JP7282531B2 - METAL PLATE, METHOD FOR MANUFACTURING METAL PLATE, METAL-RESIN COMPOSITE MOLDED PRODUCT AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME - Google Patents

METAL PLATE, METHOD FOR MANUFACTURING METAL PLATE, METAL-RESIN COMPOSITE MOLDED PRODUCT AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME Download PDF

Info

Publication number
JP7282531B2
JP7282531B2 JP2019008934A JP2019008934A JP7282531B2 JP 7282531 B2 JP7282531 B2 JP 7282531B2 JP 2019008934 A JP2019008934 A JP 2019008934A JP 2019008934 A JP2019008934 A JP 2019008934A JP 7282531 B2 JP7282531 B2 JP 7282531B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal plate
unevenness
metal
undercut
rlr
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019008934A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020116806A (en
Inventor
章弘 望月
洋二 西澤
高士 見置
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Polyplastics Co Ltd
Original Assignee
Polyplastics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polyplastics Co Ltd filed Critical Polyplastics Co Ltd
Priority to JP2019008934A priority Critical patent/JP7282531B2/en
Priority to PCT/JP2020/001691 priority patent/WO2020153291A1/en
Publication of JP2020116806A publication Critical patent/JP2020116806A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7282531B2 publication Critical patent/JP7282531B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/32Bonding taking account of the properties of the material involved
    • B23K26/324Bonding taking account of the properties of the material involved involving non-metallic parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/354Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment by melting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/70Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by moulding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin

Description

本発明は、樹脂と接合される金属板、その金属板の製造方法、及び当該製造方法で製造された金属板と樹脂とを備える金属樹脂複合成形品に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a metal plate to be bonded to a resin, a method for manufacturing the metal plate, and a metal-resin composite molded article including the metal plate and the resin manufactured by the manufacturing method.

金属や合金等から構成される金属板と、熱可塑性樹脂組成物から構成される樹脂成形品とが複合化されてなる金属樹脂複合成形品は、従来から、インストルメントパネル周りのコンソールボックス等の自動車の内装部材やエンジン周り部品、インテリア部品、デジタルカメラや携帯電話等の電子機器の筐体部、インターフェース接続部、電源端子部等の外界と接触する部品に用いられている。 Metal-resin composite molded products, which are obtained by combining a metal plate made of metal, alloy, etc., and a resin molded product made of a thermoplastic resin composition, have been conventionally used for console boxes and the like around instrument panels. It is used for parts that come into contact with the outside world, such as automobile interior parts, parts around the engine, interior parts, casings of electronic devices such as digital cameras and mobile phones, interface connections, and power supply terminals.

金属板と樹脂成形品とを複合化する方法としては、金属板側の接合面に微小な凹凸を形成しておきアンカー効果で接合する方法、接着剤や両面テープを用いて接着する方法、金属板及び/又は樹脂成形品に折り返し片や爪等の固定部材を設け、この固定部材を用いて両者を固着させる方法、ねじ等を用いて接合する方法等がある。これらの中でも、金属板に微小な凹凸を形成する方法や接着剤を用いる方法は、金属樹脂複合成形品を設計する形状自由度の点で有効である。 As a method of combining a metal plate and a resin molded product, there is a method of forming fine unevenness on the joint surface of the metal plate side and joining with an anchor effect, a method of bonding using an adhesive or double-sided tape, and a method of bonding with a metal plate. There is a method of providing a fixing member such as a folding piece or a nail on the plate and/or the resin molded product, and fixing them using this fixing member, or a method of joining them using screws or the like. Among these, the method of forming minute unevenness on a metal plate and the method of using an adhesive are effective in terms of the degree of freedom in designing the metal-resin composite molded product.

特に、金属板の表面を加工し微小な凹凸を形成する方法は、高価な接着剤を使用しない点、接着剤の塗布及び硬化の工程が不要である点において有利である。金属板の表面を加工し微小な凹凸を形成する方法としては、例えば、特許文献1に記載の方法が挙げられる。 In particular, the method of processing the surface of a metal plate to form minute irregularities is advantageous in that it does not use an expensive adhesive and does not require the steps of applying and curing the adhesive. As a method of processing the surface of a metal plate to form fine irregularities, for example, the method described in Patent Document 1 can be mentioned.

特開2014-117724号公報JP 2014-117724 A

上記特許文献1に記載の方法は、レーザーで金属板の表面に溝を形成するため、上記表面における所望の範囲に溝を形成可能であり、作業も簡便で、有効な方法の一つである。 The method described in Patent Document 1 forms grooves on the surface of a metal plate with a laser, so it is possible to form grooves in a desired range on the surface, and the work is simple, and it is one of the effective methods. .

ところで、金属板をレーザー加工する際には、金属板の加工点において局所的な発熱があり、金属板の熱膨張に起因する変形を生じることがある。熱膨張の小さい金属あるいは、熱拡散が容易に起こるような形態の金属板であればこのような変形はある程度抑えられるが、金属板であって板厚が500μmを下回るような薄肉のものでは、金属板自体の剛性による構造強度を確保することが難しいため、この変形が無視できない程度に大きなものとなっている。
最近のスマートフォンの筐体のような薄型が求められる金属板では、この変形を抑制することが課題となっていた。
By the way, when laser processing a metal plate, heat is generated locally at the processing point of the metal plate, and deformation due to thermal expansion of the metal plate may occur. Such deformation can be suppressed to some extent if it is a metal with a small thermal expansion or a metal plate with a shape that facilitates thermal diffusion. Since it is difficult to secure the structural strength by the rigidity of the metal plate itself, this deformation is large enough to be ignored.
Suppressing this deformation has been an issue in the case of metal plates, which are required to be thin, such as the housings of recent smartphones.

また、フープ成形のインサート端子のように、金属をロール状に巻いて用いる場合には、金属板が厚すぎてはロール状に巻き取ることができず、仮に巻くことができても、厚い金属板を無理に巻き取ると、その際に金属板にかかった負荷が内部歪として残留し、金属板の強度低下や変形が生じ、インサート成形品としての接合強度や気密性を低下させるといった問題が発生するため、このような用途においては、巻取り性の面からやはり厚さ500μm以下程度の金属薄板が必要となり、そのような薄肉の金属板のレーザー加工時の変形を抑制することが課題となっていた。 Also, when metal is rolled into a roll, such as a hoop-molded insert terminal, if the metal plate is too thick, it cannot be rolled into a roll. If the sheet is forcibly wound up, the load applied to the metal sheet at that time remains as internal strain, causing a reduction in the strength and deformation of the metal sheet, resulting in the problem of lowering the bonding strength and airtightness of the insert-molded product. Therefore, in such applications, a thin metal plate having a thickness of about 500 μm or less is required from the viewpoint of windability, and it is a problem to suppress deformation of such a thin metal plate during laser processing. was becoming

本発明の目的は、レーザーで金属板の表面に凹凸を形成して、金属板と樹脂との密着性を向上させる技術において、金属板が薄くなってもレーザー加工による変形を抑制できる金属樹脂複合成形品を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a metal-resin composite that can suppress deformation due to laser processing even if the metal plate is thin, in a technology for improving the adhesion between the metal plate and resin by forming unevenness on the surface of the metal plate with a laser. It is to provide a molded product.

本発明は、下記によって達成された。
1. 樹脂組成物からなる成形品と接合するための表面に凹凸を有する金属板であって、該凹凸は間隔Yが0.5~30μm、深さXが0.5~10μmであり、下記で定義されるアンダーカット率が5~30%である、金属板。
アンダーカット率=(実際の有効線長さRlr-Rl)/Rl×100
ただし、該金属板の断面における所定の測定長さlr当たりの山数nを(lr/lr内に存在する粗さ要素の平均間隔SRSm)とし、凹凸が理想的なアンダーカットがゼロである長方形の断面を有する場合の接合に寄与する有効長さRlを(十点平均粗さRzJIS×2×山数n+lr)とし、Rlrを実際の有効線長さとする。
2. 前記金属板の厚さHが50~500μmである前記1記載の金属板。
The present invention has been achieved by the following.
1. A metal plate having unevenness on the surface for bonding to a molded article made of a resin composition, the unevenness having a spacing Y of 0.5 to 30 μm and a depth X of 0.5 to 10 μm, defined below A metal plate having an undercut rate of 5 to 30%.
Undercut rate = (actual effective line length Rlr - Rl 0 )/Rl 0 × 100
However, the number of peaks n per predetermined measurement length lr in the cross section of the metal plate is (average interval SRSm of roughness elements existing within lr/lr), and a rectangle with ideal unevenness and zero undercut The effective length Rl 0 contributing to bonding when having a cross section of is set to (ten-point average roughness Rz JIS x 2 x number of peaks n + lr), and Rlr is the actual effective line length.
2. 2. The metal plate according to 1 above, wherein the metal plate has a thickness H of 50 to 500 μm.

3. 樹脂組成物からなる成形品と接合するための表面に凹凸を有する金属板の製造方法であって、該凹凸の間隔Yを0.5~30μm、深さXを0.5~10μmとし、下記で定義されるアンダーカット率を5~30%とする凹凸形成工程を有する、金属板の製造方法。
アンダーカット率=(実際の有効線長さRlr-Rl)/Rl×100
ただし、該金属板の断面における所定の測定長さlr当たりの山数nを(lr/lr内に存在する粗さ要素の平均間隔SRSm)とし、凹凸が理想的なアンダーカットがゼロである長方形の断面を有する場合の接合に寄与する有効長さRlを(十点平均粗さRzJIS×2×山数n+lr)とし、Rlrを実際の有効線長さとする。
4. 金属板に樹脂組成物からなる成形品を接合した金属樹脂複合成形品であって、該金属板の該樹脂組成物がインサートされた表面には凹凸が形成されており、該凹凸は、間隔Yが0.5~30μm、深さXが0.5~10μm、下記で定義されるアンダーカット率が5~30%である金属樹脂複合成形品。
アンダーカット率=(実際の有効線長さRlr-Rl)/Rl×100
ただし、該金属板の断面における所定の測定長さlr当たりの山数nを(lr/lr内に存在する粗さ要素の平均間隔SRSm)とし、凹凸が理想的なアンダーカットがゼロである長方形の断面を有する場合の接合に寄与する有効長さRlを(十点平均粗さRzJIS×2×山数n+lr)とし、Rlrを実際の有効線長さとする。
5. 樹脂組成物からなる成形品を接合して金属樹脂複合成形品を製造する方法であって、該金属板の表面に該樹脂組成物をインサートする凹凸形成工程を有し、該凹凸形成工程が、間隔Yが0.5~30μm、深さXを0.5~10μmとし、下記式で定義されるアンダーカット率を5~30%とする工程である、金属樹脂複合成形品の製造方法。
アンダーカット率=(実際の有効線長さRlr-Rl)/Rl×100
ただし、該金属板の断面における所定の測定長さlr当たりの山数nを(lr/lr内に存在する粗さ要素の平均間隔SRSm)とし、凹凸が理想的なアンダーカットがゼロである長方形の断面を有する場合の接合に寄与する有効長さRlを(十点平均粗さRzJIS×2×山数n+lr)とし、Rlrを実際の有効線長さとする。
3. A method for producing a metal plate having unevenness on the surface for bonding to a molded article made of a resin composition, wherein the unevenness interval Y is 0.5 to 30 μm, the depth X is 0.5 to 10 μm, and the following A method for manufacturing a metal plate, having a step of forming unevenness with an undercut rate defined by 5 to 30%.
Undercut rate = (actual effective line length Rlr - Rl 0 )/Rl 0 × 100
However, the number of peaks n per predetermined measurement length lr in the cross section of the metal plate is (average interval SRSm of roughness elements existing within lr/lr), and a rectangle with ideal unevenness and zero undercut The effective length Rl 0 contributing to bonding when having a cross section of is set to (ten-point average roughness Rz JIS x 2 x number of peaks n + lr), and Rlr is the actual effective line length.
4. A metal-resin composite molded product in which a molded product made of a resin composition is joined to a metal plate, wherein unevenness is formed on the surface of the metal plate into which the resin composition is inserted, and the unevenness is spaced Y is 0.5 to 30 μm, the depth X is 0.5 to 10 μm, and the undercut rate defined below is 5 to 30%.
Undercut rate = (actual effective line length Rlr - Rl 0 )/Rl 0 × 100
However, the number of peaks n per predetermined measurement length lr in the cross section of the metal plate is (average interval SRSm of roughness elements existing within lr/lr), and a rectangle with ideal unevenness and zero undercut The effective length Rl 0 contributing to bonding when having a cross section of is set to (ten-point average roughness Rz JIS x 2 x number of peaks n + lr), and Rlr is the actual effective line length.
5. A method for manufacturing a metal-resin composite molded article by bonding molded articles made of a resin composition, comprising a step of forming irregularities in which the resin composition is inserted into the surface of the metal plate, wherein the step of forming irregularities comprises: A method for producing a metal-resin composite molded product, comprising a step of setting the distance Y to 0.5 to 30 μm, the depth X to 0.5 to 10 μm, and the undercut ratio defined by the following formula to 5 to 30%.
Undercut rate = (actual effective line length Rlr - Rl 0 )/Rl 0 × 100
However, the number of peaks n per predetermined measurement length lr in the cross section of the metal plate is (average interval SRSm of roughness elements existing within lr/lr), and a rectangle with ideal unevenness and zero undercut The effective length Rl 0 contributing to bonding when having a cross section of is set to (ten-point average roughness Rz JIS x 2 x number of peaks n + lr), and Rlr is the actual effective line length.

本発明の金属樹脂複合成形品は、金属板が薄膜であってもレーザー加工による変形が小さく抑制されているものである。 In the metal-resin composite molded product of the present invention, even if the metal plate is a thin film, deformation due to laser processing is suppressed to be small.

金属板の断面の所定長さlr、凹凸の平均間隔SRSm、山数nを表す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a predetermined length lr of a cross section of a metal plate, an average spacing of unevenness SRSm, and the number of peaks n. アンダーカットゼロである理想の凹凸における有効長さRlを表す概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram showing effective length Rl 0 in ideal unevenness with zero undercut. 実際の有効線長さRlrからアンダーカット率を算出する考え方を表す概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram showing a concept of calculating an undercut rate from an actual effective line length Rlr; 接合強度を測定する試験片を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing the test piece which measures joint strength.

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。 Embodiments of the present invention will be described below. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.

<金属板>
本発明の金属板は、樹脂組成物をインサート成形するための表面に凹凸を有する金属板であって、該凹凸は幅Yが0.5~30μm、深さXが0.5~10μmであり、下記で定義されるアンダーカット率が5~30%であることを特徴とする。
アンダーカット率=(実際の有効線長さRlr-Rl)/Rl×100
ただし、該金属板の断面における所定の測定長さlr当たりの山数nを(lr/lr内に存在する粗さ要素の平均間隔SRSm)とし、凹凸が理想的なアンダーカットがゼロである長方形の断面を有する場合の接合に寄与する有効長さRlを(十点平均粗さRzJIS×2×山数n+lr)とし、Rlrを実際の有効線長さとする。
<Metal plate>
The metal plate of the present invention is a metal plate having unevenness on the surface for insert molding of a resin composition, the unevenness having a width Y of 0.5 to 30 μm and a depth X of 0.5 to 10 μm. , an undercut rate defined below of 5 to 30%.
Undercut rate = (actual effective line length Rlr - Rl 0 )/Rl 0 × 100
However, the number of peaks n per predetermined measurement length lr in the cross section of the metal plate is (average interval SRSm of roughness elements existing within lr/lr), and a rectangle with ideal unevenness and zero undercut The effective length Rl 0 contributing to bonding when having a cross section of is set to (ten-point average roughness Rz JIS x 2 x number of peaks n + lr), and Rlr is the actual effective line length.

本発明に使用される金属板としては、アルミニウム、マグネシウム、ステンレス鋼、銅、チタン等を例示することができる。また、金属板は、金属合金から構成されてもよい。また、金属材料の表面には、陽極酸化処理等の表面処理や塗装がされていてもよい。軽量、強度の点からアルミニウム、マグネシウム、銅、チタンが好ましく、端子等の導電性が必要とされる用途においてはアルミニウム、銅がより好ましく、銅が特に好ましい。また、携帯用の通信端末筐体等の薄肉での剛性が要求される用途においてはマグネシウム、チタンが好ましく、チタンが特に好ましい。 Examples of the metal plate used in the present invention include aluminum, magnesium, stainless steel, copper, titanium and the like. Alternatively, the metal plate may be made of a metal alloy. Moreover, the surface of the metal material may be subjected to surface treatment such as anodizing or painting. Aluminum, magnesium, copper, and titanium are preferable from the viewpoint of light weight and strength. Aluminum and copper are more preferable in applications such as terminals that require electrical conductivity, and copper is particularly preferable. Further, magnesium and titanium are preferred, and titanium is particularly preferred, in applications where thin rigidity is required, such as portable communication terminal housings.

本発明では、金属板の厚みHが50~500μmである場合に有用である。金属膜の厚みHは、強度的に100μm以上であることが好ましい。 The present invention is useful when the thickness H of the metal plate is 50 to 500 μm. The thickness H of the metal film is preferably 100 μm or more in terms of strength.

<凹凸の形状>
本発明において、金属板の表面に形成される凹凸は、間隔Yが0.5~30μm、深さXが0.5~10μmであり、下記で定義されるアンダーカット率が5~30%であるように形成される。
アンダーカット率=(実際の有効線長さRlr-Rl)/Rl×100
ただし、該金属板の断面における所定の測定長さlr当たりの山数nを(lr/lr内に存在する粗さ要素の平均間隔SRSm)とし、凹凸が理想的なアンダーカットがゼロである長方形の断面を有する場合の接合に寄与する有効長さRlを(十点平均粗さRzJIS×2×山数n+lr)とし、Rlrを実際の有効線長さとする。
<Concave and convex shape>
In the present invention, the unevenness formed on the surface of the metal plate has an interval Y of 0.5 to 30 μm, a depth X of 0.5 to 10 μm, and an undercut rate defined below of 5 to 30%. formed as it is.
Undercut rate = (actual effective line length Rlr - Rl 0 )/Rl 0 × 100
However, the number of peaks n per predetermined measurement length lr in the cross section of the metal plate is (average interval SRSm of roughness elements existing within lr/lr), and a rectangle with ideal unevenness and zero undercut The effective length Rl 0 contributing to bonding when having a cross section of is set to (ten-point average roughness Rz JIS x 2 x number of peaks n + lr), and Rlr is the actual effective line length.

金属板の厚みHが500μmを超えるようなものであれば、所望の形状として形成した溝の深さと接合強度はほぼ相関し、溝の深さを増すことで所望の接合強度を得ることができるが、金属板の厚みHが500μm以下である場合、まず薄いため、溝を形成する際に金属板が容易に変形してしまうこと、また溝の深さが深い場合、溝部において金属板がさらに薄くなるため、金属板の強度を保ったままで十分な溝の深さを確保できないことがあり、深さ以外に接合強度を得る技術的手段が必要であった。本発明ではそれを、浅い凹凸の形状の調製によって達成できることを見出したものである。 If the thickness H of the metal plate exceeds 500 μm, the depth of the groove formed in the desired shape and the bonding strength are substantially correlated, and the desired bonding strength can be obtained by increasing the depth of the groove. However, when the thickness H of the metal plate is 500 μm or less, the metal plate is thin, so the metal plate is easily deformed when the groove is formed. Since the metal plate becomes thinner, it may not be possible to secure a sufficient depth of the groove while maintaining the strength of the metal plate. In the present invention, it has been found that this can be achieved by adjusting the shape of shallow unevenness.

本発明の凹凸の深さX及び凹凸の間隔Yとは、JIS B0601に準じた算術平均粗さ(RzJIS)及び粗さ要素の平均間隔(SRSm)を指し、走査型電子顕微鏡にて撮影した4方向反射画像を用いて3D解析により測定された値を採用する。これらの値は、例えば日立製作所製の走査電子顕微鏡「S2700」と「日立走査電子顕微鏡用3D-VIEW三次元モデル表示・計測ソフトウェア」を用いて測定することができる。 The depth X of the unevenness and the interval Y of the unevenness in the present invention refer to the arithmetic mean roughness (RzJIS) and the average spacing of the roughness elements (SRSm) according to JIS B0601, and are taken with a scanning electron microscope. The values measured by 3D analysis using directional reflectance images are adopted. These values can be measured using, for example, a scanning electron microscope "S2700" manufactured by Hitachi Ltd. and "3D-VIEW three-dimensional model display/measurement software for Hitachi scanning electron microscope".

本発明においては、凹凸の間隔Yは0.5~30μmであり、1.0~20μmであることが、変形と接合強度のバランスの点で好ましく、2.0~10μmであることがより好ましい。深さXは0.5~10μmであり、好ましくは1.0~8μmであり、より好ましくは1.5~6μmである。 In the present invention, the unevenness interval Y is 0.5 to 30 μm, preferably 1.0 to 20 μm in terms of the balance between deformation and bonding strength, and more preferably 2.0 to 10 μm. . The depth X is 0.5-10 μm, preferably 1.0-8 μm, more preferably 1.5-6 μm.

<アンダーカット率>
本発明のアンダーカット率は、金属板断面を走査型電子顕微鏡(SEM)観察し、4方向反射画像を用いた3D解析によって、図1~3に示す各パラメータをもとに算出した。算出は、次のようにして処理した。このような解析は例えば日立製作所製の走査電子顕微鏡「S2700」と「日立走査電子顕微鏡用3D-VIEW三次元モデル表示・計測ソフトウェア」を用いて行うことができる。
1.所定の測定長さlr当たりの山数n=lr/lr内に存在する粗さ要素の平均間隔SRSm
2.凹凸が理想的な(アンダーカットがゼロ)長方形の断面を有する場合の接合に寄与する有効長さRl
=十点平均粗さRzJIS×2×山数n+lr
3.アンダーカット率=(実際の有効線長さRlr-Rl)/Rl×100
<Undercut rate>
The undercut rate of the present invention was calculated based on each parameter shown in FIGS. The calculation was processed as follows. Such analysis can be performed using, for example, a scanning electron microscope "S2700" manufactured by Hitachi Ltd. and "3D-VIEW three-dimensional model display/measurement software for Hitachi scanning electron microscope".
1. Mean spacing of roughness elements within the number of crests per given measuring length lr n=lr/lr SRSm
2. The effective length Rl 0 that contributes to the joint when the unevenness has an ideal (zero undercut) rectangular cross-section
= Ten-point average roughness Rz JIS × 2 × number of peaks n + lr
3. Undercut rate = (actual effective line length Rlr - Rl 0 )/Rl 0 × 100

本発明のアンダーカット率は、5~30%であり、変形と接合強度のバランスの点で10~25%が好ましい。なお、上記のアンダーカット率は、特定の凹凸の間隔Yの範囲に抽出して測定することができ、凹凸の間隔Yが4μm以下(例えば3.6μm以下)の領域において5~30%であることがより好ましく、凹凸の間隔Yが4μm以下の領域において10~25%であることがさらに好ましく、凹凸の間隔Yが3μm以下(例えば2.1~2.5μm)の領域において5~30%であることが特に好ましく、凹凸の間隔Yが3μm以下(例えば2.1~2.5μm)の領域において10~25%であることが最も好ましい。 The undercut rate of the present invention is 5 to 30%, preferably 10 to 25% in terms of the balance between deformation and bonding strength. The above undercut rate can be extracted and measured in the range of the specific unevenness interval Y, and is 5 to 30% in the area where the unevenness interval Y is 4 μm or less (for example, 3.6 μm or less). More preferably, it is 10 to 25% in the region where the unevenness interval Y is 4 μm or less, and 5 to 30% in the region where the unevenness interval Y is 3 μm or less (for example, 2.1 to 2.5 μm). and most preferably 10 to 25% in a region where the interval Y between the irregularities is 3 μm or less (for example, 2.1 to 2.5 μm).

<凹凸の形成方法および金属板の製造方法>
本発明のアンダーカット率を有する凹凸は、レーザーによって形成される。そして局部的に溝を形成するのではなく、樹脂成形品と接合する位置に全面処理することを特徴とする。具体的には、レーザーを照射して接合部表面の金属を昇華させることで、凹凸を形成する。レーザーの照射条件は、対象の金属種や、レーザーの波長により、出力0.1~50W、スキャン速度1~12000mm/s、最小スポット径20~80μm、スイッチング周波数0~400kHzの範囲で適宜設定することができ、レーザーの波長としては300~1200nmを用いることができる。
<Method for forming unevenness and method for manufacturing metal plate>
Concavities and convexities having an undercut rate of the present invention are formed by a laser. The feature is that the entire surface is processed at the position to be joined to the resin molded product, instead of forming a groove locally. Specifically, the unevenness is formed by sublimating the metal on the joint surface by irradiating the laser. The laser irradiation conditions are appropriately set in the range of output 0.1 to 50 W, scanning speed 1 to 12000 mm/s, minimum spot diameter 20 to 80 μm, and switching frequency 0 to 400 kHz, depending on the target metal species and laser wavelength. and a laser wavelength of 300 to 1200 nm can be used.

ここで、本発明のアンダーカット率を有する凹凸を形成するには、上述の通り接合予定面の全面にわたりレーザーを照射することが有効であるが、ここでいう全面とは必ずしも接合予定面の面積の100%が処理されている場合のみに限定される訳ではなく、本発明のアンダーカット率を満足していれば、接合予定面の一部が未処理の状態で残っていてもよい(例えば接合予定面の90%以上が処理されていればよい)。なお、全面処理を施すにあたっては、処理ピッチを焦点のスポット径以下とすることが好ましい。 Here, in order to form unevenness having an undercut rate of the present invention, it is effective to irradiate the entire surface to be bonded with a laser as described above, but the entire surface referred to here does not necessarily mean the area of the surface to be bonded. is not limited only to the case where 100% of is processed, and if the undercut rate of the present invention is satisfied, a part of the surfaces to be bonded may remain unprocessed (for example, 90% or more of the surfaces to be joined need only be treated). It should be noted that when the entire surface is processed, it is preferable that the processing pitch is equal to or less than the spot diameter of the focal point.

本発明におけるレーザーの照射方法は、一度レーザー光を照射した位置に、二重、三重と重ねてレーザー光を照射したり(走査回数の調整)、レーザー光のスポット径を調整したり、レーザー光の出力を調整したり、レーザー光の周波数を調整したり、レーザー光の走査速度を調整したりする方法が挙げられる。具体的な条件については、金属板を構成する金属材料の種類等によって異なるため、金属材料の種類等に応じて適宜好ましい条件を採用する。 The method of laser irradiation in the present invention is to irradiate a position that has been irradiated with a laser beam once with double or triple laser beam irradiation (adjustment of the number of scans), adjust the spot diameter of the laser beam, or adjust the laser beam spot diameter. , adjusting the frequency of the laser light, and adjusting the scanning speed of the laser light. Since specific conditions vary depending on the type of metal material forming the metal plate, etc., suitable conditions are suitably adopted according to the type of metal material.

用途等に応じて所望の形状に成形した金属板を使用する。例えば、所望の形状の型に溶融した金属等を流し込むことで、所望の形状の金属板を得ることができる。また、金属板を所望の形状に成形するために、工作機械等によるプレス加工や切削加工等を用いてもよい。 A metal plate molded into a desired shape is used according to the application. For example, a metal plate having a desired shape can be obtained by pouring molten metal or the like into a mold having a desired shape. Pressing or cutting using a machine tool or the like may also be used to form the metal plate into a desired shape.

特に、本発明のような薄肉の金属板は、ロール状に巻いた状態でフープ成形に供給する場合があるが、そのような場合は、金属板を巻いたロールから、成形機に供給する途中の段階でレーザー光を照射して凹凸を形成してもよいし、あらかじめレーザー光を照射して凹凸を形成しておいた金属板をロール状に巻き取ってもよい。 In particular, the thin metal sheet of the present invention may be supplied to hoop forming in a rolled state. A laser beam may be irradiated to form unevenness at the stage of (2), or a metal plate on which unevenness has been formed by previously irradiating a laser beam may be wound into a roll.

上記のようにして得られた金属板の表面に、レーザーを用いて、凹凸を形成する。凹凸を形成する位置や、凹凸の範囲の大きさは、樹脂が形成される位置等を考慮して決定される。 A laser is used to form unevenness on the surface of the metal plate obtained as described above. The position where the unevenness is formed and the size of the range of the unevenness are determined in consideration of the position where the resin is formed.

<樹脂組成物>
本発明で金属板にインサートされる樹脂組成物は、特に限定されず、従来公知の熱可塑性樹脂を含む熱可塑性組成物を使用することができる。
<Resin composition>
The resin composition to be inserted into the metal plate in the present invention is not particularly limited, and thermoplastic compositions containing conventionally known thermoplastic resins can be used.

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、アクリロニトリル/スチレン樹脂(AS)、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン樹脂(ABS)、メタクリル樹脂(PMMA)、塩化ビニル(PVC)を、熱可塑性樹脂(汎用エンジニアリング樹脂)としては、例えば、ポリアミド(PA)、ポリアセタール(POM)、超高分子量ポリエチレン(UHPE)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、GF強化ポリエチレンテレフタレート(GF-PET)、ポリメチルペンテン(TPX)、ポリカーボネート(PC)、変性ポリフェニレンエーテル(PPE)を、熱可塑性樹脂(スーパーエンジニアリング樹脂)としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、液晶性樹脂(LCP)、ポリテトラフロロエチレン(PTFE)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアリレート(PAR)、ポリサルフォン(PSF)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリアミドイミド(PAI)を、熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレートを、エラストマーとしては、例えば、熱可塑性エラストマーやゴム、例えば、スチレン・ブタジエン系、ポリオレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、1,2-ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル系、アイオノマーを挙げることができる。更には、熱可塑性樹脂にガラスファイバーを添加したものや、ポリマーアロイ等も挙げることができる。 Examples of thermoplastic resins include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), acrylonitrile/styrene resin (AS), acrylonitrile/butadiene/styrene resin (ABS), methacrylic resin (PMMA), vinyl chloride ( PVC) as thermoplastic resins (general-purpose engineering resins), for example, polyamide (PA), polyacetal (POM), ultra-high molecular weight polyethylene (UHPE), polybutylene terephthalate (PBT), GF-reinforced polyethylene terephthalate (GF-PET ), polymethylpentene (TPX), polycarbonate (PC), modified polyphenylene ether (PPE), thermoplastic resins (super engineering resins) such as polyphenylene sulfide (PPS), polyether ether ketone (PEEK), liquid crystal thermosetting resin (LCP), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyetherimide (PEI), polyarylate (PAR), polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), polyamideimide (PAI) Examples of resins include phenol resins, urea resins, melamine resins, unsaturated polyesters, alkyd resins, epoxy resins, and diallyl phthalate. Examples of elastomers include thermoplastic elastomers and rubbers such as styrene/butadiene and polyolefin. , urethane, polyester, polyamide, 1,2-polybutadiene, polyvinyl chloride, and ionomer. Furthermore, thermoplastic resins to which glass fibers are added, polymer alloys, and the like can also be used.

また、本発明の効果を大きく損なわない範囲において、所望の物性付与のために、ガラスファイバーに代表される無機充填剤、有機充填剤、難燃剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、光安定剤、着色剤、離型剤、可塑剤等の添加剤を添加することができる。 In order to impart desired physical properties, inorganic fillers such as glass fibers, organic fillers, flame retardants, ultraviolet absorbers, heat stabilizers, light stabilizers, Additives such as colorants, mold release agents and plasticizers can be added.

熱可塑性樹脂組成物の中でも、より良い密着性を得るために、熱可塑性樹脂の融点+20℃以上熱可塑性樹脂の融点+30℃以下の温度で測定した、せん断速度1000/秒での溶融粘度が500Pa・s以下の熱可塑性樹脂組成物を用いることが好ましい。 Among the thermoplastic resin compositions, in order to obtain better adhesion, the melt viscosity at a shear rate of 1000 / sec measured at a temperature of 20 ° C. or higher and 30 ° C. or lower than the melting point of the thermoplastic resin is 500 Pa. · It is preferable to use a thermoplastic resin composition of s or less.

上記の点で、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、液晶性樹脂(LCP)、ポリカーボネート(PC)、アクリロニトリル-スチレン共重合体(AS)、アクリロニトリル-スチレン-ブタジエン共重合体(ABS)等は、好ましい熱可塑性樹脂であり、特に、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶性樹脂(LCP)が好ましく用いられる。 Polyacetal (POM), polyamide (PA), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polyphenylene sulfide (PPS), polyetheretherketone (PEEK), liquid crystalline resin (LCP), polycarbonate (PC), acrylonitrile-styrene copolymer (AS), acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer (ABS), etc. are preferred thermoplastic resins, especially polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), Polyphenylene sulfide (PPS) and liquid crystalline resin (LCP) are preferably used.

<金属樹脂複合成形品の製造方法>
本発明の金属樹脂複合成形品は、上記金属板と、金属板の表面の少なくとも一部に形成される樹脂組成物とを備える。
金属樹脂複合成形品の製造方法の具体的な工程は特に限定されず、溶融した熱可塑性樹脂組成物を金属板の凹凸に密着させることで、樹脂と金属板とを複合化させるものであればよい。
<Method for manufacturing metal-resin composite molded product>
The metal-resin composite molded article of the present invention comprises the above metal plate and a resin composition formed on at least part of the surface of the metal plate.
The specific steps of the method for producing the metal-resin composite molded product are not particularly limited, as long as the resin and the metal plate are combined by bringing the molten thermoplastic resin composition into close contact with the irregularities of the metal plate. good.

例えば、凹凸が形成された金属板を、射出成形用金型内に配置し、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物を射出成形用金型内に射出して、樹脂と金属板との金属樹脂複合成形品を製造する方法が挙げられる。射出成形の条件は特に限定されず、熱可塑性樹脂組成物の物性等に応じて、適宜、好ましい条件を設定することができる。また、トランスファ成形、圧縮成形等を用いる方法も樹脂と金属板とが複合化した金属樹脂複合成形品を形成する有効な方法である。 For example, a metal plate on which unevenness is formed is placed in a mold for injection molding, and a thermoplastic resin composition in a molten state is injected into the mold for injection molding to form a metal-resin composite of the resin and the metal plate. Methods of making molded articles are included. Conditions for injection molding are not particularly limited, and preferable conditions can be appropriately set according to the physical properties of the thermoplastic resin composition. A method using transfer molding, compression molding, or the like is also an effective method for forming a metal-resin composite molded product in which a resin and a metal plate are combined.

他の例としては、予め射出成形法等の一般的な成形方法で樹脂を製造し、凹凸が形成された金属板と上記樹脂とを、所望の接合位置で当接させ、当接面に熱を与えることで、樹脂の当接面付近を溶融させて、樹脂と金属板との金属樹脂複合成形品を製造する方法が挙げられる。
<金属樹脂複合成形品の特性>
As another example, a resin is produced in advance by a general molding method such as injection molding, and a metal plate having irregularities formed thereon is brought into contact with the resin at a desired bonding position, and the contact surface is heated. By giving a, the vicinity of the contact surface of the resin is melted to produce a metal-resin composite molded product of the resin and the metal plate.
<Characteristics of metal-resin composite molding>

ここで、本発明の金属樹脂複合成形品は、薄肉の金属板を用いているため、これをロール状として供給するフープ成形によって効率よく製造することができる点で、気密性が要求される電子部品やその端子保持構造体に好適に使用することができる。 Here, since the metal-resin composite molded product of the present invention uses a thin metal plate, it can be efficiently manufactured by hoop molding that supplies this in the form of a roll. It can be suitably used for parts and their terminal holding structures.

より具体的には、本発明の金属樹脂複合成形品は、電気・電子機器の一部として有用である。ここで、電気・電子機器としては、スマートフォン、携帯電話、カメラ、ビデオ複合型カメラ、デジタルカメラ等の携帯用映像電子機器、ノート型パソコン、ポケットコンピュータ、電卓、電子手帳、PDC、PHS、携帯電話等の携帯用情報又は通信端末、MD、カセットヘッドホンステレオ、ラジオ等の携帯用音響電子機器、液晶TV・モニター、電話、ファクシミリ、ハンドスキャナー等の家庭用電化機器等を挙げることができる。また、気密性が要求される電子部品としては、コネクタ、センサ、コンデンサ、キャパシタ、電池、LEDパッケージ等を挙げることができる。 More specifically, the metal-resin composite molded article of the present invention is useful as a part of electric/electronic equipment. Here, the electric/electronic devices include mobile video electronic devices such as smartphones, mobile phones, cameras, video composite cameras, and digital cameras, notebook computers, pocket computers, calculators, electronic notebooks, PDC, PHS, and mobile phones. portable information or communication terminals, MDs, cassette headphone stereos, radios and other portable acoustic electronic equipment, liquid crystal TVs/monitors, telephones, facsimiles, hand scanners and other household electrical appliances. Examples of electronic components that require airtightness include connectors, sensors, condensers, capacitors, batteries, and LED packages.

以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described by showing Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

<インサート成形体の製造方法>
このインサート成形体を以下の方法で製造した。なお、図中の寸法の単位はmmである。
<Manufacturing method of insert molding>
This insert molded body was manufactured by the following method. The unit of dimensions in the drawing is mm.

樹脂部を構成する熱可塑性樹脂組成物として、ポリフェニレンサルファイド系樹脂組成物(充填材としてガラスファイバーを35質量%含み、310℃で測定した、せん断速度1000/秒での溶融粘度が260Pa・sの樹脂組成物、ポリプラスチックス(株)社製、「ジュラファイド(登録商標)1135MF1」)を用いた。 As a thermoplastic resin composition constituting the resin part, a polyphenylene sulfide resin composition (containing 35% by mass of glass fiber as a filler and having a melt viscosity of 260 Pa s at a shear rate of 1000 / sec measured at 310 ° C. A resin composition, "Durafide (registered trademark) 1135MF1" manufactured by Polyplastics Co., Ltd., was used.

金属板として、アルミ(A5052、厚さ1.5mm)から構成され、下記の通りにして凹凸を形成したISO19095 Type Bに準拠した18mm×45mm×1.5mmの金属板(図4(a))を用いた。この金属板は、図4(b)の小さいハッチング部に示した5mm×10mmの領域に接合予定面を有する。 As a metal plate, a metal plate of 18 mm × 45 mm × 1.5 mm compliant with ISO 19095 Type B, made of aluminum (A5052, thickness 1.5 mm) and having irregularities formed as follows (Fig. 4(a)) was used. This metal plate has a surface to be joined in the 5 mm×10 mm area indicated by the small hatching in FIG. 4(b).

<凹凸の形成>
以下の各種の方法を用いて、金属板の接合予定面(図4(b)ハッチング部)に凹凸を形成した。
[実施例1]
レーザーマーカMD-U1000C(キーエンス社製、レーザータイプ:YVOレーザー、発信波長:355nm(UVレーザー)、最大定格出力:2.5W(平均)、スポット径:20μm)を用い、出力90%、周波数50kHz、走査速度500mm/s、処理ピッチ10μm、走査回数10回にて、接合予定面の金属表面に、レーザー光を照射して凹凸を形成した。
<Formation of unevenness>
Concavities and convexities were formed on the surfaces to be joined of the metal plates (hatched portions in FIG. 4(b)) using the following various methods.
[Example 1]
Using a laser marker MD-U1000C (manufactured by Keyence Corporation, laser type: YVO 4 laser, transmission wavelength: 355 nm (UV laser), maximum rated output: 2.5 W (average), spot diameter: 20 μm), output 90%, frequency A metal surface to be joined was irradiated with a laser beam at 50 kHz, a scanning speed of 500 mm/s, a processing pitch of 10 μm, and a scanning frequency of 10 times to form unevenness.

[実施例2]
レーザーマーカMD-V9900(キーエンス社製、レーザータイプ:YVOレーザー、発信波長:1064nm、最大定格出力:13W(平均)、スポット径:60μm)を用い、出力99%、周波数50kHz、走査速度500mm/s、処理ピッチ40μm、走査回数8回にて、接合予定面の金属表面に、レーザー光を照射して凹凸を形成した。
[Example 2]
Using a laser marker MD-V9900 (manufactured by Keyence Corporation, laser type: YVO 4 laser, transmission wavelength: 1064 nm, maximum rated output: 13 W (average), spot diameter: 60 μm), output 99%, frequency 50 kHz, scanning speed 500 mm / s, a treatment pitch of 40 μm, and scanning times of 8 times, laser light was applied to the metal surface to be bonded to form unevenness.

[実施例3]
レーザーマーカML-7350L(アマダミヤチ社製、レーザータイプ:Ybファイバレーザー、発信波長:1055~1070nm、最大定格出力:50W(平均)、スポット径:58μm)を用い、出力90%、周波数50kHz、走査速度1000mm/s、処理ピッチ30μm、走査回数10回にて、接合予定面の金属表面に、レーザー光を照射して凹凸を形成した。
[Example 3]
Using a laser marker ML-7350L (manufactured by Amada Miyachi, laser type: Yb fiber laser, transmission wavelength: 1055 to 1070 nm, maximum rated output: 50 W (average), spot diameter: 58 μm), output 90%, frequency 50 kHz, scanning speed The metal surface to be joined was irradiated with a laser beam at 1000 mm/s, a treatment pitch of 30 μm, and the number of scans was 10 times to form irregularities.

[比較例1]
JIS R6010に規定される粒度P120番の紙やすりを用いて、凹凸の深さXが約2μm、凹凸の間隔Yが約7μmとなるように研磨して、接合予定面の金属表面に凹凸を形成した。
[Comparative Example 1]
Using sandpaper with a grain size of P120 specified in JIS R6010, the unevenness depth X is about 2 μm, and the unevenness interval Y is about 7 μm. bottom.

[比較例2]
レーザーマーカMD-U1000C(キーエンス社製、レーザータイプ:YVOレーザー、発信波長:355nm(UVレーザー)、最大定格出力:2.5W(平均)、スポット径:20μm)を用い、出力38%、周波数50kHz、走査速度500mm/s、処理ピッチ200μm、走査回数40回にて、接合予定面の金属表面に、レーザー光を照射して格子状パターンの溝を形成した。
[Comparative Example 2]
Using a laser marker MD-U1000C (manufactured by Keyence Corporation, laser type: YVO 4 laser, transmission wavelength: 355 nm (UV laser), maximum rated output: 2.5 W (average), spot diameter: 20 μm), output 38%, frequency At 50 kHz, a scanning speed of 500 mm/s, a processing pitch of 200 μm, and the number of scanning times of 40, laser light was applied to the metal surface to be bonded to form grooves in a lattice pattern.

上記の各処理を行った金属板について、凹凸の深さX、凹凸の間隔Y、及び凹凸の間隔Yが2.1~2.5μm及び3.3~3.6μmのそれぞれの領域における各金属板のアンダーカット率を、走査型電子顕微鏡(株式会社日立製作所製、「S2700」)と「日立走査電子顕微鏡用3D-VIEW三次元モデル表示・計測ソフトウェア」を用いて測定した。 For the metal plate subjected to each of the above treatments, each metal in each region where the depth X of the unevenness, the interval Y between the unevenness, and the interval Y between the unevenness is 2.1 to 2.5 μm and 3.3 to 3.6 μm The undercut rate of the plate was measured using a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi, Ltd., "S2700") and "3D-VIEW three-dimensional model display/measurement software for Hitachi scanning electron microscope".

また、同じ装置を用いて、表面状態の他の指標として、粗さ曲線要素の平均長さRSmを測定した。深さX、間隔Y、アンダーカット率、RSmの測定結果を表1に示す。なお、アンダーカット率を測定する間隔Yの領域は、本発明の凹凸の間隔Yの範囲で適宜設定することができるが、上記と同じ装置により取得できるパワースペクトルをもとに、凹凸の間隔Yごとの凹凸数の分布を把握しておくことで、より効率的にアンダーカット率の影響を評価できる領域を設定することができる。 Also, using the same apparatus, the mean length RSm of the roughness curve elements was measured as another index of the surface state. Table 1 shows the measurement results of depth X, spacing Y, undercut rate, and RSm. The region of the interval Y for measuring the undercut rate can be appropriately set within the range of the uneven interval Y of the present invention. By grasping the distribution of the number of irregularities for each, it is possible to set a region in which the influence of the undercut rate can be evaluated more efficiently.

さらに参考として、樹脂との接合に用いるために金属板に表面処理を施す際に、その表面処理状態の指標として用いられることのある、算術表面粗さ(Ra)を測定した。測定はミツトヨ社製表面粗さ計サーフテストSV3000S(スタイラスのテーパー60°、先端半径2μm)を用いて、測定長さ5mmにて行った。結果を表1に示す。 Further, as a reference, the arithmetic surface roughness (Ra), which is sometimes used as an index of the state of surface treatment when a metal plate is surface-treated for use in bonding with resin, was measured. The measurement was performed at a measurement length of 5 mm using a surface roughness meter Surftest SV3000S (stylus taper 60°, tip radius 2 μm) manufactured by Mitutoyo. Table 1 shows the results.

これらの金属板をそれぞれ金型に配置し、複合化工程を行った。成形条件は以下の通りである。金属樹脂複合成形品の形状は図4(a)に示す通りである。
[成形条件]
成形機:ソディックTR-100EH(横型射出成形機)
シリンダー温度:320℃
金型温度:150℃
射出速度:15mm/s
保圧力:80MPa×5秒
Each of these metal plates was placed in a mold and subjected to a compositing step. Molding conditions are as follows. The shape of the metal-resin composite molding is as shown in FIG. 4(a).
[Molding condition]
Molding machine: Sodick TR-100EH (horizontal injection molding machine)
Cylinder temperature: 320°C
Mold temperature: 150°C
Injection speed: 15mm/s
Holding pressure: 80 MPa x 5 seconds

<評価>
上記の方法で作成した金属樹脂複合成形品について、接合部分の接合強度を評価した。具体的な評価方法は以下の通りである。
<Evaluation>
The joint strength of the joint portion was evaluated for the metal-resin composite molded article produced by the above method. A specific evaluation method is as follows.

[接合強度]
上記の方法で作製した金属樹脂複合成形体5について、ISO19095に準拠し接合強度を測定した。なお、試験片をそのまま引張試験すると試験片に曲げモーメントがかかり、本来の接合強度以下で破断することがあるため、図4(c)に表す試験片を保持する治具を使用して試験を実施した。結果を表1に示す。
[Joint strength]
The bonding strength of the metal-resin composite molded body 5 produced by the above method was measured according to ISO19095. In addition, if the test piece is subjected to a tensile test as it is, a bending moment is applied to the test piece, and it may be broken below the original bonding strength. carried out. Table 1 shows the results.

[変形]
薄肉の金属板を用いる場合を想定し、アルミニウム(A5052、厚さ0.1mm)の金属板を用意し、20mm×50mmの板状に裁断し、20mm×50mmの片面全面に対して、上記の各実施例、比較例の接合強度評価と同じ条件でレーザー照射を行った。処理後の金属板を目視で観察し、反り等の変形が見られるものは×、そうでないものは○として評価した。結果を表1に示す。
[deformation]
Assuming the case of using a thin metal plate, prepare a metal plate of aluminum (A5052, thickness 0.1 mm), cut it into a plate of 20 mm × 50 mm, and apply the above Laser irradiation was performed under the same conditions as the bonding strength evaluation of each example and comparative example. The metal plates after the treatment were visually observed, and evaluated as x when deformation such as warping was observed, and as o when not. Table 1 shows the results.

Figure 0007282531000001
Figure 0007282531000001

表1に示す通り、本発明の範囲では、樹脂部と金属板との接合強度を向上させることができる。特に、従来、金属の表面を粗化して樹脂との密着性を向上させる技術においては、表面粗さを高くする方が接合強度が高くなると考えられていたが、表1のRaと接合強度には相関が見られておらず、また、RSmと接合強度にも明確な相関は示されていないことから、本発明のような浅い凹凸の場合、接合強度は単純に表面粗さに依存するものではないことが分かる。 As shown in Table 1, within the scope of the present invention, the bonding strength between the resin portion and the metal plate can be improved. In particular, conventionally, in the technique of roughening the surface of metal to improve adhesion with resin, it was thought that increasing the surface roughness would increase the bonding strength, but the difference between Ra and bonding strength in Table 1 There is no correlation between RSm and the bonding strength, so in the case of shallow unevenness like the present invention, the bonding strength simply depends on the surface roughness. I know it's not.

一方でアンダーカット率が高ければ優れた接合強度が得られることが確認され、特に、凹凸の間隔Yが2.1~2.5μmの領域におけるアンダーカット率を高くすることが、接合強度の向上に有効であると言える。この原因は明確ではないが、凹凸のサイズによる樹脂の入り込みやすさと凹凸の絶対数、そしてアンダーカットによるアンカー効果のバランスによるものと推測される。 On the other hand, it was confirmed that if the undercut rate is high, excellent bonding strength can be obtained. In particular, increasing the undercut rate in the region where the unevenness interval Y is 2.1 to 2.5 μm improves the bonding strength. It can be said that it is effective for The reason for this is not clear, but it is presumed that it is due to the balance between the ease of entry of the resin due to the size of the unevenness, the absolute number of unevenness, and the anchoring effect of the undercut.

なお、フープ成形に用いる場合を想定し、上記の変形の評価と同様に20mm×50mmに裁断した、厚さ50μm(0.05mm)、200μm(0.2mm)、500μm(0.5mm)、1000μm(1mm)の各厚さのアルミ(A5052)の金属板について、レーザー照射を行う前の状態で、長手方向が円周方向になるように、曲率半径40mmの円柱に巻き付けて10秒間保持した後、保持時に外側になっていた面を下にして定盤上に載置し、歪による反りの発生を目視で確認したところ、500μmまでは問題ないレベルであったが、1000μmでは著しい反りが見られた。 In addition, assuming the case of using for hoop molding, cut to 20 mm × 50 mm in the same manner as the above deformation evaluation, thickness 50 μm (0.05 mm), 200 μm (0.2 mm), 500 μm (0.5 mm), 1000 μm Each aluminum (A5052) metal plate with a thickness of (1 mm) was wrapped around a cylinder with a curvature radius of 40 mm and held for 10 seconds so that the longitudinal direction was the circumferential direction in the state before laser irradiation. When the surface that was outside when held was placed on a surface plate and the occurrence of warping due to strain was visually confirmed, there was no problem up to 500 μm, but significant warping was observed at 1000 μm. was taken.

このように、金属板が厚くなると、フープ成形等に用いる板金においては巻き取り性が不利となるため、そのような用途では金属板を薄くする必要があるが、本発明の方法ならば薄肉の金属板に対しても、表1の通り変形の少ない状態で表面処理することができる。 As described above, if the metal plate becomes thicker, the rollability of the sheet metal used for hoop molding or the like is disadvantageous, so it is necessary to reduce the thickness of the metal plate in such applications. As shown in Table 1, metal plates can also be surface-treated with little deformation.

lr:所定の測定長
Sm1、Sm2、Sm3・・・Smn:lrに存在する各凹凸の間隔長
Rl:凹凸が理想的な(アンダーカットがゼロ)長方形の断面を有する場合の接合に寄与する有効長
RzJIS:lrの十点平均粗さ
Rlr:lrにおいてアンダーカットを有する実際の有効線長

lr : Predetermined measurement length Sm1, Sm2, Sm3 . Effective length Rz JIS: Ten-point average roughness of lr Rlr: Actual effective line length with undercut at lr

Claims (5)

樹脂組成物からなる成形品と接合するための表面に凹凸を有する金属板であって、該金属板の厚さHが50~500μmであり、該凹凸は間隔Yが0.5~30μm、深さXが0.5~10μmであり、下記で定義されるアンダーカット率が5~30%である、フープ成形用金属板。
アンダーカット率=(実際の有効線長さRlr-Rl)/Rl×100
ただし、該金属板の断面における所定の測定長さlr当たりの山数nを(lr/lr内に存在する粗さ要素の平均間隔SRSm)とし、凹凸が理想的なアンダーカットがゼロである長方形の断面を有する場合の接合に寄与する有効長さRlを(十点平均粗さRzJIS×2×山数n+lr)とし、Rlrを実際の有効線長さとする。
A metal plate having unevenness on its surface for bonding to a molded article made of a resin composition, wherein the metal plate has a thickness H of 50 to 500 μm, and the unevenness has an interval Y of 0.5 to 30 μm and a depth of A metal plate for forming a hoop, having a height X of 0.5 to 10 μm and an undercut rate defined below of 5 to 30%.
Undercut rate = (actual effective line length Rlr - Rl 0 )/Rl 0 × 100
However, the number of peaks n per predetermined measurement length lr in the cross section of the metal plate is (average interval SRSm of roughness elements existing within lr/lr), and a rectangle with ideal unevenness and zero undercut The effective length Rl 0 contributing to bonding when having a cross section of is set to (ten-point average roughness Rz JIS x 2 x number of peaks n + lr), and Rlr is the actual effective line length.
樹脂組成物からなる成形品と接合するための表面に凹凸を有する金属板の製造方法であって、該凹凸をレーザーによって形成し、該凹凸の間隔Yを0.5~30μm、深さXを0.5~10μmとし、下記で定義されるアンダーカット率を5~30%とする凹凸形成工程を有する、金属板の製造方法。
アンダーカット率=(実際の有効線長さRlr-Rl)/Rl×100
ただし、該金属板の断面における所定の測定長さlr当たりの山数nを(lr/lr内に存在する粗さ要素の平均間隔SRSm)とし、凹凸が理想的なアンダーカットがゼロである長方形の断面を有する場合の接合に寄与する有効長さRlを(十点平均粗さRzJIS×2×山数n+lr)とし、Rlrを実際の有効線長さとする。
A method for producing a metal plate having unevenness on the surface to be bonded to a molded article made of a resin composition, wherein the unevenness is formed by a laser, the interval Y of the unevenness is 0.5 to 30 μm, and the depth X is A method for producing a metal plate, comprising a step of forming unevenness with an undercut rate of 0.5 to 10 μm and an undercut rate defined below of 5 to 30%.
Undercut rate = (actual effective line length Rlr - Rl 0 )/Rl 0 × 100
However, the number of peaks n per predetermined measurement length lr in the cross section of the metal plate is (average interval SRSm of roughness elements existing within lr/lr), and a rectangle with ideal unevenness and zero undercut The effective length Rl 0 contributing to bonding when having a cross section of is set to (ten-point average roughness Rz JIS x 2 x number of peaks n + lr), and Rlr is the actual effective line length.
金属板に樹脂組成物からなる成形品を接合した金属樹脂複合成形品であって、該金属板の該樹脂組成物がインサートされた表面には凹凸が形成されており、該凹凸は、間隔Yが0.5~30μm、深さXが0.5~10μm、下記で定義されるアンダーカット率が5~30%である金属樹脂複合成形品(ただし、金属板に樹脂組成物からなる成形品を接着剤を介して接合した金属樹脂複合成形品を除く)。
アンダーカット率=(実際の有効線長さRlr-Rl)/Rl×100
ただし、該金属板の断面における所定の測定長さlr当たりの山数nを(lr/lr内に存在する粗さ要素の平均間隔SRSm)とし、凹凸が理想的なアンダーカットがゼロである長方形の断面を有する場合の接合に寄与する有効長さRlを(十点平均粗さRzJIS×2×山数n+lr)とし、Rlrを実際の有効線長さとする。
A metal-resin composite molded product in which a molded product made of a resin composition is joined to a metal plate, wherein unevenness is formed on the surface of the metal plate into which the resin composition is inserted, and the unevenness is spaced Y is 0.5 to 30 μm, the depth X is 0.5 to 10 μm, and the undercut rate defined below is 5 to 30% (however, a molded product made of a resin composition on a metal plate excluding metal-resin composite molded products that are bonded via an adhesive).
Undercut rate = (actual effective line length Rlr - Rl 0 )/Rl 0 × 100
However, the number of peaks n per predetermined measurement length lr in the cross section of the metal plate is (average interval SRSm of roughness elements existing within lr/lr), and a rectangle with ideal unevenness and zero undercut The effective length Rl 0 contributing to bonding when having a cross section of is set to (ten-point average roughness Rz JIS x 2 x number of peaks n + lr), and Rlr is the actual effective line length.
前記金属板の厚さHが50~500μmである請求項3記載の金属樹脂複合成形品。 4. The metal-resin composite molded article according to claim 3, wherein the metal plate has a thickness H of 50 to 500 μm. 金属板に樹脂組成物からなる成形品を接合して金属樹脂複合成形品を製造する方法であって、該金属板の表面に凹凸を形成する凹凸形成工程と、該凹凸が形成された該金属板の表面に該樹脂組成物をインサートする工程とを有し、該凹凸形成工程が、該凹凸をレーザーによって形成し、間隔Yが0.5~30μm、深さXを0.5~10μmとし、下記式で定義されるアンダーカット率を5~30%とする工程である、金属樹脂複合成形品の製造方法。
アンダーカット率=(実際の有効線長さRlr-Rl)/Rl×100
ただし、該金属板の断面における所定の測定長さlr当たりの山数nを(lr/lr内に存在する粗さ要素の平均間隔SRSm)とし、凹凸が理想的なアンダーカットがゼロである長方形の断面を有する場合の接合に寄与する有効長さRlを(十点平均粗さRzJIS×2×山数n+lr)とし、Rlrを実際の有効線長さとする。
A method for manufacturing a metal-resin composite molded product by bonding a molded product made of a resin composition to a metal plate , comprising: a step of forming unevenness on the surface of the metal plate; and inserting the resin composition into the surface of the plate , and the unevenness forming step is to form the unevenness with a laser, the interval Y being 0.5 to 30 μm, and the depth X being 0.5 to 10 μm. , a method for producing a metal-resin composite molded product, which is a step of setting the undercut rate defined by the following formula to 5 to 30%.
Undercut rate = (actual effective line length Rlr - Rl 0 )/Rl 0 × 100
However, the number of peaks n per predetermined measurement length lr in the cross section of the metal plate is (average interval SRSm of roughness elements existing within lr/lr), and a rectangle with ideal unevenness and zero undercut The effective length Rl 0 contributing to bonding when having a cross section of is set to (ten-point average roughness Rz JIS x 2 x number of peaks n + lr), and Rlr is the actual effective line length.
JP2019008934A 2019-01-23 2019-01-23 METAL PLATE, METHOD FOR MANUFACTURING METAL PLATE, METAL-RESIN COMPOSITE MOLDED PRODUCT AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME Active JP7282531B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019008934A JP7282531B2 (en) 2019-01-23 2019-01-23 METAL PLATE, METHOD FOR MANUFACTURING METAL PLATE, METAL-RESIN COMPOSITE MOLDED PRODUCT AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME
PCT/JP2020/001691 WO2020153291A1 (en) 2019-01-23 2020-01-20 Metal plate, method for manufacturing metal plate, metal-resin composite molded article, and method for manufacturing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019008934A JP7282531B2 (en) 2019-01-23 2019-01-23 METAL PLATE, METHOD FOR MANUFACTURING METAL PLATE, METAL-RESIN COMPOSITE MOLDED PRODUCT AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020116806A JP2020116806A (en) 2020-08-06
JP7282531B2 true JP7282531B2 (en) 2023-05-29

Family

ID=71736134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019008934A Active JP7282531B2 (en) 2019-01-23 2019-01-23 METAL PLATE, METHOD FOR MANUFACTURING METAL PLATE, METAL-RESIN COMPOSITE MOLDED PRODUCT AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7282531B2 (en)
WO (1) WO2020153291A1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009093668A1 (en) 2008-01-22 2009-07-30 Taisei Plas Co., Ltd. Bonded object of metal/alloy and adherend and process for producing the same
JP2011143539A (en) 2010-01-12 2011-07-28 Nippon Light Metal Co Ltd Method for laser-joining of aluminum alloy plate and resin member together
JP2011240685A (en) 2010-05-21 2011-12-01 Aisin Chemical Co Ltd Seal structure for metallic composite joint body and method of manufacturing the same
JP2014065288A (en) 2012-09-04 2014-04-17 Daicel Polymer Ltd Composite molding and production method of the same
JP2014136366A (en) 2013-01-17 2014-07-28 National Univ Corp Shizuoka Univ Method for manufacturing an aluminum-resin joined body and aluminum-resin joined body
JP2015142960A (en) 2013-03-26 2015-08-06 ダイセルポリマー株式会社 Method of producing composite molded body
JP2017524554A (en) 2014-06-11 2017-08-31 サビック・イノヴェイティヴ・プラスティックス・ビイ ブイ Method for producing a material composite of metal and plastic to form a plastic-metal hybrid component

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5295741B2 (en) * 2008-12-05 2013-09-18 大成プラス株式会社 Composite of metal alloy and fiber reinforced plastic and method for producing the same
JP2017001317A (en) * 2015-06-11 2017-01-05 トヨタ自動車株式会社 Method for manufacturing composite

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009093668A1 (en) 2008-01-22 2009-07-30 Taisei Plas Co., Ltd. Bonded object of metal/alloy and adherend and process for producing the same
JP2011143539A (en) 2010-01-12 2011-07-28 Nippon Light Metal Co Ltd Method for laser-joining of aluminum alloy plate and resin member together
JP2011240685A (en) 2010-05-21 2011-12-01 Aisin Chemical Co Ltd Seal structure for metallic composite joint body and method of manufacturing the same
JP2014065288A (en) 2012-09-04 2014-04-17 Daicel Polymer Ltd Composite molding and production method of the same
JP2014136366A (en) 2013-01-17 2014-07-28 National Univ Corp Shizuoka Univ Method for manufacturing an aluminum-resin joined body and aluminum-resin joined body
JP2015142960A (en) 2013-03-26 2015-08-06 ダイセルポリマー株式会社 Method of producing composite molded body
JP2017524554A (en) 2014-06-11 2017-08-31 サビック・イノヴェイティヴ・プラスティックス・ビイ ブイ Method for producing a material composite of metal and plastic to form a plastic-metal hybrid component

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020153291A1 (en) 2020-07-30
JP2020116806A (en) 2020-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101763908B1 (en) Method for manufacturing a metal component, and composite molded body
US20140028163A1 (en) Housing and method for manufacturing the same
KR20130060139A (en) Method for manufacturing metallic component, and composite molded article
KR101499665B1 (en) Method for manufacturing composite molded article
JP6326782B2 (en) Metal resin joint molding
WO2015060170A1 (en) Copper-resin composite body and method for producing same
WO2019017428A1 (en) Metal resin composite-molded article and method for manufacturing same
TWI515103B (en) A metal resin composite molding metal member, and a metal resin composite molded article
WO2015050166A1 (en) Aluminum-resin composite, insulated aluminum wire, flat cable and processes for producing same
TWI538795B (en) Production method of composite molded body
JP4382389B2 (en) Manufacturing method of magnesium or magnesium alloy product
JP7282531B2 (en) METAL PLATE, METHOD FOR MANUFACTURING METAL PLATE, METAL-RESIN COMPOSITE MOLDED PRODUCT AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME
JP2014062224A (en) Production method of adhesion body of silicone rubber with resin or metal
TWI650246B (en) Release film
US10060042B2 (en) Tooling having a durable metallic surface over an additively formed polymer base and method of forming such tooling
JP2018058368A (en) Metal-resin joint molded article, metal part for molded article and method for manufacturing those
CN113692326B (en) Electronic device case, method for manufacturing the same, and metal-resin composite
KR100971172B1 (en) Fabricating method for insulating film with surface treatment and the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220816

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221014

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230131

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230320

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230425

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230517

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7282531

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150