JP6512106B2 - 金属樹脂複合体 - Google Patents
金属樹脂複合体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6512106B2 JP6512106B2 JP2015552392A JP2015552392A JP6512106B2 JP 6512106 B2 JP6512106 B2 JP 6512106B2 JP 2015552392 A JP2015552392 A JP 2015552392A JP 2015552392 A JP2015552392 A JP 2015552392A JP 6512106 B2 JP6512106 B2 JP 6512106B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- resin
- resin composite
- mass
- rubber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 215
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 215
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 title claims description 109
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 159
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 159
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 86
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 claims description 70
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 40
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 39
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 28
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 claims description 14
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims description 9
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 claims description 8
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 claims description 8
- 229920003987 resole Polymers 0.000 claims description 8
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 7
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 claims description 6
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 claims description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 6
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 claims description 6
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 4
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 claims description 3
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 3
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 claims description 3
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 35
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- 239000012756 surface treatment agent Substances 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920001342 Bakelite® Polymers 0.000 description 8
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 8
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 description 8
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 8
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 229960004011 methenamine Drugs 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 7
- -1 thiol compound Chemical class 0.000 description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 6
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 3
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 3
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 3
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical class OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- OJMOMXZKOWKUTA-UHFFFAOYSA-N aluminum;borate Chemical compound [Al+3].[O-]B([O-])[O-] OJMOMXZKOWKUTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazine Chemical class C1=CN=NN=C1 JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HHPDFYDITNAMAM-UHFFFAOYSA-N 2-[cyclohexyl(2-hydroxyethyl)amino]ethanol Chemical compound OCCN(CCO)C1CCCCC1 HHPDFYDITNAMAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ROGIWVXWXZRRMZ-UHFFFAOYSA-N 2-methylbuta-1,3-diene;styrene Chemical compound CC(=C)C=C.C=CC1=CC=CC=C1 ROGIWVXWXZRRMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 2-methylphenol;3-methylphenol;4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1.CC1=CC=CC(O)=C1.CC1=CC=CC=C1O QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CMLFRMDBDNHMRA-UHFFFAOYSA-N 2h-1,2-benzoxazine Chemical compound C1=CC=C2C=CNOC2=C1 CMLFRMDBDNHMRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 2h-tetrazol-5-amine Chemical compound NC1=NN=NN1 ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FMGBDYLOANULLW-UHFFFAOYSA-N 3-isocyanatopropyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN=C=O FMGBDYLOANULLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NMUBRRLYMADSGF-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropan-1-ol Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCO NMUBRRLYMADSGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DCQBZYNUSLHVJC-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCS DCQBZYNUSLHVJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVNLBBGBASVLLI-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropylurea Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCNC(N)=O LVNLBBGBASVLLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCS UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVACOMKKELLCHJ-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropylurea Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNC(N)=O LVACOMKKELLCHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSSMYOQKNHMTIP-UHFFFAOYSA-N 5-[dimethoxy(methyl)silyl]pentane-1,3-diamine Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCC(N)CCN OSSMYOQKNHMTIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KHLRJDNGHBXOSV-UHFFFAOYSA-N 5-trimethoxysilylpentane-1,3-diamine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCC(N)CCN KHLRJDNGHBXOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- KLSJWNVTNUYHDU-UHFFFAOYSA-N Amitrole Chemical compound NC1=NC=NN1 KLSJWNVTNUYHDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004641 Diallyl-phthalate Substances 0.000 description 1
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N Maleimide Chemical compound O=C1NC(=O)C=C1 PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 235000019498 Walnut oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 description 1
- 150000003851 azoles Chemical class 0.000 description 1
- QBLDFAIABQKINO-UHFFFAOYSA-N barium borate Chemical compound [Ba+2].[O-]B=O.[O-]B=O QBLDFAIABQKINO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- QUDWYFHPNIMBFC-UHFFFAOYSA-N bis(prop-2-enyl) benzene-1,2-dicarboxylate Chemical compound C=CCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC=C QUDWYFHPNIMBFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- GBAOBIBJACZTNA-UHFFFAOYSA-L calcium sulfite Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])=O GBAOBIBJACZTNA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000010261 calcium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 125000001951 carbamoylamino group Chemical group C(N)(=O)N* 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 229930003836 cresol Natural products 0.000 description 1
- 239000004643 cyanate ester Substances 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- PJIFJEUHCQYNHO-UHFFFAOYSA-N diethoxy-(3-isocyanatopropyl)-methylsilane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)CCCN=C=O PJIFJEUHCQYNHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OOISEBIWKZXNII-UHFFFAOYSA-N diethoxy-ethyl-(3-isocyanatopropyl)silane Chemical compound CCO[Si](CC)(OCC)CCCN=C=O OOISEBIWKZXNII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxido(oxo)titanium Chemical compound [K+].[K+].[O-][Ti]([O-])=O NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-1-ene Chemical group C=C.CC=C HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WYZXIJYWXFEAFG-UHFFFAOYSA-N ethyl-(3-isocyanatopropyl)-dimethoxysilane Chemical compound CC[Si](OC)(OC)CCCN=C=O WYZXIJYWXFEAFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000944 linseed oil Substances 0.000 description 1
- 235000021388 linseed oil Nutrition 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 1
- AHHWIHXENZJRFG-UHFFFAOYSA-N oxetane Chemical compound C1COC1 AHHWIHXENZJRFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 description 1
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L peroxydisulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920001515 polyalkylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 235000013555 soy sauce Nutrition 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003536 tetrazoles Chemical class 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 150000003918 triazines Chemical class 0.000 description 1
- VLCLHFYFMCKBRP-UHFFFAOYSA-N tricalcium;diborate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] VLCLHFYFMCKBRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DDBUVUBWJVIGFH-UHFFFAOYSA-N trichloro(3-isocyanatopropyl)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)CCCN=C=O DDBUVUBWJVIGFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FRGPKMWIYVTFIQ-UHFFFAOYSA-N triethoxy(3-isocyanatopropyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN=C=O FRGPKMWIYVTFIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBXZNTLFQLUFES-UHFFFAOYSA-N triethoxy(propyl)silane Chemical compound CCC[Si](OCC)(OCC)OCC NBXZNTLFQLUFES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JXUKBNICSRJFAP-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical group CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOCC1CO1 JXUKBNICSRJFAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)ethyl]silane Chemical group C1C(CC[Si](OC)(OC)OC)CCC2OC21 DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical group CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N trisodium borate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]B([O-])[O-] BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N trizinc;diborate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000008170 walnut oil Substances 0.000 description 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
- B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
- B32B3/30—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer formed with recesses or projections, e.g. hollows, grooves, protuberances, ribs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14311—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles using means for bonding the coating to the articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/16—Layered products comprising a layer of synthetic resin specially treated, e.g. irradiated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L61/00—Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L61/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J5/00—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
- C09J5/02—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers involving pretreatment of the surfaces to be joined
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J5/00—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
- C09J5/06—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers involving heating of the applied adhesive
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
- B32B2307/538—Roughness
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J2400/00—Presence of inorganic and organic materials
- C09J2400/10—Presence of inorganic materials
- C09J2400/16—Metal
- C09J2400/163—Metal in the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J2400/00—Presence of inorganic and organic materials
- C09J2400/10—Presence of inorganic materials
- C09J2400/16—Metal
- C09J2400/166—Metal in the pretreated surface to be joined
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J2421/00—Presence of unspecified rubber
- C09J2421/006—Presence of unspecified rubber in the substrate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
しかし、金属部材の表面粗さRaやRzを単に調整するだけでは樹脂部材と金属部材との接合強度を十分に向上させることができないことが明らかとなった。
そこで、本発明者らは、樹脂部材と金属部材との接合強度を向上させるためにさらに鋭意検討した。その結果、金属部材の表面に微細な凹凸からなる粗化層を形成し、その粗化層の凹凸を構成する凹部の内部にエラストマーを存在させる構成とすることにより、樹脂部材と金属部材との接合強度に優れた金属樹脂複合体が得られることを見出し、本発明に到達した。
樹脂部材と金属部材とが接合された金属樹脂複合体であって、
前記樹脂部材は熱硬化性樹脂とエラストマーとを含む熱硬化性樹脂組成物を硬化してなり、
前記金属部材は少なくとも前記樹脂部材と接合する接合面に微細な凹凸からなる粗化層を有しており、
前記凹部の断面は、前記凹部の開口部から底部までの間の少なくとも一部に前記開口部の断面幅よりも大きい断面幅を有する形状となっており、
前記凹部の開口部の平均断面幅が2μm以上60μm以下であり、
前記凹部の平均深さが0.5μm以上40μm以下であり、
前記エラストマーの含有量が、前記樹脂部材の全体を100質量%としたとき、1質量%以上10質量%以下であり、
前記粗化層の前記凹凸を構成する凹部の内部に前記エラストマーの一部が存在しており、
前記樹脂部材が海島構造であり、
前記エラストマーが島相に存在し、
前記島相の電子顕微鏡写真の画像解析による平均径が0.1μm以上100μm以下である、金属樹脂複合体が提供される。
金属樹脂複合体100は、樹脂部材101と金属部材102とが接合されてなる。樹脂部材101は熱硬化性樹脂(A)とエラストマー(D)とを含む熱硬化性樹脂組成物(P)を硬化してなる。金属部材102は少なくとも樹脂部材101と接合する接合面103に微細な凹凸からなる粗化層104を有している。粗化層104の上記凹凸を構成する凹部201の内部にエラストマー(D)の一部が存在している。
凹部201の内部に存在するエラストマー(D)は、通常、島相を形成しており、電子顕微鏡写真により、その存在の有無を確認することができる。
以下、金属部材102について説明する。
粗化層104の厚みは、好ましくは3μm以上40μm以下であり、より好ましくは4μm以上32μm以下であり、特に好ましくは4μm以上30μm以下である。粗化層104の厚みが上記範囲内であると、樹脂部材101と金属部材102との接合強度をより一層向上させることができる。ここで、本実施形態において、粗化層104の厚みは、複数の凹部201の中で、最も深さが大きいものの深さD3を表し、電子顕微鏡(SEM)写真から算出することができる。
図2に示すように、凹部201の断面形状は、D2がD1よりも大きければ特に限定されず、様々な形状を取り得る。凹部201の断面形状は、例えば、電子顕微鏡(SEM)により観察することができる。
凹部201の断面形状が上記形状であると、樹脂部材101が凹部201の開口部203から底部205までの間で引っかかるため、アンカー効果が効果的に働く。そのため、樹脂部材101と金属部材102との接合強度が向上すると考えられる。
凹部201の平均深さは、例えば、以下のように走査型電子顕微鏡(SEM)写真から測定することができる。まず、走査型電子顕微鏡により、粗化層104の断面を撮影する。その観察像から、凹部201を任意に50個選択し、それらの深さをそれぞれ測定する。凹部201の深さの全てを積算して個数で除したものを平均深さとする。
開口部203の平均断面幅は、例えば、以下のようにSEM写真から測定することができる。まず、走査型電子顕微鏡により、粗化層104の断面を撮影する。その観察像から、凹部201を任意に50個選択し、それらの断面幅D1をそれぞれ測定する。開口部203の断面幅D1の全てを積算して個数で除したものを平均断面幅とする。
また、金属部材102の接合面103の最大高さRzは、好ましくは1.0μm以上40.0μm以下であり、より好ましくは3.0μm以上30.0μm以下である。上記最大高さRzが上記範囲内であると、樹脂部材101と金属部材102との接合強度をより一層向上させることができる。なお、RaおよびRzは、JIS−B0601に準拠して測定することができる。
上記比表面積が上記範囲内であると、より一層接合強度に優れた金属樹脂複合体100が得られる理由は必ずしも明らかではないが、樹脂部材101との接合面103の表面が、樹脂部材101と金属部材102との間のアンカー効果がより一層強く発現できる構造となっているからだと考えられる。
上記比表面積が上記下限値以上であると、樹脂部材101と金属部材102の接触面積が大きくなり、樹脂部材101と金属部材102とが相互に侵入する領域が増える。その結果、アンカー効果が働く領域が増え、樹脂部材101と金属部材102との接合強度がより一層向上すると考えられる。
一方、上記比表面積が大きすぎると、樹脂部材101と金属部材102とが相互に侵入した領域の金属部材102の割合が減るため、この領域の機械的強度が低下してしまう。そのため、上記比表面積が上記上限値以下であると、樹脂部材101と金属部材102とが相互に侵入した領域の機械的強度がより一層向上し、その結果、樹脂部材101と金属部材102との接合強度をより一層向上させることができると考えられる。
以上から、上記比表面積が上記範囲内であると、樹脂部材101との接合面103の表面が、樹脂部材101と金属部材102との間のアンカー効果がより一層強く発現できる、バランスの良い構造になっていると推察される。
上記光沢度が上記範囲内であると、接合強度により一層優れた金属樹脂複合体100が得られる理由は必ずしも明らかではないが、樹脂部材101との接合面103の表面がより一層乱雑な構造となり、樹脂部材101と金属部材102との間のアンカー効果がより一層強く発現できる構造となっているからだと考えられる。
また、樹脂部材101と接合する接合面103の形状は、特に限定されないが、平面、曲面などが挙げられる。
粗化層104は、例えば、表面処理剤を用いて、金属部材102の表面を化学的処理することにより形成することができる。
ここで、表面処理剤を用いて金属部材102の表面を化学的処理すること自体は従来技術においても行われてきた。しかし、本発明者らは、(1)金属部材と表面処理剤の組み合わせ、(2)化学的処理の温度および時間、(3)化学的処理後の金属部材表面の後処理、などの因子を高度に制御することにより、凹部201の内部にエラストマー(D)を存在させることが可能な粗化層104が得られることを見出した。樹脂部材101と金属部材102との接合強度をより一層向上できる粗化層104を得るためには、これらの因子を高度に制御することが特に重要となる。
以下、金属部材102の表面上に粗化層104を形成する方法の一例を示す。ただし、本実施形態に係る粗化層104の形成方法は、以下の例に限定されない。
鉄やステンレスから構成される金属部材を用いる場合は、表面処理剤として、無機酸、塩素イオン源、第二銅イオン源、チオール系化合物を必要に応じて組合せた水溶液を選択するのが好ましい。
アルミニウムやアルミニウム合金から構成される金属部材を用いる場合は、表面処理剤として、アルカリ源、両性金属イオン源、硝酸イオン源、チオ化合物を必要に応じて組合せた水溶液を選択するのが好ましい。
マグネシウムやマグネシウム合金から構成される金属部材を用いる場合は、表面処理剤として、アルカリ源が用いられ、特に水酸化ナトリウムの水溶液を選択するのが好ましい。
銅や銅合金から構成される金属部材を用いる場合は、表面処理剤として、硝酸、硫酸などの無機酸、不飽和カルボン酸などの有機酸、過硫酸塩、過酸化水素、イミダゾールおよびその誘導体、テトラゾールおよびその誘導体、アミノテトラゾールおよびその誘導体、アミノトリアゾールおよびその誘導体などのアゾール類、ピリジン誘導体、トリアジン、トリアジン誘導体、アルカノールアミン、アルキルアミン誘導体、ポリアルキレングリコール、糖アルコール、第二銅イオン源、塩素イオン源、ホスホン酸系キレート剤酸化剤、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−N−シクロヘキシルアミンから選ばれる少なくとも1種を用いた水溶液を選択するのが好ましい。
本実施形態では、深さ方向のエッチング量を調整することにより、前述した粗化層104の厚み、凹部201の平均深さ、比表面積、光沢度、Ra、Rz等を調整することができる。
以上の手順により、本実施形態に係る粗化層104を有する金属部材102を得ることができる。
つぎに、本実施形態に係る樹脂部材101について説明する。
樹脂部材101は、熱硬化性樹脂(A)とエラストマー(D)とを含む熱硬化性樹脂組成物(P)を硬化してなる。
これらの中でも、耐熱性、加工性、機械的特性、電気特性、接着性および耐摩耗性に優れるフェノール樹脂が好適に用いられる。
熱硬化性樹脂(A)の含有量は、樹脂部材101の全体を100質量%としたとき、好ましくは15質量%以上60質量%以下であり、より好ましくは25質量%以上50質量%以下である。
これらの中でも入手容易性、安価およびロール混練による作業性が良好などの理由からノボラック型フェノール樹脂が好ましい。
エラストマー(D)の含有量は、樹脂部材101の全体を100質量%としたとき、好ましくは1質量%以上10質量%以下であり、より好ましくは1.5質量%以上7質量%以下である。エラストマー(D)の含有量を上記範囲内とすることにより、樹脂部材101の機械的強度を維持しつつ、樹脂部材101の靭性をより一層向上させることができる。これにより、樹脂部材101と金属部材102との接合強度により一層優れた金属樹脂複合体100を得ることができる。
充填材(B)の含有量は、樹脂部材101の全体を100質量%としたとき、好ましくは30質量%以上80質量%以下であり、より好ましくは40質量%以上70質量%以下である。充填材(B)の含有量を上記範囲内とすることにより、熱硬化性樹脂組成物(P)の作業性を向上させつつ、得られる樹脂部材101の機械的強度をより一層向上させることができる。これにより、樹脂部材101と金属部材102との接合強度により一層優れた金属樹脂複合体100を得ることができる。また、充填材(B)の種類や含有量を調整することにより、得られる樹脂部材101の線膨張係数αRの値を調整することができる。
また、充填材(B)としては、平均長径が5μm以上50mm以下で、平均アスペクト比が1以上1000以下である繊維状充填材または板状充填材を含むことがより好ましい。
充填材(B)の平均長径および平均アスペクト比は、例えば、以下のようにSEM写真から測定することができる。まず、走査型電子顕微鏡により、複数の繊維状充填材または板状充填材を撮影する。その観察像から、繊維状充填材または板状充填材を任意に50個選択し、それらの長径(繊維状充填材の場合は繊維長、板状充填材の場合は平面方向の長径寸法)および短径(繊維状充填材の場合は繊維径、板状充填材の場合は厚み方向の寸法)をそれぞれ測定する。長径の全てを積算して個数で除したものを平均長径とする。同様に、短径の全てを積算して個数で除したものを平均短径とする。そして、平均短径に対する平均長径を平均アスペクト比とする。
これらは単独で使用してもよいし、2種以上組み合わせて使用してもよい。
つぎに、本実施形態に係る金属樹脂複合体100について説明する。
金属樹脂複合体100は、樹脂部材101と金属部材102とが接合されてなる。樹脂部材101は熱硬化性樹脂(A)とエラストマー(D)とを含む熱硬化性樹脂組成物(P)を硬化してなる。金属部材102は少なくとも樹脂部材101と接合する接合面103に微細な凹凸からなる粗化層104を有している。粗化層104の上記凹凸を構成する凹部201の内部にエラストマー(D)の一部が存在している。
なお、本実施形態において、線膨張係数に異方性がある場合は、それらの平均値を表す。例えば、樹脂部材101がシート状の場合、流動方向(MD)の線膨張係数と、それと垂直方向(TD)の線膨張係数とが異なる場合、それらの平均値が樹脂部材101の線膨張係数αRとなる。
ここで、接着剤とは、金属樹脂複合体の技術分野で公知の接着剤をいい、例えば、エポキシ系接着剤などが挙げられる。
こうした構造であると、樹脂部材101の靭性を向上させるとともに金属樹脂複合体100の耐衝撃性を向上できる。そのため、金属樹脂複合体100に外部から衝撃が加わっても、樹脂部材101と金属部材102との接合強度を維持することができる。海島構造は、電子顕微鏡写真により観察することができる。
島相の平均径は、以下のように走査型電子顕微鏡(SEM)写真から測定することができる。まず、走査型電子顕微鏡により、樹脂部材101の断面を撮影する。その観察像から、樹脂部材101に存在する島相を任意に50個選択し、それらの直径をそれぞれ測定する。島相の直径の全てを積算して個数で除したものを平均径とする。
つづいて、金属樹脂複合体100の製造方法について説明する。金属樹脂複合体100の製造方法としては特に限定されないが、例えば、射出成形法、移送成形法、圧縮成形法、射出圧縮成形法などが挙げられる。これらの中でも、射出成形法が特に適している。
(1)少なくとも樹脂部材101と接合する接合面103に粗化層104を有する金属部材102を、金型105内に設置する工程
(2)金型105内に熱硬化性樹脂組成物(P)を注入し、熱硬化性樹脂組成物(P)の少なくとも一部が接合面103に接触した状態で熱硬化性樹脂組成物(P)を硬化することにより、熱硬化性樹脂組成物(P)からなる樹脂部材101と金属部材102とを接合する工程
まず、金型105を用意し、その金型105内に金属部材102を設置する。次いで、射出成形機107を用いて、金型105内に、熱硬化性樹脂組成物(P)の少なくとも一部が金属部材102の接合面103に接触するように、熱硬化性樹脂組成物(P)を射出する。つづいて、熱硬化性樹脂組成物(P)の少なくとも一部が接合面103に接触した状態で熱硬化性樹脂組成物(P)を硬化する。その後、金型105から金属樹脂複合体100を取り出し、金属樹脂複合体100が得られる。
最低溶融粘度が上記下限値以上であると、熱硬化性樹脂(A)と充填材(B)とが分離し、熱硬化性樹脂(A)のみが流動してしまうことを抑制でき、より均質な樹脂部材101を得ることができる。
また、最低溶融粘度が上記上限値以下であると、熱硬化性樹脂組成物(P)の凹部201への侵入性を向上できるため、凹部201の内部にエラストマー(D)を十分に供給することができる。その結果、樹脂部材101と金属部材102とが相互に侵入した領域の靭性をより一層向上させることができる。
このような粘度挙動を有すると、熱硬化性樹脂組成物(P)を加熱硬化して樹脂部材101を形成する際に、熱硬化性樹脂組成物(P)中に空気が侵入するのを抑制できるとともに、熱硬化性樹脂組成物(P)中に溶けている気体を十分に外部に排出できる。その結果、樹脂部材101に気泡が生じてしまうことを抑制できる。気泡の発生が抑制されることにより、樹脂部材101の機械的強度をより一層向上させることができる。
本実施形態に係る金属樹脂複合体100は、生産性が高く、形状制御の自由度も高いので、様々な用途に展開することができる。例えば、航空機用部品、自動車用部品、電子機器用部品、家庭用電化製品用部品、産業機器用部品などに用いることができる。本実施形態に係る金属樹脂複合体100は、自動車用部品の用途に特に用いられることが好ましい。
以下、参考形態の例を付記する。
1. 樹脂部材と金属部材とが接合された金属樹脂複合体であって、
前記樹脂部材は熱硬化性樹脂とエラストマーとを含む熱硬化性樹脂組成物を硬化してなり、
前記金属部材は少なくとも前記樹脂部材と接合する接合面に微細な凹凸からなる粗化層を有しており、
前記粗化層の前記凹凸を構成する凹部の内部に前記エラストマーの一部が存在している、金属樹脂複合体。
2. 1.に記載の金属樹脂複合体において、
前記凹部の断面は、前記凹部の開口部から底部までの間の少なくとも一部に前記開口部の断面幅よりも大きい断面幅を有する形状となっている、金属樹脂複合体。
3. 1.または2.に記載の金属樹脂複合体において、
前記樹脂部材が海島構造であり、
前記エラストマーが島相に存在する、金属樹脂複合体。
4. 3.に記載の金属樹脂複合体において、
前記島相の電子顕微鏡写真の画像解析による平均径が0.1μm以上100μm以下である、金属樹脂複合体。
5. 1.乃至4.いずれかに記載の金属樹脂複合体において、
前記エラストマーが未変性のポリ酢酸ビニル、カルボン酸変性のポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、アクリルゴム、スチレン・イソプレンゴム、アクリロニトリル・ブダジエンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴムおよびフッ素ゴムからなる群から選ばれる一種または二種以上である、金属樹脂複合体。
6. 1.乃至5.いずれかに記載の金属樹脂複合体において、
前記凹部の開口部の平均断面幅が2μm以上60μm以下である、金属樹脂複合体。
7. 1.乃至6.いずれかに記載の金属樹脂複合体において、
前記凹部の平均深さが0.5μm以上40μm以下である、金属樹脂複合体。
8. 1.乃至7.いずれかに記載の金属樹脂複合体において、
前記粗化層の厚みが3μm以上40μm以下の範囲内である、金属樹脂複合体。
9. 1.乃至.8いずれかに記載の金属樹脂複合体において、
前記エラストマーの含有量が、前記樹脂部材の全体を100質量%としたとき、1質量%以上10質量%以下である、金属樹脂複合体。
10. 1.乃至9.いずれかに記載の金属樹脂複合体において、
前記熱硬化性樹脂はフェノール樹脂である、金属樹脂複合体。
11. 10.に記載の金属樹脂複合体において、
前記フェノール樹脂が、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂およびアリールアルキレン型フェノール樹脂からなる群から選ばれる一種または二種以上である、金属樹脂複合体。
12. 1.乃至11.いずれかに記載の金属樹脂複合体において、
前記熱硬化性樹脂組成物が、動的粘弾性測定装置を用いて、60℃から昇温速度3℃/min、周波数1Hzで溶融状態まで昇温したときに、
初期は溶融粘度が減少し、最低溶融粘度に到達した後、さらに上昇するような特性を有し、かつ、
前記最低溶融粘度が10Pa・s以上2000Pa・s以下の範囲内である、金属樹脂複合体。
13. 12.に記載の金属樹脂複合体において、
前記最低溶融粘度に到達する温度が100℃以上250℃以下の範囲内である、金属樹脂複合体。
14. 1.乃至13.いずれかに記載の金属樹脂複合体において、
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、銅および銅合金からなる群から選ばれる一種または二種以上の金属材料により形成されたものである、金属樹脂複合体。
15. 1.乃至14.いずれかに記載の金属樹脂複合体において、
射出成形法、移送成形法、圧縮成形法、および射出圧縮成形法から選択される成形法を用いて、前記熱硬化性樹脂組成物の少なくとも一部が前記金属部材の前記接合面に接触した状態で前記熱硬化性樹脂組成物を硬化することにより得られるものである、金属樹脂複合体。
<熱硬化性樹脂組成物(P1)の調製>
ノボラック型フェノール樹脂(PR−51305、住友ベークライト社製)を32.0質量%、ヘキサメチレンテトラミンを6.0質量%、ガラス繊維(CS3E479、日東紡社製、平均粒子径:11μm、平均長径:3mm、平均アスペクト比:270)を58.0質量%、アクリロニトリル・ブタジエンゴム(JSR社製、製品名:PNC−38)を2.0質量%、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、製品名:KBE−903)を0.2質量%、酸化マグネシウム(神島化学工業社製、製品名:スターマグ)を0.5質量%、潤滑剤等のその他の成分を1.3質量%、それぞれ乾式混合し、これを90℃の加熱ロールで溶融混練して、シート状にして冷却したものを粉砕して顆粒状の熱硬化性樹脂組成物(P1)を得た。
流動特性評価装置(高化式フローテスター、CFT−500D)を用いて、175℃における熱硬化性樹脂組成物(P1)の溶融粘度を測定した。
また、アントンパールジャパン社製レオメーターMCR301を用い、熱硬化性樹脂組成物(P1)を60℃から昇温速度3℃/min、周波数1Hzで200℃まで昇温した。得られた粘度プロファイルより、最低溶融粘度および最低溶融粘度に到達する温度を求めた。
表面処理がされていないアルミニウム合金シートとして、その表面が#4000の研磨紙で十分研磨された、A5052のアルミニウム合金シートA(80mm×10mm、厚さ1.0mm)を用意した。
水酸化カリウム(16質量%)、塩化亜鉛(5質量%)、硝酸ナトリウム(5質量%)、チオ硫酸ナトリウム(13質量%)の水溶液を調製した。得られた水溶液(30℃)中に、アルミニウム合金シートAを浸漬して揺動させ、深さ方向に15μm(アルミニウムの減少した重量から算出)溶解させた。次いで、水洗を行い、35質量%の硝酸水溶液(30℃)中に浸漬して、20秒間揺動させた。その後、水洗、乾燥し、アルミニウム合金シート1を得た。
(金属部材の表面粗さの測定)
超深度形状測定顕微鏡(キーエンス社製VK9700)を用いて、倍率20倍における金属部材の樹脂部材との接合面の表面形状を測定した。表面粗さはRaおよびRzを測定した。RaおよびRzは、JIS−B0601に準拠して測定した。
アルミニウム合金シート1のRaは4.0μm、Rzは15.5μmであった。
測定対象試料を120℃で、6時間真空乾燥した後、自動比表面積/細孔分布測定装置(BELSORPminiII、日本ベル社製)を用いて、液体窒素温度における窒素吸脱着量を測定した。窒素吸着BET法による実表面積はBETプロットから算出した。測定した窒素吸着BET法による実表面積を、見掛け表面積で割ることにより比表面積を算出した。
アルミニウム合金シート1の比表面積は270であった。
金属部材の表面の光沢度は、ディジタル光沢度計(20°、60°)(GM−26型、村上色彩技術研究所社製)を用いて、ASTM−D523に準拠して測定角度60°で測定した。
アルミニウム合金シート1の光沢度は10であった。
金属部材の表面を電子顕微鏡(SEM)で撮影し、金属部材の表面に存在する粗化層の構造を観察した。図4に、実施例1で得られたアルミニウム合金シート1の表面に存在する粗化層の拡大図を表す電子顕微鏡写真を示す。これにより、粗化層の厚み、凹部の断面形状、凹部の平均深さ、開口部の平均断面幅をそれぞれ求めた。
アルミニウム合金シート1の粗化層の厚みは15μm、凹部の平均深さは13μm、開口部の平均断面幅は14μmであった。また、図4に示すように、凹部の断面は、凹部の開口部から底部までの間の少なくとも一部に開口部の断面幅よりも大きい断面幅を有する形状となっていた。
熱機械分析装置TMA(TAインスツルメント社製、EXSTAR6000)を用いて5℃/分の圧縮条件で、25 ℃から樹脂部材のガラス転移温度までの範囲における線膨張係数αMを測定した。アルミニウム合金シート1の線膨張係数αMは23ppm/℃であった。
得られた熱硬化性樹脂組成物(P1)およびアルミニウム合金シート1を用いて、金属樹脂複合体1を作製した。具体的には、以下の手順により作製した。
はじめに、金型内に厚み1mmのアルミニウム合金シート1を配置する。次いで、硬化後の厚みが3mmとなるように、熱硬化性樹脂組成物(P1)を加熱し、上記金型内に所定量注入する。最後に、圧縮成形により熱硬化性樹脂組成物(P1)を硬化することにより、厚み3mmの樹脂部材シートと厚み1mmのアルミニウム合金シート1の2層シートである金属樹脂複合体1を得た。この金属樹脂複合体1を試験片1とした。なお、圧縮成形条件は、実効圧力20MPa、金型温度175℃、硬化時間3分間とした。
金属樹脂複合体1の接合部の断面を電子顕微鏡(SEM)で撮影し、接合部の断面の構造と凹部の内部にエラストマーが存在するか否かを確認した。
樹脂部材の断面を電子顕微鏡(SEM)で撮影し、樹脂部材の断面の構造を観察した。得られたSEM写真から海島構造の有無を確認し、島相の平均径を求めた。
得られた試験片1の曲げ強度をJIS K 6911に準じて、25℃雰囲気下で測定した。このとき、アルミニウム合金シート1を下側に配置して試験を行った。ここで、曲げ強度の単位は、「MPa」である。
得られた試験片1の引張りせん断強度試験をJIS K 6850に準じて、25℃雰囲気下で測定した。ここで、引張りせん断強度の単位は「MPa」である。
熱機械分析装置TMA(TAインスツルメント社製、EXSTAR6000)を用いて5℃/分の圧縮条件で、樹脂部材シートの25 ℃からガラス転移温度までの範囲における線膨張係数αRを測定した。熱硬化性樹脂組成物(P1)からなる厚み3mmの樹脂部材シートの線膨張係数αRは、流動方向で16ppm/℃、それと垂直方向で45ppm/℃であり、平均値は31ppm/℃であった。よって、線膨張係数の差(αR−αM)は8ppm/℃であった。
熱硬化性樹脂組成物(P1)の代わりに、以下の熱硬化性樹脂組成物(P2)を使用した以外は実施例1と同様の方法により金属樹脂複合体2を作製した。この金属樹脂複合体2を試験片2とし、実施例1と同様の評価をおこなった。
ノボラック型フェノール樹脂(PR−51305、住友ベークライト社製)を32.0質量%、ヘキサメチレンテトラミンを6.0質量%、ガラス繊維(CS3E479、日東紡社製、平均粒子径:11μm、平均長径:3mm、平均アスペクト比:270)を58.0質量%、ポリビニルブチラール(積水化学社製、製品名:BL1)を2.0質量%、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、製品名:KBE−903)を0.2質量%、酸化マグネシウム(神島化学工業社製、製品名:スターマグ)を0.5質量%、潤滑剤等のその他の成分を1.3質量%、それぞれ乾式混合し、これを90℃の加熱ロールで溶融混練して、シート状にして冷却したものを粉砕して顆粒状の熱硬化性樹脂組成物(P2)を得た。
熱硬化性樹脂組成物(P2)からなる厚み3mmの樹脂部材シートの線膨張係数αRは、流動方向で16ppm/℃、それと垂直方向で45ppm/℃であり、平均値は31ppm/℃であった。よって、線膨張係数の差(αR−αM)は8ppm/℃であった。
熱硬化性樹脂組成物(P1)の代わりに、以下の熱硬化性樹脂組成物(P3)を使用した以外は実施例1と同様の方法により金属樹脂複合体3を作製した。この金属樹脂複合体3を試験片3とし、実施例1と同様の評価をおこなった。
ノボラック型フェノール樹脂(PR−51305、住友ベークライト社製)を32.0質量%、ヘキサメチレンテトラミンを6.0質量%、ガラス繊維(CS3E479、日東紡社製、平均粒子径:11μm、平均長径:3mm、平均アスペクト比:270)を58.0質量%、カルボン酸変性ポリ酢酸ビニル(電気化学工業社製、製品名:デンカASR CH−09)を2.0質量%、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、製品名:KBE−903)を0.2質量%、酸化マグネシウム(神島化学工業社製、製品名:スターマグ)を0.5質量%、潤滑剤等のその他の成分を1.3質量%、それぞれ乾式混合し、これを90℃の加熱ロールで溶融混練して、シート状にして冷却したものを粉砕して顆粒状の熱硬化性樹脂組成物(P3)を得た。
熱硬化性樹脂組成物(P3)からなる厚み3mmの樹脂部材シートの線膨張係数αRは、流動方向で16ppm/℃、それと垂直方向で46ppm/℃であり、平均値は31ppm/℃であった。よって、線膨張係数の差(αR−αM)は8ppm/℃であった。
熱硬化性樹脂組成物(P1)の代わりに、以下の熱硬化性樹脂組成物(P4)を使用した以外は実施例1と同様の方法により金属樹脂複合体4を作製した。この金属樹脂複合体4を試験片4とし、実施例1と同様の評価をおこなった。
レゾール型フェノール樹脂(住友ベークライト社製、PR−513723)を27.0質量%、ノボラック型フェノール樹脂(PR−51305、住友ベークライト社製)を7.0質量%、ガラス繊維(CS3E479、日東紡社製、平均粒子径:11μm、平均長径:3mm、平均アスペクト比:270)を61.0質量%、アクリロニトリル・ブタジエンゴム(JSR社製、製品名:PNC−38)を2.0質量%、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、製品名:KBE−903)を0.2質量%、硬化助剤(消石灰)を1.0質量%、潤滑剤等のその他の成分を1.8質量%、それぞれ乾式混合し、これを90℃の加熱ロールで溶融混練して、シート状にして冷却したものを粉砕して顆粒状の熱硬化性樹脂組成物(P4)を得た。
