(57)【要約】【課題】金属材と樹脂材とが接合された高い接合強度を有する複合体を、良好な作業効率で製造する方法を提供する。【解決手段】本発明は、金属素形材２の表面に有機樹脂層３を有する塗装金属素形材１と樹脂材４とが接合された複合体８の製造方法に関する。前記塗装金属素形材１と前記樹脂材４とを重ねて、前記塗装金属素形材１における有機樹脂層３が設けられた第１の表面６と樹脂材４の表面とが対向した被接合体５を作製すること、前記被接合体５において、前記第１の表面６と反対側に位置する前記塗装金属素形材１の第２の表面７に、発熱手段１０を配置すること、当該発熱手段１０を前記第２の表面７に対し押圧して、前記塗装金属素形材１と前記樹脂材４とを密着させるとともに、前記発熱手段１０により前記被接合体５に加熱処理を施して、前記塗装金属素形材１と前記樹脂材４とを接合させることを含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属素形材における少なくとも一方の表面に有機樹脂層を有する塗装金属素形材と樹脂材とが接合された複合体の製造方法であって、
前記塗装金属素形材と前記樹脂材とを重ねて、前記塗装金属素形材における有機樹脂層が設けられた第１の表面と樹脂材の表面とが対向した被接合体を作製すること、
その後、前記被接合体において、前記第１の表面と反対側に位置する前記塗装金属素形材の第２の表面に、発熱手段を配置すること、
次いで、当該発熱手段を前記第２の表面に対し押圧して、前記塗装金属素形材と前記樹脂材とを密着させるとともに、前記発熱手段により前記被接合体に加熱処理を施して、前記塗装金属素形材と前記樹脂材とを接合させること、
を含む、塗装金属素形材と樹脂材との複合体の製造方法。
【請求項２】
前記加熱処理は、前記発熱手段を設定温度まで昇温させた後、当該設定温度を保持することを含む、請求項１に記載の塗装金属素形材と樹脂材との複合体の製造方法。
【請求項３】
前記加熱処理は、前記発熱手段の加熱を停止した後、押圧した状態で冷却することを含む、請求項１または２に記載の塗装金属素形材と樹脂材との複合体の製造方法。
【請求項４】
前記複合体は、単位面積当りのせん断接合強度が２０ＭＰａ以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の塗装金属素形材と樹脂材との複合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装金属素形材と樹脂材との複合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材と樹脂材とを一体化する技術としては、接着剤により接合する方法が一般的に知られている。必要とする接合強度を得るため、接合する金属製品及び樹脂製品の材質に適した接着剤と接着条件が選定される。しかし、接着剤を用いる接合方法は、被接合体に接着剤を塗布する工程と、その後に加熱あるいは乾燥する工程とを必要とするため、多くの作業時間を要する。
【０００３】
そこで、接着剤を用いる接合方法に代えて、金属材と樹脂材とを直接的に接合させる接合方法が検討されている。例えば、特許文献１は、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき金属素形材のめっき層表面に有機樹脂を含む化成処理皮膜を形成し、得られた化成処理溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき金属素形材を射出成形金型に挿入し、樹脂材を射出成形金型内に射出して、当該めっき金属素形材と当該樹脂組成物の成形体とが接合された複合体を製造する方法を提案している。また、特許文献２は、塗装金属素形材における有機樹脂層の表面に樹脂材を射出成形または加熱圧着によって接合して、両方の部材が接合された複合体の製造方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−４３４０２号公報
【特許文献２】特開２０１４−１５９１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された実施例によると、複合体は、幅３０ｍｍ×長さ３０ｍｍの領域で有機樹脂を含む化成処理皮膜と樹脂材とが接触している（段落００５６）。引張り試験による当該複合体の剥離強度は、最大で２．０ｋＮ（表５）を示している。この剥離強度を上記の接触する領域の面積（３０ｍｍ×３０ｍｍ）で除すると、約２．２ＭＰａに算出される。また、特許文献２に記載された実施例によると、作製された複合体は、幅３０ｍｍ×長さ３０ｍｍの領域で有機樹脂層と樹脂材とが接触している（段落００７９）。引張り試験による当該複合体の接合力は、最大で２．５ｋＮ（表３）を示している。この接合力を上記の接触する領域の面積（３０ｍｍ×３０ｍｍ）で除すると、約２．８ＭＰａに算出される。すなわち、特許文献１、２の各複合体は、単位面積当りのせん断接合強度で見ると、接合強度が十分に高いものではない。
【０００６】
樹脂材は、溶融後の冷却過程で体積が収縮するため、特許文献１には、樹脂材を射出成形法により接合させる場合は、成形収縮率が１．１％以下の材質を必要とすること（段落００２６）が記載され、また、成形収縮率の大きい樹脂材を使用した場合は、樹脂材にフィラーを含有させる必要があること（段落００２７）が記載されている。また、特許文献２においても同様のことが記載されている（段落００３８、段落００４０）。このように、特許文献１、２の接合方法は、それを適用される樹脂組成物に制約がある。
【０００７】
自動車分野では軽量化を目的として素材が選定され、樹脂材の使用割合が増加している。そのため、金属材と樹脂材との接合部位が増大する状況にあり、金属材と樹脂材とを接合する工程における作業効率を向上させるとともに、高い接合強度を有する複合体を製造する技術の確立が求められている。
【０００８】
また、金属材と樹脂材とを接合させた複合体は、使用する樹脂材の種類に制約されないことが望まれる。例えば、ＰＡ６（６ナイロン）のような吸水性の高い樹脂材を用いる場合、樹脂材に含まれる水分が蒸発し、金属材と樹脂材との接合界面に気泡を形成することがある。特許文献１のような射出成形法を用いた接合方法においては、樹脂材を乾燥炉に投入して、樹脂中の水分を蒸発させるための前処理工程を必要とする。そのため、生産効率の低下やエネルギーコストの増加が課題である。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、金属材と樹脂材とが接合された高い接合強度を有する複合体を、良好な作業効率で製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者らは、上記目的を達成するために検討した結果、金属材として有機樹脂層を有する塗装金属素形材を使用し、当該塗装金属素形材と樹脂材とを重ねた被接合体に対し、発熱手段による加熱処理を施すことにより、塗装金属素形材と樹脂材との複合体を簡便に製造できるとともに、高い接合強度を有する複合体が得られることを見出して、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は、以下のものを提供する。
【００１１】
（１）本発明は、金属素形材における少なくとも一方の表面に有機樹脂層を有する塗装金属素形材と樹脂材とが接合された複合体の製造方法であって、前記塗装金属素形材と前記樹脂材とを重ねて、前記塗装金属素形材における有機樹脂層が設けられた第１の表面と樹脂材の表面とが対向した被接合体を作製すること、その後、前記被接合体において、前記第１の表面と反対側に位置する前記塗装金属素形材の第２の表面に、発熱手段を配置すること、次いで、当該発熱手段を前記第２の表面に対し押圧して、前記塗装金属素形材と前記樹脂材とを密着させるとともに、前記発熱手段により前記被接合体に加熱処理を施して、前記塗装金属素形材と前記樹脂材とを接合させること、を含む、塗装金属素形材と樹脂材との複合体の製造方法である。
【００１２】
（２）本発明は、前記加熱処理は、前記発熱手段を設定温度まで昇温させた後、当該設定温度を保持することを含む、（１）に記載の塗装金属素形材と樹脂材との複合体の製造方法である。
【００１３】
（３）本発明は、前記加熱処理は、前記発熱手段の加熱を停止した後、押圧した状態で冷却することを含む、（１）または（２）に記載の塗装金属素形材と樹脂材との複合体の製造方法である。
【００１４】
（４）本発明は、前記複合体は、単位面積当りのせん断接合強度が２０ＭＰａ以上である、（１）〜（３）のいずれかに記載の塗装金属素形材と樹脂材との複合体の製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、塗装金属素形材と樹脂材との複合体を簡便に製造できるとともに、高い接合強度を有する複合体が得られる。また、吸水性の高い樹脂を含む樹脂材を用いた場合でも、樹脂材を乾燥する前処理を設けなくても、十分な接合強度の複合体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態を模式的に示す図であり、（ａ）は、加熱前の形態を示し、（ｂ）は、加熱時の形態を示す。
【図２】発熱手段により押圧及び加熱を行う態様を示す図である。
【図３】加熱処理の履歴例を示す図である。
【図４】実施例で用いた樹脂材の位置決め用治具を説明するための図である。
【図５】実施例の被接合体を説明するための図である。
【図６】せん断接合強度を測定する試験装置を模式的に示す図である。
【図７】実施例において接合した試験体の接合部をＣＣＤカメラで撮影した断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施形態について説明する。本発明は、以下の説明に限定されるものではない。
【００１８】
本発明は、図１の（ａ），（ｂ）に模式的に示すように、金属素形材２における少なくとも一方の表面に有機樹脂層３を有する塗装金属素形材１と樹脂材４とが接合された複合体８の製造方法であって、以下の工程に従って製造される。すなわち、本発明に係る実施形態は、（１）塗装金属素形材１と樹脂材４とを組み合わせた被接合体５を作製すること、（２）被接合体５の第１の表面６に発熱手段１０を配置すること、（３）発熱手段１０により、被接合体５の第２の表面７に対し押圧するとともに、被接合体５に加熱処理を施して接合すること、を含む、製造方法である。この製造方法によって、塗装金属素形材１と樹脂材４との界面に接合部９が形成されて、高い接合強度（せん断接合強度）を有する複合体８が得られる。
【００１９】
（１）被接合体の作製
本実施形態は、図１の（ａ）に示すように、塗装金属素形材１と樹脂材４とを重ねて、塗装金属素形材１における有機樹脂層３が設けられた第１の表面６と樹脂材４の表面とが対向した被接合体５を作製する。後記する加熱処理によって、図１の（ｂ）に示すように、有機樹脂層３を介して塗装金属素形材１と樹脂材４とが接合される。そのため、加熱処理に供される被接合体５は、塗装金属素形材１における第１の表面６と樹脂材４とが対向するように重ねた形態とすることが好ましい。
【００２０】
（２）発熱手段の配置
その後、本実施形態は、図２に示すように、被接合体５において、前記第１の表面６と反対側に位置する塗装金属素形材１の第２の表面７に、発熱手段１０を配置する。塗装金属素形材と樹脂材とが対向する界面領域に、後記する押圧処理及び加熱処理による加熱圧着処理を施すことから、加圧及び加熱が当該界面領域に効率よく作用させるため、当該界面領域に対応する位置に発熱手段を配置することが好ましい。
【００２１】
発熱手段１０は、被接合体の表面を押圧する機能と、被接合体を加熱する機能を備えたものであれば、その形態について特に限定されない。例えば、日本アビオニクス株式会社製の「パルスヒートユニット」（型式ＮＡ−１５４）を使用することができる。この発熱手段は、その先端部分（ヒートチップ）が抵抗加熱により発熱し、先端部分を通して被接合体を加熱する装置である。
【００２２】
（３）発熱手段による加熱圧着処理
次いで、図２に示すように、発熱手段１０を塗装金属素形材の第２の表面７に対し押圧する。この押圧処理によって塗装金属素形材１と樹脂材４とが対向する界面領域は、塗装金属素形材の有機樹脂層３と樹脂材４とが密着し、双方が密接に接触した状態になる。この押圧するとともに、当該発熱手段により被接合体を加熱することによって当該界面領域で軟化及び溶融が生じて、塗装金属素形材と樹脂材との接合部が形成される。その後、冷却されて接合部が固化し、塗装金属素形材と樹脂材とが接合した複合体が得られる。軟化及び溶融した際、樹脂から含有水分が蒸発して気泡（ボイド）が生じることがある。そのような状態であっても、塗装金属素形材と樹脂材との界面領域が押圧されるので、双方が十分に密着した接合部が形成される。また、加圧力を高くすると、気泡を含む樹脂部分が樹脂材の本体の外側へ押し出されて、樹脂材本体の内部には気泡がほとんど残存しない接合部が形成される。その結果、良好に接合した界面領域が形成される。
【００２３】
本実施形態に係る加熱処理は、上記の押圧処理を伴って行われるものをいう。加熱処理を行う際の加熱履歴の一例を図３に示す。当該加熱処理は、発熱手段により、被接合体を常温２１から設定温度２２まで昇温させた後、当該設定温度２２で発熱手段１０を保持することを含む。また、当該加熱処理は、発熱手段の加熱を停止した後、押圧を維持した状態で冷却することを含む。このように、当該加熱処理は、昇温する段階、保持する段階、及び冷却する段階を含む。塗装金属素形材や樹脂材の種類に応じて、適切な昇温時間２３、保持時間２４及び冷却時間２５を選定できる。
【００２４】
設定温度までの昇温時間（ｓ）については、０．１ｓ以上であれば、高い接合強度の複合体が得られる。長時間で昇温しても、接合強度の増大が飽和するため、５ｓ以下の昇温時間が好ましい。設定温度に達した後の保持時間（ｓ）については、０．１ｓ以上であれば、高い接合強度の複合体が得られる。長時間で保持しても、接合強度の増大が飽和するため、５ｓ以下の保持時間が好ましい。また、昇温過程及び保持過程において、被接合体の接合部に対して加熱及び押圧の作用が及んでいるため、昇温時間および保持時間の総計を一定以上の時間とすることが好ましい。
【００２５】
（塗装金属素形材）
本実施形態で使用される塗装金属素形材は、金属素形材の表面の片面または両面に有機樹脂層が設けられている。金属素形材を構成する金属の種類は、特に限定されない。たとえば、上記金属の種類は、鉄であってもよいし、鉄以外の金属であってもよいし、合金であってもよい。金属素形材の例には、冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、ステンレス鋼板（オーステナイト系、マルテンサイト系、フェライト系、フェライト・マルテンサイト二相系を含む）、アルミニウム板、アルミニウム合金板、銅板などの金属板や、そのプレス加工品、あるいは、アルミダイカスト、亜鉛ダイカストなどの鋳造・鍛造物や、切削加工、粉末冶金などにより成形された各種金属部材などが含まれる。金属素形材は、必要に応じて、脱脂、酸洗などの公知の塗装前処理が施されていてもよい。
【００２６】
有機樹脂層は、金属素形材と熱可塑性樹脂組成物の成形体との密着性を向上させる。有機樹脂層の樹脂として、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリウレタン、アクリル系樹脂、アクリル・スチレン系樹脂、酢酸ビニル、ＥＶＡ（エチレンー酢酸ビニル共重合）、エステル系樹脂を使用することができる。
【００２７】
