(57)【要約】  【課題】アルミニウム合金と熱可塑性樹脂組成物を一体化した複合製品を作る。  【解決手段】アルミニウム合金形状物２と熱可塑性樹脂組成物３との固着性をよくする処理を行うと同時にアルミニウム合金形状物２の一部である特定部位を固着性のない処理、即ち固着効果喪失処理を行い、このアルミニウム合金形状物２を金型にインサートし、ＰＢＴ又はＰＰＳ系の熱可塑性樹脂組成物３を射出成形し一体化する。一体化製品であっても部分的に固着せず離脱する部位があるので、スイッチング等の機能に有効に使用できる複合製品が短時間で製造できる。  【選択図】    図３
2005053179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金形状物に対する合成樹脂の固着性を高め、一部を非固着性とする製品の製造方法であって、
前記アルミニウム合金形状物をヒドラジンの水溶液及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の水溶液に浸漬する浸漬工程と、
前記浸漬工程後前記アルミニウム合金形状物を乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥されたアルミニウム合金形状物の特定部位を前記浸漬及び乾燥処理の効果を喪失させる固着効果喪失工程と、
前記特定部位の前記固着効果喪失処理が行われた前記アルミニウム合金形状物を射出成形金型にインサートする工程と、
前記インサートの行われた前記射出成形金型にポリブチレンテレフタート樹脂と、又はポリフェニレンスルフィド樹脂を主成分として含む熱可塑性樹脂組成物を射出する工程と
からなり、前記固着効果喪失処理の行われた前記特定部位を除き、前記アルミニウム合金形状物と前記熱可塑性樹脂組成物を一体化させることを特徴とするアルミニウム合金複合製品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のアルミニウム合金複合製品の製造方法において、
前記固着効果喪失工程は、前記浸漬及び乾燥処理の行われた前記アルミニウム合金形状物の特定部位を喪失材により印刷又は筆塗りの被覆方法で固着効果を喪失する工程であることを特徴とするアルミニウム合金複合製品の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のアルミニウム合金複合製品の製造方法において、
前記固着効果喪失工程は、前記浸漬及び乾燥処理の行われた前記アルミニウム合金形状物の特定部位をテープ貼りにより固着効果を喪失させる工程であることを特徴とするアルミニウム合金複合製品の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載のアルミニウム合金複合製品の製造方法において、
前記固着効果喪失工程は、前記浸漬及び乾燥処理の行われた前記アルミニウム合金形状物の特定部位を回転砥石又はサンドペーパーにより表面処理をして固着効果を喪失させる工程であることを特徴とするアルミニウム合金複合製品の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載のアルミニウム合金複合製品の製造方法において、
前記固着効果喪失工程は、前記浸漬及び乾燥処理の行われた前記アルミニウム合金形状物の特定部位をレーザーにより表面処理をして固着効果を喪失させる工程であることを特徴とするアルミニウム合金複合製品の製造方法。
【請求項６】
アルミニウム合金形状物に対する合成樹脂の固着性を高め、一部を非固着性とする製品であって、
所定の形状に成型され、ヒドラジンの水溶液及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の水溶液に浸漬し乾燥させた後、特定部位を前記浸漬及び乾燥処理の効果を喪失させる処理のなされたアルミニウム合金形状物と、
射出成形金型にインサートされた前記アルミニウム合金形状物に射出固着され、ポリブチレンテレフタート樹脂と、又はポリフェニレンスルフィド樹脂を主成分として含む熱可塑性樹脂組成物と
