JP2002059509A - 積層体の構造及びその製造方法 - Google Patents

積層体の構造及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】線膨張係数が異なる金属材料と樹脂材料とを積
層させて一体的に成形する際、貼合わせ界面で硬化後に
生ずるクラックの発生を有効に防止させた積層体の構造
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】積層体は、金属棒１と、樹脂材料２との成
形界面Ｘには、ゴム状弾性材料または繊維の織布の少な
くとも一方の面を前記ゴム状弾性材料でコートしたゴム
引き布とした緩衝層３を介在させて一体的に構成してあ
る。このように構成することで、金属棒１と樹脂材料２
のように、線膨張率が全く異なる二種類の材料を積層さ
せて成形する場合にも、成形界面Ｘに介在させる緩衝層
３の所謂クッション効果により樹脂材料２のクラックの
発生を抑えることが出来るものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、積層体の構造及
びその製造方法に係わり、更に詳しくは線膨張係数が異
なる金属材料と樹脂材料とを積層して一体的に成形する
際、樹脂材料の成形後に生ずるクラックの発生を有効に
防止した積層体の構造及びその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】樹脂材料を棒状またはパイプ状の金属材
料や板状の金属材料に被覆して成形する場合、金属材料
の表面に樹脂材料を直接積層して成形するのが一般的で
ある。
【０００３】しかるに、樹脂材料にて金属材料を全面も
しくは一方向のみの面を残して二方向の面を覆うような
成形方法（例えば、パイプ、棒状金属の外側に成形し、
断面は除く）は同様に成形され、そのまま一体で加熱成
形させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】すると、有機高分子材
料である樹脂材料の線膨張係数は、70×10-6Ｋ-1であ
り、金属材料の線膨張係数の８×10-6Ｋ-1に比べて約１
０倍程大きい。
【０００５】この結果、加熱時に各々膨張した樹脂材料
及び金属材料は、マトリックス樹脂の硬化または溶融温
度域でその貼合わせ界面で一致するが、冷却が始まるに
つれて樹脂材料の方が収縮が大きい（所謂硬化収縮）。
これは、硬化または溶融温度の高い樹脂材料ほど収縮度
合いが大きくなり、極端な場合、樹脂材料にクラックが
生じる。これは、断面寸法が同一のテーパ状になってい
ない金属形状のものに多い。
【０００６】この発明の目的は、線膨張係数が異なる金
属材料と樹脂材料とを積層して一体的に成形する際、貼
合わせ界面で成形後に生ずるクラックの発生を有効に防
止した積層体の構造及びその製造方法を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するため、この発明の積層体の構造は、金属材料と樹
脂材料との境界面に緩衝層を介在させて一体的に構成し
たことを要旨とするものである。このように構成するこ
とで、貼合わせ界面で成形後に生ずるクラックの発生を
有効に防止出来るものである。
【０００８】また、この発明の積層体の製造方法は、金
属材料の外周面に、ゴム状弾性材料または繊維の織布の
少なくとも一方の面をゴム状弾性材料でコートした緩衝
層を巻付け、この上に樹脂材料を被覆して一体的に成形
することを要旨とするものである。
【０００９】この発明は、上記のように構成され、金属
材料と樹脂材料との境界面に、ゴム状弾性材料または繊
維の織布の片面または両面をゴム状弾性材料でコートし
たゴム引き布を介在させて一体的に構成したことによ
り、線膨張係数が異なる金属材料と樹脂材料とを積層し
て一体的に成形する際、貼合わせ界面で成形後に生ずる
クラックの発生を有効に防止することが出来るものであ
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、この発
明の実施形態を説明する。
【００１１】図１は、この発明の第１実施形態を示す金
属棒に繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等の樹脂材料を
積層した積層体の斜視図を示し、この積層体は、金属棒
１と、樹脂材料２との成形界面Ｘには、ゴム状弾性材料
または繊維の織布の少なくとも一方の面を前記ゴム状弾
性材料でコートしたゴム引き布とした緩衝層３を介在さ
せて一体的に構成してある。
【００１２】なお、金属棒１は、図１に示すように中実
の丸棒の他、中空パイプ状のものであっても良く、金属
材料としては、アルミニウム，鉄，チタン，銅等の他、
他の金属材料で形成することも可能である。
【００１３】前記緩衝層３を構成する繊維の織布は、芳
香族ポリアミド繊維（アラミド繊維）、ポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）繊維等からなり、ゴム状弾性材
料は、ＮＢＲ，ＢＲ，ＳＢＲ，ＮＲ，ＩＲ，ＥＰＤＭ，
ＣＲから成る。
【００１４】なお、織布、ゴムの種類及び厚さ等は、成
形する物体の寸法、硬化温度等により選定される。
【００１５】更に、前記樹脂材料２は、熱可塑性樹脂ま
たは熱硬化性樹脂の単独または熱可塑性樹脂との混合物
を使用するか、または前記熱可塑性樹脂または熱硬化性
樹脂の単独または熱可塑性樹脂との混合物をマトリック
ス樹脂する繊維強化プラスチック材料を使用するもので
ある。
【００１６】前記マトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂等の熱硬化性樹脂
またはポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド
樹脂等の熱可塑性樹脂、またはそれらの混合物とし、特
に限定するものではない。
【００１７】また、図２はこの発明の第２実施形態を示
す積層体の斜視図を示し、この実施形態は、断面四角形
状の金属棒１と、樹脂材料２との成形界面Ｘには、ゴム
状弾性材料または繊維の織布の少なくとも一方の面を前
記ゴム状弾性材料でコートしたゴム引き布とした緩衝層
３を介在させたもので、金属棒１は、中実または中空状
のものであっても良い。
【００１８】なお、緩衝層３のゴム引き布の構成は、上
記第１実施形態と同様である。
【００１９】上記のような棒状の積層体の製造方法は、
ゴム状弾性材料または繊維の織布の少なくとも一方の面
をゴム状弾性材料でコートした緩衝層３を、前記金属棒
１（金属材料）の外周面に巻付け、この上に樹脂材料２
を被覆して、常温硬化、またはオーブン等に入れ加熱硬
化させることにより一体的に成形するものである。
【００２０】前記樹脂材料２は、熱可塑性樹脂と熱硬化
性樹脂との少なくとも一方を使用するか、または熱可塑
性樹脂と熱硬化性樹脂との少なくとも一方をマトリック
ス樹脂した繊維強化プラスチック材料を使用する。
【００２１】例えば、直径４０mmの金属棒１と、その外
周面を覆う厚さ４０mmの樹脂材料２との成形界面Ｘに
は、0.2 〜0.5 mmの緩衝層３を介在させて一体的に成形
する。
【００２２】このように構成することで、金属棒１と樹
脂材料２のように、線膨張率が全く異なる二種類の材料
を積層させて成形する場合にも、成形界面Ｘに介在させ
る緩衝層３の所謂クッション効果により樹脂材料２のク
ラックの発生を抑えることが出来るものである。
【００２３】
【発明の効果】この発明は、上記のように線膨張率が全
く異なる二種類の材料を積層させて成形する場合にも、
成形界面に介在させる緩衝層の所謂クッション効果によ
り繊維強化プラスチック等の樹脂材料のクラックの発生
を抑えることが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態を示す金属棒に樹脂材
料を積層した斜視図である。
【図２】この発明の第２実施形態を示す積層体の斜視図
である。
【符号の説明】
１ 金属棒 ２ 樹脂材料 ３ 緩衝層 Ｘ 成形界面
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F100 AB01A AB02 AB10 AB12 AB17 AK01B AK28 AK33 AK41 AK42 AK46 AK47 AK49 AK53 AK75 AL09C AN00C AN01 AN02 AR00C BA03 BA04 BA07 BA10A BA10B DA11 DA16 DG01B DG01D DG12D DH02B EH112 EH46C EH512 EJ08 EJ42 JA02 JB13B JB16B JK11 JK11C JK14

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属材料の全面または一方向の面を残し
    て他の面を、樹脂材料で覆うように積層して構成した積
    層体の構造において、 前記金属材料と樹脂材料との境界面に緩衝層を介在させ
    て一体的に構成して成る積層体の構造。
  2. 【請求項２】 前記樹脂材料は、熱可塑性樹脂と熱硬化
    性樹脂との少なくとも一方を材料とした請求項１に記載
    の積層体の構造。
  3. 【請求項３】 前記樹脂材料は、熱可塑性樹脂と熱硬化
    性樹脂との少なくとも一方をマトリックス樹脂する繊維
    強化プラスチック材料である請求項１に記載の積層体の
    構造。
  4. 【請求項４】 前記緩衝層は、ゴム状弾性材料または繊
    維の織布の少なくとも一方の面を前記ゴム状弾性材料で
    コートしたゴム引き布とした請求項１，２または３に記
    載の積層体の構造。
  5. 【請求項５】 金属材料の全面または一方向の面を残し
    て他の面を、樹脂材料で覆うように成形する積層体の製
    造方法において、 前記金属材料の外周面に、ゴム状弾性材料または繊維の
    織布の少なくとも一方の面をゴム状弾性材料でコートし
    た緩衝層を巻付け、この上に樹脂材料を被覆して一体的
    に成形する積層体の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記樹脂材料は、熱可塑性樹脂と熱硬化
    性樹脂との少なくとも一方を使用する請求項５に記載の
    積層体の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記樹脂材料は、熱可塑性樹脂と熱硬化
    性樹脂との少なくとも一方をマトリックス樹脂した繊維
    強化プラスチック材料を使用する請求項６に記載の積層
    体の製造方法。
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JP2006272656A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Sankyo Seisakusho:Kk 金属／樹脂複合管およびその製造方法
JP2009090576A (ja) * 2007-10-10 2009-04-30 Mino Kogyo Kk 成形部材

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