CN112105481A - 复合体及复合体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种金属成型体与其它成型体的接合强度高的复合体。本发明的复合体包含金属成型体和粘接剂层，其中，上述金属成型体具有形成于表层部的多孔结构部，上述粘接剂层形成于上述多孔结构部内，通过下述方法测定的从上述金属成型体的表面起的上述多孔结构部的最大高低差的平均值为30～200μm的范围，并且，以上述平均最大高低差为基准时，成为计算上述平均最大高低差的依据的最大高低差的范围在±40％的范围内。平均最大高低差的测定方法：对于上述金属成型体的多孔结构部中的20mm×20mm的面积区域(在小于20mm×20mm的情况下为全部面积区域)，选择最多10处长度500μm的范围，由SEM的截面照片测量上述范围内的多孔结构物的孔的最大高低差，求出上述最大高低差的平均值。

Description

复合体及复合体的制造方法
技术领域
本发明涉及复合体及其制造方法，所述复合体包含由金属成型体和粘接剂形成的复合体。
背景技术
已知有下述发明：对金属成型体的表面连续照射连续波激光光线而进行粗糙化从而形成为多孔结构之后，隔着粘接剂层与树脂成型体、其它金属成型体接合而制造复合成型体(参照日本专利第5959689号公报(专利文献1)、日本专利第5860190号公报(专利文献2))。上述粘接剂层由进入金属成型体的经粗糙化后的多孔结构部分的粘接剂形成，可认为，其孔结构越复杂，则由粘接剂层带来的接合效果越高，如果为相同孔结构，则孔深度越深，则由粘接剂层带来的接合强度越高。
发明内容
本发明的课题在于提供一种复合体及其制造方法，其通过使金属成型体所具有的多孔结构部的孔深度的平均最大高低差与现有技术相比更浅、并且减小孔深度(孔深度的最大高低差)的偏差，从而可以得到更高的接合强度和耐久性。
本发明提供一种复合体，其包含金属成型体和粘接剂层，
上述金属成型体具有形成于表层部的多孔结构部，
上述粘接剂层形成于包含上述多孔结构部的部分，
通过下述方法测定的上述金属成型体的上述多孔结构部的最大高低差的平均值为30～200μm的范围，并且，以上述平均最大高低差为基准时，成为计算上述平均最大高低差的依据的最大高低差的范围在±40％的范围内。
(平均最大高低差的测定方法)
对于上述金属成型体的多孔结构部中的20mm×20mm的面积区域(在小于20mm×20mm的情况下为全部面积区域)，随机地选择最多10处长度500μm的范围，由SEM的截面照片测量上述最多10处长度500μm的范围内的多孔结构物的孔的最大高低差，求出上述最大高低差的平均值。
另外，本发明提供上述复合体的制造方法，该方法包括：
在使用连续波激光对上述金属成型体的表面以2000mm/sec以上的照射速度连续照射激光而在表层部形成多孔结构部时，以满足下述(a)～(d)的要件的方式连续照射激光的工序；以及
在上述金属成型体表面涂布粘接剂，在包含上述多孔结构部的部分形成粘接剂层的工序。
(a)输出功率为4～250W
(b)光斑直径为20～80μm
(c)能量密度为1～100MW/cm2
(d)重复次数为1～10次
另外，本发明提供一种复合体，其在第1金属成型体与第2金属成型体的接触面具有粘接剂层，其中，
上述第1金属成型体具有形成于表层部的第1多孔结构部，上述第2金属成型体具有形成于表层部的第1多孔结构部，
上述粘接剂层形成于包含上述第1多孔结构部的部分和包含上述第2多孔结构部的部分中的至少一者，
通过下述方法测定的上述第1金属成型体和上述第2金属成型体的上述第1多孔结构部与上述第2多孔结构部的最大高低差的平均值为30～200μm的范围，并且，以上述平均最大高低差为基准时，成为计算上述平均最大高低差的依据的最大高低差的范围在±40％的范围内。
(平均最大高低差的测定方法)
对于上述金属成型体的第1多孔结构部和第2多孔结构部中的20mm×20mm的面积区域(在小于20mm×20mm的情况下为全部面积区域)，随机地选择最多10处长度500μm的范围，由SEM的截面照片测量上述最多10处长度500μm的范围内的多孔结构物的孔的最大高低差，求出上述最大高低差的平均值。
另外，本发明提供上述复合体的制造方法，该方法包括：
在使用连续波激光对上述第1金属成型体的表面和上述第2金属成型体的表面以2000mm/sec以上的照射速度连续照射激光而在各自的表层部形成第1多孔结构部和第2多孔结构部时，以满足下述(a)～(d)的要件的方式连续照射激光的工序；
在上述第1金属成型体表面和上述第1金属成型体表面中的至少一者涂布粘接剂，在包含上述第1多孔结构部的部分和包含上述第2多孔结构部的部分中的至少一者形成粘接剂层的工序；以及
使上述第1金属成型体与上述第2金属成型体经由上述粘接剂层接合的工序。
(a)输出功率为4～250W
(b)光斑直径为20～80μm
(c)能量密度为1～100MW/cm2
(d)重复次数为1～10次
本发明的复合体通过减小形成于金属成型体的多孔结构部的最大高低差的偏差，可以提高与其它成型体的接合强度，进而可以提高包含耐水性和耐湿性的接合强度的耐久性。
附图说明
[图1]成为本发明的复合体的中间体的经过了粗糙化的金属成型体的俯视图。
[图2]示出了图1的II-II间的截面的多孔结构的示意图。
[图3]在实施例及比较例中进行了激光照射的铝板的俯视图。
[图4]用于对实施例及比较例中得到的复合体的接合强度的测定方法进行说明的图。
[图5]在实施例1中进行粗糙化而形成了多孔结构部的铝板(由经由粘接剂层进行了一体化的2块铝板构成的复合体)的厚度方向的部分截面的SEM照片。
[图6]在比较例1中进行粗糙化而形成了多孔结构部的铝板(由经由粘接剂层进行了一体化的2块铝板构成的复合体)的厚度方向的部分截面的SEM照片。
[图7](a)是实施例3的由经由粘接剂层进行了一体化的2块铝板构成的复合体的厚度方向的部分截面的SEM照片，(b)是比较例1的由经由粘接剂层进行了一体化的2块铝板构成的复合体的厚度方向的部分截面的SEM照片。(a)与(b)为相同标尺。
符号说明
10 金属成型体
11 粗糙化部(多孔结构部)
12 测定区域
20a～20d 多孔结构部的峰部分
21 多孔结构部的孔的最深部底
具体实施方式
＜第1复合体＞
本发明的复合体(第1复合体)包含金属成型体和粘接剂层。第1复合体成为以下说明的本发明的第2复合体及第3复合体的制造中间体。
第1复合体的金属成型体具有形成于表层部的多孔结构部。可用于金属成型体的金属没有特别限制，可以根据用途适当选择。可列举例如选自铁、各种不锈钢、铝、锌、钛、铜、黄铜、镀铬钢、镁及包含它们的合金(不锈钢除外)、碳化钨、碳化铬等金属陶瓷中的金属，也可以采用对这些金属实施了氧化铝膜处理、镀敷处理等表面处理而得到的金属。
金属成型体的形状及大小可以根据用途设定。金属成型体的多孔结构部与专利文献1、2的发明中记载的粗糙化后的表层部的截面结构相同，具有敞开孔和内部空间，且进一步具有连接上述敞开孔和上述内部空间的隧道连接路径、和将上述敞开孔彼此连接的隧道连接路径，上述敞开孔包含具有沿厚度方向形成的开口部的主干孔、和从主干孔的内壁面沿着与主干孔不同的方向形成的分支孔，上述内部空间不具有沿厚度方向形成的开口部。
在本发明的复合体中，通过下述方法测定的从金属成型体的表面起的多孔结构部的最大高低差的平均值为30～200μm的范围，并且，以上述平均最大高低差为基准时，成为计算上述平均最大高低差的依据的最大高低差的范围在±40％的范围内。
(平均最大高低差的测定方法)
对于上述金属成型体的多孔结构部中的20mm×20mm的面积区域(在小于20mm×20mm的情况下为全部面积区域)，随机地选择最多10处长度500μm的范围，由SEM的截面照片测量上述最多10处长度500μm的范围内的多孔结构物的孔的最大高低差，求出上述最大高低差的平均值。
结合图1、图2对上述的平均最大高低差的测定方法进行说明。图1示出了金属成型体10的表面的一部分经粗糙化而形成了多孔结构部11的状态。可以认为，如果粗糙化条件恒定，则经粗糙化后的多孔结构部11的截面结构大致相同，不会存在多孔结构部11的位置引起的差异。由此，从多孔结构部11的整体任意地选择20mm×20mm的面积区域(测定面积区域)12，对于测定面积区域，通过SEM(扫描电子显微镜)拍摄10个部位的截面结构照片。
图2示出了多孔结构部，其用于对测定方法进行说明，并未示出上述的多孔结构部的具体形态。关于10个部位的SEM照片，分别如图2所示地，针对长度500μm的范围测量了最高的峰部分20a与最低的部分(底部分)21的高低差(Hmax)，然后求出10个部位的Hmax平均值(平均最大高低差)。最高的峰部分20a与其它峰部分20b～20d显示出了金属成型体10熔融而隆起的状态。需要说明的是，本发明中的表层部的厚度是从图2中的最高的峰部分20a至最深的孔的底21为止的距离，因此，表层部的厚度与最大高低差Hmax相同。
在经粗糙化后的面积小于20mm×20mm的情况下，对经粗糙化后的总面积进行测定。另外，在经粗糙化后的面积小于20mm×20mm且非常狭窄、难以测定10个部位的情况下，在1～9个部位的范围内进行测定。此外，可认为即使在经粗糙化后的面积非常大的情况下，只要粗糙化条件相同则多孔结构部的结构不会存在差别，因此对任意1个部位的20mm×20mm的面积区域(测定面积区域)进行测定即可，也可以根据需要而任意地选择2～5个部位的20mm×20mm的面积区域(测定面积区域)进行测定。
金属成型体10的多孔结构部11的平均最大高低差为30μm～200μm的范围，优选为40μm～150μm、更优选为60μm～125μm、进一步优选为70μm～100μm的范围。
以上述平均最大高低差为基准时，成为计算平均最大高低差的依据的最大高低差的范围在±40％的范围内(平均最大高低差为100μm时，最大高低差的范围为60μm～140μm)，优选在±35％的范围内，更优选在±32％的范围内。
第1复合体的粘接剂层如图1所示，覆盖至少包含多孔结构部11的金属成型体10的面(峰20a～20d)，以与多孔结构部11的凹凸形状对应的方式形成。粘接剂层可以形成至多孔结构部11的外侧的金属成型体10的面(未形成多孔结构部11的一面)。
粘接剂层是形成有与存在多孔结构部11的金属成型体10表面的凹凸对应的微小凹凸的状态，优选粘接剂层的厚度尽可能均匀，但也可以在局部存在不均匀的厚度部分。粘接剂层的厚度优选为与上述的金属成型体10的多孔结构部11的平均最大高低差的范围相同的范围。粘接剂层的厚度与金属成型体10的多孔结构部11的平均最大高低差为上限值200μm以下时，经由第1复合体的粘接剂层与其它成型体接合时，会均匀地保持第1复合体与其它成型体的接合面(粘接面)处的粘接剂层的厚度，由此可提高接合力，并且可以防止气泡混入粘接剂层内，耐久性提高，因而优选。粘接剂层的厚度与金属成型体10的多孔结构部11的平均最大高低差为下限值30μm以上时，可以在经由第1复合体的粘接剂层与其它成型体接合时提高接合力。
形成粘接剂层的粘接剂没有特别限制，除了公知的热塑性树脂类粘接剂、热固性树脂类粘接剂、橡胶类粘接剂等以外，还可以使用湿气固化型粘接剂。
作为热塑性树脂类粘接剂，可列举：聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸类粘接剂、聚乙烯、氯化聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、离聚物、氯化聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、塑料溶胶、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醚、聚乙烯基吡咯烷酮、聚酰胺、尼龙、饱和无定形聚酯、纤维素衍生物等。
作为热固性树脂类粘接剂，可列举：脲醛树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、间苯二酚树脂、环氧树脂、聚氨酯、乙烯基氨基甲酸酯等。
作为橡胶类粘接剂，可列举：天然橡胶、合成聚异戊二烯、聚氯丁二烯、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物、聚异丁烯-丁基橡胶、聚硫橡胶、有机硅RTV、氯化橡胶、溴化橡胶、牛皮橡胶、嵌段共聚物、液态橡胶等。
作为湿气固化型粘接剂，可举出氰基丙烯酸酯类的瞬间粘接剂等。
＜第2复合体＞
本发明的第2复合体是第1复合体与非金属成型体经由第1复合体的粘接剂层一体化而成的。作为非金属成型体，可以使用选自玻璃、陶瓷、石、岩石、砖、混凝土、灰浆、树脂、橡胶、木材中的成型体、以及由上述各成型体中的2种以上形成的复合成型体。另外，非金属成型体也可以是由上述各材料制成的现有产品。根据材料的种类，非金属成型体使用对第1复合体的与粘接剂层接合的一面进行粗糙化处理而成的材料。对于非金属成型体的上述粗糙化处理，可以根据材料的种类而实施喷砂处理、利用锉刀的粗糙化处理、化学药品处理等。
＜第3复合体＞
本发明的第3复合体是在第1金属成型体与第2金属成型体的接合面具有粘接剂层的复合体。
第3复合体是下述复合体中的任意复合体：
第1复合体(包含具有第1多孔结构部的第1金属成型体和粘接剂层的复合体)与第2金属成型体的第2多孔结构部)经由第1复合体的粘接剂层一体化而成的复合体；
第1a复合体(包含具有第1多孔结构部的第1金属成型体和粘接剂层的复合体)与第1b复合体(包含具有第2多孔结构部的第2金属成型体和粘接剂层的复合体)经由各自的粘接剂层一体化而成的复合体。
第1a复合体和第1b复合体均是与上述的第1复合体相同的那些。第1金属成型体和第2金属成型体使用由不同金属制成的成型体，但根据需要，也可以使用由相同金属制成的成型体。第1金属成型体和第2金属成型体的形状和大小等没有特别限制，可以根据用途来选择。
＜第1复合体的制造方法＞
对本发明的第1复合体的制造方法进行说明。首先，通过在使用连续波激光对金属成型体10的表面以2000mm/sec以上的照射速度连续照射激光而进行粗糙化，从而在表层部形成多孔结构部。上述的利用连续波激光的激光的连续照射方法可以与专利文献1、2中记载的方法同样地实施，但必须以满足以下的(a)～(d)的要件的方式连续照射激光。通过该工序的粗糙化处理，可形成下述多孔结构部：从金属成型体的表面起的多孔结构部的最大高低差的平均值为30～200μm的范围，并且，以上述平均最大高低差为基准时，成为计算上述平均最大高低差的依据的最大高低差的范围在±40％的范围内。
要件(a)
激光的输出功率为4～250W，优选为50～250W，更优选为100～250W，进一步优选为150～220W。
要件(b)
激光的光斑直径为20～80μm，优选为20～50μm，更优选为20～35μm。
要件(c)
照射激光时的能量密度为1～100MW/cm2，优选为10～80MW/cm2，更优选为20～50MW/cm2。照射激光时的能量密度可根据激光的输出功率(W)和激光(光斑面积(cm2)(π·[光斑直径/2]2)并通过下式而求出：激光的输出功率/光斑面积。要件(c)可根据要件(a)和要件(b)而算出，在控制金属成型体的粗糙化状态的方面，要件(c)是重要的，因此，在存在根据要件(a)的数值范围和要件(b)的数值范围计算出的要件(c)的数值超出上述范围的部分时，上述要件(c)的数值范围优先。
要件(d)
照射激光时的重复次数为1～10次、优选为1～8次。照射激光时的重复次数是以线状照射激光时为了形成1条线(槽)而进行照射的合计次数。沿着1条线重复照射时，可以选择双向照射和单向照射。就双向放射而言，在形成1条线(槽)时，是从线(槽)的第1端部向第2端部照射连续波激光后，从第2端部向第1端部照射连续波激光，然后诸如从第1端部向第2端部、从第2端部向第1端部这样地重复照射连续波激光的方法。单向照射是重复进行从第1端部向第2端部的一个方向的连续波激光照射的方法。
除要件(a)～(d)以外的激光的照射条件如下所述。连续波激光的照射速度优选为2000～20000mm/sec，更优选为5000～20000mm/sec，进一步优选为8000～20000mm/sec。以直线状照射连续波激光时，相邻的照射线(通过相邻的照射形成的槽)彼此的间隔(线间隔)优选为0.01～0.2mm、更优选为0.03～0.15mm。线间隔可以是全部线间隔相同，也可以是部分或全部线间隔不同。
波长优选为300～1200nm、更优选为500～1200nm。
离焦量优选为-5～+5mm、更优选为-1～+1mm、进一步优选为-0.5～+0.1mm。对于离焦量而言，可以使设定值恒定而进行激光照射，也可以一边使离焦量变化一边进行激光照射。例如，照射激光时，可以逐渐减小离焦量，或周期性增加或减小离焦量。
连续波激光可以使用公知的那些，例如可以使用：YVO4激光、光纤激光(优选为单模光纤激光)、准分子激光、二氧化碳激光、紫外线激光、YAG激光、半导体激光、玻璃激光、红宝石激光、He-Ne激光、氮激光、螯合物激光、色素激光。这些中，由于可提高能量密度，因而优选光纤激光，特别优选单模光纤激光。
在后续的工序中，在通过前工序对金属成型体10的表面进行了粗糙化后的多孔结构部涂布粘接剂，在上述多孔结构部形成粘接层而得到第1复合体。在使用热固性树脂类粘接剂作为粘接剂时，以涂布了预聚物的状态保持。粘接剂层的表面成为形成有与多孔结构部的表面的凹凸对应的微小凹凸的状态。
＜第2复合体的制造方法＞
对本发明的第2复合体的制造方法进行说明。通过上述的制造方法制造第1复合体。接下来，以将根据需要进行了粗糙化处理后的非金属成型体的粘接面按压至第1复合体的粘接剂层的状态保持。粘接剂层由热塑性树脂类粘接剂形成时，根据需要加热进行，在使粘接剂层软化的状态下与非金属成型体的粘接面粘接。另外，在粘接剂层由热固性树脂类粘接剂的预聚物形成时，粘接后放置于加热气体氛围中，使预聚物加热固化。
＜第3复合体的制造方法＞
对本发明的第3复合体的制造方法(第1实施方式、第2实施方式)进行说明。
(第1实施方式)
与第1复合体的制造方法的利用激光的粗糙化工序同样地对第1金属成型体和第2金属成型体分别进行粗糙化，形成第1多孔结构部和第2多孔结构部。接下来，在第1金属成型体的第1多孔结构部涂布粘接剂而形成粘接剂层，制造第1a复合体。接下来，通过使第1a复合成型体的粘接剂层与第2金属成型体的多孔结构部相互按压，进行粘接/一体化，由此制造第3复合体。在粘接剂层由热塑性树脂类粘接剂形成时，可以在根据需要进行加热而使粘接剂层软化的状态下与非金属成型体的粘接面粘接。另外，在粘接剂层由热固性树脂类粘接剂的预聚物形成时，在粘接后放置于加热气体氛围而使预聚物加热固化。
(第2实施方式)
与第1复合体的制造方法同样地制造包含第1金属成型体和粘接剂层的第1a复合体、以及包含第2金属成型体和粘接剂层的第1b复合体。接下来，通过使第1a复合体的粘接剂层与第1b复合体的粘接剂层相互按压而进行粘接/一体化，由此制造第3复合体。在粘接剂层由热塑性树脂类粘接剂形成时，可以在根据需要进行加热而使粘接剂层软化的状态下与非金属成型体的粘接面粘接。另外，在粘接剂层由热固性树脂类粘接剂的预聚物形成时，粘接后放置于加热气体氛围而使预聚物加热固化。
本发明的复合体和复合体的制造方法也包括以下示出的优选的实施方式。
(1)一种金属成型体(经过了粗糙化的金属成型体)，其包含多孔结构部，通过下述方法测定的从金属成型体的表面起的上述多孔结构部的最大高低差的平均值为30～200μm的范围，并且，以上述平均最大高低差为基准时，成为计算上述平均最大高低差的依据的最大高低差的范围在±40％的范围内，
(平均最大高低差的测定方法)
对于上述金属成型体的多孔结构部中的20mm×20mm的面积区域(在小于20mm×20mm的情况下为全部面积区域)，随机地选择最多10处长度500μm的范围，由SEM的截面照片测量上述最多10处长度500μm的范围内的多孔结构物的孔的最大高低差，求出上述最大高低差的平均值。
(2)上述(1)的包含多孔结构部的金属成型体(经过了粗糙化的金属成型体)的制造方法。
(3)一种复合成型体，其包含上述(1)的包含多孔结构部的金属成型体(经过了粗糙化的金属成型体)和由其它材料(不含粘接剂)形成的成型体，上述由其它材料形成的成型体选自热塑性树脂成型体、热固性树脂成型体、电子束固化性树脂成型体、弹性体成型体、橡胶成型体、由与包含多孔结构部的金属成型体(经过了粗糙化的金属成型体)不同的金属制成的金属成型体。
(4)上述(3)的复合成型体的制造方法。
包含金属成型体和树脂成型体的复合成型体例如可以通过日本专利第5774246号公报中记载的方法使包含多孔结构部的金属成型体(经过了粗糙化的金属成型体)与树脂成型体一体化。
作为上述的一体化方法，可以采用如下的任意方法：
将在前工序中照射了激光后的金属成型体的包含接合面(包含多孔结构部的一面)的部分配置于模具内，将形成上述树脂成型体的树脂进行注塑成型的工序；或者
将在前工序中照射了激光后的金属成型体的包含接合面(包含多孔结构部的一面)的部分配置于模具内，在至少使上述接合面(包含多孔结构部的一面)与形成上述树脂成型体的树脂接触的状态下进行压缩成型的工序。
此外，还可以采用作为热塑性树脂及热固性树脂的成型方法而被使用的公知的成型方法。在使用了热塑性树脂的情况下，只要是通过对熔融的树脂施加压力等而使树脂进入形成于金属成型体的多孔结构部(孔、槽、隧道连接路径)内之后，使树脂冷却固化，由此得到复合成型体的方法即可。除注塑成型、压缩成型以外，还可以使用注塑压缩成型等成型方法。
在使用了热固性树脂的情况下，只要是通过对液态或熔融状态的树脂(预聚物)施加压力等而使树脂进入形成于金属成型体的多孔结构部(孔、槽、隧道连接路径)内之后，使树脂热固化，由此得到复合成型体的形成方法即可。除注塑成型、压缩成型以外，还可以使用传递模塑成型等成型方法。
在采用压缩成型法时，例如可以采用下述方法：在模框内在接合面(包含多孔结构部的一面)露出的状态下(接合面成为表面侧的状态下)配置金属成型体，在其中放入热塑性树脂、热塑性弹性体、热固性树脂(但为预聚物)后，进行压缩。需要说明的是，在注塑成型法和压缩成型法中使用了热固性树脂(预聚物)时，通过在后续工序中进行加热等而使其热固化。
包含金属成型体和橡胶成型体的复合成型体可以采用例如日本特开2016-107609号公报中记载的以下示出的使经过了粗糙化的金属成型体的接合面(包含多孔结构部的一面)与橡胶成型体一体化的方法。作为使金属成型体与橡胶成型体一体化的方法，优选压制成型法、传递模塑成型法。
采用压制成型法时，将照射了激光后的金属成型体的包含接合面(包含多孔结构部的一面)的部分配置于模具内，对于金属成型体的接合面(包含多孔结构部的一面)，在加热及加压的状态下，对形成上述橡胶成型体的未固化橡胶进行了压制后，在冷却后取出。
采用传递模塑成型法时，将照射了激光后的金属成型体的包含接合面(包含多孔结构部的一面)的部分配置于模具内，对于金属成型体的接合面(包含多孔结构部的一面)，将未固化橡胶在模具内注塑成型，然后进行加热及加压而使金属成型体的接合面(包含多孔结构部的一面)与橡胶成型体一体化，冷却后取出。需要说明的是，根据所使用的橡胶的种类，主要将残留单体除去，因此，可以在从模具取出后追加在烘箱等中进一步进行二次加热(二次固化)的工序。
由不同金属形成的金属成型体彼此的复合成型体例如可以采用日本专利第5860190号公报中记载的以下所示的使金属成型体彼此一体化的方法。在模具内配置经粗糙化后的熔点高的第1金属成型体、并使其接合面(包含多孔结构部的一面)朝上。然后，例如采用周知的压铸法，使熔融状态的熔点比第1金属成型体(例如铁、不锈钢)的金属低的金属(例如，铝、铝合金、铜、镁及包含它们的合金)流入模具内后进行冷却。
实施例
实施例1、2、3、比较例1
对于各例各2块的铝板(A5025)(纵100mm、横25mm、厚3mm)10，使用下述激光装置，对图3所示的成为多孔结构部11的粗糙化区域(25mm×12.5mm)12在表1所示的条件下连续照射激光而进行粗糙化，形成了多孔结构部。
(激光装置)
振荡器：IPG-Yb光纤；YLR-300-SM(单模光纤激光器)
检流计镜SQUIREEL(ARGES公司制)
聚光系统1：fc＝80mm/fθ＝163mm
聚光系统2：fc＝80mm/fθ＝100mm
接下来，将各例2块铝板10以粗糙化部(多孔结构部)11朝上的状态置于热板上进行予热(50℃，15分钟)。接下来，将粘接剂(EP106NL，工业用单组分性环氧粘接剂，Cemedine株式会社制)涂布于铝板10的粗糙化部(多孔结构部)11，在不进行加热固化的状态下得到本发明的第1复合体。接下来，对于各例，如图4所示地以将2块铝板10的粘接剂涂布面(第1复合体的粘接剂层)合在一起的状态用夹具进行固定，在140℃下保持1小时而使粘接剂固化，制造了第3复合体。
使用实施例1、2、3、比较例1的第3复合体，如图4所示地进行剪切试验，对剪切接合强度进行了评价。剪切试验如图4所示，经由不锈钢(SUS304)的间隔件101将2块铝板的粘接物(第3复合体)利用试验机的卡盘100固定而实施。另外，将实施例1、2、3、比较例1的第3复合体浸渍于50℃的温水中，在浸渍开始的7天后、30天后如图4所示地进行剪切试验，对剪切接合强度进行了评价。将结果示于表1。
(剪切试验条件)
试验机：Orientec公司制Tensilon(UCT-1T)
拉伸速度：5mm/min
卡盘间距离：50mm
另外，使用剪切接合强度测定试验后的实施例1～3和比较例1的第3复合体，用超声波切刀对2块铝10的粘接面沿垂直方向切断，拍摄了切断面的SEM照片(实施例1示于图5，比较例1示于图6，实施例3与比较例1的对比示于图7)。由图5、图6、图7测量实施例1、3、比较例1的平均最大高低差(10个部位的平均值)，将其结果示于表1。另外，将以平均最大高低差为基准时的最大高低差的范围也示于表1。省略了实施例2的SEM照片，但同样地进行了测定。
在图5、图6中，白的部分均表示铝板的多孔结构部，附着于其上的物质表示粘接剂。图5为200倍，图6为100倍，根据图5与图6的对比也可以明确孔深度的差异，但可知，在将图6设为200倍时，孔深度的差异变得更为显著。图7(a)是实施例3的切断面的SEM照片，(b)是比较例1的切断面的SEM照片，以相同标尺表示。在图7(a)、(b)中，均确认到了圆形或不规则的黑色部分，但它们均为存在于2块铝板之间的粘接剂层的气泡，可以确认，实施例3(图7(a))的气泡与比较例1(图7(b))相比变得非常小。结果如表1所示。
[表1]
Figure BDA0002767497250000141
根据本领域技术人员的技术常识可以认为，在第3复合体中使用的金属成型体的多孔结构部的孔深度越大，则剪切接合强度越高，但根据实施例1～3与比较例1的对比可以明确，即便平均最大高低差存在明确差别，剪切接合强度也为同等程度。
另外，根据温水浸渍试验的结果可确认，实施例1～3的第3复合体的剪切接合强度的降低更小，包括耐水性和耐湿性的耐久性高。进一步，可认为，实施例1～3与比较例1中的温水浸渍试验结果之差受到残存于上述粘接剂层的气泡的大小(各个气泡的外径以及气泡的合计体积)的影响。需要说明的是，对于在实施例1～3中，粘接剂层中的气泡的大小这样地变小而言，孔深度的平均最大高低差小、容易脱气起到了很大贡献。
实施例4
与实施例1同样地将铝板粗糙化，形成了多孔结构部。接下来，使用处理后的铝板，在接合面(具有多孔结构部的一面)涂布粘接剂(KONISHI株式会社制MOS7-200)，使由GF60％增强PA66树脂(PLASTRON PA66-GF60-01(L7)：Daicel Polymer株式会社制)制成的板接合，得到了铝板/PA66-GF60-01(L7)板的复合成型体。
工业实用性
根据本发明的复合体及其制造方法，可以得到金属成型体与非金属成型体的复合体、金属成型体彼此的复合体。对于金属成型体与非金属成型体的复合体的情况而言，可以用于金属替代品、要求金属成型体与非金属成型体这两者的性质的用途。对于金属成型体与金属成型体的情况而言，通过制成具有不同性质的金属成型体的复合体，可以制成例如一端与另一端、或表面与背面性质不同的金属复合体而加以利用。本发明的复合体具体可以用于汽车的内装部件及外装部件、电子设备及电气设备的壳体、家具、建筑材料、花瓶、镜子、各种日用品等。另外，本发明的复合体的接合部分的耐湿性及耐水性优异，因此，通过选择金属成型体、非金属成型体的种类，能够用于要求耐湿性及耐水性的全部用途。作为要求耐湿性及耐水性的用途，适宜的是涉水用途(在厨房、盥洗室、浴室等中使用的物品用途)、水作业中使用的各种部件用途、在户外使用的各种物品用途、农业用途、在水边、水上或水中使用的用途(也包括在船舶、渔业中使用的物品用途)等。

Claims (17)

1.一种复合体，其包含金属成型体和粘接剂层，
所述金属成型体具有形成于表层部的多孔结构部，
所述粘接剂层形成于包含所述多孔结构部的部分，
通过下述方法测定的所述金属成型体的所述多孔结构部的最大高低差的平均值为30～200μm的范围，并且，以所述平均最大高低差为基准时，成为计算所述平均最大高低差的依据的最大高低差的范围在±40％的范围内，
平均最大高低差的测定方法：
对于所述金属成型体的多孔结构部中的20mm×20mm的面积区域(在小于20mm×20mm的情况下为全部面积区域)，随机地选择最多10处长度500μm的范围，由SEM的截面照片测量所述最多10处长度500μm的范围内的多孔结构物的孔的最大高低差，求出所述最大高低差的平均值。
2.根据权利要求1所述的复合体，其中，
所述金属成型体的多孔结构部的平均最大高低差为40～150μm的范围，并且，以所述平均最大高低差为基准时，成为计算所述平均最大高低差的依据的最大高低差的范围在±35％的范围内。
3.根据权利要求1所述的复合体，其中，
所述金属成型体的多孔结构部的平均最大高低差为60～125μm的范围，并且，以所述平均最大高低差为基准时，成为计算所述平均最大高低差的依据的最大高低差的范围在±35％的范围内。
4.根据权利要求1所述的复合体，其中，
所述金属成型体的多孔结构部的平均最大高低差为70～100μm的范围，并且，以所述平均最大高低差为基准时，成为计算所述平均最大高低差的依据的最大高低差的范围在±35％的范围内。
5.一种复合体，其包含金属成型体及非金属成型体，
其中，权利要求1～4中任一项所述的复合体与非金属成型体经由所述复合体的粘接剂层而被一体化。
6.一种复合体，其在第1金属成型体与第2金属成型体的接合面具有粘接剂层，其中，
所述第1金属成型体具有形成于表层部的第1多孔结构部，所述第2金属成型体具有形成于表层部的第2多孔结构部，
所述粘接剂层形成于包含所述第1多孔结构部的部分和包含所述第2多孔结构部的部分中的至少一者，
通过下述方法测定的所述第1金属成型体的第1多孔结构部与所述第2金属成型体的第2多孔结构部各自的最大高低差的平均值为30～200μm的范围，并且，以所述平均最大高低差为基准时，成为计算所述平均最大高低差的依据的各个最大高低差的范围在±40％的范围内，
平均最大高低差的测定方法：
对于所述金属成型体的第1多孔结构部和第2多孔结构部中的20mm×20mm的面积区域(在小于20mm×20mm的情况下为全部面积区域)，随机地选择最多10处长度500μm的范围，由SEM的截面照片测量所述最多10处长度500μm的范围内的多孔结构物的孔的最大高低差，求出所述最大高低差的平均值。
7.根据权利要求6所述的复合体，其中，
所述第1金属成型体的第1多孔结构部和所述第2金属成型体的第2多孔结构部各自的平均最大高低差为40～150μm的范围，并且，以所述平均最大高低差为基准时，成为计算所述平均最大高低差的依据的最大高低差的范围在±35％的范围内。
8.根据权利要求6所述的复合体，其中，
所述第1金属成型体的第1多孔结构部和所述第2金属成型体的第2多孔结构部各自的平均最大高低差为60～125μm的范围，并且，以所述平均最大高低差为基准时，成为计算所述平均最大高低差的依据的最大高低差的范围在±35％的范围内。
9.根据权利要求6所述的复合体，其中，
所述第1金属成型体的第1多孔结构部和所述第2金属成型体的第2多孔结构部各自的平均最大高低差为70～100μm的范围，并且，以所述平均最大高低差为基准时，成为计算所述平均最大高低差的依据的最大高低差的范围在±35％的范围内。
10.一种复合体的制造方法，所述复合体是权利要求1所述的复合体，其中，该方法包括：
在使用连续波激光对所述金属成型体的表面以2000mm/sec以上的照射速度连续照射激光而在表层部形成多孔结构部时，以满足下述(a)～(d)的要件的方式连续照射激光的工序；以及
在所述金属成型体表面涂布粘接剂，在包含所述多孔结构部的部分形成粘接剂层的工序，
(a)输出功率为4～250W
(b)光斑直径为20～80μm
(c)能量密度为1～100MW/cm2
(d)重复次数为1～10次。
11.根据权利要求10所述的复合体的制造方法，其中，
要件(c)能量密度为10～80MW/cm2，
要件(d)重复次数为1～8次。
12.根据权利要求10所述的复合体的制造方法，其中，
要件(c)能量密度为20～50MW/cm2，
要件(d)重复次数为1～8次。
13.一种复合体的制造方法，所述复合体是权利要求5所述的包含金属成型体及非金属成型体的复合体，
其中，在通过权利要求10所述的制造方法制造复合体后，包括使所述复合体的粘接剂层与非金属成型体接合的工序。
14.一种复合体的制造方法，所述复合体是权利要求6所述的复合体，其中，该方法包括：
在使用连续波激光对所述第1金属成型体的表面和所述第2金属成型体的表面以2000mm/sec以上的照射速度连续照射激光而在各自的表层部形成第1多孔结构部和第2多孔结构部时，以满足下述(a)～(d)的要件的方式连续照射激光的工序；
在所述第1金属成型体表面和所述第1金属成型体表面中的至少一者涂布粘接剂，在包含所述第1多孔结构部的部分和包含所述第2多孔结构部的部分中的至少一者形成粘接剂层的工序；以及
使所述第1金属成型体与所述第2金属成型体经由所述粘接剂层接合的工序，
(a)输出功率为4～250W
(b)光斑直径为20～80μm
(c)能量密度为1～100MW/cm2
(d)重复次数为1～10次。
15.根据权利要求14所述的复合体的制造方法，其中，
要件(c)能量密度为10～80MW/cm2，
要件(d)重复次数为1～8次。
16.根据权利要求14所述的复合体的制造方法，其中，
要件(c)能量密度为20～50MW/cm2，
要件(d)重复次数为1～8次。
17.根据权利要求14～16中任一项所述的复合体的制造方法，其中，
所述粘接剂为热固性树脂类粘接剂，
在使所述第1金属成型体与所述第2金属成型体经由粘接剂层接合的工序之后，包括使所述粘接剂层的热固性树脂类粘接剂加热固化的工序。
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