JP6867814B2 - 金属/樹脂複合構造体、金属/樹脂複合構造体の製造方法、ニッケルめっき化鉄鋼部材およびニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法 - Google Patents
金属/樹脂複合構造体、金属/樹脂複合構造体の製造方法、ニッケルめっき化鉄鋼部材およびニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6867814B2 JP6867814B2 JP2017010546A JP2017010546A JP6867814B2 JP 6867814 B2 JP6867814 B2 JP 6867814B2 JP 2017010546 A JP2017010546 A JP 2017010546A JP 2017010546 A JP2017010546 A JP 2017010546A JP 6867814 B2 JP6867814 B2 JP 6867814B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- nickel
- steel member
- thermoplastic resin
- metal
- 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
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 195
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 195
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 112
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 title claims description 84
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 title claims description 76
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 44
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 145
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 109
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 101
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 101
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 76
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 53
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 36
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 claims description 28
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 22
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 20
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 16
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 claims description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229920006026 co-polymeric resin Polymers 0.000 claims description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 9
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 claims description 8
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 claims description 7
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 claims description 7
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 claims description 7
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims description 6
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 claims description 6
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 6
- 229920006350 polyacrylonitrile resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 claims description 6
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 claims description 6
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims description 6
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 claims description 6
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 6
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 claims description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 5
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 5
- 238000011900 installation process Methods 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 20
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- -1 thiol compound Chemical class 0.000 description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 18
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 17
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 16
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 10
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 10
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 7
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-pentene Chemical compound CC(C)CC=C WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 5
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 5
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 4
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 4
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 4
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 4
- KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 5-[3-(trifluoromethyl)phenyl]-2h-tetrazole Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC(C2=NNN=N2)=C1 KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 3
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 3
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013527 degreasing agent Substances 0.000 description 3
- 238000005237 degreasing agent Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 229910001379 sodium hypophosphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 3
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CRSBERNSMYQZNG-UHFFFAOYSA-N 1-dodecene Chemical compound CCCCCCCCCCC=C CRSBERNSMYQZNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GQEZCXVZFLOKMC-UHFFFAOYSA-N 1-hexadecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCC=C GQEZCXVZFLOKMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HFDVRLIODXPAHB-UHFFFAOYSA-N 1-tetradecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCC=C HFDVRLIODXPAHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMNLUUOXGOOLSP-UHFFFAOYSA-N 2-mercaptopropanoic acid Chemical compound CC(S)C(O)=O PMNLUUOXGOOLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 3-azaniumyl-2-hydroxypropanoate Chemical compound NCC(O)C(O)=O BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YHQXBTXEYZIYOV-UHFFFAOYSA-N 3-methylbut-1-ene Chemical compound CC(C)C=C YHQXBTXEYZIYOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L Copper hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Cu+2] JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241000467686 Eschscholzia lobbii Species 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 2
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 2
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000366 copper(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- LPIQUOYDBNQMRZ-UHFFFAOYSA-N cyclopentene Chemical compound C1CC=CC1 LPIQUOYDBNQMRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- TVZISJTYELEYPI-UHFFFAOYSA-N hypodiphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)P(O)(O)=O TVZISJTYELEYPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- VAMFXQBUQXONLZ-UHFFFAOYSA-N n-alpha-eicosene Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCCC=C VAMFXQBUQXONLZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N norbornene Chemical compound C1[C@@H]2CC[C@H]1C=C2 JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N 0.000 description 2
- CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N octadec-1-ene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCC=C CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 2
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 description 2
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 2
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 2
- 229920000306 polymethylpentene Polymers 0.000 description 2
- 239000011116 polymethylpentene Substances 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 2
- KOODSCBKXPPKHE-UHFFFAOYSA-N propanethioic s-acid Chemical compound CCC(S)=O KOODSCBKXPPKHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- 150000003566 thiocarboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N thioglycolic acid Chemical compound OC(=O)CS CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBOMNTLFRHMDEZ-UHFFFAOYSA-N thiosalicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1S NBOMNTLFRHMDEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940103494 thiosalicylic acid Drugs 0.000 description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 1,1-Diethoxyethane Chemical compound CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940106006 1-eicosene Drugs 0.000 description 1
- FIKTURVKRGQNQD-UHFFFAOYSA-N 1-eicosene Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCC=CC(O)=O FIKTURVKRGQNQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MFJDFPRQTMQVHI-UHFFFAOYSA-N 3,5-dioxabicyclo[5.2.2]undeca-1(9),7,10-triene-2,6-dione Chemical compound O=C1OCOC(=O)C2=CC=C1C=C2 MFJDFPRQTMQVHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LDTAOIUHUHHCMU-UHFFFAOYSA-N 3-methylpent-1-ene Chemical compound CCC(C)C=C LDTAOIUHUHHCMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CQPBLBQMIFRGLU-UHFFFAOYSA-N 4-(6-azabicyclo[3.1.1]hepta-1(7),2,4-triene-6-carbonyl)benzamide Chemical compound C1=CC(C(=O)N)=CC=C1C(=O)N1C2=CC=CC1=C2 CQPBLBQMIFRGLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCBPVYHMZBWMAZ-UHFFFAOYSA-N 5-methylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical compound C1C2C(C)CC1C=C2 PCBPVYHMZBWMAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004953 Aliphatic polyamide Substances 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004801 Chlorinated PVC Substances 0.000 description 1
- 239000004709 Chlorinated polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001634 Copolyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 101000576320 Homo sapiens Max-binding protein MNT Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920009204 Methacrylate-butadiene-styrene Polymers 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 108010020346 Polyglutamic Acid Proteins 0.000 description 1
- 229920000331 Polyhydroxybutyrate Polymers 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 229920001328 Polyvinylidene chloride Polymers 0.000 description 1
- 229920006121 Polyxylylene adipamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011354 acetal resin Substances 0.000 description 1
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920002877 acrylic styrene acrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920003231 aliphatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920003232 aliphatic polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000012661 block copolymerization Methods 0.000 description 1
- 238000000071 blow moulding Methods 0.000 description 1
- 229910010277 boron hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 1
- 229920000457 chlorinated polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 229940076286 cupric acetate Drugs 0.000 description 1
- 229960003280 cupric chloride Drugs 0.000 description 1
- ZXIJMRYMVAMXQP-UHFFFAOYSA-N cycloheptene Chemical compound C1CCC=CCC1 ZXIJMRYMVAMXQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- YPTUAQWMBNZZRN-UHFFFAOYSA-N dimethylaminoboron Chemical compound [B]N(C)C YPTUAQWMBNZZRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229940069096 dodecene Drugs 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- WOLATMHLPFJRGC-UHFFFAOYSA-N furan-2,5-dione;styrene Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1.C=CC1=CC=CC=C1 WOLATMHLPFJRGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 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
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 description 1
- LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N n'-hydroxy-2-propan-2-ylsulfonylethanimidamide Chemical compound CC(C)S(=O)(=O)CC(N)=NO LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AFFLGGQVNFXPEV-UHFFFAOYSA-N n-decene Natural products CCCCCCCCC=C AFFLGGQVNFXPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002601 oligoester Polymers 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N pentamethylene Natural products C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920011301 perfluoro alkoxyl alkane Polymers 0.000 description 1
- OFNHPGDEEMZPFG-UHFFFAOYSA-N phosphanylidynenickel Chemical compound [P].[Ni] OFNHPGDEEMZPFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000000088 plastic resin Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000314 poly p-methyl styrene Polymers 0.000 description 1
- 229920000083 poly(allylamine) Polymers 0.000 description 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920005670 poly(ethylene-vinyl chloride) Polymers 0.000 description 1
- 229920006139 poly(hexamethylene adipamide-co-hexamethylene terephthalamide) Polymers 0.000 description 1
- 229920006111 poly(hexamethylene terephthalamide) Polymers 0.000 description 1
- 229920006117 poly(hexamethylene terephthalamide)-co- polycaprolactam Polymers 0.000 description 1
- 239000005015 poly(hydroxybutyrate) Substances 0.000 description 1
- 229920000889 poly(m-phenylene isophthalamide) Polymers 0.000 description 1
- 229920006128 poly(nonamethylene terephthalamide) Polymers 0.000 description 1
- 229920003366 poly(p-phenylene terephthalamide) Polymers 0.000 description 1
- 229920002285 poly(styrene-co-acrylonitrile) Polymers 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920002643 polyglutamic acid Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920006124 polyolefin elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 1
- 229920006380 polyphenylene oxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 229920001289 polyvinyl ether Polymers 0.000 description 1
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- KOUKXHPPRFNWPP-UHFFFAOYSA-N pyrazine-2,5-dicarboxylic acid;hydrate Chemical compound O.OC(=O)C1=CN=C(C(O)=O)C=N1 KOUKXHPPRFNWPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010107 reaction injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 210000003660 reticulum Anatomy 0.000 description 1
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229920006012 semi-aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- XBFJAVXCNXDMBH-UHFFFAOYSA-N tetracyclo[6.2.1.1(3,6).0(2,7)]dodec-4-ene Chemical compound C1C(C23)C=CC1C3C1CC2CC1 XBFJAVXCNXDMBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 1
- 229920006259 thermoplastic polyimide Polymers 0.000 description 1
- UVZICZIVKIMRNE-UHFFFAOYSA-N thiodiacetic acid Chemical compound OC(=O)CSCC(O)=O UVZICZIVKIMRNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
Description
特許文献3(国際公開第2008/081933号パンフレット)には、ステンレス鋼からなる基材を機械的加工し、次いで、硫酸水溶液等に浸漬して得られる粗化ステンレス鋼と樹脂を接合する技術が開示されている。
特許文献4(国際公開第2009/011398号パンフレット)や特許文献5(特開2011−156764号公報)には、鉄鋼材を機械的加工し、次いで、硫酸水溶液等に浸漬し、次いで、アミン水溶液等に浸漬して得られる粗化鉄鋼材と樹脂を接合する技術が開示されている。
特許文献6(特開2011−168017号公報)には、塩化第二鉄水溶液に酸化性化合物を溶解させた処理液に浸漬して処理したステンレス鋼と樹脂との接合体が開示されている。
例えば、特許文献7(特開2001−011662号公報)には、硫酸、塩素イオン、第二銅イオンおよびチオール系化合物を含む水溶液でステンレス鋼表面を粗化する方法が開示されている。しかし、本発明者らの追試と樹脂接合実験によれば、特許文献7に記載の方法では実用に耐えうる十分な接合力を有する金属/樹脂複合構造体が得られないことが明らかになっている。
鉄鋼部材の表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成されたニッケルめっき化鉄鋼部材と、熱可塑性樹脂または上記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物により構成された熱可塑性樹脂部材とが接合された金属/樹脂複合構造体であって、
JIS B0601に準拠して測定される、少なくとも上記ニッケルめっき化鉄鋼部材の上記熱可塑性樹脂部材との接合部表面の十点平均粗さ(Rz)の平均値が2μmを超えることを特徴とする金属/樹脂複合構造体。
[2]
上記鉄鋼部材の表面が微細凹凸形状を有し、上記ニッケルめっき層は少なくとも上記微細凹凸形状を覆うように形成されていることを特徴とする上記[1]に記載の金属/樹脂複合構造体。
[3]
上記微細凹凸形状が間隔周期5nm以上500μm以下の凸部が林立している形状であることを特徴とする上記[2]に記載の金属/樹脂複合構造体。
[4]
上記ニッケルめっき層の平均厚みが0.1μm以上20μm以下であることを特徴とする上記[1]乃至[3]のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体。
[5]
上記ニッケルめっき層がリン(P)を含み、上記ニッケルめっき層中の上記リン(P)の含有量が0.05重量%以上20重量%以下であることを特徴とする上記[1]乃至[4]のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体。
[6]
上記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレン/アクリロニトリル共重合体樹脂、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体樹脂、およびポリメタクリル酸メチル樹脂から選択される一種または二種以上を含むことを特徴とする上記[1]乃至[5]のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体。
[7]
上記鉄鋼部材が圧延軟鋼を含むことを特徴とする上記[1]乃至[6]のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体。
[8]
熱可塑性樹脂または上記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物により構成された熱可塑性樹脂部材との接合のために用いられ、鉄鋼部材の表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成されたニッケルめっき化鉄鋼部材であって、
JIS B0601に準拠して測定される、少なくとも上記熱可塑性樹脂部材との接合部表面の十点平均粗さ(Rz)の平均値が2μmを超えるニッケルめっき化鉄鋼部材。
[9]
上記[1]乃至[7]のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体の製造方法であって、
表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成され、かつ、少なくとも熱可塑性樹脂部材との接合部表面に微細凹凸形状を有するニッケルめっき化鉄鋼部材を、射出成形用の金型内に設置する工程と、
上記熱可塑性樹脂部材の少なくとも一部が上記ニッケルめっき化鉄鋼部材の上記微細凹凸形状と接するように、上記金型内に熱可塑性樹脂または上記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を射出成形する工程と、を含むことを特徴とする金属/樹脂複合構造体の製造方法。
[10]
熱可塑性樹脂または上記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物により構成された熱可塑性樹脂部材との接合に用いられ、鉄鋼部材の表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成され、かつ、少なくとも熱可塑性樹脂部材との接合部表面に微細凹凸形状を有するニッケルめっき化鉄鋼部材を製造するための製造方法であって、
少なくとも鉄鋼部材の上記熱可塑性樹脂部材との上記接合部表面を、酸と第二銅イオンと塩素イオンとを含む水溶液により処理する第一の処理工程と、
少なくとも上記接合部表面を無機酸により処理する第二の処理工程と、
上記第二の処理工程後に、少なくとも上記接合部表面を、ニッケルめっき液によってニッケルめっきする第三の処理工程と、
を含むニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法。
[11]
上記[10]に記載のニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法において、
上記第二の処理工程後であって、上記第三の処理工程前に、少なくとも上記接合部表面を銅めっき剥離液で処理する処理工程をさらにおこなうニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法。
本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体106は、鉄鋼部材103の表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層107が形成されたニッケルめっき化鉄鋼部材108であって、JIS B0601に準拠して測定される、少なくともニッケルめっき化鉄鋼部材108の熱可塑性樹脂部材105との接合部表面104の十点平均粗さ(Rz)の平均値が2μmを超えるニッケルめっき化鉄鋼部材108と、熱可塑性樹脂(R1)または熱可塑性樹脂(R1)を含む樹脂組成物(R2)により構成された熱可塑性樹脂部材105とが接合されている。
本実施形態において、鉄鋼部材103の表面は微細凹凸形状を有することが好ましく、ニッケルめっき層107は少なくとも上記微細凹凸形状を封孔することなく該微細凹凸形状に沿って、形状全体を薄く覆うように形成されていることが好ましい。本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体106はニッケルめっき化鉄鋼部材108と熱可塑性樹脂部材105とを接合することにより得られる。
ここで、ニッケルめっき層107は少なくとも接合部表面104の上記微細凹凸形状を覆うように形成されていることが好ましい。
具体的にはニッケルめっき化鉄鋼部材108の表面110の上記粗化形状の中に熱可塑性樹脂部材105が進入することによって、ニッケルめっき化鉄鋼部材108と熱可塑性樹脂部材105との間に物理的な抵抗力(アンカー効果)が効果的に発現し、通常では接合が困難な鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105とを強固に接合することが可能になる。
以下、本実施形態に係る熱可塑性樹脂部材105について説明する。
熱可塑性樹脂部材105は熱可塑性樹脂(R1)または熱可塑性樹脂(R1)を含む樹脂組成物(R2)により構成されている。樹脂組成物(R2)は、樹脂成分として熱可塑性樹脂(R1)と、例えば充填材(B)と、含む。さらに、樹脂組成物(R2)は必要に応じてその他の配合剤を含む。樹脂組成物(R2)は熱可塑性樹脂(R1)を主成分として含む。なお、本実施形態において「主成分」とは50重量%以上を占める構成成分として定義される。樹脂組成物(R2)に占める熱可塑性樹脂(R1)は好ましくは50重量%超、より好ましくは60重量%以上である。
熱可塑性樹脂(R1)としては特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂等のポリメタクリル系樹脂、ポリアクリル酸メチル樹脂等のポリアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール−ポリ塩化ビニル共重合体樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、無水マレイン酸−スチレン共重合体樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等の芳香族ポリエーテルケトン、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、スチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、アイオノマー、アミノポリアクリルアミド樹脂、イソブチレン無水マレイン酸コポリマー、ABS、ACS、AES、AS、ASA、MBS、エチレン−塩化ビニルコポリマー、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニルグラフトポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、塩素化ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、カルボキシビニルポリマー、ケトン樹脂、非晶性コポリエステル樹脂、ノルボルネン樹脂、フッ素プラスチック、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、フッ素化エチレンポリプロピレン樹脂、PFA、ポリクロロフルオロエチレン樹脂、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル樹脂、ポリアリレート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリパラメチルスチレン樹脂、ポリアリルアミン樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、オリゴエステルアクリレート、キシレン樹脂、マレイン酸樹脂、ポリヒドロキシブチレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリ乳酸樹脂、ポリグルタミン酸樹脂、ポリカプロラクトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂(ABS樹脂)等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は一種単独で使用してもよいし、二種以上組み合わせて使用してもよい。
上記ポリオレフィン系樹脂を構成するオレフィンとしては、例えば、エチレン、α−オレフィン、環状オレフィン等が挙げられる。
樹脂組成物(R2)は、鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105との線膨張係数差の調整や熱可塑性樹脂部材105の機械的強度の向上、ヒートサイクル特性の向上等の観点から、充填材(B)をさらに含むことが好ましい。
これにより、成形後の熱可塑性樹脂部材105の収縮を抑制することができるため、鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105との接合をより強固なものとすることができる。
熱可塑性樹脂(R1)またはこれを含む樹脂組成物(R2)には、個々の機能を付与する目的でその他の配合剤を含んでもよい。
上記配合剤としては、熱安定剤、酸化防止剤、顔料、耐候剤、難燃剤、可塑剤、分散剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤等が挙げられる。
樹脂組成物(R2)の製造方法は特に限定されず、一般的に公知の方法により製造することができる。例えば、以下の方法が挙げられる。まず、上記熱可塑性樹脂(R1)と、上記充填材(B)と、さらに必要に応じて上記その他の配合剤とを、バンバリーミキサー、単軸押出機、2軸押出機、高速2軸押出機等の混合装置を用いて、混合または溶融混合することにより、樹脂組成物(R2)が得られる。
以下、本実施形態に係る、ニッケルめっき化鉄鋼部材108、およびニッケルめっき層形成前の鉄鋼部材103について説明する。
(めっき化鉄鋼部材)
本実施形態に係るニッケルめっき化鉄鋼部材108は、ニッケルめっき層107が形成された鉄鋼部材103であって、少なくとも熱可塑性樹脂部材105との接合部表面104は粗面化されており、JIS B0601に準拠して測定される接合部表面104の十点平均粗さ(Rz)の平均値は2μmを超える。具体的に述べる。
ニッケルめっき化鉄鋼部材108の表面110上の、平行関係にある任意の3直線部、および当該3直線部と直交する任意の3直線部からなる合計6直線部について、JIS B0601(対応国際規格:ISO4287)に準拠して測定される全ての直線部の、評価長さ4mmにおける十点平均粗さ(Rz)が2μmを超えることが好ましく、3μm超えることがより好ましく、5μm以上であることがさらに好ましい。
また、ニッケルめっき化鉄鋼部材108の表面110上の、平行関係にある任意の3直線部、および当該3直線部と直交する任意の3直線部からなる合計6直線部について、JIS B0601(対応国際規格:ISO4287)に準拠して測定される全ての直線部の、評価長さ4mmにおける十点平均粗さ(Rz)が好ましくは40μm以下、より好ましくは35μm以下、さらに好ましくは30μm以下である。
なお、上記十点平均粗さ(Rz)の平均値は、前述の任意の6直線部の十点平均粗さ(Rz)を平均したものを採用することができる。
なお、上記粗さ曲線要素の平均長さ(RSm)の平均値は、前述の任意の6直線部のRSmを平均したものを採用することができる。
上記6直線部は、例えば、図4に示すような6直線部B1〜B6を選択することができる。まず、基準線として、ニッケルめっき化鉄鋼部材108の接合部表面104の中心部Aを通る中心線B1を選択する。次いで、中心線B1と平行関係にある直線B2およびB3を選択する。次いで、中心線B1と直交する中心線B4を選択し、中心線B1と直交し、中心線B4と並行関係にある直線B5およびB6を選択する。ここで、各直線間の垂直距離D1〜D4は、例えば、2〜5mmである。
なお、通常、ニッケルめっき化鉄鋼部材108の表面110中の接合部表面104だけでなく、ニッケルめっき化鉄鋼部材108の表面110全体に対し、表面粗化処理が施されているため、例えば、図5に示すように、ニッケルめっき化鉄鋼部材108の接合部表面104と同一面で、接合部表面104以外の箇所から6直線部を選択してもよい。
次に、ニッケルめっき前の鉄鋼部材103について説明する。
本実施形態に係る鉄鋼部材103は少なくとも熱可塑性樹脂部材105との接合部表面104に微細凹凸形状を有する。上記微細凹凸形状は、鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105とをより一層強固に接合する観点から、間隔周期が5nm以上500μm以下である凸部が林立している形状であることが好ましい。
上記微細凹凸形状の間隔周期は凸部から隣接する凸部までの距離の平均値であり、電子顕微鏡またはレーザー顕微鏡で撮影した写真から求めることができる。
具体的には、電子顕微鏡またはレーザー顕微鏡により、鉄鋼部材103の表面110を撮影する。その写真から、任意の凸部を50個選択し、それらの凸部から隣接する凸部までの距離をそれぞれ測定する。凸部から隣接する凸部までの距離の全てを積算して50で除したものを間隔周期とする。
凸部の間隔周期が上記下限値以上であると、上記微細凹凸形状の凹部に熱可塑性樹脂部材105が十分に進入することができ、鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105との接合強度をより向上させることができる。また、凸部の間隔周期が上記上限値以下であると、得られる金属/樹脂複合構造体106の金属―樹脂界面に隙間が生じるのを抑制できる。その結果、金属―樹脂界面の隙間から水分等の不純物が浸入することを抑制できるため、金属/樹脂複合構造体106を高温、高湿下で用いた際、強度が低下することを抑制できる。
また、本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体106において、鉄鋼部分の防錆能をより高めつつ、鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105との接合強度をより向上させる観点から、ニッケルめっき層107の平均厚みは0.1μm以上20μm以下が好ましく、0.5μm以上10μm以下がより好ましく、0.8μm以上5μm以下がさらに好ましく、1μm以上4μm以下が特に好ましい。
本実施形態に係る防錆能に優れたニッケルめっき化鉄鋼部材108の製造方法は、少なくとも以下の第一の処理工程、第二の処理工程および第三の処理工程の3つの工程を含み、上記第二の処理工程と上記第三の処理工程の間に、さらに任意の処理工程をさらに含んでもよい。
(第一の処理工程)少なくとも鉄鋼部材103の熱可塑性樹脂部材105との接合部表面104を、酸と第二銅イオンと塩素イオンとを含む水溶液により処理する工程
(第二の処理工程)少なくとも接合部表面104を無機酸により処理する工程
(第三の処理工程)少なくとも接合部表面104をニッケルめっき液によってニッケルめっきする工程
(任意の処理工程)少なくとも接合部表面104を銅めっき剥離液で処理する工程
また、熱可塑性樹脂部材105と接合する接合部表面104の形状は、特に限定されないが、平面、曲面等が挙げられる。
第一の処理工程は、例えば、必要に応じて鉄鋼材用脱脂剤や中性洗剤等で脱脂後に水洗した鉄鋼部材を、酸と第二銅イオンと塩素イオンを含む水溶液を用いて処理する。この第一の処理工程により、鉄鋼部材103の表面110に凹凸形状の銅層が形成される。
酸と第二銅イオンと塩素イオンを含む水溶液としては、酸を15〜70重量%、塩素イオンを0.3〜9.5重量%、好ましくは1〜7重量%、第二銅イオンを少なくとも0.01重量%以上、好ましくは0.02〜6重量%含有する水溶液が好ましい。また当該水溶液は必要に応じてチオール系化合物を含有していてもよく、チオール系化合物を含有する場合はチオール系化合物を0.00001〜1重量%、好ましくは0.00005〜1重量%含有する水溶液が好ましい。
塩素イオン源化合物としては、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウムが挙げられる。
第二銅イオン源化合物としては、例えば塩化第二銅、硝酸第二銅、硫酸第二銅、酢酸第二銅、水酸化第二銅等があげられる。
チオール系化合物としては、例えば、チオぎ酸、チオ酢酸、チオプロピオン酸等のチオール酸類;チオグリコール酸、チオジグリコール酸、チオ乳酸、チオリンゴ酸等のチオカルボン酸類;チオサリチル酸、チオフマル酸等の芳香族チオカルボン酸類等があげられる。
処理温度は通常20〜50℃、処理時間は通常20秒〜10分間である。第一の処理工程後に必要に応じて水洗・乾燥が行われる。
第二の処理工程は、第一の処理工程で得られた鉄鋼部材を無機酸により処理する。無機酸としては、塩酸、臭化水素酸、リン酸、硫酸、硝酸などを例示することができる。これらの中では、鉄の化学エッチング力の点から、硝酸が好ましく用いられる。
無機酸の濃度は、例えば無機酸として硝酸を用いる場合は、好ましくは1〜40重量%、より好ましくは5〜30重量%、さらに好ましくは10〜25重量%である。処理温度は通常20〜50℃、処理時間は通常20〜180秒である。後掲する実施例で述べるように、この第二の処理工程を実施することによって、第一の処理工程のみでは得られなかった熱可塑性樹脂部材との接合力を飛躍的に向上させることができる。
第二の処理工程後には必要に応じて水洗・乾燥が行われる。
第三の処理工程は、第二の処理工程で得られた鉄鋼部材の少なくとも接合部表面104をニッケルめっき処理する工程である。
ニッケルめっき処理としては、例えば、無電解ニッケルめっき処理が好ましく用いられる。無電解ニッケルめっき処理に用いるニッケルめっき液としては、例えば、ニッケル塩および次亜鉛リン酸塩を含むものを用いることができる。
無電解ニッケルめっき処理としては公知の方法を制限なく利用することができる。例えば、ニッケル塩としての硫酸ニッケルや塩化ニッケルと、還元剤としての次亜リン酸ナトリウムと、還元触媒としての鉄族元素や白金族元素の金属と、を含むニッケルめっき液を用いる方法が挙げられる。還元剤として次亜リン酸ナトリウムを用いた酸性浴以外に、還元剤として次亜リン酸ナトリウムや水素化ホウ素化合物を用い、アルカリ源として塩化アンモニウムや水酸化ナトリウムを用いたアルカリ性浴、また、還元剤としてヒドラジンを用いる方法やジメチルアミノボランを用いる方法も制限なく使用することができる。
P含量が20重量%以下であると、めっき液の調製が容易であり、Pが0.05重量%以上であると、鉄鋼部材103と熱可塑性樹脂部材105とを接合して得られる金属/樹脂複合構造体106の接合強度がより良好となる場合があるので好ましい。
すなわち、本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体106において、ニッケルめっき層107がリン(P)を含むことが好ましく、ニッケルめっき層107中のリン(P)の含有量が0.05重量%以上20重量%以下であることがより好ましく、1重量%以上15重量%以下であることがさらに好ましく、4重量%以上10重量%以下であることが特に好ましい。
任意の処理工程は上記第二の処理工程の後、上記第三の処理工程の前に必要に応じておこなわれる。
任意の処理工程は、少なくとも鉄鋼部材103の接合部表面104を銅めっき剥離液で処理し、銅層の一部または全部を除去する工程である。この任意の処理工程は、例えば、特開2002−356788に記載の方法に準じておこなうことができる。任意の処理工程で用いられる処理液は、例えば、アンモニア銅錯塩を含有するものが挙げられる。より具体的には、銅(II)アンミン錯体を含有するアルカリ性水溶液であり、対イオンとして有機酸の陰イオンを含有する銅めっき剥離液が挙げられる。この剥離液は上記公開公報の記載内容に従って調製してもよいし、市販の剥離液をメーカーの推奨する処方に従って処理してもよい。後述する実施例においては、メルテックス株式会社製のメルストリップ Cu−3940を用いた。任意の処理工程の処理温度は通常20〜60℃、好ましくは30〜50℃、処理時間は通常20〜120秒、好ましくは30〜90秒である。任意の処理工程後に必要に応じて水洗・乾燥が行われる。この水洗操作は、第二および/または任意の処理工程で生じたスマットを除去することができる条件であれば特に限定されない。処理時間としては、好ましくは0.5〜20分間である。
つづいて、金属/樹脂複合構造体106の製造方法について説明する。
金属/樹脂複合構造体106の製造方法は、少なくとも以下の(i)〜(ii)の工程を含む。
(i)表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層107が形成され、かつ、少なくとも熱可塑性樹脂部材105との接合部表面104に微細凹凸形状を有するニッケルめっき化鉄鋼部材108を、射出成形用の金型内に設置する工程
(ii)熱可塑性樹脂部材105の少なくとも一部がニッケルめっき化鉄鋼部材108の上記微細凹凸形状と接するように、上記金型内に熱可塑性樹脂(R1)または熱可塑性樹脂(R1)を含む樹脂組成物(R2)を射出成形し、ニッケルめっき化鉄鋼部材108と熱可塑性樹脂部材105とを接合させる工程
すなわち、上記の方法で表面粗化とニッケルめっき処理をこの順に行ったニッケルめっき化鉄鋼部材108(表面粗化ニッケルめっき化鉄鋼部材)に対して、熱可塑性樹脂(R1)または樹脂組成物(R2)を所望の熱可塑性樹脂部材105の形状になるように成形しながら接合させることにより、金属/樹脂複合構造体106は得られる。
以下、具体的に説明する。
ニッケルめっき化鉄鋼部材108は、前述した防錆能に優れたニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法と同様にして得ることができる。ここでは説明を省略する。
次いで、金型を用意し、その金型を開いてそのキャビティ部(空間部)にニッケルめっき化鉄鋼部材108を設置する。
金型を閉じ、熱可塑性樹脂部材105の少なくとも一部がニッケルめっき化鉄鋼部材108の上記微細凹凸形状と接するように、上記金型の上記キャビティ部に熱可塑性樹脂(R1)または熱可塑性樹脂(R1)を含む樹脂組成物(R2)を射出して固化し、ニッケルめっき化鉄鋼部材108と熱可塑性樹脂部材105とを接合する。
その後、金型を開き離型することにより、金属/樹脂複合構造体106を得ることができる。
上記金型としては、例えば、高速ヒートサイクル成形(RHCM、ヒート&クール成形)で一般的に使用される射出成形用金型を用いることができる。
本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体106は、生産性が高く、形状制御の自由度も高いので、様々な用途に展開することが可能である。
さらに、本実施形態に係る金属/樹脂複合構造体106は、樹脂・鉄鋼部材間の接着力、機械特性、耐熱性、耐摩擦性、摺動性、気密性、水密性等に優れるとともに、防錆力にも優れるので、例えば、金属/樹脂複合構造体106を構造用部品として用いる場合は、構造部品中の鉄鋼部材使用量の削減による軽量化効果も享受できるので、これらの特性に応じた様々な用途に広範に用いることができる。
まず、各種測定法について述べる。
表面粗さ測定装置「サーフコム1400D(東京精密社製)」を使用し、JIS B0601(対応ISO 4287)に準拠して測定される表面粗さのうち、十点平均粗さ(Rz)および粗さ曲線要素の平均長さ(RSm)を測定した。なお、測定条件は以下のとおりである。
・触針先端半径:5μm
・基準長さ:0.8mm
・評価長さ:4mm
・測定速度:0.06mm/sec
測定は、鉄鋼部材の表面上の、平行関係にある任意の3直線部、および当該直線部と直交する任意の3直線部からなる合計6直線部についておこなった(図5参照)。なお、本実施例・比較例では、鉄鋼部材103の全面について粗化処理をおこなっているため、金属/樹脂複合構造体106の接合部表面104について十点平均粗さ(Rz)および粗さ曲線要素の平均長さ(RSm)の測定をおこなっても、図5に示す測定箇所と同様の評価結果が得られることが理解される。
引っ張り試験機「モデル1323(アイコーエンジニヤリング社製)」を使用し、引張試験機に専用の治具を取り付け、室温(23℃)にて、チャック間距離60mm、引張速度10mm/minの条件にて測定をおこなった。破断荷重(N)を金属/樹脂接合部分の面積で除することにより接合強度(MPa)を得た。
市販の厚さ2mmの冷間圧延軟鋼板SPCCを、18mm×45mmの長方形に切断し、処理用の試験片を作製した。このうちの7枚を、市販脱脂剤NE−6(メルテック社製)を5重量%になるように希釈した60℃の水溶液中に、試験片がお互いに重ならないように5分間浸漬(無搖動下)させた後、5秒間の水洗(搖動下)を3回繰り返した。
次いで、第一の処理工程を実施した。すなわち、上記の脱脂後の試験片7枚を、硫酸、硫酸第二銅の5水和物、塩化カリウム、およびチオサリチル酸が各々50重量%、3重量%、3重量%および0.0001重量%含有する30℃の水溶液中に、試験片がお互いに接触しないように2分間浸漬(無搖動下)させた。次いで、超音波照射下で30秒間の水洗(搖動下)を3回繰り返すことによって第一の処理工程を終えた。
第一の処理工程で得られた試験片7枚を、お互いが接触しないように20重量%硝酸水溶液中に120秒間浸漬(無搖動下)させた。その際の水溶液の温度は40℃に維持された。その後、20秒間の水洗(搖動下)を3回繰り返し、超音波照射下で1分間の水洗を行い、次いで80℃に設定された乾燥機中で15分間乾燥させることによって第二の処理工程を終了した。第二の処理工程終了後の、試験片の平均重量減少率は4.9重量%であった。以下、第二の処理工程まで実施した試験片を鉄鋼部材1と呼ぶ。
第二の処理工程まで実施した試験片7枚を、お互いが接触しないように、銅めっき剥離剤(メルテックス社製、メルストリップCU−3940)に、40℃で1分間浸漬(無搖動下)させた。その後、超音波照射下で20秒間の水洗(搖動下)を3回繰り返した。次いで80℃に設定された乾燥機中で15分間乾燥させることによって任意の処理工程を終了した。任意の処理工程終了後の、試験片の平均重量減少率(ΔW)は3.1重量%であった。以下、この任意の処理工程まで実施した試験片を鉄鋼部材2と呼ぶ場合がある。
特許4185523号に開示された方法に準拠して無電解メッキ浴を調製し90℃に加温した。次いで、このめっき浴に7枚の鉄鋼部材2を20分間浸漬することによって鉄鋼部材2の全表面にニッケルめっき層を形成させた。めっき層について粗化部分から任意の5点、粗化されていない部分から任意の5点、合計10点について、めっき層の平均厚みを算出した結果3.5μmであった。
また、上記方法に従って測定した6直線部についての十点平均粗さ(Rz)は、6.3μm、10.7μm、7.4μm、9.2μm、11.5μmおよび5.9μmであり、これらの平均値は8.5μmであった。また、粗さ曲線要素の平均長さ(RSm)の平均値は172μmであった。以下、第三の処理工程まで実施した試験片を鉄鋼部材3と呼ぶ場合がある。
日本製鋼所社製のJ85AD110Hに小型ダンベル金属インサート金型を装着し、金型内に鉄鋼部材3を設置した。次いで、その金型内に熱可塑性樹脂として、市販のガラス繊維含有プロピレン系重合体(プライムポリマー社製、プライムポリプロV7100、密度1030kg/m3、ガラス繊維(GF)20重量%含有、プロピレン系重合体のMFR:18g/10分)(以下、GF−PPと略)を、シリンダー温度250℃、金型温度120℃、射出速度25mm/sec、保圧80MPa、保圧時間10秒の条件にて射出成形を行い、金属/樹脂複合構造体を得た。同様の射出成形を他の2枚の鉄鋼部材3について実施した。
3個の試験サンプルについて上記方法で測定した接合強度の平均値は16MPaであった。破断面(金属側表面)につき、簡易的にデジタルマイクロスコープで観察したところ、樹脂残りが存在することを確認した。また、イオンミリングを用いて常温にて接合部の断面を加工し、電子顕微鏡およびエネルギー分散型X線分光器を用いて元素分布を観察した結果を図3に示す。鉄鋼部材の表面粗化形状に沿って防錆層(無電解ニッケルめっき層)が付与されていることが分かる。表面粗化形状パラメーターおよび接合強度の結果を表1にも併記した。
熱可塑性樹脂として、市販のガラス繊維含有ポリアミド樹脂(東レ社製、アミラン1011G30、GF30重量%含有)(以下、GF−PAと略)を用い、射出成形条件としてのシリンダー温度を280℃、金型温度を160℃にした以外は実施例1と同様にして金属/樹脂複合構造体を作製し、接合強度を測定した。
3個のサンプルの接合強度の平均値は31MPaであった。破断面(金属側表面)につき、簡易的にデジタルマイクロスコープで観察したところ、樹脂残りが存在することを確認した。表面粗化形状パラメーターおよび接合強度の結果を表1にも併記した。
実施例1に記載された方法と同様にして、任意の処理工程まで実施した試験について、再度実施例1に記載された第一の処理工程、第二の処理工程、任意の処理工程を実施した。この時点での試験片の平均重量減少率の平均値は5.1重量%であった。この試験片について次の示す第三の処理工程を実施した。
熱可塑性樹脂として、GF−PAを用い、射出成形条件としてのシリンダー温度を280℃、金型温度を160℃にした以外は実施例3と同様にして金属/樹脂複合構造体を作製し、接合強度を測定した。
3個のサンプルの接合強度の平均値は40MPaであった。破断面(金属側表面)につき、簡易的にデジタルマイクロスコープで観察したところ、樹脂残りが存在することを確認した。表面粗化形状パラメーターおよび接合強度の結果を表1にも併記した。
実施例3において、第三の処理工程における浸漬時間を20分から40分に変更した以外は、実施例3と同様に処理し鉄鋼部材の全表面にニッケルめっき層を形成させた。めっき層の平均厚みは4.1μmであった。また、上記方法に従って測定した6直線部についての十点平均粗さ(Rz)は、5.0μm、4.1μm、7.9μm、7.7μm、9.2μmおよび6.5μmであり、これらの平均値は6.7μmであった。また、粗さ曲線要素の平均長さ(RSm)の平均値は169μmであった。また、実施例3と同様な射出条件でGF−PPの射出成型を行い、金属/樹脂複合構造体を得た。3個のサンプルの接合強度の平均値は5MPaであった。破断面(金属側表面)につき、簡易的にデジタルマイクロスコープで観察したところ、樹脂残りが僅かに存在することを確認した。表面粗化形状パラメーターおよび接合強度の結果を表1にも併記した。また表面粗さ曲線を図7に示した。
熱可塑性樹脂として、GF−PAを用い、射出成形条件としてのシリンダー温度を280℃、金型温度を160℃にした以外は実施例5と同様にして金属/樹脂複合構造体を作製し、接合強度を測定した。
3個のサンプルの接合強度の平均値は15MPaであった。破断面(金属側表面)につき、簡易的にデジタルマイクロスコープで観察したところ、樹脂残りが僅かに存在することを確認した。表面粗化形状パラメーターおよび接合強度の結果を表1にも併記した。
特開2011−156764号明細書の実験例8に記載された方法に準拠して、実施例1で用いた冷間式圧延軟鋼板SPCC試験片7枚を表面処理した。具体的には、先ず上記試験片7枚をアルミニウム合金用脱脂剤「NE−6」の7.5重量%水溶液(60℃)に5分間浸漬し、水洗した。次いで、1.5重量%水酸化ナトリウム水溶液(40℃)に1分間浸漬・水洗後、98重量%硫酸を10%含む水溶液(50℃)に6分間浸漬し、イオン交換水で十分に水洗した。次いで、1%濃度のアンモニア水(25℃)に1分浸漬して水洗した。その後、2重量%濃度の過マンガン酸カリウム、1重量%濃度の酢酸、及び0.5重量%濃度の水和酢酸ナトリウムを含む水溶液(45℃)に1分浸漬して十分に水洗した。最後に、90℃に設定した温風乾燥機中でに15分間乾燥した。得られた試験片の平均重量減少率(ΔW)は0.4重量%であった。
熱可塑性樹脂として、GF−PAを用い、射出成形条件としてのシリンダー温度を280℃、金型温度を160℃にした以外は比較例1と同様にして金属/樹脂複合構造体を作製し、接合強度を測定した。
3個のサンプルの接合強度の平均値は5MPaであった。破断面(金属側表面)につき、簡易的にデジタルマイクロスコープで観察したところ、樹脂残りは全く存在しないことを確認した。表面粗化形状パラメーターおよび接合強度の結果を表1にも併記した。
<付記>
(付記1)
鉄鋼部材と、熱可塑性樹脂または上記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物により構成された熱可塑性樹脂部材とが接合された金属/樹脂複合構造体であって、
上記鉄鋼部材の表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成されており、
少なくとも上記鉄鋼部材の上記熱可塑性樹脂部材との上記接合部表面が微細凹凸形状を有し、
上記ニッケルめっき層は少なくとも上記接合部表面の上記微細凹凸形状を覆うように形成されていることを特徴とする金属/樹脂複合構造体。
(付記2)
上記ニッケルめっき層の平均厚みが0.1μm以上20μm以下であることを特徴とする付記1に記載の金属/樹脂複合構造体。
(付記3)
上記ニッケルめっき層がリン(P)を含み、上記ニッケルめっき層中の上記リン(P)の含有量が0.05重量%以上20重量%以下であることを特徴とする付記1または2に記載の金属/樹脂複合構造体。
(付記4)
上記微細凹凸形状が間隔周期5nm以上500μm以下の凸部が林立している形状であることを特徴とする付記1乃至3のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体。
(付記5)
上記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレン/アクリロニトリル共重合体樹脂、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体樹脂、およびポリメタクリル酸メチル樹脂から選択される一種または二種以上を含むことを特徴とする付記1乃至4のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体。
(付記6)
上記鉄鋼部材が圧延軟鋼を含むことを特徴とする付記1乃至5のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体。
(付記7)
付記1乃至6のいずれか一つに記載の金属/樹脂複合構造体の製造方法であって、
表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成され、かつ、少なくとも熱可塑性樹脂部材との接合部表面に微細凹凸形状を有する鉄鋼部材を、射出成形用の金型内に設置する工程と、
上記熱可塑性樹脂部材の少なくとも一部が上記鉄鋼部材の上記微細凹凸形状上の上記ニッケルめっき層と接するように、上記金型内に熱可塑性樹脂または上記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を射出成形する工程と、を含むことを特徴とする金属/樹脂複合構造体の製造方法。
(付記8)
熱可塑性樹脂または上記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物により構成された熱可塑性樹脂部材との接合に用いられ、表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成され、かつ、少なくとも熱可塑性樹脂部材との接合部表面に微細凹凸形状を有する鉄鋼部材を製造するための製造方法であって、
少なくとも鉄鋼部材の上記熱可塑性樹脂部材との上記接合部表面を、酸と第二銅イオンと塩素イオンとを含む水溶液により処理する第一の処理工程と、
少なくとも上記接合部表面を硝酸により処理する第二の処理工程と、
上記第二の処理工程後に、少なくとも上記接合部表面を、ニッケルめっき液によってニッケルめっきする第三の処理工程と、
を含む鉄鋼部材の製造方法。
(付記9)
付記8に記載の鉄鋼部材の製造方法において、
上記第二の処理工程後であって、上記第三の処理工程前に、少なくとも上記接合部表面を銅めっき剥離液で処理する処理工程をさらにおこなう鉄鋼部材の製造方法。
104 接合部表面
105 熱可塑性樹脂部材
106 金属/樹脂複合構造体
107 ニッケルめっき層
108 ニッケルめっき化鉄鋼部材
110 表面
Claims (11)
- 鉄鋼部材の表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成されたニッケルめっき化鉄鋼部材と、熱可塑性樹脂または前記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物により構成された熱可塑性樹脂部材とが接合された金属/樹脂複合構造体であって、
JIS B0601に準拠して測定される、少なくとも前記ニッケルめっき化鉄鋼部材の前記熱可塑性樹脂部材との接合部表面の十点平均粗さ(Rz)の平均値が2μmを超えることを特徴とする金属/樹脂複合構造体。 - 前記鉄鋼部材の表面が微細凹凸形状を有し、前記ニッケルめっき層は少なくとも前記微細凹凸形状を覆うように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の金属/樹脂複合構造体。
- 前記微細凹凸形状が間隔周期5nm以上500μm以下の凸部が林立している形状であることを特徴とする請求項2に記載の金属/樹脂複合構造体。
- 前記ニッケルめっき層の平均厚みが0.1μm以上20μm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の金属/樹脂複合構造体。
- 前記ニッケルめっき層がリン(P)を含み、前記ニッケルめっき層中の前記リン(P)の含有量が0.05重量%以上20重量%以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の金属/樹脂複合構造体。
- 前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレン/アクリロニトリル共重合体樹脂、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体樹脂、およびポリメタクリル酸メチル樹脂から選択される一種または二種以上を含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の金属/樹脂複合構造体。
- 前記鉄鋼部材が圧延軟鋼を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の金属/樹脂複合構造体。
- 熱可塑性樹脂または前記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物により構成された熱可塑性樹脂部材との接合のために用いられ、鉄鋼部材の表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成されたニッケルめっき化鉄鋼部材であって、
JIS B0601に準拠して測定される、少なくとも前記熱可塑性樹脂部材との接合部表面の十点平均粗さ(Rz)の平均値が2μmを超えるニッケルめっき化鉄鋼部材。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の金属/樹脂複合構造体の製造方法であって、
表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成され、かつ、少なくとも熱可塑性樹脂部材との接合部表面に微細凹凸形状を有するニッケルめっき化鉄鋼部材を、射出成形用の金型内に設置する工程と、
前記熱可塑性樹脂部材の少なくとも一部が前記ニッケルめっき化鉄鋼部材の前記微細凹凸形状と接するように、前記金型内に熱可塑性樹脂または前記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物を射出成形する工程と、を含むことを特徴とする金属/樹脂複合構造体の製造方法。 - 熱可塑性樹脂または前記熱可塑性樹脂を含む樹脂組成物により構成された熱可塑性樹脂部材との接合に用いられ、鉄鋼部材の表面の一部または全部を覆うようにニッケルめっき層が形成され、かつ、少なくとも熱可塑性樹脂部材との接合部表面に微細凹凸形状を有するニッケルめっき化鉄鋼部材を製造するための製造方法であって、
少なくとも鉄鋼部材の前記熱可塑性樹脂部材との前記接合部表面を、酸と第二銅イオンと塩素イオンとを含む水溶液により処理する第一の処理工程と、
少なくとも前記接合部表面を無機酸により処理する第二の処理工程と、
前記第二の処理工程後に、少なくとも前記接合部表面を、ニッケルめっき液によってニッケルめっきする第三の処理工程と、
を含むニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法。 - 請求項10に記載のニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法において、
前記第二の処理工程後であって、前記第三の処理工程前に、少なくとも前記接合部表面を銅めっき剥離液で処理する処理工程をさらにおこなうニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016016306 | 2016-01-29 | ||
JP2016016306 | 2016-01-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017136839A JP2017136839A (ja) | 2017-08-10 |
JP6867814B2 true JP6867814B2 (ja) | 2021-05-12 |
Family
ID=59566593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017010546A Active JP6867814B2 (ja) | 2016-01-29 | 2017-01-24 | 金属/樹脂複合構造体、金属/樹脂複合構造体の製造方法、ニッケルめっき化鉄鋼部材およびニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6867814B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7173483B2 (ja) * | 2017-10-24 | 2022-11-16 | 国立大学法人信州大学 | 金属と樹脂材との接合体 |
JP7062424B2 (ja) * | 2017-12-08 | 2022-05-06 | 東洋鋼鈑株式会社 | 表面処理鋼板およびその製造方法 |
JP7062425B2 (ja) * | 2017-12-08 | 2022-05-06 | 東洋鋼鈑株式会社 | 表面処理鋼板およびその製造方法 |
CN116034634A (zh) | 2020-08-18 | 2023-04-28 | 日立安斯泰莫株式会社 | 电子控制装置和制造方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3259416B2 (ja) * | 1992-03-31 | 2002-02-25 | 日本鋼管株式会社 | 溶接缶用ラミネート鋼板 |
JP2001280508A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Bridgestone Corp | シール用複合体及びその製造方法 |
JP2007039711A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Nippon Kanizen Kk | フッ素樹脂膜を有するめっき皮膜およびその製造方法 |
WO2013105392A1 (ja) * | 2012-01-11 | 2013-07-18 | 株式会社クラレ | 熱可塑性重合体組成物および成形品 |
TWI510362B (zh) * | 2013-04-30 | 2015-12-01 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 鍍Ni鋼板及鍍Ni鋼板之製造方法 |
IN2015DN00995A (ja) * | 2013-07-18 | 2015-06-12 | Mitsui Chemicals Inc |
-
2017
- 2017-01-24 JP JP2017010546A patent/JP6867814B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017136839A (ja) | 2017-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5714193B1 (ja) | 金属/樹脂複合構造体および金属部材 | |
JP7042740B2 (ja) | 金属/樹脂複合構造体、金属部材および金属部材の製造方法 | |
JP6867814B2 (ja) | 金属/樹脂複合構造体、金属/樹脂複合構造体の製造方法、ニッケルめっき化鉄鋼部材およびニッケルめっき化鉄鋼部材の製造方法 | |
JP7049792B2 (ja) | 金属/樹脂複合構造体および金属/樹脂複合構造体の製造方法 | |
JP2018144475A (ja) | アルミニウム系金属/樹脂複合構造体、アルミニウム系金属部材、アルミニウム系金属部材の製造方法およびアルミニウム系金属/樹脂複合構造体の製造方法 | |
JPWO2020158820A1 (ja) | アルミニウム系金属樹脂複合構造体、アルミニウム系金属部材、アルミニウム系金属部材の製造方法およびアルミニウム系金属樹脂複合構造体の製造方法 | |
EP3287547B1 (en) | Method for producing metal/resin composite structure and method for producing surface-roughened steel member | |
JP6001232B1 (ja) | 金属/樹脂複合構造体の製造方法および表面粗化鉄鋼部材の製造方法 | |
US20230203670A1 (en) | Metal member, metal-resin composite, and method for manufacturing metal member | |
JP7088655B2 (ja) | 金属/樹脂複合構造体および金属/樹脂複合構造体の製造方法 | |
JP2017218615A (ja) | 表面粗化金属部材の製造方法および金属/樹脂複合構造体の製造方法 | |
JP2016117228A (ja) | 金属/樹脂複合構造体、摺動部品および金属/樹脂複合構造体の製造方法 | |
JP6882855B2 (ja) | 表面粗化金属部材の製造方法および金属/樹脂複合構造体の製造方法 | |
JP6941953B2 (ja) | 金属/樹脂複合構造体および金属/樹脂複合構造体の製造方法 | |
JP2016107428A (ja) | 金属/樹脂複合構造体および金属/樹脂複合構造体の製造方法 | |
JP2020138385A (ja) | 接合構造体および金属部材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191021 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200918 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201027 |
|
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: 20210330 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210409 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6867814 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |