(57)【要約】【課題】熱可塑性樹脂と金属やセラミックスからなる部材との密着性に優れるとともに樹脂−部材界面における応力緩和性にも優れた熱可塑性樹脂と異種材料との複合成形体の一体化成形法を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂を金属又はセラミックスからなる部材と一体化成形する際に、該部材の該熱可塑性樹脂と接する全面に、アミン系硬化剤を使用するＢステージ化又はプレゲル化したエポキシ樹脂接着剤層を、厚み５〜５００μｍで予め形成した後、該部材と該熱可塑性樹脂を、金型温度は６０〜１８０℃、熱可塑性樹脂注入温度は２５０〜４００℃、成形サイクル時間は１秒〜３分で一体化成形するとともに、その成形温度でその成形サイクル時間のうちに該接着剤を硬化させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂と金属又はセラミックスからなる部材とを一体に成形する成形法であって、前記部材の前記熱可塑性樹脂と接する全面にＢステージ化又はプレゲル化したエポキシ樹脂接着剤層を予め形成した後、前記熱可塑性樹脂を前記部材と一体に成形するとともに前記エポキシ樹脂接着剤を硬化させる成形法。
【請求項２】
熱可塑性樹脂と金属又はセラミックスからなるインサート部材とをインサート成形する請求項１記載の成形法。
【請求項３】
金属又はセラミックスからなるインサート部材にＢステージ化又はプレゲル化したエポキシ樹脂接着剤層を形成する工程、
Ｂステージ化又はプレゲル化接着剤層を形成した前記インサート部材を金型内に配置する工程、及び、
熱可塑性樹脂を前記金型に注入して前記部材と一体に成形するとともに前記エポキシ樹脂接着剤を硬化させる工程、を含む請求項２記載の成形法。
【請求項４】
金型温度は６０〜１８０℃、熱可塑性樹脂注入温度は２５０〜４００℃、成形サイクル時間は１秒〜３分である請求項３記載の成形法。
【請求項５】
熱可塑性樹脂と金属又はセラミックスからなるアウトサート部材とをアウトサート成形する請求項１記載の成形法。
【請求項６】
Ｂステージ化エポキシ樹脂フィルムを金属又はセラミックスからなる部材に貼付けて接着剤層を形成する請求項１〜５のいずれか記載の成形法。
【請求項７】
エポキシ樹脂接着剤は、アミン系硬化剤を使用するものである請求項１〜６のいずれか記載の成形法。
【請求項８】
Ｂステージ化又はプレゲル化接着剤層厚みは、５〜５００μｍである請求項１〜７のいずれか記載の成形法。
【請求項９】
熱可塑性樹脂は、ポリフェニレンスルフィド、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリアミド、ポリヒドロキシポリエーテル、ポリエーテルスルホン又はポリエチレンテレフタレートである請求項１〜８のいずれか記載の成形法。
【請求項１０】
熱可塑性樹脂を電極端子部材とともに電池蓋体に成形する成形法であって、
前記部材の熱可塑性樹脂と接する全面にＢステージ化又はプレゲル化したエポキシ樹脂接着剤層を形成する工程、
Ｂステージ化又はプレゲル化接着剤層を形成した前記部材を金型内に配置する工程、及び
熱可塑性樹脂を前記金型に注入して前記部材と一体に成形するとともに前記エポキシ樹脂接着剤を硬化させる工程、を含む電池蓋体の成形法。
【請求項１１】
電池蓋体は、リチウムイオン二次電池蓋体である請求項１０記載の成形法。
【請求項１２】
Ｂステージ化エポキシ樹脂フィルムを金属又はセラミックスからなる部材に貼付けて接着剤層を形成する請求項１０又は１１記載の成形法。
【請求項１３】
エポキシ樹脂接着剤は、アミン系硬化剤を使用するものである請求項１０〜１２のいずれか記載の成形法。
【請求項１４】
Ｂステージ化又はプレゲル化接着剤層厚みは、５〜５００μｍである請求項１０〜１３のいずれか記載の成形法。
【請求項１５】
熱可塑性樹脂は、ポリフェニレンスルフィド、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリアミド、ポリヒドロキシポリエーテル、ポリエーテルスルホン又はポリエチレンテレフタレートである請求項１０〜１４のいずれか記載の成形法。
【請求項１６】
金型温度は６０〜１８０℃、熱可塑性樹脂注入温度は２５０〜４００℃、成形サイクル時間は１秒〜３分である請求項１０〜１５記載の成形法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂と金属やセラミックスからなる部材との密着性に優れるとともに樹脂−部材界面における応力緩和性にも優れた、熱可塑性樹脂と異種材料との複合成形体の成形法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂を金属等の部材と一体成形した熱可塑性樹脂と異種材料との複合成形体の使用例として、自動車を駆動するための車載電源として注目されているリチウムイオン電池がある。
【０００３】
リチウムイオン電池としては、金属箔等の集電部材の表面にリチウムイオンの収受が可能な電極活物質を主成分とする固体電極を形成した正極及び負極を、金属電極端子と一体化された熱可塑性樹脂製蓋体により、非水電解液とともに電池容器に密封したものが知られている。
【０００４】
しかしながら、金属やセラミックスのような、熱可塑性樹脂とは接合しない材質からなる部材と、熱可塑性樹脂との複合成形体では、樹脂と部材との間に隙間が生じてしまい、気密性、液密性が低下するという問題があった。このため、リチウムイオン電池では、樹脂製絶縁密閉部材を電池蓋体と電極端子とに接着することによって電池内部と外部とのシール性を保つことができる、シール構造が知られている。この構造はシール部材を蓋体に追加設置するため、電池構造によっては配置が難しいという問題がある。
【０００５】
一方、特許文献１には樹脂とインサート部材との間に生じる隙間を閉鎖するシール構造部を設けた成形部品が開示されている。特許文献２には、トリアジンチオール類又はシランカップリング剤からなる被覆層が形成された金属部材と樹脂製絶縁密封部材を強固に接着し、一体的に成形することが開示されている。
【０００６】
しかしながら、前者の技術においては、シール構造の破損により容易にシール性能が低下する可能性があり、後者の技術においては、表面処理された金属と樹脂が強固に接着することから、高温あるいは低温環境下では金属と樹脂の熱収縮差による熱応力が充分に緩和されず、樹脂部材が破壊する可能性があるという問題があった。
【０００７】
これに対して、特許文献３にはトリアジンジチオール化合物又はシランカップリング剤により表面処理を行った金属部材と低弾性率熱可塑性樹脂とを、インサート成形することが開示されている。しかしながら、低弾性率熱可塑性樹脂は機械特性に劣るという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−４７４３７号公報
【特許文献２】特開２００２−２３７４３６号公報
【特許文献３】特開２００８−２７８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するため、熱可塑性樹脂と金属やセラミックスからなる部材との密着性に優れるとともに樹脂−部材界面における応力緩和性にも優れた、熱可塑性樹脂と異種材料との複合成形体の成形法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、熱可塑性樹脂と金属又はセラミックスからなる部材とを一体に成形する成形法であって、前記部材の前記熱可塑性樹脂と接する全面にＢステージ化又はプレゲル化したエポキシ樹脂接着剤層を予め形成した後、前記熱可塑性樹脂を前記部材と一体に成形するとともに前記エポキシ樹脂接着剤を硬化させる成形法である。
本発明の一態様においては、熱可塑性樹脂と金属又はセラミックスからなるインサート部材とをインサート成形する。
本発明のさらなる一態様においては、金属又はセラミックスからなるインサート部材にＢステージ化又はプレゲル化したエポキシ樹脂接着剤層を形成する工程、
Ｂステージ化又はプレゲル化接着剤層を形成した前記インサート部材を金型内に配置する工程、及び、
熱可塑性樹脂を前記金型に注入して前記部材と一体に成形するとともに前記エポキシ樹脂接着剤を硬化させる工程、を含む。
本発明の他の一態様においては、熱可塑性樹脂と金属又はセラミックスからなるアウトサート部材とをアウトサート成形する。
本発明の別の態様においては、Ｂステージ化エポキシ樹脂フィルムを金属又はセラミックスからなる部材に貼付けて接着剤層を形成する。
本発明のさらなる一態様においては、エポキシ樹脂接着剤は、アミン系硬化剤を使用するものである。
本発明のさらなる一態様においては、Ｂステージ化又はプレゲル化接着剤層厚みは、５〜５００μｍである。
本発明のさらなる一態様においては、熱可塑性樹脂は、ポリフェニレンスルフィド、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリアミド、ポリヒドロキシポリエーテル、ポリエーテルスルホン又はポリエチレンテレフタレートである。
本発明はまた、熱可塑性樹脂を電極端子部材とともに電池蓋体に成形する成形法であって、
前記部材の熱可塑性樹脂と接する全面にＢステージ化又はプレゲル化したエポキシ樹脂接着剤層を形成する工程、
Ｂステージ化又はプレゲル化接着剤層を形成した前記部材を金型内に配置する工程、及び
熱可塑性樹脂を前記金型に注入して前記部材と一体に成形するとともに前記エポキシ樹脂接着剤を硬化させる工程、を含む電池蓋体の成形法でもある。
また、他の一態様においては、電池蓋体は、リチウムイオン二次電池蓋体である。
【発明の効果】
【００１１】
上述の構成により、本発明の成形法によれば、熱可塑性樹脂と金属やセラミックスからなる部材との密着性が良好で、しかも、高機械強度の熱可塑性樹脂を使用しても接着層により熱可塑性樹脂と上記部材との境界で生じる熱応力を充分緩和することができ、耐ヒートサイクル性が良好である。さらに、本発明の成形法によれば、エポキシ樹脂接着剤を用いてインサート成形やアウトサート成形を簡便に実施可能であり、その際、従来の成形工程を適用可能である。また、成形品の製造工程の完了とともに上述の密着性能を発揮することができる。
【００１２】
従って、本発明の成形法によれば、リチウムイオン電池の蓋体をはじめ、各種の熱可塑性樹脂と金属やセラミックスからなる部材との一体化成形品の気密性、液密性を向上させ、かつ耐熱応力性能に優れた製品を従来の成形方法を用いて製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例における複合成形品の断面概念図。
【図２】比較例における複合成形品の断面概念図。
【図３】リーク試験の装置の概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の成形法は、金属又はセラミックスからなる部材の、熱可塑性樹脂と接する全面に、Ｂステージ化又はプレゲル化したエポキシ樹脂接着剤層を予め形成した後、熱可塑性樹脂を上記部材と一体に成形する。
【００１５】
熱可塑性樹脂を上記部材と一体に成形する成形方法としては、従来公知の一体化成形法を適用することができ、例えば、金属又はセラミックスからなるインサート部材を金型内で溶融熱可塑性樹脂により包囲し、固化させ、インサート部材と熱可塑性樹脂とを一体化した成形品を製造する、インサート成形法であってもよく、あるいは、金属又はセラミックスからなるアウトサート部材の表面の一部に溶融熱可塑性樹脂を金型で成形し、固化させ、アウトサート部材と熱可塑性樹脂とを一体化した成形品を製造する、アウトサート成形法であってもよい。
【００１６】
本発明においては、まず、熱可塑性樹脂を金属又はセラミックスからなる部材と一体に成形する際に、該部材の該熱可塑性樹脂と接する全面にＢステージ化又はプレゲル化したエポキシ樹脂接着剤層を予め形成する。金属又はセラミックスからなる部材の熱可塑性樹脂と接する全面に接着剤層を形成することにより、成形体における上記部材と熱可塑性樹脂との接する面の全体において、密着性が良好となり、たとえ、一部の界面に密着欠陥が生じても、気密性、液密性が損なわれることはない。また、成形体における上記部材と熱可塑性樹脂との接する界面の全体において、エポキシ樹脂層が介在するので、該面の全面で応力を充分に緩和することができる。
【００１７】
上記エポキシ樹脂接着剤としては、エポキシ樹脂と硬化剤、必要により硬化促進剤、熱可塑性樹脂、溶剤又はフィラー等の添加成分を含有するものが挙げられる。また、硬化剤を配合せずにエポキシ樹脂を硬化促進剤存在下で自己重合させて硬化させることも可能である。上記エポキシ樹脂としては、とくに限定されるものではなく、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ポリエーテル変性エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等の２官能エポキシ樹脂を挙げることができる。また、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、テトラキスフェノールエタン型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂を、エポキシ樹脂全量の５〜９５重量％程度、併用することにより、耐熱性を向上させることができる。
【００１８】
上記硬化剤としては、とくに限定されるものではなく、例えば、酸無水物、アミン化合物、フェノール化合物を挙げることができる。これらのうち、好ましくはアミン系硬化剤（例えば、ジアミノジフェニルメタン）であり、より好ましくはイミダゾール系硬化剤（例えば、２−メチルイミダゾール）である。
【００１９】
上記硬化剤の配合量は、エポキシ樹脂１００重量部あたり、好ましくは、１〜１００重量部であり、５〜８０重量部がより好ましく、１０〜５０重量部がさらに好ましい。
【００２０】
上記硬化促進剤としては、とくに限定されるものではなく、例えば、イミダゾール、その誘導体（例えば、２−メチルイミダゾール等）、その塩（例えば、２−フェニルイミダゾール・イソシアヌル酸付加物等）；ジアザビシクロウンデセン、その誘導体（例えば、Ｎ−８−ベンジル−１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）−ウンデセン−７・クロライド等）、その塩（例えば、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）−ウンデセン−７・フェノール塩等）；有機ホスフィン化合物およびその誘導体（例えば、トリフェニルフォスフィン等）、その塩（例えば、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート等）を挙げることができる。
【００２１】
上記硬化促進剤の配合量は、エポキシ樹脂１００重量部あたり、好ましくは、０.１〜２０重量部であり、０.５〜１０重量部がより好ましく、１〜８重量部がさらに好ましい。
【００２２】
エポキシ樹脂接着剤に配合される上記熱可塑性樹脂としては、とくに限定されるものではなく、例えば、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテルスルホン、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエステル樹脂、非晶性ポリエステル、ポリエーテル樹脂（例えば、フェノキシ樹脂（ポリヒドロキシポリエーテル）等）、ポリアミドイミド樹脂、ポリカルボジイミド、ポリカプロラクトン、ポリフェニレンエーテル等を挙げることができる。また、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリアミドブロック共重合体、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、シリコーンエラストマー等の熱可塑性エラストマーでもよい。
【００２３】
上記熱可塑性樹脂は必要により用いるが、用いる場合、その配合量としては、エポキシ樹脂１００重量部あたり、好ましくは、１０〜３００重量部であり、２０〜２００重量部がより好ましく、３０〜１００がさらに好ましい。
【００２４】
上記溶剤としては、とくに限定されるものではなく、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、イソホロン、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルイソブチルケトン、酢酸ブチル、ジメチルホルムアミド、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを挙げることができる。
【００２５】
上記溶剤の配合量は、エポキシ樹脂１００重量部あたり、好ましくは、１０〜１０００重量部であり、３０〜５００重量部がより好ましく、５０〜３００重量部がさらに好ましい。
【００２６】
上記フィラーとしては、とくに限定されるものではなく、例えば、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、ウォラストナイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、フェライト、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、カオリン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタンを挙げることができる。
【００２７】
上記フィラーの配合量は、エポキシ樹脂１００重量部あたり、好ましくは、１０〜１０００重量部であり、２０〜５００重量部がより好ましく、３０〜３００がさらに好ましい。
【００２８】
上記Ｂステージ化又はプレゲル化したエポキシ樹脂接着剤層の形成方法としては、液状エポキシ樹脂組成物を塗布し、乾燥によりＢステージ化又はプレゲル化する方法を挙げることができる。乾燥の条件としては、硬化促進剤を使用するか否か、あるいは、使用する溶剤、硬化剤の種類等にもよるが、一般的には６０〜１５０℃、０.５〜１０分が好ましく、８０〜１２０℃、１〜５分がより好ましい。硬化剤として、アミン系硬化剤を用いる場合も上記と同様である。なお、Ｂステージ化とは、ＪＩＳ  Ｋ  ６８００に準拠し、エポキシ樹脂と硬化剤が多少反応することでそれ自身の形状を保持できる状態のものをいい、プレゲル化とはエポキシ樹脂と硬化剤が反応することなくそれ自身の形状を保持できる状態のものをいう。
【００２９】
上記Ｂステージ化又はプレゲル化したエポキシ樹脂接着剤層の形成方法としては、エポキシ樹脂接着剤を予めＢステージ化又はプレゲル化したフィルムを貼る方法でもよい。
【００３０】
本発明においては、つぎに、熱可塑性樹脂を、Ｂステージ化又はプレゲル化したエポキシ樹脂接着剤層を予め形成した上記部材と、一体に成形するとともに上記接着剤を硬化させる。このとき、上記接着剤は、その成形温度でその成形サイクル時間のうちに、Ｂステージ化又はプレゲル化した状態から硬化反応が進行して硬化が行われる。
【００３１】
上記Ｂステージ化又はプレゲル化エポキシ樹脂接着剤層の厚みとしては、一般的に、５〜５００μｍが好ましく、１０〜４００μｍがより好ましく、２０〜３００μｍがさらに好ましい。また、この厚みは、成形体の大きさや熱応力の大きさによって、より好ましい値を設定することができ、例えば、自動車用リチウムイオン電池部品等の中型成形体においては１０〜４００μｍがより好ましく、２０〜３００μｍがさらに好ましく、半導体装置等の小型成形体においては、５〜１５０μｍがより好ましく、１０〜１００μｍがさらに好ましい。
【００３２】
上記熱可塑性樹脂としては、とくに限定されるものではなく、例えば、ポリフェニレンスルフィド、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリアミド、ポリヒドロキシポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート等を挙げることができる。使用する樹脂の態様としては、粉体、ペレット形状等であってよく、目的や樹脂種に応じて適宜の形態をとることができる。
【００３３】
上記部材と上記熱可塑性樹脂との一体化成形法としては、例えば、インサート成形を例にとれば、金属又はセラミックスからなるインサート部材にエポキシ樹脂接着剤層を形成する工程、前記接着剤層をＢステージ化又はプレゲル化する工程、Ｂステージ化又はプレゲル化接着剤層を形成した前記インサート部材を金型内に配置する工程、及び、熱可塑性樹脂を前記金型に注入して前記部材と一体に成形するとともに前記エポキシ樹脂接着剤を硬化させる工程、を含む成形法を挙げることができる。エポキシ樹脂接着剤を予めＢステージ化又はプレゲル化したフィルムを使用する場合は、接着剤層をＢステージ化又はプレゲル化する工程を省略することができる。金型に樹脂を注入するには、例えば、射出成形装置を使用することができる。他の成形法、例えば、アウトサート成形法、片面成形法等も、それぞれの成形法に応じて、同様の方法を適宜に応用して、行うことができる。このような成形法は当業者によく知られた手法である。
【００３４】
成形条件としては、熱可塑性樹脂の種類にもよるが、一般的に成形樹脂温度は１５０〜４００℃、成形サイクル時間は１秒〜５分が好ましい。より好ましくは成形樹脂温度は２００〜４００℃、成形サイクル時間は１秒〜４分であり、さらに好ましくは成形樹脂温度は２５０〜４００℃、成形サイクル時間は１秒〜３分である。成形条件は、エポキシ樹脂接着剤の硬化に必要な条件と熱可塑性樹脂成形に必要な条件を考慮して、適宜設定することができる。具体的には、例えば、ポリフェニレンスルフィドを使用し、アミン系硬化剤を配合したエポキシ樹脂接着剤を用いた場合には、好ましくは、成形樹脂温度は２９０〜３５０℃、成形サイクル時間は５秒〜３分である。また、ポリブチレンテレフタレートを使用し、アミン系硬化剤を配合したエポキシ樹脂接着剤を用いた場合には、好ましくは、成形樹脂温度は２２０〜３００℃、成形サイクル時間は５秒〜３分である。また、液晶ポリマーを使用し、アミン系硬化剤を配合したエポキシ樹脂接着剤を用いた場合には、好ましくは、成形樹脂温度は３２０〜４００℃、成形サイクル時間は１秒〜３分である。
【００３５】
射出成形装置を使用する場合の金型温度と樹脂注入温度としては、金型温度は６０〜１８０℃、熱可塑性樹脂注入温度は２５０〜４００℃、成形サイクル時間は１秒〜３分で好適に実施することが出来る。具体的には、例えば、ポリフェニレンスルフィドを使用し、アミン系硬化剤を配合したエポキシ樹脂接着剤を用いた場合には、例えば、金型温度１５０℃、樹脂注入温度３２０℃、成形サイクル時間９０秒で好適に実施される。また、ポリブチレンテレフタレートを使用し、アミン系硬化剤を配合したエポキシ樹脂接着剤を用いた場合には、例えば、金型温度８０℃、樹脂注入温度２６０℃、成形サイクル時間９０秒で好適に実施される。また、液晶ポリマーを使用し、アミン系硬化剤を配合したエポキシ樹脂接着剤を用いた場合には、例えば、金型温度８０℃、樹脂注入温度３５０℃、成形サイクル時間９０秒で好適に実施される。
【００３６】
本発明の有利な適用例としては、例えば、電極端子と一体化成形された熱可塑性樹脂蓋体を有する電池において、本発明の方法を用いて、電極端子と樹脂蓋体との界面全面がエポキシ樹脂接着剤層で接着された電極端子熱可塑性樹脂一体構造蓋体を有する電池、好ましくはリチウムイオン電池、さらに好ましくは自動車用リチウムイオン電池、を挙げることができる。
【００３７】
電池蓋体成形方法としては、熱可塑性樹脂を電極端子部材とともに電池蓋体に成形する成形法であって、
前記部材の熱可塑性樹脂と接する全面にエポキシ樹脂接着剤層を形成する工程、
前記接着剤層をＢステージ化又はプレゲル化する工程、
Ｂステージ化又はプレゲル化接着剤層を形成した前記部材を金型内に配置する工程、及び
熱可塑性樹脂を前記金型に注入して前記部材と一体に成形するとともに前記エポキシ樹脂接着剤を硬化させる工程、を含む電池蓋体の成形法を適用することができる。エポキシ樹脂接着剤を予めＢステージ化又はプレゲル化したフィルムを使用する場合は、接着剤層をＢステージ化又はプレゲル化する工程を省略することができる。
【００３８】
本発明の他の有利な適用例としては、例えば、熱可塑性樹脂を金属又はセラミックスからなるアウトサート部材とともにアウトサート成形することを挙げることができる。例えば、ＬＥＤ等のリフレクタをリードフレーム上にアウトサート成形する際に、従来は、リードフレームの金属表面を粗化し、熱可塑性樹脂を成形し、つぎに、余分に粗化された面を再メッキする方法のように、リードフレームの金属表面を粗化処理していたのであるが、粗化処理面に熱可塑性樹脂をアウトサート成形した場合、樹脂と金属面との接着性が不充分であったが、本発明の方法を用いて、予めリードフレームの金属表面にＢステージ化又はプレゲル化接着剤層を形成した後、熱可塑性樹脂をアウトサート成形することにより、粗化処理不要であり、余分な粗化面の再メッキ等の余計な工程が不要で、しかも、優れた密着性、応力緩和性を有するリフレクタを成形したＬＥＤ、を挙げることができる。
【００３９】
本発明のさらに別の有利な適用例としては、金属表面に熱可塑性樹脂層を設ける場合に、従来は、プライマー処理で金属−熱可塑性樹脂間の接着強度を高めていたのであるが、このプライマー処理の代わりに本発明の方法を用いて、予め金属表面にＢステージ化又はプレゲル化接着剤層を形成した後、熱可塑性樹脂を適用して、プライマー処理の薄膜では対応しきれなかった金属−樹脂間に生じる隙間を埋めて密着性が向上した金属−熱可塑性樹脂間の接着構造、を挙げることができる。
【実施例】
【００４０】
以下に実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００４１】
実施例１〜４
エポキシ樹脂接着剤は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用い、硬化剤としてアミン系化合物を使用し、熱可塑性樹脂成分としてポリエーテルイミド樹脂を配合し、フィラーとしてアルミナを含有するものを使用した。表中、本接着剤と表示した。
また、成形用熱可塑性樹脂としてポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）（ポリプラスチックス株式会社製）を用いた。
【００４２】
インサート部材の準備
表１に示すとおり、銅製又はアルミニウム製の丸棒端子（直径１０ｍｍ、長さ２４ｍｍ）の中間部に成形用熱可塑性樹脂と接触するおよそ６ｍｍ幅に対してエポキシ樹脂接着剤を塗布し、１２０℃、２分乾燥してブレゲル化した。プレゲル化接着剤層の厚みは表１に示したとおりである。
アルミニウム製の座板（直径４２ｍｍ、厚さ３ｍｍ、中央に直径１６ｍｍの穴）の中央穴周囲の成形用熱可塑性樹脂と接触するおよそ６ｍｍ幅のドーナツ状領域に対してエポキシ樹脂接着剤を塗布し、１２０℃、２分乾燥してプレゲル化した。プレゲル化接着剤層の厚みは表１に示したとおりである。
【００４３】
インサート成形
複合成形品１
表１に示すとおり、丸棒端子インサート部材を中心部に貫通させた段付き円盤状複合成形品を射出成形装置を使用して一体化成形した。成形条件は、金型温度１５０℃、樹脂注入シリンダー温度３２０℃、成形サイクル時間９０秒であった。座板なしの成形品の断面図の模式図を図１の１−１に示した。
複合成形品２
表１に示すとおり、座板インサート部材を配置し、丸棒端子インサート部材をその中心部穴に貫通させた段付き円盤状複合成形品を射出成形装置を使用して一体化成形した。成形条件は、金型温度１５０℃、樹脂注入シリンダー温度３２０℃、成形サイクル時間９０秒であった。座板ありの成形品の断面図の模式図を図１の１−２に示した。
【００４４】
比較例１〜４
インサート部材の準備
表１に示すとおり、銅製又はアルミニウム製の丸棒端子（直径１０ｍｍ、長さ２４ｍｍ）で、エポキシ樹脂接着剤は塗布しないもの（比較例１、２）、エポキシ樹脂接着剤を塗布し、硬化させた接着剤層を形成したもの（比較例３）、表１に示すように実施例と同様にエポキシ樹脂接着剤を塗布し、ブレゲル化したもの（比較例４）をそれぞれインサート部材とした。
銅製又はアルミニウム製の座板（直径４２ｍｍ、厚さ３ｍｍ、中央に直径１６ｍｍの穴）で、エポキシ樹脂接着剤は塗布しないものをインサート部材とした。
【００４５】
インサート成形
複合成形品１′
丸棒端子サート部材を中心部に貫通させた段付き円盤状複合成形品を射出成形装置を使用して複合成形品１′を一体化成形した。成形条件は、金型温度１５０℃、樹脂注入シリンダー温度３２０℃、成形サイクル時間９０秒であった。座板なしで接着剤層なしの成形品の断面図の模式図を図２の２−１に示した。
複合成形品２′
座板インサート部材を配置し、丸棒端子インサート部材をその中心部穴に貫通させた段付き円盤状複合成形品を射出成形装置を使用して複合成形品２′を一体化成形した。成形条件は、金型温度１５０℃、樹脂注入シリンダー温度３２０℃、成形サイクル時間９０秒であった。座板ありで予め硬化させた接着剤層を設けた成形品の断面図の模式図を図２の２−２に示した。
【００４６】
評価方法
（１）リーク試験
実施例１〜４、比較例１〜４で作成した複合成形品を用いて、図３に示す構造体を作成し、圧力をかけてインサート部材−成形用熱可塑樹脂界面からの空気漏れを観察した。構造体の上部チャンバーには石鹸水を入れ、下部チャンバーには加圧エアーを導入した。中間部に複合成形品を気密状態にセットした。容器内を０．１ＭＰａに昇圧して１分間保持し、空気漏れを観察した。漏れなければ０．２ＭＰａまで昇圧し１分間保持した。０．１ＭＰａ毎に昇圧し、これを繰り返し、最大０．６ＭＰａまで昇圧して評価を行った。空気漏れが発生しなかった最大圧力をリーク判定結果とした。結果を表１に示した。
（２）ヒートサイクル試験
実施例３について、ヒートサイクル試験を実施した。１サイクルは−４０℃、３０分経過後、昇温して１２５℃で３０分。これを３００サイクル繰り返した。その後、リーク試験を行った。結果を表１に示した。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
これらの結果から、実施例１〜４の成形法で成形された複合成形品においては、空気漏れが発生しなかったので、インサート部材と成形熱可塑性樹脂との界面の気密性が高いことが実証された。
【符号の説明】
【００４９】
１．丸棒端子
２．接着剤層
３．熱可塑性樹脂
４．熱可塑性樹脂
５．丸棒端子
６．接着剤層
６′．接着剤層
７．座板
８．丸棒端子
９．熱可塑性樹脂
１０．丸棒端子
１１．熱可塑性樹脂
１２．座板
１３．予め硬化させた接着剤層
ａ．石鹸水
ｂ．エアー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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