(57)【要約】【課題】測定精度がより高く、より短時間で評価を終了させることができる耐ヒートショック性評価用インサート成形体、及び当該耐ヒートショック性評価用インサート成形体の製造方法を提供する。【解決手段】ウェルドラインが形成された樹脂部材と、上記樹脂部材によって表面の少なくとも一部が覆われるインサート部材とを備え、上記樹脂部材が上記樹脂部材の表面と樹脂部材側のインサート部材との接合面との間隔が、ウェルドラインから離れるにつれて大きくなる肉厚傾斜部と、肉厚傾斜部の肉厚な両端と連なり肉厚傾斜部と共にインサート部材を囲う整流部とを有する耐ヒートショック性評価用インサート成形体を用いる。【選択図】図１
2013103470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェルドラインが形成された樹脂部材と、
前記樹脂部材によって、表面の少なくとも一部が覆われるインサート部材と、を備え、
前記樹脂部材は、前記樹脂部材の表面と樹脂部材側のインサート部材との接合面との間隔が、前記ウェルドラインから離れるにつれて大きくなる肉厚傾斜部と、前記肉厚傾斜部の肉厚な両端と連なり前記肉厚傾斜部と共に前記インサート部材を囲う整流部とを有し、
前記肉厚傾斜部は、前記ウェルドラインを中心として略対称形状であり、
前記整流部は、成形時に、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物が、前記肉厚傾斜部と前記整流部との一方の境界になる部分と他方の境界になる部分とに略同時に到達するように整流する形状であり、
前記インサート部材は、インサート部材側の樹脂部材との接合面に、先端が円弧形状の稜線部を有し、
前記稜線部の位置は、前記樹脂部材側の接合面におけるウェルドラインの位置と略一致する耐ヒートショック性評価用インサート成形体。
【請求項２】
前記インサート部材の硬度がＨＲＣ２０以上である請求項１に記載の耐ヒートショック性評価用インサート成形体。
【請求項３】
前記インサート部材は、前記樹脂部材を貫通する請求項１又は２に記載の耐ヒートショック性評価用インサート成形体。
【請求項４】
請求項１から３に記載の耐ヒートショック性評価用インサート成形体の製造方法であって、
金型にインサート部材を配置する準備工程と、前記準備工程後に前記金型内に熱可塑性樹脂組成物を注入してインサート部材と樹脂部材とが一体化したインサート成形体を製造する製造工程と、を備え、
前記金型のゲートの位置と前記ウェルドラインの一端までの距離と、前記ゲートの位置と前記ウェルドラインの他端の位置までの距離が略一致する耐ヒートショック性評価用インサート成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐ヒートショック性評価用インサート成形体、及び耐ヒートショック性評価用インサート成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インサート成形法は、樹脂の特性と金属、無機固体等（以下、金属、無機固体等をインサート部材という場合がある。）の素材の特性を生かし、インサート部材を樹脂に埋め込む成形法であり、得られるインサート成形体は樹脂部材とインサート部材とを備える。インサート成形法により得られたインサート成形体は、自動車部品や電気・電子部品、ＯＡ機器部品等として使用されている。このようにインサート成形体は、広い分野で使用される有用な材料である。
【０００３】
しかしながら、インサート成形体は、成形直後の樹脂部材の割れ、使用中の温度変化による樹脂部材の割れが問題になる場合がある。この問題は、熱可塑性樹脂の温度変化による膨張率や収縮率と、インサート部材の温度変化による膨張率や収縮率とが異なることや、熱可塑性樹脂の応力緩和、クリープ、疲労等に起因すると考えられている。
【０００４】
インサート成形体において、温度変化のある環境下における樹脂部材の割れにくい性質（優れた耐ヒートショック性）を有する材料の開発が行われている。耐ヒートショック性に優れた材料の開発には、耐ヒートショック性を評価するための耐ヒートショック性評価用インサート成形体が必要になる。
【０００５】
例えば、特許文献１には、耐ヒートショック性評価用インサート成形体が示されている。特許文献１に記載の耐ヒートショック性評価用インサート成形体を用いて、樹脂部材の耐ヒートショック性を評価することは可能である。しかし、耐ヒートショック性に優れた材料を評価する場合、ウェルドラインを有する特許文献１に記載の評価用インサート成形体であっても、樹脂部材に割れが生じるまでに長い時間がかかる等の問題がある。また、ウェルドラインの形成のされ方等が若干異なる程度であっても測定誤差が大きくなる場合がある等の測定精度の問題も存在する。
【０００６】
また、特許文献２には、異なる形状の耐ヒートショック性評価用インサート成形体が示されている。この耐ヒートショック性評価用インサート成形体では、ウェルドラインと薄肉部とが一致しているため、ウェルドラインに応力が集中しやすい。その結果、耐ヒートショック性に優れた樹脂組成物から構成される樹脂部材を評価する場合であっても、評価にかかる期間を短縮することができる。また、特許文献２に記載の耐ヒートショック性評価用インサート成形体は、意図的にウェルドラインに応力が集中しやすいような形状にしているため、測定精度も比較的高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２９０１７６号公報
【特許文献２】特開２００６−１７６６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の通り、インサート成形体における樹脂部材の耐ヒートショック性を評価することは可能であるが、測定精度がより高く、より短時間で評価を終了できる耐ヒートショック性評価用インサート成形体が開発されれば、有用である。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、測定精度がより高く、より短時間で評価を終了させることができる耐ヒートショック性評価用インサート成形体、及び当該耐ヒートショック性評価用インサート成形体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、ウェルドラインが形成された樹脂部材と、上記樹脂部材によって、表面の少なくとも一部が覆われるインサート部材とを備え、樹脂部材は上記樹脂部材の表面と樹脂部材側のインサート部材との接合面との間隔が、ウェルドラインから離れるにつれて大きくなる肉厚傾斜部と、肉厚傾斜部の肉厚な両端と連なり肉厚傾斜部と共にインサート部材を囲う整流部とを有し、肉厚傾斜部はウェルドラインを中心として略対称形状であり、整流部は成形時に溶融状態の熱可塑性樹脂組成物が肉厚傾斜部と整流部との一方の境界と他方の境界とに略同時に到達するように整流する形状であり、インサート部材はインサート部材側の樹脂部材との接合面に先端が円弧形状の稜線部を有し、稜線部の位置は樹脂部材側の接合面におけるウェルドラインの位置と略一致する耐ヒートショック性評価用インサート成形体であれば上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には本発明は以下のものを提供する。
【００１１】
（１）  ウェルドラインが形成された樹脂部材と、前記樹脂部材によって、表面の少なくとも一部が覆われるインサート部材と、を備え、前記樹脂部材は、前記樹脂部材の表面と樹脂部材側のインサート部材との接合面との間隔が、前記ウェルドラインから離れるにつれて大きくなる肉厚傾斜部と、前記肉厚傾斜部の肉厚な両端と連なり前記肉厚傾斜部と共に前記インサート部材を囲う整流部とを有し、前記肉厚傾斜部は、前記ウェルドラインを中心として略対称形状であり、前記整流部は、成形時に、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物が、前記肉厚傾斜部と前記整流部との一方の境界と他方の境界とに略同時に到達するように整流する形状であり、前記インサート部材は、インサート部材側の樹脂部材との接合面に、先端が円弧形状の稜線部を有し、前記稜線部の位置は、前記樹脂部材側の接合面におけるウェルドラインの位置と略一致する耐ヒートショック性評価用インサート成形体。
【００１２】
（２）  前記インサート部材の硬度がＨＲＣ２０以上である（１）に記載の耐ヒートショック性評価用インサート成形体。
【００１３】
（３）  前記インサート部材は、前記樹脂部材を貫通する（１）又は（２）に記載の耐ヒートショック性評価用インサート成形体。
【００１４】
（４）  （１）から（３）に記載の耐ヒートショック性評価用インサート成形体の製造方法であって、金型にインサート部材を配置する準備工程と、前記準備工程後に前記金型内に熱可塑性樹脂組成物を注入してインサート部材と樹脂部材とが一体化したインサート成形体を製造する製造工程と、を備え、前記金型のゲートの位置と前記ウェルドラインの一端までの距離と、前記ゲートの位置と前記ウェルドラインの他端の位置までの距離が略一致する耐ヒートショック性評価用インサート成形体の製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の耐ヒートショック性評価用インサート成形体によれば、耐ヒートショック性の測定精度がより高く、より短時間で評価を終了できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の耐ヒートショック性評価用インサート成形体の一実施形態を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図２】図２は、樹脂部材の一例を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図３】図３は、ゲートから流れ込んだ溶融状態の熱可塑性樹脂組成物が樹脂部材を形成する様子を、樹脂部材の平面図を用いて模式的に示す図である。
【図４】図４はインサート部材を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図であり、図（ｂ）は稜線部分が拡大されたインサート部材の平面図である。
【図５】図５は、本実施形態の評価用インサート成形体を製造するために使用する金型の模式図であり、（ａ）は側面図であり、図５（ｂ）は、インサート部材が配置された状態の金型移動側を模式的に表す平面図である。
【図６】図６は、キャビティ内を流れる熱可塑性樹脂組成物を模式的に示す図であり、（ａ）はゲートから熱可塑性樹脂組成物が射出された直後を示し、（ｂ）は熱可塑性樹脂組成物の流れが二つに分かれた後を示し、（ｃ）は二つの流れに分かれた熱可塑性樹脂組成物がキャビティ内を充満する様子を示す図であり、（ｄ）は二つの流れが衝突しウェルドラインが形成される様子を示す図である。
【図７】図７は、実施例に使用したインサート部材を模式的に示す図である。
【図８】図８は、比較例で使用したインサート部材を模式的に示す図である。
【図９】図９は、実施例で製造した評価用インサート成形体を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図１０】図１０は、比較例で製造した評価用インサート成形体を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００１８】
＜耐ヒートショック性評価用インサート成形体＞
図１は、本発明の耐ヒートショック性評価用インサート成形体（本明細書において、「評価用インサート成形体」という場合がある）の一実施形態を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の評価用インサート成形体１は、樹脂部材１０とインサート部材１１とを備える。本実施形態では、円柱状のインサート部材１１の側面の一部が、樹脂部材１０に囲われる。また、本実施形態では、インサート部材１１が樹脂部材１０を貫通している。
【００２０】
図２は、樹脂部材１０を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【００２１】
先ず、樹脂部材１０を構成する材料について簡単に説明する。樹脂部材１０は熱可塑性樹脂組成物から構成される。熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の種類は特に限定されず、従来公知の樹脂を使用することができる。また、熱可塑性樹脂組成物は２種以上の熱可塑性樹脂を含んでもよい。また、熱可塑性樹脂組成物は、酸化防止剤、安定剤、離型剤、顔料、核剤等の従来公知の添加剤を含んでもよいし、実質的に熱可塑性樹脂から構成されるものであってもよい。
【００２２】
ところで、本発明は、耐ヒートショック性に優れた熱可塑性樹脂組成物から構成される樹脂部材であっても、高い精度で且つ短時間で評価できる点が特徴の一つである。耐ヒートショック性に優れた熱可塑性樹脂組成物としては、ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物等が挙げられる。特にエラストマー樹脂を含むポリアリーレンサルファイド樹脂組成物、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、耐ヒートショック性に優れる傾向にある。
【００２３】
ポリアリーレンサルファイド樹脂は、繰り返し単位として−（Ａｒ−Ｓ）−（ただしＡｒはアリーレン基）で主として構成されたものである。アリーレン基としては、例えばｐ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ｏ−フェニレン基、置換フェニレン基、ｐ，ｐ’−ジフェニレンスルフォン基、ｐ，ｐ’−ビフェニレン基、ｐ，ｐ’−ジフェニレンエーテル基、ｐ，ｐ’−ジフェニレンカルボニル基、ナフタレン基等が使用できる。この場合、上記アリーレン基から構成されるアリーレンサルファイド基の中で、同一の繰り返し単位を用いたポリマー、即ちホモポリマーの他に、組成物の加工性という点から、異種繰り返し単位を含んだコポリマーが好ましい場合もある。ホモポリマーとしては、アリーレン基としてｐ−フェニレン基を用いたｐ−フェニレンサルファイド基を繰り返し単位とするものが特に好ましく用いられる。又、コポリマーとしては、上記のアリーレン基からなるアリーレンサルファイド基の中で、相異なる２種以上の組合せが使用できるが、中でもｐ−フェニレンサルファイド基とｍ−フェニレンサルファイド基を含む組合せが特に好ましく用いられる。この中で、ｐ−フェニレンサルファイド基を７０モル％以上、好ましくは８０モル％以上含むものが、耐熱性、成形性、機械的特性等の物性上の点から適当である。又、これらのポリアリーレンサルファイド樹脂の中で、２官能性ハロゲン芳香族化合物を主体とするモノマーから縮重合によって得られる実質的に直鎖状構造の高分子量ポリマーが特に好ましく使用できるが、直鎖状構造のポリアリーレンサルファイド樹脂以外にも、縮重合させるときに３個以上のポリハロゲン芳香族化合物等のモノマーを少量用いて、部分的に分岐構造又は架橋構造を形成させたポリマーも使用できるし、比較的低分子量の直鎖状ポリマーを酸素又は酸化剤の存在下、高温で加熱して、酸化架橋又は熱架橋により溶融粘度を上昇させ、成形加工性を改良したポリマーも使用可能である。
【００２４】
ポリブチレンテレフタレート樹脂は、少なくともテレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体（Ｃ１−６のアルキルエステルや酸ハロゲン化物等）を含むジカルボン酸成分と、少なくとも炭素原子数４のアルキレングリコール（１，４−ブタンジオール）又はそのエステル形成性誘導体（アセチル化物等）を含むグリコール成分とを重縮合して得られるポリブチレンテレフタレート樹脂である。ポリブチレンテレフタレート樹脂はホモポリブチレンテレフタレート樹脂に限らず、ブチレンテレフタレート単位を６０モル％以上（特に７５モル％以上９５モル％以下）含有する共重合体であってもよい。
【００２５】
エラストマー樹脂としては、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、フッ素系エラストマー、シリコーン系エラストマー、ブタジエン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、中心に架橋構造を持つ各種粒子系エラストマー等が挙げられ、１種又は２種以上を用いることができる。
【００２６】
図２に示す通り、樹脂部材１０は、筒状であり、肉厚傾斜部１０１と整流部１０２とウェルドライン１０３とを有する。
【００２７】
肉厚傾斜部１０１は、図２に示すように、ウェルドライン１０３を略中心とし二点鎖線で囲まれる部分である。また、肉厚傾斜部１０１の形状はウェルドライン１０３を挟んで左右が略対称である。
【００２８】
肉厚傾斜部１０１においては、樹脂部材１０の表面である側面Ｆ１と樹脂部材側のインサート部材との接合面であるＦ２との間隔が、ウェルドライン１０３から離れるにつれて大きくなる。例えば、図２（ｂ）に示すように、間隔ｄ２の位置は、間隔ｄ１の位置よりもウェルドライン１０３から離れているため、上記間隔ｄ２は上記間隔ｄ１より広い。
【００２９】
本実施形態においては、肉厚傾斜部１０１における、ウェルドライン１０３が延びる方向の断面の形状は、ウェルドライン１０３上のいずれの位置の断面であってもほぼ同じ形状になる。即ち、ウェルドライン１０３からの最短距離が同じであれば、樹脂部材１０の表面である側面Ｆ１と樹脂部材側のインサート部材との接合面であるＦ２との間隔は、ほぼ同じになる。
【００３０】
整流部１０２は、図２に示す二点鎖線部分で肉厚傾斜部１０１と連なり、肉厚傾斜部１０１と共に樹脂部材１０１の外形である筒状を形成する。
【００３１】
整流部１０２は、成形時に、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物が、肉厚傾斜部１０１と整流部１０２との一方の境界と他方の境界とに略同時に到達するように整流する形状である。この整流部１０２の形状について、図３を用いて説明する。
【００３２】
図３に、ゲートから流れ込んだ溶融状態の熱可塑性樹脂組成物が樹脂部材１０を形成する様子を、樹脂部材１０の平面図を用いて模式的に示す。
【００３３】
図３は本実施形態の場合であり、図中の矢印は、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物の流れを表す。図３に示すように、ゲートから流れて来る熱可塑性樹脂組成物は、インサート部材１１の存在により、二つの流れに分かれる。その後、二つの流れがそれぞれ、肉厚傾斜部１０１と整流部１０２との境界となる部分に向かう。本実施形態では、ゲートからそれぞれの境界まで、樹脂部材１０の表面である側面Ｆ１と樹脂部材側のインサート部材との接合面であるＦ２との間隔が徐々に狭まる。そして、整流部１０２の形状はゲートを挟んで左右対称になっている。この場合、上記の二つの流れは、同じような速度でそれぞれ上記境界となる部分に向かうため、図３に示すようにゲートの位置から一方の上記境界となる部分までの距離と、他方の上記境界となる部分までの距離とが等しければ、成形時に、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物が、肉厚傾斜部１０１と整流部１０２との一方の境界と他方の境界とに略同時に到達する。ここで、略同時は同時を含む。なお、略同時で無い場合に、どの程度の時間差が許容されるかは、熱可塑性樹脂組成物の物性等によって異なる。本発明では、整流部１０２の形状と肉厚傾斜部１０１の形状とで、ウェルドライン１０３の位置とインサート部材１１が有する稜線の位置とを略一致させることが特徴の一つであるため、ウェルドライン１０３の位置と稜線の位置とを略一致させることができる範囲であれば、上記時間差は許容される。
【００３４】
また、それぞれの境界となる部分は面であり、この面内で熱可塑性樹脂組成物が早く到達する部分と遅く到達する部分との差がほぼ無くなるように、インサート部材１１が延びる方向において、整流部１０２は厚みムラが無いので、インサート部材が延びる方向の断面は切断する位置によらず図３と同じ形状になる。
【００３５】
成形時に溶融状態の熱可塑性樹脂組成物が肉厚傾斜部１０１と整流部１０２との一方の境界と他方の境界とに略同時に到達するのであれば、整流部１０２の形状は特に限定されないが、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物の流れが安定するように、ゲートから上記各境界となる部分に到達するまでの間に、樹脂部材１０の表面である側面Ｆ１と樹脂部材側のインサート部材との接合面であるＦ２との間隔が徐々に狭まることが好ましい。そして、上記間隔が徐々に狭まる形状の場合には、図３に示すようにゲートの位置から一方の上記境界までの距離と、他方の上記境界までの距離とが略一致することが好ましい。また、整流部１０２の形状が、成形時に溶融状態の熱可塑性樹脂組成物が肉厚傾斜部１０１と整流部１０２との一方の境界と他方の境界とに略同時に到達するように整流する形状であることを確認する方法は、ウェルドライン１０３と後述する稜線とが略一致していることで間接的に確認することが可能である。
【００３６】
なお、通常、樹脂部材１０における肉厚傾斜部１０１と整流部１０２との境界は、境界面等で明確に区別されているわけではない。特に本実施形態のように、ウェルドライン１０３からゲートの部分まで、樹脂部材１０の表面である側面Ｆ１と樹脂部材側のインサート部材との接合面であるＦ２との間隔が徐々に狭まる場合には、樹脂部材１０全体を肉厚傾斜部と捉えることもできるが、この場合であっても、便宜上任意の位置で肉厚傾斜部１０１と整流部１０２とに分けて捉えることとする。
【００３７】
ウェルドライン１０３は、図２（ａ）に一点鎖線で示すように、肉厚傾斜部１０１の中央に存在する。本実施形態において、ウェルドライン１０３は、樹脂部材１０の形成時に、インサート部材１１に沿う右回りの熱可塑性樹脂組成物の流れと、左回りの熱可塑性樹脂組成物の流れとが衝突することで形成される。したがって、本実施形態において、ウェルドライン１０３は、樹脂部材１０の形成時における、熱可塑性樹脂組成物の流れる方向に対して、略垂直方向に延びる。
【００３８】
図２（ｂ）に示すように、ウェルドライン１０３の形成される位置における、樹脂部材１０の表面である側面Ｆ１と樹脂部材側のインサート部材との接合面であるＦ２との間隔（以下、ウェルドライン１０３の幅という場合がある）はｄｗで表される。幅ｄｗは、樹脂部材を構成する材料の種類等を考慮して、適宜決定される。例えば、ｄｗが薄過ぎると、成形直後にウェルドラインが破断する可能性がある。一方、ｄｗが厚すぎると、樹脂部材が割れにくくなるだけでなく、耐ヒートショック性の評価の際に割れるサイクル数がばらつく結果、評価精度が劣り、材料間のヒートショック性能を正しく把握できない不具合を生じる可能性がある。
【００３９】
続いて、インサート部材１１について説明する。本実施形態のインサート部材１１を説明する前に、インサート部材を構成する材料について説明する。
【００４０】
インサート部材１１は、従来からインサート成形体に用いられる一般的なものを使用することができる。つまり、インサート部材１１を構成する材料は、金属、無機材料、有機材料のいずれであってもよい。具体的には、鋼、鋳鉄、ステンレス、アルミ、銅、金、銀、真鍮等の金属、熱伝導性のセラミックや炭素材等が挙げられる。また、表面に金属の薄膜が形成された金属等もインサート部材１１として使用可能である。金属の薄膜としては、例えばメッキ処理（湿式メッキ処理、乾式メッキ処理等）により形成される薄膜を例示することができる。なお、インサート部材１１とは金属、無機材料等の単体のみならず複数の金属や樹脂等を有する複合体のことをいう場合もある。
【００４１】
インサート部材１１を構成する材料の決定は、例えば、用途、樹脂部材を構成する樹脂材料の熱膨張率等の物性を考慮して、適宜好ましい材料を決定する。
【００４２】
本発明においては、インサート部材１１の硬度がＨＲＣ２０以上であることが好ましい。より好ましくはＨＲＣ３０以上である。インサート部材の硬度が低すぎると、試験回数を経ることで稜線部の先端の曲率半径が大きくなり、評価結果がばらつくのでヒートショック性能を正しく把握できない事態に陥る可能性がある。それだけでなく、インサート部材を再利用する際の樹脂を剥ぎ取る作業や実際の成形取り扱い作業時にインサート部材を傷つけてしまい、評価結果がばらつく事態に陥る可能性がある。このように、インサート部材そのものが弱いとリサイクルシステムの効果を最大化することができない。
【００４３】
図４（ａ）は、本実施形態の評価用インサート成形体１における、インサート部材１１を模式的に示す斜視図であり、図４（ｂ）は稜線部分が拡大されたインサート部材１１の平面図である。図４に示す通り、インサート部材１１は、円柱状であり、側面に直線状の稜線部１１０が形成されている。本発明において、稜線部１１０は、ウェルドライン１０３と接する。
【００４４】
図４（ｂ）に示すように、側面の稜線部１１０の先端は円弧状になっており、この曲率半径ｒは樹脂部材１０を構成する熱可塑性樹脂組成物の種類等を考慮して決定される。基本的に、稜線部１１０の先端の曲率半径ｒが小さい（尖っている）と耐ヒートショック性評価の際の故障（樹脂部材の割れ等）までの平均サイクル数は少なくなり、曲率半径ｒが大きいと（丸くなっている）と耐ヒートショック性評価の際の故障までの平均サイクル数は大きくなる。曲率半径ｒが小さすぎると、成形直後にウェルド部が破断してしまい試験として成立しない場合がある。一方、曲率半径ｒが大きすぎると、樹脂部材が割れにくくなるので、ヒートショック試験完了までの期間が長くなる傾向にある。ヒートショック試験が長引くことは、ヒートショック槽を長く運転することで経済性が悪いだけでなく、開発スピードを低下させるという開発活動に悪影響を及ぼすため好ましくない。
【００４５】
＜耐ヒートショック性評価用インサート成形体の製造方法＞
本発明の評価用インサート成形体は、射出成形法で製造される。本発明においては、インサート部材の稜線の位置とウェルドラインの位置とを略一致させる必要がある。詳細は後述するが、本発明では、肉厚傾斜部、整流部の形状によって、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物のキャビティ内での流れ方が制御されるため、ゲートの位置を調整することで、稜線の位置とウェルドラインの位置とを一致させることができる。
【００４６】
以下、図１に示す評価用インサート成形体１を製造する場合を例に、耐ヒートショック性評価用インサート成形体の製造方法について説明する。図５は、本実施形態の評価用インサート成形体を製造するために使用する金型の模式図であり、図５（ａ）は側面図であり、図５（ｂ）は、インサート部材が配置された状態の金型移動側を模式的に表す平面図である。
【００４７】
図５の金型２は第一金型２０と第二金型２１とから構成される。第一金型２０が金型移動側、第二金型２１が金型固定側である。図５に示すように、第一金型２０と第二金型２１とを合わせた状態で、金型２内にはキャビティが形成される。また、第一金型２０と第二金型２１とを合わせた状態で、金型２内にインサート部材１１（図５中に二点鎖線で示す）を配置できるように、キャビティはインサート部材１１を配置するための空間も有する。また、第一金型２０側にゲートＧが形成されている。インサート部材の稜線部１１０の位置とウェルドライン１０３の位置とを略一致させるため、ゲートＧは樹脂部材１０の高さの略中央となる位置に設けることが好ましい。
【００４８】
図５に示すように、第一金型２０はキャビティの一部を構成する第一凹部２０１を備える。また、図５に示すように第二金型２１はキャビティの一部を構成する第二凹部２１１を備える。
【００４９】
図５（ａ）に示すように、本実施形態で使用する金型２では、ゲートＧからウェルドライン１０３の一端になる部分までの距離と、ゲートＧからウェルドライン１０３の他端になる部分までの距離とは略一致する。
【００５０】
図５（ｂ）に示すように、金型２のキャビティは、ゲートＧが延びる方向から見たときに、稜線部１１０を通る直線に対して対称であるため、ゲートＧの位置から一方の上記境界（肉厚傾斜部１０１と整流部１０２との境界）となる部分までの距離と、他方の上記境界となる部分までの距離とが略一致する。
【００５１】
続いて、評価用インサート成形体１の具体的な製造方法について説明する。金型２にインサート部材１１を配置する準備工程と、準備工程後に金型２内に熱可塑性樹脂組成物を注入してインサート部材１１と樹脂部材１０とが一体化した評価用インサート成形体１を製造する製造工程と、を備える。
【００５２】
準備工程では、図５に示すように、インサート部材１１を金型２内に配置する。次いで行う製造工程では、ゲートＧから溶融状態の熱可塑性樹脂組成物を金型２内に射出する。図６を用いて、熱可塑性樹脂組成物３が金型２のキャビティ内を流れる様子を説明する。図６はキャビティ内を流れる熱可塑性樹脂組成物を模式的に示す図であり、（ａ）はゲートから熱可塑性樹脂組成物が射出された直後を示し、（ｂ）は熱可塑性樹脂組成物の流れが二つに分かれた後を示し、（ｃ）は二つの流れに分かれた熱可塑性樹脂組成物がキャビティ内を充満する様子を示す図であり、（ｄ）二つの流れが衝突しウェルドライン１０３が形成される様子を示す図である。
【００５３】
金型２内に射出された熱可塑性樹脂組成物３は、図６（ａ）に示すように広がりながらインサート部材１１に向かう。インサート部材１１に到達すると熱可塑性樹脂組成物３は、図６（ｂ）に示すように、インサート部材１１を左回りに流れる流れと右回りに流れる流れに分かれる。二つの流れに分かれた熱可塑性樹脂組成物３は、図６（ｃ）に示すように、金型２内を徐々に充満していく。そして、二つの流れ熱可塑性樹脂組成物３の流れは、図６（ｄ）に示すように、稜線部１１０の位置で衝突する。この衝突によりウェルドライン１０３が形成される。このようにして、金型２内に熱可塑性樹脂組成物３が満たされ、金型２内で熱可塑性樹脂組成物３が固化することで、樹脂部材１０とインサート部材１１とが一体化した評価用インサート成形体１が得られる。
【００５４】
＜耐ヒートショック性評価用インサート成形体の効果＞
本実施形態の評価用インサート成形体１は、上述の通り、肉厚傾斜部１０１と整流部１０２とを備える。肉厚傾斜部１０１と整流部１０２とを備えることで、本実施形態の評価用インサート成形体１は、樹脂部材１０が形成されるときに形成されるウェルドライン１０３の位置を制御することが可能となる。先ず、この効果について説明する。
【００５５】
この肉厚傾斜部１０１には、ウェルドライン１０３が存在している。肉厚傾斜部１０１にウェルドライン１０３が存在していることは、キャビティにおける、上記肉厚傾斜部１０１の両端になる部分からそれぞれ流れて来た熱可塑性樹脂組成物が衝突することを意味する。また、キャビティにおける肉厚な両端になる部分からウェルドライン１０３になる部分に向けて樹脂組成物が流れる幅が狭くなるため、肉厚な両端になる部分から流れるそれぞれの樹脂組成物の流れは、ほぼ同じ速度で流れることになる。そして、肉厚傾斜部１０１がウェルドライン１０３を中心線として略対称形状であり、さらに、整流部１０２の形状による効果で肉厚な両端になる部分に熱可塑性樹脂組成物が略同時に到達するため、肉厚傾斜部１０１になる部分の中央で二つの流れが衝突しウェルドライン１０３を形成することになる。このように、肉厚傾斜部１０１と整流部１０２との存在により、ウェルドライン１０３の形成の位置が制御される。
【００５６】
本実施形態では、上記のウェルドライン１０３の位置をインサート部材１１の稜線部１１０の位置と合わせる。上記の通り、本実施形態では、ウェルドライン１０３が形成される位置を、従来よりも正確に制御することができるため、複数の評価用インサート成形体を製造しても、ウェルドライン１０３の位置と最も薄肉になる稜線部１１０の位置とがずれることがほとんどない。その結果、使用するサンプルによって、耐ヒートショック性の評価がばらつくことを抑えることができる。また、割れやすい部分である稜線部１１０の位置と割れやすい部分であるウェルドライン１０３の位置とが高い精度で一致するため、耐ヒートショック性に優れた材料であっても少ない時間で評価することができる。
【００５７】
また、本実施形態では、ウェルドライン１０３から離れるにつれて徐々に肉厚が大きくなる形状のため、耐ヒートショック性の評価の際に、効率良く応力を薄肉部分（本実施形態ではウェルドライン１０３が存在する位置である）に集中させることができる。その結果、耐ヒートショック性の評価時に樹脂部材１０が割れることが促進されるため、耐ヒートショック性の高い材料ついて、耐ヒートショック性の評価を行う場合であっても、さらに、評価時間を短縮することができる。
【００５８】
なお、上記ように、耐ヒートショック性の評価時に樹脂部材１０が割れることを促進する場合、材料の耐ヒートショック性の評価で使用する全ての評価用インサート成形体で、ウェルドライン１０３の位置と稜線部１１０の位置とが高い精度で一致していなければ、測定結果が大きくバラツキ正確な評価が困難となるが、本実施形態では、上述の通り、ウェルドライン１０３の形成の位置を、従来よりも正確に制御することができる。このため、上記のような測定結果がばらつくことにより、正確な評価が妨げられる問題はほとんど生じない。
【００５９】
また、本実施形態では、インサート部材１１は樹脂部材１０を貫通する。これにより、評価後の評価用インサート成形体１を樹脂部材１０とインサート部材１１とに分解しやすくなる。したがって、本実施形態の評価用インサート成形体１であれば、材料のリサイクルも容易である。
【００６０】
稜線部１１０の先端の上記曲率半径ｒ、上記ウェルドラインの幅ｄｗを調整することで、樹脂部材１０を構成する熱可塑性樹脂組成物の性質に適した評価用インサート成形体とすることができる。曲率半径ｒ及び幅ｄｗのいずれかのみを調整することで、評価用インサート成形体の状態を調整してもよいし、両者を調整することで、評価用インサート成形体の状態を調整してもよい。なお、好ましいｄｗは０．６〜１．７である。さらに好ましくは、０．６〜１．４である。
【００６１】
また、本実施形態の製造方法では、評価用インサート成形体１を製造するための金型２内における、金型２のゲートの位置とウェルドライン１０３の一端になる部分までの距離と、上記ゲートの位置とウェルドライン１０３の他端になる部分の位置までの距離が略一致する。即ち、本実施形態では、ゲートの位置は、ウェルドライン１０３の中心を通り、ウェルドライン１０３と直交する直線上に存在することになる。このような金型を使用することで、ウェルドライン１０３と稜線部１１０が一致したインサート成形体１が得られる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６３】
＜材料＞
熱可塑性樹脂組成物１：ポリフェニレンサルファイド樹脂組成物（ポリプラスチックス社製、「フォートロン（登録商標）６１５０Ｔ６」）
熱可塑性樹脂組成物２：ポリフェニレンサルファイド樹脂組成物（ポリプラスチックス社製、「フォートロン（登録商標）１１３０Ａ１」）
熱可塑性樹脂組成物３：ポリフェニレンサルファイド樹脂組成物（ポリプラスチックス社製、「フォートロン（登録商標）１１３０Ｔ６」）
【００６４】
インサート部材１及び２は、図７に示す形状で、ＨＰＭ１（日立金属社製）から構成され、ＨＲＣで表される硬度が４０であるものを用いた。なお、インサート部材１は、曲率半径ｒが０．２ｍｍであり、インサート部材２は、曲率半径ｒが０．５ｍｍである。インサート部材３は図８の形状で、ＳＵＳ（Ｓ３５Ｃ）であるものを用いた。図７、図８に示す寸法の単位はｍｍである。
【００６５】
＜インサート成形体の製造と評価＞
＜実施例１＞
インサート部材１、熱可塑性樹脂組成物１を用いて、図１に示す形状のインサート成形体を製造した。寸法は図９に示す通りである（ウェルドラインの幅ｄｗは１．０ｍｍ）。インサート成形体の製造に用いる金型の形状は図５に示す通りである。ゲートは、断面が縦２ｍｍ、横３ｍｍの長方形で、インサート成形体の底面から１５ｍｍの位置に設けた。
【００６６】
シリンダー温度３２０℃、金型温度１５０℃、射出時間１．２秒、冷却時間４０秒で、金型内に上記熱可塑性樹脂組成物を射出して、インサート成形体を１０個製造した。
【００６７】
上記のインサート成形体について、耐ヒートショック性の評価を以下の方法で行った。得られたインサート成形体を、冷熱衝撃試験機を用いて１８０℃にて２時間加熱後、−４０℃に降温して２時間冷却後、さらに１８０℃に昇温する過程を１サイクルとする耐ヒートショック試験を行い、２０サイクル毎に取り出して確認を行いながら、インサート成形体にクラックが入るまでのサイクル数を測定し、耐ヒートショック性を評価した。また、クラックが発生するサイクル数の平均（平均寿命サイクル）も算出した。また、インサート成形体についてワイブル分布関数のワイブル係数ｍを導出し、評価のバラツキを確認した。耐ヒートショックの評価結果、ｍ値を表１に示した。なお、表中の数字は、クラックの入ったインサート成形体の個数を表す。なお、ｍ値はバラツキが小さいほど値は大きくなる。
【００６８】
＜実施例２＞
インサート部材２を用いた以外は、実施例１と同様の方法で実施例２のインサート成形体を製造し、評価した。耐ヒートショックの評価結果、ｍ値を表１に示した。
【００６９】
＜比較例１＞
インサート部材３、熱可塑性樹脂組成物１を用いて、図１０（ａ）に示す形状のインサート成形体を製造した。寸法は図１０（ｂ）、（ｃ）に示す通りである。試験片成形用金型（縦２２ｍｍ、横２２ｍｍ、高さ３０ｍｍの角柱内部に図８に示したインサート部材３をインサートする金型）に、シリンダー温度３２０℃、金型温度１５０℃、射出時間０．８４秒、冷却時間４０秒で、樹脂部の最小肉厚が１ｍｍとなるようにインサート射出成形し、インサート成形体を１０個製造した。ゲートは、断面が縦２ｍｍ、横２ｍｍの正方形で、インサート成形体の底面から２２ｍｍの位置に設けた。実施例１と同様の方法で耐ヒートショック性を評価し、結果を表１に示した。
【００７０】
【表１】
2013103470.tif 000003
【００７１】
表１の結果から、本発明の耐ヒートショック性評価用インサート成形体を用いると、従来の耐ヒートショック性評価用インサート成形体を用いた場合に比べ、測定精度がより高いことがわかる。
【００７２】
なお、実施例２は、曲率半径が０．５ｍｍと長いため、実施例１に比べ評価に長い時間がかかる。このように、ｒを調整することで、樹脂部材を構成する熱可塑性樹脂組成物の性質に、より適した評価用インサート成形体とすることができ、より短時間で評価を終了することができる。
【００７３】
＜実施例３＞
熱可塑性樹脂組成物２を用いた以外は、実施例１と同様の方法で実施例３のインサート成形体を製造し、評価した。耐ヒートショックの評価結果、ｍ値を表２に示した。
【００７４】
＜実施例４＞
ウェルドラインの幅ｄｗの長さを１．５ｍｍにした以外は、実施例３と同様の方法で実施例４のインサート成形体を製造し、評価した。耐ヒートショックの評価結果、ｍ値を表２に示した。
【００７５】
＜実施例５＞
インサート部材２を用いた以外は、実施例３と同様の方法で実施例５のインサート成形体を製造し、評価した。耐ヒートショックの評価結果、ｍ値を表２に示した。
【００７６】
＜実施例６＞
熱可塑性樹脂組成物３を用いた以外は、実施例１と同様の方法で実施例６のインサート成形体を製造し、評価した。耐ヒートショックの評価結果、ｍ値を表２に示した。
【００７７】
＜実施例７＞
インサート部材２を用いた以外は、実施例６と同様の方法で実施例７のインサート成形体を製造し、評価した。耐ヒートショックの評価結果、ｍ値を表２に示した。
【００７８】
【表２】
2013103470.tif 000004
【００７９】
表２の結果から、ウェルドラインの幅は耐ヒートショック性に影響を与えることがわかる。
【００８０】
表１、２から明らかなように、本実施例によれば、曲率半径がいずれの値であっても、樹脂部材を構成する樹脂組成物の種類間の耐ヒートショック性の優劣を評価できることが確認された。
【００８１】
本実施例では、インサート成形体のインサート部材の稜線の先端の曲率半径が０．２ｍｍの場合に、耐ヒートショック評価用に、より適する。具体的には、曲率半径が０．５ｍｍの場合には評価に長い時間がかかる。このように、ｒを調整することで、樹脂部材を構成する熱可塑性樹脂組成物の性質に、より適した評価用インサート成形体とすることができ、より短時間で評価を終了することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１        耐ヒートショック性評価用インサート成形体
１０      樹脂部材
１０１    肉厚傾斜部
１０２    整流部
１０３    ウェルドライン
１１      インサート部材
１１０    稜線部
２        金型
２０      第一金型
２０１    第一凹部
２１      第二金型
２１１    第二凹部
３        熱可塑性樹脂組成物
Ｇ        ゲート
【図１】
2013103470.tif 000005
【図２】
2013103470.tif 000006
【図３】
2013103470.tif 000007
【図４】
2013103470.tif 000008
【図５】
2013103470.tif 000009
【図６】
2013103470.tif 000010
【図７】
2013103470.tif 000011
【図８】
2013103470.tif 000012
【図９】
2013103470.tif 000013
【図１０】
2013103470.tif 000014