JPH0574455B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は表面に金属層を有する金属−樹脂複合
体の製造方法に関し、導電性、電波反射性、電磁
シールド性等の諸特性に優れた樹脂成形品を簡単
にしかも寸法精度よく製造する方法を提供するも
のであり、電磁シールド用筐体、電波反射体等の
分野において特に有用なものである。

［従来の技術］ 従来より、樹脂成形品は機械強度が良好であ
り、しかも比較的簡単に成形できる等の理由によ
り非常に広い分野で種々の用途に用いられてい
る。しかし、その欠点の一つとして電気抵抗が大
きいことを挙げることが出来、電気回路の電磁シ
ールド用筐体や電波反射体、帯電を防止する必要
のある機器等への適用は非常に難しかつた。この
問題点を解決するための一つの手法として、樹脂
成形品に金属溶射を行つて樹脂成形品の表面に金
属層を付着せしめる方法が広く行われている。し
かしながら、このような方法を用いた場合は、樹
脂成形品と溶射された金属層との結合力が小さい
ために金属層の剥離を生じ易いという問題点があ
る。また樹脂成形品に導電性塗料を塗布すること
も広く行われているが、一般に導電性塗料の電気
伝導性は金属よりかなり劣るために必要な電気特
性が得られなかつたり、あるいは樹脂成形品と導
電性塗料の塗膜との結合力が小さいために塗膜の
剥離を生じ易い等の欠点を有している。また、樹
脂成形材料に予め金属短繊維やカーボン繊維、カ
ーボン粉末等の電気伝導性の充填剤を混入したも
のを成形して樹脂成形品に電気伝導性を持たせる
ことも広く検討されている。しかしながらこのよ
うな方法を用いた場合は得られる電気特性が十分
でなかつたり、あるいは成形品の機械的特性を著
しく損なつたりする場合が多く、未だ満足できる
ものは得られていないのが現状である。一方、表
面に金属層が強固に結合した樹脂成形品を簡単に
しかも寸法精度良く製造する方法として、予め補
助型に金属溶射法により金属皮膜を付着せしめた
後、該補助型を加圧成形用金型内に置き加圧下に
樹脂成形材料を成形して金属皮膜と樹脂成形材料
を一体と為し、しかる後に成形品を該金型と補助
型とより脱型して表面に金属層を有する樹脂成形
品を得る方法が既に本発明者等により提案されて
いる。この方法に従えば優れた性能を有する成形
品を得ることができるが、成形品の形状が金型に
より定められるため長尺物の成形には限度があ
り、また、本質的にバツチ生産であるため生産性
が高くないという欠点を有している。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明者等はかかる現状に鑑み鋭意研究した結
果、予め金属溶射法により金属皮膜を付着せしめ
た補助型と樹脂成形材料とを連続的にダイス内に
供給し、ダイス内で一体に成形しつつ引き出した
後に該補助型を脱型すれば、表面に金属溶射層が
一体に成形された金属−樹脂複合体を効率良く生
産することができ、また、長尺物の成形品が簡単
に得られることを見出し、本発明に至つたもので
ある。

［問題点を解決するための手段および作用］ すなわち本発明は、予め用意した補助型の一方
の面に金属溶射層を設け、該補助型の金属溶射層
と樹脂成形材料とが接するようにして該補助型を
ダイス内に引き込みつつ樹脂成形材料をダイス内
に供給し、ダイス内で加熱して金属溶射層と樹脂
成形材料とを一体に成形しながらダイス内より引
き出し、しかる後に該補助型より脱型して表面に
金属層を有する金属−樹脂複合体を製造する方法
を提供するものである。

本発明で用いられる補助型とは、その一方の面
に金属溶射法により金属皮膜を付着せしめたのち
樹脂成形材料と共に前記ダイス内に引き込まれ、
該ダイス内で金属皮膜を樹脂成形材料と一体と為
しつつ連続的にダイス内から引き出された後に、
樹脂成形材料と金属皮膜とが一体となつた金属−
樹脂複合体より離型されるものである。

補助型の材質は、金属溶射法により金属皮膜を
付着せしめることができ、かつ成形次の熱や必要
により圧力に耐え、さらに成形後に金属−樹脂複
合体より離型することが可能なものであれば、特
に限定することなく用いることができる。

また、補助型の形状は、ダイス内に引き込むこ
とが可能でしかも成形後に金属−樹脂複合体より
離型することが可能な形状であれば、特に限定す
ることなく用いることができる。中でも、成形時
の生産性と離型性を考慮すれば、補助型は、ダイ
ス内の連続的に供給することが可能な長尺の形状
であり、かつダイスの内面に接する部分をダイス
の形状に合わせて賦形しておくことが望ましい。
また、ダイス内で成形する際の熱と圧力により変
形したダイス内面に密着するような材質のものを
用いることも可能で、このような場合は予め補助
型をダイス形状に合わせて賦形しておく必要が無
いため望ましい。なお、ダイス内で成形する際の
圧力が低い場合には、必ずしもダイスの内面と密
着するような形状・材質とする必要はなく、補助
型が成形時に樹脂中に封じ込められるなどして離
型性が著しく低下するような形状・材質でないな
らば種々の形状・材質の補助型を採用することが
でき、ダイスの内面形状とは関係なく、補助型だ
けで樹脂成形材料を様々な形状に成形することも
可能である。

従つて、本発明で使用する補助型は、必要な断
面形状に加工された金属板でも良く、あるいは押
出しや引抜き等の成形法で成形された樹脂成形品
であつても良い。また、カレンダー成形等の手段
により成形された熱可塑性フイルムを用いること
も可能である。なかでも熱可塑性樹脂成形品を補
助型として用いる場合は、その成形が容易なだけ
でなく、成形時に適度に変形して前記ダイス内面
に密着し、しかもダイスを傷つけることが少なく
望ましい。ただし、成形時の熱と必要により圧力
に耐えるように適切な材料を選定する必要があ
る。熱可塑性樹脂成形品のなかでも軟化点が100
℃以上の熱可塑性樹脂組成物より成形されたもの
を補助型として用いる場合は、成形品と補助型の
離型性も良く、補助型の再使用も可能であり特に
望ましい。逆に軟化点が100℃未満の熱可塑性樹
脂組成物より成形されたものを補助型として用い
た場合は成形時の熱と必要により圧力で補助型が
軟化し、溶射された金属層と補助型が強固に接着
し、そのために金属−樹脂複合体と補助型が離型
しなくなるといつたトラブルが発生すことがあつ
たり、あるいは補助型が著しく変形して再使用に
耐えないといつた事態を招き易く注意を要する、 一方、補助型としての熱可塑性樹脂成形品のな
かでも熱可塑性樹脂フイルムを用いる場合は、取
り扱いが簡単で、フイルム上に連続的に溶射を施
しながら巻き取り、その後適当な形状に切断して
することもでき、生産性が極めて良い。熱可塑性
樹脂フイルムのなかでも、補助型としてポリエス
テルフイルムを用いた場合は、耐久性に優れ、ま
た成形後の金属−樹脂複合体と補助型の離型性に
も優れており特に望ましい。

また、補助型として熱可塑性樹脂成形品を用い
る場合は、その成形が比較的容易で、しかも耐熱
性、耐久性にも優れていることから繰り返し使用
することが可能であり、さらに金型を傷つけるこ
とも少なく望ましいものである。なかでも引抜き
成形法やプレス成形法で成形されたFRP成形品
を補助型として用いれば、その成形が簡単で、耐
久性、耐熱性にも優れ、さらに成形後の金属−樹
脂複合体と補助型の離型性にも優れており望まし
い。

また補助型に金属材料を加工して得らえた金属
加工品を用いる場合は、耐久性、耐熱性に優れ、
さらに、非常に複雑な形状には適用困難な場合が
あるにしてもある程度複雑な形状には、充分に対
応することができ、しかも熱伝導性が良いので成
形性を損なうことが少なく望ましい。なかでも金
属板を曲げ加工等の手段で前記ダイスの内面と同
じ形状となるように成形加工したものを用いる場
合は、その成形が簡単でしかも軽量であるため取
り扱いが簡単であり望ましい。

このように補助型として各種の材料を用いるこ
とができるが、補助型に用いる材料の種類により
それぞれ特徴があり、耐熱性、耐久性、コスト等
種々の要因を考慮して選定することが望ましい。
そして、このような補助型はすでに述べたような
一般的な加工方法を用いて作成することができ、
補助型の材質、形状、必要とされる表面精度等に
応じて適宜好ましい加工法を採用することができ
る。

本発明で用いられる補助型の表面は通常鏡面に
仕上げられる場合が多いが、成形後、金属−樹脂
複合体と補助型との離型性を損なわない範囲で模
様付けすることも可能である。また、補助型の金
属溶射を施されるべき一方の面の一部または全部
を微細な凹凸を有するように加工した補助型を用
いることも可能であり、このような微細な凹凸状
の加工を施した場合には、金属溶射法により金属
皮膜を補助型に付着せしめる工程において金属皮
膜と補助型との結合力が増大するため、高融点の
金属を溶射する場合や、比較的厚い金属皮膜を付
着せしめる必要がある場合に有効な手段である。

一方、このような微細な凹凸状の加工を補助型
に施した場合は、樹脂成形材料を金属皮膜と一体
に成形したのち脱型する際に補助型と金属−樹脂
複合体とが離れにくくなりがちであるので、補助
型に施すべき凹凸加工の程度は、必要とされる金
属皮膜を補助型に付着せしめるに足りる程度で、
かつ脱型が容易である範囲にしなければならな
い。

前記補助型の凹凸加工は、ブラスト、サンデイ
ングあるいは他の機械加工手段で行うことがで
き、また凹凸模様を再現せしめるように加工され
た型を用いて補助型を成形し、該補助型の凹凸加
工を行うこともできる。

本発明に用いられる溶射とは、ガス溶射、アー
ク溶射、プラズマ溶射等の金属材料を溶融あるい
は半溶融状態で吹き付けて多孔質の溶射層を形成
する手法を言う。また、金属溶射を行う際に用い
られる金属材料としては、業界で一般に用いられ
ている金属材料の中から適宜選択して使用するこ
とが可能である。但し、亜鉛、スズ等の低融点の
金属は鏡面の補助型に対してもよく付着するが、
銅、鉄、アルミニウム、ステンレス等の高融点の
金属は鏡面の補助型に対しては付着しにくいの
で、凹凸状の加工を施した補助型表面に対して溶
射するのが好適であり、使用する補助型の表面の
状態に適合する金属材料を選択することが望まし
い。

本発明に用いられる樹脂成形材料は、フエノー
ル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂
等の熱硬化性樹脂や、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等の熱可塑
性樹脂、あるいはポリウレタン等の発泡性樹脂
に、必要に応じてガラス繊維、カーボン繊維、ポ
リアミド繊維等の繊維状強化材、炭酸カルシウ
ム、クレイ、タルク等の充填剤、硬化剤、内部離
型剤、顔料、増粘剤、低収縮化剤、発泡剤、発泡
助剤等を配合して成るものである。

熱可塑性樹脂は成形性に優れ、また、種々の添
加剤と共に用いることにより種々の要求物性をバ
ランスよく満たすことができ、汎用の樹脂成形材
料として望ましいものであり、また、熱硬化性樹
脂は強度、耐候性、耐薬品性、耐熱性に優れ、こ
のような物性が要求されるような用途に望ましい
ものである。

樹脂成形材料の中でも、不飽和ポリエステル樹
脂等の熱硬化性樹脂に硬化剤と必要に応じて充填
剤や顔料等を配合した樹脂組成物を繊維状強化材
に含浸して得られる繊維強化熱硬化性樹脂成形材
料を用いた場合は、成形性に優れ、かつ溶射され
た金属皮膜に対する溶着性にも優れており望まし
いものである。

以下に、本発明の具体的な実施態様を挙げて、
本発明を説明する。

本発明の実施に当たつては、まず表面が鏡面あ
るいは微細な凹凸状に加工された前記補助型の一
方の面に、必要に応じて離型処理を施し、次いで
金属溶射法により該補助型の一方の面の一部また
は全部に金属皮膜を付着せしめる。この際、補助
型がフイルムあるいは薄板のような形状であつ
て、簡単に切断等の加工が行える材質のものであ
る場合は、金属皮膜を付着せしめたのち切断や曲
げ加工等の加工を行つて望ましい形状にすること
も可能である。

このようにして得られた補助型を、該補助型の
金属溶射層と樹脂成形材料とが接するようにして
樹脂成形材料と共に連続的にダイス内に引き込
み、次いでダイス内で加熱して金属溶射層と樹脂
成形材料とを一体に成形する。この際、使用する
樹脂成形材料が前記の繊維強化熱硬化性樹脂成形
材料である場合は、該成形材料を該補助型の金属
溶射面と接するように配して該補助型と共に連続
的にダイス内に引き込み、繊維強化熱硬化性樹脂
成形材料がダイス内を通過する間にこれを成形硬
化すればよい。しかる後に金属溶射層と樹脂成形
材料とが一体となつた金属−樹脂複合体を補助型
と共にダイス内より引き出し、次いで補助型を脱
型して表面に金属層を有する金属−樹脂複合体を
製造することができる。

また、使用する樹脂成形材料が熱可塑性樹脂で
ある場合は、同様にしてダイス内に該補助型と熱
可塑性樹脂を連続的に引き込み、ダイス内で加熱
し溶融成形すればよい。

［実施例］ 実施例 １ 軟化点約240℃、厚さ125ミクロンで長尺のポリ
エステルフイルム（東レ(株)製、ルミパール＃125）
を補助型（以下、補助型(1)と称する。）とし、そ
の片面全部に離型剤（日本触媒化学工業(株)製、エ
ポラツクEP−11）を塗布したのちアークスプレ
イガン（米国TAFA社製、375EFS）を用いて亜
鉛を約100ミクロンの厚さに溶射した。次いで幅
100mmに裁断し、片面に亜鉛の皮膜を有する長尺
の補助型(1)を得た。次に、巾100mm、厚さ３mmの
板材を成形するのに用いるダイスを用意し、不飽
和ポリエステル樹脂（日本触媒化学工業(株)製、エ
ポラツクＧ−151NL）100重量部、炭酸カルシウ
ム（日東粉化(株)製NS−100）50重量部および硬化
剤のブチルパーオキシ２エチルヘキサネート（日
本油脂(株)製、パーブチルＯ）１重量部より成る樹
脂組成物を予め含浸せしめたガラスロービング
（旭フアイバーグラス(株)製、ER4450TA）100本
を該ダイス中に引き込み、同時に補助型(1)の亜鉛
皮膜の付着した面が該ガラスロービングに相対し
かつ補助型(1)のもう一方の面がダイスの内面に接
するように配して、補助型(1)をダイス内に引き込
んだ。次いで、温度110℃に保持されたダイス内
で補助型(1)の亜鉛皮膜と樹脂組成物を含浸したガ
ラスロービングとを一体に成形・硬化せしめつ
つ、一体成形物を速度50cm／分で連続的にダイス
内より引き出した。しかる後に補助型(1)のポリエ
ステルフイルムを一体成形物より脱型して、表面
に亜鉛皮膜が付着した断面の巾100mm、厚さ約2.9
mmで長尺の樹脂成形品（以下、成形品(1)と称す
る。）を得た。

成形品(1)の表面に付着した亜鉛皮膜の体積抵抗
率は１×10^-4Ω・cmであつた。亜鉛皮膜は成形品
(1)の表面に強固に接着しており、100℃乾燥器中
に30分間置いた後０℃の氷水中に30分間置く操作
を１サイクルとする寒熱サイクルテストを20サイ
クル行つた後も、剥離等の変化は全く認められな
かつた。

実施例 ２ 長さ1000mm、巾200mmで片面が鏡面でもう一方
の片面に凹凸模様が施された平板を成形するのに
使用する雌雄一対で構成された加圧成形用金型を
用い、SMC（日本触媒化学工業(株)製、エポラツク
マツト2068E）100ｇを該金型内に供給し、金型
温度145℃、成形圧力50Kg／cm²の条件で４分間加
熱加圧して成形し、厚さ1.5mmの片面に凹凸模様
が施されたFRP製の平板（以下、補助型(2)と称
する。）を得た。次に、補助型(2)を凹凸模様が施
された面に実施例１で用いたのと同じ離型剤を塗
布し、次いで実施例１と同様にして亜鉛−アルミ
ニウム合金（米国TAFA社製、デユノイス）を
約50ミクロンの厚さに溶射して、片面に亜鉛−ア
ルミニウム合金の皮膜を有する長さ1000mm、巾
200mmの補助型(2)を得た。

次に、巾200mm、厚さ10mmの板材を成形するの
に用いるダイスを用意し、実施例１で用いたのと
同じ樹脂組成物を予め含浸せしめたガラスロービ
ング500本を該ダイス中に引き込み、同時に補助
型(2)の亜鉛−アルミニウム合金皮膜が付着した面
が該ガラスロービングに相対しかつ補助型(2)のも
う一方の面がダイスの内面に接するように配し
て、補助型(2)をダイス内に引き込んだ。次いで、
温度110℃に保持されたダイス内で補助型(2)の亜
鉛−アルミニウム合金皮膜と樹脂組成物を含浸し
たガラスロービングとを一体に成形・硬化せしめ
つつ、一体成形物を速度30cm／分で連続的にダイ
ス内より引き出した。しかる後に補助型(2)の
FRP製の平板を該成形物より脱型して、表面に
凹凸模様の亜鉛−アルミニウム皮膜が付着した断
面の巾200mm、厚さ約8.5mmで長さ1000mmの樹脂成
形品（以下成形品(2)と称する。）を得た。

成形品(2)の表面に付着した亜鉛−アルミニウム
の皮膜の体積抵抗率は1.5×10^-4Ω・cmであつた。
亜鉛−アルミニウム皮膜は成形品(2)の表面に強固
に接着しており、実施例１と同様の寒熱サイクル
テストを20サイクル行つた後も、剥離等の変化は
全く認められなかつた。

実施例 ３ 巾100mm、厚さ0.4mm、長さ５ｍで表面が鏡面の
ステンレス板（SUS304）の片面をスチールグリ
ツド＃40でブラストして得たステンレス板（以
下、補助型(3)と称する。）のブラスト面に、実施
例１で用いたのと同じ離型材を塗布し、次いでガ
ス溶射ガン（仏国SNM社製、Top−Jet）を用
いて銅を約70ミクロンの厚さに溶射して、片面に
銅の皮膜を有する長さ５ｍ、巾100mmの補助型(3)
を得た。次に、この銅皮膜を有する補助型(3)を実
施例１で用いた亜鉛皮膜を有する補助型(1)の代わ
りに使用した以外は、全く実施例１と同様にし
て、補助型(3)の銅皮膜と樹脂組成物を含し浸たガ
ラスロービングとをダイス内で一体に成形・硬化
せしめつつ一体成形物を引出し、しかる後に補助
型(3)のステンレス板を該成形物より脱型して、表
面に銅皮膜が付着した断面の巾100mm、厚さ約2.6
mmで長さ５ｍの樹脂成形品（以下、成形品(3)と称
する。）を得た。

成形品(3)の表面に付着した銅皮膜の体積抵抗率
は４×10^-5Ω・cmであつた。銅皮膜は成形品(3)の
表面に強固に接着しており、実施例１と同様の寒
熱サイクルテストを20サイクル行つた後も、剥離
等の変化は全く認められなかつた。

［発明の効果］ 本発明の方法によれば、表面に金属層が強固に
結合した金属−樹脂複合体が効率良く連続的に生
産することができ、しかも従来方法では得ること
の困難であつた長尺物の金属−樹脂複合体を寸法
精度良く簡単に得ることができる。

したがつて、本発明の方法で得られた金属−樹
脂複合体は、電磁シールド用筐体、電波反射体等
の分野に有効に応用できるものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 予め用意した補助型の一方の面に金属溶射層
   を設け、該補助型の金属溶射層と樹脂成形材料と
   が接するようにして該補助型をダイス内に引き込
   みつつ樹脂成形材料をダイス内に供給し、ダイス
   内で加熱して金属溶射層と樹脂成形材料とを一体
   に成形しながらダイス内より引き出し、しかる後
   に該補助型より脱型することを特徴とする表面に
   金属層を有する金属−樹脂複合体の製造方法。 ２ 補助型は熱可塑性樹脂成形品である特許請求
   の範囲第１項記載の金属−樹脂複合体の製造方
   法。 ３ 熱可塑性樹脂成形品は軟化点が100℃以上の
   熱可塑性樹脂組成物より成形されたものである特
   許請求の範囲第２項記載の金属−樹脂複合体の製
   造方法。 ４ 熱可塑性樹脂成形品は熱可塑性樹脂フイルム
   である特許請求の範囲第２項記載の金属−樹脂複
   合体の製造方法。 ５ 熱可塑性樹脂フイルムはポリエステルフイル
   ムである特許請求の範囲第４項記載の金属−樹脂
   複合体の製造方法。 ６ 補助型は熱硬化性樹脂成形品である特許請求
   の範囲第１項記載の金属−樹脂複合体の製造方
   法。 ７ 補助型は金属材料を加工して作られた金属加
   工品である特許請求の範囲第１項記載の金属−樹
   脂複合体の製造方法。 ８ 金属加工品は金属板をダイスの内面と同じ形
   状となるように成形加工したものである特許請求
   の範囲第７項記載の金属−樹脂複合体の製造方
   法。 ９ 補助型は表面の一部または全部が微細な凹凸
   を有するように加工されたものである特許請求の
   範囲第１項記載の金属−樹脂複合体の製造方法。 １０ 樹脂成形材料が、熱硬化性樹脂組成物を繊
   維状強化材に含浸して得られる繊維強化熱硬化性
   樹脂成形材料である特許請求の範囲第１項記載の
   金属−樹脂複合体の製造方法。