JP6040628B2 - 金属部材−ポリエチレン部材複合体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属表面が物理的処理及び／又は化学処理された金属部材とポリエチレン部材とが射出一体成形により直接一体化された金属部材−ポリエチレン部材複合体及びその製造方法に関するものであり、さらに詳しくは金属部材とポリエチレン部材との密封性、接合性に優れる複合体及びその製造方法に関するものである。

金属と樹脂とを一体化して複合体として用いることは、電気・電子機器分野、自動車機器分野およびＯＡ精密機械分野などの各種産業分野において行われている。

金属と樹脂を一体化し複合体として用いることは各種産業において行われており、該複合体化に適した接着剤の研究・開発が行われてきた。

その一方で、複合体とする際の工程・部品点数の簡略化を促進するために接着剤を用いずに金属と樹脂との一体成形を行う方法についても検討が行われてきている。

そして、そのような樹脂の中でもポリエチレン（以下、ＰＥと略記することもある。）は、優れた機械的性質、電気的性質、耐薬品性を有し、家電製品のハウジング、フィルム、シート、容器、自動車内装、燃料タンク、自動車外装、一般雑貨などに幅広く使用されている。しかし、ＰＥには金属との接着性に劣り、金属との一体成形には適さない、という課題があった。

そこで、金属の表面を処理することにより樹脂との接着性を向上させる試みが提案されており、表面にトリアジンチオール誘導体で電気化学的な処理を施した金属と樹脂とを複合する方法が提案されている（例えば特許文献１参照。）。また、熱可塑性樹脂と金属部品との密着性を向上させる方法としてケミカルエッチングを施した金属部品をインサートして熱可塑性樹脂の成形を行う方法（例えば特許文献２参照。）が提案されている。

特開平０２−２９８２８４号公報（例えば特許請求の範囲参照。） 特開２００１−２２５３５２号公報（例えば特許請求の範囲参照。）

しかし、特許文献１の提案においては、トリアジンチオール誘導体で電気化学的な処理を施す際に多大の工数を必要とし、簡易的に複合体とするには課題があった。また、特許文献２に提案された方法においては、金属部品と熱可塑性樹脂の接着性に課題を残すものであった。

そこで、電気・電子機器部材、自動車機器部材およびＯＡ精密機械部材などの用途に適した金属部材とポリエチレン部材との密封性、接合性に優れる複合体が求められてきた。

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の処理を施した金属部材とポリエチレン部材とを一体化した複合体が、密封性、接合性に優れる複合体となりうることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、少なくとも下記の（１）〜（３）の工程を経ることを特徴とする金属部材−ポリエチレン部材複合体の製造方法に関するものである。
（１）金属部材の表面に物理的処理及び／又は化学処理を施す工程。
（２）表面に物理的処理及び／又は化学処理を施した金属部材を射出成形機の金型内に装着する工程。
（３）該金型内に、ポリエチレンを溶融状態で射出し、インサート成形を行い金属部材−ポリエチレン部材複合体とする工程。

以下に、本発明を詳細に説明する。

本発明の金属部材−ポリエチレン部材複合体は、表面処理を施した金属部材とポリエチレン部材とを射出一体成形（射出インサート成形）により、部材同士を直接一体化してなるものである。

本発明の複合体を構成する物理的処理及び／又は化学処理を施した表面を有する金属部材としては、金属部材の表面に物理的処理及び／又は化学処理を施した金属部材であれば如何なるものであっても良い。

そして、該金属部材としては、金属部材の範疇に属するものであればいかなる材質よりなる部材でもよく、その中でもポリエチレン部材複合体とした際に各種用途への適応が可能となることから、アルミニウム製部材、アルミニウム合金製部材、銅製部材、銅合金製部材、マグネシウム製部材、マグネシウム合金製部材、鉄製部材、チタン製部材、チタン合金製部材、ステンレス製部材である金属部材が好ましく、特に得られる複合体が軽量化に優れたものとなることから、アルミニウム製部材、アルミニウム合金製部材、マグネシウム製部材、マグネシウム合金製部材、チタン製部材、チタン合金製部材が好ましい。

該金属部材は、表面を物理的処理及び／又は化学処理した金属部材であり、該物理的処理及び／又は化学処理を施すことにより、ポリエチレン部材と直接一体化した際に優れた密着性、接合性、気密性を有するものとなるものである。そして、金属部材の表面を物理的処理及び／又は化学処理する方法としては如何なる方法を用いて物理的処理及び／又は化学処理を施すことも可能であり、その中でも金属部材とポリエチレン部材との接合性、密着性に特に優れた複合体となることから、物理的処理としては、例えば表面に微小固体粒子を接触又は衝突させる方法、また高エネルギー電磁線を照射する方法等を挙げることができ、より具体的にはサンドブラスト処理、液体ホーニング処理、レーザ加工処理等を挙げることができる。更に、サンドブラスト処理、液体ホーニング処理の際の研磨剤としては、例えばサンド、スチールグリッド、スチールショット、カットワイヤー、アルミナ、炭化ケイ素、金属スラグ、ガラスビーズ、プラスチックビーズ等を挙げることができる。また、レーザ加工処理としては、ＷＯ２００７／０７２６０３号公報に提案の方法等をも挙げることができる。

また、金属部材とポリエチレン部材との接合性、密着性に特に優れた複合体となることから、化学処理としては、例えば陽極酸化処理法、酸又はアルカリの水溶液で化学処理する方法、等を挙げることができる。

そして、陽極酸化処理としては、例えば金属部材を陽極として電解液中で電化反応を行いその表面に酸化被膜を形成する方法であってもよく、メッキ等の分野において陽極酸化法として一般的に知られている方法を用いることができる。より具体的には、例えば１）一定の直流電圧をかけて電解を行う直流電解法、２）直流成分に交流成分を重畳した電圧をかけることにより電解を行うバイポーラ電解法、等を挙げることができる。陽極酸化法の具体的例示としては、ＷＯ２００４／０５５２４８号公報等に提案の方法等を挙げることができる。

また、酸又はアルカリの水溶液で化学処理する方法としては、例えば金属部材を酸又はアルカリの水溶液に浸せきし金属部材表面を化学処理する方法であってもよく、その際の酸又はアルカリの水溶液としては、例えばリン酸等のリン酸系化合物；クロム酸等のクロム酸系化合物；フッ化水素酸等のフッ化水素酸系化合物；硝酸等の硝酸系化合物；塩酸等の塩酸系化合物；硫酸等の硫酸系化合物；水酸化ナトリウム、アンモニア水溶液などのアルカリ水溶液；トリアジンチオール水溶液、トリアジンチオール誘導体水溶液により化学処理する方法等を挙げることができ、より具体的例示としては、特開平１０−０９６０８８号公報、特開平１０−０５６２６３号公報、特開平０４−０３２５８５号公報、特開平０４−０３２５８３号公報、特開平０２−２９８２８４号公報、ＷＯ２００９／１５１０９９号公報、ＷＯ２０１１／１０４９４４号公報等に提案の方法、等を挙げることができる。

該物理的処理及び／又は化学処理は、単独で処理しても両者を併用して処理しても良く、例えば、表面に物理的処理を施した後に化学処理を施した金属部材を用いて金属部材−ポリエチレン部材複合体としたものであっても良い。

ここで、表面に物理的処理及び／又は化学処理を施していない未処理の金属部材を用いた場合、ポリエチレン部材との接合性に劣り、直接一体化を行うことが困難となり、本発明の金属部材−ポリエチレン部材複合体を得ることが困難となる。

本発明の複合体を構成するポリエチレン部材としては、ポリエチレンを含有する原材料であれば如何なるものであってもよく、その際のポリエチレンとしては、ポリエチレンの範疇に属するものであれば如何なるポリエチレンであってもよい。該ポリエチレンとしては、特に機械的特性に優れるポリエチレン部材が得られる複合体となることから、ポリエチレン単独重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物からなる群より選ばれる１種以上のポリエチレンであることが好ましい。そして、ポリエチレン単独重合体としては、市販品として入手したものであってもよく、例えば低密度ポリエチレンとしては（商品名）ペトロセン２０３（東ソー（株）製）、ペトロセン２０９（東ソー（株）製）等が挙げられ、中密度ポリエチレンとしては（商品名）ペトロセンＬＷ０１（東ソー（株）製）、高密度ポリエチレンとしては（商品名）ニポロンハード２５００（東ソー(株)製）、（商品名）ニポロンハード２０００（東ソー（株）製）、ニポロンハード１０００（東ソー（株）製）等が挙げられる。また、エチレン−α−オレフィン共重合体としては、エチレンとα−オレフィンとが共重合されたものであり、一般にエチレン−α−オレフィン共重合体と称するものであれば如何なるエチレン−α−オレフィン共重合体であっても良い。該エチレン−α−オレフィン共重合体の該α−オレフィンとしては、例えば、プロピレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ペプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセンなどが例示でき、特に、プロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテンが好ましい。これらのα−オレフィンは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。また、エチレン−α−オレフィン共重合体としては、エチレンとα−オレフィンのランダム共重合体であってもブロック共重合体であっても構わない。該エチレン−α−オレフィン共重合体は、市販品として入手したものであってもよく、例えば（商品名）ニポロンＬ Ｍ７０（東ソー（株）製）、（商品名）ニポロンＺ ＴＺ２４０Ｂ（東ソー（株）製）等が挙げられる。そして、該ポリエチレン単独重合体、該エチレン−α−オレフィン共重合体は、ＪＩＳ Ｋ ６９２２−１（１９９７年）で定義された密度が９１０ｋｇ／ｍ^３〜９３０ｋｇ／ｍ^３の低密度ポリエチレン、９３０ｋｇ／ｍ^３〜９４２ｋｇ／ｍ^３の中密度ポリエチレン、９４２ｋｇ／ｍ^３以上の高密度ポリエチレンと分類されるものであり、機械的特性と耐熱性に優れる複合体を提供することが可能となることから、高密度ポリエチレンであることが好ましく、該高密度ポリエチレンとしては、例えば（商品名）ニポロンハード２５００（東ソー(株)製）、（商品名）ニポロンハード２０００（東ソー（株）製）、ニポロンハード１０００（東ソー（株）製）等が挙げられる。

該エチレン−酢酸ビニル共重合体としては、エチレンと酢酸ビニルが共重合されたものであり、一般的にエチレン−酢酸ビニル共重合体として知られている範疇に属するものであれば如何なるものであっても良い。該エチレン−酢酸ビニル共重合体は、市販品として入手したものであってもよく、例えば（商品名）ウルトラセン ５４１（東ソー（株）製）等が挙げられる。

該エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物は、エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニルの一部ないし全てがケン化されたものであり、一般的にエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物として知られている範疇に属するものであれば如何なるものであっても良い。該エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物は、該エチレン−酢酸ビニル共重合体をメタノール、エタノールなどの低沸点アルコールと水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラートなどのアルカリからなる系で処理するケン化を施すことにより製造することができる。該エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物は、市販品として入手したものであってもよく、例えば（商品名）メルセンＨ−６０５１（東ソー（株）製）、（商品名）メルセンＨ−６９６０（東ソー（株）製）等が挙げられる。

さらに該ポリエチレンは、特に金属部材との接合性、密封性に優れるものとなることからビニルシクロペンテン、ビニルシクロヘキサン、ビニルノルボルナンなどのビニル化合物；無水マレイン酸などの不飽和有機酸またはその誘導体などの単位を含有するものであってもよい。

