JPH10337744A - 繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法および成形品 - Google Patents

繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法および成形品

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JPH10337744A
JPH10337744A JP15084897A JP15084897A JPH10337744A JP H10337744 A JPH10337744 A JP H10337744A JP 15084897 A JP15084897 A JP 15084897A JP 15084897 A JP15084897 A JP 15084897A JP H10337744 A JPH10337744 A JP H10337744A
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JP
Japan
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thermoplastic resin
fiber
injection
molded article
mold cavity
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JP15084897A
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Teruhisa Kumazawa
輝久 熊澤
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Mitsubishi Engineering Plastics Corp
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
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    • B29C45/1703—Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/1704—Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 無塗装でも外観が良好で、中空部を有しする
繊維強化熱可塑性樹脂成形品を、ガスアシスト射出成形
法によって経済的有利に製造する方法を提供すること。 【解決手段】 繊維強化熱可塑性樹脂組成物を原料とし
て、ガスアシスト射出成形法によって成形品を製造する
にあたり、金型キャビティを閉じられた状態で圧力を１
／２気圧以下に減圧しつつ、溶融樹脂の射出を開始し、
射出途中または射出完了後、金型キャビティ内に射出さ
れた溶融樹脂中に加圧流体を注入して中空部を形成する
ことを特徴とする。 【効果】 上記課題が解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化熱可塑性
樹脂成形品の製造方法および成形品に関する。さらに詳
しくは、良好な外観を有する繊維強化樹脂成形品をガス
アシスト成形法で製造する方法、およびこの方法で製造
された繊維強化熱可塑性樹脂成形品に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、熱可塑性樹脂を原料として、良好な
外観を有する成形品、例えば、家電製品、家具用品、事
務、ＯＡ機器、自動車部品などの成形品を製造する際
に、従来の射出成形法によって外観の良好な成形品を製
造するには、金型キャビティの構造や熱可塑性樹脂の種
類によって異なるが、射出圧力を約１０００kgf/cm2前
後とする必要があり、そのままでは中空成形品を得るこ
とはできなかった。
【０００３】外観の良好な中空成形品を製造する他の方
法として、中子成形法が知られている。この中子成形法
では、成形品の外観を美麗にしたい金型キャビティ部分
に、あらかじめ低融点金属や樹脂で作製した中子を配置
し、この金型を使用して、充分に高い射出圧力、高い保
圧を維持することにより通常の射出成形品と同等で良好
な外観の成形品を得ることが可能である。しかしなが
ら、特別な中子を作成する必要がありコスト高になるの
は否めず、不利である。
【０００４】射出成形法による製品の外観を向上させる
（反りやひけを防止する）技術として、「成形加工」第
