铝合金与树脂的复合物及其制造方法技术

提供一种铝合金与树脂的复合物及其制造方法。准备具有三重凹凸表面形状的铝合金材料：在电子显微镜千倍观察下确认到10μm～100μm周期的明确粗糙面，在电子显微镜1万倍观察下确认到1μm～5μm周期的由晶粒边界形成的凹凸面，在电子显微镜10万倍观察下确认到由具有30nm～100nm外径的凹部或开口部的孔结构来覆盖整个面的超微细形状。通过注射成形，将所述铝合金材料与树脂组合物直接地接合一体化，所述树脂组合物中，树脂成分中的占70％以上的主成分为聚苯硫醚树脂，30％以下的次成分为改性聚烯烃树脂，且包含具有使所述两种树脂相容化之功能的少量第三成分树脂等。

【技术实现步骤摘要】
铝合金与树脂的复合物及其制造方法
本专利技术涉及一种通过铝合金与聚苯硫醚(polyphenylenesulfide，以下称为“PPS”)系树脂组合物的注射接合而形成的复合物及其制造方法。尤其涉及具有适合于在汽车等移动机械、户外设备、户外使用机械等中使用的特性的铝合金与树脂的复合物及其制造方法。
技术介绍
不仅在汽车、家用电器、工业机器等零件制造业等中，而且在广泛的产业领域中要求将金属彼此、或者金属与合成树脂牢固接合的技术，因此开发出大量的粘着剂。如上所述的接合技术是在所有制造业中成为基础的技术。关于不使用粘着剂的接合方法，以前也进行研究且提出了多种方法。其中，对制造业带来大影响的是本专利技术人等所开发且命名的“NMT(NanoMoldingTechnology(纳米成形技术)的简称)”。所谓NMT，是铝合金与树脂组合物的接合技术，是对预先插入至注射成形模具内的铝合金，注射熔融的工程树脂而将树脂部分成形，同时，将其成形品与铝合金接合的方法(以下，简称为“注射接合”)。专利文献1中公开了一种对已实施特定的表面处理的铝合金，注射接合PPS系树脂组合物的技术(NMT)。专利文献2中公开了将NMT中的铝合金的表面处理法加以改良来提高注射接合力的注射接合技术(本专利技术等所命名的“NMT2”)。NMT及NMT2中，采用使胺系分子化学吸附于铝合金的表面的方法来作为铝合金的表面处理的方法。铝合金以外的金属材料多为胺系分子难以化学吸附的材料。但是另一方面，NMT所使用的适合于注射接合用途的树脂组合物的研究开发推进，若使用这些树脂组合物，则判明，即便胺系分子吸附物不介隔存在，也可仅通过对各种金属材料分别施加适当的微细凹凸面化操作，而进行与各种金属材料的注射接合。即，提出了即便是胺系分子吸附物不存在的表面处理物，也能够使各种金属材料与树脂组合物注射接合的技术(新NMT)。即，新NMT能够适用于包含铝合金的所有金属材料(关于Al合金，参照专利文献3的记载)。以下，对本专利技术中所谓的NMT、NMT2、新NMT进行更详细的说明。(NMT)使用铝合金的注射接合技术即NMT规定以下的4个或5个条件来作为其成立的必要条件。首先，关于铝合金方面，以下(1)及(2)为必要条件。此外，将以满足所述2点的方式对铝合金表面进行化学处理的情况称为“NMT处理”。(1)由20nm～50nm直径的超微细凹部来覆盖整个表面。(2)在所述表面层上化学吸附水溶性胺系化合物。继而，关于注射的树脂组合物方面，以下的2点或3点为必要条件。(3)树脂组合物使用以高结晶性的热塑性树脂为主成分的树脂组合物。(4)高结晶性的热塑性树脂在高温下与胺系分子进行化学反应。(5)树脂组合物包含可与主成分树脂相容的树脂，或者即便是与主成分树脂不相容的树脂，也可通过添加第三成分树脂而可与主成分树脂相容的树脂，来作为次成分树脂。所述(1)～(4)为必需的必要条件，若添加所述(5)的条件，则注射接合力更增强。满足所述(1)～(4)的条件且选择水合肼来作为所述(2)的胺系化合物的技术是NMT及接下来的NMT2。(NMT2)NMT最初是关于聚对苯二甲酸丁二酯树脂(polybuthyleneterephthalate，PBT)而发现的，继而确认PPS也能够使用(专利文献1)，继而确认聚酰胺树脂等也可使用。然后，关于铝合金的表面处理法，发现通过使水合肼的化学吸附量适当化而提高注射接合力的方法(专利文献2)，本专利技术人等将其命名为“NMT2”。(新NMT)发现NMT后，本专利技术人等开发出即便不进行利用胺系分子的表面处理，也能够使各种金属材料与树脂组合物注射接合的新NMT。规定以下的5个条件来作为其成立的必要条件。首先，关于金属材料方面，以下的3个条件为必要条件。本专利技术中，将以满足所述3个条件的方式对金属材料表面进行化学处理的情况称为“新NMT处理”。(1)以0.8μm～10μm周期的粗糙面来覆盖整个表面。(2)在所述粗糙面上存在10nm～300nm周期的超微细凹凸面。(3)整个表面由金属氧化物、金属磷酸化物或陶瓷质的硬质薄膜所覆盖。继而，关于注射的树脂组合物侧，以下的2个条件为必要条件。(4)使用以高结晶性的热塑性树脂为主成分的树脂组合物。(5)树脂组合物包含可与主成分树脂相容的树脂，或者即便是与主成分树脂不相容的树脂，也可通过添加第三成分树脂而与主成分树脂相容的树脂，来作为次成分树脂。当然，根据金属的种类、合金的种类，其表面的具体处理法，即它们的所述“新NMT处理”方法不同。若将所述“新NMT”的5个条件与所述的“NMT”的5个条件进行比较，则关于注射树脂，大致相同，另一方面，关于金属材料的表面处理的方法，则大为不同。对于所述方面，将使用铝合金的NMT与新NMT进行比较，并且以下对其进行说明。(NMT与新NMT的比较)NMT中，依据所述条件(2)而推论出，于在铝合金表面的超微细凹部中化学吸附胺系分子的状态下，通过在高温下容易与所述胺系分子进行化学反应的注射树脂侵入所述超微细凹部中，能够制成具有接合力的注射接合物。进而，若注射树脂为满足所述条件(5)的树脂组合物，则骤冷时的结晶化速度得到抑制，对铝合金表面的超微细凹部中的树脂侵入变得更容易，借此，注射接合物的接合力进一步提高。与此相对，使用铝材料的新NMT(专利文献3)中，作为铝合金侧的表面形状，仅示出所述条件(1)及所述条件(2)的双重凹凸面形状，胺系分子的化学吸附的条件消失。因此，与NMT相比较，无法避免由于不存在胺系分子的化学吸附，故而注射接合物的接合力下降的情况。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]WO2004/041532号[专利文献2]WO2012/070654号[专利文献3]日本专利特开2010-64496号公报[专利文献4]WO2008/081933号[专利文献5]WO2008/078714号
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]如上所述，在注射接合物的接合力的方面，认为NMT、NMT2较新NMT而言更优异。然而，在实际的生产现场中，产生如以下所述的问题，因此本专利技术人等意识到了使新NMT的成果进一步发展的必要性。(问题点：随着保管天数的接合力的下降)在通过利用NMT、NMT2的铝合金与树脂组合物的注射接合来制造复合物的工序中，进行铝合金的表面处理工序后，存在产生至进行注射接合工序为止的日期及时间的情况。例如是在进行表面处理的化成处理工厂与进行注射接合的注射成形工厂之间存在距离，且耗费输送时间之时。另外，与表面处理工序相比，由于进行准备等，注射接合工序耗费时间也成为原因。将完成表面处理工序的铝合金进行输送，在进行注射接合工序之前，数天至1周～2周、更长的情况下，可能有产生1个月的时间间隔(以下称为“保管天数”)的情况。若已进行表面处理工序的铝合金的保管天数延长，则当然，所吸附的胺系分子缓缓脱离而注射接合力下降。在所述方面，不使用胺系分子吸附物的新NMT中认为，若将表面处理物在干燥空气下保管，则即便随着日期及时间经过而进行注射接合，经时性的接合力的减少也在理论上不存在。新NMT中，若保管天数无制约，则在工业生产的现场，可称为较NMT、NMT2而言更优选的处理方法。为了验证所述问题点，而进行如以下所述的耐湿热性测定试验。将经NMT2处理的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金与树脂的复合物，其是铝合金与树脂组合物直接地接合一体化而成；所述铝合金具有三重凹凸表面形状：在电子显微镜千倍观察下确认到10μm～100μm周期的明确的粗糙面，在电子显微镜1万倍观察下确认到1μm～5μm周期的由晶粒边界引起的凹凸面，且在电子显微镜10万倍观察下确认到30nm～100nm周期的超微细凹凸面；所述树脂组合物包括全树脂成分及填料成分，所述全树脂成分包括树脂成分中的占70重量％以上的主成分为聚苯硫醚树脂、30重量％以下的次成分为改性聚烯烃树脂、且还包括具有使所述聚苯硫醚树脂及所述改性聚烯烃树脂相容化的功能的第三成分树脂，所述填料成分为相当于整体的15重量％～30重量％的强化纤维；并且所述铝合金与树脂的复合物的特征在于，所获得的所述铝合金与所述树脂组合物的树脂成形物的一体化物之间的接合力以剪切接合强度及拉伸接合强度的两者计为30 MPa以上的高接合力。

【技术特征摘要】
2018.04.20 JP 2018-0817091.一种铝合金与树脂的复合物，其是铝合金与树脂组合物直接地接合一体化而成；所述铝合金具有三重凹凸表面形状：在电子显微镜千倍观察下确认到10μm～100μm周期的明确的粗糙面，在电子显微镜1万倍观察下确认到1μm～5μm周期的由晶粒边界引起的凹凸面，且在电子显微镜10万倍观察下确认到30nm～100nm周期的超微细凹凸面；所述树脂组合物包括全树脂成分及填料成分，所述全树脂成分包括树脂成分中的占70重量％以上的主成分为聚苯硫醚树脂、30重量％以下的次成分为改性聚烯烃树脂、且还包括具有使所述聚苯硫醚树脂及所述改性聚烯烃树脂相容化的功能的第三成分树脂，所述填料成分为相当...

【专利技术属性】
技术研发人员：安藤直树，山口嘉寛，
申请(专利权)人：大成普拉斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP