JP7035699B2 - Method for manufacturing coated metal profiles, complexes and composites for injection molding adhesion - Google Patents

Method for manufacturing coated metal profiles, complexes and composites for injection molding adhesion Download PDF

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本発明は、塗装金属素形材、複合体および複合体の製造方法に関する。 The present invention relates to a coated metal element, a composite, and a method for manufacturing the composite.

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金属製の部材である、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。また、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、携帯電話機やパーソナルコンピューターなどの様々な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。 The so-called "metal element", which is a metal plate or a press-molded product thereof, or a metal member formed by casting, forging, cutting, powder metallurgy, etc., is used in various industrial products such as automobiles. .. In addition, the composite in which the metal shape material and the molded body of the resin composition are joined is lighter than the parts made only of metal and has higher strength than the parts made only of resin, so that it is a mobile phone or a personal computer. It is used in various electronic devices such as computers. Conventionally, such a composite has been manufactured by fitting a metal molding material and a molded body of a resin composition. However, the method for manufacturing a complex by fitting has a large number of work steps and low productivity. Therefore, in recent years, it is common to join a metal profile material and a molded body of a resin composition by insert molding to produce a composite.

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1~4参照)。特許文献1~4の方法では、アルミニウム合金の表面を粗面化処理して超微細凹凸を形成し、形成された超微細凹凸に樹脂組成物を侵入させることで、アルミニウム合金と樹脂組成物の成形体との接合性を向上させている。 When a composite is manufactured by insert molding, it is important to improve the adhesion between the metal profile and the molded body of the resin composition. As a method for improving the adhesion between the metal shape material and the molded body of the resin composition, for example, it has been proposed to roughen the surface of the metal shape material before performing insert molding (patented). Refer to Documents 1 to 4). In the methods of Patent Documents 1 to 4, the surface of the aluminum alloy is roughened to form ultrafine irregularities, and the resin composition is allowed to penetrate into the formed ultrafine irregularities, whereby the aluminum alloy and the resin composition are prepared. The bondability with the molded body is improved.

なお、樹脂合計質量に対するポリカーボネートユニットの質量の割合が15~80質量%となるようなポリカーボネートユニット含有ポリウレタン樹脂を含む有機樹脂層を金属素形材の表面に形成し、形成された有機樹脂層によって金属素形材と樹脂組成物の成形体との密着性を高めることが提案されている(特許文献5参照)。 An organic resin layer containing a polycarbonate unit-containing polyurethane resin such that the ratio of the mass of the polycarbonate unit to the total mass of the resin is 15 to 80% by mass is formed on the surface of the metal molding material, and the formed organic resin layer is used. It has been proposed to improve the adhesion between the metal shape material and the molded body of the resin composition (see Patent Document 5).

特開2006-027018号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-027018 特開2004-050488号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-054088 特開2005-342895号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-342895 特開2013-244725号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-24725 国際公開第2013/145712号International Publication No. 2013/145712

特許文献1~4に記載の方法で製造した複合体では、金属素形材と樹脂組成物の成形体の密着性および耐熱衝撃性が十分でないという問題があった。また、特許文献1~4に記載の複合体の製造方法では、金属素形材の表面を粗面化処理するため、製造工程が煩雑となり、製造費用が増大してしまうという問題もあった。 The composites produced by the methods described in Patent Documents 1 to 4 have a problem that the adhesion and thermal impact resistance between the metal molding material and the molded product of the resin composition are not sufficient. Further, in the method for producing a complex described in Patent Documents 1 to 4, since the surface of the metal shape material is roughened, there is a problem that the production process becomes complicated and the production cost increases.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、熱可塑性樹脂組成物の成形体との密着性および耐熱衝撃性に優れる塗装金属素形材、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を提供することを目的とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has been made in view of these points, and is a coated metal element, a coated metal element and a thermoplastic resin composition having excellent adhesion to a molded body of the thermoplastic resin composition and heat and impact resistance. It is an object of the present invention to provide a composite to which the molded body of the above is bonded and a method for producing the same.

本発明は、以下の塗装金属素形材、複合体および複合体の製造方法に関する。
[1]金属素形材と、前記金属素形材の表面に形成された有機樹脂層と、を有し、前記有機樹脂層は、ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂を含み、前記有機樹脂層中の樹脂合計質量に対するポリエーテルユニットの質量の割合は、5質量%以上85質量%以下であり、前記有機樹脂層の膜厚は、0.5μm以上である、塗装金属素形材。
[2]前記ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂は、ポリエステルユニットまたはポリカーボネートユニットをさらに含む、[1]に記載の塗装金属素形材。
[3]前記有機樹脂層は、Ti、Zr、V、MoおよびWからなる群から選択される金属の酸化物、水酸化物もしくはフッ化物、またはこれらの組み合わせを含む、[1]または[2]に記載の塗装金属素形材。
[4][1]~[3]のいずれか1項に記載の塗装金属素形材と、前記塗装金属素形材の前記有機樹脂層が形成された表面に接合された、熱可塑性樹脂組成物の成形体と、を有する、複合体。
[5]前記有機樹脂層と前記成形体との界面に、前記ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂と熱可塑性樹脂とが相溶してなる相溶層を有し、前記相溶層の厚みは、25nm以上500nm以下である、[4]に記載の複合体。
[6]前記熱可塑性樹脂組成物は、アクリルニトリル-ブタジエン-スチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂またはこれらの組み合わせである、[4]または[5]に記載の複合体。
[7]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の製造方法であって、塗装金属素形材を準備する工程と、前記塗装金属素形材を射出成形金型に挿入する工程と、前記射出成形金型に熱可塑性樹脂組成物を射出して、前記塗装金属素形材の表面に接合された前記熱可塑性樹脂組成物の成形体を成形する工程と、を有し、前記塗装金属素形材は、金属素形材と、前記金属素形材の表面に形成された有機樹脂層とを有し、前記有機樹脂層は、ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂を含み、前記有機樹脂層中の樹脂合計質量に対するポリエーテルユニットの質量の割合は、5質量%以上85質量%以下であり、前記有機樹脂層の膜厚は、0.5μm以上である、複合体の製造方法。
The present invention relates to the following coated metal element, composite and method for manufacturing the composite.
[1] The organic resin layer has a metal element and an organic resin layer formed on the surface of the metal element, and the organic resin layer contains a polyurethane resin containing a polyether unit, and is contained in the organic resin layer. A coated metal molding material in which the ratio of the mass of the polyether unit to the total mass of the resin is 5% by mass or more and 85% by mass or less, and the thickness of the organic resin layer is 0.5 μm or more.
[2] The coated metal element according to [1], wherein the polyether unit-containing polyurethane resin further contains a polyester unit or a polycarbonate unit.
[3] The organic resin layer contains a metal oxide, a hydroxide or a fluoride selected from the group consisting of Ti, Zr, V, Mo and W, or a combination thereof, [1] or [2]. ] Described in the coated metal element.
[4] A thermoplastic resin composition bonded to the coated metal element according to any one of [1] to [3] and the surface on which the organic resin layer of the coated metal element is formed. A composite having a molded body of an object.
[5] At the interface between the organic resin layer and the molded body, there is a compatible layer in which the polyurethane resin containing a polyether unit and the thermoplastic resin are incompatible, and the thickness of the compatible layer is 25 nm. The complex according to [4], which is 500 nm or less.
[6] The thermoplastic resin composition is an acrylic nitrile-butadiene-styrene resin, a polyethylene terephthalate resin, a polybutylene terephthalate resin, a polycarbonate resin, a polyamide resin, a polyphenylene sulfide resin, or a combination thereof. The complex according to [4] or [5].
[7] A method for producing a composite in which a coated metal molding material and a molded body of a thermoplastic resin composition are joined, wherein the step of preparing the coated metal molding material and the coated metal molding material are used. The step of inserting into an injection molding die and the thermoplastic resin composition being injected into the injection molding die to form a molded body of the thermoplastic resin composition bonded to the surface of the coated metal molding material. The coated metal element has a metal element and an organic resin layer formed on the surface of the metal element, and the organic resin layer contains a polyether unit. The ratio of the mass of the polyether unit to the total mass of the resin in the organic resin layer containing the polyurethane resin is 5% by mass or more and 85% by mass or less, and the thickness of the organic resin layer is 0.5 μm or more. , How to make a complex.

本発明によれば、熱可塑性樹脂組成物の成形体との密着性および耐熱衝撃性に優れる塗装金属素形材、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を提供することができる。 According to the present invention, a coated metal base material having excellent adhesion to a molded body of a thermoplastic resin composition and heat impact resistance, and a composite in which a painted metal base material and a molded body of a thermoplastic resin composition are joined. Can provide a body.

図1は、本発明の一実施形態に関する塗装金属素形材と、PPS系樹脂の成形体と、を接合させたときの、有機樹脂層と熱可塑性樹脂組成物の成形体との接合面を含む断面を電子マイクロアナライザ(EPMA)元素分析して得られる分析結果の一例である。FIG. 1 shows the bonding surface between the organic resin layer and the molded body of the thermoplastic resin composition when the coated metal element according to the embodiment of the present invention and the molded body of the PPS-based resin are joined. This is an example of the analysis result obtained by elemental analysis of the including cross section with an electron microanalyzer (EPMA).

1.塗装金属素形材
本発明の一実施形態に関する塗装金属素形材は、金属素形材と、金属素形材の表面に形成された有機樹脂層とを有する。また、塗装金属素形材は、金属素形材と有機樹脂層との間に化成処理皮膜が形成されていてもよい。以下、塗装金属素形材の各要素について説明する。
1. 1. Painted metal element shape material The coated metal element shape material according to the embodiment of the present invention has a metal element shape material and an organic resin layer formed on the surface of the metal element shape material. Further, in the coated metal shape material, a chemical conversion treatment film may be formed between the metal shape material and the organic resin layer. Hereinafter, each element of the coated metal shape material will be described.

(1)金属素形材
金属素形材とは、金属に熱や力などが加えられ、形を与えられたものをいう。塗装基材となる金属素形材は、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成形された金属製の部材である。金属素形材の種類は、特に限定されない。金属素形材の例には、金属板、金属板のプレス加工品および金属部材などが含まれる。上記金属板の例には、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、および銅板などが含まれる。金属板は、冷延鋼板などの圧延された鋼板でもよい。上記金属部材の例には、アルミダイカストおよび亜鉛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。
(1) Metal element shape material A metal element shape material is a metal that has been given a shape by applying heat or force to it. The metal base material used as the coating base material is a metal plate, a press-molded product thereof, or a metal member formed by casting, forging, cutting, powder metallurgy, or the like. The type of the metal shape material is not particularly limited. Examples of metal profile materials include metal plates, stamped products of metal plates, metal members, and the like. Examples of the above metal plates include galvanized steel sheets, Zn-Al alloy plated steel sheets, Zn-Al-Mg alloy plated steel sheets, Zn-Al-Mg-Si alloy plated steel sheets, aluminum plated steel sheets, and stainless steel sheets (austenite-based, martenite). Includes site-based, ferrite-based, and ferrite-martensite two-phase systems), aluminum plates, aluminum alloy plates, copper plates, and the like. The metal plate may be a rolled steel plate such as a cold-rolled steel plate. Examples of the metal members include various metal members formed by casting, forging, cutting, powder metallurgy, etc., including aluminum die casting and zinc die casting. If necessary, the metal shape material may be subjected to known pre-painting treatment such as degreasing and pickling.

(2)化成処理皮膜
前述のように、塗装金属素形材は、金属素形材と有機樹脂層との間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、金属素形材の表面に形成されており、金属素形材と有機樹脂層との間の密着性および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、少なくとも後述する被接合体と接合する領域(接合面)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ることが好ましい。
(2) Chemical conversion treatment film As described above, in the coated metal element shape material, a chemical conversion treatment film may be formed between the metal element shape material and the organic resin layer. The chemical conversion treatment film is formed 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 metal base material. The chemical conversion-treated film may be formed on at least a region (bonding surface) of the surface of the metal element to be bonded to the object to be bonded, which will be described later, but from the viewpoint of facilitating film formation, the metal element is formed. It is preferably formed on the entire surface of the material.

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。化成処理の例には、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、金属素形材と有機樹脂層との間の密着性および金属素形材の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複合皮膜では皮膜の付着量が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の範囲内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、皮膜の付着量が0.1~5g/mとなるように付着量を調整すればよい。 The type of chemical conversion treatment for forming the chemical conversion treatment film is not particularly limited. Examples of chemical conversion treatments include chromate treatments, chromium-free treatments, and phosphate treatments. 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 adhesion between the metal base material and the organic resin layer and the corrosion resistance of the metal base material. For example, in the case of a chromate film, the adhesion amount may be adjusted so that the total Cr equivalent adhesion amount is 5 to 100 mg / m 2 . In the case of a chromium-free film, the adhesion amount of the Ti-Mo composite film is 10 to 500 mg / m 2 , and that of the fluoroacid film is 3 to 100 mg / m 2 in terms of fluorine or total metal element. The amount of adhesion may be adjusted so as to be within the range. Further, in the case of a phosphate film, the adhesion amount may be adjusted so that the adhesion amount of the film is 0.1 to 5 g / m 2 .

(3)有機樹脂層
有機樹脂層は、ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂を含む層であり、金属素形材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。後述するように、有機樹脂層は、任意成分としてポリエーテルユニット非含有樹脂をさらに含んでいてもよい。有機樹脂層は、金属素形材の表面のうち有機樹脂層を形成すべき領域を均一に被覆してもよいし、上記領域に分散されて金属素形材の表面を被覆してもよい。有機樹脂層は、化成処理皮膜と同様に、金属素形材表面のうちの接合面に形成されていればよいが、通常は金属素形材(または化成処理皮膜)の表面全体に形成されている。
(3) Organic Resin Layer The organic resin layer is a layer containing a polyurethane resin containing a polyether unit, and improves the adhesion of the molded body of the thermoplastic resin composition to the metal profile material. As will be described later, the organic resin layer may further contain a resin containing no polyether unit as an optional component. The organic resin layer may uniformly cover the region of the surface of the metal base material on which the organic resin layer should be formed, or may be dispersed in the above region to cover the surface of the metal base material. The organic resin layer may be formed on the joint surface of the surface of the metal base material as in the case of the chemical conversion treatment film, but is usually formed on the entire surface of the metal base material (or the chemical conversion treatment film). There is.

有機樹脂層の膜厚は、0.5μm以上であれば特に限定されない。有機樹脂層の膜厚が0.5μm以上であると、金属素形材に対する熱可塑性樹脂組成物の成形体の密着性を十分に向上させることができる。有機樹脂層の膜厚の上限値は、特に限定されないが、20μm程度である。有機樹脂層の膜厚を20μm超としても、それ以上の密着性向上を期待することができない。 The film thickness of the organic resin layer is not particularly limited as long as it is 0.5 μm or more. When the film thickness of the organic resin layer is 0.5 μm or more, the adhesion of the molded product of the thermoplastic resin composition to the metal profile can be sufficiently improved. The upper limit of the film thickness of the organic resin layer is not particularly limited, but is about 20 μm. Even if the film thickness of the organic resin layer exceeds 20 μm, further improvement in adhesion cannot be expected.

ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂は、分子鎖中にポリエーテルユニットを有する。「ポリエーテルユニット」とは、ポリウレタン樹脂の分子鎖中において下記に示す構造をいう。ポリエーテルユニットは、ソフトセグメントとも言われ、ポリウレタン樹脂に柔軟性および伸び性などを付与する。また、ポリエーテルユニットは、分子運動性が高いことから、塗装金属素形材に対して熱可塑性樹脂組成物をインサート成形する場合、ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂を熱可塑性樹脂と相溶させて、これらを強固に結合させる。したがって、有機樹脂層にポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂を含ませておくことで、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ことができる。 The polyether unit-containing polyurethane resin has a polyether unit in the molecular chain. The "polyester unit" refers to the structure shown below in the molecular chain of the polyurethane resin. The polyether unit, also called a soft segment, imparts flexibility and extensibility to the polyurethane resin. Further, since the polyether unit has high molecular mobility, when the thermoplastic resin composition is insert-molded into the coated metal profile material, the polyurethane resin containing the polyether unit is compatible with the thermoplastic resin. These are tightly coupled. Therefore, by including the polyurethane resin containing a polyether unit in the organic resin layer, the adhesion of the molded product of the thermoplastic resin composition to the organic resin layer can be improved.

Figure 0007035699000001
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ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂は、例えば以下の工程により調製することができる。ハードセグメント成分となる有機ポリイソシアネートと、ソフトセグメント成分となるポリエーテルポリオールと、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。このウレタンプレポリマーは、そのままポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂をして使用することができる。なお、熱可塑性樹脂組成物の成形体との密着性および熱可塑性樹脂への有機樹脂層の相溶性を高める観点から、ポリエーテルユニット含有ウレタン樹脂は、ポリエーテルポリオール化合物以外のポリオール、例えばポリエステルポリオールやポリカーボネートポリオールなどを併用することは可能である。 The polyether unit-containing polyurethane resin can be prepared, for example, by the following steps. A urethane prepolymer is produced by reacting an organic polyisocyanate as a hard segment component, a polyether polyol as a soft segment component, and a polyol having a tertiary amino group or a carboxyl group. This urethane prepolymer can be used as it is as a polyurethane resin containing a polyether unit. From the viewpoint of improving the adhesion of the thermoplastic resin composition to the molded body and the compatibility of the organic resin layer with the thermoplastic resin, the urethane resin containing a polyether unit is a polyol other than the polyether polyol compound, for example, a polyester polyol. It is possible to use or a polycarbonate polyol in combination.

また、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、水で鎖伸長することで、カチオン性ポリカーボネートユニット含有ポリウレタン樹脂を生成することができる。 Further, 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 to produce a polyurethane resin containing a cationic polycarbonate unit. be able to.

また、製造した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、苛性ソーダ、苛性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とで、アニオン性ポリカーボネートユニット含有ポリウレタン樹脂を生成することができる。 In addition, the carboxyl group of the produced urethane prepolymer is neutralized with a basic compound such as triethylamine, trimethylamine, diethanolmonomethylamine, diethylethanolamine, caustic soda, and caustic potassium to convert it into a carboxylic acid salt, thereby being anionic. A polyurethane resin containing a polycarbonate unit can be produced.

ポリエーテルポリオールは、各種アルコールを酸触媒下にて縮合させることで得られる化合物である。ポリエーテルポリオールの例には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、およびその他のポリアルキレンエーテルグリコールなどが挙げられる。ポリエーテルポリオールは、イソシアネート化合物によって鎖延長されたものでもよい。これらのポリエーテルポリオールは、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。 The polyether polyol is a compound obtained by condensing various alcohols under an acid catalyst. Examples of polyether polyols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, and other polyalkylene ether glycols. The polyether polyol may be chain-extended by an isocyanate compound. These polyether polyols may be used alone or in combination of two or more.

ポリエステルポリオールは、イソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸などを含むジカルボン酸化合物と、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を含むジオール化合物と、を反応させることで得られる化合物とすることができる。これらのポリエステルポリオールは、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。 Polyester polyols include dicarboxylic acid compounds including isophthalic acid, phthalic acid, terephthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, adipic acid, etc., and ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol. , Neopentyl glycol, methylpentanediol, dimethylbutanediol, butylethylpropanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,4-cyclohexanediol, and 1,6-hexanediol, etc. It can be a compound obtained by reacting with a diol compound containing. These polyester polyols may be used alone or in combination of two or more.

ポリカーボネートポリオールは、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を含むカーボネート化合物と、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を含むジオール化合物と、を反応させることで得られる化合物とすることができる。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ものでもよい。これらのポリカーボネートポリオールは、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。 Polycarbonate polyols include carbonate compounds containing dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate and the like, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, methylpentanediol, dimethylbutanediol and butylethylpropane. A compound obtained by reacting with a diol compound containing diol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,6-hexanediol and the like. be able to. The polycarbonate polyol may be chain-extended with an isocyanate compound. These polycarbonate polyols may be used alone or in combination of two or more.

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、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。これらの有機ポリイソシアネートは、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。 The type of 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'-biphenylenedi isocyanate, 3,3'-dichloro-4,4'-biphenylenediocyanate, 1,5-naphthalenedi isocyanate, 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. These organic polyisocyanates may be used alone or in combination of two or more.

有機樹脂層は、金属素形材に対する有機樹脂層の密着性をさらに向上させる観点から、任意成分としてポリエーテルユニット非含有樹脂をさらに含んでいてもよい。ポリエーテルユニット非含有樹脂の種類は、分子鎖中にポリエーテルユニットを含んでいないものであれば特に限定されないが、金属素形材に対する有機樹脂層密着性を向上させる観点からは、極性基を含むものが好ましい。ポリエーテルユニット非含有樹脂の種類の例には、エポキシ系樹脂、酸変性ポリオレフィン系樹脂、およびフェノール系樹脂などが含まれる。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。 The organic resin layer may further contain a resin containing no polyether unit as an optional component from the viewpoint of further improving the adhesion of the organic resin layer to the metal profile material. The type of the resin containing no polyether unit is not particularly limited as long as it does not contain the polyether unit in the molecular chain, but from the viewpoint of improving the adhesion of the organic resin layer to the metal profile material, a polar group may be used. Those containing are preferable. Examples of the type of resin containing no polyether unit include epoxy-based resin, acid-modified polyolefin-based resin, phenol-based resin and the like. These resins may be used alone or in combination of two or more.

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。酸変性オレフィン系樹脂の例には、酸変性ポリエチレン樹脂および酸変性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。 Examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin and the like. Examples of the acid-modified olefin resin include an acid-modified polyethylene resin and an acid-modified polypropylene resin. Phenolic resins include novolak-type resins and resol-type resins.

樹脂合計質量に対するポリエーテルユニットの質量の割合は、5質量%以上85質量%以下である。ポリエーテルユニットの質量の割合が5質量%以上であると、有機樹脂層と熱可塑性樹脂とを十分に相溶させて、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十分に高めることができる。一方、ポリエーテルユニットの質量の割合を75質量%以下とすると、十分な量のハードセグメントをポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂に導入することにより、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十分に高めることができる。樹脂合計質量に対するポリエーテルユニットの質量の割合は、有機樹脂層をクロロホルムに溶解させたサンプルを用いて、核磁気共鳴分光法(NMR分析)により求めることができる。上記観点から、樹脂合計質量に対するポリエーテルユニットの質量の割合は、5質量%以上85質量%以下であることが好ましく、10質量%以上75質量%以下であることがさらに好ましく、15質量%以上65質量%以下であることが特に好ましく、20質量%以上65質量%以下であることが特に好ましい。 The ratio of the mass of the polyether unit to the total mass of the resin is 5% by mass or more and 85% by mass or less. When the ratio of the mass of the polyether unit is 5% by mass or more, the organic resin layer and the thermoplastic resin are sufficiently compatible with each other, and the adhesion of the molded product of the thermoplastic resin composition to the organic resin layer is sufficient. Can be enhanced. On the other hand, when the ratio of the mass of the polyether unit is 75% by mass or less, by introducing a sufficient amount of hard segments into the polyurethane resin containing the polyether unit, the molded body of the thermoplastic resin composition adheres to the organic resin layer. The sex can be sufficiently enhanced. The ratio of the mass of the polyether unit to the total mass of the resin can be determined by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR analysis) using a sample in which the organic resin layer is dissolved in chloroform. From the above viewpoint, the ratio of the mass of the polyether unit to the total mass of the resin is preferably 5% by mass or more and 85% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 75% by mass or less, and further preferably 15% by mass or more. It is particularly preferably 65% by mass or less, and particularly preferably 20% by mass or more and 65% by mass or less.

有機樹脂層は、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、リン化合物、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。 The organic resin layer 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, phosphorus compounds, lubricants, defoamers, etching agents, inorganic compounds, coloring materials and the like.

上記防錆剤は、塗装金属素形材の耐食性を向上させ、その結果、複合体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。有機樹脂層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 coated metal profile, and as a result, improves the corrosion resistance of the complex. The rust inhibitor may be one kind or more. Examples of rust preventives include metal compound-based rust inhibitors, non-metal compound-based rust inhibitors, and organic compound-based rust inhibitors. The content of the rust preventive agent in the organic resin layer 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、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が含まれる。これらの金属化合物系防錆剤は、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、これらのバルブメタルのフッ化物は、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。 Examples of the metal compound-based rust inhibitor include oxides, hydroxides or fluorides of metals (valve metals) selected from the group consisting of Ti, Zr, V, Mo and W. These metal compound-based rust preventives can further improve the corrosion resistance of the metal profile material. In particular, the fluorides of these valve metals can be expected to suppress corrosion in the film defect portion by the self-repairing action.

有機樹脂層における上記防錆剤の含有量は、当該金属酸化物の機能が発現される範囲において、適宜に決めることができる。たとえば、有機樹脂層における当該防錆剤の含有量は、上記耐食性の観点からは、Si換算含有量が0.5質量%以上、Ti換算含有量が0.005質量%以上、Zr換算含有量が0.05質量%以上、Mo換算含有量が0.005質量%以上、V換算含有量が0.02質量%以上であることが好ましい。また、有機樹脂層における防錆剤の含有量は、上記有機樹脂塗料の保管安定性の観点から、Si換算含有量が23.5質量%未満、Ti換算含有量が0.6質量%未満、Zr換算含有量が12.0質量%未満、Mo換算含有量が3.0質量%未満、V換算含有量が3.0質量%未満であることが好ましい。 The content of the rust inhibitor in the organic resin layer can be appropriately determined within the range in which the function of the metal oxide is exhibited. For example, the content of the rust inhibitor in the organic resin layer is such that the Si equivalent content is 0.5% by mass or more, the Ti equivalent content is 0.005% by mass or more, and the Zr equivalent content is from the viewpoint of corrosion resistance. Is preferably 0.05% by mass or more, the Mo-equivalent content is 0.005% by mass or more, and the V-equivalent content is 0.02% by mass or more. The content of the rust inhibitor in the organic resin layer is such that the Si equivalent content is less than 23.5% by mass and the Ti equivalent content is less than 0.6% by mass from the viewpoint of storage stability of the organic resin paint. It is preferable that the Zr-equivalent content is less than 12.0% by mass, the Mo-equivalent content is less than 3.0% by mass, and the V-equivalent content is less than 3.0% by mass.

上記非金属化合物系防錆剤の例には、リン酸水素二アンモニウムなどのリン酸化合物、および、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-based rust preventive agent include a phosphoric acid compound such as diammonium hydrogen phosphate and a thiol compound 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 the inhibitor include carboxylic acids such as oleic acid, dimer acid and naphthenic acid, carboxylic acid metal soaps (lanolin Ca, Zn naphthenate, oxide wax Ca, Ba salt, 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 chelating agent include EDTA (ethyrandiaminetetraacetic acid), gluconic acid, NTA (nitrilotriacetic acid), HEADA (hydroxyethyl, ethylenediaminetriacetic acid), DTPA (diethylenetriaminepentaacetic acid), and Na citrate. included.

上記潤滑剤は、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。有機樹脂層中の潤滑剤の含有量は、有機樹脂層における上記有機樹脂および上記他の樹脂の総量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 generation of galling on the surface of the coated metal shape material. The type of lubricant may be one 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 organic resin layer is preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the organic resin and the other resins in the organic resin layer. If the amount of 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 generation of galling reaches a plateau, and the lubricity is too high and the handleability may be inferior.

上記消泡剤は、後述する有機樹脂塗料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 organic resin paint described later. The defoaming agent may be one kind or more. The type of defoaming agent is not particularly limited. As the defoaming agent, a known defoaming agent such as a silicone-based defoaming agent may be added in an appropriate amount.

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有機樹脂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 organic resin 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、有機樹脂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、リン酸ナトリウム、リン酸カルシウム、リン酸マンガン、リン酸マグネシウムなどのリン酸塩などが含まれる。 The inorganic compound densifies the organic resin layer and improves water resistance. Examples of the inorganic compound include inorganic oxide sol such as silica, alumina and zirconia, and phosphates such as sodium phosphate, calcium phosphate, manganese phosphate and magnesium phosphate.

上記色材は、有機樹脂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 coloring material imparts a predetermined color tone to the organic resin layer. Examples of coloring materials include inorganic pigments, organic pigments and organic dyes.

上記塗装金属素形材の製造方法は、特に限定されない。たとえば、上記塗装金属素形材は、以下の方法により製造されうる。 The method for producing the coated metal element is not particularly limited. For example, the coated metal element can be produced by the following method.

まず、塗装基材となる金属素形材を準備する。化成処理皮膜を形成する場合は、有機樹脂層を形成する前に化成処理を行う。化成処理皮膜を形成しない場合は、このまま有機樹脂層を形成する。 First, a metal profile material to be used as a coating base material is prepared. When forming a chemical conversion treatment film, the chemical conversion treatment is performed before forming the organic resin layer. When the chemical conversion treatment film is not formed, the organic resin layer is formed as it is.

金属素形材の表面に化成処理皮膜を形成する場合、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することができる。化成処理液の塗布方法は、特に限定されず、公知の方法から適宜選択すればよい。上記塗布方法の例には、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、および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、到達板温が80~250℃の範囲内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。 When a chemical conversion treatment film is formed on the surface of the metal element shape material, the chemical conversion treatment film can be formed by applying a chemical conversion treatment liquid to the surface of the metal element shape material and drying it. The method for applying the chemical conversion treatment liquid is not particularly limited, and may be appropriately selected from known methods. Examples of the coating method include a roll coating method, a curtain flow method, a spin coating method, a spray method, a dipping pulling method and the like. The drying conditions of the chemical conversion treatment liquid may be appropriately set according to the composition of the chemical conversion treatment liquid and the like. For example, the surface of the metal profile material coated with the chemical conversion treatment liquid is placed in a drying oven without washing with water and heated so that the reaching plate temperature is within the range of 80 to 250 ° C. A uniform chemical conversion treatment film can be formed.

有機樹脂層は、金属素形材(または化成処理皮膜)の表面に、前述のポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂を含む塗料を塗布し、焼き付けることで形成することができる。塗料の塗布方法は、特に限定されず、公知の方法から適宜選択すればよい。上記塗布方法の例には、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、および浸漬引き上げ法などが含まれる。塗料の焼き付け条件は、塗料の組成などに応じて適宜設定すればよい。たとえば、塗料を塗布した金属素形材を乾燥オーブン内に投入し、到達板温が110~200℃の範囲内となるように熱風乾燥機で乾燥させることで、金属素形材(または化成処理皮膜)の表面に均一な有機樹脂層を形成することができる。 The organic resin layer can be formed by applying a paint containing the above-mentioned polyether unit-containing polyurethane resin to the surface of a metal shaping material (or a chemical conversion treatment film) and baking it. The method for applying the paint is not particularly limited, and a known method may be appropriately selected. Examples of the coating method include a roll coating method, a curtain flow method, a spin coating method, a spray method, a dipping pulling method and the like. The baking conditions of the paint may be appropriately set according to the composition of the paint and the like. For example, a metal profile material coated with paint is placed in a drying oven and dried with a hot air dryer so that the reaching plate temperature is within the range of 110 to 200 ° C., whereby the metal profile material (or chemical conversion treatment) is applied. A uniform organic resin layer can be formed on the surface of the film).

以上のように、本実施形態に関する塗装金属素形材は、ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂を含む塗料を塗布し、焼き付けるだけで、容易に製造されうる。 As described above, the coated metal profile material according to the present embodiment can be easily manufactured only by applying and baking a paint containing a polyurethane resin containing a polyether unit.

2.複合体
本発明の別の実施形態に関する複合体は、上述した塗装金属素形材と、上記塗装金属素形材の有機樹脂層が形成された表面に接合された、熱可塑性樹脂組成物の成形体と、を有する。
2. 2. Composite The composite according to another embodiment of the present invention is a molding of a thermoplastic resin composition bonded to the above-mentioned coated metal element and the surface on which the organic resin layer of the above-mentioned coated metal element is formed. Has a body.

熱可塑性樹脂組成物の成形体は、前述の塗装金属素形材の表面(より正確には、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、特に限定されず、用途に応じて適宜選択されうる。 The molded body of the thermoplastic resin composition is bonded to the surface of the above-mentioned coated metal element (more accurately, the surface of the organic resin layer). The shape of the molded product of the thermoplastic resin composition is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended use.

熱可塑性樹脂組成物の成形体を構成する熱可塑性樹脂の種類は、特に限定されない。熱可塑性樹脂の例には、アクリルニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)系樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)系樹脂、ポリカーボネート(PC)系樹脂、ポリアミド(PA)系樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)系樹脂またはこれらの組み合わせが含まれる。これらの中でもPET樹脂およびPBT樹脂が特に好ましい。また、ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂がポリカーボネートポリオールなどを併用して合成されたものであるときは、ベンゼン環を有する熱可塑性樹脂が好ましく、PBT系樹脂およびPPS系樹脂が特に好ましい。 The type of the thermoplastic resin constituting the molded product of the thermoplastic resin composition is not particularly limited. Examples of thermoplastic resins include acrylic nitrile-butadiene-styrene (ABS) -based resins, polyethylene terephthalate (PET) -based resins, polybutylene terephthalate (PBT) -based resins, polycarbonate (PC) -based resins, and polyamide (PA) -based resins. , Polyphenylene terephide (PPS) based resins or combinations thereof. Among these, PET resin and PBT resin are particularly preferable. When the polyurethane resin containing a polyether unit is synthesized by using a polycarbonate polyol or the like in combination, a thermoplastic resin having a benzene ring is preferable, and a PBT-based resin and a PPS-based resin are particularly preferable.

熱可塑性樹脂組成物は、成形収縮率を低めたり、材料強度、機械的強度および耐傷付き性などを高めたりする観点から、無機フィラーおよび熱可塑性ポリマーなどを含んでいてもよい。 The thermoplastic resin composition may contain an inorganic filler, a thermoplastic polymer, and the like from the viewpoint of lowering the molding shrinkage rate and increasing the material strength, mechanical strength, scratch resistance, and the like.

無機フィラーは、熱可塑性樹脂組成物の成形体の剛性を向上させる。無機フィラーの種類は、特に限定されず、既知の物質を使用することができる。無機フィラーの例には、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、炭素繊維およびアラミド繊維の粉砕物などが含まれる。無機フィラーの配合量は、特に限定されないが、5~50質量%の範囲内が好ましい。無機フィラーは、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。 The inorganic filler improves the rigidity of the molded product of the thermoplastic resin composition. The type of the inorganic filler is not particularly limited, and known substances can be used. Examples of inorganic fillers include fiber-based 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, etc. And powder fillers such as glass spheres, as well as crushed carbon and aramid fibers. The blending amount of the inorganic filler is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 50% by mass. The inorganic filler may be used alone or in combination of two or more.

熱可塑性ポリマーは、熱可塑性樹脂組成物の成形体の耐衝撃性を向上させる。熱可塑性ポリマーの種類は、特に限定されず、ベンゼン環を有する熱可塑性ポリマーでもよいし、ベンゼン環を有しない熱可塑性ポリマーでもよい。ベンゼン環を有する熱可塑性ポリマーの例には、アクリルニトリル-ブタジエン-スチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、およびポリフェニレンエーテル系樹脂などが含まれる。また、ベンゼン環を有しない熱可塑性ポリマーの例には、ポリオレフィン系樹脂などが含まれる。熱可塑性ポリマーは、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。 The thermoplastic polymer improves the impact resistance of the molded product of the thermoplastic resin composition. The type of the thermoplastic polymer is not particularly limited, and may be a thermoplastic polymer having a benzene ring or a thermoplastic polymer having no benzene ring. Examples of the thermoplastic polymer having a benzene ring include acrylic nitrile-butadiene-styrene resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, polyphenylene ether resin and the like. Further, examples of the thermoplastic polymer having no benzene ring include a polyolefin resin and the like. The thermoplastic polymer may be used alone or in combination of two or more.

有機樹脂層と熱可塑性樹脂組成物の成形体との接合面には、有機樹脂層に含まれるポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂などの有機樹脂と、熱可塑性樹脂組成物の成形体を構成する熱可塑性樹脂と、が相溶してなる相溶層が形成される。有機樹脂層が5質量%以上85質量%以下のポリエーテルユニットを含むことで、上記有機樹脂と熱可塑性樹脂とが相溶して、十分な厚みの相溶層が形成される。上記相溶層は、有機樹脂層と熱可塑性樹脂組成物の成形体との間の密着性および耐熱衝撃性を高めることができる。 On the joint surface between the organic resin layer and the molded body of the thermoplastic resin composition, an organic resin such as a polyether unit-containing polyurethane resin contained in the organic resin layer and the thermoplasticity constituting the molded body of the thermoplastic resin composition are formed. A compatible layer is formed in which the resin and the resin are compatible with each other. When the organic resin layer contains a polyether unit of 5% by mass or more and 85% by mass or less, the organic resin and the thermoplastic resin are compatible with each other to form a compatible layer having a sufficient thickness. The compatible layer can enhance the adhesion and thermal impact resistance between the organic resin layer and the molded product of the thermoplastic resin composition.

相溶層は、複合体の、有機樹脂層と熱可塑性樹脂組成物の成形体との接合面を含む断面を元素分析したときに、有機樹脂層に特有の原子組成から熱可塑性樹脂組成物に特有に原子組成へと、原子組成が変化する層である。上記相溶層は、有機樹脂層に近づくにつれ有機樹脂層に近い組成となり、熱可塑性樹脂組成物の成形体に近づくにつれ熱可塑性樹脂組成物に近い組成となる。そのため、相溶層は、有機樹脂層の線膨張率と熱可塑性樹脂組成物の成形体の線膨張率との差を小さくして、高温および低温の繰り返しにより上記界面に加わる熱疲労を緩和し、上記熱疲労による接合力の低下を抑制できると考えられる。 When the cross section of the composite including the joint surface between the organic resin layer and the molded body of the thermoplastic resin composition is elementally analyzed, the compatible layer changes from the atomic composition peculiar to the organic resin layer to the thermoplastic resin composition. It is a layer whose atomic composition changes to a unique atomic composition. The compatible layer has a composition closer to that of the organic resin layer as it approaches the organic resin layer, and has a composition closer to that of the thermoplastic resin composition as it approaches the molded product of the thermoplastic resin composition. Therefore, the compatible layer reduces the difference between the linear expansion rate of the organic resin layer and the linear expansion rate of the molded body of the thermoplastic resin composition, and alleviates the thermal fatigue applied to the interface due to repeated high and low temperatures. It is considered that the decrease in bonding force due to the above thermal fatigue can be suppressed.

一方で、特許文献1~4に記載の複合体のように、金属素形材と樹脂組成物とを直接接合させると、金属と樹脂との間の線膨張率の差が大きいことにより、温度変化による熱疲労で金属素形材と樹脂組成物との間の接合力が低下しやすい。これに対し、樹脂組成物にフィラーを添加して上記線膨張率の差を小さくすることもできる。しかし、特許文献1~4に記載の複合体では、アルミニウム合金の表面を粗面化処理して形成した超微細凹凸のサイズが数百nm~数十μmと小さいため、超微細凹凸の間にフィラーが侵入しにくく、上記線膨張率の差を十分に小さくすることが困難である。そのため、特許文献1~4に記載の複合体では、上記線膨張率の差により、温度変化時に超微細凹凸と樹脂組成物との間に空隙が発生しやすく、上記空隙により耐熱衝撃性は低下しやすい。 On the other hand, when the metal element and the resin composition are directly bonded as in the composites described in Patent Documents 1 to 4, the difference in linear expansion rate between the metal and the resin is large, so that the temperature is increased. Due to thermal fatigue due to changes, the bonding force between the metal profile and the resin composition tends to decrease. On the other hand, it is also possible to add a filler to the resin composition to reduce the difference in the linear expansion rate. However, in the composites described in Patent Documents 1 to 4, the size of the ultrafine irregularities formed by roughening the surface of the aluminum alloy is as small as several hundred nm to several tens of μm, so that the ultrafine irregularities are between the ultrafine irregularities. It is difficult for the filler to penetrate, and it is difficult to sufficiently reduce the difference in the linear expansion rate. Therefore, in the complexes described in Patent Documents 1 to 4, voids are likely to be generated between the ultrafine irregularities and the resin composition when the temperature changes due to the difference in linear expansion rate, and the voids reduce the thermal shock resistance. It's easy to do.

有機樹脂層と熱可塑性樹脂組成物の成形体との間の密着性および耐熱衝撃性を十分に高める観点から、相溶層の厚みは、25nm以上500nm以下である。相溶層の厚みが25nm以上であると、上記有機樹脂の分子鎖と熱可塑性樹脂の分子鎖とが十分に絡み合って、相溶性が十分に高まるほか一方の分子鎖が容易に引き抜かれにくくなるため、有機樹脂層と熱可塑性樹脂組成物の成形体との間の密着性が高まるほか、上記作用により耐熱衝撃性も十分に高めることができる。相溶層の厚みの上限は、特に限定されないものの、厚みがありすぎるとかえって耐熱衝撃性が低下することから、500nm以下とすることが好ましい。上記観点から、相溶層の厚みは50nm以上450nm以下であることが好ましく、40nm以上400nm以下であることがさらに好ましく、50nm以上350nm以下であることが特に好ましい。相溶層の厚みは、有機樹脂層に含まれるポリエーテルユニットの量および接合時の接合温度などによって調整することができる。 The thickness of the compatible layer is 25 nm or more and 500 nm or less from the viewpoint of sufficiently enhancing the adhesion and thermal impact resistance between the organic resin layer and the molded product of the thermoplastic resin composition. When the thickness of the compatible layer is 25 nm or more, the molecular chains of the organic resin and the molecular chains of the thermoplastic resin are sufficiently entangled, the compatibility is sufficiently enhanced, and one of the molecular chains is not easily pulled out. Therefore, the adhesion between the organic resin layer and the molded body of the thermoplastic resin composition is enhanced, and the thermal impact resistance can be sufficiently enhanced by the above action. Although the upper limit of the thickness of the compatible layer is not particularly limited, it is preferably 500 nm or less because the thermal impact resistance is rather lowered if the thickness is too large. From the above viewpoint, the thickness of the compatible layer is preferably 50 nm or more and 450 nm or less, more preferably 40 nm or more and 400 nm or less, and particularly preferably 50 nm or more and 350 nm or less. The thickness of the compatible layer can be adjusted by the amount of the polyether unit contained in the organic resin layer, the bonding temperature at the time of bonding, and the like.

図1は、有機樹脂層が5質量%以上85質量%以下のポリエーテルユニットを含む塗装金属素形材と、PPS系樹脂の成形体と、を接合させたときの、有機樹脂層と熱可塑性樹脂組成物の成形体との接合面を含む断面を電子マイクロアナライザ(EPMA)元素分析して得られる分析結果の一例である。図中左側が有機樹脂層、右側が熱可塑性樹脂組成物の成形体であり、接合面には、原子組成(図1にはN、CおよびSに相当する波長について得られた強度を示す)が、有機樹脂層に特有の原子組成(ウレタン結合に由来するNが多い)から熱可塑性樹脂組成物に特有に原子組成(PPSに由来するSが多い)へと、変化していく相溶層が形成されていることがわかる。 FIG. 1 shows the organic resin layer and thermoplasticity when a coated metal molding material containing a polyether unit having an organic resin layer of 5% by mass or more and 85% by mass or less and a PPS-based resin molded product are bonded to each other. This is an example of the analysis result obtained by elemental analysis of the cross section of the resin composition including the joint surface with the molded product by an electronic microanalyzer (EPMA). The left side of the figure is the organic resin layer, the right side is the molded body of the thermoplastic resin composition, and the bonding surface has an atomic composition (FIG. 1 shows the intensities obtained for wavelengths corresponding to N, C, and S). However, the compatible layer changes from the atomic composition peculiar to the organic resin layer (many N derived from urethane bonds) to the atomic composition peculiar to the thermoplastic resin composition (many S derived from PPS). It can be seen that is formed.

3.複合体の製造方法
本発明の別の実施形態に関する複合体の製造方法は、上述した複合体の製造方法であり、1)塗装金属素形材を準備する第1工程と、2)塗装金属素形材を射出成形金型に挿入する第2工程と、3)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3工程と、を有する。
3. 3. Method for Producing Composite The method for producing a composite according to another embodiment of the present invention is the above-mentioned method for manufacturing a composite, which is 1) a first step of preparing a coated metal molding material and 2) a coated metal element. It has a second step of inserting a profile into an injection molding die and a third step of joining a molded body of a thermoplastic resin composition to the surface of a coated metal element.

以下、本実施形態の各工程について説明する。 Hereinafter, each step of this embodiment will be described.

(1)第1工程
前述の手順により、塗装金属素形材を準備する。
(1) First step Prepare a coated metal shape material by the above procedure.

(2)第2工程
第2工程では、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する。塗装金属素形材は、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 coated metal shape material prepared in the first step is inserted into the injection molding die. The coated metal shape material may be processed into a desired shape by press working or the like.

(3)第3工程
第3工程では、第2工程で塗装金属素形材を挿入した射出成形金型の内部に、高温の熱可塑性樹脂組成物を高圧で射出する。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。高温の熱可塑性樹脂組成物は、塗装金属素形材の表面に形成された有機樹脂層に接触し、有機樹脂層に含まれるポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂などの有機樹脂と熱可塑性樹脂組成物を構成する熱可塑性樹脂とが相溶する。その後、冷却により熱可塑性樹脂組成物が射出成形金型の形状に成形されて、塗装金属素形材の表面に接合された前記熱可塑性樹脂組成物の成形体が成形される。射出成形金型の温度は、熱可塑性樹脂組成物の融点近傍であることが好ましい。
(3) Third Step In the third step, the high-temperature thermoplastic resin composition is injected at high pressure into the injection molding die into which the coated metal element is inserted in the second step. At this time, it is preferable to provide a gas vent in the injection molding die so that the thermoplastic resin composition can flow smoothly. The high-temperature thermoplastic resin composition comes into contact with the organic resin layer formed on the surface of the coated metal profile material, and the organic resin such as the polyether unit-containing polyurethane resin contained in the organic resin layer and the thermoplastic resin composition are formed. It is compatible with the constituent thermoplastic resin. Then, by cooling, the thermoplastic resin composition is molded into the shape of an injection molding die, and the molded body of the thermoplastic resin composition bonded to the surface of the coated metal element is molded. The temperature of the injection molding die is preferably near the melting point of the thermoplastic resin composition.

射出終了後、金型を開き離型して複合体を得る。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。 After the injection is completed, the mold is opened and released to obtain a complex. The composite obtained by injection molding may be annealed after molding to eliminate internal strain due to molding shrinkage.

以上の手順により、本発明の複合体を製造することができる。 By the above procedure, the complex of the present invention can be produced.

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.塗装金属板の作製
(1)金属板
塗装金属素形材の塗装基材として、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合金めっき鋼板を準備した。基材鋼板は板厚が0.8mmの冷間圧延鋼板(SPCC)を使用した。
1. 1. Preparation of Painted Metal Plate (1) Metal Plate Prepare a molten Zn-6% by mass Al-3% by mass Mg alloy plated steel plate with a plating adhesion amount of 45 g / m 2 per side as a coating base material for a painted metal element. did. As the base steel sheet, a cold rolled steel sheet (SPCC) having a thickness of 0.8 mm was used.

(2)有機樹脂塗料の調製
ガス導入菅、冷却菅、温度計および攪拌装置を備えたフラスコに、ソフトセグメント成分としてポリエーテルポリオール(第一工業製薬株式会社、DKポリオール3776)を加え、90℃で10分間加熱した後に75℃の温度で保持した。次に、有機ポリイソシアネート(三井化学株式会社、コスモネートPH(「コスモネート」は同社の登録商標))と触媒をフラスコに加え、90℃で3時間反応させた後に50℃まで冷却することでウレタンプレポリマーを製造した。
(2) Preparation of organic resin paint A polyether polyol (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., DK polyol 3776) was added as a soft segment component to a flask equipped with a gas introduction tube, a cooling tube, a thermometer and a stirrer, and the temperature was 90 ° C. After heating for 10 minutes in, it was kept at a temperature of 75 ° C. Next, an organic polyisocyanate (Mitsui Chemicals, Inc., Cosmonate PH (“Cosmonate” is a registered trademark of the same company)) and a catalyst are added to the flask, reacted at 90 ° C for 3 hours, and then cooled to 50 ° C. Urethane prepolymer was manufactured.

得られたウレタンプレポリマーにアセトンを滴下することで希釈し、60℃でさらに1時間反応させた後に、トリエチルアミンを添加してウレタンプレポリマーのカルボキシル基の中和反応を30分間行った。 The obtained urethane prepolymer was diluted by dropping acetone, reacted at 60 ° C. for another 1 hour, and then triethylamine was added to neutralize the carboxyl group of the urethane prepolymer for 30 minutes.

中和されたウレタンプレポリマー溶液に水を滴下して乳化させた。この乳化したウレタンプレポリマー溶液に鎖延長剤を滴下し、鎖延長反応を行った。反応後、ロータリーエバポレーターによる減圧蒸留にてアセトンおよび水を除去した。固形分調整のため適量の水を添加し、ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂(ポリウレタンエマルション)を得た。核磁気共鳴分光法(NMR分析)により求められた、ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂中のポリエーテルユニットの質量の割合は、85質量%だった。 Water was added dropwise to the neutralized urethane prepolymer solution for emulsification. A chain extender was added dropwise to this emulsified urethane prepolymer solution to carry out a chain extension reaction. After the reaction, acetone and water were removed by vacuum distillation using a rotary evaporator. An appropriate amount of water was added to adjust the solid content to obtain a polyurethane resin (polyurethane emulsion) containing a polyether unit. The ratio of the mass of the polyether unit to the polyurethane resin containing the polyether unit determined by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR analysis) was 85% by mass.

樹脂合計質量に対するポリエーテルユニットの質量の割合が表1に示す所定の割合となるように、ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂、ポリエーテルユニット非含有ポリウレタン樹脂(三洋化成工業株式会社、ユーコートUWS-145)および各種添加剤を水に添加して、不揮発成分が20%の塗料を調製した(表1参照)。また、塗料には、エッチング剤としてフッ化アンモニウム(森田化学株式会社)を0.5質量%、無機系化合物としてコロダイルシリカ(日産化学株式会社)を2質量%およびリン酸(キシダ化学株式会社)を0.5質量%それぞれ配合した。両者を混合して、樹脂合計質量に対するポリエーテルユニットの質量の割合を調整した。 Polyurethane resin containing a polyether unit and polyurethane resin not containing a polyether unit (Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd., U-Coat UWS-145) so that the ratio of the mass of the polyether unit to the total mass of the resin is the predetermined ratio shown in Table 1. And various additives were added to water to prepare a paint having a non-volatile component of 20% (see Table 1). The paint contains 0.5% by mass of ammonium fluoride (Morita Chemical Industries, Ltd.) as an etching agent, 2% by mass of collodyl silica (Nissan Chemical Industries, Ltd.) as an inorganic compound, and phosphoric acid (Kishida Chemical Industries, Ltd.). ) Was compounded in an amount of 0.5% by mass. Both were mixed to adjust the ratio of the mass of the polyether unit to the total mass of the resin.

(3)有機樹脂層の形成
塗装原板を液温60℃のアルカリ脱脂水溶液(pH:12)に1分間浸漬して、表面を脱脂した。次いで、脱脂した塗装基材の表面に、塗料をロールコータ-で塗布し、到達板温が150℃となるように、熱風乾燥機で乾燥させて、表1に示す膜厚の有機樹脂層を有する塗装金属素形材1~塗装金属素形材8を形成した。
(3) Formation of Organic Resin Layer The coated original plate was immersed in an alkaline degreasing aqueous solution (pH: 12) having a liquid temperature of 60 ° C. for 1 minute to degreas the surface. Next, the paint was applied to the surface of the degreased coating substrate with a roll coater, and dried with a hot air dryer so that the ultimate plate temperature reached 150 ° C. to obtain an organic resin layer having the film thickness shown in Table 1. The coated metal element shape material 1 to the coated metal element shape material 8 to be possessed were formed.

Figure 0007035699000002
Figure 0007035699000002

2.複合体の作製
(1)塗装金属素形材
実施例1の塗装金属素形材No.1~8を作製した。
2. 2. Preparation of Composite (1) Painted Metal Element Shape Material No. of Painted Metal Element Shape Material of Example 1. 1 to 8 were prepared.

(2)熱可塑性樹脂組成物
表2に示される熱可塑性樹脂組成物を準備した。表2に示される各熱可塑性樹脂組成物について、アクリルニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)系樹脂組成物は、テクノポリマー株式会社製、エクセロイCK10G20(明確な融点は認められず)を使用した。ポリエチレンテレフタレート(PET)系樹脂組成物は、樹脂メーカー試供品(融点230℃)を使用した。ポリブチレンテレフタレート(PBT)系樹脂組成物は、三菱エンジニアプラスチックス株式会社製、ノバデュラン5710F40(融点230℃)を使用した。ポリカーボネート(PC)系樹脂組成物は、三菱エンジニアプラスチックス株式会社製、ユーロピンGS-2030MR2(融点250℃)を使用した。ポリアミド(PA)系樹脂組成物は、東レ株式会社製、アミランCM3511G50(融点216℃)を使用した。ポリフェニレンサルファイド(PPS)系樹脂組成物は、ポリプラスチックス株式会社製、1130MF1(融点280℃)を使用した。各熱可塑性樹脂組成物は、表2に示す各種フィラー(括弧内の数値は、フィラーの配合量を示す。)を含有している。なお、成型収縮率は、流動方向で測定した値を示す。
(2) Thermoplastic Resin Composition The thermoplastic resin composition shown in Table 2 was prepared. For each thermoplastic resin composition shown in Table 2, the acrylic nitrile-butadiene-styrene (ABS) -based resin composition used was Excelloy CK10G20 (no clear melting point was observed) manufactured by Techno Polymer Co., Ltd. As the polyethylene terephthalate (PET) -based resin composition, a free sample from a resin manufacturer (melting point 230 ° C.) was used. As the polybutylene terephthalate (PBT) -based resin composition, Novaduran 5710F40 (melting point 230 ° C.) manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd. was used. As the polycarbonate (PC) -based resin composition, Europin GS-2030MR2 (melting point 250 ° C.) manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd. was used. As the polyamide (PA) -based resin composition, Amylan CM3511G50 (melting point 216 ° C.) manufactured by Toray Industries, Inc. was used. As the polyphenylene sulfide (PPS) -based resin composition, 1130MF1 (melting point 280 ° C.) manufactured by Polyplastics Co., Ltd. was used. Each thermoplastic resin composition contains various fillers shown in Table 2 (the numerical values in parentheses indicate the blending amount of the fillers). The molding shrinkage rate indicates a value measured in the flow direction.

Figure 0007035699000003
Figure 0007035699000003

(3)熱可塑性樹脂組成物の成形体の接合
射出成形金型に塗装金属素形材を挿入し、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物を射出成形金型内に射出した。射出成形金型内の熱可塑性樹脂組成物を流入させる部分の容積は、幅30mm×長さ100mm×厚さ4mmであり、幅30mm×長さ30mmの領域で塗膜と熱可塑性樹脂組成物とが接触している。熱可塑性樹脂組成物を射出成形金型内に射出した後、熱可塑性樹脂組成物を固化させて、塗装金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の成形体との複合体を得た。
(3) Joining of Molded Body of Thermoplastic Resin Composition A coated metal molding material was inserted into an injection molding die, and the molten thermoplastic resin composition was injected into the injection molding die. The volume of the portion of the injection molding die into which the thermoplastic resin composition flows is 30 mm in width × 100 mm in length × 4 mm in thickness, and the coating film and the thermoplastic resin composition are formed in a region of 30 mm in width × 30 mm in length. Are in contact. After injecting the thermoplastic resin composition into the injection molding die, the thermoplastic resin composition was solidified to obtain a composite of a coated metal molding material and a molded body of the thermoplastic resin composition.

塗装金属素形材と熱可塑性樹脂組成物との組み合わせを変更して、表3に示す複合体1~21を作製した。 The combinations of the coated metal profile material and the thermoplastic resin composition were changed to prepare the complexes 1 to 21 shown in Table 3.

3.複合体の評価
(1)相溶層の厚み
相溶層厚みは、得られた複合体を電子マイクロアナライザ(EPMA)で元素分析して、相溶層の厚みを確認した。前処理として、Arミリングにて複合体の断面加工を行い、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、得られた断面をオウミウム蒸着した。EPMA分析は、島津製作所製、EPMA-8050Gを使用し、加速電圧15kV、照射電流100nAにて行った。ラインプロファイルにて原子組成を確認し、有機樹脂層に特有の原子組成から熱可塑性樹脂組成物に特有の原子組成へと変化していく部分を相溶層であるとして、その厚みを算出した。
3. 3. Evaluation of the composite (1) Thickness of the compatible layer The thickness of the compatible layer was confirmed by elemental analysis of the obtained composite with an electron microanalyzer (EPMA). As a pretreatment, the cross section of the composite was processed by Ar milling, and then a thin section having a thickness of about 500 nm was produced by focused ion beam (FIB) processing, and the obtained cross section was vapor-deposited with audium. The EPMA analysis was performed using EPMA-8050G manufactured by Shimadzu Corporation at an acceleration voltage of 15 kV and an irradiation current of 100 nA. The atomic composition was confirmed by the line profile, and the thickness was calculated assuming that the portion where the atomic composition peculiar to the organic resin layer changes to the atomic composition peculiar to the thermoplastic resin composition is the compatible layer.

(2)耐熱衝撃性
耐熱衝撃性の評価は、冷熱衝撃試験にて行った。冷熱衝撃試験は、環境を低温状態と高温状態とに交互に繰り返すことで複合体に温度変化を与え、当該温度変化にともなう膨張と収縮により、異種材料の接合部の膨張率の違いから生じる応力にて剥離などを評価する方法である。ここでは、120℃×1時間、-40℃×1時間を1サイクルとし、500サイクルの冷熱衝撃試験前後で90°ピール試験(剥離試験)を行い、以下のように複合体の耐熱衝撃性を評価した。
◎:冷熱衝撃試験後のピール強度が、試験前の80%以上であった
○:冷熱衝撃試験後のピール強度が、試験前の50%以上80%未満であった
×:冷熱衝撃試験後のピール強度が、試験前の50%未満であった
(2) Thermal impact resistance The thermal impact resistance was evaluated by a cold impact test. In the thermal shock test, the temperature of the complex is changed by alternately repeating the environment between the low temperature state and the high temperature state, and the stress caused by the difference in the expansion rate of the joints of different materials due to the expansion and contraction accompanying the temperature change. This is a method for evaluating peeling and the like. Here, 120 ° C x 1 hour and -40 ° C x 1 hour are set as one cycle, and a 90 ° peel test (peeling test) is performed before and after the cold shock test of 500 cycles to determine the thermal shock resistance of the complex as follows. evaluated.
⊚: Peel strength after the thermal impact test was 80% or more before the test ○: Peel strength after the thermal impact test was 50% or more and less than 80% before the test ×: After the thermal impact test Peel strength was less than 50% before the test

複合体1~21の作製に用いた塗装金属素形材と熱可塑性樹脂組成物との組み合わせ、ならびに、測定された相溶層の厚みおよび耐熱衝撃性の結果を、表3に示す。 Table 3 shows the combination of the coated metal profile material used for producing the complexes 1 to 21 and the thermoplastic resin composition, and the measured thickness of the compatible layer and the results of thermal shock resistance.

Figure 0007035699000004
Figure 0007035699000004

表3に示すように、ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂を含み、樹脂合計質量に対するポリエーテルユニットの質量の割合が5質量%以上85質量%以下であり、膜厚が0.5μm以上である有機樹脂層を有する塗装金属素形材と、熱可塑性樹脂組成物と、を接合させて複合体を作製したところ、厚みが25nm以上500nm以下である相溶層が形成され、耐熱衝撃性も高まっていた。 As shown in Table 3, an organic resin containing a polyurethane resin containing a polyether unit, having a ratio of the mass of the polyether unit to the total mass of the resin of 5% by mass or more and 85% by mass or less and a film thickness of 0.5 μm or more. When a composite was prepared by joining a coated metal profile material having a layer and a thermoplastic resin composition, a compatible layer having a thickness of 25 nm or more and 500 nm or less was formed, and heat impact resistance was also enhanced. ..

本発明の複合体は、塗装金属素形材と被接合体との密着性および耐熱衝撃性に優れているため、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。特に、本発明の複合体は、耐熱衝撃性に優れているため、外部環境の影響や電子機器本体から発生する熱による温度変動に耐えることが重要である電子機器などに好適に用いられる。 Since the composite of the present invention has excellent adhesion and thermal shock resistance between the coated metal profile material and the object to be joined, for example, various electronic devices, household electrical appliances, medical devices, automobile bodies, vehicle-mounted products, etc. It is suitably used for building materials and the like. In particular, since the complex of the present invention has excellent thermal shock resistance, it is suitably used for electronic devices and the like where it is important to withstand the influence of the external environment and temperature fluctuations due to heat generated from the main body of the electronic device.

Claims (6)

金属素形材と、
前記金属素形材の表面に形成された有機樹脂層と、を有し、
前記有機樹脂層は、ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂を含み、
前記有機樹脂層中の樹脂合計質量に対するポリエーテルユニットの質量の割合は、5質量%以上85質量%以下であり、
前記有機樹脂層の膜厚は、0.5μm以上である、
射出成型接着用の塗装金属素形材。
Metal element and
It has an organic resin layer formed on the surface of the metal shape material, and has.
The organic resin layer contains a polyurethane resin containing a polyether unit and contains
The ratio of the mass of the polyether unit to the total mass of the resin in the organic resin layer is 5% by mass or more and 85% by mass or less.
The film thickness of the organic resin layer is 0.5 μm or more.
Painted metal element for injection molding adhesion .
前記ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂は、ポリエステルユニットまたはポリカーボネートユニットをさらに含む、請求項1に記載の射出成型接着用の塗装金属素形材。 The coated metal element for injection molding bonding according to claim 1, wherein the polyether unit-containing polyurethane resin further includes a polyester unit or a polycarbonate unit. 前記有機樹脂層は、Ti、Zr、V、MoおよびWからなる群から選択される金属の酸化物、水酸化物もしくはフッ化物、またはこれらの組み合わせを含む、請求項1または2に記載の射出成型接着用の塗装金属素形材。 The injection according to claim 1 or 2, wherein the organic resin layer contains an oxide, hydroxide or fluoride of a metal selected from the group consisting of Ti, Zr, V, Mo and W, or a combination thereof. Painted metal element for molding and bonding . 請求項1~3のいずれか1項に記載の射出成型接着用の塗装金属素形材と、
前記射出成型接着用の塗装金属素形材の前記有機樹脂層が形成された表面に射出成型により接合された、熱可塑性樹脂組成物の成形体と、
を有する、複合体。
The coated metal element for injection molding bonding according to any one of claims 1 to 3 and
A molded body of a thermoplastic resin composition bonded by injection molding to the surface on which the organic resin layer of the coated metal element for injection molding adhesion was formed.
Has a complex.
前記有機樹脂層と前記成形体との界面に、前記ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂と熱可塑性樹脂とが相溶してなる相溶層を有し、
前記成形体は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、およびポリフェニレンサルファイド系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂組成物の成形体であり、
前記相溶層の厚みは、25nm以上500nm以下である、
請求項4に記載の複合体。
At the interface between the organic resin layer and the molded body, there is a compatible layer in which the polyurethane resin containing the polyether unit and the thermoplastic resin are compatible with each other.
The molded body is a molded body of a thermoplastic resin composition containing at least one thermoplastic resin selected from the group consisting of a polyethylene terephthalate resin, a polybutylene terephthalate resin, a polycarbonate resin, and a polyphenylene sulfide resin. can be,
The thickness of the compatible layer is 25 nm or more and 500 nm or less.
The complex according to claim 4.
射出成型接着用の塗装金属素形材と、熱可塑性樹脂組成物の成形体とが接合された複合体の製造方法であって、
射出成型接着用の塗装金属素形材を準備する工程と、
前記塗装金属素形材を射出成形金型に挿入する工程と、
前記射出成形金型に溶融状態の熱可塑性樹脂組成物を射出して、前記射出成型接着用の塗装金属素形材の表面に接合された前記熱可塑性樹脂組成物の成形体を成形する工程と、を有し、
前記射出成型接着用の塗装金属素形材は、金属素形材と、前記金属素形材の表面に形成された有機樹脂層とを有し、
前記有機樹脂層は、ポリエーテルユニット含有ポリウレタン樹脂を含み、
前記有機樹脂層中の樹脂合計質量に対するポリエーテルユニットの質量の割合は、5質量%以上85質量%以下であり、
前記有機樹脂層の膜厚は、0.5μm以上である、
複合体の製造方法。
It is a method for manufacturing a composite in which a coated metal element for injection molding adhesion and a molded body of a thermoplastic resin composition are joined.
The process of preparing a painted metal profile material for injection molding adhesion ,
The process of inserting the coated metal shape material into the injection molding die, and
A step of injecting a molten thermoplastic resin composition into the injection molding die to form a molded body of the thermoplastic resin composition bonded to the surface of the coated metal element for injection molding adhesion. , Has,
The coated metal element shape material for injection molding adhesion has a metal element shape material and an organic resin layer formed on the surface of the metal element shape material.
The organic resin layer contains a polyurethane resin containing a polyether unit and contains
The ratio of the mass of the polyether unit to the total mass of the resin in the organic resin layer is 5% by mass or more and 85% by mass or less.
The film thickness of the organic resin layer is 0.5 μm or more.
How to make a complex.
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