JP2020132917A - Shaped metal material surface treatment liquid, method for manufacturing composite, and treatment solution applicator - Google Patents

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Abstract

To provide a shaped metal material surface treatment liquid capable of easily bonding the shaped metal material to a resin composition molding.SOLUTION: The shaped metal material surface treatment liquid for forming a surface treated layer capable of bonding a resin composition molding to one shaped metal material on the surface of the one shaped metal material comprises: a phosphoric acid compound; an adhesion auxiliary agent being a metal oxide selected from a group consisting of Ti, Zr, V and Mo, a hydroxide or a fluoride; an organic solvent included by an amount of 5 mass% or more and 35 mass% or less to the total mass; and a resin, and has a viscosity of 2 mPa s or more and 50 mPa s and less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、金属素形材用の表面処理液、複合体の製造方法および処理液付与具に関する。 The present invention relates to a surface treatment liquid for a metal shape material, a method for producing a composite, and a treatment liquid imparting tool.

金属板もしくはそのプレス成形品、または鋳造、鍛造、切削、粉末冶金などにより成形された、いわゆる金属素形材は、自動車などの様々な工業製品に使用されている。これらの金属素形材を部品とする場合、金属素形材同士または金属素形材と樹脂組成物の成形体とが接合した複合体を用いることが多い。 A metal plate or a press-molded product thereof, or a so-called metal element molded by casting, forging, cutting, powder metallurgy, etc., is used in various industrial products such as automobiles. When these metal base materials are used as parts, a composite of the metal base materials or the metal base material and the molded product of the resin composition is often used.

金属素形材と樹脂組成物の成形体とが接合された複合体は、金属のみからなる部品よりも軽量であり、かつ樹脂のみからなる部品よりも強度が高いため、様々な工業製品に使用されている。従来、このような複合体は、金属素形材と樹脂組成物の成形体を嵌合させることにより製造されていた。さらには、近年では、インサート成形や接着剤による接合によって複合体を製造する方法が注目されている。しかしながら、これらの嵌合、インサート成形および接着剤などによる複合体の製造方法は、作業工程数が多く、生産性が低かった。 A composite in which a metal molding material and a molded body of a resin composition are joined is lighter than a metal-only part and stronger than a resin-only part, and is therefore used in various industrial products. Has been done. Conventionally, such a composite has been manufactured by fitting a metal molding material and a molded body of a resin composition. Furthermore, in recent years, a method of producing a composite by insert molding or bonding with an adhesive has attracted attention. However, the method for producing a composite by fitting, insert molding, adhesive, or the like has a large number of work steps and low productivity.

そこで、作業性および密着性に優れた、金属素形材と樹脂組成物の成形体との接合方法として、金属素形材の表面に有機樹脂を含む表面処理液を塗布して乾燥させ、有機樹脂層を形成する方法が開発されている(特許文献1など)。 Therefore, as a method of joining the metal molding material and the molded product of the resin composition, which are excellent in workability and adhesion, a surface treatment liquid containing an organic resin is applied to the surface of the metal base material, dried, and organic. A method for forming a resin layer has been developed (Patent Document 1 and the like).

特許第5335126号公報Japanese Patent No. 5335126

特許文献1などに記載の方法によれば、金属素形材と樹脂組成物の成形体とを容易にかつ密着性よく接合できる。そこで、当該方法をより容易に行える方法のさらなる開発が望まれている。 According to the method described in Patent Document 1 and the like, the metal molding material and the molded product of the resin composition can be easily and adhereably joined to each other. Therefore, further development of a method that makes the method easier is desired.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、金属素形材と樹脂組成物の成形体とを容易に接合可能な金属素形材用の表面処理液、当該表面処理液を用いる複合体の製造方法、および当該表面処理液を金属素形材の表面に付与するための処理液付与具を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and is a surface treatment liquid for a metal molding material capable of easily joining a metal molding material and a molded product of a resin composition, and a composite using the surface treatment liquid. It is an object of the present invention to provide a method for producing a body and a treatment liquid applying tool for applying the surface treatment liquid to the surface of a metal molding material.

上記課題を解決するための本発明の一態様は、一の金属素形材に対して、樹脂組成物の成形体を接合させ得る表面処理層を、上記一の金属素形材の表面に形成するための金属素形材用の表面処理液に関する。上記表面処理液は、リン酸化合物と、Ti、Zr、VおよびMoからなる群から選択される金属の酸化物、水酸化物またはフッ化物である密着性助剤と、その全質量に対して5質量%以上35質量%以下の量で含有される有機溶媒と、樹脂のエマルジョンと、を含み、粘度が2mPa・s以上50mPa・s以下である。 One aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is to form a surface-treated layer on the surface of the above-mentioned metal-shaped material, which can bond a molded body of the resin composition to the one metal-shaped material. The present invention relates to a surface treatment liquid for a metal shape material. The surface treatment liquid is based on a phosphoric acid compound, an adhesion aid which is an oxide, hydroxide or fluoride of a metal selected from the group consisting of Ti, Zr, V and Mo, and a total mass thereof. It contains an organic solvent contained in an amount of 5% by mass or more and 35% by mass or less and an emulsion of a resin, and has a viscosity of 2 mPa · s or more and 50 mPa · s or less.

上記課題を解決するための本発明の他の態様は、一の金属素形材の表面に上記表面処理液を付与し、乾燥させて表面処理層を形成する工程と、上記一の金属素形材に対し、上記表面処理層に接するように樹脂組成物の成形体を配置する工程と、上記表面処理層と上記樹脂組成物の成形体との接触部を加熱する工程と、を有する、複合体の製造方法に関する。 Another aspect of the present invention for solving the above problems is a step of applying the surface treatment liquid to the surface of one metal molding material and drying it to form a surface treatment layer, and the above one metal molding material. A composite comprising a step of arranging a molded body of the resin composition so as to be in contact with the surface-treated layer and a step of heating a contact portion between the surface-treated layer and the molded body of the resin composition with respect to the material. Regarding the manufacturing method of the body.

上記課題を解決するための本発明の他の態様は、一の金属素形材の表面に上記表面処理液を付与し、乾燥させて表面処理層を形成する工程と、上記表面処理層が形成された上記一の金属素形材を射出成型金型に挿入する工程と、上記一の金属素形材が挿入された上記射出成型金型の内部に溶融した熱可塑性樹脂組成物を射出する工程と、を有する、複合体の製造方法に関する。 Another aspect of the present invention for solving the above problems is a step of applying the surface treatment liquid to the surface of one metal molding material and drying it to form a surface treatment layer, and forming the surface treatment layer. A step of inserting the above-mentioned one metal element into the injection molding die and a step of injecting the molten thermoplastic resin composition into the inside of the above-mentioned injection molding die into which the above-mentioned one metal element is inserted. And, the present invention relates to a method for producing a complex having.

上記課題を解決するための本発明の他の態様は、容器と、上記容器の内部に収容された上記金属素形材用の表面処理液と、を有する処理液付与具に関する。上記容器は、上記金属素形材用の表面処理液を収容する収容部と、上記収容部に収容された上記表面処理液を上記金属素形材に付与するための付与部と、を有する。 Another aspect of the present invention for solving the above problems relates to a treatment liquid imparting tool having a container and a surface treatment liquid for the metal body material housed inside the container. The container has an accommodating portion for accommodating the surface treatment liquid for the metal shape material, and an imparting unit for applying the surface treatment liquid contained in the accommodating portion to the metal shape material.

本発明によれば、金属素形材と樹脂組成物の成形体とを容易に接合可能な金属素形材用の表面処理液、当該表面処理液を用いる複合体の製造方法、および当該表面処理液を金属素形材の表面に付与するための処理液付与具が提供される。 According to the present invention, a surface treatment liquid for a metal shape material capable of easily joining a metal shape material and a molded product of a resin composition, a method for producing a composite using the surface treatment liquid, and the surface treatment. A treatment liquid applying tool for applying the liquid to the surface of the metal shape material is provided.

図1は、本発明の一実施形態に関する処理液付与具の例を示す模式断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a treatment liquid applying tool according to an embodiment of the present invention.

1.金属素形材用の表面処理液
本発明の一実施形態は、一の金属素形材に対して、樹脂組成物の成形体を接合させ得る表面処理層を、上記一の金属素形材の表面に簡易に形成できる、金属素形材用の表面処理液(以下、単に「表面処理液」ともいう。)に関する。具体的には、上記表面処理液は、上記一の金属素形材の表面に塗布され、自然乾燥または加熱乾燥されることで、上記表面処理層を形成する。そして、上記表面処理液は、形成された表面処理層を介して、上記一の金属素形材に対して、上記樹脂組成物の成形体を、より強固に密着して接合させることができる。
1. 1. Surface treatment liquid for metal element material In one embodiment of the present invention, a surface treatment layer capable of bonding a molded body of a resin composition to one metal element material is formed on the above metal element material. The present invention relates to a surface treatment liquid for a metal shape material (hereinafter, also simply referred to as “surface treatment liquid”) that can be easily formed on the surface. Specifically, the surface treatment liquid is applied to the surface of the above-mentioned metal element, and is naturally dried or heat-dried to form the surface treatment layer. Then, the surface treatment liquid can bond the molded product of the resin composition to the metal element shape material of the above one more firmly through the formed surface treatment layer.

上記表面処理液は、後述する処理液付与具などに収容しての持ち運びが容易であり、かつ、特別な装置などがなくても任意の時間および場所で、金属素形材の表面に上記表面処理層を簡易に形成することを可能とする。また、後述するように、上記表面処理液は、防錆油や加工油などが塗油された金属素形材(以下、単に「油面金属素形材」ともいう。)や、ステンレス、アルミニウムおよびマグネシウムなどの有機樹脂が接着しにくい金属素形材(以下、単に「難接着金属素形材」ともいう。)などの表面にも、上記表面処理層を容易に形成することができ、これらの油面金属素形材や難接着金属素形材の表面にも、樹脂組成物の成形体を密着性よく接合させ得る。 The surface treatment liquid can be easily carried by being housed in a treatment liquid imparting tool or the like, which will be described later, and can be placed on the surface of the metal profile material at any time and place without a special device or the like. It is possible to easily form a treatment layer. Further, as will be described later, the above-mentioned surface treatment liquid includes a metal base material coated with rust preventive oil, processing oil, etc. (hereinafter, also simply referred to as "oil surface metal base material"), stainless steel, and aluminum. The surface treatment layer can be easily formed on the surface of a metal shape material (hereinafter, also simply referred to as “difficult-to-adhere metal shape material”) to which an organic resin such as magnesium is difficult to adhere. The molded body of the resin composition can be bonded to the surface of the oil-level metal base material or the difficult-to-adhere metal base material with good adhesion.

1−1.金属素形材
金属素形材とは、金属板、そのプレス成形品、あるいは鋳造、鍛造、切削、粉末冶金などにより金属が成形されたり力などが加えられたりして、形を与えられたものをいう。これら金属素形材の種類は、特に限定されない。例えば、冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板、Zn−Al合金めっき鋼板、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板、Zn−Al−Mg−Si合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、ステンレス鋼板(オーステナイト系、マルテンサイト系、フェライト系、およびフェライト・マルテンサイト二相系を含む)、アルミニウム板、アルミニウム合金板、マグネシウム板、マグネシウム合金板および銅板などの金属板やそのプレス成形品が含まれる。また、アルミダイカスト、亜鉛ダイカストおよびマグネシウムダイカストを含む鋳造、鍛造、切削加工、および粉末冶金などにより成形された金属部材なども含まれる。
1-1. Metal element The metal element is a metal plate, its press-molded product, or a metal that is shaped by casting, forging, cutting, powder metallurgy, etc., or by applying force. To say. The types of these metal shape materials are not particularly limited. For example, cold-rolled steel sheet, galvanized steel sheet, Zn-Al alloy plated steel sheet, Zn-Al-Mg alloy plated steel sheet, Zn-Al-Mg-Si alloy plated steel sheet, aluminum plated steel sheet, stainless steel sheet (austenite type, martensite type). , Ferrite type, and ferrite / martensite two-phase type), aluminum plate, aluminum alloy plate, magnesium plate, magnesium alloy plate, metal plate such as copper plate, and press-molded products thereof. It also includes metal parts formed by casting, forging, cutting, powder metallurgy and the like, including aluminum die casting, zinc die casting and magnesium die casting.

金属素形材は、金属素形材の表面に化成処理皮膜が形成されていてもよい。化成処理皮膜は、金属素形材の耐食性を向上させる。化成処理皮膜は、金属素形材表面のうち、少なくとも上記表面処理液が塗布される領域に形成されていればよいが、皮膜形成を容易にする観点からは、金属素形材の表面全体に形成されていることが好ましい。 The metal shape material may have a chemical conversion treatment film formed on the surface of the metal shape material. The chemical conversion coating improves the corrosion resistance of the metal profile. The chemical conversion treatment film may be formed on at least the region where the surface treatment liquid is applied on the surface of the metal base material, but from the viewpoint of facilitating film formation, the chemical conversion treatment film is formed on the entire surface of the metal shape material. It is preferably formed.

化成処理皮膜を形成するための化成処理の種類は、特に限定されない。例えば、クロメート処理、クロムフリー処理およびリン酸塩処理などが含まれる。化成処理によって形成された化成処理皮膜の付着量は、金属素形材の耐食性向上に有効な範囲内であれば特に限定されない。例えば、クロメート処理の場合、Cr換算付着量が5mg/m以上100mg/m以下となるように調整すればよい。また、クロムフリー処理の場合、Ti−Mo複合皮膜では付着量が10mg/m以上500mg/m以下、フルオロアシッド系皮膜ではフッ素換算付着量が3mg/m以上100mg/m以下となるように調整すればよい。また、リン酸塩皮膜の場合、付着量が0.1mg/m以上5g/m以下となるように調整すればよい。 The type of chemical conversion treatment for forming the chemical conversion treatment film is not particularly limited. For example, chromate treatment, chromium-free treatment and phosphate treatment are included. The amount of adhesion of the chemical conversion treatment film formed by the chemical conversion treatment is not particularly limited as long as it is within an effective range for improving the corrosion resistance of the metal shape material. For example, in the case of chromate treatment, the Cr equivalent adhesion amount may be adjusted to be 5 mg / m 2 or more and 100 mg / m 2 or less. In the case of chromium-free treatment, the adhesion amount of the Ti-Mo composite film is 10 mg / m 2 or more and 500 mg / m 2 or less, and that of the fluoroacid film is 3 mg / m 2 or more and 100 mg / m 2 or less. It should be adjusted as follows. Further, in the case of a phosphate film, the adhesion amount may be adjusted to be 0.1 mg / m 2 or more and 5 g / m 2 or less.

金属素形材は、その表面に陽極酸化皮膜が形成されていてもよい。陽極酸化皮膜は、金属素形材の耐食性、耐摩耗性などを向上させる。陽極酸化皮膜は、たとえば、硝酸、硫酸、クロム酸などを含む水溶液の電解液中で陽極酸化させる公知の方法で形成することができ、特にアルミニウムおよびマグネシウムなどの金属に対して広く形成されている。 An anodic oxide film may be formed on the surface of the metal shape material. The anodic oxide film improves the corrosion resistance and abrasion resistance of the metal profile. The anodic oxide film can be formed by a known method of anodic oxidation in an electrolytic solution of an aqueous solution containing, for example, nitric acid, sulfuric acid, chromic acid, etc., and is widely formed particularly for metals such as aluminum and magnesium. ..

1−2.表面処理液
上記表面処理液は、リン酸化合物と、密着性助剤と、有機溶媒と、樹脂のエマルジョンと、を含む。
1-2. Surface treatment liquid The surface treatment liquid contains a phosphoric acid compound, an adhesion aid, an organic solvent, and a resin emulsion.

1−2−1.リン酸化合物
リン酸化合物は、表面処理層と金属素形材との密着性を高める。リン酸化合物のリン酸基は金属(金属素形材または化成処理中の無機元素)と強い親和性を発揮し、錯体を形成する。リン酸化合物は、この錯体形成により、防錆油や加工油などが塗油された油面金属素形材の表面に対する上記表面処理液の濡れ性を高めて、金属素形材に強く密着した表面処理層を形成することができる。また、リン酸化合物は、この錯体形成によりステンレス、アルミニウムおよびマグネシウムなどの表面に形成されている酸化皮膜との間の上記表面処理液の親和性を高めるため、これらの難接着金属素形材の表面に対する上記表面処理液の濡れ性を高めて、金属素形材に強く密着した表面処理層を形成することができる。これらにより、リン酸化合物は、金属素形材の表面への前処理を不要または簡素化させることができ、表面処理層の形成を容易にする。
1-2-1. Phosphoric acid compound The phosphoric acid compound enhances the adhesion between the surface treatment layer and the metal body material. The phosphoric acid group of the phosphoric acid compound exhibits a strong affinity with a metal (a metal profile material or an inorganic element during chemical conversion treatment) and forms a complex. By forming this complex, the phosphoric acid compound enhances the wettability of the surface treatment liquid on the surface of the oil-based metal profile material coated with rust preventive oil or processing oil, and adheres strongly to the metal profile material. A surface treatment layer can be formed. In addition, the phosphoric acid compound enhances the affinity of the surface treatment liquid with the oxide film formed on the surface of stainless steel, aluminum, magnesium, etc. by forming this complex. The wettability of the surface treatment liquid to the surface can be enhanced to form a surface treatment layer that is strongly adhered to the metal shape material. As a result, the phosphoric acid compound can eliminate or simplify the pretreatment of the surface of the metal profile, and facilitate the formation of the surface treatment layer.

上記リン酸化合物の例には、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素カルシウムおよびリン酸水素マグネシウムなどが含まれる。 Examples of the above-mentioned phosphoric acid compounds include ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, calcium hydrogen phosphate and Includes magnesium hydrogen phosphate and the like.

表面処理液中に含まれるリン酸化合物の含有量は、油面金属素形材および難接着金属素形材の表面への上記表面処理層の密着性を十分に高め得る範囲において、適宜に決めることができる。例えば、表面処理液中に含まれるリン酸化合物の含有量は、表面処理層におけるリン酸化合物の含有量(固形分の全量に対するリン酸化合物の含有量)がP原子換算で0.05質量%以上3.0質量%未満となる量であることが好ましい。 The content of the phosphoric acid compound contained in the surface treatment liquid is appropriately determined within a range in which the adhesion of the surface treatment layer to the surface of the oil surface metal base material and the poorly adherent metal base material can be sufficiently enhanced. be able to. For example, the content of the phosphoric acid compound contained in the surface treatment liquid is such that the content of the phosphoric acid compound in the surface treatment layer (the content of the phosphoric acid compound with respect to the total amount of solids) is 0.05% by mass in terms of P atom. The amount is preferably less than 3.0% by mass.

1−2−2.密着性助剤
密着性助剤は、Ti、Zr、VおよびMoからなる群から選択される金属の酸化物、水酸化物またはフッ化物である。密着性助剤は、表面自由エネルギーが低いため、上記表面処理液の付与および乾燥により形成された表面処理層の内部のうち、金属素形材表面の近傍に選択的に濃化する傾向がある。密着性助剤は、この濃化作用により、油面金属素形材や難接着金属素形材の表面に対する上記表面処理液の濡れ性をより高めて、上記リン酸化合物による金属素形材への表面処理層の密着性向上効果を助勢する。
1-2-2. Adhesion Auxiliary Adhesive Auxiliary is a metal oxide, hydroxide or fluoride selected from the group consisting of Ti, Zr, V and Mo. Since the adhesive auxiliary has a low surface free energy, it tends to be selectively concentrated in the vicinity of the surface of the metal profile material in the inside of the surface treatment layer formed by the application and drying of the surface treatment liquid. .. Due to this thickening action, the adhesion aid further enhances the wettability of the surface treatment liquid to the surface of the oil surface metal base material or the difficult-to-adhere metal base material, and makes the metal base material with the phosphoric acid compound. Helps improve the adhesion of the surface treatment layer.

また、密着性助剤に含まれる金属は、金属素形材の耐食性を向上させることができる。特に、上記金属のフッ化物には、自己修復作用により、表面処理層の欠陥部における腐食を抑制することも期待できる。 Further, the metal contained in the adhesion aid can improve the corrosion resistance of the metal shape material. In particular, the fluoride of the metal can be expected to suppress corrosion in the defective portion of the surface treatment layer by the self-repairing action.

表面処理液中に含まれる密着性助剤の含有量は、油面金属素形材および難接着金属素形材の表面への上記表面処理層の密着性を十分に高め得る範囲において、適宜に決めることができる。例えば、表面処理液中に含まれる密着性助剤の含有量は、表面処理層における密着性助剤の含有量(固形分の全量に対する密着性助剤の含有量)がTi原子換算で0.005質量%以上0.6質量%未満、Zr原子換算で0.05質量%以上12.0質量%未満、V原子換算で0.02質量%以上3.0質量%未満、Mo原子換算で0.005質量%以上3.0質量%未満となる量であることが好ましい。 The content of the adhesion aid contained in the surface treatment liquid is appropriately set within a range in which the adhesion of the surface treatment layer to the surfaces of the oil-level metal base material and the difficult-to-adhere metal base material can be sufficiently enhanced. You can decide. For example, the content of the adhesion aid contained in the surface treatment liquid is such that the content of the adhesion aid in the surface treatment layer (the content of the adhesion aid with respect to the total solid content) is 0 in terms of Ti atoms. 005 mass% or more and less than 0.6 mass%, Zr atom equivalent 0.05 mass% or more and less than 12.0 mass%, V atom equivalent 0.02 mass% or more and less than 3.0 mass%, Mo atom equivalent 0 The amount is preferably .005% by mass or more and less than 3.0% by mass.

上記含有量は、電子マイクロアナライザ(EPMA)にて元素分析することで確認することができる。具体的には、Arミリングにて断面加工を行い、ついで収束イオンビーム(FIB)加工にて厚さ500nm程度の薄片を作製し、得られた断面をオスミウム蒸着する。その後、例えば、加速電圧15kV、照射電流100nAにてEPMA分析を行って、表面処理層に含まれる元素の合計量に対する、各元素量の割合を求める。 The above content can be confirmed by elemental analysis with an electron microanalyzer (EPMA). Specifically, a cross section is processed by Ar milling, and then a thin piece having a thickness of about 500 nm is produced by focused ion beam (FIB) processing, and the obtained cross section is vapor-deposited with osmium. Then, for example, EPMA analysis is performed at an acceleration voltage of 15 kV and an irradiation current of 100 nA to determine the ratio of each element amount to the total amount of elements contained in the surface treatment layer.

1−2−3.有機溶媒
有機溶媒は、金属素形材の表面に対する上記表面処理液の濡れ性を調整する。
1-2-3. Organic solvent The organic solvent adjusts the wettability of the surface treatment liquid with respect to the surface of the metal shape material.

また、有機溶媒は、上記表面処理液が金属素形材の表面へ付与された後、比較的早期に揮発することにより、有機溶媒は、金属素形材の表面へ付与された上記表面処理液を早期に乾燥させることができる。これにより、有機溶媒は、乾燥用の設備などがない環境などでも、上記表面処理層の形成を可能とする。 Further, the organic solvent volatilizes relatively early after the surface treatment liquid is applied to the surface of the metal shape material, so that the organic solvent is applied to the surface of the metal shape material. Can be dried early. As a result, the organic solvent makes it possible to form the surface treatment layer even in an environment where there is no equipment for drying or the like.

有機溶媒は、特に限定されないが、脂肪族系溶媒、脂環族系溶媒、芳香族系溶媒、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒およびアミド系溶媒などの公知の溶媒から上記表面処理液の各成分と反応しないものを、単独あるいは組み合わせて使用することができる。 The organic solvent is not particularly limited, but from known solvents such as aliphatic solvents, alicyclic solvents, aromatic solvents, alcohol solvents, ketone solvents, ester solvents, ether solvents and amide solvents. Those that do not react with each component of the surface treatment liquid can be used alone or in combination.

上記有機溶媒は、水溶性有機溶媒が好ましい。水溶性有機溶媒は、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、2−ブタノール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、tert−ペンチルアルコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,2−ペンタジオール、1,5−ペンタンジオールおよびグリセリンなどのアルコール系溶媒または多価アルコール系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、2−ピロリドンおよびN−メチル−2−ピロリドンなどのアミド系溶媒を挙げることができる。 The organic solvent is preferably a water-soluble organic solvent. The water-soluble organic solvent is not particularly limited, and is, for example, methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butanol, 2-butanediol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-pentanol, 2-pentanol. , 3-Pentanol, tert-pentyl alcohol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3- Alcoholic or polyhydric alcohol solvents such as butanediol, 1,2-pentanediol, 1,5-pentanediol and glycerin, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 2-pyrrolidone and N- Examples thereof include amide-based solvents such as methyl-2-pyrrolidone.

上記表面処理液に含まれる有機溶媒の含有量は、油面金属素形材または難接着金属素形材の表面への上記表面処理液の濡れ性を高める観点から、5質量%以上35質量%以下とする。上記表面処理液の安定性を高め、かつ環境への負荷を低減する観点から、有機溶媒の含有量は、5質量%以上30質量%以下であることがより好ましい。 The content of the organic solvent contained in the surface treatment liquid is 5% by mass or more and 35% by mass from the viewpoint of enhancing the wettability of the surface treatment liquid on the surface of the oil surface metal base material or the poorly adherent metal base material. It is as follows. From the viewpoint of improving the stability of the surface treatment liquid and reducing the burden on the environment, the content of the organic solvent is more preferably 5% by mass or more and 30% by mass or less.

1−2−4.樹脂のエマルジョン
樹脂は、金属素形材に密着できるものであればよい。たとえば、樹脂は、金属素形材と水素結合する官能基(水素結合性官能基)を有するものとすることができる。上記水素結合性官能基の例には、カルボキシル基およびアミノ基が含まれる。水素結合性官能基を有する樹脂の例には、エポキシ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、フェノール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂が含まれる。これらの樹脂は、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
1-2-4. Resin emulsion The resin may be any material that can adhere to the metal shape material. For example, the resin can have a functional group (hydrogen-bonding functional group) that hydrogen-bonds to the metal body shape material. Examples of the hydrogen-bonding functional group include a carboxyl group and an amino group. Examples of resins having a hydrogen-bonding functional group include epoxy-based resins, polyolefin-based resins, phenol-based resins, acrylic-based resins, polyester-based resins, and polyurethane-based resins. These resins may be used alone or in combination of two or more.

これらの樹脂は、エマルジョンとなっている。油面金属素形材および難接着金属素形材の表面への上記表面処理層の密着性を高め、かつ、表面処理液の粘度を後述する範囲に調整する観点からは、上記樹脂のエマルジョンの光散乱法により測定される平均粒子径は、5nm以上500nm以下であることが好ましく、10nm以上400nm以下であることがより好ましい。 These resins are emulsions. From the viewpoint of improving the adhesion of the surface treatment layer to the surface of the oil surface metal shape material and the difficult-to-adhere metal base material, and adjusting the viscosity of the surface treatment liquid to the range described later, the above resin emulsion The average particle size measured by the light scattering method is preferably 5 nm or more and 500 nm or less, and more preferably 10 nm or more and 400 nm or less.

エポキシ系樹脂の例には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、およびビスフェノールAD型エポキシ樹脂などが含まれる。ポリオレフィン系樹脂の例には、ポリエチレン樹脂、およびポリプロピレン樹脂などが含まれる。フェノール系樹脂には、ノボラック型樹脂、およびレゾール型樹脂などが含まれる。ポリウレタン系樹脂は、ジオールとジイソシアネートが共重合することで得られる。ジオールの例には、ビスフェノールA、1,6−ヘキサンジオール、1,5−ペンタンジオールなどが含まれる。イソシアネートの例には、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネートなどが含まれる。 Examples of epoxy resins include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin and the like. Examples of polyolefin-based resins include polyethylene resins and polypropylene resins. Phenolic resins include novolak-type resins, resol-type resins, and the like. The polyurethane resin is obtained by copolymerizing a diol and a diisocyanate. Examples of diols include bisphenol A, 1,6-hexanediol, 1,5-pentanediol and the like. Examples of isocyanates include aromatic diisocyanates, aliphatic diisocyanates, alicyclic diisocyanates and the like.

上記樹脂は、市販品として入手することが可能である。また、上記表面処理液中の樹脂の存在は、NMR、IR、およびGC−MSなどの通常の分析機器によって確認することが可能である。 The above resin can be obtained as a commercially available product. Further, the presence of the resin in the surface treatment liquid can be confirmed by ordinary analytical instruments such as NMR, IR, and GC-MS.

さらに、上記樹脂は、架橋されていてもよい。樹脂の架橋は、例えば、樹脂中の水素結合性官能基と反応する架橋性官能基を有する架橋剤によって行うことができる。上記樹脂を架橋することは、表面処理層の強度を向上させる観点から好ましい。上記架橋剤には、樹脂の架橋に用いられる公知の架橋剤を用いることができる。架橋剤の例には、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、メラミン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤および金属塩を有する架橋剤が含まれる。架橋剤の使用量は、金属素形材に対する表面処理層の密着性と、上記表面処理層における架橋による効果との両方が得られる範囲で適宜に決められる。 Further, the resin may be crosslinked. Cross-linking of the resin can be carried out, for example, by a cross-linking agent having a cross-linking functional group that reacts with a hydrogen-bonding functional group in the resin. Cross-linking the resin is preferable from the viewpoint of improving the strength of the surface treatment layer. As the cross-linking agent, a known cross-linking agent used for cross-linking the resin can be used. Examples of cross-linking agents include isocyanate-based cross-linking agents, epoxy-based cross-linking agents, oxazoline-based cross-linking agents, melamine-based cross-linking agents, carbodiimide-based cross-linking agents, and cross-linking agents having metal salts. The amount of the cross-linking agent used is appropriately determined within a range in which both the adhesion of the surface-treated layer to the metal profile and the effect of cross-linking in the surface-treated layer can be obtained.

後述する樹脂の成形体との間の密着性をより高める観点からは、上記表面処理液中に含有される樹脂はポリウレタン系樹脂またはポリプロピレン系樹脂であることが好ましい。上記ポリウレタン系樹脂は、ポリカーボネートユニット含有ポリウレタン樹脂を含んでいることが好ましい。 From the viewpoint of further enhancing the adhesion of the resin to the molded product described later, the resin contained in the surface treatment liquid is preferably a polyurethane resin or a polypropylene resin. The polyurethane resin preferably contains a polycarbonate unit-containing polyurethane resin.

ポリウレタン系樹脂は、ポリウレタン骨格と、上記水素結合性官能基とを含む高分子化合物である。上記ポリウレタン系樹脂の例には、ポリカーボネート含有ポリウレタン(以下、「PC含有ポリウレタン」とも言う)が含まれる。上記ポリウレタン系樹脂中の当該水素結合性官能基の量は、金属素形材に対する十分な密着性が得られる範囲から適宜に決められる。また、上記ポリウレタン系樹脂は、上記水素結合性官能基以外の他の官能基をさらに含んでいてもよい。また、上記ポリウレタン系樹脂の重量平均分子量は、本発明の効果が得られる範囲において特に限定されない。 The polyurethane-based resin is a polymer compound containing a polyurethane skeleton and the hydrogen-bonding functional group. Examples of the polyurethane-based resin include polycarbonate-containing polyurethane (hereinafter, also referred to as “PC-containing polyurethane”). The amount of the hydrogen-bonding functional group in the polyurethane resin is appropriately determined from the range in which sufficient adhesion to the metal shape material can be obtained. Further, the polyurethane-based resin may further contain functional groups other than the hydrogen-bonding functional groups. The weight average molecular weight of the polyurethane resin is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained.

PC含有ポリウレタンは、分子鎖中にポリカーボネートユニットを有する。「ポリカーボネートユニット」とは、ポリウレタンの分子鎖中において下記に示す構造をいう。当該カーボネート基は、上記PC含有ポリウレタン中に、個別に存在していてもよいし、連続して存在していてもよい。表面処理液におけるポリカーボネートユニットの含有量は、表面処理液中の全樹脂の質量に対して15質量%以上80質量%以下であることが、金属素形材に対する密着性と樹脂の成形体に対する密着性との両方を高める観点から好ましい。ポリカーボネートユニットの上記含有量が15質量%よりも少ないと、表面処理層が金属素形材に対して十分な強度で密着しないことがあり、80質量%よりも多いと、表面処理層が樹脂の成形体に対して十分な強度で密着しないことがある。全樹脂の質量に対するポリカーボネートユニットの質量の割合は、核磁気共鳴分光法(NMR分析)により求めることができる。 The PC-containing polyurethane has a polycarbonate unit in the molecular chain. The "polycarbonate unit" refers to the structure shown below in the molecular chain of polyurethane. The carbonate group may be present individually or continuously in the PC-containing polyurethane. The content of the polycarbonate unit in the surface treatment liquid should be 15% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the mass of the total resin in the surface treatment liquid, that is, the adhesion to the metal molding material and the adhesion of the resin to the molded product. It is preferable from the viewpoint of enhancing both sex. If the content of the polycarbonate unit is less than 15% by mass, the surface treatment layer may not adhere to the metal molding material with sufficient strength, and if it is more than 80% by mass, the surface treatment layer is made of resin. It may not adhere to the molded product with sufficient strength. The ratio of the mass of the polycarbonate unit to the mass of the total resin can be determined by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR analysis).

Figure 2020132917
Figure 2020132917

PC含有ポリウレタンは、公知の手法で調製することができ、特に限定されない。例えば、以下の工程により調製することができる。まず、有機ポリイソシアネートと、ポリカーボネートポリオールと、三級アミノ基またはカルボキシル基を有するポリオールとを反応させてウレタンプレポリマーを生成する。なお、本発明の効果が得られる範囲内において、ポリカーボネートポリオール以外のポリオール、例えばポリエステルポリオールやポリエーテルポリオールなどを併用することは可能である。 The PC-containing polyurethane can be prepared by a known method and is not particularly limited. For example, it can be prepared by the following steps. First, an organic polyisocyanate, a polycarbonate polyol, and a polyol having a tertiary amino group or a carboxyl group are reacted to produce a urethane prepolymer. It is possible to use a polyol other than the polycarbonate polyol, for example, a polyester polyol or a polyether polyol, in combination within the range in which the effect of the present invention can be obtained.

次いで、製造したウレタンプレポリマーの三級アミノ基を、酸で中和するかまたは四級化剤で四級化した後、水で鎖伸長する。こうして、カチオン性のポリカーボネートユニット含有ポリウレタンを生成することができる。あるいは、上記ウレタンプレポリマーのカルボキシル基を、トリエチルアミンやトリメチルアミン、ジエタノールモノメチルアミン、ジエチルエタノールアミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの塩基性化合物で中和してカルボン酸の塩類に変換する。こうして、アニオン性のポリカーボネートユニット含有ポリウレタンを生成することができる。上記PC含有ポリウレタンは、カチオン性のポリカーボネートユニット含有ポリウレタンであってもよいし、アニオン性のポリカーボネートユニット含有ポリウレタンであってもよい。 Then, the tertiary amino group of the produced urethane prepolymer is neutralized with an acid or quaternized with a quaternizing agent, and then chain-extended with water. In this way, a cationic polycarbonate unit-containing polyurethane can be produced. Alternatively, the carboxyl group of the urethane prepolymer is neutralized with a basic compound such as triethylamine, trimethylamine, diethanol monomethylamine, diethylethanolamine, sodium hydroxide, or potassium hydroxide to convert it into a salt of a carboxylic acid. In this way, an anionic polycarbonate unit-containing polyurethane can be produced. The PC-containing polyurethane may be a cationic polycarbonate unit-containing polyurethane or an anionic polycarbonate unit-containing polyurethane.

上記有機ポリイソシアネートの種類は、特に限定されない。有機ポリイソシアネートの例には、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、3,3’−ジクロロ−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、1,5−テトラヒドロナフタレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,3−シクロヘキシレンジイソシアネート、1,4−シクロヘキシレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、および4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートが含まれる。上記有機ポリイソシアネートは、一種でもそれ以上でもよい。 The type of the organic polyisocyanate is not particularly limited. Examples of organic polyisocyanates include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, m-phenylenedi isocyanate, p-phenylenedi isocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,2'-Diphenylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylenediisocyanate, 3,3'-dichloro-4,4'-biphenylenediocyanate, 1,5-naphthalenediocyanate, 1,5-tetrahydro Naphthalenediocyanate, tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,3-cyclohexamethylene diisocyanate, 1,4-cyclohexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, Includes hydrogenated xylylene diisocyanate, lysine diisocyanate, isophorone diisocyanate, and 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate. The organic polyisocyanate may be one kind or more.

上記ポリカーボネートポリオールは、カーボネート化合物と、ジオール化合物と、を反応させることで得られる。上記カーボネート化合物の例には、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、およびプロピレンカーボネートなどが含まれる。上記ジオール化合物の例には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、メチルペンタンジオール、ジメチルブタンジオール、ブチルエチルプロパンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、および1,6−ヘキサンジオールなどが含まれる。上記ポリカーボネートポリオールは、イソシアネート化合物によって鎖延長された化合物であってもよい。上記ポリカーボネートポリオールは、一種でもそれ以上でもよい。 The above-mentioned polycarbonate polyol is obtained by reacting a carbonate compound with a diol compound. Examples of the carbonate compounds include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate and the like. Examples of the above diol compounds include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, methylpentanediol, dimethylbutanediol, butylethylpropanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, 1,4. -Butandiol, 1,4-cyclohexanediol, 1,6-hexanediol and the like are included. The polycarbonate polyol may be a compound whose chain is extended by an isocyanate compound. The above-mentioned polycarbonate polyol may be one kind or more.

三級アミノ基またはカルボキシル基を有するポリオールは、例えば、開始剤の存在下でアルカノールアミン類とジカルボン酸とを、酸塩基反応または脱水縮合させることによって得られる。上記開始剤の例には、アンモニア、第1級または第2級のモノアミン類、第1級または第2級の脂肪族ポリアミン類、および第1級または第2級の芳香族モノまたは芳香族ポリアミン類などが含まれる。上記第1級または第2級のモノアミン類の例には、メチルアミン、およびエチルアミンなどが含まれる。上記第1級または第2級の脂肪族ポリアミン類の例には、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、N,N’−ジメチルエチレンジアミンなどが含まれる。上記第1級または第2級の芳香族モノまたは芳香族ポリアミン類の例には、アニリン、ジフェニルアミン、トルエンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、およびN−メチルアニリンなどが含まれる。上記アルカノールアミン類の例には、モノエタノールアミンおよびジエタノールアミンなどが含まれる。上記ジカルボン酸の例には、アジピン酸およびフタル酸などが含まれる。上記三級アミノ基またはカルボキシル基を有するポリオールは、イソシアネート化合物によって鎖延長された化合物であってもよい。上記三級アミノ基またはカルボキシル基を有するポリオールは、一種でもそれ以上でもよい。 A polyol having a tertiary amino group or a carboxyl group can be obtained, for example, by acid-base reaction or dehydration condensation of alkanolamines and a dicarboxylic acid in the presence of an initiator. Examples of the initiators are ammonia, primary or secondary monoamines, primary or secondary aliphatic polyamines, and primary or secondary aromatic mono or aromatic polyamines. Kind etc. are included. Examples of the primary or secondary monoamines include methylamine, ethylamine and the like. Examples of the primary or secondary aliphatic polyamines include ethylenediamine, hexamethylenediamine, N, N'-dimethylethylenediamine and the like. Examples of the primary or secondary aromatic mono or aromatic polyamines include aniline, diphenylamine, toluenediamine, diphenylmethanediamine, N-methylaniline and the like. Examples of the above alkanolamines include monoethanolamine, diethanolamine and the like. Examples of the above dicarboxylic acids include adipic acid, phthalic acid and the like. The polyol having a tertiary amino group or a carboxyl group may be a compound whose chain is extended by an isocyanate compound. The polyol having a tertiary amino group or a carboxyl group may be one kind or more.

