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JP6629659B2 - Surface-treated aluminum material and method for producing the same, and composite molded article and method for producing the same - Google Patents
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Surface-treated aluminum material and method for producing the same, and composite molded article and method for producing the same Download PDF

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Description

本発明は、表面処理アルミニウム材及びその製造方法、並びに複合成形体及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a surface-treated aluminum material and a method for producing the same, and a composite molded article and a method for producing the same.

近年、自動車や電子機器の部品等として、樹脂部材と金属部材とを一体化した複合成形体が用いられてきている。このような樹脂金属複合成形体は、例えば金属部材を金型内に配置し、そこに熱可塑性樹脂を射出して一体成形するインサート成形により製造される。このような樹脂金属複合成形体においては、使用する材料又はその組み合わせなどによっては、射出成形された樹脂部材と金属部材との間に十分な接合強度が得られない場合もある。   2. Description of the Related Art In recent years, composite molded articles obtained by integrating a resin member and a metal member have been used as parts of automobiles and electronic devices. Such a resin-metal composite molded body is manufactured, for example, by insert molding in which a metal member is placed in a mold, and a thermoplastic resin is injected into the metal member and integrally molded. In such a resin-metal composite molded body, depending on the material used or the combination thereof, sufficient bonding strength between the resin member and the metal member that are injection-molded may not be obtained in some cases.

そこで、樹脂金属複合成形体における樹脂部材と金属部材との接合性を向上させるために、種々の検討がなされている。金属部材としてアルミニウム材又はアルミニウム合金材を用いた樹脂金属複合成形体については、化学的浸漬処理により金属部材表面にナノメートルからマイクロメートルレベルの微細な凹凸構造を設ける方法(特開2007−182071号公報、特開2013−052671号公報及び特開2013−177004号公報参照)、表面にアルマイト処理を施す方法(国際公開第2004/055248号参照)などが実用化されている。これらの方法を用いた場合、射出成形時に熱可塑性樹脂が金属部材表面の微細な凹凸や孔に入り込み、いわゆるアンカー効果により接合性が向上する。一方、化学的処理ではなく、レーザー等によって金属部材表面を物理的に粗面化する方法も実用化されている(特開2014−065288号公報参照)。この方法も化学的処理による粗面化と同様、アンカー効果によって接合強度が向上するものである。   Therefore, various studies have been made to improve the joining property between the resin member and the metal member in the resin-metal composite molded body. For a resin-metal composite molded body using an aluminum material or an aluminum alloy material as a metal member, a method of providing a fine uneven structure on the nanometer to micrometer level on the surface of the metal member by chemical immersion treatment (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-182071) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-052671 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-177004), a method of subjecting a surface to alumite treatment (see International Publication No. 2004/055248), and the like have been put to practical use. When these methods are used, the thermoplastic resin enters into fine irregularities and holes on the surface of the metal member during injection molding, and the bonding property is improved by a so-called anchor effect. On the other hand, a method of physically roughening the surface of a metal member using a laser or the like instead of a chemical treatment has also been put to practical use (see JP-A-2014-0665288). In this method, as in the case of surface roughening by chemical treatment, the bonding strength is improved by the anchor effect.

また、金属部材と射出される熱可塑性樹脂との接合強度を向上させるために、金属部材表面にプレゲル化接着層を形成し、射出樹脂をインサート形成により接合する方法も提案されている(特開2012−245665号公報参照)。このプレゲル化接着層は、エポキシ樹脂接着剤を塗布した後に加熱することで形成されている。このプレゲル化接着層を形成するエポキシ樹脂が、溶融された射出樹脂により加熱硬化されることで接合強度が向上するとされている。   Further, in order to improve the bonding strength between the metal member and the thermoplastic resin to be injected, there has been proposed a method in which a pregelling adhesive layer is formed on the surface of the metal member and the injection resin is bonded by insert formation (Japanese Patent Application Laid-Open (JP-A)). 2012-245665). The pregelling adhesive layer is formed by applying an epoxy resin adhesive and then heating. It is said that the bonding strength is improved by heating and hardening the epoxy resin forming the pregelling adhesive layer with a molten injection resin.

しかしながら、これらの従来の技術は、以下に示すように、大型部材への適用性、生産性及び経済性に関する不都合を有する。具体的には、金属材表面に微細な凹凸や孔を形成する方法は、所定の処理液に浸漬する工程や、レーザー加工する工程が必須である。そのため、アルミニウム又はアルミニウム合金材にプレス加工等の加工処理を施した後に処理液に浸漬する場合、例えば大型のプレス加工品を浸漬させるには、時間を要するため生産性に劣る。また大型の処理容槽のための設備投資等が必要となり、コスト高となる。レーザー加工を行う場合も同様であり、大型部材になると多大な加工時間を要するため、生産性やコストが懸念される。他方、金属表面にプレゲル化接着層を形成する方法の場合も、予めエポキシ樹脂を塗布し加熱半硬化する工程が必須となるため、製造工程上、大型部材への適用時の生産性が劣ることとなる。   However, these conventional techniques have disadvantages regarding applicability to large components, productivity, and economy as described below. Specifically, a method of forming fine irregularities or holes on the surface of a metal material requires a step of dipping in a predetermined treatment liquid and a step of laser processing. Therefore, when the aluminum or aluminum alloy material is subjected to a processing such as press working and then immersed in a processing liquid, for example, immersing a large-sized press-worked product requires time, resulting in poor productivity. In addition, capital investment and the like for a large processing tank are required, and the cost increases. The same applies to the case where laser processing is performed. For a large member, a large processing time is required, and there is a concern about productivity and cost. On the other hand, in the case of a method of forming a pregelling adhesive layer on a metal surface, a step of applying an epoxy resin in advance and semi-curing by heating is indispensable. It becomes.

特開2007−182071号公報JP 2007-182071 A 特開2013−052671号公報JP 2013-052671 A 特開2013−177004号公報JP 2013-177004 A 国際公開第2004/055248号International Publication No. 2004/055248 特開2014−065288号公報JP 2014-0665288 A 特開2012−245665号公報JP 2012-245665 A

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、ポリアミド樹脂との接合性に優れ、大型部材とした場合も、生産性や経済性が良好である表面処理アルミニウム材、及びこの製造方法、並びにこのような表面処理アルミニウム材を用いた複合成形体及びこの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and has as its object to provide a surface-treated aluminum having excellent bonding properties with a polyamide resin and having good productivity and economical efficiency even when used as a large member. It is an object of the present invention to provide a material, a method for producing the same, a composite molded article using such a surface-treated aluminum material, and a method for producing the same.

上記課題を解決するためになされた発明は、ポリアミドを含有する樹脂と複合化するインサート成形用の表面処理アルミニウム材であって、アルミニウムを主成分とする基材と、この基材に直接又は下地膜を介して積層される樹脂膜とを備え、上記樹脂膜が、主成分として末端にヒドロキシル基又はアミノ基を有するポリエステルアミドを含有することを特徴とする。   The invention made in order to solve the above-mentioned problem is a surface-treated aluminum material for insert molding which is composited with a resin containing polyamide, and a base material containing aluminum as a main component, and directly or under the base material. A resin film laminated via a ground film, wherein the resin film contains, as a main component, a polyesteramide having a hydroxyl group or an amino group at a terminal.

当該表面処理アルミニウム材は、末端にヒドロキシル基又はアミノ基を有するポリエステルアミドを含有する樹脂膜を備えることで、ポリアミドを含有する樹脂(以下、単に「ポリアミド樹脂」ともいう。)との優れた接合性を発揮することができる。また、この樹脂層は、例えば上記ポリエステルアミドを含む塗工液の塗工により形成することができるので、形成が容易であり、当該表面処理アルミニウム材を大型化した場合も、生産性や経済性が良好である。   The surface-treated aluminum material is provided with a resin film containing a polyesteramide having a hydroxyl group or an amino group at a terminal, so that it is excellently bonded to a resin containing a polyamide (hereinafter, also simply referred to as a “polyamide resin”). It can demonstrate its properties. Further, since this resin layer can be formed by, for example, applying a coating solution containing the above-mentioned polyesteramide, it is easy to form, and even when the surface-treated aluminum material is enlarged, productivity and economic efficiency are improved. Is good.

当該表面処理アルミニウム材が上記下地膜を備え、この下地膜が、化成皮膜、メッキ皮膜又はこれらの組み合わせであることが好ましい。下地膜がこのような皮膜であることで、厳しい環境下でもポリアミド樹脂との優れた接合性を維持することができ、耐水性や耐湿性に優れ、高温環境や温度変化の激しい環境等でも良好な接合性を有する複合成形体を得ることができる。   It is preferable that the surface-treated aluminum material includes the above-described underlayer, and the underlayer is a chemical conversion coating, a plating coating, or a combination thereof. Since the base film is such a film, it can maintain excellent bonding properties with the polyamide resin even under severe environments, has excellent water resistance and moisture resistance, and is good even in a high temperature environment or an environment where temperature changes are severe. A composite molded article having excellent bonding properties can be obtained.

上記樹脂膜の平均厚みとしては、片面あたり10μm以上500μm以下が好ましい。樹脂膜の一層の平均厚みを上記範囲とすることで、より優れた接合性を発現することができる。   The average thickness of the resin film is preferably from 10 μm to 500 μm per side. By setting the average thickness of one layer of the resin film in the above range, more excellent bonding properties can be exhibited.

上記課題を解決するためになされた別の発明は、インサート成形によりポリアミドを含有する樹脂と複合化される表面処理アルミニウム材の製造方法であって、塗工液により、アルミニウムを主成分とする基材に直接又は下地膜を介して積層される樹脂膜を形成する工程を備え、上記塗工液が、主成分として末端にヒドロキシル基又はアミノ基を有するポリエステルアミドを含有することを特徴とする。   Another invention made in order to solve the above-mentioned problem is a method for producing a surface-treated aluminum material that is composited with a resin containing polyamide by insert molding, and the method comprises the steps of: A step of forming a resin film to be laminated on the material directly or via a base film, wherein the coating liquid contains a polyesteramide having a hydroxyl group or an amino group at a terminal as a main component.

当該製造方法によれば、基材の表面に特定のポリエステルアミドを含有する樹脂膜を形成することができ、ポリアミド樹脂との優れた接合性を有する表面処理アルミニウム材を得ることができる。また、当該製造方法は、塗工により樹脂膜を形成することができるので、大型の基材等に適用した場合も、生産性や経済性が良好である。   According to the production method, a resin film containing a specific polyesteramide can be formed on the surface of the base material, and a surface-treated aluminum material having excellent bonding properties with a polyamide resin can be obtained. In addition, since the manufacturing method can form a resin film by coating, even when applied to a large-sized base material or the like, productivity and economic efficiency are good.

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、アルミニウム部材とポリアミドを含有する樹脂との複合成形体であって、上記アルミニウム部材が、当該表面処理アルミニウム材であることを特徴とする。当該複合成形体は、アルミニウム部材として当該表面処理アルミニウム材を用いるため、ポリアミド樹脂との接合性に優れる。   Yet another invention made to solve the above problem is a composite molded article of an aluminum member and a resin containing polyamide, wherein the aluminum member is the surface-treated aluminum material. Since the composite molded body uses the surface-treated aluminum material as the aluminum member, the composite molded body is excellent in bonding property with the polyamide resin.

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、インサート成形により、アルミニウム部材とポリアミドを含有する樹脂とを複合成形する工程を備える複合成形体の製造方法であって、上記アルミニウム部材として当該表面処理アルミニウム材を用いることを特徴とする。当該製造方法によれば、アルミニウム部材とポリアミド樹脂との接合性に優れた複合成形体を得ることができる。   Yet another invention made in order to solve the above-mentioned problem is a method for manufacturing a composite molded body including a step of composite-molding an aluminum member and a resin containing polyamide by insert molding, wherein the aluminum member is used as the aluminum member. It is characterized by using a surface-treated aluminum material. According to the manufacturing method, it is possible to obtain a composite molded article having excellent bonding properties between the aluminum member and the polyamide resin.

上記複合成形工程の前に、上記表面処理アルミニウム材をプレス加工する工程をさらに備えることが好ましい。すなわち、この場合、例えば板状又はシート状の基材に表面処理を施した後、この表面処理アルミニウム材をプレス加工し、複合化することができる。これにより、大型部材の複合化も良好な生産性や経済性で行うことができる。   It is preferable that the method further includes a step of pressing the surface-treated aluminum material before the composite molding step. That is, in this case, for example, after a surface treatment is performed on a plate-shaped or sheet-shaped base material, the surface-treated aluminum material can be pressed and composited. This makes it possible to combine large members with good productivity and economy.

なお、ポリエステルアミドの「末端」とは、ポリエステルアミドの主鎖の末端をいう。「平均厚み」とは、任意の十点において測定した厚さの平均値をいう。また、「樹脂膜の片面あたりの平均厚み」とは、基材の一つの面側に積層された樹脂膜の平均厚みをいい、例えば、基材が板状等であり、かつ両面に樹脂膜が積層されている場合、各面に積層されたそれぞれ樹脂膜の平均厚みをいう。   The “terminal” of the polyesteramide refers to the terminal of the main chain of the polyesteramide. “Average thickness” refers to the average value of the thickness measured at any ten points. Further, the "average thickness per one side of the resin film" refers to the average thickness of the resin film laminated on one surface side of the substrate, for example, the substrate is a plate-like or the like, and the resin film on both sides Are laminated, this means the average thickness of the resin film laminated on each surface.

本発明の表面処理アルミニウム材及び複合成形体によれば、ポリアミド樹脂との優れた接合性を有し、大型部材とした場合も、生産性や経済性が良好である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the surface-treated aluminum material and composite molded article of this invention, it has the outstanding joining property with a polyamide resin, and also when it is made into a large member, productivity and economical efficiency are favorable.

本発明の一実施形態に係る表面処理アルミニウム材の断面図である。It is sectional drawing of the surface-treated aluminum material which concerns on one Embodiment of this invention. 図1の表面処理アルミニウム材を備える複合成形体の断面図である。It is sectional drawing of the composite molded object provided with the surface-treated aluminum material of FIG. 図3(A)は、実施例の複合成形体の平面図であり、図3(B)は、その側面図である。FIG. 3A is a plan view of the composite molded body of the example, and FIG. 3B is a side view thereof.

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る表面処理アルミニウム材、その製造方法、複合成形体及びその製造方法について詳説する。   Hereinafter, a surface-treated aluminum material according to an embodiment of the present invention, a method for manufacturing the same, a composite molded body, and a method for manufacturing the same will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

<表面処理アルミニウム材>
図1の表面処理アルミニウム材10は、アルミニウムを主成分とする基材11と、下地膜12と、樹脂膜13とをこの順に備える三層構造体である。樹脂膜13は、主成分として末端にヒドロキシル基又はアミノ基を有するポリエステルアミド(以下、「特定ポリエステルアミド」ともいう。)を含有する。表面処理アルミニウム材10は、インサート成形によりポリアミドを含有する樹脂と複合化される部材として、すなわち、ポリアミドを含有する樹脂と複合化するインサート成形用の部材として用いられる。当該表面処理アルミニウム材10は、上記特定ポリエステルアミドを含有する樹脂膜13を備えることで、ポリアミド樹脂との優れた接合性を発揮することができる。
<Surface treated aluminum material>
The surface-treated aluminum material 10 in FIG. 1 is a three-layer structure including a base material 11 containing aluminum as a main component, a base film 12, and a resin film 13 in this order. The resin film 13 contains, as a main component, a polyesteramide having a hydroxyl group or an amino group at a terminal (hereinafter, also referred to as “specific polyesteramide”). The surface-treated aluminum material 10 is used as a member to be composited with a resin containing polyamide by insert molding, that is, as a member for insert molding to be composited with a resin containing polyamide. By providing the surface-treated aluminum material 10 with the resin film 13 containing the specific polyesteramide, it is possible to exhibit excellent bonding properties with the polyamide resin.

基材11はアルミニウムを主成分とする。主成分とは質量基準で最も含有量が多い成分をいう。基材11におけるアルミニウムの含有量としては、80質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましい。基材11は、実質的にアルミニウム又はアルミニウム合金からなることが好ましい。このような基材11には、アルミニウム又はアルミニウム合金の他、本発明の効果に影響を与えない範囲で添加剤が含有されていてもよい。アルミニウム合金としては、Al−Mg系合金、Al−Mg−Si系合金、Al−Zn−Mg系合金、Al−Si系合金、Al−Cu系合金等を挙げることができる。   The base material 11 contains aluminum as a main component. The main component is a component having the largest content on a mass basis. The content of aluminum in the base material 11 is preferably 80% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more. It is preferable that the base material 11 is substantially made of aluminum or an aluminum alloy. Such a base material 11 may contain an additive in addition to aluminum or an aluminum alloy as long as the effects of the present invention are not affected. Examples of the aluminum alloy include an Al-Mg alloy, an Al-Mg-Si alloy, an Al-Zn-Mg alloy, an Al-Si alloy, and an Al-Cu alloy.

基材11は板状又はシート状である。基材11がシート状である場合、コイル状に形成されていてもよい。基材11がこのような形状であることで、生産性、量産性、取扱性などを高めることができる。   The substrate 11 has a plate shape or a sheet shape. When the base material 11 is in a sheet shape, it may be formed in a coil shape. When the base material 11 has such a shape, productivity, mass productivity, handleability, and the like can be improved.

基材11においては、ポリアミドと接合される側の面において、特段の粗面化処理を必要としない。例えば、基材11の表面は鏡面であってよい。また、基材11の表面の表面粗さRaの上限としては、5μmであってよく、1μmが好ましい。一方、この基材11の表面粗さRaの下限としては、例えば0.01μmとすることができる。なお、表面粗さRaは、JIS−B−0601(2001年)に準拠して、カットオフ値(λc)2.5mm、評価長さ(l)12.5mmで測定される算術平均粗さをいう。   In the substrate 11, the surface on the side to be bonded to the polyamide does not require any special roughening treatment. For example, the surface of the substrate 11 may be a mirror surface. The upper limit of the surface roughness Ra of the surface of the substrate 11 may be 5 μm, and preferably 1 μm. On the other hand, the lower limit of the surface roughness Ra of the substrate 11 can be, for example, 0.01 μm. The surface roughness Ra is an arithmetic mean roughness measured at a cutoff value (λc) of 2.5 mm and an evaluation length (l) of 12.5 mm in accordance with JIS-B-0601 (2001). Say.

下地膜12は、基材11の表面に積層されている。下地膜12は、好ましくは基材11表面への化成処理、メッキ処理又はこれらの組み合わせにより形成される。すなわち、下地膜12は、化成皮膜、メッキ皮膜又はこれらの組み合わせであることが好ましい。表面処理アルミニウム材が特に温度変化や湿度変化の激しくない環境下で使用される場合は、下地膜を備えていなくともポリアミド樹脂との良好な接合性が発揮される。しかし、温度変化や湿度変化の激しい環境下や、水濡れする環境下で使用される場合は、このようの下地膜12が形成されていることが好ましい。当該表面処理アルミニウム材10が下地膜12を備えることで、基材11と樹脂膜13との接合性が向上し、ひいては当該表面処理アルミニウム材10とポリアミド樹脂との密着性や接合耐久性を高めることができる。   The base film 12 is laminated on the surface of the base material 11. The base film 12 is preferably formed by a chemical conversion treatment, a plating treatment, or a combination thereof on the surface of the base material 11. That is, the base film 12 is preferably a chemical conversion film, a plating film, or a combination thereof. In the case where the surface-treated aluminum material is used in an environment in which temperature and humidity changes are not particularly severe, good bonding properties with a polyamide resin can be exhibited even without a base film. However, it is preferable that such a base film 12 is formed when used in an environment in which temperature changes and humidity changes drastically or in an environment where water is wet. Since the surface-treated aluminum material 10 includes the base film 12, the bonding property between the base material 11 and the resin film 13 is improved, and the adhesion and the bonding durability between the surface-treated aluminum material 10 and the polyamide resin are enhanced. be able to.

化成皮膜は、基材11表面への化成処理により形成される膜をいう。化成処理とは、一般的に、金属材料に処理剤を作用させて、金属材料の表面に安定な化合物を生成させる表面処理法である。化成処理としては、リン酸クロメート処理、クロム酸クロメート処理、酸化ジルコニウム処理、チタンジルコニウム処理、リン酸亜鉛処理等を挙げることができ、リン酸クロメート処理、クロム酸クロメート処理、酸化ジルコニウム処理及びチタンジルコニウム処理が好ましい。また、炭酸ナトリウム、クロム酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム等を主成分とする水溶液で処理する方法(EW法等)も好ましく、これらの中でもケイ酸ナトリウム水溶液で処理する方法がより好ましい。なお、これらの処理後、皮膜の密着性や耐食性等を高めるために、後処理剤(例えば、日本ペイント社の「サーフコートCM1706」、「サーフコート600H N−1」等)を用いた後処理をすることもできる。また、特殊な処理として、硫酸やフッ酸等で酸洗した後、アミノ基等を有するシランカップリング剤等で処理する化成処理方法も好ましい。これらの処理を行うことで、表面にヒドロキシル基やアミノ基が存在する下地膜12を形成することができる。   The chemical conversion film is a film formed by a chemical conversion treatment on the surface of the substrate 11. The chemical conversion treatment is generally a surface treatment method in which a treating agent acts on a metal material to generate a stable compound on the surface of the metal material. Examples of the chemical conversion treatment include a phosphoric acid chromate treatment, a chromate chromate treatment, a zirconium oxide treatment, a titanium zirconium treatment, a zinc phosphate treatment, and the like.The chromate phosphate treatment, a chromate chromate treatment, a zirconium oxide treatment, and a titanium zirconium treatment Processing is preferred. Further, a method of treating with an aqueous solution mainly containing sodium carbonate, sodium chromate, sodium silicate or the like (EW method or the like) is preferable, and among these, a method of treating with an aqueous solution of sodium silicate is more preferable. After these treatments, a post-treatment using a post-treatment agent (for example, “Surfcoat CM1706”, “Surfcoat 600H N-1”, etc., by Nippon Paint Co., Ltd.) to improve the adhesion and corrosion resistance of the film. You can also Further, as a special treatment, a chemical conversion treatment method in which after acid pickling with sulfuric acid, hydrofluoric acid, or the like, treatment with a silane coupling agent having an amino group or the like is also preferable. By performing these treatments, the base film 12 having a hydroxyl group or an amino group on the surface can be formed.

メッキ皮膜は、基材11表面へのメッキ処理により形成される膜をいう。メッキ処理とは、一般的に、酸化還元反応を利用して、金属皮膜を形成する表面処理法である。メッキ処理としては、亜鉛メッキ、クロムメッキ等の電解メッキや、無電解スズメッキ、無電解ニッケルメッキ等の無電解メッキなどを挙げることができる。   The plating film refers to a film formed by plating the surface of the substrate 11. The plating treatment is generally a surface treatment method for forming a metal film using an oxidation-reduction reaction. Examples of the plating treatment include electrolytic plating such as zinc plating and chromium plating, and electroless plating such as electroless tin plating and electroless nickel plating.

化成処理及びメッキ処理は公知の方法で行うことができる。なお、化成処理及びメッキ処理は、複数種の処理を組み合わせて行ってもよい。   The chemical conversion treatment and the plating treatment can be performed by known methods. Note that the chemical conversion treatment and the plating treatment may be performed by combining a plurality of types of treatments.

このような処理により形成された下地膜12においては、好ましくは表面にヒドロキシル基やアミノ基等の極性基が露出する。すなわち、下地膜12は、表面(樹脂膜13と接する面)に極性基が存在する膜であることが好ましい。この下地膜12の表面におけるヒドロキシル基やアミノ基等の存在により、上記特定ポリエステルアミドを含有する樹脂膜13との接合性、ひいては当該表面処理アルミニウム材10とポリアミド樹脂との接合性がより高まる。   In the base film 12 formed by such a treatment, a polar group such as a hydroxyl group or an amino group is preferably exposed on the surface. That is, the base film 12 is preferably a film having a polar group on the surface (the surface in contact with the resin film 13). Due to the presence of a hydroxyl group or an amino group on the surface of the base film 12, the bondability with the resin film 13 containing the specific polyesteramide and the bondability between the surface-treated aluminum material 10 and the polyamide resin are further improved.

下地膜12の平均厚みとしては特に限定されないが、例えば10nm以上10μm以下とすることができる。下地膜12の平均厚みを上記範囲とすることで、接合性をより高めることができる。   The average thickness of the base film 12 is not particularly limited, but may be, for example, 10 nm or more and 10 μm or less. By setting the average thickness of the base film 12 within the above range, the bonding property can be further improved.

樹脂膜13は、基材11の表面に下地膜12を介して積層されている。樹脂膜13は、主成分として、上記特定ポリエステルアミドを含有する。このように、末端に極性の大きいヒドロキシル基又はアミノ基を有するポリエステルアミドを用いることで、当該表面処理アルミニウム材10は、ポリアミド樹脂との良好な接合性を発揮することができる。主成分とは、質量基準で最も含有量が多い成分をいう。樹脂膜13における上記特定ポリエステルアミドの含有量としては、80質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましい。   The resin film 13 is laminated on the surface of the base material 11 with the base film 12 interposed therebetween. The resin film 13 contains the above-mentioned specific polyesteramide as a main component. As described above, by using a polyesteramide having a hydroxyl group or an amino group having a large polarity at the terminal, the surface-treated aluminum material 10 can exhibit good bonding properties with a polyamide resin. The main component is a component having the largest content on a mass basis. The content of the specific polyesteramide in the resin film 13 is preferably 80% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more.

上記特定ポリエステルアミドは、ポリエステル成分(ハードセグメント)と、ポリアミド成分(ソフトセグメント)とがアミド結合又はエステル結合により結合したブロック共重合体である。ポリエステル成分は、通常、ジカルボン酸成分とジオール成分との重合体として形成される。ジカルボン酸成分としては、例えば植物油脂肪酸から誘導されるダイマー酸成分を挙げることができる。ポリアミド成分は、通常、ジカルボン酸成分とジアミン成分との重合体として形成される。ジカルボン酸成分としては、ダイマー酸成分やその他の二塩基酸成分等を挙げることができ、ダイマー酸成分と短鎖の二塩基酸成分とを含有していることが好ましい。なお、上記特定ポリエステルアミドは、本発明の効果を阻害しない範囲で、ポリエステルアミド成分及びポリアミド成分以外の他の成分を含有していてもよい。   The specific polyesteramide is a block copolymer in which a polyester component (hard segment) and a polyamide component (soft segment) are bonded by an amide bond or an ester bond. The polyester component is usually formed as a polymer of a dicarboxylic acid component and a diol component. Examples of the dicarboxylic acid component include a dimer acid component derived from a vegetable oil fatty acid. The polyamide component is usually formed as a polymer of a dicarboxylic acid component and a diamine component. Examples of the dicarboxylic acid component include a dimer acid component and other dibasic acid components. The dicarboxylic acid component preferably contains a dimer acid component and a short-chain dibasic acid component. The specific polyesteramide may contain components other than the polyesteramide component and the polyamide component as long as the effects of the present invention are not impaired.

上記特定ポリエステルアミドとしては、例えばT&K TOKA社の「TPAE−617」、「TPAE−617C」等の市販品を用いることができる。   As the specific polyesteramide, commercially available products such as "TPAE-617" and "TPAE-617C" of T & K TOKA can be used.

樹脂膜13には、上記特定ポリエステルアミド以外の成分が含有されていてもよい。この他の成分としては、上記特定ポリエステルアミド以外のポリエステルアミドや、他の樹脂、添加剤等を挙げることができる。   The resin film 13 may contain components other than the specific polyesteramide. Examples of the other components include polyesteramides other than the above-mentioned specific polyesteramide, other resins, additives, and the like.

樹脂膜13の平均厚みの下限としては、10μmが好ましく、20μmがより好ましく、30μmがさらに好ましい。樹脂膜13の平均厚みを上記下限以上とすることで、より良好な接合性を発現させることができる。一方、この上限としては、例えば500μmであり、100μmが好ましい。樹脂膜13の平均厚みが上記上限を超えると、使用する樹脂量の増加などにより、生産性や経済性が低下する場合がある。   The lower limit of the average thickness of the resin film 13 is preferably 10 μm, more preferably 20 μm, and still more preferably 30 μm. By setting the average thickness of the resin film 13 to be equal to or more than the above lower limit, better bonding properties can be exhibited. On the other hand, the upper limit is, for example, 500 μm, and preferably 100 μm. If the average thickness of the resin film 13 exceeds the above upper limit, productivity and economic efficiency may decrease due to an increase in the amount of resin used.

<表面処理アルミニウム材の製造方法>
表面処理アルミニウム材10を製造する方法は特に限定されないが、以下の方法により好適に製造することができる。すなわち、本発明の一実施形態に係る表面処理アルミニウム材10の製造方法は、塗工液により、基材11に下地膜12を介して積層される樹脂膜13を形成する工程を備え、上記塗工液が、主成分として末端にヒドロキシル基又はアミノ基を有するポリエステルアミドを含有することを特徴とする。
<Production method of surface-treated aluminum material>
The method for producing the surface-treated aluminum material 10 is not particularly limited, but it can be suitably produced by the following method. That is, the method for manufacturing the surface-treated aluminum material 10 according to one embodiment of the present invention includes a step of forming a resin film 13 laminated on the base material 11 via the base film 12 by using a coating liquid. The working fluid is characterized by containing a polyesteramide having a hydroxyl group or an amino group at a terminal as a main component.

下地膜12の形成は、上述のように化成処理、メッキ処理等により行うことができる。なお、下地膜12の形成の前に、基材11表面に対して脱脂処理を行うことが好ましい。   The formation of the base film 12 can be performed by a chemical conversion treatment, a plating treatment, or the like as described above. It is preferable that a degreasing treatment is performed on the surface of the base material 11 before the formation of the base film 12.

上記塗工液は、主成分として上記特定ポリエステルアミドを含有する。ここで、塗工液の主成分とは、固形分において、質量基準で最も含有量が多い成分をいう。固形分とは、溶媒以外の成分をいう。なお、上記特定ポリエステルアミドは、非芳香族系有機溶媒及び芳香族系有機溶媒に対して良好な溶解性を示す。   The coating liquid contains the specific polyesteramide as a main component. Here, the main component of the coating liquid refers to a component having the largest content on a mass basis in the solid content. The solid content refers to components other than the solvent. In addition, the above-mentioned specific polyesteramide shows good solubility in non-aromatic organic solvents and aromatic organic solvents.

上記塗工液の溶媒としては、非芳香族有機溶媒として、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール等の炭素数1〜8のアルコール、シクロヘキサノン等の炭素数3〜8のケトン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン等の炭素数3〜8のアミド化合物を挙げることができる。これらの中でも、イソプロパノール、シクロヘキサノン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド及びN−メチル−2−ピロリドンが、特定ポリエステルアミドの溶解性の点から好ましい。また、溶解性の点から、シクロヘキサン/n−プロパノール、シクロヘキサノン/n−プロパノール、イソプロパノール/ヘキサンなどといった混合溶媒も好ましい。   Examples of the solvent of the coating liquid include non-aromatic organic solvents such as ethanol, n-propanol, isopropanol and alcohols having 1 to 8 carbon atoms such as n-butanol, ketones having 3 to 8 carbon atoms such as cyclohexanone and dimethylacetamide. , Dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like. Among these, isopropanol, cyclohexanone, dimethylacetamide, dimethylformamide and N-methyl-2-pyrrolidone are preferred from the viewpoint of solubility of the specific polyesteramide. Further, from the viewpoint of solubility, mixed solvents such as cyclohexane / n-propanol, cyclohexanone / n-propanol, and isopropanol / hexane are also preferable.

上記塗工液の溶媒としては、芳香族系溶媒として、トルエンや、キシレン等を挙げることができる。また、芳香族系溶媒と非芳香族系溶媒との混合溶媒も好ましい。芳香族系溶媒と混合される非芳香族系溶媒としては、上述したアルコール、ケトン、アミド化合物等を挙げることができる。溶解性の良好な混合溶媒としては、トルエンとメタノール又はイソプロパノールとの混合溶媒、キシレンとn−ブタノールとの混合溶媒などを挙げることができる。   Examples of the solvent for the coating liquid include toluene and xylene as aromatic solvents. Further, a mixed solvent of an aromatic solvent and a non-aromatic solvent is also preferable. Examples of the non-aromatic solvent mixed with the aromatic solvent include the above-mentioned alcohols, ketones, and amide compounds. Examples of the mixed solvent having good solubility include a mixed solvent of toluene and methanol or isopropanol, and a mixed solvent of xylene and n-butanol.

なお、上記特定ポリエステルアミドは、加熱還流させながら、溶媒に溶解してもよい。この際の加熱還流温度は、溶媒種に応じて適宜設定されるが、例えば80℃以上150℃以下とすることができる。   The specific polyesteramide may be dissolved in a solvent while heating and refluxing. The heating and reflux temperature at this time is appropriately set according to the type of the solvent, and may be, for example, 80 ° C. or more and 150 ° C. or less.

上記塗工液における固形分濃度又は上記特定ポリエステルアミドの濃度としては、例えば5質量%以上40質量%以下とすることができる。   The solid content concentration or the specific polyesteramide concentration in the coating liquid can be, for example, 5% by mass or more and 40% by mass or less.

上記塗工液の塗工は、例えば公知のロールコーティング設備等を用いて公知の方法により行うことができる。なお、塗工液の塗工には、塗工液への基材11の浸漬や、塗工液の噴霧なども含まれる。塗工後、好ましくは加熱炉等を用いて塗膜を加熱乾燥させることにより樹脂膜13が形成される。乾燥の際の加熱温度としては、用いる装置や溶媒種等によって適宜調整されるが180℃以上が好ましい。加熱温度の上限としては、例えば240℃とすることができる。   The coating of the coating liquid can be performed by a known method using, for example, a known roll coating equipment. The application of the coating liquid includes immersion of the base material 11 in the coating liquid, spraying of the coating liquid, and the like. After coating, the resin film 13 is preferably formed by heating and drying the coating film using a heating furnace or the like. The heating temperature at the time of drying is appropriately adjusted depending on the apparatus used, the type of solvent, and the like, but is preferably 180 ° C. or higher. The upper limit of the heating temperature can be, for example, 240 ° C.

当該製造方法は、塗工により樹脂膜13を形成することができるので、大型の基材11に適用した場合も、生産性、量産性、経済性等に優れる。例えば、基材11がシート状である場合、樹脂膜13を形成後にコイル状にすることができ、あるいはコイル状の基材11を塗工液に浸漬して樹脂膜13を形成することもできる。   According to the manufacturing method, since the resin film 13 can be formed by coating, even when applied to the large-sized base material 11, it is excellent in productivity, mass productivity, economy, and the like. For example, when the base material 11 is in a sheet shape, the resin film 13 can be formed into a coil shape after being formed, or the coil-shaped base material 11 can be immersed in a coating liquid to form the resin film 13. .

<複合成形体>
図2の複合成形体20は、表面処理アルミニウム材10と、ポリアミドを含有する樹脂(ポリアミド樹脂)から形成されたポリアミド樹脂部21とを備える。複合成形体20は、アルミニウム部材(表面処理アルミニウム材10)とポリアミド樹脂との複合成形体である。当該複合積層体は、通常、インサート成形により成形される。当該複合成形体は、アルミニウム部材として当該表面処理アルミニウム材10が用いられているため、ポリアミド樹脂との接合性が良好である。
<Composite molded body>
2 includes a surface-treated aluminum material 10 and a polyamide resin portion 21 formed of a resin containing polyamide (polyamide resin). The composite molded body 20 is a composite molded body of an aluminum member (the surface-treated aluminum material 10) and a polyamide resin. The composite laminate is usually formed by insert molding. Since the composite molded body uses the surface-treated aluminum material 10 as an aluminum member, the composite molded body has good bondability with a polyamide resin.

図2の表面処理アルミニウム材10は、図1の表面処理アルミニウム材10と同様なので、同一番号を付して説明を省略する。   The surface-treated aluminum material 10 of FIG. 2 is the same as the surface-treated aluminum material 10 of FIG.

ポリアミド樹脂部21は、表面処理アルミニウム材10の樹脂膜13の表面に積層されている。ポリアミド樹脂部21は、インサート成形の際に射出されるポリアミド樹脂から形成されている。上記ポリアミド樹脂に含有されるポリアミドとしては、市販の射出成形用のポリアミドを用いることができる。上記ポリアミドとしては、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリアミドエラストマー、これらの混合物、これらの共重合体ポリアミド等が挙げられ、脂肪族ポリアミドが好ましい。また、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン46、ナイロン610、ナイロン612及びナイロン12が好ましく、ナイロン6及びナイロン66がより好ましい。   The polyamide resin portion 21 is laminated on the surface of the resin film 13 of the surface-treated aluminum material 10. The polyamide resin portion 21 is formed from a polyamide resin injected during insert molding. As the polyamide contained in the polyamide resin, a commercially available polyamide for injection molding can be used. Examples of the polyamide include an aliphatic polyamide, an aromatic polyamide, a polyamide elastomer, a mixture thereof, and a copolymer polyamide thereof, and an aliphatic polyamide is preferable. Further, nylon 6, nylon 66, nylon 46, nylon 610, nylon 612 and nylon 12 are preferred, and nylon 6 and nylon 66 are more preferred.

ポリアミド樹脂部21には、充填剤が含有されていることが好ましい。充填剤により、表面処理アルミニウム材10とポリアミド樹脂部21との線膨張率差が調整され、またポリアミド樹脂部21の機械的強度を高めることができる。充填剤の含有量としては、ポリアミド100質量部に対して10質量部以上150質量部以下が好ましい。充填剤としては、繊維状充填剤、板状充填剤、粒状充填剤等を挙げることができる。繊維状充填剤としては、例えばガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等が挙げられる。例えばガラス繊維としては、平均繊維径が5μm以上15μm以下のチョップドストランド等が挙げられる。板状又は粒状充填剤としては、例えばタルク、マイカ、ガラスフレーク、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、シリカ等が挙げられる。   It is preferable that the polyamide resin portion 21 contains a filler. By the filler, the difference in linear expansion coefficient between the surface-treated aluminum material 10 and the polyamide resin portion 21 can be adjusted, and the mechanical strength of the polyamide resin portion 21 can be increased. The content of the filler is preferably from 10 parts by mass to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyamide. Examples of the filler include a fibrous filler, a plate-like filler, and a granular filler. Examples of the fibrous filler include glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber. For example, the glass fibers include chopped strands having an average fiber diameter of 5 μm or more and 15 μm or less. Examples of the plate-like or granular filler include talc, mica, glass flake, calcium carbonate, barium sulfate, silica and the like.

ポリアミド樹脂部21には、ポリアミド及び充填剤以外の他の成分がさらに含有されていてもよい。この他の成分としては、ポリアミド以外の重合体や充填剤以外の添加剤を挙げることができる。但し、ポリアミド樹脂部21におけるポリアミド及び充填剤以外の成分の含有量は20質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましい。他の成分の含有量が多くなると、表面処理アルミニウム材10との接合性が低下する場合がある。   The polyamide resin portion 21 may further contain components other than the polyamide and the filler. Other components include polymers other than polyamides and additives other than fillers. However, the content of components other than the polyamide and the filler in the polyamide resin portion 21 is preferably 20% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less. When the content of other components increases, the bondability with the surface-treated aluminum material 10 may decrease.

<複合成形体の製造方法>
複合成形体20は、以下の方法により好適に製造することができる。すなわち、本発明の一実施形態に係る複合成形体20の製造方法は、インサート成形により、アルミニウム部材とポリアミド樹脂とを複合成形する工程を備える複合成形体の製造方法であって、上記アルミニウム部材として当該表面処理アルミニウム材10を用いることを特徴とする。当該製造方法においては、インサート成形の際に射出されるポリアミド樹脂によりポリアミド樹脂部21が形成される。当該製造方法において、アルミニウム部材として、当該表面処理アルミニウム材10を用いること以外は、従来公知のインサート成形と同様に行うことができる。
<Method for producing composite molded article>
The composite molded body 20 can be suitably manufactured by the following method. That is, the method of manufacturing the composite molded body 20 according to one embodiment of the present invention is a method of manufacturing a composite molded body including a step of composite-molding an aluminum member and a polyamide resin by insert molding. The surface-treated aluminum material 10 is used. In the manufacturing method, the polyamide resin portion 21 is formed by the polyamide resin injected during insert molding. In the said manufacturing method, except having used the said surface-treated aluminum material 10 as an aluminum member, it can be performed like the conventionally well-known insert molding.

上記複合成形工程の前に、上記表面処理アルミニウム材10をプレス加工する工程をさらに備えることが好ましい。すなわち、例えば板状又はシート状の基材11を用いて表面処理アルミニウム材10を得て、この表面処理アルミニウム材10をプレス加工した後、インサート成形により複合成形体を得ることが好ましい。このような工程で複合成形体を製造することで、プレス加工されたアルミニウム材に対して表面処理を行う必要がなくなる。従って、これにより、複雑な形状の大型複合成形体の製造も効率的に行うことができる。   It is preferable that the method further includes a step of pressing the surface-treated aluminum material 10 before the composite molding step. That is, for example, it is preferable to obtain the surface-treated aluminum material 10 using the plate-shaped or sheet-shaped base material 11, press-process the surface-treated aluminum material 10, and then obtain a composite molded body by insert molding. By manufacturing the composite molded body in such a process, it is not necessary to perform a surface treatment on the pressed aluminum material. Accordingly, this allows efficient production of a large-sized composite molded article having a complicated shape.

なお、プレス加工後、プレス加工で用いられ表面処理アルミニウム材10に付着したプレス油等の油分は、脱脂等により複合成形工程の前に除去することが必要となる。ここで、プレス加工の際に、揮発性のプレス油を用いることが好ましい。揮発性のプレス油を用いることで、室温での放置又は加熱により油分を除去することができ、脱脂工程の省略及びコストダウンを図ることができる。   After the press working, the oil component such as press oil that has been used in the press working and adhered to the surface-treated aluminum material 10 needs to be removed by degreasing or the like before the composite forming step. Here, at the time of press working, it is preferable to use volatile press oil. By using a volatile press oil, the oil component can be removed by leaving at room temperature or heating, and the degreasing step can be omitted and the cost can be reduced.

当該複合成形体の製造方法によれば、このように表面処理アルミニウム材10を用いてポリアミド樹脂との複合化を行うため、接合性に優れる複合成形体を得ることができる。従って、当該複合成形体の製造方法によれば、接着剤接合、ボルト止め、アルミニウム材表面の粗面化処理等を不要とし、生産性、量産性、経済性等を高めることができる。   According to the method for manufacturing a composite molded article, since the composite with the polyamide resin is formed using the surface-treated aluminum material 10 in this manner, a composite molded article having excellent bonding properties can be obtained. Therefore, according to the method for manufacturing a composite molded article, adhesive bonding, bolting, surface roughening treatment of the aluminum material, and the like are not required, and productivity, mass productivity, economy, and the like can be improved.

<他の実施形態>
本発明の表面処理アルミニウム材及びその製造方法、並びに複合成形体及びその製造方法は、上記実施の形態に限定されるものでは無い。例えば、表面処理アルミニウム材において、下地膜は形成されていなくてもよく、基材に直接、樹脂膜が積層されていてもよい。この場合、基材に上記特定ポリエステルアミドを含む塗工液を塗工することにより表面処理アルミニウム材を得ることができる。また、樹脂膜及び下地膜は、基材の一方の面の一部のみに積層されていてもよいし、両面あるいは全面に積層されていてもよい。さらに、基材は、板状又はシート状以外の、例えばプレス加工等がなされた複雑な形状のものであってもよい。
<Other embodiments>
The surface-treated aluminum material of the present invention and the method for producing the same, and the composite molded article and the method for producing the same are not limited to the above embodiments. For example, in a surface-treated aluminum material, a base film may not be formed, and a resin film may be directly laminated on a base material. In this case, a surface-treated aluminum material can be obtained by applying a coating solution containing the specific polyesteramide to the substrate. Further, the resin film and the base film may be laminated on only a part of one surface of the base material, or may be laminated on both surfaces or the whole surface. Further, the base material may have a complicated shape other than the plate shape or the sheet shape, for example, a pressed shape or the like.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは無い。   Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
縦300mm、横200mm、厚さ1mmのアルミニウム材(JIS−H−4000(2014年)のA5052P−H34)を脱脂した後、日本ペイント社の「アルサーフ401KB−2(主剤)及びアルサーフ45KB(副剤)」を用いてリン酸クロメート処理(Cr:15mg/m)を実施した。トルエンとイソプロパノールとを等量混合した溶媒に、30質量%の固形分量となるように、ヒドロキシル基末端を有するポリエステルアミドペレット(T&K TOKA社の「TPAE−617」)を攪拌しながら120℃で加熱還流溶解させた後、室温まで冷却し、塗工液を得た。この塗工液をバーコート法により、リン酸クロメート処理した上記アルミニウム材の表面に塗工した。次いで、185℃、120秒で焼付け、平均厚み30μmの樹脂膜が形成された表面処理アルミニウム材が得られた。
<Example 1>
After degreasing an aluminum material (A5052P-H34 of JIS-H-4000 (2014)) having a length of 300 mm, a width of 200 mm and a thickness of 1 mm, Nippon Paint Co., Ltd.'s "Alsurf 401KB-2 (main agent) and Alsurf 45KB (adjuvant agent) )) "To perform a phosphoric acid chromate treatment (Cr: 15 mg / m 2 ). A polyester amide pellet having a hydroxyl group terminal ("TPAE-617" manufactured by T & K TOKA) is heated at 120 ° C with stirring in a solvent obtained by mixing equal amounts of toluene and isopropanol so as to have a solid content of 30% by mass. After dissolution under reflux, the mixture was cooled to room temperature to obtain a coating liquid. This coating solution was applied to the surface of the aluminum material treated with phosphoric acid chromate by a bar coating method. Next, baking was performed at 185 ° C. for 120 seconds to obtain a surface-treated aluminum material on which a resin film having an average thickness of 30 μm was formed.

次いで、以下の方法により図3に示す評価試験片としての複合成形体30を得た。型締め力が55トンの射出成形機(日本製鋼所社の「JSW J55EL II」)を用いて、可動側金型板に25mm幅×100mm長×1mm厚の表面処理アルミニウム材31が設置できる型形状、及び固定側金型板に23mm幅×100mm長×3mm厚の射出樹脂(ポリアミド樹脂部32)が貼型できる型形状を作製した。一方、先の工程にて得られた表面処理アルミニウム材を25mm幅×100mm長に切断した。これを可動側金型に設置し、可動型金型と固定側金型とを締め合わせた。次いで、90℃で3時間予め除湿した射出成型用ポリアミド樹脂(ナイロン6:東レ社の「アミランCM1011G−30」:ガラス繊維30質量%含有)を射出し、図3に示す表面処理アルミニウム材31とポリアミド樹脂部32とからなる評価試験片としての複合成形体30を得た。射出条件としては、成形機側の樹脂溶融温度260℃、金型温度75℃、射出樹脂圧150MPa、射出保圧45MPa、保圧時間10秒、冷却時間18秒とした。   Next, a composite molded body 30 as an evaluation test piece shown in FIG. 3 was obtained by the following method. Using a 55-ton injection molding machine (“JSW J55EL II” manufactured by Nippon Steel Works), a mold capable of installing a surface-treated aluminum material 31 of 25 mm width × 100 mm length × 1 mm thickness on a movable mold plate. A shape and a mold shape capable of pasting an injection resin (polyamide resin part 32) having a width of 23 mm × 100 mm length × 3 mm thickness on a fixed mold plate were prepared. On the other hand, the surface-treated aluminum material obtained in the previous step was cut into a width of 25 mm and a length of 100 mm. This was set in the movable mold, and the movable mold and the fixed mold were tightened. Next, a polyamide resin for injection molding (nylon 6: “Amilan CM1011G-30” manufactured by Toray Industries, Inc .: containing 30% by mass of glass fiber) which was previously dehumidified at 90 ° C. for 3 hours was injected, and the surface-treated aluminum material 31 shown in FIG. A composite molded body 30 as an evaluation test piece including the polyamide resin portion 32 was obtained. The injection conditions were a resin melting temperature of 260 ° C. on the molding machine side, a mold temperature of 75 ° C., an injection resin pressure of 150 MPa, an injection holding pressure of 45 MPa, a holding time of 10 seconds, and a cooling time of 18 seconds.

<実施例2>
ヒドロキシル基末端を有するポリエステルアミドペレット(T&K TOKA社の「TPAE−617」)を、アミノ基末端を有するポリエステルアミドペレット(T&K TOKA社の「TPAE−617C」)に替えたこと以外は実施例1と同様にして、表面処理アルミニウム材、及び評価試験片としての複合成形体を得た。
<Example 2>
Example 1 except that the polyesteramide pellet having a hydroxyl group terminal (“TPAE-617” manufactured by T & K TOKA) was replaced with a polyesteramide pellet having an amino group terminal (“TPAE-617C” manufactured by T & K TOKA). Similarly, a surface-treated aluminum material and a composite molded article as an evaluation test piece were obtained.

<実施例3>
縦300mm、横200mm、厚さ1mmのアルミニウム材(JIS−H−4000(2014年)のA5052P−H34)を、硫酸とフッ酸の混合溶液で脱脂した後、0.12%の濃度に調整されたケイ酸ナトリウム水溶液に浸漬(約10秒間)後、乾燥した。その後、そのアルミニウム材を日本ペイント社の「サーフコートCM1706」の溶液に浸漬(約10秒間)した後、乾燥して下地膜を有するアルミニウム材を得た。その後、実施例1と同様に、トルエンとイソプロパノールとを等量混合した溶媒に、30質量%の固形分量となるように、ヒドロキシル基末端を有するポリエステルアミドペレット(T&K TOKA社の「TPAE−617」)を攪拌しながら120℃で加熱還流溶解させた後、室温まで冷却し、塗工液を得た。この塗工液をバーコート法により、化成処理した上記アルミニウム材の表面に塗工した。次いで、185℃、120秒で焼付け、平均厚み30μmの樹脂膜が形成された表面処理アルミニウム材が得られた。次いで、この表面処理アルミニウム材を用いて、実施例1と同様に評価試験片としての複合成形体を得た。
<Example 3>
A 300 mm long, 200 mm wide, 1 mm thick aluminum material (A5052P-H34 of JIS-H-4000 (2014)) was degreased with a mixed solution of sulfuric acid and hydrofluoric acid, and then adjusted to a concentration of 0.12%. After being immersed (about 10 seconds) in the aqueous sodium silicate solution, it was dried. Thereafter, the aluminum material was immersed (about 10 seconds) in a solution of “Surfcoat CM1706” manufactured by Nippon Paint Co., Ltd., and dried to obtain an aluminum material having a base film. Then, in the same manner as in Example 1, a polyesteramide pellet having a hydroxyl group terminal (“TPAE-617” manufactured by T & K TOKA) was added to a solvent obtained by mixing equal amounts of toluene and isopropanol so as to have a solid content of 30% by mass. Was heated and refluxed at 120 ° C. with stirring, and then cooled to room temperature to obtain a coating liquid. This coating liquid was applied to the surface of the above-mentioned chemical conversion-treated aluminum material by a bar coating method. Next, baking was performed at 185 ° C. for 120 seconds to obtain a surface-treated aluminum material on which a resin film having an average thickness of 30 μm was formed. Next, using this surface-treated aluminum material, a composite molded body as an evaluation test piece was obtained in the same manner as in Example 1.

<実施例4>
ヒドロキシル基末端を有するポリエステルアミドペレット(T&K TOKA社の「TPAE−617」)を、アミノ基末端を有するポリエステルアミドペレット(T&K TOKA社の「TPAE−617C」)に替えたこと以外は実施例3と同様にして、表面処理アルミニウム材、及び評価試験片としての複合成形体を得た。
<Example 4>
Example 3 except that the polyesteramide pellet having a hydroxyl group terminal (“TPAE-617” manufactured by T & K TOKA) was replaced by a polyesteramide pellet having an amino group terminal (“TPAE-617C” manufactured by T & K TOKA). Similarly, a surface-treated aluminum material and a composite molded article as an evaluation test piece were obtained.

<比較例1>
リン酸クロメート処理されたアルミニウム材をそのまま用い、樹脂膜を形成しなかったこと以外は実施例1と同様にして、インサート成形による複合成形体の成形を試みた。しかし、アルミニウム材とポリアミドとは接合しなかった。
<Comparative Example 1>
The molding of the composite molded body by insert molding was attempted in the same manner as in Example 1 except that the aluminum material subjected to the phosphoric acid chromate treatment was used as it was, and the resin film was not formed. However, the aluminum material and the polyamide were not joined.

<比較例2>
トルエンとイソプロパノールとを等量混合した溶媒に、25質量%の固形分量となるように、官能基末端を有さないポリエーテルエステルアミドペレット(T&K TOKA社の「TPAE−32」)を攪拌しながら120℃で加熱還流溶解させた。その後、室温まで冷却し、塗工液を得て、この塗工液を用いた。この点以外は実施例1と同様にして、表面処理アルミニウム材、及び評価試験片としての複合成形体を得た。
<Comparative Example 2>
In a solvent in which toluene and isopropanol are mixed in equal amounts, a polyetheresteramide pellet having no functional group terminal ("TPAE-32" manufactured by T & K TOKA) is stirred with a solid content of 25% by mass while stirring. The mixture was dissolved by heating at 120 ° C. under reflux. Thereafter, the mixture was cooled to room temperature to obtain a coating liquid, and this coating liquid was used. Except for this point, a surface-treated aluminum material and a composite molded article as an evaluation test piece were obtained in the same manner as in Example 1.

<比較例3>
トルエンとイソプロパノールとを等量混合した溶媒に、25質量%の固形分量となるように、官能基末端を有さないポリエーテルエステルアミドペレット(T&K TOKA社の「PA−201」)を攪拌しながら120℃で加熱還流溶解させた。その後、室温まで冷却し、塗工液を得て、この塗工液を用いた。この点以外は実施例1と同様にして、表面処理アルミニウム材、及び評価試験片としての複合成形体を得た。
<Comparative Example 3>
In a solvent in which toluene and isopropanol are mixed in an equal amount, a polyetheresteramide pellet having no functional group terminal (“PA-201” manufactured by T & K TOKA) is stirred so as to have a solid content of 25% by mass. The mixture was dissolved by heating at 120 ° C. under reflux. Thereafter, the mixture was cooled to room temperature to obtain a coating liquid, and this coating liquid was used. Except for this point, a surface-treated aluminum material and a composite molded article as an evaluation test piece were obtained in the same manner as in Example 1.

<評価方法>
得られた評価試験片としての複合成形体に対して、常温下で引張試験を行った。引張試験は、引張試験機を用い、評価試験片を長手方向に破断するまで引っ張ることによって行った。破断時の荷重と接合面積とから引張剪断強度を算出した。引張試験機は、インストロンジャパンリミテッド社の万能試験機「3369型」を用いた。また、引張速度を100mm/分とし、各試験について試験数n=5で実施し、最小値と最大値とを省いた3つの平均値を引張剪断強度とした。但し、比較例1については、射出接合ができなかったため、この試験を行っていない。
<Evaluation method>
A tensile test was performed at room temperature on the obtained composite molded body as an evaluation test piece. The tensile test was performed using a tensile tester by pulling the evaluation test piece until it was broken in the longitudinal direction. The tensile shear strength was calculated from the load at break and the joint area. As the tensile tester, a universal tester “3369 type” manufactured by Instron Japan Limited was used. In addition, the tensile speed was set to 100 mm / min, and each test was performed with the number of tests n = 5, and the average of three values excluding the minimum value and the maximum value was defined as the tensile shear strength. However, this test was not performed for Comparative Example 1 because injection joining was not performed.

また、常温下での初期の引張剪断強度の測定の他に、以下の環境負荷での引張試験を実施し、引張剪断強度を測定した。但し、比較例1については、射出接合ができなかったため、これらの環境負荷試験を行っていない。
1)温水浸漬:70℃の蒸留水中に200時間浸漬後に引張試験を行った。
2)恒温恒湿:85℃−85%相対湿度で、500時間放置した後に引張試験を行った。
3)冷熱サイクル:−20℃×7時間と120℃×17時間(切り替え時間1分)とを5サイクル繰り返した後に引張試験を行った。
4)80℃雰囲気下:80℃雰囲気下で引張試験を行った。
In addition to the measurement of the initial tensile shear strength at room temperature, a tensile test under the following environmental load was performed to measure the tensile shear strength. However, since the injection joining was not performed for Comparative Example 1, these environmental impact tests were not performed.
1) Immersion in warm water: A tensile test was performed after immersion in distilled water at 70 ° C. for 200 hours.
2) Constant temperature / humidity: A tensile test was performed after leaving at 500C-85% relative humidity for 500 hours.
3) Cooling / heating cycle: Ten cycles were performed after repeating -20 ° C. × 7 hours and 120 ° C. × 17 hours (switching time: 1 minute) for 5 cycles.
4) At 80 ° C atmosphere: A tensile test was performed at 80 ° C atmosphere.

また、常温下での引張試験において、破断状況を観察した。樹脂部分で破断している、すなわちアルミニウム材に射出樹脂残りがある場合をA、アルミニウム材と樹脂部分との界面で剥離している、すなわちアルミニウム材に射出樹脂残りが無い場合をBとして評価した。なお、比較例1については、射出接合ができなかったため、破断状況の観察を行っていない。   In a tensile test at room temperature, the state of breakage was observed. The case where the resin part was broken, that is, the aluminum material had an injection resin residue, was evaluated as A, and the case where the aluminum material was separated at the interface between the aluminum material and the resin part, that is, the aluminum material had no injection resin residue, was evaluated as B. . In addition, about the comparative example 1, since injection joining was not able to be performed, the observation of the breaking state was not performed.

以上の各評価の結果を表1に示す。なお、表1中の比較例2の「温水浸漬」の欄は、温水浸漬中に剥離が生じたことを示す。   Table 1 shows the results of the above evaluations. In addition, the column of “immersion in warm water” of Comparative Example 2 in Table 1 indicates that peeling occurred during immersion in warm water.

Figure 0006629659
Figure 0006629659

上記表1に示されるように、実施例1、2、3及び4においては、常温下における初期の状態、及びいずれの環境負荷下での状態においても、引張剪断強度が5MPa以上であり、優れた接合性を有することが示されている。また、実施例1、2、3及び4においては、樹脂部分で破断が生じていることからも、アルミニウム材とポリアミド樹脂とが強固に接合していることがわかる。   As shown in Table 1 above, in Examples 1, 2, 3 and 4, the tensile shear strength was 5 MPa or more in the initial state at room temperature and in the state under any environmental load. It is shown to have good bonding properties. Further, in Examples 1, 2, 3, and 4, it can be seen from the fact that the resin portion was broken, which indicates that the aluminum material and the polyamide resin are strongly bonded.

本発明の表面処理アルミニウム材及び複合成形体並びにこれらの製造方法は、自動車や電子機器等の機器の部品及びその製造などに好適に用いることができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The surface-treated aluminum material and the composite molded article of the present invention and a method for producing the same can be suitably used for parts of devices such as automobiles and electronic devices and the production thereof.

10 表面アルミニウム材
11 基材
12 下地膜
13 樹脂膜
20 複合成形体
21 ポリアミド樹脂部
30 複合成形体
31 表面処理アルミニウム材
32 ポリアミド樹脂部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Surface aluminum material 11 Base material 12 Base film 13 Resin film 20 Composite molded body 21 Polyamide resin part 30 Composite molded body 31 Surface treated aluminum material 32 Polyamide resin part

Claims (7)

ポリアミドを含有する樹脂と複合化するインサート成形用の表面処理アルミニウム材であって、
アルミニウムを主成分とする基材と、
この基材に下地膜を介して積層される樹脂膜と
を備え、
上記樹脂膜が、主成分として末端にヒドロキシル基又はアミノ基を有するポリエステルアミドを含有することを特徴とする表面処理アルミニウム材。
A surface-treated aluminum material for insert molding to be compounded with a resin containing polyamide,
A base material mainly composed of aluminum;
And a resin film laminated over the lower Chimaku on the substrate,
A surface-treated aluminum material, wherein the resin film contains a polyesteramide having a hydroxyl group or an amino group at a terminal as a main component.
記下地膜が、化成皮膜、メッキ皮膜又はこれらの組み合わせである請求項1に記載の表面処理アルミニウム材。 Upper SL under Chimaku is, conversion coating, plating layer or surface-treated aluminum material according to claim 1 which is a combination thereof. 上記樹脂膜の平均厚みが、片面あたり10μm以上500μm以下である請求項1又は請求項2に記載の表面処理アルミニウム材。   The surface-treated aluminum material according to claim 1, wherein an average thickness of the resin film is 10 μm or more and 500 μm or less per one surface. インサート成形によりポリアミドを含有する樹脂と複合化される表面処理アルミニウム材の製造方法であって、
塗工液により、アルミニウムを主成分とする基材に下地膜を介して積層される樹脂膜を形成する工程を備え、上記塗工液が、主成分として末端にヒドロキシル基又はアミノ基を有するポリエステルアミドを含有することを特徴とする表面処理アルミニウム材の製造方法。
A method for producing a surface-treated aluminum material that is composited with a resin containing polyamide by insert molding,
The coating solution, comprising the step of forming a resin film laminated over the lower Chimaku the base material mainly composed of aluminum, the coating liquid, a polyester having terminal hydroxyl group or an amino group as a main component A method for producing a surface-treated aluminum material, comprising an amide.
アルミニウム部材とポリアミドを含有する樹脂との複合成形体であって、上記アルミニウム部材が、請求項1、請求項2又は請求項3に記載の表面処理アルミニウム材であることを特徴とする複合成形体。   A composite molded article of an aluminum member and a resin containing polyamide, wherein the aluminum member is the surface-treated aluminum material according to claim 1, 2, or 3. . インサート成形により、アルミニウム部材とポリアミドを含有する樹脂とを複合成形する工程を備える複合成形体の製造方法であって、上記アルミニウム部材として請求項1、請求項2又は請求項3に記載の表面処理アルミニウム材を用いることを特徴とする複合成形体の製造方法。   4. A method for producing a composite molded body comprising a step of composite-molding an aluminum member and a resin containing polyamide by insert molding, wherein the aluminum member is a surface treatment according to claim 1, 2 or 3. A method for producing a composite molded body, comprising using an aluminum material. 上記複合成形工程の前に、上記表面処理アルミニウム材をプレス加工する工程をさらに備える請求項6に記載の複合成形体の製造方法。   The method for producing a composite molded body according to claim 6, further comprising a step of pressing the surface-treated aluminum material before the composite molding step.
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