特許 6912316 樹脂金属複合体の解体方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6912316

(24)【登録日】2021年7月12日

(45)【発行日】2021年8月4日

(54)【発明の名称】樹脂金属複合体の解体方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 65/76 20060101AFI20210727BHJP

   B29C 65/48 20060101ALI20210727BHJP

【ＦＩ】

   B29C65/76

   B29C65/48

【請求項の数】1

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-149424(P2017-149424)

(22)【出願日】2017年8月1日

(65)【公開番号】特開2019-25842(P2019-25842A)

(43)【公開日】2019年2月21日

【審査請求日】2020年2月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】香川 博之

(72)【発明者】

【氏名】北條 房郎

(72)【発明者】

【氏名】石井 利昭

(72)【発明者】

【氏名】近藤 剛資

(72)【発明者】

【氏名】諏訪 雄二

【審査官】 國方 康伸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１７０９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２０８４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７８２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５０３６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０２８４４４９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−２４０１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１１８０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０９４７０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ６５／００−６５／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属部材と、当該金属部材と接合しているとともに、当該金属部材の表面に存在する第１官能基に対し可逆的に解離及び結合可能な動的共有結合を有する樹脂部材と、を備え、前記金属部材と前記樹脂部材とは、前記樹脂部材の表面に存在する第２官能基と、前記第１官能基との間で前記動的共有結合を形成することで接合している樹脂金属複合体を解体する方法であって、
前記金属部材と前記樹脂部材との接合部分を加熱し、前記金属部材と前記樹脂部材との接合を解くことで、前記第１官能基と前記第２官能基との間に形成された前記動的共有結合を切断し、前記金属部材と前記樹脂部材とを分離して前記樹脂金属複合体を解体することを特徴とする、樹脂金属複合体の解体方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂金属複合体の解体方法に関する。

【背景技術】

【0002】

環境規制や省エネ対応に伴い、自動車、航空機、鉄道車両等、移動体の軽量化が進められている。中でも、従来金属が用いられていた部材を、樹脂（繊維を含む繊維強化樹脂（ＦＲＰ）でもよい、以下同じ）により構成された樹脂部材で作製し、軽量化を図る試みが盛んに行われている。しかしながら、樹脂部材のみでは強度や耐久性等の点が不十分であることが多い。そこで、前記の樹脂部材と金属により構成された金属部材とを備え、これらが接合された樹脂金属複合体として構成されることが多い。樹脂金属複合体では、使用時には部材間が強固に接合（接着を含む概念である）する。

【0003】

樹脂部材と金属部材とを接合する技術として、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、強化繊維とマトリックス樹脂からなる繊維強化プラスチック成型体の少なくとも１つの表面にアルミニウムシートを接合したアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体であり、該アルミニウムシートの少なくとも繊維強化プラスチックに接する面が、化学的に粗化されており、該粗化層の厚みが２μｍ未満であるアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体が記載されている。また、前記マトリックス樹脂成分が主に限界酸素指数が２５以上であり、軟化温度が２００℃以上である難燃耐熱スーパーエンプラ樹脂であるアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−１４８１１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の技術では、樹脂部材と接合する金属部材の表面において粗面化がなされることで、樹脂部材と金属部材との接合強度が高められるとしている（特に、特許文献１の段落００１５参照）。ここで、近年の環境規制等の観点から、使用済等の理由により廃棄された樹脂金属複合体については、樹脂部材と金属部材とに分離して解体されることが好ましい。このようにすることで、その後のリサイクル処理が容易になる。

【0006】

しかし、特許文献１に記載の樹脂金属複合体では、解体性については考慮されていない。即ち、特許文献１に記載の技術では、樹脂部材と金属部材との高い接合強度と相俟って、樹脂金属複合体を樹脂部材と金属部材とに分離して解体することが難しい可能性がある。

【0007】

本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、高い接合強度と高い解体性とを両立可能な樹脂金属複合体の解体方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者らは前記の課題を解決するために鋭意検討を行った。その結果、以下の知見を見出して本発明を完成させた。即ち、本発明の要旨は、金属部材と、当該金属部材と接合しているとともに、当該金属部材の表面に存在する第１官能基に対し可逆的に解離及び結合可能な動的共有結合を有する樹脂部材と、を備え、前記金属部材と前記樹脂部材とは、前記樹脂部材の表面に存在する第２官能基と、前記第１官能基との間で前記動的共有結合を形成することで接合している樹脂金属複合体を解体する方法であって、前記金属部材と前記樹脂部材との接合部分を加熱し、前記金属部材と前記樹脂部材との接合を解くことで、前記第１官能基と前記第２官能基との間に形成された前記動的共有結合を切断し、前記金属部材と前記樹脂部材とを分離して前記樹脂金属複合体を解体することを特徴とする、樹脂金属複合体の解体方法に関する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、高い接合強度と高い解体性とを両立可能な樹脂金属複合体の解体方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第一実施形態の樹脂金属複合体の斜視図である。

【図2】第一実施形態の樹脂金属複合体における、樹脂部材の官能基と金属部材の官能基との作用を示す図であり、樹脂部材と金属部材とが接合している状態を示す図である。

【図3】第一実施形態の樹脂金属複合体を製造する方法である。

【図4】第一実施形態の樹脂金属複合体を製造する際に使用される樹脂部材及び金属部材の表面構成を説明する図である。

【図5】第一実施形態の樹脂金属複合体を解体する方法である。

【図6】第二実施形態の樹脂金属複合体の斜視図である。

【図7】第三実施形態の樹脂金属複合体の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を適宜参照しながら、本発明を実施するための形態（本実施形態）を説明する。なお、各図において同じ部材については同じ符号を付すものとし、重複する説明は省略する。

【0012】

図１は、第一実施形態の樹脂金属複合体１０の斜視図である。樹脂金属複合体１０は、可逆的に解離及び結合する共有結合（以下、動的共有結合という）を有する樹脂部材１と、金属部材２とを備えて構成される。樹脂部材１と金属部材２とは、樹脂部材１の表面に存在する官能基と金属部材２の表面に存在する官能基との間で動的共有結合が形成されることで、接合している。

【0013】

樹脂部材１としては、硬化時にエステル結合を形成するモノマー、又はモノマー骨格としてのエステル結合を含む構造であることが好ましい。硬化時にエステル結合を形成するモノマーとしては、例えば多官能のエポキシ基を有するエポキシ化合物のほか、カルボン酸無水物又は多価カルボン酸から成ることが好ましい。多官能のエポキシ基を有するエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールＡ型樹脂、ノボラック型樹脂、脂環式樹脂、グリシジルアミン樹脂が好ましい。エポキシ化合物のさらなる具体例としては、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルフェノール、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル、レゾシノールジグリシジルエーテル、ヘキサヒドロビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル、ダイマー酸ジグリシジルエステル、トリグリシジルイソシアヌレート、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、クレゾールノボラックポリグリシジルエーテル、テトラブロムビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールヘキサフロロアセトンジグリシジルエーテル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【0014】

カルボン酸無水物又は多価カルボン酸の例としては、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、３−ドデセニル無水コハク酸、オクテニルコハク酸無水物、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ドデシル無水コハク酸、無水クロレンディック酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビス（アンヒドロトリメート）、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、無水トリメリット酸、ポリアゼライン酸無水物、エチレングリコール ビスアンヒドロトリメリテート、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸、４−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸、多価脂肪酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【0015】

また、樹脂部材１は、ヒドロキシル基、エステル基及び２つ以上のビニル基を有するビニルモノマー、及び、そのビニルモノマーを重合させる重合開始触媒を含んでもよい。

【0016】

ビニルモノマーの具体例としては、２−ヒドロキシメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、ジビニルエチレングリコール、モノメチルフマレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、エチル２−（ヒドロキシメチル）アクリレート、グリセロールジメタクリレート、アリルアクリレート、メチルクロトネート、メチルメタクリレート、メチル３，３−ジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリラート、エチレングリコールジメタクリラート、トリエチレングリコールジメタクリラート、ジメチルフマレート、フマル酸、１，４−ブタンジオールジメタクリラート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリラート、１，３−ブタンジオールジメタクリラート、テトラエチレングリコールジメタクリラート、テトラエチレングリコールジアクリラート、ビニルクロトネート、クロトン酸無水物、マレイン酸ジアリル、ネオペンチルグリコールジアクリラート、ネオペンチルグリコールジメタクリラート、トリメチロールプロパントリアクリラート、トリメチロールプロパントリメタクリラート、ビスフェノールＡグリセロラートジメタクリラート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【0017】

重合開始触媒としては、過酸化物重合開始剤、アゾ化合物重合開始剤等が挙げられ、具体例として２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチル−４−メトキシバレロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）等のアゾ化合物、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジ−ｔ−ヘキシルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド類、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン等のパーオキシケタール類、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、ｔ−ヘキシルパーオキシネオデカノエート等のパーオキシエステル類、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ヘキシルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、ジ−ｎ−プロピルペルオキシジカーボネート、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジ−２−エチルヘキシルペルオキシジカーボネート等のペルオキシカーボネート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【0018】

また、樹脂部材１には、動的共有結合の組み換えを生じさせる（結合する官能基を変化させる）エステル交換反応触媒が通常は含まれる。エステル交換反応触媒としては、混合物中で均一に分散し、エステル交換反応を促進するものであることが好ましい。例えば、酢酸亜鉛（II）、亜鉛（II）アセチルアセトナート、ナフテン酸亜鉛（II）、アセチルアセトン鉄（III）、アセチルアセトンコバルト（II）、アセチルアセトンコバルト（III）、アルミニウムイソプロポキシド、チタニウムイソプロポキシド、メトキシド（トリフェニルホスフィン）銅（Ｉ）錯体、エトキシド（トリフェニルホスフィン）銅（Ｉ）錯体、プロポキシド（トリフェニルホスフィン）銅（Ｉ）錯体、イソプロポキシド（トリフェニルホスフィン）銅（Ｉ）錯体、メトキシドビス（トリフェニルホスフィン）銅（II）錯体、エトキシドビス（トリフェニルホスフィン）銅（II）錯体、プロポキシドビス（トリフェニルホスフィン）銅（II）錯体、イソプロポキシドビス（トリフェニルホスフィン）銅（II）錯体、トリス（２，４−ペンタンジオナト）コバルト（III）、ナフテン酸コバルト（II）、ステアリン酸コバルト（II）、二酢酸すず（II）、ジ（２−エチルヘキサン酸）すず（II）、Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−アミノピリジン、ジアザビシクロウンデセン、ジアザビシクロノネン、トリアザビシクロデセン、トリフェニルホスフィン、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【0019】

また、図１に示す樹脂部材１としては、動的共有結合を有する架橋成分を導入した熱可塑型樹脂であってもよい。使用可能な熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルクロライド、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、この熱可塑性樹脂に含まれる架橋成分としては、アルコキシアミン骨格、ジアリールビベンゾフラン骨格、ジオキサボラン骨格を有するものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【0020】

さらに、樹脂部材１は繊維を含んでいてもよい。即ち、樹脂部材１は、動的共有結合を有する繊維強化樹脂（ＦＲＰ）であってもよい。樹脂部材１が繊維を含むことで、樹脂部材１の強度及び剛性を向上させることができる。

【0021】

樹脂部材１に含有可能な繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等が挙げられ、一方向の連続繊維、連続繊維の織物、短繊維、長繊維のいずれでもよい。繊維を含む樹脂部材１を作製する方法としては、樹脂を含浸させた繊維を重ねて加圧及び加熱する方法、繊維を敷いた金型内に樹脂を注入して加熱する方法、樹脂中に繊維を混練して射出成型する方法等が挙げられる。

【0022】

さらに、樹脂部材１としては、繊維を含んだ樹脂（繊維強化樹脂）を複数枚重ねてもよい。樹脂部材１は、前記のように動的共有結合を有する樹脂である。そのため、従来の熱硬化性樹脂を用いた繊維強化樹脂とは異なり、硬化後であっても、加熱することで、複数重ねた繊維強化樹脂間で樹脂同士が化学的に結合する。これにより、繊維強化樹脂間の強度を向上させることができる。

【0023】

前記の図１に示す樹脂金属複合体１０に備えられる金属部材２は、例えば自動車、航空機、鉄道車両等に使用される金属であり、例えばアルミニウム、鉄等の金属の単体又はその金属を含む化合物のほか、例えばステンレス（ＳＵＳ３０４等）等の合金でもよい。

【0024】

金属部材２の形状は、前記の図１では平板状であるが、金属部材２は任意の形状に加工又は成形したものを使用することができる。また、予め加工又は成形した金属部材２を使用して樹脂金属複合体１０を製造するようにしてもよいし、例えば平板状の金属部材２を平板状の樹脂部材１と張り合わせて得られた樹脂部材１と金属部材２との一体物を任意に加工又は成形したものとすることができる。

【0025】

また、金属部材２の表面には、補助的に、自然酸化又は酸化処理が施されてもよい。自然酸化又は酸化処理が施されることにより、金属部材２の表面に水酸基を確実に導入することができる。そして、これにより、導入された水酸基と樹脂部材１とが化学的に結合する際、即ちエステル交換反応が生じる際、金属部材２の表面の水酸基とエステル基とが反応することで、樹脂部材１と金属部材２とがより強固に接着する。なお、金属部材２の表面は、通常は酸化されることから、水酸基が存在する。そのため、意図的に酸化処理を行わなくても、動的共有結合を利用して、樹脂部材１と金属部材２とを接合することができる。

【0026】

なお、樹脂部材１と金属部材２とは、接合を補強するために、ボルト、ビス、リベット等を使用してこれらを圧着させることができる。

【0027】

図２は、第一実施形態の樹脂金属複合体１０における、樹脂部材１の官能基と金属部材２の官能基との作用を示す図であり、樹脂部材１と金属部材２とが接合している状態を示す図である。樹脂部材１は、前記のように、動的共有結合を有する。具体的には、この図２に示す例では、樹脂部材１を構成するカルボキシル基と、金属部材２を構成するヒドロキシル基との間でエステル結合が形成されることで、樹脂部材１と金属部材２とが接合している。そして、このエステル結合が前記の動的共有結合であり、図２に示す二重波線部で可逆的に切断（及び結合）されるものである。

【0028】

図３は、第一実施形態の樹脂金属複合体１０を製造する方法である。樹脂金属複合体１０は、例えば平板状の樹脂部材１と、平板状の金属部材２とを重ね合わせた後、加熱することで、製造される。ここで、樹脂部材１及び金属部材２のそれぞれの表面構成について、図４を参照しながら説明する。

【0029】

図４は、第一実施形態の樹脂金属複合体１０を製造する際に使用される樹脂部材１及び金属部材２の表面構成を説明する図である。樹脂部材１の表面には、動的共有結合として、エステル基を構成するＣ−Ｏ結合（図４における二重波線部）の部分で可逆的に切断（及び結合）可能なエステル結合が複数存在する。なお、この結合は、例えば加熱されることで切断される。一方で、金属部材２の表面には、水酸基が存在する。

【0030】

そして、これらの表面を有する樹脂部材１と金属部材２とを重ね合わせて（接触させて）加熱すると、前記のように、樹脂部材１の表面に存在するエステル基の共有結合が切断される。この切断は、前記の図４における二重波線部の位置で行われる。共有結合が切断されて生成したカルボニル基は不対電子を有しているため、反応性が高い。そのため、樹脂部材１の表面に生成したカルボニル基は、金属部材２の表面に存在する水酸基と結合する。これにより、前記の図２を参照して説明したように、樹脂部材１と金属部材２とが接合する。

【0031】

図５は、第一実施形態の樹脂金属複合体１０を解体する方法である。樹脂金属複合体１０が使用済となり廃棄されることになった際に、樹脂部材１と金属部材２とを分けて廃棄するために、図５に示す方法が適用可能である。

【0032】

樹脂金属複合体１０のうち、樹脂部材１と金属部材２との接合部分（図５に示す例では樹脂金属複合体１０の全体）を加熱すると、樹脂部材１と金属部材２との間で形成されているエステル結合のうち、図２の二重波線部で結合が切断される。これにより、樹脂部材１と金属部材２との間での結合力が失われ、樹脂部材１と金属部材２との接合が解かれる。この結果、金属部材２から樹脂部材１を容易に剥離することができる。即ち、加熱により、これらの間での接合が解かれる。この結果、金属部材２から樹脂部材１を容易に剥離してこれらを容易に分離することができ、樹脂金属複合体１０を容易に解体することができる。従って、樹脂金属複合体１０を容易にリサイクルすることができる。

【0033】

なお、分離された後の樹脂部材１においては、不対電子を有するカルボニル基が存在する。このカルボニル基は前記のように反応性が高いことから、樹脂部材１の表面に存在する水酸基と結合する。これにより、樹脂部材１の表面において新たなエステル基が生成し、前記の図４に示す状態に戻ることになる。

【0034】

これらの図２〜図５を参照しながら説明した加熱（接合するために行う加熱、及び、分離するために行う加熱）は、任意の方法で行うことができる。例えば、加熱は、恒温槽等で全体を加熱してもよいし、所望の位置にマイクロ波又は赤外線を照射して部分的に加熱してもよい。さらには、例えば、電気ヒータ等を用いて加熱した金属板を所望の位置に押しつけることで、加熱してもよい。

【0035】

また、接合の際には、樹脂部材１と金属部材２との積層方向にプレスしながら（押す力を加えながら）加熱してもよいし、プレスせずに加熱してもよい。また、プレスせずに加熱する場合には、例えば加熱後にプレスを行うこともできる。一方で、分離の際には、樹脂部材１と金属部材２との積層方向に引く力を加えながら加熱してもよいし、そのような力を加えずに加熱してもよい。また、そのような力を加えずに加熱する場合には、加熱後に引く力を加えてこれらを分離することもできる。

【0036】

加熱温度は、樹脂部材１の材料組成及び配合比率によって異なるが、例えば１５０℃〜３００℃程度である。また、加熱時間は、例えば１時間〜１０時間とすることができる。また、加熱温度及び加熱時間は、樹脂部材１と金属部材２とを接合させるときと、これらを分離するときとで、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0037】

また、図２〜図５を参照しながら説明した加熱として、樹脂金属複合体１０を高温高湿環境下に放置するようにしてもよい。特に、高湿下に晒すことで空気中の水分によってエステル結合の加水分解が促され、より容易に、樹脂部材１と金属部材２とを接合及び分離することができる。

【0038】

高温高湿環境の具体的な条件は特に制限されないが、例えば、１００℃〜２００℃において、相対湿度が６０％〜９５％とすることができる。また、高温高湿環境での処理時間は、例えば３時間〜２０時間とすることができる。なお、高温高湿環境の具体的な条件は、樹脂部材１と金属部材２とを接合させるときと、これらを分離するときとで、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0039】

図６は、第二実施形態の樹脂金属複合体２０の斜視図である。樹脂金属複合体２０では、前記の樹脂金属複合体１０と同様、樹脂部材１及び金属部材２が備えられる。ただし、この図６に示す樹脂金属複合体２０では、樹脂部材１と金属部材２との間には接着層３が形成され、これらは接着層を介して接合している。従って、この樹脂金属複合体２０では、前記のような樹脂部材１と金属部材２との間で生じる作用（図２参照）のほか、この接着層３によっても、樹脂部材１と金属部材２とが接合する。

【0040】

接着層３は、樹脂部材１と金属部材２とを補助的に接合するものであり、例えばエポキシ系、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系等の各種樹脂により構成される。ただし、この接着層３には、動的共有結合が含まれることが好ましい。動的共有結合が含まれることで、樹脂部材１と接着層３との間で、前記の図２を参照しながら説明したような作用を生じさせることができる。これにより、樹脂部材１と接着層３との間でより強固に接合可能になるとともに、接着層３を含む樹脂部材１と、金属部材２との分離がより容易に可能となる。動的共有結合を含む樹脂としては、例えば、前記の樹脂部材１を構成する樹脂と同じものを用いることができる。

【0041】

図７は、第三実施形態の樹脂金属複合体３０の斜視図である。樹脂金属複合体３０では、前記の樹脂金属複合体１０，２０と同様に、樹脂部材１及び金属部材２が備えられる。ただし、この図７に示す樹脂金属複合体３０では、樹脂部材１と金属部材２との間にカップリング剤４が備えられ、これらはカップリング剤４を介して接合している。

【0042】

カップリング剤４は、前記樹脂部材１が有する動的共有結合と結合可能なカップリング基（エポキシ基等）を、金属部材２の表面に配置させるものである。従って、この樹脂金属複合体３０では、前記のような樹脂部材１と金属部材２との間で生じる作用（図２参照）のほか、金属部材２に配置されたカップリング剤４と樹脂部材１との間での生じる作用が利用される。これにより、樹脂部材１と金属部材２とがより強固に接合可能になるとともに、樹脂部材１と、カップリング剤４を含む金属部材２との分離が容易に可能となる。

【0043】

カップリング剤４としては、例えば、エポキシ基、水酸基、酸無水物基等の、樹脂部材１と化学結合を形成可能な官能基を有するアルコキシシラン等を使用することができる。アルコキシシランとしては、例えば、３−グリシドキシプロピルトリメトキシランが挙げられる。また、カップリング剤４を金属部材２に配置する方法としては、例えば、カップリング剤４を任意の有機溶剤で希釈し、金属部材２を浸漬させることで、金属部材２の表面にカップリング剤４を配置することができる。

【実施例】

【0044】

以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。

【0045】

＜実施例１＞
特許第５７４９３５４号公報の実施例１に記載の方法に沿って樹脂組成物（樹脂部材）を作製した。具体的には、まず、１０．７ｇのＤＥＲ３３２エポキシ樹脂（ダウケミカル社製）と、０．８１ｇの亜鉛（II）アセチルアセトネートとをビーカに入れた。さらに、３．５ｇの無水グルタル酸を加え、ビーカを恒温槽に入れ加熱し、これらが完全に溶解するまで混合した。次いで、均一になった溶液をテトラフルオロエチレン製の型に流し込み、１４０℃で８時間加熱プレスし、樹脂部材として、平板状の樹脂組成物を作製した。そして、作製した樹脂部材をアルミ板（金属部材）と重ね合わせ、２００℃で３時間加熱しながらプレスを行い、室温まで自然冷却することで、前記の図１に示す形状の樹脂金属複合体を得た。

【0046】

この樹脂金属複合体において、樹脂部材と金属部材との境目に金属製の刃を挿入しようとしたところ、刃が樹脂金属複合体の内部に侵入しなかった。また、手で樹脂部材を金属部材から剥離しようとしたところ、これらはしっかりと接合しており、樹脂部材と金属部材との剥離は生じなかった。従って、ここで作製した樹脂金属複合体では、樹脂部材と金属部材とは強固に接合していることが確認された。

【0047】

また、作製した樹脂金属複合体を恒温槽に入れ、その全体を２００℃で１時間加熱した。１時間の加熱直後、樹脂部材と金属部材との境目に金属製の刃を挿入した。そうすると、刃が容易に樹脂金属複合体の内部に侵入し、樹脂部材を金属部材から容易に剥離することができた。従って、樹脂金属複合体では、加熱前には強固に接合しているものの、加熱により容易に剥離可能であることが確認された。

【0048】

＜実施例２＞
まず、国際公開第２０１６／１７８３４５号の実施例１に記載の液状ワニスを作製した。具体的には、スチレン（東京化成社製、重合によりポリスチレンが得られる）３．０ｇと、ビスフェノールＡグリセロラートジメタクリラート（アルドリッチ社製）３．０ｇと、２−ヒドロキシメタクリレート０．７７ｇと、過酸化物重合開始剤ＣＴ５０（日立化成社製）０．１１ｇと、ナフテン酸亜鉛（II）（東京化成社製）０．３２ｇとをガラス製のスクリュー瓶に入れた。そして、ミックスロータを用いてスクリュー瓶中の試薬を攪拌し、均一な液状ワニスを作製した。

【0049】

ここで作製した液状ワニスを、炭素繊維を織物状に編んだクロスに含浸させた。含浸後、ワニスを乾燥し、樹脂を含浸したクロスを得た。得られたクロスを４枚重ね、１２０℃で４時間加熱しながらプレスを行った後、室温まで冷却することで、樹脂部材として、繊維強化樹脂を作製した。そして、作製した樹脂部材をアルミ板（金属部材）と重ね合わせ、１２０℃で３時間加熱しながらプレスを行い、室温まで自然冷却することで、前記の図１に示す形状の樹脂金属複合体を得た。

【0050】

得られた樹脂金属複合体について、実施例１と同様にして刃を挿入しようとしたところ、刃は樹脂金属複合体の内部に侵入しなかった。また、実施例１と同様にして手で樹脂部材を金属部材から剥離しようとしたところ、これらはしっかりと接合しており、樹脂部材と金属部材との剥離は生じなかった。従って、実施例２においても、樹脂部材と金属部材とは強固に接合していることが確認された。

【0051】

また、作製した樹脂金属複合体について、温度を２００℃に代えて１２０℃としたこと以外は実施例１と同様にして加熱し、加熱直後、実施例１と同様に刃を挿入した。そうすると、刃が容易に樹脂金属複合体の内部に侵入し、樹脂部材を金属部材から容易に剥離することができた。従って、実施例２においても、樹脂金属複合体では、加熱前には強固に接合しているものの、加熱により容易に剥離可能であることが確認された。

【0052】

＜実施例３＞
前記の実施例２と同様の方法により、液状ワニスを作製した。作製した液状ワニスをテトラフルオロエチレン製のビーカに入れ、１２０℃の恒温槽中で４時間加熱することで硬化物を得た。硬化物をビーカから取り出し、乳鉢で十分に粉砕することで、粉体状の硬化物を得た。この硬化物は、前記の図６を参照しながら説明した接着層３に相当するものである。

【0053】

一方で、前記の実施例２と同様の方法と同様の方法により、繊維強化樹脂（樹脂部材）を作製した。そして、ここで作製した繊維強化樹脂の表面に、前記の粉体状の硬化物を散らし、その上にアルミニウム板（金属部材）を載せた。即ち、実施例２に記載の繊維強化樹脂とアルミニウム板との間に、作製した粉体状の硬化物（接着層）を挟んだ。次いで、これらの全体を１２０℃で３時間加熱しながらプレスを行い、室温まで自然冷却することで、前記の図１に示す形状の樹脂金属複合体を得た。

【0054】

得られた樹脂金属複合体について、実施例１と同様にして刃を挿入しようとしたところ、刃は樹脂金属複合体の内部に侵入しなかった。また、実施例１と同様にして手で樹脂部材を金属部材から剥離しようとしたところ、これらはしっかりと接合しており、樹脂部材と金属部材との剥離は生じなかった。従って、実施例３においても、樹脂部材と金属部材とは強固に接合していることが確認された。

【0055】

また、作製した樹脂金属複合体について、温度を２００℃に代えて１２０℃としたこと以外は実施例１と同様にして加熱し、加熱直後、実施例１と同様に刃を挿入した。そうすると、刃が容易に樹脂金属複合体の内部に侵入し、樹脂部材を金属部材から容易に剥離することができた。従って、実施例３においても、樹脂金属複合体では、加熱前には強固に接合しているものの、加熱により容易に剥離可能であることが確認された。

【0056】

＜実施例４＞
エポキシ基を有するシランカップリング剤（３−グリシドキシプロピルトリメトキシラン）の０．５％水溶液にアルミニウム板を浸漬させ、空気中で乾燥させた。この操作により、アルミニウム板（金属部材）の表面に、前記の図７を参照しながら説明したカップリング剤４が配置されたことになる。次いで、このアルミニウム板と、前記の実施例２で作製した繊維強化樹脂（樹脂部材）とを重ね合わせ、前記の実施例２と同様にして樹脂金属複合体を得た。

【0057】

得られた樹脂金属複合体について、実施例１と同様にして刃を挿入しようとしたところ、刃は樹脂金属複合体の内部に侵入しなかった。また、実施例１と同様にして手で樹脂部材を金属部材から剥離しようとしたところ、これらはしっかりと接合しており、樹脂部材と金属部材との剥離は生じなかった。従って、実施例４においても、樹脂部材と金属部材とは強固に接合していることが確認された。

【0058】

また、作製した樹脂金属複合体について、温度を２００℃に代えて１２０℃としたこと以外は実施例１と同様にして加熱し、加熱直後、実施例１と同様に刃を挿入した。そうすると、刃が容易に樹脂金属複合体の内部に侵入し、樹脂部材を金属部材から容易に剥離することができた。従って、実施例４においても、樹脂金属複合体では、加熱前には強固に接合しているものの、加熱により容易に剥離可能であることが確認された。

【0059】

＜実施例５＞
前記の実施例２に記載の方法と同様の方法により、樹脂金属複合体を作製した。なお、この方法で作製された樹脂金属複合体の接合強度が強固であることは、前記の実施例２において確認されている。

【0060】

そして、ここで作製した樹脂金属複合体を、ＩＥＣ（International Electrotechnical Commission）６８−２−６６の条件に沿って、温度１３０℃、相対湿度８５％に設定された加熱装置の中に入れ、１０時間晒した。１０時間経過後、加熱装置から樹脂金属複合体を取り出した直後、実施例１と同様に刃を挿入した。そうすると、刃が特に容易に樹脂金属複合体の内部に侵入し、樹脂部材を金属部材から容易に剥離することができた。従って、実施例２においても、樹脂金属複合体では、加熱前には強固に接合しているものの、高温高湿環境での熱処理により特に容易に剥離可能であることが確認された。

【0061】

＜実施例６＞
Ｓｃｉｅｎｃｅ、３５６、６２−６５ページの記載に従って、ポリメタクリル酸をジオキサボラン誘導体で架橋した樹脂部材を作製した。作製した樹脂部材とステンレス板（ＳＵＳ３０４、金属部材）とを重ね合わせ、１９０℃で１時間加熱プレスし、樹脂金属複合体を得た。

【0062】

得られた樹脂金属複合体について、実施例１と同様にして刃を挿入しようとしたところ、刃は樹脂金属複合体の内部に侵入しなかった。また、実施例１と同様にして手で樹脂部材を金属部材から剥離しようとしたところ、これらはしっかりと接合しており、樹脂部材と金属部材との剥離は生じなかった。従って、実施例６においても、樹脂部材と金属部材とは強固に接合していることが確認された。

【0063】

また、作製した樹脂金属複合体について、温度を２００℃に代えて１２０℃としたこと以外は実施例１と同様にして加熱し、加熱直後、実施例１と同様に刃を挿入した。そうすると、刃が容易に樹脂金属複合体の内部に侵入し、樹脂部材を金属部材から容易に剥離することができた。従って、実施例６においても、樹脂金属複合体では、加熱前には強固に接合しているものの、加熱により容易に剥離可能であることが確認された。

【0064】

＜比較例＞
比較例として、特許第５７４９３５４号公報の比較例１に記載の方法を一部変更した方法により樹脂組成物（樹脂部材）を作製した。ここで作製した樹脂組成物は、動的共有結合を有しないものである。まず、１０．７ｇのＤＥＲ３３２エポキシ樹脂（ダウケミカル社製）をビーカに入れた。さらに、３．５ｇの無水グルタル酸を加え、ビーカを恒温槽に入れ加熱し、これらが完全に溶解するまで混合した。次いで、均一になった溶液を使用して、前記の実施例１と同様にすることで、平板状の樹脂組成物（樹脂部材）、及び、前記の図１に示す形状の樹脂金属複合体を得た。

【0065】

この樹脂金属複合体において、樹脂部材と金属部材との境目に金属製の刃を挿入したところ、容易に刃が樹脂金属複合体の内部に侵入し、樹脂部材と金属部材とが簡単に分離してしまった。従って、ここで作製した樹脂金属複合体では、実施例１とは異なり、単に樹脂部材と金属部材とは熱圧着により接着しているのみであって、弱い接合に過ぎないことが確認された。

【符号の説明】

【0066】

１ 樹脂部材
２ 金属部材
３ 接着層
４ カップリング剤
１０ 樹脂金属複合体
２０ 樹脂金属複合体
３０ 樹脂金属複合体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】