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JP2004034326A - Composite molded object of thermoplastic elastomer and metal - Google Patents

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Publication number
JP2004034326A
JP2004034326A JP2002190533A JP2002190533A JP2004034326A JP 2004034326 A JP2004034326 A JP 2004034326A JP 2002190533 A JP2002190533 A JP 2002190533A JP 2002190533 A JP2002190533 A JP 2002190533A JP 2004034326 A JP2004034326 A JP 2004034326A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
thermoplastic elastomer
composite molded
tpe
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002190533A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Nishihara
西原 康浩
Hitoshi Ueno
上乃 均
Tsunehiro Oshima
大島 恒浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SANNO KK
Toyobo Co Ltd
Somic Ishikawa KK
Original Assignee
SANNO KK
Toyobo Co Ltd
Somic Ishikawa KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SANNO KK, Toyobo Co Ltd, Somic Ishikawa KK filed Critical SANNO KK
Priority to JP2002190533A priority Critical patent/JP2004034326A/en
Publication of JP2004034326A publication Critical patent/JP2004034326A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inexpensively provide a composite molded object comprising a flexible thermoplastic elastomer, which has high bonding force, durability and good moldability, and a rigid metal. <P>SOLUTION: The composite molded object comprises the thermoplastic elastomer and the metal. A part or the whole of the metal is coated with a thermoplastic resin having affinity to the thermoplastic elastomer and having a tensile elastic modulus of ≥1 GPa and the metal coated with the thermoplastic resin and the thermoplastic elastomer are subjected to composite molding to obtain the composite molded object of the thermoplastic elastomer excellent in bonding strength with the metal. In a preferable mode, the thermoplastic elastomer is an olefinic thermoplastic elastomer and the thermoplastic resin comprises a polypropylene resin to show excellent bonding properties. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は柔軟性のある熱可塑性エラストマーと剛直な金属からなる複合成形体に関するものである。極めて異なる特性を持つ2つの材料ではあるにもかかわらず過酷な使用環境においても強固に接合し、耐久性にも優れた接合性を有する熱可塑性エラストマーと金属との複合成形体に関するものである

【0002】
【従来の技術】
