JP7593074B2 - Manufacturing method of the joint body - Google Patents
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Description
本発明は、同種の樹脂及び異種の樹脂を超音波溶着により接合してなる接合体の製造方法、並びに樹脂と金属、ガラス及びセラミックスから選ばれる少なくとも1種の材料を超音波溶着により接合してなる接合体の製造方法に関する。また、樹脂と樹脂を超音波溶着により接合してなる接合体、並びに樹脂と金属、ガラス及びセラミックスから選ばれる少なくとも1種の材料を超音波溶着により接合してなる接合体に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a joined body formed by joining the same type of resin and different types of resin by ultrasonic welding, and a method for manufacturing a joined body formed by joining a resin and at least one material selected from metal, glass, and ceramics by ultrasonic welding. It also relates to a joined body formed by joining resins together by ultrasonic welding, and a joined body formed by joining a resin and at least one material selected from metal, glass, and ceramics by ultrasonic welding.
近年、製品の軽量化及び低コスト化等の観点から、自動車部品、医療機器、家電製品等、各種分野の部品を樹脂化して樹脂成形品とすることが頻繁に行われている。また、樹脂成形品の生産性向上等の観点から、樹脂成形品を予め複数に分割して成形し、これらの分割成形品を互いに接合する手段が採られることがある。 In recent years, from the viewpoint of reducing the weight and cost of products, it has become common to resinify parts in various fields, such as automobile parts, medical equipment, and home appliances, to produce resin molded products. Also, from the viewpoint of improving the productivity of resin molded products, a method is sometimes used in which a resin molded product is molded by dividing it into multiple parts in advance and then joining these divided molded parts together.
このような樹脂からなる分割成形品を互いに接合する手段として、機械的接合、接着剤接合、溶着等が用いられている。このなかでも溶着は生産性が高い接合方法であり、接合材を加熱する方法によって様々な方法がある。具体的には、超音波溶着や振動溶着、熱溶着、熱風溶着、誘導溶着、射出溶着等がある。これらの溶着のなかでも、特に超音波溶着は再現性及び生産性に優れることから、幅広く用いられている。 Methods of joining such divided resin molded products together include mechanical joining, adhesive joining, and welding. Among these, welding is a joining method with high productivity, and there are various methods depending on the method of heating the joining material. Specific methods include ultrasonic welding, vibration welding, heat welding, hot air welding, induction welding, and injection welding. Of these welding methods, ultrasonic welding in particular is widely used because of its excellent reproducibility and productivity.
超音波による接合に関し、例えば、特許文献1及び2には、熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形体と、前記成形体の熱可塑性樹脂とは異種の熱可塑性樹脂の間に、官能基を有する熱可塑性シート材と強化繊維束を介在させて超音波溶着する技術が開示されている。また、特許文献3には、被溶着部材の間に中間層を挿入して、この中間層を超音波共振体ホーンに固定して振動させることによって両被溶着部材を超音波溶着する技術が開示されている。 Regarding ultrasonic bonding, for example, Patent Documents 1 and 2 disclose a technology for ultrasonic welding in which a thermoplastic sheet material having functional groups and a bundle of reinforcing fibers are interposed between a molded body made by molding a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin of a different type from the thermoplastic resin of the molded body. Patent Document 3 also discloses a technology for ultrasonic welding of the two welded members by inserting an intermediate layer between the members to be welded and fixing this intermediate layer to an ultrasonic resonator horn and vibrating it.
超音波溶着では、超音波の振動で加熱された接合界面の分子拡散による絡み合いや結晶化によって溶着が発現される。しかしながら、特許文献1~3に記載の超音波溶着等では分子拡散による分子の絡み合いと結晶化が不十分となり、十分な接合強度が得られ難いという問題点があった。
また、超音波溶着は、一般的に、樹脂と樹脂との接合に用いられる接合方法である。しかしながら、超音波溶着は、他の溶着に比べ、消費電力が小さくコストが低い、自動化し易く制御がし易い等、生産性及び再現性に特に優れ、溶着時に異臭が発生せず環境にやさしい等の利点があることから、樹脂と金属、ガラス、セラミックス等の異種材との接合においても、超音波溶着により十分な接合強度で接合させることができる製造方法が求められていた。
In ultrasonic welding, welding occurs due to entanglement and crystallization caused by molecular diffusion at the bonding interface heated by ultrasonic vibration. However, the ultrasonic welding methods described in Patent Documents 1 to 3 have the problem that the entanglement and crystallization caused by molecular diffusion are insufficient, making it difficult to obtain sufficient bonding strength.
Ultrasonic welding is a joining method generally used for joining resins to resins, but compared to other types of welding, ultrasonic welding has advantages such as low power consumption and low cost, ease of automation and control, and particularly excellent productivity and reproducibility, and no unpleasant odor is generated during welding, making it environmentally friendly. Therefore, there has been a demand for a manufacturing method that can join dissimilar materials such as resin and metal, glass, and ceramics with sufficient joining strength by ultrasonic welding.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、同種の樹脂及び異種の樹脂を、超音波溶着により十分な接合強度で接合させることができる、接合体の製造方法及びその接合体を提供することを目的とする。また、樹脂と、金属、ガラス及びセラミックスから選ばれる少なくとも1種の材料を、超音波溶着により十分な接合強度で接合させることができる、接合体の製造方法及びその接合体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these circumstances, and aims to provide a method for manufacturing a joined body that can join the same type of resin and different types of resin with sufficient joining strength by ultrasonic welding, and the joined body. It also aims to provide a method for manufacturing a joined body that can join a resin and at least one material selected from metal, glass, and ceramics with sufficient joining strength by ultrasonic welding, and the joined body.
すなわち、本発明は、以下の手段を提供するものである。
[1]第1の樹脂と、第2の樹脂を接合してなる接合体の製造方法であって、
前記第1の樹脂の表面で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を前記第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱してプライマー層(A)を形成する工程と、
前記第2の樹脂に、前記プライマー層(A)を超音波溶着により溶着する工程を含む、接合体の製造方法。
[2]前記第2の樹脂の表面で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を前記第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱してプライマー層(B)を形成する工程を含み、
前記溶着する工程が、前記プライマー層(A)と、前記プライマー層(B)を、超音波溶着により溶着する、上記[1]に記載の接合体の製造方法。
[3]第1の樹脂と、金属、ガラス及びセラミックスから選ばれる少なくとも1種の材料を接合してなる接合体の製造方法であって、
前記第1の樹脂の表面で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を前記第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱してプライマー層(A)を形成する工程と、
前記材料上で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を用いてプライマー層(C)を形成する工程と、
前記プライマー層(A)と前記プライマー層(C)を超音波溶着により溶着する工程を含む、接合体の製造方法。
[4]前記プライマー層(A)を形成する工程が、前記第1の樹脂の表面で、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を前記第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱して重合することにより、熱可塑性樹脂を含むプライマー層(A)を形成する、上記[1]~[3]のいずれかに記載の接合体の製造方法。
[5]前記プライマー層(B)を形成する工程が、前記第2の樹脂の表面で、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を前記第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱して重合することによりプライマー層(B)を形成する、上記[2]に記載の接合体の製造方法。
[6]前記プライマー層(C)を形成する工程が、前記材料上で、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を重合することによりプライマー層(C)を形成する、上記[3]に記載の接合体の製造方法。
[7]前記第1の樹脂のプライマー層(A)側接合面に、脱脂処理、サンディング処理、プラズマ処理、コロナ放電処理及びUVオゾン処理から選ばれる1種以上の表面処理を施してなる、上記[1]~[6]のいずれかに記載の接合体の製造方法。
[8]前記第2の樹脂のプライマー層(A)側接合面に、脱脂処理、サンディング処理、プラズマ処理、コロナ放電処理及びUVオゾン処理から選ばれる1種以上の表面処理を施してなる、上記[1]に記載の接合体の製造方法。
[9]前記第2の樹脂のプライマー層(B)側接合面に、脱脂処理、サンディング処理、プラズマ処理、コロナ放電処理及びUVオゾン処理から選ばれる1種以上の表面処理を施してなる、上記[2]または[5]に記載の接合体の製造方法。
[10]前記材料のプライマー層(C)側接合面に、脱脂処理、サンディング処理、プラズマ処理、コロナ放電処理、UVオゾン処理及び官能基付与処理から選ばれる1種以上の表面処理を施してなる、上記[3]または[6]に記載の接合体の製造方法。
[11]前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物が、下記(a)~(g)から選ばれる少なくとも1種を含有する、上記[4]~[6]のいずれかに記載の接合体の製造方法。
(a)2官能イソシアネート化合物とジオールの組み合わせ
(b)2官能イソシアネート化合物と2官能アミノ化合物の組み合わせ
(c)2官能イソシアネート化合物と2官能チオール化合物の組み合わせ
(d)2官能エポキシ化合物とジオールの組み合わせ
(e)2官能エポキシ化合物と2官能カルボキシ化合物の組み合わせ
(f)2官能エポキシ化合物と2官能チオール化合物の組み合わせ
(g)ラジカル重合性単官能モノマーの組み合わせ
[12]前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物が、更に無水マレイン酸変性ポリオレフィンを含む、上記[11]に記載の接合体の製造方法。
[13]前記材料に、下記(c1)~(c7)から選ばれる少なくともいずれかを含む溶液を塗布して官能基付与処理面を形成した後、官能基付与処理面に、プライマー層(C)を形成する、上記[3]、[6]及び[10]のいずれかに記載の接合体の製造方法。
(c1)エポキシ基、アミノ基、(メタ)アクリロイル基、及びメルカプト基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有するシランカップリング剤
(c2)アミノ基を有するシランカップリング剤と、エポキシ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種の化合物
(c3)メルカプト基を有するシランカップリング剤と、エポキシ化合物、アミノ化合物、イソシアネート化合物、(メタ)アクリロイル基及びエポキシ基を有する化合物、並びに、(メタ)アクリロイル基及びアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物
(c4)(メタ)アクリロイル基を有するシランカップリング剤と、チオール化合物
(c5)エポキシ基を有するシランカップリング剤と、アミノ化合物、チオール化合物、並びに、アミノ基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物
(c6)イソシアネート化合物
(c7)チオール化合物
[14]前記プライマー層(A)を形成する工程が、前記第1の樹脂の表面で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を前記第1の樹脂の軟化点より15℃高い温度以下または融点より5℃高い温度以下に加熱してプライマー層(A)を形成する、上記[1]~[6]のいずれかに記載の接合体の製造方法。
[15]前記プライマー層(B)を形成する工程が、前記第2の樹脂の表面で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を前記第2の樹脂の軟化点より15℃高い温度以下または融点より5℃高い温度以下に加熱してプライマー層(B)を形成する、上記[2]又は[5]に記載の接合体の製造方法。
[16]上記[1]~[15]のいずれかに記載の接合体の製造方法によって得られた接合体。
That is, the present invention provides the following means.
[1] A method for producing a bonded body obtained by bonding a first resin and a second resin, comprising the steps of:
A step of forming a primer layer (A) on a surface of the first resin by heating at least one selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin to a temperature 5° C. lower than the softening point of the first resin or a temperature 5° C. lower than the melting point of the first resin;
a step of welding the primer layer (A) to the second resin by ultrasonic welding.
[2] A step of forming a primer layer (B) on a surface of the second resin by heating at least one selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin to a temperature 5° C. lower than the softening point of the second resin or a temperature 5° C. lower than the melting point of the second resin,
The method for producing a joined body according to the above-mentioned [1], wherein the welding step includes welding the primer layer (A) and the primer layer (B) by ultrasonic welding.
[3] A method for producing a bonded body obtained by bonding a first resin to at least one material selected from metal, glass, and ceramics, comprising the steps of:
A step of forming a primer layer (A) on a surface of the first resin by heating at least one selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin to a temperature 5° C. lower than the softening point of the first resin or a temperature 5° C. lower than the melting point of the first resin;
forming a primer layer (C) on the material using at least one selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin;
A method for producing a bonded body, comprising: a step of welding the primer layer (A) and the primer layer (C) by ultrasonic welding.
[4] The method for producing a joined body according to any one of the above [1] to [3], wherein the step of forming the primer layer (A) comprises heating an in situ polymerization type thermoplastic resin composition on a surface of the first resin to a temperature that is 5° C. lower than the softening point of the first resin or a temperature that is 5° C. lower than the melting point of the first resin, thereby polymerizing the composition to form a primer layer (A) containing a thermoplastic resin.
[5] The method for producing a joined body according to the above-mentioned [2], wherein the step of forming the primer layer (B) comprises heating an in situ polymerization type thermoplastic resin composition on a surface of the second resin to a temperature that is 5° C. lower than the softening point of the second resin or a temperature that is 5° C. lower than the melting point of the second resin, thereby polymerizing the composition to form the primer layer (B).
[6] The method for producing a joined body according to the above-mentioned [3], wherein the step of forming the primer layer (C) comprises polymerizing an in situ polymerization type thermoplastic resin composition on the material to form the primer layer (C).
[7] The method for producing a joint body according to any one of the above [1] to [6], wherein a joint surface of the first resin on the primer layer (A) side is subjected to one or more surface treatments selected from a degreasing treatment, a sanding treatment, a plasma treatment, a corona discharge treatment, and a UV ozone treatment.
[8] The method for producing a joint body according to the above-mentioned [1], wherein the joint surface of the second resin on the primer layer (A) side is subjected to one or more surface treatments selected from a degreasing treatment, a sanding treatment, a plasma treatment, a corona discharge treatment, and a UV ozone treatment.
[9] The method for producing a joint body according to the above [2] or [5], wherein a joint surface of the second resin on the side of the primer layer (B) is subjected to one or more surface treatments selected from a degreasing treatment, a sanding treatment, a plasma treatment, a corona discharge treatment, and a UV ozone treatment.
[10] The method for producing a joint body according to the above [3] or [6], wherein the joint surface of the material on the primer layer (C) side is subjected to one or more surface treatments selected from a degreasing treatment, a sanding treatment, a plasma treatment, a corona discharge treatment, a UV ozone treatment, and a functional group imparting treatment.
[11] The method for producing a joined body according to any one of the above [4] to [6], wherein the in situ polymerization type thermoplastic resin composition contains at least one selected from the following (a) to (g):
(a) a combination of a bifunctional isocyanate compound and a diol; (b) a combination of a bifunctional isocyanate compound and a bifunctional amino compound; (c) a combination of a bifunctional isocyanate compound and a bifunctional thiol compound; (d) a combination of a bifunctional epoxy compound and a diol; (e) a combination of a bifunctional epoxy compound and a bifunctional carboxy compound; (f) a combination of a bifunctional epoxy compound and a bifunctional thiol compound; and (g) a combination of a radically polymerizable monofunctional monomer. [12] The method for producing a joined body according to the above [11], wherein the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition further contains a maleic anhydride modified polyolefin.
[13] The method for producing a joined body according to any one of the above [3], [6] and [10], further comprising applying a solution containing at least any one selected from the following (c1) to (c7) to the material to form a functional group-imparting treated surface, and then forming a primer layer (C) on the functional group-imparting treated surface:
(c1) a silane coupling agent having at least one functional group selected from the group consisting of an epoxy group, an amino group, a (meth)acryloyl group, and a mercapto group; (c2) a silane coupling agent having an amino group, and at least one compound selected from the group consisting of an epoxy compound and a thiol compound; (c3) a silane coupling agent having a mercapto group, and at least one compound selected from the group consisting of an epoxy compound, an amino compound, an isocyanate compound, a compound having a (meth)acryloyl group and an epoxy group, and a compound having a (meth)acryloyl group and an amino group; (c4) a silane coupling agent having a (meth)acryloyl group, and a thiol compound; (c5) a silane coupling agent having an epoxy group, and at least one compound selected from the group consisting of an amino compound, a thiol compound, and a compound having an amino group and a (meth)acryloyl group; (c6) an isocyanate compound. (c7) Thiol compound [14] The method for producing a joined body according to any one of the above-mentioned [1] to [6], wherein the step of forming the primer layer (A) comprises heating at least one selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin on a surface of the first resin to a temperature not higher than 15° C. higher than the softening point of the first resin or not higher than 5° C. higher than the melting point of the first resin to form the primer layer (A).
[15] The method for producing a joined body according to the above [2] or [5], wherein the step of forming the primer layer (B) comprises heating at least one selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin on a surface of the second resin to a temperature not higher than 15° C. higher than the softening point of the second resin or not higher than 5° C. higher than the melting point of the second resin to form the primer layer (B).
[16] A bonded body obtained by the method for producing a bonded body according to any one of [1] to [15] above.
本発明の接合体の製造方法によれば、同種の樹脂及び異種の樹脂を超音波溶着により十分な接合強度で接合させることができる。また、樹脂と、金属、ガラス及びセラミックスから選ばれる少なくとも1種の材料を超音波溶着により十分な接合強度で接合させることができる。
したがって、本発明によれば、超音波溶着により、十分な接合強度で同種の樹脂及び異種の樹脂が接合された接合体、並びに樹脂と、金属、ガラス及びセラミックスから選ばれる少なくとも1種の材料が接合された接合体を提供することができる。
According to the method for producing a joined body of the present invention, it is possible to join the same type of resin and different types of resin with sufficient joining strength by ultrasonic welding, and also possible to join a resin and at least one material selected from metal, glass, and ceramics with sufficient joining strength by ultrasonic welding.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a joined body in which the same type of resin and different types of resin are joined with sufficient joining strength by ultrasonic welding, as well as a joined body in which a resin is joined to at least one material selected from metal, glass, and ceramics.
以下、本発明の接合体の製造方法、及び接合体の実施形態を説明する。
なお、本明細書における各用語の定義は、以下のとおりである。
「接合」とは、物と物を繋ぎ合わせることを意味し、溶着及び接着は、その下位概念である。「溶着」とは、樹脂、金属、ガラス及びセラミックス等の接合材の接合面同士を、少なくとも一方の接合面に存在する成分の軟化点を超えるまたは融点を超える温度まで加熱し、接触加圧及び冷却での分子拡散による絡み合いや結晶化によって接合状態とすることを意味する。「接着」とは、テープや接着剤等の有機材料(熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等)を介して、被着材を接合状態とすることを意味する。
「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイル及び/またはメタクリロイルを意味する。同様に、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及び/またはメタクリルを意味し、また、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及び/またはメタクリレートを意味する。
「常温」とは、5~30℃の範囲内の一般的な室温を意味する。
Hereinafter, an embodiment of the method for producing a bonded body and the bonded body of the present invention will be described.
The definitions of each term in this specification are as follows:
"Bonding" means joining two objects together, and welding and adhesion are subordinate concepts. "Welding" means heating the joining surfaces of joining materials such as resin, metal, glass, and ceramics to a temperature exceeding the softening point or melting point of the components present on at least one of the joining surfaces, and joining them by entanglement or crystallization due to molecular diffusion when contacting and pressing and cooling. "Bonding" means joining the adherends together using an organic material such as tape or adhesive (thermosetting resin, thermoplastic resin, etc.).
"(Meth)acryloyl" means acryloyl and/or methacryloyl. Similarly, "(meth)acrylic" means acrylic and/or methacrylic, and "(meth)acrylate" means acrylate and/or methacrylate.
"Normal temperature" means a general room temperature within the range of 5 to 30°C.
[接合体の製造方法]
本実施形態の一態様に係る接合体の製造方法は、第1の樹脂と、第2の樹脂を接合してなる接合体の製造方法であって、前記第1の樹脂の表面で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を前記第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱してプライマー層(A)を形成する工程と、前記第2の樹脂に、前記プライマー層(A)を超音波溶着により溶着する工程を含む。
本実施形態において、超音波溶着とは、樹脂、金属、ガラス及びセラミックス等の接合材の接合面同士を、超音波の振動により、少なくとも一方の接合面に存在する成分の軟化点または融点を超える温度まで加熱し、接触加圧及び冷却での分子拡散による絡み合いや結晶化によって接合状態とすることを意味する。
[Method of manufacturing the bonded body]
A manufacturing method of a joined body according to one aspect of the present embodiment is a manufacturing method of a joined body obtained by joining a first resin and a second resin, and includes a step of forming a primer layer (A) on a surface of the first resin by heating at least one selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin to a temperature that is 5° C. lower than the softening point of the first resin or a temperature that is 5° C. lower than the melting point of the first resin or higher, and a step of welding the primer layer (A) to the second resin by ultrasonic welding.
In this embodiment, ultrasonic welding refers to heating the joining surfaces of joining materials such as resin, metal, glass, and ceramics to a temperature above the softening point or melting point of a component present on at least one of the joining surfaces by ultrasonic vibration, and joining the materials by entanglement or crystallization due to molecular diffusion upon contact pressure and cooling.
本実施形態の一態様に係る接合体の製造方法においては、前記第2の樹脂にプライマー層を形成することなく、前記第1の樹脂のプライマー層(A)と前記第2の樹脂を超音波溶着により溶着してもよい。また、前記超音波溶着を行う前に、前記第2の樹脂表面にプライマー層(B)を形成し、前記プライマー層(A)と、前記プライマー層(B)を超音波溶着により溶着してもよい。すなわち、本実施形態の一態様に係る接合体の製造方法は、前記第2の樹脂の表面で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を前記第2の樹脂材の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱してプライマー層(B)を形成する工程を含み、前記溶着する工程が、前記プライマー層(A)と、前記プライマー層(B)を、超音波溶着により溶着する工程であってもよい。 In the method for producing a joint body according to one aspect of the present embodiment, the primer layer (A) of the first resin and the second resin may be welded by ultrasonic welding without forming a primer layer on the second resin. Alternatively, before the ultrasonic welding, a primer layer (B) may be formed on the surface of the second resin, and the primer layer (A) and the primer layer (B) may be welded by ultrasonic welding. That is, the method for producing a joint body according to one aspect of the present embodiment includes a step of forming a primer layer (B) on the surface of the second resin by heating at least one selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin to a temperature 5°C lower than the softening point of the second resin material or a temperature 5°C lower than the melting point of the second resin material, and the welding step may be a step of welding the primer layer (A) and the primer layer (B) by ultrasonic welding.
本実施形態の他の態様に係る接合体の製造方法は、第1の樹脂と、金属、ガラス及びセラミックスから選ばれる少なくとも1種の材料を接合してなる接合体の製造方法であって、前記第1の樹脂の表面で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を前記第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度または融点以上より5℃低い温度に加熱してプライマー層(A)を形成する工程と、前記材料上で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を用いてプライマー層(C)を形成する工程と、前記プライマー層(A)と前記プライマー層(C)を超音波溶着により溶着する工程を含む。 A method for producing a bonded body according to another aspect of this embodiment is a method for producing a bonded body formed by bonding a first resin and at least one material selected from metal, glass, and ceramics, and includes the steps of forming a primer layer (A) on the surface of the first resin by heating at least one material selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin to a temperature 5°C lower than the softening point of the first resin or 5°C lower than the melting point of the first resin, forming a primer layer (C) on the material using at least one material selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin, and welding the primer layer (A) and the primer layer (C) by ultrasonic welding.
<第1の樹脂及び第2の樹脂>
第1の樹脂及び第2の樹脂は、同種の樹脂であっても異種の樹脂であってもよい。
第1の樹脂及び第2の樹脂としては、特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂であることが好ましい。
前記熱可塑性樹脂としては、一般的な合成樹脂でよく、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリスチレン(PS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリ塩化ビニル(PVC)等の汎用樹脂;ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル樹脂、ポリアミド6(PA6)、ポリアミド66(PA66)等のポリアミド樹脂、ポリアセタール(POM)、変性ポリフェニレンエーテル(m-PPE)等の汎用エンジニアリングプラスチック;ポリエーテルイミド(PEI)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリスルホン(PSU)、液晶ポリマー(LCP)等のスーパーエンジニアリングプラスチック等が挙げられる。熱可塑性樹脂は、特に限定されるものではないが、十分な接合強度を得る観点から、PP、PC、PBT、PA6、PA66、PEI、及びPPSが好ましい。
<First Resin and Second Resin>
The first resin and the second resin may be the same type of resin or different types of resin.
The first resin and the second resin are not particularly limited, but are preferably thermoplastic resins.
The thermoplastic resin may be a general synthetic resin, for example, general-purpose resins such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), polystyrene (PS), polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl chloride (PVC), etc.; polyester resins such as polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), etc.; polyamide resins such as polyamide 6 (PA6), polyamide 66 (PA66), etc.; general-purpose engineering plastics such as polyacetal (POM), modified polyphenylene ether (m-PPE), etc.; super engineering plastics such as polyetherimide (PEI), polyphenylene sulfide (PPS), polyether ether ketone (PEEK), polyamide imide (PAI), polysulfone (PSU), liquid crystal polymer (LCP), etc. The thermoplastic resin is not particularly limited, but from the viewpoint of obtaining sufficient bonding strength, PP, PC, PBT, PA6, PA66, PEI, and PPS are preferable.
第1の樹脂及び第2の樹脂は、樹脂のみで構成されているものであっても、ガラス繊維や炭素繊維で強化された繊維強化プラスチック(FRP)等であってもよい。
第1の樹脂及び第2の樹脂は、予め成形された成形体であることが好ましく、また、塗膜として形成されたものであってもよい。前記樹脂の形態としては、例えば、バルク、フィルム、シート、FRP成形体等が挙げられる。これらのうちから選ばれる1種であっても、2種以上の複合体であってもよい。
The first resin and the second resin may be composed of only resin, or may be fiber-reinforced plastic (FRP) reinforced with glass fiber or carbon fiber.
The first resin and the second resin are preferably preformed bodies, and may be formed as coating films. Examples of the form of the resin include bulk, film, sheet, FRP molded body, etc. One type selected from these may be used, or a composite of two or more types may be used.
第1の樹脂及び第2の樹脂の製造方法や成形方法は、特に限定されるものではなく、本実施形態では、公知の方法で得られる樹脂を適用することができる。第1の樹脂及び第2の樹脂は、例えば、顔料等の着色剤、充填剤、酸化防止剤、紫外線防止剤等の添加剤を含んでいてもよい。 The manufacturing method and molding method of the first resin and the second resin are not particularly limited, and in this embodiment, resins obtained by known methods can be applied. The first resin and the second resin may contain additives such as colorants such as pigments, fillers, antioxidants, and ultraviolet protection agents.
本実施形態においては、第1の樹脂及び第2の樹脂が熱可塑性樹脂であり、前記第1の樹脂が、前記第2の樹脂を構成する熱可塑性樹脂と同種の熱可塑性樹脂からなる熱可塑性樹脂材である場合に、第1の樹脂と第2の樹脂を強固に溶着する用途に好適である。また、前記第1の樹脂が、前記第2の樹脂を構成する熱可塑性樹脂とは異種の熱可塑性樹脂からなる熱可塑性樹脂材である場合、一般に、第1の樹脂と第2の樹脂とのSP値は離れていることが多いが、そのような異種の熱可塑性樹脂材を強固に溶着する用途にも好適である。
ここで、本明細書において、「同種の熱可塑性樹脂」とは、熱可塑性樹脂を構成する単量体において、最大含有量を占める単量体が同一であり、該単量体の含有量がいずれも70質量%以上である熱可塑性樹脂を意味する。また、「異種の熱可塑性樹脂」とは、「同種の熱可塑性樹脂」以外の熱可塑性樹脂を意味し、具体的には、共通する単量体が存在しない熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂を構成する単量体において、最大含有量を占める単量体が異なる熱可塑性樹脂、または最大含有量を占める単量体が同一であり、かつ少なくとも一方の最大含有量を占める単量体の含有量が70質量%未満である熱可塑性樹脂を意味する。
In this embodiment, when the first resin and the second resin are thermoplastic resins, and the first resin is a thermoplastic resin material made of the same type of thermoplastic resin as the thermoplastic resin constituting the second resin, the present invention is suitable for applications in which the first resin and the second resin are firmly welded together. In addition, when the first resin is a thermoplastic resin material made of a different type of thermoplastic resin from the thermoplastic resin constituting the second resin, the SP values of the first resin and the second resin are generally far apart, but the present invention is also suitable for applications in which such different types of thermoplastic resin materials are firmly welded together.
In this specification, "same kind of thermoplastic resin" means a thermoplastic resin in which the monomers constituting the thermoplastic resin are the same and the contents of the monomers are 70 mass% or more. "Different kinds of thermoplastic resin" means a thermoplastic resin other than "same kind of thermoplastic resin", specifically, a thermoplastic resin in which a common monomer does not exist, a thermoplastic resin in which the monomers constituting the thermoplastic resin are different in the maximum content, or a thermoplastic resin in which the monomers constituting the maximum content are the same and at least one of the monomers constituting the maximum content is less than 70 mass%.
<金属>
金属としては、特に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム、鉄、銅、マグネシウム、チタン等が挙げられる。
なお、本実施形態において、「鉄」の語は、鉄及びその合金を含む意味で用いられる。鉄の合金としては、例えば、鋼、ステンレス等が挙げられる。同様に、銅、アルミニウム、マグネシウム、チタンも、これらの単体及びその合金を含む意味で用いるものとする。
これらのうち、得られる接合体の軽量化の観点から、アルミニウムが好ましい。
<Metal>
The metal is not particularly limited, and examples thereof include aluminum, iron, copper, magnesium, and titanium.
In this embodiment, the term "iron" is used to include iron and its alloys. Examples of iron alloys include steel and stainless steel. Similarly, copper, aluminum, magnesium, and titanium are used to include their simple substances and alloys.
Among these, aluminum is preferred from the viewpoint of reducing the weight of the resulting joined body.
<ガラス>
前記ガラスとしては、特に限定されるものではなく、一般的なガラスの他、耐熱ガラス、防火ガラス、耐火ガラス、スマートフォンの保護等に用いられる化学強化ガラス等であってもよい。具体的には、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等が挙げられる。
<Glass>
The glass is not particularly limited, and may be general glass, heat-resistant glass, fireproof glass, fire-resistant glass, chemically strengthened glass used for protecting smartphones, etc. Specific examples include soda-lime glass, lead glass, borosilicate glass, and quartz glass.
<セラミックス>
前記セラミックスとしては、特に限定されるものではく、例えば、半導体、自動車、産業用機器等に用いられるファインセラミックス等が挙げられる。具体的には、アルミナ、ジルコニア、チタン酸バリウム等の酸化物系セラミックス;ハイドロキシアパタイト等の水酸化物系セラミックス、炭化ケイ素等の炭化物系セラミックス;窒化ケイ素等の窒化物系セラミックス等が挙げられる。
<Ceramics>
The ceramics are not particularly limited, and examples thereof include fine ceramics used in semiconductors, automobiles, industrial equipment, etc. Specific examples thereof include oxide-based ceramics such as alumina, zirconia, barium titanate, etc.; hydroxide-based ceramics such as hydroxyapatite, carbide-based ceramics such as silicon carbide, and nitride-based ceramics such as silicon nitride.
〔表面処理〕
第1の樹脂、第2の樹脂、金属、ガラス、及びセラミックスにおけるプライマー層(A)~(C)を形成する側の接合面には、清浄化やアンカー効果による接合強度向上の観点から、プライマー層(A)~(C)を形成する前に、表面処理を施しておいてもよい。特に、金属、ガラス及びセラミックス等の材料は、プライマー層(C)を表面に形成する場合、前記材料とプライマー層(C)との接合が良好になりやすく、第1の樹脂と材料との接合強度向上に間接的に寄与し得る。
[Surface treatment]
From the viewpoint of improving the bonding strength by cleaning and anchoring effect, the bonding surfaces of the first resin, the second resin, the metal, the glass, and the ceramics on which the primer layers (A) to (C) are formed may be subjected to a surface treatment before forming the primer layers (A) to (C). In particular, when the primer layer (C) is formed on the surface of materials such as metal, glass, and ceramics, the bonding between the material and the primer layer (C) is likely to be good, which can indirectly contribute to improving the bonding strength between the first resin and the material.
前記表面処理としては、例えば、溶剤等による洗浄、脱脂処理、ブラスト処理、サンディング等の研磨処理、プラズマ処理、コロナ放電処理、UVオゾン処理、レーザー処理、エッチング処理、ベーマイト処理、官能基付与処理等が挙げられ、接合材の材料に応じて、適宜選択される。
第1の樹脂においては、プライマー層(A)側接合面に、脱脂処理、サンディング処理、プラズマ処理、コロナ放電処理及びUVオゾン処理から選ばれる1種以上の表面処理を施すことが好ましい。
第2の樹脂においては、プライマー層(A)側接合面に、脱脂処理、サンディング処理、プラズマ処理、コロナ放電処理及びUVオゾン処理から選ばれる1種以上の表面処理を施すことが好ましい。
また、第2の樹脂においては、プライマー層(B)側接合面に、脱脂処理、サンディング処理、プラズマ処理、コロナ放電処理及びUVオゾン処理から選ばれる1種以上の表面処理を施すことも好ましい。
金属、ガラス及びセラミックス等の材料においては、プライマー層(C)側接合面に、脱脂処理、サンディング処理、プラズマ処理、コロナ放電処理及びUVオゾン処理から選ばれる1種以上の表面処理を施すことが好ましい。
前記表面処理は、1種のみであってもよく、2種以上組み合わせて行ってもよい。前記表面処理の具体的な方法は、公知の方法を適用することができる。
Examples of the surface treatment include cleaning with a solvent or the like, degreasing treatment, blasting treatment, polishing treatment such as sanding, plasma treatment, corona discharge treatment, UV ozone treatment, laser treatment, etching treatment, boehmite treatment, and functional group imparting treatment, and the like can be appropriately selected depending on the material of the bonding material.
In the first resin, the joining surface on the primer layer (A) side is preferably subjected to one or more surface treatments selected from degreasing treatment, sanding treatment, plasma treatment, corona discharge treatment and UV ozone treatment.
In the second resin, the joining surface on the primer layer (A) side is preferably subjected to one or more surface treatments selected from degreasing treatment, sanding treatment, plasma treatment, corona discharge treatment and UV ozone treatment.
In addition, it is also preferable that the bonding surface of the second resin on the primer layer (B) side is subjected to one or more surface treatments selected from degreasing treatment, sanding treatment, plasma treatment, corona discharge treatment and UV ozone treatment.
In the case of materials such as metals, glasses and ceramics, it is preferable to subject the joining surface on the primer layer (C) side to one or more surface treatments selected from degreasing treatment, sanding treatment, plasma treatment, corona discharge treatment and UV ozone treatment.
The surface treatment may be performed by one type alone or in combination of two or more types. As the specific method for the surface treatment, a known method can be applied.
(官能基付与処理)
前記官能基付与処理とは、金属、ガラス及びセラミックスの表面に官能基を付与する処理である。金属、ガラス及びセラミックスのプライマー層(C)側接合面は、十分な接合強度を得る観点から、官能基付与処理を行うことが好ましい。なお、官能基付与処理と上述した官能基付与処理以外の表面処理を併用して行う場合、官能基付与処理以外の表面処理を行った後、官能基付与処理を行うことが好ましい。
(Functional Group Addition Treatment)
The functional group imparting treatment is a treatment for imparting a functional group to the surface of metal, glass, or ceramic. The joining surface of the metal, glass, or ceramic on the primer layer (C) side is preferably subjected to the functional group imparting treatment in order to obtain sufficient joining strength. When the functional group imparting treatment is performed in combination with a surface treatment other than the above-mentioned functional group imparting treatment, it is preferable to perform the functional group imparting treatment after performing a surface treatment other than the functional group imparting treatment.
金属、ガラス及びセラミックスのプライマー層(C)側接合面は、十分な接合強度を得る観点から、官能基付与処理により下記(C1)~(C7)から選ばれる少なくとも1つの官能基を付与された面(官能基付与処理面)であることが好ましい。
(C1)シランカップリング剤由来の、エポキシ基、アミノ基、(メタ)アクリロイル基、及びメルカプト基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基
(C2)シランカップリング剤由来のアミノ基と、エポキシ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種の化合物とが反応して生じた官能基
(C3)シランカップリング剤由来のメルカプト基と、エポキシ化合物、アミノ化合物、イソシアネート化合物、(メタ)アクリロイル基及びエポキシ基を有する化合物、並びに、(メタ)アクリロイル基及びアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物とが反応して生じた官能基
(C4)シランカップリング剤由来の(メタ)アクリロイル基と、チオール化合物とが反応して生じた官能基
(C5)シランカップリング剤由来のエポキシ基と、アミノ化合物、チオール化合物、並びに、アミノ基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物とが反応して生じた官能基
(C6)イソシアネート化合物由来のイソシアナト基
(C7)チオール化合物由来のメルカプト基
From the viewpoint of obtaining sufficient bonding strength, the bonding surface of the metal, glass, or ceramic on the side of the primer layer (C) is preferably a surface (functional group-imparting treated surface) imparted with at least one functional group selected from the following (C1) to (C7) by functional group imparting treatment:
(C1) At least one functional group selected from the group consisting of an epoxy group, an amino group, a (meth)acryloyl group, and a mercapto group derived from a silane coupling agent. (C2) A functional group generated by the reaction of an amino group derived from a silane coupling agent with at least one compound selected from the group consisting of an epoxy compound and a thiol compound. (C3) A functional group generated by the reaction of a mercapto group derived from a silane coupling agent with at least one compound selected from the group consisting of an epoxy compound, an amino compound, an isocyanate compound, a compound having a (meth)acryloyl group and an epoxy group, and a compound having a (meth)acryloyl group and an amino group. (C4) A functional group generated by the reaction of a (meth)acryloyl group derived from a silane coupling agent with a thiol compound. (C5) A functional group generated by the reaction of an epoxy group derived from a silane coupling agent with at least one compound selected from the group consisting of an amino compound, a thiol compound, and a compound having an amino group and a (meth)acryloyl group. (C6) An isocyanato group derived from an isocyanate compound. (C7) A mercapto group derived from a thiol compound.
官能基を付与された面である官能基付与処理面は、上記の(C1)~(C7)の官能基のうち、プライマー層(C)を形成する熱可塑性樹脂組成物または熱可塑性樹脂に含まれる官能基と反応性を有する官能基を含んでいることが好ましい。これらの官能基は、1種単独でも、2種以上を含んでいてもよい。
官能基付与処理面が有する官能基としては、例えば、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、イソシアナト基、カルボキシ基、水酸基、(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。
The functional group-imparted treated surface, which is the surface to which functional groups have been imparted, preferably contains a functional group among the functional groups (C1) to (C7) above that is reactive with the functional group contained in the thermoplastic resin composition or thermoplastic resin forming the primer layer (C). These functional groups may be of one type alone or may contain two or more types.
Examples of the functional group present on the functional group-imparting treated surface include an epoxy group, an amino group, a mercapto group, an isocyanato group, a carboxy group, a hydroxyl group, and a (meth)acryloyl group.
(C1)及び(C5)におけるエポキシ基を有するシランカップリング剤としては、例えば、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トリエトキシシラン等が挙げられる。
(C1)及び(C2)におけるアミノ基を有するシランカップリング剤としては、例えば、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等が挙げられる。
(C1)及び(C4)における(メタ)アクリロイル基を有するシランカップリング剤としては、例えば、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
(C1)及び(C3)におけるメルカプト基を有するシランカップリング剤としては3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
Examples of the silane coupling agents having an epoxy group in (C1) and (C5) include 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltriethoxysilane.
Examples of the silane coupling agent having an amino group in (C1) and (C2) include N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-aminopropyltriethoxysilane.
Examples of the silane coupling agents having a (meth)acryloyl group in (C1) and (C4) include 3-(meth)acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-(meth)acryloxypropyltriethoxysilane.
Examples of the silane coupling agent having a mercapto group in (C1) and (C3) include 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, and the like.
(C2)及び(C3)におけるエポキシ化合物としては、シランカップリング剤以外のものとして、例えば、後述の現場重合型熱可塑性樹脂組成物における2官能エポキシ化合物等が挙げられる。 The epoxy compounds in (C2) and (C3) are not limited to silane coupling agents, and examples of such compounds include the bifunctional epoxy compounds in the in-situ polymerized thermoplastic resin compositions described below.
(C2)、(C4)、(C5)及び(C7)におけるチオール化合物としては、シランカップリング剤以外のものとして、例えば、後述の現場重合型熱可塑性樹脂組成物におけるジチオール化合物等が挙げられる。
(C3)及び(C5)におけるアミノ化合物としては、シランカップリング剤以外のものとして、例えば、後述の現場重合型熱可塑性樹脂組成物ジアミノ化合物等が挙げられる。
官能基(C3)及び(C6)におけるイソシアネート化合物としては、シランカップリング剤以外のものとして、例えば、後述の現場重合型熱可塑性樹脂組成物におけるジイソシアネート化合物等が挙げられる。
The thiol compounds in (C2), (C4), (C5) and (C7) are those other than silane coupling agents, and examples thereof include dithiol compounds in the in situ polymerization type thermoplastic resin composition described later.
The amino compounds in (C3) and (C5) are those other than silane coupling agents and include, for example, the in situ polymerization type thermoplastic resin composition diamino compounds described later.
As the isocyanate compound in the functional groups (C3) and (C6), other than the silane coupling agent, for example, a diisocyanate compound in the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition described later can be mentioned.
(C3)におけるエポキシ基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(C3)及び(C5)におけるアミノ基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、例えば、(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
An example of the compound (C3) having an epoxy group and a (meth)acryloyl group is glycidyl (meth)acrylate.
Examples of the compounds having an amino group and a (meth)acryloyl group in (C3) and (C5) include (meth)acrylamide.
金属、ガラス及びセラミックスは、十分な接合強度を得る観点から、下記(c1)~(c7)から選ばれる少なくともいずれかを含む溶液を塗布して、官能基付与処理面を形成した後、官能基付与処理面に、プライマー層(C)を形成することが好ましい。
(c1)エポキシ基、アミノ基、(メタ)アクリロイル基、及びメルカプト基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有するシランカップリング剤
(c2)アミノ基を有するシランカップリング剤と、エポキシ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種の化合物
(c3)メルカプト基を有するシランカップリング剤と、エポキシ化合物、アミノ化合物、イソシアネート化合物、(メタ)アクリロイル基及びエポキシ基を有する化合物、並びに、(メタ)アクリロイル基及びアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物
(c4)(メタ)アクリロイル基を有するシランカップリング剤と、チオール化合物
(c5)エポキシ基を有するシランカップリング剤と、アミノ化合物、チオール化合物、並びに、アミノ基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物
(c6)イソシアネート化合物
(c7)チオール化合物
From the viewpoint of obtaining sufficient bonding strength, it is preferable that, for metals, glasses, and ceramics, a solution containing at least any one selected from the following (c1) to (c7) is applied to form a functional group-imparting treated surface, and then a primer layer (C) is formed on the functional group-imparting treated surface:
(c1) a silane coupling agent having at least one functional group selected from the group consisting of an epoxy group, an amino group, a (meth)acryloyl group, and a mercapto group; (c2) a silane coupling agent having an amino group, and at least one compound selected from the group consisting of an epoxy compound and a thiol compound; (c3) a silane coupling agent having a mercapto group, and at least one compound selected from the group consisting of an epoxy compound, an amino compound, an isocyanate compound, a compound having a (meth)acryloyl group and an epoxy group, and a compound having a (meth)acryloyl group and an amino group; (c4) a silane coupling agent having a (meth)acryloyl group, and a thiol compound; (c5) a silane coupling agent having an epoxy group, and at least one compound selected from the group consisting of an amino compound, a thiol compound, and a compound having an amino group and a (meth)acryloyl group; (c6) an isocyanate compound; (c7) a thiol compound.
