WO2001062468A1

WO2001062468A1 - Article moule en polyester renforce a la fibre de verre et procede de production correspondant

Info

Publication number: WO2001062468A1
Application number: PCT/JP2001/001225
Authority: WO
Inventors: Kazuki Nagayama; Hideki Nudeshima; Syuji Ishikawa; Hideaki Tanisugi
Original assignee: Toray Industries, Inc.
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2001-08-30
Also published as: KR100808960B1; MXPA02008223A; US20030026984A1; EP1258332B1; US6749934B2; EP1258332A1; TWI286099B; KR20020073596A; CN1196570C; EP1258332A4; CN1426347A; JPWO2001062468A1

Description

明細書

F R P成形品およびその製造方法技術分野

本発明は、 F R P成形品およびその製造方法に関する。

本発明に係る F R P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 7 mmの強化繊維とからなる。この F R P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、コンビュ一夕の端末機器、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り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 F R P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 7 mmの樹脂強化繊維が分散して混在するホッ卜ランナー射出成形により成形された F R P成形品。

本発明に係る F R P成形品において、前記繊維が、炭素繊維、ガラス繊維およびァ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 F R P成形品において、前記ホッ卜ランナー射出成形に用いられるホッ卜ランナースプルの長さが、 1 0乃至 6 0 0 mmであることが好ましい。

本発明に係る F R P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 F R P成形品において、前記凹部の直径が、 0 . 1乃至 1 0 mm、深さ力 2 mm以下であることが好ましい。

本発明に係る F R P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 F R P成形品において、前記ホットランナースブルの本数が、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一卜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 F R P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 F R P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 F R P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 F R P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 7 mm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 2 2 0乃至 3 5 0 °C 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、ホッ卜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ヤ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、前記キヤ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 F R P成形品の製造方法。

本発明に係る F R P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、 1 0乃至 6 0 0 mmであることが好ましい。本発明に係る F R P成形品の製造方法において、前記ゲートが、該ゲ ―トに出入するゲートビンにより開閉され、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 F R P成形品の製造方法において、前記凹部の直径が、 0 . 1乃至 1 0 mm、深さ力 2 mm以下であることが好ましい。

本発明に係る F R P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 F R P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 F R P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 F R P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。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 5 A図および第 5 B図は、ホッ卜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 6 A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 6 B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 6 B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一の詳細縦断面模式図である。

第 9図は、第 7図に示したホッ卜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 1 0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ァゥ卜の一例の斜視模式図である。

第 1 1図は、第 1 0図に示したホットランナースプルのゲートレイァゥトとは別の態様のゲ一トレイアウトの斜視模式図である。

第 1 2図は、第 1 0図に示したホットランナースプルのゲー卜レイァゥ卜とは更に別の態様のゲートレィァゥ卜の斜視模式図である。

第 1 3 A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 1 3 B図は、第 1 3 A図に示した筐体の側面図である。

第 1 4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 1 5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 1 6図は、実施例 1乃至 1 0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 1 7図は、第 1 6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 1 8図は、実施例 2において用いられたゲートレィァゥ卜の説明図で、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 1 9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 2 0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 2 1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 2 2図は、実施例 6において用いられたゲートレィァゥ卜の説明図で、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 2 3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 2 4図は、実施例 8において用いられたゲートレィァゥ卜の説明図で、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 2 5図は、実施例 9において用いられたゲートレイァゥ卜の説明図で、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 2 6図は、実施例 9において用いられたホットランナーマ二ホールド内の樹脂流路を説明する平面模式図である。

第 2 7図は、実施例 1 0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 2 8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、ゲートレイァゥトの平面図、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 2 9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 3 O A図は、本発明の成形品の表面にホットランナ一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 3 0 B図は、第 3 O A図に示した凹部の縦断面図である。

第 3 1図は、実施例 1 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 3 2 A図、第 3 2 B図、および、第 3 2 C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 3 3 A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 3 3 B図は、第 3 3 A図に示した成形品形状（金型設計）の正面図である。

第 3 3 C図は、第 3 3 B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 3 4図は、実施例 1 1において用いられたゲ一トレィァゥ卜の説明図で、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 3 5図は、実施例 1 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 3 6図は、実施例 1 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 3 7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。発明を実施するための最良の形態

