JP2005153280A - 樹脂成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の樹脂部品を射出成形を用いて結合することにより、空洞部を有する樹脂成形体を製造する。
【解決手段】２つ以上の樹脂部品を互いに組み合わせて内部に空洞及び／又は通路を有する成形品を得るに際し、該部品を組み合わせた状態、又は組み合わせられる状態で移動側および／または固定側金型のキャビティーに組み込み、金型を閉じ、ついで該部品の表面とキャビスティックを有する金型キャビティー面とが成す空間に溶融樹脂を射出・充填して該部品を組み合わせたインコアの周囲に該溶融樹脂のバンドを形成、かつ該バンドを介してインコアを結合し、さらに冷却固化させた後、金型から成形品を取り出すことを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
【選択図】選択図なし

Description

本発明は、樹脂成形技術の分野で、複数の樹脂部品を射出成形により結合して、空洞部を有する製品を製造する技術に関するものである。

射出成形は樹脂製品を大量安価に製造する技術として、広く一般に普及しているが、しかし成形できる製品の形状には、大きな制約がある。その制約の多くは、金型を開いて成形品を取り出さなければならない、ということに起因している。型開きする面に対して、成形品形状を投影したときに、形状の重なっている部分（アンダーカット）がある場合には、金型をそのまま開くことはできず、開くためには何らかの工夫が必要である。とくに製品内部に空洞がある場合には、その工夫は非常に困難となる場合が多い。この工夫の為に現在まで、いろいろな技術が開発されている。

例えば、樹脂を金型内に充填した直後、又は充填中に金型内の溶融樹脂の中に高圧のガスを注入し、キャビティー面の一部を後退させることにより、製品内部に空洞部を有する製品を得る成形技術がある（例えば、特許文献１参照）。また、樹脂の射出途中、又は射出後に、ガスや水、等の流体を高圧で注入し、中空製品を得る成形技術もある（例えば、特許文献２参照）。しかし、製品肉厚のコントロールが難しく、且つ安定しない、中空部分の形状をコントロールすることが難しく、且つ安定しない、製品形状に制約がある為、設計自由度が小さい、等の問題がある。

また低融点金属で中子を作成し、その中子を金型に組み込んで、金型キャビティー面と中子表面との間の空間に、樹脂を射出成形により充填し、成形後に金属を溶出して空洞部を有する製品を得る成形技術もある（ロストコア成形）（例えば、特許文献３参照）。しかし、中子を作るコストが高い。中子の金属を溶かす工程のコストが高い。中子を製品から溶出する技術が難しい、溶出した金属を再利用するシステムの構築が難しい、等の問題がある。
また２つのカップ状の成形品を射出成形し、その成形品を金型内で組み合わせ、接合部分に射出成形を用いて溶融樹脂を充填し、２つの製品を接着する成形技術もある（ダイスライド成形）（例えば、特許文献４参照）。

また複数の部品を振動、超音波、等を用いて溶着することにより、空洞部を有する製品を得る成形技術もある（例えば、特許文献５、特許文献６参照）。しかし、接着面の強度が弱く、強度を要求する分野への応用が難しい問題がある。また複数の部品を振動、超音波、等を用いて溶着する技術には、溶着面の形状に制約がある、溶着できる面積が一般的に小さい、溶着面の強度が一般的に弱く、強度を要求する構造部品への応用が難しい、等の問題がある。
また中空部を有する樹脂中子を金型キャビティー内部へ組み込み、その中子表面へ射出成形を用いて樹脂を被覆する成形技術もある（例えば、特許文献７、特許文献８参照）。
しかし中空部を有する樹脂中子を用いる成形技術は、例外的なものを除いて、ほとんど実用化されていない。その理由は中子表面に樹脂を被覆する成形工程に於いて、被覆する溶融樹脂の圧力により中子が破壊してしまうことによる。
このように、空洞部を有する製品を得る成形技術には、まだ多くの課題が残されている。

特許第３１３６４１８号公報 特許第２０１２６１６号公報 特許第３３９３５４２号公報 特許第３３９４１９２号公報 特許第３３２４４５２号公報 特開平１１−２０７８２６号公報 特許第３４４３１４０号公報 特開平０６−２７０１９３号公報

空洞部を有する、どのような製品形状でも、適切な部分に分割すれば、各々の部分は一般的な成形技術により成形することが可能である。そして各々の部分（以下、部品）を再び結合することができれば、前記の空洞部を有する製品は完成する。部品を結合する手段として、射出成形を用い、部品の周りを樹脂で包み込むように成形することで、部品どうしは十分強固に結合できる。しかし樹脂を充填するに際し、高圧で金型内に流入する溶融樹脂に対して部品の形状をどのように固定し、安定させるかということが課題であった。

本発明者は、この課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、射出成形に際して、金型キャビティー表面からの部分的な突き出しを設けた金型を用いることで、金型内に流入する溶融樹脂に対して部品の形状を固定し、安定させることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、
１．２つ以上の樹脂部品を互いに組み合わせて内部に空洞及び／又は通路を有する成形品を得るに際し、該部品を組み合わせた状態、又は組み合わせられる状態で移動側および／または固定側金型のキャビティーに組み込み、金型を閉じ、ついで該部品の表面とキャビスティックを有する金型キャビティー面とが成す空間に溶融樹脂を射出・充填して該部品を組み合わせたインコアの周囲に該溶融樹脂のバンドを形成、かつ該バンドを介してインコアを結合し、さらに冷却固化させた後、金型から成形品を取り出すことを特徴とする樹脂成形体の製造方法、

２．該金型キャビティー表面のキャビスティックの一部又は全部が、可動式であることを特徴とする上記１に記載の樹脂成形体の製造方法、
３．インコアを構成する該部品とバンドが溶着し、あるいは溶着していないことを特徴とする上記１または２に記載の樹脂成形体の製造方法、
４．インコアを構成する該部品の溶融温度が、射出される溶融樹脂のそれよりも１０〜３００℃高いことを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の樹脂成形体の製造方法、
５．インコアを構成する該部品が、熱可塑性樹脂および／または硬化性樹脂であることを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の樹脂成形体の製造方法、

６．キャビスティックのインコアに接する表面積が、インコア外表面積の１０〜８０％であることを特徴とする上記１〜５のいずれかに記載の樹脂成形体の製造方法、
７．いずれもガラス繊維２０〜６０重量％を含有するポリアミドまたはポリフェ二レンエーテルからなるインコアと、いずれもガラス繊維２０〜６０重量％を含有するポリアミドまたはポリフェ二レンエーテルからなるバンドから構成されることを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の樹脂成形体の製造方法、
８．上記１〜７のいずれかに記載の製造方法から得られる樹脂成形体、
９．上記１〜７のいずれかに記載の製造方法から得られる車両用のインテークマニホールド部品、
である。

本発明は、従来では成形することが困難であった、空洞部を有する樹脂製品を、複数の樹脂部品と射出成形を用いて製造する技術を提供する。その製品には、例えば車両用のインテークマニホールド部品がある。

本発明について、以下具体的に説明する。
図１は、部品１および２を組み合わせたインコア３を示した。図２は、インコアＡ１、金型キャビティＡ２およびインコアを組み込んだ金型キャビティＡ３を示す。
まず、本発明の実施形態を、実施例に用いた金型（図２，Ａ３）の断面（ａ１，ａ２）図により説明する。

図３は、金型にキャビスティックを用いた場合のバンド成形工程を（Ｂ１）〜（Ｂ３）で示したものである。（Ｂ１）では、予め成形されたインコア（３）が、金型（５）のキャビスティック（６）により固定（６ａ）される。（７）は該インコアの表面とキャビスティックを有する金型キャビティー面とが成す空間を示す。（３ａ）は２つのインコア部品が接触するラインを示す。（Ｂ２）では、金型（５）が閉じた状態であり、溶融・射出された樹脂（８ａ）が空間（７）に充填する。（Ｂ３）では、溶融樹脂（８ａ）が冷却固化した後に、金型（５）が開いて、バンド（８）によりインコア部品が結合した成形品（１０）が金型から離型する。成形品の表面にはキャビスティック（６）による凹部（９）が形成する。

図４は、金型に可動式キャビスティックを用いた場合のバンド成形工程を（Ｃ１）〜（Ｃ４）で示したものである。（Ｃ２）迄の工程は前記と同じである。（Ｃ３）では、溶融樹脂（８ａ）が冷却固化した後、可動式キャビスティック（１１）は金型キャビティーから、その所定量が後退する。（Ｃ４）では、可動式キャビスティック（１１）が後退した後に、金型（５）が開いて、バンド（８）によりインコア部品が結合した成形品（１０）が金型から離型する。成形品の表面にはキャビスティック(１１)による凹み（９）が形成する。

図５は前記と同様、金型に可動式キャビスティックを用いた場合のバンド成形工程を（Ｄ１）〜（Ｄ４）で示したものである。（Ｄ２）迄は前記と同じである。（Ｄ３）では、溶融樹脂（８ａ）の充填が完了し、又はほぼ完了し、且つまだ充填した樹脂の殆どが溶融している状態のときに、可動式キャビスティック（１１）の所定量を金型キャビティーから後退させ、その後に開いた金型キャビティーの空間に、溶融したバンド樹脂（８ｂ）が充填する。（Ｃ３）の（９）に相当する（Ｄ３）の（８ｂ）の部位が平面になっている。これにより、（Ｄ４）では、成形品の表面にキャビスティック（１１）による凹部の残らない成形品（１０）を得ることができる。

次に、実施例に用いた金型（図２，Ａ３）のもう一つの断面（ｂ１，ｂ２）図により、図６の金型にキャビスティックを用いた場合のバンド成形工程（Ｅ１）〜（Ｅ３）を説明する。（Ｅ１）では、予め成形されたインコア（３）が、金型（５）のキャビスティック（６）により固定される。（７）は、該インコアの表面とキャビスティックを有する金型キャビティー面とが成す空間を示す。（Ｅ２）では、金型（５）が閉じた状態であり、溶融・射出された樹脂（８ａ）が空間（７）に充填する。（Ｅ３）では、溶融樹脂（８ａ）が冷却固化した後に金型（５）が開いて、バンド（８）によりインコア部品が結合した成形品（１０）が金型から離型する。

本発明に於いて、互いに組み合わせたときに、内部に空洞及び／又は通路ができる２つ以上の樹脂部品とは、２つ以上の樹脂部品が然るべき配置で組み合わさったときに、内部に空洞及び／又は通路が形成され、且つ目的とする構造体の主要な部分を形成しうるような、複数の樹脂部品の集合を言う。
本発明に於いて、空洞とは、該部品を然るべき配置で組み合わせたときに、内部に形成される空間のことである。空洞には１つ以上の開口部があってもよく、また周囲が完全に塞がっていてもよい。また独立した空間が複数あってもよく、空間の形状にもとくに制限はない。更に、空間内部に特別な構造があってもよい。

本発明に於いて、通路とは空洞のうち、入り口と出口があり、ガスや液体、等の流体が流れる流路となる空間のことである。通路には複数の入り口及び／又は複数の出口があってもよい。単独の通路が複数あってもよく、複数の通路が内部で交差していてもよい。
本発明に於いて、該部品を組み合わせた状態とは、２つ以上の部品が然るべき配置で組み合わさった状態を指しインコアと称する。その状態とは、目的とする構造体の、主要な部分を形成する形状を保った状態のことである。但し、この段階では各々の部品は強固に結合はしていない。しかし簡易的に結合した状態であってもよい。ここで言う簡易的な結合とは、各々の部品どうしが接触する部分（３ａ）に、凹凸形状等を設けることで、お互いの部品が分離しない程度に結合している状態及び／又は接着剤、等を用いて簡易的に接着している状態を言う。またテープやひも等を用いて、各々の部品が分離しない程度に固定してもよい。

本発明に於いて、金型キャビティーとは、射出成形の為に作られた金型であって、内部に樹脂を充填し冷却固化させる為に作られた空間のうち、製品となる部分を言う。但し、製品内部に空間ができる場合は、その空間も製品の一部である。
本発明に於いて、射出成形とは、樹脂の可塑化機構と射出機構を備えた射出成形機を用いて行う熱可塑性樹脂、又は熱可塑性エラストマーの成形を指す。
本発明に於いて、該部品の周りを包み込んだ樹脂をバンドと称し、金型キャビティー表面とインコアの外表面との間の空間に、射出成形を用いて溶融樹脂を充填し、冷却固化させて、インコアの周囲を樹脂で包み込むことにより作成する。