ポリプロピレン系樹脂は、ポリプロピレン骨格と、水素結合性官能基とを含む高分子化合物である。上記ポリプロピレン系樹脂の例には、酸変性ポリプロピレンが含まれる。上記酸変性ポリプロピレンは、ポリプロピレンの構成単位中にカルボキシル基またはその無水物基が導入されたポリプロピレンである。上記ポリプロピレン系樹脂中の当該水素結合性官能基の量は、金属素形材に対する十分な密着性が得られる範囲から適宜に決められる。また、上記ポリプロピレン系樹脂は、上記水素結合性官能基以外の他の官能基をさらに含んでいてもよい。 The polypropylene-based resin is a polymer compound containing a polypropylene skeleton and a hydrogen-bonding functional group. Examples of the polypropylene-based resin include acid-modified polypropylene. The acid-modified polypropylene is polypropylene in which a carboxyl group or an anhydride group thereof is introduced into a constituent unit of polypropylene. The amount of the hydrogen-bonding functional group in the polypropylene-based resin is appropriately determined from the range in which sufficient adhesion to the metal shape material can be obtained. Further, the polypropylene-based resin may further contain a functional group other than the hydrogen-bonding functional group.

上記酸変性ポリプロピレンの含有量は、表面処理液中の全樹脂に対して40質量%以上であることが、金属素形材と他の金属素形材または樹脂組成物の成形体との密着性を高める観点から好ましい。酸変性ポリプロピレンの上記含有量の上限値は、本発明の効果が得られる範囲において、適宜に決めることができる。 The content of the acid-modified polypropylene should be 40% by mass or more with respect to the total resin in the surface treatment liquid, and the adhesion between the metal base material and the molded product of another metal base material or resin composition. It is preferable from the viewpoint of enhancing. The upper limit of the content of the acid-modified polypropylene can be appropriately determined within the range in which the effect of the present invention can be obtained.

上記酸変性ポリプロピレンの酸価は、1mgKOH/g以上500mgKOH/g以下であることが好ましい。酸変性ポリプロピレンの酸価が上記の範囲内であれば、後述のエマルジョンを作製する際に酸変性ポリプロピレンを中和することで、酸変性ポリプロピレン自体が界面活性剤として作用する。 The acid value of the acid-modified polypropylene is preferably 1 mgKOH / g or more and 500 mgKOH / g or less. When the acid value of the acid-modified polypropylene is within the above range, the acid-modified polypropylene itself acts as a surfactant by neutralizing the acid-modified polypropylene when producing the emulsion described later.

上記酸変性ポリプロピレンの融点が60℃以上120℃以下であり、かつ上記酸変性ポリプロピレンの結晶化度が5%以上20%以下であることが好ましい。上記融点および結晶化度を有する酸変性ポリプロピレンは、金属素形材の表面に対する濡れ性が高い。このため、表面処理層の密着性の観点から好ましい。上記融点が60℃未満または上記結晶化度が5%未満の場合、比較的低温で表面処理層が軟化してしまうため、例えば、保管時に金属素形材の耐ブロッキング性が不十分となることがある。 It is preferable that the melting point of the acid-modified polypropylene is 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, and the crystallinity of the acid-modified polypropylene is 5% or more and 20% or less. The acid-modified polypropylene having the above melting point and crystallinity has high wettability to the surface of the metal body material. Therefore, it is preferable from the viewpoint of adhesion of the surface treatment layer. When the melting point is less than 60 ° C. or the crystallinity is less than 5%, the surface treatment layer is softened at a relatively low temperature, so that, for example, the blocking resistance of the metal profile is insufficient during storage. There is.

なお、酸変性ポリプロピレンの融点および結晶化度は、上記表面処理液に含まれる状態と表面処理層の状態(乾燥後)とでほとんど変化しない。したがって、表面処理層中の酸変性ポリプロピレンの結晶化度は、酸変性ポリプロピレンを含む上記表面処理液を、Ruland法によるX線回折により測定することで調べることができる。 The melting point and crystallinity of the acid-modified polypropylene hardly change between the state contained in the surface treatment liquid and the state of the surface treatment layer (after drying). Therefore, the crystallinity of the acid-modified polypropylene in the surface-treated layer can be examined by measuring the surface-treated liquid containing the acid-modified polypropylene by X-ray diffraction by the Ruland method.

上記酸変性ポリプロピレンは、例えば、酸変性ポリプロピレンを分散質とする酸変性ポリプロピレン系エマルジョンとして調製される。酸変性ポリプロピレン系エマルジョンは、酸変性ポリプロピレンを調製した後、酸変性ポリプロピレンを水に配合して分散することで調製される。また、酸変性ポリプロピレン系エマルジョンには、乳化剤として各種界面活性剤を添加してもよい。 The acid-modified polypropylene is prepared, for example, as an acid-modified polypropylene-based emulsion containing the acid-modified polypropylene as a dispersoid. The acid-modified polypropylene-based emulsion is prepared by preparing acid-modified polypropylene and then mixing and dispersing the acid-modified polypropylene in water. Further, various surfactants may be added as emulsifiers to the acid-modified polypropylene emulsion.

ポリプロピレンには、アイソタクティク、アタクティク、シンジオタクティク、ヘミアイソタクティクおよびステレオタクティクの立体規則性が知られている。酸変性ポリプロピレンにおけるポリプロピレンの立体規則性は、剛性や衝撃強さなどの力学特性または耐久性の観点から、アイソタクティクであることが好ましい。 Polypropylene is known for its isotactic, atactic, syndiotactic, hemiisotactic and stereotactic stereoregularities. The stereoregularity of polypropylene in acid-modified polypropylene is preferably isotactic from the viewpoint of mechanical properties such as rigidity and impact strength or durability.

上記ポリプロピレンの重量平均分子量は、1000以上300000以下であることが好ましく、5000以上100000以下であることがさらに好ましい。ポリプロピレンの重量平均分子量が1000以上であると、表面処理層の強度をより高めることができる。一方、ポリプロピレンの重量平均分子量が300000以下であると、ポリプロピレンを酸変性する際に、粘度が増大してしまうことによる作業性の低下が抑制される。 The weight average molecular weight of the polypropylene is preferably 1000 or more and 300,000 or less, and more preferably 5000 or more and 100,000 or less. When the weight average molecular weight of polypropylene is 1000 or more, the strength of the surface treatment layer can be further increased. On the other hand, when the weight average molecular weight of polypropylene is 300,000 or less, the decrease in workability due to the increase in viscosity when the polypropylene is acid-modified is suppressed.

ポリプロピレンの酸変性は、ポリプロピレンをトルエンまたはキシレンに溶解させ、ラジカル発生剤の存在下で、α,β−不飽和カルボン酸および/またはα,β−不飽和カルボン酸の酸無水物および/または1分子当たり1個以上の二重結合を有する化合物を用いて行うことができる。または、ポリプロピレンの軟化温度あるいは融点以上まで昇温させることができる機器を使用し、ラジカル発生剤の存在下または非存在下で、α,β−不飽和カルボン酸および/またはα,β−不飽和カルボン酸の酸無水物および/または1分子当たり1個以上の二重結合を有する化合物を用いて行うことができる。ポリプロピレンの変性反応をトルエンおよび/またはキシレンなどの有機溶媒中で溶液状態として行う場合、または水系などでの非溶媒中で行う不均一分散系での反応の場合には、窒素置換を充分に行うことが望ましい。このようにして、酸変性ポリプロピレンが調製される。 Acid modification of polypropylene involves dissolving polypropylene in toluene or xylene and in the presence of a radical generator, acid anhydrides and / or 1 of α, β-unsaturated carboxylic acids and / or α, β-unsaturated carboxylic acids. This can be done using compounds having one or more double bonds per molecule. Alternatively, using an instrument capable of raising the temperature above the softening temperature or melting point of polypropylene, in the presence or absence of a radical generator, α, β-unsaturated carboxylic acid and / or α, β-unsaturated. It can be carried out using an acid anhydride of a carboxylic acid and / or a compound having one or more double bonds per molecule. Sufficient nitrogen substitution is performed when the polypropylene modification reaction is carried out in a solution state in an organic solvent such as toluene and / or xylene, or when the reaction is carried out in a non-uniform dispersion system such as an aqueous system. Is desirable. In this way, acid-modified polypropylene is prepared.

上記ラジカル発生剤の例には、パーオキサイドおよびアゾニトリルが含まれる。上記アゾニトリルの例には、ジ−tert−ブチルパーフタレート、tert−ブチルヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシエチルヘキサノエート、tert−ブチルパーオキシピバレート、メチルエチルケトンパーオキサイド、およびジ−tert−ブチルパーオキサイドなどが含まれる。上記アゾニトリルの例には、アゾビスイソブチロニトリル、およびアゾビスイソプロピオニトリルなどが含まれる。ラジカル発生剤の配合量は、ポリプロピレン100質量部に対して0.1質量部以上50質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上30質量部以下であることがより好ましい。 Examples of the radical generators include peroxides and azonitriles. Examples of the above azonitriles include di-tert-butylperphthalate, tert-butylhydroperoxide, dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, tert-butylperoxybenzoate, tert-butylperoxyethyl hexanoate, tert-. Includes butyl peroxypivalate, methyl ethyl ketone peroxide, di-tert-butyl peroxide and the like. Examples of the above azonitrile include azobisisobutyronitrile, azobisisopropionitrile and the like. The blending amount of the radical generator is preferably 0.1 part by mass or more and 50 parts by mass or less, and more preferably 0.5 parts by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of polypropylene.

α,β−不飽和カルボン酸またはその酸無水物の例には、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、アコニット酸、および無水アコニット酸が含まれる。上記α,β−不飽和カルボン酸またはその酸無水物は、一種でもそれ以上でもよい。上記α,β−不飽和カルボン酸またはその酸無水物の2種以上を組み合わせて使用すると、表面処理層の物性が良好になる場合が多い。 Examples of α, β-unsaturated carboxylic acids or acid anhydrides thereof include maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, citraconic acid, citraconic anhydride, mesaconic acid, itaconic acid, itaconic anhydride, aconitic acid, and anhydrous. Contains aconitic acid. The α, β-unsaturated carboxylic acid or its acid anhydride may be one kind or more. When two or more of the above α, β-unsaturated carboxylic acids or acid anhydrides thereof are used in combination, the physical properties of the surface treatment layer are often improved.

上記の1分子当たり1個以上の二重結合を有する化合物の例には、(メタ)アクリル酸系モノマーおよびスチレン系モノマーが含まれる。上記(メタ)アクリル酸系モノマーの例には、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸−4−ヒドロキブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸、ジ(メタ)アクリル酸(ジ)エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸−1,4−ブタンジオール、ジ(メタ)アクリル酸−1,6−ヘキサンジオール、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパン、ジ(メタ)アクリル酸グリセリン、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、およびアクリルアミドなどが含まれる。上記スチレン系モノマーの例には、スチレン、α−メチルスチレン、パラメチルスチレン、およびクロロメチルスチレンなどが含まれる。さらに、上記化合物に、ジビニルベンゼン、酢酸ビニル、バーサチック酸のビニルエステルなどのビニル系モノマーを併用することができる。 Examples of the above-mentioned compounds having one or more double bonds per molecule include (meth) acrylic acid-based monomers and styrene-based monomers. Examples of the above (meth) acrylic acid-based monomers include methyl (meth) acrylic acid, ethyl (meth) acrylic acid, propyl (meth) acrylic acid, butyl (meth) acrylic acid, and -2-hydroxy (meth) acrylic acid. Ethyl, -2-hydroxypropyl (meth) acrylate, -4-hydrokibutyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, (meth) Benzyl acrylate, -2-hydroxybutyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, di (meth) acrylate (di) ethylene glycol, di (meth) ) Acrylic acid-1,4-butanediol, di (meth) acrylic acid-1,6-hexanediol, tri (meth) acrylate trimethylolpropane, di (meth) glycerate glycerin, (meth) acrylic acid-2 -Includes ethylhexyl, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, and acrylamide. Examples of the styrene-based monomer include styrene, α-methylstyrene, paramethylstyrene, chloromethylstyrene and the like. Further, vinyl-based monomers such as divinylbenzene, vinyl acetate, and vinyl ester of versatic acid can be used in combination with the above compounds.

上記の1分子当たり1個以上の二重結合を有する化合物は、一種でもそれ以上でもよい。当該化合物の配合量は、ポリプロピレン100質量部に対して0.1質量部以上50質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上30質量部以下であることがより好ましい。 The compound having one or more double bonds per molecule may be one kind or more. The blending amount of the compound is preferably 0.1 part by mass or more and 50 parts by mass or less, and more preferably 0.5 parts by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of polypropylene.

1−2−5.その他の添加剤
上記表面処理液は、本発明の効果が得られる範囲において、添加剤をさらに含有していてもよい。当該添加剤の例には、金属酸化物、防錆剤、潤滑剤、消泡剤、エッチング剤、無機化合物、ならびに色材などが含まれる。
1-2-5. Other Additives The surface treatment liquid may further contain additives as long as the effects of the present invention can be obtained. Examples of such additives include metal oxides, rust inhibitors, lubricants, defoamers, etching agents, inorganic compounds, coloring materials and the like.

