JP2005305953A - ポリアミド樹脂一体成形物およびその製造方法ならびにポリアミド樹脂の接合助剤 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い接合強度を有し、接合信頼性に優れたポリアミド樹脂一体成形物およびその製造方法を提供し、また、高い接合強度をもってポリアミド樹脂同士を接合可能な接合助剤を提供すること。
【解決手段】ポリアミド樹脂成形物の接合部位に接合助剤を塗布し、この接合部位に付加成形物部分となる別のポリアミド樹脂を溶着してポリアミド樹脂一体成形物を製造するに際し、（Ａ）成分として、トリヒドロキシベンゼンおよび／またはトリヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、前記（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤を含む接合助剤を用いる。この際、前記（Ａ）成分は、さらに、ジヒドロキシベンゼンおよび／またはジヒドロキシ安息香酸を含んでいるのが好ましい。
【選択図】 なし
【解決手段】ポリアミド樹脂成形物の接合部位に接合助剤を塗布し、この接合部位に付加成形物部分となる別のポリアミド樹脂を溶着してポリアミド樹脂一体成形物を製造するに際し、（Ａ）成分として、トリヒドロキシベンゼンおよび／またはトリヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、前記（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤を含む接合助剤を用いる。この際、前記（Ａ）成分は、さらに、ジヒドロキシベンゼンおよび／またはジヒドロキシ安息香酸を含んでいるのが好ましい。
【選択図】 なし
Description
本発明は、ポリアミド樹脂一体成形物およびその製造方法ならびにポリアミド樹脂の接合に好適に用いる接合助剤に関するものである。
一般に、分子内に繰り返し単位としてアミド結合を有する線状高分子をポリアミド樹脂という。ポリアミド樹脂の中でも脂肪族鎖を主に有する樹脂は、「ナイロン」（商品名）として広く流通しており、代表的なものにナイロン６、ナイロン６６などがある。
ポリアミド樹脂は、異なる高分子鎖のアミド結合間で水素結合が形成されうる結晶性の高分子であり、その結晶構造は、アミド結合同士が同一平面内で規則的に水素結合するのと同時に、各平面が層状に配置して構成される堅牢なものである。
このアミド結合による極性および結晶構造により、ポリアミド樹脂は、ガソリン、オイルなどの炭化水素系溶剤に対して優れた耐性を有しており、また、比較的高い耐熱性、強度を有している。そのため、自動車部品、機械部品などに好適な樹脂材料として広く使用されている。
近年、この種の自動車部品などは、形状の複雑化、大型化が進んでいる。そのため、一度の射出成形、押出成形などにより、所望形状を有するポリアミド樹脂一体成形物を得ることが困難な状況になってきている。それ故、複数のポリアミド樹脂成形物に分割して成形した後、これらを互いに接合することなどにより、所望形状のポリアミド樹脂一体成形物を製造することが試みられている。
例えば、特許文献１には、ポリアミド樹脂よりなる一次成形物に対して、二次成形材料としてポリアミド樹脂を射出成形し、一次成形物と二次成形材料からなる付加成形部分とが互いに溶着されて一体化されたポリアミド樹脂一体成形物が開示されている。
また、例えば、超音波溶着や振動溶着などの溶着法を用い、ポリアミド樹脂成形物同士を互いに溶着して一体化するポリアミド樹脂一体成形物の製造方法が知られている。
さらに、例えば、ポリアミド樹脂よりなる一次成形物に埋め込んだ導電線を発熱させることにより、一次成形物を溶融させながら、二次成形材料であるポリアミド樹脂を射出成形し、一次成形物と付加成形物部分とを互いに溶着する抵抗溶着法を用いたポリアミド樹脂一体成形物の製造方法も知られている。
しかしながら、従来知られるポリアミド樹脂一体成形物は、接合強度が十分でなく、それ故、信頼性に欠けるなどといった問題点があった。その原因は以下の理由によるものと推測される。
すなわち、射出成形法を用いてポリアミド樹脂一体成形物を製造する場合、ポリアミド樹脂よりなる一次成形物を金型内にセットし、この一次成形物に対して付加成形物部分となる溶融状態のポリアミド樹脂を射出成形により形成する。
通常、一次成形物の接合部位には、水素結合すべき相手側の高分子鎖が存在しないことから、水素結合に関与しない遊離状態のアミド結合が存在すると考えられる。
ところが、これら遊離状態にあるアミド結合は、射出成形時の金型の加熱などにより互いに結合してしまい、一次成形物の接合部位表面は会合してしまう。そのため、一次成形物の接合部位表面には、遊離状態のアミド結合が極めて少なくなっていると考えられる。
したがって、一次成形物側のアミド結合と付加成形物側のアミド結合とが水素結合されないまま、一次成形物と付加成形物とが個別に結晶化する。そのため、得られた一体成形物の接合強度は、非常に薄弱なものとなる。
また、上記に加え、ポリアミド樹脂は、他の樹脂と比較して、融点幅が極端に狭く、硬化時間が非常に早い。そのため、このことも一次成形物と付加成形物とが十分に接合しない原因であると考えられる。
上記のような接合強度の低下の問題は、超音波溶着や振動溶着などの溶着法を用いてポリアミド樹脂一体成形物を製造する場合にも生じうる。
すなわち、超音波溶着や振動溶着などを用いてポリアミド樹脂一体成形物を製造する場合、十分な接合強度を得るため、通常、接合部位表面だけでなく接合部位全体を振動エネルギーにより加熱溶融させながら接合する必要がある。
しかしながら、一度結晶化された成形物同士を接合するには、多大な振動エネルギーを加える必要があることから、接合部位には、強度に劣る再溶融再凝固層が顕著に発生する。
したがって、従来の超音波溶着や振動溶着などを単純に用いただけでは、十分な接合強度を有する一体成形物を得ることは難しい。また、十分な接合強度を確保するため、接合部位の肉厚を、本来必要とされる肉厚よりも厚く設計せざるを得ないなどといった問題もあった。
また、抵抗溶着法を用いてポリアミド樹脂一体成形物を製造する場合には、一次成形物中に導電線を埋め込む必要があることから、作業効率が非常に悪く、製造コストも高くなる。また、一次成形物側では、導電線の発熱により、強度に劣る再溶融再凝固層が生じることから、これによる強度低下も考えられる。さらに、リサイクルの観点から見ても、一体成形物中に導電線が混入してしまうのは、好ましくない。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、高い接合強度を有し、接合信頼性に優れたポリアミド樹脂一体成形物およびその製造方法を提供することにある。また、高い接合強度をもってポリアミド樹脂同士を接合可能な接合助剤を提供することにある。
上記課題を解決するため、請求項１に記載のポリアミド樹脂一体成形物は、ポリアミド樹脂成形物が有する接合部位に接合助剤が塗布され、この接合部位に付加成形物部分となる別のポリアミド樹脂が溶着されて一体化されたものであって、前記接合助剤は、（Ａ）成分として、トリヒドロキシベンゼンおよび／またはトリヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、前記（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤を含むことを要旨とする。
また、請求項２に記載のポリアミド樹脂一体成形物は、ポリアミド樹脂成形物が有する接合部位および／または別のポリアミド樹脂成形物が有する接合部位に接合助剤が塗布され、これら接合部位同士が互いに溶着されて一体化されたものであって、前記接合助剤は、（Ａ）成分として、トリヒドロキシベンゼンおよび／またはトリヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、前記（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤を含むことを要旨とする。
また、請求項３に記載のポリアミド樹脂一体成形物は、請求項１または２に記載のものであって、前記（Ａ）成分が、さらに、ジヒドロキシベンゼンおよび／またはジヒドロキシ安息香酸を含むことを要旨とする。
また、請求項４に記載のポリアミド樹脂一体成形物は、請求項１ないし３に記載のものであって、前記（Ａ）成分の含有量が１重量％以上５０重量％以下、前記（Ｂ）成分の含有量が５０重量％以上９９重量％以下であることを要旨とする。
また、請求項５に記載のポリアミド樹脂一体成形物は、請求項１ないし４に記載のものであって、前記（Ｂ）成分が、前記有機溶剤が複数種類混合された混合有機溶剤であることを要旨とする。
また、請求項６に記載のポリアミド樹脂一体成形物の製造方法は、ポリアミド樹脂成形物が有する接合部位に接合助剤を塗布する工程と、この接合部位に付加成形物部分となる別のポリアミド樹脂を溶着する工程とを有し、前記接合助剤は、（Ａ）成分として、トリヒドロキシベンゼンおよび／またはトリヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、前記（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤を含むことを要旨とする。
また、請求項７に記載のポリアミド樹脂一体成形物の製造方法は、ポリアミド樹脂成形物が有する接合部位および／または別のポリアミド樹脂成形物が有する接合部位に接合助剤を塗布する工程と、これら接合部位同士を互いに溶着する工程とを有し、前記接合助剤は、（Ａ）成分として、トリヒドロキシベンゼンおよび／またはトリヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、前記（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤を含むことを要旨とする。
また、請求項８に記載のポリアミド樹脂一体成形物の製造方法は、請求項６または７に記載のものであって、前記（Ａ）成分が、さらに、ジヒドロキシベンゼンおよび／またはジヒドロキシ安息香酸を含むことを要旨とする。
また、請求項９に記載のポリアミド樹脂一体成形物の製造方法は、請求項６ないし８に記載のものであって、前記（Ａ）成分の含有量が１重量％以上５０重量％以下、前記（Ｂ）成分の含有量が５０重量％以上９９重量％以下であることを要旨とする。
また、請求項１０に記載のポリアミド樹脂一体成形物の製造方法は、請求項６ないし９に記載のものであって、前記（Ｂ）成分が、前記有機溶剤が複数種類混合された混合有機溶剤であることを要旨とする。
また、請求項１１に記載のポリアミド樹脂の接合助剤は、（Ａ）成分として、トリヒドロキシベンゼンおよび／またはトリヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、前記（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤を含むことを要旨とする。
また、請求項１２に記載のポリアミド樹脂の接合助剤は、請求項１１に記載のものであって、前記（Ａ）成分が、さらに、ジヒドロキシベンゼンおよび／またはジヒドロキシ安息香酸を含むことを要旨とする。
また、請求項１３に記載のポリアミド樹脂の接合助剤は、請求項１１または１２に記載のものであって、前記（Ａ）成分の含有量が１重量％以上５０重量％以下、前記（Ｂ）成分の含有量が５０重量％以上９９重量％以下であることを要旨とする。
また、請求項１４に記載のポリアミド樹脂の接合助剤は、請求項１１ないし１３に記載のものであって、前記（Ｂ）成分が、前記有機溶剤が複数種類混合された混合有機溶剤であることを要旨とする。
本発明に係るポリアミド樹脂一体成形物は、ポリアミド樹脂成形物の接合部位が、接合助剤により表面改質され、この接合部位に付加成形物部分となる別のポリアミド樹脂が溶着されて一体化されてなるか、あるいは、ポリアミド樹脂成形物の接合部位および／または別のポリアミド樹脂成形物の接合部位が、接合助剤により表面改質され、これら接合部位同士が互いに溶着されて一体化されてなる。
そして、上記接合助剤には、（Ａ）成分として、トリヒドロキシベンゼンおよび／またはトリヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、上記（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤を含むものを用いている。
そのため、高い接合強度を有し、接合信頼性に優れる。また、接合部位を肉厚にするなどして、いわゆる接合しろなどを設けなくても、高い接合強度を有する。
また、上記接合助剤中の（Ａ）成分として、さらに、ジヒドロキシベンゼンおよび／またはジヒドロキシ安息香酸を含む場合には、ポリアミド樹脂一体成形物の接合強度の向上が期待できる。
加えて、表面改質作用を有する化合物が（Ａ）中に多く含まれるので、化合物の危険分散を図り易くなる利点もある。また、化合物の価格変動などに対して、接合助剤が低コストとなるように配合を調製する自由度も高まるといった利点もある。
また、上記（Ａ）成分の含有量が１重量％以上５０重量％以下、上記（Ｂ）成分の含有量が５０重量％以上９９重量％以下の範囲内にある場合には、上記効果をより確実なものとすることができる。
また、上記接合助剤中の（Ｂ）成分として、（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤が複数種類混合された混合有機溶剤を用いた場合には、１種類の有機溶剤を用いた場合に比較して、接合助剤の揮発などによる乾燥時間を調整し易く、接合助剤の塗布性に優れる。したがって、接合部位に接合助剤が均一に塗布され、接合部位がムラなく表面改質されるので、接合信頼性に特に優れる。
また、本発明に係るポリアミド樹脂一体成形物の製造方法は、ポリアミド樹脂成形物の接合部位に接合助剤を塗布する工程と、この接合部位に付加成形物部分となる別のポリアミド樹脂を溶着する工程とを有しているか、あるいは、ポリアミド樹脂成形物の接合部位および／または別のポリアミド樹脂成形物の接合部位に接合助剤を塗布する工程と、これら接合部位同士を互いに溶着する工程とを有している。
そして、上記接合助剤には、（Ａ）成分として、トリヒドロキシベンゼンおよび／またはトリヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、上記（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤を含むものを用いている。
そのため、高い接合強度を有し、接合信頼性に優れたポリアミド樹脂一体成形物が得られる。また、従来製法に比べ、簡易かつ低コストでポリアミド樹脂一体成形物を製造できる。
また、上記接合助剤中の（Ａ）成分として、さらに、ジヒドロキシベンゼンおよび／またはジヒドロキシ安息香酸を含む場合には、得られるポリアミド樹脂一体成形物の接合強度の向上が期待できる。
加えて、表面改質作用を有する化合物が（Ａ）中に多く含まれるので、化合物の危険分散を図り易くなる利点もある。また、化合物の価格変動などに対して、接合助剤が低コストとなるように配合を調製する自由度も高まるといった利点もある。
また、上記（Ａ）成分の含有量が１重量％以上５０重量％以下、上記（Ｂ）成分の含有量が５０重量％以上９９重量％以下の範囲内にある場合には、上記効果をより確実なものとすることができる。
また、上記接合助剤中の（Ｂ）成分として、（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤が複数種類混合された混合有機溶剤を用いた場合には、１種類の有機溶剤を用いた場合に比較して、接合助剤の揮発などによる乾燥時間を調整し易く、接合助剤の塗布性に優れる。したがって、接合部位に接合助剤が均一に塗布され、接合部位がムラなく表面改質されるので、接合信頼性に特に優れる。
また、本発明に係るポリアミド樹脂の接合助剤は、（Ａ）成分として、トリヒドロキシベンゼンおよび／またはトリヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤を含んでいるので、高い接合強度をもってポリアミド樹脂同士を接合できる。
また、上記接合助剤中の（Ａ）成分として、さらに、ジヒドロキシベンゼンおよび／またはジヒドロキシ安息香酸を含む場合には、ポリアミド樹脂同士を接合した際の接合強度の向上が期待できる。
加えて、表面改質作用を有する化合物が（Ａ）中に多く含まれるので、化合物の危険分散を図り易くなる利点もある。また、化合物の価格変動などに対して、接合助剤が低コストとなるように配合を調製する自由度も高まるといった利点もある。
また、上記（Ａ）成分の含有量が１重量％以上５０重量％以下、上記（Ｂ）成分の含有量が５０重量％以上９９重量％以下の範囲内にある場合には、上記効果をより確実なものとすることができる。
また、上記接合助剤中の（Ｂ）成分として、（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤が複数種類混合された混合有機溶剤を用いた場合には、１種類の有機溶剤を用いた場合に比較して、接合助剤の揮発などによる乾燥時間を調整し易く、接合助剤の塗布性に優れる。したがって、接合部位に接合助剤を均一に塗布でき、接合部位をムラなく表面改質することができる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明に係るポリアミド樹脂一体成形物（以下、「本ポリアミド樹脂一体成形物」という。）は、ポリアミド樹脂成形物が有する接合部位に、本発明に係る接合助剤（以下、「本接合助剤」という。）が塗布され、この接合部位に付加成形物部分となる別のポリアミド樹脂が溶着されてなるか、あるいは、ポリアミド樹脂成形物が有する接合部位および／または別のポリアミド樹脂成形物が有する接合部位に、本接合助剤が塗布され、これら接合部位同士が互いに溶着されてなる。
前者の本ポリアミド樹脂一体成形物としては、具体的には、ポリアミド樹脂成形物の接合部位に本接合助剤が塗布され、これが金型内にインサートされた後、新たに溶融状態のポリアミド樹脂が射出されることにより、ポリアミド樹脂成形物と付加成形物部分とが溶着されて得られうる一体成形物などが挙げられる。
一方、後者の本ポリアミド樹脂一体成形物としては、具体的には、ポリアミド樹脂成形物の接合部位および／または別のポリアミド樹脂成形物の接合部位に、本接合助剤が塗布され、これら接合部位同士が、超音波溶着、振動溶着、熱板溶着、熱風溶着、高周波溶着、スピン溶着、フリクション溶着、レーザー溶着、電磁誘導溶着、赤外線溶着など、樹脂の加熱溶融を伴った種々の溶着法により互いに溶着されて得られうる一体成形物などが挙げられる。
上記ポリアミド樹脂としては、具体的には、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロンＭＸ６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン４６、ナイロン６１０、ナイロン６１２などの脂肪族ポリアミドや、芳香族ポリアミドなどが挙げられ、これらは１種または２種以上混合されていても良い。また、これらポリアミド樹脂を含むポリマーアロイ系樹脂であっても良い。
なお、上記ポリアミド樹脂一体成形物およびポリアミド樹脂成形物の形状は、中空形状など種々の形状であっても良く、用途に合わせて適宜選択することができるものである。
また、上記ポリアミド樹脂成形物は、射出成形、ブロー成形、押出成形、トランスファ成形、圧縮成形、切削加工などにより得れば良い。また、ポリアミド樹脂成形物は、複数の接合部位を有していても良く、特に限定されるものではない。
ここで、本ポリアミド樹脂一体成形物の製造時に使用する本接合助剤について説明する。
本接合助剤は、（Ａ）成分として、トリヒドロキシベンゼンおよび／またはトリヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤を含んでいる。
（Ａ）成分中のトリヒドロキシベンゼンとしては、１，２，３トリヒドロキシベンゼン（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔８７−６６−１〕、ピロガロール）、１，２，４トリヒドロキシベンゼン（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔５３３−７３−３〕）、１，３，５トリヒドロキシベンゼン（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔１０８−７３−６〕）、１，３，５トリヒドロキシベンゼン二水和物（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔６０９９−９０−７〕）が挙げられる。
また、トリヒドロキシ安息香酸としては、２，３，４トリヒドロキシ安息香酸（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔６１０−０２−６〕）、２，４，６トリヒドロキシ安息香酸（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔８３−３０−７９〕）、２，４，６トリヒドロキシ安息香酸一水和物（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔７１９８９−９３−０〕）、３，４，５トリヒドロキシ安息香酸（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔１４９−９１−７〕、没食子酸）、３，４，５トリヒドロキシ安息香酸一水和物（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔５９９５−８６−８〕）が挙げられる。
また、本接合助剤は、（Ａ）成分中に、さらに、ジヒドロキシベンゼンおよび／またはジヒドロキシ安息香酸を含んでいても構わない。（Ａ）成分の含有量が増加するにつれて、ポリアミド樹脂一体成形物の接合強度が向上する傾向が見られるからである。
加えて、表面改質作用を有する化合物が（Ａ）中に多く含まれれば、化合物の危険分散を図り易くなる利点もある。また、化合物の価格変動などに対して、接合助剤が低コストとなるように配合を調製する自由度も高まるといった利点もある。
上記ジヒドロキシベンゼンとしては、１，２ジヒドロキシベンゼン（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔１２０−８０−９〕）１，３ジヒドロキシベンゼン（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔１０８−４６−３〕）、１，４ジヒドロキシベンゼン（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔１２３−３１−９〕）が挙げられる。
また、ジヒドロキシ安息香酸としては、２，３ジヒドロキシ安息香酸（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔３０３−３８−８〕）、２，４ジヒドロキシ安息香酸（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔８９−８６−１〕）、２，５ジヒドロキシ安息香酸（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔４９０−７９−９〕）、２，６ジヒドロキシ安息香酸（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔３０３−０７−１〕）３，４ジヒドロキシ安息香酸（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔９９−５０−３〕）、３，５ジヒドロキシ安息香酸（ＣＡＳ番号；ＲＮ〔９９−１０−５〕）が挙げられる。
一方、有機溶剤としては、揮発性、不揮発性の何れのものであっても良いが、好ましくは、揮発性のものを用いると良い。また、極僅かにポリアミド樹脂を溶解可能な有機溶剤を好適に用いることができる。
上記有機溶剤としては、具体的には、炭素数１〜６のアルコール類、炭素数１〜６のケトンまたはアルデヒド類、炭素数１〜６のニトリル類などが挙げられ、より具体的には、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、アセトニトリルなどが挙げられ、これらは１種または２種以上混合されていても良い。
この際、複数の有機溶剤を混合し、混合有機溶剤として使用する場合には、本接合助剤を使用する温度環境や作業環境などを考慮し、接合部位への塗布後直ぐに本接合助剤が乾燥してしまわないように乾燥時間を適宜調製することができる利点がある。
ここで、上記（Ａ）成分、（Ｂ）成分の配合割合は、高い接合強度が得られるなどの観点から、上記（Ａ）成分の含有量が、１重量％以上５０重量％以下、（Ｂ）成分の含有量が、５０重量％以上９９重量％以下の範囲内にあるのが良い。
好ましくは、上記（Ａ）成分の含有量が、５重量％以上２５重量％以下、（Ｂ）成分の含有量が、７５重量％以上９５重量％以下、より好ましくは、上記（Ａ）成分の含有量が、５重量％以上１５重量％以下、（Ｂ）成分の含有量が、８５重量％以上９５重量％以下の範囲内にあるのが好適である。
この際、（Ａ）成分の含有量が５０重量％を越え、（Ｂ）成分の含有量が５０重量％未満になると、（Ｂ）成分中に（Ａ）成分を溶解させることが困難になる傾向が見られるので好ましくない。
一方、（Ａ）成分の含有量が１重量％未満、（Ｂ）成分の含有量が９９重量％を越えると、ポリアミド樹脂一体成形物の接合強度が低下する傾向が見られるので好ましくない。
また、上記本接合助剤は、（Ｂ）成分中に（Ａ）成分を均一に溶解または分散させることができる方法であれば、何れの製造方法を用いて製造しても良く、特に限定されるものではない。
なお、ポリアミド樹脂に対する表面改質作用を損なわない限度で、本接合助剤中に、上述したポリアミド樹脂、染料、増粘剤、酸化防止剤などを添加しても良い。
例えば、ポリアミド樹脂を添加した場合には、接合信頼性を高められる。これは、添加されたポリアミド樹脂により、接合部位表面の凹凸が軽減し、接触面積が大きくなるためと推側される。
この際、添加するポリアミド樹脂は、接合すべき成形物と同種のポリアミド樹脂を用いるのが好ましい。
また例えば、染料を添加した場合には、接合部位への塗布状態を目視にて確認できる。そのため、塗布作業性が向上し、塗布ムラなどを少なくすることができる。
また例えば、増粘剤を添加した場合には、接合助剤を塗布する際に、タレ止め、均一に塗布できるなどといった効果が得られる。
上記本接合助剤の接合部位への塗布方法は、接合部位へ薄く延ばして定量塗布できる方法であれば、特に限定されるものではない。具体的には、刷毛による塗布、スポンジによる塗布など各種の塗布方法を用いることができる。
ここで、本ポリアミド樹脂一体成形物が高い接合強度を有する理由は、次のように推測される。
すなわち、ポリアミド樹脂成形物の接合部位に本接合助剤が塗布されると、（Ａ）成分の還元作用により、接合部位表面のポリアミド樹脂が活性化される。そしてこの活性化された接合部位に溶融状態のポリアミド樹脂が付与されたり、それら接合部位同士が溶着されると、溶融状態のポリアミド樹脂が再結晶化する過程で、両者が主として化学結合により強固に結ばれて一体化される。
したがって、得られたポリアミド樹脂一体成形物は、一度に一体成形した成形物と比較して、遜色のない高い接合強度を有するものと推測される。
以下、本発明を実施例を用いてより具体的に説明する。
（本実施例に係る接合助剤の作製）
初めに、以下の手順により本実施例に係る接合助剤を作製した。すなわち、後述する表１〜表１５に示す通り、（Ａ）成分として、１，２，３トリヒドロキシベンゼン（ピロガロール）、３，４，５トリヒドロキシ安息香酸（没食子酸）、１，３ジヒドロキシベンゼン、３，５ジヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、メタノール、イソプロピルアルコールを所定の重量比となるように配合し、スターラーを用いて良く混合し、本実施例に係る接合助剤を得た。
初めに、以下の手順により本実施例に係る接合助剤を作製した。すなわち、後述する表１〜表１５に示す通り、（Ａ）成分として、１，２，３トリヒドロキシベンゼン（ピロガロール）、３，４，５トリヒドロキシ安息香酸（没食子酸）、１，３ジヒドロキシベンゼン、３，５ジヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、メタノール、イソプロピルアルコールを所定の重量比となるように配合し、スターラーを用いて良く混合し、本実施例に係る接合助剤を得た。
なお、表中、実施例３５〜６８に係る接合助剤は、実施例１〜３４に係る接合助剤と同じ配合のものである。
また、１，２，３トリヒドロキシベンゼン、３，４，５トリヒドロキシ安息香酸、１，３ジヒドロキシベンゼン、３，５ジヒドロキシ安息香酸、メタノール、イソプロピルアルコールは、何れも和光純薬工業株式会社製である。
（本実施例に係る試験片の作製）
図１は、試験片Ｐおよびこれを構成する一次成形部Ｐ１の外観斜視図である。図２は、射出成形により試験片Ｐを成形する際に用いる金型の外観斜視図である。
図１は、試験片Ｐおよびこれを構成する一次成形部Ｐ１の外観斜視図である。図２は、射出成形により試験片Ｐを成形する際に用いる金型の外観斜視図である。
次に、以下の手順によりポリアミド樹脂よりなる試験片Ｐを射出成形により作製した。すなわち、予め射出成形により成形した一次成形部Ｐ１の接合端面１に、本実施例に係る接合助剤を刷毛にて均一に塗布した後、金型２、３内へセットし、付加成形部Ｐ２を射出付加した。これにより、一次成形部Ｐ１と付加成形部Ｐ２とが溶着されて一体化された本実施例に係る試験片Ｐを作製した。
ここで、上記試験片Ｐは、短冊状に成形されており、均一な厚みを有している。一次成形部Ｐ１と付加成形部Ｐ２とは、同形状（長さＬ×幅Ｗ×厚さＴ＝４０×１０×３ｍｍ）であり、両者が接合された試験片Ｐは、全長８０ｍｍである。
また、試験片Ｐの材料には、ナイロン６樹脂（東レ株式会社製、「アミランＣＭ１０２６」）、ナイロン６６樹脂（デュポン株式会社製、「ザイテル１０１Ｌ」）またはナイロン１２樹脂（ダイセル・デグサ株式会社製、「ダイアミドＬ１６４０」）を用いた。
また、射出成形の条件は、次の通りとした。すなわち、射出成形装置には、住友重機械工業（株）製「ＳＥ−１８Ｓ」を使用した。成形温度は、ナイロン６については、射出ノズルから順に２４０−２４５−２４０−２３５℃とした。ナイロン６６については、射出ノズルから順に２９０−２９５−２９０−２８５℃とした。ナイロン１２については、射出ノズルから順に２３０−２３５−２３０−２２５℃とした。
なお、金型温度は、ナイロン６およびナイロン６６については、一次成形部Ｐ１の成形時は６５℃に設定し、二次成形部Ｐ２の成形時は９５℃に設定した。また、ナイロン１２については、一次成形部Ｐ１、二次成形部Ｐ２の成形時ともに５０℃に設定した。
（本実施例に係る試験片の評価）
上記試験片Ｐの評価は、次のように行った。すなわち、試験片Ｐにつき、室温２３℃、湿度５０％の恒温室内にて、引張試験を行い（サンプル数：Ｎ＝５）、試験片Ｐが破断に至るまでの最大引張強さを測定した。この際、試験速度は５ｍｍ/ｍｉｎとした。なお、引張試験装置には万能材料試験機 (ＩＮＳＴＲＯＮ ４５０５)を用いた。
上記試験片Ｐの評価は、次のように行った。すなわち、試験片Ｐにつき、室温２３℃、湿度５０％の恒温室内にて、引張試験を行い（サンプル数：Ｎ＝５）、試験片Ｐが破断に至るまでの最大引張強さを測定した。この際、試験速度は５ｍｍ/ｍｉｎとした。なお、引張試験装置には万能材料試験機 (ＩＮＳＴＲＯＮ ４５０５)を用いた。
（本実施例に係る接合助剤および試験片の試験結果）
