(57)【要約】【課題】簡素な工程でありながら、複数の樹脂材を高い強度で結合させ、また複数の樹脂材を異なる厚さ比率で結合させることができる樹脂材の成形方法、樹脂材の成形装置及び成形品を提供する。【解決手段】非配向層ＮＤＬは、第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２の分子同士が相互に、相手の非配向層ＮＤＬに入り込んでいるため、固化した後に極めて高い結合強度を有するという特徴を有する。即ち、接着剤などに頼ることなく、簡素な工程で結合強度が高い成形品を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の型と第２の型とで形成される共通のキャビティ内に、第１の樹脂材と第２の樹脂材とを異なる注入口を介して注入する際に、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材の合流部の流入速度を一致させることを特徴とする樹脂材の成形方法。
【請求項２】
第１の型と第２の型とで形成される共通のキャビティ内に、第１の樹脂材と第２の樹脂材とを異なる注入口を介して注入する際に、注入される前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材の温度、圧力、速度の少なくとも一つを異ならせることにより、前記キャビティ内における前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材の、流れ方向に直交する厚さの比を制御することを特徴とする樹脂材の成形方法。
【請求項３】
前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材とは同じ材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂材の成形方法。
【請求項４】
前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材とは異なる材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂材の成形方法。
【請求項５】
前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材は、ＰＣ、ＡＢＳ、変性ＰＰＥ、ＰＢＴ、ＰＣＡＢＳ、ＰＣＰＢＴ、ＨＩＰＳ、ポリアミド、ＰＯＭ、ＰＰ、ＰＭＭＡ、ＣＯＰ、ＣＯＣの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂材の成形方法。
【請求項６】
前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材には、グラスファイバー、グラスビーズ、カーボンファイバーの少なくとも１種が混入されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂材の成形方法。
【請求項７】
前記キャビティに接続された一つの注入口を仕切り板で仕切ることによって前記異なる注入口が形成されており、前記仕切り板は筒状であり、その半径方向外方を前記第１の樹脂材が流れ、その半径方向内方を前記第２の樹脂材が流れることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂材の成形方法。
【請求項８】
内部にキャビティを画成する第１の型及び第２の型と、
前記キャビティに第１の樹脂材を供給するための第１供給源と、
前記第１供給源と前記キャビティとを連結する第１通路と、
前記キャビティに第２の樹脂材を供給するための第２供給源と、
前記第２供給源と前記キャビティとを連結する第２通路と、
前記キャビティに至る前に前記第１通路と前記第２通路とを仕切る仕切り板と、を有し、
前記仕切り板を超えた位置で、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材とは合流するようになっており、前記仕切り板は、少なくとも前記第１の樹脂材又は前記第２の樹脂材の流れに交差する方向に変位可能とされていることを特徴とする樹脂材の成形装置。
【請求項９】
前記仕切り板が、前記第１の型及び前記第２の型とは別体であることを特徴とする請求項８に記載の樹脂材の成形装置。
【請求項１０】
前記仕切り板が、前記第１の型又は前記第２の型と一体化されていることを特徴とする請求項８に記載の樹脂材の成形装置。
【請求項１１】
第１の樹脂材と第２の樹脂材とを密着した成形品であって、少なくとも、前記第１の樹脂材に面する前記第２の樹脂材、及び前記第２の樹脂材に面する前記第１の樹脂材に非配向層が形成されていることを特徴とする成形品。
【請求項１２】
第１の樹脂材と第２の樹脂材とを密着した成形品であって、成形品内部において、配向層に挟まれた非配向層を３層形成していることを特徴とする成形品。
【請求項１３】
前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材とは同じ材料であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の成形品。
【請求項１４】
前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材とは異なる材料であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の成形品。
【請求項１５】
前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材は、ＰＣ、ＡＢＳ、変性ＰＰＥ、ＰＢＴ、ＰＣＡＢＳ、ＰＣＰＢＴ、ＨＩＰＳ、ポリアミド、ＰＯＭ、ＰＰ、ＰＭＭＡ、ＣＯＰ、ＣＯＣの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の成形品。
【請求項１６】
前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材には、グラスファイバー、グラスビーズ、カーボンファイバーの少なくとも１種が混入されていることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載の成形品。
【請求項１７】
フィルム状であることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれかに記載の成形品。
【請求項１８】
筒状であることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれかに記載の成形品。
【請求項１９】
光学素子であることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれかに記載の成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば高機能な樹脂製品を成形できる樹脂材の成形方法、樹脂材の成形装置、及びそれらにより成形される成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形品は、近年様々な分野で使用されており、それに合わせて様々な射出成形技術が開発されている。ここで、個々の樹脂材の特性に着目し、複数の樹脂材を貼り合わせることで、より高付加価値の製品を得ることも行われている。かかる場合、射出成形品同士を貼り合わせて用いることもできるが、射出成形時に複数の樹脂材を結合できれば、より簡易に高付加価値の製品を得ることができる。ここで、複数の樹脂材を用いて射出成形品を形成する方法として、インサート成形や二色成形が知られている。
【０００３】
しかるに、インサート成形は、一つの樹脂材を形成した後、金型内に配置して、そこに溶融した別の樹脂材に注入することで一体化させるものであり、製造工程が複雑となるという問題がある。一方、二色成形は、異なる射出シリンダから複数の樹脂材を交互に射出するものであるが、一般的には樹脂材同士の接合強度が弱いという問題がある。
【０００４】
これに対し、非特許文献１には、異なる２つの射出シリンダから同時に、１つの金型キャビティ内に樹脂を射出し、成形品を得る同時複合射出成型法が開示されている。
【非特許文献１】浅井  真吾、他２名、”同時複合射出成形法を用いた二層成形品に関する基礎研究”、成形加工、第１６巻、第１２号、２００４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、非特許文献１の技術によれば、異なる樹脂材を互いに混じり合わせることなく展開できる成形品を得ることができる。しかしながら、異なる樹脂材同士の結合強度をより高めたい場合には、さらなる工夫が必要である。又、異なる樹脂材同士の板厚比を変更したい場合にも、更なる工夫が必要となる。
【０００６】
本発明は、これらの課題に鑑みてなされたものであり、簡素な工程でありながら、複数の樹脂材を高い強度で結合させることができる樹脂材の成形方法及び成形品を提供することを目的とする。また、複数の樹脂材を異なる厚さ比率で結合させることができる樹脂材の成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の樹脂材の成形方法は、第１の型と第２の型とで形成される共通のキャビティ内に、第１の樹脂材と第２の樹脂材とを異なる注入口を介して注入する際に、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材の合流部の流入速度を一致させることを特徴とする。
【０００８】
本発明の原理について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の原理を説明するための図であり、樹脂材の流れを模式的に示したものである。図２は、本発明により成形された成形品を模式的に示す断面図である。図１において、筐体状の上型Ｍ１と下型Ｍ２との間に、キャビティＣが形成されている。共通となるキャビティＣには、開口ＯＰが形成されており、その中に仕切り板ＰＴが配置されている。仕切り板ＰＴによって、開口ＯＰは、第１の注入口Ｇ１と第２の注入口Ｇ２とに分けられている。ここでは、第１の注入口Ｇ１と第２の注入口Ｇ２の最小断面の面積は等しいものとし、これらを介して注入される第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２の温度、圧力は等しいものとする。
【０００９】
射出成形または押し出し成形時には、不図示のホッパーから溶融した第１の樹脂材ＰＬ１を、第１の注入口Ｇ１を介してキャビティＣ内に注入し、別のホッパーから溶融した第２の樹脂材ＰＬ２を第２の注入口Ｇ２を介して注入する。このとき、図１に示すように、第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２は注入に従い、キャビティＣ内に層状に漸次広がってゆくが、その最初の合流部Ａ（ここでは仕切り板ＰＴのキャビティＣ側端部）における、第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２の速度を一致せしめると、図１（ａ）に示すように、第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２の対向する面同士に相対移動が生じないため、配向層が形成されず、非配向層ＮＤＬが形成されることとなる。更に、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、一旦形成された非配向層ＮＤＬは、第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２とがキャビティＣ内に更に充填されても破壊されることがない。展開した樹脂材ＰＬ１，ＰＬ２が固化した後、上型Ｍ１と下型Ｍ２とを離型させることで、図２に示す成形品が得られることとなる。ここで、「配向層」とは、溶融した樹脂材が、それ以外の部材と相対移動を持って接触した場合に生じる樹脂の流れの層をいい、「非配向層」とは、樹脂の流れがない層をいう。
【００１０】
例えば、第１の樹脂材ＰＬ１と上型Ｍ１の内面とは、相対移動が生じるため、所定（ここでは水平）方向の樹脂材の流れを示す配向層ＤＬが形成され、また第２の樹脂材ＰＬ２と下型Ｍ２の内面とは、相対移動が生じるため、所定（ここでは水平）方向の樹脂材の流れを示す配向層ＤＬが形成されることがわかる。
【００１１】
第１の樹脂材ＰＬ１における第２の樹脂材ＰＬ２に面した部位と、第２の樹脂材ＰＬ２における第１の樹脂材ＰＬ１に面した部位に形成される非配向層ＮＤＬにおいては、第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２の分子同士が相互に、相手側の非配向層ＮＤＬに入り込んでいるため、固化した後に極めて高い結合強度を有するという特徴を有する。又、インサート成形をする場合や、接着剤を用いる場合などと比較して、製造工程を簡素化できる。よって、本発明によれば、簡素な工程で結合強度が高い成形品を得ることができる。尚、「流入速度を一致させる」とは、厳密に流入速度を一致させる必要はなく、配向部が生じない程度に速度差が生じてもかまわない。
【００１２】
請求項２に記載の樹脂材の成形方法は、第１の型と第２の型とで形成される共通のキャビティ内に、第１の樹脂材と第２の樹脂材とを異なる注入口を介して注入する際に、注入される前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材の温度、圧力、速度の少なくとも一つを異ならせることにより、前記キャビティ内における前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材の、流れ方向に直交する厚さの比を制御することを特徴とする。
【００１３】
本発明の原理について、図面を参照して説明する。図３は、本発明の原理を説明するための図であり、樹脂材の流れを模式的に示したものである。図３において、図１に示す例と異なる点は、第１の樹脂材ＰＬ１の第１の注入口Ｇ１における圧力をＰ１とし、第２の樹脂材ＰＬ２の第２の注入口Ｇ２における圧力を、Ｐ１より低いＰ２としている（Ｐ１＞Ｐ２）点である。
【００１４】
このように、第１の樹脂材ＰＬ１の圧力Ｐ１を、第２の樹脂材ＰＬ２の圧力Ｐ２より大きくした場合、図３に示すように、共通のキャビティＣ内に充填される第１の樹脂材ＰＬ１の体積は、第２の樹脂材ＰＬ２の体積より大きくなるが、合流部の速度を一致させると、樹脂材ＰＬ１，ＰＬ２は、等しい速度でキャビティＣ全体に充填展開されることとなる。その結果、図３（ｃ）に示すように、第１の樹脂材ＰＬ１の板厚（流れ方向に直交する方向の厚さをいう）ｔ１は、第２の樹脂材ＰＬ２の板厚ｔ２より大きくなる。即ち、第１の樹脂材ＰＬ１の圧力Ｐ１と、第２の樹脂材ＰＬ２の圧力Ｐ２とを任意の値に設定することによって、板厚比（ｔ１／ｔ２）を任意の値に制御できることとなる。明らかであるが、第１の樹脂材ＰＬ１と、第２の樹脂材ＰＬ２の温度（即ち粘度）又は速度を変更することでも、板厚比を制御できる。
【００１５】
請求項３に記載の樹脂材の成形方法は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材とは同じ材料であることを特徴とするので、肉厚の成形品を形成することができる。部分的に肉厚の成形品を射出成形または押し出し成形すると、ヒケなどの不具合が生じ、また接合面において複屈折特性が変わるので光学素子等として用いるのに不適切な場合もあるが、本発明によれば、同じ材料からなる前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材とを、上述のようにして密着成形することで、ヒケなどの不具合を回避できる。特に、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材との密着部に非配向部を形成することで密着強度が高まり、また非配向部において複屈折特性が変わることが抑制され、一つの樹脂素材を用いて射出成形された肉薄（薄肉）の成形品または押し出し成形された肉薄（薄肉）の成形品と同様な強度特性（弾性係数）や複屈折特性を備え、ヒケのない肉厚（厚肉）の成形品を得ることができる。
【００１６】
請求項４に記載の樹脂材の成形方法は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材とは異なる材料であることを特徴とするので、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材がそれぞれ有する特性を兼ね備えた成形品を得ることができる。或いは、装置の外板などを成形しようとする場合、ユーザーの目に触れない内側部分には、リサイクルした樹脂（例えば前記第２の樹脂材）を用い、外側部分には、新材（例えば前記第１の樹脂材）を用いることで、低コストでありながら環境にも配慮した成形品を形成することができる。
【００１７】
請求項５に記載の樹脂材の成形方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材は、ＰＣ、ＡＢＳ、変性ＰＰＥ、ＰＢＴ、ＰＣＡＢＳ、ＰＣＰＢＴ、ＨＩＰＳ、ポリアミド、ＰＯＭ、ＰＰ、ＰＭＭＡ、ＣＯＰ、ＣＯＣの少なくともいずれかであることを特徴とするが、これらに限られることはない。
【００１８】
請求項６に記載の樹脂材の成形方法は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材には、グラスファイバー、グラスビーズ、カーボンファイバーの少なくとも１種が混入されていることを特徴とするので、強靱な成形品を成形できる。なお、これ以外にも相溶化剤や乳化剤、離型潤滑剤などを混入することは任意である。
【００１９】
請求項１０に記載の樹脂材の成形方法は、請求項７〜９のいずれかに記載の発明において、前記キャビティに接続された一つの注入口を仕切り板で仕切ることによって前記異なる注入口が形成されており、前記仕切り板は筒状であり、その半径方向外方を前記第１の樹脂材が流れ、その半径方向内方を前記第２の樹脂材が流れることを特徴とする。
【００２０】
図４は、本発明にかかる仕切り板を示す斜視図である。図４において、大円管ＣＹ１の内方に、小円管ＣＹ２が配置されている。大円管ＣＹ１と小円管ＣＹ２との間の画成された円管状の空間（１つの注入口）ＯＰは、図４で手前側の端部は、不図示のキャビティ（この場合は、中空円筒状であることが好ましい）に接続されており、奥側の端部は閉止されている。空間ＯＰ内には、円管状の仕切り板ＰＴが配置され、空間ＯＰを半径方向における外方空間と内方空間とに仕切っている。大円管ＣＹ１と仕切り板ＰＴとの間の外方空間（第１の注入口Ｇ１という）は、第１の樹脂材ＰＬ１のホッパーに接続された第１通路ＰＳ１と連通し、仕切り板ＰＴと小円管ＣＹ２との間の内方空間（第２の注入口Ｇ２という）は、第２の樹脂材ＰＬ２のホッパーに接続された第２通路ＰＳ２と連通している。
【００２１】
射出成形または押し出し成形時には、ホッパーから溶融した第１の樹脂材ＰＬ１を、第１通路ＰＳ１及び第１の注入口Ｇ１を介してキャビティ内に注入し、別のホッパーから溶融した第２の樹脂材ＰＬ２を、第２通路ＰＳ２及び第２の注入口Ｇ２を介して注入する。それにより第１の樹脂材ＰＬ１を外周に、第２の樹脂材ＰＬ２を内周に形成した円筒状の樹脂成形品を得ることができる。尚、大円管ＣＹ１，小円管ＣＹ２，仕切り板ＰＴの形状は円筒に限らず、角筒状でもよい。
【００２２】
請求項８に記載の樹脂材の成形装置は、
内部にキャビティを画成する第１の型及び第２の型と、
前記キャビティに第１の樹脂材を供給するための第１供給源と、
前記第１供給源と前記キャビティとを連結する第１通路と、
前記キャビティに第２の樹脂材を供給するための第２供給源と、
前記第２供給源と前記キャビティとを連結する第２通路と、
前記キャビティに至る前に前記第１通路と前記第２通路とを仕切る仕切り板と、を有し、
前記仕切り板を超えた位置で、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材とは合流するようになっており、前記仕切り板は、少なくとも前記第１の樹脂材又は前記第２の樹脂材の流れに交差する方向に変位可能とされていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の原理について、図面を参照して説明する。図５は、本発明の樹脂材の成形装置の例を示す概略図である。図５において、互いに離隔可能に配置された筐体状の上型（第１の型ともいう）Ｍ１と下型Ｍ２（第２の型ともいう）との間に、キャビティＣが形成されている。共通となるキャビティＣには、開口ＯＰが形成されており、開口ＯＰは、第１通路ＰＳ１を通じて第１ホッパー（第１供給源ともいう）Ｈ１に接続されており、且つ第２通路ＰＳ２を通じて第２ホッパー（第２供給源ともいう）Ｈ２に接続されている。
【００２４】
開口ＯＰ内であって、第１の通路ＰＳ１と第２通路ＰＳ２との合流部に、仕切り板ＰＴが配置されている。仕切り板ＰＴによって、開口ＯＰは、第１の注入口Ｇ１と第２の注入口Ｇ２とに分けられている。仕切り板ＰＴの他端（図５で右端）は、第１の通路ＰＳ１又は第２通路ＰＳ２の外部へと延在しており、ここでねじ軸ＳＷに螺合している。ねじ軸ＳＷはモータＭにより回転駆動されるようになっており、ねじ軸ＳＷが回転すると、それに応じて仕切り板ＰＴが図５で上下に移動するようになっている。図５（ａ）に示す状態では、仕切り板ＰＴは中立位置に配置され、第１の注入口Ｇ１と第２の注入口Ｇ２の高さは等しくなっているが、図５（ｂ）に示す状態では、仕切り板ＰＴは下方へと移動され、第１の注入口Ｇ１の高さより、第２の注入口Ｇ２の高さが低くなっている。
【００２５】
図５（ａ）に示す状態で射出成形または押し出し成形を行う場合、ホッパーＨ１から溶融した第１の樹脂材ＰＬ１を、第１通路ＰＳ１及び第１の注入口Ｇ１を介してキャビティＣ内に注入し、ホッパーＨ２から溶融した第２の樹脂材ＰＬ２を、第２通路ＰＳ２及び第２の注入口Ｇ２を介して注入する。このとき、図５（ａ）に示すように、第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２は注入に従い、仕切り板ＰＴを超えた位置（すなわち仕切り板ＰＴのキャビティＣ側端部）Ａで合流し、キャビティＣ内に層状に漸次広がってゆくが、その最初の合流部における、第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２の速度を一致せしめると、図１を参照して説明したように、第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２の密着部は非配向層ＮＤＬとなって、所望の特性の樹脂成形品を得ることができる。かかる場合、樹脂材ＰＬ１，ＰＬ２は、等しい割合でキャビティＣ全体に充填展開されるため、図５（ａ）に示すように、第１の樹脂材ＰＬ１の板厚（流れ方向に直交する方向の厚さをいう）ｔ１は、第２の樹脂材ＰＬ２の板厚ｔ２に等しくなる。
【００２６】
これに対し、仕切り板ＰＴの位置を図５（ｂ）に示すように変更して射出成形または押し出し成形を行う場合、同様に第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２は注入に従い、仕切り板ＰＴを超えた位置Ａで合流し、キャビティＣ内に層状に漸次広がってゆくが、キャビティＣ内に充填される第１の樹脂材ＰＬ１の体積は、第２の樹脂材ＰＬ２の体積より大きくなり、更に合流部の速度を一致させると、樹脂材ＰＬ１，ＰＬ２は、等しい速度でキャビティＣ全体に充填展開されることとなる。その結果、図５（ｂ）に示すように、第１の樹脂材ＰＬ１の板厚ｔ１は、第２の樹脂材ＰＬ２の板厚ｔ２より大きくなる。即ち、仕切り板ＰＴにおける樹脂材の流れに交差する方向の位置を変更することによって、板厚比（ｔ１／ｔ２）を任意の値に制御できることとなる。尚、成形中に仕切り板ＰＴの位置を固定することなく可変としても良く、それにより場所に応じて板厚比を変更した成形品を得ることができる。
【００２７】
請求項９に記載の樹脂材の成形装置は、請求項８に記載の発明において、前記仕切り板が、前記第１の型及び前記第２の型とは別体であることを特徴とする。
【００２８】
請求項１０に記載の樹脂材の成形装置は、請求項８に記載の発明において、前記仕切り板が、前記第１の型又は前記第２の型と一体化されていることを特徴とする。
【００２９】
請求項１１に記載の成形品は、第１の樹脂材と第２の樹脂材とを密着した成形品であって、少なくとも、前記第１の樹脂材に面する前記第２の樹脂材、及び前記第２の樹脂材に面する前記第１の樹脂材に非配向層が形成されていることを特徴とする。
【００３０】
図２を参照して、第１の樹脂材ＰＬ１における第２の樹脂材ＰＬ２に面した部位と、第２の樹脂材ＰＬ２における第１の樹脂材ＰＬ１に面した部位に形成される非配向層ＮＤＬにおいては、第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２の分子同士が相互に、相手側の非配向層ＮＤＬに入り込んでいるため、固化した後に極めて高い結合強度を有するという特徴を有する。即ち、本発明によれば、接着剤などに頼ることなく、例えば成形工程を通じて第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２とを高い強度で結合させた成形品を得ることができる。
【００３１】
請求項１２に記載の成形品は、第１の樹脂材と第２の樹脂材とを密着した成形品であって、成形品内部において、配向層に挟まれた非配向層を３層形成していることを特徴とする。
【００３２】
図２を参照すると、１つの非配向層ＮＤＬ（１）は、第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２との境界部に形成されている。それに対し、樹脂材の流れに交差する方向の両側においては、樹脂材の相対移動が生じるため、配向層ＤＬ（１）が形成される。かかる配向層ＤＬ（１）の更に外側は、樹脂材の相対移動がないために、非配向層ＮＤＬ（２）が形成される。この非配向層ＮＤＬ（２）と、第１の型Ｍ１及び第２の型Ｍ２（図１）の内周面との間には、樹脂材の相対移動が生じるため、配向層ＤＬ（２）が形成される。これを言い換えると、例えば上述した成形方法により得られる、第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２とを密着した成形品においては、成形品内部において、配向層ＤＬに挟まれた非配向層ＮＤＬを３層形成していることとなる。３層形成された非配向層ＮＤＬのうち中央の非配向層ＮＤＬ（１）は、第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２の分子同士が相互に相手側に入り込んで形成されているため、固化した後に極めて高い結合強度を有するものである。また、インサート成形をする場合や、接着剤を用いる場合などと比較して、製造工程を簡素化することができる。
【００３３】
請求項１３に記載の成形品は、請求項１１又は１２に記載の発明において、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材とは同じ材料であることを特徴とする。
【００３４】
請求項１４に記載の成形品は、請求項１１又は１２に記載の発明において、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材とは異なる材料であることを特徴とする。
【００３５】
請求項１５に記載の成形品は、請求項１１〜１４のいずれかに記載の発明において、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材は、ＰＣ、ＡＢＳ、変性ＰＰＥ、ＰＢＴ、ＰＣＡＢＳ、ＰＣＰＢＴ、ＨＩＰＳ、ポリアミド、ＰＯＭ、ＰＰ、ＰＭＭＡ、ＣＯＰ、ＣＯＣの少なくともいずれかであることを特徴とする。
【００３６】
請求項１６に記載の成形品は、請求項１１〜１５のいずれかに記載の発明において、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材には、グラスファイバー、グラスビーズ、カーボンファイバーの少なくとも１種が混入されていることを特徴とする。
【００３７】
請求項１７に記載の成形品は、請求項１１〜１６のいずれかに記載の発明において、フィルム状であることを特徴とする。
【００３８】
請求項１８に記載の成形品は、請求項１１〜１６のいずれかに記載の発明において、筒状であることを特徴とする。
【００３９】
請求項１９に記載の成形品は、請求項１１〜１６のいずれかに記載の発明において、光学素子であることを特徴とする。本発明の成形品が、色収差補正レンズ、屈折率分布型レンズ等である場合、従来技術に比べて、製造工程が少なく低コストで製造でき、第１の樹脂材と第２の樹脂材の成形収縮が同時に起こるため、反りが少なく内部応力が小さくなり高精度且つ接合強度の高い光学素子となる。又、本発明の成形品が、厚肉レンズであると、第１の樹脂材と第２の樹脂材の成形収縮が同時に起こるため、反りが少なく内部応力が小さくなり高精度且つ接合強度の高いことに加え、ヒケが少なく複屈折特性に優れたレンズとなる。尚、これ以外にも、第１の樹脂材と第２の樹脂材の異なる特性を生かし、温度補正レンズや、吸湿補正レンズ、耐光性レンズなどにも応用できる。更に、本発明の成形品は、光学素子以外においても、例えばプリンタやコピー機のカバー部材、外板部材、中間転写ベルト、定着ベルト、液晶フィルムなど多方面の応用が考えられる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、簡素な工程でありながら、複数の樹脂材を高い強度で結合させることができる樹脂材の成形方法及び成形品を提供することができる。また、複数の樹脂材を異なる厚さ比率で結合させることができる樹脂材の成形装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図６は、本実施の形態にかかる樹脂材の成形装置の概略構成図である。第１の型Ｍ１と第２の型Ｍ２との間に形成されるキャビティ（不図示）に連通するようにして、中央を仕切り板ＰＴで仕切られた管状部材ＣＭが連結されている。仕切り板ＰＴ仕切られた管状部材ＣＭの上方空間（第１の注入口）は、第１通路であるランナーＲＮ１に接続されており、仕切り板ＰＴ仕切られた管状部材ＣＭの下方空間（第２の注入口）は、第２通路であるランナーＲＮ２に接続されている。第１供給源である第１のホッパーＨ１より第１スクリューＳＣＲ１により押し出される第１の樹脂材ＰＬ１は、ランナーＲＮ１の端部から内部へと充填され、第２供給源である第２のホッパーＨ２より第２スクリューＳＣＲ２により押し出される第２の樹脂材ＰＬ２は、ランナーＲＮ２の端部から内部へと充填されるようになっている。キャビティと仕切り板ＰＴとの関係は、図１等に示す状態と同様であるものとする。
【００４２】
押し出し成形時には、第１のホッパーＨ１から溶融した第１の樹脂材ＰＬ１を供給し、第１スクリューＳＣＲ１により押し出して、ランナーＲＮ１及び第１の注入口を介してキャビティ内に注入し、同時に第２のホッパーＨ２から溶融した第２の樹脂材ＰＬ２を供給し、第２スクリューＳＣＲ２により押し出して、ランナーＲＮ２及び第２の注入口を介してキャビティ内に注入する。このとき重要な点は、キャビティから第１のスクリューＳＣＲ１までの距離と、キャビティから第２のスクリューＳＣＲ２までの距離が異なっていても良いが、仕切り板ＰＴのキャビティ側端部の樹脂材合流部において、注入される第１の樹脂材ＰＬ１と第２の樹脂材ＰＬ２のタイミングと速度とを一致させることである。それにより、図２に示すごとき樹脂成形品を得ることができる。
【００４３】
尚、樹脂材の注入温度としては、ＡＢＳの場合は２００℃以下、ＰＣとＡＢＳの混合材の場合は２７０℃以下、ＰＣの場合は３００℃以下、ＰＭＭＡの場合は２７０℃以下とするのがよく、粘度はいずれも５×１０2Ｐａ・Ｓ以下とするのがよい。更に第１の樹脂材と第２の樹脂材の温度差は３０℃以下が好ましい。また樹脂材の注入速度としては、成形機のスクリュー移動速度で５０ｍｍ／ｓｅｃ以下が好ましい。
【００４４】
図７，８は、本発明者らが図６の成形装置を用いて実際に成形を行うことで得られた成形品の、樹脂材の流れ方向における断面を拡大して示す図である。図７は第１の樹脂材及び第２の樹脂材として、共通にＰＣとＡＢＳの混合材を用い、図８は、第１の樹脂材としてＰＣを用い、第２の樹脂材としてＰＣとＡＢＳの混合材を用いており、３５０倍から５００倍で拡大している。図７，８のいずれにおいても、第１の樹脂材及び第２の樹脂材との密着部に非配向部が形成されていることを確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の原理を説明するための図であり、樹脂材の流れを模式的に示したものである。
【図２】本発明により成形された成形品を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の原理を説明するための図であり、樹脂材の流れを模式的に示したものである。
【図４】本発明にかかる仕切り板を示す斜視図である。
【図５】本発明の樹脂材の成形装置の例を示す概略図である。
【図６】本実施の形態にかかる樹脂材の成形装置の概略構成図である。
【図７】図６の成形装置を用いて実際に成形行うことで得られた成形品の、樹脂材の流れ方向における断面を拡大して示す図である。
【図８】図６の成形装置を用いて実際に成形行うことで得られた成形品の、樹脂材の流れ方向における断面を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
Ｃ キャビティ
ＣＭ 管状部材
ＣＹ１ 大円管
ＣＹ２ 小円管
ＤＬ 配向層
Ｇ１ 第１の注入口
Ｇ２ 第２の注入口
Ｈ１ 第１のホッパー
Ｈ２ 第２のホッパー
Ｍ モータ
Ｍ１ 上型
Ｍ２ 下型
ＮＤＬ 非配向層
ＯＰ 開口
ＰＬ１ 第１の樹脂材
ＰＬ２ 第２の樹脂材
ＰＳ１ 第１の通路
ＰＳ２ 第２の通路
ＰＴ 仕切り板
ＲＮ１ 第１のランナー
ＲＮ２ 第２のランナー
ＳＣＲ１ 第１スクリュー
ＳＣＲ２ 第２スクリュー
ＳＷ ねじ軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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