[发明专利]复合成形品

说明书

技术领域

本发明涉及具有在金属部件的表面覆盖纤维强化高分子材料部的连结的复合成形品。

背景技术

目前已知由带有以金属为母材的表面的金属部件和覆盖于金属部件的表面的树脂部形成的复合成形品(专利文献1～3)。根据专利文献1，对金属部件的表面实施化学腐蚀，将热可塑性树脂通过注塑成型以树脂覆盖该腐蚀面的方式进行嵌件成型，从而形成树脂部，进而形成复合成形品。根据该文献的记载，即使重复进行冷热循环，也能够确保高气密性。专利文献2公开了一种复合成形品，是对由镁合金形成的金属部件的表面实施化成处理，形成由金属氧化物、金属碳酸化物、金属磷酸化物形成的表层，然后，将以聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂或者聚苯硫醚树脂为主成分的树脂层覆盖于表层的凹凸部而得的。就该复合成形品而言，在表层形成了多个直径约10纳米、长度100纳米左右的圆形柱。专利文献3公开了在使由金属材料形成的金属部件与树脂材料重叠的状态下，利用激光束使存在于接合部的树脂材料加热至200～1500℃，使接合部的树脂材料产生起泡的接合方法。气泡为0.01～5.0毫米。并记载了采用其则能够提高金属部件与树脂材料的接合强度。

专利文献1：日本特开2001-225352号公报

专利文献2：日本特开2007-301972号公报

专利文献3：国际公开WO2007/029440号公报

发明内容

上述复合成形品能够尽可能地提高金属部件的表面与覆盖金属部件表面的树脂部间的界面上的抗剪强度，能够抑制树脂部的剥离。但是，在使严酷的冷热循环反复作用的严酷的使用环境下使用复合成形品时，上述的复合成形品未必能充分地应对，存在树脂部过度剥离的可能。例如，在以车辆的引擎室为代表的严酷的环境中，将严酷的冷热循环反复作用于复合成形品，因此，存在不能充分地应对，长时间使用则树脂部发生过度剥离的可能。

本发明是基于上述的实际情况而完成的，其课题在于提供一种复合成形品，该复合成形品能够提高金属部件的表面与覆盖金属部件表面的纤维强化高分子材料部间的界面上的耐剥离性，即使在因加热和冷却导致的严酷的热冲击反复作用于复合成形品时，也能够抑制纤维强化高分子材料部的过度剥离。

形态1的本发明所述的复合成形品，具备：(i)以金属为母材的具有表面的金属部件；和(ii)纤维强化高分子材料部，其覆盖金属部件的表面的至少一部分且具有作为基体的高分子材料和强化基体的多条强化纤维，(iii)金属部件的表面具有隔着大于强化纤维径的间距间隔，周期地或者不规则地多个并列的突出部，(iv)相对的突出部形成能使构成纤维强化高分子材料部的高分子材料的一部分进入且能使强化纤维中的至少一部分进入的进入空间。

根据本发明，形成于金属部件的表面的突出部，隔着大于强化纤维径的间距间隔而周期性地或者不规则地多个并列。因而，能够通过突出部而截断由产生于金属部件与纤维强化高分子材料部间的界面上的剪切应力而导致的应变。因此，即使在热冲击反复进行作用的严酷的环境中使用复合成形品，也能够抑制界面上的剥离。而且，构成纤维强化高分子材料部基体的高分子材料的一部分进入到进入空间。由此，能够进一步提高金属部件的表面与纤维强化高分子材料部间的界面上的抗剪强度。而且，强化纤维中的至少一部分能够进入到由相对的突出部间形成的进入空间，有利于由强化纤维强化进入到进入空间的高分子材料。由此，能够进一步提高前述界面上的抗剪强度。

可是，若着眼于金属部件表面与纤维强化高分子材料部间的界面，则强化纤维其自身存在于界面的概率低。认为由构成纤维强化高分子材料部的高分子材料形成的薄层存在于界面的概率高。以下也将薄层称为WBL(WBL：Weak Boundaly Layer)。在此认为由于薄层是由高分子材料形成的，强化纤维存在的概率低，因此较之纤维强化高分子材料部自身的强度，机械强度差。此时，在热冲击等的力作用于界面时，因应力集中而有可能导致薄层破裂。如上所述，若强化纤维中的至少一部分进入到存在于相对的突出部间的进入空间，则即使存在薄层，也能够因强化纤维的强化效果而提高界面上的抗剪强度。

根据形态2的本发明所述的复合成形品，进一步，形成突出部的壁面具有露出于进入空间的多个微小凹部和/或微小凸部。