JP3683080B2 - Resin composition, injection molded product having hollow portion, and injection molding method - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空部を有する射出成形品及び射出成形方法並びに樹脂組成物に関し、更に詳しくは、偏肉部の発生を抑制することができ、しかも、平滑な表面を有する中空部が形成された熱可塑性樹脂から成る射出成形品及びその射出成形方法、並びにかかる射出成形品の成形を可能にする樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高い中空率を有する中空部を成形品に形成する方法として、ブロー成形法、中子を使う成形法、回転成形法、ガスアシスト成形法等が知られている。ブロー成形法は、例えばタンクやボトルのような単純な形状の成形品の成形には有効な方法であるが、一般に、複雑な形状を有する成形品の成形には適していない。中子を用いる成形法の場合、金属や樹脂から成る中子を予め作製しておく。そして、中子を金型のキャビティ内に配設し、金型のキャビティを構成する面（以下、金型のキャビティ面と呼ぶ）と中子によって形成された空間内に溶融樹脂を射出し、樹脂の冷却・固化後、金型から成形品を取り出す。その後、成形品内部の中子を溶かすことによって、成形品内部に中子の跡である中空部を得ることができる。中子を用いる成形法は、このように複雑な工程を必要とするため、成形品の作製コストが高い。回転成形法においては、複雑な形状を有する成形品の成形は困難であり、しかも、成形中に樹脂に圧力が加えられないため、成形品の末端部の強度が不足する場合が多い。
【０００３】
ガスアシスト成形法は、金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出中若しくは射出完了後（射出完了と同時を含む）に、キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体を注入する方法である。かかるガスアシスト成形法によれば、キャビティ内での樹脂の冷却・固化中、樹脂は加圧流体によって金型のキャビティ面に押し付けられる結果、得られた射出成形品に反りやひけが発生することを効果的に防止することができる。尚、ガスアシスト成形法の一種に、キャビティ内への溶融樹脂の射出中若しくは射出完了後に、キャビティの容積を拡大しながら、溶融樹脂中に加圧流体を注入する方法がある。ガスアシスト成形法は、成形工程も短く、効率の高い成形方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ガスアシスト成形法においては、射出成形品の内部に中空部が形成される。然るに、現状では、かかる中空部を積極的に利用した例は少ない。その理由は、所望の中空部の表面の状態を、常に安定して得ることができるとは限られないためである。その原因の１つとして、射出成形品を繊維フィラー（強化材）を含む所謂繊維強化樹脂から作製した場合、中空部の表面に毛羽立ちが発生することを挙げることができる。ここで、毛羽立ちとは、例えば、中空部の表面から繊維フィラーの先端が突出するかそのまま中空部の表面に浮き出ること等により生じる、中空部の表面のざらつきを意味する。射出成形品に一層高い強度を付与するために、原料樹脂中の繊維フィラー含有率を高めていくと、中空部の表面に毛羽立ちが通常発生する。
【０００５】
更に他の原因として、射出成形品に偏肉部が発生することを挙げることができる。本発明者らは、２通りの偏肉部の発生を認識している。かかる偏肉部の態様の１つとして、射出成形品の厚さが薄い部分を中心として、射出成形品の長手方向の或る範囲において射出成形品の厚さが変動しているが、中空部の表面から異常に突き出した瘤状の突出部が存在しない態様を挙げることができる。偏肉部の他の態様として、中空部を塞ぐほどの大きな瘤状の突出部が中空部の表面に発生する態様を挙げることができる（図１６参照）。
【０００６】
偏肉部が後者の態様である場合、射出成形品を成形するために必要とされる樹脂量が大きく変動する。そして、瘤状の突出部に樹脂が偏った場合、ガス抜け等の成形不良が発生し易い。ここで、ガス抜けとは、キャビティ内の溶融樹脂中に注入された加圧流体が溶融樹脂を突き破り、直接、金型のキャビティ面と接触する現象を指す。このようなガス抜けが発生すると、加圧流体が金型の隙間から漏れ出し、あるいは又、樹脂が金型のキャビティ面から引き離される。特に、高い中空率を有する中空部を形成する場合、このような突出部が不規則に発生すると、キャビティ内に射出された溶融樹脂の量が射出成形品を成形するためには不足する結果、キャビティ内で溶融樹脂が流動中にガス抜けが発生し、射出成形品が成形できない事態が発生する。
【０００７】
本発明者らの経験に依れば、繊維フィラーを含むポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）系やポリアミド系の所謂繊維強化熱可塑性樹脂を使用した場合、中空部を塞ぐほどの大きな瘤状の突出部（偏肉部）が中空部の表面に発生する現象が多々認められている。特に結晶性熱可塑性樹脂のように、或る温度から急速に固化する樹脂を使用した場合に、このような現象が発生し易い。そして、このような突出部の表面には、特にひどい毛羽立ちが発生することも経験している。
【０００８】
ガスアシスト成形法においては、かなりの長さの細い中空部を射出成形品の内部に形成することが可能である。また、高い中空率を有する中空部を射出成形品の内部に形成することも可能である。繊維フィラーを含有する熱可塑性樹脂、中でも結晶性熱可塑性樹脂、特にポリアミド系熱可塑性樹脂を使用してガスアシスト成形法にて成形された射出成形品の中空部に流体を流す場合を想定する。この場合、ガス抜けが発生しなければ、射出成形品に中空部が形成され、例えば水のような低粘度の流体を中空部内に流すことが可能となる。しかしながら、中空部の表面に発生した毛羽立ちに起因したスラッッジ等が発生する結果、長期の使用に耐え得る射出成形品の作製は極めて困難である。
【０００９】
中空部の表面を平滑にするためには、繊維フィラーの含有率を極力減らす必要がある。しかしながら、このような方策では、射出成形品の機械的特性が大きく損なわれ、例えば、高い強度が要求される射出成形品を作製することが困難となる。
【００１０】
射出成形品の形状や使用する樹脂組成物の配合、要求される中空部の表面の平滑性にも依るので一概には言えないが、例えばガラス繊維の場合、含有率がおよそ１５重量％を越えると、中空部の表面の毛羽立ちが目立つ。また、繊維フィラーを含まない場合であっても、結晶性熱可塑性樹脂を使用した場合、大きな偏肉部が屡々発生する。また、射出成形機によって可塑化された繊維強化溶融樹脂中で一様に強化繊維が絡まっていると、中空部を有する成形品の樹脂壁の厚さが一様にならず、あるいは又、偏肉部が生じる。
【００１１】
平滑な表面を有する中空曲管及びその製造方法が、例えば、特開平６−７１７７８号公報から公知である。この中空曲管は、３０重量％以下のガラス繊維を含有し、熱変形温度が４２３Ｋ以上で且つ曲げ弾性率が７．８×１０⁶ｋＰａ以上であるポリアミド系樹脂から成る。この特許公開公報に開示された技術により、中空部に平滑な表面を有する中空曲管を製造することができるとされている。しかしながら、先に説明したような中空部を塞ぐほどの瘤状の突出部（偏肉部）の発生といった問題、あるいは又、かかる問題を解決する手段については、何ら記載も示唆もなされていない。
【００１２】
あるいは又、平滑な表面を有する中空部が形成された樹脂製中空管の製造方法が、例えば、特開平８−３４０４８号公報から公知である。この特許公開公報に開示された方法においては、補強繊維を含有する樹脂と、補強繊維を含有しない樹脂あるいは補強繊維含有率のより低い樹脂とをドライブレンドし、ドライブレンド後の樹脂を溶融状態とした後、該樹脂内に加圧された流体を注入する。この方法は、成形前に、２種類の樹脂（実際には、２種類のペレット）をドライブレンドするといった余分な工程を必要とする。また、２種類のペレットのドライブレンド後の混合状態を生産毎に一定としなくては、射出成形品が小さい場合（即ち、射出成形品の大きさ／粒状物の大きさの割合が小さな場合）、得られた射出成形品の機械的物性にばらつきが生じる。更には、ペレットの比重の差異によって、射出成形機のホッパー内で分級を起こす可能性がある。
【００１３】
従来の押出し法によって製造された樹脂組成物中に含有されるガラス繊維から成る強化材の重量平均長さ（Ｌμｍ）と、強化材の重量百分率（Ｗ重量％）とは、図１に示すように相関がある。尚、従来の押出し法によって製造された樹脂組成物を、図１においては、白丸、白三角及び白四角で示す。樹脂組成物中の強化材の重量平均長さ（Ｌμｍ）は、樹脂組成物を製造するための混練条件によって多少の変化を示すが、図１の直線（１）で表されるように、強化材の重量百分率が多くなるに従い、短くなる。
【００１４】
また、従来の押出し法によって製造された樹脂組成物中に含有されるガラス繊維から成る強化材中の０．５ｍｍ以上の長さの強化材の重量百分率（Ｗ’重量％）も、図２に示すように、概ね、強化材の重量百分率（Ｗ重量％）に依存している。尚、従来の押出し法によって製造された樹脂組成物を、図２においては、白丸、白三角及び白四角で示す。０．５ｍｍ以上の長さの強化材の重量百分率（Ｗ’重量％）は、図２の直線（１）で表されるように、強化材の重量百分率（Ｗ重量％）が多くなるに従い、低くなる。
【００１５】
ところで、これらの従来の押出し法によって製造された樹脂組成物（図１及び図２においては、白丸、白三角及び白四角で示される物性を有する）を用いてガスアシスト成形法に基づく射出成形を行い中空部を有する射出成形品を成形した場合、中空部の表面が平滑でなくなり、しかも、中空部における大きな偏肉部の発生を抑制することが極めて困難となることが、各種成形試験の結果、判明した。
【００１６】
従って、本発明の目的は、中空部の表面を平滑化することができ、しかも、中空部における大きな偏肉部の発生を抑制し得るガスアシスト成形法に基づく射出成形方法、及びかかる射出成形方法にて成形された射出成形品、並びにかかる射出成形品の成形を可能にする樹脂組成物を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意研究の結果、強化材の重量平均長さ（Ｌμｍ）と、樹脂組成物における強化材の重量百分率（Ｗ重量％）とが一定の関係を満足すれば、あるいは又、樹脂組成物における強化材の含有率（Ｗ重量％）と、樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率（Ｗ’重量％）とが一定の関係を満足すれば、中空部の表面を平滑化することができ、しかも、中空部における大きな偏肉部の発生を抑制することができることを見い出し、本発明に至った。
【００１８】
即ち、上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る樹脂組成物は、強化材と熱可塑性樹脂とから成る樹脂組成物であって、強化材の重量平均長さをＬ（μｍ）、樹脂組成物における強化材の含有率をＷ（重量％）としたとき、以下の式（１）を、一層好ましくは以下の式（１’）を満足することを特徴とする。
【数１０】
Ｌ≦４５０−５Ｗ （１）
Ｌ≦４００−５Ｗ （１’）
【００１９】
尚、強化材とは、射出成形品の機械的性質（例えば、引張強さ、曲げ強さ、衝撃強さ）を改善するために熱可塑性樹脂に添加する不活性繊維状材料を意味する。
【００２０】
強化材の重量平均長さが平均繊維径の１０倍未満になると、強化材の補強効果が小さくなる。それ故、樹脂組成物製造後の重量平均長さ／平均繊維径の割合（アスペクト比）は１０以上であることが好ましい。即ち、本発明の第１の態様に係る樹脂組成物においては、強化材の平均繊維径をＤ（μｍ）としたとき、式（１）あるいは式（１’）を満足すると同時に、以下の式（２）を満足することが好ましい。
【数１１】
１０Ｄ≦Ｌ （２）
【００２１】
上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る樹脂組成物は、強化材と熱可塑性樹脂とから成る樹脂組成物であって、樹脂組成物における強化材の含有率をＷ（重量％）、樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率をＷ’（重量％）としたとき、以下の式（３）を、一層好ましくは以下の式（３’）を満足することを特徴とする。
【数１２】
Ｗ’≦３５−０．８Ｗ （３）
Ｗ’≦３０−０．８Ｗ （３’）
【００２２】
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る射出成形方法は、強化材と熱可塑性樹脂とから成る樹脂組成物であって、強化材の重量平均長さをＬ（μｍ）、樹脂組成物における強化材の含有率をＷ（重量％）としたとき、以下の式（１）を、一層好ましくは以下の式（１’）を満足する樹脂組成物を混練可塑化して溶融樹脂とした後、金型のキャビティ内に該溶融樹脂を射出し、該溶融樹脂の射出中若しくは射出完了後、キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体を注入し、以て、樹脂内に中空部を形成することを特徴とする。
【数１３】
Ｌ≦４５０−５Ｗ （１）
Ｌ≦４００−５Ｗ （１’）
【００２３】
本発明の第１の態様に係る射出成形方法においては、強化材の平均繊維径をＤ（μｍ）としたとき、式（１）あるいは式（１’）を満足すると同時に、以下の式（２）を満足することが好ましい。尚、式（２）の関係を満足しない場合、所望の機械的特性を有する射出成形品の成形が困難となる場合がある。
【数１４】
１０Ｄ≦Ｌ （２）
【００２４】
上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る射出成形方法は、強化材と熱可塑性樹脂とから成る樹脂組成物であって、樹脂組成物における強化材の含有率をＷ（重量％）、樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率をＷ’（重量％）としたとき、以下の式（３）を、一層好ましくは以下の式（３’）を満足する樹脂組成物を混練可塑化して溶融樹脂とした後、金型のキャビティ内に該溶融樹脂を射出し、該溶融樹脂の射出中若しくは射出完了後、キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体を注入し、以て、樹脂内に中空部を形成することを特徴とする。
【数１５】
Ｗ’≦３５−０．８Ｗ （３）
Ｗ’≦３０−０．８Ｗ （３’）
【００２５】
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る中空部を有する射出成形品は、強化材と熱可塑性樹脂とから成る樹脂組成物であって、強化材の重量平均長さをＬ（μｍ）、樹脂組成物における強化材の含有率をＷ（重量％）としたとき、以下の式（１）を、一層好ましくは以下の式（１’）を満足する樹脂組成物を混練可塑化して溶融樹脂とした後、金型のキャビティ内に該溶融樹脂を射出し、該溶融樹脂の射出中若しくは射出完了後、キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体を注入することによって成形されたことを特徴とする。
【数１６】
Ｌ≦４５０−５Ｗ （１）
Ｌ≦４００−５Ｗ （１’）
【００２６】
本発明の第１の態様に係る射出成形品においては、強化材の平均繊維径をＤ（μｍ）としたとき、式（１）あるいは式（１’）を満足すると同時に、以下の式（２）を満足することが好ましい。尚、式（２）の関係を満足しない場合、所望の機械的特性を有する射出成形品の成形が困難となる場合がある。
【数１７】
１０Ｄ≦Ｌ （２）
【００２７】
上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る中空部を有する射出成形品は、強化材と熱可塑性樹脂とから成る樹脂組成物であって、樹脂組成物における強化材の含有率をＷ（重量％）、樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率をＷ’（重量％）としたとき、以下の式（３）を、一層好ましくは以下の式（３’）を満足する樹脂組成物を混練可塑化して溶融樹脂とした後、金型のキャビティ内に該溶融樹脂を射出し、該溶融樹脂の射出中若しくは射出完了後、キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体を注入することによって成形されたことを特徴とする。
【数１８】
Ｗ’≦３５−０．８Ｗ （３）
Ｗ’≦３０−０．８Ｗ （３’）
【００２８】
