TW202222465A

TW202222465A - 熔覆用組成物，及金屬／樹脂接合構件之製造方法

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Publication number: TW202222465A
Application number: TW110130071A
Authority: TW
Inventors: 細谷守
Original assignee: 日商東京應化工業股份有限公司
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2021-08-16
Publication date: 2022-06-16
Also published as: JP2023169442A; WO2022044868A1

Abstract

於接合金屬基材與樹脂構件時，使用含有金屬粉末、黏合劑與有機溶劑之熔覆用組成物。作為金屬粉末，係合併使用第1金屬粉末與第2金屬粉末，構成第2金屬粉末之金屬，係選擇較構成第1金屬粉末之金屬其腐蝕電位更低的金屬。使用具有如下步驟之製造方法：於金屬基材之至少一部分塗佈該熔覆用組成物之步驟、對金屬基材中之該熔覆用組成物之塗佈部照射雷射之步驟、於金屬基材中之雷射照射部上配置樹脂構件之步驟，與將雷射照射部與樹脂構件之界面加熱，將金屬基材與樹脂構件接合之步驟。

Description

熔覆用組成物，及金屬／樹脂接合構件之製造方法

本發明係關於熔覆用組成物及金屬/樹脂接合構件之製造方法。本案係基於2020年8月27日於日本申請的特願2020-143895號主張優先權，其內容援用於此。

近年來由環境負荷之觀點，於汽車當然要求二氧化碳(CO ₂)排出量之削減。對此，係生產了抑制作為燃料之汽油的消費之油電混合車或電動車。又，為了降低油耗，車體之輕量化受到注目，進行將更輕量且堅固的新材料應用於車體之探討。

前述之新材料，可列舉將異種之材料彼此接合而得者。將異種之材料彼此接合時，一般係使用接著劑。但是，接著劑之使用，係環境負荷大，接著劑本身產生經年劣化，又，於接合強度之觀點亦成為問題。

作為解決該問題之技術，提出有不使用接著劑而使異種之材料彼此接合的方法。例如，專利文獻1中，揭示於金屬基材之一面上附著金屬粉末，照射雷射而形成與該金屬基材合金化的重疊的微細粒子構造，對該重疊的微細粒子構造按壓樹脂構件，並對其界面照射雷射進行加熱，藉以使金屬基材與樹脂構件接合之接合方法。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第5953559號公報

[發明所欲解決之課題]

但是，專利文獻1記載之接合方法中，係於金屬基材塗佈粉末狀之金屬，因此金屬基材被配置於傾斜面時，難以將金屬基材與樹脂構件安定地接合。又，於高溫高濕下之加速試驗中，金屬基材與樹脂構件之接合力容易降低，保持兩者間之接合強度係困難的。進一步地，於進行接合之場所發生振動等不適於粉末使用之環境下，以往亦有金屬基材與樹脂構件之接合困難的問題。

本發明係有鑑於上述實情而為者，其課題為提供不使用接著劑，而製造金屬基材與樹脂構件之接合強度更高，且於特定環境下之接合強度的經時劣化被抑制的金屬/樹脂接合構件之方法。又，本發明之課題為提供可安定地接合金屬基材與樹脂構件，並且可抑制其接合強度的經時劣化之熔覆用組成物。 [用以解決課題之手段]

為了解決上述課題，本發明採用以下構成。亦即，本發明之第1態樣為一種熔覆用組成物，其特徵為含有第1金屬粉末、第2金屬粉末、黏合劑與有機溶劑，構成前述第2金屬粉末之金屬，為較構成前述第1金屬粉末之金屬其腐蝕電位更低的金屬。

本發明之第2態樣，為一種金屬/樹脂接合構件之製造方法，其係接合有金屬基材與樹脂構件之金屬/樹脂接合構件之製造方法，其特徵為具有：於前述金屬基材之至少一部分，塗佈本發明之第1態樣之熔覆用組成物之步驟(i)、對前述金屬基材中之前述熔覆用組成物之塗佈部照射雷射之步驟(ii)、於前述金屬基材中之雷射照射部上，配置前述樹脂構件之步驟(iii)，與將前述雷射照射部與前述樹脂構件之界面加熱，而將前述金屬基材與前述樹脂構件接合之步驟(iv)。 [發明之效果]

依照本發明之金屬/樹脂接合構件之製造方法，可不使用接著劑，而製造金屬基材與樹脂構件之接合強度更高，且於特定環境下之接合強度的經時劣化被抑制的金屬/樹脂接合構件。又，依照本發明之熔覆用組成物，可將金屬基材與樹脂構件安定地接合，並且可抑制金屬基材與樹脂構件之接合強度的經時劣化。

(熔覆用組成物)

本實施形態之熔覆用組成物，含有作為金屬粉末之第1金屬粉末及第2金屬粉末、黏合劑，與有機溶劑。本發明中之「熔覆用組成物」，係指於母材之金屬基材面熔融凝固而形成珠粒(合金之突起物)的材料。

＜金屬粉末＞本實施形態之金屬粉末，係使用第1金屬粉末與第2金屬粉末。此外，構成前述第2金屬粉末之金屬，為較構成前述第1金屬粉末之金屬其腐蝕電位更低的金屬。

本發明中「腐蝕電位」，為使用基於用於鋁合金之腐蝕電位測定的標準試驗法(美國材料試驗協會之規格ASTM G69)之值，或基於不鏽鋼之孔蝕電位測定方法(JIS G 0577)之值者。使用前者之基於規格ASTM G69之腐蝕電位時，例如，可使用下述文獻中之Fig.5所示的各種金屬之腐蝕電位。文獻：UACJ Technical Reports,Vol.3(1)(2016),pp.52-56 「SHE」意指標準氫電極。

本實施形態中，構成前述第1金屬粉末之金屬之腐蝕電位與構成前述第2金屬粉末之金屬之腐蝕電位之間至少有差異即可。作為較佳的實施形態，構成前述第1金屬粉末之金屬之腐蝕電位與構成前述第2金屬粉末之金屬之腐蝕電位之差，係100mV(vs.SHE)以上、更佳為150mV(vs.SHE)以上、又更佳為200mV(vs.SHE)以上，該腐蝕電位之差的上限，例如可為1000mV(vs.SHE)以下。該腐蝕電位之差若為前述較佳範圍之下限值以上，則容易保持金屬基材與樹脂構件之接合強度，經時劣化更被抑制。

≪第1金屬粉末≫ 構成本實施形態之第1金屬粉末之金屬，例如可列舉鋁、鎳、鉻、鐵、銅、鈦、矽、史特耐合金、釩或此等之複數種經合金化者。第1金屬粉末，可一種單獨使用、亦可組合二種以上使用。藉由組合二種以上之金屬，於珠粒表面容易形成多孔質構造，例如金屬基材與樹脂構件之接合強度容易提高。第1金屬粉末，較佳為含有選自由鋁粉末及鈦粉末所成之群的至少一種者，例如可適合列舉含有鋁粉末與鈦粉末者。

再者，就鋁及鈦而言，於各種金屬之中尤容易成為鈍態，於自然界中，通常表面係經鈍態層被覆。因此，關於本發明中之鋁的腐蝕電位，係為經鈍態化之鋁的腐蝕電位。關於本發明中之鈦的腐蝕電位，係經鈍態化之鈦的腐蝕電位。

第1金屬粉末之含量，相對於熔覆用組成物之總量(100質量%)而言，較佳為25~95質量%、更佳為30~80質量%、又更佳為40~70質量%、特佳為50~60質量%。第1金屬粉末之含量若為前述較佳範圍之下限值以上，例如金屬基材與樹脂構件之接合強度更容易提高，另一方面，若為前述較佳範圍之上限值以下，容易作為組成物操作。

≪第2金屬粉末≫ 構成本實施形態之第2金屬粉末之金屬，例如可列舉鎂、鋅。第2金屬粉末，可一種單獨使用、亦可組合二種以上使用。第2金屬粉末，較佳為包含選自由鋅粉末及鎂粉末所成之群的至少一種者。或者，亦可使用將鎂與鋁合金化之粉末、將鋅與鋁合金化之粉末，作為第2金屬粉末。

第2金屬粉末之含量，相對於熔覆用組成物之總量(100質量%)而言，較佳為0.01~20質量%、更佳為0.1~15質量%、又更佳為0.3~12質量%、特佳為0.5~10質量%、最佳為1~10質量%。第2金屬粉末之含量若為前述較佳範圍之下限值以上，容易保持金屬基材與樹脂構件之接合強度，經時劣化更被抑制。另一方面，若為前述較佳範圍之上限值以下，例如金屬基材與樹脂構件之接合強度更容易提高。

本實施形態之金屬粉末，較佳為組合使用含有作為第1金屬粉末之選自由鋁粉末及鈦粉末所成之群的至少一種者，與含有作為第2金屬粉末之選自由鋅粉末及鎂粉末所成之群的至少一種者；更佳為組合使用含有作為第1金屬粉末之鋁粉末與鈦粉末者，與含有作為第2金屬粉末之鋅粉末者。

第1金屬粉末、第2金屬粉末之各平均粒子徑，例如為10μm以上且100μm以下左右。本發明中之「粉末之平均粒子徑」，係指藉由公知之粒度分布測定裝置所測定的粉末之體積平均粒子徑之值。

第1金屬粉末與第2金屬粉末之合計之含量，相對於熔覆用組成物之總量(100質量%)而言，較佳為30~95.5質量%、更佳為40~90質量%、又更佳為50~80質量%、特佳為60~70質量%。金屬粉末之合計之含量若為前述較佳範圍之下限值以上，例如金屬基材與樹脂構件之接合強度更容易提高，另一方面，若為前述較佳範圍之上限值以下，容易作為組成物操作。

相對於第1金屬粉末與第2金屬粉末之合計之含量而言，第2金屬粉末之含量之比例，較佳為1~25質量%、更佳為2~20質量%、又更佳為5~17.5質量%、特佳為7~15質量%。該第2金屬粉末之含量若為前述較佳範圍之下限值以上，容易保持金屬基材與樹脂構件之接合強度，經時劣化更被抑制。另一方面，若為前述較佳範圍之上限值以下，例如金屬基材與樹脂構件之接合強度更容易提高。

＜黏合劑＞本實施形態之黏合劑，於熔覆用組成物中，作為金屬粉末之分散劑作用，又，亦作為黏度調整劑作用。前述黏合劑，可使用有機化合物、亦可使用無機化合物。

前述黏合劑中之有機化合物，例如可列舉聚乙烯縮醛、纖維素化合物、聚丙烯酸或其他丙烯酸化合物、聚乙烯醇、環氧化合物等。聚乙烯縮醛，具體而言可列舉聚乙烯縮甲醛、聚乙烯縮丁醛。纖維素化合物，具體而言可列舉羥基丙基纖維素、羥基乙基纖維素。

前述黏合劑中之無機化合物，例如可列舉黏土礦物。黏土礦物具體而言可列舉皂土、膨潤石、蒙脫土。

黏合劑，可一種單獨使用、亦可組合二種以上使用。

黏合劑較佳為有機化合物，其中，由於與金屬之接著性強，又，與金屬粉之分散性良好，尤以含有聚乙烯縮醛者為佳，其中尤特佳為含有聚乙烯縮丁醛者。聚乙烯縮丁醛之中，由於例如金屬基材與樹脂構件之接合強度容易提高，尤佳為質量平均分子量(Mw)10000~80000者、更佳為Mw 20000~60000者、又更佳為Mw 30000~ 50000者。

又，由於容易調整組成物之黏度，黏合劑更佳為含有纖維素化合物者。纖維素化合物較佳為羥基丙基纖維素。羥基丙基纖維素之中，由於例如金屬基材與樹脂構件之接合強度容易提高，Mw尤以100000~800000者為佳、更佳為Mw 110000~700000者、又更佳為Mw 120000~ 650000者。

黏合劑之含量，相對於熔覆用組成物之總量(100質量%)而言，較佳為0.01~10質量%、更佳為0.05~7質量%、又更佳為0.1~5質量%、特佳為0.2~5質量%、最佳為0.5~2質量%。黏合劑之含量若為前述較佳範圍之下限值以上，例如金屬基材與樹脂構件之接合強度更容易提高，又，該組成物對金屬基材之塗佈性更提高。另一方面，若為前述較佳範圍之上限值以下，容易作為組成物操作。

＜有機溶劑＞本實施形態之有機溶劑，例如可列舉作為上述第1金屬粉末、第2金屬粉末及黏合劑之分散媒者。該有機溶劑具體而言可列舉甲醇、乙醇、n-丙醇、異丙醇、n-戊醇、s-戊醇、t-戊醇、異戊醇、2-甲基-1-丙醇、2-乙基丁醇、新戊醇、n-丁醇、s-丁醇、t-丁醇、n-己醇、2-庚醇、3-庚醇、2-甲基-1-丁醇、2-甲基-2-丁醇、4-甲基-2-戊醇、1-丁氧基-2-丙醇、丙二醇單丙基醚、5-甲基-1-己醇、6-甲基-2-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、4-辛醇、2-乙基-1-己醇、2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇等之鏈狀構造之醇；環戊烷甲醇、1-環戊基乙醇、環己醇、環己烷甲醇、環己烷乙醇、1,2,3,6-四氫苯甲醇、exo-降莰醇、2-甲基環己醇、環庚醇、3,5-二甲基環己醇、苯甲醇、松油醇等具有環狀構造之醇；γ-丁內酯等之內酯類；丙酮、甲基乙基酮、環己酮、甲基-n-戊基酮、甲基異戊基酮、2-庚酮等之酮類；乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、甘油等之多元醇類；乙二醇單乙酸酯、二乙二醇單乙酸酯、丙二醇單乙酸酯，或二丙二醇單乙酸酯等之具有酯鍵之化合物、前述多元醇類或前述具有酯鍵之化合物之單甲基醚、單乙基醚、單丙基醚、單丁基醚等之單烷基醚或單苯基醚等之具有醚鍵之化合物等之多元醇類之衍生物[此等之中較佳為丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲基醚(PGME)]；如二噁烷之環式醚類，或乳酸甲酯、乳酸乙酯(EL)、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯等之酯類；苯甲醚、乙基苄基醚、甲苯酚基甲基醚、二苯基醚、二苄基醚、苯乙醚、丁基苯基醚、乙基苯、二乙基苯、戊基苯、異丙基苯、甲苯、二甲苯、異丙基甲苯、均三甲苯等之芳香族系有機溶劑、二甲基亞碸(DMSO)等。

有機溶劑，可一種單獨使用、亦可組合二種以上使用。有機溶劑較佳為包含多元醇類之衍生物者。多元醇類之衍生物，較佳為多元醇類或具有酯鍵之化合物之單烷基醚，具體而言可適合列舉PGMEA、PGME。

有機溶劑之含量，相對於熔覆用組成物之總量(100質量%)而言，較佳為5~60質量%、更佳為10~50質量%、又更佳為15~40質量%、特佳為20~30質量%。

＜其他成分＞本實施形態之熔覆用組成物，亦可進一步含有上述第1金屬粉末、第2金屬粉末、黏合劑及有機溶劑以外之其他成分。其他成分例如可列舉碳之粉末、界面活性劑等。

本實施形態之熔覆用組成物較佳進一步含有碳之粉末。藉由一併含有碳之粉末，於母材的金屬基材面熔融凝固而容易形成珠粒。碳之粉末之平均粒子徑，例如為10nm以上且100μm以下左右。碳之粉末之含量，相對於熔覆用組成物之總量(100質量%)而言，較佳為0.1~40質量%、更佳為0.5~30質量%、又更佳為1~20質量%。碳之粉末之含量若為前述較佳範圍之下限值以上，例如金屬基材與樹脂構件之接合強度更容易提高，另一方面，若為前述較佳範圍之上限值以下，組成物之流動性成為更良好。

本實施形態之熔覆用組成物中、前述之碳之粉末，與前述金屬粉末(第1金屬粉末及第2金屬粉末)之混合比率(質量比)，較佳為金屬粉末/碳之粉末=3~30、更佳為4~20、又更佳為5~15。兩者之混合比率(質量比)若為前述較佳範圍之下限值以上，例如金屬基材與樹脂構件之接合強度更容易提高，另一方面，若為前述較佳範圍之上限值以下，組成物之流動性成為更良好。

熔覆用組成物之製造方法：本實施形態之熔覆用組成物，例如可藉由具有調製黏合劑與有機溶劑之混合液之步驟，及混合前述混合液、第1金屬粉末與第2金屬粉末之步驟的製造方法而製造。

黏合劑與有機溶劑之混合液中，黏合劑濃度，相對於該混合液(100質量%)而言，較佳為0.01~80質量%、更佳為0.1~40質量%、又更佳為1~15質量%。黏合劑濃度若為前述較佳範圍之下限值以上，該組成物對金屬基材之塗佈性更提高，另一方面，若為前述較佳範圍之上限值以下，容易將組成物調整為適度之黏度。

前述混合液與前述金屬粉末(第1金屬粉末及第2金屬粉末)之混合比率(質量比)，較佳為混合液/金屬粉末=20/80~50/50、更佳為20/80~40/60、又更佳為25/75~ 30/70。

將前述混合液與金屬粉末混合時，亦可摻合預先混合有金屬粉末與碳之粉末的混合粉末。

上述實施形態之熔覆用組成物，較佳為於前述黏合劑與前述有機溶劑之混合液中，分散有前述金屬粉末(第1金屬粉末及第2金屬粉末)。實施形態之熔覆用組成物，例如可列舉糊料、漿料、懸浮液等之形態，較佳為糊料。此處所稱之「糊料」，係指具有流動性，具有高的黏性之狀態，且為黏度1000cps(1Pa･s)以上20萬cps(200Pa･s)以下之範圍內者。糊料之黏度，係表示使用E型黏度計於25℃所測定之值。

(金屬/樹脂接合構件之製造方法) 第1實施形態之製造方法，為接合有金屬基材與樹脂構件之金屬/樹脂接合構件之製造方法，其具有於前述金屬基材之至少一部分，塗佈上述熔覆用組成物之步驟(i)、對前述金屬基材中之前述熔覆用組成物之塗佈部照射雷射之步驟(ii)、於前述金屬基材中之雷射照射部上，配置前述樹脂構件之步驟(iii)，與將前述雷射照射部與前述樹脂構件之界面加熱，而將前述金屬基材與前述樹脂構件接合之步驟(iv)。

本實施形態中，作為母材的金屬基材，例如可列舉鋁合金、鋁鑄造合金、不鏽鋼、SPCC(冷壓延鋼板)等。本實施形態中，樹脂構件例如可列舉聚醯胺(耐綸6、耐綸6,6等)、聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯硫醚(PPS)等。

[步驟(i)] 步驟(i)中，係於金屬基材之至少一部分，塗佈上述熔覆用組成物。熔覆用組成物之塗佈方法，不特別限定，例如可列舉以網版塗佈、點膠機、噴槍等所為之方法。塗佈於金屬基材之熔覆用組成物之塗佈膜的厚度，只要依該組成物之摻合成分等而適當設定即可，例如為50~200μm左右。

[步驟(ii)] 步驟(ii)中，係對金屬基材中之前述熔覆用組成物之塗佈部照射雷射。照射前述塗佈部之雷射，只要可加熱金屬粉末者即可，例如可列舉半導體雷射、光纖雷射、Nd：YAG雷射、碳酸氣雷射等。

對前述塗佈部照射雷射，使金屬粉末熔融。該熔融狀態之金屬，係與金屬基材合金化，於金屬基材面形成珠粒(合金之突起物，即所謂的堆焊部位)。又，藉由以雷射照射加熱，黏合劑等會燃耗。

就金屬基材與樹脂構件之接合強度之觀點，該珠粒之大小(相對於金屬基材面之高度)較佳為1μm以上且200μm以下。又，該珠粒具有重疊的微細粒子構造。

本發明中，「重疊的微細粒子構造」，係指對於微細凹凸形狀面，進一步使微細凹凸形狀之構造重疊性地疊合的微細構造。藉由於金屬基材面，形成具備重疊的微細粒子構造之珠粒，會發揮定錨效應。再者，亦包含於該重疊的微細粒子構造，形成由共晶、固溶體或金屬間化合物之任意者所成的合金層的情況。

[步驟(iii)] 步驟(iii)中，係於前述金屬基材中之雷射照射部上，配置前述樹脂構件。於雷射照射部上配置樹脂構件之方法，例如可列舉將樹脂構件之材料的樹脂組成物塗佈於雷射照射部上而成膜之方法，或將該樹脂組成物之成形體配置於雷射照射部上之方法。又，於雷射照射部上配置樹脂構件時，較佳為使前述樹脂構件抵接於前述金屬基材，且進行按壓。

於前述金屬基材按壓前述樹脂構件時之按壓的程度，一般而言係於0.1~3MPa之壓力範圍選擇最適條件即可。藉此，兩者之接合強度充分提高。

[步驟(iv)] 步驟(iv)中，係藉由將前述雷射照射部與前述樹脂構件之界面加熱，將前述金屬基材與前述樹脂構件接合，而得到金屬/樹脂接合構件。加熱界面之方法，不特別限定，例如，可列舉以加熱器加熱、以雷射照射加熱。加熱前述雷射照射部與前述樹脂構件之界面的方法，較佳為以雷射照射加熱。

於金屬基材面所形成的具備重疊的微細粒子構造之珠粒，對於前述雷射之波長不具有透過性。因此，以雷射照射進行加熱時，對珠粒面所照射的該雷射係轉換為熱。所轉換之熱，係對經抵接並按壓之樹脂構件面傳輸，使樹脂構件熔融。經熔融之樹脂構件，係滲透於前述重疊的微細粒子構造之內部，其結果，金屬基材與樹脂構件係堅固地接合。

又，以雷射照射進行加熱時，一般而言為由樹脂構件側照射雷射之方法。但是，雷射不透過樹脂構件，且另一方之金屬基材會吸收該雷射的情況，係與一般的情況相反地，可藉由自金屬基材側照射雷射，藉由金屬之傳熱，而將金屬基材與樹脂構件之界面加熱。

上述第1實施形態之製造方法中，係一併使用金屬之腐蝕電位相異的第1金屬粉末及第2金屬粉末，以及含有黏合劑與有機溶劑之熔覆用組成物，於金屬基材面形成具備重疊的微細粒子構造之珠粒。因此，藉由使腐蝕電位相對低的構成第2金屬粉末之金屬，對於腐蝕電位相對高的構成第1金屬粉末之金屬作為犠牲陽極材作用，可實現防止伴隨時間經過之珠粒全體的腐蝕。因此，依照第1實施形態之製造方法，可不使用接著劑，而製造金屬基材與樹脂構件之接合強度更高，且於特定環境下之接合強度的經時劣化被抑制的金屬/樹脂接合構件。藉由第1實施形態之製造方法所製造之金屬/樹脂接合構件之接合強度，例如為35~80MPa。此外，依照第1實施形態之製造方法，特別是於高溫高濕下之加速試驗中可長期例如超過1個月地抑制金屬基材與樹脂構件之接合力降低，可製造安定地保持兩者間之接合強度的金屬/樹脂接合構件。

又，所採用之熔覆用組成物，藉由一併含有金屬粉末(第1金屬粉末及第2金屬粉末)與黏合劑及有機溶劑，會展現適度的黏性，因此即使金屬基材被配置於傾斜面的情況，亦可於接合預定部位確實地塗佈該組成物。

又，所採用之熔覆用組成物，相較於以往之金屬粉末而言，能夠以更少的使用量，且以更均勻的狀態於接合預定部位塗佈金屬。因此，特別是雷射照射時之熔覆用組成物之利用效率會提高。

又，所採用之熔覆用組成物，相較於以往之金屬粉末而言，即使金屬基材為寬廣的尺寸，亦可同樣地塗佈。因此，該組成物，係有用於寬廣的尺寸之構件彼此的接合。

所採用之熔覆用組成物中，係一併含有金屬粉末(第1金屬粉末及第2金屬粉末)與黏合劑，因此具有適度的粗密分布，容易形成凹凸大的珠粒。因此，可更提高接合強度，並且可安定地接合金屬基材與樹脂構件。

＜其他實施形態＞本發明之熔覆用組成物，及金屬/樹脂接合構件之製造方法，不限定於上述實施形態，例如，第1實施形態之製造方法中，作為熔覆用組成物所使用的第1金屬粉末，較佳使用與構成前述金屬基材之金屬相同之金屬一種以上，與其以外之金屬的混合金屬粉末。藉由應用含有該混合金屬粉末之熔覆用組成物，金屬粉末與金屬基材之相溶性會提高。因此，具有適度之粗密分布的珠粒容易形成於金屬基材面。藉此，可將金屬基材與樹脂構件更堅固且安定地接合。又，作為其他實施形態，例如可列舉一種含有第1金屬粉末、第2金屬粉末、黏合劑與有機溶劑之組成物對熔覆的使用，其中構成前述第2金屬粉末之金屬，為較構成前述第1金屬粉末之金屬其腐蝕電位更低的金屬者。

依照上述實施形態之製造方法，可不使用接著劑，而將金屬基材與樹脂構件更堅固且信賴性高地接合。因此，應用本發明之製造方法，有用於作為用以製造實現車體的輕量化之新材料的方法。 [實施例]

以下，藉由實施例更詳細說明本發明，但本發明不被此等之例子限定。

＜熔覆用組成物之調製＞ (實施例1~3、比較例1) 混合表1所示之各成分，調製各例之熔覆用組成物。一併記載各例之熔覆用組成物之形態。

表1中，各縮寫分別具有以下意義。[ ]內之數值，為組成物中之含量(相對於組成物之總量(100質量%)而言的比例(質量%))。以下所示之構成金屬粉末之金屬的腐蝕電位，係基於用以測定鋁合金之腐蝕電位的標準試驗法(規格ASTM G69)之值。

(M1)-1：鋁粉末(鈍態)、體積平均粒子徑37μm、腐蝕電位負500mV(vs.SHE)

(M1)-2：鈦粉末(鈍態)、體積平均粒子徑28μm、腐蝕電位300mV(vs.SHE)

(M2)-1：鋅粉末、體積平均粒子徑25μm、腐蝕電位負800mV(vs.SHE)

(B)-1：聚乙烯縮丁醛、Mw38000 (S)-1：丙二醇單甲基醚 (C)-1：碳粉末、體積平均粒子徑40nm

＜金屬/樹脂接合構件之製造＞使用以下所示之金屬基材及樹脂構件，進行金屬/樹脂接合構件之製造。金屬基材：長5cm×寬2cm×厚度1mm之A5052鋁板樹脂構件：長5cm×寬2cm×厚度1mm之含有聚苯硫醚(PPS)之薄片

步驟(i)：於金屬基材之前述鋁板上，將上述實施例1~3及比較例1之各熔覆用組成物，分別以厚度100μm塗佈為寬度方向2mm×長度方向1.5cm之圖型狀。

步驟(ii)：接著，對前述鋁板中之熔覆用組成物之塗佈部照射雷射，於前述鋁板面形成珠粒(合金之突起物)。此處之雷射照射，係使用利用光學系調整形狀為直徑2mm之點波束的波長970nm之半導體雷射。點波束之掃描速度為30mm/s。將點波束以寬20mm的範圍掃描，照射40mm ²以上之區域。

步驟(iii)：接著，於前述鋁板面上所形成的珠粒上，配置樹脂構件的含有PPS之薄片並予以按壓。按壓係由金屬基材側藉由金屬製之襯底板進行襯底，並將樹脂構件以玻璃板(tempax、厚度5mm)夾入，以油壓泵施加其顯示上為1.4MPa之壓力。

步驟(iv)：接著，將前述鋁板面上所形成的珠粒，與前述含有PPS之薄片之界面，由前述樹脂構件側，照射調整形狀為點狀之半導體雷射的雷射光點而進行加熱，得到鋁板與含有PPS之薄片的接合構件。此處之雷射光點之照射條件係平均輸出為150W、脈衝頻率為1000Hz、Duty為50%、掃描速度為10mm/s。

＜評價(1)＞對於使用實施例1、實施例2、實施例3、比較例1之各熔覆用組成物所製造的鋁板與含有PPS之薄片的接合構件，藉由剪切拉伸強度試驗測定剛製造後之接合強度，與進行1週85/85試驗後之接合強度。由前述接合強度之測定值，求得接合強度之比率，亦即(85/85試驗後之接合強度)/剛製造後之接合強度。該比率越接近1，可說越保持接合強度，亦即接合強度之經時劣化越被抑制。該結果示於表2。

關於85/85試驗：此處，係將鋁板與含有PPS之薄片的接合構件，進行於溫度85℃、相對濕度85%之槽內保管1週的試驗。

關於剪切拉伸強度試驗：以JIS K 6850中之剪切拉伸強度試驗為參考來進行。由就鋁板與含有PPS之薄片的接合構件而言的斷裂力與熔覆層之面積，算出剪切拉伸強度。

由表2所示之結果，可確認使用應用本發明的實施例1、實施例2及實施例3之熔覆用組成物時，相較於使用比較例1之熔覆用組成物的情況而言，85/85試驗後之接合強度之降低被抑制。特別是可確認使用實施例2及實施例3之熔覆用組成物時，85/85試驗後之接合強度之降低更加被抑制。

＜評價(2)＞對於使用實施例2、比較例1之各熔覆用組成物所製造之鋁板與含有PPS之薄片的接合構件，進一步與上述同樣地進行1000小時之85/85試驗。藉由剪切拉伸強度試驗測定剛製造後、1週經過後、2週經過後、30日經過後、1000小時經過後各自的接合強度。其結果示於圖1。

圖1為顯示對於使用實施例2、比較例1之各熔覆用組成物所製造之接合構件，測定於85/85試驗中之接合強度之經時變化的結果之圖。縱軸表示藉由剪切拉伸強度試驗所測定之剪切接合強度(MPa)，橫軸表示經過時間(日數)。

由圖1所示結果，可確認使用應用本發明之實施例2之熔覆用組成物時，85/85試驗之1000小時後之接合強度，顯示為初期之接合強度之約90%以上。另一方面，使用比較例1之熔覆用組成物時，85/85試驗之1000小時後之接合強度，降低為初期之接合強度之約3分之1左右。

由以上結果，可確認依照應用本發明之熔覆用組成物，可將金屬基材與樹脂構件安定地接合，並且可抑制金屬基材與樹脂構件之接合強度之經時劣化。又，可確認藉由應用本發明，可製造於特定環境下之金屬基材與樹脂構件之接合強度的經時劣化被抑制之金屬/樹脂接合構件。

[圖1]顯示對於使用實施例2、比較例1之各熔覆用組成物所製造的接合構件，測定於85/85試驗中之接合強度的經時變化之結果的圖。

Claims

一種熔覆用組成物，其含有第1金屬粉末、第2金屬粉末、黏合劑與有機溶劑，且構成前述第2金屬粉末之金屬，為較構成前述第1金屬粉末之金屬其腐蝕電位更低的金屬。
如請求項1之熔覆用組成物，其中構成前述第1金屬粉末之金屬之腐蝕電位，與構成前述第2金屬粉末之金屬之腐蝕電位之差，為100mV(vs.SHE)以上。
如請求項1或2之熔覆用組成物，其中前述第2金屬粉末，含有選自由鋅粉末及鎂粉末所成之群的至少一種。
如請求項1~3中任一項之熔覆用組成物，其中前述第1金屬粉末，含有選自由鋁粉末及鈦粉末所成之群的至少一種。
如請求項1~4中任一項之熔覆用組成物，其中前述第2金屬粉末之含量，相對於組成物之總量而言，為0.5~10質量%。
如請求項1~5中任一項之熔覆用組成物，其中前述第1金屬粉末之含量，相對於組成物之總量而言，為25~95質量%。
如請求項1~6中任一項之熔覆用組成物，其中前述黏合劑之含量，相對於組成物之總量而言，為0.01~10質量%。
如請求項1~7中任一項之熔覆用組成物，其中前述黏合劑包含聚乙烯縮醛。
如請求項1~8中任一項之熔覆用組成物，其進一步含有碳之粉末。
一種金屬/樹脂接合構件之製造方法，其係接合有金屬基材與樹脂構件之金屬/樹脂接合構件之製造方法，其具有於前述金屬基材之至少一部分，塗佈如請求項1~9中任一項之熔覆用組成物之步驟(i)、對前述金屬基材中之前述熔覆用組成物之塗佈部照射雷射之步驟(ii)、於前述金屬基材中之雷射照射部上，配置前述樹脂構件之步驟(iii)，與將前述雷射照射部與前述樹脂構件之界面加熱，而將前述金屬基材與前述樹脂構件接合之步驟(iv)。
如請求項10之金屬/樹脂接合構件之製造方法，其中於前述步驟(iv)中，係將前述雷射照射部與前述樹脂構件之界面，藉由照射雷射而加熱，而將前述金屬基材與前述樹脂構件接合。
如請求項10或11之金屬/樹脂接合構件之製造方法，其中使用與構成前述金屬基材之金屬相同之金屬一種以上，與其以外之金屬的混合金屬粉末，作為前述第1金屬粉末。