JP2014018995A - 複合成形体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接合強度を高めることができる複合成形体の製造方法の提供。
【解決手段】金属成形体10の平面11に対して斜め方向にレーザー照射して細孔を形成する工程、前記の細孔12が形成された金属成形体10の接合面を含む部分を金型内に配置して、前記樹脂成形体20となる樹脂インサート成形する工程を有している複合成形体1の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属成形体と樹脂成形体からなる複合成形体と、その製造方法に関する。

各種部品の軽量化の観点から、金属代替品として樹脂成形体が使用されているが、全ての金属部品を樹脂で代替することは難しい場合も多い。そのような場合には、金属成形体と樹脂成形体を接合一体化することで新たな複合部品を製造することが考えられる。
しかしながら、金属成形体と樹脂成形体を工業的に有利な方法で、かつ高い接合強度で接合一体化できる技術は実用化されていない。

特許文献１には、金属表面に対して、一つの走査方向にレーザースキャニングする工程と、それにクロスする走査方向にレーザースキャニングする工程を含む、異種材料（樹脂）と接合するための金属表面のレーザー加工方法の発明が記載されている。
特許文献２には、特許文献１の発明において、さらに複数回重畳的にレーザースキャニングするレーザー加工方法の発明が開示されている。

しかしながら、特許文献１、２の発明は、必ずクロスする２つの方向に対してレーザースキャンする必要があるため、加工時間が長く掛かりすぎるという点で改善の余地がある。
さらにクロス方向へのレーザースキャンにより十分な表面粗し処理ができることから、接合強度は高くできることが考えられるが、表面粗さ状態が均一にならず、金属と樹脂との接合部分の強度の方向性が安定しないおそれがあるという問題がある。
例えば、１つの接合体はＸ軸方向への剪断力や引張強度が最も高いが、他の接合体は、Ｘ軸方向とは異なるＹ軸方向への剪断力や引張強度が最も高く、さらに別の接合体は、Ｘ軸およびＹ軸方向とは異なるＺ軸方向への剪断力や引張強度が最も高くなるという問題が発生するおそれがある。
製品によっては（例えば、一方向への回転体部品や一方向への往復運動部品）、特定方向への高い接合強度を有する金属と樹脂の複合体が求められる場合があるが、特許文献１、２の発明では前記の要望には十分に応えることができない。

また接合面が複雑な形状や幅の細い部分を含む形状のものである場合（例えば星形、三角形、ダンベル型）には、クロス方向にレーザースキャンする方法では、部分的に表面粗し処理が不均一になる結果、充分な接合強度が得られないことも考えられる。

特許文献３には、金属表面にレーザー光を照射して凹凸を形成し、凹凸形成部位に樹脂、ゴム等を射出成形する電気電子部品の製造方法が記載されている。
実施形態１〜３では、金属長尺コイル表面にレーザー照射して凹凸を形成することが記載されている。そして、段落番号１０では、金属長尺コイル表面をストライプ状や梨地状に荒らすこと、段落番号１９では、金属長尺コイル表面をストライプ状、点線状、波線状、ローレット状、梨地状に荒らすることが記載されている。
しかし、段落番号２１、２２の発明の効果に記載されているとおり、レーザー照射をする目的は、金属表面に微細で不規則な凹凸を形成し、それによりアンカー効果を高めるためである。特に処理対象が金属長尺コイルであることから、どのような凹凸を形成した場合でも、必然的に微細で不規則な凹凸になるものと考えられる。
よって、特許文献３の発明は、特許文献１、２の発明のようにクロス方向にレーザー照射して表面に微細な凹凸を形成する発明と同じ技術的思想を開示しているものである。

特許第４０２０９５７号公報 特開２０１０−１６７４７５号公報 特開平１０−２９４０２４号公報

本発明は、接合強度がより高められている複合成形体を提供することを課題とする。
また本発明は、前記複合成形体の製造方法を提供することを他の課題とする。

本発明は、
金属成形体と樹脂成形体が接合された複合成形体であって、
前記金属成形体が、接合面となる平面に細孔および溝の少なくとも一方を有しているものであり、
前記細孔および溝の少なくとも一方が、前記平面に対して斜め方向にレーザー照射されて形成されたものであり、
前記複合成形体が、前記金属成形体が有している斜め方向の細孔および溝の少なくとも一方の内部に樹脂が入り込んだ状態で接合されている、複合成形体と、その製造方法を提供する。

