JP6281218B2 - 成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、成形品の製造方法に関する。

近年、軽量化や効率向上による金属代替の流れにより、金属から樹脂への置き換えが益々盛んになってきており、様々な産業分野において機構部品及び構造部材等の樹脂化が加速している。しかし、樹脂材料のみを用いて部品や部材を形成した場合、剛性や強度、熱伝導性等の点で充分な性能を得ることが困難な場合がある。そこで、金属と樹脂を一体成形し、金属および樹脂のそれぞれの利点を兼ね備えた複合体を用いることが行われている。
こうした金属と樹脂を一体成形して複合体を製造する技術として、インサート成形が広く用いられている。インサート成形とは、金型内の成形空間に金属部品をあらかじめ設置した状態で金型内の成形空間に樹脂を導入し、樹脂と金属を一体化する成形法である。

インサート成形において用いられる樹脂としては、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の両方が用いられる。特許文献１には、熱可塑性樹脂を用いた例が記載されている。特許文献２には、熱硬化性樹脂を用いた例が記載されている。

特開２０１１−１６６１２４号公報 特開２００６−２７２６５７号公報

ところが、特許文献１および２に記載の方法のように、金属部材を金型内に固定した状態で樹脂材料を金型内に導入した場合、挿入しろや、金属部材と金型との間の隙間から樹脂が入り込むことによりバリが発生する等の不都合があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、バリの発生を抑制した良好な品質の金属樹脂一体成形品を得ることができる成形品の製造方法を提供するものである。

本発明者らは、上記課題を達成するために鋭意研究を重ねた結果、金属部材を金型内に固定することなく配置した状態で、溶融した樹脂材料を金型内に導入することによって、バリの発生を抑制できることを見いだした。

すなわち、本発明によれば、
板状またはシート状の金属部材と樹脂部材とが一体化した成形品の製造方法であって、
壁面と底面とを有する凹部を備える第１金型部と、前記凹部に挿入される凸部を備える第２金型部Ａとにより、前記凹部内に前記凸部が挿入された状態で成形空間が形成される成形金型Ａ、または、
前記第１金型部と、前記凹部の底面中央に位置し前記第１金型部に固定して設けられる入れ子と、第２金型部Ｂとにより、前記凹部の底面中央に前記入れ子を固定した状態で成形空間が形成される成形金型Ｂを用い、
前記成形空間中の前記第１金型部の前記壁面に前記金属部材を配置する工程と、
前記成形空間に熱硬化性樹脂を含む樹脂材料を導入し、前記樹脂材料の流動圧力により前記金属部材を前記第１金型部の前記壁面に押しつけながら前記成形空間を前記樹脂材料で充填する工程と、
導入された前記樹脂材料を硬化させて前記成形品を得る工程と、
を含む、成形品の製造方法が提供される。

さらに、本発明によれば、上記成形品の製造方法により得られる、金属樹脂一体成形品が提供される。

本発明によれば、バリの発生を抑制した良好な品質の金属樹脂一体成形品を得ることができる成形品の製造方法を提供することができる。

本実施形態に係る成形品の製造方法の一例を説明するための図である。 本実施形態に係る成形品の製造方法の一例を説明するための図である。 本実施形態に係る成形品の製造方法の一例を説明するための図である。 本実施形態に係る成形品の製造方法の変形例を説明するための図である。

以下、本実施形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

＜成形品の製造方法＞
図１は、本実施形態に係る成形品の製造方法の一例を説明するための図である。なお、本実施形態に係る製造方法は、板状またはシート状の金属部材１００と樹脂部材とが一体化した成形品（以下、「金属樹脂一体成形品」ともいう。）の製造方法に関するものであり、第１金型部１および第２金型部２を備え、これらの金型部材（第１金型部１および第２金型部２）により成形空間１０が形成される成形金型３を用いるものである。ここで、第１金型部１および第２金型部２は、いずれも成形金型３の一部をいい、入れ子やスライドコアも含んでいてもよい。
図１に示すように、本実施形態に係る成形品の製造方法は、成形金型３の成形空間１０に板状またはシート状の金属部材１００を配置する工程と、成形金型３の成形空間１０に、熱硬化性樹脂を含む樹脂材料５０を導入し、樹脂材料５０の流動圧力により金属部材１００を第１金型部１および第２金型部２のいずれか一方の成形面に押しつけながら成形空間１０を樹脂材料５０で充填する工程と、導入された樹脂材料５０を硬化させて成形品を得る工程とを含む。この製造方法によれば、バリの発生を抑制した良好な品質の金属樹脂一体成形品を得ることができる。

以下、本実施形態に係る成形品の製造方法について、成形金型３としてトランスファー成形用金型を用いる場合を例に挙げて詳説する。なお、本実施形態に係る成形品の製造方法においては、成形金型３としてトランスファー成形用金型を用いてもよく、射出成形用金型を用いてもよいし、コンプレッション成形用金型を用いてもよい。なお、射出成形用金型またはコンプレッション成形用金型を用いる場合においても、トランスファー成形用金型を用いる場合と同様の効果を奏する。

本実施形態では、成形品の寸法精度の制御性を高める観点から、トランスファー成形用金型を用いている。

上述した通り、図１は、本実施形態に係る成形品の製造方法の一例を説明するための図である。ここで、図１において、（ａ）は、金属部材１００を配置する前の成形金型の構造を示す図、（ｂ）は、金属部材１００を配置する工程を説明するための図、（ｃ）は、成形空間１０内を樹脂材料５０で充填する工程を説明するための図、（ｄ）は、樹脂材料５０を硬化させて成形品を得る工程を説明するための図である。
また、図２および図３は、いずれも本実施形態に係る成形品の製造方法の一例を説明するための図であって、図１の（ｃ）の別態様を示す図である。

まず、図１の（ａ）に示す成形金型３を準備する。本実施形態に係る成形金型３は、第２金型部２と第１金型部１とを備えている。この第２金型部２と第１金型部１を組み合わせることにより、後工程において金属部材１００を配置する成形空間１０が形成される。また、第２金型部２には、成形前の樹脂材料５０を仕込むポット２０と、その後、圧力をかけて樹脂材料５０を溶融させるためにポット２０に挿入する補助ラムを備えたプランジャー３０と、溶融させた樹脂材料５０を成形空間１０内に送り込むスプルー４０とが設けられている。なお、本実施形態に係る成形金型３は、図１に示すような、補助ラムを備えたプランジャー式トランスファー成形機に適用するものであっても、補助ラムを備えないポット式トランスファー成形機に適用するものであってもよい（図示せず）。

次に、金属部材１００を配置する工程について説明する。
図１の（ｂ）に示すように、成形金型３の成形空間１０内に金属部材１００を配置する。具体的には、第１金型部１を下げて、成形金型３を開いた状態で成形空間１０に相当する部分に金属部材１００を固定することなく配置する。こうすることで、溶融した樹脂材料５０を成形空間１０内に導入した時に、導入した樹脂の流動圧力によって金属部材１００を第２金型部２または第１金型部１のいずれか一方の金型部材の壁面（成形面）に押しつけることができる。本実施形態では、金属部材１００が第１金型部１の壁面に押しつけられる。これにより、従来の方法を用いた場合に生じる、挿入しろや金属部材１００と金型壁面との間の隙間から樹脂が入り込むことによるバリの発生を防止することができる。

ここで、金属部材１００は、あらかじめ、第２金型部２または第１金型部１のいずれか一方の壁面（成形面）に当接させた状態で配置することが好ましい。こうすることで、金属部材１００と金型部材の壁面との間の隙間に溶融した樹脂材料５０が入り込むことを、より効果的に防ぐことができる。

金属部材１００の形状は、板状またはシート状である。このような形状とすれば、樹脂材料５０の流動圧力を金属部材１００の面で受けることができるため、金属部材１００を第２金型部２または第１金型部１のいずれかの壁面（成形面）に確実に押しつけることができる。これにより、成形空間１０内に樹脂材料５０を導入した際に生じる金属部材１００の位置ズレを防ぐことができ、バリの発生をより確実に抑制することができる。

金属部材１００は、銅、アルミニウムおよびステンレス鋼からなる群より選択された１種以上を含む材料により形成されたものであることが好ましい。こうすることで、使用した金属部材１００を形成する材料の種類に応じた金属特性を、成形品に付与することができる。例えば、金属部材１００として銅を用いた場合は、導電性を付与した成形品を製造することができる。金属部材１００としてアルミニウムを用いた場合は、電磁波シールド性を付与した成形品を製造することができる。金属部材１００としてステンレス鋼を用いた場合は、耐腐食性を付与した成形品を製造することができる。

次に、成形空間１０内を樹脂材料５０で充填する工程（図１の（ｃ））、および熱硬化性樹脂を硬化させて樹脂部材を得る工程（図１の（ｄ））について説明する。
本実施形態に係る成形空間１０内を樹脂材料５０で充填する工程では、まず、第１金型部１を上げて、成形金型３を閉じた状態で、ポット２０内に成形前の樹脂材料５０を仕込む。成形前の樹脂材料５０の性状は特に限定されないが、粉末又は顆粒状のままであってもよいし、円柱状のタブレットに形成したものであってもよく、また、予め、プレヒーター等によって予熱することにより半溶融の常態にされていてもよい。次に、ポット２０内に仕込んだ樹脂材料５０を溶融させるために、樹脂材料５０に対して、補助ラムを備えたプランジャー３０をポット２０に挿入して圧力をかける。その後、溶融した樹脂材料５０をスプルー４０を介して成形空間１０内に導入する。成形空間１０内に導入された樹脂材料５０は、図１の（ｃ）に記載されている点線で示す方向に流動する。そして、樹脂材料５０の流動圧力によって金属部材１００を第１金型部１に押しつけて、見かけ上、金型部材の壁面に金属部材１００を固定した状態とすることができる。このとき、ポット２０内での樹脂材料５０の溶融、成形空間１０内への溶融した樹脂材料５０の導入および充填は、同時進行で進むことになる。次に、成形空間１０内に充填された樹脂材料５０は、加熱加圧されることにより硬化する（図１の（ｄ））。樹脂材料５０の硬化後、成形金型３を開くことにより、バリの発生を抑制できた良好な品質の金属樹脂一体成形品を得ることができる。なお、ポット２０内に残った樹脂材料５０の硬化物（カル）とスプルー４０内の硬化物は、成形金型３を開く前にプランジャー３０を引き上げることにより、金属樹脂一体成形品と分離される。

本工程において成形空間１０内に導入された樹脂材料５０は、逆流することなく一方向に進行する。これにより樹脂材料５０中に繊維強化材を含有させている場合、樹脂部材の機械的強度を向上させることができる。成形空間１０内に導入された樹脂材料５０が逆流することなく一方向に進行すれば、硬化後の樹脂部材中における繊維強化材の配向を制御することができる。こうすることで、本実施形態に係る成形品の製造方法によれば、曲げ強度という観点において、均一であり、かつ優れた品質の金属一体成形品を得ることができる。

また、成形空間１０内を樹脂材料５０で充填する工程では、成形空間１０内を脱気してから溶融した樹脂材料５０を成形空間１０内に導入することが好ましい。こうすることで、後工程において、硬化して得られる樹脂部材中にボイドが生じる可能性を低減できる。これにより、より一層機械的強度に優れた金属樹脂一体成形品を得ることができる。

ここで、本実施形態に係る別態様について図２を参照して説明する。
図２の例では、金属部材１００に樹脂流動口２００となる貫通部を設けている。そして、金属部材１００が押しつけられる成形面に、上記貫通部と連通する樹脂逃げ部３００を設けている。成形空間１０内に樹脂材料５０を導入した際、樹脂材料５０の一部が樹脂逃げ部３００に導かれる。
本例では、第１金型部１の外壁に凹部を形成し、この凹部を樹脂逃げ部３００としている。樹脂流動口２００の形状は、本実施形態では貫通孔としているが、特に形状に制限はなく、スリット形状であってもよい。
本実施形態によれば、成形空間１０に導入された溶融樹脂の一部を樹脂逃げ部３００に逃がすことができる。この結果、第１金型部１に対する金属部材１００の位置ズレをより効果的に抑制することができ、バリの発生をさらに高度に抑制することができる。
本実施形態では、樹脂逃げ部３００に形成された樹脂部材５０の硬化物は、成形品を得る段階で除去する。しかし、樹脂逃げ部３００に導入された樹脂材料５０の部分（硬化物）を成形品の一部として残してもよい。

図３は、本実施形態に係る別態様を示す図である。なお、図３に示す成形金型３は、入れ子式であり、第１金型部１と、第１金型部１の中央に位置し第１金型部１に固定して設けられた入れ子１ｂと、第２金型部２とにより、図１、図２の例とは上下が逆になったような成形空間１０を形成している。図３に示すように、成形金型３の入れ子１ｂと第１金型部１との間の溝（凹部）に金属部材１００を配置し、溶融した樹脂材料５０をスプルー４０を介して成形空間１０内に導入する。成形空間１０内に導入された樹脂材料５０は、図３に記載されている点線で示す方向に流動する。そして、樹脂材料５０の流動圧力によって金属部材１００を第１金型部１に押しつけて、見かけ上、金型部材の壁面に金属部材１００を固定した状態とすることができる。
図３の例では、図１および図２の例と成形空間１０の構成が相違し、この結果、溶融樹脂の流動経路が異なっている。このように、金属部材１００が溶融樹脂により金型部材の壁面に押しつけられる構成である限り、成形空間１０および溶融樹脂の流動経路の構成としては、種々の態様を用いることができる。

ここで、本実施形態に係る成形品の製造方法に用いる樹脂材料５０について説明する。本実施形態の樹脂材料５０は、熱硬化性樹脂を含むものである。

本実施形態に係る熱硬化性樹脂は、特に限定されないが、たとえば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド（ＢＭＩ）樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂を用いることができる。また必要によりこれらの２種以上を組み合わせて用いることもできる。中でも、フェノール樹脂は、流動性が良好であるため、得られる製品が幅広い用途に用いることができる点から好ましい。

このうち、フェノール樹脂の具体例としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂、アリールアルキレン型ノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂；未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油等で変性した油変性レゾールフェノール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂が挙げられる。
これらの中の一種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する二種類以上を併用したり、一種類または二種類以上の前述した樹脂と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。

また、ノボラック型フェノール樹脂を使用する場合、通常、硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを使用する。ヘキサメチレンテトラミンを用いる場合、その含有量は特に限定されないが、ノボラック型フェノール樹脂１００重量部に対して、１０重量部以上３０重量部以下含有することが好ましく、さらに１５重量部以上２０重量部以下含有することが好ましい。ヘキサメチレンテトラミンの含有量を上記範囲とすることで、成形品の機械的強度及び成形収縮量を良好なものとすることができる。

また、エポキシ樹脂の具体例としては、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＡＤ型などのビスフェノール型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型などのノボラック型エポキシ樹脂；臭素化ビスフェノールＡ型、臭素化フェノールノボラック型などの臭素化型エポキシ樹脂；ビフェニル型エポキシ樹脂；
ナフタレン型エポキシ樹脂；トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらを単独または２種類以上組合せて使用することができる。

これらの中でも、比較的分子量の低いビスフェノールＡ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が好ましい。これにより、高流動性、成形材料製造時の作業性や成形性をさらに良好なものにすることができる。また、耐熱性の面から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、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂が好ましく、特にトリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂が好ましい。
トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂を用いる場合は、特に限定されないが、数平均分子量５００〜２０００であることが好ましく、７００〜１４００であることがさらに好ましい。数平均分子量が小さすぎると、樹脂が液状となるので成形材料化が難しい場合があり、大きすぎると、樹脂の溶融粘度が高くなるため成形性が低下することがある。

また、エポキシ樹脂とともに硬化剤を使用してもよい。エポキシ樹脂の硬化剤としては特に限定されないが、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、ジシアミンジアミドなどのアミン化合物、脂環族酸無水物、芳香族酸無水物などの酸無水物、ノボラック型フェノール樹脂などのポリフェノール化合物のほか、イミダゾール化合物などが挙げられる。中でも取り扱い作業性、環境面からもノボラック型フェノール樹脂が好ましい。
特に、エポキシ樹脂として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、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂を用いる場合は、硬化剤としてノボラック型フェノール樹脂が好ましい。これにより、硬化物の耐熱性を向上させることができる。なお、硬化剤の添加量は特に限定されないが、エポキシ樹脂に対する理論当量比１．０からの許容幅を±１０重量％以内にして配合することが好ましい。

また、上記硬化剤とともに必要に応じて硬化促進剤を用いることができる。硬化促進剤としては特に限定されないが、たとえば、イミダゾール化合物、三級アミン化合物、有機リン化合物などを用いることができる。硬化促進剤の含有量は特に限定されないが、エポキシ樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部が好ましく、さらに好ましくは３〜８重量部である。硬化促進剤が少なすぎると硬化促進効果が小さい場合があり、多すぎると反応性が高くなりすぎることがあり、成形材料化が困難になる場合がある。

また、本実施形態に係る樹脂材料５０は、繊維強化材を含んでいてもよい。こうすることで、樹脂部材自体の機械的強度と剛性を優れたものとすることができる。
繊維強化材としては、たとえばガラス繊維、カーボン繊維およびプラスチック繊維からなる群から選択される一種以上を用いることができる。プラスチック繊維として、たとえばアラミド繊維（芳香族ポリアミド）が用いられる。また。繊維強化材として、バサルト繊維のような無機繊維やステンレス繊維のような金属繊維を用いることもできる。
これらの繊維強化材には、母材樹脂との接着性を向上させる目的で、シランカップリング剤による表面処理を施してもよい。シランカップリング剤としては、アミノシランカップリング剤、エポキシシランカップリング剤、ビニルシランカップリング剤等を用いることができる。

これらの材料のうち、カーボン繊維またはアラミド繊維を用いることにより、成形品の機械強度をさらに高めることができる。中でも、カーボン繊維を用いることにより、高負荷における耐摩耗性をさらに向上させることができる。また、成形品をより軽量化する観点からは、アラミド繊維等のプラスチック繊維が好ましく用いられる。

また、成形品の機械強度を向上させる観点からは、繊維強化材として、ガラス繊維やカーボン繊維等の繊維基材を用いることが好ましい。一般に、繊維基材を用いたとき、繊維基材の配向の方向によって得られる成形品の強度が異なるという不都合がある。本実施形態によれば、金属部材と樹脂部材とが一体化した成形品としているため、金属部材により補強されている箇所については上述した不都合を解消することができる。したがって、本実施形態において繊維強化材として繊維基材を用いた場合、繊維基材自体が有する特性と、金属部材の強度特性とを両立させた金属樹脂一体成形品を得ることができる。

本実施形態に係る樹脂材料５０中に含有させる繊維強化材量は、得られる樹脂部材の機械強さを向上させる観点から、樹脂材料５０全量に対して、たとえば１０体積％以上であり、好ましくは２０体積％以上であり、さらに好ましくは２５体積％以上である。なお、樹脂材料５０全量に対する繊維強化材の含有量の上限値に制限はないが、たとえば８０体積％以下としてもよい。

また、本実施形態に係る樹脂材料５０は、繊維強化材以外の充填材を含んでいてもよい。本実施形態において使用できる充填材としては、無機充填材であってもよく、有機充填材であってもよい。

無機充填材として、さらに具体的には、炭酸カルシウム、クレー、シリカ、マイカ、タルク、ワラストナイト、ガラスビーズ、ミルドカーボン、グラファイトなどから選択される一種以上が用いられる。
また、有機充填材としては、ポリビニールブチラール、アクリロニトリルブタジエンゴム、パルプ、木粉等を用いることができる。これらのうち、成形品の靭性を向上させる効果がさらに高まるという観点からは、アクリロニトリルブタジエンゴムが好ましい。
樹脂材料５０中の無機充填材の含有量は特に限定されず、適宜用途によって決定することができる。

なお、本実施形態に係る樹脂材料５０には、以上に説明した成分の他にも、本発明の目的を損なわない範囲で離型剤、硬化助剤、顔料等の添加剤を添加することもできる。

＜金属樹脂一体成形品＞
上述した成形品の製造方法により得られた金属樹脂一体成形品は、従来の方法を採用した場合に生じていた挿入しろや金属部材と金型部材との間の隙間から樹脂が入り込むことにより、バリが発生する等の不都合を解消した高品質なものである。また、本実施形態に係る金属樹脂一体成形品は、バリの発生を抑制した金属部材１００と樹脂部材の接合箇所に段差がないものであるため、機械的強度と剛性のバランスに優れ、かつ長期的に使用できるものである。

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、参考形態の例を付記する。
１． 板状またはシート状の金属部材と樹脂部材とが一体化した成形品の製造方法であって、
第１金型部および第２金型部を備え、これらの金型部材により成形空間が形成される成形金型を用い、
前記成形空間に前記金属部材を配置する工程と、
前記成形金型の前記成形空間に熱硬化性樹脂を含む樹脂材料を導入し、前記樹脂材料の流動圧力により前記金属部材を前記第１金型部および前記第２金型部のいずれか一方の成形面に押しつけながら前記成形空間を前記樹脂材料で充填する工程と、
導入された前記樹脂材料を硬化させて前記成形品を得る工程と、
を含む成形品の製造方法。
２． 前記成形空間に前記金属部材を配置する前記工程において、前記第１金型部および前記第２金型部のいずれか一方の成形面に前記金属部材を当接させた状態で前記金属部材を配置する、１．に記載の成形品の製造方法。
３． 前記熱硬化性樹脂が、フェノール樹脂である、１．または２．に記載の成形品の製造方法。
４． 前記成形空間を前記樹脂材料で充填する前記工程は、
前記成形空間の脱気を行う工程と、
前記樹脂材料を、脱気された前記成形空間に導入する工程と、
を含む、１．乃至３．のいずれか一つに記載の成形品の製造方法。
５． 前記金属部材に、樹脂流動口となる貫通部が設けられ、
前記金属部材が押しつけられる前記成形面に、前記貫通部と連通する樹脂逃げ部を設け、
前記成形空間に前記樹脂材料を導入した際、前記樹脂逃げ部に前記樹脂材料の一部を導く、１．乃至４．のいずれか一つに記載の成形品の製造方法。
６． 前記樹脂材料を硬化させて前記成形品を得る前記工程において、
前記樹脂逃げ部に形成された前記樹脂材料の硬化体を除去する、５．に記載の成形品の製造方法。
７． 前記金属部材が、銅、アルミニウムおよびステンレス鋼からなる群より選択された１種以上を含む材料により形成されたものである、１．乃至６．のいずれか一つに記載の成形品の製造方法。
８． 前記成形金型が、トランスファー成形用金型である、１．乃至７．のいずれか一つに記載の成形品の製造方法。
９． １．乃至８．のいずれか一つに記載の成形品の製造方法により得られる、金属樹脂一体成形品。

本実施形態に係る成形品の製造方法は、たとえば、図４の成形金型３を用いることも可能である。具体的には、図４は、本実施形態に係る成形品の製造方法の変形例を説明するための図であって、射出成形用金型を用いた場合における成形空間１０内を樹脂材料５０で充填する工程を説明するための図である。なお、図４の成形金型３についても、図１〜３の成型金型３と同様に第１金型部１と第２金型部２を含むものである。
図４に示すように、本実施形態に係る成形品の製造方法は、射出成形用金型を用いた場合においても適用することもできる。このように、射出成形である場合においても、金属部材１００が、スプルー４０を介して成形空間１０に導入された溶融した樹脂材料５０により金型部材の壁面に押しつけられる構成である限り、種々の態様を用いることができる。

図２に示す構造の成形金型を用い、トランスファー成形により成形品を作製した。なお、金属部材は、図２に示すように成形空間に配置した。
（１）樹脂材料
樹脂材料として、フェノールノボラック樹脂、ヘキサメチレンテトラミンおよびガラス繊維を含む材料を用いた。樹脂材料のおもな構成原料を以下に示す。
・母材樹脂：住友ベークライト社製ＰＲ−５１３０５（フェノールノボラック樹脂）
・硬化剤：ヘキサメチレンテトラミン
・硬化助剤：酸化マグネシウム
・離型剤：ステアリン酸カルシウム
・着色剤：カーボンブラック
・繊維強化材（１）：ガラス繊維（日東紡績社製カットファイバー（Ｅガラス））、平均繊維径１１μｍ
・繊維強化材（２）：炭素繊維（東邦テナックス社製ＨＴＡ−０３−０Ｗ）、平均繊維径７μｍ
（２）金属部材
ステンレス鋼からなる金属板を用いた。金属板の寸法は、１００ｍｍ（縦）×１５０ｍｍ（横）×１ｍｍ（厚み）である。金属部材には、直径２．５ｍｍの貫通孔を設けた。

図２に示す構造の成形金型を用い、トランスファー成形を行った後、樹脂逃げ部に形成された部分を除去し、成形品を得た。

得られた成形品を外観観察したところ、金属部材と樹脂部材の界面が強固に接着しており、界面における剥離がなく、樹脂部材中にボイドの発生がないことが確認された。得られた成形品は充分な強度を有するものであった。

１ 第１金型部
１ｂ 入れ子
２ 第２金型部
３ 成形金型
１０ 成形空間
２０ ポット
３０ プランジャー
４０ スプルー
５０ 樹脂材料
１００ 金属部材
２００ 樹脂流動口
３００ 樹脂逃げ部

Claims (11)

1. 板状またはシート状の金属部材と樹脂部材とが一体化した成形品の製造方法であって、
   壁面と底面とを有する凹部を備える第１金型部と、前記凹部に挿入される凸部を備える第２金型部Ａとにより、前記凹部内に前記凸部が挿入された状態で成形空間が形成される成形金型Ａ、または、
   前記第１金型部と、前記凹部の底面中央に位置し前記第１金型部に固定して設けられる入れ子と、第２金型部Ｂとにより、前記凹部の底面中央に前記入れ子を固定した状態で成形空間が形成される成形金型Ｂを用い、
   前記成形空間中の前記第１金型部の前記壁面に前記金属部材を配置する工程と、
   前記成形空間に熱硬化性樹脂を含む樹脂材料を導入し、前記樹脂材料の流動圧力により前記金属部材を前記第１金型部の前記壁面に押しつけながら前記成形空間を前記樹脂材料で充填する工程と、
   導入された前記樹脂材料を硬化させて前記成形品を得る工程と、
   を含む、成形品の製造方法。
2. 前記樹脂材料で充填する工程において、前記樹脂材料の流動圧力を前記金属部材の面で受けさせる、請求項１に記載の成形品の製造方法。
3. 前記樹脂材料が繊維強化材を含有する、請求項１または２に記載の成形品の製造方法。
4. 前記樹脂材料で充填する工程において、前記樹脂材料が一方向に進行する、請求項３に記載の成形品の製造方法。
5. 前記成形品を得る工程において、前記金属部材と前記樹脂部材との接合箇所に段差がない、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の成形品の製造方法。
6. 前記熱硬化性樹脂が、フェノール樹脂である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の成形品の製造方法。
7. 前記成形空間を前記樹脂材料で充填する前記工程は、
   前記成形空間の脱気を行う工程と、
   前記樹脂材料を、脱気された前記成形空間に導入する工程と、
   を含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の成形品の製造方法。
8. 前記金属部材に、樹脂流動口となる貫通部が設けられ、
   前記金属部材が押しつけられる前記壁面に、前記貫通部と連通する樹脂逃げ部を設け、
   前記成形空間に前記樹脂材料を導入した際、前記樹脂逃げ部に前記樹脂材料の一部を導く、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の成形品の製造方法。
9. 前記樹脂材料を硬化させて前記成形品を得る前記工程において、
   前記樹脂逃げ部に形成された前記樹脂材料の硬化体を除去する、請求項８に記載の成形品の製造方法。
10. 前記金属部材が、銅、アルミニウムおよびステンレス鋼からなる群より選択された１種以上を含む材料により形成されたものである、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の成形品の製造方法。
11. 前記成形金型が、トランスファー成形用金型である、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の成形品の製造方法。

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