TWI397610B - Ferroalloy article, ferroalloy member and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

鐵合金物品、鐵合金構件及其製造方法
本發明有關一種表面之至少一部分接合有樹脂之包含鐵及鋼(包含不銹鋼)之鐵合金物品、為在表面之至少一部分上被覆樹脂而進行表面處理之鐵合金構件以及其等之製造方法，亦及有關樹脂與鐵合金基體之密著性優異之鐵合金物品及鐵合金構件及其等之製造方法。
鐵及鐵合金(本說明書所謂之鐵合金為包當然包含鋼之概念，鋼亦包含不銹鋼)之強度及剛性高，已廣泛使用作為產業用材料。因此，鐵合金基體表面之至少一部分上接合樹脂之鐵合金物品可確保由鐵合金基體獲得樹脂成型品無法單獨獲得之優異剛性且可由樹脂獲得以鐵合金無法單獨形成之複雜形狀或審美性，而在包含前述用途之大多領域中被使用。
以往，係使用在鐵合金基體上預先設有缺口或穿孔，例如藉由射出成型在鐵合金基體上由樹脂進行模內成型之際，藉由使樹脂進入該等部份而將樹脂固定於鐵合金基體上之方法。
然而，該方法有必要確保設有該缺口或穿孔之處所，有設計上受到的約束大的問題，以及在缺口或穿孔部以外，在樹脂與基體間無接合力作用故而基體與樹脂之間產生間隙之情況而成為問題。因此，此方法由於無法使鐵合金基體與樹脂完全一體化，因此施加變形應力時，易變形的樹脂部分容易變形，無法產生鐵合金基體之剛性，因此有無法由鐵合金基體確保以樹脂成型品單獨無法獲得之剛性之情況。
於是，作為缺口或穿孔並無必要且可在樹脂與基體之接合面遍及全部發揮接合力作用之方法，提出有使金屬材料表面與酸性表面處理劑接觸，在金屬材料表面上形成被覆層，接著，使被覆層之一部分或全部剝離後，塗佈含矽烷偶合劑之樹脂組成物並乾燥，接著塗佈橡膠/金屬用水性接著劑底塗與金屬/金屬用水性接著劑，乾燥後，使橡膠材料硫化接著而使橡膠與金屬接著之方法(專利文獻1)。
再者，為提高半導體封裝用引腳框架與封裝材之密著性，提出有在引腳框架材之鐵合金材表面藉由毛面輥(dull roll)壓延或蝕刻作成具有微細凹凸之粗化表面，其算術平均粗度設為0.05~0.8μm且表面積替代值設為1.005~1.08，在其上成型環氧樹脂等之熱硬化性樹脂之封裝材之方法(專利文獻2)，以及為了提高連接器金屬端子與樹脂保持部模內成型之際之接著強度，提出有在金屬構件表面預先以三以三嗪硫醇類施以表面處理，以使表面粗度Ra成為1~10μm之方式，以如強氧化力的過錳酸水溶液之蝕刻液進行微蝕刻，或藉由氧化劑在表面形成氧化被膜後，使含有多官能性單體之耐綸樹脂成型、一體化，進行放射線照射使耐綸樹脂交聯及在100℃以上之熱處理之方法(專利文獻1)。
[專利文獻1]特開2001-260235號公報
[專利文獻2]特平10-270629號公報
[專利文獻3]特開2001-047462號公報
然而上述方法有步驟過於複雜、可適用之樹脂限定於橡膠、熱硬化性樹脂或耐綸樹脂之問題。
尤其，在使鐵合金與樹脂接合中使用在金屬表面上使用三嗪硫醇導入反應性官能基之方法時，與銅合金等之金屬與樹脂之接合相比，有所得接合強度低的問題。
因此，本發明目的在於提供使用含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇，使樹脂與鐵合金之間具有優異接合力之鐵合金物品以及其製造方法。又，本發明之目的亦在於提供用以使樹脂接合在表面之鐵合金構件及其製造方法。
本發明係一種鐵合金物品，其係包含由鐵或鐵合金所成之基體以及透過含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇(triazinethiol)衍生物被覆，與該基體之表面之至少一部份接合之樹脂之鐵合金物品，其特徵為在前述基體與前述含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被覆之間含有包含選自由氫氧化物、羧酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、硫代硫酸鹽、氯化物及高氯化物所組成群組之至少一種之金屬化合物皮膜。
本發明又係一種鐵合金物品之製造方法，其為使用含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物使樹脂接合於由鐵或鐵合金而成之鐵合金基體之至少一部份之鐵合金物品之製造方法，其特徵為包含下列步驟：使用含有選自由羧酸、羧酸鹽、磷酸、磷酸鹽、硫酸、硫酸鹽、硫代硫酸鹽、鹽酸、氯化物、過氯酸及過氯酸鹽所組成群組之至少一種之溶液，在上述鐵合金基體之表面之至少一部份上形成金屬化合物皮膜之步驟；在上述金屬化合物皮膜上接觸含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物之步驟；在接觸含有上述烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物之部分接合樹脂之步驟。
本發明進而係一種鐵合金構件，其係由鐵或鐵合金而成之基體與在該基體表面之至少一部份上被覆含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物或含有矽烷醇之三嗪硫醇衍生物所成之鐵合金構件，其特徵為在前述基體與前述含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被覆或含有前述矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被覆之間，含有包含選自由氫氧化物、羧酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、硫代硫酸鹽、氯化物及過氯酸鹽所組成群組之至少一種之金屬化合物皮膜。
本發明更進而係一種製造方法，其為在由鐵或鐵合金而成之鐵合金基體之至少一部份上接觸含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物之鐵合金構件之製造方法，其特徵為包含下列步驟：使用含有選自由羧酸、羧酸鹽、磷酸、磷酸鹽、硫酸、硫酸鹽、硫代硫酸鹽、鹽酸、氯化物、過氯酸及過氯酸鹽所組成群組之至少一種之溶液，在上述鐵合金基體表面之至少一部份上形成金屬化合物皮膜之步驟；使前述金屬化合物皮膜接觸含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物之步驟。
依據本發明，藉由於鐵合金基體表面上導入金屬化合物被膜，使用含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物(例如含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇金屬鹽)，於金屬化合物皮膜表面上導入反應性官能基，而可提供可於其表面以高的接合力接合樹脂之鐵合金構件、以及在鐵合金基體與樹脂之間具有高接合強度之鐵合金物品以及該等之製造方法。
本發明之發明人等對於使鐵合金基體與樹脂接合之際，即使使用含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物亦無法獲得充分高接合力之理由進行探討，發現其起因於鐵合金基體表面氧化膜之可能性高。
使用含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物接合金屬與樹脂時，藉由使烷氧基矽烷部分與金屬進行化學鍵結，而於金屬表面上導入由三嗪硫醇衍生物部分所成之反應性官能基。藉由此官能基(三嗪硫醇衍生物部分)與樹脂進行化學鍵結，使金屬與樹脂之間可透過含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物(上述烷氧基矽烷與金屬進行化學鍵結之結果，由含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物所產生之生成物)予以化學鍵結，藉此可獲得強的結合力。
通常，含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物之烷氧基矽烷基與金屬之鍵結，係調製含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物之溶液，將金屬浸漬於該溶液中使金屬表面之羥基(OH基)與烷氧基矽烷基反應而進行。為此，一般使用藉由電漿處理去除金屬表面之氧化被膜之同時於金屬表面導入羥基(OH基)之方法。
然而，鐵與氧之鍵結力強，為了於鐵合金表面上形成之氧化被膜緻密且強固，而不充分導入OH基，而可推測鐵合金與烷氧基矽烷基之間無法獲得充分的鍵結數(密度)。又，僅僅去除僅氧化物被膜，由於鐵與氧鍵結立即產生新的氧化被膜，因此無法獲得高的結合力。
因此，本發明人等，藉由對鐵合金基體進行表面處理，於金屬表面形成與烷氧基矽烷基反應並鍵結之含有氫氧化物、羧酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、硫代硫酸鹽、氯化物及高氯化物之至少一種之金屬化合物被膜後，使用含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇，使鐵合金基體與其表面上配置之樹脂產生強的鍵結，因而完成本說明書記載之發明。
以下詳述說明本發明。
圖1為模式性顯示全體以100表示之本發明鐵合金物品之一部分之剖面圖。由鐵或鐵合金所成之鐵合金基體1與樹脂層4透過後述之金屬化合物皮膜2及含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被覆3予以接合。
使用含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物3，使鐵合金基體1與樹脂層4接合之以往鐵合金物品200之剖面示於圖2。以往之鐵合金物品200不具有金屬化合物皮膜2。
本發明之鐵合金物品100之特徵為該金屬化合物2為選自氫氧化物、羧酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、硫代硫酸鹽、氯化物及高氯化物所成組群之至少一種。
以下詳述使用該金屬化合物皮膜2使鐵合金基體1與樹脂間強力接合而製造本發明之鐵合金物品100之方法。
1.前處理
進行形成後述詳細說明之金屬化合物皮膜之處理(金屬化合物處理)之前，較好進行脫脂處理作為前處理。
脫脂處理宜為鐵合金基體成型品之脫脂等通常使用之方法，例如使用氫氧化鈉等之強鹼進行脫脂。較佳之脫脂條件為例如在濃度10~100g/L、溫度50℃~90℃之氫氧化鈉中進行脫脂。更好之條件為在濃度10~100g/L(最好10~20g/L)、溫度50℃~90℃之氫氧化鈉中進行預備脫脂後，進而在濃度10~100g/L(最好60~90g/L)、溫度50℃~90℃之氫氧化鈉中進行脫脂。
除此之外，亦可使用如碳酸鈉、碳酸氫鈉、硼砂之鈉鹽、如原矽酸鈉、矽酸鈉之矽酸鹽類、如磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸三鈉等之各種磷酸鈉、如焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉之磷酸鹽類進行脫脂。
又，鐵合金基體1可由鐵或鐵合金所構成，鐵合金亦可使用工業上所用之任一種鐵合金。較好之鐵合金之例為碳鋼、合金鋼、鎳鉻鋼(鎳鉻不銹鋼)、鎳鉻鉬鋼、鉻鋼、鉻鉬鋼、錳鋼。
因此，其形狀亦可為包含壓延板等之板(片)狀、管體等之管狀、線等之圓筒狀之任何形狀。
2.金屬化合物處理
脫脂處理(前處理)後，於鐵合金基體1表面上，藉由以下所示之金屬化合物處理(亦稱為「化合物處理」)，形成含有氫氧化物、羧酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、硫代硫酸鹽、氯化物及高氯化物之至少一種之金屬化合物皮膜2(亦稱為「化合物皮膜」)。
金屬化合物處理係如下所示使用酸或化合物之至少一種實施。
又，本說明書中所示之「金屬化合物被膜」之所謂「金屬」意指鐵合金基體1中所含之金屬以及於下列詳述之金屬化合物處理用之溶液(金屬化合物處理液)中所含之金屬之至少一種。
(1)羧酸、羧酸鹽
使用如丹寧酸之羧酸水溶液對鐵合金基體1進行金屬化合物處理。藉此，於鐵合金基體1之表面上，生成以羧酸之鐵鹽及/或金屬鹽及/或氫氧化物作為主成分之金屬化合物皮膜。
又，亦可使用如月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸等之羧酸之鈉鹽或鉀鹽之鹼金屬鹽之水溶液進行金屬化合物處理。此時，於鐵合金基體1之表面上形成以該等羧酸之金屬鹽及/或氫氧化物為主之金屬化合物皮膜2。此金屬化合物皮膜2有含有上述羧酸之鐵鹽之情況。
亦可使用甲酸、乙酸、草酸、琥珀酸之金屬鹽的水溶液進行金屬化合物處理。此情況下，於鐵合金基體1之表面上，形成以該等羧酸之金屬鹽及/或氫氧化物為主之金屬化合物皮膜2。此金屬化合物皮膜2有含有上述羧酸之鐵鹽之情況。例如使用草酸金屬鹽水溶液進行金屬化合物處理之情況，水溶液較好為濃度：0.5~100g/L，溫度30~70℃。
(2)磷酸、磷酸鹽
使用磷酸例如磷酸氫鋅、磷酸氫錳、磷酸氫鈣之磷酸金屬鹽、例如磷酸二氫鈣之磷酸二氫金屬鹽、以及例如磷酸鋅、磷酸錳、磷酸鈣、磷酸鈣鈉、磷酸鋯之磷酸金屬鹽等之含有-H2 PO4 、-HPO4 或-PO4 之磷酸或磷酸鹽溶液，進行金屬化合物處理。又，本說明書中所謂磷酸為包含正磷酸、偏磷酸、焦磷酸、三磷酸、四磷酸等之廣義磷酸，所謂磷酸鹽為包含正磷酸、偏磷酸、焦磷酸、三磷酸、四磷酸等之廣義磷酸之化合物的概念。
藉由使用磷酸，在鐵合金基體1表面上形成以磷酸鐵及/或磷酸金屬鹽及/或氫氧化物為主成分之金屬化合物皮膜2。
另一方面，藉由使用如磷酸鋅、磷酸氫鋅、磷酸錳、磷酸氫錳、磷酸氫金屬鹽、磷酸二氫金屬鹽、磷酸金屬鹽、磷酸氫鈣、磷酸二氫鈣、磷酸鈣、磷酸鈣鈉以及磷酸鋯之該等磷酸鹽(磷酸之金屬鹽)水溶液進行金屬化合物處理，藉此可在鐵合金基體1表面上形成以該等磷酸鹽及/或氫氧化物作為主成分之金屬化合物皮膜2。該等磷酸鹽及/或氫氧化物之金屬化合物皮膜2亦可含有磷酸鐵及/或磷酸金屬鹽。又，藉由例如於混合有種類不同的金屬磷酸鹽的溶液中進行金屬化合物處理，亦可含有磷酸鐵及磷酸金屬鹽以外之複數種磷酸鹽。
例如使用磷酸鋯之水溶液進行金屬化合物處理時，水溶液較好為濃度：1~100g/L、溫度：20~90℃。又，使用該等以外之如磷酸、磷酸鋅、磷酸氫鋅、磷酸錳、磷酸氫錳、磷酸氫金屬鹽、磷酸二氫金屬鹽、磷酸金屬鹽、磷酸氫鈣、磷酸二氫鈣、磷酸鈣、磷酸鈣鈉之磷酸、磷酸鹽水溶液時，水溶液較好為濃度：5~30g/L、溫度：20~90℃，溫度更好為25~75℃。
(3)硫酸、硫酸鹽
使用硫酸或如硫酸鈉、硫酸錳、硫酸鈣、硫酸氧鈦(titanyl sulfate)、硫酸鋯、硫酸鉀、硫酸鈉之硫酸金屬鹽水溶液進行金屬化合物處理。使用硫酸時，於鐵合金基體1之表面上形成以硫酸鐵、硫酸金屬鹽或氫氧化物或該等之混合物作為主成分之金屬化合物皮膜2。另一方面，若使用如硫酸鈉、硫酸錳、硫酸鈣、硫酸氧鈦、硫酸鋯、硫酸鉀、硫酸鈉之硫酸金屬鹽水溶液，則形成以該等金屬鹽及/或氫氧化物作為主成分之金屬化合物皮膜2。所得之金屬化合物皮膜2亦可含有硫酸鐵及/或硫酸金屬鹽。
例如，使用硫酸鉀金屬鹽水溶液進行金屬化合物處理時，水溶液較好為濃度：0.5~30g/L、溫度：30~60℃。
(4)硫代硫酸鹽
使用如硫代硫酸鈉、硫代硫酸鈣之硫代硫酸鹽水容易進行金屬化合物處理。於鐵基體1表面上形成以該等硫代硫酸鹽及/或氫氧化物為主成分之金屬化合物皮膜2。又，所得金屬化合物皮膜2亦可含有硫代硫酸鐵及/或硫代硫酸金屬鹽。
例如使用硫代硫酸鈣之水溶液進行金屬化合物處理時，水溶液較好為濃度：20~50g/L、溫度：40~60℃。
(5)鹽酸、氯化物
使用鹽酸或如氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵、氯化鋁之鹽酸之金屬鹽水溶液進行金屬化合物處理。使用鹽酸之情況，於鐵合金基體1表面上形成以氯化鐵、金屬氯化物或氫氧化物或該等之混合物作為主成分之金屬化合物皮膜2。另一方面，若使用如氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、氯化鐵、氯化鋁之金屬鹽水溶液，則形成以該等金屬鹽及/或氫氧化物為主成分之金屬化合物皮膜2。所得金屬化合物皮膜2亦可含有氯化鐵及/或金屬氯化物。
例如使用氯化鉀金屬鹽的水溶液進行金屬化合物處理時，水溶液較好為濃度：5~100g/L、溫度：50~90℃。
(6)高氯酸、高氯酸鹽
使用高氯酸或如高氯酸鈉、高氯酸鉀、高氯酸鈣、高氯酸銨、高氯酸鐵、高氯酸銅、高氯酸鎳之高氯酸之金屬鹽水溶液進行金屬化合物處理。使用高氯酸時，於鐵合金基體1表面上形成以氯化鐵、金屬氯化物或氫氧化物或該等之混合物作為主成分之金屬化合物皮膜2。另一方面，若使用如高氯酸鈉、高氯酸鉀、高氯酸鈣、高氯酸銨、高氯酸鐵、高氯酸銅、高氯酸鎳之高氯酸之金屬鹽水溶液，則形成以該等金屬鹽及/或氫氧化物作為主成分之金屬化合物皮膜2。所得金屬化合物皮膜2亦可含有氯化鐵及/或金屬氯化物。
例如使用高氯化鐵進行金屬化合物處理時，水溶液較好為濃度：1~50g/L、溫度：30~60℃。
於上述金屬化合物處理中較好為使用硫酸化合物(或硫酸)、硫代硫酸化合物之方法，更好為使用硫酸化合物(或硫酸)之方法。
以使用磷酸、磷酸鹽之方法，可形成較好厚度為0.05~5μm，更好厚度為0.05~2μm之比較均一的金屬化合物皮膜2。
為此，使含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物浸透入金屬化合物皮膜2中，與金屬化合物皮膜2反應之部位變多，使三嗪硫醇衍生物之烷氧基矽烷水解所生成之矽烷醇與金屬化合物皮膜成分之磷酸基及/或羥基因加熱處理引起脫水反應並產生化學鍵結。如此，所生成之含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被覆3與金屬化合物皮膜2之間可獲得更強固之鍵結。
再者，於樹脂4接合後冷卻收縮之際，此比較厚的金屬化合物皮膜2可分散吸收樹脂4與金屬化合物皮膜2之間產生之應力，具有防止樹脂4剝離及金屬化合物皮膜2發生龜裂之效果。磷酸或磷酸鹽濃度及溫度為上述之較佳5~50g/L，溶液溫度較好為30~60℃。若在此範圍內，可在較短時間內獲得緻密之金屬化合物皮膜2。
又，使用上述溶液之金屬化合物處理，不僅可將鐵合金基體1全體或一部分浸漬於溶液(金屬化合物處理液)中，亦可藉由噴霧、塗佈等將溶液被覆於鐵合金基體1表面之全部或一部分或者亦包含與溶液之接觸。
因此，如上述所了解般，金屬化合物皮膜2並無必要形成於鐵合金基體2表面之全體上，亦可適當地僅形成於必要部分上。
又，不用說，亦可組合上述金屬化合物處理。亦即，亦可使用將複數種的上述金屬化合物處理中所用之溶液(金屬化合物處理液)予以混合後之溶液進行金屬化合物處理。又，亦可使用上述金屬化合物處理中所用之溶液(金屬化合物處理液)中之一種進行金屬化合物處理後，使用另一種金屬化合物處理液進行進一步的金屬化合物處理。
由上述金屬化合物處理所得之金屬化合物被膜2大多經粗面化。亦即，金屬化合物被膜2之表面粗糙度大多比進行金屬化合物處理前之鐵合金基體1之表面粗糙度更粗。
例如，於以日本工業規格(JIS B0601:2001)所規定之算術平均粗糙度Ra為0.09μm以下之鐵合金基體1表面上施以上述金屬化合物處理，可形成算術平均粗糙度Ra為0.10μm以上之金屬化合物皮膜2。
金屬化合物被膜2之表面粗面化，由於可增加在金屬化合物皮膜2上所形成之含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被膜3與金屬化合物皮膜2之接觸面積，故而可提高接合強度。
3.含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物之被覆
藉由上述方法，於鐵合金基體1表面上形成金屬化合物皮膜2之後，於金屬化合物皮膜2上被覆含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物。
所用之含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物為例如含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇金屬鹽，亦可為己知者。
亦即，以下述(式1)或(式2)中表示之通式加以表示。
[數1]
[數2]
式中之R1 為例如H-、CH3 -、C2 H5 -、CH2 =CHCH2 -、C4 H9 -、C6 H5 -、C6 H13 -之任一者。R2 為例如-CH2 CH2 -、CH2 CH2 CH2 -、-CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 -、-CH2 CH2 SCH2 CH2 -、-CH2 CH2 NHCH2 CH2 CH2 -之任一者。R3 為例如-(CH2 CH2 )2 CHOCONHCH2 CH2 CH2 -或-(CH2 CH2 )2 N-CH2 CH2 CH2 -，此時，N與R3成為環構造。
式中之X為CH3 -、C2 H5 -、n-C3 H7 -、i-C3 H7 -、n-C4 H9 -、i-C4 H9 -、t-C4 H9 -之任一者。Y為CH3 O-、C2 H5 O-、n-C3 H7 O-、i-C3 H7 O-、n-C4 H9 O-、i-C4 H9 O-、t-C4 H9 O-之烷氧基。式中之n為1、2、3之任一數字。M為鹼金屬，較好為Li、Na、K或Ce。
於被覆金屬化合物皮膜2隨後，製作含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物之溶液。所用溶劑只要是可使含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物溶解者即可，水及醇系溶劑符合此等。例如亦可使用水、甲醇、乙醇、丙醇、卡必醇、乙二醇、聚乙二醇及該等之混合溶劑。含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物之較佳濃度為0.001g~20g/L，更好的濃度為0.01g~10g/L。
於所得之含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物溶液中，浸漬具有金屬化合物皮膜2之鐵合金基體1。溶液之較佳溫度範圍、更好的溫度範圍分別為0℃~100℃、20℃~80℃。另一方面，浸漬時間較好為1分鐘~200分鐘，更好為3分鐘~120分鐘。
藉由此浸漬，含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物之烷氧基矽烷部分變成矽烷醇，藉由熱處理，與上述金屬化合物皮膜2中所含之氫氧化物、羧酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、硫代硫酸鹽、氯化物及高氯化合物之至少一種化合物進行脫水鍵結，故而浸漬後之含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物變成含有矽烷醇之三嗪硫醇衍生物，可於與金屬化合物皮膜2之間緩慢產生氫鍵而可獲得化學鍵結力。
因此，藉由如此，由鐵合金基體1與金屬化合物皮膜2以及含有矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被覆，可獲得於表面接合樹脂而使用之鐵合金構件。
因此，此鐵合金構件經加熱至100℃~450℃以進行乾燥及脫水反應促進熱處理。藉由該加熱，含有矽烷醇之三嗪硫醇衍生物之矽烷醇部分引起脫水鍵結反應，故含有矽烷醇之三嗪硫醇衍生物轉變成含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物，於與金屬化合物皮膜2之間產生化學鍵結。
因此，藉由如此，由鐵合金基體1與金屬化合物皮膜2以及含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被覆3，可獲得於表面接合樹脂而使用之鐵合金構件。
接著，為使該含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物與樹脂之接合力更強，在金屬化合物皮膜2上所形成之含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物可依據需要適當地浸漬於含有作為接合輔助劑之例如雙馬來醯亞胺類之N,N’-間-伸苯基雙馬來醯亞胺或N,N’-六伸甲基雙馬來醯亞胺之具有藉由自由基之鍵結性之化合物與如二枯基過氧化物、苯甲醯過氧化物之過氧化物或其他自由基起始劑之溶液中。浸漬後，鐵合金構件在30℃~270℃乾燥熱處理1分鐘~600分鐘。
藉由如此，去除含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物之三嗪硫醇金屬鹽(三嗪硫醇衍生物)部分之金屬離子，硫變成巰基，該巰基與N,N’-間-伸苯基雙馬來醯亞胺之馬來酸之兩個雙鍵部之一方反應，成為鍵結有N,N’-間-伸苯基雙馬來醯亞胺之含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物。
自由基起始劑具有在樹脂進行成型之際藉由加熱等之熱而分解產生自由基，由上述馬來酸之兩個雙鍵部之另一鍵開始，與樹脂反應並結合之作用。
再者，依據需要，可藉由浸漬或噴霧之噴霧等，在鐵合金構鍵表面上附著溶解有過氧化物、氧化還原觸煤等之自由基起始劑之苯、乙醇等之有機溶劑之溶液並風乾。
自由基起始劑具有在樹脂進行成型之際藉由加熱等之熱而分解產生自由基，由上述馬來酸之兩個雙鍵部之另一鍵開始或作用於三嗪硫醇衍生物之金屬鹽部分，而與樹脂反應並結合之作用。
4.與樹脂之接合
使鐵金屬基體1之表面上具有金屬化合物皮膜2及含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物層3之鐵合金構件與樹脂4接合(複合一體化)獲得鐵物品100。樹脂4係以加熱狀態以與含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物層3接觸之方式配置。藉此，樹脂4與含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物3之三嗪硫醇衍生物部分(三嗪硫醇金屬鹽部分或鍵結雙馬來醯亞胺類之三嗪硫醇衍生物)以自由基起始劑之自由基作為媒介進行反應並產生化學鍵。
又，樹脂亦可僅配置於含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被膜3之一部分上。
至於將加熱樹脂4配置於含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被覆3上之方法，可使用例如於模具中配置鐵合金構件(包含金屬基體1與金屬化合物皮膜2及含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被覆3)，並於模具中射出熔融樹脂獲得內部(insite)成型物品或外部成型物品之際，藉由模具及樹脂之熱使自由基起始劑分解，藉由自由基反應使三嗪硫醇衍生物被覆與數之進行化學鍵結而使鐵合金構件與樹脂4接合之射出成型法，或於樹脂成型後，以烘箱或在熱板上使射出成型品加熱，使自由基起始劑分解，藉由自由基反應使化學鍵結之鐵合金構件與樹脂接合之熔著法。
射出成型時，在模具溫度20~220℃保持5秒~10分鐘，於熔著法時，於烘箱或熱板溫度30~430℃保持1分鐘~10小時。溫度有必要為自由基起始劑分解溫度以上之溫度，保持時間有必要為自由基使三嗪硫醇衍生物與樹脂產生充分化學鍵結之時間。
又，鐵合金構件與樹脂之接合，並不限定於上述之射出成型及使射出成型品加熱之熔著法，而可使用工業上使用之使鐵合金與樹脂之任意接合方法。此等接合方法之較佳例舉例有熱板熔著等。所謂熱板熔著為使樹脂接觸高溫板等之熱源並熔融，使熔融之樹脂在冷卻並固化前抵壓鐵合金構件並接合之方法。
又，所接合之樹脂亦可使用工業上可使用之任何樹脂，但較好為具有可藉自由基反應之元素、官能基之樹脂。此等之較佳樹脂之例為酚樹脂、氫醌樹脂、甲酚樹脂、聚乙烯酚樹脂、間苯二酚樹脂、三聚氰胺樹脂、丙三醇-鄰苯二甲酸(glyptal)樹脂、環氧樹脂、改質環氧樹脂、聚乙烯甲醛樹脂、聚甲基丙烯酸羥甲酯及其共聚物、聚丙烯酸羥基乙酯樹脂及其共聚物、丙烯酸樹脂、聚乙烯醇及其共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚酮醯亞胺樹脂、聚對苯甲酸丁二酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂、聚苯乙烯樹脂、ABS樹脂、聚碳酸酯樹脂(PC樹脂)、6-耐綸樹脂、66-耐綸樹脂、610-耐綸樹脂、芳香族聚醯胺樹脂、尿素樹脂、苯乙烯系彈性體樹脂、酯系彈性體樹脂、氯乙烯彈性體樹脂、胺基甲酸酯系彈性體樹脂、酯系彈性體樹脂、醯胺系彈性體樹脂、及使選自該等樹脂之兩種以上複合之複合樹脂以及該等樹脂經玻璃纖維、碳纖維、陶瓷等強化之強化樹脂。
藉由以上，可製造鐵合金基體1與樹脂4透過金屬化合物皮膜2與含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被覆3接合之鐵合金物品100。
又，以本方法所得之鐵合金物品除了鐵合金基體與樹脂間之接合強度高之優點以外，由於無必要在鐵物品表面上施以特別機械加工且不需使用接著劑、應力緩和用彈性樹脂等即可使樹脂接合，因此亦具有加工步驟數少，接合部可漂亮地修整、可以尺寸精度良好地修整之優點。
再者，藉由樹脂被覆難成型之鐵基體之成型精度差之部分，以樹脂成型精度修整物品，具有提高製品良率之優點。
[實施例] (1)前處理
對長度80mm、寬度20mm、厚度1.5mm之SUS304(以日本工業規格規定之18Cr-8Ni不銹鋼，表面修整No.2B)之板以及長度80mm、寬度20mm、厚度1.2mm之SPCC(以日本工業規格JIS G 3141:2005規定之冷間壓延鋼板)進行前處理。
前處理(脫脂處理)，係對實施例及比較例全部的樣品，於濃度15.0g/L、溫度60℃之氫氧化鈉水溶液中進行預脫脂，接著於濃度75.0g/L、溫度70℃之氫氧化鈉水溶液中進行60秒脫脂後，以水洗60秒，在80℃烘箱中乾燥30分鐘。
(2)金屬化合物處理
為了獲得實施例1-1至1-3之樣品對進行了前述脫脂處理之SUS304板(鐵合金基板)進行以下之金屬化合物處理。
實施例1-1之樣品在溫度60℃、濃度40~50g/L之硫酸水溶液(水以外成分的95%以上為硫酸)中蝕刻300秒，接著以熱水洗(60℃)、水洗各進行60秒後，於濃度60g/L、溫度70℃之氫氧化鈉溶液中浸漬180秒，於鐵合金板表面上獲得以鐵、鉻、鎳、錳之氫氧化物及硫酸鹽作為主成分之金屬化合物皮膜。
實施例1-2之樣品係將實施例1-1之強酸(硫酸)蝕刻變更為600秒。
實施例1-3之樣品，係於濃度7.5~10.0g/L、溫度35℃之磷酸錳水溶液中浸漬30秒，於SUS304板表面上獲得以磷酸錳作為主成分之含鐵、鉻、鎳、錳之氫氧化物之金屬化合物皮膜。
再者，對為了獲得實施例2-1至2-24之樣品而進行上述前處理之SUS304板進行以下之金屬化合物處理，對為了獲得實施例2-25至2-46之樣品而進行上述處理之SPCC(冷間壓延鋼板)進行以下之金屬化合物處理。
又，有關未進行金屬化合物處理之比較例樣品2-1至2-4之細節亦顯示如下。
又表1中顯示實施例2-1至2-46以及比較例2-1至2-8之製作條件。
又對實施例2-1至2-46之樣品，測定金屬化合物處理後之表面粗糙度Ra(於JIS BO601:2001所規定之算術平均粗糙度Ra)。另一方面，對未進行金屬化合物處理之比較例2-1至2-8進行上述脫脂處理(前處理)後之表面粗糙度Ra。
表面粗糙度之測定係使用KEYENCE股份有限公司製造之雷射顯微鏡VK-8710進行測定。又，對於用於比較之未處理樣品(未經脫脂處理之樣品)亦進行表面粗糙度測定。
表面粗糙度Ra之測定結果示於表1。未處理樣品之表面粗糙度Ra於SUS304為0.08μm，於SPCC(冷間壓延鋼板)為0.34μm。
實施例2-1至2-8之樣品在溫度60℃、濃度40~50g/L之硫酸水溶液(水以外之成份的95%以上為硫酸)中蝕刻300秒，接著以熱水洗(60℃)、水洗各進行60秒。藉此處理，於實施例2-1至2-8的樣品表面上，在鐵合金板表面上獲得以鐵、鉻、鎳、錳之氫氧化物及硫酸鹽作為主成分之金屬化合物皮膜。金屬化合物處理後之Ra為0.15~0.23μm，與未處理樣品相較，增加0.06~0.14μm。
實施例2-9至2-12之樣品使用在濃度90~120g/L之硫酸中添加濃度90~120g/L之草酸所得之混酸溶液(水以外成分枝95%以上為硫酸及草酸)在溫度60℃蝕刻600秒，接著水洗60秒後，於濃度20g/L之室溫稀硝酸中浸漬600秒，接著水洗60秒。藉此處理在實施例2-9至2-12樣品表面上，獲得以鐵、鉻、鎳、錳之氫氧化物及硫酸鹽、草酸鹽、硝酸鹽作為主成分之金屬化合物皮膜。金屬化合物處理後之Ra為0.29~0.38μm，與未處理樣品相較，增加0.21~0.30μm。
實施例2-13至2-16之樣品，在溫度60℃、濃度40~50g/L之硫酸水溶液(水以外成分的95%以上為硫酸)中蝕刻300秒，熱水洗(60℃)及水洗各進行60秒後，在溫度40℃、濃度10~30g/L磷酸水溶液(水以外之成分的95%以上為磷酸)中浸漬180秒，水洗60秒。藉此處理於實施例2-13至2-16樣品表面上獲得以磷酸之金屬鹽及氫氧化物為主成分之金屬化合物皮膜。金屬化合物處理後之Ra為0.17~0.20μm，與未處理樣品相較，增加0.09~0.12μm。
實施例2-17至2-20之樣品，在溫度60℃、濃度40~50g/L之硫酸水溶液(水以外成分的95%以上為硫酸)中蝕刻300秒，接著熱水洗(60℃)及水洗各進行60秒後，在溫度60℃、濃度90~120g/L鹽酸水溶液(水以外之成分的95%以上為鹽酸)中浸漬300秒，水洗60秒。藉此處理於實施例2-17至2-20樣品表面上獲得以鐵、鉻、鎳、錳之氫氧化物及硫酸鹽、氯化物為主成分之金屬化合物皮膜。金屬化合物處理後之Ra為0.18~0.19μm，與未處理樣品相較，增加0.10~0.11μm。
實施例2-21至2-24之樣品，在溫度60℃、濃度40~50g/L之硫酸水溶液(水以外成分的95%以上為硫酸)中蝕刻300秒，接著熱水洗(60℃)及水洗各進行60秒後，在溫度60℃、濃度170~230g/L硝酸水溶液(水以外之成分的95%以上為硝酸)中浸漬300秒，水洗60秒。藉此處理於實施例2-21至2-24樣品表面上獲得以鐵、鉻、鎳、錳之氫氧化物及硫酸鹽、硝酸鹽為主成分之金屬化合物皮膜。金屬化合物處理後之Ra為0.16~0.17μm，與未處理樣品相較，增加0.08~0.09μm。
實施例2-25至2-33之樣品，在溫度60℃、濃度30~50g/L之磷酸水溶液(水以外成分的90%以上為磷酸)中蝕刻300秒，接著熱水洗(60℃)及水洗各進行60秒。藉此處理於實施例2-25至2-33樣品表面上獲得以磷酸之金屬鹽以及氫氧化物為主成分之金屬化合物皮膜。金屬化合物處理後之Ra為0.51~0.61μm，與未處理樣品相較，增加0.17~0.27μm。
實施例2-34至2-36之樣品，在溫度60℃、濃度80~100g/L之鹽酸水溶液(水以外成分的95%以上為鹽酸)中蝕刻300秒，接著熱水洗(60℃)及水洗各進行60秒。藉此處理於實施例2-34至2-36樣品表面上獲得以鐵、錳之氯化物及氫氧化物為主成分之金屬化合物皮膜。金屬化合物處理後之Ra為0.58~0.67μm，與未處理樣品相較，增加0.24~0.33μm。
實施例2-37至2-40之樣品，在溫度60℃、濃度40~50g/L之硫酸水溶液(水以外成分的95%以上為硫酸)中蝕刻300秒，接著熱水洗(60℃)及水洗各進行60秒後，在溫度40℃、濃度10~30g/L磷酸水溶液(水以外之成分的90%以上為磷酸)中浸漬180秒，水洗60秒。藉此處理於實施例2-37至2-40樣品表面上獲得以磷酸之金屬鹽及氫氧化物為主成分之金屬化合物皮膜。金屬化合物處理後之Ra為0.77~0.86μm，與未處理樣品相較，增加0.34~0.52μm。
實施例2-41至2-43之樣品，在溫度60℃、濃度150~200g/L之硝酸水溶液(水以外成分的95%以上為硝酸)中蝕刻300秒，接著水洗60秒。藉此處理於實施例2-41至2-43樣品表面上獲得以鐵、錳之硝酸鹽及氫氧化物為主成分之金屬化合物皮膜。金屬化合物處理後之Ra為2.07~2.30μm，與未處理樣品相較，增加1.73~1.96μm。
實施例2-44至2-46之樣品，在溫度30℃、濃度0.5~0.75g/L之磷酸鋅微粒子之膠體溶液中浸漬300秒，水洗60秒。藉此處理於實施例2-44至2-46樣品表面上附著獲得磷酸鋅微粒子。此磷酸鋅微粒子彼此間空出微米等級的間隔附著於樣品表面上。樣品表面並未被磷酸鋅微粒子(亦即金屬化合物皮膜)完全覆蓋。金屬化合物處理後之Ra為0.30~0.37μm，與未處理樣品相較，為相同程度。
作為比較例，僅進行上述脫脂處理之SUS304板設為比較例1，實施例1-2中所用之進行脫脂之SUS304板上替代進行金屬化合物處理而附著胺基矽烷系矽烷偶合劑者設為比較例2。矽烷偶合劑之附著係製作信越化學工業(股)製之KBM-603(N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷)之1%水溶液，將SUS304板於常溫下浸漬於該水溶液中60秒後，於110℃烘箱中乾燥10分鐘。
再者分別使用SUS304(比較例2-1、2-5及2-7)及SPCC板(比較例2-2至2-4、2-6及2-8)，製作表2所示之比較例2-1至2-8樣品。
比較例2-1至2-8之樣品，在上述前處理中，均僅實施脫脂處理(前處理)而未實施金屬化合物處理。
比較例2-1、2-2、2-5及2-6僅實施脫脂處理。
有關比較例2-3之樣品除了脫脂處理以外，於脫脂處理之前又實施#60號砂紙研磨。
有關比較例2-4之樣品除脫脂處理以外，又施以噴砂以使脫脂處理前之表面粗糙度Ra成為6.0μm以上。
再者，比較例2-7及2-8於前處理中，將進行脫脂處理之樣品在常溫下於胺基矽烷系矽烷偶合劑(信越化學工業(股)製之KBM-603(N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷))之1%水溶液中浸漬60秒後，在110℃烘箱中乾燥10分鐘而製作。Ra於比較例2-3為0.45μm，與未處理樣品相較，增加0.11μm，於比較例2-4為6.16μm，與未處理樣品相較，增加5.82μm。其他比較例樣品之Ra與未處理樣品相同程度。
(3)含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物之被覆
接著將實施例1-1至1-3、比較例1-1、1-2及實施例2-1至2-46之樣品浸漬於含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇溶液中。
所用之含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物為三乙氧基矽烷基丙基胺基三嗪硫醇單鈉，以使濃度成為0.7g/L之方式溶解於乙醇95：水5(體積比)之溶劑中，獲得溶液。於此三乙氧基矽烷基丙基胺基三嗪硫醇單鈉溶液中在室溫下浸漬30分鐘。
隨後，該等樣品在烘箱內於160℃熱處理10分鐘，結束反應同時乾燥。接著，在室溫下於含有濃度1.0g/L之N,N’-間-伸苯基雙馬來醯亞胺(N,N’-1,3-伸苯基雙馬來醯亞胺)及濃度2g/L之二枯基過氧化物之丙酮溶液中浸漬10分鐘，於烘箱內在150℃熱處理10分鐘。隨後於樣品表面全體上，在室溫下噴霧濃度2g/L之二枯基過氧化物之乙醇溶液並風乾。
(4)與樹脂之接合
接著使實施例1-1至1-3、比較例1-1及比較例1-2之樣品配置於加熱至120℃之模具內，以使表面之一部分與樹脂接合之方式於220℃使旭化成化學股份有限公司製之ABS樹脂(STAERAC(R)-ABS通用026)射出成型，獲得鐵物品樣品。
樹脂於模具內成型為長度80mm、寬度20mm、厚度3mm之板，於一面之末端部之長度12mm、寬度20mm之部分與配置在進行上述處理之鐵合金板樣品末端部上之長度12mm、寬度20mm之部分接觸，使該部分接合。模具冷卻至80℃以下，並自模具取出所得之鐵合金物品。
進而使實施上述處理之實施例2-1至2-4、2-9至2-28、2-34至2-45以及比較例2-1至2-4、2-7、2-8之樣品配置於加熱至200℃之模具(與實施例1至3相同的模具)中，以使表面之一部分(與實施例1至3同樣，長度12mm、寬度20mm之部分)與樹脂(與實施例1至3同樣之長度80mm、寬度20mm、厚度3mm之板)接合之方式，使用表2所示之樹脂在以下所示條件下進行射出成型，獲得鐵合金物品樣品。
實施例2-1、2-9、2-13、2-17、2-21、2-25、2-34、2-37、2-41、比較例2-1、2-7之樣品係使用旭化成化學股份有限公司製之ABS樹脂(STAERAC(R)-ABS通用026)以樹脂溫度220℃進行射出成型。
實施例2-2、2-10、2-14、2-18、2-22、2-26及2-38之樣品係使用三菱工程塑膠股份有限公司製之PC/ABS樹脂(UBILON MB2215R)以樹脂溫度270℃進行射出成型。
實施例2-3、2-11、2-15、2-19、2-23、2-27、2-35、2-39、2-42、2-44、比較例2-2至2-4、2-8之樣品係使用東麗股份有限公司製之66耐綸(AMILAN CM3001-N)以樹脂溫度295℃進行射出成型。
實施例2-4、2-12、2-16、2-20、2-24、2-28、2-36、2-40、2-43及2-45之樣品使用三菱化學股份有限公司製之PTEE彈性體樹脂(PRIMALLOY B1600N)以樹脂溫度230℃進行射出成型。
實施上述處理之實施例2-5至2-8、2-29至2-33、2-46之樣品以與表1所示種類之樹脂板接觸之方式以耐熱膠帶予以固定。接著在設定於各樹脂之樹脂熔點(或可熔融溫度)之加熱體上配置以耐熱膠帶固定之樣品，自該樣品上方施加9kgf之荷重而加壓，藉由熱熔著獲得與以上述成型所得之鐵合金物品樣品同形狀之鐵合金物品樣品。使用之樹脂板細節顯示如下。
實施例2-5及2-29係使用旭化成化學股份有限公司製之ABS樹脂(STAERAC(R)-ABS通用026)之樹脂板以使成為上述形狀之方式加以固定，所得樣品配置於設定在230℃之加熱體上，並熱熔融獲得鐵合金物品樣品。
於實施例2-30，係使用三菱工程塑膠股份有限公司製之PC/ABS樹脂(UBILON MB2215R)之樹脂板以使成為上述形狀之方式加以固定，所得樣品配置於設定在260℃之加熱體上，並熱熔融獲得鐵合金物品樣品。
於實施例2-6、2-31及2-46，係使用東麗股份有限公司製之66耐綸(AMILAN CM3001-N)之樹脂板以使成為上述形狀之方式加以固定，所得樣品配置於設定在290℃之加熱體上，並熱熔融獲得鐵合金物品樣品。
於實施例2-7及2-32，係使用POLYPLASTICS股份有限公司製之PPS樹脂(PHOTON 1140A64)之樹脂板以使成為上述形狀之方式加以固定，所得樣品配置於設定在320℃之加熱體上，並熱熔融獲得鐵合金物品樣品。
於實施例2-8及2-33，係使用使用三菱化學股份有限公司製之PTEE彈性體樹脂(PRIMALLOY B1600N)之樹脂板以使成為上述形狀之方式加以固定，所得樣品配置於設定在230℃之加熱體上，並熱熔融獲得鐵合金物品樣品。
接著作為於後述之90度剝離強度試驗之比較例之樣品使用剝離性優異之以往已知之環氧樹脂系接著劑以下述順述製作比較例2-5及2-6之樣品。
對於設有上述含有烷氧基矽烷之三之三嗪硫醇衍生物被覆之比較例2-5及2-6之樣品，塗佈CEMEDINE股份有限公司製之二液常溫硬化型環氧樹脂系接著劑(EP330)。接著，使比較例2-5、2-6之樣品以三菱化學股份有限公司製之PTEE彈性體樹脂(PRIMALLOY B1600N)之樹脂板接著並放置在室溫24小時，獲得鐵合金物品樣品。
(5)強度評價
對如此所得之實施例1-1至1-3、2-1至2-46、比較例1-1、1-2、2-1至2-8之鐵合金樣品強度進行評價。
使用實施例1-1至1-3、2-1至2-3、2-5至2-7、2-9至2-11、2-13至2-15、2-17至2-19、2-21至2-23、2-25至2-27、2-29至2-32、2-34、2-35、2-37至2-40、2-42、2-44、2-46以及比較例1-1、1-2、2-1至2-4、2-7、2-8之鐵合金物品樣品作為拉伸試驗片，藉由拉伸試驗評價接合強度。
又，使用實施例2-4、2-8、2-12、2-16、2-20、2-24、2-28、2-33、2-36、2-41、2-43、2-45及比較例2-5、2-6之鐵合金物品樣品作為90度剝離試驗片，藉由90度剝離試驗評價剝離強度。
拉伸試驗係使用島津製作所製之自動描繪儀AG-10TD，分別以平板夾盤抓住鐵合金物品樣品之鐵板部(鐵合金基材)與樹脂板部(樹脂)之末端部(與接合部相反側之末端部)，以拉伸速度5mm/分鐘之拉伸速度拉伸直至破裂。到破裂為止之最高到達荷重除以接合面積(長度12mm×寬度20mm)求得應力作為接合強度(拉伸之剪斷強度)。對各樣品進行3次試驗。
又，有關90度剝離試驗，係以使鐵合金物品樣品之鐵板部(鐵合金基材)及樹脂之接合面成為水平之方式，使用固定治具固定於拉伸試驗基之固定台上，自樹脂接合部分離之部分以平板夾盤抓住，藉由使該平板夾盤於與接合面成90度之方向移動，以速度100mm/分鐘剝離，求得剝離強度(最高到達荷重除以接合長度(長度20mm)求得之應力)。對各樣品進行3次試驗。
表2顯示實施例1-1至1-3、比較例1-1、1-2之剪斷強度測定結果。表2之結果係表示對各樣品進行三次試驗之最大值與最小值。
表3中顯示實施例2-1至2-3、2-5至2-7、2-9至2-11、2-13至2-15、2-17至2-19、2-21至2-23、2-25至2-27、2-29至2-32、2-34、2-35、2-37至2-40、2-42、2-44、2-46及比較例2-1至2-4、2-7、2-8之鐵合金物品樣品之剪斷強度。又實施例2-4、2-8、2-12、2-16、2-20、2-24、2-28、2-33、2-36、2-41、2-43、2-45及比較例2-5、2-6之鐵合金物品樣品之90度剝離強度亦示於表3。
表3之強度係表示對各樣品進行3次試驗之結果的平均值。
拉伸試驗中，實施例樣品全部顯示2.8MPa(27.5kgf/cm2 )以上之優異拉伸剪斷強度。另一方面，進行拉伸試驗之比較例樣品全部無法獲得完全強度。實施例樣品確認斷裂係於接合面或樹脂部斷裂。再者，有關於接合面之斷裂面(鐵合金板側)，看到有樹脂附著，確認破裂之一部分係於樹脂內引起。
又，進行90度剝離試驗之實施例樣品之90度剝離強度亦均為2.5N/mm以上，另一方面比較例樣品之90度剝離強度均為1.5N/mm以下。亦即，實施例樣品顯示明顯高於比較例樣品之90度剝離強度。
本申請案係對於申請號為特願2008-164221號之日本國專利申請主張優先權。藉由參考特願2008-164221號之申請案倂入本案說明書中供參考。
1．．．鐵合金基體
2．．．金屬化合物皮膜
3．．．含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被膜
4．．．樹脂
100,200．．．鐵合金物品
圖1係本發明之鐵合金物品之剖面圖。
圖2係以往鐵合金物品之剖面圖。
1．．．鐵合金基體
2．．．金屬化合物皮膜
3．．．含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被膜
4．．．樹脂
100．．．鐵合金物品

Claims (14)

  1. 一種鐵合金物品，其係含有由鐵或鐵合金而成之基體及透過含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇(triazinethiol)衍生物被覆，與該基體之表面之至少一部份接合之樹脂之鐵合金物品，其特徵為在前述基體與前述含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被覆之間含有包含選自由氫氧化物、羧酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、硫代硫酸鹽、氯化物及高氯化物所組成群組之至少一種之金屬化合物皮膜。
  2. 如申請專利範圍第1項之鐵合金物品，其中前述磷酸鹽係選自由磷酸氫金屬鹽、磷酸二氫金屬鹽及磷酸金屬鹽所組成群組之至少一種。
  3. 如申請專利範圍第1項之鐵合金物品，其中前述磷酸鹽係選自由磷酸鋅、磷酸氫鋅、磷酸錳、磷酸氫錳、磷酸氫鈣、磷酸二氫鈣、磷酸鈣、磷酸鈣鈉、磷酸鐵及磷酸鋯所組成群組之至少一種。
  4. 如申請專利範圍第1項之鐵合金物品，其中上述硫酸鹽為硫酸鐵或硫酸鉻或二者。
  5. 一種製造方法，其特徵為使用含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物，使樹脂接合於由鐵或鐵合金而成之鐵合金基體之至少一部份之鐵合金物品之製造方法，其特徵為包含下列步驟：使用含有選自由羧酸、羧酸鹽、磷酸、磷酸鹽、硫酸、硫酸鹽、硫代硫酸鹽、鹽酸、氯化物、過氯酸及過氯酸鹽所組成群組之至少一種之溶液，在上述鐵合金基體之表面之至少一部份上形成金屬化合物皮膜之步驟，在上述金屬化合物皮膜上接觸含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物之步驟，在接觸含有上述烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物之部分接合樹脂之步驟。
  6. 如申請專利範圍第5項之製造方法，其中上述溶液包含選自磷酸、磷酸氫金屬鹽、磷酸二氫金屬鹽及磷酸金屬鹽之至少一種。
  7. 如申請專利範圍第5項之製造方法，其中上述溶液包含選自由磷酸鋅、磷酸氫鋅、磷酸錳、磷酸二氫鈣、磷酸鈣鈉、磷酸鉀及磷酸鋯所組成群組之至少一種。
  8. 一種鐵合金構件，其係由鐵或鐵合金而成之基體與在該基體表面之至少一部份上被覆含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物或含有矽烷醇之三嗪硫醇衍生物所成之鐵合金構件，其特徵為在前述基體與前述含有脫水矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被覆或含有前述矽烷醇之三嗪硫醇衍生物被覆之間，含有包含選自由氫氧化物、羧酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、硫代硫酸鹽、氯化物及過氯酸鹽所組成群組之至少一種之金屬化合物皮膜。
  9. 如申請專利範圍第8項之鐵合金構件，其中上述磷酸鹽係選自由磷酸氫金屬鹽、磷酸二氫金屬鹽及磷酸金屬鹽所組成群組之至少一種。
  10. 如申請專利範圍第8項之鐵合金構件，其中上述磷酸鹽係選自由磷酸鋅、磷酸氫鋅、磷酸錳、磷酸氫錳、磷酸氫鈣、磷酸二氫鈣、磷酸鈣、磷酸鈣鈉、磷酸鐵及磷酸鋯所組成群組之至少一種。
  11. 如申請專利範圍第8項之鐵合金構件，其中上述硫酸鹽為硫酸鐵或硫酸金屬鹽。
  12. 一種製造方法，其為在由鐵或鐵合金而成之鐵合金基體之至少一部份上接觸含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物之鐵合金構件之製造方法，其特徵為包含下列步驟：使用含有選自由羧酸、羧酸鹽、磷酸、磷酸鹽、硫酸、硫酸鹽、硫代硫酸鹽、鹽酸、氯化物、過氯酸及過氯酸鹽所組成群組之至少一種之溶液，在上述鐵合金基體表面之至少一部份上形成金屬化合物皮膜之步驟，使前述金屬化合物皮膜接觸含有烷氧基矽烷之三嗪硫醇衍生物之步驟。
  13. 如申請專利範圍第12項之製造方法，其中上述溶液包含選自磷酸、磷酸氫金屬鹽、磷酸二氫金屬鹽及磷酸金屬鹽之至少一種。
  14. 如申請專利範圍第12項之製造方法，其中上述溶液包含選自磷酸鋅、磷酸氫鋅、磷酸錳、磷酸氫錳、磷酸氫鈣、磷酸二氫鈣、磷酸鈣鈉、磷酸鈣及磷酸鋯之至少一種。
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