JP2022165833A - Heater film for on-vehicle component and manufacturing method of insert molded product - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、車載部品用ヒーターフィルム及びインサート成形品の製造方法に関し、詳しくは、基材層と、ヒーター用回路と、保護回路層とを備える車載部品用ヒーターフィルム、及びこの車載部品用ヒーターフィルムを用いるインサート成形品の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a method of manufacturing an in-vehicle component heater film and an insert-molded product, and more specifically, an in-vehicle component heater film including a substrate layer, a heater circuit, and a protective circuit layer, and the in-vehicle component heater film. It relates to a method for manufacturing an insert molded product using
車載部品用ヒーターフィルムは、自動車等における部品の湾曲した外面へ、折り曲げたり伸長させたりしながら取り付けることができるヒーターであり、例えば融雪ヒーター等として使用されている。かかるヒーターフィルムは、基材層の上に、銅箔等を用いて形成したヒーター用回路を積層したものであり、このヒーター用回路を熱可塑性樹脂などで被覆することにより、モジュールを作製して用いられる。このモジュールの作製は、通常、ヒーターフィルムのヒーター用回路側の面に熱可塑性樹脂を射出するインサート成形により行われるが、インサート成形では、高温かつ高圧力の樹脂がヒーター用回路の上に直接射出されるため、金型形状、射出される熱可塑性樹脂の温度、圧力等、成形条件によっては、ヒーター用回路の線が曲がったり、千切れたり、回路が露出したりして、ヒーター用回路が破壊されてしまうことがあった。 A heater film for vehicle-mounted parts is a heater that can be attached to the curved outer surface of a part of an automobile or the like while being bent or stretched, and is used as a snow melting heater, for example. Such a heater film is obtained by laminating a heater circuit formed using copper foil or the like on a base material layer, and by coating the heater circuit with a thermoplastic resin or the like, a module is produced. Used. This module is usually manufactured by insert molding, in which thermoplastic resin is injected onto the heater circuit side of the heater film.In insert molding, high-temperature and high-pressure resin is injected directly onto the heater circuit. Therefore, depending on the molding conditions such as the shape of the mold, the temperature and pressure of the thermoplastic resin to be injected, etc., the wire of the heater circuit may be bent, torn, or the circuit may be exposed, causing the heater circuit to fail. It could have been destroyed.
このようなインサート成形において起こる破壊を抑制する方法として、表面保護層を形成する方法が考えられる。特許文献1には、低艶絵柄インキ層と、これを被覆する表面保護層とを有する加飾シートに関し、表面保護層が電離放射線硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を75:25~25:75の比率(質量比)で含む樹脂組成物を架橋硬化したものであり、この熱可塑性樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算重量平均分子量が9万~12万の範囲であり、表面保護層の厚さが1~1000μmであることが開示されている。
A method of forming a surface protective layer is conceivable as a method of suppressing breakage that occurs in such insert molding.
しかし、車載部品用ヒーターフィルムのモジュールの作製においては、ヒーター用回路の強度がより小さく、また、射出する樹脂の温度及び圧力がより高いため、前述のような従来の表面保護層の材料を用いたのでは、ヒーター用回路の破壊を抑制することはできておらず、ヒーターフィルムの射出成形耐性を向上させることはできていない。 However, in the production of the module of the heater film for automotive parts, the strength of the heater circuit is smaller, and the temperature and pressure of the resin to be injected are higher. Therefore, the breakage of the heater circuit could not be suppressed, and the injection molding resistance of the heater film could not be improved.
本開示の課題は、射出成形耐性に優れる車載部品用ヒーターフィルム、及びこれを用いるインサート成形品の製造方法を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a heater film for automotive components that has excellent injection molding resistance, and a method for manufacturing an insert-molded product using the same.
本開示の一態様に係る車載部品用ヒーターフィルムは、基材層と、ヒーター用回路と、回路保護層とを備える。前記ヒーター用回路は、前記基材層に積層されている。前記回路保護層は、前記ヒーター用回路の周囲を取り囲むように敷設されている。前記回路保護層の熱重量示差熱分析における5%重量減少温度は300℃以上である。前記回路保護層の引張弾性率は25℃で1GPa以上300GPa以下であり、且つ300℃で10MPa以上である。 A heater film for an in-vehicle component according to an aspect of the present disclosure includes a base layer, a heater circuit, and a circuit protection layer. The heater circuit is laminated on the base material layer. The circuit protection layer is laid so as to surround the heater circuit. The 5% weight loss temperature of the circuit protective layer in thermogravimetric differential thermal analysis is 300° C. or higher. The tensile elastic modulus of the circuit protective layer is 1 GPa or more and 300 GPa or less at 25°C and 10 MPa or more at 300°C.
本開示の一態様に係るインサート成形品の製造方法は、前記車載部品用ヒーターフィルムを金型に配置するステップと、前記金型に溶融した樹脂を射出するステップと、前記樹脂を固化するステップとを備える。 A method for manufacturing an insert-molded product according to an aspect of the present disclosure includes the steps of: placing the automotive component heater film in a mold; injecting a molten resin into the mold; and solidifying the resin. Prepare.
本開示によれば、射出成形耐性に優れる車載部品用ヒーターフィルム、及びこれを用いるインサート成形品の製造方法を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present disclosure, it is possible to provide a heater film for automotive parts that is excellent in injection molding resistance, and a method for manufacturing an insert-molded product using the same.
1.概要
本実施形態に係る車載部品用ヒーターフィルムは、基材層と、ヒーター用回路と、回路保護層とを備える。ヒーター用回路は、基材層に積層されている。回路保護層は、ヒーター用回路の周囲を取り囲むように敷設されている。回路保護層の熱重量示差熱分析における5%重量減少温度は300℃以上である。回路保護層の引張弾性率は25℃で1GPa以上300GPa以下であり、且つ300℃で10MPa以上である。
1. Outline A heater film for an in-vehicle component according to the present embodiment includes a substrate layer, a heater circuit, and a circuit protection layer. The heater circuit is laminated on the substrate layer. The circuit protection layer is laid so as to surround the heater circuit. The 5% weight loss temperature of the circuit protective layer in thermogravimetric differential thermal analysis is 300° C. or higher. The tensile elastic modulus of the circuit protective layer is 1 GPa or more and 300 GPa or less at 25°C and 10 MPa or more at 300°C.
発明者らは、ヒーター用回路と、ヒーター用回路の周囲を取り囲むように敷設された回路保護層とを備える車載部品用ヒーターフィルムから、高温かつ高圧力の樹脂を射出してインサート成形を行うことによりモジュールを作製する場合において、ヒーターフィルムの射出成形耐性と、回路保護層の耐熱性及び引張弾性率の間に以下に示す関連があることを見出した。すなわち、回路保護層の5%重量減少温度を300℃以上とすることにより、射出成形における高温溶融樹脂による回路保護層の分解が抑制される。また、回路保護層の25℃における引張弾性率を1GPa以上300GPa以下とすることで、回路保護層13におけるヒーター用回路12にかかる応力をより小さくすることができ、それにより、射出成形の際のヒーター用回路12の破壊が抑制される。さらに、回路保護層13の300℃における引張弾性率を10MPa以上とすることにより、高温溶融樹脂により回路保護層13が変形することや、ヒーター用回路12が露出することが抑制される。これらにより、インサート成形時に、高温かつ高圧力の樹脂の射出によっても、ヒーター用回路12や回路保護層13の破壊を抑制することができ、ヒーターフィルムの射出成形耐性を優れたものとすることができると考えられる。
The inventors performed insert molding by injecting a high-temperature and high-pressure resin from a heater film for automotive parts, which includes a heater circuit and a circuit protection layer laid so as to surround the heater circuit. It has been found that the injection molding resistance of the heater film and the heat resistance and tensile modulus of the circuit protective layer have the following relationship when a module is produced by the method. That is, by setting the 5% weight loss temperature of the circuit protective layer to 300° C. or higher, decomposition of the circuit protective layer due to high-temperature molten resin in injection molding is suppressed. Further, by setting the tensile elastic modulus of the circuit protective layer to 1 GPa or more and 300 GPa or less at 25° C., the stress applied to the
2.詳細
<車載部品用ヒーターフィルム>
本実施形態に係る車載部品用ヒーターフィルム(以下単に、ヒーターフィルムともいう)は、車載部品を加温又は加熱するために用いられる面状のヒーターである。ヒーターフィルムは、例えば自動車等の乗物に搭載する融雪ヒーターなどとして好適に用いられる。ヒーターフィルムは、車載部品の湾曲した外面等に取り付けることができるよう、可撓性を有することが好ましい。
2. Details <Heater film for in-vehicle parts>
A heater film for vehicle-mounted parts according to the present embodiment (hereinafter also simply referred to as a heater film) is a planar heater used for warming or heating vehicle-mounted parts. The heater film is suitably used as a snow-melting heater mounted on vehicles such as automobiles. The heater film is preferably flexible so that it can be attached to a curved outer surface of an in-vehicle component or the like.
本実施形態に係るヒーターフィルムは、基材層と、ヒーター用回路と、回路保護層とを備える。ヒーター用回路が例えば銅箔等の金属箔から形成される場合、ヒーターフィルムの基材層は、金属箔に接着する接着部21を有することが好ましい。
The heater film according to this embodiment includes a substrate layer, a heater circuit, and a circuit protection layer. When the heater circuit is made of a metal foil such as copper foil, the base layer of the heater film preferably has an
図1Aのヒーターフィルム1は、基材層11と、ヒーター用回路12と、回路保護層13とを備える。図1Bのヒーターフィルム1は、基材層11と、ヒーター用回路12と、回路保護層13とを備え、基材層11は接着部21を有している。図1A及び図1Bでは、ヒーター用回路12は、断面図で2つの部位のみを有するように記載しているが、実際には、ヒーター用回路12の断面形状は、特に限定されない。
以下、各構成について説明する。
The
Each configuration will be described below.
[基材層]
図1A及び図1Bに示すように、基材層11は、ヒーターフィルム1において、ヒーター用回路12を積層するための部材である。
[Base material layer]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
基材層11の形状は、例えばフィルム状、シート状、板状等である。
The shape of the
基材層11の平面視の寸法は、特に限定されない。基材層11の厚さは、目的とするヒーターフィルム1の可撓性等により適宜選択されるが、1μm以上5000μm以下であることが好ましい。この場合、ヒーターフィルム1の可撓性をより向上させることができる。基材層11の厚さは、10μm以上1000μm以下であることがより好ましく、50μm以上800μm以下であることがさらに好ましく、100μm以上500μm以下であることが特に好ましい。
The dimensions of the
基材層11の材質は、例えば樹脂であり、熱可塑性樹脂であることが好ましい。基材層11が熱可塑性樹脂製であると、車体等の対象に熱融着させることができる。熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリスルホン、液晶ポリマーなどが挙げられる。これらの中で、割れ難さ及び透明性の観点から、ポリカーボネートが好ましい。基材層11は、樹脂以外の材料、例えば無機フィラー等を含有していてもよい。
The material of the
基材層11の材質には、後述するインサート成形において射出する樹脂と同種の樹脂を用いることが好ましい。この場合、作製されるモジュールの強度をより向上させることができる。
As the material of the
(接着部)
図1Bに示すように、接着部21は、基材層11の一部であり、ヒーター用回路12が例えば銅箔等の金属箔から形成される場合、金属箔に接着することができる部分である。ヒーターフィルム1は、基材層11が接着部21を有することで、ヒーター用回路12が金属箔から形成されたものである場合でも、ヒーター用回路12の基材層11からの剥離等をより抑制することができ、それにより、ヒーターフィルム1の射出成形耐性をより向上させることができる。
(Adhesion part)
As shown in FIG. 1B, the
接着部21の形成には、公知の接着剤を用いることができ、基材への塗布の容易性の観点から、溶剤系接着剤が好ましく、主剤と硬化剤とを混合して使用する接着剤が好ましい。接着剤としては、例えばポリエステル系接着剤、アクリル系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリウレタン系接着剤、オレフィン系接着剤、EVA(エチレン-酢酸ビニル共重合体)系接着剤などが挙げられる。これらの中で、金属との接着性により優れる観点から、ポリエステル系接着剤及びアクリル系接着剤の少なくとも一方が好ましく、ポリエステル系接着剤がより好ましい。
A known adhesive can be used to form the
接着部21の形成は、例えばまず、溶剤系接着剤の主剤と硬化剤とを混合して、基材の表面上に塗布し、乾燥して接着剤の塗膜を形成する。乾燥温度は、例えば50℃以上200℃以下であり、100℃以上140℃以下であることが好ましい。乾燥時間は、例えば5秒以上1時間以下であり、10秒以上3分以下であることが好ましい。次に、この接着剤の塗膜に、例えば銅箔等の金属箔を貼り付けてから、加熱し、硬化させる。加熱温度は、例えば30℃以上100℃以下であり、40℃以上60℃以下であることが好ましい。加熱時間は、例えば1時間以上1000時間以下であり、50時間以上300時間以下であることが好ましい。加熱は、1つの温度で行ってもよく、2つ以上の温度で段階的に昇温して行ってもよい。加熱硬化により、ヒーター用回路12としての金属箔が接着した接着部21が形成される。
The
接着部21の平面視の寸法は、通常接着部21を形成する基材の平面視の寸法以下であり、基材と同じ寸法であることが好ましい。接着部21の厚さは、例えば0.1μm以上100μm以下であり、1μm以上60μm以下であることが好ましく、3μm以上20μm以下であることがより好ましい。
The dimension of the
[ヒーター用回路]
図1A及び図1Bに示すように、ヒーター用回路12は、基材層11に積層されている。ヒーター用回路12の平面視形状は、特に限定されず、例えば格子状、網目状、扇状、渦巻状、ミアンダ状等の任意の配線パターン形状などが挙げられる。
[Heater circuit]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
ヒーター用回路12の材質としては、導電性を有するものであれば、特に限定されないが、例えば金、銀、銅、ステンレス、ニッケル、アルミニウム等の金属、これらの2種以上の合金などが挙げられる。これらの中で、銅が好ましい。
The material of the
ヒーター用回路12を形成する方法としては、金属箔のエッチングにより形成する方法、金属の蒸着により形成する方法、金属のめっきにより形成する方法などが挙げられる。ヒーター用回路12をエッチングにより形成する場合、ヒーター用回路12の形成は、例えば基材に塗布した接着剤の膜上に銅箔等の金属箔を貼り合わせた後、接着剤を硬化させて、金属箔付き基材層を得、この金属箔付き基材層に対して、フォトエッチング法等により、金属箔の不要部分を除去して、任意の配線パターンを形成することにより行う。
Methods of forming the
ヒーター用回路12が平面形状である場合、ヒーター用回路12の厚さは、通常1μm以上100μm以下であり、5μm以上70μm以下であることが好ましく、10μm以上50μm以下であることがより好ましい。
When the
[回路保護層]
図1A及び図1Bに示すように、回路保護層13は、ヒーター用回路12の周囲を取り囲むように敷設されている。
[Circuit protection layer]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
本実施形態に係るヒーターフィルム1において、回路保護層13の熱重量示差熱分析(TG-DTA)における5%重量減少温度は300℃以上である。この5%重量減少温度は、320℃以上であることが好ましく、350℃以上であることがより好ましく、370℃以上であることがさらに好ましい。5%重量減少温度を前記値以上とすることで、射出成形における高温溶融樹脂による回路保護層13の分解をより抑制することができ、それにより、ヒーターフィルム1の射出成形耐性をより向上させることができる。この5%重量減少温度の上限は特に限定されないが、例えば500℃未満であり、400℃以下であることが好ましい。「5%重量減少温度」とは、TG-DTA装置により、大気雰囲気下、昇温速度10℃/分の条件で測定される、回路保護層材料の重量減少が5質量%となる温度である。
In the
本実施形態に係るヒーターフィルム1において、回路保護層13の引張弾性率は、25℃で1GPa以上300GPa以下である。また、回路保護層13の引張弾性率は、300℃で、10MPa以上である。
In the
回路保護層13の25℃における引張弾性率は、1.1GPa以上であることが好ましく、1.2GPa以上であることがより好ましく、1.3GPa以上であることがさらに好ましく、1.4GPa以上であることが特に好ましい。25℃における引張弾性率は、100GPa以下であることが好ましく、30GPa以下であることがより好ましく、10GPa以下であることがさらに好ましく、2GPa以下であることが特に好ましい。25℃における引張弾性率を前記範囲とすることで、回路保護層13におけるヒーター用回路12にかかる応力をより小さくすることができ、それにより、ヒーターフィルム1の射出成形耐性をより向上させることができる。
The tensile modulus of the circuit
回路保護層13の300℃における引張弾性率は、11MPa以上であることが好ましく、12MPa以上であることがより好ましく、20MPa以上であることがさらに好ましく、30MPa以上であることが特に好ましい。300℃における引張弾性率を前記値以上とすることで、高温溶融樹脂による回路保護層13の変形やヒーター用回路12の露出をより抑制することができ、それにより、ヒーターフィルム1の射出成形耐性をより向上させることができる。300℃における引張弾性率の上限は、特に限定されないが、100MPaもあれば十分である。
The tensile modulus of the
回路保護層13を形成する材料としては、形成された回路保護層13の5%重量減少温度、並びに25℃及び300℃における引張弾性率が前記範囲になるものであれば用いることができ、例えば種々の熱硬化性樹脂などが挙げられ、主成分としてエポキシ樹脂を含有するものが好ましい。すなわち、回路保護層13は、エポキシ樹脂を主成分として含有する組成物(以下、組成物(X)ともいう)の硬化物を含むことが好ましい。「主成分」とは、最も質量割合が大きい成分をいい、例えば50質量%以上、好ましくは70質量%以上の成分をいう。回路保護層13を形成する材料として、エポキシ樹脂を主成分として含有する組成物(X)を用いることにより、5%重量減少温度並びに25℃及び300℃における引張弾性率をより適度な値に調整することができ、ヒーターフィルム1の射出成形耐性をより向上させることができる。
As a material for forming the circuit
エポキシ樹脂は、一分子中に2つ以上のエポキシ基を有する化合物である。エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノール型エポキシ樹脂、水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、グリシジル基含有シリコーン樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂等が挙げられる。 An epoxy resin is a compound having two or more epoxy groups in one molecule. Examples of epoxy resins include bisphenol-type epoxy resins, hydrogenated bisphenol-type epoxy resins, biphenyl-type epoxy resins, naphthalene ring-containing epoxy resins, alicyclic epoxy resins, dicyclopentadiene-type epoxy resins, phenol novolac-type epoxy resins, and cresol novolak. type epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin, aliphatic epoxy resin, triglycidyl isocyanurate, glycidyl group-containing silicone resin, glycidylamine type epoxy resin, and the like.
組成物(X)におけるエポキシ樹脂の割合は、例えば50質量%以上100質量%以下であり、60質量%以上95質量%以下であることが好ましく、65質量%以上90質量%以下であることがより好ましい。 The proportion of the epoxy resin in the composition (X) is, for example, 50% by mass or more and 100% by mass or less, preferably 60% by mass or more and 95% by mass or less, and preferably 65% by mass or more and 90% by mass or less. more preferred.
組成物(X)は、通常エポキシ樹脂の硬化剤、硬化促進剤などを含有する。硬化剤としては、例えばフェノール系硬化剤、酸無水物類、アミン類、イミダゾール類、ヒドラジド類、ポリメルカプタン類、ルイス酸-アミン錯体等が挙げられる。エポキシ樹脂1当量に対する硬化剤の当量は、例えば0.6以上1.4以下である。組成物(X)に対する硬化剤の割合は、例えば1質量%以上50質量%以下であり、5質量%以上40質量%以下であることが好ましく、10質量%以上35質量%以下であることがより好ましい。 The composition (X) usually contains an epoxy resin curing agent, a curing accelerator, and the like. Examples of curing agents include phenolic curing agents, acid anhydrides, amines, imidazoles, hydrazides, polymercaptans, and Lewis acid-amine complexes. The equivalent weight of the curing agent with respect to 1 equivalent weight of the epoxy resin is, for example, 0.6 or more and 1.4 or less. The ratio of the curing agent to the composition (X) is, for example, 1% by mass or more and 50% by mass or less, preferably 5% by mass or more and 40% by mass or less, and 10% by mass or more and 35% by mass or less. more preferred.
硬化促進剤としては、例えば2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール等のイミダゾール類;1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5、5,6-ジブチルアミノ-1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7等のシクロアミジン類;2-(ジメルアミノメチル)フェノール、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の第3級アミン類;トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス(4-メチルフェニル)ホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンとパラベンゾキノンの付加反応物、フェニルホスフィン等の有機ホスフィン類;テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・エチルトリフェニルボレート、テトラブチルホスホニウム・テトラブチルボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート;ボレート以外の対アニオンを持つ4級ホスホニウム塩;2-エチル-4-メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、N-メチルモルホリン・テトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩などが挙げられる。組成物(X)に対する硬化促進剤の割合は、例えば0.1質量%以上2質量%以下である。 Curing accelerators include imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole; 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecene-7 , 1,5-diazabicyclo[4.3.0]nonene-5,5,6-dibutylamino-1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecene-7; cycloamidines such as 2-(dimer tertiary amines such as aminomethyl)phenol, triethylenediamine, benzyldimethylamine, triethanolamine, dimethylaminoethanol, tris(dimethylaminomethyl)phenol; tributylphosphine, methyldiphenylphosphine, triphenylphosphine, tris(4- organic phosphines such as methylphenyl)phosphine, diphenylphosphine, adducts of triphenylphosphine and parabenzoquinone, and phenylphosphine; tetraphenylphosphonium/tetraphenylborate, tetraphenylphosphonium/ethyltriphenylborate, tetrabutylphosphonium/tetrabutyl Tetra-substituted phosphonium such as borate, tetra-substituted borate; quaternary phosphonium salt having a counter anion other than borate; etc. The ratio of the curing accelerator to the composition (X) is, for example, 0.1% by mass or more and 2% by mass or less.
組成物(X)の市販品としては、例えばパナソニック社製のCV5340E、スリーボンド社製のTB2082Cなどが挙げられる。 Examples of commercially available products of the composition (X) include CV5340E manufactured by Panasonic Corporation and TB2082C manufactured by ThreeBond.
回路保護層13の平面視の寸法は、ヒーター用回路12の周囲を取り囲むことができる大きさであれば、特に限定されない。回路保護層13の厚さは、ヒーター用回路12の厚さより大きければ特に限定されない。回路保護層13の厚さは、例えばヒーター用回路12の厚さの1.1倍以上であり、1.2倍以上であることが好ましい。回路保護層13の厚さは、例えばヒーター用回路12の厚さより5μm以上大きく、10μm以上大きいことが好ましい。回路保護層13の厚さは、例えば10μm以上1000μm以下であり、50μm以上500μm以下であることが好ましく、100μm以上200μm以下であることがより好ましい。
The dimensions of the circuit
基材層11と回路保護層13とのダイシェアテストにおける界面密着強度は、インサート成形における金型温度において、1MPa以上であることが好ましい。この場合、インサート成形における射出成形耐性をより向上させることができる。インサート成形における金型温度は、通常80℃以上150℃以下である。
The interfacial adhesion strength between the
基材層11と回路保護層13とのダイシェアテストにおける界面密着強度は、120℃において、1MPa以上であることが好ましい。インサート成形における代表的な金型温度である120℃における界面密着強度が前記値以上である場合、ヒーターフィルム1の射出成形耐性をより向上させることができる。120℃における界面密着強度は、1.1MPa以上であることがより好ましく、1.2MPa以上であることがさらに好ましい。120℃における界面密着強度の上限値は特に限定されないが、3MPaもあれば十分である。
The interfacial adhesion strength between the
基材層11と回路保護層13とのダイシェアテストにおける界面密着強度の測定方法は、後掲の実施例の欄で説明する。基材層11が接着部21を有する場合、基材層11と回路保護層13との界面密着強度は、接着部21と回路保護層13との界面密着強度を意味する。
A method for measuring the interfacial adhesion strength in the die shear test between the
ヒーターフィルム1における基材層11と回路保護層13とは共に透明性を有することが好ましい。この場合、ヒーターフィルム1におけるヒーター用回路12を視認することが可能になる。
Both the
回路保護層13は、例えばヒーター用回路12が積層された基材層11の上に、回路保護層13を形成する材料を塗布した後、材料を硬化させることにより形成することができる。
The circuit
<インサート成形品>
本実施形態に係るインサート成形品は、前述の車載部品用ヒーターフィルムと、インサート成形によって形成され、車載部品用ヒーターフィルムに接着された樹脂とを備える。本実施形態に係るインサート成形品は、前述の射出成形耐性に優れるヒーターフィルム1を用いて作製されるので、インサート成形品において、ヒーター用回路は破壊が抑制され、形状を保持している。そのため、本実施形態に係るインサート成形品は、優れたヒーター性能を発揮することができる。
<Insert molded product>
An insert-molded product according to the present embodiment includes the above-described on-vehicle component heater film, and a resin formed by insert molding and adhered to the on-vehicle component heater film. Since the insert-molded product according to the present embodiment is produced using the
図2に、本実施形態のインサート成形品の一例の断面図を示す。インサート成形品2は、図1Bに示すヒーターフィルム1と、樹脂31とを備える。樹脂31は、インサート成形によって形成されたものであり、ヒーターフィルム1に接着されている。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of an example of the insert-molded product of this embodiment. The insert-molded
インサート成形品2の形状は、例えばフィルム状、シート状、板状などである。
The shape of the insert-molded
インサート成形品2の平面視の寸法は、特に限定されない。インサート成形品2の厚さは、例えば10μm以上100mm以下であり、100μm以上10mm以下であることが好ましく、1mm以上5mm以下であることがより好ましい。このような厚さとすることで、インサート成形品2の可撓性等をより向上させることができる。
The dimensions of the insert-molded
インサート成形品2における基材層11、回路保護層13及び樹脂31はいずれも透明性を有することが好ましい。この場合、インサート成形品2におけるヒーター用回路12を視認することが可能になる。
All of the
<インサート成形品の製造方法>
インサート成形品2は、公知の方法により製造することができる。インサート成形品2は、例えばヒーターフィルム1を金型に配置するステップ(ステップ1)と、金型に、溶融した樹脂を射出するステップ(ステップ2)と、溶融した樹脂を固化するステップ(ステップ3)とを備える製造方法により、簡便かつ確実に製造することができる。
<Manufacturing method of insert molded product>
The insert-molded
ステップ1では、ヒーターフィルム1を金型に配置する。ステップ1において、ヒーターフィルム1は、例えば金型内の一方の壁に、基材層11のヒーター用回路12とは反対側の面を付けて配置する。
In
ステップ2では、金型に溶融した樹脂を射出する。樹脂としては、通常、熱可塑性樹脂が用いられる。樹脂としては、基材層11の材料と同じものを用いることが好ましい。この場合、インサート成形品2の強度をより向上させることができる。樹脂としては、割れ難さ及び透明性の観点から、ポリカーボネートが好ましい。ステップ2における金型温度としては、例えば80℃以上150℃以下であり、100℃以上140℃以下であることが好ましい。溶融した樹脂の温度としては、例えば200℃以上400℃以下であり、250℃以上350℃以下であることが好ましい。ステップ2における保圧としては、例えば10Pa以上100Pa以下であり、20Pa以上60Pa以下であることが好ましい。ステップ2における射出速度としては、例えば10mm/s以上200mm/s以下であり、50mm/s以上150mm/sであることが好ましい。
In
ステップ3では、溶融した樹脂を固化する。ステップ3は、例えば金型温度を徐々に下げることにより行う。これにより、ヒーターフィルム1を含むインサート成形品2を得ることができる。
In step 3, the melted resin is solidified. Step 3 is performed, for example, by gradually lowering the mold temperature. Thereby, an insert-molded
以下、本開示を実施例によってさらに詳しく説明するが、本開示はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present disclosure will be described in more detail below with reference to Examples, but the present disclosure is not limited to these Examples.
<ヒーターフィルムの作製>
[回路付き基材の作製]
基材として、厚さ300μmの透明なポリカーボネートフィルムを用いた。
基材の表面に塗布する溶剤系接着剤は、主剤である「ダイナレオVA-3020」(東洋インキ製造社製)と、硬化剤である「ダイナレオHD-701」(東洋インキ製造社製)とを、主剤/硬化剤(質量比率)=100/7となるように混合することによって調製した。そして、この溶剤系接着剤を3g/m2の塗布量で基材の表面に塗布し、120℃で1分間乾燥させることによって、厚さ12μmの透明な接着剤の膜を設けた。
次に、形成した接着剤の膜の表面に銅箔を貼り合わせて設けた後、40℃で48時間、60℃で96時間加熱して、接着剤を硬化させることで、銅箔付き基材層を得た。銅箔としては、厚さ35μmの銅箔を用いた。
銅箔付き基材層に対して、フォトエッチング法により銅箔の不要部分を除去して基材層に任意の配線パターンを設けることによって、ヒーター用回路付き基材層を作製した。
<Production of heater film>
[Preparation of substrate with circuit]
A transparent polycarbonate film with a thickness of 300 μm was used as the substrate.
The solvent-based adhesive to be applied to the surface of the base material is composed of the main agent "Dynareo VA-3020" (manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.) and the curing agent "Dynareo HD-701" (manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd.). , were prepared by mixing so that the main agent/curing agent (mass ratio) = 100/7. Then, this solvent-based adhesive was applied to the surface of the substrate in an amount of 3 g/m 2 and dried at 120° C. for 1 minute to form a transparent adhesive film with a thickness of 12 μm.
Next, a copper foil is attached to the surface of the formed adhesive film, and then heated at 40 ° C. for 48 hours and at 60 ° C. for 96 hours to cure the adhesive, thereby forming a base material with copper foil. got a layer. A copper foil having a thickness of 35 μm was used as the copper foil.
A substrate layer with a heater circuit was produced by removing unnecessary portions of the copper foil from the substrate layer with the copper foil by photoetching and providing an arbitrary wiring pattern on the substrate layer.
[回路保護層の形成]
回路保護層の材料として、以下のものを用いた。
実施例1:パナソニック社製のCV5340E
実施例2:スリーボンド社製のTB2082C
比較例1:スリーボンド社製のTB3732
比較例2:ヘンケル社製のLQM014
比較例3:パナソニック社製のストレッチャブルフィルム
比較例4:パナソニック社製のCV5390
[Formation of circuit protective layer]
The following materials were used as materials for the circuit protective layer.
Example 1: CV5340E manufactured by Panasonic Corporation
Example 2: TB2082C manufactured by ThreeBond Co., Ltd.
Comparative Example 1: TB3732 manufactured by ThreeBond Co., Ltd.
Comparative Example 2: LQM014 manufactured by Henkel
Comparative Example 3: Stretchable film manufactured by Panasonic Comparative Example 4: CV5390 manufactured by Panasonic
作製したヒーター用回路付き基材層上の回路が形成されていない部分に、耐熱性ポリイミドテープ(スリーエム社製の7413D)を二枚重ねて、ヒーター用回路付き基材層上の端部に貼ることで、厚さ135μmの枠を形成した。続いて、各種回路保護層材料をヒーター用回路付き基材層上に乗せて、直径3mmのアルミ棒を貼り付けたポリイミドテープに棒の両端が掛かる形で配置し、アルミ棒をポリイミドテープの表面に沿って動かすことにより、回路保護層材料をヒーター用回路付き基材層上に塗り広げ、所定の硬化条件を経ることで、回路保護層を備えるヒーターフィルムを形成した。 Two pieces of heat-resistant polyimide tape (7413D manufactured by 3M) were superimposed on the part where the circuit was not formed on the fabricated substrate layer with circuit for heater, and it was pasted on the end of the substrate layer with circuit for heater. , to form a frame with a thickness of 135 μm. Subsequently, various circuit protective layer materials were placed on the substrate layer with a heater circuit, and an aluminum rod with a diameter of 3 mm was attached to the polyimide tape, and the aluminum rod was placed on the surface of the polyimide tape. The material for the circuit protective layer was spread over the circuit-attached substrate layer for the heater by moving along the .
<評価>
[5%重量減少温度]
回路保護層材料を離型フィルム上に塗布し、所定の条件で硬化させた後、離型フィルムを剥がすことで、回路保護層材料のバルク膜を得た。回路保護層材料のバルク膜から所定の重量を切り出し、セイコーインスツル社製のTG/DTA6300によって、回路保護層材料の重量減少が5%となる温度を測定した。なお、測定は、大気雰囲気下(流量200mL/分)、昇温速度10℃/分の条件で実施した。
<Evaluation>
[5% Weight Loss Temperature]
The circuit protective layer material was applied onto a release film, cured under predetermined conditions, and then the release film was peeled off to obtain a bulk film of the circuit protective layer material. A predetermined weight was cut out from the bulk film of the circuit protective layer material, and the temperature at which the weight of the circuit protective layer material decreased by 5% was measured by TG/DTA6300 manufactured by Seiko Instruments. The measurement was performed under the conditions of an air atmosphere (flow rate of 200 mL/min) and a heating rate of 10° C./min.
[引張弾性率]
回路保護層材料を離型フィルム上に塗布し、所定の条件で硬化させた後、離型フィルムを剥がすことで、回路保護層材料のバルク膜を得た。得られた回路保護層材料のバルク膜を5mm幅に切断したものを用いて、動的粘弾性測定装置(セイコーインスツル社製のDMS6100)で、25℃及び300℃における引張弾性率を測定した。このとき、引張モードで周波数を10Hzとし、昇温速度10℃/分の条件で室温から300℃まで昇温して測定を行った。
[Tensile modulus]
The circuit protective layer material was applied onto a release film, cured under predetermined conditions, and then the release film was peeled off to obtain a bulk film of the circuit protective layer material. A bulk film of the obtained circuit protection layer material was cut into a width of 5 mm, and the tensile modulus at 25° C. and 300° C. was measured with a dynamic viscoelasticity measuring device (DMS6100 manufactured by Seiko Instruments Inc.). . At this time, the temperature was raised from room temperature to 300° C. under the condition that the frequency was set to 10 Hz in the tension mode and the temperature increase rate was 10° C./min, and the measurement was performed.
[界面密着強度]
図3Aに示すように、15×15mmの大きさの銅箔付き基材から、銅箔をエッチングして接着剤付き基材42を形成し、この接着剤付き基材42に、各種回路保護層材料を用いた膜43を形成した後、アルミリベット44を貼り付けて、所定の時間硬化させることにより、接着剤付き基材42の表面に回路保護層材料43を介してアルミリベット44が貼付された試験片41を作製した。作製した試験片41を用い、図3Bに示すように、ボンドテスター(Dega社製の4000型)にてダイシェア試験を行い、接着部(基材層)と回路保護層との間の界面密着強度を測定した。アルミリベット44の底面は直径6mmの円形である。なお、測定に使用したツールAの幅は9mm、ツールAの高さ(接着剤付き基材42と、ツールAの下端との距離)は100μm、ツールAの速度は100μm/秒で、試験片41を設置したステージを120℃に加熱して測定を実施した。
[Interfacial adhesion strength]
As shown in FIG. 3A, from a copper foil-attached substrate having a size of 15×15 mm, the copper foil is etched to form an adhesive-attached
[射出成形耐性]
まず、射出成形機(東洋機械金属社製のSi-80)により、回路保護層を備えるヒーターフィルムを作製した。作製した回路保護層を備えるヒーターフィルムを30mm×30mmのサイズに切り出し、金型のゲート直下になる位置に貼り付けた。射出成形耐性評価用の試験片の作製条件は、使用樹脂:ポリカーボネート(三菱エンジニアリングプラスチックス社製のユーピロンS-3000)、樹脂温度320℃、金型温度80℃、射出速度80mm/s、保圧40Pa、ゲート幅7mmとした。このようにして、図4に示すように、回路保護層を備えるヒーターフィルム52を含む100mm角、厚さ2mmの平板の試験片51を作製した。
得られた試験片51について、ゲートに対応する部分53に隣接し、ゲートから射出される樹脂によって回路保護層が破壊された部分Bについて、試験片に1mmマス目の方眼を重ねることで面積を算出した。
[Injection molding resistance]
First, a heater film having a circuit protective layer was produced using an injection molding machine (Si-80 manufactured by Toyo Machinery & Metal Co., Ltd.). The heater film having the circuit protective layer thus produced was cut into a size of 30 mm×30 mm and attached to a position directly below the gate of the mold. The conditions for preparing a test piece for injection molding resistance evaluation are as follows: resin used: Polycarbonate (Mitsubishi Engineering-Plastics Iupilon S-3000), resin temperature 320°C, mold temperature 80°C, injection speed 80mm/s, holding pressure The pressure was 40 Pa and the gate width was 7 mm. In this way, as shown in FIG. 4, a
Regarding the obtained
射出成形耐性は、回路保護層が破壊された部分Bの面積により以下の基準で評価した。
◎:10mm2以下
〇:88mm2以下
×:88mm2超
Injection molding resistance was evaluated according to the following criteria based on the area of portion B where the circuit protective layer was destroyed.
◎: 10 mm 2 or less ○: 88 mm 2 or less ×: more than 88 mm 2
表1の結果から、実施例のヒーターフィルムは、回路保護層の5%重量減少温度並びに25℃及び300℃の引張弾性率が特定範囲であることにより、射出成形耐性に優れたものになることが示された。比較例のヒーターフィルムは、回路保護層の5%重量減少温度並びに25℃及び300℃の引張弾性率の少なくとも1つが特定範囲外となることにより、射出成形耐性が不良となることも示された。 From the results in Table 1, the heater films of the examples have excellent injection molding resistance because the 5% weight loss temperature of the circuit protective layer and the tensile elastic modulus at 25°C and 300°C are within specific ranges. It has been shown. It was also shown that the heater film of the comparative example had poor injection molding resistance because at least one of the 5% weight loss temperature of the circuit protective layer and the tensile modulus at 25°C and 300°C was outside the specified range. .
1 車載部品用ヒーターフィルム
2 インサート成形品
11 基材層
12 ヒーター用回路
13 回路保護層
21 接着部
Claims (5)
前記基材層に積層されたヒーター用回路と、
前記ヒーター用回路の周囲を取り囲むように敷設された回路保護層と
を備え、
前記回路保護層の熱重量示差熱分析における5%重量減少温度が300℃以上であり、前記回路保護層の引張弾性率が25℃で1GPa以上300GPa以下であり、且つ300℃で10MPa以上である車載部品用ヒーターフィルム。 a substrate layer;
a heater circuit laminated on the base material layer;
a circuit protection layer laid so as to surround the heater circuit,
The circuit protective layer has a 5% weight loss temperature of 300° C. or higher in thermogravimetric differential thermal analysis, a tensile elastic modulus of 1 GPa or more and 300 GPa or less at 25° C., and 10 MPa or more at 300° C. Heater film for automotive parts.
前記金型に溶融した樹脂を射出するステップと、
前記溶融した樹脂を固化するステップと
を備えるインサート成形品の製造方法。
a step of placing the heater film for automotive parts according to any one of claims 1 to 4 in a mold;
injecting molten resin into the mold;
A method of manufacturing an insert-molded product, comprising the step of solidifying the molten resin.
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WO2023136185A1 (en) * | 2022-01-11 | 2023-07-20 | 富士フイルム株式会社 | Laminate |
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