JP2019104170A - Metal-resin laminate - Google Patents

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晋吾 中島
Shingo Nakajima
晋吾 中島
雅晃 山内
Masaaki Yamauchi
雅晃 山内
誠 中林
Makoto Nakabayashi
誠 中林
一秋 池田
Kazuaki Ikeda
一秋 池田
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Abstract

To provide a metal-resin laminate having a base material mainly made of metal and a resin layer mainly made of fluorine-containing resin, wherein, the metal-resin laminate satisfactorily maintains advantageous properties of the fluorine-containing resin layer, while maintaining sufficient adhesiveness between the base material and the resin layer.SOLUTION: A metal-resin laminate 10 has a metal base material 20 having a first surface 20A, and a fluorine-containing resin layer 30 disposed in contact with the first surface 20A, and containing a fluorine-containing resin having a polar group.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、金属−樹脂積層体に関するものである。   The present invention relates to a metal-resin laminate.

金属を主体とする基材と、樹脂層とを備える金属−樹脂積層体は、種々の分野で広く使用されている。含フッ素樹脂は、耐久性や絶縁性に優れ、比誘電率(ε)や誘電正接(tanδ)が小さい材料であり、上記のような金属−樹脂積層体にも適用されている。一方、含フッ素樹脂は本質的に金属に対する接着性が低い。そのため、樹脂層が含フッ素樹脂層を主体とする金属−樹脂積層体においては、基材と樹脂層との間の接着性を高めて、基材からの樹脂層の剥離を防止する必要がある。 Metal-resin laminates comprising a metal-based substrate and a resin layer are widely used in various fields. The fluorine-containing resin is a material which is excellent in durability and insulation and small in relative dielectric constant (ε r ) and dielectric loss tangent (tan δ), and is also applied to the metal-resin laminate as described above. On the other hand, fluorine-containing resins inherently have low adhesion to metals. Therefore, in a metal-resin laminate in which the resin layer is mainly composed of a fluorine-containing resin layer, it is necessary to enhance the adhesion between the substrate and the resin layer to prevent peeling of the resin layer from the substrate .

金属を主体とする基材と含フッ素樹脂を主体とする樹脂層と間の接着性を高めるために、例えば基材と樹脂層と間に接着剤層やプライマー層などの接着性付与層を介在させることが行われている。特許文献1には、金属の基材と含フッ素樹脂を含む樹脂層との間にプライマー層が配置された積層体が開示されている。   In order to enhance the adhesion between the metal-based substrate and the fluorine-containing resin layer, for example, an adhesive layer such as an adhesive layer or a primer layer is interposed between the substrate and the resin layer. It is done. Patent Document 1 discloses a laminate in which a primer layer is disposed between a metal base and a resin layer containing a fluorine-containing resin.

特開2000−326441号公報JP, 2000-326441, A

上述のように、本質的に金属に対する接着性が低い含フッ素樹脂を含む金属−樹脂積層体において、金属−樹脂間の接着性を高めることが求められている。このとき、金属−樹脂間の接着性を高めつつ、含フッ素樹脂層が本来有する高耐久性などの特性を損なわれないようするのが望ましい。   As described above, in a metal-resin laminate containing a fluorine-containing resin having an essentially low adhesion to metals, it is required to increase the adhesion between metal and resin. At this time, it is desirable to improve the adhesion between metal and resin and not to impair the characteristics such as high durability which the fluorine-containing resin layer originally has.

そこで、金属を主体とする基材と含フッ素樹脂を主体とする樹脂層とを備える金属−樹脂積層体において、含フッ素樹脂層が有する有利な特性を充分に維持しつつ、基材と樹脂層との間で充分な接着性が保持される金属−樹脂積層体を提供することを目的の1つとする。   Therefore, in a metal-resin laminate comprising a base mainly composed of metal and a resin layer mainly composed of a fluorine-containing resin, the base material and the resin layer are sufficiently maintained while the advantageous characteristics possessed by the fluorine-containing resin layer are sufficiently maintained. It is an object of the present invention to provide a metal-resin laminate in which sufficient adhesion is maintained.

本願の金属−樹脂積層体は、第1の表面を有する金属基材と、第1の表面に接触して配置された、極性基を有する含フッ素樹脂を含有する含フッ素樹脂層と、を備える。   The metal-resin laminate of the present application comprises a metal base having a first surface, and a fluorine-containing resin layer containing a fluorine-containing resin having a polar group, disposed in contact with the first surface. .

上記金属−樹脂積層体によれば、含フッ素樹脂層が有する有利な特性を充分に維持しつつ、基材と樹脂層との間で充分な接着性が保持される金属−樹脂積層体を提供することができる。   According to the metal-resin laminate, a metal-resin laminate is provided in which sufficient adhesiveness is maintained between the base and the resin layer while sufficiently maintaining the advantageous properties of the fluorine-containing resin layer. can do.

金属−樹脂積層体の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of a metal-resin laminated body. 未架橋の含フッ素ポリマー分子と金属基材との関係を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the relationship of an uncrosslinked fluoropolymer molecule and a metal base material. 電子線架橋された状態の含フッ素ポリマー分子と金属基材との関係を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the relationship between the fluorine-containing polymer molecule | numerator of the electron beam crosslinked state, and a metal base material.

[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態を列記して説明する。本願の金属−樹脂積層体は、第1の表面を有する金属基材と、第1の表面に接触して配置された、極性基を有する含フッ素樹脂を含有する含フッ素樹脂層と、を備える。
Description of an embodiment of the present invention
First, embodiments of the present invention will be listed and described. The metal-resin laminate of the present application comprises a metal base having a first surface, and a fluorine-containing resin layer containing a fluorine-containing resin having a polar group, disposed in contact with the first surface. .

上述のように、含フッ素樹脂は本質的に金属に対する接着性が低い。したがって金属を主体とする基材に対し、単に含フッ素樹脂を主体とする樹脂層を積層したのみでは含フッ素樹脂層と金属基材との間で剥離が起こりやすい。含フッ素樹脂を主体とする樹脂層とを備える金属−樹脂積層体において、含フッ素樹脂層と金属基材との間で剥離が起こらないようにするためには、基材と樹脂層との間の接着性を高める必要がある。   As mentioned above, the fluorine-containing resin inherently has low adhesion to metals. Therefore, peeling is likely to occur between the fluorine-containing resin layer and the metal base simply by laminating the resin layer mainly containing the fluorine-containing resin on the metal-based base. In a metal-resin laminate including a resin layer mainly composed of a fluorine-containing resin, in order to prevent peeling between the fluorine-containing resin layer and the metal base, the space between the base and the resin layer It is necessary to improve the adhesion of

一方、例えば接着性を高めるために含フッ素樹脂層と金属基材との間に接着剤層やプライマー層を配置すると、金属−樹脂積層体が本来有する有利な特性が充分に発揮されない場合がある。たとえば高い絶縁性が求められる用途において、含フッ素樹脂層よりも絶縁性が低い物質からなる接着剤層を設けた場合、積層体全体としての絶縁性が損なわれるおそれがある。また薄型化の観点からも不利になる。さらに接着剤層やプライマー層を形成するため工程の分だけ工程数が増える。そのため、基材と樹脂層とが直接接触する積層構造を有する積層体が望まれる。   On the other hand, for example, when an adhesive layer or a primer layer is disposed between the fluorine-containing resin layer and the metal base in order to enhance the adhesiveness, the advantageous characteristics inherent in the metal-resin laminate may not be sufficiently exhibited. . For example, in an application where high insulation is required, when the adhesive layer made of a substance having a lower insulation than the fluorine-containing resin layer is provided, the insulation as the whole laminate may be impaired. It is also disadvantageous from the viewpoint of thinning. Furthermore, in order to form an adhesive bond layer and a primer layer, the number of processes increases by the part of a process. Therefore, a laminate having a laminated structure in which the base material and the resin layer are in direct contact with each other is desired.

本願の金属−樹脂積層体においては、樹脂層として、極性基を有する含フッ素樹脂を含有する含フッ素樹脂層を備える。極性基を有する含フッ素樹脂を含有することにより金属基材との親和性が高まり、金属基材と上記樹脂層との間で剥離が起こらない程度に充分な接着性が保持される。またこれにより、含フッ素樹脂層が本来有する有利な特性を充分に発揮することが可能となる。   The metal-resin laminate of the present application includes, as a resin layer, a fluorine-containing resin layer containing a fluorine-containing resin having a polar group. By containing the fluorine-containing resin having a polar group, the affinity with the metal substrate is enhanced, and sufficient adhesiveness is maintained to such an extent that peeling does not occur between the metal substrate and the resin layer. In addition, this makes it possible to fully exhibit the advantageous properties inherent to the fluorine-containing resin layer.

上記金属−樹脂積層体においては、上記極性基が、酸素および窒素のうち少なくともいずれか一方を含有していてもよい。含フッ素樹脂がこのような極性基を有することにより、基材と樹脂層との間の接着性をより高めることができる。   In the metal-resin laminate, the polar group may contain at least one of oxygen and nitrogen. By the fluorine-containing resin having such a polar group, the adhesion between the substrate and the resin layer can be further enhanced.

上記金属−樹脂積層体においては、上記酸素および窒素のうち少なくともいずれか一方を含有する基が、カルボキシ基、カルボン酸無水物基、アルコキシカルボニル基、ヒドロキシ基、エポキシ基、およびイソシアネート基からなる群から選択される少なくとも1種であってもよい。含フッ素樹脂がこのような極性基を有することにより、基材と樹脂層との間の接着性をより一層高めることができる。   In the metal-resin laminate, a group containing at least one of oxygen and nitrogen is a group consisting of a carboxy group, a carboxylic acid anhydride group, an alkoxycarbonyl group, a hydroxy group, an epoxy group, and an isocyanate group. Or at least one selected from By the fluorine-containing resin having such a polar group, the adhesion between the substrate and the resin layer can be further enhanced.

上記金属−樹脂積層体においては、金属基材が、アルミニウム、ニッケル、銅、又はステンレス鋼からなる金属基材であってもよい。これらの金属基材を備えることにより、含フッ素樹脂層を含む上記金属−樹脂積層体の特性をより好適に発揮することができる。   In the metal-resin laminate, the metal base may be a metal base made of aluminum, nickel, copper, or stainless steel. By providing these metal substrates, the characteristics of the metal-resin laminate including the fluorine-containing resin layer can be more suitably exhibited.

上記金属−樹脂積層体においては、含フッ素樹脂層が、含フッ素ポリマー架橋体を含んでもよい。このような含フッ素樹脂層を採用することで、耐久性などの各種特性により優れた金属−樹脂積層体を得ることができる。   In the metal-resin laminate, the fluororesin layer may contain a crosslinked fluoropolymer. By adopting such a fluorine-containing resin layer, it is possible to obtain a metal-resin laminate which is more excellent in various characteristics such as durability.

[本願発明の実施形態の詳細]
次に、本願の金属−樹脂積層体の一実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰り返さない。
[Details of the Embodiment of the Present Invention]
Next, an embodiment of the metal-resin laminate of the present application will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

[金属−樹脂積層体の構成]
図1および図2を参照して、金属−樹脂積層体の構成を説明する。図1は金属−樹脂積層体の一例を示す概略断面図である。
[Composition of a metal-resin laminate]
The configuration of the metal-resin laminate will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a metal-resin laminate.

図1を参照して、金属−樹脂積層体10は、金属基材20と、含フッ素樹脂層30と、を備える。含フッ素樹脂層30は、金属基材20の第1の表面20Aに接触して配置される。より具体的には含フッ素樹脂層30は、金属基材20の第1の表面20Aに接着される。   Referring to FIG. 1, metal-resin laminate 10 includes metal substrate 20 and fluorine-containing resin layer 30. The fluorine-containing resin layer 30 is disposed in contact with the first surface 20 A of the metal base 20. More specifically, the fluorine-containing resin layer 30 is adhered to the first surface 20A of the metal substrate 20.

[基材]
本実施の形態において、金属基材20を構成する金属の例としては、アルミニウム、ニッケル、銅、およびステンレス鋼などが挙げられる。金属基材20の形状は、含フッ素樹脂層を積層可能な形状である限り特に限定されず、例えば板状、箔状である。
[Base material]
In the present embodiment, examples of the metal constituting the metal base 20 include aluminum, nickel, copper, stainless steel and the like. The shape of the metal base 20 is not particularly limited as long as it is a shape capable of laminating the fluorine-containing resin layer, and is, for example, plate-like or foil-like.

[含フッ素樹脂層]
含フッ素樹脂層30は、含フッ素樹脂を主成分とする層である。具体的には、樹脂層を構成する成分の50質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは99質量%以上が含フッ素樹脂である。また含フッ素樹脂とは、分子鎖内に炭素原子(C)とフッ素原子(F)との結合を有する樹脂である。
[Fluorinated resin layer]
The fluorine-containing resin layer 30 is a layer containing a fluorine-containing resin as a main component. Specifically, 50% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and still more preferably 99% by mass or more of the components constituting the resin layer is a fluorine-containing resin. The fluorine-containing resin is a resin having a bond of carbon atom (C) and fluorine atom (F) in a molecular chain.

含フッ素樹脂としては特に限定されないが、例えばテトラフルオロエチレン・ヘキサオロプロピレン共重合体(FEP:Fluorinated ethylene propylene)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA:Perfluoroalkane)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE:Polytetrafluoroethylene)又はテトラフルオロエチレン・パーフルオロジオキソール共重合体(TFE/PDD:Tetrafluoroethylene−Perfluorodioxol copolymer)、ポリビニリデンフルオライド、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリフッ化ビニル、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフルオライドターポリマー、フルオロエラストマー等を挙げることができる。さらにこれら化合物を含む混合物や、これらの含フッ素樹脂を構成する各モノマーの組み合わせにより形成されるコポリマーなども含まれる   The fluorine-containing resin is not particularly limited, but, for example, tetrafluoroethylene / hexaoropropylene copolymer (FEP: Fluorinated ethylene propylene), tetrafluoroethylene / perfluoroalkylvinylether copolymer (PFA: Perfluoroalkane), polytetrafluoroethylene (PTFE: Polytetrafluoroethylene) or tetrafluoroethylene-perfluorodioxole copolymer (TFE / PDD: Tetrafluoroethylene-Perfluorodioxol copolymer), polyvinylidene fluoride, polychlorotrifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer, Polyvinyl fluoride, Tet Fluoroethylene - can vinylidene fluoride terpolymer, a fluoroelastomer or the like - hexafluoropropylene. Furthermore, a mixture containing these compounds, a copolymer formed by the combination of each monomer constituting these fluorine-containing resin, etc. are also included.

