JPH10156901A - 複合材料射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 押出機による予備混練、ペレット化を要する
ことなく、的確かつ安定した材料の供給のもとに、材料
供給路の材料排出側の材料供給部において少なくともフ
ィラーがより確実かつ均一に加熱筒内に分散されて溶融
混練されることを可能にした複合材料射出成形方法を提
供するものである。 【解決手段】 少なくとも２か所の材料供給部４、７か
ら成形材料が供給される熱可塑性樹脂または熱可塑性エ
ラストマーおよびフィラーからなる複合材料成形物の射
出成形方法において、これら熱可塑性樹脂または熱可塑
性エラストマーおよびフィラーの成形材料のうち少なく
ともフィラーを、フィードスクリュ１０を挿入した材料
供給路の材料排出側の材料供給部７における落下口８に
てプランジャ１６により加圧して加熱筒３内に定量的に
投入して、加熱筒３内にて溶融混練、可塑化し、金型Ｋ
に射出して直接成形することを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、押出機等による予
備混練をせずに、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラスト
マーおよびフィラーからなる複合材料成形物を加熱筒内
にて溶融混練、可塑化し、金型に射出して直接成形する
複合材料射出成形方法に関するものである。本発明は種
々の複合材料からなる成形物に適用できるものであり、
車両のステアリングホイールやエアバッグ収納用モジュ
ールカバー、スキーブーツ、あるいは複写機における給
紙ローラ等、幅広い分野での複合材料の成形に適用可能
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、複合材料からなる合成樹脂は、そ
の耐久性や耐衝撃性さらには耐磨耗性が向上し、かつ高
品質なものが生産されるようになったことで、その用途
が多岐にわたるようになり、例えばステアリングハンド
ルやエアバッグ等の自動車用部品においても広く採用さ
れている。乗員保護のためのエアバッグ装置は、車両に
不意な衝撃または急激な減速が生じた際に、袋体からな
るエアバッグを膨張させ、衝撃を緩和するエアクッショ
ンを乗員とエアバッグが取り付けられている車体部品と
の間に設置されるものであるが、このようなエアバッグ
装置は概して、エアバッグモジュールまたはエアバッグ
ユニット等と称される車載可能なユニットとして構成さ
れており、比較的高圧なガスを発生させるインフレータ
（ガス発生器）と、折り畳まれた状態で装置内に収納さ
れたエアバッグと、車室に面するモジュールカバーとを
備えている（例えば、特公昭６１−４４７０８号公報、
特開平３−１６７０４５号公報、実開平２−９１０５１
号公報等参照）。

【０００３】モジュールカバーは一般に、パッドカバ
ー、収納パッド、リッド、カバードアあるいはデプロイ
メントドア（Ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ ｄｏｏｒ）等と称
され、通常は、エアバッグ収納用ケース、ハウジングま
たは緩衝材として機能し、衝突等の異常時には、エアバ
ッグの膨張により比較的容易に開裂、展開して、エアバ
ッグの迅速で円滑な膨張を保証する。確実かつ迅速なモ
ジュールカバーの開裂、展開を保証すべく、モジュール
カバーの比較的容易な開裂を促進する開裂部すなわちテ
ィアラインがモジュールカバーの所定の部位に設けられ
る。ティアラインは一般に、開裂用スリットまたは溝を
モジュールカバーの裏面に形成し、モジュールカバーの
一部を局所的に薄肉化することにより形成される。従来
から知られているエアバッグ収納用モジュールカバーと
して、ネットや基布等の補強材をインサート材として埋
設した３層構造の発泡ウレタンを使用したもの、軟質樹
脂の表皮層と硬質樹脂のコア層とを一体的に射出成形し
た２層構造のものがある。このようなモジュールカバー
として、例えば、特開平１−２０２５５０号公報には、
２色成形法により軟質樹脂の表皮層と硬質樹脂のコア層
とが一体的に射出成形されるとともに、コア層にティア
ラインが形成されたモジュールカバーが開示されてい
る。

【０００４】しかしながら、前記発泡ウレタン製のエア
バッグ用モジュールカバーにおいては、補強材を所望の
位置に埋設するのに時間と困難さを要するため、生産性
が低いのみならず、補強材が所望の位置に埋設されたエ
アバッグ用モジュールカバーの良品率が低いという問題
があった。また、前記２色成形法によるエアバッグ収納
用モジュールカバーの製造においては、成形に時間がか
かるとともに、表皮層用とコア層用の金型が必要とな
り、製造コストが高くなるという問題があった。また最
近では、エステル系熱可塑性エラストマーやオレフィン
系熱可塑性エラストマーを用いた単層の射出成形モジュ
ールカバーも知られている。これらのモジュールカバー
を射出成形によって製造する際に、前記開裂を促進する
厚さ０．４〜１．４ｍｍの薄いティアラインをモジュー
ルカバーの天面の中央部および側部に、通常はＨ型のパ
ターンで形成する必要があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、モジュール
カバーを使用した上記のようなエアバッグ装置におい
て、冬季等の低温下でのエアバッグ完全展開に要する時
間が、他の季節の常温下での完全展開時間に比較して大
幅に遅れることが指摘されている。本発明者等は、製造
が比較的容易な射出成形型のエアバッグ収納用モジュー
ルカバーにおける完全展開時間について、鋭意研究を重
ねた結果、その原因が、インフレータのガス発生速度が
低温時に遅いという要因の影響は微々たるもので、むし
ろティアライン部が主として発泡ウレタンまたはオレフ
ィン系熱可塑性エラストマーからなる軟質樹脂のみによ
って構成されているために、モジュールカバーを構成す
る材料自体の材料強度が高くなるために、ティアライン
部の強度が増大し、該ティアライン部の強度が温度によ
り影響を受け易くなる結果、低温下での開裂に時間を要
するという要因の影響が非常に強いという事実を見いだ
した。本発明者等は、さらに鋭意検討の結果、熱可塑性
樹脂または熱可塑性エラストマーおよびフィラーからな
るモジュールカバーの少なくとも開裂部が平均粒子径１
００μｍ以下のフィラーを１〜５０容積％配合した熱可
塑性樹脂または熱可塑性エラストマーからなるモジュー
ルカバーを使用することにより、環境温度の変化に関わ
らず、迅速で確実な開裂、展開が可能で乗員保護性能を
安定したものにするエアバッグ装置を完成させた。

【０００６】このようなモジュールカバーを得る場合、
押出機等により熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマ
ーおよびフィラーを予備的に溶融、混練、ペレット化し
て金型に射出成形する方法がとられていた。しかしなが
ら、このような熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマ
ーおよびフィラーを予備的に溶融、混練、ペレット化す
る方法では、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー
が押出機により熱履歴を受け、射出成形により再度熱履
歴をうけるため、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラスト
マー、特にウレタン系、ポリアミド系、ポリエステル系
等の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーの分子量
低下に起因する強度低下が生じていた。このようなこと
から、押出機による熱履歴のない成形と、温度環境に左
右されない特性を有する複合材料の提供により、迅速で
確実なエアバッグの開裂、展開のためにフィラーをモジ
ュールカバー内に均一に分散させ、しかも生産効率向上
の点からも連続して射出成形できる製造方法が熱望され
ていた。さらに、省エネルギーの見地から、経済的にも
押出工程を削除することが望まれていた。

【０００７】ところが、通常の射出成形では、ホッパー
に材料を貯蔵しておくことができるが、本モジュールカ
バーの製造においては、直径１．５〜２．５ｍｍ、高さ
４．５〜５．５ｍｍの円柱状あるいは直径１．５〜２．
５ｍｍの球状であり、かつ比重が約０．９〜１．１の熱
可塑性エラストマーペレットと平均粒径数μｍ〜数百μ
ｍで比重が０．２〜５．０のフィラーというサイズ、形
状および比重の著しく異なる材料同士であるため、予め
計量、混合してホッパーに貯蔵しておいても、材料が互
いに分離し、次第に混合比率が変化してくるため、的確
かつ安定した材料の供給のもとに連続的な射出成形がで
きないという課題があった。

【０００８】そこで、本発明者らは、以上述べてきたよ
うな従来の、開裂を促進するティアラインを備えたモジ
ュールカバー等に適用される複合材料成形物の製造方法
における諸課題を解決して、押出機による予備混練、ペ
レット化を要することなく、的確かつ安定した材料の供
給のもとに、フィラーがモジュールカバー等の複合材料
成形物内に均一に分散し、かつ連続して成形が可能なも
のとして、図３に示したような少なくとも２か所の材料
供給部から成形材料が供給される熱可塑性樹脂または熱
可塑性エラストマーおよびフィラーからなる複合材料成
形物の射出成形方法を提案した（特開平８−７２６５９
号公報、特開平８−９１１６４号公報）。これを簡単に
説明すると、少なくとも熱可塑性材料およびフィラーか
らなり、ティアラインを備えたを設けたエアバッグ収納
用モジュールカバーの製造方法において、射出成形装置
２の加熱筒３の後部に設けた第１材料供給部４より熱可
塑性材料を定量的に供給すると同時に、該熱可塑性材料
がスクリュ１０により前方へ移送されながら溶融化状態
になったとき、前記加熱筒３のほぼ中間部に設けた第２
材料供給部７からフィラーを定量的に供給し、溶融混練
および計量を行った後、計量された前記熱可塑性材料お
よびフィラーの混練材料を金型Ｋ内に射出して成形する
ようにしたものである。このような複合材料射出成形方
法によって、フィラーが熱可塑性材料に均一に配合され
て環境温度による強度の分布にむらのない安定した複合
材料成形物が予備混練等の不要な経済的な直接成形によ
って成形することが可能になった。

【０００９】本発明は、前述した本発明者らの提案をさ
らに改良して、複合材料成形物の製造方法における諸課
題を解決して、押出機による予備混練、ペレット化を要
することなく、的確かつ安定した材料の供給のもとに、
材料供給路の材料排出側の材料供給部において少なくと
もフィラーがより確実かつ均一に加熱筒内に分散されて
溶融混練されることを可能にした複合材料射出成形方法
を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、少な
くとも２か所の材料供給部から成形材料が供給される熱
可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーおよびフィラー
からなる複合材料成形物の射出成形方法において、これ
ら熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーおよびフィ
ラーの成形材料のうち少なくともフィラーを、フィード
スクリュを挿入した材料供給路の材料排出側の材料供給
部における落下口にてプランジャにより加圧して加熱筒
内に定量的に投入して、加熱筒内にて溶融混練、可塑化
し、金型に射出して直接成形することを特徴とするもの
である。また本発明は、前記少なくともフィラーの材料
供給部における落下口に配置されるプランジャは、前記
少なくともフィラーの材料供給口を挟んだ上死点および
下死点を有するストロークにより動作することを特徴と
するもので、これらを課題解決のための手段とするもの
である。

【００１１】

【実施の形態】以下本発明の１実施の形態を説明する。 （１）熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー。 本発明で使用される熱可塑性樹脂または熱可塑性エラス
トマーとしては、−４０〜９０°Ｃまで使用できるもの
であれば、特に制限はないが、本発明による複合材料成
形物が自動車部品として使用される場合を想定して、例
えば車室内装として触れた感触が良好なショア押込硬度
５５Ｄ以下のものが好ましい。ウレタンを主成分として
含むウレタン系エラストマー、スチレンを主成分として
含むスチレン系エラストマーもしくはその水素添加物、
塩化ビニルを主成分として含む塩化ビニル系エラストマ
ー、ポリエステルを主成分として含むエステル系エラス
トマー、ポリアミドを主成分として含むポリアミド系エ
ラストマー、ポリエチレン、ポリプロピレン等を主成分
として含むオレフィン系エラストマーからなる群から選
択される１種のエラストマーまたは２種以上のエラスト
マー混合物が挙げられる。また、熱可塑性樹脂として
は、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６・１２、
ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）等が好
んで用いられる。また、これらの熱可塑性エラストマー
と熱可塑性樹脂を適宜な比率で混合して使用してもよ
い。ウレタン系エラストマーとしては、エーテル系、エ
ステル系、ポリカーボネート系が好ましく使用できる。

【００１２】本発明において、熱可塑性樹脂または熱可
塑性エラストマーには、必要に応じて、難燃剤、酸化防
止剤、帯電防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、可塑剤、発
泡剤等の各種添加剤を加えることができる。難燃剤とし
ては、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化
マグネシウム、五酸化アンチモン、酸化ジルコニウム等
の無機系難燃剤、リン酸エステル系難燃剤、含ハロゲン
リン酸エステル系難燃剤等のリン酸難燃剤、臭素系難燃
剤、塩素化パラフィン、パークロロシクロデカン等の塩
素系難燃剤が挙げられる。酸化防止剤としては、光安定
剤、金属不活性剤、オゾン劣化防止剤等の連鎖開始阻止
剤、フェノール系抗酸化剤、アミン系抗酸化剤等のラジ
カル補足剤、硫黄系抗酸化剤、リン系抗酸化剤等の過酸
化物分解剤等が挙げられる。帯電防止剤としては、各種
界面活性剤や官能基を有するポリマーが挙げられる。着
色剤としては、顔料、染料のいずれも使用可能であり、
顔料としては、難溶性アゾレーキ等のアゾ系有機顔料、
フタロシアニンブルー等のフタロシアニン系有機顔料、
アントラキノン系等のスレン系有機顔料、塩基性染料系
等の染色レーキ系有機顔料、その他の有機顔料、チタン
系等の酸化物系無機顔料、黄鉛等のクロム酸モリブデン
酸系無機顔料、カドミウムイエロー等の硫化物、セレン
化物系無機顔料、紺青等のフェロシアン系無機顔料、そ
の他の無機顔料が挙げられ、使用可能な染料としては、
アゾ系、アントラキノン系、キノフタロン系等の油溶性
染料や水溶性染料等が挙げられる。紫外線吸収剤として
は、サリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリア
ゾール系、シアノアクリレート系、ニッケルキレート系
の紫外線吸収剤があげられる。可塑剤としては、フタル
酸系可塑剤、脂肪酸系可塑剤、リン酸系可塑剤、アジピ
ン酸系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、エポキシ系可塑
剤が挙げられる。

【００１３】（２）フィラー。 本発明で使用されるフィラーとしては、平均粒子径１０
０μｍ以下のものであれば特に制限はないが、炭酸カル
シウム（重質炭酸カルシウム、チョーク、胡粉）、ケイ
酸アルミニウム（カリオンクレー、ロウ石クレー）、ケ
イ酸マグネシウム（タルク）、シリカ（ケイ砂、ケイ藻
土、無定型シリカ、湿式法ホワイトカーボン、乾式法ホ
ワイトカーボン）、塩基性炭酸マグネシウム、水酸化ア
ルミニウム（アルミナ水和物）、沈降硫酸バリウム、酸
化亜鉛、酸化アルミニウム、カーボンブラック、雲母、
ガラス球、木粉、再生ゴム、エボ粉、変成メラミン樹
脂、ガラス繊維、ミルドファイバー、炭素繊維、比重１
以下の軽量フィラー（ガラスバルーン、シラスバルー
ン、フライアッシュバルーン、パーライトバルーン、シ
リカバルーン等のケイ酸系無機質バルーン、非ケイ酸系
無機質バルーン、熱硬化性有機質バルーン、熱可塑性有
機質バルーン）等が挙げられる。なかでも、滑らかで均
一であり、粒子表面が濡れやすいガラス球、比重１以下
の軽量フィラーが好ましい。さらにこれらのフィラーの
うち、配合物の比重低減効果のある真比重１以下の軽量
フィラーが好ましい。さらにこれらの軽量フィラーのう
ちでは、比重低減効果、耐圧強度に優れたガラスバルー
ンが最も好ましい。さらに、真比重が０．２８〜０．７
０の範囲内にあり、粒子表面の多孔度が小さく、滑らか
で均一であり、粒子表面が濡れやすいガラスバルーンが
最も好ましく使用し得る。真比重が０．２８未満では、
ガラスバルーンの耐圧強度が５０ｋｇｆ／ｃｍ² 未満と
なることが多く、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラスト
マーに溶融混練する場合には、その工程で、ガラスバル
ーンが破壊し、エアバッグ収納用モジュールカバーの比
重が高くなって、好ましくなく、他方、真比重が０．７
０を越えると、エアバッグ収納用モジュールカバーの比
重の低減効果が必ずも充分でない。フィラーの平均粒子
径は１００μｍ以下であことが好ましい。平均粒子径が
１００μｍを越えると、モジュールカバーの表面、特に
薄肉部であるティアライン部の表面が凹凸になり、外観
上好ましくない。フィラーの配合量としては、熱可塑性
樹脂または熱可塑性エラストマーへの配合量を、配合物
全体に対して、１〜５０容量％とすることが必要であ
る。１容量％以下では、エアバッグ装置とした場合、−
４０°Ｃにおける完全展開時間が常温（室温）に比較し
て遅くなり、迅速な開裂展開の効果が充分でなく、５０
容量％以上では、配合物の引張強度が低下しすぎて実用
的ではない。

【００１４】（３）塗装。 モジュールカバーの表面を質感向上および耐久性向上の
ために塗装を施すこともできる。塗料としては、ウレタ
ン系の塗料が使用されることが好ましい。

【００１５】（４）複合材料成形物の製造方法。 本発明の実施の形態においては、図１に示すように、射
出成形機１は射出装置２と、金型Ｋを備え、射出装置２
は内部にスクリュ１０を挿入した加熱筒３を備える。加
熱筒３の前端には射出ノズル１２を有し、後端には前記
スクリュ１０を回転および前進させるスクリュ駆動装置
１３を有する。加熱筒３の後部には第１の成形材料であ
る熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーを供給する
供給装置である第１材料供給部４を設け、該第１材料供
給部４には第１の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラスト
マーのペレットを収容するホッパー６と、該ホッパー６
に連通する水平移送路３９と、該水平移送路３９の内部
に配したフィードスクリュ４０と、該フィードスクリュ
４０を回転駆動する駆動モータユニット４１と、前記水
平移送路３９の先端に連通しかつ加熱筒３２の内部に連
通する鉛直落下口５とを設けている。これによって、ホ
ッパー６から水平移送路３９に落下した第１の熱可塑性
樹脂または熱可塑性エラストマーは、駆動モータユニッ
ト４１により回転するフィードスクリュ４０によって移
送されるとともに、鉛直落下口５を落下して加熱筒３の
内部に供給される。この時、駆動モータユニット４１の
回転数を制御すれば、第１の熱可塑性樹脂または熱可塑
性エラストマーの供給量を可変制御できる。ただし、こ
の供給装置は使用しなくてもよい。他方、材料供給路で
ある加熱筒３の材料排出側となる中間部、望ましくは略
中央部には例えばベント式射出成形装置のベント口を構
成する開口部が設けられ、第２の成形材料であるフィラ
ーを供給する供給装置である第２材料供給部７が設置さ
れる。該第２材料供給部７は、前記第１材料供給部４と
同様の構成、ホッパー９、水平移送路４４、フィードス
クリュ４５、駆動モータユニット４６および鉛直落下路
４７を有する。

【００１６】本発明の１実施の形態では、図２に拡大し
て明瞭に示すように、少なくともフィラーの加熱筒３へ
の供給を、逆流や詰まり等の虞れなく、より的確かつ安
定して行うことでフィラーの混練すべき複合材料内に均
一に分散できるように、以下のような構成が採用されて
いる。第２材料供給部７において、フィラーＭａである
ガラスバルーンを用いる場合について、ガラスバルーン
は直径が０．０３〜０．０６ｍｍ程度の内部中空の粒状
球体であり、成形品を軽量化する機能を有する。第２材
料供給部７において、前述したホッパ９からフィードス
クリュ４５により水平移送路４４、鉛直落下路４７を通
じて供給されたフィラーは、材料供給管４８内を流下
し、加熱筒３の開口部に連通して起立設置された鉛直状
の落下口８の上部側壁における材料供給口１１において
射出されるように構成される。一方、前記落下口８の上
部にはエアシリンダ１５等（油圧シリンダが採用されて
もよい）が設置され、該エアシリンダ１５の駆動力によ
って軸動するロッド１７の先端には前記落下口８内を気
密に摺動するプランジャ１６が装着される。前記少なく
ともフィラーの材料供給部７における落下口８に配置さ
れるプランジャ１６は、前記フィラーの材料供給口１１
を挟んだ上死点（図面実線位置）および下死点（図面点
線位置１６’）を有するストロークにより動作するよう
に構成されている。

【００１７】本発明の別の実施の形態では、図示はしな
いが、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーおよび
フィラーが加熱筒の後部に設けられたホッパー口から投
入される。熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーが
投入される第１材料供給部が前記ホッパー口に設置さ
れ、該第１材料供給部の排出側の上部にフィラーが投入
される第２材料供給部の排出側が合流接続されて構成さ
れる。第１材料供給部には熱可塑性樹脂または熱可塑性
エラストマーが投入されるホッパーが、第２材料供給部
にはフィラーが投入されるホッパーがそれぞれ設けられ
ている。本実施の形態においても、詳述しないが前記実
施の形態と同様に、フィラーが投入される第２材料供給
部にはエアシリンダ等により駆動されるプランジャによ
って材料供給部における落下口にてプランジャにより加
圧して加熱筒内に定量的に投入され、フィラー粒子が程
よく均一にばらされてより的確かつ安定した供給制御が
行われて成形品にフィラーが均一に配合されることにな
る。かくして、射出成形の可塑化、計量工程すなわち射
出成形機本体のスクリュ１０が回転し、樹脂材料を加熱
筒３の先端に、可塑化しながら移送する。それ以降の成
形工程は、通常の射出成形と同様に実施でき、フィラー
が熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーに均一に配
合されたモジュールカバー等の複合材料成形物が連続し
て得られることになる。

【００１８】以上の構成によって、駆動モータユニット
４６によりフィードスクリュ４５を回転させれば、ホッ
パ９から供給されるフィラーＭａはフィードスクリュ４
５により水平移送路４４、鉛直落下路４７を通じて供給
され、材料供給管４８内を流下し、落下口８の上部側壁
における材料供給口１１から投入される。前記材料供給
口１１から落下口８内に射出されたフィラーは、エアシ
リンダ１５の駆動力によって軸動するロッド１７の先端
に装着されたプランジャ１６によって落下口８内を下方
に加圧移送される。所定量を加圧移送してプランジャ１
６が下死点１６’（図示点線位置）の位置に達すると、
エアシリンダ１５によってプランジャ１６は上死点の原
位置に復帰する（図示実線位置）。以後これを繰り返し
て順次フィラーを加圧供給する。かくしてプランジャ１
６によって加圧移送されたフィラーは、落下口８から加
熱筒３への供給を、逆流や詰まり等の虞れなく、より的
確かつ安定して行うことでフィラーの混練すべき複合材
料内に均一に分散できることとなる。なお、この際、図
示はしないが材料供給路内に複数の孔部（切欠部）を設
けた規制部材を介在させて通過するフィラーＭａの通過
量を、孔部の大きさ、数等により規制、制限することに
よってフィードスクリュから送出された成形材料の通過
量を的確かつ安定した供給制御を行うようにしてもよ
い。また、射出成形機本体スクリュ１０の一部、特に先
端部にダルメージ構造、サブフライト構造、多条構造を
有するスクリュを用いた場合には、さらに配合の均一性
が向上する。

【００１９】また本発明では、射出成形の計量可塑化工
程において、前記供給装置を射出成形機本体のスクリュ
ー回転に連動して作動させて成形するもので、すなわち
各材料の供給装置における供給量は供給装置のフィード
スクリュの回転数に依存するので、これを供給する材料
の種類などに応じて適切に制御するものであり、射出成
形機本体のスクリュー回転すなわち加熱筒内における材
料の可塑化の進行具合に応じてこれに連動して作動させ
るものである。

【００２０】さらに本発明では、前記供給装置の１つを
射出成形機本体加熱筒のほぼ中間部に設けられた開口部
に設置して、該供給装置からフィラーのみを定量的に供
給して成形したことを特徴とし、加熱筒内におけるスク
リュの回転によって別の供給装置から投入された熱可塑
性樹脂または熱可塑性エラストマー材料が可塑化されて
前記開口部に到るまでに完全に溶融されているように構
成されているものである。そして、該フィラーが投入さ
れた供給装置の下流において、加熱筒内におけるスクリ
ュの回転によってフィラーは均一に熱可塑性樹脂または
熱可塑性エラストマー材料内に配合される。このよう
に、本発明の成形方法による複合材料成形物は、押出機
を使用した予備溶融混練工程を経ることがないので、熱
履歴によるダメージを最小限に抑えることができ、経済
的にも有利であり、フィラーの熱可塑性樹脂または熱可
塑性エラストマーへの分散性も確実で均一かつ良好で、
強度にむらがない。

【００２１】以上各実施の形態について説明してきた
が、各供給装置４、７におけるフィードスクリュの回転
速度および加熱筒３内におけるスクリュ１０の回転速度
およびスクリュ１０と前記各供給装置におけるフィード
スクリュの回転速度すなわち各熱可塑性樹脂または熱可
塑性エラストマーの供給量との関係については、各供給
装置への材料の投入形態、選択された材料等によって適
宜選択されるものである。また、本発明の趣旨の範囲内
で、熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーおよびフ
ィラーは前記例示以外のものも使用でき、射出成形機の
形状、種類、金型の形状、落下口の形状、材料供給口と
落下口との連通形態、プランジャの落下口内における設
置形態、プランジャのロッドへの装着形態、エアシリン
ダ等によるロッドの駆動形態についても適宜のものが採
用できる。

【００２２】

【発明の効果】以上詳細に述べてきたように、本発明で
は、複合材料成形物の射出成形方法において、少なくと
も２か所の材料供給部から成形材料が供給される熱可塑
性樹脂または熱可塑性エラストマーおよびフィラーから
なる複合材料成形物の射出成形方法において、これら熱
可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーおよびフィラー
の成形材料のうち少なくともフィラーを、フィードスク
リュを挿入した材料供給路の材料排出側の材料供給部に
おける落下口にてプランジャにより加圧して加熱筒内に
定量的に投入して、加熱筒内にて溶融混練、可塑化し、
金型に射出して直接成形するようにしたので、各種形態
のフィラーに対して、プランジャによって加圧移送され
たフィラーは、落下口から加熱筒への供給を、逆流や詰
まり等の虞れなく、より的確かつ安定して行うことでフ
ィラーの混練すべき複合材料内に均一に分散させること
が可能となり、確実に粒子が程よく均一にばらされて的
確かつ安定した供給制御が行われて成形品にフィラーが
均一に配合されることとなる。また、加熱筒のほぼ中間
部に設けられた開口部からフィラーを投入した場合、該
開口部で前記熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー
が充分溶融しているのでフィラーの形状破壊が抑制さ
れ、的確かつ安定した成形材料の供給により、フィラー
が熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーに均一に配
合された複合材料成形物が連続して得られる。このよう
に、本発明の複合材料成形物の製造方法においては、押
出機を使用した予備溶融混練工程を経ることがないの
で、樹脂材料のペレット化の必要がなく、熱履歴による
ダメージを最小限に抑えることができ、軽量で経済的に
も有利であり、フィラーの熱可塑性樹脂または熱可塑性
エラストマーへの分散性も均一で良好で、温度環境に左
右されることなく、低温から高温まで幅広い温度環境下
において強度にむらのない複合材料成形物が提供される
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態において使用される射出成
形機の全体図である。

【図２】図１の射出成形機における第２材料供給部の拡
大詳細図である。

【図３】本発明の前提技術を示す射出成形機の全体図で
ある。

【符号の説明】

１ 射出成形機 ２ 射出装置 ３ 加熱筒 ４ 第１材料供給部 ５ 落下口 ６ ホッパ ７ 第２材料供給部 ８ 落下口 ９ ホッパ １０ スクリュ １１ 材料供給口 １２ 射出ノズル １３ 駆動装置 １５ エアシリンダ １６ プランジャ １７ ロッド ４８ 材料供給管 Ｋ 金型

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 31:50

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２か所の材料供給部から成形
   材料が供給される熱可塑性樹脂または熱可塑性エラスト
   マーおよびフィラーからなる複合材料成形物の射出成形
   方法において、これら熱可塑性樹脂または熱可塑性エラ
   ストマーおよびフィラーの成形材料のうち少なくともフ
   ィラーを、フィードスクリュを挿入した材料供給路の材
   料排出側の材料供給部における落下口にてプランジャに
   より加圧して加熱筒内に定量的に投入して、加熱筒内に
   て溶融混練、可塑化し、金型に射出して直接成形するこ
   とを特徴とする複合材料射出成形方法。
2. 【請求項２】 前記少なくともフィラーの材料供給部に
   おける落下口に配置されるプランジャは、前記少なくと
   もフィラーの材料供給口を挟んだ上死点および下死点を
   有するストロークにより動作することを特徴とする請求
   項１に記載の複合材料射出成形方法。