JPH08142218A - 樹脂成形方法及び樹脂成形品 - Google Patents
樹脂成形方法及び樹脂成形品Info
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- JPH08142218A JPH08142218A JP6285473A JP28547394A JPH08142218A JP H08142218 A JPH08142218 A JP H08142218A JP 6285473 A JP6285473 A JP 6285473A JP 28547394 A JP28547394 A JP 28547394A JP H08142218 A JPH08142218 A JP H08142218A
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- cavity
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- fiber
- molded product
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0005—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor using fibre reinforcements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14598—Coating tubular articles
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 引張破壊荷重及び曲げ破壊荷重が高い樹脂成
形品を提供する。 【構成】 繊維を含有した熱可塑性合成樹脂組成物を、
強度向上を狙う部分の手前からウエルドを発生させるよ
うにして充填させ、前記繊維をウエルド方向に強く配向
させており、特に、成形品中の繊維が長い場合に効果が
顕著であり好適である。
形品を提供する。 【構成】 繊維を含有した熱可塑性合成樹脂組成物を、
強度向上を狙う部分の手前からウエルドを発生させるよ
うにして充填させ、前記繊維をウエルド方向に強く配向
させており、特に、成形品中の繊維が長い場合に効果が
顕著であり好適である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維を混入させること
により強化された樹脂成形方法及び樹脂成形品に関す
る。
により強化された樹脂成形方法及び樹脂成形品に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】樹脂成形品は軽量化するのに有利である
と共に、錆による腐食の心配がないので水と接する箇所
で好適に使用できる反面、樹脂単独では引張破壊強度お
よび曲げ破壊強度に乏しい欠点がある。そこで、樹脂内
に繊維を混入せしめることによって強度を高める技術が
一般に知られており、多くの樹脂成形品に、そのような
樹脂組成物を使用したものが実用化されている。このよ
うな繊維の混入による強化は、繊維とマトリックス樹脂
の密着、繊維の強度、繊維の伸び及び繊維の配向によっ
て大きく左右されるといっても過言でない。
と共に、錆による腐食の心配がないので水と接する箇所
で好適に使用できる反面、樹脂単独では引張破壊強度お
よび曲げ破壊強度に乏しい欠点がある。そこで、樹脂内
に繊維を混入せしめることによって強度を高める技術が
一般に知られており、多くの樹脂成形品に、そのような
樹脂組成物を使用したものが実用化されている。このよ
うな繊維の混入による強化は、繊維とマトリックス樹脂
の密着、繊維の強度、繊維の伸び及び繊維の配向によっ
て大きく左右されるといっても過言でない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来はその繊
維の配向の問題に関しての考慮がなく、強度が不足した
場合一般的にはリブによる補強あるいは肉厚の増加等で
対処する事が多かった。そのため材料の持っている性能
を十分に発揮した高い強度の製品が得られなかった。ま
た、その原因解明もされていないのが実情であった。
維の配向の問題に関しての考慮がなく、強度が不足した
場合一般的にはリブによる補強あるいは肉厚の増加等で
対処する事が多かった。そのため材料の持っている性能
を十分に発揮した高い強度の製品が得られなかった。ま
た、その原因解明もされていないのが実情であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、含有された繊
維の作用を解明し、それによって繊維の含有効果を有効
に利用して引張り破壊強度及び曲げ破壊強度をより向上
させ、品質の安定化を図ることに成功した成形方法であ
る。その第１手段の構成は、繊維を含有した熱可塑性合
成樹脂組成物を、１箇所に又は２箇所以上に設けられた
ゲートから製造しようとするキャビティ内へ射出させる
