JP7389336B2 - 金属素形材と樹脂材との接合体の製造方法 - Google Patents
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Description
一方、一般的な加熱プレス装置では、加熱と冷却を同一装置で行うものがある。このような装置は、加熱された装置を冷却する時間がかかる。さらに、冷却後、再度装置を加熱する時間がかかるので生産性が悪い。
本発明は、加圧状態で行う複数の工程を有する場合であっても、効率よく製造可能な金属素形材と樹脂材との接合体の製造方法を提供することを目的とする。
なお、金属素形材1と樹脂材2とが接合しているとは、両者が密着して、容易に剥離しない状態、例えば、樹脂材2を下向きにして接合体10を持ち上げても、樹脂材2が自重で剥離することがないことを意味する。
図1(a)は、金属素形材1と樹脂材2との接合体10の製造方法における積層工程を説明する図である。積層工程において、2枚の金属素形材1の間に樹脂材2を配置して、位置合わせを行い、未接合状態の積層体10Aを作製する。
金属素形材1は、少なくとも樹脂材2と接する表面に有機樹脂層3を有する。金属素形材1を構成する金属の種類は、特に限定されない。例えば、上記金属の種類は、鉄であってもよいし、鉄以外の金属であってもよいし、合金であってもよい。金属素形材1の例には、冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板、Zn-Al合金めっき鋼板、Zn-Al-Mg合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、ステンレス鋼板(オーステナイト系、マルテンサイト系、フェライト系、フェライト・マルテンサイト二相系を含む)、アルミニウム板、アルミニウム合金板、銅板等の金属素形材1や、そのプレス加工品、あるいは、アルミダイカスト、亜鉛ダイカスト等の鋳造・鍛造物や、切削加工、粉末冶金等により成形された各種金属部材等が含まれる。金属素形材1は、必要に応じて、脱脂、酸洗等の公知の塗装前処理が施されていてもよい。
有機樹脂層3は、金属素形材1と樹脂材2との密着性を向上させる。有機樹脂層3の樹脂として、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリウレタン、アクリル系樹脂、アクリル・スチレン系樹脂、酢酸ビニル、EVA(エチレンー酢酸ビニル共重合)、エステル系樹脂を使用することができる。
樹脂材2は、特に限定されない。樹脂材2は、樹脂からなる成形体や部材を含む。樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、等を含むものに適用できる。
図1(b)は、金属素形材1と樹脂材2との接合体10の製造方法におけるフィルム内配置工程を説明する図である。フィルム内配置工程において、金属素形材1の間に樹脂材2を配置して、位置合わせが行われた積層体10Aを、袋状の高融点フィルム4内に配置する。配置方法は、袋状の高融点フィルム4を用意して、その中に積層体10Aを入れてもよいし、積層体10Aの上下にそれぞれシート状の高融点フィルム4を配置し、積層体10Aを囲むように上下の高融点フィルム4を溶着させることにより、積層体10Aの外周を高融点フィルム4で覆ってもよい。
なお、高融点フィルム4とは、金属素形材1の有機樹脂層3と樹脂材2との溶着温度(有機樹脂層3を構成する樹脂の融点)よりも融点の高い材料により構成されたフィルムを示す。高融点フィルム4は、例えばバギングフィルムである。
図1(c)は、金属素形材1と樹脂材2との接合体10の製造方法における真空引き工程を説明する図である。真空引き工程において、真空引きにより高融点フィルム4内を真空引きする。これにより、金属素形材1と樹脂材2とが加圧状態で保持され、位置合わせされた金属素形材1と樹脂材2とが、以後の工程においてずれることがない。
接合工程は加熱工程と、搬送工程と、冷却工程とを含む。
(加熱工程)
図1(d)は、金属素形材1と樹脂材2との接合体10の製造方法における加熱工程を説明する図である。加熱工程において、高融点フィルム4内に保持された積層体10Aを、加熱プレート11上に配置し、金属素形材1を加熱する。加熱によって、金属素形材1における樹脂材2との接合面に設けられた有機樹脂層3と、樹脂材2とが溶融する。なお、この際、高融点フィルム4は溶融しない。
図1(e)は、金属素形材1と樹脂材2との接合体10の製造方法における搬送工程を説明する図である。搬送工程において、加熱プレート11から冷却プレート12へと積層体10Aを搬送する。この際、有機樹脂層3はまだ溶融したままであるが、金属素形材1と樹脂材2とは位置合わせされた状態で加圧されているので、位置がずれることがない。
図1(f)は、金属素形材1と樹脂材2との接合体10の製造方法における冷却工程を説明する図である。冷却工程において、積層体10Aを冷却プレート12上に配置し、冷却する。冷却によって、溶融した有機樹脂層3と樹脂材2とが硬化し、金属素形材1と樹脂材2と接合された接合体10が製造される。
図1(g)は、金属素形材1と樹脂材2との接合体10の製造方法におけるフィルム除去工程を説明する図である。フィルム除去工程において、接合体10の外周から高融点フィルム4を除去する。
以上のような実施形態に係る、金属素形材1と樹脂材2との接合体10の製造方法により、接合体10が製造される。
実施形態では、有機樹脂層3を備える金属素形材1を用いるので、樹脂材2との接合に接着剤を用いる必要がない。このため、接着剤の塗布及び乾燥の時間が不要であり、短時間で接合体10を製造することができる。
一般的な熱ラミネート処理ラインによって接合体10を製造可能であるため特段の設備を製造ラインに組み込む必要がない。
また、実施形態の製造方法によると、加熱工程、搬送工程、冷却工程において加圧された状態が継続されるので、それぞれの工程での位置合わせが不要である。
以上、実施形態の製造方法によると、より短時間、且つより低コストで、接合体10を製造することができる。
2 樹脂材
3 有機樹脂層
4 高融点フィルム
10 接合体
10A 積層体
Claims (3)
- 金属素形材と樹脂材とが接合された接合体を製造する方法であって、
前記金属素形材と前記樹脂材とを積層して未接合状態の積層体を作製する積層工程と、
前記積層体を高融点フィルムの内部に配置するフィルム内配置工程と、
前記高融点フィルムの内部を真空引きすることで、前記積層体を加圧する真空引き工程と、
前記積層体を接合して接合体を作製する接合工程と、
前記接合体から前記高融点フィルムを除去するフィルム除去工程と、
を備え、
前記接合工程は、加熱工程を備え、
前記加熱工程は、前記高融点フィルム内に保持された前記積層体を、加熱プレート上に配置し、前記金属素形材を加熱する、金属素形材と樹脂材との接合体の製造方法。 - 前記金属素形材は前記樹脂材と接合される面に有機樹脂層を有し、
前記加熱工程において前記有機樹脂層を溶融することで前記金属素形材と前記樹脂材と
を熱溶着させる、
請求項1に記載の金属素形材と樹脂材との接合体の製造方法。 - 前記接合工程は、前記加熱工程の後に冷却工程を備える、
請求項2に記載の金属素形材と樹脂材との接合体の製造方法。
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