【発明の詳細な説明】
成形用キャビティ内の複合構造インサートを用いる射出成形
発明の背景
本発明は非金属製品の製造に関し、さらに詳細には射出成形品の強度特性の改
善に関わる。
射出成形法では、有機樹脂を流動する温度にまで加熱した後、射出装置により
成形用キャビティ部内へ注入するものである。樹脂は急速に冷えて硬化し、成形
用キャビティの内壁により画定される形状になるか、或いは成形用キャビティ内
で硬化する。それを型から取り出して洗った後、バリ取りする。射出成形品を迅
速且つ安価に製造するため多数のステーションをもった機械が開発されている。
射出成形品は商業に広く用いられている。かかる成形品の多くにとって、最小
限の強度条件を満たせば充分であり、且つ高い温度で良好な機械的性質を保持し
なければならないということもない。このような成形品では、普通の樹脂材料を
射出成形により迅速に成形すればよくそれで充分に用が足りる。
成形品の中には室温における使用時、また場合によっては高温における使用時
において高い強度を必要とするものがある。高温での強度条件を満足させるため
に耐熱樹脂が開発されている。固い粒子及び／または短繊維のような充填材を熱
可塑性樹脂と混合して同時射出（co-injection）し、重量をそれほど増加させず
により高い強度が得られるようにした複合構造の製品がある。
充填材は一般的に等軸粒子及び比較的短い繊維に限られている。その理由は、
長い繊維を用いると射出成形機内の熱可塑性樹脂の粘性が増加するため樹脂混合
物を型に圧入することが困難または不可能になるからである。注入される短繊維
の位置及び配向は樹脂注入時の流体の流れパターンにより決まるため、短繊維が
最終製品の性質を最適化するに必要な方向に確実に向くようにすることは通常困
難または不可能である。加えて、射出成形装置に対する固い粒子及び繊維の侵食
性は非常に高い。熱可塑性樹脂をその中に埋め込む固い粒子及び／または繊維と
共に注入するための射出成形機のバレルを特別に選択し製造した高価な合金で作
る必要があるが、それでも侵食率は通常かなり高いものである。
発明者等は、室温及び高温での良好な機械的性質を必要とする製品の射出成形
に対する改良方式に対する需要があると認識している。
発明の概要
本発明は室温並びに高温において優れた機械的性質を付与する射出成形による
製品の製造方式を提供する。機械的性質の改善はその方向及び大きさの点で制御
可能なものである。そしてその改良は、重量をほとんど増加させず、またはコス
トをほとんど増大せずに達成し得るものである。
本発明によると、射出成形補強構造部材の製造方法は、射出成形用キャビティ
を有する射出用型を用意し、非金属複合材料製の射出成形用インサートを作る工
程よりなる。この方法はさらに、インサートを射出成形用キャビティ内に配置し
、射出熱可塑性樹脂を射出成形用キャビティ内及びインサートの周りに注入する
ことによって射出成形補強複合構造部材を形成する工程を含む。
かくして、最終の射出成形品はインサートが埋め込まれた射出成形本体よりな
る。この本体は射出熱可塑性樹脂であり、インサートは有機母材中に埋め込まれ
た細長い繊維よりなる。
最も好ましくは、射出成形用インサートはインサート熱可塑性有機母材中に埋
め込まれた長い補強繊維よりなる補強複合要素である。インサートには任意の補
強材として作用する繊維及び任意の熱可塑性有機材料を用いることができるが、
好ましくは、射出熱可塑性有機材料と同じ熱可塑性有機材料でインサートを構成
するのがよい。
インサートは、任意の実現可能な方法で形成する。好ましいアプローチとして
、インサート熱可塑性樹脂母材中に補強繊維を埋め込んだ複合材料を樹脂母材が
可塑成形できるようになる成形温度に加熱して、成形温度にある間に複合材料を
成形用キャビティの内壁の一部とほぼ同じ形状に加圧成形することによりインサ
ートを作る。別のアプローチとして、補強繊維をインサート熱可塑性樹脂母材中
に埋め込んだ複合材料を切断加工してインサートを作る。さらに別なアプローチ
として、成形品上にレイアップ（丁合）法で作る。いずれの場合も、インサート
は射出成形工程前で１個の独立した製品であり、射出成形工程の前に型内に挿入
さ
れる。
このアプローチによると、製品の強度が著しく増加する。インサートは所望の
方向的性質を与える異方性をもつように製造できるから、またインサートの位置
及び幾何学的関係を製品の最終的な所望の性質が得られるように選択できるため
、強度の増加に関する方向性が制御可能である。典型的な例では、最終製品の体
積の１０％の、細長い繊維をインサート熱可塑性樹脂内に埋め込んだインサート
を用いることによって強度及び／またはスティフネス（剛性）が５０％増加する
と予想される。インサートは、製品の重量をほとんどまたは全く増加させず、且
つその寸法、形状または機能を変化させずに、必要な機械的性質を与える材料の
組み合わせ及び寸法形状及び配向をもつように作ることができる。
本発明の他の特徴及び利点については、本発明の原理を例示的に示す添付図面
に関連する好ましい実施例のさらに詳細な以下の説明から明らかであろう。しか
しながら、本発明の範囲はこの好ましい実施例に限定されない。
図面の簡単な説明
図１Ａは、本発明のアプローチにより製造した典型的な製品の斜視図である。
図１Ｂは、線１Ｂ−１Ｂに沿う図１Ａの製品の断面図である。
図２は、本発明を実施する好ましいアプローチのブロック流れ図である。
図３は、射出成形用型及び射出成形機の概略図である。
図４は、図１の製品に用いる射出成形インサートの概略図である。
図５は、発明の方法による別の、さらに複雑な射出成形インサートの斜視図で
ある。
図６は、インサートを用いて射出成形される最終製品に関連して図５のインサ
ートを示す斜視図である。
発明の詳細な説明
本発明はその方法により製造される特定の製品に関連して最も容易な仕方で説
明するが、本発明の利用はこの製品に限定されない。例示の目的で、図１Ａ及び
１Ｂは、マウンテンバイクのような特殊バイクのハンドルバーの端部に固定され
るハンドルバーのバーエンド２０をそれぞれ斜視図及び断面図で示す。バーエン
ド２０は中空の円筒部２２とバイクのハンドルバーの端部を挿通させる孔部２６
を有する付属部２４とよりなる。スロット２８により孔部２６を僅かに変形させ
てハンドルバーの端部が挿通できるようにする。バーエンド２０の中空円筒部２
２の外面には起伏のある握り２９を設けてライダーがバーエンドを心地好く握れ
るようにするのが好ましい。このバーエンドの全長は約９インチ（約２３ｃｍ）
である。
通常、バーエンドは鋳造／鍛造、機械加工及び溶接によりアルミニウム金属合
金の管から製造される。そのため、得られた製品は重く且つ見た目が悪く、しか
も人間工学的に問題がある。加えてアルミニウム製のバーエンドは荷重が長いレ
バーアームの端部の方へ加わる使用時において疲れ破損を生じやすい。アルミニ
ウムを機械加工して握り２９を形成する必要があるため加工コストがさらに嵩む
。かくして、かかるバーエンドは製造コストが高いため高価な特殊バイクにのみ
通常用いられているのが現状である。かかる特徴を低価格のバイクに付与するの
が望ましいが、これまで、バーエンドの製造コストにより、その低価格のバイク
には使用されていない。バーエンドを製造する別のアプローチとして可塑樹脂材
料から成形する方法があるが、現在知られている可塑樹脂材料は全てこの用途に
とって充分な強度をもたないため現在では実現不可能である。
図２は、本発明の方法により製品を製造する工程を示す。例示的に、バーエン
ド２０について説明するが、他の製品にとってもほぼ同じ手法を用いることがで
きる。射出用型と射出成形機を用意する（符号３０）。図３はこの用途のための
射出用型と射出成形機の好ましい実施例を示す。射出用型４０は通常、鋼で作ら
れた金属製の割り型であり、その内部のキャビティ４２は製造すべき所望の製品
の形状を画定する。この場合、型のキャビティの内壁が握り領域の起伏を含むバ
ーエンドの最終的な外部形状を画定する。コアインサート４３ａ及び４３ｂが円
筒部２２の中空部と最終製品の孔部２６とをそれぞれ画定する。型は水冷ライン
（図示せず）により冷却される。型４０は分割されているため、最終製品を型か
ら取り出すことができる。この場合、型４０は図面の平面で分割されており、型
の上半分が図３から省かれている。型４０には成形用キャビティ４２内に流動性
の可塑樹脂を導入するための入口ポート４４と、射出成形工程時成形用キャビテ
ィから空気と余分の流動性可塑樹脂が流出できるようにするベント４６とがある
。
射出成形機４８はインジェクタ５０と型４０の入口ポート４６に通ずる管５２
とを有する。通常、室温で固体である有機樹脂材料である注入材料が材料供給源
５４からインジェクタに導入される。インジェクタの内部でこの注入樹脂が流動
性を有する温度に加熱される。需要に応じてこの流動状態の樹脂が管５２に介し
て成形用キャビティ４２内へ圧入される。樹脂が冷えて固くなると割り型を開い
て射出成形部品を取り出す。射出成形機及び型は他の用途で知られている。
インサート６０を形成する（図２の符号３３）。図４に示すバーエンド２０の
好ましい場合のインサート６０は、実現可能な複合材料構造である。好ましい方
法では、このインサート６０は、長い連続繊維をインサート樹脂母材内に埋め込
んで形成した複合材料から作られる。繊維は、例えば炭素繊維、ガラス繊維また
はケブラー繊維である。インサート樹脂は、熱硬化性樹脂か熱可塑性樹脂のいず
れかであるが、熱可塑性樹脂が後で説明する製造に関する理由により好ましい。
利用可能な熱可塑性樹脂としては、例えばポリプロピレン、ナイロン、ポリウレ
タン、ＡＢＳ、ポリフェノールスルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテル
ケトン（ＰＥＥＫ）及びポリエーテルイミド（ＰＥＩ）がある。
インサートの一製造方法として、インサートの前駆物質を、樹脂を含浸した繊
維のトウまたはプレプレグ材のシートで、いずれの場合もインサート熱可塑性樹
脂を用いて、レイアップする。繊維は製品の必要な強度に応じて所望のように並
べる。ハンドルバーのバーエンド２０のインサート６０の場合、繊維を平らなシ
ートの長さ方向に沿って配向する（図４の符号６１）。インサートの前駆物質の
レイアップシートをインサート熱可塑性樹脂が固体であるが変形可能になる温度
にまで局部的に加熱して、アームの長さが等しくない図４に示すＵ字形に曲げる
。別法として、インサートを他の方法、例えばレイアップ法により成形品上に形
成してもよい。（後者の方法は、図４のバーエンドのインサートを製造する特殊
な場合には好ましくないが、他の種類のインサートにとっては有用であろう）。
いずれの場合でも、インサートは射出成形工程とは別の（そしてそれ以前に実施
される）工程で１個の独立した製品として作られる。
インサート６０を射出成形用キャビティ４２内に配置する（図３の符号３４）
。この場合、インサート６０は最終製品の一部においてのみ、即ち最も破損しや
す
い領域である、インサートが強度及びスティフネスを増加させる付属領域２４に
存在するに過ぎない。インサート６０はまた所望であれば、円筒部２２内に延び
てその強度及びスティフネスを改善するようにしてもよい。インサート６０が円
筒部２２内に延びる場合、その一部が円筒状になるように形成すればよい。イン
サート６０は通常、キャビティ中央に沿う小さいスペーサ６２によりその壁から
離隔した所望の位置でキャビティ４２内に支持される。このようにして、インサ
ート６０とキャビティ４２の壁との間にクリアランス６４が維持されるようにす
る。
射出熱可塑性樹脂をインジェクタ５０からキャビティ４２（型の両方の半部が
閉じられている）内に注入する（符号３６）。射出熱可塑性樹脂は型のキャビテ
ィ４２のクリアランス６４の部分を充填してインサート６０を取り囲むため、イ
ンサートが最終製品の内部に完全に包まれることになる。射出熱可塑性樹脂が冷
えた後、型を開いて製品を型から取り出す（又は突き出す）。製品の仕上げを行
うため、通常、入口ポートとベントの場所で製品に付着した余分の材料を除去す
る必要があるだけである。
射出熱可塑性樹脂はインサート熱可塑性樹脂と同一の材料であるが、異なる熱
可塑性樹脂を用いてもよい。好ましくは、射出熱可塑性樹脂とインサート熱可塑
性樹脂は、化学的及び物理的不適合性を回避するため同一である。一方、製品に
よっては、インサート熱可塑性樹脂として強度の大きい固い樹脂を用い、射出熱
可塑性樹脂として柔らかい、柔軟性のあるより心地好い感じを与える熱可塑性樹
脂を用いるのが望ましい。
この手法は、粒子または繊維を射出成形機４８において注入樹脂と混合した後
その混合物を型４０内へ注入する公知の同時射出方法とは対照的である。本発明
の手法では、インサート６０を型４０内に挿入する前に１個の独立した製品とし
て形成するため、その幾何学的関係及び繊維の配向を最終製品において丁度必要
とされる性質が得られるように入念に調整することが可能である。射出成形工程
の実施中に繊維を配向させることはあてにならない。従来技術の同時射出方式で
は、繊維の位置及び配向を容易に制御することができず、同時射出される繊維の
長さは射出成形操作の要件により限定を受ける。同時射出方式を本発明に用いて
粒子または短い繊維の混合物を射出成形機４８において射出熱可塑性樹脂に混合
した後、複合インサートが既にある型のキャビティ４２内に注入することも可能
である。
本発明の方法はまた、注入樹脂を加える前にばらの繊維（即ち、１個の独立し
たインサートの形状を有しない）を型４０内に配置する公知の方法とも異なる。
この従来の方式では、同時射出と同様に、繊維の位置及び配向を容易に制御する
ことは不可能である。
バーエンド２０に用いるインサート６０はバーエンドが必要条件により決まる
比較的単純なものである。インサート６０をさらに複雑なものにしてもよい。図
５はＹ字形の中空管状インサート７０を示すがこれは３つのそれぞれ独立したも
のであり、物として形成された後図６に示すように注入熱可塑性樹脂の注入前に
型キャビティ内に配置される。インサート７０は、適当な形の上に前もって含浸
したトウまたはプレプレグの複合材料をレイアップ（丁合）した後、そのレイア
ップされた複合材料を硬化させることによって作るのが好ましい。この場合、図
６の点線で示す最終製品７２は継ぎ手として使用されるＹ字形の部品であり、内
部のインサートが継ぎ手領域において、最も必要とされるその場所で強度を与え
る。複合材料製造技術により、入念に調製された性質をもつ多くの種類の物品を
製造することができる。かかる製品は、本発明においてインサートとして用いる
ことができる。
それぞれ独立したインサートを調製及び形成する複合材料技術と、インサート
を機能的な最終製品内に組み込む射出成形技術とを組み合わせることにより、選
択的に設計された機械的性質を有する複雑なプラスティック部品を製造すること
が可能である。
本発明の特定実施例を例示の目的で詳細に説明したが、本発明の精神及び範囲
から逸脱することなく種々の変形例及び改良例を想到することができる。従って
、本発明は後記の請求項範囲による場合を除き限定されるべきではない。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the production of non-metallic products, and more particularly to improving the strength properties of injection molded articles. In the injection molding method, an organic resin is heated to a flowing temperature and then injected into a molding cavity by an injection device. The resin cools and hardens rapidly and takes the shape defined by the interior walls of the molding cavity or cures within the molding cavity. After removing it from the mold and washing it, deburr it. Machines with a large number of stations have been developed to produce injection molded articles quickly and inexpensively. Injection molded articles are widely used in commerce. For many of such moldings, it is sufficient to meet the minimum strength requirements, and it is not necessary to maintain good mechanical properties at elevated temperatures. In such a molded article, it is sufficient to quickly mold a normal resin material by injection molding, which is sufficient. Some molded articles require high strength when used at room temperature and sometimes when used at high temperatures. Heat resistant resins have been developed to satisfy the strength conditions at high temperatures. There are products with a composite structure in which fillers such as hard particles and / or short fibers are mixed with a thermoplastic resin and co-injected to obtain higher strength without significantly increasing weight. . Fillers are generally limited to equiaxed particles and relatively short fibers. The reason is that the use of long fibers increases the viscosity of the thermoplastic resin in the injection molding machine and makes it difficult or impossible to press the resin mixture into the mold. Since the location and orientation of the injected short fibers is determined by the fluid flow pattern during resin injection, it is usually difficult or impossible to ensure that the short fibers are oriented in the direction required to optimize the properties of the final product. It is possible. In addition, the erosion of hard particles and fibers on injection molding equipment is very high. The barrel of the injection molding machine for injecting the thermoplastic with the hard particles and / or fibers embedded therein must be made of a specially selected and manufactured expensive alloy, yet the erosion rate is usually quite high. is there. The inventors have recognized that there is a need for an improved scheme for injection molding of products that require good mechanical properties at room and elevated temperatures. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for producing articles by injection molding that imparts excellent mechanical properties at room and elevated temperatures. The improvement in mechanical properties is controllable in its direction and size. And the improvement can be achieved with little increase in weight or little cost. According to the present invention, a method for manufacturing an injection molded reinforced structural member comprises the steps of providing an injection mold having an injection molded cavity and making an injection molded insert made of a non-metallic composite material. The method further includes forming the injection molded reinforced composite structural member by placing the insert in the injection molding cavity and injecting the injection thermoplastic into and around the insert molding cavity. Thus, the final injection molded article comprises an injection molded body with embedded inserts. The body is an injection thermoplastic and the insert consists of elongated fibers embedded in an organic matrix. Most preferably, the injection molding insert is a reinforced composite element consisting of long reinforcing fibers embedded in an insert thermoplastic organic matrix. Although any fiber and any thermoplastic organic material acting as a reinforcing material can be used for the insert, it is preferable that the insert be made of the same thermoplastic organic material as the injected thermoplastic organic material. The insert is formed in any feasible way. A preferred approach is to heat the composite material with the reinforcing fibers embedded in the insert thermoplastic resin matrix to a molding temperature that allows the resin matrix to plastically mold, while the molding material is at the molding temperature. The insert is made by pressure molding to a shape approximately the same as a portion of the inner wall. As another approach, an insert is made by cutting a composite material in which reinforcing fibers are embedded in an insert thermoplastic matrix. Yet another approach is to make a lay-up on the molded article. In each case, the insert is a separate product before the injection molding process and is inserted into the mold before the injection molding process. This approach significantly increases the strength of the product. Inserts can be manufactured with anisotropy to provide the desired directional properties, and the position and geometric relationship of the inserts can be selected to achieve the final desired properties of the product, thereby increasing strength. The direction with respect to can be controlled. In a typical example, it is expected that the strength and / or stiffness will be increased by 50% by using an insert having elongate fibers embedded in the insert thermoplastic, 10% of the volume of the final product. The inserts can be made with a combination of materials and dimensions and shapes and orientations that provide the required mechanical properties with little or no increase in the weight of the product and without changing its size, shape or function. . Other features and advantages of the present invention will be apparent from the following more particular description of preferred embodiments, taken in conjunction with the accompanying drawings, illustrating by way of example the principles of the invention. However, the scope of the present invention is not limited to this preferred embodiment. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1A is a perspective view of a typical product manufactured according to the approach of the present invention. FIG. 1B is a cross-sectional view of the product of FIG. 1A along line 1B-1B. FIG. 2 is a block flow diagram of a preferred approach for implementing the present invention. FIG. 3 is a schematic view of an injection mold and an injection molding machine. FIG. 4 is a schematic view of an injection molding insert used for the product of FIG. FIG. 5 is a perspective view of another, more complex, injection molded insert according to the method of the invention. FIG. 6 is a perspective view showing the insert of FIG. 5 in relation to a final product that is injection molded using the insert. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in the easiest way with reference to a particular product made by that method, but use of the present invention is not limited to this product. 1A and 1B show, in perspective and cross-sectional views, a handlebar bar end 20 secured to an end of a handlebar of a specialty bike, such as a mountain bike. The bar end 20 comprises a hollow cylindrical portion 22 and an attachment portion 24 having a hole 26 through which the end of the handlebar of the motorcycle is inserted. The slot 28 allows the hole 26 to be slightly deformed so that the end of the handlebar can be inserted. Preferably, an uneven grip 29 is provided on the outer surface of the hollow cylindrical portion 22 of the bar end 20 so that a rider can comfortably grip the bar end. The overall length of the bar end is about 9 inches (about 23 cm). Typically, bar ends are manufactured from aluminum metal alloy tubing by casting / forging, machining and welding. Therefore, the obtained product is heavy and unsightly, and has ergonomic problems. In addition, aluminum bar ends are prone to fatigue failure during use when the load is applied toward the end of the long lever arm. Since the grip 29 must be formed by machining aluminum, the processing cost is further increased. Thus, at present, such bar ends are usually used only for expensive specialty motorcycles due to high manufacturing costs. It would be desirable to have such a feature on a low cost bike, but so far it has not been used on low cost bikes due to the manufacturing cost of the bar ends. Another approach to manufacturing bar ends is to mold from plastic material, which is not currently feasible because all of the currently known plastic materials do not have sufficient strength for this application. FIG. 2 shows a process of manufacturing a product by the method of the present invention. Illustratively, the bar end 20 is described, but substantially the same approach can be used for other products. An injection mold and an injection molding machine are prepared (reference numeral 30). FIG. 3 shows a preferred embodiment of an injection mold and injection molding machine for this application. The injection mold 40 is typically a metal split mold made of steel, and the cavity 42 therein defines the shape of the desired product to be manufactured. In this case, the inner wall of the cavity of the mold defines the final outer shape of the bar end, including the relief of the gripping area. The core inserts 43a and 43b define the hollow portion of the cylindrical portion 22 and the hole 26 of the final product, respectively. The mold is cooled by a water cooling line (not shown). Since the mold 40 is divided, the final product can be removed from the mold. In this case, the mold 40 is divided in the plane of the drawing, and the upper half of the mold is omitted from FIG. The mold 40 has an inlet port 44 for introducing a flowable plastic resin into the molding cavity 42, and a vent 46 for allowing air and excess flowable plastic resin to flow out of the molding cavity during the injection molding process. There is. The injection molding machine 48 has an injector 50 and a tube 52 leading to the inlet port 46 of the mold 40. An injection material, which is typically an organic resin material that is solid at room temperature, is introduced into the injector from a material source. The injected resin is heated to a temperature at which the injected resin has fluidity inside the injector. The resin in the flowing state is pressed into the molding cavity 42 via the pipe 52 according to demand. When the resin cools and hardens, the split mold is opened and the injection molded part is removed. Injection molding machines and molds are known for other uses. The insert 60 is formed (reference numeral 33 in FIG. 2). The preferred insert 60 of the bar end 20 shown in FIG. 4 is a feasible composite material structure. In a preferred method, the insert 60 is made from a composite material formed by embedding long continuous fibers in an insert resin matrix. The fibers are, for example, carbon fibers, glass fibers or Kevlar fibers. The insert resin is either a thermosetting resin or a thermoplastic resin, but the thermoplastic resin is preferred for manufacturing reasons described below. Available thermoplastics include, for example, polypropylene, nylon, polyurethane, ABS, polyphenol sulfide (PPS), polyetheretherketone (PEEK), and polyetherimide (PEI). As one method of manufacturing the insert, the precursor of the insert is laid up on a sheet of fiber tow or prepreg material impregnated with resin, using an insert thermoplastic resin in each case. The fibers are arranged as desired depending on the required strength of the product. In the case of the insert 60 of the handlebar bar end 20, the fibers are oriented along the length of the flat sheet (61 in FIG. 4). The insert precursor lay-up sheet is locally heated to a temperature at which the insert thermoplastic is solid but deformable, and bent into a U-shape as shown in FIG. 4 with unequal arm lengths. Alternatively, the insert may be formed on the molded article by other methods, such as a lay-up method. (The latter method is not preferred in the special case of manufacturing the bar end insert of FIG. 4, but may be useful for other types of inserts). In each case, the insert is made as a separate product in a step separate from (and performed prior to) the injection molding step. The insert 60 is arranged in the cavity 42 for injection molding (reference numeral 34 in FIG. 3). In this case, the insert 60 is only present in a part of the final product, i.e. in the area of attachment 24 where the insert increases strength and stiffness, the most fragile area. The insert 60 may also extend into the barrel 22 to improve its strength and stiffness, if desired. When the insert 60 extends into the cylindrical portion 22, it may be formed so that a part thereof becomes cylindrical. Insert 60 is typically supported within cavity 42 at a desired location spaced from its wall by a small spacer 62 along the center of the cavity. In this way, a clearance 64 is maintained between the insert 60 and the wall of the cavity 42. Injected thermoplastic is injected from injector 50 into cavity 42 (both mold halves are closed) (reference 36). The injected thermoplastic fills the clearance 64 of the mold cavity 42 and surrounds the insert 60 so that the insert is completely wrapped inside the final product. After the injected thermoplastic cools, the mold is opened and the product is removed (or ejected) from the mold. In order to finish the product, it is usually only necessary to remove excess material that has adhered to the product at the entrance port and vent location. The injection thermoplastic resin is the same material as the insert thermoplastic resin, but a different thermoplastic resin may be used. Preferably, the injected thermoplastic and the insert thermoplastic are identical to avoid chemical and physical incompatibilities. On the other hand, depending on the product, it is desirable to use a high-strength hard resin as the insert thermoplastic resin and use a soft, flexible, and more comfortable thermoplastic resin as the injection thermoplastic resin. This approach is in contrast to known co-injection methods where the particles or fibers are mixed with the injection resin in an injection molding machine 48 and then the mixture is injected into a mold 40. With the approach of the present invention, the insert 60 is formed as a separate product prior to insertion into the mold 40, thus providing the properties whose geometric relationships and fiber orientations are just required in the final product. It can be carefully adjusted as follows. Orienting the fibers during the performance of the injection molding process is unreliable. In prior art co-injection systems, the position and orientation of the fibers cannot be easily controlled, and the length of the co-injected fibers is limited by the requirements of the injection molding operation. It is also possible to use the co-injection method with the present invention to mix a mixture of particles or short fibers with the injected thermoplastic in an injection molding machine 48 before injecting the composite insert into the cavity 42 of an existing mold. The method of the present invention also differs from known methods of placing loose fibers (ie, not having the shape of a single insert) into mold 40 before adding the injection resin. With this conventional method, it is impossible to easily control the position and orientation of the fiber as in the case of simultaneous injection. The insert 60 used for the bar end 20 is relatively simple, with the bar end being determined by the requirements. The insert 60 may be more complex. FIG. 5 shows a Y-shaped hollow tubular insert 70, which is three independent, placed in the mold cavity after being formed and before injection of the injected thermoplastic as shown in FIG. You. The insert 70 is preferably made by laying up a previously impregnated tow or prepreg composite on a suitable shape and then curing the laid up composite. In this case, the final product 72 shown by the dotted line in FIG. 6 is a Y-shaped part used as a joint, and the internal insert provides strength at the joint area where it is most needed. Composite manufacturing techniques can produce many types of articles with carefully prepared properties. Such a product can be used as an insert in the present invention. Produce complex plastic parts with selectively designed mechanical properties by combining composite technology to prepare and form independent inserts with injection molding technology to incorporate inserts into functional end products It is possible to Although particular embodiments of the present invention have been described in detail for purposes of illustration, various modifications and improvements may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the invention should not be limited except as by the appended claims.
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(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ
Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ
，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，
ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ
Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ
，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ
，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，
ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ
Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ
，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，
ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ
Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ
，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，
ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ
(72)発明者 クローチェン，ジェイ，エム
イギリス国，デボン，ニュートン・アボッ
ト，トットネス・ロード ７ ロックウッ
ド
(72)発明者 マーティン，グレン，イー，ジュニア
アメリカ合衆国，ネバダ州 89509，レノ,
フォックス クリーク・トレイル 4879────────────────────────────────────────────────── ───
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(81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE,
DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L
U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF)
, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE,
SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, M
W, SD, SZ, UG, ZW), UA (AM, AZ, BY)
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LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, M
X, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE
, SG, SI, SK, TJ, TM, TR, TT, UA,
UG, US, UZ, VN
(72) Inventor Krochen, Jay, M
Newton Abbot, Devon, United Kingdom
G, Totnes Road 7 Rockwood
Do
(72) Inventor Martin, Glenn, Yee, Jr.
United States, Nevada 89509, Reno,
Fox Creek Trail 4879