(57)【要約】【課題】硬化物の硬度及び／又は融点が異なる二種類の熱可塑性樹脂材料からなる二色成形品を、有利に製造することが出来る方法を提供すること。【解決手段】所定の外形形状を与える成形キャビティと、この成形キャビティに通じる二つのゲートとを有する射出成形用金型を用いて、それら二つのゲートのうちの一方を通じて熱可塑性樹脂材料Ａの溶融物ａを、他の一方を通じて熱可塑性樹脂材料Ｂの溶融物ｂを、各々、成形キャビティ内に射出すると共に、かかる成形キャビティ内において、溶融物ａと溶融物ｂとを、それら溶融物の表面におけるスキン層が形成されていない部位同士を接触せしめるようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の外形形状を与える成形キャビティと、該成形キャビティに通じる二つのゲートとを有する射出成形用金型を用いて、該二つのゲートのうちの一方を通じて熱可塑性樹脂材料Ａの溶融物ａを、該二つのゲートのうちの他の一方を通じて熱可塑性樹脂材料Ｂの溶融物ｂを、各々、前記成形キャビティ内に射出すると共に、該成形キャビティ内において、前記溶融物ａと溶融物ｂとを、それら溶融物の表面におけるスキン層が形成されていない部位同士を接触せしめることを特徴とする二色成形品の製造方法。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂材料Ａがポリエステル系エラストマーであり、前記熱可塑性樹脂材料Ｂがポリブチレンテレフタレートである請求項１に記載の二色成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二色成形品の製造方法に係り、特に、硬化物の硬度及び／又は融点が異なる二種類の熱可塑性樹脂材料からなる二色成形品を、有利に製造することが出来る方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特性や色等が異なる複数の樹脂材料を用いて構成される複合樹脂製品が、例えば、自動車部品、電気製品の部品や、各種意匠製品等に使用されている。そのような複合樹脂製品を製造する方法としては、様々な方法が採用されているところ、その一つとして、射出成形を利用した二色成形（二色射出成形）により、目的とする複合樹脂製品（二色成形品）を製造する方法が知られている。
【０００３】
ここで、従来より広く知られている二色成形品の製造方法は、例えば、以下の工程に従って実施される。即ち、先ず、互いに型合わせされた第一の型と第二の型との間に一次成形キャビティを形成すると共に、この一次成形キャビティに連通する第一のゲートを形成した後、かかる第一のゲートを通じて、一次成形キャビティ内に第一の樹脂材料を射出し、充填することにより、一次成形体を形成する。次いで、この一次成形体を、例えば第一の型内に収容、保持された状態で、第一の型と第二の型とを型開きした後、第二の型とは別の第三の型を第一の型に型合わせすることにより、それら第一の型と第三の型との間に、一次成形体が内部に収容された二次成形キャビティを形成すると共に、この二次成形キャビティに連通する第二のゲートを形成する。そして、その後、二次成形キャビティ内に、第一の樹脂材料とは特性等が異なる第二の樹脂材料を射出、充填して、二次成形体を形成すると同時に、それを二次成形キャビティ内に収容された一次成形体に対して一体的に接合し、以て、目的とする二色成形品が得られるのである（例えば、特許文献１を参照）。このような手法によれば、一次成形体と二次成形体とが一体的に接合されてなる二色成形品が、極めて容易に、且つ効率的に、製造することが可能である。
【０００４】
しかしながら、上述の如き製造方法においては、例えば、ナイロン系材料とポリエステル系材料とを用いて二色成形品を製造すると、ナイロン系材料（又はポリエステル系材料）からなる一次成形体とポリエステル系材料（又はナイロン系材料）からなる二次成形体との間の接合が不十分となり、その結果、得られる二色成形品において充分な機械的特性（特に強度）が発揮され得ないという問題がある。
【０００５】
一方、異なる樹脂材料からなる二種の合成樹脂製品（部品）を接合する手法として、従来より、熱板溶着法が広く知られている。この熱板溶着法とは、例えば特許文献２に開示されているように、互いに結合される二つの合成樹脂製品（部品）の接合面を熱板によって加熱し、各製品の接合面付近を溶融させ、かかる溶融状態とされた接合面同士を接触させ、圧着せしめることにより、二つの合成樹脂製品（部品）より一つの複合樹脂製品を製造する方法である。
【０００６】
しかしながら、そのような熱板溶着法にあっては、二つの合成樹脂製品（部品）を各々、成形した後に、それら製品（部品）の製造装置とは別の装置を用いて各製品（部品）を加熱し、圧着せしめる必要があるため、複合樹脂製品の製造工程が多く、必然的にコストの上昇を招くという問題がある。また、各製品（部品）の接合面を加熱し過ぎると、接合部が熱により劣化し、これにより、最終的に得られる複合樹脂製品の強度が低下する恐れもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１５０４９１号公報
【特許文献２】特開２０００−１９８１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、硬化物の硬度及び／又は融点が異なる二種類の熱可塑性樹脂材料からなる二色成形品を、有利に製造することが出来る方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、本発明は、かかる課題を解決すべく、所定の外形形状を与える成形キャビティと、該成形キャビティに通じる二つのゲートとを有する射出成形用金型を用いて、該二つのゲートのうちの一方を通じて熱可塑性樹脂材料Ａの溶融物ａを、該二つのゲートのうちの他の一方を通じて熱可塑性樹脂材料Ｂの溶融物ｂを、各々、前記成形キャビティ内に射出すると共に、該成形キャビティ内において、前記溶融物ａと溶融物ｂとを、それら溶融物の表面におけるスキン層が形成されていない部位同士を接触せしめることを特徴とする二色成形品の製造方法を、その要旨とするものである。
【００１０】
なお、そのような本発明に従う二色成形品の製造方法においては、好ましくは、前記熱可塑性樹脂材料Ａがポリエステル系エラストマーであり、前記熱可塑性樹脂材料Ｂがポリブチレンテレフタレートである。
【発明の効果】
【００１１】
このように、本発明に従う二色成形品の製造方法にあっては、熱可塑性樹脂材料Ａの溶融物ａと、熱可塑性樹脂材料Ｂの溶融物ｂとを、それぞれ別個のゲートを通じて成形キャビティ内に射出し、成形キャビティ内において、溶融物ａと溶融物ｂとを、それら溶融物の表面におけるスキン層が形成されていない部位同士を接触せしめるものであるところから、最終的に得られる二色成形品においては、熱可塑性樹脂材料Ａからなる部位と熱可塑性樹脂材料Ｂからなる部位との間の界面が有利に形成され、以て、接合が強固なものとなるのである。このようにして得られる二色成形品は、従来より公知の（熱板）溶着法に従って製造される二色成形品（複合樹脂成形品）との比較において、同程度の強度を発揮し得るものである。
【００１２】
また、本発明の二色成形品の製造方法においては、従来の（熱板）溶着法では必要とされる、各合成樹脂製品（部品）の製造装置とは別個の溶着装置が、不要となることから、二色成形品の製造コストを有利に低減せしめることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に従って製造された二色成形品の一例を示す平面図である。
【図２】図１に示す二色成形品におけるα部の拡大横断面図である。
【図３】本発明に従って製造された一の二色成形品について、引張試験の結果を示すグラフである。
【図４】熱板溶着法に従って製造された二色成形品について、引張試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を適宜、用いて、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
本発明に従って二色成形品を製造するに際しては、先ず、二種類の熱可塑性樹脂材料が準備される。本発明においては、従来より公知の熱可塑性樹脂材料であって、射出成形に供することが可能なものであれば、如何なるものであっても使用することが出来る。本発明において使用可能な熱可塑性樹脂材料としては、ポリ塩化ビニル等のビニル系樹脂、ポリスチレンやスチレン−アクリロニトリル共重合体等のポリスチレン系樹脂、ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ナイロン６やナイロン１２、ナイロン６，６等のポリアミド系樹脂の他、それら各種樹脂にガラス繊維等の補強材料を添加したものや、各種の合成樹脂エラストマー等を、例示することが出来る。このような熱可塑性樹脂材料の中から、目的とする二色成形品の用途等に応じたものが二種、適宜に選択されて（組み合わされて）、使用されることとなるが、本発明においては、特に、ポリエステル系エラストマーとポリブチレンテレフタレートとの組合せが有利に採用される。
【００１６】
また、上述の如き熱可塑性樹脂材料と共に、射出成形機が準備されることとなるが、本発明においては、所望とする二色成形品の外形形状を与える成形キャビティを有する射出成形用金型（以下、単に金型ともいう）であって、成形キャビティに通じる二つのゲートを有するものを備えた射出成形機が使用される。なお、成形キャビティに対する二つのゲートの位置は、成形キャビティの形状（最終的に得られる二色成形品の外形形状）に応じて適宜に決定されることとなるが、例えば、図１に示す如きダンベル形状等の長手棒状の二色成形品を製造するに際しては、長手方向の両端面側の各々に（図１においては左右方向の両端面側の各々に）、ゲートが配置されるように構成される。また、本発明においては、二種の熱可塑性樹脂材料が、各々、異なるゲートを通じて成形キャビティ内に射出される必要があるため、二つの射出ユニットを有する射出成形機が用いられることとなる。
【００１７】
そして、準備した、二種の熱可塑性樹脂材料及び射出成形機を用いて、図１に示す如きダンベル形状を呈する二色成形品１０を製造するに際しては、例えば、以下の手順に従って実施される。
【００１８】
ここで、二色成形品１０は、図１に示されているように、全体としてダンベル形状を呈する、所定の厚さを有するものである。また、二色成形品１０は、熱可塑性樹脂材料Ａとしてのポリエステル系エラストマーからなる第一の部位１２と、熱可塑性樹脂材料Ｂとしてのポリブチレンテレフタレートからなる第二の部位１４とが、長手方向（図１における左右方向）の略中央部付近で接合されて、構成されている。
【００１９】
先ず、射出成形機の各射出ユニットにおいて、熱可塑性樹脂材料Ａとしてのポリエステル系エラストマー及び熱可塑性樹脂材料Ｂとしてのポリブチレンテレフタレートが加熱され、溶融せしめられる。なお、熱可塑性樹脂材料の加熱は、金型に射出される際の熱可塑性樹脂材料（溶融物）の温度（以下、樹脂温度という）が、かかる材料の融点と同程度、若しくは１０℃程度高くなるように、実施される。具体的には、ポリエステル系エラストマーについては２２０〜２４０℃程度となるように、また、ポリブチレンテレフタレートについては２５０〜２７０℃程度となるように、それぞれ加熱される。
【００２０】
その一方で、型締ユニットにて型締めされた金型も加熱される。本実施形態のように、熱可塑性樹脂材料としてポリエステル系エラストマー及びポリブチレンテレフタレートを用いる場合には、通常、金型の温度（金型温度）が４０〜６０℃程度となるように、加熱される。
【００２１】
次いで、加熱された金型の成形キャビティ内に、各ゲートを通じて、溶融した熱可塑性樹脂材料Ａ（溶融したポリエステル系エラストマー：溶融物ａ）及び溶融した熱可塑性樹脂材料Ｂ（溶融したポリブチレンテレフタレート：溶融物ｂ）が射出され、成形キャビティが溶融物ａ及び溶融物ｂにて充填される。
【００２２】
ここで、本発明における各溶融物の成形キャビティ内への射出に関して、２種類の溶融物の射出を同時に開始することは勿論、可能であるが、射出する溶融物（熱可塑性樹脂材料）によっては、射出開始に時間差を設けることが好ましい。以下において、この射出開始の時間差を遅延時間という。例えば、一の熱可塑性樹脂材料の溶融物の射出を開始してから０．１〜５秒程度、経過した後に、他の一の熱可塑性樹脂材料の溶融物の射出を開始することが好ましい。このように、２種類の熱可塑性樹脂材料の射出開始に時間差を設けることにより、後述する、成形キャビティ内への溶融物の充填後の保圧力及びその時間（保圧時間）と相俟って、図２に示される如き、各熱可塑性樹脂材料からなる部位１２、１４間に良好な界面が形成され、以て、二色成形品１０が優れた強度を発揮することとなるのである。なお、本発明に従って製造される二色成形品における、熱可塑性樹脂材料Ａからなる部位と熱可塑性樹脂材料Ｂからなる部位との界面は、その断面が、図２に示される如き態様のものに限定されるものでないことは、言うまでもないところである。
【００２３】
すなわち、本実施形態におけるポリエステル系エラストマーとポリブチレンテレフタレートとを比較すると、ポリブチレンテレフタレートの方が、硬化物の硬度が高い。用いられる二種類の熱可塑性樹脂材料のうち、硬化物の硬度が高い方の材料を硬質材とし、硬度が低い方の材料を軟質材とした場合、本発明においては、軟質材の射出開始から所定時間、経過した後に、硬質材の射出を開始することが好ましい。このように、軟質材の射出開始から所定時間経過後に硬質材の射出を開始することにより、軟質材からなる部位（１２）と硬質材からなる部位（１４）との間の界面が、図２に示される如き、より良好なものとなるのである。
【００２４】
各熱可塑性樹脂材料（溶融物）の射出開始から、成形キャビティ内への充填完了に至までの時間（充填時間）は、成形キャビティの大きさ（目的とする二色成形品の大きさ）や熱可塑性樹脂材料の種類等に応じて、適宜に決定される。例えば、本実施形態においては、ポリエステル系エラストマー及びポリブチレンテレフタレートの充填時間は１〜３０秒程度とされる。
【００２５】
本発明の二色成形品の製造方法において、各熱可塑性樹脂材料（溶融物）の充填が完了すると、一般的な射出成形法と同様に、各熱可塑性樹脂材料（溶融物）は、所定の保圧力にて所定時間（保圧時間）、保圧される。かかる保圧力及び保圧時間については、前述したように、各熱可塑性樹脂材料からなる部位１２、１４間に良好な界面が形成されるように（図２参照）、成形キャビティの大きさ（目的とする二色成形品の大きさ）や熱可塑性樹脂材料の種類等に応じて適宜に決定される。例えば、本実施形態においては、０．１〜３０秒程度であって、各熱可塑性樹脂材料の保圧が同じタイミングで終了するような時間が選定される。また、ポリエステル系エラストマーについては１５〜２５ＭＰａ程度の保圧力が、また、ポリブチレンテレフタレートについては２０〜３０ＭＰａ程度の保圧力が、各々、採用される。
【００２６】
そして、上述した保圧の終了後、金型を室温まで冷却し、型開きをすることにより、目的とする二色成形品１０が得られるのである。このようにして得られる二色成形品にあっては、熱可塑性樹脂材料Ａ（ポリエステル系エラストマー）からなる第一の部位１２と、熱可塑性樹脂材料Ｂ（ポリブチレンテレフタレート）からなる第二の部位１４との間の界面が、良好な形態にて形成されているところから、従来の（熱板）溶着法に従って製造される複合樹脂製品（二色成形品）と同程度の強度を発揮し得るものとなっているのである。また、本発明の製造方法においては、一連の射出成形操作によって、目的とする二色成形品が得られることとなり、従来の（熱板）溶着法では必要とされていた接合工程は不要となる。従って、本発明に従う製造方法によれば、二色成形品の製造コストを、効果的に削減することが可能である。
【００２７】
なお、上述した、射出成形操作における各種の条件は、使用される熱可塑性樹脂材料の種類や、目的とする二色成形品の形状や大きさ等に応じて、適宜、変更されるものであることは、言うまでもないところである。射出成形総裁における種々の条件の中でも、特に、遅延時間、保圧力及び保圧時間が、最終的に得られる二色成形品の機械的特性に大きな影響を与える要素であることを、本発明者は知得している。
【実施例】
【００２８】
以下に、本発明の実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々なる変更、修正、改良等が加えられ得るものであることが、理解されるべきである。
【００２９】
なお、以下の実施例及び比較例において、作製される成形体は、図１に示される如きダンベル形状を呈するものであり、その寸法は、ＪＩＳ−Ｋ−７１３９：2009にて規定されている「ダンベル形引張試験片  タイプＡ１」に準ずるものとした。また、得られた成形品の引張試験は、室温（２３℃）下、５ｍｍ／分の引張速度にて実施した。さらに、以下の実施例及び比較例と対比すべく、実施例等とは別に、ポリエステル系エラストマーのみを用いて、射出成形法に従ってダンベル形状の成形体を作製し、かかる成形体について引張試験を実施した結果（応力−ひずみ曲線）を、図３及び図４において一点鎖線で示す。
【００３０】
−実施例１−
熱可塑性樹脂材料Ａとしてポリエステル系エラストマーを、熱可塑性樹脂材料Ｂとしてポリブチレンテレフタレートを、それぞれ用いて、射出成形機（住友重機工業株式会社製、製品名：SE75D-CI）にてダンベル形状の成形体（二色成形品）を作製した。なお、成形体作製に当たっての射出成形の各条件は、ポリエステル系エラストマーの樹脂温度を２３０℃、ポリブチレンテレフタレートの樹脂温度を２６０℃、金型温度を５０℃、遅延時間を０秒（ポリエステル系エラストマーとポリブチレンテレフタレートの射出を同時に開始）、各樹脂材料の充填時間を１．５秒、各樹脂材料の保圧力を２０ＭＰａとした。得られた成形体（二色成形品）について、引張試験を実施した。その結果（応力−ひずみ曲線）を、図３に示す。
【００３１】
−比較例１−
ポリエステル系エラストマーを用いて公知の射出成形法に従って、図１に示される第一の部位１２と同様の形状を呈する成形体を作製し、その一方、ポリブチレンテレフタレートを用いて公知の射出成形法に従って、図１に示される第二の部位１４と同様の形状を呈する成形体を作製した。このようにして得られた二つの成形体を、公知の熱板溶着法に従って接合して、ダンベル状の成形体を得た。なお、熱板溶着の際の熱板温度は２７０℃とした。得られた成形体について、引張試験を実施した。その結果（応力−ひずみ曲線）を、図４に示す。
【００３２】
図３及び図４からも明らかなように、本発明の製造方法に従って得られる二色成形品にあっては、熱板溶着法によって作製される成形体と、ほぼ同様の機械的特性を有するものであることが確認された。
【符号の説明】
【００３３】
１０    二色成形品
１２    第一の部位
１４    第二の部位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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