嵌入用薄膜的树脂层的厚度确定方法、带嵌入用薄膜的树脂成型品的制造方法及嵌入用薄膜与流程

文档序号:18397482发布日期:2019-08-09 23:33阅读:267来源:国知局
嵌入用薄膜的树脂层的厚度确定方法、带嵌入用薄膜的树脂成型品的制造方法及嵌入用薄膜与流程

本发明涉及一种设置于树脂成型品的表面上的嵌入用薄膜的树脂层的厚度确定方法、带嵌入用薄膜的树脂成型品的制造方法及嵌入用薄膜。

本申请主张基于2017年1月31日于日本申请的日本专利申请2017-015043号的优先权,并将其内容援用于此。



背景技术:

以往,在航空器或汽车等的领域中,从保护树脂成型品免受雷电流的观点出发,使具有高导电性的导电性网状层贴合于树脂成型品的表面(外表面)上。

作为树脂成型品的材料,例如,可使用具有高强度且轻质的纤维增强塑料。作为构成纤维增强塑料的树脂,可使用热固性树脂。

在使用热固性树脂作为构成纤维增强塑料的树脂的情况下,在高压釜成型时的高温及高压气氛下,利用热固性片覆盖导电性网状层,由此将导电性网状层固定于树脂成型品的表面上。

近年来,要求作为构成纤维增强塑料的树脂,欲使用成型速度比热固性树脂快,并且低廉且能够实现不良成型品的再利用化的热塑性树脂,来代替热固性树脂。

在使用热塑性树脂作为构成纤维增强塑料的树脂的情况下,优选利用在专利文献1中公开的薄膜嵌入成型法,在树脂成型品的表面上设置具有高导电性的导电性网状层。

以往技术文献

专利文献

专利文献1:专利第4037437号公报



技术实现要素:

发明要解决的技术课题

然而,使用热塑性树脂作为上述的纤维增强塑料的树脂,且利用薄膜嵌入成型法,在树脂成型品的表面上设置导电性网状层时,优选使用包含导电性网状层的嵌入用薄膜。

作为此时的嵌入用薄膜,例如,使用依次层叠有熔合于树脂成型品的表面上的第1树脂层、导电性网状层及第2树脂层,且临时固定有导电性网状层和第1树脂层及第2树脂层的薄膜。

在将设为这种结构的嵌入用薄膜溶合于树脂成型品的表面上的情况下,在一对模具内形成的空间内配置嵌入用薄膜,以使其中一个模具的内表面与第2树脂层接触,经由设置于另一个模具中的树脂导入部,将成为树脂成型品的材料的熔融的纤维增强塑料导入到空间内,并通过熔融的纤维增强塑料的热量而使导电性网状层与第1树脂层及第2树脂层熔合,通过热塑性树脂能够固化的模具的热量而使纤维增强塑料固化。

由此,可制造在树脂成型品的表面上熔合有嵌入用薄膜的带嵌入用薄膜的树脂成型品。

本发明人等在完成本发明之前进行研究的结果确认到,在利用上述的薄膜嵌入成型法的情况下,若第1树脂层及第2树脂层的厚度薄,则基于其中一个模具的第2树脂层的冷却效果增加,因此有可能仅在配置于射出侧的第1树脂层中与熔融的纤维增强塑料接触的部分发生热熔合,在与导电性网状层接触的部分的第1树脂层及第2树脂层中未发生热熔合。

另一方面,确认到:在第1树脂层及第2树脂层的厚度厚的情况下,热塑性树脂的导热系数低于金属,因此有可能仅在配置于射出侧的第1树脂层中与熔融的纤维增强塑料接触的部分发生热熔合,在与导电性网状层接触的部分的第1树脂层及第2树脂层中未发生热熔合。

而且,在该情况下,根据第2树脂层的厚度,第2树脂层有可能不会再熔融,第2树脂层和导电性网状层有可能不会热熔合。

即,获得了如下见解:若不将第1树脂层及第2树脂层的厚度进行最佳化,则无法充分地进行第1树脂层及第2树脂层与导电性网状层的边界部分中的热熔合。

因此,本发明的目的在于提供一种能够提高第1树脂层及第2树脂层与导电性网状层之间的接合强度的嵌入用薄膜的树脂层的厚度确定方法、带嵌入用薄膜的树脂成型品的制造方法及嵌入用薄膜。

用于解决技术课题的手段

为了解决上述问题,本发明的一方式所涉及的嵌入用薄膜的树脂层的厚度确定方法为依次层叠有热熔合于由包含热塑性树脂及增强纤维的纤维增强塑料制成的树脂成型品的表面上的第1树脂层、导电性网状层及由与所述第1树脂层相同的树脂材料构成且在所述树脂成型品的成型时与模具接触的第2树脂层的嵌入用薄膜的树脂层的厚度确定方法,该方法中,与所述第2树脂层接触的所述导电性网状层的面的温度t(℃)和所述第1树脂层的厚度t1(μm)、所述第2树脂层的厚度t2(μm)满足下述(1)式。

其中,上述(1)式中,将ln(t1)设为所述第1树脂层的厚度t1的自然对数,将ln(t2)设为所述第2树脂层的厚度t2的自然对数,将所述第1树脂层及第2树脂层的导热系数设为λ1(w/m·k),将所述第1树脂层及第2树脂层的密度设为ρ1(kg/m3),将所述第1树脂层及第2树脂层的比热设为cp1(j/kg·k),将所述导电性网状层的密度设为ρ2(kg/m3),将所述导电性网状层的比热设为cp2(j/kg·k),将所述导电性网状层的导热系数设为λ2(w/m·k)。

并且,上述(1)式中,附加在t上的n、n+1及n-1分别表示将合计所述第1树脂层的厚度、所述第2树脂层的厚度及所述导电性网眼的厚度而得的总厚度分割成m(≤n+1)个时的自与所述模具接触的所述第2树脂层的面的位置,附加在t上的p表示时间(sec)。

并且,上述(1)式中,将时间为p且位置为n+1时的温度设为tpn+1,将时间为p且位置为n-1时的温度设为tpn-1,将时间为p且位置为n时的温度设为tpn。

并且,上述(1)式中,2·δx表示n-1至n+1的距离(m),c表示根据所述第1树脂层及第2树脂层的厚度及材料获得的常数。

根据本发明,通过确定第1树脂层的厚度t1及第2树脂层的厚度t2以满足上述(1)式,利用薄膜嵌入成型法,将嵌入用薄膜和树脂成型品形成为一体时,至少能够使第1树脂层的温度及第2树脂层中与导电性网状层接触的部分的温度高于第1树脂层及第2树脂层的熔融温度。

由此,能够在使与导电性网状层接触的部分的第1树脂层及第2树脂层充分地熔融之后进行固化,因此能够提高导电性网状层与第1树脂层及第2树脂层之间的接合强度。

并且,上述本发明的一方式所涉及的嵌入用薄膜的树脂层的厚度确定方法中,可以使所述第2树脂层的厚度比所述第1树脂层的厚度厚。

如此,利用薄膜嵌入成型法,将嵌入用薄膜和树脂成型品成型为一体时,使与模具接触的第2树脂层的厚度比第1树脂层的厚度厚,由此通过设为低于导入到模具内的熔融的纤维增强塑料的温度的温度的模具的热量,能够抑制与导电性网状层接触的部分的第2树脂层的温度变得低于第2树脂层的熔融温度。

并且,通过使与熔融的纤维增强塑料接触的第1树脂层的厚度比第2树脂层的厚度薄,可容易地经由导电性网状层,将熔融的纤维增强塑料的热量传递至与导电性网状层接触的部分的第2树脂层。由此,能够抑制与导电性网状层接触的部分的第2树脂层的温度变得低于第2树脂层的熔融温度。

因此,能够进一步提高导电性网状层与第2树脂层之间的接合强度。

并且,上述本发明的一方式所涉及的带嵌入用薄膜的树脂成型品的制造方法中,可以包括:第1工序,准备设为根据上述嵌入用薄膜的树脂层的厚度确定方法确定的厚度的包含所述第1树脂层及第2树脂层的所述嵌入用薄膜;第2工序,在第1模具与设置有树脂导入口的第2模具之间形成的空间内,使所述第2树脂层与所述第1模具的内表面接触而配置所述嵌入用薄膜;第3工序,经由所述树脂导入口,将熔融的所述纤维增强塑料导入到该空间内,并通过所述熔融的纤维增强塑料的热量,至少使所述第1树脂层及所述第2树脂层中与所述导电性网状层接触的部分熔融,然后,通过设为所述热塑性树脂能够固化的温度的所述第1模具及第2模具,使所述熔融的纤维增强塑料固化,由此成型包含所述树脂成型品的1次树脂成型品,并且使所述嵌入用薄膜熔合于该树脂成型品的表面上;及第4工序,从所述1次树脂成型品去除不需要部分,而形成熔合有所述嵌入用薄膜的所述树脂成型品。

通过这种方法,通过制造带嵌入用薄膜的树脂成型品,能够使整个第1树脂层的温度及与导电性网状层接触的部分的第2树脂层的温度高于第1树脂层及第2树脂层的熔融温度。

由此,能够使第1树脂层及第2树脂层中与导电性网状层接触的部分充分地熔融,因此能够提高导电性网状层与第1树脂层及第2树脂层之间的接合强度。

并且,上述本发明的一方式所涉及的带嵌入用薄膜的树脂成型品的制造方法中,所述第3工序中,可以使向所述树脂导入口导入所述熔融的纤维增强塑料的导入初始阶段中的所述导电性网状层的温度高于所述第1树脂层及第2树脂层的熔融温度。

如此,通过使向树脂导入口导入熔融的纤维增强塑料的导入初始阶段中的导电性网状层的温度高于第1树脂层及第2树脂层的熔融温度,能够使第1树脂层及第2树脂层中与导电性网状层接触的部分可靠地熔融。由此,能够进一步提高导电性网状层与第1树脂层及第2树脂层之间的接合强度。

并且,上述本发明的一方式所涉及的带嵌入用薄膜的树脂成型品的制造方法中,可以使用cu或al作为所述导电性网状层的材料。

如此,通过使用导热系数高的材料即cu(导热系数为398w·m-1·k-1)或al(导热系数为236w·m-1·k-1)作为导电性网状层的材料,能够抑制由导电性网状层引起的温度下降。

由此,能够抑制与导电性网状层接触的部分的第2树脂层的温度变得低于第2树脂层的熔融温度,因此能够提高导电性网状层与第2树脂层之间的接合强度。

并且,通过使用具有高导电性的材料即cu或al作为导电性网状层的材料,当雷电流在带嵌入用薄膜的树脂成型品中流动时,能够容易地将雷电流引导至导电性网状层中。

并且,上述本发明的一方式所涉及的嵌入用薄膜为依次层叠有在由包含热塑性树脂的纤维增强塑料制成的树脂成型品的表面上配置的第1树脂层、导电性网状层及由与所述第1树脂层相同的树脂材料构成的第2树脂层的嵌入用薄膜,该嵌入用薄膜中,可以使所述第2树脂层的厚度比所述第1树脂层的厚度厚。

通过设为这种结构,例如,将嵌入用薄膜和树脂成型品形成为一体时,通过设为低于导入到模具内的熔融的纤维增强塑料的温度的温度的模具的热量,能够抑制与模具接触的第2树脂层中与导电性网状层接触的部分的温度变得低于第2树脂层的熔融温度。

并且,通过使与熔融的纤维增强塑料接触的第1树脂层的厚度比第2树脂层的厚度薄,可容易地经由导电性网状层,将熔融的纤维增强塑料的热量传递至与导电性网状层接触的部分的第2树脂层。由此,能够抑制整个第1树脂层的温度及与导电性网状层接触的部分的第2树脂层的温度变得低于第1树脂层及第2树脂层的熔融温度。

因此,能够提高导电性网状层与第1树脂层及第2树脂层之间的接合强度。

并且,上述本发明的一方式所涉及的嵌入用薄膜中,所述导电性网状层的材料可以使用cu或al。

如此,通过使用导热系数高的材料即cu或al作为导电性网状层的材料,能够抑制由导电性网状层引起的温度下降。

由此,能够抑制导电性网状层与第2树脂层的边界部分的温度变得低于第2树脂层的熔融温度,因此能够提高导电性网状层与第2树脂层之间的接合强度。

并且,通过使用具有高导电性的材料即cu或al作为导电性网状层的材料,当雷电流在带嵌入用薄膜的树脂成型品中流动时,能够容易地将雷电流引导至导电性网状层中。

发明效果

根据本发明,能够提高构成嵌入用薄膜的第1树脂层及第2树脂层与导电性网状层之间的接合强度。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的带嵌入用薄膜的树脂成型品的剖视图。

图2是将图1所示的带嵌入用薄膜的树脂成型品中由区域a包围的部分进行扩大而得的剖视图。

图3是用于说明本发明的实施方式所涉及的嵌入用薄膜的树脂层的厚度确定方法的图(其1)。

图4是用于说明本发明的实施方式所涉及的嵌入用薄膜的树脂层的厚度确定方法的图(其2)。

图5是表示使用聚酰胺9t树脂(pa9t树脂)作为第1树脂层及第2树脂层的材料,并且使用cu作为导电性网状层的材料时的第1树脂层的厚度t1(μm)与第2树脂层的厚度t2(μm)的关系的图表。

图6是表示图5所示的第1树脂层的厚度t1与图5所示的第1树脂层及第2树脂层的总厚度(=t1+t2)的关系的图表。

图7是用于说明本发明的实施方式所涉及的带嵌入用薄膜的树脂成型品的制造工序的剖视图(其1)。

图8是用于说明本发明的实施方式所涉及的带嵌入用薄膜的树脂成型品的制造工序的剖视图(其2)。

图9是用于说明本发明的实施方式所涉及的带嵌入用薄膜的树脂成型品的制造工序的剖视图(其3)。

图10是用于说明本发明的实施方式所涉及的带嵌入用薄膜的树脂成型品的制造工序的剖视图(其4)。

具体实施方式

以下,参考附图,对应用了本发明的实施方式进行详细说明。另外,以下说明中使用的附图用于说明本发明的实施方式的结构,且图示的各部的大小、厚度、尺寸等有时与实际的嵌入用薄膜及带嵌入用薄膜的树脂成型品的尺寸关系不同。

〔实施方式〕

图1是本发明的实施方式所涉及的带嵌入用薄膜的树脂成型品的剖视图。图2是将图1所示的带嵌入用薄膜的树脂成型品中由区域a包围的部分进行扩大而得的剖视图。图2中,t1表示第1树脂层14的厚度(以下,称为“厚度t1”),t2表示第2树脂层16的厚度(以下,称为“厚度t2”),t3表示导电性网状层15的厚度(以下,为“厚度t3”)。图2中,对于与图1所示的结构体相同的构成部分,标注相同符号。

并且,图1及图2中,难以将导电性网状层15的截面图示成网状,因此将导电性网状层15图示为片状截面。

参考图1及图2,本实施方式的带嵌入用薄膜的树脂成型品10具有树脂成型品11和嵌入用薄膜13。带嵌入用薄膜的树脂成型品10例如为在航空器、汽车等的领域中使用的零件。

树脂成型品11由包含热塑性树脂及增强纤维的纤维增强塑料12构成。树脂成型品11具有熔合有嵌入用薄膜13的表面11a(外表面)。

作为纤维增强塑料12,例如,能够使用碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等作为增强纤维。

作为纤维增强塑料12中所含的热塑性树脂,例如,能够使用pps树脂、尼龙树脂及peek树脂等树脂。

嵌入用薄膜13通过依次层叠第1树脂层14、导电性网状层15及第2树脂层16而构成。

熔合于树脂成型品11的表面11a上之前的嵌入用薄膜13中,临时固定有第1树脂层14及第2树脂层16和导电性网状层15。因此,熔合于树脂成型品11的表面11a上之前的嵌入用薄膜13中,第1树脂层14及第2树脂层16与导电性网状层15之间的接合强度弱。

作为临时固定第1树脂层14及第2树脂层16和导电性网状层15的方法,例如,能够利用使用了热压的临时固定方法或点焊等方法。

第1树脂层14为呈薄膜状的树脂层,并热熔合于树脂成型品11的表面11a上。第1树脂层14具有第1面14a及第2面14b。

第1面14a与树脂成型品11的表面11a接触。当利用薄膜嵌入成型法,将嵌入用薄膜13和树脂成型品11进行一体化时,第1面14a与导入到模具内的熔融的纤维增强塑料12接触。

第2面14b配置于与第1面14a相反的一侧。第2面14b与导电性网状层15接触。第1树脂层14熔合于导电性网状层15上。

作为第1树脂层14的材料,例如,能够使用尼龙系树脂(例如,聚酰胺9t树脂(pa9t树脂))、聚醚醚酮(peek)树脂、聚醚酰亚胺(pei)树脂、聚醚酮酮(pekk)树脂等。作为第1树脂层14的材料,例如,优选具有高耐热性的pa9t树脂。

导电性网状层15配置于第1树脂层14与第2绝缘层16之间。导电性网状层15具有第1面15a及第2面15b。

第1面15a与第1树脂层14的第2面14b接触。第2面15b配置于与第1面15a相反的一侧。

导电性网状层15是当雷电流在带嵌入用薄膜的树脂成型品10中流动时雷电流最终流动的位置。即,导电性网状层15作为使雷电流火花放电的位置而发挥功能。

因此,作为导电性网状层15的材料,优选使用具有高导电性的金属材料。作为这种金属材料,例如可以使用cu或al。

如此,通过使用具有高导电性的cu或al作为导电性网状层15的材料,当雷电流在带嵌入用薄膜的树脂成型品10中流动时,能够容易地将雷电流引导至导电性网状层15中。

并且,cu的导热系数为398w·m-1·k-1,al的导热系数为236w·m-1·k-1,cu及al为导热系数高的材料。

通过使用这种导热系数高的cu或al作为导电性网状层15的材料,能够通过导电性网状层15抑制熔融的纤维增强塑料12的温度下降。

由此,可抑制与导电性网状层15接触的部分的第2树脂层16的温度变得低于第2树脂层16的熔融温度,因此能够提高导电性网状层15与第2树脂层16之间的接合强度。

导电性网状层15的厚度例如能够在100μm以上且250μm以下的范围内适当地设定。

第2树脂层16为呈薄膜状的树脂层,并构成带嵌入用薄膜的树脂成型品10的表面10a。第2树脂层16具有第1面16a及第2面16b。

第1面16a与导电性网状层15的第2面15b接触。第2面16b配置于与第1面16a相反的一侧。当利用薄膜嵌入成型法,将嵌入用薄膜13和树脂成型品11进行一体化时,第2面16b与模具(后述的图3及图6~图8所示的第1模具21)接触。

另外,如上所述,在作为树脂成型品11的材料的纤维增强塑料12中包含热塑性树脂。因此,从使热塑性树脂固化的观点出发,将上述模具的温度设定为低于第1树脂层14及第2树脂层16的熔融温度的温度。

可以使第2树脂层16的厚度t2比第1树脂层14的厚度t1厚。

如此,通过使与模具接触的第2树脂层16的厚度t2比第1树脂层的厚度t1厚,当利用薄膜嵌入成型法,将嵌入用薄膜13和树脂成型品11进行一体化时,通过设为低于导入到模具内的熔融的纤维增强塑料12的温度的温度的模具的热量,能够抑制与导电性网状层15接触的部分的第2树脂层16的温度变得低于第2树脂层16的熔融温度。

由此,能够使与导电性网状层15接触的部分的第2树脂层16充分地熔融,因此能够提高导电性网状层15与第2树脂层15的接合强度。

并且,通过使与熔融的纤维增强塑料12接触的第1树脂层14的厚度t1比第2树脂层16的厚度t2薄,熔融的纤维增强塑料12的热量容易传递至第1树脂层14。

由此,能够使与导电性网状层15接触的部分的第1树脂层14充分地熔融,因此能够提高第1树脂层14与导电性网状层15的接合强度。

而且,通过使与熔融的纤维增强塑料12接触的第1树脂层14的厚度t1比第2树脂层16的厚度t2薄,熔融的纤维增强塑料12的热量容易传递至与导电性网状层15接触的部分的第2树脂层16。

由此,能够使与导电性网状层15接触的部分的第2树脂层16充分地熔融,因此能够提高导电性网状层15与第2树脂层15的接合强度。

即,根据本实施方式的嵌入用薄膜13,通过使第2树脂层16的厚度t2比第1树脂层14的厚度t1厚,能够提高第1树脂层14及第2树脂层16与导电性网状层15之间的接合强度。

图3及图4是用于说明本发明的实施方式所涉及的嵌入用薄膜的树脂层的厚度确定方法的图。除了图2所示的结构体以外,在图3及图4中还图示当利用薄膜嵌入成型法时与第2树脂层16接触的第1模具21。

图3及图4中示意地示出了利用薄膜嵌入成型法将熔融的纤维增强塑料12导入到模具内时的嵌入用薄膜13的状态。图3及图4所示的状态中,第1模具21的内表面21a与第2树脂层16的第2面16b接触。

图3及图4中,对于与图1及图2所示的结构体相同的构成部分,标注相同符号。图4中,标注后述的与下述(2)式相同的符号。并且,图4中,作为一例,图示了n-1为6、n为7、n+1为8的情况。

参考图3及图4,对构成本实施方式的嵌入用薄膜13的第1树脂层14及第2树脂层16的厚度确定方法进行说明。图4中,作为一例,例举将嵌入用薄膜13的厚度ta(=t1+t2+t3)以相同的间隔(δx)进行10等分(m=10)的情况并进行图示。

在此,若将第1树脂层14及第2树脂层16的导热系数设为λ1(w/m·k)、将第1树脂层14及第2树脂层16的密度设为ρ1(kg/m3)、将第1树脂层14及第2树脂层16的比热设为cp1(j/kg·k)、将导电性网状层15的导热系数设为λ2(w/m·k)、将导电性网状层15的密度设为ρ2(kg/m3)、将导电性网状层15的比热设为cp2(j/kg·k)、将与第2树脂层16接触的导电性网状层15的第2面15b的温度设为t(℃)、将第1树脂层的厚度设为t1(μm)、将第2树脂层16的厚度设为t2(μm)、将第1树脂层14的厚度t1的自然对数设为ln(t1)、将第2树脂层16的厚度t2的自然对数设为ln(t2)、将根据第1树脂层14的厚度t1及第2树脂层16的厚度t2及材料获得的常数设为c,则为了使与导电性网状层15接触的部分的第1树脂层14及第2树脂层16熔融,需要满足下述(2)式。

上述(2)式中,附加在t上的n、n+1及n-1分别表示将合计第1树脂层14的厚度t1、第2树脂层16的厚度t2及导电性网眼15的厚度t3而得的总厚度(=t1+t2+t3)分割成m(≤n+1)个时的与第1模具21接触的第2树脂层16的第2面16b上的位置,附加在t上的p表示时间(sec)。

并且,上述(2)式中,将时间为p且位置为n+1时的温度设为tpn+1,将时间为p且位置为n-1时的温度设为tpn-1,将时间为p且位置为n时的温度设为tpn。

本实施方式中,利用作为t的下标的p,n,将时间t设为p·δt,将位置设为n·δx,将tpn设为数值解中的温度(节点值)。另外,δt为时间段,且能够任意地设定。

上述下标p为整数,例如,若设为δt=0.1(sec)、t=1(sec),则成为t=10·δt。由此,在该情况下,成为p=10。

在该情况下,δx=2(mm)、10mm的位置中的1sec后的温度成为t102。

因此,第1模具21(后述的图8所示的模具20)的温度tm(℃)成为tpm,熔融的纤维增强塑料12的温度tr(℃)成为tp0。

并且,上述(2)式中,2·δx表示n-1(在图4的情况下,记载为n-1=6的位置)至n+1(在图4的情况下,记载为n+1=8的位置)的距离(m),c表示根据第1树脂层14的厚度t1及第2树脂层16的厚度t2及材料获得的常数。

在此,作为一例,在使用聚酰胺9t树脂(pa9t树脂)作为第1树脂层14及第2树脂层16的材料,使用cu作为导电性网状层15的材料,使用碳纤维增强聚酰胺9t树脂(pa9t-cf树脂)作为构成纤维增强塑料12的热塑性树脂的情况下,若设为ρ1=1143(kg/m3)、cp1=1491(j/kg·k)、λ1=0.24(w/m·k)、ρ2=8820(kg/m3)、cp2=419(j/kg·k)、λ2=372(w/m·k)、tm=140(℃)、tr=330(℃)、t=306(℃)、c=99.1(-),则上述(2)式所示的、t=f1(λ1,ρ1,cp1)ln(t1)+f2(λ2,ρ2,cp2)ln(t2)+c成为下述(3)式。

t=-27.3ln(t1)+56.2ln(t2)+99.1……(3)

若根据上述(3)式,将第1树脂层14的厚度t1(μm)与第2树脂层16的厚度t2(μm)的关系制作图表,则成为如图5所示的曲线。

图5是表示使用聚酰胺9t树脂(pa9t树脂)作为第1树脂层及第2树脂层的材料,并且使用cu作为导电性网状层的材料时的第1树脂层的厚度t1(μm)与第2树脂层的厚度t2(μm)的关系的图表。

如图5所示,预先确定第1树脂层14及第2树脂层16的材料、及导电性网状层15的材料,将第1树脂层的厚度t1(μm)与第2树脂层的厚度t2(μm)的关系制作图表,由此能够求出能够提高第1树脂层14及第2树脂层16与导电性网状层15之间的接合强度的第1树脂层的厚度t1及第2树脂层的厚度t2。

图6是表示图5所示的第1树脂层的厚度t1与图5所示的第1树脂层及第2树脂层的总厚度(=t1+t2)的关系的图表。

并且,通过制作图6所示的图表,欲将第1树脂层14及第2树脂层16的总厚度(=t1+t2)设为所期望的值时,根据图5及图6所示的图表,能够容易地求出第1树脂层14的厚度t1和第2树脂层15的厚度t2。

另外,关于第1树脂层及第2树脂层的总厚度(=t1+t2),例如,能够在20μm以上且500μm以下的范围内适当地选择,但是从嵌入用薄膜13在第1模具21内的设置的容易性考虑,第1树脂层及第2树脂层的总厚度(=t1+t2)例如优选为200μm。

根据本实施方式的嵌入用薄膜的树脂层的厚度确定方法,通过确定第1树脂层14的厚度t1及第2树脂层16的厚度t2以满足上述(2)式,利用薄膜嵌入成型法,将嵌入用薄膜13和树脂成型品11形成为一体时,能够使与导电性网状层15接触的部分的第1树脂层14及第2树脂层16的温度高于第1树脂层14及第2树脂层16的熔融温度。

由此,能够使与导电性网状层15接触的部分的第1树脂层14及第2树脂层16充分地熔融,因此能够提高导电性网状层15与第1树脂层14及第2树脂层16之间的接合强度。

图7~图10是用于说明本发明的实施方式所涉及的带嵌入用薄膜的树脂成型品的制造工序的剖视图。图7~图10中,对于与图1~图4所示的结构体相同的构成部分,标注相同符号。另外,图9所示的箭头表示熔融的纤维增强塑料12的导入方向。

参考图1及图7~图10,对本实施方式的带嵌入用薄膜的树脂成型品10的制造方法进行说明。

首先,确定第1树脂层14及第2树脂层16的材料、导电性网状层15的材料、构成纤维增强塑料12的热塑性树脂的种类、第1树脂层14及第2树脂层16的总厚度(=t1+t2)及导电性网状层15的厚度t3。

根据上述说明的理由,作为导电性网状层15的材料,例如,优选cu或al。

作为一例,在使用聚酰胺9t树脂(pa9t树脂)作为第1树脂层14及第2树脂层16的材料,使用cu作为厚度t3为130μm的导电性网状层15的材料,使用碳纤维增强聚酰胺9t树脂(pa9t-cf树脂)作为热塑性树脂的情况下,第1树脂层14及第2树脂层16的总厚度(=t1+t2)例如能够设定为200μm。

接着,通过将具体数值代入所述的上述(2)式中,并考虑第1树脂层14及第2树脂层16的总厚度(=t1+t2)的值成为所期望的值,从而计算第1树脂层的厚度t1(μm)和第2树脂层16的厚度t2(μm)。

具体而言,作为一例,在使用聚酰胺9t树脂(pa9t树脂)作为第1树脂层14及第2树脂层16的材料,使用cu作为导电性网状层15的材料,使用碳纤维增强聚酰胺9t树脂(pa9t-cf树脂)作为热塑性树脂,并将第1树脂层14及第2树脂层16的总厚度(=t1+t2)设定为200μm的情况下,例如,能够将第1树脂层14的厚度t1设为22μm且将第2树脂层15的厚度t2设为128μm。

接着,准备嵌入用薄膜13,该嵌入用薄膜13包含设为根据上述(2)式计算的厚度t1,t2的第1树脂层14及第2树脂层16、以及配置于第1树脂层14及第2树脂层16之间的导电性网状层15(第1工序)。

由于该阶段的嵌入用薄膜13为临时固定第1树脂层14及第2树脂层16与导电性网状层15之间的状态,因此第1树脂层14及第2树脂层16与导电性网状层15之间的接合强度弱。

接着,图7所示的工序中,准备薄膜嵌入成型时所使用的模具20。在此,对模具20的结构进行说明。

模具20具有第1模具21和第2模具22。第1模具21具有模具主体21a、内表面21a及多个吸引孔21b。模具主体21a为金属制部件,且与第2模具22对置的内侧与图1所示的树脂成型品11的形状相对应。

内表面21a为与嵌入用薄膜13的第2树脂层16的第2面16b(参考图8)抵接的面。

将多个吸引孔21b设置成贯穿模具主体21a中与内表面21a相对应的部分。多个吸引孔21b为用于吸附嵌入用薄膜13的第2树脂层16的第2面16b的孔。

第2模具22具有模具主体22a和树脂导入口22b。模具主体22a的与第1模具21对置的内侧与图1所示的树脂成型品11的形状相对应。

将树脂导入口22b设置成贯穿模具主体22a且与模具主体21a的内侧对置。树脂导入口22b为用于将熔融的纤维增强塑料12(参考图9)导入到模具20内的开口部。

将设为上述结构的模具20的温度控制为能够使熔融的纤维增强塑料12中所含的热塑性树脂固化的预定的温度。

接着,图8所示的工序中,在第1模具21与第2模具分离的状态(图7所示的状态)下,将嵌入用薄膜13配置于模具主体21a的内表面21a上。

此时,通过使用了多个吸引孔21的吸引,将嵌入用薄膜13吸附于模具主体21a的内表面21a上。由此,限制嵌入用薄膜13相对于模具主体21a的位置。

接着,通过使第1模具21与第2模具22接触,形成与图1所示的树脂成型品11的形状相对应的空间20a。

由此,在第1模具21与第2模具22之间形成的空间20a内,在第2面16b与第1内表面21a接触的状态下配置嵌入用薄膜13(第2工序)。

接着,图9所示的工序中,经由树脂导入口22b,将熔融的纤维增强塑料12导入到导入空间20a内。将熔融的纤维增强塑料12的温度设定为高于第1树脂层14及第2树脂层16的熔融温度的温度。

作为纤维增强塑料12,例如,能够使用碳纤维增强塑料或玻璃纤维增强塑料等。

在使用碳纤维增强塑料的情况下,作为热塑性树脂,例如,能够使用pps树脂、尼龙树脂、peek树脂等树脂。在该情况下,将导入到树脂导入口22b的纤维增强塑料12的温度设定为第1树脂层14及第2树脂层16能够熔融的温度。在使用碳纤维增强聚酰胺9t树脂(pa9t-cf树脂)作为热塑性树脂的情况下,熔融的纤维增强塑料12的温度例如能够设为330℃。

然后,若用熔融的纤维增强塑料12填充空间20a内,则熔融的纤维增强塑料12与第1树脂层14的整个第1面14a接触,并通过熔融的纤维增强塑料12的热量,熔融整个第1树脂层14。

此时,由于第1树脂层14的厚度t1比第2树脂层16的厚度t2薄,因此经由导电性网状层15,熔融的纤维增强塑料12的热量容易传递到与导电性网状层15接触的部分的第2树脂层16。

由此,能够使与导电性网状层15接触的部分的第2树脂层16熔融。

并且,由于第2树脂层16的厚度t2比第1树脂层14的厚度t1厚,因此温度低于熔融的纤维增强塑料12的模具20的热量难以传递到与导电网状层15接触的部分的第2树脂层16。

由此,能够抑制与导电网状层15接触的部分的第2树脂层16的温度变得小于熔融温度,因此能够使第2树脂层16中与导电性网状层15接触的部分熔融。

进行熔融的纤维增强塑料12的导入,直至填充空间20a。此时,在树脂导入口22b中也填充有熔融的纤维增强塑料12。

接着,通过设为热塑性树脂能够固化的温度的模具20,使导入到模具20内的纤维增强塑料12固化,由此成型包含树脂成型品11的1次树脂成型品11a,并且使嵌入用薄膜13熔合于树脂成型品11的表面11a上(第3工序)。

上述第3工序中,可以使向树脂导入口22b导入熔融的纤维增强塑料12的导入初始阶段中的导电性网状层15的温度高于第1树脂层14及第2树脂层16的熔融温度。

如此,通过使向树脂导入口22b导入熔融的纤维增强塑料12的导入初始阶段中的导电性网状层15的温度高于第1树脂层14及第2树脂层16的熔融温度,能够使第1树脂层14及第2树脂层16中与导电性网状层15接触的部分可靠地熔融。

由此,能够进一步提高导电性网状层15与第1树脂层14及第2树脂层16之间的接合强度。

接着,图10所示的工序中,从图9所示的模具20取出熔合有嵌入用薄膜13的1次树脂成型品11a。

接着,从图10所示的1次树脂成型品11a去除不需要部分25、26。由此,可制造图1所示的带嵌入用薄膜的树脂成型品10(第4工序)。

根据本实施方式的带嵌入用薄膜的树脂成型品10的制造方法,通过利用上述的方法,至少能够使整个第1树脂层14与第2树脂层16中与导电性网状层15接触的部分熔融,因此能够提高导电性网状层15与第1树脂层14及第2树脂层16之间的接合强度。

以上,对本发明的优选实施方式进行详细叙述,但是本发明并不限定于该特定的实施方式,在权利要求内记载的本发明的主旨的范围内,能够进行各种变形/变更。

产业上的可利用性

本发明能够应用于嵌入用薄膜的树脂层的厚度确定方法、带嵌入用薄膜的树脂成型品的制造方法及嵌入用薄膜。

符号说明

10-带嵌入用薄膜的树脂成型品,10a、11a-表面,11-树脂成型品,11a-初次树脂成型品,12-纤维增强塑料,13-嵌入用薄膜,14-第1树脂层,14a、15a、16a-第1面,14b、15b、16b-第2面,15-导电性网状层,16-第2树脂层,20-模具,20a空间,21-第1模具,21a-内表面,21a、22a-模具主体,21b-吸引孔,22-第2模具,22b-树脂导入口,25、26-不需要部分,a-区域,t1~t3、ta-厚度。

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