これらの中で、特にFEP、PFA、PTFE、およびTFE/PDDが好ましい。これらの含フッ素樹脂は、加熱や電子線照射等により、含フッ素樹脂としては比較的に容易にラジカルが生成する。生成したラジカルの反応によって、含フッ素樹脂の改質を行うことも可能である。   Among these, FEP, PFA, PTFE and TFE / PDD are particularly preferred. As these fluorine-containing resins, radicals are relatively easily generated as fluorine-containing resins by heating, electron beam irradiation or the like. It is also possible to modify the fluorine-containing resin by the reaction of the generated radical.

上記含フッ素樹脂は極性基を含む。極性基の例としては酸素および窒素のうち少なくともいずれか一方を含有する基が挙げられる。含フッ素樹脂がそのような極性基を有することにより、基材と樹脂層との間の接着性をより向上させることができる。なかでも、極性基としてはカルボキシ(−COOH)基、カルボン酸無水物(−CO−O−CO−)基、アルコキシカルボニル(RCOO−(Rは一価の炭化水素基))基、ヒドロキシ(−OH)基、エポキシ基、およびイソシアネート(−N=C=O)基からなる群から選択される少なくとも1種であるのが好ましい。これらの基を含む場合、金属基材表面と含フッ素樹脂層との間の相互作用が起こりやすく、そのような相互作用によって基材と樹脂層との間の接着性が高いレベルで安定する。   The fluorine-containing resin contains a polar group. Examples of polar groups include groups containing at least one of oxygen and nitrogen. By the fluorine-containing resin having such a polar group, the adhesion between the substrate and the resin layer can be further improved. Among them, as a polar group, a carboxy (-COOH) group, a carboxylic acid anhydride (-CO-O-CO-) group, an alkoxycarbonyl (RCOO- (R is a monovalent hydrocarbon group)) group, a hydroxy (- It is preferably at least one selected from the group consisting of an OH) group, an epoxy group, and an isocyanate (-N (C = O) group. When these groups are included, interaction between the metal substrate surface and the fluorine-containing resin layer is likely to occur, and such interaction stabilizes the adhesion between the substrate and the resin layer at a high level.

好ましい実施形態においては、含フッ素樹脂層30が、含フッ素ポリマー架橋体を含む層である。含フッ素ポリマー架橋体を含むことにより、耐摩耗性などの耐久性が向上する。また場合によっては基材と樹脂層との間で化学結合が生じることもある。それにより、含フッ素樹脂層30の耐久性がより向上する。 In a preferred embodiment, the fluorine-containing resin layer 30 is a layer containing a cross-linked fluoropolymer. By including the cross-linked fluoropolymer, durability such as abrasion resistance is improved. In some cases, chemical bonding may occur between the substrate and the resin layer. Thereby, the durability of the fluorine-containing resin layer 30 is further improved.

図2および図3を参照して、含フッ素ポリマーの未架橋の状態と架橋後の状態を概略的に説明する。図2は未架橋の含フッ素ポリマー分子と金属基材との関係を説明するための概略図である。図3は電子線架橋された状態の含フッ素ポリマー分子と金属基材との関係を説明するための概略図である。   The uncrosslinked state and the state after crosslinking of the fluoropolymer are schematically described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a schematic view for explaining the relationship between an uncrosslinked fluoropolymer molecule and a metal substrate. FIG. 3 is a schematic view for explaining the relationship between the fluorine-containing polymer molecule in the electron beam crosslinked state and the metal substrate.

図2の未架橋の状態においては、直鎖の含フッ素ポリマー分子31と、直鎖の含フッ素ポリマー分子32との間の分子間凝集力が弱い。これに対し、図3に示す架橋後の状態においては、含フッ素ポリマー分子33の分子鎖はネットワーク状に伸長している。そのため、分子間力が弱い図2の未架橋の状態と比較して、図3に示す架橋体は、架橋によるネットワーク状の構造を有するためにより高い耐久性や耐熱性を有する。その結果、架橋によって含フッ素樹脂層30の耐久性や耐熱性が改善される。また結合点111,112,113において、分子鎖の一部が金属基材の表面と相互作用が生じ得る。   In the uncrosslinked state of FIG. 2, the intermolecular cohesion between the linear fluoropolymer molecule 31 and the linear fluoropolymer molecule 32 is weak. On the other hand, in the state after crosslinking shown in FIG. 3, the molecular chains of the fluorine-containing polymer molecule 33 extend in the form of a network. Therefore, compared with the uncrosslinked state of FIG. 2 in which the intermolecular force is weak, the crosslinked body shown in FIG. 3 has higher durability and heat resistance because it has a network structure by crosslinking. As a result, the durability and the heat resistance of the fluorine-containing resin layer 30 are improved by the crosslinking. In addition, at the bonding points 111, 112, 113, part of the molecular chains can interact with the surface of the metal substrate.

含フッ素樹脂層30が含フッ素ポリマー架橋体を含むか否かは、例えば三級炭素101,102,103,104,105の存在を、固体NMR(Nuclear Magnetic Resonance)などの分析手段で検出することにより確認することが可能である。   Whether or not the fluorine-containing resin layer 30 contains a fluorine-containing polymer cross-linked substance is detected, for example, by the presence of tertiary carbons 101, 102, 103, 104, 105 by an analysis means such as solid NMR (Nuclear Magnetic Resonance). It is possible to confirm by.

また含フッ素ポリマー架橋体は、電子線架橋構造体、すなわち含フッ素樹脂に電子線を照射することにより架橋されたものであるのが好ましい。架橋によって、含フッ素樹脂層30の特性、例えば耐久性や耐熱性などを改質することができる。なお架橋の形態は特に限定されない。例えば真空中で金属−樹脂積層体10を加熱して熱ラジカルを生成させることにより架橋を行ってもよい。   The cross-linked fluoropolymer is preferably an electron beam cross-linked structure, that is, one cross-linked by irradiating the fluorine-containing resin with an electron beam. Crosslinking can modify the properties of the fluorine-containing resin layer 30, such as durability and heat resistance. The form of crosslinking is not particularly limited. For example, the crosslinking may be performed by heating the metal-resin laminate 10 in a vacuum to generate thermal radicals.

含フッ素樹脂層30は、内部に気孔を有する多孔質構造であってもよい。このようにすることで、含フッ素樹脂層30の耐熱性や絶縁性等が向上する場合がある。   The fluorine-containing resin layer 30 may have a porous structure having pores inside. By doing this, the heat resistance, insulation properties, etc. of the fluorine-containing resin layer 30 may be improved.

また図1を参照して、含フッ素樹脂層30の曲げ強度の向上や線膨張係数の調整のために、含フッ素樹脂層30は中間層を有していてもよい。そのような中間層の例としては、含フッ素樹脂層30を構成する含フッ素樹脂が含浸されたガラスクロスなどが挙げられる。他の例としては、金属クロス、セラミックスクロス、アルミナクロス、またはポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミドおよびアラミド等の耐熱繊維クロス、またはポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマー、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリエーテルエーテルケトン、およびテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体などからなる耐熱フィルム等が挙げられる。   Further, referring to FIG. 1, in order to improve the bending strength of fluorine-containing resin layer 30 and adjust the linear expansion coefficient, fluorine-containing resin layer 30 may have an intermediate layer. As an example of such an intermediate | middle layer, the glass cloth etc. which the fluorine-containing resin which comprises the fluorine-containing resin layer 30 was impregnated, etc. are mentioned. Other examples include metal cloth, ceramic cloth, alumina cloth, or heat resistant fiber cloth such as polytetrafluoroethylene, polyetheretherketone, polyimide and aramid, or polytetrafluoroethylene, liquid crystal polymer, polyimide, polyamide imide, poly The heat-resistant film etc. which consist of a benzimidazole, a polyether ether ketone, a tetrafluoroethylene perfluoro alkyl vinyl ether copolymer etc. are mentioned.

上記中間層がクロス状の物質の場合、そのクロスの織り方としては特に限定されず、公知の折り方が適用可能である。例えば中間を薄くするためには平織りが好ましい。また屈曲する用途には、綾織りやサテン織りなどが好ましい。   When the intermediate layer is a cloth-like material, the method of weaving the cloth is not particularly limited, and known folding methods can be applied. For example, plain weave is preferred to thin the middle. In addition, twill weave, satin weave, etc. are preferable for use in bending.

上記中間層の密度としては、1g/m以上5g/m以上が好ましく、2g/m以上3g/m以上がより好ましい。また、上記中間層単独の引張強度としては、1GPa以上10GPa以下が好ましく、2GPa以上5GPa以下がより好ましい。また、上記中間層単独の引張弾性率としては、10GPa以上200GPa以下が好ましく、50GPa以上100GPa以下がより好ましい。さらに、上記中間層単独の最大伸び率としては、1%以上20%以下が好ましく、3%以上10%以下がより好ましい。また、上記中間層を構成する材料の軟化点としては、700℃以上1200℃以下が好ましく、800℃以上1000℃以下がより好ましい。上記中間層が上述の性質を有することで、好適に所望の機能を奏することができる。 The density of the intermediate layer is preferably 1 g / m 3 or more and 5 g / m 3 or more, and more preferably 2 g / m 3 or more and 3 g / m 3 or more. Moreover, as tensile strength of the said intermediate | middle layer independent, 1 GPa or more and 10 GPa or less are preferable, and 2 GPa or more and 5 GPa or less are more preferable. Moreover, as a tensile elasticity modulus of the said intermediate | middle layer independent, 10 GPa or more and 200 GPa or less are preferable, and 50 GPa or more and 100 GPa or less are more preferable. Furthermore, as a maximum elongation rate of the above-mentioned middle class alone, 1% or more and 20% or less are preferable, and 3% or more and 10% or less are more preferable. Moreover, as a softening point of the material which comprises the said intermediate | middle layer, 700 degreeC or more and 1200 degrees C or less are preferable, and 800 degreeC or more and 1000 degrees C or less are more preferable. With the above-described properties of the intermediate layer, a desired function can be suitably exhibited.