上記防錆剤は、金属素形材の耐食性を向上させる。防錆剤は、一種でもそれ以上でもよい。防錆剤の例には、金属化合物系防錆剤、非金属化合物系防錆剤、および有機化合物系防錆剤が含まれる。表面処理液における防錆剤の含有量は、防錆剤の種類に応じて、防錆剤による防錆効果と本発明の効果とが得られる範囲から適宜に決めることができる。 The rust inhibitor improves the corrosion resistance of the metal profile. The rust inhibitor may be one kind or more. Examples of rust inhibitors include metal compound rust inhibitors, non-metal compound rust inhibitors, and organic compound rust inhibitors. The content of the rust preventive agent in the surface treatment liquid can be appropriately determined from the range in which the rust preventive effect of the rust preventive agent and the effect of the present invention can be obtained, depending on the type of the rust preventive agent.

上記金属化合物系防錆剤の例には、Si、Cr、Hf、Nb、Ta、W、MgおよびCaからなる群から選択される金属の酸化物、水酸化物またはフッ化物が含まれる。 Examples of the metal compound-based rust preventive include metal oxides, hydroxides or fluorides selected from the group consisting of Si, Cr, Hf, Nb, Ta, W, Mg and Ca.

上記非金属化合物系防錆剤の例には、チオ尿素などのチオール化合物が含まれる。 Examples of the non-metal compound rust preventive include thiol compounds such as thiourea.

上記有機化合物系防錆剤の例には、インヒビターおよびキレート化剤が含まれる。当該インヒビターの例には、オレイン酸、ダイマー酸、ナフテン酸などのカルボン酸、カルボン酸金属石鹸(ラノリンCa、ナフテン酸Zn、酸化ワックスCa、Ba塩など)、スルフォン酸塩(Na、Ca、Baスルフォネート)、アミン塩、および、エステル(高級脂肪酸のグリセリンエステル,ソルビタンモノイソステアレート,ソルビタンモノオレートなど)が含まれる。上記キレート化剤の例には、EDTA(エチランジアミンテトラ酢酸)、グルコン酸,NTA(ニトリロトリ酢酸)、HEDTA(ヒドロキシエチル、エチレンジアミン三酢酸)、DTPA(ジエチレントリアミン五酢酸)、および、クエン酸Naが含まれる。 Examples of the organic compound-based rust preventives include inhibitors and chelating agents. Examples of such inhibitors include carboxylic acids such as oleic acid, dimer acid and naphthenic acid, metal carboxylic acid soaps (lanolin Ca, Zn naphthenic acid, oxide wax Ca, Ba salts, etc.) and sulfonates (Na, Ca, Ba). Sulfonates), amine salts, and esters (such as glycerin esters of higher fatty acids, sorbitan monoisostearates, sorbitan monoolates, etc.). Examples of the above chelating agents include EDTA (ethylandiaminetetraacetic acid), gluconic acid, NTA (nitrilotriacetic acid), HEDTA (hydroxyethyl, ethylenediaminetriacetic acid), DTPA (diethylenetriaminepentaacetic acid), and Na citrate. included.

上記潤滑剤は、金属素形材の表面におけるカジリの発生を抑制することができる。潤滑剤は、一種でもそれ以上でもよく、潤滑剤の種類は、特に限定されない。潤滑剤の例には、フッ素系やポリエチレン系、スチレン系、ポリプロピレン系などの有機ワックス、および、二硫化モリブデンやタルクなどの無機潤滑剤、が含まれる。表面処理液中の潤滑剤の含有量は、表面処理液における上記樹脂の総量100質量部に対して1質量部以上20質量部以下となる量であることが好ましい。潤滑剤が1質量部未満の場合、カジリの発生を十分に抑制することができないことがある。一方、潤滑剤が20質量部超の場合、カジリの発生を抑制する効果が頭打ちとなり、また、潤滑性が高すぎて取り扱い性が劣ることがある。 The above-mentioned lubricant can suppress the occurrence of galling on the surface of the metal shape material. The type of lubricant may be one type or more, and the type of lubricant is not particularly limited. Examples of lubricants include organic waxes such as fluorine-based, polyethylene-based, styrene-based and polypropylene-based, and inorganic lubricants such as molybdenum disulfide and talc. The content of the lubricant in the surface treatment liquid is preferably 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the resin in the surface treatment liquid. If the amount of the lubricant is less than 1 part by mass, it may not be possible to sufficiently suppress the occurrence of galling. On the other hand, when the amount of the lubricant exceeds 20 parts by mass, the effect of suppressing the occurrence of galling reaches a plateau, and the lubricity is too high and the handleability may be inferior.

上記消泡剤は、上記表面処理液の調製時における気泡の発生を抑制する。消泡剤は、一種でもそれ以上でもよい。消泡剤の種類は、特に限定されない。消泡剤は、シリコーン系消泡剤などの既知の消泡剤を適量添加すればよい。 The defoaming agent suppresses the generation of air bubbles during the preparation of the surface treatment liquid. The defoaming agent may be one kind or more. The type of antifoaming agent is not particularly limited. As the defoaming agent, an appropriate amount of a known defoaming agent such as a silicone-based defoaming agent may be added.

上記エッチング剤は、金属素形材の表面を活性化することで、金属素形材に対する表面処理層の密着性を向上させる。エッチング剤の例には、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム、ジルコンフッ化水素、チタンフッ化水素などのフッ化物が含まれる。 The etching agent activates the surface of the metal shape material to improve the adhesion of the surface treatment layer to the metal shape material. Examples of etching agents include fluorides such as hydrofluoric acid, ammonium fluoride, zircon hydrogen fluoride, titanium hydrogen fluoride.

上記無機化合物は、表面処理層を緻密化して耐水性を向上させる。無機化合物の例には、シリカ、アルミナ、ジルコニアなどの無機系酸化物ゾルなどが含まれる。 The inorganic compound densifies the surface treatment layer to improve water resistance. Examples of inorganic compounds include inorganic oxide sol such as silica, alumina and zirconia.

上記色材は、表面処理層に所定の色調を付与する。色材の例には、無機顔料、有機顔料および有機染料などが含まれる。 The color material imparts a predetermined color tone to the surface treatment layer. Examples of coloring materials include inorganic pigments, organic pigments and organic dyes.

1−2−6.表面処理液の物性
上記表面処理液は、粘度が2mPa・s以上50mPa・s以下である。上記表面処理液の粘度が2mPa・s以上50mPa・s以下であると、金属素形材への優れた濡れ性が得られ、油面金属素形材および難接着金属素形材などの表面に対しても上記表面処理液がムラなく均一に濡れ広がり、密着性の良好な表面処理層を形成することができる。なお、上記表面処理液の粘度は、脱泡後に20℃の環境下でブルックフィールド型粘度計を用いてJISZ−8803(2011年)に定められた方法で測定された値とする。
1-2-6. Physical properties of the surface treatment liquid The surface treatment liquid has a viscosity of 2 mPa · s or more and 50 mPa · s or less. When the viscosity of the surface treatment liquid is 2 mPa · s or more and 50 mPa · s or less, excellent wettability to the metal base material can be obtained, and the surface of the oil surface metal base material and the difficult-to-adhere metal base material can be used. On the other hand, the surface treatment liquid spreads evenly and uniformly, and a surface treatment layer having good adhesion can be formed. The viscosity of the surface treatment liquid is a value measured by a method specified in JISZ-8803 (2011) using a Brookfield type viscometer in an environment of 20 ° C. after defoaming.

また、上記粘度が2mPa・s以上50mPa・s以下であると、スプレー法、刷毛塗り、および文房具塗りなどによって金属素形材の表面へ上記表面処理液を付与するために使用する処理液付与具に適用したときに、処理液付与具の目詰まり(スプレーやノズルヘッドなどの目詰まり)の抑制や、刷毛の毛束部やマーカーのペン先などの繊維集合体からなる樹脂組成物やフェルトなどへの含浸性に優れる。また、上記表面処理液は、粘度が2mPa・s以上であるため、これらの処理液付与具からの液のボタ落ちなどの、いわゆる直流現象や、付与された後の滲みが生じにくい。また、上記表面処理液は、粘度が50mPa・s以下であるため、これらの処理液付与具の目詰まり、付与時の擦れおよび液体成分の揮発によるドライアップ(処理液付与具の乾燥による付与不良)が生じにくい。これらの観点から、上記表面処理液の粘度は5mPa・s以上35mPa・s以下であることがより好ましい。 Further, when the viscosity is 2 mPa · s or more and 50 mPa · s or less, a treatment liquid applying tool used for applying the surface treatment liquid to the surface of the metal shape material by a spray method, brush coating, stationery coating or the like. When applied to, it suppresses clogging of treatment liquid application tools (clogging of sprays, nozzle heads, etc.), and resin compositions and felts made of fiber aggregates such as brush hair bundles and marker nibs. Excellent impregnation property. Further, since the surface treatment liquid has a viscosity of 2 mPa · s or more, so-called direct current phenomena such as dropping of the liquid from these treatment liquid application tools and bleeding after application are unlikely to occur. Further, since the surface treatment liquid has a viscosity of 50 mPa · s or less, clogging of these treatment liquid application tools, rubbing at the time of application, and dry-up due to volatilization of liquid components (improper application due to drying of the treatment liquid application tool). ) Is unlikely to occur. From these viewpoints, the viscosity of the surface treatment liquid is more preferably 5 mPa · s or more and 35 mPa · s or less.

上記表面処理液の粘度は、表面処理液中の樹脂固形分の含有量または粘性調整剤の添加により調整することができる。粘性調製剤の例には、高分子多糖類、水溶性アクリル樹脂および無機鉱物形などが含まれる。表面処理液における粘性調整剤の含有量は、粘性調整剤の種類に応じて、増粘効果と本発明の効果とが得られる範囲から適宜決めることができる。 The viscosity of the surface treatment liquid can be adjusted by adjusting the content of the resin solid content in the surface treatment liquid or the addition of a viscosity modifier. Examples of viscosity modifiers include polymeric polysaccharides, water-soluble acrylic resins and inorganic mineral forms. The content of the viscosity adjusting agent in the surface treatment liquid can be appropriately determined from the range in which the thickening effect and the effect of the present invention can be obtained, depending on the type of the viscosity adjusting agent.

2.複合体の製造方法(接触および加熱)
本発明の他の実施形態は、上述した表面処理液を用いる、複合体の製造方法に関する。具体的には、上記表面処理液は、(1)一の金属素形材の表面に上述した表面処理液を付与し、乾燥させて表面処理層を形成する工程と、(2)上記一の金属素形材に対し、上記表面処理層に接するように樹脂組成物の成形体を配置する工程と、(3)上記表面処理層と上記樹脂組成物の成形体との接触部を加熱する工程と、による複合体の製造に使用できる。
2. 2. Method of manufacturing the complex (contact and heating)
Another embodiment of the present invention relates to a method for producing a composite using the above-mentioned surface treatment liquid. Specifically, the surface treatment liquid includes (1) a step of applying the above-mentioned surface treatment liquid to the surface of one metal molding material and drying it to form a surface treatment layer, and (2) the above-mentioned one. A step of arranging a molded body of the resin composition so as to be in contact with the surface treatment layer on the metal shape material, and (3) a step of heating a contact portion between the surface treatment layer and the molded body of the resin composition. Can be used to produce a complex with and.

2−1.表面処理層の形成
まず、一の金属素形材の表面に上述した表面処理液を付与し、乾燥させて表面処理層を形成する。
2-1. Formation of surface treatment layer First, the above-mentioned surface treatment liquid is applied to the surface of one metal shape material and dried to form a surface treatment layer.

上記表面処理液の付与は、ロールコート法、カーテンフロー法、スピンコート法、スプレー法、浸漬引き上げ法などの公知の方法で行うことができる。また、上記表面処理液の付与は、刷毛塗り、およびサインペン、マジックペン、筆ペン、およびマーカーなどの筆記具を用いての文房具塗りなどによって行ってもよい。 The above surface treatment liquid can be applied by a known method such as a roll coating method, a curtain flow method, a spin coating method, a spray method, or a dipping pulling method. In addition, the surface treatment liquid may be applied by brush coating and stationery coating using a writing tool such as a felt-tip pen, a marker pen, a brush pen, and a marker.

これらのうち、大掛かりな設備が不要かつ必要な箇所のみの部分的な表面処理が可能であり、作業性に優れる観点から、スプレー法、刷毛塗り、および文房具塗りが好ましく、刷毛塗りおよび文房具塗りがより好ましい。 Of these, the spray method, brush coating, and stationery coating are preferable, and brush coating and stationery coating are preferable from the viewpoint of being able to partially surface-treat only the necessary parts without the need for large-scale equipment and having excellent workability. More preferred.

上記表面処理液の付与量は、乾燥により形成される表面処理層の膜厚が0.5μm以上となる量であることが好ましい。形成される表面処理液の厚さが0.5μm以上であると、上記一の金属素形材に対する上記樹脂組成物の成形体の接合力が十分に高まり、かつ、表面処理層中に含まれる添加物の機能(例えば、防錆剤の防錆作用)も十分に発現される。形成される表面処理層の厚さの上限は、特に限定されないが、上記の効果が頭打ちになる観点やコストの観点などから決めることができる。たとえば、形成される表面処理層の厚さは、20μm以下が好ましく、10μm以下がより好ましい。 The amount of the surface treatment liquid applied is preferably such that the film thickness of the surface treatment layer formed by drying is 0.5 μm or more. When the thickness of the surface treatment liquid to be formed is 0.5 μm or more, the bonding force of the molded body of the resin composition to the metal element shape material is sufficiently increased, and the surface treatment liquid is contained in the surface treatment layer. The function of the additive (for example, the rust preventive action of the rust preventive) is also fully exhibited. The upper limit of the thickness of the surface treatment layer to be formed is not particularly limited, but can be determined from the viewpoint of the above-mentioned effects reaching a plateau and the viewpoint of cost. For example, the thickness of the surface treatment layer to be formed is preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less.

