JP5843750B2 - 金属部品の製造方法、及び複合成形体 - Google Patents
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Description
本発明の製造方法は、金属表面に粗面を、粗面が並ぶようにレーザーで形成する。そして、金属表面に粗面を形成する条件を、隣り合う粗面の間隔が250μm以下になり、粗面を形成する凹凸の深さXと上記凹凸の幅Yとの比X/Yが0.5〜5.5になる条件に調整する。
本発明の複合成形体は、以上の方法で製造された金属部品を用いて製造される。本発明の複合成形体は、上記金属部品と、金属部品の表面の少なくとも一部に形成される樹脂部品と、を備える。
また、本発明の効果を大きく害さない範囲において、所望の物性付与のために、前述したガラスファイバーに代表される従来公知の各種無機・有機充填剤、難燃剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、光安定剤、着色剤、カーボンブラック、離型剤、可塑剤等の添加剤を含有したものであってもよい。
本発明の複合成形体は、上記の通り、金属部品と樹脂部品とを備える。金属部品の表面に形成される凹凸が、樹脂部品との密着性を高めるように調整されているため、本発明の複合成形体は、樹脂部品と金属部品との密着性が強い。
実施例及び比較例で使用した複合成形体(インサート成形体)の模式図を図2に示した。(a)は分解斜視図であり、(b)は斜視図であり、(c)は金属部のみを示す図である。このインサート成形体を以下の方法で製造した。なお、図中の寸法の単位はmmである。
また、樹脂部を構成する熱可塑性樹脂組成物2として、液晶性樹脂組成物(充填材料としてガラスファイバーを30質量%含み、熱可塑性樹脂の融点が330℃であり、熱可塑性樹脂の融点+20℃の温度で測定した、せん断速度1000/秒での溶融粘度が43Pa・sの樹脂組成物、ポリプラスチックス(株)社製、「ベクトラ(登録商標)E130i」)を用いた。
なお、融点及び溶融粘度の測定方法は以下の通りである。
示差走査熱量分析装置(パーキンエルマー社製DSC)にて、室温から20℃/分の昇温条件で熱可塑性樹脂の融点を測定した。上記に示した通り、熱可塑性樹脂組成物1に含まれる熱可塑性樹脂の融点は280℃、熱可塑性樹脂組成物2に含まれる熱可塑性樹脂の融点は330℃であった。
東洋精機(株)製キャピログラフを用い、キャピラリーとして1mmφ×20mmL/フラットダイを使用し、所定のバレル温度、せん断速度1000/秒での溶融粘度を測定した。上記のバレル温度は、熱可塑性樹脂組成物1については310℃(熱可塑性樹脂の融点+30℃に該当)に設定し、熱可塑性樹脂組成物2については350℃(熱可塑性樹脂の融点+20℃に該当)に設定した。
レーザーマーカMD−V9900(キーエンス社製、レーザータイプ:YV04レーザー、発信波長:1064nm、最大定格出力:13W(平均))を用い、出力90%、ハッチング幅0.2mm、周波数40kHz、走査速度1000mm/s、走査回数0〜1000回(具体的には、表1又は表2に示す回数)という条件で、2箇所の接合予定面の金属表面に、所定方向に略平行に並ぶ複数の粗面と、上記所定方向に対して90°回転した方向に略平行に並ぶ複数の粗面とを交差させて、網目状になるように粗面を形成した。なお、レーザー光のスポット径は、50μmに調整した。
[成形条件]
・熱可塑性樹脂組成物1について
成形機:ソディックTR−40VR(縦型射出成形機)
シリンダー温度:320℃
金型温度:150℃
射出速度:100mm/s
保圧力:49MPa×5秒
・熱可塑性樹脂組成物2について
成形機:ソディックTR−40VR(縦型射出成形機)
シリンダー温度:380℃
金型温度:175℃
射出速度:70mm/s
保圧力:80MPa×5秒
上記の方法で作成した複合成形体について、接合部分の接合強度及び剥離後の破壊形態を評価した。具体的な評価方法は以下の通りである。
[接合強度]
接合強度の評価は、図2に示す形状の複合成形体の金属部の中央を長手方向に垂直に切断することにより2つに分割し、測定機器としてテンシロンUTA−50kN(オリエンテック社製)を使用し、測定速度が1mm/分の条件で行った。また、評価は図3に示すように、複合成形体を台座上に配置し、矢印方向に樹脂部を押し剥がすことで接合強度を測定した。測定結果を表1に示す(3回の平均)。
接合強度測定後に、接合部分であった領域を目視にて観察し、破壊が金属部と樹脂部との界面で生じたか(界面破壊)、金属部又は樹脂部中で生じたか(母材破壊)を評価した。結果を表1及び表2に示す。
上記の方法で作成した複合成形体を、120℃に設定したオーブン中に放置し、1000時間経過後に取り出し、この複合成形体について、上述の方法で、接合強度を測定し、破壊形態を評価した。結果を表1及び表2に示す。
上記の方法で作成した複合成形体について、冷熱衝撃試験機を用いて、120℃にて2時間加熱後、−40℃に降温して2時間冷却後、更に120℃に昇温する過程を1サイクルとする耐ヒートショック試験を1000サイクル行った後、上述の方法で、接合強度を測定し、破壊形態を評価した。結果を表1及び表2に示す。
Claims (5)
- レーザーで金属表面に粗面を、粗面が並ぶように形成させて、樹脂部品と接合させる金属部品を製造する方法であって、
前記樹脂部品が、熱可塑性樹脂の融点+20℃以上熱可塑性樹脂の融点+30℃以下の温度で測定した、せん断速度1000/秒での溶融粘度が500Pa・s以下の熱可塑性樹脂組成物から構成され、
隣り合う粗面の間隔が250μm以下であり、
前記粗面を形成する凹凸の深さXと前記凹凸の幅Yとの比X/Yが1.0〜5.5であることを特徴とする金属部品の製造方法。 - 前記粗面は、パルス波の隣合う照射スポット痕同士が互いに重複するように形成することで線状に形成されている請求項1に記載の金属部品の製造方法。
- 前記凹凸の深さが50μm以上250μm以下である請求項1又は2に記載の金属部品の製造方法。
- 前記樹脂部品がポリフェニレンサルファイド樹脂組成物から構成され、
前記比X/Yが1.0〜5.5であり、
前記凹凸の深さが50μm以上250μm以下である請求項1から3のいずれかに記載の金属部品の製造方法。 - 前記樹脂部品が液晶性樹脂組成物から構成され、
前記比X/Yが1.0〜5.5であり、
前記凹凸の深さが50μm以上250μm以下である請求項1から3のいずれかに記載の金属部品の製造方法。
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