熱硬化性樹脂組成物(P4)からなる厚み3mmの樹脂部材シートの線膨張係数αRは、流動方向で16ppm/℃、それと垂直方向で45ppm/℃であり、平均値は31ppm/℃であった。よって、線膨張係数の差(αR−αM)は8ppm/℃であった。
熱硬化性樹脂組成物(P1)の代わりに、以下の熱硬化性樹脂組成物(P5)を使用した以外は実施例1と同様の方法により金属樹脂複合体5を作製した。この金属樹脂複合体5を試験片5とし、実施例1と同様の評価をおこなった。
レゾール型フェノール樹脂(住友ベークライト社製、PR−513723)を28.0質量%、ノボラック型フェノール樹脂(PR−51305、住友ベークライト社製)を8.0質量%、ガラス繊維(CS3E479、日東紡社製、平均粒子径:11μm、平均長径:3mm、平均アスペクト比:270)を55.0質量%、未焼成クレー(ECC社製、製品名:ECKALITE1、平均粒子径:0.4μm、平均長径:8mm、平均アスペクト比:20)を3.0質量%、アクリロニトリル・ブタジエンゴム(JSR社製、製品名:PNC−38)を2.0質量%、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、製品名:KBE−903)を0.2質量%、硬化助剤(消石灰)を1.0質量%、潤滑剤等のその他の成分を2.8質量%、それぞれ乾式混合し、これを90℃の加熱ロールで溶融混練して、シート状にして冷却したものを粉砕して顆粒状の熱硬化性樹脂組成物(P5)を得た。
熱硬化性樹脂組成物(P5)からなる厚み3mmの樹脂部材シートの線膨張係数αRは、流動方向で22ppm/℃、それと垂直方向で43ppm/℃であり、平均値は32ppm/℃であった。よって、線膨張係数の差(αR−αM)は9ppm/℃であった。
アルミニウム合金シート1の代わりに、以下のアルミニウム合金シート2を使用した以外は実施例1と同様の方法により金属樹脂複合体6を作製した。この金属樹脂複合体6を試験片6とし、実施例1と同様の評価をおこなった。
水酸化カリウム(16質量%)、塩化亜鉛(5質量%)、硝酸ナトリウム(5質量%)、チオ硫酸ナトリウム(13質量%)の水溶液を調製した。得られた水溶液(30℃)中に、アルミニウム合金シートAを浸漬して揺動させ、深さ方向に30μm(アルミニウムの減少した重量から算出)溶解させた。次いで、水洗を行い、35質量%の硝酸水溶液(30℃)中に浸漬して、20秒間揺動させた。その後、水洗、乾燥し、アルミニウム合金シート2を得た。
アルミニウム合金シート2の特性は以下のとおりであった。
Ra:4.0μm
Rz:29.0μm
比表面積:290
光沢度:9
粗化層の厚み:30μm
凹部の平均深さ:28μm
開口部の平均断面幅:5μm
線膨張係数αM:23ppm/℃
また、凹部の断面は、凹部の開口部から底部までの間の少なくとも一部に開口部の断面幅よりも大きい断面幅を有する形状になっていた。
アルミニウム合金シート1の代わりに、以下のアルミニウム合金シート3を使用した以外は実施例1と同様の方法により金属樹脂複合体7を作製した。この金属樹脂複合体7を試験片7とし、実施例1と同様の評価をおこなった。
水酸化カリウム(16質量%)、塩化亜鉛(5質量%)、硝酸ナトリウム(5質量%)、チオ硫酸ナトリウム(13質量%)の水溶液を調製した。得られた水溶液(30℃)中に、アルミニウム合金シートAを浸漬して揺動させ、深さ方向に4μm(アルミニウムの減少した重量から算出)溶解させた。次いで、水洗を行い、35質量%の硝酸水溶液(30℃)中に浸漬して、20秒間揺動させた。その後、水洗、乾燥し、アルミニウム合金シート3を得た。
アルミニウム合金シート3の特性は以下のとおりであった。
Ra:1.0μm
Rz:4.0μm
比表面積:160
光沢度:8
粗化層の厚み:4μm
凹部の平均深さ:3.5μm
開口部の平均断面幅:3μm
線膨張係数αM:23ppm/℃
また、凹部の断面は、凹部の開口部から底部までの間の少なくとも一部に開口部の断面幅よりも大きい断面幅を有する形状になっていた。
熱硬化性樹脂組成物(P1)の代わりに、以下の熱硬化性樹脂組成物(P6)を使用した以外は実施例1と同様の方法により金属樹脂複合体8を作製した。この金属樹脂複合体8を試験片8とし、実施例1と同様の評価をおこなった。
ノボラック型フェノール樹脂(PR−51305、住友ベークライト社製)を34.0質量%、ヘキサメチレンテトラミンを6.0質量%、ガラス繊維(CS3E479、日東紡社製、平均粒子径:11μm、平均長径:3mm、平均アスペクト比:270)を58.0質量%、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、製品名:KBE−903)を0.2質量%、酸化マグネシウム(神島化学工業社製、製品名:スターマグ)を0.5質量%、潤滑剤等のその他の成分を1.3質量%それぞれ乾式混合し、これを90℃の加熱ロールで溶融混練して、シート状にして冷却したものを粉砕して顆粒状の熱硬化性樹脂組成物(P6)を得た。
熱硬化性樹脂組成物(P6)からなる厚み3mmの樹脂部材シートの線膨張係数αRは、流動方向で17ppm/℃、それと垂直方向で47ppm/℃であり、平均値は32ppm/℃であった。よって、線膨張係数の差(αR−αM)は9ppm/℃であった。
アルミニウム合金シート1の代わりに、実施例1で使用した表面処理がされていないアルミニウム合金シートAを使用した以外は実施例1と同様の方法により金属樹脂複合体9を作製した。この金属樹脂複合体9を試験片9とし、実施例1と同様の評価をおこなった。
アルミニウム合金シートAの特性は以下のとおりであった。
Ra:0.5μm
Rz:0.7μm
比表面積:50
光沢度:260
粗化層の厚み:0μm
凹部の平均深さ:0μm
開口部の平均断面幅:0μm
線膨張係数αM:23ppm/℃
また、凹部の断面は、凹部の開口部から底部までの間の少なくとも一部に開口部の断面幅よりも大きい断面幅を有する形状になっていなかった。
アルミニウム合金シート1の代わりに、以下のアルミニウム合金シート4を使用した以外は実施例1と同様の方法により金属樹脂複合体10を作製した。この金属樹脂複合体10を試験片10とし、実施例1と同様の評価をおこなった。
#80の耐水研磨紙を水で濡らした後、平滑な面に設置した。つぎに、この耐水研磨紙に、実施例1で使用した表面処理がされていないアルミニウム合金シートAを軽く押さえ付けながら10cm程度の距離を10回だけ往復させてアルミニウム合金シート4を得た。
アルミニウム合金シート4の特性は以下のとおりであった。
Ra:1.5μm
Rz:7.0μm
比表面積:80
光沢度:60
粗化層の厚み:7μm
凹部の平均深さ:5μm
開口部の平均断面幅:70μm
線膨張係数αM:23ppm/℃
また、凹部の断面は、凹部の開口部から底部までの間の少なくとも一部に開口部の断面幅よりも大きい断面幅を有する形状になっていなかった。
これに対し、比較例1で得られた金属樹脂複合体8において、凹部の内部にエラストマーは観察されず、金属樹脂複合体7はせん断引張り強度に劣っていた。また、比較例2〜3で得られた金属樹脂複合体9〜10は、せん断引張り強度だけでなく曲げ強度も大きく劣っていた。
Claims (9)
- 樹脂部材と金属部材とが接合された金属樹脂複合体であって、
前記樹脂部材は熱硬化性樹脂とエラストマーとを含む熱硬化性樹脂組成物を硬化してなり、
前記金属部材は少なくとも前記樹脂部材と接合する接合面に微細な凹凸からなる粗化層を有しており、
前記凹部の断面は、前記凹部の開口部から底部までの間の少なくとも一部に前記開口部の断面幅よりも大きい断面幅を有する形状となっており、
前記凹部の開口部の平均断面幅が2μm以上60μm以下であり、
前記凹部の平均深さが0.5μm以上40μm以下であり、
前記エラストマーの含有量が、前記樹脂部材の全体を100質量%としたとき、1質量%以上10質量%以下であり、
前記粗化層の前記凹凸を構成する凹部の内部に前記エラストマーの一部が存在しており、
前記樹脂部材が海島構造であり、
前記エラストマーが島相に存在し、
前記島相の電子顕微鏡写真の画像解析による平均径が0.1μm以上100μm以下である、金属樹脂複合体。 - 請求項1に記載の金属樹脂複合体において、
前記エラストマーが未変性のポリ酢酸ビニル、カルボン酸変性のポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、アクリルゴム、スチレン・イソプレンゴム、アクリロニトリル・ブダジエンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴムおよびフッ素ゴムからなる群から選ばれる一種または二種以上である、金属樹脂複合体。 - 請求項1または2に記載の金属樹脂複合体において、
前記粗化層の厚みが3μm以上40μm以下の範囲内である、金属樹脂複合体。 - 請求項1乃至3いずれか一項に記載の金属樹脂複合体において、
