專(zhuān)利名稱(chēng):復(fù)合構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及金屬和樹(shù)脂的復(fù)合構(gòu)件,所述復(fù)合構(gòu)件適用于部件如電裝置和電子裝置的殼體。特別地,本發(fā)明涉及即使在小的厚度下仍具有高剛度的復(fù)合構(gòu)件,所述復(fù)合構(gòu)件易于連接到裝置等的主體上。
背景技術(shù):
至今,通常將輕質(zhì)樹(shù)脂用作構(gòu)成部件如移動(dòng)的電裝置和電子裝置的殼體的材料,所述移動(dòng)的電裝置和電子裝置為例如便攜式電話(huà)、膝上型計(jì)算機(jī)和數(shù)字照相機(jī)。樹(shù)脂構(gòu)件因?yàn)榭梢匀菀椎靥峁╊喩蛨D案且因?yàn)榭梢匀菀椎匦纬筛鞣N形狀而具有優(yōu)異的設(shè)計(jì)性能。同時(shí),作為構(gòu)成諸如殼體的部件的材料,已經(jīng)對(duì)重量輕且比強(qiáng)度和比剛度優(yōu)異的鎂合金進(jìn)行了研究。由鎂合金構(gòu)成的部件主要是通過(guò)壓鑄法或觸變成型法制造的鋳造材料(符合美國(guó)試驗(yàn)與材料學(xué)會(huì)(ASTM)標(biāo)準(zhǔn)的AZ91合金)。近年來(lái),已經(jīng)使用通過(guò)對(duì)由可鍛的 鎂合金構(gòu)成的板進(jìn)行壓制成形而制造的部件,所述可鍛的鎂合金由符合ASTM標(biāo)準(zhǔn)的AZ31合金代表。專(zhuān)利文獻(xiàn)I公開(kāi)了ー種通過(guò)對(duì)由與AZ91相對(duì)應(yīng)的鎂合金構(gòu)成的壓延板進(jìn)行壓制成形而制造的壓制材料。由鎂合金等構(gòu)成的金屬構(gòu)件具有比樹(shù)脂構(gòu)件更優(yōu)異的強(qiáng)度和剛度,由此易于降低其厚度。此外,可以對(duì)金屬構(gòu)件進(jìn)行期望的噴漆或?qū)@墨I(xiàn)I中所述的表面加工以實(shí)現(xiàn)更好的設(shè)計(jì)性能。引用列表專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2009-120877號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題然而,在常規(guī)構(gòu)件中,難以進(jìn)一歩降低厚度并促進(jìn)構(gòu)件到目標(biāo)對(duì)象如裝置和其他部件的主體上的連接,并同時(shí)保持高強(qiáng)度和剛度。樹(shù)脂構(gòu)件可通過(guò)金屬成型如注射成型形成并由此形狀自由度高。用于將構(gòu)件連接到目標(biāo)對(duì)象上而構(gòu)造的連接部分如爪部分、螺栓孔用輪轂和螺紋孔的輪轂可以容易地形成。由此,通過(guò)將爪部分鉤在或安裝到目標(biāo)對(duì)象中或通過(guò)使用夾住構(gòu)件如螺栓和螺桿能夠容易地將樹(shù)脂構(gòu)件連接到目標(biāo)對(duì)象上。此外,在樹(shù)脂構(gòu)件中,為了提高強(qiáng)度和剛度而構(gòu)造的局部厚部分如輪轂和加強(qiáng)部(rib)易于形成。然而,在樹(shù)脂構(gòu)件中,難以在保持高強(qiáng)度和剛度的同時(shí)降低各構(gòu)件的整體厚度。同時(shí),與樹(shù)脂構(gòu)件相比,金屬構(gòu)件難以形成連接部分如爪部分和螺栓孔。具體地,通過(guò)單純的成形方法如壓制成形難以形成連接部分。通過(guò)例如壓鑄能夠粗略形成連接部分。然而,為了調(diào)節(jié)形狀,必須實(shí)施另ー種加工如切割。因此,用于制造包含連接部分的金屬構(gòu)件的方法導(dǎo)致生產(chǎn)率低且收率差。根據(jù)該觀(guān)點(diǎn),難以將金屬構(gòu)件連接到目標(biāo)對(duì)象上。
此外,關(guān)于金屬構(gòu)件,與樹(shù)脂構(gòu)件相比,通常難以形成輪轂和加強(qiáng)部?,F(xiàn)在,建立無(wú)線(xiàn)電通信的電裝置和電子裝置正在増加。在具有這種功能的裝置的情況中,殼體優(yōu)選包含不屏蔽電磁波的非金屬部分。另外,仍需要開(kāi)發(fā)噴漆之外的技術(shù),與噴漆相比,所述技術(shù)能夠?qū)?yīng)各種設(shè)計(jì),且特別地能夠易于實(shí)施。因此,本發(fā)明的目的是提供一種即使在小的厚度下仍具有高剛度并具有優(yōu)異設(shè)計(jì)性能和安裝加工性的復(fù)合構(gòu)件。 解決問(wèn)題的手段在本發(fā)明中,通過(guò)形成金屬和樹(shù)脂的復(fù)合結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)所述目的,所述復(fù)合結(jié)構(gòu)包含樹(shù)脂膜層。本發(fā)明的復(fù)合構(gòu)件包含金屬基材、樹(shù)脂成形體和覆蓋所述金屬基材表面的至少一部分的樹(shù)脂膜層。特別地,在所述復(fù)合構(gòu)件中,所述金屬基材的至少一部分具有50μπι以上的厚度且所述樹(shù)脂成形體的至少一部分接合到所述金屬基材和所述樹(shù)脂膜層中的至少一種上。本發(fā)明的復(fù)合構(gòu)件包含金屬基材和樹(shù)脂成形體兩者,由此與單獨(dú)的樹(shù)脂構(gòu)件的情況相比,即使在小的厚度下仍具有高強(qiáng)度和剛度。特別地,在本發(fā)明的復(fù)合構(gòu)件中,所述金屬基材的至少一部分具有50 μ m以上的大厚度。由此,與例如當(dāng)在樹(shù)脂構(gòu)件上配置具有納米級(jí)厚度的金屬薄膜時(shí)相比,能夠確保高強(qiáng)度和剛度。此外,在本發(fā)明的復(fù)合構(gòu)件中,可以容易地在樹(shù)脂成形體中形成連接部分如爪部分或螺栓孔。由此,適當(dāng)使用夾住構(gòu)件如螺栓易于將復(fù)合構(gòu)件連接到目標(biāo)對(duì)象上,且所述復(fù)合構(gòu)件具有優(yōu)異的安裝加工性。而且,在本發(fā)明的復(fù)合構(gòu)件中,能夠?qū)⒕哂衅谕O(shè)計(jì)(例如顔色和圖案)的樹(shù)脂膜用作樹(shù)脂膜層以裝飾所述復(fù)合構(gòu)件。由此,本發(fā)明的復(fù)合構(gòu)件具有優(yōu)異的設(shè)計(jì)性能。另外,將樹(shù)脂膜恰好接合到金屬基材上,從而提供具有優(yōu)異設(shè)計(jì)性能的復(fù)合構(gòu)件。因此,本發(fā)明的復(fù)合構(gòu)件具有優(yōu)異的生產(chǎn)率。下面將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。[金屬基材](構(gòu)造和形狀)例如,金屬基材具有任意形狀,所述形狀具有其中所述部分的至少一部分具有50ym(0. 05mm)以上厚度的部分。金屬基材的典型實(shí)例是具有基本均勻厚度的板狀材料。金屬基材的其他實(shí)例包括各自具有部分不同的厚度的材料如具有合適的形狀以及突起和凹入的數(shù)目的板狀材料和具有合適的形狀以及突起和凹入的數(shù)目的穿孔板狀材料;以及具有期望的三維構(gòu)造的材料即具有方括號(hào)形橫截面、L形橫截面和圓筒形的材料。具有突起和彎曲部分的材料能夠具有提高的強(qiáng)度和剛度。具有突起、凹入和通孔的材料能夠具有各種設(shè)計(jì)。金屬基材的厚度越大,復(fù)合構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度越高。由此,金屬基材優(yōu)選具有厚度為O. Imm以上且更優(yōu)選O. 5mm以上的部分。然而,金屬基材在復(fù)合構(gòu)件中的比例更高,導(dǎo)致整個(gè)復(fù)合構(gòu)件的重量増大。由此,在金屬基材可具有厚的部分(厚度超過(guò)2_的部分)吋,大部分金屬基材(當(dāng)金屬基材在平面圖中的最大面積為100面積%時(shí),超過(guò)50面積%)優(yōu)選具有2mm以下且更優(yōu)選約O. 3mm 約I. 5mm的厚度。此外,一個(gè)復(fù)合構(gòu)件可包含多個(gè)金屬基材??蓪⒏鱾€(gè)金屬基材結(jié)合到樹(shù)脂成形體和樹(shù)脂膜層中的至少ー個(gè)上以一體地形成單個(gè)復(fù)合構(gòu)件。對(duì)于ー個(gè)復(fù)合構(gòu)件,需要多個(gè)部分具有改進(jìn)的強(qiáng)度并在一些情況中提供電磁屏蔽。在這種構(gòu)造中,能夠分別配置多個(gè)金屬基材以滿(mǎn)足上述要求。此外,在這種構(gòu)造中,可實(shí)現(xiàn)重量的下降和構(gòu)件強(qiáng)度的提高。(制造方法)通過(guò)各種步驟如鋳造、擠出、壓延、鍛造和壓制(典型地為彎曲加工和拉伸)能夠制造金屬基材。關(guān)于制造,可適當(dāng)使用已知的制造條件。所得金屬基材的構(gòu)造的實(shí)例包括鋳造材料、擠出材料、壓延材料、鍛造材料、壓制材料、進(jìn)行了塑性成形的其他材料以及提高對(duì)這些材料進(jìn)行選自熱處理、研磨、整平、切割、防腐蝕處理和專(zhuān)利文獻(xiàn)I中所述的表面加エ中的至少ー種處理而得到的經(jīng)處理材料。在金屬基材為鑄造材料的情況中,可容易地形成任何三維形狀。通過(guò)對(duì)鑄造材料進(jìn)行塑性成形如擠出、壓延、鍛造或壓制而得到的金屬基材因加工硬化而具有更高的強(qiáng)度和剛度。進(jìn)行了研磨、整平、表面加工等的金屬基材具有優(yōu)異的設(shè)計(jì)性能。進(jìn)行了防腐蝕處理的金屬基材具有優(yōu)異的耐腐蝕性。此外,實(shí)施熱處理,由此得到均勻組成并消除因塑性成形而造成的應(yīng)變。切割提供具有預(yù)定的尺寸和厚度的金屬基材。金屬基材可適當(dāng)制造并使用以具有預(yù)定的形狀和構(gòu)造。(機(jī)械強(qiáng)度)[楊氏模量]在金屬基材具有40GPa以上楊氏模量的情況中,金屬基材不易扭曲并即使在較小的厚度下仍具有高剛度。楊氏模量主要由金屬材料的類(lèi)型決定。當(dāng)對(duì)給定的金屬進(jìn)行塑性成形如壓延時(shí),金屬的楊氏模量?jī)A向于提高。選擇具有50GPa以上且甚至IOOGPa以上楊氏模量的金屬材料并選擇金屬基材的構(gòu)造導(dǎo)致復(fù)合構(gòu)件即使在較小的金屬基材厚度下仍具有高剛度。[O. 2%彈性極限應(yīng)カ]在金屬基材具有150MPa以上O. 2%彈性極限應(yīng)カ的情況中,即使在較小的厚度下仍不易發(fā)生凹陷和變形,從而能夠在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持預(yù)定形狀。所述O. 2%弾性極限應(yīng)力主要由金屬材料的類(lèi)型決定。當(dāng)對(duì)給定的金屬進(jìn)行塑性成形如壓延時(shí),金屬的O. 2%弾性極限應(yīng)カ傾向于提高。選擇具有200GPa以上且甚至250GPa以上O. 2%彈性極限應(yīng)カ的金屬材料并選擇金屬基材的構(gòu)造導(dǎo)致復(fù)合構(gòu)件即使在較小的金屬基材厚度下仍具有高剛度。[熱膨脹系數(shù)]在金屬基材由均勻材料構(gòu)成的情況中,如果發(fā)生局部溫度差,則金屬基材會(huì)發(fā)生局部翹曲。由此,優(yōu)選以使得由均勻材料構(gòu)成的金屬基材的最高溫度區(qū)域與最低溫度區(qū)域之間的溫度差為50°C以下、優(yōu)選15°C以下、更優(yōu)選5°C以下且最優(yōu)選為使得基本在整個(gè)金屬基材上獲得均勻溫度的溫度的方式在樹(shù)脂成形體的形成期間對(duì)材料的溫度進(jìn)行控制。上述溫度控制能夠抑制在成形之后所得復(fù)合構(gòu)件的變形。
為了實(shí)現(xiàn)上述溫度控制,例如在用于使得金屬基材、樹(shù)脂成形體和樹(shù)脂膜一體化的模具中,在其中放置金屬基材的模具部件上配置冷卻手段。將所述冷卻手段配置在金屬基材直接接觸或通過(guò)樹(shù)脂膜層接觸的模具區(qū)域(下文中稱(chēng)作“特定區(qū)域”)中,由此導(dǎo)致金屬基材的整個(gè)表面溫度均勻,從而抑制局部溫度的升高。冷卻手段的具體實(shí)例如下所述特定區(qū)域的表面由高熱導(dǎo)率材料如銅或銅合金構(gòu)成;在所述特定區(qū)域上配置由高熱導(dǎo)率材料構(gòu)成的構(gòu)件;以及配置循環(huán)機(jī)構(gòu),所述循環(huán)機(jī)構(gòu)使冷凍劑在由高熱導(dǎo)率材料構(gòu)成的部分中循環(huán)?;蛘?,為了實(shí)現(xiàn)上述溫度控制,例如可在模具的特定區(qū)域上或在整個(gè)模具上配置諸如加熱器的加熱手段并對(duì)金屬基材的整個(gè)表面進(jìn)行均勻加熱??梢愿鶕?jù)金屬基材、樹(shù)脂膜層和樹(shù)脂成形體的材料來(lái)適當(dāng)選擇冷卻溫度、加熱溫度、冷卻區(qū)域和加熱區(qū)域。在8X 10_6/K以上的金屬基材的熱膨脹系數(shù)下,當(dāng)將構(gòu)件從容納金屬基材、樹(shù)脂成形體和樹(shù)脂膜的模具中放出時(shí),所述金屬基材不易翹曲,由此易于保持預(yù)定形狀。熱膨脹系數(shù)主要由金屬材料的類(lèi)型決定。在選擇具有10Χ10_6/Κ以上且甚至20Χ10_6/Κ以上熱膨脹系數(shù)的金屬的情況中,即使在較小的厚度的金屬基材下,所得復(fù)合構(gòu)件仍易于保持其預(yù)定形狀。(組分)構(gòu)成金屬基材的金屬材料的類(lèi)型的具體實(shí)例包括純鎂、鎂合金、純鈦、鈦合金、純 鋁、鋁合金、純鐵和鐵合金(包括鋼和不銹鋼)。所述金屬各自滿(mǎn)足40GPa以上的楊氏模量、150MPa以上的O. 2%弾性極限應(yīng)力和8X10_6/K以上的熱膨脹系數(shù)并具有高剛度。由此,不易發(fā)生諸如翹曲的凹陷和變形,并在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)易于保持預(yù)定形狀。所述變形等不易發(fā)生,從而能夠在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持基于金屬基材的設(shè)計(jì)(例如通過(guò)專(zhuān)利文獻(xiàn)I中所述的表面加工制造的設(shè)計(jì))。特別地,在金屬基材的至少一部分由純鎂、鎂合金、純鈦和鈦合金中的至少ー種構(gòu)成的情況中,所述金屬基材能夠滿(mǎn)足進(jìn)一歩降低厚度的要求,因?yàn)檫@些金屬的強(qiáng)度和剛度優(yōu)異。此外,純鎂、鎂合金、純鈦和鈦合金比鐵和鐵合金更輕。因此,配置由所述金屬構(gòu)成的金屬基材可制得輕質(zhì)復(fù)合構(gòu)件。特別地,鎂和鎂合金具有高比強(qiáng)度和高比剛度。因此,配置由鎂或鎂合金構(gòu)成的金屬基材導(dǎo)致復(fù)合構(gòu)件具有高強(qiáng)度和高剛度。作為鎂,可例示含Mg和雜質(zhì)的鎂。鎂合金的實(shí)例包括各自以O(shè). 01質(zhì)量% 20質(zhì)量%的總量含有選自Al、Zn、Mn、Si、Ca、Sr、Y、Cu、Ag、Sn、Li、Zr和稀土元素(不包括Y)中的至少ー種元素且剩余物為Mg和雜質(zhì)的鎂合金。特別地,含Al鎂合金具有優(yōu)異的耐腐蝕性和優(yōu)異的機(jī)械性能如強(qiáng)度,并由此是優(yōu)選的。含Al鎂合金的實(shí)例包括AZ基合金(Mg-Al-Zn基合金,Zn :0. 2質(zhì)量% I. 5質(zhì)量%)、AM基合金(Mg-Al-Mn基合金,Mn :0. 15質(zhì)量% O. 5質(zhì)量%)、As基合金(Mg-AトSi基合金,Si :0. 6質(zhì)量% I. 4質(zhì)量%)、Mg-Al-RE (稀土元素)基合金,AX基合金(Mg-Al-Ca基合金,Ca :0. 2質(zhì)量% 6. O質(zhì)量%)和AJ基合金(Mg-Al-Sr基合金,Sr :0. 2質(zhì)量% 7. O質(zhì)量%),其符合美國(guó)試驗(yàn)與材料學(xué)會(huì)(ASTM)標(biāo)準(zhǔn)。各自具有大于7.5質(zhì)量%且12質(zhì)量%以下的Al含量的含Al鎂合金的實(shí)例包括Mg-Al-Zn基合金如AZ80合金、AZ81合金和AZ91合金;以及Mg-Al-Mn基合金如AM100合金,其具有更高的耐腐蝕性并由此是優(yōu)選的??墒褂镁哂幸阎M成的鎂合金。當(dāng)使用由鎂合金構(gòu)成并具有進(jìn)行了防腐蝕處理如化學(xué)轉(zhuǎn)化處理或陽(yáng)極氧化處理的表面的金屬基材時(shí),耐腐蝕性提高。在這種情況下,所得復(fù)合構(gòu)件包含配置在防腐蝕層上的樹(shù)脂膜層。鈦可含有Ti和雜質(zhì)。鈦合金的實(shí)例包括各種合金在JIS H4600 (2007)中規(guī)定的含有6質(zhì)量%的鋁-4質(zhì)量%的釩-剰余物為鈦和雜質(zhì)的合金?;蛘?,金屬基材的至少一部分可以由選自純鋁、鋁合金、純鐵和鐵合金中的至少ー種金屬構(gòu)成。通常,純鋁、鋁合金、鐵、鐵合金在塑性成形如壓延或壓制中具有優(yōu)異的成形性,由此易于提供具有期望形狀的塑性成形材料。純鋁和鋁合金的重量輕。因此,配置由純鋁或鋁合金構(gòu)成的金屬基材可獲得輕質(zhì)復(fù)合構(gòu)件。作為純鋁,可使用含Al和雜質(zhì)的鋁??墒褂玫匿X合金的實(shí)例包括JIS H 4000(2006)等中規(guī)定的各種合金如A1050、A5052和A5083。純鐵和鐵合金通常具有優(yōu)異的強(qiáng)度。因此,配置由純鐵或鐵合金構(gòu)成的金屬基材可獲得高強(qiáng)度的復(fù)合構(gòu)件。作為純鐵,可使用含F(xiàn)e和雜質(zhì)的鉄??墒褂玫蔫F合金的實(shí)例包括作為碳和鐵的合金的鋼;還含有Ni和Cr的不銹鋼如SUS304和SUS316,其為鐵合金的典型實(shí)例;以及各種合金如SS400和S45C。金屬基材可由單種金屬構(gòu)成或可由不同種金屬構(gòu)成。在任意情況中,金屬基材都可以由單一部材形成?;蛘?,如上所述,可配置多種金屬基材。在金屬基材由不同種金屬所構(gòu)成的單一部材形成的情況中,通過(guò)焊接、釬焊或加壓焊接可將金屬的亞部材一體化。在配置由不同種金屬構(gòu)成的金屬基材的情況中,能夠表達(dá)基于不同金屬材料的設(shè)計(jì),由此導(dǎo)致具有優(yōu)異的設(shè)計(jì)性能的復(fù)合構(gòu)件。[樹(shù)脂成形體]
(形狀) 樹(shù)脂成形體可以根據(jù)預(yù)期用途而具有任意形狀。具體地,樹(shù)脂成形體可充當(dāng)構(gòu)成復(fù)合構(gòu)件的主要外觀(guān)的主要部分?;蛘?,可將樹(shù)脂成形體用于復(fù)合構(gòu)件的一部分。其實(shí)例包括連接部分如爪部分、螺栓孔和螺紋孔;加強(qiáng)部分如加強(qiáng)部;為了形成期望設(shè)計(jì)而構(gòu)造的設(shè)計(jì)部分;以及用于無(wú)線(xiàn)電通信的非金屬部分。特別地,其中至少一部分樹(shù)脂成形體充當(dāng)連接部分的復(fù)合構(gòu)件可容易地連接到目標(biāo)對(duì)象如電裝置或電子裝置的主體上。此外,在復(fù)合構(gòu)件的情況中,與在金屬基材上形成連接部分時(shí)相比,可容易地形成連接部分。樹(shù)脂成形體可具有任意尺寸和任意厚度。即使當(dāng)例如樹(shù)脂成形體處于薄板狀體形式時(shí),包含上述金屬基材的復(fù)合構(gòu)件仍具有優(yōu)異的剛度。此外,單個(gè)復(fù)合構(gòu)件可包含多個(gè)樹(shù)脂成形體。能夠?qū)⒏鳂?shù)脂成形體接合到金屬基材和樹(shù)脂膜層中的至少ー種上以一體地形成ー個(gè)復(fù)合構(gòu)件。(形成方法)通過(guò)各種方法如注射成型、轉(zhuǎn)移成型、鋳造成型、擠出成型和焊接可形成樹(shù)脂成形體??膳c樹(shù)脂成形體的形成一起將金屬基材和樹(shù)脂膜層一體化。因此,本發(fā)明的復(fù)合構(gòu)件具有優(yōu)異的生產(chǎn)率。可將已知的形成條件適當(dāng)用于上述形成。(成分)樹(shù)脂成形體可由熱塑性樹(shù)脂、熱固性樹(shù)脂和橡膠材料中的至少ー種樹(shù)脂構(gòu)成。樹(shù)脂的實(shí)例包括聚丙烯樹(shù)脂、聚こ烯樹(shù)脂、聚苯こ烯樹(shù)脂、聚氯こ烯樹(shù)脂、聚對(duì)苯ニ甲酸こニ醇酯樹(shù)脂、聚對(duì)苯ニ甲酸丁ニ醇酯樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂和硅樹(shù)脂。橡膠材料的實(shí)例包括天然橡膠;和合成橡膠如異戊ニ烯橡膠、苯こ烯橡膠、腈橡膠、氯丁ニ烯橡膠、丙烯酸類(lèi)橡膠、硅橡膠和聚氨酯橡膠??梢钥紤]到例如復(fù)合構(gòu)件的剛度、強(qiáng)度、硬度、耐腐蝕性、耐久性和耐熱性來(lái)適當(dāng)選擇樹(shù)脂成形體中包含的樹(shù)脂。構(gòu)成樹(shù)脂可包含由例如金屬或非金屬材料如陶瓷材料和色母(color batch)構(gòu)成的填料以提高諸如剛度的機(jī)械性能并實(shí)現(xiàn)更好的設(shè)計(jì)性能。樹(shù)脂成形體可由單種樹(shù)脂構(gòu)成或可由不同種樹(shù)脂構(gòu)成。在任意情況中,樹(shù)脂成形體都可由單一部材形成。或者,如上所述,可配置多個(gè)樹(shù)脂成形體。在樹(shù)脂成形體由不同種樹(shù)脂所構(gòu)成的單一部材形成的情況中,可以通過(guò)例如將樹(shù)脂的亞部材依次成形為一體來(lái)制造所述樹(shù)脂成形體?;蛘撸梢酝ㄟ^(guò)単獨(dú)形成樹(shù)脂的亞部材并然后將它們接合成一體來(lái)制造樹(shù)脂成形體。[樹(shù)脂膜層](整體結(jié)構(gòu))典型地,覆蓋金屬基材的至少一部分的樹(shù)脂膜層構(gòu)成復(fù)合構(gòu)件外觀(guān)的至少一部分。作為構(gòu)成樹(shù)脂膜層的樹(shù)脂膜,例如可適當(dāng)使用由丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹(shù)脂、聚丙烯酸丁酯樹(shù)脂、こ烯-丙烯酸類(lèi)共聚物樹(shù)脂或こ烯-こ酸こ烯酷-丙烯酸類(lèi)共聚物樹(shù)脂構(gòu)成的丙烯酸類(lèi)膜。所述丙烯酸類(lèi)膜具有如下特征(I)關(guān)于透明丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂,所述丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂具有高透明度;(2)所述丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂對(duì)熱和光具有高抵抗性,從而即使當(dāng)例如在戶(hù)外使用所述丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂時(shí)褪色程度和光澤的下降仍然低;和(3)所述丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂具有優(yōu)異的耐污性。因此,所得復(fù)合構(gòu)件具有優(yōu)異的外觀(guān)。此外,所述丙烯酸類(lèi)膜還在加工如深拉伸期間具有優(yōu)異的成形性并由此能夠適當(dāng)用于制造本發(fā)明的復(fù)合構(gòu) 件。所述丙烯酸類(lèi)膜優(yōu)選具有50 μ m以上的厚度以充分保持耐候性等。從降低復(fù)合構(gòu)件的厚度考慮,所述丙烯酸類(lèi)膜優(yōu)選具有500 μ m以下的厚度。因此,可以容易地使用厚度為約70 μ m 約200 μ m的丙烯酸類(lèi)膜。還可使用商購(gòu)可獲得的丙烯酸類(lèi)膜。在樹(shù)脂膜層由例如有色的不透明樹(shù)脂膜形成的情況中,使用具有期望顔色和圖案的樹(shù)脂膜可獲得更好的設(shè)計(jì)性能。同時(shí),在樹(shù)脂膜層具有30%以上可見(jiàn)光透過(guò)率的情況中,能夠看到底部金屬基材,由此導(dǎo)致復(fù)合構(gòu)件具有優(yōu)異的金屬質(zhì)感和更好的設(shè)計(jì)性能。更高的可見(jiàn)光透過(guò)率會(huì)提高金屬質(zhì)感。樹(shù)脂膜層優(yōu)選具有50%以上并特別優(yōu)選70%以上的可見(jiàn)光透過(guò)率。特別地,使用高透過(guò)率丙烯酸類(lèi)膜,具體地具有約90%可見(jiàn)光透過(guò)率的丙烯酸類(lèi)膜,更易于導(dǎo)致金屬質(zhì)感的表現(xiàn)。通過(guò)將樹(shù)脂膜層從復(fù)合構(gòu)件上剝離或通過(guò)切割將樹(shù)脂膜層從復(fù)合構(gòu)件除去并然后進(jìn)行分析能夠研究樹(shù)脂膜的可見(jiàn)光透過(guò)率。如上所述,樹(shù)脂膜層可具有由單種材料構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)或可具有多層結(jié)構(gòu)。例如,可使用包含充當(dāng)基礎(chǔ)部分的上述丙烯酸類(lèi)膜并在所述基礎(chǔ)部分的至少一部分上包含選自具有期望圖形或圖案的印刷層、為了表現(xiàn)金屬光澤而構(gòu)造的薄層、為了保護(hù)所述薄層和印刷層而構(gòu)造的保護(hù)層以及為了將這些層粘合在一起而構(gòu)造的膠粘劑層中的至少ー個(gè)層的樹(shù)脂膜。在使用具有多層結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂膜的情況中,從厚度的降低和膜的制造性考慮,所述樹(shù)脂膜優(yōu)選具有2000 μ m以下的總厚度。特別地,能夠容易地使用具有約70 μ m 約200 μ m總厚度的樹(shù)脂膜。可使用商購(gòu)可獲得的具有多層結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂膜。印刷層包含樹(shù)脂粘合劑和著色油墨井能夠通過(guò)印刷方法如膠版印刷法、凹版印刷法或絲網(wǎng)印刷法形成。樹(shù)脂粘合劑的實(shí)例包括樹(shù)脂如聚こ烯類(lèi)樹(shù)脂、聚酰胺類(lèi)樹(shù)脂、聚酯類(lèi)樹(shù)脂、丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂、聚氨酯類(lèi)樹(shù)脂、聚こ烯醇縮醛類(lèi)樹(shù)脂、聚酯聚氨酯類(lèi)樹(shù)脂、纖維素酯類(lèi)樹(shù)脂和醇酸類(lèi)樹(shù)脂。著色油墨的實(shí)例包括含有充當(dāng)著色劑的期望顔色的顔料和染料的油墨。包含印刷層的樹(shù)脂膜層的使用可以與各種設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)。可以通過(guò)例如蒸發(fā)法如真空蒸發(fā)法、濺射法、或離子鍍法或電鍍法而容易地形成所述薄層。用于所述薄層的材料的實(shí)例包括金屬如鋁、鎳、金、鉬、鉻、鐵、銅、錫、銦、銀、鈦、鉛、鋅和鍺;所述金屬的合金;所述金屬的非金屬化合物如硫化鋅、氟化鎂、氧化錫和銦錫氧化物;和非金屬化合物如ニ氧化硅。使用包含由金屬構(gòu)成的薄層的樹(shù)脂膜層導(dǎo)致表現(xiàn)金屬光澤和金屬質(zhì)感。例如,即使在樹(shù)脂成形體上配置包含由金屬構(gòu)成的薄層的樹(shù)脂膜層,仍可以容易地表現(xiàn)金屬質(zhì)感。在金屬基材上配置包含由金屬構(gòu)成的薄層的樹(shù)脂膜層的情況中,能夠保護(hù)所述金屬基材。在構(gòu)成所述薄層的材料與構(gòu)成金屬基材的材料不同的情況中,復(fù)合構(gòu)件因不同類(lèi)型的金屬而具有更好的設(shè)計(jì)性能。使用包含由上述化合物構(gòu)成的薄層的樹(shù)脂膜層,導(dǎo)致可見(jiàn)光透過(guò)率提高、表現(xiàn)熒光顔色并提高膜的硬度。能夠使用的保護(hù)膜的實(shí)例包括上述丙烯酸類(lèi)膜、聚丙烯膜、熱塑性弾性體膜、聚碳酸酷膜、聚酰胺膜、丙烯腈-丁ニ烯-苯こ烯膜、丙 烯腈-苯こ烯膜、聚苯こ烯膜和聚氨酯膜。為了對(duì)由金屬構(gòu)成的薄層和保護(hù)層進(jìn)行粘合而構(gòu)造的膠粘劑層的材料的實(shí)例包括樹(shù)脂如雙組份可固化聚氨酯樹(shù)脂、熱固性聚氨酯樹(shù)脂、三聚氰胺類(lèi)樹(shù)脂、纖維素酯類(lèi)樹(shù)月旨、含氯的橡膠類(lèi)樹(shù)脂、含氯的こ烯基類(lèi)樹(shù)脂、丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂、環(huán)氧類(lèi)樹(shù)脂和こ烯基類(lèi)共聚物樹(shù)脂。可以通過(guò)涂布方法如凹版涂布法、輥涂法或逗號(hào)涂布法;或印刷方法如凹版印刷法或絲網(wǎng)印刷法來(lái)形成膠粘劑層。作為為了將其他層粘合在一起而構(gòu)造的膠粘劑層,可適當(dāng)使用適用于構(gòu)成各個(gè)層的材料的適當(dāng)膠粘劑。(通孔)本發(fā)明的實(shí)施方案提供ー種構(gòu)造,其中樹(shù)脂膜層包含多個(gè)通孔且其中所述各個(gè)通孔的外接圓的直徑為5mm以下。通過(guò)將樹(shù)脂膜接合到金屬基材的至少一部分或樹(shù)脂成形體上來(lái)形成樹(shù)脂膜層。如果在接合時(shí)不在樹(shù)脂膜與金屬基材或樹(shù)脂成形體之間充分進(jìn)行脫氣,則形成氣泡,由此導(dǎo)致外觀(guān)差。同時(shí),在樹(shù)脂膜具有微小通孔的情況中,易于實(shí)施脫氣以抑制氣泡的形成,由此導(dǎo)致復(fù)合構(gòu)件具有良好外觀(guān)。通孔可具有任意形狀。所述形狀的典型實(shí)例是圓形??墒褂玫男螤畹钠渌麑?shí)例包括橢圓形;多邊形如三角形、矩形和五邊形;以及任意其他形狀。通孔數(shù)可根據(jù)脫氣所需要的數(shù)目來(lái)選擇。此外,可使用通孔的任意構(gòu)造。在整個(gè)樹(shù)脂膜上均勻配置通孔而不是將通孔局部配置在樹(shù)脂膜的一部分中的情況中,可均勻進(jìn)行脫氣并抑制樹(shù)脂膜強(qiáng)度的下降。在各個(gè)通孔的外接圓直徑過(guò)小時(shí),不易進(jìn)行脫氣。外接圓的直徑超過(guò)5mm導(dǎo)致樹(shù)脂膜的強(qiáng)度下降。特別地,在外接圓的直徑為約5 μ m 約100 μ m時(shí),可充分實(shí)施脫氣并易于形成通孔。因此,這種樹(shù)脂膜應(yīng)易于使用。在樹(shù)脂膜還充當(dāng)金屬基材用防腐蝕層的情況中,在各個(gè)通孔的外接圓直徑過(guò)大時(shí),例如作為造成腐蝕的因素的水會(huì)通過(guò)通孔而與金屬基材接觸,由此導(dǎo)致金屬基材的耐腐蝕性下降。因此,在覆蓋金屬基材的樹(shù)脂膜層的一部分還充當(dāng)防腐蝕層的情況中,各個(gè)外接圓的直徑優(yōu)選為IOOym以下。為了提高耐腐蝕性,優(yōu)選更小的直徑。盡管所述直徑能夠小于O. I μ m,但是認(rèn)為O. I μ m以上的直徑是易于使用的。在如上所述樹(shù)脂膜層還充當(dāng)防腐蝕層的情況中,通孔數(shù)目過(guò)大,導(dǎo)致耐腐蝕性下降。由此,在樹(shù)脂膜層的覆蓋金屬基材的部分中通孔密度(每單位面積上的數(shù)目)優(yōu)選為30個(gè)/mm2 500個(gè)/mm2?;蛘?,在樹(shù)脂膜層的覆蓋金屬基材的部分中通孔的面積比例優(yōu)選為1% 70%。同時(shí),在樹(shù)脂膜層的覆蓋樹(shù)脂成形體的部分中配置各自具有約5_直徑的通孔的情況中,通孔與耐腐蝕性無(wú)關(guān)。因此,直徑可超過(guò)100 μ m。這種相對(duì)大的通孔中的至少ー個(gè)通孔可充當(dāng)圖案(例如點(diǎn)圖案)。[其他構(gòu)造](油漆層)
本發(fā)明的實(shí)施方案提供其中在樹(shù)脂膜層的至少一部分上還配置油漆層的構(gòu)造。在充當(dāng)基底層的樹(shù)脂膜 層上還配置油漆層,由此提高強(qiáng)度、剛度和硬度并提高耐水性。此外,配置油漆層可導(dǎo)致保護(hù)金屬基材和樹(shù)脂成形體。而且,配置圖形或圖案與樹(shù)脂膜層不同的油漆層能夠?qū)е略O(shè)計(jì)性能更好。所述樹(shù)脂膜層充當(dāng)基底層,因此,待噴漆的表面平滑。由此,與在金屬基材的表面上直接噴漆的情況相比,可容易并均勻地進(jìn)行噴漆,由此導(dǎo)致復(fù)合構(gòu)件具有優(yōu)異的表面品質(zhì)和更好的設(shè)計(jì)性能??蓪⒂猩煌该饔推?、有色透明油漆和無(wú)色透明油漆中的任意油漆用于所述油漆。在有色不透明油漆的情況中,看不到底部樹(shù)脂膜層和金屬基材。然而,使用具有期望顔色和圖案的油漆層導(dǎo)致復(fù)合構(gòu)件具有更好的設(shè)計(jì)性能。用于油漆和下述膠粘劑中的術(shù)語(yǔ)“透明”是指可見(jiàn)光透過(guò)率為30%以上。(膠粘劑層)本發(fā)明的實(shí)施方案提供其中在插入在金屬基材與樹(shù)脂膜層之間的至少一部分上配置膠粘劑層的構(gòu)造。通過(guò)使得樹(shù)脂成形體的構(gòu)成樹(shù)脂的一部分充當(dāng)膠粘劑,能夠?qū)?gòu)成樹(shù)脂膜層的樹(shù)脂模粘合到金屬基材上。然而,通過(guò)使用另ー種膠粘劑,能夠更確保將樹(shù)脂模和金屬基材粘合在一起。作為膠粘劑,可使用有色的不透明膠粘劑。在配置膠粘劑、樹(shù)脂模和油漆層的情況中,當(dāng)它們(包括油漆層)全部是有色透明或無(wú)色透明時(shí),能夠良好地表現(xiàn)金屬基材的金屬質(zhì)感以提供具有高金屬質(zhì)感的復(fù)合構(gòu)件。當(dāng)在金屬基材與樹(shù)脂膜層之間完全配置膠粘劑層時(shí),可提供高接合強(qiáng)度。[比重]本發(fā)明的復(fù)合構(gòu)件整體具有5以下的比重且重量輕。由此,能夠?qū)?fù)合構(gòu)件適當(dāng)用于例如要求重量輕的移動(dòng)裝置的部件。為了實(shí)現(xiàn)所述比重,可適當(dāng)選擇復(fù)合構(gòu)件中的金屬基材的比例和材料類(lèi)型或樹(shù)脂成形體的比例。例如,在金屬基材由具有高比重的不銹鋼(比重約8)構(gòu)成的情況中,金屬基材的比例相對(duì)減少(樹(shù)脂成形體的比例相對(duì)提高)導(dǎo)致復(fù)合構(gòu)件整體具有5以下的比重。特別地,在金屬基材由例如純鎂、鎂合金、純鋁或鋁合金的輕質(zhì)金屬構(gòu)成的情況中,即使金屬基材在復(fù)合構(gòu)件中的比例相對(duì)高,所得復(fù)合構(gòu)件仍整體具有3以下且甚至2以下的比重。發(fā)明效果本發(fā)明的復(fù)合構(gòu)件即使在小的厚度下仍具有高剛度,并具有優(yōu)異的設(shè)計(jì)性能。
[圖I]圖I(I)是根據(jù)實(shí)施方案I的復(fù)合構(gòu)件的示意性橫截面圖,且圖I(II) I(V)是顯示復(fù)合構(gòu)件的制造方法的說(shuō)明圖。[圖2]圖2(1)是根據(jù)實(shí)施方案2的復(fù)合構(gòu)件的示意性橫截面圖,且圖2(11)和(III)是顯示復(fù)合構(gòu)件的制造方法的說(shuō)明圖。[圖3]圖3(1)是根據(jù)實(shí)施方案3的復(fù)合構(gòu)件的示意性橫截面圖,且圖3(11)和
(III)是顯示復(fù)合構(gòu)件的制造方法的說(shuō)明圖。[圖4]圖4(1)是根據(jù)實(shí)施方案4的復(fù)合構(gòu)件的示意性橫截面圖,且圖4(11)是根據(jù)實(shí)施方案5的復(fù)合構(gòu)件的示意性橫截面圖。
具體實(shí)施例方式下面參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明。在圖中,相同元件用相同標(biāo)號(hào)表示。<實(shí)施方案1>參考圖I對(duì)根據(jù)實(shí)施方案I的復(fù)合構(gòu)件IA進(jìn)行說(shuō)明。[復(fù)合構(gòu)件]復(fù)合構(gòu)件IA是ー種層壓結(jié)構(gòu),其包含板狀金屬基材10A、樹(shù)脂成形體11和部分覆蓋所述板狀金屬基材IOA的表面的樹(shù)脂膜層12。樹(shù)脂成形體11的一部分接合到樹(shù)脂膜層12和金屬基材IOA上以形成為一體。本實(shí)施方案中所示的復(fù)合構(gòu)件IA具有方括號(hào)形橫截面并包含底面部和從所述底面部的邊緣向上延伸的一對(duì)短端部,所述短端部相對(duì)配置。所述復(fù)合構(gòu)件IA整體具有均勻 的厚度(厚度1. Omm)。所述底面部具有250mm的寬度和300mm的長(zhǎng)度。所述短端部各自具有250_的寬度和5_的高度。下面對(duì)各個(gè)元件進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。金屬基材IOA是通過(guò)對(duì)具有O. 5mm厚度(彡50 μ m)和240mm寬度的鎂合金平板材料進(jìn)行壓制成形以將所述板材彎曲成方括號(hào)形(底面部的尺寸240mm寬X 300mm長(zhǎng),各個(gè)短端部的尺寸240mm寬X Imm高)而形成的塑性成形材料(壓制材料)。此處,按如下準(zhǔn)備上述平板材料對(duì)由具有與AZ91合金相當(dāng)?shù)腁l含量(Al含量8. 3質(zhì)量% 9. 5質(zhì)量%)的鎂合金構(gòu)成的雙輥鑄造材料進(jìn)行壓延,并對(duì)所得壓延板進(jìn)行溫?zé)嵴揭蕴峁┢桨宀牧?楊氏模量45GPa,0. 2%彈性極限應(yīng)カ260GPa,熱膨脹系數(shù)25X 10_6/K)。為了制造所述平板材料,可使用已知的條件。在溫?zé)嵴街?,可?shí)施各種處理,例如研磨處理;表面加工如金剛石切割、發(fā)線(xiàn)切割(hairline cut)、腐蝕、噴砂以及期望文字或圖形如標(biāo)識(shí)的印刷和刻?。灰约胺栏g處理。實(shí)施表面加工,由此導(dǎo)致金屬基材IOA具有更好的金屬質(zhì)感。所述樹(shù)脂成形體11是為了覆蓋具有方括號(hào)形的金屬基材IOA的整個(gè)表面(內(nèi)表面)而形成的方括號(hào)形體。此處,樹(shù)脂成形體的構(gòu)成材料由聚碳酸酯和丙烯臆-丁ニ烯-苯こ烯(ABS)樹(shù)脂的聚合物合金(PC-ABS)構(gòu)成,所述聚合物合金以10質(zhì)量%的量含有BN(氮化硼)填料。通過(guò)如下所述的注射成型而形成樹(shù)脂成形體11。覆蓋金屬基材表面的部分的厚度均勻且為O. 5mm。最大厚度(此處為相對(duì)的短端部對(duì)中各個(gè)短端部的厚度)為I. 0mm。在樹(shù)脂成形體具有輪轂和加強(qiáng)部的情況中,輪轂和加強(qiáng)部各自可具有超過(guò)I. Omm的厚度。在本實(shí)施方案中,以使得包含加強(qiáng)部(未示出)的復(fù)合構(gòu)件IA整體具有約I. 4比重的方式形成樹(shù)脂成形體。通過(guò)將復(fù)合構(gòu)件的構(gòu)成元件的總質(zhì)量除以復(fù)合構(gòu)件的體積來(lái)確定整個(gè)復(fù)合構(gòu)件的比重。各構(gòu)成元件的質(zhì)量能夠通過(guò)分解復(fù)合構(gòu)件而測(cè)得或者能夠通過(guò)由相應(yīng)構(gòu)成元件的體積與相應(yīng)構(gòu)成元件的比重的乘積進(jìn)行計(jì)算而確定。復(fù)合構(gòu)件IA的形狀僅是實(shí)例且可適當(dāng)進(jìn)行改變。例如,在金屬基材和樹(shù)脂成形體各自具有方括號(hào)形橫截面的情況中,復(fù)合構(gòu)件IA的構(gòu)造的實(shí)例包括其中從底面部向上延伸的金屬基材的短端部的高度等于從底面部向上延伸的樹(shù)脂成形體的短端部的高度的構(gòu)造;其中復(fù)合構(gòu)件整體包含從底面部的整個(gè)外圍邊緣向上延伸的短端部的構(gòu)造(典型地,矩形箱形構(gòu)件);其中金屬基材和樹(shù)脂成形體中的至少ー種包含從底面部的整個(gè)外圍邊緣向上延伸的短端部的構(gòu)造;其中金屬基材的底面部的長(zhǎng)度比樹(shù)脂成形體的底面部的長(zhǎng)度更短且其中在從底面部向上延伸的金屬基材的短端部與從底面部向上延伸的樹(shù)脂成形體的短端部之間存在間隙的構(gòu)造;以及其中金屬基材和樹(shù)脂成形體中的至少ー種在上述間隙中包含輪轂和加強(qiáng)部的構(gòu)造。所述樹(shù)脂膜層12由樹(shù)脂膜形成。此處,使用具有150μπι厚度的無(wú)色透明聚甲基丙烯酸甲酯膜。配置樹(shù)脂膜層12以覆蓋方括號(hào)形復(fù)合材料的整個(gè)表面(外表面),所述復(fù)合材料包含方括號(hào)形金屬基材IOA和與所述金屬基材IOA的相對(duì)短端部對(duì)連續(xù)的樹(shù)脂成形體11的短端部。使用樹(shù)脂成形體11的構(gòu)成樹(shù)脂對(duì)樹(shù)脂膜層12進(jìn)行粘合。如上所述,利用無(wú)色透明樹(shù)脂膜層12覆蓋金屬基材IOA的外表面,由此充分表現(xiàn)金屬基材IOA自身的金屬質(zhì)感并導(dǎo)致復(fù)合構(gòu)件IA具有優(yōu)異的金屬質(zhì)感。利用樹(shù)脂成形體11覆蓋金屬基材IOA的內(nèi)表面和端面,并利用樹(shù)脂膜層12覆蓋外表面;因此,金屬基材IOA具有優(yōu)異的耐腐蝕性。在復(fù)合構(gòu)件IA中,底面部和各個(gè)短端部中的部分具有三層層壓結(jié)構(gòu),其包含樹(shù)脂膜層12、金屬基材IOA和樹(shù)脂成形體11。剰余物由樹(shù)脂成形體11和樹(shù)脂膜層12形成。SP,復(fù)合構(gòu)件IA包含由樹(shù)脂單獨(dú)構(gòu)成的部分。[制造方法]例如,按下述能夠制造包含上述構(gòu)造的復(fù)合構(gòu)件1A。如圖I (II)中所示,在第一模具100上配置構(gòu)成樹(shù)脂膜層12的樹(shù)脂膜120。然后,以使得沿模具100的空腔放置樹(shù)脂膜120的方式將第二模具101壓靠在樹(shù)脂膜120上。然后,如圖I(III)中所示,將第二模具101與第一模具100分離。將金屬基材IOA配置在樹(shù)脂膜120的預(yù)定位置處。然后,將第二模具101向第一模具100移動(dòng)以形成使用模具100和101兩者制造樹(shù)脂成形體11所使用的空間,如圖I(IV)中所示。此處,制備了具有足以形成具有預(yù)定尺寸的樹(shù)脂膜層12的尺寸的樹(shù)脂膜120。當(dāng)以鄰近方式配置模具100和101兩者時(shí),如圖I(IV)中所示,通過(guò)模具100和101兩者可部分保持樹(shù)脂膜120。即,在樹(shù)脂成形體11的形成期間,通過(guò)模具100和101兩者來(lái)保持樹(shù)脂膜120。由此,在樹(shù)脂成形體11的成形期間,樹(shù)脂膜120不會(huì)發(fā)生位移,從而能夠在高準(zhǔn)確度下形成復(fù)合構(gòu)件1A。通過(guò)注射成型可將用于形成樹(shù)脂成形體11的構(gòu)成樹(shù)脂注入到由模具100和101兩者限定的空間內(nèi)以形成樹(shù)脂成形體11。同時(shí),使用構(gòu)成樹(shù)脂將金屬基材10A、樹(shù)脂膜120和樹(shù)脂成形體11 一體地粘合在一起。在將構(gòu)成樹(shù)脂固化之后,將模具100和101打開(kāi)。對(duì)樹(shù)脂膜120進(jìn)行適當(dāng)切割以提供包含樹(shù)脂膜層12的復(fù)合構(gòu)件1A??蓪⒛z粘劑(未示出)涂布到金屬基材IOA的表面上,然后將具有膠粘劑的金屬基材IOA配置在布置在模具100上的樹(shù)脂膜120的預(yù)定位置處?;蛘撸鐖DI(V)中所示,可以預(yù)先利用膠粘劑(未示出)將樹(shù)脂膜120粘合到金屬基材IOA上。在將樹(shù)脂膜120和金屬基材IOA的一體化中間體配置在模具100上之后,可形成樹(shù)脂成形體11??蓪⒛z粘劑涂布到金屬基材IOA和樹(shù)脂膜120中的任意物體上。在使用膠粘劑的情況中,制造包含配置在金屬基材與樹(shù)脂膜層之間的膠粘劑層(未示出)的復(fù)合構(gòu)件。在按上述使用膠粘劑的情況中,在樹(shù)脂成形體11的形成期間,金屬基材IOA和樹(shù)脂膜120基本不會(huì)發(fā)生位移,由此導(dǎo)致復(fù)合構(gòu)件具有優(yōu)異的位置準(zhǔn)確度。此外,具有膠粘劑層的復(fù)合構(gòu)件在金屬基材與樹(shù)脂膜層之間具有優(yōu)異的粘合,由此抑制了樹(shù)脂膜的分離。還可將使用膠粘劑的這些構(gòu)造應(yīng)用于下述實(shí)施方案中。、
[有利效果]與由樹(shù)脂單獨(dú)構(gòu)成的樹(shù)脂構(gòu)件相比,具有上述構(gòu)造的復(fù)合構(gòu)件IA即使在小的厚度(實(shí)施方案IA的最大厚度I. Omm)下,仍具有高剛度和高強(qiáng)度。由此,在復(fù)合構(gòu)件IA中,不易發(fā)生凹陷和變形,從而在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能夠保持預(yù)定形狀。特別地,在復(fù)合構(gòu)件IA中,金屬基材IOA包含通過(guò)壓制成形形成的彎曲部分并由此具有高剛度。因此,復(fù)合構(gòu)件IA具有優(yōu)異的剛度。此外,在復(fù)合構(gòu)件IA中,將輕質(zhì)鎂合金用作金屬基材IOA的構(gòu)成金屬,從而使得復(fù)合構(gòu)件IA整體具有2以下的低比重。在樹(shù)脂成形體11的部分如圖I(I)中所示的由樹(shù)脂單獨(dú)構(gòu)成的、通過(guò)虛線(xiàn)圓包圍的部分中可容易地形成連接部分如爪部分、螺栓孔或螺紋孔。包含連接部分的復(fù)合構(gòu)件易于在使用或不使用螺栓或螺桿的條件下連接到預(yù)定目標(biāo)對(duì)象上并由此具有優(yōu)異的安裝加エ性。此外,復(fù)合構(gòu)件包含由樹(shù)脂單獨(dú)構(gòu)成的非金屬部分(不導(dǎo)電部分)并由此適用于建立無(wú)線(xiàn)電通信等的電裝置和電子裝置的部件。復(fù)合構(gòu)件IA包含充當(dāng)裝飾構(gòu)件的樹(shù)脂膜層12并由此具有高品質(zhì)的外觀(guān)和優(yōu)異的 設(shè)計(jì)性能。具有優(yōu)異設(shè)計(jì)性能的這種構(gòu)造可容易地形成。由此,復(fù)合構(gòu)件IA還具有優(yōu)異的生產(chǎn)率。另外,樹(shù)脂膜層12還充當(dāng)金屬基材IOA的防腐蝕層和表面保護(hù)層。因此,復(fù)合構(gòu)件IA能夠在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持優(yōu)異的外觀(guān)?!磳?shí)施方案2和3>參考圖2對(duì)根據(jù)實(shí)施方案2的復(fù)合構(gòu)件IB進(jìn)行說(shuō)明。參考圖3對(duì)根據(jù)實(shí)施方案3的復(fù)合構(gòu)件IC進(jìn)行說(shuō)明。復(fù)合構(gòu)件IB和IC中的各構(gòu)件的基本構(gòu)造與根據(jù)實(shí)施方案I的復(fù)合構(gòu)件IA相同,僅金屬基材IOB和IOC的形狀不同。此處,對(duì)不同點(diǎn)進(jìn)行描述,并省略了其他的構(gòu)造和有利效果的說(shuō)明。與根據(jù)實(shí)施方案I的金屬基材IOA不同,包含在復(fù)合構(gòu)件IB中的金屬基材IOB是未進(jìn)行壓制成形的平板材料。將所述平板材料用于金屬基材10B。由此,金屬基材IOB具有如下優(yōu)勢(shì)和優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)性(I)所述金屬基材可容易地制造并由此具有優(yōu)異的生產(chǎn)率;和
(2)所述金屬基材具有簡(jiǎn)單的形狀并由此在復(fù)合構(gòu)件的制造中易于配置在模具上。包含在復(fù)合構(gòu)件IC中的金屬基材IOC是與根據(jù)實(shí)施方案I的金屬基材IOA類(lèi)似的方括號(hào)形壓制材料。金屬基材IOC包含底面部中的圓形通孔IOh且不同之處在于,通孔IOh填充有樹(shù)脂成形體IlC的構(gòu)成樹(shù)脂。使用包含通孔IOh的金屬基材IOC可提高金屬基材IOC和樹(shù)脂成形體IlC之間的接合面積并提高樹(shù)脂膜層12 (樹(shù)脂膜120)和樹(shù)脂成形體Iic之間的接合面積,由此提高金屬基材10C、樹(shù)脂膜層12和樹(shù)脂成形體IlC間的粘附。通過(guò)配置多個(gè)通孔、提高通孔的開(kāi)ロ面積或改變通孔的形狀,易于提高粘附。由此,例如能夠省略上述膠粘劑。通孔IOh內(nèi)部的一部分由樹(shù)脂單獨(dú)構(gòu)成。在復(fù)合構(gòu)件IC中,可以容易地形成這種由樹(shù)脂單獨(dú)構(gòu)成的部分。由樹(shù)脂單獨(dú)構(gòu)成的部分可用作如上所述的不導(dǎo)電部分或者可用作設(shè)計(jì)。此外,通孔IOh的存在可降低金屬基材IOC在復(fù)合構(gòu)件IC中的比例。由此,在該構(gòu)造中,可實(shí)現(xiàn)復(fù)合構(gòu)件重量的下降。在金屬基材中形成的通孔的形狀、數(shù)目、尺寸等能夠根據(jù)粘附和設(shè)計(jì)而適當(dāng)選擇??梢耘c根據(jù)實(shí)施方案I的復(fù)合構(gòu)件IA 一樣地制造復(fù)合構(gòu)件IB和1C。S卩,將樹(shù)脂膜120和金屬基材IOB或金屬基材IOC配置在第一模具100上。將樹(shù)脂成形體11或樹(shù)脂成形體IlC的構(gòu)成樹(shù)脂注入由模具100和101限定的空間中,然后固化以將金屬基材IOB或金屬基材10C、樹(shù)脂膜120和樹(shù)脂成形體11或樹(shù)脂成形體IlC 一體化,由此制造復(fù)合構(gòu)件IB 或 1C?!磳?shí)施方案4>參考圖4(1)對(duì)根據(jù)實(shí)施方案4的復(fù)合構(gòu)件ID進(jìn)行說(shuō)明。在實(shí)施方案I 3的各個(gè)實(shí)施方案中,對(duì)其中樹(shù)脂成形體是單ー連續(xù)部件的構(gòu)造進(jìn)行了說(shuō)明。此外,在實(shí)施方案I 3的各個(gè)實(shí)施方案中,對(duì)其中將樹(shù)脂成形體接合到金屬基材和樹(shù)脂膜層兩者上的構(gòu)造進(jìn)行了說(shuō)明。同時(shí),復(fù)合構(gòu)件ID包含多個(gè)樹(shù)脂成形體IlD1UlD2和11D3。此外,在復(fù)合構(gòu)件ID中,將樹(shù)脂膜層12僅接合到金屬基材IOD的表面上。不將樹(shù)脂成形體IlD1UlD2和IlD3接合到樹(shù)脂膜層12上。能夠?qū)?shù)脂成形體IlD1UlD2和IlD3用于不同應(yīng)用中。例如,能夠?qū)?shù)脂成形體IlD1用作其中形成爪部分、螺紋孔或螺栓孔(圖4(1)中的螺栓孔)的連接部分中,并可以將樹(shù)脂成形體IlD2和IlD3用作為了提高復(fù)合構(gòu)件ID的剛度而構(gòu)造的加強(qiáng)部。這一點(diǎn)對(duì)于下述實(shí)施方案5同樣正確。
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可以基本與根據(jù)實(shí)施方案I的復(fù)合構(gòu)件IA —樣地制造復(fù)合構(gòu)件1D。然而,準(zhǔn)備了具有適當(dāng)形狀的模具,所述適當(dāng)形狀使得在復(fù)合構(gòu)件ID的預(yù)定位置處形成期望形狀的樹(shù)脂成形體IlD1UlD2和11D3。使用膠粘劑將樹(shù)脂膜和金屬基材IOD—體化。如上所述,能夠?qū)崿F(xiàn)其中在金屬基材IOD的期望部分處獨(dú)立配置多個(gè)樹(shù)脂成形體的構(gòu)造,由此在復(fù)合構(gòu)件的設(shè)計(jì)中提供高靈活度。除了金屬基材、樹(shù)脂成形體和樹(shù)脂膜層的上述接合狀態(tài)和樹(shù)脂成形體的形狀之夕卜,根據(jù)實(shí)施方案4的復(fù)合構(gòu)件ID與根據(jù)實(shí)施方案I的復(fù)合構(gòu)件IA相同。省略了上述不同點(diǎn)之外的構(gòu)造和有利效果的說(shuō)明。這一點(diǎn)對(duì)于下述實(shí)施方案5同樣正確?!磳?shí)施方案5>參考圖4(11)對(duì)根據(jù)實(shí)施方案5的復(fù)合構(gòu)件IE進(jìn)行說(shuō)明。復(fù)合構(gòu)件IE包含多個(gè)金屬基材IOE1和IOE2。將金屬基材IOE1和IOE2中的各種金屬基材和樹(shù)脂成形體IlE的表面接合到樹(shù)脂膜層12上。然而,金屬基材IOE1和IOE2與樹(shù)脂成形體11不接合到一起??梢曰九c根據(jù)實(shí)施方案I的復(fù)合構(gòu)件IA —樣地制造復(fù)合構(gòu)件1E。然而,準(zhǔn)備了適當(dāng)?shù)哪>?,使得在?shù)脂膜的預(yù)定位置處形成期望形狀的樹(shù)脂成形體HE。使用膠粘劑將樹(shù)脂膜與金屬基材IOE1和IOE2 —體化。如上所述,能夠?qū)崿F(xiàn)其中多個(gè)金屬基材IOE1和IOE2與樹(shù)脂成形體IIE在樹(shù)脂膜層12上一體化并單獨(dú)配置的構(gòu)造,由此在復(fù)合構(gòu)件的設(shè)計(jì)中提供高靈活度。在實(shí)施方案5中,能夠與實(shí)施方案4中一祥地配置多個(gè)樹(shù)脂成形體?!磳?shí)施方案6>作為構(gòu)成根據(jù)實(shí)施方案I 5中各個(gè)實(shí)施方案的樹(shù)脂膜層的樹(shù)脂膜,能夠使用包含多個(gè)微小通孔(未示出)的樹(shù)脂膜。例如,在使用其中在樹(shù)脂膜的整個(gè)表面上均勻配置多個(gè)通孔的樹(shù)脂膜的情況中,所述通孔各自的外接圓具有100 μ m以下的直徑,當(dāng)將樹(shù)脂膜與金屬基材接合在一起時(shí),能夠在其間充分實(shí)施脫氣。由此可有效抑制在其間包含氣泡并減少因存在氣泡而造成的外觀(guān)差的發(fā)生。特別地,在使用其中通孔在樹(shù)脂膜中的面積比例為約1% 約10%的樹(shù)脂膜且其中利用樹(shù)脂膜對(duì)金屬基材的表面進(jìn)行覆蓋的情況中,能夠在不降低金屬基材的耐腐蝕性的條件下抑制氣泡的形成。在樹(shù)脂膜層的覆蓋樹(shù)脂成形體的部分中,通孔與耐腐蝕性無(wú)關(guān)。由此,可提高通孔的尺寸和面積比例。例如,在將通孔尺寸提高至各通孔的外接圓具有2_以下直徑的程度的情況中,可更容易地實(shí)施脫氣。如上所述,可以根據(jù)樹(shù)脂膜所覆蓋的對(duì)象而改變通孔的尺寸、形狀和面積比例。使用例如防水性透氣膜等的制造條件能夠形成通孔??蓪⑸藤?gòu)可獲得的穿孔膜用作構(gòu)成樹(shù)脂膜層的樹(shù)脂膜?!磳?shí)施方案7>在實(shí)施方案I 6中的各個(gè)實(shí)施方案中,使用由與AZ91合金相對(duì)應(yīng)的鎂合金構(gòu)成的金屬基材?;蛘撸墒褂镁哂衅渌M成的鎂合金??墒褂眉冩V。能夠代替鎂合金使用的材料的實(shí)例包括鈦和鈦合金(例如其具有90GPa 150GPa的楊氏模量、700MPa 1500MPa的O. 2%彈性極限應(yīng)カ和5X 10_6/K 30Χ 10_6/Κ的 熱膨脹系數(shù));鋁和鋁合金(例如其具有50GPa 500GPa的楊氏模量、50MPa 500MPa的O. 2%彈性極限應(yīng)カ和5X 1(Γ6/Κ 30Χ 10_6/Κ的熱膨脹系數(shù));以及鐵和鐵合金(例如其具有IOOGPa 250GPa的楊氏模量、400MPa 1200MPa的O. 2%彈性極限應(yīng)カ和5 X ΙΟ^/Κ 30 X 1(Γ6/Κ的熱膨脹系數(shù))。盡管將壓制材料用作金屬基材,但是還可使用例如鋳造材料、壓延材料、鍛造材料、通過(guò)對(duì)所述材料進(jìn)行各種處理如熱處理而得到的經(jīng)處理材料?!磳?shí)施方案8>在實(shí)施方案I 7中的各個(gè)實(shí)施方案中,已經(jīng)對(duì)其中金屬基材在整個(gè)金屬基材上具有基本均勻厚度的構(gòu)造進(jìn)行了說(shuō)明。或者,金屬基材可具有部分不同的厚度。例如,金屬基材可具有突起或凹入。所述突起可充當(dāng)例如強(qiáng)化的加強(qiáng)部。所述凹入可充當(dāng)例如設(shè)計(jì)或可用于減輕重量?!磳?shí)施方案9>在實(shí)施方案I 8中的各個(gè)實(shí)施方案中,已經(jīng)對(duì)包含無(wú)色透明樹(shù)脂膜層的構(gòu)造進(jìn)行了說(shuō)明。或者,可使用有色透明樹(shù)脂膜層或包含由金屬或化合物構(gòu)成的薄層的樹(shù)脂膜層以與各種設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)??蛇m當(dāng)將商購(gòu)可獲得的膜用于樹(shù)脂膜。〈實(shí)施方案10>在實(shí)施方案I 9中的各個(gè)實(shí)施方案中,已經(jīng)對(duì)其中復(fù)合構(gòu)件的外觀(guān)的一部分由樹(shù)脂膜層構(gòu)成的構(gòu)造進(jìn)行了說(shuō)明?;蛘?,可使用其中復(fù)合構(gòu)件還包含配置在樹(shù)脂膜層的至少一部分上的油漆層的構(gòu)造。另外配置油漆層可提高復(fù)合構(gòu)件的耐水性和硬度。在以部分配置油漆層的方式配置油漆層和樹(shù)脂膜層的情況中,可表現(xiàn)由兩個(gè)層形成的設(shè)計(jì)。在不背離本發(fā)明主g的條件下能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施方案進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)。本發(fā)明不限于上述構(gòu)造。特別地,復(fù)合構(gòu)件的整體尺寸與各元件的尺寸和厚度僅是實(shí)例且能夠進(jìn)行適當(dāng)改變。例如,金屬基材可具有部分不同的厚度。此外,例如可使用其中將金屬基材的一部分夾在ー對(duì)樹(shù)脂膜之間的構(gòu)造。即,樹(shù)脂膜層不僅可以布置在金屬基材的ー個(gè)表面上,還可以布置在金屬基材的兩個(gè)表面上。エ業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的復(fù)合構(gòu)件能夠適當(dāng)用于各種電裝置和電子裝置的部件、特別是移動(dòng)或小型電裝置和電子裝置的殼體;以及在各種領(lǐng)域中需要具有高強(qiáng)度和高剛度的部件。附圖標(biāo)記1A、1B、1C、1D、1E :復(fù)合構(gòu)件ioa、iob、ioc、IodUoe1Uoe2 :金屬基材
IOh :通孔
11、11C、IlD1UlD2'IlD3UlE :樹(shù)脂成形體12:樹(shù)脂膜層100、101:模具120:樹(shù)脂膜
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合構(gòu)件,包含 金屬基材;樹(shù)脂成形體;和覆蓋所述金屬基材表面的至少一部分的樹(shù)脂膜層, 其中所述金屬基材的至少一部分具有50 y m以上的厚度,且 所述樹(shù)脂成形體的至少一部分接合到所述金屬基材和所述樹(shù)脂膜層中的至少一種材料上。
2.如權(quán)利要求I所述的復(fù)合構(gòu)件,其中所述樹(shù)脂膜層包含多個(gè)通孔,且 其中所述通孔各自的外接圓具有100 u m以下的直徑。
3.如權(quán)利要求I或2所述的復(fù)合構(gòu)件,還包含在所述樹(shù)脂膜層的至少一部分上的油漆層。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的復(fù)合構(gòu)件,其中所述金屬基材的至少一部分由純鎂和鎂合金中的至少一種材料構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的復(fù)合構(gòu)件,其中所述金屬基材的至少一部分由純鈦和鈦合金中的至少一種材料構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求I 5中任一項(xiàng)所述的復(fù)合構(gòu)件,其中所述樹(shù)脂膜層的可見(jiàn)光透過(guò)率為30%以上。
7.如權(quán)利要求I 6中任一項(xiàng)所述的復(fù)合構(gòu)件,其中膠粘劑層配置在插入到所述金屬基材與所述樹(shù)脂膜層之間的至少一部分上。
8.如權(quán)利要求I 7中任一項(xiàng)所述的復(fù)合構(gòu)件,其中所述金屬基材的至少一部分由選自純鋁、鋁合金、鐵和鐵合金中的至少一種金屬構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使在小的厚度下仍具有高剛度的復(fù)合構(gòu)件,所述復(fù)合構(gòu)件易于連接到目標(biāo)對(duì)象上。復(fù)合構(gòu)件(1A)包含金屬基材(10A)、樹(shù)脂成形體(11)和覆蓋所述金屬基材(10A)的一個(gè)表面的樹(shù)脂膜層(12)。所述金屬基材(10A)是通過(guò)對(duì)具有50μm以上厚度的平板材料進(jìn)行壓制成形而形成的塑性成形材料。使用所述樹(shù)脂成形體(11)的構(gòu)成樹(shù)脂將所述金屬基材(10A)和所述樹(shù)脂膜層(12)接合到一起。所述復(fù)合構(gòu)件(1A)包含所述金屬基材(10A),由此可以在較小的厚度下仍具有優(yōu)異的強(qiáng)度和剛度。所述復(fù)合構(gòu)件(1A)包含所述樹(shù)脂成形體(11)。在所述樹(shù)脂成形體(11)中可以容易地形成連接到目標(biāo)對(duì)象上的連接部分。由此,所述復(fù)合構(gòu)件(1A)具有優(yōu)異的安裝加工性。所述復(fù)合構(gòu)件(1A)包含所述樹(shù)脂膜層(12),由此具有優(yōu)異的設(shè)計(jì)性能。
文檔編號(hào)B32B15/08GK102712172SQ201080061780
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者奧田伸之, 森宏治, 河部望, 沼野正禎 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社