JP5166978B2 - Method for producing composite of metal alloy and resin - Google Patents

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Description

本発明は、金属合金と樹脂の複合体の製造方法に関する。更に詳しくは、移動機械、電気機器、医療機器、一般機械、その他の製造分野に使われる金属合金と樹脂の複合体の製造方法に関する。更に具体的には、本発明は、射出成形機を使用した樹脂成形と、その樹脂の金属合金への接合を同時に行う射出接合方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a composite of a metal alloy and a resin. More specifically, the present invention relates to a method of manufacturing a composite of a metal alloy and a resin used in a mobile machine, an electric device, a medical device, a general machine, and other manufacturing fields. More specifically, the present invention relates to an injection joining method for simultaneously performing resin molding using an injection molding machine and joining the resin to a metal alloy.

金属と樹脂を一体化する技術は、自動車、家庭電化製品、産業機器等、あらゆる製造業で求められており、このために多くの接着剤が開発されている。この中には非常に優れた接着剤がある。例えば、常温又は加熱により機能を発揮する接着剤は、金属と合成樹脂を一体化する接合に使用され、この方法は現在では一般的な接着技術である。一方、接着剤を使用しない接合方法も研究されてきた。マグネシウム、アルミニウムや、その合金である軽金属類、又、ステンレス等鉄合金類に対し、接着剤の介在なしで高強度の熱可塑性のエンジニアリング樹脂を一体化する方法が存在する。   Technology for integrating metal and resin is required in all manufacturing industries such as automobiles, home appliances, and industrial equipment, and many adhesives have been developed for this purpose. Among these are very good adhesives. For example, an adhesive exhibiting a function at room temperature or by heating is used for joining to integrate a metal and a synthetic resin, and this method is now a common bonding technique. On the other hand, bonding methods that do not use an adhesive have also been studied. There is a method of integrating a high-strength thermoplastic engineering resin without using an adhesive with magnesium, aluminum, light metals that are alloys thereof, and iron alloys such as stainless steel.

樹脂を金型内に射出して樹脂成形を行うと同時に、その樹脂と金型内に設置した金属との接合を為す方法(以下、「射出接合」という)がその一例である。具体的には、アルミニウム合金に対し、熱可塑性樹脂であるポリブチレンテレフタレート樹脂(以下、「PBT」という。)又はポリフェニレンサルファイド樹脂(以下、「PPS」という。)を射出接合させる製造技術が開発されている(例えば、特許文献1、2参照)。加えて、マグネシウム合金、銅合金、チタン合金、ステンレス鋼、一般鋼材等についても、同系統の樹脂や芳香族ポリアミド系の樹脂組成物を射出接合することが可能であることが実証されている(特許文献3、4、5、6、7、8参照)。   An example is a method of performing resin molding by injecting a resin into a mold and simultaneously bonding the resin and a metal installed in the mold (hereinafter referred to as “injection bonding”). Specifically, a manufacturing technique for injection-bonding polybutylene terephthalate resin (hereinafter referred to as “PBT”) or polyphenylene sulfide resin (hereinafter referred to as “PPS”), which is a thermoplastic resin, to an aluminum alloy has been developed. (For example, see Patent Documents 1 and 2). In addition, magnesium alloys, copper alloys, titanium alloys, stainless steel, general steel materials, etc. have been demonstrated to be capable of injection-bonding the same series of resins and aromatic polyamide resin compositions ( (See Patent Documents 3, 4, 5, 6, 7, and 8).

前記射出接合に関する技術は、本発明者らが完成させたものである。本発明者らは、アルミニウム合金が対象の場合と全金属種が対象の場合とでは、射出接合に関する技術原理が異なるので、前者を「NMT」(Nano molding technologyの略)、後者を「新NMT」と称している。「NMT」は、アルミニウム合金についてしか通用しないが、本発明者らによって実用化され、国内外で既に実用化されている。この「NMT」の実用化開発の過程で、より軽量なマグネシウム合金についても射出接合の要請が多かったことを踏まえ、マグネシウム合金を使用した硬質樹脂の射出接合についても検討した。結果として、マグネシウム合金に対しての射出接合にも成功した。   The technique relating to the injection joining has been completed by the present inventors. The inventors of the present invention have different technical principles regarding injection joining between the case of aluminum alloy and the case of all metal species, so the former is “NMT” (short for Nano molding technology) and the latter is “new NMT”. ". “NMT” is applicable only to aluminum alloys, but has been put into practical use by the present inventors and has already been put into practical use at home and abroad. In light of the fact that there were many requests for injection bonding of lighter magnesium alloys in the process of commercialization and development of “NMT”, we also examined injection bonding of hard resin using magnesium alloys. As a result, we succeeded in injection joining to magnesium alloys.

その過程で、本発明者の考案した仮説が「新NMT」理論仮説であった。この仮説は金属種を限定しないものだったので、マグネシウム合金の射出接合が、全金属種(広くは全物質)を対象にしても成立すると考えた。そしてその後、銅合金、チタン合金、ステンレス鋼、一般鋼材を対象にした射出接合に成功することが出来たので、この仮説はほぼ正しいとみている。「新NMT」の理論は、全く物理的な要因で接合が得られているとしており、非常に簡潔かつ明確である。以下、簡単にこの説明をする。   In the process, the hypothesis devised by the present inventor was the “new NMT” theoretical hypothesis. This hypothesis was not limited to metal species, so I thought that magnesium alloy injection joining would be valid for all metal species (generally all materials). After that, we succeeded in injection joining for copper alloy, titanium alloy, stainless steel, and general steel materials, so we believe this hypothesis is almost correct. The theory of “New NMT” is that the bonding is obtained by completely physical factors, and is very simple and clear. This will be briefly described below.

「新NMT」の射出接合理論では、少なくとも以下の条件を必要とする。まず、使用する樹脂組成物としての条件だが、硬質の高結晶性樹脂を使用すること、即ちPPS、PBT、又はポリアミド樹脂を使うことである。しかも、これらを射出接合に合わせて改良した組成物にすることが必要である。どの様にしてPPS、PBT、又はポリアミド樹脂を含む樹脂組成物を改良するかは後述する。一方、射出成形金型にインサートする金属合金部品側の条件であるが、その表層が丈夫で硬く、且つ特定の表面形状を有していることを要する。   In the “new NMT” injection joining theory, at least the following conditions are required. First, as a resin composition to be used, it is to use a hard highly crystalline resin, that is, to use PPS, PBT, or polyamide resin. Moreover, it is necessary to make these compositions improved for injection joining. How to improve the resin composition containing PPS, PBT, or polyamide resin will be described later. On the other hand, it is a condition on the metal alloy part side to be inserted into the injection mold, but the surface layer is required to be strong and hard and to have a specific surface shape.

金属合金側の条件について詳述する。その金属合金種に見合った化学処理をして、以下の(1)〜(3)の条件を具備する表面にすることが必要である。(1)金属合金表面を、1〜10μm周期で、かつ高低差がその周期の半分程度までの凹凸面とすること。即ちミクロンオーダーの粗度を有した表面とすることを要する。(2)前記凹凸面内には、10〜500nm周期、最も好ましくは50〜100nm周期の超微細凹凸が形成されていることを要する。(3)表面はセラミック質の硬質相の薄層で覆われたものにすること。具体的には、環境的に安定な金属酸化物(金属リン酸化物を含む)の薄層で覆われたものにすることである。   The conditions on the metal alloy side will be described in detail. It is necessary to perform a chemical treatment corresponding to the metal alloy type to obtain a surface having the following conditions (1) to (3). (1) The metal alloy surface should be an uneven surface with a period of 1 to 10 μm and a height difference of up to about half of the period. That is, the surface must have a roughness on the order of microns. (2) It is necessary that ultra fine irregularities having a period of 10 to 500 nm, most preferably 50 to 100 nm are formed in the irregular surface. (3) The surface should be covered with a thin layer of a ceramic hard phase. Specifically, it should be covered with a thin layer of environmentally stable metal oxides (including metal phosphorous oxides).

上記の条件における数値範囲は、殆どの金属合金種において概ね共通しているが、金属合金種や射出接合の方法によって、若干異なる場合がある。それ故、必ずしも上記数値範囲に限られるものではない。本発明においても、以下に示す第1のマスキング射出接合方法では、金属合金表面が、(1)輪郭曲線要素の平均長さ(RSm)が0.5〜10μmで、且つ最大高さ粗さ(Rz)が0.1〜5μmであるミクロンオーダーの粗度を有するものとし、(2)且つ5nm〜300nm周期の凹凸からなる超微細凹凸形状であることを要件とする。一方で、以下に示す第2のマスキング射出接合方法では、金属合金表面が、(1)輪郭曲線要素の平均長さ(RSm)が0.5〜10μmで、且つ最大高さ粗さ(Rz)が0.1〜5μmであるミクロンオーダーの粗度を有するものとし、(2)且つ5nm〜300nm周期の凹凸からなる超微細凹凸形状であることを要件とする。   The numerical range under the above conditions is generally common to most metal alloy types, but may be slightly different depending on the metal alloy type and injection joining method. Therefore, it is not necessarily limited to the above numerical range. Also in the present invention, in the first masking injection joining method shown below, the metal alloy surface has (1) an average length (RSm) of contour curve elements of 0.5 to 10 μm and a maximum height roughness ( Rz) has a roughness on the micron order of 0.1 to 5 μm, and (2) is an ultrafine concavo-convex shape consisting of concavo-convex having a period of 5 nm to 300 nm. On the other hand, in the second masking injection joining method shown below, the metal alloy surface has (1) an average length (RSm) of contour curve elements of 0.5 to 10 μm and a maximum height roughness (Rz). It is necessary to have a micron-order roughness of 0.1 to 5 μm, and (2) an ultrafine concavo-convex shape consisting of concavo-convex having a period of 5 nm to 300 nm.

このミクロンオーダーの粗度を形成する凹凸(「ミクロンオーダー凹凸」と呼ぶ。)は、例えば、走査型プローブ顕微鏡を使用して自動測定ができる。ミクロンオーダー凹凸とは、表面の輪郭曲線(surface profile)であるが、その中のひとつの曲線として、粗さ曲線(roughness profile)で表示することができる。この粗さ曲線は、輪郭曲線要素の平均長さ(RSm)(mean width of profile elements)、及び最大高さ粗さ(Rz)(maximum height of roughness profile)で定義される。これらは、日本工業規格(JIS B0601:2001)で規定化されている数値である。この日本工業規格(JIS B0601:2001)は、1997年に発行された「ISO 4287」を日本語に翻訳し、技術内容及び規格票の様式を変更することなく作成されたものである。   The unevenness forming the micron-order roughness (referred to as “micron-order unevenness”) can be automatically measured using, for example, a scanning probe microscope. The micron order unevenness is a surface profile curve, and can be displayed as a roughness profile as one of the curves. This roughness curve is defined by the mean length of profile elements (RSm) and the maximum height of roughness profile (Rz). These are numerical values specified by Japanese Industrial Standards (JIS B0601: 2001). This Japanese Industrial Standard (JIS B0601: 2001) was created by translating “ISO 4287” issued in 1997 into Japanese without changing the technical content and the format of the standard slip.

樹脂側に必要な条件の詳細を述べる前に、「新NMT」理論で熱可塑性樹脂の射出接合が起こる過程を説明する。この説明により、樹脂側に必要とされる条件を明らかにする。射出成形金型内に、金属合金を予めインサートしておき、ここへ熱可塑性の樹脂組成物を射出した場面を考える。射出された溶融樹脂組成物は、射出成形金型内に突入し、そのスプルー、ゲート等の流路や型板で急冷される。通常、射出成形において、射出成形の金型温度は、射出樹脂の融点温度より150℃程度低い温度に設定されるから、射出成形金型内に射出された樹脂は急速に冷却される。即ち、温度0〜+10℃位の冷水を、温度−150℃とした射出成形金型内に注入するようなものである。注入圧力が1000気圧付近であっても、金属合金表面にある凹凸(ミクロンオーダー粗度をなす凹凸及び超微細凹凸)には、侵入が難しいと予想される。   Before describing the details of the necessary conditions on the resin side, the process of injection joining of a thermoplastic resin will be described by the “new NMT” theory. This explanation will clarify the conditions required on the resin side. Consider a scene in which a metal alloy is inserted in advance into an injection mold and a thermoplastic resin composition is injected into the metal alloy. The injected molten resin composition rushes into an injection mold and is rapidly cooled by a flow path such as a sprue or a gate or a template. Usually, in injection molding, the mold temperature for injection molding is set to a temperature lower by about 150 ° C. than the melting point temperature of the injection resin, so that the resin injected into the injection mold is rapidly cooled. That is, cold water having a temperature of about 0 to + 10 ° C. is poured into an injection mold having a temperature of −150 ° C. Even if the injection pressure is around 1000 atm, it is expected that it is difficult to intrude into the unevenness on the surface of the metal alloy (the unevenness and the ultrafine unevenness forming a micron order roughness).

例えば、水は即座に結晶化して液粘度が急上昇し、その後に全凍結となって固化するからである。しかし、水を急冷した場合であっても、融点(水ではその圧力に於ける凍結温度、又は凍結点)以下の温度になった場合に、ゼロ時間で結晶化や固化が起こるわけではない。即ち融点や凍結点は、時間の要素を含まない平衡点に過ぎない。融点以下の温度でありながら、液体であることを過冷却状態にあると言うが、前記のような非常な低温域に液体を移した場合でも、短時間の過冷却な状態が存在する。   For example, water crystallizes immediately and the liquid viscosity rapidly rises, and then freezes and solidifies. However, even when water is rapidly cooled, crystallization or solidification does not occur in zero hours when the temperature becomes lower than the melting point (freezing temperature or freezing point at the pressure in water). That is, the melting point and the freezing point are only equilibrium points that do not include time elements. Although it is said that the liquid is in a supercooled state while being at a temperature below the melting point, even when the liquid is transferred to the extremely low temperature region as described above, there is a short supercooled state.

樹脂に関しても同様であり、冷やされて融点以下の温度になったとしても、ごく短時間ではあるが過冷却状態が存在する。それ故、射出成形金型内に前記金属合金を前もってインサートしておき、これに対して熱可塑性樹脂組成物を射出し、その樹脂組成物が過冷却状態を保てる時間内に、金属合金表面の前記凹凸内に溶融樹脂が侵入し得るようにすれば、アンカー効果によって接合力を高める特殊な現象が起こり得ると予期した。   The same applies to the resin, and even if it is cooled to a temperature below the melting point, a supercooled state exists for a very short time. Therefore, the metal alloy is inserted in advance in an injection mold, a thermoplastic resin composition is injected into the mold, and the resin composition remains on the surface of the metal alloy within a time during which the resin composition can be kept in a supercooled state. It was anticipated that if the molten resin could penetrate into the irregularities, a special phenomenon that would increase the bonding force by the anchor effect could occur.

仮に、(1)ミクロンオーダーの粗度をなす凹部の奥底まで樹脂が侵入出来たとする。そして更に、その樹脂が、(2)超微細凹凸がなす凹部にもある程度は侵入できたとする。その侵入の後に、樹脂の結晶化が進み完全に固化に至ったとすれば、ミクロンオーダーの粗度をなす凹部内に侵入固化した樹脂は、超微細凹凸に引っ掛けられ、超微細凹凸内の樹脂がスパイクのような役割を果たし、アンカー効果を高めることになると考えられる。しかも、金属合金表面が金属酸化物層の薄層で覆われている場合には、超微細凹凸の表面が非常に硬質であることから、樹脂のスパイクがより強固となり、ミクロンオーダの粗度をなす凹部から樹脂が抜け出すことが困難になると推定される。   Suppose that (1) the resin has penetrated to the bottom of the recess having a roughness on the order of microns. Furthermore, it is assumed that (2) the resin has penetrated into the concave portion formed by the ultra-fine irregularities to some extent. If the crystallization of the resin progresses after the penetration and complete solidification, the resin that has penetrated and solidified into the concave portion having a micron-order roughness is caught by the ultra-fine irregularities, and the resin in the ultra-fine irregularities becomes It is thought to play a role like a spike and enhance the anchor effect. Moreover, when the surface of the metal alloy is covered with a thin metal oxide layer, the surface of the ultra-fine irregularities is extremely hard, so the resin spike becomes stronger and the roughness on the micron order is reduced. It is presumed that it is difficult for the resin to escape from the recess formed.

また、硬質の高結晶性樹脂であれば、一旦侵入した凹部の中で容易に変形もできないと考えられる。よって、樹脂部を金属合金から引き剥がそうとするときに、最も強い力が作用して壊れるのは、ミクロンオーダーの粗度をなす凹部の入口付近にある樹脂部であると考えられ、結果として樹脂部を金属合金から引き剥がすのが困難になると推定される。以上から、より強固な接合力を得るために樹脂側に必要な条件は、硬質の高結晶性樹脂を使用することであり、急冷時の結晶化速度を通常よりも著しく遅くした樹脂組成物が適していることになる。   In addition, it is considered that a hard, highly crystalline resin cannot be easily deformed in a recess that has once entered. Therefore, when the resin part is to be peeled off from the metal alloy, it is considered that the strongest force acts and breaks the resin part near the entrance of the concave part having a micron order roughness. It is estimated that it is difficult to peel the resin part from the metal alloy. From the above, the necessary condition on the resin side to obtain a stronger bonding force is to use a hard, highly crystalline resin, and a resin composition with a crystallization rate during quenching significantly slower than usual. It will be suitable.

本発明者らが行った「NMT」理論の実用化実験で、当初はPBT、PPS等にガラス繊維等のフィラーを含めただけの単純な樹脂組成物を用いていたが、その後、樹脂組成物を改良して射出接合力を高める努力をした。その結果、PBT、PPS、又はポリアミド樹脂を主成分とする射出接合に適した樹脂組成物を発見した。即ち、「NMT」理論を用いた射出接合において、樹脂組成物の改良とは、急冷時の結晶化速度を低下せしめた樹脂組成物の発見であるといえ、本発明者らはこれを発見した。そして、急冷時の結晶化速度を低下させた樹脂組成物は、「新NMT」理論による射出接合でも使用できた。即ち、この樹脂組成物は各種金属合金表面のミクロンオーダーの粗度をなす凹部の底まで侵入し得た。   In the practical application experiment of the “NMT” theory conducted by the present inventors, a simple resin composition in which a filler such as glass fiber was included in PBT, PPS or the like was initially used. An effort was made to improve injection joint strength by improving As a result, a resin composition suitable for injection joining based on PBT, PPS, or polyamide resin was discovered. That is, in the injection joining using the “NMT” theory, the improvement of the resin composition can be said to be the discovery of a resin composition that has reduced the crystallization speed during rapid cooling, and the present inventors have discovered this. . And the resin composition which reduced the crystallization speed at the time of rapid cooling could be used also by the injection joining by the "new NMT" theory. That is, this resin composition was able to penetrate to the bottom of the concave portion having a micron order roughness on the surface of various metal alloys.

ここで、前記「新NMT」に適しているとしたPPS系樹脂組成物には、PPSの他にポリオレフィン系樹脂が含まれている。実際に最も有効なのは、極性基を有するポリオレフィン系樹脂であり、詳細に言えば、更に第3成分である少量の別種のポリマーを相溶化剤、又は相溶化助剤として、コンパウンドしたものである。この樹脂コンパウンドは、樹脂分の微細構造が均一構造であり(常温では海島構造であっても良い。)、且つ融点以上の溶融状態にて、液滴等を含む海島構造ではなく、分子レベルでPPSとポリオレフィン系ポリマーが混ざっているミクロ構造であることが望ましい。   Here, the PPS resin composition suitable for the “new NMT” includes a polyolefin resin in addition to PPS. Actually, the most effective is a polyolefin-based resin having a polar group, and more specifically, a compound obtained by compounding a small amount of another kind of polymer as the third component as a compatibilizing agent or a compatibilizing aid. This resin compound has a uniform resin fine structure (may be a sea-island structure at room temperature), and is not a sea-island structure containing droplets or the like in a molten state above the melting point, but at a molecular level. A microstructure in which PPS and polyolefin polymer are mixed is desirable.

分子レベルで混合している前記PPS系樹脂が、融点以下に冷やされた場合、PPSは結晶化しようとするが、隣に異高分子が存在すると結晶化が阻害され、異高分子が熱運動で移動するまでは結晶化が進まない。それ故に、急冷時の結晶化速度を遅くすることができる可能性を有している。実際に、前記射出接合に適するとしたPBT、PPS、及びポリアミド樹脂系の樹脂組成物の何れもが、「新NMT」に従って表面処理をした各種金属合金に強く射出接合するという事実が存在する。一方、フィラーだけを含んだ単純組成の結晶性樹脂では射出接合しないか、射出接合してもごく弱い接合であり、同様に非晶性樹脂を主成分とする樹脂組成物では射出接合しないか、接合したように見えても簡単に破壊できたことから考えて、上記結晶化速度に基づく樹脂組成物の選択は結果から見れば正しいものであった。   When the PPS resin mixed at the molecular level is cooled below the melting point, PPS tries to crystallize, but if there is a different polymer next to it, the crystallization is inhibited and the different polymer is in thermal motion. The crystallization does not proceed until it is moved by. Therefore, there is a possibility that the crystallization rate during the rapid cooling can be slowed down. In fact, there is a fact that any of the PBT, PPS, and polyamide resin-based resin compositions that are suitable for the above-described injection bonding strongly injection-bonds to various metal alloys that have been surface-treated in accordance with “New NMT”. On the other hand, a simple composition crystalline resin containing only a filler does not perform injection bonding, or is a very weak bonding even by injection bonding, and similarly does not perform injection bonding with a resin composition mainly composed of an amorphous resin, Considering that the resin composition could be easily broken even though it seemed to be joined, the selection of the resin composition based on the crystallization rate was correct from the result.

本発明者らは、「NMT」、「新NMT」を実用化したが、主に電子電気業界等から加飾についての要請があった。一つは、アルミニウム合金を外観ケースとする電子電気機器であり、特に、外観部をアルマイト加工して商品化したいという要請である。具体的には、アルミニウム合金部品に、「NMT」に基づく表面処理を施し、これに対してPPS系樹脂等を射出接合して一体化物を得て、その後にアルマイト化した場合に問題が存在する。通常のアルミ単独部品のアルマイト化の様に、前処理であるアルカリエッチングや化学研磨を行うと、接合の境界線部分のアルミニウム合金が溶け出し、樹脂部の下面に隙間を作るような凹部(ポケット状凹部)が出来、接合面が侵食を受けるのである。   The present inventors have put "NMT" and "New NMT" into practical use, but there has been a request for decoration mainly from the electronics industry. One is an electronic / electrical device having an aluminum alloy as an outer case, and in particular, there is a request to commercialize the outer portion by anodizing. Specifically, there is a problem when an aluminum alloy part is subjected to a surface treatment based on “NMT” and a PPS-based resin or the like is injection-bonded to obtain an integrated product, which is then anodized. . When an alkali etching or chemical polishing, which is a pretreatment, is performed, as in the case of normal anodizing of individual aluminum parts, the aluminum alloy at the boundary of the joint melts away, creating a recess (pocket that creates a gap in the lower surface of the resin part. Shaped concavity) and the joint surface is eroded.

元々、「NMT」に基づくPPS系樹脂とアルミニウム合金の射出接合一体化物は陽極酸化処理も行えるように樹脂側に仕掛けがしてある(特許文献9)が、通常のアルマイト品を得るような強いアルカリエッチングと強烈な化学研磨に耐えうるものではない。本発明者らは、アルカリエッチング時の条件を大きく緩和し、且つ化学研磨に代えて数%濃度の硝酸水溶液に短時間浸漬する中和処理に切り替えることで、上記接合面の浸食を回避可能なことを発見したが、実用面では化学研磨をなくすと外観が悪くなるとの考えや、アルマイト工場での槽数に余裕がなく、前記中和処理用の槽を設置できない等の理由によって上記措置を採ることができない場合も多い。射出接合直後には強力な接合力を有しているとしても、金属合金の溶解が進めば接合力が低下するのは当然であり、且つ、低下した接合力でも実用面で十分と計算した場合であっても、経時によってポケット部に水分や塩分が侵入すれば予定よりも早期の破壊に至る。   Originally, the PPS resin and aluminum alloy injection joint integrated product based on “NMT” is set on the resin side so that anodizing treatment can be performed (Patent Document 9), but it is strong enough to obtain a normal anodized product. It cannot withstand alkaline etching and intense chemical polishing. The inventors of the present invention can greatly avoid the erosion of the joint surface by greatly relaxing the conditions during alkaline etching and switching to a neutralization treatment in which a short time immersion is performed in a nitric acid solution having a concentration of several percent instead of chemical polishing. However, in terms of practical use, the above measures were taken for reasons such as the fact that chemical polishing would eliminate the appearance and the number of tanks in the alumite plant was not sufficient, and the neutralization tank could not be installed. In many cases, it cannot be taken. Even if it has a strong bonding force immediately after injection bonding, it is natural that the bonding force decreases as the melting of the metal alloy proceeds, and when the reduced bonding force is calculated to be sufficient in practical terms Even so, if moisture or salt enters the pocket part over time, destruction will occur earlier than planned.

又、ステンレス鋼薄板材のプレス成形品を使った「新NMT」の例であるが、鏡面のSUS304BA材を「新NMT」型の液処理をすると、当然だが表面はミクロンオーダーの粗面となり鏡面ではなくなる。モバイル用電子機器の例だが、上記ステンレス材で外観ケースを作成し、内部側にボスやリブを射出接合した。当初は外観部を塗装するとの話であったが、デザイナーの要請で外観部を鏡面か鏡面に近いものにしたいと変更された。それ故、射出接合で得たケース部品の外観面を、バフ掛けして磨き直すこととなった。SUS304BAは、元々鏡面材であるからユーザーメーカーのデザイナーがそのように心変わりしたことも理解できるが、ステンレス材は硬度が高いだけにバフ掛けは大変な作業である。外観部を液処理しないですむ合理的な方法がないかを模索することとなった。   In addition, it is an example of “New NMT” using a press-formed product of stainless steel thin plate material, but when the SUS304BA material of mirror surface is treated with “New NMT” type liquid, naturally the surface becomes a rough surface of micron order and mirror surface. Is not. As an example of a mobile electronic device, an external appearance case is made of the above stainless steel material, and bosses and ribs are injection-bonded to the inside. Initially it was talked about painting the exterior part, but at the request of the designer, it was changed to make the exterior part a mirror surface or something close to a mirror surface. Therefore, the appearance of the case parts obtained by injection joining was buffed and re-polished. Since SUS304BA is originally a mirror surface material, it can be understood that the designer of the user maker has changed his mind, but buffing is difficult because stainless steel has high hardness. It was sought to find a reasonable way to avoid liquid treatment of the appearance.

前記のアルミニウム合金の射出接合物を、アルマイト加工するときの支障に似た例はマグネシウム合金の射出接合物を再化成処理する場合でもあるし、一般鋼材の射出接合物を再化成処理する場合にも生じる。又、ステンレス鋼の射出接合物の例のように、金属側を「新NMT」液処理する前の状態のまま、本当は保ちたいという要望は、銅合金、チタン合金でもあった。本発明者らの目的は、射出接合という基礎技術の開発にあったが、その商業化には後工程をも考慮した経済的で合理的な製造方法の開発も必要であった。   An example similar to the trouble in anodizing the aluminum alloy injection joint is when re-forming the magnesium alloy injection joint, or when re-forming the general steel injection joint. Also occurs. In addition, as in the case of the stainless steel injection-joined product, the desire to keep the metal side as it was before the “new NMT” liquid treatment was true was also a copper alloy and a titanium alloy. The purpose of the present inventors was to develop a basic technique called injection joining, but for its commercialization, it was also necessary to develop an economical and rational manufacturing method that also considered the subsequent processes.

本発明の目的は、金属合金材と樹脂とを射出接合して強力な接合力を有する、金属合金と樹脂の複合体の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、複合体の金属合金材の表面処理をした場合にも、この表面処理が接合面に侵入せず、接合面が射出接合時のまま維持できる、金属合金と樹脂の複合体の製造方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、金属合金と樹脂とを射出接合して強力な接合力を有する複合体を製造するとき、露出している複合体の金属合金の表面が、何らかの表面処理がされている場合に、その表面処理部分をマスキングすることにより、その表面処理部分が壊されるのを防止することができる、金属合金と樹脂の複合体の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for producing a composite of a metal alloy and a resin, which has a strong joining force by injection joining a metal alloy material and a resin.
Another object of the present invention is that even when a composite metal alloy material is subjected to a surface treatment, the surface treatment does not enter the joint surface, and the joint surface can be maintained as it was during injection joining. It is in providing the manufacturing method of a composite_body | complex.
Still another object of the present invention is that when a metal alloy and a resin are injection-bonded to produce a composite having a strong bonding force, the surface of the exposed metal alloy of the composite is subjected to some surface treatment. In such a case, it is an object of the present invention to provide a method for producing a composite of a metal alloy and a resin, which can prevent the surface treatment portion from being broken by masking the surface treatment portion.

特開2004−216425号JP 2004-216425 A WO2004−055248WO2004-055248 特開2001−225352号JP 2001-225352 A PCT/JP2007/073526PCT / JP2007 / 073526 PCT/JP2007/070205PCT / JP2007 / 070205 PCT/JP2007/074749PCT / JP2007 / 0774749 PCT/JP2007/075287PCT / JP2007 / 075287 特願2007−185547号Japanese Patent Application No. 2007-185547 特願2008−108473号Japanese Patent Application No. 2008-108473

本発明は、前記目的を達成するために次の手段をとる。
本発明1の金属合金と樹脂の複合体の製造方法は、
金属合金材を所定形状に形状化する形状化工程と、
前記形状化工程により得られた金属合金形状物を第1の射出成形金型内にインサートし、前記金属合金形状物の所定領域にポリオレフィン系樹脂を射出し、このポリオレフィン系樹脂が前記所定領域を覆った第1複合体を得る第1射出接合工程と、
前記第1複合体に化学エッチングを施すことによって、前記第1複合体の前記金属合金部分の表面を、(1)輪郭曲線要素の平均長さ(RSm)が0.5〜10μmで、且つ最大高さ粗さ(Rz)が0.1〜5μmであるミクロンオーダーの粗度を有するものとし、(2)且つ5nm〜300nm周期の凹凸からなる超微細凹凸形状とし、(3)且つ金属酸化物の薄層で覆われたものとする表面処理工程と、
前記表面処理工程を経た前記第1の複合体を第2の射出成形金型内にインサートし、前記第1の複合体に対して、ポリフェニレンサルファイド樹脂を主な樹脂成分とする樹脂組成物、ポリブチレンテレフタレート樹脂を主な樹脂成分とする樹脂組成物、芳香族ポリアミド樹脂を主成分とし、これと異なる種類の芳香族ポリアミド樹脂又は脂肪族ポリアミド樹脂を従成分とする樹脂組成物、及び、前記脂肪族ポリアミド樹脂を主成分とし、これと異なる種類の脂肪族ポリアミド樹脂又は芳香族ポリアミド樹脂を従成分とする樹脂組成物、から選択される1種以上の前記樹脂組成物を射出し、この射出された前記樹脂組成物と前記第1の複合体が接合した第2の複合体を得る第2の射出接合工程と、
前記第2の複合体から前記ポリオレフィン系樹脂を剥がし取ることにより、前記所定領域が前記表面処理工程前の状態に維持されている第3の複合体を得る除去工程とからなる。
The present invention takes the following means in order to achieve the object.
The method for producing the composite of the metal alloy and the resin of the present invention 1
A shaping step of shaping the metal alloy material into a predetermined shape;
The metal alloy shaped product obtained by the shaping step is inserted into a first injection mold, and a polyolefin resin is injected into a predetermined region of the metal alloy shaped product. A first injection joining step to obtain a covered first composite;
By performing chemical etching on the first composite, the surface of the metal alloy portion of the first composite is (1) the average length (RSm) of the contour curve elements is 0.5 to 10 μm and the maximum It has a roughness on the order of microns with a height roughness (Rz) of 0.1 to 5 μm, (2) and has an ultrafine concavo-convex shape consisting of concavo-convex with a period of 5 nm to 300 nm, (3) and a metal oxide A surface treatment step that is covered with a thin layer of
The first composite that has undergone the surface treatment step is inserted into a second injection mold, and a resin composition containing polyphenylene sulfide resin as a main resin component with respect to the first composite, Resin composition comprising a butylene terephthalate resin as a main resin component, a resin composition comprising an aromatic polyamide resin as a main component, and a different type of aromatic polyamide resin or aliphatic polyamide resin as a subcomponent, and the fat One or more of the resin compositions selected from the group consisting of a group polyamide resin as a main component and a different type of aliphatic polyamide resin or aromatic polyamide resin as a subsidiary component. A second injection joining step of obtaining a second composite in which the resin composition and the first composite are joined;
And removing the polyolefin resin from the second composite to obtain a third composite in which the predetermined region is maintained in a state before the surface treatment process.

