纖維強(qiáng)化熱塑性樹(shù)脂組合物、使用其的復(fù)合成型體和其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在由金屬成型體和樹(shù)脂成型體形成的復(fù)合成型體的制造中使用的纖 維強(qiáng)化熱塑性樹(shù)脂組合物、使用了所述組合物的復(fù)合成型體、所述復(fù)合成型體的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 從各種部件的輕量化的觀點(diǎn)來(lái)看，作為金屬代替品使用了樹(shù)脂成型體，但難以利 用樹(shù)脂代替全部金屬部件的情況仍然較多。在這樣的情況下，考慮通過(guò)將金屬成型體和樹(shù) 脂成型體接合一體化制造新的復(fù)合部件。
[0003] 但是，希望通過(guò)工業(yè)上有利的方法，并且能夠以高接合強(qiáng)度將金屬成型體和樹(shù)脂 成型體接合一體化的技術(shù)。
[0004] 在日本專(zhuān)利第4020957號(hào)公報(bào)中記載了如下用于與不同材料（樹(shù)脂）進(jìn)行接合的 金屬表面的激光加工方法的發(fā)明，該方法包括：針對(duì)金屬表面，在一個(gè)掃描方向上進(jìn)行激光 掃描的工序和在與其交叉的掃描方向上進(jìn)行激光掃描的工序。
[0005] 上述不同材料如段落編號(hào)0061段所述，還記載了向熱塑性樹(shù)脂中添加了玻璃纖 維得到的材料。
[0006] 在日本特開(kāi)2010-167475號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了在日本專(zhuān)利第4020957號(hào)公報(bào)的發(fā)明中 進(jìn)一步進(jìn)行多次重疊地激光掃描的激光加工方法的發(fā)明。日本特開(kāi)2010-167475號(hào)公報(bào)中 記載了與日本特許4020957號(hào)公報(bào)相同的不同材料。
[0007] 在日本特開(kāi)平10-294024號(hào)公報(bào)中記載了向金屬表面照射激光形成凹凸，向凹凸 形成部位注射成型樹(shù)脂、橡膠等電氣電子部件的制造方法。但對(duì)于樹(shù)脂及包含其的組合物 沒(méi)有具體的記載。
[0008] 在日本特開(kāi)2013-52669號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)2014-18995號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了與日本專(zhuān) 利第4020957號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)2010-167475號(hào)公報(bào)和日本特開(kāi)平10-294024號(hào)公報(bào)不同 的技術(shù)思想的發(fā)明，在實(shí)施例中顯示金屬成型體和樹(shù)脂成型體的接合強(qiáng)度高。
[0009] 在日本特開(kāi)2013-52669號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)2014-18995號(hào)公報(bào)中，作為樹(shù)脂成型體 的材料，記載了熱塑性樹(shù)脂、熱固性樹(shù)脂、相對(duì)于熱塑性彈性體配合了碳纖維、無(wú)機(jī)纖維、金 屬纖維、有機(jī)纖維的材料（日本特開(kāi)2013-52669號(hào)公報(bào)的段落編號(hào)0090、0091、日本特開(kāi) 2014-18995號(hào)公報(bào)的段落編號(hào)005U0052)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種纖維強(qiáng)化熱塑性樹(shù)脂組合物，其可以作為在由金屬成 型體和樹(shù)脂成型體形成的復(fù)合成型體中發(fā)揮進(jìn)一步提高金屬成型體和樹(shù)脂成型體的接合 強(qiáng)度作用的樹(shù)脂成型體的制造材料使用。
[0011] 進(jìn)一步，本發(fā)明的目的還在于提供使用了上述纖維強(qiáng)化熱塑性樹(shù)脂組合物的復(fù)合 成型體和其制造方法。
[0012] 本發(fā)明在其一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種纖維強(qiáng)化熱塑性樹(shù)脂組合物，其為用于制 造金屬成型體和樹(shù)脂成型體接合而成的復(fù)合成型體的所述樹(shù)脂成型體的纖維強(qiáng)化熱塑性 樹(shù)脂組合物，其包含：
[0013] (A)熱塑性樹(shù)脂，
[0014] (B)強(qiáng)化用纖維、條件是不包括碎纖維，
[0015] (C)熱塑性彈性體，以及
[0016] (D)碎纖維。
[0017] 本發(fā)明，在其另外的實(shí)施方式中，提供一種復(fù)合成型體和其制造方法，該復(fù)合成型 體為金屬成型體和樹(shù)脂成型體接合而成的復(fù)合成型體，所述樹(shù)脂成型體由前述的纖維強(qiáng)化 熱塑性樹(shù)脂組合物形成，
[0018] 所述金屬成型體具有向表面照射激光形成的凹凸，
[0019] 通過(guò)向所述凹凸內(nèi)嵌入樹(shù)脂成型體，將所述金屬成型體和所述樹(shù)脂成型體接合一 體化。
[0020] 如果本發(fā)明的纖維強(qiáng)化熱塑性樹(shù)脂組合物作為包含金屬成型體和樹(shù)脂成型體的 復(fù)合成型體的樹(shù)脂成型體材料使用，則可以提高金屬成型體和樹(shù)脂成型體的接合強(qiáng)度。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 本發(fā)明可以通過(guò)以下詳細(xì)的說(shuō)明和附圖進(jìn)一步完全地理解，但這些僅為用于說(shuō)明 而添附的，并不用于限制本發(fā)明。
[0022] 圖1為本發(fā)明的復(fù)合成型體厚度方向的截面圖（包括部分放大圖）。
[0023] 圖2為本發(fā)明的其他實(shí)施方式的復(fù)合成型體厚度方向的截面圖。
[0024] 圖3為激光的連續(xù)照射模式的說(shuō)明圖。
[0025] 圖4為其他實(shí)施方式的激光的連續(xù)照射模式的說(shuō)明圖。
[0026] 圖5為進(jìn)一步其他實(shí)施方式的激光的連續(xù)照射模式的說(shuō)明圖。
[0027] 圖6為一實(shí)施方式的激光的連續(xù)照射模式的說(shuō)明圖。
[0028] 圖7 (a)為從圖6所示的D-D間的箭頭方向觀察時(shí)的截面圖，（b)為從圖6所示的 D-D間的箭頭方向觀察時(shí)其他實(shí)施方式的截面圖。
[0029] 圖8 (a)為從圖6所示的A-A間的箭頭方向觀察時(shí)的截面圖，（b)為從圖6所示的 B-B間的箭頭方向觀察時(shí)的截面圖、（c)為從圖6所示的C-C間的箭頭方向觀察時(shí)的截面 圖。
[0030] 圖9為實(shí)施注射成型時(shí)的復(fù)合成型體的制造方法的說(shuō)明圖。
[0031] 圖10為制造的復(fù)合成型體的立體圖。
[0032] 圖11為圖10的復(fù)合成型體的拉伸接合強(qiáng)度（S2)的測(cè)定方法的說(shuō)明圖。
[0033] 圖12為實(shí)施擠壓成型時(shí)的復(fù)合成型體的制造方法的說(shuō)明圖。
[0034] 圖13為通過(guò)擠壓成型制造的復(fù)合成型體的立體圖。
[0035] 圖14為用于測(cè)定沿與接合面垂直的方向拉伸時(shí)的拉伸接合強(qiáng)度（S2)的測(cè)定方法 的說(shuō)明圖。
[0036] 圖15為通過(guò)表1所示的條件連續(xù)照射激光后的實(shí)施例1的金屬成型體的接合面 的SEM照片。
[0037] 發(fā)明詳述
[0038] 〈纖維強(qiáng)化熱塑性樹(shù)脂組合物〉
[0039] 本發(fā)明的纖維強(qiáng)化熱塑性樹(shù)脂組合物作為包含金屬成型體和樹(shù)脂成型體的復(fù)合 成型體的所述樹(shù)脂成型體的制造用材料使用。
[0040] 上述復(fù)合成型體1如圖1、圖2所示，為金屬成型體10和樹(shù)脂成型體20在接觸面 (接合面）12接合并一體化而成的成型體。
[0041] 本發(fā)明的纖維強(qiáng)化熱塑性樹(shù)脂組合物含有（A)~（D)成分，以及根據(jù)需要含有的 其他成分。
[0042] [㈧熱塑性樹(shù)脂]
[0043] (A)成分熱塑性樹(shù)脂根據(jù)用途可以從公知的熱塑性樹(shù)脂中適當(dāng)?shù)剡x擇。
[0044] 例如可以列舉：聚酰胺類(lèi)樹(shù)脂（PA6、PA66等脂肪族聚酰胺、芳香族聚酰胺）、聚苯 乙烯、ABS樹(shù)脂、AS樹(shù)脂等包含苯乙烯單元的共聚物、聚乙烯、包含乙烯單元的共聚物、聚丙 烯、包含丙烯單元的共聚物、其他的聚烯烴、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚碳酸酯類(lèi)樹(shù)脂、丙 烯酸類(lèi)樹(shù)脂、甲基丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂、聚酯類(lèi)樹(shù)脂、聚縮醛類(lèi)樹(shù)脂、聚苯硫醚類(lèi)（步卩7=二U 4卜'、系）樹(shù)脂。
[0045] 其中，優(yōu)選選自聚酰胺類(lèi)樹(shù)脂、烯烴類(lèi)樹(shù)脂中的樹(shù)脂。
[0046] 在作為（A)成分使用烯烴類(lèi)樹(shù)脂時(shí)，優(yōu)選組合使用酸改性聚烯烴。
[0047] 作為酸改性聚烯烴，優(yōu)選馬來(lái)酸改性聚烯烴（馬來(lái)酸改性聚丙烯）、馬來(lái)酸酐改性 聚烯烴（馬來(lái)酸酐改性聚丙烯）。
[0048] [ (B)強(qiáng)化用纖維]
[0049] (B)成分強(qiáng)化用纖維（條件是，不包括碎纖維）可以使用在公知的纖維強(qiáng)化樹(shù)脂中 使用的纖維。
[0050] 作為（B)成分強(qiáng)化用纖維，可以列舉碳纖維、無(wú)機(jī)纖維、金屬纖維、有機(jī)纖維等。
[0051] 碳纖維為公知的，可以使用PAN類(lèi)、瀝青（匕° 7于）類(lèi)、粘交基（U -3 y )類(lèi)、木 質(zhì)素（卩夕二>)類(lèi)等碳纖維。
[0052] 作為無(wú)機(jī)纖維，可以列舉：玻璃纖維、玄武巖纖維、二氧化硅纖維、二氧化硅/氧化 鋁纖維、氧化鋯纖維、氮化硼纖維、氮化硅纖維等。
[0053] 作為金屬纖維，可以列舉由不銹鋼、鋁、銅等形成的纖維。
[0054] 作為有機(jī)纖維，可以列舉聚酰胺纖維（全芳香族聚酰胺纖維、二胺和二羧酸中的 任一者為芳香族化合物的半芳香族聚酰胺纖維、脂肪族聚酰胺纖維）、聚乙烯醇纖維、丙烯 酸纖維、聚烯烴纖維、聚甲醛（步卩才^^>7 >)纖維、聚四氟乙烯纖維、聚酯纖維（包 括全芳香族聚酯纖維）、聚苯硫醚纖維、聚酰亞胺纖維、液晶聚酯纖維等合成纖維、天然纖維 (纖維素類(lèi)纖維等）、再生纖維素（人造絲）纖維等。
[0055] (B)成分強(qiáng)化用纖維可以為長(zhǎng)纖維也可以為短纖維。
[0056] (B)成分為長(zhǎng)纖維時(shí)，長(zhǎng)度優(yōu)選為4~30mm，更優(yōu)選為5~25mm，進(jìn)一步優(yōu)選為6~ 20mm〇
[0057] (B)成分為短纖維時(shí)，長(zhǎng)度優(yōu)選為0· 1~I. 5mm，更優(yōu)選為0· 2~I. 0mm，進(jìn)一步優(yōu) 選為0· 3~0· 8謹(jǐn)。
[0058] (B)成分強(qiáng)化用纖維，纖維徑優(yōu)選為3~60 μ m，更優(yōu)選為5~30 μ m，進(jìn)一步優(yōu)選 為7~20 μ m。
[0059] (C)成分熱塑性彈性體，可以列舉聚氨酯彈性體、聚酯彈性體、烯烴類(lèi)彈性體、聚酰 胺彈性體、苯乙烯類(lèi)彈性體等。
[0060] 這些中優(yōu)選苯乙烯類(lèi)彈性體（具有苯乙烯單元的熱塑性彈性體），更優(yōu)選具有苯 乙烯單元且進(jìn)行了加氫的熱塑性彈性體。
[0061] 作為（C)成分，優(yōu)選苯乙烯-丁二烯共聚物（SBS)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙 烯共聚物（SEBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物（SIS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯 共聚物（S