(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂部材の溝部を有する面と他の樹脂部材の面とを接着して内部に空洞部を有する樹脂成形品を製造する方法において、２３℃の溶剤に樹脂部材を２４時間浸漬したときの樹脂部材の質量増加が０．１質量％〜２０質量％の範囲にある溶剤であって、メタノール、エタノール、イソプロパノールから選ばれる少なくとも１種のアルコールからなる溶剤の存在下、５０〜１２０℃の温度範囲内、０．１〜１０ＭＰａの圧力範囲内で樹脂部材同士を接着することを特徴とする製造方法。
【請求項２】
二つの樹脂部材が共にアクリル樹脂からなる部材であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に空洞部を有する樹脂成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂成形品の内部に空洞部を形成する方法としては、ドリル等を用いて成形品を切削することによってその内部に空洞部を形成する方法が挙げられる。しかしながら、この方法では曲線部や直角部等の複雑な形状からなる空洞部を形成することができなかった。成形品の内部に複雑な形状の空洞部を形成する方法としては、樹脂部材の一つの面に複雑な形状の溝等を形成し、その面と他の樹脂部材の面とを接着剤を介して接着して樹脂成形品を得る方法が挙げられる。
【０００３】
また、特開昭５８−１２８８１２号公報には、前述の方法において、接着剤によって溝の一部が埋められることや、溝の壁面が接着剤によって溶解されること等の問題を回避する方法が開示されている。その方法とは、樹脂部材の接着面に形成された溝を、常温において固体であって樹脂部材の耐熱温度よりも低い温度で流動する物質を充填材として用いて埋めてから、その接着面と他の樹脂部材とを接着剤を介して接着した後に、充填材の融点以上の温度に加温して充填材を樹脂成形品の内部から取り除く方法である。充填材としては、パラフィンや低融点金属等が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の単に接着剤で接着する方法では、接着剤によって溝の一部が埋められることがあった。また、溝の壁面が接着剤によって溶解されることもあった。
【０００５】
一方、特開昭５８−１２８８１２号公報に記載の方法では、空洞部の両端部が、必ず樹脂成形品の外表面に通じていることが必要であった。また、空洞部の径が微小な場合、その空洞部から充填材を流し出す事が困難である場合があった。更に、空洞部に残った微量の充填材が、樹脂成形品の用途に悪影響を及ぼすこともあった。
【０００６】
本発明の目的は、接着剤による空洞部の外観欠陥や、接着剤、充填材の残留による空洞部の汚染がない内部に空洞部を有する樹脂成形品の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、樹脂部材の溝部を有する面と他の樹脂部材の面とを接着して内部に空洞部を有する樹脂成形品を製造する方法において、２３℃の溶剤に樹脂部材を２４時間浸漬したときの樹脂部材の質量増加が０．１質量％〜２０質量％の範囲にある溶剤であって、メタノール、エタノール、イソプロパノールから選ばれる少なくとも１種のアルコールからなる溶剤の存在下、５０〜１２０℃の温度範囲内、０．１〜１０ＭＰａの圧力範囲内で樹脂部材同士を接着することを特徴とする製造方法にある。
【０００９】
二つの樹脂部材は共にアクリル樹脂からなる部材であることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法に用いる樹脂部材としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂からなる部材が挙げられる。その形状は限定されないが、板状体、ブロック状体等であれば樹脂部材同士が接着しやすいため好ましい。
【００１３】
樹脂部材に溝部を形成する方法としては、ドリル、ルーター等の切削機械で形成する方法が挙げられる。溝部の断面形状としては、Ｖ字型、Ｕ字型、正方形、長方形等の形状が挙げられる。
【００１４】
樹脂部材の溝部を有する面と接着される他の樹脂部材の面には、溝が形成されていてもよく、溝が形成されていなくてもよい。
【００１５】
樹脂部材同士を接着する際に用いる溶剤は、２３℃の溶剤に樹脂部材を２４時間浸漬したときの樹脂部材の質量増加が０．１質量％〜２０質量％の範囲にある溶剤であって、メタノール、エタノール、イソプロパノールから選ばれる少なくとも１種のアルコールからなる溶剤である。質量増加が少なすぎる溶剤では、接着力が低い。質量増加の多すぎる溶剤では、溶剤が溝部に接触した際に、外観不良を起こすことがある。また、樹脂部材を溶解して樹脂部材の外形を著しく変化させる溶剤も好ましくない。
【００１６】
樹脂部材がアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂からなる部材である場合、前述の質量増加が０．１質量％〜２０質量％の範囲にある溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノールから選ばれる少なくとも１種のアルコールが挙げられる。
【００１７】
樹脂部材同士を接着する際には、接着する面に溶剤を塗布しその接着面同士を合わせた状態で加温、加圧することによって接着することができる。溶剤を塗布する接着面は、両方の接着面であってもよく、片方の接着面であってもよい。
【００１８】
溶剤を塗布するかわりに、予め樹脂部材同士を重ね合わせて、その間に注射器等によって溶剤を注入することもできる。
【００１９】
また、接着する面を予め溶剤雰囲気下に置くことにより、接着面に溶剤蒸気を吸着・浸透させてから、接着面同士を接着させることもできる。
【００２０】
樹脂部材同士を接着する際の温度範囲は、５０〜１２０℃である。温度が５０℃未満では、気泡欠陥や接着力不足となる。温度が１２０℃を超えると、接着時に圧力をかけた際に溝部の変形や樹脂部材の厚み変化が起こりやすい。温度は７０℃以上であることがより好ましく、１００℃以下であることがより好ましい。樹脂部材同士を接着する際の温度を高くする方法としては、熱風乾燥機中で加熱する方法や赤外線ランプ、ハロゲンランプ、セラミックヒーター等で加熱する方法、熱板の熱伝導を利用する方法等が挙げられる。
【００２１】
樹脂部材同士を接着する際の圧力範囲は０．１〜１０ＭＰａである。圧力が０．１ＭＰａ未満では、気泡欠陥や接着力不良となる。圧力が１０ＭＰａを超えると、溝部の変形や厚み変化により得られる成形品の精密性が失われる。圧力は０．５ＭＰａ以上であることがより好ましく、２ＭＰａ以下であることがより好ましい。樹脂部材同士を接着する際に圧力を付与する方法としては、樹脂部材に重りを乗せて接着面に圧力をかける方法や、万力等の治具で挟む方法、油圧、空気圧、水圧等を利用したプレス装置で加圧する方法等が挙げられる。
【００２２】
樹脂成形品の内部にある空洞部においては、空洞部の深さや幅の最小部が０．１ｍｍ以上であることが好ましい。その空洞部の端部は樹脂成形品の外表面に通じていてもよく、通じていない、即ち、空洞部の少なくとも一方の端部が樹脂成形品内に密閉された空洞部であってもよい。
【００２３】
本発明の製造方法によって得られる樹脂成形品は、寸法精度が良く微細な溝形状を有することが可能であるため、各種流体の分析機器等における流体の分岐・合流等の流体の制御用途に適している。
【００２４】
【実施例】
〔実施例１〕
長さ２００ｍｍ、幅２００ｍｍ、厚み５ｍｍのアクリル樹脂板の一方の表面に、切削径１ｍｍのエンドミルを取り付けた彫刻機を用い、深さ１ｍｍ、幅１ｍｍ、長さ２５０ｍｍの溝であって、断面形状が正方形であり、図３に示すように２点の屈曲点を有する溝を形成し、樹脂部材２とした。その表面に長さ２００ｍｍ、幅２００ｍｍ、厚み５ｍｍのアクリル樹脂板からなる樹脂部材１の一方の表面を重ね合わせた。
【００２５】
重ね合わせた樹脂部材同士の間に、注射器を用いてエタノール（２３℃の温度で、アクリル樹脂を２４時間浸漬したときのアクリル樹脂の質量増加が１．５質量％）を注入し、温度８０℃、圧力１ＭＰａの条件下、エタノールによって樹脂板同士を接着させた。
【００２６】
溝部は、接着された樹脂成形品の内部において、正方形の形状の空洞部となった。空洞部はその大きさや形状が接着前と比較して変形することもなく、接着前の樹脂部材に形成された溝部と同じ大きさと形状とを保っていた。
【００２７】
〔比較例１〕
実施例１と同様の樹脂部材を使用し、溶剤としてジクロロエタン（２３℃の温度で、アクリル樹脂を２４時間浸漬したときのアクリル樹脂の質量増加が−１００質量％、即ち、完全溶解）を使用して温度２５℃、圧力０．０１ＭＰａで接着した。
【００２８】
溝部は、接着された成形品の内部において、概ね正方形の形状の空洞部となり、空洞部はその大きさや形状が変形することもなく、接着前の成形品に形成された溝部の大きさと形状とを概ね保っていたが、溝部の壁面がジクロロエタンによって一部が溶解し外観不良となった。
【００２９】
〔比較例２〕
実施例１と同様の樹脂部材を使用し、溶剤を使用せず温度１８０℃、圧力１００ＭＰａで接着した。
【００３０】
溝部は、接着された成形品の内部において変形し、一部は溝が閉塞していた。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の製造方法によって、樹脂成形品の内部に複雑な形状の空洞部を精密に、且つ容易に形成する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法によって得られた内部に空洞部を有する樹脂成形品の１例を示す斜視図である
【図２】第１図のＡ−Ａ断面図である
【図３】接着面に溝部が形成された樹脂部材を示す斜視図である。
【図４】図３に示す溝部が形成された樹脂部材と接着される樹脂部材の斜視図である。
【符号の説明】
１  樹脂部材
２  溝部が形成された樹脂部材
３  樹脂成形品内部の空洞部
４  溝部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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