ガラス一体樹脂成形品及びその成形法
【課題】 常用されている熱硬化性樹脂に代えてより簡易な工程で実施できる熱可塑性樹脂を使用して、その接着強度が十分なガラス部材と樹脂成形体からなるガラス一体樹脂成形品を形成する。
【解決手段】 ガラス部材を載置した金型内に樹脂を注入し当該ガラス部材の周縁に樹脂成形体を形成し当該ガラス部材と一体化して、ガラス一体樹脂成形品を得るガラス一体樹脂成形法において、当該樹脂として、熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、これに分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合した樹脂組成物を使用する。熱可塑性樹脂としては、液晶ポリマー又は結晶性樹脂（ただし、液晶ポリマーを除く。）が好ましく、前記ヒドロキシ基を含有する化合物としてはフェノキシ樹脂、エポキシ基を含有する化合物としてはエポキシ樹脂が好ましい。
【解決手段】 ガラス部材を載置した金型内に樹脂を注入し当該ガラス部材の周縁に樹脂成形体を形成し当該ガラス部材と一体化して、ガラス一体樹脂成形品を得るガラス一体樹脂成形法において、当該樹脂として、熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、これに分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合した樹脂組成物を使用する。熱可塑性樹脂としては、液晶ポリマー又は結晶性樹脂（ただし、液晶ポリマーを除く。）が好ましく、前記ヒドロキシ基を含有する化合物としてはフェノキシ樹脂、エポキシ基を含有する化合物としてはエポキシ樹脂が好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス部材を載置した金型内に樹脂を注入して一体成形するガラス一体樹脂成形品及びその成形法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学系素子や紙幣自動読み取り機、複写機、ファクシミリ、イメージスキャナー等光学素子（光学部品）を用いる情報関連機器には、光学ガラス、光学ミラー等が多数使用されているが、当該ガラス部材は、機器本体への組み込み及び読み取り機能の精度向上のため，樹脂成形体と一体化し、ガラス一体樹脂成形品とする必要がある。
【０００３】
当該一体化には、通常、接着材を用いて、ガラス部材と樹脂成形体を接着して組み立てる方法が行われているが、この方法では作業能率が悪くまた、組み立て時にホコリ等の異物混入の恐れがあり、さらには、接着品はガラス面と樹脂成形体との境界の平滑性に問題があった。
【０００４】
このため、樹脂成形時にガラス部材と樹脂を一体成形する方法（ガラス一体樹脂成形法）が提案されている。これら提案は、主として、ガラス部材の金型内における載置方法（固定方法）に関するもので、その例として、ガラス部材を押圧部材を介して金型内に固定しこの金型へ樹脂を注入する方法（特許文献１を参照。）、ガラス部材を真空吸着させ、且つガラス部材を押圧部材を介して金型内に固定しこの金型へ樹脂を注入する方法（特許文献２を参照。）、ガラス部材を複数個のクランプシリンダによりフローティング状態でクランプする方法（特許文献３を参照。）、ガラス部材を載置した下部金型の入れ子を樹脂注入時に下方に移動させ、ガラス部材に過大の圧力がかからないようにするもの（特許文献４を参照。）等が提案されている。
【０００５】
また、使用する樹脂に関するものとして、固定されているガラス部材へ炭素繊維を含有した低線膨張係数の樹脂組成物を注入し、反り量の改善されたガラス一体樹脂成形品を得る方法も提案されている（特許文献５を参照。）。
【０００６】
従来、ガラス一体樹脂成形法において使用される樹脂としては、機械的強度が高く、耐溶剤性にすぐれ、比較的低圧で金型内に注入できること、及び成形品の寸法精度がよいこと等から、主として熱硬化性樹脂が使用されている。しかしながら、熱硬化性樹脂は、成形工程が煩雑で成形作業に長時間を要し、またバリ等が出やすくその研磨に余分の時間がかかるという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開平２−０４２４０３号公報（特許請求の範囲（請求項１〜２）、第１図〜第６図）。
【特許文献２】特開平５−２０８４２０号公報（特許請求の範囲（請求項１）、図１〜図２）
【特許文献３】特開２００２−２２５０９１号公報（特許請求の範囲（請求項１〜４）、図１〜図１７）
【特許文献４】特開２００６−６９０８２号公報（特許請求の範囲（請求項１〜６）、図１〜図３）
【特許文献５】特開平９−１１８８３０号公報（特許請求の範囲（請求項１〜３）、図１〜図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らは、ガラス一体樹脂成形法において常用されている熱硬化性樹脂に代えてより簡易な工程で実施できる熱可塑性樹脂を使用することを試みたが、ガラス部材と樹脂成形体からなるガラス一体樹脂成形品においては、樹脂とガラスとの接着強度が不十分であり、得られた樹脂成形品から、ガラス部材が僅かの力を印加しただけで容易に脱離する問題がしばしば発生することがわかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、前述の問題点を解決すべく鋭意検討した結果、熱可塑性樹脂に、分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合することにより、当該樹脂とガラス部材との接着性が顕著に向上することを見いだし、本発明を完成した。
【００１０】
本発明に従えば、以下のガラス一体樹脂成形法が提供される。
〔１〕
ガラス部材を載置した金型内に樹脂を注入し当該ガラス部材の周縁に樹脂成形体を形成し当該ガラス部材と一体化するガラス一体樹脂成形法において、当該樹脂が、熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、これに分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合した樹脂組成物であることを特徴とするガラス一体樹脂成形法。
【００１１】
〔２〕
前記熱可塑性樹脂が、液晶ポリマー及び結晶性樹脂（ただし、液晶ポリマーを除く。）から選ばれた樹脂であることを特徴とする〔１〕に記載のガラス一体樹脂成形法。
【００１２】
〔３〕
前記分子中にヒドロキシ基を含有する化合物がフェノキシ樹脂であり、及び／又は、分子中にエポキシ基を含有する化合物がエポキシ樹脂であることを特徴とする〔１〕又は〔２〕に記載のガラス一体樹脂成形法。
【００１３】
〔４〕
前記熱可塑性樹脂１００質量部に対し、分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を１〜９０質量部配合することを特徴とする〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載のガラス一体樹脂成形法。
【００１４】
〔５〕
ガラス部材における、樹脂と接する表面がシランカップリング剤及び／又はプライマーにて表面処理されているガラスを使用することを特徴とする〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載のガラス一体樹脂成形法。
【００１５】
また本発明に従えば、以下のガラス一体樹脂成品が提供される。
〔６〕
ガラス部材を載置した金型内に樹脂を注入し当該ガラス部材の周縁に樹脂成形体を形成し当該ガラス部材と一体化してなるガラス一体樹脂成形品において、当該樹脂が、熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、これに分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合した樹脂組成物であることを特徴とするガラス一体樹脂成形品。
【００１６】
〔７〕
前記熱可塑性樹脂が、液晶ポリマー及び結晶性樹脂（ただし、液晶ポリマーを除く。）から選ばれた樹脂であることを特徴とする〔６〕に記載のガラス一体樹脂成形品。
【００１７】
〔８〕
前記分子中にヒドロキシ基を含有する化合物がフェノキシ樹脂であり、分子中にエポキシ基を含有する化合物がエポキシ樹脂であることを特徴とする〔６〕又は〔７〕に記載のガラス一体樹脂成形品。
【００１８】
〔９〕
前記熱可塑性樹脂１００質量部に対し、分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を１〜９０質量部配合することを特徴とする〔６〕〜〔８〕のいずれかに記載のガラス一体樹脂成形品。
【００１９】
〔１０〕
ガラス部材における、樹脂と接する表面がシランカップリング剤及び／又はプライマーにて表面処理されているガラスを使用することを特徴とする〔６〕〜〔９〕のいずれかに記載のガラス一体樹脂成形品。
【００２０】
（発明の効果）
本発明によれば、熱可塑性樹脂に、分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合することにより、当該樹脂とガラス部材との接着性を顕著に向上させることができるので、熱可塑性樹脂を使用して、より簡易な工程で、ガラス一体樹脂成形法を実施し、ガラス部材と樹脂成形体が強固に一体化されたガラス一体樹脂成形品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を詳細に説明する。
（熱可塑性樹脂）
本発明のガラス一体樹脂成形法は、ガラス部材を載置した金型内に樹脂を注入し当該ガラス部材の周縁に樹脂成形体を形成し当該ガラス部材と一体化するものであって、例えば添付図１に示したように、ガラス部材２０の周縁に樹脂成形体１０がこれと一体的に形成されたガラス一体樹脂成形品１が得られる。
【００２２】
まず、本発明において特徴とするところは、ガラス一体樹脂成形法において、樹脂成形体のベースレジンとして従来常用されていた熱硬化性樹脂ではなく、熱可塑性樹脂を使用することである。
【００２３】
本発明において適用できる熱可塑性樹脂としては、溶融成形によりガラス部材と一体成形し、ガラス一体樹脂成形できるものであれば、基本的に使用可能である。たとえば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等の熱可塑性ポリエステル樹脂、当該ポリエステル樹脂と他の樹脂との混合物、ポリマーアロイ、変性ポリエステル樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブテン樹脂等のポリオレフィン樹脂、及びこれらの変性樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリα−メチルスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、石油樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアリルスルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアリルエーテルニトリル樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、変性ポリフェニレンオキシド樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ノルボルネン樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂等各種の熱可塑性樹脂が例示される。
【００２４】
（液晶ポリマー、結晶性樹脂）
これら熱可塑性樹脂のなかでは、低剪断応力のため溶融流動性に優れており金型へ低圧で注入出来、またバリが出にくいとう観点からは、液晶ポリマー及び結晶性樹脂（ただし、液晶ポリマーを除く。）がより好ましい。
【００２５】
液晶ポリマー（ＬＣＰ）としては、液晶相の構造がネマチック液晶ポリマー、スメクチック液晶ポリマー、ディスコチック液晶ポリマーのいずれでもよく、また、芳香族ヒドロキシカルボン酸由来、芳香族ジカルボン酸由来、芳香族ジオール由来のいずれの繰返し単位を主として有するものでもよい。特に溶融成形が可能なサーモトロピック液晶ポリマーが好ましい。
【００２６】
これらは種々の物性のものが市販されており、いずれも好適に使用することが可能である。例えば、ロッドランＬＣ−５０００、ＬＣ−５０００Ｆ、ＬＣ−５０００Ｈ、（商品名、以上ユニチカ社製）、ザイダー ＳＲＴ−３００、ＳＲＴ−５００、ＦＳＲ−３１５、ＲＣ−２１０、ＦＣ−１１０、ＦＣ−１２０、ＦＣ−１３０（商品名、以上日本石油化学社製）、エコノールＥ２０００、エコノールＥ６０００（商品名、以上住友化学工業社製）、ＥＰＥ−２４０Ｇ３０、ノバキュレートＥ３２２Ｇ３０、Ｅ３３５Ｇ３０、ＥＰＥ−２４０Ｇ３０（商品名、以上三菱化学社製）、ベクトラＡ９５０、ベクトラＡ１３０、ベクトラＣ１３０、ベクトラＡ２３０、ベクトラＡ４１０（商品名、以上ポリプラスチックス社製）、ＢＩＡＣ（商品名、ジャパンゴアテックス社製）、ＯＣＴＡ（商品名、大日本インキ化学工業社製）、Ｚｅｎｉｔｅ（商品名、デュポン社製）、Ｎｏｖａｃｃｕｒａｔｅ（商品名、三菱エンジニアリング社製）、ＳＩＶＥＲＡＳ（商品名、東レ社製）などが使用可能である。
【００２７】
また、結晶性樹脂（ただし、液晶ポリマーを除く。）としては、ポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルニトリル樹脂（ＰＥＮ）、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド４６、ポリアミド６２０、ポリアミド６１２、ポリアミドＭＤＸ６などのポリアミド樹脂（ナイロン樹脂）、ポリオキシメチレン樹脂（ＰＯＭ）、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等のポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シンジオタクチックポリスチレン等のポリスチレン樹脂、ポリブテン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂等が例示される。
結晶性樹脂（ただし、液晶ポリマーを除く。）としては、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリイミド樹脂がより好ましく、ポリフェニレンスルフィド樹脂が最も好ましい。
【００２８】
本発明の成形法においては、樹脂成形体を形成する樹脂は、上記熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、これに分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合した樹脂組成物である。ベース樹脂である熱可塑性樹脂に対し、ヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合することにより、樹脂成形体とガラス部材との接着性を大幅に向上させることができる。
【００２９】
（フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂）
ヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物としては、熱可塑性樹脂を加熱溶融する際に発泡や分解しない化合物が好ましい。分子中にヒドロキシ基を含有する化合物としては、各種アルコール、ポリビニルアルコール及びその変性体や共重合体、ポリビニルブチラール、エチレングリコール、グリセリン、フェノールまたはフェノール樹脂、さらにこれらをエピクロルヒドリン等を用いて変性した化合物、フェノキシ樹脂、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート（ＨＥＭＡ）、及びセルロース及びその誘導体、デンプン、キチン、キトサン、シクロデキストリン、トレハロース、パラチノース、マルトース等のオリゴ等の天然高分子等が挙げられる。また、分子中にエポキシ基を含有する化合物としては、グリシジルアルコール、グリシジル（メタ）アクリレート、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００３０】
ここで特に好ましくはヒドロキシ基又はエポキシ基を含有する高分子化合物であり、特に、ヒドロキシ基又はエポキシ基を含有する樹脂が好ましく、前者としてフェノキシ樹脂が、後者としてエポキシ樹脂がより好ましい。
【００３１】
フェノキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＡとビスフェノールＦとの共重合型フェノキシ樹脂があげられる。フェノキシ樹脂の質量平均分子量（ＧＰＣ測定によるポリスチレン換算値）は、１０,０００〜２００,０００が好ましく、２０,０００〜１００,０００より好ましい。
【００３２】
フェノキシ樹脂としては市販のものを選択可能であり、例えばＰＫＨＣ、ＰＫＨＨ、ＰＫＨＪ、ＰＫＨＢ、ＰＫＦＥ、ＰＫＨＰ（商品名、以上ＩｎＣｈｅｍ Ｃｏｒｐ．社製）、ＹＰ−５０、ＹＰ−５０Ｓ、ＹＰ−５５、ＹＰ−７０、ＦＸ２３９（商品名、以上東都化成社製）、エピコートＥ１２５６、エピコートＥ４２５０、エピコートＥ４２７５（商品名、ユニオンカーバイ社製）、ＵＣＡＲ、ＰＫＨＣ、ＰＫＨＨ（商品名、以上東都化成社製）等を用いることができる。これらは単独で、または２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３３】
ヒドロキシ基を有する高分子化合物中のヒドロキシ基の含有量は、０．０１〜２３モル／ｋｇ高分子が好ましく、０．１〜１５モル／ｋｇ高分子がより好ましく、１〜１０モル／ｋｇ高分子が最も好ましい。特に、フェノキシ樹脂においては、ヒドロキシ基の含有量のさらに好ましい範囲は、３〜７モル／ｋｇ高分子（樹脂）であり、最も好ましい範囲は、３〜５モル／ｋｇ高分子（樹脂）である。
【００３４】
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ｏ-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂及びグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等のグリシジル型エポキシ樹脂などが例示される。これらは単独で、または２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３５】
エポキシ樹脂についても、フェノキシ樹脂と同様に、種々の物性のものが市販されており、その目的に合うものを選択して好適に使用することができる。
【００３６】
エポキシ樹脂の質量平均分子量（ＧＰＣ測定によるポリスチレン換算値）は、７００〜２００,０００が好ましく、９００〜１００,０００がより好ましい。
【００３７】
エポキシ基を有する高分子化合物中のエポキシ基の含有量は、０．０１〜１０モル／ｋｇ高分子が好ましく、０．１〜８モル／ｋｇ高分子がより好ましい。
フェノキシ樹脂とエポキシ樹脂はそれぞれを単独用いるほか、両者を併用して用いてもよい。
【００３８】
本発明においては、熱可塑性樹脂にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合した樹脂組成物とする代わりに、当該ヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を、上記熱可塑性樹脂に予めグラフトさせたり、当該化合物で変性させることにより、当該ヒドロキシ基等を熱可塑性樹脂に導入したものでもよい。
【００３９】
（配合割合）
本発明においては、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対し、分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を１〜９０質量部、好ましくは３〜８０質量部配合した組成物とすることが好ましい。
【００４０】
前記の化合物配合量があまり少ないと、樹脂組成物とガラス部材との十分な接着性を得ることができず、また配合量があまり多いと、ベース樹脂である熱可塑性樹脂の基本的な特性が阻害され強度の高い樹脂成形体自体を得ることが困難となったり、接着性もむしろ悪化することになるため好ましくない。この範囲にあると、樹脂組成物とガラス部材とが接着性に優れ、樹脂成形体の強度に優れる。
【００４１】
（充填剤等）
さらに本発明においては、上記組成物に、その目的を損なわない範囲で充填材を配合することができる。繊維状充填材としては、ガラス繊維、カーボン繊維、チタン酸カリウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、金属繊維などの無機繊維や、アラミド繊維、ビニロン繊維、麻繊維などの有機繊維が挙げられる。粉粒状、球状、フレーク状、針状、板状等の種々の形状の充填材としては、シリカ、アルミナ、タルク、クレー、カオリン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウムなど挙げられる。板状充填材としては、マイカ、ガラスフレークなどが挙げられる。中空状充填材としては、シラスバルーン、ガラスバルーン、各種樹脂バルーンなどが挙げられる。これらの充填材は１種又は２種以上を併用することができる。
【００４２】
本発明における樹脂組成物には、さらに、本発明の目的を逸脱しない範囲で着色剤、顔料、熱安定剤、酸化防止剤、安定化剤、紫外線吸収剤、相溶化剤、分散剤、滑剤、離型剤、その他の添加剤を配合することができる。又、補助的に少量の他の熱可塑性樹脂を配合することもできる。
【００４３】
（樹脂組成物の調製）
本発明において前記組成物の混合は、種々の公知の方法で実施可能である。例えば、所定割合の（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物、さらに必要に応じて（Ｃ）充填剤等の成分をＶ型ブレンダーやヘンシェルミキサーなどにより予備混合したのち、押出機により溶融混練する方法が挙げられる。また、各成分をそれぞれ個別に押出機に供給して溶融混練することも可能である。
【００４４】
（ガラス部材）
本発明において使用するガラス部材としては、その形状が板状、長板状、矩形状、湾曲状、球状、円板状等特に限定するものでなく、またその大きさ、厚み等にも制限はない。
板状のガラス部材の場合は、単層ガラス、強化ガラス、複層ガラス、合わせガラス等いずれであってもよい。ガラスの材質としては、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス（クリスタルガラス）、ホウケイ酸ガラス、光学ガラス等いずれでもよい。なお、ガラス部材としては、透明な部材だけでなく、セラミックス部材でもよい。セラミックス部材としては、例えば炭化ケイ素、チッ化ケイ素、チッ化ホウ素、チッ化アルミニウム等セラミックスが例示される。また、ガラス部材としては、無機ガラスだけでなく、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ポリカーボネート、セルロイドのような有機ガラスでもよい。
【００４５】
（表面処理）
本発明においては、前記ガラス部材における、樹脂と接する表面を、予めシランカップリング剤及び／又はプライマーにより表面処理することも好ましい態様である。かかるシランカップリング処理により、当該ガラス部材と熱可塑性樹脂との接着性をさらに向上させることができる。
【００４６】
シランカップリング剤としては、ビニル基含有シランカップリング剤、スチリル基含有シランカップリング剤、アミノ基含有シランカップリング剤、エポキシ基含有シランカップリング剤、メタクリロイルオキシ基含有シランカップリング剤、アクリロイルオキシ基含有キシシランカップリング剤などが使用され、またプライマーとしては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などを溶剤希釈したプライマーを採用することができる。
【００４７】
（成形）
本発明においては、かくして準備したガラス部材を金型内に載置し、上記樹脂組成物からなる溶融樹脂を注入し、ガラス一体樹脂成形する。かかるガラス一体成形は、射出成形やトランスファー成形、インサート成形などのモールド法により行われる。
【００４８】
具体的には、あらかじめ金型にガラス部材を載置して金型を閉じ、次いで溶融状態の樹脂組成物を金型内に注入し、樹脂組成物の固化後に金型を開いて成形品を取り出すものである。金型としては、通常、少なくとも可動型（上型）と固定型（下型）からなるものが使用され、例えばこの固定型にガラス部材を載置し、可動型を閉じて、当該ガラス部材の周縁に、成形型キャビティー、すなわち溶融樹脂が流入し、樹脂成形体を形成させるべき成形用空隙部を画定する。当該キャビティーに、当該型に設けた流路（ランナー）から溶融樹脂を注入して樹脂成形体を形成し、冷却後に型を開いて本発明のガラス一体樹脂成形品が得られる。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例により本発明を説明する。ただし、これらは単なる実施の態様の一例であり、本発明の技術的範囲がこれらによりなんら限定的に解釈されるものではない。
【００５０】
〔実施例１〕
（１）熱可塑性樹脂として液晶ポリマー（ユニチカ社製、商品名ロッドランＬＣ−５０００Ｆ）を使用し、その１００部に、ヒドロキシ基を有する化合物としてフェノキシ樹脂（ＩｎＣｈｅｍ社製、商品名ＰＫＨＨ、ヒドロキシ基含有量３．４モル／ｋｇ樹脂）の４０部を配合、及びさらに球状アルミナ（粒径５μｍ）の８５部、ガラス繊維（ガラス繊維径１０μｍ、長さ３ｍｍのチョップドストランド）の１０部をヘンシェルミキサーで５分間予備混合した。これをシリンダー温度２９０℃の押出機で溶融混練し表１に示す液晶ポリマー樹脂組成物のペレットを作製した。
【００５１】
