金属树脂复合成型体用嵌件金属构件和金属树脂复合成型体的制作方法
【专利摘要】本发明涉及金属树脂复合成型体用嵌件金属构件和金属树脂复合成型体。提供在嵌件金属构件的表面形成粗糙面来提高嵌件金属构件与树脂构件的界面的气密性的技术。具有阻隔气体或液体的功能的金属树脂复合成型体（5）用的嵌件金属构件（1）在其表面具备具有多个粗糙面的粗糙面化区域（3），粗糙面化区域（3）至少形成在嵌件金属构件（1）与嵌件成型在嵌件金属构件（1）上的树脂构件（6）的预定接合面的一部分或全部，在上述预定接合面，粗糙面化区域（3）不具有从上述气体或液体所接触的阻隔侧的边缘部连续贯通到上述气体或液体所不接触的开放侧的边缘部的粗糙面。
【专利说明】金属树脂复合成型体用嵌件金属构件和金属树脂复合成型体
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属树脂复合成型体用的嵌件金属构件、以及具备上述嵌件金属构件和树脂构件的金属树脂复合成型体。
【背景技术】
[0002]一直以来，由金属、合金等构成的嵌件金属构件与由热塑性树脂组合物构成的树脂构件一体化而成的金属树脂复合成型体被用于仪表盘周边的控制箱等汽车内饰件、发动机周边部件、室内装饰部件、数码相机、手机等电子设备的接口连接部、电源端子部等与外界接触的部件。
[0003]作为将嵌件金属构件与树脂构件一体化的方法，有在嵌件金属构件侧的接合面预先形成微小凹凸来通过锚固效应接合的方法；使用粘接剂、双面胶带粘接的方法；在嵌件金属构件和/或树脂构件上设置折回片、爪钩等固定构件，使用该固定构件将两者固定的方法；使用螺丝等进行接合的方法等。在这些当中，在金属树脂复合成型体的设计自由度的方面，尤以在嵌件金属构件上形成微小凹凸的方法、使用粘接剂的方法是有效的。
[0004]在不使用昂贵的粘接剂的方面，尤以加工嵌件金属构件的表面来形成微小凹凸的方法为有利。作为加工嵌件金属构件的表面来形成微小凹凸的方法，例如可举出专利文献I所述的方法。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2010-167475号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]上述专利文献I所述的方法可以在嵌件金属构件的表面的所期望的范围形成粗糙面，操作也简单，是有效的方法之一。另外，在专利文献I所述的方法中，用激光在上述表面形成粗糙面。
[0010]然而，对于前述的数码相机、手机等电子设备的接口连接部、电源端子部等与外界接触的部件、近年来的以手机为首的电子设备而言，防水功能逐渐成为一项标准，但在这些外界接触部件中，水从金属与树脂的界面的浸入成为问题。此外，电子设备部件在制造过程中需要经历焊接工序(回流焊工序)，其过程中使用的金属氧化膜去除剂到达金属与树脂的界面、渗出至基板，这成为问题。
[0011]为了解决这些问题，在通过在嵌件金属构件表面形成粗糙面来将嵌件金属构件与树脂构件一体化的方法中，需要两者间的进一步的密合性，提高嵌件金属构件与树脂构件的界面处的密合性、特别是气密性成为当务之急。
[0012]本发明的目的在于提供在嵌件金属构件的表面形成粗糙面来提高嵌件金属构件与树脂构件的界面处的气密性的技术。
[0013]用于解决问题的方案
[0014]本发明人等为了解决上述问题而进行了深入研究。其结果发现，在具有阻隔气体或液体的功能的金属树脂复合成型体用的嵌件金属构件的表面中，至少在树脂构件的预定接合面的一部分或全部形成粗糙面化区域，所述粗糙面化区域不具有从气体或液体所接触的阻隔侧的边缘部连续贯通到气体或液体所不接触的开放侧的边缘部的粗糙面，由此可解决上述问题，从而完成了本发明。更具体而言，本发明提供以下方案。
[0015](I) 一种金属树脂复合成型体用的嵌件金属构件，所述金属树脂复合成型体具有阻隔气体或液体的功能，上述嵌件金属构件在其表面具备具有多个粗糙面的粗糙面化区域，上述粗糙面化区域至少形成在上述嵌件金属构件与嵌件成型在上述嵌件金属构件上的树脂构件的预定接合面的一部分或全部，在上述预定接合面，上述粗糙面化区域不具有从上述气体或液体所接触的阻隔侧的边缘部连续贯通到上述气体或液体所不接触的开放侧的边缘部的粗糙面。
[0016](2)根据(I)所述的金属树脂复合成型体用的嵌件金属构件，其中，上述多个粗糙面通过激光照射而形成。
[0017]( 3)根据(I)或(2)所述的金属树脂复合成型体用的嵌件金属构件，其进行过化学处理。
[0018](4) 一种金属树脂复合成型体，其具备嵌件金属构件和嵌件成型在所述嵌件金属构件上的树脂构件，且具有阻隔气体或液体的功能，上述嵌件金属构件在其表面具备具有多个粗糙面的粗糙面化区域，上述粗糙面化区域至少形成在上述嵌件金属构件与上述树脂构件的接合面的一部分或全部，在上述接合面，上述粗糙面化区域不具有从上述气体或液体所接触的阻隔侧的边缘部连续贯通到上述气体或液体所不接触的开放侧的边缘部的粗糙面。
[0019](5)根据(4)所述的金属树脂复合成型体，其中，上述多个粗糙面通过激光照射而形成。
[0020](6)根据(4)或(5)所述的金属树脂复合成型体，其中，上述嵌件金属构件进行过化学处理。
[0021](7)根据(6)所述的金属树脂复合成型体，其中，在上述粗糙面化区域中，平均每Imm2粗糙面化区域的粗糙面的面积为0.15mm2以上。
[0022](8)根据(4)或(5)所述的金属树脂复合成型体，其中，在上述粗糙面化区域中，平均每Imm2粗糙面化区域的粗糙面的面积为0.2mm2以上。
[0023](9)根据(4)?(8)中任一项所述的金属树脂复合成型体，其中，在上述粗糙面化区域内的粗糙面中，所形成的凹凸的深度为100 μ m以下。
[0024](10)根据(4)?(9)中任一项所述的金属树脂复合成型体，其中，在上述粗糙面化区域中的从上述阻隔侧的边缘部到上述开放侧的边缘部的距离为1.5mm以下。
[0025]发明的效果
[0026]若为本发明的嵌件金属构件，则在同树脂部件一体化时，与树脂部件的界面处的
气密性非常高。【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是示意性示出本发明的嵌件金属构件的一个实施方式的图，Ca)是俯视图，(b)是主视图，(c)是示出AA剖面的剖面图。另外，图中的尺寸的单位是mm (下同)。
[0028]图2是示出粗糙面化区域3中的粗糙面的图案的俯视图。
[0029]图3是示出对金属表面照射激光的方法的具体例子的图。
[0030]图4是示意性示出本发明的嵌件金属构件的其他实施方式的立体图。
[0031]图5是示意性示出本发明的金属树脂复合成型体的一个实施方式的图，Ca)是俯视图，(b)是主视图，(C)是示出BB剖面的剖面图。
[0032]图6是示出使用气密试验机7的气密性评价的方法的纵剖面图。
[0033]附图标记说明
[0034]I嵌件金属构件
[0035]2 孔
[0036]3粗糙面化区域
[0037]4预定接合面的外周
[0038]5金属树脂复合成型体
[0039]6树脂构件
[0040]7气密试验机
[0041]8气密试验机主体
[0042]9气密试验机盖
[0043]10 O 形圈
[0044]11蒸馏水
[0045]12 管线
[0046]13气密试验机主体内部
【具体实施方式】
[0047]以下对本发明的实施方式进行说明。另外，本发明不限定于以下的实施方式。
[0048]嵌件金属构件
[0049]本发明的嵌件金属构件在其表面具备具有多个粗糙面的粗糙面化区域。
[0050]首先，对形成粗糙面之前的嵌件金属构件进行说明。作为构成嵌件金属构件的金属材料，可以例示出铝、镁、不锈钢、铜等。此外，嵌件金属构件也可以由金属合金构成。此夕卜，金属材料的表面可以进行过阳极氧化处理等表面处理、涂装。
[0051]本发明使用根据用途等而成型为所期望的形状的嵌件金属构件。例如可以通过使熔融的金属等流入所期望的形状的模具而得到所期望的形状的嵌件金属构件。此外，为了将嵌件金属构件成型为所期望的形状，可以使用利用机床等的切削加工等。
[0052]参照图1对本发明的嵌件金属构件的一个实施方式进行说明。图1是示意性示出本发明的嵌件金属构件的一个实施方式的图，Ca)是俯视图，(b)是主视图，(c)是示出AA剖面的剖面图。
[0053]如图1所示，本实施方式的嵌件金属构件I为直径50mm、厚度Imm的圆板状，在中心部以同心圆状具有直径20mm的孔2。嵌件金属构件I在孔2周围的平面上具备处理宽度d (即后述的从阻隔侧的边缘部到开放侧的边缘部的距离)的粗糙面化区域3。粗糙面化区域3具有多个粗糙面。处理宽度d从设计上的角度等来看，越小越好，由于本发明提高了嵌件金属构件与树脂构件的界面处的气密性，因此例如可以设定为2mm以下，优选为1.5mm以下、进一步优选为Imm以下。在嵌件金属构件I中，嵌件金属构件I与嵌件成型在嵌件金属构件I上的树脂构件的预定接合面由在嵌件金属构件I的平面上被孔2的圆周和预定接合面的外周4所包围的区域以及孔2的周面构成。预定接合面的外周4与嵌件金属构件I成同心圆状，直径为30mm。如图1所示，粗糙面化区域3形成在预定接合面的一部分。
[0054]粗糙面化区域3的内周缘和外周缘中的一者成为气体或液体所接触的阻隔侧的边缘部。另一者成为气体或液体所不接触的开放侧的边缘部。关于是粗糙面化区域3的内周缘和外周缘中的哪一者构成阻隔侧的边缘部或开放侧的边缘部，取决于由嵌件金属构件I得到的金属树脂复合成型体的使用方法。对于这一点，以后述的图5所示的金属树脂复合成型体5为例进行具体说明。在金属树脂复合成型体5用于阻止气体或液体从外侧进入内侧时，粗糙面化区域3的外周缘成为阻隔侧的边缘部，粗糙面化区域3的内周缘成为开放侧的边缘部。该情况下，要阻隔的气体或液体的渗漏方向是从外侧向内侧渗入的方向。而在金属树脂复合成型体5用于阻止气体或液体从内侧漏出到外侧时，粗糙面化区域3的内周缘成为阻隔侧的边缘部，粗糙面化区域3的外周缘成为开放侧的边缘部。该情况下，要阻隔的气体或液体的渗漏方向是从内侧向外侧漏出的方向。
[0055]粗糙面化区域3中的粗糙面的图案只要不具有在粗糙面化区域3的内周缘与外周缘之间连续贯通的粗糙面，则没有特别限定。图2是示出粗糙面化区域3中的粗糙面的图案的俯视图。在图2中，在嵌件金属构件I的平面上存在于由孔2的圆周与预定接合面的外周4所包围的区域内的曲线表示粗糙面。例如，可举出如图2的(a)所示的、由配置成圆形的多个粗糙面形成的图案。在这里，多个粗糙面可以配置成同心圆状，也可以有一部分或全部具有不同的中心。此外，粗糙面之间可以相交。进而，粗糙面也可以不是圆形，例如也可以是椭圆形、也可以是由波纹状的曲线形成的形状。进而，粗糙面也可以由平滑的曲线形成，也可以形成例如多边形。如图2的(b)所示，图2的(a)的配置成圆形的粗糙面的一部分可以是间断的。如图2的(c)所示，粗糙面也可以成螺旋状。另外，为了清楚地图示粗糙面的图案，在图2中，粗糙面化区域3的处理宽度d设定得比图1中的大。
[0056]在图2的(a)?(C)中均不存在在粗糙面化区域3的内周缘与外周缘之间连续贯通的粗糙面，因此在将这些嵌件金属构件与树脂构件一体化时，不容易发生经由粗糙面的气体或液体的渗漏，因此可以有效地提高嵌件金属构件与树脂构件的界面处的气密性。
[0057]在本发明中，对在金属表面形成粗糙面的方法没有特别限定，可以使用通常的粗糙面化手法，例如可列举出激光处理、化学蚀刻。由于可以在所期望的范围容易地形成粗糙面、操作也简便且有效，因此粗糙面优选通过激光照射所形成。激光处理时，具体而言，照射激光，在开槽加工和熔融再凝固的条件下对金属表面进行粗糙面加工。化学蚀刻时，利用掩模等对所期望的范围进行粗糙面化，由此形成粗糙面的图案。
[0058]粗糙面化区域中的多个粗糙面可以平行排列，也可以非平行排列。粗糙面排列的方向上的粗糙面的中心间距为相邻粗糙面的间隔，在本说明书中，有时将相邻粗糙面的间隔称为“影线宽度”。本发明优选将影线宽度调整至250 μ m以下。影线宽度为250μπι以下时，容易提高金属部件与树脂部件的密合性。更优选的影线宽度的范围为50 μ m以上且250μπι以下。影线宽度不固定时(例如多个粗糙面非平行排列时等)，优选影线宽度中的至少一部分在上述范围内。这是因为即便只是一部分的影线宽度在上述范围内，影线宽度为250 μ m以下的部分的嵌件金属构件与树脂构件的密合性也提高，整体的金属构件与树脂构件的密合性提高。但是，为了使得上述密合性非常优异，优选将上述影线宽度的最大值调整至250 μ m以下。
[0059]此外，优选平均每Imm2粗糙面化区域的粗糙面的面积为0.2mm2以上，更优选为0.3mm2以上。在平均每Imm2粗糙面化区域的粗糙面的面积为0.2mm2以上时，容易获得金属构件和被嵌件成型的树脂构件之间的物理粘接(固定)效果，因此容易提高气密性。尤其，如后所述，嵌件金属构件I进行过化学处理时，平均每Imm2粗糙面化区域的粗糙面的面积优选为0.15mm2以上。此外，通过激光照射形成粗糙面时，将通过照射所形成的激光槽的总长与激光的光斑直径之积作为粗糙面的面积。
[0060]粗糙面的数量只要为多个则没有特别限定。粗糙面的数量为3以上时，优选任意的相邻粗糙面的影线宽度中的至少一部分为250 μ m以下。
[0061]此外，多个粗糙面彼此可以相交。
[0062]在形成上述粗糙面时，优选将形成粗糙面的凹凸的深度调整至ΙΟΟμπι以下，更优选调整至5?100 μ m。凹凸的深度为100 μ m以下时，用于形成粗糙面的处理时间不会过长，因此从制造上的观点来看是优选的。作为将凹凸的深度调整至ΙΟΟμπι以下的方法，可列举出下述方法:对照射过一次激光的位置再重复照射第2次、第3次激光(调整扫描次数)、或者调整激光的光斑直径、或者调整激光的输出功率、或者调整激光的频率、或者调整激光的扫描速度的方法，或者在相同位置实施多次化学蚀刻、或者调整蚀刻液的组成、蚀刻时间的方法。关于具体条件，会根据构成嵌件金属构件的金属材料的种类等而有所不同，因此根据金属材料的种类等而适当采用优选的条件。
[0063]作为凹凸的深度，采用使用激光显微镜测得的值。另外，在粗糙面彼此相交时，在相交的部分形成比没有相交的部分更深的凹凸。如此存在相交的部分时，对于不相交的部分，用上述方法测定凹凸的深度。
[0064]以下，关于在金属表面形成粗糙面的具体方法，以照射脉冲波形的激光的情况为例进行说明。如图3的(a)所述，对金属表面照射激光。在照射过激光的部分形成粗糙面。另外，图3中的空心箭头表示激光的扫描方向。
[0065]此外，图3的(a)示出用于以排列的方式形成粗糙面的激光的照射方法。为图3的(a)所述的照射方法时，两个粗糙面大致平行排列。在图3的(a)中，粗糙面排列的方向上的脉冲的中心间距为影线宽度。在图3的(a)所示的情况中，影线宽度是固定的，优选将影线宽度调整至250 μ m以下。更优选的影线宽度的范围为50 μ m以上且250 μ m以下。此夕卜，平均每Imm2粗糙面化区域的、通过激光照射形成的粗糙面的面积优选为0.2mm2以上，更优选为0.3mm2以上。
[0066]另外，如图3的(b)所示，也可以不是大致平行地照射激光。在图3的(b)所示的情况下，影线宽度不固定，但优选影线宽度的至少一部分为250 μ m以下。这是因为即便只是一部分的影线宽度在上述范围内，影线宽度为250 μ m以下的部分的、嵌件金属构件与树脂构件的密合性也提高，整体的嵌件金属构件与树脂构件的密合性提高。但是，为了使上述密合性非常优异，优选将上述影线宽度的最大值调整至250 μ m以下。[0067]此外，如图3的(C)所示，激光可以不以直线状进行照射。该情况下，与图3的(b)的情况同样，在影线宽度不固定、只要影线宽度的至少一部分为250 μ m以下即优选这一点、只要影线宽度的最大值为250 μ m以下即优选这一点上，与图3的(b)的情况同样。
[0068]此外，图3的(d)示出多个粗糙面彼此相交的情况。
[0069]激光的光斑直径(如图3所不的、激光的照射范围为圆时表不照射范围的圆的直径)优选为200 μ m以下，更优选为30?130 μ m。
[0070]嵌件金属构件I可以进行过化学处理。通过化学处理，会对嵌件金属构件I与被嵌件成型的树脂构件之间赋予共价键、氢键或分子间力等化学粘接效果，因此嵌件金属构件I与树脂构件的界面处的气密性变得容易提高。进而，与不进行化学处理的情况相比，即使粗糙面的加工面积少也可保持同等的气密性。作为化学处理，例如可列举出:电晕放电等干式处理、三嗪处理(参照日本特开2000-218935号公报)、化学蚀刻(日本特开2001-225352号公报)等。此外，在构成嵌件金属构件I的金属材料为铝时，还可举出温水处理(日本特开平8-142110号公报)。作为温水处理，可列举出在10CTC的水中浸溃3?5分钟。可以将多种化学处理组合实施。
[0071]如上所述，图1示出圆板状的嵌件金属构件，但本发明的嵌件金属构件的形状不限定于圆板状。作为本发明的嵌件金属构件的其他实施方式，例如可举出图4所示的形态。图4为示意性示出本发明的嵌件金属构件的其他实施方式的立体图。在图4中，画在棱柱或圆柱的侧面的线表示粗糙面。图4的(a)示出棱柱状的嵌件金属构件。粗糙面可以形成在所有4个侧面，也可以仅形成在一部分侧面。在某一侧面和与其邻接的侧面之间，粗糙面可以是连续的，也可以如图4的(a)所示是不连续的。图4的(b)示出圆柱状的嵌件金属构件。在图4的(b)中，粗糙面与图2的(b)同样，有一部分间断。图4的(c)示出另一圆柱状的嵌件金属构件。在图4的(c)中，粗糙面与图2的(c)同样，成螺旋状。图4的(a)所示的嵌件金属构件例如可以用作直角端子。此外，图4的(b)和(c)所示的嵌件金属构件例如可以用作圆形端子。
[0072]在图4的(a)?(C)中，粗糙面化区域的边缘部在棱柱或圆柱的长度方向上隔开一定距离存在2处。在要阻隔的气体或液体与棱柱或圆柱的长度方向的一端接触的情况(即，要阻隔的气体或液体的渗漏方向为棱柱或圆柱的长度方向的情况)下，粗糙面化区域的边缘部中，一侧成为阻隔侧的边缘部，另一侧成为开放侧的边缘部，在这2处边缘部之间不存在连续贯通的粗糙面，因此在将这些嵌件金属构件与树脂构件一体化时，不容易发生经由粗糙面的气体或液体的渗漏，因此可以有效地提高嵌件金属构件与树脂构件的界面处的气密性。
[0073]金属树脂复合成型体
[0074]本发明的金属树脂复合成型体如上所述，具有阻隔气体或液体的功能，具备嵌件金属构件和嵌件成型在前述嵌件金属构件上的树脂构件。形成在嵌件金属构件的表面的凹凸以不构成气体或液体的路径的方式形成，因此本发明的金属树脂复合成型体在嵌件金属构件与树脂构件的界面处的气密性高。
[0075]首先，对树脂构件进行简单说明。作为构成树脂构件的材料，没有特别限定，可以使用含有以往公知的热塑性树脂的热塑性组合物。另外，也包括热塑性树脂组合物中除了热塑性树脂以外仅含有微量的杂质等实质上由热塑性树脂构成的情况。[0076]作为热塑性树脂，例如可以举出:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈/苯乙烯树脂(AS)、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯树脂(ABS)、甲基丙烯酸类树脂(PMMA)、氯乙烯(PVC)，作为热塑性树脂(通用工程树脂)，例如可以举出:聚酰胺(PA)、聚缩醛(Ρ0Μ)、超高分子量聚乙烯(UHPE)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、玻纤强化聚对苯二甲酸乙二醇酯(GF-PET)、聚甲基戊烯(TPX)、聚碳酸酯(PC)、改性聚苯醚(PPE)，作为热塑性树脂(超级工程树脂)，例如可以举出:聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶性树脂(LCP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚芳酯(PAR)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚酰胺酰亚胺(PAI)，作为热固化性树脂，例如可以举出:酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯，作为弹性体，例如有热塑性弹性体、橡胶，例如可以举出:苯乙烯.丁二烯类、聚烯烃类、聚氨酯类、聚酯类、聚酰胺类、1，2-聚丁二烯、聚氯乙烯类、离聚物。进而，还可以举出在热塑性树脂中添加了玻璃纤维的物质、聚合物合金(polymer alloy)等。
[0077]此外，在不大幅损害本发明的效果的范围内，为了赋予所期望的物性，也可以含有以前述玻璃纤维为代表的以往公知的各种无机.有机填料、阻燃剂、紫外线吸收剂、热稳定齐?、光稳定剂、着色剂、炭黑、脱模剂、增塑剂等添加剂。
[0078]在热塑性树脂组合物当中，为了获得更良好的密合性，优选使用在热塑性树脂的熔点+20°C以上且热塑性树脂的熔点+50°C以下的温度、特别是在热塑性树脂的熔点+20°C以上且热塑性树脂的熔点+30°C以下的温度下测得的、剪切速度1000/秒下的熔融粘度为500Pa.s以下的热塑性树脂组合物。上述热塑性树脂组合物除了热塑性树脂以外还可以含有以往公知的填充剂和/或添加剂 。
[0079]在上述方面，聚苯硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶性树脂(LCP)等为优选的热塑性树脂，特别优选使用聚苯硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和液晶性树脂(LCP)。
[0080]参照图5对本发明的金属树脂复合成型体的一个实施方式进行说明。图5是示意性示出本发明的金属树脂复合成型体的一个实施方式的图，Ca)是俯视图，(b)是主视图，(C)示出BB剖面的剖面图。
[0081]如图5所示，本实施方式的金属树脂复合成型体5具备嵌件金属构件I和嵌件成型在嵌件金属构件I上的树脂构件6。嵌件金属构件I如前所述。树脂构件6由直径30mm、厚度2mm的圆板状的上部和直径20mm、厚度Imm的圆板状的下部构成,上述下部填充在嵌件金属构件I中的孔2中。在金属树脂复合成型体5中，嵌件金属构件I与树脂构件6的接合面由在嵌件金属构件I的平面上被孔2的圆周和树脂构件6的外周所包围的区域、以及孔2的周面构成。嵌件金属构件I的平面上的树脂构件6的外周相当于图1中的预定接合面的外周4。如图5所示，粗糙面化区域3形成于接合面的一部分。
[0082]在金属树脂复合成型体5中，在嵌件金属构件I与树脂构件6的接合面的一部分形成有粗糙面化区域3，因而如使用图2在上面所说明的，不容易发生气体或液体经由粗糙面的的渗漏，因此可以有效地提高嵌件金属构件I与树脂构件6的界面处的气密性。
[0083]如上所述，嵌件金属构件与树脂构件的界面处的气密性优异，因此本发明的金属树脂复合成型体可以适宜地用于要求高气密性的用途。例如，本发明的金属树脂复合成型体适宜作为在内部具备容易因湿度、水分而受不良影响的电气.电子部件等的金属树脂复合成型体。特别适宜作为可预计在以高水平要求防水的领域、例如河川、游泳池、滑雪场、浴室等中的使用的、水分、湿气的侵入会导致故障的电气或电子设备用的部件使用。本发明的金属树脂复合成型体作为例如倾角传感器、燃料传感器等传感器是有用的。作为倾角传感器，可例示出在姿态控制等车载用途中使用的传感器、游戏控制器中使用的传感器。作为燃料传感器，可例示出在燃料量测量等车载用途中使用的传感器。此外，本发明的金属树脂复合成型体作为例如在内部具备树脂制的轮毂、保持构件等的电气.电子设备用壳体也是有用的。在这里，作为电气?电子设备用壳体，除了手机以外，还可列举出相机、摄录一体化相机、数码相机等携带用影像电子设备的壳体，笔记本电脑、掌上电脑、计算器、电子记事本、个人数字蜂窝系统(PDC)、个人手持式电话系统(PHS)、手机等携带用信息或通信终端的壳体，MD、磁带-耳机立体声音响、收音机等携带用音响电子设备的壳体,液晶电视.显示器、电话、传真机、手持扫描仪等家用电器的壳体等。
[0084]金属树脂复合成型体的制造方法
[0085]对金属树脂复合成型体的制造方法的具体工序没有特别限定，通过使熔融的热塑性树脂组合物进入粗糙面的凹凸来使树脂构件与嵌件金属构件一体化即可。
[0086]例如可举出如下方法:将形成有粗糙面的嵌件金属构件配置在注塑成型用模具内，将熔融状态的热塑性树脂组合物注塑到注塑成型用模具内来制造树脂构件与嵌件金属构件一体化的金属树脂复合成型体。对注塑成型的条件没有特别限定，可以根据热塑性树脂组合物的物性等而适当设定优选的条件。此外，使用传递成型、压缩成型等的方法也是形成树脂构件与金属构件一体化的金属树脂复合成型体的有效方法。
[0087]作为其他例子，可举出如下方法:预先用注塑成型法等常规成型方法制造树脂构件，将形成有粗糙面的嵌件金属构件与上述树脂构件在所期望的接合位置抵接，对抵接面赋予热量，从而使树脂构件的抵接面附近熔融来制造树脂构件与嵌件金属构件一体化的金属树脂复合成型体。
[0088]实施例·
[0089]以下示出实施例和比较例对本发明进行具体说明，但本发明并不限定于这些实施例。
[0090]金属树脂复合成型体的制造方法
[0091]实施例和比较例使用图5所示的金属树脂复合成型体。
[0092]作为嵌件金属构件1，使用由铝(A5052、厚度Imm)构成的、如下所述地形成了粗糙面的板状物。这些板状的嵌件金属构件如图5的(a)所示，具有粗糙面化区域3。
[0093]作为构成树脂构件6的热塑性树脂组合物，使用聚苯硫醚类树脂组合物(作为填充材料含有35质量％玻璃纤维，热塑性树脂的熔点为280°C，在热塑性树脂的熔点+30°C的温度下测得的剪切速度1000/秒下的熔融粘度为160Pa *s的树脂组合物、宝理塑料株式会社制造、“F0RTR0N (注册商标)1135MF1”或聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂组合物(作为填充材料含有30质量％玻璃纤维，热塑性树脂的熔点为210°C，在热塑性树脂的熔点+50°C的温度下测得的剪切速度1000/秒下的熔融粘度为140Pa.s的树脂组合物、WinTech PolymerLtd.制造、“DURANEX (注册商标)303RA”)。
[0094]另外，熔点和熔融粘度的测定方法如下。此外，表1和表2中，将聚苯硫醚类树脂组合物表示为“PPS”，将聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂组合物表示为“PBT”。[0095]魅
[0096]用差示扫描热量分析装置(Perkin Elmer公司制造DSC)，从室温开始以20°C /分钟的升温条件测定热塑性树脂的熔点。聚苯硫醚类树脂组合物中所含的热塑性树脂的熔点为280°C。此外，聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂组合物中所含的热塑性树脂的熔点为210。。。
[0097]熔融粘度
[0098]使用株式会社东洋精机制作所制造的Capillograph,使用Imm Φ X 20mmL/平模作为毛细管，测定在规定的料筒温度、且剪切速度1000/秒下的熔融粘度。另外，机筒温度在使用聚苯硫醚类树脂组合物时为310°C (相当于热塑性树脂的熔点+30°C)，在使用聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂组合物时为260°C (相当于热塑性树脂的熔点+20°C)。
[0099]耜.糙面的形成
[0100]使用激光打标机MD-V9900 (KEYENCE CORPORATION制造、激光类型-.YVO4激光、振荡波长:1064nm、最大额定输出功率:13W (平均值))，在输出功率90%、影线宽度100 μ π!或200 μ m、频率40kHz、扫描速度1000mm/s、扫描次数100次(凹凸的深度为30 μ m时)或300次(凹凸的深度为70 μ m时)、处理宽度(图5中的d) lmm、l.5mm或2mm的条件下,在形成粗糙面前的金属表面中相当于粗糙面化区域3的部分形成粗糙面。实施例1~10以构成如图2的(a)所示的同心圆图案的方式形成粗糙面。而比较例1、3和4以使沿规定方向大致平行排列的多个粗糙面与沿相对于上述规定方向旋转了 90°的方向大致平行排列的多个粗糙面相交、构成交叉影线图案的方式形成粗糙面。进而，比较例2以形成沿规定方向大致平行排列的多个粗糙面、构成单条影线图案的方式形成粗糙面。另外，激光的光斑直径调整至50 μ m。此外，实施例 1~2和9以及比较例I~4以平均每Imm2粗糙面化区域的、以通过激光照射形成的激光槽的总长与激光的光斑直径的积来定义的粗糙面的面积为0.5mm2的方式调整影线宽度。进而，实施例3~6和10以平均每Imm2粗糙面化区域的、以通过激光照射形成的激光槽的总长与激光的光斑直径的积来定义的粗糙面的面积为0.25mm2的方式调整影线宽度。进而，实施例7和8以平均每Imm2粗糙面化区域的、以通过激光照射形成的激光槽的总长与激光的光斑直径的积来定义的粗糙面的面积分别为0.13mm2和0.17mm2的方式调整影线宽度。
[0101]实施例3、5、7、8和10通过将形成有粗糙面的嵌件金属构件I在100°C的水中浸溃3~5分钟来进行化学处理。
[0102]此外，使用激光显微镜(株式会社KEYENCE CORPORATION制造、“VK-9510”)测定形成粗糙面的凹凸的深度。另外，比较例在粗糙面未相交的部分测定凹凸的深度Y。测定结果不于表1和表2。
[0103]将嵌件金属构件I分别配置于模具，进行一体化工序。成型条件如下。金属树脂复合成型体5的形状如图5所示。
[0104]成型备件
[0105](使用聚苯硫醚类树脂组合物时)
[0106]成型机:Sodick TR-40VR (立式注塑成型机)
[0107]机筒温度:310O -320 0C -310 °C -290 °C
[0108]模具温度:150 °C[0109]注塑速度:100mm/s
[0110]保压压力:49MPaX 5秒
[0111](使用聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂组合物时)
[0112]成型机:Sodick TR-40VR (立式注塑成型机)
[0113]机筒温度:260O -260 0C -240 °C -220 °C
[0114]模具温度:140°C
[0115]注塑速度:100mm/s
[0116]保压压力:49MPaX 10秒
[0117]气密性的评价
[0118]对于用上述方法制作的金属树脂复合成型体5，进行以下的气密性评价。
[0119]图6是示出使用气密试验机7的气密性评价的方法的纵剖面图。气密试验机7具备气密试验机主体8和气密试验机盖9。隔着O形圈10将金属树脂复合成型体5安装于气密试验机主体8，将金属树脂复合成型体5的下部密封。然后，将气密试验机盖9盖在金属树脂复合成型体5的嵌件金属构件I上，夹紧。向金属树脂复合成型体5上注入蒸馏水11，将金属树脂复合成型体5完全浸在蒸馏水11中。经由管线12对气密试验机主体内部13施加450MPa的压力6分钟，以目视观察是否有气泡从嵌件金属构件I与树脂构件6的界面渗漏出来。按以下评价标准进行评价的气密性的结果示于表1和表2。
[0120]〇:实施3次上述试验，没有I次确认到气泡的渗漏时，评价为气密性良好。
[0121]X:实施3次上述试验，至少有I次确认到气泡的渗漏时，评价为气密性不良。
[0122]表1
[0123]
【权利要求】
1.一种金属树脂复合成型体用的嵌件金属构件，所述金属树脂复合成型体具有阻隔气体或液体的功能， 所述嵌件金属构件在其表面具备具有多个粗糙面的粗糙面化区域， 所述粗糙面化区域至少形成在所述嵌件金属构件与嵌件成型在所述嵌件金属构件上的树脂构件的预定接合面的一部分或全部， 在所述预定接合面，所述粗糙面化区域不具有从所述气体或液体所接触的阻隔侧的边缘部连续贯通到所述气体或液体所不接触的开放侧的边缘部的粗糙面。
2.根据权利要求1所述的金属树脂复合成型体用的嵌件金属构件，其中，所述多个粗糙面通过激光照射而形成。
3.根据权利要求1或2所述的金属树脂复合成型体用的嵌件金属构件，其进行过化学处理。
4.一种金属树脂复合成型体，其具备嵌件金属构件和嵌件成型在所述嵌件金属构件上的树脂构件，且具有阻隔气体或液体的功能， 所述嵌件金属构件在其表面具备具有多个粗糙面的粗糙面化区域， 所述粗糙面化区域至少形成在所述嵌件金属构件与所述树脂构件的接合面的一部分或全部， 在所述接合面，所述粗糙面化区域不具有从所述气体或液体所接触的阻隔侧的边缘部连续贯通到所述气体或液体所不接触的开放侧的边缘部的粗糙面。
5.根据权利要求4所述的金属树脂复合成型体，其中，所述多个粗糙面通过激光照射而形成。
6.根据权利要求4或5所述的金属树脂复合成型体，其中，所述嵌件金属构件进行过化学处理。
7.根据权利要求6所述的金属树脂复合成型体，其中，在所述粗糙面化区域中，平均每Imm2粗糙面化区域的粗糙面的面积为0.15mm2以上。
8.根据权利要求4或5所述的金属树脂复合成型体，其中，在所述粗糙面化区域中，平均每Imm2粗糙面化区域的粗糙面的面积为0.2mm2以上。
9.根据权利要求4?8中任一项所述的金属树脂复合成型体，其中，在所述粗糙面化区域内的粗糙面中，所形成的凹凸的深度为100 μ m以下。
10.根据权利要求4?9中任一项所述的金属树脂复合成型体，其中，所述粗糙面化区域中的从所述阻隔侧的边缘部到所述开放侧的边缘部的距离为1.5mm以下。
【文档编号】B29C45/14GK103862619SQ201310686988
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2012年12月14日
【发明者】依藤大辅, 佐藤昌之 申请人:宝理塑料株式会社, 山濑电气株式会社