JP6796934B2 - Manufacturing method of rod-shaped molded product - Google Patents
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Description
本発明は、棒状成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a rod-shaped molded product.
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。
Although resin bolts are advantageous in terms of weight reduction, they are not sufficient in terms of strength as compared with metal, so the strength is increased by blending a fibrous filler with resin.
When a fibrous filler is blended into a rod-shaped molded body such as a resin bolt to increase the strength, it is important that the fibers are contained in a state of being oriented in the length direction.
However, when a normal injection molding method is applied, the fibers of the surface layer portion of the rod-shaped molded product are oriented in the length direction, but the central portion is randomly present, so that the degree of orientation as a whole is low and sufficient. Cannot give strength.
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。 Patent Documents 1 and 2 describe resin bolts in which fibers are oriented parallel to the axial direction by injection molding using a mold composed of a specific combination of a fixed mold and a movable mold, and a method for manufacturing the same. Has been done.
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の製造方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a method for producing a rod-shaped molded product having a high degree of orientation of the fibrous filler in the long axis direction.
本発明は、繊維状充填材を含む熱可塑性樹脂組成物を射出成形機により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、
前記射出成形機の射出ノズルと前記金型のゲートが、スプールとランナーで接続されているものであり、
前記棒状成形体が、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または正多角形のものであり、
前記金型が、前記金型の一つのキャビティ内に熱可塑性樹脂を射出するときのゲートを複数有しているものであり、
前記ランナーが、前記スプールと接続された1本の幹ランナーと、前記1本の幹ランナーから前記金型のゲート数に対応した数だけ分岐された複数の枝ランナーを有しているものであり、
前記複数の枝ランナーのそれぞれが、前記金型の複数のゲートのそれぞれと接続されているものであり、
前記幹ランナーの分岐部分から前記金型の複数のゲートまでの前記複数の枝ランナーの距離が全て同一のものである、棒状成形体の製造方法を提供する。
The present invention is a method for producing a rod-shaped molded product, which comprises a step of injection molding a thermoplastic resin composition containing a fibrous filler into a mold by an injection molding machine.
The injection nozzle of the injection molding machine and the gate of the mold are connected by a spool and a runner.
The rod-shaped molded product includes a portion having a uniform outer diameter, and has a circular or regular polygonal cross-sectional shape in the width direction.
The mold has a plurality of gates for injecting a thermoplastic resin into one cavity of the mold.
The runner has one trunk runner connected to the spool and a plurality of branch runners branched from the one trunk runner by the number corresponding to the number of gates of the mold. ,
Each of the plurality of branch runners is connected to each of the plurality of gates of the mold.
Provided is a method for producing a rod-shaped molded product in which the distances of the plurality of branch runners from the branch portion of the trunk runner to the plurality of gates of the mold are all the same.
本発明の製造方法によれば、繊維状充填材の軸方向への配向性が高い棒状成形体を得ることができる。このため、得られた棒状成形体の機械的強度も高くなる。 According to the production method of the present invention, it is possible to obtain a rod-shaped molded product having a high axial orientation of the fibrous filler. Therefore, the mechanical strength of the obtained rod-shaped molded product is also increased.
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または正多角形のものである。
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。
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としては、図1〜図3に示すようなものを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
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。
The rod-shaped molded product that can be produced by the method for producing a rod-shaped molded product of the present invention includes a portion having a uniform outer diameter and has a circular or regular polygonal cross-sectional shape in the width direction.
The rod-shaped molded product may have a uniform outer diameter over the entire length direction, or may include a portion having a large outer diameter or a portion having a small outer diameter. The portion having a large outer diameter or the portion having a small outer diameter may be located at one end or both ends of the rod-shaped molded product, or may be located at an intermediate portion of the rod-shaped molded product.
Examples of the rod-shaped molded product that can be produced by the method for producing the rod-shaped molded product of the present invention include, but are not limited to, those shown in FIGS. 1 to 3.
The rod-shaped molded body 1 shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) is a cylinder having a length L, and the bottom surfaces 2 and 3 are circular and have a diameter D.
The rod-shaped molded body 11 shown in FIGS. 2A and 2B is a triangular prism having a length L, the bottom surfaces 12 and 13 are equilateral triangles, and the diameter of the inscribed circle is D.
The rod-shaped molded body 21 shown in FIGS. 3A and 3B is a square pillar having a length L, the bottom surfaces 22 and 23 are regular quadrangles, and the diameter of the inscribed circle is D.
<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。
<Thermoplastic resin composition containing a fibrous filler>
The thermoplastic resin composition used in the production method of the present invention contains a thermoplastic resin, a fibrous filler, and if necessary, a known additive for resin.
The thermoplastic resin is not particularly limited and can be selected according to the application, and is a polyolefin such as polyamide, polyethylene or polyprene, a polyester such as thermoplastic polyurethane (TPU) or PBT, PPS or ABS resin. It can be selected from styrene-based resins such as, and various polymer alloys.
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。
The fibrous filler is not particularly limited and can be selected according to the application, and is selected from glass fiber, carbon fiber, inorganic fiber (excluding glass fiber), organic fiber, metal fiber and the like. be able to.
The content of the fibrous filler is preferably 10 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin.
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。 Known additives include mold release agents, antistatic agents, flame retardants, colorants, plasticizers, softeners, dispersants, stabilizers (hindard phenolic antioxidants, phosphorus-based antioxidants, sulfur-based additives). Examples include antioxidants such as antioxidants, ultraviolet absorbers, heat stabilizers, etc.), antiblocking agents, crystal nucleation growth agents, fillers (granular fillers such as silica and talc), lubricants, etc. ..
本発明で用いる繊維状充填材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。
The resin composition containing the fibrous filler used in the present invention preferably contains a resin-impregnated fiber bundle obtained by impregnating a bundle of fibrous filler with a thermoplastic resin and cutting it in the range of 6 to 50 mm.
The resin-impregnated fiber bundle has a length of 6 to 30 mm after bundling the fibrous filler in a state of being aligned in the length direction, impregnating the bundle of the fibrous filler with the thermoplastic resin in a molten state, and integrating them. It is preferably cut into pieces.
The length of the fibrous filler contained in the resin-impregnated fiber bundle is the same as the length of the resin-impregnated fiber bundle.
The diameter of the resin-impregnated fiber bundle is preferably in the range of 0.8 to 3 mm.
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17μm)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7μm)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。
As the fibrous filler contained in the resin-impregnated fiber bundle, one having a fiber diameter (single thread diameter) of 6 to 30 μm can be used.
Since the fiber diameter varies depending on the type of fiber, the number of fibers constituting the fiber bundle can be selected according to the type of fiber.
For example, when glass fiber (fiber diameter 17 μm) is used as the fibrous filler, 100 to 100 to
The number is preferably 30,000, more preferably 500 to 20,000, and even more preferably 1,000 to 10,000.
Further, for example, when carbon fibers (fiber diameter 7 μm) are used as the fibrous filler, the number is preferably 1000 to 40,000, more preferably 5,000 to 35,000, and even more preferably about 1,000 to 30,000.
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。
The resin-impregnated fiber bundle can be produced by a well-known manufacturing method using a die. For example, in addition to paragraph number 7 of JP-A-6-313050 and paragraph number 23 of JP-A-2007-176227, JP-A-6-2344 (Manufacturing method and molding method of resin-coated long fiber bundle), JP-A-6-114832 (Fiber-reinforced thermoplastic resin structure and manufacturing method thereof), JP-A-6-293023 (Length) (Method for producing fiber-reinforced thermoplastic resin composition), JP-A-7-205317 (Method for taking out fiber bundles and method for producing long-fiber reinforced resin structure), JP-A-7-216104 (Method for producing long-fiber reinforced resin structure) (Method for manufacturing products), JP-A-7-251437 (Method for manufacturing long-fiber reinforced thermoplastic composite material and manufacturing equipment), JP-A-8-118490 (Method for manufacturing cross-head die and long-fiber reinforced resin structure) ) Etc. can be applied.
As the resin-impregnated fiber bundle, Plastron (registered trademark) containing various thermoplastic resins sold by Daicel Polymer Co., Ltd. and fibrous fillers such as glass fiber, carbon fiber, stainless fiber, and aramid fiber. You can also use the series.
<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、上記の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。
射出成形機の射出ノズルと金型のゲートは、スプールとランナーで接続されている。
<Manufacturing method of rod-shaped molded product>
The method for producing a rod-shaped molded product of the present invention is produced by using a thermoplastic resin composition containing the above-mentioned fibrous filler (preferably the above-mentioned resin-impregnated fiber bundle) and applying a known injection molding method. ..
The injection nozzle of the injection molding machine and the gate of the mold are connected by a spool and a runner.
本発明の製造方法で使用する金型は、金型内の一つのキャビティにつながる複数のゲートを有しているものであり、例えば、図4(a)〜(c)に示す2〜4のゲートを有する金型を使用することができる。
図4(a)〜(c)は、金型内の一つ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。
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(好ましくは等間隔)をおいて配置されていればよい。
The mold used in the manufacturing method of the present invention has a plurality of gates connected to one cavity in the mold, and for example, 2 to 4 shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c). A mold with a gate can be used.
FIGS. 4A to 4C show a state in which two gates 31, 32, three gates 31 to 33, and four gates 31 to 34 are provided in a portion of the mold leading to one cavity. Has been done.
The shape of the gate is not particularly limited, but is preferably circular or oval, but more preferably circular.
The gates may be arranged at intervals (preferably evenly spaced) between the gates.
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。
When there are two gates as shown in FIG. 4A, it is preferable that the two circular gates 31 and 32 are arranged so that the centers of the two circular gates 31 and 32 are located on the same straight line (diameter) passing through the center O.
Further, the two circular gates 31 and 32 are preferably formed in the range of 0.1r to 0.9r when the radius from the center O is r.
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。
As shown in FIG. 4B, when there are three gates, the lengths of the three lines connecting the center and the center O of the three circular gates are the same with the center O as the base point, and the center O and the three lines are the same. It is preferable that the lines are arranged so that the angles of the lines are the same (120-).
Further, the three circular gates 31 to 33 are preferably formed in the range of 0.1r to 0.9r when the radius from the center O is r.
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。
As shown in FIG. 4C, when there are four gates, the lengths of the four lines connecting the centers and the centers O of the four circular gates are the same with the center O as the base point, and the four lines are the same as the center O. It is preferable that the lines are arranged so that the angles of the lines are the same (90-).
Further, the four circular gates 31 to 34 are preferably formed in the range of 0.1r to 0.9r when the radius from the center O is r.
金型の複数のゲートに接続されたランナーは、スプールと接続された1本の幹ランナーと、ゲート数に対応した数だけ分岐され、ゲートに接続された複数の枝ランナーを有している。
図5(a)に示すランナー50は、図4(a)に示す2つのゲート31,32を有している二つの金型に対応したものであり、同時に2本の棒状成形体を製造することができる。
図5(a)に示すランナー50は、スプール80に接続された1本の幹ランナー51、幹ランナー51から分岐された、略U字状である1対の枝ランナー53、54と、別の1対の枝ランナー56、57の合計4本の枝ランナーを有している。
図5(a)では、幹ランナー51と1対の枝ランナー53、54は、分岐部52を介して接続され、幹ランナー51と1対の枝ランナー56、57は、分岐部55を介して接続されている。
分岐部52、55がある方が、1対の枝ランナー53、54、1対の枝ランナー56、57に対して均等量の溶融樹脂を同時に分配する機能が高められるため好ましいが、分岐部52、55がなく、幹ランナー51から、1対の枝ランナー53、54と1対の枝ランナー56、57が直接分岐されていてもよい。
1対の枝ランナー53、54は同形状および同寸法であり、分岐部52から枝ランナー53の先端部(先端開口部)53aまでの距離と分岐部52から枝ランナー54の先端部(先端開口部)54aまでの距離は同一である。
1対の枝ランナー56、57は同形状および同寸法であり、分岐部55から枝ランナー56の先端部(先端開口部)56aまでの距離と分岐部55から枝ランナー57の先端部(先端開口部)57aまでの距離は同一である。
The runner connected to the plurality of gates of the mold has one trunk runner connected to the spool and a plurality of branch runners branched by the number corresponding to the number of gates and connected to the gates.
The runner 50 shown in FIG. 5A corresponds to two molds having the two gates 31 and 32 shown in FIG. 4A, and simultaneously manufactures two rod-shaped molded bodies. be able to.
The runner 50 shown in FIG. 5A is different from one trunk runner 51 connected to the spool 80 and a pair of substantially U-shaped branch runners 53 and 54 branched from the trunk runner 51. It has a pair of branch runners 56 and 57, for a total of four branch runners.
In FIG. 5A, the trunk runner 51 and the pair of branch runners 53 and 54 are connected via the branch portion 52, and the trunk runner 51 and the pair of branch runners 56 and 57 are connected via the branch portion 55. It is connected.
It is preferable to have the branch portions 52 and 55 because the function of simultaneously distributing an equal amount of molten resin to the pair of branch runners 53 and 54 and the pair of branch runners 56 and 57 is enhanced, but the branch portion 52 is preferable. , 55 may be absent, and a pair of branch runners 53, 54 and a pair of branch runners 56, 57 may be directly branched from the trunk runner 51.
The pair of branch runners 53 and 54 have the same shape and dimensions, and the distance from the branch 52 to the tip (tip opening) 53a of the branch runner 53 and the distance from the branch 52 to the tip (tip opening) of the branch runner 54. Part) The distance to 54a is the same.
The pair of branch runners 56 and 57 have the same shape and dimensions, and the distance from the branch portion 55 to the tip portion (tip opening) 56a of the branch runner 56 and the tip portion (tip opening) of the branch runner 57 from the branch portion 55. Part) The distance to 57a is the same.
図5(b)に示すランナー60は、二つの金型に対応したものであり、同時に2本の棒状成形体を製造することができる。
図5(b)に示すランナー60は、スプール80に接続された1本の幹ランナー61、幹ランナー61から分岐された、略C字状である1対の枝ランナー63、64と、別の1対の枝ランナー66、67の合計4本の枝ランナーを有している。
図5(b)では、幹ランナー61と1対の枝ランナー63、64は、分岐部62を介して接続され、幹ランナー61と1対の枝ランナー66、67は、分岐部65を介して接続されている。
分岐部62、65がある方が、1対の枝ランナー63、64、1対の枝ランナー66、67に対して均等量の溶融樹脂を同時に分配する機能が高められるため好ましいが、分岐部62、65がなく、幹ランナー61から、1対の枝ランナー63、64と1対の枝ランナー66、67が直接分岐されていてもよい。
1対の枝ランナー63、64は同形状および同寸法であり、分岐部62から枝ランナー63の先端部(先端開口部)63aまでの距離と分岐部62から枝ランナー64の先端部(先端開口部)64aまでの距離は同一である。
1対の枝ランナー66、67は同形状および同寸法であり、分岐部65から枝ランナー66の先端部(先端開口部)66aまでの距離と分岐部65から枝ランナー67の先端部(先端開口部)67aまでの距離は同一である。
The runner 60 shown in FIG. 5 (b) corresponds to two molds, and can manufacture two rod-shaped molded bodies at the same time.
The runner 60 shown in FIG. 5B is different from one trunk runner 61 connected to the spool 80 and a pair of substantially C-shaped branch runners 63 and 64 branched from the trunk runner 61. It has a pair of branch runners 66 and 67, for a total of four branch runners.
In FIG. 5B , the trunk runner 61 and the pair of branch runners 63 and 64 are connected via the branch portion 62, and the trunk runner 61 and the pair of branch runners 66 and 67 are connected via the branch portion 65. It is connected.
It is preferable to have the branch portions 62 and 65 because the function of simultaneously distributing an equal amount of molten resin to the pair of branch runners 63 and 64 and the pair of branch runners 66 and 67 is enhanced. , 65 may be absent, and a pair of branch runners 63, 64 and a pair of branch runners 66, 67 may be directly branched from the trunk runner 61.
The pair of branch runners 63 and 64 have the same shape and dimensions, and the distance from the branch portion 62 to the tip portion (tip opening) 63a of the branch runner 63 and the tip portion (tip opening) of the branch runner 64 from the branch portion 62. Part) The distance to 64a is the same.
The pair of branch runners 66 and 67 have the same shape and dimensions, and the distance from the branch portion 65 to the tip portion (tip opening) 66a of the branch runner 66 and the tip portion (tip opening) of the branch runner 67 from the branch portion 65. Part) The distance to 67a is the same.
一つのランナーは、例えば図5(a)の1対の枝ランナー53、54と、図5(b)の1対の枝ランナー63、64の組み合わせにすることもできる。
また1対の枝ランナーの形状は、図5(a)、(b)に示されたものに限定されず、V字形状などにもすることができる。
One runner may be, for example, a combination of a pair of branch runners 53 and 54 shown in FIG. 5A and a pair of branch runners 63 and 64 shown in FIG. 5B.
Further, the shape of the pair of branch runners is not limited to those shown in FIGS. 5A and 5B, and may be V-shaped or the like.
ランナーとして枝ランナーが3対のものを使用するときは、図4(b)のような3つのゲート31〜33を有する金型に使用することができ、ランナーとして枝ランナーが4対のものを使用するときは、図4(c)のような4つのゲート31〜34を有する金型に使用することができる。 When three pairs of branch runners are used as runners, it can be used for a mold having three gates 31 to 33 as shown in FIG. 4B, and four pairs of branch runners are used as runners. When used, it can be used for a mold having four gates 31 to 34 as shown in FIG. 4 (c).
図5(a)に示すランナー50と、図4(a)に示す金型を使用したときの作用効果を説明する。なお、図7に示す従来技術のランナー70を使用した場合と対比させて説明する。
図7のランナー70は、スプール80に接続された1本の幹ランナー71、幹ランナー71に接続された1対の枝ランナー72、73と、別の1対の枝ランナー74、75の合計4本の枝ランナー72〜75を有している。
4本の枝ランナー72〜75は同一形状のものであるが、スプール80と幹ランナー61との接続箇所からの距離は、枝ランナー72と枝ランナー73が異なり、枝ランナー74と枝ランナー75が異なっている。
The action and effect when the runner 50 shown in FIG. 5A and the mold shown in FIG. 4A are used will be described. In addition, the case where the runner 70 of the prior art shown in FIG.
The runner 70 of FIG. 7 is a total of 4 of one trunk runner 71 connected to the spool 80, a pair of branch runners 72 and 73 connected to the trunk runner 71, and another pair of branch runners 74 and 75. It has book branch runners 72-75.
The four branch runners 72 to 75 have the same shape, but the distance from the connection point between the spool 80 and the trunk runner 61 is different between the branch runner 72 and the branch runner 73, and the branch runner 74 and the branch runner 75 have different distances. It's different.
(図5(a)のランナー50の使用)
射出成形機のノズルから溶融状態の樹脂を射出したとき、前記溶融状態の樹脂はスプール80を通って幹ランナー51に入り、分岐部52と1対の枝ライナー52、53を通ってゲート31、32から一つの金型のキャビティ(目的とする棒状成形体に対応する形状のキャビティ)に射出される。
このとき、分岐部52から2本の枝ライナー52、53までの距離(先端開口部53a、54a)が全て同一であるから、溶融状態の樹脂は2本の枝ライナー52,53から同時にそれぞれの金型のキャビティ内に射出される。
このため得られた棒状成形体は、長軸方向への繊維状充填材の配向度が高くなり、曲げ強度も大きくなる。
1対の枝ライナー56、57から金型のキャビティ内に射出した場合も同様の効果が得られる。
(Use of runner 50 in FIG. 5A)
When the molten resin is injected from the nozzle of the injection molding machine, the molten resin enters the trunk runner 51 through the spool 80 and passes through the branch liner 52 and the pair of branch liners 52 and 53 to the gate 31. It is injected from 32 into one mold cavity (a cavity having a shape corresponding to a target rod-shaped molded product).
At this time, since the distances (tip openings 53a, 54a) from the branch portion 52 to the two branch liners 52, 53 are all the same, the resin in the molten state is simultaneously sent from the two branch liners 52, 53, respectively. It is injected into the cavity of the mold.
Therefore, in the obtained rod-shaped molded product, the degree of orientation of the fibrous filler in the long axis direction is high, and the bending strength is also high.
The same effect can be obtained when a pair of branch liners 56, 57 are injected into the cavity of the mold.
