）が鋼および／またはアルミニウムにより製造され、その厚さが０．１から０．５ｍｍの範囲であることを特徴とする金属−高分子サンドイッチ板。 The metal-polymer sandwich plate according to any one of claims 1 to 7 ,
Metal-polymer sandwich plate characterized in that the covering plate (1a, 12a) is made of steel and / or aluminum and has a thickness in the range of 0.1 to 0.5 mm. 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の金属−高分子サンドイッチ板の製造方法において、
片面に高分子が塗布された少なくとも２枚の板状または帯状の金属板（１’、１２）を提供するステップであって、当該金属板のうち少なくとも１枚はその表面（１＊、１＊＊；１２＊、１２＊＊）の粗さが両面で相違し、算術平均粗さの差が少なくとも０．４μｍとなるように構成される、ステップと、
高分子層（１ｂ、１２ｂ）の間に接着接合を作るために、高分子層（１ｂ、１２ｂ）を結合する前に、金属板（１’、１２）のうち少なくとも１枚の金属板の高分子が塗布された面を活性化するステップであって、高分子層（１ｂ、１２ｂ）の活性化が金属板の高分子が塗布された面から直接行われる、ステップと、
高分子が塗布された面により金属板（１’、１２）を接合してサンドイッチ板（１８）を形成するステップとを含むことを特徴とする方法。 The method for producing a metal-polymer sandwich plate according to any one of claims 1 to 8 ,
Providing at least two plate-like or strip-like metal plates (1 ′, 12) coated with a polymer on one side, wherein at least one of the metal plates has a surface (1 * , 1 *) * ; 12 * , 12 ** ) having different roughness on both sides, and having a difference in arithmetic average roughness of at least 0.4 μm;
Before bonding the polymer layers (1b, 12b) to make an adhesive bond between the polymer layers (1b, 12b), the height of at least one of the metal plates (1 ′, 12) is increased. Activating the surface coated with molecules, wherein the activation of the polymer layer (1b, 12b) is performed directly from the surface coated with the polymer of the metal plate;
Joining the metal plates (1 ′, 12) with the polymer coated surface to form a sandwich plate (18). 請求項９に記載の製造方法において、
それぞれの提供された金属板（１’、１２）のそれぞれの面の算術平均粗さが０．２５−５μｍであることを特徴とする方法。 In the manufacturing method of Claim 9 ,
A method characterized in that the arithmetic mean roughness of each face of each provided metal plate (1 ′, 12) is 0.25-5 μm. 請求項９または請求項１０に記載の製造方法において、
前記提供された金属板（１’、１２）のそれぞれの高分子層（１ｂ、１２ｂ）に面した面（１＊、１２＊）の粗さが、高分子層（１ｂ、１２ｂ）に面していない面（１＊＊、１２＊＊）に比べて、小さいことを特徴とする方法。 In the manufacturing method of Claim 9 or Claim 10 ,
The roughness of the surfaces (1 * , 12 * ) facing the polymer layers (1b, 12b) of the provided metal plates (1 ′, 12) faces the polymer layers (1b, 12b). A method characterized in that it is smaller than the non- exposed surfaces (1 ** , 12 ** ). 請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の製造方法において、
前記提供された金属板（１’、１２）の、高分子層（１ｂ、１２ｂ）に面していない２つの外面（１＊＊、１２＊＊）の粗さが相違し、前記２つの外面の算術平均粗さの差が少なくとも０．４μｍであることを特徴とする方法。 In the manufacturing method in any one of Claim 9 thru | or 11 ,
The provided metal plates (1 ', 12) of a polymer layer (1b, 12b) are not facing the two outer surfaces (1 **, 12 **) are different roughness, the two outer surfaces The difference in arithmetic mean roughness of is at least 0.4 μm. 請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載の製造方法において、
前記提供された金属板（１’、１２）の、高分子層（１ｂ、１２ｂ）に面した２つの内面（１＊、１２＊）の粗さが相違し、前記２つの内面の算術平均粗さの差が少なくとも０．４μｍであることを特徴とする方法。 In the manufacturing method in any one of Claim 9 thru | or 12 ,
The roughness of the two inner surfaces (1 * , 12 * ) of the provided metal plates (1 ′, 12) facing the polymer layers (1b, 12b) is different, and the arithmetic average roughness of the two inner surfaces is different. wherein the difference between the is at least 0.4 .mu.m. 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の金属−高分子サンドイッチ板（１８）の自動車部品の製造への使用。 Use of the metal-polymer sandwich plate (18) according to any of claims 1 to 8 for the production of automobile parts.
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