８巻、第４号、２１３〜２１９（１９９６）に記載され
ているような、ガスアシスト射出成形法が提案され、実
用化されている。ガスアシスト成形法は、あらかじめ金
型キャビティに注入する溶融樹脂の量によって、フルシ
ョット法とショートショット法とに区別される。
【０００５】フルショット法は、射出成形用の金型キャ
ビティを樹脂で満たした後、樹脂が溶融状態にあるうち
にこの溶融樹脂に加圧流体を注入する方法であり、ショ
ートショット法は、金型キャビティを満たすには不十分
な量の樹脂を注入し、樹脂が溶融状態にあるうちにこの
溶融樹脂に加圧流体を注入する方法である。
【０００６】射出成形用の金型キャビティにフルショッ
トして溶融樹脂で満たしたとしても、成形品が冷却する
と樹脂が体積収縮を起こし、成形品の反りや成形品表面
のひけの原因になる。上記のガスアシスト成形法におけ
るフルショット法は、体積収縮を起こす分を加圧流体の
注入によって補填する意味がある。ショートショット法
によるときは、金型キャビティを満たすには不十分な量
の溶融樹脂に加圧流体を注入し、溶融樹脂を金型キャビ
ティ表面に押圧・保圧し、冷却した後金型から取出した
成形品は、樹脂が強化繊維をほとんど含まない場合、内
部に中空部を有して軽量で通常の射出成形品並の外観を
有する成形品を得ることができる。
【０００７】ところで、射出成形法による製品を製造す
る際には、原料の熱可塑性樹脂にガラス繊維などの強化
用繊維を含有させる場合が多い。熱可塑性樹脂の中では
ポリアミドＭＸＤ６は、繊維強化されながらも光沢のあ
る良好な外観を有する成形品が得られ易いとされてい
る。しかしながら、このような一般の射出成形において
良好な外観の成形品が得られ易い繊維強化熱可塑性樹脂
組成物においても、ガスアシスト成形法のように、最終
的にキャビティ面への押しつけ圧力が低く制御される場
合には、成形品の表面が粗面を呈してざらつき、通常の
射出成形法による製品並の光沢のある良好な外観の成形
品を得ることは困難である。
【０００８】繊維強化熱可塑性樹脂組成物からショート
ショット法によって製造した成形品は、成形品表面の粗
さが目立つので、内部機構の部品など通常人目に触れな
い箇所でにしか使用できないと言う制約がある。これを
人目に触れる箇所に使用しようとすると、成形品表面を
サンディング等の前処理を行った後、塗料を塗布する必
要があり、高コストの原因となるなどの欠点がある。
【０００９】繊維強化熱可塑性樹脂組成物を成形原料と
し、ショートショット法によって成形品を製造する際に
外観を改良する他の方法としては、注入流体の圧力を高
くすることも有効であるが、大型成形品の場合には、加
圧流体注入装置が大型化する、加圧流体量の使用量が増
加する、などのためにコストアップとなり好ましくな
い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、かかる
状況に鑑み、鋭意検討の結果、強化繊維を含む熱可塑性
樹脂組成物を原料とし、ガスアシスト射出成形法によっ
て繊維強化成形品を製造する場合、成形品表面の外観不
良の原因が、キャビティ内の残留空気にあることを解明
し、本発明はこの解明に基づいて完成されたものであ
る。
【００１１】金型キャビティ内に溶融樹脂を充填する際
には、溶融樹脂の流動末端部（メルトフロント）は、中
心部から樹脂が噴出し側面に付着しながら前進していく
とされている。繊維強化された熱可塑性樹脂の場合、こ
の中心部から噴出した樹脂が壁面へと広がっていく際、
流動中の溶融樹脂に繊維によって凸凹が発生し、この凸
凹に空気が取り込まれる。溶融樹脂が射出圧に比較して
低圧の加圧流体によって金型キャビティ面に押し付けら
れると、通常の射出成形の場合には、射出圧および保圧
の４００〜１５００kgf/cm2程度の圧力で、壁面の隙間
に残留した空気は体積が１／４００〜１／１５００に縮
小され、そのまま表面が固化されてしまう。
【００１２】しかるにガスアシスト射出成形法の場合に
は、トラップされた空気は、金型キャビティに溶融樹脂
を完全に充填時の残留圧力の約１０〜１００kgf/cm2に
よって１／１０〜１／１００に縮小される。最大と最小
の体積比を算出すると、４倍から１５０倍もの体積差と
なることが分かる。このトラップされた空気は、金型の
パーティングラインだけからでは除去できない程小粒と
されトラップされている。繊維強化された熱可塑性樹脂
の成形品の外観不良の原因は、このトラップされた残留
空気にあることが分った。
【００１３】本発明の目的は、次の通りである。 １．ガスアシスト射出成形法によって、外観が良好で中
空部を有する繊維強化熱可塑性樹脂組成物製成形品の製
造法を提供すること。 ２．ガスアシスト射出成形法によって、無塗装でも外観
が良好で、塗装が必要な場合でも塗装コストが安い、中
空部を有する繊維強化熱可塑性樹脂組成物製の成形品を
製造する方法を提供すること。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、強化用繊維を含む熱可塑性樹脂組成物
を原料として射出成形法によって繊維強化熱可塑性樹脂
成形品を製造するにあたり、強化用繊維を含む繊維強化
熱可塑性樹脂組成物を溶融させ、射出成形用の金型キャ
ビティが閉じられた状態において、金型キャビティ内の
圧力を１／２気圧以下に減圧しつつ、溶融樹脂を射出を
開始し、射出途中または射出完了後、金型キャビティ内
部に射出された溶融樹脂中に加圧流体を注入して成形品
中に中空部を形成することを特徴とする、外観の良好な
繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法を提供する。
【００１５】また、強化用繊維を含む熱可塑性樹脂組成
物を原料として射出成形法によって製造された繊維強化
熱可塑性樹脂成形品において、熱可塑性樹脂への配合量
が７容量％以上の強化用繊維を含む繊維強化樹脂組成物
を溶融させ、射出成形用の金型キャビティが閉じられた
状態において、金型キャビティ内の圧力を１／２気圧以
下に減圧しつつ、溶融樹脂の射出を開始し、射出途中ま
たは射出完了後、金型キャビティ内部に射出された溶融
樹脂中に加圧流体を注入して成形品中に中空部を形成さ
れたものであることを特徴とする、外観の良好な繊維強
化熱可塑性樹脂成形品を提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において熱可塑性樹脂とは、ポリエチレン、ポリ
プロピレンなどのオレフィン系樹脂、ポリスチレン、ゴ
ム強化ポリスチレン、アクリルニトリル−スチレン共重
合体、ＡＢＳ樹脂などのスチレン系樹脂、ポリカーボネ
ート、ポリアセタール、ポリアミド類、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリ
エステル類、変性ポリフェニレンオキシド、ポリフェニ
レンサルファイド、ポリメチルメタクリレートなどが挙
げられる。これらは２種類以上の混合物であってもよ
い。熱可塑性樹脂は、上に例示したものに限定されるも
のではない。
【００１７】ポリアミド類としては、ナイロン６、ナイ
ロン６６、ナイロン６９、ナイロン６１０、ナイロン６
１２、ナイロン１２、メタキシリレンジアミン単独また
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または芳香
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、および、これらの混合
物などが挙げられる。ポリアミド類は、これら例示した
ものに限定されるものではない。
【００１８】メタキシリレンジアミンとアジピン酸とか
ら得られるポリアミドを、ポリアミドＭＸＤ６と称す
る。直鎖のジアミン単独または分岐のあるジアミンを４
０重量％以下との混合ジアミン化合物と、α、ω−直鎖
脂肪族二塩基酸単独または芳香族二塩基酸を４０重量％
以下とからなる混合ジカルボン酸から得られるポリアミ
ド樹脂でも、比較的良好な外観の成形品が得られる。な
おより好ましいポリアミド類は、ポリアミドＭＸＤ６、
ナイロン６、ナイロン６６、またはこれらの混合物もし
くはコポリマーである。
【００１９】本発明において強化用繊維は、ガラス繊
維、カーボン繊維またはこれらの混合物をいう。強化用
繊維の平均径は、ガラス繊維の場合は３〜２３μｍ、よ
り好ましくは６〜１３μｍの範囲であり、カーボン繊維
の場合は５〜１３μｍである。繊維の長さは１mm〜１０
mm程度で、長繊維、ロービング、収束剤などの表面処理
剤で収束処理されたチョップドストランドなどのいずれ
であってもよい。なお、繊維の平均径は、顕微鏡で観察
し測定することができる。
【００２０】熱可塑性樹脂組成物に配合される強化用繊
維の配合量は、少ない場合には得られる成形品の外観は
それ程悪化しないので、本発明に係る製造方法を適用す
る必要はないが、強化用繊維の配合量が７容量％（ガラ
ス繊維では約１３重量％、カーボン繊維では約１０重量
％）以上の含有率であると、得られる成形品の外観が低
下するので、本発明に係る製造方法を適用することによ
って、成形品の外観を大幅に向上できるばかりでなく、
同時に強度、弾性率などが向上し、好ましい。強化用繊
維の上限量は、３５容量％を越えると成形性が極端に低
下するので好ましくない。
【００２１】熱可塑性樹脂組成物には、本発明の効果を
損なわない程度において、上記強化用繊維に加えて、微
細繊維または微少な板状または粉体状の充填材を配合す
ることができる。具体的には、ガラスウール、ミルドガ
ラスファイバー、ミルド炭素繊維、タルク、微小マイ
カ、微小ガラスフレ−ク、ウォラストナイト、チタン酸
カリウム、硫酸マグネシウム、セピオライト、ゾノライ
ト、ホウ酸アルミニウム、ガラスビ−ズ、バル−ン、炭
酸カルシウム、シリカ、カオリン、クレ−、酸化チタ
ン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、水酸化マグネシウムなど
が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２２】熱可塑性樹脂組成物には、本発明の効果を
損なわない程度において、上記充填材に加えて、さらに
通常使用されている各種樹脂添加剤、例えば、滑剤、難
燃剤、熱安定剤、顔料、染料、離型剤、核剤、光安定
剤、紫外線吸収剤などを添加することができる。上記の
充填材、樹脂添加剤は、単独でも二種以上の混合物とし
てもよい。
【００２３】前記熱可塑性樹脂に、強化用繊維、さらに
要すれば、充填材、樹脂添加剤を配合した熱可塑性樹脂
組成物とするには、従来から知られている混練方法によ
ることができる。例えば、樹脂、強化用繊維、さらに要
すれば、充填材、各種樹脂添加剤などを各々所定量秤量
・混合して混合物とし、この混合物を通常のベント式押
出機で混練する方法、または、これに類似した混練装置
を用いて樹脂成分を溶融しながら強化用繊維、充填材を
混練する方法によりペレットとすることができる。ま
た、長繊維強化タイプのペレットは、公知のペレット製
造方法、例えばプルトリュージョン法で製造することが
できる。強化用繊維を含むペレットと強化用繊維を含ま
ないペレットとを、ブレンドする方法によることもでき
る。
【００２４】本発明方法によって成形品を製造する際に
は、射出成形用の金型キャビティが閉じられた状態にお
いて、金型キャビティ内の圧力を１／２気圧以下に減圧
しつつ、溶融樹脂の射出を開始し、射出途中または射出
完了後、金型キャビティ内に射出された溶融樹脂中に加
圧流体を注入して、樹脂中に中空部を形成することを必
須とする。
【００２５】従来、金型キャビティ内を減圧、真空とす
る技術は、ブロー成形で金型キャビティ内に刻設した凹
凸模様を、成形品表面に転写する転写性を向上させる技
術、射出成形法によってコンパクトディスクを製造する
際に信号ビットの転写性を向上させる技術などとして知
られていた。しかしながら、繊維強化樹脂成形品の外観
を向上させる目的をもって、ガスアシスト射出成形法へ
の適用、特にショートショット法と組合せることは知ら
れていなかった。
【００２６】本発明は種々実験の結果、金型キャビティ
内の圧力は、減圧の程度が強い程（圧力が低い程）好ま
しいが、ショートショット法による成形において、金型
キャビティ内の圧力を１／２気圧以下に減圧した状態で
溶融樹脂を射出し成形することによって、良好な外観の
成形品が得られることが分った。更に実験した結果、金
型の隙間からの流入空気、樹脂からの発生ガスなどの減
圧の効果を弱める要因が多いこと、成形サイクル、実現
可能性などを勘案すると、１／４気圧以下がより好まし
いことが分った。
【００２７】金型キャビティ内を１／２気圧以下の減圧
を保持するためには、金型キャビティの回り、ノズル側
などからの空気流入を防止する必要がある。金型キャビ
ティの回りからの空気流入を防止するには、金型キャビ
ティの回りにパッキンなどの、空気流入防止手段を設け
るのが有効である。例えば、金型キャビティの全外周部
に弾力性のあるパッキンを配置し、金型を１mm程度開い
た状態でパッキンが完全密閉し、密閉され金型キャビテ
ィ内に設置した減圧ラインの穴とキャビティパーティン
グ面の隙間から減圧する。成形直前に金型を完全に緊締
し、減圧部への穴と通じるキャビティパーティング面の
隙間は、金型を完全に閉じることで塞がれ、減圧する操
作も終了する。
【００２８】金型キャビティ内の気圧の減圧方式には、
(a)オイル真空ポンプによる方法、(b)水封式の真空ポン
プによる方法、(c)ピストンによる方法、などいずれの