からなり、前記固着効果喪失処理の行われた前記特定部位を除き、前記アルミニウム合金形状物と前記熱可塑性樹脂組成物が一体化されるアルミニウム合金複合製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等の筐体、部品、に用いられるアルミニウム合金の製品とその製造方法に関する。更に詳しくは、成形されたアルミニウム合金と熱可塑性樹脂を射出成型により一体化した複合製品とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属と硬質樹脂を一体化する技術は多方面で使用されている。例えば、自動車、家庭電化製品、産業機器等の部品製造等の広い分野から求められており、このために多くの接着剤が開発されている。この中には非常に優れた接着剤がある。常温、又は加熱により機能を発揮する接着剤は、金属と合成樹脂を一体化する接合に使われ、この接合方法は現在では一般的な技術である。又、ねじで止める等の一体化方法も従来から広く行われ周知である。
【０００３】
しかしながら、従来の一体化方法は、固着力が安定的でない上、量産を伴う製造に対しては、必ずしも能率的であるとはいえないものであった。これを解決する技術として、本出願人はインサート射出成形により金属と合成樹脂を一体化する技術を提案している。（特許文献１，２，３参照）。この技術は、アルミニウム合金と２種の樹脂系について成し遂げられているものである。即ち、この技術は、アルミニウム合金を水溶性アミン系化合物やヒドラジンの希薄水溶液に浸漬し表面処理を行い、この面にポリブチレンテレフタレート樹脂（以下、「ＰＢＴ」という。）又はポリフェニレンサルファイド樹脂（以下，［ＰＰＳ］という。）を主成分とする熱可塑性樹脂組成物と通常の射出成形温度と射出成形圧力下で接触させて強固に一体化させるものである。
【０００４】
このように強固に一体化できる技術であるが、製品によっては部分的に非一体化させる必要な製品もある。また、従来から金属製品をインサート成形して金属と樹脂の複合製品を作ることは知られている（例えば、特許文献１ないし４参照）。しかしながら、これらの従来の複合体の製造方法は、電気的な接点、アルミニウム箔等を製造する方法であり、強固な接着力（固着力）、剛性が要求される機械的な構造物、電子機器に適用できるものではない。更に、部分的に非一体化させるためには、複雑な金型構成を要し、又個別作業等を伴うと大量生産には不向きで能率的でない。従って現状の射出成形では同一の樹脂を使用しての固着構成で、一部のみを分離できる公正の製造は行われていない。
【特許文献１】特開２００３−１０３５６３号公報
【特許文献２】特開２００３−１７０５３１号公報
【特許文献３】特開２００３−０７０６３０号公報
【特許文献４】特開２００１−２２５３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように、アルミニウム合金と合成樹脂とを強固に固着させる方法は、同一出願人の提案にもあるように射出成形により行うことも公知である。提案した前記発明の技術は、アンモニア、ヒドラジン、又は水溶性アミン系化合物の水溶液に浸漬処理したアルミニウム合金を電子顕微鏡で観察すると３０〜３００ｎｍ径の微細な凹部が生じており、又、Ｘ線電子分光法（X-ray photoelectron spectroscopy）で観察すると多量の窒素原子が観察されるものである。
【０００６】
これらはアルミニウム合金表面が極微細にエッチングされ、更にその表面にアンモニア、ヒドラジン、又は水溶性アミン系化合物に起因する窒素化合物が存在していることを示す。アンモニア、ヒドラジン、又は水溶性アミン化合物がアルミニウム原子に化学吸着しているというものである。もし、熱可塑性樹脂組成物がこれらの化学吸着物質に接触したときに発熱反応が生じれば急速に冷却固化することなくアルミ表面に出来た微細凹部にまで浸入し固化することになる。
【０００７】
ポリブチレンテレフタレート樹脂（以下、「ＰＢＴ」という。）はカルボン酸エステルの集合体であり、カルボン酸エステルはアミン系化合物と発熱反応を起こしてカルボン酸アミドとアルコールになる。同様にアンモニア、ヒドラジン、アミン系化合物と発熱反応を起こしうる他の高分子がポリフェニレンスルフィド樹脂（以下、「ＰＰＳ」という。）である。これらの一体化技術については前述の特許文献に詳細が記載されているので、詳細説明は省略する。
【０００８】
一方、部分的に非一体化させる技術については、例えば、アルミニウム合金と合成樹脂をねじ等で止め固着することはできるが、ねじ部以外は当然のことながら一体化されていない。しかし合成樹脂の成型段階において非一体化させるには、その部分に樹脂を射出しないように金型に細工を施す必要がある。しかしこのことは金属と樹脂の間にある程度の隙間を要することを意味し、金型構成を複雑にし製造は能率的ではない。用途も限定されることになる。通常の金型射出工程による製造で、必要とする部位が金属と樹脂は接触していても、非一体化となっていることが理想であるが、現状ではその技術は開示されていない。
【０００９】
本発明は上述のような技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達成する。
本発明の目的は、アルミニウム合金と熱可塑性樹脂組成物とを強固に一体化させると同時に部分的に非一体化させる技術とその複合製品を提供することにある。
本発明の他の目的は、一体化、非一体化の部分を有するアルミニウム合金と熱可塑性樹脂組成物の複合製品を量産可能にし、生産能率の向上を図った技術とその複合製品の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記目的を達成するため次の手段を採る。
本発明１のアルミニウム合金複合製品の製造方法は、
アルミニウム合金形状物に対する合成樹脂の固着性を高め、一部を非固着性とする製品の製造方法であって、前記アルミニウム合金形状物をヒドラジンの水溶液及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の水溶液に浸漬する浸漬工程と、前記浸漬工程後前記アルミニウム合金形状物を乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥されたアルミニウム合金形状物の特定部位を前記浸漬及び乾燥処理の効果を喪失させる固着効果喪失工程と、前記特定部位の前記固着効果喪失処理が行われた前記アルミニウム合金形状物を射出成形金型にインサートする工程と、前記インサートの行われた前記射出成形金型にポリブチレンテレフタート樹脂と、又はポリフェニレンスルフィド樹脂を主成分として含む熱可塑性樹脂組成物を射出する工程とからなり、前記固着効果喪失処理の行われた前記特定部位を除き、前記アルミニウム合金形状物と前記熱可塑性樹脂組成物を一体化させることを特徴としている。
【００１１】
本発明２のアルミニウム合金複合製品の製造方法は、本発明１において、
前記固着効果喪失工程は、前記浸漬及び乾燥処理の行われた前記アルミニウム合金形状物の特定部位を喪失材により印刷又は筆塗りの被覆方法で固着効果を喪失する工程であることを特徴としている。
【００１２】
本発明３のアルミニウム合金複合製品の製造方法は、本発明１において、
前記固着効果喪失工程は、前記浸漬及び乾燥処理の行われた前記アルミニウム合金形状物の特定部位をテープ貼りにより固着効果を喪失させる工程であることを特徴としている。
【００１３】
本発明４のアルミニウム合金複合製品の製造方法は、本発明１において、
前記固着効果喪失工程は、前記浸漬及び乾燥処理の行われた前記アルミニウム合金形状物の特定部位を回転砥石又はサンドペーパーにより表面処理をして固着効果を喪失させる工程であることを特徴としている。
【００１４】
本発明５のアルミニウム合金複合製品の製造方法は、本発明１において、
前記固着効果喪失工程は、前記浸漬及び乾燥処理の行われた前記アルミニウム合金形状物の特定部位をレーザーにより表面処理をして固着効果を喪失させる工程であることを特徴としている。
【００１５】
本発明６のアルミニウム合金複合製品は、
アルミニウム合金形状物に対する合成樹脂の固着性を高め、一部を非固着性とする製品であって、所定の形状に成型され、ヒドラジンの水溶液及び水溶性アミン系化合物から選択される１種以上の水溶液に浸漬し乾燥させた後、特定部位を前記浸漬及び乾燥処理の効果を喪失させる処理のなされたアルミニウム合金形状物と、射出成形金型にインサートされた前記アルミニウム合金形状物に射出固着され、ポリブチレンテレフタート樹脂と、又はポリフェニレンスルフィド樹脂を主成分として含む熱可塑性樹脂組成物とからなり、前記固着効果喪失処理の行われた前記特定部位を除き前記アルミニウム合金形状物と前記熱可塑性樹脂組成物が一体化されることを特徴としている。
【００１６】
以下、前述した本発明のアルミニウム合金複合製品とその製造方法についてその手段を詳述する。アルミニウム合金をＰＢＴ系樹脂又はＰＰＳ系樹脂に射出成型する方法は、前述のとおり特許文献１に記載されているので、関連技術に関わる詳細な説明は省略する。
【００１７】
〔アルミニウム合金形状物〕
アルミニウム合金形状物は、電子機器の筐体等の部品であるが、通常の成型、切断又はプレスで製造される。あるいは特に複雑形状の部品はブロックから削り出しで製造される場合もある。このアルミニウム合金形状物は、射出成形金型にインサートされる状態においては精度の良い部品として製作されたものである。加工形態として、アルミニウム合金の塊、板材、棒材などから塑性加工、鋸加工、旋削加工、放電加工、ドリル加工、プレス加工、研削加工、研磨加工等であり、単独、又はこれらの加工を組み合わせて所望の形状にする。このアルミニウム合金形状物は、熱可塑性樹脂組成物が射出される表面が酸化や水酸化された錆等の厚い被膜がないことが必要であり、長期間の自然放置で表面に錆の存在が明らかなものは研磨して取り除くことが必要である。
【００１８】
素材として使用されるアルミニウム合金は、日本工業規格（ＪＩＳ）で規格化されている１０００〜７０００番系の物、またダイキャスト用の各種のアルミニウム合金が使用できる。１０００番系は高純度アルミ系の合金であるが、その他はアルミニウム以外にマグネシューム、珪素、銅、マンガン、その他が含まれた多種の目的に合わせた合金系である。
【００１９】
（ｉ）表面加工
研磨と兼ねてもよいが、構造体等の部品は、以下に述べる水溶液を使った前処理工程の直前にサンドブラスト加工、ショットブラスト加工、旋削加工、研削加工、バレル加工等で表面の錆等の被膜層を機械加工による除去の表面加工を行うことが好ましい。後述する熱可塑性樹脂組成物と射出成型される面がこれらの表面加工によって表面が粗い面、即ち表面粗さを大きくして、この表面と熱可塑性樹脂組成物との接着効果を高めるようにすることが好ましい。
【００２０】
（ii）洗浄工程
この洗浄工程は、前述した表面加工を行うので、本発明では必ずしも必要な工程ではない。しかしながら、アルミニウム合金形状物の表面に、油脂類や微細な塵、塗装等が付着していれば、この処理を行っておく。特に、機械加工された表面には、機械加工時に用いられるクーラント液、切粉等が付いておりこれらを洗浄することが好ましい。
【００２１】
〔前処理工程〕
後述する処理工程の前処理を行うとよい。この処理方法については前述の特許文献１に記載されているので説明は省略する。アルミニウム合金形状物と熱可塑性樹脂組成物との射出成型性がより効果的となる。特に１０００番系（JIS規格）アルミニウム合金（純アルミニウム合金系）以外のアルミニウム合金では有効である。要するに、前工程で得たアルミニウム合金が次の処理工程での効果が十分出るように予め加工するのがこの工程の目的である。
【００２２】
〔処理工程〕
この処理工程は本発明にとっては必須の処理工程である。アルミニウム合金をアンモニア、ヒドラジン及び／又は水溶性アミン化合物の水溶液に浸漬する工程である。アルミニウム合金表面を微妙に侵して微細凹凸を生ぜしめるとともにこれら窒素含有化合物を吸着させるのがこの工程の目的である。次に例として、アルミニウム合金Ａ５０５２合金について説明する。先ずこの合金を脱脂槽に浸漬する。この脱脂槽にはアルミニウム合金用脱脂剤を溶かした水溶液が入っており、これにアルミニウム合金形状物を数回浸漬することでアルミニウム合金形状物に付着した油剤分等を取り除き水洗いする。
【００２３】
次にアルミニウム合金形状物を酸、塩基の希薄な水溶液と水洗槽に順次浸漬し、アルミニウム合金形状物の表面を溶解させて化学的に表面を取り除き更新面を出す。よく水洗いしたアルミニウム合金形状物を水溶性アミン系化合物又はヒドラジンの水溶液に浸漬し、水洗いし乾燥させる。これによって、アルミニウム合金Ａ５０５２の表面はＰＢＴやＰＰＳ系樹脂に対して射出接着する能力が備わる。ただし、この能力は、アミン系化合物がアルミニウム原子に化学吸着しているために生じているので、指で触れたり、酸性雰囲気に置いたり、高温に曝したり等を行うとその効力はなくなる。
【００２４】
上記の水溶性アミン系化合物としては、特にメチルアミン（CH3NH2）、ジメチルアミン（(CH3)2NH）、トリメチルアミン（(CH3)3N）、エチルアミン（C2H5NH2）、ジエチルアミン（(C2H5)2NH）、トリエチルアミン（(C2H5)3N）、エチレンジアミン（H2NCH2CH2NH2）、エタノールアミン（モノエタノールアミン（HOCH2CH2NH2）、アリルアミン（CH2CHCH2NH2）、ジエタノールアミン（(HOCH2CH2)2NH）、アニリン（C6H7N）、トリエタノールアミン（(HOCH2CH2)3N）等が好ましい。
【００２５】
悪臭がなく扱いが容易な方法として、３〜１０％のヒドラジン一水和物水溶液を４０〜５０℃とし、アルミニウム合金を数分浸漬し水洗する方法がある。
【００２６】
〔処理工程後のアルミニウム合金形状物の特定部位の固着効果喪失化〕
この工程は、射出成型性をよくし固着力を高めるように処理されたアルミニウム合金形状物を部分的に特定部位の固着効果を喪失させる工程である。この固着効果を喪失させる方法は、次のものがある。
【００２７】
（１）印刷又は筆塗りによる被覆方法
この方法は、特定部位にコート剤等の固着効果喪失剤を印刷あるいは筆塗りする方法である。前の工程で液処理されたアルミニウム合金の表面は、固着力が高められ活性化されているので、インクや塗料は付着し易い。これに使用する金属用のコート剤は、例えばエポキシ系のインクや塗料である必要はない。低温で硬化する２液性ウレタン硬化系のインクや塗料を塗布し低温で硬化させるのが好ましい。溶剤だけが揮発して塗膜を作る１液性アクリル系インク等も使用はできる。しかし、後で熱可塑性樹脂が射出されたとき塗膜が溶けて流れ出し、塗布しない接着の必要な面まで影響を及ぼし接着できないようにしてしまうおそれがあるので注意を要する。
【００２８】
（２）テープ貼りによる被覆方法
射出によっても固着させないようにアルミニウム合金形状物の特定部位にテープを貼り付ける方法である。射出成型により、貼り付けたテープは溶けたり、流れたりして成型品は汚くなるが、テープを貼り付けた特定部位は粘着剤が付着して射出成型性の効力が除かれる。
【００２９】
（３）リューター（回転砥石）又はサンドペーパーにより表面を剥がしとる方法
この方法は、軽く研磨するだけで射出成型性の固着効力を喪失させることができる簡易的方法ではあるが、対象の特定部位を正確に特定することが困難で、又研磨し過ぎると薄バリが発生するおそれもあり、慎重な作業が要求される。
【００３０】
（４）レーザーを使用して行う方法
レーザーをアルミニウム合金形状物の特定部位に照射して固着効果を喪失させる方法である。レーザーカット設備が必要であるが、比較的短い作業で済み好ましい方法であり、レーザーを使用することで吸着物質は脱離し接着効力を喪失させることができる。ただし、固着の必要な面まで温度が上がらぬように配慮が必要である。
【００３１】
〔熱可塑性樹脂組成物〕
本発明で使用される熱可塑性樹脂組成物について以下述べる。アルミニウム合金形状物の表面に一体に固着する熱可塑性樹脂組成物の主成分は、ポリブチレンテレフタレート樹脂（以下「ＰＢＴ」という。）、又はポリフェニレンスフィド樹脂（以下［ＰＰＳ］という。）が好ましく、線膨張率をアルミニウム合金に合わせる必要がある。先ずＰＢＴ系樹脂について説明すると、樹脂組成物の主成分は、ＰＢＴであるが、その他に３０〜４５％のフィラーを含むのが好ましく、又、非結晶性の熱可塑性樹脂を多少含むことが好ましい。
【００３２】
これは、線膨張率をアルミニウム合金並の２．５×１０-5℃-1に近づけるためと、成型後の収縮率を小さくするためである。更に、難燃性を求めるときは、臭素系化合物やアンチモン酸化物を配合することになるが、この場合も線膨張率、成形収縮率に留意することが必要である。目的とする一体化品を得るのに生産性、コスト等の観点から射出成形を用いる場合が多いが、この場合は成形収縮率も重要で、成形収縮率は小さい方が好ましい。このために、単独では、ＰＢＴ、又はＰＰＳは元々成形収縮率が大きいので、成形収縮率を小さくするためＰＢＴ、又はＰＰＳに非晶性ポリマーを含ませる。
【００３３】
フィラーの含有は、アルミニウム合金形状物と熱可塑性樹脂組成物との線膨張率を一致させるという観点から非常に重要である。フィラーとしては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、その他これらに類する高強度繊維がまず必要である。ただし、繊維性フィラーのみでは射出成形時に方向性が強く出て形状によってはうまくいかない。それ故、炭酸カルシューム、炭酸マグネシューム、シリカ、タルク、ガラス、粘土、炭素繊維やアラミド繊維の粉砕物、その他類する樹脂充填用無機フィラーを含有させたものが好ましい。次にＰＰＳ系樹脂について説明する。この場合もＰＢＴ系樹脂と同様にフィラー等を加え調節して線膨張率をアルミニウム合金並にし成形収縮率を下げることが必要である。
【００３４】
ＰＰＳ樹脂を選択する場合は、その製造方法によっては接着力に比較的大きな差異があることを認識する必要がある。それは、ＰＢＴポリマー末端の塩基原子の数が多いほど接着力が高くなることから、ポリマー組成中にオリゴマー（低分子量重合物）が比較的多い樹脂種にして高い接着力を増すようにする。このようなことから、市販のＰＰＳ樹脂であっても、ポリマー組成は微妙に異なり有効なものもあるので、前述した線膨張率と成形収縮率以外にも最適樹脂組成の選択余地がある。
最終的には、アルミニウム合金の線膨張率は２．２〜５×１０-5℃-1であるので、熱可塑性樹脂組成物の平均縦横線膨張率（樹脂組成物の繊維が主に並んでいる方法での線膨張率は小さいが、その直角方向での線膨張率は大きく、指標としてその平均をとることとした）が２〜３×１０-5℃-1であればほぼ一致し、２〜４×１０-5℃-1であっても実用的に使用は可能である。加えて成形収縮率が０．４〜０．５％であることが好ましい。
【００３５】
〔成形／射出成形〕
ＰＰＳを含む熱可塑性樹脂組成物をアルミニウム合金の形状物の表面に一体化する最も効果的な方法は、生産性、成形の容易性等の観点から言えば射出成形方法である。即ち、射出成形金型を用意し、金型を開いてその一方にアルミニウム合金形状物をインサートし、射出成形金型を閉め、前記の熱可塑性樹脂組成物をキャビテイに射出し、射出成形金型を開き離型する方法である。これにより、アルミニウム合金形状物と熱可塑性樹脂組成物とは強固に固着されるが、前述の無効力化した特定部位は固着されない複合製品ができることになる。金型温度は１００〜１４０℃で、通常のＰＢＴ，ＰＰＳ樹脂の射出成形時と変わらない。
【００３６】
〔作用〕
本発明によれば、アルミニウム合金形状物と、ＰＢＴ又はＰＰＳ系樹脂組成物とを、インサートによる射出成形法で容易に固着することができ、同時に固着を不要とする特定部位を作ることもできる。これは前述のとおり、アルミニウム合金形状物に対する浸漬処理と、固着を不要とする場合は特定部位のみを固着効果を喪失させる処理を行う結果による。
この処置のなされたアルミニウム合金形状物をインサートし射出することで前記の機能を有するものが得られる。従来は同様製品を得るのに長時間の工数を要していたが、本発明を使用することで、例えばスイッチ機能を付与された電子機器等の筐体を短時間の成形によって製造することができる。結果的に、部品の量産化や工程の合理化に多大な効果を得ることになる。
【発明の効果】
【００３７】
以上、詳記したように、本発明のアルミニウム合金の複合製品とその製造方法は、接着性をよくする処理を行うと同時にアルミニウム合金形状物の一部である特定部位の固着性をなくす処理即ち、固着硬化を喪失させる処理を行い、このアルミニウム合金形状物に、ＰＢＴ又はＰＰＳ系の熱可塑性樹脂組成物を射出成形して製造される複合製品とその技術に関するものである。この製造により、熱可塑性樹脂組成物がアルミニウム合金形状物に、強固に固着され、同時に特定部位については固着されない製品ができる。この相反する機能の製品を一度の射出成形工程で製造することができるので、従来に比し短時間で高能率に製造ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
次に本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図は、電子機器であるデジタルカメラの筐体例を模式的に示たものである。図１は筐体１の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図で、図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。筐体１はアルミニウム合金で、プレス加工されたものである。筐体１の１ａ面は表面で、１ｂは裏面である。図の筐体１は複合製品として示したもので、表面１ａはデジタルカメラ等のケース表面になるアルミニウム合金形状物２である。
【００３９】
この筐体１は、裏面１ｂに熱可塑性樹脂組成物３が射出成形されていて、表面１ａと裏面１ｂとは、一体になっている。表面１ａは、中央部が内臓されるレンズ部の突き出る部分で円形状の開放部４が設けられ、この表面１ａの周辺の一部にスイッチ用の開放部５が設けられている構成である。筐体１の裏面１ｂは、図に示すように、アルミニウム合金形状物２の裏面の一部に射出成形された熱可塑性樹脂組成物３となっている。この熱可塑性樹脂組成物３には、構造用取り付け部６とスイッチ部７が設けられている。
【００４０】
部品取り付け部６は裏面１ｂに基板等の電子部品を取り付ける部分であり、スイッチ部７は文言どおりスイッチイング動作を行う部分である。スイッチ部７の熱可塑性樹脂組成物３端部は表面１ａ側に張り出す円形状の凸部７ａとなっていて、スイッチ用の開放部５に位置する。このスイッチ部７の凸部７ａにはスイッチ用加飾樹脂部品８が取り付けられる。このスイッチ部７に取り付けられたスイッチ用加飾樹脂部品８を指で裏面１ｂ側に押圧すると、凸部７ａは裏面１ｂ側にＸの距離間で所定寸法たわむ構成になっている。
【００４１】
図４はこの筐体１を成形する金型構成を示している。プレスで加工されたアルミニウム合金形状物２は前述のように固着効果を高める処理がなされて金型にセットされるが、本発明の場合には更にＹで示す特定部位の部分を固着効果喪失処理を施して金型にインサートする。図５に示す形状のアルミニウム合金形状物２を予めこの形状に合わせて型が設けられた下金型９にインサートする。続いて上金型１０を閉じて熱可塑性樹脂組成物３の射出のためのキャビティ１１を形成する。このキャビティ１１に導通するゲート１２に熱可塑性樹脂組成物３を射出して筐体１の原型は完成する。スイッチ部７のスイッチ用加飾樹脂部品８はこの後取り付けられる。
【００４２】
次にスイッチ部７の詳細を説明する。図６は、前述の射出成形で成形された状態の筐体原型を裏面１ｂ側から矢視した図３のＺ矢視図である。図７は、図６のＣ−Ｃ断面図である。スイッチ部７は２ヶ所あり、アルミニウム合金形状物２の２つの開放部５に対し、各々のスイッチ部７が筐体１の枠壁面から熱可塑性樹脂組成物の一部分としてが張り出した状態となっている。この張り出した部分は幅がａで張り出し長さはｂである。この内スイッチング動作のときアルミニウム合金形状物２から離れる長さは、図７に示すようにＹである。
【００４３】
従って、スイッチ部７がＦのように押圧されると、二点鎖線の位置にたわみスイッチング動作が可能となる。たわみ量は、例えば先端部で１ｍｍである。スイッチング動作を可能にするためある程度たわみ量を確保しなければならないが、そのために張り出した部分はアルミニウム合金形状物２から離れる必要がある。このために、この張り出し部分に相当するアルミニウム合金形状物２の特定部位のみを熱可塑性樹脂組成物３が射出成形のときアルミニウム合金形状物２に固着しないように固着効果喪失処理を行うのである。このようにして、アルミニウム合金形状物２と熱可塑性樹脂組成物３が射出成形で一体化されると同時に、一部の特定部位のみを非一体化とする成形も行うことが出来る。
アルミニウム合金複合製品製造に当たって、アルミニウム合金の種々の形状、あるいはＰＢＳ又はＰＰＳ部分を成形する射出成形金型のキャビィを種々変化させれば、多くの用途に適用できることは自明であり、本実施例に限定されないことはいうまでもない。
【実施例】
【００４４】
［実施例１］
Ａ５０５２Ｈ３４の１ｍｍ厚のアルミニウム合金板を５０ｍｍ×５０ｍｍに切断し直径１０ｍｍの穴を２ヶ設け、図８に示す試験片１３を作成した。これを市販アルミニウム合金用脱脂剤を溶解し７５℃とした水溶液に５分浸漬し、水道水で洗浄した。次に４０℃の１％塩酸水溶液に１分浸漬し、水道水で洗浄した。続いて、４０℃の１％苛性ソーダ水溶液に１分浸漬し水洗し、４０℃の１％塩酸水溶液に１分浸漬し水洗した。更に、６０℃の２．５％水和ヒドラジン水溶液に１分浸漬し水洗した。これをアセトンに数秒浸漬し風乾した。
【００４５】
次に、図９に示す試験片１３のイ部（斜線部分）に、ウレタン硬化系２液性インキ「ＳＧ７４０白（セイコーアドバンス社製）」を筆塗りし、７０℃で１０分焼付けた後、乾燥させ空気中に３日間放置した。この試験片１３のイ部が本発明の特定部位に相当する。次に、このアルミニウム合金板の試験片１３を１１０℃に加熱した金型にインサートし、ガラス繊維２０％、ガラス粉末２０％、ＰＥＴ樹脂１５％を含むＰＢＴ樹脂組成物を射出させ、図９に示す複合試作品１４を得た。図１０は、図９のＤ−Ｄ断面図である。
【００４６】
この複合試作品１４について、スイッチ部に相当するロ部を樹脂側に指で１ｍｍほど押圧した。結果は、樹脂体であるＰＢＴ樹脂組成物はイ部のみが離れ撓んだ。指を離すとスイッチ部はもとの状態に復元した。この結果から、アルミニウム合金外装による筐体でスイッチ等を含む機能を有する筐体が短時間で製造できることを確認した。
【００４７】
［実施例２］
Ａ５０５２Ｈ３４の１ｍｍ厚のアルミニウム合金板を５０ｍｍ×５０ｍｍに切断し直径１０ｍｍの穴を２ヶ設け、図８に示す試験片を作成した。これを市販アルミニウム合金用脱脂剤を溶解し７５℃とした水溶液に５分浸漬し、水道水で洗浄した。次に４０℃の１％塩酸水溶液に１分浸漬し、水道水で洗浄した。続いて、４０℃の１％苛性ソーダ水溶液に１分浸漬し水洗し、４０℃の１％塩酸水溶液に１分浸漬し水洗した。更に、６０℃の２．５％水和ヒドラジン水溶液に１分浸漬し水洗した。これをアセトンに数秒浸漬し風乾した。
【００４８】
次に、図９に示す試験片のイ部（斜線部分）に、電装用ビニルテープを貼り付け、１時間放置後にテープを剥がした。この試験片のイ部が本発明の特定部位に相当する。次に、このアルミニウム合金板の試験片を１１０℃に加熱した金型にインサートし、ガラス繊維２０％、ガラス粉末２０％、ＰＥＴ樹脂１５％を含むＰＢＴ樹脂組成物を射出させ、図９に示す複合試作品を得た。図１０は、図９のＤ−Ｄ断面図である。
【００４９】
この複合試作品について、スイッチ部に相当するロ部を樹脂側に指で１ｍｍほど押圧した。結果は、樹脂体であるＰＢＴ樹脂組成物はイ部のみが離れ撓んだ。指を離すとスイッチ部はもとの状態に復元した。この結果から、アルミニウム合金外装による筐体でスイッチ等を含む機能を有する筐体が短時間で製造できることを確認した。
【００５０】
［実施例３］
Ａ５０５２Ｈ３４の１ｍｍ厚のアルミニウム合金板を５０ｍｍ×５０ｍｍに切断し直径１０ｍｍの穴を２ヶ設け、図８に示す試験片を作成した。これを市販アルミニウム合金用脱脂剤を溶解し７５℃とした水溶液に５分浸漬し、水道水で洗浄した。次に４０℃の１％塩酸水溶液に１分浸漬し、水道水で洗浄した。続いて、４０℃の１％苛性ソーダ水溶液に１分浸漬し水洗し、４０℃の１％塩酸水溶液に１分浸漬し水洗した。更に、６０℃の２．５％水和ヒドラジン水溶液に１分浸漬し水洗した。これをアセトンに数秒浸漬し風乾した。
【００５１】
次に、図９に示す試験片のイ部（斜線部分）を塗装用レーザーカット装置で走査した。この試験片のイ部が本発明の特定部位に相当する。次に、このアルミニウム合金板の試験片を１１０℃に加熱した金型にインサートし、ガラス繊維２０％、ガラス粉末２０％、ＰＥＴ樹脂１５％を含むＰＢＴ樹脂組成物を射出させ、図９に示す複合試作品を得た。図１０は、図９のＤ−Ｄ断面図である。
【００５２】
この複合試作品について、スイッチ部に相当するロ部を樹脂側に指で１ｍｍほど押圧した。結果は、樹脂体であるＰＢＴ樹脂組成物はイ部のみが離れ撓んだ。指を離すとスイッチ部はもとの状態に復元した。この結果から、アルミニウム合金外装による筐体でスイッチ等を含む機能を有する筐体が短時間で製造できることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、本発明のアルミニウム合金複合製品の平面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図４は、アルミニウム合金複合製品を製造する金型構成の断面図である。
【図５】図５は、アルミニウム合金形状物を示す平面図である。
【図６】図６は、射出成形したアルミニウム合金複合製品の原型の裏面を示す平面図である。
【図７】図７は、図６のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】図８は、アルミニウム合金板の試験片を示す平面図である。
【図９】図９は、試験片に樹脂を固着させた複合試作品の平面図である。
【図１０】図１０は、図９のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…筐体
２…アルミニウム合金形状物
３…熱可塑性樹脂組成物
４、５…開放部
６…部品取り付け部
７…スイッチ部
８…スイッチ用加飾樹脂部品
９…下金型
１０…上金型
１３…試験片
１４…複合試作品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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