とともに、樹脂成形品中で２本以上に分岐流動させ、２
箇所以上から同時に合流させることにより生ずる樹脂会
合部の特性を活用し、製品を強化しようとする方向へ繊
維の配向を大きく変化させる樹脂成形方法である。な
お、この第１手段の２本以上に分岐流動させる具体的手
段として、成形品中の流動位置で強化させたい部分の手
前に、樹脂流動方向に直交するピン等の障害部材を設け
ることが望ましい。第２手段の構成は、繊維を含有した
熱可塑性合成樹脂組成物を、１箇所に又は２箇所以上に
設けられたゲートから製造しようとするキャビティ内へ
射出させるとともに、樹脂成形品中で２箇所以上に流動
の速度の差をつけ、２箇所以上の先行した樹脂流動部分
を同時に合流させることにより生ずる樹脂会合部の特性
を活用し、製品を強化しようとする方向へ繊維の配向を
大きく変化させる樹脂成形方法である。なお、第２手段
の２箇所以上に流動の速度の差をつける具体的手段とし
ては、強化したい位置の手前の流動部分に肉厚の異なる
部分を設ける方法がある。第３手段の構成は、繊維を含
有した熱可塑性合成樹脂組成物を一端側の２箇所以上に
設けられたゲートから製造しようとするキャビティ内へ
同時に射出させることにより生ずる樹脂会合部の特性を
活用し、製品を強化しようとする方向へ繊維の配向を大
きく変化させる樹脂成形方法である。なお、この方法で
は、キャビティ内へ射出される時点で複数本に流動が分
割されており、キャビティ内で生じる前記分岐流動とは
相違する。第４手段の構成は、繊維を含有した熱可塑性
合成樹脂組成物を中心軸に対し等角度且つ等距離又は中
心軸対称となる２箇所以上に設けられたゲートから製造
しようとする円柱及び角柱形状のキャビティ内へ同時に
射出させることにより生ずる樹脂会合部の特性を活用
し、製品を強化しようとする方向へ繊維の配向を大きく
変化させる樹脂成形方法である。第５手段の構成は、前
記第１手段から第４手段に係る方法を実施して得られる
繊維を含有した熱可塑性合成樹脂組成物を射出させ、構
造を強化しようとする方向へ樹脂会合部を形成し、繊維
の配向を大きく変化させた樹脂成形品であって、繊維を
その成形品中で重量平均繊維長0.3mm 以上とする樹脂成
形品である。
維の作用を解明し、それによって繊維の含有効果を有効
に利用して引張り破壊強度及び曲げ破壊強度をより向上
させ、品質の安定化を図ることに成功した成形方法であ
る。その第１手段の構成は、繊維を含有した熱可塑性合
成樹脂組成物を、１箇所に又は２箇所以上に設けられた
ゲートから製造しようとするキャビティ内へ射出させる
とともに、樹脂成形品中で２本以上に分岐流動させ、２
箇所以上から同時に合流させることにより生ずる樹脂会
合部の特性を活用し、製品を強化しようとする方向へ繊
維の配向を大きく変化させる樹脂成形方法である。な
お、この第１手段の２本以上に分岐流動させる具体的手
段として、成形品中の流動位置で強化させたい部分の手
前に、樹脂流動方向に直交するピン等の障害部材を設け
ることが望ましい。第２手段の構成は、繊維を含有した
熱可塑性合成樹脂組成物を、１箇所に又は２箇所以上に
設けられたゲートから製造しようとするキャビティ内へ
射出させるとともに、樹脂成形品中で２箇所以上に流動
の速度の差をつけ、２箇所以上の先行した樹脂流動部分
を同時に合流させることにより生ずる樹脂会合部の特性
を活用し、製品を強化しようとする方向へ繊維の配向を
大きく変化させる樹脂成形方法である。なお、第２手段
の２箇所以上に流動の速度の差をつける具体的手段とし
ては、強化したい位置の手前の流動部分に肉厚の異なる
部分を設ける方法がある。第３手段の構成は、繊維を含
有した熱可塑性合成樹脂組成物を一端側の２箇所以上に
設けられたゲートから製造しようとするキャビティ内へ
同時に射出させることにより生ずる樹脂会合部の特性を
活用し、製品を強化しようとする方向へ繊維の配向を大
きく変化させる樹脂成形方法である。なお、この方法で
は、キャビティ内へ射出される時点で複数本に流動が分
割されており、キャビティ内で生じる前記分岐流動とは
相違する。第４手段の構成は、繊維を含有した熱可塑性
合成樹脂組成物を中心軸に対し等角度且つ等距離又は中
心軸対称となる２箇所以上に設けられたゲートから製造
しようとする円柱及び角柱形状のキャビティ内へ同時に
射出させることにより生ずる樹脂会合部の特性を活用
し、製品を強化しようとする方向へ繊維の配向を大きく
変化させる樹脂成形方法である。第５手段の構成は、前
記第１手段から第４手段に係る方法を実施して得られる
繊維を含有した熱可塑性合成樹脂組成物を射出させ、構
造を強化しようとする方向へ樹脂会合部を形成し、繊維
の配向を大きく変化させた樹脂成形品であって、繊維を
その成形品中で重量平均繊維長0.3mm 以上とする樹脂成
形品である。
【０００５】
【作用】第１手段の樹脂成形品中で２本以上に分岐流動
させ、２箇所以上から同時に合流させる樹脂成形方法に
より、その合流点でウエルドを形成できる。第２手段の
構成は、繊維を含有した熱可塑性合成樹脂組成物を樹脂
