金属树脂复合体和金属树脂复合体的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及属树脂复合体和金属树脂复合体的制造方法。
【背景技术】
[0002] 将树脂构件与金属构件接合的技术例如在航空器、汽车、家用电器、工业设备等各 种领域均有需求。
[0003] 作为将树脂构件与金属构件接合的方法，提出有以下方法：在金属构件的表面形 成微细的凹凸，使热固性树脂组合物渗入该微细的凹凸后，将该热固性树脂组合物固化，从 而将由热固性树脂组合物构成的树脂构件与金属构件接合（例如，专利文献1、2等）。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2010-274600号公报
[0007] 专利文献2 :日本特开2012-116126号公报
【发明内容】
[0008] 然而，根据本发明的发明人等的研宄，明确了如专利文献1和2那样通过使热固性 树脂组合物渗入金属构件表面的微细凹凸而将树脂构件与金属构件接合的方法有时得不 到充分的接合强度。即，采用如专利文献1和2的方法得到的金属树脂复合体的接合强度 尚不充分令人满意。
[0009] 因此，本发明提供一种树脂构件与金属构件的接合强度优异的金属树脂复合体。
[0010] 本发明的发明人等为了提高由热固性树脂组合物构成的树脂构件与金属构件的 接合强度，对调整金属构件的表面粗糙度Ra、Rz进行了研宄。
[0011] 但是，明确了仅调整金属构件的表面粗糙度Ra、Rz无法提高树脂构件与金属构件 的接合强度。
[0012] 因此，本发明的发明人等对用于提高树脂构件与金属构件的接合强度的设计方针 进一步进行了深入研宄。其结果发现，将金属构件表面的利用氮吸附BET法的实际表面积 相对于表观表面积的比这样的尺度作为这种设计方针是有效的，完成了本发明。
[0013] 即，根据本发明，可提供一种金属树脂复合体，
[0014] 其是将由热固性树脂组合物构成的树脂构件与金属构件接合而成的金属树脂复 合体，
[0015] 将至少与上述树脂构件接合的接合面的、利用氮吸附BET法的实际表面积相对于 表观表面积的比为100~400的上述金属构件与上述树脂构件接合而成。
[0016] 另外，根据本发明，可提供一种金属树脂复合体的制造方法，
[0017] 其是上述金属树脂复合体的制造方法，包括以下工序：
[0018] 将至少与上述树脂构件接合的上述接合面的、利用氮吸附BET法的实际表面积相 对于表观表面积的比为100~400的上述金属构件设置于模具内的工序；以及
[0019] 在上述模具内注入热固性树脂组合物，在上述热固性树脂组合物的至少一部分与 上述接合面接触的状态下将上述热固性树脂组合物固化，从而将由上述热固性树脂组合物 构成的上述树脂构件与上述金属构件接合的工序。
[0020] 根据本发明，能够提供树脂构件与金属构件的接合强度优异的金属树脂复合体。
【附图说明】
[0021] 根据以下所述的优选实施方式及其附带的以下附图，上述目的及其它目的、特征 和优点将更加明确。
[0022] 图1是表示本发明所涉及的实施方式的金属树脂复合体的结构的一个例子的立 体图。
[0023] 图2是示意性地表示本发明所涉及的实施方式的金属树脂复合体的制造装置的 一个例子的截面图。
[0024] 图3是表示显示在实施例1中得到的铝合金片材的表面存在的粗化层的放大图的 电子显微镜照片的图。
[0025] 图4是表示显示在实施例2中得到的铝合金片材的表面存在的粗化层的放大图的 电子显微镜照片的图。
[0026] 图5是表示显示在实施例3中得到的铝合金片材的表面存在的粗化层的放大图的 电子显微镜照片的图。
[0027] 图6是表示显示比较例1中使用的铝合金片材的表面的放大图的电子显微镜照片 的图。
[0028] 图7是表示显示比较例2中使用的铝合金片材的表面的放大图的电子显微镜照片 的图。
[0029] 图8是用于说明本发明所涉及的实施方式的金属构件表面的凹部的截面形状的 例子的示意图。
【具体实施方式】
[0030] 以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。应予说明，在全部附图中，对同样 的构成要素标记通用的符号并适当省略说明。另外，"~"只要没有特别说明，则表示从以上 至以下。
[0031] <金属树脂复合体>
[0032] 首先，对本实施方式所涉及的金属树脂复合体100进行说明。
[0033] 图1是表示本发明所涉及的实施方式的金属树脂复合体100的结构的一个例子的 立体图。图8是用于说明本发明所涉及的实施方式的金属构件102表面的凹部201的截面 形状的例子的示意图，表示设置于金属构件102表面的凹部的截面形状。
[0034] 金属树脂复合体100是将树脂构件101与金属构件102接合而成，是通过将树脂 构件101与金属构件102接合而得到的。
[0035] 树脂构件101由含有热固性树脂（A)作为树脂成分的热固性树脂组合物（P)构 成。金属构件102的至少与树脂构件101接合的接合面103的、利用氮吸附BET法的实际 表面积相对于表观表面积的比（以下，也简称为比表面积）为100~400。这里，本实施方 式中的表观表面积是指假定金属构件102的表面为没有凹凸的平滑状时的表面积。例如， 该表面形状为长方形时，由纵长X横长表示。另一方面，本实施方式中的利用氮吸附BET法 的实际表面积是指由氮气的吸附量求出的BET表面积。例如，可以使用自动比表面积/细 孔分布测定装置（BELSORPminill，BEL Japan公司制）对经真空干燥的测定对象试样测定 液态氮温度下的氮吸附脱附量，基于该氮吸附脱附量算出。
[0036] 对于金属树脂复合体100,树脂构件101的25°C~玻璃化转变温度的范围内的线 膨胀系数α κ与金属构件102的25°C~树脂构件101的上述玻璃化转变温度的范围内的线 膨胀系数αΜ的差（α κ-αΜ)的绝对值优选为25ppm/°C以下，更优选为10ppm/°C以下。如 果上述线膨胀系数的差为上述上限值以下，则能够抑制金属树脂复合体100曝露于高温下 时产生的由线膨胀的差所致的热应力。因此，如果上述线膨胀系数的差为上述上限值以下， 则即使在高温下也能够维持树脂构件101与金属构件102的接合强度。即，如果上述线膨 胀系数的差为上述上限值以下，则能够提高金属树脂复合体100的温度循环的可靠性。
[0037] 应予说明，在本实施方式中，在线膨胀系数有各向异性时表示它们的平均值。例如 在树脂构件101为片状的情况下，在流动方向（MD)的线膨胀系数和与其垂直的方向（TD) 的线膨胀系数不同时，它们的平均值为树脂构件101的线膨胀系数α κ。
[0038] 金属树脂复合体100没有特别的限定，但优选树脂构件101与金属构件102不介 由粘接剂而接合。金属树脂复合体100即使不介由粘接剂也具有优异的接合强度。因此， 能够简化金属树脂复合体100的制造工序。
[0039] <金属构件>
[0040] 接着，对本实施方式所涉及的金属构件102进行说明。
[0041] (比表面积）
[0042] 金属构件102的至少与树脂构件101接合的接合面103的比表面积为100以上， 优选为150以上。如果上述比表面积为上述下限值以上，则能够提高树脂构件101与金属 构件102的接合强度。另外，上述比表面积为400以下，优选为380以下，更优选为300以 下。如果上述比表面积为上述上限值以下，则能够提高树脂构件101与金属构件102的接 合强度。
[0043] (比表面积的技术的意义）
[0044] 如果上述比表面积在上述范围内，则可得到接合强度优异的金属树脂复合体100， 其理由尚未明确，但认为是由于树脂构件101的接合面103的表面成为可显著表现出树脂 构件101与金属构件102之间的锚固效应的结构。
[0045] 如果上述比表面积为上述下限值以上，则树脂构件101与金属构件102的接触面 积变大，树脂构件101与金属构件102相互渗入的区域增加。其结果，认为锚固效应发挥作 用的区域增加，树脂构件101与金属构件102的接合强度提高。
[0046] 另一方面，如果上述比表面积过大，则树脂构件101与金属构件102相互渗入的区 域的金属构件102的比例减小，因此该区域的机械强度降低。因此，如果上述比表面积为上 述上限值以下，则树脂构件101与金属构件102相互渗入的区域的机械强度提高，其结果， 认为能够提高树脂构件101与金属构件102的接合强度。
[0047] 根据以上情况推测，如果上述比表面积在上述范围内，则树脂构件101的接合面 103的表面成为能够显著表现出树脂构件101与金属构件102之间的锚固效应的平衡良好 的结构。
[0048] (粗化层）
[0049] 金属构件102优选在至少与树脂构件101接合的接合面103具有多个凹部201，且 凹部201的截面形状成为以下形状：凹部201的从开口部203到底部205之间的至少一部 分具有比开口部203的截面宽度Dl大的截面宽度D2。
[0050] 如图8所示，对于凹部201的截面形状，只要D2大于Dl则没有特别限定，可采用 各种形状。凹部201的截面形状例如可利用电子显微镜（SEM)进行观察。
[0051] 如果凹部201的截面形状为上述形状，则可得到接合强度更优异的金属树脂复合 体100,其理由尚未明确，但认为是由于接合面103的表面成为可更强烈表现出树脂构件 101与金属构件102之间的锚固效应的结构。
[0052] 如果凹部201的截面形状为上述形状，则树脂构件101卡在凹部201的从开口部 203到底部205之间，因此锚固效应有效地发挥作用。因此，认为树脂构件与金属构件的接 合强度提高。
[0053] 从进一步提高树脂构件101与金属构件102的接合强度的观点出发，优选在金属 构件102的接合面103形成有设置有多个凹部201的粗化层。这里，粗化层是指在金属构 件102的表面设置的具有多个凹部201的区域。
[0054] 金属构件102的上述粗化层的厚度优选为3 μ m~40 μ m，更优选为4 μ m~3