JP2017024388A - 棒状成形体の製造方法 - Google Patents
棒状成形体の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017024388A JP2017024388A JP2016030887A JP2016030887A JP2017024388A JP 2017024388 A JP2017024388 A JP 2017024388A JP 2016030887 A JP2016030887 A JP 2016030887A JP 2016030887 A JP2016030887 A JP 2016030887A JP 2017024388 A JP2017024388 A JP 2017024388A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rod
- shaped molded
- fiber
- molded body
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 10
- 238000000465 moulding Methods 0.000 title abstract description 9
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims abstract description 25
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 62
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 13
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 10
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 claims description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 4
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 28
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 229920006121 Polyxylylene adipamide Polymers 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001431 Long-fiber-reinforced thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000002981 blocking agent Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
【課題】強度の大きな棒状成形体の製造方法の提供。【解決手段】繊維状充填剤を含む熱可塑性樹脂組成物を金型内に射出成形する工程を有している棒状成形体の製造方法であって、前記棒状成形体の寸法と熱可塑性樹脂を射出するときの金型のゲートの寸法が式（I）〜（IV）の関係を満たしている、棒状成形体の製造方法。８≦Ｄ≦Ｌ （I）１≦Ｌ／Ｄ≦２０ （II）Ｓ／１０≦ＳＧ≦Ｓ （III）Ｄ／１０≦ＮＧ≦４ （IV）［Ｓ：棒状成形体の断面積（ｍｍ2）Ｄ：棒状成形体の断面形状が円形のときの直径（ｍｍ）、または棒状成形体の断面形状が多角形のときの内接円の直径（ｍｍ）Ｌ：棒状成形体の長さ（ｍｍ）ＳＧ：ゲート総面積（ｍｍ2）ＮＧ：ゲート数］【選択図】なし
Description
本発明は、棒状成形体の製造方法に関する。
樹脂製のボルトは軽量化の点で有利であるが、金属と比べると強度の点で十分ではないため、樹脂に繊維状充填材を配合することで強度が高められている。
樹脂製のボルトのような棒状成形体中に繊維状充填材を配合して強度を高めようとするときは、繊維が長さ方向に配向された状態で含有されていることが重要になる。
しかし、通常の射出成形法を適用したときは、棒状成形体の表層部分は繊維が長さ方向に配向されるが、中心部はランダムに存在するため、全体としての配向度が低く、十分な強度を付与することができない。
樹脂製のボルトのような棒状成形体中に繊維状充填材を配合して強度を高めようとするときは、繊維が長さ方向に配向された状態で含有されていることが重要になる。
しかし、通常の射出成形法を適用したときは、棒状成形体の表層部分は繊維が長さ方向に配向されるが、中心部はランダムに存在するため、全体としての配向度が低く、十分な強度を付与することができない。
特許文献１、２には、特定の固定型と可動型の組み合わせからなる金型を使用して射出成形することで、繊維が軸方向と平行に配向された樹脂製ボルトとその製造方法が記載されている。
本発明は、長軸方向への繊維状充填材の配向度が高い棒状成形体が得られる棒状成形体の製造方法を提供することを課題とする。
本発明は、繊維状充填剤を含む熱可塑性樹脂組成物を金型内に射出成形する工程を有している棒状成形体の製造方法であって、
