[发明专利]金属/树脂复合结构体、金属/树脂复合结构体的制造方法及冷却装置

说明书

本发明的金属/树脂复合结构体(106)具备：金属构件(103)；接合于金属构件(103)且由包含热塑性树脂的树脂组合物构成的树脂构件(105)；和设置于金属构件(103)与树脂构件(105)之间且由无机物粒子构成的无机物粒子层(107)。而且，金属构件(103)至少在与树脂构件(105)的接合部表面具有微细凹凸形状(104)，无机物粒子层(107)以覆盖金属构件(103)的微细凹凸形状(104)的一部分或全部的方式形成，金属构件(103)与树脂构件(105)介由无机物粒子层(107)而进行接合。

技术领域

本发明涉及金属/树脂复合结构体、金属/树脂复合结构体的制造方法及冷却装置。

背景技术

在以电动·汽车领域为中心的广泛的产业领域中，使铁系金属、铝系金属等金属与热塑性树脂一体化的复合化技术的有用性正在增加。

以往，在这样的金属与热塑性树脂的接合中，通常使用粘接剂。但是，使用粘接剂的方法不仅增加生产工序数，而且有时还会随着经过时间的变化而粘接力降低，或者在高温下不显现出接合强度，因此，特别是难以应用于汽车等要求耐热性的领域中。另外，一直以来，还广泛进行了螺纹固定等机械性接合方法，但从轻质化的方面考虑，普及受到了限制。

作为金属与热塑性树脂进行接合的新方法，已知：将热塑性树脂注射成型在表面经粗糙化的金属构件上的方法(例如，专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/8847号

专利文献2：日本特开2001-62862号公报

专利文献3：日本特开2016-74116号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在注射成型中，通常，热塑性树脂在加热至成为具有足以填充到模具腔(moldcavity)中的充分流动性的状态的温度并熔融之后被注射成型。此时，熔融树脂的流动性成为重要的因素，其不仅决定向模具腔中填充的容易程度，而且还用于控制在填充后熔融树脂是否以充分的压力渗透到嵌入金属(insert metal)的表面粗糙化部分中。作为表示流动性的一个指标，可举出熔融树脂的粘度。在使用高熔融粘度型热塑性树脂，特别是从高强度和高耐热性的观点考虑有希望的非晶性工程塑料类的情况下，熔融时的流动性差，因此，在通过注射成型进行金属-树脂接合时，需要下功夫(例如，专利文献2)。

以往，为了提高熔融树脂的流动性，提高树脂温度、模具温度被认为是有效的。但是，高树脂温度在能量方面也是不利的，另外，有时并发由热引起的树脂分解，损害树脂本来的物性。为了克服这样的问题，提出了各种各样的方法，其中之一为加热和冷却成型法，该方法的特征在于，在注射树脂时在注射成型的一个循环中多次进行模具温度的改变。该方法的要点在于，将注射树脂时的模具温度维持在树脂的Tg(玻璃化转变温度)以上。但是，该方法需要：具备使制热剂和制冷剂交替地流过模具而反复进行模具表面的加热和冷却的功能的特殊的模具和调温系统(例如，专利文献3)。

本发明是鉴于上述情形而做出的，其提供金属/树脂复合结构体，所述金属/树脂复合结构体即使在构成金属/树脂复合结构体中的树脂构件的热塑性树脂的熔融粘度高而使熔融时的流动性差的情况下，也稳定地显示出高接合强度。

用于解决课题的手段

本申请的发明人为了开发将金属/树脂复合结构体中的金属构件与树脂构件之间的接合强度提高到现有水平以上的方法、或者即使在使用熔融粘度高而缺乏熔融时的流动性的热塑性树脂的情况下也稳定地显现出高接合强度的复合结构体，进行了深入研究。结果发现：使金属构件与树脂构件之间存在无机物粒子层的方法是有效的，从而实现了本发明。

根据本发明，可提供以下所示的金属/树脂复合结构体、该金属/树脂复合结构体的制造方法及冷却装置。