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POROUS LAYER, INTERPENETRATING LAYER, JOINED STRUCTURE OF METAL AND RESIN, PRODUCTION METHOD OF POROUS LAYER, PRODUCTION METHOD OF INTERPENETRATING LAYER, JOINING METHOD OF METAL AND RESIN commons

Patent code P150011468
File No. NU-0554
Posted date Mar 2, 2015
Application number P2014-217323
Publication number P2016-083813A
Patent number P6414965
Date of filing Oct 24, 2014
Date of publication of application May 19, 2016
Date of registration Oct 12, 2018
Inventor
  • (In Japanese)小橋 眞
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人名古屋大学
Title POROUS LAYER, INTERPENETRATING LAYER, JOINED STRUCTURE OF METAL AND RESIN, PRODUCTION METHOD OF POROUS LAYER, PRODUCTION METHOD OF INTERPENETRATING LAYER, JOINING METHOD OF METAL AND RESIN commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To improve joining strength between a resin and an interpenetrating layer in a structure in which the interpenetrating layer is formed by penetration of the resin into cavities of a porous layer, and a metal and the resin are joined via the interpenetrating layer.
SOLUTION: In producing a porous layer, porosity of the side to be in contact with a metal is set to be relatively low and porosity of the side from which a resin penetrates into the layer is set to be relatively high, by increasing the volume fraction of NaCl powder, determining the porosity, from the side to be in contact with the metal to the side from which the resin penetrates into the layer (for instance, gradually changing the volume fraction from 50% to 80%). At the boundary between the resin and the interpenetrating layer, the resin area ratio of a surface from which the resin penetrates into the interpenetrating layer to the entire boundary surface gets relatively large and stress generated inside the resin is reduced. As a result, fracture is hardly produced at the boundary between the resin and the interpenetrating layer, and joining strength between the resin and the interpenetrating layer is improved.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

例えば自動車や航空機等の輸送機器を始めとする様々な分野で、優れた材料を適材適所に配置するマルチマテリアル化が進んでいる。特に炭素繊維強化樹脂複合材料(CFRP:carbon fiber reinforced plastic)を用いることで、著しい軽量化が可能となる。例えば自動車ではキャビン部分にCFRPが用いられたり、航空機ではジェットエンジンのファンブレード部分にCFRPが用いられたりする動きがあり、何れの場合も金属と樹脂との強固な接合が不可欠である。

金属と樹脂とを接合する方法として、金属の表面に開気孔型の多孔質層を付与し、樹脂を多孔質層の空隙部(気孔)に浸透させる方法がある。この方法では、植物が根付くように樹脂が空隙部に浸透して相互浸透層を形成し、金属と樹脂とが相互浸透層を介して接合する(例えば非特許文献1から3参照)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、多孔質層の作製方法、相互浸透層の作製方法、金属と樹脂との接合方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
金属粉末とスペーサー粉末とを含む原料粉末を、前記スペーサー粉末が圧壊又は分解しない圧力及び温度の条件下で加圧及び加熱して前記金属粉末を焼結させ、その後に前記スペーサー粉末を除去して空隙部を形成する方法により、金属に接する側の気孔率が相対的に低く、樹脂が浸入する側の気孔率が相対的に高くなるように多孔質層を作製することを特徴とする多孔質層の作製方法。

【請求項2】
 
請求項1に記載した多孔質層の作製方法において、
金属に接する側ではスペーサー粉末の原料粉末全体に対する体積分率を相対的に低くし、樹脂が浸入する側ではスペーサー粉末の原料粉末全体に対する体積分率を相対的に高くして前記金属粉末を焼結させ、多孔質層を作製することを特徴とする多孔質層の作製方法。

【請求項3】
 
請求項1に記載した多孔質層の作製方法において、
金属に接する側では原料粉末を加圧する圧力及び加熱する温度のうち少なくとも何れかを相対的に高くし、樹脂が浸入する側では原料粉末を加圧する圧力及び加熱する温度のうち少なくとも何れかを相対的に低くして前記金属粉末を焼結させ、多孔質層を作製することを特徴とする多孔質層の作製方法。

【請求項4】
 
請求項1から3の何れか一項に記載した多孔質層の作製方法において、
金属に接する側から樹脂が浸入する側に向かって気孔率が常に高くなるように多孔質層を作製することを特徴とする多孔質層の作製方法。

【請求項5】
 
請求項1から4の何れか一項に記載した多孔質層の作製方法において、
前記スペーサー粉末として、静水に溶解する粉末を用いて作製することを特徴とする多孔質層の作製方法。

【請求項6】
 
金属からなる基板上で、金属粉末とスペーサー粉末とを含む原料粉末を、前記スペーサー粉末が圧壊又は分解しない圧力及び温度の条件下で加圧及び加熱して前記金属粉末を焼結させ、その後に前記スペーサー粉末を除去して多孔質層を作製し、樹脂を前記多孔質層の空隙部に浸透させる方法により、金属に接している側の樹脂体積分率が相対的に低く、樹脂が浸入している側の樹脂体積分率が相対的に高くなるように相互浸透層を作製することを特徴とする相互浸透層の作製方法。

【請求項7】
 
請求項6に記載した相互浸透層の作製方法において、
金属に接している側ではスペーサー粉末の原料粉末全体に対する体積分率を相対的に低くし、樹脂が浸入する側ではスペーサー粉末の原料粉末全体に対する体積分率を相対的に高くして前記金属粉末を焼結させ、相互浸透層を作製することを特徴とする相互浸透層の作製方法。

【請求項8】
 
請求項6に記載した相互浸透層の作製方法において、
金属に接している側では原料粉末を加圧する圧力及び加熱する温度のうち少なくとも何れかを相対的に高くし、樹脂が浸入する側では原料粉末を加圧する圧力及び加熱する温度のうち少なくとも何れかを相対的に低くして前記金属粉末を焼結させ、相互浸透層を作製することを特徴とする相互浸透層の作製方法。

【請求項9】
 
請求項6から8の何れか一項に記載した相互浸透層の作製方法において、
金属に接している側から樹脂が浸入している側に向かって樹脂体積率が常に高くなるように相互浸透層を作製することを特徴とする相互浸透層の作製方法。

【請求項10】
 
請求項6から9の何れか一項に記載した相互浸透層の作製方法において、
前記スペーサー粉末として、静水に溶解する粉末を用いて作製することを特徴とする相互浸透層の作製方法。

【請求項11】
 
請求項6から10の何れか一項に記載した相互浸透層の作製方法を含み、
前記金属と前記樹脂とを前記相互浸透層を介して接合することを特徴とする金属と樹脂との接合方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2014217323thum.jpg
State of application right Registered
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