JPWO2001062468A1 - Ｆｒｐ成形品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

熱可塑性樹脂と該熱可塑性樹脂中に平均繊維長が０．１乃至７ｍｍの樹脂強化繊維が分散して混在するホットランナー射出成形により成形されたＦＲＰ成形品およびそのホットランナー射出成形方法。当該成形品は、電子端末機器、携帯電話機などのハウジングとして好ましく用いられる。

Description

技術分野
本発明は、ＦＲＰ成形品およびその製造方法に関する。
本発明に係るＦＲＰ成形品は、熱可塑性樹脂からなるマトリックス樹脂と該マトリックス樹脂中に分散して混在する平均繊維長が、０．１乃至７ｍｍの強化繊維とからなる。このＦＲＰ成形品は、薄肉で、機械的特性に優れ、体積抵抗が小さい特性を有し、電子端末機器、携帯電話などのハウジングとして好ましく用いられる。
本発明に係る成形品は、ホットランナー射出成形法により製造される。
背景技術
合成樹脂からなる射出成形品は、例えば、機能部品、機構部品等の構造部品や、事務機器、電子端末機器、携帯電話などのハウジングに広く用いられている。特に、炭素繊維で補強された樹脂からなる射出成形品は、優れた機械的特性と高い電磁波シールド性を有するため、コンピュータの端末機器、携帯電話などのハウジングに広く用いられている。
熱可塑樹脂成形品の多くは、射出成形法により製造されている。射出成形法を用いて所望の熱可塑性樹脂からなる射出成形品を製造する場合、製品となる部分以外にスプルランナーと呼ばれる成形後に廃棄される部分が生じる。通常、スプルランナーの成形品に対する重量割合は小さく、また、スプルランナーの形状もさほど問題とならない。
しかしながら、炭素繊維あるいは他の補強繊維で補強された成形品を射出成形する場合、特に、パーソナルコンピュータの端末機器の筐体のような形状が複雑でサイズの大きい成形品を射出成形する場合、用いられる熱可塑性樹脂と補強繊維との混合物からなる溶融樹脂の流動性は、あまり良くない。そのため、溶融樹脂を射出するための多数のゲートを使用する多点ゲート成形が用いられる。この場合、成形品におけるスプルランナー部分の成形品に対する重量割合は大きくなり、結果として廃棄する材料が多くなる。
強化繊維により補強された熱可塑性樹脂は、一般のエンジニアリングプラスチックに比べて、材料単価が高い。そのため、従来の成形方法では、廃棄するスプルランナー部分が多く、成形品のコストアップの要因となっていた。
スプルランナー部分があると、そこを流動する溶融樹脂が流動抵抗の影響を受け、溶融樹脂に含まれている強化繊維が破損し、細かくなる。それがため、得られた成形品の物性は、低下する。
ホットランナーを用いた射出成形は、強化繊維を含まない熱可塑性のエンジニアリングプラスチックの成形に、既に実用化されている。
一方、強化繊維を含む熱可塑性樹脂をホットランナーを用いた射出成形により成形を試みている事例は、数例知られている。炭素繊維を強化繊維とした熱可塑性樹脂のホットランナーを用いた射出成形の試みは、知られていない。
これは、ホットランナー射出成形により、強化繊維により補強された熱可塑樹脂を成形する場合、製品の外観、製品の反りなどの不良が発生する可能性が予想されること、この予想される不良を技術的に解決する手段の検討がなされていないため、成形品メーカーにおいて、この技術を採用し、販売し得る成形品を製造するには、リスクが大きいとの判断があることによる。
本発明は、高機能材料である強化繊維により補強された熱可塑性樹脂の射出成形品のコストアップの要因となっているスプルランナー部分を大幅に低減し、かつ、強化繊維により補強された熱可塑性樹脂の射出成形品であっても、製品の外観、製品の反りなどの不良部分が実質的にない成形品を提供することを目的とする。
発明の開示
上記目的を達成する本発明に係るＦＲＰ成形品は、次の通りである。
熱可塑性樹脂と該熱可塑性樹脂中に平均繊維長が０．１乃至７ｍｍの樹脂強化繊維が分散して混在するホットランナー射出成形により成形されたＦＲＰ成形品。
本発明に係るＦＲＰ成形品において、前記繊維が、炭素繊維、ガラス繊維およびアラミド繊維の群から選ばれた少なくとも１種の繊維であることが好ましい。
本発明に係るＦＲＰ成形品において、前記ホットランナー射出成形に用いられるホットランナースプルの長さが、１０乃至６００ｍｍであることが好ましい。
本発明に係るＦＲＰ成形品において、前記ホットランナースプルの先端に設けられたゲートを開閉するゲートピンの先端により形成された凹部が、成形品の表面に存在することが好ましい。
本発明に係るＦＲＰ成形品において、前記凹部の直径が、０．１乃至１０ｍｍ、深さが、２ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明に係るＦＲＰ成形品において、前記ホットランナースプルの本数が、複数であり、該複数のホットランナースプルの先端に設けられた各ゲートの開閉が、それぞれ独立に制御可能であることが好ましい。
本発明に係るＦＲＰ成形品において、前記ホットランナースプルの本数が、複数であり、該複数のホットランナースプルに係合された射出成形機の第１スプルを通過した樹脂が、各樹脂流路を通り、各ホットランナースプルの先端に設けられた各ゲートから実質的に同時期に射出されることが好ましい。
本発明に係るＦＲＰ成形品において、前記各樹脂流路の幾何学的長さが、それぞれ等しいことが好ましい。
本発明に係るＦＲＰ成形品において、前記各ゲートの開閉タイミングに、時間差があることが好ましい。
本発明に係るＦＲＰ成形品において、当該成形品が筐体であることが好ましい。
上記目的を達成する本発明に係るＦＲＰ成形品の製造方法は、次の通りである。
（ａ）マトリックス樹脂が熱可塑性樹脂であり、該マトリックス樹脂中に平均繊維長が０．１乃至７ｍｍの樹脂強化繊維が混入してなる樹脂ペレットを、射出成形機の樹脂溶融シリンダー内で２２０乃至３５０℃に加熱し溶融し、前記繊維が分散して混在する樹脂溶融物を準備する第１工程と、
（ｂ）第１工程にて得られた前記樹脂溶融物を、前記射出成形機の第１スプルを通じて、ホットランナー射出成形装置の樹脂流路を経て、ホットランナースプルに供給し、ホットランナースプルのゲートを開閉させ、成形品を成型する金型のキャビティー内への前記樹脂溶融物の射出開始、終了を制御し、前記キャビティー内に供給された前記樹脂溶融物を前記金型内で固化せしめた後、前記金型を開放し、成形された成形品を取り出してなる第２工程と、
からなるＦＲＰ成形品の製造方法。
本発明に係るＦＲＰ成形品の製造方法において、前記ホットランナースプルの長さが、１０乃至６００ｍｍであることが好ましい。
本発明に係るＦＲＰ成形品の製造方法において、前記ゲートが、該ゲートに出入するゲートピンにより開閉され、該ゲートピンの先端により前記成形品の表面に凹部が形成されることが好ましい。
本発明に係るＦＲＰ成形品の製造方法において、前記凹部の直径が、０．１乃至１０ｍｍ、深さが、２ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明に係るＦＲＰ成形品の製造方法において、前記ホットランナースプルの本数が、複数であり、該ホットランナースプルの先端に設けられた各ゲートの開閉が、それぞれ独立に制御可能であることが好ましい。
本発明に係るＦＲＰ成形品の製造方法において、前記ホットランナースプルの本数が、複数であり、該複数のホットランナースプルに係合された射出成形機の第１スプルを通過した樹脂が、各樹脂流路を通り、各ホットランナースプルの先端に設けられた各ゲートから実質的に同時期に射出されることが好ましい。
本発明に係るＦＲＰ成形品の製造方法において、前記各樹脂流路の幾何学的長さが、それぞれ等しいことが好ましい。
本発明に係るＦＲＰ成形品の製造方法において、前記各ゲートの開閉タイミングに、時間差があることが好ましい。
発明を実施するための最良の形態
本発明のＦＲＰ成形品の製造に用いられる熱可塑性樹脂としては、射出成形可能なものであれば特に制限はない。ポリアミド樹脂、あるいは、ポリカーボネート樹脂が、好ましく用いられる。
ポリアミド樹脂とは、分子中に酸アミド結合（−ＣＯＮＨ−）を有するものである。具体的には、ε−カプロラクタム、６−アミノカプロン酸、ω−エナントラクタム、７−アミノヘプタン酸、１１−アミノウンデカン酸、９−アミノノナン酸、α−ピロリドン、α−ピレリドンなどから得られる重合体または共重合体、ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、メタキシリレンジアミンなどのジアミンとテレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸などのジカルボン酸とを重縮合して得られる重合体または共重合体、もしくは、これらのブレンド物がある。
成形品の機械的特性、成形品の表面特性から、６−ナイロン、６６−ナイロンが好ましく用いられ、６−ナイロンが特に好ましく用いられる。
上記のポリアミド樹脂には、他の樹脂を混合することも出来る。混合する樹脂としては、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリエステルなどがある。
ポリアミドと反応性を有するエステルなどを持つポリマーを混合する場合は、必要に応じて反応を抑制するために、ポリアミド末端を酸無水物などで予め反応させて、末端封鎖を行うことも出来る。
ポリアミド樹脂は、靭性が大きく、機械的強度に優れている。
ポリカーボネート樹脂とは、一般に次の式で示される炭酸とグリコール、または、２価フェノールのポリエステルである。
式：　−（−Ｏ−Ｒ−Ｏ−ＣＯ−）ｎ−　（Ｒ：２価の脂肪族または芳香族基）
Ｒは、次の式で示される構造を有するジフェニルアルカンであると、融点が高く、耐熱性、耐光性、炭酸性などの優れており、好ましい。
式：　−Ａｒ−ＣＲ’Ｒ”−Ａｒ−　（Ａｒ：ベンゼン環、Ｒ’、Ｒ”：Ｈ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５）
特に次の式で示される２，２−ビス（４−オキシフェニル）プロパンからなるポリ炭酸エステルが好ましい。
式：　−（−Ｏ−Ａｒ−Ｃ　Ｍｅ_２−Ａｒ−Ｏ−ＣＯ−）ｎ−　（Ｍｅ：メチル基）
これらの水素原子などが、ハロゲンや炭化水素基等で置換されていても良い。
ポリカーボネート樹脂としては、それのみでも良いし、適当なアロイでも良い。
ポリカーボネート／ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）（混合重量比は、２０／８０−８０／２０が好ましく、より好ましくは、４０／６０−６０／４０である）やポリカーボネート／ＡＳＡ（アクリロニトリル・スチレン・アクリルゴム）（混合重量比は、２０／８０−８０／２０が好ましく、より好ましくは、４０／６０−６０／４０である）。その他樹脂とのアロイや混合物等も好ましく用いられる。
ポリカーボネート樹脂は、収縮性が低く、低反り性に優れている。
ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂以外の熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル系樹脂などがあげられる。
これら熱可塑性樹脂は、単独でも、混合物でも、共重合体であっても良い。混合物の場合には、相溶化剤を併用しても良い。
難燃剤として、臭素系難燃剤、シリコン系難燃剤、赤燐などを加えても良い。リン酸エステルやカーボンブラックを配合しても良い。
複数の種類の樹脂の混合物からなる熱可塑性樹脂を用いる場合には、ポリアミド樹脂あるいはポリカーボネート樹脂を主成分とすることが好ましく、その含有量は、６０重量％以上であることが好ましい。
混合物中に、０．１−１０重量％の難燃剤、または、０．１−３０重量％のカーボンブラックなどを混入しても良い。
成形品の用途に応じて、染料、顔料、成形性改良剤、発泡剤などを配合することが出来る。
成形品中には、熱可塑性樹脂が、３０−９５重量％含有されていることが好ましく、より好ましくは、４０−９０重量％である。この範囲を下回ると、樹脂成分が少ないため、成形時に流動不良を生じる。この範囲を上回ると、樹脂成分が多いため、強化繊維の効果が小さくなる。
本発明のＦＲＰ成形品に用いられる強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などがある。
成形品の曲げ特性、強度の観点から、強化繊維単体の引張弾性率は、１０，０００−５０，０００ｋｇｆ／ｍｍ^２が好ましく、２０，０００−３０，０００ｋｇｆ／ｍｍ^２がより好ましい。同様に、強化繊維単体の引張強さは、２００−６００ｋｇｆ／ｍｍ^２が好ましく、３００−５５０ｋｇｆ／ｍｍ^２がより好ましい。
成形品中には、強化繊維が、成形性、特性発現率などの点より、５−３０重量％含有されていることが好ましく、より好ましくは、１５−３０重量％である。
電磁波シールド性を満足させるためには、成形品の体積抵抗率を低減することが重要でかつ最も効果が大きい。そのためには、成形品の体積抵抗率が、０．０００１−０．０１Ω・ｍであることが好ましい。
成形品の熱伝導率や線膨張率など機械特性の向上ならびに成形品の体積抵抗率を低減させるためには、強化繊維として、炭素繊維を用いるのが好ましい。
炭素繊維の密度は、１．７０−１．９５であることが好ましく、１．７６−１．８５であることがより好ましい。炭素繊維の単糸径は、５−８μｍであることが好ましく、６．５−７．５μｍであることがより好ましい。
本発明のＦＲＰ成形品の製造において、フィラーを用いることが出来る。フィラーとしては、ワラステナイト、セピオライト、チタン酸カリウム、ゾノトライト、ホスフェートファイバー、ドーソナイト、石膏繊維、硫化モリブデン（ＭＯＳ）、ホウ酸アルミ、針状炭カル、テトラポット型酸化亜鉛、炭化珪素、窒化珪素、気相成長炭素繊維、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、塩基性硫酸マグネシウムなどの単体、もしくは、これらの組み合わせでも良い。
ワラステナイト、セピオライト、チタン酸カリウム、ゾノトライト、ホスフェートファイバー、ドーソナイト、石膏繊維、ＭＯＳ、ホウ酸アルミ、針状炭酸カルシウム、テトラポット型酸化亜鉛、炭化珪素、窒化珪素、気相成長炭素繊維、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、塩基性硫酸マグネシウムの表面に炭素被覆またはシランカップリング処理などを施したものを単体、もしくは、これらの組み合わせとして使用しても良い。
成形品の成形性、外観の点から、ワラステナイト、セピオライト、チタン酸カリウムが好ましく、成形品の低反り性、剛性、強度向上の観点等の各特性の発現性の面から、チタン酸カリウム（Ｋ_２Ｏ・ｎＴｉ_２）（ｎ＝１，２，４，６，８、ｎ＝８が特に好ましい）がより好ましい。
前記チタン酸カリウム以外にも、針状フィラーとして、チタン元素の各態様のものを用いることが出来る。金属状態のチタンでも良いが、他の元素と化合したチタン化合物であることが好ましい。チタン化合物としては、チタンの酸化物またはその関連化合物が好ましい。特に限定されるものではないが、ＮａＴｉ_６Ｏ_１３、Ｒｂ_２Ｔｉ_６Ｏ_１３が挙げられる。
酸化チタンは、球状あるいは塊状のものが着色料として一般に使用されいる。本発明では、酸化チタンの低反り効果を利用し、成形品の低反り化を達成する。
成形品中に含まれるフィラーの形状としては、針状であっても塊状であってもフレーク状であっても良い。針状が好ましく、その繊維長が、１−５００μｍのものが好ましい。繊維長が、５−１００μｍのものがより好ましく、１０−２０μｍのものが更に好ましい。
成形品中に含まれる針状フィラーは、樹脂に予めコンパウンドされていても良いし、フレーク状のままペレットにブレンドされても良い。
成形品中に含まれるフィラーの含有量は、０−４０重量％であることが好ましい。針状フィラーの場合には、成形性などに及ぼす影響を考慮すると、その含有量は、１−２５重量％が好ましく、５−２０重量％がより好ましい。
針状フィラーのアスペクト比（繊維長／繊維径）は、３−５００であることが好ましく、５−４００であることがより好ましい。１０−２００であることが更に好ましい。
針状フィラーは、各種の表面処理が行われていても良い。例えば、化学的蒸着法（ＣＶＤ）により、炭素や酸化スズで被覆されたものが用いられる。導電性を付与するためには、ＣＶＤやメッキ法により、銀、ニッケル、銅などの各種金属が被覆されたものが用いられる。
ポリアミド樹脂との接着性を改善するために、シランカップリング剤などによる表面処理が行われたものが用いられる。表面被覆とカップリング剤処理とが併用されても良い。
これら種々の特徴を有する材料は、本発明のＦＲＰ成形品の特性やそれを製造する工程の特性を考慮し、適宜、用いられる。
成形された材料をそのまま成形品として使用しても良いし、成形された材料を細かく粉砕して（リグラインドして）、再度成形して、使用に供する成形品としても良い。この粉砕材料（リグラインド材料）は、幾回再利用したものでも良い。一度も粉砕していない材料（バージン材）に対して、前記粉砕材をある一定量混入して使用しても良い。
この場合、バージン材に対して混入する粉砕材料の混合比率は、成形品の機械特性を極端に低下させない観点から、０−５０重量％が好ましく、特に耐衝撃特性を極端に低下させない観点から、０−４０重量％が好ましく、難燃特性を保持するために、０−２５重量％が好ましい。
従来、多面体箱形形状を有する成形品で開口部を有する場合、ポリアミド樹脂やポリカーボネート樹脂などに代表されるエンジニアリングプラスチックならびにこのプラスチックに強化繊維を混入したものでは、剛性を保つ面形状がないために、反りが懸されていた。
しかしながら、本発明のＦＲＰ成形品において、微細なフィラー、特に好ましくは、針状フィラーを用いることにより、局部的な成形収縮や剛性の不均一さを抑え、結果として、開口部を有する筐体であっても、反りの小さい筐体を提供することが出来る。
本発明の好ましいＦＲＰ成形品は、熱可塑性樹脂、強化繊維およびフィラーを含んでなる射出成形用ペレットを、ホットランナー射出成形装置における金型構造、樹脂成形温度、射出圧力、保持圧力、金型冷却時間などの条件を適宜選択し、射出成形することにより製造される。
このとき、強化繊維の平均繊維長が、０．１ｍｍ以上７ｍｍ以下で、成形品の代表肉厚が、０．２−５ｍｍの範囲の成形品であることが好ましい。この条件において、薄肉成形品としての優れた成形性が発揮される。
成形品中の平均繊維長が、０．１ｍｍ未満の場合、成形品の機械的特性（例えば、曲げ弾性率、引張強度）が低下する。高剛性が要求される成形品の場合、平均繊維長が長い方が有利である。この場合の平均繊維長は、０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．３ｍｍ以上であることがより好ましい。
一方、成形品中の平均繊維長が、７ｍｍを越える場合、大きな繊維補強効果は期待できるものの、成形品中の繊維分散に偏りが存在することが懸念される。繊維分散の偏りは、成形品の外観のムラ、機械特性のばらつきをもたらし、安定生産、安定収率を得ることを難しくする。
従って、以上のことから、適切な成形品中の平均繊維長は、安定生産、安定収率を保持する観点から、０．１ｍｍ−７ｍｍが好ましく、高剛性、耐衝撃特性を保持する観点から、０．２ｍｍ−７ｍｍがより好ましく、０．３ｍｍ−７ｍｍが更に好ましい。
成形品の外形寸法は、縦約１０−約５，０００ｍｍ、横約１０−約５，０００ｍｍ、高さ約０．２−約１，０００ｍｍが好適である。
成形品の外形寸法が、縦約５０−約５００ｍｍ、横約１００−約１，０００ｍｍ、高さ約０．２−約１００ｍｍで、成形品において、高さ約１−約１００ｍｍ、幅約０．１−約５ｍｍ、長さ約１−約１，０００ｍｍのリブが、少なくとも１つ存在し、あるいは、成形品において、高さ約１−約１００ｍｍ、外径約１−約５０ｍｍのボスが、少なくとも１つ存在する樹脂射出成形品であることが好ましい。
より好ましくは、成形品の外形寸法が、縦約５０−約３００ｍｍ（更に好ましくは、縦約１００−約３００ｍｍ）、横約１００−約４００ｍｍ、高さ約０．２−約５０ｍｍで、成形品において、高さ約１−約５０ｍｍ、幅約０．１−約５ｍｍ、長さ約１−約４００ｍｍのリブが、少なくとも１つ存在し、あるいは、成形品において、高さ約１−約５０ｍｍ、外径約１−約５０ｍｍのボスが、少なくとも１つ存在する樹脂射出成形品である。
薄肉で、リブ、ボスが存在し、かつ、強化繊維の繊維長が長い成形品で、細部に強化繊維が配置され難い場合、微細なフィラー、特に好ましくは針状フィラーを用いることにより、フィラーが細部の隙間を充填し、局部的な成形収縮や剛性の不均一さを抑え、結果として、低反り、高い機械的特性を有する成形品を製造することが出来る。
成形品の曲げ弾性率が、５００−４，０００ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、体積抵抗率が、０．００１−０．０１Ω・ｍである成形品が好ましい。
この成形品は、強化繊維が、５−５０重量％含有され、強化繊維の平均繊維長が、０．１ｍｍ以上で、針状フィラーが、０．０１−３０重量％含有され、針状フィラーとして、ワラステナイト、セピオライト、チタン酸カリウム、ゾノトライト、ホスフェートファイバー、ドーソナイト、石膏繊維、ＭＯＳ、ホウ酸アルミ、針状炭カル、テトラポット型酸化亜鉛、炭化珪素、窒化珪素、気相成長炭素繊維、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、あるいは、塩基性硫酸マグネシウムの単体、もしくは、これらの組み合わせを含有する熱可塑性樹脂ペレットを、ホットランナー射出成形装置に供給して製造される。
この場合、針状フィラーのアスペクト比が、３−５００であることが好ましい。
この成形品は、表面が炭素被覆され、あるいは、表面がシランカップリング処理されても良い。
本発明における筐体とは、物を納める器、あるいは、物品において、機能性要素を覆う外殻構造部分、あるいは、その内部を含めた全体を指す。このような物品として、例えば、パーソナルコンピュータ、卓上計算機、制御機器、電子式測定器、通信装置、プリンターあるいはイメージスキャナー等の精密電子機器や携帯式電子装置または携帯電話や大型のプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）シャーシがある。この筐体は、直方体形態で好ましく用いられる。パーソナルコンピュータ、特にノート型パーソナルコンピュータの筐体として好ましく用いられる。
本発明のＦＲＰ成形品からなる筐体は、その外観形状が、多面体箱形であることが好ましい。多面体としては、直方体が代表的であるが、これに限定されない。非直方体、例えば、辺の成す角が直角でない部分を有していたり、台形あるいは平行四辺形の形状を有していても良い。すべての面が平面である必要はなく、少なくとも１面に、湾曲面（凹面あるいは凸面）を有していても良い。
筐体における開口部の形状、あるいは、開口部の開口割合は、所望の筐体形状により種々取り得るが、筐体内に内容物を挿入するために、多面体のうち少なくとも一面に、開口部が形成されていることが好ましい。典型的には、一面すべてが、実質上全面的に開口されていることが好ましい。それに加えて、それよりも小さな開口部が、他の面に、単数または複数存在していても良い。一面における開口は、１個の場合と複数個の場合がある。
本発明のＦＲＰ成形品において、導電性を持たせる場合、意匠性をもたせる場合、あるいは、表面に保護層を形成する場合がある。この場合、成形品の表面に、メッキや塗料による塗装が施される。
表面に施すメッキの材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｐｄ、ＩＴＭ、インコーネル、Ｎｉ−Ｃｒ、４２６金、パーマロイ、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＢａＴｉＯ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＣａＦ_２、ＬｉＦ、ＭｇＦ_２、ＮｂＦ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４、７０５９、ＴｉＮ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｉ、Ａｌ＋Ｓｉ、ＳＵＳ３０４などがある。
表面に施す塗装は、製品に要求される色、風合いにより選択される。単に意匠性を付与するための塗装のみならず、製品の導電性を向上させるために、導電性を有する塗料を用いた塗装も行われる。
次に、本発明のＦＲＰ成形品を製造する際に用いられるホットランナー射出成形装置について説明する。
第１図において、ホットランナー射出成形装置１は、機台１ｃ上に取り付けられた溶融樹脂押出機３、溶融樹脂押出機３の先端に取り付けられた固定基体１ｂ、固定基体１ｂに対向して固定基体１ｂに対し接近離反自在に機台１ｃ上に取り付けられた可動基体１ａ、固定基体１ｂに取り付けられた固定側プレート４、可動基体１ａに取り付けられた可動側プレート５、および、固定側プレート４と可動側プレート５とに支持され、これらの間に位置する金型２とからなる。可動基体１ａの移動機構の図示は省略されている。
第２図に、第１図に示したホットランナー射出成形装置１の固定側プレート４、金型２、可動側プレート５の詳細が示される。第２図において、金型２のキャビティー６は、固定側プレート４に取り付けられ、金型２のコア７は、可動側プレート５に取り付けられている。キャビティー６とコア７との対向面が接触することにより、成形型中空部１１が形成される。
固定側プレート４とキャビティー６の内部に、溶融樹脂押出機３から供給される溶融樹脂の流れを受け入れる第１スプル１０、第１スプル１０から供給される溶融樹脂の流れを受け入れるホットランナーマニホールド９、ホットランナーマニホールド９により分岐して供給される溶融樹脂の各流れを受け入れる複数本のホットランナースプル８が設けらている。
各ホットランナースプル８の下流端にはゲート部（図示省略）が設けられ、ゲート部が開いたとき、各ホットランナースプル８は、ゲート部から、溶融樹脂を成形型中空部１１に射出する。
第１スプル１０、ホットランナーマニホールド９、および、ホットランナースプル８は、コールドランナー射出成形の場合とは異なり、常に、樹脂を溶融状態に維持するため、高温状態に保持されている。そのために、第１スプル１０、ホットランナーマニホールド９、および、ホットランナースプル８には、電熱ヒーターが装備されてる。ホットランナースプル８の先端部にも、電熱ヒーターが装備されている。これらの手段により、樹脂は、常に、溶融状態に維持される。
第３７図に、ホットランナースプル８の一例が示される。第３７図において、ホットランナースプル８は、樹脂が流動する中空部８０と、ホットランナーマニホールド９の溶融樹脂通路と中空部８０とに係合する溶融樹脂通路３７とを有する。中空部８０の先端は、ホットランナースプル８の先端において開口されている。この先端の開口を覆ってスプルブッシュ２２が、ホットランナースプル８の先端に取り付けられ、ゲート部１４を形成している。スプルブッシュ２２には、ゲート孔１４ａが設けられている。ホットランナースプル８は、外側から中空部８０に挿入され、ゲート孔１４ａに達するゲートピン１５を有する。ゲートピン１５は、ガイド３６により、軸方向に移動自在に支持されている。ゲートピン１５の先端部と反対側の端部には、ゲートピン駆動手段１５ｂが設けられている。ゲートピン１５の先端部とゲート孔１４ａとでゲートが形成される。ゲートピン１５の先端部がゲート孔１４ａを開閉することにより溶融樹脂の射出およびその停止がなされる。
第３図に、ホットランナースプル８とホットランナーマニホールド９とが示される。第３図に示されるように、ホットランナースプル８の長さは、ホットランナーマニホールド９の下流端からホットランナースプル８のゲート部１４の下流端までの長さＬとして定義される。
ホットランナースプル８の長さＬは、成形しようとする成形品の形状、そのために使用される金型の大きさにより、選定される。本発明のＦＲＰ成形品の製造に当たっては、ホットランナースプル８の長さＬは、１０−６００ｍｍであることが好ましい。１００−４５０ｍｍであることがより好ましい。
ホットランナースプル８の長さＬが短すぎると、マニホールド９とホットランナースプル８の先端部との間隔が小さくなり、ホットランナースプル８の外部加熱源の配置スペースが小さくなり、ホットランナースプル８の適切な加熱が困難となる。
ホットランナースプル８の長さＬが長すぎると、ホットランナースプル８のゲートの開閉を行うバルブゲート制御用のゲートピン１５の長さが長くなり、ゲートピン１５の移動制御が難しく、また、ゲート部１４の先端部におけるゲート孔１４ａとゲートピン１５との摩擦が大きくなり、ゲートピン１５あるいはゲート孔１４ａの磨耗が生じ易くなる。
第４図に、ホットランナースプル８の縦断面が示される。ホットランナースプル８は、その内部に、中空部８０により形成される樹脂流路１２を有し、その先端部に、ゲート部１４を有する。ゲート部１４のゲート孔１４ａの孔径は、本発明の成形品を製造するためには、０．１−１０ｍｍであることが好ましく、１−５ｍｍであることがより好ましい。
ゲート孔１４ａの孔径が大きすぎると、強化繊維の樹脂中への分散が不十分となり、得られる成形品の外観不良の原因となる。ゲート１４ａの孔径が小さすぎると、樹脂の十分な流動性を確保出来ず、ショートショットなどの流動不良を生じる。
ホットランナースプル８の加熱方式には、内部加熱方式と第４図に示すような外部加熱方式とがある。両者は、それぞれ、長所短所を有する。本発明のＦＲＰ成形品の製造においては、強化繊維が熱可塑性樹脂とともに用いられるため、外部加熱方式によるホットランナースプル８を用いることが好ましい。
内部加熱方式では、加熱源がホットランナースプル内部に設置されるため、ホットランナースプル内の樹脂がすべて溶融状態に保たれることが保証されず、ランナー流路径（樹脂の流量）を、常に、実質的に一定に保つことが難しくなるためである。特に、炭素繊維を強化繊維として使用する場合、炭素繊維の熱伝導が非常に良好であるため、ホットランナースプル側面に接している樹脂が固化し、ランナー流路径（樹脂の流量）の確保が難しくなる。ランナー流路径（樹脂の流量）の確保が難しくなると、樹脂の流動バランスの維持が難しくなり、得られる成形品に反りが生じたり、成形品の外観不良を来す。
外部加熱方式を用いたホットランナースプル８は、ホットランナースプル８の外側に加熱源である電熱線ヒーター１３ａ（第４図）を有している。ホットランナースプル８内の樹脂流路１２における樹脂は、完全に溶融状態に維持される。
ホットランナースプル８には、そのゲート部１４に、局所加熱用のヒーター（図示省略）を配することが好ましい。ホットランナースプル８のゲート部１４は、常に、外気ならびに金型２と接触しているため、ゲート部１４に位置する樹脂の温度が低下しがちであり、場合によっては、ゲート部１４で、樹脂が固化し、射出成形が出来なくなることがある。この問題は、ゲート部１４に、局所加熱用のヒーターを配することにより回避される。
第５Ａ図および第５Ｂ図を用いて、ホットランナースプル８のゲート部１４の開閉動作が説明される。本発明のＦＲＰ成形品を製造するためのホットランナー射出成形装置におけるホットランナースプル８のゲート部１４には、バルブ制御方式が用いられることが好ましい。
バルブ制御方式を用いたゲートは、バルブゲート方式と呼ばれている。この方式において、ゲート部１４は、樹脂を射出する場合は、ゲートピン１５が、ゲート部１４内から、矢印１５ａで示されるように、後退して、ゲート部１４が開状態となる。これにより、ゲート部１４における樹脂流路は開放され、成形型中空部１１内に、樹脂が射出される。樹脂が成形型中空部１１内に十分に充填された後、ゲートピン１５は、矢印１５ｂで示されるように、前進して、ゲート部１４が閉状態となる。これにより、ゲート部１４における樹脂流路は閉止され、成形型中空部１１内への樹脂の射出は停止する。
すなわち、ゲートピン１５により、樹脂の射出とその停止が、制御される。ホットランナースプル８が１個の場合、ゲートピン１５の制御は、１系統で良い。
一方、本発明の成形品を得る場合、成形品の大きさによるが、数個のホットランナースプル８が必要になる場合がある。例えば、事務機器、とりわけ、Ａ４サイズ（横２１０ｍｍ、縦２９７ｍｍ）のノート型パーソナルコンピュータ用の筐体は、ホットランナー射出成形装置で製造する場合、１個乃至２６個のゲートを用いることで製造可能であるが、ゲートの数を、４個乃至１７個とすることが好ましい。
ゲートの数が少なすぎると、樹脂の十分な流動性を確保できず、ショートショットが発生し、所望の成形品を得ることができない。ゲートの数が多すぎると、それだけの数のホットランナースプルを配置することが困難となる。
１つの成形品の製造に当たり、多数本のホットランナースプル用いる場合、各ホットランナースプルについて、それぞれのゲートの開閉を、互いに独立して制御可能にすることが好ましい。これにより、各ゲートから金型内に流れ込む樹脂量を均一にすることが可能となる。各ゲートから金型内に流れ込む樹脂量を均一にすることにより、強化繊維混入熱可塑性樹脂成形品特有の反りを小さくすることが出来る。
ゲートピン１５の移動制御は、流体圧により行われるものが好ましい。具体的には、油圧、圧空、水圧方式がある。この中で、油圧や圧空方式がより好ましい。
バルブ制御方式は、その特性から、ゲートの開閉時間、樹脂流量の微調整に優れており、射出流量バランスを容易に制御することが出来る。そのため、反りが実質的にない、外観に優れた成形品を得ることが可能となる。
コールドランナー射出成形方法を用いて、長繊維強化樹脂を射出成形した場合、スプルから金型のキャビティー内に樹脂が流れ込むゲートにおいて、強化繊維が樹脂と分離し、ゲートにおける繊維密度が高くなる。そのため、脱型時（金型開くとき）に、成形品のゲートが位置していた部分が毟れる現象が発生し易い。
この現象は、ゲート形状（とりわけゲート孔径）に関係し、長繊維材料の場合、ゲート孔径が大きくなるに従い、その発生頻度は多くなる。このゲート毟れを防ぐために、ゲートを直接成形品面に配さないように金型形状を設計することが行われるが、得られた成形品は、別途、ゲートに対応した部分の加工を必要とする。これは、加工コストの増大をもたらしていた。
本発明の成形品の製造に当たり、バルブゲート方式のホットランナーシステムを用いれば、ホットランナースプル内に配されたバルブピンにより確実にゲートを遮断することが可能で、ゲートを直接成形品面に配しても、ゲート毟れが生じることは実質的にない。
この場合、成形品のゲートに対応した位置に、ピン跡が凹状に形成される。この凹状のピン跡の一例が、第３０Ａ図および第３０Ｂ図に示される。凹状のピン跡３１の深さ（ＤＰ）は、０．０５−０．３ｍｍであり、直径（ＧＤ）は、使用したゲートの孔径となる。
ホットランナーマニホールド９は、ホットランナースプル８と同様に外部加熱ヒーター（図示省略）により加熱され、樹脂を溶融状態に維持する。
ホットランナーマニホールド９の外形は、第２図では一見箱形に描かれているが、内部には、樹脂加熱用ヒーターが配され、かつ、樹脂の流路（ランナー）が形成されている。
ホットランナーマニホールド９の外形は、適用する金型２の大きさならびにホットランナースプル８の数によっても変化する。例えば、事務機器、とりわけ、Ａ４サイズのノート型パーソナルコンピュータの筐体を、ホットランナー射出成形装置を用いて成形する場合、筐体の外形は、縦約１００−約６００ｍｍ、横約１００−約６００ｍｍ、高さ約１０−約６００ｍｍの箱形が好ましく、縦約２００−約５００ｍｍ、横約１００−約５００ｍｍ、高さ約１０−約５００ｍｍがより好ましく、縦約２００−約４００ｍｍ、横約１００−約３００ｍｍ、高さ約１０−約４００ｍｍが更に好ましい。
ホットランナーマニホールド９の内部の樹脂経路の内径は、１−３０ｍｍが好ましい、２−２０ｍｍがより好ましく、２−１５ｍｍが更に好ましい。
ホットランナーマニホールド９は、大別して、上下割の構造のものと、一体構造のものとがある。上下割の構造のものにおけるランナー流路が穿設された上下部材の接合は、溶接、接着剤、ボルト、ピン、はめ合い、振動融着などにより行われる。一体構造のものにおけるランナー流路は、側面から穴を穿設することにより形成される。
本発明のＦＲＰ成形品を製造するためのホットランナー射出成形装置における、溶融樹脂押出成形機３からホットランナーマニホールド９内に樹脂が流れ込む入り口（第１スプル１０）から金型２の成形型中空部１１に開口するホットランナースプル８のゲート部１４までの樹脂流路の距離（以下、ゲートまでの距離という）について説明する。
本発明のＦＲＰ成形品が、多点のホットランナーゲートを用いて成形される場合、各ゲートまでの距離が、互いに実質的に等距離であることが好ましい。ゲートまでの距離は、直線距離ではなく、樹脂が流動する距離である。
実質的に等距離とは、例えば、最も長いゲートまでの距離をＳＬ、最も短いゲートまでの距離をＳＳとするとき、ＳＬ／ＳＳの値が、好ましくは３以下、より好ましくは２以下、更に好ましくは１．５以下であることを意味する。
一方、金型構造から、どうしても、このような値の実質的に等距離を選択出来ない場合は、各ホットランナーゲートの開閉タイミングに、時間差をつけることにより対応することが出来る。開閉タイミングの時間差とは、各ゲートの開閉時間に差をつけることである。
このようにして形成されるゲートまでの距離が実質的に等しい状態は、得られる成形品の反りの低減に対して非常に有効である。
繊維強化樹脂を用いた射出成形品では、材料の大部分を構成する樹脂が結晶性樹脂であっても、非結晶性樹脂であっても、強化繊維の配向により、成形品全体で方向性を有する。射出成形によって得られる成形品は、金型から脱型した状態（高温状態）から常温まで冷却される間に、収縮する。収縮量は、強化繊維の強化繊維の種類、配向方向によって異なる。強化繊維熱可塑性樹脂を使用した場合、成形品の繊維配向を見かけ上均一にすることができれば、成形品の反り量を大幅に減少することが可能となる。
強化繊維熱可塑性樹脂を使用した場合、多点ゲートにおいて、第１スプルからゲートまでの樹脂流路距離（前記ゲートまでの距離）が等距離であると、得られる成形品の反りが小さくなる効果がある。
繊維強化樹脂を使用した場合、ゲートから放射状に強化繊維が配向する。多点ゲートを用いた場合、各ゲートから放射状に強化繊維が配向する。この放射状に配向した強化繊維の状態により、得られる成形品における反り状態は決定される。各ゲート部からの樹脂流入量が不均一であると、成形品におけるそれぞれのゲートに対応する部分の樹脂流入量のバランスが崩れ、反りが大きくなる。
多点ゲートを用いた場合、各ゲートまでの距離が等距離であると、成形品におけるそれぞれのゲートに対応する部分への樹脂流入量が実質的に一定量となるため、得られる成形品における反りが低減される。また、射出成形時に生じる樹脂圧力分布が均一となる。
例えば、第２６図に示される通り、直線距離では、第１スプル１０から比較的近いゲート部１４に対しては、樹脂流路２５をわざと遠回りさせて、各ゲート部１４までの距離が、実質上等しくなるように樹脂流路２５が形成されている。
本発明のＦＲＰ成形品がＡ４サイズ前後の長方形平面である場合、ホットランナースプル８の配列が、第１スプル１０側から見て（第１スプル１０側から投影して）、上下左右対称であっても良いし、上下（短辺方向）非対称あるいは非放射状であっても良い。左右（長辺方向）非対称にすると、成形時の樹脂流量バランスが悪くなり、反りの大きな成形品となる。
側面に立壁を有する薄肉成形品においては、各ゲートまでの距離が実質的に等しい、もしくは、各ゲートまでの距離が幾何学的に等しい状態であっても、成形品の反りが大きくなる場合がある。天面の肉厚が薄くなるにつれて、立壁の影響を受けるためである。換言すれば、天面の剛性が立壁の剛性に比べて低くなり、強化繊維の配向の影響を受けやすくなるためである。この問題は、ウエルドライン位置移動の場合にも発生するため、次の例により説明する。
多点ゲートで成形した場合、成形品表面において、それぞれ異なる方向からキャビティー内に流入した樹脂と樹脂とが衝突して、ウエルドラインが生じる。このウエルドラインは、塗装仕様によっては、成形品の外観不良の原因となる。
本発明のＦＲＰ成形品の製造に当たり、ホットランナースプル８の配置を、ウエルドライン位置を移動させるように変更するか、あるいは、ウエルドラインを生じないように１点ゲートで成形する。この場合、成形品の反りが大きくなる場合があるので、ゲート配置には十分な注意が必要である。１点ゲートを使用出来ない場合で、かつ、ウエルドライン位置を移動することが難しい場合、もしくは、移動させても塗装上問題となる場合には、各ゲートまでの距離を等しく設定するのではなく、故意に、ゲート位置を等距離にならないように配置したり、故意に、各ゲートまでの距離が等しくならないように、バルブ開閉タイミングを設定したりすることが必要となる。
Ａ４サイズのノート型パーソナルコンピュータ用筐体のＬＣＤカバーを例に挙げると、第３１図に示すゲートレイアウトで、第３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ図に示すように、周辺部に位置するゲート３２（図には、４個描かれている）から樹脂が流入した後、０．１−２秒経過後に、中央部に位置するゲート３３（図には、２個描かれている）を開にし、中央部のゲート３３から樹脂を流入することで、反りが実質的にない成形品を得ることが出来る。
必要に応じて、遅延して開いた中央部のゲート３３を先に開いている周辺部のゲート３２よりも早く閉じることも可能である。ゲートが開くタイミングを遅延させるゲートをどれにするか、遅延時間をどの程度にするかは、成形品の形状ならびに金型構造、ホットランナーマニホールド構造により種々設定出来る。Ａ４サイズのノート型パーソナルコンピュータ用筐体のＬＣＤカバーの場合、周辺部に位置するゲートを先に開き、中央部に位置するゲートは所定時間遅延させて開閉することにより、当該成形品を成形することが効果的である。
故意にゲート位置を等距離にならないように配置したり、各ゲートまでの距離を等しくならないようにバルブ開閉タイミングを設定したりすることで、ウエルドラインの高さを低減することが可能である。ウエルドライン高さの低減には、実際にウエルドライン高さが低くなることに加えて、目視ではウエルドラインの存在が明確に認められない状態も含まれる。
ＬＣＤカバー、例えば、Ａ４サイズのノート型パーソナルコンピュータ用筐体のＬＣＤカバーは、内部にＬＣＤパネルが内蔵されるため、６面体からなり、その内の２面が開口する形態をとるのが一般的である。この場合、ＬＣＤパネルを筐体の側面で固定するために、側面に立壁が設けられる。金型から取り出した側面に立壁を有する成形品の立壁は、その材料収縮により、内倒れする傾向にある。立壁が内倒れした筐体は、これにＬＣＤパネルを装着する場合、その装着作業が極めて行い難い。
この問題は、塗装後の成形品の形態を矯正する矯正工程で、側面の内倒れを矯正する方法の他に、予め、金型製作段階で、ＬＣＤカバー側面の内倒れ量を予測し、側面を外側に広げた（傾けた）金型設計を行うことで解消される。
この態様は、第３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ図に示される。第３３Ａ図に、成形品２０の背面の平面図が示され、第３３Ｂ図に、第３３Ａ図におけるＡ−Ａ縦断面図が示され、第３３Ｃ図に、成形品２０の側部の拡大縦断面図が示される。これらの図において、成形品２０は、外側表面２０ＴＳと両側面２０ＳＳを有する。
側面２０ＳＳを外側に広げた（ある角度（Ｓθ）傾けた）金型設計を行う場合、外側に広げる量（ＥＬ）としては、Ａ４サイズのＬＣＤカバー（側面高さ５ｍｍ−２０ｍｍ）で、ＥＬ＝０．０５−０．５ｍｍ（Ｓθ＝０．１−２．０°）が好ましく、更に好ましくはＥＬ＝０．１−０．３ｍｍ（Ｓθ＝０．３−１．２°）である。
なお、この態様においては、側面の肉厚は、変更しないことを前提としている。
本発明のＦＲＰ成形品の製造に当たり、ホットランナー射出成形装置において使用される金型２は、一般に使用されている樹脂射出成形用金型と比べて、その構造は、第６Ｂ図に示すように、次の点において異なる。
一般に使用されている樹脂射出成形用金型は、第６Ａ図に示されるように、１塊の鉄鋼材料を加工して製作され、ランナー２７、キャビティー６ａ、コア７ａなどの部品からなる。これら各部品は、その中に冷却水用の流路１３ｂが設置され、各部品は、それにより冷却される構造となっている。金型２ａは、一回の成形で、成形品２０ａを１乃至複数個成形出来る構造となっている。
本発明のＦＲＰ成形品の製造に当たり、ホットランナー射出成形装置において使用される金型２は、ホットランナーマニホールド９、ホットライナースプル８、第１スプル１０の各部分で、樹脂を常に溶融状態に維持させる必要がある。そのため、キャビテイー６、コア７、スプルブッシュ内には、高温部分と低温部分が存在する。低温部分には、一般に使用されている樹脂射出成形用金型と同様に、冷却水用の流路１３ｂが設置され、金型２を冷却する構造となっている。一方、高温部分には、加熱用の電熱線ヒーター１３ａ（第７図）が配置され、常に樹脂を溶融状態に維持する構造となっている。
冷却部分の金型温度は、２０−９０℃程度であるのに対して、高温部分のホットランナーマニホールド９、ホットライナースプル８、第１スプル１０の温度は、２００−３５０℃程度である。
成形品表面となるキャビティー６、コア７の表面における冷却部分の金型温度は、２０−９０℃程度であることが好ましく、３０−８５℃程度であることがより好ましく、３０−８０℃程度であることが更に好ましい。
高温部分の熱が低温部分に伝わることを防ぐ必要がある、すなわち、これらの間で断熱する必要がある。ホットランナーマニホールド９部分では、第７図に示すように、低温部分と高温部分の隙間に、空気の断熱層１７が設けられている。
ホットライナースプル８、第１スプル１０部分では、一般に使用されている樹脂射出成形用金型に比べて、冷却水用の流路の本数を増加させたり、流路直径を大きくした構造が採用されている。
成形品の表面となるキャビティー６、コア７の表面を温度２０−９０℃に維持するには、当該表面に、好ましくはゲートブッシュ２２内に、冷媒流体の循環機構を設けたり、成形の度に、表面に冷媒を接触させたり、あるいは、表面内部に、中空断熱構造を設ける手法がある。しかし、成形品表面となるキャビティー６、コア７の表面付近のゲート部１４の周囲に、断熱材からなる断熱プレート１６を設ける手法が好ましく用いられる。
断熱プレート１６の材料としては、熱容量の大きいもの、すなわち、熱伝導率が小さいものが用いられる。熱伝導率が小さく断熱プレート１６として好適な材料は、セラミックス、アンチモン、イリジウム、炭素鋼、Ｎｉ−Ｃｒ合金、ケイ素鋼、ステンレス鋼、ニクロム、ビスマス、チタンである。金型鋼材として、強度ならびに剛性を考慮すると、これらの内で、炭素鋼、Ｎｉ−Ｃｒ合金、ステンレス鋼、チタンが好ましく、炭素鋼、ステンレス鋼、チタンがより好ましい。これらの金属は、必要に応じて、単体あるいは複数種類の組み合わせで使用される。これら金属と使用される金型材料との組み合わせても良い。
断熱プレート１６の形状は、特に限定されない。側面形状が、多角形や円形のものが好適で、加工のしやすさから、円形のものがより好ましい。この断熱プレート１６は、第８図に示すように、各ゲート毎に設置されても良いし、第７図のように、金型の表面全体に設置されても良い。
断熱プレート１６の大きさは、金型２のサイズ、ホットランナースプル８の大きさによって種々変更される。例えば、各ゲート毎に設置する場合、断熱プレート１６の断面積が、４−８，０００ｍｍ^２のものが好ましく、１５−５，１００ｍｍ^２のものがより好ましく、５０−３，０００ｍｍ^２のものが更に好ましい。
大きすぎると、金型構造上設置が難しく、小さすぎると断熱効果が期待できない。
断熱プレート１６の厚さは、溶融樹脂温度や成形品に与える熱の影響を考慮して、選定される。各ゲート毎に設置する場合、厚みは、０．１−２０ｍｍであることが好ましく、１−１５ｍｍであることがより好ましく、１．５−１０ｍｍであることが更に好ましい。
厚すぎると、ピン１５の長さが、断熱プレート１６の厚みだけ長く必要となり、ゲート１４のストレート部分の長さが長くなり、ピン１５とゲート１４との間で生じるかじりの原因となる。短すぎると、断熱の効果が期待できず、また、強度が不十分となる。断熱プレート１６の厚みが均一でない場合は、厚みとしてはその平均値が用いられる。
断熱プレート１６は、金属プレート単体で構成されていても良く、第９図に示すように、金属プレート１６ａと他の材料、例えば、樹脂からなるプレート１６ｂとの張り合わせで構成されていても良い。
ゲート部１４は、直接成形品の表面に配置されても良いが、ゲート先端部に断熱材１６が取り付けられていても良い。
金型構造上の都合で、ゲート先端に断熱材１６を配置できない場合、ゲート部１４を直接成形品の表面に配置すると、ゲート先端部が高温であるために、成形品に焼けなどの不良を生じることがあり得る。この場合、ゲート部１４と成形品との表面との間に、一定の間隔を設置することも可能である。この場合、成形品には、ゲート部分が残ることとなるが、これは、機械加工で除去することにより、ゲート部１４を直接成形品の表面に配置した場合と同様の外観を得ることが出来る。
成形品の表面とゲートとの距離は、適宜設定出来るが、０−５０ｍｍが好ましく、０−３０ｍｍがより好ましく、０−１０ｍｍが更に好ましい。この距離が長すぎると、ゲート部分が折れる可能性が増大し、破損が生じると、成形後金型内部に破損片が残り、次の成形が中断する。また、この距離が長すぎると、この部分は、成形品とはならない部分（廃棄部分）であり、廃棄する量が多くなり、成形品のコストアップとなる。
金型を構成する材料としては、機械構造用炭素鋼、クロムモリブデン鋼、炭素工具鋼、合金工具鋼、高炭素軸受鋼、アルミニウムクロムモリブデン鋼、などが用いられる。
次に、ゲートレイアウトについて説明する。外観に優れ、かつ、反りが小さい成形品を得るためには、ホットランナースプール８の配置が重要である。
ノート型パーソナルコンピュータの筐体に代表される事務機器のハウジング用筐体の場合、サイズが比較的大きいため、樹脂流動性の確保が難しく、ゲートを成形品面上に配置することが好ましい。
第１０図に示すように、ホットランナースプル８が、成形品１８の面上にすべて配置されても良いし、第１１図に示すように、一部のホットランナースプル８は、成形品１８の面上に、残りのホットランナースプル８は、成形品１８の面上から外れた位置に配置されても良い。形状が多角形で、第１２図に示すような大きな切り欠き部を有する成形品の場合、すべてのホットランナースプル８が、成形品１８の面上から外れた位置に配置されても良い。
次に金型構造について説明する。通常の樹脂射出成形金型は、主に製品意匠面（成形品表面）にゲートを配置する表ゲート方式と製品意匠面にゲートを配置しない裏ゲート方式（リバースモールド方式）のいずれかに基づき作成される。
本発明のＦＲＰ成形品の製造において用いられる金型は、表ゲート方式および裏ゲート方式のいずれでも良い。成形品に要求される外観、成形品の形状に応じて、適宜、選択される。
例えば、ノート型パーソナルコンピュータ用のＬＣＤパネルが収容される筐体のように、成形品の意匠面の外観基準の厳しい成形品を製造する場合は、成形品の意匠面にゲートの形状が現れないような金型を用いる。すなわち、この場合は、成形品の意匠面にゲートが対向することがない裏ゲート方式（リバースモールド方式）の金型が用いられる。
ノート型パーソナルコンピュータ用のＨＤＤなどが組み込まれる筐体や、塗装の必要がない自動車、事務機器などの内装部品にに用いられる成形品を製造する場合は、成形品の表面の外観基準は、前述のＬＣＤパネル用の筐体ほど厳しくないために、成形品の表面にゲートが対向する表ゲート方式が用いられる。
前述した通り、本発明のＦＲＰ成形品は、ホットランナー射出成形により製造されるため、成形品が製造された後に、製品となる部分から取り除かれて廃棄されるスプルランナー１９（第１１、１２図）の量が低減される。更には、成形サイクルの短縮がもたらされる。
コールドランナー射出成形では、金型内で、製品となる成形品部分と廃棄されるスプルランナー部分とが、ともに十分に冷却される必要があった。スプルランナー部分の冷却が不十分だと、比較的細い形状を有するスプルランナー部分が、脱型時（金型開時）に、金型内部に取り残される現象（スプルづまり現象）が発生し、連続成形が不可能となる場合がある。この現象は、一般の強化繊維を含まないエンジニアリングプラスチックに比べて、成形収縮率の小さい長繊維強化樹脂材料を用いた成形において、顕著である。従って、長繊維強化樹脂材料を用いた成形に適した金型設計が必要とされた。
本発明のＦＲＰ成形品は、ホットランナー射出成形により製造されるため、金型において、従来のコールドランナーに存在するスプルランナーが存在しない。従って、スプルづまり現象は発生しない。
本発明のＦＲＰ成形品における平均繊維長は、重量平均繊維長であり、その測定法は、次の通りである。
（ｉ）成形品から、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ（厚みは任意）の大きさの測定片を切り出す。
（ｉｉ）測定片を溶剤に２４時間浸漬し、樹脂成分を溶解する。溶剤は、成形品のベース樹脂を溶解せしめ得るものを適宜選択する。例えば、樹脂が、ナイロン系の場合は、ギ酸を選択することが出来る。樹脂が、ポリカーボネートの場合は、ジクロロメタンまたはオルトクロロフェノールを選択することが出来る。測定片の樹脂部分を溶解したあとには、強化繊維を含む無機物が残存する。
（ｉｉｉ）強化繊維を顕微鏡にて１０−１００倍の倍率で観察し、視野内の強化繊維の中で任意の４００本について繊維長を測定する。
（ｉｖ）個々の繊維の繊維長をＬｉとし、次式に基づき、重量平均繊維長Ｌｗを求める。
式：　Ｌｗ＝（ΣＬｉ^２）／（ΣＬｉ）
本発明のＦＲＰ成形品は、平均繊維長０．１−７ｍｍの長繊維を含む樹脂を成形することにより製造される。従って、用いられる金型、および、それに組み合わされる部品で樹脂の流動に接する部品は、成形品の所望の寸法精度を確保し得るものであり、耐久性を有するものであり、成形品を安定して生産し得るものであることが要求される。
バルブピン１５ならびにガイド３６（第３７図）の表面硬度は、耐摩耗性を考慮すると、ＨＲＣ４５−６８が好ましく、ＨＲＣ５８−６８がより好ましい。強化繊維が炭素繊維の場合は、ＨＲＣ６０−６８が好ましい。
ゲートブッシュ２２（第３７図）の表面硬度は、耐摩耗性を考慮すると、ＨＲＣ４５−６８が好ましく、ＨＲＣ５５−６８がより好ましい。
次に、本発明に係るＦＲＰ成形品の製造方法が、より具体的に説明される。
本発明に係るＦＲＰ成形品の製造方法は、（ａ）マトリックス樹脂が熱可塑性樹脂であり、該マトリックス樹脂中に平均繊維長が０．１乃至７ｍｍの樹脂強化繊維が分散して混在してなる樹脂ペレットを、射出成形機の樹脂溶融シリンダー内で２２０乃至３５０℃に加熱し溶融し、前記繊維が混在する樹脂溶融物を準備する第１工程と、（ｂ）第１工程にて得られた前記樹脂溶融物を、前記射出成形機の第１スプルを通じて、ホットランナー射出成形装置の樹脂流路を経て、ホットランナースプルに供給し、ホットランナースプルのゲートを開閉させ、成形品を形成する金型のキャビティー内へ、前記樹脂溶融物の射出開始、終了を制御し、前記キャビティー内に供給された前記樹脂溶融物を、前記金型内で固化せしめた後、前記金型を開放し、成形された成形品を取り出してなる第２工程とからなる。
必要に応じて、金型から取り出された成形品のゲート部の表面を仕上げる第３工程が付加される。必要に応じて、金型から取り出された成形品あるいは第３工程から得られる成形品に金属製ビットをインサートする第４工程が付加される。
必要に応じて、成形品の表面を平滑に加工する（サンディング）第５工程が、第２工程、第３工程、あるいは、第４工程に付加される。
必要に応じて、成形品の表面の洗浄、表面の塗装を行い乾燥する第６工程が、第２工程、第３工程、第４工程、あるいは、第５工程に付加される。
必要に応じて、成形品に生じている反りを矯正する第７工程が、第２工程、第３工程、第４工程、第５工程、あるいは、第６工程に付加される。
必要に応じて、成形品の表面（塗装面を含む）を磨く第８工程が、第２工程、第３工程、第４工程、第５工程、第６工程、あるいは、第７工程に付加される。
必要に応じて、成形品の外観検査し梱包する第９工程が、第２工程、第３工程、第４工程、第５工程、第６工程、第７工程、あるいは、第８工程に付加される。
第１工程に用いられるホットランナー射出成形機の能力には、数十トン〜数千トンのものがあるが、製造する成形品の表面積に比例して成形機の能力は、大きいものとなる。例えば、Ａ４サイズの表面積を有する成形品を成形する場合、３５０トン以上の能力を有するホットランナー射出成形機が用いられることが好ましい。
ホットランナー射出成形機のシリンダー内部に設置されたヒーターの設定加熱温度は、２２０−３５０℃であることが好ましく、長繊維強化樹脂の混練性や、射出成形に必要な十分な流動性を確保する観点から、この温度は、２４０−３３０℃であることがより好ましい。ポリアミド樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂の場合、この温度は、２４０−３２０℃であることが好ましい。
第２工程は、第１工程により溶融された長繊維強化熱可塑性樹脂をホットランナー射出成形装置の金型キャビティー内に流入させる工程である。金型キャビティー内への強化繊維を含む樹脂の流入量、流入タイミングは、ホットランナースプル内にあるバルブピンの開閉により、制御される。
常に樹脂を溶融状態に維持するために、ホットランナーマニホールドとホットランナースプルは、高温に保たれる。設定温度は、２２０−３５０℃であることが好ましく、長繊維強化樹脂の混練性や、射出成形に必要な十分な流動性を確保する観点から、２４０−３３０℃であることがより好ましい。ポリアミド樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂の場合、この温度は、２４０−３２０℃であることが好ましい。
第３工程は、金型から固化した成形品を取り出し、ゲート部の表面を仕上げる工程である。ホットランナー射出成形品のゲートに対応した部分には、バルブピン跡による凹部が発生する。この凹部の形状が成形品の外観基準に対して合格であるか否かが判断され、それに基づき、第３工程により成形品を加工するか否かが決定される。
第３工程は、通常、回転刃を有する工作機械により、凹部の形状を除去するか、あるいは、凹部に熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム、パテなどを注入することにより行われる。
第４工程は、成形品に金属製ビットをインサートする工程である。一般に、筐体からなる成形品は、内部に種々の機能部品が収容される。そのため、筐体にネジによる嵌合機構を設けることが必要となる。この嵌合機構の形成は、筐体が熱可塑性樹脂で形成されていることを利用して、予め、２８０−３２０℃程度の温度に加熱された金属製ビットをボスに熱挿入することにより行われる。
なお、嵌合機構の形成は、第４工程を用いることなく、予めネジ径より小さい穴を有するボスを成形品の成形中に形成しておき、成形後、形成されているボスにネジを形成するに有させ、ネジの回転によって樹脂ボス内にタップを切るセルフタップネジ方式により行われても良い。
第５工程は、成形品表面を平滑に加工する（サンディング）工程である。これは、良好な塗装外観を得るために、塗装前に実施する成形品の表面を平滑に加工する工程である。サンドペーパーを用いた湿式あるいは乾式の加工法、サンドブラスターを用いた加工法などが用いられる。
第６工程は、成形品表面を洗浄した後、所定の塗装を施し、乾燥する工程である。長繊維強化熱可塑性樹脂を用いた成形品の塗装においては、様々な塗装色、触感、色感の塗料が用いられる。
第７工程は、成形品を反り矯正する工程である。長繊維強化熱可塑性樹脂は、様々な形の成形品の製造を可能にするが、成形品の形状によっては、反りやねじれの程度の許容範囲が狭いものがある。反りやねじれの許容範囲が狭い成形品については、反りやねじれの矯正が行われる。
この矯正は、通常、所望の形状を得るために設計されたジグを成形品に固定し、この状態で成形品を一定時間加熱した後冷却することにより行われる。加熱温度は、成形品の主たる樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以上で熱変形温度以下であることが好ましい。この温度は、４０−２００℃であることが好ましく、５０−１８０℃であることがより好ましい。樹脂の主成分がポリアミドの場合、この温度は、７０−１４０℃であることが好ましい。
実施例
実施例１−１５、および、比較例１においては、次の条件が用いられた。
製造した成形品は、第１３Ａ図および第１３Ｂ図に示されるノート型パーソナルコンピュータ用ＬＣＤパネル筐体２０である。このパネル２０は、長さ（ＰＬ）が３１０ｍｍ、幅（ＰＷ）が２４０ｍｍ、厚さ（ＰＴ）が１５ｍｍである。長さ方向の一つの辺には、長さ（ＰＬａ）が４０ｍｍ、幅（ＰＷａ）が１０ｍｍの凹部２０１、２０２が２個形成されている。
この成形品２０を製造するために用意された溶融樹脂押出機３に供給するペレットの素材は、ポリアミド樹脂（「アミラン」ＣＭ１００４（東レ株式会社製））、チタン酸カリウム針状フィラー（大塚化学株式会社製ティスモＤ）、および、炭素繊維（「トレカ」Ｔ７００Ｓ−１２Ｋ−６０Ｅ（東レ株式会社製））からなる。この素材における針状フィラーの含有量は、１重量％で、強化繊維の含有量は、２０重量％である。ペレットは、この素材を溶融成形して得られた線状成形物を長さ７ｍｍに切断することにより作成された。ペレット中に含まれる強化繊維の長さは、実質的に７ｍｍである。
溶融樹脂押出機３として、ＪＳＷ３５０−Ｅ２−ＳＰを用いた。シリンダーにおける樹脂温度は、ノズルからホッパー側に、２６０℃（ノズル部）、２７０℃（ノズル部）、２８０℃（計量部）、２８０℃（圧縮部）、２７０℃（フィード部）、２６０℃（フィード部）とした。
ホットランナーマニホールド９（第２図）における樹脂温度は、２８０℃、ホットランナースプル８の設定温度は、２７０℃とした。ホットランナースプル８のゲート孔１４ａ（第３７図）の孔径は、１．５ｍｍとした。スプールブッシュ２２の材質は、ＨＰＭ３１とした。
金型２のキャビティー６およびコア７の材質は、ＮＡＫ６０で、それらの表面は窒化処理されている。金型の設定温度は、キャビティー６、コア７ともに、５０℃とした。
各実施例および比較例において得られた成形品２０について、反り量を測定した。測定方法は、第１４図に示される通り、成形品２０の中央長軸（ＬＡ）方向の直線上で、成形品２０の短軸（ＳＡ）方向（成形品２０の厚さ方向）について、直線（ＢＬ）からのずれを測定し、その値（ＷＡ）を反り量とした。
実施例１
ホットランナー射出成形装置として、世紀株式会社製ＳＶＰ系射出成形装置を基礎として用い、ホットランナースプル８の長さを１２５ｍｍとし、ゲート孔１４ａの孔径は、前記の通り、１．５ｍｍとした。
ホットランナーマニホールド９は、高さ１５０ｍｍ、縦３４０ｍｍ、横３４０ｍｍの直方体とし、内部の樹脂流路は、直径８ｍｍの円形断面とした。ホットランナーマニホールド９とホットランナースプル８の材質は、ＳＫ３とした。固定側プレート６、可動側プレート７、金型２のキャビティー６、および、コア７の部分の縦断面の概略が、第１６図に示される。
キャビティー６の一端面には、第１スプル１０が設けられ、第１スプル１０は、ホットランナーマニホールド９につながり、ホットランナーマニホールド９の先端には、ホットランナースプル８が設けられている。ホットランナースプル８の先端部は、ゲートピン１５を介して、成形型中空部２１に開口している。成形型中空部２１は、キャビティー６とこれに対向するコア７との間に形成されている。コア７には、ノックアウトピン２４が取り付けられている。キャビティー６には、その側面から成形型中空部２１に向いて、スライドコア２３が設けられている。ホットランナースプル８の先端部の頂角（β）は、８０°とされている。
ホットランナーマニホールド６の内部の樹脂流路の内、最長の樹脂流路（ＳＬ）と最短の樹脂流路（ＳＳ）との比（ＳＬ／ＳＳ）は、１．１２とした。
ホットランナースプル８先端のゲート部１４の近傍の縦断面が第１７図に示される。ゲート部１４の金型２の成形型中空部２１に向かう面に、断熱材１６が設けられている。断熱材１６は、ステンレス合金ＰＳＬ製（日立金属株式会社製）で、厚さ３ｍｍ、直径３０ｍｍの板で、中央に、直径１．５ｍｍの貫通孔が設けられている。
第１７図において、ホットランナースプル８は、軸方向に、直径（ＳＤ）が１２ｍｍの中空部１２を有する。この中空部１２は、樹脂流路を形成し、この中空部１２には、ゲートピン１５が挿通される。中空部１２の先端部の頂角（α１）は、６５°である。ホットランナースプル８の外側の表面の先端部の頂角（α２）は、８０°である。この先端部には、スプルブッシュ２２が設けられ、その中央に設けられた樹脂流路の一端は、中空部１２につながり、他端は、ゲート部１４につながっている。ホットランナースプル８の外周には、空気が存在する断熱層１７が設けられている。
金型２は、表ゲート方式のものである。成形品２０に対する６個のホットランナースプル１８１−１８６の配置が、第１５図の上側の平面図に示される。ホットランナースプル１８１、１８４、１８５、１８６の各ゲートは、成形品２０の面の外側に位置しているため、廃棄されるスプルランナー１９が存在する。この金型２が用いられ、成形品２０が成形された。
実施例２
金型２は、表ゲート方式のものである。成形品２０に対する１２個のホットランナースプル２８１−２９２の配置が、第１８図の上側の平面図に示される。この金型２が用いられ、実施例１の場合と同様にして、成形品２０が成形された。
実施例３
金型２は、表ゲート方式のものである。成形品２０に対する１４個のホットランナースプル３８１−３９４の配置が、第１９図の上側の平面図に示される。この金型２が用いられ、実施例１の場合と同様にして、成形品２０が成形された。
実施例４
金型２は、表ゲート方式のものである。成形品２０に対する１７個のホットランナースプル４８１−４９７の配置が、第２０図の上側の平面図に示される。この金型２が用いられ、実施例１の場合と同様にして、成形品２０が成形された。
実施例５
金型２は、表ゲート方式のものである。成形品２０に対する１３個のホットランナースプル５８１−５９３の配置が、第２１図の上側の平面図に示される。この金型２が用いられ、実施例１の場合と同様にして、成形品２０が成形された。
実施例６
金型２は、裏ゲート方式（リバースゲート方式）のものである。成形品２０に対する１２個のホットランナースプル６８１−６９２の配置が、第２２図の上側の平面図に示される。この金型２が用いられ、実施例１の場合と同様にして、成形品２０が成形された。ただし、ホットランナースプルの長さは、３２０ｍｍとされた。
実施例７
金型２は、裏ゲート方式（リバースゲート方式）のものである。成形品２０に対する１４個のホットランナースプル７８１−７９４の配置が、第２３図の上側の平面図に示される。この金型２が用いられ、実施例１の場合と同様にして、成形品２０が成形された。ただし、ホットランナースプルの長さは、３２０ｍｍとされた。
実施例８
金型２は、裏ゲート方式（リバースゲート方式）のものである。成形品２０に対する１７個のホットランナースプル８８１−８９７の配置が、第２４図の上側の平面図に示される。この金型２が用いられ、実施例１の場合と同様にして、成形品２０が成形された。ただし、ホットランナースプルの長さは、３２０ｍｍとされた。
実施例９
金型２は、裏ゲート方式（リバースゲート方式）のものである。成形品２０に対する６個のホットランナースプル９８１−９８６の配置が、第２５図の上側の平面図に示される。この金型２が用いられ、実施例１の場合と同様にして、成形品２０が成形された。ただし、ホットランナースプルの長さは、３２０ｍｍとされた。実施例１と同様に、ホットランナースプル９８１、９８２、９８５、９８６の各ゲートは、成形品２０の面の外側に位置しているため、廃棄されるスプルランナー１９が存在する。
第２６図に、この成形において用いられたホットランナーマニホールド９における第１スプル１０から各ホットランナースプル９８１−９８６に至る樹脂流路２５が示されている。
実施例１０
金型２は、裏ゲート方式（リバースゲート方式）のものである。成形品２０に対する１３個のホットランナースプル１０８１−１０９３の配置が、第２７図の上側の平面図に示される。この金型２が用いられ、実施例１の場合と同様にして、成形品２０が成形された。ただし、ホットランナースプルの長さは、２２０ｍｍとされた。
実施例１１
金型２は、裏ゲート方式（リバースゲート方式）のものである。成形品２０に対する５個のホットランナースプル１１８１−１１８５の配置が、第３４図の上側の平面図に示される。この金型２が用いられ、実施例１の場合と同様にして、成形品２０が成形された。ただし、ホットランナースプルの長さは、３２０ｍｍとされた。
実施例１２
金型２は、裏ゲート方式（リバースゲート方式）のものである。成形品２０に対する６個のホットランナースプル１２８１−１２８６の配置が、第３１図の上側の平面図に示される。この金型２が用いられ、実施例１の場合と同様にして、成形品２０が成形された。ただし、ホットランナースプルの長さは、３２０ｍｍとされた。
実施例１３
金型２は、表ゲート方式のものである。成形品２０に対する５個のホットランナースプル１３８１−１３８５の配置が、第３５図の上側の平面図に示される。この金型２が用いられ、実施例１の場合と同様にして、成形品２０が成形された。ただし、ホットランナースプルの長さは、１２５ｍｍとされた。
実施例１４
金型２は、表ゲート方式のものである。成形品２０に対する６個のホットランナースプル１４８１−１４８６の配置が、第３６図の上側の平面図に示される。この金型２が用いられ、実施例１の場合と同様にして、成形品２０が成形された。ただし、ホットランナースプルの長さは、１２５ｍｍとされた。
比較例１
第２８図および第２９図に、従来、一般に、用いられているコールドランナー方式の射出成形機の金型部分が示される。
第２９図において、金型２ａは、キャビティー６ａとこれに対向するコア７ａとからなり、コア７ａには、スライドコア２３とノックアウトピン２４が設けられている。キャビティー６ａには、複数個のブッシュ３０ａが設けられ、その内部に、スプル２６が、それぞれ形成されている。各スプル２６は、キャビティー６ａの外側に設けられたランナー２７の樹脂流路に係合されている。この樹脂流路は、固定側プレート４ａに設けられたブッシュ３０ｂに形成された第１スプル２８に係合されている。第１スプル２８は、樹脂溶融押出機（図示省略）に連結されている。ブッシュ３０ａの長さ（ＴＡ）は、２２０ｍｍ、ランナー２７の厚さ（ＴＢ）は、７ｍｍ、ブッシュ３０ｂの長さ（ＴＣ）は、５０ｍｍである。スプル２６の先端部の頂角（θ）は、１２°である。
金型２ａは、裏ゲート方式リバースゲート方式）のものである。成形品２１に対する８個のスプル２６１−２６８の配置が、第２８図の上側の平面図に示される。この金型２ａが用いられ、実施例１の場合と同様にして、成形品２１が成形された。この成形において、スプル２６１−２６８、ランナー２７、および、第１スプル２８内の樹脂は、成形毎に廃棄される。
表１に、実施例１−１４、および、比較例１おいて製造された成形品の反り量（ｍｍ）が、成形に供された材料の使用量（ｇ）とともに、示される。

実施例１−１４における成形は、ホットランナースプルをが用いられたホットランナー射出成形であるため、成形品の製造における材料の使用量（重量）が、比較例１のコールドランナースプルが用いられる従来の成形の場合に比べ、極めて減少していることが、表１から明らかである。
実施例１および９においては、４個のゲート（ホットランナースプル）が成形品の外側に配置されており、樹脂の流動のバランスが若干崩れているため、得られた成形品において、反りがやや大きい。これに対して、他の実施例においては、すべてのゲート（ホットランナースプル）が、成形品の投影面内に位置されているため、得られた成形品における反りは、一層低減している。これらの内、実施例５、１０においては、すべてのゲート（ホットランナースプル）が、成形品の投影面内に位置され、かつ、上下左右対称に位置されているため、得られた成形品における反りは、更に低減している。
比較例１では、成形後、廃棄するスプルの重量は、３００ｇに達している。実施例１、９における廃棄するスプルの重量は、５０ｇである。なお、各実施例、比較例１における成形品の重量は、いずれも、１５０ｇである。
比較例１は、コールドランナー射出成形によるため、各スプルのゲートの制御ができないため、成形中の樹脂の流動のバランスが崩れがちであり、得られる成形品における反りの量は、極めて大きい。
産業上の利用の可能性
本発明に係るＦＲＰ成形品およびその製造方法によれば、製品のコストアップの要因となっているスプルランナーの量を大幅に低減することが出来、外観の良好な製品が得られ、また、所定の面における反りが少ない製品が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の成形品を製造するためのホットランナーが装備された射出成形装置の一例の側面模式図である。
第２図は、第１図に示した装置の成形型部の一例の縦断面模式図である。
第３図は、第２図に示した成形型部に装備されているホットランナースプルの側面模式図である。
第４図は、第３図に示したホットランナースプルの縦断面模式図である。
第５Ａ図および第５Ｂ図は、ホットランナースプルのバブルゲートの開閉を説明する縦断面模式図である。
第６Ａ図は、従来のホットランナースプルを有さない射出成形装置の成形型部の縦断面模式図である。
第６Ｂ図は、本発明の成形品の製造に用いられるホットランナーが装備された射出成形装置の成形型部の他の例の縦断面模式図である。
第７図は、第６Ｂ図に示した成形型部におけるホットランナーの詳細縦断面模式図である。
第８図は、第７図に示したホットランナーとは別の態様のホットランナーの詳細縦断面模式図である。
第９図は、第７図に示したホットランナーとは更に別の態様のホットランナーの詳細縦断面模式図である。
第１０図は、本発明の成形品の製造に用いられるホットランナーが装備された射出成形装置の成形型部のホットランナースプルのゲートレイアウトの一例の斜視模式図である。
第１１図は、第１０図に示したホットランナースプルのゲートレイアウトとは別の態様のゲートレイアウトの斜視模式図である。
第１２図は、第１０図に示したホットランナースプルのゲートレイアウトとは更に別の態様のゲートレイアウトの斜視模式図である。
第１３Ａ図は、本発明に係る成形品の一例の筐体の平面図である。
第１３Ｂ図は、第１３Ａ図に示した筐体の側面図である。
第１４図は、本発明に係る成形品の反りの測定法の説明図で、上側の図は、成形品の平面図、下側の図は、その正面図である。
第１５図は、実施例１において用いられたゲートレイアウトの説明図で、上側の図は、ゲートレイアウトの平面図、下側の図は、平面図に示したＡ−Ａ位置における縦断面図である。
第１６図は、実施例１乃至１０において使用されたホットランナー射出成形装置において用いた成形型部の縦断面模式図である。
第１７図は、第１６図に示したホットランナースプルの先端部の詳細縦断面図である。
第１８図は、実施例２において用いられたゲートレイアウトの説明図で、上側の図は、ゲートレイアウトの平面図、下側の図は、平面図に示したＡ−Ａ位置における縦断面図である。
第１９図は、実施例３において用いられたゲートレイアウトの説明図で、上側の図は、ゲートレイアウトの平面図、下側の図は、平面図に示したＡ−Ａ位置における縦断面図である。
第２０図は、実施例４において用いられたゲートレイアウトの説明図で、上側の図は、ゲートレイアウトの平面図、下側の図は、平面図に示したＡ−Ａ位置における縦断面図である。
第２１図は、実施例５において用いられたゲートレイアウトの説明図で、上側の図は、ゲートレイアウトの平面図、下側の図は、平面図に示したＡ−Ａ位置における縦断面図である。
第２２図は、実施例６において用いられたゲートレイアウトの説明図で、上側の図は、ゲートレイアウトの平面図、下側の図は、平面図に示したＡ−Ａ位置における縦断面図である。
第２３図は、実施例７において用いられたゲートレイアウトの説明図で、上側の図は、ゲートレイアウトの平面図、下側の図は、平面図に示したＡ−Ａ位置における縦断面図である。
第２４図は、実施例８において用いられたゲートレイアウトの説明図で、上側の図は、ゲートレイアウトの平面図、下側の図は、平面図に示したＡ−Ａ位置における縦断面図である。
第２５図は、実施例９において用いられたゲートレイアウトの説明図で、上側の図は、ゲートレイアウトの平面図、下側の図は、平面図に示したＡ−Ａ位置における縦断面図である。
第２６図は、実施例９において用いられたホットランナーマニホールド内の樹脂流路を説明する平面模式図である。
第２７図は、実施例１０において用いられたゲートレイアウトの説明図で、上側の図は、ゲートレイアウトの平面図、下側の図は、平面図に示したＡ−Ａ位置における縦断面図である。
第２８図は、比較例１において用いられた従来のコールドランナー射出成形装置のゲートレイアウトの説明図で、上側の図は、ゲートレイアウトの平面図、下側の図は、平面図に示したＡ−Ａ位置における縦断面図である。
第２９図は、比較例１において使用されたコールドランナー射出成形装置において用いた成形型部の縦断面模式図である。
第３０Ａ図は、本発明の成形品の表面にホットランナーゲート部により形成された凹部の一例の斜視図である。
第３０Ｂ図は、第３０Ａ図に示した凹部の縦断面図である。
第３１図は、実施例１２において用いられたゲートレイアウトの説明図で、上側の図は、ゲートレイアウトの平面図、下側の図は、平面図に示したＡ−Ａ位置における縦断面図である。
第３２Ａ図、第３２Ｂ図、および、第３２Ｃ図は、本発明の成形品の製造に用いられるホットランナーの各ゲートの開閉タイミングを説明するための平面図である。
第３３Ａ図は、本発明の成形品の側面の内倒れを防止するための成形品形状（金型設計）の一例の平面図である。
第３３Ｂ図は、第３３Ａ図に示した成形品形状（金型設計）の正面図である。
第３３Ｃ図は、第３３Ｂ図に示した成形品形状（金型設計）の端部の詳細正面図である。
第３４図は、実施例１１において用いられたゲートレイアウトの説明図で、上側の図は、ゲートレイアウトの平面図、下側の図は、平面図に示したＡ−Ａ位置における縦断面図である。
第３５図は、実施例１３において用いられたゲートレイアウトの説明図で、上側の図は、ゲートレイアウトの平面図、下側の図は、平面図に示したＡ−Ａ位置における縦断面図である。
第３６図は、実施例１４において用いられたゲートレイアウトの説明図で、上側の図は、ゲートレイアウトの平面図、下側の図は、平面図に示したＡ−Ａ位置における縦断面図である。
第３７図は、本発明の成形品の製造に用いられるホットランナーにおけるバルブピン、ガイド、ゲートブッシュの一例を示す縦断面図である。

Claims (19)

1. 熱可塑性樹脂と該熱可塑性樹脂中に平均繊維長が０．１乃至７ｍｍの樹脂強化繊維が分散して混在するホットランナー射出成形により成形されたＦＲＰ成形品。
2. 前記繊維が、炭素繊維、ガラス繊維およびアラミド繊維の群から選ばれた少なくとも１種の繊維である請求項１に記載のＦＲＰ成形品。
3. 前記ホットランナー射出成形に用いられるホットランナースプルの長さが１０乃至６００ｍｍである請求項２に記載のＦＲＰ成形品。
4. 前記ホットランナースプルの先端に設けられたゲートを開閉するゲートピンの先端により形成された凹部が、成形品の表面に存在する請求項３に記載のＦＲＰ成形品。
5. 前記凹部の直径が、０．１乃至１０ｍｍ、深さが、２ｍｍ以下である請求項４に記載のＦＲＰ成形品。
6. 前記ホットランナースプルの本数が複数であり、該複数のホットランナースプルの先端に設けられた各ゲートの開閉がそれぞれ独立に制御可能である請求項１乃至５のいずれかに記載のＦＲＰ成形品。
7. 前記ホットランナースプルの本数が複数であり、該複数のホットランナースプルに係合された射出成形機の第１スプルを通過した樹脂が、各樹脂流路を通り、各ホットランナースプルの先端に設けられた各ゲートから実質的に同時期に射出される請求項６に記載のＦＲＰ成形品。
8. 前記各樹脂流路の幾何学的長さがそれぞれ等しい請求項７に記載のＦＲＰ成形品。
9. 前記各ゲートの開閉タイミングに時間差がある請求項７に記載のＦＲＰ成形品。
10. 前記成形品が筐体である請求項１乃至５および７乃至９のいずれかに記載の成形品。
11. 前記成形品が筐体である請求項６に記載の成形品。
12. （ａ）マトリックス樹脂が熱可塑性樹脂であり、該マトリックス樹脂中に平均繊維長が０．１乃至７ｍｍの樹脂強化繊維が混入してなる樹脂ペレットを、射出成形機の樹脂溶融シリンダー内で２２０乃至３５０℃に加熱し溶融し、前記繊維が分散して混在する樹脂溶融物を準備する第１工程と、
    （ｂ）第１工程にて得られた前記樹脂溶融物を、前記射出成形機の第１スプルを通じて、ホットランナー射出成形装置の樹脂流路を経て、ホットランナースプルに供給し、ホットランナースプルのゲートを開閉させ、成形品を成型する金型のキャビティー内への前記樹脂溶融物の射出開始、終了を制御し、前記キャビティー内に供給された前記樹脂溶融物を前記金型内で固化せしめた後、前記金型を開放し、成形された成形品を取り出してなる第２工程と、
    からなるＦＲＰ成形品の製造方法。
13. 前記ホットランナースプルの長さが、１０乃至６００ｍｍである請求項１２に記載のＦＲＰ成形品の製造方法。
14. 前記ゲートが、該ゲートに出入するゲートピンにより開閉され、該ゲートピンの先端により前記成形品の表面に凹部が形成される請求項１３に記載のＦＲＰ成形品の製造方法。
15. 前記凹部の直径が、０．１乃至１０ｍｍ、深さが、２ｍｍ以下である請求項１４に記載のＦＲＰ成形品の製造方法。
16. 前記ホットランナースプルの本数が複数であり、該ホットランナースプルの先端に設けられた各ゲートの開閉がそれぞれ独立に制御可能である請求項１２乃至１５のいずれかに記載のＦＲＰ成形品の製造方法。
17. 前記ホットランナースプルの本数が複数であり、該複数のホットランナースプルに係合された射出成形機の第１スプルを通過した樹脂が、各樹脂流路を通り、各ホットランナースプルの先端に設けられた各ゲートから実質的に同時期に射出される請求項１６に記載のＦＲＰ成形品の製造方法。
18. 前記各樹脂流路の幾何学的長さがそれぞれ等しい請求項１７に記載のＦＲＰ成形品の製造方法。
19. 前記各ゲートの開閉タイミングに時間差がある請求項１７に記載のＦＲＰ成形品の製造方法。

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