本発明の F R P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—力プロラクタム、 6—アミノカプロン酸、 ω—ェナントラクタム、 7—ァミノへブタン酸、 1 1—アミノウンデカン酸、 9—アミノノナン酸、一ピロリドン、ひ一ピレリドンなどから得られる重合体または共重合体、へキサメチレンジァミン、ノナメチレンジァミン、ゥンデカメチレンジァミン、ドデカメチレンジァミン、メ夕キシリレンジァミンなどのジアミンとテレフタル酸、ィソフタル酸、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、 6 6— 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、 AB S樹脂、ポリフエ二レンォキサイド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフ夕レート、ポリブチレンテレフタレ一卜、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。

ポリ力一ボネ一ト樹脂とは、一般に次の式で示される炭酸とダリコール、または、 2価フエノールのポリエステルである。

式：一（_〇_R—〇— 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エ二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 - (AT：ベンゼン環、 R' 、 R" ： H、 CH 3、 C 2 H 5)

特に次の式で示される 2， 2—ビス（4—ォキシフエニル）プロパンからなるポリ炭酸エステルが好ましい。

式： —（一 O— Ar— C Me ₂— Ar—〇一 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、適当なァロイでも良い。

ポリカーボネー卜 ZAB S (アクリロニトリル · ブタジエン · スチレン）（混合重量比は、 20Z80 _ 8 0Z20が好ましく、より好ましくは、 40 / 6 0— 6 0 Z40である）やポリカーボネート ZASA (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 Z2 0が好ましく、より好ましくは、 40Z60— 60Z 40である）。その他樹脂とのァロイや混合物等も好ましく用いられる _c 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、ボ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、ポリフエ二レンエーテル樹脂、ポリエチレンテレフタレ —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— 1 0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、 3 0— 9 5重量％含有されていることが好ましく、より好ましくは、 4 0— 9 0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 F R P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、ァ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、 1 0， 0 0 0— 5 0 , 0 0 0 kgf/mm ²が好ましく、 2 0， 0 0 0— 3 0， 0 0 0 kgf/mm ²がより好ましい。同様に、強化繊維単体の引張強さは、

2 0 0 - 6 0 0 kgf/mm ²が好ましく、 3 0 0— 5 5 0 kgf/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—

3 0重量％含有されていることが好ましく、より好ましくは、 1 5— 3 0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. 0 0 0 1 — 0. 0 1 Ω · 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. 7 0— 1. 9 5であることが好ましく、 1.

7 6 - 1. 8 5であることがより好ましい。炭素繊維の単糸径は、 5—

8 mであることが好ましく、 6. 5— 7. 5 ΠΙであることがより好ましい。

本発明の F R P成形品の製造において、フィラーを用いることが出来る。フイラ一としては、ワラステナイト、セピオライト、チタン酸カリゥム、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（M O S ) 、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、水酸化マグネシゥム、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、ホスフエ一トフアイバー、ドーソナイト、石膏繊維、 M〇 S、ホウ酸ァルミ、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ゥムの表面に炭素被覆またはシラン力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、チタン酸力リウム（K ₂ O · nTi 2) (n=l , 2, 4, 6, 8, n=8が特に好ましレがより好ましい。

前記チタン酸カリウム以外にも、針状フイラ一として、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 ₆ O _{1 3}、 Rb ₂ Ti ₆ O _{1 3}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 - 5 0 0 mのものが好ましい。繊維長が、 5— 1 0 0 mのものがより好ましく、 1 0— 2 0 m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プレンドされても良い。成形品中に含まれるフィラ一の含有量は、 0— 4 0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 一 2 5重量％が好ましく、 5— 2 0重量％がより好ましい。

針状フイラ一のアスペクト比（繊維長 Z繊維径）は、 3— 5 0 0であることが好ましく、 5— 4 0 0であることがより好ましい。 1 0— 2 0 0であることが更に好ましい。

針状フイラ一は、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（C V D ) 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、 C V Dゃメツキ法により、銀、二ッケル、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、シランカツ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。表面被覆と力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 F R P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枠して（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。一度も粉碎していない材料（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— 5 0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— 4 0重量％が好ましく、難燃特性を保持するために、 0— 2 5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 F R P成形品において、微細なフイラ一、特に好ましくは、針状フイラ一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 F R P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ツトを、ホッ卜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 . 1 mm以上 7 mm以下で、成形品の代表肉厚が、 0 . 2— 5 mm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 . 1 mm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 . 2 mm以上であることが好ましく、 0 . 3 mm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、 7 mm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、機械特性のばらっきをもたらし、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 . 1 mm— 7 mmが好ましく、高剛性、耐衝撃特性を保持する観点から、 0 . 2 mm— 7 mmがより好ましく、 0 . 3 mm— 7 mmが更に好ましい。

成形品の外形寸法は、縦約 1 0 —約 5 , 0 0 0 mm、横約 1 0—約 5 , 0 0 0 mm、高さ約 0 . 2—約 1， 0 0 0 mmが好適である。

成形品の外形寸法が、縦約 5 0 —約 5 0 0 mm、横約 1 0 0 —約 1， 0 0 0 mm, 高さ約 0 . 2—約 1 0 0 mmで、成形品において、高さ約 1 —約 1 0 0 mm、幅約 0 . 1 —約 5 mm、長さ約 1 _約 1， 0 0 0 m m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 1 0 0 mm、外径約 1 一約 5 0 mm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 5 0 —約 3 0 0 mm (更に好ましくは、縦約 1 0 0 —約 3 0 0 mm) 、横約 1 0 0 —約 4 0 0 m m、高さ約 0 . 2 _約 5 0 _mm で、成形品において、高さ約 1 一約 5 0 mm、幅約 0 . 1 —約 5 mm、長さ約 1 —約 4 0 0 mm 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 一約 5 0 mm, 外径約 1 一約 5 0 mm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、微細なフイラ一、特に好ましくは針状フィラ一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、 5 0 0— 4， 0 0 0 kgf/mm ²であり、体積抵抗率が、 0 . 0 0 1— 0 . 0 1 Ω · mである成形品が好ましい。

この成形品は、強化繊維が、 5— 5 0重量％含有され、強化繊維の平均繊維長が、 0 . 1 mm以上で、釙状フイラ一が、 0 . 0 1— 3 0重量 %含有され、針状フイラ一として、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、 M〇 S、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、針状フイラ一のアスペクト比が、 3— 5 0 0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、プリンタ一あるいはィメージスキャナ一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（P D P ) 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 F R P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。すベ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、筐体内に内容物を揷入するために、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 F R P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、メツキや塗料による塗装が施される。

表面に施すメツキの材料としては、 Au、 Ag、 Cu、 C r、 P t、 Nし T i、 Ge、 S n、 Mo、 Ta、 W、 A l、 Nb、 P d、 I TM、インコーネル、 N i— C r、 42 6金、パーマロイ、 S i O、 S i〇₂、 C r ₂〇₃、 A I 〇₃、 S n〇、 S n〇₂、 Z r〇₂、 T i〇₂、 T a₂〇₅、 B aT i〇₃、 F e₂〇₃、 Y₂〇₃、 C a F₂、 L i F、 Mg F₂、 Nb F₃、 S i ₃N₄、 7059、 T i N、 S n— S b、 S i、 A l +S i、 S U S 304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一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 l c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 1 b、固定基体 1 bに対向して固定基体 1 bに対し接近離反自在に機台 1 c上に取り付けられた可動基体 1 a、固定基体 1 bに取り付けられた固定側プレート 4、可動基体 1 a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 l a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のキヤビティー 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。キヤビティ一 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 1 1が形成される。

固定側プレート 4とキヤビティー 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 1 0、第 1スプル 1 0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二ホールド 9、ホットランナ一マ二ホールド 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 1 1に射出する。

第 1スプル 1 0、ホットランナーマ二ホールド 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 1 0、ホットランナーマ二ホールド 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、電熱ヒー夕一が装備されている。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 3 7図に、ホットランナースプル 8の一例が示される。第 3 7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 8 0と、ホットランナーマ二ホールド 9の溶融樹脂通路と中空部 8 0とに係合する溶融樹脂通路 3 7とを有する。中空部 8 0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 2 2力^ 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 1 4を形成している。スプルブッシュ 2 2には、ゲ一ト孔 1 4 a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 8 0に挿入され、ゲート孔 1 4 aに達するゲ一トビン 1 5を有する。ゲートビン 1 5は、ガイド 3 6により、軸方向に移動自在に支持されている。ゲ一トビン 1 5の先端部と反対側の端部には、ゲートピン駆動手段 1 5 が設けられている。ゲートピン 1 5の先端部とゲート孔 1 4 aとでゲートが形成される。ゲートピン 1 5の先端部がゲート孔 1 4 a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とホッ卜ランナーマ二ホールド 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、ホットランナーマ二ホールド 9の下流端からホットランナースプル 8のゲート部 1 4の下流端までの長さ Lとして定義される。

ホッ卜ランナースプル 8の長さ Lは、成形しょ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 F R P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、 1 0 - 6 0 0 mmであることが好ましい。 1 0 0— 4 5 0 mm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、マ二ホールド 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、ホッ卜ランナースプル 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ビン 1 5の長さが長くなり、ゲートピン 1 5の移動制御が難しく、また、ゲート部 1 4 の先端部におけるゲート孔 1 4 aとゲートピン 1 5との摩擦が大きくなり、ゲートピン 1 5あるいはゲート孔 1 4 a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 8 0により形成される樹脂流路 1 2を有し、その先端部に、ゲート部 1 4を有する。ゲート部 1 4のゲ一卜孔 1 4 aの孔径は、本発明の成形品を製造するためには、 0 . 1— 1 O mmであることが好ましく、 1 一 5 mmであることがより好ましい。ゲート孔 1 4 a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 1 4 a 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 F R P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、ホットランナースブ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、ホッ卜ランナースプル 8の外側に加熱源である電熱線ヒーター 1 3 a (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 1 2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 1 4に、局所加熱用のヒ —夕一（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 1 4は、常に、外気ならびに金型 2と接触しているため、ゲ —ト部 1 4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 1 4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 1 4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 5 A図および第 5 B図を用いて、ホットランナースプル 8のゲート部 1 4の開閉動作が説明される。本発明の F R P成形品を製造するためのホッ卜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のゲ一ト部 1 4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 1 4は、樹脂を射出する場合は、ゲートピン 1 5が、ゲート部 1 4内から、矢印 1 5 aで示されるように、後退して、ゲート部 1 4が開状態となる。これにより、ゲート部 1 4における樹脂流路は開放され、成形型中空部 1 1内に、樹脂が射出される。樹脂が成形型中空部 1 1内に十分に充填された後、ゲートピン 1 5は、矢印 1 5 bで示されるように、前進して、ゲート部 1 4が閉状態となる。これにより、ゲート部 1 4における樹脂流路は閉止され、成形型中空部 1 1内への樹脂の射出は停止する。

すなわち、ゲートピン 1 5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 1 5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、 A 4サイズ（横 2 1 0 mm、縦 2 9 7 mm) 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 2 6個のゲートを用いることで製造可能であるが、ゲ一卜の数を、 4個乃至 1 7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 —トシヨットが発生し、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、多数本のホッ卜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 1 5の移動制御は、流体圧により行われるものが好ましい _c 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ヤ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。このゲート釜れを防ぐために、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、ゲー卜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、ゲード笔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 3 O A図および第 3 0 B図に示される。凹状のピン跡 3 1の深さ（D P ) は、 0 . 0 5 _ 0 . 3 mmであり、直径（G D ) は、使用したゲートの孔径となる。

ホットランナーマ二ホールド 9は、ホッ卜ランナースプル 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。

ホットランナーマ二ホールド 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、樹脂加熱用ヒー夕一が配され、かつ、樹脂の流路（ランナー）が形成されている。

ホットランナ一マ二ホールド 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、 A 4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 1 0 0 —約 6 0 0 mm、横約 1 0 0 —約 6 0 0 mm、高さ約 1 0— 約 6 0 0 mmの箱形が好ましく、縦約 2 0 0 —約 5 0 0 mm、横約 1 0 0 —約 5 0 0 mm、高さ約 1 0 _約 5 0 0 mmがより好ましく、縦約 2 0 0 —約 4 0 0 mm、横約 1 0 0 —約 3 0 0 mm、高さ約 1 0 _約 4 0 0 mmが更に好ましい。

ホットランナーマ二ホールド 9の内部の樹脂経路の内径は、 1 一 3 0 mmが好ましい、 2— 2 0 mmがより好ましく、 2— 1 5 mmが更に好ましい。

ホットランナーマ二ホールド 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 F R P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からホットランナ一マ二ホールド 9内に樹脂が流れ込む入り口（第 1スプル 1 0 ) から金型 2の成形型中空部 1 1に開口するホットランナースプル 8のゲート部 1 4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 F R P成形品が、多点のホッ卜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 S L、最も短いゲートまでの距離を S Sとするとき、 S L / S S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。開閉夕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、ゲー卜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。各ゲ一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 2 6図に示される通り、直線距離では、第 1スプル 1 0から比較的近いゲート部 1 4に対しては、樹脂流路 2 5をわざと遠回りさせて、各ゲート部 1 4までの距離が、実質上等しくなるように樹脂流路 2 5が形成されている。

本発明の F R P成形品が A 4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 1 0側から見て（第 1スプル 1 0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ヤビティ一内に流入した樹脂と樹脂とが衝突して、ゥ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 F R P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、各ゲ一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。

A 4サイズのノ一ト型パーソナルコンピュータ用筐体の L C Dカバ一を例に挙げると、第 3 1図に示すゲートレイアウトで、第 3 2 A、 3 2 B、 3 2 C図に示すように、周辺部に位置するゲート 3 2 (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 3 3 (図には、 2個描かれている）を開にし、中央部のゲート 3 3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 3 3を先に開いている周辺部のゲート 3 2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、ホットランナーマ二ホールド構造により種々設定出来る。 A 4サイズのノート型パーソナルコンビユー夕用筐体の L C Dカバ一の場合、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卜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。

故意にゲー卜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夕ィ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。ゥエルドライン高さの低減には、実際にゥエルドライン高さが低くなることに加えて、目視ではゥ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。

L CDカバ一、例えば、 A4サイズのノ一ト型パーソナルコンビユー夕用筐体の L CDカバーは、内部に L CD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、 L CD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 L CD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カバ一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、 33 B、 3 3 C図に示される。第 33 A図に、成形品 20の背面の平面図が示され、第 33 B図に、第 33 A図における A— A縦断面図が示され、第 33 C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 20 TSと両側面 20 S Sを有する。

側面 20 S Sを外側に広げた（ある角度傾けた）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カバ一（側面高さ 5 mm— 20 mm) で、 EL = 0. 0 5 - 0. 5 mm (S 9 = 0. 1 - 2. 0 ° ) が好ましく、更に好ましくは EL = 0. 1 - 0. 3 mm (S θ = 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本発明の F R P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 6 Β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 6 Α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 2 7、キヤビティ — 6 a、コア 7 a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 1 3 b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 2 aは、一回の成形で、成形品 2 0 aを 1乃至複数個成形出来る構造となっている。

本発明の F R P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、ホットランナーマ二ホールド 9、ホットライナースプル 8、第 1スプル 1 0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、キヤビティ一 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 1 3 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 1 3 a (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、 2 0— 9 0 °C程度であるのに対して、高温部分のホットランナーマ二ホールド 9、ホットライナースプル 8、第 1スプル 1 0の温度は、 2 0 0— 3 5 0 °C程度である。成形品表面となるキヤビティー 6、コア 7の表面における冷却部分の金型温度は、 2 0— 9 0 °C程度であることが好ましく、 3 0— 8 5 °C程度であることがより好ましく、 3 0— 8 0 °C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。ホットランナーマ二ホールド 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 1 7が設けられている。

ホットライナースプル 8、第 1スプル 1 0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ヤビティー 6、コア 7の表面を温度 2 0 - 9 0 °Cに維持するには、当該表面に、好ましくはゲートブッシュ 2 2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ヤビティー 6、コア 7の表面付近のゲート部 1 4の周囲に、断熱材からなる断熱プレー卜 1 6を設ける手法が好ましく用いられる。

断熱プレート 1 6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 1

6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、ゲイ素鋼、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 1 6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、加工のしゃすさから、円形のものがより好ましい。この断熱プレート 1 6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 1 6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 1 6の断面積が、 4一 8， 0 0 0 mm ²のものが好ましく、 1 5— 5， 1 0 0 mm ²のものがより好ましく、 5 0— 3， 0 0 0 mm 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 1 6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 - 2 0 mmであることが好ましく、 1― 1 5 mmであることがより好ましく、 1 . 5— 1 0 mmであることが更に好ましい。

厚すぎると、ピン 1 5の長さ力断熱プレート 1 6の厚みだけ長く必要となり、ゲート 1 4のストレート部分の長さが長くなり、ピン 1 5とゲート 1 4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 1 6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 1 6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 1 6 aと他の材料、例えば、樹脂からなるプレート 1 6 bとの張り合わせで構成されていても良い。

ゲート部 1 4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 1 6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 1 6を配置できない場合、ゲート部 1 4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 1 4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 1 4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— 5 0 mm が好ましく、 0 _ 3 0 mmがより好ましく、 0— 1 0 mm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 1 0図に示すように、ホットランナースプル 8が、成形品 1 8の面上にすべて配置されても良いし、第 1 1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 1 8の面上に、残りのホットランナースプル 8は、成形品 1 8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 1 2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 1 8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 F R P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、ノー卜型パーソナルコンピュータ用の L C D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 H D D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 L C D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一ト方式が用いられる。

前述した通り、本発明の F R P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 1 9 (第 1 1 、 1 2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つた。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ブ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 F R P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 —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 F R P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 1 O mm x横 1 O mm (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 2 4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、ポリカ一ボネー卜の場合は、ジクロロメタンまたはオルトクロロフエ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 1 0— 1 0 0倍の倍率で観察し、視野内の強化繊維の中で任意の 4 0 0本について繊維長を測定する。

( iv) 個々の繊維の繊維長を L i とし、次式に基づき、重量平均繊維長 L wを求める。

式： L w= (∑L i ² ) / (∑ L i )

本発明の F R P成形品は、平均繊維長 0 . 1— 7 mm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 1 5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、 HRC 45— 68が好ましく、 HRC 58— 68がより好ましい。強化繊維が炭素繊維の場合は、 1^1^06 0— 68が好ましい。

ゲートブッシュ 22 (第 3 7図）の表面硬度は、耐摩耗性を考慮すると、 HR C 45— 68が好ましく、 HRC 5 5— 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ツ卜を、射出成形機の樹脂溶融シリンダー内で 220乃至 350 °C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、ホットランナ一射出成形装置の樹脂流路を経て、ホッ卜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ヤビティー内へ、前記樹脂溶融物の射出開始、終了を制御し、前記キヤ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ィンサートする第 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（サンデイング）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ェ程に付加される。

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卜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、 A 4サイズの表面積を有する成形品を成形する場合、 3 5 0 トン以上の能力を有するホットランナ一射出成形機が用いられることが好ましい。

ホットランナ一射出成形機のシリンダ一内部に設置されたヒーターの設定加熱温度は、 2 2 0— 3 5 0 °C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、 2 4 0— 3 3 0 °C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、 2 4 0— 3 2 0 °c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ヤビティ一内に流入させる工程である。金型キヤビティー内への強化繊維を含む樹脂の流入量、流入夕イミングは、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、ホットランナーマ二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、 2 2 0— 3 5 0 °C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、 2 4 0— 3 3 0 °C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、 2 4 0— 3 2 0 °C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。ホッ卜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、 2 8 0— 3 2 0 °C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ツプを切るセルフタツ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（サンデイング）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、サンドプラス夕一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、成形品の形状によつては、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（T g ) 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、 4 0— 2 0 0 °Cであることが好ましく、 5 0— 1 8 0 °Cであることがより好ましい _c 樹脂の主成分がポリアミドの場合、この温度は、 7 0— 1 4 0ででぁることが好ましい。実施例

実施例 1 一 1 5、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 1 3 A図および第 1 3 B図に示されるノート型パーソナルコンピュータ用 L C Dパネル筐体 20である。このパネル 2 0は、長さ（PL) が 3 1 0mm, 幅（PW) が 240mm, 厚さ（P T) が 1 5mmである。長さ方向の一つの辺には、長さ（PL a) が 4 0mm、幅（PWa) 力 1 0 mmの凹部 20 1 , 2 02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に供給するペレツ卜の素材は、ポリアミド樹脂（「アミラン」 CM 1 0 04 (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」 T 700 S— 1 2 K- 60 E (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。ペレツ卜は、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。ペレツ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、 J SW3 50— E 2 _S Pを用いた。シリンダ一における樹脂温度は、ノズルからホッパー側に、 260°C (ノズル部）、 270°C (ノズル部）、 280 °C (計量部）、 280 °C (圧縮部）、 270°C (フィード部）、 260 °C (フィード部）とした。

ホットランナーマ二ホールド 9 (第 2図）における樹脂温度は、 28 0°C、ホットランナースプル 8の設定温度は、 270 °Cとした。ホットランナースプル 8のゲ一ト孔 1 4 a (第 37図）の孔径は、 1. 5 mm とした。スプールブッシュ 22の材質は、 HPM3 1とした。

金型 2のキヤビティ一 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、キヤビティ一 6、コア 7ともに、 50でとした。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 S VP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 1 2 5mm とし、ゲ一ト孔 14 aの孔径は、前記の通り、 1. 5 mmとした。

ホットランナーマ二ホールド 9は、高さ 1 50 mm, 縦 340mm、横 340mmの直方体とし、内部の樹脂流路は、直径 8 mmの円形断面とした。ホットランナーマ二ホールド 9とホットランナースプル 8の材質は、 SK3とした。固定側プレー卜 6、可動側プレート 7、金型 2のキヤビティ一 6、および、コア 7の部分の縦断面の概略が、第 1 6図に示される。

キヤビティ一 6の一端面には、第 1スプル 1 0が設けられ、第 1スプル 1 0は、ホットランナーマ二ホールド 9につながり、ホットランナーマ二ホールド 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 1 5を介して、成形型中空部 2 1に開口している。成形型中空部 2 1は、キヤビティー 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、ノックァゥトビン 24が取り付けられている。キヤビティー 6には、その側面から成形型中空部 2 1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。ホットランナーマ二ホールド 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（S S) との比（SLZS S) は、 1. 1 2とした。

ホットランナースプル 8先端のゲート部 1 4の近傍の縦断面が第 1 7 図に示される。ゲート部 1 4の金型 2の成形型中空部 2 1に向かう面に、断熱材 1 6が設けられている。断熱材 1 6は、ステンレス合金 P S L製 (日立金属株式会社製）で、厚さ 3mm、直径 3 0mmの板で、中央に、直径 1. 5 mmの貫通孔が設けられている。

第 1 7図において、ホットランナースプル 8は、軸方向に、直径（S D) が 1 2 mmの中空部 1 2を有する。この中空部 1 2は、樹脂流路を形成し、この中空部 1 2には、ゲートピン 1 5が挿通される。中空部 1 2の先端部の頂角 1 ) は、 6 5 ° 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（ひ 2) は、 8 0 ° である。この先端部には、スプルブッシュ 2 2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 1 2につながり、他端は、ゲート部 1 4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 1 7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 2 0に対する 6個のホットランナースプル 1 8 1— 1 8 6の配置が、第 1 5図の上側の平面図に示される。ホットランナースプル 1 8 1、 1 84、 1 8 5、 1 8 6の各ゲートは、成形品 2 0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 1 9が存在する。この金型 2が用いられ、成形品 2 0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 2 0に対する 1 2個のホットランナースプル 2 8 1 - 2 9 2の配置が、第 1 8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 2 0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 2 0に対する 1 4個のホッ卜ランナースプル 3 8 1— 3 9 4の配置が、第 1 9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 2 0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 2 0に対する 1 7個のホッ卜ランナースプル 4 8 1 - 4 9 7の配置が、第 2 0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 2 0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 2 0に対する 1 3個のホッ卜ランナースプル 5 8 1— 5 9 3の配置が、第 2 1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 2 0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 2 0に対する. 1 2個のホットランナースプル 6 8 1 - 6 9 2の配置が、第 2 2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 2 0が成形された。ただし、ホットランナ —スプルの長さは、 3 2 0 mm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 2 0に対する 1 4個のホットランナースプル 7 8 1 - 7 9 4の配置が、第 2 3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 2 0が成形された。ただし、ホットランナースプルの長さは、 3 2 0 mm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 2 0に対する 1 7個のホットランナースプル 8 8 1 - 8 9 7の配置が、第 2 4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 2 0が成形された。ただし、ホットランナ —スプルの長さは、 3 2 0 mm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 ρ αρ 2 0に対する 6個のホットランナースプル 9 8 1— 9 8 6の配置が、第 2 5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 2 0が成形された。ただし、ホットランナースプルの長さは、 3 2 0 mmとされた。実施例 1 と同様に、ホットランナースプル 9 8 1、 9 8 2、 9 8 5、 9 8 6の各ゲートは、成形品 2 0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 1 9が存在する。

第 2 6図に、この成形において用いられたホットランナーマ二ホールド 9における第. 1スプル 1 0から各ホッ卜ランナースプル 9 8 1— 9 8 6に至る樹脂流路 2 5が示されている。

実施例 1 0

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 2 0に対する 1 3個のホッ卜ランナースプル 1 0 8 1— 1 0 9 3の配置が、第 2 7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 2 0が成形された。ただし、ホットランナースプルの長さは、 2 2 0 mmとされた。

実施例 1 1 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 2 0に対する 5個のホットランナースプル 1 1 8 1— 1 1 8 5の配置力第 3 4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 2 0が成形された。ただし、ホットランナ一スプルの長さは、 3 2 0 mmとされた。

実施例 1 2

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 2 0に対する 6個のホットランナースプル 1 2 8 1— 1 2 8 6の配置が、第 3 1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 2 0が成形された。ただし、ホットランナースプルの長さは、 3 2 0 mmとされた。

実施例 1 3

金型 2は、表ゲート方式のものである。成形品 2 0に対する 5個のホッ卜ランナースプル 1 3 8 1— 1 3 8 5の配置が、第 3 5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 2 0が成形された。ただし、ホットランナースプルの長さは、 1 2 5 mmとされた。

実施例 1 4

金型 2は、表ゲート方式のものである。成形品 2 0に対する 6個のホットランナースプル 1 4 8 1— 1 4 8 6の配置が、第 3 6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 2 0が成形された。ただし、ホットランナースプルの長さは、 1 2 5 mmとされた。

比較例 1

第 2 8図および第 2 9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 2 9図において、金型 2 aは、キヤビティー 6 aとこれに対向するコア 7 aとからなり、コア 7 aには、スライドコア 2 3とノックアウトピン 24が設けられている。キヤビティ一 6 aには、複数個のブッシュ 30 aが設けられ、その内部に、スプル 26力それぞれ形成されている。各スプル 26は、キヤビティー 6 aの外側に設けられたランナー 2 7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 4 a に設けられたブッシュ 30 b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 30 aの長さ（TA) は、 220 mm、ランナー 27の厚さ（TB) は、 7mm、ブッシュ 3 O bの長さ（TC) は、 50 mmである。スプル 26の先端部の頂角（60 は、 1 2 ° である。

金型 2 a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 2 1に対する 8個のスプル 26 1— 268の配置が、第 28図の上側の平面図に示される。この金型 2 aが用いられ、実施例 1の場合と同様にして、成形品 2 1が成形された。この成形において、スプル 26 1— 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 1一 1 4、および、比較例 1おいて製造された成形品の反り量（mm) 力成形に供された材料の使用量（g) とともに、示される。

表 1

実施例 1 一 1 4における成形は、ホットランナースブ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）力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 、 1 0においては、すべてのゲート（ホットランナースプル）力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、 3 0 0 g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、 5 0 g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、 1 5 0 g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、各スプルのゲー卜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 F R P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。

Claims

請求の範囲

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 7 m m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、ガラス繊維およびァ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 F R P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 1 0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 1 0mm、深さが、 2 mm以下である請求項 4に記載の F R P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 F R P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一卜から実質的に同時期に射出される請求項 6に記載の F R P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 F R P成形品。

9 . 前記各ゲー卜の開閉タイミングに時間差がある請求項 7に記載の F R P成形品。

1 0 . 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。

1 1 . 前記成形品が筐体である請求項 6に記載の成形品。

1 2 . ( 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 7 mmの樹脂強化繊維が混入してなる樹脂ペレツトを、射出成形機の樹脂溶融シリンダー内で 2 2 0乃至 3 5 0 °C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ヤビティ一内への前記樹脂溶融物の射出開始、終了を制御し、前記キヤビティ一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 F R P成形品の製造方法。

1 3. 前記ホットランナースプルの長さが、 1 0乃至 600 mmである請求項 1 2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、該ゲ一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 1 3に記載の FRP成形品の製造方法。

1 5. 前記凹部の直径が、 0. 1乃至 1 0mm、深さが、 2 mm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 1 2乃至 1 5のいずれかに記載の FRP成形品の製造方法。

1 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 1 6に記載の F R P成形品の製造方法。

1 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 1 7に記載の F R P成形品の製造方法。

1 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 l 7に記載の F R P成形品の製造方法。