JP6699584B2 - 導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材の製造方法、および導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材と外部給電部材の接続方法 - Google Patents

導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材の製造方法、および導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材と外部給電部材の接続方法 Download PDF

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Description

本発明は、導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材の製造方法、および導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材と外部給電部材の接続方法に関するものである。
ウインドシールド、リアガラス、サイドガラス、ルーフガラス等の車両用の窓ガラスの車内側の表面には、曇り取りのためのデフォッガ、氷雪除去のためのデアイサ等を構成する発熱線等の導電線が所定のパターンで設けられている。デフォッガやデアイサは、車両に取り付けられた際に水平方向に延びるように形成された複数本の発熱線（発熱線条）と、該発熱線の任意位置にある給電部から構成され、この給電部に外部給電部材が接続されて発熱線等に給電自在となっている。
上記する窓ガラスが無機ガラスから形成される場合、銀ペースト等の導電性ペーストを印刷した後、600℃程度で焼結することから、無機ガラスと導電性ペーストの間の強固な接着性と安定性を担保することができる。
一方、上記する窓ガラスが樹脂ガラスから形成される場合、導電性ペースト印刷後の処理温度が往々にして低くなることから、導電性ペーストは低温処理によっても無機ガラスの場合と同程度の品質安定性を維持する必要がある。
ここで、導電性ペースト層には、市場ニーズに合わせた細線化のための印刷性や低抵抗性、曲率の大きなガラスにも追従可能な延伸性など、多くの開発課題が存在している。なお、この導電性ペースト層の具体的な構成として、樹脂フィルムと導電性ペースト層が積層した形態などが挙げられる。
以上のことより、導電性ペースト層が製品表面に存在し、外環境に導電性ペースト層が暴露される構造ではなくて、導電性ペースト層が製品内部に存在する構成のプラスチックパネルが開発され、特許文献１では実施形態の一つとして記載されている。
ところで、上記する窓ガラスの製造は、導電性ペースト層を印刷した樹脂フィルムをインサート部材とし、このインサート部材を成形型のキャビティに収容し、樹脂を射出等して樹脂パネルを成形し、導電性ペースト層を有する樹脂フィルムと樹脂パネルを一体化するインサート成形がおこなわれることが提案されている。
このインサート成形では、窓ガラスが大きくなるにつれてインサート部材の成形型内への固定方法に工夫が必要になる。
たとえば、インサート部材をエア吸引する方法では、成形される樹脂パネルに吸引力に起因した穴が形成される可能性が高い。また、インサート部材をテープ固定する方法では、製品にテープ跡が残ったりテープそのものが残る可能性が高い。
そこで、インサート部材に磁石を配置し、金型と磁石の間の磁気吸引力にてインサート部材を金型内に固定する方法が特許文献２，３に開示されている。
この磁気吸引による方法によれば、エア吸引やテープによる固定方法の場合の課題は生じ難く、インサート部材を金型に適度に固定した状態で樹脂の射出等をおこなうことができる。
特表２０１０−５２７１２０号公報 特開２０１１−１４３６０９号公報 特開２００４−２７６２８９号公報
上記するインサート部材に磁石を配置し、金型と磁石の間の磁気吸引力にてインサート部材を金型内に固定する方法では、金型に対するインサート部材の好適な固定を図ることができるものの、インサート部材内に窓ガラスの構成部材とは何ら関係のない磁石が残存することになり、窓ガラス製品として好ましいとは言えない。
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、金型に対するインサート部材の好適な固定を図りながら、インサート部材内に製品の構成部材と何ら関係のない部品を残すことのない、導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材の製造方法と、この製造方法を適用した、導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材と外部給電部材の接続方法を提供することを目的としている。
前記目的を達成すべく、本発明による導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材の製造方法は、導電性ペースト層を備えた外装樹脂フィルムからなるインサート部材と、給電部となる第一の磁気吸引体とを、第二の磁気吸引体である成形型のキャビティに収容し、該第一の磁気吸引体と該第二の磁気吸引体による磁気吸引力によって該インサート部材を該キャビティ内で位置決め固定し、前記キャビティに樹脂を注入して樹脂パネルを成形し、前記インサート部材と前記第一の磁気吸引体と該樹脂パネルを一体化して樹脂部材を製造するものである。
本発明の樹脂部材の製造方法は、外装樹脂フィルムからなるインサート部材と給電部となる第一の磁気吸引体をともに成形型のキャビティに収容することにより、第二の磁気吸引体である成形型に対して第一の磁気吸引体を磁気吸引力にて適度に吸引してインサート部材を成形型内に固定しながら樹脂部材を製造できるとともに、第一の磁気吸引体が最終製造品を構成する給電部であることから、製品と無関係な部材を製品内に残存させることも解消できる製造方法である。
製造対象の樹脂部材としては、導電性ペースト層とここに通電する給電部、および樹脂パネルを備えた部材であれば特に限定されるものでないが、既述する、ウインドシールド、リアガラス、サイドガラス、ルーフガラス等の車両用の窓ガラスが挙げられる。
ここで、インサート部材を構成する外装樹脂フィルムは、樹脂フィルムと銀ペースト等からなる導電性ペースト層の積層体や、さらに窓枠に該当する部分に印刷された黒色の樹脂ペースト層を有する積層体などが挙げられ、これらの外装樹脂フィルムの所定箇所に給電部となる第一の磁気吸引体が取り付けられている。
外装樹脂フィルムを構成する樹脂フィルムの素材としては、ポリカーボネートやポリエステル等が挙げられる。
また、成形型への樹脂の注入方法としては、射出成形や吹き込み成形、圧縮成形などが挙げられ、注入される樹脂素材としては、ポリカーボネートやポリエステル、PBT、ABS等が挙げられる。
ここで、第一の磁気吸引体と第二の磁気吸引体の具体的な形態として、以下の形態を挙げることができる。
第一の形態は、第一の磁気吸引体と第二の磁気吸引体がいずれも磁石からなる形態である。磁石としては、ネオジム磁石やサマリウムコバルト磁石等が挙げられる。磁石同士の磁気吸引力により、インサート部材を成形型のキャビティに好適に固定することができる。
一方、第二の形態は、第一の磁気吸引体が磁石であって第二の磁気吸引体が磁気吸引自在な金属からなる形態である。ここで、磁気吸引自在な金属としては、鉄やコバルト、ニッケルやこれらの合金などが挙げられる。
さらに、第三の形態は、第二の形態と逆で、第一の磁気吸引体が磁気吸引自在な金属であって第二の磁気吸引体が磁石からなる形態である。
上記形態の中で、第一の形態や第二の形態のように第二の磁気吸引体が磁石である場合に、成形型の全体が磁石である形態もあるが、成形型が一般の金型から形成され、金型内の内部に磁石が埋設されている形態が成形型の製作コストの観点から好ましい。
また、本発明による導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材と外部給電部材の接続方法は、前記する樹脂部材の製造方法にて樹脂部材を製造した後、前記給電部はねじ穴を備えており、外部給電部材のねじ部を該ねじ穴にねじ込んで前記樹脂部材と該外部給電部材を接続するものである。
ここで、ねじ穴へのねじ部のねじ込み形態に関しては、ねじ穴がインサート部材の広幅面に臨んでいて、このインサート部材の広幅面側から外部給電部材のねじ部をねじ穴にねじ込む形態や、ねじ穴が樹脂部材の厚み側（樹脂部材の広幅面と直交する側面）に臨んでいて、このインサート部材の厚み側から外部給電部材のねじ部をねじ穴にねじ込む形態などがある。なお、これらの形態では、インサート部材の広幅面のねじ穴に対応する位置や樹脂部材の厚み側のねじ穴に対応する位置に、予めねじ穴に連通する穴を開けておいてもよい。
給電部のねじ穴に外部給電部材のねじ部をねじ込んで樹脂部材と外部給電部材を接続することにより、ねじ込みによって給電部がインサート部材の導電性ペースト層（印刷層）に食い込み、双方の接触抵抗を下げることができる。また、このねじ込みによって外部給電部材のねじ部と給電部も噛み込むことで双方の接触抵抗を下げることができる。
また、インサート部材である導電性ペーストが印刷された樹脂フィルムを金型のキャビティ内に収容した後、給電部を固定すること、およびその給電部に対して外部給電部材が後付けされること、言い換えれば、給電部に対して外部給電部材が接続されるまでは外部給電部材が樹脂部材に繋がっていないことから、中間製品であるインサート部材や最終製造品である樹脂部材の運搬性、ハンドリング性が良好であり、良好な加工性を実現できる。
さらに、樹脂部材の製造に当たり、成形型のキャビティに収容されるのはインサート部材のみであって外部給電部材が存在しないことから、外部給電部材がキャビティ面を損傷させるといった問題も生じ得ない。
また、本発明による導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材と外部給電部材の接続方法の好ましい実施の形態は、導電性ペーストと硬化促進剤からなる二液混合型ペーストを前記ねじ穴に収容しておき、前記外部給電部材のねじ部を該ねじ穴にねじ込んだ際に二液混合型ペーストが混合されて硬化反応を起こし、前記樹脂部材と該外部給電部材を接続するものである。
外部給電部材のねじ部がねじ穴にねじ込まれることにより、ねじ穴に収容されている導電性ペーストと硬化促進剤からなる二液混合型ペーストが混合され、混合された二液混合型ペーストがねじ穴から溢れるように押し出されるとともに、二液混合型ペーストが混合されることで硬化反応が始まり、ねじ部、インサート部材を構成する導電性ペースト層、およびねじ穴が物理的に接触することに加えてそれらの隙間を埋めるように混合された二液混合型ペーストが充填され、硬化する。このことにより、外部給電部材と導電性ペースト層、および給電部の間の接触性がより一層良好になり、より一層高い導電性を実現できるとともに、外部給電部材と給電部の接続強度を向上させることができる。
以上の説明から理解できるように、本発明の導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材の製造方法によれば、製品と無関係な部材を製品内に残存させることなく、金型に対するインサート部材の好適な固定を図りながら導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材を製造することができる。また、本発明の導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材と外部給電部材の接続方法によれば、良好な加工性の下で樹脂部材を製造できるとともに、樹脂部材の給電部と外部給電部材の間の良好な導電性を実現でき、樹脂部材の給電部と外部給電部材の間の高い接続強度を実現することができる。
本発明の導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材の製造方法を説明した模式図である。 図１に続いて樹脂部材の製造方法を説明した模式図である。 図２に続いて樹脂部材の製造方法を説明した模式図である。 本発明の導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材と外部給電部材の接続方法の実施の形態１を説明した模式図である。 本発明の導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材と外部給電部材の接続方法の実施の形態２を説明した模式図である。 図５に続いて接続方法の実施の形態２を説明した模式図である。
以下、図面を参照して、本発明の導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材の製造方法の実施の形態、および導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材と外部給電部材の接続方法の実施の形態を説明する。なお、図示例は、成形型内に磁石からなる第二の磁気吸引体が埋設され、第一の磁気吸引体が磁石からなる形態を示しているが、これ以外にも、第一の磁気吸引体と第二の磁気吸引体の一方が磁石であって他方が磁気吸引自在な金属である、鉄やコバルト、ニッケルやこれらの合金などからなる形態であってもよい。さらに、図示例は、ねじ穴がインサート部材の広幅面に臨んでいて、このインサート部材の広幅面側から外部給電部材のねじ部をねじ穴にねじ込む方法を示しているが、これ以外にも、ねじ穴が樹脂部材の厚み側（樹脂部材の広幅面と直交する側面）に臨んでいて、このインサート部材の厚み側から外部給電部材のねじ部をねじ穴にねじ込む方法であってもよい。
（導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材の製造方法の実施の形態）
図１〜３は順に、本発明の導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材の製造方法を説明した模式図である。ここで、図示例における製造対象の導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材は車両用の窓ガラスであるが、本発明の製造方法や接続方法の対象が車両用の窓ガラスに限定されるものではないことを付言する。
図示する樹脂部材の製造方法では、まず、導電性ペースト層３ｂを備えた外装樹脂フィルムからなるインサート部材４を用意する。より具体的には、外装樹脂フィルムからなるインサート部材４は、樹脂フィルム３ａ、導電性ペースト層３ｂ、および黒色樹脂ペースト層３ｃが積層して構成されている。導電性ペースト層３ｂは発熱線条パターンで印刷され、黒色樹脂ペースト層３ｃは窓枠に相当する箇所に印刷され、樹脂フィルム３ａの同じ面に印刷されている。
ここで、インサート部材４の製作方法の一例を概説する。まず、樹脂フィルム３ａに銀粉末と添加剤等を含む銀ペーストを所定のパターン（所定の発熱線条パターン）で印刷し、乾燥させることで、樹脂フィルム３ａ上に銀ペーストからなる導電性ペースト層３ｂを製作する。この印刷方法としては、スクリーン印刷法、グラビア印刷法等が挙げられる。
次に、黒色樹脂ペーストを印刷し、乾燥させることで、リアガラス等の有する輪郭に沿う額縁状の黒色樹脂ペースト層３ｃを製作する。この印刷方法としては、スクリーン印刷法、グラビア印刷法等が挙げられる。
なお、本実施例では、銀ペースト、黒色樹脂ペーストの順に印刷する方法を説明したが、印刷の順序はその逆でもよい。また印刷工程毎に乾燥させてもよいし、全ての印刷が終了した後にまとめて乾燥させてもよい。さらに、銀ペーストの代わりに銅ペーストなどの他の導電性ペーストを適用してもよい。
樹脂部材の製造に使用する成形型１は固定型１Ａと可動型１Ｂから構成され、固定型１Ａの内部には磁石からなる第二の磁気吸引体２が埋設されている。そして、成形型１のキャビティ１ａにインサート部材４を収容し（図１のＸ方向）、さらに、第一の磁気吸引体５を設置して第二の磁気吸引体２との間の吸引力でインサート部材４を固定し、型閉めする。
ここで、インサート部材４を成形型１のキャビティ１ａに固定する第一の磁気吸引体５と固定型１Ａに埋設されている第二の磁気吸引体２は、ネオジム磁石やサマリウムコバルト磁石等から形成される。
図２で示すように、第一の磁気吸引体５と第二の磁気吸引体２が相互に磁気吸引されることにより（磁気吸引力Ｑ）、成形型１内においてインサート部材４を好適に位置決めすることができる。
成形型１内でインサート部材４が位置決めされたら、図２で示すように、成形型１内に樹脂パネル用の樹脂６’を注入する。ここで、樹脂６’の注入方法としては、射出成形や吹き込み成形、圧縮成形などが挙げられ、また、注入される樹脂素材としては、ポリカーボネートやアクリル、ポリエステル、ポリエチレン、PBT、ABS等が挙げられる。
樹脂６’が硬化し、脱型することにより、図３で示すように、インサート部材４と樹脂パネル６が積層した状態で一体化され、樹脂パネル６内に給電部となる第一の磁気吸引体５の一部が埋設された樹脂部材１０が製造される。
図示する樹脂部材の製造方法によれば、埋設される第一の磁気吸引体５は給電部となることから、製品と無関係な部材が製品内に残存することはなく、成形型１に対するインサート部材４の好適な固定を図りながら導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材１０を製造することができる。
（導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材と外部給電部材の接続方法の実施の形態）
次に、図１〜３で示す製造方法で製造された樹脂部材と外部給電部材の接続方法を説明する。図４は接続方法の実施の形態１を説明した模式図であり、図５，６は順に接続方法の実施の形態２を説明した模式図である。
図４で示す接続方法では、樹脂部材１０のインサート部材４の広幅面のうち、給電部５に対応する位置から、リード線７ｂとコネクタ７ａ（ねじ部）から構成される外部給電部材７のコネクタ７ａをねじ込み、さらに給電部５のねじ穴５ａにねじ込んで外部給電部材７を給電部５に接続する。
なお、図示を省略するが、外部給電部材７のねじ込みに先行して、インサート部材４にねじ穴を開設しておいてもよい。
給電部５のねじ穴５ａに外部給電部材７のねじ部７ａをねじ込んで樹脂部材１０と外部給電部材７を接続することにより、ねじ込みによって給電部５がインサート部材４の導電性ペースト層３ｂ（印刷層）に食い込み、双方の接触抵抗を下げることができるとともに、このねじ込みによって外部給電部材７のねじ部７ａと給電部５も噛み込むことで双方の接触抵抗を下げることができる。
また、給電部５に対して外部給電部材７が後付けされること、すなわち、給電部５に対して外部給電部材７が接続されるまでは外部給電部材７が樹脂部材１０に繋がっていないことから、中間製品であるインサート部材４や最終製造品である樹脂部材１０の運搬性、ハンドリング性が良好であり、良好な加工性を実現できる。
さらに、樹脂部材１０の製造に当たり、成形型１のキャビティ１ａに収容されるのはインサート部材４のみであって外部給電部材７が存在しないことから、外部給電部材７がキャビティ面を損傷させるといった問題も生じ得ない。
一方、図５，６で示す接続方法は、まず図５で示すように、給電部５のねじ穴５ａに、導電性ペースト８ａと硬化促進剤８ｂからなる二液混合型ペースト８を収容しておき、図６で示すように、外部給電部材７のねじ部７ａをねじ穴５ａにねじ込むことにより、二液混合型ペースト８が混合されて硬化反応を起こし、樹脂部材１０と外部給電部材７を接続する方法である。
外部給電部材７のねじ部７ａがねじ穴５ａにねじ込まれることにより、ねじ穴５ａに収容されている導電性ペースト８ａと硬化促進剤８ｂからなる二液混合型ペースト８が混合され、混合された二液混合型ペースト８’がねじ穴５ａから溢れるように押し出されるとともに、混合された二液混合型ペースト８’の硬化反応が始まり、ねじ部７ａ、インサート部材４を構成する導電性ペースト層３ｂ、およびねじ穴５ａが物理的に接触することに加えてそれらの隙間を埋めるように混合された二液混合型ペースト８’が充填され、硬化する。
このことにより、外部給電部材７と導電性ペースト層３ｂ、および給電部５の間の接触性がより一層良好になり、より一層高い導電性を実現できるとともに、外部給電部材７と給電部５の接続強度を向上させることができる。
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
１…成形型、１Ａ…固定型、１Ｂ…可動型、２…第二の磁気吸引体（磁石）、３ａ…樹脂フィルム、３ｂ…導電性ペースト層、３ｃ…黒色樹脂ペースト層、４…インサート部材（外装樹脂フィルム）、５…第一の磁気吸引体（給電部、磁石）、５ａ…ねじ穴、６…樹脂パネル、６’…樹脂、７…外部給電部材、７ａ…コネクタ（ねじ部）、７ｂ…リード線、８…二液混合型ペースト、８ａ…導電性ペースト、８ｂ…硬化促進剤、８’…混合された二液混合型ペースト、１０…樹脂部材（導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材）

Claims (5)

  1. 導電性ペースト層を備えた外装樹脂フィルムからなるインサート部材と、給電部となる第一の磁気吸引体とを、第二の磁気吸引体である成形型のキャビティに収容し、該第一の磁気吸引体と該導電性ペースト層とが接するように該第一の磁気吸引体と該第二の磁気吸引体との間に該インサート部材を配置し、該第一の磁気吸引体と該第二の磁気吸引体による磁気吸引力によって該インサート部材を該キャビティ内で位置決め固定し、
    前記キャビティに樹脂を注入して樹脂パネルを成形し、前記インサート部材と前記第一の磁気吸引体と該樹脂パネルを一体化して樹脂部材を製造する、導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材の製造方法。
  2. 前記第一の磁気吸引体と前記第二の磁気吸引体がいずれも磁石である、
    もしくは、前記第一の磁気吸引体が磁石であって前記第二の磁気吸引体が磁気吸引自在な金属である、
    もしくは、前記第一の磁気吸引体が磁気吸引自在な金属であって前記第二の磁気吸引体が磁石である、請求項１に記載の導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材の製造方法。
  3. 前記第二の磁気吸引体が磁石である場合に、前記成形型の内部に該磁石が埋設されている請求項１または２に記載の導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材の製造方法。
  4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂部材の製造方法にて樹脂部材を製造した後、
    前記給電部はねじ穴を備えており、外部給電部材のねじ部を該ねじ穴にねじ込んで前記樹脂部材と該外部給電部材を接続する、導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材と外部給電部材の接続方法。
  5. 導電性ペーストと硬化促進剤からなる二液混合型ペーストを前記ねじ穴に収容しておき、前記外部給電部材のねじ部を該ねじ穴にねじ込んだ際に二液混合型ペーストが混合されて硬化反応を起こし、前記樹脂部材と該外部給電部材を接続する、請求項４に記載の導電性ペースト層と給電部を備えた樹脂部材と外部給電部材の接続方法。
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