JP2005144674A - 金属または木質系材料と熱可塑性樹脂の一体成形体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 金属または木質系材料成形体の特性と熱可塑性樹脂成形体の併せ持つ形状の自由度が高い成形体、および高い生産性で製造する方法を提供する。
【解決手段】 金属製もしくは木材からなる成形体の表面に被膜となる熱可塑性樹脂を溶解させた溶液をコーティングし、膜厚10〜100μmの熱可塑性樹脂層を形成させ、該熱可塑性樹脂被膜と熱可塑性樹脂成形体を熱溶着で一体化した金属もしくは木材と熱可塑性樹脂の一体成形体を得る。
【選択図】 なし
【解決手段】 金属製もしくは木材からなる成形体の表面に被膜となる熱可塑性樹脂を溶解させた溶液をコーティングし、膜厚10〜100μmの熱可塑性樹脂層を形成させ、該熱可塑性樹脂被膜と熱可塑性樹脂成形体を熱溶着で一体化した金属もしくは木材と熱可塑性樹脂の一体成形体を得る。
【選択図】 なし
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
特開平4−37093号公報(特許請求範囲)
特開平5−269787号公報(特許請求範囲第1項)
実開2001−315162号公報(特許請求範囲第1項)
実公2001−298277号公報(特許請求範囲第1項)
特開平6−238821号公報
特公平7−55515号公報
特開2003−154605号公報
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。
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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
以下、本発明の実施の形態を説明する。
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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
Claims (10)
- 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。
- 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請求項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。
- 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請求項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。
- 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請求項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。
- 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請求項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。
- 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請求項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。
- 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請求項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。
- 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。
- 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。
- (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。
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JP2003380783A JP2005144674A (ja) | 2003-11-11 | 2003-11-11 | 金属または木質系材料と熱可塑性樹脂の一体成形体およびその製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2016117228A (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | 三井化学株式会社 | 金属/樹脂複合構造体、摺動部品および金属/樹脂複合構造体の製造方法 |
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-
2003
- 2003-11-11 JP JP2003380783A patent/JP2005144674A/ja active Pending
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