JP2013014831A - Composite of metal and resin, and method for producing the same - Google Patents

Composite of metal and resin, and method for producing the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite of metal and resin in which a metal part and a resin part are rigidly bonded to each other without using an adhesive, and a method for producing the composite.SOLUTION: The method for producing the composite 10 of metal and resin in which the metal part 20 and the resin part 30 are bonded to each other includes: a first plasma process of irradiating a surface of the metal part in an atmosphere with a plasma of a first gas consisting of inert gas or air; a second plasma process of applying a polar functional group 25 deriving from a surface-modification substance by irradiating the surface of the metal part in the atmosphere with a plasma of a second gas consisting of inert gas or air after the first plasma process; and a blending process of preparing a molding material by blending an adhesive surface-modifier having an adhesive functional group 35 interacting with the polar functional group into the resin, wherein, after performing all the processes, the resin part is molded so as to be in contact with the metal part using the molding material to bond the metal part to the resin part.

Description

本発明は、金属よりなる金属部と樹脂よりなる樹脂部とが接着された複合体及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a composite in which a metal part made of metal and a resin part made of resin are bonded, and a method for producing the same.

金属と樹脂とを接着する方法としては、1)金属表面を凹凸にし、アンカー効果で接着する方法や、2)接着剤を介して接着する方法等がある。しかし、アンカー効果による接着は、冷熱衝撃に弱いため、使用部位に制限があり、接着剤による接着は、工程数の増加や溶剤による作業環境の悪化が懸念される。   As a method for adhering a metal and a resin, there are 1) a method in which the metal surface is made uneven, and an adhesive effect is used, and 2) a method in which an adhesive is used through an adhesive. However, since the adhesion by the anchor effect is weak against a thermal shock, there is a limit to the use site, and there is a concern that the adhesion by the adhesive may increase the number of processes and deteriorate the working environment due to the solvent.

上記以外の方法として、プラズマ処理により金属表面を改質して接着する方法がある。例えば、化成処理された鋼板に、酸素ガスとアルゴンガスとの混合ガスを用いた大気圧におけるプラズマ処理を行って、鋼板の表面を改質し、改質された表面にフッ素樹脂等の塗膜を形成する(特許文献1)。圧縮空気等を用いた大気圧プラズマによる洗浄・表面改質を接合面に行った金属製の補強板を用い、シリコーンゴムのインサート成形を行う(特許文献2)。アルミニウム等の金属材の表面に空気等を用いたプラズマを照射した後にエポキシ樹脂塗料の耐腐食層を形成する(特許文献3)。   As a method other than the above, there is a method in which a metal surface is modified and adhered by plasma treatment. For example, a steel sheet that has been subjected to chemical conversion treatment is subjected to plasma treatment at atmospheric pressure using a mixed gas of oxygen gas and argon gas to modify the surface of the steel sheet, and a coating film such as a fluorine resin is applied to the modified surface. (Patent Document 1). Silicone rubber insert molding is performed using a metal reinforcing plate that has been subjected to cleaning and surface modification by atmospheric pressure plasma using compressed air or the like on the joint surface (Patent Document 2). After irradiating the surface of a metal material such as aluminum with plasma using air or the like, a corrosion-resistant layer of an epoxy resin paint is formed (Patent Document 3).

また、アルゴンガス等の不活性気体とアセトン等の反応性気体との混合気体を大気圧下プラズマ励起して、アルミニウム等の金属被処理体の濡れ性等を改質する例があるが(特許文献4)、接着の方法としては記載されていない。   In addition, there is an example of modifying the wettability of a metal workpiece such as aluminum by plasma-exciting a mixed gas of an inert gas such as argon gas and a reactive gas such as acetone under atmospheric pressure (patent) Reference 4) is not described as a method of adhesion.

特開平11−106947号公報JP-A-11-106947 特開2007−66627号公報JP 2007-66627 A 特開2005−7710号公報JP 2005-7710 A 特開平6−88242号公報JP-A-6-88242

本発明者らが、特許文献1〜3に相当するアルゴンガスや空気等のみを用いたプラズマ処理をした金属と、樹脂とを接着してみたところ、まだ接着力は弱いことが判明した(表3の比較例3、4参照)。
また、本発明者らが、特許文献4に相当する改質処理を接着に用いることを初めて着想し、具体的には不活性気体(アルゴンガス)と反応性気体(アリルアミン)との混合ガスを用いたプラズマ処理をした金属と、樹脂とを接着してみたところ、これもまだ接着力が十分(4MPa未満)ではなかった(表3の比較例10、11参照)。
When the present inventors tried to bond a metal treated with plasma using only argon gas or air corresponding to Patent Documents 1 to 3 and a resin, the adhesive force was still weak (Table). 3 comparative examples 3 and 4).
In addition, the present inventors have conceived for the first time that the modification process corresponding to Patent Document 4 is used for adhesion, and specifically, a mixed gas of an inert gas (argon gas) and a reactive gas (allylamine) is used. When the plasma-treated metal used and the resin were bonded, the adhesive strength was still not sufficient (less than 4 MPa) (see Comparative Examples 10 and 11 in Table 3).

そこで、本発明は、金属よりなる金属部と樹脂よりなる樹脂部とが接着剤を用いることなく強固(重ね合わせせん断強さが4MPa以上)に接着された金属と樹脂との複合体及びこの金属と樹脂との複合体の製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a composite of a metal and a resin in which a metal part made of a metal and a resin part made of a resin are firmly bonded without using an adhesive (overlap shear strength of 4 MPa or more), and the metal It aims at providing the manufacturing method of the composite_body | complex of resin and resin.

大気雰囲気でアリルアミンのガスを含むアルゴンガスのプラズマを金属に照射するプラズマ処理(改質プラズマ処理)の前に、大気雰囲気でアルゴンガスのプラズマを金属に照射するプラズマ処理(大気プラズマ処理)を行うと、改質プラズマ処理のみの場合より金属部と樹脂部との接着力が向上する(重ね合わせせん断強さが3倍以上)ことを見出した(表1の実施例2と表3の比較例10参照)。   Before plasma treatment (modified plasma treatment) for irradiating a metal with an argon gas plasma containing allylamine gas in an air atmosphere, a plasma treatment (air plasma treatment) for irradiating the metal with argon gas plasma in an air atmosphere is performed. And, it was found that the adhesive force between the metal part and the resin part is improved (overlap shear strength is 3 times or more) compared with the case of only the modified plasma treatment (Example 2 in Table 1 and Comparative Example in Table 3). 10).

