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公開番号2024008799
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-01-19
出願番号2023002655
出願日2023-01-11
発明の名称接合方法
出願人輝創株式会社
代理人個人,個人
主分類B29C 65/02 20060101AFI20240112BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】金属と樹脂とを簡易に接合できる技術を提供する。
【解決手段】金属基材と樹脂基材とを接合する接合方法であって、前記金属基材の表面に、官能基を有する水溶性ポリマーを含有するポリマー溶液を塗布し、前記水溶性ポリマーと前記金属基材の表面に存在する基との共有結合により前記金属基材の表面に固着する化学結合層を形成する工程と、前記樹脂基材を溶融させて前記金属基材に固着している前記化学結合層に融着させる工程と、を備える、接合方法。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
金属素材の接合面に脱脂洗浄およびプラズマ処理による表面改質の少なくとも一方を行う第１の工程と、
加熱により、前記第１の工程を経た前記金属素材の接合面と化学結合を生じる樹脂成分を含有するポリマー溶液を準備し、当該接合面の上に塗布して化学結合層を形成する第２の工程と、
加熱により、前記化学結合層と溶融混合して結合する樹脂成分を含有する樹脂素材を準備する第３の工程と、
前記第２の工程で塗布した前記ポリマー溶液の上に、前記第３の工程で準備した前記樹脂素材を積層して加熱押圧することにより、或いは、前記樹脂素材を射出成形することにより、前記金属素材と前記樹脂素材とを接合させる、接合方法。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
請求項１記載の接合方法であって、
前記ポリマー溶液は、接合時の温度で溶融する無機粉体を含有することを特徴とする、接合方法。
【請求項３】
金属基材と樹脂基材とを接合する接合方法であって、
前記金属基材の表面に、官能基を有する水溶性ポリマーを含有するポリマー溶液を塗布し、前記水溶性ポリマーと前記金属基材の表面に存在する基との共有結合により前記金属基材の表面に固着する化学結合層を形成する工程と、
前記樹脂基材を溶融させて前記金属基材に固着している前記化学結合層に融着させる工程と、
を備える、接合方法。
【請求項４】
請求項３記載の接合方法であって、さらに、
前記金属基材に前記ポリマー溶液を塗布する前に、前記金属基材の表面における前記ポリマー溶液の塗布領域を脱脂洗浄する工程を備える、接合方法。
【請求項５】
請求項３記載の接合方法であって、
前記金属基材に前記ポリマー溶液を塗布する前に、前記塗布領域に対してプラズマ処理を実施する工程と、
を備える、接合方法。
【請求項６】
請求項３記載の接合方法であって、さらに、
前記金属基材に前記ポリマー溶液を塗布する前に、前記金属基材の表面における前記ポリマー溶液の塗布領域の酸化膜を除去する工程を備える、接合方法。
【請求項７】
請求項３記載の接合方法であって、
前記ポリマー溶液は、前記樹脂基材を前記化学結合層に融着する際の加熱温度で溶融する無機粉体を含む、接合方法。
【請求項８】
請求項３から請求項７のいずれか一項に記載の接合方法であって、
前記接合層を介して前記樹脂基材が接合された前記金属基材を第１金属基材として準備する工程と、
第２金属基材に前記ポリマー溶液を塗布して形成した前記第２金属基材の前記化学結合層に、前記樹脂基材を溶融させて融着させる工程と、
を備える、接合方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属と樹脂とを接合する接合方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から金属と樹脂とを接合する接合方法について様々な技術が提案されている。例えば、下記の特許文献１には、いわゆるレーザークラッディングによって金属基材の表面に微細な突起部を形成し、その突起部の上に配置した樹脂基材をレーザー照射により溶融させて、アンカー効果によって樹脂基材を接合する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開ＷＯ２０１９／１９８５９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１の技術では、レーザークラッディングのための大掛かりな準備や設備が必要になる場合があり、決して容易とは言えなかった。また、上記の特許文献１の技術では、成形済みのプラスチック基材を接合する場合、アンカー効果を発揮させるための押圧力を当該プラスチック基材に付与することができず、プラスチック基材と金属基材との間に空隙が生じ、接合強度が低下する可能性もあった。
【０００５】
本願は、従来のアンカー効果を利用した接合や有機溶剤を使用した接着剤とは異なる方法により、金属と樹脂とをより簡易な方法で接合できる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
［第１形態］第１形態の接合方法は、金属素材の接合面に脱脂洗浄およびプラズマ処理による表面改質の少なくとも一方を行う第１の工程と、加熱により、前記第１の工程を経た前記金属素材の接合面と化学結合を生じる樹脂成分を含有するポリマー溶液を準備し、当該接合面の上に塗布して化学結合層を形成する第２の工程と、加熱により、前記化学結合層と溶融混合して結合する樹脂成分を含有する樹脂素材を準備する第３の工程と、前記第２の工程で塗布した前記ポリマー溶液の上に、前記第３の工程で準備した前記樹脂素材を積層して加熱押圧することにより、或いは、前記樹脂素材を射出成形することにより、前記金属素材と前記樹脂素材とを接合させることを特徴とする。
第１形態の接合方法によると、レーザー等の大掛かりな設備を用いることなく、簡易に低コストで接合することが可能となる。
【０００８】
［第２形態］上記第１形態の接合方法で用いる前記ポリマー溶液は、接合時の温度で溶融
する無機粉体を含有する構成としてもよい。
ポリマー溶液に無機粉体を含有させることで、接合強度を高めることが可能となる。
【０００９】
［第３形態］第３形態は、金属基材と樹脂基材とを接合する接合方法として提供される。第３形態の接合方法は、前記金属基材の表面に、官能基を有する水溶性ポリマーを含有するポリマー溶液を塗布し、前記水溶性ポリマーと前記金属基材の表面に存在する基との共有結合により前記金属基材の表面に固着する化学結合層を形成する工程と、前記樹脂基材を溶融させて前記金属基材に固着している前記化学結合層に融着させる工程と、を備える。
第３形態の接合方法によれば、ポリマー溶液の塗布によって金属基材に化学結合によって固着する化学結合層を簡易に形成することができる。また、金属基材に固着している化学結合層に溶融した樹脂基材が進入して混合されることによって、樹脂基材と金属基材との間の高い接合強度を得ることができる。よって、金属基材と樹脂基材との接合を容易化できる。
【００１０】
［第４形態］上記第４形態の接合方法は、さらに、前記金属基材に前記ポリマー溶液を塗布する前に、前記金属基材の表面における前記ポリマー溶液の塗布領域を脱脂洗浄する工程を備えてよい。
第４形態の接合方法によれば、金属基材と樹脂基材との接合強度をより高めることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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