金属/树脂复合结构体的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及金属/树脂复合结构体。
【背景技术】
[0002] 从各种部件的轻质化的观点考虑，使用树脂作为金属的代替品。然而，难以用树脂 代替全部的金属构件的情况也很多。在这种情况下，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型的复合部件。然而，能够利用在工业上有利的方法、并且以高接 合强度将金属成型体与树脂成型体接合一体化的技术，尚未实用化。
[0003] 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的凹凸而得到的金属构件与工程塑料接合，所述工程塑料具有极性基 团，所述极性基团具有与该金属构件的亲和性(例如，专利文献1~5等）。
[0004] 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，从而在所述铝合金的表面形成直径30~300nm的凹部，然后在该处理面接合聚对苯二甲 酸丁二醇酯树脂（以下称为"PBT"。）或聚苯硫醚树脂（以下称为"PPS"。）。
[0005] 另外，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坯 料进行阳极氧化处理，从而在铝坯料的表面形成具有直径为25nm以上的凹部的阳极氧化被 膜，然后在该处理面接合工程塑料。
[0006] 此外，专利文献5中公开了如下技术，即，利用特定的蚀刻剂在铝合金上形成微细 的凹凸或孔，于该孔注射接合聚酰胺6树脂、聚酰胺6树脂、PPS。
[0007] 近年来，利用上述技术，逐渐得到了接合金属与工程塑料而成的金属/树脂复合结 构体。然而，在进行实用化时，期望在金属与树脂之间具有更高的接合强度。
[0008] 另外，上述专利文献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类树脂，作为应用上述技术的事例， 有使用在聚烯烃类树脂中导入了极性基团的酸改性聚烯烃树脂的例子(专利文献6)。
[0009] 然而，为了使该树脂与金属构件接合，需要将树脂保持为熔融状态、在高压下长时 间接触，通常，利用基于熔融挤出的层压法、加压法等进行了接合。然而，层压法、加压法等 存在以下缺点：不仅可应用的形状的自由度低，而且在欲接合的位置之外，也附着酸改性聚 烯烃类树脂，由此，根据部件的形状，无法充分发挥金属构件的性能、外观。
[0010]现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1:日本特开2004 - 216425号公报
[0013] 专利文献2:日本特开2009 - 6721号公报 [0014] 专利文献3:国际公开第2003/064150号小册子 [0015] 专利文献4:国际公开第2004/055248号小册子 [0016] 专利文献5:日本特开2013 - 52671号公报 [0017] 专利文献6:日本特开2002 - 3805号公报
【发明内容】
[0018] 发明所要解决的课题
[0019] 本发明是鉴于上述情况而完成的，提供一种能将金属构件与树脂构件直接接合、 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。
[0020] 本发明的发明人们针对在以上述专利文献1~5为代表的金属表面经粗糙化处理 的金属构件上、直接接合由包含以聚烯烃类树脂为代表的与金属构件不具有亲和性的非极 性树脂的树脂组合物形成的树脂构件的技术进行了各种研究。然而，即使要将该经粗糙化 处理的金属构件与由非极性的树脂形成的树脂构件接合，也会由于接合强度弱，而导致金 属构件与树脂构件的界面发生剥离，无法形成具有高接合强度的复合结构体。
[0021] 因此，本发明尤其是提供一种金属/树脂复合结构体，对于所述金属/树脂复合结 构体而言，即使在使用包含以聚烯烃类树脂为代表的与金属构件不具有亲和性的非极性树 脂的树脂组合物作为树脂构件时，也能够在不伴有树脂的改性等的情况下直接进行接合， 并且金属构件与树脂构件的接合强度优异。
[0022]用于解决课题的手段
[0023] 本发明的发明人们为了解决上述课题而进行了深入研究。结果发现，通过将具有 两种以上的不同特性的凹凸形状的金属构件与树脂构件直接接合，可得到树脂构件与金属 构件的接合强度优异的金属/树脂复合结构体，从而完成了本发明。
[0024] gp，本发明涉及以下的[1]~[7]。
[0025] [1] -种金属/树脂复合结构体，其是金属构件与树脂构件接合而形成的，其中，
[0026] 在上述金属构件的与上述树脂构件的接合表面，具有满足下述（i)及（ii)的特性 的凹凸形状。
[0027] (i)轮廓曲线要素的平均长度（RSm)为150μπι以上1500μπι以下、最大高度粗糙度 (Rz)(maximum height roughness)为170μηι以上800μηι以下，
[0028] (ii)轮廓曲线要素的平均长度(RSm)为100nm以上lOOOOnm以下、最大高度粗糙度 (Rz)为100nm以上lOOOOnm以下。
[0029] [2]如上述[1]所述的金属/树脂复合结构体，其中，在上述金属构件的表面形成有 直径为5nm以上100nm以下、深度为10nm以上500nm以下的超微细凹凸形状。
[0030] [3]如上述[1]或[2]所述的金属/树脂复合结构体，其中，满足上述（ii)的特性的 凹凸形状形成在满足上述(i)的特性的凹凸形状上。
[0031] [4]如上述[1]~[3]中任一项所述的金属/树脂复合结构体，其中，上述金属构件 由包含选自铁、不锈钢、铝、铝合金、镁、镁合金、铜、铜合金、钛及钛合金中的一种或两种以 上的金属的金属材料形成。
[0032] [5]如上述[1]~[4]中任一项所述的金属/树脂复合结构体，其中，上述树脂构件 由包含(A)热塑性树脂的树脂组合物形成。
[0033] [6]如上述[5]所述的金属/树脂复合结构体，其中，上述(A)热塑性树脂为聚烯烃 类树脂。
[0034] [7]如上述[5]或[6]所述的金属/树脂复合结构体，其中，上述树脂组合物包含(B) 填充材料，相对于上述(A)热塑性树脂100质量份，上述(B)填充材料的含量为1质量份以上 100质量份以下。
[0035] [8]如上述[2]所述的金属/树脂复合结构体，其特征在于，其是通过以下方式得到 的:通过对金属构件进行喷射处理(blast treatment)，从而在上述金属构件的表面上形成 满足上述(i)的特性的凹凸形状，接下来，通过将上述金属构件浸渍在选自无机碱水溶液及 无机酸水溶液中的至少一种的水溶液中的化学蚀刻方法，从而在上述金属构件的表面上进 一步形成满足上述特性（ii)的凹凸形状，接下来，通过将上述金属构件浸渍在包含选自水 合肼、氨及水溶性胺化合物中的一种以上的水溶液中，从而在上述金属构件的表面上进一 步形成上述超微细凹凸形状。
[0036]发明的效果
[0037]通过本发明，可得到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。
[0038]尤其是，在本发明中，即使在树脂构件由包含以聚烯烃类树脂为代表的与金属构 件不具有亲和性的非极性树脂的树脂组合物形成时，也可得到金属构件与树脂构件以高强 度接合而成的金属/树脂复合结构体，这在现有技术中是难以实现的。
【附图说明】
[0039]通过以下记载的【具体实施方式】和所附带的以下附图，来进一步说明上述目的和其 他目的、特征和优点。
[0040] [图1]为示意性地表示本实施方式涉及的金属/树脂复合结构体的结构的一例的 外观图。
[0041] [图2]为示意性地表示制造本实施方式涉及的金属/树脂复合结构体的过程的一 例的构成图。
[0042][图3]为表示制备例1制备的金属构件表面的电子显微镜照片（(a)倍率250倍、（b) 倍率1 〇〇〇〇〇倍、（c)倍率300000倍)的图。
[0043][图4]为表示制备例4制备的金属构件表面的电子显微镜照片（(a)倍率250倍、（b) 倍率1 〇〇〇〇〇倍、（c)倍率300000倍)的图。
[0044] [图5]为表示制备例5制备的金属构件表面的电子显微镜照片（(a)倍率100000倍、 (b)倍率300000倍)的图。
[0045] [图6]为表示实施例1制作的金属/树脂复合结构体的接合面树脂侧的电子显微镜 照片(倍率100000倍)的图。
[0046] [图7]为表示比较例1制作的金属/树脂复合结构体的接合面树脂侧的电子显微镜 照片(倍率100000倍)的图。
【具体实施方式】
[0047] 以下，利用附图来说明本发明的实施方式。需要说明的是，在所有的附图中，对同 样的构成要素标注相同的附图标记，适当省略说明。需要说明的是，对于文中的位于数字之 间的"~"，只要没有特别说明，则表示从以上至以下。
[0048]图1为不意性地表不本实施方式涉及的金属/树脂复合结构体106的结构的一例的 外观图。
[0049] 金属/树脂复合结构体106中金属构件103与树脂构件105接合，能够通过将金属构 件103与树脂构件105接合而得到。
[0050] 金属构件103的与树脂构件105的接合表面104具有满足下述（i)及（ii)的特性的 凹凸形状。
[0051 ] (i)轮廓曲线要素的平均长度(RSm)为150μπι以上1500μπι以下、最大高度粗糙度 (Rz)为 170μπι 以上800μπι 以下，
[0052] (ii)轮廓曲线要素的平均长度(RSm)为100nm以上lOOO