前記棒状成形体が、外径が均一な部分を含む、幅方向の断面形状が円形または多角形のものであり、
前記棒状成形体の寸法と金型に熱可塑性樹脂を射出するときのゲートの寸法が、下記式（I）〜（IV）の関係を満たしており、前記棒状成形体中に含まれている繊維の重量繊維長（Ｉｗ）が０．５ｍｍ以上である、棒状成形体の製造方法。
８≦Ｄ≦Ｌ （I）
１≦Ｌ／Ｄ≦２０ （II）
Ｓ／１０≦ＳＧ≦Ｓ （III）
Ｄ／１０≦ＮＧ≦４ （IV）
［式中の記号の意味は、次の通りである。
Ｓ：棒状成形体の断面積（ｍｍ2）
Ｄ：棒状成形体の断面形状が円形のときの直径（ｍｍ）、または棒状成形体の断面形状が多角形のときの内接円の直径（ｍｍ）
Ｌ：棒状成形体の長さ（ｍｍ）
ＳＧ：ゲート総面積（ｍｍ2）
ＮＧ：ゲート数］
前記棒状成形体が、外径が均一な部分を含む、幅方向の断面形状が円形または多角形のものであり、
前記棒状成形体の寸法と金型に熱可塑性樹脂を射出するときのゲートの寸法が、下記式（I）〜（IV）の関係を満たしており、前記棒状成形体中に含まれている繊維の重量繊維長（Ｉｗ）が０．５ｍｍ以上である、棒状成形体の製造方法。
８≦Ｄ≦Ｌ （I）
１≦Ｌ／Ｄ≦２０ （II）
Ｓ／１０≦ＳＧ≦Ｓ （III）
Ｄ／１０≦ＮＧ≦４ （IV）
［式中の記号の意味は、次の通りである。
Ｓ：棒状成形体の断面積（ｍｍ2）
Ｄ：棒状成形体の断面形状が円形のときの直径（ｍｍ）、または棒状成形体の断面形状が多角形のときの内接円の直径（ｍｍ）
Ｌ：棒状成形体の長さ（ｍｍ）
ＳＧ：ゲート総面積（ｍｍ2）
ＮＧ：ゲート数］
本発明の製造方法によれば、長軸方向への繊維状充填材の配向度が高く、曲げ強度が高い棒状成形体を得ることができる。
本発明の棒状成形体の製造方法により製造することができる棒状成形体は、外径が均一な部分を含んでおり、幅方向の断面形状が円形、楕円形、多角形などのものであり、多角形は正多角形でもよいし、正多角形でなくてもよい。
棒状成形体は、長さ方向全体の外径が均一なものでもよいし、一部に外径の大きな部分または外径の小さな部分を含んでいるものでもよい。前記の外径の大きな部分または外径の小さな部分は、棒状成形体の一端部または両端部にあってもよいし、棒状成形体の中間部分にあってもよい。
棒状成形体は、長さ方向全体の外径が均一なものでもよいし、一部に外径の大きな部分または外径の小さな部分を含んでいるものでもよい。前記の外径の大きな部分または外径の小さな部分は、棒状成形体の一端部または両端部にあってもよいし、棒状成形体の中間部分にあってもよい。
＜繊維状充填材を含む熱可塑性樹脂組成物＞
本発明の製造方法で使用する熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と繊維状充填材、および必要に応じて公知の樹脂用添加剤を含有するものである。
熱可塑性樹脂は特に制限されるものではなく、用途に応じて選択することができるものであり、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプレンなどのポリオレフィン、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ＰＢＴなどのポリエステル、ＰＰＳ、ＡＢＳ樹脂などのスチレン系樹脂、および各種ポリマーアロイなどから選択することができる。
本発明の製造方法で使用する熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と繊維状充填材、および必要に応じて公知の樹脂用添加剤を含有するものである。
熱可塑性樹脂は特に制限されるものではなく、用途に応じて選択することができるものであり、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプレンなどのポリオレフィン、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ＰＢＴなどのポリエステル、ＰＰＳ、ＡＢＳ樹脂などのスチレン系樹脂、および各種ポリマーアロイなどから選択することができる。
繊維状充填材は特に制限されるものではなく、用途に応じて選択することができるものであり、ガラス繊維、炭素繊維、無機繊維（ガラス繊維を除く）、有機繊維、金属繊維などから選択することができる。
繊維状充填材の含有量は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して１０〜６０質量部が好ましい。
繊維状充填材の含有量は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して１０〜６０質量部が好ましい。
公知の添加剤としては、離型剤、帯電防止剤、難燃剤、着色剤、可塑剤、軟化剤、分散剤、安定化剤（ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤などの酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定化剤など）、アンチブロッキング剤、結晶核成長剤、充填剤（シリカやタルクなどの粒状充填剤など）、滑剤などを挙げることができる。
本発明で用いる繊維状充填剤を含む樹脂組成物は、繊維状充填材の束に熱可塑性樹脂を含浸させたものを６〜５０ｍｍの範囲で切断した樹脂含浸繊維束を含むものが好ましい。
前記樹脂含浸繊維束は、繊維状充填材を長さ方向に揃えた状態で束ね、前記繊維状充填材の束に熱可塑性樹脂を溶融させた状態で含浸させ一体化した後に６〜３０ｍｍの長さに切断したものが好ましい。
前記樹脂含浸繊維束に含まれる繊維状充填材の長さは、樹脂含浸繊維束の長さと同一である。
前記樹脂含浸繊維束の直径は、０．８〜３ｍｍの範囲であることが好ましい。
前記樹脂含浸繊維束は、繊維状充填材を長さ方向に揃えた状態で束ね、前記繊維状充填材の束に熱可塑性樹脂を溶融させた状態で含浸させ一体化した後に６〜３０ｍｍの長さに切断したものが好ましい。
前記樹脂含浸繊維束に含まれる繊維状充填材の長さは、樹脂含浸繊維束の長さと同一である。
前記樹脂含浸繊維束の直径は、０．８〜３ｍｍの範囲であることが好ましい。
樹脂含浸繊維束に含まれる繊維状充填材は、繊維径（単糸径）６〜３０μｍのものを使用することができる。
繊維束を構成する繊維の本数は、繊維の種類により繊維径が異なるため、繊維の種類に応じて選択することができる。
例えば、繊維状充填材としてガラス繊維（繊維径１７μ\ochm）を使用したとき、１００〜３００００本が好ましく、より好ましくは５００〜２００００本、さらに好ましくは１０００〜１００００本程度である。
また例えば、繊維状充填材として炭素繊維（繊維径７μ\ochm）を使用したとき、１０００〜４００００本が好ましく、より好ましくは５０００〜３５０００本、さらに好ましくは１００００〜３００００本程度である。
繊維束を構成する繊維の本数は、繊維の種類により繊維径が異なるため、繊維の種類に応じて選択することができる。
例えば、繊維状充填材としてガラス繊維（繊維径１７μ\ochm）を使用したとき、１００〜３００００本が好ましく、より好ましくは５００〜２００００本、さらに好ましくは１０００〜１００００本程度である。
また例えば、繊維状充填材として炭素繊維（繊維径７μ\ochm）を使用したとき、１０００〜４００００本が好ましく、より好ましくは５０００〜３５０００本、さらに好ましくは１００００〜３００００本程度である。
樹脂含浸繊維束は、ダイスを用いた周知の製造方法により製造することができ、例えば、特開平６−３１３０５０号公報の段落番号７、特開２００７−１７６２２７号公報の段落番号２３のほか、特公平６−２３４４号公報（樹脂被覆長繊維束の製造方法並びに成形方法）、特開平６−１１４８３２号公報（繊維強化熱可塑性樹脂構造体およびその製造法）、特開平６−２９３０２３号公報（長繊維強化熱可塑性樹脂組成物の製造方法）、特開平７−２０５３１７号公報（繊維束の取り出し方法および長繊維強化樹脂構造物の製造方法）、特開平７−２１６１０４号公報（長繊維強化樹脂構造物の製造方法）、特開平７−２５１４３７号公報（長繊維強化熱可塑性複合材料の製造方法および製造装置）、特開平８−１１８４９０号公報（クロスヘッドダイおよび長繊維強化樹脂構造物の製造方法）等に記載の製造方法を適用することができる。
また樹脂含浸繊維束としては、ダイセルポリマー（株）から販売されている、各種熱可塑性樹脂と、ガラス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維、アラミド繊維などの繊維状充填材を含むプラストロン（登録商標）シリーズを使用することもできる。
また樹脂含浸繊維束としては、ダイセルポリマー（株）から販売されている、各種熱可塑性樹脂と、ガラス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維、アラミド繊維などの繊維状充填材を含むプラストロン（登録商標）シリーズを使用することもできる。
＜棒状成形体の製造方法＞
本発明の棒状成形体の製造方法は、繊維状充填材を含む熱可塑性樹脂組成物（好ましくは上記の樹脂含浸繊維束）を使用して、公知の射出成形法を適用して製造するとき、前記棒状成形体の寸法と金型に熱可塑性樹脂を射出するときのゲートの寸法が、下記式（I）〜（IV）の関係を満たすようにする。
本発明の棒状成形体の製造方法は、繊維状充填材を含む熱可塑性樹脂組成物（好ましくは上記の樹脂含浸繊維束）を使用して、公知の射出成形法を適用して製造するとき、前記棒状成形体の寸法と金型に熱可塑性樹脂を射出するときのゲートの寸法が、下記式（I）〜（IV）の関係を満たすようにする。
８≦Ｄ≦Ｌ （I）
１≦Ｌ／Ｄ≦２０ （II）
Ｓ／１０≦ＳＧ≦Ｓ （III）
Ｄ／１０≦ＮＧ≦４ （IV）
［式中の記号の意味は、次の通りである。
Ｓ：棒状成形体の断面積（ｍｍ2）
Ｄ：棒状成形体の断面形状が円形のときの直径（ｍｍ）、または棒状成形体の断面形状が多角形のときの内接円の直径（ｍｍ）
Ｌ：棒状成形体の長さ（ｍｍ）
ＳＧ：ゲート総面積（ｍｍ2）
ＮＧ：ゲート数］
１≦Ｌ／Ｄ≦２０ （II）
Ｓ／１０≦ＳＧ≦Ｓ （III）
Ｄ／１０≦ＮＧ≦４ （IV）
［式中の記号の意味は、次の通りである。
Ｓ：棒状成形体の断面積（ｍｍ2）
Ｄ：棒状成形体の断面形状が円形のときの直径（ｍｍ）、または棒状成形体の断面形状が多角形のときの内接円の直径（ｍｍ）
Ｌ：棒状成形体の長さ（ｍｍ）
ＳＧ：ゲート総面積（ｍｍ2）
ＮＧ：ゲート数］
上記式中のＳ、Ｄ、Ｌについて説明する。
本発明の製造方法で得られる棒状成形体は、図１〜図３に示すように外径が均一のもののほか、図５（ｂ）に示すように一部に外径の大きな部分を含んでいるものであり、幅方向の断面形状は円形（図１、図５）または多角形（図２、図３））のものである。
幅方向の断面形状が多角形のときは、正三角形（図２）、正方形（図３）、正五角形、正六角形、正八角形などである。
本発明の製造方法で得られる棒状成形体は、図１〜図３に示すように外径が均一のもののほか、図５（ｂ）に示すように一部に外径の大きな部分を含んでいるものであり、幅方向の断面形状は円形（図１、図５）または多角形（図２、図３））のものである。
幅方向の断面形状が多角形のときは、正三角形（図２）、正方形（図３）、正五角形、正六角形、正八角形などである。
図１（ａ）、（ｂ）に示す棒状成形体１は、長さＬの円柱であり、底面２、３は円形で、直径Ｄである。
図２（ａ）、（ｂ）に示す棒状成形体１１は、長さＬの三角柱であり、底面１２、１３は正三角形で、内接円の直径がＤである。
図３（ａ）、（ｂ）に示す棒状成形体２１は、長さＬの四角柱であり、底面２２、２３は正四角形で、内接円の直径がＤである。
図２（ａ）、（ｂ）に示す棒状成形体１１は、長さＬの三角柱であり、底面１２、１３は正三角形で、内接円の直径がＤである。
図３（ａ）、（ｂ）に示す棒状成形体２１は、長さＬの四角柱であり、底面２２、２３は正四角形で、内接円の直径がＤである。
上記式中のＳＧ、ＮＧについて説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）は、金型内のキャビティに通じる部分に２つのゲート３１、３２、３つのゲート３１〜３３、４つのゲート３１〜３４を有している状態が示されている。
ＳＧは、複数のゲートの合計面積である。
ＮＧは１〜４であり、図４では、ＮＧは２、３または４である。
ゲートの形状は特に制限されるものではないが、円形または楕円形が好ましいが、円形がより好ましい。
ゲートの配置状態は、ゲート同士が間隔をおいて配置されていればよい。
図４（ａ）に示すようにゲートが２つのときは、中心Ｏを通る同一直線（直径）上に２つの円形ゲート３１、３２の中心が位置するように配置されていることが好ましい。
また２つの円形ゲート３１、３２は、中心Ｏからの半径がｒであるとき、０．１ｒ〜０．９ｒの範囲に形成されていることが好ましい。
図４（ａ）〜（ｃ）は、金型内のキャビティに通じる部分に２つのゲート３１、３２、３つのゲート３１〜３３、４つのゲート３１〜３４を有している状態が示されている。
ＳＧは、複数のゲートの合計面積である。
ＮＧは１〜４であり、図４では、ＮＧは２、３または４である。
ゲートの形状は特に制限されるものではないが、円形または楕円形が好ましいが、円形がより好ましい。
ゲートの配置状態は、ゲート同士が間隔をおいて配置されていればよい。
図４（ａ）に示すようにゲートが２つのときは、中心Ｏを通る同一直線（直径）上に２つの円形ゲート３１、３２の中心が位置するように配置されていることが好ましい。
また２つの円形ゲート３１、３２は、中心Ｏからの半径がｒであるとき、０．１ｒ〜０．９ｒの範囲に形成されていることが好ましい。
図４（ｂ）に示すようにゲートが３つのときは、中心Ｏを基点として、３つの円形ゲートの中心と中心Ｏを結ぶ３本の線の長さが同一であり、中心Ｏと３本の線の角度が同一（１２０ー）になるように配置されていることが好ましい。
また３つの円形ゲート３１〜３３は、中心Ｏからの半径がｒであるとき、０．１ｒ〜０．９ｒの範囲に形成されていることが好ましい。
また３つの円形ゲート３１〜３３は、中心Ｏからの半径がｒであるとき、０．１ｒ〜０．９ｒの範囲に形成されていることが好ましい。
図４（ｃ）に示すようにゲートが４つのときは、中心Ｏを基点として、４つの円形ゲートの中心と中心Ｏを結ぶ４本の線の長さが同一であり、中心Ｏと４本の線の角度が同一（９０ー）になるように配置されていることが好ましい。
また４つの円形ゲート３１〜３４は、中心Ｏからの半径がｒであるとき、０．１ｒ〜０．９ｒの範囲に形成されていることが好ましい。
また４つの円形ゲート３１〜３４は、中心Ｏからの半径がｒであるとき、０．１ｒ〜０．９ｒの範囲に形成されていることが好ましい。
本発明の製造方法では、上記式（I）〜（IV）を満たしていれば、射出成形時における射出圧力、射出速度、保持圧力、背圧、金型温度などは、繊維状充填材を含む公知の熱可塑性樹脂組成物を使用するときと同条件で実施することができる。
本発明の製造方法を適用することによって、棒状成形体の長さ方向への繊維状充填材の配向度を高めることができる。
ここで「配向度」は、棒状成形体に含まれている繊維状充填材中、長さ方向に配向されている繊維状充填材の割合（質量％）であり、本発明においては、前記配向度は棒状成形体の曲げ強度で評価する。
同寸法の棒状成形体であれば、長さ方向に配向されている繊維状充填材量が多いほど、曲げ強度が大きくなる。
ここで「配向度」は、棒状成形体に含まれている繊維状充填材中、長さ方向に配向されている繊維状充填材の割合（質量％）であり、本発明においては、前記配向度は棒状成形体の曲げ強度で評価する。
同寸法の棒状成形体であれば、長さ方向に配向されている繊維状充填材量が多いほど、曲げ強度が大きくなる。
また本発明の製造方法を適用することによって、含有されている繊維の重量繊維長（Ｉｗ）が０．５ｍｍ以上、好ましくは０．８ｍｍ以上である棒状成形体を得ることができる。棒状成形体内部に残存する繊維長が短くなると長さ方向に配向し難くなるため、曲げ強度が小さくなる。
＜ボルトの製造方法＞
上記した本発明の棒状成形体の製造方法を適用することで、一部に外径の大きな部分を含んでいる、図５（ａ）に示すような長ねじボルト、図５（ｂ）に示すような全ねじ六角ボルトなどのボルトのほか、木ねじなどを製造することができる。
図５（ａ）に示す長ねじボルト４０は、周面の全体にねじ山４１を有しており、内部には繊維状充填材が長軸方向に配向された状態で含有されている。なお、Ｄは底面４２の直径である。
図５（ｂ）に示す全ねじ六角ボルト４５は、頭部４７の下から周面の全体にねじ山４６を有しており、少なくともねじ山４６が形成されている内部には、繊維状充填材が状軸方向に配向された状態で含有されている。なお、Ｄは底面４８の直径である。
上記した本発明の棒状成形体の製造方法を適用することで、一部に外径の大きな部分を含んでいる、図５（ａ）に示すような長ねじボルト、図５（ｂ）に示すような全ねじ六角ボルトなどのボルトのほか、木ねじなどを製造することができる。
図５（ａ）に示す長ねじボルト４０は、周面の全体にねじ山４１を有しており、内部には繊維状充填材が長軸方向に配向された状態で含有されている。なお、Ｄは底面４２の直径である。
図５（ｂ）に示す全ねじ六角ボルト４５は、頭部４７の下から周面の全体にねじ山４６を有しており、少なくともねじ山４６が形成されている内部には、繊維状充填材が状軸方向に配向された状態で含有されている。なお、Ｄは底面４８の直径である。
（１）重量繊維長（重量平均繊維長）
実施例および比較例で得た棒状成形体について、特開２０１３−１２１９８８号公報の段落番号００６３に記載の下記の方法により測定した。
棒状成形品から約３ｇの試料を切出し、６５０℃で加熱して灰化させて繊維を取り出した。取り出した繊維の一部（５００本）から重量平均繊維長を求めた。計算式は、特開２００６−２７４０６１号公報の〔００４４〕、〔００４５〕を使用した。
実施例および比較例で得た棒状成形体について、特開２０１３−１２１９８８号公報の段落番号００６３に記載の下記の方法により測定した。
棒状成形品から約３ｇの試料を切出し、６５０℃で加熱して灰化させて繊維を取り出した。取り出した繊維の一部（５００本）から重量平均繊維長を求めた。計算式は、特開２００６−２７４０６１号公報の〔００４４〕、〔００４５〕を使用した。
（２）曲げ強度
実施例および比較例で得た棒状成形体について、下記条件にて曲げ強度を測定した。
測定機器：オートグラフＡＧ２０００（（株）島津製作所製）
試験速度：２ｍｍ／ｍｉｎ
支点間距離：４０ｍｍ
実施例および比較例で得た棒状成形体について、下記条件にて曲げ強度を測定した。
測定機器：オートグラフＡＧ２０００（（株）島津製作所製）
試験速度：２ｍｍ／ｍｉｎ
支点間距離：４０ｍｍ
実施例１、比較例１〜５
実施例１、比較例１、２は、熱可塑性樹脂組成物として、ポリアミドＭＸＤ６を５０質量％とガラス長繊維５０質量％からなる樹脂含浸繊維束（プラストロンＭＸＤ−ＧＦ５０−０２；直径２．８ｍｍ、長さ９ｍｍの円柱形状；ダイセルポリマー（株））を使用した。
プラストロンＭＸＤ−ＧＦ５０−０２の長さと含有されているガラス繊維長さは同じである。
比較例３〜５は、熱可塑性樹脂組成物として、ポリアミドＭＸＤ５０質量％とガラス短繊維５０質量％からなる円柱状ペレット（プラストロンＭＸＤ−ＳＧＦ５０；直径２．０ｍｍ、長さ４ｍｍの円柱形状；ダイセルポリマー（株））を使用した。
実施例１、比較例１、２は、熱可塑性樹脂組成物として、ポリアミドＭＸＤ６を５０質量％とガラス長繊維５０質量％からなる樹脂含浸繊維束（プラストロンＭＸＤ−ＧＦ５０−０２；直径２．８ｍｍ、長さ９ｍｍの円柱形状；ダイセルポリマー（株））を使用した。
プラストロンＭＸＤ−ＧＦ５０−０２の長さと含有されているガラス繊維長さは同じである。
比較例３〜５は、熱可塑性樹脂組成物として、ポリアミドＭＸＤ５０質量％とガラス短繊維５０質量％からなる円柱状ペレット（プラストロンＭＸＤ−ＳＧＦ５０；直径２．０ｍｍ、長さ４ｍｍの円柱形状；ダイセルポリマー（株））を使用した。
実施例１、比較例１〜５の各組成物を使用して、次の条件で射出成形して、直径（Ｄ）１２ｍｍ、長さ（Ｌ）８０ｍｍの丸棒を得た。得られた丸棒の残存繊維長と曲げ強度を測定した。結果を表１に示す。〇は式（I）〜式（IV）を満たしていること、・は式（I）〜式（IV）を満たしていないことを示している。
（射出成形条件）
射出成形機：日本製鋼所のＪ１５０ＥII
シリンダー温度：２８０℃
背圧：２ＭＰａ
金型温度：１６０℃
（射出成形条件）
射出成形機：日本製鋼所のＪ１５０ＥII
シリンダー温度：２８０℃
背圧：２ＭＰａ
金型温度：１６０℃
実施例１と比較例１は、同じ組成物を使用したが、比較例１が式（III）を満たしていないため、残存繊維長が短くなっており、この残存繊維長の違いが配向度の違いになり、曲げ強度の違いになったものと認められる。
実施例１と比較例２は、比較例２の方が残存繊維長は長いが、比較例２が式（IV）を満たしていないことが配向度の違いになり、曲げ強度の違いになったものと認められる。
比較例３〜５は、短繊維を使用しているため、残存繊維長が短く、配向度が低くなったため、曲げ強度も小さくなっている。
実施例１と比較例２は、比較例２の方が残存繊維長は長いが、比較例２が式（IV）を満たしていないことが配向度の違いになり、曲げ強度の違いになったものと認められる。
比較例３〜５は、短繊維を使用しているため、残存繊維長が短く、配向度が低くなったため、曲げ強度も小さくなっている。
実施例２、比較例６、７
実施例２、比較例６、７は、熱可塑性樹脂組成物として、ポリアミドＭＸＤ６を６０質量％と炭素長繊維４０質量％からなる樹脂含浸繊維束（プラストロンＰＡＸ−ＧＦ４０−０２；直径２．２ｍｍ、長さ９ｍｍの円柱形状；ダイセルポリマー（株））を使用した。
プラストロンＰＡＸ−ＧＦ４０−０２の長さと含有されている炭素繊維長さは同じである。
実施例２、比較例６、７は、熱可塑性樹脂組成物として、ポリアミドＭＸＤ６を６０質量％と炭素長繊維４０質量％からなる樹脂含浸繊維束（プラストロンＰＡＸ−ＧＦ４０−０２；直径２．２ｍｍ、長さ９ｍｍの円柱形状；ダイセルポリマー（株））を使用した。
プラストロンＰＡＸ−ＧＦ４０−０２の長さと含有されている炭素繊維長さは同じである。
実施例２、比較例６、７の各組成物を使用して、下記の条件で射出成形して、直径（Ｄ）１２ｍｍ、長さ（Ｌ）８０ｍｍの丸棒を得た。得られた丸棒の残存繊維長と曲げ強度を測定した。結果を表２に示す。〇は式（I）〜式（IV）を満たしていること、・は式（I）〜式（IV）を満たしていないことを示している。
（射出成形条件）
射出成形機：日本製鋼所のＪ１５０ＥII
シリンダー温度：２８０℃
背圧：２ＭＰａ
金型温度：１６０℃
（射出成形条件）
射出成形機：日本製鋼所のＪ１５０ＥII
シリンダー温度：２８０℃
背圧：２ＭＰａ
金型温度：１６０℃
実施例２と比較例６は、同じ組成物を使用したが、比較例６が式（III）を満たしていないため、残存繊維長が短くなっており、この残存繊維長の違いが配向度の違いになり、曲げ強度の違いになったものと認められる。
実施例２と比較例７は、比較例７の方が残存繊維長は長いが、比較例７が式（IV）を満たしていないことが配向度の違いになり、曲げ強度の違いになったものと認められる。
実施例２と比較例７は、比較例７の方が残存繊維長は長いが、比較例７が式（IV）を満たしていないことが配向度の違いになり、曲げ強度の違いになったものと認められる。
実施例３、比較例８、９
実施例３、比較例８、９は、熱可塑性樹脂組成物として、ＰＰＳ５０質量％とガラス長繊維５０質量％からなる樹脂含浸繊維束（プラストロンＰＰＳ−ＧＦ４０−０１；直径２．２ｍｍ、長さ９ｍｍの円柱形状；ダイセルポリマー（株））を使用した。
プラストロンＰＰＳ−ＧＦ４０−０１の長さと含有されている炭素繊維長さは同じである。
実施例３、比較例８、９は、熱可塑性樹脂組成物として、ＰＰＳ５０質量％とガラス長繊維５０質量％からなる樹脂含浸繊維束（プラストロンＰＰＳ−ＧＦ４０−０１；直径２．２ｍｍ、長さ９ｍｍの円柱形状；ダイセルポリマー（株））を使用した。
プラストロンＰＰＳ−ＧＦ４０−０１の長さと含有されている炭素繊維長さは同じである。
実施例３、比較例８、９の各組成物を使用して、下記の条件で射出成形して、直径（Ｄ）１２ｍｍ、長さ（Ｌ）８０ｍｍの丸棒を得た。得られた丸棒の残存繊維長と曲げ強度を測定した。結果を表３に示す。〇は式（I）〜式（IV）を満たしていること、・は式（I）〜式（IV）を満たしていないことを示している。
（射出成形条件）
射出成形機：日本製鋼所のＪ１５０ＥII
シリンダー温度：３２０℃
背圧：２ＭＰａ
金型温度：１７０℃
（射出成形条件）
射出成形機：日本製鋼所のＪ１５０ＥII
シリンダー温度：３２０℃
背圧：２ＭＰａ
金型温度：１７０℃
実施例３と比較例８は、同じ組成物を使用したが、比較例８が式（III）を満たしていないため、残存繊維長が短くなっており、この残存繊維長の違いが配向度の違いになり、曲げ強度の違いになったものと認められる。
実施例３と比較例９は、比較例９の方が残存繊維長は長いが、比較例９が式（IV）を満たしていないことが配向度の違いになり、曲げ強度の違いになったものと認められる。
実施例３と比較例９は、比較例９の方が残存繊維長は長いが、比較例９が式（IV）を満たしていないことが配向度の違いになり、曲げ強度の違いになったものと認められる。
本発明の棒状成形体の製造方法で得られた棒状成形体は、各種ピン、各種木ねじ（皿頭または丸頭）、長ねじボルト、六角ボルト、全ねじ六角ボルトなどのボルトとして使用することができる。
１、１１、２１ 棒状成形体
３１、３２ ゲート
４０、４５ ボルト
３１、３２ ゲート
４０、４５ ボルト
Claims (4)
- 繊維状充填剤を含む熱可塑性樹脂組成物を金型内に射出成形する工程を有している棒状成形体の製造方法であって、
前記棒状成形体が、外径が均一な部分を含む、幅方向の断面形状が円形または多角形のものであり、
前記棒状成形体の寸法と金型に熱可塑性樹脂を射出するときのゲートの寸法が、下記式（I）〜（IV）の関係を満たしている、棒状成形体の製造方法。
８≦Ｄ≦Ｌ （I）
１≦Ｌ／Ｄ≦２０ （II）
Ｓ／１０≦ＳＧ≦Ｓ （III）
Ｄ／１０≦ＮＧ≦４ （IV）
［式中の記号の意味は、次の通りである。
Ｓ：棒状成形体の断面積（ｍｍ2）
Ｄ：棒状成形体の断面形状が円形のときの直径（ｍｍ）、または棒状成形体の断面形状が多角形のときの内接円の直径（ｍｍ）
Ｌ：棒状成形体の長さ（ｍｍ）
ＳＧ：ゲート総面積（ｍｍ2）
ＮＧ：ゲート数］ - 前記熱可塑性樹脂が、ポリアミド、ポリオレフィン、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリエステル、ＰＰＳ、スチレン系樹脂から選ばれるものであり、繊維状充填材が、ガラス繊維、炭素繊維、有機繊維、金属繊維、無機繊維（ガラス繊維を除く）から選ばれるものである、請求項１記載の棒状成形体の製造方法。
- 繊維状充填剤を含む熱可塑性樹脂組成物が、繊維状充填材の束に樹脂を含浸させたものを６〜３０ｍｍの範囲で切断した樹脂含浸繊維束を含んでいるものである、請求項１または２記載の棒状成形体の製造方法。
- 前記棒状成形体が、幅方向の断面が円形であり、周面にねじ山を有しているものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の棒状成形体の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015143074 | 2015-07-17 | ||
| JP2015143074 | 2015-07-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017024388A true JP2017024388A (ja) | 2017-02-02 |
| JP6796935B2 JP6796935B2 (ja) | 2020-12-09 |
Family
ID=57949216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016030887A Active JP6796935B2 (ja) | 2015-07-17 | 2016-02-22 | 棒状成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6796935B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111550406A (zh) * | 2019-02-12 | 2020-08-18 | 阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司 | 螺杆转子及制造螺杆转子的方法 |
| JP2020131449A (ja) * | 2019-02-13 | 2020-08-31 | 住化エンバイロメンタルサイエンス株式会社 | 害虫防除用樹脂成形体の製造方法 |
| JP2020131450A (ja) * | 2019-02-13 | 2020-08-31 | 住化エンバイロメンタルサイエンス株式会社 | 害虫防除用樹脂成形体の製造方法 |
-
2016
- 2016-02-22 JP JP2016030887A patent/JP6796935B2/ja active Active
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111550406A (zh) * | 2019-02-12 | 2020-08-18 | 阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司 | 螺杆转子及制造螺杆转子的方法 |
| JP2022520570A (ja) * | 2019-02-12 | 2022-03-31 | アトラス コプコ エアーパワー，ナームローゼ フェンノートシャップ | スクリューローター及びスクリューローターを製造する方法 |
| CN111550406B (zh) * | 2019-02-12 | 2023-10-24 | 阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司 | 螺杆转子及制造螺杆转子的方法 |
| JP2020131449A (ja) * | 2019-02-13 | 2020-08-31 | 住化エンバイロメンタルサイエンス株式会社 | 害虫防除用樹脂成形体の製造方法 |
| JP2020131450A (ja) * | 2019-02-13 | 2020-08-31 | 住化エンバイロメンタルサイエンス株式会社 | 害虫防除用樹脂成形体の製造方法 |
| JP7228234B2 (ja) | 2019-02-13 | 2023-02-24 | 住化エンバイロメンタルサイエンス株式会社 | 害虫防除用樹脂成形体の製造方法 |
| JP7297287B2 (ja) | 2019-02-13 | 2023-06-26 | 住化エンバイロメンタルサイエンス株式会社 | 害虫防除用樹脂成形体の製造方法 |
| JP7488613B2 (ja) | 2019-02-13 | 2024-05-22 | 住化エンバイロメンタルサイエンス株式会社 | 害虫防除用樹脂成形体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6796935B2 (ja) | 2020-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Johnson et al. | Evaluation of infill effect on mechanical properties of consumer 3D printing materials | |
| JP4859260B2 (ja) | ガラス繊維強化熱可塑性樹脂組成物および成形品 | |
| JP2017024388A (ja) | 棒状成形体の製造方法 | |
| US11718015B2 (en) | Strand and modeled object | |
| US8974165B2 (en) | Screw | |
| JP2006045390A (ja) | 扁平ガラス繊維含有ペレット、扁平ガラス繊維含有熱可塑性樹脂成型物及びこれらの製造方法 | |
| KR101927557B1 (ko) | 사출 성형체의 제조 방법 | |
| US20180370164A1 (en) | Pre-stressed fiber reinforcing member and method for its manufacture | |
| KR20130105728A (ko) | 섬유 강화 스트랜드 및 섬유 강화 스트랜드의 제조 방법 | |
| JP5767850B2 (ja) | 電子機器ハウジング用の薄肉成形体 | |
| Andrzejewski et al. | Fabrication of the self‐reinforced composites using co‐extrusion technique | |
| JP2017024389A (ja) | 棒状成形体の製造方法 | |
| JP6796934B2 (ja) | 棒状成形体の製造方法 | |
| JP6501505B2 (ja) | ガラス繊維強化樹脂成形品の成形方法 | |
| Vijaya Ramnath et al. | Investigation of tensile properties of manila fibre reinforced composite | |
| CN105353487B (zh) | 一种光缆用非金属加强件及其制作方法 | |
| US20240166840A1 (en) | Molding material and molded article | |
| TWI535764B (zh) | 薄肉成型體、製造方法及電子機器外罩用途 | |
| JP2021165323A (ja) | 棒状成形品 | |
| JP2018134789A (ja) | 繊維強化樹脂材料および繊維強化樹脂成形体 | |
| KR20170076869A (ko) | 섬유 강화 복합재용 조성물, 섬유 강화 복합재 및 섬유 강화 복합재의 제조방법 | |
| JP2006137869A (ja) | 樹脂組成物 | |
| WO2018079700A1 (ja) | Ｐｅｅｋ樹脂組成物成形体 | |
| JP2023039108A (ja) | 繊維強化樹脂成形体およびその製造方法、複合ペレット、並びにチョップドストランド | |
| KR102483485B1 (ko) | 장섬유 강화 열가소성 플라스틱 및 이를 이용하여 제조된 성형품 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20181205 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191030 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191203 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200115 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200616 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200831 |
|
| C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20200831 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20200908 |
|
| C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20200915 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201110 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201117 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6796935 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |