本發(fā)明涉及一種用于將在與塑料的接合面上涂布了熱固性樹脂粘接劑的嵌入品配置于模具內(nèi)的狀態(tài)下進(jìn)行注射成型的注射成型用模具、和使用了上述模具的嵌件成型品的制造方法。
背景技術(shù):
對(duì)于將在與塑料的接合面上涂布了熱固性樹脂粘接劑的嵌入品即金屬部件配置于模具內(nèi),并將熔融塑料材料從澆口注入至模具內(nèi),從而制造嵌件成型品的制造方法來說,如果在上述粘接劑未固化的狀態(tài)下進(jìn)行注射成型,則注入到模具內(nèi)的熔融塑料材料會(huì)沖走上述粘接劑,所以上述金屬部件與塑料的粘接強(qiáng)度下降(例如參照專利文獻(xiàn)1的段落[0010])。
另外,如果在上述粘接劑完全固化的狀態(tài)下進(jìn)行注射成型,則上述粘接劑與塑料的相容性不好,所以上述金屬部件與塑料的粘接強(qiáng)度下降(例如參照專利文獻(xiàn)1的段落[0010])。
因此,為了消除上述不良情況而提高上述金屬部件與塑料的粘接強(qiáng)度,提出了在上述粘接劑為半固化的狀態(tài)下進(jìn)行注射成型的方法(例如參照專利文獻(xiàn)1的權(quán)利要求1、以及段落[0008]和[0011])。
這種使在嵌入品上涂布的熱固性樹脂粘接劑成為半固化狀態(tài)之后進(jìn)行注射成型的技術(shù)在用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速的磁編碼器的制造方法中也可以使用(例如參照專利文獻(xiàn)2和3)。
這里,所謂“半固化狀態(tài)”,是指盡管未達(dá)到完全的固化狀態(tài),但在規(guī)定的溫度條件下進(jìn)行加熱處理(烘烤處理)而使固化反應(yīng)進(jìn)行到了某種程度的狀態(tài)(參照專利文獻(xiàn)2的段落[0046]和專利文獻(xiàn)3的段落[0025]),而且是達(dá)到了不會(huì)因嵌入成型時(shí)從澆口注入至模具內(nèi)的高壓的熔融塑料材料而流出的程度的狀態(tài)(例如參照專利文獻(xiàn)1的段落[0011]、專利文獻(xiàn)2的段落[0043]和專利文獻(xiàn)3的段落[0019])。
在上述的通過使熱固性樹脂粘接劑成為半固化狀態(tài)而對(duì)金屬部件和塑料這兩者都具有粘接作用的技術(shù)中,已經(jīng)知道要保持上述粘接劑為半固化狀態(tài)并不容易,而且半固化狀態(tài)是不穩(wěn)定的狀態(tài),所以上述金屬部件與塑料的粘接強(qiáng)度的偏差較大,再現(xiàn)性不充分(例如參照專利文獻(xiàn)1的段落[0012])。
另外,汽車的輪支撐用的滾動(dòng)軸承(輪轂軸承)上具備使用了上述磁編碼器的轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置的軸承裝置也得到了廣泛使用(例如參照專利文獻(xiàn)2的圖1和專利文獻(xiàn)3的圖1)。
這里,上述軸承裝置由于是用來支撐各種環(huán)境下使用的汽車的輪子的,所以磁編碼器也會(huì)暴露于風(fēng)雪或風(fēng)雨、酷暑下等,會(huì)在-40℃~120℃左右的溫度變化較大的環(huán)境下使用,而且還有可能附著以氯化鈣為主成分的融雪劑或攻擊性較強(qiáng)的油等。這些壓力都會(huì)成為磁編碼器的粘接性下降的原因也是已知的。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開平6-182808號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本專利第4189696號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本專利第4432764號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
鑒于上述的情況,本發(fā)明的目的是提供一種在抑制嵌件成型品中的嵌入品與塑料的粘接強(qiáng)度的偏差的同時(shí)能夠提高粘接強(qiáng)度的注射成型用模具、和嵌件成型品的制造方法。
解決問題的手段
本申請(qǐng)的發(fā)明人等得到了以下認(rèn)識(shí):如果使在嵌入品的表面涂布的上述粘接劑成為半固化狀態(tài),則在與熔融塑料材料接觸之前就會(huì)進(jìn)行由交聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生的固化,所以用于與熔融塑料材料結(jié)合的粘接劑側(cè)的反應(yīng)基減少,因此粘接劑與塑料的結(jié)合力減弱,粘接強(qiáng)度下降。
另外,還考慮到使熱固性樹脂粘接劑半固化時(shí)的加熱溫度和時(shí)間的控制較難,為了提高粘接強(qiáng)度并且抑制粘接強(qiáng)度的偏差,想到了在不使上述粘接 劑半固化的狀態(tài)下進(jìn)行注射成型。
而且,對(duì)于在不使上述粘接劑半固化的狀態(tài)下,能夠使嵌入品和塑料穩(wěn)定地牢固地粘接的條件等進(jìn)行了包括模具結(jié)構(gòu)在內(nèi)的研究。進(jìn)行了包括以往技術(shù)在內(nèi)的、基于實(shí)際的注射成型的嵌件成型品的評(píng)價(jià)、和注射成型時(shí)的熔融塑料的流動(dòng)解析模擬,結(jié)果得到了以下的認(rèn)識(shí)。
(1)如果使用專利文獻(xiàn)2的圖6那樣的、其模具結(jié)構(gòu)上是在嵌入品的與塑料的接合面(通過熱固性樹脂粘接劑來接合塑料的面)上設(shè)定了澆口位置的注射成型用模具,并將上述粘接劑設(shè)定成“半固化狀態(tài)”(通過交聯(lián)反應(yīng)的固化進(jìn)行到了某種程度的狀態(tài))來進(jìn)行注射成型,則如專利文獻(xiàn)1~3中所記載的那樣,即使將高壓的熔融塑料材料從澆口注入至模具內(nèi),上述粘接劑也不會(huì)流出。
(2)如果使用在上述接合面上設(shè)定了澆口位置的注射成型用模具,在上述粘接劑未固化的狀態(tài)下進(jìn)行注射成型,則如專利文獻(xiàn)1~3中所記載的那樣,澆口附近的上述粘接劑會(huì)因高壓的熔融塑料材料而被沖走并流出(上述粘接劑被剝離)。
(3)被高壓的熔融塑料材料沖走并流出的上述粘接劑在熔融塑料材料的作用下一邊被卷入,一邊流動(dòng),往朝向嵌件成型品的塑料的表面的方向移動(dòng),從而浮出到上述表面。
(4)對(duì)于在上述接合面上設(shè)定了澆口位置的注射成型用模具(參照?qǐng)D13(a))來說,高壓的熔融塑料材料如果從澆口G注入至模具的模腔C內(nèi),則由于流路縮小,在上述接合面上涂布的熱固性樹脂粘接劑B表面的澆口G附近,流速較快的狀態(tài)的熔融塑料材料流入。因此,在粘接劑B表面的澆口G附近流入的熔融塑料材料的剪切速度變大,所以在粘接劑B表面的澆口G附近產(chǎn)生的壁面剪切應(yīng)力變大。
(5)與之對(duì)照,對(duì)于在從嵌入品的與塑料的接合面上所涂布的熱固性樹脂粘接劑的表面朝著面外方向離開的位置上設(shè)定了澆口位置的注射成型用模具(參照?qǐng)D13(b))來說,高壓的熔融塑料材料通過澆口G后,直到到達(dá)粘接劑B界面時(shí)流速下降。因此,在粘接劑B表面的澆口G附近流入的熔融塑料材料的流速比在上述接合面上設(shè)置了澆口位置的模具變小。因此,由于在粘接劑B表面的澆口G附近流入的熔融塑料材料的剪切速度變小,所以能 夠使粘接劑B表面的澆口G附近產(chǎn)生的壁面剪切應(yīng)力減小。
(6)由于熔融塑料材料剝離粘接劑的力與上述壁面剪切應(yīng)力成正比,所以如果能夠減小上述壁面剪切應(yīng)力,則即使不將上述粘接劑設(shè)定成半固化狀態(tài),上述粘接劑也不會(huì)被高壓的熔融塑料材料沖走。
本申請(qǐng)的發(fā)明人等根據(jù)上述的認(rèn)識(shí)完成了本發(fā)明。
即,為了解決上述課題,本發(fā)明的注射成型用模具的特征在于,其是用于下述的注射成型的模具:將在與塑料的接合面上涂布了熱固性樹脂粘接劑的嵌入品配置于模具內(nèi),將熔融的所述塑料的材料從澆口注入至所述模具的模腔內(nèi),從而制造嵌件成型品,其中,將所述澆口配置于從所述嵌入品的所述接合面上所涂布的所述粘接劑的表面朝著面外方向離開0.2mm以上的位置。
根據(jù)上述的注射成型用模具,由于是在從嵌入品的與塑料的接合面上所涂布的熱固性樹脂粘接劑的表面朝著面外方向離開0.2mm以上的位置配置了澆口,所以使用該模具進(jìn)行注射成型時(shí),在嵌入品的上述接合面上所涂布的上述粘接劑的表面的澆口附近流入的熔融塑料材料的流速比在上述接合面上設(shè)置了澆口位置的模具大幅減小。因此,由于在上述粘接劑表面的澆口附近流入的熔融塑料材料的剪切速度大幅減小,所以在上述粘接劑表面的澆口附近產(chǎn)生的壁面剪切應(yīng)力大幅減小。由于與剝離上述粘接劑的力成正比的上述壁面剪切應(yīng)力大幅減小,所以即使不將嵌入品的上述接合面上所涂布的上述粘接劑設(shè)定成半固化狀態(tài),上述粘接劑也不會(huì)被高壓的熔融塑料材料沖走。
因此,由于沒有必要將上述粘接劑設(shè)定成半固化狀態(tài),所以不將上述粘接劑設(shè)定成加熱溫度和時(shí)間的控制較難且不穩(wěn)定的半固化狀態(tài)來進(jìn)行注射成型,就能夠減小嵌件成型品中的嵌入品與塑料的粘接強(qiáng)度的偏差。
而且,由于注射成型中在與熔融塑料材料接觸之前,并未將上述粘接劑設(shè)定成進(jìn)行了利用交聯(lián)反應(yīng)的固化的半固化狀態(tài),所以上述粘接劑與塑料的結(jié)合力不會(huì)減弱,因此可以提高嵌件成型品中的嵌入品與塑料的粘接強(qiáng)度。
其中,優(yōu)選的是,所述嵌入品的形狀是圓環(huán)狀,所述澆口是內(nèi)徑側(cè)盤形澆口,而且,所述注射成型用模具是嵌入型芯方式或滑動(dòng)型芯方式的模具結(jié)構(gòu)。
根據(jù)這樣的注射成型用模具,對(duì)于嵌入品的形狀是圓環(huán)狀、澆口是內(nèi)徑 側(cè)盤形澆口的構(gòu)成來說,能夠通過嵌入型芯方式或滑動(dòng)型芯方式的模具結(jié)構(gòu)來取出成型品。
因此,對(duì)于嵌入品的形狀是圓環(huán)狀、澆口是內(nèi)徑側(cè)盤形澆口的構(gòu)成來說,能夠利用嵌入型芯方式或滑動(dòng)型芯方式的模具結(jié)構(gòu)來容易并且切實(shí)地實(shí)現(xiàn)作為本發(fā)明的特征的、在從嵌入品的與塑料的接合面上所涂布的熱固性樹脂粘接劑的表面朝著面外方向離開0.2mm以上的位置上的澆口配置。
為了解決上述課題,本發(fā)明的嵌件成型品的制造方法是使用了上述注射成型用模具的嵌件成型品的制造方法,其包含下述工序:在所述嵌入品的包括所述接合面的表面涂布所述粘接劑的粘接劑涂布工序;使所述粘接劑中所含的溶劑通過自然干燥而揮發(fā)的自然干燥工序、或者在低于所述粘接劑開始交聯(lián)反應(yīng)的溫度的溫度條件下使所述粘接劑中所含的溶劑揮發(fā)從而使所述粘接劑干燥固化的干燥固化工序;和在將經(jīng)歷了所述自然干燥工序或所述干燥固化工序的所述嵌入品配置于所述模具內(nèi)的狀態(tài)下,將熔融的所述塑料的材料從所述澆口注入至所述模具的模腔內(nèi)的注射成型工序。
根據(jù)上述的嵌件成型品的制造方法,由于是使用上述注射成型用模具來進(jìn)行嵌件成型品的制造,所以在從嵌入品的與塑料的接合面上所涂布的熱固性樹脂粘接劑的表面朝著面外方向離開0.2mm以上的位置上配置了澆口,因此使用該模具進(jìn)行注射成型工序時(shí),在嵌入品的上述接合面上所涂布的上述粘接劑的表面的澆口附近流入的熔融塑料材料的流速比在上述接合面上設(shè)定了澆口位置的模具大幅減小。因此,由于在上述粘接劑表面的澆口附近流入的熔融塑料材料的剪切速度大幅減小,所以在上述粘接劑表面的澆口附近產(chǎn)生的壁面剪切應(yīng)力大幅減小。由于與剝離上述粘接劑的力成正比的上述壁面剪切應(yīng)力大幅減小,所以即使不將嵌入品的上述接合面上所涂布的上述粘接劑設(shè)定成半固化狀態(tài),上述粘接劑也不會(huì)被高壓的熔融塑料材料沖走。
因此,由于沒有必要將上述粘接劑設(shè)定成半固化狀態(tài),所以可以將在上述粘接劑涂布工序后進(jìn)行的使上述粘接劑中所含的溶劑揮發(fā)的工序設(shè)定成使上述粘接劑中所含的溶劑通過自然干燥而揮發(fā)的自然干燥工序、或者在低于上述粘接劑開始交聯(lián)反應(yīng)的溫度的溫度條件下使上述粘接劑中所含的溶劑揮發(fā)從而使上述粘接劑干燥固化的干燥固化工序。由于是不將上述粘接劑設(shè)定成加熱溫度和時(shí)間的控制較難且不穩(wěn)定的半固化狀態(tài)來進(jìn)行注射成型工序, 所以能夠減小嵌件成型品中的嵌入品與塑料的粘接強(qiáng)度的偏差。
而且,由于注射成型工序中在與熔融塑料材料接觸之前,并未將上述粘接劑設(shè)定成進(jìn)行了利用交聯(lián)反應(yīng)的固化的半固化狀態(tài),所以上述粘接劑與塑料的結(jié)合力不會(huì)減弱,因此可以提高嵌件成型品中的嵌入品與塑料的粘接強(qiáng)度。
其中,優(yōu)選的是,所述嵌件成型品是汽車的輪支撐用軸承裝置中使用的磁編碼器,所述嵌入品是能夠安裝到旋轉(zhuǎn)體上的圓環(huán)狀固定部件,所述塑料是圓環(huán)狀塑料磁石。
根據(jù)上述的制造方法,由于使用上述嵌件成型品的制造方法作為汽車的輪支撐用軸承裝置中使用的磁編碼器的制造方法,所以能夠抑制圓環(huán)狀固定部件與圓環(huán)狀塑料磁石的粘接強(qiáng)度的偏差,并能夠提高粘接強(qiáng)度。
因此,對(duì)于由于受到熱應(yīng)力或化學(xué)應(yīng)力等嚴(yán)酷的應(yīng)力,因而粘接性容易下降的汽車的輪支撐用軸承裝置中使用的磁編碼器來說,由于能夠抑制粘接強(qiáng)度的偏差,并能夠提高粘接強(qiáng)度,所以能夠提高上述磁編碼器的可靠性。
發(fā)明效果
根據(jù)以上的本發(fā)明的注射成型用模具和嵌件成型品的制造方法,主要能發(fā)揮以下的顯著的作用效果。
(1)注射成型時(shí),在嵌入品的與塑料的接合面上所涂布的熱固性樹脂粘接劑的表面的澆口附近產(chǎn)生的壁面剪切應(yīng)力大幅減小。因此,即使不將嵌入品的上述接合面上所涂布的上述粘接劑設(shè)定成半固化狀態(tài),上述粘接劑也不會(huì)被高壓的熔融塑料材料沖走。因此,不將上述粘接劑設(shè)定成加熱溫度和時(shí)間的控制較難且不穩(wěn)定的半固化狀態(tài)來進(jìn)行注射成型,就能夠減小嵌件成型品中的嵌入品與塑料的粘接強(qiáng)度的偏差。
(2)由于注射成型中在與熔融塑料材料接觸之前,并未將上述粘接劑設(shè)定成進(jìn)行了利用交聯(lián)反應(yīng)的固化的半固化狀態(tài),所以上述粘接劑與塑料的結(jié)合力不會(huì)減弱。因此可以提高嵌件成型品中的嵌入品與塑料的粘接強(qiáng)度。
附圖說明
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的注射成型用模具的一例的要部放大縱截面圖。
圖2(a)是表示在作為嵌入品的圓環(huán)狀固定部件的與塑料的接合面上涂布了熱固性樹脂粘接劑的狀態(tài)的縱截面圖,(b)是利用上述注射成型模具制造的環(huán)形嵌件成型品即磁編碼器的縱截面圖。
圖3是表示模具結(jié)構(gòu)(嵌入型芯方式)的例子的要部放大縱截面圖,(a)表示進(jìn)行了合模后向模具內(nèi)注射了熔融的塑料的狀態(tài),(b)表示冷卻后進(jìn)行了開模的狀態(tài)。
圖4是表示另一個(gè)模具結(jié)構(gòu)(滑動(dòng)型芯方式)的例子的要部放大縱截面圖,(a)表示進(jìn)行了合模后向模具內(nèi)注射了熔融的塑料的狀態(tài),(b)表示冷卻后進(jìn)行了開模的狀態(tài)。
圖5是表示在嵌入品的與塑料的接合面上設(shè)定了澆口位置的模具結(jié)構(gòu)的例子的要部放大縱截面圖。
圖6是表示針對(duì)實(shí)施例1~3和比較例1和2,粘接劑表面的澆口附近的熔融樹脂流速和壁面剪切應(yīng)力相對(duì)于從粘接劑表面A1至澆口G的面外方向距離D的坐標(biāo)圖。
圖7(a)是用圖3(a)的模具結(jié)構(gòu)成型的實(shí)施例4的磁編碼器的圓環(huán)狀塑料磁石表面的照片,(b)是(a)內(nèi)的虛線包圍部的放大照片。
圖8(a)是用圖3(a)的模具結(jié)構(gòu)成型的實(shí)施例5的磁編碼器的圓環(huán)狀塑料磁石表面的照片,(b)是(a)內(nèi)的虛線包圍部的放大照片。
圖9(a)是用圖3(a)的模具結(jié)構(gòu)成型的實(shí)施例6的磁編碼器的圓環(huán)狀塑料磁石表面的照片,(b)是(a)內(nèi)的虛線包圍部的放大照片。
圖10(a)是用圖5的模具結(jié)構(gòu)成型的比較例3的磁編碼器的圓環(huán)狀塑料磁石表面的照片,(b)是(a)內(nèi)的虛線包圍部的放大照片。
圖11是表示在剝離強(qiáng)度的比較試驗(yàn)中制作的、在交聯(lián)反應(yīng)開始溫度以上(150℃)進(jìn)行熱固化處理、使熱固性樹脂粘接劑層發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)從而進(jìn)行了固化反應(yīng)的粘接強(qiáng)度評(píng)價(jià)用啞鈴狀試驗(yàn)片的概略立體圖。
圖12是表示上述粘接強(qiáng)度評(píng)價(jià)用啞鈴狀試驗(yàn)片的干燥溫度與其剝離強(qiáng)度的關(guān)系的坐標(biāo)圖。
圖13是熔融塑料材料的流速的說明圖,(a)表示了在嵌入品的與塑料的接合面上設(shè)定了澆口位置的模具結(jié)構(gòu),(b)表示了在從上述接合面上所涂布的熱固性樹脂粘接劑的表面朝著面外方向離開的位置上設(shè)定了澆口位置的模 具結(jié)構(gòu)。
符號(hào)說明
A0 接合面
A1 粘接劑表面
B 熱固性樹脂粘接劑
C 模腔
D 從粘接劑表面至澆口的面外方向距離
E 澆口殘痕
F 長(zhǎng)度方向
G 內(nèi)徑側(cè)盤形澆口(澆口)
H 接合面上涂布的粘接劑的澆口附近的部分
I 熱固性樹脂粘接劑層的澆口附近的部分
J,K 離開澆口部一定程度的位置
P 熔融的塑料磁石材料
PL 分模線
T 厚度
1 注射成型用模具
2 固定側(cè)模板
3 可動(dòng)側(cè)模板
4 澆道
5 流道
6 嵌入模芯
7 滑動(dòng)模芯
8 夾具
11 磁編碼器(嵌件成型品)
12 圓環(huán)狀固定部件(嵌入品)
12A 圓筒部
12B 圓環(huán)部
13 圓環(huán)狀塑料磁石(塑料)
14 熱固性樹脂粘接劑層
15 粘接強(qiáng)度評(píng)價(jià)用啞鈴狀試驗(yàn)片
16 固定部件板
17 塑料磁石板
18 精密萬能試驗(yàn)機(jī)
19 熱固性樹脂粘接劑層
具體實(shí)施方式
以下,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
<注射成型用模具>
本發(fā)明的注射成型用模具能夠?qū)⒃谂c塑料的接合面上涂布了熱固性樹脂粘接劑的嵌入品固定,其具有填充熔融塑料材料的成型空間即模腔和能夠向上述模腔內(nèi)注射熔融塑料材料的澆口。而且特征是,將澆口配置于從上述嵌入品的上述接合面(利用上述粘接劑來接合塑料的面)上所涂布的上述粘接劑的表面朝著面外方向(與上述接合面垂直的方向)離開0.2mm以上的位置。
本發(fā)明中使用的塑料可以優(yōu)選使用例如含有聚酰胺(PA6、PA12、PA612等)或聚苯硫醚(PPS)等熱塑性樹脂的塑料。此外,對(duì)上述熱塑性樹脂的熔點(diǎn)、彎曲彈性模量等物性沒有特別限定。
作為通過熱固性樹脂粘接劑而與嵌入品接合的塑料,當(dāng)使用塑料磁石時(shí),塑料磁石是由含有磁性體粉、熱塑性樹脂和根據(jù)需要添加的添加劑的磁石材料形成的,是安裝于嵌入品的表面的所需位置的大致圓環(huán)狀的部件。
對(duì)于作為上述塑料磁石材料的上述磁性體粉,只要是通過嵌入成型制造的市售的磁編碼器的塑料磁石部所使用的磁性體粉即可,例如可以使用鍶鐵氧體或鋇鐵氧體等鐵氧體系磁性粉末、釹系或釤系等稀土類磁性粉末。另外,為了提高鐵氧體的磁特性,可以混入鑭和鈷等,或?qū)㈣F氧體的一部分置換成釹-鐵-硼、釤-鈷、釤-鐵等稀土類磁性體粉。這些磁性體粉可以單獨(dú)使用,也可以組合2種以上。
作為塑料磁石材料的熱塑性樹脂,可以優(yōu)選使用例如聚酰胺(PA6、PA12、PA612等)或聚苯硫醚(PPS)等熱塑性樹脂。
作為塑料磁石材料的添加劑,可以列舉出碳纖維等有機(jī)系添加劑、玻璃珠、玻璃纖維、滑石、云母、氮化硅(陶瓷)、和晶體性(非晶性)二氧化硅 等無機(jī)系添加劑、苯磺酸烷基酰胺類、甲苯磺酸烷基酰胺類和羥基苯甲酸烷基酯類等,它們可以單獨(dú)使用,也可以組合2種以上。
此外,有關(guān)上述塑料磁石中的熱塑性樹脂、磁性體粉、添加劑等的含量,只要與市售的磁編碼器的塑料磁石部相同的程度即可,沒有特別限定。磁性體粉的含量為75重量%~92重量%的范圍。
作為本發(fā)明中使用的熱固性樹脂粘接劑,可以列舉出例如酚醛樹脂系粘接劑和環(huán)氧樹脂系粘接劑等。
酚醛樹脂系粘接劑可以使用例如將酚醛清漆型酚醛樹脂或甲階酚醛型酚醛樹脂、和六亞甲基四胺等固化劑溶解于甲醇或甲乙酮等溶劑中而得到的粘接劑。另外,為了提高粘接性,還可以使用在它們中混合了酚醛清漆型環(huán)氧樹脂的粘接劑。
作為環(huán)氧樹脂系粘接劑,可以列舉出原液是單組份型環(huán)氧系粘接劑、并能夠在溶劑中稀釋的粘接劑。作為單組份型環(huán)氧系粘接劑,包含環(huán)氧樹脂和固化劑,根據(jù)需要還可以進(jìn)一步添加作為反應(yīng)性稀釋劑使用的其它的環(huán)氧化合物、用于提高熱固化速度的固化促進(jìn)劑、具有提高耐熱性和耐固化應(yīng)變性的效果的無機(jī)填充材、提高施加應(yīng)力時(shí)可變形的柔性的交聯(lián)橡膠微粒等。
作為上述環(huán)氧樹脂,可以列舉出例如雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚AD型環(huán)氧樹脂、萘型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)式環(huán)氧樹脂、二環(huán)戊二烯型環(huán)氧樹脂、線性酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、聚酯改性環(huán)氧樹脂、硅酮改性環(huán)氧樹脂等,但沒有特別限定。
作為上述固化劑,可以列舉出例如脂肪族胺、脂環(huán)族胺、芳香族胺等胺系固化劑;聚酰胺系固化劑;鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、橋亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐、亞甲基橋亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、偏苯三酸酐等酸酐系固化劑;仲胺或叔胺;咪唑類;1,3-雙(肼基碳乙基)-5-異丙基乙內(nèi)酰脲、二十烷二酸二酰肼、己二酸二酰肼、雙氰胺、7,11-十八碳二烯-1,18-二碳酰肼等固化劑等,但沒有特別限定。
作為上述反應(yīng)性稀釋劑,可以列舉出例如烷基單縮水甘油醚、烷基二縮水甘油醚、烷基酚單縮水甘油醚等,具體地可以列舉出2-乙基己基縮水甘油醚、烯丙基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、叔丁基苯基縮水甘油醚等,但沒有特別限定。
上述固化促進(jìn)劑是在使用酸酐系、雙氰胺這樣的固化劑時(shí)為了提高固化反應(yīng)的速度而使用的??梢粤信e出例如1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-苯基咪唑等咪唑化合物;己二酸等羧酸類;二甲基芐基胺、三(二甲基氨基甲基)酚等叔胺和叔胺鹽;三苯基膦、四苯基鏻/四苯基硼酸鹽等膦或鏻鹽;四丁基溴化銨等季銨鹽;3-(3’,4’-二氯苯基)-1,1-二甲基脲等烷基脲等,但沒有特別限定。
作為上述無機(jī)填充材,可以列舉出例如熔融二氧化硅粉末、晶體二氧化硅、石英玻璃粉末、晶體玻璃粉末、玻璃纖維、氧化鋁粉末、滑石、云母、鋁粉末、氧化鈦、二氧化硅-二氧化鈦、氮化硼、氮化鋁、氮化硅、氧化鎂、硅酸鎂等,它們可以單獨(dú)使用,也可以組合2種以上。
作為上述交聯(lián)橡膠微粒,可以列舉出例如分子鏈中具有羧基的經(jīng)硫化的丙烯腈丁二烯橡膠、丙烯酸系橡膠、硅橡膠、聚氨酯橡膠等。作為上述交聯(lián)橡膠微粒的粒徑,可以列舉出例如平均粒徑為1μm以下,優(yōu)選為30~200nm左右的超微粒的粒徑,但沒有特別限定。
作為上述環(huán)氧樹脂粘接劑中所含的溶劑,可以列舉出例如甲苯、二甲苯等芳香族烴或它們與酮類/醇類的混合物、環(huán)己烷等環(huán)烷系烴等,但沒有特別限定。
本發(fā)明中的嵌入品是金屬部件,例如是圓環(huán)狀的金屬部件,但形狀不限于圓環(huán)狀。
另外,本發(fā)明中的嵌件成型品是通過注射成型將塑料與上述嵌入品接合而一體化的成型品,例如為圓環(huán)狀的成型品,但形狀不限于圓環(huán)狀。
本發(fā)明中的注射成型用模具的澆口例如是盤形澆口,但也可以是側(cè)向澆口等其它種類的澆口。
本發(fā)明在澆口的厚度較小、澆口通過流速較高(澆口附近的剪切速度較高)的情況下是特別有效的。
<嵌件成型品的制造方法>
本發(fā)明的嵌件成型品的制造方法是使用了上述注射成型用模具的嵌件成型品的制造方法,其包含下述工序:
在嵌入品的包括與塑料的接合面的表面涂布熱固性樹脂粘接劑的粘接劑涂布工序;
使上述粘接劑中所含的溶劑通過自然干燥而揮發(fā)的自然干燥工序、或者在低于上述粘接劑開始交聯(lián)反應(yīng)的溫度的溫度條件下使上述粘接劑中所含的溶劑揮發(fā)從而使上述粘接劑干燥固化的干燥固化工序;和
在將經(jīng)歷了上述自然干燥工序或上述干燥固化工序的上述嵌入品配置于注射成型用模具內(nèi)的狀態(tài)下,將熔融的上述塑料的材料從澆口注入至上述模具的模腔內(nèi)的注射成型工序。
(粘接劑涂布工序)
本工序中,在嵌入品的包括與塑料的接合面的表面涂布熱固性樹脂粘接劑。
作為在嵌入品的包括與塑料的接合面的表面涂布熱固性樹脂粘接劑的方法,有使用刷毛、輥、噴霧器等而在嵌入品的表面的一部分(可以包括上述接合面)上涂布上述粘接劑的方法。
此外,還可以使用在液狀的熱固性樹脂粘接劑中浸漬嵌入品的表面的涂布方法,但考慮到模具污染,優(yōu)選在嵌入品的表面的一部分(可以包括上述接合面)上,在盡量不超出與塑料的接合面的范圍內(nèi)涂布上述粘接劑的涂布方法。
作為在嵌入品上涂布熱固性樹脂粘接劑時(shí)的溫度條件,只要是上述粘接劑不會(huì)固化、或不會(huì)發(fā)生交聯(lián)固化反應(yīng)的溫度即可,例如可以是室溫,但沒有特別限定。
作為在嵌入品上涂布的熱固性樹脂粘接劑的厚度或樹脂量,只要是能夠?qū)⑺芰险辰硬⒐潭ㄋ枰暮穸然驑渲考纯桑瑳]有特別限定。
另外,從提高對(duì)于上述粘接劑的黏固效應(yīng)的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選對(duì)要涂布熱固性樹脂粘接劑的嵌入品的表面實(shí)施粗面化處理或底涂處理。
作為粗面化處理,可以列舉出噴丸處理、化學(xué)腐蝕處理、化學(xué)轉(zhuǎn)化處理、發(fā)紋處理等。
作為實(shí)施了粗面化處理的嵌入品的涂布面表面粗糙度,優(yōu)選Ra為0.5~2μm的范圍。
此外,涂布面表面粗糙度可以根據(jù)JIS B0601-1994來測(cè)定。
另外,作為底漆,可以列舉出硅烷系底漆、酚系底漆、環(huán)氧系底漆等。
(自然干燥工序)
本工序中,使在上述粘接劑涂布工序中在嵌入品的表面涂布的熱固性樹脂粘接劑在室溫下自然干燥,從而使上述粘接劑中所含的溶劑揮發(fā)。
(干燥固化工序)
本工序中,使在上述粘接劑涂布工序中在嵌入品的表面涂布的熱固性樹脂粘接劑在低于其交聯(lián)反應(yīng)開始的溫度的溫度條件下使上述粘接劑中所含的溶劑揮發(fā),從而在上述嵌入品的表面干燥固化。
熱固化性粘接劑由于具有一旦加熱至規(guī)定的溫度就開始交聯(lián)反應(yīng)而開始固化的性質(zhì),所以本發(fā)明中,將熱固性樹脂粘接劑開始交聯(lián)反應(yīng)而開始固化的溫度稱作“熱固性樹脂粘接劑開始交聯(lián)反應(yīng)的溫度”。
熱固性樹脂粘接劑的“干燥固化”是指,通過加熱而開始交聯(lián)反應(yīng)之前的狀態(tài),設(shè)定成使涂布時(shí)的熱固性樹脂粘接劑中預(yù)先所含的溶劑揮發(fā)、熱固性樹脂粘接劑的成分固化了的狀態(tài)。
作為干燥固化時(shí)的溶劑的蒸發(fā)程度,可以是當(dāng)用手指直接觸摸涂布后的熱固性樹脂粘接劑的表面時(shí),熱固性樹脂粘接劑不會(huì)附著于手指上的程度,也可以使溶劑揮發(fā)至幾乎不殘存的程度,沒有特別限定。特別是,從塑料的粘接容易性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選干燥固化至溶劑幾乎不殘存的程度。涂布的熱固性樹脂粘接劑由于隨著干燥的進(jìn)行,顏色稍有變化,所以通過目視觀察其樣態(tài)就能夠確認(rèn)干燥固化的程度。
有關(guān)干燥固化時(shí)的溫度,只要是在低于熱固性樹脂粘接劑開始交聯(lián)反應(yīng)的溫度下進(jìn)行即可,具體地,根據(jù)使用的熱固性樹脂粘接劑來適當(dāng)決定即可。例如,如果是酚性樹脂粘接劑,從在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行干燥固化的觀點(diǎn)出發(fā),希望低于110℃,優(yōu)選調(diào)整為25~105℃。
另外,從高效地進(jìn)行熱固性樹脂粘接劑的干燥固化的觀點(diǎn)出發(fā),也可以從規(guī)定的溫度按多個(gè)階段使溫度上升來進(jìn)行干燥固化。
此時(shí),有關(guān)第一階段的溫度與第二階段的溫度之差等,沒有特別限定。
另外,有關(guān)干燥固化的時(shí)間,只要是能夠使熱固性樹脂粘接劑中的溶劑蒸發(fā)、能夠成為熱固化性樹脂的固體成分固化了的狀態(tài)的時(shí)間即可,根據(jù)干燥固化的溫度來適當(dāng)決定即可,但例如從能夠在工業(yè)水平下穩(wěn)定地進(jìn)行的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選調(diào)整為30~60分鐘以上。
作為干燥固化的手段,例如有將調(diào)整為規(guī)定溫度的氣體吹送到嵌入品上 涂布的熱固性樹脂粘接劑的表面的方法。另外,還可以列舉出將涂布了熱固性樹脂粘接劑的嵌入品在減壓環(huán)境下或常壓環(huán)境下規(guī)定的溫度環(huán)境中靜置的方法等。另外,也可以組合上述的方法。
本發(fā)明中,如果如上述那樣在低于熱固性樹脂粘接劑開始交聯(lián)反應(yīng)的溫度下使熱固性樹脂粘接劑干燥固化,則沒有必要進(jìn)行加熱溫度和時(shí)間的控制都困難的半固化。而且,通過抑制用于與塑料材料結(jié)合的熱固性樹脂粘接劑中的反應(yīng)基的減少,就能夠提高熱固性樹脂粘接劑與塑料的結(jié)合力。
(注射成型工序)
本工序中,在將經(jīng)歷了上述自然干燥工序或上述干燥固化工序的上述嵌入品配置于上述注射成型用模具內(nèi)的狀態(tài)下,將熔融的上述塑料的材料從澆口注入至上述模具的模腔內(nèi)。
由于使用了在從嵌入品的與塑料的接合面上所涂布的熱固性樹脂粘接劑的表面朝著面外方向離開0.2mm以上的位置上配置了澆口而得到的上述注射成型用模具,所以在上述粘接劑涂布工序中被涂布于嵌入品的表面而在上述自然干燥工序或上述干燥固化工序中揮發(fā)掉了溶劑的熱固性樹脂粘接劑即使不設(shè)定成半固化狀態(tài),也不會(huì)被高壓的熔融塑料材料沖走并流出(上述粘接劑不會(huì)被剝離)。
下面,對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的注射成型用模具和嵌件成型品的制造方法進(jìn)行說明。
<注射成型用模具和嵌件成型品的實(shí)施方式>
如圖1的要部放大縱截面圖所示,本發(fā)明的實(shí)施方式的注射成型用模具1通過將未圖示的固定側(cè)安裝板用螺栓固定于固定盤上,將未圖示的可動(dòng)側(cè)安裝板用螺栓固定于可動(dòng)盤上,從而被安裝于注射成型機(jī)上。
用注射成型用模具1成型的嵌件成型品是圖2(b)的縱截面圖所示的磁編碼器11,由作為嵌入品的圓環(huán)狀固定部件12和作為塑料的圓環(huán)狀塑料磁石13構(gòu)成,在圓環(huán)狀固定部件12和圓環(huán)狀塑料磁石13之間隔著熱固性樹脂粘接劑層14。
此外,熱固性樹脂粘接劑層14的厚度例如為數(shù)μm~數(shù)十μm左右,非常薄,但在圖2~圖5和圖13中,為了便于看附圖,而將其放大來表示。
圓環(huán)狀固定部件12是由圓筒部12A和從圓筒部12A的一端緣朝著徑向 外側(cè)伸出的圓環(huán)部12B構(gòu)成的鋼板制的部件,例如由厚度為0.6mm的不銹鋼制的板材通過壓制加工而成型的。
此外,圓環(huán)狀固定部件12只要是至少包含圓筒部12A和圓環(huán)部12B即可,其形狀不限于圖2(b)的形狀。
在圓環(huán)狀塑料磁石13上,在從圓環(huán)狀固定部件12上涂布的熱固性樹脂粘接劑B(熱固性樹脂粘接劑層14)的表面A1離開距離(從表面A1朝著面外方向的距離)D(D≥0.2mm)的位置上形成的澆口殘痕E的縫脊以不會(huì)向磁編碼器11的內(nèi)徑側(cè)突出的大小來形成,同時(shí)圖2(b)中的厚度T例如為0.9mm左右。
另外,圓環(huán)狀塑料磁石13由含有上述磁性體粉、上述熱塑性樹脂和添加劑的磁石材料形成。
此外,有關(guān)圓環(huán)狀塑料磁石13中的熱塑性樹脂、磁性體粉、添加劑等的含量,如前所述,只要與市售的磁編碼器的塑料磁石相同的程度即可,沒有特別限定。
作為可以用圓環(huán)狀固定部件12來安裝本實(shí)施方式的磁編碼器11的旋轉(zhuǎn)體,例如可以是檢測(cè)汽車車輪的轉(zhuǎn)速的裝置或相對(duì)旋轉(zhuǎn)的軸承部的轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置等以往的安裝有磁編碼器的旋轉(zhuǎn)體。
通過在上述旋轉(zhuǎn)體上安裝磁編碼器11,伴隨上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn),磁編碼器11也旋轉(zhuǎn),利用與圓環(huán)狀塑料磁石13相對(duì)地安裝的傳感器來檢測(cè)在圓周方向上被多極磁化的圓環(huán)狀塑料磁石13的旋轉(zhuǎn),就能夠檢測(cè)出上述的旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)速度(轉(zhuǎn)速)。
<嵌件成型品的制造方法的實(shí)施方式>
(粘接劑涂布工序)
如圖2(a)的縱截面圖所示,在圓環(huán)狀固定部件12的接合面A0、即圖2(b)所示的與圓環(huán)狀塑料磁石13的接合面A0上,用刷毛、輥、噴霧器等來涂布熱固性樹脂粘接劑B。
(干燥固化工序)
然后,將在上述粘接劑涂布工序中涂布了熱固性樹脂粘接劑B的圓環(huán)狀固定部件12放入被調(diào)整到低于粘接劑B開始交聯(lián)反應(yīng)的溫度的規(guī)定溫度的室內(nèi),靜置規(guī)定時(shí)間,從而使粘接劑B中所含的溶劑揮發(fā),在圓環(huán)狀固定部 件12的表面(接合面A0)干燥固化。
(注射成型工序)
然后,如圖1的要部放大縱截面圖所示,將經(jīng)歷上述干燥固化工序而使熱固性樹脂粘接劑B干燥固化了的圓環(huán)狀固定部件12安裝于可動(dòng)側(cè)模具3上,在合模的狀態(tài)下,將熔融的塑料磁石材料P從澆道4注入。熔融的塑料磁石材料P通過流道5從內(nèi)徑側(cè)盤形澆口G填充于固定側(cè)模板2和可動(dòng)側(cè)模板3間的模腔C內(nèi)(還可參照?qǐng)D3(a)的要部放大縱截面圖)。
熔融的塑料磁石材料P只要是具有能夠注射塑料磁石材料P的粘度、并且不會(huì)固化的程度的溫度即可,例如可以列舉出200~360℃,但沒有特別限定。
此外,澆道4的方向(熔融的塑料磁石材料P的注入方向)是水平方向。
使熔融的塑料磁石材料P冷卻固化后,如圖3(b)的要部放大縱截面圖所示,從分模線PL打開可動(dòng)側(cè)模板3,用未圖示的推桿將澆口切斷前的成型品和嵌入模芯6推出,從而將它們?nèi)〕觥?/p>
下面,對(duì)與圖3那樣的嵌入型芯方式不同的模具結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說明。
圖4的要部放大縱截面圖表示滑動(dòng)型芯方式(內(nèi)徑滑動(dòng)型芯方式)的模具結(jié)構(gòu)。
如圖4(a)所示,將熔融的塑料磁石材料P填充于模腔C內(nèi),使熔融的塑料磁石材料P冷卻固化后,如圖4(b)所示,使滑動(dòng)模芯7朝著徑向內(nèi)側(cè)滑動(dòng),在從成型品中退出的狀態(tài)下,從分模線PL打開可動(dòng)側(cè)模板3,用未圖示的推桿將澆口切斷前的成型品推出,從而將澆口切斷前的成型品取出。
然后,進(jìn)行澆口切斷處理,將嵌件成型品(磁編碼器11)從澆口上切離。
(熱固化處理工序)
然后,對(duì)在上述注射成型工序中得到的嵌件成型品即磁編碼器11,在熱固性樹脂粘接劑B開始交聯(lián)反應(yīng)的溫度以上進(jìn)行熱固化處理,從而得到磁編碼器11的完成品(在上述注射成型工序內(nèi)不進(jìn)行后述的磁化的情況下,是磁化前的磁編碼器)。
本工序中,對(duì)在上述注射成型工序中得到的磁編碼器11,在熱固性樹脂粘接劑B開始交聯(lián)反應(yīng)的溫度以上進(jìn)行熱固化處理,從而使圓環(huán)狀固定部件12與圓環(huán)狀塑料磁石13之間的干燥固化后的熱固性樹脂粘接劑B發(fā)生交聯(lián) 反應(yīng)而固化,使上述的3個(gè)部件12、B、13之間一體化。
作為開始上述交聯(lián)反應(yīng)的溫度以上的溫度,只要是在110~180℃的范圍,就與粘接劑所使用的樹脂的種類無關(guān),而能夠通過發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)來進(jìn)行固化反應(yīng)。
另外,上述熱固化處理也可以通過階段性地升高溫度來進(jìn)行??梢粤信e出例如將第一階段的溫度調(diào)整為110~140℃、將第二階段的溫度調(diào)整為140~180℃的范圍。此外,從縮短處理時(shí)間的觀點(diǎn)出發(fā),上述交聯(lián)開始溫度以上的溫度的上限也可以設(shè)定為超過180℃的溫度。
另外,本發(fā)明中,圓環(huán)狀塑料磁石13在圓周方向上被多極磁化。該磁化例如可以在上述注射成型工序中,通過在調(diào)整后的磁場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行注射成型,來使磁性粉發(fā)生磁場(chǎng)取向,也可以對(duì)在上述熱固化處理工序中得到的磁編碼器進(jìn)行脫磁后,使用另外準(zhǔn)備的磁軛等磁化裝置對(duì)上述塑料磁石的圓周方向按照N極和S極交替的方式來進(jìn)行多極磁化。
實(shí)施例
<基于熔融塑料材料的流動(dòng)解析的評(píng)價(jià)>
使用塑料注射成型用模擬工具Simulation Moldflow來進(jìn)行熔融塑料材料(以下稱作“熔融樹脂”。)的流動(dòng)解析。
(解析條件和評(píng)價(jià)項(xiàng)目)
將材料數(shù)據(jù)設(shè)定為MATE公司制PA12-鐵氧體粘結(jié)磁石HM-1220K,樹脂溫度設(shè)定為268℃,模具溫度設(shè)定為80℃,注射流量設(shè)定為43cc/s,將澆口部和粘接劑表面的澆口附近的熔融樹脂流速、以及澆口部和粘接劑表面的澆口附近的壁面剪切應(yīng)力作為評(píng)價(jià)項(xiàng)目。
這里,上述粘接劑表面的澆口附近的壁面剪切應(yīng)力的大小與熔融樹脂剝離粘接劑的力成正比。
<實(shí)施例>
(實(shí)施例1)
在圖3(a)的要部放大縱截面圖所示的模具結(jié)構(gòu)的例子中,將從嵌入品(圓環(huán)狀固定部件12)的與塑料(圖2(b)的圓環(huán)狀塑料磁石13)的接合面A0上涂布的粘接劑的表面A1至澆口G的面外方向距離D為0.2mm的例 子設(shè)定為實(shí)施例1。
(實(shí)施例2)
在圖3(a)的要部放大縱截面圖所示的模具結(jié)構(gòu)的例子中,將距離D為0.25mm的例子設(shè)定為實(shí)施例2。
(實(shí)施例3)
在圖3(a)的要部放大縱截面圖所示的模具結(jié)構(gòu)的例子中,將距離D為0.45mm的例子設(shè)定為實(shí)施例3。
<比較例>
(比較例1)
在圖3(a)的要部放大縱截面圖所示的模具結(jié)構(gòu)的例子中,將距離D為0.1mm的例子設(shè)定為比較例1。
(比較例2)
將圖5的要部放大縱截面圖所示的模具結(jié)構(gòu)、即在嵌入品(圓環(huán)狀固定部件12)的與塑料(圖2(b)的圓環(huán)狀塑料磁石13)的接合面A0上設(shè)定了澆口位置的例子設(shè)定為比較例2。
<解析結(jié)果和考察>
表1中示出解析結(jié)果。
有關(guān)粘接劑表面A1的澆口G附近的熔融樹脂流速,比較例1那樣的從粘接劑表面A1至澆口G的面外方向距離D為0.1mm的(圖3(a)的模具結(jié)構(gòu))是24cm/s,比較例2那樣的在接合面A0上設(shè)定了澆口位置的(圖5的模具結(jié)構(gòu))是71cm/s。
與之對(duì)照,有關(guān)粘接劑表面A1的澆口G附近的熔融樹脂流速,實(shí)施例1那樣的從粘接劑表面A1至澆口G的面外方向距離D為0.2mm的(圖3(a)的模具結(jié)構(gòu))是11cm/s,實(shí)施例2那樣的距離D為0.25mm的(圖3(a)的模具結(jié)構(gòu))是7cm/s,實(shí)施例3那樣的距離D為0.45mm的(圖3(a)的模具結(jié)構(gòu))是4cm/s。
因此,對(duì)于粘接劑表面A1的澆口G附近的熔融樹脂流速來說,實(shí)施例1、2、3相對(duì)于比較例1分別降低至約46%、約29%、約17%,相對(duì)于比較例2分別降低至約15%、約10%、約6%。
另外,有關(guān)粘接劑表面A1的澆口G附近的壁面剪切應(yīng)力,比較例1是 1.6Mpa,比較例2是2.6MPa。
與之對(duì)照,有關(guān)粘接劑表面A1的澆口G附近的壁面剪切應(yīng)力,實(shí)施例1是1.2Mpa、實(shí)施例2是1.2Mpa,實(shí)施例3是1.1MPa。
因此,對(duì)于粘接劑表面A1的澆口G附近的壁面剪切應(yīng)力來說,實(shí)施例1、2、3相對(duì)于比較例1分別降低至約75%、約75%、約69%,相對(duì)于比較例2分別降低至約46%、約46%、約42%。
表1
圖6是將上述解析結(jié)果圖表化的圖,是將橫軸設(shè)定為從粘接劑表面A1至澆口G的面外方向距離D(mm)、將縱軸設(shè)定為粘接劑表面A1的澆口G附近的熔融樹脂流速(cm/s)和壁面剪切應(yīng)力(MPa)來表示的圖。
由圖6可知,如果像實(shí)施例那樣將從粘接劑表面A1至澆口G的面外方向距離D設(shè)定為0.2mm以上,則粘接劑表面A1的澆口G附近的熔融樹脂的流速和壁面剪切應(yīng)力比比較例大幅減小。
這里,在粘接劑表面A1的澆口G附近流入的熔融樹脂的流速如果大幅減小,則在粘接劑表面A1的澆口G附近流入的熔融樹脂的剪切速度大幅減小,所以粘接劑表面A1的澆口G附近產(chǎn)生的壁面剪切應(yīng)力大幅減小。
由圖6可知,如果將距離D設(shè)定為0.2mm以上,則粘接劑表面A1的澆口G附近的壁面剪切應(yīng)力較小,變?yōu)榇笾潞愣ā?/p>
<利用嵌件成型品進(jìn)行的評(píng)價(jià)>
進(jìn)行使用注射成型用模具來嵌入成型作為圖2(b)所示的嵌件成型品的磁編碼器11的實(shí)驗(yàn)。
(實(shí)驗(yàn)條件和評(píng)價(jià)項(xiàng)目)
將塑料磁石設(shè)定為PA12基質(zhì)的粘結(jié)磁石、熔融樹脂溫度設(shè)定為280℃、注射流量設(shè)定為45cc/s,將粘接劑有無浮出到圓環(huán)狀塑料磁石表面作為評(píng)價(jià)項(xiàng)目。
<實(shí)施例>
在圖3(a)的要部放大縱截面圖所示的模具結(jié)構(gòu)中,將從嵌入品(圓環(huán)狀固定部件12)的與塑料(圖2(b)的圓環(huán)狀塑料磁石13)的接合面A0上涂布的粘接劑的表面A1至澆口G的面外方向距離D為0.25mm、0.35mm和0.45mm的例子設(shè)定為實(shí)施例。
(實(shí)施例4)
將距離D設(shè)定為0.25mm,將嵌入品上涂布的熱固性樹脂粘接劑的干燥條件設(shè)定為在低于上述粘接劑開始交聯(lián)反應(yīng)的溫度的60℃下干燥60min,該例子設(shè)為實(shí)施例4。
(實(shí)施例5)
將距離D設(shè)定為0.35mm,將嵌入品上涂布的熱固性樹脂粘接劑的干燥條件設(shè)定為在低于上述粘接劑開始交聯(lián)反應(yīng)的溫度的60℃下干燥60min,該例子設(shè)為實(shí)施例5。
(實(shí)施例6)
將距離D設(shè)定為0.45mm,將嵌入品上涂布的熱固性樹脂粘接劑的干燥條件設(shè)定為在低于上述粘接劑開始交聯(lián)反應(yīng)的溫度的60℃下干燥60min,該例子設(shè)為實(shí)施例6。
(實(shí)施例7)
將距離D設(shè)定為0.35mm,將嵌入品上涂布的熱固性樹脂粘接劑的干燥條件設(shè)定為在低于上述粘接劑開始交聯(lián)反應(yīng)的溫度的100℃下干燥30min,該例子設(shè)為實(shí)施例7。
<比較例>
將圖5的要部放大縱截面圖所示的模具結(jié)構(gòu)、即在嵌入品(圓環(huán)狀固定部件12)的與塑料(圖2(b)的圓環(huán)狀塑料磁石13)的接合面A0上設(shè)定了 澆口位置的例子設(shè)定為比較例。
(比較例3)
將嵌入品上涂布的熱固性樹脂粘接劑的干燥條件設(shè)定為在低于上述粘接劑開始交聯(lián)反應(yīng)的溫度的60℃下干燥60min,該例子設(shè)為比較例3。
(比較例4)
將嵌入品上涂布的熱固性樹脂粘接劑的干燥條件設(shè)定為在低于上述粘接劑開始交聯(lián)反應(yīng)的溫度的100℃下干燥30min,該例子設(shè)為比較例4。
<實(shí)驗(yàn)結(jié)果和考察>
由表2所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,圖5的模具結(jié)構(gòu)的比較例3和4中,粘接劑浮出到了塑料磁石的表面(參照與比較例3對(duì)應(yīng)的圖10(a)和圖10(b)的磁編碼器的圓環(huán)狀塑料磁石表面的照片)。這樣粘接劑浮出到塑料磁石的表面的磁編碼器由于會(huì)對(duì)磁特性產(chǎn)生不良影響,所以無需評(píng)價(jià)圓環(huán)狀固定部件與塑料磁石的粘接強(qiáng)度等,不能成為產(chǎn)品。
對(duì)這樣粘接劑浮出到塑料磁石的表面的現(xiàn)象進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于圖5的模具結(jié)構(gòu)來說,將熱固性樹脂粘接劑的干燥條件設(shè)定為低于上述粘接劑開始交聯(lián)反應(yīng)的溫度時(shí),如表1的比較例2所示那樣,粘接劑表面的澆口附近的熔融樹脂流速變大。因此,由于在粘接劑表面的澆口附近流入的熔融樹脂的剪切速度變大,所以在粘接劑表面的澆口附近產(chǎn)生的壁面剪切應(yīng)力變大。
因此可以認(rèn)為,澆口附近的上述粘接劑(參照?qǐng)D2(a)所示的接合面A0上涂布的粘接劑B的澆口附近的部分H)被高壓的熔融樹脂沖走而流出(剝離),一邊被熔融樹脂卷入一邊流動(dòng),與熔融樹脂一起往朝著塑料磁石的表面的方向移動(dòng),到達(dá)上述表面而浮出。
這里,將比較例3和4的磁編碼器沿著與圓環(huán)狀固定部件12的圓環(huán)部12B的表面(參照?qǐng)D2(b))垂直的徑向切斷,用電子顯微鏡觀察其斷面,結(jié)果是接近澆口的一側(cè)的上述粘接劑(參照?qǐng)D2(b)所示的熱固性樹脂粘接劑層14的澆口附近的部分I)實(shí)際上消失了。
與之對(duì)照,在具有圖3(a)的模具結(jié)構(gòu)、并且從粘接劑表面A1至澆口G的面外方向距離D為0.2mm以上的實(shí)施例4~7中,粘接劑未浮出到塑料磁石的表面(參照與實(shí)施例4對(duì)應(yīng)的圖7(a)和(b)、與實(shí)施例5對(duì)應(yīng)的圖8(a)和(b)、以及與實(shí)施例6對(duì)應(yīng)的圖9(a)和(b)的磁編碼器的圓環(huán) 狀塑料磁石表面的照片)。
這里,將實(shí)施例4~7的磁編碼器沿著與圓環(huán)狀固定部件12的圓環(huán)部12B的表面(圖2(b)參照)垂直的徑向切斷,用電子顯微鏡觀察其斷面,結(jié)果是接近澆口的一側(cè)的上述粘接劑(參照?qǐng)D2(b)所示的熱固性樹脂粘接劑層14的澆口附近的部分I)實(shí)際上存在,未流出。
表2
此外,圖5的模具結(jié)構(gòu)中粘接劑有流失的僅僅是澆口附近,離開澆口的部分的粘接劑未流失。這是因?yàn)樵陔x開流速較快的澆口部一定程度的位置(參照例如圖13(a)的J)上,會(huì)變成注射成型時(shí)的通常流動(dòng)(噴泉流動(dòng)),所以離開澆口部一定程度的位置的粘接劑表面附近的熔融樹脂的流速變小,因而熔融樹脂的剪切速度也變小,上述粘接劑表面附近產(chǎn)生的壁面剪切應(yīng)力也變小。另外,顯而易見在圖3(a)的模具結(jié)構(gòu)中,在離開澆口部一定程度的位置(參照例如圖13(b)的K)上,也會(huì)變成注射成型時(shí)的通常流動(dòng)(噴泉流動(dòng))。
<剝離強(qiáng)度的比較試驗(yàn)>
制作啞鈴狀試驗(yàn)片進(jìn)行粘接強(qiáng)度的評(píng)價(jià)試驗(yàn)。
首先,將固定部件用的SUS430制金屬板進(jìn)行加工,制作圖11的概略立體圖所示的固定部件板16(寬25mm、長(zhǎng)80mm、厚2mm)。
接著,在固定部件板16端部的一側(cè)的表面,相對(duì)于其長(zhǎng)度方向F以約10mm的寬度涂布酚系熱固性樹脂粘接劑B。
然后,將各固定部件板16在溫度被設(shè)定為25℃、60℃、90℃、105℃、120℃和150℃的反應(yīng)容器內(nèi)靜置30分鐘或60分鐘,進(jìn)行干燥以完全除去粘接劑B中的有機(jī)溶劑(甲乙酮、甲基異丁基酮、甲醇),形成熱固性樹脂粘接劑層19。
然后,將固定部件板16設(shè)置于規(guī)定的嵌入成型用的模具上,注射270℃的熔融的塑料磁石材料(原料:PA12+鍶鐵氧體粉),成型與圖11所示的固定部件板16大致相同形狀的塑料磁石板7。
然后,在交聯(lián)反應(yīng)開始溫度以上的150℃下進(jìn)行熱固化處理,使熱固性樹脂粘接劑層19發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),從而進(jìn)行固化反應(yīng),由此得到圖11所示的粘接強(qiáng)度評(píng)價(jià)用啞鈴狀試驗(yàn)片15。此外,未進(jìn)行磁化。
對(duì)于所得到的粘接強(qiáng)度評(píng)價(jià)用啞鈴狀試驗(yàn)片15,使用精密萬能試驗(yàn)機(jī)18,根據(jù)JISK6850的試驗(yàn)條件將沿其兩端方向拉伸,進(jìn)行通過研究直到熱固化樹脂粘接劑層19斷裂時(shí)的力的拉伸剪切試驗(yàn),測(cè)定其剝離強(qiáng)度。其結(jié)果示于圖12中,將橫軸設(shè)定為干燥溫度(℃),將縱軸設(shè)定為剝離強(qiáng)度(實(shí)線)和剝離強(qiáng)度偏差(2點(diǎn)虛線)。
圖12中的剝離強(qiáng)度是將干燥溫度為120℃、干燥時(shí)間為30分鐘時(shí)的剝離強(qiáng)度設(shè)定為100來表示的,圖12中的剝離強(qiáng)度偏差是表示干燥的處理時(shí)間(60分、30分)的差所引起的剝離強(qiáng)度的偏差。
這里,制作粘接強(qiáng)度評(píng)價(jià)用啞鈴狀試驗(yàn)片15的工序由于是根據(jù)上述嵌件成型品的制造方法的實(shí)施方式來制作的,所以得到的剝離強(qiáng)度可以認(rèn)為相當(dāng)于同樣地制作的嵌件成型品(磁編碼器11)的剝離強(qiáng)度。
由圖12的結(jié)果可知,干燥溫度如果超過約105℃附近,則剝離強(qiáng)度開始變低,干燥溫度為120℃附近時(shí),剝離強(qiáng)度顯著下降,干燥溫度為150℃時(shí),剝離強(qiáng)度為0。
有關(guān)上述的剝離強(qiáng)度的下降,本申請(qǐng)的發(fā)明人等對(duì)其原因進(jìn)行了研究,著眼于當(dāng)干燥溫度為150℃時(shí),剝離強(qiáng)度下降到了不粘接的狀態(tài),所以干燥溫度如果變高,則使用的粘接劑發(fā)生固化反應(yīng),反應(yīng)基減少,與作為塑料磁石的原料的熱塑性樹脂的結(jié)合有可能不能順利進(jìn)行。
因此,作為使如圖2(a)所示那樣在圓環(huán)狀固定部件12的接合面A0上涂布的酚系熱固性樹脂粘接劑B干燥的溫度條件,對(duì)于1)室溫下的風(fēng)干、2)90℃下10分鐘的干燥、或3)150℃下進(jìn)行10分鐘的烘烤,分別研究了用甲乙酮(MEK)溶劑是否能除去上述粘接劑B。上述粘接劑B可溶解于MEK溶劑中,而如果上述粘接劑B發(fā)生熱固化的交聯(lián)反應(yīng)而產(chǎn)生了改性,則不溶解于MEK溶劑中。因此,上述粘接劑B是否發(fā)生了熱固化可以通過判斷用MEK溶劑是否能除去上述粘接劑B來確認(rèn)。
其結(jié)果是,上述1)的風(fēng)干處理品和上述2)的90℃干燥處理品均能夠用MEK溶劑除去上述粘接劑B,與之對(duì)照,上述3)的150℃處理品不能用MEK溶劑除去上述粘接劑B。
因此,可以認(rèn)為,上述3)的150℃處理品已經(jīng)發(fā)生了熱固化的交聯(lián)反應(yīng)。此外,上述3)的150℃處理品由于處理時(shí)間較短,所以可以認(rèn)為并非是完全的固化,而是所謂的半固化。
由以上內(nèi)容可推測(cè),以上述105℃附近為邊界剝離強(qiáng)度下降的現(xiàn)象是由于圓環(huán)狀固定部件12的表面上涂布的熱固性樹脂粘接劑B的干燥時(shí)發(fā)生了熱固化的原因。
事實(shí)上,由圖12的結(jié)果可知,通過25~105℃的干燥而得到的磁編碼器的剝離強(qiáng)度與無論處理時(shí)間多少都在120℃干燥而得到的磁編碼器相比,具有約1.7~1.9倍的高剝離強(qiáng)度,所以粘接劑的結(jié)合強(qiáng)度顯著提高。
另外,進(jìn)行25℃~105℃的干燥時(shí),與調(diào)整為120℃等高溫的情況相比,溫度環(huán)境變低,所以還具有即使大量處理也容易穩(wěn)定地作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)。
進(jìn)而,從圖12的結(jié)果可知,隨著干燥溫度變得高于105℃,剝離強(qiáng)度偏差變大,所以干燥溫度對(duì)強(qiáng)度變化的影響變大。
具體地,120℃處理與60℃處理相比,顯示上述偏差的值上升至約5倍。這表明隨著溫度變高,交聯(lián)固化反應(yīng)變得活躍,相對(duì)于干燥時(shí)間,固化反應(yīng)狀態(tài)大幅變化。
即,可獲得下述啟示:如果在120℃這樣高的溫度下干燥,則能夠有助于處理時(shí)間縮短等生產(chǎn)率的提高,但相反,干燥溫度和干燥時(shí)間的控制困難,大量處理時(shí)的干燥裝置內(nèi)的溫度的偏差、以及往干燥裝置內(nèi)投入和取出的時(shí)間差而不可避免地造成制品的粘接強(qiáng)度的偏差變大。
與之對(duì)照,通過將干燥溫度設(shè)定在25℃~105℃這樣低于熱固性樹脂粘接劑B的交聯(lián)反應(yīng)開始溫度下來進(jìn)行干燥,剝離強(qiáng)度偏差變小,所以能夠顯著抑制大量處理時(shí)的處理批次內(nèi)的制品的粘接強(qiáng)度的偏差、和每個(gè)處理批次的制品的粘接強(qiáng)度的偏差。
另外,干燥溫度為25~105℃、干燥時(shí)間為30分鐘時(shí)的上述粘接強(qiáng)度評(píng)價(jià)用啞鈴狀試驗(yàn)片的拉伸剪切粘接強(qiáng)度為8~11N/mm2。
另一方面,干燥溫度為120℃、干燥時(shí)間為30分鐘時(shí)的上述粘接強(qiáng)度評(píng)價(jià)用啞鈴狀試驗(yàn)片的拉伸剪切粘接強(qiáng)度為大約低于5N/mm2。
因此可知,使用本發(fā)明的制造方法得到的磁編碼器與以往產(chǎn)品相比,粘接強(qiáng)度提高。