JP2017013317A

JP2017013317A - インサート成形品

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Publication number: JP2017013317A
Application number: JP2015131216A
Authority: JP
Inventors: 仁人吉野; Masato Yoshino; 祐岡　輝明; Teruaki Sukeoka; 輝明祐岡
Original assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2035-06-30
Also published as: JP6484808B2

Abstract

【課題】インサート部材と樹脂部材との間の接着性、及び止水性に優れるインサート成形品の提供。【解決手段】本発明のインサート成形品は、金属又は合金からなる金属系の芯材と、前記芯材の表面に形成されるメッキ層とを有するインサート部材と、前記メッキ層にプライマーが付与されてなるプライマー層と、前記インサート部材との間で前記プライマー層を挟むように配され、前記プライマー層を介して前記インサート部材に固定される樹脂部材とを備え、前記メッキ層が、亜鉛メッキ層に三価クロメートメッキ層を積層した亜鉛三価クロメートメッキ層、ニッケルメッキ層、及び錫メッキ層からなる群より選択される何れか１つであり、前記プライマーが、エポキシ系プライマー、又はナイロン系プライマーからなり、前記樹脂部材が、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂からなることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、インサート成形品に関する。

特許文献１に示されるように、ノイズフィルタを備えたバスバー装置（以下、ノイズフィルタ付きバスバー装置）が知られている。この種の装置では、磁性体としてのフェライトコアを貫通するように、金属製の長手状のバスバーが配設されている。フェライトコアとバスバーとの間には、絶縁性の樹脂層がバスバーを周回するように介在されている。また、前記樹脂層は、フェライトコア及びバスバーに対してそれぞれ接着している。なお、前記樹脂層は、所定の金型を利用したインサート成形によってバスバー等に固定されている。

特開２０１４−８２７３８号公報

前記樹脂層には、バスバー等に対する密着性のみならず、バスバーを伝って移動する水滴を堰き止める止水性が求められている。しかしながら、従来の樹脂層は、バスバーに対する密着性に限界があり、前記樹脂層のみでは十分な止水性を確保することが難しかった。そのため、従来は、シーリング材（例えば、シリコーンゴム等）を利用して、前記樹脂層とバスバーとの間を封止することが行われていた。

本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、インサート部材と樹脂部材との間の密着性、及び止水性に優れるインサート成形品を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、金属又は合金からなる金属系の芯材と、前記芯材の表面に形成されるメッキ層とを有するインサート部材と、前記メッキ層にプライマーが付与されてなるプライマー層と、前記インサート部材との間で前記プライマー層を挟むように配され、前記プライマー層を介して前記インサート部材に固定される樹脂部材とを備え、前記メッキ層が、亜鉛メッキ層に三価クロメートメッキ層を積層した亜鉛三価クロメートメッキ層、ニッケルメッキ層、及び錫メッキ層からなる群より選択される何れか１つであり、前記プライマーが、エポキシ系プライマー、又はナイロン系プライマーからなり、前記樹脂部材が、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂からなることを特徴とするインサート成形品が、密着性、及び止水性に優れることを見出し、本発明の完成に至った。

前記インサート成形品において、前記芯材が、タフピッチ銅、黄銅、及び炭素鋼からなる群より選択される何れか１つであることが好ましい。

前記インサート成形品において、前記インサート部材が、バスバーからなり、前記樹脂部材が、前記バスバーに前記プライマー層を介して固定される絶縁層からなるものであってもよい。

本発明によれば、インサート部材と樹脂部材との間の密着性、及び止水性に優れるインサート成形品を提供することができる。

インサート成形品の一例を模式的に表した断面図インサート部材の平面図インサート成形用の金型の分解斜視図試験サンプル（インサート成形品）の平面図

（インサート成形品）
本発明の一実施形態を、図１を参照しつつ説明する。図１は、インサート成形品１の一例を模式的に表した断面図である。このインサート成形品１は、例えば、ハイブリッド車両のＤＣ／ＤＣコンバータ等に適用されるノイズフィルタ付きバスバー装置（不図示）の一部を構成するものである。

インサート成形品１は、インサート部材としての長手状のバスバー１０と、バスバー１０が内側を貫通するようにバスバー１０の周りを囲む筒状のフェライトコア（磁性体）２０と、バスバー１０とフェライトコア２０との間においてバスバー１０を周回するように介在され、バスバー１０とフェライトコア２０とを互いに固定しつつ絶縁する樹脂層（樹脂部材）３０とを備えている。

インサート成形品１は、所定の金型を利用したインサート成形により、予めプライマー処理（プライマー処理層４０）が施されているバスバー（インサート部材）１０とフェライトコア２０との間に、所定の絶縁性を有する熱硬化樹脂等からなる前記樹脂層（樹脂部材）３０が形成されるものである。つまり、インサート成形品１では、樹脂層（樹脂部材３０が、プライマー処理されている部分（プライマー処理層４０）を介してバスバー（インサート部材）１０に固定されている。樹脂層（樹脂部材３０）は、バスバー（インサート部材）１０に対して、直接、固定することができないため、プライマー処理層４０を介して固定されている。

（インサート部材）
インサート部材（バスバー１０等）は、金属又は合金からなる金属系の芯材と、この芯材の表面に形成されるメッキ層とを有するものからなる。芯材に利用される金属としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択されるが、例えば、銅、黄銅等が挙げられる。また、芯材に利用される合金としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択されるが、例えば、鉄と炭素の合金である炭素鋼等が挙げられる。

芯材の表面に形成されるメッキ層は、亜鉛メッキ層に三価クロメートメッキ層を積層した亜鉛三価クロメートメッキ層、ニッケルメッキ層、及び錫メッキ層からなる群より選択される何れか１つからなるである。なお、これらのメッキ層は、公知のメッキ処理方法を用いて形成される。メッキ層の厚みは、本発明の目的を損なわない限り、特に制限はないが、例えば、１０μｍ前後が好ましい。

（樹脂部材）
樹脂部材（樹脂層３０等）としては、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂が用いられる。

不飽和ポリエステル樹脂としては、例えば、脂肪族不飽和ジカルボン酸と脂肪族ジオールとをエステル化反応させることにより得られる樹脂（例えば、マレイン酸やフマル酸等の不飽和ジカルボン酸と、エチレングリコールやジエチレングリコール等のジオールとをエステル化反応して得られる樹脂）が挙げられる。

また、不飽和ポリエステル樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂を主成分とする熱硬化性成形材料であるＢＭＣ（Bulk Molding Compound）の形態で利用されてもよい。具体的な、不飽和ポリエステル樹脂としては、実施例において例示されるものが挙げられる。

フェノール樹脂としては、ノボラック型（例えば、ヘキサメチレンテトラミンで硬化させるノボラック型）、又はレゾール型（例えば、ジメチレンエーテル結合を主体とする固形レゾール）の何れであってもよい。具体的な、フェノール樹脂としては、実施例において例示されるものが挙げられる。

（プライマー）
プライマー処理（プライマー処理層）に利用されるプライマーとしては、エポキシ系プライマー、又はナイロン系プライマーが挙げられる。エポキシ系プライマーとしては、例えば、ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂を、所定の変性剤を用いて高分子量化、高機能化等した変性エポキシ樹脂等が挙げられる。具体的な、エポキシ系プライマーとしては、実施例において例示されるものが挙げられる。

ナイロン系プライマーとしては、例えば、熱可塑型ナイロンを熱硬化型に変性したものであって、加熱溶融時に架橋反応が進行して三次元網目状構造をなす変性ナイロン樹脂等が挙げられる。具体的な、ナイロン系プライマーとしては、実施例において例示されるものが挙げられる。

上記樹脂部材が、不飽和ポリエステル樹脂からなる場合、プライマーとしては、エポキシ系プライマー、ナイロン系プライマーの何れを用いてもよい。これに対し、上記樹脂部材がフェノール樹脂からなる場合、プライマーとしては、エポキシ系プライマーが用いられる。

上記樹脂部材が不飽和ポリエステル樹脂からなる場合、プライマーとしては、耐熱性等の観点より、エポキシ系プライマーが好ましい。

プライマーは、インサート部材に対して、公知の付与方法（塗布、浸漬、吹付等）により付与される。また、プライマーは、インサート部材に対して、少なくとも樹脂部材と重なる範囲に付与される。

なお、プライマーとして、ビニルエステル樹脂を使用しても、インサート部材と樹脂部材とを密着できないことが確かめられている。

本発明のインサート成形品は、インサート部材と樹脂部材との間の密着性に優れると共に、止水性に優れる。

本発明のインサート成形品は、上記ノイズフィルタ付きバスバー装置に限られず、様々な製品において利用することができる。

以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。

〔試験１：樹脂部材が不飽和ポリエステル樹脂の場合〕
以下に示される手順により、実施例１〜１８及び比較例１〜１８の試験サンプルを作製した。

図２に示されるような大きさ（長さ：６０ｍｍ、幅：１２ｍｍ、厚み：２ｍｍ）であり、かつ表１に示される構成（メッキ層、芯材）のインサート部材（金属片）１０を用意した。

次いで、インサート部材１０の一端側の片面上に、表１に示されるプライマーをスポイトで１，２滴（合計約０．０３ｇ）、滴下し、それをヘラで拡げて、図２に示される一点鎖線で囲まれた範囲（縦：３０ｍｍ、横：１０ｍｍ）にプライマーからなる塗膜（プライマー処理層）を形成した。

なお、比較例において、インサート部材１０にプライマーを塗布しない場合は、そのまま、後述する次の手順に進んだ。

図３は、インサート成形用の金型Ｍの分解斜視図である。ここで、金型Ｍについて、簡単に説明する。金型Ｍは、下型Ｍ１、上側Ｍ２、及び中子Ｍ３を備えている。下型Ｍ１には、成形時に、インサート部材１０がセットされる凹部ｍ１１が設けられている。また、下型Ｍ１の上面には、位置決め用の凸部（ガイドピン）ｍ１２，ｍ１３が立設されている。

中子Ｍ３は、型締め時に、下型Ｍ１と上型Ｍ２との間で挟み付けられる形で保持される部分であり、全体的には、平坦な板状をなしている。中子Ｍ３の略中央には、樹脂部材を成形するための貫通孔状の樹脂成形部ｍ３１が設けられている。樹脂成形部ｍ３１は、長手状をなしており、その一端が、型締め時において、下型Ｍ１にセットされているインサート部材１０の端部と重なるように設定されている。樹脂成形部ｍ３１の他端は、型締め時において、インサート部材１０と重ならず、下型Ｍ１の平坦な上面と重なる。なお、樹脂成形部ｍ３１と、インサート部材１０がセットされた下型Ｍ１との間で、樹脂部材用の原料を収容するためのスペースが形成される。

なお、インサート部材１０の端部と、樹脂成形部ｍ３１とが重なる部分は、図２に示される一点鎖線で囲まれた範囲に対応する。また、中子Ｍ３には、型締め時に、下型Ｍ１の凸部（ガイドピン）ｍ１２，ｍ１３が挿通される貫通孔状の位置決め部ｍ３２，ｍ３３が設けられている。

上型Ｍ２の下面は平坦であり、型締め時において、貫通孔状の樹脂収容部ｍ３１を上方から塞ぐように機能する。なお、上型Ｍ２には、型締め時に、下型Ｍ１の凸部（ガイドピン）ｍ１２，ｍ１３に嵌められる貫通孔状の位置決め部ｍ２２，ｍ２３が設けられている。

以上のような金型Ｍ（下型Ｍ１）に、プライマーが塗布されたインサート部材１０を、プライマーの塗膜が上方（上型Ｍ２側）を向くようにセットした。なお、比較例において、インサート部材１０にプライマーを塗布しない場合は、そのまま、金型Ｍ（下型Ｍ１）にセットした。

次いで、中子Ｍ２が下型Ｍ１上に重ねられ、樹脂成形部ｍ３１内に、樹脂部材（不飽和ポリエステル樹脂）用の原料（ペースト状の不飽和ポリエステル樹脂）を充填した。その後、中子Ｍ３上に樹脂成形部ｍ３１を覆うように離型フィルム（商品名「ピューレックスＡ５０」、帝人デュポンフィルム株式会社製）を載せた上で、中子Ｍ３に上型Ｍ２を重ねた。

続いて金型Ｍを、小型加熱手動プレス（品番「ＩＭＣ−１８００型」、株式会社井元製作所）内に設置して型締めし、成形温度：１５０℃、プレス圧：２０ＭＰａ、成形時間：３分等の条件で、プレス成形（インサート成形）を行った。

その後、金型Ｍを型開きし、金型Ｍ内から、インサート部材１０に樹脂部材（不飽和ポリエステル樹脂）３０が固定されている試験サンプル（インサート成形品）を得た。樹脂部材３０の大きさは、長さ：６０ｍｍ、幅：１０ｍｍ、厚み：２ｍｍである。図４は、試験サンプル（インサート成形品）の平面図である。

なお、表１中に示される各成分の詳細は、以下の通りである。
（樹脂部材）
不飽和ポリエステル樹脂：商品名「ＣＥ２９２５９７０Ｒ」（パナソニック株式会社製）
（メッキ層）
Ｚｎ（三価Ｃｒ）：亜鉛メッキ層に三価クロメートメッキ層を積層した亜鉛三価クロメートメッキ層
Ｎｉ：ニッケルメッキ層
Ｓｎ：錫メッキ層
（芯材）
タフピッチ銅：Ｃ１１００タフピッチ銅
黄銅：Ｃ２６００黄銅
炭素鋼：Ｓ４５Ｃ炭素鋼
（プライマー）
エポキシ系：商品名「アロンマイティＡＳ−６０」（東亞合成株式会社製、変性エポキシ樹脂、メタノール／トルエン溶媒、固形分２２ｗｔ％）
ナイロン系：商品名「アロンマイティＦＳ−１７５ＳＶ１０」（東亞合成株式会社製、変性ナイロン、変性エタノール溶媒、固形分１０ｗｔ％）

（引張試験）
得られた実施例１〜１８の試験サンプルについて、引張試験を行った。引張試験には、卓上型精密万能試験機（商品名「ＡＧＳ−Ｘ」、株式会社島津製作所製）を使用し、試験片の両端（インサート部材側の端部、及び樹脂部材側の端部）を、鉛直方向に沿って互いに離れる向きに引っ張ることで行った。結果は、表１に示した。なお、表１中において、符号（＊１）が付されているものは、インサート部材（金属片）と樹脂部材とが剥離する前に、樹脂部材が破損した場合であり、その場合、樹脂部材の破損時における引張強さ（ＭＰａ）を示した。

なお、各比較例については、インサート部材と樹脂部材とが固定されず、金型Ｍから成形品として取り出すことができなかった。そのため、各比較例については、引張試験を行えず、表１では、評価結果を、「測定不可」と表記した。

（止水性（密着性）の評価）
上記引張試験の結果が、５０ＭＰａを超える場合、インサート部材と樹脂部材との密着性が確保され、止水性を備えている（記号「○」）と判断した。これに対し、上記引張試験の結果が、５０ＭＰａ以下の場合、インサート部材と樹脂部材との密着性が確保されておらず、止水性を備えていない（記号「×」）と判断した。結果は、表１に示した。

表１に示されるように、実施例１〜１８の試験サンプル（インサート成形品）については、止水性（密着性）を備えていることが確かめられた。

〔試験２：樹脂部材がフェノール樹脂の場合〕
樹脂部材をフェノール樹脂（商品名「ＰＭ−９６４０」、住友ベークライト株式会社製）に代えると共に、成形温度を１８０℃、プレス圧を６０ＭＰａに代えたこと以外は、上記試験１と同様の手順により、表２に示される構成のインサート部材及びプライマーを用いて、実施例１９〜３２及び比較例１９〜３６の試験サンプル（インサート成形品）を作成した。

なお、表２に示される各成分は、上記試験１の表１に示されるものと同じである。得られた実施例１９〜３２の試験サンプルについて、上記試験１と同様、引張試験、及び止水性（密着性）の評価を行った。結果は、表２に示した。

なお、各比較例については、インサート部材と樹脂部材とが固定されず、金型Ｍから成形品として取り出すことができなかった。そのため、各比較例については、引張試験を行えず、表２では、評価結果を、「測定不可」と表記した。

表２に示されるように、実施例１９〜３２の試験サンプル（インサート成形品）については、止水性（密着性）を備えていることが確かめられた。これに対し、比較例１９〜３６の試験サンプルについては、樹脂部材がインサート部材に密着せず、止水性（密着性）を備えていないことが確かめられた。

１…インサート成形品、１０…インサート部材（バスバー）、２０…フェライトコア、３０…樹脂部材（樹脂層、絶縁層）、４０…プライマー処理層

Claims

金属又は合金からなる金属系の芯材と、前記芯材の表面に形成されるメッキ層とを有するインサート部材と、
前記メッキ層にプライマーが付与されてなるプライマー層と、
前記インサート部材との間で前記プライマー層を挟むように配され、前記プライマー層を介して前記インサート部材に固定される樹脂部材とを備え、
前記メッキ層が、亜鉛メッキ層に三価クロメートメッキ層を積層した亜鉛三価クロメートメッキ層、ニッケルメッキ層、及び錫メッキ層からなる群より選択される何れか１つであり、
前記プライマーが、エポキシ系プライマー、又はナイロン系プライマーからなり、
前記樹脂部材が、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂からなることを特徴とするインサート成形品。
前記芯材が、タフピッチ銅、黄銅、及び炭素鋼からなる群より選択される何れか１つである請求項１に記載のインサート成形品。
前記インサート部材が、バスバーからなり、
前記樹脂部材が、前記バスバーに前記プライマー層を介して固定される絶縁層からなる請求項１又は請求項２に記載のインサート成形品。