これは、大気雰囲気でアルゴンガスのプラズマを金属に照射することで、金属表面に水酸基が付与される。この反応は、次の3つの態様が考えられる。(A)アルゴンガスのプラズマより金属(Me)が活性化し、図2のaに示すように、活性化した金属が大気中等の水と作用して金属表面に水酸基が付与される。(B)アルゴンガスのプラズマより大気中等の水が活性化し、図2のbに示すように、活性化した水が金属と作用して金属表面に水酸基が付与される。(C)アルゴンガスのプラズマより金属と大気中等の水とが共に活性化し、活性化した金属と水とが作用して金属表面に水酸基が付与される。
そして、大気雰囲気でアルゴンガスのプラズマを金属に照射した後に、大気雰囲気でアリルアミンのガスを含むアルゴンガスのプラズマを金属に照射することで、図3に示すように、活性化したアリルアミンが金属表面に付与された水酸基と作用して、金属表面にアリルアミンを強固に、且つ多く結合させることができる。そのため、金属部と樹脂部との接着力が向上する。
This is because a hydroxyl group is imparted to the metal surface by irradiating the metal with argon gas plasma in an air atmosphere. This reaction may have the following three aspects. (A) The metal (Me) is activated by the plasma of argon gas, and as shown in FIG. 2a, the activated metal acts with water in the atmosphere or the like to give a hydroxyl group to the metal surface. (B) Water in the atmosphere is activated by the argon gas plasma, and as shown in FIG. 2b, the activated water acts on the metal to give a hydroxyl group to the metal surface. (C) The metal and water in the atmosphere are both activated by the argon gas plasma, and the activated metal and water act to give a hydroxyl group to the metal surface.
Then, after irradiating the metal with an argon gas plasma in an air atmosphere, the activated allylamine is exposed to the metal surface by irradiating the metal with an argon gas plasma containing an allylamine gas in the air atmosphere as shown in FIG. By acting with the hydroxyl group imparted to the metal, allylamine can be firmly and strongly bonded to the metal surface. Therefore, the adhesive force between the metal part and the resin part is improved.

上記課題を解決するために、本発明の金属と樹脂との複合体は、金属よりなる金属部と樹脂よりなる樹脂部とが接着された金属と樹脂との複合体であって、前記金属部は、前記樹脂部との接着面に極性官能基が付与されたものであり、前記樹脂は、前記極性官能基と相互に作用し合う接着性官能基を有する接着性改質剤が配合されたものであり、前記極性官能基は、大気雰囲気で不活性ガス又は空気のプラズマを前記接着面に照射した後に、大気雰囲気で表面改質物を含む不活性ガス又は空気のプラズマを前記接着面に照射して該接着面に付与された前記表面改質物に由来する官能基であり、前記極性官能基と前記接着性官能基との相互作用により、前記金属部と前記樹脂部とが接着され、JIS K 6850に準拠して測定した該接着の重ね合わせせん断強さが4MPa以上であることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a composite of a metal and a resin according to the present invention is a composite of a metal and a resin in which a metal part made of metal and a resin part made of resin are bonded, and the metal part Is provided with a polar functional group on the adhesive surface with the resin part, and the resin is blended with an adhesive modifier having an adhesive functional group that interacts with the polar functional group. The polar functional group irradiates the bonding surface with an inert gas or air plasma containing a surface modification product in an air atmosphere after irradiating the bonding surface with an inert gas or air plasma in an air atmosphere. A functional group derived from the surface modification product imparted to the adhesive surface, and the metal part and the resin part are adhered by the interaction of the polar functional group and the adhesive functional group, and JIS The weight of the adhesion measured according to K 6850 The shear shear strength is 4 MPa or more.

上記課題を解決するために、本発明の金属と樹脂との複合体の製造方法は、金属よりなる金属部と樹脂よりなる樹脂部とが接着された金属と樹脂との複合体の製造方法であって、大気雰囲気で不活性ガス又は空気よりなる第1ガスのプラズマを前記金属部の表面に照射する第1プラズマ処理と、前記第1プラズマ処理の後、大気雰囲気で表面改質物を含む不活性ガス又は空気よりなる第2ガスのプラズマを前記金属部の表面に照射して前記表面改質物に由来する極性官能基を付与する第2プラズマ処理と、前記樹脂に前記極性官能基と相互に作用し合う接着性官能基を有する接着性改質剤を配合して成形材料とする配合処理とを行った後、前記成形材料を用いて前記金属部と接するように前記樹脂部を成形して、前記金属部と前記樹脂部とを接着させることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the method for producing a composite of a metal and a resin according to the present invention is a method for producing a composite of a metal and a resin in which a metal part made of metal and a resin part made of resin are bonded. A first plasma treatment for irradiating the surface of the metal part with a plasma of a first gas made of an inert gas or air in an air atmosphere; and after the first plasma treatment, an inert gas containing a surface modification product in the air atmosphere. A second plasma treatment for irradiating the surface of the metal part with a plasma of a second gas comprising an active gas or air to impart a polar functional group derived from the surface modification product; and The resin part is molded so as to be in contact with the metal part using the molding material after blending an adhesive modifier having an adhesive functional group that acts to form a molding material. , The metal part and the resin part Characterized in that to wear.

本発明の金属と樹脂との複合体及び金属と樹脂との複合体の製造方法の各要素の態様を以下に例示する。   The aspect of each element of the manufacturing method of the composite_body | complex of the metal and resin of this invention and the composite_body | complex of a metal and resin is illustrated below.

1.金属部
金属部の態様としては、特に限定はされないが、板状、箔状、塊状等が例示でき、複合体の用途にあわせて、加工機等により、予め所定形状に形成されていてもよいし、樹脂部との接着後に所定形状に形成されてもよい。
1. Metal part Although it does not specifically limit as an aspect of a metal part, A plate shape, foil shape, a lump shape, etc. can be illustrated, and it may be beforehand formed in predetermined shape with a processing machine etc. according to the use of a composite. However, it may be formed in a predetermined shape after bonding with the resin portion.

金属部に用いられる金属としては、特に限定はされないが、アルミニウム、銅、鉄、マグネシウム、ニッケル、チタン、錫、金、銀、クロム、タングステン、亜鉛、鉛等及びこれらの合金であるステンレス鋼、真鍮等が例示できる。   The metal used for the metal part is not particularly limited, but aluminum, copper, iron, magnesium, nickel, titanium, tin, gold, silver, chromium, tungsten, zinc, lead, and the like, and stainless steel that is an alloy thereof, Examples include brass.

2.不活性ガス
不活性ガスとしては、特に限定はされないが、アルゴンガス(Ar)、ヘリウムガス(He)、ネオンガス(Ne)等が例示できる。
2. Inert gas Although it does not specifically limit as an inert gas, Argon gas (Ar), Helium gas (He), Neon gas (Ne) etc. can be illustrated.

3.第1プラズマ処理
第1プラズマ処理は、大気雰囲気でプラズマの照射を行うことにより、第1ガスに水を含ませなくても金属部の表面(接着面)に水酸基を付与することができる。これは、水(水蒸気)が大気中に含まれていることによる。
3. First Plasma Treatment In the first plasma treatment, hydroxyl groups can be imparted to the surface (adhesion surface) of the metal part by irradiating plasma in an air atmosphere without including water in the first gas. This is because water (water vapor) is contained in the atmosphere.

4.第1ガス
第1ガスは、特に限定はされないが、金属部と樹脂部との接着力が向上することから、水を含んでいることが好ましい。水の含有率としては、特に限定はされないが、0.1〜30vol%(体積%)が例示できる。
4). 1st gas Although 1st gas is not specifically limited, Since the adhesive force of a metal part and a resin part improves, it is preferable that the water is included. Although it does not specifically limit as content rate of water, 0.1-30 vol% (volume%) can be illustrated.

