JP2013237185A - Method for producing molded product of organic fiber-contained thermoplastic resin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は有機繊維含有熱可塑性樹脂成形体の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing an organic fiber-containing thermoplastic resin molding.
繊維を含有した熱可塑性樹脂からなる成形体は、剛性に優れるため、様々な分野で用いられている。最近では従来のガラス繊維等に代表される無機繊維だけではなく、有機繊維を用いることも検討されている。有機繊維を含有する熱可塑性樹脂を用いて成形体を製造する場合、使用する有機繊維の長さが長くなるほど得られる成形体の機械強度は大きくなるが、成形体の製造工程において有機繊維が絡まりあい、糸玉状の繊維塊が発生しやすくなる。繊維塊が発生すると、得られる成形体の強度がばらついたり、得られる成形体の外観が悪くなったりすることがある。 A molded body made of a thermoplastic resin containing fibers is used in various fields because of its excellent rigidity. Recently, the use of organic fibers as well as inorganic fibers typified by conventional glass fibers has been studied. When producing a molded body using a thermoplastic resin containing organic fibers, the longer the length of the organic fiber used, the greater the mechanical strength of the molded body obtained, but the organic fibers become entangled in the manufacturing process of the molded body. On the other hand, a thread-like fiber lump is likely to occur. When the fiber lump is generated, the strength of the obtained molded body may vary, or the appearance of the obtained molded body may be deteriorated.
繊維塊の発生を抑制する方法として特許文献1には、有機繊維を含有するポリオレフィン樹脂を溶融して、金型キャビティ内へ供給し、供給中または供給完了後に、金型を型締めして成形体を製造する方法が記載されている。
As a method for suppressing the generation of fiber mass,
しかしながら、例えば、成形体の末端部が成形体の中央付近の面に対して略垂直となるような形状の成形体の場合は、特許文献1に記載の方法によっても、成形体の末端部に繊維塊が発生することがあった。
本発明は、成形体の形状によらず、特に成形体の末端部においても繊維塊の発生を抑制し、外観良好な成形体を得ることができる有機繊維含有熱可塑性樹脂成形体の製造方法を提供することを目的とする。
However, for example, in the case of a molded body having a shape in which the end portion of the molded body is substantially perpendicular to the surface near the center of the molded body, the end portion of the molded body is also formed by the method described in
The present invention provides a method for producing an organic fiber-containing thermoplastic resin molded article that can suppress the formation of fiber masses and can obtain a molded article having a good appearance, particularly at the end portion of the molded article, regardless of the shape of the molded article. The purpose is to provide.
すなわち本発明は、
(1)熱可塑性樹脂と有機繊維とを含有する熱可塑性樹脂組成物を溶融する溶融工程と、
(2)一対の金型間に構成され、製品部キャビティと、前記製品部キャビティの周囲の一部または全部に非製品部キャビティとを有する金型キャビティ内に、溶融した前記熱可塑性樹脂組成物を供給し、充填する充填工程と
を含む有機繊維含有熱可塑性樹脂成形体の製造方法にかかるものである。
That is, the present invention
(1) a melting step of melting a thermoplastic resin composition containing a thermoplastic resin and organic fibers;
(2) The thermoplastic resin composition melted in a mold cavity which is configured between a pair of molds and has a product part cavity and a non-product part cavity around a part or all of the periphery of the product part cavity. The manufacturing method of the organic fiber containing thermoplastic resin molding including the filling process which supplies and fills.
本発明によれば、成形体の形状によらず、特に成形体の末端部においても繊維塊の発生を抑制し、外観良好な有機繊維含有熱可塑性樹脂成形体を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an organic fiber-containing thermoplastic resin molded article having a good appearance by suppressing the generation of fiber masses even at the end portion of the molded article, regardless of the shape of the molded article.
以下、本発明に係る製造方法の好適な実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。また、図面に示すように、X軸およびY軸は金型の成形面と垂直な水平面上で互いに90度をなし、以下必要な場合にX軸およびY軸を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a production method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and the overlapping description is abbreviate | omitted. As shown in the drawings, the X axis and the Y axis are 90 degrees on a horizontal plane perpendicular to the molding surface of the mold. Hereinafter, the X axis and the Y axis will be described when necessary.
[金型]
本発明で用いられる一対の金型は、相対的に互いに接近および離反可能である。両方の金型が可動であってもよい。
図1〜5に示す金型は、射出成形用の一対の金型であり、固定側金型2と、可動側金型1とを有している。以下、本発明に用いられる金型について図を用いて説明する。
可動側金型1および固定側金型2は、X軸方向に対向して配置されている。可動側金型1と固定側金型2とが接していない状態から、可動側金型1を固定側金型2の方へ動かして、可動側金型1を固定側金型2に接触させることによって、これら金型によって金型キャビティ3が形成される。この金型キャビティ3は、成形後に製品となる成形体の部分に対応する製品部キャビティ4と、成形後に取り除かれて製品にならない成形体の部分に対応する非製品部キャビティ5とからなる。この非製品部キャビティ5は製品部キャビティ4の周囲の全部に亘って設けてもよいし、周囲の一部にのみ設けてもよい。非製品部キャビティ5の形状や大きさは特に制限はないが、小さすぎると繊維塊の排出が不十分となって外観が悪くなり、大きすぎると外観は良くなるが材料が無駄となるため、繊維塊の排出ができる最小限の大きさにすることが好ましい。また、製品部キャビティ4と非製品部キャビティ5との境界部のキャビティクリアランスは、成形体の製品部厚みよりも小さくして、成形後に成形体から非製品部を取り除きやすくすることが好ましい。
[Mold]
The pair of molds used in the present invention can relatively approach and separate from each other. Both molds may be movable.
The mold shown in FIGS. 1 to 5 is a pair of molds for injection molding, and includes a fixed mold 2 and a
The
可動側金型1は、図示しない型開閉機構によりX軸方向に往復動する。図2に示した固定側金型2と可動側金型1とが接触を開始した状態から、可動側金型1を固定側金型2の方へ動かすことによって、金型キャビティ3は小さくなる。キャビティクリアランスは、固定側金型2の成形面と、該成形面と対向する可動側金型1の成形面との距離である。キャビティクリアランスは、可動側金型を動かすことによって可変である。
図1では、固定側金型2と可動側金型1が閉じられた状態である。固定側金型2と可動側金型1とが閉じられたときにこれら金型によって形成される金型キャビティ3は、製品部キャビティ4と非製品部キャビティ5とからなり、製品部キャビティ4の形状が所望の製品部成形体の形状に対応する。
The
In FIG. 1, the stationary mold 2 and the
固定側金型2には、溶融した熱可塑性樹脂組成物(以下、単に「溶融樹脂」ともいう。)を金型キャビティ3に供給するためのゲート部6が設けられており、ゲート部6は溶融樹脂供給通路7に接続されている。溶融樹脂供給通路7の先端部には、その通路を遮断できるバルブピン8等の開閉機構が設けられている。バルブピン8は、X軸方向に往復運動可能であり、溶融樹脂9の供給時にはバルブピン8を後退させて溶融樹脂9の流路を確保し、溶融樹脂9の供給完了後にバルブピン8を前進させて溶融樹脂9の流路を遮断することができる。バルブピン8は油圧や空気圧、電動等の駆動源(図示せず)により駆動する。それぞれがバルブピン8を備えたゲート部6を2以上有する金型を用いる場合、各バルブピンの動作を制御することによって、各ゲート部6から金型キャビティ3へ溶融樹脂を供給するタイミングを自在に制御することができる。 The stationary mold 2 is provided with a gate portion 6 for supplying a molten thermoplastic resin composition (hereinafter also simply referred to as “molten resin”) to the mold cavity 3. It is connected to the molten resin supply passage 7. An opening / closing mechanism such as a valve pin 8 that can block the passage is provided at the tip of the molten resin supply passage 7. The valve pin 8 can reciprocate in the X-axis direction. When the molten resin 9 is supplied, the valve pin 8 is retracted to secure a flow path of the molten resin 9, and after the supply of the molten resin 9 is completed, the valve pin 8 is advanced to melt. The flow path of the resin 9 can be blocked. The valve pin 8 is driven by a drive source (not shown) such as hydraulic pressure, pneumatic pressure, and electric power. When using a mold having two or more gate portions 6 each having a valve pin 8, the timing of supplying molten resin from each gate portion 6 to the mold cavity 3 can be freely controlled by controlling the operation of each valve pin. can do.
ゲート部6の出口におけるゲート部6の面積は7mm2以上、50mm2以下であることが好ましい。面積が上記の範囲内であると、溶融樹脂を金型キャビティ内に供給するときに、溶融樹脂中に含有されている有機繊維の切断が防止され、かつ、成形体を取り出した後、成形体の製品部からゲート部を切断して取り除きしやすい。 The area of the gate portion 6 at the outlet of the gate portion 6 is preferably 7 mm 2 or more and 50 mm 2 or less. When the area is within the above range, when the molten resin is supplied into the mold cavity, cutting of the organic fibers contained in the molten resin is prevented, and the molded body is taken out after being taken out. It is easy to cut and remove the gate part from the product part.
ゲート部6の設置場所や数は、製造する成形体の形状や大きさによって適宜決定される。なお、この例ではX軸方向に可動なように金型が配置されているが、Y軸方向に可動なように金型が配置されていてもよい。 The installation location and number of the gate portions 6 are appropriately determined depending on the shape and size of the molded body to be manufactured. In this example, the mold is disposed so as to be movable in the X-axis direction, but the mold may be disposed so as to be movable in the Y-axis direction.
[成形体の製造方法]
このような金型を用いて有機繊維含有熱可塑性樹脂成形体を製造する方法を説明する。
本発明の方法は、(1)熱可塑性樹脂と有機繊維とを含有する熱可塑性樹脂組成物を溶融する溶融工程と、(2)一対の金型間に構成され、製品部キャビティと、前記製品部キャビティの周囲の一部または全部に非製品部キャビティとを有する金型キャビティ内に、溶融した前記熱可塑性樹脂組成物を供給し、充填する充填工程とを含むものである。
[Method for producing molded article]
A method for producing an organic fiber-containing thermoplastic resin molding using such a mold will be described.
The method of the present invention includes (1) a melting step of melting a thermoplastic resin composition containing a thermoplastic resin and organic fibers, and (2) a product part cavity formed between a pair of molds, and the product A filling step of supplying and filling the molten thermoplastic resin composition into a mold cavity having a non-product part cavity around a part of or around the part cavity.
溶融工程について説明する。溶融工程では、スクリュを備える溶融装置を用いることが好ましい。溶融工程において、有機繊維の折損を抑制するため、溶融装置内のスクリュは深溝で圧縮比の小さいスクリュであることが好ましい。
溶融工程において有機繊維の折損を抑制するためには、スクリュ回転数や背圧を低くすることや、熱可塑性樹脂と有機繊維とを含有する熱可塑性樹脂組成物を溶融するときの温度を低くすることが好ましい。ここで、「溶融」とは、「可塑化」と同義であり、加熱と機械的操作により熱可塑性樹脂組成物を成形可能な状態まで柔軟にすることをいう。
具体的には、熱可塑性樹脂組成物を溶融する温度は、熱可塑性樹脂組成物中の熱可塑性樹脂の融点以上であって、有機繊維の融点をTm(℃)とするとき、(Tm−30)℃以下であることが好ましい。熱可塑性樹脂組成物を溶融するときの上限温度を、上記のように、(Tm−30)℃以下の温度とすることにより、溶融装置内において熱可塑性樹脂組成物を可塑化する場合や溶融した熱可塑性樹脂組成物を金型キャビティ内に供給する場合に有機繊維の切断を防止することができる。
The melting process will be described. In the melting step, it is preferable to use a melting device provided with a screw. In the melting step, the screw in the melting device is preferably a deep groove and a small compression ratio in order to suppress breakage of the organic fibers.
In order to suppress the breakage of the organic fiber in the melting step, the screw rotation speed and the back pressure are lowered, or the temperature when the thermoplastic resin composition containing the thermoplastic resin and the organic fiber is melted is lowered. It is preferable. Here, “melting” is synonymous with “plasticization” and means that the thermoplastic resin composition is softened to a moldable state by heating and mechanical operation.
Specifically, when the temperature at which the thermoplastic resin composition is melted is equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin in the thermoplastic resin composition and the melting point of the organic fiber is Tm (° C.), (Tm-30 It is preferable that it is below ℃. As described above, the upper limit temperature when the thermoplastic resin composition is melted is set to a temperature of (Tm-30) ° C. or lower, so that the thermoplastic resin composition is melted in the melting apparatus. When supplying the thermoplastic resin composition into the mold cavity, cutting of the organic fibers can be prevented.
次に、充填工程について説明する。充填工程は、溶融した前記熱可塑性樹脂組成物を、一対の金型間に構成され、製品部キャビティと、前記製品部キャビティの周囲の一部または全部に非製品部キャビティとを有する金型キャビティ内へ充填する工程である。
金型キャビティ内へ溶融樹脂を供給するときの金型温度は、好ましくは10℃〜100
℃、より好ましくは30℃〜80℃である。
Next, the filling process will be described. In the filling step, the molten thermoplastic resin composition is configured between a pair of molds and has a product part cavity and a non-product part cavity around a part or all of the periphery of the product part cavity. It is a process of filling inside.
The mold temperature when the molten resin is supplied into the mold cavity is preferably 10 ° C to 100 ° C.
° C, more preferably 30 ° C to 80 ° C.
充填工程の一つ目の態様としては、前記溶融樹脂を供給するときのキャビティクリアランスが、供給する前記溶融樹脂の容量と、金型キャビティの容積が同じになるクリアランスであるときに、前記溶融樹脂の供給を開始し(図2)、キャビティクリアランスを固定した状態で前記金型キャビティ内の製品部キャビティおよび非製品部キャビティに充填する(図3)。
この一つ目の態様では、用いる有機繊維の繊維長が短い場合や、成形体の厚みが厚い場合に有効である。具体的には、有機繊維の繊維長が成形体の厚みの5倍以下が好ましく、4倍以下がより好ましい。また、成形体の厚みは、用いる有機繊維の繊維長の0.2倍以上が好ましく、0.3倍以上がより好ましい。
As a first aspect of the filling step, when the cavity clearance when supplying the molten resin is a clearance in which the volume of the molten resin to be supplied and the volume of the mold cavity are the same, the molten resin 2 is started (FIG. 2), and the product cavity and the non-product cavity are filled in the mold cavity with the cavity clearance fixed (FIG. 3).
This first aspect is effective when the fiber length of the organic fiber to be used is short or when the thickness of the molded body is thick. Specifically, the fiber length of the organic fiber is preferably 5 times or less of the thickness of the molded body, and more preferably 4 times or less. The thickness of the molded body is preferably 0.2 times or more, and more preferably 0.3 times or more the fiber length of the organic fiber to be used.
充填工程の二つ目の態様としては、前記溶融樹脂を供給するときのキャビティクリアランスが、供給する前記溶融樹脂の容量よりも、金型キャビティの容積が大きくなるクリアランスであるときに、前記溶融樹脂の供給を開始し(図4)、前記溶融樹脂を供給しながら、または供給完了後に、前記金型を型締めして前記金型キャビティ内の製品部キャビティおよび非製品部キャビティに充填する(図3)。溶融樹脂を供給するときのキャビティクリアランスが大きすぎると、前記溶融樹脂の供給跡が目立つため、通常30mm以下であることが好ましい。
溶融樹脂の供給完了後に型締めを行う場合は、供給完了後速やかに型締めすることが好ましい。型締めによる圧縮の度合は、キャビティ内に供給した溶融樹脂の容積と、溶融樹脂の供給を完了したときのキャビティクリアランスと、型締めを完了したときのキャビティクリアランスによって決定されるが、圧縮の度合は、通常、図4に示したX軸方向への可動側金型1の移動距離によって示され、好ましくは0.5mm以上の移動距離であり、より好ましくは1.0mm以上である。金型を型締めするときの型締め速度は1mm/秒以上、30mm/秒以下であることが好ましい。前記の範囲内であると、供給された前記溶融樹脂が冷却される前に、金型キャビティ内へ充填することができるので、溶融樹脂に負荷されるせん断力が大きくならず、繊維塊が発生しにくい。
この二つ目の態様では、用いる有機繊維の繊維長や成形体の厚みに制限はないが、特に有機繊維の繊維長が長い場合や、成形体の厚みが薄い場合に有効である。
As a second aspect of the filling step, when the cavity clearance when the molten resin is supplied is a clearance in which the volume of the mold cavity is larger than the volume of the molten resin to be supplied, the molten resin (FIG. 4), and while supplying the molten resin or after the completion of the supply, the mold is clamped to fill the product cavity and the non-product cavity in the mold cavity (FIG. 3). When the cavity clearance at the time of supplying the molten resin is too large, the supply trace of the molten resin is conspicuous, and therefore it is usually preferably 30 mm or less.
When performing mold clamping after completion of the supply of the molten resin, it is preferable to perform mold clamping immediately after the completion of the supply. The degree of compression by mold clamping is determined by the volume of molten resin supplied into the cavity, the cavity clearance when the molten resin supply is completed, and the cavity clearance when mold clamping is completed. Is usually indicated by the movement distance of the
In the second aspect, there is no limitation on the fiber length of the organic fiber to be used and the thickness of the molded body, but this is particularly effective when the fiber length of the organic fiber is long or the molded body is thin.
充填工程の三つ目の態様としては、供給する溶融樹脂の容量と金型キャビティの容積が同じ程度になるまでキャビティクリアランスを閉じたあと、キャビティクリアランスを拡大しながら前記溶融樹脂を金型キャビティ内に供給開始し、前記溶融樹脂を供給しながら、または供給完了後に、前記金型を型締めして前記金型のキャビティ内の製品部および非製品部に充填する。キャビティクリアランスを拡大する方法としては、射出成形機の型締め装置を用いて機械的に可動側金型を固定側金型から離反するように動かしてキャビティクリアランスを拡大する方法や、使用する型締め装置の型締め力を溶融樹脂の供給圧力によって若干可動側金型が固定側金型から離反するように動く程度に低く設定しておき、溶融樹脂の供給圧力によりキャビティクリアランスを拡大する方法が挙げられる。
機械的に可動側金型を動かしてキャビティクリアランスを拡大する場合の可動側金型の速度は0.5mm/秒以上、20mm/秒以下が好ましい。この範囲内であると、成形サイクルが長くならない。また、キャビティ内に供給された溶融樹脂が、キャビティクリアランスの拡大に伴って膨張するので、得られる成形体表面に光沢ムラ等の外観不良が発生しにくい。キャビティクリアランスを拡大する速度は、途中で減速や増速してもよい。
キャビティクリアランスの拡大を停止するタイミングは、供給する予定の溶融樹脂の全量を供給した後であっても、供給する予定の溶融樹脂を供給している途中であっても構わない。
この三つ目の態様では、二つ目の態様と同様に用いる有機繊維の繊維長や成形体の厚みに制限はないが、特に有機繊維の繊維長が長い場合や、成形体の厚みが薄い場合に有効である。
As a third aspect of the filling process, the cavity clearance is closed until the volume of the molten resin to be supplied and the volume of the mold cavity are approximately the same, and then the molten resin is put into the mold cavity while increasing the cavity clearance. Then, while supplying the molten resin or after the supply is completed, the mold is clamped to fill the product part and the non-product part in the cavity of the mold. The cavity clearance can be expanded by moving the movable side mold away from the fixed side mold mechanically using the mold clamping device of the injection molding machine, or by using the mold clamping. The method of enlarging the cavity clearance with the molten resin supply pressure is set so that the mold clamping force of the device is set slightly low so that the movable mold is moved away from the fixed mold by the molten resin supply pressure. It is done.
When the movable side mold is moved mechanically to increase the cavity clearance, the speed of the movable side mold is preferably 0.5 mm / second or more and 20 mm / second or less. Within this range, the molding cycle does not become long. In addition, since the molten resin supplied into the cavity expands with an increase in the cavity clearance, appearance defects such as uneven gloss are unlikely to occur on the surface of the obtained molded body. The speed at which the cavity clearance is enlarged may be reduced or increased in the middle.
The timing for stopping the expansion of the cavity clearance may be after supplying the entire amount of the molten resin to be supplied or during the supply of the molten resin to be supplied.
In this third aspect, there is no limitation on the fiber length of the organic fiber and the thickness of the molded body used in the same manner as in the second aspect, but particularly when the fiber length of the organic fiber is long or the thickness of the molded body is thin. It is effective in the case.
このようにしてキャビティ内の製品部キャビティおよび非製品部キャビティに充填された溶融樹脂の冷却が完了したあと、可動側金型1を固定側金型2から離反する方向に移動させ、有機繊維含有熱可塑性樹脂成形体(図6)を取り出す。その後、得られた成形体から非製品部11を取り除き、製品部成形体を得る。
After the molten resin filled in the product cavity and the non-product cavity in the cavity is thus cooled, the
つぎに、本発明の他の態様について説明する。前述した溶融工程により得られる溶融した前記熱可塑性樹脂組成物は、発泡剤を含有するものでもよい。発泡剤は、化学発泡剤でも物理発泡剤でもよく、化学発泡剤と物理発泡剤を併用してもよい。化学発泡剤を用いる場合、化学発泡剤を高濃度に含有するマスターバッチを作製し、熱可塑性樹脂と有機繊維とを含有する熱可塑性樹脂組成物と前記マスターバッチを予め混合して、スクリュを備えた溶融装置に供給して溶融状態とすることが好ましい。また、物理発泡剤を用いる場合は、溶融装置の上流から熱可塑性樹脂と有機繊維とを含有する熱可塑性樹脂組成物を溶融装置へ供給し、溶融装置の途中から物理発泡剤を溶融装置へ供給して、溶融状の熱可塑性樹脂組成物と物理発泡剤を均一に混合することが好ましい。
このようにして得られた発泡剤を含む溶融した熱可塑性樹脂組成物を金型キャビティ内の製品部キャビティおよび非製品部キャビティに充填させたあと、金型を所定量開いて前記熱可塑性樹脂組成物を発泡させる。
図5は、可動側金型1を固定側金型2とは反対の方向に所定量開いて金型キャビティ3の容積を拡大し、金型を所定量開いた状態を示す概略断面図である。可動側金型1を開くタイミングは、発泡剤を含む前記溶融した熱可塑性樹脂組成物の未固化部分が発泡層のセルを形成するのに適した温度となった時点とすることが好ましい。この温度が高すぎると熱可塑性樹脂中に溶解している発泡剤の発泡圧力により粗大セルが形成されやすくなり、物性低下の虞がある。また、この温度が低すぎると熱可塑性樹脂の溶融粘度が低下し所望の発泡倍率が得られなくなってしまう。未固化部分の温度を適切な温度とすることにより、粗大セルによる物性の低下を防止しつつ、所望の発泡倍率を得ることができる。この未固化部分の温度は、前記繊維含有熱可塑性樹脂を金型キャビティ内に充填し、型締め完了した時点から金型キャビティの容積を拡大するまでの時間(以下、「遅延時間」ともいう。)を制御することで調整可能である。
Next, another aspect of the present invention will be described. The molten thermoplastic resin composition obtained by the melting step described above may contain a foaming agent. The foaming agent may be a chemical foaming agent or a physical foaming agent, and a chemical foaming agent and a physical foaming agent may be used in combination. When a chemical foaming agent is used, a masterbatch containing a chemical foaming agent at a high concentration is prepared, and a thermoplastic resin composition containing a thermoplastic resin and an organic fiber and the masterbatch are mixed in advance, and a screw is provided. It is preferably supplied to a melting apparatus to be in a molten state. When a physical foaming agent is used, a thermoplastic resin composition containing a thermoplastic resin and organic fibers is supplied to the melting device from upstream of the melting device, and a physical foaming agent is supplied to the melting device from the middle of the melting device. Thus, it is preferable to uniformly mix the molten thermoplastic resin composition and the physical foaming agent.
After the molten thermoplastic resin composition containing the foaming agent thus obtained is filled into the product part cavity and the non-product part cavity in the mold cavity, the mold is opened by a predetermined amount and the thermoplastic resin composition Make things foam.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the
具体的には、発泡剤として化学発泡剤を用いる場合は、遅延時間を0.1秒〜5秒とすることが好ましいが、用いる熱可塑性樹脂の種類や射出機のシリンダ温度設定により適宜調整される。発泡剤として物理発泡剤を用いる場合は、未固化部分の最高温度が、用いる熱可塑性樹脂の(結晶化温度−15℃)以上、(結晶化温度+15℃)以下となるように遅延時間を調整することが好ましい。 Specifically, when a chemical foaming agent is used as the foaming agent, the delay time is preferably 0.1 seconds to 5 seconds, but is appropriately adjusted depending on the type of thermoplastic resin used and the cylinder temperature setting of the injection machine. The When a physical foaming agent is used as the foaming agent, the delay time is adjusted so that the maximum temperature of the unsolidified part is not less than (crystallization temperature −15 ° C.) and not more than (crystallization temperature + 15 ° C.) of the thermoplastic resin used. It is preferable to do.
可動側金型1を開く量は、所望の発泡倍率が得られる量とすればよいが、型締めしたときの金型キャビティのクリアランスの0.5〜5倍であることが好ましく、1〜4倍であることがより好ましい。可動側金型1を開く量を型締めしたときの金型キャビティのクリアランスの0.5倍以上とすることにより、大きな軽量化効果が期待できる。また、可動側金型1を開く量を型締めしたときの金型キャビティのクリアランスの5倍以下とすることにより、発泡セルの粗大化を防止し、得られる発泡成形体の強度を良好なものとすることができる。
The amount of opening the
金型キャビティ3の容積を拡大した後、次に発泡体である前記有機繊維含有熱可塑性樹脂成形体の冷却を行う。この冷却の際、金型キャビティのクリアランスを所定量狭め前記発泡体である成形体に圧縮力を加えながら冷却してもよい。このようにして冷却が完了したあと、可動側金型1を固定側金型2から離反する方向に移動させ、有機繊維含有熱可塑性樹脂成形体(図7)を取り出す。その後、得られた成形体から非製品部11を取り除き、製品部成形体を得る。
After enlarging the volume of the mold cavity 3, the organic fiber-containing thermoplastic resin molding that is a foam is then cooled. During this cooling, the mold cavity clearance may be narrowed by a predetermined amount, and cooling may be performed while applying a compressive force to the molded body that is the foam. After the cooling is completed in this way, the
<熱可塑性樹脂>
本発明で用いる熱可塑性樹脂としては、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエンブロック共重合体、ポリスチレン、ナイロン等のポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、スチレン−ブタジエンブロック共重合体等の一般的な熱可塑性樹脂、EPM、EPDM等の熱可塑性エストラマ−、これらの混合物、これらを用いたポリマーアロイ等が挙げられ、特にポリプロピレンが好ましい。
<Thermoplastic resin>
Examples of the thermoplastic resin used in the present invention include polypropylene, polyethylene, acrylic, acrylonitrile-styrene-butadiene block copolymers, polyamides such as polystyrene and nylon, polyvinyl chloride, polycarbonate, styrene-butadiene block copolymers, etc. And thermoplastic elastomers such as EPM and EPDM, mixtures thereof, polymer alloys using these, and the like, and polypropylene is particularly preferable.
<有機繊維>
本発明で用いる有機繊維としてはポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、綿、麻、絹、竹等が挙げられる。これらの繊維の表面に金属層を設けて導電性を付与した繊維を用いてもよい。繊維の表面に金属層を設ける方法は、使用する繊維に応じて適宜選択すればよいが、例えば、蒸着、メッキ、スパッタリング、イオンプレーティング等の方法が挙げられる。金属層を構成する金属は、銅が好ましい。
これら有機繊維は単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。なかでも、ポリエステル繊維、およびビニロン繊維が好ましく、ポリアルキレンテレフタレートおよび/またはポリアルキレンナフタレンジカルボキシレートからなる有機繊維がより好ましい。
<Organic fiber>
Examples of the organic fiber used in the present invention include polyethylene fiber, polypropylene fiber, aramid fiber, polyester fiber, vinylon fiber, cotton, hemp, silk, bamboo and the like. You may use the fiber which provided the metal layer on the surface of these fibers, and provided electroconductivity. The method for providing the metal layer on the surface of the fiber may be appropriately selected according to the fiber to be used, and examples thereof include methods such as vapor deposition, plating, sputtering, and ion plating. The metal constituting the metal layer is preferably copper.
These organic fibers may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyester fibers and vinylon fibers are preferable, and organic fibers made of polyalkylene terephthalate and / or polyalkylene naphthalene dicarboxylate are more preferable.
<有機繊維含有熱可塑性樹脂>
前述した熱可塑性樹脂と有機繊維とを含有する熱可塑性樹脂組成物を得る方法として、熱可塑性樹脂と有機繊維とを予め混合して、その混合物を溶融混練し、ペレット化する方法や、有機繊維の繊維束に熱可塑性樹脂を含浸させるプルトルージョン法によりペレット化する方法が挙げられるが、プルトルージョン法により熱可塑性樹脂組成物ペレットを得るのが好ましい。また、プルトルージョン法によって得られた熱可塑性樹脂組成物ペレットと、溶融混練法によって得られた熱可塑性樹脂組成物ペレットをブレンドしてもよい。
<Organic fiber-containing thermoplastic resin>
As a method for obtaining the thermoplastic resin composition containing the thermoplastic resin and the organic fiber described above, the thermoplastic resin and the organic fiber are mixed in advance, the mixture is melt-kneaded, and pelletized, or the organic fiber Although a method of pelletizing by a pultrusion method in which a fiber bundle is impregnated with a thermoplastic resin is mentioned, it is preferable to obtain a thermoplastic resin composition pellet by a pultrusion method. Moreover, you may blend the thermoplastic resin composition pellet obtained by the pultrusion method, and the thermoplastic resin composition pellet obtained by the melt-kneading method.
熱可塑性樹脂組成物中の有機繊維の含有量は、成形体の機械的強度や外観の観点から、5〜70質量%であることが好ましく、15〜60質量%であることがより好ましい(ただし、熱可塑性樹脂組成物に含有される熱可塑性樹脂と有機繊維との合計を100質量%とする)。 The content of the organic fiber in the thermoplastic resin composition is preferably 5 to 70% by mass and more preferably 15 to 60% by mass from the viewpoint of mechanical strength and appearance of the molded body (however, The total of the thermoplastic resin and organic fiber contained in the thermoplastic resin composition is 100% by mass).
熱可塑性樹脂組成物には、例えば、酸化防止剤、耐熱安定剤、中和剤、紫外線吸収剤等の安定剤、気泡防止剤、難燃剤、難燃助剤、分散剤、帯電防止剤、滑剤、シリカ等のアンチブロッキング剤、染料や顔料等の着色剤、可塑剤、造核剤、結晶化促進剤等を任意成分として配合してもよい。 Thermoplastic resin compositions include, for example, antioxidants, heat stabilizers, neutralizers, UV absorbers and other stabilizers, bubble inhibitors, flame retardants, flame retardant aids, dispersants, antistatic agents, lubricants. Anti-blocking agents such as silica, colorants such as dyes and pigments, plasticizers, nucleating agents, crystallization accelerators and the like may be added as optional components.
熱可塑性樹脂組成物には、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、ガラスフレーク、マイカ、ガラス粉、ガラスビ−ズ、タルク、クレー、アルミナ、カーボンブラック、ウォールスナイト等の繊維状、板状、粉粒状、ウィスカー状の無機化合物等を配合してもよい。 Thermoplastic resin compositions include glass fibers, alumina fibers, carbon fibers, glass flakes, mica, glass powder, glass beads, talc, clay, alumina, carbon black, wall snite, etc. Granular and whisker-like inorganic compounds may be blended.
<発泡剤>
溶融工程により得られる溶融した前記熱可塑性樹脂組成物が発泡剤を含有する場合、発泡剤としては化学発泡剤や物理発泡剤を用いることができる。発泡剤の添加量は、化学発泡剤の場合は熱可塑性樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましく、0.2〜3質量部であることがより好ましい。物理発泡剤の場合、発泡剤の添加量は、熱可塑性樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましく、0.2〜3質量部であることがより好ましい。
<Foaming agent>
When the molten thermoplastic resin composition obtained by the melting step contains a foaming agent, a chemical foaming agent or a physical foaming agent can be used as the foaming agent. In the case of a chemical foaming agent, the addition amount of the foaming agent is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.2 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin. In the case of a physical foaming agent, the addition amount of the foaming agent is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.2 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin.
化学発泡剤としては、無機系化学発泡剤や有機系化学発泡剤などが挙げられる。無機系化学発泡剤としては、例えば、炭酸水素ナトリウム等の炭酸水素塩、炭酸アンモニウム等が挙げられる。有機系化学発泡剤としては、例えば、ポリカルボン酸、アゾ化合物、スルホンヒドラジド化合物、ニトロソ化合物、p−トルエンスルホニルセミカルバジド、イソシアネート化合物等が挙げられる。ポリカルボン酸としては、例えば、クエン酸、シュウ酸、フマル酸、フタル酸等が挙げられる。 Examples of the chemical foaming agent include inorganic chemical foaming agents and organic chemical foaming agents. Examples of the inorganic chemical foaming agent include hydrogen carbonates such as sodium hydrogen carbonate, ammonium carbonate, and the like. Examples of the organic chemical foaming agent include polycarboxylic acid, azo compound, sulfone hydrazide compound, nitroso compound, p-toluenesulfonyl semicarbazide, isocyanate compound and the like. Examples of the polycarboxylic acid include citric acid, oxalic acid, fumaric acid, phthalic acid and the like.
物理発泡剤としては、窒素、二酸化炭素、アルゴン、ネオン、ヘリウム等の不活性ガス、ブタン、ペンタン等のフロン系以外の揮発性有機化合物等が挙げられる。このうち、二酸化炭素、窒素、あるいはこれらの混合物を使用することが好ましい。これらは単独または2種以上を併用してもよい。物理発泡剤と化学発泡剤は併用してもよく、その場合化学発泡剤の添加量は、既述したように、熱可塑性樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましく、0.2〜8質量部であることがより好ましい。 Examples of the physical foaming agent include inert gases such as nitrogen, carbon dioxide, argon, neon, and helium, and volatile organic compounds other than chlorofluorocarbons such as butane and pentane. Of these, carbon dioxide, nitrogen, or a mixture thereof is preferably used. These may be used alone or in combination of two or more. The physical foaming agent and the chemical foaming agent may be used in combination. In this case, the amount of the chemical foaming agent added is, as described above, 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin. Preferably, it is 0.2-8 mass parts.
物理発泡剤を用いる場合、超臨界状態であることが好ましく、溶融工程において、物理発泡剤を射出成形装置のノズルまたはシリンダ内に注入する方法が挙げられる。溶融樹脂と物理発泡剤とを均一に混合しやすいことから、熱可塑性樹脂と有機繊維とを含有する熱可塑性樹脂組成物を溶融しているシリンダ内に物理発泡剤を注入する方法が好ましい。 When using a physical foaming agent, it is preferable that it is a supercritical state, and the method of inject | pouring a physical foaming agent in the nozzle or cylinder of an injection molding apparatus in a melting process is mentioned. Since it is easy to uniformly mix the molten resin and the physical foaming agent, a method of injecting the physical foaming agent into the cylinder in which the thermoplastic resin composition containing the thermoplastic resin and the organic fiber is melted is preferable.
[成形体の用途]
本発明の方法により得られる成形体の用途としては、自動車内装部品や外装部品、エンジンルーム内部品、トランクルーム内部品等の自動車用部品、二輪車部品、家具や電気製品の部品、建材が挙げられる。本発明の方法により得られる成形体は、とりわけ、自動車用部品として有用である。
[Use of molded body]
Applications of the molded body obtained by the method of the present invention include automobile interior parts and exterior parts, parts for engine rooms, parts for trunk rooms, motorcycle parts, furniture and electrical parts, and building materials. The molded product obtained by the method of the present invention is particularly useful as an automotive part.
1:可動側金型
2:固定側金型
3:金型キャビティ
4:製品部キャビティ
5:非製品部キャビティ
6:ゲート部
7:溶融樹脂供給通路
8:バルブピン
9:溶融樹脂
10:成形体の製品部
11:成形体の非製品部
1: Movable mold 2: Fixed mold 3: Mold cavity 4: Product part cavity 5: Non-product part cavity 6: Gate part 7: Molten resin supply passage 8: Valve pin 9: Molten resin 10: Molded body Product part 11: Non-product part of the molded product
Claims (4)
(2)一対の金型間に構成され、製品部キャビティと、前記製品部キャビティの周囲の一部または全部に非製品部キャビティとを有する金型キャビティ内に、溶融した前記熱可塑性樹脂組成物を供給し、充填する充填工程と
を含む有機繊維含有熱可塑性樹脂成形体の製造方法。 (1) a melting step of melting a thermoplastic resin composition containing a thermoplastic resin and organic fibers;
(2) The thermoplastic resin composition melted in a mold cavity which is configured between a pair of molds and has a product part cavity and a non-product part cavity around a part or all of the periphery of the product part cavity. The manufacturing method of the organic fiber containing thermoplastic resin molding including the filling process which supplies and fills.
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JP2012111207A JP2013237185A (en) | 2012-05-15 | 2012-05-15 | Method for producing molded product of organic fiber-contained thermoplastic resin |
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