JP7273365B2 - Crush box and its manufacturing method - Google Patents
Crush box and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7273365B2 JP7273365B2 JP2019108547A JP2019108547A JP7273365B2 JP 7273365 B2 JP7273365 B2 JP 7273365B2 JP 2019108547 A JP2019108547 A JP 2019108547A JP 2019108547 A JP2019108547 A JP 2019108547A JP 7273365 B2 JP7273365 B2 JP 7273365B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- aluminum
- crash box
- coating layer
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 310
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 310
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 278
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 277
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 139
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 119
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 65
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 55
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 50
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 49
- 239000013034 phenoxy resin Substances 0.000 claims description 44
- 229920006287 phenoxy resin Polymers 0.000 claims description 44
- -1 isocyanate compounds Chemical class 0.000 claims description 43
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 41
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 35
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 35
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 33
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 30
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 26
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 24
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 claims description 20
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 18
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 17
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 17
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims description 17
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 16
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 16
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 claims description 14
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 12
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 9
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 claims description 8
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 7
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 7
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 claims description 5
- 238000009730 filament winding Methods 0.000 claims description 3
- 238000009787 hand lay-up Methods 0.000 claims description 3
- 229920006241 epoxy vinyl ester resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 41
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 41
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 35
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 27
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 24
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 22
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 22
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 19
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 19
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 15
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 15
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 12
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 9
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 8
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 8
- 239000004412 Bulk moulding compound Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 7
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VTLHIRNKQSFSJS-UHFFFAOYSA-N [3-(3-sulfanylbutanoyloxy)-2,2-bis(3-sulfanylbutanoyloxymethyl)propyl] 3-sulfanylbutanoate Chemical compound CC(S)CC(=O)OCC(COC(=O)CC(C)S)(COC(=O)CC(C)S)COC(=O)CC(C)S VTLHIRNKQSFSJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 125000001261 isocyanato group Chemical group *N=C=O 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 5
- AHDSRXYHVZECER-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-tris[(dimethylamino)methyl]phenol Chemical compound CN(C)CC1=CC(CN(C)C)=C(O)C(CN(C)C)=C1 AHDSRXYHVZECER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000003677 Sheet moulding compound Substances 0.000 description 4
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 4
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 4
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 3
- SJRJJKPEHAURKC-UHFFFAOYSA-N N-Methylmorpholine Chemical compound CN1CCOCC1 SJRJJKPEHAURKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 3
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N n'-(3-trimethoxysilylpropyl)ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNCCN PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N octanoic acid Chemical compound CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 3
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 3
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 3
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- KBQVDAIIQCXKPI-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl prop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C=C KBQVDAIIQCXKPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930185605 Bisphenol Natural products 0.000 description 2
- 102100040287 GTP cyclohydrolase 1 feedback regulatory protein Human genes 0.000 description 2
- 101710185324 GTP cyclohydrolase 1 feedback regulatory protein Proteins 0.000 description 2
- 239000005057 Hexamethylene diisocyanate Substances 0.000 description 2
- 229920007776 PBT GF30 Polymers 0.000 description 2
- 229920007017 PBT-GF30 Polymers 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N bisphenol F Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1CC1=CC=C(O)C=C1 PXKLMJQFEQBVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 2
- OTARVPUIYXHRRB-UHFFFAOYSA-N diethoxy-methyl-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)CCCOCC1CO1 OTARVPUIYXHRRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 2
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- GEMHFKXPOCTAIP-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethyl-n'-phenylcarbamimidoyl chloride Chemical compound CN(C)C(Cl)=NC1=CC=CC=C1 GEMHFKXPOCTAIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 2
- 150000007519 polyprotic acids Polymers 0.000 description 2
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 2
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphine Chemical compound C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 2
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LTQBNYCMVZQRSD-UHFFFAOYSA-N (4-ethenylphenyl)-trimethoxysilane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C1=CC=C(C=C)C=C1 LTQBNYCMVZQRSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KYVBNYUBXIEUFW-UHFFFAOYSA-N 1,1,3,3-tetramethylguanidine Chemical compound CN(C)C(=N)N(C)C KYVBNYUBXIEUFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKTHNVSLHLHISI-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(isocyanatomethyl)benzene Chemical compound O=C=NCC1=CC=CC=C1CN=C=O FKTHNVSLHLHISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PAEWNKLGPBBWNM-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-tris[2-(3-sulfanylbutoxy)ethyl]-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound CC(S)CCOCCN1C(=O)N(CCOCCC(C)S)C(=O)N(CCOCCC(C)S)C1=O PAEWNKLGPBBWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ALQLPWJFHRMHIU-UHFFFAOYSA-N 1,4-diisocyanatobenzene Chemical compound O=C=NC1=CC=C(N=C=O)C=C1 ALQLPWJFHRMHIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OVBFMUAFNIIQAL-UHFFFAOYSA-N 1,4-diisocyanatobutane Chemical compound O=C=NCCCCN=C=O OVBFMUAFNIIQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GTEXIOINCJRBIO-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(dimethylamino)ethoxy]-n,n-dimethylethanamine Chemical compound CN(C)CCOCCN(C)C GTEXIOINCJRBIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YSAANLSYLSUVHB-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(dimethylamino)ethoxy]ethanol Chemical compound CN(C)CCOCCO YSAANLSYLSUVHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPNXHTDWGGVXID-UHFFFAOYSA-N 2-isocyanatoethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCN=C=O DPNXHTDWGGVXID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DOYKFSOCSXVQAN-UHFFFAOYSA-N 3-[diethoxy(methyl)silyl]propyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)CCCOC(=O)C(C)=C DOYKFSOCSXVQAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKYAJDOSWUATPI-UHFFFAOYSA-N 3-[dimethoxy(methyl)silyl]propane-1-thiol Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCS IKYAJDOSWUATPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LZMNXXQIQIHFGC-UHFFFAOYSA-N 3-[dimethoxy(methyl)silyl]propyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C LZMNXXQIQIHFGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATVJXMYDOSMEPO-UHFFFAOYSA-N 3-prop-2-enoxyprop-1-ene Chemical compound C=CCOCC=C ATVJXMYDOSMEPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- URDOJQUSEUXVRP-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOC(=O)C(C)=C URDOJQUSEUXVRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LABQKWYHWCYABU-UHFFFAOYSA-N 4-(3-sulfanylbutanoyloxy)butyl 3-sulfanylbutanoate Chemical compound CC(S)CC(=O)OCCCCOC(=O)CC(C)S LABQKWYHWCYABU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PRKPGWQEKNEVEU-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-n-(3-triethoxysilylpropyl)pentan-2-imine Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN=C(C)CC(C)C PRKPGWQEKNEVEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021503 Cobalt(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920004142 LEXAN™ Polymers 0.000 description 1
- 239000004418 Lexan Substances 0.000 description 1
- WRSGWWSPKVSWLC-UHFFFAOYSA-N N-(1-phenylprop-2-enyl)-1-trimethoxysilylpropan-2-amine hydrochloride Chemical compound Cl.C(=C)C(C1=CC=CC=C1)NC(C[Si](OC)(OC)OC)C WRSGWWSPKVSWLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- JOBBTVPTPXRUBP-UHFFFAOYSA-N [3-(3-sulfanylpropanoyloxy)-2,2-bis(3-sulfanylpropanoyloxymethyl)propyl] 3-sulfanylpropanoate Chemical compound SCCC(=O)OCC(COC(=O)CCS)(COC(=O)CCS)COC(=O)CCS JOBBTVPTPXRUBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISKQADXMHQSTHK-UHFFFAOYSA-N [4-(aminomethyl)phenyl]methanamine Chemical compound NCC1=CC=C(CN)C=C1 ISKQADXMHQSTHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- VCCBEIPGXKNHFW-UHFFFAOYSA-N biphenyl-4,4'-diol Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1=CC=C(O)C=C1 VCCBEIPGXKNHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004841 bisphenol A epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000002981 blocking agent Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000011951 cationic catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L cobalt(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Co+2] ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000007739 conversion coating Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000011353 cycloaliphatic epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000012933 diacyl peroxide Substances 0.000 description 1
- ZFTFAPZRGNKQPU-UHFFFAOYSA-N dicarbonic acid Chemical class OC(=O)OC(O)=O ZFTFAPZRGNKQPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPVWDKBJLIDKEP-UHFFFAOYSA-L dihydroxy(dioxo)chromium;sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O.O[Cr](O)(=O)=O KPVWDKBJLIDKEP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- UFXYMLGIRKSLGL-UHFFFAOYSA-N dimethoxy-methyl-[4-(oxiran-2-ylmethoxy)butoxy]silane Chemical compound C(C1CO1)OCCCCO[Si](OC)(OC)C UFXYMLGIRKSLGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YQGOWXYZDLJBFL-UHFFFAOYSA-N dimethoxysilane Chemical compound CO[SiH2]OC YQGOWXYZDLJBFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- PYBNTRWJKQJDRE-UHFFFAOYSA-L dodecanoate;tin(2+) Chemical compound [Sn+2].CCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCC([O-])=O PYBNTRWJKQJDRE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000000866 electrolytic etching Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WUDNUHPRLBTKOJ-UHFFFAOYSA-N ethyl isocyanate Chemical compound CCN=C=O WUDNUHPRLBTKOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical class [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 150000002432 hydroperoxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 1
- ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N isocyanuric acid Chemical compound OC1=NC(O)=NC(O)=N1 ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- RBQRWNWVPQDTJJ-UHFFFAOYSA-N methacryloyloxyethyl isocyanate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCN=C=O RBQRWNWVPQDTJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SKCNNQDRNPQEFU-UHFFFAOYSA-N n'-[3-(dimethylamino)propyl]-n,n,n'-trimethylpropane-1,3-diamine Chemical compound CN(C)CCCN(C)CCCN(C)C SKCNNQDRNPQEFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQWFLKHKWJMCEN-UHFFFAOYSA-N n'-[3-[dimethoxy(methyl)silyl]propyl]ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCNCCN MQWFLKHKWJMCEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXXWBTOATXBWDR-UHFFFAOYSA-N n,n,n',n'-tetramethylhexane-1,6-diamine Chemical compound CN(C)CCCCCCN(C)C TXXWBTOATXBWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KBJFYLLAMSZSOG-UHFFFAOYSA-N n-(3-trimethoxysilylpropyl)aniline Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNC1=CC=CC=C1 KBJFYLLAMSZSOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 125000000864 peroxy group Chemical group O(O*)* 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- YXJYBPXSEKMEEJ-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;sulfuric acid Chemical compound OP(O)(O)=O.OS(O)(=O)=O YXJYBPXSEKMEEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920005906 polyester polyol Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 description 1
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000002335 surface treatment layer Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- RUELTTOHQODFPA-UHFFFAOYSA-N toluene 2,6-diisocyanate Chemical compound CC1=C(N=C=O)C=CC=C1N=C=O RUELTTOHQODFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FRGPKMWIYVTFIQ-UHFFFAOYSA-N triethoxy(3-isocyanatopropyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN=C=O FRGPKMWIYVTFIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JXUKBNICSRJFAP-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOCC1CO1 JXUKBNICSRJFAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)ethyl]silane Chemical compound C1C(CC[Si](OC)(OC)OC)CCC2OC21 DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005314 unsaturated fatty acid group Chemical group 0.000 description 1
- 229920006305 unsaturated polyester Polymers 0.000 description 1
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 description 1
- 150000003755 zirconium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B zirconium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Zr+4].[Zr+4].[Zr+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
本発明は、例えば自動車の衝突エネルギー吸収に用いられるクラッシュボックス及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE
なお本明細書及び特許請求の範囲では、文中に特に明示した場合を除き、「アルミニウム」の語は純アルミニウムとアルミニウム合金との双方を含む意味で用いられる。 In this specification and claims, the term "aluminum" is used to mean both pure aluminum and aluminum alloys, unless otherwise specified.
一般に、自動車におけるバンパーレインフォースメント(例:フロントバンパーレインフォースメント、リアバンパーレインフォースメント)とサイドメンバー(例:フロントサイドメンバー、リアサイドメンバー)との間には、自動車の衝突時の衝突エネルギーを吸収するためにクラッシュボックスが設けられている。このクラッシュボックスとしては、近年の低燃費化のニーズに基づき、軽量な金属であるアルミニウム製のものが広く用いられている。 In general, between bumper reinforcements (e.g. front bumper reinforcement, rear bumper reinforcement) and side members (e.g. front side members, rear side members) in automobiles, collision energy is absorbed during automobile collisions. A crash box is provided to do this. As such crash boxes, those made of aluminum, which is a lightweight metal, are widely used based on the recent need for lower fuel consumption.
例えば、特開2019-59304号公報(特許文献1)は、アルミニウム押出形材からなる本体部に、バンパーレインフォースメントに対向状に取り付けられる対向壁が隅肉溶接、スポット溶接等の溶接によりに接合されてなるクラッシュボックスを開示している。 For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2019-59304 (Patent Document 1) discloses that a main body portion made of an extruded aluminum profile is attached to a bumper reinforcement in a facing manner so that a facing wall is welded by fillet welding, spot welding, or the like. A cemented crash box is disclosed.
上記特許文献1のクラッシュボックスは、軽量であるが、本体部と対向壁を溶接により接合するので両者の接合作業に手間がかかるという難点があった。
Although the crash box disclosed in
さらに近時、自動車の更なる低燃費化が求められており、そのため、クラッシュボックスの更なる軽量化が求められている。 Furthermore, in recent years, there has been a demand for further reduction in fuel consumption of automobiles, and therefore there is a demand for further weight reduction of crash boxes.
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、容易に製造することができ且つ軽量なクラッシュボックスを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lightweight crash box that can be easily manufactured.
本発明は以下の手段を提供する。 The present invention provides the following means.
1) アルミニウム基材の少なくとも一部の表面に1層又は複数層の樹脂コーティング層が積層されたアルミニウム部材と、前記アルミニウム部材の前記アルミニウム基材の前記樹脂コーティング層側の面に接合された樹脂部材とを具備し、
前記樹脂コーティング層は、前記アルミニウム基材の表面処理された面に積層され、
前記樹脂コーティング層の少なくとも1層が、現場重合型フェノキシ樹脂を含む樹脂組成物から形成されているクラッシュボックス。
1) An aluminum member in which one or more resin coating layers are laminated on at least a part of the surface of an aluminum base material, and a resin bonded to the surface of the aluminum member on the resin coating layer side of the aluminum base material. and
The resin coating layer is laminated on the surface-treated surface of the aluminum base,
The crash box, wherein at least one of the resin coating layers is formed from a resin composition containing an in-situ polymerizable phenoxy resin.
2) 前記樹脂コーティング層が複数層であり、その少なくとも1層が、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物から形成されており、
前記熱硬化性樹脂が、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種である前項1記載のクラッシュボックス。
2) the resin coating layer has a plurality of layers, at least one layer of which is formed from a resin composition containing a thermosetting resin;
2. The crash box according to the preceding
3) 前記アルミニウム基材の表面処理された面と前記樹脂コーティング層との間に官能基付着層を有し、
前記官能基付着層が、シランカップリング剤、イソシアネート化合物及びチオール化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種から導入された官能基を有する前項1又は2記載のクラッシュボックス。
3) having a functional group adhesion layer between the surface-treated surface of the aluminum substrate and the resin coating layer;
3. The crash box according to 1 or 2 above, wherein the functional group-adhering layer has a functional group introduced from at least one selected from the group consisting of silane coupling agents, isocyanate compounds and thiol compounds.
4) 前記表面処理が、ブラスト処理、研磨処理、エッチング処理及び化成処理からなる群より選ばれる少なくとも1種である前項1~3のいずれかに記載のクラッシュボックス。
4) The crash box according to any one of the preceding
5) 前記コーティング層がプライマー層である前項1~4のいずれかに記載のクラッシュボックス。 5) The crash box according to any one of 1 to 4 above, wherein the coating layer is a primer layer.
6) 前後方向に延びた貫通孔を有するクラッシュボックス本体と、取付け対象物への取付け用のフランジ部材とを具備し、
前記クラッシュボックス本体が前記アルミニウム部材であり、
前記フランジ部材が前記樹脂部材であり、
前記クラッシュボックス本体の前記貫通孔の内周面が前記樹脂コーティング層側の面とされており、
前記フランジ部材の少なくとも一部が、前記クラッシュボックス本体の前記貫通孔の前記内周面に接合されている前項1~5のいずれに記載のクラッシュボックス。
6) comprising a crash box body having a through hole extending in the longitudinal direction and a flange member for attachment to an object to be attached;
The crash box body is the aluminum member,
The flange member is the resin member,
an inner peripheral surface of the through hole of the crash box main body is a surface on the resin coating layer side,
6. The crash box according to any one of
7) 前記フランジ部材は、前記クラッシュボックス本体の前後両側にそれぞれ配置された前後両フランジ部と、前記クラッシュボックス本体の貫通孔に挿通されるとともに前記前後両フランジ部を連結した挿通部とを備え、
前記フランジ部材の前記挿通部が、前記クラッシュボックス本体の前記貫通孔に挿通された状態で前記クラッシュボックス本体の前記貫通孔の前記内周面に接合されている前項6記載のクラッシュボックス。
7) The flange member includes front and rear flange portions arranged on both front and rear sides of the crash box main body, and an insertion portion inserted through a through hole of the crash box main body and connecting the front and rear flange portions. ,
7. The crash box according to the preceding item 6, wherein the insertion portion of the flange member is joined to the inner peripheral surface of the through hole of the crash box body while being inserted into the through hole of the crash box body.
8) 前記アルミニウム基材は、A6000系合金のアルミニウム押出形材からなり、且つ、引張強度が250MPa以上及びヤング率が65GPa以上の特性を有している前項1~7のいずれかに記載のクラッシュボックス。
8) The crush according to any one of the preceding
9) 前項1~8のいずれかに記載のクラッシュボックスの製造方法であって、
射出成形法、トランスファ成形法、プレス成形法、フィラメントワインディング成形法又はハンドレイアップ成形法により樹脂部材を成形する際に、アルミニウム部材のアルミニウム基材の樹脂コーティング層側の面に樹脂部材を接合するクラッシュボックスの製造方法。
9) A method for manufacturing a crash box according to any one of 1 to 8 above,
When molding a resin member by injection molding, transfer molding, press molding, filament winding molding, or hand lay-up molding, the resin member is joined to the resin coating layer side of the aluminum substrate of the aluminum member. How to make a crash box.
本発明は以下の効果を奏する。 The present invention has the following effects.
前項1では、クラッシュボックスは、アルミニウム部材と樹脂部材を備えているので、クラッシュボックス全体がアルミニウム製のものに比べて軽量である。 In 1 above, since the crash box includes the aluminum member and the resin member, it is lighter than the crash box made entirely of aluminum.
さらに、クラッシュボックスを製造する際にアルミニウム部材と樹脂部材を溶接により接合する必要がないので、クラッシュボックスを容易に製造することができる。 Furthermore, since it is not necessary to join the aluminum member and the resin member by welding when manufacturing the crash box, the crash box can be manufactured easily.
さらに、樹脂部材が、アルミニウム部材のアルミニウム基材の樹脂コーティング層側の面に接合されるとともに、樹脂コーティング層がアルミニウム基材の表面処理された面に積層されており、しかも、樹脂コーティング層の少なくとも1層が、現場重合型フェノキシ樹脂を含む樹脂組成物から形成されているので、アルミニウム部材と樹脂部材との接合強度が高い。 Furthermore, the resin member is bonded to the resin coating layer side surface of the aluminum base material of the aluminum member, and the resin coating layer is laminated on the surface-treated surface of the aluminum base material, and the resin coating layer is Since at least one layer is formed from the resin composition containing the in-situ polymerization type phenoxy resin, the bonding strength between the aluminum member and the resin member is high.
前項2~5では、アルミニウム部材と樹脂部材との接合強度を確実に高めることができる。
In the
前項6は次のような効果を奏する。すなわち、一般的に、取付け対象物が鋼等の金属製であり且つクラッシュボックスのフランジ部材が取付け対象物の金属材料とは異なる金属製である場合、取付け対象物とフランジ部材との間に生じる異種金属接触腐食を防止するため、フランジ部材に防食処理を施す必要がある。これに対し、前項6のクラッシュボックスは、フランジ部材が樹脂部材であるから、フランジ部材に防食処理を施す必要がない。 The preceding item 6 has the following effects. That is, in general, when the object to be installed is made of metal such as steel and the flange member of the crash box is made of a metal different from the metal material of the object to be installed, the friction occurs between the object to be installed and the flange member. In order to prevent galvanic corrosion of dissimilar metals, it is necessary to apply an anti-corrosion treatment to the flange member. On the other hand, in the crush box of the preceding item 6, since the flange member is a resin member, it is not necessary to apply anti-corrosion treatment to the flange member.
前項7では、フランジ部材の挿通部が、クラッシュボックス本体の貫通孔に挿通された状態でクラッシュボックス本体の貫通孔の内周面に接合されているので、クラッシュボックス本体とフランジ部材との接合面積が大きく、そのため両者を確実に強固に接合することができる。 In 7 above, since the insertion portion of the flange member is inserted into the through hole of the crash box body and joined to the inner peripheral surface of the through hole of the crash box body, the joint area between the crash box body and the flange member is large, so that both can be reliably and firmly joined.
さらに、フランジ部材の前後両フランジ部がクラッシュボックス本体の前後両側に配置されているので、クラッシュボックス本体の貫通孔からのフランジ部材の脱落を抑制することができる。 Furthermore, since both the front and rear flange portions of the flange member are arranged on both the front and rear sides of the crash box body, it is possible to prevent the flange member from falling out of the through hole of the crash box body.
前項8では、アルミニウム基材が高い引張強度及び高いヤング率を有するので、クラッシュボックスの薄肉化を図ることができ、そのため、クラッシュボックスの軽量化に寄与する。
In the
前項9では、クラッシュボックスの製造工程数を削減できる。 In the above item 9, the number of manufacturing steps of the crash box can be reduced.
次に、本発明の幾つかの実施形態について図面を参照して以下に説明する。 Several embodiments of the invention will now be described below with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明の一実施形態に係るクラッシュボックス10は、自動車の車体のクラッシュゾーン20に配設されるものであり、自動車の衝突時の衝突エネルギーをクラッシュボックス10が変形することにより吸収して車体の損傷を低減するものである。具体的には、クラッシュボックス10は、例えば、自動車の前部に配置されているフロントバンパーレインフォースメント21と自動車の車体を構成するフロントサイドメンバー22との間に設けられるものであり、即ちクラッシュボックス10は詳述するとフロントクラッシュボックスである。
As shown in FIG. 1, a
本実施形態では、フロントバンパーレインフォースメント21とフロントサイドメンバー22が、それぞれ、クラッシュボックス10が取り付けられる取付け対象物25に対応している。
In this embodiment, the
図2~4に示すように、クラッシュボックス10は、アルミニウム部材1と樹脂部材8を具備する。
As shown in FIGS. 2-4, the
クラッシュボックス10において、アルミニウム部材1はクラッシュボックス10の本体11を構成するものであり、樹脂部材8はクラッシュボックス10(クラッシュボックス本体11)を取付け対象物25に取り付けるためのフランジ部材15を構成するものである。したがって、クラッシュボックス本体11がアルミニウム部材1から構成されており、フランジ部材15が樹脂部材8から構成されている。
In the
クラッシュボックス本体11(アルミニウム部材1)は、アルミニウム材料の中空押出形材からなるものであり、前後方向に延びた貫通孔12を有している。具体的には、クラッシュボックス本体11は横断面略「口」字形の角パイプ状であり、クラッシュボックス本体11の貫通孔12の横断面形状は略四角形状である。
The crash box main body 11 (aluminum member 1) is made of a hollow extruded aluminum material and has a through
フランジ部材15(樹脂部材8)は、クラッシュボックス本体11の前側においてクラッシュボックス本体11の外側方にその全周に亘って突出した状態に配置された前フランジ部16と、クラッシュボックス本体11の後側においてクラッシュボックス本体11の外側方にその全周に亘って突出した状態に配置された後フランジ部16と、クラッシュボックス本体11の貫通孔12に挿通されるとともに前後両フランジ部16、16を連結した挿通部17とを一体に備えている。
The flange member 15 (resin member 8) includes a
フランジ部材15の挿通部17は前後方向に延びた貫通孔を有している。さらに、挿通部17はクラッシュボックス本体11の貫通孔12の横断面形状に対応した横断面形状を有しており、具体的には横断面略「口」字形の角パイプ状である。そして、挿通部17はクラッシュボックス本体11の貫通孔12に挿通された状態で貫通孔12の内周面13にその全体に亘って接合(接着)されている。
The
フランジ部材15の前フランジ部16は、挿通部17の前端に挿通部17に対してクラッシュボックス本体11の外側方に突出した状態に一体に形成されている。後フランジ部16は、挿通部17の後端に挿通部17に対してクラッシュボックス本体11の外側方に突出した状態に一体に形成されている。
A
図2に示すように、フランジ部材15の前後各フランジ部16には、締結部材(例:ねじ)19が挿通される複数の挿通孔16aが設けられている。そして、図1に示すように、各挿通孔16aに挿通された締結部材19によってフランジ部16と取付け対象物25とが締結され、これによりクラッシュボックス10が取付け対象物25に固定状態に取り付けられる。
As shown in FIG. 2, each of the front and
クラッシュボックス本体11の寸法は限定されるものではなく、例えば、クラッシュボックス本体11の横断面の一辺長さが約85mmであり、クラッシュボックス本体11の肉厚が約5mmであり、その長さが約250mmである。クラッシュボックス本体11の前後両端面はそれぞれ、面削加工、バリ取り加工等の所定の加工が施されている。
The dimensions of the crash box
なお本発明では、クラッシュボックス本体11の横断面形状は略「口」字形であることに限定されるものではなく、自動車の車体の設計値に応じて設定されることが好ましく、その他に例えば、クラッシュボックス本体の断面剛性を高めるためのリブがクラッシュボックス本体の内側に配設された形状であってもよく、具体的には略「日」字形、略「田」字形等であってもよい。
In the present invention, the cross-sectional shape of the crash box
ここで、一般的に、取付け対象物25の一つであるバンパーレインフォースメント21は高強度のアルミニウム(例:7000系アルミニウム合金)、鋼等の金属製であり、また取付け対象物25のもう一つであるサイドメンバー22も車体の剛性を高める必要から高強度のアルミニウム(例:7000系アルミニウム合金)、鋼等の金属製である。もしクラッシュボックス10のフランジ部材15が樹脂製ではなく取付け対象物25の金属材料とは異なる金属(例:6000系アルミニウム合金)製である場合、フランジ部材(詳述するとフランジ部材のフランジ部)を取付け対象物25に直接接触させて取り付けると、両者の間に、両者間の金属の電位差に起因する電蝕と呼ばれる異種金属接触腐食が生じ、この腐食が進行するとクラッシュボックスが取付け対象物25から脱落し易くなる。そこで、この腐食を防止するため、フランジ部材(フランジ部)に防食処理を施す必要がある。
Here, generally, the
これに対し、本実施形態のクラッシュボックス10は、フランジ部材15が樹脂部材8から構成されており即ち樹脂製なので、フランジ部材15に防食処理を施す必要がないという利点がある。
On the other hand, in the
次に、クラッシュボックス10の各部材の構成及びその製造方法について詳細に説明する。なお以下では、クラッシュボックス本体11を「アルミニウム部材1」とも記載し、フランジ部材15を「樹脂部材8」とも記載する。
Next, the configuration of each member of the
[アルミニウム部材1]
アルミニウム部材1は、図6に示すように、アルミニウム基材2と、アルミニウム基材2の表面上に積層された1層又は複数層の樹脂コーティング層4とを有している。
[Aluminum member 1]
As shown in FIG. 6, the
樹脂コーティング層4は、詳述するとアルミニウム基材2の表面処理された面上に積層されており、樹脂コーティング層4の少なくとも1層は、現場重合型フェノキシ樹脂を含む樹脂組成物から形成されている。
Specifically, the
アルミニウム基材2の表面処理された面は、図3及び4に示すように、アルミニウム部材1(アルミニウム基材2)の表面における少なくとも樹脂部材8との接合予定面であり、即ち、アルミニウム部材1(基材2)の表面における少なくとも樹脂部材8との接触部であり、具体的には、クラッシュボックス本体11の貫通孔12の内周面13とクラッシュボックス本体11の前後両端面である。なお本発明では、アルミニウム基材2の表面処理された面は、その他に例えばアルミニウム基材2の表面全体であってもよい。
The surface-treated surface of the
アルミニウム部材1は、アルミニウム基材2上にこのような樹脂コーティング層4が積層されていることにより、アルミニウム基材2に、樹脂部材8に対する優れた接合性(接着性)が付与される。したがって、樹脂コーティング層4はアルミニウム基材2のプライマー層5である。
In the
ここで、プライマー層5とは、アルミニウム部材1と樹脂部材8が接合される際に、アルミニウム基材2と樹脂部材8との間に介在し、アルミニウム基材2の樹脂部材8に対する接合性(接着性)を向上させる層であることを意味する。
Here, the
アルミニウム部材1について更に詳述する。
The
図6に示すように、アルミニウム部材1は、アルミニウム基材2の表面に形成された表面処理部2aの表面に官能基付着層3が設けられ、さらに、官能基付着層3の表面に樹脂コーティング層4が形成された構造を備えている。したがって、官能基付着層3はアルミニウム基材2の表面処理部2aと樹脂コーティング層4との間に形成されている。
As shown in FIG. 6, the
なお本発明では、アルミニウム基材2の表面処理部2aと樹脂コーティング層4との間には必ずしも官能基付着層3が形成されていなくてもよい。すなわち、樹脂コーティング層4はアルミニウム基材2の表面処理部2aの表面に直接積層されていてもよい。
In the present invention, the functional
<アルミニウム基材2>
アルミニウム基材2のアルミニウム材料の種類は限定されるものではなく、例えばアルミニウム含有量が50質量%以上のものであり、具体的には、アルミニウム材料は、A6000系合金(例:A6061、A6082、A6110)、A5000系合金、A1000系合金、A3000系合金などであることが好ましく、更に、アルミニウム材料は、変形のエネルギー吸収率の高い高延性のアルミニウム合金であるA6N01合金であることがより好ましい。
<
The type of aluminum material of the
特に、アルミニウム基材2は、A6000系合金のアルミニウム押出形材からなるものであり、且つ、引張強度が250MPa以上及びヤング率が65GPa以上の特性を有していることが好ましい。この場合、アルミニウム基材が高い引張強度(高強度)及び高いヤング率(高剛性)を有しているので、クラッシュボックス本体11の薄肉化を図ることができ、そのため、クラッシュボックス10の軽量化に寄与する。引張強度の上限は限定されるものではなく例えば400MPaである。ヤング率の上限は限定されるものではなく例えば75GPaである。ただし仕様によっては、アルミニウム基材2はアルミニウムのダイカスト材、鋳造材、鍛造材等であってもよい。
In particular, it is preferable that the
アルミニウム基材2がアルミニウム押出形材からなる場合、アルミニウム基材2は次の方法で製造されることが好ましい。
When the
アルミニウム基材2の好ましい製造方法では、所定の特性を有するアルミニウム材料の溶湯を連続鋳造装置に供給することにより鋳造棒を連続鋳造する工程と、鋳造棒を均質化処理する工程と、鋳造棒を所定の長さに切断することにより押出加工素材としてのビレットを得る工程と、ビレットを外径面削する工程と、ビレットを熱間押出加工することにより所定の横断面形状の押出形材を形成する工程とをこの記載の順に行う。次いで、押出形材を所定の長さに切断し、切断した両端面に、面削加工、バリ取り加工等の所定の加工を施すことにより、押出形材からなるアルミニウム基材2が得られる。
A preferred method for manufacturing the
<表面処理(部)>
アルミニウム基材2の表面における少なくとも樹脂部材8との接合予定面には表面処理部2aが形成されている。なお、表面処理部2aはアルミニウム基材2の一部とみなす。
<Surface treatment (part)>
A surface-treated portion 2 a is formed at least on the surface of the
表面処理としては、溶剤等による洗浄・脱脂処理、ブラスト処理、研磨処理、エッチング処理、化成処理(例:ベーマイト処理、ジルコニウム処理)等が挙げられ、アルミニウム基材2の表面に水酸基を生じさせる表面処理であることが好ましい。これらの処理は、1種のみであってもよく、2種以上を施してもよい。これらの表面処理の具体的な方法としては、公知の方法を用いることができる。 Examples of the surface treatment include cleaning/degreasing treatment with a solvent or the like, blasting treatment, polishing treatment, etching treatment, chemical conversion treatment (eg, boehmite treatment, zirconium treatment), and the like. Treatment is preferred. Only one type of these treatments may be used, or two or more types may be applied. As specific methods for these surface treatments, known methods can be used.
表面処理は、アルミニウム基材2の表面の清浄化、また、アンカー効果を目的として微細な凹凸を形成することによってアルミニウム基材2の表面を粗面化するものでもある。したがって、表面処理は、アルミニウム基材2の表面と、樹脂コーティング層4との接合性(接着性)を向上させることができ、また、樹脂部材8との接合性の向上にも寄与し得る。
The surface treatment is to clean the surface of the
したがって、アルミニウム部材1を製造する際、樹脂コーティング層4を形成する前に、アルミニウム基材2の表面処理が施される。表面処理としては、特に、ブラスト処理、研磨処理、エッチング処理及び化成処理からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。
Therefore, when manufacturing the
〔洗浄・脱脂処理〕
溶剤等による洗浄又は脱脂処理としては、例えば、アルミニウム基材2の表面を、アセトン、トルエン等の有機溶剤で洗浄したり拭いたりすることにより脱脂する等の方法が挙げられる。洗浄又は脱脂処理は、その他の表面処理の前に行われることが好ましい。
[Cleaning and degreasing]
Examples of the cleaning or degreasing treatment with a solvent or the like include a method of degreasing the surface of the
〔ブラスト処理〕
ブラスト処理としては、例えば、ショットブラストやサンドブラスト等が挙げられる。
[Blasting]
Examples of blasting include shot blasting and sandblasting.
〔研磨処理〕
研磨処理としては、例えば、研磨布を用いたバフ研磨や、研磨紙(サンドペーパー)を用いたロール研磨、電解研磨等が挙げられる。
[Polishing]
Examples of the polishing treatment include buffing using an abrasive cloth, roll polishing using abrasive paper (sandpaper), electropolishing, and the like.
〔エッチング処理〕
エッチング処理としては、例えば、アルカリ法、リン酸-硫酸法、フッ化物法、クロム酸-硫酸法、塩鉄法等の化学的エッチング処理、また、電解エッチング法等の電気化学的エッチング処理等が挙げられる。
[Etching process]
Examples of the etching treatment include chemical etching treatments such as an alkali method, a phosphoric acid-sulfuric acid method, a fluoride method, a chromic acid-sulfuric acid method, and an iron salt method, and electrochemical etching treatments such as an electrolytic etching method. mentioned.
特に、エッチング処理は、水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム水溶液を用いたアルカリ法が好ましく、更に、水酸化ナトリウム水溶液を用いた苛性ソーダ法が好ましい。 In particular, the etching treatment is preferably an alkali method using an aqueous sodium hydroxide solution or an aqueous potassium hydroxide solution, and more preferably a caustic soda method using an aqueous sodium hydroxide solution.
アルカリ法としては、例えば、アルミニウム基材2を、濃度3~20質量%の水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムの水溶液(エッチング液)中に20~70℃で1~15分間浸漬させることにより行うことができる。添加剤として、キレート剤、酸化剤、リン酸塩等をエッチング液中に添加してもよい。また、浸漬後、5~20質量%の硝酸水溶液等で中和(脱スマット)し、水洗、乾燥を行うことが好ましい。
As the alkaline method, for example, the
〔化成処理〕
化成処理とは、主としてアルミニウム基材2の表面に、表面処理部2aとして化成皮膜を形成するものである。
[Chemical treatment]
The chemical conversion treatment is to form a chemical conversion coating mainly on the surface of the
化成処理としては、ベーマイト処理、ジルコニウム処理等が挙げられ、特にベーマイト処理が好ましい。 Examples of the chemical conversion treatment include boehmite treatment and zirconium treatment, with boehmite treatment being particularly preferred.
ベーマイト処理では、アルミニウム基材2を熱水処理することにより、アルミニウム基材2の表面にベーマイト皮膜が形成される。反応促進剤として、アンモニアやトリエタノールアミン等を水に添加してもよい。特に、アルミニウム基材2を、濃度0.1~5.0質量%でトリエタノールアミンを含む90~100℃の熱水中に3秒~5分間浸漬して行うことが好ましい。
In the boehmite treatment, a boehmite film is formed on the surface of the
ジルコニウム処理では、アルミニウム基材2を、例えば、リン酸ジルコニウム等のジルコニウム塩含有液に浸漬することにより、アルミニウム基材2の表面にジルコニウム化合物の皮膜が形成される。特に、アルミニウム基材2を、ジルコニウム処理用の化成剤(例えば、日本パーカライジング株式会社製「パルコート3762」、同「パルコート3796」等)の45~70℃の液中に0.5~3分間浸漬して行うことが好ましい。ジルコニウム処理は、苛性ソーダ法によるエッチング処理後に行うことが好ましい。
In the zirconium treatment, a film of a zirconium compound is formed on the surface of the
<官能基付着層3>
官能基付着層3は、アルミニウム基材2の表面処理された面と樹脂コーティング層4との間に両者に接して積層されている。官能基付着層3は、シランカップリング剤、イソシアネート化合物及びチオール化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種から導入された官能基を有する層である。
<Functional
The functional
アルミニウム基材2の表面処理された面と樹脂コーティング層4との間に上述の官能基を有する層が形成されていることにより、官能基が反応して形成する化学結合により、アルミニウム基材2の表面と、樹脂コーティング層4との接合性を向上させる効果が得られ、また、樹脂部材8との接合性の向上にも寄与しうる。
Since the layer having the functional group is formed between the surface-treated surface of the
したがって、アルミニウム部材1を製造する際、樹脂コーティング層4を形成する前に、アルミニウム基材2の表面処理された面を、シランカップリング剤、イソシアネート化合物及びチオール化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種で処理することにより、アルミニウム基材2の表面処理された面に官能基付着層3を形成することが好ましい。
Therefore, when manufacturing the
アルミニウム基材2は、表面処理部2aが形成されていることにより、表面処理部2aの微細な凹凸によるアンカー効果と、官能基付着層3の官能基が反応して形成する化学結合との相乗効果によって、アルミニウム基材2の表面と、樹脂コーティング層4との接合性、及び、樹脂部材8との接合性を向上させることができる。
Since the surface-treated portion 2a is formed on the
シランカップリング剤、イソシアネート化合物又はチオール化合物により、官能基付着層3を形成する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、スプレー塗布法、浸漬法等が挙げられる。具体的には、アルミニウム基材2を、濃度5~50質量%のシランカップリング剤等の常温~100℃の溶液中に1分~5日間浸漬した後、常温~100℃で1分~5時間乾燥させる等の方法により行うことができる。
A method for forming the functional group-adhering
〔シランカップリング剤〕
シランカップリング剤としては、例えば、ガラス繊維の表面処理等に用いられる公知のものを使用することができる。シランカップリング剤を加水分解させて生成したシラノール基、又はこれがオリゴマー化したシラノール基が、アルミニウム基材2の表面処理された面に存在する水酸基と反応して結合することにより、樹脂コーティング層4や樹脂部材8と化学結合可能な該シランカップリング剤の構造に基づく官能基を、アルミニウム基材2に対して付与する(導入する)ことができる。
〔Silane coupling agent〕
As the silane coupling agent, for example, a known agent used for surface treatment of glass fibers can be used. A silanol group produced by hydrolyzing a silane coupling agent or an oligomerized silanol group reacts with a hydroxyl group present on the surface-treated surface of the
シランカップリング剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(ビニルベンジル)-2-アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、3-ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、ジチオールトリアジンプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらは、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 Examples of the silane coupling agent include, but are not limited to, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyl. dimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltri Methoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N -2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3 -triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-(vinylbenzyl)-2-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, tris -(trimethoxysilylpropyl)isocyanurate, 3-ureidopropyltrialkoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, dithioltriazinepropyltriethoxysilane and the like. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
〔イソシアネート化合物〕
イソシアネート化合物によれば、該イソシアネート化合物中のイソシアナト基が、アルミニウム基材2の表面処理された面に存在する水酸基と反応して結合することにより、樹脂コーティング層4や樹脂部材8と化学結合可能な該イソシアネート化合物の構造に基づく官能基を、アルミニウム基材2に対して付与する(導入する)ことができる。
[Isocyanate compound]
According to the isocyanate compound, the isocyanate group in the isocyanate compound reacts with and bonds with the hydroxyl groups present on the surface-treated surface of the
イソシアネート化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、多官能イソシアネートであるジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)等の他、ラジカル反応性基を有するイソシアネート化合物である2-イソシアネートエチルメタクリレート(例えば、昭和電工株式会社製「カレンズMOI(登録商標)」)、2-イソシアネートエチルアクリレート(例えば、昭和電工株式会社製「カレンズAOI(登録商標)」、同「AOI-VM(登録商標)」)、1,1-(ビスアクリロイルオキシエチル)エチルイソシアネート(例えば、昭和電工株式会社製「カレンズBEI(登録商標)」)等が挙げられる。 The isocyanate compound is not particularly limited. 2-isocyanatoethyl methacrylate (e.g., Showa Denko KK "Karenzu MOI (registered trademark)"), which is an isocyanate compound having a radical reactive group, 2-isocyanatoethyl acrylate (e.g., Showa Denko KK "Karenzu AOI ( registered trademark)”, the same “AOI-VM (registered trademark)”), 1,1-(bisacryloyloxyethyl) ethyl isocyanate (for example, “Karenzu BEI (registered trademark)” manufactured by Showa Denko K.K.) and the like. .
〔チオール化合物〕
チオール化合物によれば、該チオール化合物中のメルカプト基(チオール基)が、アルミニウム基材2の表面処理された面に存在する水酸基と反応して結合することにより、樹脂コーティング層4や樹脂部材8と化学結合可能な該チオール化合物の構造に基づく官能基を、アルミニウム基材2に対して付与する(導入する)ことができる。
[thiol compound]
According to the thiol compound, the mercapto group (thiol group) in the thiol compound reacts with and bonds with the hydroxyl group present on the surface-treated surface of the
チオール化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)(例えば、三菱化学株式会社製「QX40」、東レ・ファインケミカル株式会社製「QE-340M」)、エーテル系一級チオール(例えば、コグニス(Cognis)社製「カップキュア3-800」)、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン(例えば、昭和電工株式会社製「カレンズMT(登録商標) BD1」)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)(例えば、昭和電工株式会社製「カレンズMT(登録商標) PE1」)、1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキシエチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン(例えば、昭和電工株式会社製「カレンズMT(登録商標) NR1」)等が挙げられる。 The thiol compound is not particularly limited, but for example, pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate) (eg, "QX40" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, "QE-340M" manufactured by Toray Fine Chemicals Co., Ltd.) ), ether-based primary thiol (e.g., Cognis "Cup Cure 3-800"), 1,4-bis (3-mercaptobutyryloxy) butane (e.g., Showa Denko K.K. "Karenzu MT ( registered trademark) BD1”), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate) (for example, Showa Denko Co., Ltd. “Kalenz MT (registered trademark) PE1”), 1,3,5-tris(3-mercaptobutyloxyethyl )-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione (eg, “Karenzu MT (registered trademark) NR1” manufactured by Showa Denko KK) and the like.
<樹脂コーティング層4>
樹脂コーティング層4は、アルミニウム基材2の表面処理された面、すなわち、アルミニウム基材2の表面処理部2aの表面に積層される。あるいはまた、上述したように官能基付着層3の表面に積層されていてもよい。
<
The
また、樹脂コーティング層4は、1層で構成されていてもよく、2層以上の複数層から構成されていてもよい。
Moreover, the
樹脂コーティング層4は、アルミニウム基材2の表面処理された面上に、優れた接合性(接着性)で形成されるし、アルミニウム基材2の表面を保護し、アルミニウム基材2の表面の汚れの付着や酸化等の変質を抑制することができる。
The
また、樹脂コーティング層4によって、アルミニウム基材2の表面に、樹脂部材8との優れた接合性が付与され得る。さらに、上述のようにアルミニウム基材2の表面が保護された状態で、数ヶ月間の長期にわたって、優れた接合性が得られる状態を維持し得るアルミニウム部材1を得ることもできる。
Moreover, the
このように、アルミニウム部材1では、樹脂コーティング層4によって、アルミニウム基材2に樹脂部材8に対する優れた接合性が付与され得ることから、樹脂コーティング層4は上述したようにアルミニウム基材2のプライマー層5である。
As described above, in the
(現場重合型フェノキシ樹脂)
樹脂コーティング層4の少なくとも1層は、現場重合型フェノキシ樹脂を含む樹脂組成物から形成されてなる層(以下、現場重合型フェノキシ樹脂層とも言う。)である。
(On-site polymerization type phenoxy resin)
At least one layer of the
現場重合型フェノキシ樹脂とは、熱可塑エポキシ樹脂や、現場硬化型フェノキシ樹脂、現場硬化型エポキシ樹脂等とも呼ばれる樹脂であり、2官能エポキシ樹脂と2官能フェノール化合物とが触媒存在下で重付加反応することにより、熱可塑構造、すなわち、リニアポリマー構造を形成する。すなわち、架橋構造による3次元ネットワークを構成する熱硬化性樹脂とは異なり、熱可塑性を有する樹脂コーティング層4を形成することができる。
In-situ polymerizable phenoxy resins are resins that are also called thermoplastic epoxy resins, in-situ curable phenoxy resins, in-situ curable epoxy resins, etc. A bifunctional epoxy resin and a bifunctional phenol compound undergo a polyaddition reaction in the presence of a catalyst. to form a thermoplastic structure, ie a linear polymer structure. That is, unlike a thermosetting resin that forms a three-dimensional network with a crosslinked structure, it is possible to form a
現場重合型フェノキシ樹脂は、このような特徴を有していることにより、現場重合によって、アルミニウム基材2との接合性に優れた樹脂コーティング層4を形成することができ、かつ、該樹脂コーティング層4を樹脂部材8との接合性に優れたものとすることができる。
Since the in-situ polymerization type phenoxy resin has such characteristics, it is possible to form the
したがって、アルミニウム部材1を製造する際、アルミニウム基材2の表面処理された面上で、現場重合型フェノキシ樹脂を含む樹脂組成物を重付加反応させることにより、樹脂コーティング層4の少なくとも1層を形成することが好ましい。
Therefore, when manufacturing the
現場重合型フェノキシ樹脂を含む樹脂組成物の重付加反応は、官能基付着層3の表面で行うことが好ましく、また、樹脂コーティング層4の現場重合型フェノキシ樹脂層以外の層の表面で行うことも好ましい。このような態様で形成された現場重合型フェノキシ樹脂層を含む樹脂コーティング層は、アルミニウム基材2との接合性に優れ、かつ、樹脂部材8との接合性に優れたものである。
The polyaddition reaction of the resin composition containing the in-situ polymerizable phenoxy resin is preferably carried out on the surface of the functional group-attached
樹脂組成物により樹脂コーティング層4を形成するコーティング方法は、特に限定されるものではないが、例えば、スプレー塗布法、浸漬法等が挙げられる。
A coating method for forming the
なお、樹脂組成物は、現場重合型フェノキシ樹脂の重付加反応を十分に進行させ、所望の樹脂コーティング層4を形成させるため、溶剤や、必要応じて着色剤等の添加剤を含んでいてもよい。この場合、樹脂組成物の溶剤以外の含有成分中、現場重合型フェノキシ樹脂が主成分であることが好ましい。主成分とは、現場重合型フェノキシ樹脂の含有率が50~100質量%であることを意味する。この含有率は60質量%以上であることが好ましく、更に80質量%以上であることがより好ましい。
In order to allow the polyaddition reaction of the in-situ polymerizable phenoxy resin to proceed sufficiently and form the desired
現場重合型フェノキシ樹脂を得るための重付加反応性化合物として、2官能エポキシ樹脂と2官能フェノール性化合物との組み合わせが好ましい。 A combination of a bifunctional epoxy resin and a bifunctional phenolic compound is preferred as the polyaddition-reactive compound for obtaining the in-situ polymerizable phenoxy resin.
