WO2023140158A1 - 温度制御装置、及び温度制御装置の製造方法 - Google Patents

温度制御装置、及び温度制御装置の製造方法 Download PDF

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WO2023140158A1
WO2023140158A1 PCT/JP2023/000499 JP2023000499W WO2023140158A1 WO 2023140158 A1 WO2023140158 A1 WO 2023140158A1 JP 2023000499 W JP2023000499 W JP 2023000499W WO 2023140158 A1 WO2023140158 A1 WO 2023140158A1
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WO
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resin
flow path
temperature control
control device
fixing portion
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PCT/JP2023/000499
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高広 冨永
海 森元
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三井化学株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • HELECTRICITY
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    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
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    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554Rods or plates
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a temperature control device and a method for manufacturing the temperature control device.
  • a central processing unit (CPU: Central Processing Unit) installed in a computer or a secondary battery installed in an electric vehicle generates heat during operation.
  • CPU Central Processing Unit
  • Various cooling devices using a cooling medium have been proposed as means for cooling such heat generating bodies.
  • Patent Document 1 discloses a cooling device for cooling a heating element.
  • the cooling device disclosed in Patent Document 1 includes a resin channel, a metal cooling panel, and a resin joint member. At least one surface of the resin channel wall portion is provided with a space portion serving as a channel.
  • the metal cooling panel covers the space and is at least partially in contact with the resin channel.
  • a metal cooling panel cools the heating element.
  • the resin joint member joins the resin channel and the metal cooling panel.
  • the metal cooling panel has a fine uneven structure at least on the joint surface with the resin joint member. The metal cooling panel and the resin joint member are joined by partly penetrating the resin joint member into the fine uneven structure.
  • Patent Document 1 International Publication No. 2020-255885
  • a resin member having a coolant flow path is formed independently by injection molding or the like. Therefore, the degree of freedom in designing the internal flow path is excellent.
  • a cooling medium for cooling the heating element is pressurized and circulated in the internal flow path. At this time, if a defect (for example, a gap, etc.) occurs in the joint between the resin flow path and the resin joint member (hereinafter also referred to as "joint"), the cooling medium may leak from the joint to the outside of the cooling device. Therefore, there is a demand for a cooling device in which defects are less likely to occur in joints (that is, a cooling device with excellent airtightness).
  • an object of the present disclosure is to provide a temperature control device with excellent airtightness and flexibility in designing an internal flow path, and a method of manufacturing the temperature control device.
  • Means for solving the above problems include the following embodiments. ⁇ 1> A pair of metal plates, a resin channel wall sandwiched between the pair of metal plates; a resin fixing portion fixing one of the pair of metal plates to the other; an internal channel for circulating a heat exchange medium is formed by at least one of the pair of metal plates and the resin channel wall, The resin fixing portion and the resin flow path wall portion are fused together, The crystallinity of the resin flow path wall measured by X-ray diffraction is lower than the crystallinity of the resin fixing part measured by X-ray diffraction, The temperature control device, wherein the difference between the crystallinity of the resin flow path wall portion and the crystallinity of the resin fixing portion is 3% or more.
  • ⁇ 2> a pair of metal plates, a resin channel wall sandwiched between the pair of metal plates; a resin fixing portion fixing one of the pair of metal plates to the other; an internal channel for circulating a heat exchange medium is formed by at least one of the pair of metal plates and the resin channel wall, The resin fixing portion and the resin flow path wall portion are fused together, The crystallinity of the resin flow path wall measured by X-ray diffraction is lower than the crystallinity of the resin fixing part measured by X-ray diffraction, The temperature control device, wherein the resin flow path wall portion contains a crosslinked thermoplastic resin, and the resin fixing portion contains a linear thermoplastic resin.
  • the resin flow path wall includes crosslinked polyphenylene sulfide, The temperature control device according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the resin fixing portion includes linear polyphenylene sulfide.
  • ⁇ 4> a pair of metal plates, a resin channel wall sandwiched between the pair of metal plates; a resin fixing portion fixing one of the pair of metal plates to the other; an internal channel for circulating a heat exchange medium is formed by at least one of the pair of metal plates and the resin channel wall, The resin fixing portion and the resin flow path wall portion are fused together,
  • the resin flow path wall includes crosslinked polyphenylene sulfide, The temperature control device, wherein the resin fixing portion includes linear polyphenylene sulfide.
  • ⁇ 5> The temperature control device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein each of the pair of metal plates has a fine concavo-convex structure at a portion in contact with the resin fixing portion.
  • ⁇ 6> The temperature control device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the resin fixing portion is formed by insert molding.
  • ⁇ 7> The temperature control device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein an arithmetic mean roughness Ra of a portion of the resin flow path wall that contacts the resin fixing portion is 0.5 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • Tensile strength is 200N to 550N
  • the temperature control device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, wherein the tensile strength is the maximum value of the tensile strength required to break the resin fixing portion of 7 mm ⁇ 4 mm from the resin flow channel wall portion under the conditions of 23 ° C., a distance between chucks of 50 mm, and a tensile speed of 2 mm / min.
  • the inner surface of the mold used for the injection molding has a molding surface for molding the portion of the resin channel wall portion that contacts the resin fixing portion,
  • a temperature control device with excellent airtightness and flexibility in designing an internal flow path, and a method of manufacturing the temperature control device are provided.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of an example of a temperature control device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of an example of the temperature control device according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing appearances of a second metal plate and a partition member in an example of the temperature control device according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 6 is an image of the top surface of the second specimen of Example 1 near the tab.
  • 7 is an image of the fracture surface of the second test piece of Example 1.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of an example of a temperature control device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of an example of the temperature control device according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 8 is an image of the fracture surface of the second test piece of Comparative Example 1.
  • FIG. 9 is an image of the fracture surface of the second test piece of Comparative Example 2.
  • FIG. 10 is a schematic front view of the molding surface of the mold for explaining the method of measuring the surface roughness Ra.
  • a numerical range represented by “to” means a range including the numerical values before and after “to” as lower and upper limits.
  • the term “step” includes not only independent steps, but also if the intended purpose of the step is achieved even if it cannot be clearly distinguished from other steps.
  • a temperature control device is used to control the temperature of at least one heat exchange object. Specifically, the temperature control device takes heat from the heat-exchanged body or gives heat to the heat-exchanged body by making thermal contact with the heat-exchanged body.
  • the body to be heat exchanged is not particularly limited, and may be a CPU, a memory module, a battery module, a power module, or the like. Examples of memory modules include DIMMs (Dual Inline Memory Modules). Examples of battery modules include lithium ion battery modules.
  • a temperature control device includes a pair of metal plates, a resin channel wall portion, and a resin fixing portion.
  • the resin channel wall portion is sandwiched between the pair of metal plates.
  • the resin fixing portion fixes one of the pair of metal plates to the other.
  • An internal channel for circulating the heat exchange medium is formed by at least one of the pair of metal plates and the resin channel wall.
  • the resin fixing portion and the resin channel wall portion are fused together.
  • the crystallinity of the resin flow path wall measured by the X-ray diffraction method is lower than the crystallinity of the resin fixing part measured by the X-ray diffraction method.
  • the difference between the crystallinity of the resin flow path wall portion and the crystallinity of the resin fixing portion (hereinafter also referred to as “difference in crystallinity”) is 3% or more.
  • internal channel indicates a space for circulating the heat exchange medium.
  • the resin fixing portion and the resin flow channel wall are fused means that the resin flow channel wall and the resin fixing portion are fixed at room temperature (for example, 23° C.) without an adhesive, a screw, or the like.
  • the resin fixing portion and the resin flow path wall portion are fused together indicates that the resin component of the resin flow path wall portion and the resin component of the resin fixing portion have compatibility.
  • “Compatible” means that under an atmosphere in which the resin components constituting the resin fixing portion and the resin flow channel wall are melted, the resin components constituting the resin fixing portion and the resin flow channel wall are mixed without being separated.
  • Crystalstallinity indicates the ratio of the mass of the crystalline portion of the resin to the total mass of the resin (that is, polymer solid), and is determined from the intensity of X-rays scattered by the crystalline portion.
  • the methods for measuring the “crystallinity of the resin flow path wall portion” and the “crystallinity of the resin fixing portion” are the same as those described in Examples.
  • a temperature control device includes a resin flow path wall. That is, the resin flow path wall portion is formed independently. Therefore, the degree of freedom in designing the internal channel is superior to that in the case of using a metal channel wall.
  • the crystallinity of the resin flow path wall is lower than the crystallinity of the resin fixing portion. The difference in crystallinity is 3% or more.
  • the ratio of the amorphous portion of the resin channel wall portion (that is, the ratio of the mass of the amorphous portion of the resin channel wall portion to the total mass of the resin channel wall portion) is higher than the ratio of the amorphous portion of the resin fixing portion.
  • a resin with a high proportion of the amorphous part is easier to dissolve than a resin with a low proportion of the amorphous part. Therefore, in the first embodiment, the resin flow path wall portion and the resin fixing portion are more easily fused than when the difference in crystallinity obtained by subtracting the crystallinity of the resin flow passage wall portion from the crystallinity degree of the resin fixing portion is less than 3%.
  • the resin fixing portion having a high degree of crystallinity is formed integrally with the resin flow passage wall portion, it is considered that crystals are likely to be formed in the fused portion between the resin flow passage wall portion and the resin fixing portion.
  • the strength at which the resin flow path wall portion and the resin fixing portion are fused together (hereinafter also referred to as “fusion strength”) is improved. In other words, even if the pressurized heat exchange medium circulates in the internal flow path, the fused portion between the resin flow path wall portion and the resin fixing portion is less likely to malfunction.
  • the airtightness of the temperature control device according to the first embodiment is excellent. From these, it is presumed that the temperature control device according to the first embodiment is excellent in design flexibility and airtightness of the internal flow path.
  • the crystallinity difference is 3% or more. This further improves the fusion bonding strength. As a result, the tightness of the temperature control device is better. Furthermore, if the crystallinity of the resin component of the resin flow path wall is too low, the thermal properties and mechanical properties of the resin flow path wall tend to deteriorate. Therefore, it is preferable that the crystallinity of the resin component of the resin flow path wall portion is not too low within the range that satisfies the difference in crystallinity.
  • the difference in crystallinity is preferably 3% to 15%, more preferably 3% to 8%, from the viewpoint of further improving the airtightness of the temperature control device.
  • the shape and size of the temperature control device are not particularly limited, and are appropriately selected according to the type of heat exchange target, for example, a rectangular parallelepiped.
  • Each of the pair of metal plates is a metal plate-like object.
  • the configuration of each of the pair of metal plates may be the same or different.
  • the shape of each of the pair of metal plates may be, for example, a flat plate shape.
  • the size of the pair of metal plates is appropriately selected according to the object to be heat exchanged.
  • Metals constituting the pair of metal plates are not particularly limited, and examples thereof include iron, copper, nickel, gold, silver, platinum, cobalt, zinc, lead, tin, titanium, chromium, aluminum, magnesium, manganese, and alloys thereof (stainless steel, brass, phosphor bronze, etc.).
  • the metal forming the pair of metal plates is preferably aluminum, an aluminum alloy, copper, or a copper alloy, more preferably copper or a copper alloy. From the viewpoint of weight reduction and ensuring strength, the metal forming the pair of metal plates is preferably aluminum or an aluminum alloy.
  • Each of the pair of metal plates preferably has a fine uneven structure (hereinafter also referred to as "first uneven structure") at a portion that contacts the resin fixing portion.
  • first uneven structure a fine uneven structure
  • part of the resin fixing portion enters the concave portion of the first concave-convex structure of each of the pair of metal plates.
  • the pair of metal plates are more firmly joined to the resin fixing portion. Therefore, the tightness of the temperature control device can be maintained for a longer period of time.
  • the state of the first concave-convex structure is not particularly limited as long as a sufficient bonding strength (hereinafter also referred to as "bonding strength") between the pair of metal plates and the resin fixing portion can be obtained.
  • the average pore size of the concave portions in the first concave-convex structure is preferably 5 nm to 500 ⁇ m, more preferably 10 nm to 150 ⁇ m, still more preferably 15 nm to 100 ⁇ m.
  • the average pore depth of the recesses in the first uneven structure is preferably 5 nm to 500 ⁇ m, more preferably 10 nm to 150 ⁇ m, still more preferably 15 nm to 100 ⁇ m.
  • the method for measuring the average pore diameter and average pore depth of the recesses is a method based on JIS B0601-2001.
  • the first uneven structure is formed by roughening the surfaces of the pair of metal plates.
  • the method of roughening the surface of the metal member is not particularly limited, and various known methods may be used.
  • the surfaces of the pair of metal plates may be treated to add functional groups from the viewpoint of improving the bonding strength. Various known methods may be used for the treatment of adding functional groups.
  • At least one of the pair of metal plates is in thermal contact with the heat exchange object.
  • the temperature control device can efficiently control the temperature of the heat exchange medium.
  • the pair of metal plates may be in thermal contact with the heat-exchanged body, for example, via a heat-conducting layer.
  • the heat-conducting layer is not particularly limited, and may be a heat-conducting sheet or a heat-conducting material (TIM: Thermal Interface Material) layer.
  • a thermally conductive material layer indicates a layer formed by applying a thermally conductive material.
  • Thermally conductive materials include thermally conductive greases, thermally conductive gels, thermally conductive adhesives, Phase Change Materials, and the like.
  • the resin channel wall part constitutes a part of the wall part forming the internal channel.
  • the resin flow path wall is, for example, a cylinder or plate made of resin.
  • the shape and size of the resin flow path wall are appropriately selected according to the type of the heat-exchanged body.
  • the resin channel wall is, for example, a molded body of the first thermoplastic resin composition.
  • the resin channel wall includes an injection molded product or a press molded product.
  • Arithmetic mean roughness Ra of a portion (that is, a surface) of the resin flow path wall portion that contacts the resin fixing portion is not particularly limited, and is preferably 0.5 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the surface area of the contact portion of the resin flow channel wall becomes larger than when the arithmetic mean roughness Ra of the contact portion of the resin flow channel wall is outside the range of 0.5 ⁇ m to 100 ⁇ m. As a result, the fusion bonding strength is improved.
  • the arithmetic average roughness Ra of the contact portion of the resin flow path wall is more preferably 1 ⁇ m to 60 ⁇ m, still more preferably 5 ⁇ m to 30 ⁇ m, from the viewpoint of further improving the fusion bonding strength.
  • a method of measuring the arithmetic mean roughness (Ra) is a method based on JIS B 0601.
  • the first thermoplastic resin composition contains a thermoplastic resin as a resin component.
  • thermoplastic resins include polyphenylene sulfide (hereinafter also referred to as "PPS"), polyolefin resins, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene resins, acrylonitrile-styrene copolymer (AS) resins, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) resins, polyester resins, poly(meth)acrylic resins, polyvinyl alcohol, polycarbonate resins, polyamide resins, polyimide resins, polyether resins, and polyacetal.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • AS acrylonitrile-styrene copolymer
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer
  • polyester resins poly(meth)acrylic resins, polyvinyl alcohol, polycarbonate
  • thermoplastic resin is preferably PPS from the viewpoint of heat resistance, rigidity, chemical resistance, flame retardancy, and the like.
  • PPS is a crystalline polymer, and is roughly classified into so-called cross-linked PPS and so-called linear PPS according to the production process.
  • Crosslinked PPS is PPS whose molecular weight has been increased by heat treatment or the like.
  • Crosslinked PPS is considered to have a long-chain branched structure instead of a network crosslinked structure like a thermosetting resin.
  • Crosslinked PPS can be obtained by, for example, polymerizing by a method of reacting a halogen-substituted aromatic compound and an alkali sulfide (US Pat. No. 2,513,188, Japanese Patent Publication No. 45-3368) and then crosslinking.
  • a linear PPS is, for example, a linear polymer whose molecular weight is increased in the polymerization stage.
  • the crystallinity of linear PPS tends to be higher than that of crosslinked PPS.
  • the melting point of linear PPS tends to be lower than that of crosslinked PPS.
  • Crosslinked PPS tends to be superior to linear PPS in high-temperature stiffness and creep resistance.
  • the tensile strength of crosslinked PPS tends to be lower than that of linear PPS.
  • the first thermoplastic resin composition may contain a filler from the viewpoint of improving the mechanical properties of the resin flow path wall.
  • fillers include various fibers such as glass fiber, carbon fiber, and cellulose fiber, carbon nanotube (CNT), graphene, carbon particles, clay, talc, silica, and minerals. You may use these fillers individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the content of the filler is preferably 15% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 30% by mass or more and 55% by mass or less, relative to the total amount of the first thermoplastic resin composition.
  • the first thermoplastic resin composition may further contain a compounding agent from the viewpoint of imparting a desired function to the resin flow channel wall.
  • Compounding agents include heat stabilizers, antioxidants, pigments, weathering agents, flame retardants, plasticizers, dispersants, lubricants, release agents, antistatic agents, and the like. You may use these compounding agents individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the first thermoplastic resin composition may be a commercially available product.
  • Examples of commercially available products of the first thermoplastic resin composition containing PPS as a thermoplastic resin include Susteel (registered trademark) series manufactured by Tosoh Corporation (e.g., "SGX-115", “SGX-120", “SGX-140”, etc.), and Durafide (registered trademark) manufactured by Polyplastics Co., Ltd. (e.g., "1135MF1", “1140A6", “1150MF1", etc.). .
  • the resin fixing part fixes one of the pair of metal plates to the other of the pair of metal plates.
  • the resin fixing portion is a fixing portion made of resin.
  • the shape and size of the resin fixing portion are not particularly limited, and are appropriately selected according to the pair of metal plates, the resin channel wall portion, and the like.
  • the resin fixing portion may be formed by insert molding or may be formed by welding.
  • insert molding a superimposed body of a pair of metal plates and a resin flow path wall is inserted into a mold, and the melted material of the resin fixing portion is injected to a predetermined portion of the outer surface of the superimposed body to form the resin fixing portion.
  • Welding includes heat welding, vibration welding, laser welding, ultrasonic welding, or hot plate welding.
  • the resin fixing portion is preferably formed by insert molding. As a result, the resin fixing portion is inserted more reliably into the gaps between the uneven portions of the surfaces that come into contact with each of the pair of metal plates than in the case of being formed by welding. Therefore, the resin fixing portion is more strongly fixed to the pair of metal plates. As a result, the airtightness of the temperature control device can be maintained for a longer period of time.
  • the resin fixing part is a molded body of the second thermoplastic resin composition.
  • the second thermoplastic resin composition is appropriately selected according to the first thermoplastic resin composition and the like.
  • the second thermoplastic resin composition contains a thermoplastic resin compatible with the resin component of the first thermoplastic resin composition.
  • the resin fixing portion and the resin channel wall portion are fused together.
  • the thermoplastic resin compatible with the resin component of the first thermoplastic resin composition include those exemplified as the thermoplastic resin.
  • the second thermoplastic resin composition may contain at least one of a filler and a compounding agent from the viewpoint of improving the mechanical properties of the resin flow path wall.
  • fillers and compounding agents include those exemplified as fillers and compounding agents that can be contained in the first thermoplastic resin composition.
  • the content of the filler is preferably 15% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less, relative to the total amount of the second thermoplastic resin composition.
  • the resin flow path wall contains crosslinked PPS, and the resin fixing part contains linear PPS.
  • the resin flow path wall portion melts more easily than the resin fixing portion. Therefore, as described above, the strength of the fused portion between the resin flow path wall portion and the resin fixing portion is further improved. As a result, the airtightness of the temperature control device according to the first embodiment is more excellent.
  • Tensile strength is preferably between 200N and 600N.
  • the tensile strength is the maximum tensile strength required to break the resin fixing portion of 7 mm ⁇ 4 mm from the resin flow channel wall under conditions of 23° C., a distance between chucks of 50 mm, and a tensile speed of 2 mm/min.
  • a tensile strength of 200N to 550N means better fusion strength.
  • the tensile strength is more preferably 250N-550N, more preferably 270N-500N.
  • the method for measuring tensile strength is the same as the method described in Examples.
  • the temperature control device has internal channels for circulating the heat exchange medium.
  • the heat exchange medium exchanges heat with the object to be heat exchanged.
  • the shape of the internal flow path is not particularly limited, and is appropriately selected according to the object to be heat-exchanged.
  • the heat exchange medium is a medium for cooling or a medium for heating, and is appropriately selected according to the type of heat-exchanged body.
  • a cooling medium indicates a medium for removing heat from a heat-exchanged body. Cooling media include cooling liquids, cooling gases, and the like.
  • the cooling liquid is not particularly limited as long as it is a liquid generally used for cooling, and examples thereof include water, oil, glycol-based aqueous solution, refrigerant for air conditioners, non-conductive liquid, phase change liquid, and the like.
  • Examples of the cooling gas include air and nitrogen gas.
  • the temperature of the cooling medium is appropriately adjusted according to the type of the heat exchange medium.
  • a heating medium indicates a medium for applying heat to a heat-exchanged body. Examples of the heating medium include a heating liquid and a heating gas.
  • the heating liquid is not particularly limited as long as it is a liquid that is generally used as a heating liquid, and examples thereof include water, oil, glycol-based aqueous solutions, refrigerants for air conditioners, non-conductive liquids, phase-change liquids, and the like.
  • Examples of the heating gas include air, water vapor, and the like.
  • the temperature of the heating medium is appropriately adjusted according to the type of heat-exchanged body.
  • the fact that the temperature control device has an internal channel means that the temperature control device has a supply port and a recovery port.
  • the supply port and the recovery port are in communication via an internal channel.
  • a supply port is a part connected with an external supply component.
  • the supply port guides the heat exchange medium supplied from the supply component into the internal flow path.
  • a supply component supplies the heat exchange medium to the temperature control device.
  • the recovery port is a portion connected to the recovered component.
  • the recovery port guides the heat exchange medium in the internal channel to the external recovery component.
  • a recovery component recovers the heat exchange medium from the temperature control device.
  • Each of the supply port and the recovery port (hereinafter also referred to as "supply port, etc.") may have a connecting part.
  • a male connector (nipple) or the like can be used as the connecting part.
  • the temperature control device may be processed to connect each of the supply component and the collection component.
  • processing methods include threading processing and the like.
  • each of the supply port and recovery port may be arranged on either of the two main surfaces and the four side surfaces.
  • each of the supply port and the recovery port may be arranged on the same main surface, may be arranged on different main surfaces, or may be arranged only on the side surface of the temperature control device.
  • the supply port or the like may be configured by the resin channel wall portion, or may be configured by at least one of the pair of metal plates.
  • the temperature control device may further have a partition member.
  • the partition member partitions the internal flow path and controls the flow direction of the heat exchange medium flowing through the internal flow path. This allows the internal flow path to be designed more freely.
  • the partition member is disposed between the pair of metal plates within the internal channel.
  • the partition member is fixed to at least one of the pair of metal plates by, for example, a resin fixing portion.
  • the partition member may or may not be in contact with the other of the pair of metal plates.
  • the partition member fixed to one of the pair of metal plates may be bonded to the other of the pair of metal plates.
  • the material of the partition member may be resin or metal.
  • the partition member also functions as fins and can improve the efficiency of heat exchange.
  • Examples of the resin forming the partition member include resins similar to the resins exemplified as the resin forming the resin flow path wall.
  • Examples of the metal forming the partition member include metals similar to the metals exemplified as the metal forming the pair of metal plates.
  • a method for fixing the partition member to at least one of the pair of metal plates (hereinafter also referred to as a "fixing method") is appropriately selected according to the material of the partition member, and examples thereof include a welding method, a method using a known adhesive, a method using a fastening part (hereinafter also referred to as "mechanical fastening"), welding, and the like. These fixing methods may be used alone or in combination of two or more.
  • Fastening parts include bolts, nuts, screws, rivets, or pins. Welding includes metal welding or brazing.
  • the partition member and at least one of the pair of metal plates may be integrally molded.
  • the partition member and the resin flow path wall may be integrally molded.
  • the temperature control device 1 includes a first metal plate 11, a second metal plate 12, a resin channel wall portion 13, a resin fixing portion 14, and a partition member 15 (see FIGS. 3 to 5).
  • the first metal plate 11 and the second metal plate 12 are examples of a pair of metal plates.
  • the second metal plate 12, the partition member 15, the resin channel wall portion 13, and the first metal plate 11 are arranged in this order.
  • the resin fixing portion 14 contacts the peripheral edge portions of the first metal plate 11 and the second metal plate 12 to fix the second metal plate 12 to the first metal plate 11 .
  • the resin flow path wall portion 13 has a pair of connection portions 131 (corresponding to a supply port and a recovery port).
  • a pair of connection parts 131 are connected to external supply parts or discharge parts to supply or discharge the cooling medium between the outside and the temperature control device 1 .
  • the side on which one connection part 131 of the temperature control device 1 is arranged is defined as the rear side of the temperature control device 1 , and the opposite side is defined as the front side of the temperature control device 1 .
  • the right side when the temperature control device 1 is viewed from the front side is defined as the right side of the temperature control device 1 , and the opposite side is defined as the left side of the temperature control device 1 .
  • the side on which the first metal plate 11 is arranged is defined as the upper side of the temperature control device 1
  • the opposite side is defined as the lower side of the temperature control device 1 in the direction orthogonal to the front-back direction and the left-right direction of the temperature control device 1 .
  • the front side corresponds to the positive X-axis direction
  • the rear side corresponds to the negative X-axis direction
  • the right side corresponds to the positive Y-axis direction
  • the left side corresponds to the negative Y-axis direction
  • the upper side corresponds to the positive Z-axis direction
  • the lower side corresponds to the negative Z-axis direction.
  • the degree of crystallinity of the resin flow path wall portion 13 is lower than the degree of crystallinity of the resin fixing portion 14 .
  • the difference in crystallinity is 3% or more.
  • the method for measuring the degree of crystallinity of the resin flow path wall portion 13 and the degree of crystallinity of the resin fixing portion 14 is the same as the method described in Examples.
  • the temperature control device 1 is a cuboid.
  • the temperature control device 1 has an upper main surface TS1.
  • a pair of connection portions 131 of the resin flow path wall portion 13 are arranged on the upper main surface TS1 side of the temperature control device 1 .
  • the temperature control device 1 has a lower main surface BS1, as shown in FIG.
  • a lower main surface BS1 of the temperature control device 1 is planar.
  • the inside of the temperature control device 1 has an internal flow path R1.
  • a cooling medium (an example of a heat exchange medium) flows through the internal flow path R1.
  • the dimensions of the temperature control device 1 are not particularly limited, and can be selected according to the application of the temperature control device 1 and the like.
  • the area of the lower main surface BS1 of the temperature control device 1 may be in the range of 50 cm 2 or more and 5,000 cm 2 or less.
  • the vertical thickness of the temperature control device 1 may be in the range of 1 mm or more and 50 mm or less.
  • the first metal plate 11 is a flat plate.
  • the shape of the first metal plate 11 viewed from above (positive direction of the Z-axis) to below (negative direction of the Z-axis) is substantially rectangular with long sides extending in the front-rear direction (X-axis direction).
  • the first metal plate 11 has a pair of through holes HA as shown in FIG.
  • One of the through holes HA is located at the center of the first metal plate 11 in the left-right direction (Y-axis direction) and at the rear in the front-rear direction (X-axis direction).
  • the other through hole HA is located in the center of the first metal plate 11 in the left-right direction (Y-axis direction) and in the front part in the front-rear direction (X-axis direction).
  • the through hole HA penetrates the first metal plate 11 along the vertical direction (Z-axis direction).
  • the through hole HA communicates with the internal flow path R1 (see FIG. 2) in the temperature control device 1.
  • the material of the first metal plate 11 is the same as the metal exemplified as the material of the pair of metal plates.
  • the second metal plate 12 is a flat plate.
  • the shape of the second metal plate 12 viewed from above (the positive direction of the Z-axis) to below (the downward direction of the Z-axis) is substantially rectangular with the long side extending in the front-rear direction (the X-axis direction).
  • the material of the second metal plate 12 is the same as the metal exemplified as the material of the pair of metal plates.
  • the material of the second metal plate 12 may be the same as or different from that of the first metal plate 11 .
  • the resin channel wall portion 13 is a plate-like object. An external supply part and an external discharge part are connected to the resin flow path wall part 13 .
  • the resin channel wall portion 13 forms an internal channel R1 (see FIG. 2) with the second metal plate 12 .
  • the connecting portion 131 is positioned on the upper surface side of the resin flow path wall portion 13 .
  • the connecting portion 131 is exposed from the through hole HA, as shown in FIGS.
  • the connection portion 131 has an opening H131 and a hollow portion R131 (see FIG. 4). A cooling medium is supplied to the opening H131.
  • the opening H131 is positioned on the upper surface of the resin flow path wall portion 13 .
  • the opening H131 faces upward (positive direction of the Z-axis).
  • the hollow part R131 is formed to connect the opening H131 and the internal flow path R1, as shown in FIG.
  • the hollow portion R131 is formed inside one connection portion 131 .
  • the first metal plate 11 has a lower main surface BS11 (see FIG. 3). At least a portion of the upper surface of the resin flow path wall portion 13 surrounding the connection portion 131 is in physical contact with the lower main surface BS11 of the first metal plate 11 . Therefore, each of the pair of through holes HA of the first metal plate 11 is blocked by the resin flow path wall portion 13 .
  • the resin flow path wall portion 13 further has a recessed portion R132.
  • the recessed portion R132 is located at the center of the lower surface side of the resin flow path wall portion 13 in the front-rear direction (X-axis direction) and the left-right direction (Y-axis direction).
  • the recessed portion R132 is formed to form an internal flow path R1 through which the cooling medium flows between the second metal plate 12 and the recessed portion R132.
  • the second metal plate 12 has an upper main surface TS12 (see FIG. 3). At least a portion of the lower surface of the resin flow path wall portion 13 surrounding the recess R132 is in physical contact with the upper main surface TS12 of the second metal plate 12 . Therefore, an internal flow path R1 is formed between the recess R132 and the upper main surface TS12 of the second metal plate 12. As shown in FIG.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the portion CS13 (see FIGS. 3 and 4) of the resin flow path wall portion 13 that contacts the resin fixing portion 14 is not particularly limited, and is 0.5 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the material of the resin flow path wall portion 13 is the same as that exemplified as the first thermoplastic resin composition.
  • the resin flow path wall portion 13 preferably contains crosslinked PPS.
  • the resin fixing portion 14 fixes the second metal plate 12 to the first metal plate 11 . That is, the resin fixing portion 14 integrates the first metal plate 11 , the second metal plate 12 , the resin flow path wall portion 13 and the partition member 15 . The resin fixing portion 14 and the resin channel wall portion 13 are fused together.
  • a gap R10 is formed between the first metal plate 11 and the second metal plate 12, as shown in FIG.
  • a gap R10 indicates a space between the first metal plate 11 and the second metal plate 12 in which the resin channel wall portion 13 and the peripheral edge portions of the first metal plate 11 and the second metal plate 12 are not in contact with each other.
  • the gap R10 is formed along the entire periphery of the first metal plate 11 and the second metal plate 12 .
  • the resin fixing portion 14 is filled in the gap R10. That is, the resin fixing portion 14 is in physical contact with the peripheral portion of the lower main surface BS11 of the first metal plate 11, the peripheral portion of the upper main surface TS12 of the second metal plate 12, and the side surface of the resin flow path wall portion 13.
  • the surface of the first metal plate 11 in contact with the resin fixing portion 14 and the surface of the second metal plate 12 in contact with the resin fixing portion 14 have a first uneven structure.
  • the resin fixing portion 14 is formed by insert molding.
  • the resin fixing portion 14 contains a resin compatible with the resin contained in the resin flow path wall portion 13 .
  • the resin fixing portion 14 preferably includes a linear PPS.
  • the partition member 15 partitions the internal flow path R1.
  • the partition member 15 has a plurality of partition walls. As shown in FIG. 5, the plurality of partition walls are arranged at predetermined intervals along the left-right direction (Y-axis direction). Each of the plurality of partition wall portions, which is a long plate-shaped object, controls the flow direction of the cooling medium.
  • the partition member 15 may be fixed to the second metal plate 12 .
  • a method for fixing the partition member 15 to the second metal plate 12 includes the same method as the fixing method exemplified.
  • the material of the partition member 15 is the same as those exemplified as the material of the partition member.
  • the material of the partition member 15 may be the same as or different from that of the second metal plate 12 or the resin flow path wall portion 13 .
  • the temperature control device 1 is installed and used, for example, so that the lower main surface BS1 of the temperature control device 1 is in contact with a heating element (that is, an example of an object to be heat-exchanged).
  • a heating element that is, an example of an object to be heat-exchanged.
  • one connection portion 131 is connected to an external supply component.
  • An external discharge section is connected to the other connection section 131 .
  • the heat of the heating element is conducted through at least one of the first metal plate 11 and the second metal plate 12 to the cooling medium filled in the internal flow path R1.
  • a cooling medium is supplied to the opening H131 of the connection portion 131 .
  • the cooling medium supplied to the opening H131 moves through the hollow portion R131 of the connection portion 131 to the internal flow path R1. Most of the cooling medium moves toward the other connection portion 131 in the internal flow path R1. At this time, the cooling medium exchanges heat with at least one of the first metal plate 11 and the second metal plate 12 .
  • the cooling medium moves to the opening H131 through the hollow portion R131 of the other connection portion 131 and is discharged to the external discharge portion. In this manner, the cooling medium absorbs heat from the heating element inside the temperature control device 1 and is discharged outside the temperature control device 1 . Thereby, the temperature control device 1 accelerates the heat dissipation of the heating element. That is, the temperature control device 1 controls the temperature of the heating element.
  • the temperature control device 1 includes the first metal plate 11, the second metal plate 12, the resin channel wall portion 13, and the resin fixing portion 14.
  • the resin fixing portion 14 fixes the second metal plate 12 to the first metal plate 11 .
  • the internal channel R1 is formed by the second metal plate 12 and the resin channel wall portion 13 .
  • the resin fixing portion 14 and the resin channel wall portion 13 are fused together.
  • the degree of crystallinity of the resin flow path wall portion 13 is lower than the degree of crystallinity of the resin fixing portion 14 .
  • the difference in crystallinity is 3% or more. Thereby, the degree of freedom in designing the internal flow path R1 is superior to that in the case of using a metal flow path wall.
  • the resin flow path wall portion 13 and the resin fixing portion 14 are more easily fused than when the difference in the crystallinity obtained by subtracting the crystallinity of the resin flow channel wall from the crystallinity of the resin fixing portion is less than 3%. Furthermore, it is considered that crystals are likely to be formed on the surface where the resin flow path wall portion 13 and the resin fixing portion 14 are fused. Thereby, the strength of the fused portion between the resin flow path wall portion 13 and the resin fixing portion 14 is improved. In other words, even if the pressurized cooling medium circulates inside the internal channel R1, the cooling medium is less likely to leak from the fused portion between the resin channel wall portion 13 and the resin fixing portion 14 . As a result, the airtightness of the temperature control device 1 is excellent. As a result, the temperature control device 1 is excellent in design flexibility and airtightness of the internal flow path R1.
  • the resin flow path wall portion 13 contains a crosslinked PPS
  • the resin fixing portion 14 contains a linear PPS.
  • the strength of the fused portion between the resin flow path wall portion 13 and the resin fixing portion 14 is further improved.
  • the airtightness of the temperature control device 1 is further improved.
  • each of the first metal plate 11 and the second metal plate 12 has the first concave-convex structure at the portion that contacts the resin fixing portion 14. As shown in FIG. As a result, part of the resin fixing portion 14 enters into the concave portion of the first concave-convex structure of each of the first metal plate 11 and the second metal plate 12 . As a result, each of the first metal plate 11 and the second metal plate 12 is more strongly bonded to the resin fixing portion 14 . The airtightness of the temperature control device 1 can be maintained for a longer period of time.
  • the resin fixing portion 14 is formed by insert molding. As a result, the resin fixing portion 14 is more reliably inserted into the gaps between the uneven portions of the surfaces of the first metal plate 11 and the second metal plate 12 that are in contact with each other. Therefore, the resin fixing portion 14 is more strongly fixed to each of the first metal plate 11 and the second metal plate 12 . As a result, the airtightness of the temperature control device 1 can be maintained for a longer period of time.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the portion CS13 of the resin channel wall portion 13 that contacts the resin fixing portion 14 is not particularly limited, and is 0.5 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the fusion bonding strength is improved more than when the arithmetic mean roughness Ra of the portion CS13 of the resin flow path wall portion 13 that contacts the resin fixing portion 14 is outside the range of 0.5 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • a temperature control device includes a pair of metal plates, a resin channel wall portion, and a resin fixing portion.
  • the resin channel wall portion is sandwiched between the pair of metal plates.
  • the resin fixing portion fixes one of the pair of metal plates to the other.
  • An internal channel for circulating the heat exchange medium is formed by at least one of the pair of metal plates and the resin channel wall.
  • the resin fixing portion and the resin channel wall portion are fused together.
  • the crystallinity of the resin flow path wall measured by the X-ray diffraction method is lower than the crystallinity of the resin fixing part measured by the X-ray diffraction method.
  • the resin channel wall portion contains a crosslinked thermoplastic resin
  • the resin fixing portion contains a linear thermoplastic resin.
  • a temperature control device includes a resin flow path wall. Therefore, the degree of freedom in designing the internal channel is superior to that in the case of using a metal channel wall.
  • the crystallinity of the resin flow path wall is lower than the crystallinity of the resin fixing portion.
  • the resin channel wall portion contains a crosslinked thermoplastic resin, and the resin fixing portion contains a linear thermoplastic resin. Therefore, in the second embodiment, the resin flow path wall portion and the resin fixing portion are easily fused.
  • the entanglement between the resin molecular chains forming the resin flow path wall portion and the resin molecular chains forming the resin fixing portion increases. Furthermore, it is considered that crystals are likely to be formed on the surface where the resin flow path wall portion and the resin fixing portion are fused. As a result, the strength of the fused portion between the resin flow path wall portion and the resin fixing portion is improved. In other words, even if the pressurized heat exchange medium circulates in the internal channel, the heat exchange medium is less likely to leak from the fused portion between the resin channel wall portion and the resin fixing portion. As a result, the airtightness of the temperature control device according to the second embodiment is excellent. From these, it is presumed that the temperature control device according to the second embodiment is excellent in the degree of freedom in designing the internal flow path and in airtightness.
  • the resin flow path wall is the same as the resin flow path wall in the first embodiment, except that the resin flow path wall contains a crosslinked thermoplastic resin instead of the thermoplastic resin.
  • a crosslinked thermoplastic resin is a thermoplastic resin whose molecular weight is increased by heat treatment or the like.
  • a crosslinked thermoplastic resin is considered to have a long-chain branched structure rather than a network crosslinked structure like a thermosetting resin.
  • the resin fixing portion is the same as the resin fixing portion in the first embodiment, except that the resin fixing portion contains linear thermoplastic resin instead of thermoplastic resin.
  • a linear thermoplastic resin is, among thermoplastic resins, a linear polymer whose molecular weight is increased in a polymerization stage, for example.
  • the configuration of the temperature control device according to the second embodiment is the same as the configuration of the temperature control device according to the first embodiment, except that instead of the crystallinity difference being 3% or more, the resin flow path wall portion must contain a crosslinked thermoplastic resin and the resin fixing portion must contain a linear thermoplastic resin. Therefore, description of the configuration of the temperature control device according to the second embodiment is omitted.
  • a temperature control device includes a pair of metal plates, a resin channel wall portion, and a resin fixing portion.
  • the resin channel wall portion is sandwiched between the pair of metal plates.
  • the resin fixing portion fixes one of the pair of metal plates to the other.
  • An internal channel for circulating the heat exchange medium is formed by at least one of the pair of metal plates and the resin channel wall.
  • the resin fixing portion and the resin channel wall portion are fused together.
  • the resin channel wall portion includes crosslinked polyphenylene sulfide, and the resin fixing portion includes linear polyphenylene sulfide.
  • a temperature control device includes a resin flow path wall. Therefore, the degree of freedom in designing the internal channel is superior to that in the case of using a metal channel wall.
  • the resin channel wall portion includes a crosslinked PPS
  • the resin fixing portion includes a linear PPS. In other words, the resin flow path wall portion is easier to melt than the resin fixing portion. Therefore, in the third embodiment, the resin flow path wall and the resin fixing part are more easily fused than when the resin flow path wall contains linear PPS and the resin fixing part contains crosslinked PPS.
  • the entanglement between the resin molecular chains forming the resin flow path wall portion and the resin molecular chains forming the resin fixing portion increases. Furthermore, it is considered that crystals are likely to be formed on the surface where the resin flow path wall portion and the resin fixing portion are fused. As a result, the strength of the fused portion between the resin flow path wall portion and the resin fixing portion is improved. In other words, even if the pressurized heat exchange medium circulates in the internal channel, the heat exchange medium is less likely to leak from the fused portion between the resin channel wall portion and the resin fixing portion. As a result, the airtightness of the temperature control device according to the third embodiment is excellent. From these, it is presumed that the temperature control device according to the third embodiment is excellent in the degree of freedom in designing the internal flow path and in airtightness.
  • the configuration of the temperature control device according to the third embodiment is the same as the configuration of the temperature control device according to the first embodiment, except that instead of the crystallinity of the resin channel wall portion being lower than that of the resin fixing portion, the resin channel wall portion must contain crosslinked PPS and the resin fixing portion must contain linear PPS. Therefore, description of the configuration of the temperature control device according to the third embodiment is omitted.
  • the manufacturing method of the temperature control device of the present disclosure is a manufacturing method of the temperature control device of the present disclosure.
  • the manufacturing method of the temperature control device of the present disclosure includes manufacturing the resin flow path wall portion by injection molding (hereinafter also referred to as “injection molding step”).
  • injection molding step The inner surface of the mold used for the injection molding has a molding surface for molding the portion of the resin channel wall portion that comes into contact with the resin fixing portion.
  • the molding surface has a fine concave-convex structure (hereinafter also referred to as "second concave-convex structure").
  • the inner surface of the mold refers to the wall surface that constitutes the cavity.
  • a “cavity” refers to a space within a mold for forming an injection-molded article by filling with a resin composition.
  • the manufacturing method of the temperature control device of the present disclosure has the above configuration, a temperature control device having superior fusion bonding strength can be obtained. This effect is presumed to be due to the following reasons, but is not limited thereto.
  • the molding surface which is part of the inner surface of the mold, has a second uneven structure.
  • the second concave-convex structure of the inner surface of the mold is transferred to the portion of the obtained resin flow path wall portion that comes into contact with the resin fixing portion. That is, the obtained resin flow path wall portion has the second concave-convex structure at the portion that contacts the resin fixing portion.
  • the portion of the resin flow path wall portion that contacts the resin fixing portion has the second uneven structure, the area of contact between the resin flow path wall portion and the resin fixing portion becomes wider. As a result, it is presumed that a temperature control device with superior fusion bonding strength can be obtained.
  • the manufacturing method of the temperature control device of the present disclosure includes an injection molding process.
  • the resin flow path wall portion is produced by injection molding.
  • a resin flow path wall portion having a fine concavo-convex structure at a portion that contacts the resin fixing portion is obtained.
  • An injection molding machine is used for injection molding.
  • An injection molding machine includes a mold, a known injection device, and a known mold clamping device.
  • the mold includes a movable mold and a fixed mold.
  • the fixed side mold is fixed to the injection molding machine.
  • the movable mold is movable with respect to the fixed mold.
  • the injection device injects the melt of the resin composition into the sprue of the mold at a predetermined injection pressure.
  • the mold clamping device clamps the movable mold with a high pressure so that the movable mold does not open due to the filling pressure of the molten resin composition.
  • the inner surface of the mold has a molding surface.
  • the forming surface is part of the inner surface of the metal.
  • the molding surface has a second uneven structure.
  • a part of the inner surface of the mold that is different from the molding surface may have a second concave-convex structure.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the second concave-convex structure is not particularly limited, but is preferably 0.5 ⁇ m to 100 ⁇ m, more preferably 1 ⁇ m to 60 ⁇ m, still more preferably 10 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • a method of measuring the arithmetic mean roughness (Ra) is a method based on JIS B 0601. A portion of the obtained resin flow path wall portion that contacts the resin fixing portion has the arithmetic mean roughness Ra of the second uneven structure.
  • polishing treatment step for molding surface of mold The method for manufacturing the temperature control device of the present disclosure may include roughening the molding surface of the mold (hereinafter also referred to as “polishing treatment step”). The polishing treatment step is performed before the injection molding step. Thereby, the second concave-convex structure can be formed on the molding surface of the mold.
  • the method of roughening treatment is not particularly limited, and examples thereof include blasting treatment, polishing treatment, etching treatment, and the like. Only one type of these roughening treatments may be used, or two or more types may be applied. Examples of blasting include shot blasting, sand blasting, grid blasting, and the like.
  • the polishing treatment includes, for example, polishing using an abrasive (eg, abrasive paper (ie, sandpaper), abrasive roll, metal brush, etc.).
  • Etching treatment includes acid treatment using a strong acid (for example, sulfuric acid, nitric acid, etc.).
  • polishing treatment and blasting treatment are preferably performed in this order from the viewpoint of further improving the fusion strength.
  • the method for manufacturing the temperature control device of the present disclosure preferably includes roughening a portion of the resin flow path wall that comes into contact with the resin fixing part (hereinafter also referred to as a “roughening treatment step”).
  • a roughening step is performed after the injection molding step.
  • the method of roughening treatment is not particularly limited, and the same methods as those exemplified as the roughening treatment in the polishing treatment process can be mentioned.
  • Crosslinked PPS composition (A): "SGX-140" manufactured by Tosoh Corporation (resin component: crosslinked PPS, filler: glass fiber, glass fiber content: 40% by mass) ⁇ Crosslinked PPS composition (B): "SGX-120” manufactured by Tosoh Corporation (resin component: crosslinked PPS, filler: glass fiber, glass fiber content: 20% by mass) ⁇ Linear PPS composition (C): “1135MF1” manufactured by Polyplastics Co., Ltd. (resin component: linear PPS, filler: glass fiber, glass fiber content: 35% by mass) ⁇ Linear PPS composition (D): "1140A6” manufactured by Polyplastics Co., Ltd. (resin component: linear PPS, filler: glass fiber, glass fiber content: 40% by mass)
  • Example 1 A temperature control device 1 (see FIGS. 1 to 5) having a tab 141 (see FIG. 6) on its side was produced in the following manner.
