JP6189048B2 - Complex - Google Patents

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本発明は、塗装金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の成形体とが接合された複合体およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a composite in which a painted metal preform and a molded body of a thermoplastic resin composition are joined, and a method for producing the same.

金属板やそのプレス成形品、あるいは、鋳造、鍛造、切削、粉末冶金などにより成形されたいわゆる「金属素形材」は、自動車をはじめとするあらゆる工業製品を製造する上で欠かせない部材である。これら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る一方、樹脂のみからなる部品よりも強度が高く、携帯電話機やパーソナルコンピューターなどの電子機器に使用されている。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。しかしながら、嵌合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。そこで、近年は、インサート成形により金属素形材と樹脂組成物の成形体とを接合して、複合体を製造するのが一般的である。   Metal plates and their press-molded products, or so-called “metal shapes” formed by casting, forging, cutting, powder metallurgy, etc., are indispensable members for manufacturing all industrial products including automobiles. is there. The composite in which the metal base material and the molded body of the resin composition are joined is lighter than a component made of only metal, but has a higher strength than a component made only of resin, such as a mobile phone or a personal computer. Used in electronic equipment. Conventionally, such a composite has been manufactured by fitting a metal base material and a molded body of a resin composition. However, the method for producing a composite by fitting has a large number of work steps and has low productivity. Therefore, in recent years, it is common to manufacture a composite by joining a metal base material and a molded body of a resin composition by insert molding.

インサート成形により複合体を製造する場合、金属素形材と樹脂組成物の成形体との密着性を向上させることが重要である。金属素形材と樹脂組成物の成形体との密着性を高める方法としては、例えば、インサート成形を行う前に、金属素形材の表面を粗面化処理することが提案されている(特許文献1〜3参照)。特許文献1〜3の方法では、アルミニウム合金の表面を粗面化処理することで、アルミニウム合金と樹脂組成物の成形体との密着性を向上させている。   When producing a composite by insert molding, it is important to improve the adhesion between the metal base material and the molded body of the resin composition. As a method for improving the adhesion between the metal shaped material and the molded body of the resin composition, for example, it is proposed to roughen the surface of the metal shaped material before performing insert molding (patent) References 1-3). In the method of patent documents 1-3, the adhesiveness of the aluminum alloy and the molded object of a resin composition is improved by roughening the surface of an aluminum alloy.

特開2006−027018号公報JP 2006-027018 A 特開2004−050488号公報JP 2004-050488 A 特開2005−342895号公報JP 2005-342895 A

特許文献1〜3に記載の複合体では、アンカー効果を利用するために、金属素形材の表面を粗面化している。このように、アンカー効果を目的として微細な凹凸を金属素形材の表面に形成すると、金属素形材と樹脂組成物の成形体との間に微細な隙間が形成されやすい。このため、特許文献1〜3に記載の複合体では、金属素形材に対して樹脂組成物が十分な接合強度で接合しないことがある。   In the composites described in Patent Documents 1 to 3, the surface of the metal base material is roughened in order to use the anchor effect. As described above, if fine irregularities are formed on the surface of the metal base material for the purpose of anchor effect, a fine gap is likely to be formed between the metal base material and the molded body of the resin composition. For this reason, in the composites described in Patent Documents 1 to 3, the resin composition may not be bonded to the metal base material with sufficient bonding strength.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、金属素形材に熱可塑性樹脂組成物の成形体が十分に高い強度で一体化している複合体を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this point, and an object of this invention is to provide the composite_body | complex with which the molded object of the thermoplastic resin composition is integrated with sufficient high intensity | strength with the metal raw material.

本発明者らは、有機樹脂層を介して金属素形材と熱可塑性樹脂組成物とを接合し、そして、金属素形材および熱可塑性樹脂組成物の成形時の熱による膨張、収縮の程度に着目し、さらに検討を加えて本発明を完成させた。   The inventors of the present invention have joined the metal base material and the thermoplastic resin composition via the organic resin layer, and the degree of expansion and contraction due to heat at the time of molding the metal base material and the thermoplastic resin composition. The present invention has been completed with further consideration.

すなわち、本発明は、以下の複合体に関する。
[1] 金属素形材およびその上に配置された有機樹脂層を有する塗装金属素形材と、前記塗装金属素形材の表面に射出成形または加熱圧着によって接合された、熱可塑性樹脂組成物の成形体と、を有し、前記有機樹脂層は、酸変性ポリプロピレンを含み、前記熱可塑性樹脂組成物の成形収縮率は、1.1%以下であり、前記金属素形材の線膨張係数αmに対する前記熱可塑性樹脂組成物の線膨張係数αpの比αp/αmは、6以下である、複合体。
[2] 前記有機樹脂層は、前記有機樹脂層中の全樹脂の質量に対して40質量%以上の酸変性ポリプロピレンを含み、前記有機樹脂層の厚さは、0.2μm以上である、[1]に記載の複合体。
That is, the present invention relates to the following composites.
[1] Thermoplastic resin composition bonded to a surface of the metal base material and the surface of the paint metal base material by injection molding or thermocompression bonding, and a metal base material and an organic resin layer disposed thereon The organic resin layer contains acid-modified polypropylene, and the molding shrinkage of the thermoplastic resin composition is 1.1% or less, and the linear expansion coefficient of the metal base material The composite, wherein the ratio αp / αm of the linear expansion coefficient αp of the thermoplastic resin composition to αm is 6 or less.
[2] The organic resin layer contains 40% by mass or more of acid-modified polypropylene with respect to the mass of the total resin in the organic resin layer, and the thickness of the organic resin layer is 0.2 μm or more. 1].

また、本発明は、以下の複合体の製造方法に関する。
[3] 金属素形材およびその上に配置された有機樹脂層を有する塗装金属素形材と、前記塗装金属素形材の表面に接合された熱可塑性樹脂組成物の成形体と、を有する複合体を製造する方法であって、前記有機樹脂層の表面に、前記熱可塑性樹脂組成物の成形体を射出成形または加熱圧着によって接合する工程を含み、前記有機樹脂層は、酸変性ポリプロピレンを含み、前記熱可塑性樹脂組成物の成形収縮率は、1.1%以下であり、前記金属素形材の線膨張係数αmに対する前記熱可塑性樹脂組成物の線膨張係数αpの比αp/αmは、6以下である、複合体の製造方法。
[4] 前記有機樹脂層は、前記有機樹脂層中の全樹脂の質量に対して40質量%以上の酸変性ポリプロピレンを含み、前記有機樹脂層の厚さは、0.2μm以上である、[3]に記載の複合体の製造方法。
Moreover, this invention relates to the manufacturing method of the following composites.
[3] It has a metal base material and a painted metal base material having an organic resin layer disposed thereon, and a molded body of a thermoplastic resin composition bonded to the surface of the paint metal base material. A method for producing a composite, comprising the step of joining a molded body of the thermoplastic resin composition to the surface of the organic resin layer by injection molding or thermocompression bonding, wherein the organic resin layer comprises acid-modified polypropylene. The thermoplastic resin composition has a molding shrinkage of 1.1% or less, and the ratio αp / αm of the linear expansion coefficient αp of the thermoplastic resin composition to the linear expansion coefficient αm of the metal base material is The manufacturing method of the composite_body | complex which is 6 or less.
[4] The organic resin layer includes 40% by mass or more of acid-modified polypropylene with respect to the total resin mass in the organic resin layer, and the thickness of the organic resin layer is 0.2 μm or more. [3] The method for producing the composite according to [3].

本発明によれば、金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の成形体とが有機樹脂層を介して十分に高い強度で一体化している複合体を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the composite body with which the metal raw material and the molded object of the thermoplastic resin composition are integrated with sufficient high intensity | strength through an organic resin layer can be provided.

本発明に係る複合体の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the composite_body | complex which concerns on this invention.

1.複合体
本発明に係る複合体は、塗装金属素形材と、その表面に接合された熱可塑性樹脂組成物の成形体とを有する。以下、本発明に係る複合体の各構成要素について説明する。
1. Composite The composite according to the present invention has a painted metal shape material and a molded body of a thermoplastic resin composition bonded to the surface thereof. Hereafter, each component of the composite_body | complex which concerns on this invention is demonstrated.

(1)塗装金属素形材
上記塗装金属素形材は、金属素形材と、金属素形材の表面に配置された有機樹脂層とを有する。以下、塗装金属素形材の各構成要素について説明する。
(1) Painted metal shape material The painted metal shape material has a metal shape material and an organic resin layer disposed on the surface of the metal shape material. Hereinafter, each component of the painted metal shape material will be described.

(金属素形材)
金属素形材を構成する金属の種類は、特に限定されない。たとえば、上記金属の種類は、鉄であってもよいし、鉄以外の金属であってもよいし、合金であってもよい。金属素形材の例には、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、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、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、銅板などの金属板や、そのプレス加工品、あるいは、アルミダイカスト、亜鉛ダイカストなどの鋳造・鍛造物や、切削加工、粉末冶金などにより成形された各種金属部材などが含まれる。金属素形材は、必要に応じて、脱脂、酸洗などの公知の塗装前処理が施されていてもよい。
(Metal element)
The kind of metal which comprises a metal raw material is not specifically limited. For example, the metal may be iron, a metal other than iron, or an alloy. Examples of the metal base material include cold-rolled steel sheet, galvanized steel sheet, Zn-Al alloy plated steel sheet, Zn-Al-Mg alloy plated steel sheet, aluminum plated steel sheet, stainless steel sheet (austenite, martensite, ferrite, (Including ferrite and martensite two-phase systems), metal plates such as aluminum plates, aluminum alloy plates and copper plates, press-formed products thereof, castings and forgings such as aluminum die-casting and zinc die-casting, cutting, powder metallurgy These include various metal members formed by, for example. The metal shaped material may be subjected to known coating pretreatments such as degreasing and pickling as necessary.

(化成処理皮膜)
金属素形材と有機樹脂層との間には、化成処理皮膜が配置されていてもよい。化成処理皮膜は、金属素形材の表面に配置され、金属素形材と有機樹脂層の間の密着性および塗装金属素形材の耐食性を向上させる。化成処理皮膜は、金属素形材の表面のうち、少なくとも熱可塑性樹脂組成物の成形体と接合する領域(接合面)に配置されていればよいが、通常は金属素形材の表面全体に配置されている。
(Chemical conversion coating)
A chemical conversion treatment film may be disposed between the metal base material and the organic resin layer. The chemical conversion treatment film is disposed on the surface of the metal base material, and improves the adhesion between the metal base material and the organic resin layer and the corrosion resistance of the painted metal base material. The chemical conversion coating may be disposed at least in a region (joint surface) to be joined to the molded body of the thermoplastic resin composition in the surface of the metal raw material, but usually on the entire surface of the metal raw material. Has been placed.

化成処理皮膜を形成する化成処理の種類は、特に限定されない。化成処理の例には、クロメート処理、クロムフリー処理、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、塗膜密着性および耐食性の向上に有効な範囲内であれば特に限定されない。たとえば、クロメート皮膜の場合、全Cr換算付着量が5〜100mg/mとなるように付着量を調整すればよい。また、クロムフリー皮膜の場合、Ti−Mo複合皮膜では10〜500mg/m、フルオロアシッド系皮膜ではフッ素換算付着量または総金属元素換算付着量が3〜100mg/mとなるように付着量を調整すればよい。また、リン酸塩皮膜の場合、0.1〜5g/mとなるように、各化成処理皮膜の付着量を調整すればよい。 The kind of chemical conversion treatment which forms a chemical conversion treatment film is not specifically limited. Examples of the chemical conversion treatment include chromate treatment, chromium-free treatment, phosphate treatment and the like. The adhesion amount of the chemical conversion film formed by the chemical conversion treatment is not particularly limited as long as it is within a range effective for improving coating film adhesion and corrosion resistance. For example, in the case of a chromate film, the adhesion amount may be adjusted so that the total Cr conversion adhesion amount is 5 to 100 mg / m 2 . In the case of a chromium-free film, the amount of adhesion is 10 to 500 mg / m 2 for a Ti-Mo composite film, and the amount of adhesion in terms of fluorine or the total metal element in terms of adhesion in a fluoroacid-based film is 3 to 100 mg / m 2. Can be adjusted. Moreover, what is necessary is just to adjust the adhesion amount of each chemical conversion treatment film so that it may become 0.1-5 g / m < 2 > in the case of a phosphate membrane | film | coat.

(有機樹脂層)
有機樹脂層は、金属素形材(または化成処理皮膜)の表面に配置されている。有機樹脂層は、金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の成形体との密着性を向上させる。
(Organic resin layer)
The organic resin layer is disposed on the surface of the metal base material (or chemical conversion film). The organic resin layer improves the adhesion between the metal base material and the molded body of the thermoplastic resin composition.

有機樹脂層は、酸変性ポリプロピレンを含む。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。酸変性ポリプロピレンは、カルボキシル基などの、金属素形材と水素結合する官能基を有することから、金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の成形体との両方に十分な接着性を有する。酸変性ポリプロピレンは、カルボキシル基以外の、金属素形材と水素結合する他の官能基をさらに有していてもよい。   The organic resin layer contains acid-modified polypropylene. The acid-modified polypropylene is a polypropylene in which a carboxyl group or an anhydride group thereof is introduced into a structural unit of polypropylene. Since the acid-modified polypropylene has a functional group that forms a hydrogen bond with the metal base material such as a carboxyl group, the acid-modified polypropylene has sufficient adhesion to both the metal base material and the molded body of the thermoplastic resin composition. The acid-modified polypropylene may further have other functional groups that hydrogen bond to the metal base material other than the carboxyl group.

上記酸変性ポリプロピレンの含有量は、有機樹脂層中の全樹脂に対して40質量%以上であることが、塗装金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の成形体との密着性を向上させる観点から好ましい。有機樹脂層の酸変性ポリプロピレン含有量が40質量%未満の場合、有機樹脂層と熱可塑性樹脂組成物の成形体との相溶性が低下してしまうことがある。これにより、塗装金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の成形体との接合力が得られないおそれがある。酸変性ポリプロピレンの上記含有量の上限値は、特に限定されない。   The content of the acid-modified polypropylene is 40% by mass or more with respect to the total resin in the organic resin layer, from the viewpoint of improving the adhesion between the coated metal shape material and the molded body of the thermoplastic resin composition To preferred. When the acid-modified polypropylene content in the organic resin layer is less than 40% by mass, the compatibility between the organic resin layer and the molded article of the thermoplastic resin composition may be lowered. Thereby, there exists a possibility that the joining force of the coating metal shape material and the molded object of a thermoplastic resin composition may not be obtained. The upper limit of the content of the acid-modified polypropylene is not particularly limited.

酸変性ポリプロピレンの酸価は、1〜500mgKOH/g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働く。   The acid value of the acid-modified polypropylene is preferably 1 to 500 mgKOH / g. If 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 preparing the emulsion described later.

上記酸変性ポリプロピレンは、融点が60〜120℃の範囲内であり、かつ結晶化度が5〜20%の範囲内であることが好ましい。融点および結晶化度が上記範囲内の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ため、金属素形材の表面の凹凸に隙間なく密着した有機樹脂層を形成する。酸変性ポリプロピレンの融点が60℃未満または結晶化度が5%未満の場合、比較的低温で有機樹脂層が軟化してしまうため、保管時などの塗装金属素形材の耐ブロッキング性が劣るおそれがある。一方、酸変性ポリプロピレンの融点が120℃超または結晶化度が20%超の場合、塗装金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の成形体との接合性が低下するおそれがある。なお、酸変性ポリプロピレンの融点および結晶化度は、塗料に含まれる状態(焼き付け前)と有機樹脂層の状態(焼き付けた後)とでほとんど変化しない。したがって、有機樹脂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後述の塗料を、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 acid-modified polypropylene preferably has a melting point in the range of 60 to 120 ° C. and a crystallinity in the range of 5 to 20%. Since the acid-modified polypropylene having a melting point and a crystallinity within the above ranges have high wettability with respect to the surface of the metal base material, an organic resin layer is formed in close contact with the irregularities on the surface of the metal base material. When the melting point of the acid-modified polypropylene is less than 60 ° C. or the crystallinity is less than 5%, the organic resin layer is softened at a relatively low temperature, so that the blocking resistance of the coated metal shaped material may be inferior during storage. There is. On the other hand, when the melting point of the acid-modified polypropylene exceeds 120 ° C. or the degree of crystallinity exceeds 20%, the bondability between the painted metal preform and the molded body of the thermoplastic resin composition may be lowered. Note that the melting point and crystallinity of the acid-modified polypropylene hardly change between the state contained in the paint (before baking) and the state of the organic resin layer (after baking). Therefore, the degree of crystallinity of the acid-modified polypropylene in the organic resin layer can be examined by measuring a later-described coating material 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うる。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うる。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 can be prepared, for example, as an acid-modified polypropylene emulsion having acid-modified polypropylene as a dispersoid. The acid-modified polypropylene emulsion can be prepared by preparing an acid-modified polypropylene and then dispersing the acid-modified polypropylene in water. Various surfactants may be added as an emulsifier 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。ポリプロピレンの立体規則性は、成形後に要求される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 the stereoregularity of isotactic, tactic, syndiotactic, hemi-isotactic and stereotactic. The stereoregularity of polypropylene is preferably isotactic from the viewpoint of mechanical properties such as rigidity and impact strength required after molding or durability.

ポリプロピレンの重量平均分子量は、1000〜300000の範囲内であることが好ましく、5000〜100000の範囲内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未満の場合、有機樹脂層の強度が低下するおそれがある。一方、ポリプロピレンの重量平均分子量が300000超の場合、後述の変性工程において、粘度が増大してしまうため、作業が困難になるおそれがある。   The weight average molecular weight of polypropylene is preferably in the range of 1000 to 300,000, and more preferably in the range of 5000 to 100,000. When the weight average molecular weight of polypropylene is less than 1000, the strength of the organic resin layer may be reduced. On the other hand, when the weight average molecular weight of polypropylene is more than 300,000, the viscosity increases in the modification step described later, which may make the operation difficult.

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剤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必要がある。このようにして、酸変性ポリプロピレンが調製されうる。   The acid modification of polypropylene is carried out by dissolving polypropylene in toluene or xylene, and in the presence of a radical generator, an α, β-unsaturated carboxylic acid and / or an acid anhydride of α, β-unsaturated carboxylic acid and / or 1 This can be done using compounds having one or more double bonds per molecule. Alternatively, using an apparatus capable of raising the temperature to the softening temperature or melting point of polypropylene, the α, β-unsaturated carboxylic acid and / or α, β-unsaturated in the presence or absence of a radical generator. Carboxylic acid anhydrides and / or compounds having one or more double bonds per molecule can be used. When the polypropylene modification reaction is carried out as a solution in an organic solvent such as toluene and / or xylene, or in a heterogeneous dispersion system carried out in a non-solvent such as an aqueous system, nitrogen substitution is sufficiently performed. There is a need. In this way, acid-modified polypropylene can be prepared.

ラジカル発生剤の種類には、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、ジ−tert−ブチルパーオキサイドなどのパーオキサイドや、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソプロピオニトリルなどのアゾニトリルが含まれる。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0.1〜50質量部の範囲内であることが好ましい。また、特に好ましくは、0.5〜30質量部の範囲内である。   The types of radical generator include di-tert-butyl perphthalate, tert-butyl hydroperoxide, dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl peroxyethyl hexanoate, tert -Peroxides such as butyl peroxypivalate, methyl ethyl ketone peroxide and di-tert-butyl peroxide, and azonitriles such as azobisisobutyronitrile and azobisisopropionitrile are included. It is preferable that the compounding quantity of a radical generator exists in the range of 0.1-50 mass parts with respect to 100 mass parts of polypropylene. Moreover, it is particularly preferably within the range of 0.5 to 30 parts by mass.

α,β−不飽和カルボン酸またはその酸無水物の種類には、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、無水アコニット酸が含まれる。これらの化合物は、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせてもよい。2種以上の化合物を組み合わせて使用すると有機樹脂層の物性が良好になる場合が多い。   The types of α, β-unsaturated carboxylic acids or acid anhydrides include maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, citraconic acid, citraconic anhydride, mesaconic acid, itaconic acid, itaconic anhydride, aconitic acid, aconitic anhydride Contains acid. These compounds may be used alone or in combination of two or more. When two or more compounds are used in combination, the physical properties of the organic resin layer are often improved.

1分子当り1個以上の二重結合を有する化合物には、(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、アクリルアミドなどの(メタ)アクリル酸系モノマーや、スチレン、α−メチルスチレン、パラメチルスチレン、クロロメチルスチレンなどのスチレン系モノマーが含まれる。さらに、上記化合物に加えて、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。   Compounds having one or more double bonds per molecule include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid- 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, (Meth) acrylic acid benzyl, (meth) acrylic acid-2-hydroxybutyl, (meth) acrylic acid benzyl, (meth) acrylic acid glycidyl, (meth) acrylic acid, di (meth) acrylic acid (di) ethylene glycol, Di (meth) acrylic acid-1,4-butanediol, di (meth) acrylic acid-1,6-hexane (Meth) such as all, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, acrylamide Acrylic acid monomers and styrene monomers such as styrene, α-methylstyrene, paramethylstyrene, and chloromethylstyrene are included. Furthermore, in addition to the above compounds, vinyl monomers such as divinylbenzene, vinyl acetate, and vinyl ester of versatic acid can be used in combination.

これらの二重結合を有する化合物は、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。これらの二重結合を有する化合物の配合量は、ポリプロピレン100質量部に対して0.1〜50質量部の範囲内であることが好ましい。特に好ましくは、0.5〜30質量部の範囲内である。   These compounds having a double bond may be used alone or in combination of two or more. It is preferable that the compounding quantity of the compound which has these double bonds exists in the range of 0.1-50 mass parts with respect to 100 mass parts of polypropylene. Especially preferably, it exists in the range of 0.5-30 mass parts.

または、上記酸変性ポリプロピレンは、市販品として入手することが可能である。また、有機樹脂層中の酸変性ポリプロピレンの存在は、NMR、IR、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。   Alternatively, the acid-modified polypropylene can be obtained as a commercial product. In addition, the presence of the acid-modified polypropylene in the organic resin layer can be confirmed by ordinary analytical equipment such as NMR, IR, and GC-MS.

上記酸変性ポリプロピレンは、架橋されていてもよい。上記酸変性ポリプロピレンの架橋は、例えば、酸変性ポリプロピレン中の、金属素形材と水素結合する官能基(カルボキシル基など)と反応する二以上の基を有する架橋剤によって行うことができる。上記酸変性ポリプロピレンを架橋することは、有機樹脂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、上記酸変性ポリプロピレン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、または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有機樹脂層の接着性と、上記酸変性ポリプロピレン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。   The acid-modified polypropylene may be cross-linked. The cross-linking of the acid-modified polypropylene can be performed by, for example, a cross-linking agent having two or more groups that react with a functional group (such as a carboxyl group) that forms a hydrogen bond with the metal base material in the acid-modified polypropylene. Crosslinking the acid-modified polypropylene is preferable from the viewpoint of improving the strength of the organic resin layer. As the crosslinking agent, a known crosslinking agent used for crosslinking of the acid-modified polypropylene can be used. Examples of the crosslinking agent include an isocyanate crosslinking agent, an epoxy crosslinking agent, an oxazoline crosslinking agent, a melamine crosslinking agent, or a crosslinking agent having a metal salt. The amount of the crosslinking agent used is appropriately determined within a range in which both the adhesiveness of the organic resin layer to the metal base material and the effect of crosslinking in the acid-modified polypropylene are obtained.

有機樹脂層は、本発明の効果が得られる範囲において、前述した酸変性ポリプロピレン以外の他の樹脂をさらに含有していてもよい。有機樹脂層がこのような他の樹脂をさらに含有すると、塗装金属素形材に対して熱可塑性樹脂組成物の成形体を射出成形または加熱圧着するときに、有機樹脂層中の樹脂成分が熱可塑性樹脂組成物とより相溶しやすく、有機樹脂層と熱可塑性樹脂組成物とがより強固に結合する。したがって、有機樹脂層が上記他の樹脂をさらに含有することは、有機樹脂層に対する熱可塑性樹脂組成物の成形体の密着性を向上させる観点から好ましい。このような他の樹脂は、公知の樹脂から適宜に選ばれる。上記他の樹脂の例には、ポリプロピレン、ポリウレタン、アクリル系樹脂、アクリル・スチレン系樹脂、酢酸ビニル、EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂)、フッ素系樹脂、エステル系樹脂、ポリプロピレン以外のオレフィン系樹脂、およびこれらの組み合わせが含まれる。有機樹脂層における上記他の樹脂の含有量は、上記他の樹脂の配合による効果が得られる範囲であればよく、例えば上記酸変性ポリプロピレン100質量部に対して0〜150質量部である。   The organic resin layer may further contain a resin other than the acid-modified polypropylene described above as long as the effect of the present invention is obtained. When the organic resin layer further contains such other resins, the resin component in the organic resin layer is heated when the molded body of the thermoplastic resin composition is injection-molded or thermocompression bonded to the painted metal shape material. It is more compatible with the plastic resin composition, and the organic resin layer and the thermoplastic resin composition are more strongly bonded. Therefore, it is preferable that the organic resin layer further contains the other resin from the viewpoint of improving the adhesion of the molded body of the thermoplastic resin composition to the organic resin layer. Such other resins are appropriately selected from known resins. Examples of other resins include polypropylene, polyurethane, acrylic resin, acrylic / styrene resin, vinyl acetate, EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer resin), fluorine resin, ester resin, and olefins other than polypropylene. Resins, and combinations thereof are included. Content of the said other resin in an organic resin layer should just be a range with which the effect by the mixing | blending of said other resin is acquired, for example, is 0-150 mass parts with respect to 100 mass parts of said acid-modified polypropylene.

また、有機樹脂層は、防錆剤を含有していてもよい。防錆剤は、上記塗装金属素形材および本発明に係る複合体の耐食性を向上させる。防錆剤の種類は、特に限定されない。防錆剤の例には、Ti、Zr、V、MoおよびWからなる群から選択される金属(バルブメタル)の酸化物、水酸化物またはフッ化物、あるいはこれらの組み合わせを含むことが好ましい。これらの金属化合物を化成処理皮膜中に分散させることで、塗装金属素形材の耐食性をより向上させることができる。特に、これらの金属のフッ化物は、自己修復作用により、皮膜欠陥部における腐食を抑制することも期待できる。   Moreover, the organic resin layer may contain a rust preventive agent. The rust preventive agent improves the corrosion resistance of the painted metal preform and the composite according to the present invention. The kind of rust preventive agent is not specifically limited. Examples of the rust preventive agent preferably include an oxide, hydroxide or fluoride of a metal (valve metal) selected from the group consisting of Ti, Zr, V, Mo and W, or a combination thereof. By dispersing these metal compounds in the chemical conversion film, the corrosion resistance of the painted metal shaped material can be further improved. In particular, these metal fluorides can also be expected to suppress corrosion at film defects by a self-repairing action.

有機樹脂層は、さらに、可溶性または難溶性の金属リン酸塩または複合リン酸塩を含んでいてもよい。可溶性の金属リン酸塩または複合リン酸塩は、上記金属のフッ化物の自己修復作用を補完することにより、金属素形材の耐食性をより向上させる。また、難溶性の金属リン酸塩または複合リン酸塩は、有機樹脂層中に分散してその強度を向上させる。たとえば、可溶性または難溶性の金属リン酸塩または複合リン酸塩は、Al、Ti、Zr、Hf、Znなどの塩である。   The organic resin layer may further contain a soluble or hardly soluble metal phosphate or composite phosphate. The soluble metal phosphate or composite phosphate further improves the corrosion resistance of the metal base material by complementing the self-healing action of the metal fluoride. Further, the hardly soluble metal phosphate or composite phosphate is dispersed in the organic resin layer to improve its strength. For example, the soluble or poorly soluble metal phosphate or complex phosphate is a salt such as Al, Ti, Zr, Hf, Zn.

また、有機樹脂層は、潤滑剤を含有していてもよい。潤滑剤は、塗装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、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。有機樹脂層中の潤滑剤の配合量は、有機樹脂層中の樹脂の合計質量100質量部に対して1〜20質量部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おそれがある。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に著しい向上は認められず、潤滑性が高すぎて取り扱い性が劣るおそれがある。   The organic resin layer may contain a lubricant. The lubricant can suppress the occurrence of galling on the surface of the painted metal profile. The type of lubricant is not particularly limited. Examples of lubricants include organic waxes such as fluorine, polyethylene, styrene, and polypropylene, and inorganic lubricants such as molybdenum disulfide and talc. It is preferable that the compounding quantity of the lubricant in an organic resin layer is 1-20 mass parts with respect to 100 mass parts of total mass of resin in an organic resin layer. When the lubricant is less than 1 part by mass, the generation of galling may not be sufficiently suppressed. On the other hand, when the amount of the lubricant exceeds 20 parts by mass, no significant improvement is observed in the effect of suppressing the generation of galling, and the lubricity is too high and the handleability may be poor.

また、有機樹脂層は、消泡剤を含有していてもよい。消泡剤は、後述する有機樹脂層用の塗料の調製時に気泡を発生させにくくする。消泡剤の種類は、特に限定されないが、既知のシリコーン系などの消泡剤を必要に応じて適量添加すればよい。   The organic resin layer may contain an antifoaming agent. An antifoamer makes it difficult to generate bubbles when preparing a coating for an organic resin layer, which will be described later. The type of the antifoaming agent is not particularly limited, but an appropriate amount of a known silicone-based antifoaming agent may be added as necessary.

有機樹脂層を構成する樹脂組成物の融点は、上記熱可塑性樹脂組成物の成形体と同等以下が好ましく、例えば60〜160℃であることが好ましい。上記樹脂組成物の融点が60℃未満であると、比較的低温で有機樹脂層が軟化してしまうため、塗装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。上記樹脂組成物の融点が160℃よりも高いと、塗装金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の成形体との接合性が不十分となることがある。   The melting point of the resin composition constituting the organic resin layer is preferably equal to or lower than that of the molded body of the thermoplastic resin composition, and is preferably 60 to 160 ° C., for example. When the melting point of the resin composition is lower than 60 ° C., the organic resin layer is softened at a relatively low temperature, so that the blocking resistance of the coated metal shaped material may be insufficient. If the melting point of the resin composition is higher than 160 ° C., the bondability between the painted metal shape material and the molded body of the thermoplastic resin composition may be insufficient.

有機樹脂層の厚さは、0.2μm以上であることが好ましい。有機樹脂層の厚さが0.2μm未満の場合、金属素形材表面を均一に覆うことができないことがある。これにより、厚さが0.2μm未満の有機樹脂層を有する複合体は、金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の成形体との間に微細な隙間が生じるおそれがある。微細な空隙が生じると、前述の複合体における封止性が、低下するおそれがある。一方、有機樹脂層の厚さの上限値は特に制限されないが、10μm以下が好ましく、3μm以下がより好ましい。有機樹脂層の厚さを10μm超としても、著しい性能向上は認められず、また、生産性の観点およびコストの観点からも不利である。   The thickness of the organic resin layer is preferably 0.2 μm or more. When the thickness of the organic resin layer is less than 0.2 μm, the surface of the metal base material may not be uniformly covered. Thereby, the composite having an organic resin layer having a thickness of less than 0.2 μm may cause a fine gap between the metal base material and the molded body of the thermoplastic resin composition. If fine voids are generated, the sealing performance of the composite may be reduced. On the other hand, the upper limit of the thickness of the organic resin layer is not particularly limited, but is preferably 10 μm or less, and more preferably 3 μm or less. Even if the thickness of the organic resin layer exceeds 10 μm, no significant performance improvement is observed, and it is disadvantageous from the viewpoint of productivity and cost.

(2)熱可塑性樹脂組成物の成形体
熱可塑性樹脂組成物の成形体は、塗装金属素形材の表面(金属素形材上の有機樹脂層の表面)に接合されている。熱可塑性樹脂組成物の成形体の形状は、塗装金属素形材における前述した接合面で接する形状であれば特に限定されず、用途に応じて適宜選択されうる。
(2) Molded body of thermoplastic resin composition The molded body of the thermoplastic resin composition is bonded to the surface of the coated metal shaped material (the surface of the organic resin layer on the metal shaped material). The shape of the molded body of the thermoplastic resin composition is not particularly limited as long as it is a shape that is in contact with the joint surface described above in the painted metal base material, and may be appropriately selected depending on the application.

成形体を構成する熱可塑性樹脂組成物の例には、PVC(ポリ塩化ビニル)系樹脂組成物、PMMA(メタアクリル酸)系樹脂組成物などの非結晶性樹脂組成物、またはPE(ポリエチレン)系樹脂組成物、PP(ポリプロピレン)系樹脂組成物、POM(ポリアセタール)系樹脂組成物などの結晶性樹脂組成物、および、これらの組み合わせ、が含まれる。熱可塑性樹脂組成物の成形体の形状は、特に限定されず、用途に応じて適宜選択されうる。   Examples of the thermoplastic resin composition constituting the molded body include an amorphous resin composition such as a PVC (polyvinyl chloride) resin composition, a PMMA (methacrylic acid) resin composition, or PE (polyethylene). Crystalline resin compositions such as resin-based resin compositions, PP (polypropylene) -based resin compositions, POM (polyacetal) -based resin compositions, and combinations thereof are included. The shape of the molded article of the thermoplastic resin composition is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the application.

前記熱可塑性樹脂組成物の成形収縮率は、1.1%以下である。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、熱可塑性エラストマーを含む熱可塑性樹脂組成物にフィラーなどを添加することで、成形収縮率を調整することができる。また、結晶性樹脂および非結晶性樹脂の混合割合を変化させることでも、成形収縮率を調整することができる。   The molding shrinkage rate of the thermoplastic resin composition is 1.1% or less. The molding shrinkage of the thermoplastic resin composition can be adjusted by a known method. For example, the molding shrinkage rate can be adjusted by adding a filler or the like to a thermoplastic resin composition containing a thermoplastic elastomer. Further, the mold shrinkage can be adjusted by changing the mixing ratio of the crystalline resin and the amorphous resin.

熱可塑性樹脂組成物の成形収縮率(%)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 (%) of the thermoplastic resin composition is 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 mold). Va, when the volume of a thermoplastic resin composition (for example, a thermoplastic resin composition at room temperature (20 ° C.)) solidified by cooling from the molten state is represented by Vb, is obtained by the following formula.
{(Va−Vb) / Va} × 100

上記成形収縮率が1.1%よりも大きいと、塗装金属素形材に対して熱可塑性樹脂組成物の成形体が十分強固に接合しないことがある。上記成形収縮率は、塗装金属素形材に対する熱可塑性樹脂組成物の成形体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。上記成形収縮率は、例えば、熱可塑性樹脂組成物中のフィラーの含有量または非結晶性樹脂の含有量が多いと小さくなる。   When the molding shrinkage rate is larger than 1.1%, the molded body of the thermoplastic resin composition may not be sufficiently firmly bonded to the painted metal shape material. The molding shrinkage rate is preferably 0.9% or less and more preferably 0.7% or less from the viewpoint of further increasing the bonding strength of the molded body of the thermoplastic resin composition to the painted metal base material. preferable. For example, the molding shrinkage decreases when the filler content or the amorphous resin content in the thermoplastic resin composition is large.

また、熱可塑性樹脂組成物の線膨張係数をαpとしたときに、金属素形材の線膨張係数αmに対する熱可塑性樹脂組成物の線膨張係数αpの比αp/αmが6以下である。当該比が6よりも大きいと、塗装金属素形材に対して熱可塑性樹脂組成物の成形体が十分強固に接合しないことがある。上記の比αp/αmは、塗装金属素形材に対する熱可塑性樹脂組成物の成形体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。   When the linear expansion coefficient of the thermoplastic resin composition is αp, the ratio αp / αm of the linear expansion coefficient αp of the thermoplastic resin composition to the linear expansion coefficient αm of the metal base material is 6 or less. When the ratio is greater than 6, the molded body of the thermoplastic resin composition may not be sufficiently firmly bonded to the painted metal shape material. The ratio αp / αm is preferably 4.5 or less from the viewpoint of further increasing the bonding strength of the molded body of the thermoplastic resin composition to the painted metal preform. αm and αp are determined by measuring the amount of dimensional change associated with the temperature change of the material, for example, by TMA (Thermal Mechanical Analysis). For example, αp decreases as the filler content in the thermoplastic resin composition increases.

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、フィラーが含まれる。熱可塑性樹脂組成物にフィラーを配合することは、熱可塑性樹脂組成物の成形収縮率および熱可塑性樹脂組成物の線膨張係数αpを調整する観点から好ましい。また、熱可塑性樹脂組成物にフィラーを配合することによって、熱可塑性樹脂組成物の成形体の剛性を向上させることができる。   The thermoplastic resin composition may further contain components other than the organic resin as long as the effects of the present invention are obtained. Examples of such other components include fillers. It is preferable to add a filler to the thermoplastic resin composition from the viewpoint of adjusting the molding shrinkage of the thermoplastic resin composition and the linear expansion coefficient αp of the thermoplastic resin composition. Moreover, the rigidity of the molded object of a thermoplastic resin composition can be improved by mix | blending a filler with a thermoplastic resin composition.

上記熱可塑性エラストマーは、熱可塑性樹脂組成物の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、特に限定されない。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などが含まれる。   The thermoplastic elastomer improves the impact resistance of the molded article of the thermoplastic resin composition. The kind of thermoplastic elastomer is not particularly limited. Examples of thermoplastic elastomers include polyolefin resins, polystyrene resins, and combinations thereof.

フィラーは、熱可塑性樹脂組成物の成形体の成形収縮率を低減させるとともに、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。フィラーの例には、ガラス繊維、炭素繊維、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、ガラス球などの粉フィラー;炭素繊維やアラミド繊維の粉砕物などが含まれる。フィラーは、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。熱可塑性樹脂組成物におけるフィラーの含有量は、5〜60質量%の範囲内が好ましく、10〜40質量%の範囲内がより好ましい。   The filler reduces the molding shrinkage of the molded article of the thermoplastic resin composition and improves the rigidity. The kind of filler is not particularly limited, and a known substance can be used. Examples of fillers include fiber fillers such as glass fiber, carbon fiber, and aramid resin; carbon black, calcium carbonate, calcium silicate, magnesium carbonate, silica, talc, glass, clay, lignin, mica, quartz powder, glass sphere Powder fillers such as: pulverized carbon fiber or aramid fiber. A filler may be used independently and may be used in combination of 2 or more type. The filler content in the thermoplastic resin composition is preferably in the range of 5 to 60% by mass, more preferably in the range of 10 to 40% by mass.

熱可塑樹脂組成物の成形収縮率は、結晶性樹脂と非結晶性樹脂とを混合することによっても調整されうる。一般的に、結晶性樹脂の成形収縮率は、非結晶性樹脂の成形収縮率より大きい。よって、結晶性樹脂に対する非結晶性樹脂の混合比率を高くすれば、熱可塑樹脂組成物の成形収縮率を低くすることができる。   The molding shrinkage rate of the thermoplastic resin composition can also be adjusted by mixing a crystalline resin and an amorphous resin. Generally, the molding shrinkage rate of the crystalline resin is larger than the molding shrinkage rate of the amorphous resin. Therefore, if the mixing ratio of the amorphous resin to the crystalline resin is increased, the molding shrinkage rate of the thermoplastic resin composition can be decreased.

本発明に係る複合体の製造方法は、特に限定されない。たとえば、本発明に係る複合体は、次に説明する方法により製造されうる。   The manufacturing method of the composite_body | complex which concerns on this invention is not specifically limited. For example, the composite according to the present invention can be produced by the method described below.

2.複合体の製造方法
本発明に係る複合体は、例えば、上記有機樹脂層の表面に、熱可塑性樹脂組成物の成形体を射出成形または加熱圧着によって接合する工程を含む方法によって製造されうる。このような方法は、例えば、(1)上記塗装金属素形材を準備する第1工程と、(2)塗装金属素形材の表面に加熱された熱可塑性樹脂組成物を接触させて、塗装金属素形材の表面に熱可塑性樹脂組成物の成形体を接合する第2工程と、を有する。以下、各工程について説明する。
2. Method for Producing Composite The composite according to the present invention can be produced, for example, by a method including a step of joining a molded body of a thermoplastic resin composition to the surface of the organic resin layer by injection molding or thermocompression bonding. Such a method includes, for example, (1) a first step of preparing the above-mentioned coated metal preform, and (2) a heated thermoplastic resin composition in contact with the surface of the coated metal preform, And a second step of joining a molded body of the thermoplastic resin composition to the surface of the metal base material. Hereinafter, each step will be described.

(1)第1工程
第1工程では、上記塗装金属素形材を準備する。塗装金属素形材の有機樹脂層を形成する前に、金属素形材には、化成処理皮膜を形成してもよい。化成処理皮膜は、金属素形材の表面に化成処理液を塗布し、乾燥させることで形成されうる。化成処理液の塗布方法は、特に限定されず、既知の方法から適宜選択すればよい。そのような塗布方法の例には、ロールコート法やカーテンフロー法、スピンコート法、スプレー法、浸漬引き上げ法などが含まれる。化成処理液の乾燥条件は、化成処理液の組成などに応じて適宜設定すればよい。たとえば、化成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、金属素形材の到達温度が80〜250℃となるように加熱することで、金属素形材の表面に均一な化成処理皮膜を形成することができる。
(1) 1st process In the 1st process, the above-mentioned paint metal shape material is prepared. Prior to forming the organic resin layer of the painted metal shape material, a chemical conversion treatment film may be formed on the metal shape material. The chemical conversion treatment film can be formed by applying a chemical conversion treatment liquid to the surface of the metal base material and drying it. The method for applying the chemical conversion liquid is not particularly limited, and may be appropriately selected from known methods. Examples of such a coating method include a roll coating method, a curtain flow method, a spin coating method, a spray method, and a dip pulling method. What is necessary is just to set suitably the drying conditions of a chemical conversion liquid according to the composition of a chemical conversion liquid, etc. For example, the metal raw material coated with the chemical conversion treatment solution is put into a drying oven without being washed with water, and heated so that the ultimate temperature of the metal raw material becomes 80 to 250 ° C. A uniform chemical conversion coating can be formed on the surface.

塗装金属素形材は、金属素形材の表面に有機樹脂層を形成することによって作製される。有機樹脂層は、有機樹脂層の材料を含有する、有機樹脂層用の塗料を金属素形材の表面に塗布し、塗布された当該塗料を加熱することによって作製される。   The painted metal element is produced by forming an organic resin layer on the surface of the metal element. The organic resin layer is produced by applying a coating for the organic resin layer containing the material for the organic resin layer to the surface of the metal base material and heating the applied coating.

上記有機樹脂層用の塗料は、例えば、前述した酸変性ポリプロピレンを含有する。上記有機樹脂用の塗料は、必要に応じて、前述した架橋剤および他の樹脂をさらに含有してもよい。さらに、上記有機樹脂用の塗料は、必要に応じて溶媒を含有してもよい。溶媒の種類は、上記有機樹脂用の塗料中の各種成分を均一に溶解または分散しうる液体であり、有機樹脂層の形成過程で蒸発する液体であれば特に限定されず、好ましくは水である。たとえば、上記有機樹脂層用の塗料は、酸変性ポリプロピレン系水性エマルジョン、酸変性されていない水系樹脂エマルジョン、架橋剤、防錆剤、潤滑剤、安定化剤および消泡剤を含有する。上記有機樹脂層用の塗料中の固形分の含有量は、当該塗料の塗布性や形成される塗膜の厚さに応じて適宜に決めることができ、例えば5〜30質量%である。また、上記有機樹脂層用の塗料中の酸変性ポリプロピレンの含有量は、例えば、酸変性ポリプロピレン系エマルジョンと酸変性されていない水系樹脂エマルジョンとを配合することで、調製することができる。   The paint for the organic resin layer contains, for example, the acid-modified polypropylene described above. The coating material for organic resin may further contain the above-described crosslinking agent and other resin, if necessary. Furthermore, the coating material for organic resin may contain a solvent as necessary. The type of the solvent is not particularly limited as long as it is a liquid that can uniformly dissolve or disperse various components in the coating for the organic resin, and is a liquid that evaporates in the process of forming the organic resin layer, preferably water. . For example, the coating for the organic resin layer contains an acid-modified polypropylene-based aqueous emulsion, a non-acid-modified water-based resin emulsion, a crosslinking agent, a rust inhibitor, a lubricant, a stabilizer, and an antifoaming agent. The solid content in the coating for the organic resin layer can be appropriately determined according to the coating property of the coating and the thickness of the coating film to be formed, and is, for example, 5 to 30% by mass. The content of the acid-modified polypropylene in the coating for the organic resin layer can be prepared by, for example, blending an acid-modified polypropylene emulsion and an aqueous resin emulsion not acid-modified.

有機樹脂層は、上記有機樹脂層用の塗料を金属素形材(または化成処理皮膜)の表面に塗布し、例えば加熱乾燥により、溶媒(水)を蒸発させることで形成される。上記有機樹脂層用の塗料の塗布方法は、特に限定されず、既知の方法から適宜選択すればよい。そのような塗布方法の例には、ロールコート法やカーテンフロー法、スピンコート法、スプレー法、浸漬引き上げ法などが含まれる。金属素形材に塗布された上記有機樹脂層用の塗料の加熱方法は、特に限定されない。加熱時の金属素形材の到達温度は、特に限定されないが、金属素形材(または化成処理皮膜)の表面に隙間なく密着した有機樹脂層を形成する観点から、例えば、有機樹脂層における樹脂組成物の融点以上250℃以下であることが好ましい。   The organic resin layer is formed by applying the paint for the organic resin layer to the surface of the metal base material (or chemical conversion film) and evaporating the solvent (water) by, for example, heat drying. The method for applying the coating material for the organic resin layer is not particularly limited, and may be appropriately selected from known methods. Examples of such a coating method include a roll coating method, a curtain flow method, a spin coating method, a spray method, and a dip pulling method. The heating method of the coating material for the organic resin layer applied to the metal base material is not particularly limited. Although the ultimate temperature of the metal base material during heating is not particularly limited, from the viewpoint of forming an organic resin layer closely adhered to the surface of the metal base material (or chemical conversion film), for example, a resin in the organic resin layer The melting point of the composition is preferably 250 ° C. or lower.

(2)第2工程
第2工程では、塗装金属素形材の表面に加熱された熱可塑性樹脂組成物の成形体を接触させて、塗装金属素形材の表面に熱可塑性樹脂組成物の成形体を接合する。塗装金属素形材は、予め、プレス加工などにより所望の形状に加工されていてもよい。
(2) Second Step In the second step, the molded body of the heated thermoplastic resin composition is brought into contact with the surface of the painted metal preform, and the thermoplastic resin composition is molded on the surface of the painted metal preform. Join the body. The painted metal shape material may be processed in advance into a desired shape by pressing or the like.

たとえば、第1工程で準備した塗装金属素形材を射出成形金型の内部に挿入した後、射出成形金型の内部に溶融状態の熱可塑性樹脂組成物を高圧で射出(すなわち射出成形)すればよい。このとき、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。溶融状態の熱可塑性樹脂組成物は、射出成形金型の内部で成形されて成形体となるとともに、金属素形材の表面に形成された有機樹脂層と相溶しする。このため、熱可塑性樹脂組成物と有機樹脂層との間には、ナノオーダーの厚さを有する相溶層が形成される。このとき、射出成形金型の温度は、熱可塑性樹脂組成物中の熱可塑性樹脂の融点近傍であることが好ましい。また、射出成形により得られた複合体は、成形後にアニール処理をして、成形収縮による内部歪みを解消してもよい。   For example, after the painted metal material prepared in the first step is inserted into the injection mold, the molten thermoplastic resin composition is injected into the injection mold at high pressure (ie, injection molding). That's fine. At this time, it is preferable to provide a gas vent in the injection mold so that the thermoplastic resin composition flows smoothly. The molten thermoplastic resin composition is molded inside the injection mold to form a molded body, and is compatible with the organic resin layer formed on the surface of the metal base material. For this reason, a compatible layer having a nano-order thickness is formed between the thermoplastic resin composition and the organic resin layer. At this time, the temperature of the injection mold is preferably near the melting point of the thermoplastic resin in the thermoplastic resin composition. In addition, the composite obtained by injection molding may be annealed after molding to eliminate internal distortion due to molding shrinkage.

または、第1工程で準備した塗装金属素形材と、熱可塑性樹脂組成物の成形体とを熱圧着プレス機内にセットした後、これらの塗装金属素形材および熱可塑性樹脂組成物に熱および圧力を加えれば(すなわち加熱圧着すれば)よい。このとき、加熱および加圧を、塗装金属素形材および熱可塑性樹脂組成物の成形体の全部に対して行ってもよいし、一部に行ってもよい。少なくとも、熱可塑性樹脂組成物の成形体および塗装金属素形材の一方または両方の接合面に対して、加熱および加圧を行うことが必要である。加熱および加圧された有機樹脂層の一部と熱可塑性樹脂組成物の成形体の一部は、溶融して相溶する。このため、熱可塑性樹脂成形体と有機樹脂層との間には、ナノオーダーの厚さを有する相溶層が形成される。塗装金属素形材および熱可塑性樹脂組成物の成形体を加熱する方法および加圧する方法は、特に限定されない。加熱方法の例には、ヒーター加熱、電磁誘導加熱、超音波加熱が含まれる。加圧方法の例には、人力による加圧、バイスなどを用いた加圧が含まれる。   Alternatively, after setting the painted metal preform prepared in the first step and the molded body of the thermoplastic resin composition in a thermocompression press machine, heat and heat are applied to these painted metal preform and the thermoplastic resin composition. What is necessary is just to apply pressure (that is, heat-pressing). At this time, heating and pressurization may be performed on all or a part of the molded body of the painted metal preform and the thermoplastic resin composition. It is necessary to heat and press at least one or both of the joint surfaces of the molded body of the thermoplastic resin composition and the painted metal base material. Part of the heated and pressurized organic resin layer and part of the thermoplastic resin composition are melted and compatible. For this reason, a compatible layer having a nano-order thickness is formed between the thermoplastic resin molded body and the organic resin layer. The method of heating and the method of pressurizing the molded body of the painted metal base and the thermoplastic resin composition are not particularly limited. Examples of the heating method include heater heating, electromagnetic induction heating, and ultrasonic heating. Examples of the pressurizing method include pressurization by human power, pressurization using a vise and the like.

さらに、上記の製造方法は、本発明の効果が得られる範囲において、前述した第1工程および第2工程以外の他の工程を含んでいてもよい。   Furthermore, the manufacturing method described above may include other steps than the first step and the second step described above as long as the effects of the present invention are obtained.

以上の手順により、塗装金属素形材の表面に熱可塑性樹脂組成物の成形体を接合させて、本発明に係る複合体を製造することができる。   By the above procedure, the composite body according to the present invention can be manufactured by joining the molded body of the thermoplastic resin composition to the surface of the painted metal base material.

前述したように、本発明では、熱可塑性樹脂組成物の成形収縮率は、1.1%以下と十分に小さい。また、金属素形材の線膨張係数αmと熱可塑性樹脂組成物の線膨張係数αpの比αp/αmも、6以下と十分に小さい。よって、熱可塑性樹脂組成物を塗装金属素形材に熱によって接合するときに、冷却時における熱可塑性樹脂組成物の収縮量と金属素形材の収縮量との差を小さくすることができる。このため、冷却時に接合面において熱可塑性樹脂組成物の成形体と金属素形材とがずれたとしても、このずれは、両者の接合状態に影響を及ぼさない、と考えられる。   As described above, in the present invention, the molding shrinkage of the thermoplastic resin composition is sufficiently small, 1.1% or less. Further, the ratio αp / αm of the linear expansion coefficient αm of the metal base material and the linear expansion coefficient αp of the thermoplastic resin composition is also sufficiently small as 6 or less. Therefore, when the thermoplastic resin composition is joined to the painted metal shape member by heat, the difference between the shrinkage amount of the thermoplastic resin composition and the shrinkage amount of the metal shape material during cooling can be reduced. For this reason, even if the molded body of the thermoplastic resin composition and the metal shape member deviate on the joining surface during cooling, it is considered that this deviation does not affect the joining state of both.

また、熱可塑性樹脂組成物の成形体と金属素形材との間に配置される有機樹脂層は、一方では金属素形材には水素結合などによって強く結合し、他方では熱可塑性樹脂組成物の成形体との間に相溶層を形成し、この相溶層を介して熱可塑性樹脂組成物の成形体と強く結合する。さらに、有機樹脂層は、金属素形材および熱可塑性樹脂組成物の成形体のいずれと比べても、分子の密度がより低いと考えられ、したがって、よりフレキシブルな構造を有していると考えられる。このため、有機樹脂層は、接合時の温度から室温まで複合体が冷却される間、金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の成形体との両者に密着し、両者のそれぞれに対する前述の強い結合が成形時から成形後まで維持されるものと考えられる。   In addition, the organic resin layer disposed between the molded body of the thermoplastic resin composition and the metal base material is strongly bonded to the metal base material by hydrogen bonding or the like on the one hand, and the thermoplastic resin composition on the other hand. A compatible layer is formed between the molded body and the molded body of the thermoplastic resin composition through the compatible layer. Furthermore, the organic resin layer is considered to have a lower molecular density than the metal base material and the molded body of the thermoplastic resin composition, and thus has a more flexible structure. It is done. For this reason, while the composite is cooled from the temperature at the time of bonding to the room temperature, the organic resin layer is in close contact with both the metal raw material and the molded body of the thermoplastic resin composition, and the above-described strong against both of them. It is believed that the bond is maintained from the time of molding until after molding.

以上のように、本発明に係る複合体は、有機樹脂層と金属素形材、および、有機樹脂層と熱可塑性樹脂組成物の成形体、が強固に接合されているため、塗装金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の成形体との密着性に優れている。   As described above, in the composite according to the present invention, the organic resin layer and the metal base material, and the organic resin layer and the molded body of the thermoplastic resin composition are firmly bonded, so that the painted metal base Excellent adhesion between the material and the molded body of the thermoplastic resin composition.

以下、本発明について、金属素形材として金属板を用いた場合の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, although this invention is demonstrated in detail with reference to the Example at the time of using a metal plate as a metal raw material, this invention is not limited by these Examples.

1.複合体の作製
(1)塗装基材(金属素形材)
A.塗装基材1
板厚が0.8mmのSUS430の表面をNo.4仕上げして塗装基材1を準備した。TMAを用いて20〜100℃までの平均線膨張係数として塗装基材1の熱膨張係数(αm)を求めたところ、塗装基材1の線膨張係数(αm)は10×10−6/Kであった。
1. Fabrication of composite (1) Paint substrate (metal shape material)
A. Paint substrate 1
The surface of SUS430 with a plate thickness of 0.8 mm is No. The finished coating substrate 1 was prepared by finishing four. When the thermal expansion coefficient (αm) of the coated substrate 1 was determined as an average linear expansion coefficient from 20 to 100 ° C. using TMA, the linear expansion coefficient (αm) of the coated substrate 1 was 10 × 10 −6 / K. Met.

B.塗装基材2
板厚が0.8mmの冷間圧延鋼板(SPCC)に、片面あたりのめっき付着量が45g/mの溶融Zn−6質量%Al−3質量%Mg合金めっき鋼板を塗装基材2として準備した。塗装基材2の線膨張係数(αm)は12×10−6/Kであった。
B. Paint base 2
A cold rolled steel sheet (SPCC) with a plate thickness of 0.8 mm is prepared as a coated base material 2 with a molten Zn-6 mass% Al-3 mass% Mg alloy-plated steel sheet with a coating amount of 45 g / m 2 per side. did. The linear expansion coefficient (αm) of the coated substrate 2 was 12 × 10 −6 / K.

C.塗装基材3
板厚が0.8mmの冷間圧延鋼板(SPCC)に、片面あたりのめっき付着量が45g/mの溶融Al−9質量%Si合金めっき鋼板を塗装基材3として準備した。塗装基材3の線膨張係数(αm)は12×10−6/Kであった。
C. Paint base 3
A cold-rolled steel plate (SPCC) having a plate thickness of 0.8 mm was prepared as a coated base material 3 with a molten Al-9 mass% Si alloy-plated steel plate having a plating adhesion amount of 45 g / m 2 on one side. The linear expansion coefficient (αm) of the coated substrate 3 was 12 × 10 −6 / K.

D.塗装基材4
板厚が0.8mmのアルミ合金板(A1050)を塗装基材4として準備した。塗装基材4の線膨張係数(αm)は23×10−6/Kであった。
D. Paint base 4
An aluminum alloy plate (A1050) having a plate thickness of 0.8 mm was prepared as the coating substrate 4. The linear expansion coefficient (αm) of the coated substrate 4 was 23 × 10 −6 / K.

(2)塗料の調製
樹脂合計質量に対する酸変性ポリプロピレンの質量の割合が95質量%になるように、酸変性ポリプロピレン(PP)樹脂(A)、ポリエチレン(PE)ワックス(C)、エポキシ系架橋剤(D)を水に添加して、不揮発成分が20質量%のプレ塗料1を調製した。このプレ塗料1に、防錆剤としてモリブデン酸アンモニウム(キシダ化学株式会社):0.5質量%、炭酸ジルコニウムアンモニウム(ジルコゾールAC−7;第一稀元素化学工業株式会社):0.5質量%、シリコーン系消泡剤(KM−73;信越化学工業株式会社):0.05質量%をそれぞれ配合し、塗料1を調製した。なお、「ジルコゾール」は、第一稀元素化学工業株式会社の登録商標である。
(2) Preparation of paint Acid-modified polypropylene (PP) resin (A), polyethylene (PE) wax (C), epoxy-based crosslinking agent so that the ratio of the mass of acid-modified polypropylene to the total mass of the resin is 95% by mass. (D) was added to water to prepare a prepaint 1 having a nonvolatile component of 20% by mass. In this prepaint 1, ammonium molybdate (Kishida Chemical Co., Ltd.): 0.5% by mass, zirconium carbonate (Zircosol AC-7; Daiichi Rare Element Chemical Co., Ltd.): 0.5% by mass as a rust preventive agent Silicone-based antifoaming agent (KM-73; Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.): 0.05% by mass was prepared, respectively, to prepare paint 1. “Zircozole” is a registered trademark of Daiichi Rare Element Chemical Co., Ltd.

同様に、酸変性PP樹脂(A)の上記含有量が40質量部であり、ポリウレタン(PU)系樹脂(B)の含有量が55質量%である塗料2、酸変性PP樹脂(A)の上記含有量が35質量%であり、ポリウレタン(PU)系樹脂(B)の含有量が60質量%である塗料3、および、ポリウレタン(PU)系樹脂(B)の含有量が95質量%である塗料4、をそれぞれ調製した。   Similarly, the content of the acid-modified PP resin (A) is 40 parts by mass, the content of the polyurethane (PU) resin (B) is 55% by mass, the acid-modified PP resin (A) The content is 35% by mass, the content of polyurethane (PU) resin (B) is 60% by mass, and the content of polyurethane (PU) resin (B) is 95% by mass. A paint 4 was prepared.

A.酸変性ポリプロピレン樹脂
酸変性PP樹脂(A)には、酸価が2.0mgKOH/gである市販の酸変性ポリプロピレン(ハードレンEW−5303;東洋紡株式会社)を用いた。なお、「ハードレン」は、東洋紡株式会社の登録商標である。
A. Acid-modified polypropylene resin For the acid-modified PP resin (A), a commercially available acid-modified polypropylene (Harden EW-5303; Toyobo Co., Ltd.) having an acid value of 2.0 mgKOH / g was used. “Hard Ren” is a registered trademark of Toyobo Co., Ltd.

B.ポリウレタン系樹脂
樹脂合計質量に対する酸変性PPの割合を調整するためのPU系樹脂(B)として、ポリウレタン樹脂エマルジョン(スーパーフレックス830;第一工業製薬株式会社)を使用した。なお、「スーパーフレックス」は、第一工業製薬株式会社の登録商標である。
B. Polyurethane resin A polyurethane resin emulsion (Superflex 830; Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was used as the PU resin (B) for adjusting the ratio of the acid-modified PP to the total mass of the resin. “Superflex” is a registered trademark of Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.

C.ポリエチレンワックス
ポリエチレンワックス(HYTEC E−9015;東邦化学工業株式会社)を樹脂合計質量に対して、5.0質量%添加した。なお、「HYTEC」は、東邦化学工業株式会社の登録商標である。
C. Polyethylene wax Polyethylene wax (HYTEC E-9015; Toho Chemical Industry Co., Ltd.) was added in an amount of 5.0% by mass relative to the total mass of the resin. “HYTEC” is a registered trademark of Toho Chemical Co., Ltd.

D.エポキシ系架橋剤
市販のエポキシ系架橋剤(HUX−XW3;株式会社ADEKA)を樹脂合計質量に対して、3.0質量%添加した。
D. Epoxy-based crosslinking agent A commercially available epoxy-based crosslinking agent (HUX-XW3; ADEKA Corporation) was added in an amount of 3.0% by mass based on the total mass of the resin.

(3)有機樹脂層の形成
塗装基材1を液温40℃のアルカリ脱脂水溶液(サーフクリーナーSD−270;日本ペイント株式会社、pH=12)に1分間浸漬して、表面を脱脂した。次いで、脱脂した塗装基材1の表面に、乾燥膜厚が2.0μmとなるように、ロールコータ−で塗料1を塗布し、塗装基板1の到達板温が150℃となる温度で、塗布された塗料1を熱風乾燥機によって乾燥させて、有機樹脂層を形成した。この有機樹脂層を有する塗装金属素形材を基材Iとする。また、塗装基材および塗料を表1に示すように変えた以外は基材Iと同様にして塗装基材の表面に有機樹脂層を形成し、基材II〜VIIを作製した。さらに、塗料を塗布しない塗装基材2を基材VIIIとして用意した。基材I〜基材VIIIの材料およびその物性を表1に示す。なお、「サーフクリーナー」は、日本ペイント株式会社の登録商標である。
(3) Formation of organic resin layer The coated substrate 1 was immersed in an alkaline degreasing aqueous solution (Surf Cleaner SD-270; Nippon Paint Co., Ltd., pH = 12) at a liquid temperature of 40 ° C. for 1 minute to degrease the surface. Next, the paint 1 is applied to the surface of the degreased coated base material 1 with a roll coater so that the dry film thickness is 2.0 μm, and the coated substrate 1 is applied at a temperature at which the ultimate plate temperature becomes 150 ° C. The coated paint 1 was dried with a hot air dryer to form an organic resin layer. The base material I is a painted metal shape member having this organic resin layer. Moreover, except having changed the coating base material and the coating material as shown in Table 1, the organic resin layer was formed on the surface of the coating base material similarly to the base material I, and the base materials II-VII were produced. Furthermore, the coating base material 2 which does not apply | coat a coating material was prepared as the base material VIII. Table 1 shows the materials and physical properties of the substrates I to VIII. “Surf Cleaner” is a registered trademark of Nippon Paint Co., Ltd.

Figure 0006189048
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(4)熱可塑性樹脂組成物
ポリエチレン(PE)系樹脂組成物として、ニポロンハード1000(射出温度230℃;東ソー株式会社)を用意した。この樹脂組成物は、フィラーとしてのガラス繊維を5質量%含有している。この樹脂組成物を樹脂組成物iとする。なお、「ニポロンハード」は、東ソー株式会社の登録商標である。
(4) Thermoplastic resin composition As a polyethylene (PE) resin composition, Nipolon Hard 1000 (injection temperature 230 ° C; Tosoh Corporation) was prepared. This resin composition contains 5% by mass of glass fiber as a filler. This resin composition is referred to as “resin composition i”. “Nipolon Hard” is a registered trademark of Tosoh Corporation.

また、ポリプロピレン(PP)系樹脂組成物として、ノバテックPP、BC06C(射出温度250℃;日本ポリプロ株式会社)とプライムポリプロR−350G(射出温度250℃;株式会社プライムポリマー)を用意した。前者は、ガラス繊維を含有せず、後者は、フィラーとしてのガラス繊維を40質量%含有している。前者の樹脂組成物を樹脂組成物iiとし、後者の樹脂組成物を樹脂組成物iiiとする。なお、「ノバテック」は、日本ポリプロ株式会社の登録商標であり、「プライムポリプロ」は、三井化学株式会社の登録商標である。   Moreover, Novatec PP, BC06C (injection temperature 250 ° C .; Nippon Polypro Co., Ltd.) and Prime Polypro R-350G (injection temperature 250 ° C .; Prime Polymer Co., Ltd.) were prepared as polypropylene (PP) resin compositions. The former does not contain glass fiber, and the latter contains 40% by mass of glass fiber as a filler. The former resin composition is referred to as a resin composition ii, and the latter resin composition is referred to as a resin composition iii. “Novatech” is a registered trademark of Nippon Polypro Co., Ltd., and “Prime Polypro” is a registered trademark of Mitsui Chemicals, Inc.

また、アクリル樹脂組成物(PMMA)として、パラペットGF(射出温度210℃;株式会社クラレ)を用意した。この樹脂組成物は、フィラー(ガラス繊維)を含有していない。この樹脂組成物を樹脂組成物ivとする。なお、「パラペット」は、株式会社クラレの登録商標である。   Parapet GF (injection temperature 210 ° C .; Kuraray Co., Ltd.) was prepared as an acrylic resin composition (PMMA). This resin composition does not contain a filler (glass fiber). This resin composition is referred to as “resin composition iv”. “Parapet” is a registered trademark of Kuraray Co., Ltd.

熱可塑性樹脂組成物の成形収縮率は、幅100mm×長さ100mm×厚さ3mmのキャビティー形状を持つ金型に、各樹脂組成物i〜ivの射出温度にて、金型温度:60℃、保圧:80MPaで各樹脂組成物i〜ivの射出成形を行い、20℃に冷却したときの、各樹脂組成物i〜ivの成形収縮率である。また、各樹脂組成物i〜ivの線膨張係数(αp)として、各樹脂組成物i〜ivのTMAを用いた20℃〜100℃までの平均線膨張係数を求めた。樹脂組成物i〜ivの組成および物性を表2に示す。なお、樹脂組成物ivの明確な融点は、確認されなかった。   The mold shrinkage of the thermoplastic resin composition is as follows: mold temperature: 60 ° C. at the injection temperature of each resin composition i to iv into a mold having a cavity shape of width 100 mm × length 100 mm × thickness 3 mm. , Holding pressure: molding shrinkage rate of each resin composition i to iv when injection molding of each resin composition i to iv is performed at 80 MPa and cooled to 20 ° C. Moreover, the average linear expansion coefficient from 20 degreeC to 100 degreeC using TMA of each resin composition i-iv was calculated | required as linear expansion coefficient ((alpha) p) of each resin composition i-iv. Table 2 shows the compositions and physical properties of the resin compositions i to iv. A clear melting point of the resin composition iv was not confirmed.

Figure 0006189048
Figure 0006189048

(5)塗装金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の成形体との接合
A.射出接合による接合力測定用の塗装金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の接合
射出成形金型に基材Iを挿入し、溶融状態の樹脂組成物iiiを射出成形金型のキャビティーに射出し、図1に示されるような、基材I(符号11)の表面に樹脂組成物iii(符号12)を射出成形によって接合させた複合体1(符号13)を作製した。キャビティーの形状は、幅(W1)30mm×長さ(L1)100mm×厚さ(T1)4mmである。基材Iの形状は、幅(W2)30mm×長さ(L2)100mm×厚さ(T2)0.8mmである。基材Iと樹脂組成物iiiは、互いの端部から長さ30cmの部分で接合している。複合体Iは、樹脂組成物iiiをキャビティーに260℃の射出温度で射出した後、冷却固化させることによって作製した。基材および樹脂組成物を表3に示すように変更し、射出温度を各樹脂組成物の前述した射出温度に変更する以外は、複合体1と同様にして、複合体1〜8,12,14および15をそれぞれ作製した。各複合体における基材と樹脂組成物の組み合わせを表3に示す。
(5) Joining of painted metal shape material and molded body of thermoplastic resin composition Bonding of coated metal mold and thermoplastic resin composition for measuring bonding force by injection bonding Inserting base material I into an injection mold and injecting molten resin composition iii into the cavity of the injection mold Then, as shown in FIG. 1, a composite 1 (reference numeral 13) in which the resin composition iii (reference numeral 12) was joined to the surface of the substrate I (reference numeral 11) by injection molding was produced. The shape of the cavity is width (W1) 30 mm × length (L1) 100 mm × thickness (T1) 4 mm. The shape of the base material I is width (W2) 30 mm × length (L2) 100 mm × thickness (T2) 0.8 mm. The base material I and the resin composition iii are joined at a portion having a length of 30 cm from each other. The composite I was produced by injecting the resin composition iii into the cavity at an injection temperature of 260 ° C. and then cooling and solidifying it. The composites 1 to 8, 12, except that the base material and the resin composition were changed as shown in Table 3 and the injection temperature was changed to the above-described injection temperature of each resin composition. 14 and 15 were produced respectively. Table 3 shows combinations of the base material and the resin composition in each composite.

B.熱圧着による接合力測定用の塗装金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の接合
射出成形法で作製した幅30mm×長さ100mm×厚さ4mmである樹脂組成物ivの成形体を、160℃に加熱した幅30mm×長さ100mm×厚さ0.8mmの基材IIIに、図1に示されるように、それぞれの端部における幅30mm×長さ30mmの領域で重ね、0.3MPaで60秒間加圧した後、冷却固化させて、複合体9を得た。基材および樹脂組成物を表3に示すように変更する以外は、複合体9と同様にして、複合体10,11,13および16を作製した。各複合体における基材と樹脂組成物の組み合わせを表3に示す。
B. Bonding of Painted Metal Shape and Thermoplastic Resin Composition for Measurement of Bonding Force by Thermocompression Bonding Molded Body of Resin Composition iv 30 mm wide × 100 mm long × 4 mm thick produced by injection molding method As shown in FIG. 1, the base material III having a width of 30 mm, a length of 100 mm, and a thickness of 0.8 mm is overlaid in a region of a width of 30 mm and a length of 30 mm at each end, and is heated to 60 MPa at 0.3 MPa. After pressurizing for 2 seconds, the composite 9 was obtained by cooling and solidifying. Except that the base material and the resin composition were changed as shown in Table 3, composites 10, 11, 13, and 16 were produced in the same manner as composite 9. Table 3 shows combinations of the base material and the resin composition in each composite.

(6)複合体の接合力の評価
上記(5)で得られた各複合体の成形体と基材を、基材の表面に平行かつ互いに逆向きの方向に100mm/分の速度で引っ張り、破断したときの強さ(剥離強度)を測定した。剥離強度が1.0kN未満の場合を「×」と評価し、剥離強度が1.0kN以上であって1.5kN未満の場合を「△」と評価し、剥離強度が1.5kN以上であって2.0kN未満の場合を「○」と評価し、剥離強度が2.0kN以上の場合を「◎」と評価した。結果を表3に示す。複合体の接合力は、「△」、「○」または「◎」が合格である。
(6) Evaluation of the bonding strength of the composite The molded body and base material of each composite body obtained in (5) above were pulled at a speed of 100 mm / min in a direction parallel to the surface of the base material and opposite to each other. The strength when peeled (peel strength) was measured. The case where the peel strength is less than 1.0 kN is evaluated as “×”, the case where the peel strength is 1.0 kN or more and less than 1.5 kN is evaluated as “Δ”, and the peel strength is 1.5 kN or more. The case of less than 2.0 kN was evaluated as “◯”, and the case where the peel strength was 2.0 kN or more was evaluated as “◎”. The results are shown in Table 3. As for the bonding strength of the composite, “Δ”, “◯” or “「 ”is acceptable.

Figure 0006189048
Figure 0006189048

表3から明らかなように、射出成形または加熱圧着では、熱可塑性樹脂組成物の成形収縮率が1.1%以下であり、かつ金属素形材αmに対する熱可塑性樹脂組成物の線膨張係数αpの比(αp/αm)が6以下である複合体1〜10では、熱可塑性樹脂組成物の成形体が塗装金属素形材に十分強固に接合した。   As apparent from Table 3, in injection molding or thermocompression bonding, the thermoplastic resin composition has a molding shrinkage of 1.1% or less, and the linear expansion coefficient αp of the thermoplastic resin composition with respect to the metal raw material αm. In the composites 1 to 10 having a ratio (αp / αm) of 6 or less, the molded body of the thermoplastic resin composition was sufficiently firmly bonded to the painted metal shape material.

一方、射出成形および加熱圧着のいずれにおいても、熱可塑性樹脂組成物の成形収縮率が1.1%以下であっても、線膨張係数比αp/αmが6よりも大きな複合体11および12と、有機樹脂層に酸変性ポリプロピレンを含まない複合体14では、熱可塑性樹脂組成物の成形体と塗装金属素形材の接合力が劣っており、熱可塑性樹脂組成物の成形体が塗装金属素形材に実質的に接合しなかった。また、熱可塑性樹脂組成物の成形収縮率が1.1%を越え、線膨張係数比αp/αmが6よりも大きな複合体13と、有機樹脂層そのものが形成されていない複合体15および16では、熱可塑性樹脂組成物の成形体が塗装金属素形材に接合しなかった。   On the other hand, in both injection molding and thermocompression bonding, composites 11 and 12 having a linear expansion coefficient ratio αp / αm larger than 6 even when the molding shrinkage of the thermoplastic resin composition is 1.1% or less, In the composite 14 in which the organic resin layer does not contain acid-modified polypropylene, the bonding strength between the molded body of the thermoplastic resin composition and the painted metal base material is inferior, and the molded body of the thermoplastic resin composition is not coated metal element. It did not substantially join the profile. Also, the composite 13 having a molding shrinkage ratio of the thermoplastic resin composition exceeding 1.1% and a linear expansion coefficient ratio αp / αm larger than 6, and composites 15 and 16 in which the organic resin layer itself is not formed. Then, the molded body of the thermoplastic resin composition was not bonded to the painted metal base material.

本発明の塗装金属素形材を含む複合体は、塗装金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の成形体との密着性が優れているため、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、建築資材などに好適に用いられる。   The composite containing the painted metal preform according to the present invention has excellent adhesion between the painted metal preform and the molded body of the thermoplastic resin composition. For example, various electronic devices, household appliances, medical devices It is suitably used for automobile bodies, on-vehicle accessories, building materials, and the like.

11 基材
12 樹脂組成物
13 複合体
11 Base Material 12 Resin Composition 13 Composite

Claims (2)

金属素形材およびその上に配置された有機樹脂層を有する塗装金属素形材と、前記塗装金属素形材の表面に射出成形または加熱圧着によって接合された、熱可塑性樹脂組成物の成形体と、を有し、
前記有機樹脂層は、酸変性ポリプロピレンを含み、
前記有機樹脂層の厚さは、0.2μm以上1.0μm未満であり、
前記金属素形材の線膨張係数αmに対する前記熱可塑性樹脂組成物の線膨張係数αpの比αp/αmは、6以下である、
複合体。
A molded body of a thermoplastic resin composition, which is bonded to the surface of the metal base material and a coated metal base material having an organic resin layer disposed thereon by injection molding or thermocompression bonding. And having
The organic resin layer includes acid-modified polypropylene,
The organic resin layer has a thickness of 0.2 μm or more and less than 1.0 μm,
The ratio αp / αm of the linear expansion coefficient αp of the thermoplastic resin composition to the linear expansion coefficient αm of the metal base material is 6 or less.
Complex.
前記有機樹脂層は、前記有機樹脂層中の全樹脂の質量に対して40質量%以上の酸変性ポリプロピレンを含む、
請求項1に記載の複合体。
The organic resin layer contains 40% by mass or more of acid-modified polypropylene with respect to the mass of the total resin in the organic resin layer.
The composite according to claim 1.
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