柔軟性のあるゴム材料と金属材料からなる複合成形体の開発は古くから研究がなされ、ゴム材料と金属との優れた接着剤が開発された。 この接着剤を塗布した金属部品とゴム材料を複合成形することにより化学的に結合され、接着力の強いゴムと金属の複合成形体が得られ、自動車部品や工業部品として古くから利用されてきた。
【0003】
しかしながら、最近は地球環境の保全のために自動車部品等で使用された材料のリサイクルが強く要望されている。 また、家電製品では一部の製品が法律によって材料のリサイクルを義務づけられるようになった。 このような環境の中でゴム材料のリサイクルには多くの問題点があり、リサイクルが容易な熱可塑性エラストマーでゴム材料を代替する用途が増えている。また、ゴムの成形では成形サイクルが長く、且つ成形品には多くの場合バリが発生し、成形品のバリ取りに時間と手間がかかり、加工コストが著しく高くなるという問題点があった。
このような状況の中で、ゴムと金属からなる複合成形品において、ゴム材料を同等な特性を持つ熱可塑性エラストマーで代替し、かつ、接合力が強く耐久性のすぐれた熱可塑性エラストマーと金属との複合成形体の開発が強く求められている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来技術の課題を背景になされたもので、熱可塑性エラストマーと金属という全く性質の異なる柔軟な材料と剛直な材料の組み合わせで、接合力が強く、かつ耐久性があり、更に成形性の良好な熱可塑性エラストマーと金属の複合成形体を安価に提供することを課題とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、▲1▼熱可塑性エラストマーと金属との複合成形体であって、熱可塑性エラストマーに対して親和性を有しかつ引張弾性率が1GPa以上の熱可塑性樹脂で金属の一部又は全体を被覆成形した後、熱可塑性樹脂で被覆された金属と熱可塑性エラストマーとを複合成形して得られたことを特徴とする接合強度の優れた熱可塑性エラストマーと金属との複合成形体である。
【0006】
好ましい態様としては、▲2▼熱可塑性エラストマーがオレフィン系熱可塑性エラストマーであり、熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である上記記載の接合性の優れた熱可塑性エラストマーと金属の複合成形体、 であり、更に好ましい態様としては、▲3▼熱可塑性エラストマーがオレフィン系熱可塑性エラストマーであり、熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂である。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下 本発明を具体的に説明する。
本発明における熱可塑性エラストマー(以下TPEと記す)とはゴムのように加硫をする必要のない弾性体材料であり、一般にハード成分(硬く剛直な成分)とソフト成分(軟らかくフレキシブルな成分)から構成された材料である。TPEには多くの種類があり、本発明で使用されるTPEとしては、オレフィン系TPE、スチレン系TPE、ポリエステル系TPE及びウレタン系TPE等を挙げることが出来る。
【0008】
オレフィン系TPEは動的架橋タイプ、ブレンドタイプ及び重合タイプ等があるが、いずれのオレフィン系TPEも使用することが出来る。 またオレフィン系TPEの構成成分は、例えばハード成分としてポリプロピレン、ポリエチレン、ソフト成分としてエチレン/プロピレン共重合体、エチレン/プロピレン/ジェン共重合体(EPDM)、ブチルゴム(IIR)および柔軟性のあるエチレン共重合体等から構成される。
【0009】
スチレン系TPEとしては、例えばスチレン/ブタジエン/スチレンのブロック共重合体(SBS)、スチレン/イソプレン/スチレンブロック共重合体(SIS)及びスチレン/エチレン・ブチレン/スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン/エチレン・プロピレン・アミレン/スチレンブロック共重合体(ビニルSEPS)、スチレン/ブタジエン共重合体の水素添加物であるスチレン/ブタジエン共重合体(HSBR)等を挙げることが出来る
【0010】
ポリエステル系TPEとしては、例えばハード成分としてはポリブチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレート、ソフト成分としてはポリテトラメチレングリコールやポリカプロラクトンから構成されるTPEを挙げることが出来る。
ポリウレタン系TPEとしては、ポリエステルタイプ、ポリエーテルタイプ等多くの種類があるが、いずれのタイプのポリウレタン系TPEも使用することが出来る。
【0011】
本発明における複合成形体の一部となる金属としては、鉄の合金である各種鋼材、銅の合金およびアルミニュウムやマグネシュウム等を中心とした軽金属合金等を挙げることが出来るが、これらに限定されるものではない。
【0012】
本発明におけるTPEに対して親和性を有しかつ引張弾性率が1GPa以上の熱可塑性樹脂において、親和性を有するとは、溶解度パラメータ値がTPEの溶解度パラメータ値と差が少ない熱可塑性樹脂であり、TPEに混合して溶融混練すると微分散する。
