(57)【要約】  ステンレス鋼−樹脂複合体及びそれを調製する方法が提供される。前記方法は、ステンレス鋼基板を準備する工程と；溶射によって、前記ステンレス鋼基板の第１の表面にアルミニウム粒子を噴霧し、前記ステンレス鋼基板の前記第１の表面にアルミニウム層を形成する工程と；１０以上のｐＨ値を有するアルカリ性溶液に、前記ステンレス鋼基板を浸漬させて、前記アルミニウム層を除去して多孔質面を形成する工程と；前記ステンレス鋼基板の前記多孔質面に、樹脂組成物を注入して樹脂層を形成する工程と、を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス鋼基板を準備する工程と；
溶射によって、前記ステンレス鋼基板の第１の表面にアルミニウム粒子を噴霧し、前記ステンレス鋼基板の前記第１の表面にアルミニウム層を形成する工程と；
１０以上のｐＨ値を有するアルカリ性溶液に、前記ステンレス鋼基板を浸漬させて、前記アルミニウム層を除去して多孔質面を形成する工程と；
前記ステンレス鋼基板の前記多孔質面に、樹脂組成物を注入して樹脂層を形成する工程と、
を含むことを特徴とするステンレス鋼−樹脂複合体を調製する方法。
【請求項２】
溶射の粒子供給速度が約３０ｇ／分間〜約１００ｇ／分間であり、前記溶射の噴霧距離が約３００ｍｍ〜約４２０ｍｍである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
溶射がアーク溶射、プラズマ溶射、及びハイパーソニックフレーム溶射から選択される少なくとも１つを含む請求項１から２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
アルミニウム層が約１００ミクロン〜約４００ミクロンの厚みを有する請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
アルミニウム粒子が約３０ミクロン〜約５０ミクロンの平均直径及び９９重量％超の純度を有する請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
アルカリ性溶液が、Ｎａ２ＣＯ３溶液、ＮａＨＣＯ３溶液、ＮａＯＨ溶液、Ｎａ２ＨＰＯ４溶液、Ｎａ３ＰＯ４溶液、ＫＯＨ溶液、ＫＨＣＯ３溶液、Ｋ２ＣＯ３溶液、Ｎａ２ＳＯ３、及びＫ３ＰＯ４溶液からなる群から選択される少なくとも１つを含む請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
Ｎａ２ＣＯ３溶液が約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、ＮａＨＣＯ３溶液が約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、ＮａＯＨ溶液が約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、Ｎａ２ＨＰＯ４溶液が約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、Ｎａ３ＰＯ４溶液が約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、ＫＯＨ溶液が約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、ＫＨＣＯ３溶液が約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、Ｋ２ＣＯ３溶液が約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、Ｎａ２ＳＯ３が約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、Ｋ３ＰＯ４溶液が約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有する請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
ステンレス鋼基板が約１０℃〜約８０℃の温度でアルカリ性溶液中に、約１０分間〜約１２０分間浸漬される請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
多孔質面における孔が不規則な侵食された孔である請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
噴霧工程の前に、研磨、油の除去、第１の水洗、吹き付け加工、第２の水洗、約６０℃〜約８０℃の温度の乾燥による、ステンレス鋼基板の第１の表面を前処理する工程を更に含む請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
樹脂組成物が熱可塑性樹脂組成物を含む請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
熱可塑性樹脂組成物がマトリックス樹脂及びポリオレフィン樹脂を含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
マトリックス樹脂がポリフェニルエーテルとポリフェニレンスルフィドとの混合物を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ポリフェニルエーテルのポリフェニレンスルフィドに対する重量比が約３：１〜約１：３である請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
マトリックス樹脂がポリフェニルエーテルとポリアミドとの混合物を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
ポリフェニルエーテルのポリアミドに対する重量比が約３：１〜約１：３である請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
マトリックス樹脂がポリカーボネートを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
熱可塑性樹脂１００重量部に対し、前記熱可塑性樹脂が約７０重量部〜約９５重量部のマトリックス樹脂及び約５重量部〜約３０重量部のポリオレフィン樹脂を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
ポリオレフィン樹脂が約６５℃〜約１０５℃の融点を有する請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
ポリオレフィン樹脂がグラフト化ポリエチレンを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
熱可塑性樹脂１００重量部に対して、前記熱可塑性樹脂が約１重量部〜約５重量部の流動性改良剤を更に含み、前記流動性改良剤が環状ポリエステルを含む請求項１１から２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
樹脂組成物が、繊維フィラー及び無機粒子フィラーの少なくとも１つを含むフィラーを更に含み、前記繊維フィラーは、ガラス繊維、炭素繊維、及びポリアミド繊維から選択される少なくとも１つを含み、前記無機粒子フィラーは、二酸化ケイ素、タルカン粒子、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ガラス、及びカオリンから選択される少なくとも１つを含む請求項１１から２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
多孔質面を有するステンレス鋼基板と；
前記ステンレス鋼基板の前記多孔質面に配置される樹脂層と、
を含むことを特徴とする、請求項１から２２のいずれかによって調製されるステンレス鋼−樹脂複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、その開示内容の全体を参照により援用する、中華人民共和国国家知識産権局に２０１２年１２月２８日に出願された中国特許出願２０１２１０５８１９６６．０号の優先権及びその利益を主張するものである。
【０００２】
本開示は、ステンレス鋼−樹脂複合体及びそれを調製する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
この項目における記述は、本開示に関する背景情報を提供するに過ぎず、先行技術を構成するものではない。
【０００４】
車、家電製品、産業機械等の分野において、金属と樹脂組成物とを統合させる実際の要求がある。現在、室温で接着剤を用いることによって又は熱処理によって、金属及び樹脂組成物は、通常統合される。しかしながら、接着剤によって形成された金属−樹脂複合体は、金属と樹脂組成物との間の接着力が不十分なことがある。更に、金属と樹脂組成物との間の接着剤は、耐酸性及び耐アルカリ性に乏しいので、陽極酸化等の後続する表面処理を行うことができない。
【０００５】
現在、ステンレス鋼−樹脂複合体は、次の工程：ステンレス鋼基板の表面に超微小凹凸構造を形成するように、前記ステンレス鋼基板を酸エッチング溶液で侵食する工程；前記ステンレス鋼基板の表面に樹脂組成物を注入して、前記ステンレス鋼基板と樹脂組成物とを結合する工程、によって形成される。酸エッチング溶液がステンレス鋼基板を侵食し過ぎると、前記ステンレス鋼基板の厚みは、薄くなることがあり、ステンレス鋼−樹脂複合体の構造安定性に影響を与え得る。更に、酸エッチング溶液は、ステンレス鋼基板の非注入領域（樹脂組成物を注入する必要がないステンレス鋼基板の表面）、特にステンレス鋼−樹脂複合体の外観表面となる領域を侵食することもある。したがって、これらの領域は、後に、研磨、ＣＮＣ工作、又は他の処理を必要とすることがある。そのため、ステンレス鋼−樹脂複合体を製造するプロセスは、複雑になることがあり、ステンレス鋼−樹脂複合体を幅広く用いることに対する障壁となり得る。特に、ステンレス鋼と樹脂との間の接着力は、十分に高くなく、改善する必要がある。
【発明の概要】
【０００６】
本開示は、先行技術において存在する諸問題の少なくとも１つを少なくともある程度解決しようとするものである。
【０００７】
この目的のために、本開示の第１の態様は、ステンレス鋼−樹脂複合体を調製する方法を提供することである。前記方法は、ステンレス鋼基板を準備する工程と；溶射によって、前記ステンレス鋼基板の第１の表面にアルミニウム粒子を噴霧し、前記ステンレス鋼基板の前記第１の表面にアルミニウム層を形成する工程と；１０以上のｐＨ値を有するアルカリ性溶液に、前記ステンレス鋼基板を浸漬させて、前記アルミニウム層を除去して多孔質面を形成する工程と；前記ステンレス鋼基板の前記多孔質面に、樹脂組成物を注入して樹脂層を形成する工程と、を含むことができる。
【０００８】
本開示の第２の態様は、ステンレス鋼−樹脂複合体を提供することである。前記ステンレス鋼−樹脂複合体は、上述した方法によって調製することができ、多孔質面を有するステンレス鋼基板と；前記ステンレス鋼基板の前記多孔質面に配置される樹脂層と、を含む。
【０００９】
本開示の実施形態に係るステンレス鋼−樹脂複合体を調製する方法を用いて、溶射の高温度、高速度によってステンレス鋼基板の表面層に、幾つかのアルミニウム粒子を埋め込むことができる。前記ステンレス鋼基板を前記アルカリ性溶液に浸漬すると、前記アルミニウム粒子を除去することができ、且つ複数の独特で不規則な侵食された孔を残すことができ、多孔質面を形成することができる。前記多孔質面における前記複数の侵食された孔は、不規則且つ独特な構造を有することができ、前記ステンレス鋼と前記樹脂との間の接着力を改善するという利点を有し、前記樹脂組成物に対する特定の要件を伴うことなしに、前記樹脂組成物の射出成形がより簡単になり、本開示の実施形態に係る方法の用途を広げることができる。
【００１０】
更に、前記ステンレス鋼基板の表面の特定の領域に、前記アルミニウム粒子を選択的に噴霧することができる。即ち、前記アルミニウム粒子は、前記樹脂組成物を注入する必要がある前記表面の第１の部分にのみ噴霧することができる。例えば、前記樹脂組成物を注入する必要がない前記ステンレス鋼基板の表面の第２の部分（残りの部分）をモールドで覆うことができるので、前記表面の前記第２の部分に、前記アルミニウム粒子が埋め込まれることを防ぐことができる。更に、１０以上のｐＨを有するアルカリ性溶液は、前記表面の前記第２の部分を侵食することができないので、前記表面の前記第２の部分の外観及び前記ステンレス鋼基板の寸法が、影響を受けることがない。更に、製造プロセス中に放出される熱量が低く、前記ステンレス鋼基板の外観に影響を与えることがない。環境に対する汚染がなく、プロセスが簡単であるので、本開示に係るステンレス鋼−樹脂複合体を調製する方法は、大量生産に適している。
【００１１】
本開示の実施形態の更なる態様及び利点については、その一部が下記の記述に示される、下記の記述から部分的に明らかとなる、又は本開示の実施形態の方法から理解されよう。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の実施形態について詳細に述べるが、記載される実施形態の例を図面に示す。図面を参照しつつ本明細書に記載される実施形態は、説明的、例示的であり、本開示の概要を理解するために用いられる。これらの実施形態は、本開示を限定するものと解釈されるものではない。
【００１３】
本開示の第１の態様によれば、ステンレス鋼−樹脂複合体を調製する方法が提供される。前記方法は、ステンレス鋼基板を準備する工程と；溶射によって、前記ステンレス鋼基板の第１の表面にアルミニウム粒子を噴霧し、前記ステンレス鋼基板の前記第１の表面にアルミニウム層を形成する工程と；１０以上のｐＨ値を有するアルカリ性溶液に前記ステンレス鋼基板を浸漬させて、前記アルミニウム層を除去して多孔質面を形成する工程と；前記ステンレス鋼基板の前記多孔質面に、樹脂組成物を注入して樹脂層を形成する工程と、を含むことができる。
【００１４】
樹脂組成物で注入される必要のある表面の一部分等、ステンレス鋼基板の表面の一部分に噴霧工程を行うことができる点に留意されたい。１つの実施形態においては、前記溶射工程は、アルミニウム粒子を前記ステンレス鋼基板の前記表面の第１の部分に噴霧する工程を含む。したがって、前記ステンレス鋼基板の前記表面の前記第２の部分は、影響を受けることがなく、前記表面の前記第２の部分は、後に、研磨、ＣＮＣ工作、又は他の処理で処理される必要がない。本実施形態においては、樹脂組成物が注入される必要がない前記ステンレス鋼基板の前記表面の前記第２の部分は、モールドで覆うことができる。例えば、前記ステンレス鋼基板は、前記ステンレス鋼基板の前記表面の前記第２の部分を覆うことができるように設計されたモールドに置くことができ、次いで前記モールドは、溶射のための溶射装置に置くことができる。したがって、前記ステンレス鋼基板の前記表面の前記第１の部分にのみ、アルミニウム粒子を噴霧することができる。
【００１５】
幾つかの実施形態においては、前記溶射の粒子供給速度は、約３０ｇ／分間〜約１００ｇ／分間であり、好ましくは約６０ｇ／分間〜約８０ｇ／分間である。
【００１６】
幾つかの実施形態においては、前記溶射の噴霧距離（溶射源とステンレス鋼基板の表面との間の距離）は、約３００ミリメートル〜約４２０ミリメートルであり、好ましくは約３４０ミリメートル〜約３９０ミリメートルである。
【００１７】
幾つかの実施形態においては、前記溶射の温度は、約２，０００℃〜約５，０００℃であり、好ましくは約２，６００℃〜約３，０００℃である。前記温度は、灯油及び酸素の流量を調節することで制御することができる。上記範囲内に温度を調節することで、より多くのアルミニウム粒子をステンレス鋼基板の表面層に遥かに深く埋め込むことができ、ステンレス鋼基板と樹脂組成物との間の接着力を改善することができる、より良好な表面構造が形成される。
【００１８】
前記溶射は、特に制限されない。幾つかの実施形態においては、前記溶射は、アーク溶射、プラズマ溶射、及びハイパーソニックフレーム溶射から選択される少なくとも１つを含む。その装置及び操作技術が当業者によく知られていることを考慮して、これらの溶射方法に関する詳細は、本明細書においては省略する。
【００１９】
１つの実施形態においては、前記ステンレス鋼基板上の前記アルミニウム層は、約１００ミクロン〜約４００ミクロンの厚みを有する。１つの他の実施形態においては、前記ステンレス鋼基板に付着した前記アルミニウム層は、約１５０ミクロン〜約２００ミクロンの厚みを有し、これにより原材料の消費量及びコストを低減するだけでなく、後続の処理に有利となり得、更にステンレス鋼−樹脂複合体の性能を最適化することができる。
【００２０】
幾つかの実施形態においては、前記アルミニウム粒子は、約３０ミクロン〜約５０ミクロンの平均直径及び９９重量％超の純度を有する。前記アルミニウム粒子は、市販されている。
【００２１】
本開示の実施形態においては、噴霧工程の後、前記ステンレス鋼基板を室温まで冷却させる。例えば、前記ステンレス鋼基板を溶射装置から取り出し、冷却のために０．５時間〜１２時間室温に置く。
【００２２】
本開示の実施形態においては、噴霧工程の後、幾つかのアルミニウム粒子を前記ステンレス鋼基板の表面層に埋め込むことができ、前記ステンレス鋼基板の表面層に埋め込まれたアルミニウム粒子の上に、幾つかのアルミニウム粒子を堆積させることができる。
【００２３】
１つの実施形態においては、前記アルカリ性溶液のｐＨは、１２超１４未満である。前記ステンレス鋼基板を前記アルカリ性溶液に浸漬させることにより、前記アルミニウム層を除去することができ、複数の侵食された孔を有する多孔質面が形成される。
【００２４】
幾つかの実施形態においては、前記アルカリ性溶液は、可溶性炭酸塩溶液、可溶性アルカリ溶液、可溶性リン酸溶液、可溶性硫酸溶液、及び可溶性ホウ酸溶液から選択される少なくとも１つを含む。例えば、前記アルカリ性溶液は、Ｎａ２ＣＯ３溶液、ＮａＨＣＯ３溶液、ＮａＯＨ溶液、Ｎａ２ＨＰＯ４溶液、Ｎａ３ＰＯ４溶液、ＫＯＨ溶液、ＫＨＣＯ３溶液、Ｋ２ＣＯ３溶液、Ｎａ２ＳＯ３、及びＫ３ＰＯ４溶液から選択される少なくとも１つを含む。幾つかの実施形態においては、前記Ｎａ２ＣＯ３溶液は、約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、前記ＮａＨＣＯ３溶液は、約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、前記ＮａＯＨ溶液は、約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、前記Ｎａ２ＨＰＯ４溶液は、約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、前記Ｎａ３ＰＯ４溶液は、約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、前記ＫＯＨ溶液は、約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、前記ＫＨＣＯ３溶液は、約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、前記Ｋ２ＣＯ３溶液は、約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、前記Ｎａ２ＳＯ３は、約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有し、前記Ｋ３ＰＯ４溶液は、約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有する。幾つかの実施形態においては、前記アルカリ性溶液は、約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有するＮａＯＨ溶液、約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有するＫＯＨ溶液、約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有するＮａ２ＣＯ３溶液、及び約５重量％〜約２０重量％の質量濃度を有するＫ３ＰＯ４溶液から選択される少なくとも１つを含む。幾つかの他の実施形態においては、前記アルカリ性溶液は、約５重量％〜約１５重量％の質量濃度を有するＮａＯＨ溶液、約５重量％〜約１５重量％の質量濃度を有するＫＯＨ溶液、約５重量％〜約１５重量％の質量濃度を有するＮａ２ＣＯ３溶液、及び約５重量％〜約１５重量％の質量濃度を有するＫ３ＰＯ４溶液からなる群から選択される少なくとも１つである。前記アルミニウム層を素早く取り除くことができ、前記ステンレス鋼基板が前記アルカリ性溶液による影響を受けることがなく、前記ステンレス鋼の表面に形成される前記侵食された孔は、優れた孔構造を有することができ、樹脂組成物とステンレス鋼基板との間の結合性を更に最適化できる。得られたステンレス鋼−樹脂複合体は、より良好な引張り強さを有することができ、及びステンレス鋼と樹脂組成物との統合組合せ体がより良好となる。
【００２５】
１つの実施形態においては、前記ステンレス鋼基板は、約１０℃〜約８０℃の温度、好ましくは約３０℃〜約７０℃で前記アルカリ性溶液中に、約１０分間〜約１２０分間、好ましくは約１０分間〜約６０分間浸漬される。
【００２６】
幾つかの実施形態においては、前記ステンレス鋼基板は、前記アルカリ性溶液に１回より多くの回数浸積され、前記方法は、各浸漬後に、前記ステンレス鋼基板を脱イオン水で洗浄することを更に含む。１つの実施形態においては、前記ステンレス鋼基板は、２〜５回浸漬される。
【００２７】
本開示の実施形態においては、前記複数の侵食された孔は、不規則な侵食された孔である。これらの孔は、前記ステンレス鋼基板とこれらの孔に注入される前記樹脂組成物との間の接着力を改善することができる独特の構造を有する。
【００２８】
具体的には、注入工程は、多孔質面を有するステンレス鋼基板をモールドに置いて、樹脂組成物を前記多孔質面に注入し、前記樹脂組成物を前記ステンレス鋼基板と統合してステンレス鋼−樹脂複合体を得ることで行われる。
【００２９】
当業者であれば、ステンレス鋼基板の多孔質面に樹脂組成物を注入し、ステンレス鋼−樹脂複合体を形成することは、本開示の特定の実施形態の１つに過ぎず、本開示の範囲から逸脱することなく、他の如何なる統合方法も、ステンレス鋼−樹脂複合体を形成するために適用できることが理解されよう。
【００３０】
幾つかの実施形態においては、前記多孔質面に樹脂組成物を注入する工程は、下記条件下で行われる：ノズル温度約２００℃〜約３５０℃；モールド温度約５０℃〜約２００℃。幾つかの実施形態においては、注入される樹脂組成物の重さは、約０．１グラム〜約１，０００グラムである。注入工程が行われた後、樹脂層は、ステンレス鋼基板の表面に形成することができ、前記樹脂層は、約０．１ミリメートル〜約１０ミリメートルの厚みを有することができる。
【００３１】
幾つかの実施形態においては、前記方法は、アルミニウム粒子を噴霧する前に、前記ステンレス鋼基板の前記第１の表面を前処理する工程を更に含む。前処理方法は、当業者に知られた、一般に用いられる前処理プロセスのいずれであってもよく、下記の工程を通常含む：金属基板を研磨し、前記ステンレス鋼基板の表面にある明らかな異物を除去する工程；次いで前記ステンレス鋼基板の表面に付着した油を除去し、前記ステンレス鋼基板を清浄する工程。１つの実施形態においては、前記前処理方法は、研磨、例えば、１００〜４００メッシュの紙やすり又は研磨機を用いてステンレス鋼基板の表面を研磨し、前記ステンレス鋼基板の表面にミクロンスケールの孔を形成すること；油の除去、第１の水洗、吹き付け加工、第２の水洗、及び約６０℃〜約８０℃の温度での乾燥、を含む。エチルアルコール又はアセトン等、一般的な溶媒を各種用いて、約０．５時間〜約２時間、前記ステンレス鋼基板を洗浄することによって、前記油を除去することができる。１つの実施形態においては、無水エチルアルコールを用いて前記油を取り除き、水で洗浄した後、前記ステンレス鋼基板は吹き付け加工され、これによって溶射工程間の前記アルミニウム粒子の侵食深さを上げることができ、その後、脱イオン水で洗浄し、６０℃〜約８０℃の温度で乾燥させる。
【００３２】
前記ステンレス鋼基板は、特に限定されず、市販されている一般に用いられるステンレス鋼基板であることができる。また、前記ステンレス鋼基板の形状及び構造も特に限定されず、前記ステンレス鋼基板の形状及び構造は、機械的処理によって得ることができる。
【００３３】
本開示の幾つかの実施形態によれば、前記樹脂組成物は、特に限定されない。前記樹脂組成物は、前記ステンレス鋼基板と組み合わせてステンレス鋼−樹脂複合体を形成することができれば如何なる樹脂組成物であってもよい。
【００３４】
１つの実施形態においては、前記樹脂組成物は、熱可塑性樹脂を含む。
【００３５】
幾つかの実施形態においては、前記熱可塑性樹脂は、マトリックス樹脂及びポリオレフィン樹脂を含む。幾つかの実施形態においては、前記マトリックス樹脂は、非結晶性樹脂である。先行技術における高結晶性樹脂よりも表面光沢及び靭性が高い、前記非結晶性樹脂を前記マトリックス樹脂として、約６５℃〜約１０５℃の融点を有するポリオレフィン樹脂と共に用いることで、特定のモールド温度を用いて注入プロセスを行う必要がなく、結果として、注入工程が簡略化され、得られたステンレス鋼−樹脂複合体は、消費者からの様々な要求を充たすために、表面装飾における諸問題を解決することができる、より良好な機械的強度及び表面特性を有することができる。
【００３６】
更に、約６５℃〜約１０５℃の融点を有するポリオレフィン樹脂と共に非結晶性樹脂（マトリックス樹脂）の樹脂組成物を用いることで、樹脂組成物がナノスケール孔（侵食孔）に流入することを容易にし、その結果、得られたステンレス鋼−樹脂複合体は、樹脂層とステンレス鋼基板との間で、優れた接着力及び機械的強度を有することができる。
【００３７】
本開示の１つの実施形態においては、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対し、前記熱可塑性樹脂は、約７０重量部〜約９５重量部の前記マトリックス樹脂及び約５重量部〜約３０重量部の前記ポリオレフィン樹脂を含む。
【００３８】
幾つかの実施形態においては、前記熱可塑性樹脂は、流動性改良剤、好ましくは環状ポリエステルを含むことができる。前記流動性改良剤を用いることで、前記熱可塑性樹脂の流動性を改善することができ、下記の射出成形工程を促進し、それに応じて前記樹脂組成物と前記ステンレス鋼基板との間の接着力を改善することができる。前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して、前記熱可塑性樹脂は、約１重量部〜約５重量部の前記流動性改良剤を含むことが好ましい。
【００３９】
本開示によれば、前記マトリックス樹脂は、非結晶性樹脂である。幾つかの実施形態においては、前記マトリックス樹脂は、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）とポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）との混合物を含む。１つの実施形態においては、前記ＰＰＯの前記ＰＰＳに対する重量比が３：１〜１：３であり、好ましくは２：１〜１：１である。
【００４０】
幾つかの実施形態においては、前記マトリックス樹脂は、ＰＰＯとポリアミド（ＰＡ）との混合物を含む。１つの実施形態においては、前記ＰＰＯの前記ＰＡに対する重量比が、３：１〜１：３であり、好ましくは２：１〜１：１である。
【００４１】
幾つかの実施形態においては、前記マトリックス樹脂は、ポリカーボネートを含む。前記ポリカーボネートは特に限定されず、例えば、前記ポリカーボネートは、各種の直鎖ポリカーボネートであることができる。
【００４２】
本開示の幾つかの実施形態によれば、前記ポリオレフィン樹脂は、約６５℃〜約１０５℃の融点を有する。１つの実施形態によれば、前記ポリオレフィン樹脂は、グラフト化ポリエチレンを含む。１つの他の実施形態においては、前記グラフト化ポリエチレンは、約１００℃〜約１０５℃の融点を有する。
【００４３】
本開示の幾つかの実施形態によれば、前記樹脂組成物は、他の添加剤を含むことができる。実際の要求に応じて前記添加剤を選択することができ、特に限定されない。例えば、１つの実施形態においては、前記樹脂組成物に求められる線膨張率を付与するために、前記樹脂組成物は、更にフィラーを含む。前記フィラーは、繊維フィラー又は無機粒子フィラー等、当業者に知られた一般的なフィラーであれば如何なるものでもよい。幾つかの実施形態においては、前記繊維フィラーは、ガラス繊維、炭素繊維、及び芳香族ポリアミド繊維から選択される少なくとも１つを含み、前記無機粒子フィラーは、二酸化ケイ素、タルカン粒子、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、重硫化バリウム、ガラス、及びカオリンからなる群から選択される少なくとも１つを含む。幾つかの実施形態によれば、前記ステンレス鋼基板と同様の横方向及び縦方向における線膨張率を前記樹脂組成物に付与するために、前記マトリックス樹脂は、前記マトリックス樹脂１００重量部に対して、約５０重量部〜約１５０重量部の前記繊維フィラーと、約５０重量部〜約１５０重量部の前記無機粒子フィラーを含むことができる。
【００４４】
本開示のステンレス鋼−樹脂複合体を調製する方法によれば、樹脂組成物は、マトリックス樹脂とポリオレフィン樹脂を混合又はブレンドをすることによって形成される。前記樹脂組成物を形成する混合又はブレンド方法は、当業者に知られた一般的な方法とすることができ、例えば、マトリックス樹脂とポリオレフィン樹脂を均一に混合し、その後、二軸スクリュー押出機によって押し出して樹脂組成物を形成する。
【００４５】
本開示の実施形態に係るステンレス鋼−樹脂複合体を調製する方法を用いると、先行技術と比較して、製造プロセスが簡略化され、ステンレス鋼−樹脂複合体の製造時間が短縮される。更に、本開示の実施形態に係るステンレス鋼−樹脂複合体は、先行技術と比較して、樹脂組成物とステンレス鋼基板との間におけるより良好な接着力及びより良好な引張りせん断強さを有することができる。
【００４６】
本開示の第２の態様によれば、上述の方法によって調製されるステンレス鋼−樹脂複合体が提供される。前記ステンレス鋼−樹脂複合体は、多孔質面を有するステンレス鋼基板と、前記ステンレス鋼基板の前記多孔質面に置かれる樹脂層とを含む。前記樹脂層は、樹脂組成物を含み、前記樹脂組成物は特に限定されない。即ち、前記樹脂組成物は、ステンレス鋼基板とステンレス鋼−樹脂複合体を形成することができる樹脂組成物であれば如何なるものでもよい。
【００４７】
本開示の実施形態に係るステンレス鋼−樹脂複合体は、直接用いてもよいし、実際の要求に応じて他の用途で用いるために、ＣＮＣ工作又は噴霧等、幾つかの後処理に付してもよい。
【実施例】
【００４８】
本開示を更に下記の実施例によって説明する。
【００４９】
実施例１
１）前処理
厚み１ｍｍのステンレス鋼板（３０４シリーズ）を１５ｍｍ×８０ｍｍの矩形片に切断した。その後、これらのステンレス鋼板片を研磨機で研磨した。研磨後、これらのステンレス鋼板片を無水エチルアルコールで洗浄した。その後、これらの無水エチルアルコールで洗浄した片に研磨剤の吹き付け加工をし、脱イオン水で洗浄し、８０℃で乾燥した。
【００５０】
２）表面処理
その後、非注入領域を覆うために、これらのステンレス鋼板片をモールドに置いた。前記ステンレス鋼板の一端の１５ｍｍ×５ｍｍ領域は、モールドで覆われていない。その後、モールドを超音速溶射装置に置き、ステンレス鋼基板の非被覆表面に、２２Ｌ／時間の灯油流量、９３０Ｌ／分間の酸素流量、７５ｇ／分間の粒子供給速度、及び３７０ミリメートルの噴霧距離で、純度９９．５重量％及び平均直径３０ミクロンのアルミニウム粒子を溶射した。ステンレス鋼板の非被覆表面に形成されたアルミニウム層は、１００ミクロンの厚みを有する。その後、これらのステンレス鋼板片を超音速溶射装置から取り出し、完全に冷却するために室温で２時間置いた。その後、これらのステンレス鋼板片を、ステンレス鋼板に付着したアルミニウム粒子が完全に溶解し、多孔質面となるまで、２０重量％のＮａＯＨ溶液中に３０℃で１時間浸漬し、その後、これらのステンレス鋼版片を取り出して、水で洗浄し、８０℃で乾燥した。
【００５１】
３）成形
最後に、これらの乾燥させたステンレス鋼板片をそれぞれ射出成形モールドに挿入し、その後、ＰＰＳ樹脂組成物（２０重量％のガラス繊維を含む）をステンレス鋼板の多孔質面の上に注入した。これらのステンレス鋼板片をモールドから除去し、冷却した後、ステンレス鋼−樹脂複合体Ｓ１を得た。
【００５２】
実施例２
実施例２のステンレス鋼−樹脂複合体を調製する方法は、次の相違点：工程２）において、アルミニウム粒子が５０ミクロンの平均直径であったことを除いて、実施例１と実質的に同一の工程を含む。ステンレス鋼−樹脂複合体Ｓ２を得た。
【００５３】
実施例３
実施例３のステンレス鋼−樹脂複合体を調製する方法は、次の相違点：工程２）において、ステンレス鋼板の表面に形成されたアルミニウム層が２００ミクロンの厚みであったことを除いて、実施例１と実質的に同一の工程を含む。ステンレス鋼−樹脂複合体Ｓ３を得た。
【００５４】
実施例４
実施例４のステンレス鋼−樹脂複合体を調製する方法は、次の相違点：工程２）において、粒子供給速度が１００ｇ／分間であったことを除いて、実施例１と実質的に同一の工程を含む。ステンレス鋼−樹脂複合体Ｓ４を得た。
【００５５】
実施例５
実施例５のステンレス鋼−樹脂複合体を調製する方法は、次の相違点：工程２）において、噴霧距離が３２０ミリメートルであったことを除いて、実施例１と実質的に同一の工程を含む。ステンレス鋼−樹脂複合体Ｓ５を得た。
【００５６】
比較例１
１）前処理
厚み１ｍｍのステンレス鋼板（３０４シリーズ）を１５ｍｍ×８０ｍｍの矩形片に切断した。その後、これらのステンレス鋼板片を研磨機で研磨した。研磨後、これらのステンレス鋼板片を無水エチルアルコールで洗浄した。その後、これらの無水エチルアルコールで洗浄した片に研磨剤の吹き付け加工をし、脱イオン水で洗浄し、８０℃で乾燥した。
【００５７】
２）表面処理
その後、これらのステンレス鋼板片を２０重量％のＮａＯＨ溶液中に、３０℃で１時間置いた。その後、ステンレス鋼板片をＮａＯＨ溶液から取り出し、水で洗浄し、８０℃で乾燥した。
【００５８】
３）成形
最後に、これらのステンレス鋼板片を射出成形モールドに挿入し、これらのステンレス鋼板片にＰＰＳ樹脂組成物（２０重量％のガラス繊維を含む）を射出成形した。これらのステンレス鋼板片をモールドから除去し、冷却した後、ステンレス鋼−樹脂複合体ＤＳ１を得た。
【００５９】
比較例２
１）前処理
厚み１ｍｍのステンレス鋼板（３０４シリーズ）を１５ｍｍ×８０ｍｍの矩形片に切断した。その後、研磨機でこれらのステンレス鋼板片を研磨した。研磨後、これらのステンレス鋼板片を無水エチルアルコールで洗浄した。その後、これらの無水エチルアルコールで洗浄した片に研磨剤の吹き付け加工をし、脱イオン水で洗浄し、８０℃で乾燥した。
【００６０】
２）表面処理
工程１）の後、これらのステンレス鋼板片を１０重量％Ｈ２ＳＯ４溶液に７０℃で１時間置き、その後、Ｈ２ＳＯ４溶液から取り出し、水で洗浄し、８０℃で乾燥した。
【００６１】
３）成形
工程２）の後、これらのステンレス鋼板片を射出成形モールドに挿入し、これらのステンレス鋼板片にＰＰＳ樹脂（２０重量％のガラス繊維を含む）で射出成形した。これらのステンレス鋼板片をモールドから除去し、冷却した後、ステンレス鋼−樹脂複合体ＤＳ２を得た。
【００６２】
性能試験
１）接着力
ステンレス鋼−樹脂複合体Ｓ１〜Ｓ５、ＤＳ１、及びＤＳ２を万能材料試験機に固定し、引張試験を行った。試験結果のせん断破壊力をステンレス鋼板と樹脂との間の接着力とした。試験結果を表１に示す。
【００６３】
２）非注入領域（樹脂組成物で注入される必要がないステンレス鋼基板の表面）の外観：
【００６４】
未処理のステンレス鋼板Ｓ０と比較して、ステンレス鋼−樹脂複合体Ｓ１〜Ｓ５、ＤＳ１、及びＤＳ２を標準光条件Ｄ６５の下で観察した。サンプルと目との距離は、３０センチメートルとした。観察結果を表１に記録する。
【００６５】
【表１】
2016503835.tif 000002
【００６６】
本開示に係るステンレス鋼−樹脂複合体によれば、前記ステンレス鋼−樹脂複合体は、ステンレス鋼と樹脂との間で良好な接着力を示した。樹脂組成物が特に限定されないので、前記ステンレス鋼−樹脂複合体は、より広い用途を有し得る。
【００６７】
更に、アルミニウム粒子を、ステンレス鋼基板の表面の特定の領域に、選択的に噴霧することができる。即ち、アルミニウム粒子を、樹脂組成物と結合される前記表面の前記第１の部分にのみ噴霧することができ、前記表面の前記第２の部分はモールドで覆うことができる。したがって、前記表面の前記第２の部分に、アルミニウム粒子が埋め込まれることを防ぐことができる。更に、アルカリ性溶液は、前記表面の前記第２の部分を侵食することがないので、前記表面の前記第２の部分の外観及びステンレス鋼基板の寸法が影響を受けることがない。更に、製造プロセス中に放出される熱量が低く、ステンレス鋼基板の外観に影響を与えることがない。また、環境に対する汚染がなく、プロセスが簡単であるので、本開示に係るステンレス鋼−樹脂複合体を調製する方法は、大量生産に適している。
【００６８】
説明的な実施例を示し、記載してきたが、上記実施例を本開示を限定するように解釈することはできず、実施例における、本開示の精神、原理、及び範囲から逸脱することなく、変更、代替、及び改変を為すことが可能であることが当業者によって理解されよう。
【国際調査報告】
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