  • Polishing process for molding surface of mold The molding surface for molding the portion CS13 of the resin flow path wall 13 on the inner surface of the mold used for injection molding, which contacts the resin fixing portion 12, was polished using sandpaper (polishing #800). The molding surface of the mold had a second uneven structure.
  • the resin flow path wall portion 13 was formed by injection molding using a mold having a molding surface of the second concave-convex structure.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the portion CS13 of the resin flow path wall portion 13 in contact with the resin fixing portion 12 was 0.5 ⁇ m.
  • Injection molding machine JSW JT40RADS (vertical injection molding machine) Cylinder - temperature: 320°C Mold temperature: 140°C Primary injection pressure: 60MPa Holding pressure: 40MPa Injection speed: 20mm/s
  • Example 2 A temperature control device 1 having tabs 141 on the side surfaces was obtained in the same manner as in Example 1, except that the molding surface of the mold surface that had been subjected to the polishing treatment in Example 1 was further subjected to blasting and texturing. In the blasting process, alumina particles were jetted against the molding surface of the mold to form the second concave-convex structure.
  • a resin flow path wall portion 13 was formed by injection molding using a mold having a molding surface of the second concave-convex structure.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the portion CS13 of the resin flow path wall portion 13 in contact with the resin fixing portion 12 was 10 ⁇ m.
  • Example 3 A temperature control device 1 having tabs 141 on the side surfaces was obtained in the same manner as in Example 2, except that both surfaces of the resin channel wall portion 13 were preheated for 40 seconds with a hot plate at 130° C. in the inserting step. In the blasting process, alumina particles were jetted against the molding surface of the mold to form the second concave-convex structure.
  • a resin flow path wall portion 13 was formed by injection molding using a mold having a molding surface of the second concave-convex structure.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the portion CS13 of the resin flow path wall portion 13 in contact with the resin fixing portion 12 was 10 ⁇ m.
  • FIG. 10 is a schematic front view of the molding surface S1 of the mold 1 for explaining the method of measuring surface roughness.
  • the measurement locations are six linear portions B1 to B6 of the molding surface S1 of the mold 1, as shown in FIG.
  • the 6 straight line portions B1 to B6 are composed of arbitrary 3 straight line portions B1 to B3 and 3 straight line portions B4 to B6 perpendicular to the 3 straight line portions B1 to B3.
  • the straight portion B1 passes through the central portion A of the molding surface S1 of the mold 1 .
  • the straight portions B1 to B3 are parallel to each other.
  • the straight portion B4 passes through the central portion A of the molding surface S1 of the mold 1.
  • the straight portion B4 and the straight portion B1 are orthogonal to each other at the central portion A.
  • the straight portions B4-B6 are parallel to each other.
  • the distances D1 to D4 between adjacent linear portions were 2 mm or more and 5 mm or less.
  • a first specimen was obtained by separating the first metal plate 11 and the second metal plate 12 from the temperature control device 1 having the tab 141 .
  • the first specimen was appropriately cut and attached to the sample stage of the measuring device.
  • a camera attached to the measuring device was used to designate the measurement points of the resin flow path wall portion 13 and the measurement points of the resin fixing portion 14 of the first specimen.
  • XRD measurement was performed by a reflection method under the following measurement conditions at each measurement point of the resin flow path wall portion 13 and the resin fixing portion 14 to obtain an XRD profile.
  • the degree of crystallinity of each of the resin flow path wall portion 13 and the resin fixing portion 14 was calculated from the following formula for calculating the degree of crystallinity.
  • the obtained calculated value was used as the crystallinity of each of the resin flow path wall portion 13 and the resin fixing portion 14 of the temperature control device 1 .
  • Table 1 shows the calculation results.
  • the amorphous regions are considered to contain halos derived from the glass fibers contained in each of the resin flow path wall portion 13 and the resin fixing portion 14 .
  • the crystallinity was calculated based on the obtained XRD profile without separating the influence of such a halo. This is because the effects of such halos cannot be separated in the XRD profile.
  • Crystallinity (%) [crystalline part-derived peak area / (crystalline part-derived peak area + amorphous part-derived halo area)] ⁇ 100
  • reference numeral 110 indicates a boundary portion between the resin flow path wall portion 13 and the resin fixing portion 14 .
  • a pair of cutouts 111 were formed at the base near both edges of the specimen 100 in the front-rear direction (X-axis direction).
  • the notch 111 is formed along the left-right direction (Y-axis direction) from the left side (Y-axis negative direction) of the specimen 100 toward the right side (Y-axis positive direction).
  • the length of the notch 111 in the left-right direction (Y-axis direction) was 4 mm.
  • the ends 112 on the right side (positive direction of the Y axis) of the pair of cutouts 142 were formed in the resin flow path wall portion 13 .
  • the size of the resin fixing portion 14 broken from the resin flow path wall portion 13 was 7 mm ⁇ 4 mm.
  • the tensile strength of the second specimen 100 having the pair of notches 142 was measured by the following method. Specifically, a tensile tester ("AUTOGRAPH AGS-500-D" manufactured by Shimadzu Corporation) was prepared. A universal materials testing machine has a first chuck and a second chuck. The tab 141 of the second specimen 100 was gripped by the first chuck. The second chuck was caused to grip the gripping area 113 (see FIG. 6) of the second specimen 100 . The gripping area 113 is positioned on the right side (in the positive Y-axis direction) of the end portion 112 on the right side (in the positive Y-axis direction) of the notch 111 .
  • the tab 141 was broken from the second test piece 100 by pulling the first chuck along the positive direction of the Y-axis with respect to the second chuck under the following tensile conditions.
  • the maximum value of the tensile strength measurements was taken as the tensile strength of the temperature control device 1 .
  • Table 1 shows the measurement results. 7 shows an image of a fracture surface of Example 1.
  • FIG. 8 shows an image of the fracture surface of Comparative Example 1.
  • FIG. FIG. 9 shows an image of the fracture surface of Comparative Example 2.
  • the permissible tensile strength is 250 N or more, and it is preferable that the material of the resin flow path wall portion 13 is destroyed.
  • Example 1 When the fracture surface of Example 1 was observed, as shown in FIG. 7, it was visually confirmed that the uneven portion of the resin flow path wall portion 13 was mainly present in the fracture surface of Example 1 (that is, the material of the resin flow path wall portion 13 was destroyed). From this result, it was found that the tensile strength of the temperature control device 1 of Example 1 is mainly due to the mechanical properties of the resin flow path wall portion 13 . That is, it was found that the fusion bond strength of Example 1 was higher than the tensile strength shown in Table 1. In Example 1, the tensile strength of the resin flow path wall portion 13 itself made of the crosslinked PPS composition (A) is lower than the tensile strength of the resin fixing portion 14 itself made of the linear PPS composition (B).
  • the temperature control device 1 includes a first metal plate 11, a second metal plate 12, a resin channel wall portion 13, and a resin fixing portion .
  • the resin fixing portion 14 fixes the second metal plate 12 to the first metal plate 11 .
  • the internal channel R1 is formed by the second metal plate 12 and the resin channel wall portion 13 .
  • the resin fixing portion 14 and the resin channel wall portion 13 are fused together.
  • the degree of crystallinity (29%) of the resin flow path wall portion 13 is lower than the degree of crystallinity (32%) of the resin fixing portion 14 .
  • the difference in crystallinity was 3% and was greater than or equal to 3%.
  • the resin flow path wall portion 13 includes crosslinked PPS, and the resin fixing portion 14 includes linear PPS.
  • the tensile strength of the temperature control devices 1 of Examples 1 to 3 was 289 N or more, and 250 N or more. From this result, it was found that the airtightness of the temperature control devices of Examples 1 to 3 was excellent. Furthermore, the resin flow path wall portion 13 is an injection molded product. Therefore, it was found that the degree of freedom in designing the internal channel of the resin channel wall portion 13 is excellent. From these results, it was found that the temperature control devices of Examples 1 to 3 are excellent in the degree of freedom in designing the internal flow path and in airtightness.
  • Comparative Example 1 the crystallinity of the resin flow path wall portion 13 (28%) is lower than the crystallinity of the resin fixing portion 14 (30%). The difference in crystallinity was 2% and less than 3%.
  • the resin flow path wall portion 13 contained crosslinked PPS, but the resin fixing portion 14 did not contain linear PPS. Therefore, the tensile strength of the temperature control device 1 of Comparative Example 1 was 242N, which was less than 250N. From this result, it was found that the airtightness of the temperature control device of Comparative Example 1 was not sufficient. From this result, it was found that the temperature control device 1 of Comparative Example 1 was not excellent in the degree of freedom in designing the internal flow path and the airtightness.
  • the crystallinity of the resin flow path wall portion 13 is higher than the crystallinity of the resin fixing portion 14 .
  • the resin flow path wall portion 13 did not contain the crosslinked PPS, and the resin fixing portion 14 did not contain the linear PPS. Therefore, the tensile strength of the temperature control devices 1 of Comparative Examples 2 and 3 was 202N or less and less than 250N. From this result, it was found that the airtightness of the temperature control devices of Comparative Examples 2 and 3 was not sufficient. From this result, it was found that the temperature control devices 1 of Comparative Examples 2 and 3 were not excellent in the degree of freedom in designing the internal flow path and the airtightness.

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Abstract

本開示の温度制御装置は、一対の金属プレートと、前記一対の金属プレートの間に挟まれた樹脂流路壁部と、前記一対の金属プレートの一方をその他方に固定する樹脂固定部とを備える。樹脂流路壁部は、熱交換媒体を循環させるための内部流路が、前記一対の金属プレートの少なくとも一方及び前記樹脂流路壁部によって形成されている。前記樹脂固定部と前記樹脂流路壁部とは融着している。前記樹脂流路壁部の結晶化度は、前記樹脂固定部の結晶化度よりも低い。前記樹脂流路壁部の結晶化度と、前記樹脂固定部の結晶化度との差は、3%以上である。

Description

温度制御装置、及び温度制御装置の製造方法
 本開示は、温度制御装置、及び温度制御装置の製造方法に関する。
 コンピュータに搭載される中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)、又は電気自動車に搭載される二次電池は、作動時に発熱する。このような発熱体を冷却するための手段として、冷却用媒体を用いる冷却装置が種々提案されている。
 特許文献1は、発熱体を冷却するための冷却装置を開示している。特許文献1に開示の冷却装置は、樹脂製流路と、金属製冷却パネルと、樹脂製接合部材とを備える。樹脂流路壁部には、少なくとも一方の面に流路となる空間部が設けられている。金属製冷却パネルは、空間部を覆うとともに、少なくとも一部が樹脂製流路に接している。金属製冷却パネルは、発熱体を冷却する。樹脂製接合部材は、樹脂製流路と金属製冷却パネルとを接合する。金属製冷却パネルは、少なくとも樹脂製接合部材との接合部表面に微細凹凸構造を有する。微細凹凸構造に樹脂製接合部材の一部分が浸入することにより金属製冷却パネルと樹脂製接合部材とが接合されている。
  特許文献1:国際公開第2020-255885号
 特許文献1に開示の冷却装置では、冷媒の流路を有する樹脂部材は、射出成形等によって単独で形成される。そのため、内部流路の設計の自由度は優れる。
 一方で、特許文献1に開示の冷却装置では、内部流路内に、発熱体を冷却するための冷却用媒体が加圧されて循環する。この際、樹脂製流路と樹脂製接合部材との接合部(以下、「接合部」ともいう。)に不具合(例えば、隙間等)が発生すると、接合部から冷却用媒体が冷却装置の外部に漏出するおそれがある。そのため、接合部に不具合がより発生しにくい冷却装置(つまり、気密性に優れる冷却装置)が求められている。
 本開示は、上記事情に鑑み、内部流路の設計の自由度及び気密性に優れる温度制御装置、及び温度制御装置の製造方法を提供することを課題とする。
 上記課題を解決するための手段には、以下の実施態様が含まれる。
 <1> 一対の金属プレートと、
 前記一対の金属プレートの間に挟まれた樹脂流路壁部と、
 前記一対の金属プレートの一方をその他方に固定している樹脂固定部と
を備え、
 熱交換媒体を循環させるための内部流路が、前記一対の金属プレートの少なくとも一方及び前記樹脂流路壁部によって形成されており、
 前記樹脂固定部と前記樹脂流路壁部とは融着しており、
 X線回折法で測定された前記樹脂流路壁部の結晶化度は、X線回折法で測定された前記樹脂固定部の結晶化度よりも低く、
 前記樹脂流路壁部の結晶化度と、前記樹脂固定部の結晶化度との差は、3%以上である、温度制御装置。
 <2> 一対の金属プレートと、
 前記一対の金属プレートの間に挟まれた樹脂流路壁部と、
 前記一対の金属プレートの一方をその他方に固定している樹脂固定部と
を備え、
 熱交換媒体を循環させるための内部流路が、前記一対の金属プレートの少なくとも一方及び前記樹脂流路壁部によって形成されており、
 前記樹脂固定部と前記樹脂流路壁部とは融着しており、
 X線回折法で測定された前記樹脂流路壁部の結晶化度は、X線回折法で測定された前記樹脂固定部の結晶化度よりも低く、
 前記樹脂流路壁部が架橋型熱可塑性樹脂を含み、かつ前記樹脂固定部がリニア型熱可塑性樹脂を含む、温度制御装置。
 <3> 前記樹脂流路壁部は、架橋型ポリフェニレンスルフィドを含み、
 前記樹脂固定部は、リニア型ポリフェニレンスルフィドを含む、前記<1>又は<2>に記載の温度制御装置。
 <4> 一対の金属プレートと、
 前記一対の金属プレートの間に挟まれた樹脂流路壁部と、
 前記一対の金属プレートの一方をその他方に固定している樹脂固定部と
を備え、
 熱交換媒体を循環させるための内部流路が、前記一対の金属プレートの少なくとも一方及び前記樹脂流路壁部によって形成されており、
 前記樹脂固定部と前記樹脂流路壁部とは融着しており、
 前記樹脂流路壁部は、架橋型ポリフェニレンスルフィドを含み、
 前記樹脂固定部は、リニア型ポリフェニレンスルフィドを含む、温度制御装置。
 <5> 前記一対の金属プレートの各々は、前記樹脂固定部と接触する部位に微細凹凸構造を有する、前記<1>~<4>のいずれか1つに記載の温度制御装置。
 <6> 前記樹脂固定部は、インサート成形によって形成されている、前記<1>~<5>のいずれか1つに記載の温度制御装置。
 <7> 前記樹脂流路壁部の前記樹脂固定部と接触する部位の算術平均粗さRaが、0.5μm~100μmである、前記<1>~<6>のいずれか1つに記載の温度制御装置。
 <8> 引張強さが、200N~550Nであり、
 前記引張強さが、23℃、50mmのチャック間距離、及び2mm/分の引張速度の条件で、7mm×4mmの前記樹脂固定部を前記樹脂流路壁部から破断させるのに必要な引張強さの最大値を示す、前記<1>~<7>のいずれか1つに記載の温度制御装置。
 <9> 前記<1>~<8>のいずれか1つに記載の温度制御装置を製造する温度制御装置の製造方法であって、
 射出成形によって前記樹脂流路壁部を作製することを含み、
 前記射出成形に用いられる金型の内面が、前記樹脂流路壁部の前記樹脂固定部と接触する部位を成形する成形面を有し、
 前記成形面が、微細凹凸構造を有する、温度制御装置の製造方法。
 <10> 前記樹脂流路壁部の前記樹脂固定部と接触する部位に粗化処理を施すことを含む、<9>に記載の温度制御装置の製造方法。
 本開示によれば、内部流路の設計の自由度及び気密性に優れる温度制御装置、及び温度制御装置の製造方法が提供される。
図1は、本開示の第1実施形態に係る温度制御装置の一例の外観を示す斜視図である。 図2は、本開示の第1実施形態に係る温度制御装置の一例の外観を示す斜視図である。 図3は、図1のIII-III線断面図である。 図4は、図1のIV-IV線断面図である。 図5は、本開示の第1実施形態に係る温度制御装置の一例における第2金属プレート及び仕切部材の外観を示す斜視図である。 図6は、実施例1の第2試験体のタブ付近の上面の画像である。 図7は、実施例1の第2試験体の破断面の画像である。 図8は、比較例1の第2試験体の破断面の画像である。 図9は、比較例2の第2試験体の破断面の画像である。 図10は、表面粗さRaの測定方法を説明するための金型の成形面の概略正面図である。
 本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
 本明細書において、「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
 以下、図面を参照して、本開示に係る温度制御装置、及び温度制御装置の製造方法の実施形態について説明する。図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
(1)第1実施形態
 本開示の第1実施形態に係る温度制御装置は、少なくとも1つの被熱交換体の温度を制御するために用いられる。詳しくは、温度制御装置は、被熱交換体と熱的に接触することで、被熱交換体から熱を奪う、又は被熱交換体に熱を与える。
 被熱交換体としては、特に限定されず、CPU、メモリモジュール、電池モジュール、パワーモジュール等が挙げられる。メモリモジュールとしては、DIMM(Dual Inline Memory Module)等が挙げられる。電池モジュールとしては、リチウムイオン電池モジュール等が挙げられる。
 第1実施形態に係る温度制御装置は、一対の金属プレートと、樹脂流路壁部と、樹脂固定部とを備える。前記樹脂流路壁部は、前記一対の金属プレートの間に挟まれている。前記樹脂固定部は、前記一対の金属プレートの一方をその他方に固定している。熱交換媒体を循環させるための内部流路は、前記一対の金属プレートの少なくとも一方及び前記樹脂流路壁部によって形成されている。前記樹脂固定部と前記樹脂流路壁部とは融着している。X線回折法で測定された前記樹脂流路壁部の結晶化度は、X線回折法で測定された前記樹脂固定部の結晶化度よりも低い。前記樹脂流路壁部の結晶化度と、前記樹脂固定部の結晶化度との差(以下、「結晶化度の差」ともいう。)は、3%以上である。
 本開示において、「内部流路」とは、熱交換媒体を流通させるための空間を示す。
 「前記樹脂固定部と前記樹脂流路壁部とは融着している」とは、室温(例えば、23℃)において、接着剤、ねじ等を介さずに、樹脂流路壁部と樹脂固定部とが固着していることを示す。換言すると、「前記樹脂固定部と前記樹脂流路壁部とは融着している」とは、樹脂流路壁部の樹脂成分と、樹脂固定部の樹脂成分とが、相溶性を有することを示す。「相溶性を有する」とは、樹脂固定部及び樹脂流路壁部の各々を構成する樹脂成分が溶融する雰囲気下において、樹脂固定部及び樹脂流路壁部の各々を構成する樹脂成分同士が分離せずに混ざり合うことを示す。
 「結晶化度」とは、樹脂(すなわち、高分子固体)の全質量に対する、樹脂の結晶部分の質量の割合を示し、結晶部分による散乱X線の強度から求められる。「樹脂流路壁部の結晶化度」及び「樹脂固定部の結晶化度」の各々の測定方法は、実施例に記載の方法と同様である。
 第1実施形態に係る温度制御装置は、上記の構成を有するため、内部流路の設計の自由度及び気密性に優れる。
 この効果は、以下の理由によると推測されるが、これに限定されない。
 第1実施形態に係る温度制御装置は、樹脂流路壁部を備える。つまり、樹脂流路壁部は単独で成形されている。そのため、金属製の流路壁部を用いる場合よりも、内部流路の設計の自由度は優れる。
 樹脂流路壁部の結晶化度は、樹脂固定部の結晶化度よりも低い。結晶化度の差は、3%以上である。換言すると、樹脂流路壁部の非晶部の割合(すなわち、樹脂流路壁部の全質量に対する樹脂流路壁部の非晶部の質量の割合)は、樹脂固定部の非晶部の割合よりも高い。一般に、相溶性を有する樹脂同士において、非晶部の割合が高い樹脂は、非晶部の割合が低い樹脂よりも溶けやすい。そのため、第1実施形態では、樹脂固定部の結晶化度から樹脂流路壁部の結晶化度を減算して得られる結晶化度の差が3%未満である場合よりも、樹脂流路壁部と樹脂固定部とは融着しやすくなる。この際、樹脂流路壁部を構成する樹脂の分子鎖と、樹脂固定部を構成する樹脂の分子鎖との絡み合いがより多くなると考えられる。更に、樹脂流路壁部に結晶化度が高い樹脂固定部を一体化成形するため、樹脂流路壁部と樹脂固定部との融着部には、結晶が形成されやすくなると考えられる。これにより、樹脂流路壁部と樹脂固定部とが融着する強度(以下、「融着強度」ともいう。)は向上する。つまり、内部流路内に加圧された熱交換媒体が循環しても、樹脂流路壁部と樹脂固定部との融着部に不具合が発生しにくい。その結果、熱交換媒体は融着部から漏出しにくい。その故、第1実施形態に係る温度制御装置の気密性は優れる。
 これらにより、第1実施形態に係る温度制御装置は、内部流路の設計の自由度及び気密性に優れると推測される。
 樹脂流路壁部の結晶化度を樹脂固定部の結晶化度よりも低く、かつ結晶化度の差を上記範囲内となるように調整する方法としては、例えば、結晶性等の樹脂の性質等に基づき、樹脂流路壁部及び樹脂固定部の各々を構成する樹脂成分の種類を適宜選択する方法等が挙げられる。
 第1実施形態では、結晶化度の差は、3%以上である。これにより、融着強度はより向上する。その結果、温度制御装置の気密性はより優れる。更に、樹脂流路壁部の樹脂成分の結晶化度が低すぎると、樹脂流路壁部の熱特性、及び機械特性が低下する傾向にある。そのため、前記結晶化度の差を満足する範囲で、樹脂流路壁部の樹脂成分の結晶化度が低すぎないことが好ましい。
 結晶化度の差は、温度制御装置の気密性をより向上させる等の観点から、好ましくは3%~15%、より好ましくは3%~8%である。
 温度制御装置の形状及びサイズは、特に限定されず、被熱交換体の種類等に応じて適宜選択され、例えば、直方体状物である。
(1.1)一対の金属プレート
 一対の金属プレートの各々は、金属製の板状物である。一対の金属プレートの各々の構成は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 一対の金属プレートの各々の形状は、例えば、平板状等が挙げられる。一対の金属プレートのサイズは、被熱交換体に応じて適宜選択される。
 一対の金属プレートを構成する金属は、特に制限されず、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、マンガン及びこれらの合金(ステンレス、真鍮、リン青銅等)等が挙げられる。なかでも、熱伝導性の観点からは、一対の金属プレートを構成する金属は、好ましくはアルミニウム、アルミニウム合金、銅、又は銅合金であり、より好ましくは銅又は銅合金である。軽量化及び強度確保の観点からは、一対の金属プレートを構成する金属は、アルミニウム又はアルミニウム合金であることが好ましい。
 一対の金属プレートの各々は、樹脂固定部と接触する部位に微細凹凸構造(以下、「第1凹凸構造」ともいう)を有することが好ましい。これにより、樹脂固定部の一部は、一対の金属プレートの各々の第1凹凸構造の凹部内に入り込む。その結果、一対の金属プレートは、樹脂固定部とより強固に接合する。それ故、温度制御装置の気密性は、より長期に亘って保持され得る。
 第1凹凸構造の状態は、一対の金属プレートと樹脂固定部との接合強度(以下、「接合強度」ともいう。)が充分に得られるのであれば特に制限されない。
 第1凹凸構造における凹部の平均孔径は、好ましくは5nm~500μm、より好ましくは10nm~150μm、さらに好ましくは15nm~100μmである。
 第1凹凸構造における凹部の平均孔深さは、好ましくは5nm~500μmで、より好ましくは10nm~150μm、さらに好ましくは15nm~100μmである。
 第1凹凸構造における凹部の平均孔径又は平均孔深さの少なくとも一方が上記数値範囲内であると、より強固な接合が得られる傾向にある。
 凹部の平均孔径及び平均孔深さの測定方法は、JIS B0601-2001に準拠した方法である。
 第1凹凸構造は、一対の金属プレートの表面に粗化処理が施されることで形成される。金属部材の表面に粗化処理を施す方法は、特に制限されず、様々な公知の方法であってもよい。
 一対の金属プレートの表面は、接合強度を向上させる観点から、官能基を付加する処理が施されていてもよい。官能基を付加する処理は、様々な公知の方法であってもよい。
 一対の金属プレートの少なくとも一方は、被熱交換体と熱的に接触される。これにより、温度制御装置は、被熱交換媒体の温度を効率良く制御することができる。
 一対の金属プレートは、例えば、熱伝導層を介して、被熱交換体と熱的に接触していてもよい。熱伝導層は、特に限定されず、熱伝導シートであってもよいし、熱伝導材料(TIM:Thermal Interface Material)層であってもよい。熱伝導材料層は、熱伝導性材料が塗布されて形成された層を示す。熱伝導性材料は、熱伝導性グリース、熱伝導性ゲル、熱伝導接着剤、フェイズチェンジマテリアル(Phase Change Material)等が挙げられる。
(1.2)樹脂流路壁部
 樹脂流路壁部は、内部流路を形成する壁部の一部を構成する。樹脂流路壁部は、例えば、樹脂製の筒状物又は板状物である。
 樹脂流路壁部の形状及びサイズは、被熱交換体の種類に応じて適宜選択される。
 樹脂流路壁部は、例えば、第1熱可塑性樹脂組成物の成形体である。樹脂流路壁部は、射出成形品又はプレス成形品を含む。
 樹脂流路壁部の樹脂固定部と接触する部位(すなわち、表面)(以下、「樹脂流路壁部の接触部位」ともいう)の算術平均粗さRaは、特に限定されず、0.5μm~100μmであることが好ましい。これにより、樹脂流路壁部の接触部位の算術平均粗さRaが0.5μm~100μmの範囲外である場合よりも、樹脂流路壁部の接触部位の表面積は広くなる。その結果、融着強度は向上する。
 樹脂流路壁部の接触部位の算術平均粗さRaは、融着強度をより向上させる観点から、より好ましくは1μm~60μm、さらに好ましくは5μm~30μmである。
 算術平均粗さ(Ra)の測定方法は、JIS B 0601に準拠した方法である。
 第1熱可塑性樹脂組成物は、樹脂成分として、熱可塑性樹脂を含む。
 熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリフェニレンスルフィド(以下、「PPS」ともいう。)、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共重合体(AS)樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重体(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、ポリケトン系樹脂等が挙げられる。なかでも、熱可塑性樹脂は、耐熱性、剛性、耐薬品性及び難燃性等の観点から、PPSであることが好ましい。
 PPSは、結晶性ポリマーであり、その製造工程により、いわゆる架橋型PPSと、いわゆるリニア型PPSとに大別される。
 架橋型PPSは、熱処理等により、分子量を増大させたPPSである。架橋型PPSは、熱硬化性樹脂のような網目架橋構造を有するのではなく、長鎖分岐構造を有すると考えられる。架橋型PPSは、例えば、ハロゲン置換芳香族化合物と硫化アルカリとの反応による方法(米国特許第2513188号、特公昭45-3368号公報)等で重合した後、架橋して得られる。
 リニア型PPSは、例えば、重合段階で高分子量化された直鎖状重合体である。
 リニア型PPSの結晶化度は、架橋型PPSの結晶化度よりも高い傾向にある。リニア型PPSの融点は、架橋型PPSの融点よりも低い傾向にある。
 架橋型PPSは、リニア型PPSに対して、高温剛性及び耐クリープ特性に優れる傾向にある。架橋型PPSの引張強さは、リニア型PPSの引張強さよりも低い傾向にある。
 第1熱可塑性樹脂組成物は、樹脂流路壁部の機械的性質を向上させる等の観点から、充填材を含有してもよい。充填材としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、セルロース繊維などの各種繊維、カーボンナノチューブ(CNT)、グラフェン、炭素粒子、粘土、タルク、シリカ、ミネラル等が挙げられる。これら充填材は、1種単独又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。第1熱可塑性樹脂組成物が充填材を含有する場合、充填材の含有量は、第1熱可塑性樹脂組成物の全量に対して、好ましくは15質量%以上60質量%以下、より好ましくは30質量%以上55質量%以下である。
 第1熱可塑性樹脂組成物は、所望の機能を樹脂流路壁部に付与する等の観点から、配合剤を更に含んでもよい。配合剤としては、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。これら配合剤は、1種単独又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 第1熱可塑性樹脂組成物は、市販品であってもよい。熱可塑性樹脂としてPPSを含む第1熱可塑性樹脂組成物の市販品としては、東ソー株式会社製のサスティール(登録商標)シリーズ(例えば、「SGX-115」、「SGX-120」、「SGX-140」等)、ポリプラスチックス株式会社製のジュラファイド(登録商標)(例えば、「1135MF1」、「1140A6」、「1150MF1」等)等が挙げられる。
(1.3)樹脂固定部
 樹脂固定部は、一対の金属プレートの一方を一対の金属プレートの他方に固定している。樹脂固定部は、樹脂製の固定部である。
 樹脂固定部の形状及びサイズは、特に限定されず、一対の金属プレート及び樹脂流路壁部等に応じて適宜選択される。
 樹脂固定部は、インサート成形によって形成されていてもよいし、溶着によって形成されていてもよい。
 インサート成形では、一対の金属プレート及び樹脂流路壁部の重ね合わせ体を金型内にインサートして、樹脂固定部の溶融物を重ね合わせ体の外面の所定の部位に射出して、樹脂固定部を形成する。
 溶着は、熱溶着、振動溶着、レーザー溶着、超音波溶着、又は熱板溶着を含む。
 樹脂固定部は、インサート成形によって形成されていることが好ましい。これにより、樹脂固定部は、一対の金属プレートの各々と接触する面の凹凸部の隙間に、溶着によって形成される場合よりも確実に入り込んでいる。そのため、樹脂固定部は、一対の金属プレートとより強く固着する。その結果、温度制御装置の気密性は、より長期に亘って保持され得る。
 樹脂固定部は、第2熱可塑性樹脂組成物の成形体である。第2熱可塑性樹脂組成物は、第1熱可塑性樹脂組成物等に応じて適宜選択される。
 第2熱可塑性樹脂組成物は、第1熱可塑性樹脂組成物の樹脂成分と相溶性を有する熱可塑性樹脂を含む。これにより、樹脂固定部と樹脂流路壁部とは融着する。
 第1熱可塑性樹脂組成物の樹脂成分と相溶性を有する熱可塑性樹脂としては、熱可塑性樹脂として例示したものと同様のものが挙げられる。
 第2熱可塑性樹脂組成物は、樹脂流路壁部の機械的性質を向上させる等の観点から、充填材及び配合剤の少なくとも一方を含有してもよい。充填材及び配合剤としては、第1熱可塑性樹脂組成物に含まれ得る充填材及び配合剤として例示したものと同様のものが挙げられる。第2熱可塑性樹脂組成物が充填材を含む場合、充填材の含有量は、第2熱可塑性樹脂組成物の全量に対して、好ましくは15質量%以上60質量%以下、より好ましくは20質量%以上40質量%以下である。
 樹脂流路壁部は、架橋型PPSを含み、樹脂固定部は、リニア型PPSを含むことが好ましい。これにより、樹脂流路壁部は、樹脂固定部よりも溶けやすい。そのため、上述したように、樹脂流路壁部と樹脂固定部との融着部の強度はさらに向上する。その結果、第1実施形態に係る温度制御装置の気密性はより優れる。
 引張強さは、200N~600Nであることが好ましい。前記引張強さは、23℃、50mmのチャック間距離、及び2mm/分の引張速度の条件で、7mm×4mmの前記樹脂固定部を前記樹脂流路壁部から破断させるのに必要な引張強さの最大値を示す。引張強さが200N~550Nであることは、融着強度がより優れることを意味する。
 引張強さは、より好ましくは250N~550N、さらに好ましくは270N~500Nである。
 引張強さの測定方法は、実施例に記載の方法と同様である。
(1.4)内部流路
 温度制御装置は、熱交換媒体を循環させるため内部流路を有する。熱交換媒体は、被熱交換体と熱交換する。
 内部流路の形状は、特に限定されず、被熱交換体等に応じて適宜選択される。
 熱交換媒体は、冷却用媒体又は加熱用媒体であり、被熱交換体の種類等に応じて適宜選択される。
 冷却用媒体は、被熱交換体から熱を奪うための媒体を示す。冷却用媒体としては、冷却用液体、冷却用気体等が挙げられる。冷却用液体としては、一般に冷却用に用いられる液体であれば特に限定されず、一例として水、油、グリコール系水溶液、エアコン用冷媒、非導電性液体、相変化液体等が挙げられる。冷却用気体としては、空気、窒素ガス等が挙げられる。冷却用媒体の温度は、被熱交換媒体の種類等に応じて、適宜調整される。
 加熱用媒体は、被熱交換体に熱を与えるための媒体を示す。加熱用媒体としては、加熱用液体、加熱用気体等が挙げられる。加熱用液体としては、一般に加熱用液体として用いられる液体であれば特に限定されず、一例として水、油、グリコール系水溶液、エアコン用冷媒、非導電性液体、相変化液体等が挙げられる。加熱用気体は、空気、水蒸気等が挙げられる。加熱用媒体の温度は、被熱交換体の種類等に応じて、適宜調整される。
 温度制御装置が内部流路を有することは、温度制御装置は、供給口及び回収口を有することを示す。供給口と回収口とは、内部流路を介して連通している。
 供給口は、外部の供給部品と接続される部位である。供給口は、供給部品から供給された熱交換媒体を内部流路内に案内する。供給部品は、熱交換媒体を温度制御装置に供給する。
 回収口は、回収部品と接続される部位である。回収口は、内部流路内の熱交換媒体を外部の回収部品に案内する。回収部品は、熱交換媒体を温度制御装置から回収する。
 供給口、及び回収口(以下、「供給口等」ともいう。)の各々は、接続部品を有してもよい。接続部品としては、メイルコネクター(ニップル)等が挙げられる。供給口等の各々が接続部品を有しない場合、温度制御装置には供給部品及び回収部品の各々を接続するための加工が施されていてもよい。加工方法としては、ネジ切り加工等が挙げられる。
 温度制御装置が2つの主面を有する直方体状物である場合、供給口及び回収口の各々は、2つの主面、及び4つの側面のいずれかに配置されていればよい。例えば、供給口及び回収口の各々は、同一の主面に配置されていてもよいし、異なる主面に配置されていてもよいし、温度制御装置の側面のみに配置されていてもよい。
 供給口等は、樹脂流路壁部によって構成されていてもよいし、一対の金属プレートの少なくとも一方によって構成されていてもよい。
(1.5)仕切部材
 温度制御装置は仕切部材を更に有してもよい。仕切部材は、内部流路を仕切って、内部流路内を流通する熱交換媒体の流れ方向を制御する。これにより、内部流路はより自由に設計され得る。
 仕切部材は、内部流路内において、一対の金属プレートの間に配置される。仕切部材は、例えば、樹脂固定部によって、一対の金属プレートの少なくとも一方に固定されている。
 仕切部材が一対の金属プレートの一方に固定されている場合、仕切部材は、一対の金属プレートの他方と接触していてもよいし、接触していなくてもよい。仕切部材が一対の金属プレートの他方と接触し、かつ仕切部材の材質が樹脂である場合、一対の金属プレートの一方に固定された仕切部材は、一対の金属プレートの他方に接合していてもよい。
 仕切部材の材質は、樹脂であってもよいし、金属であってもよい。仕切部材の材質が金属である場合、仕切部材は、フィンとしても機能し、熱交換の効率を向上させることができる。仕切部材を構成する樹脂としては、樹脂流路壁部を構成する樹脂として例示した樹脂と同様の樹脂が挙げられる。仕切部材を構成する金属としては、一対の金属プレートを構成する金属として例示した金属と同様の金属が挙げられる。
 仕切部材を一対の金属プレートの少なくとも一方に固定する方法(以下、「固定方法」ともいう。)は、仕切部材の材質に応じて適宜選択され、溶着法、公知の接着剤を用いる方法、締結用部品を用いる方法(以下、「機械締結」ともいう。)、溶接等が挙げられる。これら固定方法は、1種単独又は2種以上を組み合わせてもよい。締結用部品は、ボルト、ナット、ネジ、リベット、又はピンを含む。溶接は、金属溶接、又はろう接を含む。仕切部材の材質が金属である場合、仕切部材と一対の金属プレートの少なくとも一方とは、一体成形品であってもよい。仕切部材の材質が樹脂である場合、仕切部材と、樹脂流路壁部とは一体化成形品であってもよい。
(1.6)第1実施形態の一例
 図1~図5を参照して、本開示の第1実施形態に係る温度制御装置の一例について説明する。
 温度制御装置1は、図1に示すように、第1金属プレート11と、第2金属プレート12と、樹脂流路壁部13と、樹脂固定部14と、仕切部材15(図3~図5参照)とを備える。第1金属プレート11及び第2金属プレート12は、一対の金属プレートの一例である。
 第2金属プレート12、仕切部材15、樹脂流路壁部13、及び第1金属プレート11は、この順に配置されている。樹脂固定部14は、第1金属プレート11及び第2金属プレート12の周縁部に接触して、第1金属プレート11に第2金属プレート12を固定している。
 樹脂流路壁部13は、一対の接続部131(供給口及び回収口に相当)を有する。一対の接続部131は、外部の供給部品又は排出部に接続され、外部と温度制御装置1との間で冷却用媒体を供給又は排出する。
 温度制御装置1の一方の接続部131が配置される側を温度制御装置1の後側とし、その反対側を温度制御装置1の前側と規定する。温度制御装置1を前側から観たときの右側を温度制御装置1の右側とし、その反対側を温度制御装置1の左側と規定する。温度制御装置1の前後方向及び左右方向と直交する方向において、第1金属プレート11が配置される側を温度制御装置1の上側とし、その反対側を温度制御装置1の下側と規定する。これらの向きは、本開示の温度制御装置の使用時の向きを限定するものではない。
 図1~図5において、前側はX軸正方向に、後側はX軸負方向に、右側はY軸正方向に、左側はY軸負方向に、上側はZ軸正方向に、下側はZ軸負方向に、それぞれ対応する。
 樹脂流路壁部13の結晶化度は、樹脂固定部14の結晶化度よりも低い。結晶化度の差は、3%以上である。樹脂流路壁部13の結晶化度及び樹脂固定部14の結晶化度の各々の測定方法は、実施例に記載の方法と同様である。
 温度制御装置1は、直方体状物である。
 温度制御装置1は、上主面TS1を有する。温度制御装置1の上主面TS1側には、樹脂流路壁部13の一対の接続部131が配置されている。温度制御装置1は、図2に示すように、下主面BS1を有する。温度制御装置1の下主面BS1は、平面状である。
 温度制御装置1の内部は、内部流路R1を有する。内部流路R1には、冷却用媒体(すな熱交換媒体の一例)が流通する。
 温度制御装置1の寸法は、特に制限されず、温度制御装置1の用途等に応じて選択され得る。例えば、温度制御装置1の下主面BS1の面積は、50cm以上5,000cm以下の範囲内であってもよい。例えば、温度制御装置1の上下方向の厚みは1mm以上50mm以下の範囲内であってもよい。
(1.6.1)第1金属プレート
 第1金属プレート11は、平板状物である。上方(Z軸正方向)から下方(Z軸負方向)に観た第1金属プレート11の形状は、前後方向(X軸方向)を長辺とする略長方形状である。
 第1金属プレート11は、図1に示すように、一対の貫通孔HAを有する。一方の貫通孔HAは、第1金属プレート11の左右方向(Y軸方向)の中央部で、かつ前後方向(X軸方向)の後部に位置する。他方の貫通孔HAは、第1金属プレート11の左右方向(Y軸方向)の中央部で、かつ前後方向(X軸方向)の前部に位置する。
 貫通孔HAは、上下方向(Z軸方向)に沿って、第1金属プレート11を貫通している。貫通孔HAは、温度制御装置1において、内部流路R1(図2参照)と連通する。
 第1金属プレート11の材質は、一対の金属プレートの材質として例示した金属と同様である。
(1.6.2)第2金属プレート
 第2金属プレート12は、平板状物である。上方(Z軸正方向)から下方(Z軸下方向)に観た第2金属プレート12の形状は、前後方向(X軸方向)を長辺とする略長方形状である。
 第2金属プレート12の材質は、一対の金属プレートの材質として例示した金属と同様である。第2金属プレート12の材質は、第1金属プレート11の材質と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
(1.6.3)樹脂流路壁部
 樹脂流路壁部13は、板状物である。樹脂流路壁部13には、外部の供給部品及び外部の排出部が接続される。樹脂流路壁部13は、第2金属プレート12との間に内部流路R1(図2参照)を形成する。
 接続部131は、樹脂流路壁部13の上面側に位置する。接続部131は、図3及び図4に示すように、貫通孔HAから露出している。接続部131は、開口H131及び中空部R131(図4参照)を有する。
 開口H131には、冷却用媒体が供給される。開口H131は、樹脂流路壁部13の上面に位置する。開口H131は、上方(Z軸正方向)を向いている。
 中空部R131は、図4に示すように、開口H131と、内部流路R1とを連結するために形成されている。中空部R131は、一方の接続部131の内部に形成されている。
 第1金属プレート11は、下主面BS11(図3参照)を有する。樹脂流路壁部13の上側面のうち少なくとも接続部131を囲う部位は、第1金属プレート11の下主面BS11と物理的に接触している。そのため、第1金属プレート11の一対の貫通孔HAの各々は、樹脂流路壁部13で塞がれている。
 樹脂流路壁部13は、図3及び図4に示すように、凹み部R132を更に有する。凹み部R132は、樹脂流路壁部13の下面側の前後方向(X軸方向)及び左右方向(Y軸方向)における中央部に位置する。
 凹み部R132は、第2金属プレート12との間に冷却用媒体が流通する内部流路R1を形成するために形成されている。
 第2金属プレート12は、上主面TS12(図3参照)を有する。樹脂流路壁部13の下側面のうち少なくとも凹み部R132を囲う部位は、第2金属プレート12の上主面TS12と物理的に接触している。そのため、凹み部R132と、第2金属プレート12の上主面TS12との間には、内部流路R1が形成されている。
 樹脂流路壁部13の樹脂固定部14と接触する部位CS13(図3及び図4参照)の算術平均粗さRaは、特に限定されず、0.5μm~100μmである。
 樹脂流路壁部13の材質は、第1熱可塑性樹脂組成物として例示したものと同様である。樹脂流路壁部13は、架橋型PPSを含むことが好ましい。
(1.6.4)樹脂固定部
 樹脂固定部14は、第1金属プレート11に第2金属プレート12を固定している。つまり、樹脂固定部14は、第1金属プレート11、第2金属プレート12、樹脂流路壁部13、及び仕切部材15を一体にしている。
 樹脂固定部14と樹脂流路壁部13とは、融着している。
 第1金属プレート11及び第2金属プレート12の間には、図3に示すように、空隙R10が形成されている。空隙R10は、第1金属プレート11及び第2金属プレート12の間において、樹脂流路壁部13と、第1金属プレート11及び第2金属プレート12の周縁部とが接触していない空間を示す。空隙R10は、第1金属プレート11及び第2金属プレート12の周縁部の全周に亘って形成されている。
 樹脂固定部14は、空隙R10に充填されている。つまり、樹脂固定部14は、第1金属プレート11の下主面BS11の周縁部、第2金属プレート12の上主面TS12の周縁部、及び樹脂流路壁部13の側面と物理的に接触している。
 第1金属プレート11の樹脂固定部14と接触している面、及び第2金属プレート12の樹脂固定部14と接触している面は、第1凹凸構造を有する。
 樹脂固定部14は、インサート成形によって形成されている。樹脂固定部14は、樹脂流路壁部13に含まれる樹脂と相溶性を有する樹脂を含む。樹脂固定部14は、リニア型PPSを含むことが好ましい。
(1.6.5)仕切部材
 仕切部材15は、内部流路R1を仕切る。
 仕切部材15は、複数の仕切り壁部を有する。複数の仕切り壁部は、図5に示すように、左右方向(Y軸方向)に沿って、所定の間隔を空けて、配置されている。複数の仕切り壁部の各々は、長板状物である複数の仕切り壁部は、冷却用媒体の流れ方向を制御する。
 仕切部材15は、第2金属プレート12に固定されていてもよい。仕切部材15を第2金属プレート12に固定する方法は、固定方法として例示した方法と同様の方法が挙げられる。
 仕切部材15の材質は、仕切部材の材質として例示したものと同様である。仕切部材15の材質は、第2金属プレート12又は樹脂流路壁部13の材質と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
(1.6.6)冷却用媒体の流れ
 温度制御装置1は、例えば、発熱体(すなわち、被熱交換体の一例)に温度制御装置1の下主面BS1が接触するように設置されて、使用される。この際、一方の接続部131には、外部の供給部品が接続される。他方の接続部131には、外部の排出部が接続される。発熱体の熱は、第1金属プレート11及び第2金属プレート12の少なくとも一方を介して、内部流路R1に充填された冷却用媒体に伝導する。
 冷却用媒体は、接続部131の開口H131に供給される。開口H131に供給された冷却用媒体は、接続部131の中空部R131を介して、内部流路R1に移動する。冷却用媒体の大部分は、内部流路R1内を他方の接続部131に向けて移動する。この際、冷却用媒体は、第1金属プレート11及び第2金属プレート12の少なくとも一方と熱交換をする。
 次いで、冷却用媒体は、他方の接続部131の中空部R131を介して、開口H131に移動し、外部の排出部に排出される。
 このようにして、冷却用媒体は、温度制御装置1の内部で発熱体から熱を吸収し、温度制御装置1の外部に排出される。これにより、温度制御装置1は、発熱体の放熱を促進させる。つまり、温度制御装置1は、発熱体の温度を制御する。
(1.6.7)作用効果
 図1~図5を参照して説明したように、温度制御装置1は、第1金属プレート11と、第2金属プレート12と、樹脂流路壁部13と、樹脂固定部14とを備える。樹脂固定部14は、第2金属プレート12を第1金属プレート11に固定している。内部流路R1は、第2金属プレート12及び樹脂流路壁部13によって形成されている。樹脂固定部14と樹脂流路壁部13とは融着している。樹脂流路壁部13の結晶化度は、樹脂固定部14の結晶化度よりも低い。結晶化度の差は、3%以上である。
 これにより、金属製の流路壁部を用いる場合よりも、内部流路R1の設計の自由度は優れる。
 更に、樹脂固定部の結晶化度から樹脂流路壁部の結晶化度を減算して得られる結晶化度の差が3%未満である場合よりも、樹脂流路壁部13と樹脂固定部14とは融着しやすくなる。更に、樹脂流路壁部13と樹脂固定部14とが融着する面には、結晶が形成されやすくなると考えられる。これにより、樹脂流路壁部13と樹脂固定部14との融着部の強度は向上する。つまり、内部流路R1内に加圧された冷却用媒体が循環しても、樹脂流路壁部13と樹脂固定部14との融着部から冷却用媒体は漏出しにくい。その結果、温度制御装置1の気密性は優れる。
 これらにより、温度制御装置1は、内部流路R1の設計の自由度及び気密性に優れる。
 樹脂流路壁部13は、架橋型PPSを含み、樹脂固定部14は、リニア型PPSを含むことが好ましい。樹脂流路壁部13と樹脂固定部14との融着部の強度はさらに向上する。その結果、温度制御装置1の気密性は更に優れる。
 図1~図5を参照して説明したように、第1金属プレート11及び第2金属プレート12の各々は、樹脂固定部14と接触する部位に第1凹凸構造を有する。これにより、樹脂固定部14の一部は、第1金属プレート11及び第2金属プレート12の各々の第1凹凸構造の凹部内に入り込む。その結果、第1金属プレート11及び第2金属プレート12の各々は、樹脂固定部14とより強固に接合する。温度制御装置1の気密性は、より長期に亘って保持され得る。
 図1~図5を参照して説明したように、樹脂固定部14は、インサート成形によって形成されている。これにより、樹脂固定部14は、第1金属プレート11及び第2金属プレート12の各々と接触する面の凹凸部の隙間により確実に入り込んでいる。そのため、樹脂固定部14は、第1金属プレート11及び第2金属プレート12の各々とより強く固着する。その結果、温度制御装置1の気密性は、より長期に亘って保持され得る。
 図1~図5を参照して説明したように、樹脂流路壁部13の樹脂固定部14と接触する部位CS13の算術平均粗さRaは、特に限定されず、0.5μm~100μmである。これにより、樹脂流路壁部13の樹脂固定部14と接触する部位CS13の算術平均粗さRaが0.5μm~100μmの範囲外である場合よりも、融着強度は向上する。
(2)第2実施形態
 本開示の第2実施形態に係る温度制御装置は、一対の金属プレートと、樹脂流路壁部と、樹脂固定部とを備える。前記樹脂流路壁部は、前記一対の金属プレートの間に挟まれている。前記樹脂固定部は、前記一対の金属プレートの一方をその他方に固定している。熱交換媒体を循環させるための内部流路は、前記一対の金属プレートの少なくとも一方及び前記樹脂流路壁部によって形成されている。前記樹脂固定部と前記樹脂流路壁部とは融着している。X線回折法で測定された前記樹脂流路壁部の結晶化度は、X線回折法で測定された前記樹脂固定部の結晶化度よりも低い。前記樹脂流路壁部が架橋型熱可塑性樹脂を含み、かつ前記樹脂固定部がリニア型熱可塑性樹脂を含む。
 第2実施形態に係る温度制御装置は、上記の構成を有するため、内部流路の設計の自由度及び気密性に優れる。
 この効果は、以下の理由によると推測されるが、これに限定されない。
 第2実施形態に係る温度制御装置は、樹脂流路壁部を備える。そのため、金属製の流路壁部を用いる場合よりも、内部流路の設計の自由度は優れる。
 樹脂流路壁部の結晶化度は、樹脂固定部の結晶化度よりも低い。樹脂流路壁部が架橋型熱可塑性樹脂を含み、かつ樹脂固定部がリニア型熱可塑性樹脂を含む。そのため、第2実施形態では、樹脂流路壁部と樹脂固定部とは融着しやすくなる。この際、樹脂流路壁部を構成する樹脂の分子鎖と、樹脂固定部を構成する樹脂の分子鎖との絡み合いがより多くなると考えられる。更に、樹脂流路壁部と樹脂固定部とが融着する面には、結晶が形成されやすくなると考えられる。これにより、樹脂流路壁部と樹脂固定部との融着部の強度は向上する。つまり、内部流路内に加圧された熱交換媒体が循環しても、樹脂流路壁部と樹脂固定部との融着部から熱交換媒体は漏出しにくい。その結果、第2実施形態に係る温度制御装置の気密性は優れる。
 これらにより、第2実施形態に係る温度制御装置は、内部流路の設計の自由度及び気密性に優れると推測される。
 第2実施形態において、樹脂流路壁部は、熱可塑性樹脂の代わりに架橋型熱可塑性樹脂を含むことの他は、第1実施形態における樹脂流路壁部と同様である。架橋型熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂のうち、熱処理等により、分子量を増大させた熱可塑性樹脂である。架橋型熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂のような網目架橋構造を有するのではなく、長鎖分岐構造を有すると考えられる。
 第2実施形態において、樹脂固定部は、熱可塑性樹脂の代わりにリニア型熱可塑性樹脂を含むことの他は、第1実施形態における樹脂固定部と同様である。リニア型熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂のうち、例えば、重合段階で高分子量化された直鎖状重合体である。
 第2実施形態に係る温度制御装置の構成は、結晶化度の差が3%以上であることの代わりに、樹脂流路壁部が架橋型熱可塑性樹脂を含み、かつ樹脂固定部がリニア型熱可塑性樹脂を含むことを必須としたことの他は、第1実施形態に係る温度制御装置の構成と同様である。そのため、第2実施形態に係る温度制御装置の構成の説明を省略する。
(3)第3実施形態
 本開示の第3実施形態に係る温度制御装置は、一対の金属プレートと、樹脂流路壁部と、樹脂固定部とを備える。前記樹脂流路壁部は、前記一対の金属プレートの間に挟まれている。前記樹脂固定部は、前記一対の金属プレートの一方をその他方に固定している。熱交換媒体を循環させるための内部流路は、前記一対の金属プレートの少なくとも一方及び前記樹脂流路壁部によって形成されている。前記樹脂固定部と前記樹脂流路壁部とは融着している。前記樹脂流路壁部は、架橋型ポリフェニレンスルフィドを含み、前記樹脂固定部は、リニア型ポリフェニレンスルフィドを含む。
 第3実施形態に係る温度制御装置は、上記の構成を有するため、内部流路の設計の自由度及び気密性に優れる。
 この効果は、以下の理由によると推測されるが、これに限定されない。
 第3実施形態に係る温度制御装置は、樹脂流路壁部を備える。そのため、金属製の流路壁部を用いる場合よりも、内部流路の設計の自由度は優れる。
 前記樹脂流路壁部は、架橋型PPSを含み、前記樹脂固定部は、リニア型PPSを含む。換言すると、樹脂流路壁部は、樹脂固定部よりも溶けやすい。そのため、第3実施形態では、樹脂流路壁部がリニアPPSを含み、樹脂固定部が架橋型PPSを含む場合よりも、樹脂流路壁部と樹脂固定部とは融着しやすくなる。この際、樹脂流路壁部を構成する樹脂の分子鎖と、樹脂固定部を構成する樹脂の分子鎖との絡み合いがより多くなると考えられる。更に、樹脂流路壁部と樹脂固定部とが融着する面には、結晶が形成されやすくなると考えられる。これにより、樹脂流路壁部と樹脂固定部との融着部の強度は向上する。つまり、内部流路内に加圧された熱交換媒体が循環しても、樹脂流路壁部と樹脂固定部との融着部から熱交換媒体は漏出しにくい。その結果、第3実施形態に係る温度制御装置の気密性は優れる。
 これらにより、第3実施形態に係る温度制御装置は、内部流路の設計の自由度及び気密性に優れると推測される。
 第3実施形態に係る温度制御装置の構成は、樹脂流路壁部の結晶化度が樹脂固定部の結晶化度よりも低いことの代わりに、樹脂流路壁部が架橋型PPSを含み、かつ樹脂固定部がリニア型PPSを含むことを必須としたことの他は、第1実施形態に係る温度制御装置の構成と同様である。そのため、第3実施形態に係る温度制御装置の構成の説明を省略する。
(4)温度制御装置の製造方法
 本開示の温度制御装置の製造方法は、本開示の温度制御装置を製造する温度制御装置の製造方法である。本開示の温度制御装置の製造方法は、射出成形によって前記樹脂流路壁部を作製すること(以下、「射出成形工程」ともいう)を含む。前記射出成形に用いられる金型の内面は、前記樹脂流路壁部の前記樹脂固定部と接触する部位を成形する成形面を有する。前記成形面は、微細凹凸構造(以下、「第2凹凸構造」ともいう)を有する。
 「金型の内面」とは、キャビティを構成する壁面を示す。「キャビティ」とは、樹脂組成物の充填によって射出成形品を形成するための金型内の空間を示す。
 本開示の温度制御装置の製造方法は、上記の構成を有するため、融着強度により優れる温度制御装置が得られる。
 この効果は、以下の理由によると推測されるが、これに限定されない。
 本開示では、金型の内面の一部である成形面は、第2凹凸構造を有する。これにより、得られる樹脂流路壁部の樹脂固定部と接触する部位には、金型の内面の第2凹凸構造が転写される。つまり、得られる樹脂流路壁部は、樹脂固定部と接触する部位に第2凹凸構造を有する。樹脂流路壁部の樹脂固定部と接触する部位が第2凹凸構造を有すると、樹脂流路壁部と樹脂固定部とが接触する面積がより広くなる。その結果、融着強度により優れる温度制御装置が得られると推測される。
(4.1)射出成形工程
 本開示の温度制御装置の製造方法は、射出成形工程を含む。射出成形工程では、上述したように、射出成形によって樹脂流路壁部を作製する。これにより、樹脂固定部と接触する部位に微細凹凸構造を有する樹脂流路壁部が得られる。
 射出成形には、射出成形機が用いられる。射出成形機は、金型と、公知の射出装置と、公知の型締装置とを備える。金型は、可動側金型と、固定側金型とを備える。固定側金型は射出成形機に固定されている。可動側金型は、固定側金型に対して可動可能である。射出装置は、樹脂組成物の溶融物を、所定の射出圧力で、金型のスプルーに流し込む。型締装置は、樹脂組成物の溶融物の充填圧力で可動側金型が開かないように、可動側金型を高圧で締め付ける。
 金型の内面は、成形面を有する。成形面は、金属の内面の一部である。成形面は、第2凹凸構造を有する。金型の内面のうち成形面とは異なる他の部位は、第2凹凸構造を有してもよい。
 第2凹凸構造の算術平均粗さRaは、特に限定されず、好ましくは0.5μm~100μm、より好ましくは1μm~60μm、さらに好ましくは10μm~30μmである。
 算術平均粗さ(Ra)の測定方法は、JIS B 0601に準拠した方法である。
 得られる樹脂流路壁部の樹脂固定部と接触する部位は、第2凹凸構造の算術平均粗さRaを有する。
(4.2)金型の成形面の研磨処理工程
 本開示の温度制御装置の製造方法は、前記金型の前記成形面に粗化処理を施すこと(以下、「研磨処理工程」ともいう)を含んでもよい。研磨処理工程は、射出成形工程の前に実施される。これにより、金型の成形面に、第2凹凸構造が形成され得る。
 粗化処理の方法は、特に限定されず、例えば、ブラスト処理、研磨処理、エッチング処理等が挙げられる。これらの粗化処理は、1種のみであってもよく、2種以上を施してもよい。ブラスト処理としては、例えば、ショットブラスト、サンドブラスト、グリッドブラスト等が挙げられる。研磨処理としては、例えば、研磨材(例えば、研磨紙(すなわち、サンドペーパー)、研磨ロール、及び金属ブラシ等)を用いる研磨等が挙げられる。エッチング処理としては、強酸(例えば、硫酸、硝酸等)を用いる酸処理等が挙げられる。粗化処理では、融着強度をより向上させる観点から、研磨処理及びブラスト処理がこの順で実施されることが好ましい。
(4.2)樹脂流路壁部の粗化処理工程
 本開示の温度制御装置の製造方法は、前記樹脂流路壁部の前記樹脂固定部と接触する部位に粗化処理を施すこと(以下、「粗化処理工程」ともいう)を含むことが好ましい。粗化工程は、射出成形工程の後に実施される。温度制御装置の製造方法が粗化処理工程を含むことで、粗化処理工程が含まれない場合よりも、樹脂流路壁部の接触部位は、粗くなる。つまり、樹脂流路壁部の接触部位の表面積は、広くなる。その結果、融着強度は向上する。
 粗化処理の方法は、特に限定されず、研磨処理工程の粗化処理として例示したものと同様のものが挙げられる。
 以下、実施例により本開示をさらに詳細に説明するが、本開示の発明がこれら実施例のみに限定されるものではない。
 実施例及び比較例に用いた下記の製品は以下の通りである。
<熱可塑性樹脂組成物>
・架橋型PPS組成物(A):東ソー株式会社製の「SGX-140」(樹脂成分:架橋型PPS、充填材:ガラス繊維、ガラス繊維の含有量:40質量%)
・架橋型PPS組成物(B):東ソー株式会社製の「SGX-120」(樹脂成分:架橋型PPS、充填材:ガラス繊維、ガラス繊維の含有量:20質量%)
・リニア型PPS組成物(C):ポリプラスチックス株式会社製の「1135MF1」(樹脂成分:リニア型PPS、充填材:ガラス繊維、ガラス繊維の含有量:35質量%)
・リニア型PPS組成物(D):ポリプラスチックス株式会社製の「1140A6」(樹脂成分:リニア型PPS、充填材:ガラス繊維、ガラス繊維の含有量:40質量%、)
[1]実施例1
 以下のようにして、タブ141(図6参照)を側面に有する温度制御装置1(図1~図5参照)を作製した。
[1.1]第1準備工程
 第1金属プレート11及び第2金属プレート12として、アルミニウム製の平板を準備した。
[1.2]第2準備工程
 樹脂流路壁部13として、架橋型PPS組成物(A)からなる射出成形品を準備した。詳しくは、樹脂流路壁部13は、下記の研磨処理工程及び射出成形工程がこの順に実施されて得られた。
[1.2.1]金型の成形面の研磨処理工程
 射出成形に用いられた金型の内面の樹脂流路壁部13の樹脂固定部12と接触する部位CS13を成形する成形面を、サンドペーパー(磨き♯800)を用いて、研磨を行った。金型の成形面は第2凹凸構造を有していた。
[1.2.2]射出成形工程
 第2凹凸構造の成形面を有する金型を用いて射出成形により樹脂流路壁部13を作成した。樹脂流路壁部13の樹脂固定部12と接触する部位CS13の算術平均粗さRaは、0.5μmであった。
[1.3]インサート工程
 130℃のホットプレートで樹脂流路壁部13の片面を5分間予備加熱した。第1金属プレート11及び第2金属プレート12の間に、上記の予備加熱した樹脂流路壁部13を挟み込んで、重ね合わせ体を得た。
 重ね合わせ体を金型にインサートして、下記の成形条件で、リニア型PPS組成物(C)を金型内に射出成形して、重ね合わせ体の側周面に樹脂固定部14を形成した。これにより、タブ141を側面に有する温度制御装置1を得た。タブ141は、樹脂固定部14の一部である。
<成形条件>
 射出成形機  :JSW製JT40RADS(竪型射出成形機)
 シリンダ-温度:320℃
 金型温度   :140℃
 一次射出圧  :60MPa
 保圧     :40MPa
 射出速度   :20mm/s
[2]実施例2
 実施例1の研磨処理を実施した金型表面の成形面に対し、ブラスト処理を更に実施してシボ加工を実施したことの他は、実施例1と同様にして、タブ141を側面に有する温度制御装置1を得た。ブラスト処理は、アルミナ粒子を金型の成形面に対して噴射して、第2凹凸構造を形成した。
 第2凹凸構造の成形面を有する金型を用いて射出成形により樹脂流路壁部13を作成した。樹脂流路壁部13の樹脂固定部12と接触する部位CS13の算術平均粗さRaは、10μmであった。
[3]実施例3
 インサート工程で、樹脂流路壁部13の予備加熱を、130℃のホットプレートで樹脂流路壁部13の両面を40秒間予備加熱したことの他は、実施例2と同様にして、タブ141を側面に有する温度制御装置1を得た。ブラスト処理では、アルミナ粒子を金型の成形面に対して噴射して、第2凹凸構造を形成した。
 第2凹凸構造の成形面を有する金型を用いて射出成形により樹脂流路壁部13を作成した。樹脂流路壁部13の樹脂固定部12と接触する部位CS13の算術平均粗さRaは、10μmであった。
[4]比較例1~比較例3
 第1熱可塑性樹脂組成物、及び第2熱可塑性樹脂組成物を表1に示すように変更したこと、研磨処理工程を実施しなかったことの他は、実施例1と同様にして、タブ141を有する温度制御装置1を得た。
[5]算術平均粗さRaの測定
 下記の測定条件で、異なる6点の測定場所の表面粗さを測定し、6つの測定値の平均値を、金型の成形面の算術平均粗さ(Ra)とした。
 図10は、表面粗さの測定方法を説明するための金型1の成形面S1の概正面図である。測定場所は、図10に示すように、金型1の成形面S1の6直線部B1~B6である。6直線部B1~B6は、任意の3直線部B1~B3と、この3直線部B1~B3と直交する3直線部B4~B6とからなる。詳しくは、直線部B1は、金型1の成形面S1の中心部Aを通る。直線部B1~B3は、互いに平行である。直線部B4は、金型1の成形面S1の中心部Aを通る。直線部B4と、直線部B1とは、中心部Aにおいて直交する。直線部B4~B6は、互いに平行である。隣接する直線部の間隔D1~D4は、2mm以上5mm以下であった。
<表面粗さの測定条件>
・測定装置  :表面粗さ測定装置「サーフコム1400D(東京精密社製)」
・方式    :触針式
・触針先端半径:5μm
・基準長さ  :0.8mm
・評価長さ  :4mm
・測定速度  :0.06mm/秒
[6]結晶化度の測定
 タブ141を有する温度制御装置1について、樹脂流路壁部13及び樹脂固定部14の各々の結晶化度を下記の通りに測定した。
 タブ141を有する温度制御装置1から第1金属プレート11及び第2金属プレート12を分離して、第1試験体を得た。
 第1試験体を適宜切削加工し、測定装置の試料台に取り付けた。測定装置に付属するカメラにて第1試験体の樹脂流路壁部13の測定箇所と樹脂固定部14の測定箇所を指定した。樹脂流路壁部13及び樹脂固定部14の各々の測定箇所において、下記の測定条件で、反射法にてXRD測定を実施して、XRDプロファイルを得た。
[6.1]測定条件
 測定装置    :株式会社リガク製の「SmartLab」
 X線源     :CuKα線
 アタッチメント :微小部測定光学系ユニット「CBO-f」
 出力      :45kV 200mA
 測定範囲    :5°-60°
 スキャンスピード:2°/分
 ステップ幅   :0.04°
 検出器     :「D/tex Ultra」
 得られたXRDプロファイルを用いて、下記の結晶化度の算出式から、樹脂流路壁部13及び樹脂固定部14の各々の結晶化度を算出した。得られた算出値を温度制御装置1の樹脂流路壁部13及び樹脂固定部14の各々の結晶化度とした。算出結果を表1に示す。
 XRDプロファイルにおいて、非晶領域には、樹脂流路壁部13及び樹脂固定部14の各々に含まれるガラス繊維に由来するハローが含まれると考えられる。結晶化度の算出にあたっては、このようなハローの影響を分離せずに、得られたXRDプロファイルに基づいて算出した。XRDプロファイルにおいて、このようなハローの影響を分離できないためである。
[6.2]結晶化度の算出式
 結晶化度(%)=[結晶部由来ピーク面積/(結晶部由来ピーク面積+非晶部由来ハロー面積)]×100
[7]引張試験
 タブ141を有する温度制御装置1について、引張強さを下記の通りに測定した。
 タブ141を有する温度制御装置1から第1金属プレート11及び第2金属プレート12を分離して、第2試験体100(図6参照)を得た。引張試験によって、樹脂流路壁部13と樹脂固定部14とが融着していることを確認した。図6中、符号110は、樹脂流路壁部13と樹脂固定部14との境界部を示す。
 図6に示すように、前後方向(X軸方向)において、試験体100の両縁部付近の根本に一対の切欠き111を形成した。切欠き111は、試験体100の左側(Y軸負方向)の側面から右側(Y軸正方向)の側面に向けて、左右方向(Y軸方向)に沿って形成されている。切欠き111の左右方向(Y軸方向)の長さは、4mmであった。一対の切欠き142の右側(Y軸正方向)の端部112は、樹脂流路壁部13に形成されていた。樹脂流路壁部13から破断する樹脂固定部14のサイズは、7mm×4mmであった。
 一対の切欠き142を有する第2試験体100の引張強さを、以下の方法で測定した。
 詳しくは、引張試験機(島津製作所社製の「AUTOGRAPH AGS-500-D」)を準備した。万能材料試験機は、第1チャック及び第2チャックを有する。第1チャックに第2試験体100のタブ141を把持させた。第2チャックに第2試験体100の把持領域113(図6参照)を把持させた。把持領域113は、切欠き111の右側(Y軸正方向)の端部112に対して、右側(Y軸正方向)に位置する。
 下記の引張条件で、第2チャックに対して、第1チャックをY軸正方向に沿って引っ張って、タブ141を第2試験体100から破断させた。引張強さの測定値の最大値を、温度制御装置1の引張強さとした。測定結果を表1に示す。図7は、実施例1の破断面の画像を示す。図8に、比較例1の破断面の画像を示す。図9に、比較例2の破断面の画像を示す。
 許容可能な引張強さは、250N以上であり、樹脂流路壁部13の材料破壊となることが好ましい。
[7.1]引張条件
 温度     :室温(23℃)
 チャック間距離:50mm
 引張速度   :2mm/分
 チャック間距離は、引張試験の測定を開始する前において、第1チャックと第2チャックとの距離を示す。
 実施例1の破断面を観察したところ、図7に示すように、実施例1の破断面には、主として、樹脂流路壁部13の凹凸部が存在すること(すなわち、樹脂流路壁部13の材料破壊)を目視で確認した。この結果から、実施例1の温度制御装置1の引張強さは、主として、樹脂流路壁部13の機械的性質に起因することがわかった。つまり、実施例1の融着強度は、表1に示す引張強さよりも強いことがわかった。
 実施例1では、架橋型PPS組成物(A)からなる樹脂流路壁部13自体の引張強さは、リニア型PPS組成物(B)からなる樹脂固定部14自体の引張強さよりも低い。
 比較例1の破断面を観察したところ、図8に示すように、比較例1の破断面には、樹脂固定部14の凹凸部はほとんど存在せず、主として、樹脂流路壁部13の平滑な面が存在すること(すなわち、樹脂流路壁部13と樹脂固定部14との界面破壊)を目視にて確認した。この結果から、比較例1の温度制御装置1の引張強さは、主として、樹脂流路壁部13と樹脂固定部14との融着強度に起因することがわかった。
 比較例2の破断面を観察したところ、図9に示すように、比較例2の破断面には、主として、樹脂流路壁部13と樹脂固定部14の界面剥離を目視で確認した。この結果から、比較例2の温度制御装置1の引張強さは、主として、樹脂流路壁部13と樹脂固定部14との融着強度に起因することがわかった。これは、樹脂固定部14がほとんど溶融せず、樹脂流路壁部13と樹脂固定部14とが強固に融着しなかったことに起因すると考えられる。
 比較例3の破断面を観察したところ、比較例3の破断面は、比較例2に破断面と同様であった。この結果から、比較例3の温度制御装置1の引張強さは、主として、樹脂流路壁部13と樹脂固定部14との融着強度に起因することがわかった。これは、樹脂固定部14がほとんど溶融せず、樹脂流路壁部13と樹脂固定部14とが強固に融着しなかったことに起因すると考えられる。
 比較例2及び比較例3では、架橋型PPS組成物(A)からなる樹脂固定部14自体の引張強さは、リニア型PPS組成物(B)からなる樹脂流路壁部13自体の引張強さよりも低い。
 表1中、「樹脂流路壁部の材料破壊」とは、主として、樹脂流路壁部13が破壊されたことを示す。「界面破壊」とは、主として、樹脂流路壁部13と樹脂固定部14との融着が破壊されたことが発生したことを示す。「樹脂固定部の界面剥離」とは、主として、樹脂流路壁部13と樹脂固定部14との融着が剥離されたことを示す。
 実施例1~実施例3では、温度制御装置1は、第1金属プレート11と、第2金属プレート12と、樹脂流路壁部13と、樹脂固定部14とを備える。樹脂固定部14は、第2金属プレート12を第1金属プレート11に固定している。内部流路R1は、第2金属プレート12及び樹脂流路壁部13によって形成されている。樹脂固定部14と樹脂流路壁部13とは融着している。樹脂流路壁部13の結晶化度(29%)は、樹脂固定部14の結晶化度(32%)よりも低い。結晶化度の差は、3%であり、3%以上であった。樹脂流路壁部13は、架橋型PPSを含み、樹脂固定部14は、リニア型PPSを含む。
 そのため、実施例1~実施例3の温度制御装置1の引張強さは289N以上であり、250N以上であった。この結果から、実施例1~実施例3の温度制御装置の気密性は優れることがわかった。更に、樹脂流路壁部13は射出成形品である。そのため、樹脂流路壁部13の内部流路の設計の自由度は優れることがわかった。
 これらの結果から、実施例1~実施例3の温度制御装置は、内部流路の設計の自由度及び気密性に優れることがわかった。
 一方、比較例1では、樹脂流路壁部13の結晶化度(28%)は、樹脂固定部14の結晶化度(30%)よりも低い。結晶化度の差は、2%であり、3%未満であった。比較例1では、樹脂流路壁部13は、架橋型PPSを含むが、樹脂固定部14は、リニア型PPSを含んでいなかった。
 そのため、比較例1の温度制御装置1の引張強さは242Nで、250N未満であった。この結果から、比較例1の温度制御装置の気密性は十分ではないことがわかった。
 この結果から、比較例1の温度制御装置1は、内部流路の設計の自由度及び気密性に優れないことがわかった。
 比較例2及び比較例3では、樹脂流路壁部13の結晶化度は、樹脂固定部14の結晶化度よりも高い。比較例2及び比較例3では、樹脂流路壁部13は架橋型PPSを含まず、樹脂固定部14がリニア型PPSを含んでもいなかった。
 そのため、比較例2及び比較例3の温度制御装置1の引張強さは202N以下で、250N未満であった。この結果から、比較例2及び比較例3の温度制御装置の気密性は十分ではないことがわかった。
 この結果から、比較例2及び比較例3の温度制御装置1は、内部流路の設計の自由度及び気密性に優れないことがわかった。
 2022年1月19日に出願された日本国特許出願2022-006623の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (10)

  1.  一対の金属プレートと、
     前記一対の金属プレートの間に挟まれた樹脂流路壁部と、
     前記一対の金属プレートの一方をその他方に固定している樹脂固定部と
    を備え、
     熱交換媒体を循環させるための内部流路が、前記一対の金属プレートの少なくとも一方及び前記樹脂流路壁部によって形成されており、
     前記樹脂固定部と前記樹脂流路壁部とは融着しており、
     X線回折法で測定された前記樹脂流路壁部の結晶化度は、X線回折法で測定された前記樹脂固定部の結晶化度よりも低く、
     前記樹脂流路壁部の結晶化度と、前記樹脂固定部の結晶化度との差は、3%以上である、温度制御装置。
  2.  一対の金属プレートと、
     前記一対の金属プレートの間に挟まれた樹脂流路壁部と、
     前記一対の金属プレートの一方をその他方に固定している樹脂固定部と
    を備え、
     熱交換媒体を循環させるための内部流路が、前記一対の金属プレートの少なくとも一方及び前記樹脂流路壁部によって形成されており、
     前記樹脂固定部と前記樹脂流路壁部とは融着しており、
     X線回折法で測定された前記樹脂流路壁部の結晶化度は、X線回折法で測定された前記樹脂固定部の結晶化度よりも低く、
     前記樹脂流路壁部が架橋型熱可塑性樹脂を含み、かつ前記樹脂固定部がリニア型熱可塑性樹脂を含む、温度制御装置。
  3.  前記樹脂流路壁部は、架橋型ポリフェニレンスルフィドを含み、
     前記樹脂固定部は、リニア型ポリフェニレンスルフィドを含む、請求項1又は請求項2に記載の温度制御装置。
  4.  一対の金属プレートと、
     前記一対の金属プレートの間に挟まれた樹脂流路壁部と、
     前記一対の金属プレートの一方をその他方に固定している樹脂固定部と
    を備え、
     熱交換媒体を循環させるための内部流路が、前記一対の金属プレートの少なくとも一方及び前記樹脂流路壁部によって形成されており、
     前記樹脂固定部と前記樹脂流路壁部とは融着しており、
     前記樹脂流路壁部は、架橋型ポリフェニレンスルフィドを含み、
     前記樹脂固定部は、リニア型ポリフェニレンスルフィドを含む、温度制御装置。
  5.  前記一対の金属プレートの各々は、前記樹脂固定部と接触する部位に微細凹凸構造を有する、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の温度制御装置。
  6.  前記樹脂固定部は、インサート成形によって形成されている、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の温度制御装置。
  7.  前記樹脂流路壁部の前記樹脂固定部と接触する部位の算術平均粗さRaが、0.5μm~100μmである、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の温度制御装置。
  8.  引張強さが、200N~550Nであり、
     前記引張強さが、23℃、50mmのチャック間距離、及び2mm/分の引張速度の条件で、7mm×4mmの前記樹脂固定部を前記樹脂流路壁部から破断させるのに必要な引張強さの最大値を示す、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の温度制御装置。
  9.  請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の温度制御装置を製造する温度制御装置の製造方法であって、
     射出成形によって前記樹脂流路壁部を作製することを含み、
     前記射出成形に用いられる金型の内面が、前記樹脂流路壁部の前記樹脂固定部と接触する部位を成形する成形面を有し、
     前記成形面が、微細凹凸構造を有する、温度制御装置の製造方法。
  10.  前記樹脂流路壁部の前記樹脂固定部と接触する部位に粗化処理を施すことを含む、請求項9に記載の温度制御装置の製造方法。
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