金属/树脂复合结构体、金属构件以及应用制造技术

金属/树脂复合结构体(106)是由金属构件(103)与由热塑性树脂组合物(P)形成的树脂构件(105)接合而成。对于金属构件(103)的表面(110)上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，按照JIS B0601(对应国际标准：ISO4287)测定的表面粗糙度同时满足以下的要件(1)和(2)。(1)包含切断水平20％、评价长度4mm时的粗糙度曲线的负荷长度率(Rmr)为30％以下的直线部1直线部以上，(2)全部直线部的、评价长度4mm时的十点平均粗糙度(Rz)超过2μm。

Metal / resin composite structure, metal component and Application

The metal / resin composite structure (106) is formed by joining a metal member (103) with a resin member (105) formed of a thermoplastic resin composition (P). The metal component (103) (110) on the surface, in a parallel relationship formed by any arbitrary 3 straight line part and the 3 straight line part 3 orthogonal linear part of a total of 6 lines, according to JIS B0601 (corresponding to international standards: ISO4287) the determination of surface roughness at the same time to meet the requirements (1) and (2). (1) contains cutting roughness curve of level 20%, the evaluation 4mm of the length of the load length ratio (Rmr) for the linear part of 30% of the 1 lines above, (2) ten to all the linear portion of the evaluation, 4mm of the length of the average roughness (Rz) of more than 2 mu m.

