JPH0596637A - 内燃機関用部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 耐熱性と機械的強度に優れた繊維強化樹脂材
料から成る内燃機関部品の製造方法を得る。 【構成】 ９５〜６０重量％がポリエーテル樹脂で、５
〜４０重量％がポリエーテルイミド樹脂となるように用
い、いずれか一方の樹脂又は両方の樹脂に樹脂と炭素繊
維の合計の２５〜４５重量％になるように炭素繊維を配
合して形成したポリエーテルケトン樹脂ペレットとポリ
エーテルイミド樹脂ペレットを、ポリエーテルイミド樹
脂の流動開始あるいは溶融開始温度以上に加熱して、ポ
リエーテルケトン樹脂が可塑化溶融したポリエーテルイ
ミド樹脂中に包含された状態として、引き続いてポリエ
ーテルケトン樹脂の流動開始温度あるいは溶融開始温度
以上に加熱して、ポリエーテルケトン樹脂とポリエーテ
ルイミド樹脂および炭素繊維が均一に混合した状態とす
る溶融混合工程後射出成形または押出成形により内燃機
関部品を成形する内燃機関用部品の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐熱性と機械的強度に優
れた繊維強化樹脂材料から内燃機関用部品、例えば一体
型遠心圧縮機のインペラ等を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエーテルスルホン（以下、ＰＥＳと
略記する）、ポリエーテルイミド（以下、ＰＥＩと略記
する）、ポリアミドイミド（以下、ＰＡＩと略記す
る）、ポリイミド（以下、ＰＩと略記する）、ポリフェ
ニレンスルフィド（以下、ＰＰＳと略記する）、ホリエ
ーテルエーテルケトン（以下、ＰＥＥＫと略記する）、
ポリエーテルケトン（以下、ＰＥＫと略記する）、ポリ
エーテルニトリル（以下、ＰＥＮと略記する）、ポリア
リルエーテルケトン（以下、ＰＡＥＫと略記する）、ポ
リエーテルケトンケトン（以下、ＰＥＫＫと略記する）
等の耐熱性樹脂は耐熱性、機械的強度の点で汎用エンジ
ニアリングプラスチックより大幅に優れていることから
スーパーエンジニアリングプラスチックと称されてお
り、電気・電子機械、機械、自動車等の用途に種々使用
されている。しかし、最近の技術の進歩により、これら
の耐熱性樹脂が有する特性、特に機械的強度を高めたも
のが要求されるようになってきた。このため、これら耐
熱性樹脂に繊維状補強材、特に炭素繊維を配合すること
によって機械的強度、耐熱性を改良する方法が実施され
ている。

【０００３】炭素繊維はエポキシ樹脂をマトリックスと
する炭素繊維強化プラスチックに多く使用されているた
め、炭素繊維の収束剤としてはエポキシ樹脂が使用され
ている。

【０００４】炭素繊維はエポキシ樹脂をマトリックスと
する炭素繊維強化プラスチックに多く使用されているた
め、炭素繊維の収束剤としてはエポキシ樹脂が使用され
ている。しかしエポシキシ樹脂収束剤はエポキシ樹脂等
の熱硬化性樹脂がマトリックスである場合には有効であ
るが、前記耐熱性樹脂に対しては接着性が悪く、機械的
強度の良好な樹脂組成物が得られない。このため特開昭
５３−１０６７５２号公報に見られるが如く、熱可塑性
樹脂に対して、ポリアミド樹脂を炭素繊維の収束剤とし
て用いることが試みられている。

【０００５】また特開昭５６−１２０７３０号公報には
芳香族ポリスルホン樹脂で収束した炭素繊維の使用が開
示されており、また特開平２−２６９７６６号公報には
ポリスルフォン樹脂で収束した炭素繊維を含むポリエー
テルケトン（ＰＥＫ）とポリエーテルイミド（ＰＥＩ）
からなる樹脂組成物が提案されている。

【０００６】またさらには、溶融温度の極めて高いＰＥ
Ｋ、ＰＥＥＫあるいは液晶ポリマー（以下、ＬＣＰと略
す）等を炭素繊維強化樹脂組成物として使用する場合に
発生する、収束剤の熱分解を低減する手段としてポリエ
ーテルスルフォン樹脂で収束した炭素繊維の使用が特開
平１−１７５９７２号公報に開示されている。

【０００７】従来の内燃機関用部品、例えば繊維強化樹
脂製インペラとしては、例えば特公昭５２−４８６８４
号公報および特開昭５７−１１９１０５号公報に記載さ
れているものがあり、これらの繊維強化樹脂製インペラ
を構成する樹脂材料は炭素繊維を樹脂の補強材として使
用することを特徴としている。特に特開昭５７−１１９
１０５号公報には、耐熱性のある熱可塑性樹脂または熱
硬化性樹脂をマトリクス樹脂として用いた炭素繊維強化
樹脂がインペラに用いられることが記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記樹脂製インペラ用
材料としては、具体的に特開平１−７８９０号公報にお
いてＰＥＳ樹脂を用いて収束処理を行った炭素繊維を補
強材として使用したＰＥＳ樹脂が、また特開平１−２２
９５２３号公報においてＰＥＳ樹脂を用いて収束処理を
行った炭素繊維を補強材として使用したＰＡＩ樹脂が、
またさらには特開平１−２７１１７６号公報においてＰ
ＥＳ樹脂を用いて収束処理を行った炭素繊維を補強材と
して使用したポリケトンサルファイド（以下、ＰＫＳと
略記する）樹脂を用いる方法が開示されている。

【０００９】また、上記公開特許公報において開示され
ている材料よりも強度、靭性ともに優れているポリエー
テルケトン系樹脂材料をマトリックス樹脂として使用す
る例では、特開昭６３−２３６５９８号公報においてＰ
ＥＥＫ樹脂を、また特開平１−１７５９７２号公報にお
いてＰＥＫ樹脂を用いる例が開示されており、使用最高
温度の高い高過給型ターボチャージャ用樹脂材料として
有望な、比較的ガラス転移温度の低いポリエーテルケト
ン系樹脂の耐熱性を改良する手段としてＰＥＫ樹脂にＰ
ＥＩ樹脂をブレンドした樹脂組成物が特開平２−２６９
７６５号公報に、またその炭素繊維強化樹脂組成物が特
開平２−２６９７６４号公報に開示されている。ところ
で上記特開平２−２６９７６４号公報および特開平２−
２６９７６５号公報はガラス転移温度の低い（１５８
℃）ＰＥＫ樹脂によりガラス転移温度の高い（２１７
℃）ＰＥＩ樹脂を所定の配合比で混合することによって
高温時の機械的特性を改良するものである。

【００１０】高温時の機械的特性を改良する手段とし
て、よりガラス転移温度の高い樹脂材料を混合する手法
は容易に推定される技術と考えられがちであるが、実際
には２成分以上の系が十分に相溶する例は少なく、混合
系のガラス転移温度が移動することは極めてまれであ
り、上記公開特許公報に記載された樹脂組成物はその数
少ない一例である。