本発明2の金属合金と樹脂の複合体の製造方法は、
金属合金材を所定形状に形状化する形状化工程と、
前記形状化工程により得られた金属合金形状物に化学エッチングを施すことによって、前記金属合金形状物の表面を、(1)輪郭曲線要素の平均長さ(RSm)が1〜10μmで、且つ最大高さ粗さ(Rz)が0.2〜5μmであるミクロンオーダーの粗度を有するものとし、(2)且つ5nm〜500nm周期の凹凸からなる超微細凹凸形状とし、(3)且つ金属酸化物の薄層で覆われたものとする表面処理工程と、
前記表面処理工程を経た前記金属合金形状物を2色成型用の第1金型にインサートし、この第1金型内にポリフェニレンサルファイド樹脂を主な樹脂成分とする樹脂組成物、ポリブチレンテレフタレート樹脂を主な樹脂成分とする樹脂組成物、芳香族ポリアミド樹脂を主成分とし、これと異なる芳香族ポリアミド樹脂又は脂肪族ポリアミド樹脂を従成分とする樹脂組成物、及び、脂肪族ポリアミド樹脂を主成分とし、これと異なる脂肪族ポリアミド樹脂又は芳香族ポリアミド樹脂を従成分とする樹脂組成物、から選択される1種以上の前記樹脂組成物を射出し、この射出した前記樹脂組成物と前記金属合金形状物が接合した第1の複合体を得る第1の射出接合工程と、
前記第1の複合体を第2金型内にインサートし、この第2金型内にポリオレフィン系樹脂を射出し、このポリオレフィン系樹脂と前記第1の複合体が接合した第2の複合体を得る第2の射出接合工程と、
前記第2の複合体に所定の表面加工を施す表面加工工程と、
この表面加工工程を経た前記第2の複合体から前記ポリオレフィン系樹脂を剥がし取ることにより、前記ポリオレフィン系樹脂が接合されていた範囲が前記表面加工工程前の状態に維持されている第3の複合体を得る除去工程とからなる。
The method for producing a composite of a metal alloy and a resin according to the present invention 2,
A shaping step of shaping the metal alloy material into a predetermined shape;
By performing chemical etching on the metal alloy shape obtained by the shaping step, the surface of the metal alloy shape is (1) the average length (RSm) of the contour curve elements is 1 to 10 μm and the maximum It has a roughness on the order of microns with a height roughness (Rz) of 0.2 to 5 μm, (2) has an ultra-fine uneven shape consisting of unevenness with a period of 5 nm to 500 nm, (3) and a metal oxide A surface treatment step that is covered with a thin layer of
The metal alloy shaped article that has undergone the surface treatment step is inserted into a first mold for two-color molding, and a resin composition containing polyphenylene sulfide resin as a main resin component in the first mold, polybutylene terephthalate resin The main resin component, an aromatic polyamide resin as a main component, and a different aromatic polyamide resin or aliphatic polyamide resin as a subcomponent, and an aliphatic polyamide resin as a main component And at least one resin composition selected from a different aliphatic polyamide resin or a resin composition comprising an aromatic polyamide resin as a subsidiary component, and the injected resin composition and the metal alloy A first injection joining step of obtaining a first composite joined with a shaped object;
The first composite is inserted into a second mold, a polyolefin resin is injected into the second mold, and a second composite in which the polyolefin resin and the first composite are joined is formed. Obtaining a second injection joining step;
A surface processing step of applying a predetermined surface processing to the second composite;
By removing the polyolefin resin from the second composite that has undergone the surface processing step, the third composite in which the range in which the polyolefin resin has been bonded is maintained in the state before the surface processing step. And a removal step for obtaining a body.

本発明3の金属合金と樹脂の複合体の製造方法は、本発明1に記載した金属合金と樹脂の複合体の製造法において、前記金属合金材が、ステンレス鋼、チタン合金、及び銅合金から選択される1種であることを特徴とする。
本発明4の金属合金と樹脂の複合体の製造方法は、本発明2に記載した金属合金と樹脂の複合体の製造法において、前記金属合金材が、アルミニウム合金、マグネシウム合金、銅合金、及び一般鋼材から選択される1種であることを特徴とする。
本発明5の金属合金と樹脂の複合体の製造方法は、本発明2に記載した金属合金と樹脂の複合体の製造法において、前記第1金型で成形された前記第1の複合体を、前記第1金型の可動側型板にインサートされた状態を維持しつつ、この可動側型板を前記第2金型の可動側型板とすることを特徴とする。
A method for producing a composite of a metal alloy and a resin according to the present invention 3 is the method for producing a composite of a metal alloy and a resin according to the present invention 1, wherein the metal alloy material is made of stainless steel, titanium alloy, and copper alloy. It is one type selected.
The method for producing a composite of a metal alloy and a resin according to the present invention 4 is the method for producing a composite of a metal alloy and a resin according to the present invention 2, wherein the metal alloy material is an aluminum alloy, a magnesium alloy, a copper alloy, and It is one type selected from general steel materials.
A method for producing a composite of a metal alloy and a resin according to a fifth aspect of the present invention is the method for producing a composite of a metal alloy and a resin according to the second aspect, wherein the first composite formed by the first mold is used. The movable mold plate is used as the movable mold plate of the second mold while maintaining the state of being inserted into the movable mold plate of the first mold.

[本発明の作用]
本発明の金属合金と樹脂の複合体の製造方法は、「NMT」理論又は「新NMT」理論に基づいて、金属合金表面をミクロンオーダーの粗度を有するものとし、且つ超微細凹凸形状とし、且つ金属酸化物の薄層で覆われた状態となるような表面処理を施し、PBT系、PPS系樹脂、又はポリアミド系樹脂を射出接合することで、金属合金と樹脂が強力に接合された複合体を得ることができる。ここで、前記表面処理によって、金属合金表面は本来有していた表面の質感が変化し、当初、例えば鏡面加工されていた場合には、鏡面が消失してしまう。即ち、電気機器のケース等では、このような鏡面加工等によって、使用者に印象を与えることを目的としているにも拘わらず、上記表面処理によって、その機能が損なわれてしまうのである。鏡面や鏡面に近いステンレス板材、チタン合金材、銅合金材等は、特に電気機器等の外部ケースとして用いられることも多く、表面の外観維持に対する強い要請に答えることができる。
[Operation of the present invention]
The method for producing a composite of a metal alloy and a resin according to the present invention is based on the “NMT” theory or the “new NMT” theory, and the surface of the metal alloy has a roughness on the micron order, and has an ultrafine uneven shape. In addition, a composite in which the metal alloy and the resin are strongly bonded by performing surface treatment so as to be covered with a thin layer of metal oxide and injection-bonding PBT, PPS, or polyamide resin. You can get a body. Here, due to the surface treatment, the surface texture of the metal alloy surface originally changed, and the mirror surface disappears when it is initially mirror-finished, for example. That is, in the case of an electrical device or the like, the function is impaired by the surface treatment even though the purpose is to give an impression to the user by such mirror finishing or the like. Mirror surfaces and stainless steel plate materials close to the mirror surfaces, titanium alloy materials, copper alloy materials and the like are often used as external cases for electric devices and the like, and can meet strong demands for maintaining the appearance of the surface.

本発明の金属合金と樹脂の複合体の製造方法によれば、前記表面処理を行うのに先だって、金属合金表面の所定領域、即ち外部から視認される範囲について、ポリオレフィン系樹脂等でマスキングし、射出接合用樹脂と金属合金との複合体を得た後に、ポリオレフィン系樹脂を除去することにより、前記所定領域が当所の状態のまま維持されている複合体を得ることができる。即ち、電気機器等の外観を損なうことなく、その表面の鏡面等の状態を維持することができるのである。一方、アルミニウム合金、マグネシウム合金、一般鋼材等の金属種に関しては、これら金属合金と樹脂との複合体を得たのち、その複合体にアルマイト化等、加飾や耐候性向上のために、新たな化学処理を施す場合がある。   According to the method for producing a composite of a metal alloy and a resin of the present invention, prior to performing the surface treatment, a predetermined region on the surface of the metal alloy, that is, a range visible from the outside, is masked with a polyolefin resin or the like, After obtaining the composite of the resin for injection joining and the metal alloy, by removing the polyolefin-based resin, it is possible to obtain a composite in which the predetermined region is maintained as it is. That is, the state of the mirror surface of the surface can be maintained without impairing the external appearance of the electric device or the like. On the other hand, with regard to metal species such as aluminum alloys, magnesium alloys, and general steel materials, after obtaining composites of these metal alloys and resins, the composites are anodized to improve decoration and weather resistance. Chemical treatment may be applied.

即ち、PBT系、PPS系樹脂、又はポリアミド系樹脂との射出接合後に、化学処理がなされるのであり、化学的処理が接合面に悪影響を与える場合がある。本発明によれば、複合体において射出接合用樹脂と金属合金との接合部分を、ポリオレフィン系樹脂でマスキングしておき、その状態で所定の化学処理を施した後に、そのポリオレフィン系樹脂を除去することで、前記接合部分が化学処理によって悪影響を受けることを防止するのである。このように、本発明は、加飾が重視される電子・電気機器において有用である。以下、本発明の対象となる金属合金及び樹脂組成物、並びにそれらの複合体を得るための各工程について詳細に説明する。   That is, chemical treatment is performed after injection joining with PBT, PPS, or polyamide resins, and the chemical treatment may adversely affect the joint surface. According to the present invention, the joint portion between the injection joining resin and the metal alloy in the composite is masked with the polyolefin resin, and after performing a predetermined chemical treatment in that state, the polyolefin resin is removed. This prevents the joint portion from being adversely affected by the chemical treatment. Thus, the present invention is useful in electronic / electrical devices where emphasis is placed on decoration. Hereafter, each process for obtaining the metal alloy and resin composition which are the object of this invention, and those composites is demonstrated in detail.

〔金属合金部品〕
本発明でいう金属合金部品、即ち前述の「新NAT」で使用する金属合金には、理論上特にその素材の金属の種類に制限はない。射出接合の対象を全金属種としてもよいが、実際に意味を有しているのは硬質で実用的な金属種、合金種である。即ち、水銀は、当然ながら常温で液状だから本発明に用いることはできないが、鉛等の軟質金属種も除外される。また、大気中で活発に反応するアルカリ金属種、アルカリ土類金属種(但し、マグネシウムを除く。)も除外される。
[Metal alloy parts]
The metal alloy part used in the present invention, that is, the metal alloy used in the above-mentioned “new NAT” is theoretically not particularly limited in the type of metal of the material. The target of injection joining may be all metal species, but what is actually meaningful is a hard and practical metal species and alloy species. That is, since mercury is liquid at room temperature, it cannot be used in the present invention, but soft metal species such as lead are also excluded. Also excluded are alkali metal species and alkaline earth metal species (except magnesium) that react actively in the atmosphere.

本発明者等は、実質的に「新NMT」を適用可能な金属合金種として、マグネシウム、アルミニウム、銅、チタン、鉄を主成分とする合金種を挙げている。以下、「NMT」を適用可能なアルミニウム合金も含め、アルミニウム、マグネシウム、銅、チタン、ステンレス鋼、一般鋼材の6種類について説明する。但し、あくまでも「新NMT」理論は、金属種を限定していないし、更に言えば金属であること自体も限定していない。要するに「新NMT」は、表面形状とその表面薄層の硬度だけを規定して、物理的なアンカー効果論で接着を論じているので、少なくとも前記金属の合金種に限定されるものではない。しかし、非金属表面を「新NMT」の3条件を満たすように加工することは、容易でないため実質的には非金属は対象とならない。   The present inventors have listed alloy types mainly composed of magnesium, aluminum, copper, titanium, and iron as metal alloy types to which “new NMT” can be substantially applied. Hereinafter, six types of aluminum, magnesium, copper, titanium, stainless steel, and general steel materials including aluminum alloys to which “NMT” can be applied will be described. However, the “new NMT” theory does not limit the metal species, and moreover, it does not limit the metal itself. In short, the “new NMT” defines only the surface shape and the hardness of the surface thin layer, and discusses the adhesion by physical anchor effect theory, and is therefore not limited to at least the alloy type of the metal. However, since it is not easy to process a non-metallic surface so as to satisfy the three conditions of “new NMT”, the non-metallic surface is not substantially targeted.

金属合金表面の処理に関しては、特許文献1、2にアルミニウム合金に関する記載をした。特許文献4にマグネシウム合金に関する記載をした。特許文献5に銅合金に関する記載をした。特許文献6にチタン合金に関する記載をした。特許文献7にステンレス鋼に関する記載をした。さらに特許文献8に一般鋼材に関する記載をした。これらの金属合金種の表面処理に関しては、個々の詳細な説明は省略する。各特許文献に記載されている表面処理の内容については、本発明においても全く同様である。   Regarding the treatment of the metal alloy surface, Patent Documents 1 and 2 described aluminum alloys. Patent Document 4 describes a magnesium alloy. Patent Document 5 describes a copper alloy. Patent Document 6 describes a titanium alloy. Patent Document 7 describes stainless steel. Further, Patent Document 8 describes general steel materials. With respect to the surface treatment of these metal alloy types, individual detailed explanations are omitted. The contents of the surface treatment described in each patent document are exactly the same in the present invention.

〔金属合金材の化学エッチング〕
腐食には全面腐食、孔食、疲労腐食等の種類が知られいるが、その金属合金に対して全面腐食を生じる薬品種を選んで試行錯誤し、適当なエッチング剤を選ぶことができる。文献記録(例えば、「第6版 化学工学便覧(化学工学会編、丸善株式会社発行)」)によれば、アルミニウム合金は塩基性水溶液、マグネシウム合金は酸性水溶液で全面腐食し、ステンレス鋼や一般鋼材全般は、塩酸等ハロゲン化水素酸、亜硫酸、硫酸、又はこれらの塩等の水溶液で全面腐食する。又、耐食性の強い銅合金は、強酸性とした過酸化水素等の酸化剤によって全面腐食させられるし、チタン合金は蓚酸や弗化水素酸系の特殊な酸で全面腐食させられる。
[Chemical etching of metal alloy materials]
There are known types of corrosion such as general corrosion, pitting corrosion, fatigue corrosion, etc., but it is possible to select an appropriate etching agent by selecting a chemical type that causes general corrosion for the metal alloy and performing trial and error. According to literature records (for example, “6th edition, Chemical Engineering Handbook (published by the Chemical Engineering Society, published by Maruzen Co., Ltd.)), aluminum alloys corrode with basic aqueous solutions and magnesium alloys with acidic aqueous solutions. All steel materials are corroded entirely with aqueous solutions of hydrohalic acid such as hydrochloric acid, sulfurous acid, sulfuric acid, or salts thereof. Further, a copper alloy having strong corrosion resistance is totally corroded by a strong acid oxidizing agent such as hydrogen peroxide, and a titanium alloy is totally corroded by a special acid such as oxalic acid or hydrofluoric acid.

実際に市場で販売されている金属合金類は、純銅系銅合金や純チタン系チタン合金のように、純度が99.9%以上で合金とは言い難いものもあるが、これらも本発明には含まれる。実際に使用されているものの大部分は、特徴的な物性を求めて多種多用な他元素が混合されて純金属系のものは少なく、実質的には合金である。又、純金属から合金化した目的の金属の殆どが、元々の金属物性を低下させることなく耐食性を上げることにあった。それ故、合金では、前記したように文献から参照して適用した、酸塩基類や特定の化学物質を使っても、目標とする化学エッチングが出来ない場合が多い。要するに、前記した酸塩基類、特定化学薬品の使用は基本であって、実際には使用する酸塩基水溶液の濃度、液温度、浸漬時間、場合によっては添加物を工夫しつつ試行錯誤して適正な化学エッチングを行うことになる。   Some metal alloys that are actually sold in the market, such as pure copper-based copper alloys and pure titanium-based titanium alloys, have a purity of 99.9% or more and cannot be said to be alloys. Is included. Most of the materials that are actually used are mixed with various other elements in order to obtain characteristic physical properties, and few pure metal materials are mixed. In addition, most of the target metals alloyed from pure metals have improved corrosion resistance without degrading the original metal properties. Therefore, in many cases, the target chemical etching cannot be performed even in the case of using an acid base or a specific chemical substance applied with reference to the literature as described above. In short, the use of the acid-bases and specific chemicals described above is fundamental, and in practice, the concentration of the acid-base aqueous solution to be used, the liquid temperature, the immersion time, and in some cases, appropriate by trial and error while devising the additive Chemical etching is performed.

化学エッチング法について言えば、特許文献1にアルミニウム合金に関する記載、特許文献4にマグネシウム合金に関する記載、特許文献5に銅合金に関する記載、特許文献6にチタン合金に関する記載、特許文献7にステンレス鋼に関する記載、及び、特許文献8に一般鋼材に関する記載をした。アルミニウム合金から一般鋼材に関しては、これら各特許文献の「化学エッチング」の項を確認するとよい。本発明においても全く同様に適用できる。従って、詳細はこれら特許文献を参照すればよい。実際に行う作業として全般的に共通する点を説明すると、金属合金形状物を得たら、まず各金属用の市販脱脂剤を溶かした水溶液に浸漬して脱脂し、水洗する。この工程は、金属合金形状物を得る工程で付着した機械油や指脂の大部分を除けるので好ましく、常に行うべきである。   Speaking of chemical etching, Patent Document 1 describes aluminum alloy, Patent Document 4 describes magnesium alloy, Patent Document 5 describes copper alloy, Patent Document 6 describes titanium alloy, Patent Document 7 relates to stainless steel. Description and description regarding general steel materials in Patent Document 8. For general steel materials from aluminum alloys, it is advisable to check the “chemical etching” section of these patent documents. The present invention can be applied in exactly the same manner. Therefore, these patent documents should be referred to for details. To explain the points that are generally common as work actually performed, when a metal alloy shaped product is obtained, it is first immersed in an aqueous solution in which a commercial degreasing agent for each metal is dissolved, degreased, and washed with water. This step is preferred and should always be performed because it removes most of the machine oil and finger grease deposited in the step of obtaining the metal alloy shape.

