[发明专利]金属和树脂的复合体

说明书

本申请为专利申请200780047587.X（申请日：2007年12月21日，发明创造名称：金属和树脂的复合体及该复合体的制造方法）的分案申请。

技术领域

本发明涉及在电子设备的筐体、家电设备的筐体、机械部件等中使用的、特别加工有钛合金的金属部件和树脂组合物构成的复合体，及其制造方法。更详细而言，涉及利用各种机械加工制作的钛合金制的部件与热塑性树脂组合物一体化得到的复合体及其制造方法，涉及适合在移动用的各种电子设备、家电制品、医疗设备、车辆用构造部件、车辆搭载用品、其它的电气部件、耐腐蚀性外装部件等中使用的金属与树脂的复合体及其制造方法。

背景技术

将金属和合成树脂一体化的技术，是汽车、家庭电气化制品、产业设备等部件制造业等广阔产业领域所要求的，为此开发出大量粘接剂。其中提案有非常优异的粘接剂。例如，常温或通过加热而发挥功能的粘接剂，被用于将金属和合成树脂一体化的接合，该方法目前是通常的接合技术。

然而，一直以来研究着不使用粘接剂的更合理的接合方法。对于镁、铝、作为其合金的轻金属类，或不锈钢等铁合金类，不使用粘接剂而将高强度的工程树脂一体化的方法，是其中一例。例如，本发明人等提出了向预先嵌入到注射成型模内的金属部件，注射溶融树脂而使树脂部分成形，与此同时将该成形品和金属部件粘着（接合）的方法（以下，简称为“注射接合”）。

作为该注射接合的技术，已知有对铝合金注射聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂（以下称为“PBT”）或聚苯硫醚树脂（以下称为“PPS”）而使其接合的制造技术（例如参照专利文献1）。另外，还知道在铝材的阳极氧化皮膜上设置大的孔，使合成树脂体嵌入该孔而使其粘接的接合技术（例如参照专利文献2）。

对专利文献1中的注射接合的原理进行简单说明如下。使铝合金浸渍于水溶性胺系化合物的稀水溶液中，通过水溶液的弱碱性而使铝合金微细地蚀刻，并且使胺系化合物分子同时吸附于铝合金表面。将如此处理的铝合金嵌入到注射成形模，用高压注射已熔融的热塑性树脂。

此时，热塑性树脂与吸附于铝合金表面的胺系化合物分子相遇后发热。与该发热几乎同时，该热塑性树脂与模温度保持成比热塑性树脂的溶融温度低温的铝合金接触而被急速冷却。此时，将要结晶化且固化的树脂，因发热而固化延迟，潜入到超微细的铝合金面上的凹部。由此，铝合金和热塑性树脂在树脂不从铝合金表面剥离的情况下牢固地接合（粘着）。即，如果发生发热反应，则可以牢固地注射接合。实际上，确认了能够与胺系化合物发生发热反应的PBT、PPS，可以与该铝合金注射接合。另外，还知道如下的技术：预先对金属部件的表面进行化学蚀刻，接着将金属部件嵌入到注射成形机的模具中，用热塑性树脂材料进行注射成形的技术（例如参照专利文献3）。

专利文献1：日本特开2004－216425号公报

专利文献2：WO2004－055248A1公报

专利文献3：日本特开2001－225352号公报

发明内容

然而，上述的专利文献1所示的原理对铝合金等显示出非常大的效果，但对于向铝合金以外的金属的注射接合无效。因此，希望开发出新的接合技术。本发明人等对向铝合金进行硬质树脂的注射接合进行了开发改良，从中开发出新的技术。即，无需胺系化合物向金属部件表面的化学吸附，总之不需得到格外的发热反应、某些特异的化学反应的帮助，而确立了可以进行注射接合的条件。

为此，必须要至少2个条件。第1条件为，使用硬的高结晶性树脂，即使用PPS、PBT及芳香族聚酰胺。而且，配合注射接合将其制成改良的树脂组合物。其它的条件是，嵌入模具的金属部件的表面或表层为适当的形状且表面为硬质。

例如，在以镁合金为原材料而使用其形状物时，关于处于由自然氧化层被覆的状态的镁合金，其耐蚀性低，因此通过对其实施化成处理、电解氧化处理而将表层形成金属氧化物、金属碳酸化物、或金属磷酸化物，从而可以制成用高硬度的陶瓷质被覆的表面。只要是具有这些表层的镁合金部件，就可以接近上述的条件。

理论上，设定将这些被表面处理了的镁合金形状物嵌入到注射成形模的情况，考虑会有以下情形。由于模具和嵌入的镁合金形状物保持在比注射的树脂的熔点低百数十℃以上的温度，因此，被注射的树脂在进入模具内的流路后立刻被急速冷却，在接近镁金属部件的时刻达到熔点以下的可能性很高。