付与された表面処理液の乾燥は、自然乾燥でもよいし加熱による乾燥でもよい。これらの乾燥条件は、上記表面処理液の組成などに応じて適宜選択すればよい。たとえば、付与された表面処理液を加熱により乾燥させるときは、上記表面処理液を塗布した金属素形材を水洗することなく乾燥オーブン内に投入し、到達板温が80℃以上250℃以下の範囲内となるように加熱すればよい。 The applied surface treatment liquid may be dried naturally or by heating. These drying conditions may be appropriately selected according to the composition of the surface treatment liquid and the like. For example, when the applied surface treatment liquid is dried by heating, the metal shape material coated with the surface treatment liquid is put into a drying oven without washing with water, and the reaching plate temperature is 80 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. It may be heated so as to be within the range.

2−2.樹脂組成物の成形体の配置
次に、上記表面処理層が形成された一の金属素形材に対し、上記表面処理層に接するように、樹脂組成物の成形体を配置する。
2-2. Arrangement of the molded body of the resin composition Next, the molded body of the resin composition is arranged so as to be in contact with the surface-treated layer with respect to one metal base material on which the surface-treated layer is formed.

たとえば、上記樹脂組成物の成形体は、少なくとも、その接合されるべき部分と、上記一の金属素形材の接合されるべき部分とが、上記表面処理層を介して接するように、上記一の金属素形材に対して配置される。当該工程において、上記樹脂組成物の成形体の接合されるべき部分と、上記一の金属素形材の接合されるべき部分とは、少なくとも後述する加熱工程を行う時点で、上記表面処理層を介して接触していればよい。このとき、上記一の金属素形材と上記樹脂組成物の成形体とは、固定用の治具などによって互いに押圧されて付着していることが、位置ずれ防止などの観点から好ましい。 For example, in the molded product of the resin composition, at least the portion to be joined and the portion to be joined of the above-mentioned metal element shape material are in contact with each other via the above-mentioned surface treatment layer. It is placed against the metal shape material of. In the step, the portion of the molded body of the resin composition to be joined and the portion of the one metal element to be joined are formed by forming the surface treatment layer at least at the time of performing the heating step described later. It suffices if they are in contact with each other. At this time, it is preferable that the above-mentioned metal element and the molded product of the above-mentioned resin composition are pressed against each other by a fixing jig or the like and adhere to each other from the viewpoint of preventing misalignment.

上記樹脂組成物の成形体は、上記一の金属素形材の表面に密着する形状を有する成形体であればよい。 The molded body of the resin composition may be a molded body having a shape that is in close contact with the surface of the above-mentioned metal element shape material.

上記樹脂組成物の成形体を構成する樹脂組成物は、表面処理層への溶着性が高いことから、熱可塑性樹脂組成物であることが好ましい。上記熱可塑性樹脂組成物の例には、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)系樹脂組成物、ポリエチレンテレフタレート(PET)系樹脂組成物、ポリブチレンテレフタレート(PBT)系樹脂組成物、ポリカーボネート(PC)系樹脂組成物、ポリアミド(PA)系樹脂組成物、ポリフェニレンサルファイド(PPS)系樹脂組成物、ポリプロピレン(PP)系樹脂組成物、および、これらの組み合わせなどが含まれる。上記熱可塑性樹脂組成物の種類は、上記表面処理層との溶着性に応じて決めることが可能である。 The resin composition constituting the molded product of the resin composition is preferably a thermoplastic resin composition because it has high weldability to the surface treatment layer. Examples of the thermoplastic resin composition include an acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) -based resin composition, a polyethylene terephthalate (PET) -based resin composition, a polybutylene terephthalate (PBT) -based resin composition, and a polycarbonate (PC) -based resin. Included are resin compositions, polyamide (PA) -based resin compositions, polyphenylene terephthale (PPS) -based resin compositions, polypropylene (PP) -based resin compositions, and combinations thereof. The type of the thermoplastic resin composition can be determined according to the weldability with the surface treatment layer.

上記熱可塑性樹脂組成物の成形収縮率は、1.1%以下であることが、複合体の製造時の温度変化による変形を抑制する観点から好ましい。上記成形収縮率は、上記成形体に対する塗装金属素形材の接合力をより高める観点から、0.9%以下であることが好ましく、0.7%以下であることがより好ましい。熱可塑性樹脂組成物の成形収縮率は、公知の方法で調整することができる。たとえば、上記成形収縮率は、熱可塑性樹脂組成物へのフィラーの添加や、熱可塑性樹脂組成物中の結晶性樹脂および非結晶性樹脂の混合割合などによって調整することができる。非結晶性樹脂は、例えば、PVCやPMMAなどである。結晶性樹脂は、例えば、PEや、PP、POMなどである。上記成形収縮率は、例えば、フィラーの含有量を多くすることや、結晶性樹脂に対する非結晶性樹脂の混合比率を高くすることなどによって、低くすることができる。 The molding shrinkage of the thermoplastic resin composition is preferably 1.1% or less from the viewpoint of suppressing deformation due to temperature changes during production of the composite. The molding shrinkage rate is preferably 0.9% or less, and more preferably 0.7% or less, from the viewpoint of further enhancing the bonding force of the coated metal element to the molded body. The molding shrinkage of the thermoplastic resin composition can be adjusted by a known method. For example, the molding shrinkage ratio can be adjusted by adding a filler to the thermoplastic resin composition, mixing the crystalline resin and the non-crystalline resin in the thermoplastic resin composition, and the like. The non-crystalline resin is, for example, PVC or PMMA. The crystalline resin is, for example, PE, PP, POM, or the like. The molding shrinkage ratio can be lowered, for example, by increasing the content of the filler or increasing the mixing ratio of the non-crystalline resin with respect to the crystalline resin.

上記成形収縮率(%)は、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物(例えば熱可塑性樹脂の融点の熱可塑性樹脂組成物あるいは射出成形の金型のキャビティーの容積)の体積をVa、当該溶融状態から冷却して固化した熱可塑性樹脂組成物(例えば室温(20℃)の熱可塑性樹脂組成物)の体積をVbとしたときに、下記式で求められる。
{(Va−Vb)/Va}×100
The molding shrinkage rate (%) is determined by setting the volume of the molten thermoplastic resin composition (for example, the volume of the thermoplastic resin composition having the melting point of the thermoplastic resin or the cavity of the injection molding mold) to Va, and the molten state. When the volume of the thermoplastic resin composition (for example, the thermoplastic resin composition at room temperature (20 ° C.)) solidified by cooling from the above is Vb, it is calculated by the following formula.
{(Va-Vb) / Va} x 100

また、αp/αmが6以下であることが、複合体の製造時の温度変化による変形を抑制する観点から好ましい。αpは、熱可塑性樹脂組成物の線膨張係数であり、αmは、金属素形材の線膨張係数である。αp/αmが6よりも大きいと、上記成形体に対して塗装金属素形材が十分強固に接合しないことがある。αp/αmは、上記成形体に対する塗装金属素形材の接合力をより高める観点から4.5以下であることが好ましい。αmおよびαpは、それぞれ、例えばTMA(Thermal Mechanical Analysis:熱機械分析法)により、材料の温度変化に伴う寸法変化量を測定することによって求められる。αpは、例えば、熱可塑性樹脂組成物中のフィラーの含有量が多いと小さくなる。 Further, it is preferable that αp / αm is 6 or less from the viewpoint of suppressing deformation due to a temperature change during production of the composite. αp is the coefficient of linear expansion of the thermoplastic resin composition, and αm is the coefficient of linear expansion of the metal profile. If αp / αm is larger than 6, the coated metal element may not be sufficiently firmly bonded to the molded product. αp / αm is preferably 4.5 or less from the viewpoint of further enhancing the bonding force of the coated metal molding material to the molded body. αm and αp are obtained by measuring the amount of dimensional change due to temperature change of the material, for example, by TMA (Thermal Mechanical Analysis). αp decreases, for example, when the content of the filler in the thermoplastic resin composition is large.

熱可塑性樹脂組成物は、本発明の効果が得られる範囲において、上記有機樹脂以外の他の成分をさらに含有していてもよい。このような他の成分の例には、フィラーおよび熱可塑性エラストマーが含まれる。 The thermoplastic resin composition may further contain components other than the above-mentioned organic resin as long as the effects of the present invention can be obtained. Examples of such other components include fillers and thermoplastic elastomers.

上記フィラーは、上記成形体の成形収縮率を低減させるとともに、上記成形体の剛性を向上させる。フィラーの種類は、特に限定されず、既知の物質を使用することができる。フィラーは、一種でもそれ以上でもよい。フィラーの例には、ガラス繊維、炭素繊維およびアラミド樹脂などの繊維系フィラー、カーボンブラック、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、ガラス、粘土、リグニン、雲母、石英粉およびガラス球などの粉フィラー、ならびに、炭素繊維やアラミド繊維の粉砕物が含まれる。中でも、ガラス繊維は、上記成形体の光透過性を保つ観点から、より好ましい。熱可塑性樹脂組成物におけるフィラーの含有量は、上記の観点から5質量%以上60質量%以下であることが好ましく、10質量%以上40質量%以下であることがより好ましい。 The filler reduces the molding shrinkage rate of the molded product and improves the rigidity of the molded product. The type of filler is not particularly limited, and known substances can be used. The filler may be one kind or more. Examples of fillers are fiberglass, carbon fiber and fiber-based fillers such as aramid resin, carbon black, calcium carbonate, calcium silicate, magnesium carbonate, silica, talc, glass, clay, lignin, mica, quartz powder and glass spheres. Such as powder fillers, as well as crushed carbon fibers and aramid fibers are included. Above all, glass fiber is more preferable from the viewpoint of maintaining the light transmittance of the molded product. From the above viewpoint, the content of the filler in the thermoplastic resin composition is preferably 5% by mass or more and 60% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less.

上記熱可塑性エラストマーは、上記成形体の耐衝撃性を向上させる。熱可塑性エラストマーの種類は、特に限定されず、熱可塑性エラストマーは、一種でもそれ以上でもよい。熱可塑性エラストマーの例には、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、および、これらの組み合わせ、が含まれる。 The thermoplastic elastomer improves the impact resistance of the molded product. The type of the thermoplastic elastomer is not particularly limited, and the thermoplastic elastomer may be one kind or more. Examples of thermoplastic elastomers include polyolefin resins, polystyrene resins, and combinations thereof.

2−3.接触部の加熱
次に、上記表面処理層と上記樹脂組成物の成形体との接触部を加熱して、これらを溶着させる。これにより、上記表面処理層を介して、上記一の金属素形材と上記樹脂組成物の成形体とが接合する。
上記加熱は、上記表面処理層と上記樹脂組成物の成形体とが接触している面の少なくとも一部に行えばよいが、より密着性を高める観点からは、上記接触している面の全面に対して行うことが好ましい。
2-3. Heating of the contact portion Next, the contact portion between the surface treatment layer and the molded product of the resin composition is heated to weld them. As a result, the above-mentioned metal element and the molded product of the above-mentioned resin composition are joined via the above-mentioned surface treatment layer.
The heating may be performed on at least a part of the surface where the surface treatment layer and the molded product of the resin composition are in contact with each other, but from the viewpoint of further improving the adhesion, the entire surface of the contacting surface may be performed. It is preferable to carry out.

加熱方法は、特に限定されず、公知の方法から適宜選択すればよい。そのような加熱方法の例には、炎などによる直接加熱、ヒーター加熱、超音波加熱、電磁誘導加熱およびレーザー加熱が含まれる。 The heating method is not particularly limited and may be appropriately selected from known methods. Examples of such heating methods include direct heating with a flame or the like, heater heating, ultrasonic heating, electromagnetic induction heating and laser heating.

このとき、たとえば、到達温度が上記表面処理層に含まれる樹脂の融点以上となるように加熱することで、上記表面処理層を介して上記一の金属素形材と上記樹脂組成物の成形体とを密接に接合させることができる。到達温度の上限値は、特に制限されないが、上記の効果が頭打ちになる観点や、表面処理層の分解を抑制する観点などから決めることができ、たとえば、250℃以下とすることができる。 At this time, for example, by heating so that the ultimate temperature becomes equal to or higher than the melting point of the resin contained in the surface treatment layer, the molded product of the above-mentioned metal element and the above-mentioned resin composition is passed through the above-mentioned surface treatment layer. Can be closely joined. The upper limit of the ultimate temperature is not particularly limited, but can be determined from the viewpoint that the above effect reaches a plateau, the viewpoint of suppressing the decomposition of the surface treatment layer, and the like, and can be, for example, 250 ° C. or lower.

3.複合体の製造方法(射出成型)
本発明の他の実施形態は、上述した表面処理液を用いる、複合体の他の製造方法に関する。具体的には、上記表面処理液は、(1)一の金属素形材の表面に上述した表面処理液を付与し、乾燥させて表面処理層を形成する工程と、(2)表面処理層が形成された上記一の金属素形材を射出成型金型に挿入する工程と、(3)上記一の金属素形材が挿入された射出成型金型の内部に溶融した熱可塑性樹脂組成物を射出する工程と、による複合体の製造に使用できる。
3. 3. Complex manufacturing method (injection molding)
Another embodiment of the present invention relates to another method for producing a composite using the surface treatment liquid described above. Specifically, the surface treatment liquid includes (1) a step of applying the above-mentioned surface treatment liquid to the surface of one metal molding material and drying it to form a surface treatment layer, and (2) a surface treatment layer. The step of inserting the above-mentioned one metal molding material into the injection molding mold, and (3) the thermoplastic resin composition melted inside the injection molding mold into which the above-mentioned one metal molding material was inserted. Can be used in the process of injecting and for the production of composites.

3−1.表面処理層の形成
まず、一の金属素形材の表面に上述した表面処理液を付与し、乾燥させて表面処理層を形成する。本工程は、上述した方法で行うことができるので、重複する説明は省略する。
3-1. Formation of surface treatment layer First, the above-mentioned surface treatment liquid is applied to the surface of one metal shape material and dried to form a surface treatment layer. Since this step can be performed by the method described above, duplicate description will be omitted.

3−2.射出成型金型への挿入
次に、表面処理層が形成された上記一の金属素形材を射出成型金型に挿入する。
3-2. Insertion into the injection molding die Next, the above-mentioned metal element having the surface treatment layer formed is inserted into the injection molding die.

3−3.熱可塑性樹脂組成物の射出
次に、上記一の金属素形材が挿入された射出成型金型の内部に溶融した熱可塑性樹脂組成物を射出する。上記熱可塑性樹脂組成物は、上述した樹脂組成物の成形体を構成する熱可塑性樹脂組成物と同様とすることができる。
3-3. Injection of the thermoplastic resin composition Next, the molten thermoplastic resin composition is injected into the injection molding die into which the above-mentioned metal element is inserted. The thermoplastic resin composition can be the same as the thermoplastic resin composition constituting the molded product of the resin composition described above.

このとき、熱可塑性樹脂組成物は高圧で射出することが好ましい。また、射出成形金型にガス抜きを設けて、熱可塑性樹脂組成物が円滑に流れるようにすることが好ましい。溶融した熱可塑性樹脂組成物は、上記一の金属素形材の表面に形成された表面処理層に接触する。射出成形金型の温度は、上記熱可塑性樹脂組成物の融点近傍であることが好ましい。 At this time, it is preferable to inject the thermoplastic resin composition at a high pressure. Further, it is preferable that the injection molding die is provided with a degassing so that the thermoplastic resin composition can flow smoothly. The molten thermoplastic resin composition comes into contact with the surface treatment layer formed on the surface of the above-mentioned metal element. The temperature of the injection molding die is preferably close to the melting point of the thermoplastic resin composition.

4.処理液付与具
本発明の他の実施形態は、上記一の金属素形材に対して、上記表面処理液を付与するための、処理液付与具に関する。処理液付与具は、持ち運び可能であることが好ましい。
4. Treatment Liquid Applying Tool Another embodiment of the present invention relates to a treatment liquid applying tool for applying the surface treatment liquid to the above-mentioned metal element shape material. The treatment liquid imparting tool is preferably portable.

図1は、本実施形態に関する処理液付与具の例を示す模式断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a treatment liquid applying tool according to the present embodiment.

図1Aは、スプレー型の、処理液付与具の一例を示す模式断面図である。図1Aに示すように、処理液付与具100aは、容器110aと、上述した表面処理液120aと、を有する。容器110aは、表面処理液120aを収容する収容部112aと、収容部112aに収容された表面処理液120aを上記一の金属素形材の表面に付与するための付与部114aと、を有する。 FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing an example of a spray-type treatment liquid applying tool. As shown in FIG. 1A, the treatment liquid imparting tool 100a includes a container 110a and the above-mentioned surface treatment liquid 120a. The container 110a has an accommodating portion 112a for accommodating the surface treatment liquid 120a, and an imparting portion 114a for applying the surface treatment liquid 120a contained in the accommodating portion 112a to the surface of the above-mentioned metal element.

処理液付与具100aにおいて、付与部114aは、ノズル115aと弁116aとを有する。ノズル115aが配置されたノズルヘッド117aを収容部112aに対して押し込むと、弁116aが解放され、収容部112aの内部に収容された気体の圧力によって収容部112aの内部の表面処理液120aが押し出され、ノズル115aから噴射される。これにより、付与部114aは、ノズル115aが上記一の金属素形材の表面を向いた状態で、ノズルヘッド117aを収容部112aに対して押し込むことにより、ノズル115aから噴射された表面処理液120aを上記一の金属素形材の表面に付与することができる。 In the treatment liquid applying tool 100a, the applying portion 114a has a nozzle 115a and a valve 116a. When the nozzle head 117a in which the nozzle 115a is arranged is pushed into the accommodating portion 112a, the valve 116a is released and the surface treatment liquid 120a inside the accommodating portion 112a is pushed out by the pressure of the gas contained inside the accommodating portion 112a. It is ejected from the nozzle 115a. As a result, the applying portion 114a pushes the nozzle head 117a against the accommodating portion 112a with the nozzle 115a facing the surface of the above-mentioned metal element, so that the surface treatment liquid 120a ejected from the nozzle 115a Can be applied to the surface of the above-mentioned metal element shape material.

図1Bは、サインペン型の、処理液付与具の一例を示す模式断面図である。図1Bに示すように、処理液付与具100bは、容器110bと、上述した表面処理液120bと、を有する。容器110bは、表面処理液120bを収容する収容部112bと、収容部112bに収容された表面処理液120bを上記一の金属素形材の表面に付与するための付与部114bと、を有する。 FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing an example of a felt-tip pen type treatment liquid applying tool. As shown in FIG. 1B, the treatment liquid imparting tool 100b has a container 110b and the above-mentioned surface treatment liquid 120b. The container 110b has an accommodating portion 112b for accommodating the surface treatment liquid 120b, and an imparting portion 114b for applying the surface treatment liquid 120b contained in the accommodating portion 112b to the surface of the above-mentioned metal element.

処理液付与具100bにおいて、付与部114bは、繊維集合体、フェルトおよび不織布などの、繊維の集合体である。付与部114bは、上記一の金属素形材の表面に接触された状態で、重力や収容部112bへの押圧などにより収容部112bから移動した表面処理液120bに、上記繊維の集合体を通過させることで、表面処理液120bを上記一の金属素形材の表面に付与することができる。 In the treatment liquid applying tool 100b, the applying portion 114b is an aggregate of fibers such as a fiber aggregate, felt and a non-woven fabric. The imparting portion 114b passes through the aggregate of the fibers to the surface treatment liquid 120b that has moved from the accommodating portion 112b due to gravity or pressing against the accommodating portion 112b in a state of being in contact with the surface of the above-mentioned one metal shape material. By doing so, the surface treatment liquid 120b can be applied to the surface of the above-mentioned metal element shape material.

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

1.金属素形材
金属素形材として、難接着金属素形材であるアルミ板を準備した。アルミ板は板厚が1.0mmのAl6061合金(JISH 4000(2014年))を用いた。Al6061合金は、脱脂や酸洗などの前処理を行なわずに用いた。
1. 1. Metal base material As a metal base material, an aluminum plate, which is a difficult-to-adhere metal base material, was prepared. As the aluminum plate, an Al6061 alloy (JISH 4000 (2014)) having a plate thickness of 1.0 mm was used. The Al6061 alloy was used without pretreatment such as degreasing and pickling.

2.表面処理液
表面処理液中の樹脂のエマルジョンとしては、ポリウレタン系樹脂またはポリプロピレン系樹脂のエマルジョンを用いた。ポリウレタン系樹脂のエマルジョンとしては、スーパーフレックスE−4800(第一工業製薬株式会社)を用いた。ポリプロピレン系樹脂のエマルジョンとしては、酸変性ポリプロピレン系樹脂を含有するMGP−1650(丸芳化学株式会社)を用いた。
2. 2. Surface treatment liquid As the emulsion of the resin in the surface treatment liquid, a polyurethane resin or a polypropylene resin emulsion was used. Superflex E-4800 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was used as the emulsion of the polyurethane resin. As the polypropylene-based resin emulsion, MGP-1650 (Maruyoshi Chemical Co., Ltd.) containing an acid-modified polypropylene-based resin was used.

得られた上記表面処理液にリン酸化合物、密着性助剤および有機溶媒を添加した。 A phosphoric acid compound, an adhesion aid and an organic solvent were added to the obtained surface treatment solution.

表面処理液中のリン酸化合物としては、リン酸水素二アンモニウム(キシダ化学株式会社)を用いた。上記表面処理液中のリン酸化合物の含有量は、形成される表面処理層中のP換算含有量が0.25質量%となる量に調整した。 As the phosphoric acid compound in the surface treatment liquid, diammonium hydrogen phosphate (Kishida Chemical Co., Ltd.) was used. The content of the phosphoric acid compound in the surface treatment liquid was adjusted to an amount such that the P conversion content in the formed surface treatment layer was 0.25% by mass.

表面処理液中の密着性助剤としては、Ti、Zr、VおよびMoの酸化物を用いた。Ti酸化物としては、酸化チタン(IV)(キシダ化学株式会社)を用いた。Zr酸化物としては、炭酸ジルコニウムアンモニウム(第一稀元素化学工業株式会社)を用いた。V酸化物としては、五酸化バナジウム(太陽鉱工株式会社)を用いた。Mo酸化物としては、七モリブテン酸六アンモニウム四水和物(キシダ化学株式会社)を用いた。密着性助剤は単独または組み合わせて添加した。上記表面処理液中の密着性助剤の含有量は、形成される表面処理層中のTi換算含有量が0.25質量%、Zr換算含有量が0.5質量%、V換算含有量が0.25質量%およびMo換算含有量が0.5質量%となる量に調整した。 Oxides of Ti, Zr, V and Mo were used as the adhesion aid in the surface treatment liquid. As the Ti oxide, titanium oxide (IV) (Kishida Chemical Co., Ltd.) was used. As the Zr oxide, ammonium zirconium carbonate (Daiichi Rare Element Chemical Industry Co., Ltd.) was used. As the V oxide, vanadium pentoxide (Taiyo Koko Co., Ltd.) was used. As the Mo oxide, hexaammonium hexaammonium tetrahydrate (Kishida Chemical Co., Ltd.) was used. Adhesion aids were added alone or in combination. The content of the adhesion aid in the surface treatment liquid is such that the Ti conversion content in the formed surface treatment layer is 0.25% by mass, the Zr conversion content is 0.5% by mass, and the V conversion content is V. The amounts were adjusted to 0.25% by mass and the Mo conversion content was 0.5% by mass.

表面処理液中の有機溶媒としては、エタノール(キシダ化学株式会社)を用いた。上記表面処理液中の有機溶媒の含有量は、5質量%以上35質量%以下となる量に調整した。 Ethanol (Kishida Chemical Co., Ltd.) was used as the organic solvent in the surface treatment liquid. The content of the organic solvent in the surface treatment liquid was adjusted to an amount of 5% by mass or more and 35% by mass or less.

表面処理液の粘度は、粘性調整剤(アデカノールUH550:株式会社ADEKA)の添加量を変更することにより、表1に記載の値に調整した。 The viscosity of the surface treatment liquid was adjusted to the value shown in Table 1 by changing the amount of the viscosity modifier (ADEKANOL UH550: ADEKA Corporation) added.

3.表面処理層の形成
処理液付与具としてフェルト状のペン先が装着されたマーカーペン(Cutter 15 Emptyマーカー:GROG社)を用いた。処理液付与具の筒先(収容部)に上記表面処理液を封入し、ペン先(付与部)に上記表面処理液を含浸させた後、前処理なしの金属素形材の表面に塗布(筆記)し、自然乾燥させることで厚みが0.5μm以上の表面処理層を形成した。
3. 3. Formation of surface treatment layer A marker pen (Cutter 15 Empty marker: GROG) equipped with a felt-shaped pen tip was used as a treatment liquid applying tool. The surface treatment liquid is sealed in the cylinder tip (accommodation part) of the treatment liquid applying tool, the pen tip (applying part) is impregnated with the surface treatment liquid, and then applied to the surface of the metal shape material without pretreatment (writing). ) And air-dried to form a surface-treated layer having a thickness of 0.5 μm or more.

4.表面処理液の塗布性の評価
表面処理層を形成した後、ハジキおよび滲みを目視にて確認して、表面処理液の塗布性を評価した。塗布部(筆跡)のハジキが見られず、かつ滲みが見られず塗布部の端が鮮明な場合は、評価を◎とした。塗布部のハジキが見られず、かつ滲みが見られず塗布部の端が鮮明であるが、塗りムラが認められた場合は、評価を○とした。塗布部でのハジキ発生および滲みによる塗布部の端が不鮮明となることの両方またはいずれかが認められた場合は、評価を×とした。
4. Evaluation of coatability of surface treatment liquid After forming the surface treatment layer, cissing and bleeding were visually confirmed to evaluate the coatability of the surface treatment liquid. When no repelling of the coated part (handwriting) was seen, no bleeding was seen, and the edge of the coated part was clear, the evaluation was evaluated as ⊚. If no repellency was observed on the coated portion, no bleeding was observed, and the edge of the coated portion was clear, but uneven coating was observed, the evaluation was evaluated as ◯. When both or either of the occurrence of cissing in the coated portion and the blurring of the edge of the coated portion due to bleeding were observed, the evaluation was evaluated as x.

5.樹脂組成物の成形体との接合
上記表面処理層を形成した金属素形材に樹脂組成物の成形体を接合した。樹脂組成物の成形体は、熱可塑性樹脂組成物であるポリカーボネート(PC)系樹脂およびポリプロピレン(PP)系樹脂を用いた。PC系樹脂には、ユーピロンGSH2030FT(三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社)を使用した。PP系樹脂には、プライムポリプロR−350(株式会社プライムポリマー)を使用した。
5. Joining the molded body of the resin composition The molded body of the resin composition was joined to the metal molding material on which the surface treatment layer was formed. As the molded product of the resin composition, a polycarbonate (PC) -based resin and a polypropylene (PP) -based resin, which are thermoplastic resin compositions, were used. Iupiron GSH2030FT (Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd.) was used as the PC resin. Prime Polypro R-350 (Prime Polymer Co., Ltd.) was used as the PP resin.

上記金属素形材と樹脂組成物の成形体との接合は、射出成形機の金型に金属素形材を挿入し、溶融させた樹脂組成物を射出すること、または金属素形材の表面に熱可塑性樹脂組成物を押圧して金属素形材を加熱することで行なった。樹脂組成物を射出する場合は、金型内で樹脂組成物を冷却固化することで、金属素形材と樹脂組成物の成形体が接合した複合体を得た。樹脂組成物を押圧して金属素形材を加熱する場合は、ヒータチップを用いた加熱装置(パルスヒートユニットNA−154:日本アビオニクス株式会社)を使用し、電流値を調整することで加熱温度を制御した。なお、複合体の形状はISO19095−2に定められたタイプBの試験片とした。 To join the metal shape material to the molded body of the resin composition, insert the metal shape material into the mold of the injection molding machine and inject the molten resin composition, or the surface of the metal shape material. This was done by pressing the thermoplastic resin composition and heating the metal molding material. When the resin composition was injected, the resin composition was cooled and solidified in a mold to obtain a composite in which the metal molding material and the molded body of the resin composition were joined. When pressing the resin composition to heat the metal shape material, use a heating device using a heater tip (pulse heat unit NA-154: Nippon Avionics Co., Ltd.) and adjust the current value to heat the heating temperature. Was controlled. The shape of the composite was a type B test piece defined in ISO 19095-2.

6.表面処理層の密着性評価
樹脂組成物の成形体を接合させた後、ISO19095−3に定められた引張せん断試験方法により接合部を破断させ、破断面を観察することで表面処理層の密着性を評価した。金属素形材側に80%以上の表面処理層が残存した場合は、評価を◎とした。金属素形材側に40%以上80%未満の表面処理層が残存した場合は、評価を○とした。金属素形材側に40%未満の表面処理層が残存した場合は、評価を×とした。
6. Evaluation of Adhesion of Surface Treatment Layer After joining the molded bodies of the resin composition, the joint is broken by the tensile shear test method specified in ISO19095-3, and the adhesion of the surface treatment layer is observed by observing the fracture surface. Was evaluated. When 80% or more of the surface treatment layer remained on the metal profile side, the evaluation was evaluated as ⊚. When a surface treatment layer of 40% or more and less than 80% remained on the metal profile side, the evaluation was evaluated as ◯. When less than 40% of the surface treatment layer remained on the metal profile side, the evaluation was evaluated as x.

7.評価結果
樹脂組成物の成形体と上記表面処理液中の含有成分および粘度を変更して実施例1〜14および比較例1〜15を行なった。実施例および比較例の条件の組み合わせならびに評価結果を表1に示す。
7. Evaluation Results Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 15 were carried out by changing the components and viscosities contained in the molded product of the resin composition and the surface treatment liquid. Table 1 shows the combination of conditions of Examples and Comparative Examples and the evaluation results.

Figure 2020132917
Figure 2020132917

実施例1〜2、4〜6および9〜10では、リン酸化合物および密着性助剤を含有しており、有機溶媒および粘度が本発明を満たす範囲であることから、全ての実施例で塗布性および密着性が良好であった。 In Examples 1 to 2, 4 to 6 and 9 to 10, a phosphoric acid compound and an adhesion aid are contained, and since the organic solvent and the viscosity are within the range satisfying the present invention, they are applied in all the examples. Good properties and adhesion.

実施例3および7〜8では、塗布部に塗りムラ(塗布量に差)が認められたものの、リン酸化合物および密着性助剤を含有しており、有機溶媒および粘度が本発明を満たす範囲であることから、全ての実施例で塗布性および密着性が良好であった。 In Examples 3 and 7 to 8, although uneven coating (difference in coating amount) was observed in the coated portion, it contained a phosphoric acid compound and an adhesion aid, and the organic solvent and viscosity satisfied the present invention. Therefore, the coatability and adhesion were good in all the examples.

実施例11〜14では、リン酸化合物および密着性助剤を含有しており、有機溶媒および粘度が本発明を満たす範囲であることから、全ての実施例で塗布性および密着性が良好であった。 In Examples 11 to 14, the phosphoric acid compound and the adhesion aid are contained, and since the organic solvent and the viscosity are within the range satisfying the present invention, the coatability and the adhesion are good in all the examples. It was.

比較例1〜2では、有機溶媒の含有量が範囲下限より少なく、金属素形材への上記表面処理液の濡れ性が劣り、一部ハジキが認められた。よって、塗布性が劣る結果となった。 In Comparative Examples 1 and 2, the content of the organic solvent was less than the lower limit of the range, the wettability of the surface treatment liquid on the metal shape material was inferior, and some repellent was observed. Therefore, the coating property was inferior.

比較例3〜4では、有機溶媒の含有量が範囲上限より多く、金属素形材への上記表面処理液の濡れ性は良好であったものの、密着性が劣った。これは有機溶媒の含有量が多くなったことで、上記表面処理液の安定性が低下したためと推測される。 In Comparative Examples 3 to 4, the content of the organic solvent was larger than the upper limit of the range, and the wettability of the surface treatment liquid on the metal shape material was good, but the adhesion was poor. It is presumed that this is because the stability of the surface treatment liquid was lowered due to the increased content of the organic solvent.

比較例5〜6では、粘度が範囲下限よりも低く、滲みが認められたことから塗布性が劣った。また、粘度が範囲外となったことで表面処理層の密着性も劣る結果となった。 In Comparative Examples 5 to 6, the viscosity was lower than the lower limit of the range, and bleeding was observed, so that the coatability was inferior. In addition, the viscosity was out of the range, resulting in poor adhesion of the surface treatment layer.

比較例7〜8では、粘度が範囲上限よりも高く、ハジキが認められたことから塗布性が劣った。また、粘度が範囲外となったことで表面処理層の密着性も劣る結果となった。 In Comparative Examples 7 to 8, the viscosity was higher than the upper limit of the range, and repelling was observed, so that the coatability was inferior. In addition, the viscosity was out of the range, resulting in poor adhesion of the surface treatment layer.

比較例9〜10では、有機溶媒の含有量が範囲下限より少なく、金属素形材への上記表面処理液の濡れ性が劣り、一部ハジキが認められた。よって、塗布性が劣る結果となった。 In Comparative Examples 9 to 10, the content of the organic solvent was less than the lower limit of the range, the wettability of the surface treatment liquid on the metal shape material was inferior, and some repellent was observed. Therefore, the coating property was inferior.

比較例11〜12では、有機溶媒の含有量が範囲上限より多く、金属素形材への上記表面処理液の濡れ性は良好であったものの、密着性が劣った。これは有機溶媒の含有量が多くなったことで、上記表面処理液の安定性が低下したためと推測される。 In Comparative Examples 11 to 12, the content of the organic solvent was larger than the upper limit of the range, and the wettability of the surface treatment liquid on the metal shape material was good, but the adhesion was poor. It is presumed that this is because the stability of the surface treatment liquid was lowered due to the increased content of the organic solvent.

比較例13〜15では、有機溶媒および粘度が範囲内であるが、塗布性および密着性が劣る結果となった。これは塗布性および密着性を向上する効果があるリン酸化合物および密着性助剤のいずれか、または両方が含有されていなかったためである。 In Comparative Examples 13 to 15, the organic solvent and the viscosity were within the range, but the coating property and the adhesiveness were inferior. This is because it did not contain either or both of the phosphoric acid compound and the adhesion aid, which have the effect of improving coatability and adhesion.

本発明の表面処理液は、持ち運び可能な処理液付与具にも好適な粘度を有し、前処理なしで油面金属素形材および難接着金属素形材への密着性に優れるため、例えば、各種電子機器、家庭用電化製品、医療機器、自動車車体、車両搭載用品および建築資材などに好適に用いられる。 The surface treatment liquid of the present invention has a viscosity suitable for a portable treatment liquid imparting tool, and has excellent adhesion to an oil surface metal base material and a poorly adherent metal base material without pretreatment. , Various electronic devices, household electric appliances, medical devices, automobile bodies, vehicle-mounted products, building materials, etc.

100a、100b 処理液付与具
110a、110b 容器
112a、112b 収容部
114a、114b 付与部
115a ノズル
116a 弁
117a ノズルヘッド
120a、120b 表面処理液
100a, 100b Treatment liquid applying tool 110a, 110b Container 112a, 112b Accommodating part 114a, 114b Applying part 115a Nozzle 116a Valve 117a Nozzle head 120a, 120b Surface treatment liquid

Claims (8)

一の金属素形材に対して、樹脂組成物の成形体を接合させ得る表面処理層を、前記一の金属素形材の表面に形成するための金属素形材用の表面処理液であって、
リン酸化合物と、
Ti、Zr、VおよびMoからなる群から選択される金属の酸化物、水酸化物またはフッ化物である密着性助剤と、
前記表面処理液の全質量に対して5質量%以上35質量%以下の量で含有される有機溶媒と、
樹脂のエマルジョンと、
を含み、
粘度が2mPa・s以上50mPa・s以下である、
金属素形材用の表面処理液。
A surface treatment liquid for a metal base material for forming a surface treatment layer capable of bonding a molded body of a resin composition to the surface of the metal base material. hand,
Phosphoric acid compound and
Adhesion aids that are oxides, hydroxides or fluorides of metals selected from the group consisting of Ti, Zr, V and Mo.
An organic solvent contained in an amount of 5% by mass or more and 35% by mass or less with respect to the total mass of the surface treatment liquid.
With resin emulsion,
Including
Viscosity is 2 mPa · s or more and 50 mPa · s or less,
Surface treatment liquid for metal shape materials.
前記樹脂はポリウレタン系樹脂を含む、請求項1に記載の金属素形材用の表面処理液。 The surface treatment liquid for a metal shape material according to claim 1, wherein the resin contains a polyurethane resin. 前記樹脂はポリプロピレン系樹脂を含む、請求項1に記載の金属素形材用の表面処理液。 The surface treatment liquid for a metal shape material according to claim 1, wherein the resin contains a polypropylene-based resin. 一の金属素形材の表面に請求項1〜3のいずれか1項に記載の表面処理液を付与し、乾燥させて表面処理層を形成する工程と、
前記一の金属素形材に対し、前記表面処理層に接するように樹脂組成物の成形体を配置する工程と、
前記表面処理層と前記樹脂組成物の成形体との接触部を加熱する工程と、
を有する、複合体の製造方法。
A step of applying the surface treatment liquid according to any one of claims 1 to 3 to the surface of one metal shape material and drying it to form a surface treatment layer.
A step of arranging a molded body of the resin composition so as to be in contact with the surface treatment layer with respect to the one metal shape material.
A step of heating the contact portion between the surface treatment layer and the molded product of the resin composition, and
A method for producing a complex.
一の金属素形材の表面に請求項1〜3のいずれか1項に記載の表面処理液を付与し、乾燥させて表面処理層を形成する工程と、
前記表面処理層が形成された上記一の金属素形材を射出成型金型に挿入する工程と、
前記一の金属素形材が挿入された前記射出成型金型の内部に溶融した熱可塑性樹脂組成物を射出する工程と、
を有する、複合体の製造方法。
A step of applying the surface treatment liquid according to any one of claims 1 to 3 to the surface of one metal shape material and drying it to form a surface treatment layer.
The step of inserting the above-mentioned one metal shape material on which the surface treatment layer is formed into the injection molding die, and
A step of injecting a molten thermoplastic resin composition into the injection molding die into which the one metal molding material is inserted, and a step of injecting the molten thermoplastic resin composition.
A method for producing a complex.
容器と、
前記容器の内部に収容された請求項1〜3のいずれか1項に記載の金属素形材用の表面処理液と、
を有し、
前記容器は、
前記金属素形材用の表面処理液を収容する収容部と、
前記収容部に収容された前記表面処理液を前記金属素形材に付与するための付与部と、
を有する、処理液付与具。
With the container
The surface treatment liquid for a metal shape material according to any one of claims 1 to 3 contained in the container.
Have,
The container is
An accommodating portion for accommodating the surface treatment liquid for the metal shape material, and
An applying portion for applying the surface treatment liquid contained in the accommodating portion to the metal shape material,
A treatment liquid imparting tool having.
前記付与部は、スプレーまたはノズルヘッドからの前記表面処理液の噴射により、前記表面処理液を前記金属素形材に付与する、
請求項6に記載の処理液付与具。
The applying portion applies the surface treatment liquid to the metal shape material by spraying or spraying the surface treatment liquid from the nozzle head.
The treatment liquid applying tool according to claim 6.
前記付与部は、前記金属素形材に接した繊維の集合体への前記表面処理液の通過により、前記表面処理液を前記金属素形材に付与する、
請求項6に記載の処理液付与具。
The applying portion imparts the surface treatment liquid to the metal shape material by passing the surface treatment liquid through an aggregate of fibers in contact with the metal shape material.
The treatment liquid applying tool according to claim 6.
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