[發明專利]復合構件的制造方法和復合構件

在審

• 申請號: 202011058532.2
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112644000A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 堀江永有太;山口英二;伊藤由華
• 申請（專利權）人: 新東工業株式會社
• 主分類號: B29C51/02
• 分類號: B29C51/02;B29C51/08;B29C51/12;B29C51/26;B29C51/30;B24C1/08;B24C3/02;B24C7/00;B24C11/00;C23C22/73
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 金世煜;李書慧

一種復合構件的制造方法，所述復合構件是將鋁構件與纖維強化樹脂構件接合而得的，所述制造方法包含如下工序：噴砂加工工序，對鋁構件的表面進行噴砂加工；表面氫氧化工序，使用熱和等離子體中的至少一者使經噴砂加工的鋁構件的表面與水反應，將鋁構件的表面改質為鋁氫氧化物；以及，接合工序，在改質為鋁氫氧化物的鋁構件的表面直接接合纖維強化樹脂構件。

技術領域

本發明涉及復合構件的制造方法和復合構件。

背景技術

專利文獻1公開了一種復合構件的制造方法。在該方法中，制造將母材與樹脂構件接合的復合構件。在母材的表面形成微米級或納米級的凹凸。通過使樹脂構件具有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生更強的錨固效果。因此，由該方法制造的復合構件具有優異的接合強度。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2017/141381號

發明內容

與鐵相比，鋁的量輕且強度也高。因此，作為各種部件使用，作為復合構件的母材也有效。專利文獻1記載的制造方法中，從進一步提高以鋁為母材的復合構件的接合強度的觀點考慮還有改善的余地。

根據本發明的一個方面，可提供一種將鋁構件與纖維強化樹脂構件接合的復合構件的制造方法。制造方法包含噴砂加工工序、表面氫氧化工序和接合工序。噴砂加工工序中，對鋁構件的表面進行噴砂加工。表面氫氧化工序中，利用熱和等離子體中的至少一者使經噴砂加工的鋁構件的表面與水反應，將鋁構件的表面改質為鋁氫氧化物。接合工序中，在改質為鋁氫氧化物的鋁構件的表面直接接合纖維強化樹脂構件。

根據該制造方法，對鋁構件的表面進行噴砂加工。在噴砂加工后的鋁構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纖維強化樹脂構件斷裂的起點。根據該制造方法，噴砂加工后的鋁構件的表面被改質為鋁氫氧化物。由此，銳角的突起被倒圓。然后，在改質為鋁氫氧化物的鋁構件的表面直接接合樹脂構件。樹脂構件進入被倒圓的凹凸而固化。如此，根據該制造方法，由于能夠通過表面氫氧化工序而除去有可能成為纖維強化樹脂構件斷裂的起點的銳角的突起，因此，能夠提高復合構件的接合強度。而且，在鋁構件的表面中，鋁氫氧化物的羥基的氧原子與樹脂中所含的氫原子進行氫鍵合。因此，由于在鋁構件的表面與樹脂構件之間產生化學鍵，因此，能夠提高接合強度。而且，由鋁氫氧化物構成的鋁構件的表面具有幾十～幾百nm的細孔。因此，能夠增強錨固效果。另外，對復合構件施加沖擊時，由于纖維強化樹脂構件與鋁構件牢固地接合，因此在纖維強化樹脂構件與鋁構件剝離之前纖維強化樹脂構件中的纖維斷裂。由此，施加于復合構件的沖擊被吸收。這樣，與接合有不含有纖維的樹脂構件的復合構件相比，接合有纖維強化樹脂構件的復合構件具有更高的沖擊吸收性能。

在一個實施方式中，鋁氫氧化物可以含有硬水鋁石、勃姆石、假勃姆石、三羥鋁石、諾三水鋁石(norstrandite)、三水鋁石(Gibbsite)和督三水鋁石(Doyleite)中的至少一者。

在一個實施方式中，在表面氫氧化工序中，可以利用水對鋁構件的表面進行清洗且將鋁構件的表面改質為鋁氫氧化物。在鋁構件的表面存在碳污時，有樹脂原料的潤濕性降低并阻礙鋁構件的表面與樹脂構件之間的化學鍵的問題。根據該構成，由于利用在改質為鋁氫氧化物時使用的水對鋁構件的表面進行清洗，因此，能夠抑制因碳污引起的接合強度的降低。

在一個實施方式中，表面氫氧化工序可以利用水熱處理、水蒸氣處理、過熱水蒸氣處理、混入了液相等離子體和水的大氣壓等離子體中的任一者使鋁構件的表面與水反應。鋁構件的表面改質可以通過上述處理來實現。

在一個實施方式中，噴砂加工工序中使用的磨粒的粒徑可以為30μm～710μm。由此，能夠適當地除去形成于鋁構件的表面的氧化膜，因此，能夠在鋁構件的表面形成均勻的鋁氫氧化膜。