JP2010240906A - 複合成形品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な構造の金型を用いることなく、簡単な構造の金型を用いて射出成形することにより、樹脂層に割れの生ずることの少ない、金属と熱可塑性樹脂との複合成形品を製造する方法を提供する。
【解決手段】複合成形品の製造方法は、（Ａ）少なくとも一部が長孔形状とされた複数の貫通孔を有する板状部２と側壁３とから成る略箱状の金属製の基材を、射出成形用金型のキャビティ内に装着した後、（Ｂ）結晶性熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出して、複数の貫通孔同士に跨り、且つ、貫通孔を介して板状部の両側に連続する結晶性熱可塑性樹脂層を形成し、次いで、（Ｃ）金型から複合成形品を取り出した後、結晶性熱可塑性樹脂を結晶化処理することにより、結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度を金型取り出し後の結晶化度より１％以上高くし、以て、長孔形状とされた貫通孔中の結晶性熱可塑性樹脂を長孔の長軸方向に収縮させ、長軸末端部に空隙を形成させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電磁波シールド材及び磁気シールド材に好適な複合成形品及びその製造方法に関する。

例えば、自動車に搭載され、あるいは、組み込まれる部品や部材は、寒冷地域では、エンジンの始動前には、例えば−４０゜Ｃ程度の低温になっている一方、エンジンの始動後は、急速に暖められる。従って、斯かる部品や部材は、過酷な熱衝撃を受け、大きな熱膨張に晒される。他方、酷暑地域では、寒冷地域とは逆に、高い温度にある部品や部材は、エンジンの始動後、エアーコンデショナーにより急速に冷却される。即ち、斯かる部品や部材は、やはり、過酷な熱衝撃を受け、大きな熱膨張に晒される。

ところで、斯かる部品や部材が、金属製の基材、及び、基材上に形成された樹脂層から構成され、インサート成形法やアウトサート成形法に基づき製造されている場合、基材と樹脂層の線膨張係数の違いから、樹脂層は、著しい応力集中を受ける。その結果、成形直後、最悪の場合は、使用中の温度変化で樹脂層に割れが発生したり、樹脂層が基材から剥がれるといった不具合が生じる。最近では、斯かる部品の構造が複雑なこと、樹脂の肉厚変化部分が多いこと、使用される場所がエンジン付近等の温度変化が大きいこと、部品の小型化・軽量化による樹脂部分の薄肉化のために、樹脂の割れ等が発生しやすい。従って、このような長期間の温度変化に耐え得る部品、即ち、耐ヒートショック性に優れた部品が強く求められるようになってきている。

反り等の変形が生じ難い電子機器が、例えば、特開２００１−００７５７４から周知である。この電子機器は、１つ以上の成形部品が取り付けられた組立部品を備えた電子機器である。そして、組立部品には貫通穴が少なくとも１つ形成され、少なくとも１つの成形部品は、成形部品の本体と、組立部品の貫通穴にスライド可能にはめられた複数の係合部とが一体成形され、複数の係合部のうちの少なくとも１つの頭部には部品取付用穴が形成されている。

特開２００１−００７５７４

しかしながら、このような構造を有する電子機器を製造する場合、基材の貫通孔に間隙を形成した状態で係合部となる突起を成形するため、金型の形状が複雑であったり、また、通常の成形条件では所望の成形品が得られない場合があり、効率的とはいい難い。また、得られる成形品は、成形部品がその係合部において組立部品にひっかかっているだけであるため、使用中の温度変化により樹脂層が割れたり、樹脂層が基材から剥がれるといった不具合が発生する場合がある。

従って、本発明の目的は、複雑な構造の金型を用いることなく、簡単な構造の金型を用いて射出成形することにより、樹脂層に割れの生ずることの少ない、金属と熱可塑性樹脂との複合成形品を製造する方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の複合成形品の製造方法は以下の通りである。
（第１の特徴）
（Ａ）少なくとも一部が長孔形状とされた複数の貫通孔を有する板状部と、板状部の縁部に設けられた側壁とから成る略箱状の金属製の基材を、射出成形用金型のキャビティ内に装着した後、
（Ｂ）結晶性熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出して、複数の貫通孔同士に跨り、且つ、貫通孔を介して板状部の両側に連続する結晶性熱可塑性樹脂層を形成することにより、基材と結晶性熱可塑性樹脂層との複合成形品を製造し、次いで、
（Ｃ）金型から複合成形品を取り出した後、結晶性熱可塑性樹脂を結晶化処理することにより、結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度を金型取り出し後の結晶化度より１％以上高くし、以て、長孔形状とされた貫通孔中の結晶性熱可塑性樹脂を長孔の長軸方向に収縮させ、長軸末端部に空隙を形成させることを特徴とする複合成形品の製造方法。
（第２の特徴）
長孔形状を有する貫通孔は、複合成形品とした場合の溶融樹脂射出部跡と当該貫通孔とを結ぶ線に、その長軸が、ほぼ沿うように設けられることを特徴とする上記に記載の複合成形品の製造方法。
（第３の特徴）
長孔形状を有する貫通孔は、その長軸の長さ（Ｌ_L）と短軸の長さ（Ｌ_S）の比（Ｌ_L／Ｌ_S）が２以上とされていることを特徴とする上記に記載の複合成形品の製造方法。
（第４の特徴）
結晶化処理を、空気雰囲気中、温度６０゜Ｃ乃至１２０゜Ｃ、時間０．５時間乃至２時間の条件にて行うことを特徴とする上記に記載の複合成形品の製造方法。
（第５の特徴）
基材を構成する材料の線膨張係数をα_M、結晶性熱可塑性樹脂の線膨張係数をα_Rとしたとき、
１×１０^-5／゜Ｃ≦α_R−α_M≦１５×１０^-5／゜Ｃ
を満足することを特徴とする上記に記載の複合成形品の製造方法。
（第６の特徴）
結晶性熱可塑性樹脂はポリアセタール樹脂であることを特徴とする上記に記載の複合成形品の製造方法。

また、本発明の複合成形品の特徴点を以下に示す。
（第７の特徴）
（ａ）少なくとも一部が長孔形状とされた複数の貫通孔を有する板状部と、板状部の縁部に設けられた側壁とから成る略箱状の金属製の基材、
（ｂ）基材の複数の貫通孔同士に跨り、且つ、貫通孔を介して板状部の両側に連続する結晶性熱可塑性樹脂層から成る複合成形品であって、
結晶性熱可塑性樹脂を結晶化処理することにより、長孔形状とされた貫通孔の長軸末端部に空隙を形成させたことを特徴とする複合成形品。
（第８の特徴）
複合成形品が電磁波シールド材又は磁気シールド材であることを特徴とする上記に記載の複合成形品。

以下に本発明を、図面を用いて更に詳細に説明する。図１の（Ａ）は、金属製基材１の斜視図である。図１の（Ｂ）は、金属製基材１を上方から見た図である。図１の（Ｃ）は、実施例１の金属製基材に設けられた貫通孔の模式的な平面図である。図２の（Ａ）は、複合成形品６の斜視図である。図２の（Ｂ）は、図１の（Ｂ）におけるＡ−Ａ端面図である。図２の（Ｃ）は、図１の（Ｂ）におけるＢ−Ｂ端面図である。

本発明において、少なくとも一部が長孔形状とされた複数の貫通孔を有する板状部と、板状部の縁部に設けられた側壁とから成る略箱状の金属製の基材は、例えば、アルミニウム、マグネシウム、鋼、鉄、鉛、錫、亜鉛、銅、ニッケル、コバルト、クロム、チタン、ジルコニウム、金、銀といった金属だけでなく、それらの合金（例えば、ステンレス鋼や真鍮）等から成り、図１に示すような板状部２と板状部２の縁部に設けられた側壁３とから成るような、内部に電子部品等を収容し、電磁波、磁気等を遮断する用途に用い得る略箱状のものである。

ここで、箱状とは、一枚の板状部２から成る形状ではないことをいい、板状部２の縁部の一部に側壁３を有し、基材１自体がある程度の剛性を示す形状であることを意味し、樹脂との複合体を形成して簡単に樹脂の収縮に伴って変形するものでないことの意である。従って、板状部２の形状は、矩形、円形、円形と矩形を繋いだ形、半球状等任意である。また、板状部２は平坦であることが好ましいが、基材１自体がある程度剛性を示すことができれば、湾曲していてもよい。側壁３は、板状部２の縁部の一部に設けられていればよい。即ち、側壁３は、板状部２の縁部の全てに設けられていなくてもよい。

本発明の複合成形品を電磁波シールド材として用いる場合、基材１を構成する金属として、亜鉛、鉛、銀、銅、金、アルミニウム、ニッケル、鉄、マグネシウム、チタンといった金属だけでなく、それらの合金（例えば、ステンレス鋼）等を用いることが好ましい。一方、本発明の複合成形品を磁気シールド材として用いる場合、基材１を構成する金属として、鉄、ニッケル、コバルト、亜鉛といった金属だけでなく、それらの合金（例えば、ステンレス鋼）等を用いることが好ましい。このような基材１は、金属（含合金）をダイカスト成形して製造したり、金属板をプレス成形して作られるのが一般的である。

また、基材１を構成する金属としては、金属の線膨張係数をα_M、結晶性熱可塑性樹脂の線膨張係数をα_Rとしたとき、
１×１０^-5／゜Ｃ≦α_R−α_M≦１５×１０^-5／゜Ｃ、
望ましくは、
３×１０^-5／゜Ｃ≦α_R−α_M≦１２×１０^-5／゜Ｃ
を満足するものが好ましい。尚、本発明において、基材１を構成する材料の線膨張係数α_MはＪＩＳ Ｚ２２８５に、結晶性熱可塑性樹脂の線膨張係数α_RはＩＳＯ１１３５９−２にそれぞれ準拠し、温度２３゜Ｃ〜８０゜Ｃの範囲で測定された値である。ここで、結晶性熱可塑性樹脂の線膨張係数α_Rは、樹脂の流れ方向（ＭＤ）の線膨張係数とする。

基材１の板状部２に複数形成される貫通孔４，４’，４”，５，５’は、この、基材１の成形時に形成されるのが一般的であるが、後加工により形成することも可能である。本発明においては、基材１に形成される貫通孔のうちの一部は長孔形状とされる必要がある。貫通孔は、通常、板状部２に複数形成されるが、更に、側壁３に設けられていてもよい。

このようにして得られた金属製基材１は射出成形用金型のキャビティ内に装着される。次いで、結晶性熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出して、複数の貫通孔４，４’，４”，５，５’同士に跨り、且つ、貫通孔を介して板状部２の両側に連続する結晶性熱可塑性樹脂層（第１の樹脂層７と第２の樹脂層８）を形成することにより、基材１と結晶性熱可塑性樹脂との複合成形品６を製造する。この場合の複合成形品６においては、板状部２の一面（通常は外面）のほぼ全面に第１の樹脂層７が形成され、貫通孔４，４’，４”，５，５’を介してその反対側に第２の樹脂層８が形成されることを想定している。即ち、第１の樹脂層７は複数の貫通孔４，４”，４”と貫通孔４，４”，４”から離れた位置に形成された貫通孔５，５’に跨って連結して存在し、第２の樹脂層８は貫通孔４，４’，４”，５，５’から基材１の内側に突出して存在していることになる。そして、第１の樹脂層７と第２の樹脂層８とを連結する樹脂連結部９とは、貫通孔４，４’，４”，５，５’内に位置する樹脂部分をいう。即ち、結晶性熱可塑性樹脂層は、複数の貫通孔同士に跨り形成されているが、複数の貫通孔同士に跨る結晶性熱可塑性樹脂層の部分は、基材の一方の面にのみ形成されていてもよいし、基材の両面に形成されていてもよい。

このような複合成形品６を単純に成形した場合（貫通孔の形状が、本発明の長孔形状ではない場合）、基材１の金属と結晶性熱可塑性樹脂の線膨張係数が大きく異なるため、基材１と結晶性熱可塑性樹脂の成形収縮の差が生じ、貫通孔付近、又は、貫通孔と貫通孔との間（例えば、貫通孔４と貫通孔５との間）に収縮応力が集中し、貫通孔付近や貫通孔同士の間で第１の樹脂層７に亀裂が入ったり、裂断したり、場合によっては基材１に変形が生じるという問題がある。

本発明はこのような問題を解決するために、当該貫通孔の一部（複合成形品６の末端近傍に位置する貫通孔）を長孔形状とすると共に、成形後金型から取り出した複合成形品６に特殊な処理を施すことによって、金属製の基材１と結晶性熱可塑性樹脂とを一体成形した際に生じる変形や、金属と結晶性熱可塑性樹脂との線膨張係数の違いにより発生する樹脂割れ等を防止するものである。

本発明において、長孔形状とは、長軸の長さをＬ_L、短軸の長さＬ_Sとしたとき、Ｌ_L＞Ｌ_Sの関係を満足する細長い形状を意味するものである。図１の（Ｃ）の貫通孔の模式的な平面図を示すように、長孔形状における長軸とは、貫通孔の縁部の任意の２点を結んだ線分の内、最も長い線分が得られる２点Ｐ₁₁，Ｐ₁₂を結ぶ直線を指す。一方、長孔形状における短軸とは、長軸と直交する直線が貫通孔の縁部と交わる２点を結ぶ線分の内、最も長い線分が得られる２点Ｐ₂₁，Ｐ₂₂を結ぶ直線を指す。長孔形状を有する貫通孔は、長軸の長さと短軸の長さの比（Ｌ_L／Ｌ_S）の値は、２以上、好ましくは３．５以上であることが望ましい。尚、Ｌ_L／Ｌ_Sの値の上限値として、限定するものではないが、例えば、１０を挙げることができる。

長孔形状としては、２本の線分と２つの半円の組合せ、２本の線分と２つの任意の曲線の組合せ、重心に対して対称の位置に略平行である部分と２つの半円の組み合わせ（長円形）、三角形、丸みを帯びた三角形、四角形、丸みを帯びた四角形、五角形以上の多角形、丸みを帯びた五角形以上の多角形、楕円、双曲線や放物線の組合せ、任意の曲線を挙げることができる。これらの中でも、２本の線分と２つの半円の組合わせ、長円形、楕円、丸みを帯びた四角形が好ましい。長孔形状ではない貫通孔が存在する場合、斯かる貫通孔の形状は任意である。

以下、長孔形状を有する貫通孔４，４’，４”，５，５’のうち、貫通孔４を例に挙げて説明する。長孔形状を有する貫通孔４は、複合成形品６とした場合の溶融樹脂射出部跡１０と当該貫通孔４とを結ぶ線に、その長軸がほぼ沿うように設けられる。これは、厳密ではないが、結晶性熱可塑性樹脂層に残された溶融樹脂射出部跡１０の中心と長孔形状を有する貫通孔４の中心とを結ぶ直線（図１の（Ｂ）あるいは図３の（Ａ）における一点鎖線参照）と、長孔形状を有する貫通孔４の長軸との成す角度をθ₁としたとき、
｜θ₁｜≦３０度
好ましくは、
｜θ₁｜≦２５度
を満足すると定義できる。尚、溶融樹脂射出部が、樹脂射出口が複数である多点のゲート構造から構成されている場合、長孔形状を有する各貫通孔に最も近接した樹脂射出口の跡を、各貫通孔に対する溶融樹脂射出部跡１０とすればよい。

また、一方、これも厳密ではないが、第１の樹脂層７と第２の樹脂層８の内、面積が大きい方の樹脂層（図２の（Ｂ）及び（Ｃ）においては第１の樹脂層７が該当する）の主たる熱収縮方向と、長孔形状を有する貫通孔の長軸との成す角度をθ₂としたとき、
｜θ₂｜≦３０度
好ましくは、
｜θ₂｜≦２５度
を満足すると定義することもできる。

第１の樹脂層７及び第２の樹脂層８は、長孔形状を有する貫通孔４及びその他の貫通孔を上下から挟む形で覆っており、成形後の状態では、第１の樹脂層７及び第２の樹脂層８は、貫通孔を隙間無く完全に密閉した状態で覆っている。本発明においては、このような複合成形品を得た後、金型から複合成形品６を取り出し、結晶性熱可塑性樹脂を結晶化処理することにより、結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度を金型取り出し後の結晶化度より１％以上、望ましくは３％以上高める結晶化処理を行い、以て、長孔形状を有する貫通孔中の結晶性熱可塑性樹脂を長孔の長軸方向に収縮させ、長軸末端部に空隙１２を形成させる。尚、短軸方向にも空隙は形成され得る。キャビティ内への結晶性熱可塑性樹脂の射出が完了し、型開きした後であって、上記の結晶化処理を実行する前には、長孔形状を有する貫通孔４と樹脂連結部９との間には、実質的に、空隙は存在しない。

結晶化処理方法は、結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度を、金型から取り出した後の結晶化度より１％以上高くすることができれば、特に限定されるものではないが、好ましくは、空気雰囲気中、結晶性熱可塑性樹脂の融点以下の温度で、時間０．５時間乃至２時間の条件にて行うことが望ましい。より好ましい温度範囲は、温度６０゜Ｃ乃至１２０゜Ｃである。また、結晶化処理後の結晶化度は、金型から取り出した後の結晶化度より２％以上高いことが好ましい。

結晶化処理を施した複合成形品６は、長孔形状を有する貫通孔４中の長軸末端に空隙１２が形成される。長孔形状を有する貫通孔４の長軸末端部に形成された長軸に沿った空隙１２の長さは、複合成形品の大きさ・形状、貫通孔の大きさ・形状、用いる結晶性熱可塑性樹脂の収縮率等にもよるが、例えば、貫通孔の長軸の長さＬ_Lの０．０１％以上、好ましくは０．０５％以上、より好ましくは０．１％以上である。尚、空隙１２の長さの上限値として、限定するものではないが、例えば、貫通孔の長軸の長さＬ_Lの３％を挙げることができる。

更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の複合成形品は、温度１３０゜Ｃに１時間保持した後、５秒間にて温度−４０゜Ｃとし、−４０゜Ｃに１時間保持した後、５秒間にて温度１３０゜Ｃとする熱サイクル試験を１００回実行したとき、結晶性熱可塑性樹脂層に損傷が生じないことが望ましい。

更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明において、第２の樹脂層８には、複合成形品の内部に収納すべき物品を取り付けるための取付部１１が設けられている構成とすることが望ましい。ここで、取付部として、ボス、リブ等を挙げることができる。また、物品として、各種プリント配線板、コネクター、配線、各種巻線、磁気コイル等を挙げることができる。

更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明において、結晶性熱可塑性樹脂として、具体的には、ポリアセタール（ポリオキシメチレン）樹脂；ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂；ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６等のポリアミド系樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンエチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂等のポリエステル系樹脂；ポリフェニレンサルファイド樹脂を挙げることができるが、中でも、ポリアセタール樹脂を用いることが好ましい。ここで、熱可塑性樹脂が結晶性熱可塑性樹脂であるか否かは、一般に示差走査熱量測定（ＤＳＣ）法により判断される。結晶性とは、明確な融点（急激な吸熱を示す温度）や測定可能な融解熱を有する場合を意味し、本発明においては、通常用いられる示差走査熱量測定装置を用いて測定した融解熱が、１ｃａｌ／ｇ以上のものである。融解熱は、具体的には、例えば、ＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＥＲ社製ＤＳＣ−ＩＩを用いて、試料を予想される融点以上の温度に１０゜Ｃ／分の速度で昇温し、次に、この試料を３０゜Ｃまで１０゜Ｃ／分の速度で降温し、そのまま２分間保持後、再び１０゜Ｃ／分の速度で昇温することにより測定することができる。このようにして測定した場合、融解熱が１ｃａｌ／ｇ以上の融解ピークが２回目の昇温時に確認される樹脂が結晶性熱可塑性樹脂であり、一方、１ｃａｌ／ｇ以上の明確な融点が２回目の昇温時に確認されない樹脂が非晶性熱可塑性樹脂である。

溶融樹脂射出部として、樹脂射出口が１つである１点型のサイドゲート構造、樹脂射出口が複数である多点型のサイドゲート構造、フィルムゲート構造（フラッシュゲート構造と呼ばれることもある）、ダイレクトゲート構造、ピンゲート構造、サブマリンゲート構造、ダイヤフラムゲート構造、トンネルゲート構造を例示することができる。

本発明の複合成形品の製造方法において、キャビティ内への結晶性熱可塑性樹脂の射出が完了し、型開きした後、金型から複合成形品を取り出した後における結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度ＤＯＣ₁は、以下の方法に基づき測定することができる。

金型から複合成形品６を取り出し、室温に１２時間放置後、基材１の板状部２又は側壁３の外面に形成された第１の樹脂層７から約１０ｍｇの試料を切り出し、得られた試料をＤＳＣで３０゜Ｃから樹脂の融点以上（通常は、予想される樹脂の融点＋４０゜Ｃ程度）まで１０゜Ｃ／分の速度で昇温し、昇温時の発熱ピークと吸熱ピークの熱量を求め、以下の式により、結晶化度を算出する。

結晶化度ＤＯＣ₁（％）＝［吸熱ピークの熱量（Ｊ／ｇ）−発熱ピークの熱量（Ｊ／ｇ）］／［結晶性熱可塑性樹脂の理論融解熱量（Ｊ／ｇ）］×１００

尚、本発明における各樹脂の理論融解熱量の測定法は次の通りである。
例えば、結晶性熱可塑性樹脂がポリアセタール樹脂の場合、様々な結晶化度を有するポリアセタール樹脂の融点における吸熱ピーク熱量を、それぞれＤＳＣにより測定し、得られた吸熱ピーク熱量と結晶化度を２軸にプロットして検量線を作成し、検量線の結晶化度１００％外挿点における熱量を理論融解熱量とした。尚、ＤＳＣ測定に使用するポリアセタール樹脂の結晶化度の測定には、例えば、２５゜Ｃにおいて四塩化炭素／トルエン混合溶媒で作成した密度勾配管法（ＪＩＳ Ｋ７１１２）が利用できる。上記は、結晶性熱可塑性樹脂がポリアセタール樹脂の場合の例であるが、他の結晶性熱可塑性樹脂の場合も、同様の方法で理論融解熱量を求めることができる。

また、結晶化処理が完了した後における結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度ＤＯＣ₂も、結晶化処理完了後の複合成形品を室温に１２時間放置後、第１の樹脂層７から約１０ｍｇの試料を切り出し、上記結晶化度ＤＯＣ₁の測定と同様の方法で求めることができる。

本発明の複合成形品、電磁波シールド材あるいは磁気シールド材は、
（ａ）少なくとも一部が長孔形状とされた複数の貫通孔を有する板状部と、板状部の縁部に設けられた側壁とから成る略箱状の金属製の基材、
（ｂ）基材の複数の貫通孔同士に跨り、且つ、貫通孔を介して板状部の両側に連続する結晶性熱可塑性樹脂層から成る複合成形品であって、
結晶性熱可塑性樹脂を結晶化処理することにより、長孔形状とされた貫通孔の長軸末端部に空隙を形成させたことを特徴とする複合成形品であり、若しくは、斯かる複合成形品から成る電磁波シールド材あるいは磁気シールド材である。

また、本発明の複合成形品の具体的な形状として、立方体、直方体を含む任意の箱状の形状等を挙げることができる。また、第１の樹脂層７及び第２の樹脂層８の厚みは、通常０．５〜４ｍｍ、好ましくは０．８〜３ｍｍである。

本発明の複合成形品、電磁波シールド材あるいは磁気シールド材として、具体的には、エンジン部品、制御コントロールユニット等の自動車部品、電気・電子部品、家電製品、建材等を挙げることができる。

本発明にあっては、第１の樹脂層７と第２の樹脂層８とは、少なくとも２つの長孔形状を有する樹脂連結部９によって連結されている。従って、基材１と結晶性熱可塑性樹脂層が剥離するといった不具合が発生しないといった優れた効果を奏する。しかも、長孔形状を有する貫通孔（４，４’，４”，５，５’）の長軸末端部と樹脂連結部９との間には空隙１２が形成されており、第１の樹脂層７及び第２の樹脂層８は、長孔形状を有する貫通孔を覆っている。それ故、温度変化に対する樹脂割れや変形の発生が少なく、機械的物性と耐ヒートショック性に優れるといった優れた効果を奏する。

図１の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、実施例１の金属製基材の斜視図、実施例１の金属製基材を上方から見た図、及び、貫通孔の模式的な平面図である。 図２の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、複合成形品の斜視図、図１の（Ｂ）におけるＡ−Ａ端面図、及び、図１の（Ｂ）におけるＢ−Ｂ端面図である。 図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例２の金属製基材を上方から見た図、及び、比較例１の金属製基材を上方から見た図である。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、それに先立ち、評価方法を説明する。

（１）結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度の測定
基材の平面部に形成された第１の樹脂層から１０ｍｇの試料を切り出し、得られた試料を、ＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＥＲ社製ＤＳＣ−ＩＩを用いて、３０゜Ｃ〜２１０゜Ｃまで１０゜Ｃ／分の速度で昇温したところ、１６４゜Ｃ付近に吸熱ピークのみ観測された。この吸熱ピークの熱量と理論融解熱量から、成形後金型から取り出された後の複合成形品と、結晶化処理を行った後の複合成形品それぞれについて、結晶化度（ＤＯＣ₁、ＤＯＣ₂）を求めた。

（２）耐ヒートショック性試験
上記の方法で得られた結晶化処理後の実施例１〜実施例３及び比較例１の複合成形品について、耐ヒートショック性試験機（エスペック社製、型式：ＴＳＡ−１００Ｓ）によって試験を行った。耐ヒートショック性試験の条件は、温度１３０゜Ｃに１時間保持した後、５秒間で−４０゜Ｃとし１時間保持し、更に、５秒間で温度１３０゜Ｃとする高温放置と低温放置との各１回ずつを１サイクルとし、これを１００サイクル行った。各例につき５個の複合成形品について試験を実施し、試験後の複合成形品について目視観察を行い、割れが発生した複合成形品の個数を求めた。

縦型射出成形機（日精社製、型式：ＴＨ６０−Ｒ５ＶＳＥ）を使用し、図１の（Ａ）に斜視図として示した、大きさが７０ｍｍ×８０ｍｍ×１０ｍｍ、厚み０．５ｍｍで、図１の（Ｂ）及び（Ｃ）に示したような、板状部２に５個の長円形の貫通孔４，４’，４”，５，５’（Ｌ_L＝１６ｍｍ、Ｌ_S＝４ｍｍ）が設けられた直方体形状の亜鉛（線膨張係数：３．３×１０^-5／゜Ｃ）製のダイカストの基材１を、射出成形用金型に設けられたキャビティ内に装着した。樹脂温度２００゜Ｃ、金型温度６０゜Ｃで、キャビティに開口した溶融樹脂射出部を介して、溶融したポリアセタール樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製品「商品名：ユピタール（登録商標）Ｆ２０−０３」、線膨張係数：１１×１０^-5／゜Ｃ）をキャビティ内に射出し、インサート成形法により、図２の（Ａ）に斜視図、図２の（Ｂ）、（Ｃ）に端面図を示した複合成形品６を作製した。第１の樹脂層７の厚みは２ｍｍ、第２の樹脂層８の厚みも２ｍｍであった。得られた複合成形品６を金型から取り出し、室温に１２時間放置後、上記（１）に記載の方法で結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度ＤＯＣ₁の測定を行ったところ、結晶化度ＤＯＣ₁は４０％であった。尚、参照番号１０は、第１の樹脂層７の略中央部に残された溶融樹脂射出部跡である。

続いて、この複合成形品について、空気雰囲気下中、温度１００゜Ｃで１時間の条件で結晶化処理を行った。室温に１２時間放置後、得られた結晶化処理後の複合成形品について、上記（１）記載の方法で結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度ＤＯＣ₂を測定したところ、結晶化度ＤＯＣ₂は４２％であった。また、貫通孔の長軸両末端に形成された空隙の長さは、両末端合わせて０．０３ｍｍであった。得られた結晶化処理後の複合成形品について、上記（２）に記載の方法で耐ヒートショック性試験を行ったところ、割れが発生した複合成形品の個数は、５個中０個であった。

実施例１において、図３の（Ａ）に示すように、長円形の貫通孔を４，４”，４”（Ｌ_L＝１６ｍｍ、Ｌ_S＝４ｍｍ）のみとし、溶融樹脂射出部跡１０を図３の（Ａ）のようにした以外は、実施例１と同様にして、複合成形品６を作製した。第１の樹脂層７の厚みは２ｍｍ、第２の樹脂層８の厚みも２ｍｍであった。この複合成形品を金型から取り出し、室温に１２時間放置後、上記（１）に記載の方法で結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度ＤＯＣ₁の測定を行ったところ、結晶化度ＤＯＣ₁は４０％であった。

続いて、得られた複合成形品について、空気雰囲気下中、温度１００゜Ｃで１時間の条件で結晶化処理を行った。室温に１２時間放置後、得られた結晶化処理後の複合成形品について、上記（１）記載の方法で結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度ＤＯＣ₂を測定したところ、結晶化度ＤＯＣ₂は４２％であった。また、貫通孔の長軸両末端に形成された空隙の長さは、両末端合わせて０．０３ｍｍであった。得られた結晶化処理後の複合成形品について、上記（２）に記載の方法で耐ヒートショック性試験を行ったところ、割れが発生した複合成形品の個数は、５個中０個であった。

実施例１において、長円形の貫通孔の大きさをＬ_L＝８ｍｍ、Ｌ_S＝４ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、複合成形品６を作製した。第１の樹脂層７の厚みは２ｍｍ、第２の樹脂層８の厚みも２ｍｍであった。この複合成形品を金型から取り出し、室温に１２時間放置後、上記（１）に記載の方法で結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度ＤＯＣ₁の測定を行ったところ、結晶化度ＤＯＣ₁は４０％であった。

続いて、得られた複合成形品について、空気雰囲気下中、温度１００゜Ｃで１時間の条件で結晶化処理を行った。室温に１２時間放置後、得られた結晶化処理後の複合成形品について、上記（１）記載の方法で結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度ＤＯＣ₂を測定したところ、結晶化度ＤＯＣ₂は４２％あった。また、貫通孔の長軸両末端に形成された空隙の長さは、両末端合わせて０．０１５ｍｍであった。得られた結晶化処理後の複合成形品について、上記（２）に記載の方法で耐ヒートショック性試験を行ったところ、割れが発生した複合成形品の個数は、５個中０個であった。

複合成形品の結晶化処理条件を、空気雰囲気下中、温度１２０゜Ｃで２時間とした以外は、実施例１と同様にした。金型取り出し後の結晶化度ＤＯＣ₁は４０％であった。また、結晶化処理後の結晶化度ＤＯＣ₂は４４％であった。また、貫通孔の長軸両末端に形成された空隙の長さは、両末端合わせて０．０３５ｍｍであった。得られた結晶化処理後の複合成形品について、上記（２）に記載の方法で耐ヒートショック性試験を行ったところ、割れが発生した複合成形品の個数は、５個中０個であった。
［比較例１］

比較例１においては、貫通孔２４の形状を円（直径４ｍｍ）とした（図３の（Ｂ）参照）以外は、実施例１と同様にして、複合成形品を作製した。第１の樹脂層の厚みは２ｍｍ、第２の樹脂層の厚みも２ｍｍであった。この複合成形品を金型から取り出し、室温で１２時間放置後、上記（１）に記載の方法で結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度ＤＯＣ₁の測定を行ったところ、結晶化度ＤＯＣ₁は４０％であった。

続いて、得られた複合成形品について、空気雰囲気下中、温度１００゜Ｃで１時間の条件で結晶化処理を行った。室温で１２時間放置後、得られた結晶化処理後の複合成形品について、上記（１）記載の方法で結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度ＤＯＣ₂を測定したところ、結晶化度ＤＯＣ₂は４２％であった。得られた結晶化処理後の複合成形品について、上記（２）に記載の方法で耐ヒートショック性試験を行ったところ、貫通孔２４の形状を円としたが故に、割れが発生した複合成形品の個数は、５個中５個であった。

１・・・基材、２・・・板状部、３・・・側壁、４，４’，４”，５，５’・・・貫通孔、６・・・複合成形品、７・・・第１の樹脂層、８・・・第２の樹脂層、９・・・樹脂連結部、１０・・・溶融樹脂射出部跡、１１・・・取付部、１２・・・空隙、２４・・・貫通孔

Claims (8)

1. （Ａ）少なくとも一部が長孔形状とされた複数の貫通孔を有する板状部と、板状部の縁部に設けられた側壁とから成る略箱状の金属製の基材を、射出成形用金型のキャビティ内に装着した後、
   （Ｂ）結晶性熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出して、複数の貫通孔同士に跨り、且つ、貫通孔を介して板状部の両側に連続する結晶性熱可塑性樹脂層を形成することにより、基材と結晶性熱可塑性樹脂層との複合成形品を製造し、次いで、
   （Ｃ）金型から複合成形品を取り出した後、結晶性熱可塑性樹脂を結晶化処理することにより、結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度を金型取り出し後の結晶化度より１％以上高くし、以て、長孔形状を有する貫通孔中の結晶性熱可塑性樹脂を長孔の長軸方向に収縮させ、長軸末端部に空隙を形成させることを特徴とする複合成形品の製造方法。
2. 長孔形状を有する貫通孔は、複合成形品とした場合の溶融樹脂射出部跡と当該貫通孔とを結ぶ線に、その長軸がほぼ沿うように設けられることを特徴とする請求項１に記載の複合成形品の製造方法。
3. 長孔形状を有する貫通孔は、その長軸の長さ（Ｌ_L）と短軸の長さ（Ｌ_S）の比（Ｌ_L／Ｌ_S）が２以上とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の複合成形品の製造方法。
4. 結晶化処理を、空気雰囲気中、温度６０゜Ｃ乃至１２０゜Ｃ、時間０．５時間乃至２時間の条件にて行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の複合成形品の製造方法。
5. 基材を構成する金属の線膨張係数をα_M、結晶性熱可塑性樹脂の線膨張係数をα_Rとしたとき、
   １×１０^-5／゜Ｃ≦α_R−α_M≦１５×１０^-5／゜Ｃ
   を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の複合成形品の製造方法。
6. 結晶性熱可塑性樹脂はポリアセタール樹脂であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の複合成形品の製造方法。
7. （ａ）少なくとも一部が長孔形状とされた複数の貫通孔を有する板状部と、板状部の縁部に設けられた側壁とから成る略箱状の金属製の基材、
   （ｂ）基材の複数の貫通孔同士に跨り、且つ、貫通孔を介して板状部の両側に連続する結晶性熱可塑性樹脂層から成る複合成形品であって、
   結晶性熱可塑性樹脂を結晶化処理することにより、長孔形状とされた貫通孔の長軸末端部に空隙を形成させたことを特徴とする複合成形品。
8. 複合成形品が電磁波シールド材又は磁気シールド材であることを特徴とする請求項７に記載の複合成形品。

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