JPWO2016038945A1 - インサート成形品、該インサート成形品を用いた機器及びインサート成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

高い水密性を維持することが可能であり、耐薬品性及び耐熱性を有するインサート成形品及びその製造方法を提供することを目的とする。本発明によれば、少なくとも表面が導電性である第１部材と、前記第１部材の少なくとも一部の表面上に形成され、Si、Ti、Al、Zr、Zn、Cr、Ni、Fe、Mo、B、Be、In及びSnから選択される少なくとも１種の元素を含有する化合物を含む表面層と、前記表面層に密着するように前記表面層の少なくとも一部の上に成形された樹脂部とを備えたことを特徴とするインサート成形品が提供される。

Description

本発明は、インサート成形品、該インサート成形品を用いた機器及びインサート成形品の製造方法に関する。

インサート成形は、金属から成る芯材の周囲に樹脂を射出することにより成形品を製造する方法である。従来のインサート成形品は、芯材と樹脂との接合が、両者の密着または成形後の樹脂の収縮圧力によるものしかなかった。そのため、芯材と樹脂との間の接合力が不十分であり、水密性を有する成形品を得ることが困難であった。

例えば、特許文献１は、芯材の少なくとも外側の表面が金属製の防食層を有しており、該防食層に封止層が析出されており、該封止層の外側に樹脂が射出された射出成形部材を開示している。また、特許文献２は、珪素含有アルミニウム合金の表面に化成処理層を形成し、その表面にポリフェニレンサルファイド又はポリブチレンテレフタレートを主成分として含む樹脂組成物を射出した金属樹脂複合体を開示している。

しかしながら、これらの方法によっても、耐久性が高く水密性を長期にわたって維持できる成形品を得ることは困難である。特に内視鏡に用いられる部品は、酸などの薬品や高温高圧蒸気により洗浄及び滅菌される。そのため、従来のインサート成形品は、樹脂が酸により劣化したり、水分により膨潤したりする。それ故、水密性を長期にわたって維持できないという問題がある。

従って、水密性が必要な成形品は従来のインサート成形では製造できず、芯材と樹脂とを接着剤により接着して成形されている。よって作業が繁雑であり、コストがかかるという問題がある。また、接着剤自体の耐久性も低いという問題もある。

特表２００９−５２０６１０号公報 特開２０１２−１５７９９１号公報

本願発明は、高い水密性を維持することが可能であり、耐薬品性及び耐熱性を有するインサート成形品及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、少なくとも表面が導電性である第１部材と、前記第１部材の少なくとも一部の表面上に形成され、Si、Ti、Al、Zr、Zn、Cr、Ni、Fe、Mo、B、Be、In及びSnから選択される少なくとも１種の元素を含有する化合物を含む表面層と、前記表面層に密着するように前記表面層の少なくとも一部の上に成形された樹脂部とを備えたことを特徴とするインサート成形品が提供される。

本願発明によれば、高い水密性を維持することが可能であり、耐薬品性及び耐熱性を有するインサート成形品と、その製造方法を提供することが可能である。また、このようなインサート成形品を用いた水密性を有する物品又は機器を提供することができる。

一つの実施形態にかかるインサート成形品の一部断面模式図。 他の実施形態にかかるインサート成形品の一部断面模式図。 内視鏡用の電気信号コネクタ１０の断面模式図。 一実施態様に係るレバーの模式図。 一実施態様に係るスイッチの模式図。 一実施態様に係る内視鏡先端構造部品の模式図。 一実施態様に係る内視鏡先端部の断面模式図。 一実施態様に係る送気／送水管連結用コネクタの模式図。 一実施態様に係る水密パッキンの模式図。 一実施態様に係る硬性鏡本体の模式図。 一実施態様に係る高周波切除機器の模式図。

（第１実施形態）
第１実施形態にかかるインサート成形品は、少なくとも表面が導電性である第１部材と、前記第１部材の少なくとも一部の表面上に形成され、Si、Ti、Al、Zr、Zn、Cr、Ni、Fe、Mo、B、Be、In及びSnから選択される元素の化合物の少なくとも１種を含む表面層と、前記表面層に密着するように前記表面層の少なくとも一部の上に成形された樹脂部とを備える。代表的なインサート成形品の例は、金属樹脂複合材料である。

図１に、本実施形態にかかるインサート成形品における、第１部材、表面層及び樹脂部の境界面の断面模式図を示す。該インサート成形品は、第１部材２の表面に表面層３を有しており、その上に樹脂部４を有している。このようなインサート成形品は、表面に予め表面層３を形成した第１部材２をインサート成形における芯材として用い、表面層３の上に樹脂を射出して樹脂部４を形成することによって製造する。

第１部材は、少なくとも表面が導電性である。このような第１部材は、例えば、全体が導電性の材料から構成されていてもよい。或いは、導電性を有するか又は有さない基体と、その表面に形成された導電性の薄膜から構成されていてもよい。第１部材の形状は、目的とする成形品に合わせて任意の形状であってよい。

第１部材の全体が導電性の材料から構成される場合、第１部材は、例えば、ステンレス、チタン、ニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ケイ素鋼、コバルト、金、パラジウム、ニッケル、クローム、タングステン及びカーボンから成る群より選択される材料から構成される。これらの材料は単独で用いてもよく、或いは２種以上を混合して用いてもよい。導電性を有さないものの、ガラスも第１部材の材料として用いることができる。これは、ガラスの表面のイオン等の作用によるものと考えられる。

第１部材が基体の表面に導電性の薄膜を有するものである場合の模式図を図２に示す。図２は、インサート成形品における、第１部材、表面層及び樹脂部の境界面の断面模式図である。図２において、第１部材２は、基体２ａの表面に導電性の薄膜２ｂを有している。図２におけるインサート成形品は、第１部材２の薄膜２ｂの上に表面層３を有しており、さらにその上に樹脂部４を有している。

基体の材料として、銅、ステンレス、チタン、ＮｉＴｉ、ケイ素鋼、コバルト、金、パラジウム、ニッケル、クローム、カーボン、ガラス、サファイアガラス、導電性材料の粉末または繊維を含有したセラミック（ガラスを含む）及び樹脂を用いることができる。これらは単独で用いてもよく、或いは２種以上を混合して用いてもよい。樹脂としては、ポリフェニルスルホン、ポリスルホン、芳香族ポリケトン、ＰＥＩ、ポリスチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンサルファイド、ＰＰＯ、ポリエステル、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ＬＣＰ、ＡＢＳ及びフェノール樹脂を用いることができる。これらは単独で用いてもよく、或いは２種以上を混合して用いてもよい。

導電性の薄膜として、金属メッキ、及び、酸化インジウム、ケイ素鋼及びサファイアから選択される材料の薄膜を用いることができる。金属メッキとして、金、白金、パラジウムなどの貴金属、ニッケル、チタン、クローム、ニッケルチタン、ニッケルクローム、ニッケルスズ、ニッケルスズコバルト、及びステンレスから選択される金属のメッキを用いることができる。

より好ましい導電性の薄膜は金メッキである。金は伝送効率が高いため、電気信号端子などの電気信号に関する部品において好適に用いられる。また、金は耐久性が高いため、錆びにくく、また、薬品耐性が高いという利点がある。金メッキのような不活性な金属のメッキは、その表面上に何らかの処理層を形成しても剥離しやすいという性質があるため、従来、水密性が必要な部品において金メッキは使用されていない。しかしながら、本願発明によれば、金メッキの上に表面層を形成し、さらにその上に樹脂部を形成することにより、金メッキと表面層の間の密着性が低下せず、高い水密性が維持されるため、金メッキを用いることが可能である。

次に、第１部材の表面に形成される表面層について説明する。表面層は、導電性を有する薄層である。この導電性を有する薄膜は、例えば、導電性を有する材料から形成された薄膜、多孔質構造などの導電性を有する構造の薄膜、膜圧が極めて薄いことにより導電性を有する薄膜などである。これに限定されないが、表面層は多孔質体から成る薄膜であるか、又は、多孔質体と有機化合物との混成材料から成る薄膜であることが好ましい。表面層は導電性を有するため、第１部材と外部部材との導電性を妨げない。表面層は、第１部材の全表面上に形成されてもよく、或いは、一部の表面上に形成されてもよい。表面層は、単層であってもよいが、二層以上の複層であってもよい。

表面層の材料として、例えば、Si、Ti、Al、Zr、Zn、Cr、Ni、Fe、Mo、B、Be、In及びSnから選択される元素の化合物を用いることができる。好ましくは、該化合物は酸化物である。該化合物は、単独で用いてもよいが、２種以上を混合して用いてもよい。

より好ましい表面層の材料は、ケイ素の化合物である。ケイ素の化合物としては、二酸化ケイ素、一酸化ケイ素、水酸化ケイ素が挙げられる。

表面層が複層である場合、チタン化合物、アルミニウム化合物及びジルコニウム化合物から選択される少なくとも１種の化合物により形成された層を含むことが好ましい。

表面層の膜厚は、1 nm以上であることが好ましく、50 μm以下であることが好ましい。より好ましくは1000 nm以下、特に好ましくは100 nm以下である。表面層の膜厚が大きすぎると、凝集破壊の原因となり得る。

表面層の好ましい密度は材料により異なる。下記の材料を用いた場合の表面層の好ましい密度ｄ20を以下に例示する。
二酸化ケイ素：1.1〜2.2 g/cm³
酸化チタン：1.9〜4.3 g/cm³
酸化アルミニウム：1.9〜4.1 g/cm³
酸化ジルコニウム：2.4 g/cm³
酸化亜鉛：2.8〜5.6 g/cm³
酸化クロム(III)：2.6〜5.2 g/cm³
酸化ニッケル：3.3〜6.7 g/cm³
密度が低すぎると強度が低下するため、上記の範囲であることが好ましい。

表面層の表面粗さRaは、0.5 nm〜25 μmの範囲であることが好ましい。表面粗さが小さすぎると、アンカー効果が全く期待できなくなり密着性に不利に働く。一方、大きすぎると、表面層と樹脂部との界面の欠陥部位が増大し安定した密着性を得難くなる。

次に、樹脂部について説明する。樹脂部は、第１部材の表面上に形成された表面層の少なくとも一部の上に形成され、表面層と密着している。樹脂部の形状は、目的とする成形品に合わせて任意の形状であってよい。

樹脂部は、耐久性の高い高分子材料により形成されることが好ましい。樹脂部の材料として、熱可塑性樹脂、ゴム及びエラストマー、並びに熱硬化性樹脂を用いることができる。

熱可塑性樹脂として、例えば、ＰＥＩ、ＬＣＰ、ポリフェニルスルホン、ＰＰＯ、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニル樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロクロロエチレン樹脂、芳香族ポリケトン、及び、エチレン−トリフルオロクロロエチレン共重合体から選択される樹脂を用いることができる。芳香族ポリケトンの中でもポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）は射出成形可能で優れた耐久性を有するため好ましく、特に内視鏡に用いられるインサート成形品において好適に用いられる。

ゴム及びエラストマーとして、例えば、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、ネオプレンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、オレフィンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、スチレン系熱可塑性エラストマー、及び、ウレタン系熱可塑性エラストマーから選択される樹脂を用いることができる。

熱硬化性樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、尿素樹脂、及び、グアナミン樹脂から選択される樹脂を用いることができる。

上記の樹脂部の材料は、単独で用いてもよく、或いは２種以上を混合して用いてもよい。

以上に説明した第１実施形態に係るインサート成形品は、第１部材と樹脂部との間に表面層が存在することにより、樹脂部が第１部材の表面の微細な凹凸に浸透しやすくなり、アンカー効果により、第１部材と樹脂部とが強固に密着する。そのため、高い水密性を維持することが可能である。また、従来の接着剤を用いた成形品と比較して、耐薬品性及び耐熱性などの耐久性を向上させることができる。よって、例えば、酸及び化学物質、並びに高温高圧蒸気によるオートクレーブなどを用いた内視鏡の洗浄及び滅菌に供されても、高い水密性を長期にわたって維持することができる。

またさらに、接着剤を用いた封止工程及び封止のための構造が不要となるため、より簡便且つ低コストで優れた品質を有する成形品を得ることができる。

本実施形態に係るインサート成形品は、耐薬品性及び耐熱性が高いため、内視鏡用の部品として好適に用いられる。また、優れた水密性と耐久性とを有する成形品がインサート成形により簡便に製造できるため、種々の物品または機器の部品としても好適に用いられる。以下に、インサート成形品又はインサート成形品を用いた機器の実施態様の例を記載する。

図３は、内視鏡用の電気信号コネクタ１０の断面模式図である。電気信号コネクタ１０は、第１部材として、複数本の電気信号端子１２を有している。電気信号端子１２は、それぞれ円柱形状を有し、基体に金メッキが施されている。さらに、金メッキの上に表面層が形成されている。電気信号コネクタ１０は、樹脂部として円筒形状の外筒１４ａと、外筒の内部に設けられた円盤形状の電気信号端子固定部材１４ｂとを有している。電気信号端子１２は、一端に電気ケーブル１５を具備している。

このように、電気信号端子１２の上に表面層が存在することにより、電気信号端子１２と樹脂部１４との間で水密性が長期にわたって維持される。よって、内視鏡用の電気信号コネクタとして用いることができる。また、水密部の耐性が、接着剤ではなく樹脂材料の耐性に依存するため、高耐性樹脂材料を用いることにより、水密部の耐久性をより向上させることができる。またさらに、インサート成形によって製造可能であるため、電気接点周りを接着剤により封止する必要がなくなる。よって、部品を低コスト化することができる。

インサート成形品の他の実施態様として、レバー又はダイアルが挙げられる。
図４は、レバー２０の模式図である。レバー２０は、ステンレスやチタンなど難錆性の金属部品を芯材２２として用い、内側の面を除いた周囲を樹脂２４で覆われている。芯材２２の表面には表面層が形成されている。これにより、金属と樹脂の境界面の密着性を得ることができる。よって、レバー２０のように金属製の芯材の一部が露出した成形品においても、境界面から水や菌などが浸入することを防ぐことができる。このような水密性は、内視鏡の洗浄消毒滅菌のプロセスによっても容易に破壊されず、密着性を保つことができる。

インサート成形品の他の実施態様として、スイッチが挙げられる。
図５にスイッチ３０の模式図を示す。スイッチ３０は、例えば、芯材として金属製のスイッチ作動用部品３２を備え、製品外表面にエラストマー製の操作部品３４を備えている。一体化されたスイッチ作動用部品３２と操作部品３４とは、固定部材３５に装着される。スイッチ作動用部品３２の表面には表面層が形成されている。これにより、エラストマー製の操作部品３４と金属製のスイッチ作動用部品３２とが強固に結合するため、操作部品３４が押されて変形した際でもスイッチ作動用部品３２との接合が容易に破壊されない。そのため、より耐久性のある部品を安価に提供することができる。

インサート成形品の他の実施態様として、内視鏡先端構造部品（先端枠）が挙げられる。
図６に、内視鏡先端構造部品４０の模式図を示す。この内視鏡先端構造部品４０は、先端の光学部品としてガラス部品４２を使用している。ガラス部品４２を芯材として用い、その周囲に樹脂部４４が成形されている。ガラス部品４２の表面には表面層が形成されている。これにより、ガラス部品４２と樹脂部４４とは強固に結合しているため、その境界面における水密性が維持される。よって、境界面から水や菌などが浸入することを防ぐことができる。このような水密性は、内視鏡の洗浄消毒滅菌のプロセスによっても容易に破壊されず、密着性を保つことができる。部品同士の境界が菌で汚染されることを防げるために、安全な内視鏡を提供することができる。

インサート成形品の他の実施態様として、内視鏡の送気、送水管路系が挙げられる。
図７に、内視鏡先端部５０の断面模式図を示す。図７では、内視鏡用の先端構造部品５４に、光伝送管５６と、送気／送水管５８とが内視鏡挿入部５７内に配置されている。

送気／送水管５８は、空気、水、又は薬品などを送り出すか又は吸引するための金属性の管である。芯材として、ステンレスやチタンなど難錆性の配管部品５２が用いられ、その一端が先端構造部品５４に、他端が送気／送水管５８と接合されている。配管部品５２の表面には表面層が形成されている。これにより、配管部品５２と先端構造部品５４または送気／送水管５８との間の境界面における水密性が維持されるため、境界面から水や菌などが浸入することを防ぐことができる。このような水密性は、内視鏡の洗浄消毒滅菌のプロセスによっても容易に破壊されず、密着性を保つことができる。部品同士の境界が菌で汚染されることを防げるために、安全な内視鏡を提供することができる。

また、送気／送水管５８が空気、水又は薬品などを送り出すか又は吸引する際に、周囲との圧力差などが生じた場合であっても、樹脂との接合面において水密が保たれるため、送気／送水管５８の内部から外部、即ち、内視鏡内部への水や薬品の浸入がない。

図８は、送気／送水管などを連結するためのコネクタの模式図である。芯材として、ステンレスやチタンなど難錆性の接続部品６２、６５が用いられ、それぞれの接続部品の一端が樹脂部６４の内部に位置している。接続部品６２、６５の表面には表面層が形成されている。これにより、接続部品６２、６５と樹脂部６４との間の境界面における水密性が維持されるため、境界面から水や菌などが浸入することを防ぐことができる。

インサート成形品の他の実施態様として、水密パッキンが挙げられる。
図９に、水密パッキン７０の模式図を示す。ステンレスやチタンなど難錆性の金属から成る本体７２を芯材として用い、その一部にエラストマー材料からなる水密用のパッキン７４が備えられている。パッキン７４の表面には表面層が形成されている。これにより、金属と樹脂の境界面の密着性を得ることができる。よって、水密性を確保することができる。また、難錆材料の上に樹脂を直接インサート成形できるため、部品の構造や形状に合わせた自由な構造及び形状を有するパッキンを成形することが可能である。

インサート成形品の他の実施態様として、医療用硬性内視鏡用の接眼レンズカバーが挙げられる。
図１０に硬性鏡本体８０の模式図を示す。ステンレスやチタンなど難錆性の金属から成る部品を芯材８２として用い、その一端の周囲を覆う接眼レンズカバー８４が備えられる。芯材８２の外装に配置された接眼レンズカバー８４は、電気メスなどを使用した際に医療従事者へ電気が流れるのを防ぐ絶縁体の役割を果たす。芯材８２の表面には表面層が形成されている。これにより、芯材８２と接眼レンズカバーとの境界面における水密性が維持されるため、境界面から水や菌などが浸入することを防ぐことができる。このような水密性は、内視鏡の洗浄消毒滅菌のプロセスによっても容易に破壊されず、密着性を保つことができる。

インサート成形品の他の実施態様として、医療用治療機器の外装部品が挙げられる。外装部品には、例えば、シャフトやハンドル等がある。治療機器の例には、超音波凝固切開機器、高周波切除機器、電気メスなどが含まれる。図１１に、高周波切除機器９０の模式図を示す。ステンレスやチタンなど難錆性能をもつ金属部品を芯材９２として用い、その一端の周囲が樹脂部９４により覆われている。樹脂部９４は、医療従事者へ電気が流れるのを防ぐ絶縁体の役割を果たす。芯材９２の表面には表面層が形成されている。これにより、芯材９２と樹脂部９４との境界面における水密性が維持されるため、境界面から水や菌などが浸入することを防ぐことができる。このような水密性は、内視鏡の洗浄消毒滅菌のプロセスによっても容易に破壊されず、密着性を保つことができる。

インサート成形品の他の実施態様として、防水性の機器が挙げられる。例えば、防水性のスマートフォンやタブレットなどの通信端末、又は医療用通信端末が挙げられる。これらの端末の充電用の電気接点において、本実施形態のインサート成形品を用いることにより、防水性の製品を簡便に製造することができる。

これらの機器では、例えば、芯材として、銅やリン青銅などの電気導電性にすぐれた金属の表面に、導電性の薄膜を形成したものを用いることができる。伝導性の薄膜としては、金やパラジウムなどの貴金属または不活性金属であり且つ電気導電性に優れた素材からなるメッキ、又は、スパッタによる表面コーティングが用いられる。