方法によってもよい。溶融樹脂がポンプに達するのを防
止する目的で、(1)金型キャビティ内の開口する減圧用
開閉部を型内に設ける、(2)開閉部を設けずに金型キャ
ビティ内の減圧口を多孔質金属材料とする、(3)真空ポ
ンプと金型キャビティの減圧ラインの間に、耐圧の空容
器（真空チャンバー）を介在させる、(4)これら(1)ない
し(3)を適宜組合せる、などによることができる。
【００２９】また、成形機のノズル側からの金型キャビ
ティ内への空気流入を防止するには、シャットオフノズ
ル付きの成形機のノズルを金型ゲートに接触させて成形
するのが望ましいが、ノズルタッチ後溶融樹脂を金型キ
ャビティ内に射出するまでの時間を遅らせて、減圧を行
う方法であってもよい。ノズルタッチ後に射出するまで
の時間を長くすることで、金型キャビティ内の減圧が可
能であるが、この間若干の溶融樹脂が金型キャビティ内
へ流入するので、この流入を防止するコールドスラグウ
エルと称される設備をスプールやランナに付けることが
有効である。
【００３０】減圧のための空気通路は、上記(1)の開閉
部を金型内に設けた場合には、理想的には、溶融樹脂が
開閉部入り口に到達する直前に閉じるのが好ましい。空
気通路が溶融樹脂によって塞がれないような対策をとれ
ば、溶融樹脂によって空気通路を塞いだり、溶融樹脂が
空気通路に到達した後に閉じても良い。金型キャビティ
内へ溶融樹脂を射出する前に開閉部を閉じるのが安全で
あり好ましい。上記(2)の減圧口に多孔質金属材料とす
る場合は、空気通路は開閉してもしなくてもよい。
【００３１】本発明方法において、金型キャビティ内部
に射出された溶融樹脂中に加圧流体を注入するのは、融
樹脂を金型キャビティ表面に押圧し、成形品表面にキャ
ビティ面の凹凸模様などを正確に転写させ、成形品の内
部に中空部を形成することに目的がある。
【００３２】本発明方法において、溶融樹脂中に加圧流
体を注入する際の注入位置、注入口の数などには特に制
限はなく、成形品の大きさ、成形品の構造、中空部を形
成する位置、中空部の大きさなどに応じて適宜選ぶこと
ができる。加圧流体の注入位置は、(1)溶融樹脂注入部
（射出ノズル）内に配置する、(2)溶融樹脂注入部の近
傍に配置する、(3)溶融樹脂注入部から離れた位置に配
置する、(4)上記(1)ないし(3)を組合せて複数個配置す
る、などのいずれでもよい。
【００３３】複数の加圧流体注入部（ノズル）を配置し
た場合には、注入部から注入された加圧流体が中空部を
形成しながら溶融樹脂を押圧し、相互に隣接する注入部
から押圧された樹脂が出合った部分に樹脂の隔壁（成形
品の上下、左右などの対抗する面を繋ぐリブまたは支
柱）を生成させることができ、中空部を有する射出成形
品を補強することができるので好適である。
【００３４】金型に加圧流体の注入部（ガスノズル）を
取付ける場合には、可動側金型、固定側金型のいずれで
もよく、双方に取付けることもできる。金型とガスノズ
ルとの隙間を可能な限り小さくするか、ノズルが可動し
ない場合は隙間を完全に無くするのがよい。また、成形
機の射出ノズルのみから加圧流体を注入する場合には、
加圧流体注入ノズルの金型への取付は考慮しなくともよ
い。
【００３５】本発明方法によって成形品を製造する際の
加圧流体注入のタイミングは、金型キャビティ内に溶融
樹脂を射出している途中、または、射出完了直後（射出
完了と同時を含む）とする。成形品製造用金型が固定金
型部と可動金型部とから構成されている場合には、溶融
樹脂の射出開始から加圧流体の溶融樹脂への注入完了ま
での間、金型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の緊締状態を保持し続けてもよ
い。
【００３６】本発明方法によって成形品を製造する場
合、成形品の内部に形成する中空部の大きさ、厚さを変
える目的で、溶融樹脂を金型キャビティ内へ射出途中、
または射出完了直後に、可動金型部を後退させて、金型
キャビティの容積を拡大させることができる。この場合
にも、加圧流体の注入開始は、溶融樹脂の金型キャビテ
ィ内への射出中または射出完了直後とする。金型キャビ
ティの容積を拡大させる場合の加圧流体の注入開始時期
は、容積を拡大する前、拡大中、拡大後のいずれでもよ
い。
【００３７】本発明方法によって得られる成形品は、肉
厚部に中空部を有するものとなるが、中空部は成形品の
主要部の全面に亘ってもよいし、主要部の一部であって
もよい。中空部が主要部となる成形品として、管状構造
物（例えば、パイプ）を挙げることができ、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挙げることができ
る。
【００３８】本発明方法によって成形品を製造する場合
に使用できる加圧流体としては、常温・常圧下でガス状
または液状であり、成形時に溶融樹脂と反応や混合しな
い不活性のものが望ましい。具体的には、窒素ガス、空
気、炭酸ガス、ヘリウム、水などが挙げられるが、中で
も窒素ガスが好適である。
【００３９】金型キャビティ内に射出する溶融樹脂の体
積（Ｖ）と圧力（Ｐ）の積（ＰＶ）は、所望の射出成形
品を成形できる量であればよく、中空部の占める容積と
圧力に依存する。また、加圧流体を溶融樹脂に注入終了
し、溶融樹脂に中空部形成した後に残留する加圧流体の
圧力が高い方が一般に金型転写性が良好で、外観も良く
なる。このため加圧流体の圧力が高い方が好ましい。
【００４０】本発明に係る成形品の用途は、例えば、ル
ーフレール、ドアハンドル、バンパーなどの自動車外装
部品、ＯＡ分野では、コピー機やプリンター部品の寸法
精度の要求される軸物で表面平滑度が必要とされるもの
で使用可能となる。また、成形品に反りやバリの発生す
ることがなく、シボ付きの成形品に付いてもシボ転写性
が改善される。特に、自動車用ルーフレールの場合は、
強度と弾性率が要求されるため、強化用繊維をかなり多
量配合する必要があり、従来のガスアシスト射出成形法
では、良好な外観を有する成形品を得ることは困難であ
り、表面塗装するに当たり多層塗布かサンディングが必
要であったが、本発明方法による場合は、表面塗装が不
要、または塗装する場合でもコスト低減ができる。
【００４１】図３に、本発明方法で製造するのに適した
成形品の一つである、自動車用ルーフレールの一例の長
さ方向に沿った縦断面図を示し、図４にその底面図を示
し、図５に図３におけるＶ−Ｖ部分での縦断端面図を示
した通りである。自動車用ルーフレール３０は、レール
本体３１の内部３２、脚部３３、３４に長さ方向に沿っ
た中空部３５が形成される。３６は樹脂注入ゲート跡で
あり、３７は加圧流体の注入口跡である。図３に示した
ものと同じ大きさのレール本体３１をアルミニウムで製
造した場合は、繊維強化熱可塑性樹脂組成物より製造し
たものに比較して重量が約２倍となる。
【００４２】
【実施例】以下、本発明の内容を実施例によって具体的
に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、以下
の記載例に限定されるものではない。
【００４３】以下の実施例、比較例で使用した射出成形
金型は、図１に縦断側面図として示したような直径２５
mm、全長３５０mmののハンドル形状の成形品が得られる
ものを使用した。外観評価のために金型キャビティ面に
は、＃１５００相当の研磨を行った。金型が小型である
ため、空気の漏洩を防止するためのパッキンは使用しな
かったが、真空ポンプに連結して、金型キャビティ内を
約５０mmHgまで低下させることは、可能であった。図２
に、図１に示した射出成形金型の真空ポンプのライン
と、加圧流体注入ラインの概略図を示した。
【００４４】図１および図２において、１はハンドル形
状の金型キャビティ、２は樹脂注入ゲート、３は加圧流
体の注入口、４は表面粗さ測定位置、５は射出成形金
型、６はスプルーランナー、７は真空ポンプ、８は真空
チャンバー、９はパイプライン、１０は弁、１１は加圧
流体注入装置、１２はパイプラインである。
【００４５】得られた成形品の表面外観は、次にの方法
で評価した。 (1)外観：表面外観を目視で観察し、表面にざらつきが
観察されないものを「良好」、表面にわずかのざらつき
が観察されるものを「ほぼ良好」、表面に相当のざらつ
きが観察されるものを「ざらつき有」として判定した。 (2)表面粗さ：表面粗さ形状測定器「サーフコム５５４
Ａ」を使用して、ＪＩＳＢ０６０１に準拠してＲａ（μ
ｍ）、Ｒｘ（μｍ）を、図１に示した測定位置で測定し
た。 (3)曲げ弾性率：ＪＩＳ Ｋ７１７１に準拠して測定し
た。
【００４６】［実施例１］繊維強化熱可塑性樹脂組成物
ペレットとして、レニー１０２２Ｆ｛三菱エンジニアリ
ングプラスチックス社製、ガラス繊維が５０重量％（３
３容量％）配合されているポリアミドＭＸＤ６の商品
名｝を使用した。型締状態にある射出成形金型のゲート
に射出成形機のノズルを接触させた後、金型キャビティ
に通じる真空ポンプのバルブを開き、金型キャビティ内
の圧力計が約５０mmHgまで低下したのを確認後、真空ポ
ンプへの通路を閉鎖し、同時に金型キャビティ内に溶融
樹脂の射出を開始した。成形条件は、成形機温度設定＝
２８０℃、射出圧力＝１２００kgf/cm2 、射出率＝約７
０cc/sec、ガス射出後残留圧力＝２３kgf/cm2 、金型温
度＝１３５℃とした。
【００４７】溶融樹脂の金型キャビティ内への射出開始
後１．４秒で溶融樹脂の射出を終了し、直ちに溶融樹脂
への窒素ガスの注入を開始し、これによって溶融樹脂内
部に中空部を形成した。窒素ガスの圧力を６０秒間保持
し、この間同時に成形品を冷却し、残留窒素ガスを大気
中に解放し、型開きして成形品を取り出した。成形品の
重量は１２６グラムであり、成形品を離型したあと室内
に放置して室温まで冷した後、成形品につき外観の目視
観察結果と、形状測定器による表面粗さの測定結果、お
よび曲げ弾性率などを表−１に示した。
【００４８】［実施例２］実施例１に記載の例におい
て、真空ポンプの圧力計が金型キャビティ内の圧力計
が、室内の７６０mmHgの約１／３の２５０mmHgとなるよ
うに変更した他は、実施例１に記載の方法と同様にして
成形品を製造し、同例におけると同様に外観の目視観察
結果と、形状測定器による表面粗さの測定結果、および
曲げ弾性率などを表−１に示した。
【００４９】［実施例３］実施例１に記載の例におい
て、繊維強化熱可塑性樹脂組成物としてノバペット６３
０８Ｇ３０｛三菱エンジニアリングプラスチックス社
製、ガラス繊維が３０重量％（１８容量％）配合されて
いるポリエチレンテレフタレートの商品名｝に代えた他
は、同例に記載の方法と同様にして成形品を製造し、同
例におけると同様に外観の目視観察結果と、形状測定器
による表面粗さの測定結果、および曲げ弾性率などを表
−１に示した。
【００５０】［比較例１］実施例１に記載の例におい
て、真空ポンプの通路を閉鎖し、金型キャビティ内に真
空を適用しなかった他は、実施例１に記載の方法と同様
にして成形品を製造し、成形品につき同例におけると同
様に外観の目視観察結果と、形状測定器による表面粗さ
の測定結果、および曲げ弾性率などを表−１に示した。
【００５１】［比較例２］実施例３に記載の例におい
て、真空ポンプの通路を閉鎖し、金型キャビティ内に真
空を適用しなかった他は、実施例３に記載の方法と同様
にして成形品を製造し、成形品につき同例におけると同
様に外観の目視観察結果と、形状測定器による表面粗さ
の測定結果、および曲げ弾性率などを表−１に示した。
【００５２】［参考例１］実施例１に記載の例におい
て、真空ポンプの通路を閉鎖し、金型キャビティ内に真
空を適用しなかった他は、金型キャビティ内への溶融樹
脂の射出量を多くし（フルショット）し、加圧流体を注
入しせず、保圧を７００kgf/cm2 とした他は、実施例１
に記載の方法と同様にして成形品を製造し、成形品につ
き同例におけると同様に外観の目視観察結果と、形状測
定器による表面粗さの測定結果、および曲げ弾性率など
を表−１に示した。
【００５３】［参考例２］通常の射出成形条件でも光沢
が良く、外観の優れた成形品が得られると言われている
強化繊維（非強化）ナイロンであるノバミッド１０１２
Ｃ２（三菱エンジニアリングプラスチックス社製、ナイ
ロン６の商品名）を使用し、他は比較例１に記載の方法
と同様にして成形品を製造し、成形品につき同例におけ
ると同様に外観の目視観察と、表面粗さを測定器による
表面粗さの測定結果、および曲げ弾性率を表−１に示し
た。
【００５４】
【表１】
【００５５】表−１より、次のことが明らかとなる。 (1)本発明に係る方法で得られた成形品は、多量のガラ
ス繊維が配合されているにも拘らず、優れた外観の成形
品が得られると言われている非強化ポリアミドＭＸＤ、
ナイロン６の成形品（参考例１、参考例２参照）と同様
に外観が優れている。また、金型キャビティ内を減圧す
る場合は、減圧を強くするほど成形品の外観は優れたも
のとなる（実施例１、実施例２）。 (2)金型キャビティ内を減圧しないで成形したガラス繊
維成形品は、外観のざらつきやひけが目立つ（比較例
１、比較例２参照）。 (3)参考例１の成形品は、加圧流体を注入しない通常の
射出成形法によったもので中空部がないので重く、参考
例２の成形品は強化繊維を含まないので光沢は実施例１
のものとほぼ同じであるが、曲げ弾性率が劣り、成形品
表面にはひけが認められた。 (4)本発明に係る方法で得られた成形品は、軽量である
にも拘らず曲げ弾性率が高く、強度に優れている（実施
例１、実施例２と参考例１）。
【００５６】
【発明の効果】本発明は以上説明した通りであり、次の
様な特別に有利な効果を奏し、その産業上の利用価値は
極めて大である。 １．本発明方法によるときは、繊維強化熱可塑性樹脂組
成物を原料とし、ガスアシスト射出成形法によって、無
塗装でまたは塗装する場合は少ない塗装で十分であるの
で、低コストで外観が良好で中空部を有する成形品を製
造することができる。 ２．本発明方法によるときは、金型キャビティ内を減圧
にして溶融樹脂を注入するので、金型キャビティ面にト
ラップされる残留空気を少なくすることができ、外観が
良好で中空部を有する成形品を製造することができる。 ３．本発明方法に係る成形品は、ひけやざらつきがなく
外観が良好であるばかりでなく、中空部を有して軽量で
あるにも拘らず強度に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例、比較例で使用した金型の縦断面図で
ある。
【図２】 図１に示した金型の真空ポンプのラインと、
加圧流体注入ライン概略図を示す。
【図３】 自動車用ルーフレールの一例の長さ方向に沿
った縦断面図である。
【図４】 図３に示した自動車用ルーフレールの底面図
である。
【図５】 図３のＶ−Ｖ部分での縦断端面図である。
【符号の説明】
１：金型キャビティ ２：樹脂注入ゲート ３：加圧流体の注入口 ４：表面粗さ測定位置 ５：射出成形金型 ６：スプルーランナー ７：真空ポンプ ８：真空チャンバー ９、１２：パイプライン １０：弁 １１：加圧流体注入装置 ３０：自動車用ルーフレール ３１：レール本体 ３２：内部 ３３、３４：脚部 ３５：中空部 ３６：樹脂注入ゲート ３７：加圧流体注入口

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 強化用繊維を含む熱可塑性樹脂組成物を
    原料として射出成形法によって繊維強化熱可塑性樹脂成
    形品を製造するにあたり、強化用繊維を含む繊維強化熱
    可塑性樹脂組成物を溶融させ、射出成形用の金型キャビ
    ティが閉じられた状態において、キャビティ内部の圧力
    を１／２気圧以下に減圧しつつ、溶融樹脂の射出を開始
    し、射出途中または射出完了後、キャビティ内部に射出
    された溶融樹脂中に加圧流体を注入して成形品中に中空
    部を形成することを特徴とする、外観の良好な繊維強化
    熱可塑性樹脂成形品の製造方法。
  2. 【請求項２】 繊維強化樹脂組成物の金型キャビティへ
    の注入量が、金型キャビティの容積よりも少ない量とす
    る、請求項１に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製
    造方法。
  3. 【請求項３】 強化用繊維がガラス繊維またはカーボン
    繊維であり、熱可塑性樹脂への配合量が７容量％以上と
    されてなる、請求項１または請求項２に記載の繊維強化
    熱可塑性樹脂成形品の製造方法。
  4. 【請求項４】 熱可塑性樹脂がポリアミド類を主成分と
    するものである、請求項１ないし請求項３のいずれか１
    項に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法。
  5. 【請求項５】 ポリアミド類が、ポリアミドＭＸＤ６で
    ある請求項４に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製
    造方法。
  6. 【請求項６】 強化用繊維を含む熱可塑性樹脂組成物を
    原料として射出成形法によって製造された繊維強化熱可
    塑性樹脂成形品において、熱可塑性樹脂への配合量が７
    容量％以上の強化用繊維を含む繊維強化熱可塑性樹脂組
    成物を溶融させ、射出成形用の金型キャビティが閉じら
    れた状態において、金型キャビティ内部の圧力を１／２
    気圧以下に減圧しつつ、溶融樹脂を射出を開始し、射出
    途中または射出完了後、金型キャビティ内部に射出され
    た溶融樹脂中に加圧流体を注入して成形品中に中空部を
    形成されたものであることを特徴とする、外観の良好な
    繊維強化熱可塑性樹脂成形品。
  7. 【請求項７】 成形品が自動車用ルーフレールである、
    請求項６に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形品。
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