JP6333542B2 - 複合構造体および複合構造体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱可塑性樹脂を含む樹脂部材と、金属部材とが接合された金属／樹脂複合構造体に関する。

樹脂部材と金属部材を接合する技術は、例えば、自動車、家庭電化製品、電気電子機器、産業機器などに使われる部品の製造など広い分野において求められている。

近年、樹脂部材と金属部材を接合する技術として、樹脂材料を金属部材に射出成形することにより、樹脂部材と金属部材を接合する方法、いわゆる「射出接合法」が提案されている。

射出接合法では、例えば、表面に微細な凹凸が形成された金属部材に、その金属部材と親和性を有する極性基を持つエンジニアリングプラスチックを射出成形することにより、樹脂材料と金属部材とを接合する。この射出接合法は、大成プラス社の成富らにより精力的に研究がなされ、その技術は特許文献に開示されている（例えば、特許文献１〜５など）。

成富らは、アルミニウム合金に対し、ポリブチレンテレフタレート樹脂（以下「ＰＢＴ」という。）、またはポリフェニレンスルフィド樹脂（以下「ＰＰＳ」という。）を射出接合させる技術を開示している（例えば、特許文献１参照）。また、アルミニウム材の陽極酸化皮膜に大きめの孔を設け、この孔に合成樹脂体を食い込ませ、アンカー効果により固着する技術を開示している（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−２１６４２５号公報 国際公開第２００４／０５５２４８号パンフレット 特開２００９−６７２１号公報 特開２０１０−６４４９６号公報 国際公開第２００３／０６４１５０号パンフレット

本発明者らは、上記特許文献１〜５に代表される、いわゆる「射出接合法」について、種々の樹脂材料について検討を行った。

しかしながら、表面に微細な凹凸が形成された金属部材上に樹脂を射出成形しても、全ての樹脂について、金属表面孔とアンカー効果を発現させ、金属／樹脂接合を達成するのは難しいことが明らかになった。アンカー効果を発現する為には、金属との濡れ性が良く、成形時の流動性も高い樹脂に限られるが、一般にスーパーエンプラと呼ばれる高融点の熱可塑性樹脂は、成形時の流動性が悪いため、金属部材表面の微細凹凸形状内に当該熱可塑性樹脂が入り込むことが困難であり、前述のＰＢＴやＰＰＳとは異なり、接合できないものが存在することが分かってきた。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、アルミニウム合金部品やマグネシウム合金部品に代表される金属部材と、前述したような金属の表面処理を施したものを用いた射出接合技術だけでは接合が難しい熱可塑性樹脂を接合した複合構造体を提供することにある。

本願発明者らは、特定の熱可塑性樹脂部材と、金属部材との射出接合に関して鋭意検討をおこなった。その結果、金属部材の表面の少なくとも一部に特定のプライマー層を形成し、そのプライマー層を介して熱可塑性樹脂材料を成形・接合することにより、樹脂部材と金属部材との接合強度に優れる複合構造体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明によれば、以下に示す複合構造体が提供される。
［１］熱可塑性樹脂からなる樹脂部材と、金属部材とがプライマー層を介して接合された複合構造体であって、前記熱可塑性樹脂がエーテル基を含有してなり、前記プライマーがポリイミドを含んでなる、複合構造体。
［２］熱可塑性樹脂からなる樹脂部材と、金属部材とがプライマー層を介して接合された複合構造体であって、前記熱可塑性樹脂が非晶性樹脂であり、前記プライマーがポリイミドを含んでなる、複合構造体。
［３］［１］または［２］に記載の複合構造体において、前記金属部材は、少なくとも前記プライマー層と接する部位に、微細な凹凸が形成されており、前記プライマー樹脂材料が前記凹凸に入り込むことにより形成されたものである複合構造体。
［４］［１］〜［３］のいずれか１項に記載の複合構造体において、前記金属部材は、鉄、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、銅、銅合金、チタンおよびチタン合金、からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属材料を含む、複合構造体。

本発明によれば、金属部材表面の微細凹凸形状にあらかじめポリイミドを含んでなるプライマー層を形成することにより、成形時の流動性が悪い上述の特定の熱可塑性樹脂部材であっても、該プライマー層と化学的、物理的に相互作用が生じることにより、結果として金属部材との接合強度に優れた、複合構造体を提供することができる。

上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
樹脂部材と金属部材との複合構造体を製造する過程を模式的に示した構成図である。 樹脂部材と金属部材との複合構造体を模式的に示した外観図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、「〜」は特に断りがなければ、以上から以下を表す。

図１は、樹脂部材１０５と金属部材１０３との複合構造体１０６を製造する過程の一例を模式的に示した構成図である。本実施形態に係る複合構造体１０６は、熱可塑性樹脂からなる樹脂部材１０５と、金属部材１０３とが、プライマー層１０４を介して接合されている。上記樹脂部材１０５は、上記樹脂材料を射出成形することにより得られたものであり、複合構造体を製造するひとつの方法である。

以下、上記各手段の主要な要素について詳細に説明する。
（金属部材）
本実施形態における金属部材１０３は、後述するプライマー樹脂材料が入り込める凹凸を表面に有している形状で有れば特に限定されず、公知の技術を用いて得ることができる。具体的な例としては以下の様な形態が挙げられる。

まず、本実施形態における金属部材１０３としては、金属部材１０３の表面に、微細な凹凸が形成されているものが好ましい。

このような微細な凹凸は特に限定されないが、大別すると２種類ある。

その一つは侵食性水溶液または侵食性懸濁液に金属部材１０３を浸漬して得たものである。このような金属部材１０３を電子顕微鏡観察により観察すると、その金属部材１０３の表面には無数の微細な凹凸が形成されており、その凹凸の数平均内径は通常は１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下である。

もう一つは陽極酸化法によって得たものである。その金属部材１０３の表面は主として金属酸化物層となっており、その表面には無数の微細な凹凸が形成されており、その凹凸の数平均内径は通常は１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下である。

ここで、上記凹凸の数平均内径とは、凹凸の凹部の内径の平均値をいう。例えば、電子顕微鏡により金属部材１０３表面の凹凸の画像を観察し、一辺２００または３００ｎｍの正方形内に認められる全ての凹部についてその内径を計り取る。円形でないものは面積が同等の円として内径を仮定する。仮定した内径も含め、全てを積算して個数で除したものを数平均内径とする。

この金属部材１０３は、金属材料を切断、プレスなどによる塑性加工、切削、研削、放電加工などの除肉加工によって所定の形状に加工されたものが好ましい。つまり、種々の加工法により、成形時のインサート用として必要な形状に加工されていることが好ましい。

本実施形態で用いることができる金属部材１０３を構成する金属材料は特に限定されないが、後述する用途展開、入手の容易さ、価格などを考慮すると、鉄、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、銅、銅合金、チタンおよびチタン合金を好ましい例として挙げることができる。

金属部材１０３を構成するマグネシウム合金としては、ＡＳＴＭや日本工業規格（ＪＩＳ）で規格化されている展伸用マグネシウム合金、ダイキャスト法やチクソモールド法の鋳造用マグネシウム合金などが挙げられる。

また、アルミニウム合金としては、例えば、ＪＩＳで規格化されている展伸用の１０００〜７０００番系、およびダイカストグレード各種を使用することができる。
（プライマー層）
プライマー層１０４はポリイミドを含む態様で構成されている。さらに、このポリイミドは熱可塑性ポリイミドであることが好ましい。

このポリイミドは、溶剤を含むワニス状態とすることで金属表面に塗布することが出来る。このポリイミドワニス１００重量部における熱可塑性ポリイミド組成物の固形分濃度は１重量部以上５０重量部未満であることが好ましく、より好ましくは１０から３０重量部である。このような範囲とする事で、ポリイミドワニスの塗工性が良好となる。

ポリイミドワニスに用いる溶媒の種類は、特に限定されず、例えばＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホン、１，３，５−トリメチルベンゼンなどの他、これらの２種以上の混合溶媒、あるいはこれらの溶媒とベンゼン、トルエン、キシレン、ベンゾニトリル、ジオキサン、シクロヘキサンなどとの混合溶媒などを用いうる。

ポリイミドワニスを塗布し、乾燥させてプライマー層１０４を得る場合において、ポリイミドワニスの塗布方法は特に制限はなく、例えば、噴霧塗工法、バーコーター法、スピンコーター法、ディスペンス法、インクジェット法、スクリーン印刷法、およびオフセット印刷法等を用いることが出来る。プライマー層の膜厚は、接合体の用途によって適宜選択されるが、１〜１００μｍ程度とできる。

