(57)【要約】【課題】  材料複合体を提供する。【解決手段】  本発明は、繊維強化プラスチック母材（１０）に結合された少なくとも１つの金属層（５）を有すると共に、中間層（１２）を有する材料複合体（１）に関する。可能な限り応力を除去した材料複合体を形成するために、中間層（１２）は、金属層（５）に設けられた刻み目（１６）に入り込んでいる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化プラスチック母材（１０）に結合された少なくとも１つの金属層（５）を有すると共に、中間層（１２）を有する材料複合体（１）であって、前記中間層（１２）は、前記金属層（５）に設けられた刻み目（１６）に入り込んでいることを特徴とする材料複合体。
【請求項２】
前記中間層（１２）は、前記繊維強化プラスチック母材（１０）と同じプラスチック材料から形成されるが、繊維強化されないことを特徴とする、請求項１に記載の材料複合体。
【請求項３】
前記刻み目（１６）を形成するために、前記金属層（５）が局所的に粗面化されることを特徴とする、請求項１または２に記載の材料複合体。
【請求項４】
前記プラスチック母材（１０）は、熱可塑性材料から形成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の材料複合体。
【請求項５】
前記中間層（１２）は、熱可塑性材料から形成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の材料複合体。
【請求項６】
前記刻み目（１６）を形成するために、前記金属層（５）が局所的に粗面化されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の材料複合体（１）を製造する方法。
【請求項７】
前記刻み目（１６）を形成するために、前記金属層（５）が、レーザーを使用して、局所的に粗面化されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記金属層（５）への確実な密着結合を形成するために、前記中間層（１２）が、前記金属層（５）の前記刻み目（１６）に押し込まれることを特徴とする、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記金属層（５）への確実な密着結合を形成するために、前記金属層（５）の前記刻み目（１６）が、前記中間層（１２）にバックインジェクションモールディングされることを特徴とする、請求項６または７に記載の方法。
【請求項１０】
特に、請求項６〜９のいずれか１項に記載の方法によって製造された、請求項１〜５のいずれか１項に記載の材料複合体（１）で形成される複合構成材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化プラスチック母材および中間層に結合された少なくとも１つの金属層を有する材料複合体に関する。本発明は、さらに、そのような材料複合体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（特許文献１）は、炭素繊維層と金属層との間にさらなるプラスチック層を設けることを開示している。（特許文献２）は、少なくとも２つの金属層間に配置された少なくとも１つの繊維強化プラスチック層と、多相ポリマー混合物またはシラン変性熱可塑性材料／ポリマー混合物から形成され、金属層とプラスチック層との間に配置された少なくとも１つの境界層とを含む積層体を開示している。（特許文献３）は、繊維複合材料からなる支持構造体と、支持構造体に堅固に結合された金属構造体とを含む複合構成材を開示しており、支持構造体は、高弾性材料からなる薄い中間層を介して、金属構造体に密接して結合される。（特許文献４）は、金属フレームワークおよび繊維強化プラスチック部を有する複合構造体を開示しており、繊維は無端繊維であり、プラスチック部は、金属フレームワークに直結される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／００３０８６４Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０  ２０１１  ０８２  ６９７Ａ１号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０  ２００８  ０５８  ７８６Ａ１号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０１  ３４  ３７２Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、繊維強化プラスチック母材に結合された少なくとも１つの金属層を有すると共に、中間層を有する材料複合体を提供することであり、この材料複合体は、可能な限り応力を除去される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、繊維強化プラスチック母材に結合された少なくとも１つの金属層を有すると共に、中間層を有する材料複合体において、中間層が、金属層に設けられた刻み目（Hinterschneidungen）に入り込んでいることで達成される。中間層が存在することで、製造に関係する応力を特に有利に低減することができる。中間層が金属層の刻み目に入り込んでいることで、特に安定した材料複合体が得られる。
【０００６】
材料複合体の好ましい例示的な実施形態は、中間層が繊維強化プラスチック母材と同じプラスチック材料から形成されるが、繊維強化されないことを特徴とする。それによって、材料複合体の製造が単純化される。さらに、応力の低減が改善される。
【０００７】
材料複合体のさらに好ましい例示的な実施形態は、刻み目を形成するために、金属層が局所的に粗面化されることを特徴とする。金属層の局所的な造形は、例えば、レーザーを使用して行うことができる。
【０００８】
材料複合体のさらに好ましい例示的な実施形態は、プラスチック母材が熱可塑性材料から形成されることを特徴とする。強化のために、繊維が、プラスチック母材の熱可塑性材料に埋め込まれる。繊維は、例えば、ガラス繊維および／または炭素繊維である。しかし、代替案として、またはそれに加えて、他の繊維、例えば、特別なプラスチック繊維をプラスチック材料に埋め込むこともできる。
【０００９】
材料複合体のさらに好ましい例示的な実施形態は、中間層が熱可塑性材料から形成されることを特徴とする。中間層は、特に有益にも、プラスチック母材と同じ熱可塑性材料から形成される。その結果、材料複合体の製造がさらに単純化される。
【００１０】
上記の材料複合体を製造する方法において、上記の目的は、代替案として、またはさらに加えて、刻み目を形成するために、金属層が局所的に粗面化されることで達成される。金属層は、例えば、金属シートに代表される。金属シートは、刻み目を形成するために、片側で全体的に、または部分的に粗面化される。粗面化により、中間層と金属層との間の確実な密着結合を可能にする刻み目付きの幾何学形状が形成される。
【００１１】
本方法の好ましい例示的な実施形態は、刻み目を形成するために、金属層が、レーザーを使用して局所的に粗面化されることを特徴とする。レーザーを使用して、金属層は、複数の領域において、単純な態様で粗面化することができる。
【００１２】
本方法のさらに好ましい例示的な実施形態は、金属層への確実な密着結合を形成するために、中間層が、金属層の刻み目に押し込まれることを特徴とする。それにより、材料複合体の製造がさらに単純化される。
【００１３】
本方法のさらに好ましい例示的な実施形態は、金属層への確実な密着結合を形成するために、金属層の刻み目が、中間層にバックインジェクションモールディング（Hinterspritzen）されることを特徴とする。材料複合体は、例えば、射出成形、射出圧縮成形、またはトランスファー成形によって製造することができる。
【００１４】
本発明はまた、任意選択的に、特に、上記の方法によって製造された上記の材料複合体から形成された複合構成材に関する。複合構成材は、自動車両用構成材であるのが好ましい。
【００１５】
本発明はまた、任意選択的に、そのような複合構成材を有する自動車両に関する。
【００１６】
本発明のさらなる利点、特徴、および細部が下記の説明から明らかになり、その説明では、様々な例示的実施形態が、図面を参照して詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による材料複合体を断面図で示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
添付図は、金属層５および繊維強化プラスチック母材１０を有する材料複合体１を示している。繊維強化プラスチック母材１０は、強化するために繊維が埋め込まれた熱可塑性材料から形成されている。繊維強化プラスチック母材１０と金属層５との間には、中間層１２が設けられている。
【００１９】
好ましい例示的な実施形態による中間層１２は、繊維強化プラスチック母材１０と同じ熱可塑性材料から形成されている。
【００２０】
金属層５は、刻み目１６が設けられた粗面化領域１５を有し、中間層１２が刻み目１６に入り込んでいる。
【００２１】
金属材料および繊維複合材料から製造される、温度応力がかかる構成材の製造では、様々な材料の膨張係数が異なるために、局所的に非常に高い負荷が構成材に生じることがある。
【００２２】
中間層１２と金属層５の粗面化領域１５との組み合わせは、材料複合体１の望ましくない応力を下げる働きをする。
【００２３】
粗面化領域１５では、刻み目付きの幾何学形状が、例えば、レーザーを使用して形成されている。中間層１２と金属層５との間の確実に密着した結合を形成するために、中間層１２は、これらの刻み目付きの幾何学形状または刻み目１６に押し込まれる。
【００２４】
中間層１２が、熱可塑性材料から形成される場合、材料複合体１内に凍結された製造関連の応力をクリープによって下げることができる。クリープは、例えば、中間層１２の変形および／または流動を意味する。
【００２５】
図示した材料複合体１は、自動化によって大量生産することができる。製造は、有利にも、例えば、接着剤が漏出しないので、清浄な状態の下で行うことができる。
【００２６】
最初に、例えば、金属構成材、特に、金属シートの形態の金属層５が製造される。次いで、刻み目１６を形成するために、金属層５が、領域１５で局所的に粗面化される。
【００２７】
次いで、粗面化された領域１５において、確実に密着した態様で、中間層１２を刻み目１６に結合するために、材料複合体１が加熱および加圧される。
【００２８】
あるいは、金属層５の粗面化領域１５の刻み目１６を、中間層１２を形成している熱可塑性材料でバックインジェクションモールディングすることができる。
【００２９】
最後に、十分に長い時間にわたる冷却プロセスの後、材料複合体１からなる構成材を自動車両に組み込むことができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  材料複合体
５  金属層
１０  繊維強化プラスチック母材
１２  中間層
１５  粗面化領域
１６  刻み目
【図１】
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