JP2005144674A - Monolithic molded product of metal or woody material and thermoplastic resin and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は金属または木質系材料と熱可塑性樹脂を一体化することで、金属または木質系材料成形体では困難な複雑形状や熱可塑性樹脂成形体では不十分な剛性などの機械特性を各々補うことでより高機能な成形体を得る。具体的には、携帯端末や電子機器の筐体、土木建築関係や車両用の継ぎ手つき補強部材、土木建築関係の構造体や部品、家具や家電の部品、AV機器や電子機器の筐体などに関する。 The present invention integrates a metal or wood-based material and a thermoplastic resin to compensate for mechanical properties such as complicated shapes that are difficult for metal or wood-based material molded bodies and rigidity that is insufficient for thermoplastic resin molded bodies. To obtain a molded product with higher function. Specifically, cases for portable terminals and electronic devices, civil engineering and construction-related joint members for vehicles, civil engineering and construction-related structures and parts, furniture and household appliance parts, AV equipment and electronic device casings, etc. About.
鉄やアルミニウム合金などに代表される金属は、高い強度や剛性を生かし土木建築資材や車両の補強部材等に使用されている。中でも金属としては比較的軽量なアルミニウム合金やマグネシウム合金等は、ノート型パソコンや携帯電話等の携帯端末や電子機器、情報通信機器、家庭電化製品などの筐体としても使用されている。しかし、金属は優れた機械強度を有するものの、複雑形状の成形が困難であったり重量が大きくなることが問題とされている。 Metals typified by iron and aluminum alloys are used for civil engineering and building materials, vehicle reinforcement members, and the like, taking advantage of high strength and rigidity. Among these, relatively light aluminum alloys and magnesium alloys are also used as casings for portable terminals such as notebook computers and mobile phones, electronic devices, information communication devices, and home appliances. However, although metal has excellent mechanical strength, it has been a problem that it is difficult to form a complicated shape and the weight is increased.
一方、熱可塑性樹脂は射出成形等の成形加工技術の活用により複雑形状の成形が可能であり軽量であることから、前記アルミニウム合金やマグネシウム合金の用途と同様、携帯端末や電子機器、情報通信機器、家庭電化製品などの筐体に使用されている。しかし、熱伝導率が低いことから機器内で発生する熱を蓄積し内部部品の故障の原因になったり、強度や剛性が低いことを補うために肉厚を厚くし機器全体が大きくなったりする等が問題とされている。 On the other hand, since thermoplastic resins can be molded into complex shapes by utilizing molding technology such as injection molding and are lightweight, mobile terminals, electronic devices, and information communication devices are used in the same manner as the applications of aluminum alloys and magnesium alloys. Used in housings for home appliances. However, the low thermal conductivity causes heat generated in the equipment to accumulate, causing failure of internal components, and increasing the wall thickness to make up the overall equipment to compensate for low strength and rigidity. Etc. are regarded as problems.
これらの問題点を解決するために、特許文献1には金属製の平板の外周囲に設置する外周壁部の少なくとも一部を合成樹脂のアウトサート成形で形成する金属と樹脂の一体化成形体が記載されているが、金属と樹脂との間に接着剤となるものが無いため両者の間で十分な接着が得られない。金属製の平板に加工してアンダーカットを設けることで金属と樹脂の接着することも考えられるが、金属の形状が制約される。
In order to solve these problems,
金属と熱可塑性樹脂との接着力を改善するための接着剤として、特許文献2には金属と接着性を有する合成樹脂層と、熱可塑性樹脂と接着性を有する合成樹脂層、およびこれらの間に介挿されて両層を接着させる層間接着層を積層した合成樹脂層を、金属板と熱可塑性樹脂成形体の接着剤として使用する一体化成形体が記載されている。特許文献3には金属板に熱可塑性樹脂でラミネートもしくはプレコートした原板をプレス成形フォーミングし、該プレスフォーミングした金属部品を射出成形機の金型内に装着し、リブ、ボス等の構成部位を射出成形により形成した金属と熱可塑性樹脂の一体化成形体が記載されている。また、特許文献4には熱硬化性合成樹脂で被覆した金属フレームの熱硬化性合成樹脂面に熱可塑性樹脂を熱融着させて一体化成形体を得る方法が記載されている。しかしながら、これは平板を想定した金属板に接着剤層を形成させ、その後プレス成形した後に熱可塑性樹脂と一体化成形するため、金属の形状についてはプレス成形できる範囲であり形状の自由度が小さくなる。
As an adhesive for improving the adhesive force between a metal and a thermoplastic resin,
また、針葉樹や広葉樹などに代表される木材および、集成材、合板、パーティクルボード、ファイバーボード等の木質材料は、高い強度や剛性を生かし土木建築資材や家具などに使用されている。しかし、木質系材料は優れた機械強度を有するものの、複雑形状の成形が困難であったり、腐敗や虫食いなどが問題とされている。 Moreover, wood materials such as conifers and hardwoods, and wood materials such as laminated timber, plywood, particleboard, and fiberboard are used for civil engineering and building materials, furniture, and the like by taking advantage of high strength and rigidity. However, although wood-based materials have excellent mechanical strength, it is difficult to form complex shapes, and rot and insect erosion are problems.
一方、熱可塑性樹脂は射出成形等の成形加工技術の活用により複雑形状の成形が可能であり、木質系材料の問題である腐敗や虫食いを防ぐ目的から前記木質系材料の用途と同様に土木建築資材や家具の部品などに使用されている。しかし、熱可塑性樹脂はクリープ特性に劣ることや剛性が低いため全てを補うまでには至っていない。 On the other hand, thermoplastic resins can be molded into complex shapes by utilizing molding technology such as injection molding, and civil engineering and architecture are used in the same way as the use of wooden materials for the purpose of preventing decay and insect erosion, which are problems of wooden materials. Used for materials and furniture parts. However, the thermoplastic resin is inferior in creep characteristics and low in rigidity, so that it has not been fully compensated.
これらの問題点を解決するため、さらには木質系材料の意匠性と熱可塑性樹脂の特性を生かして木質成形体と熱可塑性樹脂を一体化した成形体が提案されている。具体的には特許文献5に長さ50mm以上の強化繊維を少なくとも50重量%以上含有する熱可塑性樹脂シートと木質系薄板を積層成形してなる積層板、さらに当該熱可塑性樹脂シートと木質系薄板との間に軟化点が150℃以下の熱可塑性樹脂層を介在させる積層板が記載されている。また、特許文献6には天然木をスライスしたものに熱可塑性樹脂を含浸させ、この積層シートを金型キャビティー内面に沿わせてセットし射出成形時に溶融樹脂と一体化させる方法が記載されている。さらに、特許文献7には木質層の表面に熱可塑性樹脂に接着性を持つホットメルト接着剤層を備え、熱可塑性樹脂組成物からなる成形体と熱で一体化する方法が記載されている。しかし、これらは木質系成形体は板やシート状の成形体で、接着剤層を形成する際箇所は平面である必要があり、複雑な形状に対応することができない。
本発明は、上述した問題点を解決し、形状の自由度が高く金属と熱可塑性樹脂と接着力が十分ある金属と熱可塑性樹脂一体化成形体を提供するものである。 The present invention solves the above-described problems and provides a metal / thermoplastic resin integrated molded article having a high degree of freedom in shape and sufficient adhesion between the metal and the thermoplastic resin.
上記目的を達成する本発明は以下の構成からなる。すなわち、
(1)金属または木質系材料の成形体と熱可塑性樹脂成形体と熱可塑性樹脂層からなる成形体であって、該金属または木質系材料の成形体と該熱可塑性樹脂成形体とが厚さ10〜100μmの該熱可塑性樹脂層によって溶着されてなることを特徴とする金属または木質系材料と熱可塑性樹脂の一体成形体。
The present invention for achieving the above object has the following configuration. That is,
(1) A molded body comprising a molded body of a metal or wood-based material, a thermoplastic resin molded body, and a thermoplastic resin layer, wherein the molded body of the metal or wood-based material and the thermoplastic resin molded body are thick. An integrally molded body of a metal or wood-based material and a thermoplastic resin, which is welded by the thermoplastic resin layer of 10 to 100 µm.
(2)前記熱可塑性樹脂層を形成する熱可塑性樹脂が、溶媒100重量%に対し5重量%以上可溶であることを特徴とする(1)記載の金属または木質系材料と熱可塑性樹脂の一体成形体。 (2) The thermoplastic resin forming the thermoplastic resin layer is soluble in 5% by weight or more with respect to 100% by weight of the solvent. Integrated molded body.
(3)前記熱可塑性樹脂層を形成する熱可塑性樹脂の融点または軟化温度が80〜220℃であることを特徴とする(1)または(2)記載の金属または木質系材料と熱可塑性樹脂の一体成形体。 (3) The melting point or softening temperature of the thermoplastic resin forming the thermoplastic resin layer is 80 to 220 ° C. The metal or wood-based material according to (1) or (2) and the thermoplastic resin Integrated molded body.
(4)前記熱可塑性樹脂層を形成する熱可塑性樹脂がポリアミドであることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の金属または木質系材料と熱可塑性樹脂の一体成形体。 (4) The integrally formed article of the metal or wood-based material and the thermoplastic resin according to any one of (1) to (3), wherein the thermoplastic resin forming the thermoplastic resin layer is polyamide.
