特許 6870189 インサート成形体の製造方法及びインサート成形体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6870189

(24)【登録日】2021年4月19日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】インサート成形体の製造方法及びインサート成形体

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/14 20060101AFI20210426BHJP

   B29C 45/00 20060101ALI20210426BHJP

   B29C 65/14 20060101ALI20210426BHJP

【ＦＩ】

   B29C45/14

   B29C45/00

   B29C65/14

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-22771(P2017-22771)

(22)【出願日】2017年2月10日

(65)【公開番号】特開2018-126960(P2018-126960A)

(43)【公開日】2018年8月16日

【審査請求日】2019年8月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】599109906

【氏名又は名称】住友電工ファインポリマー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120329

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 一規

(74)【代理人】

【識別番号】100159499

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 義典

(74)【代理人】

【識別番号】100158540

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 博生

(74)【代理人】

【識別番号】100106264

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 耕治

(74)【代理人】

【識別番号】100187768

【弁理士】

【氏名又は名称】藤中 賢一

(72)【発明者】

【氏名】中林 誠

【審査官】 浅野 昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２１９４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８４７２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４５／００−４５／８４

Ｂ２９Ｃ ６５／００−６５／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電離放射線の照射により、フッ素樹脂を主成分とする第１部材とフッ素樹脂以外の成分を主成分とする第２部材とが接合されたインサート部材を得る工程、及び
インサート成形により、上記インサート部材における上記第２部材が露出した部分を含む表面領域上に樹脂部材を成形する工程
を備え、
上記第１部材及び第２部材の平均厚さが１μｍ以上５ｍｍ以下であり、
上記第２部材の主成分が、金属又はフッ素樹脂以外の樹脂であり、
上記フッ素樹脂以外の樹脂が、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミド、アラミド、ポリベンゾイミダゾール、ＬＣＰ、ユリア樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、電子線架橋ポリアミドからなる群より選択されるいずれか１つであり、
上記第１部材のフッ素樹脂が、高分子鎖の構造単位を構成する主鎖中の炭素原子に結合する水素原子の少なくとも１つが、フッ素原子又はフッ素原子を有する有機基で置換されているインサート成形体の製造方法。

【請求項2】

上記インサート部材における上記表面領域が、凹凸形状を有する請求項１に記載のインサート成形体の製造方法。

【請求項3】

上記第２部材がシートであり、
上記第２部材としてのシートの一方の面上に上記第１部材を積層した状態で、上記電離放射線の照射を行う請求項１又は請求項２に記載のインサート成形体の製造方法。

【請求項4】

上記シートにおける上記樹脂部材と接触する面が、粗面化処理されている請求項３に記載のインサート成形体の製造方法。

【請求項5】

上記第２部材が織布又は不織布であり、
上記第１部材が上記第２部材としての織布又は不織布の一部に含浸した状態で、上記電離放射線の照射を行う請求項１又は請求項２に記載のインサート成形体の製造方法。

【請求項6】

上記第１部材の表面の一部に１又は複数の第２部材を配置した状態で、上記電離放射線の照射を行う請求項１又は請求項２に記載のインサート成形体の製造方法。

【請求項7】

上記インサート部材がリードフレームである請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のインサート成形体の製造方法。

【請求項8】

電離放射線の照射により、フッ素樹脂を主成分とする第１部材とフッ素樹脂以外の成分を主成分とする第２部材とが接合され、上記第１部材と上記第２部材とが化学結合又は相互拡散しているインサート部材、及び
上記インサート部材における上記第２部材が露出した部分を含む表面領域上に形成された樹脂部材
を備え、
上記第１部材及び第２部材の平均厚さが１μｍ以上５ｍｍ以下であり、
上記第２部材の主成分が、金属又はフッ素樹脂以外の樹脂であり、
上記フッ素樹脂以外の樹脂が、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミド、アラミド、ポリベンゾイミダゾール、ＬＣＰ、ユリア樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、電子線架橋ポリアミドからなる群より選択されるいずれか１つであり、
上記第１部材のフッ素樹脂が、高分子鎖の構造単位を構成する主鎖中の炭素原子に結合する水素原子の少なくとも１つが、フッ素原子又はフッ素原子を有する有機基で置換されているインサート成形体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インサート成形体の製造方法及びインサート成形体に関する。

【背景技術】

【0002】

樹脂と他の部材との複合体の成形方法の一つとして、インサート成形が広く知られている。インサート成形は、インサート部材が配置された金型内に溶融樹脂を射出することにより行われる。インサート成形によって、樹脂と金属との複合体の他、異なる樹脂同士の複合体など、様々な組み合わせの異種材料が接合された複合体を所望する形状に成形することができる。

【0003】

一方、フッ素樹脂は、摺動性、離型性、耐熱性、耐薬品性、耐候性等に優れる。そのため、フッ素樹脂は、様々の製品のコーティング材などとして利用されている。また、溶融したフッ素樹脂に電離放射線を照射して架橋反応を生じさせることで、フッ素樹脂の耐摩耗性や密着性を高める技術も知られている（特開２０１３−０２７８７５号公報、特開２０１１−０７４９３８号公報、及び特許第３７０２８０１号公報参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−０２７８７５号公報

【特許文献2】特開２０１１−０７４９３８号公報

【特許文献3】特許第３７０２８０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記インサート成形体においても、架橋されたフッ素樹脂を用いて高性能化させることが期待される。しかし、フッ素樹脂を架橋させるためには、例えば３２０〜４００℃程度といったフッ素樹脂の融点以上の温度下で電離放射線を照射することが必要となる。従って、インサート成形体に未架橋のフッ素樹脂を被覆し、フッ素樹脂の融点以上の温度下で電離放射線照射した場合、インサート成形体の樹脂が溶融又は軟化する。このため、インサート成形体の変形等が生じ、形状等の精度が低下する。一方、架橋されたフッ素樹脂をインサート部材として用いたインサート成形を行うことも考えられる。しかし、フッ素樹脂は他の樹脂との密着性が低いため、密着性の高いインサート成形体を得ることができない。

【0006】

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、架橋されたフッ素樹脂を含み、形状の精度及び密着性に優れるインサート成形体を製造する方法、並びに架橋されたフッ素樹脂を含み、形状の精度及び密着性に優れるインサート成形体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】

【0007】

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、電離放射線の照射により、フッ素樹脂を主成分とする第１部材とフッ素樹脂以外の成分を主成分とする第２部材とが接合されたインサート部材を得る工程、及びインサート成形により、上記インサート部材における上記第２部材が露出した部分を含む表面領域上に樹脂部材を成形する工程を備えるインサート成形体の製造方法である。

【0008】

本発明の他の一態様は、フッ素樹脂を主成分とする第１部材とフッ素樹脂以外の成分を主成分とする第２部材とが接合され、上記第１部材と上記第２部材とが化学結合又は相互拡散しているインサート部材、及び上記インサート部材における上記第２部材が露出した部分を含む表面領域上に形成された樹脂部材を備えるインサート成形体である。

【発明の効果】

【0009】

本発明は、架橋されたフッ素樹脂を含み、形状の精度及び密着性に優れるインサート成形体を製造する方法、並びに架橋されたフッ素樹脂を含み、形状の精度及び密着性に優れるインサート成形体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係るインサート成形体の製造方法における工程Ａの説明図である。

【図2】図２は、本発明の第１実施形態に係るインサート成形体の製造方法における工程Ｂの説明図である。

【図3】図３は、本発明の第２実施形態に係るインサート成形体の製造方法における工程Ａの説明図である。

【図4】図４は、本発明の第２実施形態に係るインサート成形体の製造方法における工程Ｂの説明図である。

【図5】図５は、本発明の第３実施形態に係るインサート成形体の製造方法における工程Ａの説明図である。

【図6】図６は、本発明の第３実施形態に係るインサート成形体の製造方法における工程Ｂの説明図である。

【図7】図７は、本発明の他の実施形態に係るインサート成形体の製造方法におけるインサート部材を示す平面図である。

【図8】図８は、本発明の他の実施形態に係るインサート成形体の製造方法におけるインサート部材を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［本発明の実施形態の説明］
本発明の一態様に係るインサート成形体の製造方法は、電離放射線の照射により、フッ素樹脂を主成分とする第１部材とフッ素樹脂以外の成分を主成分とする第２部材とが接合されたインサート部材を得る工程、及びインサート成形により、上記インサート部材における上記第２部材が露出した部分を含む表面領域上に樹脂部材を成形する工程を備えるインサート成形体の製造方法である。なお、「主成分」とは、質量基準で最も含有量が多い成分をいい、含有量が５０質量％超の成分であることが好ましい。

【0012】

当該製造方法においては、インサート成形により、インサート部材におけるフッ素樹脂以外の成分を主成分とする第２部材が露出した部分を含む表面領域上に樹脂部材を成形する。従って、当該製造方法によれば、フッ素樹脂を含むインサート部材と樹脂部材との密着性に優れるインサート成形体を得ることができる。また、当該製造方法においては、インサート成形の前に、フッ素樹脂を主成分とする第１部材を架橋させるための電離放射線の照射を行っている。従って、インサート成形で成形された樹脂部材（インサート成形樹脂）が高温下に置かれることがないため、この樹脂部材が再度溶融又は軟化すること無く、形状の精度に優れたインサート成形体を得ることができる。また、樹脂部材と近い膨張率を有する第２部材を用いることで、フッ素樹脂と樹脂部材との膨張率の差に起因するシワ、浮き、剥離等を抑制することができる。このような膨張率の近い樹脂部材と第２部材との組み合わせとしては、例えば液晶ポリマー（ＬＣＰ）と銅合金やアルミニウム等との組み合わせを挙げることができる。さらに、当該製造方法においては、インサート成形される直前の加工、またはインサート成形中における射出圧縮などにより、架橋フッ素樹脂を含む第１部材が露出している表面にエンボス等の凹凸を施すことで、形状精度や生産性を向上させることもできる。なお、第１部材表面にこのような凹凸加工が施されたインサート成形体においては、摩擦が低減されるといった利点がある。

【0013】

上記インサート部材における上記表面領域が、凹凸形状を有することが好ましい。これによって、得られるインサート成形体におけるインサート部材と樹脂部材との密着性をより高めることができる。なお、この表面領域における「凹凸形状」は、第２部材のみによって形成されたものであってもよいし、第１部材と第２部材とによって形成されたものであってもよい。

