JP4112378B2

JP4112378B2 - 金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体とその製造方法

Info

Publication number: JP4112378B2
Application number: JP2003003930A
Authority: JP
Inventors: 正徳成富; 直樹安藤; 正雄高橋
Original assignee: Taisei Purasu Co Ltd
Current assignee: Taisei Purasu Co Ltd
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2023-01-10
Also published as: JP2004216609A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器の筺体や構造部材に用いられる金属と樹脂の複合体とその製造方法に関する。更に詳しくは、各種機械加工により作られた金属合金形状物と、熱可塑性樹脂を一体化した複合体とその製造方法に関する。
【０００２】
本発明は、金属形状物に、ポリブチレンテレフタレート（Poly−Butylene Terephthalete：以下、「ＰＢＴ」という。）を成分とする熱可塑性樹脂組成物が付着した一体化部材を、寸法精度良く製造することができる技術である。電子機器業界のみならず、車両用構造部品や建築資材等多くの機械、電気機器の筺体や部品製造に使用できるものでもある。
【０００３】
【従来の技術】
金属と樹脂を一体化する技術は、自動車、家庭用電化製品、産業機器等の部品製造等の広い分野から求められており、このために多くの接着剤が開発されている。常温、又は加熱により機能を発揮する接着剤は、金属と合成樹脂を一体化する接合に使われ、この方法は現在では一般的な技術である。
【０００４】
しかし、実際の生産において接着剤を使用する場合は、接着の位置ズレ不良や、四季の変化による接着剤の使用条件の調整、管理等に多大な労力を必要とする。そのため接着剤を使用しない、より合理的な接合方法がないか従来から研究されてきた。
【０００５】
マグネシューム、アルミニュームやその合金である軽金属類、ステンレスなどの鉄合金類に対して、接着剤の介在なしで高強度のエンジニアリング樹脂を一体化する方法、例えば金属側に樹脂成分を射出成形して接着させる（以下、「射出接着」という。）成形方法等が使用できるならば、接着位置ズレ、四季の変化、温度・湿度による形状誤差、加工誤差等の誤差を気にすることもなく、合理的な方法となる。
【０００６】
エンジニアリング樹脂の中でもＰＢＴは機械的強度が高く、耐熱性、電気特性、及び耐薬品性に優れている。また、流動性が良く結晶化速度が速いため成形にも適しており、自動車や電気・電子機器分野を中心に広く使用されている。従って前記軽金属類や鉄合金類に対してＰＢＴの射出接着が可能ならば、産業上広い分野、様々な用途での利用が期待できる。
【０００７】
しかし、ただ金属を何ら表面処理せぬまま金型にインサートしてＰＢＴを含む熱可塑性樹脂組成物を射出したのでは全く接着しない。そこで本発明者らは、金属形状物の表面の処理方法、前記処理が施された金属形状物の表面に塗布するインキや塗料の硬化方法、及び前記熱可塑性樹脂組成物の射出成形方法等を開発することによってＰＢＴの射出接着が可能になるのではないかと考え鋭意研究開発した。
【０００８】
なお、従来技術として、ポリカーボネート（Poly-Carbonate：以下、「ＰＣ」という。）や、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（Acrylonitorile-Butadiene-Styrene：以下、「ＡＢＳ」という。）などの硬質の熱可塑性樹脂製成形品に特殊インキを印刷硬化し、これを金型にインサートした後で熱可塑性ポリエステルエラストマー（Thermo Plastic Poly-Ester Elastomer：以下、「ＴＰＥＥ」という。）を主成分とする熱可塑性エラストマー（Thermo Plastic Elastomer：以下、「ＴＰＥ」という。）組成物を射出することで、印刷層とＴＰＥ組成物部分を接着し、結果として硬質熱可塑性樹脂成形品とＴＰＥ組成物部を一体化するものがある。この技術は公開されており商業化も為されている。即ち、硬質の熱可塑性樹脂に対しては、ＴＰＥＥを主成分とするＴＰＥ組成物のインサート成形法による射出接着は既に実用化されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述するような技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達成する。
本発明の目的は、金属形状物を金型にインサートした後で金型を閉めＰＢＴを成分として含む熱可塑性樹脂組成物を射出したときに、金属部分と熱可塑性樹脂組成物が必要な接着力でもって安定的に固着された金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体とその製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、金属形状物と、熱可塑性樹脂組成物との接着強度を高めるための、金属形状物表面へ施す処理方法を含む金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体とその製造方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、金属形状物と熱可塑性樹脂組成物との接着強度を高めるための、金属形状物に塗布するインキや塗料等の硬化方法、及び熱可塑性樹脂組成物の射出接着方法を含む熱可塑性樹脂組成物の複合体とその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を解決するため次の手段を採る。
本発明の金属とＰＢＴを主成分とする熱可塑性組成物の複合体は、
加工された金属形状物と、前記金属形状物の表面に被覆された熱硬化性の樹脂組成物を含み、イソシアネート系硬化剤が混合されたウレタン硬化型の２液性のコーティング材と、前記コーティング材の上面に熱と圧力により一体に固着されたポリブチレンテレフタレートを成分として含む熱可塑性樹脂組成物の形状物とからなる。
【００１２】
前記金属形状物はその表面に化学エッチングを施すと良い。前記コーティング材は、熱硬化性であると良い。前記コーティング材の前記樹脂組成物は、水酸基やカルボン酸基が含まれている塗料、又はインキであると良い。前記熱可塑性組成物にはフィラーを含有させると良い。
【００１３】
また、本発明は、金属合金材料を金属形状物に加工する工程、又は金属合金材料を金属形状物に加工し化学エッチングする工程、金属形状物にウレタン硬化型の２液性インキ又は塗料を塗布硬化する工程、塗布硬化済みの金属形状物を金型等に挿入し、前記ＰＢＴを含む前記熱可塑性樹脂組成物を射出、プレス又は共押し出しする工程を、含むことを特徴とする金属と樹脂の複合体の製造方法を提供する。
【００１４】
以下、本発明の各技術手段を詳細に説明する。
〔金属形状物〕
本発明で使用する金属形状物を構成する金属は、アルミニューム、マグネシューム、鉄、又は銅を主成分とする金属合金が好ましい。この金属を鋳造加工、鍛造加工、プレス加工、切削、切削加工等の機械加工により所望の形状に加工して金属合金形状物を製作する。これらの機械加工方法は本発明の要旨ではないので詳細については説明を省略する。
【００１５】
これらの金属合金形状物は形状を加工する工程で油分が付着することが多い。また、錆がある場合もある。錆は研磨にて落とすことが望ましい。金属形状物の表面に付着した油分は、表面を有機溶剤などで脱脂することで落とすことができる。その後、そのまま塗布工程に廻せる場合もあるが、塗布層と金属との接着を確実にするためには次項の化学エッチング工程を加えることが望ましい。
【００１６】
〔化学エッチング工程〕
本発明の化学エッチング工程は、金属形状物の表面に化学的な腐食処理を施すことにより、その表面を粗くして凹凸形状を形成する工程である。即ちこの凹凸の形成により、後に詳記するインキ・塗料層との付着性を高めるための処理である。従って、前記化学エッチング工程の順序としては後に詳述する印刷・塗装工程より先に行えばよい。
【００１７】
場合によっては、原材料である金属合金材料に対して化学エッチングを行うケースもあるが、好ましくは加工後の金属形状物に対して行なう方がよい。また、結果として金属形状物の表面に微細な凹凸が出来ていればよいため、化学エッチングに限らず、エアーブラスト処理による研磨であってもよい。
【００１８】
使用する金属合金種に対しては腐食性のある水溶液を用意する。
例えば、アルミ合金の場合は水酸化ナトリュームの０．１〜１．０％水溶液を用意する。日本工業規格（ＪＩＳ）のＡ１１００合金、Ａ５０５２合金、Ａ６０６３合金などは、常温下で０．５〜３．０分浸漬し、水洗して乾燥するか、０．５〜３．０分浸漬し、水洗し、０．０１〜１．００％の希硝酸に１分程浸漬して水洗乾燥すれば良い。これらを電子顕微鏡で表面観察すると、０．２〜１．０μの凹凸が見られて細かくエッチングされていることがわかる。
【００１９】
鉄合金であるステンレス類や高珪素鉄は塩酸がエッチング剤として適しているし、炭素鋼類は希硝酸が適している。銅合金、純銅系、真鍮、白銅合金とも希硝酸が適している。但し、前記銅合金は、濃アンモニア水によってもエッチングできる。また、マグネシューム合金には希塩酸が適している。
その他の金属種に対しても各々エッチング可能な水溶液がある。電子機器の筺体、自動車等に使われる部品等に使われている金属合金は多種あり、それら全てについては実証困難である。しかし、重要なことは、本発明の化学エッチング工程の目的はエッチングにより微細な凹凸や細孔を金属表面に生じせしめることである。ここで、注意を要するのは、試薬濃度、液温と浸漬時間である。
【００２０】
また、比較的薄い濃度の水溶液の使用によってエッチングの時間調整をすることも必要である。高濃度の腐食液に長く浸漬すると、微細凹凸が消えてバターが溶けた様に大きな凹凸になることもあり、これはかえって塗膜の接着強度を下げてしまう。即ち、微細な凹凸の表面を作ってアンカー効果を期待していたのが逆効果になる場合があるからである。
最適のエッチング条件を探るには、電子顕微鏡での凹凸確認が必要となる。確認の結果、微細な凹凸を金属表面に生じさせることができていれば、以下に詳述するインキや塗料の接着性が著しく向上する。
【００２１】
上述した方法で、腐食性水溶液に浸漬し、化学エッチングした後は水洗し乾燥する。また、僅かでもその後の経時で腐食の可能性がある場合は、水洗後に中和処理し、更に水洗し乾燥するのが好ましい。即ち、塩酸などを金属のエッチングに使用した場合は、中和処理するためにその後、金属をアンモニア水へ浸漬し、中和する。さらにその後前記金属を水洗し、乾燥するのが好ましい。また、水酸化ナトリュームなどを金属のエッチングに使用した場合は、エッチング後、希硝酸への浸漬をした後、水洗し乾燥するのが好ましい。
【００２２】
〔印刷・塗装〕
本発明における印刷・塗装は、金属形状物への熱可塑性樹脂組成物の固着を介在するものであり、両方への固着を保つものである。この印刷・塗装は、熱硬化性の樹脂組成物を含むコーティング材を、金属形状物の表面に塗布することによって行う。コーティング材として、各金属材質や各金属合金材質に対応できる塗料、インキは数多く提案されて公知である。各金属材質に適した塗料・インキを金属形状物表面に塗装することによって塗装層ができる。射出成形等によって、熱可塑性樹脂組成物と、前記塗装層が接着し、固着される。
【００２３】
ここで、コーティング材として使用するインキ、塗料は、金属形状物と熱可塑性樹脂組成物の両方への付着性に優れたものであれば良く、ウレタン硬化型で２液性のものが好ましい。これらには水酸基やカルボン酸基を有するインキ・塗料主液と、イソシアネート系化合物からなる従液（硬化剤液）とからなる系が多く、これらが好ましい。
【００２４】
塗布すべき金属形状物の表面にこれらのインキ・塗料を印刷、または塗装する。印刷、塗装後の硬化は、これらインキ・塗料メーカーが指示した硬化条件通りか、やや緩和するのが好ましい。例えば、硬化条件が８０℃で１時間であれば、７０〜８０℃で４０〜６０分とするのが好ましい。ただし、塗布硬化後から次工程、即ち射出成形などの接着工程までの猶予時間の制限は特になく、数日後でも数ヵ月後でも結果は同じである。