インサート成形品の他の実施態様として、電気ポット、電動歯ブラシ、防水カメラ、また、金属製の軸の周りにインサート成形で歯車部を成形して得られた歯車と軸が挙げられる。歯車と樹脂は、接着剤を用いて接着する必要がなく、インサート成形のみで必要な強度を得ることができる。よって簡便且つ安価に製造できる
また、インサート成形品の他の実施態様として、注射器が挙げられる。注射器は、注射針の表面に表面層を形成し、注射針の周囲にインサート成形によってフランジ部分を成形することにより製造することができる。このようにして製造した注射器は、注射針とフランジ部の間が水密性である。この水密性は注射時の圧力にも耐えられるため、さまざまな薬品に対して水密部が侵されず、内部の薬品の流出や汚染を防ぐことができる。

（第２実施形態）
第１実施形態にかかるインサート成形品の製造方法について説明する。該製造方法は、少なくとも表面が導電性である第１部材の表面上に、Si、Ti、Al、Zr、Zn、Cr、Ni、Fe、Mo、B、Be、In及びSnから選択される少なくとも１種の元素を含有する化合物を含む表面層を形成する工程と、前記表面層が形成された第１部材を成形型の内部に装着する工程と、前記成形型の内部に溶融樹脂を射出して前記第１部材の表面に形成された前記表面層上に樹脂を成形する工程とを含む。

表面層を形成する工程は、これらに限定されないが、スパッタ法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング法、化学蒸着法（ＣＶＤ）、パイロゾル法、スプレー法、ディップ法等によって行うことができる。その中でもＣＶＤが好ましく、熱ＣＶＤがより好ましい。熱ＣＶＤは、薄膜の形成が容易であり、装置規模に対する成膜速度と処理面積が大きいという利点を有する。

一つの態様において、表面層を形成する工程は、Si、Ti、Al、Zr、Zn、Cr、Ni、Fe、Mo、B、Be、In及びSnから選択される少なくとも１種の元素を含有する化合物の溶液を、熱ＣＶＤの火炎中に、噴霧することによって行われる。

他の態様において、表面層を形成する工程は、Si、Ti、Al、Zr、Zn、Cr、Ni、Fe、Mo、B、Be、In及びSnから選択される少なくとも１種の元素を含有する化合物を含む燃料ガスの火炎を、前記第１部材の表面の一部又は全部に吹き付けることによって行われる。

表面層がSi酸化物から成る場合、ケイ酸アルカリ金属塩を第１部材の表面に塗布し、炭酸化することにより、多孔質シリカ膜からなる表面層を形成することができる。

他の態様において、表面層は次のように形成することができる。まず、金属酸化物の前駆体を加水分解および重合させてゾルを生成する。このゾル中に第１部材を浸漬し、その状態で、第１部材を陰極としてゾルに通電する。その後、第１部材を引き上げ、続いて加熱する。これによって、第１部材の表面に金属酸化物からなるゲルの層が形成される。このゲルの層を、所定の密度を有するように熱処理することにより、表面層を形成することができる。

他の態様において、表面層は次のように形成することができる。まず、水溶液中に臨界ミセル濃度以上の濃度で界面活性剤を溶解させて、ミセル粒子を形成する。この溶液を、ミセル粒子が充填構造をとりコロイド結晶となるまで静置する。次いで、溶液中にテトラエトキシシランなどのシリカ源を添加し、さらに、微量の酸あるいは塩基を触媒として添加する。これにより、コロイド粒子の隙間でゾルゲル反応を進行させ、シリカゲル骨格を形成させる。得られた溶液を第１部材の表面に塗布し、高温で焼成することにより、界面活性剤が分解して除去され、純粋なメソポーラスシリカの層を形成することができる。

＜実施例１＞
りん青銅にNi-Auめっきした第１部材を試験片として用いた。試験片に、アルキルシラン化合物を含む燃料ガスを0.5秒噴きつけることにより、試験片の表面に多孔質シリカ皮膜を形成した。形成された表面層の膜厚は100 nmであり、密度ｄ20は2.1 g/cm³であり、表面粗さRaは30 nmであった。なお、表面層の厚みは、XPSによるデプスプロファイルから算出した。密度は、表面層の厚みから求めた表面層の体積で、表面層を形成した時の試験片の増加重量分を除算することにより算出した。表面粗さは原子間力顕微鏡により計測した。
表面層が形成された試験片と樹脂とを用いて射出成形を行った。樹脂としてソルベイ社製ポリフェニルスルホン（PPSU）を用いて実施例１−１のインサート成形品を製造した。樹脂としてビクトレックス製（PEEK）を用いて実施例１−２のインサート成形品を製造した。

＜実施例２＞
りん青銅にNi-Auめっきした第１部材を試験片として用いた。試験片を、ケイ酸アルカリ金属水溶液に浸漬し、その後、密閉容器の中にこの試験片と炭酸ガスおよび水を入れ、一定の温度と湿度を保ちながら炭酸化処理を行った。この処理により、試験片の表面に多孔質シリカ被膜を形成した。形成された表面層の膜厚は10 μmであり、密度ｄ20は2.0 g/cm³であり、表面粗さRaは50 nmであった。
表面層が形成された試験片と樹脂とを用いて射出成形を行った。樹脂としてPPSUを用いて実施例２−１のインサート成形品を製造した。樹脂としてPEEKを用いて実施例２−２のインサート成形品を製造した。

＜実施例３＞
りん青銅にNi-Auめっきした第１部材を試験片として用いた。テトラエトキシシラン100 ｇ、硝酸0.16 ｇ、水5.4 ｇ、イソプロピルアルコール80 mlを混合した混合液を、90 ℃で2時間、還流させながら加熱し、ゾルを調製した。このゾルの液温を25±5℃に維持しながら、ゾル中に試験片を浸漬した。試験片を陰極として用い、白金コートチタン電極を陽極として用い、10 Vで10分間の通電を行った。これによって、試験片の表面にゲル層を電着させた。試験片を引き上げ、80℃で20分間、及び、150℃で30分間、熱処理し、アモルファスのシリカからなる表面層を形成した。表面層の膜厚は１ μmであり、密度ｄ20は2. 2 g/cm³であり、表面粗さRaは40 nmであった。
表面層が形成された試験片と樹脂とを用いて射出成形を行った。樹脂としてPPSUを用いて実施例３−１のインサート成形品を製造した。樹脂としてPEEKを用いて実施例３−２のインサート成形品を製造した。

＜比較例１＞
りん青銅にNi-Auめっきした第１部材を試験片として用いた。電気化学的処理により、試験片の表面にトリアジンチオール化合物（RTD）からなる層を形成した。
RTD層が形成された試験片と樹脂とを用いて射出成形を行った。樹脂としてPPSUを用いて比較例１−１のインサート成形品を製造した。樹脂としてPEEKを用いて比較例１−２のインサート成形品を製造した。

＜比較例２＞
りん青銅にNi-Auめっきした第１部材を試験片として用いた。この試験片に、信越化学製のアミノシラン系シランカップリング剤（KBP43）を用いてシランカップリング処理を施し、処理層を形成した。
処理層が形成された試験片と樹脂とを用いて射出成形を行った。樹脂としてPPSUを用いて比較例２−１のインサート成形品を製造した。樹脂としてPEEKを用いて比較例２−２のインサート成形品を製造した。

＜比較例３＞
りん青銅にNi-Auめっきした第１部材を試験片として用いた。この試験片と、樹脂とを用いて射出成形を行った。樹脂としてPPSUを用いて比較例３−１のインサート成形品を製造した。樹脂としてPEEKを用いて比較例３−２のインサート成形品を製造した。

＜評価＞
各実施例及び比較例のインサート成形品を用いて、強度及び水密性を評価する試験を行った。強度の評価のために、島津製オートグラフを用いた引張り試験を行い、試験片と樹脂との界面の密着力を測定した。各実施例及び比較例の強度は、比較例３−１又は３−２の強度を１としたときの相対評価として示した。
水密性を評価するため、水中でエアリークテストを実施し、試験片と樹脂との界面から気泡が発生するかどうかを観察した。気泡が発生しなかった場合を○と表記し、気泡が発生した場合を×と表記した。
さらに、各実施例及び比較例のインサート成形品を過酸化水素ガスを用いて滅菌し、滅菌後に同様の試験を行った。
以上の結果を表１に示す。

表１から、実施例１〜３はいずれも強度が高く、水密性を有することが示された。また、これらの強度及び水密性は、過酸化水素滅菌後も維持されることが示された。

２…第１部材、２a…基体、２ｂ…薄膜、３…表面層、４…樹脂部、１０…電気信号コネクタ、１２…電気信号端子、１４…樹脂部、１４a…外筒、１４ｂ…電気端子固定部材、１５…電気ケーブル。

本発明によれば、表面に金メッキが形成された第１部材と、前記金メッキの少なくとも一部の表面上に形成された多孔質シリカ皮膜またはアモルファスのシリカ皮膜の表面層と、前記表面層に密着するように前記表面層の少なくとも一部の上に成形された樹脂部と、を備えたことを特徴とするインサート成形品が提供される。

Claims (12)

1. 少なくとも表面が導電性である第１部材と、
   前記第１部材の少なくとも一部の表面上に形成され、Si、Ti、Al、Zr、Zn、Cr、Ni、Fe、Mo、B、Be、In及びSnから選択される少なくとも１種の元素を含有する化合物を含む表面層と、
   前記表面層に密着するように前記表面層の少なくとも一部の上に成形された樹脂部と、を備えたことを特徴とするインサート成形品。
2. 前記第１部材は、ステンレス、チタン、ニッケルチタン（NiTi）、ケイ素鋼、コバルト、金、パラジウム、ニッケル、クローム、タングステン、カーボン、及びそれらの組合せからから成る群より選択される材料から構成されることを特徴とする、請求項１に記載のインサート成形品。
3. 前記第１部材は、基体とその表面に形成された導電性を有する薄膜から構成されることを特徴とする、請求項１に記載のインサート成形品。
4. 前記薄膜は、金、白金、パラジウム、ニッケル、チタン、クローム、ニッケルチタン、ニッケルクローム、ニッケルスズ、ニッケルスズコバルト及びステンレスから選択される金属のメッキ、酸化インジウム薄膜、ケイ素鋼薄膜、及びサファイア薄膜からなる群より選択される少なくとも１種の薄膜である、請求項３に記載のインサート成形品。
5. 前記樹脂部が、PEI、LCP、ポリフェニルスルホン、PPO、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニル樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロクロロエチレン樹脂、芳香族ポリケトン、及び、エチレン−トリフルオロクロロエチレン共重合体からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂から構成されることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載のインサート成形品。
6. 前記樹脂部が、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、ネオプレンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、オレフィンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、スチレン系熱可塑性エラストマー及びウレタン系熱可塑性エラストマーからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂から構成されることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載のインサート成形品。
7. 前記樹脂部が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、尿素樹脂及びグアナミン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂から構成されることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載のインサート成形品。
8. 前記第１部材は、円柱状の電気信号端子であることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載のインサート成形品。
9. 請求項１〜７の何れか一項に記載のインサート成形品を備えた電気信号コネクタ。
10. 請求項１〜７の何れか一項に記載のインサート成形品を備えた内視鏡。
11. 少なくとも表面が導電性である第１部材の表面上に、Si、Ti、Al、Zr、Zn、Cr、Ni、Fe、Mo、B、Be、In及びSnから選択される少なくとも１種の元素を含有する化合物を含む表面層を形成する工程と、
    前記表面層が形成された第１部材を成形型の内部に装着する工程と、
    前記成形型の内部に溶融樹脂を射出して前記第１部材の表面に形成された前記表面層上に樹脂を成形する工程と、
    を備えたインサート成形品の製造方法。
12. 前記表面層を形成する工程が、Si、Ti、Al、Zr、Zn、Cr、Ni、Fe、Mo、B、Be、In及びSnから選択される少なくとも１種の元素を含有する化合物を含む燃料ガスの火炎を、前記第１部材の表面に吹き付ける工程である、請求項１１に記載の製造方法。

Images