(5)前記熱可塑性樹脂層を形成する熱可塑性樹脂が、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド12から選択される2種類以上を共重合したポリアミドであることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の金属または木質系材料と熱可塑性樹脂の一体成形体。
(5) The thermoplastic resin forming the thermoplastic resin layer is a polyamide obtained by copolymerization of two or more selected from
(6)前記熱可塑性樹脂成形体がポリアミド樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル樹脂からなることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の金属または木質系材料と熱可塑性樹脂の一体成形体。 (6) The thermoplastic resin molded body is made of a polyamide resin, a styrene resin, or a polyester resin, and the metal or wood material according to any one of (1) to (5) and the thermoplastic resin are integrated. Molded body.
(7)金属材料の成形体がアルミニウム合金またはマグネシウム合金であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の金属または木質系材料と熱可塑性樹脂の一体成形体。 (7) The molded body of a metal material is an aluminum alloy or a magnesium alloy, The metal or wood-based material and thermoplastic resin integrated molded body according to any one of (1) to (6).
(8)金属または木質系材料と熱可塑性樹脂とからなる一体成形体を製造する方法において、(a)熱可塑性樹脂層となる熱可塑性樹脂を溶媒に溶かし被膜用熱可塑性樹脂溶液を得る工程、(b)被膜用熱可塑性樹脂溶液を金属または木質系材料成形体表面にコーティングする工程、(c)コーティングした被膜用熱可塑性樹脂溶液を乾燥し溶媒を飛ばして金属または木質系材料成形体の表面に10〜100μmの熱可塑性樹脂層を形成した金属または木質系材料成形体を得る工程、(d)金属または木質系材料からなる成形体の表面に形成した該熱可塑性樹脂層と熱可塑性樹脂成形体を熱溶着させ一体化する工程を有することを特徴とする金属または木質系材料と熱可塑性樹脂の一体成形体を製造する方法。 (8) In the method for producing an integrally molded body comprising a metal or wood-based material and a thermoplastic resin, (a) a step of dissolving a thermoplastic resin to be a thermoplastic resin layer in a solvent to obtain a thermoplastic resin solution for coating; (B) coating the thermoplastic resin solution for coating on the surface of the metal or wood-based material molding, (c) drying the coated thermoplastic resin solution for coating and removing the solvent to remove the surface of the molded metal or wood-based material A step of obtaining a metal or wood-based material molded body on which a 10 to 100 μm thermoplastic resin layer is formed, and (d) the thermoplastic resin layer and the thermoplastic resin molding formed on the surface of the metal or wood-based molded body A method for producing an integrally molded body of a metal or wood-based material and a thermoplastic resin, comprising the step of heat-welding and integrating the bodies.
(9)金属または木質系材料と熱可塑性樹脂とからなる一体成形体を製造する方法において、(a)熱可塑性樹脂層となる熱可塑性樹脂を溶媒に溶かし被膜用熱可塑性樹脂溶液を得る工程、(b)被膜用熱可塑性樹脂溶液を金属または木質系材料成形体表面にコーティングする工程、(c)コーティングした被膜用熱可塑性樹脂溶液を乾燥し溶媒を飛ばして金属または木質系材料成形体の表面に10〜100μmの熱可塑性樹脂層を形成した金属または木質系材料成形体を得る工程、(e)該熱可塑性樹脂層を形成した金属または木質系材料成形体を射出成形用の金型にインサートし熱可塑性樹脂を射出して金属または木質系材料成形体と熱可塑性樹脂を一体成形体とする工程を有することを特徴とする金属または木質系材料と熱可塑性樹脂の一体成形体を製造する方法。 (9) In a method for producing an integrally molded body comprising a metal or wood-based material and a thermoplastic resin, (a) a step of dissolving a thermoplastic resin to be a thermoplastic resin layer in a solvent to obtain a thermoplastic resin solution for coating; (B) coating the thermoplastic resin solution for coating on the surface of the metal or wood-based material molding, (c) drying the coated thermoplastic resin solution for coating and removing the solvent to remove the surface of the molded metal or wood-based material (E) Inserting the metal or wood-based material molded body formed with the thermoplastic resin layer into a mold for injection molding A metal or wood-based material and a thermoplastic resin, comprising the step of injecting a thermoplastic resin into a metal or wood-based material molded body and a thermoplastic resin as an integral molded body A method for producing the integrally molded body.
