CN110366490A - 聚烯烃粘接用表面处理金属板、及复合构件 - Google Patents

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Abstract

一种聚烯烃粘接用表面处理金属板，其包括：金属板；第一层，设置在所述金属板的至少一个表面上；和第二层，设置在所述第一层上，其中，所述第一层包含环氧树脂和封端异氰酸酯，所述第二层包含酸改性聚烯烃系树脂，所述第一层的厚度为15～40μm，所述第二层的厚度为4～30μm。

Description

聚烯烃粘接用表面处理金属板、及复合构件
技术领域
本发明涉及聚烯烃粘接用表面处理金属板、及复合构件。
背景技术
在汽车、家电制品、及OA(office automation)仪器等中使用有以金属板为代表的多个金属零件。这样的金属零件，在多数情况下，是在金属板被冲压加工从而赋予指定的形状后，通过焊接或螺钉等对该金属板与其它的金属零件或塑料零件等进行接合而使用。
另一方面，如果能对金属板的表面赋予与塑料的粘接性，则在冲压加工该金属板后，配置于塑料成形用模具内，并注入熔融的塑料使其冷却固化，就能得到金属板与塑料粘接而成的复合构件。因此，赋予了与塑料的粘接性的金属板能够有助于构件制造工序的高效化以及构件的轻量化。
作为赋予了与塑料的粘接性的金属板，可列举出例如将能够与塑料及金属板粘接的粘接剂层等树脂层设置于金属板的表面而成的表面处理金属板。具体而言，可列举出专利文献1记载的表面处理金属板。
专利文献1种记载有一种表面处理金属板，其依次层叠有金属基板、化成处理皮膜、底漆层、及粘接剂层，其中，化成处理皮膜包含胶体二氧化硅和热固化型树脂。专利文献1公开了一种对金属基板及树脂成形品的粘接性优异的树脂成形品复合用的表面处理金属板。
如上所述，作为对金属板的表面赋予与塑料的粘接性时使用的树脂层(粘接剂层)，使用如下的热熔粘接剂是有用的，所述热熔粘接剂是利用加热进行熔融来发挥与塑料的粘接性，并且在使其冷却固化时强度变高的热熔粘接剂。此外，使用这样的热熔粘接剂，作为对金属板的表面赋予与塑料的粘接性的方法，可列举出将在溶剂中溶解或分散有热熔粘接剂的液体涂布在金属板的方法等。这样的方法能够以生产性高且以低成本制造出在金属板的表面上具有可与塑料及金属板粘接的粘接剂层等的树脂层的表面处理金属板。
另一方面，作为使之与金属板粘接的塑料，可列举出各种塑料，其中，聚丙烯等的聚烯烃由于低成本且强度高，因此可以在汽车领域等中被广泛利用。故此，正在需求对聚烯烃的粘接性优异的表面处理金属板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开公报特开2015-110318号
发明内容
本发明鉴于以上情况而完成，其目的在于提供一种对聚烯烃的粘接性优异的聚烯烃粘接用表面处理金属板。此外，本发明的目的还在于提供一种与聚烯烃的粘接性优异的复合构件。
本发明一个方面涉及一种聚烯烃粘接用表面处理金属板，其包括：金属板；第一层，设置在所述金属板的至少一个表面上；和第二层，设置在所述第一层上，其中，所述第一层包含环氧树脂和封端异氰酸酯，所述第二层包含酸改性聚烯烃系树脂，所述第一层的厚度为15～40μm，所述第二层的厚度为4～30μm。
本发明的上述目的、特征以及其它的目的、特征及优点通过以下的详细记载将变得更为明了。
具体实施方式
本发明人们着眼于：在使用聚烯烃作为与金属板粘接的塑料时，作为对金属板的表面赋予与塑料的粘接性的树脂层(粘接剂层)，适宜使用含有酸改性聚烯烃的热熔粘接剂得到的层等。专利文献1也公开了如下内容，即：若与尼龙制的树脂成形品复合，则优选使用尼龙用的粘接剂，若与聚丙烯制的树脂成形品复合，则优选使用聚丙烯用的粘接剂。并且，着眼于：使用聚烯烃作为与金属板粘接的塑料时，通过使用包含酸改性聚烯烃的树脂层作为金属板的表面所具有的树脂层，来得到对于作为金属板及塑料的聚烯烃粘接性优异的表面处理金属板。
另外，在如上所述那样的金属板与塑料粘接而成的复合构件中，要求进一步提高表面处理金属板所具有的金属板与作为塑料的聚烯烃的粘接性。由此，作为金属板的表面所具有的树脂层的成分，如上所述，不仅要求包含酸改性聚烯烃，而且还要求进一步提高金属板与塑料的粘接性的技术。
本发明人们进行了各种研究，其结果发现：通过如下所述的本发明来达成了上述目的，即：提供一种对聚烯烃的粘接性优异的聚烯烃粘接用表面处理金属板。
通过本发明人们的研究，为了形成包含酸改性聚烯烃的树脂层(粘接剂层)，使用了使酸改性聚烯烃分散于溶剂而成的分散液时，若酸改性聚烯烃的含有率(浓度)过高，则得到的分散液的粘度变得过高，有不能够良好地涂布分散液的倾向。因此，该分散液中的酸改性聚烯烃的含有率中，20质量％左右为界限。另一方面，金属板与塑料的粘接强度依赖于金属板的表面所具有的树脂层(粘接剂层)的厚度，并且有树脂层的厚度越厚，粘接强度越大的倾向。例如，要想用以往的方法实现作为实用的粘接强度的5MPa，则树脂层的厚度需要10μm左右以上。而且，为了实现该10μm左右以上的厚度的树脂层，在使用酸改性聚烯烃的含有率为20质量％左右的分散液时，需要厚度50μm左右以上的液体涂布。
另外，为了在金属板上涂布分散液来形成树脂层，在涂布后利用加热等使溶剂蒸发。但是，根据该方法，随着溶剂的蒸发，涂布到金属板上的分散液的粘度增高，伴随溶剂的蒸发而产生的泡不易消失。因此，作为形成在金属板上的树脂层，有形成了泡大量混入之状态的树脂层的情形。为了抑制该泡的混入，可以考虑减慢加热速度或者使厚度变薄。但是，若减慢加热速度，则生产性降低。若厚度变薄，则如上所述那样粘接强度没有充分增高。另外，也可以考虑多次涂布分散液而层叠薄的树脂层，但是若那样进行，则生产性变低。
基于上述情况，要求即使含有酸改性聚烯烃的树脂层变薄，也能够确保充分的粘接强度。为了实现此情况，本发明人们研究了除了增厚包含酸改性聚烯烃的树脂层以外的提高粘接强度的方法。其结果发现：通过使其它的层存在于包含酸改性聚烯烃的树脂层与金属板之间，来可以使上述树脂层与塑料之间的粘接强度发生变化。详细研究了此点，其结果发现：作为其它的层，使用包含环氧树脂与封端异氰酸酯(blocked isocyanate)的层是有效的，以至创出了如下所述的本发明。
以下对本发明的实施方式进行说明，但本发明不受这些限定。
本发明的实施方式的聚烯烃粘接用表面处理金属板包括：金属板；设置在所述金属板的至少一个表面上的第一层；和设置在所述第一层上的第二层。此外，所述第二层是包含酸改性聚烯烃系树脂的层，并且，在该第二层与所述金属板之间存在厚度为15～40μm且包含环氧树脂和封端异氰酸酯的第一层。通过具备这些第一层及第二层，即使包含酸改性聚烯烃的树脂层亦即所述第二层的厚度为4～30μm，也能够得到与聚烯烃的粘接强度充分高的表面处理金属板。
作为本实施方式中所采用的所述金属板，只要是能够作为表面处理金属板中的金属板使用，则没有特别限定。作为所述金属板，可以是金属基板、和设置于所述金属基板上的具有化成处理皮膜等其它层的金属板，也可以是仅由不具有这样的层的金属基板构成。作为该金属基板，可列举出：例如，非镀敷冷轧钢板等的冷轧钢板、溶融镀锌钢板、合金化溶融镀锌钢板(合金化溶融Zn-Fe镀敷钢板)、合金化溶融镀Zn-5％Al钢板、电镀锌钢板、Zn-Ni电镀钢板、及Galvalume钢板(注册商标)等钢板；铝板；和以及钛板等。其中，优选溶融镀锌钢板、电镀锌钢板、铝板、和钛板，更优选合金化溶融镀锌钢板。所述金属板可以实施铬酸盐处理，也可以不实施，但优选不实施铬酸盐处理。所述金属板的厚度没有特别限定，为了最终制品的轻量化，优选0.3～3.2mm左右。另外，所述化成处理皮膜没有特别限定，可列举出例如，从含有树脂、胶体二氧化硅、及硅烷偶联剂等的涂敷液得到的层等。
本实施方式中所采用的所述第一层只要是厚度(干燥后的厚度)为15～40μm且含有环氧树脂与封端异氰酸酯的层，则没有特别限定。所述第一层是实现所述金属板与所述第二层的接合的层。另外，通过具有所述第一层，即使所述第二层的厚度例如为4μm比较薄的，对所述第二层的聚烯烃的粘接性也充分地高。即，所述第一层具有使对所述第二层的聚烯烃的粘接性提高的效果。予以说明，从即使所述第二层的厚度为4μm比较薄的情况下，对所述第二层的聚烯烃的粘接性也变得充分地高的观点考虑，即使所述第二层的厚度为4μm以上(例如4～30μm)时，对所述第二层的聚烯烃的粘接性也变得充分地高。进而，由于所述第一层包含环氧树脂与封端异氰酸酯，所以不管对于所述金属板，还是对于所述第二层，粘接性均高。因此，得到聚烯烃与金属板的粘接性优异的表面处理金属板。可以认为该情形的原因在于：所述第一层是在粘接性比较高的环氧树脂中含有封端异氰酸酯而成的层。
所述第一层的厚度的下限值为15μm以上，优选为18μm以上，更优选为20μm以上。另外，所述第一层的厚度的上限值为40μm以上，更优选为30μm以下。若所述第一层过薄，则有未充分达成所述第一层所达到的效果(例如对所述第二层的聚烯烃的粘接性提高的效果)的倾向。另外，所述第一层越厚，越有发挥所述第一层所达成的效果的倾向，另一方面，有即便过于厚，其效果也几乎没有提高的倾向。另外，若所述第一层过厚，则形成第一层时，也有泡等容易混入所述第一层中的倾向。因此，如果所述第一层的厚度为上述范围内，则能够提高对所述第二层的聚烯烃的粘接性，而不会使所述第一层厚达必要以上。
所述环氧树脂只要是1分子中具有2个以上的环氧基的聚环氧化物化合物，则没有特别限定。作为所述环氧树脂，可列举出例如，双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、及氢化双酚A型环氧树脂等。
所述封端异氰酸酯只要是用封端剂(blocking agent)将异氰酸酯化合物的异氰酸酯基进行封端而成的物质，则没有特别限定。作为所述异氰酸酯化合物，可列举出：例如，六亚甲基二异氰酸酯等的脂肪族二异氰酸酯；异尔佛酮二异氰酸酯等的脂环族二异氰酸酯；二甲苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、及4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯等的芳香族二异氰酸酯等。作为所述封端剂，可列举出例如，酚类、醇类、内酰胺、肟、胺类、及活性亚甲基化合物等。作为所述封端异氰酸酯，可列举出用所述封端剂对所述异氰酸酯化合物进行封端化而成的化合物。
所述封端异氰酸酯的含量的下限值，相对于所述环氧树脂与所述封端异氰酸酯的合计质量，优选为0.1质量％以上，更优选为0.3质量％以上。另外，所述封端异氰酸酯的含量的上限值，相对于所述合计质量，优选为10质量％以下，更优选为5质量％以下。所述封端异氰酸酯不管过少，还是过多，均有未充分达成所述第一层所达到的效果(例如提高对所述第二层的聚烯烃的粘接性的效果)的倾向。
所述第一层只要包含所述环氧树脂及所述封端异氰酸酯即可，可以包含其它的成分，也可以是仅由所述环氧树脂及所述封端异氰酸酯构成的层。作为所述其它的成分，可列举出例如，亚磷酸锌及氧化锌等的防锈剂、氧化钛及二氧化硅等的颜料等。
另外，作为所述第一层的形成方法，只要是能够形成所述第一层，则没有特别限定。作为所述第一层的形成方法，可列举出例如，在所述金属板的单面或双面上涂布包含所述环氧树脂及所述封端异氰酸酯的涂敷液(第一层形成用涂敷液)的方法等。另外，根据需要，加热干燥涂布有所述第一层形成用涂敷液的金属板。通过如此操作，在所述金属板上形成所述第一层。所述第一层形成用涂敷液通过向溶剂中投入所述环氧树脂及所述封端异氰酸酯，进行搅拌而获得。作为所述溶剂，例如，可列举出二甲苯及环己酮等。另外，作为所述涂布的方法，可列举出辊涂法、喷涂法、及帘流涂布法等。另外，所述加热干燥的温度及时间没有特别限定，可列举出例如，在环氧树脂固化的200℃左右进行数十秒～数分钟左右的加热等。
本实施方式中所采用的所述第二层只要是厚度(干燥后的厚度)为4～30μm且包含酸改性聚烯烃的层，则没有特别限定。所述第二层是实现所述第一层与作为塑料的聚烯烃的接合的层。包含所述酸改性聚烯烃的第二层是利用加热(例如，200℃以上的加热)进行溶融来发挥与塑料的粘接性，并且使其冷却固化时强度变大的层，即包含所谓的热熔粘接剂的层。该树脂层在所述表面处理金属板的实际使用时，例如在-40～125℃下，被冷却固化，在该状态下，充分发挥与塑料的粘接性。具体而言，使溶融的塑料与所述表面处理金属板所具有的所述第二层接触，之后，通过所述第二层及所述塑料进行冷却固化，由此实现所述第二层与所述塑料的接合。溶融的塑料与所述第二层接触时，所述第二层也溶融，所述第二层与所述塑料发生部分相容，实现所述第二层与塑料的良好地接合。另外，所述第一层如上所述，实现所述金属板与所述第二层的接合。另外，所述第一层对所述第二层的粘接性高，另外，所述第二层对所述第一层的粘接性高。因此，所述第一层和所述第二层良好地接合。由此，所述第二层与所述第一层协同地实现金属板与塑料的接合。
所述第二层的厚度的下限值为4μm以上，优选为5μm以上。所述第二层的厚度的上限值为30μm以下，优选为15μm以下，更优选为13μm以下。若所述第二层过薄，则即使在所述第二层与所述金属板之间设置所述第一层，也有无法发挥对聚烯烃的充分的粘接性的倾向。另外，有所述第二层越厚，对聚烯烃的粘接性越变高的倾向，但另一方面，即使过厚，也有无法充分发挥该倾向，加厚成为成本上的浪费。另外，若所述第二层过厚，则形成第二层时，也有泡等容易混入所述第二层的倾向。因此，如果所述第二层的厚度在上述范围内，则抑制泡等的混入，并且能够提高对所述第二层的聚烯烃的粘接性。
关于所述酸改性聚烯烃，可列举出例如，用羧酸、羧酸酐、及羧酸衍生物等的酸成分改性而成的聚烯烃等。作为所述酸改性聚烯烃，可列举出例如，使选自不饱和二羧酸、其酸酐、及酯衍生物中的至少1种与聚烯烃系树脂接枝聚合而得到的酸改性聚烯烃等。
作为所述聚烯烃，可列举出例如，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、α-烯烃与乙烯或丙烯的共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-马来酸酐共聚物、及丙烯-马来酸酐共聚物等。作为所述聚烯烃可以单独使用上述例示出的聚烯烃，也可以组合使用2种以上。另外，从提高与金属板及塑料的粘接性的观点出发，所述聚烯烃优选包含聚丙烯，更优选仅由聚丙烯构成。即，作为所述酸改性聚烯烃优选酸改性聚丙烯。
作为所述聚丙烯，可以是均聚丙烯(丙烯独聚物)，也可以是丙烯与选自乙烯、其它的α-烯烃、及乙烯化合物中的1种以上的共聚物。作为其它的α-烯烃，优选碳数4～18的α-烯烃，可列举出1-丁烯、异丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、及1-十二碳烯等。作为所述聚丙烯，从提高与金属板及塑料的粘接性的观点出发，特别优选均聚丙烯。
作为所述不饱和二羧酸，可列举出例如，马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸、及衣康酸等。作为所述不饱和二羧酸的酸酐，可列举出例如，马来酸酐、衣康酸酐、及柠康酸酐等。作为所述不饱和二羧酸的酯衍生物，可列举出例如，马来酸单甲基酯等。其中，优选不饱和二羧酸的酸酐，更优选马来酸酐。另外，不饱和二羧酸、其酸酐、或酯衍生物可以单独使用，也可以组合2种以上。
作为所述酸改性聚烯烃，可以使用市售品。作为市售品，可列举出“UNISTOLE(注册商标)”系列、日本聚丙烯公司制的“Novatec(注册商标)”系列、“Wintech(注册商标)”系列、普瑞曼聚合物公司的“Prime Polypro(注册商标)”系列等。
另外，所述酸改性聚烯烃通过例如，按照常规方法，使不饱和二羧酸、其酸酐、或酯衍生物与所述聚烯烃接枝聚合而制造。用马来酸酐进行酸改性后的聚烯烃(马来酸酐改性聚烯烃)通过使马来酸酐与聚丙烯加成而制造。具体而言，可以按照以下所述操作进行合成。使用二甲苯、及2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯等作为溶剂，以适当的任意的顺序或一起投入聚丙烯、马来酸酐、及有机过氧化物(例如，叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯等)在通常的加热下，例如在130～150℃左右之下，使马来酸酐与聚烯烃发生接枝聚合。通过这样的操作，能够制造马来酸酐改性聚烯烃。
所述酸改性聚烯烃的酸值优选为3～100mgKOH/g，更优选为5～80mgKOH/g，进一步优选为5～60mgKOH/g。若所述酸改性聚烯烃的酸值过小，用于形成表面处理皮膜的涂敷液的制造变困难。因此，有难以形成良好的表面处理皮膜的倾向。另外，虽然所述酸改性聚烯烃的酸值高即可，但100mgKOH/g左右是界限。因此，从制造所述酸改性聚烯烃的观点出发，优选为100mgKOH/g以下。
另外，所述第二层只要是含有所述酸改性聚烯烃的层即可，也可以是仅由所述酸改性聚烯烃构成的层。另外，所述第二层在不损害本发明的效果的程度内可以含有其它的成分。作为所述其它的成分，可列举出例如，无机粒子、及酸改性聚烯烃以外的热塑性树脂等。
另外，作为所述无机粒子，可列举出例如，滑石、碳酸钙、及酸化铝等粒子。另外，所述无机粒子可以单独使用，也可以组合2种以上使用。
作为所述热塑性树脂，可列举出例如，聚苯乙烯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、丙烯腈-EPDM(乙烯-丙烯-二烯橡胶)-苯乙烯(AES)共聚物、丙烯酸系树脂、聚丁二烯、聚缩醛树脂、聚醚树脂、聚醋酸乙烯、聚氯乙烯、及聚偏氯乙烯等。另外，所述热塑性树脂可以单独使用它们，也可以组合2种以上使用。
所述酸改性聚烯烃的含量，相对于所述第二层的全部树脂成分，优选为80质量％以上，更优选为90质量％以上，进一步优选为99.91质量％以上，特别优选为99.95质量％以上，最优选100质量％(第二层所含的树脂仅为酸改性聚烯烃)。
另外，作为所述第二层的形成方法，只要是能够形成所述第二层，则没有特别限定。作为所述第二层的形成方法，可列举出例如，在所述第一层上涂布包含所述酸改性聚烯烃的涂敷液(第二层形成用涂敷液)的方法等。另外，根据需要，加热干燥所述第二层形成用涂敷液涂布于所述第一层上而成的金属板。通过这样的操作，使所述第二层形成于所述第一层上。所述第二层形成用涂敷液可以通过将所述酸改性聚烯烃投入到溶剂中，进行搅拌来得到。作为所述溶剂，可列举出例如，二甲苯及Solvesso(注册商标)等。另外，作为所述涂布的方法，可列举出辊涂法、喷涂法、及帘流涂布法等。另外，对于所述加热干燥，其温度及时间没有特别限定，可列举出例如，在酸改性烯烃进行溶融的200℃左右加热数十秒～数分钟左右等。
另外，如上所述，可以在所述金属板的、所述第一层侧具备所述化成处理皮膜。即，所述化成处理皮膜是为了提高金属板的耐腐蚀性，并且确保金属板与第一层之间的粘接性而具备的。另外，为了提高金属板的耐腐蚀性，可以在所述化成处理皮膜中添加胶体二氧化硅。另外，为了确保与所述第一层之间的粘接性，可以在所述化成处理皮膜中添加热固化型树脂等树脂、及硅烷偶联剂。进而，为了确保金属板与化成处理皮膜成分的化学键合，可以在所述化成处理皮膜中添加酸。予以说明，所述化成处理皮膜的附着量没有特别限定，以干燥重量计优选为0.01～1g/m2，更优选为0.05～0.5g/m2。若所述化成处理皮膜的附着量过少，则有可能由化成处理皮膜带来的粘接强度提高的效果变得不充分。另外，即使所述化成处理皮膜的附着量过多，也由于粘接强度提高效果饱和，因此成本上是浪费的。
所述化成处理皮膜中优选含有胶体二氧化硅。这是因为具有提高耐腐蚀性的效果。作为所述胶体二氧化硅，优选使用“SNOWTEX(注册商标)”系列(日产化学工业社制的胶体二氧化硅)的“XS”、“SS”、“40”、“N”、“UP”等。特别优选使用表面积平均粒径为10～20nm左右的“SNOWTEX-40”。
作为所述化成处理皮膜中使用的树脂，可列举出例如，水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸改性环氧树脂、及水性酚醛树脂等热固化型树脂。予以说明，水性是指水溶性或水分散性(非水溶性)。另外，所述树脂种可以含有酸改性聚烯烃。