成形品中で２箇所以上に流動の速度の差をつけ、２箇所
以上の先行した樹脂流動部分を同時に合流させる樹脂成
形方法により、キャビティ内への射出時期が異なる樹脂
流動部分であってもその合流点でウエルドを形成でき
る。第３手段の一端側の２箇所以上に設けられたゲート
から製造しようとするキャビティ内へ同時に射出させる
樹脂成形方法により、キャビティ内の流動方向へ樹脂会
合部であるウエルドを形成する。第４手段の中心軸に対
し等角度且つ等距離又は中心軸対称となる２箇所以上に
設けられたゲートから製造しようとする円柱及び角柱形
状のキャビティ内へ同時に射出させる樹脂成形方法によ
り、円柱等形状のキャビティの長手方向という特定箇所
にウエルドを形成できる。このように、ウエルドを意図
的に発生させることにより、繊維をそのウエルド会合面
に沿って平行に強く配向させ、更に流動時の剪断により
流動方向に強く配向させることができ、その配向方向に
対する引張強度及び曲げ強度を大幅に向上させることが
できる。更に、第５手段の繊維を成形品中で重量平均繊
維長0.3mm 以上に長くする技術を併用することにより、
強化繊維の配向度合いを増加させ強度を更に高めること
ができる。
させ、２箇所以上から同時に合流させる樹脂成形方法に
より、その合流点でウエルドを形成できる。第２手段の
構成は、繊維を含有した熱可塑性合成樹脂組成物を樹脂
成形品中で２箇所以上に流動の速度の差をつけ、２箇所
以上の先行した樹脂流動部分を同時に合流させる樹脂成
形方法により、キャビティ内への射出時期が異なる樹脂
流動部分であってもその合流点でウエルドを形成でき
る。第３手段の一端側の２箇所以上に設けられたゲート
から製造しようとするキャビティ内へ同時に射出させる
樹脂成形方法により、キャビティ内の流動方向へ樹脂会
合部であるウエルドを形成する。第４手段の中心軸に対
し等角度且つ等距離又は中心軸対称となる２箇所以上に
設けられたゲートから製造しようとする円柱及び角柱形
状のキャビティ内へ同時に射出させる樹脂成形方法によ
り、円柱等形状のキャビティの長手方向という特定箇所
にウエルドを形成できる。このように、ウエルドを意図
的に発生させることにより、繊維をそのウエルド会合面
に沿って平行に強く配向させ、更に流動時の剪断により
流動方向に強く配向させることができ、その配向方向に
対する引張強度及び曲げ強度を大幅に向上させることが
できる。更に、第５手段の繊維を成形品中で重量平均繊
維長0.3mm 以上に長くする技術を併用することにより、
強化繊維の配向度合いを増加させ強度を更に高めること
ができる。
【０００６】
【実施例】本発明に係る樹脂製成形方法及びその樹脂成
形品、並びにそれらの金型構造を図面に基づいて説明す
る。図１から図４は、樹脂製円柱状試験片の固定型と可
動型からなる射出成形用金型の、正面、側面及び平面を
まとめて例示したものである。１は成形機のノズルに接
続されるスプルー、２、２Ａ及び２Ｂはスプルー１から
製品部キャビティに向け溶融樹脂を流す為のランナー、
３、３Ａ及び３Ｂは前記ランナー２、２Ａ、２Ｂから樹
脂を流入させる為のゲート、４は前記ゲート３、３Ａ、
３Ｂから樹脂が流入される、製造しようとする製品部キ
ャビティである。他に金型には、図示しないが成形品、
ランナーを突き出す為のエジェクター及び金型の冷却温
調を行う為の冷却回路が設置されている。各部材の寸法
は、スプルー１は先端部でφ４ｍｍ、根本部でφ８ｍ
ｍ、ランナー２、２Ａ、２Ｂはφ８ｍｍの円形断面形状
とし、ゲート３、３Ａ、３Ｂはφ４ｍｍの円形断面形状
とした。図１はゲートを鍔部側面に２箇所設けた樹脂製
円柱状試験片金型の基本構造説明図である。図１の２つ
のランナー２Ａ、２Ｂはスプルー１から、一端側のゲー
ト３Ａ、３Ｂまでの距離は同一であり、その形状も中心
軸に対し等角度、等距離及び中心軸対称となっている。
図３はゲートを鍔部の上面に２箇所設けたものを示す。
図１と同様に、図３のランナー２、２は、スプルー１か
ら、一端側の上面に隣接して設けられる各々のゲート
３、３までの距離は同一で、ゲート３、３は中心軸に対
し等角度、等距離及び中心軸対称となっている。図２は
ゲート３を鍔部４Ａの側面に、また、図４はゲート３Ａ
を鍔部４Ａの上面に各々１箇所設けたものを示し、それ
らの鍔部４Ａの１点ゲート３及び３Ａから溶融樹脂を充
填させる構造となっている。これらは、従来技術の例と
して、図１及び図３と対比するために示したものであ
り、本発明のような効果は生じない。図５及び図６は、
樹脂製円筒状試験片の固定型と可動型からなる射出成形
用金型に係るキャビティを例示したもので、５は成形機
のノズルに接続されるスプルーでもあるダイレクトゲー
ト、６は製造しようとする成形品の製品部キャビティの
構造となっている。図６のキャビティは図５のものの肉
抜き８ａのための突起を金型から一部削除し、８個から
４個に減らすことにより、厚い肉厚部８ｂを形成してい
る。成形品を突き出す為のエジェクター及び金型の冷却
温調を行う為の冷却回路は図示されてはいないが金型に
は設置されている。スプルー５は先端部でφ４ｍｍ、根
本部でφ８ｍｍの円形断面形状とした。
形品、並びにそれらの金型構造を図面に基づいて説明す
る。図１から図４は、樹脂製円柱状試験片の固定型と可
動型からなる射出成形用金型の、正面、側面及び平面を
まとめて例示したものである。１は成形機のノズルに接
続されるスプルー、２、２Ａ及び２Ｂはスプルー１から
製品部キャビティに向け溶融樹脂を流す為のランナー、
３、３Ａ及び３Ｂは前記ランナー２、２Ａ、２Ｂから樹
脂を流入させる為のゲート、４は前記ゲート３、３Ａ、
３Ｂから樹脂が流入される、製造しようとする製品部キ
ャビティである。他に金型には、図示しないが成形品、
ランナーを突き出す為のエジェクター及び金型の冷却温
調を行う為の冷却回路が設置されている。各部材の寸法
は、スプルー１は先端部でφ４ｍｍ、根本部でφ８ｍ
ｍ、ランナー２、２Ａ、２Ｂはφ８ｍｍの円形断面形状
とし、ゲート３、３Ａ、３Ｂはφ４ｍｍの円形断面形状
とした。図１はゲートを鍔部側面に２箇所設けた樹脂製
円柱状試験片金型の基本構造説明図である。図１の２つ
のランナー２Ａ、２Ｂはスプルー１から、一端側のゲー
ト３Ａ、３Ｂまでの距離は同一であり、その形状も中心
軸に対し等角度、等距離及び中心軸対称となっている。
図３はゲートを鍔部の上面に２箇所設けたものを示す。
図１と同様に、図３のランナー２、２は、スプルー１か
ら、一端側の上面に隣接して設けられる各々のゲート
３、３までの距離は同一で、ゲート３、３は中心軸に対
し等角度、等距離及び中心軸対称となっている。図２は
ゲート３を鍔部４Ａの側面に、また、図４はゲート３Ａ
を鍔部４Ａの上面に各々１箇所設けたものを示し、それ
らの鍔部４Ａの１点ゲート３及び３Ａから溶融樹脂を充
填させる構造となっている。これらは、従来技術の例と
して、図１及び図３と対比するために示したものであ
り、本発明のような効果は生じない。図５及び図６は、
樹脂製円筒状試験片の固定型と可動型からなる射出成形
用金型に係るキャビティを例示したもので、５は成形機
のノズルに接続されるスプルーでもあるダイレクトゲー
ト、６は製造しようとする成形品の製品部キャビティの
構造となっている。図６のキャビティは図５のものの肉
抜き８ａのための突起を金型から一部削除し、８個から
４個に減らすことにより、厚い肉厚部８ｂを形成してい
る。成形品を突き出す為のエジェクター及び金型の冷却
温調を行う為の冷却回路は図示されてはいないが金型に
は設置されている。スプルー５は先端部でφ４ｍｍ、根
本部でφ８ｍｍの円形断面形状とした。
【０００７】熱可塑性合成樹脂組成物としては、一般に
繊維強化熱可塑性樹脂として知られているものがいずれ
も使用できるが、ガラス繊維やカーボン繊維、合成繊維
などの長繊維に、押出し機で溶融した熱可塑性プラスチ
ックを含浸させ、適当な長さに切断してペレット化した
ものが好適に使用される。この熱可塑性合成樹脂組成物
は、長繊維の折損を最低限に留めるため、圧縮比が小さ
く、深溝のスクリューを備え、ノズルの大きな射出装置
を使用することが望ましく、逆流防止弁を備えたものが
好適である。
繊維強化熱可塑性樹脂として知られているものがいずれ
も使用できるが、ガラス繊維やカーボン繊維、合成繊維
などの長繊維に、押出し機で溶融した熱可塑性プラスチ
ックを含浸させ、適当な長さに切断してペレット化した
ものが好適に使用される。この熱可塑性合成樹脂組成物
は、長繊維の折損を最低限に留めるため、圧縮比が小さ
く、深溝のスクリューを備え、ノズルの大きな射出装置
を使用することが望ましく、逆流防止弁を備えたものが
好適である。
【０００８】この様な樹脂組成物を用いて前記射出成形
金型により、周知の射出手段によって樹脂製円柱状試験
片及び樹脂製円筒状試験片の射出成形品を成形する。円
柱状試験片の射出工程に於いては、図１の様に鍔部に相
当する部位４Ａの中心軸に対して対称位置に設けられた
ゲート３Ａ，３Ｂから製品部キャビティ４内に溶融樹脂
を同時に充填開始した場合、鍔部分４ＡにウエルドＷが
発生し樹脂が流動していく事により、溶融樹脂中の繊維
は流動方向である中心軸と平行な方向に強く配向し、後
述の実験に示すように引張の荷重に対し大きな強度向上
をもたらす事になる。図３についても同様なことが言え
る。又溶融樹脂中の重量平均繊維長が大きい場合はこの
傾向がより顕著となる。また、円筒状試験片の射出工程
に於ける樹脂流動を、模式的に表現する図７により説明
する。図７（ａ）はキャビティの斜視図を、（ｂ）は、
平面図の（ｃ）における鎖線で切断する縦断面図を、線
分Ｌはキャビティ表面における時間毎の流動パターンを
示す。肉厚部８ｂの樹脂流動が、肉厚の薄い他の部分８
ｃの樹脂流動より速く先行するため、その肉厚部８ｂに
挟まれる肉厚の薄い部分８ｃに、流動方向と平行にウエ
ルドＷが発生し、溶融樹脂中の繊維がウェルドＷに沿っ
て強く配向し、後述の実験に示すように曲げ応力に対し
大きな強度向上をもたらす事になる。本発明において
は、上記のように意図的にウエルドを発生させ、強化し
たい方向に繊維を強く配向させる事に特徴がある
金型により、周知の射出手段によって樹脂製円柱状試験
片及び樹脂製円筒状試験片の射出成形品を成形する。円
柱状試験片の射出工程に於いては、図１の様に鍔部に相
当する部位４Ａの中心軸に対して対称位置に設けられた
ゲート３Ａ，３Ｂから製品部キャビティ４内に溶融樹脂
を同時に充填開始した場合、鍔部分４ＡにウエルドＷが
発生し樹脂が流動していく事により、溶融樹脂中の繊維
は流動方向である中心軸と平行な方向に強く配向し、後
述の実験に示すように引張の荷重に対し大きな強度向上
をもたらす事になる。図３についても同様なことが言え
る。又溶融樹脂中の重量平均繊維長が大きい場合はこの
傾向がより顕著となる。また、円筒状試験片の射出工程
に於ける樹脂流動を、模式的に表現する図７により説明
する。図７（ａ）はキャビティの斜視図を、（ｂ）は、
平面図の（ｃ）における鎖線で切断する縦断面図を、線
分Ｌはキャビティ表面における時間毎の流動パターンを
示す。肉厚部８ｂの樹脂流動が、肉厚の薄い他の部分８
ｃの樹脂流動より速く先行するため、その肉厚部８ｂに
挟まれる肉厚の薄い部分８ｃに、流動方向と平行にウエ
ルドＷが発生し、溶融樹脂中の繊維がウェルドＷに沿っ
て強く配向し、後述の実験に示すように曲げ応力に対し
大きな強度向上をもたらす事になる。本発明において
は、上記のように意図的にウエルドを発生させ、強化し
たい方向に繊維を強く配向させる事に特徴がある
【０００９】＜実験例１＞樹脂製円柱状試験片で、短繊
維を含有した樹脂と長繊維を含有した樹脂とによる引張
破壊強度、重量平均繊維長の比較を試みた。実験は前記
実施例の図１及び図３の２点ゲート金型並びに図２及び
図４の１点ゲート金型を使用し、射出成形品を得た。実
験例１の成形条件、実験条件及び実験結果は下記表１か
ら表４に示す。また２点ゲート成形品と１点ゲート成形
品の断面の繊維配向の観察を行う。ここで使用した熱可
塑性合成樹脂組成物は、いずれもポリアミド６６をマト
リックスとしガラス繊維を５０重量％含有させた短繊維
強化樹脂材料と長繊維強化樹脂材料（ペレット長１２.
７ｍｍ）である。
維を含有した樹脂と長繊維を含有した樹脂とによる引張
破壊強度、重量平均繊維長の比較を試みた。実験は前記
実施例の図１及び図３の２点ゲート金型並びに図２及び
図４の１点ゲート金型を使用し、射出成形品を得た。実
験例１の成形条件、実験条件及び実験結果は下記表１か
ら表４に示す。また２点ゲート成形品と１点ゲート成形
品の断面の繊維配向の観察を行う。ここで使用した熱可
塑性合成樹脂組成物は、いずれもポリアミド６６をマト
リックスとしガラス繊維を５０重量％含有させた短繊維
強化樹脂材料と長繊維強化樹脂材料（ペレット長１２.
７ｍｍ）である。
【００１０】
【表１】 尚成形機は株式会社大隈鉄工所製のＯＫＭ１５０を使用
した。
した。
【００１１】
【表２】 尚、株式会社島津製作所製 万能試験機ＤＳＳ−５００
０を使用した。
０を使用した。
【００１２】
【表３】
【００１３】
【表４】
【００１４】また、２点ゲートによる成形品と１点ゲー
ト成形品の断面の繊維配向を、図３の線分ａ−ａにおけ
る断面の端面図である図８、及び図４の線分ｂ−ｂにお
ける断面の端面図である図９に示した。図８及び図９と
もに、周端にはスキン層Ｓがあり、その内周にはコア層
Ｃが形成されているが、２点ゲート使用時には成形品中
央部にウエルドＷがみられ、繊維配向の変化が観察され
る。これは短繊維樹脂でも長繊維樹脂でも同様に観察さ
れる。
ト成形品の断面の繊維配向を、図３の線分ａ−ａにおけ
る断面の端面図である図８、及び図４の線分ｂ−ｂにお
ける断面の端面図である図９に示した。図８及び図９と
もに、周端にはスキン層Ｓがあり、その内周にはコア層
Ｃが形成されているが、２点ゲート使用時には成形品中
央部にウエルドＷがみられ、繊維配向の変化が観察され
る。これは短繊維樹脂でも長繊維樹脂でも同様に観察さ
れる。
【００１５】以上の結果より、ウエルドを意図的に発生
させ、そのウエルドを引張の方向と平行にしたとき、引
張破壊荷重が向上していることが確認された。その効果
は長繊維強化樹脂を用いて、その繊維が成形品中で重量
平均繊維長0.3mm 以上のときより好ましい。
させ、そのウエルドを引張の方向と平行にしたとき、引
張破壊荷重が向上していることが確認された。その効果
は長繊維強化樹脂を用いて、その繊維が成形品中で重量
平均繊維長0.3mm 以上のときより好ましい。
【００１６】＜実験例２＞樹脂製円筒状試験片にて肉抜
き形状の違いによる成形品の曲げトルクの比較評価を行
った。実験は前記実施例の装置の図５と図６の金型を使
用し、肉抜きを設けたもの（図５）及び図５の肉抜きを
金型から一部削除したもの（図６）の射出成形品を得
た。成形条件、実験条件及び実験結果を下記表５から表
７に示す。ここで使用した熱可塑性合成樹脂組成物は、
ポリプロピレンをマトリックスとしガラス繊維を４０重
量％含有させた長繊維強化樹脂材料（ペレット長１２.
７ｍｍ）である。
き形状の違いによる成形品の曲げトルクの比較評価を行
った。実験は前記実施例の装置の図５と図６の金型を使
用し、肉抜きを設けたもの（図５）及び図５の肉抜きを
金型から一部削除したもの（図６）の射出成形品を得
た。成形条件、実験条件及び実験結果を下記表５から表
７に示す。ここで使用した熱可塑性合成樹脂組成物は、
ポリプロピレンをマトリックスとしガラス繊維を４０重
量％含有させた長繊維強化樹脂材料（ペレット長１２.
７ｍｍ）である。
【００１７】
【表５】 尚成形機は株式会社大隈鉄工所製のＯＫＭ１５０を使用
した。
した。
【００１８】
【表６】 尚、株式会社島津製作所製 万能試験機ＩＳ−５０００
を使用した。
を使用した。
【００１９】
【表７】
【００２０】以上の結果より、剛性を強化したい部分に
ウエルドを意図的に発生させ、そのウエルドを曲げの方
向と直角にしたとき、曲げトルクが向上していることが
確認された。なお、キャビティの内側でウエルドを生じ
させる手段としては、図１及び図３のようにゲートを複
数個設ける手段や、図１１のようにキャビティの内側に
おいて強化させたい部分の手前に、樹脂流動方向に直交
するピンの障害等による空間部１１を設ける手段があ
る。図１１の上側にはキャビティの平面図を、下側には
ゲートを含んだ縦断面図を示している。また、その分岐
流動に速度差を生じさせる手段としては、図１２のよう
にキャビティの内側に金型の突起により、キャビティの
肉薄部１２を形成する方法がある。なお、図１１及び図
１２に示す一点鎖線Ｌは時間毎の流動パターンを、また
点線Ｗはウエルドを夫々示している。
ウエルドを意図的に発生させ、そのウエルドを曲げの方
向と直角にしたとき、曲げトルクが向上していることが
確認された。なお、キャビティの内側でウエルドを生じ
させる手段としては、図１及び図３のようにゲートを複
数個設ける手段や、図１１のようにキャビティの内側に
おいて強化させたい部分の手前に、樹脂流動方向に直交
するピンの障害等による空間部１１を設ける手段があ
る。図１１の上側にはキャビティの平面図を、下側には
ゲートを含んだ縦断面図を示している。また、その分岐
流動に速度差を生じさせる手段としては、図１２のよう
にキャビティの内側に金型の突起により、キャビティの
肉薄部１２を形成する方法がある。なお、図１１及び図
１２に示す一点鎖線Ｌは時間毎の流動パターンを、また
点線Ｗはウエルドを夫々示している。
【００２１】図１３は、円柱形状のキャビティの一端側
である円柱の底面に２箇所以上に設けられるゲートの位
置の説明図である。（ａ）は、底面の中心軸に対し等角
度且つ等距離、及び中心軸対称となる５箇所にゲートを
設けている。（ｂ）は等角度ではあるが等距離及び中心
軸対称ではないから適当ではない。（ｃ）は、等角度で
はない（θ1≠θ2）が等距離及び中心軸対称である。
（ｄ）は、等距離ではないが等角度及び中心軸対称であ
る。なお、中心軸に位置するゲートは等角度、等距離及
び中心軸対称ではないが、その位置以外のゲートの個数
分多くウェルドを作成するので適当である。図１４は、
円柱形状のキャビティの円柱底面以外の一端側に設ける
ゲートの位置を側面から示す説明図である。（ａ）は、
長手方向の曲げを強化するためにその長手方向に樹脂流
動する場合、円柱の側面の一端側である樹脂流動の上手
側に、一点鎖線で示す中心軸に対し対称的に及び等角度
且つ等距離にある場合を示し、図１と同じである。
（ｂ）は、強化する部位の前提となる樹脂流動方向が異
なっているので適当ではない。（ｃ）及び（ｄ）は、中
心軸との対称性が欠如しており適当ではない。
である円柱の底面に２箇所以上に設けられるゲートの位
置の説明図である。（ａ）は、底面の中心軸に対し等角
度且つ等距離、及び中心軸対称となる５箇所にゲートを
設けている。（ｂ）は等角度ではあるが等距離及び中心
軸対称ではないから適当ではない。（ｃ）は、等角度で
はない（θ1≠θ2）が等距離及び中心軸対称である。
（ｄ）は、等距離ではないが等角度及び中心軸対称であ
る。なお、中心軸に位置するゲートは等角度、等距離及
び中心軸対称ではないが、その位置以外のゲートの個数
分多くウェルドを作成するので適当である。図１４は、
円柱形状のキャビティの円柱底面以外の一端側に設ける
ゲートの位置を側面から示す説明図である。（ａ）は、
長手方向の曲げを強化するためにその長手方向に樹脂流
動する場合、円柱の側面の一端側である樹脂流動の上手
側に、一点鎖線で示す中心軸に対し対称的に及び等角度
且つ等距離にある場合を示し、図１と同じである。
（ｂ）は、強化する部位の前提となる樹脂流動方向が異
なっているので適当ではない。（ｃ）及び（ｄ）は、中
心軸との対称性が欠如しており適当ではない。
【００２２】本実施例及び実験例はポリアミド、ポリプ
ロピレンについて説明したが、他の熱可塑性合成樹脂組
成物、例えばＰＢＴ．ＰＥＴ．ポリアセタール、、ポリ
ウレタン等でも数値の違いはあるにしろ同様の結果が確
認され、本発明で使用される熱可塑性合成樹脂、繊維の
種類は自由に選択できる。
ロピレンについて説明したが、他の熱可塑性合成樹脂組
成物、例えばＰＢＴ．ＰＥＴ．ポリアセタール、、ポリ
ウレタン等でも数値の違いはあるにしろ同様の結果が確
認され、本発明で使用される熱可塑性合成樹脂、繊維の
種類は自由に選択できる。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、繊維がウエルド形成方
向と平行に強く配向されることにより、その方向に対す
る引張強度及び曲げ強度を大幅に向上させることができ
る。更に、繊維を長くする技術を併用することにより、
強化繊維の配向度合いを増加させ強度を更に高めること
ができ、その繊維は成形品中で重量平均繊維長0.3mm 以
上がより好ましい。
向と平行に強く配向されることにより、その方向に対す
る引張強度及び曲げ強度を大幅に向上させることができ
る。更に、繊維を長くする技術を併用することにより、
強化繊維の配向度合いを増加させ強度を更に高めること
ができ、その繊維は成形品中で重量平均繊維長0.3mm 以
上がより好ましい。
【図１】 本発明に係るゲートを鍔部側面に２箇所設け
た樹脂製円柱状試験片金型で、実験例１で採用の基本構
造説明図である。
た樹脂製円柱状試験片金型で、実験例１で採用の基本構
造説明図である。
【図２】 従来技術に係るゲートを鍔部側面に１箇所設
けた樹脂製円柱状試験片金型で、実験例１で採用の基本
構造説明図である。
けた樹脂製円柱状試験片金型で、実験例１で採用の基本
構造説明図である。
【図３】 本発明に係るゲートを鍔部上面に２箇所設け
た樹脂製円柱状試験片金型で、実験例１で採用の基本構
造説明図である。
た樹脂製円柱状試験片金型で、実験例１で採用の基本構
造説明図である。
【図４】 従来技術に係るゲートを鍔部上面に１箇所設
けた樹脂製円柱状試験片金型で、実験例１で採用の基本
構造説明図である。
けた樹脂製円柱状試験片金型で、実験例１で採用の基本
構造説明図である。
【図５】 従来技術に係る具体例としてゲート周囲に８
個の肉抜きを設けた樹脂製円筒状試験片金型で、実験例
２で採用の基本構造説明図である。
個の肉抜きを設けた樹脂製円筒状試験片金型で、実験例
２で採用の基本構造説明図である。
【図６】 本発明に係る具体例として図５の８個の肉抜
きを１つおきになくし４個の肉抜きを設けた樹脂製円筒
状試験片金型で、実験例２で採用の基本構造説明図であ
る。
きを１つおきになくし４個の肉抜きを設けた樹脂製円筒
状試験片金型で、実験例２で採用の基本構造説明図であ
る。
【図７】 円筒状試験片の射出工程に於ける樹脂の充填
パターンを示す模式図である。
パターンを示す模式図である。
【図８】 図３の線分ａ−ａにおける断面の端面図であ
る。
る。
【図９】 図４の線分ｂ−ｂにおける断面の端面図であ
る。
る。
【図１０】 図５、図６の成形品の曲げ試験の様子を示
した説明図である。
した説明図である。
【図１１】 他の実施例の説明図である。
【図１２】 他の実施例の説明図である。
【図１３】 ゲートの位置の説明図である。
【図１４】 ゲートの位置の説明図である。
１…スプルー、 ２，２Ａ，２Ｂ…ランナー、 ３，３
Ａ，３Ｂ…ゲート、４…製品部キャビティ、 ４Ａ…鍔
部、 ５…スプルー、 ６…円筒状成形品、７…曲げの
負荷のかかる円筒部分、 ８ａ…肉抜き基本形状、 ８
ｂ…肉抜きを削除し厚肉化した部分、 ８ｃ…円筒基本
形状、 ９…固定用治具、 １０…ハンドル １１…肉
抜き、 １２…薄肉部分、 Ｌ…流動パターン、 Ｗ…
ウェルド、 Ｓ…スキン層、 Ｃ…コア層、 Ｆ…荷
重。
Ａ，３Ｂ…ゲート、４…製品部キャビティ、 ４Ａ…鍔
部、 ５…スプルー、 ６…円筒状成形品、７…曲げの
負荷のかかる円筒部分、 ８ａ…肉抜き基本形状、 ８
ｂ…肉抜きを削除し厚肉化した部分、 ８ｃ…円筒基本
形状、 ９…固定用治具、 １０…ハンドル １１…肉
抜き、 １２…薄肉部分、 Ｌ…流動パターン、 Ｗ…
ウェルド、 Ｓ…スキン層、 Ｃ…コア層、 Ｆ…荷
重。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:14
Claims (5)
- 【請求項１】 繊維を含有した熱可塑性合成樹脂組成物
を、１箇所に又は２箇所以上に設けられたゲートから製
造しようとするキャビティ内へ射出させるとともに、樹
脂成形品中で２本以上に分岐流動させ、２箇所以上から
同時に合流させることにより生ずる樹脂会合部の特性を
活用し、製品を強化しようとする方向へ繊維の配向を大
きく変化させる樹脂成形方法。 - 【請求項２】 繊維を含有した熱可塑性合成樹脂組成物
を、１箇所に又は２箇所以上に設けられたゲートから製
造しようとするキャビティ内へ射出させるとともに、樹
脂成形品中で２箇所以上に流動の速度の差をつけ、２箇
所以上の先行した樹脂流動部分を同時に合流させること
により生ずる樹脂会合部の特性を活用し、製品を強化し
ようとする方向へ繊維の配向を大きく変化させる樹脂成
形方法。 - 【請求項３】 繊維を含有した熱可塑性合成樹脂組成物
を、一端側の２箇所以上に設けられたゲートから製造し
ようとするキャビティ内へ同時に射出させることにより
生ずる樹脂会合部の特性を活用し、製品を強化しようと
する方向へ繊維の配向を大きく変化させる樹脂成形方
法。 - 【請求項４】 繊維を含有した熱可塑性合成樹脂組成物
を中心軸に対し等角度且つ等距離又は中心軸対称となる
２箇所以上に設けられたゲートから製造しようとする円
柱及び角柱形状のキャビティ内へ同時に射出させること
により生ずる樹脂会合部の特性を活用し、製品を強化し
ようとする方向へ繊維の配向を大きく変化させる樹脂成
形方法。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかの樹脂
成形方法により成形される樹脂成形品であって、繊維を
その成形品中で重量平均繊維長0.3mm 以上とする樹脂成
形品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28547394A JP3250065B2 (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 樹脂成形方法及び樹脂成形品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28547394A JP3250065B2 (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 樹脂成形方法及び樹脂成形品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08142218A true JPH08142218A (ja) | 1996-06-04 |
| JP3250065B2 JP3250065B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=17691980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28547394A Expired - Fee Related JP3250065B2 (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 樹脂成形方法及び樹脂成形品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3250065B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2360242A (en) * | 2000-03-17 | 2001-09-19 | Patterson & Rothwell Ltd | Moulded plastics components and method |
| EP2105276A2 (en) | 2008-03-25 | 2009-09-30 | Tokai Rubber Industries, Ltd. | Resin molding method, resing molded product, and mold |
| WO2011037146A1 (ja) | 2009-09-25 | 2011-03-31 | 東海ゴム工業株式会社 | 樹脂成形方法および樹脂成形品 |
| JP2017148948A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | ダイセルポリマー株式会社 | 棒状成形体の製造方法 |
| JP2018008482A (ja) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | 日本ケミカルスクリュー株式会社 | ボルトの成形方法及びボルト、並びにボルト成形用金型 |
-
1994
- 1994-11-18 JP JP28547394A patent/JP3250065B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2360242A (en) * | 2000-03-17 | 2001-09-19 | Patterson & Rothwell Ltd | Moulded plastics components and method |
| EP2105276A2 (en) | 2008-03-25 | 2009-09-30 | Tokai Rubber Industries, Ltd. | Resin molding method, resing molded product, and mold |
| JP2009226841A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Tokai Rubber Ind Ltd | 樹脂成形方法および樹脂成形品および金型 |
| JP4613971B2 (ja) * | 2008-03-25 | 2011-01-19 | 東海ゴム工業株式会社 | 樹脂成形方法および樹脂成形品および金型 |
| WO2011037146A1 (ja) | 2009-09-25 | 2011-03-31 | 東海ゴム工業株式会社 | 樹脂成形方法および樹脂成形品 |
| JP2017148948A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | ダイセルポリマー株式会社 | 棒状成形体の製造方法 |
| JP2018008482A (ja) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | 日本ケミカルスクリュー株式会社 | ボルトの成形方法及びボルト、並びにボルト成形用金型 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3250065B2 (ja) | 2002-01-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |