金属/树脂复合结构体、金属构件及金属构件的制造方法技术

本发明专利技术的金属/树脂复合结构体(106)是金属构件(103)与由树脂组合物形成的树脂构件(105)接合而成的。而且，对于金属构件(103)的表面(110)上的、包含处于平行关系的任意3个直线部及与该3个直线部正交的任意3个直线部的合计6个直线部，按照JISB0601(对应国际标准：ISO4287)测得的表面粗糙度同时满足以下的要件(1)及(2)。(1)评价长度为4mm时的十点平均粗糙度(Rz)的平均值小于20μm。(2)评价长度为4mm时的粗糙度曲线要素的平均长度(RSm)的平均值在20μm以上且小于77μm的范围内。

Manufacturing Method of Metal/Resin Composite Structures, Metal Components and Metal Components

The metal/resin composite structure (106) of the invention is a metal component (103) joined with a resin component (105) formed by the resin composition. Moreover, the surface roughness measured by JISB0601 (corresponding international standard: ISO4287) satisfies the following requirements (1) and (2) at the same time for any three straight lines on the surface (110) of the metal component (103) and any three straight lines orthogonal to the three straight lines. (1) The average value of 10-point average roughness (Rz) is less than 20 microns when the length of evaluation is 4 mm. (2) The average length of roughness curve elements (RSm) is above 20 um and less than 77 um when the evaluation length is 4 mm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属/树脂复合结构体、金属构件及金属构件的制造方法
本专利技术涉及金属/树脂复合结构体、金属构件及金属构件的制造方法。
技术介绍
以各种产业用部件的轻质化为目的，在各种领域中已开始使用树脂作为金属的代替品。在不能用树脂完全代替金属部件的情况下，使用通过将金属成型体与树脂成型体接合一体化而得到的复合部件的方法是有希望的。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，研究了将在金属构件的表面上形成微细凹凸而得到的产物与具有极性基团(其与该金属构件具有亲和性)的工程塑料接合的方法(例如，专利文献1～5等)。例如，专利文献1～3中公开了如下技术，即，通过用肼水溶液对铝合金进行浸渍处理，从而在其表面上形成直径为30～300nm的凹部，然后在该处理面上接合聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂、聚苯硫醚(PPS)树脂。专利文献4中公开了如下技术，即，通过用磷酸或氢氧化钠的电解浴对铝原材料进行阳极氧化处理，从而在铝原材料的表面上形成具有直径为25nm以上的凹部的阳极氧化被膜，然后在该处理面上接合工程塑料。专利文献5中公开了如下技术，即，针对铝合金，利用特定的蚀刻剂形成微细的凹凸或孔，于该孔注射接合聚酰胺6树脂、聚酰胺66树脂、PPS。专利文献1～5中，使用了具有极性基团的工程塑料作为树脂构件。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，作为应用了上述技术的实例，公开了下述方案：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方案(专利文献6)；或者，通过向粗糙化面赋予满足特定的形状参数的凹凸结构，从而使得能将聚烯烃接合的方法(专利文献7)。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：国际公开第2015/008847号小册子
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，对于专利文献6中记载的方法而言，存在下述这样的问题：需要使熔融树脂在高压下长时间与金属接触，通常利用层压法、加压法等进行成型，因此成型体的形状的自由度受到限制。另外，对于包含专利文献7中记载的方法的药液蚀刻方法整体，强烈要求提供在维持与聚烯烃等树脂的高接合强度的情况下尽可能减少被粗糙化的金属量的合理工艺。本专利技术是鉴于上述情况而作出的，提供一种能在不伴有树脂的改性等的情况下将金属构件与由树脂组合物形成的树脂构件直接接合、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。另外，本专利技术提供树脂牢固地接合于粗糙化金属表面而成的金属/树脂复合结构体，对于所述粗糙化金属表面而言，在利用现有的药液蚀刻方法时，在药液侧溶解而消失的金属量被极小化。用于解决课题的手段本申请的专利技术人为了提高金属构件与由树脂组合物形成的树脂构件的接合强度，对调节金属构件的表面的十点平均粗糙度(Rz)的方案进行了研究。然而已查明，仅通过单纯调节金属构件的表面的十点平均粗糙度(Rz)，不能充分提高金属构件与树脂构件的接合强度。因此，本申请的专利技术人针对用于提高金属构件与由树脂组合物形成的树脂构件的接合强度的设计方针而进一步进行了深入研究。结果发现，金属构件表面的粗糙度曲线要素的平均长度(RSm)作为这样的设计方针是有效的，从而实现了本专利技术。即，通过本专利技术，可提供以下所示的金属/树脂复合结构体、金属构件及金属构件的制造方法。[1]金属/树脂复合结构体，其是金属构件与由树脂组合物形成的树脂构件接合而成的，其中，对于上述金属构件的表面上的、包含处于平行关系的任意3个直线部及与该3个直线部正交的任意3个直线部的合计6个直线部，按照JISB0601(对应国际标准：ISQ4287)测得的表面粗糙度同时满足以下的要件(1)及(2)。(1)评价长度为4mm时的十点平均粗糙度(Rz)的平均值小于20μm(2)评价长度为4mm时的粗糙度曲线要素的平均长度(RSm)的平均值在20μm以上且小于77μm的范围内[2]如上述[1]所述的金属/树脂复合结构体，其中，对于上述金属构件的表面上的、包含处于平行关系的任意3个直线部及与该3个直线部正交的任意3个直线部的合计6个直线部，按照JISB0601(对应国际标准：ISO4287)测得的表面粗糙度进一步满足以下的要件(3)。(3)评价长度为4mm时的算术平均粗糙度(Ra)的平均值小于5μm[3]如上述[1]或[2]所述的金属/树脂复合结构体，其中，对于上述金属构件的表面上的、包含处于平行关系的任意3个直线部及与该3个直线部正交的任意3个直线部的合计6个直线部，按照JISB0601(对应国际标准：ISO4287)测得的表面粗糙度进一步满足以下的要件(1A)。(1A)评价长度为4mm时的十点平均粗糙度(Rz)的平均值为1μm以上且15μm以下[4]如上述[1]～[3]中任一项所述的金属/树脂复合结构体，其中，对于上述金属构件的表面上的、包含处于平行关系的任意3个直线部及与该3个直线部正交的任意3个直线部的合计6个直线部，按照JISB0601(对应国际标准：ISO4287)测得的表面粗糙度进一步满足以下的要件(3A)。(3A)评价长度为4mm时的算术平均粗糙度(Ra)的平均值小于3μm[5]如上述[1]～[4]中任一项所述的金属/树脂复合结构体，其中，上述金属构件是由包含选自铁、钢铁材料、不锈钢、铝、铝合金、镁、镁合金、铜、铜合金、锌、锌合金、锡、锡合金、钛及钛合金中的一种或两种以上金属的金属材料形成的。[6]如上述[1]～[5]中任一项所述的金属/树脂复合结构体，其中，上述树脂组合物包含选自聚烯烃系树脂、聚酯系树脂、聚苯撑系树脂及聚酰胺系树脂中的一种或两种以上热塑性树脂。[7]如上述[1]～[6]中任一项所述的金属/树脂复合结构体，其中，上述树脂组合物包含选自聚醚醚酮树脂、聚醚酮树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯砜树脂、及聚醚砜树脂中的一种或两种以上热塑性树脂，上述热塑性树脂具有140℃以上的玻璃化转变温度。[8]如上述[1]～[7]中任一项所述的金属/树脂复合结构体，其中，上述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、及聚碳酸酯树脂中的一种或两种以上非晶性热塑性树脂。[9]如上述[1]～[8]中任一项所述的金属/树脂复合结构体，其中，上述树脂组合物包含选自聚烯烃系弹性体、聚氨酯系弹性体、聚苯乙烯系弹性体、聚酯系弹性体中的一种或两种以上热塑性弹性体。[10]如上述[1]～[9]中任一项所述的金属/树脂复合结构体，其中，上述树脂组合物包含热固性树脂。[11]如上述[10]所述的金属/树脂复合结构体，其中，包含上述热固性树脂的上述树脂组合物包含选自长纤维增强复合体及连续纤维增强复合体中的至少一种。[12]金属构件，其用于与由树脂组合物形成的树脂构件接合，其中，对于该金属构件的表面上的、包含处于平行关系的任意3个直线部及与该3个直线部正交的任意3个直线部的合计6个直线部，按照JISB0601(对应国际标准：I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.金属/树脂复合结构体，其是金属构件与由树脂组合物形成的树脂构件接合而成的，其中，对于所述金属构件的表面上的、包含处于平行关系的任意3个直线部及与该3个直线部正交的任意3个直线部的合计6个直线部，按照JIS B0601(对应国际标准：ISO4287)测得的表面粗糙度同时满足以下的要件(1)及(2)，(1)评价长度为4mm时的十点平均粗糙度(Rz)的平均值小于20μm，(2)评价长度为4mm时的粗糙度曲线要素的平均长度(RSm)的平均值在20μm以上且小于77μm的范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.31 JP 2016-1092861.金属/树脂复合结构体，其是金属构件与由树脂组合物形成的树脂构件接合而成的，其中，对于所述金属构件的表面上的、包含处于平行关系的任意3个直线部及与该3个直线部正交的任意3个直线部的合计6个直线部，按照JISB0601(对应国际标准：ISO4287)测得的表面粗糙度同时满足以下的要件(1)及(2)，(1)评价长度为4mm时的十点平均粗糙度(Rz)的平均值小于20μm，(2)评价长度为4mm时的粗糙度曲线要素的平均长度(RSm)的平均值在20μm以上且小于77μm的范围内。2.如权利要求1所述的金属/树脂复合结构体，其中，对于所述金属构件的表面上的、包含处于平行关系的任意3个直线部及与该3个直线部正交的任意3个直线部的合计6个直线部，按照JISB0601(对应国际标准：ISO4287)测得的表面粗糙度进一步满足以下的要件(3)，(3)评价长度为4mm时的算术平均粗糙度(Ra)的平均值小于5μm。3.如权利要求1或2所述的金属/树脂复合结构体，其中，对于所述金属构件的表面上的、包含处于平行关系的任意3个直线部及与该3个直线部正交的任意3个直线部的合计6个直线部，按照JISB0601(对应国际标准：ISO4287)测得的表面粗糙度进一步满足以下的要件(1A)，(1A)评价长度为4mm时的十点平均粗糙度(Rz)的平均值为1μm以上且15μm以下。4.如权利要求1～3中任一项所述的金属/树脂复合结构体，其中，对于所述金属构件的表面上的、包含处于平行关系的任意3个直线部及与该3个直线部正交的任意3个直线部的合计6个直线部，按照JISB0601(对应国际标准：ISO4287)测得的表面粗糙度进一步满足以下的要件(3A)，(3A)评价长度为4mm时的算术平均粗糙度(Ra)的平均值小于3μm。5.如权利要求1～4中任一项所述的金属/树脂复合结构体，其中，所述金属构件是由包含选自铁、钢铁材料、不锈钢、铝、铝合金、镁、镁合金、铜、铜合金、锌、锌合金、锡、锡合金、钛及钛合金中的一种或两种以上金属的金属材料形成的。6.如权利要求1～5中任一项所述的金属/树脂复合结构体，其中，所述树脂组合物包含选自聚烯烃系树脂、聚酯系树脂、聚苯撑系树脂及聚酰胺系树脂中的一种或两种以上热塑性树脂。7.如权利要求1～6中任一项所述的金属/树脂复合结构体，其中，所述树脂组合物包含选自聚醚醚酮树脂、聚醚酮树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯砜树脂、及聚醚砜树脂中的一种或两种以上热塑性树脂，所述热塑性树脂具有140℃以上的玻璃化转变温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村和树，杉田遥，富田嘉彦，
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