(57)【要約】【課題】樹脂構造体において、荷重変形を飛躍的に小さくした金属／樹脂複合構造体を提供すること。【解決手段】樹脂材料ａからなる構造体部（Ａ）と、前記構造体部（Ａ）の少なくとも一部に接合する金属体部（Ｂ）と、前記構造体部（Ａ）および／または前記金属体部（Ｂ）に少なくとも一部で接合し、かつ樹脂材料ｃからなるリブ部（Ｃ）と、を含み、前記リブ部（Ｃ）はその少なくとも一部が、前記金属体部（Ｂ）に対し前記構造体部（Ａ）とは反対の方向に突出している金属／樹脂複合構造体。【選択図】図１
2015071266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料ａからなる構造体部（Ａ）と、
前記構造体部（Ａ）の少なくとも一部に接合する金属体部（Ｂ）と、
前記構造体部（Ａ）および／または前記金属体部（Ｂ）に少なくとも一部で接合し、かつ樹脂材料ｃからなるリブ部（Ｃ）と、
を含み、
前記リブ部（Ｃ）はその少なくとも一部が、前記金属体部（Ｂ）に対し前記構造体部（Ａ）とは反対の方向に突出している金属／樹脂複合構造体。
【請求項２】
前記金属体部（Ｂ）は貫通穴を備え、
前記構造体部（Ａ）と一体化した前記リブ部（Ｃ）が、前記貫通穴から突出している、請求項１に記載の金属／樹脂複合構造体。
【請求項３】
前記構造体部（Ａ）が板状である、請求項１または２に記載の金属／樹脂複合構造体。
【請求項４】
前記構造体部（Ａ）の前記金属体部（Ｂ）と接合する面は、平面であるか、またはじゃばら状に屈曲した面である、請求項３に記載の金属／樹脂複合構造体。
【請求項５】
前記金属体部（Ｂ）が板状である、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の金属／樹脂複合構造体。
【請求項６】
構造体部（Ａ）と前記金属体部（Ｂ）との間にプライマー層をさらに備え、
前記プライマー層を介して、前記構造体部（Ａ）と前記金属体部（Ｂ）とが接合されている、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の金属／樹脂複合構造体。
【請求項７】
前記リブ部（Ｃ）は、前記金属体部（Ｂ）の上面において一体化しており、平面視において格子状となるように設けられている、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の金属／樹脂複合構造体。
【請求項８】
前記金属体部（Ｂ）が、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、銅、銅合金、およびチタン合金から選択される少なくとも１種からなる、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の金属／樹脂複合構造体。
【請求項９】
前記構造体部（Ａ）は、
重合体ａ１と、
前記重合体ａ１が１００重量部あたり、１〜１００重量部となる量のガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、およびガラス粉から選ばれる１種以上の充填剤と、
を含む樹脂材料ａからなる、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の金属／樹脂複合構造体。
【請求項１０】
前記リブ部（Ｃ）は、
重合体ｃ１と、
前記重合体ｃ１が１００重量部あたり、１〜１００重量部となる量のガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、およびガラス粉から選ばれる１種以上の充填剤と、
を含む樹脂材料ｃからなる、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の金属／樹脂複合構造体。
【請求項１１】
前記構造体部（Ａ）を構成する重合体ａ１がポリオレフィンである、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の金属／樹脂複合構造体。
【請求項１２】
前記リブ部（Ｃ）を構成する重合体ｃ１がポリオレフィンである、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の金属／樹脂複合構造体。
【請求項１３】
前記構造体部（Ａ）を構成する重合体ａ１と前記リブ部（Ｃ）を構成する重合体ｃ１が同一である請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の金属／樹脂複合構造体。
【請求項１４】
前記構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティと、前記リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティとを備える射出成形用金型を用い、
当該射出成形用金型に前記金属体部（Ｂ）を配置し、前記第１キャビティに重合体ａ１と充填剤とを含む樹脂材料ａを射出成形するとともに、前記第２キャビティに重合体ｃ１と充填剤とを含む樹脂材料ｃを射出成形することにより得られる、請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の金属／樹脂複合構造体。
【請求項１５】
前記樹脂材料ｃとして前記樹脂材料ａと同一の樹脂材料を用い、
前記樹脂材料ａが、まず構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティに供給され、次いで当該樹脂材料ａの一部が金属体部（Ｂ）に設けられた前記開口部から、リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティに供給される、請求項１４に記載の金属／樹脂複合構造体。
【請求項１６】
前記金属体部（Ｂ）の少なくとも一部が、予め表面処理され、表面に微細な凹凸を形成したものである、請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の金属／樹脂複合構造体。
【請求項１７】
前記金属体部（Ｂ）の少なくとも一部が、予め表面処理され、さらにプライマーを塗布されたものである請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の金属／樹脂複合構造体。
【請求項１８】
前記構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティと、前記リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティとを備える射出成形用金型を用い、
当該射出成形用金型に前記金属体部（Ｂ）を配置する工程ａと、