前記熱硬化性樹脂はフェノール樹脂である、金属樹脂複合体。 - 請求項4に記載の金属樹脂複合体において、
前記フェノール樹脂が、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂およびアリールアルキレン型フェノール樹脂からなる群から選ばれる一種または二種以上である、金属樹脂複合体。 - 請求項1乃至5いずれか一項に記載の金属樹脂複合体において、
前記熱硬化性樹脂組成物が、動的粘弾性測定装置を用いて、60℃から昇温速度3℃/min、周波数1Hzで溶融状態まで昇温したときに、
初期は溶融粘度が減少し、最低溶融粘度に到達した後、さらに上昇するような特性を有し、かつ、
前記最低溶融粘度が10Pa・s以上2000Pa・s以下の範囲内である、金属樹脂複合体。 - 請求項6に記載の金属樹脂複合体において、
前記最低溶融粘度に到達する温度が100℃以上250℃以下の範囲内である、金属樹脂複合体。 - 請求項1乃至7いずれか一項に記載の金属樹脂複合体において、
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、銅および銅合金からなる群から選ばれる一種または二種以上の金属材料により形成されたものである、金属樹脂複合体。 - 請求項1乃至8いずれか一項に記載の金属樹脂複合体において、
射出成形法、移送成形法、圧縮成形法、および射出圧縮成形法から選択される成形法を用いて、前記熱硬化性樹脂組成物の少なくとも一部が前記金属部材の前記接合面に接触した状態で前記熱硬化性樹脂組成物を硬化することにより得られるものである、金属樹脂複合体。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013258458 | 2013-12-13 | ||
JP2013258458 | 2013-12-13 | ||
PCT/JP2014/081608 WO2015087722A1 (ja) | 2013-12-13 | 2014-11-28 | 金属樹脂複合体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2015087722A1 JPWO2015087722A1 (ja) | 2017-03-16 |
JP6512106B2 true JP6512106B2 (ja) | 2019-05-15 |
Family
ID=53371033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015552392A Active JP6512106B2 (ja) | 2013-12-13 | 2014-11-28 | 金属樹脂複合体 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6512106B2 (ja) |
TW (1) | TW201540490A (ja) |
WO (1) | WO2015087722A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4306735A3 (en) | 2018-02-14 | 2024-02-21 | Mitsubishi Chemical Infratec Co., Ltd. | Flame retardant metal-resin composite material |
WO2021025124A1 (ja) * | 2019-08-08 | 2021-02-11 | 住友ベークライト株式会社 | フェノール樹脂組成物 |
JP7412565B2 (ja) | 2020-07-22 | 2024-01-12 | 三井化学株式会社 | 金属部材、金属樹脂複合体、及び金属部材の製造方法 |
WO2024034544A1 (ja) * | 2022-08-10 | 2024-02-15 | 三井化学株式会社 | 構造体及び構造体の製造方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3408031B2 (ja) * | 1995-09-29 | 2003-05-19 | 住友ベークライト株式会社 | 高靭性フェノール樹脂成形材料 |
JP2000044771A (ja) * | 1998-07-30 | 2000-02-15 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 熱時寸法安定性に優れるフェノール樹脂成形材料 |
JP2002212388A (ja) * | 2001-01-23 | 2002-07-31 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | フェノール樹脂成形材料 |
JP2011121309A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウム接着複合材及びその製造方法 |
JP2011174099A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Nisshin Steel Co Ltd | 粗面化合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法、ならびに合金化溶融亜鉛めっき鋼板と熱可塑性樹脂組成物の成形体とが接合された複合体およびその製造方法 |
JP5555146B2 (ja) * | 2010-12-01 | 2014-07-23 | 株式会社日立製作所 | 金属樹脂複合構造体及びその製造方法、並びにバスバ、モジュールケース及び樹脂製コネクタ部品 |
CN103635298B (zh) * | 2011-07-15 | 2015-09-16 | Mec株式会社 | 铝-树脂复合体的制造方法 |
-
2014
- 2014-11-28 JP JP2015552392A patent/JP6512106B2/ja active Active
- 2014-11-28 WO PCT/JP2014/081608 patent/WO2015087722A1/ja active Application Filing
- 2014-12-05 TW TW103142335A patent/TW201540490A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2015087722A1 (ja) | 2017-03-16 |
WO2015087722A1 (ja) | 2015-06-18 |
TW201540490A (zh) | 2015-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6512105B2 (ja) | 金属樹脂複合体 | |
JP5874841B2 (ja) | 金属樹脂複合体および金属樹脂複合体の製造方法 | |
JP6651853B2 (ja) | 熱硬化性樹脂組成物および金属樹脂複合体 | |
JP5874840B2 (ja) | 金属樹脂複合体および金属樹脂複合体の製造方法 | |
JP6627270B2 (ja) | 整流子 | |
JP6512106B2 (ja) | 金属樹脂複合体 | |
JP6468197B2 (ja) | 熱硬化性樹脂組成物および金属樹脂複合体 | |
JP6398280B2 (ja) | ギア | |
WO2015159644A1 (ja) | 電力変換装置の筐体、熱硬化性樹脂組成物および電力変換装置 | |
JP6604042B2 (ja) | モータハウジングおよびモータハウジングの製造方法 | |
WO2015159642A1 (ja) | ブレーキピストン、ディスクブレーキ、ブレーキピストンの製造方法および熱硬化性樹脂組成物 | |
JP2015214595A (ja) | フェノール樹脂組成物および金属樹脂一体成形品 | |
JP2021080338A (ja) | 熱硬化性樹脂組成物 | |
JP2017003000A (ja) | ブレーキ用ロータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171030 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181030 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181228 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190312 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190325 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6512106 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |