WO2014038563A1 - 複合成形体の製造方法 - Google Patents

複合成形体の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2014038563A1
WO2014038563A1 PCT/JP2013/073736 JP2013073736W WO2014038563A1 WO 2014038563 A1 WO2014038563 A1 WO 2014038563A1 JP 2013073736 W JP2013073736 W JP 2013073736W WO 2014038563 A1 WO2014038563 A1 WO 2014038563A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
molded body
metal
resin
groove
composite molded
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/073736
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
池田大次
北川友紀
朝見芳弘
板倉雅彦
Original Assignee
ダイセルポリマー株式会社
株式会社ダイセル
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ダイセルポリマー株式会社, 株式会社ダイセル filed Critical ダイセルポリマー株式会社
Priority to KR1020157005895A priority Critical patent/KR102187239B1/ko
Priority to CN201380046151.4A priority patent/CN104602889B/zh
Publication of WO2014038563A1 publication Critical patent/WO2014038563A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection 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
    • B29C45/14008—Inserting articles into the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection 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
    • B29C45/14311—Injection 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 using means for bonding the coating to the articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection 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
    • B29C45/1418—Injection 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 the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection 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
    • B29C45/1418—Injection 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 the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure
    • B29C2045/14237—Injection 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 the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure the inserts being deformed or preformed outside the mould or mould cavity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection 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
    • B29C2045/1486—Details, accessories and auxiliary operations
    • B29C2045/14868—Pretreatment of the insert, e.g. etching, cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2305/00—Use of metals, their alloys or their compounds, as reinforcement

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a composite molded body comprising a metal molded body and a resin molded body.
  • Japanese Patent No. 4020957 discloses a metal surface for bonding with a dissimilar material (resin) including a step of laser scanning in one scanning direction and a step of laser scanning in a scanning direction crossing the metal surface. The invention of the laser processing method is described.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-167475 discloses an invention of a laser processing method in which laser scanning is performed in a superposed manner a plurality of times in the invention of Japanese Patent No. 4020957.
  • the bonded body of the above may have the highest shearing force and tensile strength in the Z-axis direction different from the X-axis and Y-axis directions.
  • a metal / resin composite having high bonding strength in a specific direction may be required, but Patent No. 4020957 In the invention of Japanese Patent Laid-Open No. 2010-167475, the above-mentioned demand cannot be sufficiently met.
  • the joint surface has a complicated shape or a shape including a narrow portion (for example, a star shape, a triangle, or a dumbbell type)
  • the surface is partially roughened by the laser scanning method in the cross direction. As a result of non-uniformity, it may be considered that sufficient bonding strength cannot be obtained.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-294024 describes a method of manufacturing an electrical / electronic component in which a metal surface is irradiated with a laser beam to form irregularities, and a resin, rubber, or the like is injection-molded on the irregularity formation site.
  • a metal surface is irradiated with a laser beam to form irregularities
  • a resin, rubber, or the like is injection-molded on the irregularity formation site.
  • the surface of a long metal coil is irradiated with a laser to form irregularities.
  • the surface of the long metal coil is roughened in a striped or satin shape.
  • paragraph No. 19 the surface of the long metal coil is roughened in a stripe, dotted, wavy, knurled, or satin. It is described.
  • the purpose of laser irradiation is to form fine irregular irregularities on the metal surface, thereby enhancing the anchor effect.
  • the object to be processed is a long metal coil, it is considered that any irregularities are inevitably formed into fine irregular irregularities. Therefore, the invention of Japanese Patent Laid-Open No. 10-294024 is the same technology as the invention of forming fine irregularities on the surface by laser irradiation in the cross direction as in the inventions of Japanese Patent Nos. 4020957 and 2010-167475. Disclosing the ideal idea.
  • Japanese Patent No. 4993039 discloses a method for producing a composite molded article having a metal member and a fiber-reinforced polymer material portion by performing an etching treatment after blasting the surface of the metal member ( Embodiment 9).
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a composite molded body capable of obtaining a composite molded body with increased bonding strength.
  • the present invention A method for producing a composite molded body in which a metal molded body and a resin molded body are joined,
  • the average diameter (Db) of the opening is 1.0 to 1000 ⁇ m, the recess having the maximum depth of 10 to 1000 ⁇ m, or the average width (Wb) of the opening with respect to the joint surface of the metal molded body with the resin molded body.
  • the bonding strength between the metal molded body and the resin molded body can be increased.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view in the thickness direction of a composite molded body obtained by the production method of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view in the diametrical direction of another embodiment obtained by the manufacturing method of the present invention, where (a) is a view seen from the side, and (b) is a view seen from the end face.
  • 3A and 3B are a plan view and a cross-sectional view for explaining the formation state of the recess formed in the first step of the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view for explaining the formation state of the recess formed in the first step of the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the recess of FIG. 4 in the thickness direction.
  • FIG. 6A and 6B are a plan view and a cross-sectional view for explaining the formation state of the groove formed in the first step of the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view for explaining the formation state of the groove formed in the first step of the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the groove of FIG. 7 in the thickness direction.
  • FIG. 9 is a plan view for explaining a metal molded body used in Examples and Comparative Examples.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a composite molded body obtained in Examples and Comparative Examples and a method for measuring the bonding strength thereof.
  • FIG. 11 is a CCD photograph for explaining the state of the metal molded body before joining with the resin of Comparative Example 1.
  • reference numeral 1 indicates a composite molded body
  • reference numeral 10 indicates a metal molded body
  • reference numeral 12 indicates a bonding surface
  • reference numeral 20 indicates a resin molded body.
  • the composite molded body obtained by the production method of the present invention is, for example, as shown in FIGS.
  • a flat metal molded body 10 and a flat resin molded body 20 are bonded and integrated at a bonding surface 12.
  • 2 (a) and 2 (b) is a composite molded body 1 in which a round bar-shaped metal molded body 10 and a round bar-shaped resin molded body 20 are joined and integrated on a joint surface 12.
  • the metal of the metal molded body used in the composite molded body of the present invention is not particularly limited, and can be appropriately selected from known metals according to applications.
  • the molding method of the metal molded body used in the composite molded body of the present invention is not particularly limited, and can be produced by applying various known molding methods according to the type of metal, for example, die casting. What was manufactured by the method can be used.
  • the present invention comprises the first, second and third steps in this order, but other steps can be added before each step as long as the problems of the present invention can be solved.
  • the process process which cleans the joining surface of a metal molded object can be provided before each process.
  • the first step is a recess having an average diameter (Db) of the opening of 1.0 to 1000 ⁇ m and a maximum depth of 10 to 1000 ⁇ m, or an average width (Wb) of the opening of 1.0 to 1000 ⁇ m with respect to the joint surface of the metal molded body.
  • a groove with a maximum depth of 10 to 1000 ⁇ m is formed.
  • the recess or the groove may be formed on the entire bonding surface, or may be formed on a part of the bonding surface as long as the desired bonding strength can be obtained.
  • the recess (hole) When forming the recess (hole), the recess (hole) having an average diameter (Db) of the opening of 1.0 to 1000 ⁇ m, preferably 30 to 1000 ⁇ m and a maximum depth of 10 to 1000 ⁇ m, preferably 50 to 1000 ⁇ m is formed.
  • Recesses can be formed such that a large number of recesses are regularly or randomly dispersed, a large number of recesses are formed in a dotted line, and straight lines, curves or figures (circles, polygons, irregular shapes, etc.)
  • the concave portions formed so as to form a plurality of straight lines, curves, or figures can be formed so as to intersect at a plurality of locations.
  • an average width (Wb) of the opening is 1.0 to 1000 ⁇ m, preferably 30 to 1000 ⁇ m, and the maximum depth is 10 to 1000 ⁇ m, preferably 50 to 1000 ⁇ m.
  • Grooves can be formed so that many grooves form straight lines, curves, or figures (circles, polygons, irregular shapes, etc.), and multiple grooves formed to form multiple lines, curves, or figures It can also be formed to intersect.
  • both the recess and the groove can be formed on the joint surface of the metal molded body.
  • means for selecting a laser beam irradiation, pressing, rolling, and cutting can be used when forming a recess or groove.
  • the rolling process is particularly suitable for forming grooves.
  • a known laser When using the method of irradiating laser light, a known laser can be used.
  • YVO4 laser, YAG laser, fiber laser, semiconductor laser, glass laser, ruby laser, He—Ne laser, nitrogen laser, chelate laser, and dye laser can be used.
  • the laser irradiation conditions such as wavelength, beam diameter, pore spacing, frequency, etc., are determined depending on the type of metal molded body to be joined, the average opening diameter (Db) of the range or the average width of the range (although it is determined so that Wb) can be formed, the irradiation conditions are stronger than those in the case of laser light irradiation in the second step. For example, under the same laser light irradiation conditions as in the second step, the number of scans can be increased as compared with the second step.
  • the conditions when using laser light irradiation as the first step can be as follows, for example.
  • the output is preferably 4 to 400W.
  • the wavelength is preferably from 300 to 1200 nm, more preferably from 500 to 1070 nm.
  • the pulse width of one scan (irradiation time of one scan of laser light) is preferably 1 to 100,000 nsec, and more preferably 1 to 100 nsec.
  • the frequency is preferably 1 to 100 kHz.
  • the beam diameter is preferably 5 to 200 ⁇ m, more preferably 5 to 100 ⁇ m, and even more preferably 5 to 50 ⁇ m.
  • the focal position is preferably ⁇ 10 to +10 mm, more preferably ⁇ 6 to +6 mm.
  • the processing speed is preferably 1 to 10,000 mm / sec, more preferably 5 to 10,000 mm / sec, still more preferably 10 to 10,000 mm / sec.
  • the number of scans is preferably 1 to 20 times, and more preferably 1 to 10 times.
  • a method using a needle-like working tool capable of forming a concave portion of a predetermined size or a processing tool having a blade capable of forming a groove of a predetermined size can be applied.
  • the rolling process is suitable as a method of processing the surface of the round bar-shaped metal molded body 10 as shown in FIG. 2, and for example, a male thread-like groove can be formed.
  • the cutting process is suitable as a method of processing the surface of the round bar-shaped metal molded body 10 as shown in FIG. 2 as in the rolling process, and can also be applied to a process of forming a recess.
  • FIG. 3A is a plan view showing a state in which a circular recess (hole) is opened in the first step
  • FIG. 3B is a cross-sectional view in the thickness direction of FIG. 3A (depth direction). ).
  • the shape of the depth direction of a hole is a triangle.
  • the hole has a shape in which the shape of the opening is selected from the shapes shown in FIGS. 4 (a) to (f), and the combination in which the shape in the depth direction is obtained from the shapes shown in FIGS. 5 (a) to (c).
  • the shape of the opening of the hole is not particularly limited.
  • the shape in the depth direction of the hole is not particularly limited, and may be a triangle in FIG. 5A, a quadrangle in FIG. 5B, or a trapezoid in FIG. Other shapes can also be used.
  • FIG. 6A is a plan view showing a state where grooves are formed in the first step
  • FIG. 6B is a sectional view (shape in the depth direction) in the thickness direction of FIG. ing.
  • the joining surface 12 of the metal molded body 10 is in a state in which a large number of fine holes are formed by the treatment in the second step and the surface is roughened (roughened than before the treatment). Grooves are formed at even intervals.
  • channel is a triangle.
  • the shape of the opening is selected from the shapes shown in FIGS. 7 (a) to (d), and the shape in the depth direction is based on the shapes shown in FIGS. 8 (a) to (e). It can be a combination of what is obtained.
  • the shape (planar shape) of the opening of the groove is not particularly limited, and is a combination of straight lines in FIG. 7A and a straight line that is narrower in the direction perpendicular to (a) in FIG. A combination, a combination of curves in FIG. 7 (c), a combination of lattice-like straight lines in FIG. 7 (d), or a shape other than that illustrated.
  • the shape in the depth direction of the groove is not particularly limited. The triangle in FIG.
  • FIG. 8A, the quadrangle in FIG. 8B, the trapezoid in FIG. 8C, and (c) in FIG. Can be a reverse trapezoid, the trapezoid of FIG. 8 (e) can be a rounded shape, or a shape other than that shown.
  • the average diameter (Ds) of the opening is 0.01 to 50 ⁇ m or the average width (Ws) of the opening with respect to the joint surface of the metal formed body in which the recess or groove is formed in the first step. Forms a groove of 0.01 to 50 ⁇ m.
  • recesses (holes) When forming recesses (holes) on the joint surface of the metal molded body, recesses (holes) having an average diameter (Ds) of the openings of 0.01 to 50 ⁇ m, preferably 0.1 to 50 ⁇ m, and more preferably 1.0 to 50 ⁇ m are formed. .
  • Ds average diameter
  • a process for forming the recess is performed. At this time, the joint surface is more roughened and rougher than before processing.
  • Recesses can be formed such that a large number of recesses are regularly or randomly dispersed, a large number of recesses are formed in a dotted line, and straight lines, curves or figures (circles, polygons, irregular shapes, etc.)
  • the concave portions formed so as to form a plurality of straight lines, curves, or figures can be formed so as to intersect at a plurality of locations.
  • grooves When grooves are formed on the joint surface of the metal formed body, grooves having an average width (Ws) of openings of 0.01 to 50 ⁇ m, preferably 0.1 to 50 ⁇ m, and more preferably 1.0 to 50 ⁇ m are formed. Grooves can be formed so that many grooves form straight lines, curves, or figures (circles, polygons, irregular shapes, etc.), and multiple grooves formed to form multiple lines, curves, or figures It can also be formed to intersect. In the second step, both the recess and the groove can be formed on the joint surface of the metal molded body.
  • Ws average width
  • channel when forming a recessed part or a groove
  • channel can also be formed in the inside of the recessed part formed in the 1st process, or a groove
  • a recess or groove is formed in the recess or in the recess or in the groove formed in the first step. Then, it is preferable to roughen the surface.
  • a laser beam irradiation, an etching process, a pressing process and a blasting process can be used when forming the recess, and a laser beam irradiation when forming the groove, Means selected from etching and pressing can be used.
  • a known laser When using the method of irradiating laser light, a known laser can be used.
  • YVO4 laser, YAG laser, fiber laser, semiconductor laser, glass laser, ruby laser, He—Ne laser, nitrogen laser, chelate laser, and dye laser can be used.
  • the laser irradiation conditions such as wavelength, beam diameter, pore spacing, frequency, etc., are determined depending on the type of metal molded body to be joined, the average aperture diameter (Ds) of the range or the average width of the range ( Ws) is determined so that it can be formed, but it is performed under conditions that are milder than in the case of laser light irradiation in the first step. For example, under the same laser light irradiation conditions as in the first step, the number of scans can be reduced as compared with the first step.
  • etching process a method in which a well-known etching solution corresponding to a metal and a masking member are used in combination can be applied.
  • a method using a needle-like working tool capable of forming a concave portion of a predetermined size or a processing tool having a blade capable of forming a groove of a predetermined size can be applied.
  • blasting shot blasting, sand blasting, or the like can be used.
  • ⁇ Third step> a portion including the joint surface of the metal molded body is placed in a mold, and insert molding is performed using a resin to be a resin molded body to obtain a composite molded body.
  • Resin of the resin molded body used in the composite molded body of the present invention includes thermoplastic elastomers in addition to thermoplastic resins and thermosetting resins.
  • the thermoplastic resin can be appropriately selected from known thermoplastic resins depending on the application.
  • polyamide-based resins aliphatic polyamides such as PA6 and PA66, aromatic polyamides
  • copolymers containing styrene units such as polystyrene, ABS resin, AS resin, polyethylene, copolymers containing ethylene units, polypropylene, propylene
  • thermosetting resin can be appropriately selected from known thermosetting resins depending on the application.
  • urea resin, melamine resin, phenol resin, resorcinol resin, epoxy resin, polyurethane, and vinyl urethane can be mentioned.
  • thermoplastic elastomer can be appropriately selected from known thermoplastic elastomers according to the application. Examples thereof include styrene elastomers, vinyl chloride elastomers, olefin elastomers, urethane elastomers, polyester elastomers, nitrile elastomers, and polyamide elastomers.
  • thermoplastic resins, thermosetting resins, and thermoplastic elastomers can be blended with known fibrous fillers.
  • known fibrous fillers include carbon fibers, inorganic fibers, metal fibers, and organic fibers. Carbon fibers are well known, and PAN, pitch, rayon, lignin and the like can be used.
  • inorganic fibers include glass fibers, basalt fibers, silica fibers, silica / alumina fibers, zirconia fibers, boron nitride fibers, and silicon nitride fibers.
  • the metal fiber include fibers made of stainless steel, aluminum, copper and the like.
  • organic fibers examples include polyamide fibers (fully aromatic polyamide fibers, semi-aromatic polyamide fibers in which one of diamine and dicarboxylic acid is an aromatic compound, aliphatic polyamide fibers), polyvinyl alcohol fibers, acrylic fibers, polyolefin fibers, Synthetic fibers such as polyoxymethylene fibers, polytetrafluoroethylene fibers, polyester fibers (including wholly aromatic polyester fibers), polyphenylene sulfide fibers, polyimide fibers, liquid crystal polyester fibers, natural fibers (cellulosic fibers, etc.) and regenerated cellulose ( Rayon) fiber or the like can be used.
  • polyamide fibers fully aromatic polyamide fibers, semi-aromatic polyamide fibers in which one of diamine and dicarboxylic acid is an aromatic compound
  • aliphatic polyamide fibers examples include polyvinyl alcohol fibers, acrylic fibers, polyolefin fibers, Synthetic fibers such as polyoxymethylene fibers, polytetra
  • these fibrous fillers those having a fiber diameter in the range of 3 to 60 ⁇ m can be used, and among these, for example, the width of the marking pattern formed on the joint surface 11 of the metal molded body 10 ( It is preferable to use one having a fiber diameter smaller than the size of the opening of the pore or the width of the groove.
  • the fiber diameter is more desirably 5 to 30 ⁇ m, and further desirably 7 to 20 ⁇ m.
  • a fibrous filler having a fiber diameter smaller than the width of the marking pattern is used, a composite molded body in which a part of the fibrous filler is stuck in the marking pattern of the metal molded body is obtained. This is preferable because the bonding strength between the molded body and the resin molded body is increased.
  • these fibrous fillers increase the mechanical strength of the resin molded body and increase the bonding strength between the metal molded body and the resin molded body by reducing the mechanical strength difference from the metal molded body.
  • the weight average fiber length contained in the resin molded body is preferably 0.1 to 5.0 mm, more preferably 0.1 to 4.0 mm, still more preferably 0.2 to 3.0 mm, and most preferably 0. It is preferable to use a raw material having a length that can be adjusted to 5 to 2.5 mm.
  • the blending amount of the fibrous filler with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin, thermosetting resin, and thermoplastic elastomer is preferably 5 to 250 parts by mass. More preferably, it is 25 to 200 parts by mass, and even more preferably 45 to 150 parts by mass.
  • Example 1 First step> The average of the openings is obtained by pressing the joint surface 12 (part of the contact surface between the actual metal molded body and the resin molded body) of the metal molded body 10 (stainless steel: SUS304) having the shape shown in FIG. A hole having a diameter (Db) of 500 ⁇ m was formed. Electromagnetic dot marking (Izushi Co., Ltd., MULTI4) was used as the press working means.
  • ⁇ Second step> By irradiating a laser beam to the joint surface 12 of the metal molded body in which the concave portion is formed in the first step to form holes having an average diameter (Ds) of the opening of 16.4 ⁇ m, the surface of the joint surface 12 ( In the first step, the surface was roughened by forming a large number of irregularities on the surface where no concave portion was formed and the inner surface of the concave portion.
  • Ds average diameter
  • Laser type YVO4 Output (W): 6.0 Wavelength (nm): 1064 Pulse width (nsec): ⁇ 40 Frequency (kHz): 50 Focus position ( ⁇ mm): 0 Beam diameter ( ⁇ m): 30 Processing speed (mm / sec): 500 Number of scans: 1
  • GF60% reinforced PA66 resin Pulp PA66-GF60-01 (L9): manufactured by Daicel Polymer Co., Ltd., fiber length of 11 mm of glass fiber
  • Example 2 The average of the openings by irradiating the joining surface 12 (a part of the contact surface between the actual metal molded body and the resin molded body) of the metal molded body 10 (aluminum: SUS304) having the shape shown in FIG. A hole having a diameter (Db) of 110 ⁇ m was formed.
  • Laser irradiation conditions Laser type: YVO4 Output (W): 5.5 Wavelength (nm): 1064 Pulse width (nsec): ⁇ 40 Frequency (kHz): 50 Focus position ( ⁇ mm): 0 Beam diameter ( ⁇ m): 30 Processing speed (mm / sec): 500 Number of scans: 30
  • ⁇ Second step> In the same manner as in Example 1, the surface of the joining surface 12 (the surface where no recess was formed in the first step and the inner surface of the recess) was roughened by forming many unevennesses.
  • ⁇ Third step> In the same manner as in Example 1, a composite molded body shown in FIG. 10 was obtained.
  • Example 3 The average of the openings by irradiating the joining surface 12 (a part of the contact surface between the actual metal molded body and the resin molded body) of the metal molded body 10 (aluminum: SUS304) having the shape shown in FIG. A hole having a diameter (Db) of 170 ⁇ m was formed.
  • Laser irradiation conditions Laser type: YVO4 Output (W): 5.5 Wavelength (nm): 1064 Pulse width (nsec): ⁇ 40 Frequency (kHz): 50 Focus position ( ⁇ mm): 0 Beam diameter ( ⁇ m): 30 Processing speed (mm / sec): 500 Number of scans: 45
  • ⁇ Second step> In the same manner as in Example 1, the surface of the joining surface 12 (the surface where no recess was formed in the first step and the inner surface of the recess) was roughened by forming many unevennesses.
  • ⁇ Third step> In the same manner as in Example 1, a composite molded body shown in FIG. 10 was obtained.
  • FIG. 11A is a CCD photograph of the joint surface after performing the same first step as in Example 1, and FIG. 11B is an enlarged photograph.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)

Abstract

　本発明は、接合強度の高い複合成形体の製造方法を提供する。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、前記金属成形体の前記樹脂成形体との接合面に対して、開口部の平均直径（Ｄｂ）が1.0～1000μm、最大深さが10～1000μmの凹部、または開口部の平均幅（Ｗｂ）が1.0～1000μm、最大深さが10～1000μmの溝を形成する第１工程、前記凹部または溝が形成された金属成形体の接合面に対して、開口部の平均直径（Ｄｓ）が0.01～50μmの凹部、または開口部の平均幅（Ｗｓ）が0.01～50μmの溝を形成する第２工程、その後、金属成形体の接合面を含む部分を金型内に配置して、樹脂成形体となる樹脂を使用してインサート成形して複合成形体を得る第３工程、を有している複合成形体の製造方法である。

Description

複合成形体の製造方法
　本発明は、金属成形体と樹脂成形体からなる複合成形体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。
　特許第４０２０９５７号公報には、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。
　特開２０１０－１６７４７５号公報には、特許第４０２０９５７号公報の発明において、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、特許第４０２０９５７号公報、特開２０１０－１６７４７５号公報の発明は、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、特許第４０２０９５７号公報、特開２０１０－１６７４７５号公報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。
　特開平１０－２９４０２４号公報には、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、特開平１０－２９４０２４号公報の発明は、特許第４０２０９５７号公報、特開２０１０－１６７４７５号公報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４９９３０３９号公報には、金属部材と繊維強化高分子材料部を有する複合成形品の製造方法として、金属部材表面に対してブラスト処理をした後でエッチング処理をする方法が記載されている（実施形態９）。
　特表２０１１－５２９４０４号公報には、金属とプラスチックからなる複合部材の製造方法として、特定のパルス継続時間をもつレーザーを用いて、ナノ構造によって重畳されたマイクロ構造を有するように表面構造を形成する工程を具備する発明が記載されている。
　本発明は、接合強度を高めた複合成形体を得ることができる、複合成形体の製造方法を提供することを課題とする。
　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の製造方法であって、
　前記金属成形体の前記樹脂成形体との接合面に対して、開口部の平均直径（Ｄｂ）が1.0～1000μm、最大深さが10～1000μmの凹部、または開口部の平均幅（Ｗｂ）が1.0～1000μm、最大深さが10～1000μmの溝を形成する第１工程、
　前記凹部または溝が形成された金属成形体の接合面に対して、開口部の平均直径（Ｄｓ）が0.01～50μmの凹部、または開口部の平均幅（Ｗｓ）が0.01～50μmの溝を形成する第２工程、
　その後、金属成形体の接合面を含む部分を金型内に配置して、樹脂成形体となる樹脂を使用してインサート成形して複合成形体を得る第３工程、
を有している複合成形体の製造方法を提供する。
　本発明の複合成形体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。
図１は、本発明の製造方法で得られる複合成形体の厚さ方向の断面図である。 図２は、本発明の製造方法で得られる他実施形態の直径方向の断面図であり、（ａ）は側面から見た図、（ｂ）は端面から見た図である。 図３は、本発明の製造方法の第１工程で形成される凹部の形成状態を説明するための平面図と断面図である。 図４は、本発明の製造方法の第１工程で形成される凹部の形成状態を説明するための平面図である。 図５は、図４の凹部の厚さ方向への断面図である。 図６は、本発明の製造方法の第１工程で形成される溝の形成状態を説明するための平面図と断面図である。 図７は、本発明の製造方法の第１工程で形成される溝の形成状態を説明するための平面図である。 図８は、図７の溝の厚さ方向への断面図である。 図９は、実施例および比較例で使用した金属成形体を説明するための平面図である。 図１０は、実施例および比較例で得た複合成形体と、その接合強度の測定方法を説明するための図である。 図１１は、比較例１の樹脂と接合する前の金属成形体の状態を説明するためのCCD写真である。　図中、符号１は、複合成形体を、符号１０は、金属成形体を、符号１２は、接合面を、符号２０は、樹脂成形体をそれぞれ示す。発明の詳細な説明
　本発明の製造方法で得られる複合成形体は、例えば図１、図２に示すようなものである。
　図１の複合成形体１は、平板状の金属成形体１０と平板状の樹脂成形体２０が接合面１２において接合一体化されているものである。
　図２（ａ）、（ｂ）の複合成形体１は、丸棒状の金属成形体１０と丸棒状の樹脂成形体２０が接合面１２において接合一体化されているものである。
　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、亜鉛、マグネシウム、銅、鉛、錫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金属成形体の成形方法は特に制限されるものではなく、金属の種類に応じて公知の各種成形法を適用して製造することができるものであり、例えばダイカスト法で製造したものを使用することができる。
　以下、本発明の製造方法を工程ごとに説明する。
　本発明は第１、第２および第３工程をこの順序で具備するものであるが、本発明の課題を解決できる範囲であれば、各工程の前において他の工程を付加することができる。
　例えば、各工程の前において、金属成形体の接合面を清浄にする処理工程を設けることができる。
　＜第１工程＞
　第１工程は、金属成形体の接合面に対して、開口部の平均直径（Ｄｂ）が1.0～1000μm、最大深さが10～1000μmの凹部、または開口部の平均幅（Ｗｂ）が1.0～1000μm、最大深さが10～1000μmの溝を形成する。
　凹部または溝は、接合面の全体に形成してもよいし、目的とする接合強度が得られるのであれば、接合面の一部に形成してもよい。
　凹部（孔）を形成するときは、開口部の平均直径（Ｄｂ）が1.0～1000μm、好ましくは30～1000μm、最大深さが10～1000μm、好ましくは50～1000μmの凹部（孔）を形成する。
　凹部は、多数の凹部が規則的にまたはランダムに分散するように形成することができ、多数の凹部が点線状に形成され、かつ直線、曲線または図形（円、多角形、不定形など）をなすように形成することができ、複数の直線、曲線または図形をなすように形成された凹部が複数箇所で交差するように形成することもできる。
　金属成形体の接合面に溝を形成するときは、開口部の平均幅（Ｗｂ）が1.0～1000μm、好ましくは30～1000μm、最大深さが10～1000μm、好ましくは50～1000μmの溝を形成する。
　溝は、多数の溝が直線、曲線または図形（円、多角形、不定形など）をなすように形成することができ、複数の直線、曲線または図形をなすように形成された溝が複数箇所で交差するように形成することもできる。
　なお、第１工程では、金属成形体の接合面に対して、凹部と溝の両方を形成することができる。
　第１工程の処理方法としては、凹部または溝を形成するときにはレーザー光の照射、プレス加工、転造加工および切削加工から選ばれる手段を使用することができる。転造加工は特に溝の形成に適している。
　レーザー光を照射する方法を使用するときには、公知のレーザーを使用することができる。例えば、ＹＶＯ4レーザー、ＹＡＧレーザー、ファイバーレーザー、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の種類に応じて、前記範囲の平均開口径（Ｄｂ）または前記範囲の平均幅（Ｗｂ）を形成できるように決定するが、第２工程でレーザー光の照射をする場合よりも強い照射条件となる。例えば、第２工程と同じレーザー光の照射条件であるが、第２工程によりもスキャン回数を多くすることができる。
　第１工程としてレーザー光の照射を使用するときの条件は、例えば次のようにすることができる。
　出力は４～４００Ｗが好ましい。
　波長は３００～１２００nmが好ましく、５００～１０７０ｎｍがより好ましい。
　１スキャンのパルス幅（１スキャンのレーザー光の照射時間）は１～１００,０００nsecが好ましく、１～１００nsecがより好ましい。
　周波数は１～１００kHzが好ましい。
　ビーム径は５～２００μmが好ましく、５～１００μmがより好ましく、５～５０μmがさらに好ましい。
　焦点位置は-１０～+１０ｍｍが好ましく、－６～＋６ｍｍがより好ましい。
　加工速度は１～１０,０００ｍｍ／secが好ましく、５～１０,０００ｍｍ／secがより好ましく、１０～１０,０００ｍｍ／secがさらに好ましい。
　スキャン回数は１～２０回が好ましく、１～１０回がより好ましい。
　プレス加工は、所定の大きさの凹部を形成できるような針状の加工具、または所定の大きさの溝を形成できるような刃を有する加工具を使用する方法を適用することができる。
　転造加工は、図２に示すような丸棒状の金属成形体１０の表面を加工する方法として適しており、例えば雄ねじ状の溝を形成することができる。
　切削加工は、転造加工と同様に図２に示すような丸棒状の金属成形体１０の表面を加工する方法として適しており、さらに凹部を形成する加工にも適用することができる。
　次に、第１工程における実施形態を図面により説明する。
　図３（ａ）は、第１工程にて円形の凹部（孔）をあけた状態を示す平面図であり、図３（ｂ）は（ａ）の厚さ方向への断面図（深さ方向の形状）を示している。
　図３（ｂ）では、孔の深さ方向の形状は三角形になっている。
　孔は、開口部の形状が図４（ａ）～（ｆ）に示す形状から選ばれるものであり、深さ方向の形状が図５（ａ）～（ｃ）に示す形状から得られるものの組み合わせにすることができる。
　孔の開口部の形状は特に制限されるものではなく、図４（ａ）の円形、図４（ｂ）のイチョウの葉形、図４（ｃ）のブーメラン形、図４（ｄ）の楕円形、図４（ｅ）の四角形、図４（ｆ）の多角形のようにすることができ、図示したもの以外の形状にすることもできる。
　孔の深さ方向の形状は特に制限されるものではなく、図５（ａ）の三角形、図５（ｂ）の四角形、図５（ｃ）の台形のようにすることができ、図示したもの以外の形状にすることもできる。
　図６（ａ）は、第１工程にて溝を形成した状態を示す平面図であり、図６（ｂ）は（ａ）の厚さ方向への断面図（深さ方向の形状）を示している。
　金属成形体１０の接合面１２は、第２工程の処理により微細な孔が多数形成されて表面が粗くされた（処理前よりも粗面化された）状態になっており、そこに多数の溝が均等間隔で形成されている。
　図６（ｂ）では、溝の深さ方向の形状は三角形になっている。
　溝は、開口部の形状（平面形状）が図７（ａ）～（ｄ）に示す形状から選ばれるものであり、深さ方向の形状が図８（ａ）～（ｅ）に示す形状から得られるものの組み合わせにすることができる。
　溝の開口部の形状（平面形状）は特に制限されるものではなく、図７（ａ）の直線の組み合わせ、図７（ｂ）の（ａ）とは直交する方向でより幅の細い直線の組み合わせ、図７（ｃ）の曲線の組み合わせ、図７（ｄ）の格子状の直線の組み合わせのようにすることができ、図示したもの以外の形状にすることもできる。
　溝の深さ方向の形状は特に制限されるものではなく、図８（ａ）の三角形、図８（ｂ）の四角形、図８（ｃ）の台形、図８（ｄ）の（ｃ）とは逆向きの台形、図８（ｅ）の（ｄ）の台形が丸みを帯びた形状のようにすることができ、図示したもの以外の形状にすることもできる。
　＜第２工程＞
　第２工程では、第１工程にて凹部または溝を形成した金属成形体の接合面に対して、開口部の平均直径（Ｄｓ）が0.01～50μmの凹部、または開口部の平均幅（Ｗｓ）が0.01～50μmの溝を形成する。
　金属成形体の接合面に凹部（孔）を形成するときは、開口部の平均直径（Ｄｓ）が0.01～50μm、好ましくは0.1～50μm、さらに好ましくは1.0～50μmの凹部（孔）を形成する。
　金属成形体の表面状態によっては、第１工程にて凹部または溝が形成されていない接合面には微細な凹凸が存在することも考えられるが、そのような場合であっても、前記範囲の凹部を形成するための処理をする。このとき、前記接合面は処理前と比べると、より多くの凹凸が形成され、より粗面化された状態になっている。
　凹部は、多数の凹部が規則的にまたはランダムに分散するように形成することができ、多数の凹部が点線状に形成され、かつ直線、曲線または図形（円、多角形、不定形など）をなすように形成することができ、複数の直線、曲線または図形をなすように形成された凹部が複数箇所で交差するように形成することもできる。
　金属成形体の接合面に溝を形成するときは、開口部の平均幅（Ｗｓ）が0.01～50μm、好ましくは0.1～50μm、さらに好ましくは1.0～50μmの溝を形成する。
　溝は、多数の溝が直線、曲線または図形（円、多角形、不定形など）をなすように形成することができ、複数の直線、曲線または図形をなすように形成された溝が複数箇所で交差するように形成することもできる。
　第２工程では、金属成形体の接合面に対して、凹部と溝の両方を形成することができる。
　なお、第２工程にて凹部または溝を形成するときは、第１工程にて形成された凹部の内部または溝の内部にも凹部または溝を形成することができる。金属成形体と樹脂成形体との接合強度を高めるためには、第２工程において、第１工程にて形成された凹部の内部または溝の内部にも凹部または溝内にも凹部または溝を形成して粗面化することが好ましい。
　第２工程の処理方法としては、凹部を形成するときにはレーザー光の照射、エッチング処理、プレス加工およびブラスト加工から選ばれる手段を使用することができ、溝を形成するときは、レーザー光の照射、エッチング処理およびプレス加工から選ばれる手段を使用することができる。
　レーザー光を照射する方法を使用するときには、公知のレーザーを使用することができる。例えば、ＹＶＯ4レーザー、ＹＡＧレーザー、ファイバーレーザー、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の種類に応じて、前記範囲の平均開口径（Ｄｓ）または前記範囲の平均幅（Ｗｓ）を形成できるように決定するが、第１工程でレーザー光の照射をする場合よりも緩和な条件で実施する。例えば、第１工程と同じレーザー光の照射条件であるが、第１工程によりもスキャン回数を少なくすることができる。
　エッチング加工は、金属に応じた周知のエッチング液とマスキング部材を組み合わせて使用する方法を適用することができる。
　プレス加工は、所定の大きさの凹部を形成できるような針状の加工具、または所定の大きさの溝を形成できるような刃を有する加工具を使用する方法を適用することができる。
　ブラスト加工としては、ショットブラスト加工、サンドブラスト加工などを使用することができる。
　＜第３工程＞
　第３工程は、金属成形体の接合面を含む部分を金型内に配置して、樹脂成形体となる樹脂を使用してインサート成形して複合成形体を得る。
　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。
　さらにこれらの繊維状充填材は、樹脂成形体の機械的強度を高め、金属成形体との機械的強度差を小さくすることで金属成形体と樹脂成形体との接合強度を高めるため、成形後の樹脂成形体中に含まれる重量平均繊維長が、好ましくは０．１～５．０ｍｍ、より好ましくは０．１～４．０ｍｍ、さらに好ましくは０．２～３．０ｍｍ、もっとも好ましくは０．５～２．５ｍｍにできるような長さのものを製造原料として使用することが好ましい。
　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。
　実施例１
　＜第１工程＞
　図９に示す形状の金属成形体１０（ステンレス：ＳＵＳ３０４）の接合面１２（実際の金属成形体と樹脂成形体の接触面の一部面）に対してプレス加工することで、開口部の平均直径（Ｄｂ）が５００μmの孔を形成した。プレス加工手段として、電磁式ドットマーキング（株式会社出石、ＭＵＬＴＩ４）を使用した。
　＜第２工程＞
　第１工程で凹部を形成した金属成形体の接合面１２に対してレーザー光を照射して開口部の平均直径（Ｄｓ）が１６．４μmの孔をあけることで、前記接合面１２の表面（第１工程で凹部は形成されていない面と、前記凹部の内表面）により多くの凹凸を形成することで粗面化した。
　（レーザー光の照射条件）
　レーザーの種類：YVO4
　出力（Ｗ）：6.0
　波長（nm）：1064
　パルス幅（nsec）：<40
　周波数（kHz）：50
　焦点位置（±mm）：0
　ビーム径（μm）：30
　加工速度（mm／sec）：500
　スキャン回数：1
　＜第３工程＞
　樹脂として、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，ガラス繊維の繊維長１１ｍｍ）を使用した。
　金型内に第１工程および第２工程の処理をした金属成形体１０の接合面１２を含む面を入れ、次の条件でインサート成形して、図１０に示す複合成形体を得た。
　樹脂温度：３２０℃
　金型温度：１００℃
　射出成形機：FUNAC ROBOSHOT S－2000i－100B
　実施例２
　＜第１工程＞
　図９に示す形状の金属成形体１０（アルミニウム：ＳＵＳ３０４）の接合面１２（実際の金属成形体と樹脂成形体の接触面の一部面）に対してレーザー光を照射して開口部の平均直径（Db）が１１０μｍの穴を形成した。
（レーザー光の照射条件）
　レーザーの種類：YVO4
　出力（Ｗ）：5.5
　波長（nm）：1064
　パルス幅（nsec）：<40
　周波数（kHz）：50
　焦点位置（±mm）：0
　ビーム径（μm）：30
　加工速度（mm／sec）：500
　スキャン回数：30
　＜第２工程＞
　実施例１と同様にして、前記接合面１２の表面（第１工程で凹部は形成されていない面と、前記凹部の内表面）により多くの凹凸を形成することで粗面化した。
　＜第３工程＞
　実施例１と同様にして、図１０に示す複合成形体を得た。
　実施例３
　＜第１工程＞
　図９に示す形状の金属成形体１０（アルミニウム：ＳＵＳ３０４）の接合面１２（実際の金属成形体と樹脂成形体の接触面の一部面）に対してレーザー光を照射して開口部の平均直径（Db）が１７０μｍの穴を形成した。
（レーザー光の照射条件）
　レーザーの種類：YVO4
　出力（Ｗ）：5.5
　波長（nm）：1064
　パルス幅（nsec）：<40
　周波数（kHz）：50
　焦点位置（±mm）：0
　ビーム径（μm）：30
　加工速度（mm／sec）：500
　スキャン回数：45
　＜第２工程＞
　実施例１と同様にして、前記接合面１２の表面（第１工程で凹部は形成されていない面と、前記凹部の内表面）により多くの凹凸を形成することで粗面化した。
　＜第３工程＞
実施例１と同様にして、図１０に示す複合成形体を得た。
　比較例１
　実施例１の第１工程のみを実施して、図１０に示す複合成形体を得た。
　図１１（ａ）は、実施例１と同じ第１工程を実施した後の接合面のＣＣＤ写真であり、図１１（ｂ）は拡大写真である。
　比較例２
　実施例２の第１工程のみを実施して、図１０に示す複合成形体を得た。
　比較例３
　実施例３の第１工程のみを実施して、図１０に示す複合成形体を得た。
　（平均直径の測定方法）
　＜第一工程＞平均直径（Dｂ）または平均幅（Wｂ）の測定方法
　第１工程の処理をした金属接合面の上から、CCD（キーエンス社製のデジタル顕微鏡VHX、レンズVH‐Z450）を用いて、レンズ倍率１００倍で凹凸の上面に焦点が合う状態で像を撮影した（図１１（ａ）参照）。画像上で焦点が合っている部分の開口部の直径、幅の寸法を１５点測定し、平均直径（Db）、平均幅（Wb）を算出した。
　図１１（a）の開口部の直径は、開口部の最も長い曲線部を含むように円を描き、その円の直径を測定した。
　＜第二工程＞平均直径（Dｓ）または平均幅（Wｓ）の測定方法
　第２工程の処理をした金属を切断し、表面部を断面方向からULV-SEM（Caral ZEISS製の極低加速電圧走査電子顕微鏡、ULTRA55）を用いて、レンズ倍率５００倍で（SEM）写真を撮影し、撮影した写真上において、凹凸部を横切る任意の位置に２本の線を引き、線と交差するすべての開口部の直径、幅の寸法を測定して平均直径（Ds）、平均幅（Ws）を算出した。但し、線と交差する開口部の数（ｎ）が１０以上になるようにした。
　〔引張試験〕
　実施例および比較例１の各複合成形体を用い、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。
　なお、複合成形体の樹脂成形体中のガラス繊維の繊維長（重量平均繊維長）は０．８５ｍｍであった。平均繊維長は、成形品から約３ｇの試料を切出し、６５０℃で加熱・灰化させてガラス繊維を取り出した。取り出した繊維の一部（５００本）から重量平均繊維長を求めた。計算式は、特開２００６－２７４０６１号公報の〔００４４〕、〔００４５〕を使用した。
　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１０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
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001

Claims (6)

  1. 　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、
    　前記金属成形体の前記樹脂成形体との接合面に対して、開口部の平均直径（Ｄｂ）が1.0～1000μm、最大深さが10～1000μmの凹部、または開口部の平均幅（Ｗｂ）が1.0～1000μm、最大深さが10～1000μmの溝を形成する第１工程、
    　前記凹部または溝が形成された金属成形体の接合面に対して、開口部の平均直径（Ｄｓ）が0.01～50μmの凹部、または開口部の平均幅（Ｗｓ）が0.01～50μmの溝を形成する第２工程、
    　その後、金属成形体の接合面を含む部分を金型内に配置して、樹脂成形体となる樹脂を使用してインサート成形して複合成形体を得る第３工程、
    を有している複合成形体の製造方法。
  2. 　前記第１工程が、レーザー光の照射、プレス加工、転造加工および切削加工から選ばれる手段により実施されるものであり、
    　前記第２工程が、レーザー光の照射、エッチング処理、プレス加工およびブラスト加工から選ばれる手段により実施されるものである、請求項１記載の複合成形体の製造方法。
  3. 　前記金属成形体がダイカスト成形法で製造されたものである、請求項１記載の複合成形体の製造方法。
  4. 　前記金属成形体の前記樹脂成形体との接合面が平面または曲面である、請求項１～３のいずれか１項記載の複合成形体の製造方法。
  5. 　前記金属成形体がダイカスト成形法で製造されたものである、請求項２記載の複合成形体の製造方法。
  6. 　前記金属成形体の前記樹脂成形体との接合面が平面または曲面である、請求項１、２及び５のいずれか１項記載の複合成形体の製造方法。
PCT/JP2013/073736 2012-09-07 2013-09-04 複合成形体の製造方法 WO2014038563A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020157005895A KR102187239B1 (ko) 2012-09-07 2013-09-04 복합 성형체의 제조 방법
CN201380046151.4A CN104602889B (zh) 2012-09-07 2013-09-04 复合成型体的制造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-197459 2012-09-07
JP2012197459A JP5798535B2 (ja) 2012-09-07 2012-09-07 複合成形体の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014038563A1 true WO2014038563A1 (ja) 2014-03-13

Family

ID=50237172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/073736 WO2014038563A1 (ja) 2012-09-07 2013-09-04 複合成形体の製造方法

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5798535B2 (ja)
KR (1) KR102187239B1 (ja)
CN (2) CN107253311B (ja)
TW (2) TWI661931B (ja)
WO (1) WO2014038563A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106715073A (zh) * 2014-06-11 2017-05-24 奥迪股份公司 用于制备由金属和塑料组成的复合材料以形成塑料‑金属混合构件的方法
WO2020127594A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Gegenstand mit einem metallsubstrat und einem kanal im metallsubstrat sowie verfahren zu dessen herstellung
EP3552795A4 (en) * 2016-12-12 2020-07-08 Daicel Polymer Ltd. SEALING PROCEDURE
WO2020148055A1 (de) * 2019-01-16 2020-07-23 Zf Friedrichshafen Ag Fahrwerkbauteil zum gelenkigen verbinden von bauteilen in einem fahrwerk eines fahrzeuges und verfahren zum herstellen eines solchen fahrwerkbauteils
WO2020148054A1 (de) * 2019-01-16 2020-07-23 Zf Friedrichshafen Ag Gelenk und/oder lager für ein fahrwerkbauteil, fahrwerkbauteil mit einem solchen gelenk und/oder lager sowie verfahren zum herstellen eines solchen gelenks, lagers und/oder fahrwerkbauteils
EP3564053A4 (en) * 2016-12-28 2020-09-23 Iljin Co., Ltd. HYBRID SUSPENSION ARM FOR VEHICLE AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3045308B1 (en) * 2013-09-13 2018-06-13 Mitsui Chemicals, Inc. Metal/resin composite structure
JP6510296B2 (ja) * 2014-08-19 2019-05-08 ダイセルポリマー株式会社 金属成形体の粗面化方法
DE102015000179B4 (de) 2015-01-02 2019-05-23 INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH Verfahren zum Herstellen eines Bauteilverbundes von zumindest Abschnitten von Bauteilen aus Werkstoffen mit gleicher oder unterschiedlicher Schmelztemperatur
EP3067220B1 (fr) * 2015-03-13 2018-04-18 Rolex Sa Procédé de décoration d'un élément d'horlogerie et élément horloger obtenu par un tel procédé
KR101695618B1 (ko) * 2015-03-30 2017-01-16 재영솔루텍 주식회사 화학적 에칭을 이용한 금속-플라스틱 결합체 제조 방법
DE102015007575A1 (de) 2015-06-05 2016-12-08 Audi Ag Verfahren zum Herstellen eines Werkstoffverbundes eines metallischen Fügepartners und eines Kunststoff-Faser-Verbundes
DE102015016259B4 (de) 2015-12-15 2018-09-06 INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Metall-Hybridbauteils
KR102606637B1 (ko) * 2016-04-22 2023-11-27 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
BE1024182B1 (fr) * 2016-05-02 2017-12-04 LASER ENGINEERING APPLICATIONS S.A. en abrégé LASEA S.A. Méthode de structuration d'un substrat
DE102016215493A1 (de) * 2016-08-18 2018-02-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hybrider Werkstoffverbund zwischen einer Metalloberfläche und einer polymeren Materialoberfläche sowie Verfahren zur Herstellung des hybriden Werkstoffverbundes
JPWO2018181526A1 (ja) 2017-03-31 2020-02-06 ダイセルポリマー株式会社 医療器具とその製造方法
JP6902950B2 (ja) * 2017-07-20 2021-07-14 ポリプラスチックス株式会社 金属樹脂複合成形品およびその製造方法
JP7451073B2 (ja) * 2017-10-31 2024-03-18 ダイセルミライズ株式会社 複合成形体の製造方法
JP7035455B2 (ja) 2017-10-31 2022-03-15 株式会社豊田自動織機 車載電気機器用のカバー及びその製造方法
DE102018111712A1 (de) * 2018-05-16 2019-11-21 Kolektor Group D.O.O. Elektro-Bauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2020022980A (ja) * 2018-08-07 2020-02-13 アイシン精機株式会社 押出同時粗面化方法
TWI828768B (zh) * 2018-09-27 2024-01-11 日商大賽璐塑膠股份有限公司 表面具有粗化結構之非磁性陶瓷成形體及其製造方法
KR102498239B1 (ko) * 2018-10-11 2023-02-08 주식회사 엘지화학 메탈릭 글래스-수지 접합체, 및 이의 제조방법
CN109514105A (zh) * 2018-12-03 2019-03-26 马鞍山大仓精工科技有限公司 金属产品设孔方法、金属产品、金属塑胶结合产品及终端
JP6844933B2 (ja) * 2018-12-19 2021-03-17 株式会社日本製鋼所 インサート材と樹脂材料の複合体の成形方法および成形装置
JP6989713B2 (ja) 2018-12-25 2022-01-05 ダイセルミライズ株式会社 表面に粗面化構造を有する希土類磁石前駆体または希土類磁石成形体とそれらの製造方法
DE102019109759A1 (de) * 2019-04-12 2020-10-15 HELLA GmbH & Co. KGaA Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kunststoff-Verbundbauteils sowie Metall-Kunststoff-Verbundbauteil
DE102019210373A1 (de) * 2019-07-12 2021-01-14 Continental Teves Ag & Co. Ohg Sensor mit dichter Umspritzung und einem freigestellten Bereich
JP7491271B2 (ja) * 2021-06-22 2024-05-28 株式会社村田製作所 接合体、及び接合体の製造方法
CN114378448B (zh) * 2021-12-15 2024-05-24 富联裕展科技(深圳)有限公司 金属件的制作方法、金属件及金属制品
EP4311622A1 (en) * 2022-07-29 2024-01-31 Laser Engineering Applications Method for assembling and disassembling an arrangement of one or more substrates, arrangement of one or more substrates