本実施例に係る接合助剤および試験片の試験結果を表１〜表１５に示す。
本実施例に係る接合助剤および試験片の試験結果を表１〜表１５に示す。
なお、実施例１〜３４に係る試験片は、ナイロン６樹脂よりなり、実施例３５〜６８に係る試験片は、ナイロン６６樹脂よりなり、実施例６９〜実施例７１に係る試験片は、ナイロン１２樹脂よりなる。
（比較例に係る接合助剤および試験片の試験結果）
先ず、比較例１〜５に係る試験片について説明する。
（比較例１）
ナイロン６樹脂を用い、一度の射出成形によって全体を試験片Ｐと同一形状に成形した以外は実施例に係る試験片と同様にして、比較例１に係る試験片を作製した。
比較例１に係る試験片の引張強さは７６．３ＭＰａ、標準偏差は０．８ＭＰａであった。
先ず、比較例１〜５に係る試験片について説明する。
（比較例１）
ナイロン６樹脂を用い、一度の射出成形によって全体を試験片Ｐと同一形状に成形した以外は実施例に係る試験片と同様にして、比較例１に係る試験片を作製した。
比較例１に係る試験片の引張強さは７６．３ＭＰａ、標準偏差は０．８ＭＰａであった。
（比較例２）
一次成形部Ｐ１の接合端面１に接合助剤を何ら塗布しなかった以外は実施例に係る試験片と同様にして、比較例２に係る試験片を作製した。なお、試験片の材料には、ナイロン６樹脂を用いた。
比較例２に係る試験片の引張強さは１３．３ＭＰａ、標準偏差は９．２ＭＰａであった。
一次成形部Ｐ１の接合端面１に接合助剤を何ら塗布しなかった以外は実施例に係る試験片と同様にして、比較例２に係る試験片を作製した。なお、試験片の材料には、ナイロン６樹脂を用いた。
比較例２に係る試験片の引張強さは１３．３ＭＰａ、標準偏差は９．２ＭＰａであった。
（比較例３）
ナイロン６６樹脂を用い、一度の射出成形によって全体を試験片Ｐと同一形状に成形した以外は実施例に係る試験片と同様にして、比較例３に係る試験片を作製した。
比較例３に係る試験片の引張強さは７８．８ＭＰａ、標準偏差は１．８ＭＰａであった。
ナイロン６６樹脂を用い、一度の射出成形によって全体を試験片Ｐと同一形状に成形した以外は実施例に係る試験片と同様にして、比較例３に係る試験片を作製した。
比較例３に係る試験片の引張強さは７８．８ＭＰａ、標準偏差は１．８ＭＰａであった。
（比較例４）
一次成形部Ｐ１の接合端面１に接合助剤を何ら塗布しなかった以外は実施例に係る試験片と同様にして、比較例４に係る試験片を作製した。なお、試験片の材料には、ナイロン６６樹脂を用いた。
比較例４に係る試験片の引張強さは６．１ＭＰａ、標準偏差は１．５ＭＰａであった。
一次成形部Ｐ１の接合端面１に接合助剤を何ら塗布しなかった以外は実施例に係る試験片と同様にして、比較例４に係る試験片を作製した。なお、試験片の材料には、ナイロン６６樹脂を用いた。
比較例４に係る試験片の引張強さは６．１ＭＰａ、標準偏差は１．５ＭＰａであった。
（比較例５）
ナイロン１２樹脂を用い、一度の射出成形によって全体を試験片Ｐと同一形状に成形した以外は実施例に係る試験片と同様にして、比較例５に係る試験片を作製した。
比較例５に係る試験片の引張強さは４３．１ＭＰａ、標準偏差は０．３ＭＰａであった。
ナイロン１２樹脂を用い、一度の射出成形によって全体を試験片Ｐと同一形状に成形した以外は実施例に係る試験片と同様にして、比較例５に係る試験片を作製した。
比較例５に係る試験片の引張強さは４３．１ＭＰａ、標準偏差は０．３ＭＰａであった。
（比較例６）
一次成形部Ｐ１の接合端面１に接合助剤を何ら塗布しなかった以外は実施例に係る試験片と同様にして、比較例６に係る試験片を作製した。なお、試験片の材料には、ナイロン１２樹脂を用いた。
比較例６に係る試験片の引張強さは５．９ＭＰａ、標準偏差は０．９ＭＰａであった。
一次成形部Ｐ１の接合端面１に接合助剤を何ら塗布しなかった以外は実施例に係る試験片と同様にして、比較例６に係る試験片を作製した。なお、試験片の材料には、ナイロン１２樹脂を用いた。
比較例６に係る試験片の引張強さは５．９ＭＰａ、標準偏差は０．９ＭＰａであった。
（上記試験結果の考察）
実施例１〜３４に係る試験片（ナイロン６使用）は、一度の射出成形により作製した比較例１に係る試験片と比較して、遜色のない接合強度を有していることが分かる。
実施例１〜３４に係る試験片（ナイロン６使用）は、一度の射出成形により作製した比較例１に係る試験片と比較して、遜色のない接合強度を有していることが分かる。
同様に、実施例３５〜６８に係る試験片（ナイロン６６使用）は、一度の射出成形により作製した比較例３に係る試験片と比較して、遜色のない接合強度を有していることが分かる。
同様に、実施例６９〜７１に係る試験片（ナイロン１２使用）は、一度の射出成形により作製した比較例５に係る試験片と比較して、遜色のない接合強度を有していることが分かる。
また、実施例１〜３４に係る試験片は、接合助剤を用いずに接合した比較例２に係る試験片と比較して、非常に優れた接合強度を有していることが分かる。
同様に、実施例３５〜６８に係る試験片は、接合助剤を用いずに接合した比較例４に係る試験片と比較して、非常に優れた接合強度を有していることが分かる。
同様に、実施例６９〜７１に係る試験片は、接合助剤を用いずに接合した比較例６に係る試験片と比較して、非常に優れた接合強度を有していることが分かる。
これは、接合端面１表面に本実施例に係る接合助剤が塗布されると、（Ａ）成分の還元作用により、接合端面１表面のポリアミド樹脂が活性化され、この活性化された接合端面１に付与成形部Ｐ２が射出溶着されたことにより、溶融状態のポリアミド樹脂が再結晶化する過程で、両者が主として化学結合により強固に結ばれて一体化されたためと推測される。
本発明は、上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、上記実施例においては、射出溶着法を用いてポリアミド樹脂一体成形物を作製した場合について説明したが、他にも、超音波溶着法、振動溶着法などを用い、ポリアミド樹脂成形物の接合部位同士を本発明に係る接合助剤を用いて互いに溶着してポリアミド樹脂一体成形物を作製することも可能なものである。
Ｐ 試験片
Ｐ１ 一次成形部
Ｐ２ 付加成形部
１ 接合端面
Ｐ１ 一次成形部
Ｐ２ 付加成形部
１ 接合端面
Claims (14)
- ポリアミド樹脂成形物が有する接合部位に接合助剤が塗布され、この接合部位に付加成形物部分となる別のポリアミド樹脂が溶着されて一体化されたポリアミド樹脂一体成形物であって、
前記接合助剤は、（Ａ）成分として、トリヒドロキシベンゼンおよび／またはトリヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、前記（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤を含むことを特徴とするポリアミド樹脂一体成形物。 - ポリアミド樹脂成形物が有する接合部位および／または別のポリアミド樹脂成形物が有する接合部位に接合助剤が塗布され、これら接合部位同士が互いに溶着されて一体化されたポリアミド樹脂一体成形物であって、
前記接合助剤は、（Ａ）成分として、トリヒドロキシベンゼンおよび／またはトリヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、前記（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤を含むことを特徴とするポリアミド樹脂一体成形物。 - 前記（Ａ）成分は、さらに、ジヒドロキシベンゼンおよび／またはジヒドロキシ安息香酸を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のポリアミド樹脂一体成形物。
- 前記（Ａ）成分の含有量は１重量％以上５０重量％以下、前記（Ｂ）成分の含有量は５０重量％以上９９重量％以下であることを特徴とする請求項１ないし３に記載のポリアミド樹脂一体成形物。
- 前記（Ｂ）成分は、前記有機溶剤が複数種類混合された混合有機溶剤であることを特徴とする請求項１ないし４に記載のポリアミド樹脂一体成形物。
- ポリアミド樹脂成形物が有する接合部位に接合助剤を塗布する工程と、
この接合部位に付加成形物部分となる別のポリアミド樹脂を溶着する工程とを有し、
前記接合助剤は、（Ａ）成分として、トリヒドロキシベンゼンおよび／またはトリヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、前記（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤を含むことを特徴とするポリアミド樹脂一体成形物の製造方法。 - ポリアミド樹脂成形物が有する接合部位および／または別のポリアミド樹脂成形物が有する接合部位に接合助剤を塗布する工程と、
これら接合部位同士を互いに溶着する工程とを有し、
前記接合助剤は、（Ａ）成分として、トリヒドロキシベンゼンおよび／またはトリヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、前記（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤を含むことを特徴とするポリアミド樹脂一体成形物の製造方法。 - 前記（Ａ）成分は、さらに、ジヒドロキシベンゼンおよび／またはジヒドロキシ安息香酸を含むことを特徴とする請求項６または７に記載のポリアミド樹脂一体成形物の製造方法。
- 前記（Ａ）成分の含有量は１重量％以上５０重量％以下、前記（Ｂ）成分の含有量は５０重量％以上９９重量％以下であることを特徴とする請求項６ないし８に記載のポリアミド樹脂一体成形物の製造方法。
- 前記（Ｂ）成分は、前記有機溶剤が複数種類混合された混合有機溶剤であることを特徴とする請求項６ないし９に記載のポリアミド樹脂一体成形物の製造方法。
- （Ａ）成分として、トリヒドロキシベンゼンおよび／またはトリヒドロキシ安息香酸、（Ｂ）成分として、前記（Ａ）成分を溶解または分散可能な有機溶剤を含むことを特徴とするポリアミド樹脂の接合助剤。
- 前記（Ａ）成分は、さらに、ジヒドロキシベンゼンおよび／またはジヒドロキシ安息香酸を含むことを特徴とする請求項１１に記載のポリアミド樹脂の接合助剤。
- 前記（Ａ）成分の含有量は１重量％以上５０重量％以下、前記（Ｂ）成分の含有量は５０重量％以上９９重量％以下であることを特徴とする請求項１１または１２に記載のポリアミド樹脂の接合助剤。
- 前記（Ｂ）成分は、前記有機溶剤が複数種類混合された混合有機溶剤であることを特徴とする請求項１１ないし１３に記載のポリアミド樹脂の接合助剤。
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