JP2017136839A - Metal/resin composite structure, method for manufacturing metal/resin composite structure, nickel plated steel member and method for producing nickel plated steel member - Google Patents

Metal/resin composite structure, method for manufacturing metal/resin composite structure, nickel plated steel member and method for producing nickel plated steel member Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal/resin composite structure which is formed by strongly joining and sticking a thermoplastic resin to a steel member and has a steel portion with high rust prevention ability, and a method for producing the same, and a nickel plated steel member to which the thermoplastic resin can be strongly joined and stuck and which is excellent in rust prevention ability, and a method for producing the same.SOLUTION: The metal/resin composite structure 106 of the present invention is a metal/resin composite structure formed by joining a nickel plated steel member 108 on which a nickel plating layer 107 is formed to cover a part or all of a surface 110 of a steel member 103 to a thermoplastic resin member 105 comprised of a thermoplastic resin or a resin composition containing the thermoplastic resin. In the metal/resin composite structure 106, an average value of ten- point average roughness (Rz) of at least a joining surface 104 of the nickel plated steel member 108 to the thermoplastic resin member 105, which is measured according to JIS B0601, exceeds 2 μm.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、金属/樹脂複合構造体、金属/樹脂複合構造体の製造方法、ニッケルめっき化鉄鋼部材およびニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法に関する。   The present invention relates to a metal / resin composite structure, a metal / resin composite structure manufacturing method, a nickel-plated steel member, and a nickel-plated steel member manufacturing method.

鉄鋼部材と樹脂を接合して一体化する技術は、例えば、自動車、建築構造物、家庭電化製品、医療機器、産業機器等の部品製造業等の広い産業分野において求められている。   A technique for joining and integrating a steel member and a resin is required in a wide range of industrial fields such as parts manufacturing industries such as automobiles, building structures, home appliances, medical equipment, and industrial equipment.

近年、樹脂部材と金属部材を接合する技術として、既存の接着剤を使う技術に代わって、樹脂部材を金属部材に直接射出成形することにより、樹脂部材と金属部材を接合する方法、いわゆる「射出接合法」が提案されている(例えば、特許文献1および2等)。   In recent years, as a technique for joining a resin member and a metal member, a method of joining the resin member and the metal member by directly injection-molding the resin member to the metal member instead of a technique using an existing adhesive, so-called “injection” A “joining method” has been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2).

射出接合法では、例えば、表面に微細な凹凸が形成された金属部材に、その金属部材と親和性を有する極性基を持つエンジニアリングプラスチックを射出成形することにより、樹脂部材と金属部材とを接合する(例えば、特許文献1、2)。しかしながら、射出接合法で強力な接合力を示す金属部材はアルミニウム系金属、マグネシウム系金属、銅系金属、チタン系金属に限定され、また樹脂種も極性基を持たないポリオレフィンにおいては接合力が低いのが実情であった。   In the injection joining method, for example, a resin member and a metal member are joined by injection-molding an engineering plastic having a polar group having an affinity for the metal member on a metal member having fine irregularities formed on the surface. (For example, Patent Documents 1 and 2). However, metal members that exhibit strong bonding strength by the injection bonding method are limited to aluminum-based metal, magnesium-based metal, copper-based metal, and titanium-based metal, and the bonding strength is low for polyolefins that do not have polar groups. It was the actual situation.

また、鉄鋼部材としてのステンレス鋼や炭素鋼と樹脂を接合させるための技術も開示されている(例えば、特許文献3〜7)。
特許文献3(国際公開第2008/081933号パンフレット)には、ステンレス鋼からなる基材を機械的加工し、次いで、硫酸水溶液等に浸漬して得られる粗化ステンレス鋼と樹脂を接合する技術が開示されている。
特許文献4(国際公開第2009/011398号パンフレット)や特許文献5(特開2011−156764号公報)には、鉄鋼材を機械的加工し、次いで、硫酸水溶液等に浸漬し、次いで、アミン水溶液等に浸漬して得られる粗化鉄鋼材と樹脂を接合する技術が開示されている。
特許文献6(特開2011−168017号公報)には、塩化第二鉄水溶液に酸化性化合物を溶解させた処理液に浸漬して処理したステンレス鋼と樹脂との接合体が開示されている。
Moreover, the technique for joining stainless steel as a steel member, carbon steel, and resin is also disclosed (for example, patent documents 3-7).
Patent Document 3 (International Publication No. 2008/081933 pamphlet) discloses a technique of joining a roughened stainless steel obtained by mechanically processing a base material made of stainless steel and then dipping in a sulfuric acid aqueous solution or the like to a resin. It is disclosed.
In Patent Document 4 (International Publication No. 2009/011398 pamphlet) and Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-156664), a steel material is mechanically processed, then immersed in an aqueous sulfuric acid solution, and then an aqueous amine solution. A technique for joining a roughened steel material obtained by dipping in a resin and a resin is disclosed.
Patent Document 6 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-168017) discloses a joined body of stainless steel and a resin treated by being immersed in a treatment liquid in which an oxidizing compound is dissolved in a ferric chloride aqueous solution.

国際公開第2003/064150号パンフレットInternational Publication No. 2003/064150 Pamphlet 国際公開第2004/055248号パンフレットInternational Publication No. 2004/055248 Pamphlet 国際公開第2008/081933号パンフレットInternational Publication No. 2008/081933 Pamphlet 国際公開第2009/011398号パンフレットInternational Publication No. 2009/011398 Pamphlet 特開2011−156764号公報JP 2011-156664 A 特開2011−168017号公報JP 2011-168017 A 特開2001−011662号公報JP 2001-011662 A

本発明者らの検討によれば、特許文献1〜7に開示されているような方法で得られた金属/樹脂複合構造体の接合強度は、まだまだ十分に満足できるものではないことが明らかになった。特に、熱可塑性樹脂部材として、例えば、ポリオレフィン系樹脂等の鉄鋼部材との親和性が低い熱可塑性樹脂を用いた場合に金属/樹脂複合構造体の接合強度に劣ることが明らかになった。
例えば、特許文献7(特開2001−011662号公報)には、硫酸、塩素イオン、第二銅イオンおよびチオール系化合物を含む水溶液でステンレス鋼表面を粗化する方法が開示されている。しかし、本発明者らの追試と樹脂接合実験によれば、特許文献7に記載の方法では実用に耐えうる十分な接合力を有する金属/樹脂複合構造体が得られないことが明らかになっている。
According to the study by the present inventors, it is clear that the bonding strength of the metal / resin composite structure obtained by the methods disclosed in Patent Documents 1 to 7 is still not sufficiently satisfactory. became. In particular, when a thermoplastic resin having a low affinity with a steel member such as a polyolefin-based resin is used as the thermoplastic resin member, it has been revealed that the bonding strength of the metal / resin composite structure is inferior.
For example, Patent Document 7 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-011662) discloses a method of roughening a stainless steel surface with an aqueous solution containing sulfuric acid, chlorine ions, cupric ions and thiol compounds. However, according to the follow-up tests and resin bonding experiments by the present inventors, it has been clarified that the metal / resin composite structure having a sufficient bonding strength that can withstand practical use cannot be obtained by the method described in Patent Document 7. Yes.

さらに、金属部材として鉄鋼部材を用いる金属/樹脂複合構造体においては金属部材への防錆力の付与方法にも問題があった。すなわち、鉄鋼部材/樹脂複合構造体において、ステンレス等の特殊鋼を除く汎用の鉄鋼部材が酸化されやすく錆びやすいという性質を持つこと、あるいは該鉄鋼部材/樹脂複合構造体が、風雨に晒される屋外環境下で使用される頻度が高いことを鑑みれば、該接合体の金属露出部には高い防錆能を具備することが求められる。   Furthermore, in the metal / resin composite structure using a steel member as the metal member, there is a problem in the method for imparting rust prevention power to the metal member. That is, in a steel member / resin composite structure, a general-purpose steel member excluding special steel such as stainless steel has a property of being easily oxidized and easily rusted, or the steel member / resin composite structure is exposed to wind and rain. In view of the high frequency of use in the environment, the exposed metal part of the joined body is required to have a high rust prevention ability.

鉄鋼部材/樹脂複合構造体の金属部分の防錆機能の付与は、一般的には接合体を製造した後に、金属部分のみに金属めっきや塗装を施す方法が一般的な方法と考えられる。しかし、この方法では、鉄鋼部材/樹脂複合構造体の金属部分のみを選択的に金属めっきや塗装することが求められるが、このような方法は生産性に乏しく現実的とはいえない。例えば、樹脂部分のみを公知の方法によってマスキングして、樹脂部分も含めた複合構造体全体に金属めっきや塗装を施した後にデマスキングする方法では多くの工程が必要になってしまう。樹脂部分をマスキングすることなく塗装やめっきする方法では、樹脂部分が強酸・強アルカリを伴う薬品処理によって変質・分解してしまう可能性が有る。樹脂部分への影響を最少化するために、乾燥焼き付け温度を低めたり、あるいは防錆力の低いめっきで対応を余儀なくされるという問題があった。   In general, a general method for imparting a rust preventive function to a metal part of a steel member / resin composite structure is to apply metal plating or coating only to the metal part after manufacturing the joined body. However, this method requires selective metal plating or coating of only the metal portion of the steel member / resin composite structure, but such a method is not practical because of poor productivity. For example, many steps are required in a method in which only the resin portion is masked by a known method, and the entire composite structure including the resin portion is subjected to metal plating or coating and then demasked. In the method of coating or plating without masking the resin part, the resin part may be altered or decomposed by chemical treatment with strong acid or strong alkali. In order to minimize the influence on the resin portion, there has been a problem that the drying baking temperature is lowered, or plating with low rust prevention power is unavoidable.

すなわち、鉄鋼部材との親和性が低いポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂に対し、強い接合力を発現する鉄鋼部材の表面粗化技術の開発、ならびに該粗化技術によって粗面化された鉄鋼部材と広範な樹脂種との接合体であって、強い防錆能を有する接合体が産業界から切望されていた。   That is, the development of surface roughening technology for steel members that exhibit strong bonding force to thermoplastic resins such as polyolefin resins having low affinity with steel members, and the steel members roughened by the roughening technology There has been a strong demand from the industry for a joined body with a wide variety of resin types and having a strong antirust ability.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、鉄鋼部材に熱可塑性樹脂が強固に接合・固着してなり、かつ、鉄鋼部分の防錆能が高い金属/樹脂複合構造体並びにその製造方法、および熱可塑性樹脂を強固に接合・固着可能で、かつ、防錆能に優れたニッケルめっき化鉄鋼部材並びにその製造方法を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a metal / resin composite structure in which a thermoplastic resin is firmly bonded and fixed to a steel member, and the steel portion has a high rust prevention ability, and a method for producing the same. And a nickel-plated steel member capable of firmly joining and fixing a thermoplastic resin and having an excellent rust prevention ability, and a method for producing the same.

本発明者らは、熱可塑性樹脂との接合が可能であり、防錆能に優れた鉄鋼部材について鋭意研究を重ねた。その結果、ニッケルめっき層が形成されたニッケルめっき化鉄鋼部材であって、JIS B0601に準拠して測定される、少なくとも熱可塑性樹脂との接合部表面の十点平均粗さ(Rz)の平均値が2μmを超えるニッケルめっき化鉄鋼部材を用いることにより上記課題を解決できることを見出した。このようなニッケルめっき化鉄鋼部材は、例えば、酸と第二銅イオンと塩素イオンとを含む水溶液により処理する工程と、硝酸により処理する工程と、ニッケルめっき液によってニッケルめっきする工程を組み合わせる表面粗化方法によって得られ、優れた防錆能を示すとともに、その粗化面が、エンジニアリングプラスチックのみならずポリオレフィン系樹脂等の鉄鋼部材との親和性が低い熱可塑性樹脂に対しても強力に接合できることを見出し、本発明に到達した。   The inventors of the present invention have made extensive studies on a steel member that can be joined to a thermoplastic resin and has excellent rust prevention ability. As a result, it is a nickel-plated steel member on which a nickel plating layer is formed, and is measured in accordance with JIS B0601, and is an average value of ten-point average roughness (Rz) of at least the surface of the joint with the thermoplastic resin. It has been found that the above problem can be solved by using a nickel-plated steel member having a thickness exceeding 2 μm. Such a nickel-plated steel member has, for example, a surface roughness that combines a step of treating with an aqueous solution containing acid, cupric ion, and chlorine ion, a step of treating with nitric acid, and a step of nickel plating with a nickel plating solution. It can be obtained by the process, and exhibits excellent rust prevention ability, and its roughened surface can be strongly bonded not only to engineering plastics but also to thermoplastic resins with low affinity with steel members such as polyolefin resins. And reached the present invention.

すなわち、本発明によれば、以下に示す金属/樹脂複合構造体、金属/樹脂複合構造体の製造方法、ニッケルめっき化鉄鋼部材およびニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法が提供される。   That is, according to the present invention, the following metal / resin composite structure, metal / resin composite structure manufacturing method, nickel-plated steel member, and nickel-plated steel member manufacturing method are provided.