(c1)~(c7)の化合物は、上記の(C1)~(C7)の官能基にそれぞれ対応し、これらの官能基を生成させるものである。すなわち、(c1)を含む溶液を用いた官能基付与処理により、(C1)の官能基を含む官能基付与処理面を形成することができる。(c2)~(c7)についても同様である。
例えば、(c2)による処理で、アミノ基にジチオール化合物を反応させた場合、該ジチオール化合物が有する官能基であるメルカプト基が末端に導入される。同様に、(c3)による処理で、メルカプト基に多官能イソシアネート化合物を反応させた場合、該多官能イソシアネート化合物が有する官能基であるイソシアナト基が末端に導入される。
The compounds (c1) to (c7) correspond to the functional groups (C1) to (C7) described above, respectively, and generate these functional groups. That is, a functional group-imparting treatment surface containing the functional group of (C1) can be formed by a functional group imparting treatment using a solution containing (c1). The same applies to (c2) to (c7).
For example, in the treatment of (c2), when a dithiol compound is reacted with an amino group, a mercapto group, which is a functional group of the dithiol compound, is introduced to the terminal.Similarly, in the treatment of (c3), when a polyfunctional isocyanate compound is reacted with a mercapto group, an isocyanato group, which is a functional group of the polyfunctional isocyanate compound, is introduced to the terminal.
なお、金属、ガラス及びセラミックスの官能基付与処理面にプライマー層(C)が形成されると、官能基付与処理面の(C1)~(C7)の官能基は、プライマー層(C)を構成する化合物の官能基と反応するため、存在を確認することは不可能である。また、(c1)~(c7)の各化合物を用いて生じさせた官能基は、1種に限られず、多岐にわたる場合もある。このような事情に鑑みて、本発明では、所定の官能基同士の反応により所定の官能基が生じるとの周知技術及びそれに基づく推測から、所定の官能基を有する化合物による官能基付与処理を行うことにより、所定の官能基を有する官能基付与処面が形成されるものとみなして、(C1)~(C7)及び(c1)~(c7)のように表記している。 When a primer layer (C) is formed on a functional group-imparted surface of metal, glass, or ceramic, the functional groups (C1) to (C7) on the functional group-imparted surface react with the functional groups of the compounds that make up the primer layer (C), making it impossible to confirm their presence. In addition, the functional groups generated using each compound (c1) to (c7) are not limited to one type, and may be diverse. In view of this situation, in this invention, based on the well-known technology that a specific functional group is generated by the reaction of specific functional groups with each other and the inference based thereon, it is assumed that a functional group-imparted surface having a specific functional group is formed by performing a functional group imparting process using a compound having a specific functional group, and is therefore represented as (C1) to (C7) and (c1) to (c7).
前記(c1)~(c7)から選ばれる少なくともいずれかを含む溶液の塗布方法は、特に限定されるものではなく、例えば、浸漬法、スプレー法等を用いることができる。
浸漬法の場合は、例えば、濃度0.5~50質量%程度の20~100℃の前記溶液中に、金属、ガラス及びセラミックスを1分~5日間浸漬し、引き上げた後、常温~100℃で1分~5時間乾燥させることにより、官能基付与処理面を形成することができる。
スプレー法の場合は、例えば、濃度0.5~50質量%程度の前記溶液を、金属、ガラス及びセラミックスに吹き付けた後、常温~100℃で1分~5時間乾燥させることにより、官能基付与処理面を形成することができる。
The method for applying the solution containing at least one selected from (c1) to (c7) is not particularly limited, and for example, a dipping method, a spraying method, or the like can be used.
In the case of the immersion method, for example, metal, glass, and ceramics are immersed in the solution having a concentration of about 0.5 to 50% by mass at 20 to 100° C. for 1 minute to 5 days, and then pulled out and dried at room temperature to 100° C. for 1 minute to 5 hours, thereby forming a functional group-imparting treated surface.
In the case of the spray method, for example, the solution having a concentration of about 0.5 to 50% by mass is sprayed onto metal, glass, or ceramics, and then dried at room temperature to 100° C. for 1 minute to 5 hours, thereby forming a functional group-imparting treated surface.
<プライマー層(A)を形成する工程>
本実施形態におけるプライマー層(A)を形成する工程とは、第1の樹脂の表面で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を前記第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱してプライマー層(A)を形成する工程である。また、本実施形態の一態様におけるプライマー層(A)とは、第1の樹脂と接し、かつ第1の樹脂と接合させる第2の樹脂の間に介在し、超音波溶着によって前記第1の樹脂と前記第2の樹脂を接合させることができる熱可塑性樹脂を含む層を指す。また、本実施形態の他の態様におけるプライマー層(A)とは、第1の樹脂と、金属、ガラス及びセラミックスから選ばれる少なくとも1種の材料の間に介在し、超音波溶着によって前記第1の樹脂と前記材料を接合させることができる熱可塑性樹脂を含む層を指す。
第1の樹脂とプライマー層(A)との接合強度向上の観点、第1の樹脂と第2の樹脂を十分な接合強度で接合する観点、及び第1の樹脂と材料を十分な接合強度で接合する観点から、上述した表面処理を施された第1の樹脂の面で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を前記第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱してプライマー層(A)を形成することが好ましい。
<Step of forming primer layer (A)>
The step of forming the primer layer (A) in this embodiment is a step of heating at least one selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin to a temperature 5°C lower than the softening point of the first resin or a temperature 5°C lower than the melting point of the first resin on the surface of the first resin to form the primer layer (A). In addition, the primer layer (A) in one aspect of this embodiment refers to a layer containing a thermoplastic resin that is in contact with the first resin and is interposed between the second resin that is bonded to the first resin, and can bond the first resin and the second resin by ultrasonic welding. In addition, the primer layer (A) in another aspect of this embodiment refers to a layer containing a thermoplastic resin that is interposed between the first resin and at least one material selected from metal, glass, and ceramics, and can bond the first resin and the material by ultrasonic welding.
From the viewpoint of improving the bonding strength between the first resin and the primer layer (A), from the viewpoint of bonding the first resin and the second resin with sufficient bonding strength, and from the viewpoint of bonding the first resin and a material with sufficient bonding strength, it is preferable to form the primer layer (A) by heating at least one selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin on the surface of the first resin that has been subjected to the above-mentioned surface treatment to a temperature that is 5° C. lower than the softening point of the first resin or a temperature that is 5° C. lower than the melting point of the first resin.
本実施形態において、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱してプライマー層(A)を形成することで、プライマー層(A)と第1の樹脂の間で分子拡散が生じ、第1の樹脂に強固に接合したプライマー層(A)を形成することが可能となる。その結果、第1の樹脂と第2の樹脂、及び第1の樹脂と材料を十分な接合強度で接合させることが可能となる。
前記熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上で加熱する際の温度は、第1の樹脂が非結晶性の樹脂である場合、十分な接合強度を得る観点から、好ましくは第1の樹脂の軟化点より4℃低い温度以上、より好ましくは軟化点より3℃低い温度以上、更に好ましくは軟化点より2℃低い温度以上であり、第1の樹脂の熱による変形を抑制する観点から、好ましくは軟化点より15℃高い温度以下、より好ましくは軟化点より10℃高い温度以下、更に好ましくは軟化点より8℃高い温度以下であり、第1の樹脂が結晶性の樹脂である場合、十分な接合強度を得る観点から、好ましくは第1の樹脂の融点より4℃低い温度以上、より好ましくは融点より3℃低い温度以上、更に好ましくは融点より2℃低い温度以上であり、第1の樹脂の熱による変形を抑制する観点から、好ましくは融点より5℃高い温度以下、より好ましくは融点より3℃高い温度以下、更に好ましくは融点より1℃高い温度以下である。
In this embodiment, by heating at least one selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin to a temperature 5°C lower than the softening point of the first resin or a temperature 5°C lower than the melting point of the first resin to form the primer layer (A), molecular diffusion occurs between the primer layer (A) and the first resin, and it becomes possible to form the primer layer (A) firmly bonded to the first resin. As a result, it becomes possible to bond the first resin and the second resin, and the first resin and the material with sufficient bonding strength.
When at least one selected from the thermoplastic resin composition and the thermoplastic resin is heated at a temperature 5 ° C lower than the softening point of the first resin or at a temperature 5 ° C lower than the melting point, when the first resin is an amorphous resin, from the viewpoint of obtaining sufficient bonding strength, the temperature is preferably 4 ° C lower than the softening point of the first resin, more preferably 3 ° C lower than the softening point, and even more preferably 2 ° C lower than the softening point. From the viewpoint of suppressing deformation of the first resin due to heat, the temperature is preferably 15 ° C higher than the softening point, more preferably 10 ° C higher than the softening point, and even more preferably 8 ° C higher than the softening point. When the first resin is a crystalline resin, from the viewpoint of obtaining sufficient bonding strength, the temperature is preferably 4 ° C lower than the melting point of the first resin, more preferably 3 ° C lower than the melting point, and even more preferably 2 ° C lower than the melting point. From the viewpoint of suppressing deformation of the first resin due to heat, the temperature is preferably 5 ° C higher than the melting point, more preferably 3 ° C higher than the melting point, and even more preferably 1 ° C higher than the melting point.
前記熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を第1の樹脂の軟化点以上または融点以上の温度で加熱する際の加熱時間は、第1の樹脂の熱による変形を抑制する観点から、好ましくは1秒~30分、より好ましくは30秒~20分、更に好ましくは1~15分である。 The heating time when at least one selected from the thermoplastic resin composition and the thermoplastic resin is heated at a temperature equal to or higher than the softening point or melting point of the first resin is preferably 1 second to 30 minutes, more preferably 30 seconds to 20 minutes, and even more preferably 1 to 15 minutes, from the viewpoint of suppressing deformation of the first resin due to heat.
プライマー層(A)は、熱可塑性樹脂組成物を加熱することによって得られる層であってもよく、熱可塑性樹脂からなる層であってもよい。
プライマー層(A)が熱可塑性樹脂組成物を加熱することによって得られる層である場合、プライマー層(A)は、例えば、熱可塑性樹脂組成物と溶剤を含む溶液を、第1の樹脂の表面に塗布し、前記溶剤を揮発させた後、前記第1の樹脂の軟化点以上または融点以上の温度に加熱し、単量体を重合させることにより形成することができる。
プライマー層(A)が熱可塑性樹脂からなる層である場合、例えば、フィルム状の熱可塑性樹脂を第1の樹脂に当接するように配置した後、第1の樹脂の表面で、前記第1の樹脂の軟化点以上または融点以上の温度に加熱することにより形成することができる。
The primer layer (A) may be a layer obtained by heating a thermoplastic resin composition, or may be a layer made of a thermoplastic resin.
When the primer layer (A) is a layer obtained by heating a thermoplastic resin composition, the primer layer (A) can be formed, for example, by applying a solution containing the thermoplastic resin composition and a solvent to the surface of a first resin, volatilizing the solvent, and then heating to a temperature equal to or higher than the softening point or melting point of the first resin to polymerize the monomer.
When the primer layer (A) is a layer made of a thermoplastic resin, it can be formed, for example, by arranging a film-like thermoplastic resin so as to be in contact with a first resin, and then heating the surface of the first resin to a temperature equal to or higher than the softening point or melting point of the first resin.
本実施形態において、十分な接合強度を得る観点から、プライマー層(A)は熱可塑性樹脂組成物を加熱することによって得られる層であることが好ましく、前記熱可塑性樹脂組成物は、後述の現場重合型熱可塑性樹脂組成物であることがより好ましい。
また、プライマー層(A)を形成する工程は、十分な接合強度を得る観点から、前記第1の樹脂の表面で、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を前記第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱して重合することによりプライマー層(A)を形成する工程であることが好ましい。
熱可塑性樹脂組成物が現場重合型熱可塑性樹脂組成物であり、かつ第1の樹脂の表面で、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を前記第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱して重合することで、第1の樹脂とプライマー層(A)の第1の樹脂側全面との接合強度が向上する。また、超音波溶着時に第1の樹脂とプライマー層(A)の接合面に超音波の振動が伝わらなくても、既に第1の樹脂とプライマー層(A)が強固に接合されているため、接合強度が劣る部分のない、接合強度に優れる接合体を得ることが可能となる。
In this embodiment, from the viewpoint of obtaining sufficient bonding strength, it is preferable that the primer layer (A) is a layer obtained by heating a thermoplastic resin composition, and it is more preferable that the thermoplastic resin composition is an in-situ polymerization type thermoplastic resin composition described later.
In addition, from the viewpoint of obtaining sufficient bonding strength, the step of forming the primer layer (A) is preferably a step of forming the primer layer (A) by heating an in-situ polymerization type thermoplastic resin composition on the surface of the first resin to a temperature that is 5° C. lower than the softening point of the first resin or a temperature that is 5° C. lower than the melting point of the first resin, thereby polymerizing the composition.
The thermoplastic resin composition is an in situ polymerization type thermoplastic resin composition, and the in situ polymerization type thermoplastic resin composition is heated to a temperature 5°C lower than the softening point of the first resin or 5°C lower than the melting point of the first resin to polymerize the composition on the surface of the first resin, thereby improving the bonding strength between the first resin and the entire first resin side of the primer layer (A). Furthermore, even if ultrasonic vibration is not transmitted to the bonding surface between the first resin and the primer layer (A) during ultrasonic welding, the first resin and the primer layer (A) are already firmly bonded together, so that it is possible to obtain a bonded body with excellent bonding strength without any portion having inferior bonding strength.
本実施形態において、第1の樹脂の熱による変形を抑制する観点から、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱して重合する前に、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を第1の樹脂の表面で、第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度未満または融点より5℃低い温度未満の温度で予め加熱して重合してもよい。
第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度未満または融点より5℃低い温度未満の温度で加熱して重合する際の温度は、第1の樹脂が非結晶性の樹脂である場合、重合に必要とされる温度であれば第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度未満の温度であればよく、また、第1の樹脂が結晶性の樹脂である場合、重合に必要とされる温度であれば第1の樹脂の融点より5℃低い温度未満の温度であればよい。
第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度未満または融点より5℃低い温度未満の温度で加熱して重合する際の加熱時間は、第1の樹脂の熱による変形を抑制する観点から、好ましくは1~60分、より好ましくは10~50分、更に好ましくは15~45分である。
具体的には、例えば、第1の樹脂が融点225℃のPA6である場合、現場重合型熱可塑性樹脂組成物をPA6の表面で40~180℃で1~30分間重合させた後、220~230℃で1秒~30分更に重合させてもよい。
また、軟化点または融点が、例えば150℃以下と比較的低い樹脂の場合、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度未満または融点より5℃低い温度未満の温度で加熱して重合させず、第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上の温度でのみ加熱して重合を行ってもよい。
本実施形態においては、下記表1に示す樹脂の軟化点及び融点の温度を目安に現場重合型熱可塑性樹脂組成物の重合を行うことが好ましい。なお、前記軟化点は、ISO306(2013年)に準拠して測定して得られる値(ビカット軟化温度)であり、前記融点は、ISO 11357-3(2011年)に準拠して測定して得られる値である。
In this embodiment, from the viewpoint of suppressing deformation of the first resin due to heat, before the in situ polymerization type thermoplastic resin composition is heated to a temperature equal to or higher than 5° C. lower than the softening point or melting point of the first resin to polymerize it, the in situ polymerization type thermoplastic resin composition may be preheated on the surface of the first resin at a temperature lower than 5° C. lower than the softening point or lower than 5° C. lower than the melting point of the first resin to polymerize it.
When the first resin is heated to polymerize at a temperature less than 5°C lower than the softening point or less than 5°C lower than the melting point, if the first resin is a non-crystalline resin, the temperature may be less than 5°C lower than the softening point of the first resin as long as it is a temperature required for polymerization, and if the first resin is a crystalline resin, the temperature may be less than 5°C lower than the melting point of the first resin as long as it is a temperature required for polymerization.
The heating time when polymerizing by heating at a temperature less than 5° C. lower than the softening point or less than 5° C. lower than the melting point of the first resin is preferably 1 to 60 minutes, more preferably 10 to 50 minutes, and even more preferably 15 to 45 minutes, from the viewpoint of suppressing deformation of the first resin due to heat.
Specifically, for example, when the first resin is PA6 having a melting point of 225°C, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition may be polymerized on the surface of the PA6 at 40 to 180°C for 1 to 30 minutes, and then further polymerized at 220 to 230°C for 1 second to 30 minutes.
In addition, in the case of a resin having a relatively low softening point or melting point, for example, 150° C. or lower, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition may not be polymerized by heating at a temperature less than 5° C. lower than the softening point or less than 5° C. lower than the melting point of the first resin, but may be polymerized only by heating at a temperature equal to or higher than 5° C. lower than the softening point or 5° C. lower than the melting point of the first resin.
In this embodiment, it is preferable to carry out polymerization of the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition using as a guide the softening point and melting point temperatures of the resin shown in the following Table 1. The softening point is a value (Vicat softening temperature) obtained by measurement in accordance with ISO 306 (2013), and the melting point is a value obtained by measurement in accordance with ISO 11357-3 (2011).
前記熱可塑性樹脂組成物が、現場重合型熱可塑性樹脂組成物である場合、プライマー層(A)は、現場重合型熱可塑性樹脂組成物と溶剤を含む溶液を第1の樹脂の表面に塗布し、前記溶剤を揮発させた後、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を前記第1の樹脂の軟化点以上または融点以上の温度で加熱して重合することにより得ることができる。
プライマー層(A)を形成するための塗布方法は、特に限定されるものではなく、例えば、浸漬法、スプレー塗布法等を用いることができる。
浸漬法の場合は、例えば、前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物の濃度が0.5~50質量%程度であり、常温~100℃の溶液中に、第1の樹脂を1分~5日間浸漬した後、常温~100℃の範囲内の温度で1分~5時間乾燥させ、その後、上述した第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上の温度、及び加熱時間で現場重合型熱可塑性樹脂組成物を加熱して重合することにより、プライマー層(A)を形成することができる。
When the thermoplastic resin composition is an in-situ polymerization type thermoplastic resin composition, the primer layer (A) can be obtained by applying a solution containing the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition and a solvent to the surface of the first resin, volatilizing the solvent, and then heating the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition at a temperature equal to or higher than the softening point or melting point of the first resin to polymerize it.
The coating method for forming the primer layer (A) is not particularly limited, and for example, a dipping method, a spray coating method, etc. can be used.
In the case of the immersion method, for example, the first resin is immersed in a solution having a concentration of about 0.5 to 50 mass% of the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition at room temperature to 100° C. for 1 minute to 5 days, and then dried at a temperature within a range of room temperature to 100° C. for 1 minute to 5 hours. Thereafter, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition is heated at a temperature that is 5° C. lower than the softening point of the first resin or at least 5° C. lower than the melting point of the first resin, for a heating time, to polymerize the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition, thereby forming the primer layer (A).
スプレー法の場合は、例えば、前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物の濃度が0.5~50質量%程度の溶液を、第1の樹脂に吹き付けて、常温~100℃の範囲内の温度で1分~5時間乾燥させた後、上述した第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上の温度、及び加熱時間で現場重合型熱可塑性樹脂組成物を加熱して重合することにより、プライマー層(A)を形成することができる。 In the case of the spray method, for example, a solution having a concentration of about 0.5 to 50% by mass of the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition is sprayed onto the first resin, and dried at a temperature within the range of room temperature to 100°C for 1 minute to 5 hours. The in-situ polymerization type thermoplastic resin composition is then heated and polymerized at a temperature and for a heating time that is at least 5°C lower than the softening point or at least 5°C lower than the melting point of the first resin described above, thereby forming the primer layer (A).
また、前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物を溶剤に溶解させた溶液を、離型フィルム上に塗布し、常温~40℃の環境下で溶剤を揮発させて一部重合させたフィルムを形成し、該フィルムを第1の樹脂に当接するように配置した後、前記離型フィルムを剥離して、第1の樹脂の表面で、上述した第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上の温度、及び加熱時間で前記フィルムにおける現場重合型熱可塑性樹脂組成物の重合を更に進行させてプライマー層(A)を形成してもよい。
あるいはまた、プライマー層(A)は、前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物を含む粉体またはエマルジョンの形態で、第1の樹脂の表面に塗布し、上述した第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上の温度、及び加熱時間で加熱して重合させることにより形成することもできる。前記粉体としては、例えば、前記フィルムを粉砕したものを粉体塗料等の態様で用いることができ、また、この粉砕したものを、乳化剤を用いて水等に乳化させて前記エマルジョンとすることができる。
Alternatively, a solution in which the in situ polymerization type thermoplastic resin composition is dissolved in a solvent may be applied onto a release film, and the solvent may be volatilized in an environment of room temperature to 40° C. to form a partially polymerized film. The film may then be placed in contact with a first resin, and the release film may be peeled off. The polymerization of the in situ polymerization type thermoplastic resin composition in the film may be further advanced on the surface of the first resin at a temperature that is 5° C. lower than the softening point or 5° C. lower than the melting point of the first resin or more for a heating time period to form a primer layer (A).
Alternatively, the primer layer (A) can be formed by applying the in-situ polymerized thermoplastic resin composition in the form of a powder or emulsion to the surface of the first resin, and polymerizing the composition by heating at a temperature that is 5° C. lower than the softening point of the first resin or at least 5° C. lower than the melting point of the first resin, for a heating time. As the powder, for example, the film obtained by pulverizing the film can be used in the form of a powder paint, or the pulverized film can be emulsified in water or the like using an emulsifier to form the emulsion.
プライマー層(A)の厚さは、第1の樹脂の種類や接合部分の接触面積等にもよるが、十分な接合強度を得るため、また、第1の樹脂と第2の樹脂の熱膨張係数の差、及び第1の樹脂と材料の熱膨張係数の差に起因して、得られる接合体が熱変形を生じることを抑制する観点から、1μm~1mmであることが好ましく、より好ましくは5μm~100μm、更に好ましくは10μm~60μmである。 The thickness of the primer layer (A) depends on the type of the first resin and the contact area of the joint, but in order to obtain sufficient joint strength and to prevent thermal deformation of the resulting joint due to the difference in thermal expansion coefficient between the first resin and the second resin, and the difference in thermal expansion coefficient between the first resin and the material, it is preferably 1 μm to 1 mm, more preferably 5 μm to 100 μm, and even more preferably 10 μm to 60 μm.
<プライマー層(B)を形成する工程>
本実施形態におけるプライマー層(B)を形成する工程とは、第2の樹脂の表面で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を前記第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱してプライマー層(B)を形成する工程である。また、本実施形態におけるプライマー層(B)とは、第2の樹脂と接し、かつ第2の樹脂と接合させる第1の樹脂の間に、プライマー層(A)とともに介在し、超音波溶着によって前記第2の樹脂と前記第1の樹脂を接合させることができる層を指す。第2の樹脂とプライマー層(B)の接合強度向上の観点及び第1の樹脂と第2の樹脂を十分な接合強度で接合する観点から、上述した表面処理を施された第2の樹脂の面で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を前記第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度または融点より5℃低い温度以上に加熱してプライマー層(B)を形成することが好ましい。
<Step of forming primer layer (B)>
The step of forming the primer layer (B) in this embodiment is a step of heating at least one selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin to a temperature 5°C lower than the softening point of the second resin or a temperature 5°C lower than the melting point of the second resin on the surface of the second resin to form the primer layer (B). The primer layer (B) in this embodiment refers to a layer that is in contact with the second resin and is interposed between the first resin that is bonded to the second resin together with the primer layer (A), and can bond the second resin and the first resin by ultrasonic welding. From the viewpoint of improving the bonding strength between the second resin and the primer layer (B) and from the viewpoint of bonding the first resin and the second resin with sufficient bonding strength, it is preferable to form the primer layer (B) by heating at least one selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin to a temperature 5°C lower than the softening point of the second resin or a temperature 5°C lower than the melting point of the second resin on the surface of the second resin that has been subjected to the above-mentioned surface treatment.
本実施形態において、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱することで、プライマー層(B)と第2の樹脂の間で分子拡散が生じ、第2の樹脂に強固に接合したプライマー層(B)を形成することが可能となる。このように、第2の樹脂の表面にプライマー層(B)を形成し、プライマー層(A)とプライマー層(B)を溶着することにより、より接合強度が向上した接合体を得ることができる。 In this embodiment, at least one selected from the thermoplastic resin composition and the thermoplastic resin is heated to a temperature 5°C lower than the softening point of the second resin or 5°C lower than the melting point of the second resin, whereby molecular diffusion occurs between the primer layer (B) and the second resin, making it possible to form a primer layer (B) that is firmly bonded to the second resin. In this way, by forming the primer layer (B) on the surface of the second resin and welding the primer layer (A) and the primer layer (B), a bonded body with improved bonding strength can be obtained.
前記第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱する際の温度は、第2の樹脂が非結晶性の樹脂である場合、十分な接合強度を得る観点から、好ましくは第2の樹脂の軟化点より4℃低い温度以上、より好ましくは軟化点より3℃低い温度以上、更に好ましくは軟化点より2℃低い温度以上であり、第2の樹脂の熱による変形を抑制する観点から、好ましくは軟化点より15℃高い温度以下、より好ましくは軟化点より10℃高い温度以下、更に好ましくは軟化点より8℃高い温度以下であり、第2の樹脂が結晶性の樹脂である場合、十分な接合強度を得る観点から、好ましくは第2の樹脂の融点より4℃低い温度以上、より好ましくは融点より3℃低い温度以上、更に好ましくは融点より2℃低い温度以上であり、第2の樹脂の熱による変形を抑制する観点から、好ましくは融点より5℃高い温度以下、より好ましくは融点より3℃高い温度以下、更に好ましくは融点より1℃高い温度以下である。 When the second resin is a non-crystalline resin, the temperature at which the second resin is heated to a temperature 5°C lower than the softening point or 5°C lower than the melting point is preferably 4°C lower than the softening point of the second resin, more preferably 3°C lower than the softening point, and even more preferably 2°C lower than the softening point, from the viewpoint of obtaining sufficient bonding strength; and preferably 15°C higher than the softening point, more preferably 10°C higher than the softening point, and even more preferably 8°C higher than the softening point, from the viewpoint of suppressing deformation of the second resin due to heat; when the second resin is a crystalline resin, the temperature is preferably 4°C lower than the melting point of the second resin, more preferably 3°C lower than the melting point, and even more preferably 2°C lower than the melting point, from the viewpoint of obtaining sufficient bonding strength; and preferably 5°C higher than the melting point, more preferably 3°C higher than the melting point, and even more preferably 1°C higher than the melting point, from the viewpoint of suppressing deformation of the second resin due to heat.
現場重合型熱可塑性樹脂組成物を第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱する際の加熱時間は、十分な接合強度を得る観点及び第2の樹脂の熱による変形を抑制する観点から、好ましくは1秒~30分、より好ましくは30秒~20分、更に好ましくは1~15分である。 The heating time when the in-situ polymerized thermoplastic resin composition is heated to a temperature 5°C lower than the softening point of the second resin or 5°C lower than the melting point of the second resin is preferably 1 second to 30 minutes, more preferably 30 seconds to 20 minutes, and even more preferably 1 to 15 minutes, from the viewpoint of obtaining sufficient bonding strength and suppressing deformation of the second resin due to heat.
プライマー層(B)は、熱可塑性樹脂組成物を加熱することによって得られる層であってもよく、熱可塑性樹脂からなる層であってもよい。
プライマー層(B)が熱可塑性樹脂組成物を加熱することによって得られる層である場合、プライマー層(B)は、例えば、熱可塑性樹脂組成物と溶剤を含む溶液を、第2の樹脂の表面に塗布し、前記溶剤を揮発させた後、前記第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上の温度に加熱することにより形成することができる。
プライマー層(B)が熱可塑性樹脂からなる層である場合、例えば、フィルム状の熱可塑性樹脂を第2の樹脂に当接するように配置した後、第2の樹脂の表面で、前記第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱することにより形成することができる。
The primer layer (B) may be a layer obtained by heating a thermoplastic resin composition, or may be a layer made of a thermoplastic resin.
When the primer layer (B) is a layer obtained by heating a thermoplastic resin composition, the primer layer (B) can be formed, for example, by applying a solution containing the thermoplastic resin composition and a solvent to the surface of the second resin, volatilizing the solvent, and then heating to a temperature that is 5° C. lower than the softening point of the second resin or a temperature that is 5° C. lower than the melting point of the second resin.
When the primer layer (B) is a layer made of a thermoplastic resin, it can be formed, for example, by arranging a film-like thermoplastic resin so as to be in contact with a second resin, and then heating the surface of the second resin to a temperature that is 5° C. lower than the softening point of the second resin or a temperature that is 5° C. lower than the melting point of the second resin.
本実施形態において、十分な接合強度を得る観点から、プライマー層(B)は熱可塑性樹脂組成物を加熱することによって得られる層であることが好ましく、前記熱可塑性樹脂組成物は、後述の現場重合型熱可塑性樹脂組成物であることがより好ましい。
また、プライマー層(B)を形成する工程は、十分な接合強度を得る観点から、前記第2の樹脂の表面で、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を前記第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上の温度に加熱して重合することによりプライマー層(B)を形成する工程であることが好ましい。
熱可塑性樹脂組成物が現場重合型熱可塑性樹脂組成物であり、かつ第2の樹脂の表面で、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を前記第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱して重合することで、第2の樹脂とプライマー層(B)の第2の樹脂側全面との接合強度が向上する。また、超音波溶着時に第2の樹脂とプライマー層(B)の接合面に超音波の振動が伝わらなくても、既に第2の樹脂とプライマー層(B)が強固に接合されているため、接合強度が劣る部分のない、接合強度に優れる接合体を得ることが可能となる。
In this embodiment, from the viewpoint of obtaining sufficient bonding strength, it is preferable that the primer layer (B) is a layer obtained by heating a thermoplastic resin composition, and it is more preferable that the thermoplastic resin composition is an in-situ polymerization type thermoplastic resin composition described later.
In addition, from the viewpoint of obtaining sufficient bonding strength, the step of forming the primer layer (B) is preferably a step of forming the primer layer (B) by heating and polymerizing an in-situ polymerization type thermoplastic resin composition on the surface of the second resin to a temperature that is 5° C. lower than the softening point of the second resin or a temperature that is 5° C. lower than the melting point of the second resin.
When the thermoplastic resin composition is an in situ polymerization type thermoplastic resin composition, and the in situ polymerization type thermoplastic resin composition is heated to a temperature 5°C lower than the softening point of the second resin or 5°C lower than the melting point of the second resin to polymerize the composition on the surface of the second resin, the bonding strength between the second resin and the entire second resin side of the primer layer (B) is improved. In addition, even if ultrasonic vibration is not transmitted to the bonding surface between the second resin and the primer layer (B) during ultrasonic welding, the second resin and the primer layer (B) are already firmly bonded to each other, so that a bonded body having excellent bonding strength without any portions having inferior bonding strength can be obtained.
本実施形態においては、第2の樹脂の熱による変形を抑制する観点から、第1の樹脂と同様に現場重合型熱可塑性樹脂組成物を第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上で加熱して重合する前に、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を第2の樹脂の表面で、第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度未満または融点より5℃低い温度未満の温度で予め加熱して重合してもよい。
第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度未満または融点より5℃低い温度未満の温度で加熱して重合する際の温度は、第2の樹脂が非結晶性の樹脂である場合、重合に必要とされる温度であれば第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度未満の温度であればよく、また、第2の樹脂が結晶性の樹脂である場合、重合に必要とされる温度であれば第2の樹脂の融点より5℃低い温度未満の温度であればよい。
第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度未満または融点より5℃低い温度未満の温度で加熱して重合する際の加熱時間は、第2の樹脂の熱による変形を抑制する観点から、好ましくは1~60分、より好ましくは10~50分、更に好ましくは15~45分である。
本実施形態においては、第1の樹脂と同様第2の樹脂においても、上記表1に示す樹脂の軟化点及び融点の温度を目安に現場重合型熱可塑性樹脂組成物の重合を行うことが好ましい。
In this embodiment, from the viewpoint of suppressing deformation of the second resin due to heat, before the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition is heated to a temperature that is 5° C. lower than the softening point or 5° C. lower than the melting point of the second resin or more to polymerize it, similar to the first resin, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition may be pre-heated on the surface of the second resin at a temperature that is less than 5° C. lower than the softening point or less than 5° C. lower than the melting point of the second resin to polymerize it.
When the second resin is heated to polymerize at a temperature less than 5°C lower than the softening point or less than 5°C lower than the melting point, if the second resin is a non-crystalline resin, the temperature may be less than 5°C lower than the softening point of the second resin as long as it is a temperature required for polymerization, and if the second resin is a crystalline resin, the temperature may be less than 5°C lower than the melting point of the second resin as long as it is a temperature required for polymerization.
The heating time when polymerizing by heating at a temperature less than 5° C. lower than the softening point or less than 5° C. lower than the melting point of the second resin is preferably 1 to 60 minutes, more preferably 10 to 50 minutes, and even more preferably 15 to 45 minutes, from the viewpoint of suppressing deformation of the second resin due to heat.
In this embodiment, it is preferable to carry out polymerization of the in situ polymerization type thermoplastic resin composition using the softening point and melting point of the resin shown in Table 1 as a guide for the second resin as well as the first resin.
前記熱可塑性樹脂組成物が、現場重合型熱可塑性樹脂組成物である場合、プライマー層(B)は、現場重合型熱可塑性樹脂組成物と溶剤を含む溶液を第2の樹脂の表面に塗布し、前記溶剤を揮発させ、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を前記第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上の温度で重合することにより得ることができる。
プライマー層(B)を形成するための塗布方法は、特に限定されるものではなく、前記プライマー層(A)を形成するための塗布方法と同様の方法を用いることができる。
When the thermoplastic resin composition is an in situ polymerization type thermoplastic resin composition, the primer layer (B) can be obtained by applying a solution containing the in situ polymerization type thermoplastic resin composition and a solvent to the surface of the second resin, volatilizing the solvent, and polymerizing the in situ polymerization type thermoplastic resin composition at a temperature that is 5°C lower than the softening point of the second resin or a temperature that is 5°C lower than the melting point of the second resin or a temperature that is 5°C lower than the melting point of the second resin.
The coating method for forming the primer layer (B) is not particularly limited, and the same coating method as the coating method for forming the primer layer (A) can be used.
また、上述した前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物の一部重合させたフィルムを第2の樹脂に当接するように配置した後、前記離型フィルムを剥離して、前記第2の樹脂の表面で、上述した第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上の温度、及び加熱時間で現場重合型熱可塑性樹脂組成物の重合を更に進行させて、プライマー層(B)を形成してもよい。
あるいはまた、プライマー層(B)は、前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物を含む粉体またはエマルジョンの形態で、第2の樹脂の表面に塗布し、上述した第2の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上の温度、及び加熱時間で重合させて形成することもできる。前記粉体としては、例えば、前記フィルムを粉砕したものを粉体塗料等の態様で用いることができ、また、この粉砕したものを、乳化剤を用いて水等に乳化させて前記エマルジョンとすることができる。
In addition, a film in which the above-mentioned partially polymerized in-situ polymerization type thermoplastic resin composition is formed may be placed in contact with a second resin, and then the release film may be peeled off. Polymerization of the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition may be further advanced on the surface of the second resin at a temperature that is 5° C. lower than the softening point of the above-mentioned second resin or at least a temperature that is 5° C. lower than the melting point of the second resin, and for a heating time period to form a primer layer (B).
Alternatively, the primer layer (B) can be formed by applying the in-situ polymerized thermoplastic resin composition in the form of a powder or emulsion to the surface of the second resin, and polymerizing the composition at a temperature that is 5° C. lower than the softening point of the second resin or at least 5° C. lower than the melting point of the second resin, for a heating time of 100° C. to 200° C. As the powder, for example, the film obtained by pulverizing the film can be used in the form of a powder coating material, and the pulverized film can be emulsified in water or the like using an emulsifier to form the emulsion.
前記プライマー層(B)の厚さは、第2の樹脂の種類や接合部分の接触面積等にもよるが、十分な接合強度を得るため、また、第2の樹脂と第1の樹脂の熱膨張係数の差に起因して、得られる接合体が熱変形を生じることを抑制する観点から、1μm~1mmであることが好ましく、より好ましくは5μm~100μm、更に好ましくは10μm~60μmである。 The thickness of the primer layer (B) depends on the type of second resin and the contact area of the joint, but in order to obtain sufficient joint strength and to prevent the resulting joint from being thermally deformed due to the difference in thermal expansion coefficient between the second resin and the first resin, it is preferably 1 μm to 1 mm, more preferably 5 μm to 100 μm, and even more preferably 10 μm to 60 μm.
<プライマー層(C)を形成する工程>
本実施形態におけるプライマー層(C)を形成する工程とは、金属、ガラス及びセラミックスから選ばれる少なくとも1種の材料上で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を用いてプライマー層(C)を形成する工程である。また、本実施形態におけるプライマー層(C)とは、金属、ガラス及びセラミックスから選ばれる少なくとも1種の材料と接合させる第1の樹脂の間に、プライマー層(A)とともに介在させ、超音波溶着によりプライマー層(A)とプライマー層(C)が溶着することで、前記材料と前記第1の樹脂を接合させることができる層を指す。前記材料とプライマー層(C)との接合強度向上の観点、及び第1の樹脂と材料を十分な接合強度で接合する観点から、上述した表面処理を施された前記材料の面に、プライマー層(C)を形成することが好ましく、前記材料の官能基付与処理面にプライマー層(C)を形成することがより好ましい。
なお、プライマー層(C)は、1層であっても2層以上形成してもよい。
<Step of forming primer layer (C)>
The step of forming the primer layer (C) in this embodiment is a step of forming the primer layer (C) on at least one material selected from metal, glass, and ceramics using at least one selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin. The primer layer (C) in this embodiment refers to a layer that can be interposed between at least one material selected from metal, glass, and ceramics and a first resin to be bonded together with the primer layer (A), and can bond the material and the first resin by welding the primer layer (A) and the primer layer (C) by ultrasonic welding. From the viewpoint of improving the bonding strength between the material and the primer layer (C) and from the viewpoint of bonding the first resin and the material with sufficient bonding strength, it is preferable to form the primer layer (C) on the surface of the material that has been subjected to the above-mentioned surface treatment, and it is more preferable to form the primer layer (C) on the functional group-imparting treated surface of the material.
The primer layer (C) may be formed in one layer or in two or more layers.
プライマー層(C)は、熱可塑性樹脂組成物を用いることによって得られる層であってもよく、熱可塑性樹脂からなる層であってもよい。
プライマー層(C)が熱可塑性樹脂組成物を用いることによって得られる層である場合、プライマー層(C)は、例えば、熱可塑性樹脂組成物と溶剤を含む溶液を、材料上に塗布し、前記溶剤を揮発させた後、加熱または光照射することにより形成することができる。
プライマー層(C)が熱可塑性樹脂からなる層である場合、例えば、フィルム状の熱可塑性樹脂を材料に当接するように配置した後、フィルム状の熱可塑性樹脂を加熱することにより形成することができる。
The primer layer (C) may be a layer obtained by using a thermoplastic resin composition, or may be a layer made of a thermoplastic resin.
When the primer layer (C) is a layer obtained by using a thermoplastic resin composition, the primer layer (C) can be formed, for example, by applying a solution containing the thermoplastic resin composition and a solvent onto a material, volatilizing the solvent, and then heating or irradiating with light.
When the primer layer (C) is a layer made of a thermoplastic resin, it can be formed, for example, by arranging a film-like thermoplastic resin so as to be in contact with the material, and then heating the film-like thermoplastic resin.
本実施形態において、十分な接合強度を得る観点から、プライマー層(C)は熱可塑性樹脂組成物を用いることによって得られる層であることが好ましく、前記熱可塑性樹脂組成物は、後述の現場重合型熱可塑性樹脂組成物であることがより好ましい。
また、プライマー層(C)を形成する工程は、十分な接合強度を得る観点から、前記材料上で、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を重合することによりプライマー層(C)を形成する工程であることが好ましい。
熱可塑性樹脂組成物が現場重合型熱可塑性樹脂組成物であり、かつ材料上で現場重合型熱可塑性樹脂組成物を重合することで、接合体の接合強度が向上する。
In this embodiment, from the viewpoint of obtaining sufficient bonding strength, it is preferable that the primer layer (C) is a layer obtained by using a thermoplastic resin composition, and it is more preferable that the thermoplastic resin composition is an in-situ polymerization type thermoplastic resin composition described later.
In addition, from the viewpoint of obtaining sufficient bonding strength, the step of forming the primer layer (C) is preferably a step of forming the primer layer (C) on the material by polymerizing an in-situ polymerization type thermoplastic resin composition.
The thermoplastic resin composition is an in-situ polymerized thermoplastic resin composition, and the in-situ polymerized thermoplastic resin composition is polymerized on the material, thereby improving the bonding strength of the bonded body.
熱可塑性樹脂組成物が現場重合型熱可塑性樹脂組成物である場合、プライマー層(C)は、現場重合型熱可塑性樹脂組成物と溶剤を含む溶液を前記材料の表面に塗布し、前記溶剤を揮発させ、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を重合することにより得ることができる。
プライマー層(C)を形成するための塗布方法は、特に限定されるものではなく、例えば、浸漬法、スプレー塗布法等を用いることができる。
浸漬法の場合は、例えば、前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物の濃度が0.5~50質量%程度であり、常温~100℃の溶液中に、前記材料を1分~5日間浸漬した後、常温~100℃の範囲内の温度で1分~5時間乾燥させ、その後、常温~200℃の範囲内の温度に加熱して5~120分間放置して前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物を重合することにより、プライマー層(C)を形成することができる。光硬化によりプライマー層(C)を形成する場合は、前記溶液に1分~5日間浸漬した前記材料を、常温~100℃の範囲内の温度で10秒~60分、紫外線または可視光を照射し前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物を重合することにより、プライマー層(C)を形成することができる。
When the thermoplastic resin composition is an in situ polymerized thermoplastic resin composition, the primer layer (C) can be obtained by applying a solution containing the in situ polymerized thermoplastic resin composition and a solvent to the surface of the material, volatilizing the solvent, and polymerizing the in situ polymerized thermoplastic resin composition.
The coating method for forming the primer layer (C) is not particularly limited, and for example, a dipping method, a spray coating method, etc. can be used.
In the case of the immersion method, for example, the concentration of the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition is about 0.5 to 50 mass%, and the material is immersed in a solution at room temperature to 100 ° C. for 1 minute to 5 days, then dried at a temperature in the range of room temperature to 100 ° C. for 1 minute to 5 hours, and then heated to a temperature in the range of room temperature to 200 ° C. and left for 5 to 120 minutes to polymerize the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition, thereby forming a primer layer (C). When forming the primer layer (C) by photocuring, the material immersed in the solution for 1 minute to 5 days is irradiated with ultraviolet light or visible light at a temperature in the range of room temperature to 100 ° C. for 10 seconds to 60 minutes to polymerize the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition, thereby forming the primer layer (C).
スプレー法の場合は、例えば、前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物の濃度が0.5~50質量%程度の溶液を、前記材料に吹き付けて、常温~100℃の範囲内の温度で1分~5時間乾燥させた後、常温~200℃の範囲内の温度で5~120分間放置して前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物を重合することにより、プライマー層(C)を形成することができる。光硬化によりプライマー層(C)を形成する場合は、常温~100℃の範囲内の温度で10秒~60分間、紫外線または可視光を照射し前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物を重合することにより、プライマー層(C)を形成することができる。 In the case of the spray method, for example, a solution having a concentration of about 0.5 to 50% by mass of the in situ polymerization type thermoplastic resin composition is sprayed onto the material, dried at a temperature in the range of room temperature to 100°C for 1 minute to 5 hours, and then left at a temperature in the range of room temperature to 200°C for 5 to 120 minutes to polymerize the in situ polymerization type thermoplastic resin composition, thereby forming the primer layer (C). In the case of forming the primer layer (C) by photocuring, the primer layer (C) can be formed by irradiating the in situ polymerization type thermoplastic resin composition with ultraviolet light or visible light for 10 seconds to 60 minutes at a temperature in the range of room temperature to 100°C to polymerize the in situ polymerization type thermoplastic resin composition.
また、上述した前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物の一部重合させたフィルムを前記材料に当接するように配置した後、前記離型フィルムを剥離し、40~150℃の範囲内の温度に加熱して1~30分間放置して前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物の重合を更に進行させることにより、プライマー層(C)を形成してもよい。
あるいはまた、プライマー層(C)は、前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物を含む粉体またはエマルジョンの形態で、重合後の厚さが1~100μmとなるように前記材料の表面に塗布し、前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物を重合させることにより形成することもできる。前記粉体としては、例えば、前記フィルムを粉砕したものを粉体塗料等の態様で用いることができ、また、この粉砕したものを、乳化剤を用いて水等に乳化させて前記エマルジョンとすることができる。
In addition, the primer layer (C) may be formed by arranging a film in which the above-mentioned partially polymerized in-situ polymerization type thermoplastic resin composition is in contact with the material, peeling off the release film, heating to a temperature in the range of 40 to 150°C, and leaving it for 1 to 30 minutes to further polymerize the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition.
Alternatively, the primer layer (C) can be formed by applying the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition in the form of a powder or emulsion to the surface of the material so that the thickness after polymerization is 1 to 100 μm, and polymerizing the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition. As the powder, for example, the film obtained by pulverizing the film can be used in the form of a powder paint, or the pulverized film can be emulsified in water or the like using an emulsifier to form the emulsion.
前記プライマー層(C)の厚さは、第1の樹脂及び材料の種類や接合部分の接触面積等にもよるが、十分な接合強度を得るため、また、第1の樹脂と材料の熱膨張係数の差に起因して、得られる接合体が熱変形を生じることを抑制する観点から、1μm~1mmであることが好ましく、より好ましくは5μm~100μm、更に好ましくは10μm~50μmである。 The thickness of the primer layer (C) depends on the type of the first resin and material, the contact area of the joint, etc., but in order to obtain sufficient joint strength and to prevent the resulting joint from being thermally deformed due to the difference in thermal expansion coefficient between the first resin and the material, it is preferably 1 μm to 1 mm, more preferably 5 μm to 100 μm, and even more preferably 10 μm to 50 μm.
<熱可塑性樹脂組成物>
熱可塑性樹脂組成物は、特に限定されるものではないが、現場重合型熱可塑性樹脂組成物であることが好ましい。
<Thermoplastic resin composition>
The thermoplastic resin composition is not particularly limited, but is preferably an in-situ polymerized thermoplastic resin composition.
〔現場重合型熱可塑性樹脂組成物〕
本実施形態における現場重合型熱可塑性樹脂組成物とは、現場、すなわち各種の材料上で、反応性のある2官能の化合物を所定の組み合わせで含む組成物を反応させることにより、熱可塑構造、すなわち、リニアポリマー構造を形成する組成物である。前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物は、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、架橋構造による3次元ネットワークを構成せず、熱可塑性を有する重合性組成物である。
[In-situ polymerizable thermoplastic resin composition]
In the present embodiment, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition is a thermoplastic structure, which is formed by reacting a composition containing a predetermined combination of reactive bifunctional compounds on-site, i.e., on various materials. That is, it is a composition that forms a linear polymer structure. The in-situ polymerization type thermoplastic resin composition does not form a three-dimensional network due to a crosslinked structure, unlike a thermosetting resin that forms a three-dimensional network due to a crosslinked structure. First, it is a polymerizable composition having thermoplastic properties.
前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物は、下記(a)~(g)の少なくとも一種を含有することが好ましく、下記(d)を含有することがより好ましく、2官能エポキシ樹脂と2官能フェノール化合物の組み合わせを含有することが更に好ましい。
(a)2官能イソシアネート化合物とジオールの組み合わせ
(b)2官能イソシアネート化合物と2官能アミノ化合物の組み合わせ
(c)2官能イソシアネート化合物と2官能チオール化合物の組み合わせ
(d)2官能エポキシ化合物とジオールの組み合わせ
(e)2官能エポキシ化合物と2官能カルボキシ化合物の組み合わせ
(f)2官能エポキシ化合物と2官能チオール化合物の組み合わせ
(g)単官能ラジカル重合性モノマー
The in situ polymerization type thermoplastic resin composition preferably contains at least one of the following (a) to (g), more preferably contains the following (d), and further preferably contains a combination of a bifunctional epoxy resin and a bifunctional phenol compound:
(a) A combination of a bifunctional isocyanate compound and a diol (b) A combination of a bifunctional isocyanate compound and a bifunctional amino compound (c) A combination of a bifunctional isocyanate compound and a bifunctional thiol compound (d) A combination of a bifunctional epoxy compound and a diol (e) A combination of a bifunctional epoxy compound and a bifunctional carboxy compound (f) A combination of a bifunctional epoxy compound and a bifunctional thiol compound (g) A monofunctional radically polymerizable monomer
(a)における2官能イソシアネート化合物とジオールとの配合量比は、水酸基に対するイソシアネート基のモル当量比が、0.7~1.5となるように設定されることが好ましく、より好ましくは0.8~1.4、更に好ましくは0.9~1.3とする。
(b)における2官能イソシアネート化合物と2官能アミノ化合物との配合量比は、アミノ基に対するイソシアネート基のモル当量比が、0.7~1.5となるように設定されることが好ましく、より好ましくは0.8~1.4、更に好ましくは0.9~1.3とする。
(c)における2官能イソシアネート化合物と2官能チオール化合物との配合量比は、チオール基に対するイソシアネート基のモル当量比が、0.7~1.5となるように設定されることが好ましく、より好ましくは0.8~1.4、更に好ましくは0.9~1.3とする。
(d)における2官能エポキシ化合物とジオールとの配合量比は、水酸基に対するエポキシ基のモル当量比が、0.7~1.5となるように設定されることが好ましく、より好ましくは0.8~1.4、更に好ましくは0.9~1.3とする。
(e)における2官能エポキシ化合物と2官能カルボキシ化合物との配合量比は、カルボキシ基に対するエポキシ基のモル当量比が、0.7~1.5となるように設定されることが好ましく、より好ましくは0.8~1.4、更に好ましくは0.9~1.3とする。
(f)における2官能エポキシ化合物と2官能チオール化合物との配合量比は、チオール基に対するエポキシ基のモル当量比が、0.7~1.5となるように設定されることが好ましく、より好ましくは0.8~1.4、更に好ましくは0.9~1.3とする。
The blend ratio of the bifunctional isocyanate compound and the diol in (a) is set so that the molar equivalent ratio of the isocyanate group to the hydroxyl group is preferably 0.7 to 1.5, more preferably 0.8 to 1.4, and even more preferably 0.9 to 1.3.
The blending ratio of the bifunctional isocyanate compound and the bifunctional amino compound in (b) is set so that the molar equivalent ratio of the isocyanate group to the amino group is preferably 0.7 to 1.5, more preferably 0.8 to 1.4, and even more preferably 0.9 to 1.3.
The blend ratio of the bifunctional isocyanate compound and the bifunctional thiol compound in (c) is preferably set so that the molar equivalent ratio of the isocyanate group to the thiol group is 0.7 to 1.5, more preferably 0.8 to 1.4, and even more preferably 0.9 to 1.3.
The blend ratio of the bifunctional epoxy compound and the diol in (d) is set so that the molar equivalent ratio of epoxy groups to hydroxyl groups is preferably 0.7 to 1.5, more preferably 0.8 to 1.4, and even more preferably 0.9 to 1.3.
The blending ratio of the bifunctional epoxy compound and the bifunctional carboxy compound in (e) is set so that the molar equivalent ratio of the epoxy group to the carboxy group is preferably 0.7 to 1.5, more preferably 0.8 to 1.4, and even more preferably 0.9 to 1.3.
The blending ratio of the bifunctional epoxy compound and the bifunctional thiol compound in (f) is preferably set so that the molar equivalent ratio of the epoxy group to the thiol group is 0.7 to 1.5, more preferably 0.8 to 1.4, and even more preferably 0.9 to 1.3.
前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物が、上記(a)~(g)から選ばれる少なくともいずれかを含有する場合、重合のための触媒として、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。 When the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition contains at least one selected from the above (a) to (g), for example, a tertiary amine such as triethylamine or 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol-phosphorus compound such as triphenylphosphine is preferably used as a catalyst for polymerization.
ラジカル重合のための重合開始剤としては、例えば、公知の有機過酸化物や光開始剤等が好適に用いられる。有機過酸化物にコバルト金属塩やアミン類を組み合わせた常温ラジカル重合開始剤を使用してもよい。有機過酸化物としては、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアリルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネートに分類されるものが挙げられる。光重合開始剤は、紫外線~可視光の波長領域の光照射によりラジカル重合を開始可能なものであることが好ましい。これらは、1種単独で用いられても、2種以上が併用されてもよい。これらのうち、有機過酸化物が好ましい。 As a polymerization initiator for radical polymerization, for example, a known organic peroxide or photoinitiator is preferably used. A room temperature radical polymerization initiator in which an organic peroxide is combined with a cobalt metal salt or amines may be used. Examples of organic peroxides include those classified as ketone peroxides, peroxyketals, hydroperoxides, diallyl peroxides, diacyl peroxides, peroxy esters, and peroxydicarbonates. It is preferable that the photopolymerization initiator is one that can initiate radical polymerization by irradiation with light in the wavelength range from ultraviolet light to visible light. These may be used alone or in combination of two or more types. Of these, organic peroxides are preferable.
(2官能イソシアネート化合物)
前記2官能イソシアネート化合物は、イソシアナト基を2個有する化合物であり、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、2,4-または2,6-トリレンジイソシアネート(TDI)またはその混合物、p-フェニレンジイソシアネート、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)等のジイソシアネート化合物が挙げられる。これらのうち、プライマー層の強度の観点から、TDIやMDI等が好ましい。
(Difunctional isocyanate compound)
The bifunctional isocyanate compound is a compound having two isocyanato groups, and examples thereof include diisocyanate compounds such as hexamethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI) or a mixture thereof, p-phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate (MDI), etc. Among these, TDI, MDI, etc. are preferred from the viewpoint of the strength of the primer layer.
(ジオール)
前記ジオールは、ヒドロキシ基を2個有する化合物であり、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,6ヘキサンジオール等の脂肪族グリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のビスフェノール類が挙げられる。これらのうち、プライマー層の強靭性の観点から、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールS等が好ましい。
(Diol)
The diol is a compound having two hydroxy groups, and examples thereof include aliphatic glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, and 1,6-hexanediol, and bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, and bisphenol S. Among these, propylene glycol, diethylene glycol, bisphenol A, bisphenol S, etc. are preferred from the viewpoint of the toughness of the primer layer.
(2官能アミノ化合物)
前記2官能アミノ化合物は、アミノ基を2個有する化合物であり、例えば、2官能の脂肪族ジアミン、芳香族ジアミンが挙げられる。脂肪族ジアミンとしては、エチレンジアミン、1,2-プロパンジアミン、1,3-プロパンジアミン、1,4-ジアミノブタン、1,6-ヘキサメチレンジアミン、2,5-ジメチル-2,5-ヘキサンジアミン、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、ビス(4-アミノ-3-メチルシクロヘキシル)メタン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、N-アミノエチルピペラジンなどが挙げられ、芳香族ジアミンとしては、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルプロパン等が挙げられる。これらのうち、プライマー層の強靭性の観点から、1,3-プロパンジアミン、1,4-ジアミノブタン、1,6-ヘキサメチレンジアミン等が好ましい。
(Bifunctional amino compound)
The bifunctional amino compound is a compound having two amino groups, and examples thereof include bifunctional aliphatic diamines and aromatic diamines. Examples of aliphatic diamines include ethylenediamine, 1,2-propanediamine, 1,3-propanediamine, 1,4-diaminobutane, 1,6-hexamethylenediamine, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediamine, 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine, isophoronediamine, bis(4-amino-3-methylcyclohexyl)methane, 1,3-diaminocyclohexane, and N-aminoethylpiperazine. Examples of aromatic diamines include diaminodiphenylmethane and diaminodiphenylpropane. Among these, 1,3-propanediamine, 1,4-diaminobutane, and 1,6-hexamethylenediamine are preferred from the viewpoint of the toughness of the primer layer.
(2官能チオール化合物)
前記2官能チオール化合物は、分子内にメルカプト基を2つ有する化合物であり、例えば、2官能2級チオール化合物の1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン(例えば、「カレンズMT(登録商標) BD1」(昭和電工株式会社製))等が挙げられる。
(Bifunctional thiol compound)
The bifunctional thiol compound is a compound having two mercapto groups in the molecule, and examples thereof include 1,4-bis(3-mercaptobutyryloxy)butane (e.g., Karenz MT (registered trademark) BD1 (manufactured by Showa Denko K.K.)), a bifunctional secondary thiol compound.
(2官能エポキシ化合物)
前記2官能エポキシ化合物は、1分子中に2個のエポキシ基を有する化合物である。例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型2官能エポキシ樹脂等の芳香族エポキシ樹脂や1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル等脂肪族エポキシ化合物が挙げられる。
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。
具体的には、「jER(登録商標) 828、834、1001、1004、1007、YX-4000」(いずれも三菱ケミカル株式会社製)等が挙げられる。その他2官能であれば特殊な構造を有するエポキシ化合物であっても使用可能である。
(Difunctional epoxy compound)
The bifunctional epoxy compound is a compound having two epoxy groups in one molecule, and examples thereof include aromatic epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, biphenol type epoxy resin, and naphthalene type bifunctional epoxy resin, and aliphatic epoxy compounds such as 1,6-hexanediol diglycidyl ether.
These may be used alone or in combination of two or more.
Specific examples include jER (registered trademark) 828, 834, 1001, 1004, 1007, and YX-4000 (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). In addition, epoxy compounds having special structures can also be used as long as they are bifunctional.
(2官能カルボキシ化合物)
前記2官能カルボキシ化合物としては、カルボキシ基を2つ有する化合物であればよく、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等が挙げられる。これらのうち、プライマー層の強度や強靭性の観点から、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸等が好ましい。
(Bifunctional Carboxy Compound)
The bifunctional carboxy compound may be any compound having two carboxy groups, and examples thereof include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, maleic acid, fumaric acid, isophthalic acid, terephthalic acid, etc. Among these, isophthalic acid, terephthalic acid, adipic acid, etc. are preferred from the viewpoint of the strength and toughness of the primer layer.
(単官能ラジカル重合性モノマー)
前記単官能ラジカル重合性モノマーは、エチレン性不飽和結合を1個有するモノマーである。例えば、スチレンモノマー、スチレンのα-,o-,m-,p-アルキル,ニトロ,シアノ,アミド,エステル誘導体、クロルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼンなどのスチレン系モノマー;(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸-n-プロピル、(メタ)アクリル酸-i-プロピル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフリル、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレートおよびフェノキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステル類が挙げられる。前記化合物のうち、1種を用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。これらのうち、プライマー層の強度や強靭性の観点から、スチレン、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、フェノキシエチル(メタ)アクリレートのうちの一種、または2種以上の組み合わせが好ましい。
(Monofunctional radically polymerizable monomer)
The monofunctional radical polymerizable monomer is a monomer having one ethylenically unsaturated bond. Examples include styrene monomers, α-, o-, m-, p-alkyl, nitro, cyano, amide, and ester derivatives of styrene, chlorostyrene, vinyltoluene, and divinylbenzene; and (meth)acrylic acid esters such as ethyl (meth)acrylate, methyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, i-propyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, cyclopentyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, tetrahydrofuryl (meth)acrylate, acetoacetoxyethyl (meth)acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth)acrylate, and phenoxyethyl (meth)acrylate, and glycidyl (meth)acrylate. Of the above compounds, one type may be used, or two or more types may be used. Among these, from the viewpoint of strength and toughness of the primer layer, one or a combination of two or more of styrene, methyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, and phenoxyethyl (meth)acrylate are preferred.
ラジカル重合反応を十分に進行させ、所望のプライマー層(A)~(C)を形成させるため、溶剤や、必要に応じて着色剤等の添加剤を含んでいてもよい。この場合、前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物の溶剤以外の含有成分中、前記単官能ラジカル重合性モノマーが主成分であることが好ましい。前記主成分とは、前記単官能ラジカル重合性モノマーの含有率が50~100質量%であることを意味する。前記含有率は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは80質量%以上である。 In order to allow the radical polymerization reaction to proceed sufficiently and form the desired primer layers (A) to (C), a solvent and, if necessary, additives such as a colorant may be included. In this case, it is preferable that the monofunctional radical polymerizable monomer is the main component among the components contained in the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition other than the solvent. The main component means that the content of the monofunctional radical polymerizable monomer is 50 to 100 mass %. The content is preferably 60 mass % or more, more preferably 80 mass % or more.
前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物として、例えば、下記現場重合型熱可塑性樹脂組成物(A)~(D)を例示することができる。
現場重合型熱可塑性樹脂組成物(A):前記(a)~(g)の少なくとも一種を含有する組成物。
現場重合型熱可塑性樹脂組成物(B):前記(a)~(g)の少なくとも一種を含有する組成物と、無水マレイン酸変性ポリプロピレンまたは変性ポリフェニレンエーテルと、を含む組成物。
現場重合型熱可塑性樹脂組成物(C):前記(a)~(g)の少なくとも一種を含有する組成物と、第1の樹脂を構成する樹脂とは異種の熱可塑性樹脂と、を含む組成物。
現場重合型熱可塑性樹脂組成物(D):前記(a)~(g)の少なくとも一種を含有する組成物と、無水マレイン酸変性ポリプロピレンまたは変性ポリフェニレンエーテルと、第1の樹脂を構成する樹脂とは異種の熱可塑性樹脂と、を含む組成物。
Examples of the in situ polymerization type thermoplastic resin composition include the following in situ polymerization type thermoplastic resin compositions (A) to (D).
In-situ polymerization type thermoplastic resin composition (A): A composition containing at least one of the above (a) to (g).
In-situ polymerization type thermoplastic resin composition (B): A composition containing at least one of the above (a) to (g) and maleic anhydride-modified polypropylene or modified polyphenylene ether.
In-situ polymerization type thermoplastic resin composition (C): A composition containing at least one of the (a) to (g) and a thermoplastic resin different from the resin constituting the first resin.
In-situ polymerization type thermoplastic resin composition (D): A composition containing at least one of the above (a) to (g), maleic anhydride modified polypropylene or modified polyphenylene ether, and a thermoplastic resin different from the resin constituting the first resin.
前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンは、無水マレイン酸でグラフト変性されたポリプロピレンである。具体的な商品としては、「カヤブリッド 002PP、002PP-NW、003PP、003PP-NW」(いずれも化薬アクゾ株式会社製)、「Modic(登録商標)」(三菱ケミカル株式会社製)等が挙げられる。
また、無水マレイン酸で機能化させたポリプロピレン添加剤として、「SCONA TPPP2112GA、TPPP8112GA、TPPP9212GA」(いずれもBYK社製)を併用してもよい。
特に、前記樹脂としてポリプロピレン(PP)を使用する場合、前記現場重合型組成物は、無水マレイン酸変性ポリオレフィンを含むことが好ましい。
The maleic anhydride-modified polypropylene is a polypropylene graft-modified with maleic anhydride. Specific commercial products include "Kayabrid 002PP, 002PP-NW, 003PP, 003PP-NW" (all manufactured by Kayaku Akzo Co., Ltd.), "Modic (registered trademark)" (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and the like.
In addition, "SCONA TPPP2112GA, TPPP8112GA, TPPP9212GA" (all manufactured by BYK) may be used in combination as a polypropylene additive functionalized with maleic anhydride.
In particular, when polypropylene (PP) is used as the resin, the in situ polymerization type composition preferably contains maleic anhydride modified polyolefin.
前記変性ポリフェニレンエーテルとしては公知のものが使用できる。
前記変性ポリフェニレンエーテルは、ポリフェニレンエーテルにポリスチレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピレン等をブレンドしたものである。具体的な商品としては、「NORYLシリーズ (PPS/PS) 731、7310、731F、7310F」(いずれもSABICジャパン合同会社製)、「ザイロンシリーズ (PPE/PS、PP/PPE、PA/PPE、PPS/PPE、PPA/PPE)」(いずれも旭化成ケミカルズ株式会社製)、「エピエースシリーズ (PPE/PS、PPE/PA)」(三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製)、「レマロイシリーズ (PPE/PS、PPE/PA)」(いずれも三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製)がある。
As the modified polyphenylene ether, known ones can be used.
The modified polyphenylene ether is a blend of polyphenylene ether with polystyrene, polyamide, polyphenylene sulfide, polypropylene, etc. Specific commercial products include "NORYL series (PPS/PS) 731, 7310, 731F, 7310F" (all manufactured by SABIC Japan LLC), "ZYLON series (PPE/PS, PP/PPE, PA/PPE, PPS/PPE, PPA/PPE)" (all manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation), "EPIACE series (PPE/PS, PPE/PA)" (manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Corporation), and "LEMALLOY series (PPE/PS, PPE/PA)" (all manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Corporation).
前記現場重合型組成物(B)中の前記(a)~(g)の合計量は、無水マレイン酸変性ポリプロピレンまたは変性ポリフェニレンエーテルを100質量部とした場合、5~100質量部であることが好ましく、5~60質量部であることがより好ましく、20~40質量部であることが更に好ましい。
前記現場重合型組成物(D)中の前記(a)~(g)の合計量は、無水マレイン酸変性ポリプロピレンまたは変性ポリフェニレンエーテルを100質量部とした場合、5~100質量部であることが好ましく、5~60質量部であることがより好ましく、20~40質量部であることが更に好ましい。
The total amount of the (a) to (g) in the in situ polymerization type composition (B) is preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 5 to 60 parts by mass, and even more preferably 20 to 40 parts by mass, based on 100 parts by mass of the maleic anhydride-modified polypropylene or the modified polyphenylene ether.
The total amount of the (a) to (g) in the in situ polymerization type composition (D) is preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 5 to 60 parts by mass, and even more preferably 20 to 40 parts by mass, based on 100 parts by mass of the maleic anhydride-modified polypropylene or the modified polyphenylene ether.
前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物は、前記(a)~(g)以外に、カルボキシ基末端ブタジエンニトリルゴム等のゴム成分や、芳香族ポリエーテルケトン、シリコンエラストマー、アクリル系樹脂等の靭性を付与できるポリマーを含んでいてもよい。
芳香族ポリエーテルケトンとしては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等が挙げられる。
シリコンエラストマーとしては、例えば、「DOWSIL EP-2600」(The Dow Chemical Company社製)、「DOWSIL EP-2601」(The Dow Chemical Company社製)等が挙げられる。
アクリル系樹脂としては、例えば、「BTA-730」(The Dow Chemical Company社製)等のメタクリル酸メチル―ブタジエンスチレンースチレン共重合体(MBS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等が挙げられる。
現場重合型組成物にゴム成分や靭性を付与できるポリマーが含まれることにより、接合体の耐衝撃性が向上する。
The in-situ polymerization type thermoplastic resin composition may contain, in addition to the components (a) to (g), a rubber component such as a carboxy-terminated butadiene nitrile rubber, or a polymer capable of imparting toughness, such as an aromatic polyether ketone, a silicone elastomer, or an acrylic resin.
An example of the aromatic polyether ketone is polyether ether ketone (PEEK).
Examples of silicone elastomers include "DOWSIL EP-2600" (manufactured by The Dow Chemical Company) and "DOWSIL EP-2601" (manufactured by The Dow Chemical Company).
Examples of acrylic resins include methyl methacrylate-butadiene styrene-styrene copolymers (MBS) such as "BTA-730" (manufactured by The Dow Chemical Company), polymethyl methacrylate (PMMA), and the like.
The in-situ polymerization type composition contains a rubber component and a polymer capable of imparting toughness, thereby improving the impact resistance of the bonded body.
前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物としては、樹脂の種類にもよるが、第1の樹脂を構成する樹脂と類似の樹脂を含む組成物を選択することが好ましい。例えば、第1の樹脂がポリオレフィンの場合、無水マレイン酸変性ポリオレフィンを含む現場重合型熱可塑性樹脂組成物を用いることにより、より強固な溶着が可能となる。また、前記第1の樹脂が変性ポリフェニレンエーテルの場合、変性ポリフェニレンエーテルを含む現場重合型熱可塑性樹脂組成物を用いることにより、より強固な溶着が可能となる。
また、前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物は、第2の樹脂を構成する樹脂と類似の樹脂を含む組成物を選択することが好ましい。ここで、類似の樹脂とは、SP値(溶解パラメータ)が近い樹脂を指す。ただし、プライマー層(A)を構成する現場重合型熱可塑性樹脂組成物とプライマー層(B)を構成する現場重合型熱可塑性樹脂組成物は、類似の成分であることが好ましく、同じ成分であることがより好ましい。
As the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition, although it depends on the type of resin, it is preferable to select a composition containing a resin similar to the resin constituting the first resin. For example, when the first resin is a polyolefin, stronger welding can be achieved by using an in-situ polymerization type thermoplastic resin composition containing maleic anhydride modified polyolefin. Also, when the first resin is a modified polyphenylene ether, stronger welding can be achieved by using an in-situ polymerization type thermoplastic resin composition containing modified polyphenylene ether.
In addition, it is preferable to select a composition containing a resin similar to the resin constituting the second resin as the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition. Here, the similar resin refers to a resin having a similar SP value (solubility parameter). However, it is preferable that the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition constituting the primer layer (A) and the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition constituting the primer layer (B) have similar components, and more preferably, they have the same components.
現場重合型熱可塑性樹脂組成物は、必要に応じて、溶剤や、着色剤、酸化防止剤等の任意の添加剤を含んでいてもよい。なお、現場重合型熱可塑性樹脂組成物が液状であれば、溶剤を用いなくともよい。
前記溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、酢酸エチル、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、水等が挙げられる。
The in situ polymerization type thermoplastic resin composition may contain any additives such as a solvent, a colorant, an antioxidant, etc. If the in situ polymerization type thermoplastic resin composition is liquid, a solvent may not be used.
Examples of the solvent include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetone, ethyl acetate, toluene, xylene, tetrahydrofuran, and water.
<熱可塑性樹脂>
本実施形態において、プライマー層(A)、プライマー層(B)、及びプライマー層(C)を形成するために用いられる熱可塑性樹脂は、特に限定されるものではなく、上述した第1の樹脂及び第2の樹脂として用いられる熱可塑性樹脂と同様のものが挙げられる。プライマー層(A)、プライマー層(B)、及びプライマー層(C)を形成するために用いられる熱可塑性樹脂は、第1の樹脂及び第2の樹脂と同種の熱可塑性樹脂であっても、異種の熱可塑性樹脂であってもよい。
<Thermoplastic resin>
In this embodiment, the thermoplastic resin used to form the primer layer (A), the primer layer (B), and the primer layer (C) is not particularly limited, and may be the same as the thermoplastic resin used as the first resin and the second resin described above. The thermoplastic resin used to form the primer layer (A), the primer layer (B), and the primer layer (C) may be the same type of thermoplastic resin as the first resin and the second resin, or may be a different type of thermoplastic resin.
本実施形態における接合体の製造方法において、プライマー層(C)とは異なる他のプライマー層を金属、ガラス及びセラミックス等の材料に形成してもよい。前記他のプライマー層は、前記現場重合型熱可塑性樹脂組成物を重合した重合物層であってもよく、前記熱可塑性樹脂からなるプライマー層であってもよく、異なる成分からなるプライマー層であってもよい。
なお、プライマー層(C)は、超音波溶着により、プライマー層(A)と溶着することから、金属、ガラス及びセラミックス等の材料の少なくとも最表面はプライマー層(C)である。また、十分な接合強度を得る観点から、プライマー層(C)は前記材料と接することが好ましく、すなわち、前記材料が前記他のプライマー層を形成する場合、少なくとも前記材料と接する接合面と最表面の2層がプライマー層(C)であることが好ましい。
In the method for producing a bonded body in this embodiment, a primer layer different from the primer layer (C) may be formed on a material such as metal, glass, ceramics, etc. The other primer layer may be a polymer layer obtained by polymerizing the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition, a primer layer made of the thermoplastic resin, or a primer layer made of a different component.
Since the primer layer (C) is welded to the primer layer (A) by ultrasonic welding, at least the outermost surface of materials such as metals, glass, and ceramics is the primer layer (C). From the viewpoint of obtaining sufficient bonding strength, it is preferable that the primer layer (C) contacts the material, that is, when the material forms the other primer layer, at least two layers, the bonding surface in contact with the material and the outermost surface, are the primer layer (C).
前記材料には、プライマー層の強度向上及び耐熱性向上の観点から、前記他のプライマー層として、熱硬化性樹脂を含む組成物から形成されてなる熱硬化性樹脂層を形成してもよい。
なお、前記熱硬化性樹脂を含む組成物は、前記熱硬化性樹脂の硬化反応を十分に進行させ、所望の熱硬化性樹脂層を形成させるため、溶剤や、必要に応じて着色剤等の添加剤を含んでいてもよい。この場合、前記組成物の溶剤以外の含有成分中、前記熱硬化性樹脂が主成分であることが好ましい。前記主成分とは、前記熱硬化性樹脂の含有率が40~100質量%であることを意味する。前記含有率は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上である。
From the viewpoint of improving the strength and heat resistance of the primer layer, the material may be provided with a thermosetting resin layer formed from a composition containing a thermosetting resin as the other primer layer.
The composition containing the thermosetting resin may contain a solvent and, if necessary, an additive such as a colorant, in order to sufficiently advance the curing reaction of the thermosetting resin and form a desired thermosetting resin layer. In this case, it is preferable that the thermosetting resin is the main component among the components contained in the composition other than the solvent. The main component means that the content of the thermosetting resin is 40 to 100 mass%. The content is preferably 60 mass% or more, more preferably 70 mass% or more, and even more preferably 80 mass% or more.
前記熱硬化性樹脂としては、例えば、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。
熱硬化性樹脂層は、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、熱硬化性樹脂層を複数層で構成し、各層を異なる種類の熱硬化性樹脂を含む組成物で形成することもできる。
Examples of the thermosetting resin include urethane resin, epoxy resin, vinyl ester resin, and unsaturated polyester resin.
The thermosetting resin layer may be formed of one of these resins alone or a mixture of two or more of them. Alternatively, the thermosetting resin layer may be composed of multiple layers, each layer being formed of a composition containing a different type of thermosetting resin.
前記熱硬化性樹脂のモノマーを含む組成物により、熱硬化性樹脂層を形成する塗布方法は、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。 The coating method for forming a thermosetting resin layer using a composition containing the thermosetting resin monomer is not particularly limited, but examples include spray coating and dipping.
なお、本実施態様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。前記光硬化タイプは、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。前記光硬化タイプを、加熱硬化タイプ及び/または常温硬化タイプと併用してもよい。前記光硬化タイプとしては、例えば、「リポキシ(登録商標) LC-720、LC-760」(いずれも昭和電工株式会社製)等のビニルエステル樹脂が挙げられる。 The thermosetting resin in this embodiment broadly means a resin that cures by crosslinking, and is not limited to the heat-curing type, but also includes the room temperature curing type and the light-curing type. The light-curing type can be cured in a short time by irradiation with visible light or ultraviolet light. The light-curing type may be used in combination with the heat-curing type and/or the room temperature curing type. Examples of the light-curing type include vinyl ester resins such as "Lipoxy (registered trademark) LC-720, LC-760" (both manufactured by Showa Denko KK).
(ウレタン樹脂)
前記ウレタン樹脂は、通常、イソシアネート化合物の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。前記ウレタン樹脂は、一液型であっても、二液型であってもよい。
(urethane resin)
The urethane resin is usually a resin obtained by reacting an isocyanato group of an isocyanate compound with a hydroxyl group of a polyol compound, and is preferably a urethane resin that corresponds to the definition of "a coating material containing a polyisocyanate with a vehicle non-volatile component of 10 wt % or more" in ASTM D16. The urethane resin may be of one-component type or two-component type.
一液型ウレタン樹脂としては、例えば、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、「UM-50P」(昭和電工株式会社製)等が挙げられる。 Examples of one-component urethane resins include oil-modified types (cured by oxidative polymerization of unsaturated fatty acid groups), moisture-cured types (cured by reaction of isocyanato groups with water in the air), block types (cured by reaction of hydroxyl groups with isocyanato groups regenerated by dissociation of the blocking agent by heating), and lacquer types (cured by evaporation of the solvent and drying). Among these, moisture-cured one-component urethane resins are preferably used from the viewpoint of ease of handling. A specific example is "UM-50P" (manufactured by Showa Denko KK).
二液型ウレタン樹脂としては、例えば、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。 Examples of two-component urethane resins include catalyst-curing types (which cure when isocyanato groups react with water in the air in the presence of a catalyst) and polyol-curing types (which cure when isocyanato groups react with hydroxyl groups of a polyol compound).
前記ポリオール硬化型におけるポリオール化合物としては、例えば、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。
また、前記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、例えば、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)またはその混合物、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。
前記ポリオール硬化型の二液型ウレタン樹脂における前記ポリオール化合物と前記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。
Examples of the polyol compound in the polyol curing type include polyester polyol, polyether polyol, and phenol resin.
Examples of the isocyanate compound having an isocyanato group in the polyol curing type include aliphatic isocyanates such as hexamethylene diisocyanate (HDI), tetramethylene diisocyanate, and dimer acid diisocyanate; aromatic isocyanates such as 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI) or mixtures thereof, p-phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate (MDI) and polymeric MDI, which is a polynuclear mixture thereof; and alicyclic isocyanates such as isophorone diisocyanate (IPDI).
The compounding ratio of the polyol compound to the isocyanate compound in the polyol-curing type two-component urethane resin is preferably such that the molar equivalent ratio of hydroxyl group/isocyanato group is in the range of 0.7 to 1.5.
前記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、例えば、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。
前記ポリオール硬化型においては、一般に、前記ポリオール化合物100質量部に対して、前記ウレタン化触媒が0.01~10質量部配合されることが好ましい。
Examples of urethanization catalysts used in the two-component urethane resin include amine-based catalysts such as triethylenediamine, tetramethylguanidine, N,N,N',N'-tetramethylhexane-1,6-diamine, dimethyletheramine, N,N,N',N'',N''-pentamethyldipropylene-triamine, N-methylmorpholine, bis(2-dimethylaminoethyl)ether, and dimethylaminoethoxyethanol-triethylamine; and organotin-based catalysts such as dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin thiocarboxylate, and dibutyltin dimaleate.
In the polyol curing type, it is generally preferable to mix 0.01 to 10 parts by mass of the urethane catalyst with respect to 100 parts by mass of the polyol compound.
(エポキシ樹脂)
前記エポキシ樹脂は、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。
前記エポキシ樹脂の硬化前のプレポリマーとしては、例えば、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。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、具体的には、「jER(登録商標)828、1001」(いずれも三菱ケミカル株式会社製)等が挙げられる。
ノボラック型エポキシ樹脂としては、具体的には、「D.E.N.(登録商標)438(登録商標)」(ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー社製)等が挙げられる。
(Epoxy resin)
The epoxy resin is a resin having at least two epoxy groups in one molecule.
Examples of the prepolymer of the epoxy resin before curing include ether-based bisphenol-type epoxy resins, novolac-type epoxy resins, polyphenol-type epoxy resins, aliphatic-type epoxy resins, ester-based aromatic epoxy resins, cyclic aliphatic epoxy resins, ether-ester-based epoxy resins, etc., 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.
Specific examples of bisphenol A type epoxy resins include "jER (registered trademark) 828 and 1001" (both manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).
Specific examples of novolac type epoxy resins include "D.E.N. (registered trademark) 438 (registered trademark)" (manufactured by The Dow Chemical Company).
前記エポキシ樹脂に使用される硬化剤としては、例えば、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。前記硬化剤は、長鎖脂肪族アミンまたは/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。
前記チオール類の具体例としては、後述する官能基含有層を形成するための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、「カレンズMT(登録商標) PE1」(昭和電工株式会社製))が好ましい。
Examples of the curing agent used for the epoxy resin include known curing agents such as aliphatic amines, aromatic amines, acid anhydrides, phenolic resins, thiols, imidazoles, cationic catalysts, etc. The curing agent, when used in combination with a long-chain aliphatic amine and/or thiols, can provide the effect of providing a large elongation and excellent impact resistance.
Specific examples of the thiols include the same compounds as those exemplified as the thiol compounds for forming the functional group-containing layer described below. Among these, pentaerythritol tetrakis(3-mercaptobutyrate) (e.g., Karenz MT (registered trademark) PE1 (manufactured by Showa Denko K.K.)) is preferred from the viewpoints of elongation and impact resistance.
(ビニルエステル樹脂)
前記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、前記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。
前記ビニルエステル樹脂としては、例えば、「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、「リポキシ(登録商標) R-802、R-804、R-806」(いずれも昭和電工株式会社製)等が挙げられる。
(Vinyl ester resin)
The vinyl ester resin is a compound obtained by dissolving a vinyl ester compound in a polymerizable monomer (such as styrene). Although it is also called an epoxy (meth)acrylate resin, the vinyl ester resin also includes a urethane (meth)acrylate resin.
As the vinyl ester resin, for example, those described in "Polyester Resin Handbook" (published by Nikkan Kogyo Shimbun, Ltd. in 1988) and "Paint Terminology Dictionary" (published by Shikizai Kyokai, 1993) can be used. Specific examples include "Lipoxy (registered trademark) R-802, R-804, R-806" (all manufactured by Showa Denko K.K.).
前記ウレタン(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、「リポキシ(登録商標) R-6545」(昭和電工株式会社製)等が挙げられる。 The urethane (meth)acrylate resin may be, for example, a radically polymerizable unsaturated group-containing oligomer obtained by reacting an isocyanate compound with a polyol compound, followed by reaction with a hydroxyl group-containing (meth)acrylic monomer (and, if necessary, a hydroxyl group-containing allyl ether monomer). Specific examples include "Lipoxy (registered trademark) R-6545" (manufactured by Showa Denko KK).
前記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。
前記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。
前記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、例えば、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または/及びオクチル酸コバルトが好ましい。
The vinyl ester resin can be cured by radical polymerization through heating in the presence of a catalyst such as an organic peroxide.
The organic peroxide is not particularly limited, but examples thereof include ketone peroxides, peroxyketals, hydroperoxides, diallyl peroxides, diacyl peroxides, peroxy esters, peroxydicarbonates, etc. By combining these with a cobalt metal salt or the like, curing at room temperature is also possible.
The cobalt metal salt is not particularly limited, but examples thereof include cobalt naphthenate, cobalt octylate, cobalt hydroxide, etc. Among these, cobalt naphthenate and/or cobalt octylate are preferred.
(不飽和ポリエステル樹脂)
前記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。
前記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、「リゴラック(登録商標)」(昭和電工株式会社製)等が挙げられる。
(Unsaturated polyester resin)
The unsaturated polyester resin is prepared by dissolving a condensation product (unsaturated polyester) obtained by an esterification reaction between a polyol compound and an unsaturated polybasic acid (and, if necessary, a saturated polybasic acid) in a polymerizable monomer (e.g., styrene, etc.).
As the unsaturated polyester resin, those described in "Polyester Resin Handbook" (published by Nikkan Kogyo Shimbun, 1988) and "Paint Terminology Dictionary" (published by Shikizai Kyokai, 1993) can be used. Specific examples include "Rigolac (registered trademark)" (manufactured by Showa Denko K.K.).
前記不飽和ポリエステル樹脂は、前記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。 The unsaturated polyester resin can be cured by radical polymerization through heating in the presence of a catalyst similar to that used for the vinyl ester resin.
プライマー層(A)~(C)の厚さ(現場重合型熱可塑性樹脂組成物の重合後の厚さであり、超音波溶着前の厚さ)と、プライマー層(A)~(C)とは異なる他のプライマー層の厚さ(現場重合型熱可塑性樹脂組成物の重合後の厚さであり、超音波溶着前の厚さ)の合計の厚さは、第1の樹脂、第2の樹脂、金属、ガラス及びセラミックスの材質や接合部分の接触面積にもよるが、十分な接合強度を得る観点から、1μm~500μmであることが好ましく、より好ましくは3μm~100μm、更に好ましくは5μm~70μmである。 The total thickness of the primer layers (A) to (C) (the thickness after polymerization of the in-situ polymerized thermoplastic resin composition and before ultrasonic welding) and the thickness of the other primer layer different from the primer layers (A) to (C) (the thickness after polymerization of the in-situ polymerized thermoplastic resin composition and before ultrasonic welding) depends on the materials of the first resin, the second resin, the metal, the glass, and the ceramics, and the contact area of the joint, but is preferably 1 μm to 500 μm, more preferably 3 μm to 100 μm, and even more preferably 5 μm to 70 μm, from the viewpoint of obtaining sufficient joint strength.
<超音波溶着>
超音波溶着とは、前述のとおり、接合材である同種材または異種材の接合面同士を、超音波の振動により、少なくとも一方の接合面に存在する成分の軟化点以上または融点以上の温度まで加熱し、接触加圧及び冷却での分子拡散による絡み合いや結晶化によって、同種材または異種材を接合することを意味する。
本実施形態の一態様に係る超音波溶着は、第1の樹脂と第2の樹脂が、プライマー層(A)を介して接合されるよう配置されて行われる。
本実施形態の他の態様に係る超音波溶着は、第1の樹脂と第2の樹脂が、プライマー層(A)及び(B)を介して接合されるよう配置されて行われる。
本実施形態の更に他の態様に係る超音波溶着は、第1の樹脂と金属、ガラス及びセラミックスから選ばれる少なくとも1種の材料が、プライマー層(A)及び(C)を介して接合されるよう配置されて行われる。
<Ultrasonic welding>
As mentioned above, ultrasonic welding refers to heating the joining surfaces of the same or different materials using ultrasonic vibrations to a temperature above the softening point or melting point of the components present on at least one of the joining surfaces, and joining the same or different materials by entanglement or crystallization due to molecular diffusion upon contact pressure and cooling.
In one aspect of this embodiment, ultrasonic welding is performed by arranging the first resin and the second resin so as to be joined via the primer layer (A).
In another aspect of this embodiment, ultrasonic welding is performed by arranging the first resin and the second resin so as to be joined via the primer layers (A) and (B).
In yet another aspect of this embodiment, ultrasonic welding is performed in such a manner that a first resin and at least one material selected from metal, glass, and ceramics are joined via primer layers (A) and (C).
超音波溶着時における、第1の樹脂、第2の樹脂、金属、ガラス及びセラミックスに加わる圧力(保圧)は、十分な接合強度を得る観点、並びに第1の樹脂及び第2の樹脂の変形を抑制する観点から、好ましくは0.15~0.6MPa/sec、より好ましくは0.2~0.5MPa/sec、更に好ましくは0.25~0.5MPa/secである。 The pressure (holding pressure) applied to the first resin, second resin, metal, glass and ceramics during ultrasonic welding is preferably 0.15 to 0.6 MPa/sec, more preferably 0.2 to 0.5 MPa/sec, and even more preferably 0.25 to 0.5 MPa/sec, from the viewpoint of obtaining sufficient joint strength and suppressing deformation of the first resin and second resin.
[接合体]
本実施形態の一態様における接合体とは、第1の樹脂と、第2の樹脂を接合してなるものであって、前記第1の樹脂の表面で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を前記第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上の温度に加熱してプライマー層(A)を形成する工程と、前記第2の樹脂に、前記プライマー層(A)を超音波溶着により溶着する工程を含む、接合体の製造方法によって得られる接合体である。
本実施形態の一態様における接合体は、前記プライマー層(A)を形成する工程と、前記第2の樹脂の表面で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を前記第2の樹脂材の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上の温度に加熱してプライマー層(B)を形成する工程を含み、前記溶着する工程が、前記プライマー層(A)と、前記プライマー層(B)を、超音波溶着により溶着する、接合体の製造方法によって得られる接合体であってもよい。
本実施形態の他の態様における接合体とは、第1の樹脂と、金属、ガラス及びセラミックスから選ばれる少なくとも1種の材料を接合してなる接合体であって、前記第1の樹脂の表面で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を前記第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上の温度に加熱してプライマー層(A)を形成する工程と、前記材料上で、熱可塑性樹脂組成物及び熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種を用いてプライマー層(C)を形成する工程と、前記プライマー層(A)と前記プライマー層(C)を超音波溶着により溶着する工程を含む、接合体の製造方法によって得られる接合体である。
[Conjugate]
The bonded body in one aspect of this embodiment is a bonded body obtained by a method for producing a bonded body, the method including the steps of: heating at least one selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin on a surface of the first resin to a temperature that is at least 5° C. lower than the softening point of the first resin or at least 5° C. lower than the melting point of the first resin to form a primer layer (A); and welding the primer layer (A) to the second resin by ultrasonic welding.
The bonded body in one aspect of the present embodiment may be a bonded body obtained by a manufacturing method for a bonded body, the manufacturing method including: a step of forming the primer layer (A); and a step of heating at least one selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin on a surface of the second resin to a temperature that is at least 5° C. lower than the softening point of the second resin material or at least 5° C. lower than the melting point of the second resin material to form a primer layer (B), the welding step including welding the primer layer (A) and the primer layer (B) by ultrasonic welding.
The bonded body in another aspect of this embodiment is a bonded body obtained by bonding a first resin to at least one material selected from metal, glass, and ceramics, and is obtained by a method for producing a bonded body, the method including: heating at least one material selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin on a surface of the first resin to a temperature that is at least 5° C. lower than the softening point of the first resin or at least 5° C. lower than the melting point of the first resin to form a primer layer (A); forming a primer layer (C) on the material using at least one material selected from a thermoplastic resin composition and a thermoplastic resin; and welding the primer layer (A) and the primer layer (C) by ultrasonic welding.
次に、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。 Next, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.
[第1の樹脂及び第2の樹脂試験片]
下記実施例及び比較例において、第1の樹脂及び第2の樹脂として各樹脂試験片の製造に用いた各樹脂の詳細を下記に示す。樹脂試験片は、各樹脂を、射出成形機「SE100V」(住友重機械工業株式会社製)で、下記表2に示す各条件で射出成形し、サイズ10mm×45mm×3mmとした。
[First Resin and Second Resin Test Pieces]
In the following Examples and Comparative Examples, the details of each resin used as the first resin and the second resin for producing each resin test piece are shown below. The resin test pieces were injection molded using an injection molding machine "SE100V" (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) under the conditions shown in Table 2 below, and had dimensions of 10 mm x 45 mm x 3 mm.
・PA6:ポリアミド6、ガラス繊維30質量%含有、融点225℃、「ノバミド(登録商標)」(DSM社製)
・PA66:ポリアミド66、ガラス繊維30質量%含有、融点265℃、「ノバミド(登録商標)」(DSM社製)
・PPS:ポリフェニレンサルファイド、ガラス繊維40質量%含有、融点278℃、「FZ-2140」(DIC株式会社製)
・PEI:ポリエーテルイミド、軟化点211℃、「ウルテム(登録商標) 1040」(SABIC社製)
・PC:ポリカーボネート、軟化点144℃、「マクロロン(登録商標) 2405」(SABIC社製)
・PBT:ポリブチレンテレフタレート、ガラス繊維30質量%含有、融点224℃、「バロックス 507」(SABIC社製)
・PP:ポリプロピレン、タルク30質量%含有、融点160℃、「TRC104N」(サンアロマー社製)
PA6: Polyamide 6, containing 30% glass fiber by mass, melting point 225°C, "Novamid (registered trademark)" (manufactured by DSM)
PA66: Polyamide 66, containing 30% by mass of glass fiber, melting point 265°C, "Novamid (registered trademark)" (manufactured by DSM)
PPS: polyphenylene sulfide, containing 40% glass fiber by mass, melting point 278°C, "FZ-2140" (manufactured by DIC Corporation)
PEI: Polyetherimide, softening point 211°C, "Ultem (registered trademark) 1040" (manufactured by SABIC)
PC: Polycarbonate, softening point 144°C, "Makrolon (registered trademark) 2405" (manufactured by SABIC)
PBT: Polybutylene terephthalate, containing 30% glass fiber by mass, melting point 224°C, "Barox 507" (manufactured by SABIC)
PP: Polypropylene, containing 30% by mass of talc, melting point 160°C, "TRC104N" (manufactured by SunAllomer Co., Ltd.)
[金属、ガラス及びセラミックス試験片]
下記実施例及び比較例において、各試験片の製造に用いた金属(アルミニウム、鋼及び銅)、ガラス及びセラミックスの詳細を下記に示す。
・アルミニウム:A6063、18mm×45mm、厚さ1.5mm
・鋼:鋼板、SPHC(JIS G 3131:2018)、厚さ1.6mm
・銅:C1100P(JIS H 3100:2018)、厚さ1.5mm
・ガラス:化学強化専用ガラス、「Dinorex(登録商標)(ダイノレックス) T2X-1」、日本電気硝子株式会社製、18mm×45mm、厚さ1.5mm
・セラミックス:アルミナ、厚膜用基板、京セラ株式会社製、18mm×45mm、厚さ1mm
[Metal, glass and ceramic test pieces]
In the following Examples and Comparative Examples, details of the metals (aluminum, steel and copper), glasses and ceramics used in the manufacture of each test piece are given below.
Aluminum: A6063, 18mm x 45mm, thickness 1.5mm
Steel: Steel plate, SPHC (JIS G 3131:2018), thickness 1.6 mm
Copper: C1100P (JIS H 3100:2018), thickness 1.5 mm
Glass: Chemically strengthened glass, "Dinorex (registered trademark) T2X-1", manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., 18 mm x 45 mm, thickness 1.5 mm
Ceramics: Alumina, thick film substrate, Kyocera Corporation, 18 mm x 45 mm, thickness 1 mm
[表面処理]
<第1の樹脂及び第2の樹脂>
第1の樹脂及び第2の樹脂の試験片の製造に用いた樹脂の表面処理として、紫外線洗浄改質装置「PL16-110」(センエンジニアリング株式会社製 使用ランプ:SUV110GS-36)を用いて、照射距離50mm、照射時間1分の条件で、UVオゾン処理を行った。
[Surface treatment]
<First Resin and Second Resin>
As a surface treatment of the resins used in the manufacture of the test pieces of the first and second resins, a UV cleaning and modification device "PL16-110" (manufactured by Sen Engineering Co., Ltd., lamp used: SUV110GS-36) was used at an irradiation distance of 50 mm and an irradiation time of 1 minute. UV ozone treatment was performed.
<アルミニウム>
試験片の製造に用いたアルミニウムは、以下のようにして表面処理を行った。
濃度5質量%の常温下の水酸化ナトリウム水溶液中にアルミニウム試験片を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。
続いて、前記エッチング処理を行ったアルミニウム試験片を、3-アミノプロピルトリメトキシシラン(シランカップリング剤「KBM-903」(信越シリコーン株式会社製))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20分間浸漬した後、金属試験片を取り出し、乾燥させることにより官能基付与処理を行い、官能基が付与されたアルミニウム試験片を得た。
<Aluminum>
The aluminum used to manufacture the test pieces was surface treated as follows.
An aluminum test piece was immersed in a 5% by mass aqueous sodium hydroxide solution at room temperature for 1.5 minutes, neutralized with a 5% by mass aqueous nitric acid solution, washed with water, and dried, thereby carrying out an etching treatment.
Next, the aluminum test piece that had been subjected to the etching treatment was immersed for 20 minutes in a silane coupling agent-containing solution at 70°C in which 2 g of 3-aminopropyltrimethoxysilane (silane coupling agent "KBM-903" (manufactured by Shin-Etsu Silicones Co., Ltd.)) was dissolved in 1000 g of industrial ethanol, and the metal test piece was then taken out and dried to perform a functional group imparting treatment, thereby obtaining an aluminum test piece imparted with functional groups.
<鋼、銅及びセラミックス>
試験片の製造に用いた鋼、銅及びセラミックスは、以下のようにして表面処理を行った。
大気圧プラズマ処理装置「Openair-Plasma(登録商標)ジェネレーター FG5001」(プラズマトリート社製)を用いて、照射距離15mm、送り速度5m/minの条件で、鋼、銅及びセラミックスのそれぞれの試験片の表面にプラズマ処理を行った。
続いて、前記プラズマ処理を行った鋼、銅及びセラミックスのそれぞれの試験片を、上記アルミニウム試験片と同様の方法にて官能基付与処理を行い、官能基が付与された鋼、銅及びセラミックス試験片を得た。
<Steel, copper and ceramics>
The steel, copper and ceramics used to manufacture the test pieces were surface treated as follows.
Using an atmospheric pressure plasma treatment device "Openair-Plasma (registered trademark) Generator FG5001" (manufactured by Plasmatreat), plasma treatment was performed on the surfaces of each of the steel, copper, and ceramic test pieces under conditions of an irradiation distance of 15 mm and a feed rate of 5 m/min.
Next, the steel, copper and ceramic test pieces that had been subjected to the plasma treatment were subjected to a functional group imparting treatment in the same manner as the aluminum test pieces, to obtain steel, copper and ceramic test pieces to which functional groups had been imparted.
[現場重合型熱可塑性樹脂組成物の調製]
<現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)>
二官能エポキシ樹脂「jER(登録商標)1007」(三菱ケミカル株式会社製)90.1g、ビスフェノールS5.2g、末端カルボキシ基ブタジエンニトリルゴム「ハイカー(登録商標) CTBN 1300×13」(ルーブリゾール社製)4.6g、及びトリフェニルホスフィン0.4gをメチルエチルケトン186gに溶解し現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)を作製した。
[Preparation of in situ polymerized thermoplastic resin composition]
<In-situ polymerizable thermoplastic resin composition (1)>
90.1 g of a bifunctional epoxy resin “jER (registered trademark) 1007” (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), 5.2 g of bisphenol S, 4.6 g of a carboxy-terminated butadiene nitrile rubber “Hiker (registered trademark) CTBN 1300×13” (manufactured by Lubrizol Corporation), and 0.4 g of triphenylphosphine were dissolved in 186 g of methyl ethyl ketone to prepare an in-situ polymerization type thermoplastic resin composition (1).
<現場重合型熱可塑性樹脂組成物(2)>
無水マレイン酸変性ポリプロピレン「Modic(登録商標)ER321P」(三菱ケミカル株式会社製 )5gとキシレン95gを混合し、撹拌しながら125℃に昇温し、前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンを溶解した。続いて、2官能エポキシ樹脂「jER(登録商標)1001」(三菱ケミカル株式会社製 ビスフェノールA型エポキシ樹脂 分子量約900)1.01g、ビスフェノールA 0.24g、トリフェニルホスフィン0.006gを添加溶解後、室温まで冷却して現場重合型熱可塑性樹脂組成物(2)を得た。
<In-situ polymerizable thermoplastic resin composition (2)>
5 g of maleic anhydride-modified polypropylene "Modic (registered trademark) ER321P" (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and 95 g of xylene were mixed and heated to 125°C with stirring to dissolve the maleic anhydride-modified polypropylene. 1.01 g of bifunctional epoxy resin "jER (registered trademark) 1001" (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, bisphenol A type epoxy resin, molecular weight approximately 900), 0.24 g of bisphenol A, and 0.006 g of triphenylphosphine were added and dissolved, and then the mixture was heated at room temperature. The mixture was cooled to a temperature of 150° C. to obtain an in-situ polymerization type thermoplastic resin composition (2).
〔実施例1-1〕
(プライマー層の形成)
樹脂の材質がPA6である表面処理を行った樹脂試験片の表面処理面に、乾燥後のプライマー層厚さが32μmとなるように現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)をスプレー法にて塗布した。大気中、常温で30分間放置して溶剤を揮発させた後、温度150℃の炉内で30分間現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)を加熱し、その後PA6の融点(225℃)より5℃低い温度以上である温度224℃の炉内で10分間加熱した後、常温まで放冷して、片面の表面にプライマー層有するプライマー付き試験片P1-1を得た。
また、樹脂の材質がPBTである表面処理を行った樹脂試験片の表面処理面に、乾燥後のプライマー層厚さが31μmとなるように現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)をスプレー法にて塗布した。大気中、常温で30分間放置して溶剤を揮発させた後、温度150℃の炉内で30分間現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)を加熱し、その後PBTの融点(224℃)より5℃低い温度以上の温度である温度223℃の炉内で10分間加熱した後、常温まで放冷して、片面の表面にプライマー層有する、プライマー付き試験片P1-11を得た。
Example 1-1
(Formation of primer layer)
On the surface-treated surface of the resin test piece, the resin material of which was PA6, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) was applied by spraying so that the primer layer thickness after drying was 32 μm. After leaving it in the air at room temperature for 30 minutes to volatilize the solvent, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) was heated for 30 minutes in a furnace at a temperature of 150 ° C., and then heated for 10 minutes in a furnace at a temperature of 224 ° C., which is a temperature 5 ° C. lower than the melting point of PA6 (225 ° C.), and then cooled to room temperature to obtain a primer-attached test piece P1-1 having a primer layer on one surface.
In addition, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) was sprayed onto the surface-treated surface of the resin test piece, the resin material of which was PBT, so that the primer layer thickness after drying was 31 μm. After leaving it in the air at room temperature for 30 minutes to volatilize the solvent, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) was heated for 30 minutes in a furnace at a temperature of 150 ° C., and then heated for 10 minutes in a furnace at a temperature of 223 ° C., which is a temperature 5 ° C. lower than the melting point of PBT (224 ° C.), and then cooled to room temperature to obtain a primer-attached test piece P1-11 having a primer layer on one surface.
(溶着)
プライマー付き試験片P1-1と、プライマー付き試験片P1-11を、両プライマー層の表面同士の接合面が5mm×10mmとなるように重ね合わせ、超音波溶着機「SONOPET-JII2410」(精電舎電子工業株式会社製)を使用し、加圧した状態(設定圧:0.24MPa)で、下記の条件にて超音波溶着し、樹脂-樹脂接合体を得た。ここで接合面とは、樹脂試験片を重ね合わせた箇所を意味する。
・振幅:24μm
・発信周波数:19.15kHz
・発信時間:0.264秒
・保持時間:1.0秒
・ピークパワー:387W
(Welding)
The primer-attached test piece P1-1 and the primer-attached test piece P1-11 were overlapped so that the joint surface between the surfaces of both primer layers was 5 mm × 10 mm, and ultrasonic welding was performed under pressure (set pressure: 0.24 MPa) using an ultrasonic welding machine "SONOPET-JII2410" (manufactured by Seidensha Denshi Kogyo Co., Ltd.) under the following conditions to obtain a resin-resin joint. Here, the joint surface means the part where the resin test pieces were overlapped.
Amplitude: 24 μm
・Transmission frequency: 19.15kHz
Transmission time: 0.264 seconds Hold time: 1.0 seconds Peak power: 387W
(引張りせん断強度)
樹脂-樹脂接合体について、常温で1日間放置後、ISO19095 1-4に準拠して、引張試験機(万能試験機オートグラフ「AG-IS」(株式会社島津製作所製);ロードセル10kN、引張速度10mm/min、温度23℃、50%RH)にて、引張りせん断強度試験を行い、引張りせん断強度を測定した。その測定結果を表3に示す。
(tensile shear strength)
The resin-resin bonded body was allowed to stand at room temperature for one day, and then subjected to a tensile shear strength test in accordance with ISO19095 1-4 using a tensile tester (Universal testing machine autograph "AG-IS" (manufactured by Shimadzu Corporation); load cell 10 kN, tensile speed 10 mm/min, temperature 23°C, 50% RH) to measure the tensile shear strength. The measurement results are shown in Table 3.
〔実施例1-2〕
(プライマー層の形成)
樹脂の材質がPA6である表面処理を行った樹脂試験片の表面処理面に、乾燥後のプライマー層厚さが54μmとなるように現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)をスプレー法にて塗布した。大気中、常温で30分間放置して溶剤を揮発させた後、温度150℃の炉内で30分間現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)を加熱し、その後PA6の融点(225℃)より5℃低い温度以上の温度である温度224℃の炉内で10分間加熱した後、常温まで放冷して、片面の表面にプライマー層有するプライマー付き試験片P1-2を得た。
Example 1-2
(Formation of primer layer)
On the surface-treated surface of the resin test piece, the resin material of which was PA6, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) was applied by spraying so that the primer layer thickness after drying was 54 μm. After leaving it in the air at room temperature for 30 minutes to volatilize the solvent, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) was heated for 30 minutes in a furnace at a temperature of 150 ° C., and then heated for 10 minutes in a furnace at a temperature of 224 ° C., which is a temperature 5 ° C. lower than the melting point of PA6 (225 ° C.), and then cooled to room temperature to obtain a primer-attached test piece P1-2 having a primer layer on one surface.
(溶着)
プライマー付き試験片P1-2と、樹脂の材質がPPSである、表面処理のみを行った試験片p1-1(プライマー層なし)を、試験片P1-2のプライマー層の表面と、試験片p1-1の表面処理面の接合面が5mm×10mmとなるように重ね合わせ、実施例1-1と同様の条件にて、加圧した状態で超音波溶着し、樹脂-樹脂接合体を得た。
(Welding)
The primer-attached test piece P1-2 and a test piece p1-1 (without a primer layer) which had been subjected to only a surface treatment and whose resin material was PPS were overlapped so that the joint surface between the surface of the primer layer of the test piece P1-2 and the surface-treated surface of the test piece p1-1 was 5 mm × 10 mm, and they were ultrasonically welded under pressure under the same conditions as in Example 1-1, to obtain a resin-resin joint.
(引張りせん断強度)
実施例1-1と同様の方法により、引張りせん断試験を行い、引張りせん断強度を測定した。その測定結果を表3に示す。
(tensile shear strength)
The tensile shear test was carried out in the same manner as in Example 1-1 to measure the tensile shear strength. The measurement results are shown in Table 3.
〔実施例1-3、1-5、1-7、1-9、1-11、1-13〕
実施例1-1において、表3に示す材質の樹脂を用い、表3に示すプライマー層の形成に用いられた現場重合型熱可塑性樹脂組成物(現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)または現場重合型熱可塑性樹脂組成物(2))、プライマー層を形成するための加熱条件(加熱温度及び加熱時間)、及びプライマー層の厚さとしたこと以外は同様の方法により樹脂-樹脂接合体を得た。また、その接合体について、実施例1-1と同様の方法により、引張りせん断試験を行い、引張りせん断強度を測定した。その測定結果を表3に示す。
[Examples 1-3, 1-5, 1-7, 1-9, 1-11, and 1-13]
A resin-resin bonded body was obtained in the same manner as in Example 1-1, except that a resin having the material shown in Table 3 was used, and the in situ polymerization type thermoplastic resin composition used to form the primer layer (in situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) or in situ polymerization type thermoplastic resin composition (2)), the heating conditions for forming the primer layer (heating temperature and heating time), and the thickness of the primer layer were shown in Table 3. Furthermore, a tensile shear test was performed on the bonded body in the same manner as in Example 1-1 to measure the tensile shear strength. The measurement results are shown in Table 3.
〔実施例1-4、1-6、1-8、1-10、1-12、1-14〕
実施例1-2において、表3に示す材質の樹脂を用い、表3に示すプライマー層の形成に用いられた現場重合型熱可塑性樹脂組成物(現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)または現場重合型熱可塑性樹脂組成物(2))、プライマー層を加熱するための加熱条件(加熱温度及び加熱時間)、及びプライマー層の厚さとしたこと以外は同様の方法により樹脂-樹脂接合体を得た。また、その接合体について、実施例1-1と同様の方法により、引張りせん断試験を行い、引張りせん断強度を測定した。その測定結果を表3に示す。
[Examples 1-4, 1-6, 1-8, 1-10, 1-12, and 1-14]
A resin-resin bonded body was obtained in the same manner as in Example 1-2, except that a resin having the material shown in Table 3 was used, the in situ polymerization type thermoplastic resin composition used to form the primer layer (in situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) or in situ polymerization type thermoplastic resin composition (2)), the heating conditions for heating the primer layer (heating temperature and heating time), and the thickness of the primer layer were shown in Table 3. Furthermore, a tensile shear test was performed on the bonded body in the same manner as in Example 1-1 to measure the tensile shear strength. The measurement results are shown in Table 3.
〔比較例1-1〕
(プライマー層の形成)
樹脂の材質がPA6である表面処理を行った樹脂試験片の表面処理面に、乾燥後のプライマー層厚さが32μmとなるように現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)をスプレー法にて塗布した。大気中、常温で30分間放置して溶剤を揮発させた後、温度150℃の炉内で30分間現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)を加熱し、その後PA6の融点(225℃)より5℃低い温度以上の温度で加熱することなく、常温まで放冷し、片面の表面にプライマー層有するプライマー付き試験片Q1-1を得た。
また、樹脂の材質がPBTである表面処理を行った樹脂試験片の表面処理面に、乾燥後のプライマー層厚さが31μmとなるように現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)をスプレー法にて塗布した。大気中、常温で30分間放置して溶剤を揮発させた後、温度150℃の炉内で30分間現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)を加熱し、その後PBTの融点(224℃)より5℃低い温度以上の温度で加熱することなく、常温まで放冷し、片面の表面にプライマー層有する、プライマー付き試験片Q1-9を得た。
Comparative Example 1-1
(Formation of primer layer)
On the surface-treated surface of a resin test piece whose resin material was PA6, an in-situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) was applied by a spray method so that the primer layer thickness after drying was 32 μm. After leaving it at room temperature for 30 minutes in the air to volatilize the solvent, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) was heated for 30 minutes in a furnace at a temperature of 150 ° C., and then cooled to room temperature without heating at a temperature 5 ° C. lower than the melting point of PA6 (225 ° C.) or higher, to obtain a primer-attached test piece Q1-1 having a primer layer on one surface.
In addition, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) was sprayed onto the surface-treated surface of the resin test piece, the resin material of which was PBT, so that the primer layer thickness after drying was 31 μm. After leaving it in the air at room temperature for 30 minutes to volatilize the solvent, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) was heated for 30 minutes in a furnace at a temperature of 150 ° C., and then cooled to room temperature without heating at a temperature 5 ° C. lower than the melting point of PBT (224 ° C.) or higher, to obtain a primer-attached test piece Q1-9 having a primer layer on one surface.
(溶着)
実施例1-1において、試験片P1-1とP1-11の代わりに試験片Q1-1とQ1-9を用いたこと以外は同様の条件にて、加圧した状態で超音波溶着し、樹脂-樹脂接合体を得た。
(Welding)
Resin-resin joints were obtained by ultrasonic welding under pressure under the same conditions as in Example 1-1, except that test pieces Q1-1 and Q1-9 were used instead of test pieces P1-1 and P1-11.
(引張りせん断強度)
実施例1-1と同様の方法により、引張りせん断試験を行い、引張りせん断強度を測定した。その測定結果を表4に示す。
(tensile shear strength)
The tensile shear test was carried out in the same manner as in Example 1-1 to measure the tensile shear strength. The measurement results are shown in Table 4.
〔比較例1-2〕
(プライマー層の形成)
樹脂の材質がPA6である表面処理を行った樹脂試験片の表面処理面に、乾燥後のプライマー層厚さが54μmとなるように現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)をスプレー法にて塗布した。大気中、常温で30分間放置して溶剤を揮発させた後、温度150℃の炉内で30分間現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)を加熱し、その後PA6の融点(225℃)より5℃低い温度以上の温度で加熱することなく、常温まで放冷し、片面の表面にプライマー層有するプライマー付き試験片Q1-2を得た。
Comparative Example 1-2
(Formation of primer layer)
On the surface-treated surface of the resin test piece whose resin material was PA6, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) was spray-coated so that the primer layer thickness after drying was 54 μm. After leaving it at room temperature for 30 minutes in the air to volatilize the solvent, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) was heated for 30 minutes in a furnace at a temperature of 150 ° C., and then cooled to room temperature without heating at a temperature 5 ° C. lower than the melting point of PA6 (225 ° C.) or higher, to obtain a primer-coated test piece Q1-2 having a primer layer on one surface.
(溶着)
プライマー付き試験片Q1-2と、樹脂の材質がPPSである、表面処理のみを行った試験片p1-1(プライマー層なし)を、試験片Q1-2のプライマー層の表面と、試験片p1-1の表面処理面の接合面が5mm×10mmとなるように重ね合わせ、実施例1-1と同様の条件にて、加圧した状態で超音波溶着し、樹脂-樹脂接合体を得た。
(Welding)
The primer-attached test piece Q1-2 and a test piece p1-1 (without a primer layer) which had been subjected to only a surface treatment and whose resin material was PPS were overlapped so that the joint surface between the surface of the primer layer of the test piece Q1-2 and the surface-treated surface of the test piece p1-1 was 5 mm × 10 mm, and they were ultrasonically welded under pressure under the same conditions as in Example 1-1, to obtain a resin-resin joint.
(引張りせん断強度)
実施例1-1と同様の方法により、引張りせん断試験を行い、引張りせん断強度を測定した。その測定結果を表4に示す。
(tensile shear strength)
The tensile shear test was carried out in the same manner as in Example 1-1 to measure the tensile shear strength. The measurement results are shown in Table 4.
〔比較例1-3、1-5、1-7、1-9、1-11〕
比較例1-1において、表4に示す材質の樹脂を用い、表4に示すプライマー層の形成に用いられた現場重合型熱可塑性樹脂組成物(現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)または現場重合型熱可塑性樹脂組成物(2))、プライマー層を形成するための加熱条件(加熱温度及び加熱時間)、及びプライマー層の厚さとしたこと以外は同様の方法により樹脂-樹脂接合体を得た。また、その接合体について、実施例1-1と同様の方法により、引張りせん断試験を行い、引張りせん断強度を測定した。その測定結果を表4に示す。
[Comparative Examples 1-3, 1-5, 1-7, 1-9, and 1-11]
In Comparative Example 1-1, a resin-resin bonded body was obtained in the same manner as in Example 1-1, except that a resin having the material shown in Table 4 was used, and the in situ polymerization type thermoplastic resin composition used to form the primer layer (in situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) or in situ polymerization type thermoplastic resin composition (2)), the heating conditions for forming the primer layer (heating temperature and heating time), and the thickness of the primer layer were shown in Table 4. Furthermore, a tensile shear test was performed on the bonded body in the same manner as in Example 1-1 to measure the tensile shear strength. The measurement results are shown in Table 4.
〔比較例1-4、1-6、1-8、1-10、1-12〕
比較例1-2において、表4に示す材質の樹脂を用い、表4に示すプライマー層の形成に用いられた現場重合型熱可塑性樹脂組成物(現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)または現場重合型熱可塑性樹脂組成物(2))、プライマー層を加熱するための加熱条件(加熱温度及び加熱時間)、及びプライマー層の厚さとしたこと以外は同様の方法により樹脂-樹脂接合体を得た。また、その接合体について、実施例1-1と同様の方法により、引張りせん断試験を行い、引張りせん断強度を測定した。その測定結果を表4に示す。
[Comparative Examples 1-4, 1-6, 1-8, 1-10, and 1-12]
In Comparative Example 1-2, a resin-resin bonded body was obtained in the same manner as in Example 1-1, except that a resin having the material shown in Table 4 was used, the in situ polymerization type thermoplastic resin composition used to form the primer layer (in situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) or in situ polymerization type thermoplastic resin composition (2)), the heating conditions for heating the primer layer (heating temperature and heating time), and the thickness of the primer layer were shown in Table 4. Furthermore, a tensile shear test was performed on the bonded body in the same manner as in Example 1-1 to measure the tensile shear strength. The measurement results are shown in Table 4.
〔実施例2-1〕
(プライマー層の形成)
実施例1-1と同様の方法にて、樹脂の材質がPA6であり、プライマー層を有するプライマー付き試験片P1-1を得た。
また、材質がアルミニウムである表面処理を行った試験片の表面処理面に、乾燥後のプライマー層厚さが31μmとなるように現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)をスプレー法にて塗布した。大気中、常温で30分間放置して溶剤を揮発させた後、温度150℃の炉内で60分間現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)を重合させた後、常温まで放冷して、片面の表面にプライマー層有する、プライマー付き試験片P2-1を得た。
Example 2-1
(Formation of primer layer)
A primer-coated test piece P1-1 having a primer layer and made of PA6 resin was obtained in the same manner as in Example 1-1.
In addition, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) was sprayed onto the surface-treated surface of the aluminum test piece so that the primer layer thickness after drying was 31 μm. After leaving it in the air at room temperature for 30 minutes to volatilize the solvent, the in-situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) was polymerized for 60 minutes in a furnace at a temperature of 150 ° C., and then cooled to room temperature to obtain a primer-attached test piece P2-1 having a primer layer on one surface.
(溶着)
プライマー付き試験片P1-1と、プライマー付き試験片P2-1を、両プライマー層の表面同士の接合面が5mm×10mmとなるように重ね合わせ、超音波溶着機「SONOPET-JG1530S」(精電舎電子工業株式会社製)を使用し、加圧した状態(設定圧:0.24MPa)で、実施例1-1と同様の条件で超音波溶着し、樹脂-金属接合体を得た。ここで接合面とは、樹脂試験片と金属試験片を重ね合わせた箇所を意味する。
(Welding)
The primer-attached test piece P1-1 and the primer-attached test piece P2-1 were overlapped so that the joint surface between the surfaces of both primer layers was 5 mm × 10 mm, and ultrasonic welding was performed under pressure (set pressure: 0.24 MPa) using an ultrasonic welding machine "SONOPET-JG1530S" (manufactured by Seidensha Denshi Kogyo Co., Ltd.) under the same conditions as in Example 1-1 to obtain a resin-metal joint. Here, the joint surface means the portion where the resin test piece and the metal test piece were overlapped.
(引張りせん断強度)
実施例1-1と同様の方法により、引張りせん断試験を行い、引張りせん断強度を測定した。その測定結果を表5に示す。
(tensile shear strength)
The tensile shear test was carried out in the same manner as in Example 1-1 to measure the tensile shear strength. The measurement results are shown in Table 5.
〔実施例2-2~2-10〕
実施例2-1において、表4に示す材質の樹脂及び材料を用い、表4に示すプライマー層の形成に用いられた現場重合型熱可塑性樹脂組成物(現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)または現場重合型熱可塑性樹脂組成物(2))、プライマー層を形成するための加熱条件(加熱温度及び加熱時間)、及びプライマー層の厚さとしたこと以外は同様の方法により、樹脂-金属接合体、樹脂-ガラス接合体、及び樹脂-セラミックス接合体を得た。また、その接合体について、実施例1-1と同様の方法により、引張りせん断試験を行い、引張りせん断強度を測定した。その測定結果を表5に示す。
[Examples 2-2 to 2-10]
In Example 2-1, a resin-metal bonded body, a resin-glass bonded body, and a resin-ceramic bonded body were obtained in the same manner as in Example 2-1, except that the resins and materials shown in Table 4 were used, the in situ polymerization type thermoplastic resin composition used to form the primer layer (in situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) or in situ polymerization type thermoplastic resin composition (2)), the heating conditions for forming the primer layer (heating temperature and heating time), and the thickness of the primer layer were shown in Table 4. Furthermore, a tensile shear test was performed on the bonded bodies in the same manner as in Example 1-1 to measure the tensile shear strength. The measurement results are shown in Table 5.
〔比較例2-1~2-10〕
実施例2-1において、表6に示す材質の樹脂及び材料を用い、表6に示すプライマー層の形成に用いられた現場重合型熱可塑性樹脂組成物(現場重合型熱可塑性樹脂組成物(1)または現場重合型熱可塑性樹脂組成物(2))、プライマー層を形成するための加熱条件(加熱温度及び加熱時間)、及びプライマー層の厚さとし、樹脂試験片の表面で現場重合型熱可塑性樹脂組成物を加熱する際、前記樹脂の軟化点及び融点以上の温度で加熱しなかったこと以外は同様の方法により、樹脂-金属接合体、樹脂-ガラス接合体、樹脂-セラミックス接合体を得た。また、その接合体について、実施例1-1と同様の方法により、引張りせん断試験を行い、引張りせん断強度を測定した。その測定結果を表6に示す。
[Comparative Examples 2-1 to 2-10]
In Example 2-1, resins and materials of the materials shown in Table 6 were used, and the in situ polymerization type thermoplastic resin composition used to form the primer layer (in situ polymerization type thermoplastic resin composition (1) or in situ polymerization type thermoplastic resin composition (2)) used in the formation of the primer layer shown in Table 6, heating conditions for forming the primer layer (heating temperature and heating time), and thickness of the primer layer were set as shown in Table 6. When the in situ polymerization type thermoplastic resin composition was heated on the surface of the resin test piece, the resin was not heated at a temperature higher than the softening point and melting point of the resin. In addition, a tensile shear test was performed on the bonded body in the same manner as in Example 1-1 to measure the tensile shear strength. The measurement results are shown in Table 6.
〔実施例3-1〕
(プライマー層の形成)
樹脂の材質がPPSである表面処理を行った樹脂試験片の表面処理面の端部に、大きさが10mm×5mmであるナイロン6フィルム「サントニールSNR」(三菱ケミカル社製、厚さ15μm)を配置し、温度278℃の炉内で5分間加熱してナイロン6フィルムを接合させた後、常温まで放冷して、片面の表面にプライマー層有する、プライマー付き試験片P3-1を得た。
Example 3-1
(Formation of primer layer)
A nylon 6 film "Santonil SNR" (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, thickness 15 μm) measuring 10 mm x 5 mm was placed on the edge of the surface-treated surface of a resin test piece whose resin material was PPS, and the nylon 6 film was bonded by heating for 5 minutes in an oven at a temperature of 278°C, and then allowed to cool to room temperature to obtain a primer-attached test piece P3-1 having a primer layer on one surface.
(溶着)
プライマー付き試験片P3-1と、樹脂の材質がPA6である、表面処理のみを行った試験片p3-1(プライマー層なし)を、試験片P3-1のプライマー層の表面と、試験片p1-1の表面処理面の接合面が5mm×10mmとなるように重ね合わせ、超音波溶着機「SONOPET-JG1530S」(精電舎電子工業株式会社製)を使用し、実施例1-1と同様の条件にて加圧した状態で超音波溶着し、樹脂-樹脂接合体を得た。ここで接合面とは、樹脂試験片と樹脂試験片を重ね合わせた箇所を意味する。
(Welding)
The primer-attached test piece P3-1 and the test piece p3-1 (without a primer layer) which had been subjected to only a surface treatment and whose resin material was PA6 were overlapped so that the joint surface between the surface of the primer layer of the test piece P3-1 and the surface-treated surface of the test piece p1-1 was 5 mm x 10 mm, and ultrasonic welding was performed under pressure under the same conditions as in Example 1-1 using an ultrasonic welding machine "SONOPET-JG1530S" (manufactured by Seidensha Denshi Kogyo Co., Ltd.), to obtain a resin-resin joint. Here, the joint surface means the portion where the resin test piece and the resin test piece were overlapped.
(引張りせん断強度)
樹脂-樹脂接合体について、60℃温水に24時間浸漬した後、実施例1-1と同様の方法により、引張りせん断試験を行い、引張りせん断強度を測定した。その測定結果を表7に示す。
(tensile shear strength)
The resin-resin bonded body was immersed in 60° C. hot water for 24 hours, and then subjected to a tensile shear test in the same manner as in Example 1-1 to measure the tensile shear strength. The measurement results are shown in Table 7.
〔比較例3-1〕
樹脂の材質がPPSである表面処理を行った樹脂試験片Q2-1の表面処理面の端部と、前記樹脂試験片Q2-1とは異なる樹脂試験片Q2-1の表面処理面の端部で、大きさが10mm×5mmであるナイロン6フィルム「サントニールSNR」(三菱ケミカル社製、厚さ15μm)を挟み、それぞれの接合面が5mm×10mmとなるように重ね合わせ、実施例3-1と同様の条件にて超音波溶着し、PPSの融点以上に加熱してプライマー層を形成せず超音波溶着を行った樹脂-樹脂接合体を得た。ここで接合面とは、樹脂試験片と樹脂試験片を重ね合わせた箇所を意味する。
樹脂-樹脂接合体について、60℃温水に24時間浸漬したところ接合部が剥がれ、引張りせん断試験は行わなかった。
Comparative Example 3-1
A nylon 6 film "Santonil SNR" (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, thickness 15 μm) measuring 10 mm × 5 mm was sandwiched between an end of the surface-treated surface of resin test piece Q2-1, whose resin material was PPS, and an end of the surface-treated surface of a resin test piece Q2-1 different from the resin test piece Q2-1, and the two were overlapped so that the bonding surfaces were 5 mm × 10 mm, and ultrasonic welding was performed under the same conditions as in Example 3-1, to obtain a resin-resin bonded body that was ultrasonically welded without forming a primer layer by heating to the melting point of PPS or higher. Here, the bonding surface means the part where the resin test piece and the resin test piece were overlapped.
When the resin-resin bonded article was immersed in 60° C. warm water for 24 hours, the bonded portion peeled off, so a tensile shear test was not performed.
上記表3~7から分かるように、本発明の接合体の製造方法によれば、樹脂と樹脂、並びに樹脂と、金属、ガラス及びセラミックスから選ばれる少なくとも1種の材料を十分な接合強度で接合させることができ、また、接合強度を向上させることができる。 As can be seen from Tables 3 to 7 above, the manufacturing method of the bonded body of the present invention can bond resin to resin, and resin to at least one material selected from metal, glass, and ceramics, with sufficient bonding strength, and can also improve the bonding strength.
本発明に係る製造方法を用いた接合体の用途は特に限定されるものではないが、例えば、ドアサイドパネル、ボンネットルーフ、テールゲート、ステアリングハンガー、Aピラー、Bピラー、Cピラー、Dピラー、クラッシュボックス、パワーコントロールユニット(PCU)ハウジング、電動コンプレッサー部材(内壁部、吸入ポート部、エキゾーストコントロールバルブ(ECV)挿入部、マウントボス部等)、リチウムイオン電池(LIB)スペーサー、電池ケース、LEDヘッドランプ等の自動車用部品や、スマートフォン、ノートパソコン、タブレットパソコン、スマートウオッチ、大型液晶テレビ(LCD-TV)、屋外LED照明の構造体等に適用することができる。 The uses of the joint produced using the manufacturing method of the present invention are not particularly limited, but can be applied to, for example, door side panels, bonnet roofs, tailgates, steering hangers, A-pillars, B-pillars, C-pillars, D-pillars, crash boxes, power control unit (PCU) housings, electric compressor components (inner wall parts, intake ports, exhaust control valve (ECV) insertion parts, mount boss parts, etc.), lithium ion battery (LIB) spacers, battery cases, LED headlamps and other automotive parts, as well as smartphones, notebook computers, tablet computers, smartwatches, large liquid crystal televisions (LCD-TVs), outdoor LED lighting structures, etc.
Claims (12)
前記第1の樹脂の表面で、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を前記第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱して重合することによりプライマー層(A)を形成する工程と、
前記第2の樹脂に、前記プライマー層(A)を超音波溶着により溶着する工程を含む、接合体の製造方法。 A method for producing a bonded body obtained by bonding a first resin and a second resin, comprising the steps of:
forming a primer layer (A) on the surface of the first resin by heating an in situ polymerization type thermoplastic resin composition to a temperature 5° C. lower than the softening point of the first resin or a temperature 5° C. lower than the melting point of the first resin;
a step of welding the primer layer (A) to the second resin by ultrasonic welding.
前記溶着する工程が、前記プライマー層(A)と、前記プライマー層(B)を、超音波溶着により溶着する、請求項1に記載の接合体の製造方法。 The method includes a step of forming a primer layer (B) by heating an in situ polymerization type thermoplastic resin composition on a surface of the second resin to a temperature 5° C. lower than the softening point of the second resin or a temperature 5° C. lower than the melting point of the second resin, and polymerizing the composition;
The method for producing a joint body according to claim 1 , wherein the welding step includes welding the primer layer (A) and the primer layer (B) by ultrasonic welding.
前記第1の樹脂の表面で、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を前記第1の樹脂の軟化点より5℃低い温度以上または融点より5℃低い温度以上に加熱して重合することによりプライマー層(A)を形成する工程と、
前記材料上で、現場重合型熱可塑性樹脂組成物を重合することによりプライマー層(C)を形成する工程と、
前記プライマー層(A)と前記プライマー層(C)を超音波溶着により溶着する工程を含む、接合体の製造方法。 A method for producing a bonded body obtained by bonding a first resin to at least one material selected from metal, glass, and ceramics, comprising the steps of:
forming a primer layer (A) on the surface of the first resin by heating an in situ polymerization type thermoplastic resin composition to a temperature 5° C. lower than the softening point of the first resin or a temperature 5° C. lower than the melting point of the first resin;
forming a primer layer (C) on the material by polymerizing an in situ polymerized thermoplastic resin composition ;
A method for producing a bonded body, comprising: a step of welding the primer layer (A) and the primer layer (C) by ultrasonic welding.
(a)2官能イソシアネート化合物とジオールの組み合わせ
(b)2官能イソシアネート化合物と2官能アミノ化合物の組み合わせ
(c)2官能イソシアネート化合物と2官能チオール化合物の組み合わせ
(d)2官能エポキシ化合物とジオールの組み合わせ
(e)2官能エポキシ化合物と2官能カルボキシ化合物の組み合わせ
(f)2官能エポキシ化合物と2官能チオール化合物の組み合わせ
(g)ラジカル重合性単官能モノマーの組み合わせ The method for producing a joined body according to any one of claims 1 to 7 , wherein the in situ polymerization type thermoplastic resin composition contains at least one selected from the following (a) to (g):
(a) A combination of a bifunctional isocyanate compound and a diol (b) A combination of a bifunctional isocyanate compound and a bifunctional amino compound (c) A combination of a bifunctional isocyanate compound and a bifunctional thiol compound (d) A combination of a bifunctional epoxy compound and a diol (e) A combination of a bifunctional epoxy compound and a bifunctional carboxy compound (f) A combination of a bifunctional epoxy compound and a bifunctional thiol compound (g) A combination of a radical polymerizable monofunctional monomer
(c1)エポキシ基、アミノ基、(メタ)アクリロイル基、及びメルカプト基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有するシランカップリング剤
(c2)アミノ基を有するシランカップリング剤と、エポキシ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種の化合物
(c3)メルカプト基を有するシランカップリング剤と、エポキシ化合物、アミノ化合物、イソシアネート化合物、(メタ)アクリロイル基及びエポキシ基を有する化合物、並びに、(メタ)アクリロイル基及びアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物
(c4)(メタ)アクリロイル基を有するシランカップリング剤と、チオール化合物
(c5)エポキシ基を有するシランカップリング剤と、アミノ化合物、チオール化合物、並びに、アミノ基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物
(c6)イソシアネート化合物
(c7)チオール化合物 The method for producing a joined body according to claim 3 or 7, further comprising applying a solution containing at least one selected from the following (c1) to (c7) to the material to form a functional group-imparting treated surface, and then forming a primer layer (C ) on the functional group-imparting treated surface:
(c1) a silane coupling agent having at least one functional group selected from the group consisting of an epoxy group, an amino group, a (meth)acryloyl group, and a mercapto group; (c2) a silane coupling agent having an amino group, and at least one compound selected from the group consisting of an epoxy compound and a thiol compound; (c3) a silane coupling agent having a mercapto group, and at least one compound selected from the group consisting of an epoxy compound, an amino compound, an isocyanate compound, a compound having a (meth)acryloyl group and an epoxy group, and a compound having a (meth)acryloyl group and an amino group; (c4) a silane coupling agent having a (meth)acryloyl group, and a thiol compound; (c5) a silane coupling agent having an epoxy group, and at least one compound selected from the group consisting of an amino compound, a thiol compound, and a compound having an amino group and a (meth)acryloyl group; (c6) an isocyanate compound; (c7) a thiol compound.
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