例えば、溶解度パラメータ値((cal・cm−31/2 )の差は2以下、好ましくは1以下である。(日本化学会編「化学便覧−応用編」改訂2版、830頁、Smallの方法 による値)
TPEの種類によって次のような熱可塑性樹脂を挙げることが出来る。
【0013】
ポリオレフィン系TPEに対するTPEに対して親和性を有しかつ引張弾性率が1GPa以上の熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂が挙げられ、例えば、アイソタクテックポリプロピレンやシンジオタクテックポリプロピレン等のポリプロピレン樹脂、超高分子量ポリエチレンや高密度ポリエチレンおよび中密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン等のポリエチレン樹脂、ポリ(1−ブテン)樹脂、ポリ(4−メチルペンテンー1)樹脂等を挙げることが出来る。
【0014】
スチレン系TPEに対するTPEと親和性を有しかつ引張弾性率が1GPa以上の熱可塑性樹脂としては汎用および耐衝撃性等のポリスチレン樹脂、アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂、アクリルニトリル・スチレン(AS)樹脂等のスチレン系樹脂を挙げることが出来る。また、特殊なスチレン系TPEとしてHSBRのTPEと相溶しかつ弾性率が1GPa以上の熱可塑性樹脂としては上記スチレン系樹脂の他にポリプロピレン樹脂との相溶性が極めて優れており、ポリプロピレン樹脂を使うことも出来る。
【0015】
ポリエステル系TPEに対するTPEと親和性を有しかつ引張弾性率が1GPa以上の熱可塑性樹脂としては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)、ポリエチレンナフタレート(PEN)ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート(PAR)、アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂、アクリルニトリル・スチレン(AS)樹脂等を挙げることが出来る。
【0016】
ポリウレタン系TPEに対するTPEと親和性を有しかつ引張弾性率が1GPa以上の熱可塑性樹脂としてはナイロン6、ナイロン66、ナイロン12等に代表される各種のポリアミド樹脂、又はABS樹脂、AS樹脂等の極性の高いポリスチレン樹脂等を挙げることが出来る。
【0017】
本発明におけるTPEと親和性を有しかつ引張弾性率が1GPa以上の熱可塑性樹脂は、1GPa以上の引張弾性率を有する必要がある。必要に応じて強化材を配合して更に弾性率を高くすることが出来る。
強化材としてはガラス繊維、炭素繊維、セラミックス繊維、各種ウイスカー、針状ワラストナイト等の繊維状無機強化材、更にシリカ、アルミナ、タルク、カオリン、石英、粉状ガラス、マイカ、グラファイト等の粉末状の無機強化材を挙げることが出来る。 これらの強化材は熱可塑性樹脂との接着性を高めるためにシランカップリング剤等で表面処理をして使用することも出来る。
【0018】
本発明に使用されるTPEや熱可塑性樹脂には、それぞれの材料によって通常に使われている熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、結晶核剤、滑剤、離型剤、顔料、染料等も添加、配合できる。
【0019】
本発明において、TPEと金属との複合成形体の製造法は極めて重要である。
まず、金属の一部又は全体をTPEと相溶する熱可塑性樹脂によって被覆する必要がある。 この熱可塑性樹脂は強度、剛性が高く、成形時の収縮力によって金属部品を締め付けて結合力が得られる。 熱可塑性樹脂を被覆する成形法は射出成形法によるインサート成形が一般的であるが必ずしもそれに限定されるものではない。 被覆する熱可塑性樹脂の厚みは製造する部品によって異なるが、およそ1mm以上の厚みが一般的である。 最も重要な点は、被覆された熱可塑性樹脂と金属とが一体化し、過酷な使用条件でも剥がれたり動いたりしないようにする必要がある。 そのため金属部品に切り込みや凸部等を入れることが有効である。 また使用条件によっては熱可塑性樹脂をガラス繊維等で強化し、強度、剛性をさらに高めた熱可塑性樹脂によって金属との接合力を高める必要がある。
【0020】
また、ワッシャー等の小型の金属部品の場合はTPEとの密着性を高くするため、金属部品の周囲を熱可塑性樹脂で被覆するだけでなく「つば」等の突起物を作るとTPEとの接触面積が増加し接着強度を向上させることが出来る。
【0021】
次に熱可塑性樹脂で被覆された金属部品をインサート成形等によってTPEと接着させる。 金属部品の表面にはTPEと相溶性の優れた熱可塑性樹脂で被覆されているため、金属部品とTPEは強固に接合された複合成形体ができる。 剛直な金属部品と柔軟でフレキシブルなTPEとの界面にはTPEと親和性が良く一体化している熱可塑性樹脂があり、この熱可塑性樹脂は剛性によって金属部品を締め付けているため過酷な使用条件で金属界面に応力が集中しても剥がれたり動いたりすることなく極めて優れた接合強度を持つ金属とTPEの複合成形体が製造できる。
【0022】
本発明におけるTPEと金属との複合成形体は両者の界面にTPEとの親和性の優れかつ剛性の高い熱可塑性樹脂を介在させることにより、過酷な使用条件で発生する界面の応力集中を剛性の高い熱可塑性樹脂で分散させ耐久性の優れたTPEと金属の複合成形体を製造することが出来る。
【0023】
【実施例】
次に実施例を用いて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0024】
(引張弾性率の測定方法)
熱可塑性樹脂の応力−ひずみ曲線を下記条件で測定し、初期の傾きから引張弾性率を計算した。
装置名 :東洋精機社製テンシロンUTM‐III
測定温湿度:23℃、50%RH
引っ張り速度:500mm/分
試料の形状:ダンベル状3号形(厚み;1mm)
【0025】
(実施例1)
自動車のダストカバーの部品で内径約65mmφ×外径約75mmφ×高さ25mmの円筒形をした筒の下部2箇所に取り付け用のジョイント部分があり、そのジョイント部分に金属製ワッシャーを接合して一体化された部品である。このダストカバー部品は円筒形本体がオレフィン系熱可塑性エラストマーであり、オレフィン系熱可塑性エラストマーと金属ワッシャーとの複合成形体である。
【0026】
尚、オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、「サーリンク3140」(DSM社製、硬度はJIS−A硬度で40A)を使用した。金属ワッシャーは鋼材製(S−50C)を使用した。 オレフィン系熱可塑性エラストマーに対して親和性を有しかつ引張弾性率が1GPa以上の熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン樹脂(住友化学工業製、住友ノーブレンW101)をガラス繊維強化したもの使用した。 サーリンク3140はハード成分のポリプロピレンとソフト成分のEPDMから構成されているTPEである。サーリンク3140のハード成分と熱可塑性樹脂は同じポリプロピレンなので極めて親和性が優れている。尚、PP樹脂の引張弾性率は1.8 GPaであったが、更に剛性を高くするため、ガラス繊維(PPG社製3298)を10重量%配合してガラス繊維強化PPとした。 このガラス繊維強化PPの引張弾性率は3.8 GPa  であった。
【0027】
一方金属ワッシャーは図1に示すように、ワッシャーの外周部分に切り込みを4箇所入れ、ガラス繊維強化PPとの接合性を良くした。 次に図1の下に示すように、この金属ワッシャーの外周部分に約1mmの厚みでガラス繊維強化PPを被覆すると同時に金属ワッシャーの外周部分に45度の角度で幅約15mm、高さ約4mmの「ツバ」状の突起物を一箇所作り、サーリンク3140との接着性の向上を図った。
成形はインサート成形で成形条件はシリンダー温度200℃で成形した。
次にガラス繊維強化PPで被覆された金属ワッシャーとサーリンク3140とでインサート成形をして複合成形体を製造した。 この時の成形条件はシリンダー温度230℃であった。 金属ワッシャー部分にバリ等の発生は全くなく極めて成形性も良好であり、優れた複合成形体が得られた。
【0028】
この複合成形体は、−30℃から+100℃の冷熱サイクル試験でも接合部分が剥がれたり緩んだりすることなく極めて接合性の優れた複合成形体であることが確認された。 また、ダストカバーの円筒部と金属ワッシャーがインサートされた底面部との界面で繰り返しの曲げ変形テストを行っても、金属ワッシャー部品の剥離等は認められなかった。
て成形性も良好であり、優れた複合成形体が得られた。
【0029】
【発明の効果】
本発明の熱可塑性エラストマーと金属との複合成形体は極めて優れた接合部を有しており厳しい環境でも接合部が剥がれたり緩んだりすることがない。 柔軟な熱可塑性エラストマーと金属からなる複合製品の用途分野では好ましく用いられる。 例えばダストカバー部品やエアーダクト部品等の自動車部品や電動工具部品や種々の電気部品および工業部品等に用いられるが、これらに限定されるものではない。
また熱可塑性エラストマーはリサイクル可能な材料であり、金属部品を被覆している熱可塑性樹脂は金属部品と物理的に接合しているので破砕によって両者を分離することも可能である。 そのためこの複合体は極めて環境にやさしい材料と言うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の複合成形体の一例(実施例)を示した図である。
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a composite molded article made of a flexible thermoplastic elastomer and a rigid metal. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite molded article of a thermoplastic elastomer and a metal, which are two materials having extremely different properties, but are strongly bonded even in a severe use environment and have excellent durability.
[0002]
[Prior art]
The development of a composite molded body composed of a flexible rubber material and a metal material has been studied for a long time, and an excellent adhesive between the rubber material and the metal has been developed. The metal part coated with the adhesive and the rubber material are chemically bonded by composite molding to obtain a composite molded article of rubber and metal having strong adhesive force, which has been used for a long time as an automobile part or an industrial part. .
[0003]
However, recently, there has been a strong demand for recycling of materials used in automobile parts and the like for preserving the global environment. Also, some home appliances are required by law to recycle materials. In such an environment, there are many problems in recycling a rubber material, and applications of replacing the rubber material with a thermoplastic elastomer that is easily recycled are increasing. In addition, in molding rubber, there is a problem that a molding cycle is long, and burrs are often generated on molded products, and it takes time and labor to remove burrs of molded products, resulting in extremely high processing costs.
Under such circumstances, in a composite molded product made of rubber and metal, the rubber material is replaced with a thermoplastic elastomer having equivalent characteristics, and the bonding strength is strong and the thermoplastic elastomer and metal have excellent durability. There is a strong demand for the development of composite moldings.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made against the background of the problems of the prior art, and is a combination of a flexible material and a rigid material having completely different properties of a thermoplastic elastomer and a metal. It is an object of the present invention to provide a composite molded article of a thermoplastic elastomer and a metal having a good quality at a low cost.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, completed the present invention.
That is, the present invention relates to (1) a composite molded article of a thermoplastic elastomer and a metal, which is a thermoplastic resin having an affinity for the thermoplastic elastomer and having a tensile modulus of 1 GPa or more or a part of the metal. It is a composite molded article of a thermoplastic elastomer and a metal having excellent bonding strength, which is obtained by composite-molding a metal coated with a thermoplastic resin and a thermoplastic elastomer after coating and molding the whole. .
[0006]
In a preferred embodiment, (2) the thermoplastic elastomer is an olefin-based thermoplastic elastomer, and the thermoplastic resin is a polyolefin-based resin. In a more preferred embodiment, (3) the thermoplastic elastomer is an olefin-based thermoplastic elastomer, and the thermoplastic resin is a polypropylene resin.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described specifically.
The thermoplastic elastomer (hereinafter referred to as TPE) in the present invention is an elastic material that does not need to be vulcanized like rubber, and generally comprises a hard component (hard and rigid component) and a soft component (soft and flexible component). It is a composed material. There are many types of TPE, and examples of the TPE used in the present invention include olefin-based TPE, styrene-based TPE, polyester-based TPE, and urethane-based TPE.
[0008]
The olefin-based TPE includes a dynamic cross-linking type, a blend type, and a polymerization type, and any olefin-based TPE can be used. The constituent components of the olefin-based TPE include, for example, polypropylene and polyethylene as hard components, ethylene / propylene copolymer, ethylene / propylene / gen copolymer (EPDM), butyl rubber (IIR) and flexible ethylene copolymer as soft components. It is composed of a polymer or the like.
[0009]
Examples of the styrene-based TPE include styrene / butadiene / styrene block copolymer (SBS), styrene / isoprene / styrene block copolymer (SIS), styrene / ethylene / butylene / styrene block copolymer (SEBS), styrene / Ethylene / propylene / amylene / styrene block copolymer (vinyl SEPS), styrene / butadiene copolymer (HSBR) which is a hydrogenated product of styrene / butadiene copolymer, and the like.
Examples of the polyester-based TPE include, for example, TPE composed of polybutylene terephthalate and polynaphthalene terephthalate as a hard component and polytetramethylene glycol and polycaprolactone as a soft component.
There are many types of polyurethane TPE such as polyester type and polyether type, and any type of polyurethane TPE can be used.
[0011]
Examples of the metal forming a part of the composite molded body in the present invention include various steel materials that are iron alloys, copper alloys, and light metal alloys such as aluminum and magnesium, but are not limited thereto. Not something.
[0012]
In the thermoplastic resin having an affinity for TPE and a tensile modulus of 1 GPa or more in the present invention, having affinity means that the thermoplastic resin has a small difference in solubility parameter value from the solubility parameter value of TPE. , TPE and finely disperse when melt kneaded.
For example, the difference between the solubility parameter values ((cal · cm −3 ) 1/2 ) is 2 or less, preferably 1 or less. (Chemical Handbook-Advanced Edition, edited by The Chemical Society of Japan, 2nd revised edition, 830 pages, value by Small's method)
The following thermoplastic resins can be given depending on the type of TPE.
[0013]
Examples of the thermoplastic resin having an affinity for TPE with respect to polyolefin-based TPE and having a tensile modulus of 1 GPa or more include polyolefin-based resins, for example, polypropylene resins such as isotactic polypropylene and syndiotactic polypropylene, Examples include polyethylene resins such as ultra-high molecular weight polyethylene, high-density polyethylene, medium-density polyethylene, linear low-density polyethylene, and low-density polyethylene, poly (1-butene) resin, and poly (4-methylpentene-1) resin. Can be done.
[0014]
Examples of the thermoplastic resin having affinity with TPE to styrene-based TPE and having a tensile modulus of 1 GPa or more include polystyrene resins such as general-purpose and impact-resistant resins, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, and acrylonitrile-styrene ( Styrene resins such as AS) resin. In addition, as a special styrene-based TPE, which is compatible with HSBR TPE and has a modulus of elasticity of 1 GPa or more, in addition to the styrene-based resin, the compatibility with a polypropylene resin is extremely excellent, and a polypropylene resin is used. You can do it.
[0015]
Thermoplastic resins having an affinity for TPE to polyester-based TPE and having a tensile modulus of 1 GPa or more include polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN) polycarbonate (PC), and polyarylate (PAR), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, acrylonitrile-styrene (AS) resin, and the like.
[0016]
As a thermoplastic resin having an affinity for TPE to a polyurethane-based TPE and having a tensile modulus of 1 GPa or more, various polyamide resins represented by nylon 6, nylon 66, nylon 12, and the like, or ABS resin, AS resin, and the like. Highly polar polystyrene resin and the like can be given.
[0017]
The thermoplastic resin having an affinity for TPE and having a tensile modulus of 1 GPa or more in the present invention needs to have a tensile modulus of 1 GPa or more. If necessary, a reinforcing material can be added to further increase the elastic modulus.
Examples of the reinforcing material include glass fiber, carbon fiber, ceramic fiber, various whiskers, fibrous inorganic reinforcing materials such as acicular wollastonite, and powders such as silica, alumina, talc, kaolin, quartz, powdery glass, mica, and graphite. Inorganic reinforcing material. These reinforcing materials can be used after being surface-treated with a silane coupling agent or the like in order to enhance the adhesiveness with the thermoplastic resin.
[0018]
The TPE and the thermoplastic resin used in the present invention include a heat stabilizer, a light stabilizer, an antioxidant, an antistatic agent, a flame retardant, a crystal nucleating agent, a lubricant, Molding agents, pigments, dyes and the like can also be added and blended.
[0019]
In the present invention, a method for producing a composite molded body of TPE and metal is extremely important.
First, it is necessary to cover part or all of the metal with a thermoplastic resin compatible with TPE. This thermoplastic resin has high strength and rigidity, and a metal component is tightened by a shrinkage force during molding to obtain a bonding force. The molding method for coating the thermoplastic resin is generally insert molding by injection molding, but is not necessarily limited thereto. Although the thickness of the thermoplastic resin to be coated varies depending on the parts to be manufactured, the thickness is generally about 1 mm or more. Most importantly, it is necessary that the coated thermoplastic resin and metal be integrated so that they do not peel or move even under severe use conditions. Therefore, it is effective to make cuts or projections in the metal parts. Further, depending on the use conditions, it is necessary to strengthen the thermoplastic resin with glass fiber or the like, and to increase the bonding strength to the metal with the thermoplastic resin having further increased strength and rigidity.
[0020]
In addition, in the case of small metal parts such as washers, in order to enhance the adhesion to TPE, not only the surroundings of the metal parts are covered with thermoplastic resin but also protrusions such as "collars" are made to make contact with TPE. The area is increased and the adhesive strength can be improved.
[0021]
Next, the metal component covered with the thermoplastic resin is bonded to the TPE by insert molding or the like. Since the surface of the metal component is coated with a thermoplastic resin having excellent compatibility with TPE, a composite molded body in which the metal component and TPE are firmly joined together can be obtained. At the interface between the rigid metal part and the flexible and flexible TPE, there is a thermoplastic resin that has a good affinity with TPE, and this thermoplastic resin tightens the metal part due to its rigidity. Even if stress is concentrated on the metal interface, a composite molded body of metal and TPE having extremely excellent bonding strength can be manufactured without peeling or moving.
[0022]
The composite molded body of TPE and metal in the present invention has a high rigidity thermoplastic resin having excellent affinity with TPE at the interface between the two to reduce stress concentration at the interface generated under severe use conditions. It is possible to produce a composite molded article of TPE and metal having excellent durability by being dispersed with a high thermoplastic resin.
[0023]
【Example】
Next, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0024]
(Method of measuring tensile modulus)
The stress-strain curve of the thermoplastic resin was measured under the following conditions, and the tensile modulus was calculated from the initial slope.
Equipment name: Tensilon UTM-III manufactured by Toyo Seiki
Measurement temperature and humidity: 23 ° C, 50% RH
Pulling speed: 500 mm / min Sample shape: Dumbbell-shaped No. 3 (thickness: 1 mm)
[0025]
(Example 1)
There is a joint part for mounting at the lower two places of a cylindrical cylinder with an inner diameter of about 65 mmφ × outer diameter of about 75 mmφ × height of 25 mm, which is a part of a car dust cover, and a metal washer is joined to the joint part and integrated Parts. This dust cover component has a cylindrical main body made of an olefin-based thermoplastic elastomer, and is a composite molded body of an olefin-based thermoplastic elastomer and a metal washer.
[0026]
As the olefin-based thermoplastic elastomer, "Surlink 3140" (manufactured by DSM, hardness is 40 A in JIS-A hardness) was used. The metal washer was made of steel (S-50C). As the thermoplastic resin having an affinity for the olefin-based thermoplastic elastomer and having a tensile modulus of 1 GPa or more, a polypropylene resin (Sumitomo Chemical Co., Ltd., Sumitomo Noblen W101) reinforced with glass fibers was used. Surlink 3140 is a TPE composed of a hard component polypropylene and a soft component EPDM. Since the hard component of the Surlink 3140 and the thermoplastic resin are the same polypropylene, they have extremely excellent affinity. Although the tensile modulus of the PP resin was 1.8 GPa, in order to further increase the rigidity, 10% by weight of glass fiber (3298 manufactured by PPG) was blended to obtain glass fiber reinforced PP. The tensile modulus of the glass fiber reinforced PP was 3.8 GPa.
[0027]
On the other hand, as shown in FIG. 1, four cuts were made in the outer peripheral portion of the metal washer to improve the bondability with the glass fiber reinforced PP. Next, as shown in the lower part of FIG. 1, the outer periphery of the metal washer is coated with glass fiber reinforced PP to a thickness of about 1 mm, and at the same time, the outer periphery of the metal washer is about 15 mm wide and about 4 mm high at a 45 ° angle. A single "brim" -shaped projection was made to improve the adhesiveness with the surlink 3140.
The molding was performed by insert molding under molding conditions at a cylinder temperature of 200 ° C.
Next, insert molding was performed with a metal washer coated with glass fiber reinforced PP and Surlink 3140 to produce a composite molded body. The molding conditions at this time were a cylinder temperature of 230 ° C. There were no burrs at the metal washer portion, and the moldability was extremely good, and an excellent composite molded article was obtained.
[0028]
This composite molded product was confirmed to be a composite molded product having extremely excellent bonding properties without peeling or loosening of a bonded portion even in a cooling / heating cycle test at −30 ° C. to + 100 ° C. Further, even when a repeated bending deformation test was performed at the interface between the cylindrical portion of the dust cover and the bottom surface where the metal washer was inserted, no peeling of the metal washer component was observed.
As a result, the moldability was good, and an excellent composite molded article was obtained.
[0029]
【The invention's effect】
The composite molded article of the thermoplastic elastomer and metal of the present invention has an extremely excellent joint, and the joint does not peel or loose even in a severe environment. It is preferably used in the application field of a composite product comprising a flexible thermoplastic elastomer and a metal. For example, it is used for automobile parts such as dust cover parts and air duct parts, electric tool parts, various electric parts and industrial parts, but is not limited thereto.
Further, the thermoplastic elastomer is a recyclable material, and since the thermoplastic resin covering the metal component is physically bonded to the metal component, it is possible to separate the two by crushing. Therefore, this composite can be said to be an extremely environmentally friendly material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing one example (Example) of a composite molded article of the present invention.

Claims (3)

熱可塑性エラストマーと金属との複合成形体であって、熱可塑性エラストマーに対して親和性を有しかつ引張弾性率が1GPa以上の熱可塑性樹脂で金属の一部又は全体を被覆成形した後、熱可塑性樹脂で被覆された該金属と熱可塑性エラストマーとを複合成形して得られたことを特徴とする接合強度の優れた熱可塑性エラストマーと金属との複合成形体。A composite molded article of a thermoplastic elastomer and a metal, which has affinity for the thermoplastic elastomer and has a tensile modulus of 1 GPa or more, and is formed by coating a part or the whole of the metal with a thermoplastic resin. A composite molded article of a thermoplastic elastomer and a metal having excellent bonding strength, which is obtained by composite molding the metal coated with a thermoplastic resin and a thermoplastic elastomer. 熱可塑性エラストマーがオレフィン系熱可塑性エラストマーであり、熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である請求項1記載の接合性の優れた熱可塑性エラストマーと金属の複合成形体。The composite molded article of thermoplastic elastomer and metal having excellent bonding properties according to claim 1, wherein the thermoplastic elastomer is an olefin-based thermoplastic elastomer, and the thermoplastic resin is a polyolefin-based resin. 熱可塑性エラストマーがオレフィン系熱可塑性エラストマーであり、熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂である請求項1記載の接合性の優れた熱可塑性エラストマーと金属の複合成形体。The composite molded article of a thermoplastic elastomer and a metal having excellent bonding properties according to claim 1, wherein the thermoplastic elastomer is an olefin-based thermoplastic elastomer, and the thermoplastic resin is a polypropylene resin.
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