(57)【要約】【課題】自動車用成形部品の成形方法及びその自動車用成形部品に係り、詳細にはシンジオタクチックポリスチレン樹脂を用いた自動車用成形部品の成形方法およびその自動車用成形部品を提供する。【解決手段】自動車用成形部品４の樹脂部３を射出成形機１で成形する成形方法Ｐ１〜Ｐ６において、２９０℃にて、５０〜６５Ｐｓ・ｓの粘度特性であり、かつ結晶ピーク温度が２４５〜２５０℃であるＧＦ３５〜４０％強化シンジオタクチックポリスチレン樹脂２を用いて前記ヒューズ４の樹脂部３を成形することを特徴とする成形方法Ｐ１〜Ｐ６である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用成形部品の樹脂部を射出成形機で成形する成形方法において、
２９０℃にて、５０〜６５Ｐｓ・ｓの粘度特性であり、かつ結晶ピーク温度が２４５〜２５０℃であるＧＦ３５〜４０％強化シンジオタクチックポリスチレン樹脂を用いて前記自動車用成形部品の樹脂部を成形することを特徴とする成形方法。
【請求項２】
２９０℃にて、５０〜６５Ｐｓ・ｓの粘度特性であり、かつ結晶ピーク温度が２４５〜２５０℃であるＧＦ３５〜４０％強化シンジオタクチックポリスチレン樹脂を用いて樹脂部を成形した自動車用成形部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車用成形部品の成形方法およびその自動車用成形部品に係り、詳細には成形樹脂にシンジオタクチックポリスチレン樹脂（ＳＰＳ）を用いた自動車用成形部品の成形方法およびその自動車用成形部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シンジオタクチックポリスチレン樹脂（ＳＰＳ）は結晶性を有しているため、材料特性発現の為には成形時に結晶化を進める必要があり、結晶化が進んでいない場合には、強度不足・後収縮の増加・成形取り出し時の変形等が発生する危険がある。
【０００３】
そのため、従来射出成形においてはシンジオタクチックポリスチレン樹脂のガラス転移温度である１００℃以上の金型温度設定にて、十分に冷却時間をとったうえで取り出すことにより、一定の結晶化を完了させていた。
【０００４】
この際の冷却時間は、金型温度が高いために、どうしても長く設定しなければ樹脂が固化しないため取り出しの際に押しピン凹み等の問題が発生してしまうことがあった。
【０００５】
一方で、コネクタ用途に使用されているＰＢＴ、ＰＡ６６、ＰＰは、融点と結晶化開始温度の幅が狭く、結晶速度が良好なため、冷却時間を短く設定することが可能であり、ガラス転移速度がシンジオタクチックポリスチレン樹脂より低いため、金型温度をシンジオタクチックポリスチレン樹脂よりも低く設定することができ、これにより冷却効果が増し冷却時間を短く設定することが可能となっており、シンジオタクチックポリスチレン樹脂はこれらの樹脂に比べて成形性で劣っていた。
【０００６】
部品の小型化・軽量化の要求が高まる中で、部品の薄肉化が進み、材料として薄肉部への充填性及び薄肉部においても確実に結晶化することを求められるようになり、従来の材料では充填性・結晶化特性共に不十分となってきた（特許文献１、２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２５４０９３号公報
【特許文献２】特開２００９−２５６４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
成形性向上への対応として、冷却時間の短縮という課題がある。棒ヒータではなく、精密に温度制御が可能な、加圧型温調機を使用することで、金型温度を管理することが望ましい。問題として、根本的に冷却時間を短くすることができない。また、温調機が高価である。
【０００９】
小型化への対応として、シリンダー設定温度を高くして樹脂粘度を低くする。問題として、充填時の温度上昇により、冷却時間が延長し加工費が高くなる。
【００１０】
金型設定温度を高くして充填性を改善する。問題として、冷却効率が低下することで、冷却時間延長し加工費が高くなる。
【００１１】
本発明は、結晶化を促進させることで、薄肉部においても結晶化度が低下することなく、また、成形時の固化が早いため冷却時間短縮を可能にし、部品のコスト低下を可能とする。さらに高流動化することで、成形温度低下による薄肉部への流動性向上、更なるサイクル時間短縮を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上述の問題を解決するためのものであり、請求項１に係る発明は、自動車用成形部品の樹脂部を射出成形機で成形する成形方法において、２９０℃にて、５０〜６５Ｐｓ・ｓの粘度特性であり、かつ結晶ピーク温度が２４５〜２５０℃であるＧＦ３５〜４０％強化シンジオタクチックポリスチレン樹脂を用いて前記自動車用成形部品の樹脂部を成形することを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る発明は、２９０℃にて、５０〜６５Ｐｓ・ｓの粘度特性であり、かつ結晶ピーク温度が２４５〜２５０℃であるＧＦ３５〜４０％強化シンジオタクチックポリスチレン樹脂を用いて樹脂部を成形した自動車用成形部品である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、従来材より結晶化特性が良好で流動性の良い材料を使用することで、成形温度の低下により冷却効率を向上させ、冷却時間を短縮することでサイクルタイム短縮ができるという効果を奏する。
【００１５】
そして、部品の薄肉化による小型化軽量化により、部品の低コスト化、成形性の向上を実現できる。
【００１６】
また、成形性の向上として、射出ピーク圧が低くなるため従来よりも成形条件の幅が広がり生産管理しやすくなる。射出圧力が低下するため、高い成形能力を必要としないため、成形機の小型化検討が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来品と検討品の試験結果を説明する説明図である。
【図２】射出成形のサイクルを説明する説明図である。
【図３】従来品と検討品の試験結果を説明する説明図である。
【図４】従来品と検討品の試験結果を説明するグラフである。
【図５】液晶化温度による成形性への影響確認を説明する説明図である。
【図６】流動性向上による成形性への影響確認を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
成形性向上及び小型化に対応するために、第１に、本発明は結晶化促進を図る。結晶化速度を早くすることで、金型温度を下げても十分結晶化できるようにする。冷却効率が向上し、冷却時間を短縮することが可能である。
【００２０】
第２に、本発明は流動性の向上を図る。樹脂粘度を低下させることで、射出成形時の充填に必要な圧力を低下する。薄肉部位への充填が可能である。なお、上記第１の手段で行う金型温度低下によっても、充填圧力が低下しない。
【００２１】
シンジオタクチックポリスチレン樹脂（ＳＰＳ：商品名『ザレック』（ＸＡＲＥＣ））は、シンジオタクチックポリスチレン樹脂を使ったグレード群のブランドであり、本例で対象としたグレードは以下のものである。
【００２２】
従来品：Ｓ１４１
検討品：Ｓ１４３
共にシンジオタクチックポリスチレンＧＦ３５強化グレードである。検討材は、結晶化特性・流動性共に従来材より向上している材料である。
【００２３】
図１を参照する。本発明の特徴は自動車用成形部品（たとえば、ヒューズ）４の樹脂部３を射出成形機１で成形する成形方法において、２９０℃にて、５０〜６５Ｐｓ・ｓの粘度特性であり、かつ結晶ピーク温度が２４５〜２５０℃であるＧＦ（ガラス繊維）３５〜４０％強化シンジオタクチックポリスチレン樹脂２を用いてヒューズ４の樹脂部３を成形する。
【００２４】
前記成形方法の成形サイクルＳは、型締め工程Ｐ１と、射出工程Ｐ０２と、保圧工程Ｐ０３と、冷却工程Ｐ０４と、型開工程Ｐ０５と、取出し工程Ｐ０６とを含む。このうち、結晶化速度向上により冷却工程Ｐ０４における冷却時間が短縮される。
【００２５】
図２を参照する。引張強度において、従来品は１１８Ｍｐａで、検討品は１２０Ｍｐａである。曲げ強度において従来品は１８０ＭＰａで、検討品は１８２ＭＰａである。衝撃強度において従来品は１１８Ｊ／ｍで、検討品は１１７Ｊ／ｍである。結晶化温度において、従来品は２４１℃で、検討品は２４５℃である。流動性（溶融粘度）において、従来品は１０９Ｐａ・ｓで、検討品は５１Ｐａ・ｓである。バーフロー流動長において、従来品は８５ｍｍで、検討品は１０７ｍｍである。
【００２６】
上記の試験結果から結晶化温度向上については、結晶ピーク温度で２４５〜２５０℃が良好な範囲である。
【００２７】
流動性向上については、溶融粘度は５０〜６５Ｐａ・ｓが良好な範囲である。（せん断速度９７００ｓ−１における溶融粘度）
【００２８】
＜溶融粘度測定＞
キャピラリーＬ／Ｄ：１０／０．５
シリンダー温度：２９０℃
東洋精機製キャピログラフ使用
【００２９】
＜結晶化温度・結晶化度測定＞
ＤＳＣを使用。
昇温速度：＋１０℃／ｍｉｎ
降温速度：−２０℃／ｍｉｎ
結晶化度算出方法
（１６−測定融解熱）／１６＊×１００
＊ただし、１６＊は１６Ｊ／ｇで、１６Ｊ／ｇは５０％結晶化時の融解熱である。
【００３０】
図３を参照する。成形性を確認する（１００×７８×２１ｍｍ  ハウジング形状の成形実施）。シリンダー設定温度において、従来材は３１０℃で、検討材１は３１０℃であり、検討材２は３１０℃である。金型設定温度において、従来材は、１００℃であり、検討材１は１００℃であり、検討材２は９０℃である。
【００３１】
射出速度において、従来材は５０ｍｍ／ｓであり、検討材１は５０ｍｍ／ｓであり、検討材２は５０ｍｍ／ｓである。射出時間において、従来材は５ｓ（秒）で、検討材１は５ｓであり、検討材２は５ｓである。
【００３２】
保圧力において従来材は５０ＭＰａであり、検討材１は５０ＭＰａであり、検討材２は５０ＭＰａである。計量位置において従来材は４５ｍｍであり、検討材１は４５ｍｍでああり、検討材２は４５ｍｍである。冷却時間において従来材は２５ｓであり、検討材１は２５ｓであり、検討材２は１５ｓである。
【００３３】
取出し温度において、従来材は１１５℃であり、検討材１は１１６℃であり、検討材２は１１８℃である。射出ピーク圧において、従来材は１０２ＭＰａであり、検討材１は８０ＭＰａであり、検討材２は８０ＭＰａである。相対結晶化度において、従来材は８６％であり、従来材１は９４％であり、従来材２は９４％である。
【００３４】
この結果から金型設定温度を低下させ冷却時間を短縮させても、現行材よりも高い結晶化度を確保できており結晶化速度向上効果が表れている。また、流動性についても低い射出圧が得られている。
【００３５】
薄肉流動性
バーフロー流動長
樹脂温度：２９０℃
金型温度：１２０℃
射出速度：１００ｍｍ／ｍｉｎ
厚さ：０．５ｍｍｔ
幅：１０ｍｍ
溶融粘度の効果確認として射出による薄肉流動性を確認した。
【００３６】
図４を参照する。従来材と検討材に対して、横軸が射出圧ＭＰａであり、縦軸が流動長ｍｍである場合の違いを示すグラフである。例えば、射出圧が１００ＭＰａ、１５０ＭＰａ、２００ＭＰａと上昇するに従い流動長ｍｍの差に開きが出る。
【００３７】
図５を参照する。結晶化温度による成形性への影響を確認した。冷却時間ｓｅｃにおいて、基準は２５ｓｅｃ（現状）であり、結晶化温度において、２４５℃以下では、１５ｓｅｃであり、２４５〜２５０℃では１５ｓｅｃであり、２５０℃以上では１５ｓｅｃである。
【００３８】
外観（目視）において、基準は「異常なきこと」であり、結晶化温度において２４５℃以下では、不良（×：ＧＦ（ガラス繊維）浮き）であり、２４５〜２５０℃では良好（○）であり、２５０℃以上では良好（○）である。
【００３９】
材料単価において、基準は「現状以下」であり、結晶化温度において２４５℃以下では、現状以下（○）であり、２４５〜２５０℃では現状以下（○）であり、２５０℃以上では現状以上（×）である。
【００４０】
この結果において、２４５℃以下では、成形品にてＧＦ浮きによる表面状態は良くない。さらに、エジェクタピンによる凹みが発生し、冷却発生し、冷却短縮によって良品を成形することができなかった。
【００４１】
２５０℃以上では、良品が成形できるが、結晶化促進するため材料単価が上がってしまう。
【００４２】
流動性向上による成形性への影響を確認した。図６を参照する。射出ピーク圧（ＭＰａ）において、基準は１０２ＭＰａ（現状）であり、溶融粘度において５０Ｐａ・ｓ以下では、６６ＭＰａであり、５０〜６５Ｐａ・ｓでは８１ＭＰａであり、６５Ｐａ・ｓ以上では１１５ＭＰａである。
【００４３】
外観（目視）において、基準は「異常なきこと」であり、溶融粘度において５０Ｐａ・ｓ以下では、不良（×：バリ）であり、５０〜６５Ｐａ・ｓでは良好（○）であり、６５Ｐａ・ｓ以上では良好（○）である。
【００４４】
この結果において、溶融粘度を低下させることで、射出ピーク圧は低下していくが、５０Ｐａ・ｓ以下では、粘度が低すぎて、現行の金型精度ではバリの発生に至ってしまう。６５Ｐａ・ｓ以上では現行材と同等レベルなため効果はない。
【００４５】
ＳＰＳ成形において、ガス抜き溝は重要なため、バリを発生させないために溝を無くすことはできない。
【００４６】
なお、上記説明では、自動車用成形部品として、ヒューズを例に掲げて説明したが、ヒューズ以外の自動車用成形部品（コネクタ等）に、上記発明を適用してもよい。コネクタの場合、ハウジングが、樹脂部に該当する。
【００４７】
また、この発明は前述の発明の実施形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【符号の説明】
【００４８】
１  射出成形機
２  シンジオタクチックポリスチレン樹脂
３  樹脂部
４  自動車用成形部品（ヒューズ）
Ｐ１  型締め工程
Ｐ２  射出工程
Ｐ３  保圧工程
Ｐ４  冷却工程
Ｐ５  型開工程
Ｐ６  取出し工程
【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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