(57)【要約】【課題】積層界面における高い剥離防止性を有するとともに、樹脂材料の高い選択性を有する多層の複合成形品を提供する。【解決手段】本発明の多層複合成形品１は、３層以上の樹脂成形品１０，２０，１０が積層されており、隣り合う樹脂成形品のうち、一方の樹脂成形品１０は無機充填剤１１を含有し、他方の成形品２０との接触面である第１溶着面１２の少なくとも一部に溝１２Ａが形成され、溝１２Ａには無機充填剤１１と他方の成形品２０とが含まれ、無機充填剤１１は溝１２Ａの側壁面から突出する。隣り合う樹脂成形品は、互いに異なる材料から構成することができる。また、複合成形品１は、全体として肉厚であったとしても、過大な収縮を抑えることができ、積層界面における高い剥離防止性を有することから、蓋、とりわけマンホールの蓋に好適である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３層以上の樹脂成形品が積層された多層複合成形品であって、
隣り合う樹脂成形品のうち、一方の樹脂成形品は無機充填剤を含有し、他方の成形品との接触面の少なくとも一部に溝が形成され、
前記溝には前記無機充填剤と前記他方の成形品とが含まれ、前記無機充填剤は前記溝の側壁面から突出する、多層複合成形品。
【請求項２】
前記他方の成形品は、前記溝の内部において、前記無機充填剤を囲んで配されている、請求項１に記載の多層複合成形品。
【請求項３】
隣り合う樹脂成形品は、互いに異なる材料からなる、請求項１又は２に記載の多層複合成形品。
【請求項４】
前記溝はレーザの照射によって形成される、請求項１から３のいずれかに記載の多層複合成形品。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の多層複合成形品からなる蓋。
【請求項６】
無機充填剤を含有する樹脂成形品の表面の少なくとも一部で樹脂の除去を行い、前記無機充填剤が側壁面から突出されている溝を形成することで、溝付き樹脂成形品を複数生産する溝付き樹脂成形品生産工程と、
これら複数の溝付き樹脂成形品の溝の内部に未硬化組成物を入れる工程と、
前記未硬化組成物を硬化する硬化工程と、
を含む、３層以上の複合成形品の製造方法。
【請求項７】
前記溝の内部に未硬化物を入れる工程は、前記溝が設けられた面が向き合うように２つの前記溝付き樹脂成形品を型に入れるとともに、これら２つの溝付き樹脂成形品の間に未硬化組成物を入れる工程である、請求項６に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層複合成形品、蓋及びこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水道や上水道、あるいは電力、ガス、通信等における地下埋設物や地下施設等の地下構造物につながる開口は、マンホール蓋によって塞がれている。マンホールは主に金属製であるが、金属製であると、長年使用されることで錆が発生して強度が低下し、強度不足に陥ることが懸念される。特に、下水道におけるマンホール蓋の内部は、錆の発生が当初の予想を超えて速いことが知られつつある。これは、地下内で発生する硫化水素等に起因するものと予想される。
【０００３】
これを受け、マンホール蓋を金属製から樹脂製に置き換えられつつある。しかしながら、その大きさや肉厚によっては、耐衝撃性が十分とはいえず、車両の衝撃や落下物等によって破損することも懸念される。
【０００４】
この課題を解決するため、立ち上がり管の上部開口を覆うように設置される樹脂製蓋を、中間層と該中間層の内外面を覆う内層及び外層とを有する三層構造の樹脂成形品で形成するとともに、中間層を、改質剤及び樹脂スクラップや廃材を粉砕して得た再生原料を含有する樹脂原料で形成し、内層及び外層を、再生原料を含有しない未使用の樹脂原料で形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０６３９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、複合成形品からなる樹脂製マンホール蓋を得る際、積層界面の剥離防止性をさらに高めることが好ましい。また、各層の樹脂材料の選択性を高めることが好ましい。
【０００７】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、積層界面における高い剥離防止性を有するとともに、樹脂材料の高い選択性を有する多層複合成形品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記のような課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、隣り合う樹脂成形品のうち、一方の樹脂成形品を、無機充填剤を含有し、レーザの照射や化学処理により樹脂が部分的に除去され、側面から無機充填剤が突出している溝が形成されるものとし、この溝に、他方の成形品の未硬化物を浸入させることで、樹脂成形品どうしを溶着させた際に、溝に露出する無機充填剤が樹脂成形品どうしを係止するアンカーの役割を果たし、結果として、積層界面における剥離防止性を著しく高められることを見出した。また、樹脂の種類は、レーザ照射や化学処理により除去され、溝を形成できるものであれば特に限定されないため、樹脂材料の選択性が高まることも確認された。具体的に、本発明は以下のものを提供する。
【０００９】
（１）本発明は、３層以上の樹脂成形品が積層された多層複合成形品であって、隣り合う樹脂成形品のうち、一方の樹脂成形品は無機充填剤を含有し、他方の成形品との接触面の少なくとも一部に溝が形成され、前記溝には前記無機充填剤と前記他方の成形品とが含まれ、前記無機充填剤は前記溝の側壁面から突出する、多層複合成形品である。
【００１０】
（２）また、本発明は、前記他方の成形品が、前記溝の内部において、前記無機充填剤を囲んで配されている、（１）に記載の多層複合成形品である。
【００１１】
（３）また、本発明は、隣り合う樹脂成形品が互いに異なる材料からなる、（１）又は（２）に記載の多層複合成形品である。
【００１２】
（４）また、本発明は、前記溝がレーザの照射によって形成される、（１）から（３）のいずれかに記載の多層複合成形品である。
【００１３】
（５）また、本発明は、（１）から（４）のいずれかに記載の多層複合成形品からなる蓋である。
【００１４】
（６）また、本発明は、無機充填剤を含有する樹脂成形品の表面の少なくとも一部で樹脂の除去を行い、前記無機充填剤が側壁面から突出されている溝を形成することで、溝付き樹脂成形品を複数生産する溝付き樹脂成形品生産工程と、これら複数の溝付き樹脂成形品の溝の内部に未硬化組成物を入れる工程と、前記未硬化組成物を硬化する硬化工程と、
を含む、３層以上の複合成形品の製造方法である。
【００１５】
（７）また、本発明は、前記溝の内部に未硬化物を入れる工程は、前記溝が設けられた面が向き合うように２つの前記溝付き樹脂成形品を型に入れるとともに、これら２つの溝付き樹脂成形品の間に未硬化組成物を入れる工程である、（６）に記載の製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、積層界面における高い剥離防止性を有するとともに、樹脂材料の高い選択性を有する多層複合成形品を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の多層複合成形品１の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の多層複合成形品１において、隣り合う樹脂成形品の溶着界面の状態を説明するための概略拡大図である。
【図３】型成形によって多層複合成形品１を得るときの概略説明図である。
【図４】熱板溶着によって多層複合成形品１を得るときの概略説明図である。
【図５】試験例１（樹脂の比較）に係る第１成形品のＳＥＭ写真である。
【図６】試験例２に係る第１成形品のＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の要旨を限定するものではない。
【００１９】
＜多層複合成形品１＞
図１は本発明の多層複合成形品１の一例を示す概略図である。多層複合成形品１は、３層以上の樹脂成形品１０，２０，１０，・・・が積層されたものであり、隣り合う樹脂成形品のうち、一方の樹脂成形品１０は無機充填剤１１を含有する。
【００２０】
［一方の樹脂成形品１０］
〔樹脂〕
樹脂の種類は、レーザ照射や化学等の樹脂除去手段により無機充填剤を残して樹脂を除去することにより溝を形成できるものであれば特に限定されない。レーザ照射により溝を形成できるものとして、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）等を挙げることができる。
【００２１】
化学処理としては、酸又はアルカリによる分解処理や、溶剤による溶解処理等が挙げられる。非結晶性熱可塑性樹脂の場合は、様々な溶剤に溶解しやすいが、結晶性樹脂の場合は、両溶媒を選択して使用する。酸によって溝を形成できるものとしては、ポリアセタール（ＰＯＭ）等を挙げることができる。化学処理においては、溝形成予定部に限定した化学処理を行い、化学処理の生成物を除去することが重要となる。  
【００２２】
樹脂は、熱可塑性であってもよいし、熱硬化性であってもよい。また、レーザ照射による樹脂の除去にあたっては、樹脂にレーザを吸収し発熱しやすい添加剤を加えることが好ましい。一般的にはカーボンブラックが用いられており、配合量はレーザ照射条件に応じて調整される。
【００２３】
〔溶着界面〕
図２は、隣り合う樹脂成形品の溶着界面（図１の点線箇所Ｉ）の状態を説明するための概略拡大図である。一方の樹脂成形品１０が他方の成形品２０と溶着する第１溶着面１２には、レーザの照射や化学処理による樹脂の除去により、複数の溝１２Ａが形成されている。
【００２４】
（溝１２Ａ）
第１溶着面１２の表面には複数の溝１２Ａが形成されている。これら複数の溝１２Ａには無機充填剤１１が露出されるとともに、複数の溝１２Ａには他方の成形品２０の溶解物が含まれる。ところで、本発明は、一方の成形品１０の溝１２Ａを有する面を接触面として他方の成形品２０と一体化して多層複合成形品１を製造するところ、この多層複合成形品１において無機充填剤１１は露出されていない。本明細書では、多層複合成形品１において無機充填剤１１が露出していない場合であっても、多層複合成形品１から他方の成形品２０を取り除いた態様において溝１２Ａから無機充填剤１１が露出していれば、「複数の溝１２Ａにおいて無機充填剤１１が露出されている」ものとする。
【００２５】
溝１２Ａの長手方向は、無機充填剤１１の長手方向とは異なることが好ましい。溝１２Ａの長手方向と無機充填剤１１の長手方向とが同じであると、レーザの照射部位と非照射部位とによって形成される凹凸の山どうし、又は化学溶解がなされる部位となされない部位とによって形成される凹凸の山どうしの間に無機充填剤１１を好適に架けることができない可能性があり、その結果、無機充填剤１１が一方の成形品１０から脱落しやすく、無機充填剤１１が一方の成形品１０及び他方の成形品２０を係止するアンカーの役割を十分に果たすことができない場合がある。
【００２６】
樹脂成形品１０の表面に形成される複数の溝１２Ａは、溝１２Ａが交差しない縞状に形成されても、溝１２Ａが交差する格子状に形成されてもよい。溝１２Ａを格子状に形成する場合は、溝１２Ａの長手方向が無機充填剤の長手方向とは異なる斜格子状に形成することが好ましい。また、溝１２Ａを格子状に形成する場合は、格子がひし形状であっても良い。
【００２７】
アンカーの効果を十分に果たすようにするため、隣り合う溝１２Ａの間隔Ｗは、溝の幅の０．７５倍以上４倍以下、すなわち溝の幅が２００μｍであれば１５０μｍ以上８００μｍ以下、であることが好ましく、溝の幅の１倍以上２倍以下、すなわち溝の幅が２００μｍであれば２００μｍ以上４００μｍ以下、であることがより好ましい。間隔が溝の幅の０．７５倍、すなわち溝の幅が２００μｍであれば１５０μｍ未満であると、無機充填剤１１が一方の成形品１０を係止するアンカーの役割を十分に果たすことができず、溝１２Ａで他方の成形品２０と接合して多層複合成形品１を形成した際に、多層複合成形品１に外力が加わると一方の成形品１０が低い外力で破壊する可能性がある。間隔が溝の幅の４倍、すなわち溝の幅が２００μｍであれば８００μｍを超えると、無機充填剤１１が他方の成形品２０を係止するアンカーの効果が十分とは言えず、溝１２Ａで他方の成形品２０と接合して多層複合成形品１を形成した際に、多層複合成形品１に外力が加わると他方の成形品２０が低い外力で破壊する可能性がある。
【００２８】
また、溝１２Ａの深さＤは、無機充填剤１１を観察できる程度であれば足りるが、多層複合成形品においては、溝の短手方向の長さの１／２以上であることが好ましい。深さが溝１２Ａの短手方向の長さの１／２未満であると、溝１２Ａで他方の成形品２０と接合して多層複合成形品１を形成する際に、溝１２Ａに露出する無機充填剤１１と他方の成形品２０との間に十分なアンカー効果を生じないことから、一方の成形品１０と他方の成形品２０とを強固に密接できない可能性がある。
【００２９】
また、隣り合う溝１２Ａの間隔は、多層複合成形品においては、溝１２Ａの幅の１倍以上２倍以下であることが好ましい。溝１２Ａの幅が狭すぎると、無機充填剤１１が他方の成形品２０を係止するアンカーの役割を十分に果たすことができず、溝１２Ａで他方の成形品２０と接合して多層複合成形品１を形成した際に、多層複合成形品１に外力が加わると他方の成形品２０が破壊する可能性がある。隣り合う溝１２Ａの間隔が狭すぎると、無機充填剤１１が一方の成形品１０どうしを係止するアンカーの役割を十分に果たすことができず、溝１２Ａで他方の成形品２０と接合して多層複合成形品１を形成した際に、多層複合成形品１に外力が加わると一方の成形品１０が破壊する可能性がある。
【００３０】
〔無機充填剤１１〕
一方の樹脂成形品１０は、無機充填剤１１を含有する。無機充填剤１１として、樹脂成形品の樹脂の一部を除去することにより溝を形成する際に除去されずに残り、溝の側面から突出して溝に露出するものであれば特に限定されず、ガラス繊維、炭素繊維、ウィスカー繊維、ガラスフレーク、マイカ等を挙げることができる。多層複合成形品１が積層界面における高い剥離防止性を有するようにするため、無機充填剤１１の長さは、長手方向の長さが溝１２Ａの短手方向の長さよりも長いことが好ましい。言い換えると、溝１２Ａの短手方向の長さは、無機充填剤１１の長手方向の長さよりも短いことが好ましい。形状が繊維状であれば、平均繊維長が溝１２Ａの短手方向の長さよりも長いことが好ましく、形状が不定形、板状、粒子状であれば、長径、好ましくは平均粒子径が溝１２Ａの短手方向の長さよりも長いことが好ましい。
【００３１】
本発明では、溝１２Ａで露出する無機充填剤１１が一方の成形品１０及び他方の成形品２０を係止するアンカーの役割を果たすにあたって、レーザの照射部位と非照射部位とによって形成される凹凸の山どうし、又は化学溶解がなされる部位となされない部位とによって形成される凹凸の山どうしを好適に架けることができる点で、無機充填剤１１の形状は繊維状であることが好ましい。
【００３２】
無機充填剤１１の含有量は特に限定されるものでないが、樹脂１００重量部に対して５重量部以上８０重量部以下であることが好ましい。５重量部未満であると、無機充填剤１１が溝１２Ａで露出したとしても、この無機充填剤１１が一方の成形品１０及び他方の成形品２０を係止するアンカーの役割を十分に果たせない可能性がある。８０重量部を超えると、一方の成形品１０が十分な強度を有するものとはならない可能性がある。
【００３３】
無機充填剤１１を含有する樹脂材料の市販品として、ガラス繊維入りＰＰＳ（製品名：ジュラファイドＰＰＳ  １１４０Ａ７，ポリプラスチックス社製）、ガラス繊維・無機フィラー入りＰＰＳ（製品名：ジュラファイドＰＰＳ  ６１６５Ａ７，ポリプラスチックス社製）、ガラス繊維入りＬＣＰ（製品名：ベクトラＬＣＰ  Ｅ１３０ｉ、ポリプラスチックス社製）等を挙げることができる。
【００３４】
なお、以下では「一方の樹脂成形品１０」を「溝付き樹脂成形品１０」ともいう。
【００３５】
［他方の成形品２０］
他方の成形品２０の材料は、未硬化状態の場合に、無機充填剤１１が露出された溝１２Ａに入ることが可能なものであれば特に限定されるものでなく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、接着剤、金属、ゴム等のいずれであってもよい。
【００３６】
他方の成形品２０の形状については、一方の成形品１０と向かい合わせた際に、溶着面どうしが互いに向き合って接することができるものであれば、特に限定されるものではない。
【００３７】
なお、以下では「他方の成形品２０」を「溝なし成形品２０」ともいう。
【００３８】
［その他］
隣り合う樹脂成形品は、同一材料であっても互いに異なる材料であってもよいが、各層の異なる材料特性を発揮できる点で、互いに異なる材料であることが好ましい。例えば、軽量の樹脂成形品と、高剛性の樹脂成形品とを組み合わせることで、軽量かつ高剛性の多層複合成形品１を得ることができる。
【００３９】
また、多層複合成形品１の層厚は特に限定されるものでないが、収縮によってボイドが生じない程度であることが好ましい。
【００４０】
＜蓋＞
本発明の多層複合成形品１の用途は特に限定されるものでない。しかしながら、本発明の多層複合成形品１は、全体として肉厚であったとしても、層の厚みを小さくすることで、積層時の収縮を抑えることができ、積層界面における高い剥離防止性、各層の充填剤配向方向の組合せ、及び樹脂材料の高い選択性を併せ持つことから、外観性、低変形性、高強度等が求められる用途に適しており、蓋、特にマンホール蓋に用いられることが好ましい。
【００４１】
＜多層複合成形品１の製造方法＞
本発明の多層複合成形品１は、型成形、熱板溶着、高周波誘導加熱溶着等によって得ることができる。中でも、層の数が多い場合であっても、少ない工数で簡便に得ることができる点で、型成形又は高周波誘導加熱溶着で得ることが好ましい。そして、溝付き樹脂成形品を１層おきに使用すれば足りる点で、型成形で得ることがより好ましい。以下、図３及び図４を参照しながら、７層の複合成形品を得る場合を例にして、これらの製法について説明する。
【００４２】
［型成形による多層複合成形品１の製造方法］
図３は、型成形によって多層複合成形品１を得るときの概略説明図である。多層複合成形品１は、溝付き樹脂成形品生産工程と、型入れ工程と、硬化工程とを経ることによって得られる。
【００４３】
〔溝付き樹脂成形品生産工程〕
図３の（１）は、溝付き樹脂成形品生産工程を説明するための図である。溝付き樹脂成形品生産工程では、無機充填剤１１を含有する樹脂成形品の溶着予定面１２’の少なくとも一部に、レーザの照射や化学処理等を行い、無機充填剤１１が露出されている複数の溝１２Ａを形成することで、溝付き樹脂成形品１０を複数生産する。
【００４４】
レーザの照射は、照射対象材料の種類やレーザ装置の出力等をもとに設定されるが、樹脂に適度のエネルギーを照射して溝１２Ａを形成しないと、無機充填剤１１が十分に露出しなかったり、設定どおりの幅や深さの溝１２Ａを形成することが難しかったりするため、複数回に分けて行うことが好ましい。
【００４５】
図３の（１）によると、溝付き樹脂成形品１０は、片面に溝１２Ａが形成された片面溝付き樹脂成形品１０Ａと、両面に溝１２Ａが形成された両面溝付き樹脂成形品１０Ｂとがある。型成形による場合、溝付き樹脂成形品１０と、溝なし成形品２０，３０，４０，・・・とが交互に用いられることで、溝なし成形品を１つ設ける工程で少なくとも２つの溝付き樹脂成形品との３層の多層体を形成することになり、効率的に多層複合成形体を得ることができる。溝付き樹脂成形品１０においては、端の層では片面溝付き樹脂成形品１０Ａが用いられ、それ以外の層では両面溝付き樹脂成形品１０Ｂが用いられる。この際、片側溝付き樹脂成形品１０Ａとして、両側溝付き樹脂成形品１０Ｂの片側に溝なし成形品を設けたものを用いても良い。即ち、端の層を溝付き樹脂成形品に使われる樹脂材料以外の材料で形成することができる。
【００４６】
〔第１型入れ工程・第１硬化工程〕
図３の（２）は、第１型入れ工程及び第１硬化工程を説明するための図である。第１型入れ工程では、片面溝付き樹脂成形品１０Ａ及び両面溝付き樹脂成形品１０Ｂを溝１２Ａが設けられた面が向き合うように型Ｍの両側に入れるとともに、これら２つの溝付き樹脂成形品１０Ａ，１０Ｂの間に未硬化組成物２０’を入れる。未硬化組成物２０’の材料は、溝１２Ａに入ることが可能なものであれば特に限定されるものでなく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、接着剤、金属、ゴム等のいずれであってもよい。そして、第１硬化工程では、未硬化組成物２０’を硬化する。第１型入れ工程及び第１硬化工程を経ることで、第１予備体１Ａが形成される。
【００４７】
〔第２型入れ工程・第２硬化工程〕
図３の（３）は、第２型入れ工程及び第２硬化工程を説明するための図である。第１型入れ工程及び第１硬化工程と同様に、第２型入れ工程では、片面溝付き樹脂成形品１０Ａ及び両面溝付き樹脂成形品１０Ｂを溝１２Ａが設けられた面が向き合うように型Ｍの両側に入れるとともに、これら２つの溝付き樹脂成形品１０Ａ，１０Ｂの間に未硬化組成物３０’を入れる。未硬化組成物３０’の材料は、溝１２Ａに入ることが可能なものであれば特に限定されるものでなく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、接着剤、金属、ゴム等のいずれであってもよい。そして、第２硬化工程では、未硬化組成物３０’を硬化する。第２型入れ工程及び第２硬化工程を経ることで、第２予備体１Ｂが形成される。
【００４８】
〔第３型入れ工程・第３硬化工程〕
図３の（４）は、第３型入れ工程及び第３硬化工程を説明するための図である。第３型入れ工程では、第１予備体１Ａ及び第２予備体１Ｂを溝１２Ａが設けられた面が向き合うように型Ｍの両側に入れるとともに、第１予備体１Ａ及び第２予備体１Ｂの間に未硬化組成物４０’を入れる。そして、第３硬化工程では、未硬化組成物４０’を硬化する。未硬化組成物３０’の材料は、溝１２Ａに入ることが可能なものであれば特に限定されるものでなく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、接着剤、金属、ゴム等のいずれであってもよい。そして、第３型入れ工程及び第３硬化工程を経ることで、７層の複合成形品１が得られる。
【００４９】
型成形では、射出成形、圧縮成形、減圧成形、溝付き樹脂成形品１０の予熱等の従来技術を単独で、もしくは組み合わせることで、溝に未硬化組成物を含ませて、溝の内部において無機充填剤を囲んで配させることが容易に成し得る。
型成形によって多層複合成形品１を得る場合、層の数が７層であっても、溝付き樹脂成形品１０を生産し、型入れ及び硬化を３回繰り返すだけで多層複合成形品１を得ることができるため、極めて簡便である。また、溝付き樹脂成形品１０を１層おきに使用すれば足りるため、他の手法に比べ、高い剥離防止性を有する多層複合成形品１を安価に得ることができる。
【００５０】
型成形においては、溝なし成形品の未硬化組成物を溝付き樹脂成形品の間に挟み込むように入れて硬化するが、同様の組合せで、高周波誘導加熱溶着により多層複合成形品を得ることができる。
【００５１】
高周波誘導加熱溶着による多層複合成形品の製造方法としては、熱可塑性の未硬化組成物を硬化して得た溝なし成形品を、発熱体を介して溝付き成形体と重ねて配置後、発熱体を発熱させることにより、溝なし成形体を溶融させて未硬化組成物とし、これを溝に侵入させることで多層複合成形品を得る方法がある。発熱体としては、市販のパイロフォイル等が利用できる。
【００５２】
［熱板溶着による多層複合成形品１００の製造方法］
図４は、熱板溶着によって多層複合成形品１００を得るときの概略説明図である。複合成形品１００は、溝形成工程と、配置工程と、浸入工程とを繰り返すことによって得られる。
【００５３】
〔第１溝形成工程〕
図４の（１）は、第１溝形成工程を説明するための図である。第１溝形成工程では、第１無機充填剤を含有する第１樹脂成形品の第２樹脂成形品１２０’と溶着する予定の第１成形品表側溶着予定面１１２’の少なくとも一部に、レーザの照射や化学処理等を行い、第１無機充填剤が露出されている複数の溝１１２Ａを形成する。これにより、第１溝付き樹脂成形品１１０が得られる。
【００５４】
〔第１配置工程〕
図４の（２）は、第１配置工程を説明するための図である。第１配置工程では、第１溝形成工程によって形成された第１溝付き樹脂成形品１１０の溝１１２Ａを有する第１成形品表側溶着予定面１１２’と、第２無機充填剤１２１を含有する第２樹脂成形品１２０’の第１溝付き樹脂成形品１１０と溶着する予定の第２成形品裏側溶着予定面１２３’とが互いに向き合うように配置する。
【００５５】
第２成形品裏側溶着予定面１２３’は、凸型先端部１２４を有することが好ましい。凸型先端部１２４を有することで、凸型先端部１２４が効率的に加熱され溶融するため、結果として、第１溝付き樹脂成形品１１０と第２樹脂成形品１２０’との接合強度を高めることができる。
【００５６】
〔第１浸入工程〕
第１浸入工程では、第１成形品表側溶着予定面１１２’と第２成形品裏側溶着予定面１２３’とを重ね合わせ、上下に圧接させた状態とし、この状態で、樹脂成形品１２０’の第２成形品裏側溶着予定面１２３’を溶かし、第１成形品表側溶着予定面１１２’の溝１１２Ａに第２樹脂成形品１２０’の溶解物を浸入させる。
【００５７】
第２成形品裏側溶着予定面１２３’を溶かす手法として、超音波、熱板、赤外線等を挙げることができる。
【００５８】
〔第２溝形成工程〕
図４の（３）は、第２溝形成工程を説明するための図である。第２溝形成工程では、第２樹脂成形品１２０’の第３樹脂成形品１３０’と溶着する予定の第２成形品表側溶着予定面１２２’の少なくとも一部に、レーザの照射や化学処理等を行い、第２無機充填剤１２１が露出されている複数の溝１２２Ａを形成する。これにより、第２溝付き樹脂成形品１２０が得られる。
【００５９】
〔第２配置工程〕
図４の（４）は、第２配置工程を説明するための図である。第２配置工程では、第２溝形成工程によって形成された第２溝付き樹脂成形品１２０の溝１２２Ａを有する第２成形品表側溶着予定面１２２’と、第３無機充填剤１３１を含有する第３樹脂成形品１３０’の第２溝付き樹脂成形品１２０と溶着する予定の第３成形品裏側溶着予定面１３３’とが互いに向き合うように配置する。
【００６０】
第３成形品裏側溶着予定面１３３’は、凸型先端部１３４を有することが好ましい。凸型先端部１３４を有することで、凸型先端部１２４が限定的かつ効率的に加熱され溶融するため、結果として、第２溝付き樹脂成形品１２０と第３樹脂成形品１３０’との接合強度を高めることができる。
【００６１】
〔第２浸入工程〕
第２浸入工程では、第２成形品表側溶着予定面１２２’と第３成形品裏側溶着予定面１３３’とを重ね合わせ、上下に圧接させた状態とし、この状態で、樹脂成形品１３０’の第３成形品裏側溶着予定面１３３’を溶かし、第２成形品表側溶着予定面１２２’の溝１２２Ａに第３樹脂成形品１３０’の溶解物を浸入させる。第１浸入工程と同様、第２成形品裏側溶着予定面１２３’を溶かすには、超音波、熱板等を用いればよい。
【００６２】
〔繰り返し〕
図４の（５）は、その後、溝形成、配置、浸入を複数回繰り返したときの図である。溝形成、配置、浸入を複数回繰り返すことで、多層からなる複合成形品１００を得ることができる。
【００６３】
さらに、熱板や赤外線加熱溶着の場合は、型成形の場合のように、溝付き樹脂成形品に挟み込むように溝なし成形品を設け、多層複合成形品を得ることも可能である。
【００６４】
なお、本明細書において、高周波とは、発熱体に誘導電流を生じさせ、これにより発熱体を発熱させることができる電磁波のことをいう。また、概略説明図においては、溝付き樹脂成形品と他の樹脂成形品は平面どうしで圧接しているが、部分的に凸形状であっても構わないし、加熱溶融後圧接しても構わない。
【００６５】
従来、高周波誘導加熱溶着は、同種材料からなる樹脂成形品どうしを溶着する際に行われる。同種材料からなる樹脂成形品であれば、発熱体が発熱すると、２次成形品の溶着予定面のみならず、１次成形品の溶着予定面も溶融して互い溶け合う。
【００６６】
本発明によると、対象となる樹脂成形品が互いに異種材料であっても、２次成形品の溶着予定面が溶かされれば、その溶解した樹脂が溝１２Ａに入り込むため、多層複合成形品１を得ることができる。また、１次成形品と２次成形品との両方を溶かすものでないため、寸法安定性に優れる。上記の点で、本発明は、新規な着想に基づく発明であるといえる。
【実施例】
【００６７】
以下、試験例を用いて、溝付き樹脂成形品を用いると、複合成形する際、積層界面における高い剥離防止性を有することを説明する。以下の試験例は、いずれも２つの成形品を複合成形するものであるが、３層以上であっても積層界面における高い剥離防止性を有する。
【００６８】
＜試験例１＞  第１成形品における樹脂の比較
【表１】
2015024573.tif 000003
【００６９】
表１において、樹脂成形品における樹脂の材質は次のとおりである。
ガラス繊維入りＰＰＳ：ジュラファイドＰＰＳ  １１４０Ａ６黒（ポリプラスチックス社製）
ガラス繊維・無機フィラー入りＰＰＳ：ジュラファイドＰＰＳ  ６１６５Ａ７黒（ポリプラスチックス社製）
ガラス繊維入りＬＣＰ：ベクトラＬＣＰ  Ｅ１３０ｉ黒（ポリプラスチックス社製）
なお、材質に書かれている黒とは、カーボンブラックを配合し黒に着色していることを表す。
【００７０】
表１において、第２成形品における材質は次のとおりである。
ＰＢＴ：ジュラファイドＰＰＳ  １１４０Ａ６（ポリプラスチックス社製）
なお、ガラス繊維入りＰＰＳ、ガラス繊維・無機フィラー入りＰＰＳ及びガラス繊維入りＬＣＰは樹脂成形品に記載のものと同じである。
【００７１】
［第１成形品の製造］
表１に示す、無機充填剤を含有する樹脂材料を下記の条件で射出成形した射出成形品に、レーザを溝の幅が１００μｍ、隣り合う溝の間隔が２００μｍになるように、斜格子状に１０回照射した。発振波長：１．０６４μｍ、最大定格出力：１３Ｗ（平均）を用い、出力９０％、周波数４０ｋＨｚ、走査速度１０００ｍｍ／ｓとした。これにより、試験例に係る第１成形品を得た。
（ジュラファイドにおける射出成形の条件）
予備乾燥：１４０℃、３時間
シリンダ温度：３２０℃
金型温度：１４０℃
射出速度：２０ｍｍ／ｓｅｃ
保圧：５０ＭＰａ（５００ｋｇ／ｃｍ２）
（ベクトラにおける射出成形の条件）
予備乾燥：１４０℃、４時間
シリンダ温度：３５０℃
金型温度：６０℃
射出速度：２００ｍｍ／ｓｅｃ
保圧：５０ＭＰａ（５００ｋｇ／ｃｍ２）
【００７２】
［評価］
〔第１成形品の拡大観察〕
試験例に係る第１成形品について、溝を有する面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）で拡大観察した。倍率は２０倍、１００倍、３００倍の３種類とした。結果を図５及び表２に示す。
【００７３】
〔溝の深さ〕
溝の深さを評価するため、試験例に係る第１成形品について、断面観察にて溝の深さを測定した。結果を表２に示す。
【００７４】
【表２】
2015024573.tif 000004
【００７５】
無機充填剤を含有する樹脂成形品の表面を、溝が形成されるように樹脂を除去すると、溝が形成されるとともに、これらの溝において無機充填剤が表面に露出され、側壁面より突出していることが確認された。
【００７６】
＜試験例２＞  複合成形品の比較
【表３】
2015024573.tif 000005
【００７７】
［第１成形品の製造］
上記ガラス繊維入りＬＣＰ（製品名：ベクトラＬＣＰ  Ｅ１３０ｉ黒，ポリプラスチックス社製）を上記（射出成形の条件）で示した条件で射出成形した射出成形品に、発振波長が１．０６４μｍ、溝の幅が２００μｍ、隣り合う溝の間隔が２００μｍとなるように斜格子状に照射した。レーザの照射回数は１０回とし、走査速度は１０００ｍｍ／ｓとした。これにより、試験例２−１に係る第１成形品を得た。
【００７８】
一方、上記ガラス繊維入りＬＣＰ（製品名：ベクトラＬＣＰ  Ｅ１３０ｉ黒，ポリプラスチックス社製）そのものを試験例２−２に係る樹脂成形品とした。
【００７９】
［複合成形品の製造］
試験例２−１及び２−２に係る第１成形品のそれぞれについて、溝を有する面を第１溶着予定面とし、金型キャビティの一部に挿入し、ジュラファイドＰＰＳ  １１４０Ａ６（ポリプラスチックス社製）を金型キャビティに射出注入することにより、複合成形品を得た。
【００８０】
［評価］
〔第１成形品の拡大観察、溝の深さの測定〕
上記試験例で示した手法と同じ手法にて、第１成形品の拡大観察及び溝の深さを測定した。結果を表４に示す。
【００８１】
【表４】
2015024573.tif 000006
【００８２】
〔破壊荷重の測定〕
強度を評価するため、樹脂成形品のそれぞれについて破壊荷重を測定した。破壊荷重の測定は次のようにして行った。測定機器としてテンシロンＵＴＡ−５０ｋＮ（オリエンテック社製）を使用し、クロスヘッド速度が１ｍｍ／分の条件で行った。結果を表５に示す。
【表５】
2015024573.tif 000007
【００８３】
試験例２−１に係る第１成形品は、その溝を有する面を接触面として他の成形品と射出成形により複合成形品を得た際に、溝を有しない樹脂成形品の破壊荷重を測定出来ない低い破壊荷重に比べて高い破壊荷重を得られることが確認された。
【符号の説明】
【００８４】
１      多層複合成形品
１０    一方の樹脂成形品
１１    無機充填剤
１２    第１溶着面
１２Ａ  溝
１３    無機充填剤
２０    他方の成形品
【図１】
2015024573.tif 000008
【図２】
2015024573.tif 000009
【図３】
2015024573.tif 000010
【図４】
2015024573.tif 000011
【図５】
2015024573.tif 000012
【図６】
2015024573.tif 000013