【００１１】ＰＥＫ樹脂とＰＥＩ樹脂の混合は上記特開
平２−２６９７６４号公報および特開平２−２６９７６
５号公報に記載されているように各々別々に溶融押出機
に供給して混合することもできるし、あらかじめヘンシ
ェルミキサー、リボンブレンダー、タンブラーなどの混
合機を利用して予備混合し、さらに溶融押出機に供給し
てもよい。

【００１２】このようにして得られた樹脂組成物（繊維
強化組成物も含む）は前記のように高温時の機械的特性
はＰＥＩ樹脂を配合しないＰＥＫ樹脂と比較すると格段
に向上するが、内燃機関部品、例えば繊維強化樹脂製イ
ンペラの量産に使用する場合には成形に使用する射出成
形機のシリンダー内部でゲル状劣化物が発生する場合が
あり、射出成形品の機械的強度のばらつきの増大や欠陥
発生率の増加等、その品質安定性を低下せしめる場合も
あるため、射出成形機のシリンダー内部の頻繁な清掃を
余儀なくされていた。

【００１３】本発明の目的はＰＥＫ樹脂とＰＥＩ樹脂を
配合した繊維強化樹脂組成物を用いて射出成形あるいは
押出成形を行った場合に発生するゲル状劣化物を減少さ
せることによって、シリンダー内部の清掃間隔を長期化
し、生産性の向上を図ると共に、繊維強化樹脂製インペ
ラのような内燃機関用部品の機械的強度のばらつきや不
良品率を低減し、より高品質な繊維強化樹脂製の内燃機
関用部品を製造する方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は前記目的を達
成するために種々検討した結果、ＰＥＫ樹脂／ＰＥＩ樹
脂系、繊維強化樹脂組成物を使用して射出成形あるいは
押出成形を行う場合に、ＰＥＫ樹脂とＰＥＩ樹脂の配合
を後述するような特定の配合方法で行い、また、これに
よって可能となる特定の成形条件下ではゲル状劣化物の
発生を著しく低減することが可能であって、さらに前記
配合、成形方法を用いて製造した繊維強化樹脂製インペ
ラの品質および性能は本発明に用いない方法によって製
造した繊維強化樹脂製インペラと比較すると明らかに優
れていることを見出し、本発明を完成するにいたった。

【００１５】即ち本発明はマトリックス樹脂となるポリ
エーテルケトン樹脂とマトリックス樹脂となるポリエー
テルイミド樹脂を、両樹脂の合計量の９５〜６０重量％
がポリエーテルケトン樹脂で、５〜４０重量％がポリエ
ーテルイミド樹脂となるように用い、いずれか一方の樹
脂又は両方の樹脂に樹脂と炭素繊維の合計の２５〜４５
重量％になるように炭素繊維を配合して形成したポリエ
ーテルケトン樹脂ペレットとポリエーテルイミド樹脂ペ
レットを混合する第１工程と、第１工程で得られた混合
ペレットを、ポリエーテルイミド樹脂の流動開始あるい
は溶融開始温度以上に加熱して、ポリエーテルケトン樹
脂が可塑化溶融したポリエーテルイミド樹脂中に包含さ
れた状態として、引き続いてポリエーテルケトン樹脂の
流動開始温度あるいは溶融開始温度以上に加熱して、ポ
リエーテルケトン樹脂とポリエーテルイミド樹脂および
炭素繊維が均一に混合した状態とする第２工程の溶融混
合工程と、第２工程で得られた溶融混合物を射出成形ま
たは押出成形により内燃機関部品を成形する第３工程と
から成ることを特徴とする内燃機関用部品の製造方法に
関するものである。

【００１６】本発明でマトリックス樹脂として用いるポ
リエーテルケトン（ＰＥＫ）樹脂は、次の一般式

【化３】 で表わされる繰り返し単位を有するものである。

【００１７】本発明においては、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８
に準じ、３８０℃、２．１６Kg荷重条件下で測定したメ
ルトフローインデックスが５〜５０ｇ／１０min 、望ま
しくは１０〜２５ｇ／１０min の範囲のＰＥＫ樹脂が好
ましく用いられる。市販品としては英国ＩＣＩ社（イン
ペリアル・ケミカル・インダストリーズ社）の「ピクト
レックス ポリエーテルケトン ＰＥＫ ２２０Ｐ（商
標）」があげられる。また本発明においてマトリックス
樹脂として用いるポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂は
次の一般式

【化４】 で表わされる繰返し単位を有するものである。市販品と
しては、英国ＧＥ社（ゼネラル・エレクトリック社）の
商品名「ウルテム」が良く知られており、例えば特開昭
５６−８２６号公報に記載された方法によって容易に製
造することができる。３２０℃、２．１６Kg荷重条件下
で測定したメルトフローインデックスは０．３〜５ｇ／
１０min であり、望ましくは０．５〜３ｇ／１０min の
範囲のＰＥＩ樹脂が好ましく用いられる。

【００１８】ＰＥＫ樹脂の融点はスーパーエンジニアリ
ングプラスチックのなかでも、最も高温の部類に属する
３７３℃という値を有するために射出成形時のシリンダ
ー温度は３９０〜４００℃程度に設定する必要がある。
したがって、比較的流動性の劣るＰＥＩ樹脂と融点の高
いＰＥＫ樹脂のポリマーアロイではシリンダー温度は４
００℃前後、複雑な形状の成形品を得るためにはそれ以
上のシリンダー温度の設定が必要となる。ところで、Ｐ
ＥＩ樹脂はアルカリ金属元素の存在下で劣化物を生成す
ることが知られており、例えばカリウム元素を含むチタ
ン酸カリウムウイスカ繊維はＰＥＩ樹脂の強化繊維とし
ては適切でない場合があることが知られている。

【００１９】ＰＥＫ樹脂は化３に示したように、その分
子構造中にアルカリ金属原子を有していないが、その製
造工程においてアルカリ金属を含む触媒の添加が行われ
るために、ペレット中には数ppm 〜約１００ppm 前後の
カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属元素が含まれて
おり、本発明が解決しようとする課題の発生要因の一つ
となっている。ただし、樹脂温度が低い場合にはアルカ
リ金属の存在下で発生する劣化物は比較的少ないことも
知られている。ゲル状劣化物の発生を促す、２つめの要
因は前記したように射出成形あるいは押出成形時にシリ
ンダー温度を４００℃前後に設定するために耐熱性の劣
るＰＥＩ樹脂が高温酸素の存在下で酸化劣化したり、ポ
リエーテルイミドが架橋反応を起こすためにシリンダー
内に付着し、堆積しはじめることがあげられる。熱分析
を行った結果、前記した原因によって発生するゲル状劣
化物は、少なくとも射出成形あるいは押出成形時に到達
する樹脂温度の範囲内には融点を有していなかった。し
たがって、時間の経過とともに、つまり成形品の生産数
量の増加と共に、シリンダー内部に堆積し、成形時に樹
脂が流通する部品の直径は次第に減少し、あたかもノズ
ル直径を次第に小さくしながら成形を繰りかえしている
かのような結果を生む。