5.第2プラズマ処理
第2プラズマ処理により、金属部の表面に付与される表面改質物(表面改質物由来の物質も含む)の量としては、特に限定はされないが、8.9×10−6〜1.0mg/cmが例示できる。好ましくは、1×10−5〜1×10−2mg/cmである。
5. Second Plasma Treatment The amount of the surface modification product (including the material derived from the surface modification product) applied to the surface of the metal part by the second plasma treatment is not particularly limited, but is 8.9 × 10 −6 to An example is 1.0 mg / cm 2 . Preferably, it is 1 × 10 −5 to 1 × 10 −2 mg / cm 2 .

6.第2ガス
第2ガスは、特に限定はされないが、第1プラズマ処理と第2プラズマ処理とが連続して行え、作業性がよいことから、表面改質物を第1ガスに含ませて第2ガスにすることが好ましい。
6). The second gas The second gas is not particularly limited, but the first plasma treatment and the second plasma treatment can be performed continuously, and workability is good. It is preferable to use gas.

7.極性官能基
極性官能基としては、特に限定はされないが、アミノ基、カルボキシル基、シラノール基、水酸基等が例示でき、これらの官能基の一種でもよいし、二種以上でもよい。
7). Polar functional group Although it does not specifically limit as a polar functional group, An amino group, a carboxyl group, a silanol group, a hydroxyl group etc. can be illustrated, 1 type of these functional groups may be sufficient, and 2 or more types may be sufficient as it.

8.表面改質物
表面改質物としては、特に限定はされないが、一種又は二種以上の極性官能基を有する化合物でもよいし、その誘導体でもよい。具体的には、アリルアミン、アクリル酸、テトラエトキシシラン(TEOS)、オルト酢酸トリエチル等が例示できる。
第2ガス中に含まれる表面改質物の含有率は、特に限定はされないが、1〜99vol%が例示できる。
8). Surface modified product The surface modified product is not particularly limited, but may be a compound having one or two or more polar functional groups, or a derivative thereof. Specific examples include allylamine, acrylic acid, tetraethoxysilane (TEOS), triethyl orthoacetate and the like.
Although the content rate of the surface modification material contained in 2nd gas is not specifically limited, 1-99 vol% can be illustrated.

9.樹脂部
樹脂部の態様としては、特に限定はされないが、板状、フィルム状、塊状等が例示できる。また、複合体の用途にあわせて、金属部と接するように樹脂部を成形する時に、所定形状にすることが、工程の削減になって好ましい。
9. Resin Part The form of the resin part is not particularly limited, and examples thereof include a plate shape, a film shape, and a lump shape. In addition, when the resin part is molded so as to be in contact with the metal part in accordance with the use of the composite, it is preferable to use a predetermined shape in order to reduce the number of processes.

9−1.樹脂
樹脂部に用いられる樹脂としては、特に限定はされないが、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリアミド(PA)、ポリエステル、フッ素樹脂等のエンジニアリングプラスチックや、ポリオレフィン等の汎用プラスチックが例示できる。
また、樹脂は、ガラス繊維、無機フィラー等が配合されていてもよいし、配合されていなくてもい。ガラス繊維、無機フィラーが配合されることで、機械的強度等が向上する。
9-1. Resin The resin used for the resin portion is not particularly limited, and examples thereof include engineering plastics such as polyphenylene sulfide (PPS), polyamide (PA), polyester, and fluororesin, and general-purpose plastics such as polyolefin.
Moreover, glass fiber, an inorganic filler, etc. may be mix | blended and resin may not be mix | blended. Mechanical strength etc. improve by mix | blending glass fiber and an inorganic filler.

ポリフェニレンサルファイドとしては、特に限定はされないが、分子内に酸素を介して二次元又は三次元の架橋構造を有する架橋型でもよいし、分子が直鎖状になっている(構造単位が一列に繋がっている)リニア型でもよい。   The polyphenylene sulfide is not particularly limited, but may be a crosslinked type having a two-dimensional or three-dimensional crosslinked structure through oxygen in the molecule, or the molecule is linear (the structural units are connected in a line). It may be a linear type.

ポリアミドとしては、特に限定はされないが、ポリアミド6(PA6)、ポリアミド11(PA11)、ポリアミド12(PA12)、ポリアミド66(PA66)、ポリアミド6T(PA6T)、ポリアミド6I(PA6I)、ポリアミド9T(PA9T)、芳香族ポリアミドであるアラミド等が例示できる。   The polyamide is not particularly limited, but polyamide 6 (PA6), polyamide 11 (PA11), polyamide 12 (PA12), polyamide 66 (PA66), polyamide 6T (PA6T), polyamide 6I (PA6I), polyamide 9T (PA9T) ), And aramid that is an aromatic polyamide.

ポリエステルとしては、特に限定はされないが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等が例示できる。   The polyester is not particularly limited, and examples thereof include polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT).

ポリオレフィンとしては、特に限定はされないが、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等が例示できる。   The polyolefin is not particularly limited, but examples thereof include polyethylene (PE) and polypropylene (PP).

フッ素樹脂としては、特に限定はされないが、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)、テトラフルオロエチレン(PTFE)等が例示できる。   Although it does not specifically limit as a fluororesin, Tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene (PTFE), etc. can be illustrated.

9−2.接着性改質剤
樹脂に配合される接着性改質剤としては、特に限定はされないが、容易に樹脂と均一に混合できることが好ましい。具体的には、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン等を主鎖とし、スチレン系ポリマーを側鎖としたグラフト共重合体を接着性官能基で変性した化合物や、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン等を接着性官能基で変性した化合物等が例示できる。より具体的には、エチレンとスチレンとの共重合体がグリシジルメタクリレートで変性されたグリシジルメタクリレート変性エチレン−スチレン共重合体、ポリエチレンがグリシジルメタクリレートで変性されたグリシジルメタクリレート変性ポリエチレン、エチレンとアクリル酸とを共重合させたエチレン−アクリル酸共重合体、ポリプロピレンにオキサゾリンがグラフト重合したオキサゾリン変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン等が例示できる。
9-2. Adhesive modifier The adhesive modifier added to the resin is not particularly limited, but it is preferable that it can be easily mixed uniformly with the resin. Specifically, a compound obtained by modifying a graft copolymer with polyethylene, polystyrene, polypropylene, etc. as the main chain and a styrene polymer as a side chain, with an adhesive functional group, or polyethylene, polystyrene, polypropylene, etc. with an adhesive functional group. The compound etc. which modified | denatured by can be illustrated. More specifically, a glycidyl methacrylate-modified ethylene-styrene copolymer in which a copolymer of ethylene and styrene is modified with glycidyl methacrylate, a glycidyl methacrylate-modified polyethylene in which polyethylene is modified with glycidyl methacrylate, ethylene and acrylic acid. Examples thereof include a copolymerized ethylene-acrylic acid copolymer, an oxazoline-modified polypropylene in which oxazoline is graft-polymerized on polypropylene, and a maleic anhydride-modified polypropylene.

接着性改質剤の配合率は、接着性改質剤の種類(接着性官能基の種類及び接着性改質剤中での接着性官能基の量等)によっても異なり、特に限定はされないが、樹脂と接着性改質剤との合計量の1.5〜50wt%(重量%)であることが好ましい。この値が1.5wt%未満では、金属部に対する樹脂部の接着性が低下し、50wt%を超えると、樹脂部を成形するときの離型性等が悪くなる。より好ましくは、10〜30wt%である。   The blending ratio of the adhesive modifier varies depending on the type of adhesive modifier (such as the type of adhesive functional group and the amount of adhesive functional group in the adhesive modifier), and is not particularly limited. The total amount of the resin and the adhesive modifier is preferably 1.5 to 50 wt% (wt%). If this value is less than 1.5 wt%, the adhesiveness of the resin part to the metal part is lowered, and if it exceeds 50 wt%, the releasability when molding the resin part is deteriorated. More preferably, it is 10-30 wt%.

接着性改質剤が有する接着性官能基としては、特に限定はされないが、エポキシ基(グリシジル基中のエポキシ基を含む、以下同じ)、カルボキシル基、無水マレイン酸基、オキサゾリン基、アミノ基、水酸基等が例示できる。
極性官能基がアミノ基の場合には、接着しやすいことから、エポキシ基、カルボキシル基、無水マレイン酸基、オキサゾリン基が好ましく、接着力が強いことから、エポキシ基であることが好ましい。
極性官能基がカルボキシル基、シラノール基又は水酸基の場合には、接着しやすいことか、エポキシ基であることが好ましい。
The adhesive functional group possessed by the adhesive modifier is not particularly limited, but includes an epoxy group (including an epoxy group in a glycidyl group, the same applies hereinafter), a carboxyl group, a maleic anhydride group, an oxazoline group, an amino group, A hydroxyl group etc. can be illustrated.
When the polar functional group is an amino group, an epoxy group, a carboxyl group, a maleic anhydride group, and an oxazoline group are preferable because adhesion is easy, and an epoxy group is preferable because adhesion is strong.
When the polar functional group is a carboxyl group, a silanol group or a hydroxyl group, it is preferable that the polar functional group is easily adhered or an epoxy group.

樹脂と接着性改質剤との混合物(成形材料でもある)中における接着性官能基の含有率は、接着性官能基の種類によっても異なり、特に限定はされないが、樹脂と接着性改質剤との合計量の0.05〜1.5wt%であることが好ましい。この値が0.05wt%未満では、金属部に対する樹脂部の接着性が低下し、1.5wt%を超えると、樹脂部を成形するときの離型性等が悪くなる。より好ましくは、0.3〜0.9wt%である。   The content of the adhesive functional group in the mixture of resin and adhesive modifier (which is also a molding material) varies depending on the type of adhesive functional group and is not particularly limited, but the resin and adhesive modifier The total amount is preferably 0.05 to 1.5 wt%. If this value is less than 0.05 wt%, the adhesiveness of the resin portion to the metal portion is reduced, and if it exceeds 1.5 wt%, the releasability when molding the resin portion is deteriorated. More preferably, it is 0.3-0.9 wt%.

樹脂に接着性改質剤を配合して成形材料にする配合処理方法は、特に限定はされないが、一軸又は二軸の押出機等を用いて、所定温度で溶融混練し、均一にした後、ペレット状等にする方法等が例示できる。   The compounding method of blending an adhesive modifier into the resin to form a molding material is not particularly limited, but after melt-kneading at a predetermined temperature using a uniaxial or biaxial extruder, etc., and making it uniform, Examples of the method include a pellet form.

金属部と接するように樹脂部を成形する方法は、特に限定はされないが、金属部と樹脂部との接着及び樹脂部の成形が一度にできることから、内部に金属部が保持されている金型を用いるインサート成形であることが好ましい。インサート成形としては、特に限定はされないが、圧縮成形、射出成形等が例示できる。
また、成形は、アニール工程を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。
The method of molding the resin part so as to be in contact with the metal part is not particularly limited. However, since the metal part and the resin part can be bonded and the resin part can be molded at a time, the mold in which the metal part is held inside. It is preferable to use insert molding. Although it does not specifically limit as insert molding, Compression molding, injection molding, etc. can be illustrated.
Moreover, shaping | molding may include the annealing process and does not need to include it.

金属部と樹脂部との接着は、金属部表面の極性官能基と樹脂部の接着性官能基との相互作用によるものと考えられる。
この相互作用は、金属部と樹脂部との界面で極性官能基及び接着性官能基の原子、電子等が互いに引き合う作用である。具体的には、極性官能基及び接着性官能基の原子間で、電子の移動・共有を伴う一次結合(イオン結合、共有結合等)と、極性官能基及び接着性官能基の中で、電子密度の偏在が生じ、両官能基同士がクローン力で引き合う二次結合(水素結合、ファンデルワールス結合等)とである。
The adhesion between the metal part and the resin part is considered to be due to the interaction between the polar functional group on the surface of the metal part and the adhesive functional group of the resin part.
This interaction is an action in which atoms, electrons, and the like of the polar functional group and the adhesive functional group attract each other at the interface between the metal part and the resin part. Specifically, the primary bond (ion bond, covalent bond, etc.) that involves the transfer and sharing of electrons between the atoms of the polar functional group and the adhesive functional group, and among the polar functional group and the adhesive functional group, the electrons This is a secondary bond (hydrogen bond, van der Waals bond, etc.) in which density uneven distribution occurs and both functional groups attract each other by clonal force.

10.金属と樹脂との複合体
金属と樹脂との複合体の態様としては、特に限定はされないが、板状、箔状、紐状、筒状、柱状、球状、塊状等が例示できる。
金属と樹脂との複合体の用途としては、特に限定はされないが、電子・電気部品、建築土木部材、自動車部品、農業資材、梱包資材、衣料、日用品等、又はこれらを製造するための材料等が例示できる。自動車部品としては、特に限定はされないが、エンジンオイル等をシールするシール部材、ハイブリット車等のバッテリーをシールするシール部材等が例示できる。
10. Composite of metal and resin The form of the composite of metal and resin is not particularly limited, and examples thereof include a plate shape, a foil shape, a string shape, a cylindrical shape, a columnar shape, a spherical shape, and a lump shape.
The use of the composite of metal and resin is not particularly limited, but electronic / electrical parts, building civil engineering members, automobile parts, agricultural materials, packing materials, clothing, daily necessities, etc., or materials for manufacturing these, etc. Can be illustrated. Although it does not specifically limit as a motor vehicle part, The sealing member etc. which seal batteries, such as a sealing member which seals engine oil etc., a hybrid vehicle, etc. can be illustrated.

本発明によれば、金属よりなる金属部と樹脂よりなる樹脂部とが接着剤を用いることなく強固(重ね合わせせん断強さが4MPa以上)に接着された金属と樹脂との複合体を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a composite of a metal and a resin in which a metal part made of metal and a resin part made of resin are firmly bonded without using an adhesive (overlapping shear strength is 4 MPa or more). be able to.

本発明の金属と樹脂との複合体の金属部と樹脂部との界面付近の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the interface vicinity of the metal part and resin part of the composite_body | complex of the metal of this invention, and resin. 第1プラズマ処理により金属表面に水酸基を付与する反応の模式図である。It is a schematic diagram of reaction which provides a hydroxyl group to the metal surface by 1st plasma treatment. 第2プラズマ処理により金属表面にアリルアミンを付与する反応の模式図である。It is a schematic diagram of reaction which provides an allylamine to a metal surface by 2nd plasma treatment. 第1プラズマ処理の処理装置の模式図である。It is a schematic diagram of the processing apparatus of 1st plasma processing. 第2プラズマ処理の処理装置の模式図である。It is a schematic diagram of the processing apparatus of 2nd plasma processing.

本発明の金属と樹脂との複合体10は、図1に示すように、金属よりなる金属部20の上面21と樹脂よりなる樹脂部30の下面31とが、極性官能基25と接着性官能基35との相互作用により、接着されたものである。
金属部20は、上面21に極性官能基25が付与されたものである。
樹脂部30の樹脂は、極性官能基25と相互に作用し合う接着性官能基35を有する接着性改質剤が配合されたものである。
極性官能基25は、大気雰囲気で不活性ガス又は空気のプラズマを上面21に照射した後に、大気雰囲気で表面改質物を含む不活性ガス又は空気のプラズマを上面21に照射して上面21に付与された表面改質物に由来する官能基である。
As shown in FIG. 1, the composite 10 of a metal and a resin of the present invention includes an upper surface 21 of a metal part 20 made of a metal and a lower surface 31 of a resin part 30 made of a resin. It is bonded by interaction with the group 35.
The metal part 20 is obtained by adding a polar functional group 25 to the upper surface 21.
The resin of the resin part 30 is blended with an adhesive modifier having an adhesive functional group 35 that interacts with the polar functional group 25.
The polar functional group 25 is applied to the upper surface 21 by irradiating the upper surface 21 with an inert gas or air plasma containing a surface modification product in the air atmosphere after irradiating the upper surface 21 with an inert gas or air plasma in the air atmosphere. It is a functional group derived from the surface modified product.

金属と樹脂との複合体10の製造方法について説明する。   A method for producing the composite 10 of metal and resin will be described.

・前処理
金属部20の上面21に付着している油分等を除去して、金属部20の上面21を清浄にする前処理を行う。
Pretreatment A pretreatment is performed to remove the oil and the like adhering to the upper surface 21 of the metal part 20 and clean the upper surface 21 of the metal part 20.

・第1プラズマ処理
前処理の後、図4に示すように、プラズマ発生装置に第1ガス(プロセスガス)を導入してプラズマ化し、そのプラズマを大気中に放出して、大気雰囲気で第1ガスのプラズマを金属部20の上面21に照射して第1プラズマ処理(大気圧プラズマ処理)を行う。
First plasma treatment After the pretreatment, as shown in FIG. 4, a first gas (process gas) is introduced into the plasma generator to form a plasma, and the plasma is released into the atmosphere. A first plasma process (atmospheric pressure plasma process) is performed by irradiating the upper surface 21 of the metal part 20 with a plasma of gas.

・第2プラズマ処理
第1プラズマ処理の後、図5に示すように、表面改質物のガスをキャリアガスに含めた混合ガスとプロセスガスとからなる第2ガスをプラズマ発生装置に導入してプラズマ化し、そのプラズマを大気中に放出して、大気雰囲気で第2ガスのプラズマを金属部20の上面21に照射して第2プラズマ処理(改質プラズマ処理)を行う。
なお、第1ガスが導入されているプラズマ発生装置に、表面改質物のガスをキャリアガスに含めた混合ガスを導入して、第1プラズマ処理と同じプラズマ発生装置を用いて、第2プラズマ処理を第1プラズマ処理に続けて行ってもよい。
Second Plasma Treatment After the first plasma treatment, as shown in FIG. 5, a second gas composed of a mixed gas containing a surface modified gas in a carrier gas and a process gas is introduced into the plasma generator to generate plasma. The plasma is discharged into the atmosphere, and the second gas treatment (reformed plasma treatment) is performed by irradiating the upper surface 21 of the metal part 20 with the plasma of the second gas in the atmosphere.
The second plasma treatment is performed using the same plasma generator as the first plasma treatment by introducing a mixed gas containing the surface modified gas into the carrier gas into the plasma generator into which the first gas is introduced. May be performed following the first plasma treatment.

・配合処理
接着性改質剤を樹脂と共に混練機を用いて溶融混練して、樹脂に接着性改質材を配合した成形材料を作製する。
-Blending process The adhesive modifier is melt-kneaded with a resin using a kneader to produce a molding material in which the adhesive modifier is blended with the resin.

・成形処理
上面21に第2プラズマ処理が施された金属部を上面21が金型の内空間を向くように金型内に配置した後、成形材料を金型内に入れ、成形材料に用いられている樹脂が溶融する温度で圧縮成形を行う。
Molding process After the metal part having the second plasma treatment applied to the upper surface 21 is placed in the mold so that the upper surface 21 faces the inner space of the mold, the molding material is placed in the mold and used as the molding material. Compression molding is performed at a temperature at which the resin being melted.

次に、本発明の実施例及び比較例の試験体を作製し、金属部と樹脂部との接着性を測定し、その結果を表1〜3に示す。   Next, the test body of the Example of this invention and a comparative example was produced, the adhesiveness of a metal part and a resin part was measured, and the result is shown to Tables 1-3.

Figure 2013014831
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Figure 2013014831
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Figure 2013014831
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実施例及び比較例に用いた各部材等について説明する。   Each member etc. which were used for the Example and the comparative example are demonstrated.

金属部は、材質が、アルミニウム(アルミ、A1050)、銅(C1100)、鋼(鉄)、ステンレス鋼(SUS)、マグネシウム、ニッケル、チタン又は錫(スズ)であり、寸法が、長さ75mm、幅25mm、厚さ2mmの金属板を用いた。   The metal part is made of aluminum (aluminum, A1050), copper (C1100), steel (iron), stainless steel (SUS), magnesium, nickel, titanium, or tin (tin), and has a length of 75 mm. A metal plate having a width of 25 mm and a thickness of 2 mm was used.

樹脂は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリアミド66(PA66)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリプロピレン(PP)又はテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)を用いた。   As the resin, polyphenylene sulfide (PPS), polyamide 66 (PA66), polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene (PP), or tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE) was used.

接着性改質剤は、グリシジルメタクリレート(GMA)変性ポリエチレン、エチレン−アクリル酸共重合体、無水マレイン酸変性ポリプロピレン又はオキサゾリン変性ポリプロピレンを用いた。   As the adhesive modifier, glycidyl methacrylate (GMA) modified polyethylene, ethylene-acrylic acid copolymer, maleic anhydride modified polypropylene or oxazoline modified polypropylene was used.

表面改質物は、アリルアミン、アクリル酸、テトラエトキシシラン(TEOS)又はオルト酢酸トリエチルを用いた。   Allylamine, acrylic acid, tetraethoxysilane (TEOS) or triethyl orthoacetate was used as the surface modification product.

第1プラズマ処理のプロセスガスは、アルゴンガス(Ar)、水蒸気を含んだアルゴンガス(Ar/水)又は空気を用いた。   Argon gas (Ar), argon gas containing water vapor (Ar / water), or air was used as the process gas for the first plasma treatment.

第2プラズマ処理のプロセスガス及びキャリアガスは、アルゴンガスを用いた。   Argon gas was used as the process gas and carrier gas for the second plasma treatment.

次に、各試験体の作製条件について説明する。   Next, conditions for producing each specimen will be described.

・前処理
金属板の片面を粒度#1000のサンドペーパで擦って、その面に付着している油分等を除去する。その後、エタノールで洗浄して、金属板の前処理を行った。
-Pretreatment One side of the metal plate is rubbed with sandpaper having a particle size of # 1000 to remove oil and the like adhering to the surface. Then, it wash | cleaned with ethanol and the pre-processing of the metal plate was performed.

・第1プラズマ処理
プロセスガス(第1ガス、流量:0.5L/min)をプラズマ発生装置(プラズマ発生出力:50W、周波数:2GHz)に導入してプラズマ化し、このプラズマを大気中に放出する。そして、大気雰囲気にある3次元ステージ上に載置した前処理後の金属板に、上方からこのプラズマを13秒間照射して、第1プラズマ処理(大気圧プラズマ処理)を行った。この金属板は前処理された面を上にして置かれている。
First plasma treatment A process gas (first gas, flow rate: 0.5 L / min) is introduced into a plasma generator (plasma generation output: 50 W, frequency: 2 GHz) to form plasma, and this plasma is released into the atmosphere. . Then, a first plasma treatment (atmospheric pressure plasma treatment) was performed by irradiating a pretreated metal plate placed on a three-dimensional stage in an air atmosphere from above for 13 seconds. The metal plate is placed with the pretreated side up.

・第2プラズマ処理
所定温度(アリルアミン及びアクリル酸は液温度5℃、TEOS及びオルト酢酸トリエチルは、液温度30℃)の液体状の表面改質物中にキャリアガス(流量:0.5L/min)を流し込み、キャリアガスに表面改質物のガスを含めた混合ガスにする。この混合ガスとプロセスガス(流量:0.5L/min)とをプラズマ発生装置(プラズマ発生出力:50W、周波数:2GHz)に導入してプラズマ化し、このプラズマを大気中に放出する。そして、大気雰囲気にある3次元ステージ上に載置した第1プラズマ処理後の金属板に、上方からこのプラズマを照射して、第2プラズマ処理(改質プラズマ処理)を行った。この金属板は第1プラズマ処理された面を上にして置かれている。
Second plasma treatment Carrier gas (flow rate: 0.5 L / min) in a liquid surface modification at a predetermined temperature (liquid temperature is 5 ° C. for allylamine and acrylic acid, and liquid temperature is 30 ° C. for TEOS and triethyl orthoacetate) To form a mixed gas containing the surface modified gas in the carrier gas. The mixed gas and the process gas (flow rate: 0.5 L / min) are introduced into a plasma generator (plasma generation output: 50 W, frequency: 2 GHz) to form plasma, and the plasma is released into the atmosphere. Then, a second plasma treatment (modified plasma treatment) was performed by irradiating the metal plate after the first plasma treatment placed on the three-dimensional stage in the air atmosphere from above. The metal plate is placed with the first plasma treated surface up.

・配合処理
接着性官能基が所定の含有率となるように接着性改質剤を樹脂に配合し、ラボプラストミル(東洋精機製作所社の「KF70V2」)を用い、樹脂と接着性改質剤とを、使用した樹脂が溶融する温度(PPS:320℃、PA66:290℃、PBT:260℃、PP:190℃、ETFE:230℃)で、5分間溶融混練を行い、成形材料とした。
・ Blending treatment Adhesive modifier is blended with resin so that the adhesive functional group has a predetermined content, and the resin and adhesive modifier are used using Labo Plast Mill (Toyo Seiki Seisakusho "KF70V2"). Were melt kneaded for 5 minutes at a temperature at which the used resin melted (PPS: 320 ° C., PA 66: 290 ° C., PBT: 260 ° C., PP: 190 ° C., ETFE: 230 ° C.) to obtain a molding material.

・成形処理
第2プラズマ処理が施された面が金型の内空間を向くように金属板を金型内に配置した後、成形材料を金型内に入れ、成形材料に用いられている樹脂が溶融する上記温度で圧縮成形を行った。
Molding process After placing the metal plate in the mold so that the second plasma-treated surface faces the inner space of the mold, the molding material is placed in the mold, and the resin used for the molding material Compression molding was performed at the above temperature at which the melted.

次に、各試験体について説明する。   Next, each specimen will be described.

実施例1は、アルミニウム製の金属板を用い、アルゴンガス(Ar)をプロセスガスに用いた第1プラズマ処理を行った後、表面改質物にアリルアミンを用い、金属板表面に付与されるアリルアミンの量が1.3×10−5mg/cmとなるように、0.2秒間プラズマを照射して、第2プラズマ処理を行った。また、ポリフェニレンサルファイド(PPS)にエポキシ基の含有率が0.3wt%となるようにグリシジルメタクリレート(GMA)変性ポリエチレンを10wt%配合した。 In Example 1, an aluminum metal plate was used, and after the first plasma treatment using argon gas (Ar) as a process gas, allylamine was used as a surface modification product, and allylamine applied to the surface of the metal plate The second plasma treatment was performed by irradiating with plasma for 0.2 seconds so that the amount was 1.3 × 10 −5 mg / cm 2 . Moreover, 10 wt% of glycidyl methacrylate (GMA) modified polyethylene was blended with polyphenylene sulfide (PPS) so that the epoxy group content was 0.3 wt%.

実施例2は、金属板表面に付与されるアリルアミンの量が1.3×10−3mg/cmとなるように、13秒間プラズマを照射して、第2プラズマ処理を行った以外は、実施例1と同じである。
実施例3は、金属板表面に付与されるアリルアミンの量が6.5×10−3mg/cmとなるように、65秒間プラズマを照射して、第2プラズマ処理を行った以外は、実施例2と同じである。
In Example 2, except that the second plasma treatment was performed by irradiating plasma for 13 seconds so that the amount of allylamine applied to the metal plate surface was 1.3 × 10 −3 mg / cm 2 . Same as Example 1.
In Example 3, except that the second plasma treatment was performed by irradiating the plasma for 65 seconds so that the amount of allylamine applied to the surface of the metal plate was 6.5 × 10 −3 mg / cm 2 . The same as in the second embodiment.

実施例4、5は、エポキシ基の含有率が0.1wt%又は0.9wt%となるようにグリシジルメタクリレート(GMA)変性ポリエチレンを3wt%又は30wt%配合した以外は、実施例2と同じである。   Examples 4 and 5 are the same as Example 2 except that 3 wt% or 30 wt% of glycidyl methacrylate (GMA) modified polyethylene is blended so that the epoxy group content is 0.1 wt% or 0.9 wt%. is there.

実施例6〜8は、カルボキシル基の含有率が0.1wt%、0.3wt%又は0.9wt%となるようにエチレン−アクリル酸共重合体を3wt%、10wt%又は30wt%配合した以外は、実施例2と同じである。   In Examples 6 to 8, except that the ethylene-acrylic acid copolymer was blended in an amount of 3 wt%, 10 wt% or 30 wt% so that the carboxyl group content was 0.1 wt%, 0.3 wt% or 0.9 wt% Is the same as in Example 2.

実施例9、10は、第1プラズマ処理のプロセスガスに空気又は水蒸気を含んだアルゴンガス(Ar/水)を用いた以外は、実施例2と同じである。   Examples 9 and 10 are the same as Example 2 except that argon gas (Ar / water) containing air or water vapor is used as the process gas for the first plasma treatment.

実施例11、12は、無水マレイン酸基又はオキサゾリン基の含有率が0.3wt%となるように無水マレイン酸変性ポリプロピレンを10wt%又はオキサゾリン変性ポリプロピレンを10wt%配合した以外は、実施例2と同じである。   Examples 11 and 12 were the same as Example 2 except that 10 wt% of maleic anhydride-modified polypropylene or 10 wt% of oxazoline-modified polypropylene was blended so that the maleic anhydride group or oxazoline group content was 0.3 wt%. The same.

実施例13〜16は、樹脂にポリアミド66(PA66)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリプロピレン(PP)又はテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)を用いた以外は、実施例2と同じである。   Examples 13 to 16 were the same as Example 2 except that polyamide 66 (PA66), polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene (PP), or tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE) was used as the resin. is there.

実施例17〜22は、材質が銅(C1100)、鋼(鉄)、ステンレス鋼(SUS)、マグネシウム、ニッケル又はチタンの金属板を用いた以外は、実施例2と同じである。   Examples 17-22 are the same as Example 2 except having used the metal plate of copper (C1100), steel (iron), stainless steel (SUS), magnesium, nickel, or titanium.

実施例23は、樹脂にポリプロピレン(PP)を用い、材質が錫(スズ)の金属板を用いた以外は、実施例2と同じである。   Example 23 is the same as Example 2 except that polypropylene (PP) is used as the resin and a metal plate made of tin is used.

実施例24〜26は、表面改質物にアクリル酸、テトラエトキシシラン(TEOS)又はオルト酢酸トリエチルを用いた以外は、実施例2と同じである。   Examples 24-26 are the same as Example 2 except that acrylic acid, tetraethoxysilane (TEOS) or triethyl orthoacetate was used as the surface modification product.

比較例1は、第1及び第2プラズマ処理を行わない点と、接着性改質剤を配合しない点とが実施例2等と異なる。
比較例2は、第1及び第2プラズマ処理を行わない点が実施例2等と異なる。
比較例3は、第2プラズマ処理を行わない点と、接着性改質剤を配合しない点とが実施例2等と異なる。
比較例4は、第2プラズマ処理を行わない点が実施例2等と異なる。
Comparative Example 1 differs from Example 2 in that the first and second plasma treatments are not performed and the adhesive modifier is not blended.
Comparative Example 2 is different from Example 2 in that the first and second plasma treatments are not performed.
Comparative Example 3 is different from Example 2 in that the second plasma treatment is not performed and the adhesive modifier is not blended.
Comparative Example 4 is different from Example 2 in that the second plasma treatment is not performed.

比較例5〜7は、接着性官能基(エポキシ基、カルボキシル基)の含有率が0wt%又は0.03wt%である点が実施例2等と異なる。   Comparative Examples 5 to 7 differ from Example 2 and the like in that the content of adhesive functional groups (epoxy groups and carboxyl groups) is 0 wt% or 0.03 wt%.

比較例8、9は、金属板表面に付与されるアリルアミンの量が8.9×10−6mg/cmである点が実施例2等と異なる。 Comparative Examples 8 and 9 differ from Example 2 in that the amount of allylamine applied to the metal plate surface is 8.9 × 10 −6 mg / cm 2 .

比較例10、11は、第1プラズマ処理を行わない点が実施例2等と異なる。   Comparative Examples 10 and 11 differ from Example 2 in that the first plasma treatment is not performed.

次に、接着性の試験について説明する。
接着性は、JIS K 6850(接着剤−剛性被着材の引張せん断接着強さ試験方法)に準拠して、金属部と樹脂部との重ね合わせせん断強さ(以下「接着力」という)を測定した。
Next, the adhesion test will be described.
Adhesiveness is the overlap shear strength (hereinafter referred to as “adhesive strength”) between the metal part and the resin part in accordance with JIS K 6850 (Adhesive-Tensile Shear Adhesive Tensile Shear Bond Strength Test Method). It was measured.

以上より、本発明の実施例は、接着力が、4.1MPa以上であった。
一方、第1プラズマ処理及び第2プラズマ処理の少なくとも一方を行わなかった、比較例1〜4及び10、11は、接着力が、3.3MPa以下であった。
また、エポキシ基又はカルボキシル基の含有率が0.03wt%以下である、比較例5〜7は、接着力が、0.2MPa以下であった。
また、金属板表面に付与されるアリルアミンの量が8.9×10−6mg/cmである比較例8、9は、接着力が、0.4MPa以下であった。
As mentioned above, the Example of this invention had the adhesive force of 4.1 Mpa or more.
On the other hand, Comparative Examples 1-4, 10, and 11 in which at least one of the first plasma treatment and the second plasma treatment was not performed had an adhesive strength of 3.3 MPa or less.
Moreover, the adhesive force of Comparative Examples 5-7 whose content rate of an epoxy group or a carboxyl group is 0.03 wt% or less was 0.2 MPa or less.
Further, in Comparative Examples 8 and 9 in which the amount of allylamine applied to the surface of the metal plate was 8.9 × 10 −6 mg / cm 2 , the adhesive force was 0.4 MPa or less.

第1プラズマ処理のプロセスガスにアルゴンガスを用いた実施例2は、接着力12.3MPaであり、空気を用いたもの(実施例9)より、接着力が向上した。
第1プラズマ処理のプロセスガスに水蒸気を含んだアルゴンガスを用いた実施例10は、接着力が13.3MPaであり、水蒸気を含まないもの(実施例2)より、接着力が向上した。
In Example 2 using argon gas as the process gas for the first plasma treatment, the adhesive force was 12.3 MPa, and the adhesive force was improved over that using air (Example 9).
In Example 10 using argon gas containing water vapor as the process gas for the first plasma treatment, the adhesive force was 13.3 MPa, and the adhesive force was improved over that not containing water vapor (Example 2).

表面改質物にアクリル酸を用いた実施例24は、接着力が10.9MPaであり、オルト酢酸トリエチルを用いたもの(実施例26)より、接着力が向上した。
表面改質物にテトラエトキシシランを用いた実施例25は、接着力が11.1MPaであり、アクリル酸を用いたもの(実施例24)より、接着力が向上した。
表面改質物にアリルアミンを用いた実施例2は、接着力が12.3MPaであり、テトラエトキシシランを用いたもの(実施例25)より、接着力が向上した。
In Example 24 using acrylic acid as the surface modified product, the adhesive force was 10.9 MPa, and the adhesive force was improved compared to that using triethyl orthoacetate (Example 26).
In Example 25 using tetraethoxysilane as the surface modification product, the adhesive force was 11.1 MPa, and the adhesive force was improved compared to that using acrylic acid (Example 24).
In Example 2 using allylamine as the surface modification product, the adhesive force was 12.3 MPa, and the adhesive force was improved from that using tetraethoxysilane (Example 25).

金属板表面に付与されるアリルアミンの量が1.3×10−3mg/cm以上の実施例2、3は、接着力が12.3MPa以上であり、アリルアミンの量が1.3×10−5mg/cmのもの(実施例1)より、接着力が二倍以上向上した。 In Examples 2 and 3 in which the amount of allylamine applied to the metal plate surface is 1.3 × 10 −3 mg / cm 2 or more, the adhesive strength is 12.3 MPa or more, and the amount of allylamine is 1.3 × 10 6. The adhesive strength improved more than twice as much as that of −5 mg / cm 2 (Example 1).

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。   In addition, this invention is not limited to the said Example, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can change suitably and can be actualized.

10 金属と樹脂との複合体
20 金属部
25 極性官能基
30 樹脂部
35 接着性官能基
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Composite of metal and resin 20 Metal part 25 Polar functional group 30 Resin part 35 Adhesive functional group

Claims (11)

金属よりなる金属部と樹脂よりなる樹脂部とが接着された金属と樹脂との複合体の製造方法であって、
大気雰囲気で不活性ガス又は空気よりなる第1ガスのプラズマを前記金属部の表面に照射する第1プラズマ処理と、
前記第1プラズマ処理の後、大気雰囲気で表面改質物を含む不活性ガス又は空気よりなる第2ガスのプラズマを前記金属部の表面に照射して前記表面改質物に由来する極性官能基を付与する第2プラズマ処理と、
前記樹脂に前記極性官能基と相互に作用し合う接着性官能基を有する接着性改質剤を配合して成形材料とする配合処理とを行った後、
前記成形材料を用いて前記金属部と接するように前記樹脂部を成形して、前記金属部と前記樹脂部とを接着させることを特徴とする金属と樹脂との複合体の製造方法。
A method for producing a composite of a metal and a resin in which a metal part made of metal and a resin part made of resin are bonded,
A first plasma treatment for irradiating the surface of the metal part with a plasma of a first gas comprising an inert gas or air in an air atmosphere;
After the first plasma treatment, the surface of the metal part is irradiated with a plasma of a second gas made of an inert gas or air containing a surface modification product in an air atmosphere to give a polar functional group derived from the surface modification product. A second plasma treatment,
After carrying out a blending treatment to form a molding material by blending an adhesive modifier having an adhesive functional group that interacts with the polar functional group in the resin,
A method for producing a composite of a metal and a resin, wherein the resin part is molded using the molding material so as to be in contact with the metal part, and the metal part and the resin part are bonded.
前記表面改質物を前記第1ガスに含ませて前記第2ガスにする請求項1記載の金属と樹脂との複合体の製造方法。   The method for producing a composite of a metal and a resin according to claim 1, wherein the surface modification product is contained in the first gas to form the second gas. 前記表面改質物は、アリルアミン、アクリル酸、テトラエトキシシラン又はオルト酢酸トリエチルである請求項1又は2記載の金属と樹脂との複合体の製造方法。   The method for producing a composite of a metal and a resin according to claim 1 or 2, wherein the surface modification product is allylamine, acrylic acid, tetraethoxysilane, or triethyl orthoacetate. 前記接着性官能基は、エポキシ基、カルボキシル基、無水マレイン酸基又はオキサゾリン基である請求項1〜3のいずれか一項に記載の金属と樹脂との複合体の製造方法。   The method for producing a complex of a metal and a resin according to any one of claims 1 to 3, wherein the adhesive functional group is an epoxy group, a carboxyl group, a maleic anhydride group, or an oxazoline group. 前記樹脂は、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン又はフッ素樹脂である請求項1〜4のいずれか一項に記載の金属と樹脂との複合体の製造方法。   The said resin is polyphenylene sulfide, polyamide, polyester, polyolefin, or a fluororesin, The manufacturing method of the composite_body | complex of the metal and resin as described in any one of Claims 1-4. 前記金属は、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス鋼、マグネシウム、ニッケル、チタン又は錫である請求項1〜5のいずれか一項に記載の金属と樹脂との複合体の製造方法。   The said metal is aluminum, copper, iron, stainless steel, magnesium, nickel, titanium, or tin, The manufacturing method of the composite_body | complex of the metal and resin as described in any one of Claims 1-5. 金属よりなる金属部と樹脂よりなる樹脂部とが接着された金属と樹脂との複合体であって、
前記金属部は、前記樹脂部との接着面に極性官能基が付与されたものであり、
前記樹脂は、前記極性官能基と相互に作用し合う接着性官能基を有する接着性改質剤が配合されたものであり、
前記極性官能基は、大気雰囲気で不活性ガス又は空気のプラズマを前記接着面に照射した後に、大気雰囲気で表面改質物を含む不活性ガス又は空気のプラズマを前記接着面に照射して該接着面に付与された前記表面改質物に由来する官能基であり、
前記極性官能基と前記接着性官能基との相互作用により、前記金属部と前記樹脂部とが接着され、JIS K 6850に準拠して測定した該接着の重ね合わせせん断強さが4MPa以上であることを特徴とする金属と樹脂との複合体。
A metal and resin composite in which a metal part made of metal and a resin part made of resin are bonded,
The metal part is provided with a polar functional group on the adhesive surface with the resin part,
The resin is formulated with an adhesive modifier having an adhesive functional group that interacts with the polar functional group,
The polar functional group is formed by irradiating the bonding surface with an inert gas or air plasma in an air atmosphere and then irradiating the bonding surface with an inert gas or air plasma containing a surface modification product in the air atmosphere. A functional group derived from the surface modification product applied to the surface,
The metal part and the resin part are bonded by the interaction between the polar functional group and the adhesive functional group, and the overlap shear strength of the bond measured in accordance with JIS K 6850 is 4 MPa or more. A composite of metal and resin characterized by the above.
前記極性官能基は、アミノ基、カルボキシル基、シラノール基及び水酸基からなる群より選ばれた少なくとも一種の官能基である請求項7記載の金属と樹脂との複合体。   The metal / resin composite according to claim 7, wherein the polar functional group is at least one functional group selected from the group consisting of an amino group, a carboxyl group, a silanol group, and a hydroxyl group. 前記接着性官能基は、エポキシ基、カルボキシル基、無水マレイン酸基又はオキサゾリン基である請求項7又は8記載の金属と樹脂との複合体。   The composite of a metal and a resin according to claim 7 or 8, wherein the adhesive functional group is an epoxy group, a carboxyl group, a maleic anhydride group or an oxazoline group. 前記樹脂は、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン又はフッ素樹脂である請求項7〜9のいずれか一項に記載の金属と樹脂との複合体。   The said resin is a polyphenylene sulfide, polyamide, polyester, polyolefin, or a fluororesin, The composite_body | complex of the metal and resin as described in any one of Claims 7-9. 前記金属は、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス鋼、マグネシウム、ニッケル、チタン又は錫である請求項7〜10のいずれか一項に記載の金属と樹脂との複合体。   The said metal is aluminum, copper, iron, stainless steel, magnesium, nickel, titanium, or tin, The composite_body | complex of the metal and resin as described in any one of Claims 7-10.
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