CN101310973A - 金属树脂复合体及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够利用简单的结构在目标位置配置内侧构件的金属树脂复合体及其制造方法。金属树脂复合体(1)的制造方法包括覆盖工序、设置工序、加热工序。在覆盖工序中,在为棒状且金属制的第1构件(2)中,其外周面(2s)的一部分成为被发泡树脂(3)以及非发泡树脂(4)覆盖的状态。在设置工序中,对金属制且形成为第1构件(2)可以插入内部的筒状的第2构件(5)的内部,插入设置第1构件(2)。在加热工序中,在将第1构件(2)及第2构件(5)配置成它们的轴方向沿着水平方向的状态下,利用加热,使发泡树脂(3)在第1构件(2)以及第2构件(5)之间发泡。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有为金属制且为筒状或棒状的内侧构件、为金属制且形成为可以使内侧构件插入内部的筒状的外侧构件、和在内侧构件和外侧构件之间的中间层的金属树脂复合体及其制造方法。
背景技术
在专利文献1中公开了以往的车身结构材料的一例。在专利文献1的技术中,在内部管16的表面涂敷一层将树脂作为基质的材料18,接着,组装内部管16和外部壳14,形成tube-in-tube构造(参照图1、2、6)。利用这样的结构,没有显著地增加质量,而梁12的刚性被显著地提高。另外,在以树脂为基质的层18中含有气泡形成剂等,而且气泡形成剂也可以含有化学发泡剂或物理发泡剂的任意一种发泡剂,层18为以能够热固化及/或膨胀的树脂为基质的材料的情况下,层18利用热发生固化及/或膨胀。
专利文献1:特表2001-507647号公报
例如汽车用的车门防撞钢梁(door beam)等有时使用的是将筒状或棒状的金属制构件(以下称为第1构件)插入钢制的筒状构件(以下称为第2构件)的方式。在此,第1构件是为了加固而被插入的。
但是,在发泡树脂的加热中(加热后立即),在发泡树脂中,由发泡引发使树脂整体膨胀的力。但是,在加热结束之后,存在不进行发泡而且树脂整体尚未固化的时期。接着,在制造在第1构件与第2构件的间隙中具有树脂的金属树脂复合体的情况下,通常制造成第1构件及第2构件的轴方向沿着水平方向配置。所以,在加热中,内侧的第1构件利用树脂整体的膨胀力,没有在树脂中下降而被树脂保持,但在所述加热后的时期,由于树脂较软、发泡后的气体收缩等原因,第1构件下降至当初的目标位置以下。那么,从强度方面来看,第1构件的位置精密度很重要。
接着,如专利文献1的技术,在连结(不是筒状)沟状的构件之间,用树脂填充其间的情况下,例如,能够通过在各构件中形成支承用的凸缘部等,使上侧的构件相对下侧构件定位,难以发生上侧构件在树脂中下降的问题。但是,如上所述,尤其在沿着水平方向配置第1构件及第2构件的轴方向来制造在筒状或棒状的第1构件与筒状的第2构件之间具有中间层的金属树脂复合体的情况下,在没有用于防止第1构件在树脂中下降的部分或构件且树脂尚未固化的时期,容易发生第1构件因其自重而在软的树脂中下降的所述问题。
接着,这种情况下,在第1构件的上方,发生没有填充树脂的间隙或发泡体的密度低的部分。由于存在这样的间隙或低密度部分,不能得到与具有加固功能的树脂的发泡体的设计一样的强度。
另外,例如另外使用在两端支承第1构件的定位装置,因组装时的零件件数增加,而不优选。进而,在构件的两端被覆盖的情况下,也不能使用这样的定位装置。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种能够利用简单的构成而在目标位置配置内侧构件的金属树脂复合体及其制造方法。
为了实现所述目的,本发明中的金属树脂复合体的制造方法包括:包括:一阶段或多阶段的覆盖工序,其中,所述覆盖工序中在筒状或棒状且金属制的第1构件中,其外周面的至少一部分成为被发泡树脂以及非发泡材料覆盖的状态;设置工序,其中,在金属制且形成为可以使所述第1构件插入内部的筒状的第2构件的内部,插入设置所述第1构件;加热工序,其中,在将所述第1构件及所述第2构件配置成它们的轴方向沿着水平方向的状态下,通过加热,使所述发泡树脂在所述第1构件以及所述第2构件之间进行发泡。
如果利用该构成,在加热工序中,所述第2构件和所述第1构件之间可以被由发泡树脂的发泡得到的发泡体及非发泡材料填充,而且,非发泡材料成为隔离件,所以可以在加热后的树脂尚处于较软的状态下,防止第2构件和第1构件在其下部接近,可以将第2构件和第1构件之间的距离保持在目标距离。所以,如果利用该制造方法,可以利用简单的构成,在目标位置配置内侧构件。结果,可以得到与树脂的发泡体的设计一样的加固效果。
此外,发泡树脂是指在成为基质树脂的合成树脂中含有发泡剂的树脂,利用加热发泡、固化。另外,非发泡树脂是指在成为基质树脂的合成树脂中不含有发泡剂的树脂。
覆盖工序可以一起用一阶段进行,也可以分成多阶段进行。另外,在本发明中的金属树脂复合体的制造方法中,覆盖工序、设置工序、加热工序不限于所述的记载顺序,例如可以以如下所述的顺序组合。
(1)覆盖工序→设置工序→加热工序
(2)设置工序→覆盖工序→加热工序
(3)覆盖工序(第一阶段)→设置工序→覆盖工序(第二阶段)→加热工序
此外,也可以在这些工序的前后以及各工序间设置其他工序。
另外,例如车门防撞钢梁要求为轻型且具有高强度。那么,在将金属树脂复合体用作车门防撞钢梁的情况下,如果插入的第1构件为钢制,则整体的重量变大。所以,作为第1构件,优选使用轻型的铝等。
另外,在“覆盖工序”中,不仅包括对第1构件覆盖与第1构件不同的其他构件即非发泡材料,而且也包括利用挤压成形等一体地形成第1构件和非发泡材料。
另外,“在第1构件中,成为其外周面的至少一部分被发泡树脂及非发泡材料覆盖的状态”是指在“作为成品的金属树脂复合体中,在相当于第1构件的外周面的至少一部分的部分”上配置发泡树脂及非发泡材料的状态。所以,“覆盖工序”包括在金属树脂复合体的状态下的第1构件与第2构件之间的空间配置发泡树脂及非发泡材料。即,在“覆盖工序”中包括对第2构件的内周部,(i)配置与第2构件不同的另外构件的非发泡材料,(ii)利用挤压成形等一体地形成第2构件和非发泡材料,以及(iii)在第2构件的内周部配置发泡树脂。另外,在“覆盖工序”中还包括对第1构件及第2构件中的一方侧配置非发泡材料,相对的另一方侧配置发泡树脂。
在所述加热工序中,所述非发泡材料的至少一部分也可以成为沿着上下方向由所述第1构件中的最下部的外周面的至少一部分与所述第2构件中的最下部的内周面的至少一部分夹持的状态。如果利用该状态,则可以在直径方向截面中,在一个位置,从下方支承内侧构件,所以可以使用少量的非发泡材料,利用简单的构成在目标位置配置内侧构件。
