[发明专利]金属的表面处理方法及具有由此而得的表面的金属构件无效

专利信息
申请号: 99105761.9 申请日: 1999-04-15
公开(公告)号: CN1240239A 公开(公告)日: 2000-01-05
发明(设计)人: 川口纯;饭塚浩之 申请(专利权)人: 日本巴卡莱近估股份有限公司
主分类号: C23F1/00 分类号: C23F1/00
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 代理人: 严舫
地址: 日本国*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 金属 表面 处理 方法 具有 由此 金属构件
【说明书】:

发明是有关于金属表面的防止光线、防止刺伤眼睛、提高与其他构件的粘接性、或扩大表面积等为目的,使适用于可将该表面粗面化或粗糙化的情形的金属的表面处理方法,例如使用金属及有机高分子物质等粘接而具有优越性的表面处理方法。又,本发明是有关具有由该表面处理方法而得的表面的金属构件。

通常,为使金属构件牢固地粘接有机高分子物质等而于金属构件侧面上施加表面处理有下述二种方法。第一为使其具有与有机高分子物质间的粘接的楔子效果,以机械性方式或化学性方式使金属构件表面粗糙化并于该表面上形成凹凸(粗面化)方法,第二为金属构件表面上采用化学或物理方法事先形成金属构件与有机高分子物质的间有良好粘着性的第三物质层(被膜)的方法。

第一方法之中,机械方式是如喷砂法所代表,以高速度将氧化铝、碳化硅、氮化硅类的陶瓷类硬质微粒子喷雾至金属构件表面以形成所期待的精糙度的凹凸表面的方法,此方法藉由增加金属构件表面与有机高分子物质间的实质粘接面积,及利用能满足与凹部粘接的有机高分子物质的可得曲率效应(curvature effect),而得到牢固的粘接强度。

然而,此机械方式在对象金属构件为板状的薄物的情况下由于会伴随着形状变化并不适用,且于复杂形状的构件的情况下欲使表面均匀地粗面化亦有其困难等缺点存在。再者,对可适用机械性方法的金属构件表面,表面氧化物等是同时予以去除使成活性,随着时间的经过发生金属表面氧化,徐徐使粘接性丧失,故在表面处理后须立即进行与有机高分子物质的粘接,对制程上有较大的限制。

第一方法中,化学方法是使对象金属构件表面与盐酸、硫酸或硝酸等酸接触,藉由化学腐蚀性蚀刻该表面,是与机械性方法同样的能使金属构件表面粗面化的方法。一般,金属表面,由于金属组织不同或结晶粒界的存在而呈化学上不均匀,若依各该方法时,使活性的部分受优先的蚀刻,而形成凹凸。然而,此方法因大受作为对象的金属构件表面的化学性质影响,故依该金属的种类而异,未能达到期待粗面化的效果,且若条件设定错误时则刻意形成的凹凸会再予侵蚀再消失,故在工业规模上欲予控制是有困难的。因此,一般而言与前述的机械方法比较时,较难获得明显的凹凸表面。

另一方面,在第二方法之于金属构件的表面形成被膜的方法,可举出有:对钢铁及锌系材料的磷酸盐处理、对铝系材料的铬酸盐处理及防蚀铝处理、对铝系材料的氧化铜处理等的化学性被膜形成方法,再者对金属材料的选择性较少的方法则有利用硅烷偶合剂涂布处理等的物理性被膜形成方法。

此等方法因以任一种被膜被覆金属表面之故,与前述机械性方法比较,金属构件表面是在化学上呈不活性,表面处理后的处理性的自由度需较大,即使粘接有机高离子物质等之后耐蚀性亦较优越等等附带的优点较大。尤其,在前述化学方法,形成被膜金属构件表面受侵蚀,某种程度的粗面化乃可予期待,此效果亦有助于与机高分子物质的粘接强度的提高。

再者,在前述磷酸盐处理或氧化铜处理方面,伴随着被膜形成的材料金属受侵蚀,所形成的被膜是由亚微米(submicron)至数十微米(μm)级的粒径的结晶所构成,由于形成有与前述第一方法同样的表面的凹凸,故被膜本身不仅与有机高分子物质等的粘接性优越,亦被视作可期待机械性的粘接效果。

然而,若将金属表面的粗面化予以优先蚀刻为目的时,则所形成的被膜呈粗大化且被膜本身的强度会降低,故利用此等方法的粘接强度有其界限。亦即,使金属构件的表面粗糙化的较合适条件,另一方面由于会成为伴随所形成的被膜的强度的降低的条件之故,不仅与有机高分子物质等的粘接性有其界限,欲发现最适条件也是困难的。因此,第二方法是适于涂装类的用途,惟如与橡胶等的粘接或与其他构件间的粘接,在与有机高分子物质等的接合后,于剪断应力或撕离应力等作用的用途方面,其粘接强度则并足够。因此,因应于目的的粘接强度,以与前述第一方法分开使用即为现状。

另一方面,在物理性被膜形成方法,例如利用硅烷偶合剂涂布的处理的情形,因仅物理性方式涂布硅烷偶合剂于金属构件表面上,故与前述的化学性处理相较,材料的选择性较少,惟所得的被膜是极薄膜,未能形成机械性的凹凸,与有机高分子物质的粘接强度则较难期待。

如此,在第一方法中,机械性凹凸形成方法在对象物的形状及制程上有其限制,而第一方法之中,化学性凹凸形成方法方面则有凹凸形成能力较机械性方法低劣的缺点。又,于形成第二被膜的方法,在处理条件及粘接强度的界限方面有其限制,而同时能满足此等要求的表面处理方法则尚未被发现。

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