专利名称：金属复合层叠部件的制造方法
技术领域：
本发明涉及通过注射成形在金属板上层叠热塑性树脂层的金属复合层叠部件的 制造方法。
背景技术：
一直以来，通过嵌入成形、基体上注塑成形、拉带成形等成形方法，将热塑性树脂 注射成形，使热塑性树脂与金属部件复合化而制造的电气/电子部件，被广泛利用于家电 制品、信息通信设备、汽车部件等中。另外，在将热塑性树脂与金属部件复合而成的金属复合部件中，从强度等功能性、 轻量性、设计性等方面出发，在金属板表面的一部分或全部表面层叠热塑性树脂而成的金 属复合层叠部件作为便携式电话、笔记本型个人计算机等小型的信息和通信设备的壳体而 受到瞩目。对于所述金属复合层叠部件中使用的热塑性树脂，期望具有能耐受来自外部的冲 击的强度，并且从制造效率的方面出发，期望能够进行注射成形。因此，对除了机械性质、耐 热性等以外还具有优异成形性的聚苯硫醚树脂、液晶性聚合物在金属复合层叠部件中的应 用进行了研究。但是，在使用聚苯硫醚树脂、液晶性聚合物作为热塑性树脂并通过注射成形来制 造金属复合层叠部件时，由于这些热塑性树脂的线膨胀系数与其他树脂相比较小，但与金 属相比较大，并且低温的金属板与处于非常高的加工温度的热塑性树脂在成形后的收缩率 大大不同，因此存在如下问题即使是在模具内金属板与树脂良好地密合的成形品，在成形 后金属板与树脂的密合性也会下降。另外，这些热塑性树脂由于加工温度非常高，因此熔融 状态的热塑性树脂与低温的金属板在模具内接触导致金属板表面的热塑性树脂急速固化， 存在用通常的制造方法难以制造金属板与热塑性树脂的密合性优异的金属复合层叠部件 的问题。进而，还存在如下问题通过注射成形在金属板上层叠聚苯硫醚树脂、液晶性聚合 物时，所得金属复合层叠部件容易产生翘曲。因此，使用聚苯硫醚树脂、液晶性聚合物来制造金属复合层叠部件时，由于金属板 与热塑性树脂的密合性的问题而无法应用注射成形法，需要利用粘合带、粘接剂将金属板 与热塑性树脂的成形品层叠的繁杂的操作。由于所述事实，期望开发如下方法在金属板上注射成形聚苯硫醚树脂、液晶性聚 合物时，能够改良金属板与热塑性树脂的密合性，并且能够减少所得金属复合层叠部件的 翘曲的发生。作为改良由热塑性树脂和金属部件构成的金属复合成形品中的、热塑性树脂与金 属的密合性的方法，例如提出了使用苯乙烯聚合物、ABS树脂、或其共聚物，聚乙烯、聚丙烯 等烯烃聚合物，改性聚苯醚树脂，氯乙烯聚合物或其共聚物，聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯、聚缩 醛等树脂的吹塑成形法，其中，将模具的与金属部件接触部分的一部分通过具有特定热导 率的耐热性聚合物覆盖(专利文献1)。
但是，专利文献1的实施例中记载的方法为使用了 ABS树脂的吹塑成型方法，其 中，通过将模具的、模具与金属部件(螺栓或螺母)接触部分的一部分用具有特定热导率的 耐热性聚合物覆盖，从而解除ABS树脂的填充不良，使金属部件不易从ABS树脂脱落。而使 用聚苯硫醚树脂、液晶性聚合物等成形性优异的树脂进行注射成形的方法，原本就不容易 产生填充不良的问题，因此无法期望填充不良的解除所带来的密合性改良效果。另外，专利 文献1的实施例中使用的金属部件为像螺栓、螺母那样的、与热塑性树脂的接触部分刻有 槽的部件，因此，虽然通过解除填充不良能够改良金属部件与热塑性树脂的密合性，但在金 属板上层叠热塑性树脂而成的金属复合层叠部件中，由于金属板与热塑性树脂的接触部分 为平滑面，因此即使可解除填充不良，也无法期望密合性的改良。进而，专利文献1中完全 未公开有关发生翘曲的问题。作为改善金属部件与聚苯硫醚树脂、液晶性聚合物的密合性的方法，例如提出了 如下方法将实施了蚀刻等表面处理以达到特定的表面粗糙度的金属部件与聚苯硫醚树脂 等热塑性树脂通过注射成形等方法复合(专利文献幻；使用用于保持金属部件的、具备加 热装置及冷却装置的保持件，使保持件的温度为热塑性树脂的降温结晶温度(Tc)以上的 温度将金属部件加热后进行注射成形，将保持件急剧冷却至150°C以下后，从模具中取出由 金属部件与热塑性树脂复合而成的成形品(专利文献幻等。但是，专利文献2中记载的方法，需要利用蚀刻等方法事先对金属部件进行表面 处理，存在无法对全部金属应用表面处理的问题。另外，专利文献3中记载的方法存在如下 问题等必须使用具备加热装置及冷却装置的特殊的金属部件的保持件，因而金属部件的 保持件的改造等花费成本；必须对保持件进行复杂的温度控制，因而金属部件与热塑性树 脂复合而成的成形品的制造工序变繁杂；以及，模具及保持件反复受到剧烈的温度变化，因 而模具寿命变短。进而，专利文献2及3中完全未公开有关金属部件与热塑性树脂复合而成的成形 品中产生的翘曲的改善。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平07-178765号公报专利文献2 国际公开第2004/041533号小册子专利文献3 日本特开2008-132756号公报
发明内容
发明要解决的问题本发明是为了解决以上问题而进行的，提供一种在金属板上注射成形由聚苯硫醚 树脂和/或液晶性聚合物构成的热塑性树脂的、金属复合层叠部件的制造方法，其可获得 金属板与热塑性树脂的密合性优异、且翘曲少的金属复合层叠部件，且不需要特殊的模具、 金属板的表面处理，操作工序简易。用于解决问题的方案本发明人等为了解决上述问题而重复进行了深入研究。其结果发现，在金属板上 注射成形由聚苯硫醚树脂和/或液晶性聚合物构成的热塑性树脂来制造金属复合层叠部件时，通过使用模具内表面的至少金属板与模具内表面接触的部分的全部表面形成有隔热 层的模具，能够解决上述问题，从而完成了本发明。具体而言本发明提供以下方案。(1) 一种金属复合层叠部件的制造方法，其使用模具内表面的至少金属板与模具 内表面接触的部分的全部表面形成有隔热层的模具，通过注射成形将由聚苯硫醚树脂和/ 或液晶性聚合物构成的热塑性树脂层叠在所述金属板上。(2)根据(1)所述的金属复合层叠部件的制造方法，所述热塑性树脂由聚苯硫醚 树脂构成。(3)根据(1)或( 所述的金属复合层叠部件的制造方法，所述隔热层的热导率为 5ff/m · K 以下。(4)根据(1) ( 中任一项所述的金属复合层叠部件的制造方法，所述隔热层含 有聚酰亚胺树脂。(5)根据(1) (4)中任一项所述的金属复合层叠部件的制造方法，所述金属复合 层叠部件为电气/电子制品的壳体。发明的效果根据本发明的制造方法，通过注射成形，能够获得由聚苯硫醚树脂和/或液晶性 聚合物构成的热塑性树脂与金属板的密合性优异的金属复合层叠部件。因此，不需要利用 粘接剂、粘合带等将金属板与热塑性树脂部件层叠的繁杂的操作，能够以高的生产效率廉 价地提供金属复合层叠部件。另外，根据本发明的制造方法，能够抑制所得金属复合层叠部件产生翘曲。因此， 能够稳定地制造所期望的形状的金属复合层叠部件。进而，根据本发明的制造方法，不需要使用具备具有加热装置及冷却装置的保持 件等的模具。因此，不需要模具的改造、保持件的复杂的温度控制，能够通过简易的工序以 低成本制造金属复合层叠部件。
图1是实施例中制造的密合强度测定用试验片的示意图。图2是实施例中用于制造翘曲量测定用试验片的金属板的示意图。图3是实施例中制造的翘曲量测定用试验片的示意图。附图标记说明1密合强度测定用试验片11金属板12热塑性树脂层13正方形部分14载荷施加部2翘曲量测定用试验片21金属板22薄壁部23热塑性树脂层
具体实施例方式以下，对本发明的一个实施方式进行详细说明，但本发明不受以下实施方式的任 何限定，在本发明的目的的范围内，可加以适当变更而实施。本发明的特征在于，其为通过注射成形在金属板上层叠由聚苯硫醚树脂和/或液 晶性聚合物构成的热塑性树脂而制造金属复合层叠部件的方法，其中，使用模具内表面的 至少金属板与模具内表面接触的部分的全部表面形成有隔热层的模具。以下，按照热塑性 树脂、金属板、隔热层、成形方法、金属复合层叠部件的顺序对本发明进行说明。[热塑性树脂]本申请的说明书及权利要求书中，“热塑性树脂”不仅指单独的热塑性树脂材料， 还指在热塑性树脂中配合各种填充材料和/或各种添加剂而得到的热塑性树脂组合物。从作为壳体使用时的耐热性的观点出发，本发明中使用的热塑性树脂的载荷挠曲 温度优选为250°C以上，更优选为280°C以上。因此，本发明中使用的热塑性树脂由液晶性 聚合物和/或聚苯硫醚树脂构成。另外，通过使用液晶性聚合物和/或聚苯硫醚树脂，能够 以良好的成形性制造机械性质、电性质、尺寸精度优异的表面安装用的电气/电子部件。聚苯硫醚树脂及液晶性聚合物中，聚苯硫醚树脂由于更容易获得金属板与热塑性 树脂的密合性优异的金属复合层叠部件而更优选使用。本发明中，聚苯硫醚树脂和/或液晶性聚合物，在不阻碍本发明的目的的范围内， 可以与1种或2种以上其他热塑性树脂组合使用。作为能够与聚苯硫醚树脂和/或液晶 性聚合物组合的热塑性树脂的具体例，可列举出聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚缩醛、改性聚苯 醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚树脂、 聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、氟树脂、热塑性弹 性体等。这些热塑性树脂可以组合2种以上使用。[聚苯硫醚树脂]作为本发明中可以用作热塑性树脂的聚苯硫醚树脂(聚苯硫醚系树脂)，包括具 有聚苯硫醚骨架-(Ar-S-)-[式中，Ar表示亚苯基]的均聚物及共聚物。作为亚苯基(-Ar-)，例如可列举出对亚苯基、间亚苯基、邻亚苯基、取代亚苯基 (例如，具有C1-5烷基等取代基的烷基亚苯基、具有苯基等取代基的芳基苯基)、p，P’ - 二 亚苯基砜基、P，P’ -亚联苯基、P，P’ - 二亚苯基醚基、P，P’ - 二亚苯基羰基等。聚苯硫醚系 树脂可以是由这样的亚苯基构成的亚苯硫醚基中采用相同重复单元的均聚物，但从组合物 的加工性的观点出发，也可以是包含不同种重复单元的共聚物。作为均聚物，优选使用以对亚苯硫醚基为重复单元的线状聚合物。作为共聚物，优 选以对亚苯硫醚基为主重复单元、且包含间亚苯硫醚基的组合。以对亚苯硫醚基为主重复 单元、且包含间亚苯硫醚基的共聚物中，从耐热性、成形性、机械特性等物性上的观点出发， 更优选含有60摩尔％以上的对亚苯硫醚基的线状共聚物，特别优选含有70摩尔％以上的 对亚苯硫醚基的线状共聚物。聚苯硫醚树脂可以是将分子量比较低的线状聚合物通过氧化交联或热交联使熔 融粘度上升而改良了成形加工性的聚合物，也可以是由以2官能性单体为主体的单体缩聚 而获得的实质上为线状结构的高分子量聚合物。从所得成形物的物性的观点出发，优选通 过缩聚而获得的实质上为线状结构的聚合物。另外，作为聚苯硫醚树脂，还可以使用将具有3个以上官能团的单体组合并聚合而成的分支或交联聚苯硫醚树脂、将该树脂与所述线状 聚合物共混而得到的树脂组合物。作为聚苯硫醚树脂，除了聚苯硫醚、聚联苯硫醚(PBPQ以外，还可以使用聚苯硫 醚酮(PPSK)、聚联苯硫醚砜(PPSQ等。聚苯硫醚树脂可以单独使用或组合2种以上使用。[液晶性聚合物]本发明中作为热塑性树脂使用的液晶性聚合物是具有可形成光学各向异性熔融 相的性质的熔融加工性聚合物。各向异性熔融相的性质可以通过利用正交起偏振器的惯用 的偏振光检查法来确认。更具体而言，各向异性熔融相的确认可以如下实施使用Leitz偏 光显微镜，对放置在Leitz热台上的熔融试样在氮气气氛下以40倍的倍率进行观察。本发 明中可应用的液晶性聚合物在正交起偏振器间进行检查时，即使处于熔融静止状态，偏振 光通常也可透过，光学上显示出各向异性。上述液晶性聚合物没有特别限定，但优选为芳香族聚酯或芳香族聚酯酰胺，同一 分子链中部分包含芳香族聚酯或芳香族聚酯酰胺的聚酯也在其范围内。可以使用的是，将 它们在60°C下以0. 1重量％的浓度溶解到五氟苯酚中时，优选至少具有约2. 0dl/g、进一步 优选具有2. 0 1. 0dl/g的对数粘度(I. V.)的液晶显聚合物。作为本发明中可以应用的作为液晶性聚合物的芳香族聚酯或芳香族聚酯酰胺，特 别优选具有来源于选自芳香族羟基羧酸、芳香族羟胺、芳香族二胺的组中的至少1种以上 化合物的重复单元的芳香族聚酯或芳香族聚酯酰胺。更具体而言，可列举出(1)主要由来源于芳香族羟基羧酸及其衍生物中的1种或2种以上的重复单元构 成的聚酯；(2)主要由来源于(a)芳香族羟基羧酸及其衍生物中的1种或2种以上、(b)芳香 族二羧酸、脂环族二羧酸及其衍生物中的1种或2种以上、及(c)芳香族二元醇、脂环族二 元醇、脂肪族二元醇及其衍生物中的至少1种或2种以上的重复单元构成的聚酯；(3)主要由来源于(a)芳香族羟基羧酸及其衍生物中的1种或2种以上、(b)芳香 族羟胺、芳香族二胺及其衍生物中的1种或2种以上、及(c)芳香族二羧酸、脂环族二羧酸 及其衍生物中的1种或2种以上的重复单元构成的聚酯酰胺；(4)主要由来源于(a)芳香族羟基羧酸及其衍生物中的1种或2种以上、(b)芳香 族羟胺、芳香族二胺及其衍生物中的1种或2种以上、(c)芳香族二羧酸、脂环族二羧酸及 其衍生物中的1种或2种以上、及(d)芳香族二元醇、脂环族二元醇、脂肪族二元醇及其衍 生物中的至少1种或2种以上的重复单元构成的聚酯酰胺等。上述构成成分中可以根据需 要进一步并用分子量调整剂。作为提供构成本发明中可以应用的液晶性聚合物的重复单元的具体化合物的优 选例，可列举出对羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸等芳香族羟基羧酸；氢醌、间苯二酚、4， 4’_ 二羟基联苯、2，6-二羟基萘、1，4-二羟基萘、下述通式(A)及下述通式(B)所示的化合 物等芳香族二元醇；对苯二甲酸、间苯二甲酸、2，6_萘二羧酸、下述通式(C)所示的化合物 等芳香族二羧酸；对氨基苯酚、对苯二胺等芳香族胺类。
权利要求
1.一种金属复合层叠部件的制造方法，其使用模具内表面的至少金属板与模具内表面 接触的部分的全部表面形成有隔热层的模具，通过注射成形将由聚苯硫醚树脂和/或液晶 性聚合物构成的热塑性树脂层叠在所述金属板上。
2.根据权利要求1所述的金属复合层叠部件的制造方法，所述热塑性树脂由聚苯硫醚 树脂构成。
3.根据权利要求1或2所述的金属复合层叠部件的制造方法，所述隔热层的热导率为 5ff/m · K 以下。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的金属复合层叠部件的制造方法，所述隔热层含 有聚酰亚胺树脂。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的金属复合层叠部件的制造方法，所述金属复合 层叠部件为电气/电子制品的壳体。
全文摘要
本发明提供一种在金属板上注射成形由聚苯硫醚树脂和/或液晶性聚合物构成的热塑性树脂的金属复合层叠部件的制造方法，其可获得金属板与热塑性树脂的密合性优异、且翘曲少的金属复合层叠部件，该方法不需要特殊的模具、金属板的表面处理，操作工序简易。在金属板上注射成形由聚苯硫醚树脂和/或液晶性聚合物构成的热塑性树脂来制造金属复合层叠部件时，使用模具内表面的至少金属板与模具内表面接触的部分的全部表面形成有隔热层的模具。
文档编号B29C45/26GK102085708SQ20101054293
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月10日 优先权日2009年11月12日
发明者宫下贵之, 望月光博, 望月章弘, 蔡汉龙 申请人:宝理塑料株式会社