（２）次に、当該ペレットを射出成形機に供給し、シリンダー温度２９０℃、金型温度１００℃で、板状のガラス部材（２００ｍｍＬ×５ｍｍＷ×３ｍｍＨ）を載置した金型内に、当該溶融樹脂を注入し、ガラスとの一体樹脂成形を行い、図１〜図２に示す、ガラス一体樹脂成形品１を得た。すなわち、図１は当該成形品の正面図であり、図２は成形品の図のＡ−Ａ’線の矢視断面図である。なお図において、１は、ガラス一体樹脂成形品、１０は樹脂成形体、２０はガラス部材（ガラス板）である。
【００５２】
（３）得られた成形品１の側面に図３に示すように、端部に切り欠き３０を形成し、評価用試験片を作成した。当該試験片をインストロン型万能試験機を用いて、当該切り欠き３０の無い面をチャッキングして試験速度２ｍｍ／ｍｉｎで引張荷重を加えて接着力を測定した。結果は表２に示す。なお、表１において、数字は樹脂組成物の各成分の配合量（質量部）を示す（以下、同じ。）
【００５３】
〔実施例２〕
熱可塑性樹脂として実施例１と同じ液晶ポリマー（ユニチカ社製、ＬＣ−５０００Ｆ）の１００部に、エポキシ基を有する化合物として、固形のエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、商品名ｊＥＲ１００１、エポキシ当量４５０〜５００、分子量９００、エポキシ基含有量２．２モル／ｋｇ樹脂）の５部を配合し、さらに球状アルミナ（粒径５μｍ）の６０部、ガラス繊維（ガラス繊維径１０μｍ、長さ３ｍｍのチョップドストランド）の１０部を配合した以外は、実施例１と同様にしてペレット作製し、同様にして成形したガラス一体樹脂成形品について、評価を行った。結果は表２に示す。
【００５４】
〔実施例３〕
実施例１と同じ液晶ポリマー（ユニチカ社製、商品名ＬＣ−５０００Ｆ）の１００部に、同じフェノキシ樹脂（ＩｎＣｈｅｍ社製、商品名ＰＫＨＨ）の８０部、球状アルミナ（粒径５μｍ）の６０部、ガラス繊維（ガラス繊維径１０μｍ、長さ３ｍｍのチョップドストランド）の６０部を配合する以外は、実施例１と同様にしてペレット作製し、同様にして成形したガラス一体樹脂成形品について、評価を行った。結果は表２に示す。
【００５５】
〔比較例１〕
フェノキシ樹脂を配合しない以外は、実施例１と同様にしてペレット作製し、同様にして成形したガラス一体樹脂成形品について、評価を行った。結果は表２に示す。
【００５６】
〔比較例２〕
エポキシ樹脂を配合しない以外は、実施例２と同様にしてペレット作製し、同様にして成形したガラス一体樹脂成形品について、評価を行った。結果は表２に示す。
【００５７】
〔比較例３〕
実施例１と同じ液晶ポリマー（ユニチカ社製、商品名ＬＣ−５０００Ｆ）の１００部に、同じフェノキシ樹脂（ＩｎＣｈｅｍ社製、商品名ＰＫＨＨ）の１００部を配合し、さらに球状アルミナ（粒径５μｍ）の６５部、ガラス繊維（ガラス繊維径１０μｍ、長さ３ｍｍのチョップドストランド）の６５部を配合する以外は、実施例１と同様にしてペレット作製し、同様にして成形したガラス一体樹脂成形品について、評価を行った。結果は表２に示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
【表２】
【００６０】
（結果の考察）
実施例１〜３の結果を示す表１〜２より明らかなように、熱可塑性樹脂として液晶ポリマーをベース樹脂として使用し、これに適当量のフェノキシ樹脂やエポキシ樹脂を配合した樹脂組成物を使用して、ガラス部材と一体成形することにより得られた本発明のガラス一体樹脂成形品は、インストロン型万能試験機を用いての接着力試験に示されているごとく、当該ガラス部材と樹脂成形体が強固に一体化しているものである。
【００６１】
これに対して、比較例１〜３の結果を示す表１〜２より明らかなごとく、フェノキシ樹脂やエポキシ樹脂を配合せず、ベース樹脂である液晶ポリマーをそのまま使用した場合（比較例１〜２）や、ベース樹脂の特性を損なう程の大過剰のフェノキシ樹脂を配合した場合（比較例３）は、同様にして得られたガラス一体樹脂成形品は、接着力試験を行った場合、端部に切り欠き加工時にガラス板と樹脂成形体が容易に剥離してしまうものであった。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によれば、ガラス一体樹脂成形法において、従来常用されている熱硬化性樹脂に代えて、熱可塑性樹脂を使用し、分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合することにより、当該樹脂とガラス部材との接着性を顕著に向上させることができるため、熱可塑性樹脂を使用するより簡易な工程で、ガラス一体樹脂成形法を実施し、ガラス部材と樹脂成形体が強固に一体化されたガラス一体樹脂成形品を得ることができる。
【００６３】
本発明のガラス一体樹脂成形品は、光学系素子や紙幣自動読み取り機、複写機、ファクシミリ、イメージスキャナー、バーコード読み取り機用の光学素子（光学部品）として、あるいはさらに、自動車の窓部、フェンダーミラー、ルームミラー、等として好適に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施例のガラス一体成形品のガラス一体成形品の正面図である。
【図２】図１のガラス一体成形品のＡ−Ａ’線の矢視断面図である。
【図３】本発明の実施例のガラス接着性評価用試験片を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ ガラス一体樹脂成形品
１０ 樹脂成形体
２０ ガラス部材
３０ 切り欠き
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス部材を載置した金型内に樹脂を注入して一体成形するガラス一体樹脂成形品及びその成形法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学系素子や紙幣自動読み取り機、複写機、ファクシミリ、イメージスキャナー等光学素子（光学部品）を用いる情報関連機器には、光学ガラス、光学ミラー等が多数使用されているが、当該ガラス部材は、機器本体への組み込み及び読み取り機能の精度向上のため，樹脂成形体と一体化し、ガラス一体樹脂成形品とする必要がある。
【０００３】
当該一体化には、通常、接着材を用いて、ガラス部材と樹脂成形体を接着して組み立てる方法が行われているが、この方法では作業能率が悪くまた、組み立て時にホコリ等の異物混入の恐れがあり、さらには、接着品はガラス面と樹脂成形体との境界の平滑性に問題があった。
【０００４】
このため、樹脂成形時にガラス部材と樹脂を一体成形する方法（ガラス一体樹脂成形法）が提案されている。これら提案は、主として、ガラス部材の金型内における載置方法（固定方法）に関するもので、その例として、ガラス部材を押圧部材を介して金型内に固定しこの金型へ樹脂を注入する方法（特許文献１を参照。）、ガラス部材を真空吸着させ、且つガラス部材を押圧部材を介して金型内に固定しこの金型へ樹脂を注入する方法（特許文献２を参照。）、ガラス部材を複数個のクランプシリンダによりフローティング状態でクランプする方法（特許文献３を参照。）、ガラス部材を載置した下部金型の入れ子を樹脂注入時に下方に移動させ、ガラス部材に過大の圧力がかからないようにするもの（特許文献４を参照。）等が提案されている。
【０００５】
また、使用する樹脂に関するものとして、固定されているガラス部材へ炭素繊維を含有した低線膨張係数の樹脂組成物を注入し、反り量の改善されたガラス一体樹脂成形品を得る方法も提案されている（特許文献５を参照。）。
【０００６】
従来、ガラス一体樹脂成形法において使用される樹脂としては、機械的強度が高く、耐溶剤性にすぐれ、比較的低圧で金型内に注入できること、及び成形品の寸法精度がよいこと等から、主として熱硬化性樹脂が使用されている。しかしながら、熱硬化性樹脂は、成形工程が煩雑で成形作業に長時間を要し、またバリ等が出やすくその研磨に余分の時間がかかるという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開平２−０４２４０３号公報（特許請求の範囲（請求項１〜２）、第１図〜第６図）。
【特許文献２】特開平５−２０８４２０号公報（特許請求の範囲（請求項１）、図１〜図２）
【特許文献３】特開２００２−２２５０９１号公報（特許請求の範囲（請求項１〜４）、図１〜図１７）
【特許文献４】特開２００６−６９０８２号公報（特許請求の範囲（請求項１〜６）、図１〜図３）
【特許文献５】特開平９−１１８８３０号公報（特許請求の範囲（請求項１〜３）、図１〜図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らは、ガラス一体樹脂成形法において常用されている熱硬化性樹脂に代えてより簡易な工程で実施できる熱可塑性樹脂を使用することを試みたが、ガラス部材と樹脂成形体からなるガラス一体樹脂成形品においては、樹脂とガラスとの接着強度が不十分であり、得られた樹脂成形品から、ガラス部材が僅かの力を印加しただけで容易に脱離する問題がしばしば発生することがわかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、前述の問題点を解決すべく鋭意検討した結果、熱可塑性樹脂に、分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合することにより、当該樹脂とガラス部材との接着性が顕著に向上することを見いだし、本発明を完成した。
【００１０】
本発明に従えば、以下のガラス一体樹脂成形法が提供される。
〔１〕
ガラス部材を載置した金型内に樹脂を注入し当該ガラス部材の周縁に樹脂成形体を形成し当該ガラス部材と一体化するガラス一体樹脂成形法において、当該樹脂が、熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、これに分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合した樹脂組成物であることを特徴とするガラス一体樹脂成形法。
【００１１】
〔２〕
前記熱可塑性樹脂が、液晶ポリマー及び結晶性樹脂（ただし、液晶ポリマーを除く。）から選ばれた樹脂であることを特徴とする〔１〕に記載のガラス一体樹脂成形法。
【００１２】
〔３〕
前記分子中にヒドロキシ基を含有する化合物がフェノキシ樹脂であり、及び／又は、分子中にエポキシ基を含有する化合物がエポキシ樹脂であることを特徴とする〔１〕又は〔２〕に記載のガラス一体樹脂成形法。
【００１３】
〔４〕
前記熱可塑性樹脂１００質量部に対し、分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を１〜９０質量部配合することを特徴とする〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載のガラス一体樹脂成形法。
【００１４】
〔５〕
ガラス部材における、樹脂と接する表面がシランカップリング剤及び／又はプライマーにて表面処理されているガラスを使用することを特徴とする〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載のガラス一体樹脂成形法。
【００１５】
また本発明に従えば、以下のガラス一体樹脂成品が提供される。
〔６〕
ガラス部材を載置した金型内に樹脂を注入し当該ガラス部材の周縁に樹脂成形体を形成し当該ガラス部材と一体化してなるガラス一体樹脂成形品において、当該樹脂が、熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、これに分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合した樹脂組成物であることを特徴とするガラス一体樹脂成形品。
【００１６】
〔７〕
前記熱可塑性樹脂が、液晶ポリマー及び結晶性樹脂（ただし、液晶ポリマーを除く。）から選ばれた樹脂であることを特徴とする〔６〕に記載のガラス一体樹脂成形品。
【００１７】
〔８〕
前記分子中にヒドロキシ基を含有する化合物がフェノキシ樹脂であり、分子中にエポキシ基を含有する化合物がエポキシ樹脂であることを特徴とする〔６〕又は〔７〕に記載のガラス一体樹脂成形品。
【００１８】
〔９〕
前記熱可塑性樹脂１００質量部に対し、分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を１〜９０質量部配合することを特徴とする〔６〕〜〔８〕のいずれかに記載のガラス一体樹脂成形品。
【００１９】
〔１０〕
ガラス部材における、樹脂と接する表面がシランカップリング剤及び／又はプライマーにて表面処理されているガラスを使用することを特徴とする〔６〕〜〔９〕のいずれかに記載のガラス一体樹脂成形品。
【００２０】
（発明の効果）
本発明によれば、熱可塑性樹脂に、分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合することにより、当該樹脂とガラス部材との接着性を顕著に向上させることができるので、熱可塑性樹脂を使用して、より簡易な工程で、ガラス一体樹脂成形法を実施し、ガラス部材と樹脂成形体が強固に一体化されたガラス一体樹脂成形品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を詳細に説明する。
（熱可塑性樹脂）
本発明のガラス一体樹脂成形法は、ガラス部材を載置した金型内に樹脂を注入し当該ガラス部材の周縁に樹脂成形体を形成し当該ガラス部材と一体化するものであって、例えば添付図１に示したように、ガラス部材２０の周縁に樹脂成形体１０がこれと一体的に形成されたガラス一体樹脂成形品１が得られる。
【００２２】
まず、本発明において特徴とするところは、ガラス一体樹脂成形法において、樹脂成形体のベースレジンとして従来常用されていた熱硬化性樹脂ではなく、熱可塑性樹脂を使用することである。
【００２３】
本発明において適用できる熱可塑性樹脂としては、溶融成形によりガラス部材と一体成形し、ガラス一体樹脂成形できるものであれば、基本的に使用可能である。たとえば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等の熱可塑性ポリエステル樹脂、当該ポリエステル樹脂と他の樹脂との混合物、ポリマーアロイ、変性ポリエステル樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブテン樹脂等のポリオレフィン樹脂、及びこれらの変性樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリα−メチルスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、石油樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアリルスルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアリルエーテルニトリル樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、変性ポリフェニレンオキシド樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ノルボルネン樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂等各種の熱可塑性樹脂が例示される。
【００２４】
（液晶ポリマー、結晶性樹脂）
これら熱可塑性樹脂のなかでは、低剪断応力のため溶融流動性に優れており金型へ低圧で注入出来、またバリが出にくいとう観点からは、液晶ポリマー及び結晶性樹脂（ただし、液晶ポリマーを除く。）がより好ましい。
【００２５】
液晶ポリマー（ＬＣＰ）としては、液晶相の構造がネマチック液晶ポリマー、スメクチック液晶ポリマー、ディスコチック液晶ポリマーのいずれでもよく、また、芳香族ヒドロキシカルボン酸由来、芳香族ジカルボン酸由来、芳香族ジオール由来のいずれの繰返し単位を主として有するものでもよい。特に溶融成形が可能なサーモトロピック液晶ポリマーが好ましい。
【００２６】
これらは種々の物性のものが市販されており、いずれも好適に使用することが可能である。例えば、ロッドランＬＣ−５０００、ＬＣ−５０００Ｆ、ＬＣ−５０００Ｈ、（商品名、以上ユニチカ社製）、ザイダー ＳＲＴ−３００、ＳＲＴ−５００、ＦＳＲ−３１５、ＲＣ−２１０、ＦＣ−１１０、ＦＣ−１２０、ＦＣ−１３０（商品名、以上日本石油化学社製）、エコノールＥ２０００、エコノールＥ６０００（商品名、以上住友化学工業社製）、ＥＰＥ−２４０Ｇ３０、ノバキュレートＥ３２２Ｇ３０、Ｅ３３５Ｇ３０、ＥＰＥ−２４０Ｇ３０（商品名、以上三菱化学社製）、ベクトラＡ９５０、ベクトラＡ１３０、ベクトラＣ１３０、ベクトラＡ２３０、ベクトラＡ４１０（商品名、以上ポリプラスチックス社製）、ＢＩＡＣ（商品名、ジャパンゴアテックス社製）、ＯＣＴＡ（商品名、大日本インキ化学工業社製）、Ｚｅｎｉｔｅ（商品名、デュポン社製）、Ｎｏｖａｃｃｕｒａｔｅ（商品名、三菱エンジニアリング社製）、ＳＩＶＥＲＡＳ（商品名、東レ社製）などが使用可能である。
【００２７】
また、結晶性樹脂（ただし、液晶ポリマーを除く。）としては、ポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルニトリル樹脂（ＰＥＮ）、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド４６、ポリアミド６２０、ポリアミド６１２、ポリアミドＭＤＸ６などのポリアミド樹脂（ナイロン樹脂）、ポリオキシメチレン樹脂（ＰＯＭ）、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等のポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シンジオタクチックポリスチレン等のポリスチレン樹脂、ポリブテン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂等が例示される。
結晶性樹脂（ただし、液晶ポリマーを除く。）としては、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリイミド樹脂がより好ましく、ポリフェニレンスルフィド樹脂が最も好ましい。
【００２８】
本発明の成形法においては、樹脂成形体を形成する樹脂は、上記熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、これに分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合した樹脂組成物である。ベース樹脂である熱可塑性樹脂に対し、ヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合することにより、樹脂成形体とガラス部材との接着性を大幅に向上させることができる。
【００２９】
（フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂）
ヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物としては、熱可塑性樹脂を加熱溶融する際に発泡や分解しない化合物が好ましい。分子中にヒドロキシ基を含有する化合物としては、各種アルコール、ポリビニルアルコール及びその変性体や共重合体、ポリビニルブチラール、エチレングリコール、グリセリン、フェノールまたはフェノール樹脂、さらにこれらをエピクロルヒドリン等を用いて変性した化合物、フェノキシ樹脂、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート（ＨＥＭＡ）、及びセルロース及びその誘導体、デンプン、キチン、キトサン、シクロデキストリン、トレハロース、パラチノース、マルトース等のオリゴ等の天然高分子等が挙げられる。また、分子中にエポキシ基を含有する化合物としては、グリシジルアルコール、グリシジル（メタ）アクリレート、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００３０】
ここで特に好ましくはヒドロキシ基又はエポキシ基を含有する高分子化合物であり、特に、ヒドロキシ基又はエポキシ基を含有する樹脂が好ましく、前者としてフェノキシ樹脂が、後者としてエポキシ樹脂がより好ましい。
【００３１】
フェノキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＡとビスフェノールＦとの共重合型フェノキシ樹脂があげられる。フェノキシ樹脂の質量平均分子量（ＧＰＣ測定によるポリスチレン換算値）は、１０,０００〜２００,０００が好ましく、２０,０００〜１００,０００より好ましい。
【００３２】
フェノキシ樹脂としては市販のものを選択可能であり、例えばＰＫＨＣ、ＰＫＨＨ、ＰＫＨＪ、ＰＫＨＢ、ＰＫＦＥ、ＰＫＨＰ（商品名、以上ＩｎＣｈｅｍ Ｃｏｒｐ．社製）、ＹＰ−５０、ＹＰ−５０Ｓ、ＹＰ−５５、ＹＰ−７０、ＦＸ２３９（商品名、以上東都化成社製）、エピコートＥ１２５６、エピコートＥ４２５０、エピコートＥ４２７５（商品名、ユニオンカーバイ社製）、ＵＣＡＲ、ＰＫＨＣ、ＰＫＨＨ（商品名、以上東都化成社製）等を用いることができる。これらは単独で、または２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３３】
ヒドロキシ基を有する高分子化合物中のヒドロキシ基の含有量は、０．０１〜２３モル／ｋｇ高分子が好ましく、０．１〜１５モル／ｋｇ高分子がより好ましく、１〜１０モル／ｋｇ高分子が最も好ましい。特に、フェノキシ樹脂においては、ヒドロキシ基の含有量のさらに好ましい範囲は、３〜７モル／ｋｇ高分子（樹脂）であり、最も好ましい範囲は、３〜５モル／ｋｇ高分子（樹脂）である。
【００３４】
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ｏ-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂及びグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等のグリシジル型エポキシ樹脂などが例示される。これらは単独で、または２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３５】
エポキシ樹脂についても、フェノキシ樹脂と同様に、種々の物性のものが市販されており、その目的に合うものを選択して好適に使用することができる。
【００３６】
エポキシ樹脂の質量平均分子量（ＧＰＣ測定によるポリスチレン換算値）は、７００〜２００,０００が好ましく、９００〜１００,０００がより好ましい。
【００３７】
エポキシ基を有する高分子化合物中のエポキシ基の含有量は、０．０１〜１０モル／ｋｇ高分子が好ましく、０．１〜８モル／ｋｇ高分子がより好ましい。
フェノキシ樹脂とエポキシ樹脂はそれぞれを単独用いるほか、両者を併用して用いてもよい。
【００３８】
本発明においては、熱可塑性樹脂にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合した樹脂組成物とする代わりに、当該ヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を、上記熱可塑性樹脂に予めグラフトさせたり、当該化合物で変性させることにより、当該ヒドロキシ基等を熱可塑性樹脂に導入したものでもよい。
【００３９】
（配合割合）
本発明においては、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対し、分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を１〜９０質量部、好ましくは３〜８０質量部配合した組成物とすることが好ましい。
【００４０】
前記の化合物配合量があまり少ないと、樹脂組成物とガラス部材との十分な接着性を得ることができず、また配合量があまり多いと、ベース樹脂である熱可塑性樹脂の基本的な特性が阻害され強度の高い樹脂成形体自体を得ることが困難となったり、接着性もむしろ悪化することになるため好ましくない。この範囲にあると、樹脂組成物とガラス部材とが接着性に優れ、樹脂成形体の強度に優れる。
【００４１】
（充填剤等）
さらに本発明においては、上記組成物に、その目的を損なわない範囲で充填材を配合することができる。繊維状充填材としては、ガラス繊維、カーボン繊維、チタン酸カリウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、金属繊維などの無機繊維や、アラミド繊維、ビニロン繊維、麻繊維などの有機繊維が挙げられる。粉粒状、球状、フレーク状、針状、板状等の種々の形状の充填材としては、シリカ、アルミナ、タルク、クレー、カオリン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウムなど挙げられる。板状充填材としては、マイカ、ガラスフレークなどが挙げられる。中空状充填材としては、シラスバルーン、ガラスバルーン、各種樹脂バルーンなどが挙げられる。これらの充填材は１種又は２種以上を併用することができる。
【００４２】
本発明における樹脂組成物には、さらに、本発明の目的を逸脱しない範囲で着色剤、顔料、熱安定剤、酸化防止剤、安定化剤、紫外線吸収剤、相溶化剤、分散剤、滑剤、離型剤、その他の添加剤を配合することができる。又、補助的に少量の他の熱可塑性樹脂を配合することもできる。
【００４３】
（樹脂組成物の調製）
本発明において前記組成物の混合は、種々の公知の方法で実施可能である。例えば、所定割合の（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物、さらに必要に応じて（Ｃ）充填剤等の成分をＶ型ブレンダーやヘンシェルミキサーなどにより予備混合したのち、押出機により溶融混練する方法が挙げられる。また、各成分をそれぞれ個別に押出機に供給して溶融混練することも可能である。
【００４４】
（ガラス部材）
本発明において使用するガラス部材としては、その形状が板状、長板状、矩形状、湾曲状、球状、円板状等特に限定するものでなく、またその大きさ、厚み等にも制限はない。
板状のガラス部材の場合は、単層ガラス、強化ガラス、複層ガラス、合わせガラス等いずれであってもよい。ガラスの材質としては、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス（クリスタルガラス）、ホウケイ酸ガラス、光学ガラス等いずれでもよい。なお、ガラス部材としては、透明な部材だけでなく、セラミックス部材でもよい。セラミックス部材としては、例えば炭化ケイ素、チッ化ケイ素、チッ化ホウ素、チッ化アルミニウム等セラミックスが例示される。また、ガラス部材としては、無機ガラスだけでなく、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ポリカーボネート、セルロイドのような有機ガラスでもよい。
【００４５】
（表面処理）
本発明においては、前記ガラス部材における、樹脂と接する表面を、予めシランカップリング剤及び／又はプライマーにより表面処理することも好ましい態様である。かかるシランカップリング処理により、当該ガラス部材と熱可塑性樹脂との接着性をさらに向上させることができる。
【００４６】
シランカップリング剤としては、ビニル基含有シランカップリング剤、スチリル基含有シランカップリング剤、アミノ基含有シランカップリング剤、エポキシ基含有シランカップリング剤、メタクリロイルオキシ基含有シランカップリング剤、アクリロイルオキシ基含有キシシランカップリング剤などが使用され、またプライマーとしては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などを溶剤希釈したプライマーを採用することができる。
【００４７】
（成形）
本発明においては、かくして準備したガラス部材を金型内に載置し、上記樹脂組成物からなる溶融樹脂を注入し、ガラス一体樹脂成形する。かかるガラス一体成形は、射出成形やトランスファー成形、インサート成形などのモールド法により行われる。
【００４８】
具体的には、あらかじめ金型にガラス部材を載置して金型を閉じ、次いで溶融状態の樹脂組成物を金型内に注入し、樹脂組成物の固化後に金型を開いて成形品を取り出すものである。金型としては、通常、少なくとも可動型（上型）と固定型（下型）からなるものが使用され、例えばこの固定型にガラス部材を載置し、可動型を閉じて、当該ガラス部材の周縁に、成形型キャビティー、すなわち溶融樹脂が流入し、樹脂成形体を形成させるべき成形用空隙部を画定する。当該キャビティーに、当該型に設けた流路（ランナー）から溶融樹脂を注入して樹脂成形体を形成し、冷却後に型を開いて本発明のガラス一体樹脂成形品が得られる。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例により本発明を説明する。ただし、これらは単なる実施の態様の一例であり、本発明の技術的範囲がこれらによりなんら限定的に解釈されるものではない。
【００５０】
〔実施例１〕
（１）熱可塑性樹脂として液晶ポリマー（ユニチカ社製、商品名ロッドランＬＣ−５０００Ｆ）を使用し、その１００部に、ヒドロキシ基を有する化合物としてフェノキシ樹脂（ＩｎＣｈｅｍ社製、商品名ＰＫＨＨ、ヒドロキシ基含有量３．４モル／ｋｇ樹脂）の４０部を配合、及びさらに球状アルミナ（粒径５μｍ）の８５部、ガラス繊維（ガラス繊維径１０μｍ、長さ３ｍｍのチョップドストランド）の１０部をヘンシェルミキサーで５分間予備混合した。これをシリンダー温度２９０℃の押出機で溶融混練し表１に示す液晶ポリマー樹脂組成物のペレットを作製した。
【００５１】
（２）次に、当該ペレットを射出成形機に供給し、シリンダー温度２９０℃、金型温度１００℃で、板状のガラス部材（２００ｍｍＬ×５ｍｍＷ×３ｍｍＨ）を載置した金型内に、当該溶融樹脂を注入し、ガラスとの一体樹脂成形を行い、図１〜図２に示す、ガラス一体樹脂成形品１を得た。すなわち、図１は当該成形品の正面図であり、図２は成形品の図のＡ−Ａ’線の矢視断面図である。なお図において、１は、ガラス一体樹脂成形品、１０は樹脂成形体、２０はガラス部材（ガラス板）である。
【００５２】
（３）得られた成形品１の側面に図３に示すように、端部に切り欠き３０を形成し、評価用試験片を作成した。当該試験片をインストロン型万能試験機を用いて、当該切り欠き３０の無い面をチャッキングして試験速度２ｍｍ／ｍｉｎで引張荷重を加えて接着力を測定した。結果は表２に示す。なお、表１において、数字は樹脂組成物の各成分の配合量（質量部）を示す（以下、同じ。）
【００５３】
〔実施例２〕
熱可塑性樹脂として実施例１と同じ液晶ポリマー（ユニチカ社製、ＬＣ−５０００Ｆ）の１００部に、エポキシ基を有する化合物として、固形のエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、商品名ｊＥＲ１００１、エポキシ当量４５０〜５００、分子量９００、エポキシ基含有量２．２モル／ｋｇ樹脂）の５部を配合し、さらに球状アルミナ（粒径５μｍ）の６０部、ガラス繊維（ガラス繊維径１０μｍ、長さ３ｍｍのチョップドストランド）の１０部を配合した以外は、実施例１と同様にしてペレット作製し、同様にして成形したガラス一体樹脂成形品について、評価を行った。結果は表２に示す。
【００５４】
〔実施例３〕
実施例１と同じ液晶ポリマー（ユニチカ社製、商品名ＬＣ−５０００Ｆ）の１００部に、同じフェノキシ樹脂（ＩｎＣｈｅｍ社製、商品名ＰＫＨＨ）の８０部、球状アルミナ（粒径５μｍ）の６０部、ガラス繊維（ガラス繊維径１０μｍ、長さ３ｍｍのチョップドストランド）の６０部を配合する以外は、実施例１と同様にしてペレット作製し、同様にして成形したガラス一体樹脂成形品について、評価を行った。結果は表２に示す。
【００５５】
〔比較例１〕
フェノキシ樹脂を配合しない以外は、実施例１と同様にしてペレット作製し、同様にして成形したガラス一体樹脂成形品について、評価を行った。結果は表２に示す。
【００５６】
〔比較例２〕
エポキシ樹脂を配合しない以外は、実施例２と同様にしてペレット作製し、同様にして成形したガラス一体樹脂成形品について、評価を行った。結果は表２に示す。
【００５７】
〔比較例３〕
実施例１と同じ液晶ポリマー（ユニチカ社製、商品名ＬＣ−５０００Ｆ）の１００部に、同じフェノキシ樹脂（ＩｎＣｈｅｍ社製、商品名ＰＫＨＨ）の１００部を配合し、さらに球状アルミナ（粒径５μｍ）の６５部、ガラス繊維（ガラス繊維径１０μｍ、長さ３ｍｍのチョップドストランド）の６５部を配合する以外は、実施例１と同様にしてペレット作製し、同様にして成形したガラス一体樹脂成形品について、評価を行った。結果は表２に示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
【表２】
【００６０】
（結果の考察）
実施例１〜３の結果を示す表１〜２より明らかなように、熱可塑性樹脂として液晶ポリマーをベース樹脂として使用し、これに適当量のフェノキシ樹脂やエポキシ樹脂を配合した樹脂組成物を使用して、ガラス部材と一体成形することにより得られた本発明のガラス一体樹脂成形品は、インストロン型万能試験機を用いての接着力試験に示されているごとく、当該ガラス部材と樹脂成形体が強固に一体化しているものである。
【００６１】
これに対して、比較例１〜３の結果を示す表１〜２より明らかなごとく、フェノキシ樹脂やエポキシ樹脂を配合せず、ベース樹脂である液晶ポリマーをそのまま使用した場合（比較例１〜２）や、ベース樹脂の特性を損なう程の大過剰のフェノキシ樹脂を配合した場合（比較例３）は、同様にして得られたガラス一体樹脂成形品は、接着力試験を行った場合、端部に切り欠き加工時にガラス板と樹脂成形体が容易に剥離してしまうものであった。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によれば、ガラス一体樹脂成形法において、従来常用されている熱硬化性樹脂に代えて、熱可塑性樹脂を使用し、分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合することにより、当該樹脂とガラス部材との接着性を顕著に向上させることができるため、熱可塑性樹脂を使用するより簡易な工程で、ガラス一体樹脂成形法を実施し、ガラス部材と樹脂成形体が強固に一体化されたガラス一体樹脂成形品を得ることができる。
【００６３】
本発明のガラス一体樹脂成形品は、光学系素子や紙幣自動読み取り機、複写機、ファクシミリ、イメージスキャナー、バーコード読み取り機用の光学素子（光学部品）として、あるいはさらに、自動車の窓部、フェンダーミラー、ルームミラー、等として好適に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施例のガラス一体成形品のガラス一体成形品の正面図である。
【図２】図１のガラス一体成形品のＡ−Ａ’線の矢視断面図である。
【図３】本発明の実施例のガラス接着性評価用試験片を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ ガラス一体樹脂成形品
１０ 樹脂成形体
２０ ガラス部材
３０ 切り欠き
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス部材を載置した金型内に樹脂を注入し当該ガラス部材の周縁に樹脂成形体を形成し当該ガラス部材と一体化するガラス一体樹脂成形法において、当該樹脂が、熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、これに分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合した樹脂組成物であることを特徴とするガラス一体樹脂成形法。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂が、液晶ポリマー及び結晶性樹脂（ただし、液晶ポリマーを除く。）から選ばれた樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のガラス一体樹脂成形法。
【請求項３】
前記分子中にヒドロキシ基を含有する化合物がフェノキシ樹脂であり、及び／又は、分子中にエポキシ基を含有する化合物がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス一体樹脂成形法。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂１００質量部に対し、分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を１〜９０質量部配合することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガラス一体樹脂成形法。
【請求項５】
ガラス部材における、樹脂と接する表面がシランカップリング剤及び／又はプライマーにて表面処理されているガラスを使用することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガラス一体樹脂成形法。
【請求項６】
ガラス部材を載置した金型内に樹脂を注入し当該ガラス部材の周縁に樹脂成形体を形成し当該ガラス部材と一体化してなるガラス一体樹脂成形品において、当該樹脂が、熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、これに分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合した樹脂組成物であることを特徴とするガラス一体樹脂成形品。
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂が、液晶ポリマー及び結晶性樹脂（ただし、液晶ポリマーを除く。）から選ばれた樹脂であることを特徴とする請求項６に記載のガラス一体樹脂成形品。
【請求項８】
前記分子中にヒドロキシ基を含有する化合物がフェノキシ樹脂であり、分子中にエポキシ基を含有する化合物がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項６又は７に記載のガラス一体樹脂成形品。
【請求項９】
前記熱可塑性樹脂１００質量部に対し、分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を１〜９０質量部配合することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のガラス一体樹脂成形品。
【請求項１０】
ガラス部材における、樹脂と接する表面がシランカップリング剤及び／又はプライマーにて表面処理されているガラスを使用することを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載のガラス一体樹脂成形品。
【請求項１】
ガラス部材を載置した金型内に樹脂を注入し当該ガラス部材の周縁に樹脂成形体を形成し当該ガラス部材と一体化するガラス一体樹脂成形法において、当該樹脂が、熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、これに分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合した樹脂組成物であることを特徴とするガラス一体樹脂成形法。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂が、液晶ポリマー及び結晶性樹脂（ただし、液晶ポリマーを除く。）から選ばれた樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のガラス一体樹脂成形法。
【請求項３】
前記分子中にヒドロキシ基を含有する化合物がフェノキシ樹脂であり、及び／又は、分子中にエポキシ基を含有する化合物がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス一体樹脂成形法。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂１００質量部に対し、分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を１〜９０質量部配合することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガラス一体樹脂成形法。
【請求項５】
ガラス部材における、樹脂と接する表面がシランカップリング剤及び／又はプライマーにて表面処理されているガラスを使用することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガラス一体樹脂成形法。
【請求項６】
ガラス部材を載置した金型内に樹脂を注入し当該ガラス部材の周縁に樹脂成形体を形成し当該ガラス部材と一体化してなるガラス一体樹脂成形品において、当該樹脂が、熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、これに分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を配合した樹脂組成物であることを特徴とするガラス一体樹脂成形品。
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂が、液晶ポリマー及び結晶性樹脂（ただし、液晶ポリマーを除く。）から選ばれた樹脂であることを特徴とする請求項６に記載のガラス一体樹脂成形品。
【請求項８】
前記分子中にヒドロキシ基を含有する化合物がフェノキシ樹脂であり、分子中にエポキシ基を含有する化合物がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項６又は７に記載のガラス一体樹脂成形品。
【請求項９】
前記熱可塑性樹脂１００質量部に対し、分子中にヒドロキシ基及び／又はエポキシ基を含有する化合物を１〜９０質量部配合することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のガラス一体樹脂成形品。
【請求項１０】
ガラス部材における、樹脂と接する表面がシランカップリング剤及び／又はプライマーにて表面処理されているガラスを使用することを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載のガラス一体樹脂成形品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２１４５８９（Ｐ２０１０−２１４５８９Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８３１４１（Ｐ２００７−１８３１４１）
【出願日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【出願人】（０００２０７５９５）ＡＧＣマテックス株式会社 (26)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【出願人】（０００２０７５９５）ＡＧＣマテックス株式会社 (26)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]