WO1994025243A1 - Cylindrical body and method of injection molding of the same - Google Patents

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WO1994025243A1
WO1994025243A1 PCT/JP1994/000724 JP9400724W WO9425243A1 WO 1994025243 A1 WO1994025243 A1 WO 1994025243A1 JP 9400724 W JP9400724 W JP 9400724W WO 9425243 A1 WO9425243 A1 WO 9425243A1
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resin
mold
injection molding
cavity
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PCT/JP1994/000724
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Rikio Kuroda
Sadahiro Nishimura
Akio Hashimoto
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Nippon Petrochemicals Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a long cylindrical body made of a thermopick liquid crystal resin useful in the fields of electric / electronic parts, automobile parts, machine parts, etc., and having a substantially uniform wall thickness, and an injection molding method thereof.
  • the term “long” as used herein specifically means that the ratio (L / D) of the length (L) to the diameter (D) corresponding to the cross-sectional area (hereinafter referred to as the equivalent diameter) is 2 or more.
  • the equivalent diameter (D) is the outer diameter of a circle in the case of a cylindrical body having a circular cross-section, and the equivalent diameter (D) in the case of a cylindrical body having a cross-section other than a triangular or square shape. Is represented by the following equation.
  • Synthetic resin cylindrical bodies especially long cylindrical bodies such as rolls and pipes (hereinafter simply referred to as cylindrical bodies) are used in various fields. Many of these are formed by extrusion.
  • mechanical parts such as rolls of office machines such as copiers and printers and pipes as mechanical parts
  • a cylindrical body made of synthetic resin and having high dimensional accuracy has been required.
  • injection molding has the following problems.
  • a protruding pin is used to release a product from a mold, and this operates in the same direction as the moving direction of a mold clamping mechanism of the molding machine. Therefore, it is necessary to set the direction of the center axis of the cylindrical body in the mold in the same direction as the moving direction of the mold clamping mechanism. Match the size of the injection molding machine to the size of the molding Preferably, when it is not possible to demolding by limiting the amount of movement of the mold clamping mechanism in the cylindrical body is raw 0 0
  • the direction of the center axis of the cylindrical body is preferably perpendicular to the moving direction of the mold clamping mechanism.
  • the direction of the center axis may be horizontal, vertical, or intermediate, but the mechanism for holding the column (male type) forming the inner surface of the cylindrical body and the direction for removing the cylindrical body are described. Is complicated and not economical.
  • the cylindrical body (male mold) that forms the inner surface of the cylindrical body has a structure that can be detached from the mold body, and resin is injection-molded from a gate provided at one end in the longitudinal direction of the mold.
  • An injection molding method is considered in which after the molding, the cylindrical body is removed from the column while remaining attached to the column, and then the column and the injection cylindrical body are separated in a separate step.
  • an injection cylinder can be manufactured with a certain degree of dimensional accuracy.
  • the column and the mold body are not integrated, that is, they are not completely fixed. May not be obtained.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line X--X 'of FIG. 1A.
  • a so-called X-line is generated at the part where the resin on the back of the gate merges, and this part is a cylindrical body obtained because the mechanical strength is lower than other parts. Gives undesired results.
  • thermopick liquid crystal resin This tendency is due to the fact that the resin itself is difficult to orient, but the fibrous or acicular filler is mixed, so that the orientation of the filler makes it easier to orient the thermoplastic resin composition or the resin itself melts. This is remarkable in the case of a resin or a resin composition which tends to orient in the flowing direction at the time of melting, such as a so-called thermopick liquid crystal resin.
  • An object of the present invention is to solve these problems of the prior art, and to provide a long cylindrical body having a substantially uniform wall thickness and capable of being formed with high dimensional accuracy, and an injection molding method thereof.
  • thermotropic liquid crystal resin is used as a synthetic resin, and that the cavity for forming the cylindrical body inside a molding die is used.
  • a slidable holding member is fitted into the column that forms the inside of the cylindrical body, and the holding member is formed by moving the holding member with the introduced molten resin, or one of the cylindrical cavities.
  • the cylindrical body of the present invention is characterized in that the surface is smooth, the thickness in the circumferential direction and the longitudinal direction is substantially uniform, and is obtained by injection molding made of a thermoplastic resin.
  • the tubular body of the present invention is characterized in that at least the fracture surface near the gate shows a spiral shape and is obtained by injection molding made of a thermoplastic resin.
  • This cylindrical body cracks by an appropriate impact fracture method, for example, a falling weight impact test, and when the fracture surface is observed, the fracture line shows a spiral shape. This spiral pattern is particularly noticeable near the gate.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of the tubular body 3 made of the thermotropic liquid crystal polyester resin of the present invention.
  • the tubular body of the present invention is long. Specifically, it is necessary that the LZD is 2 or more and the thickness in the circumferential and longitudinal directions is substantially uniform. If L is less than 2, If it does not perform its function as a cylindrical body, and the wall thickness is not uniform, the cylindrical body will be warped or distorted, causing problems. Therefore, the meaning of “substantially” here means that the material is uniform to the extent that such deformation does not occur.
  • L / D is preferably 5 or more, and more preferably in the range of 5 to 1000.
  • An injection molding method is employed for producing the cylindrical body of the present invention.
  • various methods for molding synthetic resin such as extrusion molding, hollow molding, injection molding, and compression molding.
  • injection molding is required.
  • Other methods are not appropriate.
  • the cylindrical body of the present invention can be formed into a cylindrical body having a triangular or square cross section other than the cylindrical body, and is basically formed in the same manner as the case of the cylindrical body.
  • the size is not particularly limited, and it can be formed from a small one having a length (L) of several centimeters to a large one exceeding one meter.
  • the thickness can be as thin as 1 mm or less, or as thick as several centimeters.
  • Both ends of the cylinder can be open and both ends can be closed. Further, a deformed cylindrical body having a flange, a gear, or the like at one end or both ends or a body portion can be formed.
  • the gear body 4 serves to transmit power when this cylindrical body is used, and is usually attached to the end of the cylindrical body 3 as shown in FIG.
  • One or more flanges 5 are attached to the end or body of the tubular body 3, and when this tubular body is used for a tubular body of OA equipment, paper, film, sheet, belt, etc. Work as a guide.
  • the shape is generally circular as shown in Fig. 5, but square and elliptical shapes are also possible.
  • the shaft body 6 is attached to the end of the tubular body 1 as shown in FIG. 6, and is usually used as a drive shaft for rotating the tubular body. Since it is manufactured by injection molding, this variant cannot be integrally attached, unlike the former two. If shafts are to be attached to both ends, one of the shafts is separately molded and attached by gluing, welding or mechanical joining means.
  • the synthetic resin used in the present invention is not particularly limited as long as it is a thermoplastic synthetic resin. Polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, and polybutene; polystyrene resins; polyvinyl chloride resins; aliphatic polyamide resins such as nylon 6 and nylon 66; aromatic polyamide resins such as polyphthalamide; and polycarbonate.
  • Polycarbonate resin such as carbonate resin, polyethylene terephthalate / polybutylene terephthalate, polyoxymethylene resin, polyphenylene ether resin, polyurethane resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin flum, polyphenylene sulfa
  • Thermotropic liquid crystal resins such as amide resin, polyketone resin, thermotropic liquid crystal polyester resin, polyacrylate resin, polyimide resin, polyamide imide resin, fluorine resin and the like can be listed.
  • Suitable thermoplastic resins are heat-resistant, high-melting-point, and high-rigidity thermoplastic resins having a melting point of 160 ° C or more, preferably 190 ° C or more, and are called engineering plastics.
  • thermoplastic resin Is a thermoplastic resin.
  • aliphatic polyamide resins such as nylon 6 and nylon 66 and aromatic polyamide resins such as polyphthalamide, polycarbonate resins, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, and polyether resins Oxymethylene resin, Polyphenylene ether resin, Polyurethane resin, Polysulfone resin, Polyethersulfone resin, Polyphenylene sulfide resin, Polyketone resin, Thermoto pick-up liquid crystal polyester resin, Polyarylate resin, Polyimide Resin and a polyimide imide resin.
  • thermo port pick-up liquid crystal resin is convenient for obtaining a molded body as a mechanical part because a cylindrical body with high dimensional accuracy can be obtained.
  • These synthetic resins can be used in combination of two or more kinds or other polymers such as rubber. At this time, it is preferable to use a compatibilizer for improving the compatibility of each component. Further, these synthetic resins can be chemically modified and used.
  • thermotropic liquid crystal resin referred to here is a thermoplastic that exhibits optical anisotropy when melted. Is a fusible polymer that is soluble. Polymers that exhibit optical anisotropy when melted have the property that polymer molecular chains take a regular parallel arrangement in the melted state. The properties of the optically anisotropic molten phase can be confirmed by a normal polarization inspection method using a crossed polarizer.
  • a liquid crystalline polyester, a liquid crystalline polyester imide, and the like specifically, (whole) aromatic polyester, polyester amide, polyester carbonate, and the like can be mentioned.
  • a thermopick liquid crystal polyester resin which is included in the category of the polyester of the present invention as long as it contains a plurality of ester bonds in the molecule.
  • Further preferred polyesters are aromatic polyesters.
  • thermopick liquid crystal polyester resin preferably used in the present invention, a part of one polymer chain is composed of a segment of a polymer forming an anisotropic molten phase, and the remaining part is composed of an anisotropic molten phase. Also included are polymers composed of segments of polymers that do not form. In addition, a compound obtained by combining a plurality of thermopic pick liquid crystal polyester resins is also included.
  • thermotropic liquid crystal polyester resin examples include:
  • aromatic dicarboxylic acid compounds include terephthalic acid, 4,4′-diphenyldicarboxylic acid, 4,4′-triphenyldicarboxylic acid, and 2,6-naphthic acid.
  • aromatic hydroxycarboxylic acid compound examples include aromatic hydroxycarboxylic acids such as 4-hydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthoic acid, and 6-hydroxy-1-naphthoic acid; Methyl-4-hydroxybenzoic acid, 3,5-dimethyl-4-hydroxybenzoic acid, 2,6-dimethyl-4-hydroxybenzoic acid, 3-methoxy-4-hydroxybenzoic acid, 3,5-dimethoxy-4-hydroxybenzoic acid, 6 —Hydroxy-5-methyl-2-naphthoic acid, 6-hydroxy-5-methoxy-2-naphthoic acid, 2-chloro-4-hydroxybenzoic acid, 3-chloro-4-hydroxybenzoic acid, 2,3-dichloro-4-hydroxybenzoic acid, 3,5-dichloro-4-hydroxybenzoic acid, 2,5-dichloro-4-hydroxybenzoic acid, 3-promo Alkyl of aromatic hydroxycarboxylic acids such as 4-
  • aromatic diol 4,4'-dihydroxydiphenyl, 3,3'-dihydroxydiphenyl, 4,4'-dihydroquintriphenyl, hide mouth quinone, resorcinol, 2,6-naphthalenediol, 4, 4'-dihydroxydiphenyl ether, bis (4-hydroxyphenyloxy) ethane, 3,3 'dihydroxydiphenyl ether, 1,6-naphthalenediol, 2,2-bis (4 -Hydroxyphenyl) propane, bis (4-hydroxyphenyl) Aromatic diol such as methane or chlorohydroquinone, methyldihydroxyquinone, t-butylhydroquinone, phenylhydroquinone, methoxyhydroquinone, phenoxyhydroquinone, 4-chlororesorcinol, Alkyl, alkoxy or halogen-substituted aromatic dials such as 4-methylresorc
  • aromatic dithiol examples include benzene-1,4-dithiol, benzene-1,3-dithiol, 2,6-naphthalene dithiol, and 2,7-naphthalene dithiol.
  • aromatic thiophenol examples include 4-mercaptophenol, 3-mercaptophenol, 6-mercaptophenol and the like.
  • aromatic thiol carboxylic acid examples include 4-mercaptobenzoic acid, 3-mercaptobenzoic acid, 6-mercapto-12-naphthoic acid, and 7-mercapto-12-naphthoic acid.
  • aromatic hydroxyamine and aromatic diamine compounds include 4-aminophenol, N-methyl-1-aminophenol, 1,4-phenylenediamine, and N-methyl-1,4-phenylamine. Rangeamine, N, ⁇ '-dimethyl-1,4-phenylenediamine, 3-aminophenol, 3-methyl-4-aminophenol, 2-chloro-4-aminophenol, 4-amino-1-naphthol, 4-amino 4'-hydroxydiphenyl, 4-amino-4'-hydroxydiphenyl ether, 4-amino-4'-hydroxydiphenylmethane, 4-amino-4'-hydroxydiphenyl sulfide, 4,4'diamino Phenylsulfide (thiodianiline), 4,4 'diaminodiphenylsulfone, 2,5-diaminotoluene, 4,4'-ethylenedianiline, 4,4' diamine Jifuenokishe Tan,
  • thermopic picked liquid crystal polyester resin used in the present invention can be produced from the above monomers by various ester forming methods such as a melt acidilysis method and a slurry polymerization method.
  • thermotope pick liquid crystal polyester suitable for use in the present invention That of the resin is about 2000 to 20000, preferably about 4000 to 100000.
  • the molecular weight can be measured, for example, by measuring the terminal groups of the compressed film by infrared spectroscopy. GPC, which is a general measurement method involving solution formation, can also be used.
  • thermotropic liquid crystal polyester resins obtained from these monomers an aromatic polyester or copolyester which is a (co) polymer containing a monomer unit represented by the following general formula (1) as an essential component is preferable. It is preferable that the monomer unit contains about 30 mol% or more. More preferably, it contains about 50 mol% or more.
  • a particularly preferred aromatic polyester of the present invention is a copolyester represented by the following formula (2) having a repeating unit of a structure derived from each of three compounds of p-hydroxybenzoic acid, phthalic acid and biphenol. .
  • the repeating unit of the structure derived from Bif X-Nol of the copolyester represented by the following formula (2) may be a copolyester partially or wholly substituted with a repeating unit derived from dihydroxybenzene. it can.
  • it is a copolyester represented by the following formula (3) having a repeating unit having a structure derived from two types of compounds, p-hydroquinbenzoic acid and hydroxynaphthalenecarboxylic acid.
  • thermopic picked liquid crystal polyester resin used in the present invention may be used alone, but two or more of them can be used in combination.
  • thermoplastic resin Various additives can be added to the thermoplastic resin according to the purpose.
  • inorganic fillers kaolin, clay, talc, mica (muscovite, phlogopite), vermiculite, highly dispersible gay acid, calcium gayate, feldspar powder, acid clay, porcelain clay, gay sand, sericite, Sillimanite, bentonite, glass flake, glass powder, glass beads, slate powder, silicates and other silicates, glass fiber, carbon fiber, metal fiber, ceramic fiber, holon fiber, barium titanate, calcium carbonate, calcium sulfate, water Magnesium oxide, silica, alumina, barium sulfate, barium carbonate, magnesium carbonate, dolomite, titanium oxide, zinc oxide, iron oxide, ferrite, molybdenum sulfide, pearlite powder, baking stone, hydrated alumina, alumina, oxide Antimony, magnesium oxide, titanium oxide , Oxygen carrier, amorphous silica, quartz powder, flint quartz, silica sand, di
  • these inorganic fillers those having a fibrous or acicular shape such as glass fiber, carbon fiber, acicular calcium carbonate, acicular calcium sulfate and various whiskers, that is, an aspect ratio (particle length) Is larger than the value obtained by dividing by the diameter).
  • the aspect ratio is preferably 5 or more, and more preferably 10 or more. This is because the higher the aspect ratio, the higher the effect on strength, rigidity, dimensional accuracy, and heat resistance.
  • These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more. Further, in order to improve the dispersibility and physical properties of the synthetic resin, a surface treatment agent such as a force coupling agent is used.
  • the blending amount of the inorganic filler with respect to the thermoplastic resin is It is preferably 5 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight. If the amount is less than 5 parts by weight, the effect of improving strength, rigidity, dimensional accuracy, and heat resistance may not be exhibited. If the amount exceeds 80 parts by weight, moldability may be significantly impaired.
  • antioxidants antioxidants, ultraviolet absorbers, light stabilizers, metal deactivators, etc.
  • pigments dyes, plasticizers, oils, lubricants, nucleating agents, antistatic agents, flame retardants, etc. Used for convenience.
  • the cylindrical body of the present invention When the cylindrical body of the present invention is used with a gear body, a flange body, a shaft body, or the like attached thereto, it often comes into contact with or slides with other members, so that it can withstand this as a material. You may be asked to respond.
  • a slidability improving material such as the above fillers, especially carbon fiber, talc, calcium sulfate, molybdenum sulfide, etc., and another synthetic resin, such as a fluorine-based resin, are blended with the synthetic resin. It is preferable to use one with improved sliding characteristics.
  • the amounts of these components are the same as those of the above-mentioned inorganic fillers.
  • the cylindrical body made of the thermoplastic resin may be used as the heating body.
  • the tubular body of the present invention can be used for various heating tubular bodies, for example, a heating roll and the like.
  • one method of forming a heated cylindrical body is to mix a conductive filler in addition to the above-described various additives to a thermoplastic resin cylindrical body and generate heat by energizing the cylindrical body. Molding from the composition.
  • the volume resistivity of the composition 1 0- 3 ⁇ 1 0 7 ⁇ ⁇ cm, preferably 1 0 - is required to be in the range of 1 ⁇ 1 0 3 ⁇ ⁇ cm , and departing from the scope of this In such a case, a good heating element cannot be obtained.
  • It is also desirable heat deflection temperature measured in accordance with AS TM is 1 1 0 ° C under a load of 1 8. 6 k gZ cm 2.
  • conductive filler fibrous, flake, or particulate fillers can be used.
  • fibrous materials include carbon fiber (PAN-based and pitch-based), metal fiber (mild steel, stainless steel, copper and its alloys, aluminum and its alloys, lead), metallized glass fiber (nickel, copper, and aluminum in glass fiber) , Silver, etc.) or nickel-coated carbon fiber.
  • Flake and fibrous materials include multi-metal powders (iron, copper, aluminum, silver, gold, nickel, zinc, brass, lead, stainless steel) and their flakes, various carbon powders (ketjen black, SRF carbon) , Graphite, activated carbon, etc.), carbon microballoons, glass flakes coated with metal such as nickel, silver, copper, and the like.
  • a preferred conductive filter is a fine particle having a particle diameter of 150 / zm or less, a flake or a fibrous material having a fiber system of 150 / m or less, more preferably a particle diameter or a fiber.
  • the amount of the conductive filler is preferably 2 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermopick liquid crystal resin. More preferably, it is 5 to 60 parts by weight. If the amount is less than 2 parts by weight, the volume resistivity of the cylindrical body will be high, and if it exceeds 100 parts by weight, the production of the composition will be difficult, and the mechanical properties will also decrease.
  • thermoplastic resin tubular body of the present invention can be obtained by injection molding a thermoplastic resin as described above or a composition in which an additive is mixed with the resin.
  • a protective film of a silicone resin-based paint may be provided on the surface of these thermoplastic resin tubular bodies.
  • a silicone resin-based paint a paint having a heat resistance of 300 ° C. or more is preferably used.
  • the thermopick liquid crystal resin is generally chemically stable, when a film of another material is formed on the surface of the cylindrical body made of the thermopick liquid crystal resin, the thermopick liquid crystal resin is used. Since little chemical bonding force could be expected between the resin and the film, peeling occurred. However, it has been found by the present inventors that the silicone resin-based coating material is tightly bound to the thermopic-opened liquid crystal resin cylindrical body.
  • silicone resin paint is based on siloxane (S i-0-S i)
  • This is a paint made by dissolving in an organic solvent such as xylene as a base an initial condensate of a silicone resin in which an organic group is bonded to a gayne atom.
  • the organic group includes an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group, a hydrogen atom and the like, and is usually a methyl group or a phenyl group. The higher the phenyl group content, the better the heat resistance.
  • silicone resin In addition, using a functional group (silanol group or alkoxy group, etc.) of the silicone resin or by simply mixing, it is modified with an alkyd resin, epoxy resin, phenol resin, melamine resin, acrylic resin, polyester resin, etc. Modified silicone resins are also included. When higher heat resistance is required, those based on pure silicone type silicone resin are preferred.
  • condensation type As a curing method, there are a condensation type, a platinum addition type and a peroxide polymerization type, and a condensation type is generally used. Naphthenates and amines such as cobanoleto, zinc, manganese and iron are used as curing catalysts.
  • the silanol group (Si-OH) or alkoxy group is dehydrated or dealcoholized (condensed) by heat or a catalyst to form a siloxane bond, which leads to curing.
  • the heat resistance of the silicone resin paint can be improved by blending a heat-resistant pigment, aluminum powder, graphite, ceramic powder, etc., and these are blended in an amount of 1 to 50% by weight based on the silicone resin.
  • a preferred silicone resin paint in the present invention is a paint containing such an inorganic filler.
  • a specific method of forming a protective film of a silicone resin-based paint is to dilute the silicone resin-based paint using a thinner or a lacquer as a diluent.
  • the dilution ratio is 30 to 45% for spray coating and 10 to 20% for brush or roller coating.
  • Using this diluted solution apply it to the desired thickness, for example, 5 to 50 m, preferably 10 to 25 ⁇ m, using a spray, brush, roller, etc., on the surface of the liquid crystal resin tubular body with a thermo opening. and dried at about 2 0 e C, and cured further by baking at 1 7 0 ⁇ 1 8 0 e C optionally durability, improve chemical resistance.
  • a metal coating may be applied to the outer surface of the cylindrical body of the present invention.
  • a metal coating There are various methods for applying a metal coating. Specifically, methods such as electroless plating (chemical plating), electrolytic plating, sputtering, and vapor deposition are generally used. Among these, in the case of the above-mentioned applications requiring durability, an electrolytic plating method or an electroless plating method in which a relatively strong film is formed is preferable, and an electrolytic plating method is most preferable.
  • the cylindrical body is first degreased with an organic solvent, a surfactant or the like. Usually, this is followed by etching with a concentrated solution of sodium hydroxide and sulfuric acid.
  • electroless plating is performed through each of the conditioning, catalyst application, and activation steps. Thereafter, electroplating is performed as necessary. Copper, nickel, chromium and the like are generally used as the metal used for the electroless plating. Of these, nickel and chromium are preferable for applications requiring slidability. There are many types of metals used in the electroplating method, and examples include copper, nickel, chromium, gold, silver, tin-lead alloy, and the like. The thickness of the plating metal layer by the plastic plating method is generally in the range of 200 to 100 m.
  • Sputtering method for example, 1 X 1 0- between cathode and anode in 3 ⁇ 2 X 1 0- 4 T 0 in a high vacuum of rr, to generate the applied glow one discharge a high voltage of, for example, 10,000 volts or more, thus By doing so, the cathode metal is scattered, and the scattered metal is deposited on the surface of the cylindrical body of the thermopick liquid crystal resin to form a metal film.
  • An inert gas such as argon is also used.
  • metals there are many kinds of metals to be used, and in addition to copper, gold, chromium, aluminum and the like, a coating of an oxide of a metal such as tin oxide and indium oxide can be formed.
  • Examples of the vapor deposition method include a vacuum vapor deposition method and a chemical vapor deposition method.
  • Vacuum evaporation method for example 1 X 1 0 _ 3 ⁇ 1 X 1 0 - under high vacuum of 4 T orr about, by heating a deposition material, thereby depositing metal on the cylindrical surface is again substrate table surface
  • a metal film is formed on the surface of the cylindrical body, and aluminum or the like is used as the metal.
  • a metal or metal oxide is vaporized and sent to a reaction chamber, and a metal or metal oxide is deposited on the surface of the cylindrical body in a state close to a thermodynamic equilibrium state to form these films.
  • the substance to be precipitated include metals such as boron, oxides such as silica and alumina, carbides such as gay carbide, and nitrides such as gay nitride.
  • an ion plating method or the like may be used in which the evaporated particles of the base material from the evaporation source are ionized in plasma under a high vacuum, and the ions are adhered and coated.
  • a method for generating plasma there are a DC excitation method in which a DC electric field is applied, and a high-frequency excitation method in which a high-frequency electric field is applied. Either method is adopted.
  • the thickness of a film formed by a sputtering method, an evaporation method, an ion plating method, or the like is generally about 200 to 100 OA.
  • FIG. 7 shows a top view and a cross-sectional view of a mold for molding the cylindrical body of the present invention.
  • the molten resin fed from the injection unit of the injection molding machine through the sprue 7 and the runner 8 flows from the gate 2 provided at one end in the longitudinal direction of the mold to the cavity 1 from the lower part of the cylinder. Into the tank and is filled upward.
  • a column 11 for forming the inner surface of the cylindrical body is incorporated in the mold.
  • the mold has a pair of structures (fixed mold 9 and movable mold 10; in rare cases, an intermediate plate may be inserted between them).
  • a recess is formed in each of them to form the outside of the tubular body.
  • the fixed mold 9 can also be a moving mold.
  • traces (parting lines) of the mating surfaces of both molds may remain on the surface of the tubular body and impair the appearance.
  • the auxiliary type (cylindrical structure) for forming the outside of the cylindrical body should be incorporated into the fixed type 9 and the movable type 10 and injection After that, it is possible to adopt a method in which the auxiliary mold is released together with the mold and the column 11 for forming the inside of the cylindrical body with the auxiliary mold is separately removed.
  • the column 11 may be integrally attached to the fixed type 9 or the movable type 10, but a mechanism for removing the cylindrical body must be provided with the die, which complicates the structure. However, it takes a long time to remove the mold, which is not preferable. Therefore, it is preferable to have a structure that can be detached from the column 11 type main body.
  • the cylinder 3 is removed from the mold body without being fixed to the mold body, so that the cylindrical body 3 can be removed together with the pillar body 11 after molding, and then the pillar body 11 can be removed separately. It is easy to remove the male mold.
  • a pressing member 12 slidable in the cavity forming the cylindrical body 3 inside the molding die is fitted to the column 11 forming the inside of the cylindrical body.
  • the pressing material 12 is molded while being moved by the introduced molten resin (thermoplastic resin).
  • FIG. 8 is a schematic sectional view showing such a preferred injection molding method of the present invention. Since the pressing member 12 has an effect of holding the column 11 in the mold while the molten resin is being introduced, the column is not displaced, and a cylindrical body with good dimensional accuracy can be obtained.
  • FIG. 8 shows a circular pressing member because it is an example of a cylindrical member, but in the case of a cylindrical member other than a cylinder, a pressing member corresponding to the cross-sectional shape is used.
  • the holding member 12 is fitted to the column 11 to such an extent that the molten resin does not leak from the gap where it is fitted.
  • the molten resin injected from the gate fills the inside of the mold while progressing inside the mold in a state of flowing flow.
  • the front of the funnt flow is the melt tip.
  • the molten resin is simply injected into the mold from a gate located on one end face of the mold for injection molding.
  • the mold is formed while the formation of the melt front of the foam flow is suppressed.
  • the inside is filled with molten resin.
  • the cylindrical body 3 of the present invention particularly has a surface roughness of the surface in contact with the mold. Is improved.
  • injection molding it is often thought that the surface roughness of a molded body obtained from a place where a resin is filled in a mold corresponds to the surface roughness of the mold.
  • a molded product having a roughness much lower than the roughness of the inner surface of the mold, that is, a rough surface can be obtained.
  • thermoplastic resins especially thermopick liquid crystal resins, are not limited to conventional injection molding methods. It was not obtained.
  • a cylindrical body 3 having an extremely smooth surface can be obtained.
  • a cylindrical body having a surface roughness substantially corresponding to the roughness of the inner surface of the mold can be obtained.
  • the inner surface of the mold is mirror-finished
  • molding by the method of the present invention gives a surface roughness of 4 m or less, preferably 3 m or less as Rmax.
  • the surface roughness of a mirror-finished mold is also 5 m or more.
  • the surface roughness is measured by a surface analyzer (SurfaceAnalyzezer) under the conditions of a stylus diameter: 1 ⁇ m, a scanning speed: 0. SmmZsec, and a load: 0.07 gf.
  • the cylindrical body of the present invention is a molded body having an extremely smooth surface, it is easy to coat the surface with various coating materials. As a result, a film-formed body having a smooth surface is obtained. preferable. Further, the peel strength of the coating is improved.
  • the fitting position of the pressing member 12 is not particularly limited, but is preferably as close to the gate 2 as possible to obtain a cylindrical body with higher dimensional accuracy.
  • the fitting to the column 12 can be done manually, but can also be automated using a robot.
  • the presser member 12 to be fitted has a little resistance to the movement thereof during the molding, because the surface of the cylindrical body after the molding is smooth. This tendency is particularly large when a thermopick liquid crystal polyester resin is used as the synthetic resin. If the presser moves easily, flow patterns will appear on the surface. Therefore, the one that has a little resistance to the movement of the holding material is molded while the resin is filled firmly, The surface becomes smooth. For this purpose, the holding material must be in close contact with the column and / or mold (fixed and movable).
  • the material of the holding member 12 is generally resin or metal.
  • the resin-made holding member for example, it is preferable to cut a tubular body (pipe) formed according to the present invention and use this as a holding member, since there is considerable sliding resistance. This is the case where the pipe removed from the mold after molding can be fitted to the column 11.
  • the thermo-portable liquid crystal resin preferably the thermo-portable liquid crystal polyester resin, is characterized by low molding shrinkage and the ability to form a cylindrical body exactly according to the dimensions of the mold. It is preferable to cut the tubular body and use it as a holding member.
  • the metal holding member may be the same as the material of the mold body, but since the mold may be damaged, it is preferable to use a metal having a lower hardness than the mold. Suitable materials include gunmetal, Mayu, copper, aluminum, duralumin, and the like.
  • a groove 13 is provided in the vertical direction of the holding member 12 as shown in FIG. 9 (a).
  • the grooves are finer and the number is easier to close.
  • a circular panel 14 that fits into a groove 9 provided in the lateral direction of the holding member as shown in FIGS. 9B to 9C is inserted. This can be done by putting on a rubber band. Since the circular panel is fitted into the groove, it does not hinder the movement of the pressing member.
  • the holding member When such a tightened circular panel is used, the holding member is provided with a vertical groove, so that the holding member is tightened and the diameter of the holding member is reduced. As a result, the pressing member is closely fitted to the column 11 and the pressing member moves while having resistance.
  • an expanding circular panel may be used instead of the tightening circular panel.
  • the holding member is provided with a vertical groove, so that the holding member extends and the diameter of the holding member increases.
  • the pressing member comes into contact with the fixed die 9 and the movable die 10 in pressure contact, and the pressing member moves with resistance.
  • the shape of the pressing member may be any shape as long as it corresponds to the mold, for example, a ring shape or a cylindrical shape as shown in FIGS. 8 to 9, all of which are moved by the injected or inflowing resin. is there.
  • an appropriate moving means for example, a mechanism in which a pressing material is connected to a hydraulic piston, and the pressing material is moved by adjusting the piston while synchronizing with the speed of the molten resin flow flowing through the pressing material. It is also possible.
  • FIG. 10 is a schematic sectional view showing an injection molding method for such a cylindrical body.
  • the molten resin fed from the injection unit of the injection molding machine through the sprue 7 and the runner 8 flows from the gate 2 through the lower part of the cylinder, and is filled upward.
  • a column 11 for forming the inner surface of the tubular body (the tubular body 3 and the flanged body 5) is incorporated in the mold.
  • the pressing member for forming a cylindrical body having a flange-shaped body has a width equal to or larger than the width of the flange.
  • the width of the holding member is smaller than the width of the flange, the holding member moves easily in the flange when the holding member is pressed by the resin and rises. As a result, a cylindrical body with excellent dimensional accuracy can be obtained. There is a possibility.
  • thermopick liquid crystal resin particularly the thermopick liquid crystal polyester resin
  • the dimensional accuracy is good, so that the column 11 can be easily pulled out.
  • FIG. 9 is a sectional view schematically showing a mold used in the present invention.
  • the figure shows a state in which the mold is closed.
  • this mold is a mold used for injection molding in which a synthetic resin material is injected into a mold cavity 1 through a gate 2 to manufacture a pipe.
  • a mold body 16 provided with a long cylindrical space 15 without seams formed by drilling for molding, and it is possible to insert into and remove from this cylindrical space 15
  • a pillar 1 1 that forms a cavity 1 with the mold body to form the inner surface of the cylindrical body, and a gate 2 is provided at the lower end of the cylindrical space 15.
  • the mold is opened and closed so that the pipe formed from the part is discharged from the cylindrical space 15.
  • the mold body 16 has a fixed part (mold) 9 and a space forming part in which a cylindrical space 15 is formed.
  • Left moving part (type) 10 that has 17 and can move in the left and right direction, 10 that can move in the left and right direction, closes the lower end of the cavity 1, and fixes and supports the column 11 in the recess 18
  • a lower moving unit 19 and an upper moving unit 20 that can move in the left-right direction and close the upper end of the cavity 1 are provided.
  • the fixed part 9 is provided with a sprue 17, a runner 8 is formed between the fixed part 9 and the left moving part 10 and the lower moving part 19, and the gate 2 is formed with the left moving part 10 and the lower part. It is formed between the moving part 19.
  • the lower moving portion 19 is moved right and left by the piston, cylinder and unit 21, and is fixed by the piston, cylinder and unit 22 during molding.
  • the upper moving part 20 has a hole 23 for inserting and removing the column 11 and a hole 24 for inserting a member for pushing out a formed pipe, and each hole has a cylindrical shape. It is moved right and left by piston, cylinder and unit 25 so as to be located at the upper end of the space 15.
  • the column 11 is moved up and down by the mechanism 26, inserted into the cylindrical space 15 and taken out therefrom.
  • the lower moving section 19 is moved rightward to the fixing section 9 and fixed to the fixing section 9 by the piston 'cylinder' unit 22.
  • the left moving unit 10 is moved rightward to be fixed to the lower moving unit 19 and the fixed unit 9.
  • the upper moving portion 20 is moved to position the hole 23 at the upper end of the cylindrical space 15, and the column 11 is inserted into the cylindrical space 15 through the hole 23, and the concave portion 18 is formed.
  • the lower end of the column 11 is fixed, and the upper end of the column 11 is fixed by the hole 23.
  • the thermoplastic resin is injected into the cavity 1 through the sprue 7, the runner 8, and the gate 2 to be solidified.
  • the column 11 is pulled out through the hole 23, and the left moving section 10 is moved to the left.
  • the piston / cylinder unit 22 is moved downward, and the lower moving member 19 is moved leftward.
  • the solidified thermoplastic resin in the lower end of the solidified cylindrical body in the cylindrical space 15 and the gate 2, the runner 8, and the sprue 7 are released.
  • the tubular body and the solidified thermoplastic resin may fall by their own weight, but if not, move the upper moving member 20 to the left and place the hole 31 on the upper end of the cylindrical space 4.
  • At least the side surface of the pipe is formed by a seamless cylindrical space 15 formed by drilling, so that a seamless pipe is formed on the side surface and at the time of forming.
  • the cavities are not deformed, and pipes having constant dimensions over the entire length can be obtained.
  • the column 11 was pulled out from the pipe and taken out, and then the mold was opened to discharge the pipe from the cylindrical space 15. This can be done simply and independently of the separate process.
  • the upper moving part 20 closing the upper end part of the cylindrical space 15 is movable, but instead, the upper moving part 20 is integrally fixed to the left moving part 10. May be. In that case, the holes 24 are unnecessary.
  • the number of gates is not limited to one, and two or more gates may be provided at symmetrical positions.
  • the column 11 is fixed by inserting a holding member 12 having a ring-shaped cross-section substantially identical to the cross-section of the cavity 1 into the lower end of the cavity 1 before injection, and then injecting the thermoplastic resin. Is fixed by this pressing member 12 which moves upward.
  • the length can be adjusted by inserting a member having a cross section substantially the same as the cross section of the cavity 1 into the cavity 1.
  • the concave portion 18 is provided on the lower moving member 19, but a concave portion may be provided from the lower moving member 19 to the fixed portion 9 instead.
  • a concave portion may be provided from the lower moving member 19 to the fixed portion 9 instead.
  • thermoplastic resin when injected into a mold forming a cylindrical cavity to form a cylindrical body, a gate located at one end of the cylindrical cavity is used. , With respect to the longitudinal direction of the cylindrical cavity. The resin is injected at an oblique angle as described above.
  • the injection molding mechanism consists of the injection molding machine nozzle (the tip of the extruder), the sprue 7 (the part to be joined to the injection molding machine nozzle), the runner 8 (the molding material It consists of a main passage leading from the roof to the cavity, a gate 2 (an inlet for the molten resin to flow into the cavity), and a cavity 1.
  • the injected resin proceeds in this order.
  • a mechanism without sprue or runner called sprueless or runnerless is also included in the present invention.
  • Gates generally include sprue gates, pinpoint gates, edge gates, disk gates, ring gates, tunnel gates, submarine gates, film gates, rectangular gates, and cylindrical gates.
  • a gate having a structure such that a resin flows in from the entire periphery of the cavity, such as a disk gate or a ring gate is preferable.
  • any gate can be used as long as the resin can flow into the cavity with a certain flow direction.
  • a sprue gate, a pin point gate, an edge gate, a tunnel gate ( For example, gates selected from sub-marine gates), film gates, rectangular gates, columnar gates, etc. are used.
  • gates with a relatively small area of cross-section can be easily formed with a resin in a certain direction.
  • a gate having a function of flowing into the inside for example, a tunnel gate (for example, a submarine gate), a rectangular gate, or a columnar gate is preferable.
  • FIGS. 12 to 14 show the respective gates 2. In FIGS.
  • the minimum area of the cross section in the direction perpendicular to the flow direction of the resin flowing through the gate is 0.01 to: I 00 mm 2 , preferably 0.02 to 50 mm 2 Range.
  • the length of the gate in the flow direction is 0.5 to 3 Omm, preferably 1 to 2 Omm.
  • the position of the gate 2 is provided at one end in the longitudinal direction of the cavity 1 forming the columnar body, for example, as shown in FIGS. If it is an edge, it can be either the top or the bottom. In any case, the resin should flow obliquely from one end to the other end. For example, when a gate is provided in the middle of the longitudinal direction, the resin flowing from the gate is split at the gate portion, goes around the cavity and joins on the opposite side of the cavity, thereby generating a weld line. The occurrence of such cold is not preferable because the mechanical strength of the cylindrical body is reduced.
  • the gate flows so that the direction of the resin flowing from the gate is at an angle of 5 ° or more with respect to the longitudinal direction of the cavity forming the cylindrical body (the central axis of the cylindrical body as a product). It is important to provide With this configuration, the resin that has flowed obliquely from the end of the cavity spirally moves while rotating around the core in the cavity forming the cylindrical body, and moves through the cavity into one end on the gate side. Will be filled sequentially. In this way, the cylindrical body, which is a cylindrical body obtained because the resin spirals in the cavity, does not have a uniform resin orientation direction, and as a result, vertical cracks and the like may occur. Few. In addition, no eld portion is generated.
  • the dimensional stability of the molded product is improved by employing such a molding method. That is, if the resin is simply flowed in parallel to the longitudinal direction from one end of the mold, the coefficient of linear expansion in the circumferential direction is larger than that in the longitudinal direction, and the dimensional stability as a molded body is reduced. However, the difference in linear expansion coefficient between the longitudinal direction and the circumferential direction of the cylindrical body of the present invention is small, and as a result, the dimensional stability (dimensional accuracy) of the molded body is improved.
  • the rotational force of the resin is weak and it is difficult for the inflowing resin to rotate sufficiently to form a spiral. Therefore, it is 5 ° or more, preferably 10 ⁇ or more.
  • the oblique direction includes a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the tubular body (90.). That is, the angle of 90 ° means that the resin flows almost in the tangential direction of the cavity having the annular cross section. Even if the resin flows in the tangential direction in this way (even if it has substantially no longitudinal component as a velocity component of the flowing resin), the resin flowing into the cavity end portion is not moved from one end to the other end portion. The interior of the cavity is filled while rotating in a spiral shape sequentially, so that the effect of the present invention is exhibited. However, if the direction is substantially 90 ° in this way, the mounting position of the gate is not actually at the end of the tubular body, but rather at the side immediately adjacent to the end.
  • the cylindrical body preferably has a smooth surface state, though it depends on its use. Therefore, if there is a gate mark on the side, it is not preferable because removal work such as polishing is required. Therefore, the upper limit of the angle is preferably less than 90 °, more preferably 80 ° or less. This From these, the most preferable angle is 10 to 80 °.
  • one gate may be provided at or near the end, two or more gates are preferably provided as shown in FIG.
  • the resin inflow directions from any of the gates are aligned at the same direction and angle. Further, it is preferable to provide them at positions facing each other on the circumference of the cylindrical body.
  • thermoplastic resin used here examples include the above-mentioned resins, and particularly preferred is a thermoplastic resin called an engineering plastic.
  • a thermotropic liquid crystal resin particularly, a thermotropic liquid crystal polyester resin is used.
  • thermoplastic resin Various additives can be added to the thermoplastic resin according to the purpose. These include the above-mentioned inorganic and organic fillers, pigments, dyes, plasticizers, oils, lubricants, nucleating agents, antistatic agents, flame retardants and the like.
  • the injection molding machine used in the present invention is not particularly limited. Any type of injection molding machine can be used, such as a screen-line type, a pre-plate type, a horizontal type, a vertical type, and a type having a compression mechanism.
  • thermotropic liquid crystal resin particularly a thermotropic liquid crystal polyester resin
  • resin temperature 200 to 420 ° C
  • mold temperature 60 to 170 ° C, more preferably 60 to 170 ° C. 1 3 0 ° C
  • injection pressures 1-2 0 0 1 ⁇ 87: 111 2 suitably be selected from the range of I De velocity 5 ⁇ 5 0 O mm / sec.
  • the thickness is 0.5 mm or more, preferably 1 mm or more and 10 cm or less, and the equivalent diameter is 5 mm or more, preferably 8 mm or more and 100 mm or more. 0 mm or less, and the length is 10 mm or more, preferably 50 mm or more and 10 m or less.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view and a transverse sectional view showing a midpoint gate of a cylindrical cavity.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view and a top view showing a disk gate of a cylindrical cavity.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of the tubular body of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a cylindrical body with a gear body of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of a tubular body with a flange body of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view of a cylindrical body with a shaft according to the present invention.
  • FIG. 7 is a top view and a sectional view of a mold used in the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic sectional view showing an example of the injection molding method of the present invention.
  • FIG. 9 is a side view and a cross-sectional view of a pressing member used in the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic sectional view showing another example of the injection molding method of the present invention.
  • FIG. 11 is a detailed view of a mold used in the present invention.
  • Figure 12 is a vertical sectional view and a top view of a cylindrical cavity tunnel gate (submarine gate).
  • FIG. 13 is a longitudinal sectional view and a top view showing a rectangular gate of a cylindrical cavity.
  • FIG. 14 is a longitudinal sectional view and a top view showing a cylindrical gate of a cylindrical cavity.
  • Figure 15 shows a longitudinal section, top view, and perspective view of a two-point gate in a cylindrical cavity.
  • a metal press material 1 with a mold thickness of 350 mm as shown in Fig. 7 was used. 2 was used for injection molding. After the injection molding, the mold was moved, the mold was removed together with the column 11, the cylindrical body was taken out, and the column 11 was taken out to obtain a cylindrical body.
  • Toshiba Machine's IS-8 injection molding machine 46 Omm
  • the size of the holding material was 2 Omm in outer diameter, 16 mm in inner diameter, 1 Omm in height, and the material of the holding material was gunmetal (an alloy of 90% by weight of copper and 10% by weight of tin).
  • the surfaces of the column 11 and the die were finished without any special treatment, and the surface roughness Rmax thereof was 0.8 / zmm.
  • the surface roughness of the column and the mold in the example and the comparative example are the same.
  • the method for measuring the surface roughness Rmax including the case of measuring the molded article C, is based on the measurement method described in the text.
  • the surface roughness Rmax of the outer surface of the obtained cylindrical body measured in the longitudinal direction was 1.5 to 2.0 / m.
  • Thermotopic liquid crystal polyester resin as a synthetic resin (thermotopic pick liquid crystal copolyester resin having repeating units each derived from phthalic acid / isophthalic acid 4-hydroxybenzoate 4,4-dihydroxydiphenyl, The molar ratio of each was 0.75 0.25Z3Z1, which was determined by observing the optical anisotropy using a polarizing microscope equipped with a hot stage.
  • glass fiber is used for injection molding.
  • Injection molding was performed using a metal presser with a mold having a mold thickness of 35 Omm as shown in FIG. After the injection molding, the mold was moved, the mold was removed together with the column 11, the cylindrical body was taken out, and the column 11 was extracted to obtain a cylindrical body.
  • the same liquid crystal polyester resin as used in Example 2 was used, and a metal mold having a thickness of 35 Omm as shown in FIG. was used for injection molding. After the injection molding, the mold was moved, the mold was removed together with the column 11, the cylindrical body was taken out, and the column 11 was extracted to obtain a cylindrical body.
  • the molding machine used was the same as in Example 2, and the molding temperature, injection speed, and mold temperature were the same as in Example 2.
  • the surface roughness Rmax of the outer surface of the thus obtained cylindrical body measured in the longitudinal direction was in the range of 5 to 10 / m.
  • Example 2 Using 70 parts by weight of polybutylene terephthalate as in Example 1, adding 30 parts by weight of glass fiber thereto, and using a metal holding material with a mold having a mold thickness of 350 mm as shown in FIG. Injection molding. After the injection molding, the mold was moved, the mold was removed together with the column 11, the cylindrical body was taken out, and the column 11 was extracted to obtain a cylindrical body.
  • the molding was performed at a molding temperature of 250 ° C, an injection speed of 10 OmmZs ec, and a mold temperature of 60 ° C using a Toshiba Machine IS-80 injection molding machine (mold clamping stroke 460 mm) as a molding machine.
  • the holding material dimensions were 2 Omm in outer diameter, 16 mm in inner diameter, 1 Omm in height, and the ring material was gunmetal (an alloy of 90% by weight of copper and 10% by weight of tin).
  • the surface roughness Rmax of the outer surface of the thus obtained cylindrical body measured in the longitudinal direction was 1.6 to 2.3 / m.
  • Example 4 Injection molding was performed using a thermo-pic picking liquid crystal polyester resin similar to that in Example 2 and a metal pressing material in a mold having a mold thickness of 35 O mm as shown in FIG. . After the injection molding, the mold was moved, the mold was removed together with the column 11, the cylindrical body was taken out, and the column 11 was extracted to obtain a cylindrical body.
  • a synthetic resin cylindrical body with a flange body having a length of 300 mm, an outer diameter of 16 mm, a wall thickness of 2 mm, and a flange thickness of 2 mm (three flanges) was obtained.
  • the maximum thickness difference of this cylindrical body was 0.1 mm.
  • a molding temperature of 350, an injection speed of 5 Omm / sec, and a mold temperature of 80 ° C was 16 mm in outer diameter, 12 mm in inner diameter, 2 O mm in height, and the ring material was gunmetal (an alloy of 90% by weight of copper and 10% by weight of tin).
  • the surface roughness Rmax of the outer surface of the thus obtained cylindrical body measured in the longitudinal direction was in the range of 0.7 to 0.8 ⁇ m.
  • thermopic pick liquid crystal polyester resin As in Example 2, injection molding was performed using a metal ring with a mold having a mold thickness of 35 O mm as shown in FIG. After the injection molding, the mold was moved, the mold was removed together with the column 11, the cylindrical body was taken out, and the column 11 was taken out to obtain a cylindrical body.
  • the molding temperature was 350 with a Toshiba Machine's IS-80 injection molding machine (clamping stroke 46 O mm). C, the injection speed was 5 Omm / sec, and the mold temperature was 80 ° C.
  • the presser material dimensions were 16 mm in outer diameter, 12 mm in inner diameter, 2 O mm in height, and the ring material was gunmetal (alloy of 90% by weight copper and 10% by weight tin).
  • the surface roughness Rmax of the outer surface of the thus obtained cylindrical body measured in the longitudinal direction was in the range of 0.7 to 0.8 ⁇ m.
  • thermoplastic resin composition was prepared by mixing 70 parts by weight of a tropic liquid crystal polyester resin and 30 parts by weight of conductive carbon black.
  • the volume resistivity of the thermoplastic resin composition was 0. 7 ⁇ ⁇ cm.
  • AS TM D 648 deflection temperature under load was measured in accordance with the under a load of 18. 6 k gZ cm 2 246 ° C.
  • thermoplastic resin composition Using this thermoplastic resin composition, mold thickness as shown in Figure 7
  • Injection molding was performed using a metal ring with a 350 mm mold. After the injection molding, the mold was moved, the mold was removed together with the column 11, the cylindrical body was taken out, and the column 11 was taken out to obtain a heated cylindrical body.
  • 460 mm at a molding temperature of 350 C, an injection speed of 5 OmmZs e c, and a mold temperature of 80.
  • the ring dimensions were 16 mm in inner diameter, 12 mm in inner diameter, 2 Omm in height, and the ring material was gunmetal (an alloy of 90% by weight of copper and 10% by weight of tin).
  • gunmetal an alloy of 90% by weight of copper and 10% by weight of tin.
  • the surface roughness Rmax of the outer surface of the thus obtained cylindrical body measured in the longitudinal direction was in the range of 0.8 to 1.0 / m.
  • thermotropic liquid crystal polyester resin Using the same thermotropic liquid crystal polyester resin as in Example 2, a cylindrical body having a length of 20 Omm, an outer diameter of 2 Omm and a wall thickness of 2 mm was formed by injection molding in exactly the same manner as in Example 2.
  • a silicone resin-based paint (Rock Paint Co., Ltd., trade name: Emiluck 055-0630) was sprayed onto the coating (coating thickness: about 2 O ⁇ m) and dried at room temperature for 20 hours. This was placed in a 25 (TC heating furnace and heated for 1 hour, but no apparent change such as swelling, peeling or discoloration was observed.
  • Example 8 Using a nematic abrasion tester (manufactured by Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.), the coated product was repeatedly rubbed 100 times with a load of 500 g, but no surface defects such as fluffing occurred.
  • the surface roughness Rmax of the outer surface of the thus obtained cylindrical body measured in the longitudinal direction was in the range of 0.8 to 1.0 m.
  • D 10 ⁇ m, and an aspect ratio of 20
  • the molding machine used was IS-80 (trade name) manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.
  • This tubular body was subjected to an etching treatment with 800 gZl of KOH aqueous solution for 7 minutes (TC for 40 minutes. After washing with water, it was additionally described using the following chemicals (all manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd., trade name). Electroless copper plating was applied under the conditions.
  • Conditioner 1 SP (1 50ml Zl, 40 ° C, 40 minutes)
  • Catalyst application Catalyst C (4 Oml / K 23 ° C, 4 minutes)
  • the surface roughness Rmax of the outer surface of the thus obtained cylindrical body measured in the longitudinal direction was in the range of 0.9 to 1.2 / zm.
  • Example 8 Using a composition obtained by mixing 50 parts by weight of calcium carbonate (average particle size: 5 zm) with 100 parts by weight of the same thermotropic liquid crystal polyester resin as in Example 2, a cylindrical body having the same shape as in Example 8 was used. Molded. This cylindrical body was etched in a 300 g / 1 KOH aqueous solution heated to 50 ° C for 10 minutes while applying ultrasonic waves. After washing with water, electroless plating of copper and electrolytic plating of Nigel were performed in the same manner as in Example 8. The surface roughness Rmax of the cylindrical body thus obtained was measured in the longitudinal direction and found to be in the range of 0.9 to 1.2 / zm.
  • FIG. 15 (a) is a cross-sectional view taken along the line X--X 'of FIG. 6 (c)
  • FIG. 6 (b) is a cross-sectional view taken along the line Y--Y' of FIG. 6 (c).
  • FIG. 6D is a perspective view of the mold.
  • two gate 2 (their respective cylindrical gate to each other face located Kiyabiti lower end, the minimum area of the cross section of the direction perpendicular to the flow direction of the resin is 1 0 mm 2, flow gate The length of the gate is 5 mm in the direction), and the flow direction of the resin flowing from the gate is 45 with respect to the longitudinal direction of the cylindrical cavity.
  • a runner 8 communicates with the gate 2, and is connected to a sprue and a nozzle of an injection molding machine.
  • thermotropic liquid crystal polyester resin Using the same thermotropic liquid crystal polyester resin as in Example 2, a composition comprising 100 parts by weight of this thermotropic liquid crystal polyester resin and 30 parts by weight of glass fiber was mixed using the above mold. Injection molding was performed by a conventional method. After molding, a cylindrical product was protruded to obtain a cylindrical body with high dimensional accuracy.
  • the falling weight impact value was determined for the obtained cylindrical body. That is, when a 1 kg weight was dropped from one end (gate side) of the cylindrical body from a predetermined height and a crack occurred, the height of the weight was 56 cm. . When the fracture surface was observed, the fracture line showed a spiral shape, indicating that the resin was spirally filling the cavity.
  • Example 10 Except for the gate in which the flow direction of the resin from the two gates was at an angle of 0 ° to the longitudinal direction of the cylindrical cavity (that is, parallel to the longitudinal direction and just above the bottom of the cavity), Using the same mold as in Example 10, the same thermotropic liquid crystal polyester resin composition as in Example 10 was injection molded to obtain a cylindrical body. When the falling weight impact value was measured in the same manner as in Example 10, it was 28 cm, which was lower than the value of Example 10. Observation of the fracture surface showed that the fracture line was a straight line parallel to the longitudinal direction.
  • the minimum area of the cross section of the perpendicular two gate 2 (their respective cylindrical gate in positions facing each other in Kiyabiti lower end, the flow direction of the resin is 1 0 mm 2, flow direction of the gate The length of the gate is 5 mm.)) Is provided, and the flow direction of the resin flowing from the gate is 45 with respect to the longitudinal direction of the cylindrical kyat. Has made.
  • a composition comprising 100 parts by weight of polybutylene terephthalate and 30 parts by weight of glass fiber (manufactured by Kuraray Co., Ltd., trade name: Hauser R-130) was constantly prepared using the above mold. Injection molding. After molding, a cylindrical product was protruded and a cylindrical body was obtained with high dimensional accuracy.
  • the falling weight impact value was determined for the obtained cylindrical body. That is, when a 1 kg weight was dropped from one side (gate side) of a cylindrical body from a predetermined height and a crack occurred, the height of the weight was found to be 59 cm. . When the fracture surface was observed, the fracture line showed a spiral shape, indicating that the resin was spirally filling the cavity.
  • Example 2 Except for the gate in which the flow direction of the resin from the two gates was at an angle of 0 ° to the longitudinal direction of the cylindrical cavity (that is, parallel to the longitudinal direction and just above the bottom of the cavity), Using the same mold as in Example 2, the same polybutylene terephthalate composition as in Example 2 was injection molded to obtain a cylindrical body.
  • the cylindrical body of the present invention is long and has a substantially uniform wall thickness, it is used in many fields such as rollers for machines and electric appliances, various pipes, containers such as tea caddies, and the like. You.
  • thermopick liquid crystal resin preferably the thermopick liquid crystal polyester resin
  • the thermopick liquid crystal resin has good molding fluidity, high dimensional accuracy, and extremely high heat resistance, and is therefore a cylindrical body made of these resins. Is generally suitable for mechanical parts that may be exposed to high temperatures.
  • various heating rollers can be obtained by using a heating cylindrical body.
  • a protective film of a silicone resin paint on the cylindrical body, properties such as heat resistance, abrasion resistance, chemical resistance, and weather resistance are improved.
  • a metal coating to the cylindrical body, the sliding property and durability of the surface are good.
  • electrolytic plating of nickel or chromium further improves structural strength and rigidity.
  • the injection molding method of the present invention since a relatively long cylindrical body made of synthetic resin is manufactured by injection molding, a product having excellent dimensional accuracy can be efficiently molded. At this time, by using the holding member, a cylindrical body having particularly excellent wall thickness accuracy can be formed.
  • thermoplastic resin which is easy to be oriented is injection-molded, a homogeneous cylindrical body having high weld line strength and low mechanical cracking with little vertical cracking can be obtained.
  • thermoplastic resin composition in which the resin itself is difficult to orient and the fibrous or acicular filler is blended, and the orientation of the filler makes it easier to orient the resin itself when melted.
  • the effect of the present invention is remarkably exhibited in the case of a resin or a resin composition which is easy to be oriented in the flow direction at the time of melting, such as a so-called thermo-pic liquid crystal resin which is easy to melt.

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Description

明細書 筒状体およびその射出成形方法
[技術分野]
本発明は電気 ·電子部品、 自動車部品、 機械部品等の分野で有用なサーモト口 ピック液晶樹脂からなり、 肉厚が実質的に均一である長尺筒状体およびその射出 成形方法に関する。 ここでいう長尺とは具体的には長さ (L) と断面積に相当す る径 (D) (以下、 相当径という) の比 (L/D) が 2以上であることを意味 し、 また該相当径 (D) とは、 断面の形状が円を持つ円筒状体の場合は円の外径 であり、 断面が三角や四角といつた円以外の形状を持つ筒状体の場合は下記式で 表される。
D = 4 S /A
S :筒状体の外側がつくる断面積
A:筒状体の外側の周長
[背景技術]
合成樹脂製の筒状体、 特にロールやパイプのような長尺筒状体 (以下、単に筒 状体という) は様々な分野で使用されている。 これらの多くは押出法により形成 されている。 そして、 近年コピー機やプリンタ一等の事務機のロールや機械部品 としてのパイプ等機械部品としては軽量化の要求が高まり、 合成樹脂製で寸法精 度の高い筒状体が求められている。
しかし、 押出成形では厚みゃ径などの寸法が精度高く得ることが困難であり、 射出成形法を用いたほうが適当ではある。 しかしながら、 射出成形による場合は 以下のような問題点がある。
すなわち、一般の射出成形機では製品を金型から離脱させるために突き出しピ ンを用いるが、 これは成形機の型締め機構の移動方向と同方向に作動する。 従つ て金型内における筒状体の配置方向はその中心軸の方向を型締め機構の移動方向 と同じにする必要がある。 射出成形機の大きさは成形物の大きさに合わせること が好ましく、 筒状体では型締め機構の移動量の限界により脱型できない場合が生 し 00
このように L/Dの大きい筒状体を射出成形する場合は、 筒状体の中心軸の方 向が型締め機構の移動方向と直角にすることが好ましい。
しかし、 この場合、 中心軸の方向は水平でも鉛直でもまたその中間でも構わな いが、 筒状体の内面を形成する柱体 (雄型) を保持する機構および筒状体を脱型 する方向が複雑となり経済的でない。 このためには、 筒状体の内面を形成する柱 体 (雄型) を金型本体より離脱可能な構造とし、 金型の長尺方向の一端に設けた ゲートから樹脂を射出成形し、 射出成形後に筒状体が柱体に付いたまま脱型し、 その後別工程で柱体と射出筒状体を分離する射出成形方法が考えられる。
その結果、 一応の寸法精度でもって射出筒状体が製造され得る。 しかしなが ら、 この場合、 柱体と金型本体とが一体化されていない、 すなわち完全に固定化 されていないため射出時に流入する溶融樹脂の圧力により柱体が動いて寸法精度 のよい筒状体が得られないことがある。 すなわち、 さらに寸法精度良く生成でき る射出成形方法が求められている。
また、 従来のこの射出成形の金型としては、 図 1 ( a ) および (b ) に示すよ うな筒状キヤビティ 1の中間点に設けた流入孔 (ゲート) 2から溶融樹脂を射出 する方法がある。 なお、 同図において、 図 1 ( b ) は図 1 ( a ) の X— X' 部分 の断面図である。 し力、し、 この方法ではゲート裏面の樹脂が合流する部位にいわ ゆるゥ Xルドラインが生じ、 この部分は他の部分と比較して機械的強度が低下す るために得られた筒状体は好ましくない結果となる。
このようなウエルドラインの発生を防止するべく、 図 2 ( a ) および (b ) の ような筒状キヤビティ 1の全周にわたってゲート 2が設けられたいわゆるディス クゲートを用いる射出成形方法がある。 この方法では、 確かにウエルドラインの 発生は防止できるが、 しかし、 金型内へ射出する溶融樹脂が、 その流動する方向 (射出方向) に配向しやすいような材料の場合、 ディスクゲートでは樹脂が射出 方向に揃って配向する結果、 得られた筒状体は樹脂の流動方向に裂け易いという 機械的欠陥を生じる。 例えば、 柱状キヤビティの一端からディスクゲートで射出 して得られた筒状体は、 竹のように縦割れし易いものとなる。 かかる傾向は、 樹脂それ自身は配向し難くとも繊維状あるいは針状充填剤が配 合されることにより、 該充填剤の配向により配向し易くなった熱可塑性樹脂組成 物や、 樹脂それ自身が溶融時に配向し易いいわゆるサーモト口ピック液晶樹脂の ような溶融時に流動方向に配向し易い樹脂または樹脂組成物の場合に著しい。
[発明の開示]
本発明は、 これら従来技術の課題を解消し、 肉厚が実質的に均一で、 寸法精度 よく成形し得る長尺な筒状体およびその射出成形方法を提供することを目的とす 。
本発明者等は、 筒状体における上記のような状況を鑑み種々検討した結果、 合 成樹脂としてサーモトロピック液晶樹脂を用いること、 並びに成形用金型の内部 の該筒状体を形成するキヤビティの中で摺動可能な押え材を、 筒状体の内側を形 成する柱体に嵌合し、 導入された溶融樹脂により該押え材を移動させながら成形 するか、 もしくは筒状キヤビティの一方の端に位置するゲートから、 該筒状キヤ ビティの長手方向に対して 5 ° 以上の斜めの角度をもつて樹脂を射出することに より上記課題を解決し、 本発明に至った。
すなわち、 本発明の筒状体は、 表面が平滑で周方向および長手方向の肉厚が実 質的に均一であり、 熱可塑性樹脂からなる射出成形により得られることを特徴と する。
また、 本発明の筒状体は、 少なくともゲート付近における破断面が螺旋状を示 し、 熱可塑性樹脂からなる射出成形により得られることを特徴とする。 この筒状 体は適宜の衝撃破壊方法、 例えは落錘衝撃試験により割れを生じさせ、 その際の 破断面を観察すると、 破断ラインは螺旋状を示す。 この螺旋状模様は特にゲート 付近に顕著に見られる。
以下、 本発明を図面により詳細に説明する。
図 3は、 本発明のサーモトロピック液晶ポリエステル樹脂からなる筒状体 3の 一例を示す斜視図である。
本発明の筒状体は長尺である。 具体的には、 その LZDが 2以上で周方向お よび長手方向の肉厚が実質的に均一である必要がある。 Lノ Dが 2未満であると 筒状体としての機能を果たさず、 肉厚が不均一であると筒状体が反ったり、 ゆが んだりして不都合を生じる。 従ってここでいう 「実質的」 の意味は、 このような 変形を起こさない程度に均一であることを表す。 L/Dは好ましくは 5以上、 さ らに好ましくは 5〜1 0 0 0の範囲である。
本発明の筒状体を製造するには射出成形方法が採用される。 合成樹脂の成形法 には押出成形、 中空成形、 射出成形、 圧縮成形等各種のものがあるが、 異形体と —体成形するためや寸法精度の良い筒状体を得るためには、 射出成形以外の方法 は適切でない。
本発明の筒状体は、 円筒状体以外に断面が三角や四角の筒状体を成形すること も可能であり、 基本的には円筒の場合と同様に成形される。 その大きさも特に限 定されず長さ (L) が数センチメートル程度の小さいものから 1メートルを超え る大型のものまで成形可能である。 肉厚も 1 ミリメートル以下の薄いものから数 センチメートルの厚肉のものまで成形可能である。 また筒の両端は両方開放され ているもの、 および一方が塞がれているものどちらも可能である。 さらに片端あ るいは両端あるいは胴部に鍔や歯車等が付いた異形体の筒状体も成形可能であ る。
本発明で筒状体と一体に成形される異形体は各種の形状のものがあるが、 代表 的なものとして歯車体、 鍔状体、 軸状体がある。
歯車体 4は、 この筒状体を使用する際、 動力の伝達作用をするものであり、 通 常は図 4に示すように筒状体 3の端部につけられる。
鍔状体 5は、 筒状体 3の端部あるいは胴部に 1個ないし複数個付けられ、 この 筒状体を O A機器の筒状体等に使用する場合、 紙、 フィルム、 シート、 ベルト等 のガイドとして働くものである。 形状としては図 5に示されるように円形が一般 的であるが角型や楕円形型も可能である。
軸状体 6は、 図 6に示すように筒状体 1の端部に付けられるもので、 通常は筒 状体を回転させる場合の駆動軸として用いられる。 射出成形で製造されるためこ の異形体は、 前 2者と異なり複数個一体的につけることはできない。 両端に軸状 体を付けたい場合には、 一方の軸を別途成形し、 接着あるいは溶着または機械的 な接合手段で取り付ける。 本発明に使用する合成樹脂は、 熱可塑性合成樹脂であれば特に限定されない。 ポリェチレン、 ポリプロピレン、 ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂、 ポリス チレン系樹脂、 ポリ塩化ビニル系樹脂、 ナイロン 6やナイロン 6 6等の脂肪族ポ リアミ ド系樹脂およびポリフタルアミ ド等の芳香族ポリアミ ド系樹脂、 ポリカー ボネート系樹脂、 ポリエチレンテレフタレートゃポリブチレンテレフタレート等 のポリエステル系樹脂、 ポリオキシメチレン系樹脂、 ポリフヱニレンエーテル系 樹脂、 ポリウレタン系樹脂、 ポリサルホン系樹脂、 ポリエーテルサルホン系樹 fl旨、 ポリフヱニレンサルファィ ド系樹脂、 ポリケトン系樹脂、 サーモトロピック 液晶ポリエステル樹脂等のサーモトロピック液晶樹脂、 ポリァリレート系樹脂、 ポリイミ ド系樹脂、 ポリアミ ドイミ ド系樹脂、 フッ素系樹脂等が列挙できる。 好 適な熱可塑性樹脂は、 融点が 1 6 0 °C以上、 好ましくは 1 9 0 °C以上の耐熱性、 高融点でかつ高剛性の熱可塑性樹脂であり、 いわゆるエンジニアリングプラスチ ックと称される熱可塑性樹脂である。 具体的にはナイロン 6やナイロン 6 6等の 脂肪族ポリアミ ド系樹脂およびポリフタルアミ ド等の芳香族ポリアミ ド系樹脂、 ポリカーボネート系榭脂、 ポリエチレンテレフタレートゃポリブチレンテレフタ レート等のポリエステル系樹脂、 ポリオキシメチレン系樹脂、 ポリフヱニレン エーテル系樹脂、 ポリウレタン系樹脂、 ポリサルホン系樹脂、 ポリエーテルサル ホン系樹脂、 ポリフヱニレンサルファイド系樹脂、 ポリケトン系樹脂、 サーモト 口ピック液晶ポリエステル樹脂、 ポリアリレート系樹脂、 ポリイミ ド系樹脂、 ポ リアミ ドイミ ド系樹脂が挙げられる。 このうちでも筒状体を成形する場合には流 動性の優れた合成樹脂が必要となり、 薄肉流動性の特に優れたサーモト口ピック 液晶樹脂、 さらに好ましくはサーモトロピック液晶ポリエステル樹脂が好適であ る。 サーモト口ピック液晶樹脂を使用するならば、 寸法精度の高い筒状体が得ら れるために機械部品としての成形体を得るのに好都合である。
これら合成樹脂は 2種類以上をあるいはゴム等の他のポリマーを混合して用い ることができる。 この際に、 各成分の相溶性を向上させるための相溶化剤を用い ることが好ましい。 またこれら合成樹脂を化学的に変性して用いることもでき る。
ここでいうサーモトロピック液晶樹脂は、 溶融時に光学的異方性を示す熱可塑 性である溶融可能なポリマーである。 このように溶融時に光学的異方性を示すポ リマーは、 溶融状態でポリマー分子鎖が規則的な平行配列をとる性質を示す。 光 学的異方性溶融相の性質は、 直交偏光子を利用した通常の偏光検査法により確認 することができる。
例えば、 液晶性ポリエステル、 液晶性ポリエステルイミ ド等、 具体的には (全) 芳香族ポリエステル、 ポリエステルアミ ド、 ポリエステルカーボネート等 が挙げられる。 好ましくはサーモト口ピック液晶ポリエステル樹脂であって、 分 子内にエステル結合を複数個含む限り本発明のポリエステルの範疇に含まれる。 さらに好ましいポリエステルは、 芳香族ポリエステルである。
本発明において好ましく用いられるサーモト口ピック液晶ポリエステル樹脂に は、 一つの高分子鎖の一部が異方性溶融相を形成するポリマーのセグメン卜で構 成され、 残りの部分が異方性溶融相を形成しないポリマーのセグメントから構成 されるポリマーも含まれる。 また、 複数のサーモト口ピック液晶ポリエステル樹 脂を複合したものも含まれる。
サーモトロピック液晶ポリエステル樹脂を構成するモノマーの代表例として は、
(a) 芳香族ジカルボン酸の少なくとも 1種、
( b ) 芳香族ヒドロキシカルポン酸系化合物の少なくとも 1種、
(c) 芳香族ジオール系化合物の少なくとも 1種、
(d) (d,) 芳香族ジチオール、 (d2) 芳香族チオフ ノール、 (d3) 芳香族チォ -ルカルボン酸化合物の少なくとも 1種、
(e) 芳香族ヒ ドロキシァミン、 芳香族ジァミン系化合物の少なくとも 1 種、
等が挙げられる。
これらは単独で構成される場合もあるが、 多くは (a) と (c) 、 (a) と (d) 、 (a) , (b) と (c) 、 (a) , (b) と (e) 、 あるいは (a) , (b) , (c) と (e) 等の様に組合せて構成される。
上記 (a) 芳香族ジカルボン酸系化合物としては、 テレフタル酸、 4, 4' 一 ジフエニルジカルボン酸、 4, 4' 一トリフエニルジカルボン酸、 2, 6—ナフ タレンジカルボン酸、 1, 4一ナフタレンジカルボン酸、 2, 7—ナフタレンジ カルボン酸、 ジフエニルエーテル一 4, 4' ージカルボン酸、 ジフエノキシエタ ン—4, 4' ージカルボン酸、 ジフエノキシブタン一 4, 4' —ジカルボン酸、 ジフエニルェタン一 4, 4' ージカルボン酸、 イソフ夕ル酸、 ジフエニルエーテ ルー 3, 3' —ジカルボン酸、 ジフエノキシェタン一 3, 3' ージカルボン酸、 ジフエニルェタン一 3, 3' ージカルボン酸、 1, 6—ナフタレンジカルボン酸 のごとき芳香族ジカルボン酸またはクロロテレフタル酸、 ジクロロテレフタル 酸、 プロモテレフタル酸、 メチルテレフタル酸、 ジメチルテレフタル酸、 ェチル テレフタル酸、 メ トキシテレフタル酸、 エトキシテレフタル酸等、 上記芳香族ジ カルボン酸のアルキル、 アルコキシまたはハロゲン置換体が挙げられる。
(b) 芳香族ヒドロキシカルボン酸系化合物としては、 4ーヒドロキシ安息香 酸、 3—ヒドロキシ安息香酸、 6—ヒドロキシー 2—ナフトェ酸、 6—ヒドロキ シー 1一ナフトェ酸等の芳香族ヒドロキシカルボン酸または 3—メチルー 4ーヒ ドロキシ安息香酸、 3, 5—ジメチルー 4ーヒドロキシ安息香酸、 2, 6—ジメ チルー 4ーヒドロキシ安息香酸、 3—メ トキシー 4ーヒドロキシ安息香酸、 3, 5—ジメ トキシー 4ーヒドロキシ安息香酸、 6—ヒドロキシー 5—メチルー 2— ナフトェ酸、 6—ヒドロキシー 5—メ トキシー 2—ナフトェ酸、 2—クロロー 4 ーヒドロキシ安息香酸、 3—クロロー 4—ヒドロキシ安息香酸、 2, 3—ジクロ ロー 4ーヒドロキシ安息香酸、 3, 5—ジクロロー 4ーヒドロキシ安息香酸、 2, 5—ジクロロー 4ーヒドロキシ安息香酸、 3—プロモー 4ーヒドロキシ安息 香酸、 6—ヒドロキシー 5—クロロー 2—ナフトェ酸、 6—ヒドロキシーアーク ロロ一 2—ナフトェ酸、 6—ヒドロキシー 5, 7—ジクロロー 2—ナフトェ酸等 の芳香族ヒドロキシカルボン酸のアルキル、 アルコキシまたはハロゲン置換体が 挙げられる。
(c) 芳香族ジオールとしては、 4, 4' ージヒドロキシジフエニル、 3, 3 ' ージヒドロキシジフエニル、 4, 4' ージヒドロキントリフエニル、 ハイド口 キノン、 レゾルシン、 2, 6—ナフタレンジオール、 4, 4' —ジヒドロキシジ フエニルエーテル、 ビス (4ーヒドロキシフエノキシ) ェタン、 3, 3' ージヒ ドロキシジフエニルエーテル、 1, 6—ナフタレンジオール、 2, 2—ビス (4 ーヒ ドロキシフエニル) プロパン、 ビス (4—ヒ ドロキシフエニル) メタン等の 芳香族ジオールまたはクロロハイドロキノン、 メチルノヽイ ドロキノン、 tーブチ ルハイドロキノン、 フヱニルハイドロキノン、 メ トキシハイドロキノン、 フエノ キシハイ ドロキノン、 4一クロロレゾルシン、 4ーメチルレゾルシン等の芳香族 ジォ一ルのアルキル、 アルコキシまたはハロゲン置換体が挙げられる。
(d.) 芳香族ジチオールとしては、 ベンゼン一 1, 4ージチオール、 ベンゼン 一 1, 3—ジチオール、 2, 6—ナフタレンージチオール、 2, 7—ナフタレン ージチオール等が挙げられる。
(d2) 芳香族チオフヱノールとしては、 4一メルカプトフエノール、 3—メル カプトフヱノール、 6—メルカプトフヱノール等が挙げられる。
(d3) 芳香族チオールカルボン酸としては、 4一メルカプト安息香酸、 3—メ ルカプト安息香酸、 6—メルカプト一 2—ナフトェ酸、 7—メルカプト一 2—ナ フトェ酸等が挙げられる。
(e) 芳香族ヒドロキシァミン、 芳香族ジァミン系化合物としては、 4一アミ ノフエノール、 N—メチル一4ーァミノフエノール、 1, 4一フエ二レンジアミ ン、 N—メチルー 1, 4一フエ二レンジァミン、 N, Ν' 一ジメチルー 1, 4一 フエ二レンジァミン、 3—ァミノフエノール、 3—メチルー 4一アミノフヱノー ノレ、 2—クロロー 4ーァミノフエノール、 4ーァミノ一 1一ナフトール、 4ーァ ミノー 4' ーヒドロキシジフエニル、 4一アミノー 4' ーヒドロキシジフエニル エーテル、 4一アミノー 4' ーヒドロキシジフエニルメタン、 4一アミノー 4' ーヒ ドロキシジフヱニルスルフイ ド、 4、 4' ージアミノフヱニルスルフイ ド (チォジァニリン) 、 4, 4' ジアミノジフエニルスルホン、 2, 5—ジァミノ トルエン、 4, 4' 一エチレンジァニリン、 4, 4' ージアミノジフエノキシェ タン、 4, 4' ージアミノジフエニルメタン (メチレンジァニリン) 、 4, 4' ージアミノジフヱニルエーテル (ォキシジァ二リン) 等が挙げられる。
本発明で用いるサーモト口ピック液晶ポリエステル樹脂は、 上記モノマーから 溶融ァシドリシス法ゃスラリ一重合法等の多様なエステル形成法等により製造す ることができる。
分子量としては、 本発明に用いるに好適なサーモト口ピック液晶ポリエステル 樹脂のそれは、 約 2 0 0 0〜 2 0 0 0 0 0、 好ま しく は約 4 0 0 0〜 100000である。 かかる分子量の測定は、 例えば圧縮フィルムについて赤外 分光法により末端基を測定して求めることができる。 また溶液形成を伴う一般的 な測定法である GPCによることもできる。
これらのモノマーから得られるサーモトロピック液晶ポリエステル樹脂のうち 下記一般式 (1) で表わされるモノマー単位を必須成分として含む (共) 重合体 である芳香族ポリエステルまたはコポリエステルが好ましい。 該モノマー単位は 約 30モル%以上含むものが好ましい。 より好ましくは、 約 50モル%以上含む ものである。
Figure imgf000011_0001
。普 CO (1)
本発明の特に好ましい芳香族ポリエステルは、 p—ヒドロキシ安息香酸、 フタ ル酸およびビフヱノールの 3種の化合物からそれぞれ誘導される構造の繰返し単 位を有する下記式 (2) で表わされるコポリエステルである。 この下記式 (2) で表されるコポリエステルのビフ Xノールから誘導される構造の繰り返し単位 は、 その一部または全部をジヒドロキシベンゼンから誘導される繰り返し単位で 置換されたコポリエステルであることもできる。 あるいは、 p—ヒドロキン安息 香酸およびヒドロキシナフタリンカルボン酸の 2種の化合物からそれぞれ誘導さ れる構造の繰返し単位を有する下記式 (3) で表わされるコポリエステルであ る。
(2)
Figure imgf000011_0002
Figure imgf000012_0001
本発明で用いるサーモト口ピック液晶ポリエステル樹脂は単独でもかまわない が、 それら 2種以上を混合して使用することができる。
熱可塑性樹脂には目的に応じて種々の添加物を配合することができる。
無機充填剤としては、 カオリン、 クレー、 タルク、 雲母 (白雲母、 金雲母) 、 バーミキユラィト、 高分散性ゲイ酸、 ゲイ酸カルシウム、 長石粉、 酸性白土、 口 ゥ石クレー、 ゲイ砂、 セリサイ ト、 シリマナイト、 ベントナイト、 ガラスフレー ク、 ガラス粉、 ガラスビーズ、 スレート粉、 シラン等のゲイ酸塩、 ガラス繊維、 炭素繊維、 金属繊維、 セラミックス繊維、 ホロン繊維、 チタン酸バリウム、 炭酸 カルシウム、 硫酸カルシウム、 水酸化マグネシウム、 シリカ、 アルミナ、 硫酸バ リウム、 炭酸バリウム、 炭酸マグネシウム、 ドロマイ ト、 酸化チタン、 酸化亜 鉛、 酸化鉄、 フェライト、 硫化モリブデン、 パライト粉、 焼き石育、 水和アルミ ナ、 アルミナ、 酸化アンチモン、 酸化マグネシウム、 酸化チタン、 酸化亜船、 不 定形シリカ、 石英粉、 フリント石英、 シリカサンド、 ケイソゥ土、 ホワイ ト力一 ボン、 ウォラストナイ ト、 ホロンナイ トライ ト、 窒化ゲイ素、 カーボンブラッ ク、 黒鉛、 木粉、 各種ウイスカー、 金属粉、 ガラス状炭素等が例示される。 これら無機充填剤の中でもガラス繊維、 炭素繊維、 針状炭酸カルシウム、 針状 硫酸カルシウムや各種のウイスカ一等の繊維状、 針状の形状を持った、 すなわち ァスぺクト比 (粒子の長さを径で除した数値) が高いものが好ましい。 ァスぺク ト比は 5以上が好ましく、 1 0以上がさらに好ましい。 これアスペク ト比が大き いほうが強度,剛性、 寸法精度、 耐熱性に対する向上効果が高いからである。 これらの無機充填剤は単独で使用しても複数を混合して使用してもよい。 また 合成樹脂への分散性や物性を良くするために力ップリング剤等の表面処理剤を使 用することも行われる。
本発明において、 熱可塑性樹脂に対する無機充填剤の配合量は、 合成樹脂 1 0 0重量部に対し 5〜8 0重量部が好ましい。 5重量部未満では強度 ·剛性、 寸法精度、 耐熱性に対する向上効果が発現しない場合があり、 8 0重量部を超え ると成形性が著しく損なわれる場合がある。
また、 各種安定剤 (酸化防止剤、 紫外線吸収剤、 光安定剤、 金属不活性化剤 等) 、 顔料、 染料、 可塑剤、 オイル、 滑剤、 造核剤、 帯電防止剤、 難燃剤等が適 宜用いられる。
本発明の筒状体は、 歯車体、 鍔状体、 軸状体等が取り付けられて使用され場合 には、 他の部材と接触、 摺動する場合が多いため、 材料としてこれに耐えるよう な対応を求められることがある。 この場合には、 合成樹脂に対し摺動性向上材、 例えば上記の充填剤、 特に炭素繊維、 タルク、 硫酸カルシウム、 硫化モリブデン 等を、 また他の合成樹脂、 例えばフッ素系の樹脂等を配合し摺動特性を向上した ものを用いることが好ましい。 これらの配合量は、 上記無機充填剤の配合量と同 様 C、あ 。
本発明では、 この熱可塑性樹脂からなる筒状体を加熱体としてもよい。 このよ うな加熱体とすることによって、 本発明の筒状体は、 各種の加熱筒状体、 例えば 加熱ロール等に使用できる。
このように加熱筒状体とする 1つの方法は、 熱可塑性樹脂の筒状体に前記した 種々の添加剤の他に、 導電性フィラーを配合して、 該筒状体を通電により発熱す る組成物から成形することである。 この組成物の体積抵抗率は、 1 0—3〜1 0 7 Ω · c m、 好ましくは 1 0 - 1〜 1 0 3 Ω · c mの範囲にあることが必要であり、 こ の範囲を逸脱した場合には、 良好な加熱体となり得ない。 また、 A S TMに準じ て測定した荷重たわみ温度が 1 8. 6 k gZ c m2の荷重下で 1 1 0 °Cであること が望ましい。
ここで用いられる導電性フィラーとしては、 繊維状、 フレーク状、 粒子状等の ものが使用できる。
繊維状のものとしては、 炭素繊維 (P AN系、 ピッチ系) 、 金属繊維 (軟鋼、 ステンレス、 銅およびその合金、 アルミニウムおよびその合金、 鉛) 、 メタライ ズドガラス繊維 (ガラス繊維にニッケル、 銅、 アルミニウム、 銀等をコーティン グしたもの) 、 またはニッケルコートした炭素繊維等が挙げられる。 フレーク状、 繊維状のものとしては、 多種金属粉 (鉄、 銅、 アルミニウム、 銀、 金、 ニッケル、 亜鉛、 真鍮、 鉛、 ステンレス) およびそれらのフレーク、 各 種炭素粉末 (ケッチェンブラック、 S R Fカーボン、 グラフアイ ト、 活性炭 等) 、 カーボンマイクロバルーン、 ニッケル、 銀、 銅等の金属コートしたガラス フレーク等が挙げられる。
ここにおいて、 好ましい導電性フイラ一は、 粒子径が 1 5 0 /z m以下の微粒 状、 フレーク状や繊維系が 1 5 0 / m以下の繊維状のもので、 より好ましくは粒 子径または繊維径が 1 0 0 // m以下のケッチェンブラック、 アセチレンブラッ ク、 炭素繊維、 ステンレス (繊維、 粉体、 フレーク) 、 アルミニウム (繊維、 粉 体、 フレーク) からなる 1種または 2種以上である。
また、 導電性フィラーの配合量は、 サーモト口ピック液晶樹脂 1 0 0重量部に 対して 2〜1 0 0重量部であることが好ましい。 さらに好ましくは 5〜6 0重量 部である。 配合量が 2重量部未満では、 筒状体の体積抵抗率が高くなり、 また 1 0 0重量部を超えると組成物の製造が困難となり、 また機械的特性も低下す る。
また、 熱可塑性樹脂からなる筒状体を加熱筒状体とする他の方法は、 該筒状体 の表面に、 通電により発熱する導電性膜をコーティングすることである。 このよ うな導電性膜としてニクロム線、 カンタル線、 I T O等の被膜が挙げられる。 本発明の熱可塑性樹脂筒状体は、 上述したような熱可塑性樹脂もしくは該樹脂 に添加剤を配合した組成物を射出成形することにより得られる。
本発明では、 これらの熱可塑性樹脂筒状体の表面にシリコーン樹脂系塗料の保 護膜を設けてもよい。 このようなシリコーン樹脂系塗料としては 3 0 0 °C以上の 耐熱性を有するものが好ましく用いられる。 上述のように、 サーモト口ピック液 晶樹脂は、 一般に化学的には安定であるので、 サーモト口ピック液晶樹脂からな る筒状体表面に他の材料の被膜を形成する際、 サーモト口ピック液晶樹脂と該被 膜間には化学的な結合力は余り期待できず、 剥離等が生じていた。 しかしなが ら、 本発明者等によって、 シリコーン樹脂系塗料がサーモト口ピック液晶樹脂筒 状体に密に結合することが知見されたものである。
ここで、 シリコーン樹脂塗料とは、 シロキサン (S i - 0 - S i ) を骨格とし てゲイ素原子に有機基が結合しているシリコーン樹脂の初期縮合物をべ一スと し、 キシレン等の有機溶剤に溶解させてなる塗料である。 この有機基には、 アル キル基、 ァリール基、 アルケニル基、 水素原子等があるが、 通常は、 メチル基ま たはフエニル基である。 フヱニル基含量の多いほうが耐熱性が向上する。 また、 シリコーン樹脂の官能基 (シラノール基またはアルコキシ基等) を利用して、 ま たは単に混合することによりアルキッ ド榭脂、 エポキシ樹脂、 フヱノール樹脂、 メラミン樹脂、 アクリル樹脂、 ポリエステル樹脂等で変性された変性シリコーン 樹脂も含まれる。 より高い耐熱性が要求される場合には、 純シリコーンタイプの シリコーン樹脂をベースとするものが好ましい。
硬化の形式としては、 縮合型、 白金付加型または過酸化物重合型があるが、一 般には縮合型が用いられる。 コバノレト、 亜鉛、 マンガン、 鉄等のナフテン酸塩や アミン類が硬化触媒として使用される。 熱や触媒によりシラノール基 (S i— O H) やアルコキシ基が脱水、 あるいは脱アルコール (縮合) してシロキサン結 合を形成して硬化に至る。
シリコーン樹脂塗料は、 耐熱顔料、 アルミニウム粉末、 グラフアイト、 セラミ ックス粉末等を配合することにより耐熱性を向上することができ、 これらはシリ コーン樹脂に対して 1〜5 0重量%配合される。 本発明において好ましいシリ コ一ン樹脂塗料は、 このような無機フィラ一を配合した塗料である。
塗布に先立っては、 必要ならば脱脂等の前処理を行う。 しかしながら、 この場 合でも通常の合成樹脂塗料の前処理と同様で充分である。 塗布も、 常法に従い容 易に塗布することができる。
具体的なシリコーン樹脂系塗料の保護膜形成方法は、 希釈剤としてシンナー、 ラッカーを用い、 シリコーン樹脂系塗料を希釈する。 希釈割合は、 スプレー塗り の場合には 3 0〜4 5 %、 ハケ、 ローラー塗りの場合は 1 0〜2 0 %である。 こ の希釈溶液を用い、 サーモト口ピック液晶樹脂筒状体の表面に、 スプレー、 ハ ケ、 ローラー等によって所望厚み、 例えば 5〜5 0 m、 好ましくは 1 0〜2 5 〃mの厚みに塗布し、 2 0 eC程度で乾燥、 硬化し、 さらに所望により 1 7 0〜 1 8 0 eCで焼き付けることによって、 耐久性、 耐化学薬品性を向上させる。 通常の合成樹脂塗料は、 有機物からなるが故に熱分解し、 その結果、 耐熱性が 低い。 しかしながら、 シリコーン樹脂塗料は、 高温になると無機質の塗膜に変換 するので耐熱性がかえって向上する。 サーモト口ピック液晶樹脂は有機高分子の 中でも最も耐熱性が高く、 通常の合成樹脂塗料ではその耐熱温度には耐えられな い。 しかしながら、 サーモト口ピック液晶樹脂の筒状体にシリコーン樹脂塗膜を 形成することにより、 サーモトロピック液晶樹脂筒状体の加熱高温時においてシ リコーン樹脂はその一部または全部が無機質に変換し、 塗料の耐熱性がさらに向 上することになる。
また、 本発明の筒状体の外表面に、 金属被膜を施してもよい。 金属被膜を施す 方法には種々のものがある。 具体的には、 無電解メツキ (化学メツキ) 、 電解メ ツキ、 スパッタリング、 蒸着等の方法が一般的である。 これらの内、 耐久性が要 求される前述の用途の場合には、 比較的強固な被膜が形成される電解メツキ法ま たは無電解メツキ法が好ましく、 電解メツキ法が最も好ましい。
メツキの工程は、 従来公知のプラスチックメツキ方法が採用することができ る。 一般的にはまず筒状体を有機溶剤、 界面活性剤等で脱脂処理する。 通常はこ の後水酸化ナトリウムゃ硫酸の濃厚溶液でエッチング処理する。
次にコンディショニング、 触媒付与および活性化工程の各工程を経て無電解メ ツキを行う。 この後、 必要に応じて電解メツキを行う。 無電解メツキに使用され る金属としては銅、 ニッケル、 クロム等が一般的であるが、 このうち摺動性が求 められる用途にはニッケルやクロム等が好ましい。 電解メツキに使用される金属 は多種あり、 例として銅、 ニッケル、 クロム、 金、 銀、 錫一鉛合金等が挙げられ る。 プラスチックメツキ法によるメツキ金属層の厚さは、 一般には 2 0 0 A〜 1 0 0 0 mの範囲である。
スパッタリング法は、 例えば 1 X 1 0— 3〜2 X 1 0— 4 T 0 r rという高真空中 で陰陽両極間に、 例えば 1万ボルト以上という高電圧を印加しグロ一放電を発生 させ、 かくすることにより陰極金属を飛散させ、 この飛散した金属がサーモト口 ピック液晶樹脂の筒状体表面に沈積し、 金属被膜を形成するものである。 ァルゴ ン等の不活性ガスを共存させることも行われる。 対象となる金属は多種あり、 銅、 金、 クロム、 アルミニウム等の他、 酸化錫や酸化インジウム等の金属の酸化 物の被膜も形成することができる。 蒸着法には真空蒸着法や化学蒸着法等がある。 真空蒸着法は例えば 1 X 1 0 _ 3 〜1 X 1 0 - 4 T o r r程度という高真空下に、 蒸着物質を加熱して、 再び基体表 面である筒状体表面に金属を蒸着させることにより金属被膜を筒状体表面に形成 するものであって、 金属としてはアルミニウム等が使用される。
化学蒸着法は金属や金属の酸化物を気化させ反応室に送り、 熱力学的平衡状態 に近 、状態で筒状体表面に金属や金属の酸化物を析出させて、 これらの被膜を形 成する方法である。 析出する物質としては、 ホウ素等の金属のほか、 シリカ、 ァ ルミナ等の酸化物、 炭化ゲイ素等の炭化物、 窒化ゲイ素等の窒化物等が例示され る。
その他、 高真空下のプラズマ内で蒸発源からの母材料の蒸発粒子をイオン化 し、 該イオンを付着させて被覆を行うイオンプレーティング法等によることもで きる。 プラズマを発生させる方法としては、 直流電界を印加する直流励起法、 高 周波電界を印加する高周波励起法がある。 いずれの方法も採用する。
スパッタリング法、 蒸着法またはイオンプレーティング法等により形成される 被膜の厚さは、 一般には 2 0 0人〜 1 0 0 O A程度である。
次に、 本発明の射出成形方法について説明する。
図 7は、 本発明の筒状体を成形するための金型の上面図および断面図を示した ものである。 図 7に示されるように、 射出成形機の射出ュニッ 卜よりスプルー 7 およびランナー 8を通って送り込まれた溶融樹脂は、 金型長手方向の一端に設け たゲート 2から円筒の下部よりキヤビティー 1内へ流入し、 上方に向かって充填 される。
金型内部には筒状体の内面を形成するための柱体 1 1が組み込まれている。 金型は一般的には筒状体の中心を境にして左右に開く一対構造 (固定型 9およ び移動型 1 0、 希にこの間に中間プレートが入る場合もある) になっており、 各々に筒状体の外側を形成するた のくぼみが形成されている。 固定型 9も移動 する型であることができる。
なお、 両型の合わせ面の痕跡 (パーテイ ングライン) が筒状体表面に残り外観 を損ねることがある。 これを避けるためには、 円筒状体の外側を形成するための 補助型 (円筒構造) を固定型 9および移動型 1 0の中に組み込む構造とし、 射出 後はこの補助型ごと離型し、 別途この補助型と円筒状体の内側を形成するための 柱体 1 1を抜去する等の方式を採用することができる。
柱体 1 1は固定型 9あるいは移動型 1 0に一体的に取付けられたものでもよい が、 筒状体を取り出す機構を金型に付随して設けなくてはならず、 構造が複雑に なり、 また脱型に時間がかかり好ましくない。 従って、 柱体 1 1型本体から脱着 可能な構造とすることが好ましい。 柱体 1 1を型本体に固定化せず、 型本体から 脱着可能とすることにより筒状体 3は成形後、 柱体 1 1と一緒に脱型され、 その 後別途柱体 1 1が抜去されるので雄型の抜去操作が楽である。
し力、し、 この場合、 柱体 1 1は型本体に強固に固定することが困難であり、 溶 融樹脂が流入することにより柱体 1 1がずれて、 寸法精度の良い筒状体が得られ ないことがある。
これを解決するためには、 成形用金型の内部の筒状体 3を形成するキヤビティ の中で摺動可能な押え材 1 2を、 筒状体の内側を形成する柱体 1 1に嵌合し、 導 入された溶融樹脂 (熱可塑性樹脂) により該押え材 1 2を移動させながら成形す る方法を採用することが好ましい。
このような本発明の好ましい射出成形法を示す概略断面図を図 8に示す。 この 押え材 1 2は溶融樹脂が導入している間、 型内で柱体 1 1を保持する効果がある ので柱体がずれず、 寸法精度の良い筒状体が得られる。 図 8は円筒状体の例であ るので円形の押え材を示しているが、 円筒以外の筒状体の場合には、 その断面形 状に応じた押え材が用いられる。 押え材 1 2は、 それが嵌合する隙間から溶融樹 脂が漏洩しない程度に柱体 1 1に嵌合している。
通常はゲートから射出された溶融樹脂はフアウンティンフローの状態で金型内 を進行しながら金型内を充填する。 フアウンティンフローの前面が、 メルトフ口 ントとなる。 このような場合、 例えば射出成形の金型の一方の端面に位置する ゲー卜から単に溶融樹脂を金型内へ射出するような場合である。
しかし、 本発明のようにこのフアウンティンフローのメルトフロン卜の形成を 抑える機能を有する押え材 1 2を利用すると、 このフアウンティンフローのメノレ トフロントが形成されることが抑制されながら金型内を溶融樹脂は充填されるこ ととなる。 この結果、 本発明の筒状体 3は、 特にその金型と接する面の表面粗度 が改善されるのである。 ここで、 射出成形においては、 金型に樹脂を充填すると ころから得られた成形体の表面粗度は、 金型の表面粗度に対応すると考えられが ちである。 しかしながら、 理由は種々考えられるが実際には金型内面の粗度より もはるかに低い、 すなわち荒い表面の成形体しか得られないものである。 このよ うな観点から例えば一旦射出した後、 まだ樹脂が固化しない間に圧縮する射出圧 縮成形法なる成形方法も提案されている。 しかし、 高融点熱可塑性樹脂、 特に サーモト口ピック液晶樹脂は通常の射出成形法はもちろん、 射出圧縮成形法によ つても必ずしも金型内面の粗度に近い表面粗度を有する成形体は、 従来得られな かったのである。
本発明の方法である押え材 1 2の採用により極めて表面平滑な筒状体 3が得ら れる。 言い替えると、 金型内面の粗度にほぼ対応した表面粗度を有する筒状体が 得られるのである。 例えば、 金型内面が鏡面仕上げされている場合、 本発明の方 法により成形するとその表面粗度は Rm a Xとして 4 m以下、 好ましくは 3 m以下のものが得られる。 従来の方法では、 同様に鏡面仕上げの金型でもその表 面粗度は 5 m以上である。 ここで、 表面粗度は表面分析計 (S u r f a c e A n a l y z e r ) により、 測針径: 1〃m、 走査速度: 0. S mmZ s e c、 荷重: 0. 0 7 g fの条件に測定する。
なお、 本発明の筒状体はその表面が極めて平滑な成形体であるために、 その表 面への各種被覆材によるコーティングが容易であり、 その結果やはり表面平滑な 被膜形成体が得られるので好ましい。 また、 被膜の剥離強度の向上するものであ る。
押え材 1 2の嵌合位置は特に限定されないが、 より寸法精度の良い筒状体を得 るにはできるだけゲート 2に近いことが好ましい。 柱体 1 2に嵌合するには手動 でもよいが、 ロボッ トを使用し自動化することもできる。
嵌合する押え材 1 2は、 成形時にそれが移動するのに少し抵抗があったほう が、 成形後の筒状体表面が平滑になって好ましい。 特に合成樹脂としてサーモト 口ピック液晶ポリエステル樹脂を用いた場合には、 とりわけその傾向が大きい。 押え材が簡単に動くと、 流れ模様等が表面に出てしまう。 従って、 押え材が移動 するのに少し抵抗があつたほうが、 しっかりと樹脂が充填されながら成形され、 表面が平滑となる。 そのためには、 押え材は柱体および または型 (固定型およ び移動型) に密に接していることが必要である。
押え材 1 2の材質は樹脂や金属が一般的である。 樹脂製の押え材としては、 例 えば本発明により成形した筒状体 (パイプ) を切断し、 これを押え材とするとか なりの摺動抵抗があって好ましい。 これは成形後に金型から外したパイプが柱体 1 1に嵌合できる場合である。 成形された筒状体が収縮や膨張する場合には、 柱 体 1 1に好適に嵌合できないので使用できない。 サーモト口ピック液晶樹脂、 好 ましくはサーモト口ピック液晶ポリエステル樹脂は、 成形収縮が小さく、 金型の 寸法どおりに正確に筒状体ができることに特徴を有することから、 サーモトロピ ック液晶樹脂製の筒状体を切断し、 押え材とすることが好ましい。
—方、 金属製押え材としては、 金型本体の材質と同じでもよいが金型を傷つけ ることがあるので、 金型より硬度の低い金属を用いることが好ましい。 好適な材 料には砲金、 真瑜、 銅、 アルミニウム、 ジュラルミン等が挙げられる。
金属製押え材 1 2を柱体 1 1に密着して嵌合するには図 9 ( a ) に示すよう に、 押え材 1 2の縦方向に溝部 1 3を設ける。 溝部は細かく数が多いほうが閉ま り易い。 この金属製押え材を閉めるには、 図 9 (b ) 〜 (c ) のように押え材の 横方向に設けられた溝部 9に締まる円形パネ 1 4を嵌入する。 これはゴムバンド を嵌めるように行なえば良い。 この円形パネは、 溝部に嵌入されているので、 押 ぇ材の移動の邪魔にならない。
このような締まる円形パネを用いると、 押え材に縦方向の溝部が設けられてい るので、 押え材は締まって押え材径が縮小する。 その結果、 押え材は柱体 1 1に 密着して嵌合し、 押え材は抵抗を有しながら移動する。
逆に締まる円形パネに代えて、 伸びる円形パネを用いてもよい。 このパネを用 いると押え材に縦方向の溝部が設けられているので、 押え材は伸びて押え材径が 拡大する。 その結果、 押え材は固定型 9および移動型 1 0圧接した状態となり、 押え材は抵抗を有しながら移動する。
押え材の形状は、 金型に対応した形状であればよく、 例えば図 8〜9に示すよ うなリング形状または円筒形状が例示され、 これらはいずれも射出、 流入する樹 脂により移動するものである。 押え材は前述のように、 その機能はメルトフロントの形成を抑制するものであ るから、 必ずしも樹脂の圧力により移動するものであるとする必要はない。 例え ば、 適宜の移動手段、 例えば油圧ピストンに押え材を連結させ、 押え材を流入し て進行する溶融樹脂流の速度に同期させながら、 該ピストンを調節して押え材を 移動する機構とすることも可能である。
また、 鍔の付いたような筒状体を成形する際には、 型開き時にスライ ド機構を 持った金型が必要となる。 このような筒状体の射出成形法を示す概略断面図を図 1 0に示す。 図 1 0に示されるように、 射出成形機の射出ュニッ 卜よりスプルー 7およびランナー 8を通って送り込まれた溶融樹脂は、 ゲート 2から円筒の下部 より流入し、 上方に向かって充填される。 金型内部には筒状体 (筒状体 3および 鍔状体 5 ) の内面を形成するための柱体 1 1が組み込まれている。 また、 鍔状体 の付いたような筒状体を成形する際の押え材は、 その幅が鍔部以上の幅を有する ことが必要となる。 鍔部の幅よりも押え材幅が小さいと、 押え材が樹脂に押され て上昇する際に、 鍔部においては押え材が移動し易く、 その結果寸法精度に優れ た筒状体は得られな t、可能性がある。
射出成形後、 型を移動させて柱体 1 1と共に脱型して筒状体を柱体 1 1取り出 し、 柱体を抜き出すことにより筒状体が得られる。 なお、 サーモト口ピック液晶 樹脂、 特にサーモト口ピック液晶ポリエステル樹脂の場合には、 寸法精度がよい ので、 柱体 1 1の抜き出しも容易である。
図 9は本発明に用いられる金型を模式的に示す断面図である。 同図は、 金型が 閉じた状態を示している。 同図に示すように、 この金型は、 金型のキヤビティ 1 内に合成樹脂材料をゲート 2を介して射出してパイプを製造する射出成形に用い る金型であって、 パイプの外面を成形するための、 削孔により形成された継ぎ目 のない長尺の円筒状空間 1 5が設けられた金型本体 1 6と、 この円筒状空間 1 5 に挿入しおよびそこから取り出すことが可能で、 金型本体との間でキヤビティ 1 を形成して筒状体の内面を成形する柱体 1 1とを備え、 ゲート 2は円筒状空間 1 5の下端に設けられており、 このゲート側端部から成形されたパイプが円筒状 空間 1 5より排出されるように金型は開閉するようになっている。
金型本体 1 6は、 固定部 (型) 9、 円筒状空間 1 5が形成された空間形成部 1 7を有し左右方向に移動可能な左部移動部 (型) 1 0、 左右方向に移動可能で キヤビティ 1の下端を閉塞するとともに柱体 1 1を凹部 1 8において固定して支 持する下部移動部 1 9、 および、 左右方向に移動可能でキヤビティ 1の上端を閉 塞する上部移動部 2 0を備える。 固定部 9にはスプル一 7が設けられ、 固定部 9 と左部移動部 1 0および下部移動部 1 9との間にはランナ 8が形成され、 ゲート 2は左部移動部 1 0と下部移動部 1 9との間に形成されている。 下部移動部 1 9 はピストン ·シリンダ ·ュニット 2 1により左右に移動され、 成形時にはビスト ン.シリンダ ·ュニット 2 2により固定される。 上部移動部 2 0は、 柱体 1 1を 挿入および取り出するための孔 2 3および成形されたパイプを押し出すための部 材を挿入するための孔 2 4を有し、 それぞれの孔が円筒状空間 1 5の上端に位置 するようにピストン ·シリンダ ·ュニット 2 5により左右に右に移動される。 柱 体 1 1は、 機構 2 6により上下に移動されて円筒状空間 1 5へ挿入され、 またそ こから取り出される。
この構成において、 具体的な射出成形に際しては、 まず、 下部移動部 1 9を固 定部 9まで右方向に移動させて、 ピストン 'シリンダ'ュニット 2 2により固定 部 9に対して固定する。 次に、 左部移動部 1 0を右方向に移動させて下部移動部 1 9および固定部 9に対して固定する。 次に、 上部移動部 2 0を移動させて孔 2 3を円筒状空間 1 5の上端に位置させ、 孔 2 3を通して柱体 1 1を円筒状空間 1 5内に挿入し、 凹部 1 8において柱体 1 1下端が固定され、 孔 2 3により柱体 1 1の上端が固定されるようにする。 次に、 熱可塑性樹脂を、 スプルー 7、 ラン ナ 8、 およびゲート 2を介してキヤビティ 1内に射出して固化させる。 次に、 孔 2 3を通して柱体 1 1を引き抜き、 左部移動部 1 0を左方に移動させる。 次に、 ピストン ·シリンダ ·ュニット 2 2を下方向に移動させ、 下部移動部材 1 9を左 方向に移動させる。 これにより、 円筒状空間 1 5内の固化された筒状体の下端、 ならびにゲート 2、 ランナ 8、 およびスプルー 7部分の固化された熱可塑性樹脂 が解放される。 このとき、 筒状体および固化した熱可塑性樹脂は自重で落下する 場合もあるが、 そうでない場合は、 上部移動部材 2 0を左方向に移動させ、 孔 3 1を円筒状空間 4の上端に位置させ、 成形されたパイプを押し出すための部材 を孔 2 4から挿入して、 成形されたパイプを円筒状空間 1 5の下端から排出す る。
これによれば、 パイプの外面は、 少なくとも側面部分は削孔により形成された 継ぎ目のない円筒状空間 1 5によって成形されるため、 側面に継ぎ目のないパイ プが成形されるとともに、 成形時にもキヤビティは変形せず、 長さ方向全体にわ たって常に一定の寸法を有するパイプが得られる。 また、 キヤビティ内でパイプ が固化した後、 パイプから柱体 1 1を引き出して取り出し、 その後に金型を開い て円筒状空間 1 5からパイプを排出するようにしたため、 柱体 1 1の取出しは、 別工程によらず、 簡便に行われる。
なお、 上述においては、 円筒状空間 1 5の上端部を閉塞している上部移動部 2 0は移動可能であるが、 この代りに、 左部移動部 1 0に一体的に固定されたも のでもよい。 その場合、 孔 2 4は不要である。 また、 ゲートは、 1つに限らず、 対称な位置に 2つ設ける等、 適宜変形して実施することができる。
また、 柱体 1 1の固定は、 キヤビティ 1の横断面とほぼ同一のリング状の断面 形状を有する押え材 1 2を射出前にキヤビティ 1の下端に挿入しておき、 射出さ れる熱可塑性樹脂により上方に移動するこの押え材 1 2によって固定する。 また、 パイプの長さを調整する必要がある場合は、 キヤビティ 1の横断面とほ ぼ同一の断面形状を有する部材をキヤビティ 1内に挿入することにより、 調整す ることができる。
さらに、 上述においては、 凹部 1 8は、 下部移動部材 1 9上に設けているが、 この代りに、 凹部を下部移動部材 1 9から固定部 9に渡って設けるようにしても よい。 この場合、 柱体 1 1を挿入してから、 下部移動部材 1 9を閉じることによ り、 柱体 1 1下端部を下部移動部材 1 9と固定部 9との間で固定することができ る。
本発明の他の射出成形方法は、 筒状キヤビティを構成する金型内部へ熱可塑性 樹脂を射出成形して筒状体を成形するに際し、 該筒状キャビティの一方の端に位 置するゲートから、該筒状キヤビティの長手方向に対して 5。 以上の斜めの角度 をもって樹脂を射出することを特徴とする。
射出成形の機構は、 上述のように射出成形機のノズル (押出機の先端部) 、 ス プル一 7 (射出成形機のノズルと接合する部分) 、 ランナー 8 (成形材料をスプ ルーからキヤビティへ導く主通路) 、 ゲート 2 (キヤビティ内へ溶融樹脂が流入 する流入口) 、 キヤビティ 1から構成され、 この順に射出された樹脂は進行す る。 スプルーレスあるいはランナーレスと称するスプルーやランナーのない機構 も本発明に含まれる。
ゲートには、 一般にスプルーゲート、 ピンポイントゲート、 エッジゲート、 デ イスクゲート、 リングゲート、 トンネルゲート、 サブマリンゲート、 フィルム ゲート、 長方形ゲート、 円柱状ゲート等がある。 前述のように従来はパイプ等の 筒状体の射出成形のためには、 ディスクゲートゃリングゲ一ト等のようにキヤビ ティの全周から樹脂を流入させる構造のゲートが好ましいとされる。
しかしながら、 本発明においては、 樹脂がキヤビティ内を一定の流れ方向性を もって流入し得るゲートならばいずれのものも使用することができ、 例えばスプ ルーゲ一ト、 ピンボイントゲート、 エツジゲート、 トンネルゲート (例えばサブ マリンゲート)、 フィルムゲート、 長方形ゲート、 円柱状ゲート等から選ばれる ゲートを用い、 特に、 比較的小面積の断面のゲー卜であって、 容易に一定の方向 性をもつて樹脂がキャビティ内に流入するような機能を有するゲート、 例えばト ンネルゲート (例えば.サブマリンゲート) 、 長方形ゲート、 円柱状ゲートが好ま しい。 図 1 2〜1 4にそれぞれのゲート 2を示す。 図 1 2〜1 4において 1はキ ャビティを示し、 各図の (b ) はそれぞれの (a ) の断面図である。 ゲート寸法 としては、 該ゲートを通過して流入する樹脂の流動方向に直角方向における断面 の最小面積として、 0. 0 1〜: I 0 0 mm2、 好ましくは 0. 0 2〜5 0 mm2の 範囲である。 ゲートの流動方向の長さは、 0 . 5〜3 O mm、 好ましくは 1〜 2 O mmの範囲にあるゲートである。
ゲート 2の位置は、 例えば図 1 2〜1 5に示すように柱状体を構成するキヤビ ティ 1の長手方向における一方の端に設ける。 端ならば、 上下いずれの端でもよ い。 いずれにしろ、 一方の端から他方の端へ斜め方向へ樹脂が流入するようにす る。 例えば、 長手方向の中間にゲートを設けた場合には、 該ゲートから流入した 樹脂はゲート部で分流しキャビティ内を回つて該キャビティの反対側で合流し、 ここにウエルドラインを発生させる。 かかるゥヱルドの発生は、 筒状体の機械的 強度の低下をもたらし好ましくない。 本発明においては、 ゲートから流入する樹脂の方向が、 筒状体を構成するキヤ ビティの長手方向 (製品としての筒状体の中心軸) に対して 5 ° 以上の斜めにな るようにゲートを設けることが肝要である。 かかる構成とすることにより、 キヤ ビティ端部から斜めに流入した樹脂は、 筒状体を構成するキャビティ内を中子の 回りを回転しながら螺旋状に進行して該キヤビティ内をゲート側の一端から順次 充填することになる。 このように、 樹脂がキヤビティ内を螺旋状に進行するため に得られた筒状体である筒状体はその樹脂配向方向が一方向に揃うことがなく、 その結果縦割れ等を起こすことが少ない。 またゥエルド部が発生することもな い。
また、 かかる成形法の採用により成形品の寸法安定性も向上する。 すなわち、 単に金型の一方の端から長手方向に平行に樹脂を流入させるならば、 長手方向よ りも周方向の線膨張係数が大きくなって成形体としての寸法安定性が低下する。 しかし、 本発明の筒状体の長手方向と周方向の線膨張係数の差は小さく、 その結 果、 成形体としての寸法安定性 (寸法精度) が向上する。
また、 斜め方向であっても長手方向に平行 (0 ° ) に近い場合は、 樹脂の回転 力が弱く充分に流入樹脂が回転して螺旋を形成することが難しい。 それ故、 5 ° 以上、 好ましくは 1 0 β 以上とする。
ここで斜め方向には、 筒状体の長手方向にほぼ直角 (9 0。 ) も含むものであ る。 すなわち、 角度が 9 0 ° とは、 断面円環状のキヤビティのほぼ接線方向に樹 脂を流入させることである。 このように接線方向に樹脂を流入させても (流入樹 脂の速度成分として、 長手方向成分を実質的に有しなくとも) 、 キヤビティ端部 に流入した樹脂は端部からもう一方の端部へと順次螺旋状に回転しながらキヤビ ティ内を充填していくので、 本発明の効果は発揮されるものである。 しかしなが ら、 このように実質的に 9 0 ° の方向とすると、 実際上ゲートの取り付け位置は 筒状体端部とはならず、 むしろ端部直近の側部となる。 すなわち、 筒状体に残存 矛るゲート跡が筒状体側面に存在することになる。 筒状体は、 その用途にもよる が通常はその側面表面状態が平滑であることが好ましい。 それ故、 側部にゲート 跡が存在すると、 研磨等の除去作業が必要となるので好ましくない。 従って、 角 度の上限値は好ましくは 9 0 ° 未満、 さらに好ましくは 8 0 ° 以下である。 これ らのことから最も好ましい角度は 1 0〜8 0 ° である。
端部またはその真近に設けるゲートは 1個でも良いが、 好ましくは図 1 5に示 されるように 2個以上の複数個設ける。 複数個設ける場合は、 いずれのゲートか らの樹脂流入方向は同じ方向、 角度に揃えることが好ましい。 また、 筒状体円周 の互いに向き合う位置に設けることが好ましい。 複数個のゲートを設けることに より、 キヤビティ内に流入した樹脂は、 その回転力が高まりより螺旋状に回転し ながら充填されることになるので、 本発明の効果が発揮され易いものとなる。
ここでで用いられる熱可塑性樹脂として前述した樹脂が挙げられ、 特にいわゆ るエンジニアリングプラスチックと称される熱可塑性樹脂が好ましい。 好ましく はサーモトロピック液晶樹脂、 特にサーモトロピック液晶ポリエステル樹脂が好 ましく用いられる。
上記熱可塑性樹脂には目的に応じて種々の添加物を配合することができる。 こ れには上述した無機、 有機充填剤、 顔料、 染料、 可塑剤、 オイル、 滑剤、 造核 剤、 帯電防止剤、 難燃剤等が挙げられる。
本発明で用いる射出成形機も特に限定されない。 スクリユーィンラインタイ プ、 プリプラタイブ、 横型、 竪型、 圧縮機構を有するもの等あらゆるタイプの射 出成形機を使用することができる。
サーモトロピック液晶樹脂、 特にサーモトロピック液晶ポリエステル樹脂の場 合における射出成形条件は、 たとえば樹脂温 2 0 0〜4 2 0 °C、 金型温度 6 0〜 1 7 0 C、 より好ましくは 6 0〜 1 3 0 °C、 射出圧カ1〜2 0 0 1^ 87:1112、 射 出速度 5〜5 0 O mm/ s e cの範囲から適宜に選択できる。
本発明の筒状体の厚み、 径、 長さなどの具体的寸法は、 制作可能な金型の形状 に左右され筒状体である限り特に限定されな t、が、 サーモト口ピック液晶樹脂、 特にサーモト口ピック液晶ポリエステル樹脂による場合においては、 例えば厚み は 0 . 5 mm以上、 好ましくは 1 mm以上、 1 0 c m以下であり、 相当径は 5 mm以上、 好ましくは 8 mm以上、 1 0 0 0 mm以下であり、 長さは 1 0 mm 以上、 好ましくは 5 0 mm以上、 1 0 m以下の範囲である。
[図面の簡単な説明] 図 1は、 筒状キヤビティの中間点ゲートを示す縦断面図および横断面図。 図 2は、 筒状キヤビティのディスクゲートを示す縦断面図および上面図。 図 3は、 本発明の筒状体の一例を示す斜視図。
図 4は、 本発明の歯車体付き筒状体の斜視図。
図 5は、 本発明の鍔体付き製筒状体の斜視図。
図 6は、 本発明の軸状体付き筒状体の斜視図。
図 7は、 本発明に用いられる金型の上面図および断面図。
図 8は、 本発明の射出成形方法の一例を示す概略断面図。
図 9は、 本発明に用いられる押え材の側面図および断面図。
図 1 0は、 本発明の射出成形方法の他の例を示す概略断面図。
図 1 1は、 本発明に用いられる金型の詳細図。
図 1 2は、 筒状キヤビティのトンネルゲート (サブマリンゲート) を示す縦断 面図および上面図。
図 1 3は、 筒状キヤビティの長方形ゲートを示す縦断面図および上面図。 図 1 4は、筒状キヤビティの円柱ゲートを示す縦断面図および上面図。
図 1 5は、 筒状キヤビティの 2点ゲートを示す縦断面図、 上面図および斜視
[発明を実施するための最良形態]
以下、 実施例等によって、 本発明を具体的に説明する。
実施例 1
合成樹脂としてポリブチレンテレフタレート (クラレ社製、 商品名ハウザー R 1 3 0 0 ) を用い、 図 7に示されるような金型厚み寸法 3 5 0 mmの金型によ つて、 金属製押え材 1 2を使用して射出成形を行なった。 射出成形後、 型を移動 させて柱体 1 1と共に脱型して筒状体を取り出し、 柱体 1 1を抜き出すことによ り筒状体を得た。
その結果、長さ 1 0 7 mm、 外径 2 O mm、 肉厚 2 mmの円筒状の射出成形体 が得られた。 この筒状体の肉厚差は最大で 0 . 2 mmであった。
成形機として東芝機械製 I S - 8 0射出成形機 (型締めス トローク 46 Omm) を用い、 成形温度 250°C、 射出速度 10 OmmZs e c、 金型温 度 6 CTCで行なった。 また、 押え材寸法は外径 2 Omm、 内径 1 6mm、 高さ 1 Omm、 押え材材質は砲金 (銅 90重量%、 錫 10重量%の合金) であった。 なお、 柱体 1 1と金型の表面は特にメツキ処理することなく表面仕上げされて いるものであって、 その表面粗度 Rma Xは 0. 8/zmmであった。 以下、 実施 例および比較例における柱体や金型の表面粗度は同一である。 また、 成形品につ C、て測定した場合も含めて表面粗度 Rm a xの測定法は前記本文中に記載した測 定法によるものである。
これに対して、 得られた筒状体の外表面について表面粗度 Rma Xを長手方向 について測定すると 1. 5〜2. 0 /mの範囲にあった。
実施例 2
合成樹脂としてサーモト口ピック液晶ポリエステル樹脂 (フタル酸/イソフタ ル酸 4ーヒドロキシ安息香酸ノ 4, 4ージヒドロキシジフヱニルからそれぞれ 誘導される繰返単位を有するサーモト口ピック液晶コポリエステル樹脂であつ て、 それぞれのモル比は、 0. 75 0. 25Z3Z1であり、 これはホッ トス テージを装着した偏光顕微鏡を用いて光学的異方性を観察したところ 34 crc以 上で溶融状態で光学的異方性を示し、 なお射出成形に際しては、 ガラス繊維を
30重量%配合した樹脂を用いた) を用い、 図 7に示されるような金型厚み寸法 35 Ommの金型によって、 金属製押え材を使用して射出成形を行なった。 射出 成形後、 型を移動させて柱体 1 1とともに脱型して筒状体を取り出し、 柱体 1 1 を抜き出すことにより筒状体を得た。
その結果、 長さ 300mm、 外径 16mm、 肉厚 2 mmの円筒状の射出成形体 が得られた。 この筒状体の肉厚差は最大で 0. 1mmであった。
成形機として東芝機械製 I S— 8 0射出成形機 (型締めス トローク
46 Omm) を用い、 成形温度 350°C、 射出速度 5 Omm/s e c、 金型温度 80°Cで行なった。 また、 押え材寸法は外径 1 6mm、 内径 1 2 mm、 高さ 2 Omm、 押え材材質は砲金 (銅 90重量%、 錫 10重量%の合金) であった。 このようにして得られた筒状体の外表面について表面粗度 Rm a xを長手方向 について測定すると 0. 8〜1. O zmの範囲にあった。 比較例 1
合成樹脂として実施例 2で用いたのと同様のサ一モト口ピック液晶ポリエステ ル樹脂を用い、 図 7に示されるような金型厚み寸法 35 Ommの金型によって、 金属製押え材を使用しないで射出成形を行なった。 射出成形後、 型を移動させて 柱体 1 1とともに脱型して筒状体を取り出し、 柱体 1 1を抜き出すことにより筒 状体を得た。
設計値としては、 長さ 300mm、 外径 16mm、 肉厚 2 mmの円筒状の射出 筒状体が得られるはずであつたが、 肉厚差が最大で 0. 5mmの筒状体が得られ た。
なお、 使用した成形機は実施例 2と同様のものを用い、 成形温度、 射出速度、 金型温度も実施例 2と同様とした。
このようにして得られた筒状体の外表面について表面粗度 Rm a Xを長手方向 について測定すると 5〜10 /mの範囲にあった。
実施例 3
実施例 1と同様のポリブチレンテレフタレート 70重量部を用い、 これにガラ ス繊維 30重量部を加え、 図 10に示されるような金型厚み寸法 350mmの金 型によって、 金属製押え材を使用して射出成形を行なった。 射出成形後、 型を移 動させて柱体 1 1と共に脱型して筒状体を取り出し、 柱体 1 1を抜き出すことに より筒状体を得た。
その結果、 長さ 107mm、 外径 20mm、 肉厚 2mm、 鍔厚み 2 mm (鍔 3 箇所) の鍔体付き合成樹脂製筒状体が得られた。 この筒状体の肉厚差は最大で 0. 2 mmであった。
成形機として東芝機械製 I S - 8 0射出成形機 (型締めス トローク 460mm) を用い、 成形温度 250°C、 射出速度 10 OmmZs e c、 金型温 度 60°Cで行なった。 また、 押え材寸法は外径 2 Omm、 内径 1 6 mm、 高さ 1 Omm, リング材質は砲金 (銅 90重量%、 錫 10重量%の合金) であった。 このようにして得られた筒状体の外表面について表面粗度 Rm a Xを長手方向 について測定すると 1. 6〜2. 3 / mの範囲にあった。
実施例 4 実施例 2と同様のサーモト口ピック液晶ポリエステル樹脂を用い、 図 1 0に示 されるような金型厚み寸法 3 5 O mmの金型によって、 金属製押え材を使用して 射出成形を行なった。 射出成形後、 型を移動させて柱体 1 1と共に脱型して筒状 体を取り出し、 柱体 1 1を抜き出すことにより筒状体を得た。
その結果、 長さ 3 0 0 mm、 外径 1 6 mm、 肉厚 2 mm、 鍔厚み 2 mm (鍔 3 箇所) の鍔体付き合成樹脂製筒状体が得られた。 この筒状体の肉厚差は最大で 0. 1 mmであった。
成形機として東芝機械製 I S— 8 0射出成形機 (型締めス トローク 4 6 0 mm) を用い、 成形温度 3 5 0で、 射出速度 5 O mm/ s e c、 金型温度 8 0 °Cで行なった。 また、 押え材寸法は外径 1 6 mm、 内径 1 2 mm、 高さ 2 O mm, リング材質は砲金 (銅 9 0重量%、 錫 1 0重量%の合金) であった。 このようにして得られた筒状体の外表面について表面粗度 Rm a xを長手方向 について測定すると 0. 7〜0. 8〃mの範囲にあった。
実施例 5
実施例 2と同様のサーモト口ピック液晶ポリエステル樹脂を用い、 図 7に示さ れるような金型厚み寸法 3 5 O mmの金型によって、 金属製リングを使用して射 出成形を行なった。 射出成形後、 型を移動させて柱体 1 1と共に脱型して筒状体 を取り出し、 柱体 1 1を抜き出すことにより筒状体を得た。
その結果、 長さ 3 0 0 mm、 外径 1 6 mm、 肉厚 2 mm、 軸 (径 1 0 mm) の 軸状体付き合成樹脂製筒状体が得られた。 この筒状体の肉厚差は最大で 0 . 1 mmでめった。
成形機として東芝機械製 I S - 8 0射出成形機 (型締めス トローク 4 6 O mm) を用い、 成形温度 3 5 0。C、射出速度 5 O mm/ s e c、 金型温度 8 0 °Cで行なった。 また、 押え材寸法は外径 1 6 mm、 内径 1 2 mm、 高さ 2 O mm、 リング材質は砲金 (銅 9 0重量%、 錫 1 0重量%の合金) であった。 このようにして得られた筒状体の外表面につ 、て表面粗度 Rm a xを長手方向 について測定すると 0 . 7〜0 . 8〃mの範囲にあった。
実施例 6
実施例 2と同様のサーモト口ピック液晶ポリエステル樹脂を用い、 このサーモ トロピック液晶ポリエステル樹脂 70重量部と導電性カーボンブラック 30重量 部を混合し、 熱可塑性樹脂組成物とした。 この熱可塑性樹脂組成物の体積抵抗率 は 0. 7 Ω · cm. AS TM D 648に準じて測定した荷重たわみ温度が 18. 6 k gZ cm2の荷重下で 246 °Cであった。
この熱可塑性樹脂組成物を用い、 図 7に示されるような金型厚み寸法
350mmの金型によって、 金属製リングを使用して射出成形を行なった。 射出 成形後、 型を移動させて柱体 1 1と共に脱型して筒状体を取り出し、 柱体 1 1を 抜き出すことにより加熱筒状体を得た。
その結果、 長さ 300mm、 内径 16mm、 肉厚 2 mmの円筒状の加熱筒状体 が得られた。 この筒状体の肉厚差は最大で 0. 1mmであった。
成形機として東芝機械製 I S - 8 0射出成形機 (型締めス トローク
460mm) を用い、 成形温度 350 C、 射出速度 5 OmmZs e c、 金型温度 80でで行なった。 また、 リング寸法は内径 1 6mm、 内径 1 2 mm、 高さ 2 Omm、 リング材質は砲金 (銅 90重量%、 錫 10重量%の合金) であった。 この加熱筒状体を用い、 電圧 100Vで通電したところ、 19 (TCの発熱が円 柱体の全体に均一に認められた。
このようにして得られた筒状体の外表面について表面粗度 Rm a xを長手方向 について測定すると 0. 8〜1. 0 / mの範囲にあった。
実施例 7
実施例 2と同様のサーモトロピック液晶ポリエステル樹脂を用い、 実施例 2と 全く同様の方法で射出成形により長さ 20 Omm、 外径 2 Omm、 肉厚 2 mmの 筒状体を成形した。
これにシリコーン樹脂系塗料 (ロックペイント社製、 商品名:エミ一ラック 055-0630) を吹き付け塗装 (塗膜厚み約 2 O^m) し、 常温で 20時間 乾燥した。 これを 25 (TCの加熱炉に入れ 1時間加熱したが膨れ、 剥れ、 変色等 の外見上の変化は認められなかった。
この塗装品についてネマ式摩耗試験機 (東洋精機製作所製) を用い、 500 g の荷重で 100回の繰り返し摩擦を与えたが、 毛羽立ち等の表面の不具合は生じ なカヽつた。 このようにして得られた筒状体の外表面について表面粗度 Rm a xを長手方向 について測定すると 0. 8〜1. 0 mの範囲にあった。 莠施例 8
実施例 2と同様のサーモト口ピック液晶ポリエステル樹脂を用い、 この樹脂 100重量部に対し 45重量部のガラス繊維 (旭ファイバーグラス製、 商品名: ミルド GF MF20 JH 1— 20、 L=200 zm、 D= 10〃m、 ァスぺク ト比 20) を配合し 2軸押出機を用いて混練、 造粒し、 組成物とした。
この組成物について図 3のような円筒状の筒状体 (円筒の長さ 30 cm、 外形
2 cm、 厚み 2 mm) を図 7の金型を用い射出成形した。 成形機は東芝機械社 製、 I S - 80 (商品名) を用いた。
この筒状体を 800 gZlの KOH水溶液中、 7 (TCで 40分間エッチング処 理を行なった。 これを水洗いした後、 下記の薬品 (何れも奥野製薬工業社製、 商 品名) を用い併記した条件で無電解銅メツキを施した。
①コンディショニング: コンディライザ一 SP (1 50ml Zl、 40°C、 40分)
②触媒付与:キヤタリスト C (4 Oml/K 23°C、 4分)
③活性化:硫酸 (100mlZl、 40eC、 4分)
④無電解銅メツキ: OPC—カッパ一 H (23。C、 10分)
これを硫酸二ッゲルおよび塩化二ッゲルを主成分とするメッキ浴に浸し通常の 方法で電解メツキを行ない厚み 60 imのニッケル層を形成せしめた。
このようにして得られた筒状体の外表面について表面粗度 Rm a xを長手方向 について測定すると 0. 9〜1. 2 /zmの範囲にあった。
実施例 9
実施例 2と同様のサーモトロピック液晶ポリエステル樹脂 100重量部に対 し、 50重量部の炭酸カルシウム (平均粒径 5 zm) を配合した組成物を用い、 実施例 8と同一形状の筒状体を成形した。 この筒状体を 50°Cに加熱した 300 g/1の K OH水溶液中で超音波を印加しながら 10分間エッチング処理 を行なった。 これを水洗した後、 実施例 8と同様の方法で銅の無電解メツキおよ び二ッゲルの電解メッキを施した。 このようにして得られた筒状体の外表面につ L、て表面粗度 Rm a xを長手方向 について測定すると 0 . 9〜1 . 2 /z mの範囲にあった。
実施例 1 0
図 1 5 ( a ) 〜 (d ) に示す外径 2 0 mm、 内径 1 6 mm、 長さ 3 0 0 mmの 円筒状キヤビティ 1を有する金型 (外側ブロックには円柱状の孔が穿設してあ り、 該孔には中子としての中実棒が挿入されることにより、 円筒状キヤビティが 構成される) を作製した。 なお、 図 6 ( a ) は図 6 ( c ) の X— X' 部分の横断 面図であり、 図 6 (b ) は図 6 ( c ) の Y— Y' 部分の横断面図である。 また、 図 6 ( d ) は該金型の斜視図である。
この金型には、 キヤビティ下端に互いに向き合う位置に 2個のゲート 2 (それ ぞれ円柱状ゲー ト、 樹脂の流動方向に直角方向における断面の最小面積は 1 0 mm2であり、 ゲートの流動方向の長さは 5 mmのゲートである) が設けてあ り、 ゲートから流入する樹脂の流動方向は、 円筒状キヤビティの長手方向に対し て各々 4 5。 をなしている。 また、 ゲート 2にはランナ 8が連通しており、 スプ ルー、 射出成形機のノズルにつながつている。
実施例 2と同様のサーモト口ピック液晶ポリエステル樹脂を用い、 このサーモ トロピック液晶ポリエステル樹脂 1 0 0重量部に 3 0重量部のガラス繊維を配合 してなる組成物を、 上記金型を使用して常法により射出成形した。 成形後、 円筒 状の製品を突き出すことにより、 筒状体が寸法精度良く得られた。
得られた筒状体について、 落錘衝撃値を求めた。 すなわち、 筒状体の片端 (ゲート側) に 1 k gの錘りを所定高さから落下させ割れが生じる時の該錘りの 高さを求めたところ、 その高さは 5 6 c mであった。 また、 破断面を観察したと ころ、 破断ラインは螺旋状を示し、 これは樹脂がキヤビティ内を螺旋状に充填し ていることを示すものであった。
比較例 2
2個のゲー卜からの樹脂の流入方向が円筒キャビティの長手方向に対して 0 ° の角度 (すなわち、 長手方向に対して平行に、 キヤビティ下端から真上方向) を 有するゲートとした他は、 実施例 1 0と同様な金型を用いて、 実施例 1 0と同様 のサーモトロピック液晶ポリエステル樹脂組成物を射出成形し、 筒状体を得た。 実施例 1 0と同様に落錘衝撃値を測定すると、 2 8 c mであって実施例 1 0の 値より低い値を示した。 また、 その破断面を観察すると、 破断ラインは長手方向 に平行に直線的なラィンであつた。
実施例 1 1
図 6 ( a ) 〜 (d ) に示す外径 2 O mm、 内径 1 6 mm、 長さ 3 0 O mmの円 筒状キヤビティ 1を有する金型 (外側ブロックには円柱状の孔が穿設してあり、 該孔には中子としての中実棒が挿入されることにより、 円筒状キヤビティが構成 される) を作製した。
この金型には、 キヤビティ下端に互いに向き合う位置に 2個のゲート 2 (それ ぞれ円柱状ゲート、 樹脂の流動方向に直角方向における断面の最小面積は 1 0 mm2であり、 ゲートの流動方向の長さは 5 mmのゲートである。 ) が設けて あり、 ゲートから流入する樹脂の流動方向は、 円筒状キヤどティの長手方向に対 して各々 4 5。 をなしている。
ポリブチレンテレフタレート 1 0 0重量部にガラス繊維を 3 0重量部配合して なる組成物 (クラレ (株) 製、 商品名:ハウザー R— 1 3 0 0 ) を、 上記金 型を使用して常法により射出成形した。 成形後、 円筒状の製品を突き出すことに より筒状体が寸法精度良く得られた。
得られた筒状体について、 落錘衝撃値を求めた。 すなわち、 筒状体の片端 (ゲート側) に 1 k gの錘りを所定高さから落下させ割れが生じる時の該錘りの 高さを求めたところ、 その高さは 5 9 c mであった。 また、 破断面を観察したと ころ、 破断ラインは螺旋状を示し、 これは樹脂がキヤビティ内を螺旋状に充填し ていることを示すものであった。
比較例 3
2個のゲー卜からの樹脂の流入方向が円筒キャビティの長手方向に対して 0 ° の角度 (すなわち、 長手方向に対して平行に、 キヤビティ下端から真上方向) を 有するゲートとした他は、 実施例 2と同様な金型を用いて、 実施例 2と同様のポ リブチレンテレフタレート組成物を射出成形し、 筒状体を得た。
実施例 1 0と同様に落錘衝撃値を測定すると、 2 9 c mであって実施例 1 1の 値より低い値を示した。 また、 その破断面を観察すると、 破断ラインは長手方向 に平行に直線的なラィンで つた。
[産業上の利用性]
本発明の筒状体は、 長尺で、 肉厚が実質的に均一であるので機械や電気製品等 のローラー類、 各種のパイプ類、 茶筒のような容器類等の多くの分野で利用され る。
また、 サーモト口ピック液晶樹脂、 好ましくはサーモト口ピック液晶ポリエス テル樹脂は、 成形流動性が良好であつて寸法精度が高 t、とともに耐熱性も極めて 高く、 それ故これらの樹脂からなる筒状体は一般に高温下に曝される可能性のあ る機械部品に最適である。
また、 加熱筒状体とすることによって、 各種の加熱ローラとすることができ る。 さらに、 筒状体にシリコーン樹脂系塗料の保護膜を設けることによって耐熱 性、 耐摩耗性、 耐化学薬品性、 耐候性等の特性が改善される。 一方、 筒状体に金 属被膜を施すことによって表面の摺動性、 耐久性が良好である。 特にニッケルや クロムを電解メツキしたものは、 さらに構造的な強度 ·剛性が向上する。
本発明の射出成形方法は、 合成樹脂製の比較的長尺な筒状体を射出成形で製造 するので、 寸法精度の優れた製品を効率よく成形することができる。 また、 その 際押え材を用いることにより肉厚精度が特に優れた筒状体を成形することができ る。
さらに本発明の射出成形方法により、 配向し易い熱可塑性樹脂を射出成形して もウエルドライン強度の強く、 縦割れ等の起こることが少ない機械的強度の均質 な筒状体が得られる。
特に樹脂それ自身は配向し難くとも繊維状あるいは針状充填剤が配合されるこ とにより該充填剤の配向により配向し易くなった熱可塑性樹脂組成物や、 樹脂そ れ自身が溶融時に配向し易いいわゆるサーモト口ピック液晶樹脂のような溶融時 に流動方向に配向し易い樹脂または樹脂組成物の場合に本発明の効果が顕著に発 揮される。

Claims

請求の範囲
1 . 表面が平滑で周方向および長手方向の肉厚が実質的に均一であり、 熱可塑 性樹脂からなる射出成形により得られることを特徴とする長尺筒状体。
2 . 少なくともゲート付近における破断面が螺旋状を示し、 熱可塑性樹脂から なる射出成形により得られることを特徴とする長尺筒状体。
3 . 前記熱可塑性樹脂がサーモト口ピック液晶樹脂である請求項 1または 2に 記載の長尺筒状体。
4 . 前記熱可塑性樹脂が無機充填剤を配合されたものである請求項 1、 2また は 3に記載の長尺筒状体。
5 . 一体に射出成形された異形体を有する請求項 1〜4のいずれかに記載の長 尺筒状体。
6 . 体積抵抗率が 1 0— 3〜1 0—7 Ω · c mである請求項 1〜5のいずれかに記 載の長尺筒状体。
7. 通電により発熱する膜を外表面にコーティングした請求項 1〜5のいずれ かに記載の長尺筒状体。
8. 金属被膜が外表面に形成されている請求項 1〜 7の 、ずれかに記載の長尺 筒状体。
9. 外表面にシリコーン樹脂系塗料の保護膜が設けられている請求項 1〜 8の 、ずれかに記載の長尺筒状体。
1 0. 肉厚が実質的に均一である長尺筒状体の射出成形法において、 成形用金 型の内部の該筒状体を形成するキュビティの中で摺動可能な押え材を、 該筒状体 の内側を形成する柱体に嵌合し、 ゲー卜より導入された熱可塑性樹脂により該押 ぇ材を移動させながら成形することを特徴とする長尺筒状体の射出成形方法。
1 1 . 前記筒状体の外面を成形するための、 少なくとも側面部分は削孔により 形成された継ぎ目のないキヤビティが設けられた金型本体と、 このキヤビティに 挿入しおよびそこから取り出すことが可能で、 金型本体との間でキャビティを形 成して筒状体の内面を成形する前記柱体とを備え、 ゲートはキヤビティの一端に 設けられ、 このゲート側端部から熱可塑性樹脂がキャビティより排出されるよう に開閉する金型を用い、 金型を閉じて型締めするとともにキヤビティに柱体を挿 入し、 キヤビティ内に熱可塑性樹脂を射出して固化させ、 この固化した筒状体か ら柱体を引き抜いて取り出し、 金型本体を開き、 そして、 固化した筒状体をキヤ ビティのゲート側端部から排出させる請求項 1 0に記載の長尺筒状体の射出成形 方法。
1 2. 筒状キヤビティを構成する金型内部へ熱可塑性樹脂を射出成形して筒状 体を成形するに際し、 該筒状キヤビティの一方の端に位置するゲートから、 該筒 状キャビティの長手方向に対して 5 ° 以上の斜めの角度をもつて樹脂を射出する ことを特徴とする長尺筒状体の射出成形方法。
1 3. 前記ゲ一卜が、 複数個設けてなる請求項 1 2に記載の長尺筒状体の射出 成形方法。
1 4. 前記熱可塑性樹脂がサーモト口ピック液晶樹脂である請求項 1 0〜1 3 のいずれかに記載の長尺筒状体の射出成形方法。
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