JPH031123B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱可塑性合成樹脂製棒状体の製造方
法に関する。

（従来の技術） 複数個の金型を連設したり、あるいは複数個の
キヤビテイ部を有する金型を成形機に設けること
により、射出成形や押出成形などの成形手段によ
り複数個の熱可塑性合成樹脂成形品を同時に得る
ことができる。しかし、このようにして得られる
熱可塑性合成樹脂成形品には、合成樹脂が固化す
る際の温度変化による体積収縮により内部に巣が
発生したり表面に引けが発生する。これら巣や引
けは成形品の強度の低下、寸法精度の低下の原因
となる。これら巣や引けは樹脂に充填剤を添加し
て樹脂の固化時の体積収縮を極少にすることによ
り緩和し得るが、ゼロにはならない。

このような問題を解消するための方法が、例え
ば、特公昭35―17680号公報に開示されている。
その方法は、第４図に示すように、各金型１００
の棒状体成形用キヤビテイ１０１内へ溶融樹脂材
１０２をピストン１０３で加圧しつつ注入し、こ
の溶融樹脂材１０２をその先端から順次冷却さ
せ、冷却後、各金型１００を順次交互に成形機か
ら分離して成形品を排出させるというものであ
る。この方法は一定断面を有する棒状体が製造さ
れるにすぎず、しかも、その棒状体成形品を金型
キヤビテイ１０１から取り出すには、各金型１０
０を成形機から取りはずさねばならないためその
作業が繁雑で生産性に劣る。また、同公報の第５
図に示すような方法においては、溶融樹脂材１０
２が細いゲート１０４から各金型キヤビテイ１０
５内に高速充填されるため、樹脂材１０２の流れ
は各キヤビテイ１０５内で極端な拡大流となる。
そのため、樹脂材１０２に強化繊維などの充填材
を配合した場合、充填材は成形品の軸方向に均一
に配向しない。その結果、得られる棒状体成形品
は充分な強度を有し得ない。

他方、厚肉成形品の成形法としては、フローモ
ールデイング法が知られているが、成形品を取り
出すために、ノズルを金型から離したり、金型を
開放する操作が必要なため、同じく、生産性に劣
る。棒状体の長さを変えたいときには、そのたび
に金型を交換しなければならないため、同様に、
生産性に劣る。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記従来技術の問題点を解決するもの
であり、その目的は、成形効率が高く、生産性に
優れた熱可塑性合成樹脂製棒状体の製造方法を提
供することにある。本発明の他の目的は、成形品
内部あるいは表面に巣や引けの発生を極少にし強
度および寸法精度に優れた熱可塑性合成樹脂製棒
状体の製造方法を提供することにある。本発明の
さらに他の目的は、樹脂に配合された強化繊維が
軸長手方向に配向し、強度に優れた熱可塑性合成
樹脂製棒状体の製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、成形品の長さを容易
に変更し得る熱可塑性合成樹脂製棒状体の製造方
法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の熱可塑性合成樹脂製棒状体の製造方法
は、(1)成形樹脂材を加熱溶融し、溶融樹脂材を得
る工程、(2)該溶融樹脂材を融点以上の温度に保持
する工程、(3)該溶融樹脂材を加圧しつつ複数個の
棒状体成形用金型のキヤビテイ部へ注入充填する
工程、(4)該各キヤビテイ部を該樹脂材の融点未満
の温度に冷却保持し該樹脂材を固化する工程、(5)
該各キヤビテイ部にて形成される所望の棒状体成
形品を、後続の溶融樹脂材で加圧しつつ該キヤビ
テイ部から順次交互に系外へ排出する工程を包含
し、そのことにより上記目的が達成される。

また、本発明の製造方法は、溶融領域と冷却固
化領域において、溶融領域の樹脂流路口径を冷却
固化領域のそれに等しいかもしくはそれ以上にす
ることを特徴とする。それにより、樹脂材に強化
繊維などの充填材を配合した場合、強化繊維が軸
長手方向に配向し強度に優れた棒状体成形品を得
ることができる。

本発明の製造方法は、さらに、金型キヤビテイ
部の所望領域を樹脂材の融点以上の温度に保持
し、残部領域を樹脂材の融点未満の温度に冷却保
持することを特徴とする。それにより、望状体成
形品の長さを容易に変更しうる。

（実施例） 以下に本発明を実施例について述べる。

本発明の製造方法を具体化する成形装置の一例
を第１図に示す。成形装置１は押出機１１と、こ
の押出機１１の先端部に気液密状に係合されるア
ダプター部１２と、このアダプター部１２の周囲
に気液密状に係合される複数個、例えば、３個の
望状体成形用金型１３Ａ，１３Ｂおよび１３Ｃと
を有する。アダプター部１２には加熱手段１２１
が設けられ、そして、各金型１３Ａ，１３Ｂおよ
び１３Ｃにそれぞれ冷却手段１３１Ａ，１３１Ｂ
および１３１Ｃが設けられている。

押出機１１としては、例えば、一軸押出機ある
いは二軸押出機などの、通常、樹脂成形に用いら
れる押出機が使用される。この押出機１１のシリ
ンダー部１１１は、加熱手段により成形樹脂材２
の融点温度以上に加熱される。したがつて、樹脂
材２はシリンダー部１１１内のスクリユー１１２
にて混練され溶融される。押出機１１の押出圧
は、使用される樹脂材２の性質および製造される
棒状体成形品２０の形状などから適宜決定され
る。

アダプター部１２は、その内部が、例えば、十
字形状の中空部１２０を有するよう構成される。
アダプター部１２の一端開口部１２２は押出機１
１のシリンダー部１１１に連結され、その他の開
口部１２３，１２４および１２５は流出口を構成
しそれぞれ金型キヤビテイ部１３０Ａ，１３０Ｂ
および１３０Ｃに連結されている。アダプター部
１２の各流出口１２３，１２４および１２５近傍
は加熱手段１２１にて樹脂材２の融点以上の温度
に保持されている。したがつて、溶融樹脂材２は
各流出口１２３，１２４および１２５近傍で固化
することなく、常に押出機１１の押出圧によつて
各金型キヤビテイ部１３０Ａ，１３０Ｂおよび１
３０Ｃに補充されるため、各キヤビテイ部１３０
Ａ，１３０Ｂおよび１３０Ｃに注入充填された樹
脂材２の内部や表面には巣や引けが発生しにくく
なる。各流出口１２３，１２４および１２５の口
径は各キヤビテイ部１３０Ａ，１３０Ｂおよび１
３０Ｃの口径と等しいかもしくはそれ以上に設定
される。押出機１１からアダプター部１２を経て
流入する溶融樹脂材２を各金型キヤビテイ部流入
口１３２Ａ，１３２Ｂおよび１３２Ｃ付近で拡大
流になるのを阻止するためである。したがつて、
樹脂材２中に充填材として補強繊維を混入した場
合は、補強繊維がラジアル方向に配向することな
くキヤビテイ軸方向に確実かつ均一に配向する。

各金型１３Ａ，１３Ｂおよび１３Ｃの内部キヤ
ビテイ部１３０Ａ，１３０Ｂおよび１３０Ｃはそ
れぞれ棒状体２０を成形しうるに必要な円柱形状
部を有する。各キヤビテイ部１３０Ａ，１３０Ｂ
および１３０Ｃは冷却手段１３１Ａ，１３１Ｂお
よび１３１Ｃによつてそれぞれ樹脂材２の融点以
下に保持され溶融樹脂材２は冷却固化される。各
キヤビテイ部１３０Ａ，１３０Ｂおよび１３０Ｃ
の他端開口部１３３Ａ，１３３Ｂおよび１３３Ｃ
はそれぞれ成形品の脱型口を構成している。これ
ら脱型口１３３Ａ，１３３Ｂおよび１３３Ｃには
それぞれ、例えば、開閉可能な蓋１３４Ａ，１３
４Ｂおよび１３４Ｃが設けられ、これらの蓋１３
４Ａ，１３４Ｂおよび１３４Ｃを開放することに
より、各キヤビテイ部１３０Ａ，１３０Ｂおよび
１３０Ｃ内の所望の棒状体成形品２０がそれぞれ
後続の溶融樹脂材２により加圧され系外へ取り出
される。これら蓋１３４Ａ，１３４Ｂおよび１３
４Ｃは図外の適当な動力手段、例えば、油圧もし
くは空圧シリンダーにて連続的に開閉操作が行わ
れる。各キヤビテイ部１３０Ａ，１３０Ｂおよび
１３０Ｃ内の空気はそれぞれ蓋１３４Ａ，１３４
Ｂおよび１３４Ｃの微少な取付間隙から系外へ排
出される。

上記加熱手段および冷却手段としては、例え
ば、ヒーター加熱、ヒーター加熱と冷却水循環の
併用もしくはオイル循環などの、通常、樹脂成形
に用いられる手段が適宜選択される。温度調節
は、使用される樹脂材２の性質および製造される
棒状体２０の形状・寸法などから適宜決められ
る。

本発明により製造される棒状体２０は、その形
状が少なくとも円柱状形状部を有し、各キヤビテ
イ部１３０Ａ，１３０Ｂおよび１３０Ｃから一方
向に脱型可能な形状であれば任意の形状が採用さ
れ得る。例えば、成形体後方が前方よりも径の大
きな形状の棒状体が成形されうる。

本発明に用いる成形樹脂材２は、熱可塑性合成
樹脂で構成される。熱可塑性合成樹脂としては、
例えば、ポリアミド樹脂、熱可塑性ポリエステル
樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、塩
化ビニル樹脂、ポリフエニレン樹脂あるいはポリ
フエニレンスルフイド樹脂などである。これらの
合成樹脂は単一あるいは２種以上の混合物の形で
使用される。また、熱可塑性合成樹脂には、充填
材として、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラ
ミド繊維、チタン酸カリウム繊維、アルミナ繊
維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維あるいは各種の
金属繊維など、通常、熱可塑性樹脂の補強用に使
用される既知の繊維が混入されてもよい。これら
の充填材は単一あるいは２種以上の混合物の形で
使用される。また、熱可塑性合成樹脂には、各種
の成形助剤あるいは樹脂改質剤などが適宜添加さ
れうる。

上記成形装置１は、次のように機能する。まず
押出機１１とアダプター部１２と各棒状体用金型
１３Ａ，１３Ｂおよび１３Ｃとは、例えば、ガス
ケツトやパツキンなどのシーリング材を介して気
液密状に係合される。このとき、各金型１３Ａ，
１３Ｂおよび１３Ｃの脱型口１３３Ａ，１３３Ｂ
および１３３Ｃはそれぞれ蓋１３４Ａ，１３４Ｂ
および１３４Ｃより閉じられている。樹脂材２は
押出機１１に供給されシリンダー部１１１内のス
クリユー１１２にて混練される。充填材を使用す
る場合は、充填材と熱可塑性合成樹脂とが別々に
押出機１１に供給されシリンダー部１１１内のス
クリユー１１２にて混練されるか、または、充填
材と合成樹脂とをあらかじめ混練しペレツト状に
成形したものを押出機１１に供給してもよい。こ
の樹脂材２は押出機シリンダー部１１１内で均一
に混練され加熱溶融されてアダプター部中空部１
２０そして各金型キヤビテイ部１３０Ａ，１３０
Ｂおよび１３０Ｃへ注入充填されてゆく。そのと
き、溶融樹脂材２は各アダプター部流出口１２
３，１２４および１２５近傍の加熱手段１２１に
て融点以上の温度に保持されるため、各流出口１
２３，１２４および１２５を塞ぐということはな
く、それぞれ金型キヤビテイ部１３０Ａ，１３０
Ｂおよび１３０Ｃに常時供給されうる。したがつ
て、各キヤビテイ部１３０Ａ，１３０Ｂおよび１
３０Ｃ内の溶融樹脂材２は各金型１３Ａ，１３Ｂ
および１３Ｃに設けられた冷却手段１３１Ａ，１
３１Ｂおよび１３１Ｃによりそれぞれ冷却固化さ
れるまで、常に加圧された状態にある。冷却固化
により生ずる樹脂材２の体積収縮分は後続の溶融
樹脂材２により引き続き各キヤビテイ部１３０
Ａ，１３０Ｂおよび１３０Ｃに補充されうる。そ
れゆえ、成形された棒状体２０の内部や表面には
巣や引けの発生が極少となり、かつ寸法精度が高
い。また、各アダプター部流出口１２３，１２４
および１２５の口径が各金型キヤビテイ部流入口
１３２Ａ，１３２Ｂおよび１３２Ｃの口径と等し
いかもしくはそれ以上であるため、溶融樹脂材２
は各流入口１３２Ａ，１３２Ｂおよび１３２Ｃ付
近で拡大流となることはない。したがつて、樹脂
材２中に充填材を混入した場合には、充填材がラ
ジアル方向に配向することなくキヤビテイ軸方向
に確実かつ均一に配向する。

次いで、各キヤビテイ部１３０Ａ，１３０Ｂお
よび１３０Ｃにより融点未満の温度に冷却保持さ
れ固化される。次いで、例えば、金型１３Ａの脱
型口、１３３Ａに設けられた蓋１３４Ａを開放
し、所望の棒状体成形品２０が後続の溶融樹脂材
２の押出圧によつて金型１３Ａから系外へ排出さ
れる。脱型が終了した後、脱型口１３３Ａの蓋１
３４Ａを閉じて、後続の溶融樹脂材２のキヤビテ
イ部１３０Ａ内での冷却固化を行う。次いで、金
型１３Ｂの脱型口１３３Ｂに設けられた蓋１３４
Ｂを開放し、上記工程と同様にして所望の棒状体
成形品２０が後続の溶融樹脂材２の押出圧によつ
て金型１３Ｂから系外へ排出される。脱型が終了
した後、同様にして脱型口１３３Ｂの蓋１３４Ｂ
を閉じ、後続の溶融樹脂材２の冷却固化を行う。
次いで、同様に、金型１３Ｃの脱型口１３３Ｃに
設けられた蓋１３４Ｃを開放し、所望の棒状体成
形品２０が後続の溶融樹脂材２の押出圧によつて
金型１３Ｃから系外へ排出される。脱型が終了し
た後、同様にして脱型口１３３Ｃの蓋１３４Ｃを
閉じ、後続の溶融樹脂材２の冷却固化を行う。以
後、上記各工程を連続的に繰り返す。各工程間に
要する時間は使用される樹脂材２の性質および製
造される棒状体成形品２０の形状・寸法などによ
つて適宜決められる。

このように、溶融樹脂材２の金型キヤビテイ部
への注入充填と、該溶融樹脂材２の冷却固化と金
型からの成形品の脱型とが金型をアダプター部か
ら取り外すことなく順次交互に連続して行われる
ため、極めて生産性が高い。しかも、一つの金型
の、成形品の脱型および溶融樹脂材２の注入充填
が終了した後に次の金型の、成形品の脱型および
溶融樹脂材２の注入充填が行われるため、溶融樹
脂材２の充填圧が常時一定に保たれる。その結
果、後続の溶融樹脂材２による成形品の脱型が安
定して行われる。

本発明の製造方法を具体化する成形装置の他の
例を第２図に示す。成形装置３は、金型３３内に
押出機３１の軸方向と同方向に、例えば、三つの
キヤビテイ部キヤビテイ部３３０Ａ，３３０Ｂお
よび３３０Ｃを並設している。金型３３の周囲お
よび／もしくは内部には互いに独立した複数対の
加熱手段３３１および冷却手段３３２が配置され
ている。これら加熱手段３３１および冷却手段３
３２を適宜作動することにより任意の長さの棒状
体成形品２０を得ることができる。冷却領域の温
度が押出機３１側から先端に向かつて漸次低くな
るように温度勾配を設ければ、溶融樹脂材２の冷
却固化効果がより速やかに達成されうる。溶融樹
脂材２の各金型キヤビテイ部３３０Ａ，３３０Ｂ
および３３０Ｃへの注入充填と成形品の脱型と
は、前記実施例と同様にして順次交互に連続して
行われる。

実験例 上記成形装置１を使用して、第３図に示すよう
にＤ＝φ8.7mm、Ｌ＝90mm、Ｈ＝８mm、Ｂ＝14.3mm
およびＣ＝16.5mmの棒状体２０を本発明方法によ
り製造した。成形樹脂材２として、ポリアミド樹
脂（商品名；ナイロン６ 1030B、宇部興産社
製）100重量部とガラス繊維60重量部の混合物を
使用した。樹脂材２の融点は225℃であつた。押
出機１１としては、二軸押出機を使用し、その押
出圧は130Kg／cm²とした。アダプター部１２の温
度を250℃および各金型１３０Ａ，１３０Ｂおよ
び１３０Ｃの温度を１３０℃に設定した。各冷却
手段１３１Ａ，１３１Ｂおよび１３１Ｃとして
は、140℃のオイル循環を行つた。そして、各キ
ヤビテイ部１３０Ａ，１３０Ｂおよび１３０Ｃへ
の溶融樹脂材２の注入充填、冷却固化および成形
品の脱型を15秒間隔で順次行い、45秒間に３本の
割合で棒状体成形品２０を得た。

得られた各棒状体成形品２０の表面および縦断
面を顕微鏡観察あるいは目視観察したところ、い
ずれも巣や引けは全く認められなかつた。ガラス
繊維も軸方向に均一に配向していた。

（発明の効果） 本発明の製造方法によれば、このように、複数
個の金型を用い、各金型キヤビテイ部から成形品
を連続的に順次交互に排出することにより、脱型
が容易でかつ効率のよい、生産性に優れた成形が
行われる。また、本発明の製造方法は、溶融樹脂
材が常時加圧された状態で各金型キヤビテイ部に
供給されるので、成形品内部あるいは表面の巣や
引けは極少となる。それゆえ、優れた強度および
寸法精度を有した棒状体成形品を得ることができ
る。ガラス繊維などの充填材を配合した場合に
は、充填材が棒状体成形品の軸部長手方向に配向
するので、さらに、優れた強度を有する棒状体を
得ることができる。金型に設けられた加熱手段お
よび冷却手段を適宜調節することにより所望の長
さの棒状体を得ることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明製造方法を具体化する成形装置
の例を示す要部断面図、第２図は本発明製造方法
を具体化する成形装置の他の例を示す要部断面
図、第３図ａおよび第３図ｂは本発明製造方法の
実験例により製造された棒状体成形品の側面図お
よび正面図、第４図および第５図はそれぞれ従来
の成形装置の例を示す要部断面図である。 １，３……成形装置、２……成形樹脂材、１
１，３１……押出機、１２，３２……アダプター
部、１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，３３……棒状体成
形用金型、２０……棒状体成形品、１２１，３２
１，３３１……加熱手段、１３０Ａ，１３０Ｂ，
１３０Ｃ，３３０Ａ，３３０Ｂ，３３０Ｃ……金
型キヤビテイ部、１３１Ａ，１３１Ｂ，１３１
Ｃ，３３２……冷却手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (1) 成形樹脂材を加熱溶融し、溶融樹脂材を
   得る工程、 (2) 該溶融樹脂材を融点以上の温度に保持する工
   程、 (3) 該溶融樹脂材を加圧しつつ複数個の棒状体成
   形用金型のキヤビテイ部へ注入充填する工程、 (4) 該各キヤビテイ部を該樹脂材の融点未満の温
   度に冷却保持し該樹脂材を固化する工程、 (5) 該各キヤビテイ部にて形成される所望の棒状
   体成形品を、後続の溶融樹脂材で加圧しつつ該
   キヤビテイ部から順次交互に系外へ排出する工
   程 を包含する熱可塑性合成樹脂製棒状体の製造方
   法。 ２ 前記樹脂材は補強繊維を含有する熱可塑性樹
   脂組成物である特許請求の範囲第１項に記載の製
   造方法。 ３ 前記溶融領域と前記冷却固化領域との境界に
   おいて、該溶融領域の樹脂流路口径は該冷却固化
   領域の樹脂流路口径に等しいかもしくはそれ以上
   である特許請求の範囲第１項に記載の製造方法。 ４ 前記工程(4)において、前記金型キヤビテイ部
   の所望領域を前記樹脂材の融点以上の温度に保持
   し、残部領域を該樹脂材の融点未満の温度に冷却
   保持して該樹脂材を固化させる特許請求の範囲第
   １項に記載の製造方法。 ５ 前記金型に各々が独立した複数対の加熱手段
   と冷却手段とが配置された特許請求の範囲第１項
   もしくは第４項に記載の製造方法。 ６ 前記キヤビテイ部の残部領域が温度勾配を有
   する特許請求の範囲第４項に記載の製造方法。