在所述覆盖工序中,在所述第1构件与所述发泡树脂之间夹持粘接剂层的状态下,所述第1构件的外周面的至少一部分也可以成为被所述发泡树脂覆盖的状态。如果利用该状态,则第1构件与中间层被牢固地粘接,可以得到在它们之间难以发生间隙的制品。
在所述覆盖工序中,也可以成为进一步在覆盖所述第1构件的所述发泡树脂的表面上覆盖粘接剂层的状态。如果利用该状态,则第2构件和中间层被牢固地粘接,可以得到在它们之间难以发生间隙的制品。
也可以进一步具有成为所述第2构件的内周面的至少一部分上被粘接剂层覆盖的状态的粘接剂层覆盖工序。如果利用该状态,则第2构件和中间层被牢固地粘接,可以得到在它们之间难以发生间隙的制品。
另外,这种情况下,在本发明中的金属树脂复合体的制造方法中包括粘接剂层覆盖工序,覆盖工序、设置工序、加热工序、粘接剂层覆盖工序例如可以以如下所述的顺序组合。
(1)粘接剂层覆盖工序→覆盖工序→设置工序→加热工序
(2)覆盖工序→粘接剂层覆盖工序→设置工序→加热工序
(3)粘接剂层覆盖工序→设置工序→覆盖工序→加热工序
(4)设置工序→粘接剂层覆盖工序→覆盖工序→加热工序
(5)粘接剂层覆盖工序→覆盖工序(第一阶段)→设置工序→覆盖工序(第二阶段)→加热工序
(6)覆盖工序(第一阶段)→粘接剂层覆盖工序→设置工序→覆盖工序(第二阶段)→加热工序
(7)覆盖工序(第一阶段)→设置工序→粘接剂层覆盖工序→覆盖工序(第二阶段)→加热工序
此外,也可以在这些工序的前后以及各工序间设置其他工序。
在所述覆盖工序中,也可以在覆盖所述第1构件的所述发泡树脂中含有非发泡状态的可发泡树脂,在所述加热工序中,进行所述可发泡树脂的发泡。如果利用该状态,则可以更可靠地抑制第1构件及第2构件直接接触。
所述非发泡材料也可以为非发泡树脂。如上所述,第1构件及第2构件为金属制。接着,在第1构件为铝而且第2构件为钢制构件的情况下,如果第1构件(铝)和第2构件(钢制构件)成为彼此可以通电状态,则在它们中发生电蚀(腐蚀)。接着,例如在非发泡材料为金属构件的情况下,成为第1构件及第2构件可以通电的状态。因此,通过在第1构件与第2构件的间隙中夹持非发泡树脂而构成金属树脂复合体,可以避免它们成为彼此可以通电的状态。结果,可以防止第1构件及第2构件的电蚀。
也可以使所述第1构件为圆筒状和圆棒状,所述第2构件为圆筒状。这样,通过例如使第1构件及第2构件的轴中心一致,可以得到强度的方向依赖性少的金属树脂复合体。
也可以使所述第1构件为方形筒状和方形棒状,所述第2构件为方形筒状。这样,通过成为单纯的形状,可以容易地制造第1构件及第2构件。
也可以在所述发泡树脂中含有聚烯烃、聚氨酯、聚苯乙烯的任意一种。由于它们均为从与化学发泡剂的加热发泡温度的平衡出发为最适合的树脂,所以利用该构成,通过含有任意一种,均可以得到良好的发泡。
也可以在所述发泡树脂中含有酸改性聚烯烃。这样,通过在发泡树脂中含有酸改性聚烯烃,发泡树脂与金属之间的亲合性变高。所以,发泡后的发泡树脂与第1构件及第2构件的粘合性提高,变得部容易发生位置不正。
此外,作为酸改性聚烯烃,可以举出事后氧化处理构成树脂的聚合物而在聚合物的主链或侧链引入酸基的酸改性聚烯烃,或者,与烯烃系单体一起共聚合少量的丙烯酸、甲基丙烯酸或马来酐等具有酸基的单体而成的酸改性聚烯烃,但不限定于这些。
也可以在所述发泡树脂中含有被有机改性的薄片状无机质粉末。这样,可以通过在发泡树脂中含有被有机改性的薄片无机质粉末而进行微细发泡,而且,发泡树脂层的强度增加。所以,发泡后的发泡树脂与第1构件及第2构件的粘接强度增大,变得不容易发生位置不正。
利用改性向薄片状无机质粉末的层间引入官能团称为给薄片状无机质粉末付与有机改性。在此,作为在官能团的引入中使用的有机化剂,可以举出1~4级铵盐、季鏻盐、己基铵离子、辛基铵离子、2-乙基己基铵离子、十二烷基铵离子、月桂烷基铵离子、十八烷基铵离子、二辛基二甲基铵离子、三辛基铵离子、二(十八烷基)二甲基铵离子、三(十八烷基)铵离子等。如果利用这些有机改性处理,用这些季盐等置换、引入存在于薄片状无机质粉末的层间的金属阳离子,则可以促进层间的分离,无机质粉末以微细磷片状向树脂基体整体扩散,可以更有效地发挥阻气促进作用。
另外,薄片状无机质粉末为薄片状的结晶叠加而成的结构的粉末,只要具备在熔融的热塑性树脂层内它们分离成微细的磷片状并同时进行扩散的特性即可。作为其具体例,可以举出薄片状(层状)无机质粉末,例如蒙脱石(膨润土)、粘土、贝得石(ハイデライト)、囊脱石、皂石、贝得石、锂蒙脱石、斯皂石(ステイブンサイト)等粘性矿物、蛭石、埃洛石等天然云母或膨润性云母等。另外,它们可以为天然物或合成物。
另外,为了实现所述目的,本发明中的金属树脂复合体具有为金属制且为筒状或棒状的第1构件、为金属制且形成为所述第1构件可以插入内部的筒状的第2构件和中间层。接着,所述第1构件被插入配置在所述第2构件的内部,而且所述中间层被配置在所述第1构件的外侧且在所述第2构件的内侧。所述中间层在如下状态下通过加热在所述第1构件和第2构件之间使所述发泡树脂发泡而成,所述状态为:所述第1构件被插入设置于所述第2构件的内部且所述第1构件的外周面的至少一部分被发泡树脂及非发泡材料覆盖的状态,以及所述第1构件和所述第2构件的轴方向被配置成沿着水平方向。这样,可以利用简单的构成,得到能够在目标位置配置内侧构件的金属树脂复合体。
所述非发泡材料也可以为非发泡树脂。这样,可以防止第1构件及第2构件的电蚀。
附图说明
图1是表示本实施方式中的金属树脂复合体的加热前及加热后的状态,(a)是表示加热前复合体的直径方向截面概略图,(b)是表示加热后的金属树脂复合体的直径方向截面概略图。
图2是相当于图1(a)的A-A’向视图的侧面概略图(省略外侧的第2构件)。
图3是图1中的内侧的第1构件的立体概略图。
图4是表示本实施方式中的金属树脂复合体的制造方法中的经过覆盖工序后的状态的立体概略图。
图5是用于说明本实施方式中的金属树脂复合体的制造方法中的设置工序的立体概略图。
图6是表示本实施方式中的金属树脂复合体的制造方法中的经过设置工序后的状态的立体概略图。
图7是表示本实施方式中的金属树脂复合体的制造方法中的经过加热工序后的金属树脂复合体的立体概略图。
图8是第1变形例中的金属树脂复合体的加热前复合体中的直径方向截面概略图。
图9是第2变形例中的金属树脂复合体的加热前复合体中的直径方向截面概略图。
图10是表示第3变形例中的金属树脂复合体的立体概略图。
图11是表示第4变形例中的金属树脂复合体的立体概略图。
图12表示第5、6变形例中的金属树脂复合体的加热前复合体,(a)是第5变形例中的加热前复合体的直径方向截面概略图,(b)是第6变形例中的加热前复合体的直径方向截面概略图。
图13是第7变形例中的金属树脂复合体的加热前复合体中的侧面概略图。
图14是表示用于说明图13的间隙的大小的参考例的参考图,(a)是表示加热前的状态的概略图,(b)是表示加热后的状态的概略图。
图15表示参考例中的金属树脂复合体中的加热前及加热中(加热后立即)的状态,(a)是表示加热前复合体的直径方向截面概略图,(b)是表示加热中(加热后立即)的金属树脂复合体的直径方向截面概略图。
图16是表示在参考例中的金属树脂复合体中,在加热后从图15(b)开始进一步经过时间之后的状态(第1图案)的直径方向截面概略图。
图17是表示在参考例中的金属树脂复合体中,在加热后从图15(b)开始进一步经过时间之后的状态(第2图案)的直径方向截面概略图。
图18表示第11变形例中的金属树脂复合体的加热前及加热后的状态,(a)是表示加热前复合体的直径方向截面概略图,(b)是表示加热后的金属树脂复合体的直径方向截面概略图。
图19表示第12变形例中的金属树脂复合体的加热前及加热后的状态,(a)是表示加热前复合体的直径方向截面概略图,(b)是表示加热后的金属树脂复合体的直径方向截面概略图。
图20表示第13变形例中的金属树脂复合体的加热前及加热后的状态,(a)是表示加热前复合体的直径方向截面概略图,(b)是表示加热后的金属树脂复合体的直径方向截面概略图。
图中,
1、301、401-金属树脂复合体,
1p、101p、201p、501p、601p-加热前复合体,
2、102、202、302、402、702-第1构件,
2s、102s、202s、302s、402s、702s-外周面,
2t、102t、202t-最下部的外周面,
3、103、703-发泡树脂,
3h-发泡体、
4、104、204、504、604-非发泡树脂(非发泡材料),
5、205、405-第2构件,
5s、205s、405s-内周面,
5t、205t-最下部的内周面,
6、406-中间层,
7a、7b、7c-粘接剂层,
8-支承构件(非发泡材料)。
具体实施方式
以下边参照附图边对本发明的优选实施方式进行说明。此外,在此,对本发明中的金属树脂复合体适用于汽车用的车门防撞钢梁的一个实施方式进行说明。
图1是表示本实施方式中的金属树脂复合体的加热前及加热后的状态,(a)是表示加热前复合体的直径方向截面概略图,(b)是表示加热后的金属树脂复合体的直径方向截面概略图。图2是相当于图1(a)的A-A’向视图的侧视概略图,表示时省略外侧的第2构件。其中,图1的截面位置相当于图2的C-C’位置。图3是图1中的内侧的第1构件的立体概略图。图4是表示本实施方式中的金属树脂复合体的制造方法中的经过覆盖工序后的状态的立体概略图。图5是用于说明本实施方式中的金属树脂复合体的制造方法中的设置工序的立体概略图。图6是表示本实施方式中的金属树脂复合体的制造方法中的经过设置工序后的状态的立体概略图。图7是表示本实施方式中的金属树脂复合体的制造方法中的经过加热工序后的金属树脂复合体的立体概略图。
(整体构成)
首先,对本发明的一个实施方式中的金属树脂复合体的整体构成进行说明。本实施方式中的金属树脂复合体1如图1(b)、图7所示,构成为具有内侧的第1构件2、外侧的第2构件5和在它们之间填充的中间层6。第1构件2为金属制且形成为棒状,第2构件5为金属制且形成为筒状。另外,第1构件2被插入配置在第2构件5的内部,而且中间层6被填充配置在第1构件2的外侧而且在第2构件5的内侧。
车门防撞钢梁要求为轻型且具有高的强度,为了满足该要求,在金属树脂复合体1中,通过在第2构件5的内部插入第1构件2,将对于剪切力或弯曲的强度维持在高水平,另外,通过在它们之间设置作为绝缘体的中间层,进一步加固整体的同时防止第1构件2与第2构件5的接触引起金属构件的电蚀。以下对各构成构件的详细情况进行说明。
(第1构件)
如上所述,第1构件2是插入到第2构件5的内部的加固构件,为金属制且构成为圆棒状(参照图3)。更具体而言,第1构件2为铝制。这样,通过使用为轻型且金属制的加固构件,在金属树脂复合体1中,满足为轻型以及具有高强度。此外,第1构件优选为轻型金属构件,不限于铝制构件,例如也可以为铜制、钢制、不锈钢制构件。
(第2构件)
第2构件5为金属制且形成为第1构件2可以插入内部的圆筒状(参照图5)。更具体而言,第2构件5为钢制。此外,第2构件5只要是强度高的金属构件即可,不限于钢制的构件。例如也可以为铜制、铝制、不锈钢制构件。
(中间层)
如上所述,中间层6被填充配置于第1构件2的外侧且在第2构件5的内侧。在第1构件2被插入设置于第2构件5的内部,而且第1构件2的外周面的至少一部分为被发泡树脂及非发泡树脂覆盖的状态,第1构件2及第2构件5的轴方向被配置成沿着水平方向,在该状态下,中间层6利用加热在第1构件2及第2构件5之间使发泡树脂发泡(具体情况在制造方法的说明中后述)。另外,中间层6包括利用发泡树脂进行发泡的发泡体和非发泡树脂(非发泡材料)(具体情况如后述)。
此外,可以对在第1构件的外周面及第2构件的内周面中的一方或双方进行表面处理加工。作为表面处理加工,可以举出化学合成(化成)表面处理、阳极氧化处理、硅烷偶联处理等。通过向第1构件及第2构件实施这些表面处理加工,可以防止腐蚀。以下显示各表面处理加工的性质及效果。
化学合成表面处理是指在表面通过化学反应形成非金属的化学合成被膜,例如可以举出使用铬系(磷酸铬酸盐、铬酸铬等)、非铬系(磷酸锌等)药剂的表面处理。通过向第1构件及第2构件实施该化学合成表面处理,耐腐蚀性、与涂料的亲合性被提高。
阳极氧化处理是指利用以第1构件或第2构件为阳极的电化学方法来人工地形成氧化膜的处理。在本技术中,可以采用通常的阳极氧化处理方法。通过向第1构件以及第2构件实施该阳极氧化处理,耐腐蚀性、耐磨性被提高。
硅烷偶联处理是指使用具有反应性基(或官能团)的水解缩合性有机硅化合物,在表面设置硅烷偶联层的处理。具体而言,作为有机硅烷偶合剂,可以适当使用含卤素有机硅烷偶合剂、含环氧基有机硅烷偶合剂(3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷等)、含氨基有机硅烷偶合剂、含巯基有机硅烷偶合剂、含乙烯基有机硅烷偶合剂、含(甲基)丙烯酰基有机硅烷偶合剂等。通过向第1构件及第2构件实施该硅烷偶联处理,粘接性、耐腐蚀性、物理强度被提高。
(制造方法)
接着,对本实施方式中的金属树脂复合体1的制造方法进行说明。首先,准备第1构件2。在最初的状态中,如图3所示,第1构件2成为在其外周面2s没有被任何物质覆盖的状态。
(覆盖工序)
接着,如图4所示,在第1构件2中,成为其外周面2s的一部分被发泡树脂3及非发泡树脂4覆盖的状态(覆盖工序)。图4表示经过覆盖工序之后的第1构件2。
更具体而言,在该覆盖工序中,发泡树脂3作为两个模块覆盖第1构件2的表面。该两个发泡树脂3、3的轴方向的长度分别与第1构件2的轴方向的长度大致相等,而且发泡树脂3、3沿着第1构件2的轴方向配置(参照图2、4)。另外,非发泡树脂4作为两个模块覆盖第1表面,两个非发泡树脂4、4的各轴方向长度比第1构件2的轴方向长度的一半短,而且该两个非发泡树脂4、4分别被配置于第1构件2的轴方向的两端附近。另外,两个非发泡树脂4、4被配置于同一轴线上,在俯视(参照图2的D-D’向视)中彼此重合。接着,如图1(a)、图4所示,在第1构件2的直径方向截面中,两个发泡树脂3、3、非发泡树脂4被配置成,使非发泡树脂4位于图中的最下部且使两个发泡树脂3、3位于上方的方式在外周面2s上以大致120度间隔彼此隔离。此外,在以后的说明中,只要没有特殊记载,将两个发泡树脂3、3一起表示为“发泡树脂3”,将两个非发泡树脂4、4一起表示为“非发泡树脂4”。
另外,在覆盖工序中覆盖的非发泡树脂4中包括该非发泡树脂4的直径方向的厚度与作为最终产品的金属树脂复合体1中的第2构件5和第1构件2之间的设计目标距离(参照图1(a))相等的部分。即,在覆盖工序中,在非发泡树脂4的至少一部分,将其直径方向的厚度设定成金属树脂复合体1中的配置有非发泡树脂4的部分中的第2构件5与第1构件2之间的设计目标距离。即,非发泡树脂4是用于支承第1构件2,使其在树脂的固化中不移动,从而使第1构件2定位于最终的目标位置的部分。
在此,“发泡树脂”是指在成为基质树脂的合成树脂中含有发泡剂的树脂,利用加热进行发泡、固化。另外,“非发泡树脂”是指在成为基质树脂的合成树脂中不含有发泡剂的树脂。对基质树脂的树脂成分没有特别限定,可以优选举出聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚氨酯系树脂、聚酯系树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合树脂、聚氯乙烯树脂、橡胶等。特别优选聚烯烃系树脂,通过使用刚性高的聚烯烃系树脂,可以提高得到的金属树脂复合体的刚性。另外,还特别优选聚烯烃、聚氨酯、聚苯乙烯。由于它们均为从与化学发泡剂的加热发泡温度的平衡出发为最适合的树脂,所以作为发泡树脂通过含有任意一种,可以得到良好的发泡。
另外,作为含有的发泡剂,可以使用有机发泡剂、无机发泡剂的任意一种。作为有机发泡剂的成分,例如可以使用偶氮化合物、亚硝基化合物、磺酰酰肼化合物等,更具体而言,可以举出偶氮甲酰胺、偶氮二羧酸钡、偶氮二异丁腈、N,N’-二亚硝基五亚甲基四胺、对甲苯磺酰酰基肼、p,p’-羟基双(苯磺酰酰肼)、1,2-亚肼基二苯甲酰、二苯砜-3,3-二砜肼、对甲苯磺酰基氨基脲、三肼代三嗪、联二脲等。作为无机发泡剂的成分,例如可以举出碳酸钠、碳酸锌等,进而热膨胀性微型胶囊等。在这些发泡剂成分中,优选通过加热至120度以上、更优选150度以上。另外,所述发泡剂成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。另外,所述发泡剂成分优选在发泡树脂的树脂成分中含有1~10质量%,更优选含有2~5质量%。
此外,树脂的覆盖可以使用各种方法。例如有时在金属构件与发泡树脂之间设置粘接剂层(参照后述的变形例),在这样的情况下,也可以使用挤压机,覆盖粘接剂层、发泡树脂层。另外,也可以使用卷绕树脂片的加热辊使加热辊及第1构件的轴方向一致,使加热辊持续旋转同时使第1构件在周方向上旋转并同时向轴方向移动,以螺旋状将树脂片卷绕在前进的第1构件上,由此覆盖树脂。另外,也可以使加热辊及第1构件的轴方向正交,不使第1构件在周方向上旋转而使其向轴方向移动,沿着轴方向贴附树脂片,从而覆盖树脂(符合本实施方式)。
此外,在本实施方式中,只要第1构件2的外周面2s的(不是整体)一部分被发泡树脂3及非发泡树脂4覆盖(参照图1(a)、图4),但外周面的至少一部分成为被发泡树脂及非发泡树脂覆盖的状态就可。所以,不限于这样的覆盖方式,在与本实施方式不同的部分,外周面可以部分地被发泡树脂及非发泡树脂覆盖,另外,第1构件的外周面整体也可以被发泡树脂及非发泡树脂覆盖。
(设置工序)
接着,经过覆盖工序而其外周面2s的一部分被发泡树脂3及非发泡树脂4覆盖的第1构件2,插入设置于第2构件的内部(配置工序)。接着,将它们配置成第1构件2及第2构件5的轴方向沿着水平方向(参照图6)。图5表示设置工序前的第1构件2及第2构件5,图6表示经过设置工序之后的第1构件及第2构件5。另外,将能够进行经过覆盖工序及设置工序之后的加热工序(加热工序之前)状态的第1构件2、第2构件5(以及发泡树脂3及非发泡树脂4)的组装体作为加热前复合体1p(参照图1(a)、图6)。
此外,在本实施方式中,在设定工序中,第1构件2及第2构件5的轴方向沿着水平方向配置,而在加热工序中,只要成为这样地配置的状态即可,在设置工序中,也可以不被配置成第1构件2及第2构件5的轴方向成为水平方向。所以,在设置工序中,例如也可以将它们配置成第1构件2及第2构件5的轴方向沿着垂直方向。
(加热工序)
接着,在将第1构件2及第2构件5配置成它们的轴方向沿水平方向的状态下,将加热前复合体1p加热,使发泡树脂3在第1构件2及第2构件5之间发泡(加热工序)。在此,将第1构件2及第2构件5配置成它们的轴方向沿水平方向是用于稳定地固定第1构件2及第2构件的。接着,通过经过该加热工序,发泡树脂3发泡,进而膨胀、硬化,成为第1构件2与第2构件5之间的间隙被中间层6填充的金属树脂复合体1。图7表示经过加热工序的金属树脂复合体1。另外,在加热工序中,至少为了加热发泡树脂3,而将加热前复合体1p加热。另外,如上所述,中间层6包括利用发泡树脂3进行发泡的发泡体3h和非发泡树脂(非发泡材料)4而构成(参照图1(b)、图7)。
另外,燃烧室,两个非发泡树脂4、4的各轴方向上的长度为第1构件2的轴方向长度的一半短,所以非发泡树脂4的轴方向长度(两个非发泡树脂4、4的长度的总合长度)比第1构件2的轴方向长度短。即,非发泡树脂4覆盖第1构件2的轴方向的一部分。通过以上,在加热前的阶段,非发泡树脂4成为沿着上下方向由第1构件2中的最下部的外周面2t的一部分(在轴方向的一部分)和第2构件5中的最下部的内周面5t的一部分(在轴方向的一部分)夹持的状态(参照图1(a)、2、4、5、6)。在加热工序中,该状态的加热前复合体1p被加热。
此外,在本实施方式中,在加热工序中,非发泡树脂4成为沿着上下方向由第1构件2中的最下部的外周面2t的一部分和第2构件5中的最下部的内周面5t的一部分夹持的状态,而在加热工序中,非发泡树脂的至少一部分只要成为沿着上下方向由第1构件中的最下部的外周面的至少一部分和第2构件中的最下部的内周面的至少一部分夹持的状态即可,不限于本实施之类的方式。如果具体地说明,例如在本实施方式中,在非发泡树脂4的内周面及外周面的周方向的“整体”成为沿着上下方向被夹持的状态,而非发泡树脂也可以形成为周方向的长度比本实施方式中的非发泡树脂长,这种情况下(由于该变长的部分没有沿着上下方向被最下部夹持),非发泡树脂的“一部分”也可以成为沿着上下方向被夹持的状态。另外,在本实施方式中,非发泡树脂4成为沿着上下方向由第1构件2中的最下部的外周面2t的(在轴方向)一部分和第2构件5中的最下部的内周面5t的(在轴方向)一部分夹持的状态,而非发泡树脂的轴方向的长度也可以为第1构件的轴方向的长度以上,这种情况下,非发泡树脂也可以成为沿着上下方向被第1构件中的最下部的外周面的(在轴方向的)“整体”和第2构件中的最下部的内周面的(在轴方向的)“整体”夹持的状态。
另外,在本实施方式的制造方法中,覆盖工序、设置工序、加热工序以覆盖工序→设置工序→加热工序的顺序实施,但不限定于这样的顺序,例如可以以设置工序→覆盖工序→加热工序的顺序组合。即,也可以将覆盖前的第1构件插入设置于第1构件的内部置,然后,在第1构件和第2构件之间插入发泡树脂及非发泡树脂,在第1构件上覆盖发泡树脂及非发泡树脂,然后加热。
另外,在本实施方式中,一起利用一阶段进行覆盖工序,但也可以分多阶段进行。结果,在制造方法中,还可以考虑覆盖工序(第一阶段)→设置工序→覆盖工序(第二阶段)→加热工序的顺序的组合。这种情况下,例如也可以在覆盖工序的第一阶段中,在第1构件上只覆盖非发泡树脂,在该状态下,向第2构件的内部插入第1构件(设置工序),然后在覆盖工序的第二阶段,在第1构件上覆盖发泡树脂,然后加热。另外,也可以在这些工序的前后及各工序之间树脂其他工序。另外,例如在覆盖工序→设置工序→加热工序的顺序中,也包括覆盖工序(第一阶段)→覆盖工序(第二阶段)→设置工序→加热工序的顺序。
另外,在本实施方式中,作为非发泡材料,使用非发泡树脂,但非发泡材料也可以为金属材料(参照后述的变形例)。其中,通过使用非发泡树脂,可以防止第1构件及第2构件中的电蚀的发生。
(效果)
接着,对本实施方式中的金属树脂复合体1及其制造方法的效果进行说明。金属树脂复合体1的制造方法包括:在为筒状且金属制的第1构件2中,其外周面2s的至少一部分成为被发泡树脂3以及非发泡树脂4覆盖的状态的一阶段的覆盖工序;在为金属制且形成为第1构件2可以插入内部的筒状的第2构件5的内部,插入设置第1构件2的设置工序;在将第1构件2及第2构件5配置成它们的轴方向沿着水平方向的状态下,利用加热,使发泡树脂3在第1构件2以及第2构件5之间发泡的加热工序。
利用此构成,在加热工序中,第2构件5和第1构件2之间被利用发泡树脂3的发泡得到的发泡体3h及非发泡树脂4填充,而且,非发泡材料4成为隔离件,所以可以在加热后的树脂尚处于较软的状态下,防止第2构件5和第1构件2在其下部接近,可以将第2构件5和第1构件2之间的距离保持在目标距离。所以,如果利用该制造方法,可以利用简单的构成,在目标位置配置第1构件2(内侧构件)。结果,由于可以抑制第1构件2及第构件5直接接触,而可以防止第1构件2(或第2构件5)的电蚀,另外,可以得到与树脂的发泡体3h的设计一样的加固效果。
更具体而言,由于即使加热,非发泡树脂4的厚度也不改变,所以在覆盖工序中,通过将非发泡树脂4的至少一部分的直径方向上的厚度设定成金属树脂复合体1的该一部分中的第1构件2和第2构件5之间的设计目标距离,可以使第1构件2和第2构件5的位置关系与目标一致(参照图1(a)、(b))。另外,例如通过使发泡树脂3的发泡条件与汽车电沉积涂装时的加热条件一致,可以将电沉积涂装工序用作用于发泡的加热工序。
进一步边参照图15~17的参考例,边进一步详细说明本实施方式中的金属树脂复合体1的制造方法中的效果。图15~图17与本实施方式不同,对加热不含有非发泡树脂的加热前复合体901p来制造金属树脂复合体901的参考例中的技术进行说明,图15表示参考例中的金属树脂复合体中的加热前及加热中(加热后立即)的状态,(a)是表示加热前复合体的直径方向截面概略图,(b)是表示加热中(加热后立即)的金属树脂复合体的直径方向截面概略图。图16是表示在参考例中的金属树脂复合体中,在加热后从图15(b)开始进一步经过时间之后的状态(第1图案)的直径方向截面概略图。图17是表示在参考例中的金属树脂复合体中,在加热后从图15(b)开始进一步经过时间之后的状态(第2图案)的直径方向截面概略图。其中,在图15~17中,在所述的实施方式中,带符号402s、405a、406的部分分别相当于带符号2s、5s、6的部分。
在参考例中的加热前复合体901p中不含有非发泡树脂,在第1构件902的表面只覆盖发泡树脂903(参照图15(a))。接着,在发泡树脂的加热中,发泡引起产生树脂整体膨胀的力,所以如图15(b)所示,在加热中(加热后立即),内侧的第1构件902没有在树脂中下降而被周围的发泡体(中间层)906支承在直径方向截面中的中央附近。但是,在加热结束之后,由于自然冷却,而产生不进行发泡且树脂整体尚未硬化的时期,所以,在该时期,由于树脂较软、发泡后的气体收缩等原因,第1构件902下降至当初的目标位置以下。
图16、图17表示图15(b)中所示的状态之后的状态(复合体901a、复合体901b),分别表示其第1图案、第2图案。在图16中,中间层906失去形状(参照中间层906a),第1构件902的最下部的外周面与第2构件905的最下部的内周面接触(参照图16的E部分)。另外,在第1构件902的上方,出现没有填充树脂的间隙(或发泡体的密度低的部分)906h。另外,在图17中,中间层906失去形状(参照中间层906b),尽管第1构件902的最下部的外周面没有与第2构件905的最下部的内周面接触,但第1构件902向下方下降,在第1构件902的上方,仍然出现没有填充树脂的间隙(或发泡体的密度低的部分)906j。
这样,在完全没有支承第1构件902而进行用于发泡的加热的情况下,第2构件905与第1构件902接触,可能会发生电蚀,另外,间隙或发泡体的密度低的部分在第1构件902的上方发生,所以有可能不能得到与具有某种程度的加固功能的发泡体(中间层)906的设计一样的强度。但是,利用本发明中的制造方法,如上所述,可以利用简单的构成而在成为目标的位置配置第1构件2(内侧构件),结果,如本实施方式,在第1构件为铝制,第2构件为钢制的情况下,可以防止第1构件中的电蚀的发生,另外,可以得到与树脂的发泡体3h的设计一样的加固效果。
另外,如果利用本实施方式中的制造方法,例如不必另外使用在两端支承第1构件的定位装置,没有增加组装时的零件件数。另外,例如在第2构件的两端被覆盖的情况下,也不能使用这样的定位装置,但如果利用本实施方式中的制造方法,则即使在这样的情况下,也可以在目标位置配置内侧构件。
另外,在本实施方式中的制造方法的加热工序中,非发泡树脂4的至少一部分也可以成为被第1构件2中的最下部的外周面2t的至少一部分与第2构件5中的最下部的内周面5t的至少一部分沿着上下方向夹持的状态,所以可以在直径方向截面中,在一个位置,从下方支承第1构件2(内侧构件),所以可以使用少量的非发泡树脂,利用简单的构成在目标位置配置内侧构件。
另外,在本实施方式中的制造方法中,非发泡材料为非发泡树脂。如本实施方式,在第1构件2为铝而且第2构件5为钢制构件的情况下,如果第1构件(铝)和第2构件(钢制构件)成为彼此可以通电状态,则在它们中发生电蚀(腐蚀)。接着,例如在非发泡材料为金属构件的情况下,成为第1构件及第2构件可以通电的状态。因此,可以通过在第1构件2与第2构件5的间隙中夹持非发泡树脂,来避免它们成为彼此可以通电的状态。结果,可以防止第1构件2及第2构件5的电蚀。
另外,在本实施方式中的制造方法中,第1构件2为圆棒状,第2构件5为圆筒状,所以例如本实施方式中的金属树脂复合体1,通过使第1构件2及第2构件5的轴中心一致,在直径方向截面上没有偏离地在第2构件5的内侧配置第1构件2(参照图1(b)、图7),因而可以得到强度的方向依赖性少的金属树脂复合体。
另外,在本实施方式中的制造方法中,在发泡树脂3中含有聚烯烃、聚氨酯、聚苯乙烯的任意一种。由于它们均为从与化学发泡剂的加热发泡温度的平衡出发为最适合的树脂,所以利用该构成,通过含有任意一种,均可以得到良好的发泡。
另外,本实施方式中的金属树脂复合体1具有为金属制且棒状的第1构件2、和为金属制且形成为第1构件2可以插入内部的筒状的第2构件5和中间层6,第1构件2被插入配置在第2构件5的内部,而且中间层6被配置在第1构件2的外侧且在第2构件5的内侧,在第1构件2相对第2构件5的内部被插入设置,而且第1构件2的外周面2s的至少一部分为被发泡树脂3及非发泡树脂4覆盖的状态,第1构件2及第2构件5的轴方向被配置成沿着水平方向,在该状态下,中间层6利用加热在第1构件2及第2构件5之间使发泡树脂3发泡,这样,可以利用简单的构成,得到能够在目标位置配置内侧构件的金属树脂复合体。
另外,在本实施方式中的金属树脂复合体1中,由于非发泡材料为非发泡树脂,所以可以防止第1构件2及第2构件5的电蚀。
(变形例)
接着,对所述实施方式中的金属树脂复合体的变形例,以与所述实施方式不同的部分为中心进行说明。此外,对于与所述实施方式相同的部分,附加相同的符号,省略对其说明。
图8是第1变形例中的金属树脂复合体的加热前复合体中的直径方向截面概略图。图9是第2变形例中的金属树脂复合体的加热前复合体中的直径方向截面概略图。其中,图8、9如果用图1(a)说明,则相当于放大B的范围的图。图10是表示第3变形例中的金属树脂复合体的立体概略图。图11是表示第4变形例中的金属树脂复合体的立体概略图。图12表示第5、6变形例中的金属树脂复合体的加热前复合体,(a)是第5变形例中的加热前复合体的直径方向截面概略图,(b)是第6变形例中的加热前复合体的直径方向截面概略图。图13是第7变形例中的金属树脂复合体的加热前复合体中的侧视概略图,表示成省略外侧的第2构件。图14是表示用于说明图13的间隙的大小的参考例的参考图,(a)是表示加热前的状态的概略图,(b)是表示加热后的状态的概略图。图18表示第11变形例中的金属树脂复合体的直径方向截面概略图,(a)是表示加热前的状态的截面概略图,(b)是表示加热后的状态的截面概略图。图19表示第12变形例中的金属树脂复合体的直径方向截面概略图,(a)是表示加热前的状态的截面概略图,(b)是表示加热后的状态的截面概略图。图20表示第13变形例中的金属树脂复合体的直径方向截面概略图,(a)是表示加热前的状态的截面概略图,(b)是表示加热后的状态的截面概略图。
(第1变形例)
首先,参照图8,对第1变形例中的金属树脂复合体的制造方法进行说明。其中,在图8中,带符号102t、104的部分分别相当于在所述实施方式中带符号2t、4的部分。图8表示加热前复合体101p。在本变形例中,在覆盖工序中,成为第1构件102的外周面102s的整体被粘接剂层覆盖的状态,结果,在覆盖工序中,在第1构件102的外周面102s的一部分成为在第1构件102与发泡树脂103之间夹持粘接剂层7a的状态下,成为被发泡树脂103覆盖的状态(参照图8)。所以,第1构件102与中间层被牢固地粘接,可以得到难以在它们之间发生间隙的制品。
另外,在本变形例中,在覆盖工序中,成为在(借助粘接剂层7a)覆盖第1构件102的发泡树脂3的表面上进一步覆盖粘接剂层7b的状态(参照图8)。所以,第2构件5与中间层被牢固地粘接,可以得到在它们之间难以发生间隙的制品。
此外,在本变形例中,成为第1构件102的外周面102s的整体被粘接剂层7a覆盖的状态,但只要在第1构件与发泡树脂之间夹持粘接剂层的状态即可,不限于这样的方式。
(第2变形例)
接着,参照图9,对第2变形例中的金属树脂复合体的制造方法进行说明。其中,在图9中,带符号202、202s、202t、204、205t的部分分别相当于在所述实施方式中带符号2、2s、2t、4、5t的部分。在本变形例中的制造方法中,也可以进一步包括成为第2构件205的内周面205s整体被粘接剂层7c覆盖的状态的粘接剂层覆盖工序。图9表示经过粘接剂覆盖工序之后的加热前复合体201p。这样,则第2构件205和中间层被牢固地粘接,可以得到在它们之间难以发生间隙的制品。
另外,这种情况下,在本发明中的金属树脂复合体的制造方法中可以进一步包括粘接剂层覆盖工序,覆盖工序、设置工序、加热工序、粘接剂层覆盖工序例如可以以如下所述的顺序组合。
(1)粘接剂层覆盖工序→覆盖工序→设置工序→加热工序(本变形例)
(2)覆盖工序→粘接剂层覆盖工序→设置工序→加热工序
(3)粘接剂层覆盖工序→设置工序→覆盖工序→加热工序
(4)设置工序→粘接剂层覆盖工序→覆盖工序→加热工序
(5)粘接剂层覆盖工序→覆盖工序(第一阶段)→设置工序→覆盖工序(第二阶段)→加热工序
(6)覆盖工序(第一阶段)→粘接剂层覆盖工序→设置工序→覆盖工序(第二阶段)→加热工序
(7)覆盖工序(第一阶段)→设置工序→粘接剂层覆盖工序→覆盖工序(第二阶段)→加热工序
此外,也可以在这些工序的前后以及各工序间设置其他工序。
另外,在本变形例中,在粘接剂覆盖工序中,成为第2构件205的内周面205s整体被粘接剂层7c覆盖的状态,但只要成为第2构件的内周面的至少一部分被粘接剂层覆盖的状态即可,粘接剂层也可以覆盖内周面的一部分。
(第3变形例)
接着,参照图10,对第3变形例中的金属树脂复合体进行说明。其中,在图10中,在所述实施方式中,带符号302s的部分相当于带符号2s的部分。在所述实施方式中,第1构件形成为圆棒状,但如本变形例中的金属树脂复合体301,也可以通过在第1构件302中形成贯通孔302h,而使第1构件302形成为圆筒状。
(第4变形例)
接着,参照图11,对第4变形例中的金属树脂复合体进行说明。其中,在图11中,带符号402s、405s、406的部分分别相当于在所述实施方式中带符号2s、5s、6的部分。在所述实施方式中,第1构件形成为圆棒状,第2构件形成为圆筒状,但如本变形例中的金属树脂复合体401,也可以使第1构件402形成为方形棒状,第2构件405形成为方形筒状。另外,以下未图示:也可以通过在第1构件中形成贯通孔,而使第1构件形成为方形筒状。这样,通过成为单纯的形状,可以容易地制造第1构件及第2构件。
(第5、6变形例)
接着,参照图12,对第5、6变形例中的金属树脂复合体进行说明。其中,在图12中,带符号501p、504、601p、604的部分分别相当于在所述实施方式中带符号1p、4、1p、4的部分。在所述实施方式中,在加热工序中,非发泡树脂4成为沿着上下方向由第1构件2中的最下部的外周面2t的一部分和第2构件5中的最下部的内周面5t的一部分夹持的状态,但不限于这样的方式,如第5变形例,在加热工序中,也可以在直径方向截面上,在从第1构件2及第2构件5的最下部沿着周方向向两个旋转方向(90度以内的范围)移动的位置上,配置两个非发泡树脂504、504(参照图12(a))。通过这样地进行,可以利用非发泡树脂,从下方支承内侧的第1构件2,可以利用简单的构成,在目标位置配置内侧构件。
另外,如第6变形例,在加热前复合体601p中,也可以成为非发泡树脂604沿着上下方向由第1构件2中的最上部的外周面的一部分与第2构件5中的最上部的内周面的一部分夹持的状态(参照图12(b))。在此,非发泡树脂6相对第2构件5被粘接,第1构件2相对非发泡树脂604被粘接。即,第1构件2成为从上方吊下的状态。另外,与所述实施方式相反,发泡树脂3覆盖从第1构件2的下方开始的位置。即使这样地进行,也可以利用非发泡构件支承内侧的第1构件2,可以利用简单的构成,在目标位置配置内侧构件。
(第7变形例)
接着,参照图13,对第7变形例进行说明。其中,在图13中,带符号702s的部分相当于在所述实施方式中带符号2s的部分。在所述实施方式中,在覆盖工序中,发泡树脂的轴方向的长度分别与第1构件的轴方向的长度大致相等,而且发泡树脂被沿着第1构件的轴方向配置。但是,不限于这样的方式,如本变形例,也可以使发泡树脂703的轴方向的长度比第1构件702的轴方向的长度短,而且多个发泡树脂703彼此隔离地配置于同一轴线上。
在此,参照图14说明多个发泡树脂730间的沿着轴方向的间隔W1的大小。图14为显示参考例的参考图,其构成具有外侧的筒状的第2构件805、内侧的棒状的第1构件802、覆盖第1构件802的发泡树脂803。接着,如果加热该参考例中的复合体,则从加热前的状态(图14(a))变成加热后的状态(图14(b))。在加热后的状态中,发泡树脂803发泡,成为发泡体806,发泡体806的轴方向的宽度Wb变得大于发泡树脂的轴方向的宽度Wa。在此,如果例如在以下的(1)~(4)的条件下使其发泡,则Wb相对Wa的比变成如式1。
(1)第1构件802的外径:25mm
(2)第2构件805的外径:30mm
(3)发泡树脂803的厚度:1mm
(4)发泡树脂803的发泡倍率:4倍
Wb/Wa=1.5(式1)
即,图13中的W1的大小只要考虑利用发泡的发泡树脂的宽度的前后比决定即可。这样地进行,可以通过适当地设定W1,在加热后的金属树脂复合体中,使轴方向的发泡体的间隙消失。此外,在图14中,在所述实施方式中,带符号802、803、805、806的部分分别相当于带符号2、3、5、6的部分。
另外,作为其他变形例(第8变形例),在覆盖工序中,在覆盖第1构件的发泡树脂中含有未发泡状态(尚未结束发泡的状态)的可发泡树脂(由于尚未结束发泡而可能进一步发泡的状态),在加热工序中,也可以进行该可发泡树脂的发泡。这样,可以更可靠地抑制第1构件及第2构件直接接触。
另外,作为其他实施例(第9变形例),也可以在发泡树脂中含有酸改性聚烯烃。这样,通过在发泡树脂中含有酸改性聚烯烃,发泡树脂与金属的亲合性变高。所以,发泡后的发泡树脂与第1构件及第2构件的粘接强度增大,变得难以发生位置不正。
另外,进而作为其他实施例(第10实施例),也可以在发泡树脂中含有已被有机改性的薄片状无机质粉末。这样,通过在发泡树脂中含有已被有机改性的薄片无机质粉末,微细发泡成为可能,而且发泡树脂层的强度增加。所以,发泡后的发泡树脂与第1构件及第2构件的粘合性提高,变得难以发生位置不正。
(第11变形例)
接着,参照图18,对第11变形例中的金属树脂复合体的制造方法进行说明。其中,在图18中,带符号1003h、1006的部分分别相当于在所述实施方式中带符号3h、6的部分。图18(a)表示加热前复合体1001p,图18(b)表示加热后的金属树脂复合体1001。在本变形例中,在第1构件1002的上面以及下面配置用于定位的两个支承构件(非发泡材料)8。两个支承构件8利用挤压加工(挤压成形)与第1构件1002一体地形成,与第1构件1002同样为铝制。即,第1构件1002及支承构件8为挤压型材。第1构件1002由支承构件8定位,被配置于第2构件1005的中心附近(参照图18(a))。另外,发泡树脂1003为了在发泡后不在第1构件1002与第2构件1005之间出现间隙,而相对第1构件1002被覆盖。金属树脂复合体也可以是这样的状况。这样,变得不必准备与第1构件(或第2构件)不同的其他非发泡材料,所以零件件数减少。所以,加热前复合体的准备操作变得简单。此外,在本实施方式中,支承构件与第1构件一体地形成,但支承构件也可以与第2构件一体地形成。
此外,在本变形例中的金属树脂复合体的制造方法中,在“覆盖工序”中包括(i)利用挤压加工一体地形成第1构件及支承构件,以及(ii)在第1构件的外周面(或第2构件的内周面)配置发泡树脂。
(第12变形例)
接着,参照图19,对第12变形例中的金属树脂复合体的制造方法进行说明。其中,在图19中,带符号1103h、1106的部分分别相当于在所述实施方式中带符号3h、6的部分。图19(a)表示加热前复合体1101p,图19(b)表示加热后的金属树脂复合体1101。在本变形例中,在第1构件1102的两侧面以及下面配置用于定位的三个支承构件(非发泡材料)8。三个支承构件8利用挤压加工与第1构件1102一体地形成。第1构件1102由支承构件8稳定并定位,被配置于第2构件1105的中心附近(参照图19(a))。另外,发泡树脂1103为了在发泡后不在第1构件1102与第2构件1105之间出现间隙,对第1构件1102被覆盖。金属树脂复合体也可以是这样的状况。
(第13变形例)
接着,参照图20,对第13变形例中的金属树脂复合体的制造方法进行说明。其中,在图20中,带符号1203h、1206的部分分别相当于在所述实施方式中带符号3h、6的部分。图20(a)表示加热前复合体1201p,图20(b)表示加热后的金属树脂复合体1201。在本变形例中,在第1构件2的下面配置用于定位的两个支承构件(非发泡材料)8。两个支承构件,与第1构件1002一体地形成。第1构件1202由支承构件8稳定并定位,被配置于第2构件1205的中心附近(参照图20(a))。另外,发泡树脂1203为了在发泡后不在第1构件1202与第2构件1205之间出现间隙,而在第1构件1202上进行覆盖。金属树脂复合体也可以是这样的状况。
另外,在第11~第13变形例中,支承构件8与第1构件一起利用挤压形成,但不限定于这样的方式,支承部8也可以与第2构件一起利用挤压形成。另外,为了预先定位第1构件,支承构件8(非发泡材料)也可以对第1构件的上面、下面或侧面,适当地利用焊接或粘接而被一体地安装。即使通过这样地进行,金属树脂复合体的制作也变得容易。另外,所述支承构件也可以为非发泡树脂。
[实施例]
接着,对本发明中的金属树脂复合体的实施例进行说明。在本实施例中,不在金属构件与发泡树脂之间夹持粘接剂层地制造金属树脂复合体,并确认了第1构件与第2构件的粘接状态。结果如表1所示。在表中,含量是指“发泡树脂”中的含量。此外,在本实施例中使用的材料如下所示。
(a)基体树脂(聚丙烯):プライムポリマ一(注册商标)制F-744NP
(b)马来酸改性聚丙烯:三洋化成(注册商标)制ユ一メツクス1001
(c)有机改性蒙脱石:ホ一ジュン(注册商标)制エスベン NX
(d)发泡剂:永和化成(注册商标)制ADCA AC#R
[表1]
此外,表中的(1)、(2)表示在发泡树脂中含有作为酸改性聚烯烃的马来酸改性聚丙烯的金属树脂复合体的实施例(参照第9变形例),表中的(1)表示在发泡树脂中含有已被有机改性的薄片状无机质粉末的金属树脂复合体的实施例(参照第10变形例)。另外,表中的(3)表示在发泡树脂中不含有酸改性聚烯烃而且在发泡树脂中不含有已被有机改性的薄片状无机质粉末的金属树脂复合体的实施例(参照所述的实施方式)。
另外,如表1的(2)所示,如果在发泡树脂中加入作为酸改性聚烯烃的马来酸改性聚丙烯,则与不含有酸改性聚烯烃的情况相比,粘接状态提高。另外,如表1的(1)所示,如果在发泡树脂中含有已被有机改性的薄片状无机质粉末,则与不含有已被有机改性的薄片状无机质粉末的情况相比,粘接状态提高,第1构件变得难以脱开。
以上对本发明的实施方式进行了说明,但本发明不限于所述的实施方式,只要在权利要求的范围记载的范围内,可以进行各种变更来实施。
例如,在所述的实施方式中,对将本发明中的金属树脂复合体作为适用于汽车的车门防撞钢梁的用途进行了说明。但不限于这样的用途,本发明中的金属树脂复合体还可以适用于例如具有吸音性的排水管等其他用途中。另外,所述例子为一个例子,例如对于各构件的长度、发泡树脂以及非发泡树脂的配置等而言,可以自由地设定。
Claims (14)
1.一种金属树脂复合体的制造方法,其特征在于,
包括:
一阶段或多阶段的覆盖工序,其中,所述覆盖工序中在筒状或棒状且金属制的第1构件中,其外周面的至少一部分成为被发泡树脂以及非发泡材料覆盖的状态;
设置工序,其中,在金属制且形成为可以使所述第1构件插入内部的筒状的第2构件的内部,插入设置所述第1构件;
加热工序,其中,在将所述第1构件及所述第2构件配置成它们的轴方向沿着水平方向的状态下,通过加热,使所述发泡树脂在所述第1构件以及所述第2构件之间进行发泡。
2.根据权利要求1所述的金属树脂复合体的制造方法,其特征在于,
所述非发泡材料为非发泡树脂。
3.根据权利要求1或2所述的金属树脂复合体的制造方法,其特征在于,
在所述加热工序中,所述非发泡材料的至少一部分成为沿着上下方向由所述第1构件中的最下部的外周面的至少一部分和所述第2构件中的最下部的内周面的至少一部分夹持的状态。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的金属树脂复合体的制造方法,其特征在于,
在所述覆盖工序中,以在所述第1构件和所述发泡树脂间夹持粘接剂层的状态,所述第1构件的外周面的至少一部分成为被所述发泡树脂覆盖的状态。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的金属树脂复合体的制造方法,其特征在于,
在所述覆盖工序中,成为在覆盖所述第1构件的所述发泡树脂的表面上进一步覆盖有粘接剂层的状态。
6.根据权利要求1~4中任意一项所述的金属树脂复合体的制造方法,其特征在于,
进一步具有成为在所述第2构件的内周面的至少一部分上覆盖有粘接剂层的状态的粘接剂层覆盖工序。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的金属树脂复合体的制造方法,其特征在于,
在所述覆盖工序中,在覆盖所述第1构件的所述发泡树脂中含有未发泡状态的可发泡树脂,在所述加热工序中,进行所述可发泡树脂的发泡。
8.根据权利要求1~7中任意一项所述的金属树脂复合体的制造方法,其特征在于,
所述第1构件为圆筒状或圆棒状,
所述第2构件为圆筒状。
9.根据权利要求1~7中任意一项所述的金属树脂复合体的制造方法,其特征在于,
所述第1构件为方形筒状或方形棒状,所述第2构件为方形筒状。
10.根据权利要求1~9中任意一项所述的金属树脂复合体的制造方法,其特征在于,
所述发泡树脂中含有聚烯烃、聚氨酯、聚苯乙烯的任意一种。
11.根据权利要求1~9中任意一项所述的金属树脂复合体的制造方法,其特征在于,
在所述发泡树脂中含有酸改性聚烯烃。
12.根据权利要求1~11中任意一项所述的金属树脂复合体的制造方法,其特征在于,
在所述发泡树脂中含有已被有机改性的薄片状无机质粉末。
13.一种金属树脂复合体,其特征在于,
具有:
第1构件,其为金属制且为筒状或棒状;和
第2构件和中间层,所述第2构件为金属制且形成为可以使所述第1构件插入其内部的筒状;其中
所述第1构件被插入配置在所述第2构件的内部,所述中间层被配置在所述第1构件的外侧且在所述第2构件的内侧,
所述中间层在如下状态下通过加热而在所述第1构件及所述第2构件之间使所述发泡树脂发泡,所述状态为:所述第1构件被插入设置在所述第2构件的内部,且所述第1构件的外周面的至少一部分被发泡树脂及非发泡材料覆盖,并且所述第1构件及所述第2构件的轴方向被配置成沿着水平方向。
14.根据权利要求13所述的金属树脂复合体,其特征在于,
所述非发泡材料为非发泡树脂。
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