TW202136023A - 表面處理基材、複合積層體及接合體,以及此等之製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種表面處理基材,其係具有選自由纖維強化塑膠、玻璃及陶瓷所成之群組中之至少1種所構成之基材與在其表面上之表面處理層之表面處理基材,前述表面處理層含有:於前述基材上施予矽烷偶合劑處理而成之矽烷偶合劑處理層,與將選自由異氰酸酯化合物、硫醇化合物、環氧化合物及胺基化合物所成之群組中之一種以上的化合物與前述矽烷偶合劑所具有之官能基反應而成之具有源自前述化合物之官能基之官能基含有層。
Description
本發明有關實施以對於選自由纖維強化塑膠(以下亦稱為FRP)、玻璃及陶瓷所成之群組中之至少1種所構成之基材提高與有機材料之接合強度為目的的表面處理之表面處理基材及用以獲得前述表面處理基材之表面處理方法、使用前述表面處理基材之複合積層體及其製造方法、使用前述複合積層體之接合體及其製造方法。
電子裝置產業或汽車產業中隨著技術進化之進一步進展,對於材料之需求亦多樣化且高度化。為了將製品性能提高至極限,同時實現複數功能,以適材適所配置異種材料(以下稱異種材)之多材料構造成為必要而不可或缺。多材料構造係使異種材接合者,作為其接合手段已檢討熔融熔接或接著等之各種接合技術。
關於多材料構造,例如於智慧型手機已進展至全面玻璃化,而要求以嵌入成形等將玻璃與透明性良好之聚碳酸酯等之樹脂接合之技術。
作為玻璃與樹脂之接合方法,揭示有對顆粒狀之工程塑膠賦予對玻璃之接著力提升劑後,以將其與玻璃接觸之狀態加熱熔融,而將前述工程塑膠熔融接著於前述玻璃之技術(專利文獻1)。
關於多材料構造,例如於汽車方面,有將FRP(纖維強化塑膠)與樹脂接合之情況,而要求使FRP與樹脂強固接合之技術。又,於動力機械方面,多數使用將陶瓷作為嵌入材以樹脂模製之絕緣容器等之絕緣體,而要求使陶瓷與樹脂強固接合之技術。
以往,異種材彼此若直接接合,則由於材料間之熱收縮差異而使應力集中於界面,而有成為龜裂或剝離原因之問題。揭示有與該問題相關連,藉由於陶瓷與樹脂之間塗佈矽烷偶合劑進行界面處理,而於絕緣容器之樹脂模製構造中,防止樹脂模製構造之內部界面之龜裂發生的技術(非專利文獻1)。
絕緣容器所用之陶瓷,為了防止污染,大多於其表面實施玻璃質釉藥(SiO2
-10%Al2
O3
)而使用。因此,前述之樹脂模製構造中,陶瓷表面之釉藥與樹脂之界面容易成為平滑狀態。非專利文獻1中,著眼於上述方面,藉由以矽烷偶合劑之界面處理,謀求樹脂模製構造之內部界面之接著強度提高。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開2006-297662號公報
非專利文獻
非專利文獻1:日本機械學會論文集(A篇)77卷774期(2011-2)
[發明欲解決之課題]
專利文獻1之技術,作為嵌入成形時之玻璃龜裂對策,必須將射出壓之上限減低至最大60MPa,因此未能充分提高射出壓,而難以提高耐久性。非專利文獻1之技術,因材料間之熱收縮差異而使應力集中於界面之樹脂端部之方面無法解決,而難以進一步提高接合強度或提高耐久性。
本發明係鑑於該技術背景而完成者,係提供使選自由纖維強化塑膠、玻璃及陶瓷所成之群組中之至少1種基材與有機材料之藉由化學鍵結之接合更強固,亦使長期間內之耐久性提高之表面處理基材及其相關技術。所謂前述相關技術意指用以獲得前述表面處理基材之表面處理方法、使用前述表面處理基材之複合積層體及其製造方法、使用前述複合積層體之接合體及其製造方法。
本說明書中,所謂有機材料意指有機材料及/或無機物強化有機材料。
[用以解決課題之手段]
本發明為了達到前述目的,而提供以下手段。
又,本說明書中,所謂接合意指物與物之連結,接著與熔接係其下位概念。所謂接著係經由膠帶或接著劑般之有機材(熱硬化性樹脂或熱塑性樹脂等),將2個被接著材(欲被接著者)成為接合狀態,所謂熔接意指藉由熱將被接著材的熱塑性樹脂表面熔融,藉由接觸加壓與冷卻使分子擴散而交織並結晶化而成接合狀態。
(表面處理基材)
[1] 一種表面處理基材,其係具有選自由纖維強化塑膠、玻璃及陶瓷所成之群組中之至少1種所構成之基材與在其表面上之表面處理層之表面處理基材,前述表面處理層含有:於前述基材上施予矽烷偶合劑處理而成之矽烷偶合劑處理層,與將選自由異氰酸酯化合物、硫醇化合物、環氧化合物及胺基化合物所成之群組中之一種以上的化合物與前述矽烷偶合劑所具有之官能基反應而成之具有源自前述化合物之官能基之官能基含有層。
[2] 如[1]記載之表面處理基材,其中,前述矽烷偶合劑含有選自由胺基、環氧基、(甲基)丙烯醯基、苯乙烯基、異氰酸基及巰基所成之群組中之一種以上的官能基。
[3] 如[1]或[2]記載之表面處理基材,其中,前述異氰酸酯化合物為選自具有(甲基)丙烯醯基之異氰酸酯化合物及2官能以上之異氰酸酯化合物中之至少一種。
[4] 如[1]或[2]記載之表面處理基材,其中,前述硫醇化合物為2官能以上之硫醇化合物。
[5] 如[1]或[2]記載之表面處理基材,其中,前述環氧化合物為選自具有(甲基)丙烯醯基之化合物及2官能以上之環氧化合物中之至少一種。
[6] 如[1]或[2]記載之表面處理基材,其中,前述胺基化合物為選自具有(甲基)丙烯醯基之化合物及2官能以上之胺基化合物中之至少一種。
[7] 如[1]~[6]中任一項記載之表面處理基材,其中,前述基材為經施予選自由脫脂處理、UV臭氧處理、噴砂處理、研磨處理、電漿處理及電暈放電處理所成之群組中之至少1種前處理而成。
(複合積層體)
[8] 一種複合積層體,其係於如[1]~[7]中任一項記載之表面處理基材之官能基含有層側的表面上形成有1層或複數層的底塗層。
[9] 如[8]記載之複合積層體,其中,前述底塗層為由具有與前述官能基含有層所包含之官能基反應之基之硬化性樹脂硬化物所構成。
[10] 如[8]記載之複合積層體,其中,前述底塗層為由形成具有與前述官能基含有層所包含之官能基反應之基之熱塑性樹脂之單體組成物的加成聚合反應物或自由基聚合反應物所構成。
(接合體)
[11] 一種接合體,其係將如[1]〜[7]中任一項記載之表面處理基材與有機材料直接或介由接著劑進行接合一體化而成。
[12] 一種接合體,其係將如[8]〜[10]中任一項記載之複合積層體的底塗層與有機材料直接或介由接著劑進行接合一體化而成。
[13] 如[11]或[12]記載之接合體,其中,前述有機材料為選自由熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂、包含無機強化材料之熱塑性樹脂、包含無機強化材料之熱硬化性樹脂所成之群組中之至少1種。
(表面處理基材之製造方法)
[14] 一種表面處理基材之製造方法,其係使選自由異氰酸酯化合物、硫醇化合物、環氧化合物及胺基化合物所成之群組中之一種以上的化合物,與前述矽烷偶合劑所具有之官能基反應,而於具有矽烷偶合劑處理層之基材形成表面具有源自前述化合物之官能基之官能基含有層。
[15] 如[14]記載之表面處理基材之製造方法,其中,前述矽烷偶合劑含有選自由胺基、環氧基、(甲基)丙烯醯基、苯乙烯基、異氰酸基及巰基所成之群組中之一種以上的官能基。
[16] 如[14]或[15]記載之表面處理基材之製造方法,其中,前述異氰酸酯化合物為選自具有(甲基)丙烯醯基之異氰酸酯化合物及2官能以上之異氰酸酯化合物中之至少一種。
[17] 如[14]或[15]記載之表面處理基材之製造方法,其中,前述硫醇化合物為2官能以上之硫醇化合物。
[18] 如[14]或[15]記載之表面處理基材之製造方法,其中,前述環氧化合物為選自具有(甲基)丙烯醯基之化合物及2官能以上之環氧化合物中之至少一種。
[19] 如[14]或[15]記載之表面處理基材之製造方法,其中,前述胺基化合物為選自具有(甲基)丙烯醯基之化合物及2官能以上之胺基化合物中之至少一種。
[20] 如[14]~[19]中任一項記載之表面處理基材之製造方法,其中,前述基材為經施予選自由脫脂處理、UV臭氧處理、噴砂處理、研磨處理、電漿處理及電暈放電處理所成之群組中之至少1種前處理而成。
(複合積層體之製造方法)
[21] 一種複合積層體之製造方法,其係於如[1]~[7]中任一項記載之表面處理基材之官能基含有層的表面上進行加成聚合反應或自由基聚合反應,以形成由熱塑性樹脂所構成之底塗層。
(接合體之製造方法)
[22] 一種接合體之製造方法,其係於如[1]~[7]中任一項記載之表面處理基材之前述官能基含有層的表面上形成接著劑層,並於該接著劑層上藉由選自由射出成形、壓縮成形及手糊成形所成之群組中之至少1種方法將有機材料進行接合一體化。
[23] 一種接合體之製造方法,其係於如[1]~[7]中任一項之表面處理基材之前述官能基含有層的表面上,藉由選自由超音波熔接法、振動熔接法、電磁感應法、高頻法、雷射法、熱壓法所成之群組中之至少1種方法,將有機材料進行接合一體化。
[24] 一種接合體之製造方法,其係於如[8]~[10]中任一項之複合積層體之底塗層上,藉由選自由超音波熔接法、振動熔接法、電磁感應法、高頻法、雷射法、熱壓法、射出成形、壓縮成形及手糊成形所成之群組中之至少1種方法,將有機材料進行接合一體化。
[發明效果]
依據本發明之將選自由纖維強化塑膠(FRP)、玻璃及陶瓷所成之群組中之至少1種所構成之基材表面設為將可化學鍵結之官能基於三維方向延伸之含官能基構造,可使前述基材與有機材料之藉由化學鍵結之接合更為強固,亦可於長期間內提高耐久性。
針對本發明之表面處理基材及其相關技術加以詳述。
[表面處理基材]
本發明之表面處理基材3,如圖1所示,具有選自由纖維強化塑膠(FRP)、玻璃及陶瓷所成之群組中之至少1種所構成之基材1與表面處理層2,前述表面處理層2含有:於前述基材1上施予矽烷偶合劑處理而成之矽烷偶合劑處理層21,與將選自由異氰酸酯化合物、硫醇化合物、環氧化合物及胺基化合物所成之群組中之一種以上的化合物與源自前述矽烷偶合劑之官能基反應而成之具有源自前述化合物之官能基之官能基含有層22。
又,由於矽烷偶合劑種類眾多,且構成官能基含有層之化合物亦多歧,且無法包括性地表現基於其組合之具體態樣,故本發明之表面處理基材3以構造或特性而直接特定係不可能或非實際。
<基材>
基材1係由選自由纖維強化塑膠(FRP)、玻璃及陶瓷所成之群組中之至少1種所構成。
基材1之形態並未特別限定,可為塊狀亦可為膜狀。
構成基材1之纖維強化塑膠(FRP)、玻璃、陶瓷並未特別限定。
作為纖維強化塑膠(FRP)舉例為對胺基甲酸酯樹脂、環氧樹脂、乙烯酯樹脂、不飽和聚酯、聚醯胺樹脂、酚樹脂等之熱硬化性樹脂複合各種纖維而提高強度之玻璃纖維強化塑膠(GFRP)、碳纖維強化塑膠(CFRP)、硼纖維強化塑膠(BFRP)、芳醯胺纖維強化塑膠(AFRP)等。亦舉例為來自玻璃纖維或碳纖維SMC(薄片模製化合物(sheet molding compound))之成形體等。
作為玻璃舉例為鈉鈣玻璃、鉛玻璃、硼矽酸玻璃、石英玻璃等。
作為陶瓷,舉例為氧化鋁、氧化鋯、鈦酸鋇等之氧化物系陶瓷、羥磷灰石等之氫氧化物系陶瓷、碳化矽等之碳化物系陶瓷、氮化矽等之氮化物系陶瓷等。
基材1由玻璃所成之情況,基材1之厚度,基於強度之觀點,較佳為0.3mm以上,更佳為0.5mm以上。且,玻璃厚度之上限並未特別限定,但較佳為30mm以下,更佳為10mm以下。
基材1由FRP及/或陶瓷所成之情況,基材1之厚度,基於強度之觀點,分別較佳為1.0mm以上,更佳為2.0mm以上。且,FRP及陶瓷厚度之上限並未特別限定,但較佳為20mm以下,更佳為15mm以下。
於基材1積層表面處理層2之前,基於去除表面之污染物及/或錨定效果之目的,較佳於基材1表面實施前處理。藉由前處理,如圖1所示,可於基材1之表面形成微細之凹凸4而粗面化。
藉由前處理,可提高基材1與矽烷偶合劑處理層21之接著性。
前處理亦有助於提高基材1與被接合材的有機材料6之接合性。
作為前處理,舉例為例如脫脂處理、UV臭氧處理、噴砂處理、研磨處理、電漿處理、電暈放電處理、雷射處理、蝕刻處理、火焰處理等。
作為前處理,較佳為洗淨基材1表面之前處理或對表面賦予凹凸之前處理,具體而言,較佳為選自由脫脂處理、UV臭氧處理、噴砂處理、研磨處理、電漿處理及電暈放電處理所成之群組中之至少1種。
前處理可僅為1種,亦可實施2種以上。作為該等前處理之具體方法,可使用習知方法。
通常,認為於FRP表面存在源自樹脂或補強材之羥基,於玻璃或陶瓷表面原本存在羥基,但藉由前述前處理生成新的羥基,可增加基材1之表面羥基。
前述所謂脫脂處理,係以丙酮、甲苯等之有機溶劑等溶解去除材料層表面之油脂等污物之方法。
前述所謂UV臭氧處理係藉由自低壓水銀燈發光之短波長紫外線所具有之能量與藉此產生之臭氧(O3
)之力,將表面洗淨並改質之方法。玻璃之情況,係成為進行表面之有機系雜質去除之表面洗淨法之一。一般,使用低壓水銀燈之洗淨表面改質裝置稱為「UV臭氧清淨機」、「UV洗淨裝置」、「紫外線表面改質裝置」等。
作為前述噴砂處理舉例為例如濕噴砂處理、噴射噴砂處理、砂石噴砂處理等。其中,濕噴砂處理與乾噴砂處理相比由於獲得更緻密面,故而較佳。
作為前述研磨處理,舉例為例如使用研磨布之拋光研磨、使用研磨紙(sandpaper)之輥研磨、電解研磨等。
前述所謂電漿處理係以高壓電源與桿製作電漿射束並碰撞材料表面而使分子激發之官能狀態,而可對材料表面賦予羥基或極性基之大氣壓電漿處理方法等。
前述所謂電暈放電處理舉例為實施高分子膜之表面改質之方法,係自電極釋出之電子切斷高分子表面層之高分子主鏈或側鏈而發生之自由基為起點而於表面產生羥基或極性基之方法。
前述所謂雷射處理係以藉由雷射照射而僅使表面層急速加熱、冷卻,而改善表面特性之技術有效使表面粗面化之方法。可使用習知之雷射處理技術。
作為前述蝕刻處理,舉例為例如鹼法、磷酸-硫酸法、氟化物法、鉻酸-硫酸法、氯化鐵法等之化學蝕刻處理,且舉例為電解蝕刻法等之電化學蝕刻處理等。
所謂前述火焰處理係將燃燒氣體與空氣之混合氣體燃燒而使空氣中之氧電漿化,藉由將氧電漿賦予至處理對象物而謀求表面親水化之方法。可使用習知之火焰處理技術。
<表面處理層>
前述表面處理層2含有對前述基材1施予矽烷偶合劑處理而成之矽烷偶合劑處理層21,與將選自由異氰酸酯化合物、硫醇化合物、環氧化合物及胺基化合物所成之群組中之一種以上的化合物與源自前述矽烷偶合劑之官能基反應而成之具有源自前述化合物之官能基的官能基含有層22。
(矽烷偶合劑處理層)
矽烷偶合劑處理層係對前述基材1施予矽烷偶合劑處理而成之層,係由2維構造之自我組織化單分子膜(SAM)所成。
以存在於基材1表面之羥基為基點,藉矽烷偶合劑處理使矽烷醇基鍵結,則由於如上述矽烷醇基彼此亦鍵結,故形成擴展為2維之矽烷偶合劑處理層。如後述,矽烷偶合劑較佳係除了矽烷醇基以外,亦具有與官能基含有層所用之化合物具有反應性之官能基之化合物者。
作為前述矽烷偶合劑,可使用玻璃纖維之表面處理等所用之習知矽烷偶合劑等。
作為前述矽烷偶合劑,並未特別限定,但較佳為具有與官能基含有層中使用之異氰酸酯化合物、硫醇化合物、環氧化合物及胺基化合物所具有之任一官能基反應之官能基者。作為矽烷偶合劑具有之具體官能基,除了矽烷偶合劑具有之矽烷醇基以外,較佳為選自胺基、環氧基、縮水甘油基、(甲基)丙烯醯基、苯乙烯基、異氰酸基、巰基之一種以上的官能基。其中,更佳為選自胺基、(甲基)丙烯醯基、縮水甘油基之一種以上的官能基。該等官能基可根據官能基含有層中所含之前述化合物之官能基而適當選擇。
作為矽烷偶合劑之具體例,舉例為具有乙烯基之乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、具有環氧基之2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、具有縮水甘油基之3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、具有苯乙烯基之對-苯乙烯基三甲氧基矽烷、具有甲基丙烯醯氧基之3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、具有丙烯醯氧基之3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、具有胺基之N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧基矽烷基-N-(1,3-二甲基-亞丁基)丙基胺、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(乙烯基苄基)-2-胺基丙基三甲氧基矽烷之鹽酸鹽、具有異氰脲酸基之三-(三甲氧基矽烷基丙基)異氰脲酸酯、具有脲基之3-脲基丙基三烷氧基矽烷、具有巰基之3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、具有異氰酸基之3-異氰酸基丙基三乙氧基矽烷、具有三嗪巰基之二硫醇三嗪丙基三以氧基矽烷、具有乙氧基矽烷基之6-(三乙氧基矽烷基丙基胺基)-1,3,5-三嗪-2,4-二硫醇單鈉鹽(TES)等。
利用前述矽烷偶合劑形成矽烷偶合劑層之方法並未特別限定,但舉例為例如噴霧塗佈法、浸漬法等。
浸漬法係藉由將矽烷偶合劑之低濃度水溶液或矽烷偶合劑之低濃度有機溶劑溶液與基材1表面接觸,而使存在於基材表面之羥基等與矽烷偶合劑反應生成矽烷醇基,使經寡聚化之矽烷醇基鍵結於基材表面。具體而言,例如將以有機溶劑將矽烷偶合劑稀釋為0.5質量%~50質量%左右之濃度的稀釋溶液於常溫~加溫至100℃,將基材於該稀釋溶液中浸漬1分鐘~5天,而可導入與基材表面化學鍵結之官能基。
又藉噴霧塗佈法,對基材表面吹附矽烷偶合劑本身或以有機溶劑稀釋之矽烷偶合劑,於常溫~100℃進行1分鐘~5小時之乾燥處理。經過乾燥處理而成為強固化學鍵結,可導入與基材表面化學鍵結之官能基。
(官能基含有層)
官能基含有層係由二維構造之自我組織化單分子膜(SAM)所成之矽烷偶合劑處理層經三維延長之層。
官能基含有層可藉由對二維擴展之矽烷偶合劑處理層表面之官能基之至少一部分與選自由異氰酸酯化合物、硫醇化合物、環氧化合物、胺基化合物所成之群組中之一種以上的化合物反應而形成。前述選自由異氰酸酯化合物、硫醇化合物、環氧化合物、胺基化合物所成之群組中之一種以上的化合物較佳為具有可與矽烷偶合劑層表面之官能基反應之基與可與後述之構成底塗層之有機材料所具有之官能基反應之基的兩者之化合物。
藉由設置官能基含有層,可使基材表面成為可與構成底塗層之有機材料所具有之官能基化學鍵結之官能基於三維方向延伸之含官能基構造。僅具備二維構造之矽烷偶合劑處理層之基材,與有機材料之間的化學鍵強度有界限,而難以形成更強固之化學鍵,但依據將基材表面設為可化學鍵結之官能基於三維方向延伸之含官能基構造的本發明,基材與有機材料之化學鍵結之接合可更為強固,亦可提高長期間之耐久性。
例如矽烷偶合劑具有之官能基為胺基之情況,使具有異氰酸基之異氰酸酯化合物、具有環氧基之環氧化合物等與前述胺基反應而可形成官能基含有層。若具有自由基反應性基之異氰酸酯化合物的甲基丙烯酸2-異氰酸基乙酯(例如昭和電工股份有限公司製「CURRANTS MOI(註冊商標)」)或甲基丙烯酸縮水甘油酯與胺基反應,則於三維方向延伸之最末端成為可自由基聚合之(甲基)丙烯醯基。
矽烷偶合劑具有之官能基為(甲基)丙烯醯基之情況,使具有巰基之硫醇化合物等與前述(甲基)丙烯醯基反應可形成官能基含有層。若2官能硫醇化合物的1,4-雙(3-巰基丁醯氧基)丁烷(例如昭和電工股份有限公司製「CURRANTS MT(註冊商標)BD1」)或3官能硫醇化合物的季戊四醇四(3-巰基丁酸酯)(例如昭和電工股份有限公司製「CURRANTS MT(註冊商標)PE1」)與(甲基)丙烯醯基反應,則於三維方向延伸之最末端成為可與環氧基或(甲基)丙烯醯基加成反應之巰基。
矽烷偶合劑具有之官能基為環氧基之情況,使具有胺基與其他胺基或其他官能基之胺基化合物、具有巰基與其他巰基或其他官能基之硫醇化合物、具有羧基與其他羧基或其他官能基之化合物等與前述環氧基反應,可形成官能基含有層。若(甲基)丙烯酸與矽烷偶合劑之環氧基反應,則於三維方向延伸之最末端成為可與該等自由基聚合之(甲基)丙烯醯基。
矽烷偶合劑具有之官能基為巰基之情況,使(甲基)丙烯醯基與前述巰基反應可形成官能基含有層。例如若CURRANTS MOI(註冊商標)之甲基丙烯醯基與巰基反應,則於三維方向延伸之最末端可成為異氰酸基,若(甲基)丙烯醯胺之(甲基)丙烯醯基與巰基反應,則於三維方向延伸之最末端可成為胺基。進而若(甲基)丙烯酸縮水甘油酯之(甲基)丙烯醯基與巰基反應,則於三維方向延伸之最末端可成為環氧基。
如此於三維方向延伸之最末端可成為各種官能基。且上述化合物以外,例如若使異氰酸酯化合物反應,則亦可期待僅單側之異氰酸基反應使最末端成為異氰酸基,若使二胺反應,則亦可期待僅單側之胺基反應使最末端成為胺基。
作為官能基含有層之形成方法舉例為浸漬法或噴霧塗佈法。
浸漬法係藉由使共存有3級胺等之觸媒的異氰酸酯化合物、硫醇化合物、環氧化合物、胺化合物之低濃度有機溶劑溶液於25℃~120℃與經實施矽烷偶合劑處理之基材表面接觸,可成為使第一層之矽烷偶合劑處理末端之官能基作為第二層予以反應而於三維方向延伸之官能基構造。
噴霧塗佈法係對經實施矽烷偶合劑處理之基材表面吹附共存有3級胺等之觸媒的異氰酸酯化合物、硫醇化合物、環氧化合物、胺化合物之有機溶劑溶液,於常溫~100℃進行1分鐘~5小時乾燥處理。藉由進行此種處理,可成為使第一層之矽烷偶合劑處理末端之官能基作為第二層予以反應而於三維方向延伸之官能基構造。
[異氰酸酯化合物]
作為異氰酸酯化合物可使用習知異氰酸酯化合物等。作為前述異氰酸酯化合物並未特別限定,但舉例為多官能異氰酸酯的二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、異佛酮二異氰酸酯(IPDI)等,此外又舉例為具有自由基反應性基之異氰酸酯化合物的甲基丙烯酸2-異氰酸基乙酯(例如昭和電工股份有限公司製「CURRANTS MOI」(註冊商標))、丙烯酸2-異氰酸基乙酯(例如昭和電工股份有限公司製「CURRANTS AOI(註冊商標)」)、異氰酸1,1-(雙丙烯醯氧基乙基)乙酯(例如昭和電工股份有限公司製「CURRANTS BEI(註冊商標)」)等。
異氰酸酯化合物較佳為選自具有(甲基)丙烯醯基之異氰酸酯化合物及2官能以上之異氰酸酯化合物之至少一種。
以前述異氰酸酯化合物處理之方法並未特別限定,但舉例為噴霧塗佈法、浸漬法等。具體而言,例如將異氰酸酯化合物以有機溶劑稀釋為5質量%~50質量%左右之濃度的稀釋溶液於常溫~加熱至100℃,將基材於該稀釋溶液中浸漬1分鐘~5天後取出,於常溫~100℃進行1分鐘~5小時乾燥處理之方法等。
[硫醇化合物]
作為上述硫醇化合物可使用習知硫醇化合物等。較佳為多官能硫醇化合物或除巰基以外具有烯基之化合物。作為前述硫醇化合物並未特別限定,但舉例為例如季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)(例如三菱化學股份有限公司製「QX40」、東麗精密化學股份有限公司製「QE-340M」)、醚系一級硫醇(例如Cognis公司製「CUPCURE 3-800」)、1,4-雙(3-巰基丁醯氧基)丁烷(例如昭和電工股份有限公司製「CURRANTS MT(註冊商標)BD1」)、季戊四醇四(3-巰基丁酸酯)(例如昭和電工股份有限公司製「CURRANTS MT (註冊商標)PE1」)、1,3,5-三(3-巰基丁基氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮(例如昭和電工股份有限公司製「CURRANTS MT(註冊商標)NR1」)等。其中,就於環氧樹脂中之安定性,季戊四醇四(3-巰基丁酸酯)為優異。
硫醇化合物較佳為2官能以上之硫醇化合物。
作為以前述硫醇化合物之處理並未特別限定,但舉例為例如噴霧塗佈法、浸漬法等。具體而言,例如將硫醇化合物以有機溶劑稀釋為5質量%~50質量%左右之濃度的稀釋溶液於常溫~加熱至100℃,將基材於該稀釋溶液中浸漬1分鐘~5天後取出,於常溫~100℃進行1分鐘~5小時乾燥處理之方法等。前述硫醇化合物之稀釋溶液中亦可含有胺類作為觸媒。
[環氧化合物]
作為上述環氧化合物可使用習知環氧化合物。較佳為多元環氧化合物或除了環氧基以外具有烯基之化合物。作為前述環氧化合物,並未特別限定,但舉例為例如(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、分子中具有2個以上環氧基之環氧樹脂等。且亦可為脂環式環氧化合物,舉例為甲基丙烯酸3,4-環氧基環己基甲酯(DAICEL股份有限公司製CYCLOMER M100)、1,2-環氧基-4-乙烯基環己烷(DAICEL股份有限公司製CELLOXIDE 2000)、3’,4’-環氧基環己烷羧酸3,4-環氧基環己基乙酯(DAICEL股份有限公司製CELLOXIDE 2021P)等。
環氧化合物較佳為選自由具有(甲基)丙烯醯基之化合物及2官能以上之環氧化合物之至少一種。
[胺基化合物]
作為上述胺基化合物可使用習知胺基化合物。較佳為多官能胺基化合物或除了胺基(包含醯胺基)以外具有烯基之化合物。作為前述胺基化合物,並未特別限定,但舉例為例如乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、1,4-二胺基丁烷、六亞甲基二胺、2,5-二甲基-2,5-己烷二胺、2,2,4-三甲基六亞甲基二胺、二伸乙基三胺、三伸乙基四胺、四伸乙基五胺、五伸乙基六胺、4-胺基甲基八亞甲基二胺、3,3’-亞胺基雙(丙基胺)、3,3’-甲基亞胺基雙(丙基胺)、雙(3-胺基丙基)醚、1,2-雙(3-胺基丙氧基)乙烷、薄荷烯二胺、異佛酮二胺、雙胺基甲基降冰片烷、雙(4-胺基環己基)甲烷、雙(4-胺基-3-甲基環己基)甲烷、1,3-二胺基環己烷、3,9-雙(3-胺基丙基)-2,4,8,10-四氧雜螺[5,5]十一烷、胺基乙基哌嗪、(甲基)丙烯醯胺等。
胺基化合物較佳為選自具有(甲基)丙烯醯基之化合物及2官能以上之胺基化合物之至少一種。
[複合積層體]
本發明之複合積層體5,如圖2所示,於表面處理基材3之表面且具有官能基含有層22之側的表面具有底塗層6。底塗層可為一層,亦可為複數層。
<底塗層>
底塗層之形成係使用硬化性樹脂或熱塑性樹脂。又,本發明所稱之硬化性樹脂廣義上意指交聯硬化之樹脂,不限定於加熱硬化型,亦包含常溫硬化型或光硬化型。前述光硬化型係藉由照射可見光或紫外光亦可於短時間硬化者。前述光硬化型亦可與加熱硬化型及/或常溫硬化型併用。作為前述光硬化型,舉例為例如昭和電工股份有限公司製「RIPOXY(註冊商標)LC-760」、同「RIPOXY(註冊商標)LC-720」等之乙烯酯樹脂。
前述表面處理基材之官能基含有層可配合底塗層種類適當選擇最適化合物而形成。
底塗層係於將表面處理基材與被接合材接合一體化之際,用以介隔於被接合材與表面處理基材之間更提高接合性之層。
底塗層亦具有防止表面處理基材表面污損或因氧化等改質,於長期間維持安定接合力之效果。
前述底塗層可藉由於前述表面處理基材中形成有前述官能基含有層之側的表面之至少一部分,塗佈包含硬化性樹脂之底塗劑或含該底塗劑之處理液或包含熱塑性樹脂之底塗劑或含該底塗劑之處理液而形成。
前述底塗層較佳為可接著於由有機材料所成之被接合材之底塗層。
又,作為進行前述塗佈之「包含硬化性樹脂之底塗劑或含該底塗劑之處理液」,可為僅由硬化性樹脂所成而不含溶劑等其他成分之構成,亦可為含有硬化性樹脂及溶劑等其他成分之構成。又,作為「包含熱塑性樹脂之底塗劑或含該底塗劑之處理液」,可為僅由熱塑性樹脂所成而不含溶劑等其他成分之構成,亦可作為現場聚合型而反應之含有成為熱塑性樹脂之成分及溶劑等其他成分之構成。以下進行具體說明。
(包含硬化樹脂之底塗劑)
構成「包含硬化性樹脂之底塗劑」之硬化性樹脂並未特別限定,但較佳為可常溫硬化、加熱硬化或光硬化之硬化性樹脂,更佳使用選自由胺基甲酸酯樹脂系、環氧樹脂系、乙烯酯樹脂系及不飽和聚酯樹脂系所成之群組之至少1種硬化性樹脂。該情況下,前述底塗層係由具有與官能基含有層中所含之官能基反應之基的硬化性樹脂硬化物。
[胺基甲酸酯樹脂系熱硬化性樹脂]
胺基甲酸酯樹脂係化學構造中包含胺基甲酸酯鍵之高分子量體,通常藉由異氰酸基與羥基之反應而獲得之樹脂,但其中較佳為硬化後成為交聯構造者。作為前述胺基甲酸酯樹脂可為一液型,亦可為二液型。
作為前述一液型並未特別限定,但舉例為例如油改質型(不飽和脂肪酸基之氧化聚合)、濕氣硬化型(空氣中之水與異氰酸基之反應)、封端型(封端劑因加熱而解離並再生之異氰酸基與羥基反應)、漆型(藉由溶劑之揮發而乾燥)等。該等中,由濕氣硬化型一液型胺基甲酸酯樹脂系熱硬化性樹脂所成之底塗劑,由於僅塗佈一液型即可故而容易使用。作為此等濕氣硬化型一液型胺基甲酸酯樹脂系熱硬化性樹脂之市售品,舉例為例如昭和電工股份有限公司製「UM-50P」等。
作為前述二液型,係硬化物成為交聯構造者,舉例為例如觸媒硬化型(異氰酸基與空氣中之水、觸媒的胺之反應)、多元醇硬化型(異氰酸基與羥基之反應)等。
至於作為前述二液型之多元醇硬化型的多元醇成分並未特別限定,但舉例為例如聚酯多元醇、聚醚多元醇、酚樹脂等。又,至於作為前述二液型之多元醇硬化型之異氰酸酯成分(異氰酸酯化合物)並未特別限定,但舉例為例如脂肪族異氰酸酯、芳香族異氰酸酯、脂環族異氰酸酯等。作為前述脂肪族異氰酸酯並未特別限定,但舉例為例如六亞甲基二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、二聚酸二異氰酸酯等。作為前述芳香族異氰酸酯並未特別限定,但舉例為例如2,4-或2,6-甲苯二異氰酸酯(TDI)或其混合物、對-伸苯基二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)或其多核體混合物的聚合性MDI等等。前述二液型中之調配比例以-OH/-NCO當量比計較佳為0.7~1.5之範圍,硬化物成為交聯構造者。
至於作為前述二液型之觸媒硬化型而使用之胺基甲酸酯化觸媒並未特別限定,但舉例為例如胺系觸媒、有機錫系觸媒等。作為前述胺系觸媒並未特別限定,但舉例為例如三伸乙基二胺、四甲基胍、N,N,N’,N’-四甲基己烷-1,6-二胺、二甲基醚胺、N,N,N’,N”,N”-五甲基二伸丙基三胺、N-甲基嗎啉、雙(2-二甲胺基乙基)醚、二甲胺基乙氧基乙醇、三乙胺等。作為前述有機錫系觸媒並未特別限定,但舉例為例如二丁基錫二乙酸鹽、二丁基錫二月桂酸鹽、二丁基錫硫代羧酸鹽、二丁基錫二馬來酸鹽等。一般相對於多元醇成分100質量份,較佳調配0.01~10質量份之胺基甲酸酯化觸媒。
[環氧樹脂系熱硬化性樹脂]
前述環氧樹脂並未特別限定,但較佳為例如1分子中具有至少2個環氧基之熱硬化性環氧樹脂。此等1分子中具有至少2個環氧基之熱硬化性環氧樹脂並未特別限定,但舉例為例如醚型之雙酚型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、聚酚型環氧樹脂、脂肪族型環氧樹脂、酯系芳香族環氧樹脂、環狀脂肪族環氧樹脂、醚・酯型環氧樹脂等之習知熱硬化性環氧樹脂等,其中特佳為雙酚A型環氧樹脂。作為前述環氧樹脂可單獨使用1種,亦可併用2種以上。作為雙酚A型環氧樹脂之市售品舉例為例如三菱化學股份有限公司製「jER(註冊商標)828」或「jER(註冊商標)1001」等,作為酚醛清漆型環氧樹脂之市售品舉例為例如陶氏化學公司製「DEN438」等。
作為前述環氧樹脂之硬化劑並未特別限定,但舉例為例如脂肪族胺、芳香族胺、酸酐、酚樹脂、硫醇類、咪唑類、陽離子觸媒等之習知硬化劑等。且,若併用該等例示之硬化劑與長鏈脂肪族胺或/及硫醇類,則獲得伸長率大耐衝擊性優異之效果。作為該硫醇類之具體化合物可舉例為例如與上述硫醇化合物處理所例示者相同之硫醇類。其中,作為前述環氧樹脂之硬化劑,更佳使用硫醇化合物的季戊四醇四(3-巰基丁酸酯)(例如昭和電工股份有限公司製「CURRANTS MT(註冊商標)PE1」),該情況下具有伸長率特別大耐衝擊性更優異之優點。對於形成有由此等環氧樹脂系熱硬化性樹脂所成之底塗層的基材(之該底塗層),可接合各式各樣樹脂種之樹脂物品(不管接合對象之樹脂物品的樹脂種)。
[乙烯酯樹脂系熱硬化性樹脂]
作為前述乙烯酯樹脂,舉例為將乙烯酯寡聚物溶解於聚合性單體(例如苯乙烯單體)者等。此等乙烯酯樹脂亦稱為環氧丙烯酸樹脂,亦可使用於「聚酯樹脂手冊」(日刊工業新聞社,1988年發行)、「塗料用語辭典」(色材協會,1993年發行)等中記載者。作為前述乙烯酯樹脂之市售品並未特別限定,但舉例為例如昭和電工股份有限公司製「RIPOXY(註冊商標)R-802」、「RIPOXY(註冊商標)R-804」、「RIPOXY(註冊商標)R-806」等。
作為前述乙烯酯樹脂,亦可使用胺基甲酸酯丙烯酸樹脂及胺基甲酸酯甲基丙烯酸樹脂。此等胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸樹脂並未特別限定,但可舉例為例如使聚異氰酸酯與多羥基化合物或多元醇反應後,進而與含羥基之(甲基)丙烯酸化合物及根據需要之含羥基之烯丙醚化合物反應而得之含自由基聚合性不飽和基之寡聚物,作為此等含自由基聚合性不飽和基之寡聚物之市售品,舉例為例如昭和電工股份有限公司製「RIPOXY(註冊商標) R-6545」等。
[不飽和聚酯樹脂系熱硬化性樹脂]
作為前述不飽和聚酯樹脂舉例為藉由二元醇與不飽和二元酸(及亦可根據需要使用飽和二元酸)之酯化反應而得之縮合產物(不飽和聚酯)溶解於聚合性單體(例如苯乙烯單體)者等。作為前述不飽和聚酯樹脂亦可使用於「聚酯樹脂手冊」(日刊工業新聞社,1988年發行)、「塗料用語辭典」(色材協會,1993年發行)等中記載者。作為前述不飽和聚酯樹脂之市售品舉例為例如昭和電工股份有限公司製「RIGOLAC」等。
前述乙烯酯樹脂、不飽和聚酯樹脂均可藉由添加有機過氧化物起始劑藉由加熱而自由基聚合使之硬化。作為前述有機過氧化物並未特別限定,但舉例為例如分類為酮過氧化物、過氧基縮醛、氫過氧化物、二烯丙基過氧化物、二醯基過氧化物、過氧酯、過氧二碳酸酯者,若與鈷金屬鹽等組合則於常溫亦可能硬化。作為前述鈷金屬鹽並未特別限定,但舉例為例如環烷酸鈷、辛酸鈷、氫氧化鈷等,其中較佳使用環烷酸鈷或/及辛酸鈷。
又,作為前述硬化性樹脂,亦可使用光硬化型,該情況下亦可藉由照射可見光而於更短時間硬化。又,作為前述硬化性樹脂亦可與熱硬化型或常溫硬化型一起併用光硬化型。作為前述光硬化性樹脂(光硬化型)之市售品,舉例為例如昭和電工股份有限公司製「RIPOXY(註冊商標)LC-760」、「RIPOXY(註冊商標)LC-720」等。
(包含熱塑性樹脂之底塗劑)
構成「包含熱塑性樹脂之底塗劑」之熱塑性樹脂期望為於官能基含有層上使單體反應而生成之熱塑性樹脂。並非使用已聚合物化之熱塑性樹脂,而藉由令用以聚合化之單體組成物於官能基含有層上加成聚合反應或自由基聚合反應而聚合物化,形成具有直鏈分子構造之底塗層,亦與官能基含有層上之官能基化學鍵結。此情況,前述底塗層係由形成具有與官能基含有層所含之官能基反應之基的熱塑性樹脂之單體組成物之加成聚合反應物或自由基聚合反應物而成。該情況下,較佳於表面處理基材之前述官能基含有層之表面,進行加成聚合反應或自由基聚合反應,形成由熱塑性樹脂所成之底塗層。
以下將加成聚合反應者稱為聚合加成型熱塑性樹脂,將自由基聚合反應者稱為自由基聚合型熱塑性樹脂。
[加成聚合型熱塑性樹脂]
用以製造加成聚合型熱塑性樹脂之單體組成物係以包含藉由加成聚合而生成直鏈狀高分子之加成聚合性化合物之組合作為構成成分之組成物。前述組合較佳為下述(1)~ (4)中任一組合。
選自由(1)2官能異氰酸酯化合物與具有2官能羥基之化合物
(2)2官能環氧化合物與具有2官能羥基之化合物
(3)2官能環氧化合物與具有2官能羧基之化合物
(4)2官能環氧化合物與2官能硫醇化合物所成之群組中之2種化合物。
《2官能異氰酸酯化合物與具有2官能羥基之化合物》
前述胺基甲酸酯樹脂中記載之原料中,藉由2官能異氰酸酯化合物與具有2官能羥基之化合物之組合,可生成直鏈狀高分子。
具體舉例為例如六亞甲基二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、二聚酸二異氰酸酯、2,4-或2,6-甲苯二異氰酸酯(TDI)或其混合物、對-伸苯基二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)等之二異氰酸酯化合物與乙二醇、丙二醇、二乙二醇等之脂肪族二醇之組合。其調配比以-OH/-NCO當量比計較佳為0.7~1.5之範圍。
作為前述二液型之觸媒硬化型而使用之胺基甲酸酯化觸媒並未特別限定,但舉例為例如胺系觸媒、有機錫系觸媒等。作為前述胺系觸媒並未特別限制,但舉例為例如三伸乙基二胺、四甲基胍、N,N,N’,N’-四甲基己烷-1,6-二胺、二甲基醚胺、N,N,N’,N”,N”-五甲基二伸丙基三胺、N-甲基嗎啉、雙(2-二甲胺基乙基)醚、二甲胺基乙氧基乙醇、三乙胺等。作為前述有機錫系觸媒並未特別限定,但舉例為例如二丁基錫二乙酸鹽、二丁基錫二月桂酸鹽、二丁基錫硫代羧酸鹽、二丁基錫二馬來酸鹽等。一般相對於多元醇成分100質量份,較佳調配0.01~10質量份之胺基甲酸酯化觸媒。
《2官能環氧化合物與具有2官能羥基之化合物》
雖以雙酚A型環氧樹脂與雙酚A之組合為代表,但作為雙酚A以外之環氧樹脂可使用習知者。具體舉例為雙酚F、雙酚S、聯酚型環氧樹脂、萘型2官能環氧樹脂等之芳香族環氧樹脂或1,6-己烷二醇二縮水甘油醚等脂肪族環氧樹脂。
且作為雙酚A以外之具有2官能羥基之化合物,舉例為雙酚F、雙酚S、聯酚等之酚類或乙二醇、丙二醇、二乙二醇等之脂肪族二醇。該等組合為前述現場聚合型苯氧樹脂或亦稱為熱塑性環氧樹脂之樹脂。硬化前以與熱硬化性樹脂同樣處理,而於加熱硬化後成為熱塑性樹脂之構造的樹脂。
作為觸媒並未特別限定,舉例為例如胺系觸媒、磷系觸媒等。舉例為三乙胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)酚、三苯膦等。
《2官能環氧化合物與2官能羧基化合物》
2官能環氧化合物可使用前述2官能環氧化合物。作為2官能羧基化合物只要為分子內具有2個羧基之化合物即可,舉例為例如對苯二甲酸、間苯二甲酸等之芳香族二羧酸或草酸、琥珀酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、馬來酸、富馬酸等之脂肪族二羧酸。
硬化前以與熱硬化性樹脂同樣處理,而於加熱硬化後成為熱塑性樹脂之構造的樹脂。
作為觸媒並未特別限定,舉例為例如胺系觸媒、磷系觸媒等。舉例為三乙胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)酚、三苯膦等。
《2官能環氧化合物與2官能硫醇化合物》
2官能環氧化合物可使用前述2官能環氧化合物。作為2官能硫醇化合物只要為分子內具有2個巰基之化合物即可,舉例為例如昭和電工股份有限公司製2官能2級硫醇化合物CURRANTS MT(註冊商標)BD1:1,4-雙(3-巰基丁醯氧基)丁烷等。
硬化前以與熱硬化性樹脂同樣處理,而於加熱硬化後成為熱塑性樹脂之構造的樹脂。
作為觸媒並未特別限定,舉例為例如胺系觸媒、磷系觸媒等。舉例為三乙胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)酚、三苯膦等。
[自由基聚合型熱塑性樹脂]
自由基聚合型熱塑性樹脂較佳為由包含具有不飽和基之單官能單體之自由基均聚合物或自由基共聚物的直鏈狀高分子之樹脂組成物所成。
用以製造自由基聚合型熱塑性樹脂之單體組成物為包含至少一種具有乙烯性不飽和基之單官能單體之組成物。
作為前述具有乙烯性不飽和基之單官能單體,舉例為例如苯乙烯單體、苯乙烯之α-、鄰-、間-、對-烷基、硝基、氰基、醯胺、酯衍生物、氯苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯基苯等之苯乙烯系單體;丁二烯、2,3-二甲基丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯等之二烯類;(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸環戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸四氫呋喃酯、(甲基)丙烯酸乙醯乙醯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯氧基乙酯及(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等之(甲基)丙烯酸酯類。
作為用於前述自由基聚合性化合物之自由基聚合反應之觸媒,例如可適當使用習知有機過氧化物或光起始劑等。有機過氧化物亦可使用組合有鈷金屬鹽或胺類之常溫自由基聚合起始劑。作為有機過氧化物舉例為例如分類為酮過氧化物、過氧基縮醛、氫過氧化物、二烯丙基過氧化物、二醯基過氧化物、過氧酯、過氧二碳酸酯者。作為光起始劑期望使用可藉紫外線至可見光開始聚合者。
前述自由基聚合反應亦根據反應化合物等之種類而定,但較佳於常溫~200℃加熱5~90分鐘而進行。且光硬化之情況係照射紫外線或可見光線進行聚合反應。具體而言,塗佈前述樹脂組成物後,加熱進行自由基聚合反應,藉此可形成由前述自由基聚合性化合物所成之熱塑性樹脂層。
[接合體]
本發明之接合體7,如圖3所示,係於前述表面處理基材3之官能基含有層22側之表面或前述複合積層體5之底塗層6側之表面使有機材料8接合一體化而成。
作為接合一體化之方法,可為將前述已成形之有機材料與前述表面處理基材或前述複合積層體接合一體化之方法,亦可為與成形前述有機材料同時接合一體化之方法,藉由選自由超音波熔接法、振動熔接法、電磁感應法、高頻法、雷射法、熱加壓法所成之群組之至少1種方法,使已成形之有機材料熔接之方法,或於射出成形、加壓成形、單絲捲繞成形、手糊成形、轉注成形、噴霧乾燥、塗佈、浸漬等方法成形前述有機材料之際,與前述表面處理基材之表面處理層側之表面或前述複合積層體之底塗層側之表面接合一體化之方法,可獲得接合體7。
具體而言,舉例為於前述官能基含有層之表面形成接著劑層,於該接著劑層上,藉由選自由射出成形、壓縮成形及手糊成形所成之群組之至少1種方法將有機材料接合一體化之方法,或於前述官能基含有層之表面,藉由選自由超音波熔接法、振動熔接法、電磁感應法、高頻法、雷射法、熱加壓法所成之群組之至少1種方法將有機材料接合一體化之方法,或於複合積層體之底塗層上,藉由選自由超音波熔接法、振動熔接法、電磁感應法、高頻法、雷射法、熱加壓法、射出成形、壓縮成形及手糊成形所成之群組之至少1種方法將有機材料接合一體化之方法。
如上述,前述底塗層之表面與有機材料之接著性優異。藉由將有機材料於複合積層體之底塗層側表面接合一體化,可以高強度接合基材與有機材料而適當獲得接合體。
前述底塗層之厚度(乾燥厚度)亦隨前述被接合材之材質或接合部分之接觸面積而定,但基於獲得前述底塗層與前述樹脂材之優異接著性之觀點,較佳為1μm~ 10mm,更佳為2μm~8mm,又更佳為3μm~5mm。又,底塗層厚度(乾燥厚度)於前述底塗層為複數層時,係指合計厚度。
又,接合時加熱之情況,隨其加熱溫度而定,於接合後冷卻至室溫之過程,起因於基材與被接合體之熱膨脹係數差,接合體容易產生熱變形。基於抑制緩和此等熱變形之觀點,期望於基材與被接合材之間以特定厚度設置具有伸長率較大之特性的部分。前述厚度係考慮接合時之溫度變化(自接合時之加熱溫度至室溫冷卻之溫度變化)與前述底塗層之伸長率等物性而求出。
例如使基材與碳纖維強化樹脂(CFRP)等接合一體化之情況,前述底塗層厚度較佳為0.1~10mm,更佳為0.2~8mm,又更佳為0.5~5mm。
根據有機材料之種類而定,藉由使用接著劑,可獲得以高強度接合之接合體。
接著劑係根據被接合材種類而適當選擇,可使用例如環氧樹脂系、胺基甲酸酯樹脂系、乙烯酯樹脂系等之習知接著劑。
又,接著時加熱之情況,根據其加熱溫度,於接著後冷卻至室溫之過程,起因於基材與被接合體之熱膨脹係數差,接合體容易產生熱變形。基於抑制緩和此等熱變形之觀點,接著劑之厚度期望以使前述底塗層與接著劑層之合計厚度成為0.5mm以上之方式,於基材與被接合材之間以特定厚度設置具有伸長率較大之特性的部分。前述合計厚度係考慮接著時之溫度變化(自接著時之加熱溫度至室溫冷卻之溫度變化)與前述底塗層及接著劑之伸長率等物性而求出。
<被接合材>
被接合材的有機材料較佳為可射出成形之樹脂,更佳為選自由熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂、包含無機強化材料之熱塑性樹脂、包含無機強化材料之熱硬化性樹脂所成之群組中之至少1種。
有機材料較佳對表面處理基材或複合積層體藉嵌入成形而成為接合體。
作為預先成形之構件的有機材料藉由介隔複合積層體之底塗層或表面處理基材之官能基含有層而接合(接著),亦可形成接合體。此外,構成有機材料之單體藉由於複合積層體之底塗層或表面處理基材之官能基含有層上聚合,亦可形成接合體。
(樹脂)
構成有機材料之樹脂並未特別限定,只要為一般合成樹脂即可。亦可舉例為例如聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯樹脂、聚醚醯亞胺樹脂等之汽車零件等所用之樹脂等。或者,亦可為FRP或熱硬化性樹脂。FRP意指使玻璃纖維、碳纖維等纖維放入塑膠中使強度提高之複合材料。
FRP可使與前述底塗層形成所使用相同種類之樹脂與使用玻璃纖維、碳纖維、芳醯胺纖維等之織物或不織布予以手糊成形,亦可纖絲捲繞成形。又亦可使用薄片模製化合物(SMC)或塊體模製化合物(BMC)。
前述所謂薄片模製化合物(SMC)係使不飽和聚酯樹脂或/及乙烯酯樹脂、聚合性不飽和單體、硬化劑、低收縮劑、填充劑等混合後,進而藉由含有纖維補強材而獲得之薄片狀之成形材料。前述所謂塊體模製化合物(BMC)係塊狀之成形材料。該等成形材料藉由壓縮成形、轉注成形、射出成形等之成形法成形為目的成形體,但此時亦可於具有底塗層之複合積層體之底塗層側表面上使成形材料一起一體成形而將兩者接合一體化。
被接合材亦可非構件之形狀,而為膜狀。例如可為利用塗料之塗膜或保護膜。
(塗膜)
塗膜意指塗佈包含顏料、樹脂、添加劑、溶劑之塗料而形成之層。塗膜可將塗料塗佈後乾燥而形成。
(保護膜)
保護膜係藉由於前述表面處理基材之表面處理層之表面形成樹脂膜而發揮對表面處理基材賦予耐腐蝕性之角色。
作為保護膜有例如環氧樹脂/酚樹脂系、飽和聚酯樹脂/酚樹脂系之樹脂膜等。
[實施例]
其次,針對本發明之具體實施例加以說明,但本發明並未特別限定於該等實施例。
[試驗片用基材]
準備表1之各基材作為試驗片用基材,實施下述前處理。
<前處理_磨砂處理(研磨處理)及脫脂處理>
以#1000之砂紙研磨表1之CFRP表面後,以丙酮洗淨及脫脂。
<前處理_濕噴砂處理(噴砂處理)>
使用MACOHO公司製濕噴砂(#800氧化鋁研磨粒)將表1之陶瓷進行濕噴砂處理。
<前處理_UV臭氧處理>
進行表1之玻璃、超薄板玻璃之UV臭氧處理,去除表面之有機物。
<前處理_電暈放電處理>
對表1之樹脂膜表面實施電暈放電處理。
<表面處理基材>
(1)CFRP、玻璃
對實施前述磨砂處理之CFRP、實施UV臭氧處理之玻璃進行官能基賦予處理。
(矽烷偶合劑處理層之形成)
於將3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(信越矽氧股份有限公司製KBM-503;矽烷偶合劑)0.5g溶解於工業用乙醇100g而成之70℃的矽烷偶合劑溶液中,浸漬前述實施磨砂處理之CFRP、實施UV臭氧處理之玻璃5分鐘後,取出並乾燥形成矽烷偶合劑處理層。
(官能基含有層之形成)
其次於將2官能硫醇化合物的1,4-雙(3-巰基丁醯氧基)丁烷(昭和電工股份有限公司製CURRANTS MT(註冊商標)BD1):0.6g、2,4,6-三(二甲胺基甲基)酚(DMP-30):0.05g溶解於甲苯150g中之溶液中,於70℃浸漬10分鐘後拉起並乾燥。如此,使可化學鍵結之官能基於三維方向延伸。
(2)陶瓷、超薄板玻璃
對前述實施濕噴砂處理之陶瓷、實施UV臭氧處理之超薄板玻璃進行官能基賦予處理。
(矽烷偶合劑處理層之形成)
其次,於將3-胺基丙基三甲氧基矽烷(信越矽氧股份有限公司製KBM-903;矽烷偶合劑)0.5g溶解於工業用乙醇100g而成之70℃的矽烷偶合劑溶液中,浸漬前述實施濕噴砂處理之陶瓷、實施UV臭氧處理之超薄板玻璃5分鐘後,取出並乾燥形成矽烷偶合劑處理層。
(官能基含有層之形成)
其次於將甲基丙烯酸2-異氰酸基乙酯(昭和電工股份有限公司製CURRANTS MOI(註冊商標)):1.2g、2,4,6-三(二甲胺基甲基)酚(DMP-30):0.05g溶解於甲苯150g中之溶液中,於70℃浸漬5分鐘後拉起並乾燥。如此,使甲基丙烯醯基於三維方向延伸。
[試驗片1~4之製作及接合強度評價:實施例1-4、比較例1-4]
<底塗層形成用之現場聚合型樹脂組成物-1之調製>
將2官能型環氧樹脂(三菱化學股份有限公司製「jER (註冊商標)1001」)100g、雙酚S 6.2g及三苯膦0.4g溶解於甲苯197g中,調製現場聚合型樹脂組成物-1(現場聚合型熱塑性環氧樹脂組成物)。
<底塗層形成用之現場聚合型樹脂組成物-2之調製>
調製由甲基丙烯酸甲酯:80g、苯乙烯:10g、聚甲基丙烯酸甲酯:10g、PERBUTYL O:1g所成之現場聚合型樹脂組成物-2(現場聚合型自由基聚合性樹脂組成物)。
<複合積層體>
於前述形成有官能基含有層之CFRP(以下稱為表面處理CFRP基材)、前述形成有官能基含有層之玻璃(以下稱為表面處理玻璃基材)之各者單面表面,以乾燥後厚度成為40μm之方式,以噴霧法塗佈現場聚合型樹脂組成物-1。於空氣中於常溫放置30分鐘藉此使溶劑揮發後,於150℃之爐中放置30分鐘進行加成聚合反應,放冷至常溫,製作形成有由熱塑性環氧樹脂所成之底塗層之表面處理CFRP基材(以下稱複合積層體1)及形成有由熱塑性環氧樹脂所成之底塗層之表面處理玻璃基材(以下稱複合積層體2)。
於前述形成有官能基含有層之陶瓷(以下稱表面處理陶瓷基材)之表面,以乾燥後厚度成為30μm之方式塗佈現場聚合型樹脂組成物-2蓋上PET膜並於100℃之爐中放置30分鐘進行自由基聚合反應,回到常溫,製作形成有由自由基聚合性樹脂所成之底塗層之表面處理陶瓷基材(以下稱複合積層體3)。
前述形成底塗層之面稱為底塗面,未形成底塗層之面稱為無底塗面。下述表2中將不具有底塗層之面記載為(無)。
[實施例1]
於複合積層體1(表面處理CFRP基材+底塗層)之底塗面,以射出成形機(住友重機械工業股份有限公司製「SE100V」;汽缸溫度350℃,模具溫度150℃,射出速度50mm/sec,保壓160MPa/13sec,冷卻時間15sec),藉射出成形而熔接接合對象的聚醚醯亞胺:PEI(SABIC公司製「Ultem1040」),製作依據ISO19095之拉伸試驗用之試驗片1:CFRP-聚醚醯亞胺接合體(CFRP:18mm×45mm×1.5mm,樹脂:10mm×45mm×3mm,接合部長:5mm)。
[實施例2]
於複合積層體2(表面處理玻璃基材+底塗層)之底塗面,以射出成形機(住友重機械工業股份有限公司製「SE100V」;汽缸溫度280℃,模具溫度80℃,射出速度100mm/sec,保壓60MPa/10.4sec,冷卻時間30sec),藉射出成形而熔接接合對象的聚碳酸酯:PC(SABIC公司製「Makrolom 2405」),製作依據ISO19095之拉伸試驗用之試驗片2:玻璃-聚碳酸酯接合體(玻璃:18mm×45mm×1.5mm,樹脂:10mm×45mm×3mm,接合部長:5mm)。
[實施例3]
於複合積層體2(表面處理玻璃基材+底塗層)之底塗面,以射出成形機(住友重機械工業股份有限公司製「SE100V」;汽缸溫度250℃,模具溫度80℃,射出速度100mm/sec,保壓60MPa/4sec,冷卻時間15sec),藉射出成形而熔接接合對象的聚甲基丙烯酸甲酯:PMMA(三菱化學股份有限公司製「ACRYPET VH001」),製作依據ISO19095之拉伸試驗用之試驗片3:玻璃-聚甲基丙烯酸甲酯接合體(玻璃:18mm×45mm×1.5mm,樹脂:10mm× 45mm×3mm,接合部長:5mm)。
[實施例4]
於複合積層體3(表面處理陶瓷基材+底塗層)之底塗面,以射出成形機(住友重機械工業股份有限公司製「SE100V」;汽缸溫度350℃,模具溫度150℃,射出速度50mm/sec,保壓160MPa/13sec,冷卻時間15sec),藉射出成形而熔接接合對象的聚醚醯亞胺:PEI(SABIC公司製「Ultem1040」),製作依據ISO19095之拉伸試驗用之試驗片4:陶瓷-聚醚醯亞胺接合體(陶瓷:18mm×45mm×1.5mm,樹脂:10mm×45mm×3mm,接合部長:5mm)。
[比較例1]
對不進行官能基含有層之形成,而進行矽烷偶合劑處理層之形成之CFRP,與實施例1同樣形成底塗層,對其底塗面,以與實施例1同樣藉由射出成形而熔接PEI,製作依據ISO19095之拉伸試驗用之試驗片5:CFRP-聚醚醯亞胺接合體(CFRP:18mm×45mm×1.5mm,樹脂:10mm×45mm×3mm,接合部長:5mm)。
[比較例2]
對不進行官能基含有層之形成,而進行矽烷偶合劑處理層之形成之玻璃,與實施例2同樣形成底塗層,對其底塗面,以與實施例2同樣藉由射出成形而熔接PC,製作依據ISO19095之拉伸試驗用之試驗片6:玻璃-聚碳酸酯接合體(玻璃:18mm×45mm×1.5mm,樹脂:10mm×45mm×3mm,接合部長:5mm)。
[比較例3]
對不進行官能基含有層之形成,而進行矽烷偶合劑處理層之形成之玻璃,與實施例2同樣形成底塗層,對其底塗面,以與實施例3同樣藉由射出成形而熔接PMMA,製作依據ISO19095之拉伸試驗用之試驗片7:玻璃-聚甲基丙烯酸甲酯接合體(玻璃:18mm×45mm×1.5mm,樹脂:10mm×45mm×3mm,接合部長:5mm)。
[比較例4]
對不進行官能基含有層之形成,而進行矽烷偶合劑處理層之形成之陶瓷,與實施例4同樣形成底塗層,對其底塗面,以與實施例4同樣藉由射出成形而熔接PEI,製作依據ISO19095之拉伸試驗用之試驗片8:陶瓷-聚醚醯亞胺接合體(陶瓷:18mm×45mm×1.5mm,樹脂:10mm×45mm×3mm,接合部長:5mm)。
<接合強度評價>
針對試驗片1~8,於常溫放置1天後,依據ISO19095 1-4,使拉伸試驗機(島津製作所股份有限公司製 萬能試驗機Autograph「AG-IS」;荷載元10kN,拉伸速度10mm/min,溫度23℃,50%RH)進行拉伸剪切接合強度試驗,測定拉伸剪切接合強度。測定結果作為初期強度示於下述表2。
且,針對試驗片1~8,於60℃溫水中浸漬1週、1個月、3個月,分別以同樣方法進行拉伸剪切接合強度試驗。測定結果示於下述表2。
[試驗片9~12之製作及接合強度評價:實施例5-6、比較例5-6]
[實施例5]
以與實施例2同樣之射出成形,不與玻璃接合而製作僅PC之射出成形體1(10mm×45mm×3mm)。
其次於複合積層體2(表面處理玻璃基材+底塗層)之底塗面,以接合部成為5mm×10mm之方式重疊射出成形體1之狀態,使用精電舍電子工業(股)製造超音波熔接機SONOPET-J II 430T-M(28.5kHz),藉由超音波熔接,製作依據ISO19095之拉伸試驗用之試驗片9:玻璃-聚碳酸酯接合體(玻璃:18mm×45mm×1.5mm,樹脂:10mm×45mm×3mm,接合部長:5mm)。
[實施例6]
以與實施例3同樣之射出成形,不與玻璃接合而製作僅PMMA之射出成形體2(10mm×45mm×3mm)。
其次於複合積層體2(表面處理玻璃基材+底塗層)之底塗面,以接合部成為5mm×10mm之方式重疊射出成形體2之狀態,使用精電舍電子工業(股)製造超音波熔接機SONOPET-J II 430T-M(28.5kHz),藉由超音波熔接,製作依據ISO19095之拉伸試驗用之試驗片10:玻璃-PMMA接合體(玻璃:18mm×45mm×1.5mm,樹脂:10mm×45mm×3mm,接合部長:5mm)。
[比較例5]
替代實施例5使用之複合積層體2(表面處理玻璃基材+底塗層),而使用比較例2使用之複合積層體(對不進行官能基含有層之形成,而進行矽烷偶合劑處理層之形成之玻璃,與實施例2同樣形成底塗層之複合積層體)以外,與實施例5完全同樣操作,製作超音波熔接之拉伸試驗用的試驗片11。
[比較例6]
替代實施例6使用之複合積層體2(表面處理玻璃基材+底塗層),而使用比較例3使用之複合積層體(對不進行官能基含有層之形成,而進行矽烷偶合劑處理層之形成之玻璃,與實施例2同樣形成底塗層之複合積層體)以外,與實施例6完全同樣操作,製作超音波熔接之拉伸試驗用的試驗片12。
<接合強度評價>
針對試驗片9~12,於常溫放置1天後,依據ISO19095 1-4,使拉伸試驗機(島津製作所股份有限公司製 萬能試驗機Autograph「AG-IS」;荷載元10kN,拉伸速度10mm/min,溫度23℃,50%RH)進行拉伸剪切接合強度試驗,測定拉伸剪切接合強度。測定結果作為初期強度示於下述表3。
且,針對試驗片9~12,於60℃溫水中浸漬1週、1個月、3個月,分別以同樣方法進行拉伸剪切接合強度試驗。測定結果示於下述表3。
[試驗片13、14之製作及耐久性試驗:實施例7、比較例7]
[實施例7]
<底塗層形成用之現場聚合型樹脂組成物-3之調製>
將2官能型環氧樹脂(三菱化學股份有限公司製「jER (註冊商標)1001」)100g、2官能硫醇化合物1,4-雙(3-巰基丁醯氧基)丁烷(昭和電工股份有限公司製「CURRANTS MT (註冊商標)BD1」)16.5g及2,4,6-三(二甲胺基甲基)酚DMP-30:4.6g溶解於甲苯216g中,調製現場聚合型樹脂組成物-3(現場聚合型熱塑性環氧樹脂組成物)。
<複合積層體>
於前述形成有官能基含有層之超薄板玻璃(以下稱為表面處理超薄板玻璃基材)之表面,以乾燥後厚度成為2μm之方式,以噴霧法塗佈現場聚合型樹脂組成物-3。於空氣中於常溫放置30分鐘藉此使溶劑揮發後,於80℃之爐中放置30分鐘進行加成聚合反應,放冷至常溫,製作形成有由熱塑性環氧樹脂所成之現場聚合型底塗層之表面處理超薄板玻璃基材(以下稱複合積層體4)。形成前述現場聚合型底塗層之面稱為現場聚合型底塗面。
<試驗片之製作>
於前述經實施電暈放電處理之樹脂膜(以下稱為電暈放電處理樹脂膜)之單面表面上,以乾燥後厚度成為2μm之方式,以噴霧法塗佈現場聚合型樹脂組成物-3。於空氣中於常溫放置30分鐘藉此使溶劑揮發後,於80℃之爐中放置30分鐘進行加成聚合反應,放冷至常溫,製作形成有由熱塑性環氧樹脂所成之現場聚合型底塗層。形成前述現場聚合型底塗層之面稱為現場聚合型底塗面。
於前述複合積層體4(表面處理超薄板玻璃基材+底塗層)之前述現場聚合型底塗面與電暈放電處理樹脂膜之前述現場聚合型底塗面對接,使用桌上熱密封機(石崎電機製作所製NL-202JW-10)藉由熔接,製作依據ISO29862 (2007)之180°剝離試驗用之試驗片13:超薄板玻璃丙烯酸樹脂膜接合體(超薄板玻璃:24mm×300mm×50μm,樹脂膜:24mm×300mm×50μm,接合部長:275mm)。
[比較例7]
<底塗層之形成>
替代實施例7使用之表面處理超薄板玻璃基材,而使用不進行官能基含有層之形成而進行矽烷偶合劑處理層之形成的超薄板玻璃以外,與實施例7完全同樣操作,製作超音波熔接之拉伸試驗用的試驗片14。
<耐久性試驗>
將試驗片13、14於60℃溫水中浸漬1個月、3個月、6個月,測定剝離強度。測定結果示於表4。
本發明之表面處理基材與例如CFRP(碳纖維強化塑膠)材等之其他材料(零件等)接合一體化,而使用作為例如汽車用零件(門側面板、車頂、葉柵、A柱、B柱等)。且,本發明之表面處理基材與例如聚碳酸酯成形體接合一體化,而使用作為例如智慧型手機之構造體等,但並非特別限定於該等例示之用途。
1:基材
2:表面處理層
21:矽烷偶合劑處理層
22:官能基含有層
3:表面處理基材
4:藉由前處理形成之微細凹凸
5:複合積層體
6:底塗層
7:接合體
8:有機材料
[圖1]係顯示表面處理基材之構成的說明圖。
[圖2]係顯示複合積層體之構成的說明圖。
[圖3]係顯示接合體之構成的說明圖。
1:基材
2:表面處理層
3:表面處理基材
4:藉由前處理形成之微細凹凸
21:矽烷偶合劑處理層
22:官能基含有層
Claims (18)
- 一種表面處理基材,其係具有選自由纖維強化塑膠、玻璃及陶瓷所成之群組中之至少1種所構成之基材與在其表面上之表面處理層之表面處理基材, 前述表面處理層含有:於前述基材上施予矽烷偶合劑處理而成之矽烷偶合劑處理層,與 將選自由異氰酸酯化合物、硫醇化合物、環氧化合物及胺基化合物所成之群組中之一種以上的化合物與前述矽烷偶合劑所具有之官能基反應而成之具有源自前述化合物之官能基之官能基含有層。
- 如請求項1之表面處理基材,其中,前述矽烷偶合劑含有選自由胺基、環氧基、(甲基)丙烯醯基、苯乙烯基、異氰酸基及巰基所成之群組中之一種以上的官能基。
- 如請求項1或2之表面處理基材,其中,前述異氰酸酯化合物為選自具有(甲基)丙烯醯基之異氰酸酯化合物及2官能以上之異氰酸酯化合物中之至少一種。
- 如請求項1或2之表面處理基材,其中,前述硫醇化合物為2官能以上之硫醇化合物。
- 如請求項1或2之表面處理基材,其中,前述環氧化合物為選自具有(甲基)丙烯醯基之化合物及2官能以上之環氧化合物中之至少一種。
- 如請求項1或2之表面處理基材,其中,前述胺基化合物為選自具有(甲基)丙烯醯基之化合物及2官能以上之胺基化合物中之至少一種。
- 如請求項1~6中任一項之表面處理基材,其中,前述基材為經施予選自由脫脂處理、UV臭氧處理、噴砂處理、研磨處理、電漿處理及電暈放電處理所成之群組中之至少1種前處理而成。
- 一種複合積層體,其係於如請求項1~7中任一項之表面處理基材之官能基含有層側的表面上形成有1層或複數層的底塗層。
- 如請求項8之複合積層體,其中,前述底塗層為由具有與前述官能基含有層所包含之官能基反應之基之硬化性樹脂硬化物所構成。
- 如請求項8之複合積層體,其中,前述底塗層為由形成具有與前述官能基含有層所包含之官能基反應之基之熱塑性樹脂之單體組成物的加成聚合反應物或自由基聚合反應物所構成。
- 一種接合體,其係將如請求項1〜7中任一項之表面處理基材與有機材料直接或介由接著劑進行接合一體化而成。
- 一種接合體,其係將如請求項8〜10中任一項之複合積層體的底塗層與有機材料直接或介由接著劑進行接合一體化而成。
- 如請求項11或12之接合體,其中,前述有機材料為選自由熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂、包含無機強化材料之熱塑性樹脂、包含無機強化材料之熱硬化性樹脂所成之群組中之至少1種。
- 一種表面處理基材之製造方法,其係具有選自由纖維強化塑膠、玻璃及陶瓷所成之群組中之至少1種所構成之基材與在其表面上之表面處理層之表面處理基材之製造方法, 前述表面處理層含有矽烷偶合劑處理層與官能基含有層, 前述矽烷偶合劑處理層為於前述基材上施予矽烷偶合劑處理而成, 前述官能基含有層具有將選自由異氰酸酯化合物、硫醇化合物、環氧化合物及胺基化合物所成之群組中之一種以上的化合物與前述矽烷偶合劑所具有之官能基反應而成之源自前述化合物之官能基。
- 一種複合積層體之製造方法,其係於如請求項1~7中任一項之表面處理基材之前述官能基含有層的表面上進行加成聚合反應或自由基聚合反應,以形成由熱塑性樹脂所構成之底塗層。
- 一種接合體之製造方法,其係於如請求項1~7中任一項之表面處理基材之前述官能基含有層的表面上形成接著劑層,並於該接著劑層上藉由選自由射出成形、壓縮成形及手糊成形所成之群組中之至少1種方法將有機材料進行接合一體化。
- 一種接合體之製造方法,其係於如請求項1~7中任一項之表面處理基材之前述官能基含有層的表面上,藉由選自由超音波熔接法、振動熔接法、電磁感應法、高頻法、雷射法、熱壓法所成之群組中之至少1種方法,將有機材料進行接合一體化。
- 一種接合體之製造方法,其係於如請求項8~10中任一項之複合積層體之底塗層上,藉由選自由超音波熔接法、振動熔接法、電磁感應法、高頻法、雷射法、熱壓法、射出成形、壓縮成形及手糊成形所成之群組中之至少1種方法,將有機材料進行接合一體化。
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JPS61236501A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-21 | Seiko Epson Corp | 透明複合体 |
JPH05307179A (ja) * | 1991-03-15 | 1993-11-19 | Toshiba Corp | 単分子膜の製造方法及び単分子累積膜の製造方法 |
JP3132595B2 (ja) * | 1991-03-27 | 2001-02-05 | ナガセケムテックス株式会社 | プラスチック成形品の接着方法及び電気・電子部品の樹脂封止方法 |
JPH05132574A (ja) * | 1991-11-13 | 1993-05-28 | Sekisui Chem Co Ltd | 防曇性プラスチツクの製造方法 |
JP2607355B2 (ja) * | 1996-02-13 | 1997-05-07 | 三井石油化学工業株式会社 | セラミックスの接着方法 |
JP3555800B2 (ja) * | 1996-04-30 | 2004-08-18 | 株式会社日鉱マテリアルズ | 新規有機ケイ素化合物およびその製造方法並びにそれを用いる表面処理剤および樹脂添加剤 |
JP3941174B2 (ja) * | 1996-08-26 | 2007-07-04 | 富士ゼロックス株式会社 | 複合材料及びその製造方法 |
JP6940129B2 (ja) * | 2016-09-30 | 2021-09-22 | 株式会社朝日Fr研究所 | 接合体 |
US20210172072A1 (en) * | 2017-07-19 | 2021-06-10 | Showa Denko K.K. | Method for treating surface of aluminum article |
KR102394684B1 (ko) * | 2017-12-13 | 2022-05-06 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 복합 적층체 및 그 제조 방법, 및 금속 수지 접합체 및 그 제조 방법 |
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