(57)【要約】【課題】芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材において、製造が容易であって接着時の接着強度を向上することができるようにする。【解決手段】樹脂部材１は、芳香族ポリエーテルケトン樹脂を主成分とする樹脂材料からなる基材部２と、基材部２上に積層され、この樹脂材料からなるベース樹脂層４に親水性を有する無機物粒子５が混合された表面層部３と、を備え、表面層部３における基材部２と反対側の層表面である下側層表面３ａに無機物粒子５が露出されている構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族ポリエーテルケトン樹脂を主成分とする樹脂材料からなる基材部と、
該基材部上に積層され、前記樹脂材料に親水性を有する無機材料が混合された表面層部と、
を備え、
前記表面層部における前記基材部と反対側の層表面に前記無機材料が露出されている、芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材。
【請求項２】
前記表面層部における前記無機材料の含有率は、
層厚方向において前記基材部側から前記層表面側に向かって増大する分布を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材。
【請求項３】
前記基材部における前記表面層部との界面は、
凹凸形状を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材。
【請求項４】
前記無機材料は、
前記芳香族ポリエーテルケトン樹脂よりも融点が高い粒子状の無機物からなる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、耐熱性が高く、耐薬品性に優れる芳香族ポリエーテルケトン樹脂は、種々の樹脂部材に使用されている。しかし、芳香族ポリエーテルケトン樹脂は接着性が悪い。このため、芳香族ポリエーテルケトン樹脂で形成される表面を接着して、樹脂部材の組立や固定を行う必要がある場合には、芳香族ポリエーテルケトン樹脂で形成される表面の接着対象部位を易接着化する必要がある。
易接着化の手段としては、例えば、接着面の親水性を向上する表面改質処理を挙げることができる。
また、親水性の表面を形成するための表面改質処理以外の技術として、例えば、特許文献１には、「加水分解性脱離基をもつ有機金属化合物、そのオリゴマーおよび／または２種以上の該有機金属化合物のコオリゴマーを含む親水化塗料の塗膜をプラスチック基材の少なくとも一方の最外層に有するプラスチック成形品」が記載されている。
親水化塗料の加水分解性脱離基をもつ有機金属化合物の例としては、含フッ素有機金属化合物が記載されている。
また、プラスチック基材の材質としては、ポリエーテルエーテルケトン樹脂が例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０１０５４号公報
【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、上記のような従来の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を表層部に有する樹脂部材の易接着化技術には、以下のような問題があった。
表面改質処理は、処理にかなりの時間を要し、高価な処理設備も必要になることから、製造コストが増大してしまうという問題がある。また、表面の一部のみを改質すればよい場合には、かえって工程が複雑になってしまうという問題がある。
特許文献１に記載の技術では、実施例には具体的な評価がないものの、親水化塗料が塗布されることによって塗料層と接着剤との間に良好な接着強度が得られると推測される。また、親水化塗料を塗布するのみでよいため、製造も容易と考えられる。
しかし、特許文献１の塗料層は、疎水性のプラスチック成形品の表面に親水性の高い塗料を塗布して形成されたものであるため、プラスチック成形品の表面に対する塗料層の密着強度はあまり強くできないという問題がある。
そもそも、特許文献１に記載の発明は、幅広い種類のプラスチック成形品の易洗浄性、易排水性、防曇性、結露防止性、帯電防止性、生体適合性の向上を目的として、表面の親水性を向上する発明であり、塗料層とプラスチック成形品との間の密着強度は、綿布による拭きやアルミニウム板との接触に対する耐摩耗性を有する程度である。このため、塗料層を介して良好な接着強度が得られたとしても、塗料層とプラスチック成形品との間の密着強度が弱いため、塗料層が接着相手部材とともに、プラスチック成形品の表面から剥離してしまい、実質的な接着強度が低下してしまうおそれがある。
また、特許文献１の親水化塗料は、有機金属化合物からなるため、芳香族ポリエーテルケトン樹脂のような耐熱性や耐薬品性を有しない。このため、仮に必要な密着強度が得られたとしても、部品全体としては耐熱性や耐薬品性が劣ってしまうおそれがあるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、製造が容易であって接着時の接着強度を向上することができる芳香族ポリエーテルケトン樹脂を表層部に有する樹脂部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材は、芳香族ポリエーテルケトン樹脂を主成分とする樹脂材料からなる基材部と、該基材部上に積層され、前記樹脂材料に親水性を有する無機材料が混合された表面層部と、を備え、前記表面層部における前記基材部と反対側の層表面に前記無機材料が露出されているとする。
【０００７】
上記芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材においては、前記表面層部における前記無機材料の含有率は、層厚方向において前記基材部側から前記層表面側に向かって増大する分布を有することが好ましい。
【０００８】
上記芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材においては、前記基材部における前記表面層部との界面は、凹凸形状を有することが好ましい。
【０００９】
上記芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材においては、前記無機材料は、前記芳香族ポリエーテルケトン樹脂よりも融点が高い粒子状の無機物からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材によれば、樹脂材料に親水性を有する無機材料が混合された表面層部が、芳香族ポリエーテルケトン樹脂を主成分とする樹脂材料からなる基材部上に積層されているため、製造が容易であって接着時の接着強度を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材の主要部の構成を示す模式的な断面図、およびそのＡ部拡大図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材の主要部の構成を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材における無機材料の含有率の分布を示すグラフである。
【図４】本発明の第２の実施形態の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材の製造工程の一例を説明する工程説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の変形例（第１変形例）の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材の主要部の構成を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の変形例（第１変形例）の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材における無機材料の含有率の分布を示すグラフである。
【図７】本発明の第３の実施形態の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材の主要部の構成を示す模式的な断面図、およびそのＢ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１３】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材について説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材の主要部の構成を示す模式的な断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ部拡大図である。
【００１４】
本実施形態の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材は、表層部に設けられた芳香族ポリエーテルケトン樹脂の特性である耐熱性、耐薬品性、高強度等の特性が必要な種々の部品や装置の一部または全部に用いることができる。
したがって、後述する主要部の構成を備えていれば、外形状は特に限定されない。また、樹脂材料のみからなる樹脂部材であってもよいし、例えば、インサート、アウトサート、圧入、溶着、接着などによって、他の樹脂部材や、例えば、金属やガラス等の樹脂以外の材質からなる部材と複合された樹脂部材であってもよい。
【００１５】
本実施形態の樹脂部材が使用可能な部品および装置の例としては、例えば、耐薬品性や耐熱性が必要となる医療用機器や医療用器具の構成部品を挙げることができる。これらの構成部品は、例えば、内視鏡の操作部等の機械部品用であってもよいし、例えば、治療器具のメス部分などであってもよい。
その他の分野の部品および装置としては、例えば、電線被覆部品、ベアリング、電子部品におけるハウジングやコネクタ、半導体のＣＭＰリング、航空機のドアハンドルなどの例を挙げることができる。
以下では、樹脂部材の主要部について、部材単体の構成として説明する。
【００１６】
図１（ａ）、（ｂ）に主要部の構成を示すように、本実施形態の樹脂部材１（芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材）は、基材部２と、表面層部３とを備える。
【００１７】
基材部２は、樹脂部材１の外形に沿った表層部を構成するもので、芳香族ポリエーテルケトン樹脂を主成分とする樹脂材料からなる。「主成分」とは、含有率が最大の成分を意味する。
ただし、基材部２は、樹脂部材１の外形に沿う表層部のみに形成されていてもよいし、表層部を含むよりも内側の深層部まで形成されていてもよい。
基材部２の具体的な形状は、樹脂部材１に必要な外形や、表層部のみか深層部まで形成しているかによっても異なる。図１（ａ）は模式図のため、樹脂部材１の外形に沿う基材層上面２ａを平面として描いているが、基材層上面２ａの形状は、樹脂部材１に必要な外形状に応じて適宜の形状に形成することができる。
例えば、樹脂部材１がシート状または板状の場合には、基材部２が樹脂部材１と略同厚さのシート状または板状部材であってもよいし、基材部２が他の材料によるシート状または板状部材の厚さ方向の一方または両方の表面に積層された構成であってもよい。
また、樹脂部材１が立体的な形状を有する場合に、基材部２が樹脂部材１の立体的な外形に沿った殻形状の層状体を構成していてもよいし、基材部２が樹脂部材１の立体的な外形に沿った中実体を構成していてもよい。
【００１８】
基材部２の主成分である芳香族ポリエーテルケトン樹脂としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルケトンエステルなどの例を挙げることができる。
本実施形態では、一例として、ＰＥＥＫを採用している。ＰＥＥＫは、融点が約３４０℃であり、連続使用温度が約２５０℃であって、熱可塑性樹脂の中では、特に耐熱性に優れている。
また、芳香族ポリエーテルケトン樹脂は、耐薬品性に優れている。
例えば、医療器具として、過酷な滅菌消毒に用いる薬品や、使用上の熱性に耐える必要があるが、芳香族ポリエーテルケトン樹脂は、このような耐薬品、耐熱の条件を満足する。
基材部２に用いる樹脂材料には、芳香族ポリエーテルケトン樹脂以外にも、例えば、ポリフェニルサルフォン、ポリベンザイミダソールなどのアロイ樹脂や、ガラスフィラー、炭素繊維などの添加物を添加することが可能である。
【００１９】
基材部２の形成方法は、例えば、樹脂材料による成形や、樹脂材料母材の機械加工などを挙げることができる。
【００２０】
表面層部３は、基材部２の基材層上面２ａに積層された層状部であり、ベース樹脂層４と、ベース樹脂層４に混合された無機物粒子５（親水性を有する無機材料）とを備える。
表面層部３の下側層表面３ａは、基材層上面２ａと密着している。このため、基材部２の基材層上面２ａは、表面層部３との界面を構成している。
表面層部３の上側層表面３ｂは、樹脂部材１の表面になっている。
表面層部３は、樹脂部材１において、親水性を要する部位の表面に形成されていればよく、親水性を有する部位に形成されていれば、樹脂部材１の基材層上面２ａの一部のみを覆う構成が可能である。ただし、機能上、親水性が問題にならない場合には、基材層上面２ａの全体を覆う構成としてもよい。
表面層部３の厚さは、必要な親水性が得られる量の無機物粒子５を保持できる厚さであれば、特に限定されない。ただし、表面層部３を接着や印刷などに用いる場合には、被接着物や印刷層を一定の条件下で保持するのに必要な接着強度が得られる厚さとする。
ここで必要な接着強度とは、接着面における接合強度のみならす、接着を維持するために必要となる実質的な接着強度である。このような実質的な接着強度は、例えば、外力が加わった際に、表面層部３が破断したりして破損しないような表面層部３自体の強度や、表面層部３と基材部２との間の密着強度も含まれる。
【００２１】
親水性を要する部位の例としては、例えば、接着剤や粘着剤を塗布して他部材との接着を行う部位、印刷や塗装を行う部位、生体内等の水分が豊富な領域での使用時に低摩擦性を要する部位、水分付着を促進することで帯電を抑制したい部位、汚れの付着を防止したい部位などの例を挙げることができる。
【００２２】
ベース樹脂層４は、無機物粒子５を基材層上面２ａ上に安定して保持するために設けられており、基材部２との密着性に優れる樹脂材料を採用することができる。良好な密着性を得るには、ベース樹脂層４の樹脂材料と基材部２の樹脂材料との間の相溶性が良好であることが好ましい。
基材部２との密着性が特に良好となるのは、ベース樹脂層４の樹脂材料が、基材部２を構成する樹脂材料の主成分と同じ樹脂である場合である。ただし、芳香族ポリエーテルケトン樹脂同士であれば相溶性が良好であるため、ベース樹脂層４として基材部２と異なる種類の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を使用することも可能である。
また、ベース樹脂層４には、基材部２と同様、種々の添加物を添加することが可能である。ただし、この場合、ベース樹脂層４の添加物の種類や配合比は、基材部２の添加物の種類や配合比と相違していてもよい。
本実施形態では、一例として、ベース樹脂層４にはＰＥＥＫ樹脂を採用している。
【００２３】
無機物粒子５は、親水性を有する無機材料からなる粒子体である。このような無機材料としては、表面自由エネルギーが大きい材料が好適であり、親水性の程度は、例えば、水の接触角の大きさで評価することができる。
無機物粒子５に用いる無機材料の親水性としては、水の接触角の大きさが、０°以上５０°以下であることが好ましく、０°以上２５°以下であることがより好ましい。
無機物粒子５として好ましい無機材料の例としては、例えば、ＳｉＯ２（シリカ）、ＴｉＯ２などを挙げることができる。
【００２４】
本実施形態では、無機物粒子５は、ベース樹脂層４内に略均等に分散するように混合され、図１（ｂ）に示すように、上側層表面３ｂには、無機物粒子５の一部が部分的に露出されている。このため、無機物粒子５の含有率をＣ（ｗｔ％）（ただし、０＜Ｃ＜１００）とすると、無機物粒子５の密度を考慮して、表面層部３の総面積の内に占める無機物粒子５の露出量を算出することができる。
表面層部３としての親水性は、ベース樹脂層４の露出量と無機物粒子５の露出量との比で決まるため、親水性を向上するには、無機物粒子５の露出量が多くなるように、無機物粒子５の含有率を増大させればよい。
一方、無機物粒子５の含有率が大きくなると、基材層上面２ａに当接する無機物粒子５の範囲も大きくなるため、基材部２との接合強度が低下していく。
したがって、無機物粒子５の含有率は、基材部２と表面層部３との接合強度と、表面層部３の表面の親水性とのバランスが良好となるように設定することが好ましい。
【００２５】
無機物粒子５の粒子径としては、平均粒径で、０．００１μｍ以上１μｍ以下が好ましく、０．０１μｍ以上０．１μｍ以下がより好ましい。
無機物粒子５の粒径に関しては、粒径が小さいほど、含有率を向上させやすくなる。また、同じ含有率であれば、粒径がより大きい場合に比べて、上側層表面３ｂから露出する無機物粒子５の表面積をより増大させることができる。
一方、無機物粒子５の粒径を大きくすれば、上側層表面３ｂからの無機物粒子５の平均突出量を増大させることが可能となる。
【００２６】
本実施形態における無機物粒子５の好適な具体例としては、例えば、平均粒径１μｍのシリカ粒子を、ベース樹脂層４に含有率５０ｗｔ％で混合した構成を挙げることができる。
【００２７】
このような構成の樹脂部材１を製造するには、例えば、基材部２の形状を射出成形などによって成形する。
次に、基材部２の基材層上面２ａ上の表面層部３を形成すべき部位に、サーマルスプレー法などによって、表面層部３を形成する。
例えば、ベース樹脂層４となる樹脂材料と無機物粒子５とが混合された加熱溶解物をスプレーガンによりスプレー塗布して表面層部３を形成する。
加熱溶解物を形成するための加熱温度は、例えば、本実施形態の具体例であるベース樹脂層４がＰＥＥＫ、無機物粒子５がシリカ粒子の場合、３８０℃程度が好適である。
加熱溶解物が、基材層上面２ａに塗布されると、基材層上面２ａの樹脂材料の一部が溶解または軟化して、加熱溶解物における樹脂材料と密着し、その状態で放熱が進んで固化する。これにより、樹脂材料同士の界面が互いに強固に密着する。
このようにして樹脂部材１が製造される。
【００２８】
このような構成の樹脂部材１によれば、表面層部３が、基材部２と強固に密着しており、表面層部３の上側層表面３ｂには、親水性を有する無機物粒子５が、無機物粒子５の含有率に応じた占有面積率で露出している。
このため、無機物粒子５の占有面積率を適宜に設定することによって、表面層部３の表面全体としての親水性を向上することができる。
これにより、例えば、上側層表面３ｂ上に接着剤を塗布すると、ベース樹脂層４との接着性がよくない接着剤であっても、上側層表面３ｂに露出した各無機物粒子５との間では、接着部が形成される。この結果、無機物粒子５の占有面積率に応じた接着強度が得られる。
また、表面層部３は、ベース樹脂層４の樹脂材料と無機物粒子５との加熱溶解物を固化させたものであるため、無機物粒子５を強固に保持することができる。
また、表面層部３は、基材部２との相溶性が良好な同種の樹脂材料からなるベース樹脂層４を含むため、基材層上面２ａとの密着性がよい。
このため、例えば、表面層部３上に他の部材が接着された場合、他の部材を剥がす外力が作用した場合にも、下側層表面３ａにおけるベース樹脂層４の占有面積率に応じた密着性を有するため、相溶性が悪い異材質同士が密着している場合に比べて、接着強度を向上することができる。
【００２９】
また、樹脂部材１では、表面層部３を形成することによって、親水性が必要な部位のみに親水性を付与することができる。
表面層部３は、例えば、サーマルスプレー法によるスプレー塗装などよって、大気雰囲気でも容易に形成できるため、高価な処理設備を要する表面改質処理などによって親水性を付与する場合に比べて、製造が容易となる。また、製造コストの低減が可能となる。
【００３０】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材について説明する。
図２は、本発明の第２の実施形態の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材の主要部の構成を示す模式的な断面図である。図３は、本発明の第２の実施形態の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材における無機材料の含有率の分布を示すグラフである。グラフの横軸は層厚方向の位置、縦軸は無機材料である無機物粒子５の含有率（ｗｔ％）である。
【００３１】
図２に示すように、本実施形態の樹脂部材１１（芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材）は、上記第１の実施形態の樹脂部材１の表面層部３に代えて、表面層部１３を備える。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００３２】
表面層部１３は、基材部２の基材層上面２ａと密着する下側層表面１３ａと、樹脂部材１１の表面を形成する上側層表面１３ｂに挟まれた厚さｈを有する多層の層状部である。
表面層部１３の層数は、２以上であれば特に限定されないが、本実施形態では、一例として、最下層１３Ａ、第１中間層１３Ｂ、第２中間層１３Ｃ、第３中間層１３Ｄ、第４中間層１３Ｅ、および最上層１３Ｆからなる６層が、下側層表面１３ａ側からこの順に、積層された層構成を備える。なお、以下では、これら６層を総称する場合、表面層部１３の各層という。
表面層部１３の各層は、上記第１の実施形態のベース樹脂層４を構成する樹脂材料と、無機物粒子５とを、それぞれ異なる配合比で混合して形成されている。
図３に示すグラフに、表面層部１３における無機物粒子５の含有率の層厚方向における分布の一例を示す。
【００３３】
最下層１３Ａは、無機物粒子５の含有率が０ｗｔ％の層状部であり、ベース樹脂層４を構成する樹脂材料のみからなり、樹脂材料：無機物粒子５の配合比（以下、単に配合比と称する）は、１００：０である。最下層１３Ａの層厚はｈＡである。
第１中間層１３Ｂは、無機物粒子５の含有率がＣＢｗｔ％（ただし、０＜ＣＢ＜１００）［配合比（１００−ＣＢ）：ＣＢ］の層状部であり、層厚はｈＢである。
第２中間層１３Ｃは、無機物粒子５の含有率がＣＣｗｔ％（ただし、ＣＢ＜ＣＣ＜１００）［配合比（１００−ＣＣ）：ＣＣ］の層状部であり、層厚はｈＣである。
第３中間層１３Ｄは、無機物粒子５の含有率がＣＤｗｔ％（ただし、ＣＣ＜ＣＤ＜１００）［配合比（１００−ＣＤ）：ＣＤ］の層状部であり、層厚はｈＤである。
第４中間層１３Ｅは、無機物粒子５の含有率がＣＥｗｔ％（ただし、ＣＤ＜ＣＥ＜１００）［配合比（１００−ＣＥ）：ＣＥ］の層状部であり、層厚はｈＥである。
最上層１３Ｆは、無機物粒子５の含有率がＣＦｗｔ％（ただし、ＣＥ＜ＣＦ＜１００）［配合比（１００−ＣＦ）：ＣＦ］の層状部であり、層厚はｈＦである。
ここで、層厚ｈＡ、ｈＢ、ｈＣ、ｈＤ、ｈＥ、ｈＦは、いずれも０より大きくｈ未満の大きさを有し、これらの総和はｈである。
【００３４】
このような層構成により、表面層部１３は、層厚ｈ内の無機物粒子５の含有率が、０ｗｔ％から１００％の間で５段階に階段状に変化する分布を有している（図３の折れ線１００参照）。
表面層部１３の各層の層厚と、各中間層における無機物粒子５の含有率は、必要に応じて適宜の数値に設定することが可能である。図３では、一例として、表面層部１３の各層の層厚が等しく、含有率ＣＢ、ＣＣ、ＣＤ、ＣＥ、ＣＦが、それぞれ、２０％、４０％、６０％、８０％、９０％というように変化する場合の例を示している。
【００３５】
このような構成の樹脂部材１１は、上記第１の実施形態と略同様にして製造することができる。
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材の製造工程の一例を説明する工程説明図である。
【００３６】
まず、基材部２の形状を、例えば、射出成形などによって成形する。
次に、基材部２の基材層上面２ａ上の表面層部１３を形成すべき部位に、サーマルスプレー法などによって、表面層部１３の各層を順次形成する。
例えば、図４（ａ）に示すように、ベース樹脂層４となる樹脂材料の加熱溶解物ＭＡをスプレーガン１４によりスプレー塗布して最下層１３Ａを形成する。
加熱溶解物ＭＡを形成するための加熱温度は、樹脂材料がＰＥＥＫの場合、３８０℃程度が好適である（以下も同様）。
加熱溶解物ＭＡが、基材層上面２ａに塗布されると、基材層上面２ａの樹脂材料の一部が溶解または軟化して、加熱溶解物ＭＡと密着し、その状態で放熱が進んで固化する。これにより、樹脂材料同士の界面が互いに強固に密着する。
【００３７】
次に、図４（ｂ）に示すように、樹脂材料と無機物粒子５とを、配合比（１００―ＣＢ）：ＣＢで混合した混合物の加熱溶解物ＭＢを、スプレーガン１４により最下層１３Ａ上にスプレー塗布して、第１中間層１３Ｂを形成する。
このように、加熱溶解物の配合比を変化させながら、スプレー塗布を繰り返して、第２中間層１３Ｃ、第３中間層１３Ｄ、第４中間層１３Ｅ、最上層１３Ｆをこの順に形成する。
このようにして樹脂部材１１が製造される。
【００３８】
このような構成の樹脂部材１１によれば、表面層部１３の下側層表面１３ａが、樹脂材料が１００ｗｔ％の最下層１３Ａの表面によって形成され、表面層部１３の上側層表面１３ｂが、無機物粒子５の含有率がＣＦ（ただし、ＣＦは１００ｗｔ％未満）の最上層１３Ｆの表面によって形成されている。
このため、上記第１の実施形態に比べて、最下層１３Ａが基材部２と強固に密着するとともに、最上層１３Ｆの親水性が向上される。
また、最下層１３Ａと、最上層１３Ｆとは、無機物粒子５の含有率が段階的に増大する第１中間層１３Ｂ、第２中間層１３Ｃ、第３中間層１３Ｄ、および第４中間層１３Ｅを介して接合されているため、各界面における構成成分の構成比の変化が低減され、界面の不連続性が緩和される。このため、表面層部１３内の密着強度の偏りが低減され、特定の界面のみが脆弱になることが起こりにくくなる。
このため、外力を受けた場合の強度を向上することができる。例えば、表面層部１３に他部材を接着した場合に、剥離破壊を起こす応力が、基材部２と表面層部１３との間、および表面層部１３内の各界面に分散される。このため、表面層部１３自体の強度が高くなり、表面層部１３に接着を行う場合に実質的な接着強度を向上することができる。
【００３９】
［第１変形例］
次に、本実施形態の変形例（第１変形例）の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材について説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態の変形例（第１変形例）の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材の主要部の構成を示す模式的な断面図である。図６は、本発明の第２の実施形態の変形例（第１変形例）の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材における無機材料の含有率の分布を示すグラフである。グラフの横軸は層厚方向の位置、縦軸は無機材料である無機物粒子５の含有率（ｗｔ％）である。
【００４０】
図５に示すように、本変形例の樹脂部材２１（芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材）は、上記第２の実施形態の樹脂部材１１の表面層部１３に代えて、表面層部２３を備える。以下、上記第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４１】
表面層部２３は、基材部２の基材層上面２ａと密着する下側層表面２３ａと、樹脂部材２１の表面を形成する上側層表面２３ｂに挟まれた厚さｈを有し、上記第１の実施形態のベース樹脂層４を構成する樹脂材料と、無機物粒子５との組成比が層厚方向に滑らかに変化する傾斜層として形成されている。
すなわち、層厚方向の特定位置をｘ（ただし、０≦ｘ≦ｈ）として、無機物粒子５の含有率を、Ｃ（ｘ）と表せば、関数Ｃ（ｘ）は、Ｃ（０）＝０（ｗｔ％）、Ｃ（ｈ）＝Ｃｍａｘ（ｗｔ％）（ただし、０＜Ｃｍａｘ＜１００）であり、０＜ｘ＜ｈの区間で、微分係数が連続する広義の単調増加関数で表される。また、樹脂材料の含有率は、１００−Ｃ（ｘ）で表される。
なお、図５は模式図であるため、図示の都合により、表面層部２３の網点の濃度を段階的に変えているが、図示の網点濃度は関数Ｃ（ｘ）の変化は無関係である。
【００４２】
図４に、表面層部２３における無機物粒子５の含有率の層厚方向における分布の例を示す。
直線１０１は、Ｃ（０）＝０（ｗｔ％）、Ｃ（ｈ）＝Ｃｍａｘ（ｗｔ％）の間を結ぶ直線であり、含有率Ｃ（ｘ）がｘに比例して増加する場合の例を表す。
曲線１０２は、Ｃ（０）＝０（ｗｔ％）、Ｃ（ｈ）＝Ｃｍａｘ（ｗｔ％）の間を結ぶ、上側に湾曲する弓形の曲線であり、含有率Ｃ（ｘ）がｘ＝０の近傍で急峻に増大してｘ＝ｈに向かうにつれて漸次増加率が低減される狭義の単調増加関数の場合の例を表す。
曲線１０３は、Ｃ（０）＝０（ｗｔ％）、Ｃ（ｈ）＝Ｃｍａｘ（ｗｔ％）の間を結ぶ、下側に湾曲する弓形の曲線であり、含有率Ｃ（ｘ）がｘ＝０の近傍で緩やかに増大してｘ＝ｈに向かうにつれて漸次増加率が増加される狭義の単調増加関数の場合の例を表す。
曲線１０４は、Ｃ（０）＝０（ｗｔ％）、Ｃ（ｈ）＝Ｃｍａｘ（ｗｔ％）の間を、全体として略逆Ｓ字状に結ぶ曲線であり、上側に湾曲する弓形の曲線と、水平な直線と、下側に湾曲する弓形の曲線とが順次接合されている。すなわち、含有率Ｃ（ｘ）の変化は、ｘ＝０の近傍で急峻に増大してから増加率が漸次低減して一定値となり、さらにｘ＝ｈに向かうにつれて緩やかに増大してから漸次増加率が増加される、広義の単調増加関数の場合の例を表す。
【００４３】
このような構成の樹脂部材２１は、加熱溶解物における樹脂材料と無機物粒子５との配合比とを、連続的に変化させて層形成を行う点を除いて、上記第２の実施形態と同様にして製造することができる。
【００４４】
本変形例の樹脂部材２１は、表面層部２３が無機物粒子５の含有率Ｃ（ｘ）が０ｗｔ％からＣｍａｘ（ｗｔ％）まで滑らかに増加する（一部で一定値を保つ場合も含む）傾斜層として形成されている。このため、基材部２と表面層部２３とは、組成比の相違に基づく界面を有することなく積層されている。
このため、外力に対する脆弱な界面が層厚方向に形成されないため、上記第２の実施形態よりも実質的な接着強度をさらに向上することができる。
【００４５】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材について説明する。
図７（ａ）は、本発明の第３の実施形態の芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材の主要部の構成を示す模式的な断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＢ部拡大図である。
【００４６】
図７（ａ）に示すように、本実施形態の樹脂部材３１（芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材）は、上記第１の実施形態の樹脂部材１の基材部２、表面層部３に代えて、基材部３２、表面層部３３を備える。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４７】
基材部２２は、上記第１の実施形態の基材部２の基材層上面２ａに代えて、凹凸形状を有する粗面からなる基材層上面２２ａを備えるものである。
基材層上面２２ａの凹凸形状は、表面層部３３との密着性を向上するためのもので、例えば、表面粗さＲａ（μｍ）で、０．０１〜０．９となる凹凸形状が好適である。
このような基材層上面２２ａの凹凸形状は、例えば、基材部２を成形する際に、成形型の成形面を凹凸形状に形成し、この成形面の凹凸形状を転写して形成することができる。
また、他の形成方法としては、基材層上面２２ａ平滑面として形成した後、例えば、サンドブラスト処理などの粗面加工を行って形成することができる。
【００４８】
表面層部３３は、上記第１の実施形態の表面層部３と同様の構成を、基材部３２の基材層上面２２ａに積層させたものであり、下側層表面３ａに代えて、基材層上面２２ａの凹凸形状に沿って密着した下側層表面３３ａを備える点のみが表面層部３と異なる。
【００４９】
このような樹脂部材３１は、基材層上面３２ａを粗面として形成する点以外は、上記第１の実施形態の樹脂部材１と同様にして製造することができる。
【００５０】
本実施形態の樹脂部材３１によれば、表面層部３３が、粗面化された基材層上面３２ａ上に密着して形成されるため、基材層上面３２ａが平滑面からなる場合に比べて、基材部２２と表面層部３３との接合強度を向上することができる。
このため、例えば、表面層部３３に他部材を接着した場合に、基材部３２と表面層部３３との間での剥離が起こりにくくなるため、接着強度を向上することができる。
【００５１】
なお、上記の各実施形態および第１変形例の説明では、部材単体としての樹脂部材の主要部の構成を説明している。このため、例えば、樹脂部材１において無機物粒子５は、上側層表面３ｂから露出しているとともに、樹脂部材１の外表面からも露出しているものとして説明した。
しかし、無機物粒子５は、表面層部３の表面に親水性を付与するため、上側層表面３ｂから露出していればよく、樹脂部材１の親水性を要しない部位の外表面に露出していることは必須ではない。例えば、樹脂部材１は、表面層部３の親水性を利用して、表面層部３において他の部材と接着した組立体とすることが可能であり、この場合、上側層表面３ｂから露出した無機物粒子５は接着剤層や粘着剤層に覆われることで組立体としての外表面からは露出していない状態が可能である。
【００５２】
また、上記の各実施形態および第１変形例の説明では、表面層部をサーマルスプレー法によって形成する場合の例で説明したが、表面層部の形成方法はこれには限定されない。
例えば、静電塗装する形成方法や、パウダーコーティングする形成方法などを用いることが可能である。
【００５３】
また、上記第２および第３の実施形態の説明では、表面層部１３、２３において、基材層上面２ａと接する層状部の無機物粒子５の含有率が０ｗｔ％の場合の例で説明したが、０ｗｔ％であることは必須ではない。例えば、上記第１の実施形態の場合のように、基材部２に対する接着強度が満足されれば、無機物粒子５の含有率が０ｗｔ％より高くてもよい。
【００５４】
また、上記各実施形態および第１変形例の説明では、親水性を有する無機材料が、無機物粒子５の場合の例で説明した。しかし、無機材料は、粒子状の形態には限定されず、粒子径が定義できないような不規則な粉末状でもよいし、片状、棒状、針状、糸状などの形状を有していてもよい。
【００５５】
また、上記に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
【実施例】
【００５６】
以下では、上記実施形態の具体的な実施例について、比較例とともに説明する。
下記の表１に、実施例および比較例の製造条件と評価結果についてまとめて示す。
【００５７】
【表１】
2014201019.tif 000003
【００５８】
［実施例１］
実施例１は、上記第１の実施形態に対応する実施例である。
すなわち、基材部２の樹脂材料がＰＥＥＫ樹脂を主成分としたビクトレックス（Ｖｉｃｔｒｅｘ）（登録商標）ＰＥＥＫ−９０Ｇ（商品名；ビクトレックス社製）である。基材層上面２ａの表面状態は、成形による平滑面である。
基材部２の外形状は、平板の試験片形状とした。
表面層部３のベース樹脂層４は、ＰＥＥＫ樹脂を主成分としたＶＩＣＯＴＥ（登録商標）パウダー８０４ＢｌＫ（商品名；ビクトレックス社製）を溶解することで形成されている。
表面層部３の無機物粒子５は、平均粒径０．１μｍのシリカ粒子である。
ベース樹脂層４と無機物粒子５との配合比は、５０：５０とした。
このような実施例１の樹脂部材１は、基材部２を成形により形成し、基材層上面２ａの全面に、ＶＩＣＯＴＥ（登録商標）パウダー８０４ＢｌＫとシリカ粒子とを配合比５０：５０の加熱溶融物をスプレーガンによって吹き付けてサーマルスプレー法によるスプレー塗装を行った。これにより、基材層上面２ａ上に層厚１０μｍの表面層部３を形成した。
加熱溶融物の加熱温度は、３８０℃とした。吹き付けに要する時間は１分であった。
【００５９】
［実施例２］
実施例２は、上記第１の実施形態に対応する他の実施例であり、実施例１において、無機物粒子５を、平均粒径０．１μｍのＴｉＯ２に代えた点のみが異なる。
【００６０】
［実施例３］
実施例３は、上記第２の実施形態に対応する実施例であり、実施例１の表面層部３に代えて、表面層部１３を形成したものである。
ベース樹脂層４、無機物粒子５は、実施例１と同様であり、表面層部１３の最下層１３Ａ、第１中間層１３Ｂ、第２中間層１３Ｃ、第３中間層１３Ｄ、第４中間層１３Ｅ、最上層１３Ｆにおける、シリカ粒子の含有率は、それぞれ、０％、２０％、４０％、６０％、８０％、９０％である。各層厚は、共通で、１０μｍである。
このため、表面層部１３における無機物粒子５の平均含有率は５０μｍである。
このような実施例３の樹脂部材３１は、基材部２を成形により形成し、基材層上面２ａの全面に、ＶＩＣＯＴＥ（登録商標）パウダー８０４ＢｌＫとシリカ粒子とを配合比を、１００：０、２０：８０、…、９０：１０のように代えた加熱溶融物により順次スプレーガンによって吹き付けることにより形成した。実施例１と同様、加熱溶融物の加熱温度は、３８０℃とした。吹き付けに要する時間は各層とも１０秒であった。
【００６１】
［実施例４］
実施例４は、上記第２の実施形態に対応する他の実施例であり、実施例３において、無機物粒子５をＴｉＯ２とした点のみが異なる。
【００６２】
［実施例５］
実施例５は、上記第３の実施形態に対応する実施例であり、実施例１の基材部２、表面層部３に代えて、基材部３２、表面層部３３を形成したものである。
基材部３２は、実施例１と同様にして基材部２を形成した後、サンドブラスト処理を行って、基材層上面３２ａを形成した。
サンドブラスト処理は、重力吸引式エアーブラストＭＹ−４０（商品名；新東ブレーター（株）製）を用いて行った。研削粉体は、アルミナ質研削材であるサクランダム（登録商標）（商品名；日本研削砥粒（株）製）の粒度Ｆ２２０のものを用い、処理時間は１分とした。
これにより、基材層上面３２ａの表面粗さは、表面粗さＲａ（μｍ）で０．１の粗面が形成された。
表面層部３３は、粗面化された基材層上面３２ａ上に形成された点を除き、実施例１の表面層部３と同様にして形成した。
【００６３】
［比較例１、２］
比較例１は、基材部２そのものであり、実施例１において表面層部３を除去した構成に相当する。
比較例２は、基材部２の基材層上面２ａに平均粒径０．１μｍのＴｉＯ２を真空蒸着して、層厚１０μｍの層状部を形成したものである。
このため、比較例２は、実施例４において最下層１３Ａ、第１中間層１３Ｂ、第２中間層１３Ｃ、第３中間層１３Ｄ、および第４中間層１３Ｅを除去し、最上層１３Ｆのみを形成した場合に相当する。
【００６４】
［評価］
これら実施例１〜５、比較例１、２の評価としては、接触角測定、剥離評価、接着強度測定を行った。
接触角測定は、Datephysics社のＳＣＡ２０により、各樹脂部材の表面層部の表面（比較例の場合、基材層上面２ａ、ＴｉＯ２層の表面。以下同様）における水の接触角を測定した、
剥離評価は、ＪＩＳ  Ｋ５４００のクロスカット試験法により、５０マスでの剥離試験を行い、剥離数によって評価した。剥離数が０／５０を「○（ｇｏｏｄ）」、剥離数１／５０以上を「×（ｎｏ  ｇｏｏｄ」とした。
接着強度測定は、各樹脂部材の表面層部が形成された表面にエポキシ接着剤を塗布し、厚さ２ｍｍのステンレス鋼板を接着して、試験サンプルを形成した。そして、ＪＩＳ  Ｋ６８５０に従って、引っ張り剪断試験機により、接着部が破断する荷重を測定することにより、接着強度を測定した。
【００６５】
接触角測定では、表１に示すように、実施例１〜５が、それぞれ、１５°、１７°、１０°、１１°、１０°、比較例１が７１°、比較例２が１６°であった。
すなわち、表面層部を設けた実施例１〜５と、ＴｉＯ２層を表面に設けた比較例２とが、１０°〜１７°となり、良好な親水性が付与されていることが分かる。無機物粒子５がシリカ粒子であるか、ＴｉＯ２粒子であるかの差は、１°〜２°と小さく、含有率による差の方が大きくなっている。
すなわち、シリカ粒子またはＴｉＯ２粒子が層表面に１００％分布している場合が最も接触角が少ないが、比較例１の結果からＰＥＥＫのみの接触角が７１°であることに比べると、含有率５０％でも格段に良好な結果である。
【００６６】
剥離評価では、実施例１〜５がいずれも剥離が認められず、「○」と判定されたのに対して、比較例２では、２０％が剥離したため、「×」と判定された。
【００６７】
接着強度は、実施例１〜５が、それぞれ２３ＭＰａ、２５ＭＰａ、２９ＭＰａ、２８ＭＰａ、３１ＭＰａと測定され、比較例１、２では、それぞれ５ＭＰａ、１２ＭＰａと測定された。
実施例同士を比較すると、最も良好な接着強度が得られたのは、粗面上に表面層部が形成された実施例５であった。
また、均一な分布を有する実施例１、２に比べて、層厚方向に傾斜した分布を有する実施例３、４の方が高い接着強度を有していた。ただし、実施例３、４の接着強度は、実施例５の接着強度よりはわずかに低くなっていた。
このため、無機物粒子５がシリカ粒子であるか、ＴｉＯ２粒子であるかの差よりも、無機物粒子５の含有率の分布が均一であるか、層厚方向に傾斜しているかによる差の方が大きい。また、無機物粒子５の含有率の分布の差よりも、表面層部を粗面上に形成したどうかの差の方が大きくなっている。
一方、比較例１は、最も接着強度が低い実施例１に比べても格段に接着強度が低かった。
また、比較例２は、表面が親水化されているため、比較例１よりは接着強度が高かったが、ＴｉＯ２が、ＰＥＥＫに直に積層されているため、密着性が悪く、基材層上面２ａにて破断され、ＴｉＯ２を表面に備える実施例２の接着強度の約半分の接着強度しか得られなかった。
【００６８】
以上の結果から、総合的に評価すると、実施例１〜５は「○（ｇｏｏｄ）」と評価され、比較例１、２は「×（ｎｏ  ｇｏｏｄ）」と評価された。
【符号の説明】
【００６９】
１、１１、２１、３１  樹脂部材（芳香族ポリエーテルケトン樹脂を含む樹脂部材）
２、２２、３２  基材部
２ａ、２２ａ、３２ａ  基材層上面
３、１３、２３、３３  表面層部
３ａ、１３ａ、２３ａ、３３ａ  下側層表面
３ｂ、１３ｂ、２３ｂ  上側層表面
４  ベース樹脂層
５  無機物粒子（親水性を有する無機材料）
１３Ａ  最下層
１３Ｂ  第１中間層
１３Ｃ  第２中間層
１３Ｄ  第３中間層
１３Ｅ  第４中間層
１３Ｆ  最上層
【図１】
2014201019.tif 000004
【図２】
2014201019.tif 000005
【図３】
2014201019.tif 000006
【図４】
2014201019.tif 000007
【図５】
2014201019.tif 000008
【図６】
2014201019.tif 000009
【図７】
2014201019.tif 000010