(10)(c)コーティングした被膜用熱可塑性樹脂溶液を乾燥し溶媒を飛ばして金属または木質系材料成形体の表面に10〜50μmの熱可塑性樹脂層を形成した金属または木質系材料成形体を得る工程を有することを特徴とする請求項8または9に記載の金属または木質系材料と熱可塑性樹脂の一体成形体を製造する方法。
(10) (c) A metal or wood-based material molded body in which the coated thermoplastic resin solution for coating is dried and the solvent is removed to form a 10-50 μm thermoplastic resin layer on the surface of the metal or wood-based material molded body. A method for producing an integrally molded body of a metal or wood-based material and a thermoplastic resin according to
本発明の金属または木質系材料成形体と熱可塑性樹脂製成形体の一体化成形体は、金属等の持つ特性と熱可塑性樹脂が持つ特性を併せ持つ成形体を得ることが可能であり、高い強度が必要とされる成形体でも部分的に計量化を計ることができ、さらに金属では困難な複雑な形状を熱可塑性樹脂で成形一体化することで対応することができる。また、本発明の金属または木質系材料成形体と熱可塑性樹脂製成形体を一体化する方法は、金属または木質系材料と熱可塑性樹脂を簡単かつ強固に密着することができる。 The integrated molded body of the metal or wood-based material molded body and the thermoplastic resin molded body of the present invention can provide a molded body having both the characteristics of a metal and the characteristics of a thermoplastic resin, and has high strength. The required molded body can be partially weighed, and moreover, it is possible to cope by molding and integrating a complicated shape that is difficult with metal with a thermoplastic resin. Moreover, the method of integrating the metal or wood-based material molded body and the thermoplastic resin molded body of the present invention can easily and firmly adhere the metal or wood-based material and the thermoplastic resin.
本発明の金属と熱可塑性樹脂の一体成形体において、金属の材質としては特に限定するものはなくアルミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛合金、鉄、炭素鋼などがある。中でも計量で加工性が良いことからアルミニウム合金、マグネシウム合金が好ましい金属として挙げられる。 In the integrally molded article of the metal and thermoplastic resin of the present invention, the material of the metal is not particularly limited, and examples thereof include an aluminum alloy, a magnesium alloy, a zinc alloy, iron, and carbon steel. Among them, aluminum alloys and magnesium alloys are preferred metals because of their good workability in measurement.
本発明の木質系材料と熱可塑性樹脂の一体成形体において、木質系材料の材質としては特に限定するものはなく一般的に建築物や家具などに使用されている木質系材料を使用することができ、具体的にはサクラ、スギ、マツ、モミ、ヒノキ、ヒバ、ツガ等の針葉樹や、クリ、ブナ、ナラ、ケヤキ、カシ、ラワン、チーク等の広葉樹、挽板や小角材を繊維方向を互いに平行にして集成接着した集成材、切削した単板を繊維方向を互いに平行にして積層接着した単板積層材、木材を薄くはいだ板や単板の繊維方向を互いに直行させ奇数板を対称構成になるように重ね接着剤で張り合わせた合板、木材の小片であるチップ、フレーク、ウェファー、ストランド等を接着剤にて成形熱圧したパーティクルボード、木材繊維を主原料として板状に成形したファイバーボードなどが挙げられ、これらを任意の形状に切削加工等を施した成形体を木質系材料からなる成形体として表す。さらにこれら木質系材料からなる成形体には、表面に天然の化粧板を張ったものやプリント加工、塗装などの特殊加工化粧を施した物や、難燃処理を施したものも同様に用いることができる。 In the integrally formed article of the wood material of the present invention and the thermoplastic resin, the material of the wood material is not particularly limited, and it is possible to use a wood material that is generally used for buildings and furniture. Specifically, coniferous trees such as cherry, cedar, pine, fir, cypress, hiba, and moth, broadleaf trees such as chestnut, beech, oak, zelkova, oak, lawan, and teak, and sawed wood and small timber Laminated wood that is laminated and bonded in parallel to each other, Single-plate laminated material in which cut veneers are laminated and bonded with the fiber directions parallel to each other, odd-numbered plates are symmetrical by making the fiber direction of thinly laminated wood or veneer perpendicular to each other Plywood laminated with laminated adhesive to form a composition, chips, chips, flakes, wafers, strands, etc. that are small pieces of wood molded with adhesive, heat-pressed particle board, molded into a plate shape using wood fiber as the main raw material Such as fiber boards and the like, representing these were subjected to cutting or the like into a desired shape molded body as a molded body made of wood-based material. In addition, molded products made of these wood-based materials should be used in the same way as those with a natural decorative board on the surface, specially processed makeup such as print processing and painting, and those with flame retardant treatment. Can do.
