(57)【要約】【課題】１次側樹脂成形品と２次側樹脂成形品の密着性及び気密性が向上した複合射出成形品。【解決手段】１次側樹脂成形品上に２次側樹脂成形品を射出して複合射出成形品を成形するための複合射出成形用金型において、１次側樹脂成形品の表面に突起部を設け、２次側樹脂の流入充填時に該突起部の後方に空隙を生じさせないように、流動後方谷側の突起部角度が流動前方山側角度より小さく形成した複合射出成形用金型を用いる。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次側樹脂成形品（１）上に２次側樹脂成形品（２）を射出して複合射出成形品を成形するための複合射出成形用金型において、
１次側樹脂成形品（１）の表面（３）に、２次側樹脂の流入充填時に、自身の後方に空隙を生じさせない突起部（４）を形成させる複合射出成形用金型。
【請求項２】
前記突起部（４）が、２次側樹脂（１２）の溶融流動方向に対する角度αが０〜４５度となる方向に連続的に形成された突起部（４’）であることを特徴とする請求項１記載の複合射出成形用金型。
【請求項３】
角度αが０度、即ち２次側樹脂（１２）の溶融流動方向と平行であることを特徴とする請求項２記載の複合射出成形用金型。
【請求項４】
突起部（４’）の流動後方の谷側の突起部立上がり部（４２）の表面（３）とのなす角度（θ２）が、流動前方の山側の突起部立上がり部（４１）の表面（３）とのなす角度（θ１）より小さく形成された形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の複合射出成形用金型。
【請求項５】
前記突起部（４）が、２次側樹脂（１２）の溶融流動方向に対して直角、となる方向に連続的に形成された突起部（４”）であり、突起部（４”）の流動後方の谷側の突起部立上がり部（４２）の表面（３）とのなす角度（θ２）が、流動前方の山側の突起部立上がり部（４１）の表面（３）とのなす角度（θ１）より小さく形成された形状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複合射出成形用金型。
【請求項６】
θ１−θ２が２０〜６０度であることを特徴とする請求項４又は５に記載の複合射出成形用金型。
【請求項７】
１次側樹脂成形品（１）の表面に、長手方向に突起部（４’）、およびその直角方向に突起部（４”）が、碁盤目状に形成された請求項１〜６のいずれかに記載の複合射出成形金型。
【請求項８】
１次側樹脂成形品（１）の表面に、２次側樹脂（１２）の充填口を中心に、突起部（４）が無かった場合の樹脂の流動方向に沿う流動線形状に、突起部（４’）、および該流動線に直角方向に同心的に突起部（４”）が線状に、多数形成された請求項１〜６のいずれかに記載の複合射出成形金型。
【請求項９】
突起部立上がり部（４２）、又は、
突起部立上がり部（４１）と突起部立上がり部（４２）
に、表面（３）との間にアール付を設けた請求項１〜８のいずれかに記載の複合射出成形用金型。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の複合射出成形金型を使用して、熱可塑性樹脂を成形する複合射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１次側樹脂成形品上に２次側樹脂成形品を射出して複合射出成形品を成形する場合に使用する複合射出成形金型及びそれを使用した複合射出成形方法に関し、詳しくは、表面に特定形状の連続した突起部が設けられた１次側樹脂成形品に２次側樹脂成形品を射出することによる、１次側樹脂と２次側樹脂の密着性及び気密性の改善された複合射出成形品、及びその射出成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形で１次側樹脂成形品を作り、さらに１次側樹脂成形品の上に２次側樹脂を射出して、複合射出成形品を成形する方法が行われており、ロータリ方式、コアバック方式、スライド方式などの二色成形方法等の複合射出成形方法が知られている。
【０００３】
複合射出成形において、１次側樹脂成形品と２次側樹脂成形品の密着性及び気密性を確保することは、複合射出成形品の内部に圧力がかかることによる界面からの破損を防ぐために、また成形品外部から内部への水分などの侵入を防ぐために、極めて重要な技術ポイントである。
【０００４】
これまで１次側樹脂成形品と２次側樹脂成形品の密着性及び気密性を確保する技術としては、（イ）成形樹脂材料面や、（ロ）成形装置や成形方法の面からの検討が行われている。
（イ）に関しては、特開平９−１４１６９３号公報などに１次側樹脂として２次側樹脂より低融点樹脂を使用し、２次側樹脂を射出した時に１次側樹脂を溶融させる方法などが知られている。
（ロ）に関しては、特開平７−２９０５００号公報や特開平９−１１３４４号公報に金型機構を利用し、密着や溶着を期待する部位全体を押圧または圧縮する方法が開示されている。また、シボなどにより表面を荒らす方法が知られている。
【０００５】
しかし、これらの技術では、成形品の形状によっては、必ずしも十分な密着性を有する複合射出成形品は得られていない。
例えば、シボなどにより表面を荒らす方法を使用して複合射出成形を行っても、２次側樹脂成形品成形時に、１次側樹脂と２次側樹脂の界面に金型内に存在するガスが介在して、１次側樹脂と２次側樹脂の密着が部分的に劣る個所が点在し、１次側樹脂や２次側樹脂の後収縮や線膨張などの要因によって当初ガスによって部分的に生じていた密着不良個所から１次側樹脂と２次側樹脂界面において剥離が進行し、複合射出成形品の密着性や気密性が問題となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、１次側樹脂成形品と２次側樹脂成形品の密着性及び気密性が向上した複合射出成形品を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、密着性及び気密性の信頼性が向上した複合射出成形品を得ることを目的として鋭意検討した結果、複合射出成形時に、１次側樹脂成形品（１）の表面の連続的に設けた突起部の形状を２次側樹脂の溶融流動方向に対して規定することにより、１次側樹脂と２次側樹脂の界面のガスを効果的に除去することが可能となり、密着性並びに気密性を効率的に改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明の第１は、１次側樹脂成形品（１）上に２次側樹脂成形品（２）を射出して複合射出成形品を成形するための複合射出成形用金型において、１次側樹脂成形品（１）の表面（３）に、２次側樹脂の流入充填時に、自身の後方に空隙を生じさせないための突起部（４）を形成させる複合射出成形用金型を提供する。
本発明の第２は、前記突起部（４）が、２次側樹脂（１２）の溶融流動方向に対する角度αが０〜４５度となる方向に連続的に形成された突起部（４’）であることを特徴とする本発明の第１に記載の複合射出成形用金型を提供する。
本発明の第３は、角度αが０度、即ち２次側樹脂（１２）の溶融流動方向と平行であることを特徴とする本発明の第２に記載の複合射出成形用金型を提供する。
本発明の第４は、突起部（４’）の流動後方の谷側の突起部立上がり部（４２）の表面（３）とのなす角度（θ２）が、流動前方の山側の突起部立上がり部（４１）の表面（３）とのなす角度（θ１）より小さく形成された形状であることを特徴とする本発明の第１〜３のいずれかに記載の複合射出成形用金型を提供する。
本発明の第５は、前記突起部（４）が、２次側樹脂（１２）の溶融流動方向に対して直角、となる方向に連続的に形成された突起部（４”）であり、突起部（４”）の流動後方の谷側の突起部立上がり部（４２）の表面（３）とのなす角度（θ２）が、流動前方の山側の突起部立上がり部（４１）の表面（３）とのなす角度（θ１）より小さく形成された形状であることを特徴とする本発明の第１〜３のいずれかに記載の複合射出成形用金型を提供する。
本発明の第６は、θ１−θ２が２０〜６０度であることを特徴とする本発明の第４又は５に記載の複合射出成形用金型を提供する。
本発明の第７は、１次側樹脂成形品（１）の表面に、長手方向に突起部（４’）、およびその直角方向に突起部（４”）が、碁盤目状に形成された本発明の第１〜６のいずれかに記載の複合射出成形金型を提供する。
本発明の第８は、１次側樹脂成形品（１）の表面に、２次側樹脂（１２）の充填口を中心に、突起部（４）が無かった場合の樹脂の流動方向に沿う流動線形状に、突起部（４’）、および該流動線に直角方向に同心的に突起部（４”）が線状に、多数形成された本発明の第１〜６のいずれかに記載の複合射出成形金型を提供する。
本発明の第９は、突起部立上がり部（４２）、又は、突起部立上がり部（４１）と突起部立上がり部（４２）に、表面（３）との間にアール付を設けた本発明の第１〜８のいずれかに記載の複合射出成形用金型を提供する。
本発明の第１０は、本発明の第１〜９のいずれかに記載の複合射出成形金型を使用して、熱可塑性樹脂を成形する複合射出成形方法を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
複合射出成形において１次側樹脂成形品と２次側樹脂成形品の密着性を保つには、２次側溶融樹脂の熱量によって固化した１次側樹脂の最表面を溶融させ、１次側樹脂成形品と２次側樹脂成形品を十分に溶着させることが重要である。
また、１次側樹脂と２次側樹脂の、溶融状態から固化状態へ移行した際に生じる樹脂の収縮や膨張などによって、樹脂界面の溶着破壊や剥離が生じないことも重要である。
さらに、２次側樹脂射出成形時に、１次側樹脂と２次側樹脂の界面のガスを効果的に除去することによって、樹脂界面の溶着破壊や剥離が生じないことも重要である。
本発明における着目点は、１次側樹脂成形品１の表面３に突起部４を設け、流動後方谷側の突起部角度が流動前方山側角度より小さく形成することにより、２次側樹脂の流入充填時に、該突起部４自身の後方に空隙を生じさせず、すなわち、突起部根元部分、特に後方根元部分でのガスの巻き込みを抑制したことにある。
本発明では、樹脂流動方向を考慮し、突起部の特定の形状とゲート位置や成形品形状を考慮し、複合成形品の密着性及び気密性の関係を明らかにした。
【００１０】
以下、図を参照しながら本発明の複合射出成形方法及び金型について説明する。
図５は、１次側樹脂成形品１の上に、２次側樹脂ゲート７から２次側樹脂１２を射出充填して２次側樹脂成形品２を形成させて得られた複合射出成形品１０を、２次側樹脂成形品２側から見た平面図および側面図である。５は密着強度測定用のリブである。
【００１１】
図１は、１次側樹脂成形品１の表面３に、断面が例えば三角形状で、連続的に形成された突起部４に対し、２次側樹脂１２が、突起部４の連続する方向に平行（即ち矢印の方向であり、２次側樹脂の溶融流動方向に対する角度αが０度である。）に流動した状態を示したものであり、この場合のような突起部４を突起部４’という。この場合、２次側樹脂が金型面に対し流路が狭まることなく同一状態で連続的に流動するため、金型内のガスを巻き込むことなく安定した流動形態を維持することが可能となる。
特に突起部断面形状が二等辺三角形などの場合では、ゲート７の位置を突起部４’が図５で長手方向に連続するように複数平行に形成するように設けると、効果的な密着性が得られる。
２次樹脂が１個所の２次ゲート７から充填される場合、突起部４’が長手方向に多数平行に設けられると、２次ゲート７から長手方向に直角方向に離れた位置の突起部４’に対しては、角度αが大きくなり、２次樹脂が突起部４’を乗り越え、次の突起部との谷間に入り、場合によってはさらに次の突起部を乗り越えていくことが生じる。この場合には、後述するように、突起部４’の断面形状が前方角度よりも、流動後方角度を緩くした非対称形状であることが好ましい。
具体的には、角度αは０〜４５度であり、突起部４’の流動後方の谷側の突起部立上がり部４２の表面３とのなす角度θ２を、流動前方の山側の突起部立上がり部４１の表面３とのなす角度θ１より小さくすることにより、成形品の密着状態が改善される。θ１−θ２は２０〜６０度、好ましくは３０〜６０度である。
【００１２】
一方、突起部が長手方向にのみ、連続するように形成される方法では、２次側樹脂は突起部と平行に流れ、ガスを巻き込むことなく成形できるが、実際の成形品ではこのような設計は困難である。従って、このような場合には、樹脂の流動方向と直角方向、例えば長手方向と直角方向に、突起部４”を連続的に形成させる。
この場合、突起部４”の流動後方の谷側の突起部立上がり部４２の表面３とのなす角度θ２が、流動前方の山側の突起部立上がり部４１の表面３とのなす角度θ１より小さく形成されることにより、成形品の密着状態が改善される。θ１−θ２は突起部４’の場合と同様に２０〜６０度である。
【００１３】
図２に、１次側成形品表面に突起部を、長手方向とそれに直角方向に縦横に（即ち碁盤目状に）設けた成形品の密着状態を確認した超音波探査映像装置での観察を示す。本観察では密着が良好な部分は黒色、劣る部分は白色（図では７本の縦線で右側のものほど白くなっている。）から赤色（ｒ）に観察される。
本観察から、２次側溶融樹脂が突起部の連続する方向に平行に流動する方向では、黒色で密着性が良好な状態である。これに対し、２次側溶融樹脂が突起部の山谷を乗り越えながら流動する方向では、樹脂流動距離が伸びるに従って白色や赤色部分で密着性が劣る状態になることがわかる。
密着が劣る原因は、２次側溶融樹脂が金型と接しながら流動する際に、突起部の山谷を乗り越える場合に、溶融樹脂と突起部の谷部との間に部分的に金型内のガスを巻き込むことが一因と想定される。
【００１４】
図３に示すように、突起部４の断面形状が三角形の場合、２次側流動樹脂に対して突起部４の断面形状が角度θ１を４０〜８０度、角度θ２を２０〜４０度にし、両者の角度の差θ１−θ２を２０〜６０度、好ましくは３０〜６０度にした非対称突起部では、溶融樹脂と突起部の谷部との間のガスを巻き込みが減少するため、密着状態が著しく改善される。
【００１５】
突起部の断面形状は、上記の角度差を有すれば、三角形に限定されず、上辺が下辺よりも短い台形でも、上辺が下辺に対して流動後方に下がる疑似台形でも、半円形のような曲線でもよい。
突起部の断面の寸法は、高さが０．０５〜１．０ｍｍ、好ましくは０．１〜０．５ｍｍである。
【００１６】
また、図６に示すように、突起部の根元にアール付（Ｒ付と略す。）を設けても、密着性が向上する。即ち、突起部４の流動後方の谷側の突起部立上がり部４２と表面３との間や、流動前方の山側の突起部立上がり部４１と表面３との間に、Ｒ形状４３を施すことが好ましい。この場合突起部４の断面形状は、二等辺三角形等の対称形でもよいが、上記非対称形とすることによりさらに密着性が向上する。
Ｒは前方角に対して設けられても、流動後方角に対して設けられても、両者に対して設けられてもよい。
【００１７】
本発明で使用できる樹脂は熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂は、結晶性樹脂、非結晶性樹脂、生分解性樹脂、非生分解性樹脂、合成樹脂、天然産製樹脂、汎用樹脂、エンジニアリング樹脂、ポリマーアロイ等、いずれの種類の樹脂でもよい。
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、（メタ）アクリル樹脂、セルロース系樹脂、ポリウレタン、エラストマー等が挙げられる。
エンジニアリング樹脂としては、ナイロン６、同６，６、同１２、同６，１２のような各種脂肪族ポリアミドまたは芳香族ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）のような芳香族ポリエステル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＯ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶性ポリエステルや液晶性ポリアミドのような液晶性ポリマー、弗素樹脂等が挙げられる。
その他、脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ジオール、脂肪族ヒドロキシカルボン酸もしくはその環状化合物からの脂肪族ポリエステル、さらにはこれらがジイソシアネートなどにより分子量が増加した脂肪族ポリエステル等の生分解性樹脂などであってもよい。
【００１８】
１次側樹脂と２次側樹脂は同じであっても、異なっていてもよい。２次側樹脂の軟化温度は１次側樹脂の溶融加工温度よりも高い。
１次側樹脂と２次側樹脂には、本発明の効果を損なわない範囲で、各種の無機もしくは有機充填材、安定剤、エラストマー等を配合することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
１次側樹脂にジュラネックス３０３ＲＡ（ウインテックポリマー株式会社製、融点が約２０５℃付近の低融点タイプのガラス繊維入りＰＢＴ樹脂）を、２次側樹脂にはジュラネックス３３００（ウインテツクポリマー株式会社製、融点が約２２５℃付近の通常タイプのガラス繊維入りＰＢＴ樹脂）を使用した。
はじめに、図５に示すような１次側樹脂成形品１を成形し、冷却固化した１次側樹脂成形品を金型キャビティに設置し、この上に２次側樹脂を、シリンダー温度２５０℃、射出速度１０ｍｍ／ｓの条件で、直径１．５ｍｍのピンゲートから、８０℃の金型に充填し、図５に示すような複合射出成形品を得た。
１次側樹脂成形品の寸法は、製品部は長さ１３０ｍｍ×幅４０ｍｍ×厚さ３ｍｍ、２次側樹脂成形品２の寸法は、製品部１００ｍｍ×３０ｍｍ×厚さ２ｍｍであり、１次側樹脂成形品と２次側樹脂成形品の密着面積は１００ｍｍ×３０ｍｍである。
９は１次側樹脂ゲート、１７は２次側樹脂ゲートのための貫通孔である。７は２次側樹脂ゲートである。図５に示すように、２次側樹脂成形品のリブの設けられる位置は、２次側樹脂ゲート７からリブまでの距離が、ゲート７側から１０ｍｍ及び７０ｍｍの位置である。１次側樹脂成形品のリブの設けられる位置は、２次側樹脂成形品のリブの設けられる位置の対称側である。
【００２０】
（実施例１〜４）
実施例１〜４では、突起部の断面形状は、非対称三角形であり、突起部の根元の角度は表１に示すものである。
突起部は長手方向に３本、直角方向に９本設けられ、突起部の高さは０．５ｍｍ、相隣る突起部の向かい合う根元間の距離は１０ｍｍである。なお、実施例４では、後方の根元に、直径０．５ｍｍのＲ付けを行った。
密着強度は、オリエンテック社製テンシロンＲＴＣ１３２５Ａ引張試験機を用い、１次側樹脂成形品と２次側樹脂成形品のそれぞれのリブを引張り、両者が剥離されるに要する最大荷重（単位：Ｎ）を測定した。
結果を表１に示す。
【００２１】
（比較例１）
突起部の断面形状を正三角形にした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
2004066655.tif 000002
【００２３】
図４に、実施例１〜４に係る複合射出成形品の超音波探査映像を示す。実施例１〜４の非対称突起部形状では、一般的によく使用される比較例１（図２に示す。）の対称突起部形状に比べ、密着状態も良好であり、かつ各成形条件において密着強度が優位であることを示している。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、１次側樹脂と２次側樹脂の密着性及び気密性が改善された複合射出成形品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る、１次側樹脂成形品の表面に、突起部が連続的に形成された状態の一例を示す図である。
【図２】突起部を碁盤目状に設けた複合射出成形品の超音波探査映像である。
【図３】本発明に係る、突起部の断面形状の一例を示す図である。
【図４】実施例１〜４に係る複合射出成形品の超音波探査映像である。
【図５】実施例および比較例に係る複合射出成形品の平面図と側面図である。
【図６】本発明に係る、突起部の断面形状の一例を示す図である。
【符号の説明】
１　１次側樹脂成形品
２　２次側樹脂成形品
３　表面
４　突起部
４’突起部（２次側樹脂の流動方向に平行に近く連続形成された場合，図示なし）
α　突起部４’が連続して形成される方向が、２次側樹脂の流動方向に対してなす角度（図示なし）
４”突起部（２次側樹脂の流動方向に直角に連続形成された場合，図示なし）
４１　突起部立上がり部
４２　突起部立上がり部
４３　Ｒ付
θ１　突起部立上がり部４１の表面３とのなす角度
θ２　突起部立上がり部４２の表面３とのなす角度
７　２次側樹脂ゲート
８　２次側樹脂ゲートからの流動距離が長い部分
９　１次側樹脂ゲート
１０　複合射出成形品
１１　１次側樹脂（図示なし）
１２　２次側樹脂（図示なし）
１７　２次側樹脂ゲートのための貫通孔
【図１】
2004066655.tif 000003
【図２】
2004066655.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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