また本発明は、
金属成形体と樹脂成形体が接合された複合成形体であって、
前記金属成形体が、接合面となる曲面に細孔および溝の少なくとも一方を有しているものであり、
前記細孔および溝の少なくとも一方が、前記曲面に対してレーザー照射されて形成されたものであり、
前記レーザー照射が、前記曲面に接触する平面に対して斜め方向になるようにレーザー照射されたものであり、
前記複合成形体が、前記金属成形体が有している斜め方向の細孔および溝の少なくとも一方の内部に樹脂が入り込んだ状態で接合されている、複合成形体と、その製造方法を提供する。

本発明の複合成形体およびその製造方法によれば、金属成形体と樹脂成形体の接合強度を高めることができる。

複合成形体の一実施形態の断面図。 （ａ）は図１で使用した金属成形体の部分断面図、（ｂ）は別実施形態の金属成形体の部分断面図。 （ａ）は図１で使用した金属成形体の部分平面図、（ｂ）は細孔の占有率の説明図。 （ａ）は図１、図２（ａ）の複合成形体の製造工程の説明図、（ｂ）は図１、図２（ｂ）の複合成形体の製造工程の説明図。 （ａ）は図１の複合成形体とは異なる複合成形体の製造工程の説明図、（ｂ）は（ａ）の複合成形体とは異なる複合成形体の製造工程の説明図。 図１の複合成形体とはさらに異なる複合成形体の製造工程の説明図。 図１の複合成形体とはさらに異なる複合成形体で使用した金属成形体の部分平面図。 図７の部分断面図。 図１の複合成形体とはさらに異なる複合成形体で使用した金属成形体の部分平面図。 図９の部分断面図。 図１の複合成形体とはさらに異なる複合成形体で使用した金属成形体の部分平面図。 図１１の部分断面図。 図１の複合成形体（実施例）の作用の説明図。 他の複合成形体（比較例）の作用の説明図。 引張試験の説明図。 曲げ試験の説明図。

＜複合成形体＞
図１の複合成形体１は、金属成形体１０と樹脂成形体２０が接合されて一体化されたものである。
図１は、平板の金属成形体１０と平板の樹脂成形体２０からなる複合成形体１が示されているが、金属成形体１０と樹脂成形体２０の形状や大きさは、用途に応じて適宜選択されるものである。

複合成形体１で使用する金属成形体１０は、図２（ａ）、図３（ａ）に示すように、接合面となる平面１１（１１ａ）に複数の細孔１２を有しているものである。
接合面は、金属成形体１０と樹脂成形体２０が接触している面であり、細孔１２を有していない面（図３（ｂ）において、ａ１とａ２で囲まれていない面）を含むものである。
平面１１と平面１１ａは同一平面を示しているが、平面１１は細孔１２が形成されている範囲外の面（図３（ｂ）において、ａ１とａ２で囲まれていない面）であり、平面１１ａは細孔１２が形成されている範囲内の面（図３（ｂ）において、ａ１とａ２で囲まれている四角形の面）である。
複数の細孔１２は、図２（ａ）に示すように、平面１１（１１ａ）に対して斜め方向に穿孔されたものである。
金属成形体１０と樹脂成形体２０は、金属成形体１０が有している斜め方向の細孔１２内に樹脂が入り込んだ状態（樹脂侵入部３０が存在した状態）で強固に接合されている。
細孔１２は、細孔が連続した溝であってもよいし、細孔と溝の両方であってもよい。

複合成形体１で使用する金属成形体１０は、図２（ｂ）に示すように、接合面となる凹部平面１１ａに複数の細孔１２を有しているものでもよい。
凹部平面１１ａは、全体が平面１１から凹んだ平面である。
平面１１は細孔１２が形成されている範囲外の面（図３（ｂ）において、ａ１とａ２で囲まれていない面）であり、凹部平面１１ａは細孔１２が形成されている範囲内の面（図３（ｂ）において、ａ１とａ２で囲まれている面）である。
複数の細孔１２は、図２（ｂ）に示すように、凹部平面１１ａに対して斜め方向に穿孔されたものである。
金属成形体１０と樹脂成形体２０は、金属成形体１０が有している凹部平面１１ａ内と斜め方向の細孔１２内の両方に樹脂が入り込んだ状態（樹脂侵入部３０が存在した状態）で強固に接合されている。
細孔１２は、細孔が連続した溝であってもよいし、細孔と溝の両方であってもよい。

図１、図２に示す複合成形体１では、金属成形体１０と樹脂成形体２０は、それぞれの平面同士が接合一体化されているが、曲面同士が接合一体化されたものでもよい。
曲面同士が接合一体化された複合成形体１であっても、斜め方向の細孔１２内（または凹部平面１１ａ内と斜め方向の細孔１２内の両方）に樹脂が入り込んだ状態（樹脂侵入部３０が存在した状態）で強固に接合されている。

＜複合成形体の製造方法−１＞
次に図１に示す複合成形体１の製造方法を説明する。
図２（ａ）、図３（ａ）に示す細孔１２は、図４（ａ）に示すように、金属成形体１０ａ（細孔１２が形成される前の金属成形体）の平面１１に対して、レーザー（Ｌ）を斜め方向に照射して形成する。
このとき、平面１１とレーザー（Ｌ）の照射方向とのなす角度αは鋭角であり、好ましくは１５〜８５°であり、より好ましくは２５〜７５°である。

図２（ａ）、図３（ａ）に示す細孔１２の開口部の大きさＤは、開口部が正方形であるときは１０〜３００μmが好ましく、３０〜３００μmがより好ましい。Ｄが前記範囲内であると、接合時に樹脂が入り込み易くなるので好ましい。
前記開口部が長方形、円形または他の形状であるときは、正方形であるときと同面積になる大きさのものであることが好ましい。

図３（ａ）に示す隣接する細孔１２の間隔（Ｈ）は、１５０μm以下の範囲が好ましく、１００μm以下の範囲がより好ましい。
隣接する細孔１２の間隔（Ｈ）は、前記範囲内であれば等間隔でなくてもよい。

図２（ａ）に示す細孔１２の平面１１から細孔底１３までの深さ（長さ）Ｆは、１５〜７５０μmが好ましく、５０〜４５０μmがより好ましい。Ｆが前記範囲であると、複合成形体１における金属成形体１０と樹脂成形体２０の接合強度が高められるので好ましい。

図２（ａ）、図３（ａ）に示すようなそれぞれが独立した細孔１２を多数形成することに代えて、例えば図３（ａ）において縦列または横列に連続した溝を形成することもできるほか、細孔と溝の両方を形成することもできる。
細孔１２の数は、複合成形体の用途、複合成形体に対して求められる接合強度などに応じて設定することができるものであるが、図３（ｂ）に示すように、細孔１２が形成された範囲（図３（ｂ）のａ１とａ２で囲まれた実線で示す四角形の範囲）内における細孔１２の開口部の占める面積（占有率）が１０〜９５％の範囲になるようにすることができる。
細孔１２の合計の体積（１ｍｍ²当たり）は、１０×10^-3ｍｍ³〜６００×10^-3ｍｍ³の範囲が好ましい。

図２（ｂ）、図３（ａ）に示す細孔１２は、図４（ｂ）に示すように、金属成形体１０ａ（細孔１２が形成される前の金属成形体）の凹部平面１１ａに対して、レーザー（Ｌ）を斜め方向に照射して形成する。
なお、予め金属成形体１０ａに凹部平面１１ａを形成した状態で、凹部平面１１ａに対してレーザー照射して細孔１２を形成する方法、金属成形体１０ａの平面１１に対してレーザー照射することで、凹部平面１１ａと細孔１２を形成する方法のいずれの方法も適用できる。
このとき、平面１１とレーザー（Ｌ）の照射方向とのなす角度αは鋭角であり、好ましくは１５〜８５°であり、より好ましくは２５〜７５°である。

図２（ｂ）、図３（ａ）に示す細孔１２の開口部の大きさＤは、開口部が正方形であるときは１０〜３００μmが好ましく、３０〜３００μmがより好ましい。Ｄが前記範囲内であると、接合時に樹脂が入り込み易くなるので好ましい。
前記開口部が長方形、円形または他の形状であるときは、正方形であるときと同面積になる大きさのものであることが好ましい。

図３（ｂ）に示す隣接する細孔１２の間隔（Ｈ）は、１５０μm以下の範囲が好ましく、１００μm以下の範囲がより好ましい。
隣接する細孔１２の間隔（Ｈ）は、前記範囲内であれば等間隔でなくてもよい。

