(57)【要約】【課題】金属部材と樹脂部材とが強固に接合し、強度および信頼性に優れた金属と樹脂の接合体を提供する。【解決手段】本発明の物品１０は、少なくとも一部分に透光性を有する樹脂部材（Ａ）と、光硬化性層（Ｂ）と、表面の少なくとも一部分に微細凹凸構造１１を有する金属部材（Ｃ）と、を備える物品であって、樹脂部材（Ａ）における透光性を有する部分の少なくとも一部分と、金属部材（Ｃ）の微細凹凸構造１１部分の少なくとも一部分とが、光硬化性層（Ｂ）を介して接している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部分に透光性を有する樹脂部材（Ａ）と、光硬化性層（Ｂ）と、表面の少なくとも一部分に微細凹凸構造を有する金属部材（Ｃ）と、を備える物品であって、
前記樹脂部材（Ａ）における透光性を有する部分の少なくとも一部分と、前記金属部材（Ｃ）の前記微細凹凸構造部分の少なくとも一部分とが、前記光硬化性層（Ｂ）を介して接している物品。
【請求項２】
請求項１に記載の物品において、
前記金属部材（Ｃ）が、アルミニウム製部材、アルミニウム合金製部材、銅製部材および銅合金製部材から選択される少なくとも一種を含む物品。
【請求項３】
請求項１または２に記載の物品において、
前記樹脂部材（Ａ）が、ポリオレフィン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン系樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、フッ素系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリケトン系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂および不飽和ポリエステル樹脂から選択される少なくとも一種を含む物品。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の物品において、
前記樹脂部材（Ａ）が透明性樹脂を含む物品。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の物品において、
前記光硬化性層（Ｂ）が光硬化性接着剤により構成される物品。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の物品において、
前記金属部材（Ｃ）の前記微細凹凸構造における凹部の平均孔径が５ｎｍ以上２５０μｍ以下であり、前記凹部の平均孔深さが５ｎｍ以上２５０μｍ以下である物品。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の物品における前記光硬化性層を硬化してなる金属樹脂接合体であって、
前記樹脂部材（Ａ）における透光性を有する部分の少なくとも一部分と、前記金属部材（Ｃ）の前記微細凹凸構造部分の少なくとも一部分とが、前記光硬化性層（Ｂ）の硬化体を介して接合している金属樹脂接合体。
【請求項８】
請求項７に記載の金属樹脂接合体において、
前記樹脂部材（Ａ）と前記金属部材（Ｃ）との間に中空部分を有する金属樹脂接合体。
【請求項９】
請求項７または８に記載の金属樹脂接合体を製造するための製造方法であって、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の物品を準備する工程と、
前記物品に光を照射することにより前記光硬化性層を硬化させる工程と、
を含む金属樹脂接合体の製造方法。
【請求項１０】
請求項７または８に記載の金属樹脂接合体を備えるコールドプレート。
【請求項１１】
請求項１０に記載のコールドプレートにおいて、
当該コールドプレートは、金属製プレートと、前記金属製プレート上に設けられた樹脂製ケースと、を備え、
前記樹脂製ケースは、冷媒が流通可能な空間を形成するように前記金属製プレート上に設けられており、かつ、少なくとも一部分が透光性を有し、
前記金属製プレートが前記金属部材であり、
前記樹脂製ケースが前記樹脂部材であるコールドプレート。
【請求項１２】
金属製プレートと、前記金属製プレート上に設けられた樹脂製ケースと、を備えるコールドプレートであって、
前記樹脂製ケースは、冷媒が流通可能な空間を形成するように前記金属製プレート上に設けられており、かつ、少なくとも一部分が透光性を有するコールドプレート。
【請求項１３】
請求項１２に記載のコールドプレートにおいて、
前記金属製プレートが、アルミニウム製プレート、アルミニウム合金製プレート、銅製プレートおよび銅合金製プレートから選択される少なくとも一種を含むコールドプレート。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載のコールドプレートを備える冷却装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の冷却装置において、
発熱体をさらに備え、前記発熱体が前記コールドプレートに熱的に接続されており、
前記コールドプレート内を冷媒が流通または循環する構造を有する冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品、金属樹脂接合体、金属樹脂接合体の製造方法、コールドプレートおよび冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部に冷媒を流通し、発熱体に熱的に接続してその発熱体を冷却する冷却装置が種々提案されている。
例えば、電子装置の冷却装置では、システムボード上のＣＰＵ等の電子部品と熱的に接続されたコールドプレートに冷媒を循環させることによって電子部品の熱を放熱している。ここで、コールドプレートのうち、ベースプレートや放熱用フィンは、銅のような熱伝導率の高い金属で構成することが好ましい。しかし、ベースプレートおよび放熱用フィン以外のケース部分や、隣り合うコールドプレート間を接続する配管は材料特性として熱伝導性が求められない。そのため、軽量化を目的としてケースや配管部分の材料を樹脂に置き換えることが検討されている。
【０００３】
従来のコールドプレートにおいて、金属製ベースプレートと樹脂製ケースとの接合部は、ネジやボルトを用いた機械的な締結手段が用いられてきた。しかし、このような機械的な接合は、ネジやボルト等の多数の部品の製造を要し、接合工数も嵩むことから、コストが高くなるという問題があった。
【０００４】
ここで、樹脂部材と金属部材とを接合する方法として、例えば、特許文献１（特開２０１０−１５８８８５号公報）、特許文献２（国際公開第２０１６／０７６２６４号）および特許文献３（特開２０１７−５１０４７７号公報）に記載のものが挙げられる。
【０００５】
特許文献１には、樹脂部材と金属部材とを重ね合わせた後、回転させた回転ツールを上記金属部材側から押圧し、摩擦熱によって上記樹脂部材を溶融させて上記樹脂部材と上記金属部材とを接合することを特徴とする樹脂部材と金属部材の接合方法が記載されている。
【０００６】
特許文献２には、銅と樹脂との接合体であって、上記銅は、上記樹脂との接合面において、素地面にはトリアジンチオール誘導体又はトリアジンチオール誘導体及びシランカップリング剤が、上記接合面の一部に形成された酸化膜にはシランカップリング剤がそれぞれ結合しており、上記銅と上記樹脂とが分子接合していることを特徴とする接合体が記載されている。
【０００７】
特許文献３には、金属層と、樹脂層、及び上記金属層と上記樹脂層との間に備えられる特定の接着層を含む樹脂金属複合体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１５８８８５号公報
【特許文献２】国際公開第２０１６／０７６２６４号
【特許文献３】特開２０１７−５１０４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、本発明者らの検討によれば、特許文献１〜３に開示されているような方法で得られた、樹脂部材と金属部材（特に銅製部材および銅合金製部材）との接合体は接合強度が不十分であり、樹脂部材と金属部材との接合部分から内容物（例えば、冷媒等）が漏れてしまう場合があることが明らかになった。
特に、冷却装置における冷媒の漏洩は深刻な問題であり、冷却装置の軽量化を実現する上で、冷媒漏れを起こさないよう強固に密着接合した金属と樹脂との接合体が求められている。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、金属部材と樹脂部材とが強固に接合し、強度および信頼性に優れた金属と樹脂の接合体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、樹脂部材と金属部材（特に銅製部材および銅合金製部材）との接合性に優れた金属樹脂接合体を提供するために鋭意検討した。その結果、少なくとも一部分に透光性を有する樹脂部材と、金属部材と、を光硬化性層の硬化体を介して接合させることによって、樹脂部材と金属部材との間の接合性に優れた金属樹脂接合体が得られることを見出し本発明に到達した。
【００１２】
すなわち、本発明によれば、以下に示す物品、金属樹脂接合体、金属樹脂接合体の製造方法、コールドプレートおよび冷却装置が提供される。
【００１３】
［１］
少なくとも一部分に透光性を有する樹脂部材（Ａ）と、光硬化性層（Ｂ）と、表面の少なくとも一部分に微細凹凸構造を有する金属部材（Ｃ）と、を備える物品であって、
上記樹脂部材（Ａ）における透光性を有する部分の少なくとも一部分と、上記金属部材（Ｃ）の上記微細凹凸構造部分の少なくとも一部分とが、上記光硬化性層（Ｂ）を介して接している物品。
［２］
上記［１］に記載の物品において、
上記金属部材（Ｃ）が、アルミニウム製部材、アルミニウム合金製部材、銅製部材および銅合金製部材から選択される少なくとも一種を含む物品。
［３］
上記［１］または［２］に記載の物品において、
上記樹脂部材（Ａ）が、ポリオレフィン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン系樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、フッ素系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリケトン系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂および不飽和ポリエステル樹脂から選択される少なくとも一種を含む物品。
［４］
上記［１］乃至［３］のいずれか一つに記載の物品において、
上記樹脂部材（Ａ）が透明性樹脂を含む物品。
［５］
上記［１］乃至［４］のいずれか一つに記載の物品において、
上記光硬化性層（Ｂ）が光硬化性接着剤により構成される物品。
［６］
上記［１］乃至［５］のいずれか一つに記載の物品において、
上記金属部材（Ｃ）の上記微細凹凸構造における凹部の平均孔径が５ｎｍ以上２５０μｍ以下であり、上記凹部の平均孔深さが５ｎｍ以上２５０μｍ以下である物品。
［７］
上記［１］乃至［６］のいずれか一つに記載の物品における上記光硬化性層を硬化してなる金属樹脂接合体であって、
上記樹脂部材（Ａ）における透光性を有する部分の少なくとも一部分と、上記金属部材（Ｃ）の上記微細凹凸構造部分の少なくとも一部分とが、上記光硬化性層（Ｂ）の硬化体を介して接合している金属樹脂接合体。
［８］
上記［７］に記載の金属樹脂接合体において、
上記樹脂部材（Ａ）と上記金属部材（Ｃ）との間に中空部分を有する金属樹脂接合体。
［９］
上記［７］または［８］に記載の金属樹脂接合体を製造するための製造方法であって、
上記［１］乃至［６］のいずれか一つに記載の物品を準備する工程と、
上記物品に光を照射することにより上記光硬化性層を硬化させる工程と、
を含む金属樹脂接合体の製造方法。
［１０］
上記［７］または［８］に記載の金属樹脂接合体を備えるコールドプレート。
［１１］
上記［１０］に記載のコールドプレートにおいて、
当該コールドプレートは、金属製プレートと、上記金属製プレート上に設けられた樹脂製ケースと、を備え、
上記樹脂製ケースは、冷媒が流通可能な空間を形成するように上記金属製プレート上に設けられており、かつ、少なくとも一部分が透光性を有し、
上記金属製プレートが上記金属部材であり、
上記樹脂製ケースが上記樹脂部材であるコールドプレート。
［１２］
金属製プレートと、上記金属製プレート上に設けられた樹脂製ケースと、を備えるコールドプレートであって、
上記樹脂製ケースは、冷媒が流通可能な空間を形成するように上記金属製プレート上に設けられており、かつ、少なくとも一部分が透光性を有するコールドプレート。
［１３］
上記［１２］に記載のコールドプレートにおいて、
上記金属製プレートが、アルミニウム製プレート、アルミニウム合金製プレート、銅製プレートおよび銅合金製プレートから選択される少なくとも一種を含むコールドプレート。
［１４］
上記［１０］乃至［１３］のいずれか一つに記載のコールドプレートを備える冷却装置。
［１５］
上記［１４］に記載の冷却装置において、
発熱体をさらに備え、上記発熱体が上記コールドプレートに熱的に接続されており、
上記コールドプレート内を冷媒が流通または循環する構造を有する冷却装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、金属部材と樹脂部材とが強固に接合し、強度および信頼性に優れた金属と樹脂の接合体を提供することができる。
さらに、本発明によれば、軽量で、かつ、内容物の漏洩を防止できる金属樹脂接合体、コールドプレートおよび冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る実施形態の物品、金属樹脂接合体またはコールドプレートの構造の一例を模式的に示した外観図である。
【図２】本発明に係る実施形態の冷却装置の構造の一例を模式的に示した外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、文中の数字の間にある「〜」は特に断りがなければ、以上から以下を表す。
【００１７】
図１は、本発明に係る実施形態の物品１０、金属樹脂接合体２０またはコールドプレート３０の構造の一例を模式的に示した外観図である。図２は、本発明に係る実施形態の冷却装置１００の構造の一例を模式的に示した外観図である。
本実施形態に係る物品１０は、少なくとも一部分に透光性を有する樹脂部材（Ａ）と、光硬化性層（Ｂ）と、表面の少なくとも一部分に微細凹凸構造１１を有する金属部材（Ｃ）と、を備える物品であって、樹脂部材（Ａ）における透光性を有する部分の少なくとも一部分と、金属部材（Ｃ）の微細凹凸構造１１部分の少なくとも一部分とが、光硬化性層（Ｂ）を介して接している。
また、本実施形態に係る金属樹脂接合体２０は、本実施形態に係る物品１０における光硬化性層（Ｂ）を硬化して、樹脂部材（Ａ）における透光性を有する部分の少なくとも一部分と、金属部材（Ｃ）の微細凹凸構造１１部分の少なくとも一部分とを、光硬化性層（Ｂ）の硬化体（Ｂ’）を介して接合させることによって得ることができる。
【００１８】
本実施形態に係る金属樹脂接合体２０によれば、少なくとも一部分に透光性を有する樹脂部材（Ａ）と、金属部材（Ｃ）と、を光硬化性層（Ｂ）の硬化体（Ｂ’）を介して接合することによって、樹脂部材（Ａ）と金属部材（Ｃ）との間の接合性が向上し、強度および信頼性を向上させることが可能となる。
また、本実施形態に係る金属樹脂接合体２０は、図１に示すように樹脂部材（Ａ）と金属部材（Ｃ）との間に中空部分１３を設けることによって、内容物の視認が容易な中空物品とすることもできる。
さらに、本実施形態に係る金属樹脂接合体２０を用いることによって、金属製プレートと樹脂製ケースとの強固な接合を実現し、軽量で、かつ、冷媒の漏洩を効果的に防止できるコールドプレート３０を得ることができる。
さらに、このようなコールドプレート３０を用いることによって、長期にわたって冷媒が漏洩することのない冷却装置１００すなわち信頼性の高い冷却装置１００を得ることができる。また、本実施形態に係る冷却装置１００によれば、樹脂製ケースに透明性を付与し、着色した冷媒を用いることによって、万が一冷媒が漏洩した場合の視認による検知が容易な冷却装置とすることもできる。
【００１９】
以下、本実施形態に係る物品１０、金属樹脂接合体２０およびコールドプレート３０を構成する樹脂部材（Ａ）、光硬化性層（Ｂ）および金属部材（Ｃ）、金属樹脂接合体２０、コールドプレート３０並びに冷却装置１００について順次説明する。
【００２０】
１．樹脂部材（Ａ）
以下、本実施形態に係る樹脂部材（Ａ）について説明する。
樹脂部材（Ａ）は、例えば、透光性を有する樹脂（Ａ１）を含む。さらに、樹脂部材（Ａ）は必要に応じてその他の配合剤を含む。
【００２１】
（樹脂（Ａ１））
透光性を有する樹脂（Ａ１）は、光硬化性接着剤を硬化させるための条件を阻害しないものであれば特に限定されないが、好ましくはＵＶ透過性を有する樹脂であり、さらに好ましくはＵＶだけでなく可視光も透過するいわゆる透明性樹脂である。
透光性を有する樹脂（Ａ１）としては少なくとも一部分に透光性を有する樹脂部材（Ａ）が得られる樹脂であれば特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン（ＡＳ）樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、フッ素系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリケトン系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂および不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は一種単独で使用してもよいし、二種以上組み合わせて使用してもよい。
【００２２】
これらの中でも、透光性を有する樹脂（Ａ１）としては透明性樹脂が好ましく、透明性および機械的強度のバランスに優れる樹脂部材（Ａ）を効果的に得ることができる観点から、ポリカーボネート樹脂が好ましい。
【００２３】
（その他の配合剤）
樹脂部材（Ａ）は、個々の機能を付与する目的でその他の配合剤を含んでもよい。このような配合剤としては、充填材、熱安定剤、酸化防止剤、顔料、耐候剤、難燃剤、可塑剤、分散剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤等が挙げられる。
【００２４】
２．光硬化性層（Ｂ）
以下、本実施形態に係る光硬化性層（Ｂ）について説明する。
光硬化性層（Ｂ）は、例えば、光硬化性接着剤により構成される。
本実施形態に係る光硬化性接着剤としては特に限定されないが、例えば、紫外線（ＵＶ）硬化性接着剤が挙げられる。ＵＶ硬化性接着剤は可視光に感度があってもよい。
【００２５】
ＵＶ硬化性接着剤としては特に限定されないが、例えば、アクリレート系ＵＶ硬化性ポリマー、シアノアクリレート系ＵＶ硬化性ポリマー、ウレタン系ＵＶ硬化性ポリマー、ウレタン（メタ）アクリレート系ＵＶ硬化性ポリマー、シラン系ＵＶ硬化性ポリマー、シリコーン系ＵＶ硬化性ポリマー、エポキシ系ＵＶ硬化性ポリマー、エポキシ（メタ）アクリレート系ＵＶ硬化性ポリマー、トリエチレングリコールジアセテート、ビニルエーテル系ＵＶ硬化性ポリマー等の公知のＵＶ硬化性ポリマーを用いることができる。
これらのＵＶ硬化性ポリマーの具体例としては、脂肪族アクリレートオリゴマー、芳香族アクリレートオリゴマー、アクリレートエポキシモノマー、アクリレートエポキシオリゴマー、脂肪族エポキシアクリレート、脂肪族ウレタンアクリレート、脂肪族ウレタンメタクリレート、アルキルメタクリレート、アミン変性オリゴエーテルアクリレート、アミン変性ポリエーテルアクリレート、芳香族酸アクリレート、芳香族エポキシアクリレート、芳香族ウレタンメタクリレート、ブチレングリコールアクリレート、ステアリルアクリレート、脂環式エポキシド、シクロヘキシルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、エポキシメタクリレート、エポキシ大豆アクリレート、グリシジルメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、イソデシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、オリゴエーテルアクリレート、ポリブタジエンジアクリレート、ポリエステルアクリレートモノマー、ポリエステルアクリレートオリゴマー、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ステアリルメタクリレート、トリエチレングリコールジアセテート、ビニルエーテル等が挙げられる。
また、市販のＵＶ硬化性接着剤を用いてもよい。市販のＵＶ硬化性接着剤としては、例えば、Ｄｙｍａｘ社製に代表されるＵＶ硬化性接着剤がある。
【００２６】
本実施形態に係る光硬化性層（Ｂ）の厚みは特に限定されないが、例えば０．００１ｍｍ〜１ｍｍであり、好ましくは０．０１〜０．１ｍｍである。
【００２７】
３．金属部材（Ｃ）
以下、本実施形態に係る金属部材（Ｃ）について説明する。
本実施形態に係る金属部材（Ｃ）は、表面の少なくとも一部分に微細凹凸構造１１を有する。
金属部材（Ｃ）を構成する金属は特に限定されないが、例えば、鉄、銅、ニッケル、金、銀、プラチナ、コバルト、亜鉛、鉛、スズ、チタン、クロム、アルミニウム、マグネシウム、マンガン、またはこれらの合金（例えば、ステンレス，真鍮，リン青銅等）等が挙げられる。これらの金属は単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、軽量で、かつ、高強度である点からアルミニウム系金属が好ましく、アルミニウム合金がより好ましい。
また、金属部材（Ｃ）には、メッキや蒸着膜、塗膜等が付与されていてもよい。
【００２８】
金属樹脂接合体２０をコールドプレート３０に用いる場合は、金属部材（Ｃ）としては、熱伝導性に優れる点から、アルミニウム製部材、アルミニウム合金製部材、銅製部材および銅合金製部材から選択される少なくとも一種が好ましく、銅製部材および銅合金製部材が特に好ましい。
【００２９】
また、本実施形態に係る金属部材（Ｃ）は、微細凹凸構造１１上に官能基が付加されていてもよい。このような官能基としては、例えば、メルカプト基、チオカルボニル基、シアノ基、イソシアナート基、アミノ基、アンモニウム基、ピリジニウム基、アジニル基、カルボキシル基、ベンゾトリアゾール基、トリアジンチオール基等が挙げられる。
微細凹凸構造１１上に官能基が付加されている場合、金属部材（Ｃ）と樹脂部材（Ａ）とがより強固に接合し、強度および信頼性により一層優れた金属と樹脂の接合体を得ることができる。これにより、内容物の漏洩をより一層防止できる金属樹脂接合体、コールドプレートおよび冷却装置を得ることができる。
【００３０】
金属部材（Ｃ）の形状は、樹脂部材（Ａ）と接合できる形状であれば特に限定されず、例えば、平板状、曲板状、棒状、筒状、塊状等とすることができる。また、これらの組み合わせからなる構造体であってもよい。
また、樹脂部材（Ａ）と接合する接合部表面の形状は、特に限定されないが、平面、曲面等が挙げられる。
【００３１】
金属部材（Ｃ）は、金属材料を切断、プレス等による塑性加工、打ち抜き加工、切削、研磨、放電加工等の除肉加工によって上述した所定の形状に加工された後に、後述する粗化処理がなされたものが好ましい。要するに、種々の加工法により、必要な形状に加工されたものを用いることが好ましい。
必要な形状に加工された金属部材（Ｃ）は、長期間の自然放置で表面に酸化皮膜である錆の存在が明らかなものは研磨、化学処理等でこれを取り除くことが好ましい。
【００３２】
本実施形態に係る金属部材（Ｃ）は、表面の少なくとも一部分に微細凹凸構造１１を有する。微細凹凸構造１１は、例えば、金属部材（Ｃ）の表面を粗化処理することによって得られる粗化処理部である。
本実施形態に係る金属部材（Ｃ）が微細凹凸構造１１を有することにより、光硬化性層（Ｂ）が金属部材（Ｃ）表面の微細凹凸構造１１に入り込むため、光硬化性層（Ｂ）と金属部材（Ｃ）との密着性が高まり、その結果、樹脂部材（Ａ）と金属部材（Ｃ）との接合強度をより向上させることができる。
【００３３】
本実施形態に係る微細凹凸構造１１における凹部の平均孔径は、例えば５ｎｍ以上２５０μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上１５０μｍ以下、より好ましくは１５ｎｍ以上１００μｍ以下である。
本実施形態に係る微細凹凸構造１１における凹部の平均孔深さ、例えば５ｎｍ以上２５０μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上１５０μｍ以下、より好ましくは１５ｎｍ以上１００μｍ以下である。
微細凹凸構造１１における凹部の平均孔径および／または平均孔深さが上記下限値以上であると、微細凹凸構造１１の凹部に光硬化性層（Ｂ）が十分に進入することができ、光硬化性層（Ｂ）と金属部材（Ｃ）との密着性がより一層高まり、その結果、樹脂部材（Ａ）と金属部材（Ｃ）との接合強度をより向上させることができる。また、微細凹凸構造１１における凹部の平均孔径および／または平均孔深さが上記上限値以下であると、得られる金属樹脂接合体２０の金属―樹脂界面に隙間が生じるのをより抑制できる。その結果、内容物の漏洩をより一層抑制することができる。
【００３４】
ここで、凹部の孔径および孔深さは電子顕微鏡またはレーザー顕微鏡を用いることによって求めることができる。具体的には、金属部材（Ｃ）の表面および表面の断面を撮影する。得られた写真から、例えば、任意の凹部を５０個選択し、それらの凹部の孔径および孔深さから、凹部の平均孔径および平均孔深さをそれぞれ算出することができる。
【００３５】
金属部材（Ｃ）における微細凹凸構造１１を形成する方法としては様々な公知の方法を使用できる。例えば、特許第４０２０９５７号に開示されているようなレーザー加工を用いる方法；ＮａＯＨ等の無機塩基水溶液および／またはＨＣｌ、ＨＮＯ３等の無機酸水溶液に金属部材を浸漬する方法；特許第４５４１１５３号に開示されているような陽極酸化法により金属部材を処理する方法；国際公開第２０１５−８８４７号に開示されているような酸系エッチング剤、好ましくは、無機酸、第二鉄イオン、第二銅イオンおよび必要に応じてマンガンイオンや塩化アルミニウム六水和物、塩化ナトリウム等を含む酸系エッチング剤水溶液によってエッチングする置換晶析法；国際公開第２００９／３１６３２号に開示されているような、水和ヒドラジン、アンモニア、および水溶性アミン化合物から選ばれる１種以上の水溶液に金属部材を浸漬する方法（以下、ＮＭＴ法と呼ぶ場合がある）；特開２００８−１６２１１５号公報に開示されているような温水処理法；ブラスト処理等が挙げられる。これらの方法は、使用する金属材料の金属種類や、微細凹凸構造１１の孔構造によって上記エッチング方法を任意に使い分けることが可能である。
【００３６】
金属部材（Ｃ）における微細凹凸構造１１の表面上に官能基を付加してもよい。金属部材（Ｃ）における微細凹凸構造１１の表面上への官能基付加処理は、粗面化処理と同時、又は粗面化処理の後に行うことができる。
金属部材（Ｃ）における微細凹凸構造１１の表面上に官能基を付加する方法としては、公知の方法のいずれでもよく、特に限定されないが、例えば、官能基を持つ化学物質の水溶液中、もしくはメチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチルアルコール、アセトン、トルエン、エチルセルソルブ、ジメチルホルムアルデヒド、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、ベンゼン、酢酸エチルエーテル等の有機溶剤を溶媒とした溶液中に金属部材を浸漬する方法：官能基を持つ化学物質を金属部材表面にコーティングもしくはスプレーする方法；官能基を持つ化学物質からなるフィルムを金属部材表面上に積層する方法等が挙げられる。
例えば、官能基を持つ化学物質を含有する液体を用いてウェットエッチング処理、化成処理、陽極酸化処理等を行うことにより、粗面化と官能基付加を同時に行うこともできる。
また、金属部材（Ｃ）における微細凹凸構造１１の表面上にさらに官能基を付加した場合、官能基によって接合面での光硬化性層（Ｂ）との化学的な結合が増え、光硬化性層（Ｂ）との密着性や、樹脂部材（Ａ）との接合強度がより向上するものと考えられる。
【００３７】
４．金属樹脂接合体
本実施形態に係る金属樹脂接合体２０は、本実施形態に係る物品１０における光硬化性層（Ｂ）を硬化してなり、樹脂部材（Ａ）における透光性を有する部分の少なくとも一部分と、金属部材（Ｃ）の微細凹凸構造１１部分の少なくとも一部分とが、光硬化性層（Ｂ）の硬化体（Ｂ’）を介して接合している。
【００３８】
本実施形態に係る金属樹脂接合体２０の製造方法は、以下の（ｉ）および（ｉｉ）の工程を含むことが好ましい。
（ｉ）本実施形態に係る物品１０を準備する工程
（ｉｉ）本実施形態に係る物品１０に光を照射することにより光硬化性層（Ｂ）を硬化させる工程
以下、具体的に説明する。
【００３９】
まず、本実施形態に係る物品１０は、例えば、表面の少なくとも一部分に微細凹凸構造１１を有する金属部材（Ｃ）上に光硬化性層（Ｂ）を付与し、次いで、光硬化性層（Ｂ）上に樹脂部材（Ａ）を配置することにより得ることができる。
【００４０】
ここで、表面の少なくとも一部分に微細凹凸構造１１を有する金属部材（Ｃ）上に光硬化性層（Ｂ）を付与する方法としては、例えば、金属部材（Ｃ）上に光硬化性接着剤をコーティングまたはスプレーする方法や、金属部材（Ｃ）上にフィルム状の光硬化性接着剤を貼り付ける方法等が挙げられる。
【００４１】
また、光硬化性層（Ｂ）に樹脂部材（Ａ）を配置する方法としては、例えば、事前に成形しておいた樹脂部材（Ａ）を光硬化性層（Ｂ）上に配置する方法や、樹脂部材（Ａ）を形成するための、溶融または溶液状態の樹脂組成物を光硬化性層（Ｂ）上に付与し、次いで、上記樹脂組成物を固化させることによって樹脂部材（Ａ）を光硬化性層（Ｂ）上に形成する方法等が挙げられる。樹脂部材（Ａ）の特定の一部分のみを金属部材（Ｃ）と接合させる場合は、事前に成形しておいた樹脂部材（Ａ）を光硬化性層（Ｂ）上に配置する方法が望ましい。
【００４２】
次いで、準備した物品１０に光を照射することにより光硬化性層を硬化させる。これにより、樹脂部材（Ａ）における透光性を有する部分の少なくとも一部分と、金属部材（Ｃ）の微細凹凸構造１１部分の少なくとも一部分とが、光硬化性層（Ｂ）の硬化体（Ｂ’）を介して接合し、本実施形態に係る金属樹脂接合体２０が得られる。
【００４３】
光の照射による光硬化性層（Ｂ）を硬化させる方法は、公知のいずれの方法でもよい。
光硬化性接着剤として特にＵＶ硬化性接着剤を用いる場合は、光としては、例えば１０〜４００ｎｍ波長のＵＶ光を用いることができ、好ましくは１００〜４００ｎｍ波長のＵＶ光、より好ましくは３１５〜４００ｎｍ波長のＵＶＡ光を用いることができる。
ＵＶ光は、適当な電圧、適当な強度及び適当な波長を有する公知のランプによって提供でき、ＵＶ光を用いた硬化は任意の適当な時間でよく、ＵＶランプと光硬化性層（Ｂ）との距離は任意の適当な距離であってよい。これら硬化条件は当業者であれば適宜決定することができる。
【００４４】
５．金属樹脂接合体の用途およびコールドプレート
本実施形態に係る金属樹脂接合体２０は、生産性が高く、形状制御の自由度も高いので、様々な用途に展開することが可能である。
さらに、本実施形態に係る金属樹脂接合体２０は、高い耐熱性、機械特性、耐摩擦性、摺動性、気密性、水密性が発現するので、これらの特性に応じた用途に好適に用いられる。
【００４５】
例えば、車両用構造部品、車両搭載用品、電子機器の筐体、家電機器の筐体、構造用部品、機械部品、種々の自動車用部品、電子機器用部品、家具、台所用品等の家財向け用途、医療機器、建築資材の部品、その他の構造用部品や外装用部品等が挙げられる。
【００４６】
より具体的には、樹脂だけでは強度が足りない部分を金属がサポートする様にデザインされた次のような部品である。車両関係では、インスツルメントパネル、コンソールボックス、ドアノブ、ドアトリム、シフトレバー、ペダル類、グローブボックス、バンパー、ボンネット、フェンダー、トランク、ドア、ルーフ、ピラー、座席シート、ステアリングホイール、ＥＣＵボックス、電装部品、エンジン周辺部品、駆動系・ギア周辺部品、吸気・排気系部品、冷却系部品等が挙げられる。また、建材や家具類として、ガラス窓枠、手すり、カーテンレール、たんす、引き出し、クローゼット、書棚、机、椅子等が挙げられる。また、精密電子部品類として、コネクタ、リレー、ギア等が挙げられる。また、輸送容器として、輸送コンテナ、スーツケース、トランク等が挙げられる。
【００４７】
また、金属部材（Ｃ）の高い熱伝導率と、樹脂部材（Ａ）の断熱的性質とを組み合わせ、ヒートマネージメントを最適に設計する機器に使用される部品用途、例えば、各種家電にも用いることができる。具体的には、冷蔵庫、洗濯機、掃除機、電子レンジ、エアコン、照明機器、電気湯沸かし器、テレビ、時計、換気扇、プロジェクター、スピーカー等の家電製品類、パソコン、携帯電話、スマートフォン、デジタルカメラ、タブレット型ＰＣ、携帯音楽プレーヤー、携帯ゲーム機、充電器、電池等電子情報機器等が挙げられる。
【００４８】
その他の用途として、玩具、スポーツ用具、靴、サンダル、鞄、フォークやナイフ、スプーン、皿等の食器類、ボールペンやシャープペン、ファイル、バインダー等の文具類、フライパンや鍋、やかん、フライ返し、おたま、穴杓子、泡だて器、トング等の調理器具、リチウムイオン２次電池用部品、ロボット等が挙げられる。
【００４９】
本実施形態に係る金属樹脂接合体２０の用途は特に限定されないが、その強固な密着性能から、内容物の漏洩防止を目的とした中空物品として好ましく用いることができ、内容物の漏洩防止を目的とした中空物品としては、例えば熱交換器、より具体的には、内部に冷媒の流路を有するコールドプレート等が挙げられる。
また、本実施形態に係る金属樹脂接合体２０は、軽量化を目的として金属部位の一部を樹脂に置き換えた容器や電子機器筐体としても好適に用いることができ、特に本実施形態において透明樹脂を用いた場合は、視認性や外観に優れた容器や電子機器筐体を得ることができる。
【００５０】
以下、本実施形態に係るコールドプレート３０について説明する。
本実施形態に係るコールドプレート３０の構造の一例を図１に模式的に示すが、本実施形態に係るコールドプレート３０はこの形状に限定されるものではない。
本実施形態に係るコールドプレート３０は、例えば、金属製プレートと、金属製プレート上に設けられた樹脂製ケースと、を備える。樹脂製ケースは、冷媒が流通可能な空間（中空部分１３）を形成するように金属製プレート上に設けられており、かつ、少なくとも一部分が透光性を有する。また、本実施形態に係る金属樹脂接合体２０を用いたコールドプレート３０の場合、図１に示すように、金属製プレートが金属部材（Ｃ）に相当し、樹脂製ケースが樹脂部材（Ａ）に相当する。また、図１において、中空部分１３が、冷媒が流通可能な空間に相当する。
【００５１】
金属製プレートとしては、熱伝導性に優れる点から、アルミニウム製プレート、アルミニウム合金製プレート、銅製プレートおよび銅合金製プレートから選択される少なくとも一種が好ましく、銅製プレートおよび銅合金製プレートが特に好ましい。
【００５２】
以上、本実施形態に係る金属樹脂接合体２０の用途について述べたが、これらは用途の例示であり、上記以外の様々な用途に用いることもできる。
【００５３】
６．冷却装置
図２は、本発明に係る実施形態の冷却装置１００の構造の一例を模式的に示した外観図である。
本実施形態に係る冷却装置１００は、本実施形態に係るコールドプレート３０を備えている。そのため、長期にわたって冷媒が漏洩することがなく、信頼性に優れている。
【００５４】
本実施形態に係る冷却装置１００は、発熱体をさらに備え、発熱体がコールドプレート３０に熱的に接続されており、コールドプレート３０内（例えば、図１における中空部分１３）を冷媒Ｒｅが流通または循環する構造を有することが好ましい。また、ポンプの駆動力によって冷媒Ｒｅがライン１０３を循環しており、コールドプレート３０によって発熱体が冷却されるような構造を有することが好ましい。こうすることにより、発熱体を効果的に冷却することができる。
冷却装置１００におけるコールドプレート３０は１つでもよいが、複数連結することが好ましい。また、図２に示すように、複数のコールドプレート３０をマニホールド１０５やチューブ１０７によって連結することによって、冷却部１０１とすることができる。これにより、発熱体をより効果的に冷却することが可能となる。
マニホールド１０５は冷媒を分流するための部材である。マニホールド１０５としては特に限定されないが、例えば、銅製のマニホールドを用いることができる。
チューブ１０７は、マニホールド１０５から出た冷媒Ｒｅが通るチューブである。チューブ１０７としては特に限定されないが、例えば、樹脂製のチューブを用いることができる。
【００５５】
コールドプレート３０には冷媒の流入口および流出口が設けられており、コールドプレート３０を複数連結する場合は、冷媒流れの上流側に位置するコールドプレート３０の流出口と下流側に位置するコールドプレート３０の流入口を管部品等で連結する。
冷媒としては、公知の液状冷媒を用いることができる。例えば、水や３Ｍ製ＮｏｖｅｃＴＭ等の市販されている冷媒を用いることができる。
本実施形態に係るコールドプレート３０を構成する樹脂部材（Ａ）として透明性樹脂部材を用いる場合は、着色した液状冷媒を用いることが好ましい。
【００５６】
本実施形態に係る冷却装置１００は、いかなる発熱体の冷却装置として用いてもよいが、例えば、システムボード上のＣＰＵ等の電子部品等の電子装置の冷却装置として好適に用いることができる。
【実施例】
【００５７】
以下、本実施形態を、実施例・比較例を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
【００５８】
（金属部材（Ｃ）の微細凹凸構造の分析）
金属部材（Ｃ）の微細凹凸構造の平均孔径および平均孔深さは、レーザー顕微鏡（ＫＥＹＥＮＣＥ社製ＶＫ−Ｘ１００）を用いて測定した。具体的には、金属部材（Ｃ）の表面および表面の断面を撮影し、得られた写真から、任意の凹部を５０個選択し、それらの凹部の孔径および孔深さから、凹部の平均孔径および平均孔深さをそれぞれ算出した。
【００５９】
（金属樹脂接合体の接合強度の測定）
引張試験機「モデル１３２３（アイコーエンジニヤリング社製）」を使用し、引張試験機に専用の治具を取り付け、室温（２３℃）にて、チャック間距離６０ｍｍ、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎの条件にて測定をおこなった。破断荷重（Ｎ）を金属／樹脂接合部分の面積で除することにより接合強度（引張りせん断強度）（ＭＰａ）を得た。
【００６０】
（信頼性試験）
実施例および比較例で得られたコールドプレートの中空部分に対し、１ＭＰａの空気圧を加え続け、空気圧を加えてから３０分後の金属／樹脂接合部分の状態を観察し、以下の基準により金属樹脂接合体（コールドプレート）の信頼性を評価した。
○：接合部分に変化なし
×：接合部分から空気の漏れが発生
【００６１】
［表面処理金属部材の調製例１］
銅板を薬液（メック社製の製品名：アマルファＡ−１０２０１）に５分間浸漬させることによって銅板の表面をエッチングした。次いで、表面をエッチングした銅板について、水洗、アルカリ洗浄（５％のＮａＯＨ水溶液中に２０秒間の浸漬処理）、水洗、中和処理（５％のＨ２ＳＯ４水溶液中に２０秒間の浸漬処理）、水洗を連続的に行い、表面処理金属部材１を得た。
得られた表面処理金属部材１の微細凹凸構造の平均孔径および平均孔深さはそれぞれ５ｎｍ以上２５０μｍ以下の範囲内であった。
【００６２】
［表面処理金属部材の調製例２］
銅板の代わりにアルミニウム板を用いた以外は表面処理金属部材の調製例１と同様にして表面処理金属部材２を得た。
得られた表面処理金属部材２の微細凹凸構造の平均孔径および平均孔深さはそれぞれ５ｎｍ以上２５０μｍ以下の範囲内であった。
【００６３】
［表面処理金属部材の調製例３］
表面処理金属部材１を、２，４，６−トリメルカプト−１，３，５−トリアジンモノナトリウム塩（三協化成社製の製品名：サンチオールＮ−１）の０．１ｍｏｌ／Ｌの水溶液に５分間浸漬させた。次いで、得られた銅板を、シランカップリング剤である０．０５ｍｏｌ／Ｌの３−アミノプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業社製の製品名：ＫＢＥ９０３）水溶液に浸漬させた。その後、銅板を１００℃で３０分間乾燥させた。これにより、表面処理金属部材３を得た。
【００６４】
［表面処理金属部材の調製例４］
表面処理金属部材１の代わりに表面処理金属部材２を用いた以外は表面処理金属部材の調製例３と同様にして表面処理金属部材４を得た。
【００６５】
〔実施例１〕
表面処理金属部材１上にＵＶ硬化性接着剤（ＤＹＭＡＸ社製、製品名：１４０５Ｍ−Ｔ−ＵＲ−ＳＣ）を付与し、厚さ０．０３ｍｍの光硬化性層１を形成した。次いで、事前に板状に成形したポリカーボネート樹脂（ＬＯＴＴＥ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製、製品名：ＳＣ１１００Ｒ）製の樹脂部材１を光硬化性層１上に配置した。
次いで、ＵＶ照射装置（Ｃｏｎｖｅｙｏｒ ｔｙｐｅ、Ｈａｎ ＫＯＯＫ Ｕｌｔｒａ ＶＩＯＬＥＴ社製）およびＵＶランプ（水銀ランプ、ＳＡＭＩＬ  ＵＶ  ＨＧ−３０００）を用いて、波長：ＵＶ−Ａ、紫外線強度：３６００ｍＪ／ｃｍ２（１７０ｍＷ／ｃｍ２）、コンベア速度：１１ｍｍ／秒、ＵＶ照射時間：９０秒の条件で、光硬化性層１に紫外線を照射することによって光硬化性層１を硬化させ、その結果、表面処理金属部材１と樹脂部材１とを接合させ、金属樹脂接合体１を得た。得られた金属樹脂接合体１について接合強度の評価をおこなった。得られた結果を表１に示す。
【００６６】
また、表面処理金属部材１上にＵＶ硬化性接着剤（ＤＹＭＡＸ社製、製品名：１４０５Ｍ−Ｔ−ＵＲ−ＳＣ）を付与し、厚さ０．０３ｍｍの光硬化性層１を形成した。次いで、事前にケース状に成形したポリカーボネート樹脂（ＬＯＴＴＥ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製、製品名：ＳＣ１１００Ｒ）製の樹脂製ケース１を光硬化性層１上に配置した。
次いで、ＵＶ照射装置（Ｃｏｎｖｅｙｏｒ ｔｙｐｅ、Ｈａｎ ＫＯＯＫ Ｕｌｔｒａ ＶＩＯＬＥＴ社製）およびＵＶランプ（水銀ランプ、ＳＡＭＩＬ  ＵＶ  ＨＧ−３０００）を用いて、波長：ＵＶ−Ａ、紫外線強度：３６００ｍＪ／ｃｍ２（１７０ｍＷ／ｃｍ２）、コンベア速度：１１ｍｍ／秒、ＵＶ照射時間：９０秒の条件で、光硬化性層１に紫外線を照射することによって光硬化性層１を硬化させ、その結果、表面処理金属部材１と樹脂製ケース１とを接合させ、図１に示すコールドプレート２００のようなコールドプレート１を得た。得られたコールドプレート１の信頼性の評価をおこなった。得られた結果を表１に示す。
【００６７】
〔実施例２〕
表面処理金属部材１の代わりに表面処理金属部材２を用いた以外は実施例１と同様にして金属樹脂接合体２およびコールドプレート２をそれぞれ得た。得られた金属樹脂接合体２およびコールドプレート２について各評価をおこなった。得られた結果を表１に示す。
【００６８】
〔実施例３〕
表面処理金属部材１の代わりに表面処理金属部材３を用いた以外は実施例１と同様にして金属樹脂接合体３およびコールドプレート３をそれぞれ得た。得られた金属樹脂接合体３およびコールドプレート３について各評価をおこなった。得られた結果を表１に示す。
【００６９】
〔実施例４〕
表面処理金属部材１の代わりに表面処理金属部材４を用いた以外は実施例１と同様にして金属樹脂接合体４およびコールドプレート４をそれぞれ得た。得られた金属樹脂接合体４およびコールドプレート４について各評価をおこなった。得られた結果を表１に示す。
【００７０】
〔比較例１〕
表面処理金属部材１の代わりにエッチング処理をしていない銅板を用いた以外は実施例１と同様にして金属樹脂接合体５およびコールドプレート５をそれぞれ得た。得られた金属樹脂接合体５およびコールドプレート５について各評価をおこなった。得られた結果を表１に示す。
【００７１】
〔比較例２〕
光硬化性層を形成しない以外は実施例１と同様にして金属樹脂接合体６およびコールドプレート６をそれぞれ得た。得られた金属樹脂接合体６およびコールドプレート６について各評価をおこなった。得られた結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】
2019136872.tif 000003
【符号の説明】
【００７３】
Ａ    樹脂部材
Ｂ    光硬化性層
Ｂ’  光硬化性層の硬化体
Ｃ    金属部材
Ｒｅ  冷媒
１０    物品
１１    微細凹凸構造
１３    中空部分
２０    金属樹脂接合体
３０    コールドプレート
１００  冷却装置
１０１  冷却部
１０３  ライン
１０５  マニホールド
１０７  チューブ
【図１】
2019136872.tif 000004
【図２】
2019136872.tif 000005