【００２０】内燃機関部品、とりわけ繊維強化樹脂製イ
ンペラでは遠心応力負荷の大きい方向が強くなるように
繊維を配向させる技術が特に重要であり、量産時には不
良品（内部欠陥の発生したもの）を最小限に留めること
も必要となる。このため機械的特性と良品率の両立する
成形条件内で成形することが必須であるが、前記したよ
うな劣化物の堆積は成形機の制御系の設定値を一定にし
ても生産数量の増加とともに初期設定値から逸脱してい
くことになる。このような減少は良品率の低下のみなら
ず、機械的特性のばらつきの増加、および低下といった
最も重要な耐久信頼性を低下させる原因となるためにゲ
ル状劣化物の低減は、信頼性の高い繊維強度樹脂製イン
ペラを提供するうえで、どうしても解決しなければなら
ない課題である。

【００２１】ＰＥＫ樹脂とＰＥＩ樹脂の混合は前記特開
平２−２６９７６４号公報および特開平２−２６９７６
５号公報に記載されているように均一化という点から言
えば、ＰＥＫ樹脂とＰＥＩ樹脂をブレンドした後、押出
機を用いてＰＥＫ樹脂とＰＥＩ樹脂のポリマーアロイの
ペレットを得た後、このペレットを用いて射出成形ある
いは押出成形によって成形品を得るのが望ましい。しか
し、ポリマーアロイのペレット化のためには少なくとも
ＰＥＫ樹脂の溶融温度以上に樹脂温度を上げる必要があ
り、さらに、この後の成形段階で４００℃前後に樹脂温
度を上げるために、耐熱性の劣るＰＥＩ樹脂には著しく
厳しい条件となる。

【００２２】そこで本発明者はＰＥＩ樹脂の劣化を低減
するために、ＰＥＩ樹脂の熱履歴を１回減らす方法を試
みた。つまり、ＰＥＫ樹脂とＰＥＩ樹脂を、ポリマーア
ロイ化ペレットを成形するのに使用するのではなく、Ｐ
ＥＫ樹脂ペレットとＰＥＩ樹脂ペレットを直接、射出成
形機あるいは押出成形機のホッパーより投入する手法を
用いることにした。繊維強化したＰＥＫ樹脂／ＰＥＩ樹
脂を用いた成形品を得るにはＰＥＫ樹脂のペレットかＰ
ＥＩ樹脂のペレットのいずれか一方あるいは両方に補強
繊維を添加する必要があるが、この場合にはいずれの方
法を用いても劣化物の生成の抑制には大差はない。ただ
し、以下に示す実施例からもわかるように、本発明で述
べる原料および成形方法はある条件下ではゲル状劣化物
を減少させる効果のほかに前記特開平２−２６９７６４
号公報および特開平２−２６９７６５号公報に記載され
ている方法で製造する場合よりも高強度の成形品を得る
ことが可能であり、この副次効果を期待する場合には補
強繊維は可能な限りＰＥＫ樹脂のペレットに含まれるよ
うにするのが効率よく、望ましい。

【００２３】次にＰＥＫ樹脂／ＰＥＩ樹脂のポリマーア
ロイのペレットではなくＰＥＫ樹脂、ＰＥＩ樹脂のペレ
ットを成形機のホッパーより直接投入するため、射出成
形機のシリンダーの温度設定は図１および図２に示すよ
うに、ホッパーよりのゾーンの温度をＰＥＫ樹脂／ＰＥ
Ｉ樹脂のポリマーアロイのペレットを使用する場合より
も遥かに低く設定する。即ち図１は射出成形機およびＰ
ＥＫペレットとＰＥＩペレットを用いて射出成形する場
合の射出成形時の温度設定例を示す図で、図には射出成
形機およびＰＥＫ／ＰＥＩアロイペレットを用いて射出
成形する場合の射出成形時の温度設定例を示す図であ
り、１はノズル、２はヒーター、３はスクリュー、４は
シリンダ、５はホッパー、６ａはＰＥＫペレットとＰＥ
Ｉペレット、６ｂはＰＥＫ／ＰＥＩアロイペレット、７
は油圧シリンダ、８は油圧モーターを示す。

【００２４】例えばＰＥＫ樹脂／ＰＥＩ樹脂のポリマー
アロイのペレットを使用する場合のシリンダー温度の温
度設定の一例としては４００℃／４００℃／３９０℃／
３７０℃（ノズル側よりホッパー側に４つのゾーンに分
けた場合）があげられるが、これに対してＰＥＫ樹脂ペ
レットとＰＥＩ樹脂ペレットを投入する場合には、例え
ば３９０℃／３８０℃／３４０℃／３３０℃のようにホ
ッパーよりのゾーンの温度を非常に低くする。このよう
な温度設定はＰＥＫ樹脂／ＰＥＩ樹脂のポリマーアロイ
のペレットでは成立しない。この理由はポリマーアロイ
の状態のペレットを用いた場合には溶融開始温度がＰＥ
Ｉ樹脂のそれよりもかなり高くなっているため、前記し
た例のように最も温度の低いゾーンにおいてさえも、３
７０℃前後に温度設定しないとペレットが可塑化しない
ためである。一方、ＰＥＫ樹脂とＰＥＩ樹脂のペレット
を用いる場合にはホッパーよりの温度の低いゾーンの温
度はＰＥＩ樹脂の溶融開始温度よりも高温になればよ
い。このような温度設定を行うとホッパーよりの２つの
ゾーンでは溶融開始温度の低いＰＥＩ樹脂のペレットが
先に溶融し始める。つづいてノズルよりのゾーンにおい
て溶融したＰＥＩ樹脂中に分散したＰＥＫ樹脂ペレット
の溶融が開始される。このゾーンではすでにＰＥＩ樹脂
が十分に溶融しており、せん断発熱で樹脂温度は上がり
易くなっており、ポリマーアロイペレットを用いる場合
よりも低い温度で可塑化が始まる。このためノズルより
のゾーンの温度設定もポリマーアロイペレットを用いる
場合よりも低く設定しても成形上不都合はない。このよ
うな成形方法に用いる成形機は、相溶性の観点から見る
とシリンダー長が長いものが望ましいが、成形機に標準
となっているシリンダーを用いても不具合は発生しな
い。

【００２５】以上のようにＰＥＫ樹脂／ＰＥＩ樹脂のポ
リマーアロイ組成物を用いて成形する場合にはポリマー
アロイのペレットにはしないことによって混練工程での
熱劣化の影響を除去し、さらにポリマーアロイ化されて
いないメリットを生かして、ホッパーよりのゾーンの温
度をＰＥＩ樹脂の溶融開始温度以上ＰＥＫ樹脂の溶融開
始温度以下、望ましくはＰＥＩ樹脂の熱劣化を抑制する
ためにできるだけＰＥＩ樹脂の溶融開始温度に近い温度
に設定することによって熱劣化を最小限度にとどめるの
が有効である。さらにＰＥＩ樹脂の溶融が先行するため
に結果的にはＰＥＫ樹脂の可塑化も容易となっており、
ノズル側の温度も低くできるために、より一層、劣化反
応を抑制している点も本材料、本成形方法の長所といえ
る。

【００２６】なお、本発明はＰＥＫ樹脂／ＰＥＩ樹脂の
ポリマーアロイに限らず、２成分系以上のポリマーアロ
イまたはポリマーブレンドにおいて、その溶融開始温度
がそのポリマーアロイまたはポリマーブレンドを構成す
る樹脂材料の熱劣化開始温度よりも高い場合には熱劣化
反応を抑制する効果があるためもちろん有効である。本
発明にはまた前記したような副次効果を有する。つまり
繊維強化樹脂組成物では、補強繊維をＰＥＩ樹脂ペレッ
ト、ＰＥＫ樹脂ペレットいずれか一方または両方にいれ
ても熱劣化の抑制効果には大差はない。しかし、前記し
たような成形方法ではＰＥＩ樹脂のペレットが先に溶融
するためにＰＥＫ樹脂のペレットに可能なかぎり多く
の、望ましくはすべての補強繊維を配合しておくと補強
繊維を多く含むＰＥＫ樹脂ペレットは溶融したＰＥＩ樹
脂中で溶融するために繊維の破断が極端に少なく、機械
的特性は補強繊維がＰＥＩ樹脂ペレットに配合されてい
る場合やＰＥＫ樹脂ペレットとＰＥＩ樹脂ペレットの両
方に配合されている場合よりもはるかに優れている。し
たがって、本発明においては補強繊維を含むペレットは
短繊維ペレットよりも、引き抜き成形などによって製造
される長繊維ペレットのほうがより効果的である。以
下、実施例および比較例により本発明について説明す
る。

【００２７】実施例１ 英国ＩＣＩ社（インペリアル・ケミカル・インダストリ
ーズ社）の「ピクトレックスポリエーテルスルホン Ｐ
ＥＳ ５００３Ｐ（商標）」を２０重量％、ジクロルメ
タン４０重量％、1,1,2-トリクロルエタン４０重量％を
使用してポリエーテルスルホン溶液を調製した。表面を
酸処理したアクリル系炭素繊維（東邦レーヨン社製、商
品名ＨＴＡ）のロービングをポリエーテルスルホン溶液
に６０m／Hrの速度で連続的に浸漬し、乾燥し脱溶剤を
行った後、３mm長さに切断し、チョップトストランドと
した。このチョップトストランドをステンレス製のバッ
ドに入れ、３７０℃に昇温した電気炉に入れ、空気雰囲
気下で１０時間加熱処理を行った。このようにして得ら
れた炭素繊維チョップトストランドと、芳香族ポリエー
テルケトン（ＰＥＫ）としてＩＣＩ社製「ビクトレック
スポリエーテルケトン ＰＥＫ ２２０Ｐ（商標）」
を、繊維重量と繊維重量＋ＰＥＫ樹脂の重量の比が６
６．６：１００になるようにドライブレンドした後、６
５mm径押出機にて押出温度３８０℃で溶融混練しながら
押出す操作を行って、約４０重量％炭素繊維強化のＰＥ
Ｋ樹脂ペレットを得た。次に上記ペレットとポリエーテ
ルイミド樹脂（ＰＥＩ）として用いた米国ＣＥ社（ゼネ
ラル・エレクトリック社）製、ウルテム１０００（商
標）とを、溶融時に３４．８重量％炭素繊維強化ＰＥＫ
樹脂／ＰＥＩ樹脂となるようにドライブレンドし、射出
成形機のホッパーより投入した。射出成形機としては
（株）日本製鋼所製、ＪＳＷ Ｊ−７５ＳＳＩＩＡ射出
成形機を使用し、樹脂温度設定：３９０℃／３８０℃／
３４０℃／３３０℃（ノズル側からホッパー側へ順に温
度設定を示した。以下同様に記述する）、射出圧力：一
次５０％、二次９０％、三次６０％、保圧時間：一次
４．０秒、二次５．０秒、三次３０．０秒、金型温度：
２２０℃の成形条件で図３に示す金型を用いて図４に示
すような繊維強化樹脂製インペラ９を製造した。図３に
おいて１０は金型のゲート、１１は上金型、１２は組立
て式金型、１３はインペラ形状部、１４は下金型、１５
はピンを示す。

【００２８】実施例２ 実施例１で用いたと同様のチョップトストランドをステ
ンレス製のバッドに入れ、３７０℃に昇温した電気炉に
入れ、空気雰囲気下で１０時間加熱処理を行った。この
ようにして得られた炭素繊維チョップトストランドと、
芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）としてＩＣＩ社製
「ビクトレックスポリエーテルケトンＰＥＫ ２２０Ｐ
（商標）」を、繊維重量と繊維重量＋ＰＥＫ樹脂の重量
の比が６６．６：１００になるようにドライブレンドし
た後、６５mm系押出機にて押出温度３８０℃で溶融混練
しながら押出す操作を行って、約４０重量％炭素繊維強
化のＰＥＫ樹脂ペレットを得た。次にポリエーテルイミ
ド樹脂（ＰＥＩ）として用いた米国ＧＥ社（ゼネラル・
エレクトリック社）製、ウルテム１０００（商標）をベ
ースにして、前記したＰＥＫ樹脂ペレットの製造に使用
したものと同様の炭素繊維および処理方法を用いて、約
２０重量％の炭素繊維強化ＰＥＩ樹脂のペレットを６５
mm径押出機を用いて押出温度３２０℃で得た。このよう
にして得られたＰＥＫ樹脂ペレットとＰＥＩ樹脂ペレッ
トを溶融時に３６．８重量％炭素繊維強化ＰＥＫ樹脂／
ＰＥＩ樹脂となるようにドライブレンドし、射出成形機
のホッパーより投入した。射出成形機としては（株）日
本製鋼所製、ＪＳＷＪ−７５ＳＳＩＩＡ射出成形機を使
用し、樹脂温度設定：３９０℃／３８０℃／３４０℃／
３３０℃（ノズル側からホッパー側へ順に温度設定を示
した。以下同様に記述する）、射出圧力：一次５０％、
二次９０％、三次６０％、保圧時間：一次４．０秒、二
次５．０秒、三次３０．０秒、金型温度：２２０℃の成
形条件で図３に示す金型を用いて図４に示すような繊維
強化樹脂製インペラを製造した。

【００２９】実施例３ 実施例１で用いたと同様のチョップトストランドをステ
ンレス製のバッドに入れ、３７０℃に昇温した電気炉に
入れ、空気雰囲気下で１０時間加熱処理を行った。この
ようにして得られた炭素繊維チョップトストランドと、
芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）としてＩＣＩ社製
「ビクトレックスポリエーテルケトンＰＥＫ ２２０Ｐ
（商標）」を、繊維重量と繊維重量＋ＰＥＫ樹脂の重量
の比が５３．８：１００になるようにドライブレンドし
た後、６５mm径押出機にて押出温度３８０℃で溶融混練
しながら押出す操作を行って、約３５重量％炭素繊維強
化のＰＥＫ樹脂ペレットを得た。次にポリエーテルイミ
ド樹脂（ＰＥＩ）として用いた米国ＧＥ社（ゼネラル・
エレクトリック社）製、ウルテム１０００（商標）をベ
ースにして、前記したＰＥＫ樹脂ペレットの製造に使用
したものと同様の炭素繊維および処理方法を用いて、約
１０重量％の炭素繊維強化ＰＥＩ樹脂のペレットを６５
mm径押出機を用いて押出温度３２０℃で得た。このよう
にして得られたＰＥＫ樹脂ペレットとＰＥＩ樹脂ペレッ
トを溶融時に２９．６重量％炭素繊維強化ＰＥＫ樹脂／
ＰＥＩ樹脂となるようにドライブレンドし、射出成形機
のホッパーより投入した。射出成形機としては（株）日
本製鋼所製、ＪＳＷＪ−７５ＳＳＩＩＡ射出成形機を使
用し、樹脂温度設定：３９０℃／３８０℃／３４０℃／
３３０℃（ノズル側からホッパー側へ順に温度設定を示
した。以下同様に記述する）、射出圧力：一次５０％、
二次９０％、三次６０％、保圧時間：一次４．０秒、二
次５．０秒、三次３０．０秒、金型温度：２２０℃の成
形条件で図３に示す金型を用いて図４に示すような繊維
強化樹脂製インペラを製造した。

【００３０】実施例４ 実施例１で用いたと同様のチョップトストランドをステ
ンレス製のバッドに入れ、３７０℃に昇温した電気炉に
入れ、空気雰囲気下で１０時間加熱処理を行った。この
ようにして得られた炭素繊維チョップトストランドと、
芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）としてＩＣＩ社製
「ビクトレックスポリエーテルケトンＰＥＫ ２２０Ｐ
（商標）」を、繊維重量と繊維重量＋ＰＥＫ樹脂の重量
の比が４２．８：１００になるようにドライブレンドし
た後、６５mm径押出機にて押出温度３８０℃で溶融混練
しながら押出す操作を行って、約３０重量％炭素繊維強
化のＰＥＫ樹脂ペレットを得た。次にポリエーテルイミ
ド樹脂（ＰＥＩ）として用いた米国ＧＥ社（ゼネラル・
エレクトリック社）製、ウルテム１０００（商標）をベ
ースにして、前記したＰＥＫ樹脂ペレットの製造に使用
したものと同様の炭素繊維および処理方法を用いて、約
４０重量％の炭素繊維強化ＰＥＩ樹脂のペレットを６５
mm径押出機を用いて押出温度３２０℃で得た。このよう
にして得られたＰＥＫ樹脂ペレットとＰＥＩ樹脂ペレッ
トを溶融時に３２．３重量％炭素繊維強化ＰＥＫ樹脂／
ＰＥＩ樹脂となるようにドライブレンドし、射出成形機
のホッパーより投入した。射出成形機としては（株）日
本製鋼所製、ＪＳＷＪ−７５ＳＳＩＩＡ射出成形機を使
用し、樹脂温度設定：３９０℃／３８０℃／３４０℃／
３３０℃（ノズル側からホッパー側へ順に温度設定を示
した。以下同様に記述する）、射出圧力：一次５０％、
二次９０％、三次６０％、保圧時間：一次４．０秒、二
次５．０秒、三次３０．０秒、金型温度：２２０℃の成
形条件で図３に示す金型を用いて図４に示すような繊維
強化樹脂製インペラを製造した。

【００３１】実施例５ 実施例１で用いたと同様のチョップトストランドをステ
ンレス製のバッドに入れ、３７０℃に昇温した電気炉に
入れ、空気雰囲気下で１０時間加熱処理を行った。この
ようにして得られた炭素繊維チョップトストランドと、
芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）としてＩＣＩ社製
「ビクトレックスポリエーテルケトンＰＥＫ ２２０Ｐ
（商標）」を、繊維重量と繊維重量＋ＰＥＫ樹脂の重量
の比が４２．８：１００になるようにドライブレンドし
た後、６５mm径押出機にて押出温度３８０℃で溶融混練
しながら押出す操作を行って、約３０重量％炭素繊維強
化のＰＥＫ樹脂ペレットを得た。次にポリエーテルイミ
ド樹脂（ＰＥＩ）として用いた米国ＧＥ社（ゼネラル・
エレクトリック社）製、ウルテム１０００（商標）をベ
ースにして、前記したＰＥＫ樹脂ペレットの製造に使用
したものと同様の炭素繊維および処理方法を用いて、約
４５重量％の炭素繊維強化ＰＥＩ樹脂のペレットを６５
mm径押出機を用いて押出温度３２０℃で得た。このよう
にして得られたＰＥＫ樹脂ペレットとＰＥＩ樹脂ペレッ
トを溶融時に３３．６重量％炭素繊維強化ＰＥＫ樹脂／
ＰＥＩ樹脂となるようにドライブレンドし、射出成形機
のホッパーより投入した。射出成形機としては（株）日
本製鋼所製、ＪＳＷＪ−７５ＳＳＩＩＡ射出成形機を使
用し、樹脂温度設定：３９０℃／３８０℃／３４０℃／
３３０℃（ノズル側からホッパー側へ順に温度設定を示
した。以下同様に記述する）、射出圧力：一次５０％、
二次９０％、三次６０％、保圧時間：一次４．０秒、二
次５．０秒、三次３０．０秒、金型温度：２２０℃の成
形条件で図３に示す金型を用いて図４に示すような繊維
強化樹脂製インペラを製造した。

【００３２】実施例６ 実施例１で用いたと同様のチョップトストランドをステ
ンレス製のバッドに入れ、３７０℃に昇温した電気炉に
入れ、空気雰囲気下で１０時間加熱処理を行った。この
ようにして得られた炭素繊維チョップトストランドと、
芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）としてＩＣＩ社製
「ビクトレックスポリエーテルケトンＰＥＫ ２２０Ｐ
（商標）」を、繊維重量と繊維重量＋ＰＥＫ樹脂の重量
の比が６６．６：１００になるようにドライブレンドし
た後、６５mm径押出機にて押出温度３８０℃で溶融混練
しながら押出す操作を行って、約４０重量％炭素繊維強
化のＰＥＫ樹脂ペレットを得た。次に上記ペレットとポ
リエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）として用いた米国ＧＥ
社（ゼネラル・エレクトリック社）製、ウルテム１００
０（商標）とを、溶融時に２８．６重量％炭素繊維強化
ＰＥＫ樹脂／ＰＥＩ樹脂となるようにドライブレンド
し、射出成形機のホッパーより投入した。射出成形機と
しては（株）日本製鋼所製、ＪＳＷ Ｊ−７５ＳＳＩＩ
Ａ射出成形機を使用し、樹脂温度設定：３９０℃／３８
０℃／３４０℃／３３０℃（ノズル側からホッパー側へ
順に温度設定を示した。以下同様に記述する）、射出圧
力：一次５０％、二次９０％、三次６０％、保圧時間：
一次４．０秒、二次５．０秒、三次３０．０秒、金型温
度：２２０℃の成形条件で図３に示す金型を用いて図４
に示すような繊維強化樹脂製インペラを製造した。

【００３３】実施例７ 実施例１で用いたと同様のチョップトストランドをステ
ンレス製のバッドに入れ、３７０℃に昇温した電気炉に
入れ、空気雰囲気下で１０時間加熱処理を行った。この
ようにして得られた炭素繊維チョップトストランドと、
芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）としてＩＣＩ社製
「ビクトレックスポリエーテルケトンＰＥＫ ２２０Ｐ
（商標）」を、繊維重量と繊維重量＋ＰＥＫ樹脂の重量
の比が２５．０：１００になるようにドライブレンドし
た後、６５mm径押出機にて押出温度３８０℃で溶融混練
しながら押出す操作を行って、約２０重量％炭素繊維強
化のＰＥＫ樹脂ペレットを得た。次にポリエーテルイミ
ド樹脂（ＰＥＩ）として用いた米国ＧＥ社（ゼネラル・
エレクトリック社）製、ウルテム１０００（商標）をベ
ースにして、前記したＰＥＫ樹脂ペレットの製造に使用
したものと同様の炭素繊維および処理方法を用いて、約
４５重量％の炭素繊維強化ＰＥＩ樹脂のペレットを６５
mm径押出機を用いて押出温度３２０℃で得た。このよう
にして得られたＰＥＫ樹脂ペレットとＰＥＩ樹脂ペレッ
トを溶融時に３２．５重量％炭素繊維強化ＰＥＫ樹脂／
ＰＥＩ樹脂となるようにドライブレンドし、射出成形機
のホッパーより投入した。射出成形機としては（株）日
本製鋼所製、ＪＳＷＪ−７５ＳＳＩＩＡ射出成形機を使
用し、樹脂温度設定：３９０℃／３８０℃／３４０℃／
３３０℃（ノズル側からホッパー側へ順に温度設定を示
した。以下同様に記述する）、射出圧力：一次５０％、
二次９０％、三次６０％、保圧時間：一次４．０秒、二
次５．０秒、三次３０．０秒、金型温度：２２０℃の成
形条件で図３に示す金型を用いて図４に示すような繊維
強化樹脂製インペラを製造した。

【００３４】実施例８ 実施例１で用いたと同様のチョップトストランドをステ
ンレス製のバッドに入れ、３７０℃に昇温した電気炉に
入れ、空気雰囲気下で１０時間加熱処理を行った。この
ようにして得られた炭素繊維チョップトストランドと、
芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）としてＩＣＩ社製
「ビクトレックスポリエーテルケトンＰＥＫ ２２０Ｐ
（商標）」を、繊維重量と繊維重量＋ＰＥＫ樹脂の重量
の比が８１．８：１００になるようにドライブレンドし
た後、６５mm径押出機にて押出温度３８０℃で溶融混練
しながら押出す操作を行って、約４５重量％炭素繊維強
化のＰＥＫ樹脂ペレットを得た。次にポリエーテルイミ
ド樹脂（ＰＥＩ）として用いた米国ＧＥ社（ゼネラル・
エレクトリック社）製、ウルテム１０００（商標）をベ
ースにして、前記したＰＥＫ樹脂ペレットの製造に使用
したものと同様の炭素繊維および処理方法を用いて、約
２０重量％の炭素繊維強化ＰＥＩ樹脂のペレットを６５
mm径押出機を用いて押出温度３２０℃で得た。このよう
にして得られたＰＥＫ樹脂ペレットとＰＥＩ樹脂ペレッ
トを溶融時に３７．１重量％炭素繊維強化ＰＥＫ樹脂／
ＰＥＩ樹脂となるようにドライブレンドし、射出成形機
のホッパーより投入した。射出成形機としては（株）日
本製鋼所製、ＪＳＷＪ−７５ＳＳＩＩＡ射出成形機を使
用し、樹脂温度設定：３９０℃／３８０℃／３４０℃／
３３０℃（ノズル側からホッパー側へ順に温度設定を示
した。以下同様に記述する）、射出圧力：一次５０％、
二次９０％、三次６０％、保圧時間：一次４．０秒、二
次５．０秒、三次３０．０秒、金型温度：２２０℃の成
形条件で図３に示す金型を用いて図４に示すような繊維
強化樹脂製インペラを製造した。

【００３５】実施例９ 実施例１で用いたと同様のチョップトストランドをステ
ンレス製のバッドに入れ、３７０℃に昇温した電気炉に
入れ、空気雰囲気下で１０時間加熱処理を行った。この
ようにして得られた炭素繊維チョップトストランドと、
芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）としてＩＣＩ社製
「ビクトレックスポリエーテルケトンＰＥＫ ２２０Ｐ
（商標）」を、繊維重量と繊維重量＋ＰＥＫ樹脂の重量
の比が４２．８：１００になるようにドライブレンドし
た後、６５mm径押出機にて押出温度３８０℃で溶融混練
しながら押出す操作を行って、約３０重量％炭素繊維強
化のＰＥＫ樹脂ペレットを得た。次にポリエーテルイミ
ド樹脂（ＰＥＩ）として用いた米国ＧＥ社（ゼネラル・
エレクトリック社）製、ウルテム１０００（商標）をベ
ースにして、前記したＰＥＫ樹脂ペレットの製造に使用
したものと同様の炭素繊維および処理方法を用いて、約
４５重量％の炭素繊維強化ＰＥＩ樹脂のペレットを６５
mm径押出機を用いて押出温度３２０℃で得た。このよう
にして得られたＰＥＫ樹脂ペレットとＰＥＩ樹脂ペレッ
トを溶融時に３６．９重量％炭素繊維強化ＰＥＫ樹脂／
ＰＥＩ樹脂となるようにドライブレンドし、射出成形機
のホッパーより投入した。射出成形機としては（株）日
本製鋼所製、ＪＳＷＪ−７５ＳＳＩＩＡ射出成形機を使
用し、樹脂温度設定：３９０℃／３８０℃／３４０℃／
３３０℃（ノズル側からホッパー側へ順に温度設定を示
した。以下同様に記述する）、射出圧力：一次５０％、
二次９０％、三次６０％、保圧時間：一次４．０秒、二
次５．０秒、三次３０．０秒、金型温度：２２０℃の成
形条件で図３に示す金型を用いて図４に示すような繊維
強化樹脂製インペラを製造した。

【００３６】比較例１ 実施例１で用いたと同様のチョップトストランドをステ
ンレス製のバッドに入れ、３７０℃に昇温した電気炉に
入れ、空気雰囲気下で１０時間加熱処理を行った。この
ようにして得られた炭素繊維チョップトストランドと、
芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）としてＩＣＩ社製
「ビクトレックスポリエーテルケトンＰＥＫ ２２０Ｐ
（商標）」とポリエーテルイミド（ＰＥＩ）として米国
ＧＥ社（ゼネラル・エレクトリック社）製、ウルテム１
０００（商標）を表１に示した割合でドライブレンドし
た後、６５mm径押出機にて押出温度３８０℃で溶融混練
しながら押出す操作を行って、均一配合ペレットを得
た。次に上記の均一配合ペレットを射出成形機として
（株）日本製鋼所製、ＪＳＷＪ−７５ＳＳＩＩＡ射出成
形機を使用し、樹脂温度設定：４００℃／４００℃／３
９０℃／３７０℃（ノズル側からホッパー側へ順に温度
設定を示した。以下同様に記述する）、射出圧力：一次
５０％、二次９０％、三次６０％、保圧時間：一次４．
０秒、二次５．０秒、三次３０．０秒、金型温度：２２
０℃の成形条件で図３に示す金型を用いて図４に示すよ
うな繊維強化樹脂製インペラを製造した。

【００３７】比較例２ 実施例１で用いたと同様のチョップトストランドをステ
ンレス製のバッドに入れ、３７０℃に昇温した電気炉に
入れ、空気雰囲気下で１０時間加熱処理を行った。この
ようにして得られた炭素繊維チョップトストランドと、
芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）としてＩＣＩ社製
「ビクトレックスポリエーテルケトンＰＥＫ ２２０Ｐ
（商標）」とポリエーテルイミド（ＰＥＩ）として米国
ＧＥ社（ゼネラル・エレクトリック社）製、ウルテム１
０００（商標）を表１に示した割合でドライブレンドし
た後、６５mm径押出機にて押出温度３８０℃で溶融混練
しながら押出す操作を行って、均一配合ペレットを得
た。次に上記の均一配合ペレットを射出成形機として
（株）日本製鋼所製、ＪＳＷＪ−７５ＳＳＩＩＡ射出成
形機を使用し、樹脂温度設定：４００℃／４００℃／３
９０℃／３７０℃（ノズル側からホッパー側へ順に温度
設定を示した。以下同様に記述する）、射出圧力：一次
５０％、二次９０％、三次６０％、保圧時間：一次４．
０秒、二次５．０秒、三次３０．０秒、金型温度：２２
０℃の成形条件で図３に示す金型を用いて図４に示すよ
うな繊維強化樹脂製インペラを製造した。

【００３８】比較例３ 実施例１で用いたと同様のチョップトストランドをステ
ンレス製のバッドに入れ、３７０℃に昇温した電気炉に
入れ、空気雰囲気下で１０時間加熱処理を行った。この
ようにして得られた炭素繊維チョップトストランドと、
芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）としてＩＣＩ社製
「ビクトレックスポリエーテルケトンＰＥＫ ２２０Ｐ
（商標）」とポリエーテルイミド（ＰＥＩ）として米国
ＧＥ社（ゼネラル・エレクトリック社）製のウルテム１
０００（商標）を表１に示した割合でドライブレンドし
た後、６５mm径押出機にて押出温度３８０℃で溶融混練
しながら押出す操作を行って、均一配合ペレットを得
た。次に上記の均一配合ペレットを射出成形機として
（株）日本製鋼所製、ＪＳＷＪ−７５ＳＳＩＩＡ射出成
形機を使用し、樹脂温度設定：４００℃／４００℃／３
９０℃／３７０℃（ノズル側からホッパー側へ順に温度
設定を示した。以下同様に記述する）、射出圧力：一次
５０％、二次９０％、三次６０％、保圧時間：一次４．
０秒、二次５．０秒、三次３０．０秒、金型温度：２２
０℃の成形条件で図３に示す金型を用いて図４に示すよ
うな繊維強化樹脂製インペラを製造した。

【００３９】比較例４ 実施例１で用いたと同様のチョップトストランドをステ
ンレス製のバッドに入れ、３７０℃に昇温した電気炉に
入れ、空気雰囲気下で１０時間加熱処理を行った。この
ようにして得られた炭素繊維チョップトストランドと、
芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）としてＩＣＩ社製
「ビクトレックスポリエーテルケトンＰＥＫ ２２０Ｐ
（商標）」とポリエーテルイミド（ＰＥＩ）として米国
ＧＥ社（ゼネラル・エレクトリック社）製、ウルテム１
０００（商標）を表１に示した割合でドライブレンドし
た後、６５mm径押出機にて押出温度３８０℃で溶融混練
しながら押出す操作を行って、均一配合ペレットを得
た。次に上記の均一配合ペレットを射出成形機として
（株）日本製鋼所製、ＪＳＷＪ−７５ＳＳＩＩＡ射出成
形機を使用し、樹脂温度設定：４００℃／４００℃／３
９０℃／３７０℃（ノズル側からホッパー側へ順に温度
設定を示した。以下同様に記述する）、射出圧力：一次
５０％、二次９０％、三次６０％、保圧時間：一次４．
０秒、二次５．０秒、三次３０．０秒、金型温度：２２
０℃の成形条件で図３に示す金型を用いて図４に示すよ
うな繊維強化樹脂製インペラを製造した。

【００４０】上記実施例１〜９および比較例１〜４にお
いて、劣化の影響は機械的特性および良品率の変化とな
って表れるため繊維強化樹脂製インペラをそれぞれ３０
０個連続成形し、Ｘ線による内部欠陥検査と成形品イン
ペラ９の図５（ａ），（ｂ）に示した部位Ａより切り出
した図５（ｃ）に示す試験片１６（ｗ₁ ＝２．６mm、ｗ
₂ ＝３．５mm、Ｌ＝１５．０mm、ｔ＝２．０mm )の引張
強度を１個目、１００個目、２００個目、２５０個目、
３００個目に成形した各繊維強化樹脂製インペラを用い
て測定した。また、この切り出し試験片を濃硫酸で溶解
し炭素繊維の長さを測定した。引張試験は試験速度０．
５m ／min 、１５０℃で実施した。表１に実施例１〜９
についてはＰＥＫ樹脂ペレットおよびＰＥＩ樹脂ペレッ
トの繊維含有率ＰＥＫ樹脂ペレットとＰＥＩ樹脂ペレッ
トの重量混合比率ならびに溶融時のＰＥＫ樹脂とＰＥＩ
樹脂の重量比、溶融時の炭素繊維の重量分率を示し、比
較例１〜４についてはＰＥＫ樹脂とＰＥＩ樹脂の重量比
および炭素繊維の重量分率を示す。また表２に上記した
各試験の結果を示す。

【表１】

【表２】 表２に示した実施例および比較例の試験結果からも明ら
かなように、比較例では生産数量の増加とともに明らか
に欠陥発生頻度が高くなっているが、実施例においては
その徴候は見られない。また繊維強化樹脂製インペラよ
り切り出した試験片の平均繊維長および引張強さの結果
からも本発明が非常に有効なことが実証された。

【００４１】以上に述べてきたように本発明では、ＰＥ
Ｋ樹脂／ＰＥＩ樹脂組成物を用いて内燃機関用部品を製
造するに際して発生するゲル状劣化物の抑制のためにＰ
ＥＫ樹脂とＰＥＩ樹脂のドライブレンドした後、ペレッ
ト化する製造工程を省略することによって熱劣化を低減
するとともに、ホッパーよりＰＥＫ樹脂ペレットおよび
ＰＥＩ樹脂ペレットの状態で射出成形機あるいは押出成
形機のホッパーより投入するメリットを生かして、シリ
ンダーのホッパー近傍の温度をＰＥＩ樹脂の溶融開始温
度あるいは流動開始温度以上にすることによってＰＥＩ
樹脂の溶融を先行させ、この溶融したＰＥＩ樹脂中に包
含されたＰＥＫ樹脂をシリンダー近傍のシリンダー温度
をＰＥＫ樹脂の溶融開始温度あるいは流動開始温度とす
ることによってＰＥＫ樹脂の可塑化を行った。

【００４２】この発明によると、実施例にも記載したよ
うにホッパー側のシリンダー温度はあらかじめアロイ化
したペレットを用いる場合よりも５０℃前後も低減可能
であり、これによってきわめて品質の優れた繊維強化樹
脂製インペラが提供可能となったことは表２に示した各
種試験結果より明らかである。前記したようにポリマー
アロイ化されたペレットを使用した場合には実施例に示
したようなシリンダー温度設定は不可能であり、また本
発明によるとＰＥＩ樹脂が先に可塑化されているのを利
用してノズル近傍の温度も低減可能となっていることも
注目に値する。

【００４３】さらに表２に示した切り出し試験片の平均
繊維長および引張強さの測定結果からも明らかなように
ＰＥＩ樹脂の溶融が先行するためにＰＥＫ樹脂ペレット
中の炭素繊維の破断の頻度が低減されるためにポリマー
アロイ化されたペレットを使用する場合よりも優れた機
械特性を付与することにも成功している。

【００４４】また、実施例においては繊維強化樹脂製イ
ンペラをとりあげたが、繊維強化樹脂製インペラに限ら
ず、内燃機関用部品、たとえばバルブリフター、バルブ
コッター、バルブスプリングリテーナー、ウォーターポ
ンプベーン、ウォーターポンプハウジング、オイルポン
プ用ギア、オイルポンプハウジング、ロッカーカバー、
オイルバン、スロットルチャンバー、カムシャフト駆動
用ギア、スロットルチャンバー、エアダクト、各種プー
リー、燃料系・水系・オイル系コネクター、インテーク
マニホール、コンロッド・ピストンピン、カムシャフ
ト、ピストンスカートなどの製造にも適用可能である。
本実施例では炭素繊維強化の場合をとりあげたが、必要
に応じて、タルク、マイカ、ガラスビーズ等の充填剤、
ガラス繊維やアラミド繊維、さらにはセラミックス系繊
維等の繊維状補強材、安定剤・着色剤等を樹脂組成物お
よび成形品の品質を損ねない範囲で混和してもよい。

【００４５】なお、本発明におけるＰＥＫ樹脂とＰＥＩ
樹脂の配合範囲は芳香族ポリエーテルケトン９５〜６０
重量％、望ましくは９０〜６０重量％、ポリエーテルイ
ミド５〜４０重量％、望ましくは１０〜４０重量％が適
当であり、芳香族ポリエーテルケトンが９５重量％を越
え、ポリエーテルイミドが５重量％未満では目的とする
樹脂組成物の高温強度の向上が不十分であり、また芳香
族ポリエーテルケトンが６０重量％未満、ポリエーテル
イミドが４０重量％を越えた場合には得られる樹脂組成
物は芳香族ポリエーテルケトンが有している優れた化学
特性を失ってくることは特開平２−２６９７６４号公報
の記載に同じである。炭素繊維を配合する場合には重量
分率で４５重量％より多量の配合は流動性が低下し、均
一になりにくいために好ましくないが、ＰＥＫ樹脂ペレ
ットに炭素繊維を主として配合する場合にはＰＥＩ樹脂
が先行して溶融するため、ＰＥＫ樹脂ペレット中の炭素
繊維がシリンダー内部で均一分散しやすく、このため５
０重量％までの炭素繊維の配合も場合によっては可能で
ある。一方２０重量％未満では効果がない。またあらか
じめ混合される炭素繊維の４５％以上がポリエーテルケ
トン樹脂ペレットに含まれるのが好ましい。特に本発明
の副次効果である平均繊維長の増加と引張強さの向上を
期待する場合には、実施例９と比較例４の試験結果（表
２参照）からもわかるように、炭素繊維の少なくとも４
５％以上はＰＥＫ樹脂ペレットに配合されていないと、
ポリマーアロイ化されたペレットを使用する場合よりも
優れた引張強さを製造開始初期から得ることは難しい
（実施例９では約４４．０％の炭素繊維がＰＥＫ樹脂ペ
レットに含まれている）。

【００４６】

【発明の効果】本発明によると、ＰＥＫ樹脂／ＰＥＩ樹
脂組成物の成形時に発生する劣化物の生成を最小限度に
抑制可能であり、品質のすぐれた内燃機関用部品、例え
ば繊維強化樹脂製インペラの提供を可能とするととも
に、シリンダーの清掃サイクルの拡大を可能とする。ま
たさらにはポリマーアロイ化ペレットを用いる場合より
も優れた機械的特性を得ることも可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＰＥＫペレットおよびＰＥＩペレットを用いた
場合の射出成形時の温度設定例を示す射出成形機の主要
部を断面で示す図である。

【図２】ＰＥＫ／ＰＥＩアロイペレットを用いた場合の
射出成形時の温度設定例を示す射出成形機の主要部を断
面で示す図である。

【図３】繊維強化樹脂製インペラの射出成形金型の断面
図である。

【図４】繊維強化樹脂製インペラの斜視図である。

【図５】

【ａ】は射出成形樹脂インペラの正面図であり、

【ｂ】は射出成形樹脂インペラの断面図であり、

【ｃ】は射出成形樹脂インペラから切り出した試験片の
斜視図である。

【符号の説明】

1 ノズル 2 ヒーター 3 スクリュー 4 シリンダ 5 ホッパー 6a PEK ペレットとＰＥＩペレット 6b PEK ／PEI アロイペレット 7 油圧シリンダ 8 油圧モーター 9 繊維強化樹脂製インペラ 10 ゲート 11 上金型 12 組立て式金型 13 インペラ形状部（キャピティ） 14 下金型 15 ピン 16 試験片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｃ 7/00 Ｄ 7910−3Ｇ // Ｂ２９Ｃ 45/00 7344−4Ｆ 47/02 7717−4Ｆ (Ｃ０８Ｌ 73/00 79:08） 9285−4Ｊ Ｂ２９Ｋ 73:00 79:00 105:06 Ｂ２９Ｌ 31:30 4Ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マトリックス樹脂となる次式 【化１】 で示される繰返し単位を有するポリエーテルケトン樹脂
   と、マトリックス樹脂となる次式 【化２】 で示される繰返し単位を有するポリエーテルイミド樹脂
   を、両樹脂の合計量の９５〜６０重量％がポリエーテル
   ケトン樹脂で、５〜４０重量％がポリエーテルイミド樹
   脂となるように用い、いずれか一方の樹脂又は両方の樹
   脂に樹脂と炭素繊維の合計の２５〜４５重量％になるよ
   うに炭素樹脂を配合して形成したポリエーテルケトン樹
   脂ペレットとポリエーテルイミド樹脂ペレットを混合す
   る第１工程と、 第１工程で得られた混合ペレットを、ポリエーテルイミ
   ド樹脂の流動開始あるいは溶融開始温度以上に加熱し
   て、ポリエーテルケトン樹脂が可塑化溶融したポリエー
   テルイミド樹脂中に包含された状態として、引き続いて
   ポリエーテルケトン樹脂の流動開始温度あるいは溶融開
   始温度以上に加熱して、ポリエーテルケトン樹脂とポリ
   エーテルイミド樹脂および炭素繊維が均一に混合した状
   態とする第２工程の溶融混合工程と、 第２工程で得られた溶融混合物を射出成形または押出成
   形することにより内燃機関部品を成形する第３工程と、
   から成ることを特徴とする内燃機関用部品の製造方法。