塗工後の乾燥方法についても特に限定されないが、例えば、自然乾燥や加熱強制乾燥など、公知の方法で乾燥することができる。本実施形態では、好ましく用いられる金属部材１０３の形状を鑑みると、上記乾燥工程も含め加熱する工程を含むことが、金属部材１０３の凹凸にプライマー樹脂材料を侵入させる観点から好ましい。

ポリイミド樹脂を含むプライマー層１０４は、例えば、金属部材１０３の表面に形成された微細な凹凸に入り込み、金属部材１０３とプライマー層１０４とが混在する樹脂侵入層を形成する。この層の形成により、金属とプライマー層が強固に界面を形成する。

本発明における複合構造体を成形する際に、上記プライマー層に後述する熱可塑性樹脂を溶融状態で接触させることで、プライマー樹脂と熱可塑性樹脂を化学的、物理的に相互作用させることで、プライマー樹脂と熱可塑性樹脂がさらに界面を形成する。これにより、熱可塑性樹脂と金属の強固な接合が得られる。

プライマーと熱可塑性樹脂が界面を形成する為には、溶融状態の熱可塑性樹脂が接触することでプライマー樹脂が溶融する必要がある。このためには、プライマーの軟化温度（ガラス転移温度Ｔｇまたは融点Ｔｍ）以上に加熱した熱可塑性樹脂を接触させる必要があり、その後、プライマー及び熱可塑性樹脂の軟化温度以下に冷却、固化することで強固な樹脂／金属接合複合体が得られる。逆に言えば、接合したい熱可塑性樹脂に応じて、プライマーのガラス転移温度Ｔｇや融点Ｔｍをコントロールする必要がある。

このような観点から、ＴｇやＴｍが高く、高い成形温度を必要とするエーテル基を含む熱可塑性樹脂や、流動性が悪く、成形温度を高くする必要のある非晶性の熱可塑性樹脂を接合するには、耐熱性が高く、低温〜高温までＴｇをコントロールできる熱可塑性ポリイミドを含有するプライマーが望ましい。特に高温成形においては、ポリイミドの高いＴｇが非常に有効である。

また、本ポリイミド含有プライマーは、熱可塑性樹脂と接触させ、プライマーと熱可塑性樹脂の界面を形成させたあとに、架橋させて用いることも出来る。
（樹脂部材）
本実施形態における複合構造体１０６を構成する樹脂部材１０５を構成する、前記熱可塑性樹脂成分として好ましい例示としては、エーテル基を含む熱可塑性樹脂、または、非晶性の熱可塑性樹脂が挙げられる。

エーテル基を含む熱可塑性樹脂としては、特に限定は無く、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルサルファイド（ＰＥＳ）、ポリフェニレンエーテル樹脂（ＰＰＥ）、またはその変性体のうち、少なくとも一つを含む樹脂とすることが出来る。

非晶性の熱可塑性樹脂としては、特に限定は無く、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のうち、少なくとも一つを含む樹脂とすることが出来る。
（樹脂部材への充填材の添加）
また、本実施形態における樹脂部材１０５は、金属部材１０３と樹脂部材１０５との線膨張率差の調整、および樹脂部材１０５の機械的強度を向上させることを目的として、充填材を含有していることが好ましい。

本実施形態における充填材としては、繊維状充填材、粒状充填材、板状充填材などの充填材を挙げることができる。上記繊維状充填剤としては、例えばガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などが挙げられる。また、上記板状、粒状充填材としては、例えば炭酸カルシウム、マイカ、ガラスフレーク、ガラスバルーン、ガラス粉、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、炭素繊維やアラミド繊維の粉砕物などが挙げられる。

これらの充填材は、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤で処理したものであることが好ましい。

これらの中でも、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、およびガラス粉からなる群から選ばれる少なくとも一種の充填材を含むことが好ましい。

これらの充填材を含む場合、その含有量は、上記熱可塑性樹脂１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上１００質量部以下であり、より好ましくは５質量部以上９０質量部以下であり、特に好ましくは１０質量部以上８０質量部以下である。

これらの充填材は、樹脂部材１０５の剛性を高める効果の他、樹脂部材１０５の線膨張率を低減、制御できる効果がある。特に、本実施形態の金属部材１０３と樹脂部材１０５との複合構造体１０６の場合は、金属部材１０３と樹脂部材１０５との形状安定性の温度依存性が大きく異なることが多いので、大きな温度変化が起こると複合構造体１０６に歪みが掛かりやすい。上記充填材を含有することにより、この歪みを低減することができる。
（樹脂部材の発泡体化）
また、本実施形態における樹脂部材１０５は、本発明の効果を損ねない範囲で、複合構造体１０６の軽量化や成形後のソリ、ヒケなどの抑制を目的として発泡体とすることもある。発泡体は、樹脂部材１０５に発泡剤を添加して発泡させることにより得られる。発泡剤としては、熱分解型発泡剤、物理発泡剤などが挙げられる。

熱分解型発泡剤は、分解温度以上に加熱されることによりガスを発生して、樹脂を発泡させる発泡剤である。その具体例としては、アゾジカルボンアミドやバリウムアゾジカルボキシレートに代表されるアゾ化合物、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミンに代表されるニトロソ化合物、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）やヒドラジカルボンアミドに代表されるヒドラジン化合物、テトラゾール化合物、あるいは炭酸水素ナトリウムなどの無機系の発泡剤などを挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

熱分解型発泡剤を樹脂部材１０５に配合する方法は、特に限定されないが、例えば、熱分解型発泡剤を樹脂部材１０５とともに押出機、射出成形機等の成形機に供給する方法などが挙げられる。

物理発泡剤は、化学反応を伴わずに、温度変化や圧力変化により膨張したガスによって、樹脂を発泡させる発泡剤である。物理発泡剤としては、窒素、二酸化炭素、水等の無機化合物や、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタンなどの各種炭化水素、フロン化合物、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル等のエーテル類、エタノールやメタノール等の各種アルコール類に代表される有機溶媒などを挙げることができる。

物理発泡剤を樹脂部材１０５に配合する方法は、特に限定されないが、例えば、樹脂部材１０５を成形機に供給し、成形機の途中から物理発泡剤を注入する方法などが挙げられる。
（複合構造体の製造方法）
本発明の金属／樹脂複合構造体の製造方法は特に限定されず、射出成形、押出成形、加熱プレス成形、圧縮成形、トランスファーモールド成形、注型成形、レーザー溶着成形、反応射出成形（ＲＩＭ成形）、リム成形（ＬＩＭ成形）、溶射成形等の樹脂成形方法が採用できる。これらの中でも、射出成形法が好ましい。図１は、樹脂部材１０５と金属部材１０３との複合構造体１０６を製造する射出成形過程を模式的に示した構成図である。本実施形態の複合構造体１０６の製造方法としては、金属部材１０３をインサートした射出成形法により製造することができる。具体的には、以下の工程を含んでいる。
（１）表面の少なくとも一部に上記プライマー層１０４が形成された上記金属部材１０３を、射出成形用の金型１０２内に設置する工程
（２）上記樹脂部材１０５の少なくとも一部が上記プライマー層１０４と接するように、上記金型１０２内に上記樹脂材料を射出成形する工程
前期の２工程を含んでいれば、その他の射出成形技術を組み合わせて製造することができる。例えばガスアシスト成形、ウォーターアシスト成形、ヒート＆クール成形、射出圧縮成形、コアバック成形、カウンタープレッシャー成形、インモールド成形などが挙げられる。

以下、本実施形態の複合構造体１０６の製造方法について詳細に説明する。

まず、射出成形用の金型１０２を用意し、その金型１０２を開いてその一方に表面の少なくとも一部に上記プライマー層１０４が形成された金属部材１０３を設置する。その後、金型１０２を閉じ、熱可塑性樹脂を含む樹脂材料の少なくとも一部が上記プライマー層１０４と接するように、上記金型１０２内に上記樹脂材料を射出して固化する。その後、金型１０２を開き離型することにより、複合構造体１０６を得ることができる。

本実施形態において、上記射出接合工程を経て得られた複合構造体１０６は、プライマー層１０４と熱可塑性樹脂部材１０５との間に、プライマー層１０４を構成するプライマー樹脂材料と、熱可塑性樹脂部材１０５を構成する樹脂材料とが共存する共存層が形成されており、このような共存層を形成させることで、射出成形のメリットである複雑な形状の成形を可能にしつつ、高い接合強度を実現することができる。

