JP2016187875A - Method for manufacturing molded article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a molded body.
自動車用部品、コンピュータの筺体等に用いられる成形体としては、例えば、強化繊維及び熱可塑性樹脂を含有する繊維強化複合材料からなる賦形されたインサート材に、熱可塑性樹脂が射出成形されて一体とされた成形体が広く用いられている。該成形体の製造方法としては、例えば、前記インサート材を圧縮成形等により所望の形状に賦形した後に、その賦形したインサート材を射出成形用の金型内に配置して射出成形を行う方法が挙げられる。しかし、該方法は、事前にインサート材を別途賦形してから射出成形を行う必要があるため、コストが高くなる。 As a molded body used for automobile parts, computer casings, etc., for example, a thermoplastic resin is injection-molded into a molded insert material made of a fiber-reinforced composite material containing reinforcing fibers and a thermoplastic resin. The formed body is widely used. As a method for producing the molded body, for example, after the insert material is shaped into a desired shape by compression molding or the like, the shaped insert material is placed in a mold for injection molding and injection molding is performed. A method is mentioned. However, since this method requires injection molding after separately shaping the insert material in advance, the cost becomes high.
そこで、インサート材の賦形と射出成形とを同一の金型で行う成形方法が提案されている。例えば、上型及び下型により炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含むインサート材を加熱圧縮して賦形し、熱可塑性樹脂を固化させた後に上型と下型とを僅かに離し、生じた隙間に熱可塑性樹脂を射出して成形することで成形体を得る方法が挙げられる（特許文献１）。しかし、該方法で得られた成形体においては、インサート材で形成された部分と、射出成形により形成された部分との境界面の接着強度が不充分となり、該境界面で剥離が生じることがある。 Therefore, a molding method has been proposed in which the shaping of the insert material and the injection molding are performed with the same mold. For example, the insert material containing carbon fiber and thermoplastic resin is heated and compressed by the upper mold and the lower mold, and after the thermoplastic resin is solidified, the upper mold and the lower mold are slightly separated, and the generated gap is formed. There is a method of obtaining a molded body by injecting and molding a thermoplastic resin (Patent Document 1). However, in the molded body obtained by this method, the adhesive strength at the boundary surface between the portion formed by the insert material and the portion formed by injection molding becomes insufficient, and peeling may occur at the boundary surface. is there.
インサート材部分と射出成形部分との境界面の接着強度を向上させる方法としては、インサート材の表面に接着層を介して熱可塑性樹脂を射出成形する方法が提案されている（特許文献２）。しかし、該方法で得られた成形体においても、インサート材部分と射出成形部分との境界面の接着強度が充分であるとは言えず、当該境界面の接着強度をさらに向上させることが重要である。また、該方法では、接着層を形成する接着材料が接着力を発揮するまでに時間を要するため、成形時間が長くなり生産性が低い。 As a method for improving the adhesive strength at the interface between the insert material portion and the injection molded portion, a method of injection molding a thermoplastic resin on the surface of the insert material via an adhesive layer has been proposed (Patent Document 2). However, even in the molded body obtained by this method, it cannot be said that the adhesive strength at the boundary surface between the insert material portion and the injection molded portion is sufficient, and it is important to further improve the adhesive strength at the boundary surface. is there. Moreover, in this method, since it takes time until the adhesive material for forming the adhesive layer exhibits the adhesive force, the molding time becomes long and the productivity is low.
本発明は、賦形されたインサート材に、熱可塑性樹脂が射出成形されて一体とされた成形体として、インサート材部分と射出成形部分との境界面の接着強度が高い成形体を高い生産性で低コストに製造できる成形体の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a molded product having a high adhesive strength at the interface between the insert material portion and the injection molded portion as a molded product in which the thermoplastic resin is injection-molded into the molded insert material. It aims at providing the manufacturing method of the molded object which can be manufactured at low cost by this.
本発明は、以下の構成を有する。
［１］金型内に、熱可塑性樹脂（Ａ）を含有するインサート材を配置した状態で、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）を供給して成形する成形体の製造方法であって、前記インサート材上に接着樹脂が配置された材料（Ｘ）上に、前記材料（Ｘ）が前記熱可塑性樹脂（Ａ）の軟化温度以上に加熱された状態で、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）を供給した後、又は供給しながら金型を閉じ、前記インサート材を賦形しつつ成形する、成形体の製造方法。
［２］金型内に、熱可塑性樹脂（Ａ）を含有するインサート材を配置した状態で、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）を供給して成形する成形体の製造方法であって、前記インサート材上に接着樹脂が配置された材料（Ｘ）が前記熱可塑性樹脂（Ａ）の軟化温度以上に加熱された状態で、金型を閉じて前記インサート材を賦形した後に、前記軟化温度以上の前記材料（Ｘ）上に、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）を供給して成形する、成形体の製造方法。
［３］前記接着樹脂を前記インサート材上の一部に配置し、前記接着樹脂を前記インサート材上で流動させて広げつつ成形する、［１］又は［２］に記載の成形体の製造方法。
［４］前記インサート材が、強化繊維及び前記熱可塑性樹脂（Ａ）を含有する繊維強化複合材料である、［１］〜［３］のいずれかに記載の成形体の製造方法。
［５］前記接着樹脂が、前記熱可塑性樹脂（Ａ）及び前記熱可塑性樹脂（Ｂ）のいずれか一方又は両方と反応して結合する反応性官能基を有する、［１］〜［４］のいずれかに記載の成形体の製造方法。
［６］型締め時の金型温度が、前記熱可塑性樹脂（Ａ）及び熱可塑性樹脂（Ｂ）の軟化温度の低い方の温度よりも５℃以上低い、［１］〜［５］のいずれかに記載の成形体の製造方法。
The present invention has the following configuration.
[1] A method for producing a molded body in which a molten thermoplastic resin (B) is supplied and molded in a state where an insert material containing a thermoplastic resin (A) is disposed in a mold, A molten thermoplastic resin (B) in a state where the material (X) is heated to a temperature higher than the softening temperature of the thermoplastic resin (A) on the material (X) in which an adhesive resin is disposed on the insert material. The manufacturing method of the molded object which closes a metal mold | die while supplying or supplying, and shape | molds while forming the said insert material.
[2] A method for producing a molded body in which a molten thermoplastic resin (B) is supplied and molded in a state where an insert material containing the thermoplastic resin (A) is arranged in a mold, After the material (X) in which the adhesive resin is disposed on the insert material is heated to a temperature equal to or higher than the softening temperature of the thermoplastic resin (A), the mold is closed and the insert material is shaped. The manufacturing method of a molded object which supplies and shape | molds a molten thermoplastic resin (B) on the said material (X).
[3] The method for producing a molded body according to [1] or [2], wherein the adhesive resin is disposed on a part of the insert material, and the adhesive resin is molded while flowing and spreading on the insert material. .
[4] The method for producing a molded body according to any one of [1] to [3], wherein the insert material is a fiber-reinforced composite material containing reinforcing fibers and the thermoplastic resin (A).
[5] The adhesive resin according to [1] to [4], wherein the adhesive resin has a reactive functional group that reacts with and binds to one or both of the thermoplastic resin (A) and the thermoplastic resin (B). The manufacturing method of the molded object in any one.
[6] Any one of [1] to [5], wherein a mold temperature at the time of mold clamping is lower by 5 ° C. or more than a lower softening temperature of the thermoplastic resin (A) and the thermoplastic resin (B). A method for producing the molded article according to claim 1.
本発明の成形体の製造方法によれば、賦形されたインサート材に、熱可塑性樹脂が射出成形されて一体とされた成形体として、インサート材部分と射出成形部分との境界面の接着強度が高い成形体を高い生産性で低コストに製造できる。 According to the method for producing a molded body of the present invention, as a molded body in which a thermoplastic resin is injection-molded into a molded insert material, the adhesive strength at the interface between the insert material portion and the injection molded portion is obtained. Can be manufactured with high productivity and low cost.
本発明の成形体の製造方法は、金型内に、熱可塑性樹脂（Ａ）を含有するインサート材を配置した状態で、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）を供給して成形することで、賦形されたインサート材と熱可塑性樹脂（Ｂ）による射出成形部分とが一体となった成形体を製造する方法である。 The method for producing a molded body of the present invention is to supply and mold a molten thermoplastic resin (B) in a state where an insert material containing the thermoplastic resin (A) is placed in a mold. This is a method for producing a molded body in which the shaped insert material and the injection molded portion by the thermoplastic resin (B) are integrated.
［第１実施形態］
以下、本発明の成形体の製造方法の第１実施形態について説明する。
第１実施形態の成形体の製造方法は、金型を閉じるタイミングによって下記の方法（ｉ１）及び方法（ｉｉ）に分類される。
（ｉ）金型内に熱可塑性樹脂（Ｂ）を供給した後に金型を閉じる方法。
（ｉｉ）金型内に熱可塑性樹脂（Ｂ）を供給しながら金型を閉じる方法。
以下、方法（Ｘ１）及び方法（Ｘ２）についてそれぞれ説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, 1st Embodiment of the manufacturing method of the molded object of this invention is described.
The manufacturing method of the molded object of 1st Embodiment is classified into the following method (i1) and method (ii) by the timing which closes a metal mold | die.
(I) A method of closing the mold after supplying the thermoplastic resin (B) into the mold.
(Ii) A method of closing the mold while supplying the thermoplastic resin (B) into the mold.
Hereinafter, the method (X1) and the method (X2) will be described respectively.
（方法（ｉ））
方法（ｉ）では、金型内で、熱可塑性樹脂（Ａ）を含有するインサート材上に接着樹脂が配置された材料（Ｘ）上に、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）を供給した後に金型を閉じ、前記インサート材を賦形しつつ成形する。そして、熱可塑性樹脂（Ａ）及び熱可塑性樹脂（Ｂ）が固化した後に金型を開き、成形体を取り出す。本発明においては、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）の供給は、材料（Ｘ）が熱可塑性樹脂（Ａ）の軟化温度以上に加熱された状態で行う。
なお、材料（Ｘ）が熱可塑性樹脂（Ａ）の軟化温度以上に加熱されるとは、インサート材と接着樹脂がともに熱可塑性樹脂（Ａ）の軟化温度以上に加熱されることを意味する。
(Method (i))
In the method (i), after supplying the molten thermoplastic resin (B) on the material (X) in which the adhesive resin is disposed on the insert material containing the thermoplastic resin (A) in the mold The mold is closed and the insert material is molded while shaping. And after a thermoplastic resin (A) and a thermoplastic resin (B) solidify, a metal mold | die is opened and a molded object is taken out. In the present invention, the molten thermoplastic resin (B) is supplied in a state where the material (X) is heated to a temperature equal to or higher than the softening temperature of the thermoplastic resin (A).
In addition, that material (X) is heated more than the softening temperature of a thermoplastic resin (A) means that both insert material and adhesive resin are heated more than the softening temperature of a thermoplastic resin (A).
具体例として、図１に例示した金型１００を用いる場合について説明する。金型１００は、上面側に凹部１１０が形成された下型１１２と、下方に突き出る凸部１１４が設けられた上型１１６とを備える。上型１１６には、凸部１１４の下面から樹脂を射出するための樹脂流路１１８が形成されている。
まず、図１に示すように、下型１１２における凹部１１０内に、熱可塑性樹脂（Ａ）を含有するインサート材１０を配置し、インサート材１０上に接着樹脂１２を配置して材料（Ｘ）１４を形成する。そして、図２に示すように、材料（Ｘ）１４が熱可塑性樹脂（Ａ）の軟化温度以上に加熱された状態で、材料（Ｘ）１４上に溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）１６を射出して供給する。その後、図３に示すように、金型１００を閉じ、インサート材１０を賦形しつつ成形する。熱可塑性樹脂（Ａ）及び熱可塑性樹脂（Ｂ）が固化した後に金型１００を開き、成形体を取り出す。
As a specific example, a case where the
First, as shown in FIG. 1, the
方法（ｉ）では、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）を供給する際に材料（Ｘ）が加熱されていることで接着樹脂の接着力が充分に発揮され、得られる成形体のインサート材部分と射出成形部分の境界面の接着強度が高くなる。また、接着樹脂が加熱されて接着力が速やかに発現されるため、短時間で成形体を成形でき生産性が高い。接着樹脂が後述する反応性官能基を有する場合、該接着樹脂が加熱されることで反応性官能基の反応がより活性になるため、得られる成形体のインサート材部分と射出成形部分の境界面の接着強度が特に高くなる。 In the method (i), when the molten thermoplastic resin (B) is supplied, the material (X) is heated so that the adhesive strength of the adhesive resin is sufficiently exerted, and the insert material portion of the obtained molded body And the adhesive strength of the boundary surface of the injection molded part is increased. In addition, since the adhesive resin is heated and the adhesive force is rapidly developed, the molded body can be molded in a short time and the productivity is high. When the adhesive resin has a reactive functional group to be described later, the reaction of the reactive functional group becomes more active when the adhesive resin is heated. Therefore, the boundary surface between the insert material portion and the injection molded portion of the obtained molded body The adhesive strength of the is particularly high.
本実施形態では、材料（Ｘ）を軟化温度以上に加熱してから金型内に配置してもよく、金型内に配置した後に材料（Ｘ）を軟化温度以上に加熱してもよい。
材料（Ｘ）を加熱する方法は、特に限定されず、例えば、赤外線ヒータ等が挙げられる。
In the present embodiment, the material (X) may be heated to the softening temperature or higher and then placed in the mold, or the material (X) may be heated to the softening temperature or higher after being placed in the mold.
The method for heating the material (X) is not particularly limited, and examples thereof include an infrared heater.
熱可塑性樹脂（Ｂ）が供給される際の材料（Ｘ）の温度をＴ（℃）、熱可塑性樹脂（Ａ）の軟化温度をＴＡ（℃）としたとき、温度Ｔと軟化温度ＴＡとの関係は、ＴＡ≦Ｔであり、ＴＡ＋１０（℃）≦Ｔ≦ＴＡ＋１５０（℃）が好ましく、ＴＡ＋３０（℃）≦Ｔ≦ＴＡ＋１００（℃）がより好ましい。温度Ｔが下限値以上であれば、インサート材部分と射出成形部分の境界面の接着強度が高い成形体が得られ、また成形時間が短くなる。温度Ｔが高すぎると、型締め後において材料（Ｘ）中の熱可塑性樹脂（Ａ）が固化するまでの時間が長くなって生産性が低下したり、材料（Ｘ）中の熱可塑性樹脂（Ａ）が熱分解を起こすといった問題が発生するおそれがある。しかし、温度Ｔが上限値以下であれば、型締め後の材料（Ｘ）中の熱可塑性樹脂（Ａ）が固化するまでの時間は問題なく、また材料（Ｘ）中の熱可塑性樹脂（Ａ）の熱分解も抑制しやすい。
なお、熱可塑性樹脂の軟化温度は、熱可塑性樹脂が結晶性樹脂の場合は熱可塑性樹脂の溶融温度（融点）、熱可塑性樹脂が非晶性樹脂の場合は熱可塑性樹脂のガラス転移温度であり、これらはＪＩＳ Ｋ７１２１に準拠した示差走査熱量測定（ＤＳＣ）法により測定される値を意味する。
The temperature of the material (X) when the thermoplastic resin (B) is supplied T (° C.), when the softening temperature of the thermoplastic resin (A) was T A (° C.), the temperature T and the softening temperature T A And T A ≦ T, T A +10 (° C.) ≦ T ≦ T A +150 (° C.) is preferable, and T A +30 (° C.) ≦ T ≦ T A +100 (° C.) is more preferable. When the temperature T is equal to or higher than the lower limit, a molded body having a high adhesive strength at the interface between the insert material portion and the injection molded portion is obtained, and the molding time is shortened. If the temperature T is too high, the time until the thermoplastic resin (A) in the material (X) is solidified after mold clamping becomes long and the productivity is lowered, or the thermoplastic resin in the material (X) ( There is a risk that A) may undergo thermal decomposition. However, when the temperature T is equal to or lower than the upper limit, there is no problem in the time until the thermoplastic resin (A) in the material (X) after mold clamping is solidified, and the thermoplastic resin (A in the material (X) (A) ) Is easy to suppress thermal decomposition.
The softening temperature of the thermoplastic resin is the melting temperature (melting point) of the thermoplastic resin when the thermoplastic resin is a crystalline resin, and the glass transition temperature of the thermoplastic resin when the thermoplastic resin is an amorphous resin. These mean values measured by the differential scanning calorimetry (DSC) method based on JIS K7121.
型締め時の金型温度は、熱可塑性樹脂（Ａ）及び熱可塑性樹脂（Ｂ）の軟化温度の低い方の温度よりも５℃以上低いことが好ましく、１５℃以上低いことがより好ましい。これにより、成形体中の熱可塑性樹脂（Ａ）及び熱可塑性樹脂（Ｂ）が十分に冷却固化されるため、金型から脱型が容易になる。 The mold temperature at the time of clamping is preferably 5 ° C. or more lower than the lower softening temperature of the thermoplastic resin (A) and the thermoplastic resin (B), more preferably 15 ° C. or more. Thereby, since the thermoplastic resin (A) and the thermoplastic resin (B) in the molded body are sufficiently cooled and solidified, the mold can be easily removed from the mold.
方法（ｉ）においては、接着樹脂をインサート材上の一部に配置し、当該接着樹脂をインサート材上で流動させて広げつつ成形することが好ましい。例えば、図２に示すように、インサート材１０の上面全体に充分広げられる量の接着樹脂１２をインサート材１０上の中央に部分的に配置した状態で熱可塑性樹脂（Ｂ）１６を供給し、金型１００を閉めたときに接着樹脂１２がインサート材１０上で流動して広がりつつ成形されるようにすることが好ましい。成形時にインサート材上で流動することで、接着樹脂で形成される層の表面が波打つため、成形体におけるインサート材部分と射出成形部分との境界面が凸凹になる。その結果、アンカー効果によって境界面の接着強度がより高くなる。
なお、方法（ｉ）においては、接着樹脂をインサート材の上面全体に塗布してもよい。
In the method (i), it is preferable that the adhesive resin is disposed on a part of the insert material, and the adhesive resin is molded while flowing and spreading on the insert material. For example, as shown in FIG. 2, the thermoplastic resin (B) 16 is supplied in a state where an
In the method (i), an adhesive resin may be applied to the entire top surface of the insert material.
＜インサート材＞
インサート材は、熱可塑性樹脂（Ａ）を含有する材料である。
インサート材としては、強化繊維及び熱可塑性樹脂（Ａ）を含有する繊維強化複合材料が好ましい。繊維強化複合材料としては、強化繊維に熱可塑性樹脂（Ａ）が含浸されたプリプレグ、該プリプレグが複数枚積層されたプリプレグ積層体等が挙げられる。
<Insert material>
The insert material is a material containing a thermoplastic resin (A).
As the insert material, a fiber-reinforced composite material containing reinforcing fibers and the thermoplastic resin (A) is preferable. Examples of the fiber reinforced composite material include a prepreg in which a reinforced fiber is impregnated with a thermoplastic resin (A), a prepreg laminate in which a plurality of the prepregs are laminated, and the like.
強化繊維としては、特に限定されず、例えば、無機繊維、有機繊維、金属繊維、又はこれらを組み合わせたハイブリッド構成の強化繊維が使用できる。
無機繊維としては、炭素繊維、黒鉛繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、タングステンカーバイド繊維、ボロン繊維、ガラス繊維等が挙げられる。有機繊維としては、アラミド繊維、高密度ポリエチレン繊維、その他一般のナイロン繊維、ポリエステル繊維等が挙げられる。金属繊維としては、ステンレス、鉄等の繊維が挙げられ、また金属を被覆した炭素繊維でもよい。これらの中では、成形体の強度等の機械物性を考慮すると、炭素繊維が好ましい。
The reinforcing fiber is not particularly limited, and for example, a reinforcing fiber having an inorganic fiber, an organic fiber, a metal fiber, or a hybrid structure in which these are combined can be used.
Examples of the inorganic fiber include carbon fiber, graphite fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, tungsten carbide fiber, boron fiber, and glass fiber. Examples of the organic fibers include aramid fibers, high density polyethylene fibers, other general nylon fibers, and polyester fibers. Examples of metal fibers include fibers such as stainless steel and iron, and carbon fibers coated with metal may be used. Of these, carbon fibers are preferred in view of mechanical properties such as strength of the molded body.
強化繊維は、連続繊維であってもよく、不連続繊維であってもよい。連続繊維は機械特性に優れ、一方不連続繊維は賦型性に優れるため、必要に応じて使い分けすることが可能である。強化繊維基材の形態としては、多数の連続繊維を一方向に揃えてＵＤシート（一方向シート）とする形態、連続繊維を製織してクロス材（織物）とする形態、不連続繊維からなる不織布とする形態、不連続繊維を二軸押出機にて樹脂中に混練分散した形態等が挙げられる。クロス材の織り方としては、例えば、平織、綾織、朱子織、三軸織等が挙げられる。 The reinforcing fiber may be a continuous fiber or a discontinuous fiber. Since continuous fibers are excellent in mechanical properties, while discontinuous fibers are excellent in formability, they can be properly used as needed. As a form of the reinforcing fiber base, a form in which a large number of continuous fibers are aligned in one direction to form a UD sheet (unidirectional sheet), a form in which continuous fibers are woven to form a cloth material (woven fabric), and a discontinuous fiber are used. The form made into a nonwoven fabric, the form which knead-dispersed discontinuous fiber in resin with the twin-screw extruder, etc. are mentioned. Examples of the cloth weaving method include plain weave, twill weave, satin weave, and triaxial weave.
熱可塑性樹脂（Ａ）としては、特に限定されず、ポリアミド樹脂（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ナイロンＭＸＤ６等）、ポリオレフィン樹脂（低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等）、変性ポリオレフィン樹脂（変性ポリプロピレン樹脂等）、ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等）、ポリカーボネート樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、アクリロニトリルとスチレンの共重合体、ナイロン６とナイロン６６の共重合体等が挙げられる。
変性ポリオレフィン樹脂としては、例えば、マレイン酸等の酸によりポリオレフィン樹脂を変性した樹脂等が挙げられる。
接着樹脂との接着性の観点から、ポリアミド樹脂、変性ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂が好ましい。
熱可塑性樹脂（Ａ）としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
The thermoplastic resin (A) is not particularly limited, and polyamide resin (nylon 6, nylon 66,
Examples of the modified polyolefin resin include a resin obtained by modifying a polyolefin resin with an acid such as maleic acid.
From the viewpoint of adhesiveness with the adhesive resin, a polyamide resin, a modified polyolefin resin, a polyester resin, and a polycarbonate resin are preferable.
As a thermoplastic resin (A), 1 type may be used independently and 2 or more types may be used together.
なお、インサート材は、繊維強化複合材料には限定されず、強化繊維を含有しないものであってもよい。
インサート材には、目的の成形体の要求特性に応じて、難燃剤、耐候性改良剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、相溶化剤、導電性フィラー等の添加剤を配合してもよい。
In addition, an insert material is not limited to a fiber reinforced composite material, The thing which does not contain a reinforced fiber may be sufficient.
Insert materials include flame retardants, weather resistance improvers, antioxidants, heat stabilizers, UV absorbers, plasticizers, lubricants, colorants, compatibilizers, conductivity, depending on the required properties of the target molded product. You may mix | blend additives, such as a filler.
＜熱可塑性樹脂（Ｂ）＞
熱可塑性樹脂（Ｂ）としては、特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂（Ａ）で挙げたものと同じものが挙げられる。熱可塑性樹脂（Ｂ）としては、得られる成形体におけるインサート材部分と射出成形部分との境界面の接着強度がより高くなる点から、熱可塑性樹脂（Ａ）と同じ種類の樹脂であることが好ましい。
熱可塑性樹脂（Ｂ）は、目的の成形体の要求特性に応じて、強化繊維、難燃剤、耐候性改良剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、相溶化剤、導電性フィラー等の添加剤を含有していてもよい。
熱可塑性樹脂（Ｂ）としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
<Thermoplastic resin (B)>
It does not specifically limit as a thermoplastic resin (B), For example, the same thing as what was mentioned by the thermoplastic resin (A) is mentioned. The thermoplastic resin (B) may be the same type of resin as the thermoplastic resin (A) because the adhesive strength at the boundary surface between the insert material portion and the injection molded portion in the obtained molded body is higher. preferable.
The thermoplastic resin (B) is a reinforcing fiber, a flame retardant, a weather resistance improver, an antioxidant, a heat stabilizer, an ultraviolet absorber, a plasticizer, a lubricant, a colorant, depending on the required properties of the target molded article. You may contain additives, such as a compatibilizing agent and a conductive filler.
As a thermoplastic resin (B), 1 type may be used independently and 2 or more types may be used together.
＜接着樹脂＞
接着樹脂は、インサート材及び熱可塑性樹脂（Ｂ）に対して接着力を有する樹脂であり、加熱されることでより高い接着力が発揮される公知の樹脂を採用できる。
該樹脂としては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ乳酸樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスルホン樹脂、四フッ化ポリエチレン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリチオエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、スチレン系樹脂（ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂）、ゴム質重合体、ポリアルキレンオキサイド樹脂等が挙げられる。
<Adhesive resin>
Adhesive resin is resin which has adhesive force with respect to insert material and thermoplastic resin (B), and can employ | adopt well-known resin in which higher adhesive force is exhibited by being heated.
Examples of the resin include polyamide resin, polyester resin, polyphenylene sulfide resin, polyphenylene oxide resin, polycarbonate resin, polylactic acid resin, polyacetal resin, polysulfone resin, tetrafluoropolyethylene resin, polyetherimide resin, polyamideimide resin, and polyimide. Resin, polyethersulfone resin, polyetherketone resin, polythioetherketone resin, polyetheretherketone resin, polyethylene resin, polypropylene resin, styrene resin (polystyrene resin, ABS resin), rubbery polymer, polyalkylene oxide resin, etc. Is mentioned.
接着樹脂としては、熱可塑性樹脂（Ａ）及び熱可塑性樹脂（Ｂ）のいずれか一方又は両方と反応して結合する反応性官能基を有する接着樹脂が好ましい。前記反応性官能基を有する接着樹脂としては、例えば、前記反応性官能基を分子鎖中に有する樹脂、すなわちベースとなる樹脂に前記反応性官能基を導入した樹脂が挙げられる。 As the adhesive resin, an adhesive resin having a reactive functional group that reacts and bonds with either or both of the thermoplastic resin (A) and the thermoplastic resin (B) is preferable. Examples of the adhesive resin having a reactive functional group include a resin having the reactive functional group in a molecular chain, that is, a resin in which the reactive functional group is introduced into a base resin.
前記反応性官能基としては、熱可塑性樹脂（Ａ）及び熱可塑性樹脂（Ｂ）のいずれか一方又は両方に存在する官能基と反応するものであればよく、例えば、アミノ基、カルボキシル基、カルボキシル金属塩、水酸基、エポキシ基、酸無水物基、イソシアネート基、メルカプト基、オキサゾリン基、スルホン酸基等が挙げられる。なかでも、反応性が高い点から、アミノ基、カルボキシル基、カルボキシル金属塩、エポキシ基、酸無水物基及びオキサゾリン基からなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましい。
接着樹脂が有する反応性官能基は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。
接着樹脂としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
As said reactive functional group, what is necessary is just to react with the functional group which exists in any one or both of a thermoplastic resin (A) and a thermoplastic resin (B), for example, an amino group, a carboxyl group, carboxyl Examples thereof include metal salts, hydroxyl groups, epoxy groups, acid anhydride groups, isocyanate groups, mercapto groups, oxazoline groups, and sulfonic acid groups. Among these, at least one selected from the group consisting of an amino group, a carboxyl group, a carboxyl metal salt, an epoxy group, an acid anhydride group, and an oxazoline group is preferable from the viewpoint of high reactivity.
The reactive functional group possessed by the adhesive resin may be one type or two or more types.
As adhesive resin, 1 type may be used independently and 2 or more types may be used together.
（方法（ｉｉ））
方法（ｉｉ）では、金型内で、熱可塑性樹脂（Ａ）を含有するインサート材上に接着樹脂が配置された材料（Ｘ）上に、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）を供給しながら金型を閉じ、前記インサート材を賦形しつつ成形する。方法（ｉｉ）は、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）を供給した後に金型を閉じる代わりに、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）を供給しながら金型を閉じる以外は、方法（ｉ）と同じである。
(Method (ii))
In the method (ii), while supplying the molten thermoplastic resin (B) on the material (X) in which the adhesive resin is disposed on the insert material containing the thermoplastic resin (A) in the mold, The mold is closed and the insert material is molded while shaping. Method (ii) is the method (i) except that the mold is closed while supplying the molten thermoplastic resin (B) instead of closing the mold after supplying the molten thermoplastic resin (B). Is the same.
方法（ｉｉ）においても、接着樹脂をインサート材上の一部に配置し、当該接着樹脂をインサート材上で流動させて広げつつ成形することが好ましい。これにより、方法（ｉ）の場合と同様に、得られる成形体における境界面の接着強度がアンカー効果によってより高くなる。
なお、方法（ｉｉ）においては、接着樹脂をインサート材の上面全体に塗布してもよい。
Also in the method (ii), it is preferable that the adhesive resin is disposed on a part of the insert material, and the adhesive resin is molded while flowing on the insert material and spreading. Thereby, like the case of method (i), the adhesive strength of the interface in the obtained molded object becomes higher by an anchor effect.
In the method (ii), the adhesive resin may be applied to the entire top surface of the insert material.
［第２実施形態］
以下、本発明の成形体の製造方法の第２実施形態について説明する。
本実施形態では、金型内に、熱可塑性樹脂（Ａ）を含有するインサート材上に接着樹脂が配置された材料（Ｘ）が熱可塑性樹脂（Ａ）の軟化温度以上に加熱された状態で、金型を閉じて前記インサート材を賦形する。その後、金型内における前記軟化温度以上の材料（Ｘ）上に、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）を供給して成形する。そして、熱可塑性樹脂（Ａ）及び熱可塑性樹脂（Ｂ）が固化した後に金型を開き、形成された成形体を取り出す。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the method for producing a molded body of the present invention will be described.
In the present embodiment, in the mold, the material (X) in which the adhesive resin is disposed on the insert material containing the thermoplastic resin (A) is heated above the softening temperature of the thermoplastic resin (A). Then, the mold is closed and the insert material is shaped. Thereafter, the thermoplastic resin (B) in a molten state is supplied and molded on the material (X) having a temperature equal to or higher than the softening temperature in the mold. And after a thermoplastic resin (A) and a thermoplastic resin (B) solidify, a metal mold | die is opened and the formed molded object is taken out.
具体例として、図４に例示した金型２００を用いる場合について説明する。金型２００は、上方に突き出る凸部２１０が設けられた下型２１２と、下面側に凹部２１４が形成された上型２１６と、を備える。上型２１６には、凹部２１４の上面から樹脂を射出するための樹脂流路２１８が形成されている。
まず、図４に示すように、下型２１２における凸部２１０上に、熱可塑性樹脂（Ａ）を含有するインサート材１０を配置し、インサート材１０上に接着樹脂１２を配置して材料（Ｘ）１４を形成する。そして、図５に示すように、材料（Ｘ）１４が熱可塑性樹脂（Ａ）の軟化温度以上に加熱された状態で、金型２００を閉じてインサート材１０を賦形する。その後、軟化温度以上の材料（Ｘ）１４上に、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）１６を射出して成形する。熱可塑性樹脂（Ａ）及び熱可塑性樹脂（Ｂ）が固化した後に金型２００を開き、形成された成形体を取り出す。
As a specific example, a case where the
First, as shown in FIG. 4, the
第２実施形態においては、材料（Ｘ）が熱可塑性樹脂（Ａ）の軟化温度以上に加熱された状態で金型内に溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）を供給して成形する。これにより、第１実施形態の場合と同様に接着樹脂の接着力が充分に発揮されるため、得られる成形体のインサート材部分と射出成形部分の境界面の接着強度が高くなる。また、接着樹脂の接着力が速やかに発現されるため生産性が高くなる。 In the second embodiment, the material (X) is heated and heated to a temperature equal to or higher than the softening temperature of the thermoplastic resin (A), and the molten thermoplastic resin (B) is supplied into the mold and molded. Thereby, since the adhesive force of the adhesive resin is sufficiently exhibited as in the case of the first embodiment, the adhesive strength of the boundary surface between the insert material portion and the injection molded portion of the obtained molded body is increased. In addition, productivity is increased because the adhesive force of the adhesive resin is rapidly expressed.
第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、材料（Ｘ）を軟化温度以上に加熱してから金型内に配置してもよく、金型内に配置した後に材料（Ｘ）を軟化温度以上に加熱してもよい。 In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the material (X) may be heated to the softening temperature or higher and then placed in the mold, or after the material (X) is placed in the mold, You may heat more than a softening temperature.
第２実施形態における熱可塑性樹脂（Ｂ）が供給される際の材料（Ｘ）の温度Ｔ（℃）と、熱可塑性樹脂（Ａ）の軟化温度ＴＡ（℃）との関係は、第１実施形態と同様の理由から、ＴＡ≦Ｔであり、ＴＡ＋１０（℃）≦Ｔ≦ＴＡ＋１５０（℃）が好ましく、ＴＡ＋３０（℃）≦Ｔ≦ＴＡ＋１００（℃）がより好ましい。
型締め時の金型温度は、熱可塑性樹脂（Ａ）の軟化温度よりも５℃以上低いことが好ましく、１５℃以上低いことがより好ましい。
The relationship between the temperature T (° C.) of the material (X) when the thermoplastic resin (B) is supplied in the second embodiment and the softening temperature T A (° C.) of the thermoplastic resin (A) is as follows. For the same reason as in the embodiment, T A ≦ T, T A +10 (° C.) ≦ T ≦ T A +150 (° C.) is preferable, and T A +30 (° C.) ≦ T ≦ T A +100 (° C.) is more preferable. preferable.
The mold temperature at the time of clamping is preferably 5 ° C. or more lower than the softening temperature of the thermoplastic resin (A), more preferably 15 ° C. or more.
第２実施形態においても、接着樹脂をインサート材上の一部に配置し、当該接着樹脂をインサート材上で流動させて広げつつ成形することが好ましい。例えば、図６に示すように、インサート材１０上面全体に充分広げられる量の接着樹脂１２をインサート材１０上の中央に部分的に配置した状態で熱可塑性樹脂（Ｂ）１６をその中央部分に射出することで、接着樹脂１２がインサート材１０上で流動して広がりつつ成形されるようにすることが好ましい。これにより、接着樹脂で形成される層の表面が波打つため、得られる成形体におけるインサート材部分と射出成形部分との境界面が凸凹になる。その結果、アンカー効果によって境界面の接着強度がより高くなる。
なお、第２実施形態においては、接着樹脂をインサート材の上面全体に塗布してもよい。
Also in the second embodiment, it is preferable that the adhesive resin is disposed on a part of the insert material, and the adhesive resin is molded while flowing and spreading on the insert material. For example, as shown in FIG. 6, the thermoplastic resin (B) 16 is placed in the center portion of the
In the second embodiment, the adhesive resin may be applied to the entire top surface of the insert material.
以上説明した本発明の成形体の製造方法においては、熱可塑性樹脂（Ｂ）の射出成形時に接着樹脂が熱可塑性樹脂（Ａ）の軟化温度以上に加熱されていることで、接着樹脂による高い接着力が得られるため、インサート材部分と射出成形部分との境界面の接着強度が高い成形体が得られる。
特にインサート材に炭素繊維等の剛性の高い強化繊維が含有されている場合には、成形体が曲げられたときにインサート材部分と射出成形部分との境界面に大きなせん断応力が加わって剥離しやすい。しかし、本発明の成形体の製造方法によれば、インサート材に炭素繊維等の強化繊維が含有されている場合でも、インサート材部分と射出成形部分との境界面の接着強度が充分に高い成形体が得られる。
In the method for producing a molded article of the present invention described above, the adhesive resin is heated to a temperature equal to or higher than the softening temperature of the thermoplastic resin (A) during the injection molding of the thermoplastic resin (B). Since a force is obtained, a molded body having a high adhesive strength at the boundary surface between the insert material portion and the injection molded portion can be obtained.
In particular, when the insert material contains high-stiffness reinforcing fibers such as carbon fiber, when the molded body is bent, it is peeled off due to a large shear stress applied to the interface between the insert material portion and the injection molded portion. Cheap. However, according to the method for producing a molded body of the present invention, even when the insert material contains reinforcing fibers such as carbon fibers, the molding has a sufficiently high adhesive strength at the interface between the insert material portion and the injection molded portion. The body is obtained.
また、本発明の成形体の製造方法では、接着樹脂が加熱されることでその接着力が速やかに発現されるため、短時間での成形が可能で生産性が高い。
また、本発明の成形体の製造方法は、熱可塑性樹脂（Ｂ）の射出成形を行う前に別途インサート材を賦形しておく必要がないため、低コストである。
Moreover, in the manufacturing method of the molded object of this invention, since adhesive force is rapidly expressed by heating adhesive resin, shaping | molding in a short time is possible and productivity is high.
Moreover, since the manufacturing method of the molded object of this invention does not need to shape | mold an insert material separately before performing injection molding of a thermoplastic resin (B), it is low-cost.
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
［製造例１：インサート材の製造］
炭素繊維（商品名「パイロフィル炭素繊維トウＴＲ ５０Ｓ」、三菱レイヨン社製）を一方向に、かつ平面状に引き揃えて目付が７８ｇ／ｍ２である繊維シートとする。熱可塑性樹脂（Ａ）として酸変性ポリプロピレン樹脂（商品名「モディックＰ９５８Ｖ」、三菱化学社製、軟化温度：１６５℃）を用いた目付が３６ｇ／ｍ２のフィルムによって、該繊維シートを両面から挟む。これらをカレンダロールに複数回通して加熱と加圧を行い、樹脂を繊維シートに含浸させ、繊維体積含有率（Ｖｆ）が３５体積％、厚み１２０μｍのプリプレグを作製する。
次いで、得られたプリプレグ８枚を、炭素繊維の繊維軸方向が平面視で０゜／９０゜／０゜／９０゜／９０゜／０゜／９０゜／０゜となるように積層し、熱溶着により一体化して、平面視形状が４０ｍｍ×２００ｍｍの矩形のプリプレグ積層体からなるインサート材を得る。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by the following description.
[Production Example 1: Production of insert material]
Carbon fiber (trade name “Pyrofil carbon fiber tow TR 50S”, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) is made into a fiber sheet with a basis weight of 78 g / m 2 by aligning it in one direction and in a planar shape. The fiber sheet is sandwiched from both sides by a film having a basis weight of 36 g / m 2 using an acid-modified polypropylene resin (trade name “Modic P958V”, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, softening temperature: 165 ° C.) as the thermoplastic resin (A). . These are passed through a calender roll a plurality of times, heated and pressurized, and impregnated into a fiber sheet to produce a prepreg having a fiber volume content (Vf) of 35% by volume and a thickness of 120 μm.
Next, the obtained eight prepregs were laminated so that the fiber axis direction of the carbon fiber was 0 ° / 90 ° / 0 ° / 90 ° / 90 ° / 0 ° / 90 ° / 0 ° in plan view, The insert material which consists of a rectangular prepreg laminated body which is integrated by heat welding and whose planar view shape is 40 mm x 200 mm is obtained.
［実施例１］
図１に例示した金型１００を用いる。
図１に示すように、下型１１２における凹部１１０内に、製造例１で得たインサート材を配置する。該インサート材上の中央部分に、接着樹脂としてシアノアクリレート基を有する商品名「シアノン７２２」（高圧ガス工業社製）を０．３ｇ配置して材料（Ｘ）を形成する。次いで、図２に示すように、赤外線ヒータによって前記材料（Ｘ）を２１０℃に加熱した状態で、上型１１６の樹脂流路１１８から接着樹脂上に、熱可塑性樹脂（Ｂ）として炭素繊維含有ポリプロピレン樹脂である商品名「パイロフィルペレットＰＰ−Ｃ−３０Ａ」（三菱レイヨン社製、軟化温度：１６５℃、炭素繊維含有量：３０質量％）を溶融状態で射出して供給する。次いで、図３に示すように、上型１１６を下型１１２に向かって移動させて金型１００を閉じ、インサート材を賦形しつつ成形する。型締め時の金型１００の温度は８０℃とする。熱可塑性樹脂（Ｂ）の射出から１分後に金型１００を開き、成形体を取り出す。成形体における材料（Ｘ）由来のインサート材部分と熱可塑性樹脂（Ｂ）由来の射出成形部分の界面強度は良好である。
[Example 1]
The
As shown in FIG. 1, the insert material obtained in Production Example 1 is disposed in the
［実施例２］
図４に例示した金型２００を用いる。
図４に示すように、下型２１２における凸部２１０上に、製造例１で得たインサート材を配置する。該インサート材上の中央部分に、接着樹脂としてシアノアクリレート基を有する商品名「シアノン７２２」（高圧ガス工業社製）を０．３ｇ配置して材料（Ｘ）を形成する。次いで、図５に示すように、赤外線ヒータによって前記材料（Ｘ）を２１０℃に加熱した状態で、金型２００を閉じてインサート材を賦形する。次いで、図６に示すように、２１０℃に加熱された状態の材料（Ｘ）上に、熱可塑性樹脂（Ｂ）として炭素繊維含有ポリプロピレン樹脂である商品名「パイロフィルペレットＰＰ−Ｃ−３０Ａ」（三菱レイヨン社製、軟化温度：１６５℃、炭素繊維含有量：３０質量％）を溶融状態で射出して成形する。型締め時の金型１００の温度は８０℃とする。熱可塑性樹脂（Ｂ）の射出から１分後に金型２００を開き、形成された成形体を取り出す。成形体における材料（Ｘ）由来のインサート材部分と熱可塑性樹脂（Ｂ）由来の射出成形部分の界面強度は良好である。
[Example 2]
The
As shown in FIG. 4, the insert material obtained in Production Example 1 is disposed on the
［比較例１］
実施例２において、インサート材を賦形した後に、２５℃の状態の材料（Ｘ）上に熱可塑性樹脂（Ｂ）を溶融状態で射出して成形する以外は、実施例２と同様にして成形体を製造する。成形体における材料（Ｘ）由来のインサート材部分と熱可塑性樹脂（Ｂ）由来の射出成形部分の界面は一見接着しているが、その接着強度は実施例２と比較すると大きく劣る。
[Comparative Example 1]
In Example 2, after molding the insert material, molding is performed in the same manner as in Example 2 except that the thermoplastic resin (B) is injected in a molten state onto the material (X) at 25 ° C. Manufacture the body. The interface between the insert material portion derived from the material (X) and the injection molded portion derived from the thermoplastic resin (B) in the molded body is apparently bonded, but the bonding strength is greatly inferior to that of Example 2.
［接着強度の評価］
各例における成形体のインサート材部分と射出成形部分の境界面での接着強度は、以下のようにして評価する。
成形体から１２．７ｍｍ幅×１２０ｍｍ長に試験片を切り出し、ＪＩＳ Ｋ７０７４に準拠した曲げ試験を実施し、その試験から得られるひずみ−応力曲線の最初の応力降伏点が基材破壊であるものを「〇」、界面剥離であるものを「×」とする。
評価結果を表１に示す。
[Evaluation of adhesive strength]
The adhesive strength at the boundary surface between the insert material portion and the injection molded portion of the molded body in each example is evaluated as follows.
A test piece was cut out from the molded body to a width of 12.7 mm × 120 mm, a bending test according to JIS K7074 was carried out, and the first stress yield point of the strain-stress curve obtained from the test was a base material failure. “◯”, and “×” means interface peeling.
The evaluation results are shown in Table 1.
表１に示すように、本発明の製造方法で製造した実施例１、２の成形体は、インサート材部分と射出成形部分の境界面での接着強度が、比較例１の成形体に比べて高い。また、実施例１、２では、成形時間を比較例１に比べて短くでき、生産性が高い。 As shown in Table 1, the molded bodies of Examples 1 and 2 manufactured by the manufacturing method of the present invention have an adhesive strength at the interface between the insert material part and the injection molded part as compared with the molded body of Comparative Example 1. high. In Examples 1 and 2, the molding time can be shortened compared to Comparative Example 1, and the productivity is high.
１０ インサート材
１２ 接着樹脂
１４ 材料（Ｘ）
１６ 熱可塑性樹脂（Ｂ）
１００ 金型
１１０ 凹部
１１２ 下型
１１４ 凸部
１１６ 上型
１１８ 樹脂流路
２００ 金型
２１０ 凸部
２１２ 下型
２１４ 凹部
２１６ 上型
２１８ 樹脂流路
10
16 Thermoplastic resin (B)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記インサート材上に接着樹脂が配置された材料（Ｘ）上に、前記材料（Ｘ）が前記熱可塑性樹脂（Ａ）の軟化温度以上に加熱された状態で、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）を供給した後、又は供給しながら金型を閉じ、前記インサート材を賦形しつつ成形する、成形体の製造方法。 In a state in which an insert material containing a thermoplastic resin (A) is placed in a mold, the molten thermoplastic resin (B) is supplied and molded,
On the material (X) in which the adhesive resin is arranged on the insert material, the molten material thermoplastic resin (B) in a state where the material (X) is heated to the softening temperature or higher of the thermoplastic resin (A). ), Or while supplying, the mold is closed and the insert material is molded while forming.
前記インサート材上に接着樹脂が配置された材料（Ｘ）が前記熱可塑性樹脂（Ａ）の軟化温度以上に加熱された状態で、金型を閉じて前記インサート材を賦形した後に、前記軟化温度以上の前記材料（Ｘ）上に、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ｂ）を供給して成形する、成形体の製造方法。 In a state in which an insert material containing a thermoplastic resin (A) is placed in a mold, the molten thermoplastic resin (B) is supplied and molded,
After the material (X) in which the adhesive resin is arranged on the insert material is heated to a temperature higher than the softening temperature of the thermoplastic resin (A), the mold is closed and the insert material is shaped. The manufacturing method of a molded object which supplies and shape | molds the thermoplastic resin (B) of a molten state on said material (X) more than temperature.
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