また、金属または木質系材料成形体の表面に被膜する熱可塑性樹脂としては、水やアルコール類の溶媒に可溶な熱可塑性樹脂、さらには融点または軟化温度が80〜220℃である熱可塑性樹脂であれば特に制限するものはなく、好ましくは溶媒100重量%に対し熱可塑性樹脂が5重量%以上可溶できるもの、さらに好ましくは溶媒100重量%に対し熱可塑性樹脂が10重量%以上可溶できるものがある。具体的には、ポリアミド樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂などがあり、中でもポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド12から2種以上選択して共重合する共重合ポリアミドが好ましく、ジカルボン酸とジアミンとの塩およびω−アミノカルボン酸あるいはラクタムの共重合によって得られる。
In addition, the thermoplastic resin that coats the surface of the metal or wood-based material molded body includes thermoplastic resins that are soluble in water and alcohol solvents, and further thermoplastic resins that have a melting point or softening temperature of 80 to 220 ° C. If there is no particular limitation, the thermoplastic resin is preferably soluble in 5% by weight or more with respect to 100% by weight of the solvent, more preferably the thermoplastic resin is soluble in 10% by weight or more with respect to 100% by weight of the solvent. There is something you can do. Specifically, there are polyamide resin, styrene resin, polyester resin, olefin resin, etc. Among them, a copolymer polyamide selected from two or more of
金属または木質系材料からなる成形体を被膜する熱可塑性樹脂の溶媒としては特に限定するものはないが、ポリアミド樹脂が可溶な溶媒としてはメタノール、エタノール、プロパノールその他の低級脂肪族アルコール、またこれらのアルコールに水、トリクレン、クロロホルム、四塩化炭素、ベンジルアルコール、フェノール、ギ酸、酢酸を少量加えた混合溶媒も挙げられる。 There are no particular limitations on the solvent for the thermoplastic resin that coats the molded body made of a metal or wood-based material, but examples of solvents in which the polyamide resin is soluble include methanol, ethanol, propanol, and other lower aliphatic alcohols. And a mixed solvent obtained by adding a small amount of water, tricrene, chloroform, carbon tetrachloride, benzyl alcohol, phenol, formic acid, and acetic acid to the alcohol.
本発明の熱可塑性樹脂成形体としては、熱融着可能であれば特に制限するものはなく一般的な熱可塑性樹脂を使用することができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン/α−オレフィン共重合体などのオレフィン系樹脂、シンジオタクチックポリスチレン、AS樹脂(アクリロ二トリル/スチレン共重合体)、ABS樹脂(アクリロニトリル/スチレン/ブタジエン)、HIPS(ハイインパクトポリスチレン)などのスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン2,6−ナフタレート、ポリブチレン2,6−ナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンイソフタレートなどの非液晶ポリエステル系樹脂およびこれらの共重合体、液晶ポリエステル、ポリフェニレンスルフィドに代表されるポリアリーレンスルフィド、ポリ塩化ビニル(PVC)、塩化ビニリデン(PVDC)、ポリビニルアルコール(EVOH)、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール(ホモポリマー、コポリマー)など、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド12、ポリアミド610、ポリアミド6/66コポリマー、ポリアミド6/12コポリマー等のポリアミド系樹脂などが挙げられ、中でも金属成形体の表面に被膜する熱可塑性樹脂との熱融着が良好な熱可塑性樹脂としては、ポリアミド6、ポリアミド66、ABS樹脂、HI−PS樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂が挙げられる。
The thermoplastic resin molded article of the present invention is not particularly limited as long as it can be heat-sealed, and a general thermoplastic resin can be used. For example, polyethylene, polypropylene, polystyrene, olefin resins such as ethylene / α-olefin copolymer, syndiotactic polystyrene, AS resin (acrylonitrile / styrene copolymer), ABS resin (acrylonitrile / styrene / butadiene), Styrenic resins such as HIPS (high impact polystyrene), non-liquid crystalline polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate,
本発明の金属または木質系材料成形体と熱可塑性樹脂成形体を一体化する方法としては、熱可塑性樹脂層を形成する熱可塑性樹脂を溶媒に溶かし、被膜用熱可塑性樹脂溶液を金属または木質系材料成形体の表面にコーティングした後乾燥させ、熱可塑性樹脂層と熱可塑性樹脂成形体を熱溶着で密着させるものであり、被膜用熱可塑性樹脂を溶媒に溶解する方法としては特に制限するものはなく、加熱撹拌した溶媒中に被膜用熱可塑性樹脂を添加して溶解させることが一般的な方法として挙げられる。 As a method for integrating the metal or wood-based material molded body and the thermoplastic resin molded body of the present invention, the thermoplastic resin for forming the thermoplastic resin layer is dissolved in a solvent, and the thermoplastic resin solution for coating is converted to a metal or wood-based material. The material molded body is coated and then dried, and the thermoplastic resin layer and the thermoplastic resin molded body are brought into close contact with each other by heat welding, and the method for dissolving the thermoplastic resin for coating in a solvent is particularly limited. As a general method, a thermoplastic resin for coating is added and dissolved in a solvent that is heated and stirred.