本発明の第１若しくは第２の態様に係る樹脂組成物、射出成形方法あるいは射出成形品（以下、単に本発明と総称する場合がある）においては、強化材の含有率Ｗは５乃至６０重量％、好ましくは１０重量％乃至５０重量％、より好ましくは２０重量％乃至４０重量％であることが望ましい。強化材の含有率Ｗが５重量％未満では、強化材を添加することによって得られる効果（例えば、射出成形品の機械的強度の向上効果）が達成し難くなり、最終的に得られる射出成形品の特性が満足すべきものではなくなる虞がある。強化材の平均含有率の上限は、どのような強化材を添加するかに依存するが、樹脂組成物が製造可能な最大添加率によって規定され、現在の技術においては、例えば６０重量％程度である。
【００２９】
本発明における使用に適した熱可塑性樹脂として、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂やポリブチレンテレフタレート樹脂）、変性ポリフェニレンオキシド樹脂（例えば、変性ポリフェニレンエーテル樹脂）、ポリフェニレンサルファイド樹脂、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂、アクリルニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、あるいはこれらの混合物やポリマーアロイを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００３０】
更には、本発明における使用に適した熱可塑性樹脂は、結晶性熱可塑性樹脂あるいは非結晶性熱可塑性樹脂から成ることが好ましい。この場合、結晶性熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエステル系樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂やポリブチレンテレフタレート樹脂）、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の結晶性熱可塑性樹脂、あるいはこれらの混合物やポリマーアロイを用いることが好ましい。ここで、熱可塑性樹脂が結晶性熱可塑性樹脂であるか否かは、一般に示差走査熱量測定（ＤＳＣ）法により明確な融点（急激な吸熱を示す温度）が確認されるか否かによって判断される。明確な融点が確認される樹脂が結晶性熱可塑性樹脂であり、明確な融点が確認されない樹脂が非結晶性熱可塑性樹脂である。
【００３１】
本発明での使用に適したポリアミド系樹脂として、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６９、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１２、メタキシリレンジアミン単独又はパラキシリレンジアミン４０重量％以下との混合ジアミン化合物と、α、ω−直鎖脂肪族二塩基酸又は芳香族二塩基酸とから得られるポリアミド樹脂、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンオクタメチレンジアミンのような直鎖脂肪族ジアミンと芳香族二塩基酸とから得られるポリアミド樹脂、及びこれらの混合物等を例示することができるが、特にこれらに限定されるものではない。メタキシリレンジアミンとα、ω−直鎖脂肪族二塩基酸とから得られるポリアミド樹脂を、以下、ＭＸナイロンと呼ぶ。ポリアミド系樹脂として、ＭＸナイロン、ナイロン６又はナイロン６６、あるいはこれらの混合物を用いることが、より好ましい。
【００３２】
強化材として、ガラス繊維、炭素繊維、ウィスカー及び液晶ポリマーから成る群から選択された少なくとも１種の繊維材料を挙げることができる。尚、樹脂組成物中で強化材が解繊状態にあることが好ましい。通常、樹脂組成物を製造する前の原料としての強化材は例えば１００〜２５００本に束ねられている。ここで、解繊状態にあるとは、樹脂組成物中の一束となった強化材の本数が１０本未満（例えば、２〜３本）であることを意味する。樹脂組成物中で強化材が解繊状態にないとは、樹脂組成物中の一束となった強化材の本数が例えば１０本以上であることを意味する。樹脂組成物中での強化材の解繊が不十分な場合、中空部の表面平滑性は優れるものの、射出成形品の機械的特性（例えば機械的強度）が不十分となる虞がある。
【００３３】
ガラス繊維として、ガラスウール、チョップド・ガラスファイバー、ミルド・ガラスファイバーを挙げることができる。また、炭素繊維として、ミルド炭素繊維を挙げることができる。ウィスカーとして、ホウ酸アルミニウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー、塩基性硫酸マグネシウムウィスカー、珪酸カルシウムウィスカー及び硫酸カルシウムウィスカーを挙げることができる。更には、液晶ポリマーとして、パラ−ヒドロキシ安息香酸（ＰＨＢ）とポリエチレンテレフタレートとのコポリエステルタイプ、ＰＨＢと６−オキシ−２−ナフトエ酸とのコポリエステルタイプ、ＰＨＢとテレフタル酸とｐ，ｐ’−ビスフェノール三元共重合ポリエステルタイプ等を挙げることができる。より具体的には、プラスチック強化用として一般に使用されており、平均繊維長さが１ｍｍ乃至１０ｍｍ程度の収束剤等の表面処理剤で収束処理されたチョップド・ストランドを使用することができる。強化材の平均繊維径は、１μｍ乃至３０μｍ、好ましくは３μｍ乃至２４μｍ、より好ましくは９μｍ乃至１３μｍであることが望ましい。ここで、平均繊維径は、強化材を実体顕微鏡にて観察することで測定することができる。
【００３４】
一般に、測定誤差を低く押さえるために、強化材の平均長さとして重量平均長さを用いる。強化材の長さの測定は、樹脂成分を溶解する液体に樹脂組成物若しくは射出成形品を浸漬して樹脂成分を溶解するか、ガラス繊維の場合、６００゜Ｃ以上の高温で樹脂成分を燃焼させて、残留する強化材を顕微鏡等で観察して測定することができる。通常は、強化材を写真撮影して人が測長するか、専用の繊維長測定装置を使用して強化材の長さを求める。数平均長さでは微小に破壊された強化材の影響が大き過ぎるので、重量平均長さを採用する必要がある。重量平均長さの測定に際しては、あまり小さく破砕された強化材の破片を除いて測定する。強化材の元の直径に対して長さが２倍よりも小さくなると測定が難しくなるので、例えば直径の２倍以上の長さを有する強化材を測定の対象とする。
【００３５】
更には、添加物として、一般に用いられている各種添加剤、例えば難燃剤、安定剤、顔料、染料、離型剤、滑剤、核剤、耐候性改良剤などを樹脂組成物に添加してもよい。これらの添加物を、単独で、又は２種以上の混合物として用いることができる。
【００３６】
本発明においては、樹脂組成物に更に衝撃特性改良材を含ませることができる。ここで、衝撃特性改良材としては、ＳＥＢＳ（スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン）ゴム、ＥＰＲ（エチレン−プロピレン）ゴムあるいは及びコア・シェル型ゴムを挙げることができる。衝撃特性改良材は、樹脂組成物の製造時、例えば、予め熱可塑性樹脂に含有させておくか、樹脂組成物の混練時に添加してもよい。衝撃特性改良材の添加率は、５重量％乃至５０重量％、好ましくは１５重量％乃至３５重量％であることが望ましい。
【００３７】
本発明の射出成形方法において、加圧流体の注入箇所に特に制限はなく、加圧流体注入部を樹脂射出部の近傍に配置してもよいし、加圧流体注入部を樹脂射出部から離して配置してもよいし、樹脂射出部内に加圧流体注入部を配置してもよい。また、加圧流体注入部の数に、特に制限はない。複数の加圧流体注入部を配設した場合には、射出成形品の内部に樹脂の隔壁を生成することができ、複数の流体流路等を構成する中空部を射出成形品内に形成することが可能となる。加圧流体としては、常温・常圧下でガス状、液状であり、成形時に溶融樹脂と反応や混合しないものが望ましい。具体的には、窒素ガス、空気、炭酸ガス、ヘリウム、水等が挙げられるが、窒素やヘリウム等の不活性ガスが好ましい。
【００３８】
キャビティ内に射出すべき溶融樹脂の体積は、所望の射出成形品を成形できる体積であればよく、射出成形品内での中空部の占める容積等に依存する。即ち、キャビティ内に射出すべき溶融樹脂の体積は、キャビティを完全に充満する体積としてもよいし、キャビティを完全には充満しない体積としてもよい。
【００３９】
本発明の射出成形品における中空部は、射出成形品の主要部であっても一部であってもよい。中空部が主要部となる射出成形品として、管状構造物（例えば、パイプ）を例示することができ、この場合、中空部は、例えば流体の流路を構成する。また、中空部が一部となる射出成形品として、中空部の表面が摺動面を構成する射出成形品、例えば、中空部が電線や駆動ワイヤを通す穴を構成し、電線や駆動ワイヤがかかる穴の内面と接触し摺動するような射出成形品を例示することができる。
【００４０】
本発明においては、金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出中若しくは射出完了後（射出完了と同時を含む）、キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体を注入する。金型を固定金型部と可動金型部とから構成する場合、溶融樹脂の射出開始から加圧流体の注入完了までの間、キャビティの容積が不変となるように、固定金型部と可動金型部を保持し続けてもよい。あるいは又、溶融樹脂のキャビティ内への射出開始前、射出中若しくは射出完了後に、可動金型部を移動させて、キャビティの容積を増加させてもよい。この場合にも、加圧流体の注入開始は、溶融樹脂のキャビティ内への射出中若しくは射出完了後とすればよい。更には、キャビティ内に可動の栓体を配設し、かかる栓体の移動によって、キャビティの容積を増加させることもできる。
【００４１】
本発明における樹脂組成物の外形形状は任意の形状とすることができ、例えば、円筒形やラグビーボール形（回転楕円形）を例示することができる。外形形状が円筒形の樹脂組成物の場合の外形寸法は、例えば、直径３ｍｍ、長さ５ｍｍとすることができるが、これに限定されるものではない。
【００４２】
本発明においては、強化材の重量百分率（Ｗ重量％）と強化材の重量平均長さ（Ｌμｍ）との関係が、
Ｌ≦４５０−５Ｗ
を満足するような、あるいは又、樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率（Ｗ’重量％）と強化材の重量百分率（Ｗ重量％）との関係が、
Ｗ’≦３５−０．８Ｗ
を満足するような樹脂組成物を用いることによって、中空部を有する射出成形品を射出成形方法にて成形した場合、中空部の表面が平滑となり、しかも、中空部における大きな偏肉部の発生を抑制することができることが、各種の試験の結果、判明した。一方、強化材の重量百分率（Ｗ重量％）と強化材の重量平均長さ（Ｌμｍ）との関係、あるいは又、樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率（Ｗ’重量％）と強化材の重量百分率（Ｗ重量％）との関係が、上記の関係から逸脱する場合、このような樹脂組成物を用いて中空部を有する射出成形品を射出成形方法にて成形した場合、中空部の表面が平滑でなくなり、しかも、中空部における大きな偏肉部の発生を抑制することが困難である。
【００４３】
即ち、樹脂組成物中の強化材の重量平均長さ（Ｌμｍ）と強化材の重量百分率（Ｗ重量％）とが、図１において、黒丸、黒三角及び黒四角で示すような関係にあれば、中空部を有する射出成形品を射出成形方法にて成形した場合、中空部の表面が平滑となり、しかも、中空部における大きな偏肉部の発生を抑制することができることが、各種の試験の結果、判明した。このように、中空部の表面が平滑となり且つ中空部における大きな偏肉部の発生を抑制することができる、樹脂組成物中の強化材の重量平均長さ（Ｌμｍ）と強化材の重量百分率（Ｗ重量％）との関係は、図１に直線（２）で表すように、
Ｌ≦４５０−５Ｗ
更に好ましくは、図１に直線（３）で表すように、
Ｌ≦４００−５Ｗ
との関係にある。
【００４４】
あるいは又、樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率（Ｗ’重量％）と強化材の重量百分率（Ｗ重量％）とが、図２において、黒丸、黒三角及び黒四角で示すような関係にあれば、中空部を有する射出成形品を射出成形方法にて成形した場合、中空部の表面が平滑となり、しかも、中空部における大きな偏肉部の発生を抑制することができることが、各種の試験の結果、判明した。このように、中空部の表面が平滑となり且つ中空部における大きな偏肉部の発生を抑制することができる、樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率（Ｗ’重量％）と強化材の重量百分率（Ｗ重量％）との関係は、図２に直線（２）で表すように、
Ｌ≦３５−０．８Ｗ
更に好ましくは、図２に直線（３）で表すように、
Ｗ’≦３０−０．８Ｗ
との関係にある。
【００４５】
先に説明したように、強化材の重量百分率（Ｗ重量％）を或る値に設定したとき、樹脂組成物中の強化材の重量平均長さ（Ｌμｍ）や強化材中の０．５ｍｍ以上の長さの強化材の重量百分率（Ｗ’重量％）を混練条件の変更によって制御することは、従来の技術においては非常に困難であり、特に、強化材の重量百分率が低い領域において、熱可塑性樹脂を劣化させずに強化材の平均重量長さを短くし、また、０．５ｍｍ以上の比率を低下させることは困難である。尚、所定の長さ分布を有する、解繊・粉砕後の強化材（例えばガラス繊維）と溶融樹脂とをバッチ式ミキサー等を用いて混連することにより、樹脂組成物中の強化材の重量平均長さ（Ｌμｍ）や強化材中の０．５ｍｍ以上の長さの強化材の重量百分率（Ｗ’重量％）を制御することは、かかる所定の長さ分布を有する、解繊・粉砕後の強化材を入手することが極めて困難であり、現実的ではない。また、通常、樹脂組成物を量産する場合、初期の長さが６〜１０ｍｍの集束された繊維が使用されており、解繊・粉砕後の繊維の取り扱いは極めて煩雑である。
【００４６】
本発明において、式（１）あるいは式（３）を満足するような樹脂組成物を、以下の方法にて製造することが可能である。即ち、図１に示したように、例えばガラス繊維から成る強化材の重量平均長さは樹脂組成物の製造時（混練時）における強化材の添加割合に大きく依存することを利用し、強化材の重量平均長さ（Ｌμｍ）と樹脂組成物における強化材の含有率（Ｗ重量％）の関係、あるいは又、樹脂組成物における強化材の含有率（Ｗ重量％）と樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率（Ｗ’重量％）の関係を制御が可能である。例えば、先ず、所定の重量平均長さ（Ｌμｍ）が得られる強化材添加割合にて熱可塑性樹脂と強化材とを溶融混練し、次いで、この樹脂組成物を溶融し、溶融した熱可塑性樹脂と均一に混練する。この工程は、１回の溶融過程においてなされてもよいし、高い添加割合の強化材を含む樹脂組成物を固化して粒状物を製造した後、再度、粒状物を溶融し、溶融した熱可塑性樹脂と均一に混練してもよい。
【００４７】
【実施例】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【００４８】
（実施例１）
実施例１においては、以下の表１に示す諸元を有するガラス繊維から成る強化材と、ナイロンＭＸＤ６樹脂から成る熱可塑性樹脂とから構成された樹脂組成物を試作した。試作の方法については後述する。
【００４９】
【表１】
ガラス繊維から成る強化材
平均繊維径（Ｄ） ：１３μｍ
重量平均長さ（Ｌ） ：３００μｍ
強化材の含有率（Ｗ） ：３０重量％
樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ
以上の強化材の含有率（Ｗ’）：１０重量％
【００５０】
実施例１においては、強化材の平均繊維径（Ｄμｍ）、重量平均長さ（Ｌμｍ）及び樹脂組成物における強化材の含有率（Ｗ重量％）は、
１０Ｄ≦Ｌ≦４５０−５Ｗ
の関係を満足している。また、樹脂組成物における強化材の含有率（Ｗ重量％）と、樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率（Ｗ’重量％）とは、Ｗ’≦３５−０．８Ｗ
の関係を満足している。
【００５１】
実施例１においては、図３に模式図を示す金型１０を備えた射出成形機を用いた。尚、加熱シリンダー１５を除き、射出成形機を構成する要素の図示を省略した。金型１０は固定金型部１１と可動金型部１２から構成されており、固定金型部１１と可動金型部１２とを型締めしたとき、キャビティ１３が形成される。金型１０にはキャビティ１３に開口した樹脂射出部１４が設けられており、この樹脂射出部１４は加熱シリンダー１５と練通している。また、加圧流体注入部１６が樹脂射出部１４内に配設されており、加圧流体注入部１６の一端は樹脂射出部１４内に開口している。一方、加圧流体注入部１６の他端は加圧流体源１７に接続されている。
【００５２】
そして、実施例１においては、上述の樹脂組成物を加熱シリンダー１５内に供給し、加熱シリンダー１５内で混練可塑化して溶融樹脂とした後、金型１０のキャビティ１３内に樹脂射出部１４を介して溶融樹脂２０を射出し（図４参照）、溶融樹脂の射出完了後、キャビティ１３内の溶融樹脂２０中に窒素ガスから成る加圧流体を加圧流体注入部１６から注入し（図５参照）、以て、樹脂２０Ａ内に中空部２１を形成した。射出成形の条件を、以下の表２のとおりとした。尚、中空部を有する射出成形品を曲管とした。射出成形品の外径を２０ｍｍとした。中空部の内径は１６ｍｍであり、射出成形品の肉厚は２ｍｍであった。そして、得られた射出成形品を切断し、中空部の表面粗度（Ｒ_max；単位μｍ ）を、ＪＩＳＢ０６０１「表面粗さの定義と表示」に基づき測定した。測定結果を表６に示す。尚、中空部に偏肉部の発生は全く認められなかった。
【００５３】
【表２】
樹脂組成物溶融温度（加熱シリンダー温度）：２７０゜Ｃ
溶融樹脂の射出速度：１０ｍｍ／秒
加圧流体の圧力 ：５ＭＰａ
金型温度 ：１００゜Ｃ
【００５４】
（実施例２）
実施例２においては、以下の表３に示す諸元を有するガラス繊維から成る強化材と、ポリカーボネート樹脂から成る熱可塑性樹脂とから構成された樹脂組成物を試作した。
【００５５】
【表３】
ガラス繊維から成る強化材
平均繊維径（Ｄ） ：１３μｍ
重量平均長さ（Ｌ） ：３５０μｍ
強化材の含有率（Ｗ） ：２０重量％
樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ
以上の強化材の含有率（Ｗ’）：１６重量％
【００５６】
実施例２においても、強化材の平均繊維径（Ｄμｍ）、重量平均長さ（Ｌμｍ）及び樹脂組成物における強化材の含有率（Ｗ重量％）は、
１０Ｄ≦Ｌ≦４５０−５Ｗ
の関係を満足している。また、樹脂組成物における強化材の含有率（Ｗ重量％）と、樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率（Ｗ’重量％）とは、Ｗ’≦３５−０．８Ｗ
の関係を満足している。
【００５７】
そして、実施例１と同じ射出成形機及び金型を用いて、実施例１と同じ条件で射出成形を行い、射出成形品を得た。そして、得られた射出成形品を切断し、中空部の表面粗度Ｒ_maxを測定した。測定結果を表６に示す。尚、中空部に偏肉部の発生は全く認められなかった。
【００５８】
（比較例１）
比較例１においては、以下の表４に示す諸元を有するガラス繊維（実施例１にて使用したガラス繊維と同じものである）から成る強化材と、ナイロンＭＸＤ６樹脂から成る熱可塑性樹脂とから構成された樹脂組成物を使用した。尚、かかる樹脂組成物は、三菱瓦斯化学株式会社からレニー１００２Ｈとして市販されているものである。
【００５９】
【表４】
ガラス繊維から成る強化材
平均繊維径（Ｄ） ：１３μｍ
重量平均長さ（Ｌ） ：３６０μｍ
強化材の含有率（Ｗ） ：３０重量％
樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ
以上の強化材の含有率（Ｗ’）：２２重量％
【００６０】
比較例１においては、強化材の重量平均長さ（Ｌμｍ）及び樹脂組成物における強化材の含有率（Ｗ重量％）は、
Ｌ≦４５０−５Ｗ
の関係を満足していない。また、樹脂組成物における強化材の含有率（Ｗ重量％）と、樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率（Ｗ’重量％）とは、
Ｗ’≦３５−０．８Ｗ
の関係を満足していない。
【００６１】
そして、実施例１と同じ射出成形機及び金型を用いて、実施例１と同じ条件で射出成形を行い、射出成形品を得た。そして、得られた射出成形品を切断し、中空部の表面粗度Ｒ_maxを測定した。測定結果を表６に示す。尚、中空部には偏肉部の発生が認められた。
【００６２】
（比較例２）
比較例２においては、以下の表５に示す諸元を有するガラス繊維（実施例２にて使用したガラス繊維と同じものである）から成る強化材と、ポリカーボネート樹脂から構成された樹脂組成物を使用した。尚、かかる樹脂組成物は、三菱瓦斯化学株式会社からユーピロンＧＳ−２０２０Ｍとして市販されているものである。
【００６３】
【表５】
ガラス繊維から成る強化材
平均繊維径（Ｄ） ：１３μｍ
重量平均長さ（Ｌ） ：４５０μｍ
強化材の含有率（Ｗ） ：２０重量％
樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ
以上の強化材の含有率（Ｗ’）：４０重量％
【００６４】
比較例２においても、強化材の重量平均長さ（Ｌμｍ）及び樹脂組成物における強化材の含有率（Ｗ重量％）は、
Ｌ≦４５０−５Ｗ
の関係を満足していない。また、樹脂組成物における強化材の含有率（Ｗ重量％）と、樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率（Ｗ’重量％）とは、
Ｗ’≦３５−０．８Ｗ
の関係を満足していない。
【００６５】
そして、実施例１と同じ射出成形機及び金型を用いて、実施例１と同じ条件（但し、樹脂組成物溶融温度を２９０゜Ｃに変更）で射出成形を行い、射出成形品を得た。射出成形品の外径を２０ｍｍとした。そして、得られた射出成形品を切断し、中空部の表面粗度Ｒ_maxを測定した。測定結果を表６に示す。尚、中空部には偏肉部の発生が認められた。
【００６６】
【表６】

【００６７】
表６からも明らかなように、式（１）あるいは式（３）の関係を樹脂組成物が満足することによって、従来のガラス繊維を含有する樹脂組成物を射出成形用の原料として用いた場合よりも、中空部の表面平滑性が格段に優れた射出成形品を得ることができた。
【００６８】
以下、実施例１にて用いた樹脂組成物の製造方法の概要を説明する。尚、樹脂組成物の製造における混練状態を、２軸押出機のスクリュー形状を変えることによって変化させた。
【００６９】
実施例１にて用いた樹脂組成物は、図６の（Ａ）に模式的な一部断面図を示し、図８の（Ａ）に概念図を示すように、溶融した熱可塑性樹脂と強化材とを混練する工程と、この熱可塑性樹脂及び強化材の混練物と、溶融した熱可塑性樹脂とを混練する工程に基づき製造することができる。即ち、図６の（Ａ）に模式的な一部断面図を示すスクリュー径５５ｍｍの２軸押出機を使用し、ナイロンＭＸＤ６及びガラス繊維（諸元は実施例１を参照）を原材料として、以下の表７に示す条件によって実施例１にて用いた樹脂組成物（ペレット）を製造した。即ち、２軸押出機の上流側から熱可塑性樹脂であるナイロンＭＸＤ６を２軸押出機に供給し、２軸押出機中で溶融、混練する。このときの混練状態は強い混練状態（通常の熱可塑性樹脂の混練状態）とする。そして、２軸押出機の中流でガラス繊維から成る強化材をサイドフィード法に基づき添加し、溶融した熱可塑性樹脂と強化材とを混練する。このときの混練状態は中程度の混練状態とする。こうして、２軸押出機の中流において、熱可塑性樹脂及び強化材の混練物を得ることができる。更に、２軸押出機の下流側で、ナイロンＭＸＤ６から成る熱可塑性樹脂を２軸押出機にサイドフィード法に基づき供給し、かかる供給され、溶融した熱可塑性樹脂と混練物とを混練する。このときの混練状態は、混練によって強化材に破損が生じないように、弱い混練状態とする。最後に、２軸押出機から排出されたストランドを所望の長さに切断し、樹脂組成物（ペレット）とする。尚、図６、図７及び図１５において、２軸押出機に楕円の印を付した部分は、サイドフィード法にて各種材料を２軸押出機に供給する場所を示す。また、図６、図７及び図１５において、斜め線を付したスクリューの部分は、主に材料を搬送する部分であり、リング状にて示したスクリューの部分は、主に材料を混練する部分である。
【００７０】
【表７】
上流側 ナイロンＭＸＤ６供給量：３０ｋｇ／時間
ガラス繊維供給量 ：３０ｋｇ／時間
下流側 ナイロンＭＸＤ６供給量：４０ｋｇ／時間
バレル温度 ：２９０度
スクリュー回転数：５０ｒｐｍ
【００７１】
こうして製造された樹脂組成物は、従来の押出し法にて製造された樹脂組成物と比較して、樹脂組成物における強化材の含有率Ｗ（重量％）を同じとしたとき、樹脂組成物中の強化材の重量平均長さ（Ｌμｍ）の値、あるいは、樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率（Ｗ’重量％）の値は、従来の押出し法にて製造された樹脂組成物におけるこれらの値よりも低い値となっていた。その結果、かかる樹脂組成物を用いて射出成形品を射出成形法にて成形したとき、得られた射出成形品の中空部の表面が平滑となり、しかも、中空部における大きな偏肉部の発生を抑制することができる。
【００７２】
一方、図１５に模式的な一部断面図を示すスクリュー径５５ｍｍの２軸押出機を使用し、ナイロンＭＸＤ６及びガラス繊維（諸元は実施例１を参照）を原材料として、以下の表８に示す条件によって比較例１にて用いた樹脂組成物（ペレット）を製造した。即ち、２軸押出機の上流側から熱可塑性樹脂であるナイロンＭＸＤ６を２軸押出機に供給し、２軸押出機中で溶融、混練する。このときの混練状態は強い混練状態（通常の熱可塑性樹脂の混練状態）とする。そして、２軸押出機の中流で、溶融、混練された熱可塑性樹脂にガラス繊維から成る強化材をサイドフィード法に基づき添加し、熱可塑性樹脂と強化材とを混練する。このときの混練状態は強化材が樹脂組成物中で出来る限り均一に分散するような条件とした。最後に、２軸押出機から排出されたストランドを所望の長さに切断し、樹脂組成物（ペレット）とする。
【００７３】
【表８】
上流側 ナイロンＭＸＤ６供給量：７０ｋｇ／時間
下流側 ガラス繊維供給量 ：３０ｋｇ／時間
バレル温度 ：２９０度
スクリュー回転数：５０ｒｐｍ
【００７４】
こうして製造された樹脂組成物の微視的な構造は、ガラス繊維が樹脂組成物中で十分に解繊し、且つ、樹脂組成物中での強化材の分布が均一な構造となっていた。尚、表８に示した条件で、２軸押出機の中流で、溶融、混練された熱可塑性樹脂にガラス繊維から成る強化材をサイドフィード法に基づき添加し、熱可塑性樹脂と強化材とを混練するとき、混練状態を弱めた場合には、樹脂組成物中での強化材の分布が不均一な構造となったが、ガラス繊維が樹脂組成物中で十分に解繊していなかった。かかる樹脂組成物を用いて射出成形を行うと、中空部の表面平滑性に優れた射出成形品を得ることはできるものの、ガラス繊維が樹脂組成物中で十分に解繊していないために、得られた射出成形品の機械的特性（例えば機械的強度）が不十分となる。
【００７５】
以上、本発明を、好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例にて説明した各種の条件は例示であり、使用する樹脂組成物（ペレット）、射出成形すべき射出成形品の形状や構造、中空部の形状や構造等に依存して、適宜変更することができる。また、射出成形品の外形、中空部の構造は例示であり、射出成形品に要求される仕様や性能等に応じて適宜設計すればよい。
【００７６】
樹脂組成物の製造方法は、図６の（Ａ）及び図８の（Ａ）に示した方法に限定されない。図６の（Ｂ）に模式的な一部断面図を示し、図８の（Ｂ）に概念図を示す例においては、２軸押出機の上流側から熱可塑性樹脂及び強化材を２軸押出機に供給し、２軸押出機中で溶融、混練する。このときの混練状態は中程度の混練状態（通常の熱可塑性樹脂の混練状態よりは弱い混練状態）とする。こうして、２軸押出機の上流〜中流において、溶融した熱可塑性樹脂と強化材とを混練し、熱可塑性樹脂及び強化材の混練物を得ることができる。そして、２軸押出機の下流側でサイドフィード法に基づきナイロンＭＸＤ６から成る熱可塑性樹脂を供給し、かかる供給され、溶融した熱可塑性樹脂と混練物とを混練する。このときの混練状態は、混練によって強化材に破損が生じないように、弱い混練状態とする。最後に、２軸押出機から排出されたストランドを所望の長さに切断し、樹脂組成物（ペレット）とする。
【００７７】
図７の（Ａ）に模式的な一部断面図を示す例においては、２つの２軸押出機を用い、第１の２軸押出機の上流側から熱可塑性樹脂を供給し、第１の２軸押出機中で溶融、混練する。このときの混練状態は強い混練状態（通常の熱可塑性樹脂の混練状態）とする。そして、第１の２軸押出機の中流でガラス繊維から成る強化材をサイドフィード法に基づき添加し、溶融した熱可塑性樹脂と強化材とを混練する。このときの混練状態は中程度の混練状態とする。こうして、２軸押出機の中流において、熱可塑性樹脂及び強化材の混練物を得ることができる。更に、この混練物を第２の２軸押出機の上流に供給し、第２の２軸押出機中で溶融、混練する。このときの混練状態は強い混練状態（通常の熱可塑性樹脂の混練状態）とする。そして、第２の２軸押出機の中流で熱可塑性樹脂をサイドフィード法に基づき添加し、混練する。このときの混練状態は中程度の混練状態とする。最後に、第２の２軸押出機から排出されたストランドを所望の長さに切断し、樹脂組成物（ペレット）とする。
【００７８】
図７の（Ｂ）に模式的な一部断面図を示す例においては、２つの２軸押出機を用い、第１の２軸押出機の上流側から熱可塑性樹脂と強化材とを供給し、第１の２軸押出機中で溶融、混練する。このときの混練状態は強い混練状態（通常の熱可塑性樹脂の混練状態）とする。更に、この混練物を第２の２軸押出機の上流に供給し、同時に熱可塑性樹脂を第２の２軸押出機の上流に供給する。そして、これらを第２の２軸押出機中で溶融、混練する。このときの混練状態は強い混練状態（通常の熱可塑性樹脂の混練状態）とする。最後に、第２の２軸押出機から排出されたストランドを所望の長さに切断し、樹脂組成物（ペレット）とする。
【００７９】
あるいは又、図８の（Ｃ）に概念図を示すように、予め溶融した熱可塑性樹脂と強化材とを混練することによって得られた混練物を２軸押出機の上流側から２軸押出機に供給してもよい。この場合には、２軸押出機の上流〜中流における混練状態は弱い混練状態とする。あるいは又、熱可塑性樹脂を溶融する工程と、該熱可塑性樹脂の溶融物と、熱可塑性樹脂及び強化材の混練物とを溶融、混練する工程により樹脂組成物を製造することもできる。即ち、図８の（Ｄ）に概念図を示すように、熱可塑性樹脂を２軸押出機の上流側から２軸押出機に供給する。この場合には、２軸押出機の上流側における混練状態は弱い混練状態とする。そして、熱可塑性樹脂と強化材とを予め溶融、混練して得られた混練物を、サイドフィード法に基づき２軸押出機の中流から２軸押出機に供給する。この場合には、２軸押出機の上流側における混練状態は強い混練状態（通常の混練状態）とする。また、下流側における混練状態は弱い混練状態とする。
【００８０】
更には、図８の（Ａ）に示した樹脂組成物の製造方法の変形として、図９の（Ａ）に示すように、２軸押出機である主押出機と副押出機を用い、主押出機において、主押出機の上流側から熱可塑性樹脂を主押出機に供給し、主押出機中で溶融、混練する。このときの混練状態は強い混練状態（通常の熱可塑性樹脂の混練状態）とする。そして、主押出機の中流で強化材をサイドフィード法に基づき添加し、熱可塑性樹脂と強化材とを混練する。このときの混練状態は中程度の混練状態とする。こうして、主押出機の中流において、熱可塑性樹脂及び強化材の混練物を得ることができる。更に、副押出機においては、熱可塑性樹脂を上流側から副押出機に供給し、溶融し、弱い混練を施す。そして、主押出機のヘッド部（下流側）で、主押出機内の混練物と、副押出機からの溶融熱可塑性樹脂とを混練し、ストランドを製造する。
【００８１】
また、図８の（Ｂ）に示した樹脂組成物の製造方法の変形として、図９の（Ｂ）に示すように、２軸押出機である主押出機と副押出機を用い、主押出機において、主押出機の上流側から熱可塑性樹脂と強化材とを主押出機に供給し、主押出機中で溶融、混練する。このときの混練状態は中程度の混練状態とする。こうして、主押出機の上流〜中流において、溶融した熱可塑性樹脂と強化材とを混練し、熱可塑性樹脂及び強化材の混練物を得ることができる。更に、副押出機においては、熱可塑性樹脂を上流側から副押出機に供給し、溶融し、弱い混練を施す。そして、主押出機のヘッド部（下流側）で、主押出機内の混練物と、副押出機からの溶融熱可塑性樹脂とを混練し、ストランドを製造する。
【００８２】
あるいは又、図８の（Ｃ）に示した樹脂組成物の製造方法の変形として、図１０の（Ａ）に示すように、２軸押出機である主押出機と副押出機を用い、主押出機において、主押出機の上流側から、予め溶融した熱可塑性樹脂と強化材とを混練することによって得られた混練物を主押出機に供給し、主押出機中で溶融、混練する。このときの混練状態は弱い混練状態とする。こうして、主押出機の上流〜中流において、熱可塑性樹脂及び強化材の混練物を得ることができる。更に、副押出機においては、熱可塑性樹脂を上流側から副押出機に供給し、溶融し、弱い混練を施す。そして、主押出機のヘッド部（下流側）で、主押出機内の混練物と、副押出機からの溶融熱可塑性樹脂とを混練し、ストランドを製造する。
【００８３】
更には、図８の（Ｄ）に示した樹脂組成物の製造方法の変形として、図１０の（Ｂ）に示すように、２軸押出機である主押出機と副押出機を用い、主押出機において、主押出機の上流側から熱可塑性樹脂を主押出機に供給し、主押出機中で溶融、混練する。このときの混練状態は強い混練状態とする。こうして、主押出機の上流〜中流において、溶融した熱可塑性樹脂（溶融物）を得ることができる。更に、副押出機においては、熱可塑性樹脂及び強化材を予め溶融、混練して得られた混練物を上流側から副押出機に供給し、溶融し、弱い混練を施す。そして、主押出機のヘッド部（下流側）で、主押出機内の溶融物と、副押出機からの溶融した混練物とを混練し、ストランドを製造する。
【００８４】
図１１の（Ａ）、（Ｂ）及び図１２の（Ａ）及び（Ｂ）に概念図を示す樹脂組成物の製造方法が、それぞれ、図９の（Ａ）、（Ｂ）及び図１０の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明した樹脂組成物の製造方法と相違する点は、主押出機からのストランドに副押出機からのストランドを、ストランドが冷却する前に添加する（具体的には密着させる）点にある。即ち、図１１の（Ａ）、（Ｂ）及び図１２の（Ａ）に概念図を示す樹脂組成物の製造方法においては、溶融した熱可塑性樹脂と強化材とを混練する工程と、かかる熱可塑性樹脂及び強化材の混練物に、熱可塑性樹脂を添加する工程から成る。また、図１２の（Ｂ）に概念図を示す樹脂組成物の製造方法においては、熱可塑性樹脂を溶融する工程と、熱可塑性樹脂の溶融物に、熱可塑性樹脂及び強化材の混練物を添加する工程から成る。
【００８５】
図１３の（Ａ）、（Ｂ）及び図１４の（Ａ）及び（Ｂ）に概念図を示す樹脂組成物の製造方法は、それぞれ、図１１の（Ａ）、（Ｂ）及び図１２の（Ａ）及び（Ｂ）に概念図を示した樹脂組成物の製造方法の変形である。図１３の（Ａ）、（Ｂ）及び図１４の（Ａ）に概念図を示す樹脂組成物の製造方法が、それぞれ、図１１の（Ａ）、（Ｂ）及び図１２の（Ａ）に概念図を示す樹脂組成物の製造方法と相違する点は、熱可塑性樹脂及び強化材の混練物である押出機からのストランドを、ホットバスに蓄えられた溶融熱可塑性樹脂中を潜らせ、熱可塑性樹脂及び強化材の混練物である押出機からのストランドに熱可塑性樹脂を添加する点にある。一方、図１４の（Ｂ）に概念図を示す樹脂組成物の製造方法が、図１２の（Ｂ）に概念図を示す樹脂組成物の製造方法と相違する点は、熱可塑性樹脂の溶融物である押出機からのストランドを、ホットバスに蓄えられた溶融した熱可塑性樹脂と強化材の混練物中を潜らせ、熱可塑性樹脂の溶融物である押出機からのストランドに混練物を添加する点にある。
【００８６】
あるいは又、図８の（Ｂ）に概念図を示した樹脂組成物の製造方法の変形として、造粒機を用い、造粒機に熱可塑性樹脂及び強化材を供給して、十分に溶融、混練を行った後、熱可塑性樹脂を加え、更に溶融、混練を行い、樹脂組成物を製造することもできる。あるいは、図８の（Ｃ）に概念図を示した樹脂組成物の製造方法の変形として、予め溶融した熱可塑性樹脂と強化材とを混練することによって得られた混練物を造粒機に供給して、十分に溶融、混練を行った後、熱可塑性樹脂を加え、更に溶融、混練を行い、樹脂組成物を製造することもできる。更には、図８の（Ｄ）に概念図を示した樹脂組成物の製造方法の変形として、造粒機を用い、造粒機に熱可塑性樹脂を供給して、十分に溶融、混練を行った後、かかる溶融物に対して熱可塑性樹脂及び強化材の混練物を加え、更に溶融、混練を行い、樹脂組成物を製造することもできる。
【００８７】
尚、以上に説明した樹脂組成物の製造方法においては、予め、熱可塑性樹脂内に他の添加物（例えば、難燃剤や離型剤）が含まれていてもよい。一方、強化材にも、予め、他の添加物（例えば、難燃剤や離型剤）が含まれていてもよく、更には、予め、強化材に少量の熱可塑性樹脂が含まれていてもよい。樹脂組成物の製造時、先に溶融、混練すべき熱可塑性樹脂と、後に加える熱可塑性樹脂とは同じ熱可塑性樹脂であってもよいし、同種の熱可塑性樹脂であってもよいし、更には異種の熱可塑性樹脂であってもよい。例えば、押出機への原材料の供給方法や供給位置は適宜選択すればよいし、ベント（排気）も例示である。
【００８８】
【発明の効果】
本発明により、中空部の表面に毛羽立ちが少なく、中空部の表面平滑性に優れ、しかも、中空部に異常な偏肉部の無い良好な射出成形品を得ることができる。そして、これによって、中空部に例えば流体を流した場合においても、高い長期信頼性を得ることができるし、中空部が摺動面を構成した場合においても低い摩擦で部品を摺動させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】強化材の重量平均長さと、強化材の重量百分率（重量％）との関係を示すグラフである。
【図２】樹脂組成物中に含有されるガラス繊維から成る強化材中の０．５ｍｍ以上の強化材の重量百分率（重量％）と、強化材の重量百分率（重量％）との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実施に適した金型を備えた射出成形機の模式図であり、金型を型締めした状態を表す図である。
【図４】金型のキャビティ内に樹脂射出部を介して溶融樹脂を射出している状態を表す金型等の模式的な断面図である。
【図５】金型のキャビティ内に加圧流体注入部を介して加圧流体を注入している状態を表す金型等の模式的な断面図である。
【図６】２軸押出機を使用して実施例１にて用いた樹脂組成物（ペレット）を製造する工程を模式的に示す図である。
【図７】本発明にて使用する樹脂組成物（ペレット）を製造する工程の概念図である。
【図８】本発明にて使用する樹脂組成物（ペレット）を製造する工程の概念図である。
【図９】本発明にて使用する樹脂組成物（ペレット）を製造する工程の概念図である。
【図１０】本発明にて使用する樹脂組成物（ペレット）を製造する工程の概念図である。
【図１１】本発明にて使用する樹脂組成物（ペレット）を製造する工程の概念図である。
【図１２】本発明にて使用する樹脂組成物（ペレット）を製造する工程の概念図である。
【図１３】本発明にて使用する樹脂組成物（ペレット）を製造する工程の概念図である。
【図１４】本発明にて使用する樹脂組成物（ペレット）を製造する工程の概念図である。
【図１５】２軸押出機を使用して比較例１にて用いた粒状物（ペレット）を製造する工程を模式的に示す図である。
【図１６】中空部の表面に瘤状の突出部が形成された状態を示す、射出成形品の模式的な断面図である。
【符号の説明】
１０ 金型
１１ 固定金型部
１２ 可動金型部
１３ キャビティ
１４ 樹脂射出部（樹脂ゲート部）
１５ 加熱シリンダー
１６ 加圧流体注入部
１７ 加圧流体源
２０ 溶融樹脂
２０Ａ 樹脂
２１ 中空部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an injection molded article having a hollow portion, an injection molding method, and a resin composition. More specifically, the occurrence of uneven thickness portions can be suppressed, and a hollow portion having a smooth surface is formed. The present invention relates to an injection molded article made of a thermoplastic resin, an injection molding method thereof, and a resin composition that enables the injection molded article to be molded.
[0002]
[Prior art]
As a method for forming a hollow part having a high hollow ratio in a molded product, a blow molding method, a molding method using a core, a rotational molding method, a gas assist molding method and the like are known. The blow molding method is an effective method for molding a molded product having a simple shape such as a tank or a bottle, but is generally not suitable for molding a molded product having a complicated shape. In the case of a molding method using a core, a core made of metal or resin is prepared in advance. Then, the core is disposed in the cavity of the mold, and the molten resin is injected into the space formed by the surface (hereinafter referred to as the mold cavity surface) and the core constituting the mold cavity, After the resin is cooled and solidified, the molded product is taken out from the mold. Then, the hollow part which is the trace of a core can be obtained inside a molded article by melting the core inside a molded article. Since the molding method using the core requires such a complicated process, the production cost of the molded product is high. In the rotational molding method, it is difficult to mold a molded product having a complicated shape, and since pressure is not applied to the resin during molding, the strength of the end portion of the molded product is often insufficient.
[0003]
The gas assist molding method is a method in which a pressurized fluid is injected into the molten resin in the cavity during or after the injection of the molten resin into the cavity provided in the mold (including simultaneously with the completion of the injection). . According to such a gas assist molding method, during the cooling and solidification of the resin in the cavity, the resin is pressed against the cavity surface of the mold by the pressurized fluid, resulting in warping and sink marks in the obtained injection molded product. Can be effectively prevented. As one type of gas assist molding method, there is a method of injecting a pressurized fluid into the molten resin while expanding the volume of the cavity during or after the injection of the molten resin into the cavity. The gas assist molding method is a highly efficient molding method with a short molding process.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the gas assist molding method, a hollow portion is formed inside the injection molded product. However, at present, there are few examples of actively utilizing such hollow portions. This is because the desired state of the surface of the hollow portion cannot always be obtained stably. As one of the causes, when the injection-molded product is made of a so-called fiber reinforced resin containing a fiber filler (reinforcing material), fuzz is generated on the surface of the hollow portion. Here, the fluffing means, for example, roughness of the surface of the hollow part caused by the tip of the fiber filler protruding from the surface of the hollow part or rising as it is on the surface of the hollow part. When the fiber filler content in the raw material resin is increased in order to give higher strength to the injection molded product, fuzz usually occurs on the surface of the hollow part.
[0005]
Still another cause is the occurrence of uneven thickness portions in the injection molded product. The present inventors recognize the occurrence of two uneven thickness portions. As one aspect of the uneven thickness portion, the thickness of the injection molded product varies in a certain range in the longitudinal direction of the injection molded product, centering on the portion where the thickness of the injection molded product is thin. An embodiment in which there are no knob-like protrusions protruding abnormally from the surface of the film can be given. As another aspect of the uneven thickness part, there can be mentioned an aspect in which a large protrusion having a large enough size to close the hollow part is generated on the surface of the hollow part (see FIG. 16).
