特許 6489908 複合成形体とその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6489908

(24)【登録日】2019年3月8日

(45)【発行日】2019年3月27日

(54)【発明の名称】複合成形体とその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B32B 15/06 20060101AFI20190318BHJP

   B29C 43/34 20060101ALI20190318BHJP

   B29C 65/48 20060101ALI20190318BHJP

   B29C 45/14 20060101ALI20190318BHJP

   B29C 43/18 20060101ALN20190318BHJP

   B29L 9/00 20060101ALN20190318BHJP

【ＦＩ】

   B32B15/06 Z

   B29C43/34

   B29C65/48

   B29C45/14

   !B29C43/18

   B29L9:00

【請求項の数】18

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2015-77768(P2015-77768)

(22)【出願日】2015年4月6日

(65)【公開番号】特開2016-107609(P2016-107609A)

(43)【公開日】2016年6月20日

【審査請求日】2018年3月9日

(31)【優先権主張番号】特願2014-245088(P2014-245088)

(32)【優先日】2014年12月3日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】501041528

【氏名又は名称】ダイセルポリマー株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002901

【氏名又は名称】株式会社ダイセル

(74)【代理人】

【識別番号】100087642

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100098408

【弁理士】

【氏名又は名称】義経 和昌

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 修二

(72)【発明者】

【氏名】板倉 雅彦

【審査官】 弘實 由美子

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／１５６９８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００７／０７２６０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−３３４９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１８８７９８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ３２Ｂ １／００−４３／００

Ｂ２９Ｃ ４３／３４

Ｂ２９Ｃ ４５／１４

Ｂ２９Ｃ ６５／４８

Ｂ２９Ｃ ４３／１８

Ｂ２９Ｌ ９／００

Ｂ２３Ｋ ２６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属成形体とゴム成形体が接合された複合成形体であって、
前記ゴム成形体のゴムが熱可塑性エラストマーと極性ゴムを除いたものであり、
前記金属成形体が粗面化された接合面を有しており、
前記粗面化された接合面を含む金属成形体の表層部が、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有する幹孔と、幹孔の内壁面から幹孔とは異なる方向に形成された枝孔からなる開放孔を有しており、
前記複合成形体が、前記金属成形体の接合面に形成されている開放孔内に前記ゴムが入り込んだ状態で接合されているものであり、
前記金属成形体の表層部が、表面から開放孔の深さまでの５０〜５００μｍの深さ範囲のものである、複合成形体。

【請求項2】

金属成形体とゴム成形体が接合された複合成形体であって、
前記ゴム成形体のゴムが熱可塑性エラストマーと極性ゴムを除いたものであり、
前記金属成形体が粗面化された接合面を有しており、
前記粗面化された接合面を含む金属成形体の表層部が、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有する幹孔と、幹孔の内壁面から幹孔とは異なる方向に形成された枝孔からなる開放孔と、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有していない内部空間を有しており、
さらに前記開放孔と前記内部空間を接続するトンネル接続路を有しているものであり、
前記複合成形体が、前記金属成形体の接合面に形成されている開放孔、トンネル接続路および内部空間のそれぞれに前記ゴムが入り込んだ状態で接合されているものであり、
前記金属成形体の表層部が、表面から開放孔の深さまでの５０〜５００μｍの深さ範囲のものである、複合成形体。

【請求項3】

金属成形体とゴム成形体が接着剤層を介して接合された複合成形体であって、
前記ゴム成形体のゴムが熱可塑性エラストマーと極性ゴムを除いたものであり、
前記金属成形体が粗面化された接合面を有しており、
前記粗面化された接合面を含む金属成形体の表層部が、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有する幹孔と、幹孔の内壁面から幹孔とは異なる方向に形成された枝孔からなる開放孔を有しており、
前記複合成形体が、前記金属成形体の接合面の前記開放孔内に接着剤が入り込んで形成された接着剤層を介して、前記金属成形体と前記ゴム成形体が接合されているものであり、
前記金属成形体の表層部が、表面から開放孔の深さまでの５０〜５００μｍの深さ範囲のものである、複合成形体。

【請求項4】

金属成形体とゴム成形体が接着剤層を介して接合された複合成形体であって、
前記ゴム成形体のゴムが熱可塑性エラストマーと極性ゴムを除いたものであり、
前記金属成形体が粗面化された接合面を有しており、
前記粗面化された接合面を含む金属成形体の表層部が、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有する幹孔と、幹孔の内壁面から幹孔とは異なる方向に形成された枝孔からなる開放孔と、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有していない内部空間を有しており、
さらに前記開放孔と前記内部空間を接続するトンネル接続路を有しているものであり、
前記複合成形体が、前記金属成形体の接合面の開放孔、トンネル接続路および内部空間のそれぞれに接着剤が入り込んで形成された接着剤層を介して、前記金属成形体と前記ゴム成形体が接合されているものであり、
前記金属成形体の表層部が、表面から開放孔の深さまでの５０〜５００μｍの深さ範囲のものである、複合成形体。

【請求項5】

金属成形体とゴム成形体が接合された複合成形体であって、
前記ゴム成形体のゴムが熱可塑性エラストマーと極性ゴムを除いたものであり、
前記金属成形体が粗面化された接合面を有しており、
前記粗面化された接合面を含む金属成形体の表層部が、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有する幹孔と、幹孔の内壁面から幹孔とは異なる方向に形成された枝孔からなる開放孔を有しており、
前記複合成形体が、前記金属成形体の接合面に形成されている開放孔内に前記ゴムが入り込んだ状態で接合されているものであり、
前記金属成形体の表層部が、表面から開放孔の深さまでの５０〜５００μｍの深さ範囲のものであり、
前記金属成形体の粗面部分が、１本の線（溝）の長さ方向に直交する方法の断面形状が次の（ａ）〜（ｄ）の断面形状を含み、前記（ａ）〜（ｄ）の断面形状の合計数の内、（ａ）鍵穴溝と（ｂ）独立穴の合計数が５０％以上である、複合成形体。
（ａ）鍵穴溝
開口部幅Ｄ１、第１内部幅Ｄ２、および第２内部幅Ｄ３の大小関係が、Ｄ１＝Ｄ２＜Ｄ３、Ｄ１＞Ｄ３＞Ｄ２、Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ１およびＤ３＞Ｄ１＞Ｄ２を満たす断面形状部分（但し、Ｄ１＝Ｄ２＝Ｄ３は含まれない）
（ｂ）独立穴
見かけ上は独立した穴であるが、溝の側壁部の一端側または両端側が熱溶融して幅方向に突き出され、開口部に橋が架けられて蓋がされたような構造になっているもの。
（ｃ）Ｗ字溝
溝の底部または底部と側壁部が熱溶融して形成された突起が、溝の長さ方向に突き出された構造になっているものであり、前記突起を含む断面形状がＷ字形状になっているもの。
（ｄ）Ｖ字溝
断面形状がＶ字形状の溝。

【請求項6】

金属成形体とゴム成形体が接合された複合成形体であって、
前記ゴム成形体のゴムが熱可塑性エラストマーと極性ゴムを除いたものであり、
前記金属成形体が粗面化された接合面を有しており、
前記粗面化された接合面を含む金属成形体の表層部が、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有する幹孔と、幹孔の内壁面から幹孔とは異なる方向に形成された枝孔からなる開放孔と、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有していない内部空間を有しており、
さらに前記開放孔と前記内部空間を接続するトンネル接続路を有しているものであり、
前記複合成形体が、前記金属成形体の接合面に形成されている開放孔、トンネル接続路および内部空間のそれぞれに前記ゴムが入り込んだ状態で接合されているものであり、
前記金属成形体の表層部が、表面から開放孔の深さまでの５０〜５００μｍの深さ範囲のものであり、
前記金属成形体の粗面部分が、１本の線（溝）の長さ方向に直交する方法の断面形状が次の（ａ）〜（ｄ）の断面形状を含み、前記（ａ）〜（ｄ）の断面形状の合計数の内、（ａ）鍵穴溝と（ｂ）独立穴の合計数が５０％以上である、複合成形体。
（ａ）鍵穴溝
開口部幅Ｄ１、第１内部幅Ｄ２、および第２内部幅Ｄ３の大小関係が、Ｄ１＝Ｄ２＜Ｄ３、Ｄ１＞Ｄ３＞Ｄ２、Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ１およびＤ３＞Ｄ１＞Ｄ２を満たす断面形状部分（但し、Ｄ１＝Ｄ２＝Ｄ３は含まれない）
（ｂ）独立穴
見かけ上は独立した穴であるが、溝の側壁部の一端側または両端側が熱溶融して幅方向に突き出され、開口部に橋が架けられて蓋がされたような構造になっているもの。
（ｃ）Ｗ字溝
溝の底部または底部と側壁部が熱溶融して形成された突起が、溝の長さ方向に突き出された構造になっているものであり、前記突起を含む断面形状がＷ字形状になっているもの。
（ｄ）Ｖ字溝
断面形状がＶ字形状の溝。

【請求項7】

金属成形体とゴム成形体が接着剤層を介して接合された複合成形体であって、
前記ゴム成形体のゴムが熱可塑性エラストマーと極性ゴムを除いたものであり、
前記金属成形体が粗面化された接合面を有しており、
前記粗面化された接合面を含む金属成形体の表層部が、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有する幹孔と、幹孔の内壁面から幹孔とは異なる方向に形成された枝孔からなる開放孔を有しており、
前記複合成形体が、前記金属成形体の接合面の前記開放孔内に接着剤が入り込んで形成された接着剤層を介して、前記金属成形体と前記ゴム成形体が接合されているものであり、
前記金属成形体の表層部が、表面から開放孔の深さまでの５０〜５００μｍの深さ範囲のものであり、
前記金属成形体の粗面部分が、１本の線（溝）の長さ方向に直交する方法の断面形状が次の（ａ）〜（ｄ）の断面形状を含み、前記（ａ）〜（ｄ）の断面形状の合計数の内、（ａ）鍵穴溝と（ｂ）独立穴の合計数が５０％以上である、複合成形体。
（ａ）鍵穴溝
開口部幅Ｄ１、第１内部幅Ｄ２、および第２内部幅Ｄ３の大小関係が、Ｄ１＝Ｄ２＜Ｄ３、Ｄ１＞Ｄ３＞Ｄ２、Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ１およびＤ３＞Ｄ１＞Ｄ２を満たす断面形状部分（但し、Ｄ１＝Ｄ２＝Ｄ３は含まれない）
（ｂ）独立穴
見かけ上は独立した穴であるが、溝の側壁部の一端側または両端側が熱溶融して幅方向に突き出され、開口部に橋が架けられて蓋がされたような構造になっているもの。
（ｃ）Ｗ字溝
溝の底部または底部と側壁部が熱溶融して形成された突起が、溝の長さ方向に突き出された構造になっているものであり、前記突起を含む断面形状がＷ字形状になっているもの。
（ｄ）Ｖ字溝
断面形状がＶ字形状の溝。

【請求項8】

金属成形体とゴム成形体が接着剤層を介して接合された複合成形体であって、
前記ゴム成形体のゴムが熱可塑性エラストマーと極性ゴムを除いたものであり、
前記金属成形体が粗面化された接合面を有しており、
前記粗面化された接合面を含む金属成形体の表層部が、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有する幹孔と、幹孔の内壁面から幹孔とは異なる方向に形成された枝孔からなる開放孔と、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有していない内部空間を有しており、
さらに前記開放孔と前記内部空間を接続するトンネル接続路を有しているものであり、
前記複合成形体が、前記金属成形体の接合面の開放孔、トンネル接続路および内部空間のそれぞれに接着剤が入り込んで形成された接着剤層を介して、前記金属成形体と前記ゴム成形体が接合されているものであり、
前記金属成形体の表層部が、表面から開放孔の深さまでの５０〜５００μｍの深さ範囲のものであり、
前記金属成形体の粗面部分が、１本の線（溝）の長さ方向に直交する方法の断面形状が次の（ａ）〜（ｄ）の断面形状を含み、前記（ａ）〜（ｄ）の断面形状の合計数の内、（ａ）鍵穴溝と（ｂ）独立穴の合計数が５０％以上である、複合成形体。
（ａ）鍵穴溝
開口部幅Ｄ１、第１内部幅Ｄ２、および第２内部幅Ｄ３の大小関係が、Ｄ１＝Ｄ２＜Ｄ３、Ｄ１＞Ｄ３＞Ｄ２、Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ１およびＤ３＞Ｄ１＞Ｄ２を満たす断面形状部分（但し、Ｄ１＝Ｄ２＝Ｄ３は含まれない）
（ｂ）独立穴
見かけ上は独立した穴であるが、溝の側壁部の一端側または両端側が熱溶融して幅方向に突き出され、開口部に橋が架けられて蓋がされたような構造になっているもの。
（ｃ）Ｗ字溝
溝の底部または底部と側壁部が熱溶融して形成された突起が、溝の長さ方向に突き出された構造になっているものであり、前記突起を含む断面形状がＷ字形状になっているもの。
（ｄ）Ｖ字溝
断面形状がＶ字形状の溝。

【請求項9】

極性ゴムを除いた熱硬化性ゴムが、エチレン‐プロピレンコポリマー(EPM)、エチレン‐プロピレン‐ジエンターポリマー(EPDM)、エチレン‐オクテンコポリマー(EOM)、エチレン‐ブテンコポリマー(EBM)、エチレン‐オクテンターポリマー(EODM)、エチレン‐ブテンターポリマー(EBDM)、エチレン/アクリル酸ゴム(EAM)、ポリブタジエンゴム(BR)、天然ゴム(合成ポリイソプレンを含む) (NR)、スチレン‐ブタジエン‐スチレンおよびスチレン‐エチレン‐ブタジエン‐スチレンブロックコポリマー、およびシリコーンゴムから選ばれるものである、請求項１〜８のいずれか１項記載の複合成形体。

【請求項10】

金属成形体とゴム成形体が接合された複合成形体の製造方法であって、
前記ゴム成形体のゴムが熱可塑性エラストマーと極性ゴムを除いたものであり、
前記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２０００mm／sec以上の照射速度でレーザー光を連続照射する工程、
前工程において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、前記金属成形体の接合面と前記ゴム成形体となる未硬化ゴムを接触させた状態で加熱および加圧して、前記金属成形体と前記ゴム成形体が一体化された複合成形体を得る工程を有している、複合成形体の製造方法。

【請求項11】

前記一体化させる工程が、プレス成形またはトランスファー成形を使用する工程である、請求項１０記載の複合成形体の製造方法。

【請求項12】

前記一体化する工程の後、さらに後工程の加熱処理をする、請求項１０または１１記載の複合成形体の製造方法。

【請求項13】

金属成形体とゴム成形体が接合された複合成形体の製造方法であって、
前記ゴム成形体のゴムが熱可塑性エラストマーと極性ゴムを除いたものであり、
前記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２０００mm／sec以上の照射速度でレーザー光を連続照射する工程、
前工程においてレーザー光が照射された金属成形体の接合面に接着剤層を形成した後、前記接着剤層を介して、前記金属成形体と前記ゴム成形体が一体化された複合成形体を得る工程を有している、複合成形体の製造方法。

【請求項14】

金属成形体とゴム成形体が接合された複合成形体の製造方法であって、
前記ゴム成形体のゴムが熱可塑性エラストマーと極性ゴムを除いたものであり、
前記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２０００mm／sec以上の照射速度でレーザー光を連続照射する工程、
前工程においてレーザー光が照射された金属成形体の接合面に接着剤層を形成した後、金属成形体の接合面を含む部分を金型内に配置して、前記金属成形体の接合面と前記ゴム成形体となる未硬化ゴムを接触させた状態で加熱および加圧して、前記金属成形体と前記ゴム成形体が一体化された複合成形体を得る工程を有している、複合成形体の製造方法。

【請求項15】

前記レーザー光を連続照射する工程が、
出力(Ｗ）が２０〜９５０Ｗであり、
連続波レーザーの照射速度が２，０００〜１５，０００mm／secであるとき、
下記式からもとめられる、1回のスキャンで単位面積あたりの金属に与えるエネルギー量であるエネルギー密度Ｅ２（Ｊ／μm²）が１×１０^-7≦Ｅ２≦４×１０^-5の範囲になるようにレーザー照射する工程である、請求項１０〜１４のいずれか１項記載の複合成形体の製造方法。
Ｅ２＝（出力〔Ｗ〕）／（スポット径〔μm〕×照射速度〔mm／sec〕×1000）

【請求項16】

前記レーザー光を連続照射する工程が、
出力（Ｗ）が２０〜９５０Ｗであり、
連続波レーザーの照射速度が２，０００〜１５，０００mm／secであり、
パス回数が５〜２０回であるとき、
下記式からもとめられる、１回以上のスキャンで単位面積あたりの金属に与えるエネルギー積算量であるエネルギー密度Ｅ３（Ｊ／μm²）が５×１０^-7≦Ｅ３≦８×１０^-4の範囲になるようにレーザー照射することにより１本の線（溝）の長さ方向に直交する方向の断面形状を制御して、前記金属成形体と前記ゴム成形体の接合強度を制御する、請求項１０〜１４のいずれか１項記載の複合成形体の製造方法。
Ｅ３＝Ｅ２×パス回数

【請求項17】

前記の積算エネルギー密度Ｅ３を所定範囲にすることによって、１本の線（溝）の長さ方向に直交する方法の断面形状が次の（ａ）〜（ｄ）の断面形状を含み、前記（ａ）〜（ｄ）の断面形状の合計数の内、（ａ）鍵穴溝と（ｂ）独立穴の合計数が５０％以上になるように制御して、前記金属成形体と前記ゴム成形体の接合強度を制御する、請求項１６記載の複合成形体の製造方法。
（ａ）鍵穴溝
開口部幅Ｄ１、第１内部幅Ｄ２、および第２内部幅Ｄ３の大小関係が、Ｄ１＝Ｄ２＜Ｄ３、Ｄ１＞Ｄ３＞Ｄ２、Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ１およびＤ３＞Ｄ１＞Ｄ２を満たす断面形状部分（但し、Ｄ１＝Ｄ２＝Ｄ３は含まれない）
（ｂ）独立穴
見かけ上は独立した穴であるが、溝の側壁部の一端側または両端側が熱溶融して幅方向に突き出され、開口部に橋が架けられて蓋がされたような構造になっているもの。
（ｃ）Ｗ字溝
溝の底部または底部と側壁部が熱溶融して形成された突起が、溝の長さ方向に突き出された構造になっているものであり、前記突起を含む断面形状がＷ字形状になっているもの。
（ｄ）Ｖ字溝
断面形状がＶ字形状の溝。

【請求項18】

極性ゴムを除いた熱硬化性ゴムが、エチレン‐プロピレンコポリマー(EPM)、エチレン‐プロピレン‐ジエンターポリマー(EPDM)、エチレン‐オクテンコポリマー(EOM)、エチレン‐ブテンコポリマー(EBM)、エチレン‐オクテンターポリマー(EODM)、エチレン‐ブテンターポリマー(EBDM)、エチレン/アクリル酸ゴム(EAM)、ポリブタジエンゴム(BR)、天然ゴム(合成ポリイソプレンを含む) (NR)、スチレン‐ブタジエン‐スチレンおよびスチレン‐エチレン‐ブタジエン‐スチレンブロックコポリマー、およびシリコーンゴムから選ばれるものである、請求項１０〜１７のいずれか１項記載の複合成形体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属成形体とゴム成形体からなる複合成形体とその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

各種分野において、制振、緩衝および防音などの目的から、金属成形体とゴム成形体が一体化された複合成形体が使用されている。
金属成形体とゴム成形体の一体化方法としては、接着剤を使用する方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

【0003】

特許文献３には、金属成形体とゴム成形体の一体化方法として、加硫ゴムを金属部材に接着する方法のほか、金具と未加硫ゴム組成物を金型内に収容して加圧、加熱するプレス法、金具を配設した後に閉鎖した金型内に未加硫ゴム組成物を注入、硬化させるトランスファー成形ないし射出成形法などが記載されている（段落番号００６７）。
特許文献４には、加金属成形体とゴム成形体の一体化方法として、インサート成形により金属材とゴムを加硫接着させる方法が記載されている（段落番号００１６）。
特許文献５には、加金属成形体とゴム成形体の一体化方法として、二段階の硬化工程による方法が記載されており、接着助剤の使用が必須になっている（特許請求の範囲、段落番号００２７）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２００８−５０３６１６号公報

【特許文献2】特表２０１４−５１８９０３号公報

【特許文献3】特開２００７−２４６７８４号公報

【特許文献4】特開２００７−２７６３２０号公報

【特許文献5】特許第３９３６２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来技術は、金属成形体とゴム成形体を一体化して複合成形体を製造するとき、金属成形体の接合面に対して何も処理していないため、金属成形体とゴム成形体からなる複合成形体を製造することはできるが、金属成形体とゴム成形体の接合強度が小さいという課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、金属成形体とゴム成形体が接合された複合成形体であって、
前記金属成形体が粗面化された接合面を有しており、
前記粗面化された接合面を含む金属成形体の表層部が、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有する幹孔と、幹孔の内壁面から幹孔とは異なる方向に形成された枝孔からなる開放孔を有しており、
前記複合成形体が、前記金属成形体の接合面に形成されている開放孔内にゴムが入り込んだ状態で接合されているものである複合成形体を提供する。

【0007】

本発明は、金属成形体とゴム成形体が接合された複合成形体であって、
前記金属成形体が粗面化された接合面を有しており、
前記粗面化された接合面を含む金属成形体の表層部が、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有する幹孔と、幹孔の内壁面から幹孔とは異なる方向に形成された枝孔からなる開放孔と、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有していない内部空間を有しており、
さらに前記開放孔と前記内部空間を接続するトンネル接続路を有しているものであり、
前記複合成形体が、前記金属成形体の接合面に形成されている開放孔、接続通路および内部空間のそれぞれにゴムが入り込んだ状態で接合されているものである複合成形体を提供する。

【0008】

本発明は、金属成形体とゴム成形体が接着剤層を介して接合された複合成形体であって、
前記金属成形体が粗面化された接合面を有しており、
前記粗面化された接合面を含む金属成形体の表層部が、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有する幹孔と、幹孔の内壁面から幹孔とは異なる方向に形成された枝孔からなる開放孔を有しており、
前記複合成形体が、前記金属成形体の接合面の前記開放孔内に接着剤が入り込んで形成された接着剤層を介して、前記金属成形体と前記ゴム成形体が接合されているものである複合成形体を提供する。

【0009】

本発明は、金属成形体とゴム成形体が接着剤層を介して接合された複合成形体であって、
前記金属成形体が粗面化された接合面を有しており、
前記粗面化された接合面を含む金属成形体の表層部が、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有する幹孔と、幹孔の内壁面から幹孔とは異なる方向に形成された枝孔からなる開放孔と、
厚さ方向に形成された、前記接合面側に開口部を有していない内部空間を有しており、
さらに前記開放孔と前記内部空間を接続するトンネル接続路を有しているものであり、
前記複合成形体が、前記金属成形体の接合面の開放孔、接続通路および内部空間のそれぞれに接着剤が入り込んで形成された接着剤層を介して、前記金属成形体と前記ゴム成形体が接合されているものである複合成形体を提供する。

【0010】

また本発明は、金属成形体とゴム成形体が接合された複合成形体の製造方法であって、
前記金属成形体の接合面に対して、連続波レーザーを使用して２０００mm／sec以上の
照射速度でレーザー光を連続照射する工程、
前工程において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、前記金属成形体の接合面と前記ゴム成形体となる未硬化ゴムを接触させた状態で加熱および加圧して、前記金属成形体と前記ゴム成形体が一体化された複合成形体を得る工程を有している、複合成形体の製造方法を提供する。

【0011】

また本発明は、金属成形体とゴム成形体が接合された複合成形体の製造方法であって、
前記金属成形体の接合面に対して、連続波レーザーを使用して２０００mm／sec以上の照射速度でレーザー光を連続照射する工程、
前工程においてレーザー光が照射された金属成形体の接合面に接着剤層を形成した後、前記接着剤層を介して、前記金属成形体と前記ゴム成形体が一体化された複合成形体を得る工程を有している、複合成形体の製造方法を提供する。

【0012】

また本発明は、金属成形体とゴム成形体が接合された複合成形体の製造方法であって、
前記金属成形体の接合面に対して、連続波レーザーを使用して２０００mm／sec以上の照射速度でレーザー光を連続照射する工程、
前工程においてレーザー光が照射された金属成形体の接合面に接着剤層を形成した後、金属成形体の接合面を含む部分を金型内に配置して、前記金属成形体の接合面と前記ゴム成形体となる未硬化ゴムを接触させた状態で加熱および加圧して、前記金属成形体と前記ゴム成形体が一体化された複合成形体を得る工程を有している、複合成形体の製造方法を提供する。

【0013】

本発明の複合成形体および複合成形体の製造方法において、ゴム成形体を構成するゴムには、熱可塑性エラストマーは含まれない。

【発明の効果】

【0014】

本発明の複合成形体は、従来技術と比べて、金属成形体とゴム成形体の接合強度が高められている。
本発明の複合成形体の製造方法によれば、前記した金属成形体とゴム成形体の接合強度が高められた複合成形体を短い製造時間で製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の複合成形体の厚さ方向の断面図（部分拡大図を含む）。

【図2】本発明の他実施形態である複合成形体の厚さ方向の断面図。

【図3】一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。

【図4】（ａ）は図３に示すＤ−Ｄ間の矢印方向から見たときの断面図、（ｂ）は図３に示すＤ−Ｄ間の矢印方向から見たときの別実施形態の断面図。

【図5】（ａ）は図３に示すＡ−Ａ間の矢印方向から見たときの断面図、（ｂ）は図３に示すＢ−Ｂ間の矢印方向から見たときの断面図、（ｃ）は図３に示すＣ−Ｃ間の矢印方向から見たときの断面図。

【図6】（ａ）〜（ｄ）は、レーザー光を線状に連続照射したときの長さ方向に直交する断面形状を示した図であり、（ａ）〜（ｄ）の断面形状の溝が混在していることを示している。

【図7】（ａ）〜（ｄ）は、図６の（ａ）〜（ｄ）の平面図。

【図8】（ａ）〜（ｃ）は、図６（ａ）の別実施形態を示す図、（ｄ）は、図６（ｃ）、図７（ｃ）の長さ方向の断面図。

【図9】レーザー光の連続照射パターンの説明図。

【図10】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。

【図11】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。

【図12】プレス成形を実施するときの複合成形体の製造方法の説明図。

【図13】実施例１でレーザーを連続照射した後の金属成形体表面のＳＥＭ写真。

【図14】実施例４でレーザーを連続照射した後の金属成形体の接合面のＳＥＭ写真。

【図15】製造された複合成形体の斜視図。

【図16】図１５の複合成形体の引張り接合強度（Ｓ２）の測定方法の説明図。

【図17】実施例６においてレーザー照射後の金属成形体（アルミニウム板）の表面のＳＥＭ写真。パスは繰り返し回数を示している。

【図18】図１７において、２０パスの表面状態を画像処理して示した図。

【図19】実施例６におけるＸ線ＣＴ画像の撮影方法の説明図。

【図20】（ａ）〜（ｃ）は、レーザー照射回数５パスの計１０枚の１〜３枚のＸ線静止画。

【図21】（ａ）〜（ｃ）は、レーザー照射回数５パスの計１０枚の４〜６枚のＸ線静止画。

【図22】（ａ）〜（ｄ）は、レーザー照射回数５パスの計１０枚の７〜１０枚のＸ線静止画。

【図23】（ａ）〜（ｃ）は、レーザー照射回数１０パスの計１０枚の１〜３枚のＸ線静止画。

【図24】（ａ）〜（ｃ）は、レーザー照射回数１０パスの計１０枚の４〜６枚のＸ線静止画。

【図25】（ａ）〜（ｄ）は、レーザー照射回数１０パスの計１０枚の７〜１０枚のＸ線静止画。

【図26】（ａ）〜（ｃ）は、レーザー照射回数２０パスの計１０枚の１〜３枚のＸ線静止画。

【図27】（ａ）〜（ｃ）は、レーザー照射回数２０パスの計１０枚の４〜６枚のＸ線静止画。

【図28】（ａ）〜（ｄ）は、レーザー照射回数２０パスの計１０枚の７〜１０枚のＸ線静止画。

【発明を実施するための形態】

【0016】

＜金属成形体とゴム成形体からなる複合成形体１（接着剤層を含まない）＞
本発明の複合成形体１は、図１または図２に示すように、金属成形体１０とゴム成形体２０が金属成形体１０の粗面化された接合面１２において接合されたものである。
本発明の複合成形体１において、ゴム成形体を構成するゴムには、熱可塑性エラストマーは含まれない。

【0017】

連続波レーザーの照射により粗面化された接合面１２を含む金属成形体１０の表層部の断面状態について、図３、図４、図５により説明する。
図３は、接合面１２に多数の線（図面では３本の線６１〜６３を示している。各線の間隔は５０μm程度）が形成されて粗面化された状態を示している。なお、「金属成形体１０の表層部」は、表面から粗面化により形成された開放孔（幹孔または枝孔）の深さ程度までの部分であり、約５０μm〜約５００μmの範囲である。
粗面化された接合面１２を含む金属成形体１０の表層部は、図４、図５に示すように、接合面１２側に開口部３１のある開放孔３０を有している。
開放孔３０は、厚さ方向に形成された開口部３１を有する幹孔３２と、幹孔３２の内壁面から幹孔３２とは異なる方向に形成された枝孔３３からなる。枝孔３３は、１本または複数本形成されていてもよい。
なお、複合成形体１において金属成形体１０とゴム成形体２０の接合強度が維持できるのであれば、開放孔３０の一部が幹孔３２のみからなり、枝孔３３がないものでもよい。

【0018】

粗面化された接合面１２を含む金属成形体１０の表層部は、図４、図５に示すように、接合面１２側に開口部のない内部空間４０を有している。
内部空間４０は、トンネル接続路５０により開放孔３０と接続されている。

【0019】

粗面化された接合面１２を含む金属成形体１０の表層部は、図４（ｂ）に示すように、複数の開放孔３０が一つになった開放空間４５を有していてもよいし、開放空間４５は、開放孔３０と内部空間４０が一つになって形成されたものでもよい。一つの開放空間４５は、一つの開放孔３０よりも内容積の大きなものである。
なお、多数の開放孔３０が一つになって溝状の開放空間４５が形成されていてもよい。

【0020】

図示していないが、図５（ａ）に示すような２つの内部空間４０同士がトンネル接続路５０で接続されていてもよいし、図４（ｂ）に示すような開放空間４５と、開口孔３０、内部空間４０、他の開放空間４５がトンネル接続路５０で接続されていてもよい。

【0021】

内部空間４０は、全てが開放孔３０および開放空間４５の一方または両方とトンネル接続路５０で接続されているものであるが、複合成形体１において金属成形体１０とゴム成形体２０の接合強度が維持できるのであれば、内部空間４０のうちの一部が開放孔３０および開放空間４５と接続されていない閉塞状態の空間であってもよい。

【0022】

本発明の複合成形体１は、金属成形体１０が有している開放孔３０、内部空間４０、トンネル接続路５０、開放空間４５内に、ゴム成形体２０を形成する未硬化ゴムが入り込んだ後、硬化された状態で一体化されている。
開放孔３０（幹孔３２と枝孔３３）と開放空間４５の内部には、それぞれの開口部分からゴムが入り込んでおり、内部空間４０の内部には、開放孔３０や開放空間４５の開口部から入り込んだゴムがトンネル接続路５０を通って入り込んでいる。
このため、本発明の複合成形体１は、開放孔３０や開放空間４５内のみにゴムが入り込んだ複合成形体と比べると、図１において金属成形体１０とゴム成形体２０の接合面１２に対して、金属成形体１０の端部を固定した状態でゴム成形体２０を平行方向（図１のＸ方向）に引っ張ったときの引張強度（Ｓ１）と、金属成形体１０とゴム成形体２０の接合面１２に対して垂直方向（図１のＹ方向）に引っ張ったときの引張強度（Ｓ２）の両方が高くなる。
Ｓ１とＳ２は、開放孔３０や開放空間４５の形成密度や深さを調整し、同時に内部空間４０とトンネル接続路５０などの形成密度を調整することで、適宜調整することができる。

【0023】

＜金属成形体とゴム成形体からなる複合成形体２（接着剤層を含んでいる）＞
本発明の複合成形体２は、図１または図２により説明すると、金属成形体１０とゴム成形体２０が金属成形体１０の粗面化された接合面１２に形成された接着剤層を介して接合されたものである。なお、接着剤層は図示していない。
本発明の複合成形体２において、ゴム成形体を構成するゴムには、熱可塑性エラストマーは含まれない。

【0024】

本発明の複合成形体２は、金属成形体１０が有している開放孔３０、内部空間４０、トンネル接続路５０、開放空間４５内に接着剤が入り込み、さらに接合面１２も覆って形成された接着剤層を介して、金属成形体１０とゴム成形体２０が接合されている。
開放孔３０（幹孔３２と枝孔３３）と開放空間４５の内部には、それぞれの開口部分からゴムが入り込んでおり、内部空間４０の内部には、開放孔３０や開放空間４５の開口部から入り込んだゴムがトンネル接続路５０を通って入り込んでいる。
このため、本発明の複合成形体１は、開放孔３０や開放空間４５内のみに接着剤が入り込んだ複合成形体と比べると、図１において金属成形体１０とゴム成形体２０の接合面１２に対して、金属成形体１０の端部を固定した状態でゴム成形体２０を平行方向（図１のＸ方向）に引っ張ったときの引張強度（Ｓ１）と、金属成形体１０とゴム成形体２０の接合面１２に対して垂直方向（図１のＹ方向）に引っ張ったときの引張強度（Ｓ２）の両方が高くなる。
Ｓ１とＳ２は、開放孔３０や開放空間４５の形成密度や深さを調整し、同時に内部空間４０とトンネル接続路５０などの形成密度を調整することで、適宜調整することができる。

【0025】

＜複合成形体１（接着剤層を含まない）の製造方法＞
以下、複合成形体１の製造方法を工程ごとに説明する。
最初の工程では、金属成形体１０の接合面１２に対して、連続波レーザーを使用して２０００mm／sec以上の照射速度でレーザー光を連続照射する。
この工程では、接合面１２に対して高い照射速度でレーザー光を連続照射することで、ごく短時間で接合面１２を粗面にすることができる。図１の接合面１２（部分拡大図）は、粗面にされた状態が誇張されて図示されている。

【0026】

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）、接合強度も高いレベルに維持することができる。

【0027】

この工程では、下記要件（Ａ）、（Ｂ）であるときの加工時間が０．１〜３０秒の範囲になるようにレーザー光を連続照射することが好ましい。
（Ａ）レーザー光の照射速度が２０００〜１５０００mm／sec
（Ｂ）金属成形体の接合面の面積が１００mm²
要件（Ａ）、（Ｂ）であるときの加工時間を上記範囲内にするとき、接合面１２の全面を粗面にする（粗面化する）ことができる。

【0028】

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が、接合面１２を粗面化できる方法であれば特に制限されるものではない。
（I）図９、図１０に示すように、接合面（例えば長方形とする）１２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）接合面１２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）接合面１２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）接合面１２に対してランダムに連続照射する方法。

【0029】

（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）が増加するほど接合面１２に対する粗面化の程度が大きくなる。

【0030】

（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９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１０の接合面の面積に応じて調整することができる。

【0031】

（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９、図１０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１０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９、図１０に示す連続照射方法に代えて、図１１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。

【0032】

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。
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。

【0033】

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、次式から求められるエネルギー密度Ｅ１（Ｗ／μm²）より選択することができる。
エネルギー密度Ｅ１（Ｗ／μm²）＝レーザー出力（Ｗ）×レーザー照射スポット面積（π・〔スポット径／２〕²）
エネルギー密度Ｅ１（Ｗ／μm²）は、０．１Ｗ／μm²以上が好ましく、０．２〜１０Ｗ／μm²がさらに好ましく、０．２〜６．０Ｗ／μm²がさらに好ましい。
エネルギー密度Ｅ１（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。
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Ｅ１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Ｅ１（Ｗ／μm²）が０．２〜１０Ｗ／μm²の範囲である。

【0034】

前記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、黄銅、クロムめっき鋼、マグネシウム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ものに適用できる。

【0035】

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。

【0036】

本発明の複合成形体の製造方法では、金属成形体の接合面１２に対して、連続波レーザーを使用して２０００mm／sec以上の照射速度でレーザー光を連続照射しているため、レーザー光が連続照射された部分は粗面化される。
このときの金属成形体の接合面１２の状態は、上記した複合成形体１においてとおり図４、図５に示すようになる。
図３に示すとおり、レーザー光（例えば、スポット径１１μm）を連続照射して多数の線（図面では３本の線６１〜６３を示している。各線の間隔は５０μm程度。）を形成することで粗面化することができる。１本の直線への照射回数は１〜１０回が好ましい。
１本の直線への照射の繰り返し回数（パス回数）が１０回を超える回数である場合には、粗面化のレベルをより高めることができ、複合成形体１において金属成形体１０とゴム成形体２０の接合強度を高めることができるが、合計照射時間が長くなる。このため、目的とする複合成形体１の接合強度と製造時間との関係を考慮して、１本の直線への照射回数を決めることが好ましい。
１本の直線への照射の繰り返し回数（パス回数）が１０回を超える回数であるとき、好ましくは１０回超〜５０回以下、より好ましくは１５〜４０回、さらに好ましくは２０〜３５回である。
１本の直線に繰り返し照射するときは、双方向照射と一方向照射を選択することができる。
双方向放射は、１本のライン（溝）を形成するとき、ライン（溝）の第１端部から第２端部に連続波レーザーを照射した後、第２端部から第１端部に連続波レーザーを照射して、その後は、第１端部から第２端部、第２端部から第１端部というように繰り返し連続波レーザーを照射する方法である。
一方向照射は、第１端部から第２端部への一方向の連続波レーザー照射を繰り返す方法である。

【0037】

レーザー光を連続照射したときに図４、図５で示されるような開放孔３０、内部空間４０などが形成される詳細は不明であるが、所定速度以上でレーザー光を連続照射したとき、金属成形体１０の表面に一旦は孔や溝が形成されるが、溶融した金属が盛り上がって蓋をしたり、堰き止めたりする結果、開放孔３０、内部空間４０、開放空間４５が形成されるものと考えられる。
また、同様に開放孔３０の枝孔３３やトンネル接続路５０が形成される詳細も不明であるが、一旦形成された孔や溝の底部付近に滞留した熱によって、孔や溝の側壁部分が溶融する結果、幹孔３２の内壁面が溶融して枝孔３３が形成され、さらに枝孔３３が延ばされてトンネル接続路５０が形成されるものと考えられる。
なお、連続波レーザーに代えてパルスレーザーを使用したときには、金属成形体１０の接合面１２には開放孔や溝が形成されるが、開口部を有していない内部空間と、前記開放孔と前記内部空間を接続する接続通路は形成されない。

【0038】

本発明の複合成形体の製造方法は、金属成形体の接合面１２に対するレーザー光を連続照射する工程においては、下記式からもとめられる、１回のスキャンで単位面積あたりの金属に与えるエネルギー量であるエネルギー密度Ｅ２（Ｊ／μm²）が１×１０^-7≦Ｅ２≦４×１０^-5の範囲になるようにレーザー光を連続照射することができる。
また本発明の複合成形体の製造方法は、下記式から求められる、１回以上のスキャンで単位面積あたりの金属に与えるエネルギー積算量であるエネルギー密度Ｅ３（Ｊ／μm²）が５×１０^-7≦Ｅ３≦８×１０^-4の範囲になるようにレーザー照射することにより１本の線（溝）の長さ方向に直交する方向の断面形状を制御して、前記金属成形体と前記ゴム成形体の接合強度を制御することができる。
Ｅ２＝（出力〔Ｗ〕）／（スポット径〔μm〕×照射速度〔mm／sec〕×1000）
Ｅ３＝Ｅ２×パス回数
（式中、
出力（Ｗ）が２０〜９５０Ｗであり、
スポット径（μm）が５〜１００μmであり、
連続波レーザーの照射速度が２，０００〜１５，０００mm／secであり、
パス回数が５〜２０回である。）

【0039】

本発明の複合成形体の製造方法は、金属成形体の接合面１２に対するレーザー光を連続照射する工程においては、積算エネルギー密度Ｅ３を調整することによって、１本の線（溝）の長さ方向に直交する方向の断面形状が次の（ａ）〜（ｄ）の断面形状を含み、前記（ａ）〜（ｄ）の断面形状の合計数の内、（ａ）鍵穴溝と（ｂ）独立穴の合計数が５０％以上になるように制御して、前記金属成形体と前記ゴム成形体の接合強度を制御することができる。
前記（ａ）〜（ｄ）の断面形状の合計数の内、（ａ）鍵穴溝と（ｂ）独立穴の合計数は、前記の接合強度を高める点から、６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、７５％以上であることがさらに好ましい。
また、前記（ａ）〜（ｄ）の断面形状の合計数の内、（ａ）鍵穴溝の数は、前記の接合強度を高める点から、２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがさらに好ましい。
（ａ）〜（ｄ）の断面形状のそれぞれの割合は、実施例に記載の測定方法により求めることができる。

【0040】

（ａ）鍵穴溝
図６（ａ）、図７（ａ）は、接合面１２に形成された断面形状が鍵穴に類似した形状の溝（鍵穴溝）２０１である。開口部幅Ｄ１、第１内部幅Ｄ２、第２内部幅Ｄ３の大小関係は、図６（ａ）に示すＤ１＝Ｄ２＜Ｄ３の関係に限定されない。第１内部幅Ｄ２は、中間付近の深さ位置の幅であり、溝幅が最小または最大になる部分の幅である。
第２内部幅Ｄ３は、第１内部幅Ｄ２から底面までの間の幅であり、第１内部幅Ｄ２が溝幅の最大値であるときはＤ２＞Ｄ３の関係となり、第１内部幅Ｄ２が最小径であるときは、Ｄ３＞Ｄ２の関係となる。
開口部幅Ｄ１、第１内部幅Ｄ２および第２内部幅Ｄ３の大小関係は、Ｄ１＝Ｄ２＜Ｄ３のほか、図８（ａ）に示すＤ１＞Ｄ３＞Ｄ２、図８（ｂ）に示すＤ２＞Ｄ３＞Ｄ１および図８（ｃ）に示すＤ３＞Ｄ１＞Ｄ２を満たしているものでもよい。但し、Ｄ１＝Ｄ２＝Ｄ３は含まれない。

【0041】

（ｂ）独立穴
図６（ｂ）は、接合面１２に形成された見かけ上は独立した穴（独立穴）２０２である。
独立穴２０２は、図７（ｂ）に示すように、接合面１２に形成された溝の側壁部の一端側または両端側が熱溶融して幅方向に突き出された結果、橋が架けられたような構造（蓋がされたような構造）になっているものである。
図６（ｂ）は、図７（ｂ）において実線で示す位置の矢印方向からの断面図である。

【0042】

（ｃ）Ｗ字溝
図６（ｃ）は、接合面１２に形成された見かけ上はＷ字形状の溝（Ｗ字溝）２０３である。
Ｗ字溝は、溝図７（ｂ）、図８（ｄ）に示すように、の底部または底部と側壁部が熱溶融して形成された突起２１１が、溝の長さ方向に突き出された構造になっているものであり、前記突起を含む断面形状がＷ字形状になっているものである。
図６（ｃ）は、図７（ｃ）および図８（ｄ）において実線で示す位置の矢印方向からの断面図である。

【0043】

（ｄ）Ｖ字溝
図６（ｄ）、図７（ｄ）は、接合面１２に形成された断面形状がＶ字形状の溝（Ｖ字溝）２０４である。開口部幅（Ｄ11）が最大で、内部幅Ｄ12は開口部幅Ｄ11よりも小さくなっている。

【0044】

次の工程では、粗面化された金属成形体１０の接合面１２を含む部分とゴム成形体２０を一体化させる。
金属成形体１０とゴム成形体２０を一体化させる方法としては、例えば、特許文献３、４に記載された公知の成形法を適用することができるが、それらの中でもプレス成形法、トランスファー成形法が好ましい。
プレス成形法を適用するときは、レーザー光が照射された金属成形体１０の接合面１２を含む部分を金型内に配置して、金属成形体１０の接合面１２に対して、加熱および加圧した状態で前記ゴム成形体となる未硬化ゴムをプレスした後、冷却後に取り出す。
トランスファー成形法を適用するときは、レーザー光が照射された金属成形体１０の接合面１２を含む部分を金型内に配置して、金属成形体１０の接合面１２に対して、未硬化ゴムを金型内に射出成形し、その後、加熱および加圧して金属成形体１０の接合面１２とゴム成形体２０を一体化させ、冷却後に取り出す。
なお、使用するゴムの種類によっては、主として残留モノマーを除去するため、金型から取り出した後、オーブンなどでさらに二次加熱（二次硬化）する工程を付加することができる。

【0045】

この工程で使用するゴム成形体２０のゴムは特に制限されるものではなく、公知のゴムを使用することができるが、熱可塑性エラストマーと極性ゴムは含まれない。
公知のゴムとしては、エチレン‐プロピレンコポリマー(EPM)、エチレン‐プロピレン‐ジエンターポリマー(EPDM)、エチレン‐オクテンコポリマー(EOM)、エチレン‐ブテンコポリマー(EBM)、エチレン‐オクテンターポリマー(EODM)、エチレン‐ブテンターポリマー(EBDM)などのエチレン‐α‐オレフィンゴム；
エチレン/アクリル酸ゴム(EAM)、ポリクロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリル‐ブタジエンゴム(NBR)、水添NBR (HNBR)、スチレン‐ブタジエンゴム(SBR)、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン(ACSM)、エピクロルヒドリン(ECO)、ポリブタジエンゴム(BR)、天然ゴム(合成ポリイソプレンを含む) (NR)、塩素化ポリエチレン(CPE)、ブロム化ポリメチルスチレン‐ブテンコポリマー、スチレン‐ブタジエン‐スチレンおよびスチレン‐エチレン‐ブタジエン‐スチレンブロックコポリマー、アクリルゴム(ACM)、エチレン‐酢酸ビニルエラストマー(EVM)、およびシリコーンゴムなどを使用することができる。

【0046】

ゴムには、必要によりゴムの種類に応じた硬化剤を含有させるが、その他、公知の各種ゴム用添加剤を配合することができる。ゴム用添加剤としては、硬化促進剤、老化防止剤、シランカップリング剤、補強剤、難燃剤、オゾン劣化防止剤、充填剤、プロセスオイル、可塑剤、粘着付与剤、加工助剤などを使用することができる。

【0047】

本発明の製造方法により得られた複合成形体１は、図４および図５に示すような金属成形体１０が有している開放孔３０、内部空間４０、トンネル接続路５０、開放空間４５内に、ゴム成形体２０を形成する未硬化ゴムが入り込んで硬化した状態で一体にされている。
開放孔３０と（幹孔３２と枝孔３３）開放空間４５の内部には、それぞれの開口部分からゴムが入り込んでおり、内部空間４０の内部には、開放孔３０や開放空間４５の開口部から入り込んだゴムがトンネル接続路５０を通って入り込んでいる。
このため、本発明の製造方法により得られた複合成形体１は、開放孔３０や開放空間４５内のみにゴムが入り込んだ複合成形体と比べると、図１において金属成形体１０とゴム成形体２０の接合面１２に対して、金属成形体１０の端部を固定した状態でゴム成形体２０を平行方向（図１のＸ方向）に引っ張ったときのせん断接合強度（Ｓ１）と、金属成形体１０とゴム成形体２０の接合面１２に対して垂直方向（図１のＹ方向）に引っ張ったときの引張り接合強度（Ｓ２）の両方が高くなる。

【0048】

さらにこのようにして得られた金属成形体１０とゴム成形体２０の複合成形体１の接合強度は、金属成形体１０の接合面１２に対して何も処理しないでトランスファー成形法を適用してゴム成形体２０を一体化させて得た複合成形体、および金属成形体１０の接合面１２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トランスファー成形法を適用してゴム成形体２０を一体化させて得た複合成形体と比べると、金属成形体１０とゴム成形体２０との接合強度よりも高くすることができる。

【0049】

さらに上記したとおり、接合面１２に対して連続波レーザーを照射するとき、積算エネルギー密度Ｅ３を調整することで、図６（ａ）〜（ｄ）に示す断面形状の鍵穴溝２０１、独立穴２０２、Ｗ字溝２０３、Ｖ字溝２０４の数の割合を増減させることができる。
このようにして図６（ａ）〜（ｄ）に示す断面形状の鍵穴溝２０１、独立穴２０２、Ｗ字溝２０３、Ｖ字溝２０４の数の割合を増減させることで、金属成形体１０とゴム成形体２０の接合強度を所望範囲に制御できるようになる。

【0050】

＜複合成形体２（接着剤層を含む）の製造方法＞
金属成形体１０とゴム成形体２０の間に接着剤層を介在させた複合成形体２の製造方法について説明する。
最初の工程にて、上記した方法と同様に連続波レーザーを使用して、金属成形体１０の接合面１２を粗面化する。
この粗面化処理によって、金属成形体１０の接合面１２は図４、図５に示すような状態になっている。
また、上記したとおり、接合面１２に対して連続波レーザーを照射するときの積算エネルギー密度Ｅ３を調整することで、図６（ａ）〜（ｄ）に示す断面形状の鍵穴溝２０１、独立穴２０２、Ｗ字溝２０３、Ｖ字溝２０４の数の割合を増減させる工程を実施することもできる。

【0051】

次の工程にて、粗面化した金属成形体１０の接合面１２に接着剤（接着剤溶液）を塗布して接着剤層を形成する。このとき、接着剤を圧入するようにしてもよい。
接着剤を塗布することで、図４、図５に示すような開放孔３０、内部空間４０、開放空間４５、開放孔３０の枝孔３３やトンネル接続路５０内に接着剤を侵入させ、さらにそれらから溢れた接着剤が接合面１２の表面（開放孔３０などの外）も覆うようにすることで、接着剤層を形成する。
接着剤（接着剤溶液）は、開放孔３０などの内部に侵入し易くなるように粘度を調節することが好ましい。
なお、この工程では、金属成形体１０の接合面１２と接合させるゴム成形体２０の面にも接着剤を塗布することができる。

【0052】

接着剤は、特に制限されるものではなく、公知の熱可塑性接着剤、熱硬化性接着剤、ゴム系接着剤などを使用することができる。
熱可塑性接着剤としては、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、アクリル系接着剤、ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、アイオノマー、塩素化ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、プラスチゾル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルエーテル、ポリビニルピロリドン、ポリアミド、ナイロン、飽和無定形ポリエステル、セルロース誘導体を挙げることができる。
熱硬化性接着剤としては、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。
ゴム系接着剤としては、天然ゴム、合成ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体、ポリイソブチレン−ブチルゴム、ポリスルフィドゴム、シリコーンＲＴＶ、塩化ゴム、臭化ゴム、クラフトゴム、ブロック共重合体、液状ゴムを挙げることができる。

【0053】

次の工程にて、
前工程において接着剤層を形成した金属成形体１０の接合面１２に対して別途成形したゴム成形体２０を接着する工程、または
前工程において接着剤層を形成した金属成形体の接合面を含む部分を金型内に配置して、金属成形体の接合面とゴム成形体となる未硬化ゴムを接触させた状態で加熱および加圧して一体化させる工程を実施する。この工程の場合には、主として残留モノマーを除去するため、金型から取り出した後、オーブンなどでさらに二次加熱（二次硬化）する工程を付加することができる。

【0054】

前工程の処理のとおり、接着剤は、開放孔３０、内部空間４０、開放空間４５、開放孔３０の枝孔３３やトンネル接続路５０内に侵入しており、さらにそれらから溢れて接合面１２の表面（開放孔３０などの外）も覆っているため、接着剤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金属成形体１０とゴム成形体２０の複合成形体２の接合強度は、
金属成形体１０の接合面１２に対して何も処理しないで接着剤を使用してゴム成形体２０を接着させて得た複合成形体、および
金属成形体１０の接合面１２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接着剤を使用してゴム成形体２０を接着させて得た複合成形体と比べると、金属成形体１０とゴム成形体２０との接合強度よりも高くすることができる。

【0055】

本発明の金属成形体とゴム成形体からなる複合成形体は、制振性（振動減衰性）、緩衝性および防音性などを目的とした各種用途に使用することができる。
例えば、ゴム‐粘性振動遮断ダンパー、二重モードの捩れ振動ダンパー、カムシャフト捩れ振動ダンパー、ドライブシャフト捩れ振動ダンパーを包含する他の型の捩れ振動ダンパー、シャフトダンパー、衝撃セル、防振材料、防振材量マウント、制振材、カップリング、懸垂ブッシュ、トランスミッション、車軸封止、タイヤ、ベルト、ホース、ローラー（金属軸とゴムローラーが一体化されたもの）などに使用することができる。
また例えば、制振性や防音性を利用して、建築物や構築物においてコンクリートや金属材料で形成された躯体と天井材、床材、壁材などの部材の間、船舶において乗員、乗客の居室と船体との間、車両においてシャーシーと車体、エンジンマウント、トーショナルダンパー、ストラットマウントなどの車両用部材などに使用することができる。
さらに例えば、制振性を利用した免震ゴム用途として、戸建て住宅、仮設住宅、小型プラントなどの建築物などのほか、実験設備、実験装置などの免震装置などにも使用することができる。

【実施例】

【0056】

実施例１〜５、比較例１〜５
＜連続波レーザーの照射工程＞
実施例１〜５は、図１２に示す金属成形体（ステンレス；ＳＵＳ３０４）１０、または図１２に示す金属成形体（アルミニウム；Ａ５０５２）のの接合面１２の全面（120mm²の広さ範囲）に対して、下記条件でレーザー光を連続照射した。実施例１〜５は、図９に示すようにレーザー光を連続照射した。
図１３は、実施例１の連続波レーザーによる連続照射後における金属成形体の接合面のＳＥＭ写真である。接合面が粗面化され、小さな凹部が形成された状態が確認できた。
図１４は、実施例４の連続波レーザーによる連続照射後における金属成形体の接合面のＳＥＭ写真（200倍）である。接合面が粗面化され、小さな凹部が形成された状態が確認できた。
比較例１〜５は、レーザー照射しなかった。

【0057】

（ＳＵＳ３０４に対するレーザー光照射条件）
波形：連続波
出力（Ｗ）：２７４
波長（ｎｍ）：１０７０
スポット径（μm）：１１
エネルギー密度（W/μm²）：２．８
レーザー照射速度（mm／sec）：７５００
合計ライン本数：１２０
ライン間隔（b1）（mm）：０．０５
繰返し回数（回）：１５
処理面積：１２０mm²
合計加工時間（ｓ）：６．４

【0058】

（Ａ５０５２に対するレーザー光照射条件）
波形：連続波
出力（Ｗ）：２７４
波長（ｎｍ）：１０７０
スポット径（μm）：１１
エネルギー密度（W/μm²）：２．８
レーザー照射速度（mm／sec）：１００００
合計ライン本数：１２０
ライン間隔（b1）（mm）：０．０５
繰返し回数（回）：２０
処理面積：１２０mm²
合計加工時間（ｓ）：６．８

【0059】

＜複合成形体の製造工程＞
実施例１は、次の方法で複合成形体を得た。
シリコーンゴム（KE−９４１-Ｕ；信越化学工業株式会社製)１００質量部に対して、硬化剤（Ｃ−４；信越化学工業株式会社製；ジターシャリーブチルパーオキサイド約２０％含有）４質量部を配合して混練し、シリコーンゴム組成物を得た。
ゴム組成物をレーザー照射後の金属成形体１０と接触させ、表１に示す硬化条件で、プレス成形にてゴムを硬化させて金属成形体とゴムとを接合させることで、図１５に示す複合成形体を得た。
なお、ゴム硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２４９に基づいて測定した硬さ（デユアロメータタイプＡ）で測定した硬度である。以下の例においても同様である。

【0060】

実施例２、４は、次の方法で複合成形体を得た。
シリコーンゴム（KE−８８０-Ｕ；信越化学株式会社製)１００質量部に対して、硬化剤（Ｃ−４；信越化学株式会社製；ジターシャリーブチルパーオキサイド約２０％含有）４質量部を配合して混練し、シリコーンゴム組成物を得た。
ゴム組成物をレーザー照射後の金属成形体１０と接触させ、表１、表２に示す硬化条件で、プレス成形にてゴムを硬化させて金属成形体とゴムとを接合させることで、図１５に示す複合成形体を得た。

【0061】

実施例３、５は、次の方法で複合成形体を得た。
EPDM（三井化学製 EPT4045）１００質量部とカーボンブラック(三菱化学社製：ダイヤブラックH)８０質量部、酸化亜鉛５質量部、安定剤（大内新興化学製：ノクラックCD）、ジクミルパーオキサイド２．５質量部をバンバリーミキサーにより混合し、ゴム組成物を得た。
ゴム組成物をレーザー照射後の金属成形体１０と接触させ、表１、表２に示す硬化条件で、プレス成形にてゴムを加硫させて金属成形体とゴムとを接合させることで、図１５に示す複合成形体を得た。

【0062】

比較例１は、次の方法で複合成形体を得た。
シリコーンゴム（KE−９４１-Ｕ(信越化学工業株式会社製)１００質量部に硬化剤（Ｃ−４；信越化学工業株式会社製；ジターシャリーブチルパーオキサイド約２０％含有）４質量部を配合して混練し、シリコーンゴム組成物を得た。
ゴム組成物を表１に示す硬化条件で、プレス成形にて図１５に示す形状のゴム成形体（５０ｍｍ×１５ｍｍ×４ｍｍの板状成形体）を得た。
このゴム成形体とレーザー照射しない金属成形体１０とをエポキシ系接着剤（コニシボンドMOS82）にて室温にて接着した後、２４時間放置し図１５に示す複合成形体１を得た。

【0063】

比較例２、４は、次の方法で複合成形体を得た。
シリコーンゴム（KE−８８０-Ｕ；信越化学工業株式会社製)１００質量部に対して、硬化剤Ｃ−４（信越化学工業株式会社製：ジターシャリーブチルパーオキサイド約２０％含有）４質量部を配合して混練し、シリコーンゴム組成物を得た。
ゴム組成物を表１、表２に示す硬化条件で、プレス成形にて図１５に示す形状のゴム成形体（５０ｍｍ×１５ｍｍ×４ｍｍの板状成形体）を得た。
ゴム成形体とレーザー照射しない金属成形体１０とをエポキシ系接着剤（コニシボンドMOS82）にて室温にて接着した後、２４時間放置し図１５に示す複合成形体１を得た。

【0064】

比較例３、５は、次の方法で複合成形体を得た。
EPDM（三井化学製 EPT4045）１００質量部、カーボンブラック(三菱化学社製：ダイヤブラックH)８０質量部、酸化亜鉛５質量部、安定剤（大内新興化学製：ノクラックCD）、ジクミルパーオキサイド２．５質量部をバンバリーミキサーにより混合し、ゴム組成物を得た。
ゴム組成物を表１、表２に示す硬化条件で、プレス成形にて図１５に示す形状のゴム成形体（５０ｍｍ×１５ｍｍ×４ｍｍの板状成形体）を得た。
ゴム成形体とレーザー照射しない金属成形体１０とをエポキシ系接着剤（コニシボンドMOS82）にて室温にて接着した後、２４時間放置し図１５に示す複合成形体１を得た。

【0065】

実施例１〜５は、複合成形体を金型から取り出した後、表１、表２に示す条件で二次加熱処理をした。
比較例１〜５は、ゴム成形体を金型から取り出した後、表１、表２に示す条件で二次加熱処理をした。

【0066】

〔引張試験および引張破断伸び〕
得られた複合成形体について、図１で示すＹ方向（図１６のＹ方向）に相当する引張り接合強度（Ｓ２）を次の方法にて測定した。
引張試験は、図１６に示すように、金属成形体１０側を治具７０により固定した状態で、金属成形体１０とゴム成形体２０が破断するまで図１６のＹ方向（図１のＹ方向であり、接合面１２に対して垂直方向）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（引抜強度）と、そのときの伸び（％）を測定した。
伸び（％）は、最大荷重時のゴム成形体の伸び／測定前のゴム成形体長さ×１００から求めた。
＜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

【0067】

【表1】

【0068】

【表2】

【0069】

表１の実施例１〜３と比較例１〜３の複合成形体の接合強度の違いから、本願発明の製造方法により得られた複合成形体は、従来技術のものと比べても、金属（ステンレス）成形体とゴム成形体の接合強度が高いことが確認できた。
表２の実施例４、５と比較例４、５の複合成形体の接合強度の違いから、本願発明の製造方法により得られた複合成形体は、従来技術のものと比べても、金属（アルミニウム）成形体とゴム成形体の接合強度が高いことが確認できた。

【0070】

実施例６〜９
＜連続波レーザーの照射工程＞
各実施例は、鋼板（３３０×４００×１２ｍｍ）の上に３０ｍｍ×３０ｍｍ×３ｍｍのアルミニウム（A5052）板を置き、アルミニウム板の露出面の２０×６ｍｍの範囲に対して、表３に示すレーザー照射条件にて連続照射した。
表３に示すレーザー照射条件のとき、Ｅ２は、2.5×10^-6（J/μm²）である。
Ｅ３の範囲は、
下限値が（274Ｗ×１回）／（11μm×10000mm/sec×1000）＝2.5×10^-6（J/μm²）、
上限値が（274Ｗ）×２０回）／（11μm×10000mm/sec×1000）＝5.0×10^-5（J/μm²）
の範囲となる。
図１７に、実施例６の異なるパス数（繰り返し回数）のレーザー照射後の金属成形体（アルミニウム板）の表面のＳＥＭ写真を示した。
図１８に図１７の２０パスの表面状態を画像処理して示した図を示す。図１７と図１８からも、溝の長さ方向に直交する方向の断面形状が異なっていることが確認できる。

【0071】

【表3】

【0072】

次に、実施例６のレーザー照射後の粗面化された面について、図１９に示すようにして、溝の長さ方法に直交する方向（矢印の方向）からの断面形状のＸ線静止画を撮影した。Ｘ線静止画は、幅０．２１ｍｍの間隔にて１０枚を撮影した。
図２０〜図２２に実施例６の５パスの計１０枚のＸ線静止画を示し、図２３〜図２６に１０パスの計１０枚のＸ線静止画を示し、図２７〜図２９に２０パスの計１０枚のＸ線静止画を示した。
パスごとの１０枚のＸ線静止画から、それぞれの鍵穴溝２０１、独立穴２０２、Ｗ字溝２０３、Ｖ字溝２０４の数を全て計測し、合計数中のそれぞれの割合（％）を求めた。結果を表４に示す。
なお、開口率は、２．１ｍｍ×２．１ｍｍの面積における各孔の開口部の面積の割合（％）である。

【0073】

＜Ｘ線画像撮影条件＞
Ｘ線ＣＴ：ＭｉｃｒｏＸＣＴ−４００（Xradia社製）
測定倍率：１０倍（分解能２．５μm）
測定エリア：２．１×２．１×２．１ｍｍ

【0074】

【表4】

【0075】

表４に示すとおり、エネルギー密度Ｅ３の合計量が増減することで、（ａ）〜（ｄ）の断面形状の割合が変化しており、パス回数が５〜２０回では、（ａ）の鍵穴溝と（ｂ）の独立穴の合計割合が高くなっていることが確認できた。

【0076】

＜複合成形体の製造工程＞
次に、実施例６〜９の粗面化されたアルミニウム板を使用して、実施例１と同様にして図１５に示す複合成形体を得た。
得られた各複合成形体について、実施例１と同様にして引張試験をして、引抜強度を測定した。
なお、上記方法と同様にして、実施例７（条件４の２０パス照射）、実施例８、９（条件２の５パス照射）の溝の断面形状の割合を測定した。
結果を表５に示す。

【0077】

【表5】

【0078】

実施例６（Ｅ３＝5.0×10^-5；（ａ）＋（ｂ）＝８７％）と実施例８（Ｅ３＝1.25×10^-5；（ａ）＋（ｂ）＝８０％）を対比すると、実施例６の方が引抜強度と伸びの両方が良かった。
実施例７（Ｅ３＝5.0×10^-5；（ａ）＋（ｂ）＝８７％）と実施例９（Ｅ３＝1.25×10^-5；（ａ）＋（ｂ）＝８０％）を対比すると、実施例７の方が引抜強度と伸びの両方が良かった。
これらの結果から、エネルギー密度Ｅ３を調整して、（ａ）〜（ｄ）の断面形状の内、（ａ）と（ｂ）の合計割合（％）を制御することで、引抜強度と伸びを制御できることが確認できた。

【産業上の利用可能性】

【0079】

本発明の製造方法により得られた金属成形体とゴム成形体からなる複合成形体は、制振性（振動減衰性）、緩衝性および防音性などを目的とした各種用途、例えば、制振ダンパ、建築材料などに使用することができる。

【符号の説明】

【0080】

１、２ 複合成形体
１０ 金属成形体
１２ 接合面
２０ ゴム成形体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】