含フッ素樹脂層30は、他の添加剤をさらに含んでもよい。そのような添加剤として、例えば曲げ強度、耐熱性や放熱性を向上させるためのフィラーを含んでもよい。またシランカップリング剤などの接着性付与剤を含んでもよい。また含フッ素樹脂層30は、他の添加成分として、難燃助剤、顔料、酸化防止剤、反射付与剤、隠蔽剤、滑剤、加工安定剤、可塑剤、発泡剤等を含んでもよい。   The fluorine-containing resin layer 30 may further contain other additives. As such an additive, for example, a filler for improving bending strength, heat resistance and heat dissipation may be included. It may also contain an adhesion promoter such as a silane coupling agent. The fluorine-containing resin layer 30 may contain, as other additive components, a flame retardant auxiliary, a pigment, an antioxidant, a reflection imparting agent, a hiding agent, a lubricant, a processing stabilizer, a plasticizer, a foaming agent, and the like.

[金属−樹脂積層体10の形成方法]
金属−樹脂積層体10の形成方法は特に限定されない。一例として、以下のような手順にて金属−樹脂積層体10を形成することが可能である。
[Method of Forming Metal-Resin Laminate 10]
The method for forming the metal-resin laminate 10 is not particularly limited. As an example, it is possible to form the metal-resin laminate 10 according to the following procedure.

まず金属基材20を準備する。たとえば、第1の表面20Aを含む領域がアルミニウム、ニッケル、銅、又はステンレス鋼からなる、板状や箔状の部材を準備する。   First, the metal base 20 is prepared. For example, a plate-like or foil-like member in which the region including the first surface 20A is made of aluminum, nickel, copper, or stainless steel is prepared.

次に含フッ素樹脂層30を形成するための含フッ素樹脂のシートを準備する。シートは補強材等として機能する中間層(たとえば含フッ素樹脂を含浸させたガラスクロスなど)を含んでいてもよい。準備した含フッ素樹脂のシートを、加圧および加熱下で金属基材20の第1の表面20Aを覆うように第1の表面20A上に接着する。加圧および加熱は、例えば熱プレスにより行うことができる。   Next, a sheet of fluorine-containing resin for forming the fluorine-containing resin layer 30 is prepared. The sheet may include an intermediate layer (for example, a glass cloth impregnated with a fluorine-containing resin) which functions as a reinforcing material or the like. The prepared fluorine-containing resin sheet is adhered onto the first surface 20A so as to cover the first surface 20A of the metal substrate 20 under pressure and heat. Pressurization and heating can be performed by, for example, a heat press.

接着時の加熱温度は、含フッ素樹脂層30の主成分である含フッ素樹脂の結晶融点以上が好ましく、結晶融点よりも30℃高い温度以上がより好ましく、結晶融点よりも50℃高い温度以上がさらに好ましい。例えば、含フッ素樹脂層30の主成分がFEPの場合、このFEPの結晶融点が約270℃であるため、加熱温度は270℃以上が好ましく、300℃以上がより好ましく、320℃以上がさらに好ましい。このような加熱温度において含フッ素樹脂層30を加熱することで、含フッ素樹脂のラジカルを効果的に生成させることができる。ただし、加熱温度があまりに高温になると、含フッ素樹脂自体が劣化するおそれがあるため、加熱温度の上限としては600℃以下が好ましく、500℃以下がより好ましい。   The heating temperature at the time of adhesion is preferably not lower than the crystal melting point of the fluorine-containing resin which is the main component of the fluorine-containing resin layer 30, more preferably 30 ° C. higher than the crystal melting point, and 50 ° C. higher than the crystal melting point More preferable. For example, when the main component of the fluorine-containing resin layer 30 is FEP, the crystal melting point of this FEP is about 270 ° C. Therefore, the heating temperature is preferably 270 ° C. or more, more preferably 300 ° C. or more, still more preferably 320 ° C. or more . By heating the fluorine-containing resin layer 30 at such a heating temperature, radicals of the fluorine-containing resin can be effectively generated. However, since there is a possibility that fluorine-containing resin itself may deteriorate if heating temperature becomes too high, as a maximum of heating temperature, 600 ° C or less is preferred, and 500 ° C or less is more preferred.

また、上記工程に加え、さらに電子線照射を行って含フッ素樹脂の架橋を促進してもよい。   Further, in addition to the above steps, electron beam irradiation may be further performed to promote the crosslinking of the fluorine-containing resin.

このような手順により金属−樹脂積層体10を作成することができる。なお、金属−樹脂積層体10の形状は板状やシート状の形状に限られず、金属基材20と含フッ素樹脂層30との接着が可能な種々の形状を採用することができる。   The metal-resin laminate 10 can be produced by such a procedure. In addition, the shape of the metal-resin laminate 10 is not limited to a plate-like or sheet-like shape, and various shapes capable of bonding the metal base 20 and the fluorine-containing resin layer 30 can be adopted.

[用途]
本実施の形態に係る金属−樹脂積層体は、種々の分野に適用することが可能である。特に配線材やデープ部材、電池、フレキシブルプリント基板といった電気・電子部材に好適に適用することができる。
[Use]
The metal-resin laminate according to the present embodiment can be applied to various fields. In particular, the present invention can be suitably applied to electric and electronic members such as wiring members, dip members, batteries, and flexible printed circuit boards.

発明の効果を確認するために以下の実験を行い、特性を評価した。結果を以下に示す。   In order to confirm the effect of the invention, the following experiment was performed to evaluate the characteristics. The results are shown below.

[評価用試料の作製]
上記実施の形態に説明した方法より金属−樹脂積層体の試料を作製した。作製した各試料について、金属基材と樹脂層との間のピール強度を測定し、評価した。ピール強度の測定結果を表1および表2の「ピール評価」の欄に示す。
[Preparation of evaluation sample]
The sample of the metal-resin laminate was produced by the method described in the above embodiment. The peel strength between the metal base and the resin layer was measured and evaluated for each of the produced samples. The measurement results of peel strength are shown in the column of “Peel evaluation” in Tables 1 and 2.

ピール強度は、JIS K 6854−2に準じて測定した。   Peel strength was measured according to JIS K 6854-2.

含フッ素樹脂層30を形成するために使用した材料は以下の通りである。
・接着性フッ素樹脂(1)
無水マレイン酸変性ETFE(旭硝子株式会社製、「LM−ETFE AH−2000」)、厚み50μm
・接着性フッ素樹脂(2)
無水イタコン酸変性PFA(旭硝子株式会社製、「Fluon(R) EA−2000」)、厚み25μm
The materials used to form the fluorine-containing resin layer 30 are as follows.
・ Adhesive fluorocarbon resin (1)
Maleic anhydride modified ETFE (Asahi Glass Co., Ltd., “LM-ETFE AH-2000”), thickness 50 μm
・ Adhesive fluorocarbon resin (2)
Itaconic anhydride modified PFA (Asahi Glass Co., Ltd., "Fluon (R) EA-2000"), thickness 25 μm

なお接着性フッ素樹脂は、金属基材20を挟むように両面にシートを熱プレスして接着した。「プレス条件」は、シート接着時の熱プレスの条件を示す。   The adhesive fluorocarbon resin was adhered by hot pressing the sheet on both sides so as to sandwich the metal base 20. "Pressing condition" indicates the condition of heat pressing at the time of sheet bonding.

また表1および表2において、実験No.1〜No.3およびNo.6は比較例を示す。実験No.4、5,7,8は実施例である。   Further, in Tables 1 and 2, in the experiment No. 1 to No. 3 and No. 6 shows a comparative example. Experiment No. 4, 5, 7, 8 are examples.

Figure 2019104170
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Figure 2019104170
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[考察]
表1および表2に示すように、実施例(実験No.4,5,7,8)に係る金属−樹脂積層体は、金属基材20と含フッ素樹脂層30との間で容易に剥離が起こらない程度の充分なピール強度を有する。
[Discussion]
As shown in Tables 1 and 2, the metal-resin laminate according to the example (experiments No. 4, 5, 7, 8) was easily peeled off between the metal base 20 and the fluorine-containing resin layer 30. Have a sufficient peel strength that does not occur.

その傾向は、金属基材としてアルミニウム(Al)基材を用いた場合に特に顕著である。表1を参照して、まず極性基を有しない含フッ素樹脂を含有する含フッ素樹脂層を備える実験No.1〜No.3の試料においては、含フッ素樹脂層30のピール強度は3.0N/cm以下と低い。このように含フッ素樹脂は本質的には金属と接着しにくい。また実験No.1〜No.3のように熱プレスの条件を変更してもピール強度にほとんど差は見られない。   The tendency is particularly remarkable when an aluminum (Al) substrate is used as the metal substrate. Referring to Table 1, first, in Experiment No. 1 comprising a fluorine-containing resin layer containing a fluorine-containing resin having no polar group. 1 to No. In the sample No. 3, the peel strength of the fluorine-containing resin layer 30 is as low as 3.0 N / cm or less. Thus, the fluorine-containing resin is essentially difficult to adhere to metal. Moreover, experiment No. 1 to No. There is almost no difference in peel strength even if the heat press conditions are changed as in No. 3.

これに対し、極性基を有する含フッ素樹脂を含有する含フッ素樹脂層30(接着性フッ素樹脂の層)を含む実験No.4および実験No.5の試料は実験No.1〜No.3と比較して高いピール強度を示した。   On the other hand, Experiment No. 1 including a fluorine-containing resin layer 30 (a layer of an adhesive fluorine resin) containing a fluorine-containing resin having a polar group. 4 and Experiment No. The sample of No. 5 is experiment No. 1 to No. It showed high peel strength compared with 3.

金属基材としてニッケル(Ni)基材を用いた場合の結果を示す表2からは次のことが分かる。比較例である実験No.6では金属基材20と含フッ素樹脂層30との間で実質的に接着性を有しない(ピール強度はほぼ0であった)。このような部材は実際の工業製品に適用するには不向きである。これに対し、極性基を有する含フッ素樹脂を含有する含フッ素樹脂層30を含む試料(実験No.7および実験No.8)においては、安定的に高いピール強度を有していた。このように安定的に高いピール強度が得られることから、工業製品等として使用するには好適である。   The following can be seen from Table 2 showing the results when using a nickel (Ni) substrate as the metal substrate. Experiment No. 2 which is a comparative example. In No. 6, there is substantially no adhesion between the metal base 20 and the fluorine-containing resin layer 30 (the peel strength was almost zero). Such components are unsuitable for application to actual industrial products. On the other hand, in the sample (Experiment No. 7 and Experiment No. 8) including the fluorine-containing resin layer 30 containing the fluorine-containing resin having a polar group, it had stably high peel strength. Since such high peel strength is stably obtained, it is suitable for use as an industrial product or the like.

上述の通り、金属基材20を準備するとともに、極性基を有する含フッ素樹脂を含有する含フッ素樹脂層30を第1の表面20A上に接合することで、金属基材20と含フッ素樹脂層30との間で剥離が起こりにくい金属−樹脂積層体を得ることができる。また金属基材20と含フッ素樹脂層30とが直接接触するように接着することで、含フッ素樹脂層30が本来有する有利な特性を充分に発揮し、薄型化にも寄与する金属−樹脂積層体10を得ることができる。   As described above, by preparing the metal base 20 and bonding the fluorine-containing resin layer 30 containing the fluorine-containing resin having a polar group on the first surface 20A, the metal base 20 and the fluorine-containing resin layer It is possible to obtain a metal-resin laminate in which peeling is unlikely to occur between 30 and 30. In addition, by adhering the metal base 20 and the fluorine-containing resin layer 30 so as to be in direct contact with each other, metal-resin lamination which sufficiently exerts the advantageous characteristics inherent in the fluorine-containing resin layer 30 and contributes to thinning The body 10 can be obtained.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative in all respects and not restrictive in any respect. The scope of the present invention is not the meaning described above, but is indicated by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

本願の金属−樹脂積層体は、金属を主体とする基材と含フッ素樹脂を主体とする樹脂層とを含み、基材と樹脂層との間の剥離が起こりにくい金属−樹脂積層体が求められる分野において、特に有利に適用され得る。   The metal-resin laminate of the present application includes a substrate mainly composed of metal and a resin layer mainly composed of a fluorine-containing resin, and a metal-resin laminate in which peeling between the substrate and the resin layer hardly occurs is required. It can be applied particularly advantageously in the field of

10 金属−樹脂積層体
20 金属基材
20A 第1の表面
30 含フッ素樹脂層
31,32,33 含フッ素ポリマー分子
101,102,103,104,105 三級炭素
111,112,113 結合点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 metal-resin laminated body 20 metal base 20A 1st surface 30 fluorine-containing resin layer 31, 32, 33 fluorine-containing polymer molecule 101, 102, 103, 104, 105 tertiary carbon 111, 112, 113 bonding point

Claims (5)

第1の表面を有する金属基材と、
前記第1の表面に接触して配置された、極性基を有する含フッ素樹脂を含有する含フッ素樹脂層と、を備える金属−樹脂積層体。
A metal substrate having a first surface;
A metal-resin laminate comprising: a fluorine-containing resin layer containing a polar group-containing fluorine-containing resin disposed in contact with the first surface.
前記極性基が、酸素および窒素のうち少なくともいずれか一方を含有する基である、請求項1に記載の金属−樹脂積層体。   The metal-resin laminate according to claim 1, wherein the polar group is a group containing at least one of oxygen and nitrogen. 前記酸素および窒素のうち少なくともいずれか一方を含有する基が、カルボキシ基、カルボン酸無水物基、アルコキシカルボニル基、ヒドロキシ基、エポキシ基、およびイソシアネート基からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項2に記載の金属−樹脂積層体。   The group containing at least one of oxygen and nitrogen is at least one selected from the group consisting of a carboxy group, a carboxylic acid anhydride group, an alkoxycarbonyl group, a hydroxy group, an epoxy group, and an isocyanate group. The metal-resin laminate according to claim 2. 前記含フッ素樹脂層が、含フッ素ポリマー架橋体を含む、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の金属−樹脂積層体。   The metal-resin laminated body of any one of Claims 1-3 in which the said fluorine-containing resin layer contains a fluorine-containing polymer crosslinked body. 前記金属基材が、アルミニウム、ニッケル、銅、又はステンレス鋼からなる金属基材である、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の金属−樹脂積層体。   The metal-resin laminate according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal base is a metal base made of aluminum, nickel, copper, or stainless steel.
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