(図7のランナー70の使用)
射出成形機のノズルから溶融状態の樹脂を射出したとき、前記溶融状態の樹脂はスプール80を通って幹ランナー71に入り、そこから1対の枝ライナー72、73を通ってゲート31、32から一つの金型のキャビティに射出され、1対の枝ライナー74、75を通ってゲート31、32から別の金型のキャビティに射出される。
このとき、枝ライナー72と枝ライナー73はスプール80と幹ランナー71との接続箇所からの距離が異なっており、枝ライナー74と枝ライナー75はスプール80と幹ランナー71との接続箇所からの距離が異なっているから、溶融状態の樹脂は僅かな時間差をおいて射出されることになる。
このため得られた棒状成形体は、長軸方向への繊維状充填材の配向度が低くなり、曲げ強度も小さくなる。
(Use of runner 70 in FIG. 7)
When the molten resin is injected from the nozzle of the injection molding machine, the molten resin enters the trunk runner 71 through the spool 80, and from there through the pair of branch liners 72 and 73 from the gates 31 and 32. It is ejected into the cavity of one mold, through a pair of branch liners 74, 75, and ejected from gates 31, 32 into the cavity of another mold.
At this time, the branch liner 72 and the branch liner 73 have different distances from the connection point between the spool 80 and the trunk runner 71, and the branch liner 74 and the branch liner 75 are the distances from the connection point between the spool 80 and the trunk runner 71. Is different, so that the molten resin is injected with a slight time lag.
Therefore, in the obtained rod-shaped molded product, the degree of orientation of the fibrous filler in the long axis direction is low, and the bending strength is also low.
図8により本発明の棒状成形体の製造方法を適用して、一度に多くの棒状成形体を製造するための好ましい実施形態を説明する。
幹ランナーは、第1幹ランナーから第n幹ランナーを使用することができ、枝ランナーは、第1枝ランナーから第n枝ランナーを使用することができる。
ここでn数は特に制限されないが、例えば2〜10の範囲にすることができる。
図8の実施形態は、n=3の例である。
FIG. 8 describes a preferred embodiment for producing many rod-shaped molded products at one time by applying the method for producing a rod-shaped molded product of the present invention.
The trunk runner can use the first trunk runner to the nth trunk runner, and the branch runner can use the first branch runner to the nth branch runner.
Here, the number of n is not particularly limited, but can be, for example, in the range of 2 to 10.
The embodiment of FIG. 8 is an example of n = 3.
1本の第1幹ランナー100から2本の第1枝ランナー101、102(第1枝ランナー群)が分岐されている。第1枝ランナー群は2本の枝ランナーからなっている。
第1枝ランナー101は第2a幹ランナー103に接続され、第1枝ランナー102は第2b幹ランナー104に接続されている。第2幹ランナー群は、2本の幹ランナーからなっている。
Two first branch runners 101 and 102 (first branch runner group) are branched from one first trunk runner 100. The first branch runner group consists of two branch runners.
The first branch runner 101 is connected to the second a trunk runner 103, and the first branch runner 102 is connected to the second b trunk runner 104. The second trunk runner group consists of two trunk runners.
第2a幹ランナー103から2本の第2枝ランナー105、106(第2枝ランナー群)が分岐され、第2b幹ランナー104から2本の枝ランナー107、108(第2枝ランナー群)が分岐されている。第2枝ランナー群は4本の枝ランナーからなっている。
第2枝ランナー105は第3幹aランナー109に接続され、第2枝ランナー106は第3b幹ランナー110に接続され、第2枝ランナー107は第3c幹ランナー111に接続され、第2枝ランナー108は第3d幹ランナー112に接続されている。第3幹ランナー群は、4本の幹ランナーからなっている。
Two second branch runners 105 and 106 (second branch runner group) are branched from the second a trunk runner 103, and two branch runners 107 and 108 (second branch runner group) are branched from the second b trunk runner 104. Has been done. The second branch runner group consists of four branch runners.
The second branch runner 105 is connected to the third trunk a runner 109, the second branch runner 106 is connected to the third b trunk runner 110, the second branch runner 107 is connected to the third c trunk runner 111, and the second branch runner is connected. 108 is connected to the 3rd trunk runner 112. The third trunk runner group consists of four trunk runners.
第3幹aランナー109からは、分岐部120を介して2本の枝ランナー121、122が分岐されており、一つの金型のキャビティに面した2つのゲートに接続される。
さらに第3幹aランナー109からは、分岐部130を介して2本の枝ランナー131、132が分岐されており、一つの金型のキャビティに面した2つのゲートに接続される。
From the third trunk a runner 109, two branch runners 121 and 122 are branched via a branch portion 120, and are connected to two gates facing the cavity of one mold.
Further, from the third trunk a runner 109, two branch runners 131 and 132 are branched via the branch portion 130, and are connected to two gates facing the cavity of one mold.
第3幹bランナー110からは、分岐部140を介して2本の枝ランナー141、142が分岐されており、一つの金型のキャビティに面した2つのゲートに接続される。
さらに第3幹bランナー110からは、分岐部150を介して2本の枝ランナー151、152が分岐されており、一つの金型のキャビティに面した2つのゲートに接続される。
From the third trunk b-runner 110, two branch runners 141 and 142 are branched via a branch portion 140, and are connected to two gates facing the cavity of one mold.