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61174280A (ja) * 1985-01-29 1986-08-05 Inoue Japax Res Inc 部材の接着方法
JPH1058595A (ja) * 1996-08-15 1998-03-03 Nikken Toso Kogyo Kk 弗素樹脂皮膜の形成方法
WO2004041533A1 (ja) * 2002-11-08 2004-05-21 Taisei Plas Co., Ltd. アルミニウム合金と樹脂組成物の複合体とその製造方法
JP2007182071A (ja) * 2005-12-08 2007-07-19 Toray Ind Inc アルミニウム合金と樹脂の複合体及びその製造方法
JP2008087409A (ja) * 2006-10-04 2008-04-17 Fore Shot Industrial Corp アルミ合金筐体構造及びその製造方法
WO2011020640A1 (de) * 2009-08-17 2011-02-24 Robert Bosch Gmbh Bauteilverbund sowie verfahren zum herstellen eines bauteilverbundes

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5952629A (ja) * 1982-09-20 1984-03-27 Tachibana Yoki Kk 射出成形プラスチツク容器の製造法
JPH10294024A (ja) * 1997-04-18 1998-11-04 Enomoto:Kk 電気電子部品及びその製造方法
EP2572876B1 (en) * 2005-12-08 2014-03-26 Taisei Plas Co., Ltd. Alumnium alloy-resin composite and method for producing the same
US20100028602A1 (en) * 2006-12-28 2010-02-04 Taisei Plas Co., Ltd. Composite of metal and resin and method for manufacturing the same
KR101216800B1 (ko) * 2007-05-28 2013-01-10 다이세이 플라스 가부시끼가이샤 강재 복합체 및 그 제조 방법
JPWO2009151099A1 (ja) * 2008-06-12 2011-11-17 日本軽金属株式会社 アルミ・樹脂射出一体成形品及びその製造方法
JP5554483B2 (ja) * 2008-09-11 2014-07-23 大成プラス株式会社 金属と樹脂の複合体及びその製造方法
TW201134681A (en) * 2010-04-02 2011-10-16 Pao Yi Technology Co Ltd Plastic thin shell part with decorative covering film and manufacturing method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61174280A (ja) * 1985-01-29 1986-08-05 Inoue Japax Res Inc 部材の接着方法
JPH1058595A (ja) * 1996-08-15 1998-03-03 Nikken Toso Kogyo Kk 弗素樹脂皮膜の形成方法
WO2004041533A1 (ja) * 2002-11-08 2004-05-21 Taisei Plas Co., Ltd. アルミニウム合金と樹脂組成物の複合体とその製造方法
JP2007182071A (ja) * 2005-12-08 2007-07-19 Toray Ind Inc アルミニウム合金と樹脂の複合体及びその製造方法
JP2008087409A (ja) * 2006-10-04 2008-04-17 Fore Shot Industrial Corp アルミ合金筐体構造及びその製造方法
WO2011020640A1 (de) * 2009-08-17 2011-02-24 Robert Bosch Gmbh Bauteilverbund sowie verfahren zum herstellen eines bauteilverbundes

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106715073A (zh) * 2014-06-11 2017-05-24 奥迪股份公司 用于制备由金属和塑料组成的复合材料以形成塑料‑金属混合构件的方法
CN111823485A (zh) * 2014-06-11 2020-10-27 沙伯基础创新塑料有限公司 用于制备由金属和塑料组成的复合材料以形成塑料-金属混合构件的方法
EP3552795A4 (en) * 2016-12-12 2020-07-08 Daicel Polymer Ltd. SEALING PROCEDURE
US11590608B2 (en) 2016-12-12 2023-02-28 Daicel Polymer Ltd. Sealing method
EP3564053A4 (en) * 2016-12-28 2020-09-23 Iljin Co., Ltd. HYBRID SUSPENSION ARM FOR VEHICLE AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF
WO2020127594A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Gegenstand mit einem metallsubstrat und einem kanal im metallsubstrat sowie verfahren zu dessen herstellung
WO2020148055A1 (de) * 2019-01-16 2020-07-23 Zf Friedrichshafen Ag Fahrwerkbauteil zum gelenkigen verbinden von bauteilen in einem fahrwerk eines fahrzeuges und verfahren zum herstellen eines solchen fahrwerkbauteils
WO2020148054A1 (de) * 2019-01-16 2020-07-23 Zf Friedrichshafen Ag Gelenk und/oder lager für ein fahrwerkbauteil, fahrwerkbauteil mit einem solchen gelenk und/oder lager sowie verfahren zum herstellen eines solchen gelenks, lagers und/oder fahrwerkbauteils

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150052073A (ko) 2015-05-13
TWI641476B (zh) 2018-11-21
KR102187239B1 (ko) 2020-12-04
CN107253311A (zh) 2017-10-17
TWI661931B (zh) 2019-06-11
TW201808595A (zh) 2018-03-16
TW201420323A (zh) 2014-06-01
CN104602889B (zh) 2017-07-18
CN104602889A (zh) 2015-05-06
JP2014051041A (ja) 2014-03-20
CN107253311B (zh) 2019-07-19
JP5798535B2 (ja) 2015-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014038563A1 (ja) 複合成形体の製造方法
US11267171B2 (en) Method of manufacturing composite molded body
JP5889775B2 (ja) 複合成形体とその製造方法
JP6317064B2 (ja) 複合成形体とその製造方法
JP5998303B1 (ja) 金属成形体
WO2013077277A1 (ja) 複合成形体の製造方法
JP5774246B2 (ja) 金属成形体の粗面化方法
JP5932700B2 (ja) 複合成形体の製造方法
JP6329598B2 (ja) 複合成形体の製造方法
JP5798534B2 (ja) 複合成形体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13835293

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20157005895

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13835293

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1