JPS6317029A - 金属−樹脂複合体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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１ｉ！ｔＷＩ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
ド性等の緒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った。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
品に台底溶射を行って樹脂成形品の表面に金！！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Ｅよりかなり劣るために必要な電気特
性が得られなかったり、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
爬短繊維やカーボンＩＪｉ雑、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
が十分でなかったり、あるいは成形品の機械的特性を著
しく損なっ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、本質的にバッチ生
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、本発明に至ったもので
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Ｒ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
なった金銭−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、かつ成形時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、ダイス内に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て
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（、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。

従って、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っても良い。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
ィ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１０
０℃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
くなるといったトラブルが発生することがあったり、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っ
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１かでも
熱可塑性樹脂フィルムを用いる場合は、取゛り扱いが簡
単で、フィ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使用することもでき、生
産性が極めて良い。熱可塑性樹脂フィルムのなかでも、
補助型としてポリエステルフィ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、補助型として熱硬化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れた金属加工品を
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、コスト客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をすることも可
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、サンディングある
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ＷＪｔＡ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、フェノール樹脂、
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ｌ１ｌｆｆｌ
、カーボン繊維、ポリアミド繊維等のｔａ維状状強化材
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ｍ雄状強化材に含浸して得られるｍ
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接着性にも優れ
ており望ましいものである。

以下に、本発明の具体的な実Ｍ態様を挙げて、本発明を
説明する。

本発明の実施に当たっては、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、補助型がフィルムあるいは薄板のような
形状であって、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
加工等の加工を行っ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１重維強化熱硬
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、ｍＭ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ＢＦａ射層と樹脂成形材料とが一体とな
った金属−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
ステルフィルム（東しく株）製、ルミバール＃　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、エボ
ラツクＥＰ−１１）を塗布したのちアークスプレィガン
（米国ＴＡＦＡ社製、３７５Ｅ　Ｆ　Ｓ　）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１０
０ｍｍ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１００ａ＋ｍ、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、エボラッ
クＧ−１５１ＮＬ）１００重量部、炭酸カルシウム＜Ｂ
ｔ’ｌ）化１）ＩｊＮＳ−１００）５０ｍｍ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、バーブチルＯ）１重か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（旭ファイバー
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１
１０℃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５０ｃ＋ａ／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）のポリエステルフィ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１００１ｍ、厚
さ約２．９ｍｍ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
１Ｘ１０−４Ω・ｃｍであった。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３
０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サイクル行った
後も、剥離等の変化は全く認められなかった。

実施例２ 長さ１０００ｍｇ＋、巾２００１１ＩＩ１１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、ＳＭＧ　（日本触媒化学工業（株）製。

エボラツクマット２０６８Ｅ）１００ｏを該金型内に供
給し、金型温度１４５℃、成形圧力５０ｋ（１／Ｃ１１
２の条件で４分間加熱加圧して成形し、厚さ１．５１１
−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）の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、
デュノイス）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１０００
ｎ＋ｎ＋、巾２００信ｌの補助型（２）を得た。

次に、巾２００１１１１．厚さ１０１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
が付着した断面の中２００　ｆｕｌｌ、厚さ約８，５１
１１１１１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−アルミニウム皮膜
の体積抵抗率は１．５Ｘ１０−４０・Ｃｌ１ｌであった
。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サイクル行った後も、剥離等の変化は全く認めら
れなかった。

実施例３ 巾１００ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ、長さ５ＩＩｌテ表面が
鏡面のステンレス板（ＳＵＳ３０４）の片面をスチール
グリッド＃４０でプ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剤を塗布し、次いでガス溶射ガン
（仏国ＳＮＭ社製。

Ｔｏｐ　−Ｊ　ｅｔｌＩ　）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〈実施
例１と同様にして、補助型（３）の銅皮膜と樹脂組成物
を含浸し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１００ＩｌｌＩ１１．厚さ
約２．６ｍ１ｌｌ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
Ｘ１０−５Ω・ｃｍであった。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サイクル行った後も、剥離等の変化は
全く認められなかった。

［発明の効果］ 本発明の方法によれば、表面に金Ｔ！Ｓ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った長
尺物の金冗−樹脂複合体を寸法精度良く簡単に得ること
ができる。

したがって、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ィルムである
   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、熱可塑性樹脂フィルムはポリエステルフィルムであ
   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。