(57)【要約】本発明は、金属コンポーネント、プラスチックコンポーネント及び金属コンポーネントとプラスチックコンポーネントを相互結合する結合剤システムを有する構造部品に関係する。本発明は、結合剤システムがプラスチック結合剤またはプライマーを併用したプラスチック結合剤からなり、プラスチック結合剤がジエン及び／またはポリエンで変性されたポリエステル、ポリウレタンまたはエポキシドであること特徴とする。本発明、前記構造部品を製造するための方法にも関係する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属コンポーネントと、プラスチックコンポーネントと、前記金属コンポーネントと前記プラスチックコンポーネントを結合する結合剤システムとを有する構造部品であって、前記結合剤システムがプラスチック結合剤またはプライマーを併用したプラスチック結合剤からなり、前記プラスチック結合剤がジエン及び／またはポリエンで変性されたポリエステル、ポリウレタンまたはエポキシドであること特徴とする構造部品。
【請求項２】
前記プラスチック結合剤は、ビスフェノールＡ及び／またはビスフェノールＢ及び／またはビスフェノールＣ及び／またはビスフェノールＦを基にしたエポキシ樹脂であること特徴とする、請求項１に記載の構造部品。
【請求項３】
前記プラスチック結合剤は、ビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテルまたはエポキシクレゾールノボラックを基にしたエポキシ樹脂であること特徴とする、請求項１に記載の構造部品。
【請求項４】
前記結合剤システムは、ジエン、特に１，３−ジエンの共有結合によって変性されることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載の構造部品。
【請求項５】
前記結合剤システムは、ジエン及び／またはポリエン、特にゴムを物理的に混入することによって変性されることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれかに記載の構造部品。
【請求項６】
前記結合剤システム中のジエン及び／またはポリエンの比率は、１〜３０重量パーセント、好ましくは３〜１０重量パーセントであることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載の構造部品。
【請求項７】
前記結合剤システムは、一般式ＨＯ−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）のアルキル及び／またはアリールにより変性されたシランによってさらに変性され、ここで、Ｒ、Ｒ’、Ｒ’’の基は、アルキル及び／またはアリール基によって変性された同一のものあり得るか、または部分的に変性されたものまたはすべて異なって変性されたものであり得、前記アルキル及び／またはアリール基は、ＣＯＯＨ、ＯＨ、ＮＨ２などの官能基を有することを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれかに記載の構造部品。
【請求項８】
前記結合剤システムは硬化剤を含むことを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれかに記載の構造部品。
【請求項９】
前記結合剤システムは強化剤を含むことを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれかに記載の構造部品。
【請求項１０】
前記結合剤システムは潜在性硬化剤を含むことを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれかに記載の構造部品。
【請求項１１】
前記結合剤システムは潜在性硬化剤の硬化促進剤を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の構造部品。
【請求項１２】
前記結合剤システムは熱可塑性粉末を含むことを特徴とする、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の構造部品。
【請求項１３】
前記結合剤システムは、ＲがＨ、アルキルまたはアリールである溶媒ＯＲ、または、Ｒ１＝Ｈ、Ｒ２＝Ｈである、Ｒ１＝Ｈ、Ｒ２＝アルキルである、Ｒ１＝Ｈ、Ｒ２＝アリールである、Ｒ１＝Ｒ２＝アルキルである、及び／またはＲ１＝Ｒ２＝アリールである溶媒Ｎ（Ｒ１）（Ｒ２）であることを特徴とする、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の構造部品。
【請求項１４】
前記プラスチックコンポーネントは、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアミド−ポリフェニレン酸化物混合物、ポリアミド−ポリスチレン混合物、ポリフタルアミド、ポリプロピレンサルファイド、及びポリサルフォンから選択されたプラスチック材料からなることを特徴とする、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の構造部品。
【請求項１５】
前記プラスチックコンポーネントは、繊維強化プラスチック材料であることを特徴とする、請求項１から請求項１４のいずれかに記載の構造部品。
【請求項１６】
当該構造部品は、金属外観またはラッカー外観を呈する目に見える金属表面を有することを特徴とする、請求項１から請求項１５のいずれかに記載の構造部品。
【請求項１７】
金属コンポーネントと、プラスチックコンポーネントとを有する構造部品の製造のための方法であって、
ａ）前記金属コンポーネントの一つの面またはすべての面に予め硬化された結合剤システムでコーティングを施す、前記金属コンポーネントを準備するステップと、
ｂ）予め硬化された結合剤層が金型の自由体積に面するように、前記予め硬化された結合剤システムでコーティングされた前記金属コンポーネントを射出成形金型に挿入するステップと、
ｃ）前記結合剤システムがさらに硬化することを伴う、前記プラスチックコンポーネントを前記金属コンポーネントに密着するように射出成形するステップと、を有し、
結合剤システムとして、プラスチック結合剤またはプライマーを併用したプラスチック結合剤からなる結合剤システムが使用され、前記プラスチック結合剤はジエン及び／またはポリエンで変性されたエポキシド、ポリウレタンまたはポリエステルであることを特徴とする方法。
【請求項１８】
吹き付け塗装または浸漬コーティングまたは粉体塗装または触媒浸漬コーティングによって、またはコイル塗装によって、ステップ（ａ）の前に前記金属コンポーネントは前記結合剤システムでコーティングされることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記結合剤システムは、ステップ（ａ）の前に２０〜４０秒の期間、１００〜１４０℃で予め硬化されることを特徴とする、請求項１７または請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記金型はステップ（ｂ）の前に所定の温度に予熱され、及び／または前記金属コンポーネントはステップ（ｃ）前に所定の温度に予熱されることを特徴とする、請求項１７から請求項１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
ステップ（ｃ）において、前記結合剤システムの完全な硬化がなされることを特徴とする、請求項１７から請求項２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
前記構造部品は、前記結合剤システムを完全に硬化するために焼き戻されることを特徴とする、請求項１７から請求項２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
前記プラスチックコンポーネントは、コーティングの形態で射出成形されることを特徴とする、請求項１７から請求項２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
前記プラスチックコンポーネントは、強化構造体の形態で射出成形されることを特徴とする、請求項１７から請求項２２のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結合剤によって相互結合される金属コンポーネントとプラスチックコンポーネントからなる構造部品に関係する。
【背景技術】
【０００２】
金属／プラスチック複合部品は、金属とプラスチックのコンポーネントのそれぞれの好ましい特性を一つの部品に統合したものである。ここで、二つの異なるコンポーネント、すなわち金属とプラスチックの部品は、「複合」部品と呼ばれる。しかし、金属とプラスチックの特性及び実用上の挙動は大きく異なるため、恒久的であり、被負荷可能な結合が得られるようにこれらを相互結合をするのは容易に可能なことではない。
【０００３】
特許文献１から、プラスチック製の補強リブが金属の基本本体に射出成形されている複合部品が知られている。金属の基本本体は開口を有し、その開口にプラスチックが射出成形される。これは、つまり、プラスチックが金属に略嵌入する確実結合である。もう一つの方法として、金属コンポーネントの対応するロック・ビーディングを介して確実結合を得ることが知られている。このような確実結合は、負荷がかかる部品では結合強度が十分ではない。さらに、毛細管現象により水分が金属コンポーネントとプラスチックコンポーネントの間にしみ込むことがあるので、部品が腐食しやすい。
【０００４】
共押し出しによる連続的な処理において結合剤ラッカーでコーティングされた金属コンポーネントをプラスチックコンポーネントに結合することも知られている。この場合には薄片として存在する金属コンポーネントを予め加熱しておくことによって、結合剤層が押し出し処理中に活性化されて、金属コンポーネントと付着されたプラスチックコンポーネントの結合がなされる。結合剤の活性化は、使用する各結合剤に応じて決定された温度を超えることを必要条件とする。この温度に達しなければ、複合部品の二つのコンポーネント間の結合は不十分なものになる。金属は熱伝導性がよいので、大きな分厚い部品の場合には、十分な温度に達することがしばしば難しい。
【０００５】
特許文献２によれば、この方法がさらに発展され、事後加熱によって活性化可能な結合剤が使用される。すなわち、プラスチックコンポーネントを金属コンポーネントに射出成形することで最初に複合部品を製造し、結合剤層を活性化するために金属コンポーネントをその後に再度加熱する。この方法によって、金属コンポーネントとプラスチックコンポーネントの間の物質結合が得られる。
【０００６】
特許文献２による方法は、例えば、全くの装飾部品などの大きな機械的負荷を受けないコンポーネントでは間違いなく十分である金属とプラスチック間の結合の安定性をもたらす。複合部品が、起こり得る破損が深刻な結果を招かない程度の機械的負荷を受ける部品に使用されることもおそらくあり得る。
【０００７】
車両、機器またはその他の装置の構造部品、特に支持部品、可動部品及び／または安全関連部品の場合には、しかし、先行技術では満足しきれない、金属とプラスチック間の結合の強度と信頼性に対する要求がなされることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許第３８３９８５５号明細書
【特許文献２】国際公開第２００５／０３２７９３号パンフレット
【特許文献３】欧州特許第０３０８６６４号明細書
【特許文献４】欧州特許第０３３８９８５号明細書
【特許文献５】欧州特許第０３５３１９０号明細書
【特許文献６】欧州特許第０３５８６０３号明細書
【特許文献７】欧州特許第０３６５４７９号明細書
【特許文献８】欧州特許第０３８１６２５号明細書
【特許文献９】米国特許第４８５９７６１号明細書
【特許文献１０】欧州特許出願公開第３０６４５１号明細書
【特許文献１１】米国特許第４４３６８９２号明細書
【特許文献１２】米国特許第４５８７３１１号明細書
【特許文献１３】特許第７４３２１２号公報
【特許文献１４】米国特許第３６７８００７号明細書
【特許文献１５】米国特許第３６７７９７８号明細書
【特許文献１６】米国特許第３０３０２４７号明細書
【特許文献１７】米国特許第４２８３５２０号明細書
【特許文献１８】米国特許第４５２９８２１号明細書
【特許文献１９】米国特許第４５５０２０３号明細書
【特許文献２０】米国特許第４６１８７１２号明細書
【特許文献２１】米国特許第３３８６９５５号明細書
【特許文献２２】英国特許第１１９２７９０号明細書
【特許文献２３】欧州特許出願公開第２００６７８号明細書
【特許文献２４】欧州特許出願公開第３５１３６５号明細書
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Lee & Neville, "Handbook of Epoxy Resins", MC GrawHill Book Company, 1987, Chapters 6-1 to 10-19
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、恒久的に被負荷可能に相互に結合される金属コンポーネントとプラスチックコンポーネントからなる構造部品を提供することである。
【００１１】
特に、本発明の目的は、静的及び動的に被負荷可能な構造部品を提供することである。
【００１２】
さらに、本発明の目的は、高い曲げ強度とねじりに対する剛性を有する構造部品を提供することである。
【００１３】
さらに、本発明の目的は、腐食を受ける部位に使用可能な構造部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、金属コンポーネント、プラスチックコンポーネント、及び金属コンポーネントとプラスチックコンポーネントを結合する結合剤システムを有する構造部品において、結合剤システムはプラスチック結合剤またはプライマーを併用したプラスチック結合剤からなり、プラスチック結合剤はジエン及び／またはポリエンで変性されたポリエステル、ポリウレタンまたはエポキシドである、構造部品に関係する。
【００１５】
本発明による構造部品は、以下のステップを有する方法により得ることができる。
【００１６】
ａ）金属コンポーネントの一つの面またはすべての面に予め硬化された、すなわち、予め交差結合された結合剤システムでコーティングを施す、金属コンポーネントを準備するステップ、
ｂ）予め硬化された結合剤層が金型の自由体積に面するように、予め硬化された結合剤システムでコーティングされた金属コンポーネントを射出成形金型に挿入するステップ、
ｃ）結合剤システムがさらに硬化することを伴う、プラスチックコンポーネントを金属コンポーネントに密着するように射出成形するステップ。
【００１７】
ここでプラスチック結合剤またはプライマーを併用したプラスチック結合剤からなる結合剤システムが結合剤システムとして使用され、プラスチック結合剤はジエン及び／またはポリエンで変性されたポリエステル、ポリウレタンまたはエポキシドである。
【００１８】
「一つ」という言い方は、本明細書及び請求項の範囲において「少なくとも一つ」として理解されるものとする。
【００１９】
本発明の重大なポイントは、結合剤システムである。これは、その独特の組成、特にジエン及び／またはポリエンによる変性により、射出成形されるプラスチックに最適に調整可能である２段階で硬化する熱反応性（交差結合可能な）システムである。これにより、これまでは達成されなかった結合強度が、金属とプラスチック間の物質結合により達成される。
【００２０】
金属コンポーネントとしては、基本的にあらゆる金属が使用可能であり、特に、様々な強度をもつ鋼鉄、高品位鋼鉄、錫、アルミニウムやマグネシウム等の軽金属、または、例えば、炭素、クロム、ニッケル、モリブデンとの金属合金などの構造部品の分野において一般的な金属が使用可能である。金属は、好ましくは、塗装されていないまたは潤滑油を塗られていない鋼鉄である。
【００２１】
金属コンポーネントは、典型的に、金属薄板またはある形状の部品に成形された金属薄板の形で用いられる。
【００２２】
プラスチックコンポーネントとして好適な材料は、所望の用途の温度範囲に応じて、及び機械的要求条件に応じて選択される。例えば、ガラス繊維強化または炭素繊維強化プラスチック材料などの繊維強化プラスチック材料は、特に高い強度を保証する。ＰＥ、ＰＰ及びＰＡなどの表面エネルギーの低いポリマー材料も使用可能である。
【００２３】
プラスチック材料として、例えば、ＰＥ、ＰＰまたはＰＡのホモポリマー、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ），ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が使用可能である。
【００２４】
プラスチック材料は、繊維及び／または充てん物及び／またはダイス、難燃剤または溶融流れ促進剤などのさらなる添加物により強化することができる。
【００２５】
プラスチック材料を繊維により強化する場合、繊維含有量は６０重量パーセントまで可能である。
【００２６】
射出成形により付着される典型的なプラスチック材料は、例えば、ＰＰ  ＬＧＦ  ３０などのポリプロピレン（ＰＰ）、例えば、ＰＡ  ６  ＧＦ及びＰＡ  ６．６  ＧＦなどのポリアミド（ＰＡ）、ポリアミド−ポリフェニレン酸化物混合物（ＰＡ−ＰＰＯ混合物）、ポリアミド−ポリスチレン（シンジオタクチック）混合物（ＰＡ−ｓＰＳ混合物）、ポリアミド−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン−共重合体混合物（ＰＡ−ＡＢＳ混合物）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、及びポリサルフォン（ＰＳＵ）である。
【００２７】
ある好適な実施形態では、射出成形により付着されるプラスチック材料は、ＰＡ  ６  ＧＦまたはＰＡ  ６．６  ＧＦであり、ガラス繊維含有量はどちらの場合も３０重量パーセントである。
【００２８】
上記の記号表記において、ＧＦはガラス繊維を表わし、ＬＧＦは長いガラス繊維を表わし、ＬＧＦの後の数字は、プラスチック中の長いガラス繊維の重量パーセント比率を意味する。
【００２９】
長いガラス繊維は、そのサイズ特徴（高さに対する長さの比）により使用される。長いガラス繊維は、プラスチック、例えば、ポリプロピレンの加熱下での寸法安定性と耐衝撃性を増大させる。加熱下での寸法安定性と収縮率に関しては、短いガラス繊維強化（ＧＦ）プラスチックに対しても大きな要求値をすでに求めることができるが、長いガラス繊維強化ラスチックはさらにより大きな熱的及び機械的要求値を満たすことができる。ＰＰ  ＬＧＦの場合、強度と剛性はＧＦ（短い繊維）充てんポリプロピレン化合物を３０％上回り、衝撃値は３００％も上回る。
【００３０】
＋１００℃の温度範囲では、すなわち、少しだけ熱負荷がかかる構造部品では、例えば、ＰＰ  ＬＧＦ  ３０、すなわち、長いガラス繊維を３０重量パーセントの比率で含むポリプロピレンが使用され得る。
【００３１】
−４０℃〜＋１２０℃または＋１４０℃の温度範囲では、すなわち、機械的要求に伴ってより大きな熱負荷がかかる構造部品では、例えば、ＰＡ  ６  ＧＦまたはＰＡ  ６．６  ＧＦといったポリアミドなどの高品位プラスチックが必要とされる。アミノ酸型のポリアミドは、重縮合または重合（ε−ラクタム）によって１単位から形成され、ジアミン−ジカルボン酸型のポリアミドは、重縮合によって２単位から形成される。非分岐脂肪族単位からのポリアミドは、炭素原子数によって符号付けされ、すなわち、ＰＡ  ６は、アミノヘキサン酸（またはε−カプロラクタム）から構成され、ＰＡ  ６．６は、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸から構成される。
【００３２】
ＰＡ  ６  ＧＦ及びＰＡ  ６．６  ＧＦの代替物として、ＰＡ−ＰＰＯ混合物及びＰＡ−ｓＰＳ混合物が使用され得る。ＰＰＯはポリフェニレン酸化物を表わし、ｓＰＳはシンジオタクチックポリフェニレンを表わす。
【００３３】
−４０℃〜＋１４０℃を超える温度範囲では、すなわち、機械的及び化学的要求に伴って非常に高い熱負荷がかかる構造部品では、例えば、ＰＰＡ、ＰＰＳといった高性能構造プラスチックが必要とされる。ＰＰＡはポリフタルアミドを表わし、ＰＰＳはポリフェニレンサルファイドを表わす。代替物として、一般に、部分的に芳香族化したポリアミド及びＰＳＵを用いることができる。ＰＳＵはポリサルフォン（ポリ［オキシ−１，４−フェニレン−スルホニル−１，４−フェニレン−オキシ（４，４’−イソプロピリデンジフェイレン）］）を表わす。
【００３４】
本発明による構造部品は、その軽さ、強度及び安全な結合により、車両のボディ部品に特に適する。不可分に結合された車両ボディ部品は、−４０℃〜＋１２０℃の温度範囲における要求を満たさなければならない。これらのコンポーネントは、部品の機能、形状、表面等に損傷を起こさずに車両製造中に塗装プラントを通過しなければならない。塗装工程は次の条件を伴う。触媒浸漬コーティングでは通常２０分間２００℃に、フィラー塗布には３０分間２００℃に、被膜ラッカー塗布には３０分間２００℃にさらされる。これに対応して、プラスチック材料としては、例えば、ＰＡ  ６  ＧＦ、ＰＡ  ６．６  ＧＦなどのポリアミドを使用しなければならない。
【００３５】
基本ボディに分離可能に結合されるアタッチメントは、触媒浸漬コーティング処理されたときの耐力に関する上記の要求を必ずしも満たす必要はない。このような部品は、通常、後で取り付けられる。例えば、ＰＰ  ＬＧＦがこのようなアタッチメントには適する。
【００３６】
さらに、プラスチックは、機械的要求値、基本的にはねじりや曲げに関する要求値、さらに、耐化学薬品性、導電性、無臭性等のその他の考えられ得る要求をも満たさなければならない。
【００３７】
結合剤システムは、２段階の結合剤システムであり、すなわち、二つの後続ステップにおいて完全に交差結合される結合剤システムである。交差結合は、熱活性化によって行なわれる。結合剤システムは、単独で使用または金属表面の活性化を向上させるために使用されるプライマー（下塗り剤）と併用され得るプラスチック結合剤である、「実効的」結合剤からなる。結合剤システムは、第１のステップにおいて、薄板材料または金属コンポーネントに塗布され、取扱いに伴う損傷に対して十分に耐性がある乾いた表面が形成されるように、部分的に交差結合される。射出成形によるプラスチックの付着中または付着後、結合剤システムは、その最終的な特性を得るように完全に交差結合される。結合剤システムの完全な交差結合は、後続する硬化ステップにおいてまたは触媒浸漬コーティングを通過中に行なうことができる。１６５〜２１５℃で、好ましくは１９０〜２００℃で実行される触媒浸漬コーティングは、結合剤システムの強度とガラス遷移温度Ｔｇを増加させる。
【００３８】
結合剤システムは、一方では金属材料に他方ではプラスチック材料に物質的に結合されなければならない。これに対応して、その材料組成は、構造部品の金属コンポーネントとプラスチックコンポーネントに応じて、特にプラスチックコンポーネントに応じて選択される。
【００３９】
結合剤システムがプライマーを有する場合、当技術分野で周知である従来のプライマーが使用される。プライマーは、金属との物質結合を担うメタロフィリック基と、結合剤マトリックスなど、プラスチックまたはプラスチックを基にした材料に結合可能な有機基を有する。プライマーは、金属との結合のためのヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、またはカルボキシ基をもつ有機化合物である。さらに、金属塩、より好適には、官能性シクロペンタジエニル鉄などの有機金属化合物を使用できる。官能基は金属に結合し、有機分子部分はプラスチック結合剤に結合する。
【００４０】
前述のプライマーの代わりに、またはそれに加えて、３−（トリメトキシシリル）−１−プロパンアミン、３−（トリメトキシシリル）−プロピルメタクリレート、Ｎ−１−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］−１、２−エタンジアミン、３−（トリエトキシシリル）−プロパンニトリル、３−グリシジルオキシプロピル−トリメトキシシリルなどのような有機官能性アルコキシシランを使用できる。これらは、例えば、１〜１０％のアルコール溶液または水溶液として希釈された状態で金属表面に塗布され、コンポーネント間の特によい結合を担うという点で特に特徴付けられる。シランのアルコシ官能性は金属表面に結合し、有機基における追加の官能性はプラスチック結合剤のマトリックスに結合する。
【００４１】
さらに、例えば、カルバミン酸塩のプレポリマーにシランを混ぜた混合物を使用できる。シランとプレポリマーの適当な混合比（重量比）は、１：５０〜１：１である。
【００４２】
限定的ではなく、ほんの一例として、プライマーは次の組成をもつことができる。アルコール中に、またはエタノール、メタノール、及びイソプロピルアルコールが好適である、アルコールの混合物中に、３〜８重量パーセントの３−グリシドキシプロピル−メチルジメトキシシランまたは１−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］ウレタンまたは３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレートに加えて２〜５重量パーセントのＮ−（２−アミノエチル）−３−（トリメトキシシリル）プロピルアミンまたは３−（トリメトキシシリル）プロピルアミンまたは３−（トリメトキシシリル）−１−プロパンエチオール。例えば、メタノール中に、Ｎ−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］−Ｎ’−（４−ビニルベンジル）エチレンジアミン塩酸塩の５〜１５重量パーセント溶液も適当である。
【００４３】
「実効的な」結合剤である、プラスチック結合剤は、プライマーの上に塗布され、一方でプライマーに結合し、他方でプラスチックとの物質結合を担う。代替的に、プライマーとプラスチック結合剤を混合することもできる。「実効的な」結合剤は、硬化後にはプラスチック材料そのものになる。これは、典型的に、プライマーを不用にすることができ、金属との物質結合もプラスチック結合剤によってなせるように、メタロフィリック基をさらに有するか、またはメタロフィリック基をもつコンポーネントを含む。この場合、プラスチック結合剤は、直接金属の上に塗布される。
【００４４】
プラスチックとの物質結合を担い、プライマー及び／または金属表面に結合するプラスチック結合剤は、好ましくは、ポリエステルまたはポリウレタンまたはエポキシド、特に好ましくは、ビスフェノールＡ及び／またはビスフェノールＢ及び／またはビスフェノールＣ及び／またはビスフェノールＦ、及び／またはノボラック系を基にしたエポキシ樹脂である。
【００４５】
ビスフェノールＡは２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−プロパンであり、ビスフェノールＢは２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−ブタンであり、ビスフェノールＣは１，１−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−シクロヘキサンであり、ビスフェノールＦは２，２−メチレンジフェノールである。ビスフェノールＡとビスフェノールＢが特に好ましい。これらが混合物として使用される場合には、重量比は、好ましくは、ビスフェノールＡ：ビスフェノールＢが１：１〜１：１０の範囲である。
【００４６】
結合剤システムを結合対象の各プラスチックになじませる適応は、ジエン、特に１，３−ジエンによる変性、または天然ゴムまたは合成ゴムなどのポリエンによる変性によって基本的に行なわれ、ここでジエン及び／またはポリエンは、樹脂に共有結合される（結合剤マトリックスに重合される）及び／または物理的に結合剤マトリックスに混入される（添加される）ことが可能である。結合剤システム中のジエンの比率及び／またはポリエンの比率は、好ましくは、１〜３０重量パーセント、特に好ましくは３〜１０重量パーセントである。
【００４７】
エラストマーにより変性されたエポキシ粘着性結合剤は、例えば、１，３−ブタジエンでの重合（共有結合）またはゴムの付加（物理的混入、添加）によって得られる。
【００４８】
プラスチック結合剤は、好ましくは、単独の結合剤である。エポキシ系では、エポキシ基が、例えば、金属活性化と金属との物質結合のために使用可能である。
【００４９】
結合剤システムを結合対象の各プラスチックになじませるさらに別の適応は、一般式ＨＯ−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）のアルキル及び／またはアリールにより変性されたシランの付加によって可能である。ここで、Ｒ、Ｒ’、Ｒ’’の基は、アルキル及び／またはアリール基によって変性された同一のものまたは部分的に変性されたものまたはすべて異なって変性されたものであり得る。ここで、アルキル及び／またはアリール基は、ＣＯＯＨ、ＯＨ、ＮＨ２などの官能基を有する。シランは、（有機基に対する官能性によって）交差結合を、（シリコンのヒドロキシル基によって）金属への結合をもたらす。しかし、金属への結合はプラスチック結合剤の官能基を介して達成することもできるから、シランは絶対に必要なものではない。
【００５０】
物質結合によって、結合材システムによりプラスチック材料と金属材料の間は全面的に接着されるので、毛細管現象（すなわち、プラスチック材料と金属材料の間に水分が入り込むこと）はもはや発生しない。これは、露出した、すなわち、保護されていない界面やその他の非保護金属表面の周囲にプラスチック材料による成形を可能にする。全面接着が両面に施されている限り、拡散による場合を除き、水分が非保護面に到達することはできないので、十分な耐食性が実現される。結合剤そのものが、もちろん、耐食性であり、加水分解に耐性をもつ。
【００５１】
結合剤は、例えば、エポキシ系、ポリエステルまたはポリウレタン系などのプラスチックベースのシステムが使用される場合には特に、同時に防食をもたらす。このような結合剤を選択すれば、硬化した結合剤は、完成したコンポーネントのプラスチック材料で覆われていない部位で金属材料に対するさび止め層を形成する。結合剤システムを高密度の層として塗布することが重要である。
【００５２】
必要な場合、結合剤をＣＩＣ可能なようにすることが求められる（ＣＩＣ−触媒浸漬コーティング）。このためには、具体的には、十分な熱的安定性と導電性が要求される。
【００５３】
導電性結合剤は、導電性の成分を付加することによって得られる。適当な導電性の成分は、有機基礎原料としては、例えば、カーボンブラックやグラファイトであり、無機基礎原料としては、亜鉛粉末などの金属粉である。
【００５４】
用途によっては、結合剤は溶接可能でなければならない、すなわち、結合剤によってコーティングされた金属部品に溶着可能でなければならない。
【００５５】
このための基本的な必要条件は、一方では、導電性と熱的安定性である。さらに不燃性である必要がある。熱的安定性は、好ましくは、ビスフェノールＡ及び／またはビスフェノールＢを基にした高度に交差結合されたエポキシ系を使用することによって達成される。
【００５６】
不燃性は、ハロゲン化したビスフェノールによって実現される。例えば、結合剤は、２，２−ビス−（３，５−ジブロモ−４−ヒドロキシフェニル）−プロパン及び／またはテトラブロモビスフェノールＡを基にして構成され得る、またはこれらのビスフェノールを付加的に含み得る。代替的または付加的に、従来の（ハロゲン化したまたはハロゲンフリーの）難燃剤を結合剤に添加することができる。
【００５７】
特に、コイル塗装法において本結合剤を適用する際には、成形後に結合剤が金属材料に全面的に、極度に曲がった部位においても接着するように、第１の部分的交差結合ステップ後に結合剤の十分な弾性また成形性が要求される。結合剤の弾性は、例えば、エラストマー（１，３−ブタジエン）を結合剤に結合することによって、または結合剤にゴムを添加することによって増加させることができる。
【００５８】
金属への物質結合、防食性、導電性、熱的安定性、不燃性及び弾性を向上させるために、所望の特性に応じて、上記の物質を個々にまたは組み合わせて付加することができる。
【００５９】
ダイスが、さらなる添加物として付加され得る。
【００６０】
本発明の一つの好適な実施形態では、エポキシ樹脂、強化剤、及び硬化剤としてのアミン、好ましくは反応の速いアミンが第１の硬化ステップにおいて反応し、膜の接着強度の調整（Ｂ段階）を可能にする。
【００６１】
好ましくは、最終的な硬化は、第２の硬化ステップにおいて温度を上昇させて行なわれる。このステップでは潜在性硬化剤を使用することが好ましい。この潜在性硬化剤の硬化速度は、硬化促進剤を用いて随意に調整可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明による構造部品の平面図であり、プラスチックコンポーネントの形態のルーフライナー（２）がそこに射出成形される金属薄板（１）を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
以下に、エポキシ樹脂、強化剤、硬化剤、潜在性硬化剤及び結合剤のさらに他の任意選択成分の好適な実施形態を記述する。
【００６４】
エポキシ樹脂
エポキシ樹脂は、好ましくは２０〜８０重量パーセントの濃度で、より好ましくは５０〜７０重量パーセントの濃度で結合剤に含有される。
【００６５】
原則的に言って、エポキシ樹脂技術において一般的なあらゆるエポキシ樹脂は、本発明による結合剤中に利用され得る。エポキシ樹脂の混合物を使用することも可能である。
【００６６】
エポキシ樹脂の例を以下に挙げる。
【００６７】
Ｉ）分子中に少なくとも２個のカルボキシル基をもつ化合物、エピクロロヒドリン及びｓｓ−メチルエピクロロヒドリンを反応させることによって得られる、ポリグリシジル及びポリ（ｓｓ−メチルグリシジル）エステル。反応は、塩基の存在下で実行されるとよい。
【００６８】
脂肪族ポリカルボン酸が、分子中に少なくとも２個のカルボキシル基をもつ化合物として使用され得る。上記ポリカルボン酸の例は、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸または二量体化または三量体化されたリノール酸である。
【００６９】
また一方、例えば、テトラヒドロフタル酸、４−メチルテトラヒドロフタル酸、ヘクサヒドロフタル酸または４−メチルヘクサヒドロフタル酸などの脂環式ポリカルボン酸を使用できる。
【００７０】
さらに、例えば、フタル酸、イソフタル酸またはテレフタル酸などの酸芳香族ポリカルボン酸を使用できる。
【００７１】
ＩＩ）アルカリ性の状態下でまたはその後にアルカリでの処理を伴う酸性触媒の存在下で、少なくとも２個の遊離アルコール系ヒドロキシル基及び／またはフェノール系ヒドロキシル基をもつ化合物をエピクロロヒドリンまたはＰ−メチルエピクロロヒドリンと反応させることによって得られる、ポリグリシジルまたはポリ（Ｐ−メチルグリシジル）エーテル。
【００７２】
この種のグリシジルエーテルは、例えば、非環式アルコールから、例えば、ジエチレングリコールまたはより高いポリ（オキシエチレン）グリコール、プロパン−１，２−ジオールまたはポリ（オキシプロピレン）グリコール、プロパン−１，３−ジオール、ブタン−１，４−ジオール、ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール、ペンタン−１，５−ジオール、ヘキサン−１，６−ジオール，ヘキサン−２，４，６−トリオール、グリセロール、１，１，１−トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールまたはソルビトールから及びポリエピクロロヒドリンから抽出される。
【００７３】
さらに他のこの種のグリシジルエーテルは、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）メタンまたは２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパンなどの脂環式アルコールから、またはＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アニリンまたはＰ，Ｐ’−ビス（２−ヒドロキシエチルアミノ）ジフェニルメタンなどの芳香族基及び／またはさらに他の官能基を含むアルコールから抽出される。
【００７４】
グリシジルエーテルは、レゾルシノールまたはハイドロキノンなどの単核のフェノールを基礎原料に、またはビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、４，４’−ジヒドロキシビフェニル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン、１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンまたは２，２−ビス（３，５−ジブロモ−４−ヒドロキシフェニル）プロパンなどの多核のフェノールを基礎原料にできる。
【００７５】
グリシジルエーテルを製造するためのさらに他の適当なヒドロキシ化合物は、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、クロラールまたはフルフルアルデヒドなどのアルデヒドを４−クロロフェノール、２−メチルフェニルまたは４−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールなどの塩素原子または基により非置換または置換されたフェノールまたはビスフェノール共に凝縮させることによって得られるノボラックである。
【００７６】
ＩＩＩ）エピクロロヒドリンと少なくとも２個のアミノ水素原子を含むアミンとの反応生成物の脱塩化水素によって得られる、ポリ（Ｎ−グリシジル）化合物。これらのアミンは、例えば、アニリン、Ｎ−ブチルアミン、ビス（４−アミノフェニル）メタン、ｍ−キシリレンジアミンまたはビス（４−メチルアミノファニル）メタンである。
【００７７】
ポリ（Ｎ−グリシジル）化合物はまた、トリグリシジルイソシアヌレート、エチレン尿素または１，３−プロピレン尿素などのシクロアルキレン尿素のＮ，Ｎ’−ジグリシジル誘導体、及び５，５−ジメチルヒダントインなどのヒダントインのジグリシジル誘導体を含む。
【００７８】
ＩＶ）例えば、エタン−１，２−ジチオールまたはビス（４−メルカプトメチルフェニル）エーテルなどのジチオールから抽出される、例えば、ジ−Ｓ−グリシジル誘導体などのポリ（Ｓ−グリシジル）化合物。
【００７９】
Ｖ）例えば、ビス（２，３−エポキシシクロペンチル）エーテル、２−エポキシシクロペンチルグリシジルエーテル、１，２−ビス（２，３−エポキシシクロペンチルオキシ）エタンまたは３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボン酸などの脂環式エポキシ樹脂。
【００８０】
また一方、１，２−エポキシ基が様々なヘトロ原子または官能基に結合されているエポキシ樹脂を使用することも可能である。これらの化合物は、例えば４−アミノフェノールのＮ，Ｎ，Ｏ−トリグリシジル誘導体、サリチル酸のグリシジルエーテル−グリシジルエステル、Ｎ−グリシジル−Ｎ’−（２−グリシジルオキシプロピル）−５，５−ジメチルヒダントインまたは２−グリシジルオキシ−１，３−ビス（５，５−ジメチル−１−グリシジルヒダントイン−３−イル）プロパンを含む。
【００８１】
ビスフェノール−ジグリシジルエーテルまたはエポキシノボラックが、好ましくは、使用される。
【００８２】
ビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテルまたはエポキシクレゾールノボラックが、特に好ましい。
【００８３】
強化剤（衝撃強度改質剤）
強化剤は、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７または特許文献８に記載されているとおりである。
【００８４】
好ましくは、ジエン共重合体及び／またはフェノール末端ポリウレタン及び／またはポリ尿素またはこれらの組合せを強化剤として含むことができる。別の好適な実施形態では、アミノ末端またはカルボキシル末端ブタジエン−アクリルニトリルを強化剤として含むことができる。
【００８５】
硬化剤
好ましくは１〜１５重量パーセントの濃度で、より好ましくは２〜４重量パーセントの濃度で硬化剤が結合剤に含まれる。
【００８６】
本発明に対応して付加的に使用されるエポキシ樹脂用の硬化剤は、好ましくは、脂肪族の、脂環式の、芳香脂肪族のまたは芳香族のアミンなどの反応の速いアミンであり、任意選択的には、分子当りアミノ窒素原子との３個以上の反応性、活性水素結合を平均して含むグリシジル化合物と共にイミダゾリン基とその付加物を含むアミノアミドである。これらの化合物は、先行技術の一部であり、とりわけ、非特許文献１に記述されている。
【００８７】
特に好ましいのは、ポリエーテルアミンである。
【００８８】
潜在性硬化剤
好ましくは１〜１５重量パーセントの濃度で、より好ましくは５〜１１重量パーセントの濃度で潜在性硬化剤が結合剤に含まれる。
【００８９】
基本的に、この用途で周知であり、当該化合物の仕様に対応する各化合物、すなわち（１０℃／分の加熱速度でＤＳＣを用いて測定される）７０℃の規定の制限温度以下ではエポキシ樹脂に対して不活性であるが、この制限温度を超えるとすぐに急速に反応し、樹脂に交差結合する各化合物が潜在性硬化剤として使用され得る。本発明に対応する潜在性硬化剤の制限温度は、好ましくは、少なくとも８５℃、特に少なくとも１００℃である。このような化合物は周知であり、市販されている。
【００９０】
適当な潜在性硬化剤の例は、例えば、特許文献９または特許文献１０に記載されている化合物のジシアンジアミド、シアノグアニジン、４，４’−または３，３’−ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族アミン、または１−Ｏ−トリルビグアニドなどのグアニジン、またはＡｎｃａｍｉｎｅ＠２０１４  Ｓ（Ａｎｃｈｏｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＵＫ  Ｌｉｍｉｔｅｄ，  Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ）などの変性ポリアミンである。
【００９１】
その他の適当な潜在性硬化剤は、１−（２’，４’，６’−トリメチルベンゾイル）−２−ファニルイミダゾールまたは１−ベンゾイル−２−イソプロピルイミダゾールなどのＮ−アクリルイミダゾールである。
【００９２】
このような化合物は、例えば、特許文献１１、特許文献１２または特許文献１３に記載されている。
【００９３】
その他の適当な硬化剤は、特許文献１４または特許文献１５に記載されているようなイミダゾールの金属塩錯体、アジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ヒドラジドまたはアントラニル酸ヒドラジドなどのカルボン酸ヒドラジド、２−フェニル−４，６−ジアミノ−ｓ−トリアジン（ベンゾグアナミン）または２−ラウリル−４，６−ジアミノ−ｓ−トリアジン（ラウログアナミン）などのトリアジン誘導体、及びメラミンとその誘導体である。後者の化合物は、例えば、特許文献１６に記載されている。
【００９４】
その他の適当な潜在性硬化剤は、ネオペンチルグリコールビスシアノアセテート、Ｎ−イソブチルシアノアセトアミド、１，６−ヘキサンメチレンビスシアノアセテートまたは１，４−シクロヘキサンジメタノールビスシアノアセテートなど、例えば、特許文献１７に記載されているシアノアセチル化合物である。
【００９５】
その他の適当な潜在性硬化剤は、Ｎ，Ｎ’−ジシアンアジパミドなどのＮ−シアノアシルアミド化合物である。このような化合物は、例えば、特許文献１８、特許文献１９及び特許文献２０に記載されている。
【００９６】
さらに他の適当な潜在性硬化剤は、トルエン−２，４−ビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバミド）など、特許文献２１に開示されているアシルチオプロピルフェノール及び尿素誘導体である。
【００９７】
さらに他の適当な潜在性硬化剤はまた、イミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾールまたは２−エチル−４−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類である。
【００９８】
さらに他の適当な潜在性硬化剤はまた、ベンジルジメチルアミンまたは２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールなどの第３級アミンである。
【００９９】
好ましい潜在性硬化剤は、ジアミノジフェニルスルホン、ジシアンジアミド、フェニルイミダゾール及び２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールである。
【０１００】
特に好ましいのは、ジシアンジアミドである。
【０１０１】
潜在性硬化剤の硬化促進剤
硬化促進剤が任意選択的に使用され、０〜８重量パーセントの濃度で、より好ましくは、２〜４重量パーセントの濃度で結合剤に含まれる。
【０１０２】
有用には、本発明による混合物は、潜在性硬化剤との交差結合反応のための硬化促進剤を含むこともできる。適当な硬化促進剤は、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ’−（３−クロロ−４−メチルフェニル）尿素（クロロトルロン）、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ’−（４−  クロロフェニル）尿素（モヌロン）、またはＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ’−（３，４−ジクロロフェニル）尿素（ジウロン）、２，４−ビス（Ｎ’，Ｎ’−ジメチルウレイド）トルエンまたは１，４−ビス（Ｎ’，Ｎ’−ジメチルウレイド）ベンゼンなどの、例えば、尿素誘導体である。これらの化合物の使用は、例えば、前述の特許文献１７に記載されている。適当な硬化促進剤はまた、例えば、特許文献２２に記載されている尿素誘導体である。
【０１０３】
その他の適当な硬化促進剤は、イミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾールまたは２−エチル−４−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類である。
【０１０４】
さらに他の適当な硬化促進剤はまた、ベンジルジメチルアミン、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、４−アミノピリジン、トリペンチルアンモニウムフェノラート、テトラメチル塩化アンモニウムまたはベンジルトリブチル臭化アンモニウムまたは塩化アンモニウム、または２，４−ジヒドロキシ−３−ヒドロキシメチルペンタンのナトリウムアルコラートなどのアルカリ金属アルコラートなどの第３級アミン、その塩または第４級アンモニウム化合物である。
【０１０５】
その他の適当な硬化促進剤は、特許文献２３に記載されている窒素塩基の固溶体及びフェノール／アルデヒド樹脂の固溶体、並びに特許文献２４に記載されているポリマーフェノールのマンニッヒ塩基である。
【０１０６】
好ましい硬化促進剤は、クロロトルロン、イミダゾール類及び尿素誘導体である。
【０１０７】
特に好ましいのは、クロロトルロンである。
【０１０８】
熱可塑性粉末
熱可塑性粉末が任意選択的に使用され、０〜７重量パーセントの濃度で、好ましくは０．５〜３重量パーセントの濃度で、より好ましくは１〜２重量パーセントの濃度で結合剤に含まれる。
【０１０９】
さらに、射出成形されるプラスチックコンポーネントの溶融点より低い溶融点をもつ熱可塑性粉末、好ましくは非晶質の熱可塑性粉末が、充てん物及び／または衝撃強度改質剤として結合剤の成分として使用され得る。熱可塑性粉末として、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアミド合金、ポリエチレン（高密度または低密度の）（ＰＥ）、ポリフェニレン酸化物、ＰＢＴまたはＰＳを含むホモポリマー及び／または共重合体が使用され得る。ＬＤ（低密度の）ＰＥが好ましい。粉末の平均粒子サイズｄ５０は、５０μｍ以下であり、好ましくは、３０μｍ未満である。
【０１１０】
溶媒
溶媒が任意選択的に使用され、０〜６６重量パーセントの濃度で、より好ましくは４０〜６０重量パーセントの濃度で結合剤に含まれる。
【０１１１】
溶媒としては、極性または無極性溶媒が使用され得る。特に、ＲがＨ、アルキルまたはアリールである溶媒ＯＲ、または、Ｒ１＝Ｈ、Ｒ２＝Ｈである、Ｒ１＝Ｈ、Ｒ２＝アルキルである、Ｒ１＝Ｈ、Ｒ２＝アリールである、Ｒ１＝Ｒ２＝アルキルである、及び／またはＲ１＝Ｒ２＝アリールである溶媒Ｎ（Ｒ１）（Ｒ２）が使用可能である。Ｒ，Ｒ１及びＲ２のアルキルは、１〜１２個の炭素原子、好ましくは１〜６個の炭素原子を含む。溶媒は、好ましくは反応のよい溶媒であり、金属表面への結合をよりよくする。
【０１１２】
さらに、結合剤はハロゲン化したまたはハロゲンフリーの難燃剤を含むことができる。さらに、着色剤を添加できる。
【０１１３】
結合剤の好ましい組成を下の表１に示す。本発明による結合剤は、表１に挙げた一つ以上の成分を所定の濃度で含むことができる。特に好ましくは、結合剤は下に挙げたすべての成分を所定の濃度で含む。
【０１１４】
【表１】
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【０１１５】
金属／プラスチック構造部品を製造するための金属とプラスチックの結合は、予め交差結合された結合剤でコーティングされた金属コンポーネントにプラスチックを射出成形により付着させることにより行なわれる。
【０１１６】
金属コンポーネントは、金属コンポーネントの成形前または成形後に結合剤システムでコーティングを施すことができる。通常、金属コンポーネントの成形は、金属薄板に対するスタンピングと深絞りによって行なわれる。可能なコーティング方法は、いわゆる「コイル塗装」（成形前のコーティング）、吹き付け塗装、浸漬コーティング、粉体塗装（成形後のコーティング）である。はけ塗りも可能である。代替的に、コーティング方法を組み合わせて適用することができる。
【０１１７】
溶媒としては、上記に定義した溶媒をコーティング方法において使用できる。溶媒は各コーティング方法に用いる溶液の粘度を調整し、反応のよい溶媒として硬化時間を短縮する。さらに、その官能性によって、より高度の交差結合が実現される。基質を有する極性基の形成によって、離脱力が増加される。
【０１１８】
結合剤システムが金属薄板のスタンピング及び深絞りの前にコイル塗装法で塗布される場合、スタンピング及び深絞りされた金属部分の切断面エッジは結合剤で被覆されない。場合によっては、大きく変形された部位の金属も結合剤で被覆されないこともある。
【０１１９】
耐食性を確保するためには、結合剤のない金属部位にその後結合剤を施すか、あるいは露出した部位がプラスチック材料で被覆され、プラスチック材料が露出した部位の全周囲にわたり結合剤で接着されるようにプラスチック材料を射出成形する必要がる。コイル塗装は、スタンピング及び深絞りから空間的に離れた場所で実行可能である。コイル塗装法でコーティングされた金属薄板は、その後、結合剤システムの乾いた固体形が得られるような期間と温度で加熱される。結合剤システムは、取扱いに伴う損傷に対して十分に耐性がある乾いた表面が形成される程度に部分的に交差結合されなければならない。次に、金属薄板は所定のサイズに切断されて成形されるか、またはスタンピングを施され、深絞り法で成形される。その後、金属薄板は脱脂されてから、プラスチックコンポーネントを適当な射出成形金型中へ注入することができる。場合よっては、まだ保護されていない金属部位があれば塗装等により防食を施すことができる。
【０１２０】
上記の方法の変形では、金属薄板に対するスタンピング及び深絞りのために深絞り用金属薄片を用いることができる。コイル塗装後（結合剤システムの予交差結合後）に、または金属薄板のスタンピング及び深絞りの直前に深絞り用金属薄片を取り付けることができる。金属薄板のスタンピング及び深絞り後に、深絞り用金属薄片は取り外される。この場合には、金属薄板を脱脂する必要はない。次に、プラスチックコンポーネントを適当な金型中へ付着させる。ここで、腐食しやすい部品の場合には、切断面エッジやその他の露出した金属部分に、例えば、特殊な塗装によって事後に防食を施す必要があることもある。
【０１２１】
例えば、吹き付け塗装、浸漬コーティング、粉体塗装または触媒浸漬コーティングによって、金属コンポーネントの成形後に結合剤システムを塗布する場合には、結合剤システムの防食性をよりよく利用できる。つまり、成形プロセスによって、保護されていない切断エッジ面ができたり、結合剤が損傷することはない。この場合、結合剤システムの耐食性は、プラスチックコンポーネントの結合領域で利用されるだけでなく、プラスチックコンポーネントと接触しない領域でも利用される。これにより、金属コンポーネントを塗装する追加の処理ステップを省くことができる。さらに、結合剤システムで被覆すべきではない領域は、必要であれば意図的に露出させたままにしておける。
【０１２２】
結合剤システムの金属への接着は、例えば、脱脂及び／または洗浄によって、吹き付け加工またはブラッシングなどの機械的処理によって、不動態化によって、電気的または物理的活性化によって、金属表面の適当な前処理によってより高めることができる。
【０１２３】
金属の表面の接着強度を高めるために、１５０℃までの周囲温度で１０〜１８０分間、好ましくは１１０℃で少なくとも２０分間、乾燥処理を実行できる。この乾燥処理中に、コーティングに使用された溶媒は蒸発され、交差結合の第１のステップが開始される。ここで、好ましくはアミン型の硬化剤を使用できる。エポキシドの重合のための付加反応を可能にすることが硬化剤の仕事である。さらに、接着層／コーティングの接着強度は、取扱いのための安定性を確保するために減少される。加えて、基盤（例えば、金属）への強い結合が形成される。この結合は、部品の周囲の成形（例えば、射出成形）によって押し動かされることを防ぐのに十分な強さである。さらに、さび止め層が一時的に形成される。重合は、例えば、溶媒の極性基により、または、例えば、ジエポキシドとジアミンの結合に伴う開環によって発生可能である。
【０１２４】
結合剤システムでコーティング後、例えば、ドリップさせることにより、乾燥させることによりまたは洗浄処理によって、結合剤コーティングを事後処理することは有利であり得る。その後、取扱いに耐え得る強度を有するまで結合剤の結合、すなわち、その交差結合が生じてくる。所要温度と期間は、例えば、３０秒間１００℃または４０秒間１４０℃、または２０秒間１２０℃というように使用した結合剤システムにより違ってくる。一般に、８０〜１６０℃の間の温度と１０秒〜１分の間の期間が適当である。
【０１２５】
予硬化方法（マイクロ波、誘導炉または熱風炉、特に熱風炉）により、予硬化の時間は２０秒から４０分までである。結合剤でコーティングされた金属は、保管する場合は周囲温度まですぐに冷却され、または加熱した状態でさらに処理されることもある。この段階で、コーティングはすでに防食をもたらす。
【０１２６】
予め交差結合された結合剤システムによりコーティングされた金属コンポーネントは、すぐに適当な金型に挿入される。金型の設計は、一方では金属コンポーネントの設計に合うように、他方ではプラスチックコンポーネントの所望の設計に合うようにされ、金属コンポーネントは結合剤層が金型内の自由体積に面するように金型に入れられる。金型は、例えば、プラスチック強化構造体が金属コンポーネントに射出成形されるように、設計可能である。結合剤システムに依存する所定の温度に金型を予熱することが有利である。予熱は、結合剤システムの熱反応挙動を支援する。代替的にまたは追加的に、金属コンポーネントを結合剤システムの活性化温度まで予熱することができる。このような予熱は、誘導加熱、ＩＲラジエータにより炉内等で外部で実行することも、または（金属コンポーネントを金型に挿入中または挿入後）、例えば、ＩＲラジエータによって金型内で実行することもできる。次に、プラスチックコンポーネントの源材料が注入される。高い温度の溶融液は、熱的活性化を、概して、結合剤システムの完全な反応を引き起こす。プラスチックは、恒久的に金属コンポーネントに結合される。その後、生成された複合構造部品と金型は、好ましくはより迅速に冷やされるように冷却され、完成した複合構造部品は金型から取り出される。
【０１２７】
高い活性化温度をもつ結合剤システムを使用する場合は、結合剤システムの完全な硬化とひいては金属コンポーネントへのプラスチックコンポーネントの確実な安定した結合を確実にするために、構造部品の焼き戻し動作を射出成形に後続させることが妥当であり得る。これはまた、防食が結合剤システムにより確実に保証されるように、プラスチックを射出成形しなかった結合剤システムでコーティングされた領域にも適用する。
【０１２８】
ある好適な実施形態では、溶媒の極性基に結合するジシアンジアミドの使用によって、射出成形により付着されるＰＡなどのプラスチックコンポーネントの固定基盤が得られる。シアンジアミドを用いる硬化は、好ましくは１５０℃で行なわれる。
【０１２９】
一般に、結合剤システムは、金属コンポーネントの表面の全面にわたり、またはいくつかの領域に、さらに片面または両面に施すことが可能である。本発明による結合剤システムの一つの特有な利点はプラスチックコンポーネントが金属コンポーネントの片面のみに結合される場合に、確実な、被負荷可能な恒久的な結合が実現されることである。結合は単なる物質結合であり、金属とプラスチックの確実結合による追加の保護は必要ない。もちろん、このような確実結合は、対応部品において困難でなければ、例えば、プラスチック材料を金属コンポーネントの開口中に注入することにより付加的に行なうことができる。
【０１３０】
金属とプラスチックの結合に関して、結合剤システムによる片面の物質結合は十分であり、プラスチックが存在しない金属コンポーネントの表面は外観に関して何も損なわれない。金属コンポーネントのこの表面は、したがって、目に見える、例えば、金属またはラッカー外観を呈する装飾的な表面として利用され得る。目に見える金属表面をもつこのような構造部品の処理において、この目に見える金属表面は様々な処理段階を経ることができる（金属コンポーネントの裏面はいずれの場合にも結合剤で処理されている）。例えば、表面をブラッシング、プレスポリッシング、ポリッシング、スクラッチプルーフ透明ラッカーまたはナノラッカーによってラッカー塗装することができる。表面をコーティングラッカーで仕上げることができる。または表面を下塗りコートで処理することができる。この場合、完成した構造部品は、コーティングラッカーで最後にラッカー塗装される。したがって、切断エッジの保護もなされる。目に見える金属表面を処理中に、例えば、射出成形中に保護するために、目に見える金属表面を保護膜で覆うことは道理にかなっている。保護膜は、射出成形前には取り外されない。
【０１３１】
任意選択的に損傷保護された目に見える金属表面を作り出す可能性のほかにも、本発明による複合構造部品は多くのさらに他の利点を提供する。本部品は静的及び動的に被負荷可能である。力またはトルクを本部品にかけられる。本部品は構造部品の全使用寿命にわたり破壊耐性がある。本部品は安全関連の部品に適する。本部品は低重量であるが、本部品は高い曲げ強度とねじり剛性を有する。本部品はまた、腐食から保護されている。本部品はまた可動部品に適する。
【０１３２】
本発明による複合構造部品は、ほんの数例を挙げれば、例えば、車両の構造に、さらに航空機の構造に、宇宙工学に、潜水艦に、小型モータ装置のハウジングとして使用される。
【０１３３】
本発明は、本発明による複合構造部品を有する車両ボディ部品に特に関係する。車両ボディ部品の構造とそれに対応する構造部品に特に関係する、車両ボディ部品に関して以下に説明する事柄の個々の特徴は、独創的であるとだけ考えられ、特に請求項１または請求項８に記載の特徴をもたない、またはこれらの特徴の一部しかもたないものであることを留意すべきである。構造部品、特に車両ボディ部品では、重量が大きな役割をもつ。他方、部品が受ける負荷は大きく、部品の耐久性には特に相当な要求がなされる。したがって、前述例示した先行技術にもかかわらず、車両の特に乗用車のボディ構造には、従来の二重胴式の金属薄板が実際にもっぱら使用される。この構造は、長年にわたり、安価であり安定しており信頼性があることがわかったし、その不利な重量にもかかわらず今も使用されている。本発明による構造部品を使用すれば、コストと信頼性に関して二重胴式の金属薄板構造の車両ボディ部品に匹敵し、しかも他方では、重量の大幅な減少を可能にする車両ボディ部品としての必要条件が確保される。
【０１３４】
車両ボディ部品は、車両ボディ部品用の複合支持構造体を表現する、本発明による構造部品そのものであることも、または本発明により製造された構造部品を有することも可能である。
【０１３５】
車両ボディ部品または構造部品は、ラッカー塗装された金属薄板が目に見える表面に備わるようにした従来の構造により設計可能である。しかし、この従来の構造から逸脱し、金属コンポーネントまたは金属薄板を目に見える側の表面に提供しないほうがより安価になる。金属コンポーネントが安定性の理由から要求される箇所にのみ存在するように、対応するコンポーネントを作成することができる。このようにして、重量をさらに減少させることができる。
【０１３６】
複合支持構造体に被覆要素を結合できる。被覆要素は、プラスチック材料で製造でき、特に射出成形により製造できる。例えば、当該車両ボディ部品を車両ボディの残り部分と共に通常のラッカー塗装処理を通過させることによって、被覆要素はその後にラッカー塗装される。相応に着色されたプラスチック材料を使用することもできる。
【０１３７】
被覆要素は、目に見える金属表面をもつ構造部品でもあり得る。このような目に見える金属表面をもつ構造部品における場合、金属コンポーネントは視覚的目的を主に果たし、従来の車両ボディ部品とは任意選択的に実際に異なる対応する車両ボディ部品がそれでも重量軽減を可能にするように、対応する金属材料は比較的薄い設計をもち得る。一般に、車両ボディ部品における複合支持構造体は内部に備えられるで、つまり見えないまたは部分的にしか見えない。被覆を両面に施すことが特に可能である。複合支持構造体をこのように内部搭載する場合、金属薄板部品中の射出は特に目に見える領域で可能である。複合支持構造体の金属コンポーネントまたは金属薄板部品は、各々目に見えるコンポーネントとして設計することも可能である。射出成形により付着されたプラスチックによる強化は、目に見える側と反対の側でのみ可能であり、または被覆された領域でのみ可能であり、この場合、射出も被覆された領域でのみ可能である。ここで、金属薄板を外表面に配置することができ、内表面を被覆できる。金属薄板を内表面に配置することもでき、外表面を被覆できる。対応する金属薄板は、プラスチック射出処理の前にラッカー塗装することができ、またはプラスチック射出処理後にラッカー塗装することができる。プラスチック射出処理前に金属薄板をラッカー塗装する場合は、射出成形によるプラスチックの付着後にまたは車両ボディ部品の組立後に除去される保護膜を付着させることが有利であり得る。
【０１３８】
アタッチメント用の台座を構造部品のプラスチックコンポーネント中に形成することができる。ここで、上記台座は、複合支持構造体及び／または被覆要素中に備えることができる。追加の取り付け部を必要とせずに、被覆要素と複合支持構造体の結合後に対応するアタッチメントがしっかと取り付けられるように台座を実現することは特に有利である。このために、アタッチメントが取り付けられた状態で固定されるように、凹部及び／または弱化部位による適当な実現により、取り付けられた状態のアタッチメントにプレテンションをかけるコンタクト要素を備えることが特に有利であり得る。
【図１】
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【国際調査報告】
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