JPS6195908A - 熱可塑性合成樹脂製棒状体の製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱可塑性合成樹脂製棒状体の製造方法に関す
る。

（従来の技術） 射出成形などの成形手段で得られる熱可塑性合成樹脂成
形品には８合成樹脂が固化する際の温度変化による体積
収縮により内部に巣が発生したり表面に引けが発生する
。これら巣や引けは成形品の強度の低下１寸法精度の低
下の原因となる。これら巣や引けは樹脂に充填剤を添加
して樹脂の固化時の体積収縮を極少にすることにより緩
和し得るが、ゼロにはならない。

このような問題を解消するために、特公昭３５−１７６
７９号公報には、第６図に示すように、一定断面を有す
る棒状体成形用キャビティ　１０１内へ溶融材料２００
をピストン１０２で加圧しつつ注入し、この溶融材料２
００をその先端から順次冷却させてゆく方法が開示され
ている。しかしながら、この方法は一定断面を有する棒
状体のみが製造されるにすぎない。しかも、棒状体成形
品を金型キャビティ１０１から取り出すには、金型１０
０を成形機１０３から取りはずさねばならないため、そ
の作業が繁雑で生産性に劣る。

他方、厚肉成形品の成形法としては、フローモールディ
ング法が知られているが、成形品を取り出すために、ノ
ズルを金型から離したり、金型を開放する操作が必要な
ため、同じく、生産性に劣る。

上記問題点を解消するため、溶融樹脂材を加圧しつつ金
型内へ注入充填し、樹脂を冷却固化させた後、得られた
成形品を後続の溶融樹脂材で加圧しつつ金型から系外へ
排出させる方法が提案されている。しかしながら、この
方法では、冷却固化した成形品を排出させる際に、成形
品が後続溶融樹脂により加圧・圧縮されるため金型キャ
ビテイ壁面に圧接される。それゆえ、成形品が容易に排
出されない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記従来技術の問題点を解決するものであり、
その目的は、成形品内部あるいは表面に巣や引けの発生
を極少にし強度および寸法精度に優れた熱可塑性合成樹
脂製棒状体の製造方法を提供することにある。本発明の
他の目的は、成形品の脱型が容易で生産性に優れた熱可
塑性合成樹脂製棒状体の製造方法を提供することにある
。

（問題点を解決するための手段） 本発明の熱可塑性合成樹脂製棒状体の製造方法は、（１
）成形樹脂材を加熱溶融し溶融樹脂材を得る工程、（２
）該溶融樹脂材を融点以上の温度に保持する工程、（３
）該溶融樹脂材を加圧しつつ棒状体成形・用金型の、樹
脂注入部と棒状体形成部とで構成されるキャビティ部へ
注入充填する工程、（４）該キャビティ部を該樹脂材の
融点未満の温度に冷却保持し該樹脂材を固化する工程、
（５）該キャビティ部にて形成される所望形状の棒状体
成形品を、後続の溶融樹脂材で加圧しつつ該キャビティ
部から系外へ排出する工程を包含し、そのことにより上
記目的が達成される。

（実施例） 以下に本発明を実施例について述べる。

本発明の製造方法を具体化する成形装置の一例を第１図
に示す。成形装置１は、押出機１１と、この押出機１１
の先端部に気液密状に係合されるジヨイント部１２と、
このジヨイント部１２に気液密状に係合される棒状体成
形用金型１３とを有する。ジヨイント部１２にはヒータ
ーなどの加熱手段１２１が設けられている。金型１３に
は加熱手段１３１および冷却手段１３２が設けられてい
る。これら加熱手段１３１および冷却手段１３２は金型
１３の周囲および／もしくは内部に設けられた各々が独
立した複数対のヒーターおよび冷却水循環管などで構成
される。

押出機１１としては９例えば−軸押出機あるいは二軸押
出機などの９通常、樹脂成形に用いられる押出機が使用
される。この押出機１１のシリンダ一部１１１は、加熱
手段により成形樹脂材２の融点温度以上に加熱される。

したがって、樹脂材２はシリンダ一部１１１内のスクリ
ュー１１２にて混練され溶融される。押出機１１の押出
圧は、使用される樹脂材２の性質および製造される棒状
体成形品２０の形状などから適宜決定される。

ジヨイント部１２は、その内部が１例えば１円錐形状の
中空部１２０を有する。ジヨイント部１２の一端開口部
１２２は押出機１１のシリンダ一部１１１に連結され、
他端開口部１２３は流出口を構成し金型キャビティ部１
３０に連結されている。ジヨイント部１２は加熱手段１
２１にて樹脂材２の融点以上の温度に保持されている。

したがって、溶融樹脂材２は中空部１２０内で固化する
ことなく、常に押出機１１の押出圧によって金型キャビ
ティ部１３０に補充されるため、キャビティ部１３０に
注入充填された樹脂材２の内部や表面には巣や引けが発
生しにくくなる。

金型キャビティ部１３０は樹脂注入部１３３と棒状体形
成部１３４とでなる。樹脂注入部１３３の横断面積は１
例えば、第２図（ａ）〜第２図（Ｃ）に示すように。

棒状体形成部１３４のそれよりも小さく設定されている
０通常、樹脂注入部２１３３の横断面積は棒状体形成部
１３４のそれに対して３０％〜９９％の範囲内に設定さ
れる。冷却固化された成形品２０と後続溶融樹脂材２と
の接触面もしくは接触部分１３７は未だ冷却固化されて
いないため、後続溶融樹脂材の加圧力によりキャビティ
部１３０壁面に押しやられ圧接する。この圧接現象は、
しかしながら、成形品２０の末端部（つまり、接触部分
１３７）が棒状体形成部１３４に比較して横断面積の充
分に小さい樹脂注入部１３３を通過する間に生じるにす
ぎない、そ１　　　　の結果、成形品２０のキャビティ
部１３０内からの排出は極めて容易に行われる。樹脂注
入部１３３の横断面積が棒状体形成部のそれの３０％以
下であると。

押出機１１からの溶融樹脂材２の補充が充分に行われな
くなり棒状体成形品２０の内部あるいは表面に巣や引け
の生ずるおそれがある。９９％を越えると。

成形品の脱型が困難になる。

また、樹脂注入部１３３の形状は成形樹脂材２の性質お
よび製造する棒状体成形品２０の形状などから適宜決定
される。例えば、第３図（ａ）に示すように、軸方向に
向かって同一横断面積を有する形状や、第３図（ｂ）に
示すように、押出機１１側から棒状体形成部１３４に向
かって横断面積が漸増するような形状が採用されうる。

それにより、成形品２０の脱型がより効果的に行われる
。樹脂注入部１３３の軸方向長さは、成形品２０の脱型
が容易に行われる範囲内で最小限に設定されうる。例え
ば、数鶴に設定される。

金型キャビティ部１３０の他端開口部１３５は成形品の
脱型口を構成している。この脱型口１３５には。

例えば、開閉可能なＭ２Ｂ５が設けられ、この葺１３６
を開放することにより、キャビティ部１３０内の所望の
棒状体成形品２０が後続の溶融樹脂材２により加圧され
系外へ取り出される。この蓋１３６は図外の適当な動力
手段にて連続的に開閉操作が行われる。キャビティ部１
３０内の空気は蓋１３６の微少な取付間隙から系外へ排
出される。

金型キャビティ部１３０は加熱手段１３１および冷却手
段１３２により温度制御される。溶融樹脂材２がキャビ
ティ部１３０に注入充填されたのち、あるいはあらかじ
め冷却手段１３２により、キャビティ部１３０は樹脂材
２の融点未満の温度に保持される。

それにより、キャビティ部１３０内の溶融樹脂材２は冷
却固化される。上記加熱手段１３１および冷却手段１３
２はそれぞれ独立に作動する。それゆえ。

キャビティ部１３０は任意の温度分布で制御されうる。

キャビティ部１３０の温度が押出機１１側から脱型口１
３５に向かって漸次低くなるように温度勾配を設ければ
、棒状体成形品２０の内部や表面に巣や引けが発生する
のを効果的に防止しうる。より好ましくは、キャビティ
部１３０の棒状体形成部１３４内の溶融樹脂材２が冷却
固化した後に、樹脂注入部１３３内の溶融樹脂材２が冷
却固化されるよう温度制御すれば、成形品２０の内部や
表面の巣や引けの発生は極少ξなる。上記冷却手段１３
２は冷却水の代わりにオイルなども使用されうる。温度
調節は、使用される樹脂材２の性質および製造される棒
状体成形品２０の形状・寸法などが適宜法められる。

本発明により製造される棒状体成形品２０は、その形状
が少なくとも円柱状形状部を有し、金型キャビティ部１
３０から一方向に脱型可能な形状であれば任意の形状が
採用され得る。例えば、成形体後方が前方よりも径の大
きな形状の棒状体が成形されうる。また、製造される棒
状体成形品２０は。

キャビティ部樹脂注入部１３３内で固化した成形品と共
に排出される。排出後、成形品の樹脂注入部分を切断加
工することにより所望の棒状体成形品２０が得られる。

本発明に用いる成形樹脂材２は、熱可塑性合成樹脂で構
成される。熱可塑性合成樹脂としては。

例えば、ポリアミド樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、
ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリプロ
ピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリ
フェニレン樹脂あるいはポリフェニレンスルフィド樹脂
などである。これらの合成樹脂は単一あるいは２種以上
の混合物の形で使用される。また、熱可塑性合成樹脂に
は、充填材として２例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ア
ラミド繊維、チタン酸カリウム繊維、アルミナ繊維。

ボロン繊維、炭化ケイ素繊維あるいは各種の金属繊維な
ど１通常、熱可塑性樹脂の補強用に使用される既知の繊
維が混入されてもよい。これらの充填材は単一あるいは
２種以上の混合物の形で使用される。また、熱可塑性合
成樹脂には、各種の成形助剤あるいは樹脂改質剤などが
適宜添加されうる。

上記成形装置１は１次のように機能する。まず。

押出機１１．ジヨイント部１２および棒状体成形用金型
１３はそれぞれ１例えば、ガスケットやパツキンなどの
シーリング材を介して気液密状に係合される。このとき
、金型１３の脱型口１３５は蓋１３６により閉じられて
いる。樹脂材２は押出機１１に供給されシリンダ一部１
１１内のスクリュー１１２にて混練される。充填材を使
用する場合は、充填材と熱可塑性合成樹脂とが別々に押
出機１１に供給されシリンダ一部１１１内のスクリュー
１１２にて混練されるか、または、充填材と合成樹脂と
をあらかじめ混練しペレット状に成形したものを押出機
１１に供給してもよい。この樹脂材２は押出機シリンダ
一部１１１内で均一に混練され加熱溶融されてジヨイン
ト部１２から金型キャビティ部１３０へ順次加圧充填さ
れてゆ（。溶融樹脂材２は、ジヨイント部１２の加熱手
段１２１および金型１３の加熱手段１３１により融点以
上の温度に保持されるため１例えば、金型樹脂注入部１
３３内で固化して注入部１３３を塞ぐということばなく
、金型キャビティ部１３０に常時円滑に供給される。し
たがって、キャビティ部１３０内の溶融樹脂材２は金型
１３の冷却手段１３２により冷却固化されるまで、常に
加圧された状態にある。

溶融樹脂材２は金型キャビティ部１３０に注入充填され
たのち、金型１３の冷却手段１３２により融点未満の温
度に保持され固化される。次いで、金型脱型口１３５に
設けられた蓋１３６を開放し、所望の棒状体成形品２０
が後続の溶融樹脂材２の押出圧によって金型１３から系
外へ排出される。このとき。

キャビティ部１３０の樹脂注入部１３３の断面積が棒状
体形成部１３４のそれより小さく設定されているので、
成形品２０と後続溶融樹脂材２との接触部分１３７が棒
状体成形品２０のキャビティ部１３０の壁面に圧接され
る現象は極少化される。それゆえ、棒状体成形品は金型
キャビティ部１３０から容易に排出される。脱型が終了
した後、脱型口１３５の蓋１３６を閉じて１次の溶融樹
脂材２のキャビティ部１３０内への注入充填に備える。

このように、金型１３からの成形品の脱型と、樹脂材２
のキャビティ部１３０への注入充填とが連続的に行われ
るため、生産性が高い。

去狼斑 上記成形装置１において、第４図に示すように。

Ｄ、＝φ３ｆｌ、［）ｚ＝φ９ｍ、Ｄ２＝φ１０顛、Ｄ
４＝φ１４鰭、　Ｌ＋　＝　５　ｔｍ、　Ｌｔ＝　１０
０ｍｍおよびＬ３＝ｌＱｍに設定した棒状体用金型１３
を利用して本発明方法により。

第５図に示すような棒状体２０を成形した。押出機１１
としては、二軸押出機を使用し、その押出圧は１３０　
ｋｇ／ｃＪに設定した。樹脂材２としては、ポリアミド
樹脂（宇部興産社製；ナイロン６　１０３０　Ｂ　”）
１００重量部に対して、ガラス繊維１００重量部の混合
物を使用した。樹脂材２の融点は２２５℃であった。ジ
ヨイント部１２の温度は２５０℃、そして金型キャビテ
ィ部１３０の温度を押出機１１側から先端に向かって１
５０℃〜１２０℃に漸次低くなるよう設定した。

得られた棒状体２０の縦断面および表面を顕微鏡観察あ
るいは目視観察したところ、巣や引けは全く認められな
かった。また、連続して１００本の成形を行ったが、成
形品はすべて容易に脱型された。

ル較開 上記実験例に用いた金型において、樹脂注入部１３３の
口径を棒状体形成部１３４のそれと同径にしたこと以外
はすべて同様にして棒状体成形品を得た。

得られた成形品の内部あるいは表面には巣や引けは全く
認められなかった。また、連続して１００本の成形を行
ったが、途中、しばしば、成形品の脱型が困難となった
。

（発明の効果） 本発明の製造方法によれば、このように、溶融樹脂材が
常時加圧された状態で金型キャビティ部に供給されるの
で、得られる成形品内部あるいは表面には巣や引けなど
の発生がみられない。それゆえ、その成形品は強度およ
び寸法精度に優れている。しかも、キャビティ部の独自
の形状により。

成形品の脱型が容易に行われるため生産性に優れる。金
型を取り替えることにより、任意のあらゆる形状の成形
品をも供給しうる。

４、　゛　　の　　゛なｒ 第１図は９本発明製造方法を具体化する成形装置の一例
を示す要部断面図、第２図（ａｌ〜第２図（Ｃ）はそれ
ぞれ上記成形装置の金型キャビティ部の横断面の例を示
す図、第３図（ａ）および第３図山）はそれぞれ上記金
型キャビティ部の樹脂注入部の例を示す要部断面図、第
４図は本発明の実験例に使用した金型を示す要部断面図
、第５図は上記実験例により得られた棒状体成形品を示
す側面図、第６図は従来の成形装置の一例を示す要部断
面図である。

１・・・成形装置、２・・・成形樹脂材、１１・・・押
出機。

１２・・・ジヨイント部、１３・・・棒状体用金型、２
０・・・棒状体成形品、　１２１．１３１・・・加熱手
段、１３０・・・金型キャビティ部、１３２・・・冷却
手段、１３３・・・樹脂注入部。

１３４・・・棒状体形成部。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（１）成形樹脂材を加熱溶融し溶融樹脂材を得る工
   程、 （２）該溶融樹脂材を融点以上の温度に保持する工程、 （３）該溶融樹脂材を加圧しつつ棒状体成形用金型の、
   樹脂注入部と棒状体形成部とで構成されるキャビティ部
   へ注入充填する工程。 （４）該キャビティ部を該樹脂材の融点未満の温度に冷
   却保持し該樹脂材を固化する工程。 （５）該キャビティ部にて形成される所望形状の棒状体
   成形品を、後続の溶融樹脂材で加圧しつつ該キャビティ
   部から系外へ排出する工程 を包含する熱可塑性合成樹脂製棒状体の製造方法。 ２、前記金型に各々が独立した複数対の加熱手段と冷却
   手段とが配置された特許請求の範囲第１項に記載の製造
   方法。 ３、前記キャビティ部が温度勾配を有する特許請求の範
   囲第１項に記載の製造方法。 ４、前記キャビティ部の樹脂注入部内の溶融樹脂材を、
   前記棒状体形成部内の溶融樹脂材が冷却固化した後に、
   冷却固化させる特許請求の範囲第１項もしくは第３項に
   記載の製造方法。 ５、前記樹脂注入部の横断面積が前記棒状体形成部の最
   小横断面積に対して３０％〜９９％の範囲内にある特許
   請求の範囲第１項に記載の製造方法。