JP2002036315A - 機械的強度に優れた材料の製造方法 - Google Patents
機械的強度に優れた材料の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 機械的強度に優れた材料を低廉なコストで提
供できる技術を提供することである。 【解決手段】 熱可塑性樹脂および繊維状物質を含む組
成物を、射出速度が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上の条件で高
速充填成形する機械的強度に優れた材料の製造方法。
供できる技術を提供することである。 【解決手段】 熱可塑性樹脂および繊維状物質を含む組
成物を、射出速度が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上の条件で高
速充填成形する機械的強度に優れた材料の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械的強度に優れ
た材料の製造方法に関する。
た材料の製造方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】従来より、機械的強度
に優れた樹脂材料の開発が進められている。本願出願人
も、この方面の開発に鋭意努力を注いで来た。
に優れた樹脂材料の開発が進められている。本願出願人
も、この方面の開発に鋭意努力を注いで来た。
【０００３】従って、本発明が解決しようとする課題
は、機械的強度に優れた材料を低廉なコストで提供でき
る技術を提供することである。
は、機械的強度に優れた材料を低廉なコストで提供でき
る技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】ところで、本発明者は、
熱可塑性樹脂とカーボン繊維との組成物を用いて高速充
填成形していた処、出来た成形品は機械的強度に極めて
優れている事実を見出すに至った。
熱可塑性樹脂とカーボン繊維との組成物を用いて高速充
填成形していた処、出来た成形品は機械的強度に極めて
優れている事実を見出すに至った。
【０００４】すなわち、ポリカーホネート樹脂とカーボ
ン繊維との組成物（混合物）を高速充填成形して板状体
を成形した場合、この板状体の機械的強度（曲げ弾性
率）は予想を遙に越えたものであった。
ン繊維との組成物（混合物）を高速充填成形して板状体
を成形した場合、この板状体の機械的強度（曲げ弾性
率）は予想を遙に越えたものであった。
【０００５】つまり、同じ条件の高速充填成形であって
も、カーボン繊維を含まないポリカーボネート樹脂のみ
を用いて高速充填成形して得た板状体は、射出速度の違
いによらず、曲げ弾性率は殆ど変化が認められないもの
であった。
も、カーボン繊維を含まないポリカーボネート樹脂のみ
を用いて高速充填成形して得た板状体は、射出速度の違
いによらず、曲げ弾性率は殆ど変化が認められないもの
であった。
【０００６】又、ポリカーボネート樹脂とカーボン繊維
との組成物（混合物）を用いて成形されたものであって
も、射出速度が遅い低速充填成形が行われた場合、カー
ボン繊維が含まれている分だけ曲げ弾性率は向上してい
るものの、その値は予想を越えるものではなかった。上
記知見を基にして本発明が達成されたものであり、前記
の課題は、熱可塑性樹脂および繊維状物質を含む組成物
を、射出速度が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上の条件で高速充
填成形することを特徴とする機械的強度に優れた材料の
製造方法によって解決される。
との組成物（混合物）を用いて成形されたものであって
も、射出速度が遅い低速充填成形が行われた場合、カー
ボン繊維が含まれている分だけ曲げ弾性率は向上してい
るものの、その値は予想を越えるものではなかった。上
記知見を基にして本発明が達成されたものであり、前記
の課題は、熱可塑性樹脂および繊維状物質を含む組成物
を、射出速度が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上の条件で高速充
填成形することを特徴とする機械的強度に優れた材料の
製造方法によって解決される。
【０００７】すなわち、熱可塑性樹脂と、繊維状物質
と、射出速度が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速充填成形
との三つの要件が合体した場合、それぞれ単独、或いは
二つの要件の合体の場合には予想も出来なかった大きな
特長（曲げ弾性率の大幅な向上）が奏されたのである。
と、射出速度が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速充填成形
との三つの要件が合体した場合、それぞれ単独、或いは
二つの要件の合体の場合には予想も出来なかった大きな
特長（曲げ弾性率の大幅な向上）が奏されたのである。
【０００８】高速充填成形は、射出速度が３００ｍｍ／
ｓｅｃを必須の要件とする。この射出速度は、好ましく
は３５０ｍｍ／ｓｅｃ以上、特に４００ｍｍ／ｓｅｃ以
上である。すなわち、射出速度が大きい程、曲げ弾性率
は二次関数的に向上していたので、射出速度は３５０ｍ
ｍ／ｓｅｃ以上、特に４００ｍｍ／ｓｅｃ以上を好まし
いものとした。射出速度の上限値に格別な制約は考えら
れないが、現在の技術では、５００００ｍｍ／ｓｅｃ以
下が現実的な速度である。好ましくは、２５００ｍｍ／
ｓｅｃ以下、特に２０００ｍｍ／ｓｅｃ以下である。
ｓｅｃを必須の要件とする。この射出速度は、好ましく
は３５０ｍｍ／ｓｅｃ以上、特に４００ｍｍ／ｓｅｃ以
上である。すなわち、射出速度が大きい程、曲げ弾性率
は二次関数的に向上していたので、射出速度は３５０ｍ
ｍ／ｓｅｃ以上、特に４００ｍｍ／ｓｅｃ以上を好まし
いものとした。射出速度の上限値に格別な制約は考えら
れないが、現在の技術では、５００００ｍｍ／ｓｅｃ以
下が現実的な速度である。好ましくは、２５００ｍｍ／
ｓｅｃ以下、特に２０００ｍｍ／ｓｅｃ以下である。
【０００９】高速充填成形に際して、その射出圧力は５
００〜５０００ｋｇ／ｃｍ2 が好ましい。特に、好まし
くは７００ｋｇ／ｃｍ2 以上、更には１０００ｋｇ／ｃ
ｍ2以上であった。又、好ましくは４８００ｋｇ／ｃｍ2
以下、特に４５００ｋｇ／ｃｍ2 以下であった。
００〜５０００ｋｇ／ｃｍ2 が好ましい。特に、好まし
くは７００ｋｇ／ｃｍ2 以上、更には１０００ｋｇ／ｃ
ｍ2以上であった。又、好ましくは４８００ｋｇ／ｃｍ2
以下、特に４５００ｋｇ／ｃｍ2 以下であった。
【００１０】本発明で用いる樹脂、特に熱可塑性樹脂
は、如何なる熱可塑性樹脂でも良い。例えば、塩化ビニ
ル系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポ
リアミド系樹脂、芳香族系樹脂、スチレン樹脂、カーボ
ネート樹脂など種々のものが挙げられる。
は、如何なる熱可塑性樹脂でも良い。例えば、塩化ビニ
ル系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポ
リアミド系樹脂、芳香族系樹脂、スチレン樹脂、カーボ
ネート樹脂など種々のものが挙げられる。
【００１１】繊維状物質としては、目的とする材料の機
械的強度を強化、更には導電性を付与する為、鉄繊維、
アルミニウム繊維、銅繊維などの金属繊維、カーボン繊
維、ガラス繊維、炭化珪素繊維などの無機質繊維、ナイ
ロン繊維やアラミド繊維などの有機質繊維の群の中から
適宜選ばれる。尚、本発明において、繊維とは、繊維長
／繊維径が１．５以上のものを言う。
械的強度を強化、更には導電性を付与する為、鉄繊維、
アルミニウム繊維、銅繊維などの金属繊維、カーボン繊
維、ガラス繊維、炭化珪素繊維などの無機質繊維、ナイ
ロン繊維やアラミド繊維などの有機質繊維の群の中から
適宜選ばれる。尚、本発明において、繊維とは、繊維長
／繊維径が１．５以上のものを言う。
【発明の実施の形態】本発明になる機械的強度に優れた
材料の製造方法は、熱可塑性樹脂（例えば、塩化ビニル
系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ
アミド系樹脂、芳香族系の樹脂、スチレン樹脂、カーボ
ネート樹脂など）、及び繊維状物質（例えば、鉄繊維、
アルミニウム繊維、銅繊維などの金属繊維、カーボン繊
維、ガラス繊維、炭化珪素繊維などの無機質繊維、ナイ
ロン繊維やアラミド繊維などの有機質繊維）を含む組成
物を、射出速度が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上の条件で高速
充填成形する方法である。特に、高速充填成形は、その
射出速度が、好ましくは３５０ｍｍ／ｓｅｃ以上、特に
４００ｍｍ／ｓｅｃ以上であり、５００００ｍｍ／ｓｅ
ｃ以下、更には２５００ｍｍ／ｓｅｃ以下、特に２００
０ｍｍ／ｓｅｃ以下である。射出圧力は、好ましくは５
００〜５０００ｋｇ／ｃｍ2 、特に７００ｋｇ／ｃｍ2
以上、更には１０００ｋｇ／ｃｍ2 以上であり、４８０
０ｋｇ／ｃｍ2 以下、特に４５００ｋｇ／ｃｍ2 以下で
ある。
材料の製造方法は、熱可塑性樹脂（例えば、塩化ビニル
系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ
アミド系樹脂、芳香族系の樹脂、スチレン樹脂、カーボ
ネート樹脂など）、及び繊維状物質（例えば、鉄繊維、
アルミニウム繊維、銅繊維などの金属繊維、カーボン繊
維、ガラス繊維、炭化珪素繊維などの無機質繊維、ナイ
ロン繊維やアラミド繊維などの有機質繊維）を含む組成
物を、射出速度が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上の条件で高速
充填成形する方法である。特に、高速充填成形は、その
射出速度が、好ましくは３５０ｍｍ／ｓｅｃ以上、特に
４００ｍｍ／ｓｅｃ以上であり、５００００ｍｍ／ｓｅ
ｃ以下、更には２５００ｍｍ／ｓｅｃ以下、特に２００
０ｍｍ／ｓｅｃ以下である。射出圧力は、好ましくは５
００〜５０００ｋｇ／ｃｍ2 、特に７００ｋｇ／ｃｍ2
以上、更には１０００ｋｇ／ｃｍ2 以上であり、４８０
０ｋｇ／ｃｍ2 以下、特に４５００ｋｇ／ｃｍ2 以下で
ある。
【００１２】そして、熱可塑性樹脂と、繊維状物質と、
射出速度が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速充填成形との
三つの要件が合体して得られた材料は、予想を大幅に越
えた曲げ弾性率のものであった。以下、更に詳しく説明
する。
射出速度が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速充填成形との
三つの要件が合体して得られた材料は、予想を大幅に越
えた曲げ弾性率のものであった。以下、更に詳しく説明
する。
【００１３】高速充填成形は、これまでにも良く知られ
ている。例えば、成形加工（第５巻、第１２号、１９９
３年、第８４９〜８５３頁）、成形加工（第６巻、第７
号、１９９４年、第４５８〜４６４頁）、高速充填の可
能性とその効果「次世代射出成形の研究専門委員会（高
速充填分科会））などにおいて説明されている。
ている。例えば、成形加工（第５巻、第１２号、１９９
３年、第８４９〜８５３頁）、成形加工（第６巻、第７
号、１９９４年、第４５８〜４６４頁）、高速充填の可
能性とその効果「次世代射出成形の研究専門委員会（高
速充填分科会））などにおいて説明されている。
【００１４】これによれば、高速充填（射出圧力が高圧
で、射出速度が高速）により得たものは、高圧低速充填
（射出圧力が高圧で、射出速度が低速）、或いは低圧低
速充填（射出圧力が低圧で、射出速度が低速）で得たも
のに比べて、次のような点において特徴があると言われ
ている。 （１） 樹脂状態の均一化 樹脂の流動性が高い為、キャビティ内の圧力や温度が場
所によって偏ることが無い。このような事は通常の成形
では困難である。 （２） 流動限界の拡大 大型成形品の成形が可能となる。又、超薄肉成形品の射
出成形が可能となる。 （３） 成形歪の減少 成形歪は、樹脂の流動、過剰な保圧、冷却時の収縮の偏
りによって生じる。流動性が高く、ゲートを小さくする
ことが可能で、成形歪は生じ難い。 （４） 転写性の向上 流動性の良くなった樹脂が金型内に流れ込むので、金型
面の微細な溝などに樹脂が浸透し易く、転写性が向上す
る。 （５） 金型の負担が軽減 ゲートを小さくすることが可能で、圧力損失が大きい
為、金型の負担を軽減できる。これにより、金型構造の
自由度が高くなる。 （６） 多数個取りへの効果 樹脂は非常に短時間でほぼ同時に各ゲートまで達するの
で、キャビティ間のバラツキが抑えられ、引いては成形
品の品質向上や生産性の向上につながる。
で、射出速度が高速）により得たものは、高圧低速充填
（射出圧力が高圧で、射出速度が低速）、或いは低圧低
速充填（射出圧力が低圧で、射出速度が低速）で得たも
のに比べて、次のような点において特徴があると言われ
ている。 （１） 樹脂状態の均一化 樹脂の流動性が高い為、キャビティ内の圧力や温度が場
所によって偏ることが無い。このような事は通常の成形
では困難である。 （２） 流動限界の拡大 大型成形品の成形が可能となる。又、超薄肉成形品の射
出成形が可能となる。 （３） 成形歪の減少 成形歪は、樹脂の流動、過剰な保圧、冷却時の収縮の偏
りによって生じる。流動性が高く、ゲートを小さくする
ことが可能で、成形歪は生じ難い。 （４） 転写性の向上 流動性の良くなった樹脂が金型内に流れ込むので、金型
面の微細な溝などに樹脂が浸透し易く、転写性が向上す
る。 （５） 金型の負担が軽減 ゲートを小さくすることが可能で、圧力損失が大きい
為、金型の負担を軽減できる。これにより、金型構造の
自由度が高くなる。 （６） 多数個取りへの効果 樹脂は非常に短時間でほぼ同時に各ゲートまで達するの
で、キャビティ間のバラツキが抑えられ、引いては成形
品の品質向上や生産性の向上につながる。
【００１５】そして、上記した高速充填、特に射出速度
が３００〜５００００ｍｍ／ｓｅｃ（望ましくは、３５
０ｍｍ／ｓｅｃ以上、特に４００ｍｍ／ｓｅｃ以上。そ
して、２５００ｍｍ／ｓｅｃ以下、特に２０００ｍｍ／
ｓｅｃ以下）、射出圧力が５００〜５０００ｋｇ／ｃｍ
2 （望ましくは、７００ｋｇ／ｃｍ2 以上、特に１００
０ｋｇ／ｃｍ2 以上。そして、４８００ｋｇ／ｃｍ2 以
下、特に４５００ｋｇ／ｃｍ2 以下）の高速充填の技術
を用いて、かつ、材料としてポリカーボネート樹脂とＰ
ＡＮ系カーボン繊維（繊維長は２００〜４００μｍ、繊
維径は７μｍ）との混合物（１００：４２）を用いて成
形を行い、板状体を得た。
が３００〜５００００ｍｍ／ｓｅｃ（望ましくは、３５
０ｍｍ／ｓｅｃ以上、特に４００ｍｍ／ｓｅｃ以上。そ
して、２５００ｍｍ／ｓｅｃ以下、特に２０００ｍｍ／
ｓｅｃ以下）、射出圧力が５００〜５０００ｋｇ／ｃｍ
2 （望ましくは、７００ｋｇ／ｃｍ2 以上、特に１００
０ｋｇ／ｃｍ2 以上。そして、４８００ｋｇ／ｃｍ2 以
下、特に４５００ｋｇ／ｃｍ2 以下）の高速充填の技術
を用いて、かつ、材料としてポリカーボネート樹脂とＰ
ＡＮ系カーボン繊維（繊維長は２００〜４００μｍ、繊
維径は７μｍ）との混合物（１００：４２）を用いて成
形を行い、板状体を得た。
【００１６】尚、この高速充填成形に際して、金型温度
は約１０〜８０℃であり、樹脂温度は約２６０〜２８０
℃であった。
は約１０〜８０℃であり、樹脂温度は約２６０〜２８０
℃であった。
【００１７】このようにして得られた板状体の曲げ弾性
率を調べたので、その結果を図１に●印で示す。
率を調べたので、その結果を図１に●印で示す。
【００１８】又、上記実施例と同じ材料を用いて、射出
速度が２００ｍｍ／ｓｅｃ以下の条件で低速充填成形を
行い、板状体（比較例１）を得た。
速度が２００ｍｍ／ｓｅｃ以下の条件で低速充填成形を
行い、板状体（比較例１）を得た。
【００１９】このようにして得られた比較例１の板状体
の曲げ弾性率を調べたので、その結果を図１に▲印で示
す。
の曲げ弾性率を調べたので、その結果を図１に▲印で示
す。
【００２０】又、ＰＡＮ系カーボン繊維を用いず、ポリ
カーボネート樹脂のみを用い、比較例１の場合と同じ低
速充填成形、並びに実施例の場合と同じ高速充填成形を
行い、板状体（比較例２）を得た。
カーボネート樹脂のみを用い、比較例１の場合と同じ低
速充填成形、並びに実施例の場合と同じ高速充填成形を
行い、板状体（比較例２）を得た。
【００２１】このようにして得られた比較例２の板状体
の曲げ弾性率を調べたので、その結果を図１に×印で示
す。
の曲げ弾性率を調べたので、その結果を図１に×印で示
す。
【００２２】この図１より、熱可塑性樹脂と、繊維状物
質と、射出速度が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速充填成
形との三つの要件が合体して得られた材料は、予想を大
幅に越えた曲げ弾性率のものであることが判る。
質と、射出速度が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速充填成
形との三つの要件が合体して得られた材料は、予想を大
幅に越えた曲げ弾性率のものであることが判る。
【００２３】又、実施例で得た板状体と比較例１で得た
板状体との外観を比べると、実施例の板状体の方がカー
ボン繊維の配向性が良く、外観が良いものであった。
板状体との外観を比べると、実施例の板状体の方がカー
ボン繊維の配向性が良く、外観が良いものであった。
【発明の効果】機械的強度に優れた材料が簡単な技術で
得られる。
得られる。
【図１】本発明になる材料の特長（曲げ弾性率）を示す
グラフ
グラフ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｋ 105:12 Ｂ２９Ｋ 105:12
Claims (4)
- 【請求項１】 熱可塑性樹脂および繊維状物質を含む組
成物を、射出速度が３００ｍｍ／ｓｅｃ以上の条件で高
速充填成形することを特徴とする機械的強度に優れた材
料の製造方法。 - 【請求項２】 射出速度が３００〜５００００ｍｍ／ｓ
ｅｃの条件で高速充填成形することを特徴とする請求項
１の機械的強度に優れた材料の製造方法。 - 【請求項３】 射出速度が３００〜５００００ｍｍ／ｓ
ｅｃ、射出圧力が５００〜５０００ｋｇ／ｃｍ2 の条件
で高速充填成形することを特徴とする請求項１又は請求
項２の機械的強度に優れた材料の製造方法。 - 【請求項４】 繊維状物質が、金属繊維、無機質繊維、
及び有機質繊維の群の中から選ばれる少なくとも一つ以
上の繊維であることを特徴とする請求項１〜請求項３い
ずれかの機械的強度に優れた材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000223201A JP2002036315A (ja) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | 機械的強度に優れた材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000223201A JP2002036315A (ja) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | 機械的強度に優れた材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002036315A true JP2002036315A (ja) | 2002-02-05 |
Family
ID=18717331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000223201A Pending JP2002036315A (ja) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | 機械的強度に優れた材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002036315A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008195076A (ja) * | 2008-03-17 | 2008-08-28 | Matsushita Electric Works Ltd | 電磁波シールド用カバー部材の製造方法及び電磁波シールド用カバー部材 |
| JP2015120358A (ja) * | 2015-03-31 | 2015-07-02 | ダイセルポリマー株式会社 | 熱伝導性射出成形体の製造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0852754A (ja) * | 1994-08-12 | 1996-02-27 | Nippon Petrochem Co Ltd | サーモトロピック液晶ポリマーフィルムおよびその製造方法 |
| JPH08118398A (ja) * | 1994-10-18 | 1996-05-14 | Polyplastics Co | 射出成形品 |
| JPH08309785A (ja) * | 1995-05-19 | 1996-11-26 | Nippon Petrochem Co Ltd | 補強された筒状積層体およびその製法 |
| JPH08336854A (ja) * | 1995-06-13 | 1996-12-24 | Nippon Petrochem Co Ltd | ディスク装置のアクチュエータ、そのアームおよびその製造方法 |
| JPH10323870A (ja) * | 1997-05-28 | 1998-12-08 | Sumitomo Chem Co Ltd | 液晶ポリエステル樹脂の成形方法 |
-
2000
- 2000-07-25 JP JP2000223201A patent/JP2002036315A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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| JPH08336854A (ja) * | 1995-06-13 | 1996-12-24 | Nippon Petrochem Co Ltd | ディスク装置のアクチュエータ、そのアームおよびその製造方法 |
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| JP2015120358A (ja) * | 2015-03-31 | 2015-07-02 | ダイセルポリマー株式会社 | 熱伝導性射出成形体の製造方法 |
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