JP2008188799A - ポリマー部材の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 表面内部に改質材料を含有するポリマー部材を、金型及び加熱シリンダーを備える射出成形機を用いて製造する方法であって、改質材料、液体二酸化炭素及び改質材料を溶解可能な液体を含む加圧流体をシリンダーにより流量制御して加熱シリンダー内の溶融樹脂に導入することと、加圧流体が導入された溶融樹脂を金型内に射出してポリマー部材を成形することとを含む製造方法を提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】 図6
Description
本実施例で用いたポリマー部材の製造装置の概略構成を図1に示した。本実施例の製造装置500は、図1に示すように、主に、金型を含む縦型の射出成形装置部503(射出成形機)と、加圧二酸化炭素を含む無電解メッキ液の金型への供給及び排出を制御する無電解メッキ装置部501(メッキ液導入装置)と、射出成形装置部503の可塑化シリンダー内の溶融樹脂に金属錯体を浸透させるための表面改質装置部502(導入装置)と、制御装置508とからなる。
次に、表面内部に金属微粒子を浸透させたポリマー基材の成形方法について説明する。なお、本発明において金属微粒子の樹脂への浸透方法は任意であるが、本実施例では、金属微粒子を含む金属錯体を溶解した加圧エタノールと加圧液体二酸化炭素との混合流体を、可塑化シリンダー52内で可塑化計量した溶融樹脂の先端部(フローフロント部)に導入した。
この例では、上述のようにして作製された表面内部に金属微粒子が含浸した(分散した)ポリマー基材507に対して、次のようにして、金型内で無電解メッキ処理を行った。なお、無電解メッキ処理を行っている間、金型内部は80℃に温調した。
上述のようにして作製されたポリマー部材に対して、高温多湿試験(条件:温度80℃、湿度90%Rh、放置時間500時間)やヒートサイクル試験(80℃と150℃との温度間を15サイクル)を行った後、ピール試験したところ、膜剥れは発生しなかった。また、温度150℃、放置時間500時間の条件で高温試験も行った。その結果、金属膜の密着性の低下は認められなかった。さらに、この例で作製されたポリマー部材の表面粗さRaを測定したところ、金型の表面粗さと同等のRa=100nmであった。すなわち、この例のポリマー部材の製造方法によれば、射出成形と同時にメッキ処理を行うことができ、プロセスが簡略化することができるだけでなく、密着性が高く且つ平滑な金属膜を耐熱性の高い樹脂材料に形成できることが分かった。
21 液体二酸化炭素ボンベ
20,33,34 シリンジポンプ
22,35,35’ 溶解槽
65 導入バルブ
500 製造装置
501 無電解メッキ装置部
502,502’ 表面改質装置部
503 射出成形装置部
504,604 キャビティ
505 スキン層(表皮)
506 コア層
507 ポリマー成形品
508 制御装置
509 無電解ニッケル−リン膜
510 金メッキ膜
600 金属微粒子
601 水溶性物質
602 無電解メッキ膜
Claims (23)
- 表面内部に改質材料を含有するポリマー部材を、金型及び加熱シリンダーを備える射出成形機を用いて製造する方法であって、
上記改質材料、液体二酸化炭素及び上記改質材料を溶解可能な液体を含む加圧流体をシリンダーにより流量制御して上記加熱シリンダー内の溶融樹脂に導入することと、
上記加圧流体が導入された上記溶融樹脂を上記金型内に射出して上記ポリマー部材を成形することとを含む製造方法。 - 上記加圧流体が2つのシリンダーにより流量制御され、さらに、上記ポリマー部材を成形している間に、
上記液体二酸化炭素及び上記液体をそれぞれ一方及び他方のシリンダー内に吸引することと、
一方のシリンダー内の上記液体二酸化炭素及び他方のシリンダー内の上記液体をそれぞれ昇圧することとを含む請求項1に記載の製造方法。 - 上記加圧流体を上記加熱シリンダー内の溶融樹脂のフローフロント部に導入することを特徴とする請求項1または2に記載の製造方法。
- 上記改質材料を溶解し且つ昇圧された上記液体と、昇圧された上記液体二酸化炭素とを混合して上記加圧流体を生成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。
- 昇圧された上記液体と、上記改質材料を溶解し且つ昇圧された上記液体二酸化炭素とを混合して上記加圧流体を生成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。
- 上記液体がアルコールであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法。
- 上記液体が液体二酸化炭素であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法。
- 上記シリンダーがシリンジポンプのシリンダーであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の製造方法。
- 上記改質材料が無電解メッキの触媒核となる金属微粒子であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の製造方法。
- さらに、上記改質材料を含有するポリマー部材に加圧二酸化炭素を接触させてポリマー部材の表面近傍を膨潤させることと、
上記ポリマー部材の表面近傍を膨潤させた状態で、加圧二酸化炭素を含む無電解メッキ液を上記ポリマー部材に接触させて、上記ポリマー部材にメッキ膜を形成することとを含む請求項9に記載の製造方法。 - 上記無電解メッキ液が、アルコールを含むことを特徴とする請求項10に記載の製造方法。
- 上記無電解メッキ液が、界面活性剤を含むことを特徴とする請求項10または11に記載の製造方法。
- 上記加圧二酸化炭素が、7.38MPa以上20MPa以下の圧力を有する超臨界二酸化炭素であることを特徴とする請求項10〜12のいずれか一項に記載の製造方法。
- 上記改質材料が、さらに、無電解メッキ液に溶解する物質を含むことを特徴とする請求項10〜13のいずれか一項に記載の製造方法。
- さらに、上記ポリマー部材にメッキ膜を形成した後、常圧で無電解メッキ及び電解メッキの少なくとも一方を行うことを含む請求項10〜14のいずれか一項に記載の製造方法。
- 表面内部に改質材料を含有するポリマー部材の製造装置であって、
上記ポリマー部材を成形する射出成形機と、
上記改質材料を含む加圧流体を流量制御で上記射出成形機内の溶融樹脂に導入する導入装置と、
上記射出成形機及び上記導入装置に連結され、上記加圧流体の流動を制御する制御装置とを備える製造装置。 - 上記導入装置が、シリンジポンプを備えることを特徴とする請求項16に記載の製造装置。
- 上記導入装置が、さらに、上記改質材料が内部に仕込まれた溶解槽を備え、該溶解槽が上記シリンジポンプと流通していることを特徴とする請求項17に記載の製造装置。
- 上記加圧流体が、上記改質材料、液体二酸化炭素及び上記改質材料を溶解可能な液体を含み、上記導入装置が、該液体二酸化炭素を昇圧して流出する第1シリンジポンプと、該液体を昇圧して流出する第2シリンジポンプと、第1シリンジポンプから流出された該液体二酸化炭素と第2シリンジポンプから流出された該液体とを混合する混合部とを備えることを特徴とする請求項16に記載の製造装置。
- 上記導入装置が、さらに、上記改質材料が内部に仕込まれた溶解槽を備え、該溶解槽が第1及び第2シリンジポンプの一方と流通していることを特徴とする請求項19に記載の製造装置。
- 上記射出成形機内で上記ポリマー部材が成形されている間に、第1及び第2シリンジポンプが、それぞれ上記液体二酸化炭素及び上記液体を吸引して昇圧することを特徴とする請求項19または20に記載の製造装置。
- 上記射出成形機が、上記加圧流体を上記溶融樹脂のフローフロント部に導入するための導入部を備えることを特徴とする請求項16〜21のいずれか一項に記載の製造装置。
- さらに、上記射出成形機内に無電解メッキ液を導入するメッキ液導入装置を備える請求項16〜22のいずれか一項に記載の製造装置。
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