JP2011115711A

JP2011115711A - 金属と樹脂の接合方法

Info

Publication number: JP2011115711A
Application number: JP2009274522A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Hoshino; 孝之星野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2011-06-16

Abstract

【課題】樹脂を接合する部分の金属表面のみ処理して金属と樹脂を一体化することができる金属と樹脂の接合方法を提供する。
【解決手段】金属板１の表面１ａに樹脂４を接合する方法であって、樹脂４を接合する部分の金属板１の表面１ａにプラズマ２を照射した後、このプラズマ２を照射した部分に溶融状態の樹脂４を塗布して押圧することにより金属板１と樹脂４を接合する。金属板１の表面温度を検出し、この表面温度に基づいてプラズマ２の照射温度をフィードバック制御することもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属の表面に樹脂を接合する金属と樹脂の接合方法に関する。

アルミニウム合金形状物の表面に、ポリフェニレンスルフィドを成分として含む熱可塑性樹脂組成物を射出成形等の方法で一体に付着させるに際して、前処理としてアルミニウム合金形状物をアンモニア、ヒドラジン、及び水溶性アミン化合物から選択される１種以上の水溶液に浸漬する方法が特許文献１に開示されている。

特表２００４−０４１５３２号公報

しかし、特許文献１に記載の発明においては、処理剤としての水溶液にアルミニウム合金形状物を浸漬しなければならないため、この発明を金属の特定部分に樹脂を接合する場合に適用すると、樹脂が接合されない金属の表面も処理剤によって処理されるので、防錆のための油などの有機物も除去され、樹脂が接合されない金属の表面に錆が発生する虞があるという問題がある。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、樹脂を接合する部分の金属表面のみ処理して金属と樹脂を一体化することができる金属と樹脂の接合方法を提供しようとするものである。

上記課題を解決すべく本発明は、金属の表面に樹脂を接合する方法であって、樹脂を接合する部分の金属の表面にプラズマを照射した後、このプラズマを照射した部分に溶融状態の樹脂を塗布して押圧することにより金属と樹脂を接合するものである。

また、金属の表面温度を検出し、この表面温度に基づいてプラズマの照射温度をフィードバック制御することができる。

本発明によれば、樹脂を接合する部分の金属の表面にのみプラズマを照射して表面処理するため、樹脂を接合しない金属表面から防錆のための油などを除去することがないので、金属表面に錆が発生する虞がなく、金属と樹脂を一体化することができる。また、樹脂が迅速に固化されるため、加工時間の短縮が図れる。

また、金属の表面温度を検出し、この表面温度に基づいてプラズマの照射温度をフィードバック制御すれば、金属表面は樹脂を塗布した時に、常に最適な温度に制御されるので、金属と樹脂はより強固に一体化される。

本発明に係る金属と樹脂の接合方法を実施する装置の説明図本発明に係る金属と樹脂の接合方法の説明図で、（ａ）は金属板と樹脂の接合パターン、（ｂ）は金属板に対するプラズマの照射パターン、（ｃ）は金属板と樹脂の接合状態の断面図本発明に係る金属と樹脂の接合方法の作用説明図

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。本発明に係る金属と樹脂の接合方法を実施する装置は、図１に示すように、矢印Ａ方向に進行する金属板１の表面１ａにプラズマ２を照射するプラズマ発生装置３と、プラズマ発生装置３がプラズマ２を照射した金属板１の表面１ａに樹脂４を塗布する樹脂塗布装置５などからなる。

プラズマ発生装置３は、プラズマ制御部６と、プラズマ発生部７と、２つの温度検出器８，９などからなる。プラズマ制御部６は、金属板１及び樹脂４の性質から最適な金属表面温度を設定する温度設定部６ａと、温度設定部６ａに設定された温度と温度検出器８，９からフィードバックされた温度に基づいて所望温度に制御されたエアをプラズマ発生部７に供給する制御部６ｂなどを備えている。エア温度の制御は、エアを通過させるヒータの制御により行われる。

プラズマ発生部７は、プラズマ制御部６により制御されたエア温度のプラズマ２を発生し、金属板１の表面１ａに照射する。温度検出器８は、プラズマ２が照射される前の金属板１の表面１ａの温度を接触又は非接触で検出し、プラズマ制御部６にフィードバックする。また、温度検出器９は、プラズマ２が照射された金属板１の表面１ａの温度を非接触で検出し、プラズマ制御部６にフィードバックする。

樹脂塗布装置５は、溶融状態の樹脂４を金属板１の表面１ａに吐出する樹脂ノズル１０と、樹脂ノズル１０から吐出された溶融状態の樹脂４を金属板１の表面１ａに押圧する成形ローラ１１と、成形ローラ１１により金属板１の表面１ａに押圧された樹脂４を冷却するための冷風を吐出する冷却ノズル１２などからなる。

樹脂４は、例えば図２（ａ）に示すように、薄い金属板１の表面１ａに所定幅で格子状に接合され、補強部材として作用する。金属板１の表面１ａに樹脂４を接合する際に、プラズマ発生部７は、図２（ｂ）に示すように、金属板１の表面１ａのうちで、樹脂４を接合する部分１４とその周辺にのみプラズマ２を照射して脱脂洗浄や粗面化を施す。

更に好適には、樹脂４は、図２（ｃ）に示すように、プラズマ２が照射された照射部１５の全てを覆うように金属板１の表面１ａに接合されるとよい。このようにすることで、プラズマ２が照射されて脱脂洗浄や粗面化が施された金属板１の表面１ａが錆びるのを防止することができる。

以上のように構成された装置による本発明に係る金属と樹脂の接合方法について説明する。先ず、樹脂４を塗布する金属板１の性質及び樹脂４の性質からプラズマ２を照射した後の最適な金属板１の表面温度を温度設定部６ａに設定する。

次いで、金属板１矢印Ａ方向に進行させながら、プラズマ制御部６により制御されたエア温度のプラズマ２をプラズマ発生部７により発生させ、樹脂４を接合する金属板１の表面１ａに照射する。すると、図３に示すように、金属表面温度は常温（外気温）からプラズマ２による金属板１の部分的な加熱のため樹脂の溶融温度範囲内まで急速に上昇する。

金属板１の表面１ａをプラズマ２で部分的に照射するので、その照射部のみが脱脂洗浄や粗面化され、その金属板１のプラズマ照射面と樹脂４の接合／接着性が向上する（アンカー効果）。また、樹脂４の接合／接着部のみプラズマ２を照射するので、照射部以外の表面１ａに変化がなく、防錆のための油などを除去することがない。

そして、プラズマ２が照射されている間中、プラズマ２が照射される前の金属板１の表面温度とプラズマ２が照射された後の金属板１の表面温度が２つの温度検出器８，９で検出され、プラズマ制御部６にフィードバックされているので、金属板１の表面温度は、接合／接着の最適温度（例えば、２００〜２５０℃）に制御される。

このように、プラズマ発生部７に供給されるエアの温度が制御され、この温度制御されたエアにより発生するプラズマ２も温度制御されるので、プラズマ２が照射された金属板１の表面温度は最適化され、金属板１と樹脂４の接合／接着性が大幅に向上する。また、金属板１の部分的な表面温度の制御であるため、応答性や熱効率に優れている。

次いで、プラズマ２が照射された金属板１の表面１ａに、溶融状態の樹脂４が樹脂ノズル１０から吐出される。溶融状態の樹脂４が吐出された金属板１の表面温度も、最適温度（例えば、２００〜２５０℃）に維持されている。

次いで、金属板１の表面１ａに吐出された溶融状態の樹脂４は、成形ローラ１１によって押圧され、所望な厚みと所望な幅に成形される。成形ローラ１１によって溶融状態の樹脂４が押圧され、所望な厚みと所望な幅に成形されるまで、金属板１の表面温度は、最適温度（例えば、２００〜２５０℃）に維持される。

樹脂４が所望な厚みと所望な幅に成形されると、プラズマ２による金属板１の部分的な加熱のため、加熱されない部分への熱伝導や冷却ノズル１２が吐出する冷風により、金属表面温度は急速に下降し、常温（外気温）になる。そして、金属板１と樹脂４は、強固に一体化される。

本発明によれば、樹脂を接合する部分の金属表面にのみプラズマを照射して表面処理を行うため、樹脂を接合しない金属表面から防錆のための油などを除去することがないので、金属表面に錆が発生する虞がなく、金属と樹脂を一体化することが可能な接合方法を提供することができる。

１…金属板、１ａ…表面、２…プラズマ、３…プラズマ発生装置、４…樹脂、５…樹脂塗布装置、６…プラズマ制御部、７…プラズマ発生部、８，９…温度検出器、１０…樹脂ノズル、１１…成形ローラ、１２…冷却ノズル。

Claims

金属の表面に樹脂を接合する方法であって、樹脂を接合する部分の金属の表面にプラズマを照射した後、このプラズマを照射した部分に溶融状態の樹脂を塗布して押圧することにより金属と樹脂を接合することを特徴とする金属と樹脂の接合方法。
請求項１に記載の金属と樹脂の接合方法において、金属の表面温度を検出し、この表面温度に基づいてプラズマの照射温度をフィードバック制御することを特徴とする金属と樹脂の接合方法。