【技术实现步骤摘要】
金属/树脂复合结构体、金属构件以及应用本申请是原申请、申请日为2014年7月17日，申请号为201480002139.8，专利技术名称为“金属/树脂复合结构体及金属构件”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及金属/树脂复合结构体以及金属构件。
技术介绍
从各种部件的轻量化的观点考虑，作为金属的替代品使用了树脂。然而，难以将全部金属部件用树脂代替的情况也多。在那样的情况下，可以考虑通过将金属成型体与树脂成型体接合一体化来制造新的复合部件。然而，可以将金属成型体和树脂成型体通过工业上有利的方法，并且以高接合强度接合一体化的技术并未实用化。近年来，作为将金属成型体与树脂成型体接合一体化的技术，研究了使金属构件的表面形成微细凹凸，使具有与该金属构件具有亲和性的极性基团的工程塑料与其接合(例如，专利文献1～5等)。例如，在专利文献1～3中公开了，通过将铝合金用肼水溶液进行浸渍处理，从而在其表面形成30～300nm直径的凹部后，使聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(以下称为“PBT”。)或聚苯硫醚树脂(以下称为“PPS”。)与该处理面接合的技术。此外，在专利文献4中公开了，通过将铝原材料用磷酸或氢氧化钠的电解浴进行阳极氧化处理，从而在铝原材料的表面形成具有直径为25nm以上的凹部的阳极氧化皮膜后，使工程塑料与该处理面接合的技术。此外，在专利文献5中公开了，相对于铝合金，通过特定的蚀刻剂形成微细凹凸或孔，使聚酰胺6树脂、聚酰胺66树脂、PPS与该孔注射接合的技术。在专利文献1～5中，作为树脂构件使用了具有极性基团的工程塑料。另一方面，关于与金属构件不具有亲和性的非极性的聚烯烃系树脂，作为适用上述技术的事例，有使用在聚烯烃系树脂中导入了极性基团的酸改性聚烯烃树脂的事例(专利文献6)。然而，为了使该树脂与金属构件接合，需要保持在使树脂熔融了的状态，使其在高压下长时间接触，通常通过采用熔融挤出的层压法、压制法等进行接合。然而，在层压法、压制法等中，有下述缺陷：能够适用的形状的自由度低，而且在想要接合的场所以外的场所也附着酸改性聚烯烃系树脂，从而存在根据部件的形状，不能使金属构件的性能、外观有效地利用。此外，以往，在家电制品、建材、汽车用等所用的金属构件的涂料中，使用了油性涂料，但是从近年来的环境污染性降低、劳动卫生、安全性的观点考虑，向水性涂料的转变进展。作为这些水性涂料所含的涂料成分(树脂成分)，使用了环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂等。作为现有技术的例子，可举出使乙烯-不饱和羧酸共聚物与环氧化合物反应而得到的水性分散组合物(专利文献7)、由具有水解性甲硅烷基和胺酰亚胺基的乙烯基系共聚物与未固化环氧树脂和防锈颜料构成的水系防锈涂料组合物(专利文献8)、使用了二酮化合物、酮酯化合物、酮亚胺化合物、苯并三唑化合物中的任一种类以上的改性剂成分、双酚型环氧树脂和磷酸化合物的水性树脂组合物(专利文献9)、含有二羧酸二酰肼基化合物的水分散型氨基甲酸酯组合物(专利文献10)等。然而，即使使用含有上述树脂组合物的水性涂料，也不能充分满足涂膜对金属表面的密合性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-216425号公报专利文献2：日本特开2009-6721号公报专利文献3：国际公开第2003/064150号小册子专利文献4：国际公开第2004/055248号小册子专利文献5：日本特开2013-52671号公报专利文献6：日本特开2002-3805号公报专利文献7：日本特开2002-241670号公报专利文献8：日本特开平6-41471号公报专利文献9：日本特开2003-2950号公报专利文献10：日本特开2003-226728号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题根据本专利技术人等的研究，明确了通过专利文献1～10所公开的那样的方法而获得的金属/树脂复合结构体的接合强度，仍然不能充分满足。特别是明确了，作为树脂构件，在使用了例如由聚烯烃系树脂等与金属构件的亲和性低的非极性的热塑性树脂、一般被称为特种工程塑料的高熔点的热塑性树脂、玻璃化转变温度为140℃以上的热塑性树脂、非晶性热塑性树脂、水性涂料形成的涂膜的情况下，金属/树脂复合结构体的接合强度差。本专利技术是鉴于上述情况而提出的，其提供可以将金属构件与由热塑性树脂组合物形成的树脂构件，在不导致树脂改性等的情况下直接接合，并且金属构件与树脂构件的接合强度优异的金属/树脂复合结构体。此外，本专利技术提供涂膜对金属表面的密合性显著提高了的金属/树脂复合结构体。此外本专利技术提供即使在形成于金属表面的树脂涂膜由水性涂料形成的情况下，涂膜密合性也高的金属/树脂复合结构体。用于解决课题的手段本专利技术人等研究了，为了使金属构件与由热塑性树脂组合物形成的树脂构件的接合强度提高，而对金属构件的表面的十点平均粗糙度(Rz)进行调整。然而明确了，仅仅通过调整金属构件的表面的十点平均粗糙度(Rz)，不能使金属构件与树脂构件的接合强度充分地提高。因此，本专利技术人等对于用于使金属构件与由热塑性树脂组合物形成的树脂构件的接合强度提高的设计方针进一步进行了深入研究。其结果发现，金属构件表面的粗糙度曲线的负荷长度率(Rmr)这样的尺度作为这样的设计方针是有效的，从而完成了本专利技术。即，根据本专利技术，提供了以下所示的金属/树脂复合结构体和金属构件。[1]一种金属/树脂复合结构体，是金属构件与由热塑性树脂组合物形成的树脂构件接合而成的金属/树脂复合结构体，对于所述金属构件的表面上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，按照JISB0601(对应国际标准：ISO4287)测定的表面粗糙度同时满足以下的要件(1)和(2)，(1)包含切断水平20％、评价长度4mm时的粗糙度曲线的负荷长度率(Rmr)为30％以下的直线部1直线部以上，(2)全部直线部的、评价长度4mm时的十点平均粗糙度(Rz)超过2μm。[2]根据上述[1]所述的金属/树脂复合结构体，对于所述金属构件的表面上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，按照JISB0601(对应国际标准：ISO4287)测定的表面粗糙度进一步满足以下的要件(3)，(3)包含切断水平40％、评价长度4mm时的粗糙度曲线的负荷长度率(Rmr)为60％以下的直线部1直线部以上。[3]根据上述[1]或[2]所述的金属/树脂复合结构体，对于所述金属构件的表面上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，全部直线部的所述十点平均粗糙度(Rz)超过5μm。[4]根据上述[3]所述的金属/树脂复合结构体，对于所述金属构件的表面上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，全部直线部的所述十点平均粗糙度(Rz)为15μm以上。[5]根据上述[1]～[4]的任一项所述的金属/树脂复合结构体，对于所述金属构件的表面上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，按照JISB0601(对应国际标准：ISO4287)测定的表面粗糙度进一步满足以下的要件(4)，(4)全部直线部的、粗糙度曲线要素的平均长度(RS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属/树脂复合结构体，是金属构件与由热塑性树脂组合物形成的树脂构件接合而成的金属/树脂复合结构体，对于所述金属构件的表面上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，按照JIS B0601测定的表面粗糙度同时满足以下的要件(1)和(2)，JIS B0601的对应国际标准为ISO4287，(1)包含切断水平20％、评价长度4mm时的粗糙度曲线的负荷长度率(Rmr)为30％以下的直线部1直线部以上，(2)全部直线部的、评价长度4mm时的十点平均粗糙度(Rz)超过2μm，所述树脂构件为注射成型体。

【技术特征摘要】
2013.07.18 JP 2013-149031;2013.08.09 JP 2013-166751.一种金属/树脂复合结构体，是金属构件与由热塑性树脂组合物形成的树脂构件接合而成的金属/树脂复合结构体，对于所述金属构件的表面上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，按照JISB0601测定的表面粗糙度同时满足以下的要件(1)和(2)，JISB0601的对应国际标准为ISO4287，(1)包含切断水平20％、评价长度4mm时的粗糙度曲线的负荷长度率(Rmr)为30％以下的直线部1直线部以上，(2)全部直线部的、评价长度4mm时的十点平均粗糙度(Rz)超过2μm，所述树脂构件为注射成型体。2.根据权利要求1所述的金属/树脂复合结构体，对于所述金属构件的表面上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，按照JISB0601测定的表面粗糙度进一步满足以下的要件(3)，JISB0601的对应国际标准为ISO4287，(3)包含切断水平40％、评价长度4mm时的粗糙度曲线的负荷长度率(Rmr)为60％以下的直线部1直线部以上。3.根据权利要求1或2所述的金属/树脂复合结构体，对于所述金属构件的表面上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，全部直线部的所述十点平均粗糙度(Rz)超过5μm。4.根据权利要求3所述的金属/树脂复合结构体，对于所述金属构件的表面上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，全部直线部的所述十点平均粗糙度(Rz)为15μm以上。5.根据权利要求1～4的任一项所述的金属/树脂复合结构体，对于所述金属构件的表面上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，按照JISB0601测定的表面粗糙度进一步满足以下的要件(4)，JISB0601的对应国际标准为ISO4287，(4)全部直线部的、粗糙度曲线要素的平均长度(RSm)超过10μm且小于300μm。6.根据权利要求1～5的任一项所述的金属/树脂复合结构体，所述金属构件的所述表面进行了粗化处理，在所述金属构件的所述粗化处理的工序的最终阶段，通过酸系蚀刻剂进行了粗化处理，所述酸系蚀刻剂包含三价铁离子和二价铜离子的至少一方、和酸。7.根据权利要求6所述的金属/树脂复合结构体，所述金属构件在所述粗化处理的工序之后，通过超声波洗涤进行了洗涤。8.根据权利要求1～7的任一项所述的金属/树脂复合结构体，所述金属构件由包含选自铁、不锈钢、铝、铝合金、镁和镁合金中的一种或二种以上金属的金属材料形成。9.根据权利要求1～7的任一项所述的金属/树脂复合结构体，所述金属构件由包含选自铝和铝合金中的一种或二种以上金属的金属材料形成。10.根据权利要求1～9的任一项所述的金属/树脂复合结构体，所述热塑性树脂组合物包含选自聚烯烃系树脂、聚酯系树脂和聚酰胺系树脂中的一种或二种以上热塑性树脂。11.根据权利要求1～9的任一项所述的金属/树脂复合结构体，所述热塑性树脂组合物包含具有140℃以上的玻璃化转变温度的、选自聚碳酸酯树脂、聚醚醚酮树脂、聚醚酮树脂、聚酰亚胺树脂和聚醚砜树脂中的一种或二种以上热塑性树脂。12.根据权利要求1～9的任一项所述的金属/树脂复合结构体，所述热塑性树脂组合物包含选自聚苯乙烯树脂、聚丙烯腈树脂、苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂和聚碳酸酯树脂中的一种或二种以上非晶性热塑性树脂。13.一种金属/树脂复合结构体，是金属构件与由热塑性树脂组合物形成的树脂构件接合而成的金属/树脂复合结构体，对于所述金属构件的表面上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，按照JISB0601测定的表面粗糙度同时满足以下的要件(1)和(2)，JISB0601的对应国际标准为ISO4287，(1)包含切断水平20％、评价长度4mm时的粗糙度曲线的负荷长度率(Rmr)为30％以下的直线部1直线部以上，(2)全部直线部的、评价长度4mm时的十点平均粗糙度(Rz)超过2μm，所述金属构件由包含选自铁、不锈钢、镁和镁合金中的一种或二种以上金属的金属材料形成。14.根据权利要求13所述的金属/树脂复合结构体，对于所述金属构件的表面上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，按照JISB0601测定的表面粗糙度进一步满足以下的要件(3)，JISB0601的对应国际标准为ISO4287，(3)包含切断水平40％、评价长度4mm时的粗糙度曲线的负荷长度率(Rmr)为60％以下的直线部1直线部以上。15.根据权利要求13或14所述的金属/树脂复合结构体，对于所述金属构件的表面上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，全部直线部的所述十点平均粗糙度(Rz)超过5μm。16.根据权利要求15所述的金属/树脂复合结构体，对于所述金属构件的表面上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，全部直线部的所述十点平均粗糙度(Rz)为15μm以上。17.根据权利要求13～16的任一项所述的金属/树脂复合结构体，对于所述金属构件的表面上的、由处于平行关系的任意3直线部和与该3直线部正交的任意3直线部构成的合计6直线部，按照JISB0601测定的表面粗糙度进一步满足以下的要件(4)，JISB0601的对应国际标准为ISO4287，(4)全部直线部的、粗糙度曲线要素的平均长度(RSm)超过10μm且小于300μm。18.根据权利要求13～17的任一项所述的金属/树脂复合结构体，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上悟郎，近藤佑树，高松遥，木村和树，三隅正毅，奥村浩士，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP