JP2004122367A - Insert-molded object and its manufacturing method - Google Patents

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JP2004122367A
JP2004122367A JP2002285434A JP2002285434A JP2004122367A JP 2004122367 A JP2004122367 A JP 2004122367A JP 2002285434 A JP2002285434 A JP 2002285434A JP 2002285434 A JP2002285434 A JP 2002285434A JP 2004122367 A JP2004122367 A JP 2004122367A
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Satoshi Kinouchi
木ノ内 智
Hiroyuki Kawahigashi
川東 宏至
Shinobu Yamao
山尾 忍
Toru Iga
伊賀 徹
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Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an insert-molded object of which the initial warpage and cracking are suppressed and the deformation or destruction is reduced even if the insert-molded object is used over a long period of time. <P>SOLUTION: The insert-molded object 1 comprises insert articles 3 and 4 made of a metal or ceramics and a thermoplastic resin foam part 2. The mean cell size of the foamed cells of the thermoplastic resin foam part 2 is not more than 50 μm. This insert-molded object can be suitably used for a use becoming a problem in warpage, heat shock resistance and heat cycle resistance because it is large-sized. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インサート物と熱可塑性樹脂発泡部を有するインサート成形品に関する。
【0002】
【従来の技術】
樹脂と金属から成るインサート成形品は、線膨張係数の小さな金属と、成形収縮率や線膨張係数の大きい樹脂又は樹脂組成物が接触しているため、その界面には大きな熱応力が発生する。そのため、成形直後には樹脂の成形収縮により、樹脂圧肉部分の収縮が大きくなり、成形品全体にソリが発生したり、場合によってはこのとき発生する熱応力に耐え切れなくなった樹脂部が破壊することもある。
【0003】
また、環境温度が変化する場合、インサート物と熱可塑性樹脂の線膨張係数の違いから、上記と同様に界面に大きな熱応力が発生する。このため、成形品は変形を生じ、温度変化が繰り返される場合には繰り返し変形を生じると共に、樹脂部に疲労が蓄積し、ついには樹脂部に破壊が生じることがある。
また、インサート成形品に電子デバイス等の、変形や力に弱いデリケートな製品が装着されている場合には、ソリによってデバイスの性能に影響が出たり、デバイスを破壊することもある。さらに、樹脂部が破壊した場合には、内部に装着されたデバイスを外部の空気や水等から保護することが出来なくなり、製品としての信頼性が保てない。
【0004】
従来は、こうした用途には樹脂特性の改良、例えば、線膨張係数の低減、弾性率の低減、剛性の向上等で対処していたが、車載用電装部品ケース等のように、長期使用、高信頼性が求められる分野や、形状的に樹脂流動長の長い成形品には適用範囲が制限されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、インサート成形体の初期のソリ、ワレを抑制し、長期間使用しても変形や破壊が低減したインサート成形体を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、この課題を解決するために鋭意検討した結果、微細発泡セルを形成する発泡技術をインサート成形に適用し、強度・線膨張係数・剛性を保ったまま、流動性を高め、弾性率、成形収縮率を低減させることにより、インサート成形体の初期のソリ、ワレを抑制し、その結果、長期使用しても変形や破壊を著しく低減できることを見出し、本発明に想到した。
【0007】
本発明によれば、金属又はセラミックス製のインサート物と熱可塑性樹脂発泡部から成るインサート成形体であって、熱可塑性樹脂発泡部の発泡セルの平均セル径が50μm以下であることを特徴とするインサート成形体が提供される。
本発明によれば、インサート物と熱可塑性樹脂発泡部からなるインサート成形体を成形するインサート成形方法であって、固定金型と可動金型のいずれか一方の金型に、インサート物を設置した後、可動金型を固定金型に対して型閉じし、次いで型閉じされたインサート物と金型内面との間に形成されるキャビティに、超臨界状ガスが溶解された発泡性溶融樹脂を射出し発泡させることを特徴とするインサート成形体の製造方法が提供される。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のインサート成形体は、インサート物及び熱可塑性樹脂発泡部を有する。
熱可塑性樹脂発泡部に用いることができる熱可塑性樹脂は、インサート成形体の使用環境や用途に応じて適宜選択できる。例えば、ポリエチレン,ポリプロピレン,エチレン−プロピレン共重合体,エチレン−プロピレン−ジエン共重合体,エチレン−酢酸ビニル共重合体,ポリブテン,塩素化ポリエチレン等のオレフィン系樹脂、ポリスチレン,シンジオタクチックポリスチレン,スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体,スチレン−イソプレン−スチレン系樹脂,ポリメチルアクリレート,エチレン−エチルアクリレート共重合体等のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル等の塩素系樹脂,ポリフッ化エチレン等のフッ素系樹脂、6−ナイロン,6,6−ナイロン,12−ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート,ポリブチレンテレフタレ−ト等のポリエステル樹脂、ABS樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルニトリル、ポリアリーレン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、LCP、珪素樹脂、熱可塑性ウレタン、各種エラストマー等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
【0009】
好ましくは、耐熱性や低ソリ性が優れ、自動車用電装部品等にも好適に用いることができることから、シンジオタクチックポリスチレン、6−ナイロン,6,6−ナイロン,12−ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート,ポリブチレンテレフタレ−ト等のポリエステル樹脂、ABS樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、珪素樹脂、ポリエーテルニトリル、ポリアリーレン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、LCP等のエンジニアリングプラスチックである。特に、ポリフェニレンスルフィドやシンジオタクチックポリスチレンが好ましい。
【0010】
上記の熱可塑性樹脂は、単体で用いてもよく、2種以上を用いてアロイ状態、ブレンド状態又はコンポジット状態で用いてもよい。
また、熱可塑性樹脂の他に、副成分として熱可塑性エラストマー、無機充填材等を加えたものを用いてもよい。例えば、ガラス繊維,炭素繊維等の繊維状フィラー、炭酸カルシウム,シリカ,ガラスビーズ等の粒状フィラー、ガラスフレーク,マイカ,クレー,タルク等の板状フィラー、ウィスカ等を添加してもよい。以下、本明細書において熱可塑性樹脂の意味には、上記の副成分を含んだ組成物も含まれるものとする。
【0011】
本発明のインサート成形体のインサート物を構成する材料としては、アルミニウム,銅,アルミ合金,ステンレス合金,ステンレス鋼,鉄,金,銀,真鍮,亜鉛等の金属及びこれらの金属と同等の線膨張係数の素材、炭化ケイ素,アルミナ,窒化物セラミックス等のセラミックス、さらには、シリコン半導体、チップコンデンサー、チップ抵抗、コイルが挙げられる。好ましくは、銅、アルミニウム、鉄、アルミナ、シリコン半導体、チップコンデンサー、コイルである。
【0012】
インサート物の形状は、用途に応じて適宜選択することができる。例えば、インバータケース、ECUケース等の自動車用電装部品ケースに用いる場合は、枠、平板、棒、筒の形状が好ましく、半導体封止、受動部品封止、センサー、コイル等の電子部品に用いる場合は、平板状の他に、チップ状、線状、巻線状等が挙げられる。
【0013】
本発明のインサート成形体の熱可塑性樹脂発泡部の発泡セルは、平均セル径が50μm以下であることが必要である。平均セル径が50μmを超えると、インサート成形体の反りが大きくなったり、インサート物と樹脂発泡部の線膨張係数の差が大きくなり、剥離、割れ等が発生するおそれがある。
好ましくは、平均セル径が40μm以下であり、特に好ましくは5〜30μm以下である。
発泡セルは、その断面の殆どが円、楕円形又はそれに近い形状である。本明細書においてセル径とは、セルの長径を意味する。平均セル径は、発泡部の断面を電子顕微鏡写真に取り、その写真を画像処理機に取り込み、2値化処理して求めることができる。
【0014】
熱可塑性樹脂発泡部の軽量化率は、2%以上が好ましい。特に5〜20%、さらに10〜15%が好ましい。軽量化率が2%未満の場合は、平均セル径が50μm以下であっても、インサート成形体の反りが大きくなったり、インサート物と樹脂発泡部が剥離したり、割れ等が発生するおそれがある。
ここで軽量化率とは、発泡部に用いた樹脂材料の未発泡時の密度ρ,発泡部の密度ρ’とした場合、下記式で定義される。
軽量化率=100[1−(ρ’/ρ)] (%)
【0015】
本発明のインサート成形体は、発泡部の線膨張係数αが、インサート物の線膨張係数βに対し、100(α−β)/βが好ましくは±100%以内である。
加えて、発泡部を成す熱可塑性樹脂の、未発泡状態での線膨張係数γに対し、変動率、100(α−γ)/γが好ましくは±30%以内ある。
ここで、100(α−β)/βが±100%の範囲外の場合は、インサート物と樹脂発泡部の線膨張係数の差が大きくなり、剥離、割れ等が発生するおそれがある。好ましくは±20%である。また、100(α−γ)/γが±30%の範囲を超える場合も同様である。
【0016】
本発明のインサート成形体は、インバータケース、ECUケース等、大型であるため、特にソリや耐熱衝撃性・耐ヒートサイクル性が問題となる自動車用電装部品ケースや、半導体封止、受動部品封止、センサー、コイル等の電子部品に好適に用いることができる。
【0017】
以下、本発明のインサート成形体の一実施形態として、自動車電装部品モジュールケースについて、図面に用いて説明する。
図1は、本発明のインサート成形品の一実施形態である自動車電装部品モジュールケースの斜視図である。また、図2は、図1におけるモジュールケースの線A−Aに添った部分断面拡大図、図3(a)は、図1におけるモジュールケースの線B−Bに添った部分断面拡大図、図3(b)は、図1におけるモジュールケースの線C−Cに添った部分断面拡大図である。
【0018】
モジュールケース1は、熱可塑性樹脂発泡部2、インサート物3及びインサート物4からなる。
熱可塑性樹脂発泡部2は、ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物の発泡体であり、公知の化学発泡剤や物理発泡剤を用いて発泡させたものである。より好ましくは、強度、剛性の低下が少なく、インサート成形した後の寸法安定性等を考慮すると、発泡セルの平均セル径が50μm以下の発泡体が好ましい。
モジュールケース1の発泡部2の平均セル径は20μmである。
インサート物3は、銅:ニッケルメッキした銅フレームであり、熱可塑性樹脂発泡部2と界面5で接しており、その一部が熱可塑性樹脂発泡部2に包接している。
インサート物4は、銅:ニッケルメッキした銅フレームであり、熱可塑性樹脂発泡部2と界面5で接しており、B−B断面においては一部を除き、C−C断面においてはその全周が、熱可塑性樹脂発泡部2に覆われている。
【0019】
従来のインサート成形体においては、インサート物3,4と熱可塑性樹脂発泡部2の線膨張係数等の物理的性質の違いにより、それらの界面5において、剥離や変形が生じていた。
これに対し、本実施形態のように熱可塑性樹脂発泡部2が、微細発泡構造を有することで、上記の不具合が解消でき、初期のソリ、ワレを抑制し、その結果、長期使用しても変形や破壊を著しく低減できる。
【0020】
本発明のインサート成形体の製造方法は、インサート成形であって、熱可塑性樹脂発泡部の平均セル径を50μm以下にすることができる方法であればよい。好ましくは、樹脂材料に対し不活性なガスを超臨界状ガスにして、熱可塑性樹脂に溶解又は混合させたものを、減圧及び冷却させて発泡させる方法が挙げられる。
【0021】
超臨界状ガスを樹脂組成物に浸透させて独立発泡体を製造する方法及び装置は、この組成物を賦形する工程と、超臨界状ガスを成形体に浸透させた後、脱ガスさせて発泡させる工程が別工程であるバッチ式発泡法と、賦形工程と発泡工程を連続して行う連続式発泡法がある。例えば、米国特許5158986、特開平10−230528等の成形方法及び製造装置を用いることができる。
ここで、超臨界状ガスとは、気体状態と液体状態との中間の性質を示す流体である。ガスは、その種類で定まる温度及び圧力(臨界点)以上になると超臨界状ガスとなる。超臨界状ガスは、樹脂内部への浸透力が液体状態に比べて強くなり、かつ、均一となる性質を有する。
【0022】
以下、本発明のインサート成形体の製造方法について、図を用いて詳細に説明する。
図4は、本実施形態のインサート成形体を製造する射出成形装置の概略図である。
射出成形装置10は、インサート成形用金型12(以下、単に金型と呼ぶ場合もある)と、金型12の下部に位置し、金型12に溶融した熱可塑性樹脂を供給する射出成形機本体11と、射出成形機本体11に超臨界状ガスを導入する超臨界状ガス導入装置13から構成される。
【0023】
射出成形機本体11は、シリンダ111と、シリンダ111内で回転して材料の混合と押出を行うスクリュー112と、スクリュー112を進退移動させる油圧装置113と、シリンダ111を加熱し、樹脂を溶融する加熱ヒーター114と、シリンダ111内に原料である樹脂を供給するホッパー115を主な構成要素としている。
ホッパー115から供給された熱可塑性樹脂は、スクリュー112の回転により、シリンダ111内を移動し、加熱ヒーター114により加熱され溶融される。そして、スクリュー112の前進により金型12に向けて供給される。
【0024】
インサート成形用金型12は、射出成形機本体11の上部に位置し、ノズル116に接続されている固定金型121と、固定金型121の上部に位置し、固定金型121に対して、上下方向に進退可能な可動金型122を有する。可動金型122の進退は型締装置(図示略)で行う。固定金型121と可動金型122の当接面に、溶融状態の成形材料を射出して所定の形状に賦形するための隙間123(キャビティ)が形成されている。
射出成形機本体111から射出された超臨界状ガスを含む可塑化した樹脂は、隙間123(キャビティ)に充填され、充填された樹脂は、隙間123の形状に成形される。
【0025】
インサート成形用金型12は、インサート成形体にシルバー等が発生し難くなり、外観が良くなることから断熱金型であることが好ましい。このような断熱金型は、固定金型121と可動金型122の両内面に、発泡部に用いる樹脂の成形温度で溶融、破損しない断熱材、例えば、多孔質セラミックスコーティングをした物が挙げられる。原料樹脂の成形温度が低い場合は、例えば、ポリエチレンテレフタレートのフィルムを金型内面に貼り付けた金型でも、事実上、断熱金型となっている。
【0026】
尚、本実施形態のように、固定金型に対し、垂直方向に上下する可動金型を備えたインサート成形装置を用いることが、インサート物の位置ずれを防ぎ、精度の高いインサート成形体が得られる点で好ましい。
位置ずれが少しでも起きると、目的とする製品機能を安定して発現させることが困難となるためである。
【0027】
超臨界状ガス導入装置13は、原料ガスの供給源であるガスボンベ131と、ガスボンベ131から供給されたガスを臨界圧力まで昇圧する昇圧機132と、臨界圧力まで昇圧された超臨界状ガスのシリンダ111内への導入量を制御する制御ポンプ133を有する。
超臨界状ガス導入装置13は、シリンダ111に接続され、シリンダ111に超臨界状ガスを供給する。
【0028】
尚、射出成形装置10は、超臨界状ガス導入装置が設けられている点が、通常の射出成形機と異なっている。即ち、本発明の製造方法に用いる成形装置は、超臨界状ガスを熱可塑性樹脂に溶解、混合させて、金型内に射出充填する装置を除き、公知のインサート成形用金型駆動及び制御装置を用いることができる。
【0029】
次に、本実施形態にかかるインサート成形体の製造方法を具体的に説明する。始めに、固定金型121の内面に、インサート物を挿入、固定して、可動金型122を移動させることにより型締めする。
尚、インサート物は可動金型122の内面に固定してもよい。
【0030】
次に、シリンダ111の予熱をし、また、金型12の表面温度を原料である熱可塑性樹脂の結晶化温度の±20℃の範囲に保っておく。その後、熱可塑性樹脂をホッパー115を介してシリンダ111内に投入する。
次に、ガスボンベ131を開き、ガスを昇圧機132で臨界圧力以上、好ましくは15MPa、さらに好ましくは20MPa以上に昇圧する。
本発明で使用できるガスとしては、二酸化炭素、窒素、空気、酸素、水素、ヘリウム等の不活性ガスを例示することができるが、特に、二酸化炭素又は窒素が好ましい。
制御ポンプ133を開き、超臨界状ガスをシリンダ111内に導入し、可塑化した熱可塑性樹脂に浸透させる(浸透工程)。ここで、昇圧されたガスは、高温である熱可塑性樹脂に溶解、混合した時点ですぐに昇温し、超臨界状ガスとなる。
この際、超臨界状ガスを浸透させる量は、目的とする発泡倍率に応じて決定されるが、熱可塑性樹脂100重量部に対し、0.1から20重量部、好ましくは1〜10重量部浸透させる。
また、超臨界状ガスを浸透させる時間は、通常10秒〜10分でよい。
【0031】
超臨界状ガスを熱可塑性樹脂に浸透させるため、樹脂の温度は、例えば、結晶性樹脂のポリアリーレンスルフィド及び/又はシンジオタクチックポリスチレンを用いる場合は、射出用混練機内でガス雰囲気中の温度を、樹脂の融点(Tm)〜(Tm+50℃)とする。ガス雰囲気中の温度が融点未満であると、樹脂組成物の溶融混練が不十分なため成形困難となり、(Tm+50)℃より高いと、樹脂の分解が起る場合がある。
【0032】
次に、スクリュー112を前進させ、シリンダ111内の超臨界状ガスを含んだ熱可塑性樹脂を、上記の温度に保持された金型12内の隙間123に導入する(導入工程)。
この際、熱可塑性樹脂と混合している超臨界状ガスが、この混合物の隙間123内への導入が終了するまで、超臨界状態を維持できるように、型締を加えたり、カウンタープレッシャーをかけておいてもよい(臨界状態維持工程)。
【0033】
その後、充填された樹脂に加わる圧力を減じることで、熱可塑性樹脂を発泡させることができる。発泡させることを考慮すれば、浸透させたガスの臨界圧以下まで下げれば十分であるが、常圧まで下げることが通常であり、また、減圧と同時に冷却することが通常である。
具体的には、金型12の内面に接する熱可塑性樹脂の表面にスキン層が形成され、その内部が溶融状態である間に、可動金型122を後退させ(コアバック)、脱ガスを行う(圧力低下工程)。可動金型122を後退させる方法は、ゲート近傍における発泡不良が発生しにくくなり、均質な発泡構造体を持つことができるため好ましい。
【0034】
尚、減圧する方法は種々ある。例えば、隙間123の容積より混合物を少なめに充填する、所謂ショートショットをすれば、充填完了した時点で、すぐに圧力が低下する。この方法は面精度が出難いことが通常である。
また、金型にガスを導入する装置を設けることにより、金型内の圧力を低減させてもよい。この場合、予め金型に10から200kg/cmのガスを注入しておき、原料を注入した後にガスを抜くことで金型内の圧力を低減する。ただし、ガスを導入する装置を金型に取り付けなければならず、特に、樹脂に超臨界状ガスを含浸させて射出成形する場合には2系統のガス導入ための装置を付けなければならないので、装置が大型化してしまうという問題がある。これに対し、金型12内の可動金型122を後退させることで金型12内の圧力を低減させるものとすれば、装置の大型化を防止することができる。
【0035】
金型内の圧力は金型の型締め圧を下げる方法によって低減させてもよい。
また、金型内の圧力は低下させなくてもよい。ノズルから金型内に射出された時点で原料にかかる圧力が急激に下がるため、金型内の圧力を低下させなくても発泡させることが可能だからである。
【0036】
金型12の表面温度は、少なくとも可動金型を後退させるまで、熱可塑性樹脂の結晶化温度の±20℃の範囲に保つことが好ましい。この温度範囲を外れる温度で減圧させると、セル径が大きくなり粗大発泡が生成したり、発泡は均質であっても、樹脂組成物の結晶化が不十分で強度、剛性が低下するおそれがある。
【0037】
その後、冷却、固化し、所定の冷却時間が経過したら、可動金型122を上方へ後退させることにより金型12を開き、インサート成形体を取り出す。
このようにして得られたインサート成形体は、発泡部中の平均セル径は50μm以下で、かつ線膨張率も、インサート物に近いレベルまで低下し、さらに、表面の光沢度も80%以上となる。
【0038】
尚、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、左右に可動金型が動くインサート用金型にも、インサート物の位置ずれ防止に留意すれば適用できる。
【0039】
金型は表面に断熱材を貼り付けた断熱金型としたが、これに限らず、金型自体を耐熱性に優れた断熱材で形成して断熱金型としてもよい。さらに、金型は断熱金型としたが、断熱性能を有しない通常の金型にヒーターと冷却ユニットとを設け、頻繁にそれぞれのオン・オフを繰り返すことにより調整してもよい。ただし、このようにすると温度調節に手間がかかる。これに対し、断熱金型とすれば金型の表面を所定温度に保つことが容易となる。
【0040】
【実施例】
上記の実施形態で説明した製造方法に基づき、図1の自動車電装部品モジュールケースの製造を行った。
尚、製造したインサート成形体の評価は以下の方法で行なった。
(1) 成形体の発泡部の平均セル径
発泡部の断面画像を、N.I.Hイメージver.1.57を用いて画像処理して、実際のセル形状を、面積が等しい楕円形に変換して、その長径をセル径とした。
(2) 発泡状態
発泡(セル)の均一性を、走査型電子顕微鏡(SEM)により、観察写真(倍率500倍)を撮影し評価した。
(3) 線膨張係数
組成物及びインサート物から、ASTM準拠の曲げ試験片の中央部より、12×6×厚み3.2(単位mm)のサンプルを切り取り、ASTM E831に定めた方法で測定した。
尚、MD方向は樹脂の流動方向を意味し、TD方向は樹脂の流動方向の鉛直方向を意味する。
(4) ソリ量
成形品を水平な面に静置したときに、成形品の両端が水平面から離れている距離を測定し、両端の測定値の平均値をソリ量とした。
(5) 耐ヒートサイクル性
インサート成形体を、−40℃×30分→150℃×30分と温度を変化させたサイクルを1000回行った後、成形体の割れ発生の有無を目視評価した。
【0041】
実施例1
熱可塑性樹脂として、ポリフェニレンスルフィド(ディーアイシー・ピー製:T−3,310℃、1200/sでの溶融粘度は100PaS:以下、PPS−1)50重量%と、ガラス繊維(旭ファイバーガラス製、JAFT591)50重量%を混合した組成物を使用し、ホッパーを通して射出成形機に投入した。
インサート物として、銅:ニッケルメッキをした銅フレームを使用した。
成形条件は、樹脂温度300℃、金型温度135℃とした。
超臨界状ガスとして、窒素を使用し、20MPaで注入し、上記混合物に対し、0.5重量部になるように計量値とガス流量をコントロールした。
得られる成形体の軽量化率が2%になるように可動金型の後退を調整し、PPS−1を発泡させ、インサート成形体を得た。
【0042】
実施例2−9、比較例1−6
表1に示す組成物を使用し、所定の軽量率になるように可動金型の後退を調整した他は、実施例1と同様にしてインサート成形体を製造した。
尚、比較例1,3,5については、窒素ガスを供給せず、組成物充填後も可動金型を後退させずにインサート射出成形を行い成形品を製造した。
実施例1−9及び比較例1−6にて製造したインサート成形体の組成、及び物性を評価した結果を表1に示す。
【0043】
【表1】

Figure 2004122367
【0044】
以上の結果から、本発明のインサート成形品はソリが小さく、耐ヒートサイクル性も優れていることが確認できた。
【0045】
【発明の効果】
本発明によれば、インサート成形体の初期のソリ、ワレを抑制し、長期間使用しても変形や破壊が低減した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】
【図1】本発明の一実施形態である自動車電装部品モジュールケースの斜視図である。
【図2】図1のA−Aに添った自動車電装部品モジュールケースの部分断面図である。
【図3】(a)は図1のB−Bに添った自動車電装部品モジュールケースの部分断面図であり、(b)は図1のC−Cに添った自動車電装部品モジュールケースの部分断面図である。
【図4】本実施形態のインサート成形体を製造する射出成形装置の概略図である。
【符号の説明】
1 自動車電装部品モジュールケース(インサート成形体)
2 熱可塑性樹脂発泡部
3、4 インサート物
5 界面
10 射出成形装置
11 射出成形機本体
111 シリンダ
112 スクリュー
113 油圧装置
114 加熱ヒーター
115 ホッパー
116 ノズル
12 インサート成形用金型
121 固定金型
122 可動金型
123 隙間(キャビティ)
13 超臨界状ガス導入装置
131 ガスボンベ
132 昇圧機
133 制御ポンプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an insert molded article having an insert and a thermoplastic resin foam part.
[0002]
[Prior art]
In an insert molded product made of a resin and a metal, a metal having a small linear expansion coefficient is in contact with a resin or a resin composition having a large molding shrinkage or a large coefficient of linear expansion, so that a large thermal stress is generated at the interface. Therefore, immediately after molding, the shrinkage of the resin due to the molding shrinkage of the resin causes a large shrinkage of the resin thickened portion, causing warpage of the entire molded product, and in some cases, destruction of the resin portion which cannot withstand the thermal stress generated at this time. Sometimes.
[0003]
Also, when the environmental temperature changes, a large thermal stress is generated at the interface in the same manner as described above due to the difference in the linear expansion coefficient between the insert and the thermoplastic resin. Therefore, the molded article is deformed, and when the temperature change is repeated, the molded article is repeatedly deformed, and fatigue is accumulated in the resin portion, and eventually, the resin portion may be broken.
In addition, when a delicate product such as an electronic device that is weak to deformation or force is attached to the insert molded product, warpage may affect the performance of the device or destroy the device. Further, when the resin portion is broken, the device mounted inside cannot be protected from external air, water, or the like, and the reliability as a product cannot be maintained.
[0004]
In the past, such applications were addressed by improving the resin properties, for example, reducing the coefficient of linear expansion, reducing the elastic modulus, and improving the rigidity. The range of application has been limited in fields where reliability is required and in molded products having a long resin flow length in shape.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an insert molded body in which initial warpage and cracking of the insert molded body are suppressed and deformation and destruction are reduced even after long-term use.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve this problem, and as a result, applied foaming technology for forming fine foam cells to insert molding, while maintaining strength, linear expansion coefficient and rigidity, increasing fluidity, The inventors have found that by reducing the elastic modulus and the molding shrinkage, the initial warpage and cracking of the insert molded body can be suppressed, and as a result, deformation and destruction can be significantly reduced even after long-term use, and the present invention has been made.
[0007]
According to the present invention, there is provided an insert molded body comprising a metal or ceramic insert and a thermoplastic resin foam portion, wherein the average cell diameter of the foam cells of the thermoplastic resin foam portion is 50 μm or less. An insert molding is provided.
According to the present invention, there is provided an insert molding method for molding an insert formed from an insert and a thermoplastic resin foam portion, wherein the insert is placed in one of a fixed mold and a movable mold. Thereafter, the movable mold is closed with respect to the fixed mold, and then the foamable molten resin in which the supercritical gas is dissolved is filled in a cavity formed between the mold-closed insert and the inner surface of the mold. A method for producing an insert molded body, which is characterized by injection and foaming, is provided.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The insert molded article of the present invention has an insert and a thermoplastic resin foam part.
The thermoplastic resin that can be used for the thermoplastic resin foam portion can be appropriately selected according to the use environment and use of the insert molded body. For example, olefin resins such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-propylene-diene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, polybutene, chlorinated polyethylene, polystyrene, syndiotactic polystyrene, styrene- Acrylic resin such as butadiene-styrene copolymer, styrene-isoprene-styrene resin, polymethyl acrylate, ethylene-ethyl acrylate copolymer, chlorine resin such as polyvinyl chloride, fluorine resin such as polyfluoroethylene, 6 -Polyamide resins such as nylon, 6,6-nylon and 12-nylon, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, ABS resins, polycarbonate, polyacetal, polyphenylene sulfide , Polyether ether ketone, polyether imide, polyether nitrile, polyarylene, polysulfone, polyether sulfone, polyimide, LCP, silicone resin, thermoplastic urethane, thermoplastic resins such as various elastomers.
[0009]
Preferably, polyamide resin such as syndiotactic polystyrene, 6-nylon, 6,6-nylon, 12-nylon, etc., since it is excellent in heat resistance and low warpage and can be suitably used for electric parts for automobiles and the like, Polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, ABS resin, polycarbonate, polyacetal, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, polyetherimide, silicon resin, polyethernitrile, polyarylene, polysulfone, polyethersulfone, Engineering plastics such as polyimide and LCP. Particularly, polyphenylene sulfide and syndiotactic polystyrene are preferable.
[0010]
The above-mentioned thermoplastic resins may be used alone or in an alloy state, a blend state or a composite state using two or more kinds.
Further, in addition to the thermoplastic resin, a resin to which a thermoplastic elastomer, an inorganic filler, and the like are added as auxiliary components may be used. For example, fibrous fillers such as glass fibers and carbon fibers, granular fillers such as calcium carbonate, silica and glass beads, plate-like fillers such as glass flakes, mica, clay and talc, whiskers and the like may be added. Hereinafter, in the present specification, the meaning of the thermoplastic resin includes a composition containing the above-mentioned auxiliary components.
[0011]
Examples of the material constituting the insert of the insert molded article of the present invention include metals such as aluminum, copper, aluminum alloy, stainless alloy, stainless steel, iron, gold, silver, brass, and zinc, and linear expansion equivalent to these metals. Coefficient materials, ceramics such as silicon carbide, alumina, and nitride ceramics, as well as silicon semiconductors, chip capacitors, chip resistors, and coils. Preferred are copper, aluminum, iron, alumina, silicon semiconductor, chip capacitors, and coils.
[0012]
The shape of the insert can be appropriately selected depending on the application. For example, when used for automotive electrical component cases such as inverter cases and ECU cases, the shapes of frames, flat plates, bars, and cylinders are preferable, and when used for electronic components such as semiconductor encapsulation, passive component encapsulation, sensors, and coils. Examples of the shape include a chip shape, a wire shape, a winding shape and the like in addition to a flat shape.
[0013]
The foam cell of the thermoplastic resin foam part of the insert molded article of the present invention needs to have an average cell diameter of 50 μm or less. If the average cell diameter exceeds 50 μm, warpage of the insert molded body may increase, or the difference in linear expansion coefficient between the insert and the resin foamed portion may increase, resulting in peeling, cracking, and the like.
Preferably, the average cell diameter is 40 μm or less, particularly preferably 5 to 30 μm.
Most of the cross section of the foam cell is a circle, an ellipse, or a shape close thereto. In this specification, the cell diameter means the major axis of the cell. The average cell diameter can be determined by taking a cross section of the foamed part in an electron micrograph, taking the photograph into an image processor, and performing binarization processing.
[0014]
The weight reduction rate of the thermoplastic resin foamed part is preferably 2% or more. Particularly, it is preferably 5 to 20%, more preferably 10 to 15%. When the weight reduction ratio is less than 2%, even if the average cell diameter is 50 μm or less, there is a risk that the warpage of the insert molded body becomes large, the insert and the resin foamed portion are separated, and cracks are generated. is there.
Here, the weight reduction ratio is defined by the following equation, when the density ρ of the resin material used for the foamed portion when it is not foamed and the density ρ ′ of the foamed portion are defined.
Lightening rate = 100 [1- (ρ ′ / ρ)] (%)
[0015]
In the insert molded article of the present invention, the linear expansion coefficient α of the foamed portion is preferably 100 (α−β) / β within ± 100% of the linear expansion coefficient β of the insert.
In addition, the coefficient of variation, 100 (α−γ) / γ, is preferably within ± 30% with respect to the coefficient of linear expansion γ of the thermoplastic resin forming the foamed portion in the unfoamed state.
Here, if 100 (α-β) / β is out of the range of ± 100%, the difference in linear expansion coefficient between the insert and the resin foamed portion becomes large, and peeling, cracking, and the like may occur. Preferably it is ± 20%. The same applies when 100 (α−γ) / γ exceeds the range of ± 30%.
[0016]
Since the insert molded body of the present invention is large, such as an inverter case and an ECU case, it is particularly warped, and there is a problem with electric component parts for automobiles where heat shock resistance and heat cycle resistance are problematic, semiconductor encapsulation, and passive component encapsulation. , Sensors, coils, and other electronic components.
[0017]
Hereinafter, as an embodiment of the insert molded body of the present invention, an automotive electrical component module case will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of an automotive electrical component module case which is an embodiment of the insert molded product of the present invention. 2 is an enlarged partial cross-sectional view of the module case along line AA in FIG. 1, and FIG. 3A is an enlarged partial cross-sectional view of the module case along line BB in FIG. FIG. 3B is an enlarged partial cross-sectional view taken along line CC of the module case in FIG. 1.
[0018]
The module case 1 includes a thermoplastic resin foam part 2, an insert 3, and an insert 4.
The thermoplastic resin foam part 2 is a foam of a polyphenylene sulfide resin composition, and is foamed using a known chemical foaming agent or physical foaming agent. More preferably, a foam having an average cell diameter of 50 μm or less is preferred in consideration of the dimensional stability after insert molding and the like, in which the decrease in strength and rigidity is small.
The average cell diameter of the foam part 2 of the module case 1 is 20 μm.
The insert 3 is a copper: nickel-plated copper frame, which is in contact with the thermoplastic resin foam part 2 at the interface 5, and a part of which is included in the thermoplastic resin foam part 2.
The insert 4 is a copper: nickel-plated copper frame, which is in contact with the thermoplastic resin foam portion 2 at the interface 5 and has an entire periphery in the CC cross section except a part in the BB cross section. , Covered with a thermoplastic resin foam part 2.
[0019]
In a conventional insert molded body, peeling or deformation occurs at the interface 5 due to a difference in physical properties such as a linear expansion coefficient between the inserts 3 and 4 and the thermoplastic resin foamed portion 2.
In contrast, the thermoplastic resin foamed portion 2 has a fine foamed structure as in the present embodiment, so that the above-described problem can be solved and the initial warpage and cracking can be suppressed. Deformation and destruction can be significantly reduced.
[0020]
The method for producing an insert molded article of the present invention may be any method as long as it is insert molding and can reduce the average cell diameter of the foamed thermoplastic resin portion to 50 μm or less. Preferably, a method in which a gas inactive to a resin material is converted into a supercritical gas, and a material dissolved or mixed in a thermoplastic resin is foamed by decompression and cooling is used.
[0021]
A method and an apparatus for producing a closed foam by infiltrating a supercritical gas into a resin composition include a step of shaping the composition, and after infiltrating the supercritical gas into a molded body, degassing is performed. There are a batch type foaming method in which the foaming step is a separate step, and a continuous type foaming method in which the shaping step and the foaming step are continuously performed. For example, molding methods and manufacturing apparatuses described in U.S. Pat. No. 5,158,986 and JP-A-10-230528 can be used.
Here, the supercritical gas is a fluid that exhibits intermediate properties between a gas state and a liquid state. A gas becomes a supercritical gas when it exceeds a temperature and pressure (critical point) determined by its type. The supercritical gas has such a property that the permeation power into the resin is stronger than that in the liquid state and is uniform.
[0022]
Hereinafter, the method for producing an insert molded body of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 4 is a schematic diagram of an injection molding apparatus for manufacturing the insert molded body of the present embodiment.
The injection molding apparatus 10 includes an insert molding die 12 (hereinafter, may be simply referred to as a die) and an injection molding machine that is located below the die 12 and supplies a molten thermoplastic resin to the die 12. It comprises a main body 11 and a supercritical gas introduction device 13 for introducing a supercritical gas into the injection molding machine main body 11.
[0023]
The injection molding machine main body 11 includes a cylinder 111, a screw 112 rotating in the cylinder 111 to mix and extrude the material, a hydraulic device 113 for moving the screw 112 forward and backward, and heating the cylinder 111 to melt the resin. The main components are a heater 114 and a hopper 115 for supplying a resin as a raw material into the cylinder 111.
The thermoplastic resin supplied from the hopper 115 moves in the cylinder 111 by the rotation of the screw 112, and is heated and melted by the heater 114. And it is supplied toward the metal mold 12 by the advance of the screw 112.
[0024]
The insert molding die 12 is located above the injection molding machine main body 11 and is connected to the fixed die 121 connected to the nozzle 116, and is located above the fixed die 121. It has a movable mold 122 that can move up and down in the vertical direction. The movable mold 122 is moved forward and backward by a mold clamping device (not shown). A gap 123 (cavity) for injecting a molding material in a molten state and shaping it into a predetermined shape is formed on the contact surface between the fixed mold 121 and the movable mold 122.
The plasticized resin containing the supercritical gas injected from the injection molding machine main body 111 is filled in the gap 123 (cavity), and the filled resin is formed into the shape of the gap 123.
[0025]
The insert molding die 12 is preferably a heat-insulating die because silver and the like hardly occur in the insert molded body and the appearance is improved. Examples of such a heat-insulating mold include a heat-insulating material that does not melt and break at the molding temperature of the resin used for the foamed portion, for example, a porous ceramic coating on both inner surfaces of the fixed mold 121 and the movable mold 122. . When the molding temperature of the raw material resin is low, for example, a mold in which a polyethylene terephthalate film is adhered to the inner surface of the mold is actually a heat insulating mold.
[0026]
It is to be noted that, as in the present embodiment, the use of an insert molding apparatus having a movable mold that moves up and down in the vertical direction with respect to the fixed mold prevents misalignment of the insert, and provides a highly accurate insert molded body. Is preferred.
This is because even if the displacement is slight, it is difficult to stably express the intended product function.
[0027]
The supercritical gas introduction device 13 includes a gas cylinder 131 serving as a source gas supply source, a booster 132 that increases the pressure of the gas supplied from the gas cylinder 131 to a critical pressure, and a cylinder of the supercritical gas that has been increased to the critical pressure. There is a control pump 133 for controlling the amount of introduction into 111.
The supercritical gas introduction device 13 is connected to the cylinder 111 and supplies the supercritical gas to the cylinder 111.
[0028]
Note that the injection molding apparatus 10 is different from a normal injection molding machine in that a supercritical gas introduction device is provided. That is, the molding apparatus used in the manufacturing method of the present invention is a known insert molding die drive and control device, except for a device for dissolving and mixing a supercritical gas in a thermoplastic resin and injecting the mixture into a mold. Can be used.
[0029]
Next, a method for manufacturing an insert molded body according to the present embodiment will be specifically described. First, an insert is inserted and fixed to the inner surface of the fixed mold 121, and the movable mold 122 is moved to clamp the mold.
The insert may be fixed to the inner surface of the movable mold 122.
[0030]
Next, the cylinder 111 is preheated, and the surface temperature of the mold 12 is kept within a range of ± 20 ° C. of the crystallization temperature of the thermoplastic resin as a raw material. After that, the thermoplastic resin is put into the cylinder 111 via the hopper 115.
Next, the gas cylinder 131 is opened, and the pressure of the gas is raised to a critical pressure or higher, preferably 15 MPa, more preferably 20 MPa or higher by the booster 132.
Examples of the gas that can be used in the present invention include an inert gas such as carbon dioxide, nitrogen, air, oxygen, hydrogen, and helium, and carbon dioxide or nitrogen is particularly preferable.
The control pump 133 is opened, and the supercritical gas is introduced into the cylinder 111 to permeate the plasticized thermoplastic resin (permeation step). Here, the pressurized gas immediately rises in temperature when it is dissolved and mixed in the high-temperature thermoplastic resin, and becomes a supercritical gas.
At this time, the amount of the supercritical gas to be permeated is determined according to the desired expansion ratio, but is 0.1 to 20 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin. Let penetrate.
The time for infiltrating the supercritical gas may be generally 10 seconds to 10 minutes.
[0031]
In order to infiltrate the supercritical gas into the thermoplastic resin, the temperature of the resin is, for example, in the case of using a crystalline resin polyarylene sulfide and / or syndiotactic polystyrene, the temperature in the gas atmosphere in the injection kneader. , The melting point of the resin (Tm) to (Tm + 50 ° C.). When the temperature in the gas atmosphere is lower than the melting point, molding becomes difficult due to insufficient melting and kneading of the resin composition. When the temperature is higher than (Tm + 50) ° C., decomposition of the resin may occur.
[0032]
Next, the screw 112 is advanced, and the thermoplastic resin containing the supercritical gas in the cylinder 111 is introduced into the gap 123 in the mold 12 maintained at the above temperature (introduction step).
At this time, mold clamping or counter pressure is applied so that the supercritical gas mixed with the thermoplastic resin can maintain the supercritical state until the introduction of the mixture into the gap 123 is completed. (Critical state maintaining step).
[0033]
Thereafter, the pressure applied to the filled resin is reduced, so that the thermoplastic resin can be foamed. In consideration of foaming, it is sufficient to lower the pressure below the critical pressure of the infiltrated gas. However, it is usual to lower the pressure to normal pressure, and it is usual to cool the gas at the same time as the pressure reduction.
Specifically, a skin layer is formed on the surface of the thermoplastic resin in contact with the inner surface of the mold 12, and while the inside is in a molten state, the movable mold 122 is retracted (core back) and degassing is performed. (Pressure reduction step). The method of retracting the movable mold 122 is preferable because poor foaming in the vicinity of the gate hardly occurs and a uniform foamed structure can be provided.
[0034]
There are various methods for reducing the pressure. For example, if a so-called short shot in which the mixture is filled less than the volume of the gap 123 is performed, the pressure immediately drops when the filling is completed. In this method, surface accuracy is usually difficult to obtain.
The pressure in the mold may be reduced by providing a device for introducing gas into the mold. In this case, a pressure of 10 to 200 kg / cm 2 is previously injected into the mold, and the pressure in the mold is reduced by removing the gas after injecting the raw material. However, a device for introducing gas must be attached to the mold, and in particular, when resin is impregnated with supercritical gas for injection molding, two systems for introducing gas must be provided. There is a problem that the device becomes large. On the other hand, if the pressure in the mold 12 is reduced by retreating the movable mold 122 in the mold 12, it is possible to prevent the apparatus from being enlarged.
[0035]
The pressure in the mold may be reduced by reducing the mold clamping pressure.
Further, the pressure in the mold does not have to be reduced. This is because the pressure applied to the raw material at the time when the material is injected from the nozzle into the mold rapidly decreases, so that the foaming can be performed without reducing the pressure in the mold.
[0036]
The surface temperature of the mold 12 is preferably maintained at least within a range of ± 20 ° C. of the crystallization temperature of the thermoplastic resin until the movable mold is retracted. When the pressure is reduced at a temperature outside this temperature range, the cell diameter becomes large and coarse foaming is generated, or even if the foaming is uniform, the crystallization of the resin composition is insufficient and strength and rigidity may be reduced. .
[0037]
Thereafter, the mold is cooled and solidified. After a predetermined cooling time has elapsed, the mold 12 is opened by retracting the movable mold 122 upward, and the insert molded body is taken out.
The insert molded body thus obtained has an average cell diameter in the foamed portion of 50 μm or less, a linear expansion coefficient reduced to a level close to that of the insert, and a surface glossiness of 80% or more. Become.
[0038]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes modifications and improvements as long as the object of the present invention can be achieved.
For example, the present invention can be applied to an insert die in which a movable die moves left and right, if attention is paid to preventing displacement of an insert.
[0039]
The mold is a heat-insulating mold having a heat-insulating material attached to the surface. However, the present invention is not limited to this, and the mold itself may be formed of a heat-insulating material having excellent heat resistance and used as a heat-insulating mold. Further, although the mold is a heat-insulating mold, the adjustment may be performed by providing a heater and a cooling unit in a normal mold having no heat-insulating performance, and repeatedly turning on and off each of them frequently. However, in this case, it takes time to adjust the temperature. On the other hand, if a heat-insulating mold is used, the surface of the mold can be easily maintained at a predetermined temperature.
[0040]
【Example】
The automobile electrical component module case of FIG. 1 was manufactured based on the manufacturing method described in the above embodiment.
In addition, evaluation of the manufactured insert molded body was performed by the following method.
(1) Average cell diameter of the foamed part of the molded article: I. H image ver. Image processing was performed using 1.57 to convert the actual cell shape into an elliptical shape having the same area, and the major axis was used as the cell diameter.
(2) Foaming state The uniformity of the foaming (cell) was evaluated by taking an observation photograph (magnification: 500 times) with a scanning electron microscope (SEM).
(3) A sample of 12 × 6 × 3.2 (unit mm) was cut out from the center of a bending test piece conforming to ASTM from the linear expansion coefficient composition and the insert, and measured by a method specified in ASTM E831. .
The MD direction refers to the flow direction of the resin, and the TD direction refers to the vertical direction of the flow direction of the resin.
(4) Amount of warpage When the molded product was allowed to stand on a horizontal surface, the distance at which both ends of the molded product were separated from the horizontal plane was measured, and the average value of the measured values at both ends was defined as the amount of warpage.
(5) Heat cycle resistance The insert molded body was subjected to 1000 cycles of changing the temperature from −40 ° C. × 30 minutes to 150 ° C. × 30 minutes, and then visually evaluated for the occurrence of cracks in the molded body.
[0041]
Example 1
As a thermoplastic resin, 50% by weight of polyphenylene sulfide (manufactured by DIC Corporation: T-3, 310 ° C., melt viscosity at 1200 / s: 100 PaS: hereinafter, PPS-1) and glass fiber (manufactured by Asahi Fiber Glass, JAFT591) A composition mixed with 50% by weight was used and charged into an injection molding machine through a hopper.
As the insert, a copper: nickel plated copper frame was used.
The molding conditions were a resin temperature of 300 ° C. and a mold temperature of 135 ° C.
Nitrogen was used as a supercritical gas, and injection was performed at 20 MPa, and the measured value and the gas flow rate were controlled so as to be 0.5 parts by weight based on the mixture.
The retraction of the movable mold was adjusted so that the weight reduction rate of the obtained molded body was 2%, and PPS-1 was foamed to obtain an insert molded body.
[0042]
Example 2-9, Comparative Example 1-6
An insert molded body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the compositions shown in Table 1 were used and the retraction of the movable mold was adjusted so as to obtain a predetermined light weight ratio.
In Comparative Examples 1, 3, and 5, no injection of nitrogen gas was performed, and a molded product was manufactured by insert injection molding without retreating the movable mold even after the composition was filled.
Table 1 shows the results of evaluating the composition and physical properties of the insert molded bodies produced in Example 1-9 and Comparative Example 1-6.
[0043]
[Table 1]
Figure 2004122367
[0044]
From the above results, it was confirmed that the insert molded product of the present invention had small warpage and excellent heat cycle resistance.
[0045]
【The invention's effect】
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide an insert molded body in which initial warpage and cracking of the insert molded body are suppressed and deformation and destruction are reduced even when used for a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an automotive electrical component module case according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the motor vehicle electrical component module case along AA in FIG. 1;
3A is a partial cross-sectional view of the motor vehicle electrical component module case along the line BB in FIG. 1; FIG. 3B is a partial cross-sectional view of the motor vehicle electrical component module case along the line CC in FIG. 1; FIG.
FIG. 4 is a schematic view of an injection molding apparatus for producing an insert molded body of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Automotive electrical component module case (insert molded body)
2 Thermoplastic resin foam part 3, 4 Insert 5 Interface 10 Injection molding device 11 Injection molding machine main body 111 Cylinder 112 Screw 113 Hydraulic device 114 Heater 115 Hopper 116 Nozzle 12 Insert molding die 121 Fixed die 122 Movable die 123 gap (cavity)
13 Supercritical gas introduction device 131 Gas cylinder 132 Booster 133 Control pump

Claims (9)

金属又はセラミックス製のインサート物と熱可塑性樹脂発泡部から成るインサート成形体であって、前記熱可塑性樹脂発泡部の発泡セルの平均セル径が50μm以下であることを特徴とするインサート成形体。An insert molded article comprising a metal or ceramic insert and a thermoplastic resin foamed part, wherein the average cell diameter of the foamed cells of the thermoplastic resin foamed part is 50 μm or less. 前記熱可塑性樹脂発泡部が、ポリフェニレンスルフィド及び/又はシンジオタクチックポリスチレンである請求項1に記載のインサート成形体。The insert molded body according to claim 1, wherein the thermoplastic resin foamed part is polyphenylene sulfide and / or syndiotactic polystyrene. 前記熱可塑性樹脂発泡部の軽量化率が、2%以上である、請求項1又は2に記載のインサート成形体。
軽量化率=100[1−(ρ’/ρ)] (%)
[ρ’:熱可塑性樹脂発泡部の密度,ρ:熱可塑性樹脂(未発泡時)の密度]
The insert molded body according to claim 1 or 2, wherein the weight reduction rate of the thermoplastic resin foamed portion is 2% or more.
Lightening rate = 100 [1- (ρ ′ / ρ)] (%)
[Ρ ': Density of foamed thermoplastic resin, ρ: Density of thermoplastic resin (when not foamed)]
前記熱可塑性樹脂発泡部の軽量化率が、5〜20%である請求項1又は2に記載のインサート成形体。The insert molded body according to claim 1 or 2, wherein a weight reduction rate of the thermoplastic resin foamed portion is 5 to 20%. 前記熱可塑性樹脂発泡部の線膨張係数αが、前記インサート物の線膨張係数βに対し、100(α−β)/βが±100%以内であり、前記熱可塑性樹脂発泡部を構成する熱可塑性樹脂の、未発泡状態での線膨張係数γに対し、変動率100(α−γ)/γが±30%以内の請求項1〜4に記載のインサート成形体。The coefficient of linear expansion α of the foamed thermoplastic resin is 100 ± (α−β) / β within ± 100% of the coefficient of linear expansion β of the insert. The insert molded body according to any one of claims 1 to 4, wherein a variation rate of 100 (α-γ) / γ is within ± 30% of a linear expansion coefficient γ of the plastic resin in an unfoamed state. 前記インサート成形体が、自動車用電装部品ケース又は電子部品である請求項1〜5のインサート成形体。The insert molded product according to any one of claims 1 to 5, wherein the insert molded product is an electronic component case or an electronic component for an automobile. インサート物と熱可塑性樹脂発泡部からなるインサート成形体を成形するインサート成形方法であって、固定金型と可動金型のいずれか一方の金型に、前記インサート物を設置した後、前記可動金型を前記固定金型に対して型閉じし、次いで型閉じされた前記インサート物と金型内面との間に形成されるキャビティに、超臨界状ガスが溶解された発泡性溶融樹脂を射出し発泡させることを特徴とするインサート成形体の製造方法。An insert molding method for molding an insert molded body comprising an insert and a thermoplastic resin foamed part, wherein the movable mold is provided after installing the insert in one of a fixed mold and a movable mold. The mold is closed with respect to the fixed mold, and then a foamable molten resin in which a supercritical gas is dissolved is injected into a cavity formed between the insert and the inner surface of the mold. A method for producing an insert molded body, characterized by foaming. 前記固定金型と前記可動金型の開閉方向が天地方向であることを特徴とする請求項7に記載のインサート成形品の製造方法。The method for manufacturing an insert molded product according to claim 7, wherein the opening and closing directions of the fixed mold and the movable mold are vertical. 金属製又はセラミックス製インサート物と熱可塑性樹脂発泡部からなるインサート成形体からなる自動車用電装部品ケース又は電子部品。An automotive electrical component case or electronic component comprising an insert molded body comprising a metal or ceramic insert and a thermoplastic resin foam.
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