前記第１キャビティに重合体ａ１と充填剤とを含む樹脂材料ａを射出成形するとともに、前記第２キャビティに重合体ｃ１と充填剤とを含む樹脂材料ｃを射出成形する工程ｂと、
を備える、請求項１ないし１７いずれか一項に記載の金属／樹脂複合構造体の製造方法。
【請求項１９】
前記樹脂材料ｃとして前記樹脂材料aと同一の樹脂材料を用い、
前記工程ｂは、
前記樹脂材料ａが、まず構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティに供給され、次いで当該樹脂材料ａの一部が金属体部（Ｂ）に設けられた前記開口部から、リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティに供給される工程を含む、請求項１８に記載の金属／樹脂複合構造体の製造方法。
【請求項２０】
前記金属体部（Ｂ）の少なくとも一部が、予め表面処理され、表面に微細な凹凸を形成したものである請求項１８または１９に記載の金属／樹脂複合構造体の製造方法。
【請求項２１】
前記金属体部（Ｂ）の少なくとも一部が、予め表面処理され、さらにプライマーを塗布されたものである請求項１８ないし２０のいずれか一項に記載の金属／樹脂複合構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属／樹脂複合構造体および該構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂構造体は、成形が容易で金属に比べて軽量であることから、例えば車両用構造部品、車両搭載用品、電子機器の筐体、家電機器の筐体、構造用部品、機械部品、物流資材、コンテナ、家具、日用雑貨等として幅広く用いられている。
【０００３】
当該樹脂構造体、例えば家電機器の蓋材などにおいては、多くの場合荷重負荷に対して変形を小さくする必要がある。また場合によっては、突発的な荷重負荷も想定され、これに耐えられる十分な強度も要求される。
【０００４】
この対策として、樹脂中に種々の充填剤を添加するか、樹脂構造体の厚みを厚くする方法がとられているが、充填剤を添加する場合も、厚みを厚くする場合も、樹脂構造体の重量が増えてしまうため、前記の蓋材のように片側に支持点を持つ使い方の場合、自重による撓みが大きくなってしまい、また軽量化のメリットは損なわれる。また、一般的に樹脂は金属に比べて強度が弱く、樹脂構造体自体が破断してしまう可能性がある。
一方別の対策として、樹脂構造体にリブを造作して荷重変形を小さくする方法が考えられる。
また更に別の対策として、リブを造作する代わりに、樹脂構造体の一部または前面を金属部材で補強して、荷重変形を小さくする方法が検討されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら本発明者らは、樹脂構造体にリブを造作しても、荷重変形を小さくする効果は十分ではないことを見出した。
また、樹脂構造体を金属部材で補強しても、金属部材だけでは荷重変形を目標通り小さくできない場合が多いことが本発明者らの検討によりわかってきた。
すなわち、このように、樹脂構造体は、成形が容易で軽量であることから、前記の多くの用途に用いられているが、荷重変形を小さくしなければならない用途に対しては課題があることがわかってきた。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、樹脂構造体において、荷重変形を飛躍的に小さくした金属／樹脂複合構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、樹脂からなる構造体部と、これに接合する金属体部と、前記構造体部および／または前記金属体部に接合するリブ部と、を有する金属／樹脂複合構造体によって、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明によれば、以下に示す金属／樹脂複合構造体が提供される。
【０００８】
［１］
樹脂材料ａからなる構造体部（Ａ）と、
前記構造体部（Ａ）の少なくとも一部に接合する金属体部（Ｂ）と、
前記構造体部（Ａ）および／または前記金属体部（Ｂ）に少なくとも一部で接合し、かつ樹脂材料ｃからなるリブ部（Ｃ）と、
を含み、
前記リブ部（Ｃ）はその少なくとも一部が、前記金属体部（Ｂ）に対し前記構造体部（Ａ）とは反対の方向に突出している金属／樹脂複合構造体。
【０００９】
［２］
前記金属体部（Ｂ）は貫通穴を備え、
前記構造体部（Ａ）と一体化した前記リブ部（Ｃ）が、前記貫通穴から突出している、［１］に記載の金属／樹脂複合構造体。
［３］
前記構造体部（Ａ）が板状である、［１］または［２］に記載の金属／樹脂複合構造体。
［４］
前記構造体部（Ａ）の前記金属体部（Ｂ）と接合する面は、平面であるか、またはじゃばら状に屈曲した面である、［３］に記載の金属／樹脂複合構造体。
［５］
前記金属体部（Ｂ）が板状である、［１］ないし［４］のいずれか一つに記載の金属／樹脂複合構造体。
［６］
構造体部（Ａ）と前記金属体部（Ｂ）との間にプライマー層をさらに備え、
前記プライマー層を介して、前記構造体部（Ａ）と前記金属体部（Ｂ）とが接合されている、［１］ないし［５］のいずれか一つに記載の金属／樹脂複合構造体。
［７］
前記リブ部（Ｃ）は、前記金属体部（Ｂ）の上面において一体化しており、平面視において格子状となるように設けられている、［１］ないし［６］のいずれか一つに記載の金属／樹脂複合構造体。
［８］
前記金属体部（Ｂ）が、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、銅、銅合金、およびチタン合金から選択される少なくとも１種からなる、［１］ないし［７］のいずれか一つに記載の金属／樹脂複合構造体。
［９］
前記構造体部（Ａ）は、
重合体ａ１と、
前記重合体ａ１が１００重量部あたり、１〜１００重量部となる量のガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、およびガラス粉から選ばれる１種以上の充填剤と、
を含む樹脂材料ａからなる、［１］ないし［８］のいずれか一つに記載の金属／樹脂複合構造体。
［１０］
前記リブ部（Ｃ）は、
重合体ｃ１と、
前記重合体ｃ１が１００重量部あたり、１〜１００重量部となる量のガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、およびガラス粉から選ばれる１種以上の充填剤と、
を含む樹脂材料ｃからなる、［１］ないし［９］のいずれか一つに記載の金属／樹脂複合構造体。
［１１］
前記構造体部（Ａ）を構成する重合体ａ１がポリオレフィンである、［１］ないし［１０］のいずれか一つに記載の金属／樹脂複合構造体。
［１２］
前記リブ部（Ｃ）を構成する重合体ｃ１がポリオレフィンである、［１］ないし［１１］のいずれか一つに記載の金属／樹脂複合構造体。
［１３］
前記構造体部（Ａ）を構成する重合体ａ１と前記リブ部（Ｃ）を構成する重合体ｃ１が同一である［１］ないし［１２］のいずれか一つに記載の金属／樹脂複合構造体。
［１４］
前記構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティと、前記リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティとを備える射出成形用金型を用い、
当該射出成形用金型に前記金属体部（Ｂ）を配置し、前記第１キャビティに重合体ａ１と充填剤とを含む樹脂材料aを射出成形するとともに、前記第２キャビティに重合体ｃ１と充填剤とを含む樹脂材料cを射出成形することにより得られる、［１］ないし［１３］のいずれか一つに記載の金属／樹脂複合構造体。
［１５］
前記樹脂材料cとして前記樹脂材料aと同一の樹脂材料を用い、
前記樹脂材料aが、まず構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティに供給され、次いで当該樹脂材料aの一部が金属体部（Ｂ）に設けられた前記開口部から、リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティに供給される、［１４］に記載の金属／樹脂複合構造体。
［１６］
前記金属体部（Ｂ）の少なくとも一部が、予め表面処理され、表面に微細な凹凸を形成したものである、［１］ないし［１５］のいずれか一つに記載の金属／樹脂複合構造体。
［１７］
前記金属体部（Ｂ）の少なくとも一部が、予め表面処理され、さらにプライマーを塗布されたものである［１］ないし［１６］のいずれか一つに記載の金属／樹脂複合構造体。
［１８］
前記構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティと、前記リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティとを備える射出成形用金型を用い、
当該射出成形用金型に前記金属体部（Ｂ）を配置する工程ａと、
前記第１キャビティに重合体ａ１と充填剤とを含む樹脂材料aを射出成形するとともに、前記第２キャビティに重合体ｃ１と充填剤とを含む樹脂材料cを射出成形する工程ｂと、
を備える、［１］ないし［１７］いずれか一つに記載の金属／樹脂複合構造体の製造方法。
［１９］
前記樹脂材料cとして前記樹脂材料aと同一の樹脂材料を用い、
前記工程ｂは、
前記樹脂材料aが、まず構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティに供給され、次いで当該樹脂材料aの一部が金属体部（Ｂ）に設けられた前記開口部から、リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティに供給される工程を含む、［１８］に記載の金属／樹脂複合構造体の製造方法。
［２０］
前記金属体部（Ｂ）の少なくとも一部が、予め表面処理され、表面に微細な凹凸を形成したものである［１８］または［１９］に記載の金属／樹脂複合構造体の製造方法。
［２１］
前記金属体部（Ｂ）の少なくとも一部が、予め表面処理され、さらにプライマーを塗布されたものである［１８］ないし［２０］のいずれか一つに記載の金属／樹脂複合構造体の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、荷重変形が飛躍的に小さい金属／樹脂複合構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の構造体部、金属体部、リブ部の一体化を示す概念図である。
【図２】実施例１の金属／樹脂複合構造体を示す構造図である。
【図３】実施例２の金属／樹脂複合構造体を示す構造図である。
【図４】実施例３の金属／樹脂複合構造体を示す構造図である。
【図５】実施例４の金属／樹脂複合構造体を示す構造図である。
【図６】実施例１及び実施例２に用いた金属体部の上面図である。
【図７】実施例３に用いた金属体部の上面図である。
【図８】実施例４に用いた金属体部の上面及び側面図である。
【図９】本実施形態の金属／樹脂複合体における、リブ部の高さを示す概念図である。
【図１０】実施例４の金属／樹脂複合体における、リブ部の高さを示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の金属／樹脂複合構造体は以下の通りである。
樹脂材料ａからなる構造体部（Ａ）と、
前記構造体部（Ａ）の少なくとも一部に接合する金属体部（Ｂ）と、
前記構造体部（Ａ）および／または前記金属体部（Ｂ）に少なくとも一部で接合し、かつ樹脂材料ｃからなるリブ部（Ｃ）と、
を含み、
前記リブ部（Ｃ）はその少なくとも一部が、前記金属体部（Ｂ）に対し前記構造体部（Ａ）とは反対の方向に突出している金属／樹脂複合構造体。
【００１３】
以下、本発明を実施形態と図に基づいて説明する。
本実施形態の金属／樹脂複合構造体は、図１に示すように構造体部（Ａ）及びリブ部（Ｃ）が樹脂から得られ、金属体部（Ｂ）が金属材料から得られる。
以下、金属／樹脂複合構造体を構成する樹脂（以下樹脂材料ということがある）と金属（以下金属材料ということがある）について説明した後、前記構造体部（Ａ）と前記金属体部（Ｂ）、及びリブ部（Ｃ）の接合の態様、金属／樹脂複合構造体の特徴について説明する。
【００１４】
［構造体部（Ａ）及びリブ部（Ｃ）］
本実施形態の金属／樹脂複合構造体を構成する構造体部（Ａ）及びリブ部（Ｃ）は同一または異なる樹脂材料からなる。この樹脂材料はそれぞれ樹脂材料aおよび樹脂材料cから得ることができる。
【００１５】
本実施形態で用いることができる樹脂材料は特に限定されないが、例えば、種々の重合体、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン、４−メチル−１−ペンテン等のポリオレフィンや、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリエステル等のポリエステル系樹脂や、スチレン系樹脂、ウレタン樹脂の他や、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、変性ＰＰＥ、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、変性ＰＳＵ、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアクリルブタジエンポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、フェノール系樹脂およびフェノキシ樹脂を含む。また、樹脂材料は、上記の樹脂の共重合体や変性体および／または２種類以上ブレンドした樹脂組成物から得てもよい。
【００１６】
これらの中でも、特定の目的に対して、上記の重合体の１種または２種以上が、樹脂中に６０重量％以上含まれることが好ましい。成形品のコストパフォーマンス、成形性および軽量性の観点から、重合体はポリオレフィン系樹脂が好ましく、射出成形を良好におこなうために流動性が高いことが好ましい。そのため、本実施形態におけるポリオレフィンは、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準拠し、２．１６ｋｇ荷重の条件で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）が、好ましくは４〜２００ｇ／１０分である。ＭＦＲは、プロピレン系重合体では２３０℃、エチレン系重合体では１９０℃など、それぞれの樹脂により決められている温度で測定することができる。
【００１７】
ポリオレフィンとしては、エチレン系重合体、プロピレン系重合体など、ポリオレフィンと称される範疇に属するものであればよい。また、それらの中でもオレフィン同士のランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体であってもよい。
また、ポリオレフィンとしては、直鎖状のものであっても、分岐構造を導入したものであってもよい。成形品の強度および耐衝撃性の観点から、ポリアミド（ＰＡ）とポリエステルが好ましく用いられる。また、耐熱性および耐薬品性の観点から、ポリアリーレンスルフィド、中でもポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）が好ましく用いられる。成形品外観および寸法安定性の観点から、ポリカーボネート（ＰＣ）やスチレン系樹脂が特に好ましく用いられる。
【００１８】
また、本実施形態において上記樹脂材料は、金属材料と樹脂材料との線膨張率差の調整、および樹脂材料の機械的強度を向上させることを目的として、充填材を含有していることが好ましい。充填材を含有させることにより、樹脂材料の剛性を高める効果の他、樹脂材料の線膨張係数を低減、制御できる。本実施形態にかかる金属／樹脂複合構造体は、金属材料と樹脂材料との複合構造体であり、金属材料と樹脂材料との形状安定性の温度依存性が大きく異なることが多いので、大きな温度変化が起こると金属／樹脂複合構造体に歪みが掛かりやすい。上記充填材を含有することにより、この歪みを低減することができる。
【００１９】
充填材としては、繊維状充填材、粒状充填材、板状充填材などの充填材を挙げることができる。上記繊維状充填剤としては、例えばガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などが挙げられる。上記ガラス繊維の具体的例示としては、平均繊維径が６〜１４μｍのチョップドストランドなどが挙げられる。
【００２０】
これらの中でも、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、およびガラス粉からなる群から選ばれる少なくとも一種の充填材を含むことが好ましい。
【００２１】
また、上記板状、粒状充填材としては、例えば炭酸カルシウム、マイカ、ガラスフレーク、ガラスバルーン、ガラス粉、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、炭素繊維やアラミド繊維の粉砕物などが挙げられる。
【００２２】
これらの充填材は、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤で処理したものであることが好ましい。
【００２３】
これらの充填材を含む場合、その含有量は、例えば上記樹脂材料を構成する、重合体１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上１００質量部以下であり、より好ましくは５質量部以上９０質量部以下であり、とくに好ましくは１０質量部以上８０質量部以下である。充填材の含有量が上記範囲内であることにより、靱性の低減を抑制することができる。
【００２４】
上記充填剤のみでなく、用途等に応じ、本発明の目的を損なわない範囲で適宜、他の充填材や添加剤を含有しても良い。充填材や添加剤として、例えば、無機充填材、難燃剤、導電性付与剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤およびカップリング剤などが挙げられる。
【００２５】
なお、上記樹脂材料と、上記充填剤およびその他の添加材の配合は公知の手法を用いて行うことができる。
【００２６】
本実施形態の金属／樹脂複合構造体の構造体部（Ａ）及びリブ部（Ｃ）は、上記樹脂材料を後述する方法で例えば射出成形して得られるが、この際、樹脂材料を発泡させて発泡体として用いることもできる。射出発泡体を得る方法としては、化学発泡剤を樹脂に添加する方法や、射出成形機のシリンダー部に直接、窒素ガスや炭酸ガスを注入する方法、あるいは、窒素ガスや炭酸ガスを超臨界状態で射出成形機のシリンダー部に注入するＭｕＣｅｌｌ射出発泡成形法があるが、いずれの方法でも樹脂材料が発泡体である金属／樹脂複合構造体を得る事ができる。また、いずれの方法においても、金型キャビティの容積より少ない樹脂量を充填し、発泡させることによりキャビティに充満させるショートショット法や、金型キャビティ容量の制御方法として、移動側の金型を後退させキャビティの容積を広げるコアバック法、樹脂充填後に金型内の入れ子やピンを移動させることにより、キャビティの容量を広げる方法を用いることができる。また、発泡体の表面状態を良好にするために、カウンタープレッシャーを使用したり、金型を急速加熱冷却する方法を使用することも可能である。また、射出発泡成形以外にも、ガスアシスト成形、ウォーターアシスト成形も使用することができる。
【００２７】
［金属体部（Ｂ）］
本実施形態の金属／樹脂複合構造体を構成する金属体部（Ｂ）は金属材料からなる。
本実施形態で用いることができる金属材料の種類は世の中に存在する全てが対象であるが、好ましくは、線膨張率の大きな金属の種類を用いた方が好ましい。その理由は、後述する樹脂材料の線膨張率は充填剤等を加えて調整しても金属と同等の線膨張率にするには無理があるためである。すなわち、樹脂材料の線膨張率は、最も低いものでも２×１０−５℃−１程度である。
【００２８】
このような金属材料のうち、入手の容易さ、価格などを考慮すると、鉄、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、銅、銅合金、チタンおよびチタン合金を好ましい例として挙げることができ、より好ましくは、アルミニウム、アルミニウム合金が挙げられる。
【００２９】
金属材料を構成するマグネシウム合金としては、ＡＳＴＭやＪＩＳで規格化されている展伸用マグネシウム合金、ダイキャスト法やチクソモールド法の鋳造用マグネシウム合金が挙げられる。また、アルミニウム合金としても、例えば日本工業規格（ＪＩＳ）で規格化されている展伸用の１０００〜７０００番系、およびダイカストグレード各種が使用できる。
【００３０】
［金属体部（Ｂ）の表面処理］
本実施形態にかかる金属／樹脂複合構造体の金属体部（Ｂ）は、上記構造体部（Ａ）を構成する樹脂材料と強固に接合させるために、公知の表面処理技術を施したものを使用することができる。
【００３１】
具体的な例としては、金属体部（Ｂ）の表面に（ｉ）微細な凹凸形状を付与する方法や、（ｉｉ）プライマー層を形成させる方法、さらには、（ｉ）と（ｉｉ）の組み合わせがある。
【００３２】
（ｉ）金属体部（Ｂ）の表面に微細な凹凸形状を付与する方法は、得られる微細凹凸面の形状から大別して以下の３種類の方法がある。
【００３３】
一つ目は侵食性水溶液または侵食性懸濁液に金属を浸漬して得たもので、電子顕微鏡観察により測定して表面は無数の凹部で覆われた形となっており、その凹部の数平均内径は３μｍ以下である。ここで、上記凹凸の数平均内径とは、凹凸の凹部の内径の平均値をいう。例えば、電子顕微鏡により金属材料表面の凹凸の画像を観察し、凹部が１００個以上撮影できる倍率において、全ての凹部についてその内径を計り取る。円形でないものは面積が同等の円として内径を仮定する。仮定した内径も含め、全ての和を個数で除したものを数平均内径とする。
【００３４】
二つ目は陽極酸化法によって得たもので、表面は主として金属酸化物層となっており、しかもその表面層は無数の数平均内径１０〜２００ｎｍの開口部で覆われているものである。
【００３５】
三つ目は、機械的切削、例えばダイヤモンド砥粒研削またはブラスト加工によって作成した凹凸を有する金型パンチをプレスすることにより金属表面に凹凸を形成する方法や、サンドブラスト、ローレット加工、レーザー加工により金属表面に凹凸形状を作成する物でその凹部の幅は１０〜８００μｍである。
【００３６】
これらのうち、一つ目の侵食性水溶液または侵食性懸濁液に金属を浸漬して得たものが、金属材料を広範囲にわたってまとめて処理することができることから好ましい。
【００３７】
（ｉｉ）金属体部（Ｂ）の表面にプライマー層を形成させる方法の場合、プライマー層は特に限定されないが、通常は樹脂成分を含むプライマー樹脂材料からなる。プライマー樹脂材料は特に限定されず、公知のものを用いることができる。具体的には、公知のポリオレフィン系プライマー、エポキシ系プライマー、ウレタン系プライマーなどを挙げることができる。プライマー層の形成方法は特に限定されないが、例えば、上記のプライマー樹脂材料の溶液や、上記のプライマー樹脂材料のエマルションを、金属部材に塗工して形成することができる。溶液とする際に用いる溶媒としては、トルエン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ジメチルフォルムアミド（ＤＭＦ）などが挙げられる。エマルション用の媒体としては、脂肪族炭化水素媒体や、水などが挙げられる。
【００３８】
上記（ｉ）、（ｉｉ）の処理を行うに当たり、前記金属体部（Ｂ）は、金属を切断、プレス等による塑性加工、打ち抜き加工、切削、研削、放電加工等の除肉加工によって上述した所定の形状に加工された後になされることが好ましい。要するに、種々の加工法により、後述する射出成形のインサート用として必要な形状に加工されたものを用いることが好ましい。必要な形状に加工された金属材料は、樹脂材料と接着すべき面が厚く酸化や水酸化されていないことが好ましく、長期間の自然放置で表面に酸化皮膜である錆の存在が明らかなものは研磨、化学処理等でこれを取り除くことが好ましい。
【００３９】
なお、本実施形態にかかる金属／樹脂複合構造体の構造体部（Ａ）を構成する樹脂材料中の重合体が、上記金属材料と親和性の高い材料、例えばヘテロ原子を含む基、具体的にはエステル基、カルボン酸基、アルデヒド基、ケトン基などの極性基を有する重合体の場合には、上述の（ｉ）の表面処理を行った金属材料を用いて金属／樹脂複合構造体を構成することが可能であるが、樹脂を構成する重合体がポリオレフィンのように非極性のものである場合、極性を持つ金属材料と一体化する場合には、（ｉｉ）の表面処理を行うことが好ましく、（ｉ）の表面処理も組み合わせて行うことがより好ましい。
【００４０】
また、金属体部（Ｂ）に貫通穴が設けられている場合、貫通穴も表面処理することが好ましい態様である。
【００４１】
〔構造体部（Ａ）の形状〕
構造体部（Ａ）は、塊状、板状のものなど、構造体の役割を果たすことができる形状であれば特に形状や大きさに制限はないが、板状であることが好ましい。この場合、厚みは全範囲にわたって同一でもよく、異なる厚みの部分を有するものであっても良い。板状である場合、構造体部（Ａ）の厚みが０．５〜１０ｍｍの範囲の部分を含むことが好ましく１〜８ｍｍの範囲の部分を含むことがより好ましい。また平均の厚みが０．５〜１０ｍｍの範囲にあることがより好ましく１〜８ｍｍの範囲にあることがより好ましい。さらに厚みがすべての部分において０．５〜１０ｍｍの範囲内に含まれることが中でも好ましい態様のひとつであり、１〜８ｍｍの範囲にあることがより好ましい。
また、後述する金属体部（Ｂ）と接合する面は、平面であっても、屈曲した構造であっても良い。後者の場合、じゃばら状でとすることができる。
【００４２】
〔金属体部（Ｂ）の形状〕
金属体部（Ｂ）は、塊状、板状のものなど、構造体を補強する役割を果たすことができる形状であれば特に形状や大きさに制限はないが、板状であることが好ましい。この場合、厚みは全範囲にわたって同一でもよく、異なる厚みの部分を有するものであっても良い。板状である場合、金属体部（Ｂ）の厚みが０．５〜５ｍｍの範囲の部分を含むことが好ましく、厚みがすべての部分において０．５〜５ｍｍの範囲内に含まれることが中でも好ましい態様のひとつである。形状も平板であっても、屈曲した構造であっても良い。後者の場合、じゃばら状であっても良い。
【００４３】
また、金属体部（Ｂ）の少なくとも一部に、１つ以上の貫通穴を備えていても良い。穴の個数に特に制限はない。また穴の大きさに特に制限はないが、例えば溶融樹脂が構造体部（Ａ）の形成用のキャビティからリブ部（Ｃ）形成用のキャビティに供給される場合を考えると、溶融樹脂が流動してリブ部（Ｃ）を形成するのに十分なように流れるような大きさであって、かつ金属体部（Ｂ）による補強効果やリブ部（Ｃ）による補強効果が失われない範囲の大きさであればよい。
【００４４】
該貫通穴のサイズは、例えば円形の穴の場合、直径１〜１０ｍｍ、四角形の形の穴の場合、短辺が１〜１５ｍｍ、十字形の穴の場合、これを構成する一本の線の長さが５〜５０ｍｍなどが挙げられるが特に制限はない。
また、リブ部（Ｃ）が金属体部（Ｂ）と接触している部分の面積（Ｓｃｂ）と、金属体（Ｂ）に設けられた貫通穴のうち、リブ部（Ｃ）が突出する側の表面における開口面積（Ｓｈ）とを比べた場合、（Ｓｈ）／（Ｓｈ＋Ｓｃｂ）は０．１〜１、好ましくは０．２〜１である。
（Ｓｈ）／（Ｓｈ＋Ｓｃｂ）が上記範囲にあると、リブ部（Ｃ）による補強効果がより大きくなる。
【００４５】
〔リブ部（Ｃ）の形状〕
リブ部（Ｃ）は、構造体部（Ａ）や金属体部（Ｂ）を補強する役割を果たしていると考えられる。
リブ部（Ｃ）は、その少なくとも一部が金属体部（Ｂ）に対し構造体部（Ａ）とは反対方向に突出していれば大きさや高さに特に制限はない。
【００４６】
リブ部（Ｃ）の配置としては、特に制限はないが、金属体部（Ｂ）から平板状（表面が多少波打ったり凹凸があっても良い）に突出し、平行に並んだもの、任意の方向に並んだもの、格子状に並んだもの、放射状に並んだものなどを例示することができる。
【００４７】
また、リブ部（Ｃ）は構成要素が金属体部（Ｂ）の上面において一体化しており、平面視において格子状に配置されていることが好ましい。
この場合、後述するように突発的な力にも破壊せずに耐えることがより容易である。
【００４８】
ひとつの好ましい態様としては、リブ部（Ｃ）は構成要素が金属体部（Ｂ）の上面において一体化しており、平面視において格子状に配置されている場合に、リブ部（Ｃ）の高さが、少なくとも一部が３〜５０ｍｍの範囲にある態様が挙げられる。また好ましくはリブ部（Ｃ）の平均の高さが３〜５０ｍｍの範囲にあることである。さらに好ましくはリブ部（Ｃ）のすべての部分の高さが３〜５０ｍｍの範囲にあることである。なおここで「高さ」とは、以下のように定義する。
すなわち、まず、リブ部（Ｃ）の各上端（金属体と接触している部分とは反対の端）は、リブ部（Ｃ）の形を表す直線または曲線を形成している。この直線または曲線との接線に垂直な方向に直線を引く。当該直線と金属体部（Ｂ）表面との交点と、各上端の点との間の長さを、当該リブ部（Ｃ）の「高さ」と定義する。
具体的に図を用いて説明すると、図９においては、リブ部（Ｃ）の上端を表す直線に対して垂直な方向に直線を引き、当該直線と、金属体部（Ｂ）表面との交点を求める。この金属体部（Ｂ）とリブ部（Ｃ）上端との間の長さをリブ部（Ｃ）の「高さ」とする。
図１０は後述する実施例４によって得られた金属／樹脂複合構造体を側面から見た概念図である。この場合、リブ部（Ｃ）上端が直線を形成しているものの、金属体部（Ｂ）として屈曲板を用いているため、複数のリブ部（Ｃ）の「高さ」を有することとなる。図１０の矢印線で示した部分のリブ部（Ｃ）の「高さ」は４０ｍｍであるが、これ以外にもリブ部（Ｃ）の「高さ」として１０ｍｍの部分も存在する（図５参照）。
【００４９】
また、リブ部（Ｃ）の厚みは、通常０．５〜８ｍｍであり、好ましくは１〜８ｍｍ、より好ましくは、１〜６ｍｍである。
【００５０】
さらにリブ部（Ｃ）は金属体部（Ｂ）の表面に各種成形方法で接合させるように設けることも可能であるが、構造体の剛性や破壊強度の点からは、後述するようにリブ部（Ｃ）が金属体部（Ｂ）に設けられた貫通穴を通じて、構造体部（Ａ）と一体化していることが好ましい。またリブ部（Ｃ）は、金属体部（Ｂ）をあらかじめ配置した射出成形用金型に、樹脂材料を射出成形する方法であって、前記樹脂が、まず構造体部（Ａ）を形成するためのキャビティに供給され、次いで当該樹脂の一部が金属体部（Ｂ）に設けられた貫通穴から、リブ部（Ｃ）を形成するためのキャビティに供給される方法で設けられたものであることがより好ましい。
【００５１】
［金属／樹脂複合構造体］
金属体部（Ｂ）は、構造体部（Ａ）の荷重変形を抑止するために、構造体部（Ａ）に重なるように接合することができるが、限定されるものではない。例えば構造体部（Ａ）が平板である場合、構造体部（Ａ）の片側の面に金属体部（Ｂ）を接合し、その際に金属体部（Ｂ）の一部に貫通穴を設けておいて後述の射出成形によりリブを造作することが好ましく例示できる。このような態様では、曲げ剛性の低い構造体部（Ａ）を金属体部（Ｂ）が補強する働きをし、リブ部（Ｃ）が全体を更に補強する働きをしているものと考えられる。また、金属体部（Ｂ）はリブ部（Ｃ）と反対側の面で構造体部（Ａ）と少なくとも一部が接合した構造となっていることも面剛性を高くできる一因と考えられる。一方で、金属体部（Ｂ）は構造体部（Ａ）の全面を補強する必要はなく、荷重変形を有効に抑止できる程度の面積を備えていればよい。更に金属体部（Ｂ）と構造体部（Ａ）との接合面は、該すべての面で接合する必要はなく、荷重変形を有効に抑止できれば一部でもよい。またリブ部（Ｃ）は、例えば金属体部（Ｂ）に貫通穴を開けた上でインサートによる射出成形で造作できるが、前述したようにリブ部（Ｃ）が金属体部（Ｂ）と接触している部分の面積（Ｓｃｂ）と、貫通穴のうちリブ部（Ｃ）が突出する側の表面における開口面積Ｓｈとを比べた場合、（Ｓｈ）／（Ｓｈ＋Ｓｃｂ）、前述した範囲にあることが好ましい。すなわちリブ部（Ｃ）が金属体部（Ｂ）表面と交わる底面全体に穴を開ける必要はなく、荷重変形を有効に抑止できれば部分的な貫通穴でもよい。この際は、穴の開いていない部分は金属体部（Ｂ）と接着されることになる。荷重変形を有効に抑止するための好ましいリブ部（Ｃ）の構造としては格子状にすることが好ましく、曲げやねじれの力の両方に耐える構造となる。
【００５２】
［金属／樹脂複合構造体の製造方法］
本実施形態にかかる金属／樹脂複合構造体は、射出成形により製造することができる。
具体的には、構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティと、リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティとを備える射出成形用金型を用い、以下の工程を行う。
工程ａ：当該射出成形用金型に前記金属体部（Ｂ）を配置する工程。
工程ｂ：第１キャビティに重合体ａ１と充填剤とを含む樹脂材料aを射出成形するとともに、第２キャビティに重合体ｃ１と充填剤とを含む樹脂材料cを射出成形する工程。
【００５３】
すなわち、まず、表面処理を施した金属体部（Ｂ）をインサートできる射出成形用の金型を用意し、その金型を開いてその一方に該金属体部（Ｂ）を設置する（工程ａ）。その後、金型を閉じ、樹脂材料の少なくとも一部が該金属体部（Ｂ）と接するように、上記金型内に上記樹脂材料を射出して固化する（工程ｂ）。その後、金型を開き離型することにより、金属／樹脂複合構造体を得ることができる。
【００５４】
金型の構造は、上記樹脂材料が、上記リブ部（Ｃ）を構成できるように上記金属体部（Ｂ）から見て上記構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティとは反対側に第２キャビティを設けることが通常である。またリブ部（Ｃ）には、抜き勾配を設けて離型しやすくしたり、金属／樹脂複合構造体を成形後取り出しやすくする際のイジェクタピンの位置を設計するとよい。またスプルやランナー、ゲート位置等の設計は、射出流動バランスや成形後の反り、ひけ等外観に問題がないように設計する。
【００５５】
次に、射出条件について説明する。
射出成形時の樹脂材料の温度が、使用する樹脂の融点よりも１０℃以上１４０℃以下高いことが好ましい。つまり、射出成形時の上記樹脂材料の温度をＴ１［℃］とし、使用する樹脂材料の融点をＴ２［℃］としたとき、上記Ｔ１が、Ｔ２＋１０≦Ｔ１≦Ｔ２＋１４０の範囲であることが好ましい。また、射出成形時の樹脂材料の温度は、使用する樹脂材料の融点よりも、２０℃以上１３０℃以下高いことがより好ましく、３０℃以上１２５℃以下高いことが特に好ましい。なお、上記樹脂材料の温度は、いわゆる成形温度（シリンダー温度）と認識されても差し支えない。
【００５６】
また、射出成形時の金型の温度が、使用する樹脂材料の融点よりも、１０℃以上１５０℃以下低い条件にすることが好ましい。つまり、射出成形時の金型の温度をＴ３［℃］としたとき、上記Ｔ３が、Ｔ２−１５０≦Ｔ３≦Ｔ２−１０の範囲であることが好ましい。また、射出成形時の金型の温度は、使用する樹脂材料の融点よりも、２０℃以上１４０℃以下低いことがより好ましく、３０℃以上１３０℃以下低いことが特に好ましい。さらに、金型の温度自体を通常よりもやや高めにすることも好ましい。具体的には、５０℃以上が好ましく、６０℃以上がより好ましい。
【００５７】
また、成形時の保圧時間は５秒以上１２０秒以下であることが好ましい。このように、保圧する時間を長めに設定することにより、樹脂材料と、金属材料の接合強度を高くできる効果があると考えられる。ここで、保圧時間とは、射出成形機の充填完了時からノズルの圧力を設定した圧力に保っておく時間をいう。
【００５８】
そして、金属体部（Ｂ）が１つ以上の貫通穴を有する場合、金属体部（Ｂ）をあらかじめ配置した射出成形用金型において、溶融した樹脂材料ａをまず構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティに供給し、次いで樹脂材料ａと同一または異なる樹脂材料が好ましくは樹脂材料ａと同一の樹脂材料が金属体部（Ｂ）に設けられた貫通穴から、リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティに供給されるように、射出成形することで、さらに剛性や強度が高い構造体となる傾向がある。より好ましくは、前記樹脂材料ａが、まず構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティに供給され、次いで当該樹脂材料ａの一部が金属体部（Ｂ）に設けられた前記貫通穴から、リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティに供給される。この理由は定かではないが、ひとつには、貫通穴を通じて構造体部（Ａ）とリブ部（Ｃ）とが一体化していることが挙げられる。このためリブの強度や構造体の剛性が高くなると考えられる。また貫通穴を形成する金属表面とリブ部（Ｃ）を構成する樹脂とが接合する場合には、当該接合により、リブの強度を構造体に加えることが可能となり、構造体の剛性の発現に寄与するのではないかと推定している。
【００５９】
〔金属体部（Ｂ）と構造体部（Ａ）との接合〕
金属部材を接合する場合は、単に金属体部（Ｂ）と構造体部（Ａ）とをボルトネジ等によって部分固定する方法でもよいが、本発明者らは、前記方法により表面処理した金属体部（Ｂ）と構造体部（Ａ）とを接合したものの方が、荷重負荷に対してボルト穴の部分で応力集中が起こったりする心配がなく、破壊強度がよりよくなると考える。またボルトネジ等による部分接合よりは前記方法により表面処理した金属体部（Ｂ）と構造体部（Ａ）の接合である方が蓋材などに必要な剛性である、荷重による変形を小さくする効果が大きいと考えられる。例えば板状の樹脂構造体に対して、金属板を片側の面に接合して補強する場合、接着している面積が増えるほど面剛性が上がることによるが、金属と樹脂の接着性を良くするとさらに良いと考えられる。
【００６０】
［金属／樹脂複合構造体の用途］
本実施形態にかかる金属／樹脂複合構造体は、比較的生産性が高く、形状制御の自由度も高いので、様々な用途に展開することが可能である。
用途としては、例えば、車両用構造部品、車両搭載用品、電子機器の筐体、家電機器、構造用部品、機械部品、種々の自動車用部品、電子機器用部品、家具、台所用品などの家財向け用途、医療機器、建築資材の部品、その他の構造用部品や外装用部品などが挙げられる。
具体的には、樹脂材料だけでは強度が足りない部分を金属がサポートするようにデザインされた部品である。車両関係では、インスツルメントパネル、コンソールボックス、ドアノブ、ドアトリム、シフトレバー、ペダル類、グローブボックス、バンパー、ボンネット、フェンダー、トランク、ドア、ルーフ、座席シート、ラジエータ、オイルパン、ステアリングホイール、ＥＣＵボックス、電装部品などが挙げられる。また、建材や家具類として、ガラス窓枠、手すり、カーテンレール、たんす、クローゼット、書棚、机、などの扉や引き出し部分が挙げられる。また、精密電子部品類として、コネクタ、リレー、ギヤなどが挙げられる。また、輸送容器として、輸送コンテナ、スーツケース、トランクなどが挙げられる。その他の用途として、玩具、スポーツ用具、靴、サンダル、鞄、フォーク、ナイフ、スプーン、皿などの食器類、ボールペンやシャープペン、ファイル、バインダーなどの文具類などが挙げられる。
【００６１】
特に本実施形態の金属／樹脂複合構造体は、荷重を付与した際の変形量が非常に少ないため、例えば蓋材など、開閉動作時に構造体に荷重が付与されやすい用途に用いても開閉に問題なく、また実用上の強度を有するため、可動する部分、例えば蓋材などに好適である。
車両関係では、コンソールボックス、ドアトリム、グローブボックス、ボンネット、トランク、ドア、などが挙げられる。また、建材や家具類として、たんす、クローゼット、書棚、机、などにおける扉や引き出し部分が挙げられる。また、輸送容器として、スーツケース、トランクなどが挙げられる。その他の用途として、玩具、スポーツ用具などが挙げられる。これらは、何れも手動または自動により開閉が必要な部分であり、本発明の荷重変形を小さくする効果が有効に発揮されるものと考えられる。
【００６２】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【実施例】
【００６３】
以下に、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、以下の図においては、金属／樹脂複合構造体の構造は模式化して示しており、各構造部分の厚みを省略して描いている。
【００６４】
以下、実施例・比較例により得られた金属／樹脂複合構造体の評価・測定方法を示す。
【００６５】
（金属／樹脂複合構造体の片支持による荷重―たわみ量の測定）
射出成形により得られた試験体(幅１００×長さ４００×厚み４ｍｍ)の長尺方向片側を片支持し、その反対側の辺に沿って幅１０ｍｍに１０ｋｇの重りを載せて撓み量を室温下に測定した。
【００６６】
［実施例１］
（金属体部の準備）
市販の１．５ｍｍ厚Ａ５０５２板材を入手し、切断して、幅1００ｍｍ×長さ４００ｍｍの合金板材を作成し、さらに、図６に示すようにリブ部と構造体部とを一体化するための貫通穴をプレス機で打ち抜き、金属体部とした。
次いで、槽に市販のアルミニウム合金用脱脂剤ＮＥ−６（メルテックス株式会社製）と水を投入して６０℃、濃度７．５％の水溶液とした。これに金属体部を７分浸漬し十分に水洗した。続いて別の槽に４０℃とした１％濃度の塩酸水溶液を用意し、これに金属体部を１分浸漬して十分に水洗した。次いで別の槽に４０℃とした１．５％濃度の苛性ソーダ水溶液を用意し、金属体部を２分浸漬して十分に水洗した。続いて別の槽に４０℃とした３％濃度の硝酸水溶液を用意し、これに金属体部を１分浸漬し水洗した。
次いで、別の槽に６０℃とした一水和ヒドラジンを３．５％含む水溶液を用意し、これに金属体部を２分浸漬し、水洗した。次いで６７℃にした温風乾燥機に１５分入れて乾燥した。
次いで、金属体部にプライマー樹脂材料を、プライマー層の厚みが１０μｍとなるようにメイヤーバーを使用し室温で塗工をおこない、２００℃のオーブンにて乾燥を行った。プライマー樹脂材料としては、無水マレイン酸変性プロピレン系重合体（三井化学株式会社製、ユニストールＲ３００（登録商標））を用いた。
【００６７】
（射出成形）
日本製鋼所社製射出成型機（ＪＳＷ  Ｊ４００ＡＤ１１０Ｈ）と専用の金型(リブの高さが１０ｍｍ、長手方向には幅方向中央部に1本のリブ、反対方向には１００ｍｍごとに３本のリブ)を開いて、前記金属体部を装着した。その金型内にガラス長繊維強化ポリプロピレン(プライムポリマー社製、モストロンＬ４０７０Ｐ)を、シリンダー温度２３０℃（樹脂材料の温度）、金型温度５５℃、射出速度１００ｍｍ／ｓｅｃ、保圧１５ＭＰａ、保圧時間５秒、冷却時間５０秒の条件にて射出成形を行った。次いで、金型より取り出して図２に示す厚みが４ｍｍの金属／樹脂複合構造体を得た。尚、リブ部には2°の抜き勾配を設けており、金型より取り出しやすくした。リブ部の高さは１０ｍｍであった。
得られた金属／樹脂複合構造体について、荷重−たわみ量の測定を行なったところ、２８ｍｍの撓みであった。
【００６８】
［実施例２］
リブの高さが２０ｍｍになるように金型を変更した以外は実施例１と同様に行ない、図３に示す厚みが４ｍｍの金属／樹脂複合構造体を得た。リブ部の高さは２０ｍｍであった。
得られた金属／樹脂複合構造体について、荷重−たわみ量の測定を行なったところ、９ｍｍの撓みであった。
【００６９】
［実施例３］
図７に示すようにリブ部と構造体部とを一体化するための穴を開けた。また金型のリブ部側を変更して格子状のリブ部を造作した以外は実施例１と同様に行ない、図４に示す厚みが４ｍｍの金属／樹脂複合構造体を得た。リブ部の高さは１０ｍｍであった。
得られた金属／樹脂複合構造体について、荷重−たわみ量の測定を行なったところ、２５ｍｍの撓みであった。
【００７０】
［実施例４］
金属体部として平板ではなく横断面が図８のような屈曲板を用いた。リブ部の上端が直線になるように金型及び金属体部を調整した以外は（なお、図８においてリブ部が形成される部分は破線で示している。）、実施例１と同様に行ない、図５に示す厚みが４ｍｍの金属／樹脂複合構造体を得た。リブ部の高さは１０〜４０ｍｍであった。
得られた金属／樹脂複合構造体について、荷重−たわみ量の測定を行なったところ、４ｍｍの撓みであった。
【００７１】
［比較例１］
リブ部がない金属体部と構造体部だけからなるように金型を変更した他は、実施例１と同様に行ない、厚みが４ｍｍの金属／樹脂複合構造体を得た。
得られた金属／樹脂複合構造体について、荷重−たわみ量の測定を行なったところ、１４２ｍｍの非常に大きい撓みであった。
【００７２】
［比較例２］
金属体部をインサートせずに射出成形した以外は実施例１と同様に行ない、厚みが４ｍｍのリブ部を有する樹脂構造体を得た。
得られた樹脂構造体について、荷重−たわみ量の測定を行なったところ、１４１ｍｍの大きい撓みであった。
【００７３】
実施例と比較例との比較からわかるように、実施例の金属／樹脂複合構造体はリブ部がない金属／樹脂複合構造体、リブ部を有する樹脂構造体の剛性よりも顕著に優れた剛性を有する。
【００７４】
なお、以上では、この発明の技術的思想の範囲に含まれるもののいくつかを具体化して、実施例として示したが、この発明はこれに限られるものではなく、上述した数値や形状は、金属／樹脂複合構造体の構造、用途、製造方法を考慮して適宜選択されるべきものである。また、金属／樹脂複合構造体の製造方法についても、射出成形法のみならず、射出圧縮成形法等を用いてもよいのは勿論のことである。
また、本実施例の金属／樹脂複合構造体は、リブ部が突出しており、そのリブ部先端部の形状は丸みがあっても、またリブ部が付け根の部分と先端部分とで厚みに差を付けても差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上詳述したように、本発明の金属／樹脂複合構造体は、樹脂構造体と金属材料の接合、或いはリブを造作した樹脂構造体だけでは成し遂げられなかった、荷重変形を飛躍的に小さくすることができる。また樹脂材料と金属材料とが容易に剥がれることなく一体化されれば、この効果が最大限に発揮される。
本発明の金属／樹脂複合構造体は荷重変形が小さく、かつ軽量で強度をもつ構造体を比較的簡便な方法で実現することができる。そのため、本発明の産業の発展への寄与は大きい。
【図１】
2015071266.tif 000003
【図２】
2015071266.tif 000004
【図３】
2015071266.tif 000005
【図４】
2015071266.tif 000006
【図５】
2015071266.tif 000007
【図６】
2015071266.tif 000008
【図７】
2015071266.tif 000009
【図８】
2015071266.tif 000010
【図９】
2015071266.tif 000011
【図１０】
2015071266.tif 000012