図２（ｂ）に示す細孔１２の凹部平面１１ａから細孔底１３までの深さ（長さ）Ｆ１は、１５〜７５０μmが好ましく、５０〜４５０μmがより好ましい。Ｆ１が前記範囲であると、複合成形体１における金属成形体１０と樹脂成形体２０の接合強度が高められるので好ましい。
図２（ｂ）に示す平面１１から細孔底１３までの深さ（長さ）Ｆ２は、２５〜１２５０μmが好ましく、６０〜１２５０μmがより好ましい。Ｆ２が前記範囲であると、複合成形体１における金属成形体１０と樹脂成形体２０の接合強度が高められるので好ましい。
Ｆ２−Ｆ１から求められる数値が、平面１１からの凹部平面１１ａの深さとなる。

図２（ｂ）、図３（ａ）に示すようなそれぞれが独立した細孔１２を凹部平面１１ａ内に多数形成することに代えて、例えば図３（ａ）において縦列または横列に連続した溝を形成することもできるほか、細孔と溝の両方を形成することもできる。
細孔１２の数は、複合成形体の用途、複合成形体に対して求められる接合強度などに応じて設定することができるものであるが、図３（ｂ）に示すように、細孔１２が形成された範囲（図３（ｂ）のａ１とａ２で囲まれた四角形〔凹部平面１１ａ〕の範囲）内における細孔１２の開口部の占める面積（占有率）が１０〜９５％の範囲になるようにすることができる。
なお、図２（ｂ）では、図３（ｂ）のａ１とａ２で囲まれた四角形の範囲全体に凹部平面１１ａが形成されているため、ａ１とａ２で囲まれた四角形の範囲に対する凹部平面１１ａの占有率は１００％となる。
細孔１２の合計の体積（１ｍｍ²当たり）（凹部平面１１ａの体積は除く）は、１０×10^-3ｍｍ³〜６００×10^-3ｍｍ³の範囲が好ましい。

次の工程にて、細孔１２が形成された金属成形体１０の接合面（平面１１、凹部平面１１a）を含む部分を金型内に配置して、樹脂成形体２０となる樹脂を使用してインサート成形して、複合成形体１を得る。
このインサート成形工程によって、図１に示す金属成形体１０の細孔１２内部（凹部平面１１ａを有しているときは、さらに凹部平面１１ａの内部）に樹脂が入り込んで樹脂侵入部３０が生じた状態の複合成形体１が得られる。

図１の複合成形体は、細孔１２が同じ斜め方向に形成されたものである。このため、図１に示す矢印Ｘ１方向に樹脂成形２０を引っ張ったとき、引張方向と細孔１２の中心軸方向のなす角度α（図４の角度αと同じ）が鋭角となるため、接合強度が特に高められる。

また複合成形体で使用する金属成形体が曲面を有するものであるときには、図５（ａ）、（ｂ）、図６に示すようにレーザー照射する。
図５（ａ）に示す金属成形体５０は丸棒であり、表面（周面）５１が樹脂との接合面となるものである。
表面（周面）５１に接する平面５５を考えたとき、平面５５に対して斜め方向（角度α）になるようにレーザー照射する。

図５（ｂ）は、図５（ａ）において凹部曲面５１ａを有している丸棒（金属成形体）５０を使用した実施形態であり、凹部曲面５１ａを含む面が樹脂との接合面となるものである。
凹部曲面５１ａに接する平面５５を考えたとき、平面５５に対して斜め方向（角度α）になるようにレーザー照射する。

図６は、金属成形体６０が曲面６１を有している板状のものであり、曲面６１が樹脂との接合面となるものである。
曲面６１に接する平面６５を考えたとき、平面６５に対して斜め方向（角度α）になるようにレーザー照射する。
金属成形体６０が図５（ｂ）のような凹部曲面を有しているものの場合には、図５（ｂ）と同様にしてレーザー照射する。

次の工程にて、細孔１２が形成された金属成形体５０の接合面（図５（ａ）の周面５１、図５（ｂ）の周面５１、凹部曲面５１ａ、図６の周面６１）を含む部分を金型内に配置して、樹脂成形体２０となる樹脂を使用してインサート成形して、複合成形体１を得る。
このインサート成形工程によって、図１に示すものと同様に、金属成形体５０の細孔１２内部（凹部曲面５１ａを有しているときは、さらに凹部曲面５１ａの内部）に樹脂が入り込んで樹脂侵入部３０が生じた状態の複合成形体が得られる。

図１と同様の複合成形体（但し、曲面同士が接合した複合成形体）は、細孔１２が同じ斜め方向に形成されたものである。このため、図１に示す矢印Ｘ１方向に樹脂成形体２０を引っ張ったとき、引張方向と細孔１２の中心軸方向のなす角度α（図５、６の角度αと同じ）が鋭角となるため、接合強度が特に高められる。

＜複合成形体の製造方法−２＞
図１に示す複合成形体１で使用している金属成形体１０は、図２に示すように同じ斜め方向の細孔１２を形成することに代えて、図７、図８に示すように、異なる斜め方向に形成された細孔１２ａ、細孔１２ｂを有するものにすることができる。

図７、図８に示す細孔１２ａ、細孔１２ｂを有する金属成形体１０は、平面１１に対して異なる斜め方向（角度α１、α２）になるようにレーザー照射して形成する。
図７、図８では、細孔１２ａを形成するためのレーザー（Ｌ１）の照射方向と、細孔１２ｂを形成するためのレーザー（Ｌ２）の照射方向が１８０°逆方向である例であるが、レーザー（Ｌ１）の照射方向とレーザー（Ｌ２）の照射方向は異なっていればよく、複合成形体の用途に応じて照射方向は適宜設定することができる。
角度α１と角度α２は、同じ角度にすることができるが、鋭角であれば異なる角度にすることもできる。
細孔１２ａを形成した後で細孔１２ｂを形成してもよいし、細孔１２ａと細孔１２ｂを並行して形成してもよい。

図１の複合成形体１において、図８に示すような異なる斜め方向に形成された細孔１２ａ、細孔１２ｂを有する金属成形体１０を使用したとき、矢印Ｘ１方向に樹脂成形２０を引っ張ったときだけでなく、反対方向の矢印Ｘ２方向に樹脂成形２０を引っ張ったときの接合強度も高められる。

＜複合成形体の製造方法−３＞
図１に示す複合成形体１で使用している金属成形体１０は、図２および図８に示すように斜め方向の細孔１２を形成することに代えて、金属成形体の平面に対して斜め方向に円形をなすようにレーザー照射して形成された、図９、図１０に示すような円形の溝１２ｃを有するものにすることができる。

図９、図１０に示す円形の溝１２ｃを有する金属成形体１０は、平面１１に対して異なる斜め方向（角度α）になるようにして、かつ円を形成するようにレーザー照射して形成する。
なお、円形の溝１２ｃに代えて、多数の細孔１２ｃにより円が形成されたものでもよい。
円形の溝１２ｃは、接合面（平面）１１の所望箇所に対して、同じ大きさのものまたは異なる大きさのものを複数形成することができる。
円形の溝１２ｃは、複数の円からなる同心円が形成されたものでもよい。
また円形の溝に代えて、多角形、楕円形などの溝にすることもできる。
なお、図９、図１０において、図２（ｂ）に示すように、金属成形体１０の平面１１に円形の溝１２ｃを含む凹部平面１１ａを形成することもできる。

図１の複合成形体１において、図９、図１０に示すような円形の溝１２ｃを有する金属成形体１０を使用したとき、どの方向に樹脂成形２０を引っ張ったときであっても、接合強度が高められる。

＜複合成形体の製造方法−４＞
図１に示す複合成形体１で使用している金属成形体１０は、金属成形体の平面に対して異なる斜め方向に円形をなすようにレーザー照射して形成された、図１１、図１２に示すような円形の溝１２ｃと円形の溝１２ｄを組み合わせたものにすることができる。

図１１、図１２に示す円形の溝１２ｃと円形の溝１２ｄを有する金属成形体１０は、平面１１に対して異なる斜め方向（角度α１、α２）になるようにレーザー照射（Ｌ１、Ｌ２）して形成する。
図１２では、角度α１と角度α２はα１＜α２の関係であるが、同じ角度であってもよい。
図１１、図１２では、円形の溝１２ｃと円形の溝１２ｄは二重の同心円を形成しているが、３重以上の同心円が形成されるようにしてもよい。そのときの溝は、交互に同じ斜め方向にレーザー照射して形成された溝であることが好ましい。
図１１、図１２では、円形の溝１２ｃと円形の溝１２ｄは同心円をなすように形成されているが、円形の溝１２ｃと円形の溝１２ｄは、別々に形成されていてもよい。
なお、円形の溝１２ｃと円形の溝１２ｄに代えて、多数の細孔１２ｃまたは１２ｄにより円形が形成されたものでもよい。
円形の溝１２ｃと円形の溝１２ｄは、接合面（平面）１１の所望箇所に対して、同じ大きさのものまたは異なる大きさのものを複数形成することができる。
また円形の溝に代えて、多角形、楕円形などの溝にすることもできる。
図１１、図１２においても、図２（ｂ）に示すように、金属成形体１０の平面１１に円形の溝１２ｃを含む凹部平面１１ａを形成することができる。

図１の複合成形体１において、図１１、図１２に示すような円形の溝１２ｃと円形の溝１２ｄを有する金属成形体１０を使用したとき、どの方向に樹脂成形２０を引っ張ったときであっても、接合強度が高められる。

次に、図１３、図１４により本発明の複合成形体の作用を説明する。
図１３は、図１に示す複合成形体１と同じものである。
図１４の複合成形体１００は、金属成形体１１０と樹脂成形体１２０が接合されたものであり、金属成形体１１０は、平面１１１に対して垂直方向の細孔１１２を有するものである。
金属成形体１１０と樹脂成形体１２０は、細孔１１２内に樹脂が入り込んだ樹脂侵入部１３０により接合されている。

図１３（ａ）、図１４（ａ）は、複合成形体１を矢印Ｘ１方向に引っ張り始めた状態を示している。
図１３（ｂ）、図１４（ｂ）は、矢印Ｘ１方向への引っ張りを継続した状態を示している。
図１３（ａ）、図１４（ａ）にて矢印Ｘ１方向に引っ張ったとき、樹脂侵入部３０、１３０があることによって、図１３（ｂ）、図１４（ｂ）に示すようにＸ１方向（平面１１）に対して垂直なＹ１方向への力が生じる。このＹ１方向への力は、樹脂成形体２０の端面２０ａと樹脂成形体１２０の端面１２０ａ側は、樹脂成形体２０の端面２０ｂと樹脂成形体１２０の端面１２０ｂと比べると大きくなる。

図１３の複合成形体１は、樹脂侵入部３０の中心軸方向が平面１１に対して斜め方向になっており、Ｙ１方向への力に対する抗力が大きくなるため、金属成形体１０と樹脂成形体２０が剥がれることが防止される。
一方、図１４の複合成形体１００は、樹脂侵入部１３０の中心軸方向がＹ１方向と同じ方向になっており、Ｙ１方向への力に対する抗力が小さいため、図１４（ｃ）に示すように端面１２０ａ側に近い樹脂侵入部１３０から抜け始める。そして、このとき金属成形体１１０内に残っている樹脂侵入部１３０に対してはせん断応力が働く。
そして、図１４（ｄ）に示すように、端面１２０ｂ側の樹脂侵入部１３０の一部は、樹脂のせん断強度に達して千切れた状態で金属成形体１１０側に残り、樹脂成形体１２０が剥がれてしまう。

本発明の複合成形体で使用する金属成形体の金属は特に制限されるものではなく、用途に応じて公知の金属から適宜選択することができる。例えば、鉄、各種ステンレス、アルミニウムまたはその合金、銅、マグネシウムおよびそれらを含む合金から選ばれるものを挙げることができる。

本発明の複合成形体で使用する樹脂成形体の樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のほか、熱可塑性エラストマーも含まれる。

熱可塑性樹脂は、用途に応じて公知の熱可塑性樹脂から適宜選択することができる。例えば、ポリアミド系樹脂（ＰＡ６、ＰＡ６６等の脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド）、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂等のスチレン単位を含む共重合体、ポリエチレン、エチレン単位を含む共重合体、ポリプロピレン、プロピレン単位を含む共重合体、その他のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂を挙げることができる。

熱硬化性樹脂は、用途に応じて公知の熱硬化性樹脂から適宜選択することができる。例えば、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、レソルシノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ビニルウレタンを挙げることができる。

熱可塑性エラストマーは、用途に応じて公知の熱可塑性エラストマーから適宜選択することができる。例えば、スチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ニトリル系エラストマー、ポリアミド系エラストマーを挙げることができる。

これらの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性エラストマーには、公知の繊維状充填材を配合することができる。
公知の繊維状充填材としては、炭素繊維、無機繊維、金属繊維、有機繊維等を挙げることができる。
炭素繊維は周知のものであり、ＰＡＮ系、ピッチ系、レーヨン系、リグニン系等のものを用いることができる。
無機繊維としては、ガラス繊維、玄武岩繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、窒化ケイ素繊維等を挙げることができる。
金属繊維としては、ステンレス、アルミニウム、銅等からなる繊維を挙げることができる。
有機繊維としては、ポリアミド繊維（全芳香族ポリアミド繊維、ジアミンとジカルボン酸のいずれか一方が芳香族化合物である半芳香族ポリアミド繊維、脂肪族ポリアミド繊維）、ポリビニルアルコール繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリオキシメチレン繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維、ポリエステル繊維（全芳香族ポリエステル繊維を含む）、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリイミド繊維、液晶ポリエステル繊維などの合成繊維や天然繊維（セルロース系繊維など）や再生セルロース（レーヨン）繊維などを用いることができる。

これらの繊維状充填材は、繊維径が３〜６０μmの範囲のものを使用することができるが、これらの中でも、例えば金属成形体１０の接合面１１に対して形成されるマーキングパターンの幅（細孔１２の開口部の大きさ、または溝の幅）より小さな繊維径のものを使用することが好ましい。繊維径は、より望ましくは５〜３０μｍ、さらに望ましくは７〜20μmである。
このようなマーキングパターンの幅より小さな繊維径の繊維状充填材を使用したときには、金属成形体のマーキングパターン内に繊維状充填材の一部が張り込んだ状態の複合成形体が得られ、金属成形体と樹脂成形体の接合強度が高められるので好ましい。
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性エラストマー１００質量部に対する繊維状充填材の配合量は５〜２５０質量部が好ましい。より望ましくは、２５〜２００質量部、さらに望ましくは４５〜１５０質量部である。

本発明の複合成形体の製造方法では公知のレーザーを使用することができ、例えば、YVO4レーザー、ＹＡＧレーザー、半導体レーザー、ガラスレーザー、ルビーレーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、窒素レーザー、キレートレーザー、色素レーザーを使用することができる。

レーザーの照射条件、例えば、波長、ビーム径、細孔の間隔、周波数などは、接合対象となる金属成形体と樹脂成形体の大きさ、質量、種類、さらには求められる接合強度等に応じて適宜決定することができる。

実施例１、比較例１、２
実施例１は、金属成形体（アルミニウム：A5052）面に対して、図４において角度α＝６０°でレーザー照射して、図２に示すような斜め方向の細孔（表１参照）を形成した。
比較例１、２は、金属成形体（アルミニウム：A5052）面に対して、垂直方向（角度α＝90°）からレーザー照射して、垂直方向の細孔（表１参照）を形成した。
金属成形体（アルミニウム：A5052）は、横１５ｍｍ×縦６０ｍｍ、厚さ１ｍｍであり、レーザーの照射範囲（図３（ｂ）の実線の四角範囲）は、ａ１＝１０ｍｍ、ａ２＝４ｍｍ、ａ３＝１ｍｍ、ａ４＝２．５ｍｍであった。
レーザー照射条件は、次のとおりである。

＜レーザー照射条件＞
レーザー：ＹＶ０４
出力：５．５Ｗ
波長：１０６４ｍｍ
ビーム径：３０μm
スキャン速度：５００mm／sec
周波数：５０kHz

金属成形体に細孔を形成した後、下記の方法でインサート成形して、実施例１（図１３（ａ））と比較例１、２（図１４（ａ））で示す複合成形体を得た。
＜インサート成形（射出成形）＞
樹脂：GF60%強化PA66樹脂（プラストロンPA66−GF60−01（L9）：ダイセルポリマー（株）製）
樹脂温度：３２０℃
金型温度：１００℃
射出成形機：FUNAC ROBOSHOT S−2000i−100B

〔引張試験〕
実施例１、比較例１、２の複合成形体３を用いて、引張試験を行って接合強度を評価した。結果を表１に示す。
引張試験は、金属成形体側を固定した状態で、金属成形体と樹脂成形体が破断するまで図１５に示すＸ１方向に引っ張った場合の最大荷重を測定した。
＜引張試験条件＞
試験機：テンシロンUCT−1T
引張速度：５mm／min
チャック間距離：５０mm

〔曲げ試験〕
実施例１、比較例１、２の複合成形体３を用いて、曲げ試験を行って接合強度を評価した。結果を表１に示す。
曲げ試験は、支持台２００上に複合成形体３をおいた状態で、金属成形体と樹脂成形体が破断するまで図１６の矢印で示すように金属成形体側から圧子２０１で押した場合の最大荷重を測定した。
＜曲げ試験条件＞
支点間距離：図１６のｗ＝６４mm
試験速度：２mm／min
圧子の半径（Ｒ１）：５mm
支持台の半径（Ｒ２）：５mm

１ 複合成形体
１０ 金属成形体
１１ 平面
１２ 細孔
２０ 樹脂成形体

Claims (9)

1. 金属成形体と樹脂成形体が接合された複合成形体であって、
   前記金属成形体が、接合面となる平面に細孔および溝の少なくとも一方を有しているものであり、
   前記細孔および溝の少なくとも一方が、前記平面に対して斜め方向にレーザー照射されて形成されたものであり、
   前記複合成形体が、前記金属成形体が有している斜め方向の細孔および溝の少なくとも一方の内部に樹脂が入り込んだ状態で接合されている、複合成形体。
2. 前記金属成形体の接合面が、凹部面と前記凹部面を除く面とを有しているものであり、
   前記接合面となる凹部面が平面であり、
   前記細孔および溝の少なくとも一方が、前記凹部面内に形成されているものである、請求項１記載の複合成形体。
3. 金属成形体と樹脂成形体が接合された複合成形体であって、
   前記金属成形体が、接合面となる曲面に細孔および溝の少なくとも一方を有しているものであり、
   前記細孔および溝の少なくとも一方が、前記曲面に対してレーザー照射されて形成されたものであり、
   前記レーザー照射が、前記曲面に接触する平面に対して斜め方向になるようにレーザー照射されたものであり、
   前記複合成形体が、前記金属成形体が有している斜め方向の細孔および溝の少なくとも一方の内部に樹脂が入り込んだ状態で接合されている、複合成形体。
4. 前記金属成形体の接合面が、凹部面と前記凹部面を除く面とを有しているものであり、
   前記接合面となる凹部面が曲面であり、
   前記細孔および溝の少なくとも一方が、前記凹部面内に形成されているものである、請求項３記載の複合成形体。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の金属成形体と樹脂成形体が接合された複合成形体の製造方法であって、
   前記金属成形体の接合面となる平面または曲面に接触する平面に対して斜め方向になるようにレーザー照射して細孔および溝の少なくとも一方を形成する工程、
   前記の細孔および溝の少なくとも一方が形成された金属成形体の接合面を含む部分を金型内に配置して、前記樹脂成形体となる樹脂インサート成形する工程を有している、複合成形体の製造方法。
6. 前記レーザー照射して穿孔する工程が、
   前記金属成形体の接合面となる平面または曲面に接触する平面に対して斜め方向になるようにレーザー照射して細孔および溝の少なくとも一方を形成する第１工程と、
   さらに第１工程とは異なる斜め方向になるようにレーザー照射して細孔および溝の少なくとも一方を形成する１または２以上の工程を含む、請求項５記載の複合成形体の製造方法。
7. 請求項１〜４のいずれか１項記載の金属成形体と樹脂成形体が接合された複合成形体の製造方法であって、
   前記金属成形体の接合面となる平面または曲面に接触する平面に対して斜め方向になるようにレーザー照射して円形の溝を形成する工程、
   前記円形の溝が形成された金属成形体の接合面を含む部分を金型内に配置して、前記樹脂成形体となる樹脂インサート成形する工程を有している、複合成形体の製造方法。
8. 前記レーザー照射して円形の溝を形成する工程が、
   前記金属成形体の接合面となる平面または曲面に接触する平面に対して斜め方向になるようにレーザー照射して円形の溝を形成する第１工程と、
   さらに第１工程とは異なる斜め方向になるようにレーザー照射して円形の溝を形成する１または２以上の工程を含む、請求項７記載の複合成形体の製造方法。
9. 前記レーザー照射して円形の溝を形成する工程が、
   前記金属成形体の接合面となる平面または曲面に接触する平面に対して斜め方向になるようにレーザー照射して円形の溝を形成する第１工程と、
   さらに第１工程とは異なる斜め方向になるようにレーザー照射して円形の溝を形成する１または２以上の工程を含み、
   複数の同心円をなす溝を形成する、請求項７記載の複合成形体の製造方法。

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