JP2016078091A - 金属成形体表面の凹凸の形成状態の管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属成形体表面に連続波レーザーを照射して凹凸を形成して粗面化する製造工程を有しているとき、前記粗面化工程後における金属成形体表面の凹凸の形成状態を評価して、製造管理や製品管理を容易にする管理方法を提供すること。
【解決手段】金属成形体１０の表面に対して、連続波レーザーを使用してレーザー光を連続照射して粗面化する工程を有しているとき、前記粗面化の状態を前記金属成形体の凹凸の形成状態により管理する。
【選択図】図４

Description

本発明は、連続波レーザーを使用して金属成形体表面を粗面化したときの状態を凹凸の形成状態で管理する方法に関する。

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１〜４には、金属成形体表面にパルスレーザーを照射して粗面にした後、樹脂と接合する発明が記載されている。
従来技術の方法は、いずれもレーザーをパルス波（非連続波）で照射する方法であることから、加工速度が遅くなるという課題があり、金属成形体と樹脂成形体の接合強度の点からも十分ではなかった。

特許第４０２０９５７号公報 特開２０１０−１６７４７５号公報 特開平１０−２９４０２４号公報 国際公開２０１２／０９０６７１号

本発明は、パルス波レーザーに代えて連続波レーザーを使用し、金属成形体表面に連続波レーザーを照射して粗面化する製造工程を有しているとき、前記粗面化工程後における金属成形体表面の状態を凹凸の形成状態で評価して、製造管理や製品管理を容易にする管理方法を提供することを課題とする。

本発明は、金属成形体の表面に対して、連続波レーザーを使用してレーザー光を連続照射して粗面化する工程を有しているとき、前記粗面化の状態を前記金属成形体の凹凸の形成状態により管理する方法を提供する。

また本発明は、
第１成形体である金属成形体の接合面に対して、連続波レーザーを使用してレーザー光を連続照射して粗面化する第１工程、
第１工程においてレーザー光が照射された第１成形体である金属成形体の接合面を含む部分と第２成形体となる構成材料を接触させて一体化させる第２工程によって、
第１成形体である金属成形体と第１成形体とは異なる構成材料からなる第２成形体が接合された複合成形体を製造するとき、
第１工程終了後における前記接合面の凹凸の形成状態を請求項１〜５のいずれか１項記載の管理方法により管理することで、前記複合成形体における第１成形体である金属成形体と第２成形体の接合強度を管理する、管理方法を提供する。

本発明の管理方法によれば、連続波レーザーを使用してレーザー光を連続照射して形成された粗面化の状態を凹凸の形成状態で評価して管理することができる。
このため、製造中間体および製品の全品検査ができるようになることから、粗面化状態の不十分な不良品を確実に発見でき、製造中間体および製品の品質を高いレベルで維持することができる。

レーザー光の連続照射パターンの説明図。 別実施形態であるレーザー光の連続照射パターンの説明図。 さらに別実施形態であるレーザー光の連続照射パターンの説明図。 複合成形体を製造したときの厚さ方向の断面図（部分拡大図も含む）。 射出成形法を使用した複合成形体の製造方法の説明図。 射出成形法で製造された複合成形体の斜視図。 引張接合強度の測定方法の説明図。 実施例１〜４における連続波レーザー照射後の金属成形体接合面のＳＥＭ写真。

＜連続波レーザー光の照射工程＞
金属成形体の表面に対して、連続波レーザーを使用してレーザー光を連続照射して凹凸を形成することで粗面化する。
粗面化は、金属成形体の表面に形成された溝、孔、それらが相互に結合したもの、さらには溝や孔の周囲に溶融金属が盛り上がったあとで固化したものなどが多数形成されることで多数の凹凸が生じて、表面積が増加した状態を示している。

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、亜鉛、チタン、銅、マグネシウム、タングステンおよびそれらを含む合金、タングステンカーバイド、クロミウムカーバイドなどのサーメットから選ばれるものを挙げることができ、これらの金属に対して、アルマイト処理、めっき処理などの表面処理を施した金属を挙げることができる。

