首页> 中国专利> 带槽的树脂成形品、复合成形品以及复合成形品的制造方法

带槽的树脂成形品、复合成形品以及复合成形品的制造方法

摘要

即使在例如一成形品(树脂成形品)的树脂的熔点低于另一成形品的成形温度的情况下,也能够使一树脂成形品与另一成形品充分地接合在一起。本发明的带槽的树脂成形品含有无机填充剂(11),且是通过在该树脂成形品的表面(10a)以位于微小槽(12)之间的凸起(13)在表面(10a)上的宽度与微小槽(12)在表面(10a)上的宽度为1:1.5~5的比率(W

著录项

  • 公开/公告号CN105848854A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2016-08-10

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 宝理塑料株式会社;

    申请/专利号CN201480049312.X

  • 发明设计人 望月章弘;

    申请日2014-08-06

  • 分类号B29C59/16;B23K26/36;B29C45/14;B32B3/30;B32B27/20;B32B27/08;C08J7/00;B29K105/12;

  • 代理机构北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙);

  • 代理人刘新宇

  • 地址 日本东京都

  • 入库时间 2023-06-19 00:16:32

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2023-08-11

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):B29C45/14 专利号:ZL201480049312X 申请日:20140806 授权公告日:20170926

    专利权的终止

  • 2017-09-26

    授权

    授权

  • 2016-09-07

    实质审查的生效 IPC(主分类):B29C59/16 申请日:20140806

    实质审查的生效

  • 2016-08-10

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及带槽的树脂成形品、使用该带槽的树脂成形品的复合成形品以及该复合成形品的制造方法。

背景技术

近年来,在以汽车、电气产品、工业设备等为代表的领域中,为了响应削减二氧化碳的排出量、削减制造成本等要求,将金属成形品的一部分替换成树脂成形品的趋势正在扩展。伴随于此,将树脂成形品与金属成形品一体化而成的复合成形品广泛普及。并且,并不限定于此,将由相同种类或不同种类的材料形成的成形品一体化而成的复合成形品也广泛普及。

作为将一成形品与另一成形品一体化而成的复合成形品的制造方法,提出了例如如下这样的方法。即,在专利文献1中提出了这样的方法:在用于构成一成形品的树脂中混入玻璃纤维等填充剂进行成形,对用于粘接构成另一成形品的树脂的面实施化学试剂、等离子体、火焰等的处理而去除厚度0.几μm~几十μm的树脂,之后,使用于粘接另一树脂的面与另一树脂接触,进行填充、成形,从而将它们粘接在一起。另外,在专利文献2中提出了这样的方法:对一树脂成形品的表面照射电磁辐射线,从而在表面形成纳米结构,之后,使该表面与另一树脂成形品接触,进行填充、成形,从而实现一体化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平01-126339号公报

专利文献2:日本特开2011-529404号公报

发明内容

发明要解决的问题

并且,还研究了一种用于制造复合成形品的方法,即:在含有无机填充剂的树脂成形品(1次树脂成形品)的表面形成微小槽,使无机填充剂暴露,使用于构成2次成形品的材料流入该微小槽内,从而实现一体化,使强度提高。

然而,将一成形品与另一成形品接合时的强度具有进一步改良的余地。并且存在这样的情况:即使在例如如上述那样在一成形品的表面形成微小槽的情况下,如果是构成该一成形品的树脂的熔点低于构成另一成形品的材料的成形温度或熔点的情况,则在使另一成形品的材料(熔融物)流入一成形品的表面时会致使微小槽熔融而破损,而导致另一成形品的熔融物无法充分地进入该微小槽,从而也无法以较高的强度接合。

本发明是鉴于上述情况而做成的,其目的在于即使在例如一成形品(树脂成形品)的树脂的熔点低于另一成形品的成形温度或熔点的情况下,也能够使该一树脂成形品与另一成形品充分地接合在一起。

用于解决问题的方案

为了解决所述问题,本发明人反复进行了认真研究。结果发现,对于一树脂成形品,将含有无机填充剂的树脂成形品的树脂的一部分去除,在树脂成形品的表面形成多个暴露出无机填充剂的微小槽,并且将微小槽形成为槽宽较宽。由此,即使在构成该带槽的树脂成形品(一成形品)的树脂的熔点低于构成另一成形品的材料的成形温度或熔点的情况下,也能够使另一成形品的材料的熔融物充分有效地流入该微小槽,能够有效地发挥基于无机填充剂的锚固效果,从而完成了本发明。即,本发明提供以下的方案。

(1)本发明是一种带槽的树脂成形品,该带槽的树脂成形品含有无机填充剂,且是通过在该树脂成形品的表面以位于微小槽之间的凸起部在所述表面上的宽度与该微小槽在所述表面上的宽度为1:1.5~5的比率的方式形成 多个微小槽而成的,该无机填充剂自该微小槽暴露出来。

(2)并且,本发明在(1)的发明的基础上,所述无机填充剂自所述微小槽的侧壁突出而暴露出来。

(3)并且,本发明在(1)或(2)的发明的基础上,所述微小槽呈格子状形成于所述表面。

(4)并且,本发明在(1)~(3)中任意一发明的基础上,所述无机填充剂为纤维状无机填充剂。

(5)并且,本发明在(1)~(4)中任意一发明的基础上,所述槽是通过激光照射形成的。

(6)并且,本发明在(1)~(5)中任意一发明的基础上,该带槽的树脂成形品用于在该带槽的树脂成形品的具有所述微小槽的表面上以与该表面邻接的方式配置另一成形品而构成复合成形品,该另一成形品由成形温度高于构成该带槽的树脂成形品的树脂的熔点的材料形成。

(7)并且,本发明是一种复合成形品,其中,该复合成形品是通过在(1)~(6)中任意一发明的带槽的树脂成形品的所述表面上以与该表面邻接的方式配置另一成形品而成的,该另一成形品由熔点高于构成该带槽的树脂成形品的树脂的熔点的材料形成。

(8)并且,本发明是一种复合成形品的制造方法,该制造方法用于在含有无机填充剂的第1树脂成形品的表面上以与该表面邻接的方式配置第2成形品而构成复合成形品,该第2成形品的成形温度高于构成该第1树脂成形品的树脂的熔点,其中,该制造方法具有:槽形成工序,在该工序中,在所述第1树脂成形品的与所述第2成形品邻接的表面以位于微小槽之间的凸起部在该表面上的宽度与该微小槽的槽部在该表面上的宽度为1:1.5~5的比率的方式形成多个微小槽,该微小槽使得所述无机填充剂自该微小槽的侧壁突出;以及成形工序,在该工序中,使构成所述第2成形品的材料的熔融物流入所述第1树脂成形品的形成有所述微小槽的表面上,使该熔融物固化、成形。

(9)并且,本发明在(8)的发明的基础上,所述成形工序为这样的工序:以具有所述微小槽的面为接触面使构成所述第2成形品的材料流入,进行注射成形,由此使该材料固化、成形。

发明的效果

采用本发明,即使在例如一成形品(树脂成形品)的树脂的熔点低于另一成形品的成形温度或熔点的情况下,也能够使该一树脂成形品与另一成形品充分地接合在一起。

附图说明

图1是示意性地表示带槽的树脂成形品的放大截面的图。

图2是示意性地表示复合成形品的放大截面的图。

图3是表面形成有微小槽的带槽的树脂成形品的电子显微镜(SEM)照片,图3的(A)是呈条纹状形成有微小槽时的照片,图3的(B)是呈格子状形成有微小槽时的照片。

图4是用于说明通过多次成形(嵌入成形)得到复合成形品时的工序的图。

图5的(A)是通过实施例1制造出的带槽的树脂成形品的SEM照片,图5的(B)是通过比较例1制造出的带槽的树脂成形品的SEM照片。

图6的(A-1)和(A-2)是自实施例1的复合成形品拉伸剥离2次成形品后的带槽的树脂成形品的SEM照片,图6的(B)是自比较例1的复合成形品拉伸剥离2次成形品后的带槽的树脂成形品的SEM照片。

图7的(A)是实施例1的复合成形品的通过光学显微镜得到的截面照片,图7的(B)是比较例1的复合成形品的通过光学显微镜得到的截面照片。

图8是比较例1的复合成形品的通过光学显微镜得到的截面照片。

具体实施方式

以下,参照附图详细地说明本发明的具体的实施方式(以下,称作“本实施方式”)。其中,本发明并不限定于以下的实施方式,能够在不改变本发明的要旨的范围内进行各种变更。

<1.带槽的树脂成形品>

图1是示意性地表示本实施方式的带槽的树脂成形品10(也简称为“树脂成形品”)的截面的图。带槽的树脂成形品10含有无机填充剂11,在该带槽的树脂成形品10的表面10a形成有多个暴露出该无机填充剂11的微小槽12(也简称为“槽”)。

并且,该带槽的树脂成形品10的特征在于,该带槽的树脂成形品10是通过将形成于该带槽的树脂成形品10的表面10a的多个微小槽12的宽度W12(在表面10a上的宽度)形成为位于多个微小槽12之间的凸起13的宽度W13与该微小槽12的宽度W12之比(W13:W12)为1:1.5~5而成的。

其中,详细说明见后述,如图2所示,使用该树脂成形品10的复合成形品1是通过以树脂成形品10的形成有多个微小槽12的表面10a为接触面对另一成形品20进行熔接而形成的。

(树脂)

作为树脂的种类,只要能够通过激光照射或化学处理等的树脂去除方法形成微小槽12,就不特别限定。例如,作为能够通过激光照射形成槽的树脂,能够列举出聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚缩醛(POM)等。

另外,作为化学处理,能够列举出利用酸或碱进行的分解处理、利用溶剂进行的溶解处理等。在非结晶性热塑性树脂的情况下,容易溶解于各种溶剂,但在结晶性树脂的情况下,选择使用两种溶剂。例如,作为能够通过添加酸或碱来形成槽的树脂,能够列举出聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚缩醛(POM)等。在此,在化学处理的情况下,进行限定于用于形成槽的部位的化学处理并且去除化学处理所生成的生成物是比较重要的。

另外,树脂既可以是热塑性树脂,也可以是热固化性树脂。

(无机填充剂)

无机填充剂11只要是将构成带槽的树脂成形品10的树脂的一部分去除来形成微小槽12从而暴露于该微小槽12,就不特别限定。该无机填充剂11自形成的微小槽12的侧壁12a暴露在微小槽12的空间内(槽内),在利用该带槽的树脂成形品10和另一成形品20形成复合成形品1时发挥抑制该带槽的树脂成形品10与另一成形品20彼此分离的锚固作用(参照图2)。并且,像这样使无机填充剂11暴露在微小槽12内,从而能够防止无机填充剂11自身自复合成形品1脱落。

作为无机填充剂11,并不特别限定,能够列举出玻璃纤维、碳纤维、晶须纤维、玻璃鳞片(日文:ガラスフレーク)、云母等。

并且,对于无机填充剂11的长度,优选的是长度方向上的长度比微小槽12的短边方向(图1的剖视图中的宽度方向)上的长度长。换而言之,优选的是微小槽12的短边方向上的长度比无机填充剂11的长度方向上的长度短。例如,若形状为纤维状,则优选的是平均纤维长度比微小槽12的短边方向上的长度长,若形状为不规则状、板状、颗粒状,则优选为长径,尤其优选平均粒径比微小槽12的短边方向上的长度长。

在本实施方式中,暴露在微小槽12的无机填充剂11如上述那样发挥抑制带槽的树脂成形品10和另一成形品20破坏的锚固作用。因而,优选的是,在发挥该作用时,利用暴露在该微小槽12的无机填充剂11将因例如激光照射部位和非照射部位而树脂的一部分被去除从而形成的凹凸的凸起13彼此跨连起来(桥式连接起来)。并且,从能够像这样利用无机填充剂11进行跨连这一方面而言,优选该无机填充剂11的形状为纤维状。另外,在形成于树脂的凹凸中,凹部为微小槽12,被夹在多个微小槽12之间的凸部为凸起13。

无机填充剂11的含量并不特别限定,但优选相对于树脂100重量份数而言在5重量份数以上且80重量份数以下的范围。当含量小于5重量份数时,即使无机填充剂11暴露在微小槽12,也可能无法充分地发挥抑制带槽的树脂成形品10和另一成形品20破坏的锚固作用。另一方面,当含量超过80重量份数 时,带槽的树脂成形品10可能没有足够的强度。

(含有无机填充剂11的树脂材料的适当的市场贩卖品)

其中,作为含有无机填充剂11的树脂材料,市场上贩卖有加入玻璃纤维的PPS(产品名:DURAFIDE PPS 1140A7,宝理塑料株式会社制)、加入玻璃纤维/无机填料的PPS(产品名:DURAFIDE PPS 6165A7,宝理塑料株式会社制)、加入玻璃纤维的LCP(产品名:VECTRALCP E130i,宝理塑料株式会社制)等。

(微小槽)

微小槽12在树脂成形品10的表面10a形成有多个,无机填充剂11自该微小槽12的侧壁(侧面)12a暴露出来。该微小槽12是通过将构成树脂成形品10的树脂的一部分去除而形成的,像这样将树脂的一部分去除,从而能够使无机填充剂11以自该微小槽12的侧壁12a突出的状态暴露出来。

另外,如图2所示,在使该带槽的树脂成形品10以具有微小槽12的面(表面10a)为接触面与另一成形品20一体化而制造复合成形品1时,该复合成形品1未暴露出无机填充剂11。在本说明书中,即使在复合成形品1未暴露出无机填充剂11的情况下,如果在自复合成形品1去掉了另一成形品20的状态下自微小槽12暴露出无机填充剂11,则也视为“无机填充剂11暴露在微小槽12”。

优选的是微小槽12的长度方向(图1的剖视图中的朝向进深侧的方向)与无机填充剂11的长度方向不同。当槽12的长度方向与无机填充剂11的长度方向相同时,有可能无法在因例如激光的照射部位和非照射部位而树脂的一部分被去除从而形成的凹凸的凸起13之间适当地架设无机填充剂11。于是,可能无机填充剂11容易自带槽的树脂成形品10脱落,无法充分地发挥抑制带槽的树脂成形品10和另一成形品20破坏的锚固作用。因而,优选的是如图1的剖视图所示那样以微小槽12的长度方向与无机填充剂11的长度方向不同的方式对树脂进行激光照射等从而形成微小槽12。

另外,在形成有微小槽的带槽的一树脂成形品(为了便于说明而称作“一 树脂成形品50”)的形成有该微小槽(为了便于说明而称作“微小槽51”)的面熔接另一成形品(为了便于说明而称作“另一成形品60”)而使它们一体化,从而制造复合成形品(为了便于说明而称作“复合成形品70”)。此时,作为用于构成一树脂成形品50的树脂,有时使用熔点低于构成另一成形品60的树脂等材料的熔点、更详细而言低于该另一成形品60的成形温度的树脂材料。在这样的情况下,在使另一成形品60熔化并将其填充(成形)于带槽的一树脂成形品50时,存在这样的情况:该一树脂成形品50因较高的成形温度而熔融,形成于该一树脂成形品50的表面的微小槽51的壁倒塌、被冲走而破损。若如此,则即使使无机填充剂暴露于该微小槽51,也会由于构成另一成形品60的材料的熔融物无法充分地进入该微小槽51内而无法充分地获得借助无机填充剂得到的锚固效果。

因此,在本实施方式中,对于形成于带槽的树脂成形品10的微小槽12,将带槽的树脂成形品10的表面10a的微小槽12的宽度W12控制在预定范围。具体而言,以位于多个微小槽12之间的凸起13的宽度W13与该微小槽12的宽度W12之比(W13:W12)为1:1.5~5的方式使微小槽12的槽宽较宽。

在此,宽度W12、宽度W13是指在带槽的树脂成形品10的表面10a上的宽度,如图1中的虚线X所示,微小槽12的宽度(槽宽)W12是指该槽12的开口部且凸起13的表面(表面10a)的延长线(同一水平面)上的槽部的宽度。

图3的(A)表示表面10a形成有微小槽12的带槽的树脂成形品10的电子显微镜照片。如该图3的(A)所示,在带槽的树脂成形品10中,使微小槽12的宽度(槽宽)较宽,以W13:W12所表示的比率计为1:1.5~5。在带槽的树脂成形品10中,像这样使微小槽12的槽宽较宽,从而即使在树脂的熔点低于另一成形品20的成形温度或构成另一成形品20的材料的熔点的情况下,也能够形成使构成另一成形品20的材料流入的充分的空间。由此,能够使构成另一成形品20的材料在树脂成形品10的微小槽12熔融而被填埋之前可靠地流入该微小槽12,能够发挥借助自微小槽12暴露出的无机填充剂11得到的锚固效果,而牢固地密合(接合)另一成形品20。

列举具体例,在树脂成形品10的表面10a,将微小槽12和凸起13各一个作为1组(节距),在该1节距为200μm时,例如,能够使凸起13的宽度W13为80μm,使微小槽12的宽度W12为120μm(其中,在该情况下,W13:W12=1:1.5。)。并且,在200μm的节距的情况下,例如,能够使凸起13的宽度W13为33.3μm,使微小槽12的宽度W12为166.7μm(其中,在该情况下,大约为W13:W12=1:5。)。

另外,在微小槽12和凸起13的1节距为300μm时,例如,能够使凸起13的宽度W13为120μm,使微小槽12的宽度W12为180μm(其中,在该情况下,为W13:W12=1:1.5。)。并且,在300μm的节距的情况下,能够使凸起13的宽度W13为50μm,使微小槽12的宽度W12为250μm(其中,在该情况下,为W13:W12=1:5。)。

其中,所述的具体例终归是例示,并不限定于此,只要是W13:W12=1:1.5~5的范围,则能够根据由微小槽12和凸起13组成的节距的大小适当地决定。但是,如果考虑较好地得到锚固效果,则优选的是微小槽12和凸起13各一个作为1组的节距的宽度为100μm以上且500μ以下,更优选为200μm以上且300μm以下。当节距的宽度过窄时,有可能无机填充剂11不会自微小槽12的侧面暴露出来,无法较好地获得基于无机填充剂11的锚固效果。节距的宽度过宽时,可能无机填充剂11容易自带槽的树脂成形品10脱落,无机填充剂11无法充分地发挥抑制带槽的树脂成形品10和另一成形品20破坏的锚固作用。

对于带槽的树脂成形品10的表面10a的微小槽12的宽度W12,当微小槽12的宽度W12不足凸起13的宽度W13的1.5倍时,在熔接另一成形品20时带槽的树脂成形品10熔融,形成于该树脂成形品10的微小槽12的壁倒塌而发生破损。另一方面,当微小槽12的宽度W12超过凸起13的宽度W13的5倍时,有可能无法充分地发挥基于无机填充剂11的锚固作用,在复合成形品1被作用有外力时,另一成形品20会发生破坏。

另外,对于微小槽12的宽度W12,以获得以“W13:W12”所表示的比>12的方式设置微小槽12是更优选的。由此,能够更有效地使构成另一成形品20的熔融物流入带槽的树脂成形品10的微小槽12,能够进一步提高锚固效果而做成接合强度较高的树脂成形品10。

在此,微小槽12既可以呈图3的(A)所示的条纹状形成于树脂成形品10的表面10a,并且也可以如图3的(B)所示那样,微小槽12呈交叉的格子状形成于树脂成形品10的表面10a。在将微小槽12形成为格子状的情况下,也能够形成为微小槽12的长度方向与无机填充剂11的长度方向不同的斜格子状。如图3的(B)所示,将微小槽12形成为格子状,从而能够更可靠地使构成另一成形品20的材料的熔融物流入微小槽12。

在将微小槽12形成为格子状的情况下,对于表面10a的微小槽12的宽度W12和凸起13的宽度W13,在沿形成格子形状的微小槽12的一方的长度方向(例如图3中的x轴方向)进行观察时只要该微小槽12和凸起13这两者的宽度满足W13:W12=1:1.5~5的关系即可。并且,在沿微小槽12的另一方的长度方向(例如图3中的y轴方向)进行观察时只要该微小槽12和凸起13这两者的宽度满足W13:W12=1:1.5~5的关系即可。

另外,在像这样将微小槽12形成为格子状时,微小槽12的一方的长度方向(x轴)上的微小槽12的宽度与凸起13的宽度的比率同微小槽12的另一方的长度方向(y轴)上的微小槽12的宽度与凸起13的宽度的比率只要均满足W13:W12=1:1.5~5的关系即可,既可以是相同的比率,也可以是不同的比率。

优选的是微小槽12的深度D为该微小槽12的短边方向上的长度(即,微小槽12的宽度W12)的1/2以上。当深度D不足微小槽12的宽度W12的1/2时,在与另一成形品20接合而形成复合成形品1时,可能无法在暴露于微小槽12的无机填充剂11与另一成形品20之间产生充分的锚固效果,而无法将带槽的树脂成形品10与另一成形品20牢固地紧贴起来。

<2.带槽的树脂成形品的制造方法>

带槽的树脂成形品10是通过如下这样得到的,即:对含有无机填充剂11 的树脂成形品进行激光照射、化学处理等而局部地去除树脂,从而在该树脂成形品的表面10a形成多个微小槽12。在带槽的树脂成形品10中,通过这样将树脂成形品的表面10a的一部分去除而形成微小槽12,从而能够使包含在树脂成形品内的无机填充剂11自微小槽12的侧壁12a暴露出来。

激光的照射是基于照射对象材料的种类、激光装置的功率等而设定的,但当对树脂照射适当的能量而未形成微小槽12时,无机填充剂11未充分暴露出来,或者难以形成按照设定的宽度W12、深度D的微小槽12,因此优选的是分多次进行。

在本实施方式中,在形成该微小槽12时,使该微小槽12在带槽的树脂成形品10的表面10a上的宽度W12以位于多个微小槽12之间的凸起13的宽度W13与该微小槽12的宽度W12之比(W13:W12)计为1:1.5~5的方式设置。

在本实施方式中,通过像这样形成扩大了宽度W12的微小槽12,从而即使在构成该树脂成形品10的树脂的熔点低于另一成形品20的成形温度或熔点的情况下,也能够使构成另一成形品20的树脂在该树脂成形品10的微小槽12熔融而被填埋之前流入该微小槽12。由此,能够有效地产生基于无机填充剂11的锚固效果,能够将另一成形品20充分地接合于树脂成形品10。

在此,在通过激光照射来形成微小槽12时,作为无机填充剂11的玻璃纤维等会局部性地遮蔽激光的能量。因此,当为了较深地去除树脂而想要进行多次激光照射时,则越是靠后的激光照射越需要与激光照射到已暴露出的玻璃纤维等而被吸收的能量相应地赋予较高的能量。因此,在反复进行多次激光照射的情况下,优选的是包括使激光的照射量高于上一次的照射量的工序。

另外,为了去除位于激光透过性低的无机填充剂11的背面的树脂,优选的是从与树脂成形品10的表面10a垂直以外的方向进行激光照射。

另一方面,在通过化学处理形成微小槽12过程中,选择使用与树脂的特性相应的酸、碱、有机溶剂等。在树脂会因酸而分解的聚缩醛树脂成形品的情况下,利用酸分解去除要设置微小槽的部位,从而能够形成槽。并且,在 易溶于有机溶剂的非结晶性树脂成形品的情况下,预先在成形品的表面掩蔽除要设置微小槽的部位以外的部位之后,利用有机溶剂进行溶解去除,从而能够形成槽。

<3.复合成形品>

图2是本实施方式的复合成形品1的放大截面的示意图。如图2所示,复合成形品1是通过以带槽的树脂成形品10的具有微小槽12的面(表面10a)为接触面在该面上以与该面邻接的方式配置另一成形品20而成的。

作为微小槽12的内部的另一成形品20的形态,并不特别限定,但为了得到较高的锚固效果,优选的是在微小槽12的内部,另一成形品20以包围无机填充剂11的方式配置。

(另一成形品)

在此,作为另一成形品20,只要能够在未固化状态的情况下进入树脂成形品10的暴露有无机填充剂11的微小槽12,就不特别限定,能够列举出例如固化性树脂(热固化性树脂、光固化性树脂、辐射线固化性树脂等)、热塑性树脂等。而且,并不限定于上述那样的树脂,也可以为橡胶、粘接剂、金属等。

在本实施方式中,即使在另一成形品20的成形温度、即构成另一成形品20的材料的熔融物流入带槽的树脂成形品10的形成有微小槽12的表面10a时的温度高于构成带槽的树脂成形品10的树脂的熔点的情况(或者另一成形品20的熔点高于树脂成形品10的熔点的情况)下,也能够使该熔融物可靠地流入形成于带槽的树脂成形品10的微小槽12。即,使形成于带槽的树脂成形品10的多个微小槽12的宽度W12较宽,并且使该微小槽12的宽度W12与位于该微小槽12之间的凸起13的宽度W13之间的关系满足W13:W12=1:1.5~5,从而能够形成用于使构成另一成形品20的材料在微小槽12熔融而被填埋之前流入该微小槽12内的充分的空间。由此,能够有效地发挥借助自微小槽12暴露出的无机填充剂11得到的锚固效果,能够有效地接合另一成形品20。

例如,作为带槽的树脂成形品10和另一成形品20的材料的组合,能够列 举出这样的组合:在构成带槽的树脂成形品10的材料为聚苯硫醚(PPS)的情况下,采用含有成型温度或熔点高于该PPS的熔点的液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)等的另一成形品20。

<4.复合成形品的制造方法>

复合成形品1如上述那样是通过以带槽的树脂成形品10的具有微小槽12的面(表面10a)为接触面在该面上以与该面邻接的方式配置另一成形品20而成的。该复合成形品1例如能够通过多次成形(嵌入成形)而得到。

以下,详细地说明通过多次成形制造复合成形品1的方法。在此,以使用固化性树脂等树脂作为用于构成另一成形品的材料的情况为例。

(通过多次成形制造复合成形品)

图4是用于说明通过多次成形得到复合成形品1的方法的概略图。如图4所示,首先,对1次树脂进行1次成形,制作带槽的树脂成形品10的预备体10’(图4的(1))。

接着,对预备体10’的表面10a’的一部分进行树脂的局部去除,在该表面10a’形成多个微小槽12(图4的(2))。由此,制作带槽的树脂成形品10。此时,在本实施方式中,以形成的多个微小槽12的宽度W12以位于该微小槽12之间的凸起13的宽度W13与该微小槽12的宽度W12之比(W13:W12)计为1:1.5~5的方式形成微小槽12。

接着,如图4的(3)所示,将带槽的树脂成形品10放入模具(未图示),以具有微小槽12的表面10a为接触面,使2次树脂(构成另一成形品20的材料的未固化物(熔融物))流入、插入(注射注入)该模具的内部,使该2次树脂固化。

在此,2次树脂(熔融物)相对于带槽的树脂成形品的表面10a的流动方向并不特别限定,但优选的是以与形成于带槽的树脂成形品10的微小槽12的长度方向平行的方式流动流入。当使2次树脂向与微小槽12的长度方向正交的方向流动时,该2次树脂的流动会致使微小槽12的壁容易倒塌,槽被填埋的可能性增大。相对于此,通过使2次树脂以与微小槽12的长度方向平行的 方式流动,能够抑制微小槽12熔融而破损,能够更有效地使2次树脂流入微小槽12内。

经过以上那样的工序,通过多次成形,能够得到与固化性树脂(另一成形品20)复合的复合成形品1。另外,同样地,通过使2次树脂为加热熔融而成的热塑性树脂,能够通过多次成形得到与热塑性树脂复合的复合成形品1。

实施例

以下,说明本发明的实施例,但本发明并不限定于所述实施例。另外,在下述的实施例和比较例中,针对各例分别制造3个试样(例如在实施例1的条件下为实施例1-1~实施例1-3共3个试样),并且针对各试样,如下述表1所示那样测量破坏载荷(N)。

<<带槽的树脂成形品和复合成形品的制造>>

[实施例1]

·带槽的树脂成形品的制造

使用加入玻璃纤维的PPS(DURAFIDE PPS 1140A7,宝理塑料株式会社制)(熔点:大约280℃),在下述的条件下进行注射成形而得到注射成形品(树脂成形品、1次成形品)。

(DURAFIDE PPS的注射成形的条件)

预干燥:140℃,3小时

机筒温度:320℃

模具温度:140℃

注射速度:20mm/sec

保压:50MPa(500kg/cm2)

针对得到的树脂成形品,在下述表1所示的条件下,通过激光照射在该树脂成形品的表面形成多个微小槽。其中,使微小槽的深度为100μm。在此,在表1中,“节距”是指将树脂成形品的表面的微小槽的槽部的宽度同与该槽部邻接的一侧的凸起部的宽度合在一起而得到的值。并且,“W13:W12”是将微小槽的槽部的宽度设为W12、将凸起部的宽度设为W13时的凸起部(凸>

即,在实施例1中,在树脂成形品以200μm的节距形成W13:W12=40μm:160μm(1:4)的横条纹状的微小槽,由此,得到带槽的树脂成形品。

其中,激光照射处理的条件如下。

(形成微小槽的激光照射条件)

激发波长:1.064μm

最大额定功率:13W(平均)

激光效率:45%

扫描速度:1000mm/sec

频率:40kHz

改写:40次

※以30μm的节距描写3次

※230℃×3hr的预加热

·复合成形品的制造

接着,将通过上述那样得到的带槽的树脂成形品(1次成形品)以具有通过激光照射形成的微小槽的面为接触面嵌入注射成形用模具,使用LCP(VECTRALCP E130i,宝理塑料株式会社制)作为另一成形品(2次成形品)的材料,在下述的条件下进行注射成形,得到复合成形品。

(VECTRA的注射成形的条件)

预干燥:140℃,4小时

机筒温度(成形温度):380℃

模具温度:60℃

注射速度:200mm/sec

保压:50MPa(500kg/cm2)

[实施例2]

在实施例2的情况下,在制造带槽的树脂成形品时,将树脂成形品的表面的微小槽的形状形成为斜格子形状,除此以外与实施例1同样地制造带槽的树脂成形品,基于得到的带槽的树脂成形品制造复合成形品。

[实施例3]

在实施例3的情况下,在制造带槽的树脂成形品时,以300μm的节距形成W13:W12=90μm:210μm(1:2.3)的横条纹状的微小槽,除此以外与实施例1同样地制造带槽的树脂成形品,基于得到的带槽的树脂成形品制造复合成形品。

[实施例4]

在实施例4的情况下,在制造带槽的树脂成形品时,将树脂成形品的表面的微小槽的形状形成为斜格子形状,除此以外与实施例3同样地制造带槽的树脂成形品,基于得到的带槽的树脂成形品制造复合成形品。

[比较例1]

在比较例1的情况下,在制造带槽的树脂成形品时,以200μm的节距形成W13:W12=100μm:100μm(1:1)的横条纹状的微小槽,除此以外与实施例1同样地制造带槽的树脂成形品,基于得到的带槽的树脂成形品制造复合成形品。

[比较例2]

在比较例2的情况下,在制造带槽的树脂成形品时,以200μm的节距形成W13:W12=100μm:100μm(1:1)的斜格子形状的微小槽,除此以外与实施例1同样地制造带槽的树脂成形品,基于得到的带槽的树脂成形品制造复合成形品。

<<评价>>

<带槽的树脂成形品的放大观察>

针对实施例1、比较例1的带槽的树脂成形品(1次成形品),利用电子显微镜(SEM)对具有微小槽的面进行放大观察。图5的(A)是通过实施例1制造出的带槽的树脂成形品的SEM照片。图5的(B)是通过比较例1制造出 的带槽的树脂成形品的SEM照片。其中,倍率均设为200倍。

由图5的(A)中的SEM照片可知,在实施例1的情况下,制造出具有槽宽较宽的(W13:W12=1:4)微小槽的树脂成形品。另一方面,如图5的(B)中的SEM照片所示,在比较例1的情况下,制造出具有槽部的宽度与凸起部的宽度为1:1的比率的微小槽的树脂成形品。

<自复合成形品拉伸剥离下另一成形品(2次成形品)之后的放大观察>

针对实施例1、比较例1的复合成形品,利用电子显微镜(SEM)对自复合成形品拉伸剥离下2次成形品(LCP)之后的带槽的树脂成形品(1次成形品)的表面进行放大观察。图6的(A-1)(倍率为200倍)和图6的(A-2)(倍率为50倍)是自实施例1的复合成形品拉伸剥离下2次成形品之后的带槽的树脂成形品的SEM照片。图6的(B)(倍率为200倍)是自比较例1的复合成形品拉伸剥离下2次成形品之后的带槽的树脂成形品的SEM照片。

由图6的(A-1)、(A-2)中的SEM照片可知,在实施例1的复合成形品的情况下,当拉伸剥离下2次成形品时,LCP与微小槽的形状同样地呈条纹状留在带槽的树脂成形品的形成有微小槽的部位。这也就是说,2次成形品(LCP)的熔融物有效地流入带槽的树脂成形品的微小槽,在基于暴露于该微小槽的玻璃纤维的锚固效果的作用下,2次成形品被充分地接合于带槽的树脂成形品。

另一方面,由图6的(B)中的SEM照片可知,在比较例1的复合成形品的情况下,在拉伸剥离下2次成形品之后的状态下,LCP在形成有微小槽的部位没有一点儿残留,仅因为卡挂而残留在树脂成形品的不是槽部的部位的表面的局部。也就是说,在该复合成形品的情况下,2次成形品未被充分地接合。这可以认为是因为,在比作为构成带槽的树脂成形品的树脂的PPS的熔点高的成形温度下注射成形LCP,由此在该成形时带槽的树脂成形品的微小槽熔融而破损,结果,LCP的熔融物无法流入该槽部。另外,在该比较例1的复合成形品的情况下,在拉伸剥离下2次成形品时,也能通过试验者的手 非常容易地剥离(参照后述的破坏载荷(N)的结果。)。

<复合成形品的截面的放大观察>

利用光学显微镜对实施例1、比较例1的复合成形品的截面进行放大观察。图7的(A)是实施例1的复合成形品的截面照片。图7的(B)是比较例1的复合成形品的截面照片。其中,在图7中,截面照片的下侧的层是作为带槽的树脂成形品的PPS,上侧的层是作为2次成形品的LCP。

由图7的(A)中的截面照片明确可知,在实施例1的复合成形品的情况下,作为2次成形品的LCP可靠地进入形成于带槽的树脂成形品(1次成形品)的微小槽的内部。另一方面,由图7的(B)中的截面照片可知,在比较例1的复合成形品的情况下,在成形2次成形品时微小槽熔融而破损,1次成形品(PPS)与2次成形品(LCP)以大致水平的面接触。即,可知,在LCP进入形成于PPS的微小槽内之前,该微小槽熔融而破损。

另外,图8表示比较例1的复合成形品的通过光学显微镜得到的另一截面照片。由该图8中的截面照片可知,在比较例1的复合成形品的情况下,能够看清如下情况:随着作为二次成形品的LCP的流动(沿着图中的箭头所示的流动方向),形成于带槽的树脂成形品的表面的微小槽的壁熔融而倒塌,微小槽被逐渐堵塞。并且可知,随着该微小槽逐渐熔融,PPS与LCP混杂在一起。若如此,则会如图7的(B)所示那样,在该微小槽内没有进入足够量的LCP。

<接合强度的评价(破坏载荷的测量)>

为了评价通过实施例和比较例得到的复合成形品的接合强度(1次成形品与2次成形品的接合强度),而测量它们的破坏载荷(拉伸破坏载荷)(N)。基于破坏载荷进行的接合强度的测量通过如下这样进行,即:使用テンシロンUTA-50kN(海计测特机(ORIENTEC)株式会社制)作为测量设备,将十字头速度设为1mm/分钟,对复合成形品(120mm长、20mm宽、2mm厚)进行拉伸剥离。将破坏载荷(N)的测量结果与带槽的树脂成形品的微小槽的形成条件一并表示在下述表1中。

另外,如上述那样,在实施例和比较例,针对各例分别制造3个试样(例如在实施例1的条件下为实施例1-1~实施例1-3共3个试样),并且针对各试样,如下述表1所示那样测量破坏载荷(N)。

[表1]

由表1所示的结果可知,能够确认的是,在实施例1~4的复合成形品的情况下,破坏载荷平均为125N以上,具有足够的接合强度。并且可知,尤其是在将微小槽形成为斜格子状的实施例2和实施例4的情况下,全部试样的破坏形态均不是剥离破坏而是母材破坏,能够得到更高的接合强度。

另一方面,在没有扩大微小槽的槽宽的W13:W12=1:1的比较例1、2的情况下,无论该微小槽的形状是条纹状还是格子状,破坏载荷均为大约30N~40N左右,是非常低的接合强度。这可以认为是因为,如图7的(B)、图8所示,流入作为2次成形品的LCP时的成形温度高于PPS的熔点,因此在流入LCP之前该微小槽熔融而破损,供LCP进入的空地消失。由此,无法充分地发挥基于玻璃纤维的锚固效果,造成较低的接合强度。

附图标记说明

1、复合成形品;10、带槽的树脂成形品;10a、带槽的树脂成形品的表面;11、无机填充剂;12、微小槽;12a、微小槽的侧壁;13、凸起;20、另一成形品。

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号