形成所述化成处理皮膜时使用的涂敷液中，优选预先配合硅烷偶联剂。若含有硅烷偶联剂，则所述化成处理皮膜能够提高对金属基板的密合性。作为所述硅烷偶联剂，具体而言，可列举出：γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷等含有氨基的硅烷偶联剂；γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基甲基二甲氧基硅烷等含有环氧丙氧基的硅烷偶联剂；乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷等的含有乙烯基的硅烷偶联剂；γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷等的含有甲基丙烯氧基的硅烷偶联剂；γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷等的含有巯基的硅烷偶联剂；γ-氯丙基甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷等的含有卤素基的硅烷偶联剂等。
所述化成处理皮膜的形成方法只要是能够形成所述化成处理皮膜，则没有特别限定。作为所述化成处理皮膜的形成方法，可以在所述金属基板的至少一个表面上涂布包含树脂、胶体二氧化硅、及硅烷偶联剂等的涂敷液(化成处理皮膜形成用涂敷液)而形成。另外，在所述金属基板上形成所述化成处理皮膜的方法没有特别限定，可以采用以往的公知的涂布方法，例如，使用辊涂法、喷涂法、及帘流涂布法等，金属基板表面的单面或两面上涂布化成处理皮膜用涂敷液，并进行加热干燥即可。加热干燥温度没有特别限定，但由于化成处理皮膜形成用涂敷液是水性的，所以在水发生蒸发的100℃左右加热数十秒钟～数分钟左右即可。
通过所述表面处理金属板与包含聚烯烃的树脂成形品(塑料)复合使用，由此得到在所述表面处理金属板的所述第二层之上设置所述塑料而成的复合构件。即，所述复合构件包括：所述表面处理金属板；和，设置在所述表面处理金属板中的所述第二层之上的塑料。此时，需要对所述复合构件进行加工的情况下，可以使用将所述表面处理金属板冲压成形为作为目标形状的构件。另外，将所述表面处理金属板装入注射成形机的模具之中，进行闭模，向模具内注射溶融树脂，若树脂冷却固化，则得到复合构件。即，所述复合构件的制造方法包括：将所述表面处理金属板加工成指定的形状的工序；将加工成指定的形状的所述表面处理金属板配置于塑料成形用模具内的工序；以及，在配置有所述表面处理金属板的所述塑料成形用模具内注入溶融的塑料，由此使所述表面处理金属板和所述塑料粘接接合的工序。当然，所述表面处理金属板可以用冲压成形法与树脂复合，为了有效利用注射成形的短时间且高效率这样的优点，优选采用注射成形法。
注射成形的条件可以根据构成成形品的树脂的种类进行适宜变更，如果列举成形品用树脂(塑料)为聚丙烯时的一个例子，则可以将料筒温度设为230～250℃、模具温度设为45～55℃、注射保持时间设为を5～8秒钟、冷却时间设为20～30秒钟左右。若采用这些条件进行注射成形，则得到所述塑料与所述表面处理金属板牢固粘接而成的复合构件。
如上所述操作得到的复合构件中，所述塑料被良好地粘接于所述表面处理金属板。即，得到金属板与塑料的粘接性优异的复合构件。
在所述复合构件中，作为与所述表面处理金属板接合的、包含聚烯烃的塑料，只要是能作为树脂成形品使用的则没有特别限定。作为该聚烯烃，可列举出例如，聚乙烯、聚丙烯、及乙烯-聚丙烯共聚物等。其中，聚丙烯因为轻量(低比重)、强度高、低成本，所以在结构构件用途等中被优选使用。另外，作为所述塑料，优选在使所述聚烯烃中含有强化纤维而成的塑料，即，用强化纤维使所述聚烯烃强化而成的塑料。这样一来，用强化纤维强化后的塑料不仅强度高，而且热膨胀率变小，因此与随着温度变化的金属板和的接合部中的热应力得以抑制。作为所述强化纤维，可列举出例如，玻璃纤维及炭素纤维等。另外，也可以在所述塑料中加入颜料、染料、阻燃剂、抗菌剂、抗氧化剂、增塑剂、及滑剂等公知的添加剂。
另外，所述复合构件中的、所述表面处理金属板所具有的金属板与所述塑料的粘接强度优选为5MPa以上，更优选为6MPa以上。通过使用所述表面处理钢板，能够充分提高复合构件的粘接强度。
本说明书如上所述公开了各种实施方式的技术，其主要技术总结如下。
本发明一个方面涉及一种聚烯烃粘接用表面处理金属板，其包括：金属板；设置在所述金属板的至少一个表面上的第一层；和，设置在所述第一层上的第二层，其中，所述第一层包含环氧树脂和封端异氰酸酯，所述第二层包含酸改性聚烯烃系树脂，所述第一层的厚度为15～40μm，所述第二层的厚度为4～30μm。
根据该构成，能够提供对于聚烯烃的粘接性优异的聚烯烃粘接用表面处理金属板。
另外，在所述聚烯烃粘接用表面处理金属板中，所述第一层的厚度优选为18～25μm。
根据该构成，能够进一步提高对于聚烯烃的粘接性。
另外，在所述聚烯烃粘接用表面处理金属板中，所述第二层的厚度优选为5～15μm。
根据该构成，能够进一步提高对于聚烯烃的粘接性。
此外，本发明另一个方面涉及一种复合构件，其包括：所述聚烯烃粘接用表面处理金属板；和，设置在所述聚烯烃粘接用表面处理金属板中的所述第二层之上的塑料，其中，所述塑料包含聚烯烃。
根据该构成，能够提高与聚烯烃的粘接性优异的复合构件。
根据本发明，能够提供一种对聚烯烃的粘接性优异的聚烯烃粘接用表面处理金属板。另外，根据本发明，能够提供一种与聚烯烃的粘接性优异的复合构件。
以下，通过实施例对本发明进一步进行具体说明，但是本发明的范围不受此限定。
实施例
首先，实施例及比较例使用的测定方法及评价方法说明如下。
[粘接性(粘接强度)]
在通过后述的制造方法得到的复合构件中，将表面处理金属板的纵长方向端部与塑料的纵长方向端部在25℃的气氛下，用拉伸试验机的卡盘卡住，以10mm/分钟的拉伸速度进行拉伸，测定了从表面处理金属板上剥离塑料时的抗拉强度，以其值作为粘接强度。但是，表面处理金属板的纵长方向端部是未被塑料覆盖的一方的端部，塑料的纵长方向端部是表面处理钢板未被粘接的一方的端部。
[实施例1]
(第一层)
准备厚度1mm的合金化溶融镀锌钢板。该合金化溶融镀锌钢板是对两面进行了镀敷处理，其附着量为每面30g/m2的钢板。另外。使用日本帕卡濑精株式会社制的CTE-213，对该合金化溶融镀锌钢板的两面进行了基底处理，以使其附着量为每面100mg/m2。在该基底处理过的合金化溶融镀锌钢板的单面上用棒涂机涂布了第一层形成用涂敷液，以使最终得到的表面处理金属板的第一层为表2所示的厚度(20μm)。作为所述第一层形成用涂敷液，使用了含有环氧树脂及封端异氰酸酯的涂料(相对于环氧树脂及封端异氰酸酯，封端异氰酸酯的含量为1.5质量％、日本巴斯夫涂料有限公司制的CF-701涂料)。然后，将涂布了所述第一层形成用涂敷液的合金化溶融镀锌钢板在220℃下加热了2分钟。通过这样的操作，在所述合金化溶融镀锌钢板上形成了第一层。
(第二层)
在形成了所述第一层的合金化溶融镀锌钢板的所述第一层上，用棒涂机涂布了第二层形成用涂敷液，以使最终得到的表面处理金属板的第二层为表2所示的厚度(5μm)。作为所述第一层形成用涂敷液，使用了含有酸改性聚烯烃的涂敷液(适于聚丙烯的涂料型粘接剂、三井化学株式会社制的酸改性聚丙烯系粘接剂“UNISTOLE注册商标)R-300”)。然后，将涂布了所述第二层形成用涂敷液的合金化溶融镀锌钢板在220℃下加热了2分钟。通过这样操作，在所述第一层上形成第二层，得到了表面处理金属板。用目视观察了得到的表面处理金属板，结果未确认到所述第一层及所述第二层上发生泡等不良状况。
(复合构件)
接着，使用注射成形机(日精树脂工业社制PNX60)进行了注射成形。首先，将所述表面处理金属板剪切成100mm×25mm，放入模具中。然后，使包含30质量％的玻璃纤维的聚丙烯(普瑞曼聚合物公司制Prime Polypro(注册商标)E7000)溶融，得到了100mm长×25mm宽×3mm厚的具备塑料的复合构件。其中，并不是用塑料完全覆盖表面处理金属板的表面方式而使其粘接，而是塑料与表面处理金属板按照以12.5mm长×25mm宽重叠(仅用塑料覆盖表面处理金属板的表面的一部分)的方式使其粘接，从而得到复合构件。注射条件示于表1。
表1
[比较例1]
除了未形成第一层以外，与实施例1同样操作，制作了表面处理金属板。用目视观察了得到的表面处理金属板，结果未确认到在所述第二层上发生泡等的不良状况。
[实施例2～6、比较例2、3、5]
除了最终得到的表面处理金属板的第一层的厚度及第二层的厚度分别按照表2所示的厚度进行变更以外，与实施例1同样操作，制作了表面处理金属板。用目视观察了实施例2～6、比较例2、3、5的表面处理金属板，结果未确认到在所述第一层及所述第二层上发生泡等的不良状况。
予以说明，实施例6在形成第二层时，通过层叠6次相当于5μm的层进行了制作。
[比较例4]
作为第一层形成用涂敷液，替代CF-701涂料，使用含有环氧树脂且不含有封端异氰酸酯的涂料(日涂工业涂料有限公司制的NSC682NC环氧树脂涂料)，除此以外，与实施例1同样操作，制作了表面处理金属板。用目视观察了得到的表面处理金属板，结果未确认到在所述第一层及所述第二层上发生泡等的不良状况。
以上述的方法测定了所得到的各复合构件的粘接强度，其结果示于表2。予以说明，使用比较例2的表面处理金属板时，表面处理金属板所具有的金属板与塑料的粘接强度低，测定所述粘接强度前由于发生了塑料剥离，所以无法测定粘接强度。因此，表2中的比较例2的粘接强度栏显示为“-”。
表2
由表2可知：具有包含酸改性聚烯烃系树脂的层作为第二层，并在该第二层与金属板(钢板)之间具有厚度为15～40μm且包含环氧树脂和封端异氰酸酯的第一层的情况(实施例1～6)，与不具有第一层的情况(比较例1)相比，粘接强度高。另外，实施例1～6的表面处理金属板具有第一层，与其厚度低于15μm的情况(比较例2，3)相比，粘接强度也高。此外，实施例1～6的表面处理金属板具有厚度为15μm以上的第一层，与在第一层不包含封端异氰酸酯的情况(比较例4)相比，粘接强度也高。此外，实施例1～6的表面处理金属板具有第二层，与其厚度低于4μm的情况(比较例5)相比，粘接强度也高。
由以上可知：通过具有包含酸改性聚烯烃系树脂的层作为第二层，并且在该第二层与金属板(钢板)之间具有厚度为15～40μm且包含环氧树脂和封端异氰酸酯的第一层，而且具有厚度为4～30μm且包含酸改性聚烯烃系树脂的第二层，由此与聚烯烃的粘接强度提高。
本申请以2017年3月17日申请的日本国专利申请特愿2017-53104为基础的申请，其内容包含在本申请中。
为了表现本发明，上文中通过上述实施方式对本发明进行了适当并充分的说明，但应该认识到本领域技术人员容易对上述实施方式进行变更和/或改良。因此，本领域技术人员实施的变形实施方式或改良实施方式，只要是没有脱离权利要求书中记载的权利要求的保护范围的水平，该变形实施方式或改良实施方式可解释为被包含在该权利要求的保护范围内。
产业上的可利用性
根据本发明，提供一种对于聚烯烃的粘接性优异的聚烯烃粘接用表面处理金属板。另外，根据本发明，提供一种与聚烯烃的粘接性优异的复合构件。

Claims (4)

1.一种聚烯烃粘接用表面处理金属板，其特征在于，包括：
金属板；
第一层，设置在所述金属板的至少一个表面上；和
第二层，设置在所述第一层上，其中，
所述第一层包含环氧树脂和封端异氰酸酯，
所述第二层包含酸改性聚烯烃系树脂，
所述第一层的厚度为15～40μm，
所述第二层的厚度为4～30μm。
2.根据权利要求1所述的聚烯烃粘接用表面处理金属板，其特征在于，
所述第一层的厚度为18～25μm。
3.根据权利要求1所述的聚烯烃粘接用表面处理金属板，其特征在于，
所述第二层的厚度为5～15μm。
4.一种复合构件，其特征在于，包括：
权利要求1所述的聚烯烃粘接用表面处理金属板；和
塑料，设置在所述聚烯烃粘接用表面处理金属板中的所述第二层上，其中，所述塑料包含聚烯烃。
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