[1]
鉄鋼部材の表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成されたニッケルめっき化鉄鋼部材と、熱可塑性樹脂または上記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物により構成された熱可塑性樹脂部材とが接合された金属/樹脂複合構造体であって、
JIS B0601に準拠して測定される、少なくとも上記ニッケルめっき化鉄鋼部材の上記熱可塑性樹脂部材との接合部表面の十点平均粗さ(Rz)の平均値が2μmを超えることを特徴とする金属/樹脂複合構造体。
[2]
上記鉄鋼部材の表面が微細凹凸形状を有し、上記ニッケルめっき層は少なくとも上記微細凹凸形状を覆うように形成されていることを特徴とする上記[1]に記載の金属/樹脂複合構造体。
[3]
上記微細凹凸形状が間隔周期5nm以上500μm以下の凸部が林立している形状であることを特徴とする上記[2]に記載の金属/樹脂複合構造体。
[4]
上記ニッケルめっき層の平均厚みが0.1μm以上20μm以下であることを特徴とする上記[1]乃至[3]のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体。
[5]
上記ニッケルめっき層がリン(P)を含み、上記ニッケルめっき層中の上記リン(P)の含有量が0.05重量%以上20重量%以下であることを特徴とする上記[1]乃至[4]のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体。
[6]
上記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレン/アクリロニトリル共重合体樹脂、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体樹脂、およびポリメタクリル酸メチル樹脂から選択される一種または二種以上を含むことを特徴とする上記[1]乃至[5]のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体。
[7]
上記鉄鋼部材が圧延軟鋼を含むことを特徴とする上記[1]乃至[6]のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体。
[8]
熱可塑性樹脂または上記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物により構成された熱可塑性樹脂部材との接合のために用いられ、鉄鋼部材の表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成されたニッケルめっき化鉄鋼部材であって、
JIS B0601に準拠して測定される、少なくとも上記熱可塑性樹脂部材との接合部表面の十点平均粗さ(Rz)の平均値が2μmを超えるニッケルめっき化鉄鋼部材。
[9]
上記[1]乃至[7]のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体の製造方法であって、
表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成され、かつ、少なくとも熱可塑性樹脂部材との接合部表面に微細凹凸形状を有するニッケルめっき化鉄鋼部材を、射出成形用の金型内に設置する工程と、
上記熱可塑性樹脂部材の少なくとも一部が上記ニッケルめっき化鉄鋼部材の上記微細凹凸形状と接するように、上記金型内に熱可塑性樹脂または上記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を射出成形する工程と、を含むことを特徴とする金属/樹脂複合構造体の製造方法。
[10]
熱可塑性樹脂または上記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物により構成された熱可塑性樹脂部材との接合に用いられ、鉄鋼部材の表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成され、かつ、少なくとも熱可塑性樹脂部材との接合部表面に微細凹凸形状を有するニッケルめっき化鉄鋼部材を製造するための製造方法であって、
少なくとも鉄鋼部材の上記熱可塑性樹脂部材との上記接合部表面を、酸と第二銅イオンと塩素イオンとを含む水溶液により処理する第一の処理工程と、
少なくとも上記接合部表面を無機酸により処理する第二の処理工程と、
上記第二の処理工程後に、少なくとも上記接合部表面を、ニッケルめっき液によってニッケルめっきする第三の処理工程と、
を含むニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法。
[11]
上記[10]に記載のニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法において、
上記第二の処理工程後であって、上記第三の処理工程前に、少なくとも上記接合部表面を銅めっき剥離液で処理する処理工程をさらにおこなうニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法。
[1]
A nickel-plated steel member having a nickel plating layer formed so as to cover part or all of the surface of the steel member, and a thermoplastic resin member made of a thermoplastic resin or a resin composition containing the thermoplastic resin. A bonded metal / resin composite structure,
A metal characterized in that an average value of ten-point average roughness (Rz) of a surface of a joint portion between at least the nickel-plated steel member and the thermoplastic resin member measured in accordance with JIS B0601 exceeds 2 μm. / Resin composite structure.
[2]
The metal / resin composite structure according to [1], wherein the surface of the steel member has a fine uneven shape, and the nickel plating layer is formed to cover at least the fine uneven shape.
[3]
The metal / resin composite structure according to the above [2], wherein the fine concavo-convex shape is a shape in which convex portions having an interval period of 5 nm or more and 500 μm or less stand.
[4]
The metal / resin composite structure according to any one of [1] to [3], wherein an average thickness of the nickel plating layer is 0.1 μm or more and 20 μm or less.
[5]
[1] to [1], wherein the nickel plating layer contains phosphorus (P), and the content of the phosphorus (P) in the nickel plating layer is 0.05 wt% or more and 20 wt% or less. 4] The metal / resin composite structure according to any one of 4).
[6]
The thermoplastic resin is polyolefin resin, polyester resin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyether ether ketone resin, polyether ketone resin, polyimide resin, polyether sulfone resin, polystyrene resin, polyacrylonitrile resin, styrene / acrylonitrile. Any one of [1] to [5] above, comprising one or more selected from a copolymer resin, an acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer resin, and a polymethyl methacrylate resin The metal / resin composite structure according to 1.
[7]
The metal / resin composite structure according to any one of [1] to [6], wherein the steel member includes rolled mild steel.
[8]
A nickel plating layer was formed so as to cover a part or all of the surface of a steel member used for joining with a thermoplastic resin or a thermoplastic resin member composed of a resin composition containing the thermoplastic resin. A nickel plated steel member,
A nickel-plated steel member having an average value of 10-point average roughness (Rz) of at least the surface of the joint with the thermoplastic resin member measured in accordance with JIS B0601 exceeds 2 μm.
[9]
A method for producing a metal / resin composite structure according to any one of the above [1] to [7],
A nickel-plated steel member that has a nickel plating layer formed so as to cover part or all of the surface and that has at least a fine uneven shape on the surface of the joint with the thermoplastic resin member is placed in a mold for injection molding. Installation process;
A step of injection-molding a thermoplastic resin or a resin composition containing the thermoplastic resin in the mold such that at least a part of the thermoplastic resin member is in contact with the fine uneven shape of the nickel-plated steel member; A process for producing a metal / resin composite structure, comprising:
[10]
Used for joining with a thermoplastic resin or a thermoplastic resin member composed of a resin composition containing the thermoplastic resin, a nickel plating layer is formed so as to cover part or all of the surface of the steel member; and It is a manufacturing method for manufacturing a nickel-plated steel member having a fine uneven shape on the surface of a joint portion with at least a thermoplastic resin member,
A first treatment step of treating at least the joint surface of the steel member with the thermoplastic resin member with an aqueous solution containing an acid, a cupric ion, and a chlorine ion;
A second treatment step of treating at least the joint surface with an inorganic acid;
After the second treatment step, at least the joint surface, a third treatment step of nickel plating with a nickel plating solution,
The manufacturing method of the nickel-plated steel member containing this.
[11]
In the method for producing a nickel-plated steel member according to [10] above,
The manufacturing method of the nickel-plated steel member which performs after the said 2nd process process and before the said 3rd process process, further performing the process process which processes at least the said junction part surface with a copper plating peeling liquid.

本発明によれば、鉄鋼部材に熱可塑性樹脂が強固に接合・固着してなり、かつ、防錆力に優れた金属/樹脂複合構造体並びにその製造方法、および熱可塑性樹脂を強固に接合・固着可能で、かつ、防錆力に優れたニッケルめっき化鉄鋼部材並びにその製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a thermoplastic resin is firmly bonded and fixed to a steel member, and a metal / resin composite structure excellent in rust-proofing power, a manufacturing method thereof, and a thermoplastic resin It is possible to provide a nickel-plated steel member that can be fixed and is excellent in rust prevention power and a method for producing the same.

本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体の構造の一例を模式的に示した外観図である。It is the external view which showed typically an example of the structure of the metal / resin composite structure which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体の接合部の断面を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the cross section of the junction part of the metal / resin composite structure which concerns on this embodiment. 実施例1で得られた金属/樹脂複合構造体の接合部の断面図の電子顕微鏡写真を元素マッピングした図面である。2 is an element mapping of an electron micrograph of a cross-sectional view of a joint portion of a metal / resin composite structure obtained in Example 1. FIG. 本実施形態に係るニッケルめっき化鉄鋼部材の表面上の、平行関係にある任意の3直線部、および当該3直線部と直交する任意の3直線部からなる合計6直線部の測定箇所を説明するための模式図である。Description will be given of measurement points on a total of six straight portions including arbitrary three straight portions in parallel relation on the surface of the nickel-plated steel member according to the present embodiment and arbitrary three straight portions orthogonal to the three straight portions. It is a schematic diagram for. 各調製例で得られたニッケルめっき化鉄鋼部材の表面上の、平行関係にある任意の3直線部、および当該3直線部と直交する任意の3直線部からなる合計6直線部の測定箇所を説明するための模式図である。On the surface of the nickel-plated steel member obtained in each of the preparation examples, measurement points of a total of 6 linear parts composed of arbitrary 3 linear parts in parallel relation and arbitrary 3 linear parts orthogonal to the 3 linear parts It is a schematic diagram for demonstrating. 実施例3、4に係る、ニッケルめっき化鉄鋼部材の表面の表面粗さ曲線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the surface roughness curve of the surface of the nickel-plated steel member based on Example 3, 4. FIG. 実施例5、6に係る、ニッケルめっき化鉄鋼部材の表面の表面粗さ曲線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the surface roughness curve of the surface of the nickel-plated steel member based on Example 5, 6. FIG.

以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、文中の数字範囲を示す「A〜B」は特に断りがなければ、A以上B以下を表す。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings, similar constituent elements are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate. In addition, "A-B" which shows the numerical range in a sentence represents A or more and B or less unless there is particular notice.

図1は、本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体106の構造の一例を模式的に示した外観図である。図2は、本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体106の接合部の断面を模式的に示した断面図である。
本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体106は、鉄鋼部材103の表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層107が形成されたニッケルめっき化鉄鋼部材108であって、JIS B0601に準拠して測定される、少なくともニッケルめっき化鉄鋼部材108の熱可塑性樹脂部材105との接合部表面104の十点平均粗さ(Rz)の平均値が2μmを超えるニッケルめっき化鉄鋼部材108と、熱可塑性樹脂(R1)または熱可塑性樹脂(R1)を含む樹脂組成物(R2)により構成された熱可塑性樹脂部材105とが接合されている。
本実施形態において、鉄鋼部材103の表面は微細凹凸形状を有することが好ましく、ニッケルめっき層107は少なくとも上記微細凹凸形状を封孔することなく該微細凹凸形状に沿って、形状全体を薄く覆うように形成されていることが好ましい。本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体106はニッケルめっき化鉄鋼部材108と熱可塑性樹脂部材105とを接合することにより得られる。
ここで、ニッケルめっき層107は少なくとも接合部表面104の上記微細凹凸形状を覆うように形成されていることが好ましい。
FIG. 1 is an external view schematically showing an example of the structure of the metal / resin composite structure 106 according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the joint portion of the metal / resin composite structure 106 according to the present embodiment.
The metal / resin composite structure 106 according to this embodiment is a nickel-plated steel member 108 in which a nickel plating layer 107 is formed so as to cover a part or all of the surface of the steel member 103, and conforms to JIS B0601. A nickel-plated steel member 108 having an average value of 10-point average roughness (Rz) of the joint surface 104 of at least the nickel-plated steel member 108 with the thermoplastic resin member 105 of more than 2 μm, A thermoplastic resin member 105 made of a resin composition (R2) containing the plastic resin (R1) or the thermoplastic resin (R1) is joined.
In this embodiment, it is preferable that the surface of the steel member 103 has a fine uneven shape, and the nickel plating layer 107 covers the entire shape thinly along the fine uneven shape without sealing at least the fine uneven shape. It is preferable to be formed. The metal / resin composite structure 106 according to this embodiment is obtained by joining a nickel plated steel member 108 and a thermoplastic resin member 105.
Here, it is preferable that the nickel plating layer 107 is formed so as to cover at least the fine concavo-convex shape of the joint surface 104.

ニッケルめっき化鉄鋼部材108の表面110には、ニッケルめっき化鉄鋼部材108と熱可塑性樹脂部材105との間の接合強度向上に適する粗化面が形成されているため、接着剤を使用せずにニッケルめっき化鉄鋼部材108と熱可塑性樹脂部材105との間の接合性確保が可能となる。
具体的にはニッケルめっき化鉄鋼部材108の表面110の上記粗化形状の中に熱可塑性樹脂部材105が進入することによって、ニッケルめっき化鉄鋼部材108と熱可塑性樹脂部材105との間に物理的な抵抗力(アンカー効果)が効果的に発現し、通常では接合が困難な鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105とを強固に接合することが可能になる。
The surface 110 of the nickel-plated steel member 108 is formed with a roughened surface suitable for improving the bonding strength between the nickel-plated steel member 108 and the thermoplastic resin member 105, so that no adhesive is used. It becomes possible to ensure the bondability between the nickel plated steel member 108 and the thermoplastic resin member 105.
Specifically, when the thermoplastic resin member 105 enters the roughened shape of the surface 110 of the nickel-plated steel member 108, the nickel-plated steel member 108 and the thermoplastic resin member 105 are physically separated. Therefore, the steel member 103 and the thermoplastic resin member 105 that are normally difficult to join can be firmly joined.

このようにして得られた金属/樹脂複合構造体106は、鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105の界面への水分や湿気の浸入を防ぐこともできる。つまり、金属/樹脂複合構造体106の付着界面における気密性や水密性を向上させることもできる。   The metal / resin composite structure 106 obtained in this way can also prevent moisture and moisture from entering the interface between the steel member 103 and the thermoplastic resin member 105. That is, the air tightness and water tightness at the adhesion interface of the metal / resin composite structure 106 can be improved.

以下、熱可塑性樹脂部材105と、ニッケルめっき化鉄鋼部材108とが接合された金属/樹脂複合構造体106、その製造方法、および熱可塑性樹脂を強固に接合・固着可能で、かつ、防錆能に優れたニッケルめっき化鉄鋼部材108の製造方法について説明する。   Hereinafter, the metal / resin composite structure 106 in which the thermoplastic resin member 105 and the nickel-plated steel member 108 are bonded together, a method for manufacturing the metal / resin composite structure 106, and the thermoplastic resin can be strongly bonded / fixed, and have anti-rust performance. A method for manufacturing the nickel-plated steel member 108 excellent in the above will be described.

[熱可塑性樹脂部材]
以下、本実施形態に係る熱可塑性樹脂部材105について説明する。
熱可塑性樹脂部材105は熱可塑性樹脂(R1)または熱可塑性樹脂(R1)を含む樹脂組成物(R2)により構成されている。樹脂組成物(R2)は、樹脂成分として熱可塑性樹脂(R1)と、例えば充填材(B)と、含む。さらに、樹脂組成物(R2)は必要に応じてその他の配合剤を含む。樹脂組成物(R2)は熱可塑性樹脂(R1)を主成分として含む。なお、本実施形態において「主成分」とは50重量%以上を占める構成成分として定義される。樹脂組成物(R2)に占める熱可塑性樹脂(R1)は好ましくは50重量%超、より好ましくは60重量%以上である。
[Thermoplastic resin member]
Hereinafter, the thermoplastic resin member 105 according to the present embodiment will be described.
The thermoplastic resin member 105 is made of a thermoplastic resin (R1) or a resin composition (R2) containing a thermoplastic resin (R1). The resin composition (R2) includes a thermoplastic resin (R1) as a resin component, for example, a filler (B). Furthermore, the resin composition (R2) contains other compounding agents as necessary. The resin composition (R2) contains the thermoplastic resin (R1) as a main component. In the present embodiment, the “main component” is defined as a component occupying 50% by weight or more. The thermoplastic resin (R1) in the resin composition (R2) is preferably more than 50% by weight, more preferably 60% by weight or more.

(熱可塑性樹脂(R1))
熱可塑性樹脂(R1)としては特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂等のポリメタクリル系樹脂、ポリアクリル酸メチル樹脂等のポリアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール−ポリ塩化ビニル共重合体樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、無水マレイン酸−スチレン共重合体樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等の芳香族ポリエーテルケトン、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、スチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、アイオノマー、アミノポリアクリルアミド樹脂、イソブチレン無水マレイン酸コポリマー、ABS、ACS、AES、AS、ASA、MBS、エチレン−塩化ビニルコポリマー、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニルグラフトポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、塩素化ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、カルボキシビニルポリマー、ケトン樹脂、非晶性コポリエステル樹脂、ノルボルネン樹脂、フッ素プラスチック、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、フッ素化エチレンポリプロピレン樹脂、PFA、ポリクロロフルオロエチレン樹脂、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル樹脂、ポリアリレート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリパラメチルスチレン樹脂、ポリアリルアミン樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、オリゴエステルアクリレート、キシレン樹脂、マレイン酸樹脂、ポリヒドロキシブチレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリ乳酸樹脂、ポリグルタミン酸樹脂、ポリカプロラクトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂(ABS樹脂)等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は一種単独で使用してもよいし、二種以上組み合わせて使用してもよい。
(Thermoplastic resin (R1))
The thermoplastic resin (R1) is not particularly limited. For example, a polyolefin resin, a polymethacrylic resin such as a polymethyl methacrylate resin, a polyacrylic resin such as a polymethyl acrylate resin, a polystyrene resin, polyvinyl alcohol-poly Vinyl chloride copolymer resin, polyvinyl acetal resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl formal resin, polymethylpentene resin, maleic anhydride-styrene copolymer resin, polycarbonate resin, polyphenylene ether resin, polyether ether ketone resin, polyether ketone Aromatic polyether ketones such as resins, polyester resins, polyamide resins, polyamideimide resins, polyimide resins, polyetherimide resins, styrene elastomers, polyolefin elastomers Mer, polyurethane elastomer, polyester elastomer, polyamide elastomer, ionomer, aminopolyacrylamide resin, isobutylene maleic anhydride copolymer, ABS, ACS, AES, AS, ASA, MBS, ethylene-vinyl chloride copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer , Ethylene-vinyl acetate-vinyl chloride graft polymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer, chlorinated polyvinyl chloride resin, chlorinated polyethylene resin, chlorinated polypropylene resin, carboxyvinyl polymer, ketone resin, amorphous copolyester resin, norbornene resin , Fluoroplastic, polytetrafluoroethylene resin, fluorinated ethylene polypropylene resin, PFA, polychlorofluoroethylene resin, ethylene Lafluoroethylene copolymer, polyvinylidene fluoride resin, polyvinyl fluoride resin, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether resin, polyarylate resin, thermoplastic polyimide resin, polyvinylidene chloride resin, polyvinyl chloride resin, polyvinyl acetate resin, polysulfone Resin, polyparamethylstyrene resin, polyallylamine resin, polyvinyl ether resin, polyphenylene oxide resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin, polymethylpentene resin, oligoester acrylate, xylene resin, maleic acid resin, polyhydroxybutyrate resin, polysulfone Resin, polylactic acid resin, polyglutamic acid resin, polycaprolactone resin, polyethersulfone resin, polyacrylonitrile resin, styrene-acrylic resin Examples include rilonitrile copolymer resin and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin (ABS resin). These thermoplastic resins may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types.

これらの中でも、熱可塑性樹脂(R1)としては、ニッケルめっき化鉄鋼部材108と熱可塑性樹脂部材105との接合強度向上効果をより効果的に得ることができる観点から、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリアミド系樹脂から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂が好適に用いられる。   Among these, as the thermoplastic resin (R1), from the viewpoint that the effect of improving the bonding strength between the nickel-plated steel member 108 and the thermoplastic resin member 105 can be obtained more effectively, a polyolefin-based resin and a polyester-based resin. One or two or more thermoplastic resins selected from polyamide resins are preferably used.

上記ポリオレフィン系樹脂は、オレフィンを重合して得られる重合体を特に限定なく使用することができる。
上記ポリオレフィン系樹脂を構成するオレフィンとしては、例えば、エチレン、α−オレフィン、環状オレフィン等が挙げられる。
As the polyolefin-based resin, a polymer obtained by polymerizing olefin can be used without any particular limitation.
Examples of the olefin constituting the polyolefin-based resin include ethylene, α-olefin, and cyclic olefin.

上記α−オレフィンとしては、炭素原子数3〜30、好ましくは炭素原子数3〜20の直鎖状または分岐状のα−オレフィンが挙げられる。より具体的には、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセン等が挙げられる。   Examples of the α-olefin include linear or branched α-olefins having 3 to 30 carbon atoms, preferably 3 to 20 carbon atoms. More specifically, propylene, 1-butene, 1-pentene, 3-methyl-1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 1-octene, 1-octene, Decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, 1-eicocene and the like can be mentioned.

上記環状オレフィンとしては、炭素原子数3〜30の環状オレフィンが挙げられ、好ましくは炭素原子数3〜20である。より具体的には、シクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5−メチル−2−ノルボルネン、テトラシクロドデセン、2−メチル−1,4,5,8−ジメタノ−1,2,3,4,4a,5,8,8a−オクタヒドロナフタレン等が挙げられる。   As said cyclic olefin, a C3-C30 cyclic olefin is mentioned, Preferably it is C3-C20. More specifically, cyclopentene, cycloheptene, norbornene, 5-methyl-2-norbornene, tetracyclododecene, 2-methyl-1,4,5,8-dimethano-1,2,3,4,4a, 5 , 8,8a-octahydronaphthalene and the like.

上記ポリオレフィン系樹脂を構成するオレフィンとして好ましくは、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン等が挙げられる。これらのうち、より好ましくは、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテンであり、さらに好ましくはエチレンまたはプロピレンである。   As the olefin constituting the polyolefin resin, ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 3-methyl-1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1- Examples include pentene. Of these, ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene and 4-methyl-1-pentene are more preferable, and ethylene or propylene is more preferable.

上記ポリオレフィン系樹脂は、上述したオレフィンを一種単独で重合して得られたもの、または二種以上を組み合わせてランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合して得られたものであってもよい。   The polyolefin resin may be obtained by polymerizing the above-mentioned olefin alone, or may be obtained by random copolymerization, block copolymerization, or graft copolymerization in combination of two or more. .

また、上記ポリオレフィン系樹脂としては、直鎖状のものであっても、分岐構造を導入したものであってもよい。   The polyolefin resin may be a linear resin or a resin having a branched structure.

上記ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリ乳酸、ポリグルコール酸、ポリカプロラクトン、ポリエチレンサクシネート等の脂肪族ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート(PCT)等が挙げられる。   Examples of the polyester resin include aliphatic polyesters such as polylactic acid, polyglycolic acid, polycaprolactone, and polyethylene succinate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate (PBT), and polycyclohexylenedimethylene terephthalate (PCT). ) And the like.

上記ポリアミド系樹脂としては、例えば、PA6、PA12等の開環重合系脂肪族ポリアミド;PA66、PA46、PA610、PA612、PA11等の重縮合系ポリアミド;MXD6、PA6T、PA9T、PA6T/66、PA6T/6、アモルファスPA等の半芳香族ポリアミド;ポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)、ポリ(m−フェニレンテレフタルアミド)、ポリ(m−フェニレンイソフタルアミド)等の全芳香族ポリアミド、アミド系エラストマー等が挙げられる。   Examples of the polyamide resins include ring-opening polymerization aliphatic polyamides such as PA6 and PA12; polycondensation polyamides such as PA66, PA46, PA610, PA612, and PA11; MXD6, PA6T, PA9T, PA6T / 66, PA6T / 6. Semi-aromatic polyamides such as amorphous PA; polyaromatic polyamides such as poly (p-phenylene terephthalamide), poly (m-phenylene terephthalamide), poly (m-phenylene isophthalamide), amide elastomers, etc. It is done.

また、熱可塑性樹脂(R1)としては、表面にニッケルめっき層が形成され、かつ、熱可塑性樹脂部材105との接合部表面104が微細凹凸形状を有する鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105との接合強度向上効果をより効果的に得ることができる観点から、ガラス転移温度が140℃以上の熱可塑性樹脂および非晶性熱可塑性樹脂から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂が好適に用いられる。   Moreover, as the thermoplastic resin (R1), a nickel plating layer is formed on the surface, and the joining member surface 104 with the thermoplastic resin member 105 has a fine uneven shape, and the steel member 103 and the thermoplastic resin member 105. One or two or more thermoplastic resins selected from thermoplastic resins having a glass transition temperature of 140 ° C. or higher and amorphous thermoplastic resins are preferably used from the viewpoint of more effectively obtaining the bonding strength improvement effect. Used.

上記ガラス転移温度が140℃以上の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等の芳香族ポリエーテルケトン、ポリイミド樹脂、およびポリエーテルスルホン樹脂から選択される一種または二種以上が挙げられる。   The thermoplastic resin having a glass transition temperature of 140 ° C. or higher is selected from, for example, polycarbonate resin, polyetheretherketone resin, polyetherketone resin and other aromatic polyetherketone, polyimide resin, and polyethersulfone resin. 1 type or 2 types or more are mentioned.

上記非晶性熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂(ABS樹脂)、ポリメタクリル酸メチル樹脂、およびポリカーボネート樹脂から選択される一種または二種以上が挙げられる。   Examples of the amorphous thermoplastic resin include polystyrene resin, polyacrylonitrile resin, styrene-acrylonitrile copolymer resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin (ABS resin), polymethyl methacrylate resin, and polycarbonate resin. 1 type or 2 types or more selected from are mentioned.

これらの中でも、熱可塑性樹脂(R1)としては、ニッケルめっき化鉄鋼部材108と熱可塑性樹脂部材105との接合強度向上効果をより効果的に得ることができる観点から、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレン/アクリロニトリル共重合体樹脂、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体樹脂、およびポリメタクリル酸メチル樹脂から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂が好適に用いられる。   Among these, as the thermoplastic resin (R1), from the viewpoint that the effect of improving the bonding strength between the nickel-plated steel member 108 and the thermoplastic resin member 105 can be obtained more effectively, a polyolefin-based resin and a polyester-based resin. , Polyamide resin, polycarbonate resin, polyether ether ketone resin, polyether ketone resin, polyimide resin, polyether sulfone resin, polystyrene resin, polyacrylonitrile resin, styrene / acrylonitrile copolymer resin, acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer One or two or more thermoplastic resins selected from resins and polymethyl methacrylate resins are preferably used.

(充填材(B))
樹脂組成物(R2)は、鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105との線膨張係数差の調整や熱可塑性樹脂部材105の機械的強度の向上、ヒートサイクル特性の向上等の観点から、充填材(B)をさらに含むことが好ましい。
(Filler (B))
The resin composition (R2) is a filler from the viewpoints of adjusting the difference in coefficient of linear expansion between the steel member 103 and the thermoplastic resin member 105, improving the mechanical strength of the thermoplastic resin member 105, improving heat cycle characteristics, etc. It is preferable to further include (B).

充填材(B)としては、例えば、繊維状充填材、粒状充填材、板状充填材等の充填材を挙げることができる。繊維状充填材としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等が挙げられる。ガラス繊維の具体的な例示としては、平均繊維径が6〜14μmのチョップドストランド等が挙げられる。また、粒状充填材、板状充填材としては、例えば、炭酸カルシウム、マイカ、ガラスフレーク、ガラスバルーン、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、ガラス繊維や炭素繊維、アラミド繊維の粉砕物等が挙げられる。これらの充填材(B)は一種単独で使用してもよいし、二種以上組み合わせて使用してもよい。   Examples of the filler (B) include fillers such as a fibrous filler, a granular filler, and a plate-like filler. Examples of the fibrous filler include glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber. Specific examples of the glass fiber include chopped strands having an average fiber diameter of 6 to 14 μm. Examples of the granular filler and plate-like filler include calcium carbonate, mica, glass flake, glass balloon, magnesium carbonate, silica, talc, clay, glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber pulverized product. . These fillers (B) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types.

なお、樹脂組成物(R2)に占める充填材(B)の含有量は、樹脂組成物(R2)全体を100重量%としたとき、通常50重量%以下、好ましくは50重量%未満、より好ましくは40重量%未満である。また、充填材(B)の含有量の下限は、好ましくは5重量%以上、より好ましくは10重量%以上である。   The content of the filler (B) in the resin composition (R2) is usually 50% by weight or less, preferably less than 50% by weight, more preferably less than 50% by weight, when the entire resin composition (R2) is 100% by weight. Is less than 40% by weight. Further, the lower limit of the content of the filler (B) is preferably 5% by weight or more, more preferably 10% by weight or more.

充填材(B)は、熱可塑性樹脂部材105の剛性を高める効果の他、熱可塑性樹脂部材105の線膨張係数を制御できる効果がある。特に、本実施形態の鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105との複合体の場合は、鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105との形状安定性の温度依存性が大きく異なることが多いので、大きな温度変化が起こると複合体に歪みが掛かりやすい。熱可塑性樹脂部材105が上記充填材(B)を含有することにより、この歪みを低減することができる。また、上記充填材(B)の含有量が上記範囲内であることにより、靱性の低減を抑制することができる。   The filler (B) has an effect of controlling the linear expansion coefficient of the thermoplastic resin member 105 in addition to the effect of increasing the rigidity of the thermoplastic resin member 105. In particular, in the case of the composite of the steel member 103 and the thermoplastic resin member 105 according to the present embodiment, the temperature dependence of the shape stability of the steel member 103 and the thermoplastic resin member 105 is often greatly different. When the temperature changes, the composite tends to be distorted. When the thermoplastic resin member 105 contains the filler (B), this distortion can be reduced. Moreover, when content of the said filler (B) exists in the said range, reduction of toughness can be suppressed.

本実施形態において、充填材(B)は繊維状充填材であることが好ましく、ガラス繊維、炭素繊維であることがより好ましく、ガラス繊維であることが特に好ましい。
これにより、成形後の熱可塑性樹脂部材105の収縮を抑制することができるため、鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105との接合をより強固なものとすることができる。
In the present embodiment, the filler (B) is preferably a fibrous filler, more preferably glass fiber or carbon fiber, and particularly preferably glass fiber.
Thereby, since shrinkage | contraction of the thermoplastic resin member 105 after shaping | molding can be suppressed, joining to the steel member 103 and the thermoplastic resin member 105 can be made stronger.

(その他の配合剤)
熱可塑性樹脂(R1)またはこれを含む樹脂組成物(R2)には、個々の機能を付与する目的でその他の配合剤を含んでもよい。
上記配合剤としては、熱安定剤、酸化防止剤、顔料、耐候剤、難燃剤、可塑剤、分散剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤等が挙げられる。
(Other ingredients)
The thermoplastic resin (R1) or the resin composition (R2) containing the thermoplastic resin (R1) may contain other compounding agents for the purpose of imparting individual functions.
Examples of the compounding agents include heat stabilizers, antioxidants, pigments, weathering agents, flame retardants, plasticizers, dispersants, lubricants, mold release agents, antistatic agents, and the like.

(樹脂組成物(R2)の製造方法)
樹脂組成物(R2)の製造方法は特に限定されず、一般的に公知の方法により製造することができる。例えば、以下の方法が挙げられる。まず、上記熱可塑性樹脂(R1)と、上記充填材(B)と、さらに必要に応じて上記その他の配合剤とを、バンバリーミキサー、単軸押出機、2軸押出機、高速2軸押出機等の混合装置を用いて、混合または溶融混合することにより、樹脂組成物(R2)が得られる。
(Production method of resin composition (R2))
The manufacturing method of a resin composition (R2) is not specifically limited, Generally, it can manufacture by a well-known method. For example, the following method is mentioned. First, the thermoplastic resin (R1), the filler (B), and, if necessary, the other compounding agents are added to a Banbury mixer, a single screw extruder, a twin screw extruder, a high speed twin screw extruder. The resin composition (R2) is obtained by mixing or melt-mixing using a mixing device such as the above.

[鉄鋼部材]
以下、本実施形態に係る、ニッケルめっき化鉄鋼部材108、およびニッケルめっき層形成前の鉄鋼部材103について説明する。
(めっき化鉄鋼部材)
本実施形態に係るニッケルめっき化鉄鋼部材108は、ニッケルめっき層107が形成された鉄鋼部材103であって、少なくとも熱可塑性樹脂部材105との接合部表面104は粗面化されており、JIS B0601に準拠して測定される接合部表面104の十点平均粗さ(Rz)の平均値は2μmを超える。具体的に述べる。
ニッケルめっき化鉄鋼部材108の表面110上の、平行関係にある任意の3直線部、および当該3直線部と直交する任意の3直線部からなる合計6直線部について、JIS B0601(対応国際規格:ISO4287)に準拠して測定される全ての直線部の、評価長さ4mmにおける十点平均粗さ(Rz)が2μmを超えることが好ましく、3μm超えることがより好ましく、5μm以上であることがさらに好ましい。
また、ニッケルめっき化鉄鋼部材108の表面110上の、平行関係にある任意の3直線部、および当該3直線部と直交する任意の3直線部からなる合計6直線部について、JIS B0601(対応国際規格:ISO4287)に準拠して測定される全ての直線部の、評価長さ4mmにおける十点平均粗さ(Rz)が好ましくは40μm以下、より好ましくは35μm以下、さらに好ましくは30μm以下である。
[Steel members]
Hereinafter, the nickel plated steel member 108 and the steel member 103 before forming the nickel plating layer according to the present embodiment will be described.
(Plated steel member)
The nickel-plated steel member 108 according to the present embodiment is a steel member 103 on which a nickel plating layer 107 is formed. At least the joint surface 104 with the thermoplastic resin member 105 is roughened, and JIS B0601 is used. The average value of the ten-point average roughness (Rz) of the joint surface 104 measured in accordance with the above exceeds 2 μm. Specifically.
JIS B0601 (corresponding international standard: for a total of 6 straight portions consisting of arbitrary 3 linear portions in parallel relation on the surface 110 of the nickel plated steel member 108 and arbitrary 3 linear portions orthogonal to the 3 linear portions. The 10-point average roughness (Rz) at an evaluation length of 4 mm of all linear portions measured in accordance with ISO 4287) is preferably more than 2 μm, more preferably more than 3 μm, and further more preferably 5 μm or more. preferable.
In addition, JIS B0601 (corresponding international standards) are formed on a total of six straight portions including arbitrary three straight portions in parallel relation on the surface 110 of the nickel plated steel member 108 and arbitrary three straight portions orthogonal to the three straight portions. Standard: The 10-point average roughness (Rz) at an evaluation length of 4 mm of all linear portions measured in accordance with ISO 4287) is preferably 40 μm or less, more preferably 35 μm or less, and even more preferably 30 μm or less.

ニッケルめっき化鉄鋼部材108と熱可塑性樹脂部材105との接合強度をより一層向上させる観点から、ニッケルめっき化鉄鋼部材108の表面110上の、十点平均粗さ(Rz)の平均値が好ましくは2μmを超えて40μm以下、より好ましくは3μmを超えて35μm以下、さらに好ましくは5μm以上30μm以下、特に好ましくは7μmを超えて30μm以下である。
なお、上記十点平均粗さ(Rz)の平均値は、前述の任意の6直線部の十点平均粗さ(Rz)を平均したものを採用することができる。
From the viewpoint of further improving the bonding strength between the nickel plated steel member 108 and the thermoplastic resin member 105, the average value of the ten-point average roughness (Rz) on the surface 110 of the nickel plated steel member 108 is preferably It is more than 2 μm and not more than 40 μm, more preferably more than 3 μm and not more than 35 μm, still more preferably not less than 5 μm and not more than 30 μm, particularly preferably more than 7 μm and not more than 30 μm.
In addition, what averaged the 10-point average roughness (Rz) of the above-mentioned arbitrary 6 linear parts can be employ | adopted for the average value of the said 10-point average roughness (Rz).

ニッケルめっき化鉄鋼部材108と熱可塑性樹脂部材105との接合強度をより一層向上させる観点から、ニッケルめっき化鉄鋼部材108の表面110上の、粗さ曲線要素の平均長さ(RSm)の平均値が好ましくは50μmを超え500μm未満、より好ましくは100μm以上400μm以下である。
なお、上記粗さ曲線要素の平均長さ(RSm)の平均値は、前述の任意の6直線部のRSmを平均したものを採用することができる。
From the viewpoint of further improving the bonding strength between the nickel-plated steel member 108 and the thermoplastic resin member 105, the average value of the average length (RSm) of the roughness curve elements on the surface 110 of the nickel-plated steel member 108 Is preferably more than 50 μm and less than 500 μm, more preferably 100 μm or more and 400 μm or less.
In addition, what averaged RSm of the above-mentioned arbitrary 6 linear parts can be employ | adopted for the average value of the average length (RSm) of the said roughness curve element.

図4は、ニッケルめっき化鉄鋼部材108の表面110上の、平行関係にある任意の3直線部、および当該3直線部と直交する任意の3直線部からなる合計6直線部を説明するための模式図である。
上記6直線部は、例えば、図4に示すような6直線部B1〜B6を選択することができる。まず、基準線として、ニッケルめっき化鉄鋼部材108の接合部表面104の中心部Aを通る中心線B1を選択する。次いで、中心線B1と平行関係にある直線B2およびB3を選択する。次いで、中心線B1と直交する中心線B4を選択し、中心線B1と直交し、中心線B4と並行関係にある直線B5およびB6を選択する。ここで、各直線間の垂直距離D1〜D4は、例えば、2〜5mmである。
なお、通常、ニッケルめっき化鉄鋼部材108の表面110中の接合部表面104だけでなく、ニッケルめっき化鉄鋼部材108の表面110全体に対し、表面粗化処理が施されているため、例えば、図5に示すように、ニッケルめっき化鉄鋼部材108の接合部表面104と同一面で、接合部表面104以外の箇所から6直線部を選択してもよい。
FIG. 4 is a diagram for explaining a total of six straight portions including arbitrary three straight portions in parallel relation on the surface 110 of the nickel plated steel member 108 and arbitrary three straight portions orthogonal to the three straight portions. It is a schematic diagram.
For example, the 6 straight portions B1 to B6 as shown in FIG. 4 can be selected as the 6 straight portions. First, a center line B1 passing through the center portion A of the joint surface 104 of the nickel plated steel member 108 is selected as the reference line. Next, straight lines B2 and B3 that are parallel to the center line B1 are selected. Next, a center line B4 orthogonal to the center line B1 is selected, and straight lines B5 and B6 orthogonal to the center line B1 and parallel to the center line B4 are selected. Here, the vertical distances D1 to D4 between the straight lines are, for example, 2 to 5 mm.
In general, the surface roughening treatment is applied not only to the joint surface 104 in the surface 110 of the nickel-plated steel member 108 but also to the entire surface 110 of the nickel-plated steel member 108. As shown in FIG. 5, six straight portions may be selected from locations other than the joint surface 104 on the same surface as the joint surface 104 of the nickel-plated steel member 108.

(ニッケルめっき化前の鉄鋼部材)
次に、ニッケルめっき前の鉄鋼部材103について説明する。
本実施形態に係る鉄鋼部材103は少なくとも熱可塑性樹脂部材105との接合部表面104に微細凹凸形状を有する。上記微細凹凸形状は、鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105とをより一層強固に接合する観点から、間隔周期が5nm以上500μm以下である凸部が林立している形状であることが好ましい。
上記微細凹凸形状の間隔周期は凸部から隣接する凸部までの距離の平均値であり、電子顕微鏡またはレーザー顕微鏡で撮影した写真から求めることができる。
具体的には、電子顕微鏡またはレーザー顕微鏡により、鉄鋼部材103の表面110を撮影する。その写真から、任意の凸部を50個選択し、それらの凸部から隣接する凸部までの距離をそれぞれ測定する。凸部から隣接する凸部までの距離の全てを積算して50で除したものを間隔周期とする。
(Steel member before nickel plating)
Next, the steel member 103 before nickel plating will be described.
The steel member 103 according to the present embodiment has a fine concavo-convex shape at least on the joint surface 104 with the thermoplastic resin member 105. From the viewpoint of bonding the steel member 103 and the thermoplastic resin member 105 more firmly, the fine uneven shape is preferably a shape in which convex portions having an interval period of 5 nm or more and 500 μm or less stand.
The interval period of the fine concavo-convex shape is an average value of the distance from the convex portion to the adjacent convex portion, and can be obtained from a photograph taken with an electron microscope or a laser microscope.
Specifically, the surface 110 of the steel member 103 is photographed with an electron microscope or a laser microscope. From the photograph, 50 arbitrary convex portions are selected, and the distances from those convex portions to adjacent convex portions are measured. An interval period is defined by integrating all the distances from the convex portion to the adjacent convex portion and dividing the sum by 50.

凸部の間隔周期は、好ましくは10nm以上300μm以下、より好ましくは20nm以上200μm以下である。
凸部の間隔周期が上記下限値以上であると、上記微細凹凸形状の凹部に熱可塑性樹脂部材105が十分に進入することができ、鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105との接合強度をより向上させることができる。また、凸部の間隔周期が上記上限値以下であると、得られる金属/樹脂複合構造体106の金属―樹脂界面に隙間が生じるのを抑制できる。その結果、金属―樹脂界面の隙間から水分等の不純物が浸入することを抑制できるため、金属/樹脂複合構造体106を高温、高湿下で用いた際、強度が低下することを抑制できる。
The interval period of the convex portions is preferably 10 nm or more and 300 μm or less, more preferably 20 nm or more and 200 μm or less.
When the interval interval of the convex portions is equal to or more than the lower limit value, the thermoplastic resin member 105 can sufficiently enter the concave portions having the fine uneven shape, and the bonding strength between the steel member 103 and the thermoplastic resin member 105 is further increased. Can be improved. Moreover, when the interval period of the convex portions is equal to or less than the above upper limit value, it is possible to suppress the generation of a gap at the metal-resin interface of the obtained metal / resin composite structure 106. As a result, since impurities such as moisture can be prevented from entering from the gap between the metal-resin interface, it is possible to suppress a decrease in strength when the metal / resin composite structure 106 is used at high temperature and high humidity.

本実施形態に係る鉄鋼部材103における上記間隔周期を有する微細凹凸形状は、例えば、鉄鋼部材に対し、後述の第一の処理工程、第二の処理工程および第三の処理工程の3つの処理工程を施すことによって形成することができる。   The fine concavo-convex shape having the above-described interval cycle in the steel member 103 according to the present embodiment is, for example, three processing steps of a later-described first processing step, second processing step, and third processing step for the steel member. Can be formed.

本実施形態に係る鉄鋼部材103は、表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層107が形成されている。そして、ニッケルめっき層107は少なくとも接合部表面104の上記微細凹凸形状を覆うように形成されていることが好ましい。また、金属/樹脂複合構造体106の金属部分の防錆機能をより良好なものとする観点から、ニッケルめっき層107は鉄鋼部材103の表面の全部を覆うように形成されていることがより好ましい。
また、本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体106において、鉄鋼部分の防錆能をより高めつつ、鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105との接合強度をより向上させる観点から、ニッケルめっき層107の平均厚みは0.1μm以上20μm以下が好ましく、0.5μm以上10μm以下がより好ましく、0.8μm以上5μm以下がさらに好ましく、1μm以上4μm以下が特に好ましい。
In the steel member 103 according to this embodiment, a nickel plating layer 107 is formed so as to cover part or all of the surface. And it is preferable that the nickel plating layer 107 is formed so as to cover at least the fine uneven shape of the joint surface 104. From the viewpoint of improving the rust prevention function of the metal portion of the metal / resin composite structure 106, the nickel plating layer 107 is more preferably formed so as to cover the entire surface of the steel member 103. .
In addition, in the metal / resin composite structure 106 according to the present embodiment, from the viewpoint of further improving the bonding strength between the steel member 103 and the thermoplastic resin member 105 while further improving the antirust performance of the steel portion, the nickel plating layer The average thickness of 107 is preferably from 0.1 μm to 20 μm, more preferably from 0.5 μm to 10 μm, still more preferably from 0.8 μm to 5 μm, and particularly preferably from 1 μm to 4 μm.

[防錆能に優れたニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法]
本実施形態に係る防錆能に優れたニッケルめっき化鉄鋼部材108の製造方法は、少なくとも以下の第一の処理工程、第二の処理工程および第三の処理工程の3つの工程を含み、上記第二の処理工程と上記第三の処理工程の間に、さらに任意の処理工程をさらに含んでもよい。
(第一の処理工程)少なくとも鉄鋼部材103の熱可塑性樹脂部材105との接合部表面104を、酸と第二銅イオンと塩素イオンとを含む水溶液により処理する工程
(第二の処理工程)少なくとも接合部表面104を無機酸により処理する工程
(第三の処理工程)少なくとも接合部表面104をニッケルめっき液によってニッケルめっきする工程
(任意の処理工程)少なくとも接合部表面104を銅めっき剥離液で処理する工程
[Manufacturing method of nickel-plated steel member with excellent rust prevention performance]
The manufacturing method of the nickel-plated steel member 108 with excellent rust prevention capability according to the present embodiment includes at least the following three steps of the first treatment step, the second treatment step, and the third treatment step, and An optional treatment step may be further included between the second treatment step and the third treatment step.
(First treatment step) At least the step of treating the surface 104 of the steel member 103 with the thermoplastic resin member 105 with an aqueous solution containing acid, cupric ion and chlorine ion (second treatment step) at least Step of treating the joint surface 104 with an inorganic acid (third treatment step) Step of nickel plating at least the joint surface 104 with a nickel plating solution (optional treatment step) Treating at least the joint surface 104 with a copper plating stripper Process

まず、本実施形態の鉄鋼部材とは鉄鋼材により構成され、所定の構造物を組み立てている部品材のことを示す。ここで鉄鋼部材とは普通鋼(炭素鋼)および特殊鋼全体を包含し、例えば一般構造用圧延鋼材等の炭素鋼、低温用鋼、原子炉用鋼板材料等をいい、冷間圧延鋼材(以下、「SPCC」という。)、熱間圧延鋼材(以下、「SPHC」という。)、自動車構造用熱間圧延鋼板材(以下、「SAPH」という。)、自動車加工用熱間圧延高張力鋼板材(以下、「SPFH」という。)等の鉄鋼材である。これらの多くはプレス加工、切削加工が可能であるので、部品、本体として採用するとき、構造、形状も自由に選択できる。また、本実施形態でいう鉄鋼材は上記鋼材に限らず、例えば、日本工業規格(JIS「SS400」)等で規格化されたあらゆる鉄鋼材が含まれる。鉄鋼部材103としては、圧延軟鋼により構成されたものであることが好ましい。   First, the steel member of the present embodiment is a component material made of a steel material and assembling a predetermined structure. Here, steel members include ordinary steel (carbon steel) and special steel as a whole, for example, carbon steel such as general structural rolled steel, low temperature steel, nuclear steel plate material, etc. , “SPCC”), hot-rolled steel (hereinafter referred to as “SPHC”), hot-rolled steel sheet for automobile structure (hereinafter referred to as “SAPH”), hot-rolled high-tensile steel sheet for automobile processing. (Hereinafter referred to as “SPFH”). Since many of these can be pressed and cut, the structure and shape can be freely selected when they are used as parts and main bodies. Moreover, the steel material as used in this embodiment is not restricted to the said steel material, For example, all the steel materials standardized by Japanese Industrial Standard (JIS "SS400") etc. are contained. The steel member 103 is preferably made of rolled mild steel.

鉄鋼部材103の形状は、熱可塑性樹脂部材105と接合できる形状であれば特に限定されず、例えば、平板状、曲板状、棒状、筒状、塊状等とすることができる。また、これらの組み合わせからなる構造体であってもよい。
また、熱可塑性樹脂部材105と接合する接合部表面104の形状は、特に限定されないが、平面、曲面等が挙げられる。
The shape of the steel member 103 is not particularly limited as long as it can be joined to the thermoplastic resin member 105. For example, the steel member 103 can have a flat plate shape, a curved plate shape, a rod shape, a cylindrical shape, a lump shape, or the like. Moreover, the structure which consists of these combination may be sufficient.
Further, the shape of the joint surface 104 to be joined to the thermoplastic resin member 105 is not particularly limited, and examples thereof include a flat surface and a curved surface.

鉄鋼部材103は、鉄鋼材料を切断、プレス等による塑性加工、打ち抜き加工、切削、研磨、放電加工等の除肉加工によって上述した所定の形状に加工された後に、後述する粗化処理がなされたものが好ましい。要するに、種々の加工法により、必要な形状に加工されたものを用いることが好ましい。   The steel member 103 is processed into a predetermined shape as described above by metal removal such as cutting, pressing, etc., plastic processing, punching, cutting, polishing, electric discharge processing, and the like, and then a roughening process described later is performed. Those are preferred. In short, it is preferable to use a material processed into a necessary shape by various processing methods.

次いで、各処理工程について詳細に説明する。   Next, each processing step will be described in detail.

(第一の処理工程)
第一の処理工程は、例えば、必要に応じて鉄鋼材用脱脂剤や中性洗剤等で脱脂後に水洗した鉄鋼部材を、酸と第二銅イオンと塩素イオンを含む水溶液を用いて処理する。この第一の処理工程により、鉄鋼部材103の表面110に凹凸形状の銅層が形成される。
酸と第二銅イオンと塩素イオンを含む水溶液としては、酸を15〜70重量%、塩素イオンを0.3〜9.5重量%、好ましくは1〜7重量%、第二銅イオンを少なくとも0.01重量%以上、好ましくは0.02〜6重量%含有する水溶液が好ましい。また当該水溶液は必要に応じてチオール系化合物を含有していてもよく、チオール系化合物を含有する場合はチオール系化合物を0.00001〜1重量%、好ましくは0.00005〜1重量%含有する水溶液が好ましい。
(First processing step)
A 1st process process processes the steel member washed with water after degreasing | defatting with a degreasing agent for steel materials, a neutral detergent, etc. as needed using the aqueous solution containing an acid, a cupric ion, and a chlorine ion. By this first treatment step, an uneven copper layer is formed on the surface 110 of the steel member 103.
As an aqueous solution containing acid, cupric ion and chlorine ion, acid is 15 to 70% by weight, chlorine ion is 0.3 to 9.5% by weight, preferably 1 to 7% by weight and cupric ion is at least An aqueous solution containing 0.01% by weight or more, preferably 0.02 to 6% by weight is preferred. In addition, the aqueous solution may contain a thiol compound as required. When the thiol compound is contained, the thiol compound is contained in an amount of 0.00001 to 1% by weight, preferably 0.00005 to 1% by weight. An aqueous solution is preferred.

酸としては、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸、過塩素酸、スルファミン酸等の無機酸や、スルホン酸、カルボン酸等の有機酸が挙げられる。上記カルボン酸としては、ギ酸、酢酸、クエン酸、シュウ酸、リンゴ酸等が挙げられる。酸としては、硫酸が好ましい。
塩素イオン源化合物としては、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウムが挙げられる。
第二銅イオン源化合物としては、例えば塩化第二銅、硝酸第二銅、硫酸第二銅、酢酸第二銅、水酸化第二銅等があげられる。
チオール系化合物としては、例えば、チオぎ酸、チオ酢酸、チオプロピオン酸等のチオール酸類;チオグリコール酸、チオジグリコール酸、チオ乳酸、チオリンゴ酸等のチオカルボン酸類;チオサリチル酸、チオフマル酸等の芳香族チオカルボン酸類等があげられる。
処理温度は通常20〜50℃、処理時間は通常20秒〜10分間である。第一の処理工程後に必要に応じて水洗・乾燥が行われる。
Examples of the acid include inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, perchloric acid, and sulfamic acid, and organic acids such as sulfonic acid and carboxylic acid. Examples of the carboxylic acid include formic acid, acetic acid, citric acid, oxalic acid, malic acid and the like. As the acid, sulfuric acid is preferred.
Examples of the chloride ion source compound include sodium chloride, potassium chloride, and ammonium chloride.
Examples of the cupric ion source compound include cupric chloride, cupric nitrate, cupric sulfate, cupric acetate, and cupric hydroxide.
Examples of the thiol compound include thiolic acids such as thioformic acid, thioacetic acid, and thiopropionic acid; thiocarboxylic acids such as thioglycolic acid, thiodiglycolic acid, thiolactic acid, and thiomalic acid; Group thiocarboxylic acids and the like.
The treatment temperature is usually 20 to 50 ° C., and the treatment time is usually 20 seconds to 10 minutes. After the first treatment step, washing and drying are performed as necessary.

(第二の処理工程)
第二の処理工程は、第一の処理工程で得られた鉄鋼部材を無機酸により処理する。無機酸としては、塩酸、臭化水素酸、リン酸、硫酸、硝酸などを例示することができる。これらの中では、鉄の化学エッチング力の点から、硝酸が好ましく用いられる。
無機酸の濃度は、例えば無機酸として硝酸を用いる場合は、好ましくは1〜40重量%、より好ましくは5〜30重量%、さらに好ましくは10〜25重量%である。処理温度は通常20〜50℃、処理時間は通常20〜180秒である。後掲する実施例で述べるように、この第二の処理工程を実施することによって、第一の処理工程のみでは得られなかった熱可塑性樹脂部材との接合力を飛躍的に向上させることができる。
(Second processing step)
In the second treatment step, the steel member obtained in the first treatment step is treated with an inorganic acid. Examples of inorganic acids include hydrochloric acid, hydrobromic acid, phosphoric acid, sulfuric acid, nitric acid and the like. Among these, nitric acid is preferably used from the viewpoint of the chemical etching power of iron.
For example, when nitric acid is used as the inorganic acid, the concentration of the inorganic acid is preferably 1 to 40% by weight, more preferably 5 to 30% by weight, and still more preferably 10 to 25% by weight. The treatment temperature is usually 20 to 50 ° C., and the treatment time is usually 20 to 180 seconds. As will be described later in the examples, by performing this second processing step, it is possible to dramatically improve the bonding force with the thermoplastic resin member that could not be obtained only by the first processing step. .

本発明者らは、この理由を以下のように推測している。すなわち、第二の処理工程を実施することによって、第一の処理工程で鉄鋼部材表面に生成した凹凸形状の銅層のうちの凹部分、すなわち鉄鋼部材に近い部分から無機酸が鉄鋼部材表面に侵入し、銅よりもイオン化傾向の大きな鉄を優先的に化学エッチングすることによって鉄鋼部材の表面110にオーバーハング部を有する凹部(ピット)が多数形成される。このようなオーバーハング部を有する凹部はアンカー効果によって熱可塑性樹脂部材105との接合力向上に寄与すると推察される。
第二の処理工程後には必要に応じて水洗・乾燥が行われる。
The present inventors presume this reason as follows. That is, by carrying out the second treatment step, the inorganic acid is brought into the steel member surface from the concave portion of the uneven copper layer generated on the steel member surface in the first treatment step, that is, from the portion close to the steel member. A large number of recesses (pits) having an overhang portion are formed on the surface 110 of the steel member by preferentially chemically etching iron that intrudes and has a higher ionization tendency than copper. It is surmised that the concave portion having such an overhang portion contributes to the improvement of the bonding force with the thermoplastic resin member 105 due to the anchor effect.
After the second treatment step, washing and drying are performed as necessary.

本実施形態は、第一の処理工程と第二の処理工程のサイクルを、二回以上の複数回繰り返す態様も含む。後述する実施例では、脱脂工程と第三の処理工程の間に、第一の処理工程→第二の処理工程→第一の処理工程→第二の処理工程を実施しているが、このような処理方法では鉄鋼部材表面の十点平均粗さ(Rz)をより大きくすることができるので強い接合強度が求められる用途では好んで採用される。   This embodiment also includes an aspect in which the cycle of the first processing step and the second processing step is repeated two or more times. In the examples described later, the first processing step → second processing step → first processing step → second processing step is performed between the degreasing step and the third processing step. In such a treatment method, the ten-point average roughness (Rz) of the surface of the steel member can be increased, so that it is preferably used in applications where a high bonding strength is required.

(第三の処理工程)
第三の処理工程は、第二の処理工程で得られた鉄鋼部材の少なくとも接合部表面104をニッケルめっき処理する工程である。
ニッケルめっき処理としては、例えば、無電解ニッケルめっき処理が好ましく用いられる。無電解ニッケルめっき処理に用いるニッケルめっき液としては、例えば、ニッケル塩および次亜鉛リン酸塩を含むものを用いることができる。
無電解ニッケルめっき処理としては公知の方法を制限なく利用することができる。例えば、ニッケル塩としての硫酸ニッケルや塩化ニッケルと、還元剤としての次亜リン酸ナトリウムと、還元触媒としての鉄族元素や白金族元素の金属と、を含むニッケルめっき液を用いる方法が挙げられる。還元剤として次亜リン酸ナトリウムを用いた酸性浴以外に、還元剤として次亜リン酸ナトリウムや水素化ホウ素化合物を用い、アルカリ源として塩化アンモニウムや水酸化ナトリウムを用いたアルカリ性浴、また、還元剤としてヒドラジンを用いる方法やジメチルアミノボランを用いる方法も制限なく使用することができる。
(Third treatment process)
The third treatment step is a step of performing nickel plating on at least the joint surface 104 of the steel member obtained in the second treatment step.
As the nickel plating treatment, for example, electroless nickel plating treatment is preferably used. As the nickel plating solution used for the electroless nickel plating treatment, for example, a solution containing nickel salt and hypozinc phosphate can be used.
As the electroless nickel plating treatment, a known method can be used without limitation. For example, a method using a nickel plating solution containing nickel sulfate or nickel chloride as a nickel salt, sodium hypophosphite as a reducing agent, and a metal of an iron group element or a platinum group element as a reduction catalyst can be mentioned. . In addition to an acidic bath using sodium hypophosphite as the reducing agent, an alkaline bath using sodium hypophosphite or a borohydride compound as the reducing agent and ammonium chloride or sodium hydroxide as the alkali source, or reduction A method using hydrazine as an agent and a method using dimethylaminoborane can also be used without limitation.

これらの無電解ニッケルめっき処理方法の中では、ニッケル塩と還元剤としての次亜リン酸塩を用いる無電解ニッケルーリン複合めっき法が好ましい。めっき液における、ニッケル塩と次亜リン酸塩の含有量は、めっき層組成として、好ましくはNiが80〜99.95重量%、Pが0.05〜20重量%、より好ましくはNiが85〜99重量%、Pが1〜15重量%、さらに好ましくは、Niが90〜96重量%、Pが4〜10重量%である。
P含量が20重量%以下であると、めっき液の調製が容易であり、Pが0.05重量%以上であると、鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105とを接合して得られる金属/樹脂複合構造体106の接合強度がより良好となる場合があるので好ましい。
すなわち、本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体106において、ニッケルめっき層107がリン(P)を含むことが好ましく、ニッケルめっき層107中のリン(P)の含有量が0.05重量%以上20重量%以下であることがより好ましく、1重量%以上15重量%以下であることがさらに好ましく、4重量%以上10重量%以下であることが特に好ましい。
Among these electroless nickel plating methods, an electroless nickel-phosphorus composite plating method using nickel salt and hypophosphite as a reducing agent is preferable. The content of nickel salt and hypophosphite in the plating solution is preferably 80 to 99.95% by weight of Ni, 0.05 to 20% by weight of P, more preferably 85 of Ni as the plating layer composition. -99 wt%, P is 1-15 wt%, more preferably, Ni is 90-96 wt% and P is 4-10 wt%.
When the P content is 20% by weight or less, the preparation of the plating solution is easy. When the P content is 0.05% by weight or more, the metal / metal obtained by joining the steel member 103 and the thermoplastic resin member 105 is obtained. This is preferable because the bonding strength of the resin composite structure 106 may be better.
That is, in the metal / resin composite structure 106 according to the present embodiment, the nickel plating layer 107 preferably contains phosphorus (P), and the content of phosphorus (P) in the nickel plating layer 107 is 0.05% by weight. It is more preferably 20% by weight or less, further preferably 1% by weight or more and 15% by weight or less, and particularly preferably 4% by weight or more and 10% by weight or less.

(任意の処理工程)
任意の処理工程は上記第二の処理工程の後、上記第三の処理工程の前に必要に応じておこなわれる。
任意の処理工程は、少なくとも鉄鋼部材103の接合部表面104を銅めっき剥離液で処理し、銅層の一部または全部を除去する工程である。この任意の処理工程は、例えば、特開2002−356788に記載の方法に準じておこなうことができる。任意の処理工程で用いられる処理液は、例えば、アンモニア銅錯塩を含有するものが挙げられる。より具体的には、銅(II)アンミン錯体を含有するアルカリ性水溶液であり、対イオンとして有機酸の陰イオンを含有する銅めっき剥離液が挙げられる。この剥離液は上記公開公報の記載内容に従って調製してもよいし、市販の剥離液をメーカーの推奨する処方に従って処理してもよい。後述する実施例においては、メルテックス株式会社製のメルストリップ Cu−3940を用いた。任意の処理工程の処理温度は通常20〜60℃、好ましくは30〜50℃、処理時間は通常20〜120秒、好ましくは30〜90秒である。任意の処理工程後に必要に応じて水洗・乾燥が行われる。この水洗操作は、第二および/または任意の処理工程で生じたスマットを除去することができる条件であれば特に限定されない。処理時間としては、好ましくは0.5〜20分間である。
(Optional processing steps)
Optional processing steps are performed as necessary after the second processing step and before the third processing step.
The optional treatment step is a step of treating at least the joint surface 104 of the steel member 103 with a copper plating stripper to remove a part or all of the copper layer. This arbitrary treatment step can be performed, for example, according to the method described in JP-A-2002-356788. Examples of the treatment liquid used in any treatment step include those containing ammonia copper complex salt. More specifically, it is an alkaline aqueous solution containing a copper (II) ammine complex, and includes a copper plating stripping solution containing an anion of an organic acid as a counter ion. This stripping solution may be prepared according to the description in the above-mentioned publication, or a commercially available stripping solution may be processed according to the prescription recommended by the manufacturer. In Examples described later, Melstrip Cu-3940 manufactured by Meltex Co., Ltd. was used. The treatment temperature in any treatment step is usually 20 to 60 ° C., preferably 30 to 50 ° C., and the treatment time is usually 20 to 120 seconds, preferably 30 to 90 seconds. Washing and drying are performed as necessary after any treatment step. This washing operation is not particularly limited as long as the smut generated in the second and / or optional treatment step can be removed. The treatment time is preferably 0.5 to 20 minutes.

[金属/樹脂複合構造体の製造方法]
つづいて、金属/樹脂複合構造体106の製造方法について説明する。
金属/樹脂複合構造体106の製造方法は、少なくとも以下の(i)〜(ii)の工程を含む。
(i)表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層107が形成され、かつ、少なくとも熱可塑性樹脂部材105との接合部表面104に微細凹凸形状を有するニッケルめっき化鉄鋼部材108を、射出成形用の金型内に設置する工程
(ii)熱可塑性樹脂部材105の少なくとも一部がニッケルめっき化鉄鋼部材108の上記微細凹凸形状と接するように、上記金型内に熱可塑性樹脂(R1)または熱可塑性樹脂(R1)を含む樹脂組成物(R2)を射出成形し、ニッケルめっき化鉄鋼部材108と熱可塑性樹脂部材105とを接合させる工程
すなわち、上記の方法で表面粗化とニッケルめっき処理をこの順に行ったニッケルめっき化鉄鋼部材108(表面粗化ニッケルめっき化鉄鋼部材)に対して、熱可塑性樹脂(R1)または樹脂組成物(R2)を所望の熱可塑性樹脂部材105の形状になるように成形しながら接合させることにより、金属/樹脂複合構造体106は得られる。
以下、具体的に説明する。
[Method for producing metal / resin composite structure]
Next, a method for manufacturing the metal / resin composite structure 106 will be described.
The method for manufacturing the metal / resin composite structure 106 includes at least the following steps (i) to (ii).
(I) A nickel-plated steel member 108 having a fine unevenness formed on the surface 104 of the joining portion 104 at least with the thermoplastic resin member 105 is injected so as to cover part or all of the surface. Step (ii) in the mold for molding (ii) The thermoplastic resin (R1) in the mold so that at least a part of the thermoplastic resin member 105 is in contact with the fine uneven shape of the nickel-plated steel member 108. Alternatively, the step of injection molding the resin composition (R2) containing the thermoplastic resin (R1) and joining the nickel-plated steel member 108 and the thermoplastic resin member 105, that is, surface roughening and nickel plating treatment by the above method For the nickel-plated steel member 108 (surface roughened nickel-plated steel member) subjected to the above steps in this order, the thermoplastic resin (R1) or The metal / resin composite structure 106 is obtained by bonding the resin composition (R2) while forming the resin composition (R2) into a desired shape of the thermoplastic resin member 105.
This will be specifically described below.

まず、工程(i)について説明する。
ニッケルめっき化鉄鋼部材108は、前述した防錆能に優れたニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法と同様にして得ることができる。ここでは説明を省略する。
次いで、金型を用意し、その金型を開いてそのキャビティ部(空間部)にニッケルめっき化鉄鋼部材108を設置する。
First, step (i) will be described.
The nickel-plated steel member 108 can be obtained in the same manner as the above-described method for manufacturing a nickel-plated steel member excellent in rust prevention ability. The description is omitted here.
Next, a mold is prepared, the mold is opened, and the nickel-plated steel member 108 is installed in the cavity (space).

次に、工程(ii)について説明する。以下、成形方法として射出成形を用いた場合を一例として説明する。
金型を閉じ、熱可塑性樹脂部材105の少なくとも一部がニッケルめっき化鉄鋼部材108の上記微細凹凸形状と接するように、上記金型の上記キャビティ部に熱可塑性樹脂(R1)または熱可塑性樹脂(R1)を含む樹脂組成物(R2)を射出して固化し、ニッケルめっき化鉄鋼部材108と熱可塑性樹脂部材105とを接合する。
その後、金型を開き離型することにより、金属/樹脂複合構造体106を得ることができる。
上記金型としては、例えば、高速ヒートサイクル成形(RHCM、ヒート&クール成形)で一般的に使用される射出成形用金型を用いることができる。
Next, process (ii) is demonstrated. Hereinafter, a case where injection molding is used as a molding method will be described as an example.
The mold is closed, and at least a part of the thermoplastic resin member 105 is in contact with the fine concavo-convex shape of the nickel-plated steel member 108 in the cavity portion of the mold so that the thermoplastic resin (R1) or the thermoplastic resin ( The resin composition (R2) containing R1) is injected and solidified, and the nickel-plated steel member 108 and the thermoplastic resin member 105 are joined.
Thereafter, the metal / resin composite structure 106 can be obtained by opening the mold and releasing the mold.
As the mold, for example, an injection mold generally used in high-speed heat cycle molding (RHCM, heat & cool molding) can be used.

また、本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体106の製造方法としては、上記のように射出成形法が好ましく適用されるが、その他の成形方法を射出成形法に適宜組み合わせて成形する方法、あるいは射出成形法の代わりにその他の成形方法を適用してもよい。その他の成形方法としては、例えば、トランスファー成形法、圧縮成形法(コンプレッション成形法)、反応射出成形法、ブロー成形法、熱成形法、プレス成形法等が挙げられる。   In addition, as a method for producing the metal / resin composite structure 106 according to the present embodiment, the injection molding method is preferably applied as described above, but other molding methods are suitably combined with the injection molding method and molded. Alternatively, other molding methods may be applied instead of the injection molding method. Examples of other molding methods include transfer molding, compression molding (compression molding), reaction injection molding, blow molding, thermoforming, and press molding.

[金属/樹脂複合構造体の用途]
本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体106は、生産性が高く、形状制御の自由度も高いので、様々な用途に展開することが可能である。
さらに、本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体106は、樹脂・鉄鋼部材間の接着力、機械特性、耐熱性、耐摩擦性、摺動性、気密性、水密性等に優れるとともに、防錆力にも優れるので、例えば、金属/樹脂複合構造体106を構造用部品として用いる場合は、構造部品中の鉄鋼部材使用量の削減による軽量化効果も享受できるので、これらの特性に応じた様々な用途に広範に用いることができる。
[Use of metal / resin composite structure]
Since the metal / resin composite structure 106 according to the present embodiment has high productivity and high degree of freedom in shape control, it can be developed for various applications.
Furthermore, the metal / resin composite structure 106 according to the present embodiment is excellent in adhesive strength between resin and steel members, mechanical properties, heat resistance, friction resistance, slidability, airtightness, watertightness, etc. Since it also has excellent rusting power, for example, when the metal / resin composite structure 106 is used as a structural component, it is possible to enjoy the effect of reducing the weight by reducing the amount of steel used in the structural component. It can be widely used for various applications.

例えば、車両用構造部品、車両搭載用品、電子機器の筐体、家電機器の筐体、建築部材、構造用部品、機械部品、種々の自動車用部品、電子機器用部品、家具、台所用品等の家財向け用途、医療機器、建築資材の部品、その他の構造用部品や外装用部品等が挙げられる。   For example, vehicle structural parts, vehicle-mounted products, electronic equipment housings, home appliance housings, building members, structural parts, mechanical parts, various automotive parts, electronic equipment parts, furniture, kitchenware, etc. Applications for household goods, medical equipment, building material parts, other structural parts and exterior parts.

より具体的な用途例としては、樹脂だけでは強度が足りない部分を金属がサポートする様にデザインされた次のような用途である。車両関係では、インスツルメントパネル、コンソールボックス、ドアノブ、ドアトリム、シフトレバー、ペダル類、グローブボックス、バンパー、ボンネット、フェンダー、トランク、ドア、ルーフ、ピラー、座席シート、ラジエータ、オイルパン、ステアリングホイール、ECUボックス、電装部品等が挙げられる。また、建材や家具類として、ガラス窓枠、手すり、カーテンレール、たんす、引き出し、クローゼット、書棚、机、椅子等が挙げられる。また、精密電子部品類として、コネクタ、リレー、ギヤ等が挙げられる。また、輸送容器として、輸送コンテナ、スーツケース、トランク等が挙げられる。   More specific application examples include the following applications that are designed so that the metal supports a portion where the strength is insufficient with the resin alone. For vehicles, instrument panels, console boxes, door knobs, door trims, shift levers, pedals, glove boxes, bumpers, bonnets, fenders, trunks, doors, roofs, pillars, seats, radiators, oil pans, steering wheels, An ECU box, an electrical component, etc. are mentioned. Examples of building materials and furniture include glass window frames, handrails, curtain rails, chests, drawers, closets, bookcases, desks, chairs, and the like. Examples of precision electronic components include connectors, relays, and gears. Moreover, a transport container, a suitcase, a trunk, etc. are mentioned as a transport container.

また、鉄鋼部材103の高い熱伝導率と、熱可塑性樹脂部材105の断熱的性質とを組み合わせ、ヒートマネージメントを最適に設計する機器に使用される部品用途、例えば、各種家電にも用いることができる。具体的には、冷蔵庫、洗濯機、掃除機、電子レンジ、エアコン、照明機器、電気湯沸かし器、テレビ、時計、換気扇、プロジェクター、スピーカー等の家電製品類、パソコン、携帯電話、スマートフォン、デジタルカメラ、タブレット型PC、携帯音楽プレーヤー、携帯ゲーム機、充電器、電池等電子情報機器等が挙げられる。   In addition, the high thermal conductivity of the steel member 103 and the adiabatic property of the thermoplastic resin member 105 can be combined to be used for parts used in equipment that optimally designs heat management, for example, various home appliances. . Specifically, household appliances such as refrigerators, washing machines, vacuum cleaners, microwave ovens, air conditioners, lighting equipment, electric water heaters, televisions, clocks, ventilation fans, projectors, speakers, personal computers, mobile phones, smartphones, digital cameras, tablets Electronic information devices such as type PCs, portable music players, portable game machines, chargers, and batteries.

これらについては、鉄鋼部材103の表面を粗化することによって表面積が増加するため、鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105との間の接触面積が増加し、接触界面の熱抵抗を低減させることができることに由来する。   About these, since a surface area increases by roughening the surface of the steel member 103, the contact area between the steel member 103 and the thermoplastic resin member 105 increases, and the thermal resistance of a contact interface can be reduced. It comes from what it can do.

その他の用途として、玩具、スポーツ用具、靴、サンダル、鞄、フォークやナイフ、スプーン、皿等の食器類、ボールペンやシャープペン、ファイル、バインダー等の文具類、フライパンや鍋、やかん、フライ返し、おたま、穴杓子、泡だて器、トング等の調理器具、リチウムイオン2次電池用部品、ロボット等が挙げられる。   Other applications include toys, sports equipment, shoes, sandals, bags, forks and knives, spoons, dishes such as dishes, ballpoint pens and mechanical pencils, files, binders and other stationery, frying pans and pans, kettles, frying, Examples include a ladle, a hole insulator, a whisk, a cooking tool such as a tongue, a lithium ion secondary battery component, a robot, and the like.

以上、本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体106の用途について述べたが、これらは本発明の用途の例示であり、上記以外の様々な用途に用いることもできる。   As mentioned above, although the use of the metal / resin composite structure 106 concerning this embodiment was described, these are illustrations of the use of this invention and can also be used for various uses other than the above.

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, these are illustrations of this invention and various structures other than the above are also employable.

以下、本実施形態を、実施例・比較例を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
まず、各種測定法について述べる。
Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to examples and comparative examples. In addition, this embodiment is not limited to description of these Examples at all.
First, various measurement methods will be described.

(鉄鋼部材表面の、十点平均粗さ(Rz)および粗さ曲線要素の平均長さ(RSm)の測定)
表面粗さ測定装置「サーフコム1400D(東京精密社製)」を使用し、JIS B0601(対応ISO 4287)に準拠して測定される表面粗さのうち、十点平均粗さ(Rz)および粗さ曲線要素の平均長さ(RSm)を測定した。なお、測定条件は以下のとおりである。
・触針先端半径:5μm
・基準長さ:0.8mm
・評価長さ:4mm
・測定速度:0.06mm/sec
測定は、鉄鋼部材の表面上の、平行関係にある任意の3直線部、および当該直線部と直交する任意の3直線部からなる合計6直線部についておこなった(図5参照)。なお、本実施例・比較例では、鉄鋼部材103の全面について粗化処理をおこなっているため、金属/樹脂複合構造体106の接合部表面104について十点平均粗さ(Rz)および粗さ曲線要素の平均長さ(RSm)の測定をおこなっても、図5に示す測定箇所と同様の評価結果が得られることが理解される。
(Measurement of ten-point average roughness (Rz) and average length (RSm) of roughness curve elements on the surface of steel members)
Of the surface roughness measured using the surface roughness measuring device “Surfcom 1400D (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.)” in accordance with JIS B0601 (corresponding ISO 4287), ten-point average roughness (Rz) and roughness The average length (RSm) of the curve element was measured. The measurement conditions are as follows.
・ Tip tip radius: 5μm
・ Standard length: 0.8mm
・ Evaluation length: 4mm
・ Measurement speed: 0.06mm / sec
The measurement was performed on a total of six straight portions including arbitrary three straight portions in parallel relation on the surface of the steel member and arbitrary three straight portions orthogonal to the straight portions (see FIG. 5). In this example / comparative example, since the entire surface of the steel member 103 is roughened, the ten-point average roughness (Rz) and roughness curve of the joint surface 104 of the metal / resin composite structure 106 are used. It is understood that the same evaluation result as the measurement location shown in FIG. 5 can be obtained even if the average length (RSm) of the element is measured.

(接合強度の評価方法)
引っ張り試験機「モデル1323(アイコーエンジニヤリング社製)」を使用し、引張試験機に専用の治具を取り付け、室温(23℃)にて、チャック間距離60mm、引張速度10mm/minの条件にて測定をおこなった。破断荷重(N)を金属/樹脂接合部分の面積で除することにより接合強度(MPa)を得た。
(Evaluation method of bonding strength)
Using a tensile tester “Model 1323 (manufactured by Aiko Engineering Co., Ltd.)”, a dedicated jig is attached to the tensile tester, and at room temperature (23 ° C.), the distance between chucks is 60 mm and the tensile speed is 10 mm / min. And measured. The joint strength (MPa) was obtained by dividing the breaking load (N) by the area of the metal / resin joint.

〔実施例1〕
市販の厚さ2mmの冷間圧延軟鋼板SPCCを、18mm×45mmの長方形に切断し、処理用の試験片を作製した。このうちの7枚を、市販脱脂剤NE−6(メルテック社製)を5重量%になるように希釈した60℃の水溶液中に、試験片がお互いに重ならないように5分間浸漬(無搖動下)させた後、5秒間の水洗(搖動下)を3回繰り返した。
[Example 1]
A commercially available cold-rolled cold rolled mild steel plate SPCC having a thickness of 2 mm was cut into a 18 mm × 45 mm rectangle to prepare a test specimen for treatment. Seven of them were immersed in a 60 ° C. aqueous solution diluted with 5% by weight of a commercially available degreasing agent NE-6 (manufactured by Meltec) for 5 minutes so that the test pieces do not overlap each other (no movement) The water washing for 5 seconds (under shaking) was repeated three times.

(第一の処理工程)
次いで、第一の処理工程を実施した。すなわち、上記の脱脂後の試験片7枚を、硫酸、硫酸第二銅の5水和物、塩化カリウム、およびチオサリチル酸が各々50重量%、3重量%、3重量%および0.0001重量%含有する30℃の水溶液中に、試験片がお互いに接触しないように2分間浸漬(無搖動下)させた。次いで、超音波照射下で30秒間の水洗(搖動下)を3回繰り返すことによって第一の処理工程を終えた。
(First processing step)
Next, the first treatment step was performed. That is, seven test pieces after degreasing were mixed with 50 wt%, 3 wt%, 3 wt%, and 0.0001 wt% of sulfuric acid, cupric sulfate pentahydrate, potassium chloride, and thiosalicylic acid, respectively. The test pieces were immersed in the aqueous solution containing 30 ° C. for 2 minutes (under no peristalsis) so that the test pieces did not contact each other. Next, the first treatment step was completed by repeating the water washing (under peristaltic) for 30 seconds under ultrasonic irradiation three times.

(第二の処理工程)
第一の処理工程で得られた試験片7枚を、お互いが接触しないように20重量%硝酸水溶液中に120秒間浸漬(無搖動下)させた。その際の水溶液の温度は40℃に維持された。その後、20秒間の水洗(搖動下)を3回繰り返し、超音波照射下で1分間の水洗を行い、次いで80℃に設定された乾燥機中で15分間乾燥させることによって第二の処理工程を終了した。第二の処理工程終了後の、試験片の平均重量減少率は4.9重量%であった。以下、第二の処理工程まで実施した試験片を鉄鋼部材1と呼ぶ。
(Second processing step)
Seven test pieces obtained in the first treatment step were immersed in a 20 wt% nitric acid aqueous solution for 120 seconds (under no swinging) so as not to contact each other. The temperature of the aqueous solution at that time was maintained at 40 ° C. Thereafter, washing with water for 20 seconds (under peristalsis) is repeated three times, washing with water for 1 minute under ultrasonic irradiation, and then drying for 15 minutes in a dryer set at 80 ° C. finished. After the second treatment step, the average weight reduction rate of the test piece was 4.9% by weight. Hereinafter, the test piece implemented to the 2nd process process is called the steel member 1. FIG.

(任意の処理工程)
第二の処理工程まで実施した試験片7枚を、お互いが接触しないように、銅めっき剥離剤(メルテックス社製、メルストリップCU−3940)に、40℃で1分間浸漬(無搖動下)させた。その後、超音波照射下で20秒間の水洗(搖動下)を3回繰り返した。次いで80℃に設定された乾燥機中で15分間乾燥させることによって任意の処理工程を終了した。任意の処理工程終了後の、試験片の平均重量減少率(ΔW)は3.1重量%であった。以下、この任意の処理工程まで実施した試験片を鉄鋼部材2と呼ぶ場合がある。
(Optional processing steps)
Immerse the seven test pieces that have been processed up to the second treatment step in a copper plating stripper (Meltex CU-3940) at 40 ° C. for 1 minute so that they do not contact each other (under no-motion) I let you. Thereafter, washing with water for 20 seconds (under peristalsis) was repeated three times under ultrasonic irradiation. The optional treatment step was then terminated by drying for 15 minutes in a dryer set at 80 ° C. The average weight loss rate (ΔW) of the test piece after the completion of any treatment step was 3.1% by weight. Hereinafter, the test piece implemented to this arbitrary treatment process may be called the steel member 2.

(第三の処理工程)
特許4185523号に開示された方法に準拠して無電解メッキ浴を調製し90℃に加温した。次いで、このめっき浴に7枚の鉄鋼部材2を20分間浸漬することによって鉄鋼部材2の全表面にニッケルめっき層を形成させた。めっき層について粗化部分から任意の5点、粗化されていない部分から任意の5点、合計10点について、めっき層の平均厚みを算出した結果3.5μmであった。
また、上記方法に従って測定した6直線部についての十点平均粗さ(Rz)は、6.3μm、10.7μm、7.4μm、9.2μm、11.5μmおよび5.9μmであり、これらの平均値は8.5μmであった。また、粗さ曲線要素の平均長さ(RSm)の平均値は172μmであった。以下、第三の処理工程まで実施した試験片を鉄鋼部材3と呼ぶ場合がある。
(Third treatment process)
An electroless plating bath was prepared according to the method disclosed in Japanese Patent No. 4185523 and heated to 90 ° C. Subsequently, the seven steel members 2 were immersed in this plating bath for 20 minutes to form a nickel plating layer on the entire surface of the steel members 2. It was 3.5 micrometers as a result of calculating the average thickness of a plating layer about arbitrary 5 points | pieces from a roughening part about a plating layer, arbitrary 5 points | pieces from the part which is not roughened, and a total of 10 points | pieces.
In addition, the ten-point average roughness (Rz) of the six linear portions measured according to the above method is 6.3 μm, 10.7 μm, 7.4 μm, 9.2 μm, 11.5 μm, and 5.9 μm. The average value was 8.5 μm. Moreover, the average value of the average length (RSm) of the roughness curve element was 172 μm. Hereinafter, the test piece implemented to the 3rd process process may be called the steel member 3. FIG.

(射出工程)
日本製鋼所社製のJ85AD110Hに小型ダンベル金属インサート金型を装着し、金型内に鉄鋼部材3を設置した。次いで、その金型内に熱可塑性樹脂として、市販のガラス繊維含有プロピレン系重合体(プライムポリマー社製、プライムポリプロV7100、密度1030kg/m、ガラス繊維(GF)20重量%含有、プロピレン系重合体のMFR:18g/10分)(以下、GF−PPと略)を、シリンダー温度250℃、金型温度120℃、射出速度25mm/sec、保圧80MPa、保圧時間10秒の条件にて射出成形を行い、金属/樹脂複合構造体を得た。同様の射出成形を他の2枚の鉄鋼部材3について実施した。
(Injection process)
A small dumbbell metal insert mold was attached to J85AD110H manufactured by Nippon Steel Works, and a steel member 3 was installed in the mold. Next, a commercially available glass fiber-containing propylene polymer (manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., Prime Polypro V7100, density 1030 kg / m 3 , glass fiber (GF) 20% by weight, propylene-based heavy polymer contained in the mold as a thermoplastic resin. Combined MFR: 18 g / 10 min (hereinafter abbreviated as GF-PP) under the conditions of a cylinder temperature of 250 ° C., a mold temperature of 120 ° C., an injection speed of 25 mm / sec, a holding pressure of 80 MPa, and a holding time of 10 seconds. Injection molding was performed to obtain a metal / resin composite structure. The same injection molding was performed on the other two steel members 3.

(接合強度の評価)
3個の試験サンプルについて上記方法で測定した接合強度の平均値は16MPaであった。破断面(金属側表面)につき、簡易的にデジタルマイクロスコープで観察したところ、樹脂残りが存在することを確認した。また、イオンミリングを用いて常温にて接合部の断面を加工し、電子顕微鏡およびエネルギー分散型X線分光器を用いて元素分布を観察した結果を図3に示す。鉄鋼部材の表面粗化形状に沿って防錆層(無電解ニッケルめっき層)が付与されていることが分かる。表面粗化形状パラメーターおよび接合強度の結果を表1にも併記した。
(Evaluation of bonding strength)
The average value of the bonding strength measured by the above method for three test samples was 16 MPa. When the fracture surface (metal side surface) was simply observed with a digital microscope, it was confirmed that the resin residue was present. Moreover, the result of having processed the cross section of the junction part at normal temperature using ion milling, and observing element distribution using the electron microscope and the energy dispersive X-ray spectrometer is shown in FIG. It turns out that the antirust layer (electroless nickel plating layer) is provided along the surface roughening shape of the steel member. The results of surface roughening shape parameters and bonding strength are also shown in Table 1.

〔実施例2〕
熱可塑性樹脂として、市販のガラス繊維含有ポリアミド樹脂(東レ社製、アミラン1011G30、GF30重量%含有)(以下、GF−PAと略)を用い、射出成形条件としてのシリンダー温度を280℃、金型温度を160℃にした以外は実施例1と同様にして金属/樹脂複合構造体を作製し、接合強度を測定した。
3個のサンプルの接合強度の平均値は31MPaであった。破断面(金属側表面)につき、簡易的にデジタルマイクロスコープで観察したところ、樹脂残りが存在することを確認した。表面粗化形状パラメーターおよび接合強度の結果を表1にも併記した。
[Example 2]
A commercially available glass fiber-containing polyamide resin (Amilan 1011G30, containing 30% by weight of GF) (hereinafter abbreviated as GF-PA) (hereinafter abbreviated as GF-PA) was used as the thermoplastic resin, the cylinder temperature as the injection molding condition was 280 ° C., and the mold A metal / resin composite structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the temperature was 160 ° C., and the bonding strength was measured.
The average value of the bonding strength of the three samples was 31 MPa. When the fracture surface (metal side surface) was simply observed with a digital microscope, it was confirmed that the resin residue was present. The results of surface roughening shape parameters and bonding strength are also shown in Table 1.

〔実施例3〕
実施例1に記載された方法と同様にして、任意の処理工程まで実施した試験について、再度実施例1に記載された第一の処理工程、第二の処理工程、任意の処理工程を実施した。この時点での試験片の平均重量減少率の平均値は5.1重量%であった。この試験片について次の示す第三の処理工程を実施した。
Example 3
In the same manner as in the method described in Example 1, the first processing step, the second processing step, and the arbitrary processing steps described in Example 1 were performed again for the tests performed up to the arbitrary processing steps. . The average value of the average weight reduction rate of the test piece at this time was 5.1% by weight. The third treatment step shown below was performed on this test piece.

イオン交換水847ml/L、SF−762−0N(日本カニゼン(株)製の無電解ニッケルめっき液)100ml/L、SF−762−1(日本カニゼン(株)製の無電解ニッケルめっき液)50ml/L、SF−762−S(日本カニゼン(株)製の無電解ニッケルめっき液)3ml/Lをこの順に建浴してめっき浴を調整し85℃に加温した。次いで、このめっき浴に、上記方法で得られた鉄鋼部材7枚を20分間浸漬することによって鉄鋼部材の全表面にニッケルめっき層を形成させた。めっき層の平均厚みは3.8μmであった。また、上記方法に従って測定した6直線部についての十点平均粗さ(Rz)は、8.7μm、11.0μm、6.7μm、13.4μm、11.5μmおよび11.8μmであり、これらの平均値は10.5μmであった。また、粗さ曲線要素の平均長さ(RSm)の平均値は222μmであった。   Ion-exchanged water 847 ml / L, SF-762-0N (electroless nickel plating solution manufactured by Nippon Kanisen Co., Ltd.) 100 ml / L, SF-762-1 (electroless nickel plating solution manufactured by Nippon Kanisen Co., Ltd.) 50 ml / L, SF-762-S (electroless nickel plating solution manufactured by Nippon Kanisen Co., Ltd.) 3 ml / L was placed in this order to prepare a plating bath and heated to 85 ° C. Subsequently, the nickel plating layer was formed in the whole surface of the steel member by immersing the seven steel members obtained by the said method in this plating bath for 20 minutes. The average thickness of the plating layer was 3.8 μm. In addition, the ten-point average roughness (Rz) for the six linear portions measured according to the above method is 8.7 μm, 11.0 μm, 6.7 μm, 13.4 μm, 11.5 μm, and 11.8 μm. The average value was 10.5 μm. The average value of the average length (RSm) of the roughness curve elements was 222 μm.

実施例1に記載した射出工程と同様な方法で、上記鉄鋼部材にGF−PPの射出成形を行い、金属/樹脂複合構造体を得た。3個のサンプルの接合強度の平均値は20MPaであった。破断面(金属側表面)につき、簡易的にデジタルマイクロスコープで観察したところ、樹脂残りが存在することを確認した。表面粗化形状パラメーターおよび接合強度の結果を表1にも併記した。また表面粗さ曲線を図6に示した。   In the same manner as the injection process described in Example 1, GF-PP injection molding was performed on the steel member to obtain a metal / resin composite structure. The average value of the bonding strength of the three samples was 20 MPa. When the fracture surface (metal side surface) was simply observed with a digital microscope, it was confirmed that the resin residue was present. The results of surface roughening shape parameters and bonding strength are also shown in Table 1. The surface roughness curve is shown in FIG.

〔実施例4〕
熱可塑性樹脂として、GF−PAを用い、射出成形条件としてのシリンダー温度を280℃、金型温度を160℃にした以外は実施例3と同様にして金属/樹脂複合構造体を作製し、接合強度を測定した。
3個のサンプルの接合強度の平均値は40MPaであった。破断面(金属側表面)につき、簡易的にデジタルマイクロスコープで観察したところ、樹脂残りが存在することを確認した。表面粗化形状パラメーターおよび接合強度の結果を表1にも併記した。
Example 4
A metal / resin composite structure was prepared in the same manner as in Example 3 except that GF-PA was used as the thermoplastic resin, the cylinder temperature as the injection molding condition was 280 ° C., and the mold temperature was 160 ° C. The strength was measured.
The average value of the bonding strength of the three samples was 40 MPa. When the fracture surface (metal side surface) was simply observed with a digital microscope, it was confirmed that the resin residue was present. The results of surface roughening shape parameters and bonding strength are also shown in Table 1.

〔実施例5〕
実施例3において、第三の処理工程における浸漬時間を20分から40分に変更した以外は、実施例3と同様に処理し鉄鋼部材の全表面にニッケルめっき層を形成させた。めっき層の平均厚みは4.1μmであった。また、上記方法に従って測定した6直線部についての十点平均粗さ(Rz)は、5.0μm、4.1μm、7.9μm、7.7μm、9.2μmおよび6.5μmであり、これらの平均値は6.7μmであった。また、粗さ曲線要素の平均長さ(RSm)の平均値は169μmであった。また、実施例3と同様な射出条件でGF−PPの射出成型を行い、金属/樹脂複合構造体を得た。3個のサンプルの接合強度の平均値は5MPaであった。破断面(金属側表面)につき、簡易的にデジタルマイクロスコープで観察したところ、樹脂残りが僅かに存在することを確認した。表面粗化形状パラメーターおよび接合強度の結果を表1にも併記した。また表面粗さ曲線を図7に示した。
Example 5
In Example 3, a nickel plating layer was formed on the entire surface of the steel member in the same manner as in Example 3 except that the immersion time in the third treatment step was changed from 20 minutes to 40 minutes. The average thickness of the plating layer was 4.1 μm. In addition, the ten-point average roughness (Rz) for the six linear portions measured according to the above method is 5.0 μm, 4.1 μm, 7.9 μm, 7.7 μm, 9.2 μm, and 6.5 μm. The average value was 6.7 μm. The average value of the average length (RSm) of the roughness curve elements was 169 μm. Moreover, injection molding of GF-PP was performed under the same injection conditions as in Example 3 to obtain a metal / resin composite structure. The average value of the bonding strength of the three samples was 5 MPa. When the fracture surface (metal side surface) was simply observed with a digital microscope, it was confirmed that a small amount of resin residue was present. The results of surface roughening shape parameters and bonding strength are also shown in Table 1. The surface roughness curve is shown in FIG.

〔実施例6〕
熱可塑性樹脂として、GF−PAを用い、射出成形条件としてのシリンダー温度を280℃、金型温度を160℃にした以外は実施例5と同様にして金属/樹脂複合構造体を作製し、接合強度を測定した。
3個のサンプルの接合強度の平均値は15MPaであった。破断面(金属側表面)につき、簡易的にデジタルマイクロスコープで観察したところ、樹脂残りが僅かに存在することを確認した。表面粗化形状パラメーターおよび接合強度の結果を表1にも併記した。
Example 6
A metal / resin composite structure was prepared and joined in the same manner as in Example 5 except that GF-PA was used as the thermoplastic resin, the cylinder temperature as the injection molding condition was 280 ° C., and the mold temperature was 160 ° C. The strength was measured.
The average value of the bonding strength of the three samples was 15 MPa. When the fracture surface (metal side surface) was simply observed with a digital microscope, it was confirmed that a small amount of resin residue was present. The results of surface roughening shape parameters and bonding strength are also shown in Table 1.

〔比較例1〕
特開2011−156764号明細書の実験例8に記載された方法に準拠して、実施例1で用いた冷間式圧延軟鋼板SPCC試験片7枚を表面処理した。具体的には、先ず上記試験片7枚をアルミニウム合金用脱脂剤「NE−6」の7.5重量%水溶液(60℃)に5分間浸漬し、水洗した。次いで、1.5重量%水酸化ナトリウム水溶液(40℃)に1分間浸漬・水洗後、98重量%硫酸を10%含む水溶液(50℃)に6分間浸漬し、イオン交換水で十分に水洗した。次いで、1%濃度のアンモニア水(25℃)に1分浸漬して水洗した。その後、2重量%濃度の過マンガン酸カリウム、1重量%濃度の酢酸、及び0.5重量%濃度の水和酢酸ナトリウムを含む水溶液(45℃)に1分浸漬して十分に水洗した。最後に、90℃に設定した温風乾燥機中でに15分間乾燥した。得られた試験片の平均重量減少率(ΔW)は0.4重量%であった。
[Comparative Example 1]
Seven cold-rolled mild steel plate SPCC test pieces used in Example 1 were surface-treated in accordance with the method described in Experimental Example 8 of JP 2011-156664 A. Specifically, first, the seven test pieces were immersed in a 7.5 wt% aqueous solution (60 ° C.) of a degreasing agent “NE-6” for aluminum alloy for 5 minutes and washed with water. Next, after being immersed in a 1.5% by weight aqueous sodium hydroxide solution (40 ° C.) for 1 minute and washed with water, then immersed in an aqueous solution containing 10% 98% by weight sulfuric acid (50 ° C.) for 6 minutes and thoroughly washed with ion-exchanged water. . Subsequently, it was immersed in 1% concentration aqueous ammonia (25 ° C.) for 1 minute and washed with water. Then, it was immersed in an aqueous solution (45 ° C.) containing 2 wt% potassium permanganate, 1 wt% acetic acid, and 0.5 wt% hydrated sodium acetate for 1 minute and thoroughly washed with water. Finally, it was dried for 15 minutes in a hot air dryer set at 90 ° C. The average weight loss rate (ΔW) of the obtained test piece was 0.4% by weight.

このようにして得られた表面粗化されたSPCC試験片を、実施例3の第三の処理工程と全く同様にして、鉄鋼部材の全表面にニッケルめっき層を形成させた。めっき層の平均厚みは3.8μmであった。また、上記方法に従って測定した6直線部についての十点平均粗さ(Rz)は、1.8μm、1.6μm、1.6μm、1.9μm、0.7μmおよび1.1μmであり、これらの平均値は1.5μmであった。また、粗さ曲線要素の平均長さ(RSm)の平均値は116μmであった。   The surface-roughened SPCC test piece obtained in this manner was formed in the same manner as in the third treatment step of Example 3 to form a nickel plating layer on the entire surface of the steel member. The average thickness of the plating layer was 3.8 μm. Moreover, the ten-point average roughness (Rz) for the six straight line portions measured according to the above method is 1.8 μm, 1.6 μm, 1.6 μm, 1.9 μm, 0.7 μm, and 1.1 μm. The average value was 1.5 μm. Moreover, the average value of the average length (RSm) of the roughness curve element was 116 μm.

実施例1に記載した射出工程と同様な方法で、上記鉄鋼部材にGF−PPの射出成形を行い、金属/樹脂複合構造体を得た。3個のサンプルの接合強度の平均値は3MPaであった。破断面(金属側表面)につき、簡易的にデジタルマイクロスコープで観察したところ、樹脂残りが全く存在しないことを確認した。表面粗化形状パラメーターおよび接合強度の結果を表1にも併記した。   In the same manner as the injection process described in Example 1, GF-PP injection molding was performed on the steel member to obtain a metal / resin composite structure. The average value of the bonding strength of the three samples was 3 MPa. When the fracture surface (metal side surface) was simply observed with a digital microscope, it was confirmed that no resin residue was present. The results of surface roughening shape parameters and bonding strength are also shown in Table 1.

〔比較例2〕
熱可塑性樹脂として、GF−PAを用い、射出成形条件としてのシリンダー温度を280℃、金型温度を160℃にした以外は比較例1と同様にして金属/樹脂複合構造体を作製し、接合強度を測定した。
3個のサンプルの接合強度の平均値は5MPaであった。破断面(金属側表面)につき、簡易的にデジタルマイクロスコープで観察したところ、樹脂残りは全く存在しないことを確認した。表面粗化形状パラメーターおよび接合強度の結果を表1にも併記した。
[Comparative Example 2]
A metal / resin composite structure was prepared and joined in the same manner as in Comparative Example 1 except that GF-PA was used as the thermoplastic resin, the cylinder temperature as the injection molding condition was 280 ° C., and the mold temperature was 160 ° C. The strength was measured.
The average value of the bonding strength of the three samples was 5 MPa. When the fracture surface (metal side surface) was simply observed with a digital microscope, it was confirmed that there was no resin residue. The results of surface roughening shape parameters and bonding strength are also shown in Table 1.

Figure 2017136839
Figure 2017136839

以下、参考形態の例を付記する。
<付記>
(付記1)
鉄鋼部材と、熱可塑性樹脂または上記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物により構成された熱可塑性樹脂部材とが接合された金属/樹脂複合構造体であって、
上記鉄鋼部材の表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成されており、
少なくとも上記鉄鋼部材の上記熱可塑性樹脂部材との上記接合部表面が微細凹凸形状を有し、
上記ニッケルめっき層は少なくとも上記接合部表面の上記微細凹凸形状を覆うように形成されていることを特徴とする金属/樹脂複合構造体。
(付記2)
上記ニッケルめっき層の平均厚みが0.1μm以上20μm以下であることを特徴とする付記1に記載の金属/樹脂複合構造体。
(付記3)
上記ニッケルめっき層がリン(P)を含み、上記ニッケルめっき層中の上記リン(P)の含有量が0.05重量%以上20重量%以下であることを特徴とする付記1または2に記載の金属/樹脂複合構造体。
(付記4)
上記微細凹凸形状が間隔周期5nm以上500μm以下の凸部が林立している形状であることを特徴とする付記1乃至3のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体。
(付記5)
上記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレン/アクリロニトリル共重合体樹脂、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体樹脂、およびポリメタクリル酸メチル樹脂から選択される一種または二種以上を含むことを特徴とする付記1乃至4のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体。
(付記6)
上記鉄鋼部材が圧延軟鋼を含むことを特徴とする付記1乃至5のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体。
(付記7)
付記1乃至6のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体の製造方法であって、
表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成され、かつ、少なくとも熱可塑性樹脂部材との接合部表面に微細凹凸形状を有する鉄鋼部材を、射出成形用の金型内に設置する工程と、
上記熱可塑性樹脂部材の少なくとも一部が上記鉄鋼部材の上記微細凹凸形状上の上記ニッケルめっき層と接するように、上記金型内に熱可塑性樹脂または上記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を射出成形する工程と、を含むことを特徴とする金属/樹脂複合構造体の製造方法。
(付記8)
熱可塑性樹脂または上記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物により構成された熱可塑性樹脂部材との接合に用いられ、表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成され、かつ、少なくとも熱可塑性樹脂部材との接合部表面に微細凹凸形状を有する鉄鋼部材を製造するための製造方法であって、
少なくとも鉄鋼部材の上記熱可塑性樹脂部材との上記接合部表面を、酸と第二銅イオンと塩素イオンとを含む水溶液により処理する第一の処理工程と、
少なくとも上記接合部表面を硝酸により処理する第二の処理工程と、
上記第二の処理工程後に、少なくとも上記接合部表面を、ニッケルめっき液によってニッケルめっきする第三の処理工程と、
を含む鉄鋼部材の製造方法。
(付記9)
付記8に記載の鉄鋼部材の製造方法において、
上記第二の処理工程後であって、上記第三の処理工程前に、少なくとも上記接合部表面を銅めっき剥離液で処理する処理工程をさらにおこなう鉄鋼部材の製造方法。
Hereinafter, examples of the reference form will be added.
<Appendix>
(Appendix 1)
A metal / resin composite structure in which a steel member and a thermoplastic resin member composed of a thermoplastic resin or a resin composition containing the thermoplastic resin are joined,
A nickel plating layer is formed so as to cover part or all of the surface of the steel member,
At least the joint surface of the steel member with the thermoplastic resin member has a fine uneven shape,
The metal / resin composite structure, wherein the nickel plating layer is formed so as to cover at least the fine irregularities on the surface of the joint.
(Appendix 2)
The metal / resin composite structure according to appendix 1, wherein an average thickness of the nickel plating layer is 0.1 μm or more and 20 μm or less.
(Appendix 3)
The supplementary note 1 or 2, wherein the nickel plating layer contains phosphorus (P), and the content of the phosphorus (P) in the nickel plating layer is 0.05 wt% or more and 20 wt% or less. Metal / resin composite structure.
(Appendix 4)
4. The metal / resin composite structure according to any one of appendices 1 to 3, wherein the fine concavo-convex shape is a shape in which convex portions having an interval period of 5 nm or more and 500 μm or less stand.
(Appendix 5)
The thermoplastic resin is polyolefin resin, polyester resin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyether ether ketone resin, polyether ketone resin, polyimide resin, polyether sulfone resin, polystyrene resin, polyacrylonitrile resin, styrene / acrylonitrile. The metal according to any one of appendices 1 to 4, comprising one or more selected from a copolymer resin, an acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer resin, and a polymethyl methacrylate resin / Resin composite structure.
(Appendix 6)
The metal / resin composite structure according to any one of appendices 1 to 5, wherein the steel member includes rolled mild steel.
(Appendix 7)
A method for producing a metal / resin composite structure according to any one of appendices 1 to 6,
A step in which a nickel plating layer is formed so as to cover part or all of the surface, and at least a steel member having a fine irregular shape on the surface of a joint portion with a thermoplastic resin member is placed in a mold for injection molding When,
Injection molding a thermoplastic resin or a resin composition containing the thermoplastic resin in the mold so that at least a part of the thermoplastic resin member is in contact with the nickel plating layer on the fine irregularities of the steel member. A process for producing a metal / resin composite structure.
(Appendix 8)
Used for joining with a thermoplastic resin or a thermoplastic resin member composed of a resin composition containing the thermoplastic resin, a nickel plating layer is formed so as to cover part or all of the surface, and at least thermoplastic It is a manufacturing method for manufacturing a steel member having a fine uneven shape on the surface of a joint with a resin member,
A first treatment step of treating at least the joint surface of the steel member with the thermoplastic resin member with an aqueous solution containing an acid, a cupric ion, and a chlorine ion;
A second treatment step of treating at least the joint surface with nitric acid;
After the second treatment step, at least the joint surface, a third treatment step of nickel plating with a nickel plating solution,
The manufacturing method of the steel member containing this.
(Appendix 9)
In the method for manufacturing a steel member according to attachment 8,
A method for producing a steel member, further comprising a treatment step of treating at least the surface of the joint portion with a copper plating stripper after the second treatment step and before the third treatment step.

103 鉄鋼部材
104 接合部表面
105 熱可塑性樹脂部材
106 金属/樹脂複合構造体
107 ニッケルめっき層
108 ニッケルめっき化鉄鋼部材
110 表面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 103 Steel member 104 Joint surface 105 Thermoplastic resin member 106 Metal / resin composite structure 107 Nickel plating layer 108 Nickel plated steel member 110 Surface

Claims (11)

鉄鋼部材の表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成されたニッケルめっき化鉄鋼部材と、熱可塑性樹脂または前記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物により構成された熱可塑性樹脂部材とが接合された金属/樹脂複合構造体であって、
JIS B0601に準拠して測定される、少なくとも前記ニッケルめっき化鉄鋼部材の前記熱可塑性樹脂部材との接合部表面の十点平均粗さ(Rz)の平均値が2μmを超えることを特徴とする金属/樹脂複合構造体。
A nickel-plated steel member having a nickel plating layer formed so as to cover part or all of the surface of the steel member, and a thermoplastic resin member made of a thermoplastic resin or a resin composition containing the thermoplastic resin. A bonded metal / resin composite structure,
A metal characterized in that an average value of ten-point average roughness (Rz) of a surface of a joint portion between at least the nickel-plated steel member and the thermoplastic resin member measured in accordance with JIS B0601 exceeds 2 μm. / Resin composite structure.
前記鉄鋼部材の表面が微細凹凸形状を有し、前記ニッケルめっき層は少なくとも前記微細凹凸形状を覆うように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の金属/樹脂複合構造体。   2. The metal / resin composite structure according to claim 1, wherein a surface of the steel member has a fine uneven shape, and the nickel plating layer is formed to cover at least the fine uneven shape. 前記微細凹凸形状が間隔周期5nm以上500μm以下の凸部が林立している形状であることを特徴とする請求項2に記載の金属/樹脂複合構造体。   3. The metal / resin composite structure according to claim 2, wherein the fine concavo-convex shape is a shape in which convex portions having an interval period of 5 nm to 500 μm stand. 前記ニッケルめっき層の平均厚みが0.1μm以上20μm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の金属/樹脂複合構造体。   The metal / resin composite structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the nickel plating layer has an average thickness of 0.1 µm or more and 20 µm or less. 前記ニッケルめっき層がリン(P)を含み、前記ニッケルめっき層中の前記リン(P)の含有量が0.05重量%以上20重量%以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の金属/樹脂複合構造体。   The nickel plating layer contains phosphorus (P), and the content of the phosphorus (P) in the nickel plating layer is 0.05 wt% or more and 20 wt% or less. The metal / resin composite structure according to any one of the above. 前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレン/アクリロニトリル共重合体樹脂、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体樹脂、およびポリメタクリル酸メチル樹脂から選択される一種または二種以上を含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の金属/樹脂複合構造体。   The thermoplastic resin is polyolefin resin, polyester resin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyether ether ketone resin, polyether ketone resin, polyimide resin, polyether sulfone resin, polystyrene resin, polyacrylonitrile resin, styrene / acrylonitrile. It contains 1 type, or 2 or more types selected from copolymer resin, acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer resin, and polymethyl methacrylate resin as described in any one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. Metal / resin composite structure. 前記鉄鋼部材が圧延軟鋼を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の金属/樹脂複合構造体。   The metal / resin composite structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the steel member includes rolled mild steel. 熱可塑性樹脂または前記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物により構成された熱可塑性樹脂部材との接合のために用いられ、鉄鋼部材の表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成されたニッケルめっき化鉄鋼部材であって、
JIS B0601に準拠して測定される、少なくとも前記熱可塑性樹脂部材との接合部表面の十点平均粗さ(Rz)の平均値が2μmを超えるニッケルめっき化鉄鋼部材。
Used for joining with a thermoplastic resin or a thermoplastic resin member composed of a resin composition containing the thermoplastic resin, a nickel plating layer was formed so as to cover part or all of the surface of the steel member A nickel plated steel member,
A nickel-plated steel member having an average value of 10-point average roughness (Rz) of at least the surface of the joint portion with the thermoplastic resin member measured in accordance with JIS B0601 exceeds 2 μm.
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の金属/樹脂複合構造体の製造方法であって、
表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成され、かつ、少なくとも熱可塑性樹脂部材との接合部表面に微細凹凸形状を有するニッケルめっき化鉄鋼部材を、射出成形用の金型内に設置する工程と、
前記熱可塑性樹脂部材の少なくとも一部が前記ニッケルめっき化鉄鋼部材の前記微細凹凸形状と接するように、前記金型内に熱可塑性樹脂または前記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を射出成形する工程と、を含むことを特徴とする金属/樹脂複合構造体の製造方法。
A method for producing a metal / resin composite structure according to any one of claims 1 to 7,
A nickel-plated steel member that has a nickel plating layer formed so as to cover part or all of the surface and that has at least a fine uneven shape on the surface of the joint with the thermoplastic resin member is placed in a mold for injection molding. Installation process;
Injection-molding a thermoplastic resin or a resin composition containing the thermoplastic resin in the mold such that at least a part of the thermoplastic resin member is in contact with the fine uneven shape of the nickel-plated steel member; A process for producing a metal / resin composite structure, comprising:
熱可塑性樹脂または前記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物により構成された熱可塑性樹脂部材との接合に用いられ、鉄鋼部材の表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成され、かつ、少なくとも熱可塑性樹脂部材との接合部表面に微細凹凸形状を有するニッケルめっき化鉄鋼部材を製造するための製造方法であって、
少なくとも鉄鋼部材の前記熱可塑性樹脂部材との前記接合部表面を、酸と第二銅イオンと塩素イオンとを含む水溶液により処理する第一の処理工程と、
少なくとも前記接合部表面を無機酸により処理する第二の処理工程と、
前記第二の処理工程後に、少なくとも前記接合部表面を、ニッケルめっき液によってニッケルめっきする第三の処理工程と、
を含むニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法。
Used for joining with a thermoplastic resin or a thermoplastic resin member comprising a resin composition containing the thermoplastic resin, a nickel plating layer is formed so as to cover part or all of the surface of the steel member; and It is a manufacturing method for manufacturing a nickel-plated steel member having a fine uneven shape on the surface of a joint portion with at least a thermoplastic resin member,
A first treatment step of treating at least the joint surface of the steel member with the thermoplastic resin member with an aqueous solution containing acid, cupric ion, and chlorine ion;
A second treatment step of treating at least the joint surface with an inorganic acid;
After the second treatment step, at least the surface of the joint portion is nickel-plated with a nickel plating solution, and a third treatment step;
The manufacturing method of the nickel-plated steel member containing this.
請求項10に記載のニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法において、
前記第二の処理工程後であって、前記第三の処理工程前に、少なくとも前記接合部表面を銅めっき剥離液で処理する処理工程をさらにおこなうニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法。
In the manufacturing method of the nickel-plated steel member according to claim 10,
The manufacturing method of the nickel-plated steel member which further performs the process process of processing at least the said junction part surface with a copper plating peeling liquid after said 2nd process process and before said 3rd process process.
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