JP2005305955A - ポリアミド樹脂一体成形物の製造方法およびその製造方法により製造されたポリアミド樹脂一体成形物 - Google Patents

Abstract

【課題】従来より短い接合時間であっても、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製造方法を提供すること。
【解決手段】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、接合部位表面のポリアミド樹脂を加熱溶融する工程と、接合部位同士を互いに圧着して溶着する工程と、溶着されて一体化されたポリアミド樹脂一体成形物を冷却する工程とを有し、上記接合助剤に、（Ａ）成分として、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシ安息香酸、トリヒドロキシベンゼンおよびトリヒドロキシ安息香酸から選択される少なくとも１種の化合物、（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むものを用いる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ポリアミド樹脂一体成形物の製造方法およびその製造方法により製造されたポリアミド樹脂一体成形物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などには、複数のポリアミド樹脂成形物の接合部位同士を、加熱された熱板を近接させて溶融した後、この溶融部分を圧着して溶着することにより（いわゆる、熱板溶着法）、ポリアミド樹脂一体成形物を製造する製造方法が開示されている。

特開２００３−１３０３７号

しかしながら、上記熱板溶着法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、以下のような問題があった。

すなわち、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などの特性を有している。そのため、例えば、上記熱板溶着法を用いてポリアミド樹脂成形物同士を接合するには、ポリアミド樹脂成形物が有する接合部位表面を、過度の時間と熱をかけて加熱溶融する必要があった。

それゆえ、接合工程に時間がかかり、生産性が悪化するといった問題があった。また、接合部位表面が長時間高熱に曝されることにより、ポリアミド樹脂が炭化し易いといった問題があった。また、過剰な熱により、強度の劣る再溶融再凝固層が生じ易く、高い接合強度が得られ難いといった問題があった。

加えて、接合部位の肉厚を厚くするなどして、いわゆる接合しろを形成し、これにより接合強度を確保する必要があることから、ポリアミド樹脂一体成形物の形状自由度が低いといった問題があった。

さらには、接合部位同士を圧着した際に、溶融したポリアミド樹脂が接合界面よりはみ出すことから、それを製品外面より露出させないようにリブを接合部位周辺に設ける必要が生じ、ポリアミド樹脂一体成形物の外観品質に劣るといった問題があった。

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、従来より短い接合時間であっても、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製造方法を提供することにある。また、本発明が解決しようとする他の課題は、接合部位に接合しろなどを設けなくても、高い接合強度を有し、外観品質に優れたポリアミド樹脂一体成形物が得られる製造方法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、前記接合部位表面のポリアミド樹脂を加熱溶融する工程と、前記接合部位同士を互いに圧着して溶着する工程と、前記溶着されて一体化されたポリアミド樹脂一体成形物を冷却する工程とを有し、前記接合助剤は、（Ａ）成分として、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシ安息香酸、トリヒドロキシベンゼンおよびトリヒドロキシ安息香酸から選択される少なくとも１種の化合物、（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の製造方法は、請求項１に記載のものであって、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の製造方法は、請求項１または２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４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１ないし３に記載のものであって、前記ポリアミド樹脂の加熱溶融は、前記ポリアミド樹脂を溶融可能な温度に加熱された板状部材を前記接合部位表面に近接または接触させることによ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に記載のポリアミド樹脂一体成形物の製造方法により製造されたもの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の製造方法により得られ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および／または別のポリアミド樹脂成形物の接合部位が、上記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いる。

そのため、本発明に係るポリアミド樹脂一体成形物の製造方法によれば、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を製造できる。

また、高い接合強度を得るために、接合部位表面を過度に加熱溶融する必要がないので、従来より短い接合時間で接合でき、生産性が向上する。また、強度に劣る再溶融再凝固層やポリアミド樹脂の炭化も生じ難い。

また、接合部位同士は主として化学結合により結合されるので、接合面積が狭い場合であっても、ポリアミド樹脂成形物同士は強固に接合される。そのため、ポリアミド樹脂成形物の肉厚程度しか接合面積がない場合でも、高い接合強度を有するポリアミド樹脂一体成形物を製造できる。また、接合部位の肉厚を厚くするなどして接合しろを形成し、これにより接合強度を確保する必要性がないので、形状自由度に優れたポリアミド樹脂一体成形物を製造できる。

さらに、接合部位同士の圧着時に発生するはみ出し部分を極力抑制することができるため、それを製品外面より露出させないようにリブを接合部位周辺に設ける必要がなく、外観品質に優れたポリアミド樹脂一体成形物を製造できる。

この際、上記接合助剤中の（Ａ）成分の含有量を１重量％以上５０重量％以下、（Ｂ）成分の含有量を５０重量％以上９９重量％以下の範囲内とした場合には、上記作用効果に優れる。

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たポリアミド樹脂一体成形物が得られる。

また、ポリアミド樹脂の加熱溶融が、ポリアミド樹脂を溶融可能な温度に加熱された板状部材を接合部位表面に近接または接触させることによる方法であれば、接合部位表面のポリアミド樹脂を比較的簡易に加熱溶融できる。

一方、本発明に係るポリアミド樹脂一体成形物は、上記製造方法により製造されたものであるので、高い接合強度を有し、接合信頼性に優れる。また、接合部位表面のポリアミド樹脂の炭化も生じ難い。また、形状自由度、外観品質に優れる。

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の製造方法（以下、「本製造方法」という。）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、接合部位表面のポリアミド樹脂を加熱溶融する工程と、接合部位同士を互いに圧着して溶着する工程と、溶着されて一体化されたポリアミド樹脂一体成形物を冷却する工程とを有している。

本製造方法において、ポリアミド樹脂成形物とは、最終的に製造したいポリアミド樹脂一体成形物を複数に分割して成形したものを指す。このポリアミド樹脂成形物は、具体的には、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、切削加工などを用いて製造することができる。

ここで、上記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。また、ポリアミド樹脂成形物は、接合部位を有すれば、他の接合部位に別のポリアミド樹脂成形物が既に接合されていても構わない。また、ポリアミド樹脂成形物の形状は、中空形状など、用途に合わせて適宜選択することができる。

また、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。

本製造方法において、接合助剤の接合部位への塗布手段は、接合部位へ薄く延ばして定量塗布できれば、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手段を用いることができる。

本製造方法において、接合部位表面のポリアミド樹脂を加熱溶融する手段としては、熱板、超音波、振動、熱風、高周波、レーザー、電磁誘導、赤外線などの各種の加熱溶融手段を用いることができ、これらは単独で用いても、組み合わせて用いても良い。

このうち、簡易かつ確実に接合部位表面のポリアミド樹脂を加熱溶融させることができる観点から、ポリアミド樹脂を溶融可能な温度に加熱された熱板を好適に用いることができる。

なお、ポリアミド樹脂の加熱溶融は、上記加熱溶融手段を接合部位表面に直接接触させた状態で行っても良いし、非接触の状態で行っても良い。

この際、加熱溶融する時間としては、加熱溶融手段の種類、接合部位の面積などを考慮して適宜決定することができる。

なお、加熱溶融時間が短くなり過ぎると、接合はできるが、十分な接合強度が得られない傾向がある。一方、加熱溶融時間が長くなり過ぎると、接合工程に時間がかかるばかりでなく、接合部位表面の改質が進行し、接合面の強度を維持する上でかえって悪影響を及ぼす場合がある。また、接合界面より溶融した樹脂がはみ出し易くなり、外観品質が悪くなるなどの問題も生じ易い。

本製造方法において、接合部位同士を互いに圧着する手段としては、ポリアミド樹脂成形物の接合部位と別のポリアミド樹脂成形物の接合部位とを対向させた状態で、接合部位同士が接近する方向に所定時間、所定圧力で加圧できる手段であれば、何れの圧着手段であっても用いることができる。

本製造方法において、溶着されて一体化されたポリアミド樹脂成形物を冷却する手段としては、空冷、水冷、放冷などの各種の冷却手段を用いることができ、これらは単独で用いても、組み合わせて用いても良い。

ここで、本製造方法では、従来にない新規な接合助剤を接合部位に塗布している。以下、この接合助剤について詳細に説明する。

上記接合助剤は、（Ａ）成分として、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシ安息香酸、トリヒドロキシベンゼンおよびトリヒドロキシ安息香酸から選択される少なくとも１種の化合物、（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。

また、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。

これら化合物は、それぞれ単独であっても、また、組み合わせて用いても良い。具体的な組み合わせとしては、ジヒドロキシベンゼンおよびジヒドロキシ安息香酸、トリヒドロキシベンゼンおよびトリヒドロキシ安息香酸、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と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などが挙げられる。

一方、（Ｂ）成分の有機溶剤としては、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、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３０重量％以下、（Ｂ）成分の含有量が、７０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良い。

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）成分を溶解または分散させることが困難になる傾向が見られる。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。

また、上記接合助剤は、（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、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。

ここで、本製造方法によれば、従来より短い接合時間で高い接合強度を有するポリアミド樹脂一体成形物が得られる。その理由は、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上記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表面改質されて化学的に活性化される。そしてこの活性化された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。

また、高い接合強度を得るために、接合部位表面を過度に加熱溶融する必要がないので、ポリアミド樹脂の炭化も生じ難い。そのため、この炭化部分が接合界面に介在し難く、上記化学結合が阻害され難い。また、強度に劣る再溶融再凝固層も生じ難い。

したがって、本製造方法によれば、従来より短い接合時間であっても、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。

（本実施例に係るポリアミド樹脂一体成形物の製造）
以下の手順により、熱板溶着法を用いてポリアミド樹脂一体成形物（以下、「一体成形物」という。）を製造した。初めに、熱板溶着法を用いた一体成形物の製造方法の概略について、図１〜図５を用いて説明する。

図１に示すように、成形物１０および成形物１１は、ともにポリアミド樹脂よりなり、予め射出成形により製造されたものである。成形物１０および成形物１１は、それぞれ接合端面１２、１３を有しており、これら接合端面１２、１３同士が互いに接合されることにより、最終的に中空タンク形状の一体成形物１４（図５参照）が製造される。なお、成形物１０および成形物１１の接合端面１２、１３周辺にはリブ１５、１６が設けられているが、これらリブ１５、１６は、本発明では基本的にはなくても構わない。

図１において、成形物１０および成形物１１は、熱板溶着装置の上側治具１７および下側治具１８にそれぞれ保持されている。上側治具１７および下側治具１８は、互いの相対間隔を可変できるようになっており、また、成形物１０の接合端面１２と成形物１１の接合端面１３とを位置合わせした状態で加圧できるようになっている。

また、上側治具１７および下側治具１８の右側には、金属製の熱板１９が待避位置で保持されている。この状態のときに、成形物１０の接合端面１２および／または成形物１１の接合端面１３に、後述する成分割合の接合助剤が塗布される。

次に、図２に示すように、ポリアミド樹脂が溶解する温度に加熱された熱板１９を、成形物１０の接合端面１２と成形物１１の接合端面１３との間に移動させる。次いで、上側治具１７および下側治具１８を、互いの相対位置が接近する方向に移動させる。これにより、接合端面１２のポリアミド樹脂および接合端面１３のポリアミド樹脂は、所定時間、所定温度にて加熱溶融される。

次に、図３に示すように、上側治具１７および下側治具１８を、互いの相対位置が離間する方向に移動させ、熱板１９をもとの位置に待避させる。

次に、図４に示すように、上側治具１７および下側治具１８を、互いの相対位置を接近させる方向に再び移動させ、成形物１０の接合端面１２と成形物１１の接合端面１３とを、所定圧で所定時間だけ圧着して両者を溶着する。

次に、成形物１０および成形物１１が溶着されて一体化されたポリアミド樹脂一体成形物１４を冷却手段（図示されない）により冷却する。

次に、図５に示すように、上側治具１７および下側治具１８を、互いの相対位置が離間する方向に移動させる。これにより、一体成形物１４が両治具１７、１８より解放され、中空タンク形状の一体成形物１４が得られる。

ここで、本実施例に係る一体成形物の製造では、ポリアミド樹脂を加熱する加熱時間を１０秒、１７．５秒の２通りとした。

また、成形物１０の材料として、ナイロン６（東レ株式会社製「アミランＣＭ１０２６」）、成形物１１の材料として、ガラスファイバーにより強化されたナイロン６（東レ株式会社製「アミランＣＭ１０１１Ｇ３０」）を用いた。

また、熱板溶着装置は、株式会社ユニテク製「ＳＬＣ４５３０」を用いた。この際、熱板の温度は、上側を５０２〜５１２℃、下側を５０３〜５１３℃に設定した。また、圧着時の設定圧力は、０．２ＭＰａ、冷却時の設定圧力は、０．３ＭＰａとした。

また、接合助剤には、（Ａ）成分として、１，３ジヒドロキシベンゼンを７．５重量％、３，５ジヒドロキシ安息香酸を７．５重量％、（Ｂ）成分として、メタノールを４２．５重量％、イソプロピルアルコールを４２．５重量％となるように所定量秤量し、これらをスターラーを用いて良く混合して得たものを用いた。

なお、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。

（比較例に係るポリアミド樹脂一体成形物の製造）
一方、上記実施例に係る一体成形物の製造において、上記接合助剤を塗布しなかった以外は実施例に係る一体成形物と同様にして比較例に係る一体成形物を製造した。

（一体成形物の評価試験）
上記のようにして製造された一体成形物つき、耐圧試験による破壊強度を測定した。この際、耐圧試験装置には、油圧タイプの手動昇圧ポンプを使用し、１ヶ３分程度で昇圧して破壊するピーク強度を測定した。また、サンプル数は、Ｎ＝３とした。

また、成形物の接合部を短冊状に切り出し、引張試験による最大引張力を測定した。この際、引張試験装置には、万能材料試験機 (ＩＮＳＴＲＯＮ ４５０５)を用いた。また、引張試験速度は５ｍｍ/ｍｉｎとし、サンプル数は、Ｎ＝５とした。

また、接合された部分の接合面積を測定し、引張試験による破壊強度を算出した。

なお、上記評価試験において、耐圧試験による破壊強度が０．８ＭＰａ以上、最大引張力が８０ｋｇｆ以上、引張試験による破壊強度が２２ＭＰａ以上をそれぞれ合格とした。

上記試験結果を表１に示す。なお、表中、合格を○、不合格を×として表記している。

すべての評価項目（耐圧試験による破壊強度、最大引張力、引張試験による破壊強度）について、本実施例に係る一体成形物と比較例に係る一体成形物とを比較した場合、本実施例に係る一体成形物は、長い加熱時間（１７．５秒）では勿論のこと、短い加熱時間（１０秒）であっても上記基準を満たしていることが分かる。

これに対し、比較例に係る一体成形物は、長い加熱時間（１７．５秒）では上記基準を満たしているが、短い加熱時間（１０秒）では、上記基準を満足していないことが分かる。

また、本実施例に係る一体成形物は、比較例に係る一体成形物に比べ、短い加熱時間であっても、高い接合強度を有していることが分かる。

したがって、本実施例に係る一体成形物の製造方法によれば、従来よりも短い加熱時間であっても、高い接合強度を備えた一体成形物を製造できる。それ故、製造のサイクルタイムを短縮化でき、生産性を向上させることが可能となる。また、高い接合強度を得るために、ポリアミド樹脂を加熱溶融する時間が短くて済むので、ポリアミド樹脂の炭化や再溶融再凝固層の発生を極力抑制できる。

また、引張試験による破壊強度について見てみると、本実施例に係る一体成形物（加熱時間１０秒）の方が、比較例に係る一体成形物（加熱時間１７．５秒）よりも引張試験による破壊強度の値が大きい。

つまり、本実施例に係る一体成形物の製造方法によれば、より狭い接合面積であっても、高い接合強度を有する一体成形物が得られることが分かる。それ故、接合端面の肉厚を厚くして接合しろを形成し、これにより接合強度を確保する必要性がないので、形状自由度に優れた一体成形物を製造できる。

さらに、接合端面同士の圧着時に発生するはみ出し部分を極力抑制することができるため、それを製品外面より露出させないようにリブを接合端面周辺に設ける必要がなく、外観品質に優れた一体成形物を製造できる。

（他の接合助剤を用いて製造した一体成形物の評価）
次に、（Ａ）成分として、１，２，３トリヒドロキシベンゼン、３，５ジヒドロキシ安息香酸、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、（Ｂ）成分として、メタノール、イソプロピルアルコールを、後述する表２〜６の配合となるように所定量秤量し、これらをスターラーを用いて良く混合して得た接合助剤を用いた以外は、上記と同様の手順に従い、実施例１〜３０に係る一体成形物を製造した。また、上記接合助剤を塗布しなかった以外は実施例に係る一体成形物と同様にして比較例１に係る一体成形物を製造した。

なお、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は、和光純薬工業株式会社製である。

次いで、これらの実施例１〜３０に係る一体成形物、比較例１に係る一体成形物つき、耐圧試験による破壊強度を測定した。なお、本耐圧試験では、破壊強度が０．８ＭＰａ未満のものを不合格（×）とし、０．８ＭＰａ以上１．１ＭＰａ未満のものを合格（Ｂ）、１．１ＭＰａ以上のものを合格（Ａ）とした。用いた接合助剤の配合と実施例１〜３０に係る一体成形物の試験結果を表２〜表６に示す。

表２〜表６に示されるように、実施例１〜３０に係る一体成形物は、比較例１に係る一体成形物に比較して、何れも加熱時間が１０秒程度で十分な接合強度を有していることが分かる。

次に、図６は、比較例１に係る一体成形物の接合部分を切断した断面写真である。また、図７は、実施例１５に係る一体成形物の接合部分を切断した断面写真である。図６および図７によれば、両一体成形物ともに成形物１０、１１同士が接合されていることが分かる。

また、実施例１５に係る一体成形物は、比較例１に係る一体成形物と比較して、はみ出し部分２０がほとんど形成されていないことが分かる。

図８は、比較例１に係る一体成形物の破壊試験後の接合部分を切断した断面写真である。また、図９は、実施例１５に係る一体成形物の破壊試験後の接合部分を切断した断面写真である。図８および図９によれば、両一体成形物ともに破壊されているのは、再溶融再凝固層であるはみ出し部分２０の界面であることが分かる。

最大引張強度は、比較例１よりも実施例１５の方が良好であったことを考慮すると、このはみ出し部２０は、成形物本体側のポリアミド樹脂が溶融して再凝固した再溶融再凝固層であると考えられる。

この再溶融再凝固層は、接合プロセスの中で最も加熱されて溶解した部分であり、一部は過剰な熱によって炭化していると考えられる。

そのため、この炭化部分が接合界面に介在する事で、得られる一体成形物の接合部強度が低下すると考えられる。また、一般的に高分子の再溶融再凝固層は、熱分解による分子切断も一部あり、樹脂本来の強度に比較して、相当程度低下すると考えられる。

しかしながら、本製造方法によれば、サイクルタイムを短く、かつ、接合面積を小さくすることができ、変形量の小さな接合が行えるので、はみ出し部２０の発生を極力抑制することが可能である。そのため、得られる一体成形物の接合強度が大きくなることが実施例より裏付けられた。

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、熱板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、振動溶着、熱風溶着、高周波溶着、レーザー溶着、電磁誘導溶着、赤外線溶着などを用い、ポリアミド樹脂成形物の接合部位同士を上記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。

熱板溶着装置の上側治具および下側治具に各成形物が保持されている状態を示した図である。 各成形物の接合端面の間に熱板を近接させ、接合端面のポリアミド樹脂を加熱溶融する状態を示した図である。 熱板をもとの位置に待避させた状態を示した図である。 各成形物を圧着して溶着している状態を示した図である。 中空タンク形状のポリアミド樹脂一体成形物が各治具より解放された状態を示した図である。 比較例１に係る一体成形物の接合部分を切断した断面写真である。 実施例１５に係る一体成形物の接合部分を切断した断面写真である。 比較例１に係る一体成形物の破壊試験後の接合部分を切断した断面写真である。 実施例１５に係る一体成形物の破壊試験後の接合部分を切断した断面写真である。

符号の説明

１０ 成形物
１１ 成形物
１２ 接合端面
１３ 接合端面
１４ ポリアミド樹脂一体成形物
１５ リブ
１６ リブ
１９ 熱板
２０ はみ出し部分

Claims (5)

1. 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、
   前記接合部位表面のポリアミド樹脂を加熱溶融する工程と、
   前記接合部位同士を互いに圧着して溶着する工程と、
   前記溶着されて一体化されたポリアミド樹脂一体成形物を冷却する工程とを有し、
   前記接合助剤は、
   （Ａ）成分として、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシ安息香酸、トリヒドロキシベンゼンおよびトリヒドロキシ安息香酸から選択される少なくとも１種の化合物、
   （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。
2. 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に記載のポリアミド樹脂一体成形物の製造方法。
3. 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または２に記載のポリアミド樹脂一体成形物の製造方法。
4. 前記ポリアミド樹脂の加熱溶融は、前記ポリアミド樹脂を溶融可能な温度に加熱された板状部材を前記接合部位表面に近接または接触させることによ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の製造方法。
5. 請求項１ないし４に記載のポリアミド樹脂一体成形物の製造方法により製造されたポリアミド樹脂一体成形物。