DE112014003587T5 - Metall-Harz-Verbundmaterial, Verfahren zu dessen Herstellung und Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung - Google Patents

Metall-Harz-Verbundmaterial, Verfahren zu dessen Herstellung und Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112014003587T5
DE112014003587T5 DE112014003587.4T DE112014003587T DE112014003587T5 DE 112014003587 T5 DE112014003587 T5 DE 112014003587T5 DE 112014003587 T DE112014003587 T DE 112014003587T DE 112014003587 T5 DE112014003587 T5 DE 112014003587T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aluminum substrate
surface layer
columns
resin
aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE112014003587.4T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112014003587B4 (de
Inventor
Kazuhiko Umemoto
Takuro MATSUNAGA
Kenzo Fukumori
Hideaki Matsuoka
Shuxin Dong
Hiroaki KADOURA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Publication of DE112014003587T5 publication Critical patent/DE112014003587T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112014003587B4 publication Critical patent/DE112014003587B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/12—Anodising more than once, e.g. in different baths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/681—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C70/683—Pretreatment of the preformed part, e.g. insert
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2081/00—Use of polymers having sulfur, with or without nitrogen, oxygen or carbon only, in the main chain, as moulding material
    • B29K2081/04—Polysulfides, e.g. PPS, i.e. polyphenylene sulfide or derivatives thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/20—Inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2705/00—Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts
    • B29K2705/02—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/30—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer formed with recesses or projections, e.g. hollows, grooves, protuberances, ribs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • C25D11/08—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing inorganic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • C25D11/10—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing organic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/16—Pretreatment, e.g. desmutting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
    • C25D11/24—Chemical after-treatment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12583—Component contains compound of adjacent metal
    • Y10T428/1259—Oxide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249955—Void-containing component partially impregnated with adjacent component
    • Y10T428/249956—Void-containing component is inorganic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678—Of metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Ein Metall-Harz-Verbundmaterial, das ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung und ein Harz, das mittels der Aluminiumoxidbeschichtung an das Aluminiumsubstrat gebunden ist, umfasst, wobei die Aluminiumoxidbeschichtung eine poröse Oberflächenschicht aufweist, in der Säulen mit einer durchschnittlichen Höhe von 10 bis 100 nm in einem verteilten Zustand angeordnet sind, der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 8000 bis 128000 nm2 beträgt, der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 1000 bis 27000 nm beträgt und der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 10 bis 430 beträgt.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Metall-Harz-Verbundmaterial, ein Verfahren zu dessen Herstellung und ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung.
  • [Stand der Technik]
  • Es ist herkömmlich bekannt, dass eine Komponente, welche die Vorteile sowohl eines Metalls als auch eines Harzes nutzt, durch Bilden eines Verbundmaterials aus dem Metall und dem Harz gestaltet werden kann. Eine Technologie zum Verbinden oder Vereinigen eines Metallmaterials und eines Harzmaterials war in verschiedenen Gebieten erforderlich, wie z. B. bei Haushaltsgeräten, Mobiltelefonen, Kraftfahrzeugkomponenten, Personalcomputern und elektronischen Komponenten. Bekannte Verfahren zum Verbinden eines Metallmaterials und eines Harzmaterials umfassen ein Verbinden durch Schweißen, ein Verbinden mit einem Haftmittel, ein mechanisches Fixieren und dergleichen. Das Verbinden durch Schweißen weist das Problem einer unzureichenden Festigkeit an dem Verbindungsabschnitt auf, wohingegen das mechanische Fixieren das Problem eines geringen Freiheitsgrads des Verbindens aufweist. In letzter Zeit wurde das Verbinden mit einem Haftmittel häufig zum Verbinden eines Metallmaterials und eines Harzmaterials eingesetzt. Selbst wenn jedoch ein Metallmaterial und ein Harzmaterial so angeordnet werden, dass deren Grenzflächen aneinander angrenzen, ist es schwierig, das Metallmaterial und das Harzmaterial aufgrund der großen Unterschiede bei ihren Eigenschaften miteinander zu verbinden. Darüber hinaus ist die Verbindungsfestigkeit des erhaltenen verbundenen Gegenstands nicht notwendigerweise ausreichend. Ferner sind strenge Bedingungen für die Verwendung und eine strenge Handhabung erforderlich. Daher ist es schwierig, ein Metallmaterial und ein Harzmaterial in einer einfachen Weise fest miteinander zu verbinden.
  • Als eine Technologie zum Verbinden oder Vereinigen eines Metalls und eines Harzes offenbart z. B. die japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2007-50630 (PTL 1) ein Verbundmaterial, das eine Metallkomponente und eine Harzzusammensetzungskomponente umfasst, wobei eine Oberfläche der Metallkomponente mit einem Öffnungsabschnitt von Poren bedeckt ist, die durch ein Anodisierungsverfahren gebildet worden sind und ein Zahlenmittel des Innendurchmessers von 10 bis 80 nm aufweisen, und wobei die Harzzusammensetzungskomponente an der Metallkomponente durch Spritzgießen fixiert wird und einen Harzaufbau von 70 bis 99 Gew.-% Polyphenylensulfid und 1 bis 30 Gew.-% eines Harzes auf Polyolefinbasis aufweist. Das herkömmliche Verbundmaterial aus der Metallkomponente und der Harzzusammensetzungskomponente, wie es in PTL 1 beschrieben ist, weist jedoch nicht notwendigerweise eine ausreichende Bindungsfestigkeit zwischen dem Metallmaterial und dem Harzmaterial auf.
  • Ferner offenbart die internationale Veröffentlichung Nr. WO 2004/055248 (PTL 2) einen Verbund aus einem Aluminiummaterial und einem Formgegenstand aus einem synthetischen Harz, die in einem Zustand miteinander verbunden sind, bei dem ein Teil des Formgegenstands aus einem synthetischen Harz in zahllose Poren einer anodischen Oxidbeschichtung hineinragt bzw. eingedrungen ist und mit diesen verbunden ist, wobei die zahllosen Poren in der anodischen Oxidbeschichtung ausgebildet sind und in einer Oberfläche des Aluminiummaterials geöffnet sind und Durchmesser von 25 nm oder größer aufweisen, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Verbunds. Die Verbindungsfestigkeit zwischen dem Aluminiummaterial und dem Formgegenstand aus einem synthetischen Harz ist in dem herkömmlichen Verbund aus dem Aluminiummaterial und dem Formgegenstand aus einem synthetischen Harz, wie er in PTL 2 beschrieben ist, nicht notwendigerweise ausreichend.
  • Darüber hinaus offenbart die japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2006-1216 (PTL 3) ein Verbundmaterial aus einer anodisierten Aluminiumlegierung und einem Harz, bei dem ein Formgegenstand aus der anodisierten Aluminiumlegierung und eine oder mehrere thermoplastische Harzzusammensetzung(en) an einem nachstehend beschriebenen zu verbindenden Abschnitt integriert verbunden sind, bei dem eine Oxidschichtbeschichtung der anodisierten Aluminiumlegierung zerstört ist. Dabei wird der Formgegenstand aus der anodisierten Aluminiumlegierung mindestens einem Anodisierungsbehandlungsschritt, einem Schritt des Zerstörens der Oxidschichtbeschichtung an dem zu verbindenden Abschnitt durch ein mechanisches Verfahren, einem Ätzschritt des Inkontaktbringens des Formgegenstands mit einer wässrigen sauren Lösung und einem Schritt des Inkontaktbringens des Formgegenstands mit einem oder mehreren, ausgewählt aus Ammoniak, Hydrazin und wasserlöslichen Aminverbindungen unterzogen. Ferner ist die eine oder sind die mehreren thermoplastische(n) Harzzusammensetzung(en) aus thermoplastischen Harzzusammensetzungen ausgewählt, die vorwiegend Polyalkylenterephthalate, Polyarylensulfide und Copolymere davon enthalten. Selbst der herkömmliche Verbundgegenstand des Formgegenstands aus der anodisierten Aluminiumlegierung und den thermoplastischen Harzzusammensetzungen, wie er in PTL 3 beschrieben ist, weist jedoch nicht notwendigerweise eine ausreichende Verbindungsfestigkeit auf.
  • Ferner offenbart die internationale Veröffentlichung Nr. WO 2009/078377 (PTL 4) einen verbundenen Harz-Metall-Körper, der ein Aluminiummetallelement und ein thermoplastisches Harzelement umfasst, die miteinander verbunden sind, wobei das Aluminiummetallelement und das thermoplastische Harzelement durch eine anodische Oxidbeschichtung miteinander verbunden sind, die eine Beschichtungsdicke von 70 bis 1500 nm aufweist, und wobei die anodische Oxidbeschichtung eine Infrarotabsorptionsspektrum-Peakintensität, die OH-Gruppen zugeordnet werden kann, von 0,0001 bis 0,16 aufweist. In dem Fall des herkömmlichen Verbundgegenstands aus dem Aluminiumelement und dem synthetischen Harzformgegenstand und dem Verfahren zu dessen Herstellung, wie sie in PTL 4 beschrieben sind, ist jedoch die Verbindungsfestigkeit zwischen dem Aluminiummetallelement und dem thermoplastischen Harzelement nicht notwendigerweise ausreichend.
  • [Dokumentenliste]
  • [Patentdokumente]
    • [PTL 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2007-50630
    • [PTL 2] Internationale Veröffentlichung Nr. WO 2004/055248
    • [PTL 3] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2006-1216
    • [PTL 4] Internationale Veröffentlichung Nr. WO 2009/078377
  • [Zusammenfassung der Erfindung]
  • [Technisches Problem]
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die Probleme der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Technologien gemacht und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials, in dem ein Aluminiumsubstrat und ein Harz fester miteinander verbunden sind, eines Verfahrens zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials, durch das ein Aluminiumsubstrat und ein Harz in einer einfachen Weise fester miteinander verbunden werden können, sowie eines Aluminiumsubstrats mit einer Aluminiumoxidbeschichtung, das eine hervorragende Haftung an einem Harz aufweist.
  • [Lösung des Problems]
  • Die vorliegenden Erfinder haben intensive Untersuchungen durchgeführt, um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, und dabei gefunden, dass in einem Metall-Harz-Verbundmaterial, das ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung und ein Harz, das mittels der Aluminiumoxidbeschichtung an das Aluminiumsubstrat gebunden ist, umfasst, das Aluminiumsubstrat und das Harz fest miteinander verbunden werden können, wenn eine Oberfläche der Aluminiumoxidbeschichtung als eine poröse Oberflächenschicht ausgebildet ist, in der Säulen (Vorwölbungen, Vorsprünge) mit spezifischen Formen in einem verteilten Zustand angeordnet sind. Diese Erkenntnis hat zu der vorliegenden Erfindung geführt.
  • Insbesondere ist ein Metall-Harz-Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung ein Metall-Harz-Verbundmaterial, das ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung und ein Harz, das mittels der Aluminiumoxidbeschichtung an das Aluminiumsubstrat gebunden ist, umfasst, wobei die Aluminiumoxidbeschichtung eine poröse Oberflächenschicht aufweist, in der Säulen mit einer durchschnittlichen Höhe von 10 bis 100 nm in einem verteilten Zustand angeordnet sind, der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 8000 bis 128000 nm2 beträgt und der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 10 bis 430 beträgt.
  • In dem vorstehend beschriebenen Metall-Harz-Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung beträgt der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht vorzugsweise 1000 bis 27000 nm.
  • Darüber hinaus umfasst in dem vorstehend beschriebenen Metall-Harz-Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung die Aluminiumoxidbeschichtung vorzugsweise ferner eine poröse Zwischenschicht, die auf einer Seite des Aluminiumsubstrats der porösen Oberflächenschicht ausgebildet ist und die feine vertiefte Abschnitte aufweist, wobei die poröse Zwischenschicht eine durchschnittliche Filmdicke von 500 nm bis 20 μm aufweist, wobei die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 5 bis 50 nm aufweisen und die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Zwischenporenabstand von 5 bis 90 nm aufweisen.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials, das ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung und ein Harz, das mittels der Aluminiumoxidbeschichtung an das Aluminiumsubstrat gebunden ist, umfasst, wobei das Verfahren umfasst:
    einen Oberflächenbehandlungsschritt, bei dem ein Aluminiumsubstrat einer Anodisierungsbehandlung zum Bilden einer Aluminiumoxidbeschichtung, die eine poröse Oberflächenschicht aufweist, in der Säulen mit einer durchschnittlichen Höhe von 10 bis 100 nm in einem verteilten Zustand angeordnet sind, der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 8000 bis 128000 nm2 beträgt und der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 10 bis 430 beträgt, auf einer Oberfläche des Aluminiumsubstrats unterzogen wird, und
    einen Verbindungsschritt, bei dem das Aluminiumsubstrat mittels der Aluminiumoxidbeschichtung, welche die poröse Oberflächenschicht aufweist und die in dem Oberflächenbehandlungsschritt gebildet worden ist, mit einem Harz verbunden wird.
  • In dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung beträgt der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat vorzugsweise 1000 bis 27000 nm in der porösen Oberflächenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung, die auf der Oberfläche des Aluminiumsubstrats ausgebildet ist.
  • Darüber hinaus wird in dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung die Aluminiumoxidbeschichtung, welche die poröse Oberflächenschicht und eine poröse Zwischenschicht umfasst, vorzugsweise auf der Oberfläche des Aluminiumsubstrats in dem Oberflächenbehandlungsschritt ausgebildet, wobei die poröse Zwischenschicht auf einer Seite des Aluminiumsubstrats der porösen Oberflächenschicht ausgebildet wird und feine vertiefte Abschnitte aufweist, wobei die poröse Zwischenschicht eine durchschnittliche Filmdicke von 500 nm bis 20 μm aufweist, wobei die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 5 bis 50 nm aufweisen und die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Zwischenporenabstand von 5 bis 90 nm aufweisen.
  • Ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung der vorliegenden Erfindung ist ein Aluminiumsubstrat, das eine Aluminiumoxidbeschichtung umfasst, wobei die Aluminiumoxidbeschichtung eine poröse Oberflächenschicht aufweist, in der Säulen mit einer durchschnittlichen Höhe von 10 bis 100 nm in einem verteilten Zustand angeordnet sind, der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 8000 bis 128000 nm2 beträgt und der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 10 bis 430 beträgt.
  • In dem vorstehend beschriebenen Aluminiumsubstrat, das die Aluminiumoxidbeschichtung umfasst, der vorliegenden Erfindung beträgt der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht vorzugsweise 1000 bis 27000 nm.
  • Darüber hinaus umfasst in dem vorstehend beschriebenen Aluminiumsubstrat, das die Aluminiumoxidbeschichtung umfasst, der vorliegenden Erfindung die Aluminiumoxidbeschichtung vorzugsweise ferner eine poröse Zwischenschicht, die auf einer Seite des Aluminiumsubstrats der porösen Oberflächenschicht ausgebildet ist und feine vertiefte Abschnitte aufweist, wobei die poröse Zwischenschicht eine durchschnittliche Filmdicke von 500 nm bis 20 um aufweist, wobei die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 5 bis 50 nm aufweisen und die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Zwischenporenabstand von 5 bis 90 nm aufweisen.
  • Es sollte beachtet werden, dass, obwohl es nicht klar ist, warum die vorstehend beschriebene Aufgabe durch die vorliegende Erfindung gelöst werden kann, die vorliegenden Erfinder folgendes annehmen.
  • Insbesondere haben sich die vorliegenden Erfinder zum Lösen der vorstehend beschriebenen Aufgabe zuerst auf die Verbindungsfläche zwischen einem Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung und einem Harz konzentriert. In den herkömmlichen Verfahren werden das Metallmaterial und das Harzmaterial durch einen gewöhnlichen Verankerungseffekt unter Nutzung feiner Poren mit Durchmessern von etwa 10 bis 20 nm, die in einem anodischen Oxidfilm ausgebildet sind, miteinander verbunden. Eine ausreichende Verbindungsfestigkeit kann jedoch nicht erhalten werden. Darüber hinaus nutzen die herkömmlichen Verfahren Maßnahmen zur Erhöhung der Verbindungfestigkeit, wie z. B. eine Vertiefung der feinen Poren, die in dem anodischen Oxidfilm ausgebildet sind, oder eine Erhöhung der Porengröße. Eine ausreichende Verbindungsfestigkeit kann jedoch nicht notwendigerweise erhalten werden. Darüber hinaus erfordert das Eindringenlassen eines Harzes in die Poren einer solchen Aluminiumoxidbeschichtung eine genaue Einstellung von Bedingungen und es erfordert auch einen hohen Druck und dergleichen. Demgemäß ist es schwierig, einen verbundenen Gegenstand aus einem Metall und einem Harz mit einer hohen Verbindungsfestigkeit durch ein einfaches Verfahren zu erhalten.
  • Die vorliegenden Erfinder gehen davon aus, dass das Metall-Harz-Verbundmaterial, in dem das Aluminiumsubstrat und das Harz fester miteinander verbunden sind, aus dem folgenden Grund erhalten werden kann. Insbesondere werden in der Anodisierungsbehandlung auf einem Aluminiumsubstrat feine Säulen (Vorwölbungen, Vorsprünge) in der Größenordnung von mehreren zehn bis mehreren hundert Nanometern oberhalb einer Basislinie des Aluminiumsubstrats und auf einer Verbindungsoberfläche zwischen dem Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung und einem Harz, d. h., auf der Oberfläche der Aluminiumoxidbeschichtung (anodischer Oxidfilm), gebildet. Folglich wird eine poröse Oberflächenschicht gebildet, in der solche Säulen mit einer spezifischen Struktur in einem verteilten Zustand angeordnet sind. Folglich wird eine Metallverbindungsfläche mit einer extrem großen Oberfläche erzeugt. Wenn das Aluminiumsubstrat, das eine solche Metallverbindungsfläche aufweist, und ein Harz miteinander verbunden werden, werden die feinen Säulen der Metallverbindungsfläche in die Harzschicht eingebracht (dringen in diese ein), so dass das Metall-Harz-Verbundmaterial, in dem das Aluminiumsubstrat und das Harz fester miteinander verbunden sind, erhalten werden kann.
  • Darüber hinaus gehen die vorliegenden Erfinder davon aus, dass das Aluminiumsubstrat und das Harzmaterial aus dem folgenden Grund in einer einfachen Weise fest miteinander verbunden werden können. Insbesondere erleichtert der Kontakt eines Harzes mit dem Aluminiumsubstrat, das die poröse Oberflächenschicht aufweist, in der die Säulen mit der spezifischen Struktur in einem verteilten Zustand angeordnet sind, den Kontakt (die Haftung) der Oberfläche des Aluminiumsubstrats mit dem Harz. Darüber hinaus verhakt das Harz, das mit der porösen Oberflächenschicht in Kontakt ist, mit den Säulen und das Eintreten des Harzes in die feinen Poren der Aluminiumoxidbeschichtung wird gefördert. Ferner werden die feinen Säulen der Metallverbindungsfläche in die Harzschicht eingebracht (dringen in diese ein), so dass das Aluminiumsubstrat und das Harz in einer einfachen Weise fest miteinander verbunden werden können.
  • [Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können ein Metall-Harz-Verbundmaterial, in dem ein Aluminiumsubstrat und ein Harz fester miteinander verbunden sind, ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials, mit dem ein Aluminiumsubstrat und ein Harz in einer einfachen Weise fester miteinander verbunden werden können, sowie ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung, das eine hervorragende Haftung an einem Harz aufweist, bereitgestellt werden.
  • [Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
  • [1] Teil (A) von 1 ist ein rasterelektronenmikroskopisches (SEM) Bild eines Längsquerschnitts einer Verbindungsgrenzfläche zwischen einem Aluminiumsubstrat und einem Harz, die im Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung erhalten worden ist, und es ist ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Berechnung der durchschnittlichen Höhe einer porösen Oberflächenschicht (der durchschnittlichen Höhe von Säulen) aus einem Durchschnittswert von Abständen von einer Grenzfläche, und Teil (B) von 1 ist ein Diagramm, das eine Normalverteilung und einen mathematischen Ausdruck zum Veranschaulichen des Verfahrens zum Berechnen der durchschnittlichen Höhe der porösen Oberflächenschicht (der durchschnittlichen Höhe von Säulen) zeigt.
  • [2] Teil (A) von 2 ist ein SEM-Bild einer porösen Oberflächenschicht, die im Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung erhalten worden ist, Teil (B) von 2 ist ein Diagramm, welches das Ergebnis eines Leuchtdichteschwelleneinstellverfahrens zeigt, das unter Verwendung des Teils (A) durchgeführt worden ist, Teil (C) von 2 ist ein Diagramm, welches das Ergebnis eines Teilchentrennverfahrens zeigt, das unter Verwendung von Teil (B) durchgeführt worden ist, und Teil (D) von 2 ist ein Diagramm, welches das Ergebnis eines Binärisierungsverfahrens zeigt.
  • [3] Teil (A) von 3 ist ein SEM-Bild einer porösen Oberflächenschicht, die im Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung erhalten worden ist, Teil (B) von 3 ist ein SEM-Bild eines Längsquerschnitts einer Verbindungsgrenzfläche zwischen einem Aluminiumsubstrat und einem Harz, die im Beispiel 1 erhalten worden ist, Teil (C) von 3 ist ein Diagramm, welches das Ergebnis eines Bildanalyseverfahrens zeigt, das unter Verwendung von Teil (A) durchgeführt worden ist, und Teil (D) von 3 ist ein Diagramm, das eine Normalverteilung zeigt, die zur Berechnung der durchschnittlichen Höhe der porösen Oberflächenschicht verwendet worden ist.
  • [4] Teil (A) von 4 ist ein SEM-Bild der porösen Oberflächenschicht, die im Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung erhalten worden ist, Teil (B) von 4 ist das SEM-Bild des Längsquerschnitts der Verbindungsgrenzfläche zwischen dem Aluminiumsubstrat und dem Harz, die im Beispiel 2 erhalten worden ist, Teil (C) von 4 ist ein Diagramm, welches das Ergebnis eines Bildanalyseverfahrens zeigt, das unter Verwendung von Teil (A) durchgeführt worden ist, und Teil (D) von 4 ist ein Diagramm, das eine Normalverteilung zeigt, die zur Berechnung der durchschnittlichen Höhe der porösen Oberflächenschicht verwendet worden ist.
  • [5] Teil (A) von 5 ist das SEM-Bild der porösen Oberflächenschicht, die im Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung erhalten worden ist, Teil (B) von 5 ist ein SEM-Bild eines Längsquerschnitts einer Verbindungsgrenzfläche zwischen einem Aluminiumsubstrat und einem Harz, die im Beispiel 3 erhalten worden ist, Teil (C) von 5 ist ein Diagramm, welches das Ergebnis eines Bildanalyseverfahrens zeigt, das unter Verwendung von Teil (A) durchgeführt worden ist, und Teil (D) von 5 ist ein Diagramm, das eine Normalverteilung zeigt, die zur Berechnung der durchschnittlichen Höhe der porösen Oberflächenschicht verwendet worden ist.
  • [6] 6 ist ein SEM-Bild eines Längsquerschnitts einer porösen Zwischenschicht, die im Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung erhalten worden ist.
  • [7] Teil (A) von 7 ist ein SEM-Bild eines Längsquerschnitts einer porösen Zwischenschicht, die im Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung erhalten worden ist, und Teil (B) von 7 ist eine teilweise vergrößerte Photographie von Teil (A) auf einer Seite des Aluminiumsubstrats.
  • [8] Teil (A) von 8 ist ein SEM-Bild eines Längsquerschnitts einer porösen Zwischenschicht, die im Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung erhalten worden ist, und Teil (B) von 8 ist eine teilweise vergrößerte Photographie von Teil (A) auf einer Seite des Aluminiumsubstrats.
  • [9] Teil (A) von 9 ist ein SEM-Bild eines Längsquerschnitts eines Aluminiumsubstrats und einer Aluminiumoxidbeschichtung, die im Vergleichsbeispiel 2 erhalten worden sind, Teil (B) von 9 ist ein SEM-Bild einer Oberfläche der Aluminiumoxidbeschichtung und Teil (C) von 9 ist ein vergrößertes SEM-Bild des Längsquerschnitts der Aluminiumoxidbeschichtung auf einer Oberflächenseite.
  • [Beschreibung von Ausführungsformen]
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung auf der Basis von bevorzugten Ausführungsformen davon detailliert beschrieben.
  • [Metall-Harz-Verbundmaterial]
  • Ein Metall-Harz-Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung umfasst ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung und ein Harz, das mittels der Aluminiumoxidbeschichtung an das Aluminiumsubstrat gebunden ist, wobei
    die Aluminiumoxidbeschichtung eine poröse Oberflächenschicht aufweist, in der Säulen mit einer durchschnittlichen Höhe von 10 bis 100 nm in einem verteilten Zustand angeordnet sind,
    der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 8000 bis 128000 nm2 beträgt und
    der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 10 bis 430 beträgt.
  • (Aluminiumsubstrat)
  • Das Aluminiumsubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell beschränkt und es kann sich um jedwedes Aluminiummaterial handeln, solange eine Aluminiumoxidbeschichtung gebildet werden kann. Beispielsweise werden reines Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, die bekannt sind, verwendet. Spezifische Komponenten der Aluminiumlegierung sind nicht speziell beschränkt und verschiedene Legierungen können verwendet werden, einschließlich Legierungen, die im Japanischen Industriestandard (JIS) festgelegt sind. Beispielsweise können Aluminiumlegierungen der Reihen 1000 bis 8000, die im JIS festgelegt sind, und verschiedene Aluminiumlegierungen mit Druckgussqualität verwendet werden. Die Aluminiumlegierungen der 1000-Reihe sind hochreine Legierungen auf Aluminiumbasis und die anderen sind Legierungsreihen, die zusätzlich zu Aluminium Kupfer (Al-Cu-Legierungsreihe, 2000-Reihe), Mangan (Al-Mn-Legierungsreihe, 3000-Reihe), Silizium (Al-Si-Legierungsreihe, 4000-Reihe), Magnesium (Al-Mg-Legierungsreihe, 5000-Reihe), Magnesium-Silizium (Al-Mg-Si-Legierungsreihe, 6000-Reihe), Zink-Magnesium (Al-Zn-Mg-Legierungsreihe, 7000-Reihe) oder ein anderes Metall zum Erfüllen von verschiedenen Zwecken (Al-anderes Metall-Legierungsreihe, 8000-Reihe) enthalten. Es ist möglich, nicht nur hochreine Aluminiumlegierungen zu verwenden, sondern auch verschiedene gegenwärtig verwendete Aluminiumlegierungen. Die Form eines solchen Aluminiummaterials ist nicht speziell beschränkt, und es kann ein Aluminiummaterial verwendet werden, das durch ein bekanntes Metallverarbeitungsverfahren, wie z. B. Schneiden, Pressen, Zerspanen oder Schleifen, zu einer gewünschten Form verarbeitet worden ist.
  • (Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung)
  • Das Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung der vorliegenden Erfindung ist ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung, bei dem die Aluminiumoxidbeschichtung eine poröse Oberflächenschicht aufweist, in der Säulen mit einer durchschnittlichen Höhe von 10 bis 100 nm in einem verteilten Zustand angeordnet sind, der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 8000 bis 128000 nm2 beträgt und der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 10 bis 430 beträgt.
  • Da das Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Aluminiumoxidbeschichtung aufweist, welche die poröse Oberflächenschicht mit der vorstehend beschriebenen spezifischen Form und Struktur auf einer Oberfläche aufweist, weist das Aluminiumsubstrat eine hervorragende Haftung an einem Harz auf. Dieses Aluminiumsubstrat, das eine hervorragende Haftung an einem Harz aufweist, ist als Metallsubstrat zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials geeignet.
  • In dem Aluminiumsubstrat mit der Aluminiumoxidbeschichtung der vorliegenden Erfindung muss die durchschnittliche Höhe der Säulen, die in der Oberfläche des Aluminiumsubstrats in einem verteilten Zustand angeordnet sind, 10 bis 100 nm betragen. Wenn die durchschnittliche Höhe der Säulen unterhalb der Untergrenze liegt, ist es schwierig, die Höhe einzustellen, und das Einbringen (Eindringen) in die Harzschicht ist unzureichend. Ferner verursacht eine durchschnittliche Höhe der Säulen, welche die Obergrenze übersteigt, ein Problem dahingehend, dass das Verfahren lange dauert und die Kosten steigen. Darüber hinaus beträgt die durchschnittliche Höhe der Säulen im Hinblick auf das Leistungsvermögen und die Produktivität vorzugsweise 10 bis 80 nm und besonders bevorzugt 20 bis 70 nm.
  • Darüber hinaus muss die poröse Oberflächenschicht in der Aluminiumoxidbeschichtung des Metall-Harz-Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung derart sein, dass der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 8000 bis 128000 nm2 beträgt. Wenn der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen unterhalb der Untergrenze liegt, ist die Struktur der Säulen so fein, dass die Festigkeit der Säulen selbst unzureichend ist. Ferner nehmen dann, wenn der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen die Obergrenze übersteigt, die Räume zwischen Seitenflächenabschnitten der Säulen ab, so dass die Größen der Räume für das Eintreten des Harzes und dergleichen unzureichend sind. Darüber hinaus beträgt der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat im Hinblick auf das Sicherstellen der Festigkeit der Säulen und der Räume zum Eintreten des Harzes und dergleichen vorzugsweise 16000 bis 104000 nm2 und besonders bevorzugt 32000 bis 80000 nm2.
  • Darüber hinaus muss die poröse Oberflächenschicht in der Aluminiumoxidbeschichtung des Metall-Harz-Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung derart sein, dass der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 10 bis 430 beträgt. Wenn der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen unterhalb der Untergrenze liegt, ist die Oberfläche zum Einbringen (Eindringen) in die Harzschicht unzureichend. Ferner werden dann, wenn der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen die Obergrenze übersteigt, die Räume für das Eintreten des Harzes und dergleichen unzureichend erhalten. Darüber hinaus beträgt der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat im Hinblick auf das Sicherstellen des Ausmaßes des Einbringens (Eindringens) in das Harz und der Räume für das Eintreten des Harzes und dergleichen vorzugsweise 50 bis 350 und besonders bevorzugt 80 bis 250.
  • <Bestimmen der durchschnittlichen Höhe von Säulen in der porösen Oberflächenschicht>
  • Die durchschnittliche Höhe der Säulen in der porösen Oberflächenschicht in der Aluminiumoxidbeschichtung der vorliegenden Erfindung kann wie folgt erhalten werden.
  • Als erstes wird ein Bild (z. B. ein SEM-Bild oder ein Transmissionselektronenmikroskop(TEM)-Bild) eines Querschnitts der porösen Oberflächenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung durch Aufnehmen eines Bilds des Querschnitts der porösen Oberflächenschicht mit einem SEM oder TEM erhalten. Als nächstes wird das erhaltene SEM-Bild oder TEM-Bild untersucht, so dass die durchschnittliche Höhe der Säulen in der porösen Oberflächenschicht bestimmt wird. Spezielle Beispiele für das Bestimmungsverfahren sind nachstehend gezeigt.
    • (1-a) Die Distanz zwischen einem oberen Ende der porösen Oberflächenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung und der Grenzfläche mit einer Zwischenschicht (oder dem Aluminiumsubstrat, wenn die Zwischenschicht nicht vorliegt) wird in einem SEM-Bild oder einem TEM-Bild eines Längsquerschnitts der Verbindungsgrenzfläche zwischen dem Aluminiumsubstrat und dem Harz gemessen. Eine solche Distanz wird für jeden von 30 bis 100 zufällig ausgewählten Querschnitten gemessen. Der Durchschnittswert der Distanzen wird berechnet und als durchschnittliche Höhe der porösen Oberflächenschicht verwendet (die durchschnittliche Höhe der Säulen).
    • (1-b) Das Maximum und das Minimum werden in dem Querschnittsbild ausgewählt und die Mitte zwischen dem Maximum und dem Minimum wird als Durchschnittswert verwendet. Eine Normalverteilung wird unter der Annahme bestimmt, dass die Differenz zwischen dem Durchschnittswert und dem Maximumwert (oder dem Minimumwert) gleich dem Dreifachen der Standardabweichung entspricht und die durchschnittliche Höhe der porösen Oberflächenschicht (die durchschnittliche Höhe der Säulen) und deren Verteilung (Standardabweichung) werden bewertet.
  • <Bestimmung der Querschnittsflächen von Säulen, der Umfangslängen von Querschnitten von Säulen und der Anzahl von Säulen in der porösen Oberflächenschicht>
  • Der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen, der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen und der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen der porösen Oberflächenschicht in der Aluminiumoxidbeschichtung der vorliegenden Erfindung können wie folgt erhalten werden.
  • Als erstes werden Oberflächen- und Querschnittsbilder (z. B. SEM-Bilder) der porösen Oberflächenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung erhalten. Als nächstes werden die Bilder, die, falls dies erforderlich ist, einer Rauschentfernung oder dergleichen unterzogen werden, einem Leuchtdichteschwelleneinstellverfahren unterzogen. Beispielsweise werden vorbestimmte Leuchtdichten oder höher in einem 8 Bit-Bild ausgewählt. Als nächstes werden die Teilchen, die Leuchtdichten bei oder oberhalb der eingestellten Schwelle aufweisen, ausgewählt und einem Trennverfahren unterzogen. Das Teilchentrennverfahren kann mit jedwedem bekannten Verfahren durchgeführt werden. Typische Beispiele für das Verfahren umfassen Bildsegmentierungsverfahren und dergleichen. Die Bildsegmentierungsverfahren umfassen verschiedene Verfahren, einschließlich Morphologie-basierte Verfahren, wie z. B. ein Kanten-basiertes Verfahren mit automatischer Schwelle oder eine Wendepunkt-Transformation, die zum Trennen von kontaktierenden Objekten verwendet werden. Insbesondere werden z. B. Teilchen auf der Basis des Wendepunkt-Segmentierungsverfahrens getrennt. Durch dieses Trennverfahren werden Abschnitte, bei denen einzelne Teilchen miteinander in Kontakt sind, automatisch geschnitten oder aufgeteilt. In spezifischen Mitteln des Verfahrens wird zuerst eine euklidische Distanzkarte (EDM) erzeugt. Anschließend werden äußerste erodierte Punkte (UEPs) in der EDM ermittelt und jeder UEP (äußerster erodierter Punkt, das lokale Maximum oder der Peak der EDM) so stark wie möglich erweitert, bis der UEP die Kante des Teilchens erreicht oder bis der UEP die Kante eines Bereichs eines weiteren (wachsenden) UEP erreicht. Die vorstehend beschriebenen Querschnittsflächen der Säulen, Umfangslängen von Querschnitten der Säulen und Anzahl der Säulen der porösen Oberflächenschicht können auf der Basis der erhaltenen Ergebnisse berechnet werden. Es sollte beachtet werden, dass die Reihe der vorstehend beschriebenen Analysen mit einem einzelnen Teil einer Bildanalysesoftware oder einer Kombination einer Mehrzahl von Teilen einer Bildanalysesoftware und verschiedenen Arten von Analyseverarbeitungssoftware durchgeführt werden kann. Insbesondere kann ImageJ (eine Bildverarbeitungssoftware, die am National Institute of Health entwickelt worden ist) oder eine handelsübliche Bildanalysesoftware verwendet werden.
  • In einem spezifischen Beispiel werden z. B. SEM-Bilder einer Oberfläche und eines Querschnitts der porösen Oberflächenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung verwendet und dann werden die aufgenommenen Bilder durch eine Binärisierung unter Verwendung der Bildanalysesoftware ImageJ analysiert, worauf das Wendepunkt-Segmentierungsverfahren oder dergleichen durchgeführt wird, um die Querschnittsflächen der Säulen, die Umfangslängen von Querschnitten der Säulen und die Anzahl der Säulen der porösen Oberflächenschicht zu erhalten.
  • Insbesondere werden als erstes SEM-Bilder einer Oberfläche und eines Querschnitts der porösen Oberflächenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung aufgenommen.
  • Als nächstes werden die Bilder, von denen das Rauschen entfernt worden ist, unter Verwendung der Bildanalysesoftware ImageJ 1.47 (entwickelt am National Institute of Health, erhalten von http://rsbweb.nih.gov/ij/) analysiert. Als erstes wird eine Binärisierungsverarbeitung durchgeführt. In diesem Leuchtdichteschwelleneinstellverfahren wird eine vorbestimmte Schwelle als eine Grenzfläche ausgewählt, die als eine erste Schicht visuell erkennbar ist, und die Leuchtdichten bei oder oberhalb der vorbestimmten Schwelle in den Bildern werden ausgewählt. Zum Einstellen der Schwelle werden insbesondere SEM-Bilder, in denen die Zwischenschicht und die erste Schicht (Oberflächenschicht) erkennbar sind, in 8 Bit-Bilder umgewandelt und die Leuchtdichte (z. B. 130) am Ende der Zwischenschicht (auf der Seite, die dem Aluminiumsubstrat gegenüber liegt, oder, wenn die Zwischenschicht nicht vorliegt, dem Ende des Aluminiumsubstrats) wird als Schwelle verwendet.
  • Als nächstes werden die Teilchen, die Leuchtdichten bei oder oberhalb der eingestellten Schwelle aufweisen, ausgewählt und ein Trennverfahren wird mit den ausgewählten Teilchen durchgeführt. In diesem Teilchentrennverfahren werden die Teilchen auf der Basis des Wendepunkt-Segmentierungsverfahrens getrennt. Als erstes wird eine EDM (euklidische Distanzkarte) erzeugt. Als nächstes werden äußerste erodierte Punkte (UEPs) in der EDM ermittelt und jeder UEP (äußerster erodierter Punkt, ein lokales Maximum oder ein lokaler Peak in der EDM) wird so stark wie möglich erweitert, bis der UEP das Ende (die Kante) des Teilchens erreicht oder bis der UEP eine Grenze (Kante) eines Bereichs eines weiteren (angrenzenden) wachsenden (sich erweiternden) UEP erreicht. Auf diese Weise wird die angrenzende Oberfläche (Grenzfläche) festgelegt. Anschließend wird der Minimumwert bestimmt und Blöcke mit Größen, die nicht geringer sind als der Minimumwert, werden gezählt. Ferner werden die Fläche, der Außenumfang und die Koordinate jedes Blocks mit ImageJ erhalten.
    • (2) Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht: Ein Bild in einem zufällig ausgewählten Sichtfeld von 400 nm im Quadrat wird binärisiert und dann werden die Flächen der gezählten Blöcke (alle in der Fläche des SEM-Bilds) aufsummiert, so dass der Gesamtwert der Querschnittsflächen der Säulen erhalten wird. Fünf Bilder in Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, werden zufällig ausgewählt und der Gesamtwert der Querschnittsflächen der Säulen in jedem Bild wird bestimmt. Dann wird der Durchschnitt aus den fünf Gesamtwerten gebildet und als der vorstehend beschriebene Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat verwendet.
    • (3) Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht: Ein Bild in einem zufällig ausgewählten Sichtfeld von 400 nm im Quadrat wird binärisiert und dann werden die Außenumfänge von gezählten Blöcken (alle in der Fläche des SEM-Bilds) aufsummiert, so dass der Gesamtwert der Umfangslängen von Querschnitten der Säulen erhalten wird. Fünf Bilder in Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, werden zufällig ausgewählt und der Gesamtwert der Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in jedem Bild wird bestimmt. Dann wird der Durchschnitt aus den fünf Gesamtwerten gebildet und als der vorstehend beschriebene Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat verwendet.
    • (4) Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht: Ein Bild in einem zufällig ausgewählten Sichtfeld von 400 nm im Quadrat wird binärisiert und dann wird die Gesamtzahl der Blöcke, die durch das Wendepunkt-Segmentierungsverfahren aufgeteit worden sind, erhalten. Fünf Bilder in Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, werden zufällig ausgewählt und die Gesamtzahl der Blöcke in jedem Bild wird bestimmt. Dann wird der Durchschnitt aus den fünf Gesamtwerten gebildet und als der vorstehend beschriebene Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat verwendet.
  • (Bevorzugte Ausführungsform eines Aluminiumsubstrats mit einer Aluminiumoxidbeschichtung)
  • Ein bevorzugtes Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung in der vorliegenden Erfindung ist ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung, bei dem die Aluminiumoxidbeschichtung eine poröse Oberflächenschicht aufweist, in der Säulen mit einer durchschnittlichen Höhe von 10 bis 100 nm in einem verteilten Zustand angeordnet sind, der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 8000 bis 128000 nm2 beträgt, der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 10 bis 430 beträgt und der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 1000 bis 27000 nm beträgt.
  • Das bevorzugte Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Aluminiumoxidbeschichtung mit der bevorzugten porösen Oberflächenschicht mit der vorstehend beschriebenen spezifischen Form und Struktur auf einer Oberfläche auf. Somit weist das bevorzugte Aluminiumsubstrat eine bessere Haftung an einem Harz auf. Dieses Aluminiumsubstrat, das eine sehr gute Haftung an einem Harz aufweist, ist als Metallsubstrat zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials sehr gut geeignet.
  • In dem bevorzugten Aluminiumsubstrat mit der Aluminiumoxidbeschichtung der vorliegenden Erfindung ist die poröse Oberflächenschicht vorzugsweise derart, dass der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 1000 bis 27000 nm beträgt. Wenn der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen unterhalb der Untergrenze liegt, ist die Struktur der Säulen so fein, dass die Festigkeit der Struktur der Säulen dazu neigt, unzureichend zu sein. Ferner neigen dann, wenn der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen die Obergrenze übersteigt, die Größen der Räume zum Einbringen (Eindringen) des Harzes und dergleichen zwischen den Säulen dazu, unzureichend zu sein. Darüber hinaus beträgt der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat im Hinblick auf das Sicherstellen der Festigkeit der Struktur der Säulen und der Räume für das Einbringen zwischen den Säulen mehr bevorzugt 3000 bis 23000 nm und besonders bevorzugt 5000 bis 20000 nm.
  • (Weitere bevorzugte Ausführungsform eines Aluminiumsubstrats mit einer Aluminiumoxidbeschichtung)
  • Das Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise eine Aluminiumoxidbeschichtung auf einer Oberfläche des Aluminiumsubstrats auf, wobei die Aluminiumoxidbeschichtung die vorstehend beschriebene poröse Oberflächenschicht, in der Säulen mit einer durchschnittlichen Höhe von 10 bis 100 nm in einem verteilten Zustand angeordnet sind, und eine poröse Zwischenschicht aufweist, die auf einer Seite des Aluminiumsubstrats der porösen Oberflächenschicht ausgebildet ist und feine vertiefte Abschnitte aufweist, wobei die poröse Zwischenschicht eine durchschnittliche Filmdicke von 500 nm bis 20 μm aufweist, wobei die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 5 bis 50 nm aufweisen und die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Zwischenporenabstand von 5 bis 90 nm aufweisen.
  • Das bevorzugte Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Aluminiumoxidbeschichtung mit der porösen Oberflächenschicht mit der vorstehend beschriebenen spezifischen Form und Struktur und der porösen Zwischenschicht mit der vorstehend beschriebenen spezifischen Form und Struktur auf der Oberfläche auf. Somit weist das bevorzugte Aluminiumsubstrat eine noch bessere Haftung an einem Harz auf. Dieses Aluminiumsubstrat, das eine sehr gute Haftung an einem Harz aufweist, ist als Metallsubstrat zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials hervorragend geeignet.
  • In dem Aluminiumsubstrat mit der Aluminiumoxidbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die durchschnittliche Filmdicke der porösen Zwischenschicht vorzugsweise 500 nm bis 20 μm, mehr bevorzugt 500 nm bis 15 μm und besonders bevorzugt 500 nm bis 10 μm. Wenn die durchschnittliche Filmdicke der porösen Zwischenschicht unterhalb der Untergrenze liegt, besteht eine Tendenz dahingehend, dass es schwierig ist, eine homogene poröse Zwischenschicht zu erhalten. Ferner dauert dann, wenn die durchschnittliche Filmdicke die Obergrenze übersteigt, das Verfahren lang, so dass die Kosten zu einem Anstieg neigen.
  • Darüber hinaus beträgt in der porösen Zwischenschicht des Aluminiumsubstrats mit der Aluminiumoxidbeschichtung der vorliegenden Erfindung der durchschnittliche Porendurchmesser der feinen vertieften Abschnitte 5 bis 50 nm, mehr bevorzugt 5 bis 30 nm und besonders bevorzugt 10 bis 20 nm. Wenn der durchschnittliche Porendurchmesser der feinen vertieften Abschnitte unterhalb der Untergrenze liegt, besteht eine Tendenz dahingehend, dass es schwierig ist, den Verankerungseffekt aufgrund des Eindringens des Harzes und dergleichen zu erhalten. Ferner neigt dann, wenn der durchschnittliche Porendurchmesser der feinen vertieften Abschnitte die Obergrenze übersteigt, die Homogenität der porösen Zwischenschicht dazu, abzunehmen.
  • Darüber hinaus beträgt in der porösen Zwischenschicht des Aluminiumsubstrats mit der Aluminiumoxidbeschichtung der vorliegenden Erfindung der durchschnittliche Zwischenporenabstand der feinen vertieften Abschnitte 5 bis 90 nm, mehr bevorzugt 10 bis 70 nm und besonders bevorzugt 20 bis 50 nm. Wenn der durchschnittliche Zwischenporenabstand der feinen vertieften Abschnitte unterhalb der Untergrenze liegt, besteht eine Tendenz dahingehend, dass es schwierig ist, homogene Wandflächen zu erreichen, welche die Poren der vertieften Abschnitte bilden. Ferner neigt dann, wenn der durchschnittliche Zwischenporenabstand der feinen vertieften Abschnitte die Obergrenze übersteigt, das Ausmaß des Einbringens (Eindringens) des Harzes dazu, abzunehmen, da die Anzahl der Poren pro Einheitsfläche abnimmt.
  • Darüber hinaus ist die Form der feinen vertieften Abschnitte, die in der porösen Zwischenschicht ausgebildet sind, nicht speziell beschränkt, und es kann sich beispielsweise um jedwede Form handeln, wie z. B. eine Form, bei der die feinen vertieften Abschnitte eine Ausrichtung aufweisen, die derart ist, dass die feinen vertieften Abschnitte in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Aluminiumsubstrats oder in einer Richtung wachsen, die in einem bestimmten Winkel in Bezug auf die Oberfläche des Aluminiumsubstrats geneigt ist, eine Form, bei der die feinen vertieften Abschnitte in zufälligen Richtungen in Bezug auf die Oberfläche des Aluminiumsubstrats wachsen und keine Ausrichtung aufweisen (z. B. eine Ameisenhaufen-artige Struktur, eine dreidimensionale Netzwerkstruktur, in der die Poren der vertieften Abschnitte in einer dreidimensionalen Netzwerkform miteinander verhakt sind, eine zufällig geformte Struktur oder dergleichen), oder eine Form, bei der die feinen vertieften Abschnitte gerade sind und keine Ausrichtung aufweisen. Die feinen vertieften Abschnitte können jedwede Form aufweisen, solange das Leistungsvermögen der porösen Zwischenschicht, das erforderlich ist, um das vorgesehene Leistungsvermögen (Festigkeit und dergleichen) des Metall-Harz-Verbundmaterials zu erreichen, bereitgestellt werden kann.
  • Darüber hinaus kann die poröse Zwischenschicht in dem Aluminiumsubstrat mit der Aluminiumoxidbeschichtung der vorliegenden Erfindung aus einer Mehrzahl von Schichten ausgebildet sein.
  • <Messung der durchschnittlichen Filmdicke der porösen Zwischenschicht, des durchschnittlichen Porendurchmessers von feinen vertieften Abschnitten und des durchschnittlichen Zwischenporenabstands>
  • In der Aluminiumoxidbeschichtung der vorliegenden Erfindung werden die durchschnittliche Filmdicke der porösen Zwischenschicht, der durchschnittliche Porendurchmesser der feinen vertieften Abschnitten und der durchschnittliche Zwischenporenabstand der feinen vertieften Abschnitte mittels einer TEM(transmissionselektronenmikroskopischen)-Untersuchung, einer SEM(rasterelektronenmikroskopischen)-Untersuchung oder dergleichen von Querschnitten der porösen Zwischenschicht gemessen.
  • In einem spezifischen Beispiel werden z. B. die durchschnittliche Filmdicke, der durchschnittliche Porendurchmesser und der durchschnittliche Zwischenporenabstand der porösen Zwischenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung durch Herstellen einer dünnen Probe durch ein herkömmliches Verfahren (z. B. unter Verwendung eines Ultramikrotoms) und dann Unterziehen der dünnen Probe einer Querschnitts-SEM-Untersuchung gemessen. Darüber hinaus wird jeder Messwert als der Durchschnittswert in dem entsprechenden untersuchten Sichtfeld gemessen.
    • (5) Durchschnittliche Filmdicke der porösen Zwischenschicht: Längsquerschnitte der Verbindungsgrenzfläche zwischen dem Aluminiumsubstrat und dem Harz werden einer SEM-Untersuchung unterzogen (z. B. bei einer 20000-fachen Vergrößerung). Der Abstand zwischen dem oberen Ende der Zwischenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung und der Grenzfläche mit dem Aluminiumsubstrat wird in jedem der SEM-Bilder gemessen. Der Durchschnittswert der Abstände für fünf oder mehr zufällig ausgewählte Querschnitte wird berechnet und als durchschnittliche Filmdicke der Zwischenschicht verwendet.
    • (6) Durchschnittlicher Porendurchmesser von feinen vertieften Abschnitten der porösen Zwischenschicht: Ein zufällig ausgewählter Oberflächenabschnitt oder ein zufällig ausgewählter Querschnitt in Querrichtung der porösen Zwischenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung wird einer SEM-Untersuchung unterzogen (z. B. bei einer 20000-fachen Vergrößerung). Fünf oder mehr Poren werden zufällig aus dem SEM-Bild ausgewählt und der Abstand zwischen den am weitesten entfernten zwei Punkten in jeder Pore wird als der Porendurchmesser verwendet und der Durchschnittswert von fünf oder mehr Porendurchmessern wird erhalten.
    • (7) Durchschnittlicher Zwischenporenabstand der feinen vertieften Abschnitte der porösen Zwischenschicht: Ein zufällig ausgewählter Oberflächenabschnitt oder ein zufällig ausgewählter Querschnitt in Querrichtung der porösen Zwischenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung wird einer SEM-Untersuchung unterzogen (z. B. bei einer 20000-fachen Vergrößerung). Fünf oder mehr Poren werden zufällig aus dem SEM-Bild ausgewählt. Der Abstand zwischen den Mitten jeder Pore und der Pore, die der Pore am nächsten liegt, wird als Zwischenporenabstand verwendet und der Durchschnittswert von fünf oder mehr Zwischenporenabständen wird erhalten.
  • (Harz)
  • Das Harz in dem Metall-Harz-Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell beschränkt und jedwedes Harz kann verwendet werden. Beispielsweise ist das Harz vorzugsweise ein Harz, das für ein gewöhnliches Harzformen verwendet werden kann, wie z. B. Spritzgießen oder Warmpressen. Spezielle Beispiele für das Harz umfassen thermoplastische Harze, wie z. B. Massenkunststoffe, technische Massenkunststoffe und hochwertige technische Kunststoffe, sowie wärmehärtende Harze. Aus diesen Harzen kann das Harz zweckmäßig gemäß den verschiedenen Anwendungen ausgewählt werden. Eines dieser thermoplastischen Harze und wärmehärtenden Harze kann allein verwendet werden oder zwei oder mehr davon können in einer Kombination verwendet werden.
  • Die Massenkunststoffe umfassen aromatische Vinylharze, wie z. B. Polystyrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS-Harz), Acrylnitril-Styrol-Copolymer (AS-Harz), Methylmethacrylat-Acrylnitril-Styrol-Copolymer (MAS-Harz), Methylmethacrylat-Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (MABS-Harz) und Styrol-Butadien-Styrol-Copolymer (SBS-Harz), Acrylharze, wie z. B. Polymethylmethacrylat, Polymethylacrylat, Polymethacrylsäure, Copolymere davon und Acrylkautschuke, Harze auf Vinylcyanidbasis, wie z. B. Polyacrylnitril, Acrylnitril-Methylacrylat-Copolymer und Acrylnitril-Butadien-Copolymer, Harze auf Polyolefinbasis, wie z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polyisopren, Polybutadien, Ethylen-Propylen-Dienmonomer-Kautschuk und Ethylen-Propylen-Kautschuk, Harze auf Polyvinylchloridbasis, wie z. B. Polyvinylchlorid und Polyvinylidenchlorid, Polyvinylalkohol, Polyethylenterephthalat und dergleichen.
  • Die technischen Massenkunststoffe umfassen Polyamide, wie z. B. Nylon 6, Nylon 66 und Nylon 12, Polyacetal (Polyoxymethylen), Polycarbonat, modifizierten Polyphenylenether, Poly-butylenterephthalat, Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht und dergleichen.
  • Die hochwertigen technischen Kunststoffe umfassen Polysulfone, Polyethersulfone, Polyarylensulfide, wie z. B. Polyphenylensulfid, Polyarylate, amorphe Polyarylate, thermoplastische Polyamidimide, Polyetherimide, Polyetheretherketone, thermoplastische Polyimide, Flüssigkristallpolymere, wie z. B. Flüssigkristallpolyester, Fluorharze, wie z. B. Polytetrafluorethylen, fluoriertes Ethylen-Propylen, Polychlortrifluorethylen, Polyvinylidenfluorid und Polyvinylfluorid und dergleichen.
  • Darüber hinaus umfassen andere thermoplastische Harze hochschlagzähes Polystyrol (HIPS), Säure- oder Säureanhydrid-modifizierte Harze auf Polyolefinbasis, Epoxy-modifizierte Polyolefinharze, cyclische Polyolefine, Säure- oder Säureanhydrid-modifizierte Acrylelastomere, Epoxy-modifizierte Acrylelastomere, Silikonkautschuke, Fluorkautschuke, Naturkautschuk, Imidgruppe-enthaltende Vinylharze, Poly(1,4-cyclohexandimethylterephthalat), Polymilchsäure, Polyetherketon, Polyetheramid und dergleichen.
  • Die wärmehärtenden Harze sind nicht speziell beschränkt und umfassen Epoxyharze, Phenolharze, Melaminharze, wärmehärtende Polyimidharze, wärmehärtende Polyamidimide, wärmehärtende Silikonharze, Harnstoffharze, ungesättigte Polyesterharze, Harnstoffharze, Benzoguanaminharze, Alkydharze, Urethanharze und dergleichen.
  • (Metall-Harz-Verbundmaterial)
  • Das Metall-Harz-Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung umfasst das Aluminiumsubstrat mit der Aluminiumoxidbeschichtung und das Harz, das mittels der Aluminiumoxidbeschichtung an das Aluminiumsubstrat gebunden ist.
  • Es sollte beachtet werden, dass es bei dem Metall-Harz-Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung lediglich erforderlich ist, dass das Aluminiumsubstrat und das Harz mittels der Aluminiumoxidbeschichtung miteinander verbunden sind. Das Metall-Harz-Verbundmaterial kann eine Mehrschichtstruktur aufweisen, bei der eine weitere Schicht (wie z. B. eine weitere Harzschicht, eine anorganische Schicht oder dergleichen) auf jedem des Aluminiumsubstrats und des Harzes gestapelt ist. Der Aufbau der anderen Schichten ist nicht speziell beschränkt und die Gestaltung kann in einer geeigneten Weise gemäß der Anwendung des Metall-Harz-Verbundmaterials und dergleichen modifiziert werden.
  • Darüber hinaus kann das Harz in dem Metall-Harz-Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung mit verschiedenen Additiven gemischt werden, solange die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird. Das Zumischen von Additiven führt zu Wirkungen wie z. B. einer Verbesserung des Elastizitätsmoduls des Harzes (eine Wirkung eines anorganischen Füllstoffs, wie z. B. Kohlefasern oder Glasfasern), einer Polaritätsveränderung (eine Wirkung von Kautschuk, eines Elastomers oder eines anderen Harzes) und einer Hemmung der Zersetzung und einer Verlangsamung einer Abbaureaktion (Wirkungen eines Antioxidationsmittels oder dergleichen), so dass eine weitere Verbesserung der Verbindungsfestigkeit, eine Verbesserung der Benetzbarkeit der Harz-Metall-Grenzfläche, eine weitere Verbesserung der Grenzflächenhaftung, eine Verbesserung der Langzeitstabilität (Wärmebeständigkeit, Beständigkeit gegen feuchte Wärme, Wasserbeständigkeit, usw.) und dergleichen erwartet werden können.
  • Die Additive sind nicht speziell beschränkt und Beispiele dafür umfassen Flammverzögerungsmittel, Antioxidationsmittel, Ultraviolettabsorptionsmittel, Hydrolysehemmstoffe, Lichtstabilisatoren, Ultraviolettabsorptionsmittel, Antistatikmittel, Schmiermittel, Formentrennmittel, Keimbildungsmittel, Rheologieeinstellmittel, Farbmittel, Farbstoffe, antibakterielle Mittel, Oberflächenbehandlungsmittel, wie z. B. Silankopplungsmittel, Nanofüllstoffe auf Kohlenstoffbasis, wie z. B. Graphit, Kohlenstoffnanofasern, Kohlenstoffnanoröhrchen, Kohlenstoffnanoplättchen, Graphen, Graphen mit wenigen Schichten, Nanographit (wie z. B. Graphennanobänder), Nanographen, Kohlenstoffnanotrichter, Kohlenstoffnanokegel, Kohlenstoffnanowendeln und Fullerene, faserförmige Substanzen, einschließlich Glasfasern, Kohlefasern, synthetische Fasern, wie z. B. Aramidfasern, und natürliche Fasern, wie z. B. Cellulose, Chitin und Chitosan, Schichtsilikate, wie z. B. Glimmermineral und Kaolinmineral, anorganische Füllstoffe, wie z. B. Calciumcarbonat, Calciumphosphat, Titanoxid, Silica, Fadenkristalle, Aluminiumoxid, Bornitrid, Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Diamant und Zinkoxid und dergleichen. Es sollte jedoch beachtet werden, dass vorsichtig vorgegangen werden sollte, da der Zusatz dieser Additive in einer großen Menge eine Verschlechterung der Schlagfestigkeit verursachen kann. Es ist auch möglich, organische Additive, wie z. B. Kautschuk, ein Elastomer, eine flexible Harzkomponente und/oder einen Weichmacher, zuzusetzen. Es sollte jedoch beachtet werden, dass vorsichtig vorgegangen werden sollte, da der Zusatz der organischen Additive in einer großen Menge eine Verminderung der Hochtemperatursteifigkeit und eine Senkung der Biegetemperatur unter Last verursachen kann.
  • Die Arten dieser Additive sind nicht speziell beschränkt und die Additive sind jeweils bevorzugt eine Komponente, deren Verträglichkeit mit dem Harz nicht extrem gering ist, oder eine Komponente, deren Verträglichkeit mit dem Harz gering ist, die jedoch durch chemische Modifizierung oder Zusetzen eines verträglich machenden Mittels verbessert werden kann. Dabei kann eines dieser Additive allein verwendet werden oder zwei oder mehr davon können in einer Kombination verwendet werden.
  • Darüber hinaus ist ein Verfahren zum Zumischen eines solchen Additivs nicht speziell beschränkt, solange das Additiv mit dem Verfahren in dem Harz dispergiert werden kann. Beispielsweise kann ein herkömmlich bekanntes Verfahren verwendet werden, wie z. B. ein Verfahren, bei dem das Harz und das Additiv in einem Lösungsmittel gemischt werden, ein Verfahren, bei dem das Harz und das Additiv unter Verwendung eines Einschnecken- oder Mehrschneckenextruders des belüfteten Typs, einer Kautschukmischwalze, eines Banbury-Mischers oder dergleichen geknetet wird. Wenn ein wärmehärtendes Harz mit einer geringen Viskosität als Harz verwendet wird, können das Additiv und das Harz auch durch Durchführen einer Komplexierungsbehandlung unter Verwendung eines Planetenzentrifugalmischers gemischt werden.
  • [Verfahren zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials]
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials, das ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung und ein Harz, das mittels der Aluminiumoxidbeschichtung an das Aluminiumsubstrat gebunden ist, umfasst, wobei das Verfahren umfasst:
    einen Oberflächenbehandlungsschritt, bei dem ein Aluminiumsubstrat einer Anodisierungsbehandlung zum Bilden einer Aluminiumoxidbeschichtung, die eine poröse Oberflächenschicht aufweist, in der Säulen mit einer durchschnittlichen Höhe von 10 bis 100 nm in einem verteilten Zustand angeordnet sind, der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 8000 bis 128000 nm2 beträgt, der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 1000 bis 27000 nm beträgt und der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 10 bis 430 beträgt, auf einer Oberfläche des Aluminiumsubstrats unterzogen wird, und
    einen Verbindungsschritt, bei dem das Aluminiumsubstrat mittels der Aluminiumoxidbeschichtung, welche die poröse Oberflächenschicht aufweist und die in dem Oberflächenbehandlungsschritt gebildet worden ist, mit einem Harz verbunden wird.
  • Darüber hinaus ist es in dem Oberflächenbehandlungsschritt des vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung bevorzugt, auf der Oberfläche des Aluminiumsubstrats eine Aluminiumoxidbeschichtung auszubilden, die eine poröse Oberflächenschicht aufweist, in der Säulen mit einer durchschnittlichen Höhe von 10 bis 100 nm in einem verteilten Zustand angeordnet sind, und zwar dadurch, dass das Aluminiumsubstrat der Anodisierungsbehandlung unterzogen wird, wobei die poröse Oberflächenschicht eine durchschnittliche Dicke von 10 bis 100 nm aufweist, wobei der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 8000 bis 128000 nm2 beträgt, der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 10 bis 430 beträgt und der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 1000 bis 27000 nm beträgt.
  • Darüber hinaus ist es in dem Oberflächenbehandlungsschritt des vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung bevorzugt, auf der Oberfläche des Aluminiumsubstrats eine Aluminiumoxidbeschichtung auszubilden, welche die vorstehend beschriebene poröse Oberflächenschicht und eine poröse Zwischenschicht aufweist, die auf einer Seite des Aluminiumsubstrats der porösen Oberflächenschicht ausgebildet ist und feine vertiefte Abschnitte aufweist, wobei die poröse Zwischenschicht eine durchschnittliche Filmdicke von 500 nm bis 20 μm aufweist, wobei die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 5 bis 50 nm aufweisen und die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Zwischenporenabstand von 5 bis 90 nm aufweisen.
  • [Bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials]
  • Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials, das ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung und ein Harz, das mittels der Aluminiumoxidbeschichtung an das Aluminiumsubstrat gebunden ist, umfasst, wobei das Verfahren umfasst:
    einen Oberflächenbehandlungsschritt, bei dem ein Aluminiumsubstrat einer Anodisierungsbehandlung unterzogen wird, die in mehreren Stufen durchgeführt wird, so dass eine Aluminiumoxidbeschichtung, welche die vorstehend beschriebene poröse Oberflächenschicht aufweist, auf einer Oberfläche des Aluminiumsubstrats gebildet wird, wodurch das vorstehend beschriebene Aluminiumsubstrat mit der Aluminiumoxidbeschichtung der vorliegenden Erfindung erhalten wird, und
    einen Verbindungsschritt, bei dem das Aluminiumsubstrat mittels der Aluminiumoxidbeschichtung, welche die poröse Oberflächenschicht aufweist und die in dem Oberflächenbehandlungsschritt gebildet worden ist, mit einem Harz verbunden wird.
  • (Oberflächenbehandlungsschritt)
  • In dem Oberflächenbehandlungsschritt der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Anodisierungsbehandlung, die in mehreren Stufen durchgeführt wird (eine mehrstufige Behandlung der Anodisierungsbehandlung) nicht speziell beschränkt, und ein bekanntes Anodisierungsverfahren kann in einer geeigneten Weise eingesetzt werden. Beispielsweise wird die Oberfläche des Aluminiumsubstrats in mehreren Stufen durch Durchführen einer Elektrolyse in einer sauren Lösung unter Verwendung des Aluminiumsubstrats als Anode und einer unlöslichen Elektrode als Kathode durchgeführt, so dass die Aluminiumoxidbeschichtung (anodische Oxidbeschichtung), die aus Aluminiumoxid hergestellt ist und welche die poröse Oberflächenschicht und die poröse Zwischenschicht aufweist, die vorstehend beschrieben worden sind, gebildet werden kann.
  • Das elektrolytische Verfahren, die Kathode, die elektrolytische Lösung, die Konzentration und die Temperatur der elektrolytischen Lösung, die Stromdichte und die Spannung für die Elektrolyse, die Zeit der elektrolytischen Behandlung und dergleichen, die in der Anodisierungsbehandlung eingesetzt werden, sind nicht speziell beschränkt, und es ist möglich, in einer geeigneten Weise ein Verfahren und Bedingungen für die Anodisierungsbehandlung auszuwählen, durch welche die gewünschte Form, Struktur und dergleichen der Aluminiumoxidbeschichtung, d. h., die gewünschte Form, Struktur und dergleichen der porösen Oberflächenschicht und die gewünschte Form, Struktur und dergleichen der porösen Zwischenschicht gebildet werden können.
  • Die Anodisierungsbehandlung, die in dem Oberflächenbehandlungsschritt gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht speziell beschränkt, und ein bekanntes Anodisierungsverfahren kann in einer geeigneten Weise eingesetzt werden. Beispielsweise wird eine Oberfläche des Aluminiumsubstrats durch eine Elektrolyse in einer sauren Lösung unter Verwendung des Aluminiumsubstrats als Anode und einer unlöslichen Elektrode als Kathode anodisiert. Auf diese Weise kann eine Aluminiumoxidbeschichtung (anodische Oxidbeschichtung), die aus Aluminiumoxid hergestellt ist und welche die vorstehend beschriebene poröse Oberflächenschicht aufweist, gebildet werden.
  • Darüber hinaus ist das elektrolytische Verfahren, das in der Anodisierungsbehandlung eingesetzt wird, nicht speziell beschränkt, und es ist beispielsweise möglich, ein elektrolytisches Verfahren wie z. B. ein cyclisches Verfahren, ein Verfahren bei konstantem Strom, ein Verfahren bei konstantem Potenzial, ein Pulsverfahren bei konstantem Potenzial, ein Pulsverfahren bei konstantem Strom und dergleichen einzusetzen.
  • Darüber hinaus ist die Kathode, die in der Anodisierungsbehandlung verwendet wird, nicht speziell beschränkt, und jedwede Kathode kann verwendet werden, solange beispielsweise die Kathode mit der sauren Lösung reagiert oder eine beträchtlich geringere elektrische Leitfähigkeit aufweist. Im Allgemeinen ist es möglich, eine unlösliche, elektrisch leitende Platte aus Platin, Blei, rostfreiem Stahl, Kohlenstoff oder dergleichen zu verwenden.
  • Die elektrolytische Lösung, die in der Anodisierungsbehandlung verwendet wird, ist nicht speziell beschränkt, und Beispiele dafür umfassen saure Lösungen, wie z. B. Phosphorsäure-, Chromsäure-, Oxalsäure- und Schwefelsäurelösungen. Eine oder ein Gemisch aus zwei oder mehr dieser sauren Lösungen kann oder können verwendet werden.
  • Darüber hinaus kann die Konzentration der sauren Lösung in einer geeigneten Weise gemäß anderen Bedingungen, wie z. B. der Art der verwendeten elektrolytischen Lösung und der Form und der Struktur der porösen Oberflächenschicht und/oder der porösen Zwischenschicht, die gebildet werden, ausgewählt werden. Wenn beispielsweise eine wässrige Schwefelsäurelösung als die saure Lösung verwendet wird, beträgt die Konzentration mehr bevorzugt 0,01 bis 10 mol/Liter. Wenn eine wässrige Oxalsäurelösung verwendet wird, beträgt die Konzentration mehr bevorzugt 0,01 bis 10 mol/Liter. Ferner beträgt die Temperatur der sauren Lösung vorzugsweise –10 bis 80°C und mehr bevorzugt –10 bis 60°C. Durch Durchführen der Anodisierungsbehandlung bei dieser Temperatur kann oder können die poröse Oberflächenschicht und/oder die poröse Zwischenschicht einfach auf der Oberfläche des Aluminiumsubstrats gebildet werden. Demgemäß erleichtert dies den Kontakt (Haftung) der Oberfläche des Aluminiumsubstrats mit dem Harz. Darüber hinaus wird das Harz in Kontakt mit der porösen Oberflächenschicht mit den Säulen verhakt und das Eintreten des Harzes in die feinen Poren in der Aluminiumoxidbeschichtung wird gefördert, so dass die feinen Säulen der Metallverbindungsfläche ferner in die Harzschicht eingebracht werden (in diese eindringen). Dies ermöglicht es, das Aluminiumsubstrat in einer einfachen Weise fest an das Harzmaterial zu binden. Wenn die Temperatur der sauren Lösung niedriger ist als die Untergrenze, besteht eine Tendenz dahingehend, dass es schwierig ist, die Säulen der porösen Oberflächenschicht und/oder der porösen Zwischenschicht gemäß der vorliegenden Erfindung zu bilden. Ferner wird dann, wenn die Temperatur der sauren Lösung die Obergrenze übersteigt, die Auflösung der anodischen Oxidbeschichtung beschleunigt, so dass eine Tendenz dahingehend besteht, dass es schwierig wird, die Säulen und/oder die poröse Zwischenschicht zu bilden.
  • Darüber hinaus ist die elektrolytische Stromdichte, die in der Anodisierungsbehandlung eingesetzt wird, nicht speziell beschränkt, und sie beträgt z. B. vorzugsweise 0,002 bis 2,5 A/dm2 und mehr bevorzugt 0,002 bis 1,0 A/dm2. Wenn die elektrolytische Stromdichte unterhalb der Untergrenze liegt, besteht eine Tendenz dahingehend, dass die Bildungsgeschwindigkeit der porösen Oberflächenschicht und/oder der porösen Zwischenschicht extrem gering ist. Ferner wird dann, wenn die elektrolytische Stromdichte die Obergrenze übersteigt, die Auflösung der anodischen Oxidbeschichtung beschleunigt, so dass eine Tendenz dahingehend besteht, dass es schwierig wird, die Säulen zu bilden. Es sollte beachtet werden, dass die Zeit für die elektrolytische Behandlung in der Anodisierungsbehandlung vorzugsweise 30 Sekunden bis 100 Minuten beträgt.
  • Ein bevorzugtes spezifisches Beispiel für die mehrstufige Behandlung der Anodisierungsbehandlung ist wie folgt. Insbesondere wird in einer Anodisierungsbehandlung der ersten Stufe eine Elektrolyse unter Verwendung eines Aluminiumsubstrats als Anode, einer Platinplatte als Kathode und einer sauren Lösung, die eine oder zwei oder mehr saure Lösung(en) von Phosphorsäure-, Chromsäure-, Oxalsäure-, Schwefelsäurelösungen und dergleichen als elektrolytische Flüssigkeit enthält, unter den Bedingungen einer Konzentration der sauren Lösung von 0,01 bis 10 mol/Liter, einer Behandlungstemperatur von –10 bis 60°C, einer Stromdichte von 0,002 bis 1,0 A/dm2, einer Spannung von 1,0 bis 30 V und einer Behandlungszeit von 30 Sekunden bis 100 Minuten durchgeführt. Auf diese Weise wird ein anodischer Oxidfilm auf der Oberfläche des Aluminiumsubstrats gebildet.
  • Es sollte beachtet werden, dass mehr bevorzugte Bedingungen der Anodisierungsbehandlung der ersten Stufe wie folgt sind. Eine saure Lösung von einer oder beiden von Oxalsäure und Schwefelsäure wird als elektrolytische Flüssigkeit verwendet, die Konzentration der sauren Lösung beträgt 0,01 bis 1 mol/Liter, die Behandlungstemperatur beträgt –10 bis 30°C, die Stromdichte beträgt 0,002 bis 0,5 A/dm2, die Spannung beträgt 1,0 bis 10 V und die Behandlungszeit beträgt 30 Sekunden bis 30 Minuten.
  • In einer anschließenden Anodisierungsbehandlung wird eine Elektrolyse unter Verwendung des Aluminiumsubstrats als Anode, einer Platinplatte als Kathode und einer sauren Lösung, die eine oder zwei oder mehr von Phosphorsäure, Chromsäure, Oxalsäure, Schwefelsäure und dergleichen als elektrolytische Flüssigkeit enthält, unter den Bedingungen einer Konzentration der sauren Lösung von 0,01 bis 10 mol/Liter, einer Behandlungstemperatur von –10 bis 60°C, einer Stromdichte von 0,002 bis 1,0 A/dm2, einer Spannung von 1,0 bis 30 V und einer Behandlungszeit von 30 Sekunden bis 100 Minuten durchgeführt. Auf diese Weise wird ein anodischer Oxidfilm, der eine Mehrzahl von Schichten umfasst, auf der Oberfläche des Aluminiumsubstrats gebildet.
  • Es sollte beachtet werden, dass mehr bevorzugte Bedingungen der Anodisierungsbehandlung der zweiten Stufe oder später wie folgt sind. Eine saure Lösung von einer oder beiden von Oxalsäure und Schwefelsäure wird als elektrolytische Flüssigkeit verwendet, die Konzentration der sauren Lösung beträgt 0,01 bis 1 mol/Liter, die Behandlungstemperatur beträgt –10 bis 30°C, die Stromdichte beträgt 0,002 bis 0,5 A/dm2, die Spannung beträgt 1,0 bis 20 V und die Behandlungszeit beträgt 30 Sekunden bis 60 Minuten.
  • Bei der mehrstufigen Behandlung der Anodisierungsbehandlung ist es mehr bevorzugt, Behandlungsbedingungen einzusetzen, bei denen (Dicke der Schicht, die durch die Behandlung der ersten Stufe gebildet worden ist) ≤ (Dicke der Schichten, die durch die Behandlung der zweiten Stufe und später gebildet worden sind) ist. Dies ermöglicht es, die vorstehend beschriebenen Säulen in der porösen Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung einfach zu bilden. Ferner beträgt oder betragen (Stromdichte und/oder Spannung bei der zweiten Stufe) besonders bevorzugt das 5- bis 10-fache der (Behandlungsbedingungen bei der ersten Stufe). Dies ermöglicht es, die vorstehend beschriebenen Säulen in der porösen Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung einfacher zu bilden.
  • Dabei bezieht sich die Stromdichte in der vorliegenden Erfindung auf einen Wert, der durch Dividieren eines elektrischen Stromwerts, der durch eine geregelte Gleichstromversorgung (Produktnummer: AD-8735d, von AND hergestellt) eingestellt wird, durch die Oberfläche des Aluminiummetallelements erhalten wird.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ermöglicht es die bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung, auf einer Oberfläche eines Aluminiumsubstrats eine Aluminiumoxidbeschichtung mit einer porösen Oberflächenschicht (erste Schicht) zu bilden, in der Säulen mit einer durchschnittlichen Höhe von 10 bis 100 nm in einem verteilten Zustand angeordnet sind, wobei die poröse Oberflächenschicht eine durchschnittliche Dicke von 10 bis 100 nm aufweist, der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 8000 bis 128000 nm2 beträgt und der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 10 bis 430 beträgt. Auf diese Weise kann das Aluminiumsubstrat mit der Aluminiumoxidbeschichtung (das Aluminiumsubstrat, das die vorstehend beschriebene erste Schicht aufweist) der vorliegenden Erfindung erhalten werden.
  • Darüber hinaus ermöglicht es die bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung, auf einer Oberfläche eines Aluminiumsubstrats eine Aluminiumoxidbeschichtung mit einer porösen Oberflächenschicht (einer bevorzugten ersten Schicht) zu bilden, in der Säulen mit einer durchschnittlichen Höhe von 10 bis 100 nm in einem verteilten Zustand angeordnet sind, wobei die poröse Oberflächenschicht eine durchschnittliche Dicke von 10 bis 100 nm aufweist, der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 8000 bis 128000 nm2 beträgt, der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 10 bis 430 beträgt und der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 1000 bis 27000 nm beträgt. Auf diese Weise kann ein Aluminiumsubstrat mit der Aluminiumoxidbeschichtung der vorliegenden Erfindung (ein Aluminiumsubstrat, das die vorstehend beschriebene bevorzugte erste Schicht aufweist) erhalten werden.
  • Darüber hinaus ermöglicht es die bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung bevorzugt, auf einer Oberfläche des Aluminiumsubstrats eine Aluminiumoxidbeschichtung auszubilden, welche die vorstehend beschriebene poröse Oberflächenschicht und eine poröse Zwischenschicht (eine zweite Schicht) aufweist, die auf einer Seite des Aluminiumsubstrats der porösen Oberflächenschicht ausgebildet ist und feine vertiefte Abschnitte aufweist, wobei die poröse Zwischenschicht eine durchschnittliche Filmdicke von 500 nm bis 20 μm aufweist, wobei die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 5 bis 50 nm aufweisen und die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Zwischenporenabstand von 5 bis 90 nm aufweisen. Auf diese Weise kann ein Aluminiumsubstrat mit der zweiten Schicht erhalten werden.
  • Es sollte beachtet werden, dass es in der Anodisierungsbehandlung der vorliegenden Erfindung möglich ist, vor der Anodisierungsbehandlung in einer geeigneten Weise gewöhnlich eingesetzte Vorbereitungsbehandlungen (Schwabbeln oder Polieren, eine Haarrissbehandlung, eine Satinierungsbehandlung, eine Strukturierung und dergleichen) und gewöhnlich eingesetzte Vorbehandlungen (Oberflächenreinigungs- und -lösungsbehandlungen, wie z. B. Entfetten, Ätzen, Befreien von Schmiere und elektrolytisches Polieren) durchzuführen. Darüber hinaus ist es in der Anodisierungsbehandlung der vorliegenden Erfindung möglich, nach der Anodisierungsbehandlung in einer geeigneten Weise gewöhnlich eingesetzte Nachbehandlungen (Waschen mit Wasser, Porenverschließen und dergleichen) durchzuführen.
  • In der Anodisierungsbehandlung der vorliegenden Erfindung wird die Oberfläche, die der Oberflächenbehandlung unterzogen wird, vorzugsweise jedweder von einer oder zwei oder mehr von einer Entfettungsbehandlung, einer Ätzbehandlung, einer Behandlung zum Befreien von Schmiere und einer elektrolytischen Polierbehandlung als Vorbehandlungen unterzogen, die vor der Anodisierungsbehandlung durchgeführt werden.
  • Die Entfettungsbehandlung, die vor der Anodisierungsbehandlung durchgeführt wird, kann z. B. unter Verwendung eines gewöhnlichen Entfettungsbads durchgeführt werden, das Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Natriumphosphat, ein grenzflächenaktives Mittel oder dergleichen enthält. Die Behandlungsbedingungen sind derart, dass die Eintauchtemperatur vorzugsweise 15 bis 55°C und mehr bevorzugt 25 bis 40°C beträgt und die Eintauchzeit vorzugsweise 1 bis 10 Minuten und mehr bevorzugt 3 bis 6 Minuten beträgt.
  • Ferner wird in der Ätzbehandlung, die vor der Anodisierungsbehandlung durchgeführt wird, beispielsweise eine wässrige Alkalilösung oder dergleichen von Natriumhydroxid (NaOH), Kaliumhydroxid (KOH), Natriumcarbonat (Na2CO3) oder dergleichen verwendet. Die Behandlungslösungen sind derart, dass die Konzentration der wässrigen Alkalilösung 20 bis 200 g/Liter und vorzugsweise 50 bis 150 g/Liter beträgt, die Eintauchtemperatur vorzugsweise 30 bis 70°C und mehr bevorzugt 40 bis 60°C beträgt und die Eintauchzeit vorzugsweise 0,5 bis 5 Minuten und mehr bevorzugt 1 bis 3 Minuten beträgt. Es kann auch eine saure Ätzbehandlung unter Verwendung einer wässrigen Säurelösung von Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Fluorwasserstoffsäure oder dergleichen durchgeführt werden. Bei der sauren Ätzbehandlung beträgt die Konzentration der wässrigen Säurelösung 20 bis 200 g/Liter, die Eintauchtemperatur beträgt vorzugsweise 30 bis 70°C und mehr bevorzugt 40 bis 60°C und die Eintauchzeit beträgt vorzugsweise 0,5 bis 5 Minuten und mehr bevorzugt 1 bis 3 Minuten.
  • Darüber hinaus wird bei der Behandlung zum Befreien von Schmiere, die vor der Anodisierungsbehandlung durchgeführt wird, z. B. eine wässrige Lösung von Salpetersäure, Schwefelsäure oder dergleichen verwendet. Die Behandlungsbedingungen sind derart, dass die Eintauchtemperatur vorzugsweise 15 bis 55°C und mehr bevorzugt 25 bis 40°C beträgt und dass die Eintauchzeit vorzugsweise 1 bis 10 Minuten und mehr bevorzugt 3 bis 6 Minuten beträgt.
  • Darüber hinaus wird bei der elektrolytischen Polierbehandlung, die vor der Anodisierungsbehandlung durchgeführt wird, beispielsweise eine wässrige Lösung von Phosphorsäure, Phosphorsäure-Schwefelsäure, Phosphorsäure-Schwefelsäure-Chromsäure, Perchlorsäure-Essigsäureanhydrid, Perchlorsäure-Ethanol, Salpetersäure oder dergleichen verwendet. Die Behandlungsbedingungen sind derart, dass die Stromdichte vorzugsweise 1 bis 10 A/dm2 beträgt, die Badspannung vorzugsweise 20 bis 30 V beträgt und die Behandlungszeit vorzugsweise 1 bis 5 Minuten beträgt.
  • Darüber hinaus ist bei der Anodisierungsbehandlung der vorliegenden Erfindung der Wasserwaschschritt, der im Allgemeinen nach der Anodisierungsbehandlung durchgeführt wird, z. B. vorzugsweise ein Waschen des Aluminiumsubstrats, auf dem die anodische Oxidbeschichtung gebildet worden ist, mit Wasser bei einer Temperatur von 5 bis 60°C und mehr bevorzugt mit Wasser bei 10 bis 50°C. Ein spezifisches Beispiel ist derart, dass das Aluminiumsubstrat mit Leitungswasser bei normaler Temperatur mehrmals gewaschen wird und dann für etwa 30 Sekunden mit Wasser bei etwa 50°C gewaschen wird.
  • Es sollte beachtet werden, dass es als eine Nachbehandlung der Anodisierungsbehandlung der vorliegenden Erfindung bevorzugt ist, dass die Aluminiumoxidbeschichtung auf der Oberfläche des Aluminiumsubstrats mit einer Phosphorsäurelösung behandelt wird.
  • (Verbindungsschritt)
  • In dem Verbindungsschritt des Verfahrens zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum miteinander Verbinden des Aluminiumsubstrats und des Harzes nicht speziell beschränkt und ein bekanntes Verfahren zum Formen eines Harzes kann in einer geeigneten Weise verwendet werden. In der vorliegenden Erfindung kann jedwedes Verfahren eingesetzt werden, solange das Aluminiumsubstrat und das Harz mittels der Aluminiumoxidbeschichtung, welche die vorstehend beschriebene poröse Oberflächenschicht aufweist und die in dem Oberflächenbehandlungsschritt gebildet worden ist, miteinander verbunden werden können. Beispielsweise kann ein Verfahren wie z. B. ein Spritzgussverfahren, ein Formpressverfahren, ein Schmelzpressverbindungsverfahren oder ein Pressverfahren verwendet werden.
  • Insbesondere wird vorzugsweise ein Spritzgussverfahren verwendet. Das Spritzgussverfahren ist nicht speziell beschränkt und ein gewöhnliches Spritzgussverfahren unter Verwendung einer Spritzgussmaschine kann verwendet werden.
  • Das Spritzgussverfahren, das in dem Verbindungsschritt gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht speziell beschränkt und ein bekanntes Spritzgussverfahren kann in einer geeigneten Weise verwendet werden. Insbesondere wird als erstes das Aluminiumsubstrat mit der Aluminiumoxidbeschichtung, die in dem Oberflächenbehandlungsschritt erhalten worden ist, in ein vorbestimmtes Formwerkzeug zum Spritzgießen eingesetzt. Als nächstes wird ein Harz in einem geschmolzenen Zustand auf eine Oberfläche eines Abschnitts gespritzt, der die poröse Oberflächenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung des Aluminiumsubstrats umfasst, das die Aluminiumoxidbeschichtung aufweist. Danach wird das Harz durch Abkühlen des Formwerkzeugs erstarren gelassen, so dass das Aluminiumsubstrat und das Harz miteinander verbunden werden. Die Harztemperatur während des Spritzgießens ist nicht speziell beschränkt, solange die Harztemperatur bei oder oberhalb einer Temperatur liegt, bei der das Harz, das die Verbindungsfläche bildet, fließen kann. Darüber hinaus können als weitere Spritzbedingungen bekannte Bedingungen eingesetzt werden, die für jedes Harz geeignet sind.
  • Darüber hinaus ist ein weiteres spezifisches Beispiel des Spritzgussverfahrens wie folgt. Insbesondere wird als erstes ein Formwerkzeug zum Spritzgießen hergestellt. Das Formwerkzeug wird geöffnet und das Aluminiumsubstrat mit der Aluminiumoxidbeschichtung, die in dem Oberflächenbehandlungsschritt erhalten worden ist, wird in eines der Teile des Formwerkzeugs als ein Einsatzelement eingesetzt und das Formwerkzeug wird geschlossen. Als nächstes wird ein thermoplastisches Harz, das bei hoher Temperatur und hohem Druck geschmolzen worden ist, eingespritzt und einem Zweistufen-Spritzgießen unterzogen. Dann wird das Formwerkzeug geöffnet und der Gegenstand wird aus dem Formwerkzeug entnommen. Folglich wird das thermoplastische Harz mit dem Aluminiumsubstrat verbunden, so dass das Metall-Harz-Verbundmaterial erzeugt wird. Es sollte beachtet werden, dass Bedingungen, wie z. B. der Formdruck und die Spritzgeschwindigkeit, in einer geeigneten Weise gemäß der verwendeten Spritzgussmaschine, der Art des Harzes und der zu formenden Gestalt eingestellt werden können.
  • Das Schmelzpressverbindungsverfahren, das in dem Verbindungsschritt gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht speziell beschränkt und ein bekanntes Schmelzpressverbindungsverfahren kann in einer geeigneten Weise eingesetzt werden. Insbesondere wird zuerst ein Harz mit einem bekannten Formverfahren, wie z. B. Spritzgießen oder Extrudieren, zu einer vorbestimmten Gestalt vorgeformt. Das vorgeformte Harzmaterial wird auf einem gewünschten Abschnitt, der die poröse Oberflächenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung des Aluminiumsubstrats mit der Aluminiumoxidbeschichtung umfasst, die in dem Oberflächenbehandlungsschritt erhalten worden ist, angeordnet, so dass eine Metall-Harz-Verbundmaterialvorstufe erhalten wird. Danach wird die Metall-Harz-Verbundmaterialvorstufe unter Erwärmen formgepresst. Folglich wird das Harz mit dem Aluminiumsubstrat, das die Aluminiumoxidbeschichtung aufweist, schmelzpressverbunden. Durch Abkühlen des erhaltenen Formpressgegenstands kann das Metall-Harz-Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung, in dem das Aluminiumsubstrat mit der Aluminiumoxidbeschichtung und das Harz miteinander verbunden sind, erhalten werden. Die Erwärmungstemperatur während des Schmelzpressverbindens ist nicht speziell beschränkt, solange die Erwärmungstemperatur bei oder oberhalb einer Temperatur liegt, bei der das Harz, das die Verbindungsfläche bildet, fließen kann. Bezüglich weiterer Bedingungen des Schmelzpressformens können bekannte Bedingungen eingesetzt werden, die für jedes Harz geeignet sind.
  • Das Pressverfahren, das in dem Verbindungsschritt gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht speziell beschränkt und ein bekanntes Verfahren auf der Basis eines Pressens kann in einer geeigneten Weise eingesetzt werden. Insbesondere wird das Harz auf einem Bereich, an dem das Harz verbunden werden soll, des Aluminiumsubstrats mit der Aluminiumoxidbeschichtung, die in dem Oberflächenbehandlungsschritt erhalten worden ist, angeordnet, und dann gepresst. Wenn ein solches Pressverfahren eingesetzt wird, ist die Druckbedingung (Pressbedingung) nicht speziell beschränkt, und es handelt sich dabei vorzugsweise um 10 bis 3000 kPa und mehr bevorzugt um 100 bis 1000 kPa. Wenn die Druckbedingung unterhalb der Untergrenze liegt, ist es schwierig, durch das Harz und die poröse Oberflächenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung des Aluminiumsubstrats eine fest anhaftende Schicht zu bilden, so dass eine Tendenz dahingehend besteht, dass es unmöglich ist, eine ausreichend hohe Verbindungsfestigkeit zu verleihen. Ferner wird dann, wenn die Druckbedingung die Obergrenze übersteigt, das Harz übermäßig verteilt und die fest anhaftende Schicht kann nicht erhalten werden, so dass eine Tendenz dahingehend besteht, dass es unmöglich ist, eine ausreichend hohe Verbindungsfestigkeit zu verleihen. Es sollte beachtet werden, dass das Pressverfahren als ein einfaches Verfahren eingesetzt werden kann, da es nicht erforderlich ist, das Pressen bei einem hohen Druck in dem Pressverfahren durchzuführen.
  • [Beispiele]
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung auf der Basis von Beispielen und Vergleichsbeispielen genauer beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die nachstehenden Beispiele beschränkt.
  • (Beispiele 1 bis 3)
  • Eine Aluminiumprobe (JIS A1050, 10 mm × 50 mm × t1 mm) wurde hergestellt. Als nächstes wurde die Aluminiumprobe einer Entfettungsbehandlung mit Aceton unterzogen und dann wurde auf der Oberfläche der Aluminiumprobe für 2 Minuten unter Verwendung einer Mischflüssigkeit aus HClO4 (67 ml) und C2H5OH (160 ml) als elektrolytische Polierflüssigkeit unter den Bedingungen einer Temperatur von 15 bis 30°C und einer Spannung von 8 V eine elektrolytische Polierbehandlung durchgeführt. Dann wurde die Aluminiumprobe mit ionenausgetauschtem Wasser gewaschen.
  • Als nächstes wurde die Aluminiumprobe, die der elektrolytischen Polierbehandlung unterzogen worden ist, unter Verwendung einer wässrigen Lösung von 5 bis 50 Gew.-% Schwefelsäure (von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., hergestellt, Reinheit: 96 bis 98%) als elektrolytische Flüssigkeit mit der Aluminiumprobe als Anode und einer Platinplatte, bei der es sich um eine unlösliche Elektrode handelt, als Kathode unter den in der Tabelle 1 gezeigten Bedingungen einer Anodisierungsbehandlung unterzogen. Auf diese Weise wurde auf der Oberfläche der Aluminiumprobe eine Aluminiumoxidbeschichtung gebildet und dann wurde die Aluminiumprobe mit Wasser gewaschen und getrocknet.
  • Anschließend wurde der anodisierte Aluminiumprüfkörper in eine Phosphorsäurelösung eingetaucht. Nach 5 Minuten Rühren bei Raumtemperatur wurde der anodisierte Aluminiumprüfkörper mit Wasser gewaschen. Dann wurde die gleiche Behandlung durchgeführt.
  • Als nächstes wurde unter Verwendung einer Spritzgussvorrichtung ein Harz auf die Oberfläche der Aluminiumprobe spritzgegossen, auf der die Aluminiumoxidbeschichtung ausgebildet worden ist. Insbesondere wurde zuerst die Aluminiumprobe, auf der die Aluminiumoxidbeschichtung ausgebildet worden ist, in ein Formwerkzeug zum Spritzgießen eingebracht. Dieses Formwerkzeug wurde an einer Spritzgussvorrichtung (C. Mobile, eine kleine Spritzgussvorrichtung, die von SHINKO SELLBIC CO., LTD. hergestellt worden ist) montiert und Polyphenylensulfid (ein PPS-Harz „TORELINA”, das von Toray Industries, Inc., hergestellt worden ist, unverstärkt, Standard, A900, Schmelzpunkt: 278°C, nachstehend als „PPS” abgekürzt) wurde auf die Oberfläche der Aluminiumplatte, auf der die Aluminiumoxidbeschichtung ausgebildet worden ist, unter den Bedingungen einer Harztemperatur von 330°C, einer Formwerkzeugtemperatur von 120 bis 150°C und einer Haltezeit von 30 Sekunden gespritzt. Auf diese Weise wurde ein spritzgegossener Gegenstand hergestellt, bei dem die Aluminiumprobe (10 mm × 50 mm × t1 mm) und das Harz (10 mm × 40 mm × t2 mm) miteinander verbunden waren (Überlappungsabschnitt: 10 mm × 10 mm).
  • <Bewertungstest: Zugschertest>
  • Die erhaltenen spritzgegossenen Gegenstände (Beispiele 1 bis 3) wurden als Prüfkörper verwendet. Jeder der Prüfkörper wurde jeweils einem Zugschertest (n = 3) unter Verwendung eines Instron-Universalprüfgeräts („INSTRON 5566”, von Instron hergestellt), das mit einer schraubstockartigen Aufspannvorrichtung ausgestattet war, unter den Bedingungen einer Zuggeschwindigkeit von 10 mm/Minute, einem Abstand der Aufspannvorrichtungen von 50 mm und einer Lastzelle von 10 kN zur Messung der Zugfestigkeit unterzogen. Die Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
  • <Untersuchung der porösen Oberflächenschicht>
  • Durch eine SEM-Untersuchung der Aluminiumoxidbeschichtung vor dem Spritzgießen, die in den Beispielen 1 bis 3 erhalten worden ist, wurden die durchschnittliche Höhe der porösen Oberflächenschicht (die durchschnittliche Höhe der Säulen), der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen, der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen und der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen bestimmt.
  • Als erstes wurde die durchschnittliche Höhe der porösen Oberflächenschicht (die durchschnittliche Höhe der Säulen) der Aluminiumoxidbeschichtung unter Verwendung eines SEM bestimmt. Zu Beginn wurden SEM-Bilder der Oberfläche der porösen Oberflächenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung und eines Längsquerschnitts der Verbindungsgrenzfläche zwischen dem Aluminiumsubstrat und dem Harz aufgenommen. Anschließend wurde die Distanz zwischen dem oberen Ende der porösen Oberflächenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung und einer Grenzfläche mit der Zwischenschicht (oder dem Aluminiumsubstrat, wenn die Zwischenschicht nicht vorlag) in dem aufgenommenen Bild (SEM-Bild, 40000-fache Vergrößerung) des Längsquerschnitts der Verbindungsgrenzfläche zwischen dem Aluminiumsubstrat und dem Harz gemessen. Das Maximum und das Minimum wurden in dem Querschnittsbild ausgewählt und die Mitte des Maximums und des Minimums wurde als der Durchschnittswert verwendet. Eine Normalverteilung wurde unter der Annahme bestimmt, dass die Differenz zwischen dem Durchschnittswert und dem Minimumwert gleich dem Dreifachen der Standardabweichung war und die durchschnittliche Höhe der porösen Oberflächenschicht und die Verteilung (Standardabweichung) davon wurden bewertet. Auf diese Weise wurde die durchschnittliche Höhe der porösen Oberflächenschicht (die durchschnittliche Höhe der Säulen) bestimmt. Die Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Ergebnisse. Es sollte beachtet werden, dass als ein Beispiel die 1 ein SEM-Bild eines Längsquerschnitts der Verbindungsgrenzfläche zwischen dem Aluminiumsubstrat und dem Harz, die im Beispiel 2 erhalten worden ist, und ein Diagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens zum Berechnen der durchschnittlichen Höhe der porösen Oberflächenschicht (die durchschnittliche Höhe der Säulen) der Aluminiumoxidbeschichtung zeigt. In der 1 ist der Teil (A) das SEM-Bild des Längsquerschnitts der Verbindungsgrenzfläche zwischen dem Aluminiumsubstrat und dem Harz, die im Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung erhalten worden ist, zum Veranschaulichen des Verfahrens zum Berechnen der durchschnittlichen Höhe der porösen Oberflächenschicht (der durchschnittlichen Höhe der Säulen) aus dem Durchschnittswert der Distanz, und der Teil (B) ist ein Diagramm, das eine Normalverteilung und einen mathematischen Ausdruck zum Veranschaulichen des Verfahrens zum Berechnen der durchschnittlichen Höhe der porösen Oberflächenschicht (der durchschnittlichen Höhe der Säulen) zeigt.
  • Als nächstes wurden SEM-Bilder der Oberfläche und des Querschnitts der porösen Oberflächenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung aufgenommen und die aufgenommenen Bilder wurden durch eine Binärisierung unter Verwendung der Bildanalysesoftware ImageJ gefolgt von dem Wendepunkt-Segmentierungsverfahren und dergleichen analysiert. Auf diese Weise wurden der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen, der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen und der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen der porösen Oberflächenschicht bestimmt. Insbesondere wurden zuerst SEM-Bilder (8 Bit-Bilder, Grauskala) der Oberfläche und des Querschnitts der porösen Oberflächenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung aufgenommen. Es sollte beachtet werden, dass als ein Beispiel der Teil (A) von 2 ein SEM-Bild eines Querschnitts der porösen Oberflächenschicht zeigt, die im Beispiel 3 erhalten worden ist.
  • Als nächstes wurden die Bilder (8 Bit-Bilder), von denen das Rauschen entfernt worden ist, unter Verwendung der Bildanalysesoftware ImageJ 1.47 analysiert. Als erstes wurde eine Binärisierungsverarbeitung durchgeführt. In dem Leuchtdichteschwelleneinstellverfahren wurde eine Schwelle von 130 als Grenzwert eingestellt, der visuell als erste Schicht erkennbar war, und die Leuchtdichten bei oder oberhalb 130 in den 8 Bit-Bildern wurden ausgewählt. Das Bild (B) von 2 zeigt die Ergebnisse. Es sollte beachtet werden, dass die 2 ein SEM-Bild eines Querschnitts einer porösen Oberflächenschicht und Diagramme zeigt, die eine Abfolge einer Reihe von Bildanalysevorgängen zeigen, in denen die Ergebnisse von Beispiel 3 als ein Beispiel gezeigt sind.
  • Anschließend wurden Teilchen mit Leuchtdichten bei oder oberhalb der eingestellten Schwelle ausgewählt und ein Trennverfahren der ausgewählten Teilchen wurde durchgeführt. In diesem Teilchentrennverfahren wurden die Teilchen auf der Basis des Wendepunkt-Segmentierungsverfahrens getrennt. Als erstes wurde ein EDM erzeugt. Als nächstes wurden UEPs in der EDM ermittelt (im Bild (C) von 2 gezeigt) und jeder UEP wurde so stark wie möglich erweitert, bis der UEP das Ende (die Kante) des Teilchen erreichte, oder bis der UEP die Grenze (Kante) eines Bereichs eines anderen (angrenzenden) wachsenden (sich erweiternden) UEP erreichte, so dass die angrenzenden Flächen (Grenzflächen) festgelegt wurden. Das Bild (D) von 2 zeigt das Ergebnis. Anschließend wurde der Minimumwert bestimmt und Blöcke mit Größen, die nicht geringer waren als der Minimumwert, wurden gezählt. Ferner wurden die Fläche, der Außenumfang und die Koordinate jedes Blocks durch ImageJ erhalten.
  • Es sollte beachtet werden, dass der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht wie folgt erhalten wurde. Insbesondere wurde ein Bild in einem zufällig ausgewählten Sichtfeld von 400 nm im Quadrat binärisiert und dann wurden die Flächen der gezählten Blöcke (alle in der Fläche des SEM-Bilds) aufsummiert, so dass der Gesamtwert der Querschnittsflächen der Säulen erhalten wurde. Fünf Bilder in Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, wurden zufällig ausgewählt und der Gesamtwert der Querschnittsflächen der Säulen in jedem Bild wurde bestimmt. Dann wurde aus den fünf Gesamtwerten der Durchschnitt gebildet und als der vorstehend beschriebene Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat verwendet. Die Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
  • Als nächstes wurde der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht wie folgt erhalten. Insbesondere wurde ein Bild in einem zufällig ausgewählten Sichtfeld von 400 nm im Quadrat binärisiert und dann wurden die Außenumfänge der gezählten Blöcke aufsummiert (alle in der Fläche des SEM-Bilds), so dass der Gesamtwert der Umfangslängen von Querschnitten der Säulen erhalten wurde. Fünf Bilder in Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, wurden zufällig ausgewählt und der Gesamtwert der Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in jedem Bild wurde bestimmt. Dann wurde aus den fünf Gesamtwerten der Durchschnitt gebildet und als der vorstehend beschriebene Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat verwendet. Die Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
  • Als nächstes wurde der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht wie folgt erhalten. Insbesondere wurde ein Bild in einem zufällig ausgewählten Sichtfeld von 400 nm im Quadrat binärisiert und dann wurde die Gesamtzahl der Blöcke, die durch das Wendepunkt-Segmentierungsverfahren aufgeteilt worden sind, erhalten. Fünf Bilder in Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, wurden zufällig ausgewählt und die Gesamtzahl der Blöcke in jedem Bild wurde bestimmt. Dann wurde aus den fünf Gesamtwerten der Durchschnitt gebildet und als der vorstehend beschriebene Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat verwendet. Die Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
  • Es sollte beachtet werden, dass die 3 die SEM-Untersuchungsergebnisse der porösen Oberflächenschicht, die im Beispiel 1 erhalten worden ist, und einen Graphen zeigt, der eine Normalverteilung zeigt, die zur Berechnung der durchschnittlichen Höhe der porösen Oberflächenschicht verwendet worden ist. Der Teil (A) der 3 zeigt ein SEM-Bild eines Querschnitts der porösen Oberflächenschicht. Der Teil (B) der 3 zeigt ein SEM-Bild eines Längsquerschnitts der Verbindungsgrenzfläche zwischen dem Aluminiumsubstrat und dem Harz. Der Teil (C) von 3 zeigt ein Diagramm, welches das Ergebnis eines Bildanalyseverfahrens zeigt, das mit dem SEM-Bild des Querschnitts der porösen Oberflächenschicht durchgeführt worden ist. Der Teil (D) von 3 zeigt einen Graphen, der eine Normalverteilung zeigt, die zur Berechnung der durchschnittlichen Höhe der porösen Oberflächenschicht verwendet worden ist.
  • Ferner zeigt die 4 die SEM-Untersuchungsergebnisse der porösen Oberflächenschicht, die im Beispiel 2 erhalten worden ist, und einen Graphen, der eine Normalverteilung zeigt, die zur Berechnung der durchschnittlichen Höhe der porösen Oberflächenschicht verwendet worden ist. Der Teil (A) von 4 zeigt ein SEM-Bild eines Querschnitts der porösen Oberflächenschicht. Der Teil (B) von 4 zeigt ein SEM-Bild eines Längsquerschnitts der Verbindungsgrenzfläche zwischen dem Aluminiumsubstrat und dem Harz. Der Teil (C) von 4 zeigt ein Diagramm, welches das Ergebnis eines Bildanalyseverfahrens zeigt, das mit dem SEM-Bild des Querschnitts der porösen Oberflächenschicht durchgeführt worden ist. Der Teil (D) von 4 zeigt einen Graphen, der eine Normalverteilung zeigt, die zur Berechnung der durchschnittlichen Höhe der porösen Oberflächenschicht verwendet worden ist.
  • Darüber hinaus zeigt die 5 die SEM-Untersuchungsergebnisse der porösen Oberflächenschicht, die im Beispiel 3 erhalten worden ist, und einen Graphen, der eine Normalverteilung zeigt, die zur Berechnung der durchschnittlichen Höhe der porösen Oberflächenschicht verwendet worden ist. Der Teil (A) von 5 zeigt ein SEM-Bild eines Querschnitts der porösen Oberflächenschicht. Der Teil (B) von 5 zeigt ein SEM-Bild eines Längsquerschnitts der Verbindungsgrenzfläche zwischen dem Aluminiumsubstrat und dem Harz. Der Teil (C) von 5 zeigt ein Diagramm, welches das Ergebnis eines Bildanalyseverfahrens zeigt, das mit dem SEM-Bild des Querschnitts der porösen Oberflächenschicht durchgeführt worden ist. Der Teil (D) von 5 zeigt einen Graphen, der eine Normalverteilung zeigt, die zur Berechnung der durchschnittlichen Höhe der porösen Oberflächenschicht verwendet worden ist.
  • <Untersuchung der porösen Zwischenschicht>
  • Durch eine SEM-Untersuchung der Aluminiumoxidbeschichtung von jedem der spritzgegossenen Gegenstände (Metall-Harz-Verbundmaterialien), die in den Beispielen 1 bis 3 erhalten worden sind, wurden die durchschnittliche Filmdicke der porösen Zwischenschicht, der durchschnittliche Porendurchmesser der feinen vertieften Abschnitte und der durchschnittliche Zwischenporenabstand der feinen vertieften Abschnitte bestimmt. Als erstes wurde unter Verwendung eines Ultramikrotoms eine dünne Probe hergestellt. Als nächstes wurden SEM-Bilder (8 Bit-Bilder, Grauskala) eines zufällig ausgewählten Oberflächenabschnitts der porösen Zwischenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung und ein Längsquerschnitt der Verbindungsgrenzfläche zwischen dem Aluminiumsubstrat und dem Harz aufgenommen. Anschließend wurden durch eine SEM-Untersuchung dieser Querschnitte die durchschnittliche Filmdicke der porösen Zwischenschicht, der durchschnittliche Porendurchmesser der feinen vertieften Abschnitte und der durchschnittliche Zwischenporenabstand der feinen vertieften Abschnitte bestimmt.
  • Es sollte beachtet werden, dass die durchschnittliche Filmdicke der porösen Zwischenschicht wie folgt erhalten worden ist. Insbesondere wurde ein Längsquerschnitt der Verbindungsgrenzfläche zwischen dem Aluminiumsubstrat und dem Harz durch ein SEM (40000-fache Vergrößerung) untersucht. In dem SEM-Bild wurde die Distanz zwischen einem oberen Ende der porösen Zwischenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung und der Grenzfläche mit dem Aluminiumsubstrat gemessen. Die Distanz wurde für fünf oder mehr zufällig ausgewählte Querschnitte gemessen. Der Durchschnittswert der Distanzen wurde berechnet und als durchschnittliche Filmdicke der Zwischenschicht verwendet. Die Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
  • Als nächstes wurde der durchschnittliche Porendurchmesser der feinen vertieften Abschnitte der porösen Zwischenschicht wie folgt erhalten. Ein Oberflächenabschnitt der porösen Zwischenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung wurde durch ein SEM (40000-fache Vergrößerung) untersucht. Fünf Poren wurden zufällig aus dem SEM-Bild ausgewählt. Die Distanz zwischen den am weitesten entfernten zwei Punkten in jeder Pore wurde als Porendurchmesser verwendet und der Durchschnittswert der fünf Porendurchmesser wurde als der durchschnittliche Porendurchmesser verwendet. Die Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
  • Als nächstes wurde der durchschnittliche Zwischenporenabstand der feinen vertieften Abschnitte der porösen Zwischenschicht wie folgt erhalten. Insbesondere wurde ein Oberflächenabschnitt der porösen Zwischenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung durch ein SEM (40000-fache Vergrößerung) untersucht. Fünf Poren wurden zufällig aus dem SEM-Bild ausgewählt. Die Distanz zwischen den Mitten jeder Pore und der Pore, die der Pore am nächsten liegt, wurde als Zwischenporenabstand verwendet. Der Durchschnittswert der fünf Zwischenporenabstände wurde als der durchschnittliche Zwischenporenabstand verwendet. Die Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
  • Es sollte beachtet werden, dass die 6 ein SEM-Bild eines Längsquerschnitts der porösen Zwischenschicht zeigt, die im Beispiel 1 erhalten worden ist.
  • Darüber hinaus zeigt die 7 SEM-Bilder eines Längsquerschnitts der porösen Zwischenschicht, die im Beispiel 2 erhalten worden ist. Der Teil (A) von 7 zeigt ein SEM-Bild des Längsquerschnitts der porösen Zwischenschicht. Der Teil (B) von 7 zeigt eine teilweise vergrößerte Photographie von Teil (A) von 7 auf der Seite des Aluminiumsubstrats.
  • Darüber hinaus zeigt die 8 SEM-Bilder eines Längsquerschnitts der porösen Zwischenschicht, die im Beispiel 3 erhalten worden ist. Der Teil (A) von 8 zeigt ein SEM-Bild des Längsquerschnitts der porösen Zwischenschicht. Der Teil (B) von 8 zeigt eine teilweise vergrößerte Photographie von Teil (A) von 8 auf der Seite des Aluminiumsubstrats.
  • (Beispiel 4)
  • Ein spritzgegossener Gegenstand, bei dem eine Aluminiumprobe (10 mm × 50 mm × t1 mm) und ein Harz (10 mm × 40 mm × t2 mm) miteinander verbunden waren (überlappender Abschnitt: 10 mm × 10 mm), wurde durch Bilden einer Aluminiumoxidbeschichtung auf einer Oberfläche der Aluminiumprobe in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 und Durchführen eines Spritzgießens in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass eine JIS A6063-Aluminiumprobe verwendet wurde, Nylon 6 (ein Nylon 6 „UBE Nylon 1015GU6”, das von Ube Industries, Ltd. hergestellt worden ist, abgekürzt als „PA6-1”) als Spritzgussharz verwendet wurde und die Anodisierungsbehandlungsbedingungen zu den Bedingungen verändert wurden, die in der Tabelle 1 gezeigt sind. Der erhaltene spritzgegossene Gegenstand wurde einem Zugschertest in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 unterzogen. Die Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
  • (Vergleichsbeispiel 1)
  • Ein spritzgegossener Gegenstand für einen Vergleich, bei dem eine Aluminiumprobe (10 mm × 50 mm × t1 mm) und ein Harz (10 mm × 40 mm × t2 mm) miteinander verbunden waren (überlappender Abschnitt: 10 mm × 10 mm), wurde durch Herstellen der Aluminiumprobe in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 und Durchführen eines Spritzgießens auf einer Oberfläche der Aluminiumprobe in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt. Der erhaltene spritzgegossene Gegenstand für einen Vergleich wurde einem Zugschertest in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 unterzogen. Die Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
  • (Vergleichsbeispiel 2)
  • Eine Aluminiumprobe wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt und eine Aluminiumoxidbeschichtung wurde auf einer Oberfläche der Aluminiumprobe in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 ausgebildet, mit der Ausnahme, dass die Anodisierungsbehandlungsbedingungen zu den Bedingungen verändert wurden, die in der Tabelle 1 gezeigt sind. Als nächstes wurde das Spritzgießen auf der Oberfläche der Aluminiumprobe, auf der die Aluminiumoxidbeschichtung ausgebildet war, in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt. Auf diese Weise wurde ein spritzgegossener Gegenstand für einen Vergleich, bei dem die Aluminiumprobe (10 mm × 50 mm × t1 mm) und das Harz (10 mm × 40 mm × t2 mm) miteinander verbunden waren (überlappender Abschnitt: 10 mm × 10 mm), hergestellt. Der erhaltene spritzgegossene Gegenstand für einen Vergleich wurde einem Zugschertest in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 unterzogen. Die Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
  • Darüber hinaus wurde die Aluminiumoxidbeschichtung in dem spritzgegossenen Gegenstand für einen Vergleich, der in dem Vergleichsbeispiel 2 erhalten worden ist, durch ein SEM in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 untersucht. Die Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
  • Es sollte beachtet werden, dass die 9 die SEM-Untersuchungsergebnisse der Aluminiumoxidbeschichtung des spritzgegossenen Gegenstands für einen Vergleich von Vergleichsbeispiel 2 zeigt. Der Teil (A) von 9 zeigt ein SEM-Bild eines Längsquerschnitts der Aluminiumprobe und der Aluminiumoxidbeschichtung. Der Teil (B) von 9 zeigt ein SEM-Bild einer Oberfläche der Aluminiumoxidbeschichtung. Der Teil (C) von 9 zeigt ein vergrößertes SEM-Bild des Längsquerschnitts der Aluminiumoxidbeschichtung auf der Oberflächenseite.
  • (Vergleichsbeispiele 3 bis 12)
  • Spritzgegossene Gegenstände für einen Vergleich, bei denen jeweils eine Aluminiumprobe (10 mm × 50 mm × t1 mm) und ein Harz (10 mm × 40 mm × t2 mm) miteinander verbunden waren (überlappender Abschnitt: 10 mm × 10 mm), wurde jeweils durch Bilden einer Aluminiumoxidbeschichtung auf einer Oberfläche der Aluminiumprobe in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 und Durchführen eines Spritzgießens in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Nylon 6 (ein Nylon 6 „UBE Nylon 1022B”, das von Ube Industries, Ltd. hergestellt worden ist, abgekürzt als „PA6-2”) als Spritzgussharz verwendet wurde und die Anodisierungsbehandlungsbedingungen zu den Bedingungen verändert wurden, die in der Tabelle 1 gezeigt sind. Die erhaltenen spritzgegossenen Gegenstände für einen Vergleich wurden einem Zugschertest in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 unterzogen. Die Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
  • Darüber hinaus wurden die Aluminiumoxidbeschichtungen in den spritzgegossenen Gegenständen für einen Vergleich, die in den Vergleichsbeispielen 3 und 5 erhalten worden sind, durch ein SEM in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 untersucht. Die Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.
  • (Vergleichsbeispiel 13)
  • Ein spritzgegossener Gegenstand für einen Vergleich, bei dem eine Aluminiumprobe (10 mm × 50 mm × t1 mm) und ein Harz (10 mm × 40 mm × t2 mm) miteinander verbunden waren (überlappender Abschnitt: 10 mm × 10 mm), wurde durch Durchführen eines Spritzgießens auf einer Oberfläche der Aluminiumprobe in der gleichen Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Nylon 6 (ein Nylon 6 „UBE Nylon 1022B”, das von Ube Industries, Ltd. hergestellt worden ist, abgekürzt als „PA6-2”) als Spritzgussharz verwendet wurde. Der erhaltene spritzgegossene Gegenstand für einen Vergleich wurde einem Zugschertest in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 unterzogen. Die Tabelle 2 zeigt die erhaltenen Ergebnisse. [Tabelle 1]
    Spannung (V); Behandlungszeit (Minuten) Konzentration der elektrolytischen Lösung [Gew.-%] Harz
    Beispiel 1 10;15, 5;7,5 10 PPS
    Beispiel 2 15;15, 5;15 10 PPS
    Beispiel 3 20;15, 5;30 10 PPS
    Beispiel 4 10;15, 5;7,5 10 PA6-1
    Vergleichsbeispiel 1 - - PPS
    Vergleichsbeispiel 2 15;15 10 PPS
    Vergleichsbeispiel 3 24;15 10 PA6-2
    Vergleichsbeispiel 4 20;15 10 PA6-2
    Vergleichsbeispiel 5 10;15 10 PA6-2
    Vergleichsbeispiel 6 10;10 10 PA6-2
    Vergleichsbeispiel 7 10;15 10 PA6-2
    Vergleichsbeispiel 8 10;20 10 PA6-2
    Vergleichsbeispiel 9 10;15 5 PA6-2
    Vergleichsbeispiel 10 10;15 10 PA6-2
    Vergleichsbeispiel 11 10;15 20 PA6-2
    Vergleichsbeispiel 12 10;15 50 PA6-2
    Vergleichsbeispiel 13 - - PA6-2
  • Figure DE112014003587T5_0002
  • (Ergebnisse des Bewertungstests)
  • Wie es aus den in den 3 bis 5 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, wurde gefunden, dass die Aluminiumoxidbeschichtungen vor dem Spritzgießen, die in den Beispielen 1 bis 3 erhalten worden sind, jeweils eine poröse Oberflächenschicht aufwiesen, in der Säulen in einem verteilten Zustand angeordnet waren.
  • Darüber hinaus wurde, wie es aus den Ergebnissen ersichtlich ist, die in der Tabelle 2 gezeigt sind, gefunden, dass in den Aluminiumoxidbeschichtungen vor dem Spritzgießen, die in den Beispielen 1 bis 3 erhalten worden sind, die durchschnittliche Höhe der porösen Oberflächenschicht (die durchschnittliche Höhe der Säulen) im Bereich von 10 bis 100 nm lag, der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht im Bereich von 8000 bis 128000 nm2 lag, der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht im Bereich von 10 bis 430 lag und der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht im Bereich von 1000 bis 27000 nm lag, und somit wurde in jedem der Beispiele 1 bis 3 ein Metall-Harz-Verbundmaterial erhalten, in dem ein Aluminiumsubstrat und ein Harz fester miteinander verbunden waren. Insbesondere wurde in dem Fall von Beispiel 1 gefunden, dass ein Metall-Harz-Verbundmaterial erhalten wurde, in dem das Aluminiumsubstrat und das Harz auf einem höheren Niveau fest miteinander verbunden waren.
  • Andererseits wurde, wie es aus den in der 9 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, gefunden, dass der spritzgegossene Gegenstand für einen Vergleich, der im Vergleichsbeispiel 2 erhalten worden ist, eine Aluminiumoxidschicht aufwies, in der viele Poren ausgebildet waren, wobei eine poröse Oberflächenschicht, in der Säulen in einem verteilten Zustand angeordnet waren, nicht festgestellt wurde.
  • Darüber hinaus wurde gefunden, wie es aus den in der Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, dass ein Metall-Harz-Verbundmaterial, in dem das Aluminiumsubstrat und das Harz so fest wie in den Beispielen 1 bis 4 miteinander verbunden waren, in den Vergleichsbeispielen nicht erhalten wurde.
  • [Gewerbliche Anwendbarkeit]
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein Metall-Harz-Verbundmaterial, in dem ein Aluminiumsubstrat und ein Harz fester miteinander verbunden sind, ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials, durch das ein Aluminiumsubstrat und ein Harz in einer einfachen Weise fest miteinander verbunden können, sowie ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung, das eine hervorragende Haftung an einem Harz aufweist, bereitzustellen.
  • Demgemäß sind das Metall-Harz-Verbundmaterial, das Verfahren zu dessen Herstellung und das Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung der vorliegenden Erfindung nützlich, da sie zweckmäßig für Komponenten und Produkte verwendet werden können, die aus Metall-Harz-Verbundmaterialien hergestellt sind und die in verschiedenen Gebieten verwendet werden, wie z. B. bei Haushaltsgeräten, Mobiltelefonen, Kraftfahrzeugkomponenten, Personalcomputern und elektronischen Komponenten.

Claims (9)

  1. Metall-Harz-Verbundmaterial, das ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung und ein Harz, das mittels der Aluminiumoxidbeschichtung an das Aluminiumsubstrat gebunden ist, umfasst, wobei die Aluminiumoxidbeschichtung eine poröse Oberflächenschicht aufweist, in der Säulen mit einer durchschnittlichen Höhe von 10 bis 100 nm in einem verteilten Zustand angeordnet sind, der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 8000 bis 128000 nm2 beträgt und der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 10 bis 430 beträgt.
  2. Metall-Harz-Verbundmaterial nach Anspruch 1, bei dem der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 1000 bis 27000 nm beträgt.
  3. Metall-Harz-Verbundmaterial nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Aluminiumoxidbeschichtung vorzugsweise ferner eine poröse Zwischenschicht umfasst, die auf einer Seite des Aluminiumsubstrats der porösen Oberflächenschicht ausgebildet ist und feine vertiefte Abschnitte aufweist, wobei die poröse Zwischenschicht eine durchschnittliche Filmdicke von 500 nm bis 20 μm aufweist, wobei die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 5 bis 50 nm aufweisen und die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Zwischenporenabstand von 5 bis 90 nm aufweisen.
  4. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials, das ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung und ein Harz, das mittels der Aluminiumoxidbeschichtung an das Aluminiumsubstrat gebunden ist, umfasst, wobei das Verfahren umfasst: einen Oberflächenbehandlungsschritt, bei dem ein Aluminiumsubstrat einer Anodisierungsbehandlung zum Bilden einer Aluminiumoxidbeschichtung, die eine poröse Oberflächenschicht aufweist, in der Säulen mit einer durchschnittlichen Höhe von 10 bis 100 nm in einem verteilten Zustand angeordnet sind, der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 8000 bis 128000 nm2 beträgt und der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 10 bis 430 beträgt, auf einer Oberfläche des Aluminiumsubstrats unterzogen wird, und einen Verbindungsschritt, bei dem das Aluminiumsubstrat mittels der Aluminiumoxidbeschichtung, welche die poröse Oberflächenschicht aufweist und die in dem Oberflächenbehandlungsschritt gebildet worden ist, mit einem Harz verbunden wird.
  5. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials nach Anspruch 4, bei dem in der porösen Oberflächenschicht der Aluminiumoxidbeschichtung, die auf der Oberfläche des Aluminiumsubstrats ausgebildet ist, der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat 1000 bis 27000 nm beträgt.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Harz-Verbundmaterials nach Anspruch 4 oder 5, bei dem in dem Oberflächenbehandlungsschritt die Aluminiumoxidbeschichtung, welche die poröse Oberflächenschicht und eine poröse Zwischenschicht umfasst, auf der Oberfläche des Aluminiumsubstrats ausgebildet wird, wobei die poröse Zwischenschicht auf einer Seite des Aluminiumsubstrats der porösen Oberflächenschicht ausgebildet wird und feine vertiefte Abschnitte aufweist, wobei die poröse Zwischenschicht eine durchschnittliche Filmdicke von 500 nm bis 20 μm aufweist, wobei die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 5 bis 50 nm aufweisen und die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Zwischenporenabstand von 5 bis 90 nm aufweisen.
  7. Aluminiumsubstrat, das eine Aluminiumoxidbeschichtung umfasst, bei dem die Aluminiumoxidbeschichtung eine poröse Oberflächenschicht aufweist, in der Säulen mit einer durchschnittlichen Höhe von 10 bis 100 nm in einem verteilten Zustand angeordnet sind, der Durchschnittswert von Summen von Querschnittsflächen der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 8000 bis 128000 nm2 beträgt und der Durchschnittswert der Anzahl der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 10 bis 430 beträgt.
  8. Aluminiumsubstrat, das eine Aluminiumoxidbeschichtung umfasst, nach Anspruch 7, bei dem der Durchschnittswert von Summen von Umfangslängen von Querschnitten der Säulen in zufällig ausgewählten Sichtfeldern von 400 nm im Quadrat der porösen Oberflächenschicht 1000 bis 27000 nm beträgt.
  9. Aluminiumsubstrat, das eine Aluminiumoxidbeschichtung umfasst, nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Aluminiumoxidbeschichtung ferner eine poröse Zwischenschicht umfasst, die auf einer Seite des Aluminiumsubstrats der porösen Oberflächenschicht ausgebildet ist und feine vertiefte Abschnitte aufweist, wobei die poröse Zwischenschicht eine durchschnittliche Filmdicke von 500 nm bis 20 μm aufweist, die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 5 bis 50 nm aufweisen und die feinen vertieften Abschnitte einen durchschnittlichen Zwischenporenabstand von 5 bis 90 nm aufweisen.
DE112014003587.4T 2013-12-06 2014-12-05 Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung, Metall-Harz-Verbundmaterial aufweisend ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung und Verfahren zur Herstellung des Metall-Harz-Verbundmaterials Active DE112014003587B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013253236 2013-12-06
JP2013-253236 2013-12-06
PCT/JP2014/082907 WO2015083845A1 (en) 2013-12-06 2014-12-05 Metal-resin composite material, method for producing the same, and aluminum substrate having aluminum oxide coating

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112014003587T5 true DE112014003587T5 (de) 2016-08-18
DE112014003587B4 DE112014003587B4 (de) 2024-05-29

Family

ID=52345481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112014003587.4T Active DE112014003587B4 (de) 2013-12-06 2014-12-05 Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung, Metall-Harz-Verbundmaterial aufweisend ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung und Verfahren zur Herstellung des Metall-Harz-Verbundmaterials

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10907267B2 (de)
JP (1) JP6094779B2 (de)
DE (1) DE112014003587B4 (de)
WO (1) WO2015083845A1 (de)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105530791B (zh) * 2014-12-26 2016-10-12 比亚迪股份有限公司 一种形成有天线槽的电子产品金属壳体及其制备方法
CN106553360B (zh) 2015-09-25 2020-03-31 比亚迪股份有限公司 一种金属树脂复合体及其制备方法
CN109072451B (zh) * 2016-03-18 2021-08-03 麻省理工学院 纳米多孔半导体材料及其制造
CN109415836B (zh) * 2016-04-18 2021-05-07 福克航空结构公司 铝或其合金制品的阳极氧化方法
JP6880531B2 (ja) * 2017-03-31 2021-06-02 株式会社豊田中央研究所 ケイ素含有アルミニウム合金樹脂複合材料及びその製造方法
KR101954274B1 (ko) * 2017-07-14 2019-03-06 케이씨케미칼 주식회사 고분자 수지 접합을 위한 알루미늄 표면처리 방법
US11004943B2 (en) * 2018-04-05 2021-05-11 Massachusetts Institute Of Technology Porous and nanoporous semiconductor materials and manufacture thereof
JP6764898B2 (ja) * 2018-06-12 2020-10-07 吉田　英夫 ワークの炭素皮膜被覆方法
KR20200095873A (ko) * 2019-02-01 2020-08-11 한국전자통신연구원 인물 영역 추출 방법, 이를 이용하는 영상 처리 장치 및 인물 영역 추출 시스템
JP7010255B2 (ja) * 2019-03-13 2022-01-26 株式会社豊田中央研究所 金属樹脂接合部材およびその製造方法
JP7335101B2 (ja) * 2019-06-25 2023-08-29 株式会社豊田中央研究所 電子機器用冷却モジュールおよびその製造方法
CN110983410A (zh) * 2019-11-22 2020-04-10 南开大学 纳米氧化铝孔与石墨烯多层吸波器件
WO2021131804A1 (ja) * 2019-12-27 2021-07-01 Dic株式会社 複合構造体およびその製造方法
JP7420774B2 (ja) 2021-08-30 2024-01-23 株式会社豊田中央研究所 高圧タンク
EP4269662A1 (de) * 2022-04-29 2023-11-01 Airbus Operations GmbH Verfahren zur anodisierung der oberfläche eines teils und anschliessende beschichtung der anodisierten oberfläche eines teils zu korrosionsschutzzwecken

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5218472A (en) * 1989-03-22 1993-06-08 Alcan International Limited Optical interference structures incorporating porous films
JP4641331B2 (ja) * 2000-01-27 2011-03-02 キヤノン株式会社 ナノ構造体及びその製造方法
CN1717323B (zh) 2002-11-08 2010-06-09 大成普拉斯株式会社 铝合金与树脂组合物的复合体及其制造方法
WO2004055248A1 (ja) 2002-12-16 2004-07-01 Corona International Corporation アルミニウム材と合成樹脂成形体の複合品及びその製造法
DE10361888B3 (de) 2003-12-23 2005-09-22 Airbus Deutschland Gmbh Anodisierverfahren für Aluminiumwerkstoffe
JP2006001216A (ja) 2004-06-21 2006-01-05 Taisei Plas Co Ltd アルマイト化アルミニウム合金と樹脂の複合体とその製造方法
JP4452220B2 (ja) * 2005-08-19 2010-04-21 東ソー株式会社 複合体およびその製造方法
JP5143416B2 (ja) * 2006-12-27 2013-02-13 三菱アルミニウム株式会社 表面処理アルミニウム材料の製造方法
JP5058593B2 (ja) 2006-12-28 2012-10-24 Ｙｋｋ株式会社 金属と樹脂の複合体の製造方法
JP4600701B2 (ja) 2007-12-14 2010-12-15 株式会社デンソー 樹脂金属接合体及びその製造方法
JP5614671B2 (ja) * 2009-03-13 2014-10-29 アイシン精機株式会社 酸化被膜及びその形成方法
JP2012140670A (ja) * 2010-12-28 2012-07-26 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 金属酸化物層被覆樹脂製品の製造方法及びその樹脂製品
JP5733999B2 (ja) 2011-01-31 2015-06-10 大成プラス株式会社 金属樹脂複合体の製造方法
CN102616049B (zh) * 2011-01-31 2015-04-01 富士胶片株式会社 平版印刷版载体和预制感光版
JP5203477B2 (ja) * 2011-02-28 2013-06-05 富士フイルム株式会社 平版印刷版用支持体、および平版印刷版原版
JP6148821B2 (ja) * 2012-03-23 2017-06-14 株式会社Uacj 表面処理アルミニウム材及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10907267B2 (en) 2021-02-02
JP6094779B2 (ja) 2017-03-15
DE112014003587B4 (de) 2024-05-29
JP2016522310A (ja) 2016-07-28
WO2015083845A1 (en) 2015-06-11
US20160194779A1 (en) 2016-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112014003587B4 (de) Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung, Metall-Harz-Verbundmaterial aufweisend ein Aluminiumsubstrat mit einer Aluminiumoxidbeschichtung und Verfahren zur Herstellung des Metall-Harz-Verbundmaterials
DE2951423C2 (de)
DE102017128245A1 (de) Basaltfaserverstärktes thermoplastisches Verbundmaterial und Verfahren zum Herstellen desselben
DE102015225443B4 (de) Formgegenstand, umfassend eine thermoplastische Harzzusammensetzung und dessen Verwendung
EP2241597A1 (de) Polymercompound sowie Bauteile, hergestellt unter Verwendung des Compounds
AT505856A1 (de) Kunststoff-composite-material sowie verfahren zu dessen herstellung
DE102011005290A1 (de) Polyolefinharzzusammensetzung zur Verbesserung der Beständigkeit gegen Kratzer und mit der Zusammensetzung hergestelltes Produkt für Fahrzeuge
DE102019214136A1 (de) Stahlblech mit einer deterministischen Oberflächenstruktur
DE102013107386B4 (de) Polyamidharzzusammensetzung zur Schallisolierung
EP3408431B1 (de) Aluminiumlegierungsband für klebstoffverbindung
DE102018221200B4 (de) Polypropylenverbundharzzusammensetzung mit hervorragender Kratzbeständigkeit und mechanischen Eigenschaften und ein Formgegenstand umfassend dieselbe
DE2747334A1 (de) Anode fuer die kathodische elektrotauchlackierung
DE102011004801A1 (de) Selektiv beschichtete CFK-Bauteile und Verfahren zu deren Herstellung
DE102012109812A1 (de) Eloxiervorrichtung und Eloxierverfahren
DE102017210696B4 (de) Polyolefinharzzusammensetzung, Polyolefin-Masterbatch, Verfahren zur Herstellung eines Polyolefin-Masterbatch und Artikel, der daraus gebildet ist
DE3526728A1 (de) Befestigungsvorrichtung
DE2108045A1 (de) Propylenpolymurisat Formmassen und ihre Verwendung zur Herstellung plattier ter Formkörper
DE102017223809A1 (de) Polypropylenharzzusammensetzung und daraus geformtes Produkt
DE102018218645A1 (de) Zusammensetzung aus komplexem material
DE102013204012A1 (de) Verfahren zum Fügen faserverstärkter Kunststoffteile
JP6880531B2 (ja) ケイ素含有アルミニウム合金樹脂複合材料及びその製造方法
DE102012204749A1 (de) Wischgummi-Herstellung mittels überkritischem Fluid
DE3527131A1 (de) Harzmasse fuer das elektroplattieren
DE3840514A1 (de) Verfahren zum verbinden von aus der schmelze nicht verarbeitbaren, weitgehend fluorierten polymeren mit formstabilen verbundpartnern
DE3234363A1 (de) Verfahren zur vorbehandlung von carbonamidgruppenhaltigen thermoplastischen kunststoffen zur herstellung von festhaftenden metallueberzuegen

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division