WO2013176059A1 - 金属インサート樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

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molded product
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金子　徹
岡本　日吉
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Teijin Ltd
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    • Y10T428/31678—Of metal

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a metal insert resin molded product in which a fiber reinforced resin material and a metal are integrated.
  • fiber-reinforced resin materials reinforced with reinforcing fibers are widely used in various fields, but metal is generally more durable than resin for repetitive parts such as bosses and tapping screws. high. Further, it is known that a complicated shape such as a thin rib or a small boss is easier to manufacture using a metal material or the like than a fiber reinforced resin material. For example, in injection molding, when reinforcing fibers are mixed with resin, the melt viscosity of the injected fiber-containing resin is high, and it is difficult to obtain a complicated shape.
  • a molded product in which a fiber reinforced resin material and a metal part are integrated may be used.
  • a method for integrating such a metal part and resin a method of performing mechanical bonding or bonding using an adhesive is generally employed.
  • these methods have limitations in product design.
  • a method in which a metal part is inserted into a mold in advance and a resin is injection molded is also known.
  • This method is a method in which a metal part bears a portion that requires strength and high accuracy, and the other remaining portions are surrounded by a resin to hold and bond the metal with the resin.
  • the bonding force is maintained by utilizing the shrinkage stress of the injection molded resin.
  • the adhesive strength was insufficient.
  • Patent Document 1 discloses a method of applying a surface treatment to a metal part to improve the affinity at the joint between the metal and the resin.
  • the metal part is surface-treated, distortion is likely to occur on the joint surface, the entire molded product or metal part may be distorted or bent, and peeling or cracking may occur in the joint part.
  • the resin containing fibers has a high viscosity and is difficult to be injection-molded. With this method, a molded product in which the fiber-reinforced resin and the metal part are integrated cannot be obtained.
  • JP 2001-225352 A JP 2001-225352 A
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a metal insert resin molded product that is free from distortion and defects in the joint portion.
  • the method for producing a metal insert resin molded product according to the present invention is characterized in that a composite composed of inorganic fibers and a thermoplastic resin is embedded in a mold for molding, and molten metal is injected into the mold and integrated.
  • the inorganic fiber is a carbon fiber.
  • the metal is preferably an aluminum alloy or a magnesium alloy, the fiber content in the composite is 10 to 70% by weight, the thickness of the part in contact with the metal of the composite is 25 mm or less, It is preferable that a through-hole or a groove exists in the composite beforehand, and that the metal has a rib or boss shape.
  • a method for producing a metal insert resin molded product that is free from distortion and defects in the joint portion.
  • Metal insert resin molded product with rib-shaped metal parts Metal insert resin molded product with boss-shaped metal part Complex with through-holes in advance Sectional view of a metal insert resin molded product having a boss-shaped metal part Complex with grooves in the outer frame in advance Metal insert resin molded product with metal present along the groove
  • a composite composed of inorganic fibers and a thermoplastic resin is embedded in a mold for molding, and molten metal is injected into the composite in the mold. It is the manufacturing method which integrates.
  • the composite of inorganic fiber and thermoplastic resin used in the present invention is called a so-called fiber reinforced resin composite, and is generally obtained by impregnating a fiber reinforced base material with a thermoplastic resin. It is something that can be done.
  • the inorganic fiber used in this composite is a heat-resistant fiber that is not easily damaged by heat, and is a fiber that is used to reinforce the resin. More specifically, examples of the inorganic fiber include carbon fiber, glass fiber, alumina fiber, boron fiber, basalt fiber, and metal fiber. Further, in order to obtain a composite having strength and high rigidity, carbon fiber is preferable among inorganic fibers. As a kind of fiber to be used, you may use 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the inorganic fiber used in the present invention has a role of releasing heat in the manufacturing process together with fiber reinforcement, and from this viewpoint, it is preferable that the thermal conductivity is higher than that of the resin.
  • adding a fiber shape with high thermal conductivity in the one-dimensional direction increases the thermal conductivity of the entire composite.
  • higher thermal conductivity can be achieved.
  • high thermal conductivity fibers such as carbon fibers, boron fibers, and metal fibers are preferable.
  • the thermal conductivity in the longitudinal direction of the fiber is preferably 1 W / m ⁇ K or more, more preferably 5 W / m ⁇ K or more, and particularly preferably 10 W / m ⁇ K or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but generally the upper limit is about 900 W / m ⁇ K.
  • carbon fiber is preferable as the fiber, and general pitch-based carbon fiber and PAN-based carbon fiber can be used.
  • the average diameter of fibers used in the composite is preferably in the range of 4 to 9 ⁇ m.
  • the strength of the fiber is high.
  • the tensile strength of the fiber is preferably 3500 MPa to 7000 MPa, and the modulus is preferably 220 GPa to 900 GPa.
  • carbon fibers are preferable, and PAN-based carbon fibers are more preferable.
  • the coefficient of thermal expansion of the fiber is preferably small.
  • the form of the fiber in the composite (fiber reinforced resin) containing these fibers it can be used in the form of long fibers (continuous fibers) or short fibers (discontinuous fibers). And it is preferable that it is a long fiber shape from a viewpoint of resin reinforcement, and it is preferable that it is a short fiber shape from a viewpoint which anisotropy, such as heat conduction, does not generate
  • produce In the case of a short fiber, it can generally be formed in advance by using a nonwoven fabric or a pellet made of a thermoplastic resin and a fiber. In the case of a long fiber, it can be used in various forms such as a unidirectional sheet, a woven fabric, a knitted fabric, and a braid. These fiber forms can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the woven structure used as a woven fabric include plain weave, satin weave, twill weave, and multiaxial woven fabric.
  • the fibers are plain weave, satin weave or twill weave, a fiber bundle of 200 to 800 tex is used as warp and weft, and the weave density is 6 to 15/25 mm in the warp direction and 6 to 15/25 mm in the weft direction. It is preferable that they are woven.
  • nylon fibers, polyester yarns, and glass fibers are made by laminating a bundle of general fiber reinforcements arranged in one direction into a sheet and changing the angle (multiaxial fabric base material). It is possible to use a woven fabric which is stitched by reciprocating along the surface direction between the front surface and the back surface of the laminated body through the laminated body in the thickness direction with stitch yarns such as yarns. In the case of a multiaxial woven fabric, it is preferable that a fiber bundle of 400 to 2000 tex is used and woven so that the fiber weight between each layer is 50 to 300 g / m 2 .
  • Examples of such multiaxial fabrics are [+ 45 / ⁇ 45], [ ⁇ 45 / + 45], [0/90], [0 / + 45 / ⁇ 45], [0 / ⁇ 45 / + 45], [ [0 / + 45/90 / ⁇ 45] and the like.
  • 0, ⁇ 45, 90 represents the stacking angle of each layer constituting the multiaxial woven fabric, and the fiber axis direction of the reinforcing fibers aligned in one direction is 0 ° with respect to the length direction of the woven fabric, ⁇ It shows that it is 45 degrees and 90 degrees.
  • the stacking angle is not limited to these angles, and can be any angle.
  • the length is preferably 2 mm to 100 mm.
  • the mat shape comprised from the fiber whose average fiber length is 10 mm to 100 mm.
  • it is preferably in the form of a random mat in which the fibers are oriented substantially two-dimensionally randomly. With such an arrangement, molding is easy, and strength reinforcement by fibers is more efficiently exhibited.
  • a fiber-resin composite once molded into a plate shape is molded using heat and pressure in a mold, and at the same time, molten metal is injection molded to obtain a complex resin molded product in which the metal is insert molded at once.
  • the composite of fiber reinforced resin made of inorganic fiber and thermoplastic resin used in the present invention is made of the above fiber and thermoplastic resin. Since the thermoplastic resin used in the present invention returns to its original physical properties by cooling even if it is temporarily melted by heat, it can maintain high physical properties as a composite before and after metal insert processing.
  • the resin has a melting point like a crystalline resin, the melting point of the resin is preferably 150 ° C. to 300 ° C.
  • a high melting point resin of 220 ° C. to 300 ° C., particularly 260 ° C. or higher is preferable.
  • a resin having no melting point can be used as long as it maintains its shape when it comes into contact with the injected metal.
  • an amorphous resin or a liquid crystal resin having no clear melting point is also preferably used.
  • the deflection temperature under load of the single resin is preferably 30 ° C. or higher, more preferably in the range of 60 to 350 ° C.
  • the deflection temperature under load is a temperature obtained by measuring a test piece having a thickness of 4 mm in accordance with ISO75 under the condition of a load load of 1.8 MPa.
  • the decomposition temperature is preferably in the range of 300 ° C to 500 ° C.
  • a fiber having a higher thermal conductivity than the resin is contained in the composite, even if a polyamide resin having a relatively low melting point is used, for example, a metal insert resin having excellent adhesion and less distortion It is possible to obtain a molded product.
  • thermoplastic resins include, for example, vinyl chloride resin, vinylidene chloride resin, vinyl acetate resin, polyvinyl alcohol resin, polystyrene resin, acrylonitrile-styrene resin (AS resin), acrylonitrile / butadiene / styrene resin (ABS resin).
  • Acrylic resin methacrylic resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyamide resin, polyacetal resin, polycarbonate resin (PC resin), polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, boribylene terephthalate resin (PBT resin), polybutylene naphthalate resin , Polyarylate resin, polyphenylene ether resin, polyphenylene sulfide resin (PPS resin), polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyester Teruimido resin (PEI resin), polyether ether ketone resins, such as polylactic acid resins.
  • PC resin polycarbonate resin
  • PPS resin polyethylene terephthalate resin
  • PBT resin boribylene terephthalate resin
  • PBT resin polybutylene naphthalate resin
  • Polyarylate resin polyphenylene ether resin, polyphenylene sulfide resin (PPS resin), polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyester Teruimi
  • thermoplastic resin polycarbonate resin
  • PC resin polyethylene terephthalate resin
  • PBT resin polyethylene naphthalate resin
  • PPS resin polyphenylene sulfide resin
  • these thermoplastic resins may be a simple substance, a blend of two or more kinds, or a polymer alloy composed of two or more kinds.
  • a heat-resistant resin that does not easily deteriorate even when in contact with a high-temperature molten metal during molding is preferable.
  • PPS resin polyphenylene sulfide resin
  • PEI resin polyetherimide resin
  • PEEK resin polyetheretherketone resin
  • PSF polysulfone resin
  • polyether sulfone resin polyamideimide resin, and the like
  • PPS resin polyphenylene sulfide resin
  • PEI resin polyetherimide resin
  • PEEK resin polyetheretherketone resin
  • PSF polysulfone
  • polyamide resin is preferable from the viewpoint of physical properties and work surface of the obtained molded product.
  • PA6 poly ⁇ -caprolactam, nylon 6 resin
  • PA66 polyhexamethylene adipamide
  • PA69 polyhexamethylene
  • PA610 polyhexamethylene sebacamide
  • PA611 polyhexamethylene undecanamide
  • PA612 polyhexamethylene dodecanamide
  • PA11 polyundecanamide
  • PA12 polydodecanamide
  • PA6T Polyhexamethylene terephthalamide
  • PA9T polynonamethylene terephthalamide
  • polyamide MXD6 polymetaxylylene adipamide
  • resins such as polycarbonate resin (PC resin) and polybutylene terephthalate resin (PBT resin) are also suitable.
  • the composite composed of inorganic fibers and thermoplastic resin used in the present invention may contain other components. Specifically, flame retardants, UV-resistant agents, light stabilizers, antioxidants, thermal stabilizers, pigments, mold release agents, softeners, plasticizers, surfactants, etc., commonly used for resin molded products Additives can be mentioned.
  • the fiber in the step of inserting the metal, the fiber is partially heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, which is a matrix component, or the glass transition point.
  • a reinforced thermoplastic resin is preferred.
  • Such a composite composed of inorganic fibers and thermoplastic resin used in the present invention is formed by heating and impregnating a base material composed of long fibers or short fibers composed of inorganic fibers with a thermoplastic resin film. Or by mixing a powdered thermoplastic resin and heating and melting it. In the case of a powdery thermoplastic resin, the particle diameter is preferably in the range of 50 to 2000 ⁇ m.
  • a method of immobilizing the thermoplastic resin on the substrate made of inorganic fibers a method of pressing with heating is preferable, and press molding is particularly preferable.
  • the content of inorganic fibers in the composite of the present invention is preferably in the range of 10 to 70% by weight. Further, it is preferably in the range of 20 to 60% by weight.
  • the content of the fiber reinforced substrate is too small, the reinforcing effect by the fibers is low, and the linear expansion coefficient of the composite increases. For this reason, the composite material is likely to warp, and a good molded product tends not to be obtained. Also, the strength tends to decrease due to residual stress.
  • the thermal conductivity of the composite does not increase and the heat during molding does not escape sufficiently, it tends to be difficult to obtain a metal insert resin molded product that can withstand practical use.
  • the fiber content is too high, the resin content decreases, the resin is difficult to be impregnated in the fiber base material, and a good molded product tends not to be obtained.
  • the shape of the composite before inserting the metal is preferably a plate shape, more preferably a thin plate shape, and specifically, the thickness is preferably 25 mm or less. Further, the thickness is preferably 1 to 10 mm, and more preferably 2 to 8 mm.
  • the thickness of the thermoplastic resin composite reinforced with this fiber is too thick, the heat at the time of metal insert processing tends to stay inside the composite and reduce the physical properties. On the other hand, if it is too thin, the molded product tends to warp due to heat during metal insert processing, and a good molded product tends not to be obtained.
  • the thickness of the portion of the fiber resin composite in contact with the metal at the time of metal insert processing is preferably 25 mm or less, more preferably 1 to 10 mm, and particularly preferably 2 to 8 mm.
  • the thermal expansion coefficient of the fiber-reinforced resin composite is preferably 15 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. or less. Further, it is in the range of 0.5 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. to 15 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C., and more preferably in the range of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. to 10 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. Further, the deflection temperature under load of the composite is preferably in the range of 140 to 300 ° C., more preferably in the range of 150 to 280 ° C.
  • the deflection temperature under load is a temperature obtained by measuring a test piece having a thickness of 4 mm in accordance with ISO75 under the condition of a load load of 1.8 MPa.
  • the thermal conductivity of the entire fiber resin composite is preferably 0.5 W / m ⁇ K or more, more preferably 1 W / m ⁇ K or more, particularly 2 W / m ⁇ K or more. Is preferred.
  • the upper limit is not particularly limited, but generally the upper limit is about 900 W / m ⁇ K.
  • a composite body composed of inorganic fibers and a thermoplastic resin as described above is embedded in a mold, and molten metal is injected into the composite body in the mold and integrated. Is the method.
  • the metal used in the present invention preferably has a melting point of 800 ° C. or lower, and more preferably in the range of 150 ° C. to 750 ° C.
  • the present invention is particularly effective when the melting point of the metal is 450 ° C. or higher, particularly in the range of 550 to 650 ° C.
  • a composite material having high thermal conductivity and using inorganic fibers as reinforcing fibers it is possible to melt / integrate a material having such a high melting point (such as aluminum) that could not be melted / integrated so far. It has become possible to make it.
  • the metal used in the present invention include an aluminum alloy, a zinc alloy, a magnesium alloy, a copper alloy, lead, and a tin alloy.
  • aluminum alloys and magnesium alloys are particularly preferable.
  • the metal inserted into these fiber resin composites is usually performed by a die casting method or a thixo mold method when they are usually molded alone.
  • the die casting method is to make a high-precision mold with special steel, attach the mold to a die casting machine, melt relatively low melting point metals such as aluminum alloy, zinc alloy and magnesium alloy at high pressure. It is a casting method with high productivity that is injected, quickly solidified and taken out.
  • the thixomold method is a method in which a magnesium chip or the like made by cutting a magnesium alloy is heated by a cylinder of a molding machine and is directly injected into a mold without being exposed to the atmosphere.
  • the present invention is a method in which a metal is injection-cast into a mold in which a fiber composite is previously installed, and the fiber-reinforced resin and the metal are integrated.
  • the metal injection speed is preferably 1 m / second or more, and preferably in the range of 2 to 10 m / second.
  • the filling time of the metal in the mold in which the fiber resin composite is embedded in advance is preferably 5 seconds or less, particularly preferably in the range of 5 to 500 milliseconds.
  • the temperature of the mold is preferably in the range of 150 ° C. to 300 ° C., and more preferably lower than the melting temperature of the resin constituting the composite to be used. In particular, the temperature is preferably lower than the deflection temperature under load of the composite.
  • It is also a preferable method to adopt a method of changing the mold temperature when injecting the metal and the mold temperature when demolding the molded product, and lowering the temperature in the process so that the molded product can be easily taken out. is there.
  • a composite having a low deflection temperature for example, a deflection temperature under 150 ° C. or lower
  • a low melting point metal with a mold temperature higher than the deflection temperature of the resin preferably 150 ° C. to 200 ° C.
  • a composite made of an inorganic fiber and a thermoplastic resin is embedded in a mold, and a die cast machine or a thixo mold machine is used to inject a molten metal into a mold where the resin composite is installed.
  • a metal insert resin molded product as shown in FIG. 1 in which a composite of fiber reinforced resin and a metal are integrated can be obtained.
  • a method is known in which a pre-molded metal part is placed in a mold, and then a molten resin is injected after the difference in melting point.
  • thermoplastic resin containing inorganic fibers when used as in the present invention, it is difficult to obtain a uniform molded product due to the poor fluidity of the fiber resin composite.
  • the conventional method when a metal part is installed in a mold in advance, dirt tends to adhere to the surface of the metal, and the adhesiveness tends to decrease.
  • the metal surface at the time of contact with the composite is clean.
  • the adhesiveness of a composite and a metal improves more by the anchor effect of the reinforcement fiber which exists in the composite surface.
  • the effect of improving the adhesion is remarkable.
  • through holes and grooves exist in advance in the composite during the metal insert processing.
  • the composite of the fiber reinforced resin and the metal can be bonded more firmly.
  • a physical anchor effect is generated by a hole penetrating in the thickness direction of the composite embedded in the mold or a groove having unevenness, and the fastening force is improved.
  • a step is present in the through hole of the fiber reinforced resin composite. By adopting a stepped shape as shown in FIG. 3, the structure is more difficult to come off mechanically.
  • complex it is preferable that it is a continuous groove
  • Such a method of providing a hole or groove penetrating in the thickness direction of the composite can be provided by cutting the composite in advance, or by injection molding metal using heat and pressure in the mold. It is also possible to adopt a method for forming the film.
  • the shape of the metal part of the metal insert resin molded product is not particularly limited, but is preferably a rib shape having a width or a boss shape that is a protrusion.
  • the shape of the boss is preferably a cylindrical or regular polygonal columnar projection.
  • a part of the metal part is exposed from the surface of the composite.
  • the composite is preferably in the form of a thin plate, and the metal parts are preferably exposed on both sides.
  • high-temperature metal is injected into a composite and molded.
  • heat is conducted directly from the metal part to the mold, and the metal and composite (fiber reinforced resin).
  • the high temperature state is relaxed, and the adhesive force is improved.
  • a concave portion exists in a portion buried in the composite, and the exposed surface area with respect to the buried volume is relatively large as shown in FIG.
  • the volume of the metal part exposed to the outside of the composite is 1 or more times, more preferably 2 or more times the volume of the buried metal part.
  • the manufacturing method of the present invention is particularly effective when the metal insert portion in the composite is small, and is a manufacturing method suitable for industrial production with high production efficiency.
  • the diameter is preferably 20 mm or less, particularly in the range of 1 to 10 mm.
  • the width is preferably 10 mm or less, particularly preferably in the range of 0.5 to 5 mm, and the length is preferably in the range of 20 to 200 mm.
  • Such a small metal part is difficult to install in a mold in advance and is difficult to manufacture as a metal insert resin molded product.
  • high-performance molding can be easily performed. It became possible to obtain goods.
  • a metal part and a fiber reinforced composite material are integrated, and can be used as various machine parts and electrical / electronic parts.
  • a metal part can be used as an electrical terminal, and the metal terminal can be used as an electrical / electronic part in which both surfaces are exposed and the inner surface and the outer surface of the molded product are electrically connected.
  • metal insert resin molded products that use metal parts for bosses, tapping screws, etc. and that use fiber reinforced resin for the main body are light-weight molded products, although the parts that are used repeatedly are metals that are resistant to wear and impact. Particularly preferred usage.
  • the deflection temperature under load is a value determined by the following measurement method.
  • ⁇ Load deflection temperature> a sample having a total length of 80 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 4 mm was prepared as a test piece, and the test was conducted under the conditions of a span of 64 mm, a heating rate of 120 ° C./h ⁇ 10° C., and a load load of 1.8 MPa. The temperature when the amount of deformation of the test piece reached 0.34 mm was defined as the “load deflection temperature”.
  • Carbon fiber fabric (“W-3101” manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., basis weight 200 g / m 2 , thickness 0.25 mm, plain weave, used fiber; PAN-based carbon fiber; 3000 filaments, 200 tex, strength 4000 MPa, diameter 7.0 ⁇ m) were cut into a width of 200 mm and a length of 200 mm.
  • thermoplastic resin polyphenylene sulfide resin (linear PPS resin, “Fortron W-202A” manufactured by Polyplastics Co., Ltd., melting point 280 ° C.) is formed into a film with a heating press, and has a thickness of 100 ⁇ m, a width of 200 mm, and a length of 200 mm. A PPS film was prepared.
  • the obtained composite of fiber and thermoplastic resin was cut into a flat plate shape having a width of 100 mm and a length of 100 mm, and a mold having a rib shape (width 1.5 mm, height 5 mm, length 90 mm) Embedded in a mold that forms a rib.
  • the mold temperature was 180 ° C.
  • an aluminum alloy was injection cast at 650 ° C. and an injection speed of 2 m / sec to obtain a metal insert resin molded product in which the aluminum alloy was integrated with a composite made of carbon fiber and thermoplastic resin (see FIG. 1).
  • the obtained product had no warpage and the metal was in close contact with the resin, and was a good product.
  • Example 2 [Example 2] 1 except that a mold for obtaining a product having the boss shape of FIG. 2 (a mold for forming a boss having an inner diameter of 2 mm, an outer diameter of 4 mm, and a height of 5 mm) was used instead of the mold for obtaining the product of FIG. 1 was used to obtain a metal insert resin molded product in which an aluminum alloy was integrated with a fiber resin composite (FIG. 2). The obtained product had no warpage and the metal was in close contact with the resin, and was a good product.
  • a mold for obtaining a product having the boss shape of FIG. 2 a mold for forming a boss having an inner diameter of 2 mm, an outer diameter of 4 mm, and a height of 5 mm
  • Example 3 Instead of the flat sheet-like composite of Example 2, a plate-like sheet provided with a through hole having a step of ⁇ 2 mm and ⁇ 4 mm at the center of the composite cut to a width of 100 mm and a length of 100 mm (FIG. 3).
  • a metal insert resin molded product in which an aluminum alloy was integrated with a fiber resin composite was obtained in the same manner as in Example 2 except that was used (FIG. 4). The obtained product was a product having no warpage and having a boss portion tightened more firmly than in Example 2.
  • Example 4 Instead of the flat sheet-like composite of Example 1, a plate having a groove having a width of 2 mm and a depth of 0.3 mm on the outer periphery of 10 mm from the end of the composite cut to a width of 100 mm and a length of 100 mm A product in which an aluminum alloy is integrated with the outer peripheral portion of the composite of fiber and resin in the same manner as in Example 1 using a mold for obtaining a product having a shape as shown in FIG. was obtained (FIG. 6). The obtained product was a product that had no warping and was firmly fastened.
  • Example 5 As a fiber for constituting the composite and reinforcing the resin, carbon fiber (“STS40-24K” manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., 4000 MPa, average fiber diameter 7.0 ⁇ m, fiber width 10 mm) is opened to reduce the fiber width. A rotary cutter with a spiral knife made of cemented carbide arranged on the surface was used as a cutting device, the blade pitch was 10 mm, and the fiber length was 15 mm with a rotary cutter while running the fiber. Cut to be.
  • STS40-24K manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., 4000 MPa, average fiber diameter 7.0 ⁇ m, fiber width 10 mm
  • a double pipe welded with a nipple made of SUS304 having a different diameter was installed directly under the rotary cutter, a small hole was provided in the inner pipe, and compressed air was supplied between the outer pipe and a compressor using a compressor.
  • the wind speed from the small hole was 420 m / sec.
  • a taper tube was welded to the lower part, and a thermoplastic resin as a matrix component was supplied from the side surface of the taper tube.
  • thermoplastic resin polyphenylene sulfide resin (linear PPS resin, “Fortron W-202A” manufactured by Polyplastics Co., Ltd., melting point 280 ° C.) is frozen and ground, and further classified into 20 mesh and 100 mesh. Particles were used. The average particle size of this PPS powder was about 700 ⁇ m.
  • a table movable in the XY directions was installed at the lower part of the taper tube outlet, and suction was performed from the lower part of the table with a blower. Then, the fiber supply rate is set to 200 g / min, the matrix resin supply rate is set to 300 g / min, the apparatus is operated, and the basis weight of the fiber in which the carbon fiber and the PPS resin are mixed is 240 g / m 2 .
  • a random mat was obtained. Four obtained random mats were laminated and heated at 3 MPa for 3 minutes in a press apparatus heated to 320 ° C., and a composite composed of carbon fiber and thermoplastic resin having a PPS resin having a thickness of 2 mm as a matrix resin was obtained. Obtained.
  • the carbon fiber content was 40% by weight.
  • the composite had a thermal expansion coefficient of 5 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C., a thermal conductivity of 2 W / m ⁇ K, and a deflection temperature under load of 280 ° C.
  • a metal insert resin molded product in which an aluminum alloy was integrated with a fiber resin composite was obtained in the same manner as in Example 3 except that this composite was used (FIG. 4).
  • the obtained product was a product in which no warp was observed and the boss portion was firmly fastened.
  • Example 6 Thickness of 100 ⁇ m using a polyamide resin (nylon 6 resin, “UBE nylon 1015B pellet” manufactured by Ube Industries, Ltd., melting point 220 ° C., deflection temperature under load 65 ° C.) instead of the polyphenylene sulfide resin of Example 1 as the thermoplastic resin.
  • a nylon 6 film having a width of 200 mm and a length of 200 mm was prepared.
  • Resin reinforcing fibers were prepared the same carbon fiber fabric as in Example 1 (“W-3101” manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., thickness 0.25 mm, plain weave, width 200 mm, length 200 mm).
  • a flat metal mold having a width of 200 mm and a length of 200 mm has one carbon fiber woven fabric, two nylon 6 films, and seven carbon fiber woven fabrics and 14 nylon 6 films in that order.
  • the mold temperature was raised to 260 ° C., held at 260 ° C. for 15 minutes at a surface pressure of 3 MPa, the mold was cooled to 100 ° C., and a nylon 6 resin having a thickness of 2 mm was used as a matrix resin.
  • a composite of fiber reinforced thermoplastic resin was obtained.
  • the carbon fiber content in the composite was 50% by weight.
  • the thermal expansion coefficient of the composite was 1 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C., and the deflection temperature under load was 220 ° C.
  • the obtained composite of fiber and thermoplastic resin is cut into a width of 100 mm and a length of 100 mm, and a boss-shaped die (a die that forms a boss with a diameter of 3 mm and a height of 5 mm) is used as a fiber resin.
  • a metal insert resin molded product in which an aluminum alloy was integrated with the composite was obtained (FIG. 4).
  • the obtained product was a product having no warp and having a boss portion firmly fastened.
  • Example 7 As a thermoplastic resin, in place of the polyamide resin (nylon 6) of Example 6, a PBT resin (“Gelanex 500FP pellet” manufactured by Polyplastics Co., Ltd., melting point 225 ° C.) was used. Thus, a metal insert resin molded product in which an aluminum alloy was integrated with the fiber resin composite was obtained (FIG. 4). The obtained product was a product having no warp and having a boss portion firmly fastened.
  • thermoplastic resin instead of the polyamide resin (nylon 6) resin of Example 6, a polyetherimide resin (PEI resin, “ULTEM 1000 pellets” manufactured by SABIC Innovative Plastics) was used. A 200 mm thick PEI film was prepared.
  • PEI resin “ULTEM 1000 pellets” manufactured by SABIC Innovative Plastics”
  • Example 6 The same carbon fiber fabric as in Example 6 (“W-3101” manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., thickness 0.25 mm, plain weave, width 200 mm, length 200 mm) was prepared as the resin reinforcing fiber.
  • a flat metal mold having a width of 200 mm and a length of 200 mm is composed of one carbon fiber woven fabric and two PEI films in order of 7 carbon fiber woven fabrics and 14 PEI films.
  • the mold temperature was raised to 340 ° C.
  • the surface pressure was 3 MPa, and held at 340 ° C. for 15 minutes
  • the mold was cooled to 150 ° C.
  • carbon fiber reinforced heat using a PEI resin with a thickness of 2 mm as a matrix resin A composite of plastic resin was obtained.
  • the carbon fiber content in the composite was 50% by weight.
  • the thermal expansion coefficient of the composite was 1 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C., and the deflection temperature under load was 210 ° C.
  • the obtained composite of fiber and thermoplastic resin is cut into a width of 100 mm and a length of 100 mm, and a boss-shaped die (a die that forms a boss with a diameter of 3 mm and a height of 5 mm) is used as a fiber resin.
  • a metal insert resin molded product in which an aluminum alloy was integrated with the composite was obtained (FIG. 4).
  • the obtained product was a product having no warp and having a boss portion firmly fastened.
  • thermoplastic resin instead of the polyamide resin (nylon 6) resin of Example 6, a polycarbonate resin (PC resin, “Panlite 1250L pellet” manufactured by Teijin Kasei Co., Ltd.) was used. Thickness 100 ⁇ m, width 200 mm, length A 200 mm polycarbonate film was prepared.
  • PC resin “Panlite 1250L pellet” manufactured by Teijin Kasei Co., Ltd.
  • Example 6 The same carbon fiber fabric as in Example 6 (“W-3101” manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., thickness 0.25 mm, plain weave, width 200 mm, length 200 mm) was prepared as the resin reinforcing fiber.
  • a flat die having a width of 200 mm and a length of 200 mm is composed of one carbon fiber woven fabric and two polycarbonate films in order of 7 carbon fiber woven fabrics and 14 polycarbonate films.
  • the mold temperature was raised to 280 ° C., held at 280 ° C. for 15 minutes at a surface pressure of 3 MPa, the mold was cooled to 100 ° C., and the carbon fiber reinforced heat using a polycarbonate resin having a thickness of 2 mm as a matrix resin A composite of plastic resin was obtained.
  • the carbon fiber content in the composite was 50% by weight.
  • the thermal expansion coefficient of the composite was 1 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C., and the deflection temperature under load was 150 ° C.
  • the obtained composite of fiber and thermoplastic resin is cut into a width of 100 mm and a length of 100 mm, and a boss-shaped mold (a mold that forms a boss with a diameter of 3 mm and a height of 5 mm) is used.
  • a boss-shaped mold a mold that forms a boss with a diameter of 3 mm and a height of 5 mm
  • the aluminum alloy is injection cast at 650 ° C. using a die casting machine at a temperature of 180 ° C.
  • the mold temperature is cooled to 130 ° C.
  • the metal insert resin molded product in which the aluminum alloy is integrated with the fiber resin composite ( Figure 4).
  • the obtained product was a product having no warp and having a boss portion firmly fastened.
  • Example 10 As a fiber for constituting the composite and reinforcing the resin, a glass fiber fabric (“WF230N100” manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., basis weight 200 g / m 2 , thickness 0.22 mm) is prepared instead of the carbon fiber fabric of Example 8. did.
  • WF230N100 manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., basis weight 200 g / m 2 , thickness 0.22 mm
  • thermoplastic resin a PEI film having a thickness of 100 ⁇ m, a width of 200 mm, and a length of 200 mm using the polyetherimide resin (PEI resin, “ULTEM 1000 pellets” manufactured by SABIC Innovative Plastics) used in Example 8 was prepared. .
  • a flat plate mold having a width of 200 mm and a length of 200 mm was used in the same manner as in Example 8, except that one glass fiber fabric and two PEI films were used in the order of 9 glass fiber fabrics and 18 PEI films.
  • the mold temperature is raised to 340 ° C., held at 340 ° C. for 15 minutes at a surface pressure of 3 MPa, the mold is cooled to 150 ° C., and a glass fiber having a PEI resin with a thickness of 2 mm as a matrix resin.
  • a composite of reinforced thermoplastic resin was obtained.
  • the glass fiber content in the composite was 40% by weight.
  • the obtained composite of fiber and thermoplastic resin is cut into a width of 100 mm and a length of 100 mm, and a boss-shaped die (a die that forms a boss with a diameter of 3 mm and a height of 5 mm) is used as a fiber resin.
  • a metal insert resin molded product in which an aluminum alloy was integrated with the composite was obtained (FIG. 4). Although the obtained product was slightly warped, it was a product with a level that could sufficiently withstand practicality.

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Abstract

　無機繊維と熱可塑性樹脂とからなる複合体を成形用の型内に埋設し、該型内に溶融した金属を射出し一体化する金属インサート樹脂成形品の製造方法。さらには、無機繊維が炭素繊維であることが好ましい。また、金属がアルミニウム合金またはマグネシウム合金であることが好ましく、複合体中の繊維含有量が１０～７０重量％であることや、複合体の金属に接する部分の厚さが２５ｍｍ以下であること、複合体にあらかじめ貫通孔または溝が存在すること、金属がリブまたはボスの形状であることが好ましい。本発明により、歪みや接合部分の欠点の無い金属インサート樹脂成形品の製造方法が提供される。

Description

金属インサート樹脂成形品の製造方法
　本発明は、繊維強化樹脂材料と金属を一体化した金属インサート樹脂成形品の製造方法に関するものである。
　現在では強化繊維によって補強された繊維補強樹脂材料は広く様々な分野に使用されているものの、ボスやタッピングネジなどの繰り返し使用する部分には樹脂よりも金属の方が、一般的に耐久性が高い。また、薄肉のリブや小型のボスなどの複雑な形状は、繊維強化樹脂材料よりも金属材料等の方が製造しやすいことが知られている。例えば射出成形では、樹脂に補強用の繊維を混合した場合、射出する繊維含有樹脂の溶融粘度が高くなり、複雑な形状を得ることが困難であった。
　そこで繊維強化樹脂材料と金属部品を一体化した成形品が使用されることがある。そしてこのような金属部品と樹脂とを一体化する方法としては、機械的な接合を行うか、接着剤を用いて接合する方法が、一般的には採用されている。しかしこれらの方法では製品設計に制約がある。また強度等を確保するために補助的な部品を取り付ける必要がある。そのため、加工時間やコストの面において課題があるものであった。
　一方、金属部品をあらかじめ金型に挿入し樹脂を射出成形する方法も知られている。この方法は、強度と高精度が必要な部分を金属部品が担い、その他の残りの部分を樹脂で取り巻くことにより、金属を樹脂により保持、接合する方法である。そして金属部品と樹脂を強く一体化するために、射出成形された樹脂の収縮応力を利用して接合力を保持している。しかしいまだ接着力が不十分であるという問題があった。
　そこで特許文献１では、金属部品に表面処理を施し、金属と樹脂との接合部における親和性を向上させる方法が開示されている。しかし金属部分に表面処理をしたものであっても、接合面には歪が発生しやすく、成形品の全体や金属部品が歪んだり曲がったりすることや、接合部分における剥離やひび割れが発生する、などの問題があった。また、繊維を含有した樹脂は粘度が高く射出成形は困難であり、この方法では繊維補強樹脂と金属部品を一体化した成形品を得ることはできなかった。
特開２００１－２２５３５２号公報
　本発明の目的は、歪みや接合部分の欠点の無い金属インサート樹脂成形品の製造方法を提供することにある。
　本発明の金属インサート樹脂成形品の製造方法は、無機繊維と熱可塑性樹脂とからなる複合体を成形用の型内に埋設し、該型内に溶融した金属を射出し一体化することを特徴とする。
　さらには、無機繊維が炭素繊維であることが好ましい。また、金属がアルミニウム合金またはマグネシウム合金であることが好ましく、複合体中の繊維含有量が１０～７０重量％であることや、複合体の金属に接する部分の厚さが２５ｍｍ以下であること、複合体にあらかじめ貫通孔または溝が存在すること、金属がリブまたはボスの形状であることが好ましい。
　そしてもうひとつの本発明の金属インサート樹脂成形品はこれらの製造方法により得られるものである。
　本発明によれば、歪みや接合部分の欠点の無い金属インサート樹脂成形品の製造方法が提供される。
リブ形状の金属部分を有する金属インサート樹脂成形品 ボス形状の金属部分を有する金属インサート樹脂成形品 あらかじめ貫通孔が存在する複合体 ボス形状の金属部分を有する金属インサート樹脂成形品の断面図 あらかじめ外枠に溝が存在する複合体 溝に沿って金属が存在する金属インサート樹脂成形品
　１　繊維強化樹脂（複合体）
　２　アルミ合金
　本発明の金属インサート樹脂成形品の製造方法は、無機繊維と熱可塑性樹脂とからなる複合体（繊維強化樹脂）を成形用の型内に埋設し、溶融した金属を型内の複合体内に射出し一体化する製造方法である。
　ここで本発明に用いる無機繊維と熱可塑性樹脂からなる複合体は、いわゆる繊維補強樹脂複合体といわれるものであり、一般的には繊維強化基材に熱可塑性樹脂を含浸するなどして得ることができるものである。
　この複合体に用いる無機繊維は、熱による損傷を受けにくい耐熱性の繊維であり、樹脂の強化に用いられる繊維である。より具体的にはこの無機繊維として、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、バサルト繊維、金属繊維などを挙げることができる。さらに強度、高剛性の複合体とするためには無機繊維の中でも炭素繊維であることが好ましい。使用する繊維の種類としては、１種または２種以上を組み合わせて使用しても良い。
　また本発明で用いられる無機繊維には、繊維補強と共に製造工程において熱を逃す役割があり、この観点からは熱伝導率が樹脂よりも高いことが好ましい。一般的には一次元方向に熱伝導性の高い繊維形状のものを添加する方が、複合体全体の熱伝導率は高くなるのであるが、繊維の材質を選択することによりさらに高い熱伝導率を確保することが可能である。具体的には炭素繊維や、ボロン繊維、金属繊維などの高熱伝導性繊維であることが好ましい。また数値的には繊維の長さ方向の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、さらには５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特には１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。上限は特に制限は無いが、一般的には上限は９００Ｗ／ｍ・Ｋ程度で足りる。このような熱伝導性の観点からも繊維としては炭素繊維が好ましく、一般的なピッチ系炭素繊維やＰＡＮ系炭素繊維を用いることができる。
　複合体に用いる繊維の平均直径としては４～９μｍの範囲であることが好ましい。また、樹脂を補強するためには繊維の強度も高い方が好ましく、繊維の引張強度は、３５００ＭＰａ～７０００ＭＰａであることや、モジュラスとしては２２０ＧＰａ～９００ＧＰａであることが好ましい。その意味では高強度の成形品が得られる観点からも繊維としては、炭素繊維が好ましく、ＰＡＮ系炭素繊維がより好ましい。複合材料に反りが発生することを防止する目的および寸法精度の良い成形品を得る観点からは、繊維の熱膨張係数も小さいことが好ましい。
　これらの繊維を含む複合体（繊維強化樹脂）中での繊維の形態としては、長繊維（連続繊維）や短繊維（不連続繊維）の形態で用いることが可能である。そして樹脂の補強の観点からは長繊維形状であることが、熱伝導等の異方性が発生しない観点からは短繊維形状であることが好ましい。短繊維である場合には一般的にあらかじめ不織布としたり、熱可塑性樹脂と繊維からなるペレットを用いて成形することができる。長繊維である場合には、一方向性シートや、織物、編物、組紐、などのさまざまな形態で用いることができる。また、これらの繊維形態を１種または２種以上組み合わせて使用することも可能である。
　織物として用いる場合の織組織としては、平織り、朱子織り、綾織り、多軸織物等を挙げることができる。繊維が平織り、朱子織り、綾織りの場合、２００～８００ｔｅｘの繊維束を経糸及び緯糸として用い、織り密度が、経方向で６～１５本／２５ｍｍ、緯方向で６～１５本／２５ｍｍになるように織られたものであることが好ましい。
　特に多軸織物としては、一般的な一方向に引き揃えた繊維強化材の束をシート状にして角度を変えて積層したもの（多軸織物基材）を、ナイロン糸、ポリエステル糸、ガラス繊維糸等のステッチ糸で、この積層体を厚さ方向に貫通して、積層体の表面と裏面の間を表面方向に沿って往復しステッチした織物を用いることができる。多軸織物の場合では、４００～２０００ｔｅｘの繊維束を用い、各層間の繊維重量が５０～３００ｇ／ｍ２になるように織られたものであることが好ましい。
　このような多軸織物の例としては、〔＋４５／－４５〕、〔－４５／＋４５〕、〔０／９０〕、〔０／＋４５／－４５〕、〔０／－４５／＋４５〕、〔０／＋４５／９０／－４５〕等の角度を有する多軸織物を挙げることができる。ここで０、±４５、９０は、多軸織物を構成する各層の積層角度を表し、それぞれ一方向に引き揃えた強化繊維の繊維軸方向が、織物の長さ方向に対して０°、±４５°、９０°であることを示している。積層角度はこれらの角度に限定されず、任意の角度とすることができる。
　一方用いられる繊維が短繊維形状である場合には、その長さとしては、２ｍｍから１００ｍｍであることが好ましい。また、あらかじめ不織布状のシート状物などの形態で用いる場合には、平均繊維長が１０ｍｍから１００ｍｍの繊維から構成されたマット状であることが好ましい。さらには、繊維が実質的に２次元ランダムに配向しているランダムマットの形態であることが好ましい。このような配置であると成形がしやすく、繊維による強度補強がより効率よく発揮される。例えば一旦板状に成形した繊維樹脂複合体を、金型中で熱と圧力を用いて成形すると同時に、溶融金属を射出成形させ、一度に金属がインサート成形された複雑な樹脂成形品を得ることも可能である。本発明に用いられる無機繊維と熱可塑性樹脂からなる繊維強化樹脂の複合体は、上記のような繊維と熱可塑性樹脂からなるものである。本発明に用いられる熱可塑性樹脂は、熱により一時的に溶融されても冷却により元の物性に戻るため、金属インサート加工前後においても複合体としての高い物性を保つことができる。例えば結晶性樹脂のように融点を有する場合、その樹脂の融点としては１５０℃～３００℃であることが好ましい。さらには２２０℃～３００℃、特には２６０℃以上の高融点樹脂であることが好ましい。もっとも本発明では融点が存在しない樹脂であっても射出した金属に接したときに形状を保つ樹脂であれば使用することができる。例えば明確な融点が存在しない非結晶樹脂や液晶樹脂も、好ましく使用される。樹脂単体の荷重たわみ温度としては、３０℃以上、さらには６０～３５０℃の範囲が好ましい。なおここで荷重たわみ温度とはＩＳＯ７５に準じ厚さ４ｍｍの試験片を負荷荷重１．８ＭＰａの条件にて測定した温度である。また分解温度としては３００℃～５００℃の範囲であることが好ましい。本発明の製造方法においては、樹脂よりも熱伝導率の高い繊維を複合体中に含有するため、例えば比較的低融点のポリアミド樹脂等を用いても、接着性に優れ歪みの少ない金属インサート樹脂成形品を得ることが可能である。
　より具体的な熱可塑性樹脂の種類としては、例えば塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル－スチレン樹脂（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ボリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹脂）、ポリブチレンナフタレート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリ乳酸樹脂などが挙げられる。中でもポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ボリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹脂）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）、ポリアミド樹脂などが好ましく用いられる。また、これらの熱可塑性樹脂は、単体であっても良いし、２種以上のブレンド物であっても良く、また２種以上からなるポリマーアロイを用いることもできる。
　特に、成形時に高温の溶融金属と接しても劣化し難い耐熱性樹脂が好ましく、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ樹脂）、ポリサルホン（ＰＳＦ）樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリアミドイミド樹脂などが好適に使用できる。
　また、得られる成形品の物性面や作業面からはポリアミド樹脂が好ましく、具体的にはＰＡ６（ポリε－カプロラクタム、ナイロン６樹脂）、ＰＡ６６（ポリヘキサメチレンアジパミド）、ＰＡ６９（ポリヘキサメチレンアゼパミド）、ＰＡ６１０（ポリヘキサメチレンセバカミド）、ＰＡ６１１（ポリヘキサメチレンウンデカミド）、ＰＡ６１２（ポリヘキサメチレンドデカミド）、ＰＡ１１（ポリウンデカンアミド）、ＰＡ１２（ポリドデカンアミド）、ＰＡ６Ｔ（ポリヘキサメチレンテレフタルアミド）、ＰＡ９Ｔ（ポリノナメチレンテレフタラミド）、ポリアミドＭＸＤ６（ポリメタキシリレンアジパミド）からなる樹脂が好ましい。また、同様の観点から、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹脂）などの樹脂も好適である。
　また、本発明で用いられる無機繊維と熱可塑性樹脂からなる複合体には、他の成分を含んでも良い。具体的には樹脂成形品に一般的に用いられる、難燃剤、耐ＵＶ剤、光安定剤、酸化防止剤、熱安定剤、顔料、離型剤、軟化剤、可塑剤、界面活性剤等の添加剤を挙げることができる。特に本発明においては、金属をインサートする工程では、部分的にマトッリクス成分である熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移点以上の温度に加熱されるため、あらかじめ酸化防止剤や熱安定剤を含有した繊維強化熱可塑性樹脂であることが好ましい。
　このような本発明で用いられる無機繊維と熱可塑性樹脂からなる複合体は、無機繊維からなる長繊維または短繊維から構成される基材に、熱可塑性樹脂をフィルム状にして加熱溶融含浸を行ったり、粉末状の熱可塑性樹脂を混合し加熱溶融させるなどして得ることが可能である。粉末状の熱可塑性樹脂である場合には、その粒子径は５０～２０００μｍの範囲であることが好ましい。無機繊維からなる基材に熱可塑性樹脂を固定化する方法としては、加熱とともに加圧する方法が好ましく、特にはプレス成形が好ましい。
　本発明の複合体中における無機繊維の含有量は、１０～７０重量％の範囲が好ましい。さらには２０～６０重量％の範囲であることが好ましい。繊維強化基材の含有量が少なすぎると、繊維による補強効果が低く、また複合体の線膨張係数が大きくなる。そのため複合材料に反りが発生しやすく、良好な成形品が得られない傾向にある。また残留応力により強度が低下する傾向にある。また、複合体の熱伝導率が高くならず、成形時の熱が十分に逃げないため、実用に耐えうる金属インサート樹脂成形品を得にくい傾向にある。逆に繊維の含有量が多すぎると、樹脂の含有量が少なくなり、繊維基材中に樹脂が含浸し難く、良好な成形品が得られない傾向にある。
　金属をインサートする前の複合体の形状としては板状であることが好ましく、さらには薄い板状であることが好ましく、具体的には厚さが２５ｍｍ以下であることが好ましい。さらに厚みは、１～１０ｍｍが好ましく、特には２～８ｍｍがより好ましい。この繊維で補強された熱可塑性樹脂複合体の厚みが厚すぎる場合には、金属インサート加工時の熱が複合体の内部に留まり、物性を低下させる傾向にある。逆に薄すぎると、金属インサート加工時の熱により成形品に反りが発生しやすく良好な成形品が得られない傾向にある。金属インサート加工時のこの繊維樹脂複合体の金属に接する部分の厚さとしては２５ｍｍ以下、さらには１～１０ｍｍ、特には２～８ｍｍの厚さであることが好ましい。
　複合材料に反りが発生することを防止する目的および寸法精度の良い成形品を得る観点からは、繊維補強樹脂複合体の熱膨張係数としては１５×１０－６／℃以下であることが好ましい。さらには０．５×１０－６／℃～１５×１０－６／℃の範囲であることが、より好ましくは、１×１０－６／℃～１０×１０－６／℃の範囲である。また、複合体の荷重たわみ温度としては、１４０～３００℃の範囲が好ましく、特には１５０～２８０℃の範囲が好ましい。なおここで荷重たわみ温度とはＩＳＯ７５に準じ厚さ４ｍｍの試験片を負荷荷重１．８ＭＰａの条件にて測定した温度である。
　また本発明で用いられる複合体は、無機繊維が含有されていることにより熱を逃しやすい。そのため上記のように複合体の熱膨張係数を低く保つことが可能となった。具体的には繊維樹脂複合体全体の熱伝導率としては、０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、さらには１Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特には２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。上限は特に制限は無いが、一般的には上限は９００Ｗ／ｍ・Ｋ程度で足りる。
　本発明の金属インサート樹脂成形品の製造方法は、上記のような無機繊維と熱可塑性樹脂とからなる複合体を型内に埋設し、溶融した金属を型内の複合体内に射出し一体化する方法である。
　本発明で用いる金属としては、融点が８００℃以下であることが好ましく、さらには１５０℃～７５０℃の範囲であることが好ましい。特に本発明が効果的なのは金属の融点が４５０℃以上、特には５５０～６５０℃の範囲である場合である。本発明は、強化繊維として無機繊維を使用した、熱伝導率の高い複合材料を用いる事により、これまで溶融・一体化できなかったこのような高い融点を持つ材料（アルミニウム等）とも溶融・一体化できるようになったのである。
　このような本発明に用いる金属としては、具体的にはアルミ合金、亜鉛合金、マグネシウム合金、銅合金、鉛、錫合金を挙げることができる。特に機械的性質や成型鋳造性の観点からは、アルミニウム合金、マグネシウム合金であることが特に好ましい。
　これらの繊維樹脂複合体にインサートされる金属は、通常それらを単独で成形する場合には、ダイカスト法、またはチクソモールド法を用いて行われることが多い。ちなみにダイカスト法とは、特殊鋼で精度の高い金型を作り、その金型をダイカストマシンに取り付け、これにアルミニウム合金、亜鉛合金、マグネシウム合金などの比較的低融点の金属を溶融し、高圧で注入し、迅速に凝固させ取り出す、高い生産性を持った鋳造方法である。チクソモールド法とは、マグネシウム合金を切削して作ったマグネシウムチップなどを、成形機のシリンダーで加熱し、大気と触れることなくそのまま金型内に射出成形する方法である。
　本発明の製造方法で用いられる繊維と樹脂からなる複合体を埋設する成形用の金型としては、これらダイカスト法やチクソモールド法で用いられる金型を転用して用いることができる。そしてダイカストマシンやチクソモールドマシンを用いてインサートする金属を溶融し、その溶融した金属を型内の樹脂複合体に射出し一体化する。すなわち金属部分に着目した場合には、本発明は金属を繊維複合体があらかじめ設置された金型内に射出鋳造し、繊維補強された樹脂と金属とを一体化する方法である。また金属の射出スピードとしては、１ｍ／秒以上であることが好ましく、２～１０ｍ／秒の範囲の速度であることが好ましい。また繊維樹脂複合体があらかじめ埋設された金型内への金属の充填時間は、５秒以下が好ましく、特には５～５００ミリ秒の範囲であることが好ましい。このような高速充填を行うことにより、繊維樹脂複合体へのダメージを有効に減少させることができる。
　溶融した金属を射出するときの金型の温度には特に制限は無い。しかし金型の温度が、樹脂の溶融温度より高い場合、金型からの脱型時、繊維強化熱可塑性樹脂成形品が変形しやすいため、樹脂の溶融温度以下であることが好ましい。一方金型の温度が低すぎると射出する金属の流動性が急速に悪化し、良好な成形品が得られない傾向にある。したがって金型の温度は１５０℃～３００℃の範囲が好ましく、さらには使用する複合体を構成する樹脂の溶融温度よりも低いことが好ましい。特には複合体の荷重たわみ温度よりも低いことが好ましい。また、金属を射出するときの金型温度と、成形品を脱型する時の金型温度を変更し、工程中で温度を下げて成形品を取り出しやすくする方法を採用することも好ましい方法である。特に、荷重たわみ温度が低い複合体（例えば荷重たわみ温度が１５０℃以下）を使用する場合には、金型の温度を樹脂の荷重たわみ温度以上、好ましくは１５０℃～２００℃として、低融点金属を射出鋳造し、金型温度を複合体の荷重たわみ温度以下、できれば荷重たわみ温度未満に下げてから成形品を取り出す方法であることが好ましい。
　本発明においては無機繊維と熱可塑性樹脂からなる複合体を金型に埋設し、ダイカストマシン、または、チクソモールドマシンを転用して溶融した金属を、樹脂複合体の設置された型内に射出し、繊維強化樹脂の複合体と金属を一体化した、図１のような金属インサート樹脂成形品を得ることができる。通常、樹脂と金属を一体化させるためには、その融点の違い等から、あらかじめ成形した金属部品を金型内に配置し、そのあとに溶融した樹脂を注入する方法が知られている。しかし本願発明のように無機繊維を含有する熱可塑性樹脂を用いる場合、繊維樹脂複合体の流動性の悪さから、均一な成形品を得ることが困難となる。また従来法では金属部品をあらかじめ金型内に設置する際にその金属の表面に汚れが付着しやすく、接着性が低下する傾向にあった。本発明では溶融した金属を用いるので、複合体との接触時の金属表面は清浄である。そして複合体表面に存在する補強繊維のアンカー効果により、複合体と金属の接着性がより向上するのである。特に繊維として耐熱性と補強性を兼ね備えた炭素繊維を用いた場合に、この接着性向上効果は顕著である。
　また本発明の方法では、この金属インサート加工時に、複合体にあらかじめ貫通孔や溝が存在していることも好ましい。繊維強化樹脂の複合体と金属とが、より強固に結合することが可能になる。型内に埋設する複合体の厚み方向に貫通する孔や、あるいは凹凸を有する溝によって物理的なアンカー効果が生じ、締結力が向上するのである。さらに、繊維強化樹脂複合体の貫通孔には段差が存在することが好ましい。図３のような段差のある形状とすることにより、より機械的に抜けにくい構造となる。また、複合体にあらかじめ溝を設置する場合には、全周にわたる連続した溝であることが好ましい。図５のような溝であることが好ましく例示される。このような複合体の厚み方向に貫通する孔、あるいは溝を設ける方法は、あらかじめ複合体を切削加工して設けることもできるし、金型内で熱と圧力を利用して、金属を射出成形する際に形成する方法も採用できる。
　金属インサート樹脂成形品の金属部品の形状としては特に制限は無いが、幅を有するリブ形状や、突起物であるボス形状であることが好ましい。ボスの形状としては、円柱状や正多角形柱状の突起物であることが好ましい。
　また金属部品の一部は複合体の表面から露出していることが好ましい。特には複合体が薄い板状の形態をとり、金属部品がその両面に露出していることが好ましい。本発明の製造方法では高温の金属を複合体中に射出し成形するが、金属部品が露出していることにより金属部品から直接金型に熱が伝導し、金属と複合体（繊維強化樹脂）間の高温状態が緩和され、接着力が向上する。特には複合体中に埋没している部分に凹部が存在し、例えば図４のように埋没している体積に対し露出している表面積が比較的大きいことが好ましい。さらには、複合体外に露出している金属部品体積が、埋没している金属部品体積の１倍以上、さらには２倍以上であることが好ましい。
　特に本発明の製造方法は、特に複合体中の金属インサート部分が小さい場合に効果的で有り、生産効率も高い工業生産に適した製造方法である。例えばボス形状の金属部品であればその直径は２０ｍｍ以下、特には１～１０ｍｍの範囲のものが好ましい。またリブ形状であればその幅としては１０ｍｍ以下、特には０．５～５ｍｍの範囲が好ましく、長さとしては２０～２００ｍｍの範囲であることが好ましい。このような小さい金属部品は、あらかじめ金型に設置することも困難であり、金属インサート樹脂成形品としての製造が困難であったが、本発明の製造方法を用いることにより容易に高性能の成形品を得ることが可能となった。
　そしてもうひとつの本発明の金属インサート部品の製造方法は、上述の本発明の製造方法により得られる物である。このような本発明の製造方法にて得られた金属インサート樹脂成形品は、金属と繊維強化複合体が歪み無く強固に接合されており、自動車、家庭電化製品、産業機器等の部品として広い分野に使用可能である。
　このような本発明の金属インサート樹脂成形品は、金属部品と繊維強化複合材料が一体化しており、各種機械部品や電気・電子部品として使用することができる。例えば金属部品を電気の端子として用い、両表面にその金属端子が露出し、成形品の内側表面と外側表面とを電気的に接続する電気・電子部品として用いることができる。また、ボスやタッピングネジなどに金属部品を用い、本体に繊維補強樹脂を用いた金属インサート樹脂成形品は、繰り返し使用される部分が摩耗や衝撃に強い金属でありながら軽量の成形品となるため、特に好ましい使用形態である。
　以下に実施例を示すが、本発明はこれらに制限されるものではない。また、荷重たわみ温度は以下の測定法にて求めた値である。
　＜荷重たわみ温度＞
　ＩＳＯ７５に準拠し、試験片として全長８０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚み４ｍｍのサンプルを準備し、スパン６４ｍｍ、昇温速度１２０℃／ｈ±１０℃、負荷荷重１．８ＭＰａの条件にて試験を実施し、試験片の変形量が０．３４ｍｍに達した時の温度を「荷重たわみ温度」とした。
　［実施例１］
　複合体を構成し樹脂を補強するための繊維として、炭素繊維織物（東邦テナックス株式会社製「Ｗ－３１０１」、目付け２００ｇ／ｍ２、厚み０．２５ｍｍ、平織、使用繊維；ＰＡＮ系炭素繊維、３０００フィラメント、２００ｔｅｘ、強度４０００ＭＰａ、直径７．０μｍ）を、幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍにカットしたものを準備した。
　熱可塑性樹脂として、ポリフェニレンサルファイド樹脂（直鎖型ＰＰＳ樹脂、ポリプラスチックス株式会社製「フォートロン　Ｗ－２０２Ａ」、融点２８０℃）を加熱プレスでフィルム化し、厚み１００μｍ、幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍのＰＰＳフィルムを準備した。
　幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍの平板の金型に炭素繊維織物を１枚、ＰＰＳフィルムを２枚の割合で、順に炭素繊維織物を７枚、ＰＰＳフィルムを１４枚となるようにセットし、型温度を３２０℃に上げ、面圧３ＭＰａで、１５分間３２０℃で保持した後、金型を１００℃まで冷却し、厚み２ｍｍのＰＰＳ樹脂をマトリックス樹脂とする炭素繊維強化熱可塑性樹脂の複合体を得た。複合体中の炭素繊維の含有量は、５０重量％であった。複合体の熱膨張係数は、１×１０－６／℃で、熱伝導率は４Ｗ／ｍ・Ｋ、荷重たわみ温度は２８０℃であった。
　次に得られた繊維と熱可塑性樹脂からなる複合体を、幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍの平坦な板状にカットし、リブ形状を有する金型（幅１．５ｍｍ、高さ５ｍｍ、長さ９０ｍｍのリブを形成する金型）に埋設した。金型の温度は１８０℃であった。ダイカストマシンを用いて、アルミニウム合金を６５０℃、射出速度２ｍ／秒で射出鋳造し、炭素繊維と熱可塑性樹脂からなる複合体に、アルミニウム合金が一体化した金属インサート樹脂成形品を得た(図１)。得られた製品は、反りが無く、金属も樹脂に密着しており、良好な製品であった。
　［実施例２］
　図１の製品を得る金型に代えて、図２のボス形状を有する製品を得る金型（内径φ２ｍｍ、外形φ４ｍｍ、高さ５ｍｍのボスを形成する金型）を用いた以外は、実施例１と同様な方法で、繊維樹脂複合体にアルミニウム合金が一体化した金属インサート樹脂成形品を得た(図２)。得られた製品は、反りが無く、金属も樹脂に密着しており、良好な製品であった。
　［実施例３］
　実施例２の平坦なシート状の複合体に代えて、幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍにカットした複合体の中心に、φ２ｍｍとφ４ｍｍの段差を有する貫通孔を設けた板状のシート（図３）を用いた以外は実施例２と同様な方法で繊維樹脂複合体にアルミニウム合金が一体化した金属インサート樹脂成形品を得た(図４)。得られた製品は、反りが無く、実施例２よりもさらにボス部が強固に締結した製品であった。
　［実施例４］
　実施例１の平坦なシート状の複合体に代えて、幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍにカットした複合体の端部から１０ｍｍの外周に、幅２ｍｍ、深さ０．３ｍｍの溝を設けた板状のシート（図５）を、図６のような形状の製品を得る金型を用い、実施例１と同様な方法で、繊維と樹脂からなる複合体の外周部にアルミニウム合金が一体化した製品を得た(図６)。得られた製品は、反りが無く、強固に締結した製品であった。
　［実施例５］
　複合体を構成し樹脂を補強するための繊維として、炭素繊維（東邦テナックス株式会社製「ＳＴＳ４０－２４Ｋ」、４０００ＭＰａ、平均繊維径７．０μｍ、繊維幅１０ｍｍ）を開繊して、繊維幅を２０ｍｍとしたものを準備し、カット装置として超硬合金からなる螺旋状ナイフを表面に配置したロータリーカッターを用い、刃のピッチを１０ｍｍとし、繊維を走行させながらロータリーカッターにて、繊維長１５ｍｍとなるようにカットした。ロータリーカッターの直下に、径の異なるＳＵＳ３０４製のニップルを溶接した二重管を設置し、内側の管に小孔を設け、外側の管との間にコンプレッサーを用いて圧縮空気を送気した。小孔からの風速は、４２０ｍ／ｓｅｃであった。さらに、その下部にはテーパ管を溶接し、テーパ管の側面より、マトリックス成分である熱可塑性樹脂を供給した。
　熱可塑性樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド樹脂（直鎖型ＰＰＳ樹脂、ポリプラスチックス株式会社製「フォートロン　Ｗ－２０２Ａ」、融点２８０℃）を冷凍粉砕し、更に、２０メッシュ、及び１００メッシュにて分級した粒子を用いた。このＰＰＳパウダーの平均粒径は約７００μｍであった。
　次に、テーパ管出口の下部に、ＸＹ方向に移動可能なテーブルを設置し、テーブル下部よりブロワにて吸引を行った。そして、繊維の供給量を２００ｇ／ｍｉｎ、マトリックス樹脂の供給量を３００ｇ／ｍｉｎ、にセットし、装置を稼動して、炭素繊維とＰＰＳ樹脂が混合された繊維の目付け量が２４０ｇ／ｍ２のランダムマットを得た。得られたランダムマットを４枚積層し、３２０℃に加熱したプレス装置にて、３ＭＰａにて３分間加熱し、厚み２ｍｍのＰＰＳ樹脂をマトリックス樹脂とする炭素繊維と熱可塑性樹脂からなる複合体を得た。炭素繊維の含有量は、４０重量％であった。複合体の熱膨張係数は、５×１０－６／℃で、熱伝導率は２Ｗ／ｍ・Ｋ、荷重たわみ温度は２８０℃であった。
　この複合体を用いた以外は実施例３と同様にして、繊維樹脂複合体にアルミニウム合金が一体化した金属インサート樹脂成形品を得た(図４)。得られた製品は、反りが見られず、さらにボス部が強固に締結した製品であった。
　［実施例６］
　熱可塑性樹脂として、実施例１のポリフェニレンサルファイド樹脂に代えて、ポリアミド樹脂（ナイロン６樹脂、宇部興産株式会社製「ＵＢＥナイロン　１０１５Ｂペレット」、融点２２０℃、荷重たわみ温度６５℃）を用いた厚み１００μｍ、幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍのナイロン６フィルムを準備した。
　樹脂補強用の繊維は実施例１と同じ炭素繊維織物（東邦テナックス株式会社製「Ｗ－３１０１」、厚み０．２５ｍｍ、平織、幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍ）を準備した。
　実施例1と同様に幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍの平板の金型に炭素繊維織物を１枚、ナイロン６フィルムを２枚の割合で、順に炭素繊維織物を７枚、ナイロン６フィルムを１４枚となるようにセットし、ただし型温度は２６０℃に上げ、面圧３ＭＰａで、１５分間２６０℃で保持した後、金型を１００℃まで冷却し、厚み２ｍｍのナイロン６樹脂をマトリックス樹脂とする炭素繊維強化熱可塑性樹脂の複合体を得た。複合体中の炭素繊維の含有量は、５０重量％であった。複合体の熱膨張係数は、１×１０－６／℃で、荷重たわみ温度は２２０℃あった。
　次に得られた繊維と熱可塑性樹脂からなる複合体を、幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍにカットし、ボス形状の金型（φ３ｍｍ、高さ５ｍｍのボスを形成する金型）を用い、繊維樹脂複合体にアルミニウム合金が一体化した金属インサート樹脂成形品を得た(図４)。得られた製品は、反りが無く、ボス部が強固に締結した製品であった。
　［実施例７］
　熱可塑性樹脂として、実施例６のポリアミド樹脂（ナイロン６）に代えて、ＰＢＴ樹脂（ポリプラスチックス株式会社製「ジェラネックス　５００ＦＰペレット」、融点２２５℃）を用いた以外は、実施例６と同様にして繊維樹脂複合体にアルミニウム合金が一体化した金属インサート樹脂成形品を得た（図４）。得られた製品は、反りが無く、ボス部が強固に締結した製品であった。
　［実施例８］
　熱可塑性樹脂として、実施例６のポリアミド樹脂（ナイロン６）樹脂に代えて、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂、ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックス社製「ＵＬＴＥＭ　１０００ペレット」）を用いた厚み１００μｍ、幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍのＰＥＩフィルムを準備した。
　樹脂補強用の繊維は実施例６と同じ炭素繊維織物（東邦テナックス株式会社製「Ｗ－３１０１」、厚み０．２５ｍｍ、平織、幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍ）を準備した。
　実施例６と同様に幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍの平板の金型に炭素繊維織物を１枚、ＰＥＩフィルムを２枚の割合で、順に炭素繊維織物を７枚、ＰＥＩフィルムを１４枚となるようにセットし、ただし型温度は３４０℃に上げ、面圧３ＭＰａで、１５分間３４０℃で保持した後、金型を１５０℃まで冷却し、厚み２ｍｍのＰＥＩ樹脂をマトリックス樹脂とする炭素繊維強化熱可塑性樹脂の複合体を得た。複合体中の炭素繊維の含有量は、５０重量％であった。複合体の熱膨張係数は、１×１０－６／℃で、荷重たわみ温度は２１０℃あった。
　次に得られた繊維と熱可塑性樹脂からなる複合体を、幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍにカットし、ボス形状の金型（φ３ｍｍ、高さ５ｍｍのボスを形成する金型）を用い、繊維樹脂複合体にアルミニウム合金が一体化した金属インサート樹脂成形品を得た(図４)。得られた製品は、反りが無く、ボス部が強固に締結した製品であった。
　［実施例９］
　熱可塑性樹脂として、実施例６のポリアミド樹脂（ナイロン６）樹脂に代えて、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂、帝人化成社株式会社製「パンライト　１２５０Ｌペレット」）を用いた厚み１００μｍ、幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍのポリカーボネートフィルムを準備した。
　樹脂補強用の繊維は実施例６と同じ炭素繊維織物（東邦テナックス株式会社製「Ｗ－３１０１」、厚み０．２５ｍｍ、平織、幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍ）を準備した。
　実施例６と同様に幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍの平板の金型に炭素繊維織物を１枚、ポリカーボネートフィルムを２枚の割合で、順に炭素繊維織物を７枚、ポリカーボネートフィルムを１４枚となるようにセットし、ただし型温度は２８０℃に上げ、面圧３ＭＰａで、１５分間２８０℃で保持した後、金型を１００℃まで冷却し、厚み２ｍｍのポリカーボネート樹脂をマトリックス樹脂とする炭素繊維強化熱可塑性樹脂の複合体を得た。複合体中の炭素繊維の含有量は、５０重量％であった。複合体の熱膨張係数は、１×１０－６／℃で、荷重たわみ温度は１５０℃あった。
　次に得られた繊維と熱可塑性樹脂からなる複合体を、幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍにカットし、ボス形状の金型（φ３ｍｍ、高さ５ｍｍのボスを形成する金型）を用い、金型の温度を１８０℃、ダイカストマシンを用いて、アルミニウム合金を６５０℃で射出鋳造した後、金型の温度を１３０℃に冷却し、繊維樹脂複合体にアルミニウム合金が一体化した金属インサート樹脂成形品を得た(図４)。得られた製品は、反りが無く、ボス部が強固に締結した製品であった。
　［実施例１０］
　複合体を構成し樹脂を補強するための繊維として実施例８の炭素繊維織物の代わりに、ガラス繊維織物（日東紡績株式会社製「ＷＦ２３０Ｎ１００」、目付け２００ｇ／ｍ２、厚み０．２２ｍｍ）を準備した。
　熱可塑性樹脂としては、実施例８で用いたポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ樹脂、ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックス社製「ＵＬＴＥＭ　１０００ペレット」）を用いた厚み１００μｍ、幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍのＰＥＩフィルムを準備した。
　実施例８と同様に幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍの平板の金型を用い、ただしガラス繊維織物を１枚、ＰＥＩフィルムを２枚の割合で、順にガラス繊維織物を９枚、ＰＥＩフィルムを１８枚となるようにセットし、型温度は３４０℃に上げ、面圧３ＭＰａで、１５分間３４０℃で保持した後、金型を１５０℃まで冷却し、厚み２ｍｍのＰＥＩ樹脂をマトリックス樹脂とするガラス繊維強化熱可塑性樹脂の複合体を得た。複合体中のガラス繊維の含有量は、４０重量％であった。
　次に得られた繊維と熱可塑性樹脂からなる複合体を、幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍにカットし、ボス形状の金型（φ３ｍｍ、高さ５ｍｍのボスを形成する金型）を用い、繊維樹脂複合体にアルミニウム合金が一体化した金属インサート樹脂成形品を得た(図４)。得られた製品は、反りが若干みられるものの、十分実用性に耐えるレベルの製品であった。
　［比較例１］
　樹脂を補強するための繊維を用いなかった以外は実施例６と同様にして、ナイロン６樹脂（熱膨張係数は８０×１０－６／℃、熱伝導率は０．２Ｗ／ｍ・Ｋ、荷重たわみ温度６５℃）からなるシートを作成し、そのシートを複合体の代わりに用いた以外は実施例６と同様にして樹脂シートにアルミニウム合金が一体化した、繊維を含まない金属インサート樹脂成形品を得た(図４)。得られた製品は反りが多く、また金属と樹脂との間に微細な隙間が生じ、実用に耐えないものであった。

Claims (8)

  1. 　無機繊維と熱可塑性樹脂とからなる複合体を成形用の型内に埋設し、該型内に溶融した金属を射出し前記複合体と一体化することを特徴とする金属インサート樹脂成形品の製造方法。
  2. 　無機繊維が炭素繊維である請求項１記載の金属インサート樹脂成形品の製造方法。
  3. 　金属がアルミニウム合金またはマグネシウム合金である請求項１または２記載の金属インサート樹脂成形品の製造方法。
  4. 　複合体における繊維含有量が１０～７０重量％である請求項１～３のいずれか１項記載の金属インサート樹脂成形品の製造方法。
  5. 　複合体の金属に接する部分の厚さが２５ｍｍ以下である請求項１～４のいずれか１項記載の金属インサート樹脂成形品の製造方法。
  6. 　複合体にあらかじめ貫通孔、非貫通孔または溝を設けている請求項１～５のいずれか１項記載の金属インサート樹脂成形品の製造方法。
  7. 　金属インサート樹脂成形品における金属部分が、リブまたはボスの形状を有する請求項１～６のいずれか１項記載の金属インサート樹脂成形品の製造方法。
  8. 　請求項１～７のいずれか１項記載の製造方法で得られる金属インサート樹脂成形品。
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