【００２５】
〔熱可塑性樹脂組成物〕
本発明において、金属と固着させる熱可塑性樹脂組成物はＰＢＴを含有する。ＰＢＴは強靭で柔軟性に富み、電気的特性は熱可塑性プラスチック中、最も高い値を示すため、電気機器の筺体や車載用構造部品用として普及しており、金属形状物との一体化が可能になることで様々な用途が生まれる。
【００２６】
本発明で使用する熱可塑性樹脂組成物としては、ＰＢＴ単独のポリマー、又は、ＰＢＴとＰＣのポリマーコンパウンド、ＰＢＴとＡＢＳのポリマーコンパウンド、ＰＢＴとポリエチレンテレフタレート（Poly-ethylene Terephthalate：以下、「ＰＥＴ」という。）のポリマーコンパウンド、ＰＢＴとポリスチレン（Poly-styrene：以下、「ＰＳ」という。）のポリマーコンパウンドが好ましい。
【００２７】
また、ＰＢＴを含む共重合体の一例としてＴＰＥＥがある。ＴＰＥＥは通常、ＰＢＴからなるハードセグメントと、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（Poly-Tetramethylene Ether Glycol：以下、「ＰＴＭＥＧ」という。）のテレフタル酸エステルからなるソフトエレメントが、交互に多数繋がった形状の交互ブロック共重合体である。エラストマーではあるが、これも金属に射出接着できるので対象に含まれる。
【００２８】
また、フィラーの含有は、金属合金形状物と熱可塑性樹脂組成物との線膨張率を一致させるという観点から非常に重要である。フィラーとしては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、その他これらに類する高強度繊維が良い。また、炭酸カルシューム、炭酸マグネシューム、シリカ、タルク、粘土、炭素繊維やアラミド繊維の粉砕物、その他類する樹脂充填用無機フィラーを含有した熱可塑性樹脂組成物であることは非常に好ましい。
【００２９】
なお、ＰＢＴ含有の熱可塑性樹脂組成物であっても、これが前記したようなエラストマーであればフィラーの存在必要性は全くない。理由は金属と樹脂の線膨張率の差で生じる歪みがエラストマーの弾力で消去されるからである。
フィラーを含まない場合でも強固に接着し、金属に接着した熱可塑性樹脂組成物を取り去るには非常に強い力が必要である。しかしながらエラストマーでない熱可塑性樹脂組成物で成形された複合体を温度サイクル試験にかけると、フィラーを含まない樹脂の系ではサイクルを重ねることで急速に接着強度が低下する。これには二つの原因がある。
【００３０】
一つは、線膨張率において金属形状物と熱可塑性樹脂組成物に大きな差があることによる。例えば、アルミニュームやマグネシュームの線膨張率は金属の中では大きい方だが、それでもＰＢＴよりかなり小さい。フィラーの存在はＰＢＴ含有樹脂組成物の線膨張率を下げ、金属合金の線膨張率（純アルミニュームで２．３１×１０^-5、純マグネシュームで２．４８×１０^-5、黄銅で１．７５×１０^-5、炭素鋼で１．０７×１０^-5、２５℃）に近づける。フィラーの種類とその含有率を選べば線膨張率は金属合金にかなり近い値にできる。
【００３１】
もう一つは、インサート成形後の金属形状物の冷却縮みと熱可塑性樹脂組成物の成形収縮の関係である。フィラーを含まないＰＢＴ含有樹脂組成物の成形収縮率は０．６〜１．４％である。一方、金属合金の冷却縮みは、例えば射出時から室温まで１００〜１５０℃冷えると仮定した場合、アルミニューム合金で０．２〜０．３％である。これは樹脂の成形収縮率より小さく、かなり差がある。金型から離型して時間が経ち樹脂が収縮すると、界面付近に歪みが生じ僅かな衝撃で界面破壊が起こって剥がれてしまう。
【００３２】
具体例として、アルミニューム合金の場合、線膨張率（詳しくは温度変化に対する線膨張率）は２．０〜２．５×１０^-5℃^-1である。一方、ＰＢＴ含有樹脂の線膨張率は７〜８×１０^-5℃^-1である。樹脂の線膨張率を下げるため、フィラーの含有は多い方が良く、含有率は２０％以上、３０％以上であればより好ましい。実際、ＰＢＴやＰＢＴ含有のポリマーコンパウンドに高強度繊維や無機フィラーを３０〜５０％の含有率で含ませると線膨張率は２〜３×１０^-5℃^-1なり金属合金にかなり近づく。
【００３３】
また、このとき成形収縮率も低下する。成形収縮率について言えば、ＰＢＴの高い結晶性が収縮率を上げているので、結晶性の低い樹脂、ＰＥＴ、ＰＣ、ＡＢＳ、ＰＳ、その他を混ぜてコンパウンド化したものが期待できる。しかし、ＰＢＴ濃度も下がるのでその最適含有率は試行錯誤で調べるほかない。
【００３４】
〔射出成形〕
本発明の射出成形は、金属形状物に印刷・塗装されたコーティング材の表面に熱可塑性樹脂組成物を付着させて所望の構造を形成する成形方法である。
【００３５】
金属形状物と熱可塑性樹脂組成物との接着（固着）は、次に説明する射出成形法により行う。
【００３６】
射出成形法とは、射出成形用の金型を用意し、金型を開いてその一方に金属合金形状物をインサートし、金型を閉め、前記の熱可塑性樹脂組成物を射出し、金型を開き離型する方法である。射出成形は、形状自由度、生産性などでもっとも優れた成形法である。金属形状や大きさで異なるので一概には言えないが、少量の成形では有人で縦型成形機を使うことができるし、横型成形機を使っても良い。横型成形機の場合、金型のインサート箇所に減圧穴を開けておきインサート時に減圧にすることで金属形状物を吸いつけて落下しないようにして有人で成形作業をすることができる。多数の成形を効率的に済ますには、横型成形機を使って金属形状物のインサートを、ロボットを使用して行うとよい。
【００３７】
射出条件について詳記する。金型温度、射出温度は通常の射出成形時とほぼ同様かやや高めの条件で接着効果が得られる。金型のゲート構造は、出来ればピンゲートを使うのが好ましい。ピンゲートでは樹脂通過時に生じるせん断摩擦で瞬時に樹脂温度が上がりこれが接着力に良効果を生むことが多いからである。要するに、円滑な成形を阻害しない範囲で出来るだけ接着面に高温の樹脂溶融物が接するように工夫するのが良い。
【００３８】
〔射出成形以外の方法〕
前述した金属形状物とＰＢＴを含む熱可塑性樹脂組成物との接着（固着）は、射出成形法以外の方法であっても良い。
金型に金属合金形状物と熱可塑性樹脂組成物製の形状物の双方をインサートし、他方の金型で閉めて過熱しつつ押し付ける成形法、即ち加熱プレス成形でも一体化品を得ることができる。量産に適した方法とはいえないが、形状によっては使用できる場合がある。接着の原理としては、前記した射出接着と同じである
その他、パイプ状物、板状物などの一体化品が求められる場合に、押し出し成形という方法が使用されるが、この押し出し成形も利用可能である。前述した熱可塑性樹脂組成物が加熱溶融状態の時に処理された金属合金表面と接触することが重要であるだけで理論的には成形方法を選ばない。ただし、押し出し成形では溶融樹脂と金属表面の間にかかる圧力が射出成形等と比較すると著しく低い。この点で最強の接着力を示すことは期待できないが、実用性との関係で十分使用に耐えうる設計にはなりうる。
【００３９】
〔作用〕
本発明によれば、金属形状物の表面に、例えばウレタン硬化型の２液性インキを塗布硬化し、その塗布面にＰＢＴを含む熱可塑性樹脂組成物を射出成形することで、金属形状物とＰＢＴを成分として含む熱可塑性樹脂組成物を強固に接着し、固着することができる。
【００４０】
前記金属形状物の表面には、化学エッチングが施される方が好ましい。前記化学エッチングによって微細な凹凸が出来ており、インキの塗布層との接着力を高めている。
また前記熱可塑性樹脂祖組成物に、高濃度のフィラーを含ませることで線膨張率を下降させている。金属形状物の線膨張率との差を少なくすることで、歪による界面破壊を防ぐことが出来る。
【００４１】
本発明を利用することで、モバイル電子機器や家電機器の軽量化や、車載機器や部品の軽量化、ロボットの腕や足の軽量化、その他多くの分野で部品、筺体の供給に役立つものとなる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を詳記する。
〔実施例１〕
市販の１ｍｍ厚のＡ５０５２アルミニューム合金板を購入した。これから１００ｍｍ×２５ｍｍの長方形片２０個を得た。このアルミニューム片を両面テープでゴムシートに貼り付けブラスト装置に入れた。
【００４３】
研磨が約５μレベルになるようにエヤーパルス時間を設定し、エヤーブラスト処理した。装置から取り出し、水道水４．０リットルに漬けてかき混ぜた後、プラスチック製ザルにあけ、水道水の流水で洗った。次に濃度０．２％の水酸化ナトリューム水溶液３．０リットルを入れたプラスチック容器を用意し、液温を５０℃に保って先ほどのアルミ片を２．０分浸漬した。次いで水道水の流水で水洗し、０．０１％濃度の希硝酸１．０リットルに１．０分浸漬した後、再び流水で水洗し、７０℃の送風乾燥機内に２０分置いて乾燥した。
【００４４】
翌日、アルミニューム片を受け冶具に移し、スクリーン印刷機でベタ印刷した。使用インキは、ウレタン硬化性の２液型インキ「ＶＩＣ白（セイコーアドバンス社製）」であった。主液、指定硬化剤、溶剤の混合比率は、重量比で１００：１０：３０とし、使用した溶剤は１％含水シクロヘキサノンであった。印刷後、温風乾燥機に入れて１００℃で１時間硬化した。
【００４５】
印刷済みアルミニューム片を射出成形金型にインサートした。金型を閉め、炭素繊維１５％、ガラス繊維１０％、微粉タルク１５％含有のＰＢＴ／ＰＣ樹脂（ＰＢＴ約７０％とＰＣ約３０％、元樹脂は三菱レイヨン社製）コンパウンドペレットで射出し図１で示すように一体化した複合体を得た。
【００４６】
図１に示すものは前述したアルミニュームの金属片１である。通常は、巾２５ｍｍで長さ１００ｍｍ、厚さ１ｍｍの大きさの金属片である。ここへピンゲート３から熱可塑性樹脂組成物が注入され、巾２３ｍｍで長さ１００ｍｍ、厚さ２ｍｍの板状物２が成形される。板状物２は巾２３ｍｍ×長さ１２．５ｍｍの接着面で金属片１と接着している。
【００４７】
成形時の金型温度は１００℃とし、射出成形機の加熱筒の最終部分温度とノズル温度は２６０℃とした。成形品を成形後、室内に３日放置した後、複合物の両端を引っ張ってせん断破壊力を調べた。引張試験機で１０個の成形品について実施したところ、引張せん断破壊強度は平均３．４ＭＰａ（３５ｋｇ／ｃｍ²）であった。即ち強い接着力を示した。
【００４８】
〔実施例２〕
市販の１ｍｍ厚のＡ１１００アルミニューム合金板を購入した。これから１００ｍｍ×２５ｍｍの長方形片１０個を得た。このアルミニューム片を両面テープでゴムシートに貼り付けブラスト装置に入れた。研磨が約５μレベルになるようにエヤーパルス時間を設定し、エヤーブラスト処理した。装置から取り出し、水道水４リットルに漬けてかき混ぜた後、プラスチック製ザルにあけ、水道水の流水で洗った。
【００４９】
次に濃度３％のヒドラジン一水和物水溶液１リットルを入れたプラスチック容器を用意し、液温を５０℃に保って先ほどのアルミニューム片を２分浸漬した。次いで水道水の流水で水洗し、７０℃の送風乾燥機内に２０分置いて乾燥した
その後、実施例１と全く同様に印刷し、射出成形した。成形品を室内に３日放置した後、複合物の両端を引っ張ってせん断破壊力を調べた。引張試験機で１０個の成形品について実施したところ、引張せん断破壊強度は平均３．７ＭＰａ（３８ｋｇ／ｃｍ²）であった。即ち強い接着力を示した。
【００５０】
〔実施例３〕
市販の１ｍｍ厚の純銅板を購入した。これから１００ｍｍ×２５ｍｍの長方形片１０個を得た。この銅片を両面テープでゴムシートに貼り付けブラスト装置に入れた。研磨が約５μレベルになるようにエヤーパルス時間を設定し、エヤーブラスト処理した。ブラスト装置から取り出し、水道水４リットルに漬けてかき混ぜた後、プラスチック製ザルにあけ、水道水の流水で洗った。
【００５１】
次に濃度１０％のアンモニア水１リットルを入れたプラスチック容器を用意し、液温を１０℃に保って先ほどの銅片を１０分浸漬した。次いで水道水の流水で水洗し、７０℃の送風乾燥機内に２０分置いて乾燥した。
【００５２】
翌日、銅片を受け冶具に移し、スクリーン印刷機でベタ印刷した。使用インキは実施例１と全く同じであり、硬化条件も同様とした。印刷済み銅片を射出成形金型にインサートし、実施例１と全く同様に射出成形し図１の形状物を得た。
【００５３】
室内に３日放置した後、複合物の両端を引っ張ってせん断破壊力を調べたところ、引張せん断破壊強度は平均２．９ＭＰａ（３０ｋｇ／ｃｍ²）であった。即ち強い接着力を示した。
【００５４】
〔実施例４〕
市販の１ｍｍ厚の日本工業規格（ＪＩＳ）のＳＵＳ３０４板を購入した。これから１００ｍｍ×２５ｍｍの長方形片１０個を得た。このステンレス片を両面テープでゴムシートに貼り付けブラスト装置に入れた。研磨が約５μレベルになるようにエヤーパルス時間を設定し、エヤーブラスト処理した。ブラスト装置から取り出し、水道水４リットルに漬けてかき混ぜた後、プラスチック製ザルにあけ、水道水の流水で洗った。
【００５５】
次に濃度１０％の塩酸１リットルを入れたプラスチック容器を用意し、液温を４０℃に保って先ほどのステンレス片を３０分浸漬した。次いで水道水の流水で水洗し、７０℃の送風乾燥機内に２０分置いて乾燥した。
【００５６】
翌日、ステンレス片を受け冶具に移し、スクリーン印刷機でベタ印刷した。使用インキは実施例１と全く同じであり、硬化条件も同様とした。印刷済みステンレス片を射出成形金型にインサートし、実施例１と全く同様に射出成形し図１の形状物を得た。
【００５７】
室内に３日放置した後、複合物の両端を引っ張ってせん断破壊力を調べたところ、引張せん断破壊強度は１０個の平均で平均３．１ＭＰａ（３２ｋｇ／ｃｍ²）であった。即ち強い接着力を示した。
【００５８】
〔実施例５〕
市販の１ｍｍ厚の真鍮板を購入した。これから１００ｍｍ×２５ｍｍの長方形片１０個を得た。この真鍮片を両面テープでゴムシートに貼り付けブラスト装置に入れた。研磨が約５μレベルになるようにエヤーパルス時間を設定し、エヤーブラスト処理した。ブラスト装置から取り出し、水道水４リットルに漬けてかき混ぜた後、プラスチック製ザルにあけ、水道水の流水で洗った。
【００５９】
次に濃度１０％のアンモニア水１リットルを入れたプラスチック容器を用意し、液温を１０℃に保って先ほどの真鍮片を３０分浸漬した。次いで水道水の流水で水洗し、７０℃の送風乾燥機内に２０分置いて乾燥した。
【００６０】
翌日、真鍮片を受け冶具に移し、スクリーン印刷機でベタ印刷した。使用インキは実施例１と全く同じであり、硬化条件も同様とした。印刷済み真鍮片を射出成形金型にインサートし、実施例１と全く同様に射出成形し図１の形状物を得た。
【００６１】
室内に３日放置した後、複合物の両端を引っ張ってせん断破壊力を調べたところ、引張せん断破壊強度は１０個の平均で、２．７ＭＰａ（２８Ｋｇ／ｃｍ²）であった。即ち強い接着力を示した。
【００６２】
〔実施例６〕
実施例１で得た複合品１０個のうち、５個について高温高湿試験を実施した。
具体的には９０℃、６０％湿度の条件下に２４時間放置し室温下に１時間かけて戻してから前記と引っ張り試験機で破壊試験をした。結果は高温高湿試験を行っていない前記試験結果と同じであった。
【００６３】
次に、実施例１で得た１０個のうち、５個について温度衝撃試験をした。具体的には８５℃の温風乾燥機内に２時間、−４０℃の冷凍庫内に２時間置く試験であるが、温風乾燥機内から冷凍庫に試料を移すのは即刻、最長でも３分以内とし５サイクルさせた後で１時間かけて室温に戻した。これを前記の引っ張り試験機にかけてせん断破壊強度を測定した。５個の平均は３．０ＭＰａ（３１Ｋｇ／ｃｍ²）であって、温度衝撃サイクル試験を経験させなかったものと大差なかった。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明により、ＰＢＴを成分とする熱可塑性樹脂組成物と金属合金形状物とが固着され、容易に剥がれることなく一体になる。従ってＰＢＴの耐熱性、電気的特性や耐薬品性を生かした樹脂組成物と金属形状物の複合体を提供することが可能となる。また、前記複合体の提供によって、電子機器の筺体や車載用構造部品をはじめとした、様々な筺体、部品、構造物の軽量化が可能となる。
さらに、生産に適した射出成形法などを用いることによって機器製造工程の簡素化にも役立つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図1は、本発明の実施例における、金属形状物と、ＰＢＴを成分とする熱可塑性樹脂組成物との複合体を示したものである。
【図２】図２は、図１の側面図である。
【符号の説明】
１… 金属片
２… 樹脂部分
３… ピンゲート
４… 印刷インキ層

Claims

加工された金属形状物と、
前記金属形状物の表面に被覆された熱硬化性の樹脂組成物を含み、イソシアネート系硬化剤が混合されたウレタン硬化型の２液性のコーティング材と、
前記コーティング材の上面に熱と圧力により一体に固着されたポリブチレンテレフタレートを成分として含む熱可塑性樹脂組成物の形状物と
からなる金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体。
請求項１に記載の金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体において、
前記金属形状物の表面は、前記金属形状物の主成分である金属種に対して腐食性を有する水溶液による化学エッチングがされている
ことを特徴とする金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体。
請求項１又は２に記載の金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体において、
前記金属形状物の表面は、エアーブラスト処理による研磨がされている
ことを特徴とする金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体。
請求項１ないし３項から選択される１項に記載の金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体において、
前記熱可塑性樹脂組成物には、樹脂充填用フィラー類が加えられている
ことを特徴とする金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体。
請求項１ないし４項から選択される１項に記載の金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体の製造方法であって、
前記金属形状物の原材料である金属合金材料を、金属形状物に加工する工程と、
前記金属形状物にウレタン硬化型の２液性のコーティング材を塗布硬化する工程と、
前記コーティング材が塗布硬化された金属形状物を金型に挿入し、前記熱可塑性樹脂組成物を前記金型に射出成形する工程と
を含むことを特徴とする金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体の製造方法。
請求項１ないし４項から選択される１項に記載の金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体の製造方法であって、
前記金属形状物の原材料である金属合金材料を、金属形状物に加工する工程と、
前記コーティング材を塗布して硬化する工程と、
前記コーティング材が塗布硬化された前記金属形状物を金型に挿入し、
前記熱可塑性樹脂組成物が加熱溶融状態の時に、前記金属形状物の表面に接触させて、接着させる固着工程と
を含むことを特徴とする金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体の製造方法。
請求項５又は６項に記載の金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体の製造方法であって、
前記金属形状物、又は前記金属合金材料の表面に微細な凹凸を作る工程と
を含むことを特徴とする金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体の製造方法。
請求項５ないし７項から選択される１項に記載の金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体の製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂組成物にフィラーを含有させる工程と
を含むことを特徴とする金属と熱可塑性樹脂組成物の複合体の製造方法。