[0006]
When the uneven thickness portion is in the latter mode, the amount of resin required for molding the injection molded product varies greatly. When the resin is biased to the bump-like protrusion, molding defects such as outgassing tend to occur. Here, outgassing refers to a phenomenon in which the pressurized fluid injected into the molten resin in the cavity breaks through the molten resin and directly contacts the cavity surface of the mold. When such outgassing occurs, the pressurized fluid leaks from the gaps in the mold, or the resin is pulled away from the cavity surface of the mold. In particular, when forming a hollow portion having a high hollow ratio, if such protrusions occur irregularly, the amount of molten resin injected into the cavity is insufficient to form an injection molded product, When the molten resin flows in the cavity, gas escape occurs and an injection molded product cannot be molded.
[0007]
According to the experience of the present inventors, when a polyphenylene sulfide (PPS) -based or polyamide-based so-called fiber reinforced thermoplastic resin containing a fiber filler is used, a large protrusion-like projection (deviation) that closes the hollow portion. Many phenomena have been observed in which the meat part) occurs on the surface of the hollow part. Such a phenomenon is likely to occur particularly when a resin that rapidly solidifies from a certain temperature, such as a crystalline thermoplastic resin, is used. It has also been experienced that particularly severe fuzz occurs on the surface of such a protrusion.
[0008]
In the gas assist molding method, it is possible to form a thin hollow portion having a considerable length inside an injection molded product. It is also possible to form a hollow portion having a high hollow ratio inside the injection molded product. A case is assumed in which a fluid is allowed to flow through a hollow portion of an injection molded product molded by a gas assist molding method using a thermoplastic resin containing a fiber filler, particularly a crystalline thermoplastic resin, particularly a polyamide thermoplastic resin. In this case, if no outgassing occurs, a hollow part is formed in the injection-molded product, and for example, a low-viscosity fluid such as water can flow into the hollow part. However, as a result of sludge and the like due to fluff generated on the surface of the hollow portion, it is extremely difficult to produce an injection molded product that can withstand long-term use.
[0009]
In order to smooth the surface of the hollow portion, it is necessary to reduce the content of the fiber filler as much as possible. However, with such a measure, the mechanical properties of the injection molded product are greatly impaired, and for example, it becomes difficult to produce an injection molded product that requires high strength.
[0010]
Depending on the shape of the injection-molded product, the composition of the resin composition to be used, and the required smoothness of the surface of the hollow part, it cannot be said unconditionally. For example, in the case of glass fiber, the content exceeds about 15% by weight. And the fuzz on the surface of the hollow part is conspicuous. Even when the fiber filler is not included, when a crystalline thermoplastic resin is used, a large uneven portion is often generated. Further, if the reinforcing fibers are entangled uniformly in the fiber reinforced molten resin plasticized by the injection molding machine, the thickness of the resin wall of the molded product having the hollow portion is not uniform or is uneven. Meat is produced.
[0011]
A hollow bend tube having a smooth surface and a method for producing the same are known from, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-71778. This hollow bent tube contains 30% by weight or less of glass fiber, has a heat deformation temperature of 423 K or higher, and a flexural modulus of 7.8 × 10 6. ⁶ It consists of a polyamide-type resin which is kPa or more. According to the technique disclosed in this patent publication, it is said that a hollow bent tube having a smooth surface in the hollow portion can be manufactured. However, there is no description or suggestion about a problem such as the occurrence of a bump-like protruding portion (uneven thickness portion) enough to block the hollow portion as described above, or means for solving such a problem.
[0012]
Or the manufacturing method of the resin hollow tube in which the hollow part which has a smooth surface was formed is well-known from Unexamined-Japanese-Patent No. 8-34048, for example. In the method disclosed in this patent publication, a resin containing reinforcing fibers and a resin not containing reinforcing fibers or a resin having a lower reinforcing fiber content are dry blended, and the resin after dry blending is in a molten state. After that, a pressurized fluid is injected into the resin. This method requires an extra step of dry blending two types of resins (actually, two types of pellets) before molding. Also, if the mixing state after dry blending of two types of pellets is constant for each production, the injection molded product is small (that is, the ratio of the size of the injection molded product / the size of the granular material is small). The mechanical properties of the obtained injection-molded product vary. Furthermore, classification may occur in the hopper of the injection molding machine due to the difference in specific gravity of the pellets.
[0013]
The weight average length (L μm) of the reinforcing material composed of glass fibers contained in the resin composition produced by the conventional extrusion method and the weight percentage (W wt%) of the reinforcing material are as shown in FIG. There is a correlation. In addition, the resin composition manufactured by the conventional extrusion method is shown by a white circle, a white triangle, and a white square in FIG. The weight average length (L μm) of the reinforcing material in the resin composition shows some change depending on the kneading conditions for producing the resin composition, but as shown by the straight line (1) in FIG. As the weight percentage of the material increases, it becomes shorter.
[0014]
Further, the weight percentage (W ′% by weight) of the reinforcing material having a length of 0.5 mm or more in the reinforcing material composed of glass fiber contained in the resin composition produced by the conventional extrusion method is also shown in FIG. As shown, it generally depends on the weight percentage (W wt%) of the reinforcement. In addition, the resin composition manufactured by the conventional extrusion method is shown with a white circle, a white triangle, and a white square in FIG. The weight percentage (W ′% by weight) of the reinforcing material having a length of 0.5 mm or more, as represented by the straight line (1) in FIG. 2, increases the weight percentage (W% by weight) of the reinforcing material, Lower.
[0015]
By the way, injection molding based on a gas assist molding method is performed using a resin composition (having physical properties indicated by white circles, white triangles, and white squares in FIGS. 1 and 2) produced by these conventional extrusion methods. As a result of various molding tests, when the injection molded product having a hollow part is molded, the surface of the hollow part becomes non-smooth and it is extremely difficult to suppress the occurrence of large uneven thickness parts in the hollow part. ,found.
[0016]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an injection molding method based on a gas assist molding method that can smooth the surface of the hollow portion and that can suppress the occurrence of large uneven portions in the hollow portion, and the injection molding method. It is an object of the present invention to provide an injection-molded product molded by the above-mentioned method and a resin composition that enables molding of the injection-molded product.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
As a result of earnest research, the present inventor has found that the weight average length (L μm) of the reinforcing material and the weight percentage (W wt%) of the reinforcing material in the resin composition satisfy a certain relationship, or If the content (W wt%) of the reinforcing material in the composition and the content (W'wt%) of the reinforcing material having a length of 0.5 mm or more in the resin composition satisfy a certain relationship, the hollow portion The present invention has been found that the surface can be smoothed, and the occurrence of large uneven portions in the hollow portion can be suppressed, leading to the present invention.
[0018]
That is, the resin composition according to the first aspect of the present invention for achieving the above object is a resin composition comprising a reinforcing material and a thermoplastic resin, and the weight average length of the reinforcing material is L ( μm), when the content of the reinforcing material in the resin composition is W (% by weight), the following expression (1) is satisfied, and more preferably, the following expression (1 ′) is satisfied.
[Expression 10]
L ≦ 450-5W (1)
L ≦ 400-5W (1 ′)
[0019]
The reinforcing material means an inert fibrous material added to the thermoplastic resin in order to improve the mechanical properties (for example, tensile strength, bending strength, impact strength) of the injection molded product.
[0020]
When the weight average length of the reinforcing material is less than 10 times the average fiber diameter, the reinforcing effect of the reinforcing material is reduced. Therefore, the ratio (aspect ratio) of weight average length / average fiber diameter after production of the resin composition is preferably 10 or more. That is, in the resin composition according to the first aspect of the present invention, when the average fiber diameter of the reinforcing material is D (μm), the following formula is satisfied while satisfying the formula (1) or the formula (1 ′). It is preferable to satisfy (2).
[Expression 11]
10D ≦ L (2)
[0021]
The resin composition according to the second aspect of the present invention for achieving the above object is a resin composition comprising a reinforcing material and a thermoplastic resin, and the content of the reinforcing material in the resin composition is W ( Wt%), where the content of reinforcing material having a length of 0.5 mm or more in the resin composition is W ′ (wt%), the following formula (3) is more preferable, and the following formula (3 ′) It is characterized by satisfying.
[Expression 12]
W ′ ≦ 35−0.8W (3)
W ′ ≦ 30−0.8W (3 ′)
[0022]
An injection molding method according to the first aspect of the present invention for achieving the above object is a resin composition comprising a reinforcing material and a thermoplastic resin, and the weight average length of the reinforcing material is L (μm). When the content of the reinforcing material in the resin composition is W (% by weight), the following formula (1), more preferably a resin composition satisfying the following formula (1 ′) is kneaded and plasticized to melt After making the resin, the molten resin is injected into the cavity of the mold, and during injection of the molten resin or after the injection is completed, a pressurized fluid is injected into the molten resin in the cavity, so that the resin is hollow. Forming a portion.
[Formula 13]
L ≦ 450-5W (1)
L ≦ 400-5W (1 ′)
[0023]
In the injection molding method according to the first aspect of the present invention, when the average fiber diameter of the reinforcing material is D (μm), the following formula (2) is satisfied while satisfying the formula (1) or the formula (1 ′). ) Is preferably satisfied. In addition, when not satisfy | filling the relationship of Formula (2), shaping | molding of the injection molded product which has a desired mechanical characteristic may become difficult.
[Expression 14]
10D ≦ L (2)
[0024]
An injection molding method according to the second aspect of the present invention for achieving the above object is a resin composition comprising a reinforcing material and a thermoplastic resin, and the content of the reinforcing material in the resin composition is W ( Wt%), where the content of reinforcing material having a length of 0.5 mm or more in the resin composition is W ′ (wt%), the following formula (3) is more preferable, and the following formula (3 ′) The resin composition satisfying the above conditions is kneaded and plasticized into a molten resin, and then the molten resin is injected into the mold cavity, and the molten resin in the cavity is pressurized during or after the injection of the molten resin A fluid is injected to form a hollow portion in the resin.
[Expression 15]
W ′ ≦ 35−0.8W (3)
W ′ ≦ 30−0.8W (3 ′)
[0025]
An injection-molded article having a hollow part according to the first aspect of the present invention for achieving the above object is a resin composition comprising a reinforcing material and a thermoplastic resin, and the weight average length of the reinforcing material is A resin composition satisfying the following formula (1), more preferably the following formula (1 ′), where L (μm) and the content of reinforcing material in the resin composition is W (% by weight) is kneaded. Molded by plasticizing into molten resin, then injecting the molten resin into the mold cavity, and injecting the pressurized fluid into the molten resin in the cavity during or after the injection of the molten resin It is characterized by that.
[Expression 16]
L ≦ 450-5W (1)
L ≦ 400-5W (1 ′)
[0026]
In the injection molded product according to the first aspect of the present invention, when the average fiber diameter of the reinforcing material is D (μm), the expression (1) or the expression (1 ′) is satisfied, and at the same time, the following expression (2 ) Is preferably satisfied. In addition, when not satisfy | filling the relationship of Formula (2), shaping | molding of the injection molded product which has a desired mechanical characteristic may become difficult.
[Expression 17]
10D ≦ L (2)
[0027]
An injection-molded article having a hollow part according to the second aspect of the present invention for achieving the above object is a resin composition comprising a reinforcing material and a thermoplastic resin, and contains the reinforcing material in the resin composition. When the rate is W (% by weight) and the content of the reinforcing material having a length of 0.5 mm or more in the resin composition is W ′ (% by weight), the following formula (3) is more preferably: After kneading and plasticizing the resin composition satisfying (3 ′) to obtain a molten resin, the molten resin is injected into the cavity of the mold, and the molten resin in the cavity is injected during or after the injection of the molten resin. It is formed by injecting a pressurized fluid therein.
[Expression 18]
W ′ ≦ 35−0.8W (3)
W ′ ≦ 30−0.8W (3 ′)
[0028]
In the resin composition, the injection molding method or the injection molded product (hereinafter sometimes simply referred to as the present invention) according to the first or second aspect of the present invention, the reinforcing material content W is 5 to 60 wt. %, Preferably 10% to 50% by weight, more preferably 20% to 40% by weight. When the reinforcing material content W is less than 5% by weight, it is difficult to achieve the effect obtained by adding the reinforcing material (for example, the effect of improving the mechanical strength of the injection-molded product). The product characteristics may not be satisfactory. Although the upper limit of the average content of the reinforcing material depends on what kind of reinforcing material is added, it is defined by the maximum addition rate at which the resin composition can be manufactured. In the current technology, for example, about 60% by weight. is there.
[0029]
As thermoplastic resins suitable for use in the present invention, polyethylene resins, polystyrene resins, polypropylene resins, polycarbonate resins, polyacetal resins, polyamide resins, polyester resins (for example, polyethylene terephthalate resins and polybutylene terephthalate resins), modified polyphenylene oxides Examples include resins (for example, modified polyphenylene ether resins), polyphenylene sulfide resins, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resins, acrylonitrile-styrene copolymer resins, polymethyl methacrylate resins, or mixtures and polymer alloys thereof. However, it is not limited to these.
[0030]
Furthermore, the thermoplastic resin suitable for use in the present invention is preferably composed of a crystalline thermoplastic resin or an amorphous thermoplastic resin. In this case, as the crystalline thermoplastic resin, polypropylene resin, polyacetal resin, polyester resin (for example, polyethylene terephthalate resin or polybutylene terephthalate resin), crystalline thermoplastic resin such as polyamide resin, polyphenylene sulfide resin, or the like It is preferable to use a mixture or a polymer alloy. Here, whether or not the thermoplastic resin is a crystalline thermoplastic resin is generally determined by whether or not a clear melting point (temperature showing a rapid endotherm) is confirmed by a differential scanning calorimetry (DSC) method. The A resin whose clear melting point is confirmed is a crystalline thermoplastic resin, and a resin whose clear melting point is not confirmed is a non-crystalline thermoplastic resin.
[0031]
Polyamide resins suitable for use in the present invention include nylon 6, nylon 66, nylon 69, nylon 610, nylon 612, nylon 12, metaxylylenediamine alone or a mixed diamine compound of 40% by weight or less of paraxylylenediamine And a polyamide resin obtained from α, ω-linear aliphatic dibasic acid or aromatic dibasic acid, linear aliphatic diamine and aromatic dibasic acid such as tetramethylene diamine, hexamethylene diamine octamethylene diamine Examples thereof include polyamide resins obtained from the above and mixtures thereof, but are not particularly limited thereto. The polyamide resin obtained from metaxylylenediamine and α, ω-linear aliphatic dibasic acid is hereinafter referred to as MX nylon. As the polyamide-based resin, it is more preferable to use MX nylon, nylon 6 or nylon 66, or a mixture thereof.
[0032]
The reinforcing material can include at least one fiber material selected from the group consisting of glass fiber, carbon fiber, whisker, and liquid crystal polymer. In addition, it is preferable that the reinforcing material is in a defibrated state in the resin composition. Usually, the reinforcing material as a raw material before manufacturing a resin composition is bundled, for example to 100-2500. Here, being in a defibrated state means that the number of reinforcing materials in a bundle in the resin composition is less than 10 (for example, 2 to 3). That the reinforcing material is not in a defibrated state in the resin composition means that the number of reinforcing materials in a bundle in the resin composition is, for example, 10 or more. When the defibration of the reinforcing material in the resin composition is insufficient, the surface smoothness of the hollow portion is excellent, but the mechanical properties (for example, mechanical strength) of the injection-molded product may be insufficient.
[0033]
Examples of the glass fiber include glass wool, chopped glass fiber, and milled glass fiber. Examples of carbon fiber include milled carbon fiber. Examples of the whisker include aluminum borate whisker, potassium titanate whisker, basic magnesium sulfate whisker, calcium silicate whisker and calcium sulfate whisker. Further, as a liquid crystal polymer, a copolyester type of para-hydroxybenzoic acid (PHB) and polyethylene terephthalate, a copolyester type of PHB and 6-oxy-2-naphthoic acid, PHB, terephthalic acid and p, p′- Examples thereof include bisphenol terpolymer polyester type. More specifically, chopped strands that are generally used for reinforcing plastics and that are converged with a surface treatment agent such as a sizing agent having an average fiber length of about 1 mm to 10 mm can be used. The average fiber diameter of the reinforcing material is 1 μm to 30 μm, preferably 3 μm to 24 μm, more preferably 9 μm to 13 μm. Here, the average fiber diameter can be measured by observing the reinforcing material with a stereomicroscope.
[0034]
In general, the weight average length is used as the average length of the reinforcing material in order to keep measurement errors low. The length of the reinforcing material can be measured by immersing the resin composition or injection-molded product in a liquid that dissolves the resin component to dissolve the resin component, or in the case of glass fiber, burning the resin component at a high temperature of 600 ° C or higher. The remaining reinforcing material can be observed and measured with a microscope or the like. Usually, a person takes a photograph of the reinforcing material and measures the length, or the length of the reinforcing material is obtained using a dedicated fiber length measuring device. Since the influence of the minutely broken reinforcing material is too great at the number average length, it is necessary to adopt the weight average length. When measuring the weight average length, it is measured excluding the fragments of reinforcing material that has been crushed too small. Since measurement becomes difficult when the length is smaller than twice the original diameter of the reinforcing material, for example, a reinforcing material having a length of twice or more the diameter is taken as the object of measurement.
[0035]
Furthermore, various commonly used additives such as flame retardants, stabilizers, pigments, dyes, mold release agents, lubricants, nucleating agents, weather resistance improvers and the like may be added to the resin composition as additives. Good. These additives can be used alone or as a mixture of two or more.
[0036]
In the present invention, an impact property improving material can be further included in the resin composition. Here, examples of the impact property improving material include SEBS (styrene-ethylene-butadiene-styrene) rubber, EPR (ethylene-propylene) rubber, and core-shell type rubber. The impact property improving material may be added to the thermoplastic resin in advance during the production of the resin composition, or may be added during the kneading of the resin composition. The addition ratio of the impact property improving material is 5 to 50% by weight, preferably 15 to 35% by weight.
[0037]
In the injection molding method of the present invention, there is no particular limitation on the injection location of the pressurized fluid, the pressurized fluid injection portion may be disposed in the vicinity of the resin injection portion, or the pressurized fluid injection portion is separated from the resin injection portion. Alternatively, the pressurized fluid injection part may be arranged in the resin injection part. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the number of pressurized fluid injection | pouring parts. When a plurality of pressurized fluid injection parts are provided, a resin partition can be generated inside the injection-molded product, and hollow portions constituting a plurality of fluid flow paths and the like are formed in the injection-molded product. It becomes possible. The pressurized fluid is preferably in a gaseous or liquid state at normal temperature and normal pressure and does not react or mix with the molten resin during molding. Specific examples include nitrogen gas, air, carbon dioxide gas, helium, water, and the like, and inert gases such as nitrogen and helium are preferable.
[0038]
The volume of the molten resin to be injected into the cavity may be a volume capable of forming a desired injection molded product, and depends on the volume occupied by the hollow portion in the injection molded product. That is, the volume of the molten resin to be injected into the cavity may be a volume that completely fills the cavity or a volume that does not completely fill the cavity.
[0039]
The hollow part in the injection molded product of the present invention may be a main part or a part of the injection molded product. A tubular structure (for example, a pipe) can be exemplified as an injection-molded product having the hollow portion as a main portion. In this case, the hollow portion constitutes, for example, a fluid flow path. Also, as an injection molded product in which the hollow part is a part, an injection molded product in which the surface of the hollow part constitutes a sliding surface, for example, the hollow part constitutes a hole through which an electric wire or drive wire passes, and the electric wire or drive wire is An injection molded product that contacts and slides on the inner surface of the hole can be exemplified.
[0040]
In the present invention, the pressurized fluid is injected into the molten resin in the cavity during or after the injection of the molten resin into the cavity of the mold (including simultaneously with the completion of the injection). When the mold is composed of a fixed mold part and a movable mold part, the fixed mold part and the movable mold part are movable so that the volume of the cavity remains unchanged from the start of injection of molten resin to the completion of injection of pressurized fluid. The mold part may continue to be held. Alternatively, before the start of injection of molten resin into the cavity, during injection, or after completion of injection, the movable mold part may be moved to increase the volume of the cavity. Also in this case, the injection of the pressurized fluid may be started during the injection of the molten resin into the cavity or after the completion of the injection. Furthermore, a movable stopper can be provided in the cavity, and the volume of the cavity can be increased by moving the stopper.
[0041]
The outer shape of the resin composition in the present invention can be any shape, and examples thereof include a cylindrical shape and a rugby ball shape (spheroid). The external dimensions when the external shape is a cylindrical resin composition can be, for example, 3 mm in diameter and 5 mm in length, but are not limited thereto.
[0042]
In the present invention, the relationship between the weight percentage of the reinforcing material (W wt%) and the weight average length (L μm) of the reinforcing material is
L ≦ 450-5W
Or the relationship between the content (W ′ wt%) of the reinforcing material having a length of 0.5 mm or more in the resin composition and the weight percentage (W wt%) of the reinforcing material,
W '≦ 35-0.8W
When an injection molded product having a hollow part is molded by an injection molding method, the surface of the hollow part becomes smooth and the occurrence of a large uneven part in the hollow part is achieved. As a result of various tests, it was found that it can be suppressed. On the other hand, the relationship between the weight percentage (W wt%) of the reinforcing material and the weight average length (L μm) of the reinforcing material, or the content of reinforcing material having a length of 0.5 mm or more in the resin composition (W ′ When the relationship between the weight percent) and the weight percentage of the reinforcing material (W weight percent) deviates from the above relationship, an injection molded product having a hollow portion is molded by an injection molding method using such a resin composition. In such a case, the surface of the hollow portion is not smooth, and it is difficult to suppress the occurrence of large uneven portions in the hollow portion.
[0043]
That is, if the weight average length (L μm) of the reinforcing material in the resin composition and the weight percentage (W wt%) of the reinforcing material have a relationship as shown by black circles, black triangles, and black squares in FIG. As a result of various tests, when an injection-molded product having a hollow part is molded by an injection molding method, the surface of the hollow part becomes smooth and the occurrence of large uneven parts in the hollow part can be suppressed. ,found. As described above, the weight average length (L μm) of the reinforcing material in the resin composition and the weight percentage of the reinforcing material (in which the surface of the hollow part is smooth and the occurrence of a large uneven thickness part in the hollow part can be suppressed ( W weight%) as shown by the straight line (2) in FIG.
L ≦ 450-5W
More preferably, as represented by the straight line (3) in FIG.
L ≦ 400-5W
Is in a relationship.
[0044]
Alternatively, the content (W ′% by weight) of the reinforcing material having a length of 0.5 mm or more in the resin composition and the weight percentage (W% by weight) of the reinforcing material in FIG. If there is a relationship as shown by a square, when an injection molded product having a hollow part is molded by an injection molding method, the surface of the hollow part becomes smooth, and the occurrence of large uneven parts in the hollow part is suppressed. It was found as a result of various tests that Thus, the content of the reinforcing material having a length of 0.5 mm or more in the resin composition (W ′ wt%), which can smooth the surface of the hollow portion and suppress the occurrence of large uneven thickness portions in the hollow portion. ) And the weight percentage (W wt%) of the reinforcing material, as represented by the straight line (2) in FIG.
L ≦ 35-0.8W
More preferably, as represented by the straight line (3) in FIG.
W '≦ 30-0.8W
Is in a relationship.
[0045]
As described above, when the weight percentage (W wt%) of the reinforcing material is set to a certain value, the weight average length (L μm) of the reinforcing material in the resin composition or 0.5 mm or more in the reinforcing material It is very difficult to control the weight percentage (W ′% by weight) of the reinforcing material having a length of 10 mm by changing the kneading conditions, particularly in the region where the weight percentage of the reinforcing material is low. It is difficult to reduce the average weight length of the reinforcing material without deteriorating the plastic resin and to reduce the ratio of 0.5 mm or more. The weight of the reinforcing material in the resin composition is obtained by mixing the defibrated and pulverized reinforcing material (for example, glass fiber) having a predetermined length distribution and the molten resin using a batch mixer or the like. Controlling the average length (L μm) and the weight percentage (W ′% by weight) of the reinforcing material having a length of 0.5 mm or more in the reinforcing material has such a predetermined length distribution, after defibration and pulverization It is extremely difficult to obtain a reinforcing material, which is not realistic. Usually, when mass-producing a resin composition, bundled fibers having an initial length of 6 to 10 mm are used, and handling of the fibers after defibration and pulverization is extremely complicated.
[0046]
In the present invention, a resin composition satisfying the formula (1) or the formula (3) can be produced by the following method. That is, as shown in FIG. 1, for example, the weight average length of the reinforcing material made of glass fiber is greatly dependent on the addition ratio of the reinforcing material at the time of manufacturing the resin composition (at the time of kneading). Between the weight average length (L μm) of the resin and the content (W wt%) of the reinforcing material in the resin composition, or the content (W wt%) of the reinforcing material in the resin composition and the length in the resin composition It is possible to control the relationship of the content (W ′% by weight) of the reinforcing material having a thickness of 0.5 mm or more. For example, first, a thermoplastic resin and a reinforcing material are melt-kneaded at a reinforcing material addition ratio at which a predetermined weight average length (L μm) is obtained, and then the resin composition is melted and melted thermoplastic resin and Knead uniformly. This step may be performed in a single melting process, or after a resin composition containing a reinforcing material with a high addition ratio is solidified to produce a granular material, the granular material is melted again, and a molten thermoplastic is obtained. You may knead | mix uniformly with resin.
[0047]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
[0048]
(Example 1)
In Example 1, a resin composition composed of a reinforcing material made of glass fiber having the specifications shown in Table 1 below and a thermoplastic resin made of nylon MXD6 resin was made as an experiment. The method of trial manufacture will be described later.
[0049]
[Table 1]
Reinforcement made of glass fiber
Average fiber diameter (D): 13 μm
Weight average length (L): 300 μm
Reinforcing material content (W): 30% by weight
Length 0.5mm in resin composition
Content of reinforcing material (W ′): 10% by weight
[0050]
In Example 1, the average fiber diameter (D μm) of the reinforcing material, the weight average length (L μm), and the content of reinforcing material (W wt%) in the resin composition are:
10D ≦ L ≦ 450-5W
Satisfied with the relationship. Further, the content of reinforcing material (W wt%) in the resin composition and the content of reinforcing material (W ′ wt%) having a length of 0.5 mm or more in the resin composition are W ′ ≦ 35−0. .8W
Satisfied with the relationship.
[0051]
In Example 1, the injection molding machine provided with the metal mold | die 10 which shows a schematic diagram in FIG. 3 was used. Except for the heating cylinder 15, illustration of elements constituting the injection molding machine is omitted. The mold 10 includes a fixed mold part 11 and a movable mold part 12, and when the fixed mold part 11 and the movable mold part 12 are clamped, a cavity 13 is formed. The mold 10 is provided with a resin injection part 14 that opens into the cavity 13, and the resin injection part 14 is in communication with the heating cylinder 15. Further, the pressurized fluid injection part 16 is disposed in the resin injection part 14, and one end of the pressurized fluid injection part 16 opens into the resin injection part 14. On the other hand, the other end of the pressurized fluid injection part 16 is connected to a pressurized fluid source 17.
[0052]
In Example 1, the resin composition described above is supplied into the heating cylinder 15, kneaded and plasticized in the heating cylinder 15 to obtain a molten resin, and then the resin injection portion 14 is placed in the cavity 13 of the mold 10. The molten resin 20 is injected (see FIG. 4), and after the injection of the molten resin is completed, a pressurized fluid made of nitrogen gas is injected into the molten resin 20 in the cavity 13 from the pressurized fluid injection portion 16 (FIG. 5). Therefore, the hollow portion 21 was formed in the resin 20A. The conditions of injection molding were as shown in Table 2 below. In addition, the injection molded product which has a hollow part was used as the curved pipe. The outer diameter of the injection molded product was 20 mm. The inner diameter of the hollow part was 16 mm, and the thickness of the injection molded product was 2 mm. Then, the obtained injection molded product is cut, and the surface roughness (R _max Unit μm) was measured based on JIS B0601 “Definition and display of surface roughness”. Table 6 shows the measurement results. In addition, generation | occurrence | production of the uneven thickness part was not recognized at all in the hollow part.
[0053]
[Table 2]
Resin composition melting temperature (heating cylinder temperature): 270 ° C
Injection speed of molten resin: 10 mm / second
Pressure of pressurized fluid: 5 MPa
Mold temperature: 100 ° C
[0054]
(Example 2)
In Example 2, a resin composition composed of a reinforcing material made of glass fibers having the specifications shown in Table 3 below and a thermoplastic resin made of a polycarbonate resin was made as an experiment.
[0055]
[Table 3]
Reinforcement made of glass fiber
Average fiber diameter (D): 13 μm
Weight average length (L): 350 μm
Reinforcing material content (W): 20% by weight
Length 0.5mm in resin composition
Content of reinforcing material (W ′): 16% by weight
[0056]
Also in Example 2, the average fiber diameter (D μm) of the reinforcing material, the weight average length (L μm), and the content of reinforcing material (W wt%) in the resin composition are:
10D ≦ L ≦ 450-5W
Satisfied with the relationship. Further, the content of reinforcing material (W wt%) in the resin composition and the content of reinforcing material (W ′ wt%) having a length of 0.5 mm or more in the resin composition are W ′ ≦ 35−0. .8W
Satisfied with the relationship.
[0057]
And using the same injection molding machine and metal mold | die as Example 1, injection molding was performed on the same conditions as Example 1, and the injection molded product was obtained. Then, the obtained injection molded product is cut, and the surface roughness R of the hollow portion _max Was measured. Table 6 shows the measurement results. In addition, generation | occurrence | production of the uneven thickness part was not recognized at all in the hollow part.
[0058]
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a reinforcing material composed of glass fibers having the specifications shown in Table 4 below (same as the glass fibers used in Example 1) and a thermoplastic resin composed of nylon MXD6 resin. A structured resin composition was used. This resin composition is commercially available as Reny 1002H from Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.
[0059]
[Table 4]
Reinforcement made of glass fiber
Average fiber diameter (D): 13 μm
Weight average length (L): 360 μm
Reinforcing material content (W): 30% by weight
Length 0.5mm in resin composition
Content of reinforcing material (W ′): 22% by weight
[0060]
In Comparative Example 1, the weight average length (L μm) of the reinforcing material and the content of reinforcing material (W wt%) in the resin composition are:
L ≦ 450-5W
Not satisfied with the relationship. Further, the content of reinforcing material (W wt%) in the resin composition and the content of reinforcing material (W ′ wt%) having a length of 0.5 mm or more in the resin composition are:
W '≦ 35-0.8W
Not satisfied with the relationship.
[0061]
And using the same injection molding machine and metal mold | die as Example 1, injection molding was performed on the same conditions as Example 1, and the injection molded product was obtained. Then, the obtained injection molded product is cut, and the surface roughness R of the hollow portion _max Was measured. Table 6 shows the measurement results. In addition, generation | occurrence | production of the uneven thickness part was recognized by the hollow part.
[0062]
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, a reinforcing material composed of glass fibers (same as the glass fibers used in Example 2) having the specifications shown in Table 5 below, and a resin composition composed of a polycarbonate resin. used. In addition, this resin composition is marketed as Iupilon GS-2020M from Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.
[0063]
[Table 5]
Reinforcement made of glass fiber
Average fiber diameter (D): 13 μm
Weight average length (L): 450 μm
Reinforcing material content (W): 20% by weight
Length 0.5mm in resin composition
Content of reinforcing material (W ′): 40% by weight
[0064]
Also in Comparative Example 2, the weight average length (L μm) of the reinforcing material and the reinforcing material content (W wt%) in the resin composition are
L ≦ 450-5W
Not satisfied with the relationship. Further, the content of reinforcing material (W wt%) in the resin composition and the content of reinforcing material (W ′ wt%) having a length of 0.5 mm or more in the resin composition are:
W '≦ 35-0.8W
Not satisfied with the relationship.
[0065]
Then, using the same injection molding machine and mold as in Example 1, injection molding was performed under the same conditions as in Example 1 (however, the resin composition melting temperature was changed to 290 ° C.) to obtain an injection molded product. . The outer diameter of the injection molded product was 20 mm. Then, the obtained injection molded product is cut, and the surface roughness R of the hollow portion _max Was measured. Table 6 shows the measurement results. In addition, generation | occurrence | production of the uneven thickness part was recognized by the hollow part.
[0066]
[Table 6]

[0067]
As is apparent from Table 6, when a resin composition containing a conventional glass fiber is used as a raw material for injection molding by satisfying the relationship of formula (1) or formula (3) As a result, it was possible to obtain an injection-molded product having a remarkably excellent surface smoothness of the hollow portion.
[0068]
The outline of the method for producing the resin composition used in Example 1 will be described below. In addition, the kneading | mixing state in manufacture of a resin composition was changed by changing the screw shape of a twin-screw extruder.
[0069]
The resin composition used in Example 1 shows a schematic partial cross-sectional view in FIG. 6A and a conceptual diagram in FIG. It can be manufactured based on the step of kneading the material, and the step of kneading the kneaded product of the thermoplastic resin and the reinforcing material and the molten thermoplastic resin. That is, using a twin screw extruder having a screw diameter of 55 mm whose partial cross-sectional view is schematically shown in FIG. 6 (A), using nylon MXD6 and glass fiber (specifications refer to Example 1) as raw materials, The resin composition (pellet) used in Example 1 was manufactured under the conditions shown in Table 7 below. That is, nylon MXD6, which is a thermoplastic resin, is supplied to the twin screw extruder from the upstream side of the twin screw extruder and melted and kneaded in the twin screw extruder. The kneading state at this time is a strong kneading state (normal kneading state of thermoplastic resin). Then, a reinforcing material made of glass fiber is added in the middle of the twin-screw extruder based on the side feed method, and the molten thermoplastic resin and the reinforcing material are kneaded. The kneading state at this time is a moderate kneading state. Thus, a kneaded product of the thermoplastic resin and the reinforcing material can be obtained in the middle stream of the twin-screw extruder. Further, on the downstream side of the twin screw extruder, a thermoplastic resin made of nylon MXD6 is supplied to the twin screw extruder based on the side feed method, and the supplied and melted thermoplastic resin and the kneaded material are kneaded. The kneading state at this time is a weak kneading state so that the reinforcing material is not damaged by kneading. Finally, the strand discharged from the twin-screw extruder is cut into a desired length to obtain a resin composition (pellet). 6, 7, and 15, a portion where an oval mark is added to the biaxial extruder indicates a place where various materials are supplied to the biaxial extruder by the side feed method. In FIGS. 6, 7 and 15, the portion of the screw with diagonal lines is a portion for mainly conveying the material, and the portion of the screw shown in a ring shape is a portion for mainly kneading the material. It is.
[0070]
[Table 7]
Upstream nylon MXD6 supply rate: 30 kg / hour
Glass fiber supply: 30 kg / hour
Downstream Nylon MXD6 supply rate: 40 kg / hour
Barrel temperature: 290 degrees
Screw rotation speed: 50rpm
[0071]
When the resin composition produced in this way has the same content W (% by weight) of the reinforcing material in the resin composition as compared with the resin composition produced by the conventional extrusion method, The value of the weight average length (L μm) of the reinforcing material or the content (W ′% by weight) of the reinforcing material having a length of 0.5 mm or more in the resin composition is produced by a conventional extrusion method. The value was lower than these values in the obtained resin composition. As a result, when an injection molded product is molded by the injection molding method using such a resin composition, the surface of the hollow portion of the obtained injection molded product becomes smooth, and the occurrence of large uneven portions in the hollow portion is also caused. Can be suppressed.
[0072]
On the other hand, using a twin-screw extruder having a screw diameter of 55 mm, which is a schematic partial cross-sectional view shown in FIG. 15, using nylon MXD6 and glass fiber (specifications refer to Example 1) as raw materials, Table 8 below The resin composition (pellet) used in Comparative Example 1 was produced according to the conditions shown. That is, nylon MXD6, which is a thermoplastic resin, is supplied to the twin screw extruder from the upstream side of the twin screw extruder, and melted and kneaded in the twin screw extruder. The kneading state at this time is a strong kneading state (normal kneading state of thermoplastic resin). Then, in the middle stream of the twin-screw extruder, a reinforcing material made of glass fiber is added to the melted and kneaded thermoplastic resin based on the side feed method, and the thermoplastic resin and the reinforcing material are kneaded. The kneading state at this time was set such that the reinforcing material was dispersed as uniformly as possible in the resin composition. Finally, the strand discharged from the twin-screw extruder is cut into a desired length to obtain a resin composition (pellet).
[0073]
[Table 8]
Upstream nylon MXD6 supply rate: 70 kg / hour
Downstream glass fiber supply: 30 kg / hour
Barrel temperature: 290 degrees
Screw rotation speed: 50rpm
[0074]
The microscopic structure of the resin composition thus produced was such that the glass fibers were sufficiently defibrated in the resin composition, and the distribution of the reinforcing material in the resin composition was uniform. Under the conditions shown in Table 8, a reinforcing material made of glass fiber is added to the melted and kneaded thermoplastic resin in the middle of the twin-screw extruder based on the side feed method, and the thermoplastic resin and the reinforcing material are added. When kneading, when the kneading state was weakened, the distribution of the reinforcing material in the resin composition became non-uniform, but the glass fibers were not sufficiently defibrated in the resin composition. When injection molding is performed using such a resin composition, although an injection molded product having excellent surface smoothness of the hollow portion can be obtained, the glass fiber is not sufficiently defibrated in the resin composition. The obtained injection molded article has insufficient mechanical properties (for example, mechanical strength).
[0075]
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable Example, this invention is not limited to these. The various conditions described in the examples are exemplifications, and are changed as appropriate depending on the resin composition (pellet) to be used, the shape and structure of the injection-molded product to be injection-molded, the shape and structure of the hollow portion, and the like. be able to. Further, the outer shape of the injection molded product and the structure of the hollow portion are merely examples, and may be appropriately designed according to the specifications and performance required for the injection molded product.
[0076]
The manufacturing method of a resin composition is not limited to the method shown to (A) of FIG. 6, and (A) of FIG. 6B shows a schematic partial cross-sectional view, and in the example shown in FIG. 8B a conceptual diagram, biaxial extrusion of a thermoplastic resin and a reinforcing material from the upstream side of the biaxial extruder. And then melted and kneaded in a twin screw extruder. The kneading state at this time is an intermediate kneading state (a kneading state weaker than that of a normal thermoplastic resin). Thus, in the upstream to middle stream of the twin-screw extruder, the molten thermoplastic resin and the reinforcing material can be kneaded to obtain a kneaded product of the thermoplastic resin and the reinforcing material. A thermoplastic resin made of nylon MXD6 is supplied on the downstream side of the twin-screw extruder based on the side feed method, and the supplied and melted thermoplastic resin and the kneaded material are kneaded. The kneading state at this time is a weak kneading state so that the reinforcing material is not damaged by kneading. Finally, the strand discharged from the twin-screw extruder is cut into a desired length to obtain a resin composition (pellet).
[0077]
In the example shown in the schematic partial cross-sectional view in FIG. 7A, two twin-screw extruders are used, thermoplastic resin is supplied from the upstream side of the first twin-screw extruder, and the first Melt and knead in a twin screw extruder. The kneading state at this time is a strong kneading state (normal kneading state of thermoplastic resin). Then, a reinforcing material made of glass fiber is added in the middle of the first twin-screw extruder based on the side feed method, and the molten thermoplastic resin and the reinforcing material are kneaded. The kneading state at this time is a moderate kneading state. Thus, a kneaded product of the thermoplastic resin and the reinforcing material can be obtained in the middle stream of the twin-screw extruder. Further, this kneaded product is supplied upstream of the second twin-screw extruder, and melted and kneaded in the second twin-screw extruder. The kneading state at this time is a strong kneading state (normal kneading state of thermoplastic resin). Then, a thermoplastic resin is added based on the side feed method in the middle of the second twin-screw extruder and kneaded. The kneading state at this time is a moderate kneading state. Finally, the strand discharged from the second twin-screw extruder is cut into a desired length to obtain a resin composition (pellet).
[0078]
In the example shown in the schematic partial sectional view in FIG. 7B, two twin-screw extruders are used, and the thermoplastic resin and the reinforcing material are supplied from the upstream side of the first twin-screw extruder. And melting and kneading in the first twin-screw extruder. The kneading state at this time is a strong kneading state (normal kneading state of thermoplastic resin). Further, the kneaded product is supplied upstream of the second twin-screw extruder, and at the same time, the thermoplastic resin is supplied upstream of the second twin-screw extruder. These are melted and kneaded in a second twin-screw extruder. The kneading state at this time is a strong kneading state (normal kneading state of thermoplastic resin). Finally, the strand discharged from the second twin-screw extruder is cut into a desired length to obtain a resin composition (pellet).
[0079]
Alternatively, as shown in the conceptual diagram of FIG. 8C, a kneaded product obtained by kneading a pre-melted thermoplastic resin and a reinforcing material is added to the twin screw extruder from the upstream side of the twin screw extruder. May be supplied. In this case, the kneading state in the upstream to middle stream of the twin-screw extruder is a weak kneading state. Alternatively, the resin composition can be produced by a step of melting the thermoplastic resin, and a step of melting and kneading the melt of the thermoplastic resin and the kneaded product of the thermoplastic resin and the reinforcing material. That is, as shown in the conceptual diagram of FIG. 8D, the thermoplastic resin is supplied to the twin screw extruder from the upstream side of the twin screw extruder. In this case, the kneading state on the upstream side of the twin-screw extruder is a weak kneading state. Then, a kneaded product obtained by previously melting and kneading the thermoplastic resin and the reinforcing material is supplied from the middle stream of the biaxial extruder to the biaxial extruder based on the side feed method. In this case, the kneading state on the upstream side of the twin screw extruder is a strong kneading state (normal kneading state). The kneading state on the downstream side is a weak kneading state.
[0080]
Furthermore, as a modification of the method for producing the resin composition shown in FIG. 8 (A), as shown in FIG. 9 (A), a main extruder and a sub-extruder, which are twin-screw extruders, are used. In the extruder, a thermoplastic resin is supplied to the main extruder from the upstream side of the main extruder, and is melted and kneaded in the main extruder. The kneading state at this time is a strong kneading state (normal kneading state of thermoplastic resin). Then, the reinforcing material is added in the middle stream of the main extruder based on the side feed method, and the thermoplastic resin and the reinforcing material are kneaded. The kneading state at this time is a moderate kneading state. Thus, a kneaded product of the thermoplastic resin and the reinforcing material can be obtained in the middle stream of the main extruder. Further, in the sub-extruder, the thermoplastic resin is supplied to the sub-extruder from the upstream side, melted, and weakly kneaded. Then, the kneaded product in the main extruder and the molten thermoplastic resin from the sub-extruder are kneaded at the head portion (downstream side) of the main extruder to produce a strand.
[0081]
Further, as a modification of the method for producing the resin composition shown in FIG. 8 (B), as shown in FIG. 9 (B), a main extruder and a sub-extruder, which are biaxial extruders, are used. In the machine, the thermoplastic resin and the reinforcing material are supplied to the main extruder from the upstream side of the main extruder, and are melted and kneaded in the main extruder. The kneading state at this time is a moderate kneading state. Thus, in the upstream to middle stream of the main extruder, the molten thermoplastic resin and the reinforcing material can be kneaded to obtain a kneaded product of the thermoplastic resin and the reinforcing material. Further, in the sub-extruder, the thermoplastic resin is supplied to the sub-extruder from the upstream side, melted, and weakly kneaded. Then, the kneaded product in the main extruder and the molten thermoplastic resin from the sub-extruder are kneaded at the head portion (downstream side) of the main extruder to produce a strand.
[0082]
Alternatively, as a modification of the method for producing the resin composition shown in FIG. 8C, as shown in FIG. 10A, a main extruder and a sub-extruder that are twin-screw extruders are used. In the extruder, from the upstream side of the main extruder, a kneaded product obtained by kneading a previously melted thermoplastic resin and a reinforcing material is supplied to the main extruder and melted and kneaded in the main extruder. The kneading state at this time is a weak kneading state. Thus, a kneaded product of the thermoplastic resin and the reinforcing material can be obtained in the upstream to middle stream of the main extruder. Further, in the sub-extruder, the thermoplastic resin is supplied to the sub-extruder from the upstream side, melted, and weakly kneaded. Then, the kneaded product in the main extruder and the molten thermoplastic resin from the sub-extruder are kneaded at the head portion (downstream side) of the main extruder to produce a strand.
[0083]
Furthermore, as a modification of the method for producing the resin composition shown in FIG. 8D, as shown in FIG. 10B, a main extruder and a sub-extruder that are twin-screw extruders are used. In the extruder, a thermoplastic resin is supplied to the main extruder from the upstream side of the main extruder, and is melted and kneaded in the main extruder. The kneading state at this time is a strong kneading state. In this way, a molten thermoplastic resin (melt) can be obtained in the upstream to middle stream of the main extruder. Further, in the sub-extruder, the kneaded material obtained by previously melting and kneading the thermoplastic resin and the reinforcing material is supplied to the sub-extruder from the upstream side, melted, and weakly kneaded. Then, the melt in the main extruder and the melted kneaded product from the sub-extruder are kneaded at the head portion (downstream side) of the main extruder to produce a strand.
[0084]
11 (A), (B) and FIG. 12 (A) and FIG. 12 (B) are conceptually shown in FIGS. 9 (A), (B) and FIG. 10, respectively. The difference from the resin composition production method described with reference to (A) and (B) is that the strand from the sub-extruder is added to the strand from the main extruder before the strand cools (specifically). In terms of contact). That is, in the method for producing a resin composition shown in the conceptual diagram in FIGS. 11A and 11B and FIG. 12A, a step of kneading a molten thermoplastic resin and a reinforcing material, and the heat It comprises a step of adding a thermoplastic resin to a kneaded product of a plastic resin and a reinforcing material. Further, in the method for producing the resin composition shown in the conceptual diagram in FIG. 12B, a step of melting the thermoplastic resin, and adding a kneaded mixture of the thermoplastic resin and the reinforcing material to the melt of the thermoplastic resin Process.
[0085]
13 (A), (B) and FIG. 14 (A) and FIG. 14 (B) are conceptually illustrated in FIGS. 11 (A), 11 (B), and 12, respectively. (A) And it is a modification of the manufacturing method of the resin composition which showed the conceptual diagram in (B). The manufacturing method of the resin composition whose conceptual diagram is shown to (A) of FIG. 13, (B), and (A) of FIG. 14 is respectively shown to (A) of FIG. 11, (B), and (A) of FIG. The difference from the resin composition production method shown in the conceptual diagram is that the strand from the extruder, which is a kneaded mixture of the thermoplastic resin and the reinforcing material, is hidden in the molten thermoplastic resin stored in the hot bath. The thermoplastic resin is added to the strand from the extruder which is a kneaded product of the plastic resin and the reinforcing material. On the other hand, the resin composition production method shown in the conceptual diagram in FIG. 14B is different from the resin composition production method shown in the conceptual diagram in FIG. The strand from the extruder, which is the above, is immersed in the kneaded material of the molten thermoplastic resin and the reinforcing material stored in the hot bath, and the kneaded material is added to the strand from the extruder which is the melt of the thermoplastic resin. In the point.
[0086]
Alternatively, as a modification of the method for producing the resin composition shown in the conceptual diagram of FIG. 8B, using a granulator, supplying a thermoplastic resin and a reinforcing material to the granulator, sufficiently melting, After kneading, a thermoplastic resin can be added and further melted and kneaded to produce a resin composition. Alternatively, as a modification of the resin composition manufacturing method shown in the conceptual diagram in FIG. 8C, a kneaded product obtained by kneading a pre-melted thermoplastic resin and a reinforcing material is supplied to the granulator. Then, after sufficiently melting and kneading, a thermoplastic resin can be added, and further melting and kneading can be performed to produce a resin composition. Furthermore, as a modification of the method for producing the resin composition whose conceptual diagram is shown in FIG. 8D, a granulator is used, a thermoplastic resin is supplied to the granulator, and sufficiently melted and kneaded. After that, a kneaded product of a thermoplastic resin and a reinforcing material is added to the melt, and further melted and kneaded to produce a resin composition.
[0087]
In addition, in the manufacturing method of the resin composition demonstrated above, the other additive (For example, a flame retardant and a mold release agent) may be contained in the thermoplastic resin previously. On the other hand, the reinforcing material may include other additives (for example, a flame retardant and a release agent) in advance, and further, the reinforcing material may include a small amount of thermoplastic resin in advance. Good. During the production of the resin composition, the thermoplastic resin to be melted and kneaded first and the thermoplastic resin to be added later may be the same thermoplastic resin or the same kind of thermoplastic resin, and May be a different kind of thermoplastic resin. For example, the supply method and supply position of the raw material to the extruder may be selected as appropriate, and vent (exhaust) is also an example.
[0088]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a good injection-molded product with less fuzz on the surface of the hollow portion, excellent surface smoothness of the hollow portion, and no abnormally thickened portion in the hollow portion. Thus, even when, for example, a fluid flows through the hollow portion, high long-term reliability can be obtained, and even when the hollow portion forms a sliding surface, the component can be slid with low friction. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the weight average length of a reinforcing material and the weight percentage (% by weight) of the reinforcing material.
FIG. 2 shows the relationship between the weight percentage (% by weight) of a reinforcing material of 0.5 mm or more in the reinforcing material composed of glass fibers contained in the resin composition and the weight percentage (% by weight) of the reinforcing material. It is a graph.
FIG. 3 is a schematic view of an injection molding machine equipped with a mold suitable for carrying out the present invention, and shows a state in which the mold is clamped.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a mold or the like showing a state in which molten resin is injected into a cavity of the mold through a resin injection portion.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a mold or the like showing a state in which a pressurized fluid is injected into a cavity of the mold through a pressurized fluid injection unit.
FIG. 6 is a diagram schematically showing a process for producing a resin composition (pellet) used in Example 1 using a twin-screw extruder.
FIG. 7 is a conceptual diagram of a process for producing a resin composition (pellet) used in the present invention.
FIG. 8 is a conceptual diagram of a process for producing a resin composition (pellet) used in the present invention.
FIG. 9 is a conceptual diagram of a process for producing a resin composition (pellet) used in the present invention.
FIG. 10 is a conceptual diagram of a process for producing a resin composition (pellet) used in the present invention.
FIG. 11 is a conceptual diagram of a process for producing a resin composition (pellet) used in the present invention.
FIG. 12 is a conceptual diagram of a process for producing a resin composition (pellet) used in the present invention.
FIG. 13 is a conceptual diagram of a process for producing a resin composition (pellet) used in the present invention.
FIG. 14 is a conceptual diagram of a process for producing a resin composition (pellet) used in the present invention.
FIG. 15 is a diagram schematically showing a step of producing a granular material (pellet) used in Comparative Example 1 using a twin-screw extruder.
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of an injection molded product showing a state in which a bump-like protrusion is formed on the surface of the hollow part.
[Explanation of symbols]
10 Mold
11 Fixed mold part
12 Movable mold part
13 cavity
14 Resin injection part (resin gate part)
15 Heating cylinder
16 Pressurized fluid injection part
17 Pressurized fluid source
20 Molten resin
20A resin
21 Hollow part

Claims (24)

強化材と熱可塑性樹脂とから成る樹脂組成物であって、樹脂組成物における強化材の含有率をＷ（重量％）、樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率をＷ’（重量％）としたとき、以下の式（３）を満足することを特徴とする樹脂組成物。

A resin composition comprising a reinforcing material and a thermoplastic resin, wherein the content of the reinforcing material in the resin composition is W (% by weight), and the content of the reinforcing material having a length of 0.5 mm or more in the resin composition is A resin composition characterized by satisfying the following formula (3) when expressed as W ′ (% by weight).

強化材の含有率Ｗは５乃至６０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂組成物。The resin composition according to claim 1 , wherein the reinforcing material content W is 5 to 60 wt%. 熱可塑性樹脂は結晶性熱可塑性樹脂から成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の樹脂組成物。The resin composition according to claim 1 or 2 , wherein the thermoplastic resin comprises a crystalline thermoplastic resin. 熱可塑性樹脂はポリアミド系樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の樹脂組成物。The resin composition according to claim 3 , wherein the thermoplastic resin is a polyamide-based resin. 熱可塑性樹脂は非結晶性熱可塑性樹脂から成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の樹脂組成物。The resin composition according to claim 1 or 2 , wherein the thermoplastic resin comprises an amorphous thermoplastic resin. 強化材は、ガラス繊維、炭素繊維、ウィスカー及び液晶ポリマーから成る群から選択された少なくとも１種の繊維材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の樹脂組成物。The resin according to any one of claims 1 to 5 , wherein the reinforcing material is at least one fiber material selected from the group consisting of glass fiber, carbon fiber, whisker, and liquid crystal polymer. Composition. 衝撃特性改良材が更に含まれていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の樹脂組成物。The resin composition according to any one of claims 1 to 6 , further comprising an impact property improving material. 衝撃特性改良材は、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンゴム、エチレン−プロピレンゴム又はコア・シェル型ゴムであることを特徴とする請求項７に記載の樹脂組成物。The resin composition according to claim 7 , wherein the impact property improving material is styrene-ethylene-butadiene-styrene rubber, ethylene-propylene rubber, or core-shell type rubber. 強化材と熱可塑性樹脂とから成る樹脂組成物であって、樹脂組成物における強化材の含有率をＷ（重量％）、樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率をＷ’（重量％）としたとき、以下の式（３）を満足する樹脂組成物を混練可塑化して溶融樹脂とした後、金型のキャビティ内に該溶融樹脂を射出し、該溶融樹脂の射出中若しくは射出完了後、キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体を注入し、以て、樹脂内に中空部を形成することを特徴とする射出成形方法。

A resin composition comprising a reinforcing material and a thermoplastic resin, wherein the content of the reinforcing material in the resin composition is W (% by weight), and the content of the reinforcing material having a length of 0.5 mm or more in the resin composition is When W ′ (% by weight), a resin composition satisfying the following formula (3) is kneaded and plasticized to form a molten resin, and then the molten resin is injected into the cavity of the mold. An injection molding method characterized by injecting a pressurized fluid into a molten resin in a cavity during injection or after completion of injection, thereby forming a hollow portion in the resin.

強化材の含有率Ｗは５乃至６０重量％であることを特徴とする請求項９に記載の射出成形方法。10. The injection molding method according to claim 9 , wherein the reinforcing material content W is 5 to 60% by weight. 熱可塑性樹脂は結晶性熱可塑性樹脂から成ることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の射出成形方法。The injection molding method according to claim 9 or 10 , wherein the thermoplastic resin is made of a crystalline thermoplastic resin. 熱可塑性樹脂はポリアミド系樹脂であることを特徴とする請求項１１に記載の射出成形方法。The injection molding method according to claim 11 , wherein the thermoplastic resin is a polyamide-based resin. 熱可塑性樹脂は非結晶性熱可塑性樹脂から成ることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の射出成形方法。The injection molding method according to claim 9 or 10 , wherein the thermoplastic resin is made of an amorphous thermoplastic resin. 強化材は、ガラス繊維、炭素繊維、ウィスカー及び液晶ポリマーから成る群から選択された少なくとも１種の繊維材料であることを特徴とする請求項９乃至請求項１３のいずれか１項に記載の射出成形方法。The injection according to any one of claims 9 to 13 , wherein the reinforcing material is at least one fiber material selected from the group consisting of glass fiber, carbon fiber, whisker and liquid crystal polymer. Molding method. 樹脂組成物には衝撃特性改良材が更に含まれていることを特徴とする請求項９乃至請求項１４のいずれか１項に記載の射出成形方法。The injection molding method according to any one of claims 9 to 14 , wherein the resin composition further contains an impact property improving material. 衝撃特性改良材は、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンゴム、エチレン−プロピレンゴム又はコア・シェル型ゴムであることを特徴とする請求項１５に記載の射出成形方法。 16. The injection molding method according to claim 15 , wherein the impact property improving material is styrene-ethylene-butadiene-styrene rubber, ethylene-propylene rubber or core-shell type rubber. 強化材と熱可塑性樹脂とから成る樹脂組成物であって、樹脂組成物における強化材の含有率をＷ（重量％）、樹脂組成物中の長さ０．５ｍｍ以上の強化材の含有率をＷ’（重量％）としたとき、以下の式（３）を満足する樹脂組成物を混練可塑化して溶融樹脂とした後、金型のキャビティ内に該溶融樹脂を射出し、該溶融樹脂の射出中若しくは射出完了後、キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体を注入することによって成形されたことを特徴とする、中空部を有する射出成形品。

A resin composition comprising a reinforcing material and a thermoplastic resin, wherein the content of the reinforcing material in the resin composition is W (% by weight), and the content of the reinforcing material having a length of 0.5 mm or more in the resin composition is When W ′ (% by weight), a resin composition satisfying the following formula (3) is kneaded and plasticized to form a molten resin, and then the molten resin is injected into the cavity of the mold. An injection-molded article having a hollow part, which is molded by injecting a pressurized fluid into a molten resin in a cavity during or after injection.

強化材の含有率Ｗは５乃至６０重量％であることを特徴とする請求項１７に記載の射出成形品。The injection molded product according to claim 17 , wherein the content W of the reinforcing material is 5 to 60% by weight. 熱可塑性樹脂は結晶性熱可塑性樹脂から成ることを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の射出成形品。The injection-molded article according to claim 17 or 18 , wherein the thermoplastic resin is made of a crystalline thermoplastic resin. 熱可塑性樹脂はポリアミド系樹脂であることを特徴とする請求項１９に記載の射出成形品。The injection-molded article according to claim 19 , wherein the thermoplastic resin is a polyamide-based resin. 熱可塑性樹脂は非結晶性熱可塑性樹脂から成ることを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の射出成形品。The injection-molded article according to claim 17 or 18 , wherein the thermoplastic resin comprises an amorphous thermoplastic resin. 強化材は、ガラス繊維、炭素繊維、ウィスカー及び液晶ポリマーから成る群から選択された少なくとも１種の繊維材料であることを特徴とする請求項１７乃至請求項２１のいずれか１項に記載の射出成形品。The injection according to any one of claims 17 to 21 , wherein the reinforcing material is at least one fiber material selected from the group consisting of glass fiber, carbon fiber, whisker and liquid crystal polymer. Molding. 樹脂組成物には衝撃特性改良材が更に含まれていることを特徴とする請求項１７乃至請求項２２のいずれか１項に記載の射出成形品。The injection-molded article according to any one of claims 17 to 22 , wherein the resin composition further contains an impact property improving material. 衝撃特性改良材は、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンゴム、エチレン−プロピレンゴム又はコア・シェル型ゴムであることを特徴とする請求項２３に記載の射出成形品。24. The injection-molded article according to claim 23 , wherein the impact property improving material is styrene-ethylene-butadiene-styrene rubber, ethylene-propylene rubber or core-shell type rubber.

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