本発明に於いて、バンド介してインコアを結合するとは、２つ以上の部品を化学的あるいは物理的に結合することである。即ち、本発明で言う結合とは、部品どうし及び／又は部品とバンドが溶着する場合、あるいは溶着せずに物理的に結合する場合の双方のケースを意味し、その利用方法あるいは要求される性能に応じて、用いられるものである。インコアとバンドが溶着している場合には、製品全体の剛性が高くなる、密閉性がよくなる、疲労強度が高くなる等の利点が多いが、インコアとバンドの全表面で完全に溶着する必要はない。用途による目的が達成されるべく、必要とされる部位に、例えば機械的特性、密閉性などの必要な要求特性を満足して溶着すれば十分であり、金型構造、成形条件等の選択によって達成される。

本発明で言う溶着とは互いの樹脂が相溶であって、接触する表層の付近で相互に溶解することにより接着することを指す。相溶とは、互いの樹脂が分子レベルで相互に溶解することである。また、非相溶とは、互いの樹脂が分子レベルで相互に溶解しないことである。互いの樹脂が非相溶である場合には、接触する界面付近において、互いに溶融しても、ほとんどの場合は剥離が生じる。
しかし、現存する異種樹脂どうしの殆どは非相溶であり、インコアとバンドに非相溶の樹脂を用いることができれば、樹脂の種類の選択技また本発明の利用範囲は極めて広いものとなる。

次に、インコアとバンドが溶着しない場合の利点を、断面図（図９）を用いて説明する。
図９において、バンド（８）は成形後に自身の熱収縮（α）により、インコア（３）を作る各々の部品を強く締め付け（α１）結合させる。一方、このときインコアにも小さな熱収縮（β）が発生し、インコアとバンドには熱収縮差（α，β）が発生する。インコアとバンドが互いに溶着していない場合には、その接触面（１３）でずりが生じることにより、インコアはバンドを強く締め付けることができる。
更に、成形品の空洞内部にガス等により圧力がかかるような場合には、インコアとバンドが溶着していると、その圧力に対する応力は、インコア接合部付近のバンドに集中することになる。その結果、製品に高い応力が発生し、結果的に耐圧性が低下する場合がある。しかし、インコアとバンドが溶着していない場合、互いの接触面上（１３）でインコアとバンドにずりが生じて、内圧に対する応力はバンド全体に分散し、内圧に強い成形品となる。

更に、インコアとバンドが溶着していない場合、使用済み製品の分解に際して、インコアとバンドは樹脂として分離することが可能である。即ち、製品使用後のリサイクル性が向上し、結果的に環境、省エネ、コスト削減に寄与することができる。
バンドの成形熱収縮を利用して、インコア部品を結合することの、もう一つの利点は、インコア部品どうしの接合部に於ける、シール性の向上である。その状況を（図９）を用いて説明する。
インコア部品どうしが接合する面（３ａ）とその近傍の構造を適切に設計することで、（例えば、図９の如く、但し、この図は理解しやすいように模式的に示している。）バンド成形時に溶融樹脂を、その接触面（３ａ）の隙間に少量流入させることができる。成形後にバンドが熱収縮する時点では、隙間に流入した樹脂（１２）はほぼ固化しており、バンドの熱収縮（α）により、インコア部品の接合部は強く締め付けられ（β１）、隙間で固化した樹脂がパッキンの役割を果たし、部品どうしは強くシールされるのである。

本発明に於いて、金型キャビティー表面からの部分的な突き出し、すなわちキャビスティックとは、金型キャビティー表面に設けた部分的な突き出しのことあり、この突き出し自身も金型の一部である。また突き出しの表面も、金型キャビティー表面の一部である。
キャビスティックは、バンドの射出成形に際して、インコアを物理的に支える為の支持構造物であり、また同時に、インコア表面に接触するバンドの成形面積を減少させる為の金型構造物であり、更にインコアと金型キャビティー面の距離を一定に保ち、バンドの肉厚を固定する為の構造物である。

バンドの成形に於いて、金型内へ流入する溶融樹脂の樹脂圧力は非常に高く、数十ＭＰａに達することもある。更に溶融樹脂を充填する過程に於いて、樹脂圧力は溶融樹脂の各部分で異なるため、全体として大きな圧力分布が生じている。このような状況に対し、インコアの形状や位置を固定し、バンド成形を完成させる為には、適切にインコアを支える為の支持構造物を必要とする。特に大型のインコアを使用する場合、インコアを構成する部品数が多い場合、インコアに大きな空洞あるいは通路がある場合、等は必須となる。キャビスティックの最適な構造は、インコアの構造や、使用する樹脂の種類、成形条件、等でそれぞれ異なる。適切なキャビスティックの構造は、ＣＡＥ解析により求めることができる。

キャビスティックのもう一つの重要な役割は、インコア表面上のバンドの成形面積を適切に設定することである。これによりバンド成形時にインコア表面が受ける樹脂圧力の総量が最適化され、インコアの変形、位置の移動、破壊といった現象を回避することができる。即ち、インコア表面上でのバンドの成形面積は、必要最小面積とすることが好ましい。
キャビスティックがインコアに接触する面積はインコア外側表面積の１０％から８０％にすることが好ましく、更に好ましくは２０％から６０％にすることであり、最も好ましくは３０％から５０％にすることである。

キャビスティックを設けた金型を用いて成形した製品には、製品表面にキャビスティックに相当する凹みができる（図３，９）、（図８，９）。この凹みが製品の意匠上の問題となる場合には、キャビスティックを有さない別な金型を用いて、金型キャビティー内部に該成形品を組み込み、再度射出成形を行い、成形品表面のキャビスティックに相当する凹み部分を樹脂で埋め込むこともできる。この成形に用いる樹脂は、インコア及び／又はバンドと相溶する樹脂であることが望ましい。

本発明に於いて、キャビスティックを可動式にするとは、キャビスティックを機械方式、又は油圧方式、又は電動方式、等により金型キャビティー面から、後退、前進させることができるよう、可動式の構造とすることである。キャビスティックを可動式（以下、可動式キャビスティック）にすることで、バンドの成形後に、且つ金型が開く前に、又は成形品が金型キャビティー表面から離れる前に、可動式キャビスティックを成形品から抜くことで、成形品を金型キャビティー面から離すときの、離型性を改善することができる（図４，Ｃ３，Ｃ４）。また前述の金型キャビティー表面に固定したキャビスティックとは異なり、可動式キャビスティックは金型内に設置する位置を自由に選択することができる。更に、インコアに対し、押さえ力を任意に選択することもでき、キャビスティックの設計が最適化しやすくなる。

可動式キャビスティックを（図７）を用いて説明する。
図７は実施例に用いた金型（図２，Ａ３）の（ｂ１，ｂ２）断面方向から見た場合を想定した、固定式のキャビスティック（Ｆ１）と、可動式キャビスティックの例（Ｆ２）の比較断面図である。（Ｆ２）は各々のキャビスティックの可動方向を変化させた可動式キャビスティックの例を示した。固定式のキャビスティック（６）が金型の開閉方向にしかインコアを支えることができないのに対して、可動式キャビスティック（１１）はインコアを支える力の方向（１１ａ）、及び力の強さを任意に選択することができる。
可動式キャビスティックのもう一つの利点は、バンド成形に於いて、溶融樹脂の充填が完了したときに、又は、ほぼ完了したときに、且つまだ充填した樹脂の殆どが溶融している状態のときに、可動式キャビスティックを金型キャビティー面から所定量を後退させ、後退させた後のキャビティー空間に溶融樹脂を流入させることができることである（図５，８ｂ）。これによりキャビスティックによる製品表面上の凹部のない製品（図５，１０）を得ることができる。

本発明に於いて、インコア部品に用いる樹脂の種類には特に制限はない。また熱可塑性樹脂でも硬化性樹脂でもよい。熱可塑性樹脂とは、加熱すると軟化して可塑性を示し、冷却すると固化する樹脂である。インコア部品に用いる熱可塑性樹脂を以下に挙げる。例えば、オレフィン系樹脂としてはポリエチレン（以下ＰＥ）、超高分子量ポリエチレン（以下ＵＨＭＷＰＥ）、ポリプロピレン（以下ＰＰ）、等がある。塩化ビニル系樹脂としてはポリ塩化ビニル（以下ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（以下ＰＶＤＣ）等がある。スチレン系樹脂としてはポリスチレン（以下ＰＳ）、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合樹脂（以下ＡＢＳ）、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂（以下ＡＳ）、等がある。アクリル系樹脂としてはポリメチルメタクリレート（以下ＰＭＭＡ）がある。ポリアミドとしてはポリアミド６（以下ＰＡ６）、ポリアミド６６（以下ＰＡ６６）、ポリアミド６１０（以下ＰＡ６１０）、ポリアミド６１２（以下ＰＡ６１２）、ポリアミド１１（以下ＰＡ１１）、ポリアミド１２（以下ＰＡ１２）等が挙げられる。

また、熱可塑性ポリエステルにはポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（以下ＰＴＴ），ポリブチレンテレフタレート（以下ＰＢＴ）、等がある。また、ポリフェニレンエーテル（以下ＰＰＥ）としてはＰＳ系樹脂をブレンドしたｍ−ＰＰＥ、すなわち変性ＰＰＥ、さらに、ＰＰＥとポリアミドとのアロイが挙げられる。また、ポリアセタール（以下ＰＯＭ）、ポリカーボネート（以下ＰＣ）、等がある。またスーパーエンジニアリング樹脂として、ポリフェニレンサルファイド（以下ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥ）、熱可塑性ポリイミド（以下ＴＰＩ）、ポリアミドイミド（以下ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（以下ＰＥＩ）、ポリケトン（以下ＰＫ）、ポリエーテルケトン（以下ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（以下ＰＥＥＫ）、ポリスルフォン（以下ＰＵＳ）、ポリエーテルスルフォン（以下ＰＥＳ）等がある。またこれらの樹脂のアロイ、更にフィラー、添加剤等を含有する複合樹脂でもよい。

また特に、インテークマニホールド用途に適した樹脂としては、いずれもガラス繊維２０〜６０重量％を含有したポリアミドおよびポリフェ二レンエーテル（ＰＰＥ）が挙げられる。
硬化性樹脂とは、熱、紫外線、触媒によって硬化する性質を持つ樹脂である。インコア部品に用いる硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂（以下ＰＦ）、ユリア樹脂（以下ＵＦ）、メラミン樹脂（以下ＭＦ）、不飽和ポリエステル（以下ＵＰ）、アルキド樹脂、シリコーン樹脂（以下ＳＩ）、エポキシ樹脂（以下ＥＰ）、ウレタン樹脂（以下ＰＵＲ）、ポリイミド（以下ＰＩ）、熱硬化性強化樹脂（以下ＦＲＰ）、等がある。

インコア部品に用いる樹脂としては、バンドの成形に耐える耐熱性と剛性と強度が要求され、耐熱性と剛性と強度の高いグレードが好ましい。さらに好ましくはガラス繊維（以下ＧＦ）、カーボン繊維（以下ＣＦ）、等のフィラーを複合して、耐熱性と剛性を高めた樹脂である。バンドの成形に用いる熱可塑性樹脂の種類には特に制限はない。前記の熱可塑性樹脂の中から選択してもよく、また熱可塑性エラストマーを選択することもできる。熱可塑性エラストマーとは、常温ではエラストマーとしての性質を示すが、高温では塑性変形して射出成形が可能になる樹脂のことである。熱可塑性エラストマーには例えば、オレフィン系熱可塑性エラストマー（以下ＴＰＯ）、スチレン系熱可塑性エラストマー（以下ＳＢＣ）、塩ビ系熱可塑性エラストマー（以下ＴＰＶＣ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー（以下ＴＰＵ）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（以下ＴＰＥＥ）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（以下ＴＰＡＥ）、フッ素系熱可塑性エラストマー（以下ＴＰＦ）、等がある。

バンドに用いる樹脂は成形時にインコアを破壊しない溶融樹脂温度と樹脂粘度であることが要求される。その為、バンド樹脂はインコアよりも溶融温度の低い樹脂であることが好ましい。バンド樹脂の溶融温度はインコア樹脂のそれより１０℃から３００℃低いことが好ましく、より好ましくは２０℃から２００℃であり、最も好ましくは３０℃から１００℃である。更に、バンド樹脂はインコア部品を強く結合するために、適度な熱収縮率を有することも必要である。
また、必要に応じてガラス繊維（ＧＦ）、炭素繊維（ＣＦ）、有機および無機の充填剤を複合してもよく、また難燃剤、可塑剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤等の添加剤を配合してもよい。

本発明を以下の実施例に基づいて詳しく説明する。但し、本発明は以下に限定されるものではない。
以下の実施例では、インテークマニホールド部品用の試験金型を用いた。
インコア部品の作成に使用した熱可塑性樹脂は、
１．ＰＡ６６樹脂（旭化成ケミカルズ（株）社製「レオナ（登録商標）１４Ｇ３３（ＧＦ３３％入り）」）
２．ｍ−ＰＰＥ樹脂（旭化成ケミカルズ（株）社製「ザイロン（登録商標）Ｇ７０３Ｈ（ＧＦ３０％入り）」）
である。

レオナ１４Ｇ３３及びザイロンＧ７０３Ｈによるインコア部品成形の溶融樹脂温度条件は、共にシリンダー前部の樹脂温度設定において２９０℃である。
バンドに用いた熱可塑性樹脂は、
１．ＰＡ６樹脂（東レ（株）社製「アミラン（登録商標）ＣＭ１０１６Ｇ−３０（ＧＦ３０％入り）」）
２．ＡＢＳ樹脂（旭化成ケミカルズ（株）社製「スタイラック（登録商標）１９１、（良流動・中衝撃）、１２１（汎用・中衝撃）、１８３（超耐熱）」）の４グレードである。

上記のＰＡ６６樹脂とＰＡ６樹脂は相溶性である。ｍ−ＰＰＥ樹脂とＡＢＳ樹脂は非相溶性である。それぞれの樹脂物性を（表１）に示す。ｍ−ＰＰＥ樹脂とＡＢＳ樹脂は溶融温度が異なるため、流動性（メルトフローレイト）を測定する温度も異なる。射出成形機はファナック（株）社製のＡＵＴＯＳＨＯＴ＿Ｔシリーズ＿モデル１００Ｄ成形機を用いた。インコア部品の成形、及びバンド成形の両方に、この成形機を使用した。
（図１）は実施例に用いたインテークマニホールド部品のインコア形状を、模式的に示したものである。上下２つのインコア部品（１）（２）とその部品を組み合わせたインコア（３）の形状を示す。２つの部品を組み合わせることによりインコアは空洞（４）を有する形状となる。インコア部品どうしが接合する面（１ａ，２ａ）に凹凸の勘合する構造を設けておくと、インコアを金型に組み込むときの作業性が改善できる。

（図２）はインコア（３）とインコアを組み込む為の金型キャビティー（５）、そして金型キャビティー内にインコアを組み込んだ状態（Ａ３）を模式的に示した。キャビスティックがインコアに接する表面積は、インコア外表面積の約３５％である。
（Ａ２）では実施例に用いたインテークマニホールド金型のキャビティー面（５ａ）に設けたキャビスティック（６）の形状を模式的に示した。この図ではキャビスティックは金型の片側キャビティー面のみに示したが、もう一方のキャビティー面にも同様のキャビスティックが設けられている。またインコアの端部を金型キャビティー面で挟み込み、インコアの固定と、溶融樹脂がインコアの空洞部へ漏れ出さないようにする為の、金型キャビティー構造（５ｂ）を示した。（Ａ３）ではインコア（３）が金型キャビティー内でキャビスティック（６）により固定されている状態を示している。バンドはインコア（３）と金型キャビティー表面（５ａ）との間の空間（７）に射出成形する。

（図８）は実施例に用いたインテークマニホールド金型を用いて作成した成形品の模式図である。インコア（３）はバンド（８）により強固に結合し、空洞部（４）を有する樹脂成形体となった。表面にはキャビスティック（６）によって形成された凹部（９）がある。空洞部（４）の入り口付近は成形金型によるインコア支持部である為、バンドは成形されない。

［実施例１〜４］
実施例１〜４はインテークマニホールド部品の成形を想定したものである。上記のレオナ１４Ｇ３３を用いて作成したインコアを金型キャビティーへ組み込み、金型を閉じ、アミランＣＭ１０１６Ｇ−３０を用いて（表２）に示す成形条件により、バンドの射出成形を行った。成形品の評価結果を（表２）に示す。インコアとバンドの溶融樹脂温度が比較的近いにもかかわらず、インコアの変形や空洞内部への樹脂漏れは生じることなく、成形は良好に行うことができた。バンドにより２つのインコア部品は強固に結合し、空洞部を有する、優れた成形品が得られた。

［実施例５〜８］
スタイラック１９１を用いる以外は実施例１同様に、バンドの射出成形を行った。成形条件、及び成形品の評価結果を（表３）に示す。全ての成形条件においてインコアの変形や空洞内部への樹脂漏れは生じることなく、良好な成形品が得られた。

［実施例９〜１２］
スタイラック１２１を用いる以外は実施例１同様に、バンドの射出成形を行った。成形条件、及び成形品の評価結果を（表４）に示す。空洞部への樹脂漏れやインコアの変形は生じることなく、良好な成形品が得られた。

［実施例１３〜１６］
スタイラック１８３を用いる以外は、実施例１同様に、バンドの射出成形を行った。成形条件、及び成形品の評価結果を（表５）に示す。流動性の低い樹脂にもかかわらず、空洞部への樹脂漏れのない、良好な成形品が得られた。

本発明は、従来では製造が極めて困難であった、空洞部を有する樹脂製品を、容易に製造する技術を提供する。その利用分野は、例えば車両用のインテークマニホールドのような、空洞部を有する構造部品の製造に、公的に利用できる。

実施例に用いたインコア部品と部品を組み合わせたインコアを模式的に表した図。 実施例に用いたインコア、金型キャビティー表面の構造及びインコアを金型キャビティーに組み込んだ状態を模式的に表した図。 実施例に用いた金型の断面図を用いて、バンドの成形フローを示した図。 可動式キャビスティックを設けた金型による、バンドの成形フローを示した図。 可動式キャビスティックを設けた金型による、バンドの成形フローを示した図。 実施例に用いた金型の円周方向の断面図を用いて、バンドの成形フローを示した図。 固定式のキャビスティック構造と可動式キャビスティック構造の例を示した金型の円周方向の断面図。 実施例により得た、空洞部を有する樹脂成形体の模式図。 バンド成形後、収縮によりバンドがインコアを締め付ける状況を示す概念図ならびにインコア部品の接合面に入り込んだ樹脂がインコアをシールする状況を示す概念図。

符号の説明

１ インコア部品（下側）
２ インコア部品（上側）
３ 部品を組み合わせたインコア
４ インコア内部の空洞
５ キャビスティックを設けた金型キャビティー面の構造
６ キャビスティック
７ インコア外表面と金型キャビティー面の間のバンド樹脂が充填する空間
８ バンド
９ キャビスティックによって形成した、バンド表面上の凹部
１０ バンドによってインコア部品が結合した樹脂成形体
１１ 可動式キャビスティック
１２ バンドの成形で、インコア部品どうしの接合面に流入した樹脂
α バンド成形後の、バンドの冷却熱収縮量（大）
β バンド成形後の、インコアの冷却熱収縮量（小）
α１ バンド成形後の冷却熱収縮による、バンドの収縮方向
β１ バンド成形後の冷却熱収縮による、インコア部品の接合面にかかる力の方向
１３ インコアとバンドが接触する、ずりが生じる面

Claims (9)

1. ２つ以上の樹脂部品を互いに組み合わせて内部に空洞及び／又は通路を有する成形品を得るに際し、該部品を組み合わせた状態、又は組み合わせられる状態で移動側および／または固定側金型のキャビティーに組み込み、金型を閉じ、ついで該部品の表面とキャビスティックを有する金型キャビティー面とが成す空間に溶融樹脂を射出・充填して該部品を組み合わせたインコアの周囲に該溶融樹脂のバンドを形成、かつ該バンドを介してインコアを結合し、さらに冷却固化させた後、金型から成形品を取り出すことを特徴とする樹脂成形体の製造方法。
2. 該金型キャビティー表面のキャビスティックの一部又は全部が、可動式であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形体の製造方法。
3. インコアを構成する該部品とバンドが溶着し、あるいは溶着していないことを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂成形体の製造方法。
4. インコアを構成する該部品の溶融温度が、射出される溶融樹脂のそれよりも１０〜３００℃高いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂成形体の製造方法。
5. インコアを構成する該部品が、熱可塑性樹脂および／または硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂成形体の製造方法。
6. キャビスティックのインコアに接する表面積が、インコア外表面積の１０〜８０％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂成形体の製造方法。
7. いずれもガラス繊維２０〜６０重量％を含有するポリアミドまたはポリフェ二レンエーテルからなるインコアと、いずれもガラス繊維２０〜６０重量％を含有するポリアミドまたはポリフェ二レンエーテルからなるバンドから構成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂成形体の製造方法。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法から得られる樹脂成形体。
9. 請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法から得られる車両用のインテークマニホールド部品。

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