連続波レーザーは公知のものを使用することができ、例えば、YVO4レーザー、ファイバーレーザー（好ましくはシングルモードファイバーレーザー）、エキシマレーザー、炭酸ガスレーザー、紫外線レーザー、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。これらの中でもエネルギー密度が高められることから、ファイバーレーザーが好ましく、特にシングルモードファイバーレーザーが好ましい。

連続波レーザーは、２０００mm／sec以上の照射速度で連続照射すると、加工時間を短縮できるので好ましい。
連続波レーザーの照射速度は、２０００〜２０，０００mm／secが好ましく、２，０００〜１８，０００mm／secがより好ましく、２，０００〜１５，０００mm／secがさらに好ましい。
連続波レーザーの照射速度が前記範囲であると、加工速度を高めることができ（即ち、加工時間を短縮することができ）、金属成形体と樹脂成形体からなる複合成形体にしたときの接合強度も高いレベルに維持することができる。

レーザー光の連続照射は、例えば次のような方法を適用することができる。
（i）図１、図２に示すように、レーザー光照射面（例えば長方形とする）の一辺（短辺または長辺）側から反対側の辺に向かって１本の直線または曲線が形成されるように連続照射し、これを繰り返して複数本の直線または曲線を形成する方法。
（ii）レーザー光照射面の一辺側から反対側の辺に向かって連続的に直線または曲線が形成されるように連続照射し、今度は逆方向に間隔をおいての直線または曲線が形成されるように連続照射することを繰り返す方法。
（iii）レーザー光照射面の一辺側から反対側の辺に向かって連続照射し、今度は直交する方向に対して連続照射する方法。
（iv）レーザー光照射面に対してランダムに連続照射する方法。

（i）〜（iv）の方法を実施するとき、レーザー光を複数回連続照射して１本の直線または１本の曲線を形成することもできる。
同じ連続照射条件であれば、１本の直線または１本の曲線を形成するための照射回数（繰り返し回数）が増加するほどレーザー光照射面に対する粗面化の程度が大きくなる。なお、照射回数が過度になると、返って粗面化の程度が小さくなる場合がある。

（i）、（ii）の方法において、複数本の直線または複数本の曲線を形成するとき、それぞれの直線または曲線が０．００５〜１ｍｍの範囲（図１に示すｂ１の間隔）で等間隔に形成されるようにレーザー光を連続照射することができる。
このときの間隔は、レーザー光のビーム径（スポット径）よりも大きくなるようにする、また、このときの直線または曲線の本数は、金属成形体のレーザー光照射面の面積に応じて調整することができる。

（i）、（ii）の方法において、複数本の直線または複数本の曲線を形成するとき、それぞれの直線または曲線が０．００５〜１ｍｍの範囲（図１に示すｂ１の間隔）で等間隔に形成されるようにレーザー光を連続照射することができる。
そして、これらの複数本の直線または複数本の曲線を１群として、これを複数群形成することができる。
このときの各群の間隔は０．０１〜１ｍｍの範囲（図２に示すｂ２の間隔）で等間隔になるようにすることができる。
なお、図１、図２に示す連続照射方法に代えて、図３に示すように、連続照射開始から連続照射終了までの間、中断することなく連続照射する方法も実施することができる。

レーザー光の連続照射は、例えば次のような条件で実施することができる。
出力は４〜４０００Ｗが好ましく、５０〜２５００Ｗがより好ましく、１００〜２０００Ｗがさらに好ましく、２５０〜２０００Ｗがさらに好ましい。
ビーム径（スポット径）は５〜２００μmが好ましく、５〜１００μmがより好ましく、１０〜１００μmがさらに好ましく、１１〜８０μmがさらに好ましい。
さらに出力とスポット径の組み合わせの好ましい範囲は、レーザー出力とレーザー照射スポット面積（π×〔スポット径／２〕²）から求められるエネルギー密度（Ｗ／μm²）より選択することができる。
エネルギー密度（Ｗ／μm²）は、０．１Ｗ／μm²以上が好ましく、０．２〜１０Ｗ／μm²がより好ましく、０．２〜６．０Ｗ／μm²がさらに好ましい。
エネルギー密度（Ｗ／μm²）が同じであるとき、出力（Ｗ）が大きい方がより大きなスポット面積（μm²）に対してレーザー照射できることになるため、処理速度（１秒当たりのレーザー照射面積；mm²／sec）が大きくなり、加工時間も短くすることができる。
波長は３００〜１２００nmが好ましく、５００〜１２００ｎｍがより好ましい。
焦点位置は−１０〜+１０ｍｍが好ましく、−６〜＋６ｍｍがより好ましい。

連続波レーザーの照射速度、レーザー出力、レーザービーム径（スポット径）およびエネルギー密度との好ましい関係は、連続波レーザーの照射速度が２，０００〜１５，０００mm／secであり、レーザー出力が２５０〜２０００Ｗ、レーザービーム径（スポット径）が１０〜１００μmであり、前記レーザー出力とスポット面積（π×〔スポット径／２〕²）から求められるエネルギー密度（Ｗ／μm²）が０．２〜１０Ｗ／μm²の範囲である。

上記の工程により連続波レーザーを使用して、レーザー光を連続照射して凹凸が形成されることで粗面化された金属成形体は、研磨材（爪ヤスリ、角質除去具などの美容器具、野菜の摺り下ろし器、皮むき器などの調理器具、木材製品および樹脂製品などの面取り具、自由研削盤や機械研削盤に用いられる砥石、糸のこぎり、糸ヤスリなど）、微粒子（例えば触媒粒子）などの担体として使用することができるほか、金属成形体と樹脂成形体からなる複合成形体の製造中間体としても使用することができる。

＜第１の管理方法＞
上記した連続波レーザー光の照射工程によって、金属成形体の表面は凹凸が形成され、粗面化された状態になっている。
この粗面化状態を凹凸の形成状態で評価管理することで製造管理および製品管理をすることができる。
凹凸の形成状態とは、金属成形体の表面に形成された凹凸の高さや深さ、凹凸の間隔などである。

金属成形体の凹凸の形成状態の評価方法は、比表面積（表面積／単位面積）、走査型電子顕微鏡画像（ＳＥＭ画像）、算術平均粗さ（Ｒａ）、最大高さ（Ｒｙ）、十点平均粗さ（Ｒｚ）、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）、局部凸部頂の平均間隔（Ｓ）、負荷長さ率（ｔｐ）、負荷曲線（ＢＡＣ）および振幅分布曲線（ＡＤＣ）の合計で１０の評価方法から選ばれる１または２以上の方法を使用することが好ましい。
これらの評価方法の内、走査型電子顕微鏡画像（ＳＥＭ画像）を除いた評価は、レーザー顕微鏡、走査型電子顕微鏡、デジタルマイクロスコープなどを使用して評価することができるほか、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）と解析装置を組み合わせることでも評価することができる。
なお、凹凸の形成状態の評価方法は、上記した方法に限定されるものではなく、他の評価方法を適用することもできる。

レーザー顕微鏡は、レーザー顕微鏡と画像の処理および解析をするためのコンピューターの組み合わせを使用することができるが、これらが一体となったものとして、オリンパス株式会社のＬＥＸＴＯＬＳ４１００、ＯＬＳ４５００などを使用することができる。
走査型電子顕微鏡は、走査型電子顕微鏡と、電子線三次元粗さ解析装置、フィールドミッション電子線三次粗さ解析装置を組み合わせて使用することができる。前記解析装置は、株式会社エリオニスのＥＲＡ−８９００、ＥＲＡ−８９００ＦＥを使用することができる。
デジタルマイクロスコープは、デジタルマイクロスコープと画像の処理および解析をするためのコンピューターの組み合わせを使用することができるが、これらが一体となったものとして、株式会社ハイロックスのＫＨ−８７００を使用することができる。

評価方法は、１つの評価方法を基準評価方法として使用して「基準凹凸状態の範囲」を決定しておき、さらに前記基準凹凸状態の範囲に相当する他の評価方法による凹凸の形成状態を「二次凹凸状態の範囲」として求めておくことで、前記基準凹凸状態の範囲および／または前記二次凹凸状態の範囲を満たすときを合格評価とする方法を使用することができる。
例えば、上記した合計で１０の評価方法を使用するとき、基準評価方法として比表面積（表面積／単位面積）を使用して基準凹凸状態の範囲（Ｘ１）を決定しておき、残りの９の評価方法ごとに前記基準凹凸状態の範囲（Ｘ１）に相当する凹凸の形成状態を二次凹凸状態の範囲（Ｘ２、Ｘ３……Ｘ９、Ｘ10）として求めておく。
そして、基準凹凸状態の範囲（Ｘ１）以上および二次凹凸状態の範囲（Ｘ２、Ｘ３……Ｘ９、Ｘ10）以上のうちの１または２以上を満たすときを合格評価とすることができる。

上記した基準凹凸状態の範囲とそれに相当する二次凹凸状態の範囲は、連続波レーザー光の照射工程によって粗面化された金属成形体の用途に応じて決定することができる。
例えば、粗面化された金属成形体を樹脂成形体との複合成形体の製造中間体として使用するときは、基準評価方法として比表面積（表面積／単位面積）を使用し、基準凹凸状態の範囲は、比表面積４．０〜１８．０μm²／ｍｍ²（前記数値範囲がＸ１となる）を合格とし、前記範囲外は不合格として管理する。
金属成形体のレーザー照射面の比表面積４．０〜１８．０μm²／ｍｍ²の範囲であると、前記レーザー照射面において樹脂成形体と接合したときの接合強度を実用上十分な範囲に管理することができる。

比表面積を除いた他の評価方法を使用するときは、比表面積４．０〜１８．０μm²／ｍｍ²の範囲に相当するときを二次凹凸状態の範囲とする。
走査型電子顕微鏡画像（ＳＥＭ画像）を使用するときは、比表面積４．０〜１８．０μm²／ｍｍ²の範囲に相当するＳＥＭ画像（ＳＥＭ写真）を二次凹凸状態の範囲とし、二次凹凸状態の範囲内であるものを合格とし、二次凹凸状態の範囲外であるものを不合格とする。
算術平均粗さ（Ｒａ）を使用するときは、比表面積４．０〜１８．０μm²／ｍｍ²の範囲に相当する算術平均粗さ（Ｒａ）を二次凹凸状態の範囲とし、二次凹凸状態の範囲内を合格とし、二次凹凸状態の範囲外を不合格とする。
他の最大高さ（Ｒｙ）、十点平均粗さ（Ｒｚ）、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）、局部凸部頂の平均間隔（Ｓ）、負荷長さ率（ｔｐ）、負荷曲線（ＢＡＣ）および振幅分布曲線（ＡＤＣ）を使用したときも同様である。

金属成形体の凹凸の形成状態の評価は、一つの評価方法のみで評価することができるが、複数の評価方法の組み合わせで管理することで、より高いレベルで製造管理および製品管理ができるようになる。
また複数の評価方法で管理することで、例えば一つの評価を実施する機器が故障したような場合でも、継続して製造管理および製品管理ができるようになる。

本発明の管理方法は、連続波レーザー光を連続照射した後の金属成形体表面の凹凸が形成された粗面の状態を評価することで、不良品を容易に発見できるほか、品質を高いレベルで維持できるようになる。
さらに本発明の管理方法は、人為的な原因または機械的な原因などの様々な原因によりレーザー照射条件が変化して、前記変化が速やかに検知できない事態が生じたような場合であっても、凹凸の形成状態により管理することで不良品を容易に発見できると共に、前記変化を是正するように速やかに対処することができる。
さらに本発明の管理方法は、レーザー照射条件は一定であっても、使用する金属成形体の品質のばらつきなどにより加工不良が生じたような場合であっても、凹凸の形成状態により管理することで、金属成形体の不良を容易に発見することができる。
さらに本発明の管理方法は、金属成形体に対するレーザー照射条件を決定するための予備試験としても使用することができる。

＜第２の管理方法＞
本発明の第２の管理方法は、連続波レーザーを連続照射した後の金属成形体表面の凹凸が形成された粗面の状態を上記した第１の管理方法で管理することで、第１成形体である金属成形体と、第一成形体である金属成形体とは異なる第２の成形体となる構成材料を使用した複合成形体の接合強度を管理する方法である。
第２成形体となる構成材料は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性エラストマー、第１の成形体の金属成形体で使用している金属よりも融点の低い金属から選ばれるものを使用することができる。

第１成形体である金属成形体と第２成形体からなる複合成形体は、例えば、図４に示すようなものであり、第２成形体が樹脂成形体であるものとして説明する。
図４の複合成形体１は、金属成形体１０と樹脂成形体２０が粗面化された金属成形体１０の接合面１２において一体にされた状態が示されている。図４中の部分拡大図では、接合面１２の粗面化状態が誇張されて図示されている。

金属成形体の接合面と樹脂成形体の一体化方法としては、
レーザー光が照射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を射出成形する工程、または
レーザー光が照射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、少なくとも前記接合面と前記樹脂成形体となる樹脂を接触させた状態で圧縮成形する工程、
を有する方法を適用することができる。
その他、射出圧縮成形などの成形方法のほか、公知の溶射方法なども使用することができる。
なお、射出成形法と圧縮成形法で熱硬化性樹脂（プレポリマー）を使用したときは、後工程において加熱などをすることで熱硬化させる。

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１２が粗面化されて形成される凹部または溝の開口径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。
このような凹部または溝の開口径より小さな繊維径の繊維状充填材を使用したときには、金属成形体の凹部または溝の内部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。

次に、融点の高い第１金属成形体と融点の低い第２金属成形体の複合成形体の製造方法について説明する。
金型内に、接合面が粗面化された融点の高い第１金属成形体を接合面が上になるように配置する。
その後、例えば周知のダイカスト法を適用して、溶融状態の融点の低い金属（例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、マグネシウムおよびそれらを含む合金）を金型内に流し込む。
このようにすることで、第１金属成形体の凹部または溝の開口部内に、第２金属成形体を構成する溶融金属が侵入する。

その後、冷却することで、融点の高い第１金属成形体と融点の低い第２金属成形体の複合成形体を得ることができる。
前工程の処理のとおり、溶融金属（第２金属成形体を構成する融点の低い金属）は、凹部または溝の開口部内に侵入しているため、侵入した金属によるアンカー効果がより強く発揮されることになる。
このため、このようにして得られた第１金属成形体と第２金属成形体からなる金属成形体同士の複合成形体の接合強度は、第１金属成形体の表面に対して、エッチング処理などの化学的処理またはサンドブラスト処理などの物理的処理をした後で、公知のダイカスト法を適用して得た金属成形体同士の複合成形体の接合強度よりも高くすることができる。

上記の方法で得られた複合成形体における金属成形体と樹脂成形体の接合強度は、複合成形体の製造後に測定することができるが、その場合には、接合強度を測定した複合成形体は製品として提供することができないため、事実上、全品検査はできない。
本発明の第２の管理方法は、上記した第１の管理方法で金属成形体の接合面の凹凸の形成状態を評価することで、前記接合強度を測定することなく、複合成形体における金属成形体と樹脂成形体の接合強度が所定値以上になるように管理することができるため、全品検査ができるようになる。
例えば、金属成形体の接合面の凹凸の形成状態の評価方法として比表面積を使用するときは、基準凹凸状態の範囲内の接合面（レーザー照射面）を有する金属成形体と樹脂成形体の接合強度を測定しておき、比表面積と接合強度の関係を求めておくことで、前記接合強度を金属成形体の接合面の比表面積で管理することができる。

複合成形体における金属成形体と樹脂成形体の接合強度は、成形条件（圧力など）も影響するが、同じ成形条件であれば金属成形体の接合面の凹凸の形成状態の変化が大きいほど接合強度も大きくなる。
このため、成形条件が同じであるときは、金属成形体の接合面の凹凸の形成状態さを管理することで、接合強度も管理することができる。
また成形条件が異なるときは、成形条件ごとに金属成形体の接合面の凹凸の形成状態と接合強度の関係を測定しておくことで管理することができる。

実施例１〜４
実施例は、図５に示す金属成形体（アルミニウム：A5052）１０の接合面１２の全面（120mm²の広さ範囲）に対して、表１に示す条件でレーザー光を連続照射した。
実施例１〜４は図１に示すようにレーザー光を連続照射した。

各実施例の接合面１２の比表面積を測定し、それらのＳＥＭ写真を撮影した。比表面積は、各実施例とも５点ずつを測定した。ＳＥＭ写真は５点の１点のみ（各実施例のNo.1のもの）を撮影した。結果を表２に示す。
（比表面積の測定方法）
レーザー顕微鏡（オリンパス株式会社製LEXT4100）で測定した（対物レンズ：MPLAPONLEXT20，ズーム：1.6倍，画像サイズ：403×402μm）。

次に、連続波レーザー照射後の金属成形体を使用して、下記の方法で射出成形して、実施例の図６に示す複合成形体を得た。
（射出成形）
樹脂：GF60%強化PA66樹脂（プラストロンPA66−GF60−01（L７）：ダイセルポリマー（株）製），ガラス繊維の繊維長：１１ｍｍ
樹脂温度：３２０℃
金型温度：１００℃
射出成形機：ファナック製ROBOSHOT S2000i100B）

（引張試験）
引張試験は、金属成形体１０側の端部を固定した状態で、金属成形体１０と樹脂成形体２０が破断するまで図７に示すＹ方向（図４のＹ方向）に引っ張った場合の接合面１２が破壊されるまでの最大荷重を測定した。
（引張試験条件）
試験機：オリエンテック社製テンシロン（UCT−1T）
引張速度：５mm／min
チャック間距離：５０mm

実施例１〜４の比表面積の数値とＳＥＭ写真を対比すると、比表面積が大きくなるほど、ＳＥＭ写真で確認できる凹凸の形成状態が変化していることが分かった。
また、比表面積が大きくなり、ＳＥＭ写真で確認できる凹凸の形成状態の変化が大きくなると、金属成形体と樹脂成形体の接合強度も大きくなっていた。
この結果から、金属成形体の接合面（レーザー光照射面）の比表面積とＳＥＭ写真により凹凸の形成状態さを評価することで、金属成形体と樹脂成形体の接合強度も管理することができる。
また、比表面積とＳＥＭ写真を除いた他の評価方法を使用して、実施例１〜４の比表面積に相当する数値範囲を測定することで同様に管理することができるため、他の評価方法で管理できることも自明である。
なお、実施例１の金属成形体の接合面に爪を強く押し当てて左右に移動させたところ爪が摩耗したため、複合成形体の製造用としては使用できないが、爪やすりなどの研磨材として使用できることが確認された。

連続波レーザー光を連続照射して表面を粗面化した金属成形体は、研磨材、微粒子の担体、樹脂との複合成形体の製造用として使用することができる。
本発明の管理方法は、金属成形体に連続波レーザー光を連続照射して表面を粗面化したときの凹凸の形成状態を評価して管理することで、各種用途の製品管理や製造管理をすることができる。

１ 複合成形体
１０ 金属成形体
１２ 接合面（レーザー照射面）
２０ 樹脂成形体

Claims (8)

1. 金属成形体の表面に対して、連続波レーザーを使用してレーザー光を連続照射して粗面化する工程を有しているとき、前記粗面化の状態を前記金属成形体の凹凸の形成状態により管理する方法。
2. 前記金属成形体表面の凹凸の形成状態の評価方法が、比表面積（表面積／単位面積）、走査型電子顕微鏡画像（ＳＥＭ画像）、算術平均粗さ（Ｒａ）、最大高さ（Ｒｙ）、十点平均粗さ（Ｒｚ）、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）、局部山頂の平均間隔（Ｓ）、負荷長さ率（ｔｐ）、負荷曲線（ＢＡＣ）および振幅分布曲線（ＡＤＣ）から選ばれる１または２以上の方法である、請求項１記載の管理方法。
3. 前記金属成形体表面の凹凸の形成状態の評価方法が、比表面積（表面積／単位面積）、走査型電子顕微鏡画像（ＳＥＭ画像）、算術平均粗さ（Ｒａ）、最大高さ（Ｒｙ）、十点平均粗さ（Ｒｚ）、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）、局部山頂の平均間隔（Ｓ）、負荷長さ率（ｔｐ）、負荷曲線（ＢＡＣ）および振幅分布曲線（ＡＤＣ）から選ばれる１または２以上の方法であるとき、
   １つの評価方法を基準評価方法として使用して基準となる凹凸の形状状態（基準凹凸状態）の範囲を決定しておき、さらに前記基準凹凸状態の範囲に相当する他の評価方法の凹凸の形成状態の範囲を二次凹凸状態の範囲として求めておくことで、前記基準凹凸状態の範囲および／または前記二次凹凸状態の範囲を満たすときを合格評価とする、請求項１記載の管理方法。
4. 前記金属成形体表面の凹凸の形成状態の評価方法が、比表面積（表面積／単位面積）、走査型電子顕微鏡画像（ＳＥＭ画像）、算術平均粗さ（Ｒａ）、最大高さ（Ｒｙ）、十点平均粗さ（Ｒｚ）、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）、局部山頂の平均間隔（Ｓ）、負荷長さ率（ｔｐ）、負荷曲線（ＢＡＣ）および振幅分布曲線（ＡＤＣ）から選ばれる１または２以上の方法であるとき、
   比表面積（表面積／単位面積）を基準評価方法として使用して基準凹凸状態の範囲を決定しておき、さらに前記基準凹凸状態の範囲に相当する他の評価方法の凹凸の形成状態を二次凹凸状態の範囲として求めておくことで、前記基準凹凸状態の範囲および／または前記二次凹凸状態の範囲を満たすときを合格評価とする、請求項１記載の管理方法。
5. 前記金属成形体表面の凹凸の形成状態の評価方法が、比表面積（表面積／単位面積）、走査型電子顕微鏡画像（ＳＥＭ画像）、算術平均粗さ（Ｒａ）、最大高さ（Ｒｙ）、十点平均粗さ（Ｒｚ）、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）、局部山頂の平均間隔（Ｓ）、負荷長さ率（ｔｐ）、負荷曲線（ＢＡＣ）および振幅分布曲線（ＡＤＣ）から選ばれる１または２以上の方法であるとき、
   基準評価方法として比表面積（表面積／単位面積）を使用して、基準凹凸状態の範囲を比表面積４．０〜１８．０μm²／ｍｍ²として、さらに前記基準凹凸状態の範囲に相当する他の評価方法の凹凸の形成状態を二次凹凸状態の範囲として求めておくことで、前記基準凹凸状態の範囲および／または前記二次凹凸状態の範囲を満たすときを合格評価とする、請求項１記載の管理方法。
6. 第１成形体である金属成形体の接合面に対して、連続波レーザーを使用してレーザー光を連続照射して粗面化する第１工程、
   第１工程においてレーザー光が照射された第１成形体である金属成形体の接合面を含む部分と第２成形体となる構成材料を接触させて一体化させる第２工程によって、
   第１成形体である金属成形体と第１成形体とは異なる構成材料からなる第２成形体が接合された複合成形体を製造するとき、
   第１工程終了後における前記接合面の凹凸の形成状態を請求項１〜５のいずれか１項記載の管理方法により管理することで、前記複合成形体における第１成形体である金属成形体と第２成形体の接合強度を管理する、管理方法。
7. 前記第２成形体となる構成材料が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性エラストマー、第１の成形体の金属成形体で使用している金属よりも融点の低い金属から選ばれるものである、請求項６記載の管理方法。
8. 前記連続波レーザーの連続照射速度が２０００ｍｍ／ｓｅｃ以上である、請求項１〜７のいずれか１項記載の管理方法。