JPS61280918A - プラスチツクねじ状成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はプラスチックねじ状成形体の製造方法。

特に３強化繊維で高度に補強された軽量で耐蝕性・耐薬
品性・電気絶縁性をもったプラスチックねじ状成形体の
製造方法に関する。

（従来の技術） ねじ状成形体の製造方法としては、従来がら金属ボルト
やナツトを製造する転造法が知られている。この方法は
ねじ加工としては最も生産速度が速く、得られたねじ状
成形体の寸法精度も極めて高い。重くて錆びやすい金属
製ねじ状成形体に対して、軽くて耐蝕性に優れ、かつ、
高い強度を有するねじ状成形体を得るために、繊維強化
プラスチックねじ状成形体がこの転造法により生産され
ている。例えば、ガラス繊維強化プラスチツクボルトは
、ガラス繊維を含む熱可塑性樹脂でなる円柱状素材に転
造法によりねじ山を形成して得られうる。このような円
柱状素材に転造加工を行うと。

円柱状素材表層部分に含まれるガラス繊維が転造ダイス
の回転圧力を受けて押圧されその一部もしくは素材全体
が破断する。その程度は樹脂の種類により異なる。例え
ば、ナイロン６、ナイロン６・６゜ポリプロピレン、ポ
リエチレン・テレフタレートなどの樹脂は転造の条件さ
え適切ならば大きな破断は見られず肉眼では検出し得な
いような微細なひび割れ（マイクロクランク）にとどま
るのに対し、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、
ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリフッ化ビニ
リデンなどの樹脂にガラス繊維を加えて得られる素材は
転造時の大変形に耐えきれず素材自体が破断する。

マイクロクラックのみが生じる素材ならば、素材を加熱
して転造したり（特開昭５８−１８９０２９号公報）、
転造ダイを加熱したり（特開昭５８−７５８００号公弗
）フッ素樹脂の懸濁液を接触させながら転造する（特開
昭５９−１１８６９９号公報）などの手段により、素材
を高度に補強し高締結力を有するねじ状成形体に製造し
うるが、後者の場合のような素材自体が破断するものに
はこれらの手段は適用できない。

また、ＰＰＳ樹脂は、耐熱性、耐薬品性、難燃性および
電気特性に比較的優れ、かつ無機質との親和性も良好で
あるといった独特の特性をもっているため２機械構造部
品材、電気電子部品材として最近注目され需要が増して
きている。このＰＰＳ樹脂を使用したボルト・ナツトも
生産されてはいるが、これらは射出成形によるため、無
機繊維の配向が充分になされえずボルトとしての強度は
極めて小さい。生産性も悪い。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、その
目的は、軽量で耐蝕性・耐薬品性・耐熱性・難燃性およ
び電気絶縁性にすぐれ、しかも強化繊維により高度に補
強されたＰＰＳ樹脂を用いてその強度をできるだけ損ね
ることのないねじ状成形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、ねじ加工として最も経済的な転造
加工により高強度のねじ状成形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および作用）本発明のプ
ラスチックねじ状成形体の製造方法は、ポリフェニレン
サルファイド（Ｐ　Ｐ　Ｓ）樹脂を円柱状もしくは円筒
状素材に成形する前にハロゲン化水素に接触させること
により結晶化度を低下させて後工程の転造加工を容易に
するものであり、（１）ポリフェニレンサルファイド樹
脂もしくは主として該樹脂と強化繊維とを含有してなる
樹脂組成物をハロゲン化水素と接触させる工程、（２）
上記工程（１）の処理樹脂に強化繊維を混合し主として
該処理樹脂と強化繊維とを含有してなるハロゲン化水素
処理樹脂組成物を得る工程、（３）上記工程（１）もし
くは（２）のハロゲン化水素処理樹脂組成物を円柱状も
しくは円筒状素材に成形する工程、（４）該素材を転造
加工する工程を包含し、そのことにより上記目的が達成
される。本発明でいう「ねじ状成形体」とは、少なくと
も一部が円柱状もしくは円筒状をなす樹脂素材にねじ′
山を有する成形体をいう。素材の形状は円柱・円筒状に
限られることはなく、角柱・角錐・円錐などの棒状体を
も包含しうる。　本発明に用いられるポリフェニレンサ
ルファイド（Ｐ　Ｐ　Ｓ）樹脂は下記に示すようにチオ
フェニレン基を構成単位とする結晶性鎖状高分子である
： ｎは自然数 このＰＰＳ樹脂は不活性雰囲気中では１０００℃でも約
４０％のポリマーが残存するほど優れた耐熱性をもち、
難燃性、耐薬品性、および寸法安定性にも極めて優れた
樹脂である。そのうえ、流動性が良く一般のエンジニア
リング・プラスチックと同様に射出成形が可能で成形性
に優れている。市販品としてはライドンＰ−４．ライド
ンＰ−６；ガラス繊維を含むＰＰＳ樹脂として、ライド
ンＲ−４゜ライドンＲ−５（いずれも■フィリップス石
油製）などがある。

上記ポリフェニレンサルファイド樹脂と共に樹脂組成物
を構成する強化繊維としては１例えば。

ガラスファイバー、カーボンファイバー、ボロンファイ
バー、炭化ケイ素ファイバーなどの無機繊維；そして、
アラミドファイバーなどの有機繊維がある。これら繊維
の二種以上を混合して用いることもできる。繊維の太さ
や長さについては特に制限はなく９円柱状もしくは円筒
状素材に成形されたＰＰＳ樹脂中に分散されうるような
太さや長さであればよい。通常、その直径は数μｍ〜数
十μｍである。その長さについては、長尺繊維が用いら
れるときには連続した長繊維であり、短繊維のときには
数龍〜５０鶴程度の長さに切断したチョップファイバー
が用いられる。

本発明方法によれば、まず、上記ＰＰＳ樹脂もしくはＰ
ＰＳ樹脂と強化繊維とを含有する樹脂組成物にハロゲン
化水素を接触させる。ハロゲン化水素としてはＨＣＩ、
　）ｌＢｒ、　ＩＰなどすべてのハロゲン化水素が使用
可能である。ハロゲン化水素を接触させるには１例えば
、樹脂ペレットに直接ガス状のハロゲン化水素を接触さ
せる方法；樹脂ペレットをハロゲン化水素水溶液に浸漬
する方法が用いられる。なかでも塩化水素水溶液（塩酸
）に浸漬する方法が好適に利用されうる。

塩酸に樹脂もしくは樹脂組成物を浸漬する場合には塩酸
濃度Ｃ（％）、処理時間Ｔ（時間）、そして処理温度θ
（℃）は、下記式を満たすように設定される。

（０≦θ≦１００） 成形用グレードのＰＰＳ樹脂もしくは樹脂組成物をこの
ような条件で処理して得られる樹脂もしくは樹脂組成物
はすべて転造が可能となる。上記式の条件を外れるとク
ラックが生じるなどして転造が困難になる。

塩化水素以外のハロゲン化水素水溶液９例えば。

フッ化水素酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸の場合もほぼ
上記式に準じるが、ＰＰＳ樹脂の分子量が大きい場合に
は処理時間が短くなる方向へ移行する。

このようにして得られるハロゲン化水素処理ＰＰＳ樹脂
に強化繊維が加えられてスーパーミキサーなどの混合機
で混合され２次いで、押出機などで混練・成形され円柱
状もしくは円筒状素材に仕上げられる。強化繊維を含む
樹脂組成物の場合はハロゲン化水素処理後、そのまま混
練・成形し円柱状もしくは円筒状素材が得られる。強化
繊維は。

通常、ＰＰＳ樹脂１００重量部に対して１０〜１５０重
量部の割合で加えられる。過少であると補強効果が得ら
れず、過剰であると転造時にクランクが生じやすい。

上記混練・成形時の加熱によりＰＰＳ樹脂はその結合の
一部が切れ、ラジカル反応によりさらに重合が進行する
。このとき生じたラジカルがハロゲン化水素によりトラ
ップされ、三次元的な網目構造の形成が抑制されると考
えられる。そのため。

直鎖状の分子を形成する重合反応のみが進行して樹脂の
結晶化度が低下する。その結果、従来不可能であったＰ
ＰＳ樹脂の転造加工が容易に行われうる。

この円柱状もしくは円筒状素材を転造してねし山を形成
するための転造法は格別である必要はなく、金属ねじの
ねじ山成形加工に通常用いられる丸ダイス転造盤、平ダ
イス転造盤などの転造加工機械が適用され得る。

（実施例） 以下に本発明を実施例により説明する。

大旌炭上 ＰＰＳ樹脂としてライドンＲ−４（＠ｌフィリップス石
油製ニガラス繊維含有率４０−ｔ％）を６０℃の２０％
塩酸に１６８時間浸漬した後、８０℃で２４時間真空乾
燥した。次いでこれを押出機により直径９ＷＩＡの丸棒
に成形した。これを１０ｃｍの長さに切断して円柱状素
材を得た。ＪＩＳ　ＭｌｏＸｌ、５用ダイスを有する２
本ロール転造機により円柱状素材にねし山を形成し２Ｍ
１０サイズのボルトを得た。得られたボルトの引張強度
を測定した。その結果を以下の実施例２〜１４の結果と
共に表１に示す。この測定は下記の試験法により、それ
ぞれ５個のボルトを用いて行い、その平均値を求めた。

試験に使用したナツトは、ボルトと同質の材料を用い、
インジェクション成形により面間距離１７Ｂ、高さ１２
ｍ。

内径８．７鶴の六角ナツト基材を成形し、これをＭｌｏ
ねしタップで切削加工して得たＭＩＯサイズのナツトで
ある。

引張試験　　ボルトの両端にナツトを装着し。

２個のナツト間を７０ｍとした。ボ ルト両端のす゛ットをオートグラフ （島津製作所製ｌ５−５０００）で５鶴／ｍｉｎ、の引
張速度で引っ張り、ボル トが破壊される直前の最大荷重を 測定し引張強度とした。

実施炭量 浸漬時間（処理時間）を９６時間としたこと以外は、実
施例１と同様である。

実施炭量 塩酸濃度を１０％としたこと以外は２実施例１と同様で
ある。

大施拠↓ 塩酸濃度を３０％とし、処理時間を７２時間としたこと
以外は実施例１と同様である。

大立皿ｌ 塩酸の温度（処理温度）を２０℃とし、処理時間を５０
４時間としたこと以外は実施例１と同様である。

ス」１１１ 塩酸濃度を１０％、処理温度を２０℃、そして処理時間
を１００８時間としたこと以外は実施例１と同様である
。

ス財Ｈ１Ｌ 塩酸濃度を３５％、処理温度を２０℃、そして処理時間
を２６４時間としたこと以外は実施例１と同様である。

ス財ｌ丸ｌ 塩酸濃度を１０％、処理温度を８０℃、そして処理時間
を９６時間としたこと以外は実施例１と同様である。

実施例９ 処理温度を８０℃とし、処理時間を４８時間としたこと
以外は実施例１と同様である。

叉１１９１刊 処理温度を８０℃としたこと以外は実施例１と同様であ
る。

叉施皿旦 塩酸の代わりに臭化水素酸を用いたこと以外は実施例１
と同様である。

去施五■ 塩酸の代わりにヨウ化水素酸を用いたこと以外は実施例
１と同様である。

スｍ ライドンＲ−４の代わりにサスティールＣ−３０（保土
谷化学工業側製；炭素繊維含有率３０ｗ　ｔ％）を、そ
して塩酸の代わりにフッ化水素酸を用いたこと以外は実
施例１と同様である。

尖旌炭旦 ライドンＲ−４の代わりに強化繊維を含有しないライド
ンＰ−６（＠フィリップス石油製）を使用し、浸漬処理
後に１０μｍ径の３１ｍチョップのガラス繊維を４０重
量％の割合でトライブレンドして成形したこと以外は実
施例１と同様である。

（以下余白） 此遣材１１ 浸漬処理をしなかったこと以外は実施例１と同様である
。その結果を以下の比較例２〜９の結果と共に表２に示
す。

工較■叢 ＰＰＳ樹脂としてライドンＲ−５（■フィリップス石油
製）を用いたこと以外は比較例１と同様である。

比較例３ ライドンＲ−４の代わりに強化繊維を含有しないう・イ
トンＰ−６（＠フィリップス石油製）を使用し、浸漬処
理後に１０μｍ径の３１１チヨツプのガラス繊維を４０
重量％の割合でトライブレンドして成形したこと以外は
比較例１と同様である。

比較例４ ＰＰＳ樹脂としてサスティールＣ−３０（保土谷化学■
製）を用いたこと以外は比較例１と同様である。

此ｌ■津１ ＰＰＳ樹脂としてサスティールＦＣ（テフロン含有率５
ｗｔ％；保土谷化学■製）を用いたこと以外は比較例１
と同様である。

止較五１ ＰＰＳ樹脂としてＲＧ−４０ＪＡ（旭硝子■製）を用い
たこと以外は比較例１と同様である。

止較■工 ＰＰＳ樹脂としてＲＧ−６０ＪＡ（旭硝子■製）を用い
たこと以外は比較例１と同様である。

比較炭工 ＰＰＳ樹脂としてＣＺ１１３０（大日本インキ■製）を
用いたこと以外は比較例１と同様である。

ル較桝主 ＰＰＳ樹脂としてＦＺ１１４０（大日本インキ■製）を
用いたこと以外は比較例１と同様である。

（以下余白） （発明の効果） 本発明の方法によれば、このように９強化繊維により高
度に補強され、高強度、高締結力を存するｐｐｓ樹脂を
素材とするねじ状成形体がねじ加工として最も経済的な
転造加工により製造される。

ＰＰＳ樹脂を円柱状もしくは円筒状に成形する前にハロ
ゲン化水素で処理することにより結晶化度が低下し、そ
のために、転造時の大変形に耐えうるちのと考えられる
。このねじ状成形体は軽量で耐蝕性・耐薬品性・耐熱性
・難燃性・電気絶縁性というＰＰＳ樹脂本来の特徴をも
有する。このようにして得られたねじ状成形体は、構造
締結用に特に有用である。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（１）ポリフェニレンサルファイド樹脂もしくは主
   として該樹脂と強化繊維とを含有してなる樹脂組成物を
   ハロゲン化水素と接触させる工程、 （２）上記工程（１）の処理樹脂に強化繊維を混合し主
   として該処理樹脂と強化繊維とを含有してなるハロゲン
   化水素処理樹脂組成物を得る工程、 （３）上記工程（１）もしくは（２）のハロゲン化水素
   処理樹脂組成物を円柱状もしくは円筒状素材に成形する
   工程、 （４）該素材を転造加工する工程 を包含するプラスチックねじ状成形体の製造方法。 ２、前記樹脂もしくは樹脂組成物のハロゲン化水素との
   接触工程が該樹脂もしくは樹脂組成物を塩化水素水溶液
   に浸漬する工程である特許請求の範囲第１項に記載の製
   造方法。 ３、前記塩化水素水溶液浸漬工程が下記式を満足する特
   許請求の範囲第２項に記載の製造方法：ＣＴｅｘｐ（−
   ４０００／θ＋２７３）≧１×１０＾−＾２ （ここで、Ｃは塩化水素水溶液の濃度（％）、Ｔは処理
   時間（時間）、そしてθは処理温度（℃）であり、０≦
   θ≦１００である。）