KR20130061771A

KR20130061771A - 열가소성 수지 성형품의 제조방법 및 열가소성 수지 입자 조성물

Info

Publication number: KR20130061771A
Application number: KR1020137012970A
Authority: KR
Inventors: 푸미오 구리하라; 마사미쓰 다카미; 가즈마사 오오타; 데쓰야 구보타
Original assignee: 테크노 폴리머 가부시키가이샤
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2013-06-11
Also published as: US20110114902A1; US8202459B2; CN101980856B; WO2009123046A1; EP2272654A4; KR101285143B1; EP2272654A1; US8404168B2; US20120220746A1; CN101980856A; KR20100139115A

Abstract

열가소성 수지 성형품의 제조방법은, 고무 재료로 이루어진 고무형(2)의 캐비티(22) 내에, 열가소성 수지 입자 조성물(6A)을 배치하는 배치 공정과, 고무형(2)을 개재하여 캐비티(22) 내에서의 열가소성 수지 입자 조성물(6A)에, 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 조사하여 이 열가소성 수지 입자 조성물(6A)을 가열하여 용융시키는 입자 가열 공정, 캐비티(22)에 있어서 남겨진 공간(220)에, 용융 상태의 열가소성 수지(6)를 충전하는 충전 공정 및 캐비티(22) 내의 열가소성 수지(6)를 냉각시켜 열가소성 수지 성형품을 수득하는 냉각 공정을 포함한다.

Description

열가소성 수지 성형품의 제조방법 및 열가소성 수지 입자 조성물{PROCESS FOR PRODUCING THERMOPLASTIC RESIN MOLDED PRODUCT AND THERMOPLASTIC RESIN PARTICLE COMPOSITION}

본 발명은, 고무형(型)의 캐비티(cavity) 내에 열가소성 수지 입자 조성물을 충전하여 열가소성 수지 성형품을 수득하는 열가소성 수지 성형품의 제조방법 및 열가소성 수지 입자 조성물에 관한 것이다.

열가소성 수지를 사용하여 소정 형상의 수지 성형품을 수득하는 방법으로서는, 일반적으로는, 사출 성형, 블로우 성형, 압출 성형, 프레스 성형 등의 다양한 성형 방법이 있다.

이것에 대해, 특히 특허 문헌 1에 있어서는, 고무제의 성형형(成形型)을 사용하여 열가소성 수지로 이루어지는 수지 성형품을 진공 주형법에 의해 성형할 때에, 성형형에 대해 열가소성 수지를 선택적으로 가열할 수 있는 수지 성형 방법이 개시되어 있다. 이 수지 성형 방법에 있어서는, 성형형의 캐비티 내에 용융 상태의 열가소성 수지를 충전할 때에, 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를, 성형형을 개재하여 열가소성 수지에 조사하여 성형형을 구성하는 고무와 열가소성 수지의 물성의 차이에 의해, 고무제의 성형형에 비해 열가소성 수지를 적극적으로 가열할 수 있다.

하지만, 고무제의 성형형을 사용하여 열가소성 수지의 성형을 실시할 때에, 수지 성형품의 형상, 표면 정밀도 등의 품질을 향상시키기 위해서는 더욱 연구가 필요해지는 경우가 있다. 특히, 성형하는 수지 성형품이 대형, 박육(thin-walled) 등의 형상인 경우, 또는 성형에 사용하는 열가소성 수지 재료의 점도가 높은 경우 등에는, 성형형의 캐비티로의 충전이 보다 어려워져 상기 품질을 향상시키기 위한 연구가 보다 필요해지는 경우가 있다.

또한, 예를 들면, 특허 문헌 2에 있어서는, 금형의 형면에 분말상의 파우더 슬래시(powder slash) 재료를 원하는 두께로 부착 용융시키고, 그 후, 이 재료를 냉각시켜서 형면(型面)에 수지 성형품을 부착 성형하는 파우더 슬래시 성형법이 개시되어 있다. 그렇지만, 특허 문헌 2에 있어서는, 본원의 과제로 하는, 고무제의 성형형에 대해 열가소성 수지를 충전하는 경우에 수지의 충전 압력을 높게 할 수 없다고 하는 문제점이 없어 상기 품질을 향상시키기 위한 연구는 조금도 이루어지고 있지 않다.

특허 문헌 1: 일본 공개특허공보 제2007-216447호 특허 문헌 2: 일본 공개특허공보 제2000-254930호

본 발명은, 이러한 종래의 문제점에 감안하여 이루어진 것으로, 고무형을 사용하여 열가소성 수지의 성형을 실시하는 경우에, 열가소성 수지 성형품의 형상, 표면 정밀도 등의 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있는 열가소성 수지 성형품의 제조방법 및 열가소성 수지 입자 조성물을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 제1 측면은, 고무 재료로 이루어진 고무형의 캐비티 내에, 열가소성 수지 입자 조성물을 배치(配置)하는 배치 공정,

상기 고무형을 개재하여 상기 캐비티 내에 있어서의 상기 열가소성 수지 입자 조성물에, 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 조사하여, 상기 열가소성 수지 입자 조성물을 가열하여 용융시키는 입자 가열 공정 및

상기 캐비티 내의 열가소성 수지를 냉각시켜 열가소성 수지 성형품을 수득하는 냉각 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지 성형품의 제조방법에 있다.

본 발명의 열가소성 수지 성형품의 제조방법에 있어서는, 고무형에 열가소성 수지를 충전하여 열가소성 수지 성형품을 성형함에 있어서, 열가소성 수지 입자 조성물을 사용한다.

구체적으로는, 우선, 배치 공정으로서, 고무형의 캐비티 내에, 열가소성 수지 입자 조성물을 배치한다. 이 때, 열가소성 수지 입자 조성물은, 캐비티의 거의 전체에 충전할 수 있고, 또한 캐비티의 일부에 충전할 수도 있다.

계속해서, 입자 가열 공정으로서, 고무형을 개재하여 캐비티 내에 있어서의 열가소성 수지 입자 조성물에, 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 조사한다. 이 때, 고무형을 구성하는 고무 재료와 분말 상태의 열가소성 수지 입자 조성물의 물성의 차이에 의해, 고무형에 비해, 열가소성 수지 입자 조성물을 선택적으로 가열할 수 있다(열가소성 수지 입자 조성물의 가열량을 많게 할 수 있다). 이것에 의해, 고무형의 온도 상승을 억제하여 열가소성 수지 입자 조성물을 용융시킬 수 있다.

또한, 충전 압력을 그다지 높게 하지 않고 캐비티 전체에 열가소성 수지를 충전할 수 있고, 고무형의 변형 및 개방을 효과적으로 억제할 수 있다. 이로 인해, 고무형에 있어서의 분할면(파팅면(parting surface))으로부터의 수지 누설을 방지할 수 있어 냉각 공정에 의해 열가소성 수지 성형품을 수득했을 때에는, 이 열가소성 수지 성형품의 형상, 표면 정밀도 등의 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

이로 인해, 본 발명의 열가소성 수지 성형품의 제조방법에 의하면, 고무형을 사용하여 열가소성 수지의 성형을 실시하는 경우에, 열가소성 수지 성형품의 형상, 표면 정밀도 등의 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 효과는, 성형하는 열가소성 수지 성형품이 대형, 박육 등의 형상인 경우, 또는 성형에 사용하는 열가소성 수지의 점도가 높은 경우 등에 특히 현저하게 발휘될 수 있다.

본 발명의 제2 측면은, 상기 열가소성 수지 성형품의 제조방법에 의해 수득된 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 성형품에 있다.

본 발명의 열가소성 수지 성형품은, 상기 제1 발명에 기재한 열가소성 수지 입자 조성물을 사용하여 제조(성형)한 것이다.

이로 인해, 본 발명의 열가소성 수지 성형품에 의하면, 그 형상, 표면 정밀도 등의 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제3 측면은, 고무 재료로 이루어진 고무형의 캐비티 내에 충전하고, 상기 고무형을 개재하여 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 조사하여 가열 용융시키기 위한 열가소성 수지 입자 조성물로서,

벌크 밀도(bulk density)가 0.4g/㎤ 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 입자 조성물에 있다.

본 발명의 열가소성 수지 입자 조성물에 의하면, 상기 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파에 의해 가열할 때에, 이 가열 속도가 지나치게 커져 눌어 붙기(burning) 등의 불량이 생기는 것을 방지할 수 있다.

이로 인해, 본 발명의 열가소성 수지 입자 조성물에 의하면, 형상, 표면 정밀도 등의 품질이 우수한 열가소성 수지 성형품을 수득할 수 있다.

또한, 열가소성 수지 입자 조성물의 입자 직경이 작을 때에는, 벌크 밀도가 작아지는 것으로 생각된다. 그리고, 벌크 밀도가 0.4g/㎤ 미만이 될수록 열가소성 수지 입자 조성물의 입자 직경이 작을 때에는, 상기 눌어 붙기 등의 불량이 생길 우려가 있다.

또한, 열가소성 수지 입자 조성물은, 입자 직경이 거의 일정한 것으로 할 수 있고, 평균 입자 직경 또는 입도 분급(分級)이 상이한 복수 종류의 입자를 혼합한 것으로 할 수도 있다.

또한, 열가소성 수지 입자 조성물은, 벌크 밀도를 크게 하기 위해서 구형상에 가까운 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 열가소성 수지 입자 조성물의 벌크 밀도와, 상기 전자파를 조사했을 때의 열가소성 수지의 온도 상승 속도 사이에는, 반비례하는 관계가 있다고 생각된다. 그리고, 벌크 밀도가 작아지면 온도 상승 속도가 커지는 한편, 벌크 밀도가 커지면 온도 상승 속도가 작아지는 것으로 생각된다. 이로 인해, 벌크 밀도가 0.4g/㎤ 미만이 되면, 온도 상승 속도가 커져서 열가소성 수지 입자 조성물에 눌어 붙기 등의 불량이 생길 우려가 있다. 구체적으로는, 열가소성 수지 입자 조성물에 있어서의 전자파의 조사측에 눌어 붙기가 생길 경우가 있다. 한편, 온도 상승 속도가 지나치게 작아지면, 상기 전자파의 조사 시간을 길게 할 필요가 생겨서 고무형에 눌어 붙기 등의 불량이 나타날 우려가 있다. 이로 인해, 열가소성 수지 입자 조성물의 벌크 밀도는 0.8g/㎤ 이하로 할 수 있다.

본 발명의 제4 측면은, 고무 재료로 이루어진 고무형의 캐비티 내에 충전하고, 상기 고무형을 개재하여 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 조사하여 가열 용융시키기 위한 열가소성 수지 입자 조성물로서,

입자 직경이 1 내지 100㎛인 소형 열가소성 수지 입자를 0.1 내지 20질량% 함유하고, 잔부(殘部)가 상기 소형 열가소성 수지 입자보다도 큰 대형 열가소성 수지 입자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 입자 조성물이다.

본 발명의 열가소성 수지 입자 조성물은, 고무형을 개재하여 전자파를 조사하여 열가소성 수지 성형품을 제조하는 전자파 조사 성형에 우수한 효과를 발휘하는 입자 조성물이다.

구체적으로는, 본 발명의 열가소성 수지 입자 조성물은, 입자 직경이 1 내지 100㎛인 소형 열가소성 수지 입자와, 그것보다도 큰 대형 열가소성 수지 입자를 함유하여 이루어진다. 이것에 의해, 열가소성 수지 입자를 고무형의 캐비티 내에 충전할 때는, 소형 열가소성 수지 입자가 캐비티의 내벽면에 부착되고, 대형 열가소성 수지 입자는, 캐비티 내에 있어서의 소형 열가소성 수지 입자의 내측을 통과시킬 수 있다. 이로 인해, 캐비티 내로의 열가소성 수지 입자의 충전을 원활하게 실시할 수 있다.

여기에서, 본 발명의 고무형은 고무 재료로 형성되어 있고, 소형 열가소성 수지 입자는, 그 입자 직경이 1 내지 100㎛의 범위내임로써, 고무 재료로 이루어진 캐비티의 내벽면에 부착시킬 수 있다.

그리고, 소형 열가소성 수지 입자와 대형 열가소성 수지 입자의 함유 비율은, 전자가 0.1 내지 20질량%이며, 후자가 80 내지 99.9질량%이다. 이것에 의해, 대형 열가소성 수지 입자의 비율을 많게 하고, 고무형을 개재하여 상기 전자파를 조사하여 열가소성 수지 입자 조성물을 가열 용융시킬 때에, 이 열가소성 수지 입자 조성물에 그을림 등의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 캐비티 내에 충전한 열가소성 수지 입자 조성물은, 고무형을 개재하여 상기 전자파를 조사하여 가열 용융시키고, 그 후, 캐비티 내의 열가소성 수지를 냉각시켜 열가소성 수지 성형품을 수득할 수 있다. 또한, 캐비티 내의 열가소성 수지 입자 조성물을 가열 용융시킨 후에는, 필요에 따라서, 가열 용융에 의해 캐비티 내에 남겨진 공간에, 용융 상태의 열가소성 수지를 충전(보충)할 수도 있다.

이로 인해, 본 발명의 열가소성 수지 입자 조성물에 의하면, 전자파 조사 성형을 실시할 때에, 열가소성 수지 입자의 캐비티로의 원활한 충전을 실시하는 동시에, 그을림 등의 불량의 발생을 방지할 수 있어 외관, 형상, 표면 정밀도 등의 품질 및 기계적 강도가 우수한 열가소성 수지 성형품을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 효과는, 성형하는 열가소성 수지 성형품이 대형, 박육 등의 형상인 경우, 또는 성형에 사용하는 열가소성 수지 입자의 점도가 높은 경우 등에 특히 현저하게 발휘될 수 있다.

또한, 상기 소형 열가소성 수지 입자의 입자 직경을 1㎛ 미만으로 하는 것은 제조상 곤란하며, 소형 열가소성 수지 입자의 입자 직경이 1㎛ 미만인 경우에는, 열가소성 수지 성형품의 성형시에 있어서의 취급이 곤란해진다. 한편, 상기 소형 열가소성 수지 입자의 입자 직경이 100㎛ 초과인 경우에는, 소형 열가소성 수지 입자를 캐비티의 내벽면에 부착시키는 작용을 발휘하는 것이 곤란해진다.

또한, 상기 소형 열가소성 수지 입자의 함유 비율이 0.1질량% 미만인 경우에는, 캐비티의 내벽면에 부착시키는 소형 열가소성 수지 입자의 양이 적어 캐비티 내에 있어서의 소형 열가소성 수지 입자의 내측을 대형 열가소성 수지 입자를 통과시키는 작용을 발휘하는 것이 곤란해진다. 한편, 상기 소형 열가소성 수지 입자의 함유 비율이 20질량% 초과인 경우에는, 열가소성 수지 입자 조성물을 가열 용융시킬 때에, 캐비티의 내벽면에 부착된 소형 열가소성 수지 입자에 그을림 등의 불량이 나타날 우려가 있다.

또한, 소형 열가소성 수지 입자의 입자 직경은, 3 내지 90㎛로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 대형 열가소성 수지 입자의 입자 직경은, 예를 들면 200 내지 3000㎛의 범위내로 할 수 있다. 이러한 대형 열가소성 수지 입자의 입자 직경은, 300 내지 2000㎛로 하는 것이 보다 바람직하고, 350 내지 1500㎛로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 열가소성 수지 입자 조성물에 있어서의 소형 열가소성 수지 입자의 함유 비율은, 10질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 7질량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 소형 열가소성 수지 입자 및 대형 열가소성 수지 입자에 사용하는 열가소성 수지의 멜트 플로우 레이트(melt flow rate)(220℃, 10kg 하중)는, 1 내지 100g/10min로 하는 것이 바람직하고, 5 내지 80g/10min으로 하는 것이 보다 바람직하고, 15 내지 65g/10min으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 대형 열가소성 수지 입자와 소형 열가소성 수지 입자는, 동일한 조성을 갖는 열가소성 수지로 구성할 수 있다. 또한, 대형 열가소성 수지 입자와 소형 열가소성 수지 입자는, 서로 다른 조성을 갖는 열가소성 수지로 구성할 수 있다. 단, 이 경우에는, 기계적 강도를 높게 하기 위해, 상용성이 높은 열가소성 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제5 측면은, 고무 재료로 이루어진 고무형의 캐비티 내에 충전하고, 상기 고무형을 개재하여 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 조사하여 가열 용융시키기 위한 열가소성 수지 입자 조성물로서,

열가소성 수지 입자와, 무기 분체 및 윤활제 중의 적어도 하나인 미소 입자를 함유하고,

상기 열가소성 수지 입자의 수 평균 입자 직경은 200 내지 3000㎛이며, 상기 미소 입자의 체적 평균 입자 직경은 0.5 내지 50㎛이며,

상기 미소 입자를, 상기 열가소성 수지 입자 100질량부에 대해, 0.1 내지 10질량부 함유하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 입자 조성물에 있다.

구체적으로는, 본 발명의 열가소성 수지 입자 조성물은, 수 평균 입자 직경이 200 내지 3000㎛인 열가소성 수지 입자와, 체적 평균 입자 직경이 0.5 내지 50㎛인 미소 입자(무기 분체 및 윤활제의 적어도 하나)를 함유하여 이루어진다. 이것에 의해, 열가소성 수지 입자를 고무형의 캐비티 내에 충전할 때는, 미소 입자가 캐비티의 내벽면에 부착되고, 열가소성 수지 입자는, 캐비티 내에 있어서의 미소 입자의 내측을 통과시킬 수 있다. 이로 인해, 캐비티 내의 열가소성 수지 입자의 충전을 원활하게 실시할 수 있다.

여기에서, 본 발명의 고무형은 고무 재료로 형성되어 있으며, 미소 입자는, 그 체적 평균 입자 직경이 0.5 내지 50㎛임로써, 고무 재료로 이루어지는 캐비티의 내벽면에 부착시킬 수 있다.

그리고, 열가소성 수지 입자와 미소 입자의 함유 비율은, 전자를 100질량부에 대해, 후자가 0.1 내지 10질량부이다. 이것에 의해, 열가소성 수지 입자의 비율을 많게 하고, 고무형을 개재하여 상기 전자파를 조사하여 열가소성 수지 입자 조성물을 가열 용융시킬 때에, 이 열가소성 수지 입자 조성물에 그을림 등의 불량이 나타나는 것을 방지할 수 있다.

이로 인해, 본 발명의 열가소성 수지 입자 조성물에 의해서도, 전자파 조사 성형을 실시할 때에, 열가소성 수지 입자의 캐비티로의 원활한 충전을 실시하는 동시에, 그을림 등의 불량의 발생을 방지할 수 있어 외관, 형상, 표면 정밀도 등의 품질 및 기계적 강도가 우수한 열가소성 수지 성형품을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 효과는, 성형하는 열가소성 수지 성형품이 대형, 박육 등의 형상인 경우, 또는 성형에 사용하는 열가소성 수지 입자의 점도가 높은 경우 등에 특히 현저하게 발휘될 수 있다.

또한, 상기 미소 입자의 체적 평균 입자 직경이란, 레이저 회절법 등에 의해 측정된 체적 누적 입자 직경의 중심 입자 직경, 즉, 50% 평균 입자 직경(「D₅₀」이라고도 한다.)을 말한다.

상기 미소 입자의 함유량은, 상기 열가소성 수지 입자 100질량부에 대해, 0.2 내지 8질량부로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.5 내지 5질량부로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 미소 입자의 함유량은, 3질량부 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 미소 입자를 상기 무기 분체만으로 구성한 경우에는, 이 무기 분체는, 상기 열가소성 수지 입자 100질량부에 대해, 0.2 내지 8질량부로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.5 내지 5질량부로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 미소 입자를 상기 윤활제만으로 구성한 경우에는, 이 윤활제는, 상기 열가소성 수지 입자 100질량부에 대해, 0.2 내지 8질량부로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.5 내지 5질량부로 하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 제6 측면은, 고무 재료로 이루어진 고무형의 캐비티 내에 충전하고, 상기 고무형을 개재하여 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 조사하여 가열 용융시키기 위한 열가소성 수지 입자 조성물로서,

상기 열가소성 수지 입자 100질량부에 대해, 적외선 흡수제를 0.0005 내지 0.1질량부 함유하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 입자 조성물에 있다.

본 발명의 열가소성 수지 조성물은, 전자파 조사 성형(고무형을 개재하여 열가소성 수지에 전자파를 조사하여 성형하는 방법)에 우수한 효과를 발휘하는 조성물이다.

구체적으로는, 본 발명의 열가소성 수지 조성물은, 열가소성 수지 100질량부에 대해, 적외선 흡수제를 0.0005 내지 0.1질량부 함유하여 이루어진다. 그리고, 이 열가소성 수지 조성물을 고무형의 캐비티 내에 충전하고, 이 열가소성 수지 조성물에 고무형을 개재하여 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 조사할 때에는, 적외선 흡수제가 효과적으로 전자파를 흡수할 수 있다.

이것에 의해, 열가소성 수지로서 투명, 백색 또는 소정의 착색을 실시한 열가소성 수지를 사용하고 있어도, 상기 전자파를 효과적으로 흡수시킬 수 있어 열가소성 수지 조성물을 신속하게 가열 용융시킬 수 있다. 또한, 성형형으로서의 고무형의 제조가 용이하여 다양한 형상의 열가소성 수지 성형품을 염가로 성형할 수 있다.

상기 적외선 흡수제의 배합량은, 열가소성 수지 100질량부당, 바람직하게는 0.001 내지 0.08중량부, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 0.06중량부이다. 배합량을 0.0005중량부 이상으로 함으로써, 전자파를 조사하여 열가소성 수지 조성물의 가열 용융에 요하는 시간을 더욱 단축할 수 있다. 적외선 흡수제는, 1종이라도 사용가능하지만, 2종 이상 병용할 수도 있다.

상기 적외선 흡수제를 사용하는 경우에는, 담가(曇價)(헤이즈(haze))가 20% 이하인 열가소성 수지 성형품을 성형하는 것이 용이해진다.

이 담가(헤이즈)의 값은, 두께가 2.5mm인 시험편을 사용하고, JIS K7136에 준거하여 구한 값으로 한다. 이 담가는, 값이 작을 수록 투명에 가까운 것을 의미한다. 상기 열가소성 수지 조성물을 열가소성 수지 성형품으로 했을 때의 담가의 값은, 바람직하게는 15% 이하, 더욱 바람직하게는 10% 이하, 특히 바람직하게는 8% 이하이다. 이 담가의 하한값은, 상기 적외선 흡수제의 배합량을 적게 하여, 0%에 가까운 값으로 할 수 있다.

상기 적외선 흡수제를 사용하는 경우에는, 백색도가 30% 이상인 열가소성 수지 성형품을 성형하는 것이 용이해진다.

이 백색도의 값 W(%)는, 다음 식으로부터 구한 값으로 한다.

W(%)=100-{(100-L)²+a²+b²}^1/2

여기서, L은 명도를 나타내고, a는 적색도를 나타내고, b는 황색도를 나타내고, 헌터식 측정 색차계(Hunter color-difference meter)에 의해 구하는 값이다. 이 백색도는, 값이 클수록 백색에 가까운 것을 의미한다.

상기 열가소성 수지 조성물을 열가소성 수지 성형품으로 했을 때의 백색도의 값은, 바람직하게는 40% 이상, 더욱 바람직하게는 50% 이상, 특히 바람직하게는 70% 이상이다. 이 백색도의 상한치는, 가능한 한 100%에 가까운 값으로 할 수 있다.

상기 백색도는, 열가소성 수지의 종류 및 그 함유량, 적외선 흡수제의 종류 및 그 함유량, 및 착색제의 종류 및 그 함유량을, 적절히 선택함으로써 조정할 수 있다.

상기 열가소성 수지 100질량부에 대한 적외선 흡수제의 함유량이 0.0005질량부 미만인 경우에는, 적외선 흡수제가 지나치게 적어 상기 열가소성 수지 조성물이 전자파를 흡수하는 효과가 충분히 발휘되지 않는다. 한편, 상기 열가소성 수지 100질량부에 대한 적외선 흡수제의 함유량이 0.1질량부 초과인 경우에는, 적외선 흡수제가 지나치게 많아 성형한 열가소성 수지 성형품의 백색도를 30% 이상으로 유지하는 것이 곤란해진다.

도 1은 실시예 1에 있어서의, 열가소성 수지 성형품의 제조방법에 있어서의 배치 공정을 실시한 상태를 도시하는 설명도.
도 2는 실시예 1에 있어서의, 열가소성 수지 성형품의 제조방법에 있어서의 입자 가열 공정 및 진공 공정을 실시하는 상태를 도시하는 설명도.
도 3은 실시예 1에 있어서의, 열가소성 수지 성형품의 제조방법에 있어서의 충전 공정을 실시한 상태를 도시하는 설명도.
도 4는 실시예 1에 있어서, 횡축에 파장(nm)을 취하고, 종축에 광의 투과율(%)을 취하고, 투명한 실리콘 고무와 반투명 실리콘 고무에 관한 광의 투과율을 도시하는 그래프.
도 5는 실시예 1에 있어서, 입자의 샘플에 관해서, 벌크 밀도(g/㎤) 및 안식각(安息角)(°)을 측정한 결과를 도시하는 그래프.
도 6은 실시예 1에 있어서, 입자의 샘플에 관해서, 측정한 벌크 밀도(g/㎤)와 승온 속도(t/sec)의 관계를 도시하는 그래프.
도 7은 실시예 2에 있어서, 소형 열가소성 수지 입자와 대형 열가소성 수지 입자를 고무형의 캐비티 내에 충전하는 상태를 도시하는 설명도.
도 8은 실시예 2에 있어서, 대형 열가소성 수지 입자만을 고무형의 캐비티 내에 충전하는 상태를 도시하는 설명도.
도 9는 실시예 4에 있어서, 횡축에 파장(nm)을 취하고, 종축에 광의 흡수율(%)을 취하고, 적외선 흡수제를 함유하지 않는 열가소성 수지와, 열가소성 수지에 적외선 흡수제를 함유시킨 열가소성 수지 조성물에 관한 광의 흡수율(%)을 도시하는 그래프.
도 10은 실시예 5에 있어서, 횡축에 파장(nm)을 취하고, 종축에 광의 흡수율(%)을 취하고, 적외선 흡수제를 함유하지 않는 열가소성 수지와, 열가소성 수지에 적외선 흡수제를 함유시킨 열가소성 수지 조성물에 관한 광의 흡수율(%)을 도시하는 그래프.

상기한 본 발명에 있어서의 바람직한 실시형태에 관해서 설명한다.

본 발명의 제1 내지 제6 측면에 있어서, 상기 열가소성 수지 입자 조성물이란, 예를 들면, 평균 입자 직경이 몇백 ㎛ 정도의 미립자(분체)로부터, 평균 입자 직경이 수mm 정도인 입자까지, 넓게 입자 상태를 말한다.

또한, 상기 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파에 의해, 고무형에 비해, 열가소성 수지를 선택적으로 가열할 수 있는 이유로서는, 이하와 같이 생각된다.

즉, 고무형의 표면에 조사된 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파는, 고무형에 흡수되는 비율에 비해, 고무형을 투과하여 열가소성 수지에 흡수되는 비율이 많다고 생각된다. 이로 인해, 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파에 의한 광의 에너지가 열가소성 수지에 우선적으로 흡수되어 열가소성 수지를 선택적으로 가열할 수 있을 것으로 생각된다.

또한, 상기 고무형을 개재하여 상기 열가소성 수지에 조사하는 전자파로서는, 파장이 0.78 내지 2㎛인 영역의 전자파뿐만 아니라, 이것 이외의 영역의 전자파도 포함되어 있어도 된다. 이 경우에 있어서, 고무형을 개재하여 열가소성 수지에 조사하는 전자파 또는 투과 전자파는, 파장이 0.78 내지 2㎛인 영역의 전자파를, 이것 이외의 영역의 전자파보다도 많이 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 열가소성 수지의 가열에, 파장이 0.78 내지 2㎛인 영역의 전자파를 사용하는 이유는, 이 파장의 영역의 전자파는, 고무형을 투과하기 쉬운 성질을 갖는 한편, 열가소성 수지에 흡수되기 쉬운 성질을 갖기 때문이다.

또한, 상기 전자파는, 0.78 내지 2㎛의 파장 영역에 강도(intensity)의 피크를 가지고 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 전자파 발생 수단 등의 전자파 발생원으로서, 출사하는 전자파의 파장에 소정의 분포 특성을 갖는 할로겐 히터, 적외선 램프 등을 사용할 수 있다.

상기 고무형은, 고무 재료로서의 투명 또는 반투명 실리콘 고무로 형성할 수 있다. 이 실리콘 고무의 경도는, JIS-A 규격 측정에 있어서 25 내지 80으로 할 수 있다.

상기 열가소성 수지 입자(상기 대형 열가소성 수지 입자 및 상기 소형 열가소성 수지 입자도 포함한다.)는, 기계적 분쇄법(상온, 냉동 분쇄, 습식 분쇄, 제트 분쇄), 분무법(건조, 응고), 강제 유화법(용융 유화, 용액 유화), 현탁 중합법, 유화 중합법 등의 다양한 방법에 의해 만들어 낼 수 있다.

예를 들면, 상기 열가소성 수지 입자로서는, 압출기에 의해 수득한 열가소성 수지의 펠렛을 냉동 분쇄하여 만들어 낸 것을 사용할 수 있다. 냉동 분쇄에 의하면, 다양한 입자 직경의 열가소성 수지 입자를 만들어 낼 수 있다. 또한, 열가소성 수지 입자로서는, 압출기의 선단에 입구의 직경이 작은 다이스(dice)를 장착하고, 소위 수중 컷트 방식으로 만들어 낸 것을 사용할 수도 있다. 이러한 수중 컷트 방식에 의하면, 0.5mm 정도의 입자(열가소성 수지 입자)를 간단하고 염가로 만들어 낼 수 있다.

또한, 열가소성 수지 입자는, 필요에 따라서, 분급, 체 분류 등을 실시하여 수득할 수도 있다.

상기 열가소성 수지 입자 조성물에 사용하는 열가소성 수지로서는, 0.78 내지 2㎛의 파장 영역의 전자파를 흡수하여, 가열이 촉진되는 것을 사용할 수 있다.

상기 열가소성 수지 입자 조성물에 사용하는 열가소성 수지는, 열가소성을 갖는 중합체를 포함하는 것이면, 특별히 한정되지 않으며, ABS 수지(아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌 수지), ASA 수지(아크릴레이트·스티렌·아크릴로니트릴 수지), AES 수지(아크릴로니트릴·에틸렌-프로필렌-디엔·스티렌 수지) 등의 고무 강화 스티렌계 수지, 폴리스티렌, 스티렌·아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌·무수 말레산 공중합체, (메트)아크릴산에스테르·스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 염화비닐계 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리페닐렌 에테르 수지, 폴리페닐렌 설파이드 수지, 불소 수지, 이미드계 수지, 케톤계 수지, 설폰계 수지, 우레탄계 수지, 폴리아세트산비닐, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 부티랄, 페녹시 수지, 감광성 수지, 액정 중합체, 생분해성 플라스틱 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 열가소성 수지 중, 성형품의 성형에 적합한 것으로서, 고무 강화 스티렌계 수지, 올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 폴리카보네이트 수지의 알로이, 고무 강화 스티렌계 수지 및 폴리카보네이트 수지의 알로이, 고무 강화 스티렌계 수지 및 폴리에스테르계 수지의 알로이 등을 들 수 있다.

상기 열가소성 수지 입자 조성물은, 고무 강화 스티렌계 수지로 하는 것이 바람직하다.

이 경우에는, 열가소성 수지 성형품의 형상, 표면 정밀도 등의 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 보다 현저하게 수득할 수 있다.

상기 고무 강화 스티렌계 수지는, 고무질 중합체(a1)의 존재하에, 방향족 모노비닐 화합물을 포함하는 비닐계 단량체(a2)를 중합하여 수득된 고무 강화 스티렌계 수지(A1), 또는 당해 고무 강화 스티렌계 수지(A1)와, 비닐계 단량체에 유래하는 구조 단위를 포함하는 (공)중합체(A2)를 혼합하여 이루어지는 혼합물로 할 수 있다.

상기 고무질 중합체(a1)는, 실온에서 고무질이면, 단독 중합체라도 양호하고, 공중합체라도 양호하지만, 디엔계 중합체(디엔계 고무질 중합체) 및 비-디엔계 중합체(비-디엔계 고무질 중합체)가 바람직하다. 또한, 상기 고무질 중합체(a1)는, 가교 중합체라도 양호하고, 비가교 중합체라도 양호하다. 이들은, 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 디엔계 중합체로서는, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리클로로프렌 등의 단독 중합체, 스티렌·부타디엔 공중합체, 스티렌·부타디엔·스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴·부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴·스티렌·부타디엔 공중합체등의 스티렌·부타디엔계 공중합체 고무, 스티렌·이소프렌 공중합체, 스티렌·이소프렌·스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴·스티렌·이소프렌 공중합체 등의 스티렌·이소프렌계 공중합체 고무, 천연 고무 등을 들 수 있다. 이러한 공중합체는, 블록 공중합체라도 양호하고, 랜덤 공중합체라도 양호하다. 또한, 이러한 공중합체는 수소 첨가(단, 수소 첨가율은 50% 미만)된 것이라도 양호하다. 상기 디엔계 중합체는, 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 비-디엔계 중합체로서는, 에틸렌 단위와, 탄소수 3 이상의 α-올레핀으로 이루어진 단위를 포함하는 에틸렌·α-올레핀계 공중합체 고무, 우레탄계 고무, 아크릴계 고무, 실리콘 고무, 실리콘·아크릴계 IPN 고무, 공액 디엔계 화합물로 이루어진 단위를 포함하는 (공)중합체를 수소 첨가하여 이루어지는 중합체 등을 들 수 있다. 이러한 공중합체는, 블록 공중합체라도 양호하고, 랜덤 공중합체라도 양호하다. 또한, 이러한 공중합체는 수소 첨가(단, 수소 첨가율은 50% 이상)된 것이라도 양호하다. 상기 비-디엔계 중합체는, 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 고무질 중합체(a1)로서, 디엔계 중합체를 사용한 경우에 수득되는 고무 강화 스티렌계 수지(A1)를 포함하는 수지는, 일반적으로, 「ABS 수지」라고 하고 있다. 또한, 상기 고무질 중합체(a1)로서, 에틸렌·α-올레핀과 에틸렌·α-올레핀·비공액 디엔 공중합체의 적어도 하나를 사용한 경우에 수득되는 고무 강화 스티렌계 수지(A1)를 포함하는 수지는, 일반적으로, 「AES 수지」라고 하고 있다. 또한, 상기 고무질 중합체(a1)로서, 아크릴계 고무를 사용한 경우에 수득되는 고무 강화 스티렌계 수지(A1)를 포함하는 수지는, 일반적으로, 「ASA 수지」라고 하고 있다.

상기 고무 강화 스티렌계 수지(A1)의 형성에 사용되는 비닐계 단량체(a2)는, 방향족 비닐 화합물만이라도 양호하고, 이러한 방향족 비닐 화합물과, 예를 들면, 시안화비닐 화합물, (메트)아크릴산에스테르 화합물, 말레이미드계 화합물, 산 무수물 등의, 방향족 비닐 화합물과 공중합 가능한 화합물을, 각각, 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

따라서, 상기 비닐계 단량체(a2)로서는, 방향족 비닐 화합물의 1종 이상, 또는, 방향족 비닐 화합물의 1종 이상과, 당해 방향족 비닐 화합물과 공중합 가능한 화합물의 1종 이상을 조합한 단량체를 사용할 수 있다.

상기 방향족 비닐 화합물로서는, 적어도 1개의 비닐 결합과, 적어도 1개의 방향족 환을 갖는 화합물이면, 특별히 한정되지 않고 사용할 수 있다. 그 예로서는, 스티렌, α-메틸스티렌, o-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 비닐톨루엔, β-메틸스티렌, 에틸 스티렌, p-3급-부틸 스티렌, 비닐 크실렌, 비닐나프탈렌, 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 모노브로모스티렌, 디브로모스티렌, 플루오로스티렌 등을 들 수 있다. 이들은, 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 이들 중, 스티렌 및 α-메틸스티렌이 바람직하다.

상기 시안화비닐 화합물로서는, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등을 들 수 있다. 이들 중, 아크릴로니트릴이 바람직하다. 또한, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 (메트)아크릴산에스테르 화합물로서는, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산n-프로필, 메타크릴산이소프로필, 메타크릴산n-부틸, 메타크릴산이소부틸, 메타크릴산3급-부틸, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산n-프로필, 아크릴산이소프로필, 아크릴산n-부틸, 아크릴산이소부틸, 아크릴산3급-부틸 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 말레이미드계 화합물로서는, 말레이미드, N-메틸말레이미드, N-부틸 말레이미드, N-페닐 말레이미드, N-(2-메틸페닐)말레이미드, N-(4-하이드록시페닐)말레이미드, N-사이클로헥실말레이미드 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 말레이미드계 화합물로 이루어지는 단위를 도입하는 다른 방법으로서는, 예를 들면, 무수 말레산을 공중합하고, 그 후 이미드화하는 방법이라도 양호하다.

상기 산 무수물로서는, 무수 말레산, 무수 이타콘산, 무수 시트라콘산 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 화합물 이외에, 필요에 따라서, 하이드록실기, 아미노기, 에폭시기, 아미드기, 카르복실기, 옥사졸린기 등의 관능기를 갖는 비닐계 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들면, 메타크릴산2-하이드록시에틸, 아크릴산2-하이드록시에틸, 하이드록시스티렌, 메타크릴산N,N-디메틸아미노메틸, 아크릴산N,N-디메틸아미노메틸, N,N-디에틸-p-아미노 메틸스티렌, 메타크릴산글리시딜, 아크릴산글리시딜, 메타크릴산3,4-옥시사이클로헥실, 아크릴산3,4-옥시사이클로헥실, 비닐 글리시딜 에테르, 메타크릴글리시딜 에테르, 알릴 글리시딜 에테르, 메타크릴아미드, 아크릴아미드, 메타크릴산, 아크릴산, 비닐 옥사졸린 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이, 열가소성 수지에 고무 강화 스티렌계 수지를 사용하는 경우에는, 고무 강화 스티렌계 수지는, 고무 강화 스티렌계 수지(A1)만으로 구성해도 되며, 고무 강화 스티렌계 수지(A1)와, 비닐계 단량체의 중합에 의해 수득된 (공)중합체(A2)를 혼합한 혼합물로 구성해도 양호하다. 이러한 비닐계 단량체로서는, 상기 고무 강화 스티렌계 수지(A1)의 형성에 사용한 화합물, 즉, 방향족 비닐 화합물, 시안화비닐 화합물, (메트)아크릴산에스테르 화합물, 말레이미드계 화합물, 산 무수물 및 관능기를 갖는 화합물로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 따라서, 상기 (공)중합체(A2)는, 상기 고무 강화 스티렌계 수지(A1)의 형성에 사용한 비닐계 단량체(a2)와 완전히 동일한 조성의 성분을 중합하여 수득되는 중합체라도 양호하고, 상이한 조성으로 동일한 종류의 단량체를 중합하여 수득되는 중합체라도 양호하고, 또한, 상이한 조성으로 상이한 종류의 단량체를 중합하여 수득되는 중합체라도 양호하다. 이러한 각 중합체가 2종 이상 포함되는 것이라도 양호하다.

상기 고무 강화 스티렌계 수지(A1)의 그래프트율(graft rate)은, 바람직하게는 30 내지 150질량%, 보다 바람직하게는 50 내지 120질량%이다. 상기 고무 강화 스티렌계 수지(A1)의 그래프트율이 지나치게 작으면, 열가소성 수지 성형품의 표면 외관성 및 내충격성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 그래프트율이 지나치게 크면, 성형 가공성이 떨어진다.

여기에서, 그래프트율이란, 상기 고무 강화 스티렌계 수지(A1) 1그램 중의 고무 성분을 x그램, 상기 고무 강화 스티렌계 수지(A1) 1그램을 아세톤(단, 고무질 중합체(a1)가 아크릴계 고무인 경우에는, 아세토니트릴을 사용)에 용해시켰을 때의 불용분을 y그램으로 했을 때에, 다음식에 의해 구해지는 값이다.

그래프트율(질량%)={(y-x)/x}×100

또한, 상기 고무 강화 스티렌계 수지(A1)의 아세톤(단, 고무질 중합체(a1)가 아크릴계 고무인 경우에는, 아세토니트릴을 사용)에 의한 가용 성분의 극한 점도[η](메틸 에틸 케톤 중, 30℃에서 측정)는, 바람직하게는 0.2 내지 1dl/g, 보다 바람직하게는 0.3 내지 0.8dl/g이다. 이 범위로 함으로써, 열가소성 수지 성형품의 성형 가공성이 우수하고, 수득되는 성형품의 내충격성도 우수하다.

또한, 상기 그래프트율 및 극한 점도[η]는, 상기 고무 강화 스티렌계 수지(A1)를 제조할 때의, 중합 개시제, 연쇄 이동제, 유화제, 용제 등의 종류나 양, 또한 중합 시간, 중합 온도 등을 변경함으로써, 용이하게 제어할 수 있다.

상기 (공)중합체(A2)로서는, 하기 (1) 내지 (6)에 예시된다. 또한, 각 단량체는, 상기 고무 강화 스티렌계 수지(A1)의 형성에 사용되는 화합물을 적용할 수 있어 바람직한 화합물도 같다.

(1) 방향족 비닐 화합물만을 중합하여 수득된 (공)중합체의 1종 이상. (2) (메트)아크릴산에스테르 화합물만을 중합하여 수득된 (공)중합체의 1종 이상. (3) 방향족 비닐 화합물 및 시안화비닐 화합물을 중합하여 수득된 공중합체의 1종 이상. (4) 방향족 비닐 화합물 및 (메트)아크릴산에스테르 화합물을 중합하여 수득된 공중합체의 1종 이상. (5) 방향족 비닐 화합물, 시안화비닐 화합물 및 다른 화합물을 중합하여 수득된 공중합체의 1종 이상. (6) 방향족 비닐 화합물과, 시안화비닐 화합물을 제외한 다른 화합물을 중합하여 수득된 공중합체의 1종 이상.

이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

따라서, 상기 (공)중합체(A2)의 구체예로서는, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴·α-메틸스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴·스티렌·메타크릴산메틸 공중합체, 스티렌·메타크릴산메틸 공중합체, 아크릴로니트릴·스티렌·N-페닐 말레이미드 공중합체 등을 들 수 있다.

상기 (공)중합체(A2)의 극한 점도[η](메틸 에틸 케톤 중, 30℃에서 측정)는, 바람직하게는 0.2 내지 0.8dl/g이다. 극한 점도[η]가 상기 범위내이면, 성형 가공성 및 내충격성의 물성 균형이 우수하다. 또한, 이 (공)중합체(A2)의 극한 점도[η]는, 상기 고무 강화 스티렌계 수지(A1)의 경우와 같이 제조 조건을 조정함으로써 제어할 수 있다.

상기 고무 강화 수지의 아세톤(단, 고무질 중합체(a1)가 아크릴계 고무인 경우에는, 아세토니트릴을 사용)에 의한 가용 성분의 극한 점도[η](메틸 에틸 케톤 중, 30℃에서 측정)는, 바람직하게는 0.2 내지 0.8dl/g이다. 극한 점도[η]가 상기 범위내이면, 성형 가공성과 내충격성의 물성 균형이 우수하다.

상기 스티렌계 수지로서는, 상기의 (공)중합체(A2)에 있어서 방향족 비닐 화합물만을 중합하여 수득된 중합체, 또는 방향족 비닐 화합물과 다른 공중합 가능한 화합물을 공중합하여 수득된 중합체를 들 수 있다.

상기 올레핀계 수지는, 탄소수 2 이상의 α-올레핀으로 이루어지는 단량체 단위를 포함하는 중합체이면, 특별히 한정되지 않는다. 바람직한 올레핀계 수지는, 탄소수 2 내지 10의 α-올레핀으로 이루어지는 단량체 단위를 포함하는 중합체이다. 따라서, 탄소수 2 내지 10의 α-올레핀으로 이루어지는 단량체 단위의 1종 이상을 주로 하여 포함하는 (공)중합체, 탄소수 2 내지 10의 α-올레핀으로 이루어지는 단량체 단위의 1종 이상과, 이 α-올레핀과 공중합 가능한 화합물로 이루어지는 단량체 단위의 1종 이상을 주로 하여 포함하는 공중합체 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 올레핀계 수지로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌·프로필렌 공중합체, 폴리부텐-1, 에틸렌·부텐-1 공중합체 등을 들 수 있다. 이들 중, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 프로필렌·에틸렌 공중합체가 바람직하고, 프로필렌 단위를 전체 단량체 단위에 대해, 50질량% 이상 포함하는 중합체, 즉, 폴리프로필렌·에틸렌·프로필렌 공중합체가 보다 바람직하다. 또한, 상기 에틸렌·프로필렌 공중합체로서는, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 등이 있지만, 어느 공중합체를 사용해도 좋다.

상기 올레핀계 수지는, 결정성이라도 양호하고, 비정성(non-crystalline)이라도 양호하다. 바람직하게는, 실온하, X선 회절에 의해, 20% 이상의 결정화도를 갖는 것이다.

상기 올레핀계 수지의 융점(JIS K7121에 준거)은, 바람직하게는 40℃ 이상이다.

또한, 상기 올레핀계 수지의 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 성형성의 관점에서 바람직하게는, 폴리프로필렌계 수지에 있어서는, JIS K7210:1999(230℃, 하중 2.16kg)에 준거하여 측정한 멜트 플로우 레이트는, 통상 0.01 내지 500g/10분, 보다 바람직하게는 0.04, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 100g/10분이며, 폴리에틸렌계 수지는, JIS K6922-2(190℃, 하중 2.16kg)에 준거하여 측정한 멜트 플로우 레이트는, 통상 0.01 내지 500g/10분, 보다 바람직하게는 0.05 내지 100g/10분이다.

상기 올레핀계 수지로서는, 아이오노머, 에틸렌·아세트산비닐 공중합체, 에틸렌·비닐 알콜 공중합체, 환상 올레핀 공중합체, 염소화 폴리에틸렌 등을 사용할 수도 있다.

상기 아크릴계 수지는, (메트)아크릴산에스테르 화합물을 단독으로 중합하고, 또는 공중합 가능한 비닐 단량체와 공중합하여 수득할 수 있다. 구체적으로는, 아크릴계 수지로서는, 메타크릴산메틸의 단독 중합체, 메타크릴산메틸과 아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산프로필, (메트)아크릴산부틸, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트 등의 알킬(메트)아크릴산에스테르, 또는, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔 등의 방향족 비닐 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 여기서「(메트)아크릴산에스테르」란, 아크릴산에스테르 및/또는 메타크릴산에스테르를 의미한다.

상기 아크릴계 수지의 중량 평균 분자량은, 용매로서 테트라하이드로푸란을 사용하고 GPC법에 의해 측정한 값이, 바람직하게는 50,000 내지 400,000이다. 중량 평균 분자량이 상기 범위에 있으면, 성형 가공성이 우수하고, 수득되는 투명한 열가소성 수지 성형품의 내충격성, 인성(靭性)이 우수하다.

상기 아크릴계 수지는, 전체 중량 평균 분자량이 상기 범위에 들어가는 것이면, 상이한 중량 평균 분자량을 갖는 아크릴계 수지의 2종 이상을 혼합하여 사용해도 좋다. 아크릴계 수지는, 공지의 중합 방법, 예를 들면, 라디칼 중합, 차지 트랜스퍼 라디칼 중합(charge transfer radical polymerization), 음이온 중합, 그룹 트랜스퍼 중합, 배위 음이온 중합으로 제조할 수 있다.

상기 폴리카보네이트 수지는, 주쇄에 카보네이트 결합을 갖는 것이면, 특별히 한정되지 않고, 방향족 폴리카보네이트라도 양호하고, 지방족 폴리카보네이트라도 양호하다. 또한, 이들을 조합하여 사용해도 좋다. 본 발명에 있어서는, 내충격성, 내열성 등의 관점에서, 방향족 폴리카보네이트가 바람직하다. 또한, 이러한 폴리카보네이트 수지는, 말단이, R-CO-기, R'-O-CO-기(R 및 R'는, 모두 유기기를 나타낸다.)로 변성된 것이라도 양호하다. 이 폴리카보네이트 수지는, 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 폴리카보네이트 수지의 점도 평균 분자량은, 용매로서 염화메틸렌을 사용하고, 온도 20℃에서 측정된 용액 점도로부터 환산한 경우, 바람직하게는 12,000 내지 40,000이다. 이 점도 평균 분자량이 상기 범위에 있으면, 성형 가공성이 우수하고, 수득되는 성형품의 내충격성, 인성 및 내약품성이 우수하다.

상기 폴리카보네이트 수지는, 전체 점도 평균 분자량이 상기 범위에 들어가는 것이면, 상이한 점도 평균 분자량을 갖는 폴리카보네이트 수지의 2종 이상을 혼합하여 사용해도 좋다.

상기 폴리카보네이트 수지는, 상기한 바와 같이, 폴리에스테르계 수지와, 또는, 고무 강화 수지 및 폴리에스테르계 수지와 조합하여, 알로이로서 사용할 수도 있다.

상기 폴리에스테르계 수지로서는, (1) 탄소수 2 내지 20의 디카복실산, 및/또는 그 에스테르 형성 유도체와 (2) 디올 성분으로부터 수득되는 중합체, 2관능 옥시 카복실산 화합물로부터 수득되는 중합체, 카프로락톤 화합물로부터 수득되는 중합체, 상기 (1), (2), 2관능 옥시 카복실산 화합물, 락톤 화합물의 그룹으로부터 선택된 화합물로 이루어지는 공중합체 등이 있으며, 공중합체로서는, 상기 (1), (2), 2관능 옥시 카복실산 화합물로 이루어지는 공중합체가 바람직하다. 여기에서, 탄소수란, 카르복실기의 탄소수 및 카르복실기의 탄소에 직결하는 쇄나 환을 구성하는 탄소수의 총수를 말한다.

이러한 폴리에스테르계 수지는, 분자의 주쇄 중에 에스테르 결합을 갖는 수지이면, 특별히 한정되지 않으며, 포화 폴리에스테르 수지이면 양호하며, 불포화 폴리에스테르 수지라도 양호하다. 이들 중, 포화 폴리에스테르 수지가 바람직하다. 또한, 단독 중합 폴리에스테라도 양호하고, 공중합 폴리에스테르라도 양호하다. 또한, 결정성 수지라도 양호하고, 비정성 수지라도 양호하다.

상기 폴리에스테르계 수지로서는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌 테레프탈레이트(PPT), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리헥사메틸렌 테레프탈레이트, 폴리사이클로헥산-1,4-디메틸 테레프탈레이트, 폴리네오펜틸 테레프탈레이트 등의 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 이소프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 나프탈레이트, 폴리헥사메틸렌 나프탈레이트 등의 폴리알킬렌 나프탈레이트 등의 단독 중합 폴리에스테르, 알킬렌 테레프탈레이트 단위와 알킬렌 나프탈레이트 단위의 적어도 한쪽을 주로 하여 함유하는 공중합 폴리에스테르, 액정 폴리에스테르 등을 들 수 있다. 이들 중, 폴리부틸렌 테레프탈레이트가 바람직하다. 또한, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 폴리에스테르 수지 중, 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 용액 점도는, 내충격성으로부터, O-클로로페놀을 용매로 하고, 25℃에서 측정한 극한 점도[η](dl/g)로서, 통상 0.5 내지 2.0이다. 또한, 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 경우, 테트라클로로메탄/페놀의 등량 혼합 용매중, 25℃에서 측정한 극한 점도[η](dl/g)로서, 통상 0.5 내지 2.0, 바람직하게는 0.5 내지 1.5이다.

또한, 지방족 폴리에스테르계 수지의 수 평균 분자량(Mn)은, 통상 1만 내지 2만, 바람직하게는 3만 내지 20만, 또한, 중량 평균 분자량(Mw)과 수 평균 분자량(Mn)의 비(Mw/Mn)는, 통상 3 이상, 바람직하게는 4 이상이다.

상기 폴리아미드계 수지는, 주쇄에 산 아미드 결합(-CO-NH-)을 갖는 수지이면, 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 나일론 4, 6, 7, 8, 11, 12, 6.6, 6.9, 6.10, 6.11, 6.12, 6T, 6/6.6, 6/12, 6/6T, 6T/6I 등을 들 수 있다.

또한, 폴리아미드계 수지의 말단은, 카복실산, 아민 등으로 봉지되어 있어도 양호하다. 카복실산으로서는, 카프론산, 카프릴산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 베헤닌산 등의 지방족 모노카복실산을 들 수 있다. 또한, 아민으로서는, 헥실 아민, 옥틸 아민, 데실 아민, 라우릴 아민, 미리스틸 아민, 팔미틸 아민, 스테아릴 아민, 베헤닐 아민 등의 지방족 제1급 아민 등을 들 수 있다.

상기 폴리아미드계 수지는, 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

폴리아미드계 수지의 중합도는, 특별히 제한되지 않지만, 상대 점도로서, 내충격성의 면에서, 통상 1.6 내지 6.0, 바람직하게는 2.0 내지 5.0이다. 상기 상대 점도는, 중합체 2g을 포름산 100ml(순도 90질량%)에 용해시키고, 30℃에서 측정한 값이다.

상기 염화비닐계 수지로서는, 폴리염화비닐 수지 이외에, 염화비닐과 다른 공중합 가능한 다른 비닐 단량체와의 공중합체, 아크릴로니트릴·부타디엔 공중합체와의 블렌드물, 폴리염화비닐을 염소화한 염소화 폴리염화비닐 수지 등이 포함된다.

상기의 공중합 가능한 다른 비닐 단량체로서는, 에틸렌, 프로필렌, 말레산에스테르, 아세트산비닐, (메트)아크릴산, (메트)아크릴산에스테르 등이 들 수 있다. 염화비닐계 수지의 평균 중합도는, 통상 700 내지 1800, 바람직하게는 1000 내지 1500이다.

본 발명의 제1 측면에 있어서, 상기 열가소성 수지 성형품의 제조방법에 있어서, 상기 입자 가열 공정을 실시한 후, 상기 냉각 공정을 실시하기 전에는, 상기 캐비티에 있어서 남겨진 공간에, 용융 상태의 열가소성 수지를 충전하는 충전 공정을 실시하는 것이 바람직하다.

이 경우에는, 입자 가열 공정을 실시한 후에, 열가소성 수지 입자 조성물이 용융됨으로써 캐비티 내에 남겨진 공간에는, 충전 공정으로서, 용융 상태의 열가소성 수지를 충전한다. 이 때, 입자 가열 공정 전에 고무형의 캐비티 내에 있어서 열가소성 수지 입자 조성물이 존재하고 있던 부분, 고무형의 캐비티 내의 연직 방향 하측에 위치하는 부분, 또는 고무형의 캐비티의 표면 등에는, 상기 열가소성 수지 입자 조성물을 용융시킨 열가소성 수지가 충전되어 있어 새롭게 충전하는 용융 상태의 열가소성 수지의 충전량을 적게 할 수 있다.

이것에 의해, 충전 압력을 그다지 높게 하지 않고 캐비티의 전체에 열가소성 수지를 충전할 수 있고, 고무형의 변형 및 개방을 효과적으로 억제할 수 있다. 이로 인해, 고무형에 있어서의 분할면(파팅면)으로부터의 수지 누설을 방지할 수 있어 냉각 공정에 의해 열가소성 수지 성형품을 수득했을 때에는, 이 열가소성 수지 성형품의 외관, 형상, 표면 정밀도 등의 품질 및 기계적 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 열가소성 수지 입자 조성물과 상기 용융 상태의 열가소성 수지로는, 동일한 조성을 갖는 것을 사용할 수 있다.

이 경우에는, 냉각 공정에 있어서, 캐비티 내에 충전한 열가소성 수지를 냉각시켜 열가소성 수지 성형품을 성형했을 때에는, 성형후의 열가소성 수지 성형품에 있어서, 열가소성 수지 입자 조성물과 용융 상태의 열가소성 수지를 사용하여 성형한 것에 의한 경계면이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 열가소성 수지 입자 조성물과 상기 용융 상태의 열가소성 수지로는, 의도적으로 상이한 조성, 배색을 갖는 것을 사용할 수도 있다. 이 경우에는, 상기 품질을 효과적으로 향상시켜 2색 성형품으로서의 열가소성 수지 성형품을 성형할 수 있다.

또한, 상기 충전 공정에 있어서는, 상기 용융 상태의 열가소성 수지를 0.5 내지 5MPa의 사출 압력으로, 상기 캐비티에 있어서 남겨진 공간에 충전하는 것이 바람직하다.

이 경우에는, 사출 압력이 적절하고, 상기 소정의 사출 압력으로 캐비티 내에 열가소성 수지의 충전을 실시할 때에 있어서도, 고무형의 변형 및 개방을 효과적으로 억제하여, 형상, 표면 정밀도 등의 품질을 향상시킨 열가소성 수지 성형품을 수득할 수 있다. 또한, 고무형의 캐비티 전체에 거의 균일하게 열가소성 수지를 충전하기 위해서는, 사출 압력이 0.5MPa 이상인 것이 바람직하고, 고무형의 변형 및 고무형의 캐비티로부터의 수지 누설을 방지하기 위해서는, 사출 압력은 5MPa 이하인 것이 바람직하다.

또한, 상기 배치 공정 전부터 상기 입자 가열 공정 전까지의 적어도 어느 하나의 타이밍(timing)에는, 상기 캐비티 또는 당해 캐비티에 있어서 남겨진 공간을 진공 상태로 하는 진공 공정을 실시하는 것이 바람직하다.

이 경우에는, 진공 공정을 실시함으로써, 캐비티 내로의 용융 상태의 열가소성 수지의 충전을 한층 용이하게 실시할 수 있는 동시에, 기포가 없는 외관이 우수한 열가소성 수지 성형품을 용이하게 수득할 수 있다.

또한, 진공 공정은, 배치 공정 중, 배치 공정의 전후, 입자 가열 공정 중, 입자 가열 공정의 전후, 상기 충전 공정 중, 또는 충전 공정 전의 적어도 어느 하나의 타이밍에 실시할 수 있다.

또한, 진공 상태란, 절대 진공의 상태만을 의미하는 것이 아니고, 대기압 상태에 대한 감압 상태도 말한다.

또한, 상기 충전 공정에 있어서는, 상기 고무형을 개재하여 상기 캐비티 내의 열가소성 수지에, 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 조사하여, 당해 열가소성 수지를 가열하는 것이 바람직하다.

이 경우에는, 충전 공정에 있어서, 캐비티 내에 용융 상태의 열가소성 수지를 충전할 때에, 고무형에 비해 열가소성 수지를 선택적으로 가열할 수 있어 열가소성 수지의 점도를 낮게 유지할 수 있다. 이것에 의해, 열가소성 수지 성형품의 형상, 표면 정밀도 등의 품질을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 입자 가열 공정 및 상기 충전 공정에 있어서는, 0.78 내지 4㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 출사하는 전자파 발생 수단과, 파장이 2㎛를 초과하는 전자파의 투과량을 감소시키는 필터를 사용하여, 상기 전자파 발생 수단으로부터 출사시킨 상기 전자파를 상기 필터를 투과시키고, 당해 필터를 투과시킨 후의 투과 전자파를, 상기 고무형을 개재하여 상기 캐비티 내에 있어서의 상기 열가소성 수지에 조사하여, 당해 열가소성 수지를 가열할 수 있다.

이 경우에는, 입자 가열 공정 및 충전 공정에 있어서는, 전자파 발생 수단으로부터 0.78 내지 4㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 출사하고, 필터를 투과시킨 후의 투과 전자파를, 고무형을 개재하여 열가소성 수지에 조사할 수 있다. 그리고, 전자파 발생 수단으로부터 출사된 전자파 중에는, 파장이 2㎛를 초과하는 전자파도 포함되어 있지만, 필터를 사용함으로써, 파장이 2㎛를 초과하는 전자파는, 고무형에 가능한 한 조사시키지 않도록 할 수 있다. 이것에 의해, 고무형의 캐비티 내에 충전된 열가소성 수지에는, 파장이 2㎛ 이하인 근적외선(전자파)을 효과적으로 조사시킬 수 있다. 이로 인해, 파장이 2㎛ 이하인 근적외선에 의해, 고무형을 그다지 가열하지 않고, 열가소성 수지를 효과적으로 가열할 수 있다.

또한, 필터는, 석영 유리 등의 유리로 구성할 수 있고, 용기 또는 통로내에 충전한 물에 의해 구성할 수도 있다. 물에 의해 필터를 구성하는 경우에는, 이 물을 순환 또는 교체 가능하게 할 수 있어 전자파의 조사에 의해 온도가 상승된 물을 적절히 교체하여 필터의 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 상기 열가소성 수지 입자 조성물을 구성하는 열가소성 수지는, 비정성 수지로 할 수 있다.

그런데, 열가소성 수지의 냉각 속도는, 고무형이 고무 재료로 이루어지기 때문에, 금형의 경우에 비해 느려진다. 이로 인해, 냉각 중에 열가소성 수지의 결정성이 높아지는 경우가 있으며, 이것에 의해, 수지 성형품의 치수 정밀도가 저하되거나, 수지 성형품의 내충격성이 저하되거나 하는 경우가 있다. 이것에 대해, 열가소성 수지를 비정성으로 함으로써, 열가소성 수지 성형품의 치수 정밀도의 저하 및 내충격성의 저하 등을 방지할 수 있다.

비정성 수지로서는, 예를 들면, 상기 고무 강화 스티렌계 수지, 상기 스티렌계 수지, 상기 아크릴계 수지, 상기 폴리카보네이트 수지, 상기 고무 강화 스티렌계 수지와 폴리카보네이트 수지의 알로이 등을 사용할 수 있다. 중에서도, 특히 고무 강화 스티렌계 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 열가소성 수지 입자 조성물로서는, 벌크 밀도가 0.4g/㎤ 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이 경우에는, 상기 본 발명의 제3 측면에 있어서 서술한 내용과 같은 작용 효과를 수득할 수 있다.

또한, 상기 열가소성 수지 입자 조성물로서는, 입자 직경이 1 내지 100㎛인 소형 열가소성 수지 입자를 0.1 내지 20질량% 함유하고, 잔부가 당해 소형 열가소성 수지 입자보다도 큰 대형 열가소성 수지 입자로 이루어지는 것을 사용할 수도 있다.

이 경우에는, 상기 본 발명의 제4 측면에서 서술한 내용과 같은 작용 효과를 수득할 수 있다.

또한, 상기 배치 공정에 있어서는, 상기 소형 열가소성 수지 입자를, 개방 상태 또는 폐쇄 상태의 상기 고무형의 캐비티에 먼저 배치한 후, 상기 대형 열가소성 수지 입자를 상기 고무형의 캐비티 내에 투입하는 것이 바람직하다.

이 경우에는, 배치 공정에 있어서, 캐비티의 내벽면에 소형 열가소성 수지 입자를 효과적으로 부착시킨 후, 캐비티 내에 있어서의 소형 열가소성 수지 입자의 내측에 대형 열가소성 수지 입자를 통과시킬 수 있다. 이로 인해, 캐비티 내로의 열가소성 수지 입자의 충전을 보다 원활하게 실시할 수 있다.

또한, 소형 열가소성 수지 입자는, 개방 상태의 고무형의 캐비티의 표면에 바르는(뿌리는) 것에 의해 용이하게 배치할 수 있다.

상기 대형 열가소성 수지 입자의 벌크 밀도는 0.4g/㎤ 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 대형 열가소성 수지 입자의 최대 입자 직경은, 상기 캐비티에 있어서의 최소폭 치수에 대해, 0.8배 이하가 되도록 선정하는 것이 바람직하다.

이 경우에는, 대형 열가소성 수지 입자가 캐비티 내에 충전되기 어려워지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 대형 열가소성 수지 입자의 입자 직경은, 캐비티에 있어서의 최소폭 치수에 대해, 0.7배 이하가 되도록 선정하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 대형 열가소성 수지 입자와 상기 소형 열가소성 수지 입자는, 상기의 열가소성 수지로 구성할 수 있다.

또한, 상기 열가소성 수지 입자 조성물로서는, 열가소성 수지 입자와, 무기 분체 및 윤활제 중의 적어도 하나인 미소 입자를 함유하고, 상기 열가소성 수지 입자의 수 평균 입자 직경이 200 내지 3000㎛이며, 상기 미소 입자의 체적 평균 입자 직경이 0.5 내지 50㎛이며, 상기 미소 입자를, 상기 열가소성 수지 입자 100질량부에 대해, 0.1 내지 10질량부 함유하는 것을 사용할 수도 있다.

이 경우에는, 상기 본 발명의 제5 측면에 있어서 서술한 내용과 같은 작용 효과를 수득할 수 있다.

또한, 상기 배치 공정에 있어서는, 상기 미소 입자를, 개방 상태 또는 폐쇄 상태의 상기 고무형의 캐비티에 먼저 배치한 후, 상기 열가소성 수지 입자를 상기 고무형의 캐비티 내에 투입하는 것이 바람직하다.

이 경우에는, 배치 공정에 있어서, 캐비티의 내벽면에 미소 입자를 효과적으로 부착시킨 후, 캐비티 내에 있어서의 미소 입자의 내측에 열가소성 수지 입자를 통과시킬 수 있다. 이로 인해, 캐비티 내로의 열가소성 수지 입자의 충전을 보다 원활하게 실시할 수 있다.

또한, 미소 입자는, 개방 상태의 고무형의 캐비티의 표면에 바르는(뿌리는) 것에 의해 용이하게 배치할 수 있다.

또한, 상기 열가소성 수지 입자의 수 평균 입자 직경은, 상기 캐비티에 있어서의 최소폭 치수에 대해, 0.8배 이하가 되도록 선정하는 것이 바람직하다.

이 경우에는, 열가소성 수지 입자가 캐비티 내에 충전되기 어려워지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 열가소성 수지 입자의 수 평균 입자 직경은, 캐비티에 있어서의 최소폭 치수에 대해, 0.7배 이하가 되도록 선정하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 무기 분체로서는, 예를 들면, 탈크, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 운모, 고령토, 황산칼슘, 황산바륨, 티탄화이트, 화이트카본, 카본블랙, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 유리 섬유, 유리 섬유의 밀드 화이버(milled fiber), 유리 비드, 중공 유리, 유리 플레이크(glass flake), 카본 섬유, 카본 섬유의 밀드 화이버, 규회석, 아타풀자이트 및, 탄화규소 휘스커((whisker), 산화아연 휘스커, 붕산알루미늄 휘스커, 티탄산칼륨 휘스커, 염기성 황산마그네슘 휘스커 등의 휘스커 등을 들 수 있고, 이들은 단독 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이 중에서도, 탈크, 산화아연 휘스커, 및 염기성 황산마그네슘 휘스커가 바람직하다.

또한, 상기 무기 분체는, 탈크인 것이 바람직하다.

탈크는, 활석이라고 불리는 광물을 분쇄한 분말이며, 함수 규산마그네슘(4SiO₂·3MgO·H₂O)으로 구성된다. 또한, 탈크는, 약 60질량%의 SiO₂와, 약 30질량%의 MgO를 주성분으로 하여 구성된다. 본 발명에 있어서의 탈크는, 체적 평균 입자 직경이 0.5 내지 50㎛인 미립자로서 사용한다. 또한, 탈크는, 실란 커플링제 등을 사용하여 표면 처리되어 이루어지는 것을 사용해도 좋다.

상기 탈크의 체적 평균 입자 직경(50% 평균 입자 직경)은, 1 내지 30㎛로 하는 것이 보다 바람직하고, 3 내지 15㎛로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 윤활제로서는, 공지의 윤활제를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 장쇄의 알킬기와 관능기를 갖는 화합물, 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀 (공)중합체, 디메틸폴리실록산 등의 실리콘 함유 중합체, α-올레핀과 관능기 함유 불포화 화합물의 공중합체, 에틸렌계 공중합체, 프로필렌계 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 실리콘 함유 중합체 등의 중합체에 관능기 함유 불포화 화합물을 부가한 중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등을 산화하고, 카르복실기 등을 부가하는 방법에 의해 수득되는 중합체 등을 들 수 있다.

여기서, 상기 관능기로서는, 카르복실기 또는 이의 금속염, 하이드록실기, 옥사졸린기, 산 무수물기, 에스테르기, 아미노기, 아미드기, 에폭시기, 이소시아네이트기, 우레탄기, 요소기 등을 들 수 있다. 바람직한 관능기로서는, 카르복실기 또는 이의 2가의 금속염, 에스테르기, 아미드기이다. 카르복실기의 염으로서는, 나트륨, 칼륨, 리튬, 칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 아연, 바륨, 카드뮴, 망간, 코발트, 납, 주석 등의 금속염을 들 수 있다. 상기 관능기 함유 불포화 화합물로서는, 상기한 관능기를 함유하는 불포화 화합물을 사용 가능하다. 바람직하게는, 장쇄의 알킬기와 관능기를 갖는 화합물 및 에틸렌계 공중합체이다.

상기 윤활제의 체적 평균 입자 직경(50% 평균 입자 직경)은, 1 내지 30㎛로 하는 것이 보다 바람직하고, 3 내지 15㎛로 하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 열가소성 수지 입자의 입자 직경은, 200 내지 2000㎛로 하는 것이 보다 바람직하고, 350 내지 1500㎛로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 열가소성 수지 입자의 벌크 밀도는 0.4g/㎤ 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 열가소성 수지 입자에 사용하는 열가소성 수지의 멜트 플로우 레이트(220℃, 10kg 하중)는, 1 내지 100g/10min으로 하는 것이 바람직하고, 5 내지 80g/10min으로 하는 것이 보다 바람직하고, 15 내지 65g/10min으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 열가소성 수지 입자 조성물로서는, 열가소성 수지 입자 100질량부에 대해, 적외선 흡수제를 0.0005 내지 0.1질량부 함유하는 것을 사용할 수도 있다.

이 경우에는, 상기 본 발명의 제6 측면에 있어서 서술한 내용과 같은 작용 효과를 수득할 수 있다.

또한, 상기 적외선 흡수제로서는, 0.78 내지 2㎛의 근적외선의 파장 영역을 포함하는 전자파를 흡수하는 다양한 것을 사용할 수 있다.

적외선 흡수제로서는, 무기계 적외선 흡수제 또는 유기계 적외선 흡수제의 어느 것을 사용할 수도 있다. 무기계 적외선 흡수제로서는, 산화주석, 산화아연, 산화구리 등의 금속산화물, 안티몬 도프 산화주석, 인듐 도프 산화주석, In, Ga, Al 및 Sb로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 1종의 원소를 함유하는 산화아연 등의 금속 착체 화합물 등을 들 수 있다.

유기계 적외선 흡수제로서는, 안트라퀴논계 색소, 시아닌계 색소, 폴리메틴계 색소, 아조메틴계 색소, 아조계 색소, 폴리아조계 색소, 디이모늄계 색소, 아미늄계 색소, 프탈로시아닌계 색소, 나프탈로시아닌계 색소, 인도시아닌계 색소, 나프토퀴논계 색소, 인돌 페놀계 색소, 트리알릴메탄계 색소, 금속 착체계 색소, 디티올 니켈 착체계 색소, 아조 코발트 착체계 색소, 스쿠아릴리움계 색소 등을 들 수 있다.

또한, 상기 열가소성 수지 조성물은, 상기 열가소성 수지 100질량부에 대해, 착색제를 0.05 내지 30질량부 함유시킬 수 있다.

이 경우에는, 백색도가 30% 이상인 적시 착색을 실시한 열가소성 수지 성형품을 성형할 수 있다.

상기 착색제의 함유량은, 상기 열가소성 수지 100질량부에 대해, 보다 바람직하게는 0.1 내지 15질량부, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 10질량부이다.

상기 착색제로서는, 염료, 무기 안료 및 유기 안료 중 어느 것을 사용해도 좋다. 또한, 이들을 조합하여 사용해도 좋다. 또한, 착색제의 색은, 특별히 한정되지 않고, 백색계나, 적색계, 황색계, 청색계, 녹색계 등의 유채색으로 할 수 있다.

상기 염료로서는, 니트로소 염료, 니트로 염료, 아조, 스틸벤 아조 염료, 케토이민 염료, 트리페닐메탄 염료, 크산텐 염료, 아크리딘 염료, 퀴놀린 염료, 메틴/폴리메틴 염료, 티아졸 염료, 인다민/인도페놀 염료, 아진 염료, 옥사진 염료, 티아진 염료, 황화 염료, 아미노케톤/옥시케톤 염료, 안트라퀴논염료, 인디고이드 염료, 프탈로시아닌 염료 등을 들 수 있다.

상기 무기 안료로서는, 백색계 무기 안료, 적색계 무기 안료, 황색계 무기 안료, 녹색계 무기 안료, 청색계 무기 안료 등을 들 수 있고, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 백색계 무기 안료로서는, TiO₂, Al₂O₃·nH₂O, 〔ZnS+BaSO₄〕, CaSO₄·2H₂O, BaSO₄, CaCO₃, 2PbCO₃·Pb(OH)₂ 등을 들 수 있다.

상기 적색계 무기 안료로서는, CdS·nCdSe, PbCrO₄·mPbMoO₄·nPbSO₄, TiO₂·Sb₂O₃·NiO, Zn-Fe계 복합 산화물(ZnO·Fe₂O₃ 등), Zn-Fe-Cr계 복합 산화물(ZnO·Fe₂O₃·Cr₂O₃ 등) 등을 들 수 있다.

상기 황색계 무기 안료로서는, TiO₂·BaO·NiO, TiO₂·NiO·Sb₂O₃, Fe₂O₃·H₂O, PbCrO₄, Pb(SbO₃)₂, Pb₂(SbO₂)₂, Ti-Sb-Ni계 복합 산화물, Ti-Sb-Cr계 복합 산화물 등을 들 수 있다.

상기 녹색계 무기 안료로서는, Cu(C₂H₃O₂)₃, Cu(AsO₂)₂, CoO·nZnO, BaMnO₂, Cu₂(OH)₂(CO)₃, Ti-Co-Ni-Zn계 복합 산화물 등을 들 수 있다.

상기 청색계 무기 안료로서는, CoO·nAl₂O₃, CoO·nSnO·mMgO, Na₆Al₆(SiO₄)₆·2Na₃SO₄ 등을 들 수 있다.

또한, 상기 유기 안료로서는, 아조 레이크 안료, 벤조이미다졸론 안료, 디아릴리드 안료, 축합 아조계 안료 등의 아조계 안료, 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린 등의 프탈로시아닌계 안료, 이소인돌리논 안료, 퀴노프탈론 안료, 퀴나크리돈 안료, 페릴렌 안료, 안트라퀴논 안료, 페리논 안료, 디옥사진 바이올렛 등의 축합 다환계 안료 등을 들 수 있다.

상기 유채색 착색제가, 단독으로 농색계 착색제인 경우에는, 목표의 백색도로 하기 등을 위해, 백색계 착색제에 의해 담색화시켜 사용할 수 있다.

상기 적외선 흡수제를 배합한 열가소성 수지로부터, 담가가 20% 이하인 투명한 열가소성 수지 성형품을 성형하는 경우, 사용되는 열가소성 수지로서는, 상기 열가소성 수지를 두께 2.5mm의 성형품으로 했을 때의 JIS K7136에 기재된 담가가 20% 이하가 되는 것이면, 다양한 투명(반투명 포함) 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 상기 스티렌계 수지 중 AS 수지, MS 수지 등, 상기 고무 강화 스티렌계 수지 중 투명 ABS 수지, 상기 아크릴계 수지, 상기 폴리카보네이트 수지, 상기 폴리에스테르계 수지 중 PET 수지, PEN 수지, 상기 염화비닐 수지, 사이클로올레핀계 수지, 폴리메틸펜텐 수지, 폴리아릴레이트 수지 등을 사용할 수 있다. 이 중에서도, 성형성, 내충격성이 우수하기 때문에, 투명 ABS 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 투명 ABS는, 고무질 중합체의 존재하에, (메트)아크릴산에스테르 화합물을 50질량% 이상 포함하는 단량체 성분을 중합하여 수득된 고무 강화 비닐계 수지, 또는 당해 고무 강화 비닐계 수지와, 비닐계 단량체에 유래하는 구조 단위를 포함하는 (공)중합체를 혼합하여 이루어지는 혼합물로 하는 것이 바람직하다.

상기 투명 ABS 수지에 사용되는 (메트)아크릴산에스테르 화합물로서는, 상기의 (메트)아크릴산에스테르 화합물을 사용할 수 있다. 이 중에서도, 아크릴산메틸, 아크릴산부틸, 메타크릴산메틸이 바람직하다.

상기 투명 ABS 수지에 사용되는 고무질 중합체로서는, 상기의 고무질 중합체 (a1)를 사용할 수 있다. 이 중에서도, 공액 디엔계 고무, 올레핀계 고무, 아크릴계 고무가 바람직하다. 이들은 1종 단독으로, 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.

투명 ABS 수지의 그래프트율은, 바람직하게는 10 내지 100%, 더욱 바람직하게는 15 내지 90%, 특히 바람직하게는 20 내지 70%이다. 그래프트율이 10% 미만인 경우에는, 수득되는 투명한 열가소성 수지 성형품의 외관 불량, 내충격 강도의 저하가 생길 우려가 있으며, 한편, 100%를 초과하면, 성형 가공성이 악화될 우려가 있다.

또한, 투명 ABS 수지의 매트릭스 성분인 메틸 에틸 케톤 가용분의 극한 점도〔η〕(30℃, 메틸 에틸 케톤 중에서 측정)는, 바람직하게는 0.1 내지 1.0dl/g, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 0.9dl/g, 특히 바람직하게는 0.3 내지 0.7dl/g이다. 극한 점도〔η〕가 상기 범위내이면, 내충격성, 성형 가공성(유동성)이 우수한 투명한 열가소성 수지 성형품이 수득된다. 또한, 상기 그래프트율(%), 극한 점도〔η〕는, 중합 개시제, 연쇄 이동제, 유화제, 용제 등의 종류나 양, 또한 중합 시간, 중합 온도 등을 변경함으로써, 용이하게 제어할 수 있다.

또한, 투명 ABS 수지의 고무질 중합체(고무 성분)의 굴절율과 매트릭스 수지의 굴절율의 차이는, 바람직하게는 0.05 이하, 더욱 바람직하게는 0.02 이하, 특히 바람직하게는 0.01 이하이다. 상기 굴절율의 차이가 상기 범위내이면, 투명성이 양호한 열가소성 수지 성형품을 수득할 수 있다.

상기 적외선 흡수제를 배합한 열가소성 수지로부터, 백색도가 30% 이상인 열가소성 수지 성형품을 성형하는 경우에는, 열가소성 수지로서는, 상기 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 고무 강화 스티렌계 수지, 올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 폴리카보네이트 수지의 알로이, 고무 강화 스티렌계 수지 및 폴리카보네이트 수지의 알로이, 고무 강화 스티렌계 수지 및 폴리에스테르계 수지의 알로이 등을 들 수 있다.

상기 열가소성 수지 입자 조성물은, 목적, 용도 등에 따라, 첨가제를 함유한 것으로 할 수 있다. 이러한 첨가제로서는, 충전제, 열안정제, 산화방지제, 자외선 방지제, 노화 방지제, 대전 방지제, 가소제, 윤활제, 난연제, 항균제, 착색제, 형광 증백제, 축광 안료(luminous pigment), 형광 염료, 광 확산제, 결정 핵제, 유동 개질제, 충격 개질제, 적외선 흡수제, 포토크로믹제(photochromic agent), 광촉매계 방오제, 중합 개시제 등을 들 수 있다.

상기 충전제로서는, 탈크, 점토, 규회석, 탄산칼슘, 유리 섬유, 유리 비드, 유리 벌룬, 밀드 화이버, 유리 플레이크, 탄소 섬유, 탄소 플레이크, 카본 비드, 카본 밀드 화이버, 금속 플레이크, 금속 섬유, 금속 코트(coated) 유리 섬유, 금속 코트 탄소 섬유, 금속 코트 유리 플레이크, 실리카, 세라믹 입자, 세라믹 섬유, 아라미드 입자, 아라미드 섬유, 폴리아릴레이트 섬유, 그라파이트, 도전성 카본블랙, 각종 휘스커 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 충전제의 함유량은, 상기 열가소성 수지 입자 조성물의 양을 100질량부로 한 경우에, 통상, 0.1 내지 5질량부이다.

상기 열안정제로서는, 포스파이트류, 장애(hindered) 페놀류, 티오에테르류 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 열안정제의 함유량은, 상기 열가소성 수지 입자 조성물의 양을 100질량부로 한 경우에, 통상, 0.01 내지 2질량부이다.

상기 산화방지제로서는, 장애 아민류, 하이드로퀴논류, 장애 페놀류, 유황함유 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 산화방지제의 함유량은, 상기 열가소성 수지 입자 조성물의 양을 100질량부로 한 경우에, 통상, 0.01 내지 2질량부이다.

상기 자외선 흡수제로서는, 벤조페논류, 벤조트리아졸류, 살리실산에스테르류, 금속착염류 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 장애 아민류와 병용하면 바람직하는 경우가 있다.

상기 자외선 흡수제의 함유량은, 상기 열가소성 수지 입자 조성물의 양을 100질량부로 한 경우에, 통상, 0.05 내지 2질량부이다.

상기 노화 방지제의 함유량은, 상기 열가소성 수지 입자 조성물의 양을 100질량부로 한 경우에, 통상, 0.01 내지 2질량부이다.

상기 대전 방지제의 함유량은, 상기 열가소성 수지 입자 조성물의 양을 100질량부로 한 경우에, 통상, 0.1 내지 5질량부이다.

상기 가소제의 함유량은, 상기 열가소성 수지 입자 조성물의 양을 100질량부로 한 경우에, 통상, 0.5 내지 5질량부이다.

상기 윤활제로서는, 지방산 에스테르, 탄화수소 수지, 파라핀, 고급 지방산, 옥시 지방산, 지방산 아미드, 알킬렌 비스 지방산 아미드, 지방족 케톤, 지방산 저급 알콜 에스테르, 지방산 다가 알콜 에스테르, 지방산 폴리글리콜 에스테르, 지방족 알콜, 다가 알콜, 폴리글리콜, 폴리글리세롤, 금속 비누, 실리콘, 변성 실리콘 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 윤활제의 함유량은, 상기 열가소성 수지 입자 조성물의 양을 100질량부로 한 경우에, 통상, 0.5 내지 5질량부이다.

상기 난연제로서는, 유기계 난연제, 무기계 난연제, 반응계 난연제 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 난연제의 함유량은, 상기 열가소성 수지 입자 조성물의 양을 100질량부로 한 경우에, 통상, 0.5 내지 30질량부이다.

또한, 본 발명의 열가소성 수지 입자 조성물에 난연제를 함유시키는 경우에는, 난연 조제를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 난연 조제로서는, 3산화2안티몬, 4산화2안티몬, 5산화2안티몬, 안티몬산나트륨, 타르타르산안티몬 등의 안티몬 화합물이나, 붕산아연, 메타붕산바륨, 수화알루미나, 산화지르코늄, 폴리인산암모늄, 산화주석, 산화철 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 항균제의 함유량은, 상기 열가소성 수지 입자 조성물의 양을 100질량부로 한 경우에, 통상, 0.1 내지 5질량부이다.

상기 착색제로서는, 무기 안료, 유기 안료 및 염료 중 어느 것을 사용해도 좋다. 또한, 이들을 조합하여 사용해도 좋다.

무기 안료로서는, 산화아연, 이산화티탄, 벵갈라(red oxide), 산화크롬, 철흑 등의 산화물, 카드뮴 옐로우, 카드뮴 오렌지, 카드뮴 레드 등의 황화물, 황연, 아연황, 크롬바밀리온 등의 크롬산염, 감청 등의 페로시안화물, 군청 등의 규산염, 카본블랙, 금속 분말 등의 무기계 색제를 들 수 있다.

유기 안료로서는, 프탈로시아닌계 안료, 축합 아조계 안료, 아조 레이크계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 디옥사진계 안료, 이소인돌리논계 안료, 축합 다환계 안료 등을 들 수 있다.

상기 염료로서는, 안트라퀴논계 염료, 페릴렌계 염료, 페리논계 염료, 퀴놀린계 염료, 니트로계 염료, 니트로소계 염료, 아조계 염료, 트리페닐계 염료, 티아졸계 염료, 메틴계 염료, 옥사진계 염료, 인도페놀계 염료, 케톤계 염료, 티아진계 염료, 인디고계 염료 등을 들 수 있다.

상기 착색제의 함유량은, 상기 열가소성 수지 입자 조성물의 양을 100질량부로 한 경우에, 통상, 10질량부 이하, 바람직하게는 0.0005 내지 5질량부, 보다 바람직하게는 0.001 내지 2질량부이다.

상기 광 확산제로서는, 아크릴 가교 입자, 실리콘 가교 입자, 극박(極薄) 유리 플레이크, 탄산칼슘 입자 등을 들 수 있다.

상기 광촉매계 방오제로서는, 미립자 산화티탄, 미립자 산화아연 등을 들 수 있다.

상기 충격 개질제로서는, 그래프트 고무 등을 들 수 있다.

실시예

이하에, 본 발명의 열가소성 수지 성형품의 제조방법 및 열가소성 수지 입자 조성물에 따르는 실시예에 관해서, 도면을 참조하여 설명한다.

(실시예 1)

본 예의 열가소성 수지 성형품(60)의 제조방법은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 고무 재료로 이루어진 고무형(2)의 캐비티(22) 내에, 입자 상태의 열가소성 수지(열가소성 수지 입자 조성물)(6A)를 투입하는 배치 공정과, 도 2에 도시하는 바와 같이, 고무형(2)을 개재하여 캐비티(22) 내에 있어서의 입자 상태의 열가소성 수지(6A)에, 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 조사하여, 이 입자 상태(파우더상)의 열가소성 수지(6)를 가열하여 용융시키는 입자 가열 공정과, 도 2, 도 3에 도시하는 바와 같이, 캐비티(22)에 있어서 남겨진 공간(220)에, 용융 상태의 열가소성 수지(6B)를 충전하는 충전 공정과, 캐비티(22) 내의 열가소성 수지(6)를 냉각시켜 열가소성 수지 성형품(60)을 수득하는 냉각 공정을 포함하는 방법이다.

이하에, 본 예의 열가소성 수지 성형품(60)을 제조하는 방법에 관해서, 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 예에 있어서는, 열가소성 수지(6)로서, 비정성 수지인 동시에 고무 강화 스티렌계 수지인 ABS 수지를 사용한다.

또한, 본 예의 고무형(2)은, 투명 또는 반투명의 실리콘 고무로 이루어진다. 이 고무형(2)은, 성형하는 열가소성 수지 성형품(60)의 마스터 모델(master model)(손으로 만든 현물 등)을 액상의 실리콘 고무내에 배치하고, 이 실리콘 고무를 경화시키고, 경화후의 실리콘 고무를 절개하여 이 실리콘 고무로부터 마스터 모델을 취출함으로써 제작할 수 있다.

또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 예의 고무형(2)은, 1개의 분할면(20)을 형성하고 2개의 분할형부(分割型部)(21)를 조합하여 형성하였다. 이것에 대해, 고무형(2)은, 성형하는 열가소성 수지 성형품(60)의 형상이 복잡한 경우는, 3개 이상의 분할형부(21)를 조합하여 형성할 수도 있다. 또한, 성형시에 있어서는, 복수의 분할형부(21)는, 형 개방을 방지하는 수단에 의해, 조합한 상태를 보지한다. 또한, 분할면(20)은, 불규칙한 파형상 등으로 형성함으로써, 분할형부(21)끼리의 위치 맞추기를 용이하게 실시할 수 있다.

본 예의 열가소성 수지 성형품(60)의 제조방법에 있어서는, 성형 장치(1)를 사용하여, 고무형(2)으로의 열가소성 수지(6)의 사출 성형을 실시한다. 도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 성형 장치(1)는, 이하의 압력 용기(3), 진공 펌프(31), 주입 실린더(52), 사출 실린더(53), 전자파 발생 수단(4), 필터(43)를 가지고 있다.

압력 용기(3)는, 고무형(2)을 수용하도록 구성하고 있으며, 이 압력 용기(3)에 접속한 진공 펌프(31)에 의해 진공 상태를 형성하도록 구성하고 있다. 주입 실린더(52)는, 고무형(2)으로 형성한 주입부(23)를 개재하여 캐비티(22) 내에, 입자 상태의 열가소성 수지(6A)를 주입하도록 구성하고 있다. 사출 실린더(53)는, 고무형(2)으로 형성한 주입부(23)를 개재하여 캐비티(22) 내에, 용융 상태의 열가소성 수지(6B)를 소정의 압력으로 사출하도록 구성하고 있다. 본 예에 있어서는, 사출 실린더(53)로부터 고무형(2) 내로 사출하는 용융 상태의 열가소성 수지(6B)의 압력은, 0.5 내지 5MPa로 한다.

전자파 발생 수단(4)은, 전자파(광)의 발생원(41)과, 이 발생원(41)에 의한 전자파를 고무형(2)의 방향으로 유도하는 리플렉터(reflector)(반사판)(42)를 가지고 있다. 본 예의 전자파 발생 수단(4)으로서는, 근적외선 영역 내의 약 1.2㎛의 부근에 광 강도의 피크를 갖는 근적외선 할로겐 히터를 사용한다. 이 근적외선 할로겐 히터는, 0.78 내지 4㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 출사하도록 구성되어 있다. 본 예의 필터(43)는, 파장이 2㎛를 초과하는 전자파의 투과량을 감소시키는 석영 유리이다.

또한, 도 2, 도 3에 있어서, 전자파 발생 수단(4)으로부터 출사하는 전자파를 화살표 X로 나타낸다.

또한, 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파(광)에 대한 흡광도(특정 파장의 광에 대한 흡수 강도를 나타내는 척도)는, 열가소성 수지(6)로서 사용하는 ABS 수지쪽이, 고무제의 고무형(2)으로서 사용하는 실리콘 고무보다도 크다. 또한, 흡광도는, 예를 들면, 시마즈세사쿠쇼 제조의 UV3100을 사용하여 측정할 수 있다.

도 4는, 투명 실리콘 고무와 반투명 실리콘 고무에 관해서, 횡축에 파장(nm)을 취하고, 종축에 광의 투과율(%)을 취하고, 각 실리콘 고무에 있어서의 광의 투과율을 도시하는 그래프이다. 동 도면에 있어서, 각 실리콘 고무는, 200 내지 2200(nm) 사이의 파장의 광을 투과시키는 것을 알 수 있다. 이로 인해, 이 파장의 영역인 근적외선(0.78 내지 2㎛의 파장 영역의 광)을 실리콘 고무제의 고무형(2)의 표면에 조사하면, 당해 근적외선의 대부분을, 고무형(2)을 투과시켜서 열가소성 수지(6)에 흡수시킬 수 있다. 그리고, 고무형(2)에 비해 열가소성 수지(6)를 선택적으로 가열할 수 있는 것을 알 수 있다.

다음에, 상기 성형 장치(1)를 사용하여 열가소성 수지 성형품(60)을 제조하는 방법에 관해서 설명한다.

본 예의 제조방법에 있어서는, 고무형(2)에 열가소성 수지(6)를 충전하여 열가소성 수지 성형품(60)을 성형함에 있어서, 입자 상태의 열가소성 수지(6A)와 용융 상태의 열가소성 수지(6B)를 사용한다. 본 예에 있어서는, 입자 상태의 열가소성 수지(6A)와 용융 상태의 열가소성 수지(6B)에는, 동일한 조성을 갖는 ABS 수지를 사용한다.

열가소성 수지 성형품(60)을 성형할 때에는, 우선, 도 1에 도시하는 바와 같이, 배치 공정으로서, 주입 실린더(52)를 성형형의 주입부(23)에 세트하고, 고무형(2)의 캐비티(22)의 거의 전체에, 입자 상태의 열가소성 수지(6A)를 투입한다. 또한, 이 입자 상태의 열가소성 수지(6A)는, 그 자중(自重)에 의해 충전하는 것 이외에도, 진동 또는 기류를 가하여 충전할 수도 있다. 계속해서, 도 2에 도시하는 바와 같이, 진공 공정으로서, 진공 펌프(31)에 의해 압력 용기(3) 내를 진공으로 하여 고무형(2)의 캐비티(22)에 있어서 남겨진 공간(220)을 진공 상태로 한다.

계속해서, 동 도면에 도시하는 바와 같이, 입자 가열 공정으로서, 전자파 발생 수단(4)으로부터 출사시킨 0.78 내지 4㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 필터(43)를 투과시키고, 필터(43)를 투과시킨 후의 투과 전자파를, 고무형(2)을 개재하여 캐비티(22) 내에 있어서의 열가소성 수지(6)에 조사한다. 이 때, 고무형(2)을 구성하는 고무 재료와 분말 상태의 열가소성 수지(6)의 물성의 차이에 의해, 고무형(2)에 비해, 입자 상태의 열가소성 수지(6A)를 선택적으로 가열할 수 있다(열가소성 수지(6)의 가열량을 많게 할 수 있다). 이것에 의해, 고무형(2)의 온도 상승을 억제하고, 입자 상태의 열가소성 수지(6A)를 용융시킬 수 있다. 그리고, 캐비티(22) 내에는, 입자 상태의 열가소성 수지(6A)가 용융됨으로써, 새롭게 열가소성 수지(6)를 충전하기 위한 공간(220)이 형성된다.

계속해서, 도 3에 도시하는 바와 같이, 충전 공정으로서, 사출 실린더(53)를 성형형의 주입부(23)에 세트하고, 캐비티(22)에 있어서 남겨진 공간(220)에, 용융 상태의 열가소성 수지(6B)를 0.5 내지 5MPa의 사출 압력으로 충전한다. 또한, 본 예의 충전 공정에 있어서는, 고무형(2)을 개재하는 열가소성 수지(6)로의 상기 투과 전자파를 계속 조사하여 캐비티(22) 내의 열가소성 수지(6)를 가열한다.

상기 용융 상태의 열가소성 수지(6B)를 충전할 때, 고무형(2)의 캐비티(22) 내의 연직 방향 하측에 위치하는 부분에는, 상기 입자 상태의 열가소성 수지(6A)를 용융시킨 열가소성 수지(6)가 충전되어 있어 새롭게 충전하는 용융 상태의 열가소성 수지(6B)의 충전량을 적게 할 수 있다.

이것에 의해, 충전 압력(사출 압력)을 그다지 높게 하지 않고 캐비티(22)의 전체에 열가소성 수지(6)를 충전할 수 있어 고무형(2)의 변형 및 개방을 효과적으로 억제할 수 있다. 이로 인해, 고무형(2)에 있어서의 분할면(파팅면)(20)으로부터의 수지 누설을 방지할 수 있어 냉각 공정에 의해 열가소성 수지 성형품(60)을 수득했을 때에는, 이 열가소성 수지 성형품(60)의 형상, 표면 정밀도 등의 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 입자 상태의 열가소성 수지(6A)와 용융 상태의 열가소성 수지(6B)에는, 동일한 조성의 열가소성 수지(6)를 사용하고 있기 때문에, 성형후의 열가소성 수지 성형품(60)에 있어서 수지의 경계면이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

이로 인해, 본 예의 열가소성 수지 성형품(60)의 제조방법에 의하면, 고무형(2)을 사용하여 열가소성 수지(6)의 성형을 실시하는 경우에, 열가소성 수지 성형품(60)의 형상, 표면 정밀도 등의 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 본 예에 의한 효과는, 성형하는 열가소성 수지 성형품(60)이 대형, 박육 등의 형상인 경우, 또는 성형에 사용하는 열가소성 수지(6)의 점도가 높은 경우 등에 특히 현저하게 발휘될 수 있다.

(확인 시험 1)

본 확인 시험에 있어서는, 복수 종류의 입자 직경의 입자 상태의 열가소성 수지(6A)(이하, 입자라고 한다.)를 사용하고, 이 입자 직경의 차이에 의해, 전자파 발생 수단(4)(근적외선 할로겐 히터)에 의해 가열했을 때의 승온 속도의 차이를 측정하였다. 본 확인 시험에 있어서 사용하는 입자는, 몇 종류의 체(sieve)에 의해 분류한 것으로 하고, 샘플 A는, 눈금 간격 710㎛의 체 위에 남은 것, 샘플 B는, 눈금 간격 710㎛의 체를 통과하고 눈금 간격 250㎛의 체 위에 남은 것, 샘플 C는, 눈금 간격 250㎛의 체를 통과한 것, 샘플 D는, 체적 평균 입자 직경이 55㎛인 것으로 하였다. 또한, 샘플 E는, 샘플 A와 샘플 C를 등량(1:1)의 비율로 혼합한 것, 샘플 F는, 샘플 A와 샘플 D를 등량(1:1)의 비율로 혼합한 것으로 하였다.

승온 속도의 측정에 있어서는, 실리콘 고무대 위에 O 링을 재치하고, 이 O 링내에 입자를 충전하는 동시에, 0링 위에 필터로서의 석영 유리를 배치하였다. 그리고, 근적외선 할로겐 히터(전압: 80V)로부터 필터를 개재하여 입자에, 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 조사하고, 열전대에 의해 입자의 온도를 측정하였다. 또한, 전자파의 조사는, 각 샘플 A 내지 F의 온도가 250℃가 될 때까지 실시하고, 근적외선 할로겐 히터와 필터의 거리는 200mm로 하고, 석영 유리의 두께는 5mm로 하고, O 링은 내부 직경이 30.4mm인 것을 사용하였다.

표 1에는, 각 샘플 A 내지 F에 관해서, 벌크 밀도(g/㎤), 안식각(°), 승온 속도(t/sec), 질량(g)의 측정을 실시한 결과를 기재한다. 그리고, 도 5는, 각 샘플 A 내지 F에 관해서, 벌크 밀도 및 안식각을 그래프로 하여 도시하고, 도 6은, 각 샘플 A 내지 F에 관해서, 벌크 밀도와 승온 속도의 관계를 도시한다. 또한, 도 5에 있어서, 막대 그래프는, 벌크 밀도 G를 나타내고, 절선 그래프(line graph)는, 안식각 H를 나타낸다.

도 5에 있어서는, 샘플의 입자 직경이 작아질 수록 벌크 밀도가 작아지는 것을 알 수 있다. 한편, 안식각에 관해서는, 일률적으로는 말할 수 없지만 샘플의 입자 직경이 작을수록 안식각은 커지는 경향이 있는 것으로 생각된다.

도 6에 있어서는, 샘플의 입자 직경(벌크 밀도)이 작아질 수록 승온 속도가 커지는 것을 알 수 있다. 그리고, 입자의 입자 직경이 작은 샘플 C, D에 관해서는, 승온 속도가 지나치게 빨라져 입자에 있어서의 전자파의 조사측과 그 반대측의 온도차가 커져 이 입자에 눌어 붙기의 불량이 발생하였다. 이 결과로부터, 입자(입자 상태의 열가소성 수지(6A))의 벌크 밀도는, 0.4g/㎤ 이상으로 하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.

이것에 대해, 입자의 입자 직경이 커져서 벌크 밀도가 커지면, 승온 속도가 저하되기 때문에, 입자를 가열하기 위한 전자파의 조사 시간을 길게 할 필요가 생기고, 고무형(2)에 눌어 붙기 등의 불량이 생길 우려가 있다. 이러한 이유에서, 입자(입자 상태의 열가소성 수지(6A))의 벌크 밀도는 0.8g/㎤ 이하로 할 수 있고, 보다 바람직하게는 0.7g/㎤ 이하로 할 수 있다.

또한, 입자의 입자 직경은, 샘플 A, B의 승온 속도가 양호한 점에서, 250㎛보다도 크게 하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다. 또한, 샘플 E, F의 승온 속도도 양호하기 때문에, 입자 직경이 250㎛보다도 큰 입자와, 입자 직경이 250㎛ 이하인 입자를 혼합시킨 입자를 사용할 수도 있는 것을 알 수 있었다.

그리고, 입자의 평균 입자 직경은, 예를 들면, 300 내지 2000㎛로 할 수 있고, 보다 바람직하게는, 350 내지 1500㎛로 할 수 있다. 또한, 입자의 안식각은, 48°이하로 할 수 있고, 보다 바람직하게는 46°이하로 할 수 있다.

(실시예 2)

본 예의 열가소성 수지 입자 조성물(6A)은, 고무 재료로 이루어진 고무형(2)의 캐비티(22) 내에 충전하고, 고무형(2)을 개재하여 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 조사하여 가열 용융시키는 용도에 사용한다. 이러한 열가소성 수지 입자 조성물(6A)은, 입자 직경이 1 내지 100㎛의 범위내인 소형 열가소성 수지 입자(62)를 0.1 내지 20질량% 함유하고, 잔부가 입자 직경이 200 내지 3000㎛의 범위내인 대형 열가소성 수지 입자(61)로 이루어진다.

본 예에 있어서 사용하는 열가소성 수지(6)(대형 열가소성 수지 입자(61), 소형 열가소성 수지 입자(62), 용융 상태의 열가소성 수지 입자(6B))는, 비정성을 갖는 고무 강화 스티렌계 수지인 ABS 수지로 한다.

다음에, 상기 성형 장치(1)를 사용하여 열가소성 수지 성형품(60)을 제조하는 방법에 관해서, 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 예의 열가소성 수지 성형품(60)의 제조방법에 있어서는, 고무형(2)에 열가소성 수지(6)를 충전하여 열가소성 수지 성형품(60)을 형성함에 있어서, 열가소성 수지 입자 조성물(6A)과 용융 상태의 열가소성 수지(6B)를 사용한다. 본 예에 있어서는, 열가소성 수지 입자 조성물(6A)과 용융 상태의 열가소성 수지(6B)로는, 동일한 조성을 갖는 ABS 수지를 사용한다.

열가소성 수지 성형품(60)을 성형할 때에는, 우선, 도 1에 도시하는 바와 같이, 배치 공정으로서, 개방 상태의 고무형(2)에 대해, 분할형부(21)에 있어서의 캐비티(22)의 표면에, 입자 직경이 1 내지 100㎛인 소형 열가소성 수지 입자(62)를 뿌려서 배치한다. 그 다음에, 주입 실린더(52)를 폐쇄한 상태의 고무형(2)의 주입부(23)에 세트하고, 고무형(2)의 캐비티(22) 내에, 입자 직경이 200 내지 3000㎛인 대형 열가소성 수지 입자(61)를 투입한다. 이 때, 캐비티(22) 내에 투입하는 열가소성 수지 입자 조성물(6A)의 함유 비율은, 대형 열가소성 수지 입자(61)가 80 내지 99.9질량%가 되고, 소형 열가소성 수지 입자(62)가 0.1 내지 20질량%가 되도록 한다. 그리고, 캐비티(22)의 거의 전체에, 열가소성 수지 입자 조성물(6A)을 배치(충전)한다.

소형 열가소성 수지 입자(62)를 캐비티(22)의 표면에 뿌렸을 때에는, 이 소형 열가소성 수지 입자(62)의 대부분은, 캐비티(22)의 내벽면(221)에 부착된다. 여기에서, 본 예의 고무형(2)은 실리콘 고무로 형성되어 있으며, 소형 열가소성 수지 입자(62)는, 그 입자 직경이 1 내지 100㎛인 것에 의해, 실리콘 고무로 이루어진 캐비티(22)의 내벽면(221)에 효과적으로 부착시킬 수 있다.

또한, 대형 열가소성 수지 입자(61)를 캐비티(22) 내에 투입할 때에는, 캐비티(22)의 내벽면(221)에는 소형 열가소성 수지 입자(62)가 부착된 상태에 있다. 이것에 의해, 대형 열가소성 수지 입자(61)는, 캐비티(22) 내에 있어서의 소형 열가소성 수지 입자(62)의 내측을 통과(낙하)시킬 수 있다. 이로 인해, 캐비티(22) 내로의 열가소성 수지 입자(61,62)의 충전을 원활하게 실시할 수 있다. 또한, 소형 열가소성 수지 입자(62) 및 대형 열가소성 수지 입자(61)는, 그 자중에 의해 충전하는 것 이외에도, 진동 또는 기류를 가하여 충전할 수도 있다.

계속해서, 도 2에 도시하는 바와 같이, 진공 공정으로서, 진공 펌프(31)에 의해 압력 용기(3) 내를 진공으로 하여 고무형(2)의 캐비티(22)에 있어서 남겨진 공간(220)을 진공 상태로 한다.

그 다음에, 동 도면에 도시하는 바와 같이, 입자 가열 공정으로서, 전자파 발생 수단(4)으로부터 출사시킨 0.78 내지 4㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 필터(43)를 투과시키고, 필터(43)를 투과시킨 후의 투과 전자파를, 고무형(2)을 개재하여 캐비티(22) 내에 있어서의 열가소성 수지 입자 조성물(6A)에 조사한다. 이 때, 고무형(2)을 구성하는 고무 재료와 열가소성 수지 입자 조성물(6A)의 물성의 차이에 의해, 고무형(2)에 비해, 열가소성 수지 입자 조성물(6A)을 선택적으로 가열할 수 있다(열가소성 수지 입자 조성물(6A)의 가열량을 많게 할 수 있다). 이것에 의해, 고무형(2)의 온도 상승을 억제하여, 열가소성 수지 입자 조성물(6A)을 용융시킬 수 있다. 그리고, 캐비티(22) 내에는, 열가소성 수지 입자 조성물(6A)이 용융됨으로써, 새롭게 열가소성 수지(6)를 충전하기 위한 공간(220)이 형성된다.

또한, 상기 입자 가열 공정을 실시한 후의 캐비티(22)의 상태는, 성형의 조건에 따라 여러가지 상태가 된다. 예를 들면, 열가소성 수지(6)의 유동성이 나쁜 경우에는, 용융된 열가소성 수지(6)가 캐비티(22)의 아랫쪽으로 침하되기 어려워 캐비티(22)의 중앙 부근에 다수의 기포가 생긴 기포 발생 상태로 되어 있는 것으로 생각된다. 또한, 열가소성 수지(6)의 유동성이 양호한 경우에는, 용융된 열가소성 수지(6)가 캐비티(22)의 아랫쪽으로 침하된 상태로 되어 있을 것으로 생각된다. 또한, 본 예와 같이, 상기 진공 공정을 실시한 경우에는, 고무형(2)이 변형되고, 캐비티(22) 내의 간극(공간(220))이 손상되어 캐비티(22)의 표면에 열가소성 수지(6)가 존재하는 것으로 생각된다.

계속해서, 도 3에 도시하는 바와 같이, 충전 공정으로서, 사출 실린더(53)를 고무형(2)의 주입부(23)에 세트하고, 캐비티(22)에 있어서 남겨진 공간(220)에, 용융 상태의 열가소성 수지(6B)를 0.1 내지 5MPa의 사출 압력으로 충전한다. 또한, 본 예의 충전 공정에 있어서는, 고무형(2)을 개재하는 열가소성 수지(6)로의 상기 투과 전자파의 조사를 계속하여, 캐비티(22) 내의 열가소성 수지(6)를 가열한다.

상기 용융 상태의 열가소성 수지(6B)를 충전할 때, 고무형(2)의 캐비티(22)의 표면(고무의 표면)에 위치하는 부분에는, 상기 열가소성 수지 입자 조성물(6A)을 용융시킨 열가소성 수지(6)가 충전되어 있어 새롭게 충전하는 용융 상태의 열가소성 수지(6B)의 충전량을 적게 할 수 있다.

이것에 의해, 충전 압력(사출 압력)을 그다지 높게 하지 않고 캐비티(22) 전체에 열가소성 수지(6)를 충전할 수 있어 고무형(2)의 변형 및 개방을 효과적으로 억제할 수 있다. 이로 인해, 고무형(2)에 있어서의 분할면(파팅면)(20)으로부터의 수지 누설을 방지할 수 있어 냉각 공정을 실시하여 열가소성 수지 성형품(60)을 수득했을 때에는, 이 열가소성 수지 성형품(60)의 외관, 형상, 표면 정밀도 등의 품질 및 기계적 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 열가소성 수지 입자 조성물(6A)과 용융 상태의 열가소성 수지(6B)에는, 동일한 조성의 열가소성 수지(6)를 사용하고 있기 때문에, 성형후의 열가소성 수지 성형품(60)에 있어서 수지의 경계면이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

이로 인해, 본 예의 열가소성 수지 성형품(60)의 제조방법에 의하면, 고무형(2)을 사용하여 열가소성 수지(6)의 성형을 실시하는 경우에, 열가소성 수지 성형품(60)의 외관, 형상, 표면 정밀도 등의 품질 및 기계적 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 본 예에 의한 효과는, 성형하는 열가소성 수지 성형품(60)이 대형, 박육 등의 형상인 경우, 또는 성형에 사용하는 열가소성 수지(6)의 점도가 높은 경우 등에 특히 현저하게 발휘될 수 있다.

(효과의 시뮬레이션)

도 7, 도 8에는, 고무형(2)의 캐비티(22) 내에 열가소성 수지 입자(61,62)를 충전하는 상태를 확대하여 도시한다. 도 7은, 상기 대형 열가소성 수지 입자(61) 및 소형 열가소성 수지 입자(62)를 캐비티(22) 내에 충전하는 경우를 나타내고, 도 8은, 대형 열가소성 수지 입자(61)만을 캐비티(22) 내에 충전하는 경우를 나타낸다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 캐비티(22) 내에 대형 열가소성 수지 입자(61)만을 충전하고자 하면, 대형 열가소성 수지 입자(61)가 캐비티(22)의 내벽면(221)에 부착되어, 대형 열가소성 수지 입자(61)의 내측을 또 다른 대형 열가소성 수지 입자(61)가 통과(낙하)(화살표 T로 나타낸다.)하는 것이 곤란할 것으로 생각된다.

이것에 대해, 도 7에 도시하는 바와 같이, 캐비티(22) 내에 소형 열가소성 수지 입자(62)를 충전한 후에, 대형 열가소성 수지 입자(61)를 충전하는 경우에는, 소형 열가소성 수지 입자(62)가 효과적으로 캐비티(22)의 내벽면(221)에 부착되고, 대형 열가소성 수지 입자(61)가, 캐비티(22)의 내벽면(221)에 거의 부착되지 않고, 소형 열가소성 수지 입자(62)의 내측을 통과(낙하)(화살표 T로 나타낸다.)하는 것으로 생각된다. 이것에 의해, 상기 열가소성 수지 입자 조성물(6A)에 의하면, 캐비티(22)의 거의 전체를 효과적으로 충전할 수 있을 것으로 생각된다.

(확인 시험 2)

본 확인 시험에 있어서는, 상기 실시예 2에 나타낸 열가소성 수지 입자 조성물(6A)을 사용하여 열가소성 성형품을 성형하는 것에 의한 품질(표면 외관), 기계적 강도(내충격성)를 향상시키는 효과에 관해서 확인을 실시하였다.

본 확인 시험에 있어서는, 5종류의 열가소성 수지 입자(입자 A, B, C, D, E)를 준비하였다.

(입자 A) ABS 수지(테크노폴리머사 제조 「테크노 ABS330」, MFR 42(g/10min)) 100질량부와, 카본블랙 0.5질량부를, 1축 스크류 타입 압출기(40mmΦ, 실린더 온도 220℃)로 압출하여, 흑색의 열가소성 수지 입자를 수득하였다. 그리고, 이러한 흑색의 열가소성 수지 입자를 원료로 하여, GALA사 제조의 스트랜드컷 설비(마이크로펠렛용) 부착 압출기를 사용하여, 수 평균 입자 직경이 700㎛인 입자 A를 수득하였다. 입자 A는, JIS K7365에 준거하여 측정한 벌크 밀도가 0.63g/㎤이었다.

(입자 B) 상기 흑색의 열가소성 수지 입자를 원료로 하여 냉동 분쇄기[참조: 이모토세사쿠쇼 제조]를 사용하여 수 평균 입자 직경 55㎛의 입자 B를 수득하였다. 입자 B는, JIS K7365에 준거하여 측정한 벌크 밀도가 0.33g/㎤이었다. 또한, 입자 B의 입자 직경은, 1 내지 100㎛의 범위내에 있다.

(입자 C) 상기 흑색의 열가소성 수지 입자를 그대로 사용하여 수 평균 입자 직경 3500㎛의 입자 C를 수득하였다. 입자 C는, JIS K7365에 준거하여 측정한 벌크 밀도가 0.65g/㎤이었다.

(입자 D) 상기 흑색의 열가소성 수지 입자를 원료로 하여 상기 냉동 분쇄기[참조: 이모토세사쿠쇼 제조]를 사용하여 냉동 분쇄한 후, 체 분류를 실시하여 수 평균 입자 직경 1300㎛의 입자 D를 수득하였다. 입자 D는, JIS K7365에 준거하여 측정한 벌크 밀도가 0.59g/㎤이었다.

(입자 E) 상기 흑색의 열가소성 수지 입자를 원료로 하여 상기 냉동 분쇄기[참조: 이모토세사쿠쇼 제조]를 사용하여 냉동 분쇄한 후, 체 분류를 실시하여 수 평균 입자 직경 460㎛의 입자 E를 수득하였다. 입자 E는, JIS K7365에 준거하여 측정한 벌크 밀도가 0.51g/㎤이었다.

또한, 입자 A, C, D, E는, 100㎛ 이하의 입자 직경의 열가소성 수지 입자를 포함하지 않는다.

또한, 수 평균 입자 직경은, 화상 해석 소프트(Media Cybernetics사 제조의 「Image Pro Plus」)를 사용하여, 현미경 사진을 화상 해석함으로써 구하였다. 화상 처리하는 샘플수는 100개 이상으로 하였다.

본 확인 시험에 있어서는, 실리콘 고무에 의해, 125mm×12.5mm×3.2mm 사이즈의 직방 형상의 캐비티(22)를 형성하였다. 캐비티(22)의 최소폭 치수는 3.2mm로 하였다. 그리고, 상기 실시예 1에 나타낸 성형 장치(1)에 의해, 캐비티(22) 내에 상기 각 입자 A, B, C, D, E를 충전하고, 가열 용융을 실시하여 용융 상태의 열가소성 수지를 추가 충전하고, 그 후 냉각시켜 열가소성 수지 성형품의 샘플을 수득하였다.

표 2에는, 입자 A, B, C, D, E 중 어느 하나를 사용하여 구성한 열가소성 수지 입자 조성물(6A)로부터 성형한 성형품인 본 발명품 1 내지 5, 및 입자 A, B, C 중 어느 하나를 사용하여 구성한 열가소성 수지 입자로 성형한 성형품인 비교품 1 내지 3에 관해서, 표면 외관의 관찰 및 내충격성의 측정을 실시한 결과를 기재한다.

여기서, 품질(표면 외관)에 관해서는, 수득된 열가소성 수지 성형품의 표면 외관을 육안 관찰하여, 비뚤어짐이나 그을림이 없는 양호한 성형품이 수득된 경우를 ○, 표면의 일부에 비뚤어짐이 있는 열가소성 수지 성형품이 수득된 경우를 △, 삐뚤어지고, 결손이 있는 열가소성 수지 성형품이 수득된 경우를 ×, 평가 불능의 경우를 -로 하여, 평가하였다.

또한, 기계적 강도(내충격성)에 관해서는, 샤르피(charpy) 충격 강도를, ISO179에 준하여 측정하였다(노치 표시, 두께 3.2mm).

표면 외관을 육안으로 평가한 결과, 본 발명품 1 내지 5에 관해서는 모두 ○이 되어 표면 외관 및 내충격성 모두 우수한 것을 알 수 있었다. 한편, 비교품 2에 있어서는, 그을림(눌어 붙음)이 발생하여 표면 외관 및 내충격성 모두 나쁜 결과가 되었다. 이 이유는, 입자 B의 혼합 비율이 25질량%로 크기 때문이라고 생각된다. 또한, 비교품 1, 3에 관해서는, 성형할 수 없어 표면 외관 및 내충격성 모두 평가를 할 수 없었다.

이 결과로부터, 상기 실시예 2에 나타낸 대형 열가소성 수지 입자(61) 및 소형 열가소성 수지 입자(62)를 함유하는 열가소성 수지 입자 조성물(6A)을 사용함으로써, 품질 및 기계적 강도가 우수한 열가소성 수지 성형품(60)을 성형할 수 있는 것을 알 수 있었다.

(실시예 3)

본 예의 열가소성 수지 입자 조성물(6A)은, 고무 재료로 이루어진 고무형(2)의 캐비티(22) 내에 충전하고, 고무형(2)을 개재하여 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 조사하여 가열 용융시키는 용도로 사용한다. 이러한 열가소성 수지 입자 조성물(6A)은, 열가소성 수지 입자(61)와, 무기 분체 및 윤활제 중의 적어도 하나인 미소 입자(62)를 함유하여 이루어진다. 열가소성 수지 입자(61)의 수 평균 입자 직경은 200 내지 3000㎛이며, 미소 입자(62)의 수 평균 입자 직경은 0.5 내지 50㎛이다. 그리고, 본 예의 열가소성 수지 입자 조성물(6A)은, 열가소성 수지 입자(61)가 100질량부에 대해, 미소 입자(62)를 0.1 내지 10질량부 함유하여 이루어진다.

본 예에 있어서 사용하는 열가소성 수지는, 비정성을 갖는 고무 강화 스티렌계 수지인 ABS 수지로 한다.

본 예의 열가소성 수지 성형품(60)의 제조방법에 있어서는, 고무형(2)에 열가소성 수지(6)를 충전하여 열가소성 수지 성형품(60)을 성형함에 있어서, 열가소성 수지 입자 조성물(6A)과 용융 상태의 열가소성 수지(6B)를 사용한다. 본 예에 있어서는, 열가소성 수지 입자 조성물(6A)과 용융 상태의 열가소성 수지(6B)로는, 동일한 조성을 갖는 ABS 수지를 사용한다.

열가소성 수지 성형품(60)을 성형함에 있어서는, 우선, 도 1에 도시하는 바와 같이, 배치 공정으로서, 개방된 상태의 고무형(2)에 대해, 분할형부(21)에 있어서의 캐비티(22)의 표면에, 체적 평균 입자 직경이 0.5 내지 50㎛인 미소 입자(62)를 뿌려서 배치한다. 그 다음에, 주입 실린더(52)를 성형형의 주입부(23)에 세트하고, 고무형(2)의 캐비티(22) 내에, 수 평균 입자 직경이 200 내지 3000㎛인 열가소성 수지 입자(61)를 투입한다. 이 때, 캐비티(22) 내에 투입하는 열가소성 수지 입자 조성물(6A)의 함유 비율은, 열가소성 수지 입자(61)가 100질량부에 대해, 미소 입자(62)를 0.1 내지 10질량부가 되도록 한다. 그리고, 캐비티(22)의 거의 전체에, 열가소성 수지 입자 조성물(6A)을 투입한다.

미소 입자(62)를 캐비티(22)의 표면에 뿌렸을 때에는, 이 미소 입자(62)의 대부분은, 캐비티(22)의 내벽면(221)에 부착된다. 여기에서, 본 예의 고무형(2)은 실리콘 고무로 형성되어 있으며, 미소 입자(62)는, 그 체적 평균 입자 직경이 0.5 내지 50㎛인 것에 의해, 실리콘 고무로 이루어진 캐비티(22)의 내벽면(221)에 효과적으로 부착시킬 수 있다.

또한, 열가소성 수지 입자(61)를 캐비티(22) 내에 투입할 때에는, 캐비티(22)의 내벽면(221)에는 미소 입자(62)가 부착된 상태에 있다. 이것에 의해, 열가소성 수지 입자(61)는, 캐비티(22) 내에 있어서의 미소 입자(62)의 내측을 통과(낙하)시킬 수 있다. 이로 인해, 캐비티(22) 내로의 열가소성 수지 입자(61)의 충전을 원활하게 실시할 수 있다. 또한, 미소 입자(62) 및 열가소성 수지 입자(61)는, 그 자중에 의해 충전하는 것 이외에도, 진동 또는 기류를 가하여 충전할 수도 있다.

계속해서, 본 예에 있어서도, 상기 실시예 2와 같이, 진공 공정, 입자 가열 공정(도 2 참조), 및 충전 공정(도 3 참조)을 실시하여 외관, 형상, 표면 정밀도 등의 품질 및 기계적 강도가 우수한 열가소성 수지 성형품(60)을 수득할 수 있다.

그 외, 본 예에 있어서 사용하는 성형 장치(1)의 구성은 상기 실시예 1과 같으며, 본 예의 제조방법의 구성 및 작용 효과는 상기 실시예 2와 같다.

(효과의 시뮬레이션)

본 예의 열가소성 수지 입자(61) 및 미소 입자(62)를 사용한 효과의 시뮬레이션에 관해서는, 도 7에 있어서, 상기 실시예 2의 대형 열가소성 수지 입자(61)를 열가소성 수지 입자(61)로 치환하는 동시에, 상기 실시예 2의 소형 열가소성 수지 입자(62)를 미소 입자(62)로 치환하고, 또한, 도 8에 있어서, 상기 실시예 2의 대형 열가소성 수지 입자(61)를 열가소성 수지 입자(61)로 치환하여 나타낼 수 있다. 그리고, 본 예에 있어서도, 상기 실시예 2의 경우와 같은 작용 효과를 수득할 수 있다.

(확인 시험 3)

본 확인 시험에 있어서는, 상기 실시예 3에 나타낸 열가소성 수지 입자 조성물(6A)을 사용하여 열가소성 성형품을 성형하는 것에 의한 품질(표면 외관), 기계적 강도(내충격성)를 향상시키는 효과에 관해서 확인하였다.

본 확인 시험에 있어서 사용하는 5종류의 열가소성 수지 입자(입자 A, B, C, D, E)에 관해서는, 상기 실시예 2와 같이 하였다. 또한, 본 확인 시험에 있어서는, 2종류의 탈크(탈크 A, B), 윤활제를 준비하였다.

(탈크 A) 니혼타르크사 제조의 미분 탈크 「MICRO ACE K-1」(상품명)을 사용하였다. 레이저 회절법에 의한 체적 평균 입자 직경(D₅₀)은 8㎛이다.

(탈크 B) 니혼타르크사 제조의 범용 탈크 「MS」(상품명)을 사용하였다. 레이저 회절법에 의한 체적 평균 입자 직경(D₅₀)은 14㎛이다.

(윤활제) 사카이가가쿠고교사 제조의 스테아르산마그네슘「SM-1000」을 사용하였다. 레이저 회절법에 의한 체적 평균 입자 직경(D₅₀)은 9㎛이다.

또한, 수 평균 입자 직경은, 화상 해석 소프트(Media Cybernetics사 제조의 「Image Pro Plus」)를 사용하고, 현미경 사진을 화상 해석함으로써 구하였다. 화상 처리하는 샘플수는 100개 이상으로 하였다.

본 확인 시험에 있어서는, 실리콘 고무에 의해, 125mm×12.5mm×3.2mm의 사이즈의 직방 형상의 캐비티(22)를 형성하였다. 캐비티(22)의 최소폭 치수는 3.2mm로 하였다. 그리고, 상기 실시예 1에 나타낸 성형 장치(1)에 의해, 캐비티(22) 내에 상기 각 입자 A, B, C, D, E를 충전하고, 가열 용융을 실시하여, 용융 상태의 열가소성 수지를 추가 충전하고, 그 후 냉각시켜 열가소성 수지 성형품의 샘플을 수득하였다.

표 3에는, 입자 A, D, E와, 탈크 또는 윤활제를 사용하여 구성한 열가소성 수지 입자 조성물(6A)로 성형한 성형품인 본 발명품 1 내지 6, 및 입자 A만으로 구성, 또는 입자 B, C 중 어느 하나를 사용하여 구성한 열가소성 수지 입자로 성형한 성형품인 비교품 1 내지 3에 관해서, 표면 외관의 관찰 및 내충격성의 측정을 실시한 결과를 기재한다.

여기서, 품질(표면 외관)에 관해서는, 수득된 열가소성 수지 성형품의 표면 외관을 육안 관찰하고, 비뚤어짐이나 그을림이 없는 양호한 성형품이 수득된 경우를 ○, 표면의 일부에 비뚤어짐이 있는 열가소성 수지 성형품이 수득된 경우를 △, 삐뚤어지고, 결손이 있는 열가소성 수지 성형품이 수득된 경우를 ×, 평가 불능의 경우를 -로 하여, 평가하였다.

또한, 기계적 강도(내충격성)에 관해서는, 샤르피 충격 강도를, ISO179에 준하여 측정하였다(노치 표시, 두께 3.2mm).

표면 외관을 육안으로 평가한 결과, 본 발명품 1 내지 6에 관해서는 모두 ○가 되어 표면 외관 및 내충격성 모두 우수한 것을 알 수 있었다. 한편, 비교품 2에 있어서는, 그을림이 생기고, 표면 외관 및 내충격성 모두 나쁜 결과가 되었다. 이 이유는, 입자 B의 수 평균 입자 직경이 55㎛로 작기 때문이라고 생각된다. 또한, 비교품 1, 3에 관해서는, 성형을 할 수 없어 표면 외관 및 내충격성 모두 평가를 할 수 없었다.

이 결과로부터, 상기 실시예 3에 나타낸 열가소성 수지 입자(61) 및 미소 입자(62)를 함유하는 열가소성 수지 입자 조성물(6A)을 사용함으로써, 품질 및 기계적 강도가 우수한 열가소성 수지 성형품(60)을 형성할 수 있는 것을 알 수 있었다.

(실시예 4)

본 예의 열가소성 수지 조성물(6A)은, 고무 재료로 이루어진 고무형(2)의 캐비티(22) 내에 충전하고, 고무형(2)을 개재하여 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 조사하여 가열 용융시키기 위한 것이다. 열가소성 수지 조성물(6A)은, 열가소성 수지 성형품(60)으로 했을 때의 담가가 20% 이하가 되도록, 열가소성 수지 100질량부에 대해, 적외선 흡수제를 0.0005 내지 0.1질량부 함유하여 이루어진다.

본 예에 있어서 사용하는 열가소성 수지는, 비정성을 갖는 고무 강화 스티렌계 수지인 투명한 ABS 수지로 한다.

도 9는, 적외선 흡수제를 함유하지 않는 열가소성 수지(파선으로 나타낸다.)와, 열가소성 수지에 적외선 흡수제를 함유시킨 열가소성 수지 조성물(실선으로 나타낸다.)에 관해서, 횡축에 파장(nm)을 취하고, 종축에 광의 흡수율(%)을 취하여, 광의 흡수율의 차이를 도시하는 그래프이다. 동 도면에 있어서, 적외선 흡수제를 함유하지 않는 열가소성 수지와 비교하여, 열가소성 수지에 적외선 흡수제를 함유시킨 열가소성 수지 조성물에 의하면, 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 근적외선의 흡수율을 증가시킬 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 적외선 흡수제를 함유하지 않는 열가소성 수지는, 후술하는 확인 시험 4에 있어서의 비교품 1의 결과를 나타내고, 열가소성 수지에 적외선 흡수제를 함유시킨 열가소성 수지 조성물은, 후술하는 확인 시험 4에 있어서의 본 발명품 2의 결과를 나타낸다.

본 예의 열가소성 수지 성형품(60)의 제조방법에 있어서는, 고무형(2)에 열가소성 수지(6)를 충전하여 열가소성 수지 성형품(60)을 성형함에 있어서, 열가소성 수지 조성물(6A)과 용융 상태의 열가소성 수지(6B)를 사용한다. 본 예에 있어서는, 열가소성 수지 조성물(6A)에 있어서의 열가소성 수지와 용융 상태의 열가소성 수지(6B)에는, 동일한 조성을 갖는 ABS 수지를 사용한다. 또한, 열가소성 수지 조성물(6A)로서 사용하는 대형 열가소성 수지 입자(61)와 소형 열가소성 수지 입자(62)에는, 동일한 배합율로 적외선 흡수제가 배합되어 있다.

열가소성 수지 성형품(60)을 성형하는 것에 있어서는, 우선, 도 1에 도시하는 바와 같이, 배치 공정으로서, 개방된 상태의 고무형(2)의 분할형부(21)에 있어서의 캐비티(22)의 내벽면(221)에, 입자 직경이 1 내지 100㎛인 소형 열가소성 수지 입자(62)를 뿌려서 배치한다.

그 다음에, 주입 실린더(52)를 폐쇄한 상태의 고무형(2)의 주입부(23)에 세트하고, 고무형(2)의 캐비티(22) 내에, 입자 직경이 100㎛보다도 크고 3000㎛ 이하인 대형 열가소성 수지 입자(61)를 투입한다. 이 때, 캐비티(22) 내에 투입하는 열가소성 수지 조성물(6A)에 있어서의 열가소성 수지 입자(61,62)의 함유 비율은, 대형 열가소성 수지 입자(61)가 80 내지 99.9질량%가 되고, 소형 열가소성 수지 입자(62)가 0.1 내지 20질량%가 되도록 한다. 그리고, 캐비티(22)의 거의 전체에, 열가소성 수지 조성물(6A)을 충전한다.

또한, 본 예에 있어서는, 입자 가열 공정에 있어서, 대형 열가소성 수지 입자(61)에 적외선 흡수제가 배합되어 있음으로써, 열가소성 수지로서 투명 열가소성 수지를 사용하고 있어도, 상기 전자파를 효과적으로 흡수시킬 수 있어 열가소성 수지 조성물(6A)을 신속하게 가열 용융시킬 수 있다.

이로 인해, 본 예의 열가소성 수지 성형품(60)의 제조방법에 의하면, 적외선 흡수제의 배합에 의해, 수지의 투명도를 나타내는 담가가 20% 이하인 투명한 열가소성 수지 성형품(60)을, 전자파 조사 성형에 의해 신속하게 성형할 수 있다. 또한, 성형형으로서의 고무형(2)의 제조가 용이하여, 다양한 형상의 투명한 열가소성 수지 성형품(60)을 염가로 성형할 수 있다.

또한, 고무형(2)을 사용하여 열가소성 수지(6)의 성형을 실시하는 경우에, 투명한 열가소성 수지 성형품(60)의 외관, 형상, 표면 정밀도 등의 품질 및 기계적 강도를 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 본 예에 의한 효과는, 성형하는 투명한 열가소성 수지 성형품(60)이 대형, 박육 등의 형상인 경우, 또는 성형에 사용하는 열가소성 수지(6)의 점도가 높은 경우 등에 특히 현저하게 발휘될 수 있다.

그 외, 본 예에 있어서 사용하는 성형 장치(1)의 구성은 상기 실시예 1과 같고, 본 예의 제조방법의 구성 및 작용 효과는 상기 실시예 2와 같다.

(확인 시험 4)

본 확인 시험에 있어서는, 적외선 흡수제의 배합에 의해 열가소성 수지 조성물(6A)이 용융될 때까지 요하는 시간을 단축할 수 있는지를 확인하였다.

구체적으로는, 적외선 흡수제를 배합하지 않은 열가소성 수지로서의 수지 1 내지 3을 비교품 1 내지 3으로 하고, 수지 1 내지 3에 대해 적외선 흡수제를 배합하여 이루어지는 열가소성 수지 조성물(6A)을 본 발명품 1 내지 8로 하고, 본 발명품 1 내지 8 및 비교품 1 내지 3에 관해서 용융될 때까지 요한 시간(본 확인 시험에서는 260℃에 도달한 시간)(분)과, 성형품의 담가(%)를 측정하였다. 또한, 성형품을 수득하기 위한 온도와 시간은 적절히 조정하였다.

본 확인 시험에 있어서 상기 측정을 실시한 열가소성 수지는, 다음의 수지 1 내지 3으로 하였다.

(수지 1) 투명 ABS 수지(테크노폴리머사 제조의 「테크노ABS830」, MFR 30g/10min(220℃, 98N))로, 두께 2.5mm의 시험편에 의한 담가가 4%이다.

(수지 2) 아크릴계 수지(미쓰비시레이온사 제조의 「아크리페트 VH001」, MFR 2g/10min(230℃, 37.3N))로, 두께 2.5mm의 시험편에 의한 담가가 0.2%이다.

(수지 3) 폴리카보네이트 수지(미쓰비시엔지니어링플라스틱사 제조의 「노바렉스 7020A」, MFR 30g/10min(300℃, 11.8N))로, 두께 2.5mm의 시험편에 의한 담가가 0.4%이다.

또한, 적외선 흡수제로서는, BASF사 제조의 「Lumogen IR1050」을 사용하였다.

본 발명품 1 내지 8 및 비교품 1 내지 3의 조성, 및 이들에 관해서 용융 시간(분) 및 담가(%)를 측정한 결과를 표 4에 기재한다.

본 발명품 1 내지 8은, 수지 1 내지 3에 대해, 표 4에 기재하는 배합율로 적외선 흡수제를 배합하고, 1축 스크류 타입 압출기(40mmφ, 실린더 온도 220 내지 260℃)로 압출하여, 투명한 열가소성 수지 입자로 하고, 이 투명한 열가소성 수지 입자를 원료로 하여, GALA사 제조의 스트랜드컷 설비(마이크로 펠렛용) 부착 압출기를 사용하여, 수 평균 입자 직경이 700㎛인 열가소성 수지 입자로서 제조하였다. 이러한 열가소성 수지 입자는, JIS K7365에 준거하여 측정한 벌크 밀도가 0.63g/㎤이었다.

또한, 비교품 1 내지 3은, 적외선 흡수제를 배합하지 않은 수지 1 내지 3에 대해, 상기와 같이, 수 평균 입자 직경이 700㎛인 열가소성 수지 입자로서 제조하였다.

또한, 실리콘 고무로 이루어지는 고무형(2)의 캐비티(22)를, 길이 80mm×폭 55cm×두께 2.5mm의 크기의 직방 형상으로 형성하고, 할로겐 히터에 의해 가열하여 상온으로부터 260℃가 될 때까지 요한 시간(용융 시간)을 측정하였다.

본 확인 시험에 있어서의 담가(헤이즈)는, 길이 80mm×폭 55cm×두께 2.5mm의 크기로 성형한 시험편(성형품), 및 측정기(가드너사 제조의 헤이즈 가드 플러스)를 사용하여, JIS K7136에 준하여 측정하였다. 이 담가는, 값이 작을 수록 투명에 가까운 것을 의미한다.

표 4로부터, 적외선 흡수제를 배합한 열가소성 수지 조성물(6A)은, 적외선 흡수제를 배합하지 않은 열가소성 수지보다도 담가의 값이 큰 것을 알 수 있다. 한편으로, 적외선 흡수제를 배합한 경우(본 발명품 1 내지 8)에 관해서는, 적외선 흡수제를 배합하지 않은 경우(비교품 1 내지 3)에 비해, 용융 시간이 대폭 단축되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 적외선 흡수제의 배합율을 증가시키면, 용융 시간이 더욱 단축되는 것을 알 수 있다. 단, 적외선 흡수제의 배합율이 증가하면 담가가 커지고, 투명도가 낮아지는 것을 알 수 있다.

이상의 결과로부터, 적외선 흡수제를 열가소성 수지에 함유시킴으로써, 열가소성 수지가 용융될 때까지 요하는 시간을 단축할 수 있어 담가가 20% 이하인 열가소성 수지 성형품(60)을 단시간에 성형할 수 있는 것을 알 수 있다.

(실시예 5)

본 예의 열가소성 수지 조성물(6A)은, 고무 재료로 이루어진 고무형(2)의 캐비티(22) 내에 충전하고, 고무형(2)을 개재하여 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 조사하여 가열 용융시키기 위한 것이다. 열가소성 수지 조성물(6A)은, 열가소성 수지 성형품(60)으로 했을 때의 백색도가 30% 이상이 되도록, 열가소성 수지 100질량부에 대해, 적외선 흡수제를 0.0005 내지 0.1질량부, 착색제를 0.05 내지 30질량부 함유하여 이루어진다.

도 10은, 적외선 흡수제를 함유하지 않는 열가소성 수지(파선으로 나타낸다.)와, 열가소성 수지에 적외선 흡수제를 함유시킨 열가소성 수지 조성물(실선, 1점쇄선으로 나타낸다.)에 관해서, 횡축에 파장(nm)을 취하고, 종축에 광의 흡수율(%)을 취하여, 광의 흡수율의 차이를 도시하는 그래프이다. 동 도면에 있어서, 적외선 흡수제를 함유하지 않는 열가소성 수지와 비교하여, 열가소성 수지에 적외선 흡수제를 함유시킨 열가소성 수지 조성물에 의하면, 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 근적외선의 흡수율을 증가시킬 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 적외선 흡수제를 함유하지 않는 열가소성 수지는, 후술하는 확인 시험 5에 있어서의 비교품 1의 결과를 나타내고, 열가소성 수지에 적외선 흡수제를 함유시킨 열가소성 수지 조성물은, 후술하는 확인 시험 5에 있어서의 본 발명품 1(적외선 흡수제가 소량인 경우), 본 발명품 2(적외선 흡수제가 다량인 경우)의 결과를 나타낸다.

본 예의 열가소성 수지 성형품(60)의 제조방법에 있어서는, 상기 실시예 4와 같이, 진공 공정, 입자 가열 공정(도 2 참조), 및 충전 공정(도 3 참조)을 실시하여, 외관, 형상, 표면 정밀도 등의 품질 및 기계적 강도가 우수한 열가소성 수지 성형품(60)을 수득할 수 있다.

또한, 본 예의 제조방법에 있어서는, 열가소성 수지 조성물(6A)로서 사용하는 대형 열가소성 수지 입자(61)와 소형 열가소성 수지 입자(62)에는, 동일한 배합율로 적외선 흡수제 및 착색제를 배합해 둔다. 착색제의 배합율은, 대형 열가소성 수지 입자(61) 및 소형 열가소성 수지 입자(62)와, 용융 상태의 열가소성 수지(6B)에 대해, 모두 열가소성 수지(6B)가 100질량부에 대해 0.05 내지 30질량부로 하였다.

이로 인해, 본 예의 열가소성 수지 성형품(60)의 제조방법에 의하면, 적외선 흡수제 및 착색제의 배합에 의해, 백색도가 30% 이상인 열가소성 수지 성형품(60)을, 전자파 조사 성형에 의해 신속하게 성형할 수 있다. 또한, 성형형으로서의 고무형(2)의 제조가 용이하여 다양한 형상의 열가소성 수지 성형품(60)을 염가로 성형할 수 있다.

그 외, 본 예에 있어서 사용하는 성형 장치(1)의 구성은 상기 실시예 1과 같고, 본 예의 제조방법의 구성 및 작용 효과는 상기 실시예 4와 같다.

(확인 시험 5)

구체적으로는, 적외선 흡수제를 배합하지 않은 열가소성 수지로서의 수지 1, 2를 비교품 1 내지 3으로 하고, 수지 1, 2에 대해 적외선 흡수제를 배합하여 이루어지는 열가소성 수지 조성물(6A)을 본 발명품 1 내지 4로 하고, 본 발명품 1 내지 4 및 비교품 1 내지 3에 관해서 용융될 때까지 요한 시간(본 확인 시험에서는 260℃에 도달한 시간)(분)과, 성형품의 백색도(%)를 측정하였다.

본 확인 시험에 있어서 상기 측정을 실시한 열가소성 수지는, 다음의 수지 1, 2로 하였다.

(수지 1) 투명 ABS 수지(테크노폴리머사 제조의 「테크노 ABS830」, MFR 30g/10min(220℃, 98N))로, 두께 2.5mm의 시험편에 의한 백색도가 97%이다.

(수지 2) ABS 수지(테크노폴리머사 제조의 「테크노 ABS330」, MFR 42g/10min(220℃, 98N))로, 두께 2.5mm의 시험편에 의한 백색도가 34%이다.

본 확인 시험에 있어서 사용한 착색제는, 다음의 착색제 1 내지 3으로 하였다.

(착색제 1) 백색, 산화티탄(이시하라산교사 제조의 「타이페이크 CR-6-2」).

(착색제 2) 녹색, 카와무라가가쿠사 제조의 「AM110그린」).

(착색제 3) 흑색, 고시가야가세이고교사 제조의 「MB-9705Black」).

본 발명품 1 내지 4 및 비교품 1 내지 3의 조성, 및 이들에 관해서 용융 시간(분) 및 백색도(%)를 측정한 결과를 표 5에 기재한다.

본 발명품 1 내지 4는, 수지 1, 2에 대해, 표 5에 기재하는 배합율로 적외선 흡수제 및 착색제를 배합하고, 1축 스크류 타입 압출기(40mmφ, 실린더 온도 220 내지 260℃)로 압출하여, 착색한 열가소성 수지 입자로 하고, 이러한 착색한 열가소성 수지 입자를 원료로 하여, GALA사 제조의 스트랜드컷 설비(마이크로 펠렛용) 부착 압출기를 사용하여 수 평균 입자 직경이 700㎛인 열가소성 수지 입자로서 제조하였다. 이러한 열가소성 수지 입자는, JIS K7365에 준거하여 측정한 벌크 밀도가 0.63g/㎤이었다.

또한, 비교품 1 내지 3은, 수지 1, 2에 대해, 표 5에 기재하는 배합율로 착색제를 혼합하고, 상기와 같이, 수 평균 입자 직경이 700㎛인 열가소성 수지 입자로서 제조하였다.

또한, 실리콘 고무로 이루어지는 고무형(2)의 캐비티(22)를, 길이 80mm×폭 55mm×두께 2.5mm 크기의 직방 형상으로 형성하고, 할로겐 히터에 의해 가열하여 상온으로부터 260℃가 될 때까지 요한 시간(용융 시간)을 측정하였다.

본 확인 시험에 있어서의 백색도는, 길이 80mm×폭 55cm×두께 2.5mm의 크기로 성형한 시험편(성형품)에 대해, 헌터식 측정 색차계에 의해 L, a, b를 측정하고, 백색도 W(%)=100-{(100-L)²+a²+b²}^1/2(L; 명도, a; 적색도, b; 황색도)의 식으로부터 구하였다. 이 백색도는, 값이 클수록 백색에 가까운 것을 의미한다.

표 5로부터, 적외선 흡수제를 배합한 열가소성 수지 조성물(6A)은, 적외선 흡수제를 배합하지 않은 열가소성 수지보다도 백색도의 값이 작아진 것을 알 수 있다. 한편으로, 적외선 흡수제를 배합한 경우(본 발명품 1 내지 4)에 관해서는, 적외선 흡수제를 배합하지 않은 경우(비교품 1 내지 3)에 비해, 용융 시간이 대폭 단축되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 적외선 흡수제의 배합율을 증가시키면, 용융 시간이 더욱 단축되는 것을 알 수 있다. 단, 적외선 흡수제의 배합율이 증가하면 백색도가 작아지는(낮아지는) 것을 알 수 있다.

이상의 결과로부터, 적외선 흡수제를 열가소성 수지에 함유시킴으로써, 열가소성 수지가 용융될 때까지 요하는 시간을 단축시킬 수 있어 백색도가 30% 이상인 열가소성 수지 성형품(60)을 단시간에 성형할 수 있는 것을 알 수 있다.

Claims

고무 재료로 이루어진 고무형(型)의 캐비티(cavity) 내에, 열가소성 수지 입자 조성물을 배치(配置)하는 배치 공정,
상기 고무형을 개재하여 상기 캐비티 내에 있어서의 상기 열가소성 수지 입자 조성물에, 0.78 내지 2㎛의 파장 영역을 포함하는 전자파를 조사하고, 상기 열가소성 수지 입자 조성물을 가열하여 용융시키는 입자 가열 공정 및
상기 캐비티 내의 열가소성 수지를 냉각시켜 열가소성 수지 성형품을 수득하는 냉각 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지 성형품의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 입자 가열 공정을 실시한 후, 상기 냉각 공정을 실시하기 전에는, 상기 캐비티에 있어서 남겨진 공간에, 용융 상태의 열가소성 수지를 충전하는 충전 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지 성형품의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 충전 공정에 있어서는, 상기 용융 상태의 열가소성 수지를 0.5 내지 5MPa의 사출 압력으로, 상기 캐비티에 있어서 남겨진 공간에 충전하는 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지 성형품의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배치 공정 전부터 상기 입자 가열 공정 전까지의 적어도 어느 하나의 타이밍(timing)에는, 상기 캐비티 또는 상기 캐비티에 있어서 남겨진 공간을 진공 상태로 하는 진공 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지 성형품의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 입자 조성물은, 벌크 밀도(bulk density)가 0.4g/㎤ 이상인 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지 성형품의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 입자 조성물은, 입자 직경이 1 내지 100㎛인 소형 열가소성 수지 입자를 0.1 내지 20질량% 함유하고, 잔부(殘部)가 상기 소형 열가소성 수지 입자보다도 큰 대형 열가소성 수지 입자로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지 성형품의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 입자 조성물은, 열가소성 수지 입자와, 무기 분체 및 윤활제 중의 하나 이상인 미소 입자를 함유하고, 상기 열가소성 수지 입자의 수 평균 입자 직경이 200 내지 3000㎛이며, 상기 미소 입자의 체적 평균 입자 직경이 0.5 내지 50㎛이며, 상기 미소 입자를, 상기 열가소성 수지 입자 100질량부에 대해, 0.1 내지 10질량부 함유하는 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지 성형품의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 입자 조성물은, 열가소성 수지 입자 100질량부에 대해, 적외선 흡수제를 0.0005 내지 0.1질량부 함유하는 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지 성형품의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 입자 조성물은, 고무 강화 스티렌계 수지인 것을 특징으로 하는, 열가소성 수지 성형품의 제조방법.