上記の共存層を形成させる為には、プライマーが軟化する温度以上の樹脂温度で成形をする必要がある。つまり、プライマーを塗布した金属部材を金型にインサートし、その金属部材に、プライマーが軟化する温度以上に熱した熱可塑性樹脂を射出することにより、プライマーと熱可塑性樹脂の共存層が形成される。その後、金型内で冷却することにより、共存層も固化し、強固な界面が得られ、高い接合強度を実現することが出来る。
（用途）
本発明の複合構造体１０６は、比較的生産性が高く、形状制御の自由度も高いので、様々な用途に展開することが可能である。例えば、車両用構造部品、車両搭載用品、電子機器の筐体、家電機器の筐体、構造用部品、機械部品、種々の自動車用部品、電子機器用部品、家具、台所用品などの家財向け用途、医療機器、建築資材の部品、その他の構造用部品や外装用部品などが挙げられる。

より具体的には、車両関係では、インスツルメントパネル、コンソールボックス、ドアノブ、ドアトリム、シフトレバー、ペダル類、グローブボックス、バンパー、ボンネット、フェンダー、トランク、ドア、ルーフ、座席シート、ラジエータ、オイルパン、ステアリングホイール、ＥＣＵボックス、電装部品などが挙げられる。また、建材や家具類として、ガラス窓枠、手すり、カーテンレール、たんす、引き出し、クローゼット、書棚、机、椅子などが挙げられる。また、精密電子部品類として、コネクタ、リレー、ギヤなどが挙げられる。また、輸送容器として、輸送コンテナ、スーツケース、トランクなどが挙げられる。

また、家電や電気・電子機器の筐体として、例えば、冷蔵庫、洗濯機、掃除機、電子レンジ、エアコン、照明機器、電気湯沸かし器、テレビ、時計、換気扇、プロジェクター、スピーカーなどの家電製品類、パソコン、携帯電話、スマートフォン、デジタルカメラ、タブレット型ＰＣ、携帯音楽プレーヤー、携帯ゲーム機、充電器、電池など電子情報機器などが挙げられる。

その他の用途として、玩具、スポーツ用具、靴、サンダル、鞄、フォークやナイフ、スプーン、皿などの食器類、ボールペンやシャープペン、ファイル、バインダーなどの文具類、フライパンや鍋、やかん、フライ返し、おたま、穴杓子、泡だて器、トングなどの調理器具、リチウムイオン２次電池用部品やロボットなどが挙げられる。

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

以下に、本実施形態を実施例および比較例により説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。なお、図１，２は各実施例の共通の図として使用する。図１は、樹脂部材１０５と金属部材１０３との複合構造体１０６を製造する過程を模式的に示した構成図である。具体的には所定形状に加工され、プライマー層１０４が形成された金属部材１０３を射出成形用の金型１０２内に設置し、射出成形機１０１により、樹脂材料をゲート／ランナー１０７を通して射出し、微細な凹凸が形成された金属部材１０３と一体化された複合構造体１０６を製造する過程を模式的に示している。

図２は、樹脂部材１０５と金属部材１０３との複合構造体１０６を模式的に示した外観図である。

以下、本発明に関わり製造される種々の接合強度をせん断破断強度の測定値により示し、本発明の有効性を確認したものである。

以下、実施例・比較例により得られた複合構造体の評価・測定方法を示す。
（複合構造体の接合強度の測定）
引っ張り試験機「モデル１３２３（アイコーエンジニヤリング社製）」を使用し、引張試験機に専用の治具を取り付け、室温（２３℃）にて、チャック間距離６０ｍｍ、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎの条件にて測定をおこなった。
［実施例１］
（プライマー樹脂材料の塗工）
国際公開２００９／３１６３２号パンフレットの実験例１の方法に準じて表面処理したアルミニウム片に、プライマー樹脂材料をメイヤーバーを使用し室温で塗工をおこなった。次いで、２５０℃のオーブンにて乾燥をおこなった。プライマー樹脂材料としては、三井化学製の溶剤可溶型ポリイミドワニス（型番：ＭＰ１７Ａ）を用いた。

（熱可塑性樹脂）
熱可塑性樹脂として、ＶＩＣＴＲＥＸ社製のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）（ＰＥＥＫ１５０ＧＬ１５（ポリエーテルエーテルケトン８５重量部、ガラス繊維１５重量部含有））を用いた。
（射出成形）
日本製鋼所社製のＪＳＷ Ｊ８５ＡＤ１１０Ｈに小型ダンベル金属インサート金型１０２を装着し、金型１０２内にプライマー層１０４を形成した上記アルミニウム片を設置した。次いで、その金型１０２内に前記熱可塑性樹脂を、シリンダー温度３８０℃、金型温度１７０℃、射出速度２５ｍｍ／ｓｅｃ、保圧８０ＭＰａ、保圧時間１０秒の条件にて射出成形をおこなった。

得られた複合構造体１０６について、接合強度評価をおこなった。評価結果は表１に示す。
［実施例２］
（プライマー樹脂材料の塗工）
実施例１に記載されたのと同様の方法で行った。

（熱可塑性樹脂）
熱可塑性樹脂として、ＳＡＢＩＣ社製のポリエーテルイミド（ＰＥＩ）（Ｕｌｔｅｍ１０００）を用いた。
（射出成形）
日本製鋼所社製のＪＳＷ Ｊ８５ＡＤ１１０Ｈに小型ダンベル金属インサート金型１０２を装着し、金型１０２内にプライマー層１０４を形成した上記アルミニウム片を設置した。次いで、その金型１０２内に前記熱可塑性樹脂を、シリンダー温度３９０℃、金型温度１７０℃、射出速度２５ｍｍ／ｓｅｃ、保圧８０ＭＰａ、保圧時間１０秒の条件にて射出成形をおこなった。

得られた複合構造体１０６について、接合強度評価を行った。評価結果は表１に示す。
［比較例１］
（アルミニウム片）
国際公開２００９／３１６３２号パンフレットの実験例１の方法に準じて表面処理したアルミニウム片にプライマーを塗布せずに、そのまま用いた。
（熱可塑性樹脂）
熱可塑性樹脂として、ＶＩＣＴＲＥＸ社製のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）（ＰＥＥＫ１５０ＧＬ１５（ポリエーテルエーテルケトン８５重量部、ガラス繊維１５重量部含有））を用いた。
（射出成形）
日本製鋼所社製のＪＳＷ Ｊ８５ＡＤ１１０Ｈに小型ダンベル金属インサート金型１０２を装着し、金型１０２内に上記アルミニウム片を設置した。次いで、その金型１０２内に前記熱可塑性樹脂を、シリンダー温度３８０℃、金型温度１７０℃、射出速度２５ｍｍ／ｓｅｃ、保圧８０ＭＰａ、保圧時間１０秒の条件にて射出成形をおこなった。

得られた複合構造体１０６について、接合強度評価をおこなった。評価結果は表１に示す。
［比較例２］
（アルミニウム片）
比較例１に記載したのと同様の方法により、アルミニウム片を得た。
（熱可塑性樹脂）
熱可塑性樹脂として、ＳＡＢＩＣ社製のポリエーテルイミド（ＰＥＩ）（Ｕｌｔｅｍ１０００）を用いた。
（射出成形）
日本製鋼所社製のＪＳＷ Ｊ８５ＡＤ１１０Ｈに小型ダンベル金属インサート金型１０２を装着し、金型１０２内に上記アルミニウム片を設置した。次いで、その金型１０２内に前記熱可塑性樹脂を、シリンダー温度３９０℃、金型温度１７０℃、射出速度２５ｍｍ／ｓｅｃ、保圧８０ＭＰａ、保圧時間１０秒の条件にて射出成形をおこなった。

得られた複合構造体１０６について、接合強度評価を行った。評価結果は表１に示す。
［比較例３］
（プライマー樹脂材料の塗工）
実施例１に記載されたのと同様の方法で行った。
（熱可塑性樹脂）
熱可塑性樹脂として、ポリプラスチックス社製のポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）ジュラネックス３２００（ポリブチレンテレフタラート８０
重量部、ガラス繊維２０重量部含有）を用いた。
（射出成形）
日本製鋼所社製のＪＳＷ Ｊ８５ＡＤ１１０Ｈに小型ダンベル金属インサート金型１０２を装着し、金型１０２内に上記アルミニウム片を設置した。次いで、その金型１０２内に前記熱可塑性樹脂を、シリンダー温度２８０℃、金型温度１４０℃、射出速度２５ｍｍ／ｓｅｃ、保圧８０ＭＰａ、保圧時間１０秒の条件にて射出成形をおこなった。

得られた複合構造体１０６について、接合強度評価をおこなった。評価結果は表１に示す。
［比較例４］
（プライマー樹脂材料の塗工）
国際公開２００９／３１６３２号パンフレットの実験例１の方法に準じて表面処理したアルミニウム片に、プライマー樹脂材料をメイヤーバーを使用し室温で塗工をおこなった。次いで、２００℃のオーブンにて乾燥をおこなった。プライマー樹脂材料としては、三井化学製のポリプロピレン系プライマーであるユニストール（型番：Ｒ‐３００）を用いた。

（熱可塑性樹脂）
熱可塑性樹脂として、ＶＩＣＴＲＥＸ社製のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）（ＰＥＥＫ１５０ＧＬ１５（ポリエーテルエーテルケトン８５重量部、ガラス繊維１５重量部含有））を用いた。
（射出成形）
日本製鋼所社製のＪＳＷ Ｊ８５ＡＤ１１０Ｈに小型ダンベル金属インサート金型１０２を装着し、金型１０２内にプライマー層１０４を形成した上記アルミニウム片を設置した。次いで、その金型１０２内に前記熱可塑性樹脂を、シリンダー温度３８０℃、金型温度１７０℃、射出速度２５ｍｍ／ｓｅｃ、保圧８０ＭＰａ、保圧時間１０秒の条件にて射出成形をおこなった。

得られた複合構造体１０６について、接合強度評価をおこなった。評価結果は表１に示す。

表１に示すプライマーの表記は以下のとおりである。
Ｐ１：三井化学製の溶剤可溶型ポリイミドワニス（ＭＰ１７Ａ）
Ｐ２：三井化学製のポリプロピレン系プライマー（Ｒ−３００）

以上詳述したように、実施例１〜２に示す本発明の複合構造体１０６は、樹脂部材１０５と金属部材１０３とが容易に剥がれることなく強固に一体化されたものである。

Claims (10)

1. 熱可塑性樹脂からなる樹脂部材と、金属部材とがプライマー層を介して接合された複合構造体であって、前記熱可塑性樹脂がエーテル基を有し、前記プライマー層がポリイミドを含み、
   前記樹脂部材は射出成形体であり、
   前記金属部材は少なくとも前記プライマー層と接する部位に微細な凹凸を有し、かつ、前記プライマー層の一部が前記微細な凹凸に入り込んでいる、複合構造体。
2. 請求項１に記載の複合構造体において、
   前記金属部材と前記プライマー層との間に、前記金属部材と前記プライマー層とが混在する樹脂侵入層を有する、複合構造体。
3. 請求項１または２に記載の複合構造体において、
   前記エーテル基を含有する前記熱可塑性樹脂は、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトンケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルファイド、ポリフェニレンエーテル樹脂およびこれらの変性体から選択される少なくとも一種を含む、複合構造体。
4. 熱可塑性樹脂からなる樹脂部材と、金属部材とがプライマー層を介して接合された複合構造体であって、前記熱可塑性樹脂が非晶性樹脂であり、前記プライマー層がポリイミドを含み、
   前記樹脂部材は射出成形体であり、
   前記金属部材は少なくとも前記プライマー層と接する部位に微細な凹凸を有し、かつ、前記プライマー層の一部が前記微細な凹凸に入り込んでいる、複合構造体。
5. 請求項４に記載の複合構造体において、
   前記金属部材と前記プライマー層との間に、前記金属部材と前記プライマー層とが混在する樹脂侵入層を有する、複合構造体。
6. 請求項４または５に記載の複合構造体において、
   前記非晶性樹脂は、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートおよびポリ塩化ビニルから選択される少なくとも一種を含む、複合構造体。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合構造体において、
   前記金属部材は、鉄、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、銅、銅合金、チタンおよびチタン合金、からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属材料を含む、複合構造体。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の複合構造体において、
   前記ポリイミドは熱可塑性ポリイミドを含む、複合構造体。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の複合構造体において、
   前記微細な凹凸の数平均内径が１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下である、複合構造体。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の複合構造体を製造するための製造方法であって、
    表面の少なくとも一部に前記プライマー層が形成された前記金属部材に対し、前記樹脂部材の少なくとも一部が前記プライマー層と接するように、前記樹脂部材を射出成形する工程を含む、複合構造体の製造方法。