【0014】

上記第２部材がシートであり、上記第２部材としてのシートの一方の面上に上記第１部材を積層した状態で、上記電離放射線の照射を行うことが好ましい。このようにすることで、架橋されたフッ素樹脂の層を表面に有するインサート成形体を効果的に得ることなどができる。

【0015】

上記シートにおける上記樹脂部材と接触する面が、粗面化処理されていることが好ましい。これによって、得られるインサート成形体におけるインサート部材と樹脂部材との密着性をより高めることができる。

【0016】

上記第２部材が織布又は不織布であり、上記第１部材が上記第２部材としての織布又は不織布の一部に含浸した状態で、上記電離放射線の照射を行うことが好ましい。このようにすることで、第２部材としての織布又は不織布が、インサート部材の表面領域において凹凸形状を形成するため、樹脂部材の密着性により優れたインサート成形体を得ることができる。

【0017】

上記第１部材の表面の一部に１又は複数の第２部材を配置した状態で、上記電離放射線の照射を行うことも好ましい。このようにした場合も、第２部材の構造や、第１部材と第２部材との組み合わせの構造などによって、インサート成形される樹脂部材の密着性をより高めることができる。

【0018】

上記第２部材の主成分が、金属又はフッ素樹脂以外の樹脂であることが好ましい。金属やフッ素樹脂以外の樹脂を用いることで、インサート成形される樹脂部材の密着性をさらに高めることなどができる。また、金属の熱伝導率はフッ素樹脂の熱伝導率より高い。従って金属を用いた場合、得られたインサート成形体をレーザー等の高温処理や摺動させた場合の局所的な温度上昇が、放熱することで緩和されるため、耐久性を向上させる効果がある。また、金属を用いることで、得られるインサート成形体の表面硬度を向上させることができる。

【0019】

上記インサート部材がリードフレームであることが好ましい。当該製造方法は、架橋されたフッ素樹脂を含む層を有するリードフレームのインサート成形に好適に用いることができる。

【0020】

本発明の一態様に係るインサート成形体は、フッ素樹脂を主成分とする第１部材とフッ素樹脂以外の成分を主成分とする第２部材とが接合され、上記第１部材と上記第２部材とが化学結合又は相互拡散しているインサート部材、及び上記インサート部材における上記第２部材が露出した部分を含む表面領域上に形成された樹脂部材を備えるインサート成形体である。

【0021】

当該インサート成形体は、架橋されたフッ素樹脂を含み、形状の精度及び密着性に優れる。なお、「化学結合」とは、共有結合、イオン結合及び水素結合をいう。また、「相互拡散」とは、第１部材の成分の一部が第２部材へ拡散し、かつ第２部材の成分の一部が第１部材へ拡散していることをいう。なお、第１部材と第２部材との境界領域に第１部材の成分と第２部材の成分とが混在する相互拡散層が確認できる場合、第１部材と第２部材とが相互拡散しているとみなすことができる。

【0022】

［本発明の実施形態の詳細］
＜第１実施形態＞
（インサート成形体の製造方法）
本発明の第１実施形態におけるインサート成形体の製造方法は、インサート部材を得る工程Ａと、インサート成形によりインサート部材の所定表面領域上に樹脂部材を成形する工程Ｂとをこの順に備える。

【0023】

（工程Ａ）
工程Ａは、電離放射線の照射により、フッ素樹脂を主成分とする第１部材とフッ素樹脂以外の成分を主成分とする第２部材とが接合されたインサート部材を得る工程である。このインサート部材は、リードフレームを初めとした各種電子部品、その他の部品の部材となる。

【0024】

具体的には、図１に示すように、まず、第２部材であるシート１２の一方の面１２ａ上に第１部材１１を積層する。

【0025】

シート１２の主成分としては、フッ素樹脂以外の成分である限り特に限定されるものではない。但し、電離放射線の照射にあたってフッ素樹脂を溶融させた際に、シート１２が軟化及び変形し難いことが好ましいため、シート１２の主成分は、十分な耐熱性を有することが好ましい。第２部材であるシート１２の主成分としては、例えば金属、その他の無機材料、フッ素樹脂以外の樹脂等を挙げることができ、金属又はフッ素樹脂以外の樹脂であることが好ましい。

【0026】

上記金属としては、アルミニウム、銅、鉄、チタン、ニッケル、これらの合金等を挙げることがでる。上記その他の無機材料としては、セラミック、アルミナ、ガラス等を挙げることができる。上記フッ素樹脂以外の樹脂としては、フッ素樹脂の架橋温度で溶融しないために、３００℃以上の融点を有するエンジニアリングプラスチック、熱硬化性樹脂又は放射線架橋樹脂を使用することができる。このような樹脂としては、例えばポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミド、アラミド、ポリベンゾイミダゾール、ＬＣＰ、ユリア樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、電子線架橋ポリアミド等を挙げることができる。

【0027】

なお、インサート部材１３がリードフレームである場合、アルミ、銅、又はこれらの合金等を初めとした金属をシート１２の主成分として好適に用いることができる。なお、第２部材であるシート１２における金属又はその他の主成分の含有量の下限としては、９０質量％が好ましく、９９質量％がより好ましい。シート１２における金属又はその他の主成分の含有量は、１００質量％であってもよい。

【0028】

シート１２の一方の面１２ａ上には、第１部材１１が積層される。一方、シート１２の他方の面１２ｂは、粗面化処理がされている。すなわち、この面１２ｂは、凹凸形状を有する。この他方の面１２ｂが、後述するインサート部材１３における第２部材であるシート１２が露出した部分を含む表面領域であり、この表面領域上に樹脂部材が形成される。すなわち、この面１２ｂが、後の工程Ｂにおいて樹脂部材１４と接触する面である。

【0029】

上記粗面化処理は、化学的エッチング、電気化学的エッチング、レーザー処理等によって行うことができる。化学エッチングとしては、アルカリエッチング、酸エッチング等の公知の方法が挙げられる。電気化学エッチングは、例えば塩素イオンを含む水溶液中にシート１２を浸漬した状態で交流若しくはパルス電流又は半波整流をシート１２に印加することで行われる。レーザー処理としては、レーザーで表面に微細な凹凸を設ける方法や、連続波レーザーで複雑な形状の表面を得る方法を使用することができる（特許５７０１４１４号公報、特許５７７４２４６号公報）。粗面化処理は、その他、例えばサンドブラスト、グリッドブラスト、ショットブラスト等の物理的処理によって行うこともできる。

【0030】

シート１２の他方の面１２ｂの表面粗さの下限としては、例えば算術平均粗さＲａで０．００１μｍが好ましく、０．１μｍがより好ましく、１μｍがさらに好ましく、３μｍがよりさらに好ましく、５μｍであってもよい。上記算術平均粗さＲａを上記下限以上とすることで、インサート成形の際に樹脂部材１４がより強固に密着することができる。なお、この面１２ｂの算術平均粗さＲａの上限としては、例えば１ｍｍであり、３００μｍであってもよい。ここで、算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に準じて測定した値である。

【0031】

なお、図１のシート１２においては、他方の面１２ｂ全面に粗面化処理が施されているが、インサート成形により樹脂部材１４を積層する部分にのみ粗面化処理が施されていてもよい。また、シート１２において第１部材１１が積層される側の面１２ａにも粗面化処理が施されていてもよい。面１２ａに粗面化処理が施されている場合、第２部材であるシート１２とフッ素樹脂を主成分とする第１部材１１との密着性、すなわち剥離強度を高めることができる。面１２ａにおける粗面化処理の方法及び好ましい表面粗さは、面１２ｂと同様とすることができる。

【0032】

シート１２の平均厚さとしては特に限定されず、用途等に応じて適宜設定される。シート１２の平均厚さの下限としては、例えば１μｍであってよく、１０μｍであってよい。また、この平均厚さの上限としては、例えば５ｍｍであってよく、１ｍｍであってもよい。シート１２の平均厚さを上記範囲とすることで、例えばリードフレームの製造等に好適に用いることができる。

【0033】

シート１２の平面形状は、方形等であってよいが、打抜き等によって所定形状に加工されていてもよい。この場合、所定形状に加工されたシート１２に第１部材１１を積層してもよいし、シート１２に第１部材１１を積層し、電離放射線を照射した後に所定形状に加工してもよい。

【0034】

第１部材１１は、フッ素樹脂を主成分とする。第１部材１１におけるフッ素樹脂の含有量の下限としては、８０質量％が好ましく、９５質量％がより好ましい。第１部材１１におけるフッ素樹脂の含有量は、１００質量％であってもよい。

【0035】

上記フッ素樹脂は、高分子鎖の構造単位を構成する主鎖中の炭素原子に結合する水素原子の少なくとも１つが、フッ素原子又はフッ素原子を有する有機基（以下「フッ素原子含有基」ともいう）で置換されたものをいう。フッ素原子含有基は、直鎖状、分岐状又は環状の有機基中の水素原子の少なくとも１つがフッ素原子で置換されたものであり、例えばフルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、フルオロポリエーテル基等が挙げられる。

【0036】

「フルオロアルキル基」とは、少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基を意味し、「パーフルオロアルキル基」を包含する。具体的には、「フルオロアルキル基」は、アルキル基の全ての水素原子がフッ素原子で置換された基、アルキル基の末端の１個の水素原子以外の全ての水素原子がフッ素原子で置換された基等を包含する。

【0037】

「フルオロアルコキシ基」とは、少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルコキシ基を意味し、「パーフルオロアルコキシ基」を包含する。具体的には、「フルオロアルコキシ基」は、アルコキシ基の全ての水素原子がフッ素原子で置換された基、アルコキシ基の末端の１個の水素原子以外の全ての水素原子がフッ素原子で置換された基等を包含する。

【0038】

「フルオロポリエーテル基」とは、繰り返し単位として複数のアルキレンオキシド鎖を有し、末端にアルキル基又は水素原子を有する１価の基であって、このアルキレンオキシド鎖及び／又は末端のアルキル基若しくは水素原子中の少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換された基を有する１価の基を意味する。「フルオロポリエーテル基」は、繰り返し単位として複数のパーフルオロアルキレンオキシド鎖を有する「パーフルオロポリエーテル基」を包含する。

【0039】

上記フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン・ヘキサオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）及びテトラフルオロエチレン−パーフルオロジオキソール共重合体（ＴＦＥ／ＰＤＤ）が好ましい。これらは、単独で又は２種以上を混合して用いることができる。

【0040】

第１部材１１は、フッ素樹脂以外の任意成分を含んでいてよい。この任意成分としては、例えばエンジニアリングプラスチック、難燃剤、難燃助剤、顔料、酸化防止剤、反射付与剤、隠蔽剤、滑剤、加工安定剤、可塑剤、発泡剤、補強材、中空粒子、セラミックスフィラー、無機フィラー、クロス等を挙げることができる。

【0041】

第１部材１１の平均厚さとしては特に限定されず、用途等に応じて適宜設定される。例えば、第１部材１１の平均厚さの下限としては、例えば１μｍであってよく、１０μｍであってよい。また、この平均厚さの上限としては、例えば５ｍｍであってよく、１ｍｍであってもよい。第１部材１１の平均厚さを上記範囲とすることで、得られるインサート成形体が、耐摩耗性、摺動性等といった架橋されたフッ素樹脂に基づく十分な特性を発揮することができる。

【0042】

第１部材１１のシート１２への積層方法としては特に限定されない。例えば、フッ素樹脂を主成分とする第１部材を溶剤に分散又は溶解させた塗料をシート１２の一方の面１２ａに塗工し、加熱乾燥することによって、膜状の第１部材１１を積層させることができる。塗工は、粉体塗装であってもよい。また、シート１２とシート状の第１部材１１とを貼り合わせてもよい。

【0043】

図１に示すように、シート１２の一方の面１２ａ上に第１部材１１が積層された積層体を加熱し、第１部材１１のフッ素樹脂を溶融させる。このような状態、すなわち、第１部材１１が第２部材であるシート１２の面１２ａに接触し、かつ第１部材１１の主成分であるフッ素樹脂が溶融した状態で、第１部材１１に電離線放射線を照射する。具体的には、無酸素雰囲気、例えば酸素濃度が１０００ｐｐｍ以下の雰囲気に第１部材１１を積層したシート１２を置き、フッ素樹脂が溶融した状態に保ちながら第１部材１１の表面に電離放射線を照射する。これによって、フッ素樹脂を架橋させ、かつフッ素樹脂とシート１２中の成分、例えば金属やフッ素樹脂以外の樹脂等と化学結合又は相互拡散させる。

【0044】

上記無酸素雰囲気としては、酸素濃度を１００ｐｐｍ以下とすることが好ましく、１０ｐｐｍ以下とすることがより好ましい。酸素濃度が高いと電離放射線の照射によってフッ素樹脂の主鎖が切断されるおそれがある。また、フッ素樹脂を溶融させる温度としては、フッ素樹脂の融点より０℃以上３０℃未満高い温度が好ましい。フッ素樹脂を融点より３０℃以上高い温度に加熱すると、フッ素樹脂の熱分解が促進されて材料特性が低下するおそれがある。加熱温度としては、例えば３００℃以上４００℃以下とすることができる。

【0045】

上記電離放射線としては、例えばγ線、電子線、Ｘ線、中性子線、高エネルギーイオン線等を用いることができる。また、電離放射線の照射線量としては、１ｋＧｙ以上１０００ｋＧｙ以下が好ましく、５０ｋＧｙ以上５００ｋＧｙ以下がより好ましい。照射線量が上記下限未満の場合、フッ素樹脂の架橋反応が十分進行しないおそれがある。逆に、上記上限を超える場合、フッ素樹脂の分解が生じやすくなるおそれがある。

【0046】

このような電離放射線の照射を行うことで、第１部材１１中のフッ素樹脂が架橋し、かつ化学結合により第１部材１１と第２部材であるシート１２とが密着したインサート部材１３を得ることができる。このインサート部材１３は、第２部材であるシート１２の一部として、粗面化処理された面１２ｂが露出した状態となっている。

【0047】

（工程Ｂ）
工程Ｂは、インサート成形により、インサート部材１３における第２部材であるシート１２が露出した部分を含む表面領域上に樹脂部材１４を成形する工程である。

【0048】

具体的には、図２に示すように、まず、金型１５にインサート部材１３を配置する。このとき、インサート部材１３のシート１２の粗面化処理がされた面１２ｂ上に樹脂部材１４が積層されるように配置する。なお、図２においては、平板状のインサート部材１３を配置しているが、インサート部材１３を所定形状に成形加工し、金型１５に配置してもよい。

【0049】

次いで、金型１５内に溶融樹脂を射出することにより、インサート部材１３における第２部材が露出した部分を含む表面領域上、すなわちシート１２の面１２ｂ上に樹脂部材１４が形成される。この樹脂部材１４が形成される面１２ｂは、上述のように粗面化処理されており、凹凸形状を有する。

【0050】

樹脂部材１４は、樹脂を主成分とする。この樹脂部材１４の樹脂としては、インサート成形に用いられる公知の樹脂を用いることができる。この樹脂の具体例としては、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ＬＣＰ等が挙げられる。なお、インサート部材１３がリードフレームである場合などは、樹脂部材１４としてはＬＣＰが好適に用いられる。樹脂部材１４は、樹脂以外の任意成分を含有していてもよい。この任意成分としては、第１部材１１の任意成分として上述したものなどを挙げることができる。

【0051】

この工程Ｂを経ることによって、樹脂部材１４とインサート部材１３とが複合化したインサート成形体を得ることができる。

【0052】

（インサート成形体）
本発明の一実施形態におけるインサート成形体は、インサート部材１３と樹脂部材１４とを備える。インサート部材１３は、フッ素樹脂を主成分とする第１部材１１と、フッ素樹脂以外の成分を主成分とする第２部材であるシート１２とが接合された複合体である。シート１２は、粗面化処理されて凹凸形状を有する面１２ｂを有する。第１部材１１と第２部材であるシート１２とは、界面で化学結合又は相互拡散している。具体的には、通常、第１部材１１の主成分であるフッ素樹脂の主鎖の炭素原子と、シート１２の主成分である例えば金属原子とが共有結合又はイオン結合している。なお、第１部材１１と第２部材であるシート１２との境界領域に相互拡散層が形成されていてもよい。また、第１部材１１中のフッ素樹脂は架橋している。具体的には、フッ素樹脂の主鎖の炭素原子同士が共有結合している。樹脂部材１４は、インサート部材１３における第２部材であるシート１２が露出した部分を含む表面領域である面１２ｂ上に形成されている。当該インサート成形体は、インサート成形体の製造方法として上述した方法によって得ることができる。

【0053】

（利点）
当該第１実施形態における製造方法においては、インサート成形により、インサート部材１３におけるフッ素樹脂以外の成分を主成分とする第２部材であるシート１２の面１２ｂ上に樹脂部材１４を成形する。すなわち、フッ素樹脂を含むインサート部材１３におけるフッ素樹脂以外の成分を主成分とするシート１２が露出した部分を含む表面領域上に樹脂部材１４を成形する。従って、当該製造方法によれば、フッ素樹脂を含むインサート部材１３と樹脂部材１４との密着性に優れるインサート成形体を得ることができる。特に、第１実施形態においては、樹脂部材１４が形成されるインサート部材１３における表面領域である面１２ｂは、粗面化処理によって凹凸形状を有する。これによって、得られるインサート成形体におけるインサート部材１３と樹脂部材１４との密着性をより高めることができる。

【0054】

また、当該製造方法においては、インサート成形の前に、フッ素樹脂を主成分とする第１部材１１を架橋及び密着させるための電離放射線の照射を行っている。従って、インサート成形で成形された樹脂部材１４が高温下に置かれることがないため、この樹脂部材１４が再度溶融又は軟化すること無く、形状の精度に優れたインサート成形体を得ることができる。

【0055】

また、当該インサート成形体は、架橋されたフッ素樹脂を含み、形状の精度及び密着性が優れる。従って、当該インサート成形体は、摺動性、耐熱性、耐摩耗性等に優れ、ＯＡ機器、家電、自動車、その他の輸送機器、精密機器、デジタルカメラ、産業機械等の各種電子部品、その他の部品等として好適に用いることができる。例えばＯＡ機器の部品としては、トナーの定着器におけるローラのヒータ、具体的にはセラミックヒータ等に用いることができる。ヒータを架橋されたフッ素樹脂で被覆した構造とすることで、耐熱性を具備しつつ、優れた摺動性、耐摩耗性等を発揮することができる。また、第１部材（架橋フッ素樹脂層）表面に凹凸構造を施されている場合、当該インサート成形体は、摩擦低減とグリースやオイルの供給や保持に好適である。また、当該インサート成形体は、電子部品の一例として、樹脂部材が射出成形されているリードフレームに好適に用いることができる。このように、高い形状の精度が要求されるリードフレームの製造においても、当該製造方法によれば、十分に精度よく、架橋されたフッ素樹脂を含むインサート成形体を製造することができる。

【0056】

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態におけるインサート成形体の製造方法は、フッ素樹脂以外の成分を主成分とする第２部材として、織布又は不織布を用いる。具体的には、図３に示すように、まず、フッ素樹脂を主成分とする第１部材２１の一部又は全部を、織布又は不織布である第２部材２２の一部に含浸させる。第１部材２１の含浸は、例えばシート状の第１部材２１と第２部材２２とを重ね合わせて載置し、加熱することにより第１部材２１を溶融させることによって行うことができる。また、織布又は不織布である第２部材２２に、フッ素樹脂を主成分とする第１部材を溶剤に分散又は溶解させた塗料を塗布し、乾燥させることによっても、第１部材２１を含浸させることができる。

【0057】

第２部材２２は、織布又は不織布である。すなわち、第２部材２２は、繊維から構成されている。第２部材２２の主成分は、上述した第１実施形態におけるシート１２と同様とすることができる。すなわち、金属、その他の無機材料、フッ素樹脂以外の樹脂等を挙げることができ、金属及びフッ素樹脂以外の樹脂が好ましい。

【0058】

第２部材２２は、不織布であることが好ましい。不織布の製造方法としては特に限定されず、公知の不織布の製造方法を用いることができる。具体的には、例えば乾式法、湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法等で製造されたフリースを、スパンレース法、サーマルボンド法、ニードルパンチ法、ケミカルボンド法、ステッチボンド法、ニードルパンチ法、エアスルー法、ポイントボンド法等で結合させる方法、又はメルトブローで接着性を有する繊維体を高速噴出することでウエブを形成する方法を挙げることができる。

【0059】

なお、図３において、第１部材２１及び第２部材２２の外形は、板状として図示しているが、これらの形状は板状に限定されるものではない。

【0060】

図３に示すように、工程Ａとして、第１部材２１が第２部材２２の一部に含浸した状態かつ第１部材２１のフッ素樹脂が溶融した状態で、第１部材２１に対して電離放射線の照射を行う。電離放射線の照射方法は、上述した第１実施形態と同様とすることができる。また、第１部材２１の含浸を第１部材２１の加熱溶融によって行う場合は、加熱状態を保ったまま、第１部材２１の含浸と電離放射線の照射とを連続的に行うことができる。

【0061】

この電離放射線の照射によって、第１部材２１と第２部材２２とが接合されたインサート部材２３を得ることができる。図３に示すように、得られたインサート部材２３においては、織布又は不織布である第２部材２２の一部が露出している。また、この露出部分は、織布又は不織布であるため、表面が凹凸形状を有する。すなわち、インサート部材２３は、第２部材２２が露出した部分を含む凹凸形状を有する表面領域２３ｘを有する。

【0062】

次いで、工程Ｂとして、得られたインサート部材２３の表面領域２３ｘ上に樹脂部材２４を成形する。具体的には、図４に示すように、金型２５にインサート部材２３を配置する。このとき、第２部材２２の一部が露出した面、すなわち表面領域２３ｘ上に樹脂部材２４が積層されるように配置する。具体的な樹脂部材２４の成形方法、すなわち溶融樹脂の射出方法は、上述した第１実施形態と同様とすることができる。

【0063】

なお、密着性の観点から、第２部材２２の主成分が樹脂であることが好ましい場合があり、この場合、第２部材２２の主成分である樹脂と樹脂部材２４とが同種の樹脂であることがより好ましい。例えば、第２部材２２及び樹脂部材２４の主成分がともにＬＣＰであることが好ましい。このような場合、樹脂部材２４の射出成形の際に、第２部材２２の少なくとも一部が溶融し、第２部材２２と樹脂部材２４とが一体化するため、密着性がより高まる。

【0064】

この工程Ｂを経ることによって、射出された溶融樹脂が固化した樹脂部材２４とインサート部材２３とが複合化したインサート成形体を得ることができる。

【0065】

（利点）
当該第２実施形態における製造方法においては、第２部材２２としての織布又は不織布が、インサート部材２３の表面領域２３ｘにおいて凹凸形状を形成するため、インサート部材２３と樹脂部材２４との密着性により優れたインサート成形体を得ることができる。また、上述のように、第２部材２２の主成分に樹脂を用いることにより、密着性をより高めることもできる。

【0066】

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態におけるインサート成形体の製造方法は、図５に示すように、インサート部材を得る工程（工程Ａ）として、まず、フッ素樹脂を主成分とする第１部材３１の表面の一部に１又は複数の第２部材３２を配置する。

【0067】

図５における複数の第２部材３２は、それぞれ略Ｕ字形状の断面形状を有し、横向きに開口した状態で配置されている。このように、第２部材３２は、第１部材３１の表面から法線方向に向かって断面積又は径が拡大する部分を有する構造であることが好ましい。例えば図５の第２部材３２は、第１部材３１の表面に対する法線方向に沿って、中間部分の断面積又は径が最も小さくなっており、第１部材３１と接する部分及び第１部材３１から最も遠い部分の断面積又は径が大きい構造を有している。また、第２部材３２は、直柱以外の構造であることも好ましい。なお、直柱とは、底面と側面とが直交している柱状体をいう。すなわち、第２部材３２は、逆テーパ状や、斜柱状といった形状であることも好ましい。第２部材３２がこのような構造である場合、後述するインサート成形で成形される樹脂部材３４が第２部材３２に係合される構造となるため、樹脂部材３４の密着性を高めることができる。

【0068】

なお、図５において、第１部材３１は、板状として図示しているが、第１部材３１の形状は特に限定されるものではない。また、第２部材３２の形状も図５の形状に限定されるものではない。第１部材３１及び第２部材３２を構成する成分は、第１実施形態における第１部材１１及び第２部材であるシート１２と同様とすることができる。

【0069】

図５に示すように、第１部材３１の表面の一部に第２部材３２を配置した状態で、電離放射線の照射を行う。この電離放射線の照射方法は、電離放射線の照射方法は、上述した第１実施形態と同様とすることができる。なお、電離放射線の照射は、第１部材３１のフッ素樹脂が溶融した状態で行うが、このとき、第２部材３２の一部が第１部材３１に浸漬してもよい。

【0070】

この電離放射線の照射によって、第１部材３１と第２部材３２とが接合されたインサート部材３３を得ることができる。図５に示すように、得られたインサート部材３３の上面においては、第１部材３１の上面と第２部材３２とで凹凸形状が形成されている。すなわち、インサート部材３３は、第２部材３２が露出した部分を含む凹凸形状を有する表面領域３３ｘを有する。

【0071】

次いで、工程Ｂとして、得られたインサート部材３３の表面領域３３ｘ上に樹脂部材３４を成形する。具体的には、図６に示すように、金型３５にインサート部材３３を配置する。このとき、第２部材３２を配置した側の面、すなわち凹凸形状を有する表面領域３３ｘ上に樹脂部材３４が積層されるように配置する。具体的な樹脂部材３４の成形方法、すなわち溶融樹脂の射出方法は、上述した第１実施形態と同様とすることができる。

【0072】

この工程Ｂを経ることによって、射出された溶融樹脂が固化した樹脂部材３４とインサート部材３３とが複合化したインサート成形体を得ることができる。

【0073】

（利点）
当該第３実施形態における製造方法においては、第２部材３２が樹脂部材３４と係合する構造を有している。このように第２部材３２の構造によって、インサート成形される樹脂との密着性をより高めることができる。

【0074】

＜その他の実施形態＞
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【0075】

例えば、第３実施形態として、図５、６においては、２つの第２部材を第１部材の表面に配置したが、第２部材は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。また、第２部材の形状は、図５、６に示したＵ字形状に限定されず、柱状等であってもよい。

【0076】

さらに他の実施形態として、図７に示すように、第１部材４１の表面に散点的に第２部材４２を配置した構造のインサート部材４３を用いることができる。このとき、第２部材４２としては、金属やフッ素樹脂以外の樹脂を主成分とした粒子を用いることなどができる。また、図８に示すように、第１部材５１の表面に複数の線状の第２部材５２を配置した構造のインサート部材５３を用いることができる。この第２部材としては、金属ワイヤーなどを用いることができる。図７、図８で示すインサート部材４３、５３の表面領域においては、第１部材４１、５１と第２部材４２、５２とで凹凸形状が形成されている。この表面領域にインサート成形により溶融樹脂を積層することで、形状精度高く、かつ密着性高く樹脂部材を積層することができる。また、第２部材がシート以外の形状である場合においても、第２部材における樹脂部材と接触する面が粗面化処理されていることが好ましい。さらに、上記各実施形態を組み合わせたものなども、本発明の範囲内である。

【実施例】

【0077】

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0078】

＜実施例１＞
銅合金板（三菱伸銅社の「ＴＡＭＡＣ１９４」）を用い、両端部分に直径１．５ｍｍのガイドピンを１５ｍｍピッチで有する第２部材としてのインサートリードを製造した。得られたインサートリードは、厚さ０．２５ｍｍ、幅３０ｍｍ、算術平均粗さ（Ｒａ）０．０８μｍであった。このインサートリードの一方の面に、粗面化処理として、レーザーにより微細な凹凸形状を設けた。粗面化処理した面の算術平均粗さ（Ｒａ）は３μｍであった。インサートリードにおける粗面化処理を施さなかった面に、第１部材としてＰＦＡを粉体塗装した。塗装したＰＦＡに対して、酸素濃度１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気下、３２０℃で電子線照射を２００ｋＧｙで行い、ＰＦＡを架橋させた。電子線照射後の第１部材（架橋ＰＦＡ）と第２部材（インサートリード）との剥離強度は、３６Ｎ／ｃｍであった。このようにして得られたインサート部材であるＰＦＡ塗装リードフレームを射出成形機にセットした。このＰＦＡ塗装リードフレームにおける上記粗面化処理した面を覆うようにＬＣＰ（ポリプラスチックス社の「ラベロスＥ４７３ｉ」：融点３３０℃）を射出成形し、インサート成形体を得た。なお、射出成形の際のシリンダー温度は３４０℃、金型温度は１２０℃とした。

【0079】

得られたインサート成形体における架橋ＰＦＡ表面には、シワ等の外観異常は見られず、ＬＣＰと架橋ＰＦＡとがインサートリードを介して強固に一体化されていた。このインサート成形体における架橋ＰＦＡの摺動性をＪＩＳ−Ｋ−７２１８に準拠してリングオンディスク式摩耗試験（Ａ＆Ｄ社の「ＥＦＭ−ＩＩＩ １０１０」）で評価した。測定条件は、リング状相手材材質Ｓ４５Ｃ、リング外径１１．６ｍｍ、内径７．４ｍｍ、ドライ、圧力１０ＭＰａ、速度５０ｍ／ｍｉｎ、稼働時間１０分とした。摩耗量は０．２ｍｇ以下であった。架橋していないＰＦＡを同様にして評価した結果、１分以内に１．６ｍｇ以上摩耗して評価を中止した。

【0080】

このように、上記実施例１においては、架橋されたフッ素樹脂を含むインサート成形体を得ることができた。このインサート成形体は、外観異常が見られず、形状の精度に優れており、部材間の良好な密着性も確認できた。また、優れた耐摩耗性を有することも確認できた。

【産業上の利用可能性】

【0081】

以上のように、本発明のインサート成形体の製造方法は、ＯＡ機器、家電、自動車、その他の輸送機器、精密機器、デジタルカメラ、産業機械等の各種電子部品、その他の部品等、インサート成形で製造される部品の製造方法に好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0082】

１１、２１、３１、４１、５１ 第１部材
１２ シート（第２部材）
１２ａ 一方の面
１２ｂ 他方の面（表面領域）
１３、２３、３３、４３、５３ インサート部材
１４、２４、３４ 樹脂部材
１５、２５、３５ 金型
２２、３２、４２、５２ 第２部材
２３ｘ、３３ｘ 表面領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】