本発明の複合体を構成するポリエチレン部材は、特に金属部材との接合性、気密性に優れた複合体となることから、ポリエチレン１００重量部に対し、さらにエチレン−α、β−不飽和カルボン酸アルキルエステル−無水マレイン酸共重合体、エチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル共重合体、エチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル−α、β−不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体及び無水マレイン酸グラフト変性エチレン−α−オレフィン共重合体からなる群より選択される少なくとも１種以上の変性エチレン系共重合体１〜５０重量部を含んでなるポリエチレン組成物よりなることが好ましい。この際のエチレン−α、β−不飽和カルボン酸アルキルエステル−無水マレイン酸共重合体の具体的例示としては、（商品名）ボンダインＴＸ８０３０（アルケマ（株）製）、（商品名）ボンダインＡＸ８３９０（アルケマ（株）製）等が挙げられ、エチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル共重合体の具体的例示としては、（商品名）ボンドファーストＥ（住友化学（株）製）等が挙げられ、エチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル−酢酸ビニル共重合体の具体的例示としては、（商品名）ボンドファースト２Ｂ（住友化学（株）製）等が挙げられ、エチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル−α、β−不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体の具体的例示としては、（商品名）ボンドファースト７Ｌ（住友化学（株）製）等が挙げられ、また、無水マレイン酸グラフト変性エチレン−α−オレフィン共重合体の具体的例示としては、（商品名）ＯＲＥＶＡＣ Ｇ（アルケマ（株）製）、（商品名）アドテックス ＥＲ３２０Ｐ（日本ポリエチレン（株）製）、（商品名）アドマー ＮＦ５５０（三井化学（株）製）等が挙げられる。

また、特に機械的強度に優れたポリエチレン部材となり、優れた機械的強度を有する複合体となることから、該ポリエチレン部材は、ガラス短繊維、ガラス長繊維、タルク、クレー、炭酸カルシウム、雲母粉、シリカ、ベントナイト等、に代表される繊維状充填材及び／又は無機充填材を含んでなるものであってもよい。また、本発明の目的を損なわない範囲で、ブチルゴム、天然ゴム、スチレン／ブタジエン共重合体などの樹脂；シランカップリング剤などの添加剤；カーボンブラックなどの着色剤；植物油や合成油などの軟化剤；老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤などの安定剤などを含んでなるものであっても良い。

本発明の金属部材−ポリエチレン部材複合体の製造方法としては、該表面が物理的処理及び／又は化学処理された金属部材とポリエチレン部材とを射出一体成形により直接一体化することが可能であれば如何なる方法をも用いることができ、その中でも特に効率よく複合体を製造することが可能となることから射出インサート成形により射出一体成形を行うことが好ましい。そして、該射出インサート成形法としては、例えば金型内に金属表面が物理的処理及び／又は化学処理された金属部材を装着し、該金属部材に溶融ポリエチレンを充填しポリエチレン部材とし、該金属部材とポリエチレン部材とが直接一体化された複合体とする方法を挙げることができる。この際のポリエチレンの溶融温度としては１５０〜２６０℃を挙げることができ、インサート成形を行う際の成形機としては、とりわけ生産性に優れることから射出成形機を用いて射出インサート成形を行うことが好ましい。

本発明の複合体は、金属部材とポリエチレン部材とが優れた接合性、密封性に優れる複合体となることから、電子機器の筐体、気密、防水、断熱や防音等の各種目的のシール材、容器、燃料タンク、自動車の内装材、外装材などに好適に用いられる。

本発明の複合体は、金属部材とポリエチレン部材とが強固に一体化された複合体とその製造方法を提供するものであり、該複合体は、電気・電子機器用途、自動車機器用途およびＯＡ精密機械用途に有用なものである。

以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によりなんら制限されるものではない。

実施例および比較例に用いた、ポリエチレン、複合体は、下記の方法により評価・測定した。

〜ポリエチレンのメルトフローレート（ＭＦＲ）〜
ＪＩＳ Ｋ ７２１０（１９９５年）に従い、測定温度１９０℃、荷重２１．１８Ｎの荷重下で測定した。

〜ポリエチレンの密度〜
エチレン単独重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体は、ＪＩＳ Ｋ ６９２２−１（１９９７年）に従い、２３℃に保った密度勾配管にて測定した。エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物は、ＡＳＴＭ Ｄ １５０５（１９８５年）に従い、２３℃に保った密度勾配管にて測定した。

〜複合体の接合強度の測定〜
複合体試験片を引張試験機（（株）島津製作所製、（商品名）オートグラフＡＧ−５０００Ｂ）を用い、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎで、引張試験を実施した。

金属部材と樹脂部材がはく離した時の最大荷重を接合面積で除し接合強度とした。接合強度として２ＭＰａを超えるものを実用上十分な接合強度を有すると判断した。

実施例１
アルミニウム合金（Ａ５０５２） 製試験片（３５ｍｍ（長辺）×１３ｍｍ（短辺）×２ｍｍ（厚さ））をアセトンに浸漬することにより表面の洗浄を行った後、該試験片を１重量％濃度の水酸化ナトリウム水溶液、次いで１０重量％硫酸水溶液に浸漬し、さらに１５重量％硫酸水溶液中で電流密度０．５Ａ／ｃｍ^３で陽極酸化処理することにより、アルミニウム合金表面を化学処理したアルミニウム合金（Ａ５０５２）製試験片を得た。

高密度ポリエチレン（東ソー製、（商品名）ニポロンハード１０００、密度９６４ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ２０ｇ／１０分）１００重量部に対し、エチレン−α，β−不飽和カルボン酸アルキルエステル−無水マレイン酸共重合体（アルケマ製、（商品名）ボンダインＡＸ８３９０）２０重量部を１８０℃に加熱した二軸押出機（東芝機械（株）製、（商品名）ＴＥＭ−３５−１０２Ｂ）のホッパーに投入し、スクリュー回転数２００ｒｐｍにて溶融混練し、ダイより流出する溶融樹脂組成物を冷却後裁断し、ポリエチレン組成物ペレットを作製した。

該アルミニウム合金（Ａ５０５２）製試験片を、金型温度６０℃に設定した射出成形機金型内に装着し、該ポリエチレン組成物ペレットを２３０℃に加熱した射出成形機（住友重機械工業製、（商品名）ＳＥ７５Ｄ）のホッパーに投入し、射出圧力７０ＭＰａでインサート成形を行い、アルミニウム合金部材−ポリエチレン部材複合体を得た。

得られた複合体の接合強度は３．６ＭＰａと優れたものであった。

実施例２
マグネシウム合金（ＡＺ９１）製試験片（３５ｍｍ（長辺）×１３ｍｍ（短辺）×２ｍｍ（厚さ））をアセトンに浸漬することにより表面の洗浄を行った後、該試験片を＃８００のアルミナ、次いで＃１０００、さらに＃２０００のアルミナにて液体ホーニング処理を行うことにより、マグネシウム合金表面を物理的処理したマグネシウム合金（ＡＺ９１）製試験片を得た。

低密度ポリエチレン（東ソー製、（商品名）ペトロセン２０３、密度９１９ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ８ｇ／分）１００重量部に対し、エチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル共重合体（住友化学（株）製、（商品名）ボンドファーストＥ）１２重量部を、１６０℃に加熱した二軸押出機（東芝機械（株）製、（商品名）ＴＥＭ−３５−１０２Ｂ）のホッパーに投入し、スクリュー回転数２００ｒｐｍにて溶融混練し、ダイより流出する溶融樹脂組成物を冷却後裁断し、ポリエチレン組成物ペレットを作製した。

該マグネシウム合金（ＡＺ９１）製試験片を金型温度６０℃に設定した射出成形機金型内に装着し、該ポリエチレン組成物ペレットを２１０℃に加熱した射出成形機（住友重機械工業製、（商品名）ＳＥ７５Ｄ）のホッパーに投入し、射出圧力７０ＭＰａでインサート成形を行い、マグネシウム合金部材−ポリエチレン部材複合体を得た。

得られた複合体の接合強度は２．８ＭＰａと優れたものであった。

比較例１
アルミニウム合金（Ａ５０５２）製試験片に陽極酸化処理を施さなかった以外は、実施例１と同様の方法により、複合体を得た。

得られた複合体の接合強度は０．３ＭＰａであり、接合性に劣るものであった。

比較例２
マグネシウム合金（ＡＺ９１）製試験片に液体ホーニング処理を施さなかった以外は、実施例２と同様の方法により、複合体を得た。

得られた複合体の接合強度は０．３ＭＰａであり、接合性に劣るものであった。

実施例３
アルミニウム合金（Ａ１１００）製試験片（３５ｍｍ（長辺）×１３ｍｍ（短辺）×２ｍｍ（厚さ））をエタノールに浸漬することにより表面の洗浄を行った後、該試験片を陽極として２０℃のヒドラジン濃度０．２モル／リットルの電解液に浸漬し、基底電圧３０Ｖで３０分間直流電解法により陽極酸化を行うことにより、表面を化学処理したアルミニウム合金（Ａ１１００）製試験片を得た。

中密度ポリエチレン（東ソー製、（商品名）ペトロセンＬＷ０１、密度９３３ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ４．３ｇ／分）１００重量部に対し、エチレン−α，β−不飽和カルボン酸アルキルエステル−無水マレイン酸共重合体（アルケマ製、（商品名）ボンダインＴＸ８０３０）１５重量部を１７０℃に加熱した二軸押出機（東芝機械（株）製、（商品名）ＴＥＭ−３５−１０２Ｂ）のホッパーに投入し、スクリュー回転数２００ｒｐｍにて溶融混練し、ダイより流出する溶融樹脂組成物を冷却後裁断し、ポリエチレン組成物ペレットを作製した。

該アルミニウム合金（Ａ１１００）製試験片を、金型温度６０℃に設定した射出成形機金型内に装着し、該ポリエチレン組成物ペレットを２２０℃に加熱した射出成形機（住友重機械工業製、（商品名）ＳＥ７５Ｄ）のホッパーに投入し、射出圧力７０ＭＰａでインサート成形を行い、アルミニウム合金部材−ポリエチレン部材複合体を得た。

得られた複合体の接合強度は３．３ＭＰａと優れたものであった。

実施例４
アルミニウム合金（Ａ１１００）製試験片（３５ｍｍ（長辺）×１３ｍｍ（短辺）×２ｍｍ（厚さ））をエタノールに浸漬することにより表面の洗浄を行った後、該試験片を９５℃のエタノールアミン０．５重量％を含有する蒸留水混合液に５分間浸漬することによりベーマイト処理を施し、表面を化学処理したアルミニウム合金（Ａ１１００）製試験片を得た。

エチレン−α−オレフィン共重合体（東ソー製、（商品名）ニポロン−Ｌ Ｍ７０、密度９３６ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ２０ｇ／分）１００重量部に対しエチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル−α、β−不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体（住友化学製、（商品名）ボンドファースト７Ｌ）１５重量部を１６０℃に加熱した二軸押出機（東芝機械（株）製、（商品名）ＴＥＭ−３５−１０２Ｂ）のホッパーに投入し、スクリュー回転数２００ｒｐｍにて溶融混練し、ダイより流出する溶融樹脂組成物を冷却後裁断し、ポリエチレン組成物ペレットを作製した。

該アルミニウム合金（Ａ１１００）製試験片を、金型温度６０℃に設定した射出成形機金型内に装着し、該ポリエチレン組成物ペレットを２１０℃に加熱した射出成形機（住友重機械工業製、（商品名）ＳＥ７５Ｄ）のホッパーに投入し、射出圧力７０ＭＰａでインサート成形を行い、アルミニウム合金部材−ポリエチレン部材複合体を得た。

得られた複合体の接合強度は３ＭＰａと優れたものであった。

実施例５
アルミニウム合金（Ａ１０５０）製試験片（３５ｍｍ（長辺）×１３ｍｍ（短辺）×２ｍｍ（厚さ））をアセトンに浸漬することにより表面の洗浄を行った後、該試験片を＃８００のアルミナ、次いで＃1０００のアルミナにて液体ホーニング処理を行い、さらに３０重量％燐酸水溶液中で電流密度０．５Ａ／ｃｍ^３で陽極酸化処理することにより、アルミニウム合金表面を物理的処理後化学処理したアルミニウム合金（Ａ１０５０）製試験片を得た。

高密度ポリエチレン（東ソー製、（商品名）ニポロンハード２５００、密度９６１ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ８ｇ／分）１００重量部に対し、エチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル−酢酸ビニル共重合体（住友化学（株）製、（商品名）ボンドファースト２Ｂ）１０重量部を１５０℃に加熱した二軸押出機（東芝機械（株）製、（商品名）ＴＥＭ−３５−１０２Ｂ）のホッパーに投入し、スクリュー回転数２００ｒｐｍにて溶融混練し、ダイより流出する溶融樹脂組成物を冷却後裁断し、ポリエチレン組成物ペレットを作製した。

該アルミニウム合金（Ａ１０５０）製試験片を金型温度６０℃に設定した射出成形機金型内に装着し、該ポリエチレン組成物ペレット１００重量部を２３０℃に加熱した射出成形機（住友重機械工業製、（商品名）ＳＥ７５Ｄ）のホッパーに投入し、射出圧力７０ＭＰａでインサート成形を行い、アルミニウム合金部材−ポリエチレン部材複合体を得た。

得られた複合体の接合強度は３．４ＭＰａと優れたものであった。

実施例６
アルミニウム合金（Ａ５０５２）製試験片（３５ｍｍ（長辺）×１３ｍｍ（短辺）×２ｍｍ（厚さ））をアセトンに浸漬することにより表面の洗浄を行った後、該試験片を９５℃のトリエタノールアミン０．５重量％を含有する蒸留水混合液に５分間浸漬し、さらに、波長１．０６４μｍのレーザを用いハッチング幅０．０９ｍｍ、周波数９ＫＨｚ、速度８０ｍｍ／秒で直交方向に５回走査することによりレーザ処理を行うことにより、アルミニウム合金表面を化学処理後物理的処理したアルミニウム合金（Ａ５０５２）製試験片を得た。

エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物（東ソー製、（商品名）メルセンＨ−６０５１、密度９９０ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ５．５ｇ／分）１００重量部に対しエチレン−α，β−不飽和カルボン酸アルキルエステル−無水マレイン酸共重合体（アルケマ製、（商品名）ボンダインＡＸ８３９０）１８重量部を１６０℃に加熱した二軸押出機（東芝機械（株）製、（商品名）ＴＥＭ−３５−１０２Ｂ）のホッパーに投入し、スクリュー回転数２００ｒｐｍにて溶融混練し、ダイより流出する溶融樹脂組成物を冷却後裁断し、ポリエチレン組成物ペレットを作製した。

該アルミニウム合金（Ａ５０５２）製試験片を、金型温度６０℃に設定した射出成形機金型内に装着し、該ポリエチレン組成物ペレット１００重量部を２１０℃に加熱した射出成形機（住友重機械工業製、（商品名）ＳＥ７５Ｄ）のホッパーに投入し、射出圧力７０ＭＰａでインサート成形を行い、アルミニウム合金部材−ポリエチレン部材複合体を得た。

得られた複合体の接合強度は３．５ＭＰａと優れたものであった。

実施例７
低密度ポリエチレン低密度ポリエチレン（東ソー製、（商品名）ペトロセン２０３、密度９１９ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ８ｇ／分）の代わりに、高密度ポリエチレン（東ソー製、（商品名）ニポロンハード２０００、密度９６０ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ１５ｇ／分）を用い、射出成形機の温度を２３０℃とした以外は、実施例２と同様に方法によりマグネシウム合金部材−ポリエチレン部材複合体を得た。

得られた複合体の接合強度は、３．５ＭＰａと優れたものであった。

実施例８
アルミニウム合金（Ａ１０５０）製試験片（３５ｍｍ（長辺）×１３ｍｍ（短辺）×２ｍｍ（厚さ））をアセトンに浸漬することにより表面の洗浄を行った後、該試験片を＃８００のアルミナ、次いで＃1０００のアルミナにて液体ホーニング処理を行い、さらに３０重量％燐酸水溶液中で電流密度０．５Ａ／ｃｍ^３で陽極酸化処理することにより、アルミニウム合金表面を物理的処理後化学処理したアルミニウム合金（Ａ１０５０）製試験片を得た。

エチレン−酢酸ビニル共重合体（東ソー製、（商品名）ウルトラセン ５４１、密度９２９ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ９ｇ／分）１００重量部に対し、エチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル−酢酸ビニル共重合体（住友化学（株）製、（商品名）ボンドファースト２Ｂ）１０重量部を１５０℃に加熱した二軸押出機（東芝機械（株）製、（商品名）ＴＥＭ−３５−１０２Ｂ）のホッパーに投入し、スクリュー回転数２００ｒｐｍにて溶融混練し、ダイより流出する溶融樹脂組成物を冷却後裁断し、ポリエチレン組成物ペレットを作製した。

該アルミニウム合金（Ａ１０５０）製試験片を金型温度６０℃に設定した射出成形機金型内に装着し、該ポリエチレン組成物ペレット１００重量部を２００℃に加熱した射出成形機（住友重機械工業製、（商品名）ＳＥ７５Ｄ）のホッパーに投入し、射出圧力７０ＭＰａでインサート成形を行い、アルミニウム合金部材−ポリエチレン部材複合体を得た。

得られた複合体の接合強度は３．４ＭＰａと優れたものであった。

本発明の複合体は、金属部材とポリエチレン部材とを一体化したものであり、接合性、密封性に優れるものであることから、特に電気・電子機器用途、自動車機器用途およびＯＡ精密機械用途に適した複合体として期待されるものである。

Claims (5)

1. 少なくとも下記の（１）〜（３）の工程を経ることを特徴とする金属部材−ポリエチレン部材複合体の製造方法。
   （１）金属部材の表面に物理的処理及び／又は化学処理を施す工程。
   （２）表面に物理的処理及び／又は化学処理を施した金属部材を射出成形機の金型内に装着する工程。
   （３）該金型内に、ポリエチレンを溶融状態で射出し、インサート成形を行い金属部材−ポリエチレン部材複合体とする工程。
2. 金属部材が、アルミニウム製部材、アルミニウム合金製部材、銅製部材、銅合金製部材、マグネシウム製部材、マグネシウム合金製部材、鉄製部材、チタン製部材、チタン合金製部材及びステンレス製部材からなる群より選択される１種以上の金属部材であることを特徴とする請求項１に記載の金属部材−ポリエチレン部材複合体の製造方法。
3. ポリエチレン部材が、エチレン単独重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物からなる群より選択される１種以上のポリエチレンからなるポリエチレン部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属部材−ポリエチレン部材複合体の製造方法。
4. ポリエチレン部材が、ＪＩＳ Ｋ ６９２２−１（１９９７年）で定義された密度が９４２ｋｇ／ｍ^３以上の高密度ポリエチレンからなるポリエチレン部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属部材−ポリエチレン部材複合体の製造方法。
5. ポリエチレン部材が、ポリエチレン１００重量部に対して、さらにエチレン−α、β−不飽和カルボン酸アルキルエステル−無水マレイン酸共重合体、エチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル共重合体、エチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−α、β−不飽和カルボン酸グリシジルエステル−α、β−不飽和カルボン酸アルキルエステル共重合体及び無水マレイン酸グラフト変性エチレン−α−オレフィン共重合体からなる群より選択される少なくとも１種以上の変性エチレン系共重合体１〜５０重量部を含んでなるポリエチレン組成物よりなるポリエチレン部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の金属部材−ポリエチレン部材複合体の製造方法。