有機樹脂層の膜厚は、０．２μｍ以上であることが好ましい。有機樹脂皮膜の膜厚が０．２μｍ未満の場合、金属素形材表面を均一に覆うことができないことがある。これにより、膜厚が０．２μｍ未満の有機樹脂層を有する複合体は、金属素形材と樹脂材との間に微細な隙間が生じるおそれがある。微細な空隙が生じると、前述の複合体における封止性が、低下するおそれがある。一方、有機樹脂膜の膜厚の上限値は、特に制限されないが、１０μｍ以下が好ましく、３μｍ以下がより好ましい。有機樹脂層の膜厚を１０μｍ超としても、著しい性能向上は認められず、また、生産性の観点およびコストの観点からも不利である。
【００２８】
（樹脂材）
本実施形態で使用される樹脂材は、とくに限定されない。樹脂材は、樹脂からなる成形体や部材を含む。樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、等を含むものに適用できる。
【００２９】
接合処理をする前に、樹脂の含有水分量を低減するため、適宜に乾燥処理を施してもよい。他方、本発明により得られる複合体の接合強度は、接合前における樹脂の含有水分にほとんど影響されないから、ポリアミド樹脂のような吸水性が高い樹脂を用いる場合であっても、乾燥処理を行わなくてもよい。本発明に係る製造方法は、樹脂を乾燥する前処理を必要としない点で作業性の向上に寄与する。
【００３０】
（複合体）
本実施形態に係る製造方法によって、上記の塗装金属素形材と上記の樹脂材とを接合した複合体が得られ、単位面積当りのせん断接合強度が２０ＭＰａ以上である複合体を提供することができる。本明細書では、当該せん断接合強度（単位：ＭＰａ）は、引張試験で得られたピーク荷重（単位：Ｎ）を、塗装金属素形材と樹脂材とが接触する面積（ｍｍ２）で除して、その単位面積当たりのせん断強度として算出された数値を意味する。また、本明細書では、当該せん断接合強度を、「接合強度」ということもある。本発明に係る複合体は、そのせん断接合強度が２０ＭＰａ以上であるので、軽量化を求められる多くの用途に適する。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例について説明する。本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３２】
塗装金属素形材における有機樹脂層が設けられた表面と樹脂材の表面とが対向した試験体を作製した。具体的には、塗装金属素形材１の金属素形材２として、ＳＰＣＣを基材とした溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を用いた。塗装金属素形材１は、板厚０．６ｍｍの金属素形材２の両面に、ウレタン系樹脂からなる膜厚２μｍの有機樹脂層３を有している。塗装金属素形材１を長さ７５ｍｍ及び幅２５ｍｍの寸法に切断して試験体を作製し、接合試験に供した。
【００３３】
樹脂材４は、長さ１０ｍｍ、幅５ｍｍ及び厚さ３ｍｍの板状品を用いた。樹脂材の樹脂として、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）およびポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）の３種を用いた。
【００３４】
次いで、図４に示すように、樹脂材４を位置決め用治具１１の凹部１２に収容する。当該位置決め用治具１１は、塗装金属素形材１と同程度の長さ及び幅を有していて、樹脂材４を収容するために、深さ１ｍｍの凹部１２を有する。当該凹部１２は、図５に示すように、一端から長手方向に約１５ｍｍ離れた位置で、かつ、幅方向でほぼ中央の位置に設けられている。凹部１２に収容された樹脂材４は、２ｍｍ突出した状態にある。その後、塗装金属素形材１を位置決め用治具１１の上に被せて、塗装金属素形材１の有機樹脂層３と樹脂材４とが対向した状態の被接合体５からなる試験体を得る。また、載置面の一端に隣接してストッパー１９を設けている。このストッパー１９に塗装金属素形材１を当接することにより、樹脂材４との接合箇所に塗装金属素形材１を正確に載置することができる。
【００３５】
次いで、被接合体５における塗装金属素形材１の表面７に発熱手段１０を配置し、被接合体５に対して押圧及び加熱を行い、被接合体５における塗装金属素形材１と樹脂体４とを接合させる。発熱手段として、日本アビオニクス株式会社製のパルスヒートユニット（型式ＮＡ−１５４）を使用した。この発熱手段は、被接合体を押えて所定の荷重で加圧するヘッド（図示を省略）と、当該ヘッドの先端にヒートチップとを備えている。当該ヒートチップは、パルルスヒート電源（図示を省略）からの通電によって抵抗発熱する部材である。
【００３６】
発熱手段が試験体を押圧するときの加圧力（Ｐａ）は、ヘッドで加える荷重（Ｎ）を、樹脂材の本体の断面積（１０ｍｍ×５ｍｍ）で除した数値により評価した。
【００３７】
接合試験は、発熱手段により押圧した後、所定の温度及び時間で加熱処理を施した。試験体における温度履歴は、図３に示すように、常温２１から設定温度２２まで所定の昇温時間２３となるように昇温する。設定温度２２に達した後、その温度に所定の保持時間２４で保持される。保持時間２４を経過した後、強制空冷されて、ほぼ常温２１に達した後、押圧が解除される。試験体の加熱処理においては、塗装金属素形材１と樹脂材４とが接触する接合部９の近傍に熱電対を設置して温度を測定した。本実施例は、その測定値によって試験体の加熱温度とした。図４に示すように、上記の押圧及び加熱によって、塗装金属素形材１と樹脂材４との接合部９は、位置決め用治具１１の凹部１２から突出した樹脂材４が変形し、樹脂変形部１７のように凹部１２の周囲に広がって固まった。そこで、樹脂材４の本体寸法（１０ｍｍ×５ｍｍ）より広がった樹脂変形部１７を除去した後、せん断引張試験に供した。よって、接合部の接合面積は、樹脂材の本体の断面積（１０ｍｍ×５ｍｍ）に相当する。
【００３８】
（接合強度）
接合された試験体について、国際規格ＩＳＯ  １９０９５−２  ２０１５（プラスチック  −プラスチック・金属アセンブリの接着界面性能の評価−）の国際規格に準拠して、図６に示す引張試験装置による引張せん断試験を行った。引張速度を５ｍｍ／ｍｉｎで行い、試験体が破断するピーク荷重を求めた。試験体は、塗装金属素形材１側を上側治具１５で固定され、樹脂材４側を下側治具１６で固定された。塗装金属素形材１は、一端が上側治具１５から突出するように固定し、当該突出した一端を上側つかみ部１３で把持した。樹脂材４は、その全体を下側治具１６で固定し、下側治具１６を下側つかみ部１４で把持した。これにより、樹脂材４が下側つかみ部１４で潰されるのを防止できる。引張試験装置に試験体を取り付ける際は、試験体の接合界面と下側つかみ部１６の中心軸とがほぼ一致するように試験体を把持した。試験体の接合部の面積は、塗装金属素形材１と樹脂材４との接触面積に相当するから、試験体のせん断接合強度の指標として、引張試験により求めたピーク荷重（Ｎ）を接合面積（５０ｍｍ２）で除した数値を用いて、これを試験体の接合強度（ＭＰａ）とした。
【００３９】
（実施例１）加圧力に関する試験
接合試験において、発熱手段による加圧力がせん断接合強度に及ぼす影響について調べた。試験体の加熱温度を２７０℃、昇温時間を５ｓ、保持時間を５ｓの条件で、加圧力を０．５ＭＰａ又は１．０ＭＰａにより、試験体を接合した。その後、接合された試験体のせん断接合強度を測定した。その測定結果を表１に示す。本発明例１〜４は、ＰＡ６の樹脂材を用いた試験体であり、本発明例５及び６は、ＰＶＣの樹脂材を用いた試験体であり、本発明例７及び８は、ＰＢＴの樹脂材を用いた試験体である。また、本発明例３及び４は、８０℃、４８ｈｒの乾燥処理を施した樹脂材を用いた。本発明例１及び２、本発明例５〜８は、乾燥処理を施していない樹脂材を用いた。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表１に示すように、本発明に係る製造方法による本発明例１〜８は、１０ＭＰａ以上のせん断接合強度を有する複合体が得られた。樹脂材の種類及び加圧力の程度に応じて、２０ＭＰａ以上、３０ＭＰａ以上、さらに４０ＭＰａ以上という高いせん断接合強度を有する複合体が得られた。これらの複合体は、従来の３ＭＰａと比べて大きいせん断接合強度を有するので、高強度が必要とされる用途に適用できる。
【００４２】
また、表１に示すように、接合時の加圧力が増加することにより、複合体のせん断接合強度が増大した。これは、加圧力の増大にともない、塗装金属素形材と樹脂材との接合界面における双方の密着状態が高まったことによると考えられる。
【００４３】
（実施例２）樹脂材の乾燥処理による影響について
樹脂材の乾燥処理による影響について検討した。本発明例１〜４の樹脂材のポリアミド樹脂（ＰＡ６）は、高い吸水性を有する樹脂であり、このうち、本発明例１、２は、樹脂材に乾燥処理を施さなかったものであり、本発明例３，４は、樹脂材に乾燥処理を施したものである。表１に示すように、加圧力が０．５ＭＰａの場合、本発明例３は、本発明例１よりもせん断接合強度が増加した。樹脂材の含有水分に起因して気泡が発生すると、装金属素形材と樹脂材との接合界面に残存し、せん断接合強度に影響する。本発明例３のせん断接合強度の増加は、樹脂材の乾燥処理によって気泡の発生が抑制されて、気泡の残存による影響が軽減したことによると考えられる。よって、加圧力が大きくないときは、樹脂材の乾燥処理を行うことにより、せん断接合強度をさらに増大させることができた。
【００４４】
加圧力が１．０ＭＰａである場合、本発明例２は、本発明例４と比べて、せん断接合強度が同程度であった。加圧力が大きいとき、本発明例２は、後記するように、気泡を含む部分が樹脂材の本体の外側に押し出されて、塗装金属素形材と樹脂材との接合界面には、気泡がほとんど残存しなかった。乾燥処理の有無は、接合界面の状態に実質的に影響しなかったので、せん断接合強度の面で差が生じなかったと考えられる。この点で、加圧力が大きいときは、樹脂材の乾燥処理を省略しても、本発明に係る製造方法により、十分なせん断接合強度を有する複合体が得られることを確認できた。
【００４５】
（実施例３）接合部の断面観察
実施例１の本発明例１〜４について、複合体の接合部の断面をＣＣＤカメラで撮影した結果を図７に示す。本発明例１及び本発明例３の各断面によると、本発明例１の接合界面においては、気泡が若干残存する状態を観察した。本発明例３の接合界面においては、気泡の残存が見られなかった。
【００４６】
本発明例２及び本発明例４は、図７に示すように、被接合体に対する押圧によって、気泡１８を含む樹脂部分が変形し、樹脂変形部１７のように樹脂材の本体の外側に押し出された。それにともない、樹脂材の本体と塗装金属素形材とが接合する界面領域には、気泡がほとんど残存しなかった。このように、本発明に係る製造方法は、従来必要とされている樹脂の乾燥処理を省略しても、接合後の複合体において必要な接合強度が得られるため、作業時間の短縮と作業工程の簡略化の点で効果的である。
【００４７】
以上のことから、本発明に係る複合体の製造方法は、塗装金属素形材と樹脂材とを効率良く接合できる方法を提供し、さらに、塗装金属素形材と樹脂材とが接合された複合体において、従来よりも高強度の接合強度を有する複合体を提供する点で、有用な効果を奏する。
【符号の説明】
【００４８】
１    塗装金属素形材
２    金属素形材
３    有機樹脂層
４    樹脂材
５    被接合体
６    第１の表面
７    第２の表面
８    複合体
９    接合部
１０  発熱手段
１１  位置決め用治具
１２  凹部
１３  上側つかみ部
１４  下側つかみ部
１５  上側治具
１６  下側治具
１７  樹脂変形部
１８  気泡（ボイド）
１９  ストッパー
２１  常温
２２  設定温度
２３  昇温時間
２４  保持時間
２５  冷却時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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