[發(fā)明專利]復(fù)合構(gòu)件的制造方法和復(fù)合構(gòu)件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010086551.X
• 申請日: 2020-02-11
• 公開（公告）號: CN111571916A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 堀江永有太;山口英二;梶原優(yōu)介;木村文信;鈴木豪太
• 申請（專利權(quán)）人: 國立大學(xué)法人東京大學(xué);一般財(cái)團(tuán)法人生產(chǎn)技術(shù)研究獎勵會
• 主分類號: B29C45/14
• 分類號: B29C45/14;B24C1/06;B24C9/00;B24C7/00;B29K705/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 朝魯門;金世煜

本發(fā)明提供一種具有優(yōu)異的接合強(qiáng)度的復(fù)合構(gòu)件的制造方法。該鋁構(gòu)件與樹脂構(gòu)件接合的復(fù)合構(gòu)件的制造方法包括如下工序：噴砂加工工序，對鋁構(gòu)件的表面進(jìn)行噴砂加工；表面氫氧化工序，使用熱和等離子體中的至少一者使經(jīng)噴砂加工的鋁構(gòu)件的表面與水反應(yīng)，將鋁構(gòu)件的表面改性為鋁氫氧化物；以及，接合工序，在改性為鋁氫氧化物的鋁構(gòu)件的表面直接接合樹脂構(gòu)件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合構(gòu)件的制造方法和復(fù)合構(gòu)件。

背景技術(shù)

專利文獻(xiàn)1公開了復(fù)合構(gòu)件的制造方法。在該方法中，制造將母材與樹脂構(gòu)件接合的復(fù)合構(gòu)件。在母材的表面形成有微米級或納米級的凹凸。通過使樹脂構(gòu)件進(jìn)入微米級或納米級的凹凸并固化，從而與毫米級的凹凸的情況相比，產(chǎn)生更強(qiáng)的錨固效果。因此，通過該方法制造的復(fù)合構(gòu)件具有優(yōu)異的接合強(qiáng)度。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國際公開第2017/141381號

發(fā)明內(nèi)容

鋁與鐵相比，量輕且強(qiáng)度也高。因此，作為各種部件使用，作為復(fù)合構(gòu)件的母材也有效。專利文獻(xiàn)1記載的制造方法從進(jìn)一步提高以鋁為母材的復(fù)合構(gòu)件的接合強(qiáng)度的觀點(diǎn)考慮有改善的余地。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，可提供一種將鋁構(gòu)件與樹脂構(gòu)件接合的復(fù)合構(gòu)件的制造方法。制造方法包括噴砂加工工序、表面氫氧化工序以及接合工序。在噴砂加工工序中，對鋁構(gòu)件的表面進(jìn)行噴砂加工。在表面氫氧化工序中，使用熱和等離子體的至少一者使經(jīng)噴砂加工的鋁構(gòu)件的表面與水反應(yīng)，將鋁構(gòu)件的表面改性為鋁氫氧化物。在接合工序中，在改性為鋁氫氧化物的鋁構(gòu)件的表面直接接合樹脂構(gòu)件。

根據(jù)該制造方法，對鋁構(gòu)件的表面進(jìn)行噴砂加工。在噴砂加工后的鋁構(gòu)件的表面形成有凹凸。該凹凸有助于錨固效果。但是，凹凸由于通過噴射材料的碰撞而形成，因此，成為銳角的突起。銳角的突起有可能成為樹脂構(gòu)件斷裂的起點(diǎn)。根據(jù)該制造方法，噴砂加工后的鋁構(gòu)件的表面被改性為鋁氫氧化物。由此，銳角的突起被倒圓。然后，在改性為鋁氫氧化物的鋁構(gòu)件的表面直接接合樹脂構(gòu)件。樹脂構(gòu)件進(jìn)入被倒圓的凹凸而固化。如此，根據(jù)該制造方法，由于能夠通過表面氫氧化工序而除去有可能成為樹脂構(gòu)件斷裂的起點(diǎn)的銳角的突起，因此，能夠提高復(fù)合構(gòu)件的接合強(qiáng)度。進(jìn)而，在鋁構(gòu)件的表面中，鋁氫氧化物的羥基的氧原子與樹脂中所含的氫原子進(jìn)行氫鍵合。因此，由于在鋁構(gòu)件的表面與樹脂構(gòu)件之間產(chǎn)生化學(xué)鍵，因此，能夠提高接合強(qiáng)度。進(jìn)而，由鋁氫氧化物構(gòu)成的鋁構(gòu)件的表面具有幾十～幾百nm的細(xì)孔。因此，能夠增強(qiáng)錨固效果。

在一個實(shí)施方式中，鋁氫氧化物可以為勃姆石。

在一個實(shí)施方式中，在表面氫氧化工序中，可以利用水對鋁構(gòu)件的表面進(jìn)行清洗，并且將鋁構(gòu)件的表面改性為鋁氫氧化物。在鋁構(gòu)件的表面存在碳污時，有樹脂原料的潤濕性降低，并且阻礙鋁構(gòu)件的表面與樹脂構(gòu)件之間的化學(xué)鍵的顧慮。根據(jù)該構(gòu)成，由于利用在改性為鋁氫氧化物時使用的水對鋁構(gòu)件的表面進(jìn)行清洗，因此，能夠抑制因碳污引起的接合強(qiáng)度的降低。

在一個實(shí)施方式中，表面氫氧化工序可以使用水熱處理、水蒸氣處理、過熱水蒸氣處理、液相等離子體和混入了水的大氣壓等離子體中的任一個，使鋁構(gòu)件的表面與水反應(yīng)。鋁構(gòu)件的表面改性能夠通過上述的處理而實(shí)現(xiàn)。

在一個實(shí)施方式中，噴砂加工工序中使用的磨粒的粒徑可以為30μm～710μm。由此，能夠適當(dāng)?shù)爻バ纬捎阡X構(gòu)件的表面的氧化膜，因此，能夠在鋁構(gòu)件的表面形成均勻的鋁氫氧化膜。

根據(jù)本發(fā)明的其它方式，可提供一種復(fù)合構(gòu)件。復(fù)合構(gòu)件具備：表面具有凹凸且在其表面形成有鋁氫氧化膜的鋁構(gòu)件，以及，與形成有鋁氫氧化膜的鋁構(gòu)件的表面直接接觸的樹脂構(gòu)件。