次に、薄く希釈した酸塩基水溶液に浸漬して水洗するのが好ましい。これは、本発明者等が予備酸洗浄や予備塩基洗浄と称している工程で、一般鋼材のように酸で腐食するような金属種では、塩基性水溶液に浸漬し水洗し、又、アルミニウム合金のように塩基性水溶液で、特に腐食が早い金属種では、希薄酸水溶液に浸漬し水洗することである。これらは、化学エッチングに使用する水溶液と逆性のものを前もって金属合金に付着(吸着)させる工程であり、その後の化学エッチングが誘導期間なしに始まることになって処理の再現性が著しく向上する。それ故、予備酸洗浄、予備塩基洗浄工程は本質的なものではないが、実務上、採用することが好ましい。   Next, it is preferably immersed in a thinly diluted acid-base aqueous solution and washed with water. This is a process that the present inventors have called pre-acid cleaning and pre-base cleaning, and in the case of a metal species that corrodes with an acid such as general steel, it is immersed in a basic aqueous solution and washed with water, or an aluminum alloy In the case of a basic aqueous solution such as a metal species that is particularly corrosive, it is immersed in a dilute acid aqueous solution and washed with water. These are processes in which a solution opposite to the aqueous solution used for chemical etching is attached (adsorbed) to the metal alloy in advance, and the subsequent chemical etching starts without an induction period, so that the reproducibility of the process is remarkably improved. . Therefore, the preliminary acid cleaning and preliminary base cleaning steps are not essential, but are preferably employed in practice.

〔表面硬化処理及び微細エッチング〕
金属合金種によっては、前記化学エッチングを行っただけで、表面がミクロンオーダーの粗度を有すると共に、超微細凹凸が形成され(ナノオーダーの微細エッチングもなされ)、更に、合金種によっては表面の自然酸化層が元よりも厚くなって硬化処理もなされている場合もある。即ち、金属合金表面が前述した(1)〜(3)の条件を満たす場合もある。例えば、純チタン系のチタン合金は、化学エッチングだけを行うことで微細エッチングもなされる。しかし、多くは化学エッチングにより、ミクロンオーダーの凹凸面を作った後で微細エッチングや表面硬化処理を行う必要がある。
[Surface hardening treatment and fine etching]
Depending on the type of metal alloy, the surface has a micron-order roughness and ultra-fine irregularities are formed by performing the chemical etching (nano-order fine etching is also performed). In some cases, the natural oxide layer is thicker than the original and has been cured. That is, the metal alloy surface may satisfy the conditions (1) to (3) described above. For example, a pure titanium-based titanium alloy is also finely etched by performing only chemical etching. However, in many cases, it is necessary to perform fine etching and surface hardening treatment after forming an uneven surface of micron order by chemical etching.

具体的には、金属合金材が、ステンレス鋼、チタン合金、又は銅合金の場合、その表面の微細エッチングは、(1)輪郭曲線要素の平均長さ(RSm)が0.5〜10μmで、且つ最大高さ粗さ(Rz)が0.1〜5μmであるミクロンオーダーの粗度を有するものとし、(2)且つ5nm〜300nm周期の凹凸からなる超微細凹凸形状が好ましい。また、金属合金材が、アルミニウム合金、マグネシウム合金、銅合金、又は、一般鋼材の場合、その表面の微細エッチングは、(1)輪郭曲線要素の平均長さ(RSm)が1〜10μmで、且つ最大高さ粗さ(Rz)が0.2〜5μmであるミクロンオーダーの粗度を有するものとし、(2)且つ5nm〜500nm周期の凹凸からなる超微細凹凸形状が好ましい。   Specifically, when the metal alloy material is stainless steel, titanium alloy, or copper alloy, the fine etching of the surface is (1) the average length (RSm) of the contour curve element is 0.5 to 10 μm, In addition, it has a roughness on the order of microns with a maximum height roughness (Rz) of 0.1 to 5 μm, and (2) is preferably an ultrafine uneven shape composed of unevenness with a period of 5 nm to 300 nm. Further, when the metal alloy material is an aluminum alloy, a magnesium alloy, a copper alloy, or a general steel material, the fine etching of the surface is (1) the average length (RSm) of the contour curve element is 1 to 10 μm, and It is assumed that the maximum height roughness (Rz) has a roughness on the micron order of 0.2 to 5 μm, and (2) and an ultrafine concavo-convex shape composed of concavo-convex having a period of 5 nm to 500 nm is preferable.

微細エッチングや表面硬化処理は、予測できない化学現象に見舞われることが多い。即ち、表面硬化処理や表面安定化処理を目的に、化学エッチング後の金属合金に酸化剤等を反応させたり化成処理をしたとき、得られる表面に偶然ながら超微細凹凸が形成される例がある。マグネシウム合金を、過マンガン酸カリ系水溶液で化成処理した場合、そのマグネシウム合金に生じた酸化マンガンとみられる表面層は、10万倍の電子顕微鏡でようやく判別が付けられる程度の5〜10nm直径の棒状結晶が錯綜したものである。この試料をXRD(X線回折装置)で分析したが、酸化マンガン類由来の回折線は検出できなかった。表面が酸化マンガンで覆われていることは、XPS分析で明らかであるから、XRDで検出できなかった理由は結晶が検出限界を超えた薄い層であったからと考えられる。要するに、マグネシウム合金では、化成処理が微細エッチングを兼ねていたことになる。   Fine etching and surface hardening treatments often suffer from unpredictable chemical phenomena. That is, there is an example in which ultra-fine irregularities are accidentally formed on the resulting surface when an oxidizing agent or the like is reacted with the metal alloy after chemical etching or chemical conversion treatment for the purpose of surface hardening treatment or surface stabilization treatment. . When a magnesium alloy is subjected to a chemical conversion treatment with a potassium permanganate aqueous solution, the surface layer that appears to be manganese oxide generated in the magnesium alloy is a rod-like shape having a diameter of 5 to 10 nm that can be finally distinguished with an electron microscope of 100,000 times. It is a complex of crystals. This sample was analyzed by XRD (X-ray diffractometer), but no diffraction lines derived from manganese oxides could be detected. Since it is clear by XPS analysis that the surface is covered with manganese oxide, it is considered that the reason why the surface could not be detected by XRD was that the crystal was a thin layer exceeding the detection limit. In short, in the magnesium alloy, the chemical conversion treatment also serves as fine etching.

銅合金でも同様で、塩基性下の酸化作用により、その銅合金の表面を酸化第2銅に変化させる硬化処置を取ったところ、純銅系銅合金では、その表面は円形や円が歪んだ形の穴開口部が一面に生じ特有の微細凹凸面になる。純銅系でない銅合金では、凹部型でなく10〜150nm径の粒径物や不定多角形状物が連なり、一部が融け合って積み重なった形の超微細凹凸形状になったりする。この場合でも表面の殆どは酸化第2銅で覆われており、硬化と微細凹凸化が同時に生じる。   The same applies to copper alloys. When a hardening treatment is performed to change the surface of the copper alloy to cupric oxide by oxidation under a basic condition, the surface of a pure copper-based copper alloy has a shape in which a circle or a circle is distorted. The hole opening is formed on one surface and becomes a characteristic fine uneven surface. In a copper alloy that is not pure copper-based, not a concave shape but a particle size or an indefinite polygonal shape with a diameter of 10 to 150 nm is connected, and a part of the particles is melted and stacked to form an ultra fine uneven shape. Even in this case, most of the surface is covered with cupric oxide, and hardening and fine unevenness occur simultaneously.

一般鋼材では、化学エッチング工程だけで超微細凹凸が形成されることが多い。特に圧延鋼材は、パーライト構造による80〜200nm周期の超微細な多層重なり構造が当初からあり、表面の錆を取り除き、化学エッチングすることでパーライト構造が露出して基本的な形状が出来上がる。しかし、一般鋼材は通常の環境下で腐食が容易に進むので、露出したパーライト構造の上に、何らかの化成処理を行い錆びない硬質面とする必要がある。実際に化成処理を行ってみると、化成処理の種類や程度(化成皮膜の厚さ)によって、射出接合物の接合強度が異なることが分かった。その接合強度は、化成処理層と基材の鋼材との接合力が十分強いか否かに依存し、その接合力は主に化成処理種によって決定される。但し、化成処理層の膜厚が厚すぎると、却って接着力が低下する。   In general steel materials, ultra fine irregularities are often formed only by a chemical etching process. In particular, rolled steel has an ultra-fine multilayered structure with a pearlite structure and a period of 80 to 200 nm, and the pearlite structure is exposed by chemical etching to remove the surface rust and the basic shape is completed. However, since general steel materials are easily corroded in a normal environment, it is necessary to form a hard surface that does not rust by performing some chemical conversion treatment on the exposed pearlite structure. When the chemical conversion treatment was actually performed, it was found that the joining strength of the injection-bonded product varied depending on the type and degree of chemical conversion treatment (the thickness of the chemical conversion film). The bonding strength depends on whether or not the bonding force between the chemical conversion treatment layer and the steel material of the base material is sufficiently strong, and the bonding strength is mainly determined by the chemical conversion treatment type. However, if the film thickness of the chemical conversion treatment layer is too thick, the adhesive force is reduced.

この傾向は、前記のマグネシウム合金でも同様であった。即ちマグネシウム合金の場合、化成処理で付着した酸化マンガン薄層のように、XRDで回折線が検出されないような薄層である方が強い接着力が観察される。マグネシウム合金では、化成処理層が厚くなった物に、PPS系樹脂等を射出接合してから破壊した場合、破壊面が基板金属相と化成皮膜の間となることが殆どであったので、本発明者らは、化成皮膜が厚くなると、基材金属相と化成皮膜の間の接合力自体が低下するものと考えている。   This tendency was the same for the magnesium alloy. That is, in the case of a magnesium alloy, a stronger adhesive force is observed in a thin layer in which a diffraction line is not detected by XRD, such as a manganese oxide thin layer deposited by chemical conversion treatment. In the case of magnesium alloy, when the PPS resin or the like is destroyed after the chemical conversion treatment layer is thickened, the fracture surface is mostly between the substrate metal phase and the chemical conversion film. The inventors believe that when the chemical conversion film becomes thick, the bonding force itself between the base metal phase and the chemical conversion film decreases.

要するに、マグネシウム合金も一般鋼材も、化成処理時間を伸ばし化成処理層を厚くすれば、接着物の永続性(耐腐食性)は向上するが、化成皮膜を厚くすれば接着力が低下するのである。本発明に於いては、通常にマグネシウム合金や一般鋼材に為す化成処理よりも、時間を短縮するのが好ましい。即ち、鋼材用の化成処理材は他種類のものが市販されており、その中には本発明でもその処理条件の通りで、そのまま使用できるものがあるが、一般的には、化成処理剤メーカーの指示する処理条件よりも、かなり緩和した条件で処理する方が好ましい。銅合金に於いても、酸化処理して表面を酸化銅層として黒化するが、銅製の放熱板や吸熱板で行われている表面処理、即ち、輻射熱の放熱や吸熱の効率を向上するための黒化処理よりも、相当に緩和させるのが好ましい。   In short, in both magnesium alloys and general steel materials, if the chemical conversion treatment time is increased and the chemical conversion treatment layer is made thicker, the durability (corrosion resistance) of the adhesive will be improved, but if the chemical conversion film is made thicker, the adhesive strength will be reduced. . In the present invention, it is preferable to shorten the time rather than the chemical conversion treatment usually performed on a magnesium alloy or a general steel material. That is, other types of chemical conversion treatment materials for steel are commercially available, and some of them can be used as they are according to the treatment conditions in the present invention. It is preferable to perform processing under considerably relaxed conditions rather than the processing conditions indicated by Even in copper alloys, the surface is blackened as a copper oxide layer by oxidation treatment, but in order to improve the surface treatment performed by copper heat sinks and heat sinks, that is, radiation heat dissipation and heat absorption efficiency It is preferable to relax considerably than the blackening treatment.

本来、耐食性と接合力のバランスをどう取るかは、商品によって適宜選択すべきであるが、本発明者らは接合力を優先すべきと考えている。何故なら、「新NMT」液処理済みのマグネシウム合金、銅合金、一般鋼材、即ちこれら金属合金を加工して作られた形状物を、前述したような化成処理をして、これを射出成形金型にインサートして、PPS系樹脂等を射出接合した場合、射出成形金型内での強い射出圧力で、金属合金の表面の化成皮膜が一部潰される可能性があるためである。又、射出成形金型内のキャビディの形状とインサート物との形状は、完全に一致することはまずあり得ず、閉型したとき、又は成形時に金属合金側が曲げられたり伸ばされたりして、化成皮膜にヒビが入る可能性も高い。それ故、量産品では射出接合で得た金属樹脂一体化品を、再度化成処理する等の追加処理をすることが好ましい。要するに、追加して化成処理することを前提にしていれば、射出接合前の化成処理は、耐食性向上を第一義にする必要がない。   Originally, the balance between the corrosion resistance and the bonding force should be appropriately selected depending on the product, but the present inventors consider that the bonding force should be given priority. This is because the magnesium alloy, copper alloy, general steel materials that have been treated with the “new NMT” liquid, that is, the shapes made by processing these metal alloys, are subjected to the chemical conversion treatment as described above, and this is then subjected to injection molding. This is because when a PPS resin or the like is inserted into the mold and injection-bonded, the chemical film on the surface of the metal alloy may be partially crushed by a strong injection pressure in the injection mold. In addition, the shape of the cavity and the shape of the insert in the injection mold are unlikely to completely match, and when the mold is closed or the metal alloy side is bent or stretched during molding, There is a high possibility of cracks in the chemical conversion film. Therefore, in mass-produced products, it is preferable to perform additional processing such as chemical conversion treatment again on the metal resin integrated product obtained by injection joining. In short, if it is assumed that chemical conversion treatment is additionally performed, the chemical conversion treatment before the injection joining does not need to make the improvement of corrosion resistance the first priority.

〔射出接合用樹脂組成物〕
本発明で使用する射出接合用樹脂は、高硬度の高結晶性樹脂を主な樹脂成分とする樹脂組成物である。高硬度の高結晶性樹脂としては、PPS、PBT、ポリアミド樹脂が使用でき、具体的なこれらの樹脂分を為す樹脂組成は、大まかに言って以下の4種類である。即ち、PPSを主成分とする第1樹脂組成物は、PPSが70ないし97質量%、ポリオレフィン系樹脂が3ないし30質量%であるのが好ましい。また、PBTを主成分とする第2樹脂組成物は、PBTが70ないし97質量%、ポリエチレンテレフタレート樹脂及び/又はポリオレフィン系樹脂が3ないし30質量%であるのが好ましい。また、芳香族ポリアミドを主成分とする第3樹脂組成物は、芳香族ポリアミド樹脂を主成分とし、これと異なる芳香族ポリアミド樹脂、又は脂肪族ポリアミド樹脂を従成分とする樹脂組成物である。この場合、主成分となる芳香族ポリアミド樹脂が、ポリアミド樹脂中の70〜95%であるのが好ましい。
[Resin composition for injection joining]
The resin for injection joining used in the present invention is a resin composition containing a highly crystalline highly crystalline resin as a main resin component. PPS, PBT, and polyamide resin can be used as the highly crystalline resin with high hardness, and the resin compositions that make up these specific resin components are roughly the following four types. That is, the first resin composition containing PPS as a main component preferably has 70 to 97% by mass of PPS and 3 to 30% by mass of polyolefin resin. The second resin composition containing PBT as a main component preferably contains 70 to 97% by mass of PBT and 3 to 30% by mass of a polyethylene terephthalate resin and / or a polyolefin resin. The third resin composition containing aromatic polyamide as a main component is a resin composition containing an aromatic polyamide resin as a main component and an aromatic polyamide resin or an aliphatic polyamide resin different from the aromatic polyamide resin as a subcomponent. In this case, the aromatic polyamide resin as the main component is preferably 70 to 95% of the polyamide resin.

更に、脂肪族ポリアミド樹脂を主成分とする第4樹脂組成物は、脂肪族ポリアミド樹脂を主成分とし、これと異なる脂肪族ポリアミド樹脂、又は芳香族ポリアミド樹脂を従成分とする樹脂組成物である。この場合、主成分となる脂肪族ポリアミド樹脂が、ポリアミド樹脂中の50〜90%であるのが好ましい。このように主体が高硬度の高結晶性樹脂でありながら、異種のものが分子レベルで混ざり合っているようにすると、融点以下の温度となって結晶化すべき環境条件になっても、直ちに同種のものが隣に存在せず、結晶化速度が遅くなる。別の言い方で、結晶の種である微結晶ができることや、微結晶が結晶に育つことが通常より時間遅れが生じると推定される。急冷時の結晶化速度が遅くなるように、仕組んだ樹脂成分を使用した樹脂組成物が、射出接合に好都合な理由は、前文に記述した通りである。   Furthermore, the 4th resin composition which has an aliphatic polyamide resin as a main component is a resin composition which has an aliphatic polyamide resin as a main component, and an aliphatic polyamide resin different from this or an aromatic polyamide resin as a subcomponent. . In this case, it is preferable that the aliphatic polyamide resin as a main component is 50 to 90% of the polyamide resin. In this way, if the main body is a highly crystalline resin with high hardness, but different types are mixed at the molecular level, even if the temperature is below the melting point and the environmental conditions are to be crystallized, the same kind is immediately obtained. Are not next to each other, and the crystallization speed is slow. In other words, it is presumed that a time lag occurs more than usual when microcrystals, which are seeds of crystals, are formed or when microcrystals grow into crystals. The reason why the resin composition using the structured resin component is convenient for injection joining so that the crystallization speed during quenching is slow is as described in the preceding sentence.

更に、使用する樹脂組成物は、樹脂分以外に、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、その他強化繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、及びガラス粉から選ばれる1種以上の充填材を、組成物全体の20〜60質量%含むものであるのが好ましい。これはこれらの充填材を含ませることで、樹脂成形物の線膨張率を2〜3×10−5−1とし、可能な限り小さく出来るからである。即ち、本発明で使用する射出接合用の樹脂組成物は、「NMT」、「新NMT」等の関係で開示した文献(特許文献4〜8)と全く同じものでよい。 Furthermore, the resin composition to be used is one or more fillings selected from glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, other reinforcing fiber, calcium carbonate, magnesium carbonate, silica, talc, clay, and glass powder in addition to the resin component. The material is preferably contained in an amount of 20 to 60% by mass based on the entire composition. This is because by including these fillers, the linear expansion coefficient of the resin molded product can be set to 2-3 × 10 −5 ° C.− 1 and can be made as small as possible. That is, the resin composition for injection joining used in the present invention may be exactly the same as the documents (Patent Documents 4 to 8) disclosed in relation to “NMT”, “New NMT” and the like.

第1樹脂組成物や第2樹脂組成物に使用する、ポリオレフィン系樹脂について詳細に述べる。ポリオレフィン系樹脂としては、通常、ポリオレフィン系樹脂として知られているエチレン系樹脂、プロピレン系樹脂等を用い、これらの樹脂は市販されているものであってもよい。その中でも、特に接着性に優れた複合体を得ることが可能となることから、無水マレイン酸変性エチレン系共重合体、グリシジルメタクリレート変性エチレン系共重合体、グリシジルエーテル変性エチレン共重合体、エチレンアルキルアクリレート共重合体等で、あることが好ましい。   The polyolefin resin used for the first resin composition and the second resin composition will be described in detail. As the polyolefin resin, an ethylene resin, a propylene resin, or the like that is generally known as a polyolefin resin is used, and these resins may be commercially available. Among them, since it is possible to obtain a composite having particularly excellent adhesiveness, maleic anhydride-modified ethylene copolymer, glycidyl methacrylate-modified ethylene copolymer, glycidyl ether-modified ethylene copolymer, ethylene alkyl It is preferably an acrylate copolymer or the like.

無水マレイン酸変性エチレン系共重合体としては、例えば無水マレイン酸グラフト変性エチレン重合体、無水マレイン酸−エチレン共重合体、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体等、を使用することができる。その中でも、特に優れた複合体が得られることから、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体であることが好ましい。エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体の具体的例示としては、「ボンダイン(BONDINE)(ARKEMA社(仏国)製」等があげられる。   As the maleic anhydride-modified ethylene copolymer, for example, maleic anhydride graft-modified ethylene polymer, maleic anhydride-ethylene copolymer, ethylene-acrylic acid ester-maleic anhydride terpolymer, etc. are used. be able to. Among them, an ethylene-acrylic acid ester-maleic anhydride terpolymer is preferable because a particularly excellent composite can be obtained. Specific examples of the ethylene-acrylic acid ester-maleic anhydride terpolymer include “BONDINE” (manufactured by ARKEMA (France) ”and the like.

グリシジルメタクリレート変性エチレン系共重合体としては、例えば、グリシジルメタクリレートグラフト変性エチレン重合体、グリシジルメタクリレート−エチレン共重合体を使用することができる。その中でも、特に優れた複合体が得られることから、グリシジルメタクリレート−エチレン共重合体であることが好ましい。グリシジルメタクリレート−エチレン共重合体の具体例としては、「ボンドファースト(住友化学株式会社(日本国東京都)製)」等があげられる。グリシジルエーテル変性エチレン共重合体としては、例えばグリシジルエーテルグラフト変性エチレン共重合体、グリシジルエーテル−エチレン共重合体をあげることができ、エチレンアルキルアクリレート共重合体の具体例としては、「ロトリル(ARKEMA社製)」等があげられる。   As the glycidyl methacrylate-modified ethylene copolymer, for example, glycidyl methacrylate graft-modified ethylene polymer and glycidyl methacrylate-ethylene copolymer can be used. Among them, a glycidyl methacrylate-ethylene copolymer is preferable because a particularly excellent composite can be obtained. Specific examples of the glycidyl methacrylate-ethylene copolymer include “Bond First” (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. (Tokyo, Japan)). Examples of the glycidyl ether-modified ethylene copolymer include glycidyl ether graft-modified ethylene copolymer and glycidyl ether-ethylene copolymer. Specific examples of the ethylene alkyl acrylate copolymer include “Lotryl (ARKEMA) Manufactured) ”and the like.

第1樹脂組成物の場合、前記のポリオレフィン系樹脂の他に、多官能性イソシアネート化合物を0.1〜6質量部、及び/又はエポキシ樹脂を1〜25質量部を、配合することが好ましい。これらは相溶化剤のように働く模様であり、ポリオレフィン系樹脂の分子レベルでの混合を安定したものにする効果がある。この多官能性イソシアネート化合物は、市販されている非ブロック型、又はブロック型のものが使用できる。この多官能性非ブロック型イソシアネート化合物としては、例えば4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルプロパンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ビス(4−イソシアネートフェニル)スルホン等がある。また、多官能性ブロック型イソシアネート化合物としては、分子内に2個以上のイソシアネート基を有し、そのイソシアネート基を揮発性の活性水素化合物と反応させて、常温では不活性としたものが例示される。   In the case of a 1st resin composition, it is preferable to mix | blend 0.1-6 mass parts of polyfunctional isocyanate compounds and / or 1-25 mass parts of epoxy resins other than said polyolefin resin. These seem to work like a compatibilizer and have the effect of stabilizing the mixing of the polyolefin resin at the molecular level. As this polyfunctional isocyanate compound, a commercially available non-block type or block type compound can be used. Examples of the polyfunctional non-blocked isocyanate compound include 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylpropane diisocyanate, toluene diisocyanate, phenylene diisocyanate, and bis (4-isocyanatophenyl) sulfone. Examples of the polyfunctional block type isocyanate compound include those having two or more isocyanate groups in the molecule and made inert at room temperature by reacting the isocyanate group with a volatile active hydrogen compound. The

多官能性ブロック型イソシアネート化合物の種類は、特に規定したものではなく、一般的には、アルコール類、フェノール類、ε−カプロラクタム、オキシム類、活性メチレン化合物類等のブロック剤により、イソシアネート基がマスクされた構造を有する。この多官能性ブロック型イソシアネートとしては、例えば「タケネート(三井武田ケミカル株式会社(日本国東京都)製)」等が挙げられる。エポキシ樹脂としては、一般にビスフェノールA型、クレゾールノボラック型等として知られているエポキシ樹脂を用いることができる。ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、例えば「エピコート(ジャパンエポキシレジン株式会社(日本国東京都)製)」等が挙げられる。また、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、「エピクロン(DIC株式会社(日本国東京都)製)」等があげられる。   The type of the polyfunctional block type isocyanate compound is not particularly specified. Generally, the isocyanate group is masked by a blocking agent such as alcohols, phenols, ε-caprolactam, oximes, and active methylene compounds. Has a structured. As this polyfunctional block type isocyanate, for example, “Takenate (manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd., Tokyo, Japan)” and the like can be mentioned. As the epoxy resin, an epoxy resin generally known as a bisphenol A type, a cresol novolak type, or the like can be used. Examples of the bisphenol A type epoxy resin include “Epicoat (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. (Tokyo, Japan))”. Examples of the cresol novolac type epoxy resin include “Epiclon” (manufactured by DIC Corporation (Tokyo, Japan)).

次に、第3樹脂組成物及び第4樹脂組成物について詳細を述べておく。第3樹脂組成物で主成分となる芳香族ポリアミドとして好ましいのは、具体的にはテレフタル酸とヘキサメチレンジアミンからのポリアミド(以下、「ナイロン6T」という。)や、イソフタル酸とヘキサメチレンジアミンからのポリアミド(以下、「ナイロン6I」という。)である。第4樹脂組成物で主成分となる脂肪族ポリアミドとして好ましいのは、ナイロン6やナイロン66である。   Next, the details of the third resin composition and the fourth resin composition will be described. Specifically, the aromatic polyamide which is the main component in the third resin composition is preferably a polyamide from terephthalic acid and hexamethylene diamine (hereinafter referred to as “nylon 6T”), isophthalic acid and hexamethylene diamine. Polyamide (hereinafter referred to as “nylon 6I”). Nylon 6 and nylon 66 are preferable as the aliphatic polyamide as the main component in the fourth resin composition.

〔ポリオレフィン樹脂〕
本発明において、ポリオレフィン樹脂は、金属合金又は複合体のマスキング用に使用される。即ち、ポリオレフィン樹脂は、一旦は金属合金又は複合体に対して射出接合されるが、最終的には複合体から除去される。詳細は後述する「マスキング射出接合法」で説明する。使用する樹脂は、各種金属合金用のエッチング用水溶液や化成処理用薬液に対して反応性や吸水性がなく、且つ、金属合金との射出接合用に使用した樹脂組成物(即ちマスキング用ではない樹脂)の成形物の上に射出しても接着性のないことが求められる。そのような理由からポリオレフィン樹脂が使用できる。
[Polyolefin resin]
In the present invention, the polyolefin resin is used for masking a metal alloy or a composite. That is, the polyolefin resin is once injection-bonded to the metal alloy or composite, but is finally removed from the composite. Details will be described in “masking injection joining method” described later. The resin used is not reactive or water-absorbing with respect to etching aqueous solutions and chemical treatment chemicals for various metal alloys, and is a resin composition used for injection joining with metal alloys (that is, not for masking) Resin) is required to be non-adhesive when injected onto a molded product. For that reason, a polyolefin resin can be used.

「NMT」、「新NMT」における液処理前の金属合金をマスキングするために、使用するポリオレフィン樹脂は、射出成形金型に成形品を入れるので、射出接合のときの金型温度である120〜140℃に成形品が耐えねばならない。フィラーを大量に含むポリプロピレン樹脂(以下、「PP樹脂」と呼ぶ。)が使用に好ましく、且つ、含有するフィラーは酸塩基性水溶液に耐える物が好ましい。具体的には、ガラス繊維、シリカ、タルク、及びガラス粉等が好ましく、その添加量は組成物全体の20〜60%が好ましい。ガラス繊維やガラス粉は、塩基性水溶液と反応する可能性があるが、最も強い塩基性水溶液はマグネシウム合金処理時の脱スマット液で、温度70℃付近の苛性ソーダ10〜20%水溶液である。この強烈な強塩基性水溶液に、ガラス繊維を含有するPP樹脂を浸漬しても、PP樹脂から露出したガラス繊維の一部が溶解するだろうが、それ以上の変化はないので使用できる。   In order to mask the metal alloy before the liquid treatment in “NMT” and “New NMT”, the polyolefin resin to be used is a mold temperature at the time of injection joining because the molded product is put into an injection mold. The molded product must withstand 140 ° C. A polypropylene resin containing a large amount of filler (hereinafter referred to as “PP resin”) is preferred for use, and the filler contained is preferably a material that can withstand acid-base aqueous solutions. Specifically, glass fiber, silica, talc, glass powder, and the like are preferable, and the addition amount is preferably 20 to 60% of the entire composition. Although glass fiber and glass powder may react with a basic aqueous solution, the strongest basic aqueous solution is a desmutting solution at the time of magnesium alloy treatment, and is a 10-20% aqueous solution of caustic soda at a temperature of about 70 ° C. Even if the PP resin containing glass fiber is immersed in this intense strong basic aqueous solution, a part of the glass fiber exposed from the PP resin will be dissolved, but it can be used because there is no further change.

一方、2色成形で使用するポリオレフィン樹脂は、射出接合後の金属合金と樹脂の複合体の上から更に射出する。そのため、射出接合に使用した樹脂の成形物と溶融すれば、後で剥がし取ることができなくなってしまう。その点で、融点が200℃以下の樹脂が好ましい。一方、このポリオレフィン樹脂は、射出接合で得られた複合体において、金属合金と樹脂の接合している境界線を保護しつつ、各種化成処理、電解酸化、その他の処理に耐えるものでなければならない。アルミニウム合金の電解酸化、即ちアルマイト化での最高温度は、化学研磨や染色、封孔の際の約100℃であり、これが最高温度と思われる。これらから、使用に好ましいポリオレフィン樹脂組成物は、前記と同様でガラス繊維等を含むPP樹脂が好ましい。   On the other hand, the polyolefin resin used in the two-color molding is further injected from above the composite of the metal alloy and resin after injection joining. For this reason, if it is melted with the resin molding used for injection joining, it cannot be peeled off later. In this respect, a resin having a melting point of 200 ° C. or lower is preferable. On the other hand, this polyolefin resin must withstand various chemical conversion treatments, electrolytic oxidation, and other treatments in a composite obtained by injection joining while protecting the boundary line where the metal alloy and the resin are joined. . The maximum temperature for electrolytic oxidation of aluminum alloy, that is, anodizing, is about 100 ° C. during chemical polishing, dyeing, and sealing, which is considered to be the maximum temperature. From these, the polyolefin resin composition preferred for use is preferably a PP resin containing glass fibers and the like as described above.

〔射出接合〕
本発明の射出接合工程は、前記した「NMT」、「新NMT」による液処理をした金属合金形状物を、射出成形金型にインサートして、前記の射出接合用の樹脂組成物(マスキング用ではない樹脂組成物)を射出し、金属合金と当該樹脂が一体化した複合体を製造する工程である。その際の射出条件について説明する。金型温度としては100℃以上が好ましく、より好ましい温度は110〜130℃である。射出温度、射出圧、射出速度は、特に通常の射出成形と変わらないが、強いて言えば、射出速度と射出圧は高目にすることが好適である。次に、本発明で提案する金属合金樹脂複合体の製造方法について説明する。即ち、2種類の「マスキング射出接合方法」があり、液処理前にマスキングを行う第1のマスキング射出接合方法と、液処理後、複合体の表面加工前に、マスキングを行う第2のマスキング射出接合方法である。
[Injection joining]
In the injection joining process of the present invention, the above-mentioned resin composition for injection joining (for masking) is formed by inserting a metal alloy shaped article that has been liquid-treated with the above-mentioned “NMT” and “new NMT” into an injection mold. Is a step of producing a composite in which the metal alloy and the resin are integrated. The injection conditions at that time will be described. The mold temperature is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 110 to 130 ° C. Although the injection temperature, injection pressure, and injection speed are not particularly different from those of ordinary injection molding, it is preferable to increase the injection speed and injection pressure. Next, a method for producing a metal alloy resin composite proposed in the present invention will be described. In other words, there are two types of “masking injection joining methods”, the first masking injection joining method for masking before liquid treatment and the second masking injection for masking after liquid treatment and before surface processing of the composite. It is a joining method.

〔第1のマスキング射出接合方法/液処理前マスキング〕
第1のマスキング射出接合方法について、図1にプロセスの流れを模式図に示したもので、これに従って説明する。図1(a)から始まって図1(e)に至る。図1(a)には、モバイル電子機器ケース等に用いられる、金属合金製の薄板材で作られた小型外装ケース1を示す。小型外装ケース1の素材は、SUS304であり、この薄板材をプレス成形して加工したものである。プレス成形されたものを、射出成形用金型(図示せず)にインサートし、PP樹脂を射出する(図1(a)から図1(b)の工程)。図1(b)には、ランナ2、ゲートを通して射出成形されたPP樹脂部3が示されている。射出接合後、射出成形金型を開いて、PP樹脂部3が成形された小型外装ケース1を離型し、これを液処理にかける(図1(c)参照)。即ち、小型外装ケース1がSUS304製部品であれば、前記したSUS304用の「新NMT」液処理を行い、乾燥させる。
[First masking injection joining method / Masking before liquid treatment]
The first masking injection joining method will be described with reference to FIG. 1, which shows a schematic process flow. Starting from FIG. 1 (a), it reaches FIG. 1 (e). FIG. 1A shows a small exterior case 1 made of a thin plate material made of a metal alloy used for a mobile electronic device case or the like. The material of the small exterior case 1 is SUS304, and this thin plate material is processed by press molding. The press-molded product is inserted into an injection mold (not shown), and PP resin is injected (steps from FIG. 1A to FIG. 1B). FIG. 1B shows a runner 2 and a PP resin portion 3 injection-molded through a gate. After injection joining, the injection mold is opened, the small outer case 1 in which the PP resin portion 3 is molded is released, and this is subjected to a liquid treatment (see FIG. 1C). That is, if the small exterior case 1 is a part made of SUS304, the “new NMT” liquid treatment for SUS304 is performed and dried.

液処理終了後は、PP樹脂でマスキングされていない金属露出面6が液処理された面となり、粗面化されるので素材がSUS304の場合はやや暗色になる。これを別の射出成形金型にインサートし、前記した射出接合用の樹脂を射出する。これが前述した射出接合工程である。図1(d)が、射出接合工程を経て得られた金属合金と樹脂の複合体であり、金属合金の処理された表面に、ボスやリブ5が射出接合されている。この複合体からPP樹脂部3を剥ぎ取ったものが、本発明で得られる最終製品としての複合体であり、図1(e)に示したものである。製品の外観部(PP樹脂部3でマスキングされていた範囲)は、当初の金属合金形状物の表面状態が維持されている(図1(a)に示すときの状態)。即ち、その金属合金形状物が鏡面加工されたSUS304、又はSUS304BA材であれば、その表面がそのまま保たれている。この「マスキング射出接合方法」によって、液処理で元々鏡面加工等のように、特殊な表面加工がされていた金属合金部品が、射出接合用の液処理で、いわゆるシボ(皺)面や非鏡面になるのを防ぐことができる。   After completion of the liquid treatment, the exposed metal surface 6 that is not masked with PP resin becomes a liquid-treated surface, and is roughened, so when the material is SUS304, it becomes slightly darker. This is inserted into another injection mold, and the aforementioned resin for injection joining is injected. This is the aforementioned injection joining process. FIG. 1D shows a composite of a metal alloy and a resin obtained through an injection joining process, and bosses and ribs 5 are injection joined to the treated surface of the metal alloy. The PP resin part 3 is peeled off from the composite is the composite as the final product obtained in the present invention, which is shown in FIG. In the appearance part of the product (the range masked by the PP resin part 3), the original surface state of the metal alloy shape is maintained (the state as shown in FIG. 1A). That is, if the metal alloy shape is a mirror-finished SUS304 or SUS304BA material, the surface is maintained as it is. With this “masking injection joining method”, metal alloy parts that had been specially surface-processed, such as mirror processing by liquid processing, can be used for liquid processing for injection bonding. Can be prevented.

〔第2のマスキング射出接合方法/表面加工前マスキング〕
次に、第2のマスキング射出接合方法について説明する。これは、2色成形機を使用する方法であり、図2ないし図4にそのプロセスの流れを模式図に示したので、この図2ないし図4に従って説明する。プロセスの概略は、図2(a)から始まって図4(i)に至る。図2(a)には、モバイル電子機器ケース等に用いられるものであって、プレス成形された板金製の金属合金製の小型外装ケース10を示す。金属合金は、A5052アルミニウム合金のようなアルミニウム合金製品とする。小型外装ケース10に対して、まず射出接合用の液処理(図2(b))をした後、乾燥する。このアルミニウム合金は、A5052であるから前記した「NMT」における液処理を施す。
[Second masking injection joining method / masking before surface processing]
Next, the second masking injection joining method will be described. This is a method using a two-color molding machine, and the flow of the process is shown schematically in FIGS. 2 to 4, and will be described with reference to FIGS. The outline of the process starts from FIG. 2 (a) and reaches FIG. 4 (i). FIG. 2A shows a small-sized exterior case 10 made of a metal alloy made of sheet metal, which is used for a mobile electronic device case or the like. The metal alloy is an aluminum alloy product such as A5052 aluminum alloy. The small exterior case 10 is first subjected to a liquid treatment for injection joining (FIG. 2B) and then dried. Since this aluminum alloy is A5052, the liquid treatment in the “NMT” described above is performed.

液処理後、小型外装ケース10の表面には超微細凹凸が形成されている。この金属合金片10を、2色成形機の可動側型板11にインサートした後、第1金型を閉める。即ち、第1金型を構成する可動側型板11、固定側型板12、及び固定側型板13を閉じた後、溶融した射出接合用樹脂が射出される(図2(c)の工程)。これにより、射出接合用樹脂が、固定側型板13のランナー14から固定側型板12を介して、小型外装ケース10の内面側に射出接合されて、ボス15を成形する。結果として、図3(d)に示す複合体が得られる。図3(d)には、射出接合で生じたボス15を示す。   After the liquid treatment, ultra-fine irregularities are formed on the surface of the small outer case 10. After this metal alloy piece 10 is inserted into the movable side mold plate 11 of the two-color molding machine, the first mold is closed. That is, after the movable mold plate 11, the fixed mold plate 12, and the fixed mold plate 13 constituting the first mold are closed, the molten injection joining resin is injected (step of FIG. 2C). ). As a result, the injection joining resin is injection joined from the runner 14 of the fixed side mold plate 13 to the inner surface side of the small exterior case 10 via the fixed side mold plate 12 to form the boss 15. As a result, the complex shown in FIG. 3 (d) is obtained. FIG. 3D shows the boss 15 generated by injection joining.

次に、第1金型を開き、得られた複合体がそのままこの可動側型板11にインサートそれている状態(図3(d)に示す状態)を維持しつつ、この可動側型板11を第2金型の方に移動させる(図3(d)から図3(e)に至る工程)。第2金型は、可動側型板11、固定側型板16及び固定側型板17から構成され、第2金型の可動側型板11、固定側型板16、及び固定側型板17が閉じられる(図3(e)参照)。この状態で、PP樹脂が射出される。これにより、PP樹脂が、固定側型板17のランナー18から固定側型板16のランナー19を介して、小型外装ケース10の内面側に射出され、図3(d)で得られたボス15の根元を覆うような形で成形される(図3(e)参照)。次に、第2金型を開き、成形品を取り出すと、結果として図3(f)に示す複合体が得られる。即ち、小型外装ケース10の内面側に、射出接合された樹脂の成型物であるボス15の根元部分周辺を、PP樹脂の成型物であるPP樹脂部20がマスキングされている状態の複合体を得る。   Next, the first mold is opened, and the movable composite plate 11 is maintained while maintaining the state where the obtained composite is inserted into the movable mold plate 11 as it is (the state shown in FIG. 3D). Is moved toward the second mold (step from FIG. 3D to FIG. 3E). The second mold is composed of a movable mold plate 11, a fixed mold plate 16 and a fixed mold plate 17, and the second mold movable mold plate 11, fixed mold plate 16 and fixed mold plate 17. Is closed (see FIG. 3E). In this state, PP resin is injected. As a result, PP resin is injected from the runner 18 of the fixed side mold plate 17 to the inner surface side of the small exterior case 10 through the runner 19 of the fixed side mold plate 16, and the boss 15 obtained in FIG. Is formed so as to cover the base of the film (see FIG. 3 (e)). Next, when a 2nd metal mold | die is opened and a molded article is taken out, the composite_body | complex shown in FIG.3 (f) will be obtained as a result. That is, on the inner surface side of the small exterior case 10, a composite in a state in which the periphery of the base portion of the boss 15 that is a molded product of injection-bonded resin is masked with the PP resin portion 20 that is a molded product of PP resin. obtain.

次に、この金属合金と樹脂とからなる複合体を、アルマイト化工程にかける(図4(g)参照)。その結果、小型外装ケース10の表面中、金属合金が露出している部分(図4(h)で示す太線の部分)がアルマイト化工程にかけられる。即ち、アルミニウム合金の露出部分は、強塩基、強酸に曝され、その後に陽極酸化される。しかし、射出接合したボス15の根元部分は、PP樹脂部20に守られて何ら浸食を受けずに済む。アルマイト化終了後に、PP樹脂部20を剥がし、念のためによく水洗して乾燥すれば、最終製品としてのアルマイト化品が完成する(図4(i)参照)。   Next, the composite consisting of the metal alloy and the resin is subjected to an alumite forming step (see FIG. 4G). As a result, in the surface of the small exterior case 10, a portion where the metal alloy is exposed (a portion indicated by a thick line shown in FIG. 4H) is subjected to the anodizing process. That is, the exposed portion of the aluminum alloy is exposed to a strong base and a strong acid, and then anodized. However, the base portion of the boss 15 that has been injection-bonded is protected by the PP resin portion 20 and is not subject to any erosion. After the anodization is completed, the PP resin part 20 is peeled off, washed thoroughly with water just in case, and dried to complete the anodized product as the final product (see FIG. 4 (i)).

同様の処理方法は、マグネシウム合金部品でも使用できる。マグネシウム合金部品の場合には、2色成形後に、図3(f)に示す複合体を再度化成処理するようにし、図4(g)のアルマイト化工程に代えて、化成処理の液処理工程を経る。この液処理工程により、射出接合工程で生じたマグネシウム合金の表面に、最初の液処理(射出接合用の化成処理を含む図2(b)で示す液処理)で発生した皮膜上の傷やひび割れを、新たな化成処理膜で覆うことが出来る。最終製品手前の複合体(図4(h)参照)を、そのまま塗装焼付け工程にかけ、その後にPP樹脂部20を剥がすこともできる。   Similar processing methods can be used with magnesium alloy parts. In the case of a magnesium alloy part, after the two-color molding, the composite shown in FIG. 3 (f) is subjected to chemical conversion treatment again, and instead of the anodizing process of FIG. It passes. By this liquid treatment process, scratches and cracks on the film generated in the first liquid treatment (liquid treatment shown in FIG. 2B including the chemical conversion treatment for injection joining) are formed on the surface of the magnesium alloy produced in the injection joining process. Can be covered with a new chemical conversion film. The composite in front of the final product (see FIG. 4 (h)) can be directly subjected to a paint baking process, and then the PP resin portion 20 can be peeled off.

以上詳記したように、本発明の金属合金と樹脂の複合体の製造方法は、金属合金表面をミクロンオーダーの粗度を有するものとし、且つ超微細凹凸形状とし、且つ金属酸化物の薄層で覆われた状態となるような表面処理を施し、PBT系、PPS系樹脂、又はポリアミド系樹脂を射出接合することで、金属合金と樹脂が強力に接合された複合体を得ることができる。また、ポリオレフィン系樹脂でマスキングした後、前記表面処理を行うので、金属合金表面が有していた表面状態を変えることなく、そのまま維持できる。更に、アルミニウム合金、マグネシウム合金、一般鋼材等の金属種に関しては、これら金属合金と樹脂との複合体を得たのち、その複合体にアルマイト化等、加飾や耐候性向上のために、新たな化学処理を施すことも可能になった。   As described above in detail, the method for producing a composite of a metal alloy and a resin according to the present invention is such that the surface of the metal alloy has a roughness on the order of microns, has an ultra-fine irregular shape, and is a thin layer of metal oxide. A composite in which the metal alloy and the resin are strongly bonded can be obtained by performing a surface treatment so as to be covered with and injection-bonding a PBT-based resin, a PPS-based resin, or a polyamide-based resin. Moreover, since the said surface treatment is performed after masking with polyolefin resin, it can maintain as it is, without changing the surface state which the metal alloy surface had. Furthermore, with regard to metal species such as aluminum alloys, magnesium alloys, and general steel materials, after obtaining composites of these metal alloys and resins, the composites are anodized to improve decoration and weather resistance. It has become possible to perform various chemical treatments.

以下、本発明の実施の形態を実施例によって説明する。測定等に使用した機器類は、以下に示したものである。
(a)X線表面観察(XPS観察)
数μm径の表面を、深さ1〜2nmまでの範囲で、構成元素を観察する形式のESCA「AXIS−Nova(クラトス/株式会社島津製作所(日本国京都府)製)」を使用した。
(b)電子線表面観察(EPMA観察)
数μm径の表面を深さ数μmまでの範囲で構成元素を観察する形式の電子線マイクロアナライザー「EPMA1600(株式会社島津製作所製)」を使用した。
(c)電子顕微鏡観察
SEM型の電子顕微鏡「JSM−6700F(日本電子株式会社(日本国東京都))」を使用し1〜2KVにて観察した。
(d)走査型プローブ顕微鏡観察
「SPM−9600(株式会社島津製作所製)」を使用した。
(e)複合体の接合強度の測定
引っ張り試験機「モデル1323(アイコーエンジニアリング株式会社(日本国大阪府)製)」を使用し、引っ張り速度10mm/分でせん断破断力を測定した。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by way of examples. The equipment used for measurement etc. is shown below.
(A) X-ray surface observation (XPS observation)
ESCA “AXIS-Nova (Kuratos / Shimadzu Corporation (Kyoto Prefecture, Japan))” in the form of observing constituent elements on a surface having a diameter of several μm in a depth range of 1 to 2 nm was used.
(B) Electron beam surface observation (EPMA observation)
An electron beam microanalyzer “EPMA 1600 (manufactured by Shimadzu Corporation)” in the form of observing constituent elements on a surface having a diameter of several μm up to several μm in depth was used.
(C) Electron Microscope Observation Using a SEM type electron microscope “JSM-6700F (JEOL Ltd. (Tokyo, Japan))”, observation was performed at 1 to 2 KV.
(D) Scanning probe microscope observation “SPM-9600 (manufactured by Shimadzu Corporation)” was used.
(E) Measurement of Bonding Strength of Composite Material Using a tensile tester “Model 1323 (manufactured by Aiko Engineering Co., Ltd. (Osaka, Japan))”, the shear breaking strength was measured at a pulling speed of 10 mm / min.

〔調整例1(PPS組成物の調製例)〕
攪拌機を装備する50リットルオートクレーブに、NaS・2.9HOを6,214g及びN−メチル−2−ピロリドンを17,000g仕込み、窒素気流下で攪拌しながら、徐々に205℃まで昇温して1,355gの水を留去した。この系を140℃まで冷却した後、p−ジクロロベンゼン7160gとN−メチル−2−ピロリドン5,000gを添加し、窒素気流下に系を封入した。この系を2時間かけて225℃に昇温し、この温度225℃で2時間重合させた後、30分かけて250℃に昇温し、更に温度250℃で3時間重合を行った。これらの重合終了後、室温まで冷却し、ポリマーを遠心分離機により分離した。該固形分を温水でポリマーを繰り返し洗浄し、温度100℃で一昼夜乾燥することにより、溶融粘度が280ポイズのPPS(以下、PPS(1)と記す。)を得た。
[Preparation Example 1 (Preparation Example of PPS Composition)]
A 50 liter autoclave equipped with a stirrer was charged with 6,214 g of Na 2 S · 2.9H 2 O and 17,000 g of N-methyl-2-pyrrolidone and gradually raised to 205 ° C. while stirring under a nitrogen stream. Warm and distill off 1,355 g of water. After the system was cooled to 140 ° C., 7160 g of p-dichlorobenzene and 5,000 g of N-methyl-2-pyrrolidone were added, and the system was sealed under a nitrogen stream. This system was heated to 225 ° C. over 2 hours, polymerized at this temperature of 225 ° C. for 2 hours, then heated to 250 ° C. over 30 minutes, and further polymerized at 250 ° C. for 3 hours. After completion of these polymerizations, the mixture was cooled to room temperature, and the polymer was separated by a centrifuge. The polymer was repeatedly washed with warm water and dried at 100 ° C. for a whole day and night to obtain a PPS having a melt viscosity of 280 poise (hereinafter referred to as PPS (1)).

このPPS(1)を、さらに窒素雰囲気下で温度250℃で3時間硬化を行い、PPS(以下、PPS(2)と記す。)を得た。得られたPPS(2)の溶融粘度は、400ポイズであった。得られたPPS(2)を6.0kgと、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体「ボンダインTX8030(ARKEMA社製)」を1.5kgと、エポキシ樹脂「エピコート1004(ジャパンエポキシレジン株式会社製)」を0.5kgと、を予めタンブラーで均一に混合した。その後、二軸押出機「TEM−35B(東芝機械株式会社製)」により、平均繊維径9μm、繊維長3mmのガラス繊維「RES03−TP91(日本板硝子株式会社(日本国東京都)製)」を、サイドフィーダーから添加量が20質量%となるように供給しながら、シリンダー温度300℃で溶融混練して、ペレット化したPPS組成物(1)を得た。得られたPPS組成物(1)を175℃で5時間乾燥した。   This PPS (1) was further cured at a temperature of 250 ° C. for 3 hours under a nitrogen atmosphere to obtain PPS (hereinafter referred to as PPS (2)). The resulting PPS (2) had a melt viscosity of 400 poise. 6.0 kg of the obtained PPS (2), 1.5 kg of ethylene-acrylic acid ester-maleic anhydride terpolymer “Bondyne TX8030 (manufactured by ARKEMA)”, epoxy resin “Epicoat 1004 (Japan Epoxy) Resin Co., Ltd.) "was mixed with 0.5 kg in advance with a tumbler. Then, with a twin screw extruder “TEM-35B (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.)”, glass fiber “RES03-TP91 (manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd. (Tokyo, Japan))” having an average fiber diameter of 9 μm and a fiber length of 3 mm was obtained. While being supplied from the side feeder so that the addition amount was 20% by mass, the mixture was melt-kneaded at a cylinder temperature of 300 ° C. to obtain a pelletized PPS composition (1). The obtained PPS composition (1) was dried at 175 ° C. for 5 hours.

〔調整例2(PBT組成物の調整)〕
PBT樹脂「トレコン1401X31(東レ株式会社(日本国東京都)製)」6.0kgと、PET樹脂「TR−4550BH(帝人化成社製)」0.5kgと、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸三元共重合体「ボンダインTX8030(ARKEMA社製)」0.5kgと、エポキシ樹脂「エピコート1004(ジャパンエポキシレジン株式会社製)」0.1kgを、あらかじめタンブラーにて均一に混合した。その後、二軸押出機「TEM−35B(東芝機械株式会社(日本国静岡県)製)」にて、平均繊維径9μm、繊維長3mmのガラス繊維「RES03−TP91(日本板硝子株式会社製)」を、サイドフィーダーから添加量が30質量%となるように供給しながら、シリンダー温度270℃で溶融混練して、ペレット化したPBT組成物(1)を得た。得られたPBT組成物(1)を、温度150℃で5時間乾燥した。
[Example 2 of adjustment (adjustment of PBT composition)]
6.0 kg of PBT resin “Toraycon 1401X31 (manufactured by Toray Industries, Inc., Tokyo, Japan)”, 0.5 kg of PET resin “TR-4550BH (manufactured by Teijin Chemicals)”, ethylene-acrylic acid ester-maleic anhydride A ternary copolymer “Bondyne TX8030 (manufactured by ARKEMA)” 0.5 kg and an epoxy resin “Epicoat 1004 (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)” 0.1 kg were uniformly mixed in advance with a tumbler. Then, with a twin screw extruder “TEM-35B (Toshiba Machine Co., Ltd. (Shizuoka, Japan))”, glass fiber “RES03-TP91 (Nippon Sheet Glass Co., Ltd.)” having an average fiber diameter of 9 μm and a fiber length of 3 mm. Was fed from the side feeder so that the addition amount was 30% by mass, and melt-kneaded at a cylinder temperature of 270 ° C. to obtain a pelletized PBT composition (1). The obtained PBT composition (1) was dried at a temperature of 150 ° C. for 5 hours.

〔調整例3(芳香族ポリアミド系組成物の調整)〕
テレフタル酸とヘキサメチレンジアミンからのポリアミドであるナイロン6T、イソフタル酸とヘキサメチレンジアミンからのポリアミドであるナイロン6I、及びナイロン6の実験室試作品を、各々50kgずつ東レ株式会社から入手した。ナイロン6Iを4.5kgと、ナイロン6を0.5kgとり、タンブラーにて均一に混合した。その後、混合物に対して、二軸押出機「TEM−35B(東芝機械株式会社製)」にて、平均繊維径9μm、繊維長3mmのガラス繊維「RES03−TP91(日本板硝子株式会社製)」をサイドフィーダーから添加量が30質量%となるように供給しながら、シリンダー温度300℃で溶融混練して、ペレット化した芳香族ポリアミド系組成物(1)を得た。得られた芳香族ポリアミド系組成物(1)を80℃で12時間乾燥した。
[Adjustment Example 3 (Adjustment of aromatic polyamide composition)]
Nylon 6T, which is a polyamide from terephthalic acid and hexamethylene diamine, nylon 6I, which is a polyamide from isophthalic acid and hexamethylene diamine, and a laboratory prototype of nylon 6 were obtained from Toray Industries, Inc. in an amount of 50 kg each. 4.5 kg of nylon 6I and 0.5 kg of nylon 6 were taken and mixed uniformly with a tumbler. Thereafter, the glass fiber “RES03-TP91 (manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.)” having an average fiber diameter of 9 μm and a fiber length of 3 mm is produced on the mixture using a twin screw extruder “TEM-35B (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.)”. While supplying from the side feeder such that the amount added was 30% by mass, the mixture was melt-kneaded at a cylinder temperature of 300 ° C. to obtain a pelletized aromatic polyamide composition (1). The obtained aromatic polyamide composition (1) was dried at 80 ° C. for 12 hours.

〔調整例4(脂肪族ポリアミド系組成物の調整)〕
イソフタル酸とヘキサメチレンジアミンからのポリアミドであるナイロン6I、及びナイロン66の実験室試作品を、各々50kgずつ東レ株式会社から入手した。ナイロン66を5kgと、ナイロン6Iを0.5kgとり、タンブラーにて均一に混合した。その後、混合物に対して、二軸押出機「TEM−35B(東芝機械株式会社製)」にて、平均繊維径9μm、繊維長3mmのガラス繊維「RES03−TP91(日本板硝子株式会社製)」を、サイドフィーダーから添加量が30質量%となるように供給しながら、シリンダー温度300℃で溶融混練して、ペレット化した脂肪族ポリアミド系組成物(1)を得た。得られた脂肪族ポリアミド系組成物(1)を、温度80℃で12時間乾燥した。
[Adjustment Example 4 (Adjustment of aliphatic polyamide-based composition)]
Laboratory prototypes of nylon 6I, which is a polyamide from isophthalic acid and hexamethylene diamine, and nylon 66 were obtained from Toray Industries, Inc. in an amount of 50 kg each. 5 kg of nylon 66 and 0.5 kg of nylon 6I were taken and mixed uniformly with a tumbler. Thereafter, the glass fiber “RES03-TP91 (manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.)” having an average fiber diameter of 9 μm and a fiber length of 3 mm is produced on the mixture using a twin screw extruder “TEM-35B (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.)”. While being supplied from the side feeder so that the addition amount was 30% by mass, the mixture was melt-kneaded at a cylinder temperature of 300 ° C. to obtain a pelleted aliphatic polyamide-based composition (1). The obtained aliphatic polyamide-based composition (1) was dried at a temperature of 80 ° C. for 12 hours.

以下に示す実施例1、2、及び3においては、射出接合用の樹脂として、PPS組成物(1)を用いているが、これに替えて、上記調整によって得られたPBT組成物(1)、芳香族ポリアミド系組成物(1)、又は脂肪族ポリアミド系組成物(1)を用いることが可能である。   In Examples 1, 2, and 3 shown below, the PPS composition (1) is used as the resin for injection joining. Instead, the PBT composition (1) obtained by the above adjustment is used. An aromatic polyamide-based composition (1) or an aliphatic polyamide-based composition (1) can be used.

(ステンレス鋼の複合体(1))
先ず、厚さ1mmのSUS304BAステンレス鋼から、プレス成形によって小型外装ケース1を作成した(図1(a)参照)。これを射出成形金型にインサートし、30%ガラス繊維入りの耐熱性PP樹脂を射出して、図1(b)に示すように、ステンレス鋼(小型外装ケース1)とPP樹脂(PP樹脂部3)の複合体を得た。次に、この複合体を液処理した。即ち、浸漬槽に水を用意し、これに市販のアルミニウム合金用脱脂剤「NE−6(メルテックス株式会社(日本国東京都)製)」を投入して、60℃、濃度7.5%の水溶液とした。この水溶液に前記複合体を7分浸漬した後、よく水洗した。次いで別の浸漬槽に40℃とした1.5%濃度の苛性ソーダ水溶液を用意し、これに前記複合体を1分浸漬した後、よく水洗した。
(Stainless steel composite (1))
First, a small outer case 1 was formed from SUS304BA stainless steel having a thickness of 1 mm by press molding (see FIG. 1A). This is inserted into an injection mold, heat resistant PP resin containing 30% glass fiber is injected, and as shown in FIG. 1B, stainless steel (small outer case 1) and PP resin (PP resin part) The composite of 3) was obtained. Next, this complex was subjected to a liquid treatment. That is, water is prepared in a dipping bath, and a commercially available aluminum alloy degreasing agent “NE-6” (manufactured by Meltex Co., Ltd. (Tokyo, Japan)) is added thereto, and the temperature is 60 ° C. and the concentration is 7.5%. An aqueous solution of The composite was immersed in this aqueous solution for 7 minutes and then thoroughly washed with water. Next, a 1.5% strength aqueous caustic soda solution at 40 ° C. was prepared in another dipping bath, and the composite was dipped in this for 1 minute, and then thoroughly washed with water.

次に、別の浸漬槽に、温度65℃とした1%濃度の1水素2弗化アンモニウムと、5%濃度の硫酸を含む水溶液を用意し、先ほどの一体化物を8分浸漬した後、これをよく水洗した。次に、別の浸漬槽に、温度40℃とした3%濃度の硝酸水溶液を用意し、これに前記複合体を3分浸漬した後、これをよく水洗した。次に、温度90℃とした温風乾燥機に、前記複合体を30分入れて乾燥した。乾燥後の前記複合体を、射出成形金型にインサートし、前述したPPS組成物(1)を射出接合し、図1(d)に示す複合体を得た。この時の金型温度は120℃とした。その後に、当該複合体からPP樹脂部3を剥がし、最終製品である複合体(図1(e)参照)を得た。   Next, an aqueous solution containing 1% ammonium hydrogen fluoride at a concentration of 1% and 5% sulfuric acid at a temperature of 65 ° C. was prepared in another immersion bath, and the integrated product was immersed for 8 minutes. Washed well with water. Next, a 3% concentration nitric acid aqueous solution having a temperature of 40 ° C. was prepared in another dipping bath, and the composite was dipped in this for 3 minutes, and then washed well with water. Next, the composite was placed in a warm air dryer at 90 ° C. for 30 minutes and dried. The composite after drying was inserted into an injection mold, and the PPS composition (1) described above was injection joined to obtain the composite shown in FIG. The mold temperature at this time was 120 ° C. Thereafter, the PP resin part 3 was peeled off from the composite to obtain a composite (see FIG. 1 (e)) as a final product.

(ステンレス鋼の複合体(2))
実施例1と同様の実験を行った。但し、図1(c)の液処理及び乾燥工程までは同様であるが、その後の射出接合前に複合体からPP樹脂部3を剥がした。このときPP樹脂部3を剥がした小型外装ケース10(ステンレス鋼)は、マスキングされていた外観側(図1(a)では左側面側)に関しては、元の鏡面が維持されていた。一方、液処理が施された内側(図1では右側面側)に関しては、マスキングされていた領域(周囲の部分)は鏡面が維持されてはいたが、マスキングされていなかった中央部分は暗色の粗面(表面粗さを有する面)となっていた。
(Stainless steel composite (2))
The same experiment as in Example 1 was performed. However, although it is the same until the liquid processing and drying process of FIG.1 (c), the PP resin part 3 was peeled from the composite_body | complex before subsequent injection joining. At this time, the small exterior case 10 (stainless steel) from which the PP resin portion 3 was peeled maintained the original mirror surface on the masked appearance side (the left side surface in FIG. 1A). On the other hand, with respect to the inner side (right side in FIG. 1) where the liquid treatment was performed, the masked area (surrounding part) maintained the mirror surface, but the unmasked central part was dark. It was a rough surface (surface having surface roughness).

この状態の小型外装ケース10を、射出成形金型にインサートし、PPS組成物(1)を射出接合し、最終製品となる複合体を得た(図1(e)参照)。この時の金型温度は、120℃とした。実施例1と2を比較した場合、実施例1ではPPS組成物(1)の射出接合で、マスキング樹脂(PP樹脂部3)の影響で位置決めが困難になるため、ボスやリブ5の根元にバリが生じやすいのがやや難点である。一方、実施例2ではステンレス鋼の外観側に接触する金型面をよく磨いておかないと鏡面に傷が付き易いことが難点である。   The small exterior case 10 in this state was inserted into an injection mold, and the PPS composition (1) was injection-bonded to obtain a composite as a final product (see FIG. 1 (e)). The mold temperature at this time was 120 ° C. When Examples 1 and 2 are compared, in Example 1, the positioning of the PPS composition (1) is difficult due to the influence of the masking resin (PP resin part 3) in the injection joining of the PPS composition (1). It is somewhat difficult that burrs are likely to occur. On the other hand, in Example 2, it is difficult that the mirror surface is easily damaged unless the mold surface in contact with the appearance side of the stainless steel is polished well.

(アルミニウム合金の複合体)
図2(a)に示した形状の厚さ1mmのA5052アルミニウム合金から、プレス成形によって小型外装ケース10を作成した(図2(a))。これを液処理し、乾燥した(図2(b))。即ち、浸漬槽に水を用意し、これに市販のアルミニウム合金用脱脂剤「NE−6(メルテックス株式会社製)」を投入して、60℃、濃度7.5%の水溶液とした。この水溶液に小型外装ケース10(アルミニウム合金)を7分浸漬した後、よく水洗した。続いて別の浸漬槽に40℃とした1%濃度の塩酸水溶液を用意し、これに前記小型外装ケース10を1分浸漬した後、よく水洗した。次いで別の浸漬槽に40℃とした1.5%濃度の苛性ソーダ水溶液を用意し、これに前記小型外装ケース10を1分浸漬した後、よく水洗した。
(Aluminum alloy composite)
A small exterior case 10 was formed by press molding from an A5052 aluminum alloy having a thickness of 1 mm having the shape shown in FIG. 2A (FIG. 2A). This was liquid-treated and dried (FIG. 2 (b)). That is, water was prepared in a dipping tank, and a commercially available aluminum alloy degreasing agent “NE-6 (manufactured by Meltex Co., Ltd.)” was added to form an aqueous solution at 60 ° C. and a concentration of 7.5%. The small exterior case 10 (aluminum alloy) was immersed in this aqueous solution for 7 minutes, and then thoroughly washed with water. Subsequently, a 1% hydrochloric acid aqueous solution having a temperature of 40 ° C. was prepared in another dipping bath, and the small outer case 10 was dipped in this for 1 minute, and then thoroughly washed with water. Next, a 1.5% strength aqueous caustic soda solution at 40 ° C. was prepared in another dipping bath, and the small outer case 10 was dipped in this for 1 minute, and then thoroughly washed with water.

次に、別の浸漬槽に、温度40℃とした3%濃度の硝酸水溶液を用意し、これに前記小型外装ケース10を1分浸漬した後、よく水洗した。次に、別の浸漬槽に、温度60℃とした一水和ヒドラジンを3.5%含む水溶液を用意し、これに前記小型外装ケース10を1分間浸漬した後、これをよく水洗した。次に、温度67℃にした温風乾燥機に、前記小型外装ケース10を15分入れて乾燥した。乾燥後、アルミ箔で前記小型外装ケース10(アルミニウム合金)をまとめて包み、更に、これをポリ袋に入れて封じ保管した。これは、特許文献1に従った前記「NMT」型の液処理である。   Next, a 3% nitric acid aqueous solution having a temperature of 40 ° C. was prepared in another dipping bath, and the small outer case 10 was dipped in this for 1 minute, and then thoroughly washed with water. Next, an aqueous solution containing 3.5% monohydric hydrazine at a temperature of 60 ° C. was prepared in another dipping bath, and the small exterior case 10 was dipped in this for 1 minute, and then thoroughly washed with water. Next, the small outer case 10 was put in a warm air dryer set to a temperature of 67 ° C. for 15 minutes and dried. After drying, the small outer case 10 (aluminum alloy) was wrapped together with aluminum foil, and further sealed in a plastic bag. This is the “NMT” type liquid treatment according to Patent Document 1.

上記液処理後の小型外装ケース10を、図2(c)に示したように2色成形機の可動側型板11にインサートし、第1金型を構成する固定側型板12と固定側型板13をクランプして、射出接合用樹脂をスプルー、ランナー14を経由して射出した。この可動側型板11は、第1金型の可動側型板であると同時に第2金型の可動側型板でもある。射出樹脂としては、前記のPPS組成物(1)を使用した。固定側型板12の金型温度を130℃とし、可動側型板11の金型温度を100℃とするやや不正常な運転であるが、この金型温度条件で前記樹脂組成物を温度300℃で射出し、樹脂製のボス15をアルミニウム合金形状物10に射出接合した。   As shown in FIG. 2C, the small exterior case 10 after the liquid treatment is inserted into the movable mold plate 11 of the two-color molding machine, and the fixed mold plate 12 and the fixed mold that constitute the first mold. The template 13 was clamped, and the injection joining resin was injected via the sprue and the runner 14. The movable mold plate 11 is a movable mold plate of the first mold and at the same time a movable mold plate of the second mold. The PPS composition (1) was used as the injection resin. Although the mold temperature of the fixed side mold plate 12 is set to 130 ° C. and the mold temperature of the movable side mold plate 11 is set to 100 ° C., the resin composition is heated to a temperature of 300 ° C. under this mold temperature condition. The resin boss 15 was injected and joined to the aluminum alloy shaped article 10 at a temperature of 0 ° C.

次に、可動側型板11に前記小型外装ケース10を付着させたまま固定側型板12から離した(図3(d)参照)。その状態で、可動側型板11を第2の射出成形機に移動し、図3(e)のように射出成形金型を、可動側型板11並びに第2金型を構成する固定側型板16及び固定側型板17で構成した。その金型内にガラス繊維30%入りの耐熱タイプのPP樹脂を射出した。この際、固定側型板16の金型温度は80℃、可動側型板11の金型温度は100℃である。2色成形機から離型した複合体を、図3(f)に示す。図示するように、射出接合によるボス15と小型外装ケース10が為す接合境界線部分は、PP樹脂部20でマスキングされる。この複合体は、温度130℃に設定した熱風乾燥機に1昼夜(24時間)入れて放置し、射出接合後の成形収縮による接合面の内部歪を解消した。   Next, it was separated from the fixed side mold plate 12 with the small exterior case 10 attached to the movable side mold plate 11 (see FIG. 3D). In this state, the movable mold plate 11 is moved to the second injection molding machine, and the injection mold is replaced with the movable mold plate 11 and the fixed mold constituting the second mold as shown in FIG. The plate 16 and the fixed-side template 17 were used. A heat-resistant PP resin containing 30% glass fiber was injected into the mold. At this time, the mold temperature of the fixed side mold plate 16 is 80 ° C., and the mold temperature of the movable side mold plate 11 is 100 ° C. A composite released from the two-color molding machine is shown in FIG. As shown in the figure, the joining boundary line portion formed by the boss 15 and the small exterior case 10 by injection joining is masked by the PP resin portion 20. This composite was left in a hot air dryer set at a temperature of 130 ° C. for one day and night (24 hours) to eliminate internal distortion of the joint surface due to molding shrinkage after injection joining.

次に、アルマイト処理を行う会社に依頼して、前記複合体に通常型の着色アルマイト処理を施した。通常型アルマイト化での前処理の液条件は、当初に行うアルカリエッチングは5%程度の濃度の苛性ソーダ水溶液を80℃程度として15秒程度浸漬し、その後の化学研磨は50%硝酸80〜90℃で5秒程度の浸漬する。実は、前記したPPS系樹脂を使用して小型外装ケース10(アルミニウム合金)に射出接合して得た複合体は、本発明の如くPP樹脂でマスキングをせずとも陽極酸化処理ができるし、陽極酸化や染色、封孔を行って所謂アルマイト化をしても接合力は低下しない。   Next, the complex was subjected to normal-type colored alumite treatment by requesting a company that performs alumite treatment. The conditions of the pretreatment in the normal type anodizing are as follows: the initial alkaline etching is performed by immersing a caustic soda aqueous solution having a concentration of about 5% at about 80 ° C. for about 15 seconds, and the subsequent chemical polishing is 50% nitric acid at 80 to 90 ° C. Soak for about 5 seconds. In fact, the composite obtained by injection-bonding to the small exterior case 10 (aluminum alloy) using the PPS resin described above can be anodized without masking with PP resin as in the present invention. Even if oxidation, dyeing and sealing are performed to form so-called alumite, the bonding strength does not decrease.

しかしながら、接合力が低下しないように、アルミニウム合金の表面をアルマイト化をするには、アルマイト化の前処理を前記したようなものではなく、ずっと軽い処理とする必要がある。例えば、アルカリエッチングは、1.5%濃度の苛性ソーダ水溶液を、温度40℃にして30秒程度浸漬して、付着汚れを若干のアルミニウム諸共に剥がす処理をし、その後の化学研磨は止め、代わりに3%濃度程度の硝酸水溶液に浸漬して、付着したナトリウムイオンを中和し除く処置を入れる程度とするのである。   However, in order to anodize the surface of the aluminum alloy so that the bonding force does not decrease, the pretreatment of the anodization is not as described above, and it is necessary to make the treatment lighter. For example, alkaline etching is performed by immersing a 1.5% strength aqueous caustic soda solution at a temperature of 40 ° C. for about 30 seconds to remove the adhered dirt together with some aluminum, and then stop the chemical polishing. It is immersed in an aqueous nitric acid solution having a concentration of about 3% so as to add a treatment to neutralize and remove the attached sodium ions.

もし、前記したような通常のアルマイト化用の前処理で複合体を処理すると、アルミニウム合金の溶解が激しく、樹脂との接合部近辺ではアルミが解けて樹脂は影響を受けないので、樹脂から見れば根元がなくなるようなものとなり、微細に言えばポケット部ができる。接合の境界線部分において、アルミニウム合金が掘られたようなポケット状になると、様々な不具合の原因となり、接合自体にも問題を生じることになる。しかし、本発明を適用することで、PP樹脂で接合部が保護されているので、前記した通常の前処理を行うことが可能となったのである。   If the composite is processed by the usual pretreatment for anodizing as described above, the aluminum alloy dissolves vigorously, and the aluminum melts in the vicinity of the joint with the resin and the resin is not affected. If it is, the root will be lost, and more precisely, a pocket will be created. If the aluminum alloy is formed into a pocket shape that is dug in the boundary portion of the joint, it causes various problems and causes problems in the joint itself. However, by applying the present invention, since the joint portion is protected with PP resin, the above-described normal pretreatment can be performed.

次に、得られた複合体に対し、通常の陽極酸化、染色、封孔を行い、純水で最後はよく洗浄した後、温度90℃とした温風乾燥機に15分入れて乾燥した。次に、ニッパーを用いて、複合体(図4(h)参照)をマスキングカバーしていたPP樹脂部20を剥がした。PP樹脂を剥がして得た最終の複合体は、再度浸漬用の治具に挿入して、純水を蓄えた水の浸漬槽に浸漬し、この中で15秒揺動してから引き上げ、再度先ほどの乾燥機に入れて、温度90℃で15分間乾燥した。得られた最終製品(図4(i)参照)は、射出接合による接合面の外周線(PP樹脂部20で覆われていたボス15の付け根部分)が、綺麗であり白粉も全く発生していなかった。   Next, the obtained composite was subjected to normal anodic oxidation, dyeing and sealing, finally washed thoroughly with pure water, and then placed in a hot air dryer at 90 ° C. for 15 minutes and dried. Next, the PP resin portion 20 that had masked and covered the composite (see FIG. 4H) was peeled off using a nipper. The final composite obtained by peeling off the PP resin is again inserted into a jig for immersion, immersed in a water immersion tank in which pure water is stored, rocked for 15 seconds in this, lifted, and again It put into the dryer mentioned above and dried for 15 minutes at the temperature of 90 degreeC. In the final product obtained (see FIG. 4 (i)), the outer peripheral line of the joining surface by injection joining (the base portion of the boss 15 covered with the PP resin part 20) is clean and white powder is not generated at all. There wasn't.

図1(a)〜(e)は、ステンレス鋼の複合体の製造方法の工程の概要を示す工程図である。1 (a) to 1 (e) are process diagrams showing an outline of the steps of a method for producing a stainless steel composite. 図2(a)〜(c)は、モバイル電子機器ケース等に用いられるプレス成形されたアルミニウム合金複合体の製造の概要を示す前半の工程図である。2A to 2C are process diagrams of the first half showing an outline of manufacturing a press-formed aluminum alloy composite used for a mobile electronic device case or the like. 図3(d)〜(f)は、モバイル電子機器ケース等に用いられるプレス成形されたアルミニウム合金複合体の製造の概要を示す中間の工程図である。FIGS. 3D to 3F are intermediate process diagrams showing an outline of manufacturing a press-formed aluminum alloy composite used for a mobile electronic device case or the like. 図4(g)〜(i)は、モバイル電子機器ケース等に用いられるプレス成形されたアルミニウム合金複合体の製造の概要を示す最終の工程図である。FIGS. 4G to 4I are final process diagrams showing an outline of manufacturing a press-formed aluminum alloy composite used for a mobile electronic device case or the like.

符号の説明Explanation of symbols

1…小型外装ケース
2…ランナー
3…PP樹脂部
4…ランナー
5…リブ
6…金属露出面
10…小型外装ケース
11…可動側型板
12…第1金型の固定側型板
13…第1金型の固定側型板
14…ランナー
15…ボス
16…第2金型の固定側型板
17…第2金型の固定側型板
18…ランナー
19…ランナー
20…PP樹脂部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Small exterior case 2 ... Runner 3 ... PP resin part 4 ... Runner 5 ... Rib 6 ... Metal exposure surface 10 ... Small exterior case 11 ... Movable side template 12 ... Fixed side template 13 of 1st metal mold | die 1st Fixed mold plate 14 of the mold ... Runner 15 ... Boss 16 ... Fixed mold plate 17 of the second mold ... Fixed mold plate 18 of the second mold ... Runner 19 ... Runner 20 ... PP resin part

Claims (5)

金属合金材を所定形状に形状化する形状化工程と、
前記形状化工程により得られた金属合金形状物を第1の射出成形金型内にインサートし、前記金属合金形状物の所定領域にポリオレフィン系樹脂を射出し、このポリオレフィン系樹脂が前記所定領域を覆った第1複合体を得る第1射出接合工程と、
前記第1複合体に化学エッチングを施すことによって、前記第1複合体の前記金属合金部分の表面を、(1)輪郭曲線要素の平均長さ(RSm)が0.5〜10μmで、且つ最大高さ粗さ(Rz)が0.1〜5μmであるミクロンオーダーの粗度を有するものとし、(2)且つ5nm〜300nm周期の凹凸からなる超微細凹凸形状とし、(3)且つ金属酸化物の薄層で覆われたものとする表面処理工程と、
前記表面処理工程を経た前記第1複合体を第2射出成形金型内にインサートし、前記第1複合体に対して、ポリフェニレンサルファイド樹脂を主な樹脂成分とする樹脂組成物、ポリブチレンテレフタレート樹脂を主な樹脂成分とする樹脂組成物、芳香族ポリアミド樹脂を主成分とし、これと異なる種類の芳香族ポリアミド樹脂又は脂肪族ポリアミド樹脂を従成分とする樹脂組成物、及び、前記脂肪族ポリアミド樹脂を主成分とし、これと異なる種類の脂肪族ポリアミド樹脂又は芳香族ポリアミド樹脂を従成分とする樹脂組成物、から選択される1種以上の前記樹脂組成物を射出し、この射出された前記樹脂組成物と前記第1複合体が接合した第2複合体を得る第2の射出接合工程と、
前記第2複合体から前記ポリオレフィン系樹脂を剥がし取ることにより、前記所定領域が前記表面処理工程前の状態に維持されている第3複合体を得る除去工程と
からなる金属合金と樹脂の複合体の製造方法。
A shaping step of shaping the metal alloy material into a predetermined shape;
The metal alloy shaped product obtained by the shaping step is inserted into a first injection mold, and a polyolefin resin is injected into a predetermined region of the metal alloy shaped product. A first injection joining step to obtain a covered first composite;
By performing chemical etching on the first composite, the surface of the metal alloy portion of the first composite is (1) the average length (RSm) of the contour curve elements is 0.5 to 10 μm and the maximum It has a roughness on the order of microns with a height roughness (Rz) of 0.1 to 5 μm, (2) and has an ultrafine concavo-convex shape consisting of concavo-convex with a period of 5 nm to 300 nm, (3) and a metal oxide A surface treatment step that is covered with a thin layer of
A resin composition comprising a polyphenylene sulfide resin as a main resin component and a polybutylene terephthalate resin with respect to the first composite, the first composite having undergone the surface treatment step being inserted into a second injection mold. , A resin composition comprising an aromatic polyamide resin as a main component, and a different type of aromatic polyamide resin or aliphatic polyamide resin as a subsidiary component, and the aliphatic polyamide resin One or more resin compositions selected from the group consisting of a resin composition comprising a different type of aliphatic polyamide resin or aromatic polyamide resin as a subsidiary component, and the injected resin A second injection joining step of obtaining a second composite in which the composition and the first composite are joined;
A metal alloy-resin composite comprising: a removal step of removing the polyolefin resin from the second composite to obtain a third composite in which the predetermined region is maintained in a state before the surface treatment step. Manufacturing method.
金属合金材を所定形状に形状化する形状化工程と、
前記形状化工程により得られた金属合金形状物に化学エッチングを施すことによって、前記金属合金形状物の表面を、(1)輪郭曲線要素の平均長さ(RSm)が1〜10μmで、且つ最大高さ粗さ(Rz)が0.2〜5μmであるミクロンオーダーの粗度を有するものとし、(2)且つ5nm〜500nm周期の凹凸からなる超微細凹凸形状とし、(3)且つ金属酸化物の薄層で覆われたものとする表面処理工程と、
前記表面処理工程を経た前記金属合金形状物を2色成型用の第1金型にインサートし、この第1金型内にポリフェニレンサルファイド樹脂を主な樹脂成分とする樹脂組成物、ポリブチレンテレフタレート樹脂を主な樹脂成分とする樹脂組成物、芳香族ポリアミド樹脂を主成分とし、これと異なる芳香族ポリアミド樹脂又は脂肪族ポリアミド樹脂を従成分とする樹脂組成物、及び、脂肪族ポリアミド樹脂を主成分とし、これと異なる脂肪族ポリアミド樹脂又は芳香族ポリアミド樹脂を従成分とする樹脂組成物、から選択される1種以上の前記樹脂組成物を射出し、この射出した前記樹脂組成物と前記金属合金形状物が接合した第1複合体を得る第1の射出接合工程と、
前記第1複合体を第2金型内にインサートし、この第2金型内にポリオレフィン系樹脂を射出し、このポリオレフィン系樹脂と前記第1複合体が接合した第2複合体を得る第2の射出接合工程と、
前記第2複合体に所定の表面加工を施す表面加工工程と、
この表面加工工程を経た前記第2複合体から前記ポリオレフィン系樹脂を剥がし取ることにより、前記ポリオレフィン系樹脂が接合されていた範囲が前記表面加工工程前の状態に維持されている第3複合体を得る除去工程と
からなる金属合金と樹脂の複合体の製造方法。
A shaping step of shaping the metal alloy material into a predetermined shape;
By performing chemical etching on the metal alloy shape obtained by the shaping step, the surface of the metal alloy shape is (1) the average length (RSm) of the contour curve elements is 1 to 10 μm and the maximum It has a roughness on the order of microns with a height roughness (Rz) of 0.2 to 5 μm, (2) has an ultra-fine uneven shape consisting of unevenness with a period of 5 nm to 500 nm, (3) and a metal oxide A surface treatment step that is covered with a thin layer of
The metal alloy shaped article that has undergone the surface treatment step is inserted into a first mold for two-color molding, and a resin composition containing polyphenylene sulfide resin as a main resin component in the first mold, polybutylene terephthalate resin The main resin component, an aromatic polyamide resin as a main component, and a different aromatic polyamide resin or aliphatic polyamide resin as a subcomponent, and an aliphatic polyamide resin as a main component And at least one resin composition selected from a different aliphatic polyamide resin or a resin composition comprising an aromatic polyamide resin as a subsidiary component, and the injected resin composition and the metal alloy A first injection joining step of obtaining a first composite joined with a shaped object;
The first composite is inserted into a second mold, a polyolefin resin is injected into the second mold, and a second composite is obtained in which the polyolefin resin and the first composite are joined. The injection joining process of
A surface processing step of applying a predetermined surface processing to the second composite;
By removing the polyolefin resin from the second composite that has undergone the surface processing step, a third composite in which the range in which the polyolefin resin is bonded is maintained in the state before the surface processing step is obtained. A method for producing a composite of a metal alloy and a resin comprising a removing step.
請求項1に記載した金属合金と樹脂の複合体の製造法において、
前記金属合金材が、ステンレス鋼、チタン合金、及び銅合金から選択される1種であることを特徴とする金属合金と樹脂の複合体の製造方法。
In the method for producing a composite of a metal alloy and a resin according to claim 1,
The method for producing a composite of a metal alloy and a resin, wherein the metal alloy material is one selected from stainless steel, titanium alloy, and copper alloy.
請求項2に記載した金属合金と樹脂の複合体の製造法において、
前記金属合金材が、アルミニウム合金、マグネシウム合金、銅合金、及び一般鋼材から選択される1種であることを特徴とする金属合金と樹脂の複合体の製造方法。
In the method for producing a composite of a metal alloy and a resin according to claim 2,
The said metal alloy material is 1 type selected from an aluminum alloy, a magnesium alloy, a copper alloy, and a general steel material, The manufacturing method of the composite of a metal alloy and resin characterized by the above-mentioned.
請求項2に記載した金属合金と樹脂の複合体の製造法において、
前記第1金型で成形された前記第1複合体を、前記第1金型の可動側型板にインサートされた状態を維持しつつ、この可動側型板を前記第2金型の可動側型板とする
ことを特徴とする金属合金と樹脂の複合体の製造方法。
In the method for producing a composite of a metal alloy and a resin according to claim 2,
While maintaining the state where the first complex formed by the first mold is inserted into the movable mold plate of the first mold, the movable mold plate is moved to the movable side of the second mold. A method for producing a composite of a metal alloy and a resin, characterized by comprising a template.
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