JP7115196B2 - Adhesive bonded structures and automotive parts - Google Patents

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Description

本発明は、接着接合構造体及び自動車用部品に関する。 The present invention relates to adhesive bonded structures and automotive parts.

自動車等の輸送機器産業分野においては、車体剛性向上、溶接部破断補助、異種材接合等の目的で部材間の接合における接着剤の適用が増加している。接着剤を利用して部材同士を接合することにより、大幅な性能向上が期待できるため、車体の軽量化の手段として重要である。このため、車体部品として金属部材同士又は金属部材と他の材料との接着剤を用いた接着接合構造体を開発するにおいては、部材間の接合強度の向上を目的として、種々の検討が行われている。 In the industrial field of transportation equipment such as automobiles, the application of adhesives in joining members is increasing for purposes such as improving body rigidity, assisting fracture of welded joints, and joining dissimilar materials. The use of adhesives to join members together is expected to significantly improve performance, so it is important as a means of reducing the weight of vehicle bodies. For this reason, in developing an adhesive joint structure using an adhesive between metal members or between a metal member and another material as a vehicle body part, various studies have been conducted with the aim of improving the joint strength between members. ing.

例えば、以下の特許文献1では、アルミニウム合金基材の表面に、所定の酸化皮膜を設けた上で、かかる酸化皮膜上にシロキサン結合を有する皮膜を設けたアルミニウム合金材を用い、かかるアルミニウム合金材同士、又は、かかるアルミニウム合金材と他の部材とを、接着樹脂を介して接合する技術が提案されている。 For example, in Patent Document 1 below, an aluminum alloy material in which a predetermined oxide film is provided on the surface of an aluminum alloy base material and a film having a siloxane bond is provided on the oxide film is used. Techniques have been proposed for bonding such aluminum alloy materials to each other or to other members via an adhesive resin.

また、以下の特許文献2では、金属基板の表面に、水溶性樹脂及び炭素-酸素結合を有する潤滑剤を含む化成処理皮膜を形成した化成処理金属板を用い、かかる化成処理金属板と樹脂層とを、接着剤層を介して接合する技術が提案されている。 Further, in Patent Document 2 below, a chemically treated metal plate having a chemically treated film containing a lubricant having a water-soluble resin and a carbon-oxygen bond formed on the surface of a metal substrate is used, and such a chemically treated metal plate and a resin layer are used. A technique has been proposed in which the two are joined via an adhesive layer.

国際公開第2016/076344号WO2016/076344 国際公開第2017/169571号WO2017/169571

ところで、接着剤を適用した場合には、接着剤の劣化(密着性低下)による部品性能の低下が避けられない。この点、上記特許文献1及び特許文献2に開示されるいずれの技術についてもあてはまる。このため、接着剤の適用については、実環境下で長期保証が難しく、部位によっては適用が制限されたり、劣化を見越した設計がされたりしている場合がある。 By the way, when an adhesive is applied, deterioration of the adhesive (lower adhesion) inevitably lowers the performance of the parts. This point applies to both the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 above. For this reason, it is difficult to guarantee the application of the adhesive for a long period of time in the actual environment, and depending on the part, there are cases where the application is restricted or the design is made in anticipation of deterioration.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、金属部材と他の部材とを接着剤により接合することで製造され、接着耐久性に優れた接着接合構造体及び自動車用部品を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to manufacture by bonding a metal member and another member with an adhesive, and to achieve excellent adhesion durability. An object of the present invention is to provide an adhesive bonding structure and an automobile part.

本発明者らは、金属部材と接着剤層との間の密着性の低下の原因を検討し、当該原因が、金属部材と接着剤層との間の界面への水の侵入にあることを突き止めた。このことから、本発明者らは、金属部材と接着剤層との間の接着界面への水の浸入を抑制するために、用いる接着剤と接着界面に侵入する水との関係を調査した。その結果、特定の樹脂を用いた接着剤を利用して接着剤層を形成することで、金属部材と接着剤層との間の接着界面への水の浸入をより確実に抑制し、接着耐久性が向上することを見出し、本発明を想到するに至った。
上記知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
The present inventors have investigated the cause of the deterioration of the adhesion between the metal member and the adhesive layer, and found that the cause is the intrusion of water into the interface between the metal member and the adhesive layer. I pinpointed it. In view of this, the present inventors investigated the relationship between the adhesive used and water entering the adhesive interface in order to suppress the intrusion of water into the adhesive interface between the metal member and the adhesive layer. As a result, by forming the adhesive layer using an adhesive that uses a specific resin, it is possible to more reliably suppress the intrusion of water into the adhesive interface between the metal member and the adhesive layer, thereby improving the adhesion durability. The present inventors have found that the properties are improved, and have conceived the present invention.
The gist of the present invention completed based on the above knowledge is as follows.

(1)金属部を有する第1の部材と、第2の部材と、前記第1の部材と前記第2の部材とを接合する接着剤層と、を備え、前記接着剤層を構成する接着剤の樹脂は、フェノキシ樹脂であり、前記第1の部材は、前記金属部の表面の少なくとも一部に配置された皮膜部を更に有し、前記皮膜部は、グリシドキシ基又はメルカプト基を有する有機シラン化合物に由来するSi元素を含み、かつ、水系ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂のうち1種以上を含む有機皮膜部であり、前記金属部と前記皮膜部との界面の任意の箇所を含むように前記皮膜部を前記接着剤層側から前記金属部側に向かってアルゴンスパッタリングしながら、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS)により分析したときに、Si-O-Me結合(Me:金属元素)に対応するピークが観測され、かつ、前記Si-O-Me結合を示すカウント数が15以上であり、前記TOF-SIMSの分析条件は、一次イオン種はAu であり、加速電圧は30kVであり、スパッタ速度は約80nm/min(SiO 換算)であり、測定領域は50μm×50μmである、接着接合構造体。
)前記皮膜部は、当該皮膜部中に、水系ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂のうち1種以上を含む樹脂粒子が分散した構造を有しており、前記樹脂粒子の平均粒径は、20nm以上200nm未満であり、前記皮膜部の厚み方向に沿った断面において、前記樹脂粒子が、前記皮膜部の断面積の20%以上80%未満を占める、()に記載の接着接合構造体。
)前記皮膜部の平均厚みは、前記第1の部材の片面当たり、0.2μm以上1.5μm以下である、(1)又は(2)に記載の接着接合構造体。
)前記金属部は、鋼材である、(1)~()の何れか1つに記載の接着接合構造体。
)前記金属部は、亜鉛系めっき鋼板である、(1)~()の何れか1つに記載の接着接合構造体。
)前記金属部は、590MPa以上の引張強度を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板である、(1)~()の何れか1つに記載の接着接合構造体。
)前記第1の部材と前記第2の部材とは、前記接着剤層を介した接合に加えて、前記接着剤層に依らない接合により接合されている、(1)~()の何れか1つに記載の接着接合構造体。
)前記第2の部材が金属部を有し、前記接着剤層に依らない接合は、スポット溶接である、()に記載の接着接合構造体。
)(1)~()の何れか1つに記載の接着接合構造体を備える、自動車用部品。
(1) Adhesion that comprises a first member having a metal portion, a second member, and an adhesive layer that joins the first member and the second member, and that constitutes the adhesive layer The resin of the agent is a phenoxy resin, the first member further has a coating portion disposed on at least part of the surface of the metal portion, and the coating portion has a glycidoxy group or a mercapto group. An organic coating portion containing Si element derived from an organic silane compound and containing one or more of water-based polyurethane resin, epoxy resin, and polyester resin, wherein an arbitrary portion of the interface between the metal portion and the coating portion is When the film portion is analyzed by time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS) while argon sputtering is performed from the adhesive layer side toward the metal portion side so as to contain Si—O—Me A peak corresponding to a bond (Me: metal element) was observed, and the count number indicating the Si—O—Me bond was 15 or more . , the acceleration voltage is 30 kV, the sputtering speed is about 80 nm/min (in terms of SiO 2 ), and the measurement area is 50 μm×50 μm .
( 2 ) The film portion has a structure in which resin particles containing one or more of water-based polyurethane resin, epoxy resin, and polyester resin are dispersed in the film portion, and the average particle diameter of the resin particles is , 20 nm or more and less than 200 nm, and the resin particles occupy 20% or more and less than 80% of the cross-sectional area of the film portion in a cross section along the thickness direction of the film portion. body.
( 3 ) The adhesive bonding structure according to (1) or (2) , wherein the coating portion has an average thickness of 0.2 μm or more and 1.5 μm or less per one side of the first member.
( 4 ) The adhesive bonding structure according to any one of (1) to ( 3 ), wherein the metal portion is made of steel.
( 5 ) The adhesive bonding structure according to any one of (1) to ( 4 ), wherein the metal portion is a zinc-based plated steel sheet.
( 6 ) The adhesive bonding structure according to any one of (1) to ( 5 ), wherein the metal part is a galvannealed steel sheet having a tensile strength of 590 MPa or more.
( 7 ) The first member and the second member are bonded by bonding not depending on the adhesive layer, in addition to bonding via the adhesive layer, (1) to ( 6 ) An adhesive bond structure according to any one of the preceding claims.
( 8 ) The adhesive bonding structure according to ( 7 ), wherein the second member has a metal portion, and the bonding that does not rely on the adhesive layer is spot welding.
( 9 ) An automotive part comprising the adhesive bonding structure according to any one of (1) to ( 8 ).

以上説明したように本発明によれば、金属部材と他の部材とを接着剤により接合することで製造され、接着耐久性に優れた接着接合構造体及び自動車用部品を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an adhesively bonded structure and an automobile part which are manufactured by bonding a metal member and another member with an adhesive and which are excellent in bonding durability.

本発明の実施形態に係る接着接合構造体の模式的な斜視図である。1 is a schematic perspective view of an adhesive bonded structure according to an embodiment of the invention; FIG. 図1に示す接着接合構造体の接着接合領域の部分拡大断面図である。2 is a partially enlarged cross-sectional view of an adhesive bond region of the adhesive bond structure shown in FIG. 1; FIG. 図1に示す接着接合構造体の接着接合領域の他の一例の部分拡大断面図である。2 is a partially enlarged cross-sectional view of another example of the adhesive bonding region of the adhesive bonding structure shown in FIG. 1; FIG. 本発明の一変形例に係る接着接合構造体の接着領域を説明する部分拡大断面図である。FIG. 10 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining an adhesive region of an adhesively bonded structure according to a modified example of the present invention; 本発明の他の変形例に係る接着接合構造体の模式的な斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view of an adhesive bonded structure according to another modification of the invention; 本発明の他の変形例に係る接着接合構造体の模式的な斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view of an adhesive bonded structure according to another modification of the invention; 本発明の他の変形例に係る接着接合構造体の接着状態を説明する模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram illustrating the bonding state of an adhesive bonding structure according to another modified example of the present invention;

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, constituent elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description.

(接着接合構造体の構成について)
図1は、本発明の実施形態に係る接着接合構造体の模式的な斜視図であり、図2は、図1に示す接着接合構造体の接着接合領域の部分拡大断面図であり、図3は、図1に示す接着接合構造体の接着接合領域の他の一例の部分拡大断面図である。
(Regarding the configuration of the adhesive bonding structure)
1 is a schematic perspective view of an adhesive bonding structure according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of an adhesive bonding region of the adhesive bonding structure shown in FIG. 1, and FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of another example of the adhesive bonding region of the adhesive bonding structure shown in FIG. 1; FIG.

図1に示す接着接合構造体1は、第1の部材2と第2の部材3とを有する。第1の部材2は、いわゆるハット型の金属部材である。そして、第2の部材3は、第1の部材2のウェブ部分の内側に沿った形状を有し、ウェブ部分の内側にある接着領域5において、接着剤層4を介して第1の部材2に接合されている。 The adhesive bond structure 1 shown in FIG. 1 has a first member 2 and a second member 3 . The first member 2 is a so-called hat-shaped metal member. The second member 3 has a shape along the inner side of the web portion of the first member 2, and attaches to the first member 2 via the adhesive layer 4 in the adhesive region 5 inside the web portion. is joined to

なお、本発明に係る接着接合構造体の構成の説明を容易とするために、図1においては、第1の部材2がハット型であることを前提に説明するが、後述するように当然、本発明において接着接合構造体を構成する各部材は、図示の態様の形状に限定されるものではない。また、本発明においては、接着剤層を介して接合されるいずれかの部材が金属部材であればよいが、以下の説明においては、一例として、第1の部材2及び第2の部材3が共に金属部を有する金属部材である場合について説明する。以下、接着領域5における構成について、図2及び図3を参照しつつ説明する。 In order to facilitate the explanation of the configuration of the adhesively bonded structure according to the present invention, it is assumed in FIG. 1 that the first member 2 is of a hat type. Each member constituting the adhesive bonding structure in the present invention is not limited to the shape shown in the drawings. In addition, in the present invention, any member to be joined via the adhesive layer may be a metal member, but in the following description, as an example, the first member 2 and the second member 3 are A case where both are metal members having a metal portion will be described. The configuration of the bonding region 5 will be described below with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.

<第1の部材2について>
第1の部材2は、上述したように金属部材であり、例えば図2に示したように、金属部21を有しており、かかる金属部21は、接着剤層4を介して、第2の部材3と接合されている。また、本実施形態において、第1の部材2は、例えば図3に示したように、金属部21に加えて、当該金属部21の表面の少なくとも一部に形成される皮膜部22を有していることが好ましい。
<Regarding the first member 2>
The first member 2 is a metal member as described above, and has a metal portion 21, for example, as shown in FIG. is joined to the member 3 of the Further, in the present embodiment, the first member 2 has, in addition to the metal portion 21, a film portion 22 formed on at least a part of the surface of the metal portion 21, as shown in FIG. preferably.

≪金属部21≫
金属部21の材質としては、例えば、鉄、チタン、アルミニウム、マグネシウム及びこれらの合金などが挙げられる。ここで、合金の例としては、例えば、鉄系合金(ステンレス鋼含む)、Ti系合金、Al系合金、Mg合金などが挙げられる。金属部21の材質は、鉄鋼材料(鋼材)、鉄系合金、チタン及びアルミニウムであることが好ましく、他の金属種に比べて引張強度が高い鉄鋼材料であることがより好ましい。そのような鉄鋼材料としては、例えば、日本工業規格(JIS)等で規格された鉄鋼材料があり、一般構造用や機械構造用として使用される炭素鋼、合金鋼、高張力鋼等を挙げることができる。このような鉄鋼材料の具体例としては、冷間圧延鋼材、熱間圧延鋼材、自動車構造用熱間圧延鋼板材、自動車加工用熱間圧延高張力鋼板材、自動車構造用冷間圧延鋼板材、自動車加工用冷間圧延高張力鋼板材、熱間加工時に焼き入れを行った一般にホットスタンプ材と呼ばれる高張力鋼材などを挙げることができる。鋼材の場合成分は特に規定するものではないが、Fe、Cに加え、Si、Mn、S、P、Al、N、Cr、Mo、Ni、Cu、Ca、Mg、Ce、Hf、La、Zr、Sbのうち1種又は2種以上を添加することができる。これら添加元素は求める材料強度及び成形性を得るために適宜1種又は2種以上を選定し、添加量も適宜調整することができる。
<<Metal part 21>>
Examples of materials for the metal portion 21 include iron, titanium, aluminum, magnesium, and alloys thereof. Examples of alloys include iron-based alloys (including stainless steel), Ti-based alloys, Al-based alloys, and Mg alloys. The material of the metal portion 21 is preferably a steel material (steel material), an iron-based alloy, titanium, or aluminum, and more preferably a steel material having a higher tensile strength than other metals. Examples of such steel materials include steel materials standardized by the Japanese Industrial Standards (JIS), etc. Carbon steel, alloy steel, high-tensile steel, etc. used for general structures and machine structures. can be done. Specific examples of such iron and steel materials include cold-rolled steel, hot-rolled steel, hot-rolled steel plate for automobile construction, hot-rolled high-strength steel plate for automobile processing, cold-rolled steel plate for automobile construction, Examples include cold-rolled high-strength steel sheets for automotive processing, and high-strength steel materials generally called hot stamp materials that are quenched during hot working. In the case of steel materials, the ingredients are not particularly specified, but in addition to Fe and C, Si, Mn, S, P, Al, N, Cr, Mo, Ni, Cu, Ca, Mg, Ce, Hf, La, Zr , Sb can be added. One or more of these additive elements can be appropriately selected in order to obtain the desired material strength and moldability, and the amount of addition can be adjusted as appropriate.

また、金属部21がアルミニウム合金であると部材の軽量化が達成されるため、好適である。アルミニウム合金としては、アルミニウムにSi、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Ti、V、Zr、Pb、Biのうち1種又は2種以上を添加したもので、例えばJIS H4000:2006に記載される1000番台系、2000番台系、3000番台系、4000番台系、5000番台系、6000番台系、7000番台系など一般に公知のものを使用することができる。強度と成形性を有する5000番台系や6000番台系などは、好適である。マグネシウム合金としては、マグネシウムにAl、Zn、Mn、Fe、Si、Cu、Ni、Ca、Zr、Li、Pb、Ag、Cr、Sn、Y、Sbその他希土類元素のうち1種又は2種以上を添加したもので、Alを添加したASTM規格に記載されているAM系、AlとZnを添加したAZ系、Znを添加したZK系など一般に公知のものを使用することができる。なお、金属部21が板状である場合、これらは成形されていてもよい。 Further, if the metal portion 21 is made of an aluminum alloy, the weight of the member can be reduced, which is preferable. As the aluminum alloy, one or more of Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Cr, Zn, Ti, V, Zr, Pb, and Bi are added to aluminum. Generally known ones such as the described 1000 series, 2000 series, 3000 series, 4000 series, 5000 series, 6000 series, and 7000 series can be used. The 5000 series, 6000 series, and the like, which have strength and moldability, are suitable. As the magnesium alloy, one or more of Al, Zn, Mn, Fe, Si, Cu, Ni, Ca, Zr, Li, Pb, Ag, Cr, Sn, Y, Sb and other rare earth elements are added to magnesium. Commonly known materials such as Al-added AM described in ASTM standards, Al- and Zn-added AZ, and Zn-added ZK can be used. In addition, when the metal part 21 is plate-shaped, these may be shape|molded.

鉄鋼材料には、任意の表面処理が施されていてもよい。ここで、表面処理とは、例えば、亜鉛系めっき及びアルミニウム系めっき、スズ系めっきなどの各種めっき処理、リン酸亜鉛処理、クロメート処理及びクロメートフリー処理などの化成処理、並びに、サンドブラストのような物理的もしくはケミカルエッチングのような化学的な表面粗化処理が挙げられるが、これらに限られるものではない。また、複数種の表面処理が施されていてもよい。表面処理としては、少なくとも防錆性の付与を目的とした処理が行われていることが好ましい。 Any surface treatment may be applied to the steel material. Here, the surface treatment includes, for example, various plating treatments such as zinc-based plating, aluminum-based plating, and tin-based plating, chemical conversion treatments such as zinc phosphate treatment, chromate treatment, and chromate-free treatment, and physical treatments such as sandblasting. Examples include, but are not limited to, chemical surface roughening treatments such as thermal or chemical etching. In addition, multiple types of surface treatments may be applied. As the surface treatment, it is preferable that a treatment for the purpose of imparting at least rust resistance is performed.

特に、鉄鋼材料の中でもめっき処理が施されためっき鋼材は、耐食性に優れることから好ましい。金属部21として特に好ましいめっき鋼材としては、亜鉛系めっき鋼板、Niめっき鋼板もしくはこれらを熱処理してNiめっき中にFeを拡散させることで合金化させた合金化Niめっき鋼板、Alめっき鋼板、スズめっき鋼板、クロムめっき鋼板等が挙げられる。 Among iron and steel materials, plated steel is particularly preferable because of its excellent corrosion resistance. A particularly preferable plated steel material for the metal portion 21 is a zinc-based plated steel plate, a Ni-plated steel plate, or an alloyed Ni-plated steel plate obtained by heat-treating these to diffuse Fe into the Ni-plating to alloy them, an Al-plated steel plate, tin A plated steel plate, a chrome-plated steel plate, etc. are mentioned.

上記のような各種のめっき鋼板の中でも、亜鉛系めっき鋼板は耐食性に優れるため、金属部21として好適に利用可能である。特に、鋼板に亜鉛めっきを施した後に合金化させて亜鉛めっき中に鉄を拡散させた合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、接着剤の経時による強度低下がより抑制されるため、より好適である。 Among the various plated steel sheets as described above, the zinc-based plated steel sheet is excellent in corrosion resistance and can be suitably used as the metal portion 21 . In particular, an alloyed hot-dip galvanized steel sheet in which a steel sheet is galvanized and then alloyed to diffuse iron in the galvanized steel sheet is more suitable because the decrease in strength of the adhesive over time is further suppressed.

ところで、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、一部に硬い合金層(一般に、キャピタルΓ層と呼ばれる。)が存在し、接合強度の高い接着剤(例えば、構造用接着剤)を用いた場合、当該合金層が破壊し、接着強度が低下する可能性がある。しかしながら、本発明者らは、高強度の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を金属部21とすると、めっき合金層の破壊を抑制でき、第1の部材2と第2の部材3との間の接着強度を高めることが可能なことを見出した。 By the way, an alloyed hot-dip galvanized steel sheet has a hard alloy layer (generally called a capital Γ layer) in part, and when an adhesive with high bonding strength (for example, a structural adhesive) is used, the The alloy layer may be destroyed and the bond strength may be reduced. However, the present inventors found that if a high-strength alloyed hot-dip galvanized steel sheet is used as the metal part 21, the breakage of the plated alloy layer can be suppressed, and the adhesive strength between the first member 2 and the second member 3 It was found that it is possible to increase

これは、接着接合構造体1に応力が負荷された場合で、高強度の鋼板が変形しにくいことが一因であると考えられる。すなわち、一般には、低強度の鋼板同士が接着されている場合、鋼板に引張応力、せん断応力等の応力が生じた際に、接着剤に加え、鋼板も変形する。特に接着部位の端部に変形が集中する。この結果、変形集中部のめっき合金層が破壊し、早期に剥離が生じる。これに対し、高強度鋼板を使用した場合、負荷された応力よる変形が小さいことから、接着部位の端部の変形集中が防止される。この結果、接着部位において、めっき合金層の破壊が抑制され、接着剤層全体で応力を受けることが可能となる。 One reason for this is thought to be that the high-strength steel plate is less likely to deform when stress is applied to the adhesive joint structure 1 . That is, in general, when low-strength steel plates are bonded together, the steel plates are deformed in addition to the adhesive when stress such as tensile stress or shear stress is applied to the steel plates. In particular, the deformation concentrates on the edge of the bonding portion. As a result, the plated alloy layer in the deformation concentrated portion is destroyed, and peeling occurs early. On the other hand, when a high-strength steel plate is used, the deformation due to the applied stress is small, so deformation concentration at the end of the bonding portion is prevented. As a result, breakage of the plated alloy layer is suppressed at the bonding site, and stress can be applied to the entire adhesive layer.

従って、金属部21としては、高強度の合金化溶融亜鉛めっき鋼板、例えば引張強度が590MPa以上の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を用いることが好ましく、引張強度が980MPa以上の合金化溶融亜鉛めっき鋼板を用いることがより好ましい。これにより、第1の部材2と第2の部材3との間の接着強度をより一層高いものとすることができる。この場合、接着接合構造体1が応力を受けた際には接着剤層4全体で応力を受けることが可能となることから、後述する本発明における接着耐久性の効果をより一層得ることが可能となる。なお、鋼板の引張強度は、JIS Z2241:2011に準じて測定することができる。 Therefore, as the metal portion 21, it is preferable to use a high-strength galvannealed steel sheet, for example, a galvannealed steel sheet having a tensile strength of 590 MPa or more, and a galvannealed steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more. It is more preferable to use Thereby, the bonding strength between the first member 2 and the second member 3 can be further increased. In this case, when the adhesive bonding structure 1 receives stress, the entire adhesive layer 4 can receive the stress, so that it is possible to further obtain the effect of adhesion durability in the present invention, which will be described later. becomes. In addition, the tensile strength of a steel plate can be measured according to JIS Z2241:2011.

以下、溶融亜鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、詳細に説明する。
溶融亜鉛めっき鋼板及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の母材である鋼板は、一般に公知の鋼板を用いることが可能である。このような鋼板として、例えば、JIS G3131に記載の熱間圧延軟鋼板及び鋼帯、JIS G3113に記載の自動車用熱間圧延鋼板及び鋼帯、JIS G3141に記載の冷間圧延鋼板及び鋼帯などを用いることができる。母材となる鋼板として、自動車用途等に用いられる高強度鋼板を用いるとより好適であり、引張強度が590MPa以上の高強度鋼板、更には、引張強度が980MPa以上の高強度鋼板を用いることがより一層好適であることは、上記の通りである。
The hot-dip galvanized steel sheet and the alloyed hot-dip galvanized steel sheet will be described in detail below.
As the steel plate that is the base material of the hot-dip galvanized steel sheet and the alloyed hot-dip galvanized steel sheet, generally known steel sheets can be used. Examples of such steel plates include hot-rolled mild steel plates and steel strips described in JIS G3131, hot-rolled steel plates and steel strips for automobiles described in JIS G3113, cold-rolled steel plates and steel strips described in JIS G3141, and the like. can be used. It is more preferable to use a high-strength steel sheet that is used for automobile applications, etc., as the steel sheet that serves as the base material. What is more preferable is as described above.

かかる高強度鋼板は、C(炭素)を0.050質量%以上0.400質量%以下、Si(ケイ素)を0.10質量%以上2.50質量%以下、Mn(マンガン)を1.20質量%以上3.50質量%以下含有し、残部がFe(鉄)及び不純物である組成を有していることが好ましい。また、かかる高強度鋼板は、C、Si、Mnを上記の含有量で含み、更に、残部のFeの一部に換えて、P(リン):0.100質量%以下、S(硫黄):0.0100質量%以下、Al(アルミニウム):1.200質量%以下、N(窒素):0.0100質量%以下を含有していると、より好ましい。 Such a high-strength steel sheet contains 0.050% by mass or more and 0.400% by mass or less of C (carbon), 0.10% by mass or more and 2.50% by mass or less of Si (silicon), and 1.20% by mass of Mn (manganese). It is preferable to have a composition containing not less than 3.50% by mass and the balance being Fe (iron) and impurities. In addition, such a high-strength steel sheet contains C, Si, and Mn in the above contents, and further replaces part of the remaining Fe with P (phosphorus): 0.100% by mass or less, S (sulfur): It is more preferable to contain 0.0100% by mass or less, Al (aluminum): 1.200% by mass or less, and N (nitrogen): 0.0100% by mass or less.

以下では、かかる高強度鋼板を構成する鋼板の化学成分(組成)について、詳細に説明する。 The chemical components (compositions) of steel sheets that constitute such high-strength steel sheets will be described in detail below.

[C:0.050質量%以上0.400質量%以下]
Cは、マルテンサイト、焼戻マルテンサイト、ベイナイト及び残留オーステナイト等の硬質組織を形成し、鋼板の強度を向上させるために必須の元素である。そこで、本実施形態では、引張強度を590MPa以上あるいは980MPa以上とするために、Cの含有量を0.050質量%以上とすることが好ましい。引張強度をより一層高めるため、Cの含有量は0.075質量%以上であることがより好ましい。一方、過度にCの含有量を高めると溶接性が劣化することから、Cの含有量は0.400質量%以下とすることが好ましく、0.300質量%以下とすることがより好ましい。
[C: 0.050% by mass or more and 0.400% by mass or less]
C is an essential element for forming hard structures such as martensite, tempered martensite, bainite and retained austenite and improving the strength of the steel sheet. Therefore, in the present embodiment, the C content is preferably 0.050% by mass or more in order to obtain a tensile strength of 590 MPa or more or 980 MPa or more. In order to further increase the tensile strength, the C content is more preferably 0.075% by mass or more. On the other hand, if the C content is excessively increased, the weldability deteriorates, so the C content is preferably 0.400% by mass or less, more preferably 0.300% by mass or less.

[Si:0.10質量%以上2.50質量%以下]
Siは、鋼板の伸びを確保して、加工性を大きく阻害することなく、強度を向上させる作用効果を有する元素である。そこで、本実施形態では、加工性と強度を十分に確保するために、Siの含有量を0.10質量%以上とすることが好ましい。加工性と強度とをより確実に確保するため、Siの含有量は、0.45質量%以上であることがより好ましい。一方、過度にSiの含有量を高めると、靭性が低下し、却って加工性が劣化することから、Siの含有量は2.50質量%以下とすることが好ましく、2.30質量%以下とすることがより好ましい。
[Si: 0.10% by mass or more and 2.50% by mass or less]
Si is an element that secures the elongation of the steel sheet and has the effect of improving the strength without greatly impairing the workability. Therefore, in the present embodiment, it is preferable to set the Si content to 0.10% by mass or more in order to sufficiently ensure workability and strength. In order to more reliably ensure workability and strength, the Si content is more preferably 0.45% by mass or more. On the other hand, if the Si content is excessively increased, the toughness decreases and the workability deteriorates. Therefore, the Si content is preferably 2.50% by mass or less, and 2.30% by mass or less is more preferable.

[Mn:1.20質量%以上3.50質量%以下]
Mnは、Siと同等の作用効果を有する元素である。そこで、本実施形態では、加工性と強度を十分に確保するために、Mnの含有量を1.20質量%以上とすることが好ましい。加工性と強度とをより確実に確保するため、Mnの含有量は、1.50質量%以上とすることがより好ましい。一方、過度にMnの含有量を高めると、溶接性が劣化することから、Mnの含有量は、3.50質量%以下とすることが好ましく、3.30質量%以下とすることがより好ましい。
[Mn: 1.20% by mass or more and 3.50% by mass or less]
Mn is an element having effects equivalent to those of Si. Therefore, in the present embodiment, the Mn content is preferably 1.20% by mass or more in order to sufficiently ensure workability and strength. In order to more reliably ensure workability and strength, the Mn content is more preferably 1.50% by mass or more. On the other hand, if the Mn content is excessively increased, the weldability deteriorates, so the Mn content is preferably 3.50% by mass or less, more preferably 3.30% by mass or less. .

[P:0.100質量%以下]
Pは、鋼材を脆化させる元素であり、更に、Pの含有量が0.100質量%を超えると、鋳造したスラブが割れるなどのトラブルが起こりやすくなる。そのため、Pの含有量は、0.100質量%以下であることが好ましく、0.050質量%以下であることがより好ましい。一方、Pの含有量を0.001%未満とすることは、製造コストの大幅な増加を伴うことから、Pの含有量は、0.001%を下限値とすることが好ましい。
[P: 0.100% by mass or less]
P is an element that embrittles the steel material, and if the content of P exceeds 0.100% by mass, problems such as cracking of the cast slab tend to occur. Therefore, the P content is preferably 0.100% by mass or less, more preferably 0.050% by mass or less. On the other hand, if the P content is less than 0.001%, the manufacturing cost will increase significantly, so the lower limit of the P content is preferably 0.001%.

[S:0.0100質量%以下]
Sは、延性、曲げ性といった加工性を低下させる元素であるため、Sの含有量は、0.0100質量%以下であることが好ましい。また、Sは、溶接性を劣化させる元素でもあるため、0.0080質量%以下に制限することがより好ましい。一方、Sの含有量を0.0001%未満とすることは、製造コストの大幅な増加を伴うため、Sの含有量は、0.0001%を下限値とすることが好ましい。
[S: 0.0100% by mass or less]
Since S is an element that reduces workability such as ductility and bendability, the S content is preferably 0.0100% by mass or less. Moreover, since S is an element that deteriorates weldability, it is more preferable to limit the content to 0.0080% by mass or less. On the other hand, if the S content is less than 0.0001%, the production cost will increase significantly, so the lower limit of the S content is preferably 0.0001%.

[Al:1.200質量%以下]
Alは、鋼材を脆化させる元素であり、Alの含有量が1.200質量%を超えると、鋳造したスラブが割れるなどのトラブルが起こりやすくなる。そのため、Alの含有量は、1.200質量%以下であることが好ましい。また、Alの含有量が増えると溶接性が劣化するため、Alの含有量は、1.100質量%以下であることがより好ましい。一方、Alの含有量の下限は特に定めずとも本発明の効果は発揮されるが、Alは、原料中に微量に存在する不可避不純物であり、その含有量を0.001%未満とするには製造コストの大幅な増加が伴う。そのため、Al含有量は、0.001質量%を下限値とすることが好ましい。
[Al: 1.200% by mass or less]
Al is an element that embrittles the steel material, and if the Al content exceeds 1.200% by mass, troubles such as cracking of the cast slab tend to occur. Therefore, the Al content is preferably 1.200% by mass or less. Moreover, since the weldability deteriorates as the Al content increases, the Al content is more preferably 1.100% by mass or less. On the other hand, the effect of the present invention can be exhibited even if the lower limit of the Al content is not particularly set, but Al is an unavoidable impurity present in a trace amount in the raw material, and if the content is less than 0.001%, is accompanied by a significant increase in manufacturing costs. Therefore, the lower limit of the Al content is preferably 0.001% by mass.

[N:0.0100質量%以下]
Nは、粗大な窒化物を形成し、延性、曲げ性といった加工性を劣化させる元素である。Nの含有量が0.0100%を超えると、加工性の劣化が顕著となることから、N含有量は、0.0100%以下とすることが好ましい。また、Nの含有量が過剰となると、溶接時のブローホール発生の原因になることから、含有量は少ない方がよい。これらの観点から、N含有量は、0.0090質量%以下とすることがより好ましい。一方、Nの含有量の下限は、特に定めなくても本発明の効果は発揮されるが、Nの含有量を0.0005質量%未満にすることは、製造コストの大幅な増加を招く。このことから、N含有量の下限は0.0005質量%以上とすることが好ましい。
[N: 0.0100% by mass or less]
N is an element that forms coarse nitrides and deteriorates workability such as ductility and bendability. If the N content exceeds 0.0100%, workability is significantly deteriorated, so the N content is preferably 0.0100% or less. Also, if the N content is excessive, it may cause blowholes during welding, so the N content should be as small as possible. From these points of view, the N content is more preferably 0.0090% by mass or less. On the other hand, the effect of the present invention can be exhibited even if the lower limit of the N content is not particularly set, but setting the N content to less than 0.0005% by mass causes a significant increase in manufacturing cost. For this reason, the lower limit of the N content is preferably 0.0005% by mass or more.

本実施形態で用いることが好ましい高強度鋼板は、上記に加え、本発明の効果を損なわない範囲内で、必要に応じて他の元素を含有していてもよい。 In addition to the above, the high-strength steel sheet preferably used in the present embodiment may contain other elements as necessary within a range that does not impair the effects of the present invention.

例えば、鋼板の強度をより一層高めるために、残部のFeの一部に換えて、Cr(クロム)、Mo(モリブデン)、Ni(ニッケル)、又は、Cu(銅)の少なくとも何れかを、合計で1.20質量%を上限として、含有してもよい。 For example, in order to further increase the strength of the steel sheet, at least one of Cr (chromium), Mo (molybdenum), Ni (nickel), or Cu (copper) is added in place of part of the remaining Fe. may be contained with an upper limit of 1.20% by mass.

また、鋼板の強度をより一層高めるために、残部のFeの一部に換えて、Nb(ニオブ)、Ti(チタン)、又は、V(バナジウム)の少なくとも何れかを、合計で0.200質量%を上限として、含有してもよい。 In addition, in order to further increase the strength of the steel sheet, at least one of Nb (niobium), Ti (titanium), or V (vanadium) is added in a total amount of 0.200 mass instead of part of the remaining Fe. % as the upper limit.

更に、B(ホウ素)は、高強度化に有効な元素であるため、残部のFeの一部に換えて、0.0075質量%を上限として、含有してもよい。 Furthermore, since B (boron) is an element effective in increasing the strength, it may be contained with an upper limit of 0.0075% by mass in place of part of the remaining Fe.

また、鋼板の成形性を高めるため、残部のFeの一部に換えて、Ca(カルシウム)、Mg(マグネシウム)、Ce(セリウム)、Hf(ハフニウム)、La(ランタン)、Zr(ジルコニウム)、Sb(アンチモン)、又は、REM(希土類元素)の少なくとも何れかを、合計で0.1000質量%を上限として、含有してもよい。 In order to improve the formability of the steel sheet, Ca (calcium), Mg (magnesium), Ce (cerium), Hf (hafnium), La (lanthanum), Zr (zirconium), At least one of Sb (antimony) and REM (rare earth element) may be contained with a total upper limit of 0.1000% by mass.

本実施形態において用いることが好ましい高強度鋼板における化学成分において、以上説明した各元素の残部は、Fe及び不純物である。 In the chemical composition of the high-strength steel sheet that is preferably used in the present embodiment, the balance of each element described above is Fe and impurities.

なお、前述のCr、Mo、Ni、Cu、Nb、Ti、V、B、Ca、Mg、Ce、Hf、La、Zr、Sb及びREMについては、いずれも前記下限値未満の微量を不純物として含有していることは許容される。 In addition, the aforementioned Cr, Mo, Ni, Cu, Nb, Ti, V, B, Ca, Mg, Ce, Hf, La, Zr, Sb and REM all contain trace amounts of impurities less than the lower limit. It is permissible to

かかる高強度鋼板は、前述のように、亜鉛系めっきが施されていると耐食性に優れるためより好適である。このような亜鉛系めっき鋼板として、例えば、JIS G3313に記載の電気亜鉛めっき鋼板、JIS G3302に記載の溶融亜鉛めっき鋼板等を挙げることができる。 As described above, such a high-strength steel sheet is more suitable when zinc-based plating is applied because it has excellent corrosion resistance. Examples of such galvanized steel sheets include electrogalvanized steel sheets described in JIS G3313 and hot-dip galvanized steel sheets described in JIS G3302.

電気亜鉛めっき鋼板の場合は、亜鉛のみをめっきしたもの(一般にEGと呼ばれる)でも良いし、亜鉛-ニッケル電気めっき鋼板を用いても良い。また、溶融亜鉛めっき鋼板は、亜鉛めっき層にAl0.2%含有する一般にGIと呼ばれるものを用いても良いし、亜鉛めっき層中にAl:1~10%を含む一般にZn-Al合金めっき鋼板と呼ばれる鋼板を用いても良い。更に、亜鉛めっき層中にAl:1~10%、Mg:1~15%含む一般にZn-Al-Mg合金めっき鋼板と呼ばれる鋼板を用いても良い。 In the case of an electrogalvanized steel sheet, a steel sheet plated only with zinc (generally called EG) may be used, or a zinc-nickel electroplated steel sheet may be used. In addition, the hot-dip galvanized steel sheet may be generally called GI containing 0.2% Al in the galvanized layer, or generally Zn-Al alloy plated steel sheet containing 1 to 10% Al in the galvanized layer. You may use the steel plate called. Furthermore, a steel plate generally called a Zn-Al-Mg alloy plated steel plate containing Al: 1 to 10% and Mg: 1 to 15% in the galvanized layer may be used.

かかる亜鉛めっき層が、Fe:7~15質量%、Al:0.05~0.5質量%を含有し、残部がZn及び不純物からなる合金化溶融亜鉛めっき層であると、接着剤接合強度が経時で低下しにくく、より好適である。本実施形態において、合金化溶融亜鉛めっき層とは、合金化反応によってZnめっき中に鋼中のFeが拡散しできたFe-Zn合金を主体としためっき層のことである。Feの含有率は特に限定しないが、めっき中のFeの含有量が7質量%未満では、めっき表面に柔らかいZn-Fe合金が形成されプレス成形性を劣化させ、Feの含有量が15質量%を超えると、地鉄界面に脆い合金層が発達し過ぎてめっき密着性が劣化する。そのため、Feの含有量は、7~15質量%が適切である。また、一般に連続的に溶融亜鉛めっきを施す際、めっき浴中での合金化反応を制御する目的でめっき浴にAlを添加するため、めっき中には0.05~0.5質量%のAlが含まれる。また、合金化の過程では、Feの拡散と同時に鋼中に添加した元素も拡散するため、めっき中にはこれらの元素も含まれる。 When such a galvanized layer is an alloyed hot-dip galvanized layer containing 7 to 15% by mass of Fe, 0.05 to 0.5% by mass of Al, and the balance being Zn and impurities, adhesive bonding strength is less likely to decrease over time, which is more preferable. In the present embodiment, the alloyed hot-dip galvanized layer is a plated layer mainly composed of an Fe—Zn alloy in which Fe in steel has diffused during Zn plating due to an alloying reaction. The Fe content is not particularly limited, but if the Fe content in the plating is less than 7% by mass, a soft Zn—Fe alloy is formed on the plating surface, degrading the press formability, and the Fe content is 15% by mass. If it exceeds , a brittle alloy layer develops too much at the base iron interface, and the plating adhesion deteriorates. Therefore, the appropriate Fe content is 7 to 15% by mass. In general, when hot-dip galvanizing is continuously performed, Al is added to the plating bath for the purpose of controlling the alloying reaction in the plating bath. is included. In addition, in the alloying process, the elements added to the steel diffuse at the same time as Fe diffuses, so these elements are also contained in the plating.

以下に、上記のような溶融亜鉛めっき鋼板を得るための製造方法の一例を示す。ただし、上記のような高強度溶融亜鉛めっき鋼板は、以下に例示する製造方法以外の方法を用いて製造してもよく、以下に説明する各条件は好適なものを挙げたにすぎず、一例に過ぎない。 An example of a manufacturing method for obtaining the hot-dip galvanized steel sheet as described above is shown below. However, the above-described high-strength hot-dip galvanized steel sheet may be produced using a method other than the production method exemplified below, and the conditions explained below are only suitable ones, and are one example. It's nothing more than

かかる亜鉛系めっき鋼板に用いられる、母材となる鋼板は、鋳片を熱間圧延することで製造されたり、熱感圧延後に冷間圧延し、その後、必要に応じて焼鈍することによって製造されたりする。かかる焼鈍が、連続焼鈍工程を行うことによってなされると、より好適である。更には、かかる鋼板を連続電気めっきラインにて電気めっきすることができる。溶融亜鉛めっき鋼板の場合は、かかる熱延鋼板もしくは冷延鋼板を連続めっきラインで加熱したのちに、還元雰囲気(水素を1~5%含む窒素ガス雰囲気)にて加熱した状態(一般に、還元炉と呼ばれる。)で保定して鋼板表面の酸化物を還元させて(一般に、酸化還元法と呼ばれる。)、冷却させた後に溶融亜鉛系めっき浴に浸漬し、引き上げてガスワイピングでめっき付着量を調整することで製造される。ワイピングガスは、エアーや窒素ガスなど一般的なものを用いることができるが、窒素ガスであるとめっき層の酸化を抑制できるため、より好適である。合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合は、かかる工程のガスワイピングでめっき付着量を調整した後に、合金化炉で400~500℃に加熱して合金化処理を施すことで製造される。 The steel plate used as the base material for such a zinc-based plated steel plate is manufactured by hot-rolling a cast slab, or by hot-rolling, cold-rolling, and then, if necessary, annealing. or More preferably, such annealing is performed by performing a continuous annealing process. Furthermore, such steel sheets can be electroplated in a continuous electroplating line. In the case of a hot-dip galvanized steel sheet, the hot-rolled steel sheet or cold-rolled steel sheet is heated in a continuous coating line and then heated in a reducing atmosphere (nitrogen gas atmosphere containing 1 to 5% hydrogen) (generally, a reducing furnace ) to reduce the oxides on the surface of the steel sheet (generally called the oxidation-reduction method), cool it down, immerse it in a hot-dip zinc-based plating bath, pull it up, and gas-wipe it to reduce the amount of coating. Manufactured by adjustment. Common wiping gases such as air and nitrogen gas can be used as the wiping gas, but nitrogen gas is more preferable because it can suppress oxidation of the plating layer. When manufacturing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet, after adjusting the coating amount by gas wiping in such a process, the steel sheet is heated to 400 to 500° C. in an alloying furnace for alloying treatment.

≪皮膜部22≫
上述したように、第1の部材2の表面の少なくとも一部は、皮膜部22を有していることが好ましい。すなわち、金属部21の表面の少なくとも一部に、皮膜部22が形成されていることが好ましい。皮膜部22が形成されている場合、かかる皮膜部22は、少なくともその一部が接着剤層4と接し、結果、第1の部材2は、皮膜部22を介して接着剤層4により第2の部材3と接着する。かかる皮膜部22は、Si元素を含み、かつ、水系ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂のうち1種以上を含む有機皮膜部である。以下、本実施形態に係る接着接合構造体1が有していると好ましい皮膜部22の構成について、詳細に説明する。
<<Coating part 22>>
As described above, at least part of the surface of the first member 2 preferably has the film portion 22 . That is, it is preferable that the film portion 22 is formed on at least a portion of the surface of the metal portion 21 . When the coating portion 22 is formed, at least a part of the coating portion 22 is in contact with the adhesive layer 4 , and as a result, the first member 2 is attached to the second adhesive layer 4 via the coating portion 22 . is adhered to the member 3 of . The film portion 22 is an organic film portion containing Si element and at least one of water-based polyurethane resin, epoxy resin, and polyester resin. Hereinafter, the configuration of the film portion 22 that is preferably included in the adhesive bonding structure 1 according to this embodiment will be described in detail.

本実施形態に係る皮膜部22は、上記のように、Si元素を含み、かつ、水系ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂のうち1種以上を含む。より具体的には、図3に模式的に示したように、皮膜部22において、上記水系ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂の少なくとも何れかは、主に樹脂粒子221として存在しており、Si元素を含む化合物相223中に、かかる樹脂粒子221が分散した構造を有している。かかる化合物相223は、各種のシラン化合物に由来するSi元素を含む化合物相であることが好ましく、有機シラン化合物に由来するSi元素を含む化合物相であることがより好ましい。 As described above, the coating portion 22 according to the present embodiment contains the Si element and contains one or more of water-based polyurethane resin, epoxy resin, and polyester resin. More specifically, as schematically shown in FIG. 3, at least one of the water-based polyurethane resin, epoxy resin, and polyester resin exists mainly as resin particles 221 in the film portion 22, and Si It has a structure in which such resin particles 221 are dispersed in a compound phase 223 containing elements. The compound phase 223 is preferably a compound phase containing Si element derived from various silane compounds, more preferably a compound phase containing Si element derived from an organic silane compound.

皮膜部22中に、Si元素を含む化合物相223が存在することで、金属部21を構成する元素との間で、Si-O-Me結合という一次結合が形成される。ここで、Meは、金属部21の主成分である金属元素(換言すれば、含有量が、金属部21の全質量に対して50質量%以上である金属元素)を示す。例えば、金属部21が鉄鋼材料である場合、上記Meは、Feであり、金属部21がアルミニウム材料である場合、上記Meは、Alである。このような一次結合が形成されることで、金属部21と皮膜部22との間の接合状態はより強固なものとなり、金属部21と皮膜部22との間の密着性が更に向上する。その結果、水が外部より金属部21と皮膜部22との間の界面に浸入しにくい状態が、より確実に実現される。これにより、本実施形態に係る接着接合構造体1において、金属部21と皮膜部22との間の接着耐久性を、更に向上させることができる。 The presence of the compound phase 223 containing the Si element in the film portion 22 forms a primary bond called a Si—O—Me bond with the element forming the metal portion 21 . Here, Me indicates a metal element that is the main component of the metal portion 21 (in other words, a metal element whose content is 50% by mass or more with respect to the total mass of the metal portion 21). For example, when the metal part 21 is a steel material, the above Me is Fe, and when the metal part 21 is an aluminum material, the above Me is Al. By forming such a primary bond, the bonding state between the metal portion 21 and the coating portion 22 becomes stronger, and the adhesion between the metal portion 21 and the coating portion 22 is further improved. As a result, a state in which it is difficult for water to enter the interface between the metal portion 21 and the film portion 22 from the outside can be realized more reliably. Thereby, in the adhesive bonding structure 1 according to the present embodiment, it is possible to further improve the adhesion durability between the metal portion 21 and the film portion 22 .

また、皮膜部22において、樹脂粒子221は、化合物相223中に分散しているが、かかる樹脂粒子221は、水系ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、又は、ポリエステル樹脂の少なくとも何れかを含有している。これらの樹脂のうちエポキシ樹脂は、以下で詳述するように、本実施形態に係る接着接合構造体1の接着剤層4を構成するフェノキシ樹脂と、化学的構造が類似した樹脂である。また、水系ポリウレタン樹脂、及び、ポリエステル樹脂は、エポキシ樹脂と親和性の高い樹脂であり、本実施形態に係る接着接合構造体1の接着剤層4を構成するフェノキシ樹脂とも、親和性が高い。そのため、皮膜部22が上記のような樹脂で構成される樹脂粒子221を含むことで、皮膜部22と、接着剤層4との間の界面における密着性が向上する。その結果、水が外部より皮膜部22と接着剤層4との間の界面に浸入しにくい状態が、より確実に実現される。これにより、本実施形態に係る接着接合構造体1において、皮膜部22と接着剤層4との間の接着耐久性を、更に向上させることができる。 In the coating portion 22, the resin particles 221 are dispersed in the compound phase 223, and the resin particles 221 contain at least one of water-based polyurethane resin, epoxy resin, and polyester resin. Among these resins, the epoxy resin has a chemical structure similar to that of the phenoxy resin forming the adhesive layer 4 of the adhesive bonding structure 1 according to the present embodiment, as will be described in detail below. Water-based polyurethane resins and polyester resins have high affinity with epoxy resins, and also have high affinity with phenoxy resins forming the adhesive layer 4 of the adhesive bonding structure 1 according to the present embodiment. Therefore, the adhesion at the interface between the coating portion 22 and the adhesive layer 4 is improved by the coating portion 22 containing the resin particles 221 composed of the resin as described above. As a result, a state in which it is difficult for water to enter the interface between the coating portion 22 and the adhesive layer 4 from the outside is more reliably realized. Thereby, in the adhesive joint structure 1 according to the present embodiment, it is possible to further improve the adhesion durability between the film portion 22 and the adhesive layer 4 .

以上説明したように、皮膜部22が、Si元素を含有する化合物相と、特定の樹脂からなる有機樹脂相とから構成されることで、皮膜部22における2つの界面(皮膜部22-金属部10界面、皮膜部22-接着剤層4界面)における密着性が更に向上し、接着接合構造体1の接着耐久性をより向上させることができる。 As described above, the film portion 22 is composed of a compound phase containing Si element and an organic resin phase made of a specific resin, so that two interfaces in the film portion 22 (film portion 22 - metal portion 10 interface, film portion 22-adhesive layer 4 interface) is further improved, and the adhesion durability of the adhesive bonding structure 1 can be further improved.

ここで、上記のような樹脂粒子221は、水系ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂のうち1種以上で構成されているものであれば、具体的な化学構造は特に限定されるものではない。例えば、エポキシ樹脂及びポリエステル樹脂は、水に溶解又は分散する水溶性又は水分散性の水系樹脂、及び、有機溶剤に溶解又は分散する溶剤系樹脂の何れであってもよいが、製造コスト及び環境適性の点から、水系樹脂であることが好ましい。また、水系ポリウレタン樹脂は、水に溶解又は分散する水溶性又は水分散性の水系樹脂であれば、具体的な化学構造は、特に限定されるものではない。 The specific chemical structure of the resin particles 221 is not particularly limited as long as the resin particles 221 are composed of one or more of water-based polyurethane resin, epoxy resin, and polyester resin. For example, epoxy resins and polyester resins may be water-soluble or water-dispersible water-based resins that dissolve or disperse in water, or solvent-based resins that dissolve or disperse in organic solvents. From the point of suitability, it is preferably a water-based resin. Further, the specific chemical structure of the water-based polyurethane resin is not particularly limited as long as it is a water-soluble or water-dispersible water-based resin that dissolves or disperses in water.

かかる水系樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、これら2種以上の樹脂の混合樹脂等の水溶性又は水分散性の樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂を用いる場合には、分子量は10000~30000であることが好ましい。分子量が10000未満であると十分な加工性を確保するのが困難になることがある。一方、分子量が30000を超えると樹脂自体の結合サイトが低下し、接着剤層4と優れた密着性を確保するのが困難になることがある。また、メラミン等の硬化剤を使用して架橋させる場合、架橋反応が十分に行われず、皮膜部22としての性能が低下することがある。ウレタン樹脂を用いる場合には、ポリウレタン樹脂の形態は、エマルション粒子径が10~100nm(好ましくは20~60nm)のエマルションであることが好ましい。エマルション粒子径が過度に小さいものは、コスト高になることがある。一方、エマルション粒子径が過度に大きいものは、塗膜化した際にエマルション同士の隙間が大きくなるため、皮膜部22としてのバリア性が低下することがある。ポリウレタン樹脂のタイプとしては、エーテル系、ポリカーボネイト系、エステル系、アクリルグラファイトタイプ等が挙げられる。これらは、単独で用いても、または、併用してもよい。 Examples of such water-based resins include water-soluble or water-dispersible resins such as polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, and mixed resins of two or more of these resins. When a polyester resin is used, it preferably has a molecular weight of 10,000 to 30,000. If the molecular weight is less than 10,000, it may be difficult to ensure sufficient workability. On the other hand, if the molecular weight exceeds 30,000, the bonding sites of the resin itself are lowered, and it may become difficult to ensure excellent adhesion to the adhesive layer 4 . In addition, when a curing agent such as melamine is used for cross-linking, the cross-linking reaction may not be sufficiently performed, and the performance of the coating portion 22 may be deteriorated. When a urethane resin is used, the form of the polyurethane resin is preferably an emulsion having an emulsion particle size of 10 to 100 nm (preferably 20 to 60 nm). An excessively small emulsion particle size may result in high cost. On the other hand, if the emulsion particle size is excessively large, the gaps between the emulsions become large when formed into a coating film, so the barrier properties of the coating portion 22 may be lowered. Types of polyurethane resins include ether-based, polycarbonate-based, ester-based, and acrylic-graphite-based types. These may be used alone or in combination.

一方、溶剤系樹脂としては、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、これら2種以上の樹脂の混合樹脂等が挙げられる。 On the other hand, solvent-based resins include polyester resins, epoxy resins, mixed resins of two or more of these resins, and the like.

ここで、皮膜部22に含まれる樹脂は、架橋構造を有する架橋樹脂であってもよいし、架橋構造を有さない非架橋樹脂であってもよいが、皮膜部22の低温製膜の点から、非架橋樹脂であることが好ましい。樹脂に架橋構造を付与する架橋剤(硬化剤)としては、水溶性の架橋剤が好ましい。架橋剤として具体的には、メラミン、イソシアネート、シラン化合物、ジルコニウム化合物、チタン化合物等が好ましい。 Here, the resin contained in the coating portion 22 may be a crosslinked resin having a crosslinked structure or a non-crosslinked resin having no crosslinked structure. Therefore, it is preferably a non-crosslinked resin. A water-soluble cross-linking agent is preferable as the cross-linking agent (curing agent) that imparts a cross-linked structure to the resin. Specifically, melamine, isocyanate, silane compounds, zirconium compounds, titanium compounds and the like are preferable as the cross-linking agent.

架橋剤の添加量は、樹脂固形分100質量部に対して5質量部~30質量部が好ましい。架橋剤の添加量が5質量部未満だと、樹脂との架橋反応が低下し、塗膜としての性能が不十分となることがある。一方、架橋剤の添加量が30質量部より多くなると、架橋反応が進みすぎて、皮膜部22が過度に硬くなり、加工性が低下することに加え、シラン化合物、ジルコニウム化合物、チタン化合物では、更に塗料安定性が低下することがある。 The amount of the cross-linking agent to be added is preferably 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content of the resin. If the amount of the cross-linking agent added is less than 5 parts by mass, the cross-linking reaction with the resin may decrease, resulting in insufficient performance as a coating film. On the other hand, if the amount of the cross-linking agent added is more than 30 parts by mass, the cross-linking reaction proceeds too much, the film portion 22 becomes excessively hard, and workability is lowered. Furthermore, paint stability may be reduced.

樹脂粒子221の粒子形状は、特に限定されず、例えば、球状、擬球状(例えば楕円球体状、鶏卵状、ラグビーボール状等)、または、多面体状(例えばサッカーボール状、サイコロ状、各種宝石のブリリアントカット形状等)のような、球に近い形状や、細長い形状(例えば棒状、針状、繊維状等)、または、平面形状(例えばフレーク状、平板状、薄片状等)であることができる。 The particle shape of the resin particles 221 is not particularly limited. It can be a shape close to a sphere such as a brilliant cut shape, an elongated shape (e.g., rod-like, needle-like, fiber-like, etc.), or a planar shape (e.g., flake-like, flat plate-like, thin plate-like, etc.). .

本実施形態に係る皮膜部22において、上記樹脂粒子221の平均粒径は、例えば、20nm以上であることが好ましい。樹脂粒子221の平均粒径が20nm以上となることで、上記のような接着剤層4との間の親和性をより確実に向上させることができる。樹脂粒子221の平均粒径は、より好ましくは、30nm以上であり、更に好ましくは、50nm以上である。一方、樹脂粒子221の平均粒径が200nm未満となることで、より緻密な樹脂バリア層を形成すことが可能となり、皮膜部22と接着剤層4との間の密着性をより向上させることができる。樹脂粒子221の平均粒径は、より好ましくは、180nm以下であり、更に好ましくは、150nm以下である。 In the coating portion 22 according to this embodiment, the average particle size of the resin particles 221 is preferably 20 nm or more, for example. By setting the average particle diameter of the resin particles 221 to 20 nm or more, the affinity with the adhesive layer 4 as described above can be more reliably improved. The average particle diameter of the resin particles 221 is more preferably 30 nm or more, and still more preferably 50 nm or more. On the other hand, when the average particle diameter of the resin particles 221 is less than 200 nm, it becomes possible to form a denser resin barrier layer, and the adhesion between the film portion 22 and the adhesive layer 4 is further improved. can be done. The average particle diameter of the resin particles 221 is more preferably 180 nm or less, and still more preferably 150 nm or less.

ここで、樹脂粒子221の「平均粒径」とは、皮膜部22中に存在する樹脂粒子221が単独で存在する場合は、平均1次粒径を指し、樹脂粒子221同士が凝集して存在する場合は、凝集時の樹脂粒子の粒径を表す平均2次粒径を意味する。樹脂粒子221の平均粒径は、次の計測方法で求めることが好ましい。 Here, the “average particle diameter” of the resin particles 221 refers to the average primary particle diameter when the resin particles 221 exist alone in the coating portion 22, and the resin particles 221 are aggregated and exist. When it does, it means the average secondary particle size representing the particle size of the resin particles at the time of agglomeration. It is preferable to obtain the average particle size of the resin particles 221 by the following measurement method.

まず、接着接合構造体1の皮膜部22が配置された部位を切断することにより、その断面を露出させ、その断面を更に研摩し、第1の部材2の皮膜部22の厚さ方向における断面試料を得る。次いで、断面試料の皮膜部22の部分を、走査型電子顕微鏡で観察し、皮膜部22の断面の観察像を得る。その観察像の視野に存在する樹脂粒子221から数個を任意に選び出し、それぞれの樹脂粒子221の長辺長さ及び短辺長さを測定する。最後に、長辺長さの平均値及び短辺長さの平均値を算出し、更に、長辺長さの平均値及び短辺長さの平均値を平均することにより、平均粒径を算出する。 First, by cutting the portion where the film portion 22 of the adhesive bonding structure 1 is arranged, the cross section is exposed, and the cross section is further polished to form a cross section in the thickness direction of the film portion 22 of the first member 2. Obtain a sample. Next, the film portion 22 portion of the cross-sectional sample is observed with a scanning electron microscope to obtain an observed image of the cross section of the film portion 22 . Several resin particles 221 are arbitrarily selected from the field of view of the observed image, and the length of the long side and the length of the short side of each resin particle 221 are measured. Finally, the average long side length and the average short side length are calculated, and the average long side length and the average short side length are averaged to calculate the average particle size. do.

なお、平均粒径の数値は、計測方法によって若干変動する。例えば、粒度分布計を用いる場合には測定原理によって、画像解析の場合には画像処理方法によって変動しうる。しかしながら、本明細書において規定される樹脂粒子の粒径の範囲は、こうした変動を考慮したものである。いずれの方法によって得られた平均粒径であっても、本明細書に規定される範囲であれば、上記の効果を安定的に得ることができる。 Note that the numerical value of the average particle size varies slightly depending on the measurement method. For example, in the case of using a particle size distribution meter, it may vary depending on the measurement principle, and in the case of image analysis, it may vary depending on the image processing method. However, the range of resin particle size specified herein takes such variations into account. Regardless of the average particle size obtained by any method, the above effects can be stably obtained within the range defined in the present specification.

ここで、本実施形態に係る皮膜部22が、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂の少なくとも何れかを有しているか否かについては、以下の方法で判定することが可能である。 Here, whether or not the film portion 22 according to the present embodiment contains at least one of polyurethane resin, epoxy resin, and polyester resin can be determined by the following method.

まず、接着接合構造体1の皮膜部22が配置された部位を斜め切削により切削することにより、その断面を露出させ、その断面を更に研摩し、第1の部材2の皮膜部22の厚さ方向における断面試料を得る。次いで、断面試料の皮膜部22の部分を、顕微IR分光装置により分析し、得られた皮膜部22の赤外吸収スペクトルに、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂に由来する振動ピークが観測されているか否かに基づき、判定することが可能である。具体的には、得られた赤外吸収スペクトルにおいて、1550cm-1付近のC-N基に帰属されるピーク、及び、1740cm-1付近のC=O基に帰属されるピークが観測された場合に、水系ポリウレタン樹脂を含むと判定し、830cm-1付近のエポキシ基に帰属されるピークが観測された場合に、エポキシ樹脂を含むと判定し、1720~1740cm-1付近のC=O基に帰属されるピークが観測された場合に、ポリエステル樹脂を含むと判定することが可能である。なお、皮膜部22を十分拡大することができれば、斜め切削における切削角度は、任意の角度で良い。 First, a portion of the adhesive structure 1 where the film portion 22 is disposed is obliquely cut to expose its cross section, and the cross section is further polished to obtain the thickness of the film portion 22 of the first member 2. A cross-sectional sample in the direction is obtained. Next, the film portion 22 portion of the cross-sectional sample was analyzed with a microscopic IR spectrometer, and vibration peaks derived from polyurethane resin, epoxy resin, and polyester resin were observed in the obtained infrared absorption spectrum of the film portion 22. It is possible to make a determination based on whether or not there is. Specifically, in the obtained infrared absorption spectrum, when a peak attributed to a C—N group near 1550 cm −1 and a peak attributed to a C═O group near 1740 cm −1 are observed. , determined to contain an aqueous polyurethane resin, and when a peak attributed to an epoxy group near 830 cm -1 is observed, it is determined to contain an epoxy resin, and C=O groups near 1720 to 1740 cm -1 If the assigned peak is observed, it can be determined to contain a polyester resin. As long as the film portion 22 can be sufficiently enlarged, the cutting angle in the oblique cutting may be any angle.

また、本実施形態に係る皮膜部22の厚み方向に沿った断面(例えば、図3に示したような断面)において、樹脂粒子221が、皮膜部22の断面積の20%以上を占めることが好ましい。すなわち、上記断面において、樹脂粒子221の面積率が、皮膜部22の断面積に対して、20%以上であることが好ましい。樹脂粒子221の面積率が20%以上となることで、上記のような接着剤層4との間の親和性をより確実に向上させることが可能となる。皮膜部22の断面における樹脂粒子221の面積率は、より好ましくは、30%以上であり、更に好ましくは、40%以上である。一方、断面における樹脂粒子221の面積率が80%未満となることで、皮膜部22と金属部21との間の密着性を確実に保持しつつ、皮膜部22と接着剤層4との間の親和性をより向上させることができる。皮膜部22の断面における樹脂粒子221の面積率は、より好ましくは、70%以下であり、更に好ましくは、60%以下である。 In addition, in a cross section along the thickness direction of the coating portion 22 according to the present embodiment (for example, a cross section as shown in FIG. 3), the resin particles 221 can occupy 20% or more of the cross-sectional area of the coating portion 22. preferable. That is, in the cross section, the area ratio of the resin particles 221 is preferably 20% or more with respect to the cross-sectional area of the film portion 22 . By setting the area ratio of the resin particles 221 to 20% or more, it is possible to more reliably improve the affinity with the adhesive layer 4 as described above. The area ratio of the resin particles 221 in the cross section of the coating portion 22 is more preferably 30% or more, and still more preferably 40% or more. On the other hand, since the area ratio of the resin particles 221 in the cross section is less than 80%, the adhesiveness between the coating portion 22 and the metal portion 21 is reliably maintained, and the adhesion between the coating portion 22 and the adhesive layer 4 is maintained. can further improve the affinity of The area ratio of the resin particles 221 in the cross section of the coating portion 22 is more preferably 70% or less, and even more preferably 60% or less.

皮膜部22の断面における樹脂粒子221の面積率、及び、皮膜部22がSi元素を有しているか否かは、次の計測方法で特定することが好ましい。まず、接着接合構造体1の皮膜部22が配置された部位を切断することにより、その断面を露出させ、その断面を更に研摩し、第1の部材2の皮膜部22の厚さ方向における断面試料を得る。次いで、断面試料の皮膜部22の部分を、FIB-マイクロサンプリング法及びクライオFIB-マイクロサンプリング法によりTEM観察用薄膜試料を作成し、微小領域の分析が可能なFE-TEMを用いて、得られたTEM観察用薄膜試料を観察する。金属部と接着剤層との間の界面付近の任意の3箇所について、EDS分析(元素マッピング)を行って、C、O、Siの各元素マップを得る。その後、得られた元素マップについて、Cとそれ以外の元素について二値化して、皮膜部における樹脂粒子の平均粒径、及び、面積率を算出する。 The area ratio of the resin particles 221 in the cross section of the coating portion 22 and whether or not the coating portion 22 contains the Si element are preferably determined by the following measurement methods. First, by cutting the portion where the film portion 22 of the adhesive bonding structure 1 is arranged, the cross section is exposed, and the cross section is further polished to form a cross section in the thickness direction of the film portion 22 of the first member 2. Obtain a sample. Next, a thin film sample for TEM observation is prepared from the film portion 22 of the cross-sectional sample by the FIB-microsampling method and the cryo-FIB-microsampling method, and is obtained using an FE-TEM capable of analyzing a minute area. Observe the thin film sample for TEM observation. EDS analysis (elemental mapping) is performed on arbitrary three points near the interface between the metal portion and the adhesive layer to obtain elemental maps of C, O, and Si. After that, the obtained element map is binarized for C and other elements to calculate the average particle diameter and area ratio of the resin particles in the film portion.

また、本実施形態に係る化合物相223は、Si元素を含有するシラン化合物で構成されていれば、特に限定されるものではなく、一般的なコロイダルシリカ等の無機シラン化合物を用いることも可能であるが、例えば、グリシドキシ基又はメルカプト基を有するシラン化合物のような有機シラン化合物を用いることが好ましい。シラン化合物として、グリシドキシ基又はメルカプト基を有する有機シラン化合物を用いることで、以下で詳述するようなSi-O-Me結合の形成状態をより確実、かつ、より好ましい状態で実現することが可能となり、より確実に長期にわたる接着耐久性を実現することが可能となる。なお、有機シラン化合物には、グリシドキシ基又はメルカプト基を有する有機シラン化合物以外にも、例えばアミノ基、ビニル基、メタクリル基等を有する有機シラン化合物も存在しうるが、本発明者らによる検証の結果、アミノ基、ビニル基、メタクリル基等を有する有機シラン化合物を用いた場合、金属部21と皮膜部22との界面における反応よりも、皮膜部22の内部におけるシラン化合物と有機樹脂相を構成する樹脂との反応がより促進されてしまい、長期にわたる接着耐久性が得られにくいことが明らかとなった。従って、水などの電解液の浸入を防止することで長期にわたる接着耐久性を実現するという観点からは、グリシドキシ基又はメルカプト基を有する有機シラン化合物を用いることが好ましい。なお、グリシドキシ基又はメルカプト基を有する有機シラン化合物としては、条件に合致する市販のものを使用してもよいし、自身で合成したものを使用してもよい。 In addition, the compound phase 223 according to the present embodiment is not particularly limited as long as it is composed of a silane compound containing Si element, and it is also possible to use a general inorganic silane compound such as colloidal silica. However, it is preferred to use an organosilane compound, for example a silane compound having a glycidoxy group or a mercapto group. By using an organic silane compound having a glycidoxy group or a mercapto group as the silane compound, it is possible to realize the Si—O—Me bond formation state as described in detail below in a more reliable and preferable state. As a result, it becomes possible to more reliably achieve long-term adhesion durability. In addition to organosilane compounds having a glycidoxy group or a mercapto group, organosilane compounds having, for example, an amino group, a vinyl group, a methacryl group, or the like may also exist in the organosilane compound, but the present inventors have verified that the As a result, when an organic silane compound having an amino group, a vinyl group, a methacrylic group, or the like is used, the silane compound and the organic resin phase are formed inside the film portion 22 rather than the reaction at the interface between the metal portion 21 and the film portion 22. It has been found that the reaction with the resin to which the adhesive is applied is further accelerated, making it difficult to obtain long-term adhesion durability. Therefore, it is preferable to use an organic silane compound having a glycidoxy group or a mercapto group from the viewpoint of realizing long-term adhesion durability by preventing penetration of an electrolytic solution such as water. As the organic silane compound having a glycidoxy group or a mercapto group, a commercially available one that satisfies the conditions may be used, or one synthesized by oneself may be used.

ここで、本実施形態に係る皮膜部22において、金属部21と皮膜部22との界面の任意の箇所を含むように皮膜部22を接着剤層4側から金属部21側に向かってアルゴンスパッタリングしながら、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS)により分析したときに、以下のような分析結果が得られることが好ましい。すなわち、TOF-SIMSの分析結果において、Si-O-Me結合(Me:金属部21を構成する金属元素)に対応するピークが観測され、かつ、Si-O-Me結合を示すカウント値が15以上であることが好ましい。 Here, in the coating portion 22 according to the present embodiment, the coating portion 22 is argon-sputtered from the adhesive layer 4 side toward the metal portion 21 side so as to include an arbitrary portion of the interface between the metal portion 21 and the coating portion 22 . However, when analyzed by time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS), it is preferable to obtain the following analytical results. That is, in the TOF-SIMS analysis results, a peak corresponding to the Si—O—Me bond (Me: the metal element forming the metal portion 21) was observed, and the count value indicating the Si—O—Me bond was 15. It is preferable that it is above.

ここで、Si-O-Me結合に対応するピークは、元素Meの具体的な種類に応じて、かかる元素Me毎に特徴的な位置に観測される。例えば、Me=Feの場合、Si-O-Fe結合に対応する代表的なピークは、TOF-SIMSの分析結果において、質量100±0.1の位置に観測されるピークであり、Me=Znの場合、Si-O-Zn結合に対応する代表的なピークは、TOF-SIMSの分析結果において、質量108±0.1の位置に観測されるピークであり、Me=Alの場合、Si-O-Al結合に対応する代表的なピークは、TOF-SIMSの分析結果において、質量71±0.1の位置に観測されるピークである。 Here, the peak corresponding to the Si—O—Me bond is observed at a characteristic position for each element Me, depending on the specific type of the element Me. For example, when Me=Fe, a typical peak corresponding to the Si—O—Fe bond is the peak observed at the position of mass 100±0.1 in the TOF-SIMS analysis results, and Me=Zn In the case of , a representative peak corresponding to the Si—O—Zn bond is the peak observed at the position of mass 108±0.1 in the TOF-SIMS analysis results. A representative peak corresponding to the O—Al bond is the peak observed at a mass position of 71±0.1 in the TOF-SIMS analysis results.

かかる分析結果は、金属部21と皮膜部22との間の界面においてSi-O-Me結合の生成反応が効率的に進行して、金属部21と皮膜部22との間の界面に、一定量以上のSi-O-Me結合が生成されていることを示している。一定量以上のSi-O-Me結合が金属部21と皮膜部22との間の界面に生成されることにより、接着接合構造体1が湿潤環境に曝された場合であっても、水が金属部21と皮膜部22との間の界面に浸入してくるのを防止することができ、より長期にわたる接着耐久性が保持される。 The results of such analysis show that the generation reaction of the Si—O—Me bond proceeds efficiently at the interface between the metal portion 21 and the coating portion 22, and the interface between the metal portion 21 and the coating portion 22 has a constant This indicates that more than the amount of Si--O--Me bonds are generated. A certain amount or more of Si--O--Me bonds are generated at the interface between the metal part 21 and the film part 22, so that even when the adhesive joint structure 1 is exposed to a moist environment, water will not be absorbed. Intrusion into the interface between the metal portion 21 and the film portion 22 can be prevented, and the adhesion durability over a longer period of time can be maintained.

上記のようなSi-O-Me結合を示すカウント値は、より好ましくは20以上であり、更に好ましくは30である。 The count value indicating Si—O—Me bonds as described above is more preferably 20 or more, and still more preferably 30.

なお、上記のような金属部21と皮膜部22との間の界面におけるSi-O-Me結合に対応するピークのカウント数は、以下のようにして測定することが可能である。まず、金属部21と皮膜部22との接着接合部を、接着剤層4の側から金属部21の側に向けて、斜め切削装置(SAICAS)で5度の傾斜をつけて切削するとともに、Arスパッタリングを併用することより、接着剤層の厚みを1μm程度まで薄くしたサンプルを作製する。接着剤層の厚みを1μm程度まで薄くした部分を、接着剤層の側から金属部の側に向かって、アルゴンスパッタリングをしながらTOF-SIMSで分析する。表面からArビームで一定深さまでスパッタリングした後にTOF-SIMS測定し、その後同様に、スパッタリングを行った後にTOF-SIMS測定を行うことを繰り返し、各種元素及び結合について、深さ方向分布を取得する。一次イオン種は、Au とし、加速電圧は30kVとし、スパッタ速度は約80nm/min(SiO換算)とし、測定領域は50μm×50μmとする。 The count number of peaks corresponding to Si--O--Me bonds at the interface between the metal portion 21 and the film portion 22 can be measured as follows. First, the bonding joint between the metal part 21 and the film part 22 is cut from the side of the adhesive layer 4 toward the side of the metal part 21 with an inclination of 5 degrees with a slanted cutting device (SAICAS), A sample with an adhesive layer having a thickness of about 1 μm is prepared by using Ar sputtering in combination. A portion where the thickness of the adhesive layer is reduced to about 1 μm is analyzed by TOF-SIMS while argon sputtering is performed from the adhesive layer side toward the metal portion side. After sputtering with an Ar beam from the surface to a certain depth, TOF-SIMS measurement is performed, and similarly, the TOF-SIMS measurement is performed after sputtering in the same manner, and the depth direction distribution is obtained for various elements and bonds. The primary ion species is Au 3 + , the acceleration voltage is 30 kV, the sputtering speed is about 80 nm/min (in terms of SiO 2 ), and the measurement area is 50 μm×50 μm.

各イオンには、特定の質量数が存在するため、上記のTOF-SIMS測定では、目的のSi-O-Me結合の理論的質量数の深さ方向プロファイルを測定する。Si-O-Me結合に対応する質量の深さ方向プロファイルとともに、金属部の主成分であるMeイオン、及び、樹脂の主成分であるCイオンについてのそれぞれの深さ方向プロファイルから、Meイオンのカウント値の立ち上がり部分、かつ、Cイオンのカウント値の立ち下がり部分となる部位から、Cイオンのカウント数がほぼ一定となるまでの部位を界面部と見なし、かかる界面部におけるSi-O-Me結合に対応するカウント値を測定する。 Since each ion has a specific mass number, the TOF-SIMS measurement described above measures the depth direction profile of the theoretical mass number of the target Si--O--Me bond. Along with the depth direction profile of the mass corresponding to the Si—O—Me bond, from the respective depth direction profiles of Me ions, which are the main component of the metal part, and C ions, which are the main component of the resin, Me ions The portion from the rising portion of the count value and the falling portion of the count value of C ions to the portion where the count number of C ions becomes almost constant is regarded as the interface portion, and Si—O—Me at the interface portion. Measure counts corresponding to binding.

なお、上記のような樹脂粒子221の面積率、及び、TOF-SIMSにおけるSi-O-Me結合のカウント値は、本実施形態に係る皮膜部22を形成する際において、有機樹脂相の原料となる素材、並びに、化合物相の原料となる素材の選択及び含有量をそれぞれ適切に調整することで、所望の範囲内とすることができる。 Note that the area ratio of the resin particles 221 and the count value of Si—O—Me bonds in TOF-SIMS as described above are used as raw materials for the organic resin phase when forming the film portion 22 according to the present embodiment. By appropriately adjusting the selection and content of the material to be used as the raw material of the compound phase and the material to be the compound phase, the desired range can be achieved.

≪その他の成分≫
皮膜部22は、上記の成分以外に、その他添加剤を含んでいてもよい。その他添加剤としては、例えば、酸化物粒子、体質顔料、固体潤滑剤、防錆剤、レベリング剤、粘性付与剤、顔料沈降防止剤、消泡剤等の周知の添加剤が挙げられる。
≪Other ingredients≫
The coating portion 22 may contain other additives in addition to the above components. Examples of other additives include well-known additives such as oxide particles, extender pigments, solid lubricants, rust preventives, leveling agents, viscosity imparting agents, pigment anti-settling agents, and antifoaming agents.

≪皮膜部22の平均厚み≫
本実施形態において、以上説明したような皮膜部22の平均厚みは、第1の部材2の片面あたり(換言すれば、金属部21の片面あたり)、0.2μm以上であることが好ましい。皮膜部22の片面あたりの平均厚みを0.2μm以上とすることで、皮膜部22を設けることによる上記のような効果を、より確実に発現させることが可能となる。皮膜部22の片面あたりの平均厚みは、より好ましくは、0.4μm以上であり、更に好ましくは、0.5μm以上である。一方、皮膜部22の片面あたりの平均厚みを1.5μm以下とすることで、皮膜部22を介した金属部21への導電性を担保することが可能となり、例えば、皮膜部22を介して金属部21に対して電着塗装を行ったり、皮膜部22を介して金属部21にスポット溶接を行ったりすることが可能となる。皮膜部22の片面あたりの平均厚みは、より好ましくは、1.2μm以下であり、更に好ましくは、1.0μm以下である。
<<Average thickness of the film portion 22>>
In the present embodiment, the average thickness of the film portion 22 as described above is preferably 0.2 μm or more per side of the first member 2 (in other words, per side of the metal portion 21). By setting the average thickness per side of the coating portion 22 to 0.2 μm or more, it is possible to more reliably achieve the above-described effects of providing the coating portion 22 . The average thickness per side of the coating portion 22 is more preferably 0.4 μm or more, and still more preferably 0.5 μm or more. On the other hand, by setting the average thickness per side of the coating portion 22 to 1.5 μm or less, it is possible to ensure conductivity to the metal portion 21 through the coating portion 22. For example, through the coating portion 22, Electrodeposition coating can be applied to the metal portion 21, and spot welding can be applied to the metal portion 21 via the film portion 22. The average thickness per side of the coating portion 22 is more preferably 1.2 μm or less, and still more preferably 1.0 μm or less.

なお、皮膜部22の平均厚みは、以下のようにして測定することができる。まず、接着接合構造体1の皮膜部22が配置された部位を切断することにより、その断面を露出させ、その断面を更に研摩し、第1の部材2の皮膜部22の厚み方向における断面試料を得る。次いで、断面試料の皮膜部22部分を、走査型電子顕微鏡で観察し、皮膜部22の断面の観察像を得る。その観察像の視野に存在する皮膜部22について、厚みを測定し、その平均値を算出して、皮膜部22の平均厚みとする。 Note that the average thickness of the coating portion 22 can be measured as follows. First, by cutting the portion where the film portion 22 of the adhesive bonding structure 1 is arranged, the cross section is exposed, and the cross section is further polished, and a cross-sectional sample in the thickness direction of the film portion 22 of the first member 2 is obtained. get Next, the film portion 22 portion of the cross-sectional sample is observed with a scanning electron microscope to obtain an observation image of the cross section of the film portion 22 . The thickness of the coating portion 22 present in the field of view of the observation image is measured, and the average value is calculated as the average thickness of the coating portion 22 .

なお、以上説明した第1の部材2の接着剤層4と接しない部位において、公知の化成処理皮膜が形成されていてもよい。 A known chemical conversion treatment film may be formed on the portion of the first member 2 that is not in contact with the adhesive layer 4 described above.

<第2の部材3について>
本実施形態において、第2の部材3は、上述したように金属部材であり、金属部31を有している。また、第2の部材3は、金属部31に加えて、当該金属部31の表面の少なくとも一部に形成される皮膜部32を有していることが好ましい。
<Regarding the second member 3>
In this embodiment, the second member 3 is a metal member and has the metal portion 31 as described above. In addition to the metal portion 31 , the second member 3 preferably has a film portion 32 formed on at least part of the surface of the metal portion 31 .

金属部31及び皮膜部32の構成は、それぞれ第1の部材2における金属部21及び皮膜部22の構成と同様であることができ、第1の部材2における金属部21及び皮膜部22と同様の効果を奏することができるため、以下では詳細な説明を省略する。 The configurations of the metal portion 31 and the coating portion 32 can be the same as the configurations of the metal portion 21 and the coating portion 22 of the first member 2, respectively, and are similar to the metal portion 21 and the coating portion 22 of the first member 2. Therefore, detailed description thereof will be omitted below.

<接着剤層4について>
接着剤層4は、接着領域5において、第1の部材2と第2の部材3との間に配置され、第1の部材2と第2の部材3とを接着する。
<Regarding Adhesive Layer 4>
The adhesive layer 4 is arranged between the first member 2 and the second member 3 in the adhesion region 5 to adhere the first member 2 and the second member 3 together.

接着剤層4は、主として接着剤により構成されており、かかる接着剤を構成する樹脂は、フェノキシ樹脂となっている。フェノキシ樹脂は、エポキシ樹脂と分子構造が酷似しているため、エポキシ樹脂と同程度の耐熱性を有し、また、金属部21との接着性が良好となる。 The adhesive layer 4 is mainly composed of an adhesive, and the resin constituting the adhesive is a phenoxy resin. Since the phenoxy resin has a molecular structure very similar to that of the epoxy resin, the phenoxy resin has heat resistance equivalent to that of the epoxy resin, and also has good adhesiveness to the metal portion 21 .

また、熱可塑性樹脂の中でもフェノキシ樹脂は、良成形性を備え、金属部21との接着性に優れる他、酸無水物やイソシアネート化合物、カプロラクタム等を架橋剤として使用することで、成形後に高耐熱性の熱硬化性樹脂と同様の性質を持たせることもできる。よって、本実施形態では、接着剤層4を構成する接着剤の樹脂成分として、樹脂成分100質量部に対してフェノキシ樹脂を50質量部以上含む樹脂組成物を用いる。このような樹脂組成物を使用することによって、金属部21を強固に接合することが可能になる。樹脂組成物は、樹脂成分100質量部のうちフェノキシ樹脂を55質量部以上含むことがより好ましい。接着樹脂組成物の形態は、例えば、粉体、ワニスなどの液体、フィルムなどの固体とすることができる。 In addition, among thermoplastic resins, phenoxy resin has good moldability and excellent adhesiveness with the metal part 21. In addition, by using acid anhydrides, isocyanate compounds, caprolactam, etc. as cross-linking agents, high heat resistance can be obtained after molding. It is also possible to impart properties similar to those of a curable thermosetting resin. Therefore, in the present embodiment, a resin composition containing 50 parts by mass or more of a phenoxy resin with respect to 100 parts by mass of the resin component is used as the resin component of the adhesive constituting the adhesive layer 4 . By using such a resin composition, it becomes possible to firmly join the metal portion 21 . More preferably, the resin composition contains 55 parts by mass or more of the phenoxy resin in 100 parts by mass of the resin component. The form of the adhesive resin composition can be, for example, powder, liquid such as varnish, or solid such as film.

なお、フェノキシ樹脂の含有量は、以下のように、赤外分光法(IR:InfraRed spectroscopy)を用いて測定可能であり、赤外分光法で対象とする樹脂組成物からフェノキシ樹脂の含有割合を分析する場合、透過法やATR反射法など、赤外分光分析の一般的な方法を使うことで、測定することができる。 The content of the phenoxy resin can be measured using infrared spectroscopy (IR: InfraRed spectroscopy) as follows, and the content of the phenoxy resin is determined from the target resin composition by infrared spectroscopy. When analyzing, it can be measured by using a general method of infrared spectroscopic analysis such as transmission method or ATR reflection method.

鋭利な刃物等で樹脂組成物の固化物又は硬化物を削り出し、対象となる樹脂組成物をサンプリングする。透過法の場合は、KBr粉末と分析対象となる樹脂組成物の粉末とを乳鉢などで均一に混合しながら潰すことで薄膜を作製して、試料とする。ATR反射法の場合は、透過法同様に粉末を乳鉢で均一に混合しながら潰すことで錠剤を作製して、試料を作製しても良いし、単結晶KBr錠剤(例えば直径2mm×厚み1.8mm)の表面にヤスリなどで傷をつけ、分析対象となる樹脂組成物の粉末をまぶして付着させて試料としても良い。いずれの方法においても、分析対象となる樹脂と混合する前のKBr単体におけるバックグラウンドを測定しておくことが重要である。IR測定装置は、市販されている一般的なものを用いることができるが、精度としては吸収(Absorbance)は1%単位で、波数(Wavenumber)は1cm-1単位で区別が出来る分析精度をもつ装置が好ましく、例えば、日本分光株式会社製のFT/IR-6300などが挙げられる。 A solidified or cured resin composition is scraped off with a sharp knife or the like to sample the target resin composition. In the transmission method, the KBr powder and the resin composition powder to be analyzed are uniformly mixed and crushed in a mortar or the like to form a thin film, which is used as a sample. In the case of the ATR reflection method, as in the transmission method, powders may be uniformly mixed and crushed in a mortar to prepare a tablet to prepare a sample. The surface of 8 mm) may be scratched with a file or the like, and the powder of the resin composition to be analyzed may be sprinkled and adhered to form a sample. In any method, it is important to measure the background of KBr alone before mixing with the resin to be analyzed. As the IR measurement device, a commercially available general one can be used, and the analysis accuracy is such that the absorbance can be distinguished in units of 1% and the wavenumber can be distinguished in units of 1 cm −1 . Apparatus is preferable, and examples thereof include FT/IR-6300 manufactured by JASCO Corporation.

フェノキシ樹脂の含有量を調査する場合、フェノキシ樹脂の吸収ピークは、例えば1450~1480cm-1、1500cm-1近傍、1600cm-1近傍などに存在する。そのため、予め作成しておいた、上記吸収ピークの強度とフェノキシ樹脂の含有量との関係を示した検量線と、測定された吸収ピークの強度と、に基づいて、フェノキシ樹脂の含有量を計算することが可能である。 When investigating the content of the phenoxy resin, the absorption peaks of the phenoxy resin are present at, for example, 1450 to 1480 cm −1 , around 1500 cm −1 , around 1600 cm −1 . Therefore, the content of the phenoxy resin is calculated based on the previously prepared calibration curve showing the relationship between the absorption peak intensity and the phenoxy resin content, and the measured absorption peak intensity. It is possible to

ここで、「フェノキシ樹脂」とは、2価フェノール化合物とエピハロヒドリンとの縮合反応、又は2価フェノール化合物と2官能エポキシ樹脂との重付加反応から得られる線形の高分子であり、非晶質の熱可塑性樹脂である。フェノキシ樹脂は、溶液中又は無溶媒下で従来公知の方法で得ることができ、粉体、ワニス及びフィルムのいずれの形態でも使用することができる。フェノキシ樹脂の平均分子量は、質量平均分子量(Mw)として、例えば、10000以上200000以下の範囲内であるが、好ましくは20000以上100000以下の範囲内であり、より好ましくは30000以上80000以下の範囲内である。フェノキシ樹脂のMwを10000以上の範囲内とすることで、成形体の強度を高めることができ、この効果は、Mwを20000以上、更には30000以上とすることで、更に高まる。一方、フェノキシ樹脂のMwを200000以下とすることで、作業性や加工性に優れるものとすることができ、この効果は、Mwを100000以下、更には80000以下とすることで、更に高まる。なお、本明細書におけるMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて換算した値とする。 Here, the "phenoxy resin" is a linear polymer obtained from a condensation reaction between a dihydric phenol compound and epihalohydrin, or a polyaddition reaction between a dihydric phenol compound and a bifunctional epoxy resin, and is amorphous. Thermoplastic resin. A phenoxy resin can be obtained by a conventionally known method in a solution or without a solvent, and can be used in any form of powder, varnish and film. The average molecular weight of the phenoxy resin, in terms of weight average molecular weight (Mw), is, for example, within the range of 10000 or more and 200000 or less, preferably 20000 or more and 100000 or less, more preferably 30000 or more and 80000 or less. is. By setting the Mw of the phenoxy resin within the range of 10,000 or more, the strength of the molded article can be increased, and this effect is further enhanced by setting the Mw to 20,000 or more, further 30,000 or more. On the other hand, by setting the Mw of the phenoxy resin to 200,000 or less, the workability and processability can be improved. In addition, Mw in this specification is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) and converted using a standard polystyrene calibration curve.

本実施形態で用いるフェノキシ樹脂の水酸基当量(g/eq)は、例えば、50以上1000以下の範囲内であるが、好ましくは50以上750以下の範囲内であり、より好ましくは50以上500以下の範囲内である。フェノキシ樹脂の水酸基当量を50以上とすることで、水酸基が減ることで吸水率が下がるため、硬化物の機械物性を向上させることができる。一方、フェノキシ樹脂の水酸基当量を1,000以下とすることで、水酸基が少なくなるのを抑制できるので、被着体との親和性を向上させ、接着接合構造体1の機械物性を向上させることができる。この効果は、水酸基当量を750以下、更には500以下とすることで、更に高まる。 The hydroxyl equivalent (g/eq) of the phenoxy resin used in the present embodiment is, for example, within the range of 50 or more and 1000 or less, preferably 50 or more and 750 or less, more preferably 50 or more and 500 or less. Within range. By setting the hydroxyl equivalent weight of the phenoxy resin to 50 or more, the number of hydroxyl groups is reduced, which lowers the water absorption rate, so that the mechanical properties of the cured product can be improved. On the other hand, by setting the hydroxyl group equivalent of the phenoxy resin to 1,000 or less, it is possible to suppress the decrease in the number of hydroxyl groups. can be done. This effect is further enhanced by setting the hydroxyl equivalent to 750 or less, further 500 or less.

また、フェノキシ樹脂のガラス転移温度(Tg)は、例えば、65℃以上150℃以下の範囲内のものが適するが、好ましくは70℃以上150℃以下の範囲内である。Tgが65℃以上であると、成形性を確保しつつ、樹脂の流動性が大きくなりすぎることを抑制できるため、接着剤層4の厚みを十分に確保できる。一方、Tgが150℃以下であると、溶融粘度が低くなるため、より低温の接合プロセスとすることができる。なお、本明細書における樹脂のTgは、示差走査熱量測定装置を用い、10℃/分の昇温条件で、20~280℃の範囲内の温度で測定し、セカンドスキャンのピーク値より計算された数値である。 The glass transition temperature (Tg) of the phenoxy resin is suitable, for example, in the range of 65°C or higher and 150°C or lower, preferably 70°C or higher and 150°C or lower. When the Tg is 65° C. or higher, the flowability of the resin can be suppressed from becoming too large while ensuring the moldability, so the thickness of the adhesive layer 4 can be sufficiently ensured. On the other hand, if the Tg is 150° C. or less, the melt viscosity becomes low, so that the joining process can be performed at a lower temperature. In addition, the Tg of the resin in this specification is measured at a temperature within the range of 20 to 280 ° C. with a temperature increase condition of 10 ° C./min using a differential scanning calorimeter, and is calculated from the peak value of the second scan. It is a numerical value.

フェノキシ樹脂は、上記のようなガラス転移温度Tgを有しているため、フェノキシ樹脂による接着剤層4を設けることで接着接合構造体1を製造した場合に、かかる接着接合構造体1をガラス転移温度Tg以上(例えば、200℃以上)に加熱することで、容易に、第1の部材2と、第2の部材3とに解体することができる。そのため、第1の部材2と、第2の部材3とをリサイクルすることが可能となり、好適である。 Since the phenoxy resin has the glass transition temperature Tg as described above, when the adhesive bonding structure 1 is manufactured by providing the adhesive layer 4 of the phenoxy resin, the adhesive bonding structure 1 can be made to have a glass transition temperature of Tg. By heating to a temperature Tg or higher (for example, 200° C. or higher), the first member 2 and the second member 3 can be easily dismantled. Therefore, it is possible to recycle the first member 2 and the second member 3, which is preferable.

フェノキシ樹脂としては、上記の物性を満足するものであれば特に限定されないが、好ましいものとして、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂(例えば、新日鉄住金化学株式会社製フェノトートYP-50、フェノトートYP-50S、フェノトートYP-55Uとして入手可能)、ビスフェノールF型フェノキシ樹脂(例えば、新日鉄住金化学株式会社製フェノトートFX-316として入手可能)、ビスフェノールAとビスフェノールFの共重合型フェノキシ樹脂(例えば、新日鉄住金化学株式会社製YP-70として入手可能)、上記に挙げたフェノキシ樹脂以外の臭素化フェノキシ樹脂やリン含有フェノキシ樹脂、スルホン基含有フェノキシ樹脂などの特殊フェノキシ樹脂(例えば、新日鉄住金化学株式会社製フェノトートYPB-43C、フェノトートFX293、YPS-007等として入手可能)などを挙げることができる。これらの樹脂は、1種を単独で、又は2種以上を混合して使用できる。 The phenoxy resin is not particularly limited as long as it satisfies the above physical properties, but preferred are bisphenol A type phenoxy resins (for example, Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd. Phenotote YP-50, Phenotote YP-50S, available as Phenotote YP-55U), bisphenol F type phenoxy resin (for example, available as Phenotote FX-316 manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.), copolymerized phenoxy resin of bisphenol A and bisphenol F (for example, Nippon Steel & Sumitomo Metal YP-70 manufactured by Kagaku Co., Ltd.), brominated phenoxy resins other than the phenoxy resins listed above, phosphorus-containing phenoxy resins, special phenoxy resins such as sulfone group-containing phenoxy resins (for example, phenoxy resins manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd. Tote YPB-43C, Phenotote FX293, YPS-007, etc.). These resins can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

以上、本発明の一実施形態に係る接着接合構造体1について詳細に説明した。本実施形態によれば、フェノキシ樹脂を用いた接着剤層4を設け、金属部21と接着剤層4との間で強固な結合を形成させることで、第1の部材2と接着剤層4との界面、及び、第2の部材3と接着剤層4との界面への水の浸入が抑制され、更にこの結果、接着剤層4の劣化、第1の部材2、第2の部材3の腐食が抑制される。また、金属部21と接着剤層4との間に、Si元素を含有し、かつ、水系ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂の少なくとも何れかを含む皮膜部を更に設けることで、第1の部材2と接着剤層4との界面、及び、第2の部材3と接着剤層4との界面への水の浸入がより一層抑制され、更にこの結果、接着剤層4の劣化、第1の部材2、第2の部材3の腐食がより一層抑制される。このため、接着接合構造体1は、接着強度の低下が抑制されている。すなわち、接着接合構造体1は、接着耐久性に優れたものとなる。 The adhesive bonding structure 1 according to one embodiment of the present invention has been described above in detail. According to this embodiment, the first member 2 and the adhesive layer 4 are bonded together by providing the adhesive layer 4 using a phenoxy resin and forming a strong bond between the metal portion 21 and the adhesive layer 4 . and the interface between the second member 3 and the adhesive layer 4 is suppressed, and as a result, deterioration of the adhesive layer 4, deterioration of the first member 2, the second member 3 corrosion is suppressed. Further, by further providing a film portion containing Si element and containing at least one of a water-based polyurethane resin, an epoxy resin, and a polyester resin between the metal portion 21 and the adhesive layer 4, the first member 2 and the adhesive layer 4 and the interface between the second member 3 and the adhesive layer 4 is further suppressed. Corrosion of the member 2 and the second member 3 is further suppressed. For this reason, the adhesive bonding structure 1 is prevented from lowering the adhesive strength. That is, the adhesive joint structure 1 has excellent adhesion durability.

(変形例について)
以上、本発明の一実施形態を説明した。以下では、本発明の上記実施形態の幾つかの変形例を説明する。なお、以下に説明する各変形例は、単独で本発明の上記実施形態に適用されてもよいし、組み合わせで本発明の上記実施形態に適用されてもよい。また、各変形例は、本発明の上記実施形態で説明した構成に代えて適用されてもよいし、本発明の上記実施形態で説明した構成に対して追加的に適用されてもよい。以下、上述した実施形態と各変形例の差異点を中心に説明し、同様の事項については説明を適宜省略する。
(About modification)
An embodiment of the present invention has been described above. Several variations of the above embodiments of the invention are described below. It should be noted that each modified example described below may be applied to the above-described embodiment of the present invention alone, or may be applied in combination to the above-described embodiment of the present invention. Moreover, each modification may be applied in place of the configuration described in the above embodiment of the present invention, or may be additionally applied to the configuration described in the above embodiment of the present invention. The following description will focus on the differences between the above-described embodiment and each modification, and the description of the same items will be omitted as appropriate.

例えば、上記では、第2の部材3が皮膜部32を有するものとして説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、第2の部材は、上述した皮膜部32を有していなくてもよい。図4は、本発明の一変形例に係る接着接合構造体の接着領域を説明する部分拡大断面図である。 For example, in the above description, the second member 3 has the film portion 32, but the present invention is not limited to such an example. For example, the second member may not have the film portion 32 described above. FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining an adhesive region of an adhesive joint structure according to one modification of the present invention.

図4に示す接着接合構造体1Aは、第1の部材2Aと第2の部材3Aとを有し、接着剤層4Aにより、これら第1の部材2Aと第2の部材3Aとが接着されている。第1の部材2Aは、金属部21Aと、金属部21Aの表面に形成された皮膜部22Aとを有している。そして、皮膜部22Aは、樹脂粒子221と、化合物相223とを有している。 An adhesive bonding structure 1A shown in FIG. 4 has a first member 2A and a second member 3A, and the first member 2A and the second member 3A are bonded by an adhesive layer 4A. there is The first member 2A has a metal portion 21A and a coating portion 22A formed on the surface of the metal portion 21A. The coating portion 22A has resin particles 221 and a compound phase 223 .

第2の部材3Aは、接着剤層4Aを介して第1の部材2Aに接着された部材である。そして、第2の部材3Aは、上述した実施形態とは異なり、皮膜部32を有していない。この場合において、第2の部材3Aは、任意の材料により構成することができる。 The second member 3A is a member adhered to the first member 2A via an adhesive layer 4A. And the 2nd member 3A does not have the coating part 32 unlike embodiment mentioned above. In this case, the second member 3A can be made of any material.

例えば、第2の部材3Aに用いることのできる材料としては、上述した金属部21の材料に加え、樹脂材料、強化繊維をマトリクス樹脂に含有させて複合化した繊維強化プラスチック(FRP:Fiber Reinforced Plastics)や、セラミックス材料等が挙げられる。また、繊維強化プラスチック中に用いられる強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維等が挙げられる。 For example, as materials that can be used for the second member 3A, in addition to the material of the metal portion 21 described above, a resin material and a fiber reinforced plastic (FRP: Fiber Reinforced Plastics) obtained by incorporating reinforcing fibers into a matrix resin and compounding them are included. ) and ceramic materials. Reinforcing fibers used in fiber-reinforced plastics include glass fibers and carbon fibers.

上記の場合においても、接着接合構造体1Aは、皮膜部22Aを有することにより、皮膜部22Aを有さない接着接合構造体と比較して、接着耐久性が優れている。 Even in the above case, the adhesive joint structure 1A has the film portion 22A, so that the adhesive joint structure 1A is superior in adhesion durability as compared with an adhesive joint structure without the film portion 22A.

また、本発明に係る接着接合構造体の形状は、上述した実施形態のものに限定されない。本発明に係る接着接合構造体を構成する第1の部材及び第2の部材の形状は任意のものとすることができ、また、第1の部材と第2の部材の接着部位も任意の部位を選択することができる。更に、本発明に係る接着接合構造体は、第1の部材および第2の部材以外の他の部材を有していてもよい。図5、図6は、本発明の他の変形例に係る接着接合構造体の模式的な斜視図であり、図7は、本発明の他の変形例に係る接着接合構造体の接着状態を説明する模式図である。 Moreover, the shape of the adhesively bonded structure according to the present invention is not limited to that of the embodiment described above. The shape of the first member and the second member constituting the adhesively bonded structure according to the present invention can be arbitrarily set, and the bonding portion between the first member and the second member is also an arbitrary portion. can be selected. Furthermore, the adhesive bond structure according to the present invention may have members other than the first member and the second member. 5 and 6 are schematic perspective views of an adhesive joint structure according to another modification of the present invention, and FIG. 7 shows the adhesion state of the adhesive joint structure according to another modification of the present invention. It is a schematic diagram explaining.

図5に示す接着接合構造体1Bは、ハット型の第1の部材2Bと、平板状の第2の部材3Bとを有し、第1の部材2Bのフランジ部にある接着領域5Bにおいて、接着剤層4を介して第2の部材3Bとが接着されている。図6に示す接着接合構造体1Cは、ハット型の第1の部材2C及びハット型の第2の部材3Cを有し、これらがそれぞれのフランジ部が互いに対向するように配置されている。そして、第1の部材2C及び第2の部材3Cの対向するフランジ部は、接着剤層4Cを介して接着され、接着領域5Cを形成している。更に、図7に示す接着接合構造体1Dは、第1の部材2Dの板状部分の端部を、第2の部材3Dがヘム折りにより覆うことで、ヘム部を形成している。そして、ヘム部において、第1の部材2Dと第2の部材3Dとは、接着剤層4Dを介して接着されている。 The adhesive bonding structure 1B shown in FIG. 5 has a hat-shaped first member 2B and a flat plate-shaped second member 3B. It is adhered to the second member 3B via the agent layer 4 . An adhesive joint structure 1C shown in FIG. 6 has a hat-shaped first member 2C and a hat-shaped second member 3C, which are arranged so that their respective flange portions face each other. The facing flange portions of the first member 2C and the second member 3C are adhered via an adhesive layer 4C to form an adhesion region 5C. Further, in the adhesive bonding structure 1D shown in FIG. 7, the edge of the plate-like portion of the first member 2D is covered with the second member 3D by hemming to form a hem portion. At the hem portion, the first member 2D and the second member 3D are adhered via an adhesive layer 4D.

図5~図7に示すいずれの変形例においても、第1の部材2B~2Dの接着剤層4B~4Dと接する表面に、樹脂粒子221と化合物相223とを含む皮膜部が形成されている。これにより、接着接合構造体1B~1Dも、接着耐久性に優れている。 In any of the modifications shown in FIGS. 5 to 7, a film portion containing resin particles 221 and a compound phase 223 is formed on the surfaces of the first members 2B to 2D in contact with the adhesive layers 4B to 4D. . As a result, the adhesive joint structures 1B to 1D are also excellent in adhesive durability.

なお、以上の説明においては、第1の部材が金属部を有するものとして説明したが、上記第1の部材に代えて第2の部材が金属部を有してもよい。本発明の接着接合構造体の形状が限定されない以上、このような場合においても、接着接合構造体の接着耐久性が優れていることは明らかである。 In the above description, the first member has the metal portion, but the second member may have the metal portion instead of the first member. As long as the shape of the adhesive joint structure of the present invention is not limited, it is clear that even in such a case, the adhesion durability of the adhesive joint structure is excellent.

さらに、上述した実施形態では、接着剤層4のみにより第1の部材2と第2の部材3とが接着されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、接着剤層による接着接合と他の接合方法とを組み合わせることができる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the first member 2 and the second member 3 are adhered only by the adhesive layer 4 has been described, but the present invention is not limited to this, and the adhesive layer Adhesive bonding can be combined with other bonding methods.

接着接合と組み合わせることのできる接合方法としては、特に限定されず、任意の接合方法を採用することができる。このような接合方法として、具体的には、溶融接合、非溶融接合、機械接合等が挙げられる。 A bonding method that can be combined with adhesive bonding is not particularly limited, and any bonding method can be adopted. Specific examples of such bonding methods include fusion bonding, non-fusion bonding, mechanical bonding, and the like.

溶融接合としては、例えば、スポット溶接、アーク溶接、レーザー溶接等を用いることができる。溶融接合は、第1の部材及び第2の部材が金属部を有する場合に適用することができる。なお、溶融接合は、接着剤層を除去して行ってもよいが、接着剤層が導電性を有する場合、接着剤層を除去せずに行うことができる。 For fusion bonding, for example, spot welding, arc welding, laser welding, or the like can be used. Fusion bonding can be applied when the first member and the second member have metal parts. The fusion bonding may be performed after removing the adhesive layer, but if the adhesive layer has conductivity, it can be performed without removing the adhesive layer.

非溶融接合としては、例えば、摩擦撹拌接合、拡散接合、圧接等が挙げられる。機械接合としては、例えばリベット接合や螺子による接合が挙げられる。 Examples of non-melt welding include friction stir welding, diffusion welding, and pressure welding. Examples of mechanical joining include riveting and screw joining.

(用途について)
次に、本発明に係る接着接合構造体の用途について説明する。本発明に係る接着接合構造体の用途は、特に限定されず、任意の機械、建築物、構造物等の部材として用いることができる。特に、本発明に係る接着接合構造体は、耐水接着性に優れているとともに、接着剤を使用していることから比較的軽量である。従って、本発明に係る接着接合構造体は、水と接触する環境下に置かれやすく、軽量化が常に求められる輸送機器用部品、特に自動車用部品に適している。従って、本発明は、その一側面において、本発明に係る接着接合構造体を備える自動車用部品にも関する。
(About usage)
Next, applications of the adhesive bonding structure according to the present invention will be described. The use of the adhesively bonded structure according to the present invention is not particularly limited, and it can be used as a member of any machine, building, structure, or the like. In particular, the adhesive bonding structure according to the present invention is excellent in water-resistant adhesiveness, and is relatively lightweight due to the use of an adhesive. Therefore, the adhesive bonded structure according to the present invention is suitable for parts for transportation equipment, especially parts for automobiles, which are likely to be placed in an environment where they come into contact with water and which are always required to be lightweight. Accordingly, the invention also relates in one aspect to a motor vehicle component comprising an adhesive bond structure according to the invention.

本発明に係る接着接合構造体が適用される自動車用部品としては、特に限定されないが、例えばフランジで接着した閉断面部材(例えば、Aピラー、Bピラー、サイドシル等)、補強・補剛等を目的に部分的に材料を積層した部材(例えば、Bピラーレインフォースメント、アウターパネル)、ヘム加工部を有するパネル部材(ドア、フード等)等が挙げられる。 Automobile parts to which the adhesive joint structure according to the present invention is applied are not particularly limited, but for example, closed cross-section members bonded with flanges (e.g., A pillar, B pillar, side sills, etc.), reinforcement/stiffening, etc. Examples include members in which materials are partially laminated for the purpose (for example, B-pillar reinforcement, outer panel), panel members (doors, hoods, etc.) having a hemmed portion, and the like.

(接着接合構造体の製造方法について)
続いて、本実施形態に係る接着接合構造体1の製造方法について、簡単に説明する。
(Regarding the manufacturing method of the adhesive bonding structure)
Next, a method for manufacturing the adhesive bonding structure 1 according to this embodiment will be briefly described.

本実施形態に係る接着接合構造体1の製造方法は、接着接合構造体1を構成する第1の部材2及び第2の部材3のそれぞれを形成する部材形成工程と、形成された第1の部材2と第2の部材3とを、所定の接着剤を用いて接合する接着接合工程と、を含む。 The manufacturing method of the adhesive joint structure 1 according to the present embodiment includes a member forming step of forming each of the first member 2 and the second member 3 that constitute the adhesive joint structure 1, and and an adhesive bonding step of bonding the member 2 and the second member 3 using a predetermined adhesive.

<部材形成工程>
部材形成工程は、第1の部材2及び第2の部材3の素材となる物品を用いて、第1の部材2及び第2の部材の母材を製造する母材製造工程と、必要に応じて実施される、少なくとも第1の部材2となる母材の金属部21の少なくとも一部に対して、皮膜部22を形成するための皮膜塗布液を塗布した後、乾燥又は焼き付けを行って、皮膜部22を形成する皮膜部形成工程と、第1の部材2の母材と、第2の部材3の母材と、を必要に応じて所望の形状へと成形加工する成形加工工程と、を含む。
<Member forming process>
The member forming step includes a base material manufacturing step of manufacturing base materials of the first member 2 and the second member using articles that are materials of the first member 2 and the second member 3, and if necessary After applying the film coating liquid for forming the film portion 22 to at least a part of the metal portion 21 of the base material that will be the first member 2, drying or baking is performed, A coating portion forming step of forming the coating portion 22, and a molding step of molding and processing the base material of the first member 2 and the base material of the second member 3 into a desired shape as necessary, including.

≪母材製造工程≫
母材製造工程では、第1の部材2及び第2の部材3の素材となる物品を用いて、第1の部材2及び第2の部材の母材が製造される。母材の製造方法については、特に限定されるものではなく、所望の母材を形成するために用いられる公知の各種の製造方法を用い、常法に従って母材を製造すればよい。
≪Base material manufacturing process≫
In the base material manufacturing process, base materials for the first member 2 and the second member are manufactured using articles that are materials for the first member 2 and the second member 3 . The method of manufacturing the base material is not particularly limited, and the base material may be manufactured according to a conventional method using various known manufacturing methods used to form the desired base material.

例えば、第1の部材2及び第2の部材3として、亜鉛系めっき鋼板が利用される場合、常法に従い熱延鋼板又は冷延鋼板を製造し、得られた熱延鋼板又は冷延鋼板に対して、常法に従い亜鉛系めっき層を形成すればよい。また、その他の金属材料、樹脂材料、FRP材料、セラミックス材料等を母材として用いる場合においても、公知の各種の製造方法を用い、常法に従って、その他の金属材料、樹脂材料、FRP材料、セラミックス材料等を製造すればよい。 For example, when zinc-based plated steel sheets are used as the first member 2 and the second member 3, a hot-rolled steel sheet or cold-rolled steel sheet is produced by a conventional method, and the obtained hot-rolled steel sheet or cold-rolled steel sheet is On the other hand, a zinc-based plating layer may be formed by a conventional method. In addition, even when other metal materials, resin materials, FRP materials, ceramic materials, etc. are used as the base material, other metal materials, resin materials, FRP materials, ceramics, etc. All that is necessary is to manufacture the materials.

なお、後段の皮膜部形成工程を実施する場合には、母材製造工程が終了した後、後段の皮膜部形成工程を実施するに先立ち、第1の部材2となる金属部材に対して、公知の各種の塗装下地処理を実施してもよい。このような塗装下地処理の方法としては、公知の各種の処理方式を適宜用いることが可能である。かかる処理方式として、例えば、浸漬乾燥方式、浸漬・水洗・乾燥方式、スプレー・水洗・乾燥方式、塗布・乾燥方式、塗布・乾燥硬化方式等が挙げられる。また、塗布方法についても、特に限定されるものではなく、浸漬、刷毛塗り、スプレー、ロールコーター、バーコーター、ブレードコーター等の公知の各種の塗布方法を用いることが可能である。 In addition, when performing the latter coating portion forming step, after the base material manufacturing step is completed, prior to performing the latter coating portion forming step, the metal member that will be the first member 2 is prepared. You may carry out the various painting surface treatment of. Various known treatment methods can be appropriately used as a method for such a coating base treatment. Examples of such treatment methods include an immersion drying method, an immersion/washing/drying method, a spray/washing/drying method, a coating/drying method, and a coating/drying/curing method. Also, the coating method is not particularly limited, and various known coating methods such as immersion, brush coating, spray, roll coater, bar coater and blade coater can be used.

≪皮膜部形成工程≫
皮膜部形成工程は、必要に応じて実施される工程である。かかる皮膜部形成工程では、少なくとも第1の部材2となる母材の金属部21の少なくとも一部に対して、皮膜部22を形成するための皮膜塗布液が塗布され、その後、乾燥又は焼き付けが行われることで、皮膜部22が形成される。
≪Film formation process≫
The coating portion forming step is a step that is performed as necessary. In the coating portion forming step, the coating liquid for forming the coating portion 22 is applied to at least a part of the metal portion 21 of the base material that becomes the first member 2, and then dried or baked. The coating part 22 is formed by being performed.

ここで、皮膜塗布液の製造方法については、特に限定されるものではなく、例えば水などの、用いる有機樹脂に応じた溶媒を用い、かかる溶媒中に、水系ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エステル樹脂のうち1種以上を含む有機樹脂と、Si元素を含む化合物と、所望の固形分比率で配合し、公知の各種の方法により混合及び攪拌すればよい。 Here, the method for producing the film coating solution is not particularly limited. For example, a solvent such as water is used according to the organic resin to be used. An organic resin containing one or more of them and a compound containing Si element may be blended at a desired solid content ratio, and mixed and stirred by various known methods.

皮膜部22を形成するための皮膜塗布液を塗布する方法としては、特に限定されるものではなく、公知の各種の方法を適宜利用することが可能である。例えば、皮膜塗布液が粘性液体である場合、スリットノズルや円形状のノズルからの吐出方式での塗工、刷毛塗り、ブレート塗り、ヘラ塗り等の公知の方法を用いて、皮膜塗布液を塗布することができる。また、上記成分が所定の溶剤に溶解した皮膜塗布液を用いる場合には、例えば、刷毛塗り、スプレー塗工、バーコーター、各種形状のノズルからの吐出塗布、ダイコーター塗布、カーテンコーター塗布、ロールコーター塗布、インクジェット塗布等の公知の各種の塗布方法を用いることができる。それ以外にも、バーコーター、ロールコーター、スクリーン印刷、粉体塗装等といった、公知の各種の方法を採用することができる。 The method of applying the film coating liquid for forming the film portion 22 is not particularly limited, and various known methods can be appropriately used. For example, when the film coating liquid is a viscous liquid, the film coating liquid is applied using a known method such as coating by a discharge method from a slit nozzle or a circular nozzle, brush coating, plate coating, and spatula coating. can do. Further, when using a film coating solution in which the above components are dissolved in a predetermined solvent, for example, brush coating, spray coating, bar coater, discharge coating from nozzles of various shapes, die coater coating, curtain coater coating, roll coating, Various known coating methods such as coater coating and inkjet coating can be used. In addition, various known methods such as bar coater, roll coater, screen printing, and powder coating can be employed.

また、乾燥・焼き付けは、例えば、加熱処理等により行うことができる。加熱条件としては、特に限定されるものではなく、例えば、80℃以上250℃以下の温度条件で、5秒以上30分以下の乾燥・焼き付け時間とすることができる。 Drying and baking can be performed by, for example, heat treatment. The heating conditions are not particularly limited. For example, a temperature condition of 80° C. or more and 250° C. or less and a drying/baking time of 5 seconds or more and 30 minutes or less can be used.

≪成形加工工程≫
成形加工工程では、第1の部材2の母材と、第2の部材3の母材とが、必要に応じて所望の形状へと成形加工される。ここで、成形加工方法については、特に限定されるものではなく、目的の成形品の形状得るための加工手段を公知の金属加工方法から選択すればよい。また、必要に応じて、かかる成形加工工程の一部と、後述する接着接合工程と、を同時に実施してもよい。
≪Molding process≫
In the forming process, the base material of the first member 2 and the base material of the second member 3 are formed into a desired shape as necessary. Here, the molding method is not particularly limited, and the processing means for obtaining the desired shape of the molded article may be selected from known metalworking methods. Also, if necessary, part of the molding process and the adhesive bonding process, which will be described later, may be performed at the same time.

<接着接合工程>
接着接合工程は、形成された第1の部材2と第2の部材3とを、フェノキシ樹脂で構成される接着剤を用いて接合する工程である。かかる工程では、まず、得られた第1の部材2及び第2の部材3における接着させる部分(例えば、フランジ部分等)に対して、フェノキシ樹脂で構成される接着剤を配置して、接着領域5が形成される。その後、かかる接着領域5を介して第1の部材2と第2の部材3とを積層させた後、加熱処理することにより、フェノキシ樹脂で構成される接着剤を硬化させる。ここで、フェノキシ樹脂で構成される接着剤を配置する方法については、特に限定されるものではなく、フェノキシ樹脂で構成される接着剤を塗布したり、フェノキシ樹脂で構成される接着樹脂シートを配置したりすればよい。これにより、接着剤層4を介して第1の部材2と第2の部材3とが接着接合された、本実施形態に係る接着接合構造体1を得ることができる。
<Adhesive bonding process>
The adhesive bonding step is a step of bonding the formed first member 2 and second member 3 using an adhesive made of phenoxy resin. In this step, first, an adhesive made of a phenoxy resin is placed on the portions to be adhered (for example, flange portions) of the obtained first member 2 and second member 3 to form a bonding region. 5 is formed. After that, after laminating the first member 2 and the second member 3 with the adhesion area 5 interposed therebetween, the adhesive composed of the phenoxy resin is cured by heat treatment. Here, the method of disposing the adhesive composed of the phenoxy resin is not particularly limited. You can do it. As a result, the adhesively bonded structure 1 according to the present embodiment, in which the first member 2 and the second member 3 are adhesively bonded via the adhesive layer 4, can be obtained.

なお、上記接着接合工程においては、必要に応じて、各種の塗装処理や、他の接合処理が実施されてもよい。例えば、接合処理として、ボルトやリベット留めなどによる機械接合や、スポット溶接等の溶接処理等が実施されてもよい。 In addition, in the adhesive bonding step, various coating treatments and other bonding treatments may be performed as necessary. For example, the joining process may be mechanical joining such as bolting or riveting, or welding such as spot welding.

より具体的には、例えば、図7に示す接着接合構造体1Dを製造する場合、形成された第1の部材2と第2の部材3とを接合するフランジ部分の片面もしくは両面に接着剤を塗布し、接着剤を介して第1の部材2と第2の部材3の接合する部分を積層し、常温保持もしくは加熱処理することにより接着剤を硬化させることで、得ることができる。 More specifically, for example, when manufacturing the adhesively bonded structure 1D shown in FIG. 7, an adhesive is applied to one or both sides of the flange portion that joins the formed first member 2 and second member 3. It can be obtained by coating, laminating the joining portion of the first member 2 and the second member 3 via an adhesive, and curing the adhesive by maintaining at room temperature or heat treatment.

また、例えば、図1に示す接着接合構造体1のように金属部材としての第1の部材2を繊維強化プラスチックとしての第2の部材3により補強する場合、第1の部材2と第2の部材3とを接着剤を介して積層した状態で、温間成形することにより、接着接合構造体1を得ることができる。 Further, for example, when the first member 2 as a metal member is reinforced with a second member 3 as a fiber-reinforced plastic as in the adhesive bonding structure 1 shown in FIG. The adhesive bonding structure 1 can be obtained by performing warm molding in a state in which the member 3 is laminated via an adhesive.

以上、本実施形態に係る接着接合構造体1の製造方法について、簡単に説明した。なお、本発明に係る接着接合構造体は、上述した製造方法により製造されるものに限定されず、任意の製造方法により製造されることができる。 The method for manufacturing the adhesive bonding structure 1 according to this embodiment has been briefly described above. In addition, the adhesive bonding structure according to the present invention is not limited to one manufactured by the manufacturing method described above, and can be manufactured by any manufacturing method.

例えば、皮膜部形成工程は、成形加工工程後に行われてもよい。具体的には、第1の部材2及び第2の部材3の母材を、所望の形状に成形加工する。次いで、成形加工後の当該母材に対し、接着接合する部位(接着領域5に対応する部位)のみに皮膜部を形成する。その後、当該部位に対して接着剤を配置し、第1の部材2及び第2の部材3を接着剤を介して積層し、接着剤を硬化させることにより、第1の部材2及び第2の部材3が接着剤層4を介して接合された接着接合構造体1を得ることもできる。 For example, the coating portion forming step may be performed after the forming process. Specifically, the base materials of the first member 2 and the second member 3 are formed into desired shapes. Next, a film portion is formed only on a portion to be adhesively bonded (a portion corresponding to the bonding region 5) of the base material after molding. After that, an adhesive is placed on the part, the first member 2 and the second member 3 are laminated via the adhesive, and the adhesive is cured to form the first member 2 and the second member. It is also possible to obtain an adhesively bonded structure 1 in which the member 3 is bonded via the adhesive layer 4 .

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例は、あくまでも本発明の一例であって、本発明を限定するものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples. It should be noted that the embodiments described below are merely examples of the present invention, and are not intended to limit the present invention.

(接着接合構造体の製造)
<金属部>
接着接合構造体の金属部として、以下に示す10種類の金属部材を準備した。
(a)厚み1.0mmの引張強度が270MPaである合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA270)
(b)厚み1.0mmの引張強度が590MPaである合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA590)
(c)厚み1.0mmの引張強度が980MPaである合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA980)
(d)厚み1.0mmの引張強度が1300MPaである合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA1300)
(e)厚み1.0mmの引張強度が270MPaである冷延鋼板(CR270)
(f)厚み1.0mmの引張強度が590MPaである冷延鋼板(CR590)
(g)厚み1.0mmの引張強度が980MPaである冷延鋼板(CR980)
(h)厚み1.0mmの引張強度が1300MPaである冷延鋼板(CR1300)
(i)厚み1.0mmの引張強度が980MPaである溶融亜鉛めっき鋼板(GI980)
(j)厚み1.0mmの引張強度が290MPaである規格A5052のアルミニウム板(Al)
(Manufacturing of Adhesive Bonded Structure)
<Metal part>
Ten kinds of metal members shown below were prepared as the metal portion of the adhesive bonding structure.
(a) Galvannealed steel sheet (GA270) with a thickness of 1.0 mm and a tensile strength of 270 MPa
(b) Alloyed hot-dip galvanized steel sheet (GA590) having a tensile strength of 590 MPa at a thickness of 1.0 mm
(c) Alloyed hot-dip galvanized steel sheet (GA980) having a tensile strength of 980 MPa at a thickness of 1.0 mm
(d) Galvannealed steel sheet (GA1300) having a tensile strength of 1300 MPa at a thickness of 1.0 mm
(e) Cold-rolled steel sheet (CR270) with a thickness of 1.0 mm and a tensile strength of 270 MPa
(f) Cold-rolled steel sheet (CR590) with a thickness of 1.0 mm and a tensile strength of 590 MPa
(g) Cold-rolled steel sheet (CR980) having a tensile strength of 980 MPa at a thickness of 1.0 mm
(h) Cold-rolled steel sheet (CR1300) having a tensile strength of 1300 MPa at a thickness of 1.0 mm
(i) Hot-dip galvanized steel sheet (GI980) having a tensile strength of 980 MPa at a thickness of 1.0 mm
(j) Aluminum plate (Al) of standard A5052 with a thickness of 1.0 mm and a tensile strength of 290 MPa

ここで、上記(a)~(i)の鋼板及びめっき鋼板の製造方法について、以下に記述する。 Here, the method for producing the steel sheet and plated steel sheet of the above (a) to (i) will be described below.

以下の表1に示す成分組成からなる鋼を、常法に従い、熱間圧延、酸洗、冷間圧延を行い、厚さ1.0mmの冷延鋼板を得た。次に、金属部材(e),(f),(g),(h)については、作製した冷延鋼板を、昇温炉内で、最高到達温度である820℃となるまで、3.5℃/秒の平均昇温速度で昇温し、その後、820℃で一定時間均熱炉内にて均熱することで焼鈍し、サンプルを得た。昇温炉と均熱炉における雰囲気は、3%水素を含む窒素ガス雰囲気とした。 A steel having the chemical composition shown in Table 1 below was subjected to hot rolling, pickling, and cold rolling according to a conventional method to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 1.0 mm. Next, for the metal members (e), (f), (g), and (h), the produced cold-rolled steel sheets were heated in a heating furnace until reaching the maximum temperature of 820°C at 3.5°C. The temperature was raised at an average heating rate of °C/sec, and then the samples were annealed by soaking in a soaking furnace at 820°C for a certain period of time to obtain samples. The atmosphere in the heating furnace and the soaking furnace was a nitrogen gas atmosphere containing 3% hydrogen.

金属部材(i)については、作製した冷延鋼板を、昇温炉内で、最高到達温度である820℃となるまで、3.5℃/秒の平均昇温速度で昇温し、その後、820℃で一定時間均熱炉内にて均熱することで焼鈍し、450℃まで冷却した。その後、Zn-0.2%Alである成分の溶融めっきの入った溶融めっき浴中に浸漬し、めっき浴から鋼板を引き抜きながら、スリットノズルから窒素ガスを吹き付けてガスワイピングし、付着量を調整した。付着量は片面60g/mとなるように調整した。昇温炉と均熱炉における雰囲気は、3%水素を含む窒素ガス雰囲気とした。 For the metal member (i), the produced cold-rolled steel sheet is heated in a heating furnace at an average heating rate of 3.5 ° C./sec to reach the maximum temperature of 820 ° C., and then It was annealed by soaking in a soaking furnace at 820°C for a certain period of time, and cooled to 450°C. After that, it is immersed in a hot-dip plating bath containing hot-dip plating with a component of Zn-0.2% Al, and while pulling out the steel sheet from the plating bath, gas wiping is performed by blowing nitrogen gas from a slit nozzle to adjust the adhesion amount. did. The coating amount was adjusted to 60 g/m 2 on one side. The atmosphere in the heating furnace and the soaking furnace was a nitrogen gas atmosphere containing 3% hydrogen.

金属部材(a),(b),(c),(d)については、作製した冷延鋼板を、昇温炉内で、最高到達温度である820℃となるまで、3.5℃/秒の平均昇温速度で昇温し、その後、820℃で一定時間均熱炉内にて均熱することで焼鈍し、450℃まで冷却した。その後、Zn-0.1%Alである成分の溶融めっきの入った溶融めっき浴中に浸漬し、めっき浴から鋼板を引き抜きながら、スリットノズルから窒素ガスを吹き付けてガスワイピングし、付着量を調整した。更に、合金化炉にて480℃に加熱することで、めっき層を合金化させて、めっき中にFeを拡散させた。付着量は、片面45g/mとなるように調整した。昇温炉と均熱炉における雰囲気は、3%水素を含む窒素ガス雰囲気とした。 For the metal members (a), (b), (c), and (d), the produced cold-rolled steel sheets were heated at 3.5°C/sec in a heating furnace until reaching the maximum temperature of 820°C. After that, it was annealed by soaking in a soaking furnace at 820°C for a certain period of time, and cooled to 450°C. After that, it is immersed in a hot-dip plating bath containing hot-dip plating with a component of Zn-0.1% Al, and while pulling out the steel sheet from the plating bath, nitrogen gas is blown from a slit nozzle to adjust the adhesion amount. did. Furthermore, by heating to 480° C. in an alloying furnace, the plating layer was alloyed and Fe was diffused in the plating. The adhesion amount was adjusted to 45 g/m 2 on one side. The atmosphere in the heating furnace and the soaking furnace was a nitrogen gas atmosphere containing 3% hydrogen.

また、金属部材(j)は、市販のA5052のアルミニウム板を用いた。 A commercially available A5052 aluminum plate was used as the metal member (j).

Figure 0007115196000001
Figure 0007115196000001

<皮膜塗布液>
皮膜部の形成用に、以下の8種類の皮膜塗布液を準備した。
(a)第一工業社製の水分散型エマルジョンタイプのポリウレタン樹脂SF-150と3-グリシドキシプロピルトリエトキシシランとを、固形分比率で3:2の割合で配合し、皮膜塗布液A1とした。
(b)第一工業社製の水分散型エマルジョンタイプのポリウレタン樹脂SF-150と3-グリシドキシプロピルトリエトキシシランとを、固形分比率で5:1の割合で配合し、皮膜塗布液A2とした。
(c)第一工業社製の水分散型エマルジョンタイプのポリウレタン樹脂SF-150と3-グリシドキシプロピルトリエトキシシランとを、固形分比率で1:5の割合で配合し、皮膜塗布液A3とした。
(d)ADEKA社製の水分散型エマルジョンタイプのエポキシ樹脂EM-0461Nと3-グリシドキシプロピルトリエトキシシランとを、固形分比率で3:2の割合で配合し、皮膜塗布液Bとした。
(e)東洋紡社製の水分散型エマルジョンタイプのポリウレタン樹脂MD-1100と3-グリシドキシプロピルトリエトキシシランとを、固形分比率で3:2の割合で配合し、皮膜塗布液Cとした。
(f)第一工業社製の水分散型エマルジョンタイプのポリウレタン樹脂SF-150とコロイダルシリカとを、固形分比率で3:2の割合で配合し、皮膜塗布液Dとした。
(g)第一工業社製の水分散型エマルジョンタイプのポリウレタン樹脂SF-150のみの水溶液とした皮膜塗布液Eを準備した。
(h)3-グリシドキシプロピルトリエトキシシランのみの水溶液とした皮膜塗布液Fを準備した。
<Film coating solution>
The following 8 types of film coating liquids were prepared for forming the film portion.
(a) A water-dispersed emulsion type polyurethane resin SF-150 manufactured by DAIICHI KOGYO CO., LTD. and
(b) A water dispersion type emulsion type polyurethane resin SF-150 manufactured by DAIICHI KOGYO CO., LTD. and
(c) A water dispersion type emulsion type polyurethane resin SF-150 manufactured by DAIICHI KOGYO CO., LTD. and
(d) A coating solution B was prepared by blending a water-dispersible emulsion type epoxy resin EM-0461N manufactured by ADEKA and 3-glycidoxypropyltriethoxysilane at a solid content ratio of 3:2. .
(e) A water-dispersed emulsion type polyurethane resin MD-1100 manufactured by Toyobo Co., Ltd. and 3-glycidoxypropyltriethoxysilane were blended at a solid content ratio of 3:2 to prepare a film coating solution C. .
(f) A coating solution D was prepared by blending a water-dispersed emulsion type polyurethane resin SF-150 manufactured by DAIICHI KOGYO CO., LTD. and colloidal silica at a solid content ratio of 3:2.
(g) A film coating liquid E was prepared, which was an aqueous solution of only a water-dispersed emulsion type polyurethane resin SF-150 manufactured by DAIICHI KOGYO CO., LTD.
(h) A film coating solution F was prepared as an aqueous solution containing only 3-glycidoxypropyltriethoxysilane.

<第1の部材の作製>
作製した皮膜塗布液を、上記の金属部材上にバーコーターにて、以下の表2に示した各平均厚みとなる条件で塗布し、誘導加熱炉において、最高到達板温(PMT150℃)で乾燥焼き付けることで、皮膜部の形成された第1の部材を作製した。皮膜の平均厚みは、TEM又はSEMを用いて第1の部材の断面を観察し、任意の5箇所で皮膜の厚みを測定し、その平均値を算出することにより求めた。また、塗布してから乾燥を開始するまで、塗膜の状態で5秒間保持した。かかる塗膜保持時間は、塗布から加熱炉までの鋼板の搬送速度を制御することにより調整した。塗膜の乾燥は、誘導加熱炉を用いて最高到達板温(PMT)150℃で行った。なお、比較例1及び実施例1においては、皮膜部の形成を行わなかった。
<Production of the first member>
The prepared film coating solution is applied on the above metal member with a bar coater under the conditions of each average thickness shown in Table 2 below, and dried at the maximum plate temperature (PMT 150 ° C.) in an induction heating furnace. By baking, a first member having a film portion formed thereon was produced. The average thickness of the coating was obtained by observing the cross section of the first member using a TEM or SEM, measuring the thickness of the coating at arbitrary five points, and calculating the average value. In addition, the state of the coating film was held for 5 seconds from the time of application until the start of drying. The coating film retention time was adjusted by controlling the conveying speed of the steel sheet from coating to the heating furnace. Drying of the coating film was performed at a maximum plate temperature (PMT) of 150° C. using an induction heating furnace. In addition, in Comparative Example 1 and Example 1, the coating portion was not formed.

<接着接合構造体の作製>
≪フランジ部材≫
準備した第1の部材を成形加工することで、フランジを有する金属性ハット型の部材を作製した。次に、作成した成形体のフランジ部に対し、新日鉄住金化学社製のフェノキシ樹脂フェノトートYP-50S(新日鉄住金化学製)ペレットを敷き詰め、ガラスビーズを5質量%添加した後に、更にその上に、もう一つの第1の部材を貼り付けた。その後、200℃の温度、5MPaの圧力で5分間加温加圧することでホットメルトさせて、閉断面構造体を作成した。
<Preparation of Adhesive Bonded Structure>
≪Flange material≫
A metallic hat-shaped member having a flange was produced by molding the prepared first member. Next, the phenoxy resin Phenotote YP-50S (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) pellets manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd. are spread over the flange portion of the formed molded body, and 5% by mass of glass beads are added. , attached another first member. After that, the material was heated and pressurized at a temperature of 200° C. and a pressure of 5 MPa for 5 minutes to be hot-melted to form a closed cross-section structure.

なお、比較例として、引張強度が270MPaである合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA270)の表面に対し、サンスター社製のエポキシ樹脂系接着剤ペンギンセメント#1066に対し200μmのガラスビーズを5質量%添加したものを塗布し、その上に、もう一つの合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA270)を貼り付け、170℃の雰囲気で30分放置することで接着剤を硬化させて、閉断面構造体を作成した。 As a comparative example, 5% by mass of 200 μm glass beads were added to the surface of a galvannealed steel sheet (GA270) having a tensile strength of 270 MPa and an epoxy resin adhesive Penguin Cement #1066 manufactured by Sunstar Co., Ltd. The additive is applied, another galvannealed steel sheet (GA270) is pasted thereon, and the adhesive is cured by standing in an atmosphere of 170 ° C. for 30 minutes to form a closed cross-section structure. Created.

また、実施例22では、接着剤を塗布したフランジ部に対し、スポット溶接も併用した接合部材の構造体も作製した。具体的には、先端径5mm、R40のCF型Cr-Cu電極を用い、ナゲット径が3×t0.5(tは、板厚[mm])となる溶接条件にて、打点間隔30mmピッチで、スポット溶接を行った。なお、スポット溶接部は、スポット溶接前に予め接着剤層を除去した。 Moreover, in Example 22, a structure of a joining member was also produced by also spot-welding the flange portion to which the adhesive was applied. Specifically, using a CF-type Cr—Cu electrode with a tip diameter of 5 mm and R40, under welding conditions where the nugget diameter is 3 × t 0.5 (t is the plate thickness [mm]), the spot spacing is 30 mm pitch. and spot welded. In addition, the adhesive layer was previously removed from the spot-welded portion before the spot-welding.

(評価試験方法)
<皮膜部の断面分析>
得られた接着接合構造体における金属部と接着剤層との間の界面付近の垂直断面について、先だって説明した方法に則して、IR分析、TEM観察、TOF-SIMS分析を実施した。
(Evaluation test method)
<Cross-sectional analysis of film>
IR analysis, TEM observation, and TOF-SIMS analysis were performed on the vertical cross section near the interface between the metal part and the adhesive layer in the obtained adhesively bonded structure according to the methods described above.

得られた接着接合構造体における金属部と接着剤層との間の界面付近の垂直断面の皮膜部分について、斜め切削装置(SAICAS、ダイプラ・ウィンテス社製 DN―20S型)で5度の傾斜をつけて切削することにより皮膜部分を拡大した。皮膜部における顕微IR(赤外線分光)分析として、日本分光社製IRT-5200を用いてマッピング測定を行い、得られた皮膜の赤外吸収スペクトルにおける樹脂成分由来の観測ピークの帰属から、水系ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂のうち1種以上を含むかどうかを判定した。具体的には、得られた赤外吸収スペクトルにおいて、1550cm-1付近のC-N基に帰属されるピーク、及び、1740cm-1付近のC=O基に帰属されるピークが観測された場合に、水系ポリウレタン樹脂を含むと判定し、830cm-1付近のエポキシ基に帰属されるピークが観測された場合に、エポキシ樹脂を含むと判定し、1720~1740cm-1付近のC=O基に帰属されるピークが観測された場合に、ポリエステル樹脂を含むと判定した。 The film portion of the vertical cross section near the interface between the metal portion and the adhesive layer in the obtained adhesive bonding structure was inclined at 5 degrees with an oblique cutting device (SAICAS, DN-20S manufactured by Daipla Wintes Co., Ltd.). The film portion was enlarged by applying and cutting. As a microscopic IR (infrared spectroscopy) analysis in the film part, mapping measurement was performed using IRT-5200 manufactured by JASCO Corporation, and from the assignment of the observation peak derived from the resin component in the infrared absorption spectrum of the obtained film, the water-based polyurethane resin , epoxy resin, and polyester resin. Specifically, in the obtained infrared absorption spectrum, when a peak attributed to a C—N group near 1550 cm −1 and a peak attributed to a C═O group near 1740 cm −1 are observed. , determined to contain an aqueous polyurethane resin, and when a peak attributed to an epoxy group near 830 cm -1 is observed, it is determined to contain an epoxy resin, and C=O groups near 1720 to 1740 cm -1 If the assigned peak was observed, it was determined to contain a polyester resin.

金属部と接着剤層との間の界面付近の垂直断面をOs染色を行った後に、クライオ及び常温FIB-マイクロサンプリング法により切り出し、TEM観察用薄膜試料を作成した。次いで、FE-TEM(日立ハイテクノロジーズ社製 NB5000)を用いて観察し、金属部と接着剤層との間の界面付近の任意の3箇所について、プローブ径約2nm、加速電圧200kVの条件でEDS分析(元素マッピング)を行って、C、O、Siの各元素マップを得た。得られた元素マップの皮膜部における、Cとそれ以外の元素について二値化して、皮膜部におけるSi元素の有無、並びに、樹脂粒子の平均粒径及び面積率を算出した。これらの結果について、以下のように評価した。 A vertical section near the interface between the metal part and the adhesive layer was stained with Os, and then cut out by cryo- and room-temperature FIB-microsampling methods to prepare a thin film sample for TEM observation. Then, observed using FE-TEM (NB5000 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), EDS under the conditions of a probe diameter of about 2 nm and an acceleration voltage of 200 kV for any three points near the interface between the metal part and the adhesive layer. Analysis (elemental mapping) was performed to obtain elemental maps of C, O and Si. C and other elements in the film portion of the obtained element map were binarized to calculate the presence or absence of Si element in the film portion, and the average particle size and area ratio of the resin particles. These results were evaluated as follows.

皮膜部が、Si元素を含む化合物相の中に、水系ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂のうち1種以上を含む樹脂粒子が分散している構造であり、樹脂粒子の平均粒径が20nm以上200nm未満であり、かつ、樹脂粒子が皮膜の断面積の20%以上80%未満を占める場合をAと評価し、上記のような構造ではなかった場合をBと評価した。 The film portion has a structure in which resin particles containing one or more of water-based polyurethane resin, epoxy resin, and polyester resin are dispersed in a compound phase containing Si element, and the average particle size of the resin particles is 20 nm or more. It was evaluated as A when it was less than 200 nm and the resin particles accounted for 20% or more and less than 80% of the cross-sectional area of the film, and it was evaluated as B when it did not have the above structure.

<接着界面のTOF-SIMS分析>
接着接合部を、接着剤層側から金属部側に向けて、斜め切削装置(SAICAS、ダイプラ・ウィンテス社製 DN―20S型)で5度の傾斜をつけて切削するとともに、Arスパッタリングを併用することより、接着剤層の厚みを1μm程度まで薄くしたサンプルを作製した。接着剤層の厚みを1μm程度まで薄くした部分の任意の1点を、接着剤層の側から金属部の側に向かって、アルゴンスパッタリングをしながらTOF-SIMSで分析した。用いた分析機器は、ULVAC-PHI社製 TOF-SIMS TRIFT-Vである。表面からArビームで一定深さまでスパッタリングした後にTOF-SIMS測定し、その後同様に、スパッタリングを行った後にTOF-SIMS測定を行うことを繰り返し、各種元素及び結合について、深さ方向分布を取得した。一次イオン種はAu であり、加速電圧は30kVであり、スパッタ速度は約80nm/min(SiO換算)であり、測定領域は50μm×50μmである。皮膜部(皮膜部を有していない場合は接着剤層)と金属部との間の界面部について、Si-O-Me結合を示すピークが存在し、かつ、かかるピークのカウント値が15以上であった場合をAと評価し、上記のようなカウント値を示すピークが存在しなかった場合をBと評価した。
<TOF-SIMS analysis of adhesion interface>
The adhesive joint is cut from the adhesive layer side to the metal part side with an oblique cutting device (SAICAS, DN-20S type manufactured by Daipla Wintes Co., Ltd.) with an inclination of 5 degrees, and Ar sputtering is also used. Therefore, a sample having an adhesive layer with a thickness of about 1 μm was produced. An arbitrary point in the portion where the thickness of the adhesive layer was reduced to about 1 μm was analyzed by TOF-SIMS while argon sputtering was performed from the adhesive layer side toward the metal portion side. The analytical instrument used is TOF-SIMS TRIFT-V manufactured by ULVAC-PHI. After sputtering with an Ar beam from the surface to a certain depth, TOF-SIMS measurement was performed, and then similarly, the TOF-SIMS measurement was performed after sputtering was repeated, and the depth direction distribution was obtained for various elements and bonds. The primary ion species is Au 3 + , the acceleration voltage is 30 kV, the sputtering speed is about 80 nm/min (in terms of SiO 2 ), and the measurement area is 50 μm×50 μm. At the interface between the film (adhesive layer if it does not have a film) and the metal part, there is a peak indicating a Si—O—Me bond, and the peak count value is 15 or more. A case was evaluated as A, and B was evaluated as a case where there was no peak indicating the count value as described above.

なお、本実施例では、金属部材として、冷延鋼板、2種類の亜鉛系めっき鋼板、及び、アルミニウム板を用いているため、Si-O-Me結合として、Si-O-Fe結合、Si-O-Zn結合、Si-O-Al結合の3つの結合が生成されうる。ここで、上記3つの結合に対応するTOF-SIMSにおける代表的なピーク位置は、先だって言及した通りである。 In this embodiment, since cold-rolled steel sheets, two types of zinc-based plated steel sheets, and an aluminum plate are used as the metal members, the Si—O—Me bonds are Si—O—Fe bonds and Si— Three bonds, an O--Zn bond and a Si--O--Al bond, can be generated. Here, representative peak positions in TOF-SIMS corresponding to the above three bonds are as mentioned above.

また、亜鉛系めっき鋼板(GA/GI)を用いた場合には、Si-O-Fe結合、及び、Si-O-Zn結合の2つの結合が生成されうる。この場合に、Si-O-Fe結合に対応するピーク、又は、Si-O-Zn結合に対応するピークの少なくとも何れかのカウント値が15以上となった場合に、Aと評価した。 Also, when a zinc-based plated steel sheet (GA/GI) is used, two bonds, Si--O--Fe bond and Si--O--Zn bond, can be generated. In this case, when the count value of at least one of the peaks corresponding to the Si--O--Fe bonds and the peaks corresponding to the Si--O--Zn bonds was 15 or more, it was evaluated as A.

<接合耐久性評価>
得られた各例に係る接着接合構造体について、接合耐久性の評価を行った。
まず、各例に係る接着接合構造体について、ねじり試験機によりねじり剛性を測定、算出した。具体的には、各例に係る接着接合構造体の両端を治具で固定し、一方の端部のみを接着接合構造体の中心軸を回転軸として回転させて、接着接合構造体にねじり変形を加えた。この際のねじり角とねじりモーメントを測定し、弾性変形範囲のねじり角とねじりモーメントの関係より、各接着接合構造体のねじり剛性を算出した。弾性変形範囲のねじり角とねじりモーメントの関係としては、具体的には、ねじり角-ねじりモーメント線図の初期傾きを用いた。
<Bonding durability evaluation>
Bonding durability was evaluated for the obtained adhesively bonded structure according to each example.
First, the torsional stiffness of the adhesively bonded structure according to each example was measured and calculated using a torsion tester. Specifically, both ends of the adhesively bonded structure according to each example are fixed with jigs, and only one end is rotated about the central axis of the adhesively bonded structure, thereby torsionally deforming the adhesively bonded structure. was added. The torsion angle and torsion moment at this time were measured, and the torsion rigidity of each adhesive joint structure was calculated from the relationship between the torsion angle and torsion moment in the elastic deformation range. Specifically, the initial slope of the torsion angle-torsion moment diagram was used as the relationship between the torsion angle and the torsion moment in the elastic deformation range.

次に、50℃、相対湿度95%の湿潤環境とした恒温恒湿槽に、各例に係る接着接合構造体を1000時間静置し、接着剤層、接着剤層/皮膜部界面の劣化を促進させた。恒温恒湿槽に静置後の各例に係る接着接合構造体について、ねじり試験機によりねじり剛性を測定、算出した。そして、劣化試験未実施の各例に係る接着接合体のねじり剛性と比較し、劣化によるねじり剛性の低下率を算出した。得られた低下率が10%未満であればAと評価し、10%以上20%未満であればBと評価し、20%以上30%未満であればCと評価し、40%以上であればDと評価した。 Next, the adhesive bonding structure according to each example was allowed to stand for 1000 hours in a constant temperature/humidity bath with a wet environment of 50° C. and a relative humidity of 95% to check the deterioration of the adhesive layer and the adhesive layer/film portion interface. promoted. The torsional stiffness of the adhesively bonded structure according to each example after standing in a constant temperature and humidity chamber was measured and calculated using a torsion tester. Then, the rate of decrease in torsional rigidity due to deterioration was calculated by comparing with the torsional rigidity of the adhesive joint body according to each example in which no deterioration test was performed. If the obtained decrease rate is less than 10%, it is evaluated as A, if it is 10% or more and less than 20%, it is evaluated as B, if it is 20% or more and less than 30%, it is evaluated as C, and if it is 40% or more. It was evaluated as D.

また、接合部材破壊後の破断面を観察し、接着剤層の内部で破壊しているものを「接着剤の凝集破壊」と定義し、金属板と接着剤層との間の界面で破壊しているものを「界面破壊」と定義し、めっき鋼板のめっき層と母材との間の界面で破壊しているものを「めっき破壊」と定義して、それぞれの面積率を測定した。各破壊面積率が0%の場合はAと評価し、0%以上10%未満の場合はBと評価し、10%以上50%未満の場合はCと評価し、50%以上の場合はDと評価した。 In addition, we observed the fracture surface after the bonding member fractured, and defined the fracture inside the adhesive layer as "cohesive failure of the adhesive", and fractured at the interface between the metal plate and the adhesive layer. Destruction at the interface between the plating layer of the plated steel sheet and the base material was defined as "plating failure", and the area ratio of each was measured. When each fracture area ratio is 0%, it is evaluated as A, when it is 0% or more and less than 10%, it is evaluated as B, when it is 10% or more and less than 50%, it is evaluated as C, and when it is 50% or more, it is D. evaluated.

得られた結果を、以下の表2にまとめて示した。 The results obtained are summarized in Table 2 below.

Figure 0007115196000002
Figure 0007115196000002

表2に示したように、実施例1~実施例22の接着接合構造体は、比較例1に係る接着接合構造体と比較して、大幅にねじり剛性の低下が抑制されており、接着耐久性に優れていた。 As shown in Table 2, in the adhesively bonded structures of Examples 1 to 22, as compared with the adhesively bonded structure of Comparative Example 1, the decrease in torsional rigidity is greatly suppressed, and the adhesive durability is improved. was excellent in character.

一方、比較例1の接着接合構造体は、エポキシ樹脂がフェノキシ樹脂よりも金属部との密着性に劣るため、水の侵入を抑制することができず、接着耐久性の向上効果が得られなかった。 On the other hand, in the adhesive bonding structure of Comparative Example 1, since the epoxy resin is inferior to the phenoxy resin in adhesiveness to the metal part, it is not possible to suppress the intrusion of water, and the effect of improving the adhesion durability cannot be obtained. rice field.

実施例1~実施例5を比較すると、皮膜部を更に設けることで接着耐久性の向上効果を得ることができ、皮膜部の平均厚みが0.2μm以上1.5μm以下の範囲内であるときに、最も接着耐久性の向上効果を得ることができた。一方で、皮膜部の平均厚みが厚すぎる場合、又は、薄すぎる場合には、接着耐久性の効果が得られにくいことが判明した。更に、平均厚みが厚すぎる場合には、スポット溶接の併用ができなくなる可能性がある。 Comparing Examples 1 to 5, the effect of improving adhesion durability can be obtained by further providing the coating portion, and when the average thickness of the coating portion is within the range of 0.2 μm or more and 1.5 μm or less. In addition, it was possible to obtain the most effective effect of improving adhesion durability. On the other hand, it was found that when the average thickness of the film portion is too thick or too thin, it is difficult to obtain the effect of adhesion durability. Furthermore, if the average thickness is too thick, there is a possibility that spot welding cannot be used together.

実施例3、実施例6~実施例12を比較すると、皮膜部の構造が、Si元素からなる相の中に、水系ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂のうち1種以上を含む樹脂粒子が分散しており、樹脂粒子の平均粒径が20nm以上200nm未満であり、かつ、樹脂粒子が皮膜の断面積の20%以上80%未満を占めるような構造である場合の方が、接着耐久性の向上効果を得ることができた。かかる構造を有する場合、金属部と皮膜部との密着性と、皮膜部と接着剤層との密着性と、を両立できたためと考えられる。 Comparing Example 3 and Examples 6 to 12, the structure of the film portion is such that resin particles containing one or more of water-based polyurethane resin, epoxy resin, and polyester resin are dispersed in a phase composed of Si element. The adhesion durability is better when the average particle size of the resin particles is 20 nm or more and less than 200 nm, and the resin particles occupy 20% or more and less than 80% of the cross-sectional area of the film. I was able to get an improvement. This is probably because, in the case of having such a structure, both the adhesion between the metal portion and the film portion and the adhesion between the film portion and the adhesive layer can be achieved.

実施例3と実施例10とを比較すると、有機シラン化合物を用いた実施例3の接着接合構造体の方が、無機シラン化合物を用いた実施例10の接着接合構造体と比べて、接着耐久性の向上効果をより一層得ることができた。これは、実施例3の接着接合構造体におけるSi-O-Me結合が非常に強固な結合なため、水分が金属部と皮膜部との間に浸入することを抑制し、結果的に、金属部と皮膜部との密着性が向上したためと考えられる。 Comparing Example 3 and Example 10, the adhesive bonding structure of Example 3 using an organic silane compound has better adhesion durability than the adhesive bonding structure of Example 10 using an inorganic silane compound. It was possible to obtain a further effect of improving the properties. This is because the Si—O—Me bond in the adhesive bonding structure of Example 3 is a very strong bond, which suppresses the penetration of moisture between the metal part and the film part, and as a result, the metal This is probably because the adhesion between the part and the film part was improved.

実施例13~実施例21では、金属部の種別に依らず、皮膜部を形成することで接着耐久性が向上した。実施例3、実施例13~実施例15を比較すると、GAの低強度鋼板ではねじり剛性試験時に板の変形に伴う応力集中が起こるため、GA鋼板のめっきと母材の間でめっき破壊を起こしやすいものの、高強度化するにつれて板の変形が抑制されることによりめっき剥離が抑制されることが明らかとなった。 In Examples 13 to 21, the adhesion durability was improved by forming the film portion regardless of the type of the metal portion. Comparing Example 3 and Examples 13 to 15, in the GA low-strength steel plate, stress concentration occurs due to deformation of the plate during the torsional rigidity test, so plating failure occurs between the plating of the GA steel plate and the base material. However, as the strength increases, it becomes clear that plating peeling is suppressed by suppressing deformation of the plate.

実施例3と実施例22とを比較すると、スポット溶接併用時は、更に接着耐久性の向上効果が得られた。 Comparing Example 3 and Example 22, when spot welding was used in combination, an effect of further improving adhesion durability was obtained.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can conceive of various modifications or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that these also naturally belong to the technical scope of the present invention.

1、1A、1B、1C、1D 接着接合構造体
2、2A、2B、2C、2D 第1の部材
21、21A 金属部
22、22A 皮膜部
221 樹脂粒子
223 化合物相
3、3A、3B、3C、3D 第2の部材
31 金属部
32 皮膜部
321 樹脂粒子
323 化合物相
4、4A、4B、4C、4D 接着剤層
5、5B、5C 接着領域

1, 1A, 1B, 1C, 1D adhesive bonding structure 2, 2A, 2B, 2C, 2D first member 21, 21A metal portion 22, 22A coating portion 221 resin particles 223 compound phase 3, 3A, 3B, 3C, 3D second member 31 metal portion 32 film portion 321 resin particles 323 compound phase 4, 4A, 4B, 4C, 4D adhesive layer 5, 5B, 5C adhesion region

Claims (9)

金属部を有する第1の部材と、第2の部材と、前記第1の部材と前記第2の部材とを接合する接着剤層と、を備え、前記接着剤層を構成する接着剤の樹脂は、フェノキシ樹脂であり、
前記第1の部材は、前記金属部の表面の少なくとも一部に配置された皮膜部を更に有し、 前記皮膜部は、グリシドキシ基又はメルカプト基を有する有機シラン化合物に由来するSi元素を含み、かつ、水系ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂のうち1種以上を含む有機皮膜部であり、前記金属部と前記皮膜部との界面の任意の箇所を含むように前記皮膜部を前記接着剤層側から前記金属部側に向かってアルゴンスパッタリングしながら、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS)により分析したときに、Si-O-Me結合(Me:金属元素)に対応するピークが観測され、かつ、前記Si-O-Me結合を示すカウント数が15以上であり、
前記TOF-SIMSの分析条件は、一次イオン種はAu であり、加速電圧は30kVであり、スパッタ速度は約80nm/min(SiO 換算)であり、測定領域は50μm×50μmである、接着接合構造体。
A first member having a metal portion, a second member, and an adhesive layer that joins the first member and the second member, and an adhesive resin that constitutes the adhesive layer is a phenoxy resin ,
The first member further has a film portion disposed on at least a portion of the surface of the metal portion, the film portion containing an Si element derived from an organosilane compound having a glycidoxy group or a mercapto group, and an organic film containing at least one of a water-based polyurethane resin, an epoxy resin, and a polyester resin, wherein the film is formed into the adhesive layer so as to include an arbitrary part of the interface between the metal part and the film. When analyzed by time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS) while argon sputtering from the side toward the metal part side, the peak corresponding to the Si—O—Me bond (Me: metal element) is observed, and the count number indicating the Si—O—Me bond is 15 or more,
The analysis conditions of the TOF-SIMS are as follows: the primary ion species is Au 3 + , the acceleration voltage is 30 kV, the sputtering speed is about 80 nm/min (in terms of SiO 2 ), and the measurement area is 50 μm×50 μm. , adhesive bond structures.
前記皮膜部は、当該皮膜部中に、水系ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂のうち1種以上を含む樹脂粒子が分散した構造を有しており、前記樹脂粒子の平均粒径は、20nm以上200nm未満であり、前記皮膜部の厚み方向に沿った断面において、前記樹脂粒子が、前記皮膜部の断面積の20%以上80%未満を占める、請求項に記載の接着接合構造体。 The film portion has a structure in which resin particles containing one or more of water-based polyurethane resin, epoxy resin, and polyester resin are dispersed in the film portion, and the average particle diameter of the resin particles is 20 nm or more. 2. The adhesive bonding structure according to claim 1 , wherein the resin particles have a diameter of less than 200 nm and occupy 20% or more and less than 80% of the cross-sectional area of the coating portion in a cross section along the thickness direction of the coating portion. 前記皮膜部の平均厚みは、前記第1の部材の片面当たり、0.2μm以上1.5μm以下である、請求項1又は2に記載の接着接合構造体。 3. The adhesive bonding structure according to claim 1, wherein an average thickness of said coating portion is 0.2 [mu]m or more and 1.5 [mu]m or less per one side of said first member. 前記金属部は、鋼材である、請求項1~の何れか1項に記載の接着接合構造体。 The adhesive bonding structure according to any one of claims 1 to 3 , wherein the metal part is made of steel. 前記金属部は、亜鉛系めっき鋼板である、請求項1~の何れか1項に記載の接着接合構造体。 The adhesive bonding structure according to any one of claims 1 to 4 , wherein the metal portion is a zinc-based plated steel sheet. 前記金属部は、590MPa以上の引張強度を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板である、請求項1~の何れか1項に記載の接着接合構造体。 The adhesive bonding structure according to any one of claims 1 to 5 , wherein the metal part is an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having a tensile strength of 590 MPa or more. 前記第1の部材と前記第2の部材とは、前記接着剤層を介した接合に加えて、前記接着剤層に依らない接合により接合されている、請求項1~の何れか1項に記載の接着接合構造体。 7. The first member and the second member are bonded by bonding not depending on the adhesive layer in addition to bonding via the adhesive layer. The adhesive bond structure according to . 前記第2の部材が金属部を有し、前記接着剤層に依らない接合は、スポット溶接である、請求項に記載の接着接合構造体。 8. The adhesive bond structure according to claim 7 , wherein said second member has a metal portion, and said bonding not relying on an adhesive layer is spot welding. 請求項1~の何れか1項に記載の接着接合構造体を備える、自動車用部品。 An automotive part comprising the adhesive joint structure according to any one of claims 1-8 .
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