TW201946993A

TW201946993A - 複合體及複合體之製造方法

Info

Publication number: TW201946993A
Application number: TW108116272A
Authority: TW
Inventors: 板倉雅彦; 清水潔; 宇野孝之; 片山昌広
Original assignee: 日商大賽璐塑膠股份有限公司
Priority date: 2018-05-11
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2019-12-16
Also published as: EP3791993A1; JP7261227B2; CN112105481B; JPWO2019216439A1; TWI823935B; EP3791993A4; WO2019216439A1; CN112105481A

Abstract

提供一種金屬成形體與其他成形體之接合強度較高之複合體。本發明之複合體係由金屬成形體及接著劑層構成，上述金屬成形體具有形成於表層部之多孔構造部，上述接著劑層形成於上述多孔構造部內，藉由下述方法測得之自上述金屬成形體之表面起之上述多孔構造部的最大高低差之平均為30～200 μm之範圍，且成為上述平均最大高低差之計算依據之最大高低差之範圍於以上述平均最大高低差為基準時處於±40%之範圍內。
（平均最大高低差之測定方法）針對上述金屬成形體之多孔構造部中之20 mm×20 mm之面積區域（於未達20 mm×20 mm之情形時為總面積區域），選擇最多10處長度500 μm範圍，根據SEM之剖面照片計測上述範圍內之多孔構造物之孔之最大高低差，求出上述最大高低差之平均值。

Description

複合體及複合體之製造方法

本發明係關於一種複合體及其製造方法，該複合體包含由金屬成形體及接著劑構成之複合體。

已知有如下發明：對金屬成形體之表面連續照射連續波雷射光線以進行表面粗化而製成多孔構造後，經由接著劑層與樹脂成形體或其他金屬成形體接合而製造複合成形體（參照日本專利第5959689號公報（專利文獻1）、日本專利第5860190號公報（專利文獻2））。上述接著劑層由進入至金屬成形體之經表面粗化而成之多孔構造部分之接著劑形成，認為孔構造越複雜則利用接著劑層所得之接合效果越好，若為相同之孔構造，孔深度越深則利用接著劑層所得之接合強度越高。

本發明之課題在於提供一種複合體及其製造方法，該複合體可藉由使金屬成形體所具有之多孔構造部之孔深度之平均最大高低差小於習知技術且減小孔深度（孔深度之最大高低差）之不均而獲得更高之接合強度及耐久性。

本發明提供一種複合體，其係由金屬成形體及接著劑層構成，
上述金屬成形體具有形成於表層部之多孔構造部，
上述接著劑層形成於包含上述多孔構造部之部分，
藉由下述方法測得之上述金屬成形體之上述多孔構造部的最大高低差之平均為30～200 μm之範圍，且成為上述平均最大高低差之計算依據之最大高低差之範圍於以上述平均最大高低差為基準時處於±40%之範圍內。
（平均最大高低差之測定方法）
針對上述金屬成形體之多孔構造部中之20 mm×20 mm之面積區域（於未達20 mm×20 mm之情形時為總面積區域），隨機選擇最多10處長度500 μm範圍，根據SEM之剖面照片計測上述最多10處長度500 μm之範圍內之多孔構造物之孔的最大高低差，求出上述最大高低差之平均值。

又，本發明提供一種複合體之製造方法，其係上述複合體之製造方法，具有如下步驟：
於使用連續波雷射對上述金屬成形體之表面以2000 mm/sec以上之照射速度連續照射雷射光而於表層部形成多孔構造部時，以滿足下述必要條件（a）～（d）之方式連續照射雷射光；及
於上述金屬成形體表面塗布接著劑而於包含上述多孔構造部之部分形成接著劑層。
（a）輸出為4～250 W
（b）光點徑為20～80 μm
（c）能量密度為1～100 MW/cm²
（d）重複次數為1～10次。

又，本發明提供一種複合體，其係於第1金屬成形體與第2金屬成形體之接觸面具有接著劑層者，
上述第1金屬成形體具有形成於表層部之第1多孔構造部，上述第2金屬成形體具有形成於表層部之第1多孔構造部，
上述接著劑層形成於包含上述第1多孔構造部之部分及包含上述第2多孔構造部之部分中之至少一個部分，
藉由下述方法測得之上述第1金屬成形體及上述第2金屬成形體之上述第1多孔構造部與上述第2多孔構造部的最大高低差之平均為30～200 μm之範圍，且成為上述平均最大高低差之計算依據之最大高低差之範圍於以上述平均最大高低差為基準時處於±40%之範圍內。
（平均最大高低差之測定方法）
針對上述金屬成形體之第1多孔構造部及第2多孔構造部中之20 mm×20 mm之面積區域（於未達20 mm×20 mm之情形時為總面積區域），隨機選擇最多10處長度500 μm範圍，根據SEM之剖面照片計測上述最多10處長度500 μm之範圍內之多孔構造物之孔的最大高低差，求出上述最大高低差之平均值。

又，本發明提供一種複合體之製造方法，其係上述複合體之製造方法，具有如下步驟：
於使用連續波雷射對上述第1金屬成形體之表面及上述第2金屬成形體之表面以2000 mm/sec以上之照射速度連續照射雷射光而於各者之表層部形成第1多孔構造部及第2多孔構造部時，以滿足下述必要條件（a）～（d）之方式連續照射雷射光；
於上述第1金屬成形體表面及上述第1金屬成形體表面中之至少一者塗布接著劑，而於包含上述第1多孔構造部之部分及包含上述第2多孔構造部之部分中之至少一個部分形成接著劑層；及
經由上述接著劑層使上述第1金屬成形體與上述第2金屬成形體接合。
（a）輸出為4～250 W
（b）光點徑為20～80 μm
（c）能量密度為1～100 MW/cm²
（d）重複次數為1～10次。

本發明之複合體藉由減小形成於金屬成形體之多孔構造部之最大高低差之不均，可提高與其他成形體之接合強度，進而可提高包含耐水性及耐濕性在內之接合強度之耐久性。

＜第1複合體＞
本發明之複合體（第1複合體）係由金屬成形體及接著劑層構成之複合體。第1複合體成為以下說明之本發明之第2複合體及第3複合體之製造中間體。

第1複合體之金屬成形體具有形成於表層部之多孔構造部。可用於金屬成形體之金屬並無特別限制，可根據用途適當選擇。例如，可列舉選自鐵、各種不鏽鋼、鋁、鋅、鈦、銅、黃銅、鍍鉻鋼、鎂及包含其等之合金（不鏽鋼除外）、碳化鎢、碳化鉻等金屬陶瓷中者，可應用於對該等金屬已實施防蝕鋁處理、鍍覆處理等表面處理者。

金屬成形體之形狀及大小可根據用途設定。金屬成形體之多孔構造部係與專利文獻1、2之發明所記載之表面粗化後之表層部之剖面構造相同者，具有開放孔及內部空間，且進而具有將上述開放孔與上述內部空間連接之通道連接通路及將上述開放孔彼此連接之通道連接通路，上述開放孔由「具有在厚度方向形成之開口部之主幹孔」、及「自主幹孔之內壁面向與主幹孔不同之方向形成之分支孔」構成，上述內部空間不具有在厚度方向形成之開口部。

於本發明之複合體中，藉由下述方法測得之自金屬成形體之表面起之多孔構造部的最大高低差之平均為30～200 μm之範圍，且成為上述平均最大高低差之計算依據之最大高低差之範圍於以上述平均最大高低差為基準時處於±40%之範圍內。
（平均最大高低差之測定方法）
針對上述金屬成形體之多孔構造部中之20 mm×20 mm之面積區域（於未達20 mm×20 mm之情形時為總面積區域），隨機選擇最多10處長度500 μm範圍，根據SEM之剖面照片計測上述最多10處長度500 μm之範圍內之多孔構造物之孔的最大高低差，求出上述最大高低差之平均值。

根據圖1、圖2對上述平均最大高低差之測定方法進行說明。圖1表示金屬成形體10之表面之一部分經表面粗化而形成有多孔構造部11之狀態。可認為經表面粗化而成之多孔構造部11只要表面粗化條件固定則剖面構造大致相同，不會因多孔構造部11之位置而異。由此，自多孔構造部11之整體任意選擇20 mm×20 mm之面積區域（測定面積區域）12，針對測定面積區域利用SEM（掃描式電子顯微鏡）拍攝10處剖面構造照片。

圖2係表示多孔構造部者，但其係用於說明測定方法者，並不表示上述多孔構造部之具體形態。針對10處SEM照片之各者，如圖2所示，針對長度500 μm之範圍，計測最高之峰部分20a與最低之部分（底部分）21之高低差（Hmax）後，求出10處之Hmax平均值（平均最大高低差）。最高之峰部分20a及其他峰部分20b～20d表示金屬成形體10熔融而隆起之狀態。再者，本發明中之表層部之厚度係圖2中之最高之峰部分20a至最深之孔之底21之距離，因此表層部之厚度與最大高低差Hmax相同。

於經表面粗化之面積未達20 mm×20 mm之情形時，針對經表面粗化之總面積進行測定。又，於經表面粗化之面積未達20 mm×20 mm且非常狹窄而難以進行10處測定之情形時，以1～9處之範圍進行測定。進而，於經表面粗化之面積非常大之情形時，考慮到若表面粗化條件相同則多孔構造部之構造不存在差異，故針對任意1處20 mm×20 mm之面積區域（測定面積區域）進行測定即可，但亦可視需要任意選擇2～5處20 mm×20 mm之面積區域（測定面積區域）進行測定。

金屬成形體10之多孔構造部11之平均最大高低差為30 μm～200 μm之範圍，較佳為40 μm～150 μm之範圍，更佳為60 μm～125 μm之範圍，進而較佳為70 μm～100 μm之範圍。

作為平均最大高低差之計算依據之最大高低差之範圍於以上述平均最大高低差為基準時處於±40%之範圍內（於平均最大高低差為100 μm時，最大高低差之範圍為60 μm～140 μm），較佳為處於±35%之範圍內，更佳為處於±32%之範圍內。

如圖1所示，第1複合體之接著劑層係以至少覆蓋包含多孔構造部11之金屬成形體10之面（峰20a～20d）且與多孔構造部11之凹凸形狀對應之方式形成者。接著劑層亦可形成至多孔構造部11之外側之金屬成形體10之面（未形成有多孔構造部11之面）。

接著劑層係形成有與存在多孔構造部11之金屬成形體10表面之凹凸對應之微小凹凸之狀態，接著劑層之厚度較佳為儘可能均勻，但亦可於局部存在不均勻之厚度部分。接著劑層之厚度較佳為範圍與上述金屬成形體10之多孔構造部11之平均最大高低差之範圍相同。若接著劑層之厚度及金屬成形體10之多孔構造部11之平均最大高低差為上限值200 μm以下，則於經由第1複合體之接著劑層與其他成形體接合時，可藉由使第1複合體與其他成形體之接合面（接著面）上之接著劑層之厚度保持均勻而提高接合力，且防止氣泡混入至接著劑層內而提高耐久性，故而較佳。若接著劑層之厚度及金屬成形體10之多孔構造部11之平均最大高低差為下限值30 μm以上，則於經由第1複合體之接著劑層與其他成形體接合時可提高接合力。

形成接著劑層之接著劑並無特別限制，除公知之熱塑性樹脂系接著劑、熱硬化性樹脂系接著劑、橡膠系接著劑等以外，亦可使用濕氣硬化型接著劑。

作為熱塑性樹脂系接著劑，可列舉聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯甲醛、聚乙烯丁醛、丙烯酸系接著劑、聚乙烯、氯化聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、離子聚合物、氯化聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、塑溶膠、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯基醚、聚乙烯吡咯啶酮、聚醯胺、尼龍、飽和無定形聚酯、纖維素衍生物等。

作為熱硬化性樹脂系接著劑，可列舉脲樹脂、三聚氰胺樹脂、酚樹脂、間苯二酚樹脂、環氧樹脂、聚胺酯（polyurethane）、乙烯基胺酯（vinyl urethane）等。

作為橡膠系接著劑，可列舉天然橡膠、合成聚異戊二烯、聚氯丁二烯、腈橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶三元共聚物、聚異丁烯-丁基橡膠、聚硫橡膠、聚矽氧RTV、氯化橡膠、溴化橡膠、牛皮橡膠、嵌段共聚物、液狀橡膠等。

作為濕氣硬化型接著劑，可列舉氰基丙烯酸酯系之瞬間接著劑等。

＜第2複合體＞
本發明之第2複合體係第1複合體與非金屬成形體經由第1複合體之接著劑層而被一體化而成者。作為非金屬成形體，可使用選自玻璃、陶瓷、石、岩石、磚、混凝土、砂漿、樹脂、橡膠、木材中之成形體、及由上述各成形體中之兩種以上構成之複合成形體。又，非金屬成形體亦可為由上述各材料構成之現有製品。關於非金屬成形體，根據材料之種類，使用對與第1複合體之接著劑層接合之面進行了表面粗化處理者。針對非金屬成形體之上述表面粗化處理可根據材料之種類實施噴砂處理、利用銼刀之表面粗化處理、化學處理等。

＜第3複合體＞
本發明之第3複合體係於第1金屬成形體與第2金屬成形體之接合面具有接著劑層之複合體。
第3複合體係如下兩者中之任一者，即，
第1複合體（由具有第1多孔構造部之第1金屬成形體及接著劑層構成之複合體）與第2金屬成形體之第2多孔構造部經由第1複合體之接著劑層而被一體化而成者，及
第1a複合體（由具有第1多孔構造部之第1金屬成形體及接著劑層構成之複合體）與第1b複合體（由具有第2多孔構造部之第2金屬成形體及接著劑層構成之複合體）經由各者之接著劑層而被一體化而成者。

第1a複合體及第1b複合體均係與上述第1複合體相同者。第1金屬成形體及第2金屬成形體使用由不同金屬構成之成形體，但亦可視需要使用由相同金屬構成之成形體。第1金屬成形體與第2金屬成形體之形狀及大小等並無特別限制，可根據用途進行選擇。

＜第1複合體之製造方法＞
對本發明之第1複合體之製造方法進行說明。首先，使用連續波雷射，對金屬成形體10之表面以2000 mm/sec以上之照射速度連續照射雷射光以進行表面粗化，藉此使表層部形成多孔構造部。上述利用連續波雷射連續照射雷射光之方法可與專利文獻1、2所記載之方法同樣地實施，但必須以滿足以下之必要條件（a）～（d）之方式連續照射雷射光。藉由該步驟之表面粗化處理而形成多孔構造部，該多孔構造部係自金屬成形體之表面起之多孔構造部之最大高低差之平均為30～200 μm之範圍，且成為上述平均最大高低差之計算依據之最大高低差之範圍於以上述平均最大高低差為基準時處於±40%之範圍內。

必要條件（a）
雷射之輸出為4～250 W，較佳為50～250 W，更佳為100～250 W，進而較佳為150～220 W。

必要條件（b）
雷射光之光點徑為20～80 μm，較佳為20～50 μm，更佳為20～35 μm。

必要條件（c）
照射雷射光時之能量密度為1～100 MW/cm² ，較佳為10～80 MW/cm² ，更佳為20～50 MW/cm² 。照射雷射光時之能量密度係根據雷射光之輸出（W）及雷射光（光點面積（cm² ）（π・[光點徑/2]² ）利用下式：雷射光之輸出/光點面積而求出。必要條件（c）係根據必要條件（a）及必要條件（b）算出者，必要條件（c）於控制金屬成形體之表面粗化狀態之方面較為重要，因此於根據必要條件（a）之數值範圍及必要條件（b）之數值範圍計算出之必要條件（c）之數值存在未落入上述範圍之部分時，以上述必要條件（c）之數值範圍優先。

必要條件（d）
照射雷射光時之重複次數為1～10次，較佳為1～8次。照射雷射光時之重複次數於呈線狀照射雷射光時係為了形成1條線（溝槽）而照射之合計次數。於沿1條線重複照射時，可選擇雙向照射及單向照射。雙向照射係如下方法：於形成1條線（溝槽）時，自線（溝槽）之第1端部向第2端部照射連續波雷射後，自第2端部向第1端部照射連續波雷射，之後以自第1端部至第2端部、自第2端部向第1端部之方式重複照射連續波雷射。單向照射係反覆進行自第1端部向第2端部之單向之連續波雷射照射之方法。

除必要條件（a）～（d）以外之雷射光之照射條件如下所述。連續波雷射之照射速度較佳為2,000～20,000 mm/sec，更佳為5,000～20,000 mm/sec，進而較佳為8,000～20,000 mm/sec。於呈直線狀照射連續波雷射光時，相鄰之照射線（相鄰之藉由照射而形成之溝槽）彼此之間隔（線間隔）較佳為0.01～0.2 mm，更佳為0.03～0.15 mm。關於線間隔，可所有線間隔均相同，亦可一部分線間隔不同或所有線間隔均不同。

波長較佳為300～1200 nm，更佳為500～1200 nm。

散焦距離較佳為-5～+5 mm，更佳為-1～+1 mm，進而較佳為-0.5～+0.1 mm。散焦距離可使設定值固定地進行雷射照射，亦可一面改變散焦距離一面進行雷射照射。例如，於雷射照射時，亦可逐漸縮小散焦距離、或週期性地增大或縮小散焦距離。

連續波雷射可使用公知者，例如可使用YVO4雷射、光纖雷射（較佳為單模光纖雷射）、準分子雷射、二氧化碳雷射、紫外線雷射、YAG雷射、半導體雷射、玻璃雷射、紅寶石雷射、He-Ne雷射、氮雷射、螯合物雷射、色素雷射。該等之中，就提高能量密度而言，較佳為光纖雷射，尤佳為單模光纖雷射。

於下一步驟中，於在前步驟中對金屬成形體10之表面進行表面粗化而成之多孔構造部塗布接著劑，於上述多孔構造部形成接著層而獲得第1複合體。於使用熱硬化性樹脂系接著劑作為接著劑時，以塗布有預聚物之狀態保持。接著劑層之表面成為形成有與多孔構造部之表面之凹凸對應之微小凹凸之狀態。

＜第2複合體之製造方法＞
對本發明之第2複合體之製造方法進行說明。藉由上述製造方法製造第1複合體。然後，將視需要進行過表面粗化處理之非金屬成形體之接著面以壓抵於第1複合體之接著劑層之狀態維持。於接著劑層由熱塑性樹脂系接著劑構成時，可於視需要進行加熱而使接著劑層軟化之狀態下，使其與非金屬成形體之接著面接著。又，於接著劑層由熱硬化性樹脂系接著劑之預聚物構成時，於接著後放置於加熱環境中而使預聚物加熱硬化。

＜第3複合體之製造方法＞
對本發明之第3複合體之製造方法（第1實施形態、第2實施形態）進行說明。

（第1實施形態）
以與第1複合體之製造方法之利用雷射光之表面粗化步驟相同之方式，對第1金屬成形體及第2金屬成形體之各者進行表面粗化而形成第1多孔構造部及第2多孔構造部。然後，於第1金屬成形體之第1多孔構造部塗布接著劑而形成接著劑層，從而製造第1a複合體。然後，將第1a複合成形體之接著劑層與第2金屬成形體之多孔構造部相互壓抵以進行接著及一體化，藉此製造第3複合體。於接著劑層由熱塑性樹脂系接著劑構成時，可於視需要進行加熱而使接著劑層軟化之狀態下，使其與非金屬成形體之接著面接著。又，於接著劑層由熱硬化性樹脂系接著劑之預聚物構成時，於接著後放置於加熱環境中而使預聚物加熱硬化。

（第2實施形態）
以與第1複合體之製造方法相同之方式，製造由第1金屬成形體及接著劑層構成之第1a複合體、及由第2金屬成形體及接著劑層構成之第1b複合體。然後，將第1a複合體之接著劑層與第1b複合體之接著劑層相互壓抵以進行接著及一體化，藉此製造第3複合體。於接著劑層由熱塑性樹脂系接著劑構成時，可於視需要進行加熱而使接著劑層軟化之狀態下，使其與非金屬成形體之接著面接著。又，於接著劑層由熱硬化性樹脂系接著劑之預聚物構成時，於接著後放置於加熱環境中而使預聚物加熱硬化。

本發明之複合體及複合體之製造方法亦包含以下所示之較佳之實施形態。

（1）一種金屬成形體（經表面粗化之金屬成形體），其包含多孔構造部，該多孔構造部係藉由下述方法測得之自金屬成形體之表面起之多孔構造部的最大高低差之平均為30～200 μm之範圍，且成為上述平均最大高低差之計算依據之最大高低差之範圍於以上述平均最大高低差為基準時處於±40%之範圍內。
（平均最大高低差之測定方法）
針對上述金屬成形體之多孔構造部中之20 mm×20 mm之面積區域（於未達20 mm×20 mm之情形時為總面積區域），隨機選擇最多10處長度500 μm範圍，根據SEM之剖面照片計測上述最多10處長度500 μm之範圍內之多孔構造物之孔的最大高低差，求出上述最大高低差之平均值。

（2）一種製造方法，其係上述（1）之包含多孔構造部之金屬成形體（經表面粗化之金屬成形體）之製造方法。

（3）一種複合成形體，其由「上述（1）之包括多孔構造部之金屬成形體（經表面粗化之金屬成形體）」及「由其他材料（不含接著劑）構成之成形體」構成。上述由其他材料構成之成形體係選自熱塑性樹脂成形體、熱硬化性樹脂成形體、電子束硬化性樹脂成形體、彈性體成形體、橡膠成形體、由與包含多孔構造部之金屬成形體（經表面粗化之金屬成形體）不同之金屬構成之金屬成形體中者。

（4）一種製造方法，其係上述（3）之複合成形體之製造方法。

由金屬成形體及樹脂成形體構成之複合成形體例如可藉由日本專利第5774246號公報所記載之方法使包含多孔構造部之金屬成形體（經表面粗化之金屬成形體）與樹脂成形體一體化而成。

作為上述一體化方法，可應用如下步驟中之任一種方法，即，
將於前步驟中受到雷射光照射之金屬成形體之包含接合面（包含多孔構造部之面）之部分配置於模具內，使成為上述樹脂成形體之樹脂射出成形；或
將於前步驟中受到雷射光照射之金屬成形體之包含接合面（包含多孔構造部之面）之部分配置於模具內，於至少使上述接合面（包含多孔構造部之面）與成為上述樹脂成形體之樹脂接觸之狀態下進行壓縮成形。此外，亦可應用作為熱塑性樹脂及熱硬化性樹脂之成形方法使用之公知之成形方法。於使用熱塑性樹脂之情形時，只要為如下方法即可：藉由對已熔融之樹脂施加壓力等，使樹脂進入至形成於金屬成形體之多孔構造部（孔或溝槽或通道連接通路）內後，使樹脂冷卻固化，藉此獲得複合成形體。除射出成形或壓縮成形以外，亦可使用射出壓縮成形等成形方法。

於使用熱硬化性樹脂之情形時，只要為如下成形方法即可：藉由對液狀或熔融狀態之樹脂（預聚物）施加壓力等，使樹脂進入至形成於金屬成形體之多孔構造部（孔或溝槽或通道連接通路）內後，使樹脂熱硬化，藉此獲得複合成形體。除射出成形或壓縮成形以外，亦可使用轉移成形等成形方法。

於應用壓縮成形法時，例如可應用如下方法：以接合面（包含多孔構造部之面）露出至模框內之狀態（以接合面成為表側之狀態）配置金屬成形體，於其中放入熱塑性樹脂、熱塑性彈性體、熱硬化性樹脂（但是為預聚物）後，進行壓縮。再者，於在射出成形法及壓縮成形法中使用熱硬化性樹脂（預聚物）時，藉由在後續步驟中進行加熱等使其熱硬化。

由金屬成形體及橡膠成形體構成之複合成形體例如可應用日本特開2016-107609號公報所記載之以下所示之使經表面粗化之金屬成形體之接合面（包含多孔構造部之面）與橡膠成形體一體化之方法。作為使金屬成形體與橡膠成形體一體化之方法，較佳為加壓成形法、轉移成形法。

於應用加壓成形法時，將受到雷射光照射之金屬成形體之包含接合面（包含多孔構造部之面）之部分配置於模具內，對金屬成形體之接合面（包含多孔構造部之面），以加熱及加壓之狀態按壓成為上述橡膠成形體之未硬化橡膠後進行冷卻，然後取出。

於應用轉移成形法時，將受到雷射光照射之金屬成形體之包含接合面（包含多孔構造部之面）之部分配置於模具內，對金屬成形體之接合面（包含多孔構造部之面），使未硬化橡膠於模具內射出成形，之後，進行加熱及加壓而使金屬成形體之接合面（包含多孔構造部之面）與橡膠成形體一體化，冷卻後取出。再者，根據使用之橡膠之種類，自模具取出後，可附加於烘箱等中進而進行二次加熱（二次硬化）之步驟，以主要將殘留單體去除。

由不同金屬構成之金屬成形體彼此之複合成形體例如可應用日本專利第5860190號公報所記載之以下所示之使金屬成形體彼此一體化之方法。於模具內，以接合面（包含多孔構造部之面）朝上之方式配置經表面粗化之熔點較高之第1金屬成形體。之後，應用例如眾所周知之壓鑄法，使熔點低於熔融狀態之第1金屬成形體（例如鐵、不鏽鋼）之金屬的金屬（例如，鋁、鋁合金、銅、鎂及包含其等之合金）流入模具內後，進行冷卻。

實施例
實施例1、2、3、比較例1
針對各例各2片之鋁板（A5025）（縱100 mm、橫25 mm、厚度3 mm）10，使用下述雷射裝置，於表1所示之條件下對圖3所示之成為多孔構造部11之表面粗化區域（25 mm×12.5 mm）12連續照射雷射光以進行表面粗化而形成多孔構造部。

（雷射裝置）
振盪器：IPG-Yb光纖；YLR-300-SM（單模光纖雷射）
檢流計鏡SQUIREEL（ARGES公司製造）
聚光系統1：fc＝80 mm/fθ＝163 mm
聚光系統2：fc＝80 mm/fθ＝100 mm

然後，將各例2片鋁板10以表面粗化部（多孔構造部）11朝上之狀態放置於加熱板上進行預熱（50℃，15分鐘）。然後，將接著劑（EP106NL，工業用單一液體型環氧接著劑，Cemedine（股份有限公司）製造）塗布於鋁板10之表面粗化部（多孔構造部）11，於不進行加熱硬化之狀態下獲得本發明之第1複合體。然後，如圖4所示，針對各例，於使2片鋁板10之接著劑塗布面（第1複合體之接著劑層）重合之狀態下利用夾具進行固定，於140℃保持1小時使接著劑硬化而製造第3複合體。

使用實施例1、2、3、比較例1之第3複合體，以圖4所示之方式進行剪切試驗而對剪切接合強度進行評價。如圖4所示，剪切試驗係介隔不鏽鋼（SUS304）間隔件101將2片鋁板之接著物（第3複合體）利用試驗機之夾頭100固定而實施。又，將實施例1、2、3、比較例1之第3複合體浸漬於50℃之溫水，於浸漬7天後、30天後，以圖4所示之方式進行剪切試驗而對剪切接合強度進行評價。將結果示於表1。

（剪切試驗條件）
試驗機：Orientec公司製造之Tensilon（UCT-1T）
拉伸速度：5 mm/min
夾頭間距離：50 mm

又，使用剪切接合強度之測定試驗後之實施例1～3及比較例1之第3複合體，針對2片鋁10之接著面，利用超音波裁刀沿垂直方向進行切斷，並拍攝切斷面之SEM照片（圖5為實施例1，圖6為比較例1，圖7為實施例3與比較例1之對比）。根據圖5、圖6、圖7，計測實施例1、3、比較例1之平均最大高低差（10處之平均），將其結果示於表1。又，以平均最大高低差為基準時之最大高低差之範圍亦示於表1。實施例2之SEM照片省略，但以相同方式進行測定。

圖5、圖6均係白色部分表示鋁板之多孔構造部且附著於其上者表示接著劑。圖5為200倍，圖6為100倍，根據圖5與圖6之對比亦可明瞭孔深度之差異，但將圖6設為200倍時，可知孔深度之差異更顯著。圖7（a）係實施例3之切斷面之SEM照片，圖7（b）係比較例1之切斷面之SEM照片，以同一比例尺進行表示。於圖7（a）、（b）中均可見到圓形甚至不定形之黑色部分，但可確認該等均為存在於2片鋁板之間之接著劑層之氣泡，實施例3（圖7（a））之氣泡與比較例1（圖7（b））相比非常小。將結果示於表1。

[表1]

根據業者之技術常識，認為第3複合體所使用之金屬成形體之多孔構造部之孔深度越大則剪切接合強度越高，但根據實施例1～3與比較例1之對比可明瞭，即便平均最大高低差存在明確差異，剪切接合強度亦為相同程度。

又，根據溫水浸漬試驗之結果，確認到實施例1～3之第3複合體之剪切接合強度下降較少且包含耐水性及耐濕性在內之耐久性較高。進而，認為實施例1～3及比較例1中之溫水浸漬試驗結果之差受到殘留於上述接著劑層之氣泡之尺寸（每個氣泡之外徑及氣泡之合計體積）之大小之影響。再者，認為於實施例1～3中，接著劑層中之氣泡之尺寸如此變小係因孔深度之平均最大高低差較小而容易脫氣。

實施例4
以與實施例1相同之方式對鋁板進行表面粗化而形成多孔構造部。然後，使用處理後之鋁板，於接合面（存在多孔構造部之面）塗布接著劑（KONISHI（股份有限公司）製造MOS7-200），使由GF60%強化PA66樹脂（PLASTRON PA66-GF60-01（L7），Daicel Polymer（股份有限公司）製造）構成之板接合，而獲得鋁板/PA66-GF60-01（L7）板之複合成形體。
[產業上之可利用性]

根據本發明之複合體及其製造方法，可獲得金屬成形體與非金屬成形體之複合體、金屬成形體彼此之複合體。於金屬成形體與非金屬成形體之複合體之情形時，可用於金屬替代品、要求金屬成形體及非金屬成形體之兩者之性質之用途。於金屬成形體與金屬成形體之情形時，藉由製成具有不同性質之金屬成形體之複合體，例如可用作一端與另一端、或正與反性質不同之金屬複合體。本發明之複合體具體而言可用於汽車之內飾零件及外飾零件、電子機器及電氣機器之外殼、傢具、建築材料、花瓶、鏡子、各種日用品等。又，本發明之複合體由於接合部分之耐濕性及耐水性優異，故而可藉由選擇金屬成形體或非金屬成形體之種類而用於要求耐濕性及耐水性之所有用途。作為要求耐濕性及耐水性之用途，較佳為涉水用途（於廚房、盥洗室、浴室等中使用之物品用途）、於水作業中使用之各種零件用途、於室外使用之各種物品用途、農業用途、於水邊、水上或水中使用之用途（亦包括於船舶或漁業中使用之物品用途）等。

10‧‧‧金屬成形體

11‧‧‧表面粗化部（多孔構造部）

12‧‧‧測定區域

20a～20d‧‧‧多孔構造部之峰部分

21‧‧‧多孔構造部之孔之最深部底

圖1係成為本發明之複合體之中間體之經表面粗化之金屬成形體之俯視圖。

圖2係表示圖1之II-II間之剖面之多孔構造之概念圖。

圖3係實施例及比較例中已進行雷射光照射之鋁板之俯視圖。

圖4係用於說明實施例及比較例中獲得之複合體之接合強度之測定方法之圖。

圖5係實施例1中進行表面粗化而形成有多孔構造部之鋁板（由經由接著劑層而被一體化之2片鋁板構成之複合體）之厚度方向之局部剖面之SEM照片。

圖6係比較例1中進行表面粗化而形成有多孔構造部之鋁板（由經由接著劑層而被一體化之2片鋁板構成之複合體）之厚度方向之局部剖面之SEM照片。

圖7（a）係實施例3之由經由接著劑層而被一體化之2片鋁板構成之複合體之厚度方向之局部剖面之SEM照片，圖7（b）係比較例1之由經由接著劑層而被一體化之2片鋁板構成之複合體之厚度方向之局部剖面之SEM照片。（a）與（b）為同一比例尺。

Claims

一種複合體，其係由金屬成形體及接著劑層構成，上述金屬成形體具有形成於表層部之多孔構造部，上述接著劑層形成於包含上述多孔構造部之部分，藉由下述方法測得之上述金屬成形體之上述多孔構造部的最大高低差之平均為30～200 μm之範圍，且成為上述平均最大高低差之計算依據之最大高低差之範圍於以上述平均最大高低差為基準時處於±40%之範圍內，（平均最大高低差之測定方法）針對上述金屬成形體之多孔構造部中之20 mm×20 mm之面積區域（於未達20 mm×20 mm之情形時為總面積區域），隨機選擇最多10處長度500 μm範圍，根據SEM之剖面照片計測上述最多10處長度500 μm之範圍內之多孔構造物之孔的最大高低差，求出上述最大高低差之平均值。
如請求項1所述之複合體，其中，上述金屬成形體之多孔構造部之平均最大高低差為40～150 μm之範圍，且成為上述平均最大高低差之計算依據之最大高低差之範圍於以上述平均最大高低差為基準時處於±35%之範圍內。
如請求項1所述之複合體，其中，上述金屬成形體之多孔構造部之平均最大高低差為60～125 μm之範圍，且成為上述平均最大高低差之計算依據之最大高低差之範圍於以上述平均最大高低差為基準時處於±35%之範圍內。
如請求項1所述之複合體，其中，上述金屬成形體之多孔構造部之平均最大高低差為70～100 μm之範圍，且成為上述平均最大高低差之計算依據之最大高低差之範圍於以上述平均最大高低差為基準時處於±35%之範圍內。
一種由金屬成形體及非金屬成形體構成之複合體，其係請求項1至4中任一項所述之複合體與非金屬成形體經由上述複合體之接著劑層而被一體化而成者。
一種複合體，其係於第1金屬成形體與第2金屬成形體之接合面具有接著劑層者，上述第1金屬成形體具有形成於表層部之第1多孔構造部，上述第2金屬成形體具有形成於表層部之第2多孔構造部，上述接著劑層形成於包含上述第1多孔構造部之部分及包含上述第2多孔構造部之部分中之至少一個部分，藉由下述方法測得之上述第1金屬成形體之第1多孔構造部與上述第2金屬成形體之第2多孔構造部之各者之最大高低差的平均為30～200 μm之範圍，且成為上述平均最大高低差之計算依據之各者之最大高低差之範圍於以上述平均最大高低差為基準時處於±40%之範圍內，（平均最大高低差之測定方法）針對上述金屬成形體之第1多孔構造部及第2多孔構造部中之20 mm×20 mm之面積區域（於未達20 mm×20 mm之情形時為總面積區域），隨機選擇最多10處長度500 μm範圍，根據SEM之剖面照片計測上述最多10處長度500 μm之範圍內之多孔構造物之孔的最大高低差，求出上述最大高低差之平均值。
如請求項6所述之複合體，其中，上述第1金屬成形體之第1多孔構造部與上述第2金屬成形體之第2多孔構造部之各者之平均最大高低差為40～150 μm之範圍，且成為上述平均最大高低差之計算依據之最大高低差之範圍於以上述平均最大高低差為基準時處於±35%之範圍內。
如請求項6所述之複合體，其中，上述第1金屬成形體之第1多孔構造部與上述第2金屬成形體之第2多孔構造部之各者之平均最大高低差為60～125 μm之範圍，且成為上述平均最大高低差之計算依據之最大高低差之範圍於以上述平均最大高低差為基準時處於±35%之範圍內。
如請求項6所述之複合體，其中，上述第1金屬成形體之第1多孔構造部與上述第2金屬成形體之第2多孔構造部之各者之平均最大高低差為70～100 μm之範圍，且成為上述平均最大高低差之計算依據之最大高低差之範圍於以上述平均最大高低差為基準時處於±35%之範圍內。
一種複合體之製造方法，其係請求項1所述之複合體之製造方法，具有如下步驟：於使用連續波雷射對上述金屬成形體之表面以2000 mm/sec以上之照射速度連續照射雷射光而於表層部形成多孔構造部時，以滿足下述必要條件（a）～（d）之方式連續照射雷射光；及於上述金屬成形體表面塗布接著劑而於包含上述多孔構造部之部分形成接著劑層；（a）輸出為4～250 W （b）光點徑為20～80 μm （c）能量密度為1～100 MW/cm² （d）重複次數為1～10次。
如請求項10所述之複合體之製造方法，其中，必要條件（c）能量密度為10～80 MW/cm² ，必要條件（d）重複次數為1～8次。
如請求項10所述之複合體之製造方法，其中，必要條件（c）能量密度為20～50 MW/cm² ，必要條件（d）重複次數為1～8次。
一種由金屬成形體及非金屬成形體構成之複合體之製造方法，其係請求項5所述之由金屬成形體及非金屬成形體構成之複合體之製造方法，具有如下步驟：藉由請求項10所述之製造方法製造複合體後，使上述複合體之接著劑層與非金屬成形體接合。
一種複合體之製造方法，其係請求項6所述之複合體之製造方法，具有如下步驟：於使用連續波雷射對上述第1金屬成形體之表面及上述第2金屬成形體之表面以2000 mm/sec以上之照射速度連續照射雷射光而於各者之表層部形成第1多孔構造部及第2多孔構造部時，以滿足下述必要條件（a）～（d）之方式連續照射雷射光；於上述第1金屬成形體表面及上述第1金屬成形體表面中之至少一者塗布接著劑，而於包含上述第1多孔構造部之部分及包含上述第2多孔構造部之部分中之至少一個部分形成接著劑層；及經由上述接著劑層使上述第1金屬成形體與上述第2金屬成形體接合；（a）輸出為4～250 W （b）光點徑為20～80 μm （c）能量密度為1～100 MW/cm² （d）重複次數為1～10次。
如請求項14所述之複合體之製造方法，其中，必要條件（c）能量密度為10～80 MW/cm² ，必要條件（d）重複次數為1～8次。
如請求項14所述之複合體之製造方法，其中，必要條件（c）能量密度為20～50 MW/cm² ，必要條件（d）重複次數為1～8次。
如請求項14至16中任一項所述之複合體之製造方法，其中，上述接著劑係熱硬化性樹脂系接著劑，於經由接著劑層使上述第1金屬成形體與上述第2金屬成形體接合之步驟之後，具有使上述接著劑層之熱硬化性樹脂系接著劑加熱硬化之步驟。