(57)【要約】      （修正有）【課題】アルミニウム系金属部材と、熱可塑性樹脂組成物からなる樹脂部材とを、接着剤を用いることなく、直接接合することができ、かつアルミニウム系金属部材と樹脂部材との接合強度に優れたアルミニウム系金属／樹脂複合構造体を提供する。【解決手段】本発明の複合構造体１０６は、アルミニウム系金属部材１０３と、熱可塑性樹脂組成物からなる樹脂部材１０５が接合してなる。そして、アルミニウム系金属部材１０３の表面１１０にアルミニウム水酸化物およびアルミニウム水和酸化物から選ばれる少なくとも一種の成分により構成された被膜を有し、アルミニウム系金属部材１０３と樹脂部材１０５とが被膜を介して接合されており、被膜が、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面プロファイル観察において、（１）平均厚みが１０ｎｍ以上３００ｎｍ未満である（２）上記樹脂部材との接合面側に微細凹凸形状が形成されている、ことを同時に満たす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム系金属部材と、熱可塑性樹脂組成物からなる樹脂部材が接合してなるアルミニウム系金属／樹脂複合構造体であって、
前記アルミニウム系金属部材の表面にアルミニウム水酸化物およびアルミニウム水和酸化物から選ばれる少なくとも一種の成分により構成された被膜を有し、
前記アルミニウム系金属部材と前記樹脂部材とが前記被膜を介して接合されており、
前記被膜が、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面プロファイル観察において、以下の要件（１）および（２）を同時に満たすアルミニウム系金属／樹脂複合構造体。
（１）平均厚みが１０ｎｍ以上３００ｎｍ未満である
（２）前記樹脂部材との接合面側に微細凹凸形状が形成されている
【請求項２】
請求項１に記載のアルミニウム系金属／樹脂複合構造体において、
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面プロファイル観察において、前記被膜にクラック連鎖が観察されないアルミニウム系金属／樹脂複合構造体。
【請求項３】
請求項１または２に記載のアルミニウム系金属／樹脂複合構造体において、
前記熱可塑性樹脂組成物が、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリアミド系樹脂から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂を含むアルミニウム系金属／樹脂複合構造体。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアルミニウム系金属／樹脂複合構造体において、
ＩＳＯ１４５７７に準拠して測定されるナノインデンテーション法による前記被膜の硬度が１．０ＧＰａ未満であるアルミニウム系金属／樹脂複合構造体。
【請求項５】
熱可塑性樹脂組成物からなる樹脂部材との接合に用いられるアルミニウム系金属部材であって、
前記アルミニウム系金属部材の表面にアルミニウム水酸化物およびアルミニウム水和酸化物から選ばれる少なくとも一種の成分により構成された被膜を有し、
前記被膜が、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面プロファイル観察において、以下の要件（１）および（２）を同時に満たすアルミニウム系金属部材。
（１）平均厚みが１０ｎｍ以上３００ｎｍ未満である
（２）最表面の少なくとも一部に微細凹凸形状が形成されている
【請求項６】
請求項５に記載のアルミニウム系金属部材において、
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面プロファイル観察において、前記被膜にクラック連鎖が観察されないアルミニウム系金属部材。
【請求項７】
請求項５または６に記載のアルミニウム系金属部材において、
ＩＳＯ１４５７７に準拠して測定されるナノインデンテーション法による前記被膜の硬度が１．０ＧＰａ未満であるアルミニウム系金属部材。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか一項に記載のアルミニウム系金属部材を製造するための製造方法であって、
以下の工程１および２をこの順に実施するアルミニウム系金属部材の製造方法。
（工程１）アルミニウム系金属部材を温水へ浸漬して表面を粗化処理する表面粗化工程
（工程２）工程１を終了した後の前記アルミニウム系金属部材を、相対湿度が７０％未満の条件で乾燥する工程
【請求項９】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアルミニウム系金属／樹脂複合構造体を製造するための製造方法であって、
請求項５乃至７のいずれか一項に記載のアルミニウム系金属部材を準備する工程と、前記アルミニウム系金属部材を射出成形金型にインサートして熱可塑性樹脂組成物を射出する工程と、を含むアルミニウム系金属／樹脂複合構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム系金属／樹脂複合構造体、アルミニウム系金属部材、アルミニウム系金属部材の製造方法およびアルミニウム系金属／樹脂複合構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気・自動車分野を中心に、幅広い産業分野でアルミニウム系金属と樹脂とを一体化させる技術の開発が盛んになっている。従来、アルミニウム系金属と樹脂との接合には、接着剤を使用することが一般的であり、このために多くの接着剤が開発されてきた。しかし、接着剤の使用は、生産工程数を増加させるばかりではなく製品のコストアップ要因になっていた。また、接着剤を使用すると、経時変化にともない接着力が低下したり、高温下において接合強度が発現しなかったりすることもあるので、自動車等の耐熱性が要求される用途への適用を難しくしていた。また、ねじ止め等の機械的な接合方法も従来から広く行われてきたが、軽量化の点で普及が限定されていた。
【０００３】
近年では、接着剤を使用することなくアルミニウム系金属と樹脂とを一体化させる技術の研究開発が活発化している。例えば、下記特許文献１には、アルミニウム合金を温水に浸漬処理することによって、その表面上に５〜１００ｎｍ厚みの微多孔質の水酸基含有被膜を形成させ、次いで処理面にポリブチレンフタレートやポリフェニレンサルファイドを主とする熱可塑性樹脂を射出成形して、アルミニウムと樹脂を一体化する技術が提案されている。この方法によれば、有害な化学物質を用いることなくアルミニウム合金表面を微多孔質化でき、その結果樹脂を強力に一体接合化できるので産業上大いに魅力に富んだ技術であるといえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６２１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、上記特許文献１に記載された発明内容に忠実に準拠して、その効果を検証したところ、同一のアルミニウム合金試験片を同一の表面処理条件で、且つ同一の成形条件で樹脂接合した場合であっても、そのアルミニウム合金−樹脂間の接合が母材破壊レベルの高い接合強度を示す場合もあれば、界面破壊してしまい全く接合強度は発現しない場合もあることを見出した。すなわち、同文献に記載された複合体の製造方法には、発明効果の再現性に乏しいという問題点が内在し、多くの解決課題を抱えた技術であると認識している。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、アルミニウム系金属部材と、熱可塑性樹脂組成物からなる樹脂部材とを、接着剤を用いることなく、直接接合することができ、かつアルミニウム系金属部材と樹脂部材との接合強度に優れたアルミニウム系金属／樹脂複合構造体を提供するものである。
さらに、本発明はアルミニウム系金属部材と樹脂部材との接合強度に優れたアルミニウム系金属／樹脂複合構造体を安定的に得ることが可能なアルミニウム系金属部材、その製造方法およびアルミニウム系金属／樹脂複合構造体の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、アルミニウム系金属／樹脂複合構造体におけるアルミニウム系金属―樹脂間の接合強度の測定ばらつきを最小化し、安定した接合強度を発現させるかについて鋭意検討した。その結果、処理されたアルミニウム系金属表面が特定のミクロ構造要件を満たすことによって接合強度の安定性が格段に向上することを見出し、本発明に到達した。
【０００８】
本発明によれば、以下に示すアルミニウム系金属／樹脂複合構造体、アルミニウム系金属部材、アルミニウム系金属部材の製造方法およびアルミニウム系金属／樹脂複合構造体の製造方法が提供される。
【０００９】
［１］
アルミニウム系金属部材と、熱可塑性樹脂組成物からなる樹脂部材が接合してなるアルミニウム系金属／樹脂複合構造体であって、
上記アルミニウム系金属部材の表面にアルミニウム水酸化物およびアルミニウム水和酸化物から選ばれる少なくとも一種の成分により構成された被膜を有し、
上記アルミニウム系金属部材と上記樹脂部材とが上記被膜を介して接合されており、
上記被膜が、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面プロファイル観察において、以下の要件（１）および（２）を同時に満たすアルミニウム系金属／樹脂複合構造体。
（１）平均厚みが１０ｎｍ以上３００ｎｍ未満である
（２）上記樹脂部材との接合面側に微細凹凸形状が形成されている
［２］
上記［１］に記載のアルミニウム系金属／樹脂複合構造体において、
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面プロファイル観察において、上記被膜にクラック連鎖が観察されないアルミニウム系金属／樹脂複合構造体。
［３］
上記［１］または［２］に記載のアルミニウム系金属／樹脂複合構造体において、
上記熱可塑性樹脂組成物が、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリアミド系樹脂から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂を含むアルミニウム系金属／樹脂複合構造体。
［４］
上記［１］乃至［３］のいずれか一つに記載のアルミニウム系金属／樹脂複合構造体において、
ＩＳＯ１４５７７に準拠して測定されるナノインデンテーション法による上記被膜の硬度が１．０ＧＰａ未満であるアルミニウム系金属／樹脂複合構造体。
［５］
熱可塑性樹脂組成物からなる樹脂部材との接合に用いられるアルミニウム系金属部材であって、
上記アルミニウム系金属部材の表面にアルミニウム水酸化物およびアルミニウム水和酸化物から選ばれる少なくとも一種の成分により構成された被膜を有し、
上記被膜が、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面プロファイル観察において、以下の要件（１）および（２）を同時に満たすアルミニウム系金属部材。
（１）平均厚みが１０ｎｍ以上３００ｎｍ未満である
（２）最表面の少なくとも一部に微細凹凸形状が形成されている
［６］
上記［５］に記載のアルミニウム系金属部材において、
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面プロファイル観察において、上記被膜にクラック連鎖が観察されないアルミニウム系金属部材。
［７］
上記［５］または［６］に記載のアルミニウム系金属部材において、
ＩＳＯ１４５７７に準拠して測定されるナノインデンテーション法による上記被膜の硬度が１．０ＧＰａ未満であるアルミニウム系金属部材。
［８］
上記［５］乃至［７］のいずれか一つに記載のアルミニウム系金属部材を製造するための製造方法であって、
以下の工程１および２をこの順に実施するアルミニウム系金属部材の製造方法。
（工程１）アルミニウム系金属部材を温水へ浸漬して表面を粗化処理する表面粗化工程
（工程２）工程１を終了した後の前記アルミニウム系金属部材を、相対湿度が７０％未満の条件で乾燥する工程
［９］
上記［１］乃至［４］のいずれか一つに記載のアルミニウム系金属／樹脂複合構造体を製造するための製造方法であって、
上記［５］乃至［７］のいずれか一つに記載のアルミニウム系金属部材を準備する工程と、前記アルミニウム系金属部材を射出成形金型にインサートして熱可塑性樹脂組成物を射出する工程と、を含むアルミニウム系金属／樹脂複合構造体の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アルミニウム系金属部材と、熱可塑性樹脂組成物からなる樹脂部材とを、接着剤を用いることなく、直接接合することができ、かつアルミニウム系金属部材と樹脂部材との接合強度に優れたアルミニウム系金属／樹脂複合構造体を提供することができる。
さらに、本発明のアルミニウム系金属部材、本発明のアルミニウム系金属部材の製造方法および本発明のアルミニウム系金属／樹脂複合構造体の製造方法によれば、アルミニウム系金属部材と樹脂部材との接合強度に優れたアルミニウム系金属／樹脂複合構造体を安定的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る実施形態のアルミニウム系金属／樹脂複合構造体の構造の一例を示した外観図である。
【図２】本発明に係る実施形態のアルミニウム系金属／樹脂複合構造体の接合部の構造の一例を概念的に示した断面図である。
【図３】実施例１において、乾燥まで実施したアルミニウム合金部材のＴＥＭによる断面プロファイル（有効倍率：２５万倍）を示した図である。
【図４】比較例１において、乾燥まで実施したアルミニウム合金部材のＴＥＭによる断面プロファイル（有効倍率：２５万倍）を示した図である。
【図５】比較例１において、アルミニウム合金／ＰＢＴ複合構造体におけるアルミニウム合金基材とＰＢＴ樹脂との接合界面付近のＴＥＭによる断面プロファイル（有効倍率：２５万倍）を示した図である。
【図６】比較例１において、複合構造体のせん断強度試験による樹脂部材を剥離した後のアルミニウム合金部材表面のＴＥＭによる断面プロファイル（有効倍率：２５万倍）を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。文中の数字の間にある「〜」は特に断りがなければ、以上から以下を表す。アルミニウム系金属／樹脂複合構造体について以下詳述する。
【００１３】
＜アルミニウム系金属／樹脂複合構造体＞
本実施形態に係るアルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６について説明する。
図１は、本発明に係る実施形態のアルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６の構造の一例を示す外観図である。図２は、本発明に係る実施形態のアルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６の接合部の構造の一例を概念的に示した断面図である。
本実施形態に係るアルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６は、アルミニウム系金属部材１０３と、熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）からなる樹脂部材１０５とが接合しており、アルミニウム系金属部材１０３と樹脂部材１０５とを接合することにより得られる。
【００１４】
（アルミニウム系金属部材）
アルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６を構成するアルミニウム系金属部材１０３は、表面微細組織（モルホロジー）を含む全ての点において、樹脂部材１０５が接合される前のアルミニウム系金属部材１０３に実質同一である。すなわち、本実施形態に係るアルミニウム系金属部材１０３は、後掲する実施例でも述べるように、樹脂部材１０５の射出接合前後でアルミニウム系金属部材１０３の表面の微細組織が大きく変化することはないと考えられる。したがって、本実施形態では、特に断らない限りアルミニウム系金属部材１０３とは、樹脂部材１０５を接合する前のアルミニウム系金属部材のみならず、樹脂部材１０５が接合されたアルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６を構成するアルミニウム系金属部材をも包含するものである。
【００１５】
本実施形態に係るアルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６は、アルミニウム系金属部材１０３と、熱可塑性樹脂組成物からなる樹脂部材１０５が接合してなる。そして、アルミニウム系金属部材１０３の表面１１０にアルミニウム水酸化物およびアルミニウム水和酸化物から選ばれる少なくとも一種の成分により構成された被膜１０３−２を有し、アルミニウム系金属部材１０３と樹脂部材１０５とが被膜１０３−２を介して接合されており、被膜１０３−２が、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面プロファイル観察において、以下の要件（１）および（２）を同時に満たし、好ましくは以下の要件（１）〜（３）を同時に満たすことを特徴としている。
（１）平均厚みが１０ｎｍ以上３００ｎｍ未満である
（２）上記樹脂部材との接合面側に微細凹凸形状が形成されている
（３）クラック連鎖が観察されない
【００１６】
以下、図２に示されるように、アルミニウム系金属部材１０３のうち、表面処理を受けていない基材部分をアルミニウム系金属基材１０３−１と付番して、本実施形態のキーとなる被膜１０３−２について詳細に説明する。
被膜１０３−２は、アルミニウム水酸化物およびアルミニウム水和酸化物から選ばれる一種または二種以上の成分により構成される。アルミニウム水酸化物はＡｌ（ＯＨ）３で表される化学物質そのものであり、アルミニウム水和酸化物とは、具体的にはＡｌ２Ｏ３・Ｈ２Ｏ（ベーマイト）、Ａｌ２Ｏ３・３Ｈ２Ｏ（バイアライト）である。後述するように、これらはアルミニウム金属と高温水の反応（ベーマイト処理）で生成する公知の物質群である。被膜に占める各物質の構成割合は高温水の温度によっても変化するものであるが、本実施形態ではこれらの構成割合は本質ではない。本実施形態においては被膜１０３−２が、アルミニウム水酸化物および／またはアルミニウム水和酸化物から構成されていることが肝要である。
【００１７】
本実施形態に係る被膜１０３−２は、図２に示した概念図においては密な斜線部に相当し、図中のａが被膜の厚みになる。この厚みは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像から見積もることが可能である。厚みａの測定においては、被膜のボトム面（最背面）は、アルミニウム系金属基材１０３−１との境界線付近であり、そのトップ面（最表面）は後述する微細凹凸構造の最も高位にある凸部の最頂部に設定して、この間の鉛直方向の距離を測定している。厚みａ値の平均値は、１０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ以上、より好ましくは１００ｎｍ以上、さらに好ましくは１５０ｎｍ以上である。また、厚みａ値の平均値は、３００ｎｍ未満であり、好ましくは２８０ｎｍ以下、より好ましくは２７０ｎｍ以下である。なお、本実施形態において平均値とは、アルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６の試験片の任意の３点を選定し、ＦＩＢ処理後のＴＥＭ画像から得られる被膜厚みの平均値であることを示す。
【００１８】
本実施形態において、ＴＥＭとしては、例えば、日本電子社製のＪＥＭ２２００ＦＳを使用することができる。また、収束イオンビーム加工（ＦＩＢ）としては、例えば、セイコーインスツルメンツ社製のＦＩＢ加工装置（ＳＭＩ２０５０）を使用することができる。
【００１９】
本実施形態に係る被膜１０３−２において、樹脂部材１０５との接合面側に微細凹凸形状が形成されている。微細凹凸形状が形成されていることは、上記ＴＥＭ断面プロファイルから確認することができる。ＴＥＭ画像写真の範囲内で観測される微細凹凸構造の最大高さ粗さＲｍａｘは、通常５０〜２００ｎｍ程度である。
【００２０】
本実施形態に係る被膜１０３−２は、そのＴＥＭによる断面プロファイルにおいてクラック連鎖が観察されないことが好ましい。被膜１０３−２の平均厚みが３００ｎｍ以上の範囲のアルミニウム系金属／樹脂複合構造体ではＴＥＭによる断面プロファイルにおいて明瞭なクラック連鎖の存在が認められる。例えば、図４は後述する比較例１における樹脂射出前段階にあるアルミニウム合金部材のＴＥＭ断面プロファイルである。このクラック連鎖は、有効倍率が１０万倍程度の画像においてもその存在が確認できるが、有効倍率を２５万倍画像（図４）にすれば識別はより容易となる。被膜１０３−２中に発生したクラック連鎖は、通常はアルミニウム系金属基材１０３−１との境界面にほぼ平行するように観測される。後述するように、被膜１０３−２中にこのようなクラック連鎖が存在することによってアルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６の接合強度（せん断試験）が格段に低下してしまうと考えられる。この原因として本発明者らは、接合強度測定用のせん断試験において、クラック連鎖を持たない被膜に比べて破壊されやすい、すなわち接合強度が相対的に弱いクラック連鎖部分に応力が集中し、クラック連鎖部分を起点とした被膜の破壊が発生するためと推定している（以下、この破壊形式を被膜破壊と略称する場合がある。）。この考えは、クラック連鎖を持つアルミニウム系金属／樹脂複合構造体のせん断試験後のアルミニウム系金属部材１０３の表面に、せん断試験前に存在したクラック連鎖が全く検出されないというＴＥＭ写真画像（図６）、並びに、樹脂剥離後の金属表面に樹脂部材が残存せず、被膜厚みが減少しているという事実からも理解できる。
【００２１】
ＩＳＯ１４５７７に準拠して測定されるナノインデンテーション法による、本実施形態に係る被膜１０３−２の硬度は、好ましくは１．０ＧＰａ未満、より好ましくは０．１ＧＰａ以上０．９ＧＰａ以下、さらに好ましくは０．２ＧＰａ以上０．９ＧＰａ未満である。被膜１０３−２の硬度が上記上限値未満または以下であると、被膜１０３−２と樹脂部材との硬度の差が小さくなり、被膜−樹脂部材間での界面剥離の発生や、界面および／又は被膜内でのクラックの発生を抑制できる。一方で、硬度が上記下限値以上であると、熱履歴等によって被膜１０３−２の形状が崩れてしまうことを抑制できる。
さらに、ＩＳＯ１４５７７に準拠して測定されるナノインデンテーション法による、本実施形態に係る被膜１０３−２の弾性率は、好ましくは５０ＧＰａ未満、より好ましくは２０ＧＰａ以上５０ＧＰａ未満である。被膜１０３−２の弾性率が上記範囲内であると、被膜−樹脂部材間での界面剥離の発生や、界面および／又は被膜内でのクラックの発生を抑制できる。
【００２２】
本実施形態に係るアルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６は、樹脂部材１０５を構成する熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）が、アルミニウム系金属部材１０３の表面１１０に形成された微細凹凸形状に侵入してアルミニウム系金属と樹脂が接合し、金属―樹脂界面を形成することにより得られる。
【００２３】
アルミニウム系金属部材１０３の表面には、アルミニウム系金属部材１０３と樹脂部材１０５との間の接合強度向上に適した微細凹凸形状が形成されているため、接着剤を使用せずにアルミニウム系金属部材１０３と樹脂部材１０５との間の接合性確保が可能となる。すなわち、アルミニウム系金属部材１０３の表面１１０の微細凹凸形状の中に熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）が侵入することによって、アルミニウム系金属部材１０３と樹脂部材１０５との間に物理的な抵抗力（アンカー効果）が効果的に発現し、通常では接合が困難なアルミニウム系金属部材１０３と熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）からなる樹脂部材１０５とを強固に接合することが可能になったものと考えられる。
【００２４】
このようにして得られたアルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６は、アルミニウム系金属部材１０３と樹脂部材１０５の界面への水分や湿気の浸入を防ぐこともできる。つまり、アルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６の付着界面における気密性や水密性を向上させることもできる。
【００２５】
以下、アルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６を構成する各部材について説明する。
【００２６】
＜アルミニウム系金属部材＞
以下、本実施形態に係るアルミニウム系金属部材１０３について説明する。
本実施形態に係るアルミニウム系金属部材１０３としては、例えば、アルミニウム単体により構成されたアルミニウム部材、アルミニウム合金より構成されたアルミニウム合金部材が挙げられる。
より具体的には、アルミニウム系金属部材１０３としては、工業用純アルミニウム（アルミニウム単体）である１０００系、Ａｌ−Ｃｕ系である２０００系合金、Ａｌ−Ｍｎ系である３０００系合金、Ａｌ−Ｓｉ系である４０００系合金、Ａｌ−Ｍｇ系である５０００系合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系である６０００系合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系である７０００系合金を例示できる。これらの中では、合金番号１０５０、１１００、２０１４、２０２４、３００３、５０５２、６０６３、７０７５等が好ましく用いられる。
【００２７】
アルミニウム系金属部材１０３の形状は、樹脂部材１０５と接合できる形状であれば特に限定されず、例えば、平板状、曲板状、棒状、筒状、塊状等とすることができる。また、これらの組み合わせからなる構造体であってもよい。
また、樹脂部材１０５と接合する接合部表面１０４の形状は、特に限定されないが、平面、曲面等が挙げられる。
【００２８】
アルミニウム系金属部材１０３は、アルミニウム系金属材料を切断、プレス等による塑性加工、打ち抜き加工、切削、研磨、放電加工等の除肉加工によって上述した所定の形状に加工された後に、後述する粗化処理がなされたものが好ましい。要するに、種々の加工法により、必要な形状に加工されたものを用いることが好ましい。
【００２９】
＜樹脂部材＞
以下、本実施形態に係る樹脂部材１０５について説明する。
樹脂部材１０５は熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）からなる。熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）は、樹脂成分として熱可塑性樹脂（Ａ）と、必要に応じて充填材（Ｂ）と、含む。さらに、熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）は必要に応じてその他の配合剤を含む。なお、便宜上、樹脂部材１０５が熱可塑性樹脂（Ａ）のみからなる場合であっても、樹脂部材１０５は熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）からなると記載する。
【００３０】
（熱可塑性樹脂（Ａ））
熱可塑性樹脂（Ａ）としては特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂等のポリメタクリル系樹脂、ポリアクリル酸メチル樹脂等のポリアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール−ポリ塩化ビニル共重合体樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、無水マレイン酸−スチレン共重合体樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等の芳香族ポリエーテルケトン、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、スチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、アイオノマー、アミノポリアクリルアミド樹脂、イソブチレン無水マレイン酸コポリマー、ＡＢＳ、ＡＣＳ、ＡＥＳ、ＡＳ、ＡＳＡ、ＭＢＳ、エチレン−塩化ビニルコポリマー、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニルグラフトポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、塩素化ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、カルボキシビニルポリマー、ケトン樹脂、非晶性コポリエステル樹脂、ノルボルネン樹脂、フッ素プラスチック、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、フッ素化エチレンポリプロピレン樹脂、ＰＦＡ、ポリクロロフルオロエチレン樹脂、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリパラメチルスチレン樹脂、ポリアリルアミン樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、オリゴエステルアクリレート、キシレン樹脂、マレイン酸樹脂、ポリヒドロキシブチレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリ乳酸樹脂、ポリグルタミン酸樹脂、ポリカプロラクトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体樹脂等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は一種単独で使用してもよいし、二種以上組み合わせて使用してもよい。
【００３１】
これらの中でも、熱可塑性樹脂（Ａ）としては、アルミニウム系金属部材１０３と樹脂部材１０５との高い接合強度がより一層安定的に得ることができるという観点から、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリアミド系樹脂から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂が好適に用いられる。
【００３２】
（充填材（Ｂ））
熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）は、アルミニウム系金属部材１０３と樹脂部材１０５との線膨張係数差の調整や樹脂部材１０５の機械的強度を向上させる観点から、充填材（Ｂ）をさらに含んでもよい。
充填材（Ｂ）としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、炭素粒子、粘土、タルク、シリカ、ミネラル、セルロース繊維からなる群から一種または二種以上を選ぶことができる。これらのうち、好ましくは、ガラス繊維、炭素繊維、タルク、ミネラルから選択される一種または二種以上である。
【００３３】
充填材（Ｂ）の形状は特に限定されず、繊維状、粒子状、板状等どのような形状であってもよい。充填材（Ｂ）は、最大長さが１０ｎｍ以上６００μｍ以下の範囲にある充填材を数分率で５〜１００％有することが好ましい。当該最大長さは、より好ましくは、３０ｎｍ以上５５０μｍ以下、さらに好ましくは５０ｎｍ以上５００μｍ以下である。また、該最大長さの範囲にある充填材（Ｂ）の数分率は、好ましくは、１０〜１００％であり、より好ましくは２０〜１００％である。
【００３４】
充填材（Ｂ）の最大長さが上記範囲にあると、熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）の成形時に溶融した熱可塑性樹脂（Ａ）中を充填材（Ｂ）が容易に動くことができるので、後述するアルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６の製造時において、アルミニウム系金属部材１０３の表面付近にも一定程度の割合で充填材（Ｂ）を存在させることが可能となる。そのため、上述したように充填材（Ｂ）と相互作用をする樹脂がアルミニウム系金属部材１０３の表面の凹凸形状に入り込むことで、より強固な接合強度を持つことが可能となる。また、充填材（Ｂ）の数分率が上記範囲にあると、アルミニウム系金属部材１０３表面の凹凸形状と作用するのに十分な数の充填材（Ｂ）が熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）中に存在することになる。
【００３５】
なお、熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）が充填材（Ｂ）を含む場合、その含有量は、熱可塑性樹脂（Ａ）１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上１００質量部以下であり、より好ましくは５質量部以上９０質量部以下であり、特に好ましくは１０質量部以上８０質量部以下である。
【００３６】
（その他の配合剤）
熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）には、個々の機能を付与する目的でその他の配合剤を含んでもよい。このような配合剤としては、熱安定剤、酸化防止剤、顔料、耐候剤、難燃剤、可塑剤、分散剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤等が挙げられる。
【００３７】
なお、熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）がその他配合剤を含む場合、その含有量は、熱可塑性樹脂（Ａ）１００質量部に対して、好ましくは０．０００１〜５質量部であり、より好ましくは０．００１〜３質量部である。
【００３８】
（熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）の調製方法）
熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）の調製方法は特に限定されず、一般的に公知の方法により調製することができる。例えば、以下の方法が挙げられる。まず、上記熱可塑性樹脂（Ａ）、必要に応じて上記充填材（Ｂ）、さらに必要に応じて上記その他の配合剤とを、バンバリーミキサー、単軸押出機、２軸押出機、高速２軸押出機等の混合装置を用いて、混合または溶融混合することにより、熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）が得られる。
【００３９】
＜アルミニウム系金属部材の製造方法およびアルミニウム系金属／樹脂複合構造体の製造方法＞
本実施形態に係るアルミニウム系金属部材１０３は、以下の工程１および２を順次実施することにより製造することができる。
本実施形態に係るアルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６は、本実施形態に係るアルミニウム系金属部材１０３を用いて以下の工程３を実施することにより製造することができる。以下、各々の工程について詳細に説明する。
（工程１）アルミニウム系金属部材を温水へ浸漬して表面を粗化処理する表面粗化工程
（工程２）工程１を終了した後の上記アルミニウム系金属部材を、相対湿度が７０％未満の条件で乾燥する工程
（工程３）工程２を終了した後の上記アルミニウム系金属部材を、射出成形金型にインサートして熱可塑性樹脂組成物を射出する工程
【００４０】
＜工程１：表面粗化工程＞
工程１は、アルミニウム系金属部材を温水に浸漬する処理を必須操作として含む表面粗化工程である。
本実施形態においては、この表面粗化工程の前後にいくつかの付加的な工程を任意に行ってもよい。任意の工程としては、例えば、表面粗化工程前に行われる前処理工程、表面粗化工程後に行われる後処理工程等が挙げられる。
以下、（１）前処理工程、（２）表面粗化工程、および（３）後処理工程、の順に説明する。
【００４１】
（１）前処理工程
表面粗化工程の前におけるアルミニウム系金属部材は、樹脂部材１０５との接合側の表面に酸化膜や水酸化物等からなる厚い被膜がないことが望ましい。このような厚い被膜を除去するため、次の表面粗化処理する前に、サンドブラスト加工、ショットブラスト加工、研削加工、バレル加工等の機械研磨や、化学研磨により表面層を研磨してもよい。また、樹脂部材１０５との接合側の表面に機械油等の著しい汚染がある場合は、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液等のアルカリ性水溶液や、希塩酸や硝酸水溶液等の無機酸水溶液による処理や、脱脂を行なうことが好ましい。
【００４２】
（２）表面粗化工程
本実施形態に係る表面粗化処理は、温水に浸漬する処理である。水としては、河川水、工業用水、水道水、井戸水、蒸留水、イオン交換水が制限なく使用できるが、樹脂部材１０５との接合強度を高いレベルで安定して発現させるという視点からは蒸留水又はイオン交換水が好んで用いられる。温水の温度としては、通常５０〜１００℃、好ましくは５０〜９０℃、より好ましくは５５〜８５℃の範囲を満たす。温水の温度が上記下限値以上であると、粗化をより一層効率的におこなうことができたり、また夏場での温度設定がより容易になったりするので好ましい。温水の温度が上記上限値以下であると、水蒸気の発生を抑制できるので好ましい。
また本発明者らの予備的検討においても９０℃の場合と、９０℃を超える場合とでは樹脂の接合強度に大差が認められないことを確認している。
温水への浸漬時間は、通常０．５〜６０分、好ましくは１〜４５分である。温水の温度が低い場合は浸漬時間を長めに設定し、逆に温度が高い場合は浸漬時間を短く設定することができるが、このような条件変更は当業者の通常の判断によって任意に行われる。表面粗化は通常は大気圧下で実施されるが、場合によっては減圧下、あるいは加圧下で行ってもよい。
【００４３】
（３）後処理工程
本実施形態では、上記表面粗化工程の後、水洗処理をしてもよい。また、粗化処理で発生したスマット等を除去するため、超音波による水洗浄等を施すことも任意におこってもよい。
【００４４】
＜工程２：乾燥工程＞
本実施形態に係るアルミニウム系金属部材１０３の製造方法において乾燥工程は極めて重要な工程である。それは、本実施形態に係るアルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６の金属−樹脂間の接合力を弱める上記クラック連鎖が、乾燥工程における相対湿度と極めて密接な関連性を示すことが本発明者らによって明らかにされているからである。本実施形態に係るアルミニウム系金属部材１０３の製造方法によれば、乾燥時の相対湿度は、通常７０％未満、好ましくは６０％以下、より好ましくは５０％以下の範囲を満たすように乾燥工程が実施される。相対湿度の下限値は特に限定されるわけではないが、相対湿度を維持するための装置上の制約から通常１０％程度である。
【００４５】
また乾燥工程における温度は、通常５０〜１００℃、好ましくは６０〜１００℃、より好ましくは６０〜９０℃である。温度と相対湿度がこの領域を満たすことによって、被膜１０３−２にクラック連鎖が発生することをより一層抑えられ、その結果、アルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６の金属−樹脂間の接合力の低下の阻止をより一層抑制することができる。乾燥時間は、乾燥温度にも依るが、通常１〜６０分、好ましくは５〜５０分、より好ましくは１０〜４０分である。乾燥温度が高く設定されている場合は、時間を相対的に短縮化でき、逆に乾燥温度が低く設定されている場合は長めの乾燥時間とする。上記したような恒温恒湿下の乾燥方法と乾燥装置は、上記した規定が満たされる限りは何ら制限されるものではなく、例えば市販の一体型恒温恒湿機を用いる方法や、例えば外気を冷却除湿して除湿空気を発生させる除湿空気発生装置と、この除湿空気を適宜加熱する加熱装置からなる分離型恒温恒湿機を用いる方法等が挙げられる。
【００４６】
＜工程３：射出工程＞
射出工程は具体的には、アルミニウム系金属部材１０３を射出成形金型のキャビティ部にインサートし、熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）を金型に射出する射出成形法によって樹脂部材１０５を成形し、アルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６を製造するのが好ましい。
この製造方法は、具体的には、以下の［１］〜［３］の工程を含んでいる。
［１］所望の熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）を調製する工程
［２］工程１および２によって得られたアルミニウム系金属部材１０３を射出成形用の金型の内部に設置する工程
［３］熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）を、射出成形機を通して、アルミニウム系金属部材１０３と接するように、上記金型内に射出成形し、樹脂部材１０５を形成する工程
【００４７】
熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）の調製工程については前述したとおりである。以下、［２］および［３］の工程による射出成形方法について説明する。
まず、射出成形用の金型を用意し、その金型を開いてその一部にアルミニウム系金属部材１０３を設置する。
その後、金型を閉じ、熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）の少なくとも一部がアルミニウム系金属部材１０３の表面１１０の被膜１０３−２の形成領域と接するように、上記金型内に工程［１］で得られた熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）を射出して固化する。その後、金型を開き離型することにより、アルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６を得ることができる。
【００４８】
また、上記［１］〜［３］の工程による射出成形にあわせて、射出発泡成形や、金型を急速に加熱冷却する高速ヒートサイクル成形（ＲＨＣＭ，ヒート＆クール成形）を併用してもよい。射出発泡成形の方法として、化学発泡剤を樹脂に添加する方法や、射出成形機のシリンダー部に直接、窒素ガスや炭酸ガスを注入する方法、あるいは、窒素ガスや炭酸ガスを超臨界状態で射出成形機のシリンダー部に注入するＭｕＣｅｌｌ射出発泡成形法があるが、いずれの方法でも樹脂部材１０５が発泡体であるアルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６を得ることができる。また、いずれの方法でも、金型の制御方法として、カウンタープレッシャーを使用したり、成形品の形状によってはコアバックを利用したりすることも可能である。
高速ヒートサイクル成形は、急速加熱冷却装置を金型に接続することにより、実施することが出来る。急速加熱冷却装置は、一般的に使用されている方式で構わない。加熱方法として、蒸気式、加圧熱水式、熱水式、熱油式、電気ヒータ式、電磁誘導過熱式のいずれか１方式またはそれらを複数組み合わせた方式を用いることができる。冷却方法としては、冷水式、冷油式のいずれか１方式またはそれらを組み合わせた方式を用いることができる。高速ヒートサイクル成形法の条件としては、例えば、射出成形金型を１００℃以上２５０℃以下の温度に加熱し、熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）の射出が完了した後、上記射出成形金型を冷却することが望ましい。金型を加熱する温度は、熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）を構成する熱可塑性樹脂（Ａ）によって好ましい範囲が異なり、結晶性樹脂で融点が２００℃未満の熱可塑性樹脂であれば、１００℃以上１５０℃以下が好ましく、結晶性樹脂で融点が２００℃以上の熱可塑性樹脂であれば、１４０℃以上２５０℃以下が望ましい。非晶性樹脂については、１００℃以上１８０℃以下が望ましい。
【００４９】
＜アルミニウム系金属／樹脂複合構造体の用途＞
本実施形態に係るアルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６は、生産性が高く、形状制御の自由度も高いので、様々な用途に展開することが可能である。
さらに、本実施形態に係るアルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６は、高い気密性、水密性が発現するので、これらの特性に応じた用途に好適に用いられる。
【００５０】
例えば、車両用構造部品、車両搭載用品、電子機器の筐体、家電機器の筐体、構造用部品、機械部品、種々の自動車用部品、電子機器用部品、家具、台所用品等の家財向け用途、医療機器、建築資材の部品、その他の構造用部品や外装用部品等が挙げられる。
【００５１】
より具体的には、樹脂だけでは強度が足りない部分を金属がサポートする様にデザインされた次のような部品である。車両関係では、インスツルメントパネル、コンソールボックス、ドアノブ、ドアトリム、シフトレバー、ペダル類、グローブボックス、バンパー、ボンネット、フェンダー、トランク、ドア、ルーフ、ピラー、座席シート、ラジエータ、オイルパン、ステアリングホイール、ＥＣＵボックス、電装部品等が挙げられる。また、建材や家具類として、ガラス窓枠、手すり、カーテンレール、たんす、引き出し、クローゼット、書棚、机、椅子等が挙げられる。また、精密電子部品類として、コネクタ、リレー、ギヤ等が挙げられる。また、輸送容器として、輸送コンテナ、スーツケース、トランク等が挙げられる。
【００５２】
また、アルミニウム系金属部材１０３の高い熱伝導率と、樹脂部材１０５の断熱的性質とを組み合わせ、ヒートマネージメントを最適に設計する機器に使用される部品用途、例えば、各種家電にも用いることができる。具体的には、冷蔵庫、洗濯機、掃除機、電子レンジ、エアコン、照明機器、電気湯沸かし器、テレビ、時計、換気扇、プロジェクター、スピーカー等の家電製品類、パソコン、携帯電話、スマートフォン、デジタルカメラ、タブレット型ＰＣ、携帯音楽プレーヤー、携帯ゲーム機、充電器、電池等電子情報機器等が挙げられる。
【００５３】
これらについては、アルミニウム系金属部材の表面を粗化することによって表面積が増加するため、アルミニウム系金属部材１０３と樹脂部材１０５との間の接触面積が増加し、接触界面の熱抵抗を低減させることができることに由来する。
【００５４】
その他の用途として、玩具、スポーツ用具、靴、サンダル、鞄、フォークやナイフ、スプーン、皿等の食器類、ボールペンやシャープペン、ファイル、バインダー等の文具類、フライパンや鍋、やかん、フライ返し、おたま、穴杓子、泡だて器、トング等の調理器具、リチウムイオン２次電池用部品、ロボット等が挙げられる。
【００５５】
以上、本実施形態に係るアルミニウム系金属／樹脂複合構造体１０６の用途について述べたが、これらは本発明の用途の例示であり、上記以外の様々な用途に用いることもできる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【実施例】
【００５７】
以下、本実施形態を、実施例・比較例を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
【００５８】
［実施例１］
（表面粗化工程）
ＪＩＳ  Ｈ４０００に規定された合金番号６０６３のアルミニウム合金板（厚み：１．６ｍｍ）を、長さ４５ｍｍ、幅１８ｍｍに切断した。このアルミニウム合金板を、６０℃の市販アルミニウム合金用脱脂剤ＮＥ−６（メルテック株式会社製）の５質量％水溶液に５分浸漬した後、水洗した。次いで、４０℃の１質量％塩酸水溶液槽への１分浸漬、水洗、４０℃の１．５質量％苛性ソーダ水溶液槽への４分浸漬、水洗、４０℃の硝酸水溶液への３分浸漬、水洗操作を順次実施することによって前処理を完了した。このようにして得られた前処理済みのアルミニウム合金板を、６０℃に設定されたイオン交換水の槽に８分間浸漬することによって表面粗化処理を行った。
【００５９】
（乾燥工程）
上記方法で表面粗化されたアルミニウム合金の表面に付着した大部分の水分を吸水紙で除去後、７０℃、２０％相対湿度に設定された恒温恒湿機に搬入して２０分間乾燥処理を行った。得られたアルミニウム合金部材の、任意の３ヶ所の断面について透過型電子顕微鏡観察を行った結果、いずれの断面プロファイル画像においても被膜中のクラック連鎖を確認することができなかった。図３は断面プロファイルの一例である。また３点のＴＥＭ画像から求められる被膜厚みは、２００ｎｍ、２１０ｎｍ、１９０ｎｍであり、その平均値は２００ｎｍであった。同様に、３点のＴＥＭ画像中の被膜の最表面には微細凹凸形状の存在が確認された。
【００６０】
次いで、ブルカー・エイエックスエス社製ＮａｎｏＦｏｒｃｅＴＭを用い、ＩＳＯ１４５７７に準拠して、ナノインデンテーション法による被膜の硬度および弾性率をそれぞれ測定した。測定方法は以下のとおりである。バーコビッチ型のダイヤモンド製圧子を、被膜の表面から深さ方向に５０〜７５ｎｍ部分（９ポイントグリッド計測）に押し込み、一定荷重に達するまで負荷したのちそれを除き、変位をモニターすることにより荷重−変位曲線を求めた。その後、公知の変換式を用いて硬度および弾性率を求めた。その結果、硬度は０．３ＧＰａ、弾性率は３１ＧＰａであった。
【００６１】
（射出工程）
上記の表面粗化および乾燥工程で得られたアルミニウム合金板（アルミニウム合金基材とも呼ぶ。）を、日本製鋼所社製のＪ５５ＡＤ−３０Ｈに装着された小型ダンベル金属インサート金型内に設置し、次いで、その金型内に熱可塑性樹脂組成物（Ｐ）として、ポリプラスチックス社製ＰＢＴ樹脂（ジュラネックス９３０ＨＬ）を、シリンダー温度２７０℃、金型温度１６０℃、射出一次圧９５ＭＰａ、保圧８０ＭＰａの条件にて射出成形を行い、アルミニウム合金／ＰＢＴ複合構造体を得た。得られたアルミニウム合金／ＰＢＴ複合構造体について、任意の３ヶ所の断面について透過型電子顕微鏡観察を行った結果、いずれの断面プロファイルにも被膜中のクラック連鎖は認められなかった。３点のＴＥＭ画像から求められる被膜厚みは、２００ｎｍ、２００ｎｍ、１９０ｎｍであり、その平均値は２００ｎｍであった。同様に、３点のＴＥＭ画像からは、被膜のＰＢＴ樹脂との接合面側に微細凹凸形状の存在が確認された。
【００６２】
上記射出工程で得られたアルミニウム合金／ＰＢＴ複合構造体について接合部の引っ張りせん断強度を求めた。すなわち、引っ張り試験機「モデル１３２３（アイコーエンジニヤリング社製）」を使用し、引張試験機に専用の治具を取り付け、室温（２３℃）にて、チャック間距離６０ｍｍ、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎの条件にて接合強度の測定をおこなった。破断荷重（Ｎ）をアルミニウム合金／樹脂接合部分の面積で除することにより接合強度（ＭＰａ）を得た。接合強度は３１（ＭＰａ）であった。破壊面は母材破壊であった。得られた結果を表１に示す。
【００６３】
［実施例２］
実施例１において、乾燥工程における恒温恒湿機の相対湿度を５０％に変更した以外は実施例１と全く同様に表面粗化工程並びに乾燥工程を実施した。乾燥工程終了後のアルミニウム合金部材の、任意の３ヶ所の断面についてＴＥＭ観察を行った結果、いずれの断面プロファイル画像においても被膜中のクラック連鎖を確認することができなかった。３点のＴＥＭ画像から求められる被膜厚みは、２３０ｎｍ、２４０ｎｍ、２７０ｎｍであり、その平均値は２５０ｎｍであった。また、３点のＴＥＭ画像中の被膜の最表面には微細凹凸形状の存在が確認された。また、実施例１と同様にして被膜の硬度および弾性率を求めた結果、各々０．８ＧＰａおよび４５ＧＰａであった。
次いで、このようにして得られたアルミニウム合金について、実施例１と全く同様にして射出工程を実施してアルミニウム合金／ＰＢＴ複合構造体を得た。任意の３ヶ所の断面について透過型電子顕微鏡観察を行った結果、いずれの断面プロファイルにも被膜内のクラック連鎖は認められなかった。３点のＴＥＭ画像から求められる被膜厚みは、２４０ｎｍ、２７０ｎｍ、２６０ｎｍであり、その平均値は２６０ｎｍであった。同様に、３点のＴＥＭ画像からは、被膜のＰＢＴ樹脂との接合面側に微細凹凸形状の存在が確認された。その接合強度を実施例１に記載した方法と同様にして測定した結果、２７（ＭＰａ）であった。破壊面は母材破壊であった。得られた結果を表１に示す。
【００６４】
［実施例３］
実施例１において、表面粗化工程におけるイオン交換水槽の温度を５５℃に変更し、同槽への浸漬時間を１５分に延長した以外は実施例１と全く同様に表面粗化工程並びに乾燥工程を実施した。乾燥工程終了後のアルミニウム合金部材の、任意の３ヶ所の断面についてＴＥＭ観察を行った結果、いずれの断面プロファイル画像においても被膜中のクラック連鎖を確認することができなかった。３点のＴＥＭ画像から求められる被膜厚みは、２００ｎｍ、２３０ｎｍ、２４０ｎｍであり、その平均値は２２０ｎｍであった。また、３点のＴＥＭ画像中の被膜の最表面には微細凹凸形状の存在が確認された。
次いで、このようにして得られたアルミニウム合金について、実施例１と全く同様にして射出工程を実施してアルミニウム合金／ＰＢＴ複合構造体を得た。任意の３ヶ所の断面について透過型電子顕微鏡観察を行った結果、いずれの断面プロファイルにも被膜内のクラック連鎖は認められなかった。３点のＴＥＭ画像から求められる被膜厚みは、１９０ｎｍ、２３０ｎｍ、２３０ｎｍであり、その平均値は２２０ｎｍであった。同様に、３点のＴＥＭ画像からは、被膜のＰＢＴ樹脂との接合面側に微細凹凸形状の存在が確認された。その接合強度を実施例１に記載した方法と同様にして測定した結果、３０（ＭＰａ）であった。破壊面は母材破壊であった。得られた結果を表１に示す。
【００６５】
［比較例１］
実施例１において、乾燥工程における恒温恒湿機の相対湿度を８０％に変更した以外は実施例１と全く同様に表面粗化工程並びに乾燥工程を実施した。乾燥工程終了後のアルミニウム合金部材の、任意の３ヶ所の断面についてＴＥＭ観察を行った結果、いずれの断面プロファイル画像においても被膜中にクラック連鎖の存在が確認された。図４は断面プロファイルの一例である。また、３点のＴＥＭ画像から求められる被膜厚みは、３３０ｎｍ、３４０ｎｍ、３８０ｎｍであり、その平均値は３５０ｎｍであった。また、３点のＴＥＭ画像中の被膜の最表面には微細凹凸形状の存在が確認された。また、実施例１と同様にして被膜の硬度および弾性率を求めた結果、各々１．３ＧＰａおよび５７ＧＰａであった。
次いで、このようにして得られたアルミニウム合金について、実施例１と全く同様にして射出工程を実施してアルミニウム合金／ＰＢＴ複合構造体を得た。任意の３ヶ所の断面についてＴＥＭ観察を行った結果、いずれの断面プロファイルにも被膜内のクラック連鎖が認められた（図５）。３点のＴＥＭ画像から求められる被膜厚みは、３６０ｎｍ、３６０ｎｍ、３８０ｎｍであり、その平均値は３７０ｎｍであった。同様に、３点のＴＥＭ画像からは、被膜のＰＢＴ樹脂との接合面側に微細凹凸形状の存在が確認された。その接合強度を実施例１に記載した方法と同様にして測定した結果、１５（ＭＰａ）であった。せん断接合強度試験時の破壊形態を詳細に解析するため、破壊面の断面ＴＥＭ観察を行った。得られた断面プロファイルを図６に示した。アルミニウム合金表面の被膜中のクラック連鎖が消失していること、被膜の厚みが減少していること、及び破壊面（アルミニウム合金側）に樹脂残りが認められないことから、このクラック連鎖面に沿って破壊が発生したことが推定される。得られた結果を表１に示す。
【００６６】
［比較例２］
実施例１において、乾燥工程における恒温恒湿機の温度を８０℃とし、相対湿度を７０％に変更した以外は実施例１と全く同様に表面粗化工程並びに乾燥工程を実施した。乾燥工程終了後のアルミニウム合金部材の、任意の３ヶ所の断面についてＴＥＭ観察を行った結果、いずれの断面プロファイル画像においても被膜中のクラック連鎖の存在を確認することができた。３点のＴＥＭ画像から求められる被膜厚みは、２９０ｎｍ、３１０ｎｍ、３１０ｎｍであり、その平均値は３００ｎｍであった。また、３点のＴＥＭ画像中の被膜の最表面には微細凹凸形状の存在が確認された。
次いで、このようにして得られたアルミニウム合金について、実施例１と全く同様にして射出工程を実施してアルミニウム合金／ＰＢＴ複合構造体を得た。任意の３ヶ所の断面について透過型電子顕微鏡観察を行った結果、いずれの断面プロファイルにも被膜内のクラック連鎖が認められた。３点のＴＥＭ画像から求められる被膜厚みは、２８０ｎｍ、３１０ｎｍ、３７０ｎｍであり、その平均値は３２０ｎｍであった。同様に、３点のＴＥＭ画像からは、被膜のＰＢＴ樹脂との接合面側に微細凹凸形状の存在が確認された。その接合強度を実施例１に記載した方法と同様にして測定した結果、２０（ＭＰａ）であった。破壊面の破壊形態は比較例１の場合と同じく被膜破壊であった。得られた結果を表１に示す。
【００６７】
【表１】
2018144475.tif 000003
【符号の説明】
【００６８】
１０３      アルミニウム系金属部材
１０３−１  アルミニウム系金属基材
１０３−２  被膜
１０４      接合部表面
１０５      樹脂部材
１０６      アルミニウム系金属／樹脂複合構造体
１１０      アルミニウム系金属部材の表面
【図１】
2018144475.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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