また、溶媒に被膜用熱可塑性樹脂を添加する量としては5重量%以上が好ましく、5重量%未満では金属または木質系材料成形体の表面に十分に熱可塑性樹脂層を形成させることができず、膜厚が薄くなる。金属または木質系材料成形体の表面に形成する被膜用熱可塑性樹脂層の膜厚は10〜100μmであることが必要であり、さらには10〜50μmが好ましく、10μmより薄いと熱可塑性樹脂成形体との熱溶着が悪く十分密着力が得られない。また、100μmより厚くなると膜厚を厚くするための工程が煩雑になるばかりか被膜用熱可塑性樹脂の強度が低い場合、熱可塑性樹脂層部分で破壊し見かけ上金属または木質系材料成形体と熱可塑性樹脂成形体の密着力が低いものとなる。 Further, the amount of the thermoplastic resin for coating added to the solvent is preferably 5% by weight or more, and if it is less than 5% by weight, a sufficient thermoplastic resin layer cannot be formed on the surface of the metal or wood-based material molded body. The film thickness becomes thinner. The film thickness of the thermoplastic resin layer for coating formed on the surface of the metal or wood-based material molded body must be 10 to 100 μm, more preferably 10 to 50 μm, and if it is thinner than 10 μm, the thermoplastic resin molded body Adhesive strength cannot be obtained sufficiently. Further, when the thickness is larger than 100 μm, not only the process for increasing the film thickness becomes complicated, but also when the thermoplastic resin for coating is low in strength, it breaks at the thermoplastic resin layer part and apparently becomes a metal or wood-based material molded body and heat The adhesive strength of the plastic resin molded product is low.
金属または木質系材料成形体に熱可塑性樹脂層を被膜する部分としては、熱可塑性樹脂成形体と一体化する部分のみに被膜を形成することも、金属成形体全体を被膜することも特に制限するものはなく、被膜した熱可塑性樹脂層と熱可塑性樹脂成形体が溶着して一体化することが重要である。 As a part to coat the thermoplastic resin layer on the metal or wood-based material molded body, it is particularly limited to form a film only on a part integrated with the thermoplastic resin molded body or to coat the entire metal molded body. There is nothing, and it is important that the coated thermoplastic resin layer and the thermoplastic resin molded body are welded and integrated.
金属または木質系材料成形体と熱可塑性樹脂成形体を熱溶着で一体化する方法としては、各々別々に作成した成形体を熱板溶着、超音波溶着、振動溶着、レーザー溶着等の方法で溶着させる方法が採用できる。また、金属または木質系材料成形体を射出成形機の金型キャビティ内に配置しインサート成形することで一体化することも可能である。 As a method of integrating the metal or wood-based material molded body and the thermoplastic resin molded body by thermal welding, the molded bodies created separately are welded by methods such as hot plate welding, ultrasonic welding, vibration welding, laser welding, etc. Can be adopted. It is also possible to integrate by molding a metal or wood-based material molded body in a mold cavity of an injection molding machine and insert molding.
本発明は金属または木質系材料成形体と熱可塑性樹脂成形体とが一体に成型されてなる成形体であり、その形状に自由度が大きく、かつその接着力が大きいため、携帯端末や電子機器の筐体、土木建築関係や車両用の継ぎ手つき補強部材などに好適である。 The present invention is a molded body formed by integrally molding a metal or wood-based material molded body and a thermoplastic resin molded body, and has a high degree of freedom in its shape and a large adhesive force. It is suitable for a casing, a civil engineering / architecture-related or a reinforcing member with a joint for vehicles.
以下、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
[実施例]
金属成形体:金属成形体としてASTM1号ダンベルの半分の成形体1を、マグネシウム合金(AZ91)とアルミニウム合金(A1050)で作成した。
[Example]
Metal molded body: A molded
木質系材料成形体:木質系材料としてASTM1号ダンベルの半分の成形体1を、ヒノキと合板から切削加工を施し作成した。
Wood-based material molded body: As a wood-based material, a half-shaped molded
金属または木質系材料成形体被膜用熱可塑性樹脂:被膜用熱可塑性樹脂として”アミラン”CM8000(融点128℃:東レ(株)製)と”アミラン”CM4000(融点140℃:東レ(株)製)を使用した。 Thermoplastic resin for coating metal or wood-based material molding: “Amilan” CM8000 (melting point 128 ° C .: manufactured by Toray Industries, Inc.) and “Amilan” CM4000 (melting point 140 ° C .: manufactured by Toray Industries, Inc.) It was used.
溶媒:金属または木質系材料被膜成形体用熱可塑性樹脂を溶解する溶媒として、メタノール:水=80:20wt%の混合溶媒を使用した。 Solvent: A mixed solvent of methanol: water = 80: 20 wt% was used as a solvent for dissolving the thermoplastic resin for metal or wood-based material film moldings.
金属または木質系材料成形体の被膜用熱可塑性樹脂溶液:メタノール/水の混合溶媒80gを45℃に温調し撹拌しながら被膜用熱可塑性樹脂20gを徐々に添加し、完全溶解させて作成した。”アミラン”CM8000を使用した溶液を溶液Aとし、”アミラン”CM4000を使用した溶液を溶液Bとした。 Thermoplastic resin solution for coating of metal or wood-based material molding: prepared by dissolving 80 g of methanol / water mixed solvent at 45 ° C. and gradually adding 20 g of thermoplastic resin for coating while completely stirring. . A solution using “Amilan” CM8000 was designated as Solution A, and a solution using “Amilan” CM4000 was designated as Solution B.
熱可塑性樹脂成形体:金属または木質系材料成形体と接合する熱可塑性樹脂として、”アミラン”CM1017(ポリアミド6:東レ(株)製)と”アミラン”CM1011G30(ガラス繊維強化ポリアミド6:東レ(株)製)を使用した。この内”アミラン”CM1017はシリンダー温度260℃、金型温度80℃で図4に示すASTM1号ダンベル5を成形し、図1に示す金属または木質系材料成形体1と同じ形状にするよう半分を切断し図4に示す熱可塑性樹脂成形体6を得た。
Thermoplastic resin molding: “Amilan” CM1017 (polyamide 6: manufactured by Toray Industries, Inc.) and “Amilan” CM1011G30 (glass fiber reinforced polyamide 6: Toray Industries, Inc.) as thermoplastic resins to be joined to metal or wood-based material moldings )). Among them, “Amilan” CM1017 is formed by molding ASTM No. 1
実施例1
マグネシウム合金でできた図1記載の金属成形体1の表面を一般のメタノールを使って洗浄し金属成形体表面に付着したゴミや油を拭き取った。その後、図2に示すように、金属成形体1をガラス容器内に入った溶液A2内に熱可塑性樹脂成形体と一体化する部分として約5mmを1分間浸漬させ取り出し80℃×100分乾燥させて金属成形体に付着した溶媒Aのメタノール/水混合液を飛ばし、図3に示す様な金属成形体1の一部に”アミラン”CM8000の被膜層3を形成させた金属成形体4を得た。この時”アミラン”CM8000の被膜の厚さは20μmであった。
Example 1
The surface of the metal molded
次に金属成形体4と熱可塑性樹脂成形体を一体化する方法について説明する。熱可塑性樹脂成形体としては”アミラン”CM1017を射出成形して得たASTM1号ダンベル5を半分に切断して図4に示すような熱可塑性樹脂成形体6を得た。得られた熱可塑性樹脂成形体6の接合面7を加熱ヒーターで約180℃に暖め均一に加熱された直後に、図4に示すように金属成形体4の”アミラン”CM8000で被膜層を形成させた部分3に圧着し金属成形体と熱可塑性樹脂成形体の一体化成形体8を得た。
Next, a method for integrating the metal molded
実施例2
アルミニウム合金でできた金属成形体1、溶液Bを使用した以外は実施例1と同じ条件で、金属成形体の表面に熱可塑性樹脂皮膜を形成させた成形体9を得る。金属成形体1の一部に”アミラン”CM4000で被膜層10を形成した膜厚は20μmであった。
Example 2
A molded body 9 in which a thermoplastic resin film is formed on the surface of the metal molded body is obtained under the same conditions as in Example 1 except that the metal molded
次に図5に示すように金属成形体9を東芝機械製IS55射出成形機に搭載したASTM1号ダンベルを成形する金型11のキャビティ12内に配置し、シリンダー温度265℃、金型温度60℃の条件で”アミラン”CM1011G30を使用してインサート成形した。この時溶融状態の”アミラン”CM1011G30はスプール13を通ってキャビティ12内に射出され金属成形体9の”アミラン”CM4000を被膜した部分10と一体化させて金型から取り出すことによって金属成形体と熱可塑性樹脂成形体の一体化成形体14を得た。
Next, as shown in FIG. 5, the metal molded body 9 is placed in the
比較例1、2
実施例1、2で使用したマグネシウム合金とアルミニウム合金のASTM1号ダンベルの半分の成形体を一般のメタノールを使って洗浄し金属成形体表面に付着したゴミや油を拭き取った金属成形体を、実施例2と同じ方法で金型キャビティ12内に配置し、”アミラン”CM1011G30を実施例2同様にインサート成形して金属成形体と熱可塑性樹脂成形体の一体成形体14を得た。
Comparative Examples 1 and 2
The metal molded body in which the half of the ASTM No. 1 dumbbell made of magnesium alloy and aluminum alloy used in Examples 1 and 2 was washed with general methanol to wipe off dust and oil adhering to the surface of the metal molded body. It was placed in the
金属成形体と熱可塑性樹脂成形体の密着力測定
実施例1、2および比較例1、2で得られた金属成形体と熱可塑性樹脂成形体の一体成形体を図6に示す様なASTM D638に準拠した方法で引張り金属成形体と熱可塑性樹脂成形体の密着力を測定した。密着力測定結果を表1に示す。
Measurement of Adhesive Strength between Metal Molded Body and Thermoplastic Resin Molded Body ASTM D638 as shown in FIG. 6 shows the integrally molded body of the metal molded body and the thermoplastic resin molded body obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2. The adhesion between the tensile metal molded body and the thermoplastic resin molded body was measured by a method based on the above. Table 1 shows the results of measurement of adhesion.
ヒノキでできた図1記載の木質系材料からなる成形体1の表面を水を使って洗浄し木質系材料からなる成形体表面に付着した切削屑や油を洗い流す。その後図2に示すように、木質系材料からなる成形体1をガラス容器内に入った溶液A2内に熱可塑性樹脂成形体と一体化する部分として約5mmを1分間浸漬させ取り出し80℃×100分乾燥させて木質系材料からなる成形体に付着した溶媒Aのメタノール/水混合液を飛ばし、図3に示す様な木質系材料からなる成形体1の一部に”アミラン”CM8000の被膜3を形成させた木質系材料からなる成形体4を得る。この時”アミラン”CM8000の被膜の厚さは15μmであった。
The surface of the molded
次に木質系材料からなる成形体4と熱可塑性樹脂成形体を一体化する方法について説明する。熱可塑性樹脂成形体としては”アミラン”CM1017を射出成形して得たASTM1号ダンベル5を半分に切断して図4に示すような熱可塑性樹脂成形体6を得た。得られた熱可塑性樹脂成形体6の接合面7を加熱ヒーターで約180℃に暖め均一に加熱された直後に、図4に示すように木質系材料からなる成形体4の”アミラン”CM8000で被膜層を形成させた部分3に圧着し木質系材料からなる成形体と熱可塑性樹脂成形体の一体化成形体8を得る。
Next, a method for integrating the molded
実施例4
合板でできた木質系材料からなる成形体1、溶液Bを使用した以外は実施例1と同じ条件で、金属成形体の表面に熱可塑性樹脂皮膜を形成させた成形体9を得た。木質系材料からなる成形体1の一部に”アミラン”CM4000で被膜層10を形成した膜厚は15μmであった。
Example 4
A molded body 9 in which a thermoplastic resin film was formed on the surface of the metal molded body was obtained under the same conditions as in Example 1 except that the molded
次に図5に示すように木質系材料からなる成形体9を東芝機械製IS55射出成形機に搭載したASTM1号ダンベルを成形する金型11のキャビティ12内に配置し、シリンダー温度265℃、金型温度60℃の条件で”アミラン”CM1011G30を使用してインサート成形した。この時溶融状態の”アミラン”CM1011G30はスプール13を通ってキャビティ12内に射出され木質系材料からなる成形体9の”アミラン”CM4000を被膜した部分10と一体化させて金型から取り出すことによって木質系材料からなる成形体と熱可塑性樹脂成形体の一体化成形体14を得た。
Next, as shown in FIG. 5, a molded body 9 made of a wood-based material is placed in a
比較例3、4
実施例3、4で使用したヒノキと合板のASTM1号ダンベルの半分の成形体を水を使って洗浄し木質系材料からなる成形体表面に付着した切削屑や油を洗い流した木質系材料からなる成形体を、実施例2と同じ方法で金型キャビティ12内に配置し、”アミラン”CM1011G30を実施例2同様にインサート成形して木質系材料からなる成形体と熱可塑性樹脂成形体の一体成形体14を得た。
Comparative Examples 3 and 4
Made of wood-based material in which the half of the ASTM No. 1 dumbbell made of cypress and plywood used in Examples 3 and 4 was washed with water and the cutting waste and oil adhering to the surface of the wood-based material were washed away. The molded body is placed in the
木質系材料からなる成形体と熱可塑性樹脂成形体の密着力測定
実施例3、4および比較例3、4で得られた木質系材料からなる成形体と熱可塑性樹脂成形体の一体成形体を、図6に示す様なASTM D638に準拠した方法で引張り、木質系材料からなる成形体と熱可塑性樹脂成形体の密着力を測定した。密着力測定結果を表1に示す。
1 金属または木質系材料成形体
2 被膜用熱可塑性樹脂を溶解させた溶液
3 金属または木質系材料成形体表面の”アミラン”CM8000被膜層を形成した部分
4 金属または木質系材料成形体に”アミラン”CM8000を被膜した成形体
5 熱可塑性樹脂を射出成形して得たASTM1号ダンベル成形体
6 ”アミラン”CM1017からなるASTM1号ダンベル成形体5を半分に切断した熱可塑性樹脂成形体
7 熱可塑性樹脂成形体6で金属または木質系材料成形体との接合面
8 金属または木質系材料成形体と熱可塑性樹脂成形体を溶着した一体成形体
9 金属または木質系材料成形体に”アミラン”CM4000を被膜した成形体
10 金属または木質系材料成形体表面の”アミラン”CM4000被膜層を形成した部分
11 ASTM1号ダンベル成形用金型
12 ASTM1号ダンベル成形用金型キャビティ
13 ASTM1号ダンベル成形用金型スプール
14 金属または木質系材料成形体をインサート成形で熱可塑性樹脂と溶着させた一体成形体
15 引張試験機チャック
1 Metal or wood-based material molded
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JP2003380783A JP2005144674A (en) | 2003-11-11 | 2003-11-11 | Monolithic molded product of metal or woody material and thermoplastic resin and its manufacturing method |
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2003
- 2003-11-11 JP JP2003380783A patent/JP2005144674A/en active Pending
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