JP7475090B1 - 接合体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記第1部材と前記第2部材との間は前記接着層により気密封止されており、
前記接着層による前記第1部材と前記第2部材との間の気密性は、Heリーク量が1×10-10Pa・m3/sec以下である、接合体にある。
電着塗装により前記第1部材の表面に析出膜を形成して該析出膜を水洗した後、前記接着層の硬化温度未満の温度に加熱して水分を揮発させて未硬化状態の前記接着層を形成する接着層形成工程と、
前記未硬化状態の前記接着層と前記第2部材の形成材料の一部とを相溶させることにより、前記第1部材に前記第2部材を接合する接合工程と、を含む、接合体の製造方法にある。
電着塗装により前記第1部材及び前記第2部材の表面に析出膜を形成して該析出膜を水洗した後、前記第1の接着層及び前記第2の接着層の硬化温度未満の温度に加熱して水分を揮発させて未硬化状態の前記第1の接着層及び前記第2の接着層を形成する接着層形成工程と、
前記未硬化状態の前記第1の接着層及び前記第2の接着層とを相溶させることにより、前記第1部材と前記第2部材とを接合する接合工程と、を含む、接合体の製造方法にある。
前記接合体の実施例について、図1~3を用いて以下に説明する。
本実施例1の接合体1は、第1部材10と第2部材20とが電着塗装被膜からなる接着層30を介して接合されてなる。そして、第1部材10と第2部材20との間は接着層30により気密封止されている。さらに、接着層30による第1部材10と第2部材20との間の気密性は、Heリーク量が1×10-10Pa・m3/sec以下である。
実施例1では、金属からなる第1部材10と樹脂からなる第2部材20とを用いる。そして、図1(a)~(c)に示すように、金属からなる第1部材10が樹脂からなる第2部材20を貫通した状態となっている。実施例1において第2部材20は所定厚さの板状であるが、図1(c)に示すように、外形は特定していない。なお、本実施例1では、第2部材20の面方向の一つである横方向をX、第2部材20の面方向の一つであって横方向Xに直交する縦方向をY、第2部材20の厚さ方向であって横方向Xと縦方向Yとに直交する高さ方向をZとする。
第1部材10は金属からなり、銅製、アルミニウム合金製などとすることができ、本例では銅製である。また、本例では第1部材10は円柱形をなしているがこれに限定されない。図1(b)に示すように、第1部材10の外表面において、第2部材20の貫通孔21内に位置する部位を含む高さ方向Zの中央領域は、後述の接着層30が接着される接合面11となっている。
次に、接着層30について詳述する。図1(a)~(c)に示すように、接着層30は、第1部材10において気密領域12を含む接合面11に設けられている。接着層30は電着塗装により形成された樹脂被膜である。接着層30は、後述する第2部材20を構成する樹脂材料よりも、第1部材10への密着性が高いものが採用される。例えば、接着層30の形成材料として、カチオン電着塗料である熱硬化性のエポキシ樹脂、ポリアミド・イミド樹脂又はポリイミド樹脂を採用することができ、本例では、熱硬化性のエポキシ樹脂として電解活性型電着塗料を採用している。これにより、気密領域12において、接着層30は第2部材20と第1部材10との間を気密封止して、気体の通過を防止するように構成されている。接着層30による気密性の詳細は後述する。
次に、第2部材20について詳述する。本実施例1では第2部材は樹脂からなる。第2部材20の形状は限定されないが、本実施例1では図1(b)に示すように、板状としている。第2部材20を構成する樹脂材料としては、後述するインサート成形が可能なように熱可塑性の樹脂部材であることが好ましく、インサート成形時に高温に曝されることに鑑みて、耐熱温度が150℃以上であることが好ましい。また、第2部材20の樹脂材料と接着層30の形成材料との相溶性及び接着性を確保する観点から、両者の溶解性パラメータ(SP値)を近い値とすることが好ましい。例えば、接着層30の形成材料としてSP値11程度のエポキシ樹脂や、SP値13.6程度のポリアミド・イミド樹脂又はポリイミド樹脂などを採用する場合を考慮して、第2部材20の樹脂材料として溶解性パラメータ(SP値)が9.5~15の範囲内のものを採用とすることができる。
以下に、本例の接合体1における接着層30による気密性について詳述する。上述のように、接着層30による気密性の評価は、Heリーク試験により行う。Heリーク試験は、内部真空法(吹き付け法)により行った。すなわち、図4に示すように、実施例1又は比較例の試験体WをHeリーク試験治具100にセットした後、Heボンベ102に貯留されたHeガスをHeスプレイガン103により吹き付けて、モニタ101aを備えるHeリークディテクタ101(アルバック社製、型番 HELIOT 904)を使用し、矢印104で示すように真空引きして試験体Wを通過したHeのリーク量を検出した。そして、Heのリーク量の合格基準は1.0×10-10Pa・m3/sec以下とした。
以下に、本例の接合体1の製造方法について説明する。
次に、本例の接合体1における作用効果について、詳述する。
本例の接合体によれば、接着層30は電着塗装被膜からなるため、金属からなる第1部材10と樹脂からなる第2部材20の両者に対して優れた接着性を有するものとすることができる。そして、接着層30を介して第1部材10と第2部材20とが接合されるとともに、接着層30により両者の間が気密封止されることにより、Heリーク量が1×10-10Pa・m3/sec以下という極めて高い気密性を呈する。これにより、本例の接合体1は極めて高い気密性を担保することができる。
上述の実施例1では、第1部材10における接合面11の全域に気密領域12を形成したが、本実施例2では、これに替えて、図11に示すように、第1部材10における接合面11は、平滑度が高い気密領域12と、粗面化処理が施されて気密領域12よりも大きい表面粗さを有する粗面領域16とを含む。その他の構成は、実施例1の場合と同様であるため、実施例1の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。
実施例3の接合体1では、図12(a)及び図12(b)に示すように、第2部材20は板状をなしているとともに貫通孔21を有しており、第1部材10は板状をなしているとともに貫通孔21を覆うように第2部材20に重なっている。そして、第1部材10と第2部材20との重なり部分において第2部材20と第1部材10とが接着層30を介して接合されており、接着層30は貫通孔21において第2部材20と第1部材10との間を気体が通過することを防止している。その他の構成は、実施例1の場合と同様であるため、実施例1の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。
実施例4の接合体1は、図13(a)~図13(c)に示すように、第2部材20は密閉容器60の一部であって、密閉容器60の開口部61を形成する筒状の樹脂筒状部25を有している。第1部材10は筒状をなしているとともに樹脂筒状部25の内側に樹脂筒状部25と同軸状に配置されている。そして、第1部材10の外周面10aには気密領域12が設けられているとともに樹脂筒状部25の内周面25aと接着層30を介して接合されており、接着層30は樹脂筒状部25の内周面25aと第1部材10の外周面10aとの間を気体が通過することを防止している。その他の構成は、実施例1及び変形例4の場合と同様であるため、これらの場合と同一の符号を付してその説明を省略する。
実施例5の接合体1は、図16(a)~図16(c)に示すように、第2部材20は、密閉容器60の一部を構成しているとともに筒状をなして密閉容器60の開口部61を形成する樹脂筒状部26を有しており、樹脂筒状部26の外側に、筒状をなす第1部材10が樹脂筒状部26と同軸状に配置されている。そして、樹脂筒状部26の外周面26aと、第1部材10の内周面10bとが接着層30を介して接合されている。そして、接着層30は樹脂筒状部26の外周面26aと第1部材10の内周面10bとの間を気体が通過することを防止している。実施例5では、第1部材10の内周面10bに気密領域12が形成されている。その他の構成は、実施例1の場合と同様であるため、実施例1と同一の符号を付してその説明を省略する。
図18に示す本実施例6は、金属からなる第2部材20を用い、当該第2部材20と金属からなる第1部材10とを接着層30を介して接合した接合体1である。本実施例6では、図19(a)に示すように、第1部材10は、円筒状の軸部17と、軸部17の中央部に設けられた円盤状のフランジ部18とを有する。フランジ部18の裏面である接合面11には、第1の接着層31が設けられている。第1の接着層31は、上述の実施例1の接着層30と同等の構成である。
10 第1部材
11 接合面
12 気密領域
13 凹凸部(溝部)
16 粗面領域
20 第2部材
30 接着層
40 相溶層
60 密閉容器
61 開口部
Claims (10)
- 金属からなる第1部材と、樹脂からなる第2部材とが電着塗装被膜からなる接着層を介して接合されてなり、
前記第1部材と前記第2部材との間は前記接着層により気密封止されており、
前記第2部材と前記接着層との間には、前記第2部材を構成する第1の樹脂材料と、前記接着層を構成する第2の樹脂材料とが互いに相溶してなる相溶層が形成されており、
前記接着層による前記第1部材と前記第2部材との間の気密性は、Heリーク量が1×10-10Pa・m3/sec以下である、接合体の製造方法であって、
電着塗装により前記第1部材の表面に析出膜を形成して該析出膜を水洗した後、前記接着層の硬化温度未満の温度に加熱して水分を揮発させて未硬化状態の前記接着層を形成する接着層形成工程と、
前記未硬化状態の前記接着層と加熱して流動性を持たせた前記第2部材の形成材料の一部とを相溶させることにより、前記第1部材に前記第2部材を接合する接合工程と、
前記接合工程の後、前記接着層形成工程での加熱温度以上かつ前記接着層の硬化温度未満の温度に加熱する再加熱工程と、を含む、接合体の製造方法。 - 前記第2部材を形成する第1の樹脂材料は、エンジニアリングプラスチック又はスーパーエンジニアリングプラスチックであり、
前記接着層を形成する第2の樹脂材料は、エポキシ樹脂、ポリアミド・イミド樹脂又はポリイミド樹脂である、請求項1に記載の接合体の製造方法。 - 前記第2の樹脂材料は、電解活性型電着塗料である、請求項2に記載の接合体の製造方法。
- 金属からなる第1部材と、金属からなる第2部材とが電着塗装被膜からなる接着層を介して接合されてなり、
前記第1部材と前記第2部材との間は前記接着層により気密封止されており、
前記接着層は、前記第1部材に形成された電着塗装被膜からなる第1の接着層と、前記第2部材に形成された電着塗装被膜からなる第2の接着層とが互いに相溶して形成されており、
前記接着層による前記第1部材と前記第2部材との間の気密性は、Heリーク量が1×10 -10 Pa・m 3 /sec以下である接合体の製造方法であって、
電着塗装により前記第1部材及び前記第2部材の表面に析出膜を形成して該析出膜を水洗した後、前記第1の接着層及び前記第2の接着層の硬化温度未満の温度に加熱して水分を揮発させて未硬化状態の前記第1の接着層及び前記第2の接着層を形成する接着層形成工程と、
前記未硬化状態の前記第1の接着層及び前記第2の接着層とを相溶させることにより、前記第1部材と前記第2部材とを接合する接合工程と、
前記接合工程の後、前記接着層形成工程での加熱温度以上かつ前記第1の接着層及び前記第2の接着層の硬化温度未満の温度に加熱する再加熱工程と、を含む、接合体の製造方法。 - 前記第1部材における前記接着層を形成する前記電着塗装被膜により被覆される部分は、表面粗さRaが5.0μm以下である領域を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の接合体の製造方法。
- 前記第1部材は凹凸部又は溝部を有しており、前記第2部材は前記凹凸部または前記溝部に入り込んでいる、請求項1~4のいずれか一項に記載の接合体の製造方法。
- 前記凹凸部又は前記溝部は前記接着層を形成する前記電着塗装被膜により被覆される部分に形成されており、前記凹凸部又は前記溝部の開口幅は、100μm以上である、請求項6に記載の接合体の製造方法。
- 前記第1部材は貫通孔を有しており、前記第2部材は前記貫通孔に入り込んでいる、請求項1~4のいずれか一項に記載の接合体の製造方法。
- 前記貫通孔の直径は、前記第1部材の厚さ以上である、請求項8に記載の接合体の製造方法。
- 前記相溶層の厚さは、1.0~25μmの範囲内である、請求項1~3のいずれか一項に記載の接合体の製造方法。
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