Further, from the third trunk b-runner 110, two branch runners 151 and 152 are branched via a branch portion 150, and are connected to two gates facing the cavity of one mold.
第3幹cランナー111からは、分岐部160を介して2本の枝ランナー161、162が分岐されており、一つの金型のキャビティに面した2つのゲートに接続される。
さらに第3幹cランナー111からは、分岐部170を介して2本の枝ランナー171、172が分岐されており、一つの金型のキャビティに面した2つのゲートに接続される。
From the third trunk c runner 111, two branch runners 161, 162 are branched via a branch portion 160, and are connected to two gates facing the cavity of one mold.
Further, from the third trunk c runner 111, two branch runners 171, 172 are branched via a branch portion 170, and are connected to two gates facing the cavity of one mold.
第3幹dランナー112からは、分岐部180を介して2本の枝ランナー181、182が分岐されており、一つの金型のキャビティに面した2つのゲートに接続される。
さらに第3幹dランナー112からは、分岐部190を介して2本の枝ランナー191、192が分岐されており、一つの金型のキャビティに面した2つのゲートに接続される。
図8に示す実施形態では、一度に8個の金型を使用して、8本の棒状成形体を製造することができる。
このようにして幹ランナーと枝ランナーをトーナメント分岐方式で必要回数(n回)繰り返して接続することで、より多くの金型を使用して一度に数多くの棒状成形体を製造することができる。
From the third trunk d-runner 112, two branch runners 181, 182 are branched via a branch portion 180, and are connected to two gates facing the cavity of one mold.
Further, from the third trunk d-runner 112, two branch runners 191, 192 are branched via a branch portion 190, and are connected to two gates facing the cavity of one mold.
In the embodiment shown in FIG. 8, eight rod-shaped compacts can be manufactured by using eight molds at a time.
By repeatedly connecting the trunk runner and the branch runner a required number of times (n times) by the tournament branching method in this way, it is possible to manufacture a large number of rod-shaped molded bodies at one time using more molds.
<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、図6(a)に示すような長ねじボルト、図6(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6(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6(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。
<Bolt manufacturing method>
By applying the method for manufacturing a rod-shaped molded product of the present invention described above, in addition to bolts such as long screw bolts as shown in FIG. 6 (a) and full screw hexagon bolts as shown in FIG. 6 (b), wood screws Etc. can be manufactured.
The long screw bolt 40 shown in FIG. 6A has a thread 41 on the entire peripheral surface, and contains a fibrous filler in a state of being oriented in the long axis direction. Note that D is the diameter of the bottom surface 42.
The full-threaded hexagon bolt 45 shown in FIG. 6B has threads 46 from under the head 47 to the entire peripheral surface, and at least the inside where the threads 46 are formed is filled with fibrous material. The material is contained in a state of being oriented in the axial direction. Note that D is the diameter of the bottom surface 48.
図6(b)に示す全ねじ六角ボルト45を製造するときは、ゲートが、金型のキャビティの頭部47に面した部分に位置するか、または底面48に面した部分に位置するような金型を使用して射出成形することができる。
本発明の幹ランナーと複数の枝ランナーの組み合わせからなるランナーを使用するときには、ゲートが、金型のキャビティの頭部47に面した部分に位置するような金型を使用して、頭部47から底面48側に向かって樹脂を射出成形する方が、繊維状充填材の長軸方向への配向性が高められるので好ましい。
When manufacturing the full-thread hexagon bolt 45 shown in FIG. 6 (b), the gate is located at the portion of the mold cavity facing the head 47 or at the portion facing the bottom surface 48. It can be injection molded using a mold.
When using a runner composed of a combination of the trunk runner and a plurality of branch runners of the present invention, the head 47 is used so that the gate is located in the portion of the mold cavity facing the head 47. It is preferable to inject the resin from the surface to the bottom surface 48 side because the orientation of the fibrous filler in the long axis direction is enhanced.
(1)残存繊維長(重量平均繊維長)
成形品から約3gの試料を切出し、下記の方法で繊維を取り出した。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。
炭素繊維:硫酸によりPPS樹脂を溶解除去して繊維を取り出した。
ガラス繊維:650℃でPPS樹脂を加熱・灰化させて繊維を取り出した。
(1) Residual fiber length (weight average fiber length)
About 3 g of a sample was cut out from the molded product, and the fibers were taken out by the following method. The weight average fiber length was calculated from a part of the extracted fibers (500 fibers). As the calculation formula, [0044] and [0045] of JP-A-2006-274061 were used.
Carbon fiber: The PPS resin was dissolved and removed with sulfuric acid, and the fiber was taken out.
Glass fiber: The PPS resin was heated and incinerated at 650 ° C. to take out the fiber.
(2)引張強度
実施例および比較例で得た棒状成形体について、下記条件にて引張強度を測定した。
測定機器:オートグラフAG2000((株)島津製作所製)
試験速度:5mm/min
チャック間距離:40mm
(2) Tensile strength The tensile strength of the rod-shaped compacts obtained in Examples and Comparative Examples was measured under the following conditions.
Measuring equipment: Autograph AG2000 (manufactured by Shimadzu Corporation)
Test speed: 5 mm / min
Distance between chucks: 40 mm
実施例1〜3、比較例1〜3
実施例1と比較例1は、熱可塑性樹脂組成物としてポリアミドMXD6を50質量%、ガラス長繊維(LGF)50質量%からなる樹脂含浸繊維束(プラストロンPAX−GF50−02;直径1.0mm、長さ9mmの円柱形状;ダイセルポリマー(株))を使用した。
実施例2と比較例2は、熱可塑性樹脂組成物としてポリアミドMXD6を50質量%、炭素長繊維(LCF)50質量%からなる樹脂含浸繊維束(直径1.0mm、長さ9mmのプラストロンPAX−CF40−02;円柱形状;ダイセルポリマー(株))を使用した。
実施例3と比較例3は、熱可塑性樹脂組成物としてPPSを50質量%、ガラス長繊維50質量%からなる樹脂含浸繊維束(直径1.0mm、長さ9mmのプラストロンPPS−GF50−01;円柱形状;ダイセルポリマー(株))を使用した。
いずれの例においても、円柱形状の樹脂含浸繊維束の長さと含有されている繊維長は同じである。
Examples 1-3, Comparative Examples 1-3
In Example 1 and Comparative Example 1, a resin-impregnated fiber bundle (Plastron PAX-GF50-02; 1.0 mm in diameter) composed of 50% by mass of polyamide MXD6 and 50% by mass of long glass fibers (LGF) as a thermoplastic resin composition. , 9 mm long cylindrical shape; Daicel Polymer Co., Ltd. was used.
In Example 2 and Comparative Example 2, a resin-impregnated fiber bundle (1.0 mm in diameter and 9 mm in length, Plastron PAX) composed of 50% by mass of polyamide MXD6 and 50% by mass of long carbon fibers (LCF) as a thermoplastic resin composition. -CF40-02; Cylindrical shape; Daicel Polymer Co., Ltd. was used.
In Example 3 and Comparative Example 3, a resin-impregnated fiber bundle (1.0 mm in diameter and 9 mm in length, Plastron PPS-GF50-01) composed of 50% by mass of PPS and 50% by mass of long glass fibers as a thermoplastic resin composition was used. Cylindrical shape; Daicel Polymer Co., Ltd. was used.
In each example, the length of the cylindrical resin-impregnated fiber bundle and the contained fiber length are the same.
上記実施例1および比較例の各組成物(樹脂含浸繊維束)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引張強度を測定した。結果を表1に示す
(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℃
Using each composition (resin-impregnated fiber bundle) of Example 1 and Comparative Example, injection molding was performed under the following conditions to obtain a round bar having a diameter (D) of 12 mm and a length (L) of 80 mm. The residual fiber length and tensile strength of the obtained round bar were measured. The results are shown in Table 1 (injection molding conditions).
Injection molding machine: J150EII of Japan Steel Works
Cylinder temperature: 280 ° C
Back pressure: 2 MPa
Mold temperature: 160 ° C
図9(a)に実施例1で得られた棒状成形体の軸方向断面図を示し、図9(b)に比較例1で得られた棒状成形体の軸方向断面図を示す。
実施例1では、繊維状充填剤を含む樹脂材料が二つのゲートから均一に(同時に)射出されたため、棒状成形体の中心軸に沿ってウェルドラインが存在するようになる。
比較例1では、繊維状充填剤を含む樹脂材料が二つのゲートから不均一に(時間差をおいて)射出されたため、棒状成形体の中心軸から偏った位置にウェルドラインが存在するようになる。
このような配向性の違いは、実施例と比較例で使用する枝ランナーの違いによるものである。なお、図5(a)に示すランナーに代えて図5(b)に示すランナーを使用した場合でも、同様の結果が得られた。
このような繊維状充填剤の配向性の違いによって、実施例1と比較例1は、残存繊維長は同じであったが、引張強度には明確な違いがあり、他の実施例2、3と比較例2、3も同様の結果であった。
FIG. 9A shows an axial cross-sectional view of the rod-shaped molded product obtained in Example 1, and FIG. 9B shows an axial cross-sectional view of the rod-shaped molded product obtained in Comparative Example 1.
In the first embodiment, since the resin material containing the fibrous filler is uniformly (simultaneously) ejected from the two gates, a weld line exists along the central axis of the rod-shaped molded product.
In Comparative Example 1, since the resin material containing the fibrous filler was injected non-uniformly (with a time lag) from the two gates, the weld line was present at a position deviated from the central axis of the rod-shaped molded product. ..
This difference in orientation is due to the difference in the branch runners used in the examples and the comparative examples. Similar results were obtained even when the runner shown in FIG. 5 (b) was used instead of the runner shown in FIG. 5 (a).
Due to such a difference in the orientation of the fibrous filler, Example 1 and Comparative Example 1 had the same residual fiber length, but there was a clear difference in tensile strength, and other Examples 2 and 3 And Comparative Examples 2 and 3 had similar results.
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。 The rod-shaped molded product obtained by the method for producing a rod-shaped molded product of the present invention can be used as bolts such as various pins, various wood screws (counterhead or round head), long screw bolts, hexagon bolts, and full screw hexagon bolts. it can.
1、11、21 棒状成形体
31、32、33、34 ゲート
40、45 ボルト
50、60 ランナー
51、61 幹ランナー
52、55 分岐部
53、54、56、57 枝ランナー
62、65 分岐部
63、64、66、67 枝ランナー
80 スプール
1, 11, 21 Rod-shaped molded body 31, 32, 33, 34 Gate 40, 45 Bolt 50, 60 Runner 51, 61 Trunk runner 52, 55 Branch part 53, 54, 56, 57 Branch runner 62, 65 Branch part 63, 64, 66, 67 branch runner 80 spool
Claims (5)
前記繊維状充填材を含む熱可塑性樹脂組成物が、繊維状充填材の束に樹脂が含浸されたものが6〜30mmの範囲で切断された樹脂含浸繊維束を含んでいるものであり、
前記射出成形機の射出ノズルと前記金型のゲートが、スプールとランナーで接続されているものであり、
前記棒状成形体が、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または正多角形のものであり、
前記金型が、前記金型の一つのキャビティ内に熱可塑性樹脂を射出するときのゲートを複数有しているものであり、
前記ランナーが、前記スプールと接続された1本の幹ランナーと、前記1本の幹ランナーから前記金型のゲート数に対応した数だけ分岐された複数の枝ランナーと、複数の分岐部を有しているものであり、
1本の幹ランナーと複数の枝ランナーは、1本の幹ランナーから分岐された複数の分岐部を介して、1本の幹ランナーを通る溶融状態の樹脂の流れ方向と複数の分岐部の流れ方向が異なり、前記複数の分岐部を通る溶融状態の樹脂の流れ方向と前記複数の枝ランナーの先端開口部を通る溶融状態の樹脂の流れ方向が同一になるように接続されるものであり、
前記複数の枝ランナーのそれぞれが、前記複数の枝ランナーの先端開口部を通る溶融状態の樹脂の流れ方向と前記金型内の一つのキャビティに通じるゲートの長さ方向が同一になるようにして、前記金型内の一つのキャビティにつながる複数のゲートのそれぞれと接続されているものであり、
前記幹ランナーの複数の分岐部分から前記金型の複数のゲートまでの前記複数の枝ランナーの距離が全て同一のものである、棒状成形体の製造方法。 A method for producing a rod-shaped molded product, which comprises a step of injection molding a thermoplastic resin composition containing a fibrous filler into a mold by an injection molding machine.
The thermoplastic resin composition containing the fibrous filler contains a resin-impregnated fiber bundle in which a bundle of fibrous filler impregnated with resin is cut in the range of 6 to 30 mm.
The injection nozzle of the injection molding machine and the gate of the mold are connected by a spool and a runner.
The rod-shaped molded product includes a portion having a uniform outer diameter, and has a circular or regular polygonal cross-sectional shape in the width direction.
The mold has a plurality of gates for injecting a thermoplastic resin into one cavity of the mold.
The runner has one trunk runner connected to the spool, a plurality of branch runners branched from the one trunk runner by the number corresponding to the number of gates of the mold, and a plurality of branching portions. Is what you are doing
One trunk runner and a plurality of branch runners have a flow direction of a molten resin passing through one trunk runner and a flow of a plurality of branch portions through a plurality of branch portions branched from one trunk runner. The directions are different, and the molten resin is connected so that the flow direction of the molten resin passing through the plurality of branch portions and the flow direction of the molten resin passing through the tip openings of the plurality of branch runners are the same .
For each of the plurality of branch runners, the flow direction of the molten resin passing through the tip openings of the plurality of branch runners and the length direction of the gate leading to one cavity in the mold are made the same. , Which is connected to each of a plurality of gates connected to one cavity in the mold.
A method for producing a rod-shaped molded product, wherein the distances of the plurality of branch runners from the plurality of branch portions of the trunk runner to the plurality of gates of the mold are all the same.
1本の第1幹ランナーから複数の第1枝ランナー群が分岐部を介して分岐され、
前記複数の第1枝ランナー群のそれぞれが1本ずつの第2幹ランナーに接続され、
複数本の第2幹ランナーのそれぞれから複数の第2枝ランナー群が分岐部を介して分岐されるトーナメント分岐方式がn回繰り返された接続状態を有しているものであり、
複数本の第n幹ランナーと、前記第n幹ランナーのそれぞれに分岐部を介して接続された複数本の第n枝ランナーを有しており、
前記複数の第n枝ランナーのそれぞれが、前記金型の複数のゲートのそれぞれと接続されているものであり、
前記幹ランナーの分岐部分から前記金型の複数のゲートまでの前記複数の第n枝ランナーの距離が全て同一のものである、請求項1記載の棒状成形体の製造方法。 The trunk runner and the branch runner
A plurality of first branch runners are branched from one first trunk runner via a branch portion, and the first branch runners are branched .
Each of the plurality of first branch runners is connected to one second trunk runner.
The tournament branching method in which a plurality of second branch runners are branched from each of the plurality of second trunk runners via a branching portion has a connection state in which the tournament branching method is repeated n times.
It has a plurality of n-th trunk runners and a plurality of n-th branch runners connected to each of the n-th trunk runners via a branch portion .
Each of the plurality of n-th branch runners is connected to each of the plurality of gates of the mold.
The method for producing a rod-shaped molded product according to claim 1, wherein the distances of the plurality of n-th branch runners from the branch portion of the trunk runner to the plurality of gates of the mold are all the same.
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