2官能エポキシ樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのうち、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。具体的には、三菱ケミカル株式会社製「jER(登録商標)828」、同「jER(登録商標)834」、同「jER(登録商標)1001」、同「jER(登録商標)1004」、同「jER(登録商標) YX-4000」等が挙げられる。 Bifunctional epoxy resins include bisphenol-type epoxy resins, biphenyl-type epoxy resins, and the like. Among these, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. Specifically, Mitsubishi Chemical Corporation "jER (registered trademark) 828", "jER (registered trademark) 834", "jER (registered trademark) 1001", "jER (registered trademark) 1004", "jER (registered trademark) YX-4000" and the like.
2官能フェノール化合物としては、ビスフェノール、ビフェノール等が挙げられる。これらのうち、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 Bifunctional phenol compounds include bisphenol, biphenol and the like. Among these, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
また、これらの組み合わせとしては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールA、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF、ビフェニル型エポキシ樹脂と4,4’-ビフェノール等が挙げられる。また、例えば、ナガセケムテックス株式会社製「WPE190」と「EX-991L」との組み合わせも挙げられる。 Combinations of these include bisphenol A type epoxy resin and bisphenol A, bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F, biphenyl type epoxy resin and 4,4'-biphenol, and the like. Also, for example, a combination of "WPE190" and "EX-991L" manufactured by Nagase ChemteX Corporation can be mentioned.
現場重合型フェノキシ樹脂の重付加反応のための触媒としては、例えば、トリエチルアミン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の3級アミン;トリフェニルホスフィン等のリン系化合物等が好適に用いられる。 Suitable catalysts for the polyaddition reaction of the in-situ polymerization type phenoxy resin include, for example, tertiary amines such as triethylamine and 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol; phosphorous compounds such as triphenylphosphine; used for
重付加反応は、反応化合物等の種類にもよるが、120~200℃で、5~90分間加熱して行うことが好ましい。具体的には、樹脂組成物をコーティングした後、適宜溶剤を揮発させ、その後、加熱して重付加反応を行うことにより、現場重合型フェノキシ樹脂層を形成することができる。 The polyaddition reaction is preferably carried out by heating at 120 to 200° C. for 5 to 90 minutes, depending on the type of reaction compound. Specifically, the in-situ polymerization type phenoxy resin layer can be formed by coating the resin composition, appropriately volatilizing the solvent, and then performing a polyaddition reaction by heating.
(熱硬化性樹脂)
樹脂コーティング層4が複数層からなる場合、そのうちの少なくとも1層は、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物から形成されてなる層(以下、熱硬化性樹脂層とも言う。)であることも好ましい。熱硬化性樹脂としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。
(Thermosetting resin)
When the
熱硬化性樹脂層の各層は、これらの樹脂のうちの1種単独で形成されていてもよく、2種以上が混合されて形成されていてもよい。あるいはまた、2層以上の各層が異なる種類の熱硬化性樹層であってもよい。 Each layer of the thermosetting resin layer may be formed of one of these resins alone, or may be formed of a mixture of two or more of these resins. Alternatively, two or more layers may be different types of thermosetting resin layers.
樹脂コーティング層4が、現場重合型フェノキシ樹脂層と、熱硬化性樹脂層との積層構成であることにより、熱硬化性樹脂に基づく強度や耐衝撃性等の種々の特性を備えた樹脂コーティング層でコーティングされたアルミニウム部材1を構成することができる。
The
なお、熱硬化性樹脂層、及び現場重合型フェノキシ樹脂層の積層順序は、特に限定されるものではないが、樹脂部材8との優れた接合性を得る観点から、現場重合型フェノキシ樹脂層が、樹脂コーティング層4の最表面となるように積層することが好ましい。
The order of lamination of the thermosetting resin layer and the on-site polymerization type phenoxy resin layer is not particularly limited, but from the viewpoint of obtaining excellent bondability with the
熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物により、樹脂コーティング層4のうちの少なくとも1層を形成するコーティング方法は、特に限定されるものではないが、例えば、スプレー塗布法、浸漬法等が挙げられる。
A coating method for forming at least one layer of the
なお、樹脂組成物は、熱硬化性樹脂の硬化反応を十分に進行させ、所望の樹脂コーティング層を形成させるため、溶剤や、必要応じて着色剤等の添加剤を含んでいてもよい。この場合、樹脂組成物の溶剤以外の含有成分中、熱硬化性樹脂が主成分であることが好ましい。主成分とは、熱硬化性樹脂の含有率が50~100質量%であることを意味する。この含有率は60質量%以上であることが好ましく、更に80質量%以上であることがより好ましい。 The resin composition may contain a solvent and, if necessary, an additive such as a coloring agent in order to allow the curing reaction of the thermosetting resin to proceed sufficiently to form a desired resin coating layer. In this case, it is preferable that the thermosetting resin is the main component among the components other than the solvent of the resin composition. A main component means that the content of the thermosetting resin is 50 to 100% by mass. This content is preferably 60% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more.
なお、本発明で言う熱硬化性樹脂は、広く、架橋硬化する樹脂を意味し、加熱硬化タイプに限られず、常温硬化タイプや光硬化タイプも包含するものとする。光硬化タイプは、可視光や紫外線の照射によって短時間での硬化も可能である。光硬化タイプを、加熱硬化タイプ及び/又は常温硬化タイプと併用してもよい。光硬化タイプとしては、例えば、昭和電工株式会社製「リポキシ(登録商標)LC-760」、同「リポキシ(登録商標)LC-720」等のビニルエステル樹脂が挙げられる。 In addition, the thermosetting resin referred to in the present invention broadly means a cross-linkable resin, and is not limited to the heat-curing type, and includes room-temperature curing type and light-curing type. The photo-curing type can be cured in a short time by irradiation with visible light or ultraviolet rays. The photo-curing type may be used in combination with the heat-curing type and/or the room temperature-curing type. Examples of the photo-curing type include vinyl ester resins such as “Lipoxy (registered trademark) LC-760” and “Lipoxy (registered trademark) LC-720” manufactured by Showa Denko K.K.
〔ウレタン樹脂〕
ウレタン樹脂は、通常、イソシアナト基と水酸基との反応によって得られる樹脂であり、ASTM D16において、「ビヒクル不揮発成分10wt%以上のポリイソシアネートを含む塗料」と定義されるものに該当するウレタン樹脂が好ましい。ウレタン樹脂は、一液型であっても、二液型であってもよい。
[Urethane resin]
A urethane resin is usually a resin obtained by a reaction between an isocyanato group and a hydroxyl group, and is preferably a urethane resin that corresponds to what is defined in ASTM D16 as "a coating material containing polyisocyanate with a non-volatile content of 10 wt% or more in a vehicle". . The urethane resin may be of a one-component type or a two-component type.
一液型ウレタン樹脂としては、油変性型(不飽和脂肪酸基の酸化重合により硬化するもの)、湿気硬化型(イソシアナト基と空気中の水との反応により硬化するもの)、ブロック型(ブロック剤が加熱により解離し再生したイソシアナト基と水酸基が反応して硬化するもの)、ラッカー型(溶剤が揮発して乾燥することにより硬化するもの)等が挙げられる。これらの中でも、取り扱い容易性等の観点から、湿気硬化型一液ウレタン樹脂が好適に用いられる。具体的には、昭和電工株式会社製「UM-50P」等が挙げられる。 One-liquid type urethane resins include oil-modified type (cured by oxidation polymerization of unsaturated fatty acid groups), moisture-cured type (cured by reaction of isocyanato group with water in the air), block type (blocking agent is dissociated and regenerated by heating and cures by reacting with hydroxyl groups), lacquer type (cures by evaporation of the solvent and drying), and the like. Among these, moisture-curable one-liquid urethane resins are preferably used from the viewpoint of ease of handling and the like. Specifically, "UM-50P" manufactured by Showa Denko K.K.
二液型ウレタン樹脂としては、触媒硬化型(イソシアナト基と空気中の水等とが触媒存在下で反応して硬化するもの)、ポリオール硬化型(イソシアナト基とポリオール化合物の水酸基との反応により硬化するもの)等が挙げられる。 Two-component urethane resins include catalyst-curing type (which cures by reacting isocyanato groups with water in the air in the presence of a catalyst), and polyol-curing type (which cures by reaction between isocyanato groups and hydroxyl groups of polyol compounds). what to do), etc.
ポリオール硬化型におけるポリオール化合物としては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、フェノール樹脂等が挙げられる。 Polyester polyols, polyether polyols, phenol resins, and the like are examples of polyol compounds in the polyol curing type.
また、ポリオール硬化型におけるイソシアナト基を有するイソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、テトラメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート;2,4-もしくは2,6-トリレンジイソシアネート(TDI)又はその混合物、p-フェニレンジシソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)やその多核体混合物であるポリメリックMDI等の芳香族イソシアネート;イソホロンジイソシアネート(IPDI)等の脂環族イソシアネート等が挙げられる。 Further, the isocyanate compound having an isocyanato group in the polyol curing type includes aliphatic isocyanates such as hexamethylene diisocyanate (HDI), tetramethylene diisocyanate, and dimer acid diisocyanate; 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI). or mixtures thereof, p-phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate (MDI) and aromatic isocyanates such as polymeric MDI which is a polynuclear mixture thereof; alicyclic isocyanates such as isophorone diisocyanate (IPDI), etc. .
ポリオール硬化型の二液型ウレタン樹脂におけるポリオール化合物とイソシアネート化合物の配合比は、水酸基/イソシアナト基のモル当量比が0.7~1.5の範囲であることが好ましい。 As for the compounding ratio of the polyol compound and the isocyanate compound in the polyol-curable two-component urethane resin, the hydroxyl group/isocyanate group molar equivalent ratio is preferably in the range of 0.7 to 1.5.
二液型ウレタン樹脂において使用されるウレタン化触媒としては、トリエチレンジアミン、テトラメチルグアニジン、N,N,N’,N’-テトラメチルヘキサン-1,6-ジアミン、ジメチルエーテルアミン、N,N,N’,N’’,N’’-ペンタメチルジプロピレン-トリアミン、N-メチルモルフォリン、ビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリエチルアミン等のアミン系触媒;ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンチオカルボキシレート、ジブチルチンジマレエート等の有機錫系触媒等が挙げられる。 Urethane catalysts used in two-component urethane resins include triethylenediamine, tetramethylguanidine, N,N,N',N'-tetramethylhexane-1,6-diamine, dimethyl etheramine, N,N,N ',N'',N''-Pentamethyldipropylene-triamine, N-methylmorpholine, bis(2-dimethylaminoethyl)ether, dimethylaminoethoxyethanol, triethylamine and other amine-based catalysts; dibutyltin diacetate, dibutyl Organic tin-based catalysts such as tin dilaurate, dibutyltinthiocarboxylate, dibutyltindimaleate, and the like are included.
ポリオール硬化型においては、一般に、ポリオール化合物100質量部に対して、ウレタン化触媒が0.01~10質量部配合されることが好ましい。 In the polyol curing type, it is generally preferable to blend 0.01 to 10 parts by mass of the urethanization catalyst with respect to 100 parts by mass of the polyol compound.
〔エポキシ樹脂〕
エポキシ樹脂は、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する樹脂である。
〔Epoxy resin〕
Epoxy resins are resins having at least two epoxy groups in one molecule.
エポキシ樹脂の硬化前のプレポリマーとしては、エーテル系ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリフェノール型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、エステル系の芳香族エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、エーテル・エステル系エポキシ樹脂等が挙げられ、これらの中でも、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が好適に用いられる。これらのうち、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Prepolymers of epoxy resins before curing include ether-based bisphenol-type epoxy resins, novolac-type epoxy resins, polyphenol-type epoxy resins, aliphatic-type epoxy resins, ester-type aromatic epoxy resins, cycloaliphatic epoxy resins, ether-type epoxy resins, Examples thereof include ester-based epoxy resins, and among these, bisphenol A-type epoxy resins are preferably used. Among these, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、具体的には、三菱ケミカル株式会社製「jER(登録商標)828」、同「jER(登録商標)1001」等が挙げられる。 Specific examples of the bisphenol A epoxy resin include "jER (registered trademark) 828" and "jER (registered trademark) 1001" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
ノボラック型エポキシ樹脂としては、具体的には、ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー製「D.E.N.(登録商標)438(登録商標)」等が挙げられる。 Specific examples of the novolak-type epoxy resin include "D.E.N. (registered trademark) 438 (registered trademark)" manufactured by The Dow Chemical Company.
エポキシ樹脂に使用される硬化剤としては、脂肪族アミン、芳香族アミン、酸無水物、フェノール樹脂、チオール類、イミダゾール類、カチオン触媒等の公知の硬化剤が挙げられる。硬化剤は、長鎖脂肪族アミン又は/及びチオール類との併用により、伸び率が大きく、耐衝撃性に優れるという効果が得られる。 Curing agents used for epoxy resins include known curing agents such as aliphatic amines, aromatic amines, acid anhydrides, phenol resins, thiols, imidazoles, and cationic catalysts. When the curing agent is used in combination with a long-chain aliphatic amine and/or thiols, effects such as high elongation and excellent impact resistance can be obtained.
チオール類の具体例としては、上述した表面処理におけるチオール化合物として例示したものと同じ化合物が挙げられる。これらの中でも、伸び率及び耐衝撃性の観点から、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)(例えば、昭和電工株式会社製「カレンズMT(登録商標) PE1」)が好ましい。 Specific examples of thiols include the same compounds as those exemplified as the thiol compounds in the surface treatment described above. Among these, pentaerythritol tetrakis(3-mercaptobutyrate) (for example, "Karenzu MT (registered trademark) PE1" manufactured by Showa Denko KK) is preferable from the viewpoint of elongation and impact resistance.
〔ビニルエステル樹脂〕
ビニルエステル樹脂は、ビニルエステル化合物を重合性モノマー(例えば、スチレン等)に溶解したものである。エポキシ(メタ)アクリレート樹脂とも呼ばれるが、ビニルエステル樹脂には、ウレタン(メタ)アクリレート樹脂も包含するものとする。
[Vinyl ester resin]
A vinyl ester resin is obtained by dissolving a vinyl ester compound in a polymerizable monomer (such as styrene). Also called epoxy (meth)acrylate resin, vinyl ester resin includes urethane (meth)acrylate resin.
ビニルエステル樹脂としては、「ポリエステル樹脂ハンドブック」(日刊工業新聞社、1988年発行)、「塗料用語辞典」(色材協会、1993年発行)等に記載されているものも使用することができ、また、具体的には、昭和電工株式会社製「リポキシ(登録商標)R-802」、同「リポキシ(登録商標)R-804」、同「リポキシ(登録商標)R-806」等が挙げられる。 As the vinyl ester resin, those described in "Polyester Resin Handbook" (Nikkan Kogyo Shimbun, 1988), "Paint Glossary" (Shikizai Kyokai, 1993), etc. can also be used. Specific examples include "Lipoxy (registered trademark) R-802", "Lipoxy (registered trademark) R-804", and "Lipoxy (registered trademark) R-806" manufactured by Showa Denko K.K. .
ウレタン(メタ)アクリレート樹脂としては、例えば、イソシアネート化合物と、ポリオール化合物とを反応させた後、水酸基含有(メタ)アクリルモノマー(及び、必要に応じて水酸基含有アリルエーテルモノマー)を反応させて得られるラジカル重合性不飽和基含有オリゴマーが挙げられる。具体的には、昭和電工株式会社製「リポキシ(登録商標)R-6545」等が挙げられる。 The urethane (meth)acrylate resin is obtained, for example, by reacting an isocyanate compound with a polyol compound and then reacting with a hydroxyl group-containing (meth)acrylic monomer (and, if necessary, a hydroxyl group-containing allyl ether monomer). Radically polymerizable unsaturated group-containing oligomers can be mentioned. Specific examples include "Lipoxy (registered trademark) R-6545" manufactured by Showa Denko K.K.
ビニルエステル樹脂は、有機過酸化物等の触媒存在下での加熱によるラジカル重合で硬化させることができる。 A vinyl ester resin can be cured by radical polymerization by heating in the presence of a catalyst such as an organic peroxide.
有機過酸化物としては、特に限定されるものではないが、例えば、ケトンパーオキサイド類、パーオキシケタール類、ハイドロパーオキサイド類、ジアリルパーオキサイド類、ジアシルパーオキサイド類、パーオキシエステル類、パーオキシジカーボネート類等が挙げられる。これらをコバルト金属塩等と組み合わせることにより、常温での硬化も可能となる。 Examples of organic peroxides include, but are not limited to, ketone peroxides, peroxyketals, hydroperoxides, diallyl peroxides, diacyl peroxides, peroxyesters, peroxy and dicarbonates. By combining these with a cobalt metal salt or the like, curing at room temperature is also possible.
コバルト金属塩としては、特に限定されるものではないが、ナフテン酸コバルト、オクチル酸コバルト、水酸化コバルト等が挙げられる。これらの中でも、ナフテン酸コバルト又は/及びオクチル酸コバルトが好ましい。 Examples of the cobalt metal salt include, but are not particularly limited to, cobalt naphthenate, cobalt octylate, cobalt hydroxide, and the like. Among these, cobalt naphthenate and/or cobalt octylate are preferred.
〔不飽和ポリエステル樹脂〕
不飽和ポリエステル樹脂は、ポリオール化合物と不飽和多塩基酸(及び、必要に応じて飽和多塩基酸)とのエステル化反応による縮合生成物(不飽和ポリエステル)を重合性モノマー(例えば、スチレン等)に溶解したものである。
[Unsaturated polyester resin]
Unsaturated polyester resin is a condensation product (unsaturated polyester) obtained by an esterification reaction between a polyol compound and an unsaturated polybasic acid (and saturated polybasic acid if necessary) and a polymerizable monomer (such as styrene). dissolved in
不飽和ポリエステル樹脂としては、「ポリエステル樹脂ハンドブック」(日刊工業新聞社、1988年発行)、「塗料用語辞典」(色材協会、1993年発行)等に記載されているものも使用することができ、また、具体的には、昭和電工株式会社製「リゴラック(登録商標)」等が挙げられる。 As the unsaturated polyester resin, those described in "Polyester Resin Handbook" (Nikkan Kogyo Shimbun, 1988), "Paint Glossary" (Shikizai Kyokai, 1993), etc. can also be used. , and, more specifically, "Rigolac (registered trademark)" manufactured by Showa Denko K.K.
不飽和ポリエステル樹脂は、ビニルエステル樹脂についてと同様の触媒存在下での加熱によるラジカル重合で硬化させることができる。 Unsaturated polyester resins can be cured by radical polymerization by heating in the presence of catalysts as for vinyl ester resins.
[クラッシュボックス10]
図7に示すように、本実施形態のクラッシュボックス10では、アルミニウム部材1(即ちクラッシュボックス本体11)のアルミニウム基材2の樹脂コーティング層4側の面4aと樹脂部材8(即ちフランジ部材15)とが接合一体化されている。なお、樹脂コーティング層4は上述したようにアルミニウム基材2のプライマー層5である。
[Crash Box 10]
As shown in FIG. 7, in the
本実施形態では、詳述すると、アルミニウム部材1のアルミニウム基材2の樹脂コーティング層4側の面4aと樹脂部材8とが直接接するようにして接合一体化されている。
In this embodiment, more specifically, the
上述したように、樹脂コーティング層4の面4aは、樹脂部材8との接合性に優れているため、アルミニウム部材1と樹脂部材8とが高い接合強度で接合されたクラッシュボックス10を製造することができる。
As described above, since the
樹脂コーティング層4の厚さ(乾燥後厚さ)は、樹脂部材8の樹脂の種類や接合面積にもよるが、樹脂コーティング層4側の面4aにおける樹脂部材8との優れた接合性を得る観点から、1μm~10mmであることが好ましく、より好ましくは2μm~8mm、さらに好ましくは3μm~5mmである。
The thickness of the resin coating layer 4 (thickness after drying) depends on the type of resin of the
具体的には、アルミニウム部材1と樹脂部材8としての炭素繊維強化樹脂部材(CFRP部材)とを接合一体化する場合、アルミニウム部材1と樹脂部材8としてのガラス繊維強化樹脂部材(GFRP部材)とを接合一体化する場合などでは、樹脂コーティング層4の厚さは0.1~10mmであることが好ましく、より好ましくは0.2~8mm、さらに好ましくは0.5~5mmである。
Specifically, when the
樹脂部材8の樹脂の種類は限定されるものではなく、一般的な合成樹脂でよい。例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等の自動車部品等に用いられるような樹脂等も挙げられる。また、樹脂部材8の樹脂は、補強繊維(例:炭素繊維、ガラス繊維)を含有する樹脂であってもよい。そのような樹脂として、炭素繊維強化樹脂(CFRP)、ガラス繊維強化樹脂(GFRP)等が挙げられ、更に、シートモールディングコンパウンド(SMC)、バルクモールディングコンパウンド(BMC)等のシート状成形体等も挙げられる。
The type of resin of the
なお、SMCとは、不飽和ポリエステル樹脂及び/又はビニルエステル樹脂、重合性不飽和単量体、硬化剤、低収縮剤及び充填剤等を混合したものを、補強繊維(例:炭素繊維、ガラス繊維)に含浸させることによって得られるシート状成形体である。 SMC is a mixture of unsaturated polyester resin and / or vinyl ester resin, polymerizable unsaturated monomer, curing agent, low shrinkage agent and filler, etc. It is a sheet-shaped molded product obtained by impregnating a fiber).
クラッシュボックス10の製造方法としては、アルミニウム部材1と樹脂部材8とをそれぞれ別個に作製したものを接合(接着)して一体化させる方法が挙げられる。
As a method for manufacturing the
特に、クラッシュボックス10の製造方法として、樹脂部材8を成形するのと同時に、アルミニウム部材1と樹脂部材8を接合することで両部材1、8を一体化する方法が好ましい。具体的には、射出成形法(インサート成形法を含む)、トランスファ成形法、プレス成形法、フィラメントワインディング成形法、ハンドレイアップ成形法等の方法で樹脂部材8を成形する際に、アルミニウム部材1のアルミニウム基材2の樹脂コーティング層4側の面4aに樹脂部材8を接合することにより、アルミニウム部材1と樹脂部材8とを一体化させ、これによりクラッシュボックス10を得ることができる。この場合、クラッシュボックス10の製造工程数を削減することができる。
In particular, as a method of manufacturing the
具体的には、図5に示すように、樹脂部材8を例えば射出成形法により成形する場合では、射出成形用金型30内にアルミニウム部材1を配置し、射出装置(図示せず)により樹脂を金型30のキャビティー31に射出(その射出方向35)ことにより、樹脂部材8が成形され、これと同時にアルミニウム部材1と樹脂部材8が接合される。
Specifically, as shown in FIG. 5, when the
なお、同図中の符号「34」はノックアウトピンである。 Note that reference numeral "34" in the figure denotes a knockout pin.
次に、本発明のもう一つの実施形態について以下に説明する。 Next, another embodiment of the invention will be described below.
図8に示すように、クラッシュボックス10は、アルミニウム部材1のアルミニウム基材2の樹脂コーティング層4側の面4aと樹脂部材8とが接着剤層7を介して接合一体化されていてもよい。
As shown in FIG. 8, in the
このように、樹脂部材8の樹脂の種類によっては、接着剤を用いることにより、アルミニウム部材1と樹脂部材8とがより高い接合強度で接合されたクラッシュボックスを得ることができる。
As described above, depending on the type of resin of the
接着剤層7の接着剤としては、樹脂部材8の樹脂の種類に応じて適宜選択されるが、例えば、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系、ビニルエステル樹脂系等の公知の接着剤を用いることができる。
The adhesive for the
なお、接合(接着)時の加熱温度によっては、接合(接着)後に室温に冷却する過程で、アルミニウム基材2と樹脂部材8との熱膨張係数の差に起因してクラッシュボックス10が熱変形を生じやすくなる。このような熱変形を抑制緩和する観点から、接着剤層7の厚さは、樹脂コーティング層4と接着剤層7との合計厚さが4μm以上になるようにし、アルミニウム基材2と樹脂部材8との間に伸び率の大きい特性を有する部分を所定の厚みで設けておくことが望ましい。上述の合計厚さは、接合時の温度変化(接合持の加熱温度から室温冷却までの温度変化)における樹脂コーティング層4及び接着剤層7の伸び率等の物性を考慮して求められることが好ましい。合計厚さの好ましい上限は10mmである。
Depending on the heating temperature during bonding (bonding), the
ここで、アルミニウム部材1と樹脂部材8を接合する場合において、両部材1、8を接合する層を接合層といい、その厚さを接合層の厚さという。したがって、アルミニウム部材1の樹脂コーティング層4の面4aに接着剤層7が形成されている場合は、樹脂コーティング層4と接着剤層7との両層4、7が接合層であり、両層4、7の合計厚さが接合層の厚さである。また、アルミニウム部材1の樹脂コーティング層4の面4aに接着剤層7が形成されていない場合は、樹脂コーティング層4が接合層であり、樹脂コーティング層4の厚さが接合層の厚さである。
Here, when the
以上で本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々に変更可能である。 Although several embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
上記実施形態では、クラッシュボックスは詳述するとフロントクラッシュボックスであるが、本発明に係るクラッシュボックスはフロントクラッシュボックスに限定されるものではなく、その他に例えばリアクラッシュボックスであってもよい。 In the above embodiment, the crash box is a front crash box in detail, but the crash box according to the present invention is not limited to the front crash box, and may be, for example, a rear crash box.
本発明に関連した実施試験例及び比較試験例を以下に示す。ただし、本発明は下記実施試験例に限定されるものではない。 Practical test examples and comparative test examples related to the present invention are shown below. However, the present invention is not limited to the following practical test examples.
<実施試験例1>
アルミニウム基材としてのアルミニウム板を熱間型鍛造により成形した。したがって、アルミニウム板は鍛造品からなる。そして、アルミニウム板の表面を機械切削加工により平滑にした。
<Test Example 1>
An aluminum plate as an aluminum substrate was molded by hot die forging. Therefore, the aluminum plate consists of forgings. Then, the surface of the aluminum plate was smoothed by machining.
アルミニウム板のアルミニウム材料は、A6061合金であり、具体的には、Si:0.6質量%、Fe:0.23質量%、Cu:0.35質量%、Mg:0.9質量%、Cr:0.15質量%、残部がAl及び不可避不純物からなる化学成分を有するものである。またアルミニウム板の引張強度は330MPaであり、そのヤング率は68GPaであった。 The aluminum material of the aluminum plate is A6061 alloy, specifically Si: 0.6% by mass, Fe: 0.23% by mass, Cu: 0.35% by mass, Mg: 0.9% by mass, Cr : 0.15% by mass, the balance being Al and unavoidable impurities. The aluminum plate had a tensile strength of 330 MPa and a Young's modulus of 68 GPa.
また、アルミニウム板の寸法は長さ100mm、幅25mm及び厚さ1.6mmであった。 The dimensions of the aluminum plate were 100 mm in length, 25 mm in width and 1.6 mm in thickness.
(表面処理工程)
アルミニウム板(即ちアルミニウム基材)を濃度5質量%の水酸化ナトリウム水溶液中に1.5分間浸漬した後、濃度5質量%の硝酸水溶液で中和し、水洗、乾燥を行うことにより、エッチング処理を行った。
(Surface treatment process)
An aluminum plate (that is, an aluminum substrate) is immersed in an aqueous sodium hydroxide solution with a concentration of 5% by mass for 1.5 minutes, neutralized with an aqueous nitric acid solution with a concentration of 5% by mass, washed with water, and dried to perform an etching treatment. did
次に、エッチング処理後のアルミニウム板を、トリエタノールアミンを0.3質量%含有する水溶液中で3分間煮沸することによって、ベーマイト処理を行い、これによりアルミニウム板の表面に表面処理部(表面凹凸を有するベーマイト皮膜)を形成した。 Next, the aluminum plate after the etching treatment is boiled for 3 minutes in an aqueous solution containing 0.3% by mass of triethanolamine to perform a boehmite treatment. A boehmite film having
(官能基付着層形成工程)
次に、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン株式会社製「KBM-503」;シランカップリング剤)2.48g(0.01モル)を工業用エタノール1000gに溶解させた80℃のシランカップリング剤含有溶液中に、ベーマイト処理後のアルミニウム板を3分間浸漬した。その後、アルミニウム板を取り出して乾燥させ、これによりベーマイト皮膜(表面処理部)の表面に官能基付着層を形成した。
(Functional group adhesion layer forming step)
Next, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (“KBM-503” manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.; silane coupling agent) 2.48 g (0.01 mol) was dissolved in 1000 g of industrial ethanol at 80 ° C. The boehmite-treated aluminum plate was immersed in the solution containing the coupling agent for 3 minutes. After that, the aluminum plate was taken out and dried to form a functional group adhering layer on the surface of the boehmite film (surface treatment portion).
(樹脂コーティング層形成工程)
次に、一液型ウレタン樹脂(昭和電工株式会社製「UM-50P」)を、アルミニウム板の官能基付着層の表面に、乾燥後の厚さが15μmになるようにスプレー法にて塗布した。そして、空気中に常温で24時間放置することによって、溶剤の揮発と硬化を行い、1層目の樹脂コーティング層(熱硬化性樹脂層)を形成した。
(Resin coating layer forming step)
Next, a one-component urethane resin (“UM-50P” manufactured by Showa Denko K.K.) was applied to the surface of the functional group adhesion layer of the aluminum plate by a spray method so that the thickness after drying was 15 μm. . Then, the solvent was volatilized and cured by leaving it in the air at normal temperature for 24 hours to form a first resin coating layer (thermosetting resin layer).
さらに、熱硬化性樹脂層の表面に、エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製「jER(登録商標)1004」)100g、ビスフェノールA 12.6g、及びトリエチルアミン0.45gを、アセトン209g中に溶解してなる現場重合型フェノキシ樹脂組成物を、乾燥後の厚さが10μmになるようにスプレー法にて塗布した。そして、空気中に常温で30分間放置することによって溶剤を揮発させた後、150℃の炉中に30分間放置して重付加反応を行い、常温まで放冷し、これにより2層目の樹脂コーティング層(現場重合型フェノキシ樹脂層)を形成した。 Furthermore, on the surface of the thermosetting resin layer, 100 g of epoxy resin (“jER (registered trademark) 1004” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 12.6 g of bisphenol A, and 0.45 g of triethylamine are dissolved in 209 g of acetone. The in-situ polymerization type phenoxy resin composition was applied by a spray method so that the thickness after drying was 10 μm. After the solvent is volatilized by leaving it in the air at normal temperature for 30 minutes, it is left in a furnace at 150° C. for 30 minutes for a polyaddition reaction and allowed to cool to normal temperature, thereby forming the second layer resin. A coating layer (in-situ polymerization type phenoxy resin layer) was formed.
以上の方法により、アルミニウム板の官能基付着層の表面に、厚さ15μmの熱硬化性樹脂層、及び厚さ10μmの現場重合型フェノキシ樹脂層の2層からなる樹脂コーティング層が形成された板状のアルミニウム部材を作製した。 A plate having a resin coating layer consisting of two layers, a thermosetting resin layer with a thickness of 15 μm and an in-situ polymerizable phenoxy resin layer with a thickness of 10 μm, formed on the surface of the functional group-attached layer of the aluminum plate by the above method. A shaped aluminum member was produced.
(接合工程)
次に、アルミニウム部材を射出成形用金型内に配置し、アルミニウム部材の樹脂コーティング層の表面に、バルクモールディングコンパウント(BMC)(昭和電工株式会社社製「リゴラック(登録商標)RNC-980」)からなる板状の樹脂部材を、射出成形機(ファナック株式会社製「α‐S100iA」;金型温度160℃、成形圧力100MPa、成形時間3分)により射出成形することにより、アルミニウム部材と樹脂部材を接合し、これによりアルミ-樹脂接合体Aを作製した。
(Joining process)
Next, the aluminum member is placed in a mold for injection molding, and a bulk molding compound (BMC) (“Rigolac (registered trademark) RNC-980” manufactured by Showa Denko Co., Ltd.) is applied to the surface of the resin coating layer of the aluminum member. ) is injection-molded by an injection molding machine (“α-S100iA” manufactured by Fanuc Corporation; mold temperature 160 ° C., molding pressure 100 MPa,
接合体Aにおいて、樹脂部材の寸法は長さ45mm、幅10mm及び厚さ3mmであり、またアルミニウム部材と樹脂部材との接合部の長さは5mmであった。 In the joined body A, the dimensions of the resin member were 45 mm in length, 10 mm in width and 3 mm in thickness, and the length of the joint between the aluminum member and the resin member was 5 mm.
また、アルミニウム部材を常温の空気中で3ヶ月間保存し、その後、アルミニウム部材と樹脂部材を上記と同様に接合し、これによりアルミ-樹脂接合体Bを作製した。 Also, the aluminum member was stored in the air at room temperature for 3 months, and then the aluminum member and the resin member were joined in the same manner as described above, whereby an aluminum-resin joined body B was produced.
<比較試験例1>
実施試験例1と同様に表面処理工程及び官能基付着層形成工程を順次行ったアルミニウム部材(樹脂コーティング層なし)を準備した。そして、アルミニウム部材の官能基付着層の表面に、実施試験例1と同様にBMCからなる板状の樹脂部材を射出成形することにより、アルミニウム部材と樹脂部材との接合を試みた。樹脂部材の成形後、金型内から両部材を取り出すと、アルミニウム部材と樹脂部材は接合しておらず樹脂部材が脱落した。
<Comparative Test Example 1>
An aluminum member (without a resin coating layer) was prepared by sequentially performing a surface treatment step and a functional group adhesion layer forming step in the same manner as in Test Example 1. Then, an attempt was made to join the aluminum member and the resin member by injection-molding a plate-like resin member made of BMC in the same manner as in Example 1 on the surface of the functional group adhering layer of the aluminum member. After molding the resin member, when both members were removed from the mold, the aluminum member and the resin member were not joined and the resin member fell off.
<実施試験例2>
(表面処理工程)
実施試験例1と同じアルミニウム板を準備した。そして、アルミニウム板について実施試験例1と同様に表面処理工程を行い、これにより、アルミニウム板の表面に表面処理部(表面凹凸を有するベーマイト皮膜)を形成した。
<Test Example 2>
(Surface treatment process)
The same aluminum plate as in Experimental Example 1 was prepared. Then, the aluminum plate was subjected to a surface treatment step in the same manner as in Experimental Example 1, thereby forming a surface-treated portion (boehmite film having surface unevenness) on the surface of the aluminum plate.
(官能基付着層形成工程)
次に、アルミニウム板のベーマイト皮膜(表面処理部)の表面に、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの代わりに3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン株式会社製「KBM-5103」;シランカップリング剤)2.34g(0.01モル)を用いたこと以外は実施試験例1と同様に官能基付着層を形成した。
(Functional group adhesion layer forming step)
Next, instead of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. "KBM-5103"; silane cup A functional group adhering layer was formed in the same manner as in Experimental Example 1, except that 2.34 g (0.01 mol) of ring agent) was used.
(樹脂コーティング層形成工程)
次に、可視光硬化型ビニルエステル樹脂(昭和電工株式会社製「リポキシ(登録商標)LC-720」)を、アルミニウム板の官能基付着層の表面に、乾燥後の厚さが15μmになるようにスプレー法にて塗布した後、アルミニウム板の表面から2cm離れた位置から、波長385nmのLED光を10分間照射することによって、官能基付着層3の表面に1層目の樹脂コーティング層(熱硬化性樹脂(光硬化タイプ)層)を形成した。
(Resin coating layer forming step)
Next, a visible light-curable vinyl ester resin (“Lipoxy (registered trademark) LC-720” manufactured by Showa Denko KK) was applied to the surface of the functional group adhesion layer of the aluminum plate so that the thickness after drying was 15 μm. After coating the surface of the aluminum plate by a spray method, the first resin coating layer (thermal A curable resin (photocurable type) layer) was formed.
さらに、熱硬化性樹脂層の表面に、エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製「jER(登録商標)1004」)100g、ビスフェノールA 12.6g、及びトリエチルアミン0.45gを、アセトン209g中に溶解してなる現場重合型フェノキシ樹脂組成物を、乾燥後の厚さが10μmになるようにスプレー法にて塗布した。そして、空気中に常温で30分間放置することによって溶剤を揮発させた後、150℃の炉中に30分間放置して重付加反応を行い、常温まで放冷し、これにより2層目の樹脂コーティング層(現場重合型フェノキシ樹脂層)を形成した。 Furthermore, on the surface of the thermosetting resin layer, 100 g of epoxy resin (“jER (registered trademark) 1004” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 12.6 g of bisphenol A, and 0.45 g of triethylamine are dissolved in 209 g of acetone. The in-situ polymerization type phenoxy resin composition was applied by a spray method so that the thickness after drying was 10 μm. After the solvent is volatilized by leaving it in the air at normal temperature for 30 minutes, it is left in a furnace at 150° C. for 30 minutes for a polyaddition reaction and allowed to cool to normal temperature, thereby forming the second layer resin. A coating layer (in-situ polymerization type phenoxy resin layer) was formed.
以上の方法により、アルミニウム板の官能基付着層の表面に、厚さ15μmの熱硬化性樹脂層、及び厚さ10μmの現場重合型フェノキシ樹脂の2層からなる樹脂コーティング層が形成された板状のアルミニウム部材を作製した。 By the above method, a plate-shaped resin coating layer consisting of two layers of a thermosetting resin layer with a thickness of 15 μm and an in-situ polymerization type phenoxy resin with a thickness of 10 μm was formed on the surface of the functional group adhesion layer of the aluminum plate. An aluminum member was produced.
(接着剤層形成工程)
次に、アルミニウム部材の樹脂コーティング層の表面に、常温硬化型接着剤を厚さが30μmとなるように層状に塗布した。そして、空気中に常温で24時間放置することで当該接着剤層を硬化させた。
(Adhesive layer forming step)
Next, on the surface of the resin coating layer of the aluminum member, a room-temperature curing adhesive was applied in a layered manner so as to have a thickness of 30 μm. Then, the adhesive layer was cured by being left in the air at room temperature for 24 hours.
なお、常温硬化型接着剤として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製「jER(登録商標)828」)100g、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)(昭和電工株式会社製「カレンズMT(登録商標) PE1」;硬化剤)70g、及び2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール10gを混合してなる常温硬化型接着剤を用いた。 In addition, as the room temperature curing adhesive, 100 g of bisphenol A type epoxy resin (“jER (registered trademark) 828” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate) (manufactured by Showa Denko K.K. “Karenzu MT (Registered Trademark) PE1”; curing agent) and 10 g of 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol were mixed to prepare a room-temperature curing adhesive.
(接合工程)
次に、アルミニウム部材の接着剤層の表面に、実施試験例1と同様にBMCからなる板状の樹脂部材を射出成形することにより、アルミニウム部材と樹脂部材を接合し、これによりアルミ-樹脂接合体Aを作製した。
(Joining process)
Next, on the surface of the adhesive layer of the aluminum member, by injection molding a plate-shaped resin member made of BMC in the same manner as in Example 1, the aluminum member and the resin member are joined, thereby aluminum-resin joining. Body A was produced.
また、アルミニウム部材を常温の空気中で3ヶ月間保存し、その後、アルミニウム部材と樹脂部材を上記と同様に接合し、これによりアルミ-樹脂接合体Bを作製した。 Also, the aluminum member was stored in the air at room temperature for 3 months, and then the aluminum member and the resin member were joined in the same manner as described above, whereby an aluminum-resin joined body B was produced.
<比較試験例2>
実施試験例2と同様に表面処理工程及び官能基付着層形成工程を順次行ったアルミニウム部材(樹脂コーティング層なし)を準備した。このアルミニウム部材の官能基付着層の表面に、実施試験例2と同様に常温硬化型接着剤を層状に塗布した。そして、空気中に常温で24時間放置することで当該接着剤層を硬化させた。次に、実施試験例2と同様にアルミニウム部材と樹脂部材を接合し、これによりアルミ-樹脂接合体Aを作製した。
<Comparative Test Example 2>
An aluminum member (without a resin coating layer) was prepared by sequentially performing the surface treatment step and the functional group adhesion layer forming step in the same manner as in Test Example 2. On the surface of the functional group adhering layer of this aluminum member, a room temperature curing adhesive was applied in a layered manner in the same manner as in Example 2. Then, the adhesive layer was cured by being left in the air at room temperature for 24 hours. Next, the aluminum member and the resin member were joined in the same manner as in Example 2, thereby producing an aluminum-resin joined body A.
また、アルミニウム部材(樹脂コーティング層なし)を常温の空気中で3ヶ月間保存し、その後、アルミニウム部材と樹脂部材を上記と同様に接合し、これによりアルミ-樹脂接合体Bを作製した。 Also, an aluminum member (without a resin coating layer) was stored in air at room temperature for 3 months, and then the aluminum member and the resin member were joined in the same manner as described above, thereby producing an aluminum-resin joined body B.
〔接合性評価〕
上記実施試験例1、2及び比較試験例1、2で作製したアルミ-樹脂接合体について、常温で1日間放置後、ISO 19095 1-4に準拠して、引張試験機(株式会社島津製作所製万能試験機オートグラフ「AG-IS」;ロードセル10kN、引張速度10mm/min、温度23℃、50%RH)にて、引張剪断接合強度試験を行い、接合強度を測定した。これらの結果を表1に示す。
[Evaluation of bonding properties]
The aluminum-resin bonded bodies produced in Examples 1 and 2 and Comparative Test Examples 1 and 2 were allowed to stand at room temperature for 1 day, and then subjected to a tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation) in accordance with ISO 19095 1-4. A tensile shear bonding strength test was performed using a universal testing machine Autograph "AG-IS";
表1中の「接合強度評価」欄における符号の意味は次のとおりである。 The meanings of the symbols in the "joining strength evaluation" column in Table 1 are as follows.
○:接合強度が20MPa以上
×:接合強度が20MPa未満
-:アルミニウム部材と樹脂部材が接合していない。
○: Bonding strength is 20 MPa or more ×: Bonding strength is less than 20 MPa -: The aluminum member and the resin member are not bonded.
<実施試験例3>
(表面処理工程)
実施試験例1と同じアルミニウム板を準備した。そして、アルミニウム板について実施試験例1と同様に表面処理工程を行い、これにより、アルミニウム板の表面に表面処理部(表面凹凸を有するベーマイト皮膜)を形成した。
<Test Example 3>
(Surface treatment process)
The same aluminum plate as in Experimental Example 1 was prepared. Then, the aluminum plate was subjected to a surface treatment step in the same manner as in Experimental Example 1, thereby forming a surface-treated portion (boehmite film having surface unevenness) on the surface of the aluminum plate.
(官能基付着層形成工程)
次に、3-アミノプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン株式会社製「KBM-903」;シランカップリング剤)2gを工業用エタノール1000gに溶解させた70℃のシランカップリング剤含有溶液中に、ベーマイト処理後のアルミニウム板を3分間浸漬した。その後、アルミニウム板を取り出して乾燥させ、これによりベーマイト皮膜(表面処理部)の表面に官能基付着層を形成した。
(Functional group adhesion layer forming step)
Next, 2 g of 3-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. "KBM-903"; silane coupling agent) was dissolved in 1000 g of industrial ethanol at 70° C. in a silane coupling agent-containing solution. The treated aluminum plate was immersed for 3 minutes. After that, the aluminum plate was taken out and dried to form a functional group adhering layer on the surface of the boehmite film (surface treatment portion).
(樹脂コーティング層形成工程)
次に、エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製「jER(登録商標)1001」)100g、ビスフェノールA 24g、及びトリエチルアミン0.4gを、アセトン250g中に溶解してなる現場重合型フェノキシ樹脂組成物を、アルミニウム板の官能基付着層の表面に、乾燥後の厚さが10μmになるようにスプレー法にて塗布した。そして、空気中に常温で30分間放置することによって溶剤を揮発させた後、150℃の炉中に30分間放置して重付加反応を行い、常温まで放冷し、これにより1層目の樹脂コーティング層(現場重合型フェノキシ樹脂層)を形成した。
(Resin coating layer forming step)
Next, an in situ polymerization type phenoxy resin composition prepared by dissolving 100 g of an epoxy resin (“jER (registered trademark) 1001” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 24 g of bisphenol A, and 0.4 g of triethylamine in 250 g of acetone, It was applied to the surface of the functional group adhering layer of the aluminum plate by a spray method so that the thickness after drying was 10 μm. After the solvent is volatilized by leaving it in the air at room temperature for 30 minutes, it is left in a furnace at 150° C. for 30 minutes for a polyaddition reaction and allowed to cool to room temperature, thereby forming the first layer resin. A coating layer (in-situ polymerization type phenoxy resin layer) was formed.
さらに、現場重合型フェノキシ樹脂層の表面に、ビニルエステル樹脂(昭和電工株式会社製「リポキシ(登録商標)R-6540」;引張伸び率20%)100g、オクチル酸コバルト0.5g、及び有機過酸化物触媒(化薬アクゾ株式会社製「硬化剤328E」)1.5gを混合してなる熱硬化性樹脂組成物を、スプレー法で塗布して常温で硬化させる操作を数回繰り返し行うことによって、厚さ2mmの2層目の樹脂コーティング層(熱硬化性樹脂(常温硬化タイプ)層)を形成した。 Furthermore, on the surface of the in-situ polymerization type phenoxy resin layer, 100 g of a vinyl ester resin (“Lipoxy (registered trademark) R-6540” manufactured by Showa Denko Co., Ltd.; tensile elongation of 20%), 0.5 g of cobalt octylate, and an organic peroxide A thermosetting resin composition prepared by mixing 1.5 g of an oxide catalyst (“Hardener 328E” manufactured by Kayaku Akzo Co., Ltd.) is applied by a spray method and cured at room temperature by repeating the operation several times. , a second resin coating layer (thermosetting resin (normal temperature curing type) layer) having a thickness of 2 mm was formed.
以上の方法により、アルミニウム板の官能基付着層の表面に、厚さ10μmの現場重合型フェノキシ樹脂層、及び厚さ2mmの熱硬化性樹脂層の2層からなる樹脂コーティング層が形成された板状のアルミニウム部材を作製した。 By the above method, a plate having a resin coating layer consisting of two layers, a 10 μm-thick in-situ polymerizable phenoxy resin layer and a 2 mm-thick thermosetting resin layer, formed on the surface of the functional group-attached layer of the aluminum plate. A shaped aluminum member was produced.
(接着剤層形成工程)
次に、アルミニウム部材の樹脂コーティング層の表面に、常温硬化型接着剤を厚さが20μmとなるように層状に塗布した。そして、空気中に常温で24時間放置することで当該接着剤層を硬化させた。
(Adhesive layer forming step)
Next, on the surface of the resin coating layer of the aluminum member, a room-temperature curing adhesive was applied in a layered manner so as to have a thickness of 20 μm. Then, the adhesive layer was cured by being left in the air at room temperature for 24 hours.
なお、常温硬化型接着剤として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製「jER(登録商標)828」)100g、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)(昭和電工株式会社製「カレンズMT(登録商標) PE1」;硬化剤)70g、及び2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール10gを混合してなる常温硬化型接着剤を用いた。 In addition, as the room temperature curing adhesive, 100 g of bisphenol A type epoxy resin (“jER (registered trademark) 828” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate) (manufactured by Showa Denko K.K. “Karenzu MT (Registered Trademark) PE1”; curing agent) and 10 g of 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol were mixed to prepare a room-temperature curing adhesive.
(接合工程)
次に、アルミニウム部材の接着剤層の表面に、実施試験例1と同様にBMCからなる板状の樹脂部材を射出成形することにより、アルミニウム部材と樹脂部材を接合し、これによりアルミ-樹脂接合体を作製した。
(Joining process)
Next, on the surface of the adhesive layer of the aluminum member, by injection molding a plate-shaped resin member made of BMC in the same manner as in Example 1, the aluminum member and the resin member are joined, thereby aluminum-resin joining. made the body.
<比較試験例3>
実施試験例3と同様に表面処理工程及び官能基付着層形成工程を順次行ったアルミニウム部材(樹脂コーティング層なし)を準備した。このアルミニウム部材の官能基付着層の表面に、実施試験例3と同様に常温硬化型接着剤を層状に塗布した。そして、空気中に常温で24時間放置することで当該接着剤層を硬化させた。次に、実施試験例3と同様にアルミニウム部材と樹脂部材を接合し、これによりアルミ-樹脂接合体を作製した。
<Comparative Test Example 3>
An aluminum member (without a resin coating layer) was prepared by sequentially performing the surface treatment step and the functional group adhesion layer forming step in the same manner as in Test Example 3. On the surface of the functional group adhering layer of this aluminum member, a room temperature curing adhesive was applied in a layered manner in the same manner as in Example 3. Then, the adhesive layer was cured by being left in the air at room temperature for 24 hours. Next, the aluminum member and the resin member were joined in the same manner as in Example 3, thereby producing an aluminum-resin joined body.
<実施試験例4>
(表面処理工程)
実施試験例1と同じアルミニウム板を準備した。そして、アルミニウム板を、濃度5質量%の水酸化ナトリウム水溶液中に1.5分間浸漬した後、濃度5質量%の硝酸水溶液で中和し、水洗、乾燥を行うことにより、エッチング処理を行った。
<Test Example 4>
(Surface treatment process)
The same aluminum plate as in Experimental Example 1 was prepared. Then, the aluminum plate was immersed in an aqueous sodium hydroxide solution with a concentration of 5% by mass for 1.5 minutes, neutralized with an aqueous nitric acid solution with a concentration of 5% by mass, washed with water, and dried to perform an etching treatment. .
次に、エッチング処理後のアルミニウム板を、純水中で10分間煮沸した後、250℃で10分間ベーキングすることによって、ベーマイト処理を行い、これによりアルミニウム板の表面に表面処理部(表面凹凸を有するベーマイト皮膜)を形成した。 Next, the aluminum plate after the etching treatment is boiled in pure water for 10 minutes and then baked at 250° C. for 10 minutes to perform boehmite treatment. A boehmite film having a
(官能基付着層形成工程)
次に、3-アミノプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン株式会社製「KBM-903」;シランカップリング剤)2gを工業用エタノール1000gに溶解させた70℃のシランカップリング剤含有溶液中に、ベーマイト処理後のアルミニウム板を20分間浸漬した。その後、アルミニウム板を取り出して乾燥させ、これによりベーマイト皮膜(表面処理部)の表面に官能基付着層を形成した。
(Functional group adhesion layer forming step)
Next, 2 g of 3-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. "KBM-903"; silane coupling agent) was dissolved in 1000 g of industrial ethanol at 70° C. in a silane coupling agent-containing solution. The treated aluminum plate was immersed for 20 minutes. After that, the aluminum plate was taken out and dried to form a functional group adhering layer on the surface of the boehmite film (surface treatment portion).
(樹脂コーティング層形成工程)
次に、エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製「jER(登録商標)1001」)100g、ビスフェノールA 24g、及びトリエチルアミン0.4gを、アセトン250g中に溶解してなる現場重合型フェノキシ樹脂組成物を、アルミニウム板の官能基付着層の表面に、乾燥後の厚さが90μmになるようにスプレー法にて塗布した。そして、空気中に常温で30分間放置することによって溶剤を揮発させた後、150℃の炉中に30分間放置して重付加反応を行い、常温まで放冷し、これにより樹脂コーティング層(現場重合型フェノキシ樹脂層)を形成した。
(Resin coating layer forming step)
Next, an in situ polymerization type phenoxy resin composition prepared by dissolving 100 g of an epoxy resin (“jER (registered trademark) 1001” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 24 g of bisphenol A, and 0.4 g of triethylamine in 250 g of acetone, It was applied to the surface of the functional group adhering layer of the aluminum plate by a spray method so that the thickness after drying was 90 μm. Then, after volatilizing the solvent by leaving it in the air at room temperature for 30 minutes, it is left in a furnace at 150 ° C. for 30 minutes to perform a polyaddition reaction, and allowed to cool to room temperature. A polymerized phenoxy resin layer) was formed.
以上の方法により、アルミニウム板の官能基付着層の表面に、厚さ90μmの現場重合型フェノキシ樹脂層の樹脂コーティング層が形成された板状のアルミニウム部材を作製した。 By the above method, a plate-shaped aluminum member was produced in which a resin coating layer of an in-situ polymerizable phenoxy resin layer having a thickness of 90 μm was formed on the surface of the functional group-adhering layer of the aluminum plate.
(接合工程)
次に、アルミニウム部材を射出成形用金型内に配置し、アルミニウム部材の樹脂コーティング層の表面に、ポリカーボネート樹脂(PC樹脂)(SABIC社製「LEXAN(登録商標) 121R-111」)からなる板状の樹脂部材を、射出成形機(住友重機械工業株式会社製「SE100V」;シリンダー温度300℃、ツール温度110℃、インジェクションスピード10mm/sec、ピーク/ホールディング圧力100/80[MPa/MPa])により射出成形することにより、アルミニウム部材と樹脂部材を接合し、これによりアルミ-樹脂接合体を作製した。
(Joining process)
Next, the aluminum member is placed in an injection mold, and a plate made of polycarbonate resin (PC resin) ("LEXAN (registered trademark) 121R-111" manufactured by SABIC) is applied to the surface of the resin coating layer of the aluminum member. An injection molding machine ("SE100V" manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.; cylinder temperature 300 ° C., tool temperature 110 ° C.,
<比較試験例4>
実施試験例4と同様に表面処理工程及び官能基付与層形成工程を順次行ったアルミニウム部材(樹脂コーティング層なし)を準備した。そして、アルミニウム部材の官能基付着層の表面に、実施試験例4と同様にPC樹脂からなる板状の樹脂部材を射出成形することにより、アルミニウム部材と樹脂部材との接合を試みたところ、アルミニウム部材と樹脂部材は全く接合していなかった。
<Comparative Test Example 4>
An aluminum member (without a resin coating layer) was prepared by sequentially performing the surface treatment step and the functional group-imparting layer forming step in the same manner as in Test Example 4. Then, on the surface of the functional group adhesion layer of the aluminum member, a plate-shaped resin member made of PC resin was injection-molded in the same manner as in Example 4 to try to join the aluminum member and the resin member. The member and the resin member were not joined at all.
<実施試験例5>
実施試験例4と同様に表面処理工程及び官能基付着層形成工程を順次行ったアルミニウム板を準備した。
<Test Example 5>
An aluminum plate was prepared by sequentially performing a surface treatment step and a functional group adhesion layer forming step in the same manner as in Test Example 4.
(樹脂コーティング層形成工程)
次に、アルミニウム板の官能基付着層の表面に、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製「jER(登録商標)828」)100g、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)(昭和電工株式会社製「カレンズMT(登録商標) PE1」;硬化剤)70g、及び2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール10gを、アセトン344gに溶解してなる硬化性樹脂組成物を、乾燥後の厚さが5μmになるようにスプレー法にて塗布した。そして、空気中に常温で30分間放置することによって、溶剤の揮発と硬化を行い、1層目の樹脂コーティング層(熱硬化性樹脂層)を形成した。
(Resin coating layer forming step)
Next, on the surface of the functional group adhesion layer of the aluminum plate, bisphenol A type epoxy resin (“jER (registered trademark) 828” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 100 g, pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate) (Showa Denko K.K.) A curable resin composition obtained by dissolving 70 g of Karenz MT (registered trademark) PE1 (manufactured by the company; curing agent) and 10 g of 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol in 344 g of acetone, after drying The coating was applied by a spray method so as to have a thickness of 5 μm. Then, the solvent was volatilized and cured by leaving it in the air at room temperature for 30 minutes to form a first resin coating layer (thermosetting resin layer).
さらに、熱硬化性樹脂層の表面に、実施試験例4と同様の方法により現場硬化型フェノキシ樹脂層を厚さ80μmで形成し、2層目の樹脂コーティング層とした。 Furthermore, on the surface of the thermosetting resin layer, an in-situ curable phenoxy resin layer having a thickness of 80 μm was formed by the same method as in Example 4 to form a second resin coating layer.
以上の方法により、アルミニウム板の官能基付着層の表面に、厚さ5μmの熱硬化性樹脂層、及び厚さ80μmの現場重合型フェノキシ樹脂層の2層からなる樹脂コーティング層が形成された板状のアルミニウム部材を作製した。 A plate having a resin coating layer consisting of two layers, a thermosetting resin layer with a thickness of 5 μm and an in-situ polymerizable phenoxy resin layer with a thickness of 80 μm, formed on the surface of the functional group-attached layer of the aluminum plate by the above method. A shaped aluminum member was produced.
(接合工程)
次に、アルミニウム部材の樹脂コーティング層(現場重合型フェノキシ樹脂層)の表面に、実施試験例4と同様にPC樹脂からなる板状の樹脂部材を射出成形することにより、アルミニウム部材と樹脂部材を接合し、これによりアルミ-樹脂複合体を作製した。
(Joining process)
Next, on the surface of the resin coating layer (in-situ polymerization type phenoxy resin layer) of the aluminum member, a plate-shaped resin member made of PC resin was injection-molded in the same manner as in Experimental Example 4, thereby separating the aluminum member and the resin member. The aluminum-resin composite was produced by bonding.
<比較試験例5>
実施試験例4と同様に表面処理工程及び官能基付着層形成工程を順次行ったアルミニウム板を準備した。
<Comparative Test Example 5>
An aluminum plate was prepared by sequentially performing a surface treatment step and a functional group adhesion layer forming step in the same manner as in Test Example 4.
(樹脂コーティング層形成工程)
次に、アルミニウム板の官能基付着層の表面に、実施試験例5と同様に1層目の樹脂コーティング層(熱硬化性樹脂層)を形成したが、この熱硬化性樹脂層の表面には2層目の樹脂コーティング層(即ち現場重合型フェノキシ樹脂層)を形成しなかった。
(Resin coating layer forming step)
Next, on the surface of the functional group adhesion layer of the aluminum plate, the first resin coating layer (thermosetting resin layer) was formed in the same manner as in Example 5, but on the surface of this thermosetting resin layer A second resin coating layer (that is, an in-situ polymerizable phenoxy resin layer) was not formed.
(接合工程)
次に、アルミニウム部材の樹脂コーティング層(熱硬化性樹脂層)の表面に、実施試験例4と同様にPC樹脂からなる板状の樹脂部材を射出成形することにより、アルミニウム部材と樹脂部材との接合を試みたところ、アルミニウム部材と樹脂部材は全く接合していなかった。
(Joining process)
Next, on the surface of the resin coating layer (thermosetting resin layer) of the aluminum member, a plate-shaped resin member made of PC resin was injection-molded in the same manner as in Example 4, thereby forming a bond between the aluminum member and the resin member. When an attempt was made to join, the aluminum member and the resin member were not joined at all.
〔接合性評価〕
上記実施試験例3~5及び比較試験例3~5で作製したアルミ-樹脂接合体について、上記と同じ試験条件及び方法で引張剪断接合強度試験を行い、接合強度を測定した。これらの結果を表2に示す。なお、表2中の「接合強度評価」欄における符号の意味は表1と同じである。
[Evaluation of bonding properties]
The aluminum-resin joints produced in Examples 3 to 5 and Comparative Examples 3 to 5 were subjected to a tensile shear joint strength test under the same test conditions and method as above to measure the joint strength. These results are shown in Table 2. In addition, the meaning of the code|symbol in the "bonding-strength evaluation" column in Table 2 is the same as that of Table 1.
<実施試験例6>
実施試験例1と同じアルミニウム板を準備した。そして、アルミニウム板を、濃度5質量%の水酸化ナトリウム水溶液中に1.5分間浸漬した後、濃度5質量%の硝酸水溶液で中和し、水洗、乾燥を行うことにより、エッチング処理を行った。
<Test Example 6>
The same aluminum plate as in Experimental Example 1 was prepared. Then, the aluminum plate was immersed in an aqueous sodium hydroxide solution with a concentration of 5% by mass for 1.5 minutes, neutralized with an aqueous nitric acid solution with a concentration of 5% by mass, washed with water, and dried to perform an etching treatment. .
次に、エッチング処理後のアルミニウム板を、トリエタノールアミンを0.3質量%含有する水溶液中で3分間煮沸することによって、ベーマイト処理を行い、これによりアルミニウム板の表面に表面処理部(表面凹凸を有するベーマイト皮膜)を形成した。 Next, the aluminum plate after the etching treatment is boiled for 3 minutes in an aqueous solution containing 0.3% by mass of triethanolamine to perform a boehmite treatment. A boehmite film having
(官能基付着層形成工程)
次に、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン株式会社製「KBM-603」;シランカップリング剤)4gを工業用エタノール1000gに溶解させた70℃のシランカップリング剤含有水溶液中に、ベーマイト処理後のアルミニウム板を20分間浸漬した。その後、アルミニウム板を取り出して乾燥させ、これによりベーマイト皮膜(表面処理部)の表面に官能基付着層を形成した。
(Functional group adhesion layer forming step)
Next, 4 g of N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. "KBM-603"; silane coupling agent) was dissolved in 1000 g of industrial ethanol at 70°C. The boehmite-treated aluminum plate was immersed in the coupling agent-containing aqueous solution for 20 minutes. After that, the aluminum plate was taken out and dried to form a functional group adhering layer on the surface of the boehmite film (surface treatment portion).
(樹脂コーティング層形成工程)
次に、エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社製「jER(登録商標)828」)100g、ビスフェノールA 61.6g、及びトリエチルアミン0.6gを、アセトン300g中に溶解してなる現場重合型フェノキシ樹脂組成物を、アルミニウム板の官能基付着層の表面に、乾燥後の厚さが3μmになるようにスプレー法にて塗布した。そして、空気中に常温で30分間放置することによって溶剤を揮発させた後、150℃の炉中に30分間放置して重付加反応を行い、常温まで放冷し、これにより樹脂コーティング層(現場重合型フェノキシ樹脂層)を形成した。
(Resin coating layer forming step)
Next, an in situ polymerization type phenoxy resin composition obtained by dissolving 100 g of an epoxy resin ("jER (registered trademark) 828" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 61.6 g of bisphenol A, and 0.6 g of triethylamine in 300 g of acetone. was applied to the surface of the functional group-adhering layer of the aluminum plate by a spray method so that the thickness after drying was 3 μm. Then, after volatilizing the solvent by leaving it in the air at room temperature for 30 minutes, it is left in a furnace at 150 ° C. for 30 minutes to perform a polyaddition reaction, and allowed to cool to room temperature. A polymerized phenoxy resin layer) was formed.
以上の方法により、アルミニウム板の官能基付着層の表面に、厚さ3μmの現場重合型フェノキシ樹脂層の樹脂コーティング層が形成された板状のアルミニウム部材を作製した。 By the above method, a plate-shaped aluminum member was produced in which a resin coating layer of a 3 μm-thick in-situ polymerizable phenoxy resin layer was formed on the surface of the functional group-adhering layer of the aluminum plate.
(接着剤層形成工程及び接合工程)
次に、アルミニウム部材の樹脂コーティング層の表面に、二液型ウレタン系接着剤を乾燥後の厚さが2μmとなるように層状に塗布した。そして、空気中に常温で24時間放置することで当該接着剤層を硬化させた。なお、二液型ウレタン系接着剤として、昭和電工株式会社製の「ビニロール(登録商標)OLY-5438-6」100g、「ビニロール(登録商標)OLX-7872」5.45g、及び「ビニロール(登録商標)ショクバイエキB」10gを混合してなる接着剤を用いた。
(Adhesive layer forming step and bonding step)
Next, on the surface of the resin coating layer of the aluminum member, a two-liquid type urethane adhesive was applied in a layer so that the thickness after drying was 2 μm. Then, the adhesive layer was cured by being left in the air at room temperature for 24 hours. In addition, as a two-component urethane adhesive, Showa Denko Co., Ltd. "Vinylol (registered trademark) OLY-5438-6" 100g, "Vinylol (registered trademark) OLX-7872" 5.45g, and "Vinylol (registered trademark) An adhesive obtained by mixing 10 g of "Shokubaieki B" (trademark) was used.
(接合工程)
次に、アルミニウ部材をトランスファ成形用金型内に配置し、アルミニウム部材の接着剤層の表面に、PBT-GF30からなる板状の樹脂部材をトランスファ成形法により成形することにより、アルミニウム部材と樹脂部材を接合し、これによりアルミ-樹脂接合体を作製した。なお、PBT-GF30とは、ガラス繊維が30%配合されたポリブチレンテレフタレート(即ちガラス繊維強化ポリブチレンテレフタレート)である。
(Joining process)
Next, the aluminum member is placed in a transfer molding die, and a plate-shaped resin member made of PBT-GF30 is formed on the surface of the adhesive layer of the aluminum member by a transfer molding method, whereby the aluminum member and the resin are formed. The members were bonded together to produce an aluminum-resin bonded body. PBT-GF30 is polybutylene terephthalate containing 30% glass fiber (that is, glass fiber reinforced polybutylene terephthalate).
<比較試験例6>
実施試験例6と同様に表面処理工程及び官能基付着層形成工程を順次行ったアルミニウム部材(樹脂コーティング層なし)を準備した。このアルミニウム部材の官能基付着層の表面に、実施試験例6と同様に二液型ウレタン系接着剤を層状に塗布した。そして、空気中に常温で24時間放置することで当該接着剤層を硬化させた。次に、実施試験例6と同様にアルミニウム部材と樹脂部材を接合し、これによりアルミ-樹脂接合体を作製した。
<Comparative Test Example 6>
An aluminum member (without a resin coating layer) was prepared by sequentially performing a surface treatment step and a functional group adhesion layer forming step in the same manner as in Test Example 6. On the surface of the functional group adhesion layer of this aluminum member, a two-liquid type urethane-based adhesive was applied in layers in the same manner as in Example 6. Then, the adhesive layer was cured by being left in the air at room temperature for 24 hours. Next, the aluminum member and the resin member were joined in the same manner as in Example 6, thereby producing an aluminum-resin joined body.
〔接合性評価〕
上記実施試験例6及び比較試験例6で作製したアルミ-樹脂接合体について、上記と同じ試験条件及び方法で引張剪断接合強度試験を行い、接合強度を測定した。これらの結果を表3に示す。なお、表3中の「接合強度評価」欄における符号の意味は表1と同じである。
[Evaluation of bonding properties]
The aluminum-resin joints produced in Example 6 of the above practical test and Example 6 of the comparative test were subjected to a tensile shear joint strength test under the same test conditions and method as above to measure the joint strength. These results are shown in Table 3. In addition, the meaning of the code|symbol in the "bonding-strength evaluation" column in Table 3 is the same as that of Table 1.
以上の表1~3の評価結果から分かるように、実施試験例1~6のアルミ-樹脂接合体はいずれも高い接合強度を有していた。 As can be seen from the evaluation results in Tables 1 to 3 above, all of the aluminum-resin bonded bodies of Examples 1 to 6 had high bonding strength.
また、アルミニウム基材として別のアルミニウム材料からなるアルミニウム板を熱間型鍛造により成形し、その後、アルミニウム板の表面を機械切削加工により平滑にした。アルミニウム板のアルミニウム材料は、A6063合金であり、具体的には、Si:0.5質量%、Fe:0.25質量%、Cu:0.08質量%、Mg:0.8質量%、残部がAl及び不可避不純物からなる化学成分を有するものであり、またアルミニウム板の引張強度は255MPaであり、そのヤング率は68GPaであった。 Also, as the aluminum base material, an aluminum plate made of another aluminum material was molded by hot die forging, and then the surface of the aluminum plate was smoothed by machining. The aluminum material of the aluminum plate is A6063 alloy, specifically, Si: 0.5 mass%, Fe: 0.25 mass%, Cu: 0.08 mass%, Mg: 0.8 mass%, the balance has a chemical composition consisting of Al and inevitable impurities, and the aluminum plate had a tensile strength of 255 MPa and a Young's modulus of 68 GPa.
次に、実施試験例1~6と同様にアルミニウム板と樹脂部材を接合し、これによりアルミ-樹脂接合体を作製した。そして、これらの接合体について、上記と同じ試験条件及び方法で引張剪断接合強度試験を行い、接合強度を測定した。その結果、これらの接合体はいずれも高い接合強度を有していた。 Next, the aluminum plate and the resin member were bonded in the same manner as in Examples 1 to 6, thereby producing an aluminum-resin bonded body. Then, these bonded bodies were subjected to a tensile shear bonding strength test under the same test conditions and method as above to measure the bonding strength. As a result, all of these bonded bodies had high bonding strength.
また、アルミニウム基材としてのアルミニウム板を熱間押出加工により成形した。したがって、アルミニウム板は押出材からなる。その後、アルミニウム板の表面を機械切削加工により平滑にした。アルミニウム板のアルミニウム材料は、実施試験例1と同じアルミニウム材料であって同じ化学成分を有するものである。 Also, an aluminum plate as an aluminum substrate was molded by hot extrusion. Therefore, the aluminum plate is made of extruded material. After that, the surface of the aluminum plate was smoothed by machining. The aluminum material of the aluminum plate is the same aluminum material as in Example 1 and has the same chemical components.
次に、実施試験例1~6と同様にアルミニウム板と樹脂部材を接合し、これによりアルミ-樹脂接合体を作製した。そして、これらの接合体について、上記と同じ試験条件及び方法で引張剪断接合強度試験を行い、接合強度を測定した。その結果、これらの接合体はいずれも高い接合強度を有していた。 Next, the aluminum plate and the resin member were bonded in the same manner as in Examples 1 to 6, thereby producing an aluminum-resin bonded body. Then, these bonded bodies were subjected to a tensile shear bonding strength test under the same test conditions and method as above to measure the bonding strength. As a result, all of these bonded bodies had high bonding strength.
したがって、本発明によれば、アルミニウム部材と樹脂部材が強固に接合されたクラッシュボックスを製造しうると考えられる。 Therefore, according to the present invention, it is considered possible to manufacture a crash box in which the aluminum member and the resin member are firmly joined.
この発明は、例えば自動車の衝突エネルギー吸収に用いられるクラッシュボックス及びその製造方法に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to, for example, a crash box used for absorbing collision energy of automobiles and a manufacturing method thereof.
1:アルミニウム部材
2:アルミニウム基材
2a:表面処理層
3:官能基付着層
4:樹脂コーティング層
5:プライマー層
7:接着剤層
8:樹脂部材
10:クラッシュボックス
11:クラッシュボックス本体
12:貫通孔
15:フランジ部材
16:フランジ部
17:挿通部
25:取付け対象物
1: aluminum member 2: aluminum substrate 2a: surface treatment layer 3: functional group adhering layer 4: resin coating layer 5: primer layer 7: adhesive layer 8: resin member 10: crash box 11: crash box body 12: through hole
15: flange member 16: flange portion 17: insertion portion
25: Mounting object
Claims (9)
前記樹脂コーティング層は、前記アルミニウム基材の表面処理された面に積層され、
前記樹脂コーティング層の少なくとも1層が、現場重合型フェノキシ樹脂を含む樹脂組成物から形成されているクラッシュボックスであって、
前後方向に延びた貫通孔を有するクラッシュボックス本体と、取付け対象物への取付け用のフランジ部材とを具備し、
前記クラッシュボックス本体が前記アルミニウム部材であり、
前記フランジ部材が前記樹脂部材であり、
前記クラッシュボックス本体の前記貫通孔の内周面が前記樹脂コーティング層側の面とされており、
前記フランジ部材の少なくとも一部が、前記クラッシュボックス本体の前記貫通孔の前記内周面に接合されているクラッシュボックス。 An aluminum member in which one or more resin coating layers are laminated on at least a part of the surface of an aluminum base material, and a resin member bonded to the surface of the aluminum base material on the resin coating layer side of the aluminum member. and
The resin coating layer is laminated on the surface-treated surface of the aluminum base,
At least one layer of the resin coating layer is a crash box formed from a resin composition containing an in-situ polymerizable phenoxy resin,
comprising a crash box body having a through hole extending in the front-rear direction and a flange member for attachment to an object to be attached;
The crash box body is the aluminum member,
The flange member is the resin member,
an inner peripheral surface of the through hole of the crash box main body is a surface on the resin coating layer side,
A crash box in which at least part of the flange member is joined to the inner peripheral surface of the through hole of the crash box body.
前記樹脂コーティング層は、前記アルミニウム基材の表面処理された面に積層され、
前記樹脂コーティング層の少なくとも1層が、現場重合型フェノキシ樹脂を含む樹脂組成物から形成されたクラッシュボックスであって、
前記樹脂コーティング層が複数層であり、その少なくとも1層が、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物から形成されており、
前記熱硬化性樹脂が、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種であるクラッシュボックス。 An aluminum member in which one or more resin coating layers are laminated on at least a part of the surface of an aluminum base material, and a resin member bonded to the surface of the aluminum base material on the resin coating layer side of the aluminum member. and
The resin coating layer is laminated on the surface-treated surface of the aluminum base,
At least one layer of the resin coating layer is a crash box formed from a resin composition containing an in-situ polymerizable phenoxy resin,
The resin coating layer has a plurality of layers, at least one layer of which is formed from a resin composition containing a thermosetting resin,
The crash box , wherein the thermosetting resin is at least one selected from the group consisting of urethane resins, epoxy resins, vinyl ester resins and unsaturated polyester resins.
前記官能基付着層が、シランカップリング剤、イソシアネート化合物及びチオール化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種から導入された官能基を有する請求項1又は2記載のクラッシュボックス。 Having a functional group attachment layer between the surface-treated surface of the aluminum substrate and the resin coating layer,
3. The crash box according to claim 1, wherein said functional group-adhering layer has a functional group introduced from at least one selected from the group consisting of silane coupling agents, isocyanate compounds and thiol compounds.
前記クラッシュボックス本体が前記アルミニウム部材であり、
前記フランジ部材が前記樹脂部材であり、
前記クラッシュボックス本体の前記貫通孔の内周面が前記樹脂コーティング層側の面とされており、
前記フランジ部材の少なくとも一部が、前記クラッシュボックス本体の前記貫通孔の前記内周面に接合されている請求項2~5のいずれに記載のクラッシュボックス。 comprising a crash box body having a through hole extending in the front-rear direction and a flange member for attachment to an object to be attached;
The crash box body is the aluminum member,
The flange member is the resin member,
an inner peripheral surface of the through hole of the crash box main body is a surface on the resin coating layer side,
A crash box according to any one of claims 2 to 5, wherein at least part of said flange member is joined to said inner peripheral surface of said through hole of said crash box body.
前記フランジ部材の前記挿通部が、前記クラッシュボックス本体の前記貫通孔に挿通された状態で前記クラッシュボックス本体の前記貫通孔の前記内周面に接合されている請求項1又は6記載のクラッシュボックス。 The flange member includes front and rear flange portions arranged on both front and rear sides of the crash box main body, and an insertion portion inserted through a through hole of the crash box main body and connecting the front and rear flange portions,
7. The crash box according to claim 1 , wherein the insertion portion of the flange member is joined to the inner peripheral surface of the through hole of the crash box body while being inserted into the through hole of the crash box body. .
射出成形法、トランスファ成形法、プレス成形法、フィラメントワインディング成形法又はハンドレイアップ成形法により樹脂部材を成形する際に、アルミニウム部材のアルミニウム基材の樹脂コーティング層側の面に樹脂部材を接合するクラッシュボックスの製造方法。 A method for manufacturing a crash box according to any one of claims 1 to 8,
When molding a resin member by injection molding, transfer molding, press molding, filament winding molding, or hand lay-up molding, the resin member is joined to the resin coating layer side of the aluminum substrate of the aluminum member. How to make a crash box.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019108547A JP7273365B2 (en) | 2019-06-11 | 2019-06-11 | Crush box and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019108547A JP7273365B2 (en) | 2019-06-11 | 2019-06-11 | Crush box and its manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020199899A JP2020199899A (en) | 2020-12-17 |
JP7273365B2 true JP7273365B2 (en) | 2023-05-15 |
Family
ID=73741789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019108547A Active JP7273365B2 (en) | 2019-06-11 | 2019-06-11 | Crush box and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7273365B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022168324A1 (en) * | 2021-02-08 | 2022-08-11 | 昭和電工株式会社 | Bumper fascia and method of manufacturing same |
WO2022168329A1 (en) * | 2021-02-08 | 2022-08-11 | 昭和電工株式会社 | Bumper fascia and production method therefor |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017177465A (en) | 2016-03-29 | 2017-10-05 | マツダ株式会社 | Method for conjugating metal member and thermosetting resin member, and metal member, thermosetting resin member and thermoplastic resin sheet used in the method |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11173358A (en) * | 1997-12-09 | 1999-06-29 | Toray Ind Inc | Shock absorbing member made of aluminum/synthetic fiber reinforced resin |
-
2019
- 2019-06-11 JP JP2019108547A patent/JP7273365B2/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017177465A (en) | 2016-03-29 | 2017-10-05 | マツダ株式会社 | Method for conjugating metal member and thermosetting resin member, and metal member, thermosetting resin member and thermoplastic resin sheet used in the method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020199899A (en) | 2020-12-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6918973B2 (en) | Composite laminate and its manufacturing method, and metal resin bonded body and its manufacturing method | |
JP7358792B2 (en) | Electronic board housing and its manufacturing method | |
JP6919075B2 (en) | Composite laminates and metal-polyolefin conjugates | |
JP7273365B2 (en) | Crush box and its manufacturing method | |
JP7322535B2 (en) | Automobile back door and manufacturing method thereof | |
JP6964808B2 (en) | Composite laminate, its manufacturing method, and metal resin joint | |
JP7306086B2 (en) | Compressor housing and manufacturing method thereof | |
JP2022095441A (en) | Pillar for vehicle body of automobile and method for manufacturing the same | |
WO2022130833A1 (en) | Method for manufacturing metallic member-resin member bonded body, and film | |
JP2022096454A (en) | Radiator and manufacturing method thereof | |
JP6919076B1 (en) | Composite laminates and metal-resin joints | |
JP7480865B2 (en) | Vehicle side step and manufacturing method thereof | |
JP2022094785A (en) | Electronic board housing and method for manufacturing the same | |
JP7480863B2 (en) | Automobile side door and manufacturing method thereof | |
JP7480864B2 (en) | Automobile back door and manufacturing method thereof | |
WO2022097689A1 (en) | Bumper reinforcement, method for manufacturing same, and resin reinforcement member for bumper reinforcement | |
JP2022094779A (en) | Crash box and manufacturing method for the same | |
JP2022096404A (en) | Cross member for roof, roof structure, and manufacturing method for the same | |
JP7242984B2 (en) | Portable information terminal housing and manufacturing method thereof | |
JP2022097168A (en) | Vehicular scuff plate and manufacturing method for the same | |
JP2022096062A (en) | Top cover of battery case and method for manufacturing the same | |
JP2022095443A (en) | Vehicular steering hanger and manufacturing method for the same | |
JP6967676B2 (en) | Bonds and materials with primers | |
JP2022133953A (en) | On-board motor and method for manufacturing the same, and electric compressor including on-board motor and method for manufacturing the same | |
CN116529128A (en) | Bumper reinforcement, method for producing same, and resin reinforcement member for bumper reinforcement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220316 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230118 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230124 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20230131 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20230201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230203 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230208 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20230307 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230329 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230411 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7273365 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |