КОМПОЗИТ ИЗ ПОКРЫТОГО ФОРМОВАННОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА И ТКАНИ, СОДЕРЖАЩЕЙ ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА, И СПОСОБ ДЛЯ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА
COMPOSITE OF THE COATED METHOD OF METAL MATERIAL AND FABRIC CONTAINING CHEMICAL FIBERS AND THE METHOD FOR ITS PRODUCTION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к композиту, в котором покрытый формованный металлический материал и ткань, содержащая химическое волокно, соединены друг с другом, а также к способу для производства этого композита.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Металлические листы, прессованные продукты из них, или так называемые «формованные металлические материалы», формуемые путем литья, ковки, резания, порошковой металлургии и т.п., используются в различных промышленных изделиях, таких как автомобили. Формованные металлические материалы, подвергнутые поверхностной обработке, такой как покрытие, дробеструйная обработка или полирование, иногда используются для обеспечения хорошего дизайна. Например, используется композит, образуемый подкладочной тканью, такой как войлок, тканая ткань или нетканый материал, которая содержит химическое волокно, на поверхности формованного металлического материала. Обычно используемые способы для присоединения подкладочной ткани к поверхности формованного металлического материала используют двустороннюю клейкую ленту или клейкое вещество (см., например, Патентный документ 1).
[0003] Композит, описанный в Патентном документе 1, имеет декоративный слой из меламиновой смолы, включающий в себя основной материал из химического волокна (например, ткань), клейкий слой и металлический слой, ламинированные в указанном порядке. Декоративный слой из меламиновой смолы и металлический слой связываются вместе с помощью клейкого слоя, состоящего из клейкого вещества.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА
[0004]
Патентный документ 1
Японская отложенная патентная заявка № 2014-208453
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
[0005] Связывание ткани с поверхностью формованного металлического материала с использованием двусторонней клейкой ленты или клейкого вещества, как описано в Патентном документе 1, имеет тот недостаток, что толщина и вес композита увеличиваются за счет двусторонней клейкой ленты или клейкого вещества. Кроме того, поскольку необходима стадия присоединения двусторонней клейкой ленты или нанесения клейкого вещества, а также в некоторых случаях требуется дополнительное время выдержки, пока прочность сцепления не стабилизируется, время производственного цикла увеличивается, и производственные затраты возрастают. Использование двусторонних клейких лент и клейких веществ имеет также и другой недостаток, заключающийся в увеличении стоимости материалов.
[0006] Первой задачей настоящего изобретения является предложить композит, в котором формованный металлический материал и ткань, содержащая химическое волокно, соединяются друг с другом с превосходной адгезией без использования двусторонней клейкой ленты или клейкого вещества. Второй задачей настоящего изобретения является предложить способ для производства такого композита.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
[0007] Авторы настоящего изобретения установили, что вышеуказанные недостатки могут быть преодолены за счет формирования предопределенного покрытия на поверхности формованного металлического материала, и завершили настоящее изобретение с помощью дополнительных подробных исследований.
[0008] Настоящее изобретение относится к следующему композиту.
[1] Композит, включающий в себя: покрытый формованный металлический материал, который включает в себя формованный металлический материал и покрытие, сформированное на поверхности формованного металлического материала; а также ткань, которая содержит химическое волокно и соединена с поверхностью покрытого формованного металлического материала, в котором покрытие содержит полиуретановую смолу, содержащую блок поликарбоната, причем массовая доля блока поликарбоната составляет 15-80 мас.% по общей массе смолы в покрытии, и толщина пленки покрытия составляет 0,2 мкм или больше.
[2] Композит по п. [1], в котором химическое волокно представляет собой полиуретановое волокно, нейлоновое волокно, полиэфирное волокно, акриловое волокно, волокно из поливинилового спирта, полиолефиновое волокно, поливинилхлоридное волокно или их комбинацию.
[3] Композит по п. [1] или [2], в котором ткань представляет собой тканую ткань, трикотаж, тюль, войлок, нетканую ткань или их комбинацию.
[0009] Кроме того, настоящее изобретение относится к следующему способу для производства композита.
[4] Способ для производства композита, включающего в себя покрытый формованный металлический материал, который включает в себя формованный металлический материал и покрытие, сформированное на поверхности формованного металлического материала, а также ткань, содержащую химическое волокно, включающий в себя: обеспечение покрытого формованного металлического материала; нагревание покрытого формованного металлического материала; и соединение ткани, содержащей химическое волокно, путем ее сжатия с поверхностью нагреваемого покрытого формованного металлического материала, в котором покрытие содержит полиуретановую смолу, содержащую блок поликарбоната, причем массовая доля блока поликарбоната составляет 15-80 мас.% по общей массе смолы в покрытии, и толщина пленки покрытия составляет 0,2 мкм или больше.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0010] Настоящее изобретение может обеспечить композит, в котором покрытый формованный металлический материал и ткань, содержащая химическое волокно, соединяются с превосходной адгезией друг с другом без использования двусторонней клейкой ленты или клейкого вещества. Композит в соответствии с настоящим изобретением может быть легко произведен с низкими затратами.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0011] 1. Композит
Далее будет описан один вариант осуществления настоящего изобретения. Композит в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает в себя покрытый формованный металлический материал и ткань, которая содержит химическое волокно и соединяется с поверхностью покрытого формованного металлического материала. Далее будет описан каждый компонент.
[0012] [Покрытый формованный металлический материал]
Покрытый формованный металлический материал включает в себя формованный металлический материал, а также покрытие, сформированное на поверхности этого формованного металлического материала. Покрытый формованный металлический материал может также включать в себя химическую конверсионную пленку, сформированную между формованным металлическим материалом и покрытием. Далее будет описан каждый компонент покрытого формованного металлического материала.
[0013] (1) Формованный металлический материал
Типы формированных металлических материалов, служащих в качестве покрываемых основных материалов, особенно не ограничиваются. Примеры формованных металлических материалов включают в себя: металлические листы, такие как листы холоднокатаной стали, оцинкованные стальные листы, покрытые сплавом Zn-Al стальные листы, покрытые сплавом Zn-Al-Mg стальные листы, покрытые сплавом Zn-Al-Mg-Si стальные листы, стальные листы с алюминиевым покрытием, листы из нержавеющей стали (включая листы из аустенитной, мартенситной, ферритной и феррит-мартенситной двухфазной нержавеющей стали), алюминиевые листы, листы из алюминиевого сплава и медные листы; прессованные продукты из металлических листов; а также различные металлические элементы, сформованные с помощью таких способов обработки, как литье (например, алюминиевое литье под давлением и цинковое литье под давлением), ковка, резание и порошковая металлургия. Формованный металлический материал может быть подвергнут обычной предварительной обработке, такой как обезжиривание или травление, по мере необходимости.
[0014] (2) Химическая конверсионная пленка
Как было описано выше, покрытый формованный металлический материал может также включать в себя химическую конверсионную пленку, сформированную между формованным металлическим материалом и покрытием. Химическая конверсионная пленка формируется на поверхности формованного металлического материала и может улучшать адгезию покрытия к формованному металлическому материалу и коррозионную стойкость формованного металлического материала. Химическая конверсионная пленка может быть сформирована на поверхности формованного металлического материала по меньшей мере на области (поверхности соединения), которая должна быть соединена с нижеописанной тканью, но обычно формируется на всей поверхности формованного металлического материала.
2
2
2
2
[0015] Типы химической конверсионной обработки для формирования химической конверсионной пленки особенно не ограничиваются. Примеры химической конверсионной обработки включают в себя хроматную конверсионную обработку, бесхроматную конверсионную обработку и фосфатирование. Плотность химической конверсионной пленки, формируемой химической конверсионной обработкой, особенно не ограничивается, при условии, что эта плотность попадает в диапазон, эффективный для улучшения адгезии покрытия и коррозионной стойкости. Например, плотность покрытия хроматной пленки может быть отрегулирована так, чтобы она составляла в терминах общего количества Cr 5-100 мг/м. Плотность не содержащей хрома пленки может быть отрегулирована так, чтобы плотность композитной пленки Ti-Mo находилась в диапазоне 10-500 мг/м или чтобы плотность фторозамещенной кислотной пленки находилась в диапазоне 3-100 мг/м в терминах количества фтора или в терминах общего количества металлических элементов. Плотность фосфатной пленки может быть отрегулирована так, чтобы она находилась в диапазоне 0,1-5 г/м.
[0016] (3) Покрытие
Покрытие содержит полиуретановую смолу, содержащую блок поликарбоната, и улучшает адгезию ткани к формованному металлическому материалу. Как описывается ниже, покрытие может дополнительно содержать смолу без поликарбонатного блока в качестве дополнительного компонента. Это покрытие, как и химическая конверсионная пленка, может быть сформировано только на соединяемой поверхности в пределах поверхности формованного металлического материала, но обычно формируется на всей поверхности формованного металлического материала (или химической конверсионной пленки).
[0017] Полиуретановая смола, содержащая блок поликарбоната, имеет блок поликарбоната в своей молекулярной цепи. «Блок поликарбоната» относится к показанной ниже структуре в молекулярной цепи полиуретановой смолы. Полиуретановая смола, содержащая блок поликарбоната, имеет скелет (такой как бензольное кольцо) и функциональную группу аналогично химическому волокну, содержащемуся в нижеописываемой ткани. Это позволяет полиуретановой смоле, содержащей блок поликарбоната, быть совместимой с химическим волокном, содержащимся в ткани, для того, чтобы прочно связываться к ним, когда ткань связывается с помощью термокомпрессии с покрытым формованным металлическим материалом. Следовательно, адгезия ткани к покрытию может быть улучшена путем добавления к покрытию полиуретановой смолы, содержащей блок поликарбоната.
[0018] [Формула 1]
[0019] Полиуретановая смола, содержащая блок поликарбоната, может быть приготовлена, например, с помощью описанных ниже стадий. Органический полиизоцианат реагирует с поликарбонатным многоатомным спиртом и многоатомным спиртом, имеющим третичную аминогруппу или карбоксильную группу, с образованием уретанового форполимера. Многоатомные спирты, отличающиеся от соединения поликарбонатного многоатомного спирта, например полиэстерный многоатомный спирт и полиэфирный многоатомный спирт, могут использоваться в комбинации при условии, что это не противоречит целям настоящего изобретения.
[0020] Катионная полиуретановая смола, содержащая блок поликарбоната, может быть сформирована путем нейтрализации третичной аминогруппы произведенного уретанового форполимера кислотой или путем ее кватернизации кватернизирующим агентом с последующим удлинением цепи с использованием воды.
[0021] Альтернативно анионная полиуретановая смола, содержащая блок поликарбоната, может быть сформирована путем нейтрализации карбоксильной группы произведенного уретанового форполимера основным соединением, таким как триэтиламин, триметиламин, диэтанолмонометиламин, диэтилэтаноламин, едкий натр или едкий калий, для того, чтобы преобразовать форполимер в карбоксилат.
[0022] Поликарбонатный многоатомный спирт может быть получен путем реакции соединения карбоната с соединением диола. Примеры соединений карбоната включают в себя диметилкарбонат, диэтилкарбонат, этиленкарбонат и пропиленкарбонат. Примеры соединений диола включают в себя этиленгликоль, диэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, неопентилгликоль, метилпентандиол, диметилбутандиол, бутилэтилпропандиол, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, 1,4-бутандиол, 1,4-циклогександиол и 1,6-гександиол. Многоатомный спирт поликарбоната может быть получен путем удлинения цепи с использованием соединения изоцианата.
[0023] Типы органических полиизоцианатов особенно не ограничиваются. Примеры органических полиизоцианатов включают в себя 2,4-толилендиизоцианат, 2,6-толилендиизоцианат, мета-фенилендиизоцианат, парафенилендиизоцианат, 4,4'-дифенилметандиизоцианат, 2,4'-дифенилметандиизоцианат, 2,2'-дифенилметандиизоцианат, 3,3'-диметил-4,4'-бифенилендиизоцианат, 3,3'-дихлор-4,4'-бифенилендиизоцианат, 1,5-нафталендиизоцианат, 1,5-тетрагидронафталендиизоцианат, тетраметилендиизоцианат, 1,6-гексаметилендиизоцианат, додекаметилендиизоцианат, триметилгексаметилендиизоцианат, 1,3-циклогексилендиизоцианат, 1,4-циклогексилендиизоцианат, ксилилендиизоцианат, тетраметилксилилендиизоцианат, гидрированный ксилилендиизоцианат, лизиндиизоцианат, изофорондиизоцианат и 4,4'-дициклогексилметандиизоцианат. Эти органические полиизоцианаты могут использоваться по отдельности или в комбинации.
[0024] Покрытие может дополнительно содержать смолу без поликарбонатного блока в качестве дополнительного компонента. Смола без поликарбонатного блока дополнительно улучшает адгезию покрытия к формованному металлическому материалу. Типы смол без поликарбонатного блока особенно не ограничиваются, при условии, что смола не содержит блока поликарбоната в своей молекулярной цепи. Смола без поликарбонатного блока, содержащая полярную группу, является предпочтительной для улучшения адгезии покрытия к формованному металлическому материалу. Примеры смол без поликарбонатного блока включают в себя эпоксидные смолы, полиолефиновые смолы, фенольные смолы, акриловые смолы, полиэфирные смолы и полиуретановые смолы без поликарбонатного блока. Эти смолы могут использоваться по отдельности или в комбинации.
[0025] Примеры эпоксидных смол включают в себя эпоксидные смолы бисфенола А, эпоксидные смолы бисфенола F, а также эпоксидные смолы бисфенола AD. Примеры полиолефиновых смол включают в себя полипропиленовые смолы и полиэтиленовые смолы. Примеры фенольных смол включают в себя новолачные смолы и резольные смолы.
[0026] Полиуретановая смола без блока поликарбоната может быть получена путем сополимеризации диола и диизоцианата. Примеры диолов включают в себя бисфенол A, 1,6-гександиол и 1,5-пентандиол, которые не являются диолом поликарбоната. Примеры диизоцианатов включают в себя ароматические диизоцианаты, алифатические диизоцианаты и алициклические диизоцианаты.
[0027] Массовая доля блока поликарбоната в общей массе смолы составляет 15-80 мас.%. Когда массовая доля блока поликарбоната составляет меньше чем 15 мас.%, адгезия ткани к покрытию может стать неудовлетворительной. С другой стороны, когда массовая доля блока поликарбоната составляет больше чем 80 мас.%, адгезия покрытия к формованному металлическому материалу может стать неудовлетворительной. Массовая доля блока поликарбоната в общей массе смолы может быть определена с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса (NMR) с использованием образца покрытия, растворенного в хлороформе.
[0028] Предпочтительно покрытие дополнительно содержит оксид, гидроксид или фторид металла (вентильного металла), выбираемого из группы, состоящей из Ti, Zr, V, Mo и W, или их комбинацию. Диспергирование любого из этих металлических соединений в химической конверсионной пленке может дополнительно улучшить коррозионную стойкость формованного металлического материала. В частности, можно ожидать, что фториды этих металлов будут подавлять коррозию в области дефекта пленки за счет их эффектов самовосстановления.
[0029] Покрытие может дополнительно содержать растворимый фосфат металла или комплексный фосфат, либо плохо растворимый фосфат металла или комплексный фосфат. Растворимый фосфат металла или комплексный фосфат дополнительно улучшает коррозионную стойкость формованного металлического материала, дополняя эффекты самовосстановления описанного выше фторида (фторидов) металла. Плохо растворимый фосфат металла или комплексный фосфат диспергируется в покрытии и улучшает прочность пленки. Растворимый фосфат металла или комплексный фосфат, или плохо растворимый фосфат металла или комплексный фосфат представляет собой, например, соль Al, Ti, Zr, Hf, Zn и т.п.
[0030] Толщина пленки покрытия особенно не ограничивается, при условии, что она составляет 0,2 мкм или больше. Когда толщина пленки покрытия составляет меньше чем 0,2 мкм, адгезия ткани к формованному металлическому материалу не может быть улучшена удовлетворительным образом. С другой стороны, верхний предел толщины пленки покрытия особенно не ограничивается и предпочтительно составляет приблизительно 20 мкм. Когда толщина пленки превышает 20 мкм, от покрытия становится трудно ожидать дальнейшего улучшения адгезии.
[0031] Покрытие в дополнение к вышеописанным смолам может дополнительно содержать травильный агент, неорганическое соединение, смазочный материал, цветной пигмент, краситель и т.п.
[0032] Травильный агент улучшает адгезию покрытия к формованному металлическому материалу, активируя поверхность формованного металлического материала. Примеры травильных агентов включают в себя фтористоводородную кислоту, фтористый аммоний, фторцирконат водорода и фтортитанат водорода.
[0033] Неорганическое соединение улучшает водостойкость путем уплотнения покрытия. Примеры неорганических соединений включают в себя золи неорганических оксидов, таких как кремнезем, глинозем и двуокись циркония, а также фосфаты, такие как фосфат натрия, фосфат кальция, фосфат марганца и фосфат магния.
[0034] Примеры смазочных материалов включают в себя органические смазочные материалы, такие как смазочные материалы на основе фтора, смазочные материалы на основе полиэтилена и смазочные материалы на основе стирола, а также неорганические смазочные материалы, такие как дисульфид молибдена и тальк.
[0035] Кроме того, предопределенный цветной тон может быть придан покрытию путем добавления, например, неорганического пигмента, органического пигмента или органического красителя.
[0036] [Ткань]
Ткань содержит химическое волокно и соединяется с поверхностью покрытого формованного металлического материала.
[0037] Типы ткани и содержащихся в ней химических волокон особенно не ограничиваются и подходящим образом выбираются в соответствии с желаемым конструктивным решением. Примеры ткани включают в себя тканые ткани, трикотаж, тюль, войлок, нетканые ткани и их комбинации. Примеры химических волокон, содержащихся в ткани, включают в себя волокна полиуретана, нейлоновые волокна, полиэфирные волокна, акриловые волокна, волокна поливинилового спирта, волокна полиолефина, волокна поливинилхлорида и их комбинации. Химическое волокно предпочтительно имеет блок поликарбоната (в частности, бензольное кольцо) и более предпочтительно является, например, волокном из полиуретана или полиэфирным волокном.
[0038] Ткань может дополнительно содержать натуральное волокно, такое как хлопок, конопля, шелк или бумага, или минеральное волокно, такое как керамическое волокно или металлическое волокно.
[0039] 2. Способ для производства композита
Далее будет описан способ для производства композита. Способ для производства композита в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает в себя: 1) первую стадию обеспечения покрытого формованного металлического материала; 2) вторую стадию нагревания покрытого формованного металлического материала и 3) третью стадию соединения содержащей химическое волокно ткани с помощью сжатия с поверхностью нагреваемого покрытого формованного металлического материала. Далее будет описана каждая стадия.
[0040] 1) Первая стадия
На первой стадии обеспечивается покрытый формованный металлический материал. Например, покрытый формованный металлический материал производится с помощью описанной ниже процедуры. Покрытый формованный металлический материал может быть обработан в желаемую форму путем прессования и т.п.
[0041] Обеспечивается формованный металлический материал, служащий в качестве покрываемого основного материала. В том случае, когда формируется химическая конверсионная пленка, химическая конверсионная обработка выполняется перед формированием покрытия. В том случае, когда химическая конверсионная пленка не формируется, сразу формируется покрытие.
[0042] В случае формирования химической конверсионной пленки на поверхности формованного металлического материала химическая конверсионная пленка может быть сформирована путем нанесения химического конверсионного раствора для обработки поверхности формованного металлического материала и последующей сушки. Способ для нанесения химической конверсионной жидкости особенно не ограничивается и может быть подходящим образом выбран из обычных способов. Примеры способов для нанесения химической конверсионной жидкости включают в себя способ нанесения покрытия с помощью валика, нанесение покрытия поливом, нанесение покрытия центрифугированием, нанесение покрытия распылением и нанесение покрытия погружением. Условия сушки химического конверсионного раствора для обработки могут быть подходящим образом установлены в соответствии с композицией химического конверсионного раствора для обработки и т.п. Однородная химическая конверсионная пленка может быть сформирована на поверхности формованного металлического материала путем помещения формованного металлического материала с нанесенной на него химической конверсионной жидкостью в сушильную печь без промывки водой с последующим нагревом его до пиковой температуры в диапазоне от 80 до 250°C.
[0043] Покрытие может быть сформировано путем нанесения и термической обработки материала покрытия, который содержит вышеописанную содержащую блок поликарбоната полиуретановую смолу на поверхности формованного металлического материала (или химической конверсионной пленки). Способ для нанесения материала покрытия особенно не ограничивается и может быть подходящим образом выбран из обычных способов. Примеры способов для нанесения материала покрытия включают в себя способ нанесения покрытия с помощью валика, нанесение покрытия поливом, нанесение покрытия центрифугированием, нанесение покрытия распылением и нанесение покрытия погружением. Условия термической обработки материала покрытия могут быть подходящим образом установлены в соответствии с композицией материала покрытия и т.п. Однородное покрытие может быть сформировано на поверхности формованного металлического материала (или химической конверсионной пленки) путем помещения формованного металлического материала с нанесенным на него материалом покрытия в сушильную печь с последующей его сушкой при пиковой температуре в диапазоне 110-200°C с помощью сушилки с подогревом воздуха.
[0044] 2) Вторая стадия
На второй стадии покрытый формованный металлический материал, полученный на первой стадии, нагревается до температуры, подходящей для термокомпрессионного соединения с тканью. Температура нагрева покрытого формованного металлического материала особенно не ограничивается, при условии, что ткань может быть связана термокомпрессией с поверхностью покрытого формованного металлического материала. Температура может быть подходящим образом установлена в соответствии с композицией покрытия, типом содержащегося в ткани химического волокна и т.п. Способ нагрева особенно не ограничивается и может быть подходящим образом выбран из обычных способов. Примеры способов нагрева включают в себя нагрев с помощью нагревателя, нагрев электромагнитной индукцией, ультразвуковой нагрев и нагрев инфракрасным излучением. Например, покрытый формованный металлический материал может нагреваться на горячей плите.
[0045] 3) Третья стадия
На третьей стадии ткань, содержащая химическое волокно, соединяется термокомпрессией с поверхностью покрытого формованного металлического материала, нагретого на второй стадии. В частности, ткань, содержащая химическое волокно, вводится в контакт с поверхностью нагретого покрытого формованного металлического материала и к ним прикладывается давление для того, чтобы ткань прилипла к поверхности. Усилие и продолжительность давления особенно не ограничиваются, при условии, что ткань может быть связана термокомпрессией с поверхностью покрытого формованного металлического материала. Усилие и продолжительность давления могут быть подходящим образом установлены в соответствии с композицией покрытия, типом содержащегося в ткани химического волокна и т.п. Примеры способов приложения давления включают в себя приложение давления вручную, механически с использованием зажима, с использованием различных валков, а также приложение давления путем распыления воздуха, газообразного азота и т.п. Может быть использован также собственный вес ткани, если его достаточно для адгезии ткани к поверхности покрытого формованного металлического материала.
[0046] Ткань, содержащая химическое волокно, может быть соединена с превосходной адгезией с поверхностью покрытого формованного металлического материала с помощью вышеописанной процедуры. Соответственно, может быть произведен композит в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
[0047] Как было описано выше, композит в соответствии с настоящим вариантом осуществления может быть произведен путем термокомпрессионного связывания ткани, содержащей химическое волокно, с поверхностью покрытого формованного металлического материала в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Покрытый формованный металлический материал в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет сформированное на нем предопределенное покрытие, которое имеет превосходную адгезию как к формованному металлическому материалу, так и к ткани. Следовательно, композит в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет превосходную адгезию как к формованному металлическому материалу, так и к ткани.
[0048] Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на примеры, однако настоящее изобретение не ограничивается этими примерами.
Примеры
[0049] В данном примере были подготовлены композиты, каждый из которых включал в себя покрытый формованный металлический материал и содержащую химическое волокно ткань, и была исследована адгезия между покрытым формованным металлическим материалом и тканью.
[0050] 1. Подготовка покрытого формованного металлического материала
(1) Формованный металлический материал
Лист нержавеющей стали и покрытый расплавленным сплавом Zn-Al-Mg стальной лист, оба в форме пластин, использовались в качестве покрываемых основных материалов для покрытых формованных металлических материалов.
[0051] I. Лист из нержавеющей стали
В качестве листа из нержавеющей стали использовался лист из стали SUS430 с двухмерной чистовой прокаткой, имеющий толщину листа 0,8 мм.
[0052] II. Покрытый расплавленным сплавом Zn-Al-Mg стальной лист
2
В качестве покрытого расплавленным сплавом Zn-Al-Mg стального листа использовался покрытый расплавленным сплавом из 6 мас.% Zn, 3 мас.% Al и Mg стальной лист, имеющий плотность покрытия 45 г/м с одной стороны. Используемая стальная подложка представляла собой лист холоднокатаной стали (SPCC), имеющий толщину листа 0,8 мм.
[0053] (2) Подготовка материала покрытия
Содержащая блок поликарбоната смола, смола без блока поликарбоната, а также различные присадки добавлялись к воде для того, чтобы приготовить каждый материал покрытия, имеющий 20% нелетучего компонента, таким образом, чтобы массовое отношение блока поликарбоната (РС) к общей массе смолы имело предопределенную величину, показанную в Таблице 1 (см. Таблицу 1). Когда используется больше одной смолы без блока поликарбоната, каждая смола без блока поликарбоната добавляется в одном и том же количестве. К каждому материалу покрытия было добавлено 0,5 мас.% фтористого аммония (производства компании Morita Chemical Industries Co., Ltd.) в качестве травильного агента, 2 мас.% коллоидного кремнезема (производства компании Nissan Chemical Industries, Ltd.) и 0,5 мас.% фосфорной кислоты (производства компании Kishida Chemical Co., Ltd.) в качестве неорганических соединений.
[0054] А. Содержащая поликарбонатный блок смола
Что касается смол, содержащих блок поликарбоната, показанных в Таблице 1, в качестве полиуретановой смолы использовалась смола SF-420 (производства компании DKS Co. Ltd.), содержащая 50 мас.% блока поликарбоната. В качестве полиуретановой смолы, содержащей 70 мас.% блока поликарбоната, использовалась смола SF-470 (производства компании DKS Co. Ltd.). В качестве полиуретановой смолы, содержащей 80 мас.% блока поликарбоната, использовалась смола HUX-386 (производства компании ADEKA Corporation). Тестируемый продукт, предоставленный изготовителем, использовался в качестве полиуретановой смолы, содержащей 90 мас.% блока поликарбоната.
[0055] Полимерная композиция, состоящая из 100 мас.% блока поликарбоната, была подготовлена следующим способом. Лист поликарбоната (производства компании TAKIRON Co., Ltd.), имеющий толщину 2,0 мм, был нарезан на квадраты размером приблизительно 5 мм для того, чтобы получить кусочки поликарбоната. К 200 г хлористого метилена было добавлено 30 г нарезанных таким образом кусочков поликарбоната, и эта смесь перемешивалась в течение 3 ч при нагревании до температуры раствора 40°C для того, чтобы растворить кусочки поликарбоната в хлористом метилене. Полимерная композиция, состоящая из 100 мас.% блока поликарбоната, была подготовлена с помощью вышеописанных стадий.
[0056] B. Не содержащая поликарбонатного блока смола
Что касается смол без блока поликарбоната, показанных в Таблице 1, в качестве полиуретановой смолы без блока поликарбоната использовалась смола HUX-232 (производства компании ADEKA Corporation) или SF-170 (производства компании DKS Co. Ltd.). В качестве эпоксидной смолы использовалась смола ADEKA Resin EM-0461N (производства компании ADEKA Corporation) или SUPER ESTER E-650 (производства компании Arakawa Chemical Industries, Ltd.). В качестве полиолефиновой смолы использовалась смола HARDLEN NZ-1005 (производства компании Toyobo Co., Ltd.).
[0057] (3) Формирование покрытия
Каждый основной материал для того, чтобы обезжирить его поверхность, погружался на 1 мин в водный раствор щелочи (pH=12) с температурой 60°C. После этого каждый материал покрытия наносился на обезжиренную поверхность основного материала, с использованием устройства для нанесения покрытия валиком, и сушился с помощью сушилки с подогревом воздуха при пиковой температуре пластины 150°C для того, чтобы сформировать покрытие, имеющее толщину пленки, показанную в Таблице 1.
[0058] [Таблица 1]
Покрытый формованный металлический материал №
Блок поликарбоната (мас.%)
Содержащая блок поликарбоната смола
Смола без поликарбонатного блока
Толщина пленки покрытия (мкм)
Покрываемый основной материал
1
15
B
a, b
3,2
II
2
30
C
b
0,2
II
3
30
C
b
2,2
II
4
30
D
a
2,5
I
5
50
D
a, d
1,1
II
6
70
C
a
0,5
II
7
80
C
-
1,4
I
8
80
D
b
1,8
II
9
80
D
d
0,1
II
10
0
-
a
2,3
I
11
0
-
b, c
1,6
II
12
5
A
a
1,1
II
13
14
B
a, e
3,5
II
14
85
D
b
2,4
I
15
100
E
-
0,8
II
- Содержащая блок поликарбоната полиуретановая смола
A: Полиуретановая смола, содержащая 50 мас.% блока поликарбоната (SF-420)
B: Полиуретановая смола, содержащая 70 мас.% блока поликарбоната (SF-470)
C: Полиуретановая смола, содержащая 80 мас.% блока поликарбоната (HUX-386)
D: Полиуретановая смола, содержащая 90 мас.% блока поликарбоната
E: Полиуретановая смола, содержащая 100 мас.% блока поликарбоната
- смола без поликарбонатного блока
a: Полиуретановая смола без поликарбонатного блока (HUX-232)
b: Полиуретановая смола без поликарбонатного блока (SF-170)
c: Эпоксидная смола (смола ADEKA EM-0461N)
d: Эпоксидная смола (SUPER ESTER E-650)
e: Полиолефиновая смола (HARDLEN NZ-1005)
- Покрываемый основной материал
I: SUS430
II: Покрытый расплавленным сплавом Zn-Al-Mg стальной лист
[0059] 2. Подготовка композита
Основовязальный трикотаж, состоящий из полиуретанового волокна и нейлонового волокна (марки Hi-Tension производства компании Asahi Kasei Corp.), использовался в качестве ткани, содержащей химическое волокно. Эта ткань была нарезана на куски, имеющие размер 20 мм в ширину и 100 мм в длину.
[0060] Покрытый формованный металлический материал, нарезанный до размера 50 мм × 50 мм, был помещен на горячую плиту, нагретую до 230°C. Этот кусок ткани затем помещался на поверхность покрытого формованного металлического материала, который нагревался так, чтобы ткань контактировала в ее концевой области, имеющей размер 20 мм × 20 мм, с покрытым формованным металлическим материалом. Затем давление прикладывалось к той области, в которой покрытый формованный металлический материал и ткань перекрываются, на 10 с путем помещения на нее груза в 2 кг. Затем при сохранении давления выполнялось охлаждение до комнатной температуры для того, чтобы получить композит из покрытого формованного металлического материала и ткани.
[0061] 3. Оценка адгезии
Тест на отслаивание под углом 90° выполнялся с использованием одноосного динамометра, при этом ткань отслаивалась со скоростью 300 мм/мин и в направлении всегда под прямым углом к поверхности пластины покрытого формованного металлического материала. Измерялась максимальная прочность (прочность на раздир), при которой ткань отслаивается под углом 90°. В этом случае разрушенная часть наблюдалась на предмет определения того, произошло ли отслаивание между формованным металлическим материалом и покрытием или между покрытием и тканью. Композит оценивался как «плохой», когда прочность на раздир была меньше 5 Н, как «удовлетворительный», когда прочность на раздир была 5 Н или больше и меньше чем 10 Н, как «хороший», когда прочность на раздир была 10 Н или больше и меньше чем 15 Н, и как «превосходный», когда прочность на раздир была 15 Н или больше или была разрушена только ткань. Композит, имеющий прочность на раздир меньше чем 10 Н (удовлетворительный), дисквалифицировался благодаря его неспособности выдерживать практическое использование. Таблица 2 показывает результаты измерения прочности на раздир для оцениваемых композитов.
[0062] [Таблица 2]
Категория
Покрытый формованный металлический материал №
Блок поликарбоната (мас.%)
Толщина пленки покрытия (мкм)
Прочность на раздир (Н)
Положение отслаивания
Пример 1
1
15
3,2
11,2 (хорошо)
Разрушение границы между покрытием и тканью
Пример 2
2
30
0,2
10,4 (хорошо)
Разрушение границы между покрытием и тканью
Пример 3
3
30
2,2
14,1 (хорошо)
Разрушение границы между покрытием и тканью
Пример 4
4
30
2,5
12,5 (хорошо)
Разрушение границы между покрытием и тканью
Пример 5
5
50
1,1
16,2 (превосходно)
Разрушение границы между покрытием и тканью
Пример 6
6
70
0,5
11,7 (хорошо)
Разрушение границы между покрытием и тканью
Пример 7
7
80
1,4
18,6 (превосходно)
Разрушение границы между покрытием и тканью
Пример 8
8
80
1,8
- (превосходно)
Разрушение ткани
Пример 9
2
30
0,2
11,1 (хорошо)
Разрушение границы между покрытием и тканью
Пример 10
5
50
1,1
12,8 (хорошо)
Разрушение границы между покрытием и тканью
Пример 11
8
80
1,8
- (превосходно)
Разрушение ткани
Сравнительный пример 1
9
80
0,1
5,5 (удовлетворительно)
Неподтверждаемое
Сравнительный Пример 2
10
0
2,3
0,0 (плохо)
Граница между покрытием и тканью
Сравнительный Пример 3
11
0
1,6
0,0 (плохо)
Граница между покрытием и тканью
Сравнительный Пример 4
12
5
1,1
3,0 (плохо)
Граница между покрытием и тканью
Сравнительный Пример 5
13
14
3,5
6,9 (удовлетворительно)
Граница между покрытием и тканью
Сравнительный Пример 6
14
85
2,4
6,1 (удовлетворительно)
Граница между формованным металлическим материалом и покрытием
Сравнительный Пример 7
15
100
0,8
0,0 (плохо)
Граница между формованным металлическим материалом и покрытием
[0063] Композит Сравнительного примера 1 имел неудовлетворительную адгезию между покрытым формованным металлическим материалом и тканью благодаря слишком малой толщине пленки покрытия. В дополнение к этому, положение отслаивания не могло быть подтверждено благодаря слишком тонкому покрытию. Композит каждого из Сравнительных примеров 2-5 имел неудовлетворительную адгезию между покрытием и тканью благодаря слишком низкой массовой доле блока поликарбоната в общей массе смолы в покрытии. Композит каждого из Сравнительных примеров 6 и 7 имел неудовлетворительную адгезию между формованным металлическим материалом и покрытием благодаря слишком высокой массовой доле блока поликарбоната в общей массе смолы в покрытии.
[0064] Что касается композита каждого из Примеров 1-11, толщина пленки покрытия составила 0,2 мкм или больше, и массовая доля блока поликарбоната в общей массе смолы в покрытии находилась в предопределенном диапазоне (15-80 мас.%), и таким образом адгезия между покрытым формованным металлическим материалом и тканью была превосходной. Положением отслаивания было разрушение ткани или смесь разрушений ткани и отслаивания на границе между покрытием и тканью.
[0065] Настоящая заявка испрашивает приоритет японской патентной заявки № 2015-020261, поданной 4 февраля 2015 г., полное содержание которой, включая описание и реферат, включено в настоящий документ посредством ссылки.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
[0066] Композит по настоящему изобретению имеет превосходную адгезию между покрытым формованным металлическим материалом и тканью, содержащей химическое волокно, и поэтому может подходящим образом использоваться, например, для внутренних материалов автомобилей, различных внутренних панелей в архитектуре или материалов для стен.