JPH08259900A - Adhesion of metallic material - Google Patents
Adhesion of metallic materialInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、金属材料の接着方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for adhering metallic materials.
【０００２】[0002]
【従来の技術】金属材料に対する接着性が優れた接着剤
として、エポキシ系接着剤がよく知られている。しか
し、エポキシ系接着剤を接着剤として用いる場合であっ
ても、金属材料の被着面が無処理の状態であれば、被着
面上の薄い汚染膜や水層等が原因となり、良好な接着性
が得られにくくなる。2. Description of the Related Art Epoxy adhesives are well known as adhesives having excellent adhesiveness to metal materials. However, even when an epoxy-based adhesive is used as an adhesive, if the adhered surface of the metal material is in an untreated state, a thin contaminated film or a water layer on the adhered surface causes the problem. It becomes difficult to obtain adhesiveness.
【０００３】「表面処理技術総覧：昭和６２年１２月２
１日初版、色材協会誌６６（１０），１９９３」には、
ブラスト処理法、酸・アルカリ洗浄処理法、化成処理
法、シランカップリング剤処理法等が、金属材料の被着
面を良好な状態に改質する方法として報告されている。"Summary of Surface Treatment Technology: December 2, 1987"
The first edition on the 1st, Color Materials Association Magazine 66 (10), 1993 ”,
Blast treatment, acid / alkali cleaning, chemical conversion treatment, silane coupling agent treatment, etc. have been reported as methods for modifying the adhered surface of a metal material to a good state.
【０００４】しかし、ブラスト処理法は、粒状の研磨材
を金属材料表面に高速で衝突させてその表面を粗面化す
る方法であるので、研磨材により作業環境の悪化や金属
部材の汚れが生じ、金属材料の被着面が微細に変形する
場合もある。However, since the blasting method is a method in which a granular abrasive material is made to collide with the surface of a metal material at a high speed to roughen the surface, the abrasive material deteriorates the working environment and stains the metal member. In some cases, the adhered surface of the metal material may be finely deformed.
【０００５】酸・アルカリ洗浄処理法、化成処理法は、
強酸溶液又は強アルカリ溶液を用いる方法であるので、
作業環境の悪化、処理後の金属部材の洗浄が必要とな
り、これに伴う公害対策に多大な費用が必要になる等の
問題がある。The acid / alkali cleaning method and the chemical conversion method are
Since it is a method using a strong acid solution or a strong alkaline solution,
There is a problem that the working environment is deteriorated, the metal member after the treatment is required to be cleaned, and that the pollution control accompanied with this requires a great deal of cost.
【０００６】また、シランカップリング剤処理法におい
ては、シランカップリング剤が水と容易に反応してその
活性を失うため、金属材料の被着面を良好な状態に改質
する効果が得られにくい。Further, in the silane coupling agent treatment method, since the silane coupling agent easily reacts with water and loses its activity, the effect of modifying the adhered surface of the metal material to a good state can be obtained. Hateful.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、処理工程が簡易で後処理が不要であり、処理効果が
安定して発揮される金属材料の表面処理を行い、これに
よる良好な金属材料の接着方法を提供することを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, the present invention performs a surface treatment of a metal material which has a simple treatment process and does not require post-treatment, and the treatment effect is stably exhibited. It is an object of the present invention to provide a bonding method for metal materials.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、エポキ
シ系接着剤を金属材料の被着面に塗布し、その後、金属
材料を被着体に接着する金属材料の接着方法において、
前記エポキシ系接着剤を塗布する前に、低圧プラズマ処
理容器の内部に、不活性ガス、又は、酸素含有ガス、酸
素含有ガス及びふっ素含有ガス、若しくは、窒素及び水
素からなるガスからなる処理用ガスを充満させ、１×１
０-4〜１００Ｔｏｒｒの圧力下で、電極に電圧を印加
し、発生したグロー放電プラズマを前記金属材料の被着
面に接触させるところに存する。SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is to provide a method for adhering a metal material, which comprises applying an epoxy-based adhesive to an adherend surface of a metal material, and then adhering the metal material to an adherend.
Before applying the epoxy adhesive, inside the low-pressure plasma processing container, an inert gas, or an oxygen-containing gas, an oxygen-containing gas and a fluorine-containing gas, or a processing gas consisting of a gas consisting of nitrogen and hydrogen 1 x 1
Under the pressure of 0 −4 to 100 Torr, a voltage is applied to the electrodes, and the generated glow discharge plasma is brought into contact with the adhered surface of the metal material.
【０００９】本発明で使用される低圧プラズマ処理容器
としては特に限定されず、例えば、上部電極と下部電極
とからなる一対の金属電極、前記上部電極と前記下部電
極との間に設置された金属材料、前記金属材料の被着面
に対向する前記金属電極に配設された固体誘電体、放電
プラズマ発生部、ガス導入管、ガス排出口、電源等を備
えたもの等が挙げられる。The low-pressure plasma processing container used in the present invention is not particularly limited. For example, a pair of metal electrodes composed of an upper electrode and a lower electrode, a metal installed between the upper electrode and the lower electrode. Examples thereof include a material, a solid dielectric disposed on the metal electrode facing the adhered surface of the metal material, a discharge plasma generating portion, a gas introduction pipe, a gas outlet, and a power source.
【００１０】上記不活性ガスとしては特に限定されず、
例えば、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、キ
セノンガス等が挙げられる。上記不活性ガスとして質量
の大きなガスを使用した場合、被着面での接着性が向上
するが、価格面から、ネオンガス、アルゴンガス等が好
ましい。The above inert gas is not particularly limited,
For example, helium gas, neon gas, argon gas, xenon gas, etc. may be mentioned. When a gas having a large mass is used as the above-mentioned inert gas, the adhesiveness on the adherend is improved, but neon gas, argon gas, etc. are preferable from the viewpoint of cost.
【００１１】上記酸素含有ガスとしては特に限定され
ず、例えば、酸素、オゾン、水蒸気、一酸化炭素、二酸
化炭素、一酸化窒素、二酸化窒素等が挙げられる。上記
ふっ素含有ガスとしては特に限定されず、例えば、１塩
素化３ふッ素化炭素ガス等のふっ化炭素ガス；４ふっ化
炭素、６ふっ化炭素、６ふっ化プロピレン等のふっ化炭
化水素ガス等が挙げられる。好ましくは、４ふっ化炭
素、６ふっ化炭素等であり、これらは、安全であり、ふ
っ化水素等の有害なガスが生成しない。上記窒素及び水
素からなるガスとしては特に限定されず、例えば、窒素
ガス、アンモニアガス、窒素ガスと水素ガスとからなる
もの等が挙げられる。The oxygen-containing gas is not particularly limited, and examples thereof include oxygen, ozone, water vapor, carbon monoxide, carbon dioxide, nitric oxide, and nitrogen dioxide. The above-mentioned fluorine-containing gas is not particularly limited, and is, for example, a fluorocarbon gas such as a monochlorinated 3-fluorinated carbon gas; a fluorohydrocarbon such as a 4-fluorocarbon, a 6-fluorocarbon, a 6-fluoropropylene. Gas etc. are mentioned. Preferred are carbon tetrafluoride, carbon hexafluoride and the like, which are safe and do not generate harmful gases such as hydrogen fluoride. The gas composed of nitrogen and hydrogen is not particularly limited, and examples thereof include nitrogen gas, ammonia gas, and gas composed of nitrogen gas and hydrogen gas.
【００１２】上記処理用ガスとしては、上記酸素含有ガ
ス、上記酸素含有ガス及びふっ素含有ガス、又は、上記
窒素及び水素からなるガスを単独で用いてもよく、２種
以上を併用してもよいが、上記不活性ガスと混合して使
用することが好ましい。この場合、上記不活性ガスの混
合比は、使用するガスの種類、金属材料の種類等により
適宜決定されるが、０〜５０体積％が好ましい。As the processing gas, the oxygen-containing gas, the oxygen-containing gas and the fluorine-containing gas, or the gas containing nitrogen and hydrogen may be used alone or in combination of two or more kinds. However, it is preferable to use it by mixing with the above-mentioned inert gas. In this case, the mixing ratio of the inert gas is appropriately determined depending on the type of gas used, the type of metal material, etc., but is preferably 0 to 50% by volume.
【００１３】上記処理用ガスとして、上記酸素含有ガス
及びふっ素含有ガスを使用する場合、上記ふっ素含有ガ
スは、上記酸素含有ガスに対して０〜５０体積％である
ことが好ましい。５０％未満であれば、被着面での接着
性がより向上する。When the oxygen-containing gas and the fluorine-containing gas are used as the processing gas, the fluorine-containing gas is preferably 0 to 50% by volume with respect to the oxygen-containing gas. When it is less than 50%, the adhesiveness on the adhered surface is further improved.
【００１４】上記処理用ガスとして、窒素及び水素から
なるガスを使用する場合、その組成は、金属材料、放電
プラズマ等の条件により適宜決定されるが、｛［Ｎ］／
（［Ｎ］＋［Ｈ］）｝の値が、１／４以上であることが
好ましい。１／４以上であれば、充分な接着性が得られ
る。より好ましくは、１／２〜１である。式中、［Ｎ］
は、窒素及び水素からなるガス中の窒素組成比を表す。
［Ｈ］は、窒素及び水素からなるガス中の水素組成比を
表す。When a gas consisting of nitrogen and hydrogen is used as the processing gas, the composition thereof is appropriately determined depending on the conditions such as the metal material and the discharge plasma.
The value of ([N] + [H])} is preferably ¼ or more. If it is 1/4 or more, sufficient adhesiveness can be obtained. More preferably, it is 1/2 to 1. In the formula, [N]
Represents the nitrogen composition ratio in the gas consisting of nitrogen and hydrogen.
[H] represents a hydrogen composition ratio in a gas composed of nitrogen and hydrogen.
【００１５】本発明において、上記不活性ガス又は上記
処理用ガスは、グロー放電プラズマによって励起され
る。上記励起の方法としては特に限定されず、例えば、
直流電流を印加してプラズマ分解する方法、高周波を印
加してプラズマ分解する方法、マイクロ波放電によって
プラズマ分解する方法、電子サイクロトロン共鳴によっ
てプラズマ分解する方法等が挙げられる。In the present invention, the inert gas or the processing gas is excited by glow discharge plasma. The method of excitation is not particularly limited, for example,
Examples thereof include a method of plasma decomposition by applying a direct current, a method of plasma decomposition by applying a high frequency, a method of plasma decomposition by microwave discharge, and a method of plasma decomposition by electron cyclotron resonance.
【００１６】上記グロー放電プラズマは、１×１０-4〜
１００Ｔｏｒｒの圧力下で、金属材料の被着面に接触さ
せられる。１×１０-4Ｔｏｒｒ未満であると、高価な真
空チャンバー、真空排気装置等が必要となり、特に、本
発明が大面積の金属材料に適用される場合には、上記低
圧プラズマ処理容器の全体を大きくして真空排気装置を
大出力のものにする必要が生じ、１００Ｔｏｒｒを超え
ると、熱プラズマになり、アーク放電に移行するので、
上記範囲に限定される。上記範囲内での圧力は、採用す
る励起の方法により適宜決定されるが、好ましくは、１
×１０-2〜１００Ｔｏｒｒであり、装置が簡便になり、
また、比較的圧力が高い状態であっても、上記グロー放
電プラズマの発生が可能となる直流電流の印加、高周波
の印加等が可能である。The glow discharge plasma is 1 × 10 -4 〜
It is brought into contact with the adhered surface of the metallic material under a pressure of 100 Torr. If it is less than 1 × 10 −4 Torr, an expensive vacuum chamber, a vacuum exhaust device, etc. are required, and especially when the present invention is applied to a large area metal material, the entire low pressure plasma processing container is It becomes necessary to increase the size of the vacuum exhaust device to a large output, and when it exceeds 100 Torr, it becomes thermal plasma and shifts to arc discharge.
It is limited to the above range. The pressure within the above range is appropriately determined depending on the excitation method used, but is preferably 1
× 10 -2 to 100 Torr, which simplifies the device,
Further, even when the pressure is relatively high, it is possible to apply a direct current, a high frequency, or the like, which makes it possible to generate the glow discharge plasma.
【００１７】上記グロー放電プラズマの発生に要する投
入電力は、電極面積、形状等により決定されるが、好ま
しくは、３０〜２００Ｗである。３０Ｗ未満であると、
プラズマ密度、セルフバイアス等が小さくなり、上記グ
ロー放電プラズマを金属材料の被着面に接触させる時間
が長くなり非能率的である。The input power required to generate the glow discharge plasma is determined by the electrode area, shape, etc., but is preferably 30 to 200 W. If it is less than 30 W,
The plasma density, self-bias, and the like are reduced, and the time for contacting the glow discharge plasma with the adherend surface of the metal material is prolonged, which is inefficient.
【００１８】本発明で使用される電極の構造が、例え
ば、平行平板型、同軸円筒型、曲面対向平板型、双曲面
対向平行板型等である場合、直流電流及び高周波電流
は、容量結合形式で印加することができる。また、高周
波印加の場合、外部電極を用いて誘導形式で印加するこ
ともできる。When the structure of the electrode used in the present invention is, for example, a parallel plate type, a coaxial cylinder type, a curved surface opposed flat plate type, a hyperboloid opposed parallel plate type, etc., the direct current and the high frequency current are capacitively coupled. Can be applied at. Further, in the case of applying a high frequency, it is possible to apply in an induction format by using an external electrode.
【００１９】本発明で使用されるグロー放電プラズマを
上記金属材料の被着面に接触する時間は特に限定され
ず、投入電力、印加電圧の大きさ、使用されるガス等に
より適宜選択できる。The time during which the glow discharge plasma used in the present invention is brought into contact with the adhered surface of the metal material is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the applied power, the magnitude of the applied voltage, the gas used and the like.
【００２０】本発明が適用される金属材料としては特に
限定されず、例えば、鉄、ステンレス、銅、アルミニウ
ム合金、トタン、ブリキ等の通常に使用されている金属
類が挙げられる。これらは、例えば、ブラスト処理法、
酸・アルカリ洗浄処理法、化成処理法等の金属材料の被
着面を良好な状態に改質する公知の方法により前処理を
行った後用いてもよく、前処理を行わずに用いてもよ
い。また、必要に応じて、その他の前処理を行ってもよ
い。The metal material to which the present invention is applied is not particularly limited, and examples thereof include commonly used metals such as iron, stainless steel, copper, aluminum alloy, galvanized iron and tin plate. These are, for example, blasting methods,
It may be used after pretreatment by a known method such as an acid / alkali cleaning treatment method or a chemical conversion treatment method for modifying the adhered surface of a metal material to a good state, or may be used without pretreatment. Good. Moreover, you may perform other pre-processing as needed.
【００２１】本発明で使用されるエポキシ系接着剤とし
ては、エポキシ基含有化合物を各種硬化剤を用いて硬化
するものであれば特に限定されず、エポキシ基含有化合
物を、例えば、アミン系化合物、ポリアミド系化合物等
を用いて硬化するもの；ジシアンジアミド、イミダゾー
ル系化合物等により加熱硬化するもの；２個以上のカル
ボキシル基を有する化合物、無水物等を用いて硬化する
もの等が挙げられる。The epoxy adhesive used in the present invention is not particularly limited as long as it cures the epoxy group-containing compound with various curing agents, and the epoxy group-containing compound may be, for example, an amine compound, Examples thereof include those that are cured using a polyamide compound and the like; those that are cured by heating with dicyandiamide, an imidazole compound, and the like; those that are cured using a compound having two or more carboxyl groups, anhydrides, and the like.
【００２２】上記エポキシ系接着剤を金属材料の被着面
に塗布し、金属材料を被着体に接着する方法としては特
に限定されず、使用する上記エポキシ系接着剤に応じて
適宜選択できる。The method of applying the above-mentioned epoxy adhesive to the adhered surface of the metal material and adhering the metal material to the adherend is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the above-mentioned epoxy adhesive used.
【００２３】本発明の金属材料の接着方法は、室温で行
うことができ、また、上記金属材料は、加熱されていて
もよく、冷却されていてもよい。本発明の金属材料の接
着方法は、金属材料と金属以外の材料との接着において
も、良好な接着性が得られる。The method for adhering the metallic material of the present invention can be carried out at room temperature, and the metallic material may be heated or cooled. The method for adhering a metal material according to the present invention provides good adhesion even in adhering a metal material and a material other than metal.
【００２４】本発明２は、エポキシ系接着剤を金属材料
の被着面に塗布する前に、処理容器の内部に、不活性ガ
ス、並びに、酸素含有ガス、酸素含有ガス及びふっ素含
有ガス、又は、窒素及び水素からなるガスからなる処理
用ガスからなる混合ガスを充満させ、大気圧近傍の圧力
下で、一対の金属電極間に電圧を印加し、発生した放電
プラズマを上記金属材料の被着面に接触させる金属材料
の接着方法である。According to the second aspect of the present invention, an inert gas, an oxygen-containing gas, an oxygen-containing gas and a fluorine-containing gas, or an inert gas is provided inside the processing container before the epoxy adhesive is applied to the adhered surface of the metal material. , A mixed gas composed of a processing gas composed of nitrogen and hydrogen is filled, a voltage is applied between a pair of metal electrodes under a pressure near atmospheric pressure, and the generated discharge plasma is deposited on the metal material. It is a method of adhering a metal material to be brought into contact with a surface.
【００２５】上記不活性ガスとしては、準安定状態の寿
命が長く、上記処理用ガスを励起するために有利である
ので、ヘリウムガスが好ましい。ヘリウムガス以外の不
活性ガスを使用する場合には、例えば、アセトン、メタ
ノール等の有機物蒸気；メタン、エタン等の炭化水素ガ
ス等を、０〜２体積％混合することが好ましい。As the inert gas, helium gas is preferable because it has a long metastable life and is advantageous for exciting the processing gas. When an inert gas other than helium gas is used, it is preferable to mix, for example, an organic vapor such as acetone or methanol; a hydrocarbon gas such as methane or ethane in 0 to 2 volume%.
【００２６】上記不活性ガスと上記処理用ガスとの混合
比は、ガスの種類により適宜決定されるが、上記処理用
ガスが、０〜１０体積％であることが好ましくい。１０
体積％を超えると、電圧を印加しても放電プラズマは発
生し難くなる。より好ましくは、０．０１〜５体積％で
ある。The mixing ratio of the inert gas and the processing gas is appropriately determined depending on the kind of gas, but the processing gas is preferably 0 to 10% by volume. 10
When it exceeds the volume%, discharge plasma is hard to be generated even if a voltage is applied. More preferably, it is 0.01 to 5% by volume.
【００２７】本発明２においては、上記不活性ガスと上
記処理ガスとからなる混合ガスは、大気圧近傍の圧力下
で使用される。好ましくは、１００〜８００Ｔｏｒｒで
あり、より好ましくは、７００〜７８０Ｔｏｒｒであ
る。７００〜７８０Ｔｏｒｒであれば、圧力調整が容易
になり、装置が簡便になる。In the second aspect of the present invention, the mixed gas of the inert gas and the processing gas is used under a pressure near atmospheric pressure. It is preferably 100 to 800 Torr, more preferably 700 to 780 Torr. When the pressure is 700 to 780 Torr, pressure adjustment becomes easy and the device becomes simple.
【００２８】図１は、本発明２で使用される装置の一例
を示す断面模式図である。電源部１は、ｋＨｚ台の周波
数の電圧が印加可能であるものであり、放電プラズマの
発生は、電圧を印加して行う。電圧は適宜決められる
が、好ましくは、上部電源４と下部電源５とからなる電
極に印加して、その電界強度が１〜４０ｋＶ／ｃｍとな
る電圧である。１ｋＶ／ｃｍ未満であると、放電プラズ
マを金属材料８の被着面に接触させる時間が長く非能率
的であり、４０ｋＶ／ｃｍを超えると、アーク放電に移
行する挙動が見られる。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of an apparatus used in the present invention 2. The power supply unit 1 can apply a voltage having a frequency on the order of kHz, and discharge plasma is generated by applying a voltage. Although the voltage is appropriately determined, it is preferably a voltage which is applied to the electrode composed of the upper power source 4 and the lower power source 5 to have an electric field strength of 1 to 40 kV / cm. When it is less than 1 kV / cm, it takes a long time and inefficiency to bring the discharge plasma into contact with the adhered surface of the metal material 8, and when it exceeds 40 kV / cm, a behavior of transition to arc discharge is observed.
【００２９】低圧プラズマ処理容器２としては、上記電
極と絶縁がとれていれば特に限定されず、例えば、パイ
レックスガラス製のもの；ステンレス、アルミニウム等
の金属製のもの等が挙げられる。放電プラズマ発生部３
は、上部電源４と下部電源５との間の空間にある。The low-pressure plasma processing container 2 is not particularly limited as long as it is insulated from the electrodes, and examples thereof include those made of Pyrex glass; those made of metal such as stainless steel and aluminum. Discharge plasma generator 3
Is in the space between the upper power supply 4 and the lower power supply 5.
【００３０】上部電極４及び下部電極５は、一対の電極
である。上記一対の電極の構造としては特に限定され
ず、例えば、平行平板型、円筒対向平板型、球対向平板
型、双曲面対向平板型、同軸円筒型、複数の細線と平板
とからなるもの等が挙げられる。The upper electrode 4 and the lower electrode 5 are a pair of electrodes. The structure of the pair of electrodes is not particularly limited, and examples thereof include a parallel plate type, a cylinder facing flat plate type, a sphere facing flat plate type, a hyperboloid facing flat plate type, a coaxial cylinder type, and a plurality of thin wires and flat plates. Can be mentioned.
【００３１】上部電極４及び下部電極５に用いられるも
のとしては特に限定されず、例えば、ステンレス、真鍮
等の多成分系の金属；銅、アルミニウム等の純金属等が
挙げられる。The material used for the upper electrode 4 and the lower electrode 5 is not particularly limited, and examples thereof include multi-component metals such as stainless steel and brass; pure metals such as copper and aluminum.
【００３２】固体誘電体６は、上部電極４の下部電極５
に臨む面に、上部電極４を完全に覆うように配設され、
固体誘電体７は、下部電極５の上部電極４を臨む面に、
下部電極５を完全に覆うように配設されている。一部覆
われていない部位があると、そこからアーク放電が生じ
る。The solid dielectric 6 is the lower electrode 5 of the upper electrode 4.
Is disposed so as to completely cover the upper electrode 4 on the surface facing the
The solid dielectric 7 is formed on the surface of the lower electrode 5 facing the upper electrode 4,
It is arranged so as to completely cover the lower electrode 5. If there is a part that is not covered, arc discharge will occur from that part.
【００３３】本発明においては、固体誘電体は、上部電
極４及び下部電極５のうち、金属材料８の被着面に対向
する少なくともどちらか一方に配設される。金属材料８
の被着面が上部電極４に臨む面のみであれば、下部電極
５に固体誘電体７は必要ないが、例えば、金属材料８の
両面処理を要する場合、金属材料８の厚みが大きい場合
等には、アーク放電防止のために下部電極５にも固体誘
電体７を配設することが好ましい。In the present invention, the solid dielectric is provided on at least one of the upper electrode 4 and the lower electrode 5 facing the surface on which the metal material 8 is adhered. Metal material 8
If the surface to be adhered to is only the surface facing the upper electrode 4, the lower electrode 5 does not require the solid dielectric 7. However, for example, when double-side processing of the metal material 8 is required, or when the thickness of the metal material 8 is large, etc. In order to prevent arc discharge, it is preferable to dispose the solid dielectric 7 also on the lower electrode 5.
【００３４】上記固体誘電体に用いられる化合物として
は特に限定されず、例えば、二酸化けい素、酸化アルミ
ニウム、酸化ジルコニウム、二酸化チタン等の金属酸化
物単体；これらの化合物等が挙げられる。上記固体誘電
体の厚みは特に限定されないが、０．０５〜４ｍｍが好
ましい。０．０５ｍｍ未満であると、電圧印加時に絶縁
破壊が起こりアーク放電が発生しやすくなり、４ｍｍを
超えると、放電プラズマを発生させるために高電圧が必
要となる。固体誘電体６と固体誘電体７とは同種であっ
てもよく、異種であってもよい。The compound used for the solid dielectric is not particularly limited, and examples thereof include metal oxide simple substances such as silicon dioxide, aluminum oxide, zirconium oxide and titanium dioxide; these compounds and the like. The thickness of the solid dielectric is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 4 mm. When it is less than 0.05 mm, dielectric breakdown occurs when a voltage is applied and arc discharge easily occurs. When it exceeds 4 mm, a high voltage is required to generate discharge plasma. The solid dielectric 6 and the solid dielectric 7 may be the same or different.
【００３５】上部電極４と下部電極５との間の距離は、
固体誘電体６の厚み、固体誘電体７の厚み、金属材料８
の厚み、印加電圧の大きさ、混合ガスの流量、圧力条件
等により適宜決められるが、１〜３０ｍｍが好ましい。
１ｍｍ未満であると、未使用の混合ガスが多くなり非能
率的になり、３０ｍｍを超えると、放電プラズマ密度が
低下し高電力が必要となり、放電プラズマの均一性が損
なわれやすくなる。The distance between the upper electrode 4 and the lower electrode 5 is
Thickness of solid dielectric 6, thickness of solid dielectric 7, metal material 8
The thickness is appropriately determined depending on the thickness, the magnitude of the applied voltage, the flow rate of the mixed gas, the pressure conditions, etc., but is preferably 1 to 30 mm.
If it is less than 1 mm, the amount of unused mixed gas is large, resulting in inefficiency. If it exceeds 30 mm, the discharge plasma density is lowered and high power is required, and the uniformity of the discharge plasma is likely to be impaired.
【００３６】金属材料８は、固体誘電体７上に設置され
ており、金属材料８の上部電極４に臨む面のみが改質さ
れるが、金属材料８の両面を改質する場合には、金属材
料８を、放電プラズマ発生部３と下部電極５との間の空
間に設置すればよい。The metal material 8 is provided on the solid dielectric 7, and only the surface of the metal material 8 facing the upper electrode 4 is modified. However, when modifying both surfaces of the metal material 8, The metal material 8 may be placed in the space between the discharge plasma generating section 3 and the lower electrode 5.
【００３７】放電プラズマは、処理用ガスと不活性ガス
とをそれぞれ放電プラズマ発生部３に導入して発生させ
る。放電プラズマ発生部３への処理用ガスの導入方法と
しては、均一な導入が可能であれば特に限定されず、例
えば、処理用ガスと不活性ガスとを攪拌した後に導入す
る方法、高速で吹きつける方法等が挙げられる。好まし
くは、処理用ガスを、ガス導入管９を経て多孔構造を有
する上部電極４から放電プラズマ発生部３に供給し、不
活性ガスを、不活性ガス導入管１０を経てガス排出孔を
多数有するガラス製ガス供給管１１から放電プラズマ発
生部３に供給する方法であり、処理用ガスの供給が均一
になり、均一度の優れた被着面の改質が可能になる。The discharge plasma is generated by introducing a processing gas and an inert gas into the discharge plasma generating section 3, respectively. The method of introducing the processing gas into the discharge plasma generating unit 3 is not particularly limited as long as it can be uniformly introduced. For example, a method of introducing the processing gas and the inert gas after stirring the same, a high-speed blowing method. The method of putting it on can be mentioned. Preferably, the processing gas is supplied from the upper electrode 4 having a porous structure to the discharge plasma generating section 3 via the gas introduction pipe 9, and the inert gas is passed through the inert gas introduction pipe 10 to have a large number of gas discharge holes. This is a method of supplying gas from the glass-made gas supply pipe 11 to the discharge plasma generating section 3, and the processing gas is uniformly supplied, and it is possible to modify the adherend surface with excellent uniformity.
【００３８】図示されていないが、処理用ガス及び不活
性ガスは、マスフローコントローラーにより流量制御さ
れている。過剰の処理用ガス又は過剰の不活性ガスは、
ガス排出口１２から排出される。低圧プラズマ処理容器
２に処理用ガス又は不活性ガスを導入する際には、低圧
プラズマ処理容器２に残存する空気を排気口１３から排
出することが好ましい。Although not shown, the flow rates of the processing gas and the inert gas are controlled by the mass flow controller. Excess processing gas or excess inert gas is
The gas is discharged from the gas discharge port 12. When introducing the processing gas or the inert gas into the low-pressure plasma processing container 2, it is preferable to discharge the air remaining in the low-pressure plasma processing container 2 from the exhaust port 13.
【００３９】[0039]
【作用】本発明の金属材料の接着方法は、発生したグロ
ー放電プラズマを金属材料の被着面に接触させることに
より金属材料表面をエッチングし、アンカー効果を向上
させるので、接着性が改善される。また、グロー放電プ
ラズマにより金属材料表面がクリーニングされ、接着性
を悪くする物質が除去されるので、接着性の向上が得ら
れる。In the method for adhering a metal material according to the present invention, the generated glow discharge plasma is brought into contact with the adhered surface of the metal material to etch the surface of the metal material and improve the anchor effect, so that the adhesion is improved. . Further, since the surface of the metal material is cleaned by the glow discharge plasma and the substance that deteriorates the adhesiveness is removed, the adhesiveness can be improved.
【００４０】本発明２においては、処理用ガスにより金
属材料の被着面が化学的に改質されるので、接着性に優
れた金属材料の接着接合が可能になる。In the second aspect of the present invention, the surface to which the metal material is adhered is chemically modified by the processing gas, so that the metal material having excellent adhesiveness can be bonded and joined.
【００４１】[0041]
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【００４２】実施例１〜２０、比較例１〜４ いずれの実施例、比較例も被着面に所定の処理を施した
後、所定の接着剤によりＪＩＳ Ｋ ６８５０に準拠し
て引張剪断接着強度を測定した。測定温度は、２３℃、
引張速度は、５ｍｍ／分とした。各実施例、比較例につ
いて、被着面処理方法、使用した金属材料、使用した接
着剤、接着剤硬化条件、及び、その引張剪断接着強度の
測定結果を表１〜４に示した。表中、エスダイン＃３１
００は、積水化学工業社製エポキシポリアミド系２液混
合型接着剤であり、エスダインＲＹ−２０２１は、積水
化学工業社製エポキシ系１液加熱硬化型接着剤である。Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 4 In each of the Examples and Comparative Examples, after the surface to be adhered is subjected to a predetermined treatment, a predetermined adhesive is used to perform tensile shear adhesive strength in accordance with JIS K 6850. Was measured. The measurement temperature is 23 ℃,
The pulling speed was 5 mm / min. Tables 1 to 4 show the methods for treating the adherend surface, the metal materials used, the adhesives used, the adhesive curing conditions, and the tensile shear adhesive strength measurement results for each of the examples and comparative examples. Esdyne # 31 in the table
00 is an epoxy polyamide two-component mixed adhesive manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., and Esdyne RY-2021 is an epoxy one-component heat-curable adhesive manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.
【００４３】（処理１）高周波容量結合型プラズマ処理
装置（金属電極φ８０ｍｍ）を用い、その装置の処理容
器内の電極間距離３０ｍｍの電極空中間に所定の金属材
料を設置し、処理容器内の空気を１×１０-4Ｔｏｒｒま
で排気し、アルゴンガスを導入し、０．１Ｔｏｒｒに設
定後、７０Ｗの電力を印加して３分間放置した。(Processing 1) A high frequency capacitive coupling type plasma processing apparatus (metal electrode φ80 mm) was used, and a predetermined metal material was placed in the processing chamber of the apparatus with a distance of 30 mm between the electrodes, and a predetermined metal material was placed in the processing chamber. The air was evacuated to 1 × 10 −4 Torr, argon gas was introduced, and after setting to 0.1 Torr, 70 W of electric power was applied and left for 3 minutes.
【００４４】（処理２）処理１で６０体積％の酸素と残
部がアルゴンである混合ガスを導入したこと以外は処理
１と同様にして行った。(Treatment 2) The treatment 1 was carried out in the same manner as the treatment 1, except that a mixed gas containing 60% by volume of oxygen and the balance of argon was introduced in the treatment 1.
【００４５】（処理３）図１に示した装置（金属電極φ
８０ｍｍ）において、厚み５００μｍの酸化ジルコニウ
ム溶射膜が被覆された両電極の電極間距離５ｍｍの電極
空間中に、下部電極上に所定の金属材料を設置し、１Ｔ
ｏｒｒまで油回転ポンプで排気した。ついで、ヘリウム
ガス流量５００ｓｃｃｍをガス導入管９から処理容器２
内に導入し、７５７Ｔｏｒｒの大気圧とした。その後、
１５ｋＨｚ、４．８ｋＶの電圧を電極に印加し、５分間
放置した。電圧印加に伴って、放電プラズマの発光が観
察された。(Processing 3) The apparatus shown in FIG. 1 (metal electrode φ
80 mm), a predetermined metal material was placed on the lower electrode in an electrode space having a distance of 5 mm between the electrodes coated with a zirconium oxide sprayed film having a thickness of 500 μm, and 1T
The oil was evacuated to an orr with an oil rotary pump. Then, a helium gas flow rate of 500 sccm is applied from the gas introduction pipe 9 to the processing container 2
It was introduced into the chamber and the atmospheric pressure was set to 757 Torr. afterwards,
A voltage of 15 kHz and 4.8 kV was applied to the electrodes and left for 5 minutes. The emission of discharge plasma was observed as the voltage was applied.
【００４６】（処理４）酸素ガス流量７ｓｃｃｍと４ふ
っ化炭素ガス流量３ｓｃｃｍとをガス導入管９から、ヘ
リウムガス流量９９０ｓｃｃｍを不活性ガス導入管１０
から処理容器２内に導入し、７５７Ｔｏｒｒの大気圧と
した後、１５ｋＨｚ、５．５ｋＶの電圧を電極に印加
し、３分間放置したこと以外は、処理３と同様にして処
理を行った。(Process 4) An oxygen gas flow rate of 7 sccm and a carbon tetrafluoride gas flow rate of 3 sccm are supplied from the gas introducing pipe 9, and a helium gas flow rate of 990 sccm is supplied to the inert gas introducing pipe 10.
Was treated in the same manner as in Treatment 3, except that the pressure was set to 757 Torr at 757 Torr, a voltage of 15 kHz and 5.5 kV was applied to the electrodes, and the electrodes were left for 3 minutes.
【００４７】（処理５）下部電極５に２ｍｍt ×１２０
ｍｍφの二酸化チタン焼結体を配設し、窒素ガス流量６
ｓｃｃｍと水素ガス流量４ｓｃｃｍとからなるガスをガ
ス導入管９から、ヘリウムガス流量９９０ｓｃｃｍを不
活性ガス導入管１０から処理容器２内に導入し、７５７
Ｔｏｒｒの大気圧とした後、１５ｋＨｚ、３．３ｋＶの
電圧を電極に印加し、５分間放置したこと以外は、処理
３と同様にして処理を行った。(Processing 5) 2 mm t × 120 on the lower electrode 5
A titanium dioxide sintered body of mmφ is arranged, and the nitrogen gas flow rate is 6
A gas composed of sccm and a hydrogen gas flow rate of 4 sccm is introduced into the processing container 2 through the gas introduction pipe 9 and a helium gas flow rate of 990 sccm through the inert gas introduction pipe 10, and 757
After setting the atmospheric pressure to Torr, a treatment was performed in the same manner as the treatment 3 except that a voltage of 15 kHz and 3.3 kV were applied to the electrodes and the electrodes were left for 5 minutes.
【００４８】[0048]
【表１】 [Table 1]
【００４９】[0049]
【表２】 [Table 2]
【００５０】[0050]
【表３】 [Table 3]
【００５１】[0051]
【表４】 [Table 4]
【００５２】[0052]
【発明の効果】本発明の金属材料の接着方法は上述の構
成よりなるので、金属材料の被着面が良好な状態に改質
でき、また、大気圧近傍の圧力下で、簡易な装置により
金属材料や作業環境を悪化させることなく、処理効果が
安定して発揮されるので、各種金属材料の接着に好適で
ある。EFFECTS OF THE INVENTION Since the method for adhering a metal material of the present invention has the above-mentioned structure, the surface to which the metal material is adhered can be modified to a good state, and the pressure can be improved by a simple device under a pressure near atmospheric pressure. Since the treatment effect is stably exhibited without deteriorating the metal material and the working environment, it is suitable for adhesion of various metal materials.
【図１】本発明で使用される装置の一例を示す断面模式
図。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of an apparatus used in the present invention.
４ 上部電源 ５ 下部電源 ６ 固体誘電体 ７ 固体誘電体 ８ 金属材料 ９ ガス導入管 １０ 不活性ガス導入管 4 Upper power supply 5 Lower power supply 6 Solid dielectric 7 Solid dielectric 8 Metal material 9 Gas introduction pipe 10 Inert gas introduction pipe
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｆ 4/00 Ｃ２３Ｆ 4/00 Ｅ Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location C23F 4/00 C23F 4/00 E
Claims (2)
塗布し、その後、金属材料を被着体に接着する金属材料
の接着方法において、前記エポキシ系接着剤を塗布する
前に、低圧プラズマ処理容器の内部に、不活性ガス、又
は、酸素含有ガス、酸素含有ガス及びふっ素含有ガス、
若しくは、窒素及び水素からなるガスからなる処理用ガ
スを充満させ、１×１０-4〜１００Ｔｏｒｒの圧力下
で、電極に電圧を印加し、発生したグロー放電プラズマ
を前記金属材料の被着面に接触させることを特徴とする
金属材料の接着方法。1. A method for adhering a metal material, which comprises applying an epoxy adhesive to a surface of a metal material to be adhered, and then adhering the metal material to an adherend, before applying the epoxy adhesive. Inside the plasma processing container, an inert gas, or an oxygen-containing gas, an oxygen-containing gas and a fluorine-containing gas,
Alternatively, a treatment gas composed of a gas composed of nitrogen and hydrogen is filled, a voltage is applied to the electrodes under a pressure of 1 × 10 −4 to 100 Torr, and the generated glow discharge plasma is applied to the adhered surface of the metal material. A method for adhering a metal material, which comprises bringing them into contact with each other.
塗布し、その後、金属材料を被着体に接着する金属材料
の接着方法において、前記エポキシ系接着剤を塗布する
前に、上部電極と下部電極とからなる一対の金属電極、
前記上部電極と前記下部電極との間に設置された金属材
料、前記金属材料の被着面に対向する前記金属電極に配
設された固体誘電体、放電プラズマ発生部、ガス導入
管、ガス排出口、及び、電源からなる処理容器の内部
に、不活性ガス、並びに、酸素含有ガス、酸素含有ガス
及びふっ素含有ガス、又は、窒素及び水素からなるガス
からなる処理用ガスからなる混合ガスを充満させ、大気
圧近傍の圧力下で、前記一対の金属電極間に電圧を印加
し、発生した放電プラズマを前記金属材料の被着面に接
触させることを特徴とする金属材料の接着方法。2. A method for adhering a metal material, which comprises applying an epoxy adhesive to a surface to which a metal material is adhered and then adhering the metal material to an adherend, before applying the epoxy adhesive. A pair of metal electrodes consisting of an electrode and a lower electrode,
A metal material disposed between the upper electrode and the lower electrode, a solid dielectric disposed on the metal electrode facing the adhered surface of the metal material, a discharge plasma generator, a gas introduction tube, a gas exhaust The inside of the processing container consisting of the outlet and the power supply is filled with an inert gas and an oxygen-containing gas, an oxygen-containing gas and a fluorine-containing gas, or a mixed gas consisting of a processing gas consisting of a gas containing nitrogen and hydrogen. Then, a voltage is applied between the pair of metal electrodes under a pressure near atmospheric pressure, and the generated discharge plasma is brought into contact with the adhered surface of the metal material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7002895A JPH08259900A (en) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | Adhesion of metallic material |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP7002895A JPH08259900A (en) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | Adhesion of metallic material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08259900A true JPH08259900A (en) | 1996-10-08 |
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ID=13419741
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP7002895A Pending JPH08259900A (en) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | Adhesion of metallic material |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08259900A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2002074531A1 (en) * | 2001-03-16 | 2004-10-07 | 東洋鋼鈑株式会社 | Polymer plate conductive plate assembly and component using polymer plate conductive plate assembly |
| EP1529824A1 (en) * | 2003-11-07 | 2005-05-11 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Method for forming overlapping section |
| JP2008506796A (en) * | 2004-07-13 | 2008-03-06 | シーカ・テクノロジー・アーゲー | Method for treating and securing a workpiece made of a metal or alloy comprising a hydrated oxide and / or hydroxide layer |
| JP2008088319A (en) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Nagaoka Univ Of Technology | Bonding method of resin material |
-
1995
- 1995-03-28 JP JP7002895A patent/JPH08259900A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2002074531A1 (en) * | 2001-03-16 | 2004-10-07 | 東洋鋼鈑株式会社 | Polymer plate conductive plate assembly and component using polymer plate conductive plate assembly |
| EP1529824A1 (en) * | 2003-11-07 | 2005-05-11 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Method for forming overlapping section |
| US7306691B2 (en) | 2003-11-07 | 2007-12-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for forming overlapping section |
| JP2008506796A (en) * | 2004-07-13 | 2008-03-06 | シーカ・テクノロジー・アーゲー | Method for treating and securing a workpiece made of a metal or alloy comprising a hydrated oxide and / or hydroxide layer |
| JP2008088319A (en) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Nagaoka Univ Of Technology | Bonding method of resin material |
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