JP2993045B2 - 繊維強化成形品の製造法 - Google Patents

繊維強化成形品の製造法

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0025Preventing defects on the moulded article, e.g. weld lines, shrinkage marks

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高い寸法精度が要求される繊維強化樹脂成形
品、例えば、ビデオカセットテープレコーダーやデジタ
ルオーディオテープレコーダーなどの記録又は再生用の
真円度が要求されるシリンダードラムなどの製造法であ
る。
〔従来の技術およびその課題〕
通常、ビデオカセットテープレコーダーやデジタルオ
ーディオテープレコーダーのシリンダードラムは、アル
ミニウム合金棒から超精密旋盤を用いて機械加工により
製造されている。この方法は多品種・少量生産には好適
であるが、多量生産する場合やコストダウンを図るには
不適当である。
一般に、多少生産性とコストダウンとの側面からは、
樹脂することが好適であろうと予測される。しかし、こ
のような製品は、アルミニウム合金に匹敵する剛性、熱
膨張係数、強度並びに超精密加工に匹敵する寸法精度を
必要とする。
このような特性をうるためには、まず、剛性などの面
から繊維強化された成形材料を用いることが必須とな
る。また、製品には、穴、その他の機能部の形成が不可
欠である。
ところが、繊維強化熱可塑性樹脂材料は、樹脂の射出
成形方向に沿って繊維が配向する性質があり、さらに穴
などがあると、射出樹脂の流れ方向に対して穴形成部分
の下流に相当する位置にウェルドラインが形成され、こ
のウェルドラインに沿って繊維が並ぶものであり、この
結果、寸法精度、例えば、シリンダー・ドラムの場合に
は真円度が許容範囲より悪くなるという問題が生じる。
ウェルドラインの発生のない成形品を製造し、後加工
により、穴、その他の機能部を形成すれば上記問題は殆
ど解決可能であるが、コストなどの面から、射出成形に
より孔、その他の機能部を同時に設け、かつ、高い寸法
精度の成形品を製造する方法が求められていた。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した
結果、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、繊維強化熱可塑性樹脂組成物を
金型キャビティー内に射出成形し、ウェルドラインが形
成される成形品を製造する方法において、該ウェルドラ
インの位置で、かつ、該ウェルドラインが形成される方
向に相当する位置の該金型キャビティーに対して、邪魔
板を設けてなる金型を用いることを特徴とする寸法精度
の改良された繊維強化成形品の製造法であり、また、該
繊維強化熱可塑性樹脂組成物の繊維強化材が、ガラス繊
維、炭素繊維、チタン酸カリウムウィスカ、酸化亜鉛ウ
ィスカ、炭化珪素ウィスカからなる群から選択された1
種或いは2種以上の混合物であること、該繊維強化熱可
塑性樹脂組成物の樹脂成分が、芳香族ポリカーボネート
または芳香族ポリカーボネートと他の熱可塑性樹脂との
熱可塑性樹脂組成物であること、該成形品が、シリンダ
ー・ドラムであることを特徴とする寸法精度の改良され
た繊維強化成形品の製造法である。
以下、本発明の構成について説明する。
本発明の製造法に適用する好適な成形品としては、前
記したシリンダー・ドラムの他に、カメラや一体型8ミ
リビデオカメラの距離環、ヘリコイド環、レンズ枠など
が例示され、ウェルドラインの形成が回避できない成形
品で、高い剛性、強度、より小さい線膨張係数などの物
性と高い寸法精度、特に、外径や内径精度などが要求さ
れるものに好適に用いることが可能である。
このような成形品を製造するために、本発明において
は、ウェルドラインが形成される方向に相当する位置の
該金型キャビティーに対して、邪魔板を設けてなる金型
を用いる。
まず、理解を容易とするために、添付図面により説明
する。
第1図aは、中心部にフィルムゲートを設け、邪魔板
を設けた金型にて成形した本発明のシリンダー・ドラム
成形品の平面図であり、bはaのA−Aに於ける断面図
である。第2図は、従来の金型による平面図、断面図で
ある。また、第3図は、3点ピンゲートを設け、邪魔板
を設けた金型にて成形したシリンダー・ドラム成形品の
平面図、断面図であり、第4図A〜Eは、実施例で用い
た邪魔板の形状の例である。
第2図において、フィルムゲート(21)から溶融した
繊維強化熱可塑性樹脂が導入され、周囲に向かって広が
る。成形品に形成する穴(22)用のピンに衝突した溶融
樹脂は、ピンを回りこんでピンの後端で溶融先端が合流
し、シリンダー・ドラムの外周部に向かって移動する。
そしてキャビティー内に溶融樹脂が充填される。このピ
ンを回りこんで溶融樹脂が合流するピン後端から周囲に
向かってウェルドライン〔23〕が形成される。
これに対して、第1図の本発明の邪魔板を用いた場
合、このウェルドライン〔23〕に相当するウェルドライ
ン〔13〕の後半部に相当する位置に邪魔板〔14〕が設け
られている。この結果、ウェルドライン〔13〕を形成す
る溶融樹脂の先端は邪魔板〔14〕に再び衝突し、邪魔板
を回りこんで、再び新たなウェルドライン〔13′〕を形
成した成形品を製造することとなる。
又、第3図の場合も、3つのピンゲート〔31〕から射
出された溶融樹脂は穴〔32〕に相当する位置付近で衝突
し、そのまま、穴〔32〕の両側の半径線上にウェルドラ
インを形成していく。ここに第3図のシリンダードラム
の場合、外周の真円度が問題となるものであるので、外
周部側のウェルドラインの後半部に相当する位置に邪魔
板〔34〕が設けられる。
さらに、第4図のA〜Eは、上記に説明した邪魔板の
形状の例を形成されるウェルドライン(…)と共に示し
たものであり、溶融樹脂は、下方側から上方側に流れ
る。
以上、図面を用いて、本発明の邪魔板について説明し
たが、本発明の邪魔板が得られる成形品の寸法精度を向
上させる理由は、つぎのように類推できるものである。
上記の第1図の説明に記載したように、ウェルドライ
ン〔13〕を形成する溶融樹脂の先端は邪魔板〔14〕に再
び衝突し、邪魔板〔14〕を回りこんで、再び新たなウェ
ルドライン〔13′〕を形成する。
邪魔板〔14〕がない場合に、穴〔11〕から外周まで一
直線上に形成されていたウェルドラインは、邪魔板〔1
4〕によって一旦切断される。また、ウェルドラインを
形成する比較的冷却された溶融樹脂の先端部分は、邪魔
板〔14〕近辺にその多くの部分が残存し、邪魔板〔14〕
によって新たに形成されるウェルドライン〔13′〕に沿
った溶融樹脂表面は更新されたもの、即ち、邪魔板がな
い場合とは異なる樹脂により形成されたものとなる。
この結果、まず、邪魔板〔14〕の前のウェルドライン
〔13〕の寸法挙動が、邪魔板〔14〕の外側部分に与える
影響は直接的でなくなる。また、邪魔板〔14〕を回りこ
んで形成されたウェルドライン〔13′〕は、従来のウェ
ルドラインに比較して短く、かつ、その形成初期部分に
乱流或いは合流樹脂相互が混合した部分をもったもので
あり、従来の外周部に形成さていたウェルドラインより
も、より接着性に優れたものと成っている。
この二つの効果により、寸法挙動が改良されるものと
推定されるものである。
以上、説明した本発明の製造法に用いる本発明の繊維
強化樹脂組成物の樹脂成分としてはエンジニアリング・
プラスチック類が挙げられ、具体的にはホモ又はコーポ
リアセタール樹脂;ナイロン6、66、610、12、MXDA、
その他の結晶性乃至非結晶性ポリアミド樹脂;PBT、PE
T、PCTG、PCTA、ベクトラ、その他の結晶性、非結晶性
又は液晶性のポリエステル樹脂;芳香族ポリカーボネー
ト(PC)、ポリフェニレンエーテル樹脂(PPE)、ポリ
フェニレンサルファイド(PPS)、ポリスルホン、ポリ
エーテルエーテルケトン(PEEK)などのエンジニアリン
グプラスチックなどが挙げられ、これらは単独、2種以
上を混合してなる樹脂組成物、さらに耐衝撃性改良材と
して種々の熱可塑性又は粒子状のエラストマーを配合し
たもとして用いられる。これらの中で芳香族ポリカーボ
ネート(PC)または芳香族ポリカーボネートと他の熱可
塑性樹脂(上記したPC以外の熱可塑性樹脂、及びABS,MA
BS,AS,MSなどのゴム変性されたものを含むスチレン系樹
脂)、さらに、種々のエラストマーを必要に応じて配合
してなる熱可塑性樹脂組成物が好適に使用できる。
この樹脂の繊維強化材としては、ガラス繊維、炭素繊
維、チタン酸カリウムウィスカ、酸化亜鉛ウィスカ、炭
化珪素ウィスカからなる群から選択された1種或いは2
種以上の混合物が好適なものとして挙げられるが、その
他に適宜、ステンレス繊維など、合成雲母、フッ素化雲
母、その他の強化材も使用できる。
繊維強化熱可塑性樹脂組成物中における上記繊維強化
材の配合量は、強化材の種類とその補強効果などを考慮
して、必要とされる剛性等により適宜決定されるもので
あるが、通常、組成物中の5〜60重量%の範囲、好まし
くは10〜50重量%の範囲から選択される。
なお、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂組成物には、こ
の種樹脂組成物に公知の添加剤類、例えば安定剤、離型
剤、滑剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、染料、顔料、難
燃剤などが当然に適宜使用されるものである。
〔実施例〕
以下、実施例、比較例によって本発明を具体的に説明
する。
実施例1〜20及び比較例1〜4 第1図、第3図または第2図に示したシリンダードラ
ムのモデル成形品用の金型で、ゲートとして、フィルム
ゲート或いは3ピンのピンゲートを有し、ドラム直径φ
45mmであるものを用いた。
実施例ではそれぞれ邪魔板として第4図A〜Eの形状
を有し、その縦又は横方向の最大の長さ4mmのものを用
い、下記した成形材料を射出成形し、得られた成形品の
真円度を計測した。
結果を第1表および第2表に示した。
なお、以下の成形機、成形材料等を使用した。
・射出成形機 日精樹脂工業製 PS40E ・成形材料 ;実施例1〜10および比較例1、2 ;芳香族ポリカーボネート樹脂/ガラス繊維=70/30(w
t比) ;実施例11〜20および比較例3、4 ;芳香族ポリカーボネート樹脂/ABS樹脂/ガラス繊維/
炭素繊維=50/30/10/10(wt比) ・真円度測定機 東京精密製 ロンコム ID−44 〔発明の作用および効果〕 以上、発明の詳細な説明および実施例、比較例から明
瞭なように、本発明の邪魔板を用いる繊維強化熱可塑性
樹脂成形品の製造法による成形品は、邪魔板を用いない
比較例の成形品に比較して真円度が向上し、特にフィル
ムゲートの場合、約2倍近く改良された成形品であるこ
とが確認されるものであり、その工業的意義は極めて高
いものである。
【図面の簡単な説明】 第1図aは、中心部にフィルムゲートを設け、邪魔板を
設けた金型にて成形した本発明のシリンダー・ドラム成
形品の平面図であり、bはaのA−Aに於ける断面図で
ある。第2図は、従来の金型による平面図、断面図であ
る。また、第3図は、3点ピンゲートを設け、邪魔板を
設けた金型にて成形したシリンダー・ドラム成形品の平
面図、断面図であり、第4図A〜Eは、実施例で用いた
邪魔板の形状の例である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌野 英彦 神奈川県平塚市東八幡5丁目6番2号 三菱瓦斯化学株式会社プラスチックセン ター内 審査官 加藤 友也 (56)参考文献 実公 昭55−14511(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 45/26 - 45/44

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】繊維強化熱可塑性樹脂組成物を金型キャビ
    ティー内に射出成形し、ウェルドラインが形成される成
    形品を製造する方法において、該ウェルドラインの位置
    で、かつ、該ウェルドラインが形成される方向に相当す
    る位置の該金型キャビティーに対して、邪魔板を設けて
    なる金型を用いることを特徴とする寸法精度の改良され
    た繊維強化成形品の製造法.
  2. 【請求項2】繊維強化熱可塑性樹脂組成物の繊維強化材
    が、ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウムウィス
    カ、酸化亜鉛ウィスカ、炭化珪素ウィスカからなる群か
    ら選択された1種或いは2種以上の混合物である請求項
    1記載の繊維強化樹脂成形品の製造法.
  3. 【請求項3】該繊維強化熱可塑性樹脂組成物の樹脂成分
    が、芳香族ポリカーボネートまたは芳香族ポリカーボネ
    ートと他の熱可塑性樹脂との熱可塑性樹脂組成物である
    請求項1記載の繊維強化樹脂成形品の製造法.
  4. 【請求項4】該成形品が、シリンダードラムである請求
    項1記載の繊維強化樹脂成形品の製造法.
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