JP6809199B2 - Metal member-polyarylene sulfide resin member composite - Google Patents
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Description
本発明は、接合面の接合強度に優れる金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体及びその製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、耐衝撃性、軽量性及び量産性に優れ、特に自動車や航空機などの輸送機器の部品用途に有用な金属部材とポリアリーレンスルフィド樹脂部材との接合強度に優れる金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体及び接合強度に優れる金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体の接合信頼性を堅持したまま、安定的に製造する方法に関するものである。 The present invention relates to a metal member-polyarylene sulfide resin member composite having excellent bonding strength on the bonding surface and a method for producing the same. More specifically, the present invention is excellent in impact resistance, light weight and mass productivity, and particularly in automobiles and aircraft. Metal members with excellent bonding strength-polyarylene sulfide resin member composites and metal members with excellent bonding strength-polyarylene sulfide resin member composites, which are useful for parts of transportation equipment such as It relates to a method for stable manufacturing while maintaining joining reliability.
自動車や航空機などの輸送機器の部品を軽量化するため、金属の一部を樹脂に置き換える方法が検討されている。また、樹脂と金属を複合一体化する方法として、金型内に物理的処理及び/又は化学処理を施した表面を有する金属部材をインサートし、樹脂を射出成形して直接一体化する方法(以下、射出インサート成形法と表記する場合がある)が、良量産性、少部品点数、低コスト、高設計自由度、低環境負荷の観点から注目されており、スマートフォン等の携帯電子機器の製造プロセスなどに提案されている(例えば、特許文献1〜3参照。)。 In order to reduce the weight of parts of transportation equipment such as automobiles and aircraft, a method of replacing a part of metal with resin is being studied. In addition, as a method of compositely integrating resin and metal, a method of inserting a metal member having a surface that has been physically and / or chemically treated into a mold, and injection molding the resin to directly integrate the resin (hereinafter referred to as). , Sometimes referred to as injection insert molding method) is attracting attention from the viewpoints of good mass productivity, small number of parts, low cost, high design flexibility, and low environmental load, and the manufacturing process of portable electronic devices such as smartphones. Etc. (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
ポリ(p−フェニレンスルフィド)(以下、PPSと略記することもある。)に代表されるポリアリーレンスルフィド(以下、PASと略記することもある。)は、優れた機械的特性、熱的特性、電気的特性、耐薬品性を有し、多くの電気・電子機器部材や自動車機器部材、その他OA機器部材等、幅広く使用されている。 Polyarylene sulfide (hereinafter, sometimes abbreviated as PAS) represented by poly (p-phenylene sulfide) (hereinafter, may be abbreviated as PPS) has excellent mechanical properties, thermal properties, and It has electrical characteristics and chemical resistance, and is widely used in many electrical and electronic equipment parts, automobile equipment parts, and other OA equipment parts.
また、PASは溶融流動性に優れることから、物理的処理及び/又は化学処理を施した表面を有する金属部材との射出インサート成形法において、優れた接合強度を発現する。 Further, since PAS is excellent in melt fluidity, it exhibits excellent bonding strength in an injection insert molding method with a metal member having a surface subjected to physical treatment and / or chemical treatment.
一方、超音波探傷試験は、検体の空隙などの欠陥を検査する手法として一般に使用されており、例えば、摩擦攪拌接合部の検査、金属部品の接合面を検査、金属セラミック−接合体の接合部の評価方法として提案されている(例えば、特許文献4〜6参照。)。 On the other hand, the ultrasonic flaw detection test is generally used as a method for inspecting defects such as voids in a sample. For example, inspection of a friction stir joint, inspection of a joint surface of a metal part, and a joint of a metal ceramic-joint. (For example, see Patent Documents 4 to 6).
しかし、特許文献1〜3に提案された射出インサート成形法により得られる金属部材−樹脂部材複合体においては、一定の接合強度を有するものを得ることが可能ではあるが、射出インサート成形では装置の動作不良や条件設定のミス、射出成形機シリンダ内での樹脂滞留時間の長短などにより金属部材とポリアリーレンスルフィド樹脂部材との接合不良が発生し、接合面に空隙などの欠陥を生じる場合があり、個々の性能差のバラつきが大きく、安定的な製品とする際には課題のあるものであった。また、得られた複合体の接合面の接合状態に関する情報を得るために、複合体の引張試験により接合強度を評価するといった破壊試験による検査が一般的であり、このような方法は製品の信頼性確認には採用することができない。その対処法として、抜き取りによる試験も採用されているが、歩留まりが低下し、量産性に乏しいといった課題が発生する。そこで、工業的な量産、品質管理を考慮した場合、複合体の接合面の接合状態、例えば欠陥発生状況が非破壊試験によって定量的に数値化された金属部材−樹脂部材複合体が望まれていた。 However, in the metal member-resin member composite obtained by the injection insert molding method proposed in Patent Documents 1 to 3, it is possible to obtain a composite having a certain bonding strength, but in injection insert molding, the apparatus Poor bonding between the metal member and the polyarylene sulfide resin member may occur due to malfunction, mistake in setting conditions, length of resin residence time in the injection molding machine cylinder, etc., and defects such as voids may occur on the joint surface. , There was a large variation in individual performance differences, and there was a problem in making a stable product. In addition, in order to obtain information on the joint state of the joint surface of the obtained composite, inspection by a fracture test such as evaluating the joint strength by a tensile test of the composite is common, and such a method is a reliable product. It cannot be used for sexual confirmation. As a countermeasure, a sampling test is also adopted, but there are problems such as a decrease in yield and poor mass productivity. Therefore, in consideration of industrial mass production and quality control, a metal member-resin member composite in which the joint state of the joint surface of the composite, for example, the defect occurrence state is quantitatively quantified by a non-destructive test, is desired. It was.
特許文献4〜6に提案された超音波探傷試験による検査については、金属部材−樹脂部材複合体を対象としたものでなく、金属部材−樹脂部材複合体について、何ら記載されていない。 The inspection by the ultrasonic flaw detection test proposed in Patent Documents 4 to 6 does not target the metal member-resin member composite, and does not describe any metal member-resin member composite.
そこで、本発明は、金属部材とポリアリーレンスルフィド樹脂部材との接合強度に優れる金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体及び接合強度に優れる金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体を信頼性を堅持したまま安定的に製造する方法を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention maintains the reliability of a metal member-polyarylene sulfide resin member composite having excellent bonding strength between a metal member and a polyarylene sulfide resin member and a metal member-polyarylene sulfide resin member composite having excellent bonding strength. It is an object of the present invention to provide a method for stable production as it is.
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、接合面で反射する超音波の反射強度がある一定の割合以下である金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体が、優れた接合強度を有するものとなること、接合の信頼性に優れること、さらに耐衝撃性、軽量性及び量産性に優れる部材、部品、製品等となることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor has found that the metal member-polyarylene sulfide resin member composite having a reflection intensity of ultrasonic waves reflected on the joint surface at a certain ratio or less is excellent in bonding. The present invention has been completed by finding that it has strength, is excellent in joining reliability, and is a member, part, product, etc. having excellent impact resistance, light weight, and mass productivity.
すなわち、本発明は、金属部材とポリアリーレンスルフィド樹脂部材とを射出成形により直接一体化してなる金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体であって、金属部材とポリアリーレンスルフィド樹脂部材の接合面に対して、超音波を発信し、接合面で反射する超音波のエコー高さが35%以下であることを特徴とする金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体及びその製造方法に関するものである。 That is, the present invention is a metal member-polyarylene sulfide resin member composite in which a metal member and a polyarylene sulfide resin member are directly integrated by injection molding, and is formed on a joint surface between the metal member and the polyarylene sulfide resin member. On the other hand, the present invention relates to a metal member-polyarylene sulfide resin member composite and a method for producing the same, wherein the echo height of the ultrasonic waves that emit ultrasonic waves and are reflected at the joint surface is 35% or less.
以下に、本発明を詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below.
本発明の金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体は、金属部材とポリアリーレンスルフィド樹脂部材とを射出成形により直接一体化してなる金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体であり、その接合面に対して、超音波を発信し、接合面で反射する超音波のエコー高さが35%以下、特に好ましくは、超音波のエコー高さが30%以下のものである。ここで、超音波のエコー高さが35%を超える場合、接合強度に劣るものとなる。この点については、接合面に超音波を反射し易い空隙、欠損が存在しているものと想定している。なお、本発明におけるエコー高さとは、接合面で反射する超音波の強度である反射強度に対する照射強度の比率(反射強度/照射強度*100)として表されるものである。 The metal member-polyarylene sulfide resin member composite of the present invention is a metal member-polyarylene sulfide resin member composite in which a metal member and a polyarylene sulfide resin member are directly integrated by injection molding, and is formed on a joint surface thereof. On the other hand, the echo height of the ultrasonic waves that emit ultrasonic waves and are reflected at the joint surface is 35% or less, and particularly preferably the echo height of the ultrasonic waves is 30% or less. Here, when the echo height of the ultrasonic wave exceeds 35%, the bonding strength is inferior. Regarding this point, it is assumed that there are voids and defects on the joint surface that easily reflect ultrasonic waves. The echo height in the present invention is expressed as the ratio of the irradiation intensity to the reflection intensity (reflection intensity / irradiation intensity * 100), which is the intensity of the ultrasonic waves reflected on the joint surface.
そして、超音波のエコー高さの測定方法としては、例えば超音波探傷試験を用いることできる。該超音波探傷試験としては、1つの超音波探触子を用いる一探触子法と複数の超音波探触子を用いる二探触子法があり、いずれも使用可能である。また、該一探触子法としては、接合体に直接接触する直接接触法ないしは接合体を水没させる水浸探傷法などがありいずれの使用も可能であり、とりわけ接合面の微少欠陥を精度よく検出できることから水浸探傷法が好ましい。さらに、該超音波探傷試験としては、反射法又は透過法が知られており、中でも、複合体内部の欠陥の位置を特定する事が可能となること、金属部材内部もしくはポリアリーレンスルフィド樹脂部材内部の欠陥、更には接合面の欠陥を判別できること、から反射法であることが好ましい。超音波探傷試験における該反射法とは、超音波探傷試験装置の超音波探触子から超音波が接合面に向かって発信され、接合面に空隙、欠陥等が存在すると超音波が反射され、超音波探触子に戻る試験方法である。 Then, as a method for measuring the echo height of ultrasonic waves, for example, an ultrasonic flaw detection test can be used. As the ultrasonic flaw detection test, there are a one-probe method using one ultrasonic probe and a two-probe method using a plurality of ultrasonic probes, both of which can be used. Further, as the one probe method, there are a direct contact method in which the joint is in direct contact with the joint, a water immersion flaw detection method in which the joint is submerged, and the like, and any of them can be used, and in particular, minute defects on the joint surface can be accurately detected. The water immersion flaw detection method is preferable because it can be detected. Further, as the ultrasonic flaw detection test, a reflection method or a transmission method is known, and among them, it is possible to identify the position of a defect inside the composite, inside a metal member or inside a polyarylene sulfide resin member. The reflection method is preferable because it is possible to discriminate defects in the joint surface and defects in the joint surface. The reflection method in the ultrasonic flaw detection test is that ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe of the ultrasonic flaw detection test device toward the joint surface, and if there are voids, defects, etc. on the joint surface, the ultrasonic waves are reflected. This is a test method that returns to the ultrasonic probe.
そして、該超音波のエコー高さとは超音波の照射強度に対する反射強度の比率であり、接合面に空隙、欠陥等がない場合には、超音波は該接合面で反射されず、該接合面におけるエコー高さは0%に近づく。一方、接合面に欠陥等がある場合、超音波は該接合面で反射されエコー高さは大きくなり、接合面方向に広がった超音波ビーム径より大きな欠陥がある場合にはエコー高さが100%に近づく。該反射法における欠陥の位置は、超音波の伝播時間に音速を乗じて計算することが可能であり、該エコー高さが検出された時間から、接合面の欠陥、金属部材内部またはポリアリーレンスルフィド樹脂部材内部の欠陥のいずれかを判別することができ、接合面の欠陥に相当する位置のエコー高さを接合面のエコー高さとする。そして、該超音波のエコー高さは、発信された超音波が金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体の金属部材を通過して接合面から反射したエコー高さとすることが、ポリアリーレンスルフィド樹脂部材内部のボイドなどの欠陥を排除し精度よく検出できることから好ましい。 The echo height of the ultrasonic wave is the ratio of the reflection intensity to the irradiation intensity of the ultrasonic wave, and when there are no voids or defects in the joint surface, the ultrasonic wave is not reflected by the joint surface and the joint surface is not reflected. The echo height in is close to 0%. On the other hand, when there is a defect on the joint surface, ultrasonic waves are reflected by the joint surface and the echo height becomes large, and when there is a defect larger than the ultrasonic beam diameter spreading in the joint surface direction, the echo height is 100. Approaching%. The location of defects in the reflection method can be calculated by multiplying the propagation time of ultrasonic waves by the speed of sound, and from the time when the echo height is detected, defects on the joint surface, inside metal members, or polyarylene sulfide. Any of the defects inside the resin member can be discriminated, and the echo height at the position corresponding to the defect on the joint surface is defined as the echo height of the joint surface. The echo height of the ultrasonic wave is defined as the echo height at which the transmitted ultrasonic wave passes through the metal member of the metal member-polyarylene sulfide resin member composite and is reflected from the joint surface. It is preferable because it can eliminate defects such as voids inside the member and detect it with high accuracy.
該超音波探触子から発信する超音波の入射波は、入射波を接合面に対して垂直に発信する垂直探傷法、もしくは、入射波を接合面に対して垂直以外の任意の角度から発信する斜角探傷法が挙げられ、中でも、金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体内部を通過する距離が短く反射波を効率よく受信できることから垂直探傷法を用いることが好ましい。また、該超音波探傷試験の超音波探触子から発信される周波数は、超音波と称する20KHz以上の周波数域であればいかなる周波数を発信する超音波探触子を用いても構わないが、その中でも、微少な欠陥を検出できることから10MHz以上、好ましくは20MHz以上、特に25MHz以上の高周波数の超音波を発信する探触子を用いることが好ましい。なお、超音波探触子は市販のものが使用でき、具体的例示としては、(商品名)水浸型探触子V324−SU、V316−SU(オリンパス(株)製)、(商品名)水浸探触子10C5I(ジャパンプローブ(株)製)、(商品名)水浸型探触子MI((株)検査技術研究所製)、(商品名)高周波探触子V358−SU、V356−SU(オリンパス(株)製)、高周波探触子25E6I(ジャパンプローブ(株)製)などが挙げられる。 The incident wave of ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic probe is a vertical flaw detection method in which the incident wave is transmitted perpendicularly to the joint surface, or the incident wave is transmitted from an arbitrary angle other than perpendicular to the joint surface. Among them, the vertical flaw detection method is preferable because the distance passing through the inside of the metal member-polyarylene sulfide resin member composite is short and the reflected wave can be efficiently received. Further, the frequency transmitted from the ultrasonic probe of the ultrasonic flaw detection test may be an ultrasonic probe that transmits any frequency as long as it is in the frequency range of 20 KHz or higher, which is called ultrasonic wave. Among them, it is preferable to use a probe that emits high-frequency ultrasonic waves of 10 MHz or more, preferably 20 MHz or more, particularly 25 MHz or more, because it can detect minute defects. Commercially available ultrasonic probes can be used, and specific examples thereof include (trade name) water-immersed probes V324-SU, V316-SU (manufactured by Olympus Corporation), (trade name). Water immersion probe 10C5I (manufactured by Japan Probe Co., Ltd.), (trade name) Water immersion probe MI (manufactured by Inspection Technology Laboratory Co., Ltd.), (trade name) High-frequency probe V358-SU, V356 -SU (manufactured by Olympus Corporation), high frequency probe 25E6I (manufactured by Japan Probe Co., Ltd.) and the like can be mentioned.
本発明の金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体を構成するポリアリーレンスルフィド樹脂(A)としては、一般にポリアリーレンスルフィド樹脂と称される範疇に属するものであればよく、該ポリアリーレンスルフィド樹脂としては、例えばp−フェニレンスルフィド単位、m−フェニレンスルフィド単位、o−フェニレンスルフィド単位、フェニレンスルフィドスルフォン単位、フェニレンスルフィドケトン単位、フェニレンスルフィドエーテル単位、ビフェニレンスルフィド単位からなる単独重合体又は共重合体を挙げることができ、該ポリアリーレンスルフィド樹脂の具体的例示としては、ポリ(p−フェニレンスルフィド)、ポリフェニレンスルフィドスルフォン、ポリフェニレンスルフィドケトン、ポリフェニレンスルフィドエーテル等が挙げられ、その中でも、特に耐熱性、強度特性に優れるポリアリーレンスルフィド樹脂組成物となることから、ポリ(p−フェニレンスルフィド)であることが好ましい。 The polyarylene sulfide resin (A) constituting the metal member-polyarylene sulfide resin member composite of the present invention may be any one belonging to the category generally referred to as polyarylene sulfide resin, and the polyarylene sulfide resin may be used. Examples thereof include homopolymers or copolymers consisting of p-phenylene sulfide units, m-phenylene sulfide units, o-phenylene sulfide units, phenylene sulfide sulfone units, phenylene sulfide ketone units, phenylene sulfide ether units, and biphenylene sulfide units. Specific examples of the polyarylene sulfide resin include poly (p-phenylene sulfide), polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfide ketone, polyphenylene sulfide ether, and the like, among which heat resistance and strength characteristics are particularly excellent. Poly (p-phenylene sulfide) is preferable because it provides an excellent polyarylene sulfide resin composition.
さらに、該ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)は、直径1mm、長さ2mmのダイスを装着した高化式フローテスターにて、測定温度315℃、荷重10kgの条件下で測定した溶融粘度において、機械的強度と薄肉流動性に優れるポリアリーレンスルフィド樹脂組成物が得られることから50〜2000ポイズのポリアリーレンスルフィド樹脂であることが好ましい。 Further, the polyarylene sulfide resin (A) is mechanically measured at a melt viscosity measured under the conditions of a measurement temperature of 315 ° C. and a load of 10 kg by a high-grade flow tester equipped with a die having a diameter of 1 mm and a length of 2 mm. A polyarylene sulfide resin having 50 to 2000 poise is preferable because a polyarylene sulfide resin composition having excellent strength and thin-wall fluidity can be obtained.
該ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)の製造方法としては、ポリアリーレンスルフィド樹脂の製造方法として知られている方法により製造することが可能であり、例えば極性溶媒中で硫化アルカリ金属塩、ポリハロ芳香族化合物を重合することにより得る事が可能である。その際の極性有機溶媒としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等を挙げる事ができ、硫化アルカリ金属塩としては、例えば硫化ナトリウム、硫化ルビジウム、硫化リチウムの無水物又は水和物を挙げる事ができる。また、硫化アルカリ金属塩としては、水硫化アルカリ金属塩とアルカリ金属水酸化物を反応させたものであってもよい。ポリハロ芳香族化合物としては、例えばp−ジクロロベンゼン、p−ジブロモベンゼン、p−ジヨードベンゼン、m−ジクロロベンゼン、m−ジブロモベンゼン、m−ジヨードベンゼン、4,4’−ジクロロジフェニルスルホン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、4,4’−ジクロロジフェニルエーテル、4,4’−ジクロロジビフェニル等を挙げる事ができる。 As a method for producing the polyarylene sulfide resin (A), it can be produced by a method known as a method for producing a polyarylene sulfide resin, for example, an alkali metal sulfide salt and a polyhaloaromatic compound in a polar solvent. Can be obtained by polymerizing. Examples of the polar organic solvent at that time include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, cyclohexylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide and the like, and examples of the alkali metal sulfide salt include sulfide. Anhydrous or hydrates of sodium, rubidium sulfide, lithium sulfide can be mentioned. Further, the alkali metal sulfide salt may be a reaction of an alkali metal hydroxide salt and an alkali metal hydroxide. Examples of the polyhaloaromatic compound include p-dichlorobenzene, p-dibromobenzene, p-diiodobenzene, m-dichlorobenzene, m-dibromobenzene, m-diiodobenzene, 4,4'-dichlorodiphenylsulfone, and 4 , 4'-dichlorobenzophenone, 4,4'-dichlorodiphenyl ether, 4,4'-dichlorodibiphenyl and the like.
また、ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)としては、直鎖状のもの、重合時にトリハロゲン以上のポリハロゲン化合物を少量添加して若干の架橋又は分岐構造を導入したもの、ポリアリーレンスルフィド樹脂の分子鎖の一部及び/又は末端を例えばカルボキシル基、カルボキシ金属塩、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、ニトロ基等の官能基により変性したもの、窒素などの非酸化性の不活性ガス中で加熱処理を施したものなどが挙げられ、さらにこれらポリアリーレンスルフィド樹脂の混合物であってもかまわない。また、該ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)は、酸洗浄、熱水洗浄あるいはアセトン、メチルアルコールなどの有機溶媒による洗浄処理を行うことによってナトリウム原子、ポリアリーレンスルフィド樹脂のオリゴマー、食塩、4−(N−メチル−クロロフェニルアミノ)ブタノエートのナトリウム塩などの不純物を低減させたものであってもよい。 The polyarylene sulfide resin (A) is a linear one, a polyhalogen compound having a trihalogen or higher added in a small amount at the time of polymerization to introduce a slight crosslinked or branched structure, and a molecular chain of the polyarylene sulfide resin. A part and / or end of the above is modified with a functional group such as a carboxyl group, a carboxymetal salt, an alkyl group, an alkoxy group, an amino group or a nitro group, or heat-treated in a non-oxidizing inert gas such as nitrogen. And the like, and a mixture of these polyarylene sulfide resins may be used. Further, the polyarylene sulfide resin (A) is subjected to acid cleaning, hot water cleaning or cleaning treatment with an organic solvent such as acetone or methyl alcohol to carry out sodium atom, polyarylene sulfide resin oligomer, salt, 4- (N). -Methyl-chlorophenylamino) Butanoate may have reduced impurities such as sodium salt.
本発明の金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体を構成するポリアリーレンスルフィド樹脂(A)は特に接合面の欠陥が少なく、耐衝撃性に優れた金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体となることから、さらに、変性エチレン系共重合体(B)を配合してなるものが好ましい。該変性エチレン系共重合体は、エチレン−α、β−不飽和カルボン酸アルキルエステル−無水マレイン酸共重合体,エチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル共重合体,エチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル−酢酸ビニル共重合体,エチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル−α、β−不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体及び無水マレイン酸グラフト変性エチレン−α−オレフィン共重合体からなる群より選択される少なくとも1種以上の変性エチレン系共重合体であることが好ましい。該変性エチレン系共重合体(B)の配合量としては、ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)100重量部に対して、1〜40重量部であることが好ましい。 The polyarylene sulfide resin (A) constituting the metal member-polyarylene sulfide resin member composite of the present invention is a metal member-polyarylene sulfide resin member composite having particularly few defects on the joint surface and having excellent impact resistance. Therefore, it is preferable that the modified ethylene-based copolymer (B) is further blended. The modified ethylene-based copolymer includes ethylene-α, β-unsaturated carboxylic acid alkyl ester-maleic anhydride copolymer, ethylene-α, β-unsaturated carboxylic acid glycidyl ester copolymer, ethylene-α, β. -Unsaturated carboxylic acid glycidyl ester-vinyl acetate copolymer, ethylene-α, β-unsaturated carboxylic acid glycidyl ester-α, β-unsaturated carboxylic acid alkyl ester copolymer and ethylene anhydride graft-modified ethylene-α- It is preferably at least one modified ethylene-based copolymer selected from the group consisting of olefin copolymers. The blending amount of the modified ethylene-based copolymer (B) is preferably 1 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyarylene sulfide resin (A).
本発明の金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体を構成するポリアリーレンスルフィド樹脂(A)は特に強度、耐衝撃性に優れた金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体となることから、ガラス繊維(C)を配合してなるものが好ましい。該ガラス繊維(C)としては、一般にガラス繊維と称すものであれば如何なるものを用いてもよい。該ガラス繊維の具体的例示としては、平均繊維径が6〜14μmのチョップドストランド、繊維断面のアスペクト比が2〜4の扁平ガラス繊維からなるチョップドストランド、ミルドファイバー、ロービング等のガラス繊維;シラン繊維;アルミノ珪酸塩ガラス繊維;中空ガラス繊維;ノンホーローガラス繊維等が挙げられ、その中でもとりわけ接合面の欠陥が少なく、耐衝撃性に優れる金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体となることから、平均繊維径が6〜14μmのチョップドストランド、ないしは、繊維断面のアスペクト比が2〜4である扁平ガラス繊維からなるチョップドストランドであることが好ましい。これらのガラス繊維(C)は2種以上を併用することも可能であり、必要によりエポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、シラン系化合物、チタネート系化合物等の官能性化合物又はポリマーで、予め表面処理したものを用いてもよい。該ガラス繊維(C)の配合量としては、とりわけ接合面の欠陥が少なく耐衝撃性に優れた金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体となることから、ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)100重量部に対して、5〜120重量部であることが好ましい。 Since the polyarylene sulfide resin (A) constituting the metal member-polyarylene sulfide resin member composite of the present invention is a metal member-polyarylene sulfide resin member composite having particularly excellent strength and impact resistance, it is a glass fiber. A mixture of (C) is preferable. As the glass fiber (C), any glass fiber (C) may be used as long as it is generally referred to as glass fiber. Specific examples of the glass fibers include chopped strands having an average fiber diameter of 6 to 14 μm, chopped strands composed of flat glass fibers having a fiber cross-sectional aspect ratio of 2 to 4, milled fibers, roving and other glass fibers; silane fibers. Aluminosilicate glass fiber; Hollow glass fiber; Non-hollow glass fiber, etc. Among them, metal member-polyarylene sulfide resin member composite with few defects on the joint surface and excellent impact resistance. It is preferably a chopped strand having an average fiber diameter of 6 to 14 μm, or a chopped strand made of flat glass fiber having an aspect ratio of 2 to 4 in the fiber cross section. Two or more of these glass fibers (C) can be used in combination, and if necessary, they are surface-treated in advance with a functional compound or polymer such as an epoxy compound, an isocyanate compound, a silane compound, or a titanate compound. You may use the thing. The amount of the glass fiber (C) blended is 100 parts by weight of the polyarylene sulfide resin (A) because it is a metal member-polyarylene sulfide resin member composite having few defects on the joint surface and excellent impact resistance. It is preferably 5 to 120 parts by weight.
本発明の金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体を構成するポリアリーレンスルフィド樹脂(A)は、本発明の効果を損なわない範囲で、炭酸カルシウム、炭酸リチウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、マイカ、シリカ、タルク、クレイ、硫酸カルシウム、カオリン、ワラステナイト、ゼオライト、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化スズ、珪酸マグネシウム、珪酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、ハイドロタルサイト、ガラスパウダー、ガラスバルーン、ガラスフレークが添加されたものであっても構わない。 The polyarylene sulfide resin (A) constituting the metal member-polyarylene sulfide resin member composite of the present invention contains calcium carbonate, lithium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate, mica, and silica as long as the effects of the present invention are not impaired. , Tarku, clay, calcium sulfate, kaolin, wallastenite, zeolite, silicon oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, tin oxide, magnesium silicate, calcium silicate, calcium phosphate, magnesium phosphate, hydrotalcite, glass powder, glass balloon, glass It may be the one to which flakes are added.
また、該ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)は、本発明の効果を損なわない範囲で、従来公知のタルク、カオリン、シリカなどの結晶核剤;ポリアルキレンオキサイドオリゴマー系化合物、チオエーテル系化合物、エステル系化合物、有機リン化合物などの可塑剤;酸化防止剤;熱安定剤;滑剤;紫外線防止剤;発泡剤などの通常の添加剤を1種以上添加するものであってもよい。 Further, the polyarylene sulfide resin (A) is a conventionally known crystal nucleating agent such as talc, kaolin, silica, etc.; a polyalkylene oxide oligomer-based compound, a thioether-based compound, and an ester-based compound, as long as the effects of the present invention are not impaired. , Plasticizers such as organic phosphorus compounds; antioxidants; heat stabilizers; lubricants; UV inhibitors; one or more ordinary additives such as foaming agents may be added.
さらに、本発明の金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体を構成するポリアリーレンスルフィド樹脂(A)は、本発明の目的を逸脱しない範囲で、各種熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、例えば、エポキシ樹脂、シアン酸エステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、シリコーン樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリフェニレンオキサイド、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアルキレンオキサイド等の1種以上を混合して使用してなるものであってもよい。 Further, the polyarylene sulfide resin (A) constituting the metal member-polyarylene sulfide resin member composite of the present invention can be obtained from various thermocurable resins, thermoplastic resins such as epoxy, as long as the object of the present invention is not deviated. Resin, cyanate ester resin, phenol resin, polyimide, silicone resin, polyester, polyamide, polyphenylene oxide, polycarbonate, polysulfone, polyetherimide, polyethersulfone, polyetherketone, polyetheretherketone, polyamideimide, polyamide-based elastomer, It may be a mixture of one or more of polyester-based elastomer, polyalkylene oxide and the like.
本発明の金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体は、ポリアリーレンスルフィド樹脂部材と金属部材とを射出成形により直接一体化したものであり、該金属部材としては、特に反射超音波強度の低いものとなることから、物理的処理及び/又は化学処理を施した表面を有する金属部材であることが好ましい。 The metal member-polyarylene sulfide resin member composite of the present invention is a composite in which a polyarylene sulfide resin member and a metal member are directly integrated by injection molding, and the metal member has a particularly low reflected ultrasonic intensity. Therefore, it is preferable that the metal member has a surface that has been physically and / or chemically treated.
そして、該金属部材としては、金属部材の範疇に属するものであればいかなる材質よりなる部材でもよく、その中でもポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体とした際に各種用途への適応が可能となることから、アルミニウム製部材、アルミニウム合金製部材、銅製部材、銅合金製部材、マグネシウム製部材、マグネシウム合金製部材、鉄製部材、チタン製部材、チタン合金製部材、ステンレス製部材である金属部材が好ましく、とりわけ軽量化に優れる、アルミニウム製部材、アルミニウム合金製部材、マグネシウム製部材、マグネシウム合金製部材、チタン製部材、チタン合金製部材である金属部材が好ましく、より好ましくはアルミニウム製部材、アルミニウム合金製部材である。また、該金属部材は、板に代表される展伸材であっても、ダイカストに代表される鋳造材であっても、鍛造材からなる金属部材であってもかまわない。 The metal member may be a member made of any material as long as it belongs to the category of the metal member, and among them, when it is made into a polyarylene sulfide resin member composite, it can be applied to various uses. , Aluminum member, aluminum alloy member, copper member, copper alloy member, magnesium member, magnesium alloy member, iron member, titanium member, titanium alloy member, metal member which is a stainless steel member, in particular. Aluminum members, aluminum alloy members, magnesium members, magnesium alloy members, titanium members, and metal members which are titanium alloy members, which are excellent in weight reduction, are preferable, and aluminum members and aluminum alloy members are more preferable. is there. Further, the metal member may be a wrought material represented by a plate, a cast material represented by die casting, or a metal member made of a forged material.
該金属部材は、表面を物理的処理及び/又は化学処理した金属部材とすることが好ましく、該物理的処理及び/又は化学処理を施すことにより、ポリアリーレンスルフィド樹脂部材と直接一体化した際に、より反射超音波強度の低い金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体が得られるものとなる。そして、金属部材の表面を物理的処理及び/又は化学処理する方法としては如何なる方法を用いて物理的処理及び/又は化学処理を施すことも可能であり、物理的処理としては、例えば表面に微小固体粒子を接触又は衝突させる方法、また高エネルギー電磁線を照射する方法等を挙げることができ、より具体的にはサンドブラスト処理、液体ホーニング処理、レーザ加工処理等を挙げることができる。更に、サンドブラスト処理、液体ホーニング処理の際の研磨剤としては、例えばサンド、スチールグリッド、スチールショット、カットワイヤー、アルミナ、炭化ケイ素、金属スラグ、ガラスビーズ、プラスチックビーズ等を挙げることができる。また、レーザ加工処理としては、WO2007/072603号公報、特開平2015−142960号公報に提案の方法等をも挙げることができる。 The metal member is preferably a metal member whose surface is physically and / or chemically treated, and when it is directly integrated with the polyarylene sulfide resin member by performing the physical treatment and / or chemical treatment. , A metal member-polyarylene sulfide resin member composite having a lower reflected ultrasonic intensity can be obtained. The surface of the metal member can be physically and / or chemically treated by any method, and the physical treatment includes, for example, minute particles on the surface. Examples thereof include a method of contacting or colliding solid particles, a method of irradiating high-energy electromagnetic rays, and more specifically, sandblasting treatment, liquid honing treatment, laser processing, and the like. Further, examples of the abrasive during the sandblasting treatment and the liquid honing treatment include sand, steel grid, steel shot, cut wire, alumina, silicon carbide, metal slag, glass beads, plastic beads and the like. Further, as the laser processing, the methods proposed in WO2007 / 072603 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-142960 can also be mentioned.
また、化学処理としては、例えば陽極酸化処理法、酸又はアルカリの水溶液で化学処理する方法、等を挙げることができる。そして、陽極酸化処理としては、例えば金属部材を陽極として電解液中で電化反応を行いその表面に酸化被膜を形成する方法であってもよく、メッキ等の分野において陽極酸化法として一般的に知られている方法を用いることができる。より具体的には、例えば1)一定の直流電圧をかけて電解を行う直流電解法、2)直流成分に交流成分を重畳した電圧をかけることにより電解を行うバイポーラ電解法、等を挙げることができる。陽極酸化法の具体的例示としては、WO2004/055248号公報等に提案の方法等を挙げることができる。また、酸又はアルカリの水溶液で化学処理する方法としては、例えば金属部材を酸又はアルカリの水溶液に浸せきし金属部材表面を化学処理する方法であってもよく、その際の酸又はアルカリの水溶液としては、例えばリン酸等のリン酸系化合物;クロム酸等のクロム酸系化合物;フッ化水素酸等のフッ化水素酸系化合物;硝酸等の硝酸系化合物;塩酸等の塩酸系化合物;硫酸等の硫酸系化合物;水酸化ナトリウム、アンモニア水溶液などのアルカリ水溶液;トリアジンチオール水溶液、トリアジンチオール誘導体水溶液により化学処理する方法等を挙げることができ、より具体的例示としては、特開平10−096088号公報、特開平10−056263号公報、特開平04−032585号公報、特開平04−032583号公報、特開平02−298284号公報、WO2009/151099号公報、WO2011/104944号公報等に提案の方法、等を挙げることができる。 In addition, examples of the chemical treatment include anodizing treatment methods, chemical treatment methods with an aqueous solution of an acid or an alkali, and the like. The anodizing treatment may be, for example, a method of performing an electrification reaction in an electrolytic solution using a metal member as an anode to form an oxide film on the surface thereof, and is generally known as an anodizing method in the field of plating and the like. The method described above can be used. More specifically, for example, 1) a DC electrolysis method in which electrolysis is performed by applying a constant DC voltage, 2) a bipolar electrolysis method in which electrolysis is performed by applying a voltage in which an AC component is superimposed on a DC component, and the like can be mentioned. .. As a specific example of the anodizing method, the method proposed in WO2004 / 055248 can be mentioned. Further, as a method of chemically treating with an aqueous solution of acid or alkali, for example, a method of immersing a metal member in an aqueous solution of acid or alkali to chemically treat the surface of the metal member may be used, and as an aqueous solution of acid or alkali at that time. For example, a phosphoric acid compound such as phosphoric acid; a chromium acid compound such as chromium acid; a hydrofluoric acid compound such as hydrofluoric acid; a nitrate compound such as nitric acid; a hydrochloric acid compound such as hydrochloric acid; Sulfuric acid-based compounds of the above; alkaline aqueous solutions such as sodium hydroxide and ammonia aqueous solutions; methods of chemical treatment with triazine thiol aqueous solutions, triazine thiol derivative aqueous solutions and the like can be mentioned, and more specific examples thereof include JP-A-10-096088. , JP-A-10-056263, JP-A-04-032585, JP-A-04-032583, JP-A-02-298284, WO2009 / 151099, WO2011 / 104944, etc. And so on.
該物理的処理及び/又は化学処理は、単独で処理しても両者を併用して処理しても良く、例えば、表面に物理的処理を施した後に化学処理を施した金属部材を用いて金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体としたものであっても良い。 The physical treatment and / or chemical treatment may be performed alone or in combination. For example, a metal member which has been physically treated and then chemically treated is used as a metal. The member-polyarylene sulfide resin member composite may be used.
該金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体の製造方法としては、金属部材とポリアリーレンスルフィド樹脂部材とを射出成形により直接一体化することが可能であれば如何なる方法をも用いることができ、その中でも特に効率よく複合体を製造することが可能となることから射出インサート成形法により一体化することが好ましい。そして、該射出インサート成形法としては、例えば金型内に金属部材を装着し、該金属部材に溶融ポリアリーレンスルフィド樹脂を充填し、ポリアリーレンスルフィド樹脂部材とし、該金属部材とポリアリーレンスルフィド樹脂部材とが直接一体化された複合体とする方法を挙げることができる。この際のポリアリーレンスルフィド樹脂の溶融温度としては280〜340℃を挙げることができ、インサート成形を行う際の成形機としては、とりわけ生産性に優れることから射出成形機を用いて射出インサート成形を行うことが好ましい。またとりわけ、反射超音波強度の小さい金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体となることから、インサート成形を行う際の金型温度としては130℃以上が好ましく、保圧は1MPa以上であることが好ましい。 As a method for producing the metal member-polyarylene sulfide resin member composite, any method can be used as long as the metal member and the polyarylene sulfide resin member can be directly integrated by injection molding. Above all, it is preferable to integrate by the injection insert molding method because the composite can be produced particularly efficiently. Then, as the injection insert molding method, for example, a metal member is mounted in a mold, the metal member is filled with a molten polyarylene sulfide resin to form a polyarylene sulfide resin member, and the metal member and the polyarylene sulfide resin member are formed. A method of forming a complex in which and is directly integrated can be mentioned. The melting temperature of the polyarylene sulfide resin at this time can be 280 to 340 ° C., and since the molding machine for insert molding is particularly excellent in productivity, injection insert molding is performed using an injection molding machine. It is preferable to do so. In particular, since it is a metal member-polyarylene sulfide resin member composite having low reflected ultrasonic intensity, the mold temperature at the time of insert molding is preferably 130 ° C. or higher, and the holding pressure is 1 MPa or higher. preferable.
そして、本発明の金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体の製造方法としては、上記した(1)射出成形金型内の金属部材に対し、溶融ポリアリーレンスルフィド樹脂を射出成形により直接一体化し、金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体とする工程に、少なくとも、超音波強度を測定する工程である(2)金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体の接合面に対して、超音波探傷試験装置から超音波を発信し、接合面で反射する超音波の強度(超音波のエコー高さ)を測定する工程、反射超音波強度の高い複合体の排除する工程である(3)超音波のエコー高さ(=反射強度/照射強度*100)が基準値、例えば35%、を越える金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体を製造工程より選別して排除する工程、を経ることにより、接合強度に優れる金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体のみを破壊による検査を経ることなく信頼性を堅持したまま安定的に提供することが可能となる。 Then, as a method for producing the metal member-polyarylene sulfide resin member composite of the present invention, the molten polyarylene sulfide resin is directly integrated with the metal member in the above-mentioned (1) injection molding mold by injection molding. In the step of forming the metal member-polyarylene sulfide resin member composite, at least the step of measuring the ultrasonic intensity (2) Ultrasonic flaw detection test on the joint surface of the metal member-polyarylene sulfide resin member composite. A step of transmitting ultrasonic waves from the device and measuring the intensity of the ultrasonic waves reflected at the joint surface (echo height of the ultrasonic waves), and a step of eliminating a complex having a high reflected ultrasonic intensity (3) Joining by passing through a step of selecting and removing a metal member-polyarylene sulfide resin member composite in which the echo height (= reflection intensity / irradiation intensity * 100) exceeds a standard value, for example, 35%, from the manufacturing process. It is possible to stably provide only a metal member-polyarylene sulfide resin member composite having excellent strength without undergoing inspection by fracture while maintaining reliability.
本発明の金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体は、接合強度が高く、その接合の信頼性に優れ、さらに耐衝撃性、軽量性及び量産性に優れる特性を併せ持つものであり、特にこれら特性、信頼性を必要とする自動車や航空機などの輸送機器の部品用途に好適に用いられる。 The metal member-polyarylene sulfide resin member composite of the present invention has high bonding strength, excellent bonding reliability, and excellent impact resistance, light weight, and mass productivity. In particular, these characteristics are exhibited. , Suitable for parts of transportation equipment such as automobiles and aircraft that require reliability.
本発明の金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体は、接合面の接合強度、さらには、耐衝撃性、軽量性及び量産性に優れ、特に自動車や航空機などの輸送機器の部品用途に有用な信頼性の高い金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体を安定的に製造するものであり、その産業的価値は極めて高いものである。 The metal member-polyarylene sulfide resin member composite of the present invention is excellent in joint strength of the joint surface, impact resistance, light weight and mass productivity, and is particularly useful for parts of transportation equipment such as automobiles and aircraft. It stably produces a highly reliable metal member-polyarylene sulfide resin member composite, and its industrial value is extremely high.
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらによりなんら制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例及び比較例において用いた、ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)、変性エチレン系共重合体(B)、ガラス繊維(C)を以下に示す。 The polyarylene sulfide resin (A), the modified ethylene-based copolymer (B), and the glass fiber (C) used in Examples and Comparative Examples are shown below.
<ポリアリーレンスルフィド樹脂(A)>
ポリ(p−フェニレンスルフィド)(以下、PPS(A−1)と記す。):溶融粘度190ポイズ。
ポリ(p−フェニレンスルフィド)(以下、PPS(A−2)と記す。):溶融粘度400ポイズ。
ポリ(p−フェニレンスルフィド)(以下、PPS(A−3)と記す。):溶融粘度80ポイズ。
<Polyarylene sulfide resin (A)>
Poly (p-phenylene sulfide) (hereinafter referred to as PPS (A-1)): melt viscosity 190 poisons.
Poly (p-phenylene sulfide) (hereinafter referred to as PPS (A-2)): melt viscosity 400 poisons.
Poly (p-phenylene sulfide) (hereinafter referred to as PPS (A-3)): melt viscosity 80 poisons.
<変性エチレン系共重合体(B)>
エチレン−α、β−不飽和カルボン酸アルキルエステル−無水マレイン酸共重合体(B−1)(以下、変性エチレン系共重合体(B−1)と記す。):アルケマ(株)製、(商品名)ボンダインAX8390。
エチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル−α、β−不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体(B−2)(以下、変性エチレン系共重合体(B−2)と記す。):住友化学(株)製、(商品名)ボンドファースト7M。
エチレン−α、β−不飽和カルボン酸−グリシジルエステル共重合体(B−3)(以下、変性エチレン系共重合体(B−3)と記す。):住友化学(株)製、(商品名)ボンドファーストE。
<Modified ethylene copolymer (B)>
Ethylene-α, β-unsaturated carboxylic acid alkyl ester-maleic anhydride copolymer (B-1) (hereinafter referred to as modified ethylene copolymer (B-1)): manufactured by Alchema Co., Ltd., ( Product name) Bondine AX8390.
Ethylene-α, β-unsaturated carboxylic acid glycidyl ester-α, β-unsaturated carboxylic acid alkyl ester copolymer (B-2) (hereinafter referred to as modified ethylene-based copolymer (B-2)): Made by Sumitomo Chemical Co., Ltd. (trade name) Bond First 7M.
Ethylene-α, β-unsaturated carboxylic acid-glycidyl ester copolymer (B-3) (hereinafter referred to as modified ethylene copolymer (B-3)): manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. (trade name) ) Bond First E.
<ガラス繊維(C)>
ガラス繊維(C−1);オーウェンス コーニング ジャパン(株)製、(商品名)RES03−TP91;繊維径10μm、繊維長3mm
ガラス繊維(C−2);日東紡株式会社製チョップドストランド、(商品名)CSG−3PA 830、繊維断面のアスペクト比4。
<Glass fiber (C)>
Glass fiber (C-1); manufactured by Owens Corning Japan Co., Ltd. (trade name) RES03-TP91; fiber diameter 10 μm, fiber length 3 mm
Glass fiber (C-2); chopped strand manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., (trade name) CSG-3PA 830, aspect ratio of fiber cross section 4.
<合成例1(PPS(A−1)の合成)>
攪拌機を装備する15リットルオートクレーブに、フレーク状硫化ソーダ(Na2S・2.9H2O)1814g、30%苛性ソーダ溶液(30%NaOHaq)48g及びN−メチル−2−ピロリドン3679gを仕込み、窒素気流下攪拌しながら徐々に200℃まで昇温して、380gの水を留去した。190℃まで冷却した後、p−ジクロロベンゼン2107g、N−メチル−2−ピロリドン985gを添加し、窒素気流下に系を封入した。この系を2時間かけて225℃に昇温し、225℃にて1時間重合させた後、25分かけて250℃に昇温し、さらに250℃にて3時間重合を行った。重合後、減圧下で重合スラリーからN−メチル−2−ピロリドンを蒸留操作で回収した。最終到達温度は170℃で圧力は4.7kPaであった。得られたケーキに80℃の温水を加えスラリー濃度20%として洗浄し、再度、同様に温水を加え175℃まで昇温してポリ(p−フェニレンスルフィド)の洗浄を合計2回行った。得られたポリフェニレンスルフィドを105℃で一昼夜乾燥した。次いで、乾燥したポリフェニレンスルフィドをバッチ式ロータリーキルン型焼成装置に充填し、窒素雰囲気下で240℃まで昇温し、1時間の保持による硬化処理を行うことによって、溶融粘度が190ポイズのPPS(A−1)を得た。
<Synthesis Example 1 (Synthesis of PPS (A-1))>
To 15 liters autoclave equipped with a stirrer was charged with flaky sodium sulfide (Na 2 S · 2.9H 2 O ) 1814g, 30% sodium hydroxide solution (30% NaOHaq) 48g and N- methyl-2-pyrrolidone 3679G, nitrogen flow The temperature was gradually raised to 200 ° C. with stirring, and 380 g of water was distilled off. After cooling to 190 ° C., 2107 g of p-dichlorobenzene and 985 g of N-methyl-2-pyrrolidone were added, and the system was sealed under a nitrogen stream. This system was heated to 225 ° C. over 2 hours and polymerized at 225 ° C. for 1 hour, then heated to 250 ° C. over 25 minutes, and further polymerized at 250 ° C. for 3 hours. After the polymerization, N-methyl-2-pyrrolidone was recovered from the polymerized slurry under reduced pressure by a distillation operation. The final temperature reached was 170 ° C. and the pressure was 4.7 kPa. Warm water at 80 ° C. was added to the obtained cake and washed to a slurry concentration of 20%, and warm water was added again in the same manner to raise the temperature to 175 ° C. and the poly (p-phenylene sulfide) was washed twice in total. The obtained polyphenylene sulfide was dried at 105 ° C. for 24 hours. Next, the dried polyphenylene sulfide was filled in a batch type rotary kiln type firing device, heated to 240 ° C. in a nitrogen atmosphere, and cured by holding for 1 hour, whereby PPS (A-) having a melt viscosity of 190 poise was performed. 1) was obtained.
<合成例2(PPS(A−2)の合成)>
攪拌機を装備する15リットルオートクレーブに、フレーク状硫化ソーダ(Na2S・2.9H2O)1814g、粒状の苛性ソーダ(100%NaOH:和光純薬特級)8.7g及びN−メチル−2−ピロリドン3232gを仕込み、窒素気流下攪拌しながら徐々に200℃まで昇温して、340gの水を留去した。190℃まで冷却した後、p−ジクロロベンゼン2107g、N−メチル−2−ピロリドン1783gを添加し、窒素気流下に系を封入した。この系を2時間かけて225℃に昇温し、225℃にて1時間重合させた後、25分かけて250℃に昇温し、250℃にて2時間重合を行った。次いで、この系に250℃で蒸留水509gを圧入し、255℃まで昇温してさらに1時間重合反応を行った。重合後、減圧下で重合スラリーからN−メチル−2−ピロリドンを蒸留操作で回収した。最終到達温度は170℃で圧力は4.7kPaであった。得られたケーキに80℃の温水を加えスラリー濃度20%として洗浄し、再度、同様に温水を加え175℃まで昇温してポリ(p−フェニレンスルフィド)の洗浄を合計2回行った。得られたポリ(p−フェニレンスルフィド)を105℃で一昼夜乾燥することによって、溶融粘度が400ポイズのPPS(A−2)を得た。
<Synthesis Example 2 (Synthesis of PPS (A-2))>
To 15 liters autoclave equipped with a stirrer, flaky sodium sulfide (Na 2 S · 2.9H 2 O ) 1814g, granular caustic soda (100% NaOH: Wako Pure Chemical special grade) 8.7 g and N- methyl-2-pyrrolidone 3232 g was charged, the temperature was gradually raised to 200 ° C. while stirring under a nitrogen stream, and 340 g of water was distilled off. After cooling to 190 ° C., 2107 g of p-dichlorobenzene and 1783 g of N-methyl-2-pyrrolidone were added, and the system was sealed under a nitrogen stream. This system was heated to 225 ° C. over 2 hours and polymerized at 225 ° C. for 1 hour, then heated to 250 ° C. over 25 minutes and polymerized at 250 ° C. for 2 hours. Next, 509 g of distilled water was press-fitted into this system at 250 ° C., the temperature was raised to 255 ° C., and a polymerization reaction was further carried out for 1 hour. After the polymerization, N-methyl-2-pyrrolidone was recovered from the polymerized slurry under reduced pressure by a distillation operation. The final temperature reached was 170 ° C. and the pressure was 4.7 kPa. Warm water at 80 ° C. was added to the obtained cake and washed to a slurry concentration of 20%, and warm water was added again in the same manner to raise the temperature to 175 ° C. and the poly (p-phenylene sulfide) was washed twice in total. The obtained poly (p-phenylene sulfide) was dried at 105 ° C. for 24 hours to obtain PPS (A-2) having a melt viscosity of 400 poise.
<合成例3(PPS(A−3)の合成)>
攪拌機を装備する15リットルオートクレーブに、フレーク状硫化ソーダ(Na2S・2.9H2O)1814g、粒状の苛性ソーダ(100%NaOH:和光純薬特級)8.7g及びN−メチル−2−ピロリドン3232gを仕込み、窒素気流下攪拌しながら徐々に200℃まで昇温して、339gの水を留去した。190℃まで冷却した後、p−ジクロロベンゼン2085g、N−メチル−2−ピロリドン1783gを添加し、窒素気流下に系を封入した。この系を2時間かけて225℃に昇温し、225℃にて1時間重合させた後、25分かけて250℃に昇温し、250℃にて2時間重合を行った。重合後、減圧下で重合スラリーからN−メチル−2−ピロリドンを蒸留操作で回収した。最終到達温度は170℃で圧力は4.7kPaであった。得られたケーキに80℃の温水を加えスラリー濃度20%として洗浄し、再度、同様に温水を加え175℃まで昇温してポリ(p−フェニレンスルフィド)を洗浄した。得られたポリ(p−フェニレンスルフィド)を105℃で一昼夜乾燥することによって、溶融粘度が80ポイズのPPS(A−3)を得た。
<Synthesis Example 3 (Synthesis of PPS (A-3))>
To 15 liters autoclave equipped with a stirrer, flaky sodium sulfide (Na 2 S · 2.9H 2 O ) 1814g, granular caustic soda (100% NaOH: Wako Pure Chemical special grade) 8.7 g and N- methyl-2-pyrrolidone 3232 g was charged, the temperature was gradually raised to 200 ° C. while stirring under a nitrogen stream, and 339 g of water was distilled off. After cooling to 190 ° C., 2085 g of p-dichlorobenzene and 1783 g of N-methyl-2-pyrrolidone were added, and the system was sealed under a nitrogen stream. This system was heated to 225 ° C. over 2 hours and polymerized at 225 ° C. for 1 hour, then heated to 250 ° C. over 25 minutes and polymerized at 250 ° C. for 2 hours. After the polymerization, N-methyl-2-pyrrolidone was recovered from the polymerized slurry under reduced pressure by a distillation operation. The final temperature reached was 170 ° C. and the pressure was 4.7 kPa. Warm water at 80 ° C. was added to the obtained cake and washed to a slurry concentration of 20%, and then warm water was added again in the same manner and the temperature was raised to 175 ° C. to wash the poly (p-phenylene sulfide). The obtained poly (p-phenylene sulfide) was dried at 105 ° C. for 24 hours to obtain PPS (A-3) having a melt viscosity of 80 poise.
得られたポリアリーレンスルフィド樹脂、金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体の評価・測定方法を以下に示す。 The evaluation / measurement method of the obtained polyarylene sulfide resin and metal member-polyarylene sulfide resin member composite is shown below.
〜ポリアリーレンスルフィド樹脂の溶融粘度測定〜
直径1mm、長さ2mmのダイスを装着した高化式フローテスター((株)島津製作所製、商品名CFT−500)にて、測定温度315℃、荷重10kgの条件下で溶融粘度の測定を行った。
~ Measurement of melt viscosity of polyarylene sulfide resin ~
The melt viscosity was measured under the conditions of a measurement temperature of 315 ° C. and a load of 10 kg with a high-grade flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name CFT-500) equipped with a die having a diameter of 1 mm and a length of 2 mm. It was.
〜金属接合強度の評価〜
金属部材とPPS樹脂部材との複合体の接合強度は、ISO19095に従い、接合面積が50mm2の引張せん断接合強度により評価した。
~ Evaluation of metal joint strength ~
The bonding strength of the composite of the metal member and the PPS resin member was evaluated by the tensile shear bonding strength having a bonding area of 50 mm 2 according to ISO19095.
〜超音波探傷試験〜
金属部材とPPS樹脂部材との複合体は、ISO19095に従い作製した接合面積が50mm2の引張せん断試験片である複合体を用いて、水浸式超音波探傷試験により超音波探傷試験を行った。該水浸式超音波探傷試験については、水槽中で接合複合体と超音波探触子(オリンパス製(商品名)水浸型探触子V324−SU)とが25mmの距離となるように設置し、超音波探触子から周波数25MHz、0.1mm間隔で発信された超音波が金属部材内部を通過して接合部で集束するよう接合面に対して垂直に配置し、反射した超音波を超音波探触子にて受信して、計500点のエコー高さを求め、該エコー高さの平均値を該試験片のエコー高さとした。
~ Ultrasonic flaw detection test ~
The composite of the metal member and the PPS resin member was subjected to an ultrasonic flaw detection test by a water immersion type ultrasonic flaw detection test using a composite which is a tensile shear test piece having a joint area of 50 mm 2 prepared in accordance with ISO19095. For the water-immersed ultrasonic flaw detection test, the bonded composite and the ultrasonic probe (Olympus (trade name) water-immersed probe V324-SU) were installed at a distance of 25 mm in the water tank. Then, the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic probe at a frequency of 25 MHz at intervals of 0.1 mm are arranged perpendicular to the joint surface so as to pass through the inside of the metal member and be focused at the joint portion, and the reflected ultrasonic waves are transmitted. The echo heights of a total of 500 points were obtained by receiving with an ultrasonic probe, and the average value of the echo heights was taken as the echo height of the test piece.
実施例1
アルミニウム合金(A5052)製試験片(長さ40mm、幅18mm、厚さ1.5mm)をアセトンに浸漬することにより表面の洗浄を行った後、該試験片を10重量%濃度の水酸化ナトリウム水溶液、次いで10重量%硝酸水溶液に浸漬し、さらに30重量%燐酸水溶液中で電流密度2A/dm2で20分間陽極酸化処理することにより、アルミニウム合金表面を化学処理したアルミニウム合金(A5052)製試験片を得た。
Example 1
After cleaning the surface by immersing a test piece made of an aluminum alloy (A5052) (length 40 mm, width 18 mm, thickness 1.5 mm) in acetone, the test piece is subjected to a 10% by mass aqueous solution of sodium hydroxide. Then, the test piece made of an aluminum alloy (A5052) was chemically treated on the surface of the aluminum alloy by immersing it in a 10 wt% aqueous nitrate solution and further anodizing it in a 30 wt% aqueous phosphoric acid solution at a current density of 2 A / dm 2 for 20 minutes. Got
合成例1で得られたPPS(A−1)100重量部に対し、エチレン系共重合体(B−1)15重量部を予め均一に混合し、シリンダー温度300℃に加熱した二軸押出機(東芝機械製、(商品名)TEM−35−102B)のホッパーに投入した。一方、ガラス繊維(C−1)をPPS(A−1)100重量部に対して30重量部となるように該二軸押出機のサイドフィーダーのホッパーから投入し、溶融混練してペレット化したポリ(p−フェニレンスルフィド)樹脂組成物を作製した。 A twin-screw extruder in which 15 parts by weight of an ethylene-based copolymer (B-1) was uniformly mixed with 100 parts by weight of PPS (A-1) obtained in Synthesis Example 1 and heated to a cylinder temperature of 300 ° C. It was put into a hopper (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., (trade name) TEM-35-102B). On the other hand, the glass fiber (C-1) was charged from the hopper of the side feeder of the twin-screw extruder so as to be 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the PPS (A-1), and melt-kneaded to pelletize. A poly (p-phenylene sulfide) resin composition was prepared.
得られた該アルミニウム合金(A5052)製試験片を、金型内にセットし、シリンダー温度310℃、金型温度150℃、保圧を70MPaに設定した射出成形機(住友重機械工業製、(商品名)SE75S)を用いてポリ(p−フェニレンスルフィド)樹脂組成物を射出成形し、ISO19095に従い、接合面積が50mm2のせん断接合強度評価用試験片であるアルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体を作製した。そして、接合面の超音波探傷試験を行った。また超音波探傷試験を行った試験片を、ISO19095に従い接合強度を評価した。 The obtained test piece made of aluminum alloy (A5052) was set in a mold, and an injection molding machine (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) in which the cylinder temperature was 310 ° C., the mold temperature was 150 ° C., and the holding pressure was 70 MPa. A poly (p-phenylene sulfide) resin composition is injection-molded using (trade name) SE75S), and an aluminum alloy member-PPS resin composition member, which is a test piece for evaluating shear bonding strength having a bonding area of 50 mm 2 according to ISO19095. A complex was prepared. Then, an ultrasonic flaw detection test was performed on the joint surface. In addition, the joint strength of the test piece subjected to the ultrasonic flaw detection test was evaluated according to ISO19095.
得られたアルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体のエコー高さは26%を示し、接合強度は43MPaであった。 The echo height of the obtained aluminum alloy member-PPS resin composition member composite was 26%, and the bonding strength was 43 MPa.
実施例2
アルミニウムダイカスト合金(ADC12)製試験片(長さ40mm、幅18mm、厚さ1.5mm)をアセトンに浸漬することにより表面の洗浄を行った後、該試験片を、波長1.064μmのレーザを用いハッチング幅0.06mm、周波数9KHz、速度80mm/秒で直交方向に1000回走査するレーザ処理を行うことにより、アルミニウムダイカスト合金表面を物理的処理したアルミニウムダイカスト合金(ADC12)製試験片を得た。
Example 2
After cleaning the surface by immersing a test piece made of aluminum die-cast alloy (ADC12) (length 40 mm, width 18 mm, thickness 1.5 mm) in acetone, the test piece is subjected to a laser having a wavelength of 1.064 μm. A test piece made of an aluminum die-cast alloy (ADC12) in which the surface of the aluminum die-cast alloy was physically treated was obtained by performing laser treatment for scanning 1000 times in the orthogonal direction at a hatching width of 0.06 mm, a frequency of 9 KHz, and a speed of 80 mm / sec. ..
合成例3で得られたPPS(A−3)100重量部に対し、エチレン系共重合体(B−1)10重量部を予め均一に混合し、シリンダー温度300℃に加熱した二軸押出機(東芝機械製、(商品名)TEM−35−102B)のホッパーに投入した。一方、ガラス繊維(C−2)をPPS(A−3)100重量部に対して110重量部となるように該二軸押出機のサイドフィーダーのホッパーから投入し、溶融混練してペレット化したポリ(p−フェニレンスルフィド)樹脂組成物を作製した。 A twin-screw extruder in which 10 parts by weight of an ethylene-based copolymer (B-1) was uniformly mixed with 100 parts by weight of PPS (A-3) obtained in Synthesis Example 3 and heated to a cylinder temperature of 300 ° C. It was put into a hopper (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., (trade name) TEM-35-102B). On the other hand, the glass fiber (C-2) was charged from the hopper of the side feeder of the twin-screw extruder so as to be 110 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the PPS (A-3), and melt-kneaded to pelletize. A poly (p-phenylene sulfide) resin composition was prepared.
得られた該アルミニウムダイカスト合金(ADC12)製試験片を、金型内にセットし、シリンダー温度310℃、金型温度150℃、保圧を30MPaに設定した射出成形機(住友重機械工業製、(商品名)SE75S)を用いて射出成形し、ISO19095に従い、接合面積が50mm2のせん断接合強度評価用試験片でアルミニウムダイカスト合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体を作製した。そして、接合面の超音波探傷試験を行った。また超音波探傷試験を行った試験片を、ISO19095に従い接合強度を評価した。 The obtained test piece made of aluminum die-cast alloy (ADC12) was set in a mold, and an injection molding machine (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) in which a cylinder temperature of 310 ° C., a mold temperature of 150 ° C., and a holding pressure of 30 MPa was set. An aluminum die-cast alloy member-PPS resin composition member composite was prepared by injection molding using (trade name) SE75S) and a test piece for evaluating shear bonding strength having a bonding area of 50 mm 2 according to ISO19095. Then, an ultrasonic flaw detection test was performed on the joint surface. In addition, the joint strength of the test piece subjected to the ultrasonic flaw detection test was evaluated according to ISO19095.
得られたアルミニウムダイカスト合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体のエコー高さは27%を示し、接合強度は40MPaであった。 The echo height of the obtained aluminum die-cast alloy member-PPS resin composition member composite was 27%, and the bonding strength was 40 MPa.
実施例3
アルミニウム(A1050)製試験片(長さ40mm、幅18mm、厚さ1.5mm)をエタノールに浸漬することにより表面の洗浄を行った後、該試験片を0.1mmのアルミナ粉を用いたサンドブラスト処理にて粗化し、次いで該試験片を1重量%濃度の水酸化ナトリウム水溶液、さらに1重量%硫酸水溶液に浸漬し、最後に該試験片を95℃のエタノールアミン1重量%を含有する蒸留水混合液に10分間浸漬し、表面にベーマイト処理を施すことにより、アルミニウム表面を物理的処理後に化学処理したアルミニウム(A1050)製試験片を得た。
Example 3
After cleaning the surface by immersing a test piece made of aluminum (A1050) (length 40 mm, width 18 mm, thickness 1.5 mm) in ethanol, the test piece is sandblasted with 0.1 mm alumina powder. After roughening by treatment, the test piece is then immersed in a 1% by weight aqueous solution of sodium hydroxide and then a 1% by weight aqueous sulfuric acid solution, and finally the test piece is distilled water containing 1% by weight of ethanolamine at 95 ° C. By immersing the mixture in a mixed solution for 10 minutes and subjecting the surface to boehmite treatment, a test piece made of aluminum (A1050) was obtained by physically treating the aluminum surface and then chemically treating the surface.
合成例2で得られたPPS(A−2)100重量部に対し、エチレン系共重合体(B−2)25重量部を予め均一に混合し、シリンダー温度300℃に加熱した二軸押出機(東芝機械製、(商品名)TEM−35−102B)のホッパーに投入した。一方、ガラス繊維(C−1)をPPS(A−2)100重量部に対して15重量部となるように該二軸押出機のサイドフィーダーのホッパーから投入し、溶融混練してペレット化したポリ(p−フェニレンスルフィド)樹脂組成物を作製した。 A twin-screw extruder in which 25 parts by weight of an ethylene-based copolymer (B-2) was uniformly mixed with 100 parts by weight of PPS (A-2) obtained in Synthesis Example 2 and heated to a cylinder temperature of 300 ° C. It was put into a hopper (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., (trade name) TEM-35-102B). On the other hand, the glass fiber (C-1) was charged from the hopper of the side feeder of the twin-screw extruder so as to be 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PPS (A-2), and melt-kneaded to pelletize. A poly (p-phenylene sulfide) resin composition was prepared.
得られた該アルミニウム(A1050)製試験片を、金型内にセットし、シリンダー温度310℃、金型温度160℃、保圧を50MPaに設定した射出成形機(住友重機械工業製、(商品名)SE75S)を用いて射出成形し、ISO19095に従い、接合面積が50mm2のせん断接合強度評価用試験片であるあるアルミニウム部材−PPS樹脂組成物部材複合体を作製した。そして、接合面の超音波探傷試験を行った。また超音波探傷試験を行った試験片を、ISO19095に従い接合強度を評価した。 The obtained aluminum (A1050) test piece was set in a mold, and an injection molding machine (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) in which the cylinder temperature was 310 ° C., the mold temperature was 160 ° C., and the holding pressure was set to 50 MPa. Name) SE75S) was used for injection molding to prepare an aluminum member-PPS resin composition member composite which is a test piece for evaluating shear joint strength having a joint area of 50 mm 2 according to ISO19095. Then, an ultrasonic flaw detection test was performed on the joint surface. In addition, the joint strength of the test piece subjected to the ultrasonic flaw detection test was evaluated according to ISO19095.
得られたアルミニウム部材−PPS樹脂組成物部材複合体のエコー高さは30%を示し、接合強度は35MPaであった。 The echo height of the obtained aluminum member-PPS resin composition member composite was 30%, and the bonding strength was 35 MPa.
実施例4
アルミニウム合金(A6063)製試験片(長さ40mm、幅18mm、厚さ1.5mm)をアセトンに浸漬することにより表面の洗浄を行った後、該試験片を#120のアルミナ、次いで#800のアルミナ、最後に#2000のアルミナにて液体ホーニング処理を行うことにより、アルミニウム合金表面を物理的処理したアルミニウム合金(A60603)製試験片を得た。
Example 4
After cleaning the surface by immersing a test piece made of an aluminum alloy (A6063) (length 40 mm, width 18 mm, thickness 1.5 mm) in acetone, the test piece is made of # 120 alumina and then # 800. A test piece made of an aluminum alloy (A60603) in which the surface of the aluminum alloy was physically treated was obtained by performing a liquid honing treatment with alumina and finally # 2000 alumina.
合成例1で得られたPPS(A−1)100重量部に対し、エチレン系共重合体(B−3)6重量部を予め均一に混合し、シリンダー温度300℃に加熱した二軸押出機(東芝機械製、(商品名)TEM−35−102B)のホッパーに投入した。一方、ガラス繊維(C−1)をPPS(A−1)100重量部に対して45重量部となるように該二軸押出機のサイドフィーダーのホッパーから投入し、溶融混練してペレット化したポリ(p−フェニレンスルフィド)樹脂組成物を作製した。 A twin-screw extruder in which 6 parts by weight of an ethylene-based copolymer (B-3) was uniformly mixed with 100 parts by weight of PPS (A-1) obtained in Synthesis Example 1 and heated to a cylinder temperature of 300 ° C. It was put into a hopper (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., (trade name) TEM-35-102B). On the other hand, the glass fiber (C-1) was charged from the hopper of the side feeder of the twin-screw extruder so as to be 45 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PPS (A-1), and melt-kneaded to pelletize. A poly (p-phenylene sulfide) resin composition was prepared.
得られた該アルミニウム合金(A6063)製試験片を、金型内にセットし、シリンダー温度310℃、金型温度140℃、保圧を10MPaに設定した射出成形機(住友重機械工業製、(商品名)SE75S)を用いて射出成形し、ISO19095に従い、接合面積が50mm2のせん断接合強度評価用試験片であるアルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体を作製した。そして、接合面の超音波探傷試験を行った。また超音波探傷試験を行った試験片を、ISO19095に従い接合強度を評価した。 The obtained test piece made of aluminum alloy (A6063) was set in a mold, and an injection molding machine (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) in which the cylinder temperature was 310 ° C., the mold temperature was 140 ° C., and the holding pressure was set to 10 MPa. An aluminum alloy member-PPS resin composition member composite, which is a test piece for evaluating shear bonding strength having a bonding area of 50 mm 2 , was produced by injection molding using (trade name) SE75S) and according to ISO19095. Then, an ultrasonic flaw detection test was performed on the joint surface. In addition, the joint strength of the test piece subjected to the ultrasonic flaw detection test was evaluated according to ISO19095.
得られたアルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体のエコー高さは34%を示し、接合強度は30MPaであった。 The echo height of the obtained aluminum alloy member-PPS resin composition member composite was 34%, and the bonding strength was 30 MPa.
実施例5
金型温度を130℃、保圧を5MPaとした以外は、実施例1と同様の方法により得たPPS樹脂組成物、アルミニウム合金(A5052)製試験片を用いて、実施例1と同様の方法によりアルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体を作製した。そして、評価した。
Example 5
The same method as in Example 1 using the PPS resin composition obtained by the same method as in Example 1 and the test piece made of aluminum alloy (A5052) except that the mold temperature was 130 ° C. and the holding pressure was 5 MPa. To prepare an aluminum alloy member-PPS resin composition member composite. And evaluated.
得られたアルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体は、エコー高さは34%を示し、接合強度は30MPaであった。 The obtained aluminum alloy member-PPS resin composition member composite showed an echo height of 34% and a bonding strength of 30 MPa.
実施例6
実施例1と同様の方法により得たPPS樹脂組成物、アルミニウム合金(A5052)製試験片を用い、該アルミニウム合金(A5052)製試験片を、金型内にセットし、シリンダー温度310℃、金型温度140℃、保圧を40MPaに設定した射出成形機(住友重機械工業製、(商品名)SE75S)を用いて射出成形し、ISO19095に従い、接合面積が50mm2のせん断接合強度評価用試験片であるアルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体を作製した。そして、射出成形工程で得た該試験片をサーボロボット(ユーシン精機製、(商品名)YC)により取出し、ベルトコンベアにて、次工程の超音波探傷試験装置による測定工程へ搬送した。
Example 6
Using the PPS resin composition obtained by the same method as in Example 1 and the test piece made of aluminum alloy (A5052), the test piece made of aluminum alloy (A5052) was set in a mold, and the cylinder temperature was 310 ° C. and gold. Injection molding using an injection molding machine (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. (trade name) SE75S) in which the mold temperature is 140 ° C. and the holding pressure is set to 40 MPa, and a shear joint strength evaluation test with a joint area of 50 mm 2 according to ISO19095. A piece of aluminum alloy member-PPS resin composition member composite was prepared. Then, the test piece obtained in the injection molding step was taken out by a servo robot (manufactured by Yushin Seiki Co., Ltd. (trade name) YC) and conveyed to the measurement step by the ultrasonic flaw detection test device in the next step by a belt conveyor.
該複合体を多軸ロボット(ファナック製)により、水槽中で該アルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体と超音波探触子(オリンパス製(商品名)水浸型探触子V324−SU)とが25mmの距離、かつ、超音波がアルミニウム合金部材内部を通過して接合部で集束するよう接合面に対して垂直に設置した。次に、超音波探触子から周波数25MHz、0.1mm間隔で発信し、反射した超音波を超音波探触子にて受信して、計500点のエコー高さを求め、該エコー高さの平均値を算出したところ、該試験片のエコー高さは28%を示した。 The composite is subjected to the aluminum alloy member-PPS resin composition member composite and an ultrasonic probe (manufactured by Olympus (trade name) water-immersed probe V324-SU) in a water tank by a multi-axis robot (manufactured by Fanac). ) Is 25 mm away, and the ultrasonic waves are installed perpendicular to the joint surface so that they pass through the inside of the aluminum alloy member and are focused at the joint. Next, ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe at a frequency of 25 MHz at intervals of 0.1 mm, and the reflected ultrasonic waves are received by the ultrasonic probe to obtain echo heights of a total of 500 points, and the echo heights are obtained. When the average value of was calculated, the echo height of the test piece was 28%.
さらに、該アルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体を、予めエコー高さによって部品保管箱(エコー高さ35%以下)または排除箱(エコー高さ35%を超える)へ搬送するように設定した多軸ロボット(ファナック製)により取出し、次いで、エコー高さ35%以下の複合体を保管する部品保管箱に該複合体を移送した。部品保管箱内の全てのアルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体をISO19095に従い接合強度を評価したところ、接合強度は全て39MPa以上を示した。 Further, the aluminum alloy member-PPS resin composition member composite is set to be conveyed in advance to a parts storage box (echo height 35% or less) or an exclusion box (echo height exceeding 35%) according to the echo height. The composite was taken out by a multi-axis robot (manufactured by Fanac), and then the composite was transferred to a parts storage box for storing a composite having an echo height of 35% or less. When the bonding strength of all the aluminum alloy member-PPS resin composition member composites in the parts storage box was evaluated according to ISO19095, the bonding strength was 39 MPa or more.
金型温度、保圧を表2に示す条件とした以外は、実施例1と同様の方法により得たPPS樹脂組成物、アルミニウム合金(A5052)製試験片を用いて、実施例1と同様の方法により複合体を製造し、評価を行った。
The same as in Example 1 using the PPS resin composition obtained by the same method as in Example 1 and the test piece made of aluminum alloy (A5052) except that the mold temperature and holding pressure were set to the conditions shown in Table 2. The composite was produced by the method and evaluated.
得られた複合体は、エコー高さに大きく、金属との接合強度に劣るものであった。 The obtained composite had a large echo height and was inferior in bonding strength to the metal.
比較例4
実施例1と同様の方法により得たアルミニウム合金(A5052)製試験片、PPS樹脂組成物を用い、該アルミニウム合金(A5052)製試験片を、金型内にセットし、シリンダー温度310℃、金型温度110℃、保圧を10MPaに設定した射出成形機(住友重機械工業製、(商品名)SE75S)を用いて射出成形し、ISO19095に従い、接合面積が50mm2のせん断接合強度評価用試験片であるアルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体を作製した。そして、射出成形工程で得た該あるアルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体をサーボロボット(ユーシン精機製、(商品名)YC)により取出し、ベルトコンベアにて、次工程の超音波探傷試験装置による測定工程へ搬送した。
Comparative Example 4
Using the aluminum alloy (A5052) test piece and PPS resin composition obtained by the same method as in Example 1, the aluminum alloy (A5052) test piece was set in a mold, and the cylinder temperature was 310 ° C. and gold. Injection molding was performed using an injection molding machine (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. (trade name) SE75S) with a mold temperature of 110 ° C. and a holding pressure of 10 MPa, and a shear bonding strength evaluation test with a bonding area of 50 mm 2 according to ISO19095. A piece of aluminum alloy member-PPS resin composition member composite was prepared. Then, the aluminum alloy member-PPS resin composition member composite obtained in the injection molding process is taken out by a servo robot (manufactured by Yushin Seiki Co., Ltd. (trade name) YC), and an ultrasonic flaw detection test in the next process is performed on a belt conveyor. It was transported to the measurement process by the device.
該アルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体を多軸ロボット(ファナック製)により、水槽中で該アルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体と超音波探触子(オリンパス製(商品名)水浸型探触子V324−SU)とが25mmの距離、かつ、超音波がアルミニウム合金部材内部を通過して接合部で集束するよう接合面に対して垂直に設置した。次に、超音波探触子から周波数25MHz、0.1mm間隔で発信し、反射した超音波を超音波探触子にて受信して、計500点のエコー高さを求め、該エコー高さの平均値を算出したところ、該試験片のエコー高さは40%を示した。 The aluminum alloy member-PPS resin composition member composite and the aluminum alloy member-PPS resin composition member composite and an ultrasonic probe (manufactured by Olympus (trade name)) are used in a water tank by a multi-axis robot (manufactured by Fanac). The water-immersed probe V324-SU) was installed at a distance of 25 mm and perpendicular to the joint surface so that ultrasonic waves passed through the inside of the aluminum alloy member and focused at the joint. Next, ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe at a frequency of 25 MHz at intervals of 0.1 mm, and the reflected ultrasonic waves are received by the ultrasonic probe to obtain echo heights of a total of 500 points, and the echo heights are obtained. When the average value of was calculated, the echo height of the test piece was 40%.
該複合体を予めエコー高さによって部品保管箱(エコー高さ35%以下)または排除箱(エコー高さ35%を超える)へ搬送するように設定した多軸ロボット(ファナック製)により取出し、次いで、エコー高さ35%を超える複合体を保管する排除箱に該アルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体を移送し、該アルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体を排除した。該アルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体の全てをISO19095に従い接合強度を評価したところ、全ての接合強度は23MPa以下を示した。 The composite is taken out by a multi-axis robot (manufactured by Fanac) which is previously set to be transported to a parts storage box (echo height 35% or less) or an exclusion box (echo height exceeding 35%) according to the echo height. The aluminum alloy member-PPS resin composition member composite was transferred to an exclusion box for storing the composite having an echo height of more than 35%, and the aluminum alloy member-PPS resin composition member composite was eliminated. When the bonding strength of all of the aluminum alloy member-PPS resin composition member composites was evaluated according to ISO19095, all the bonding strengths were 23 MPa or less.
比較例5
実施例1と同様の方法により得たPPS樹脂組成物、アルミニウム合金(A5052)製試験片を用い、該アルミニウム合金(A5052)製試験片を、金型内にセットし、シリンダー温度340℃、金型温度140℃、保圧を20MPaに設定した射出成形機(住友重機械工業製、(商品名)SE75S)を用いて射出成形し、ISO19095に従い、接合面積が50mm2のせん断接合強度評価用試験片であるアルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体を作製した。
Comparative Example 5
Using the PPS resin composition obtained by the same method as in Example 1 and the test piece made of aluminum alloy (A5052), the test piece made of aluminum alloy (A5052) was set in a mold, and the cylinder temperature was 340 ° C. Injection molding using an injection molding machine (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. (trade name) SE75S) with a mold temperature of 140 ° C. and a holding pressure of 20 MPa, and a shear bonding strength evaluation test with a bonding area of 50 mm 2 according to ISO19095. A piece of aluminum alloy member-PPS resin composition member composite was prepared.
水槽中で発信用および受信用の超音波探触子(オリンパス製(商品名)水浸型探触子V324−SU)とアルミニウム合金部材−PPS樹脂組成物部材複合体とが各々25mmの距離となるように設置し、超音波探触子から周波数25MHz、0.1mm間隔で発信された超音波が金属部材内部を通過して接合部で集束しPPS樹脂組成物部材へ透過するよう接合面に対して垂直に配置した。次に、超音波探触子から周波数25MHzで超音波を発信し、受信用の超音波探触子にて反射強度を測定したが、充分な反射強度が得られず、エコー高さの測定を中断した。該複合体のPPS樹脂組成物部材内部には多数のボイドが認められ、接合強度も接合とは言えないほどの低いものであった。 The ultrasonic probe (Olympus (trade name) water-immersed probe V324-SU) for transmission and reception in the water tank and the aluminum alloy member-PPS resin composition member composite are each at a distance of 25 mm. The ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic probe at a frequency of 25 MHz at 0.1 mm intervals pass through the inside of the metal member, are focused at the joint, and are transmitted to the PPS resin composition member on the joint surface. It was placed vertically. Next, ultrasonic waves were transmitted from the ultrasonic probe at a frequency of 25 MHz, and the reflection intensity was measured with the ultrasonic probe for reception, but sufficient reflection intensity could not be obtained, and the echo height was measured. It was interrupted. A large number of voids were observed inside the PPS resin composition member of the composite, and the bonding strength was too low to be said to be bonding.
本発明の複合体は、接合面に空隙等の欠陥が無く、接合の信頼性に優れ、さらに耐衝撃性、軽量性及び量産性に優れる金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体を提供するものであり、特に自動車や航空機などの輸送機器の複合体に有用なものである。 The composite of the present invention provides a metal member-polyarylene sulfide resin member composite having no defects such as voids on the joint surface, excellent joint reliability, and excellent impact resistance, light weight, and mass productivity. It is particularly useful for complexes of transportation equipment such as automobiles and aircraft.
Claims (3)
(1)射出成形金型内の金属部材に対し、溶融ポリアリーレンスルフィド樹脂を射出成形により直接一体化し、金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体とする工程。(2)金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体の接合面に対して、超音波探傷試験装置から超音波を発信し、接合面で反射する超音波の強度をエコー高さとして測定する工程。(1) A step of directly integrating a molten polyarylene sulfide resin with a metal member in an injection molding die by injection molding to form a metal member-polyarylene sulfide resin member composite. (2) A step of transmitting ultrasonic waves from an ultrasonic flaw detection tester to a joint surface of a metal member-polyarylene sulfide resin member composite and measuring the intensity of the ultrasonic waves reflected by the joint surface as an echo height.
(3)超音波のエコー高さを基準値として金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体を選別し、基準値を超える金属部材−ポリアリーレンスルフィド樹脂部材複合体を製造工程より排除する工程。(3) A step of selecting a metal member-polyarylene sulfide resin member composite using the echo height of ultrasonic waves as a reference value, and excluding the metal member-polyarylene sulfide resin member composite exceeding the reference value from the manufacturing process.
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