JPH0249901B2 - - Google Patents
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- JPH0249901B2 JPH0249901B2 JP59208564A JP20856484A JPH0249901B2 JP H0249901 B2 JPH0249901 B2 JP H0249901B2 JP 59208564 A JP59208564 A JP 59208564A JP 20856484 A JP20856484 A JP 20856484A JP H0249901 B2 JPH0249901 B2 JP H0249901B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lubricant
- rolling
- thread
- fine particles
- manufacturing
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D1/00—Producing articles with screw-threads
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明はプラスチツクねじ状成形体、特に、強
化繊維で高度に補強されたプラスチツクねじ状成
形体の製造方法に関する。
(従来の技術)
ねじ状成形体の製造方法としては、従来から金
属ボルトやナツトを製造する転造法が知られてい
る。この方法はねじ加工としては最も生産速度が
速く、得られたねじ状成形体の寸法精度も極めて
高い。重くて錆びやすい金属製ねじ状成形体に対
して、軽くて耐蝕性に優れ、かつ、高い強度を有
するねじ状成形体を得るために、繊維強化プラス
チツクねじ状成形体がこの転造法により生産され
ている。例えば、ガラス繊維強化プラスチツクボ
ルトは、ガラス繊維を含む熱可塑性樹脂でなる円
柱状素材に転造法によりねじ山を形成して得られ
うる。このような円柱素材に転造加工を行うと、
円柱状素材表層部分に含まれるガラス繊維が転造
ダイスの回転圧力を受けて押圧されその一部が破
断する。その結果、破断したガラス繊維の端部が
ねじ山面に露出し、このガラス繊維を中心とする
微細なひび割れ(マイクロクラツク)が発生す
る。そのため、例えばナツトにボルトを締めつけ
るとねじ山とナツトとの摩擦が大きく、繰り返し
の締めつけによりねじ山が破壊される。特に、ね
じ谷底に発生したマイクロクラツクのため、ボル
トは振動荷重下での長期の使用には耐え得ない。
このように、ボルトの疲労強度が低い。摩擦が大
きいため軸方向の充分な締結力(軸力)も得られ
ない。
金属ボルトを転造加工により製造するときに
は、成形素材である金属棒と転造ダイスとの摩擦
を軽減し、かつ、転造により発生する熱により高
温となる転造ダイスを冷却する目的でオイルなど
を転造用潤滑剤として成形素材に接触させること
が行われる。この方法を上記のガラス繊維含有熱
可塑性樹脂で構成された円柱状素材の転造に適用
しても、摩擦軽減および冷却の目的は達成できる
が、転造によりガラス繊維が破断されるためマイ
クロクラツクが発生しねじ山の荒れた状態は依然
として改善されない。
(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、軽量で耐蝕性・耐薬品性・
電気絶縁性をもち、しかも強化繊維により高度に
補強され、高締結力を有するねじ状成形体の製造
方法を提供することにある。本発明の他の目的は
締結時にねじ山面の摩擦が小さく、ねじ山を損な
わずに繰り返し使用に耐えうるねじ状成形体の製
造方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、ねじ加工として最も経済的な転造加工により
高強度のプラスチツクねじ状成形体を提供するこ
とにある。
(問題点を解決するための手段)
本発明は、ガラス繊維を含有する成形素材に転
造加工を行いねじ山を形成するさいに発生するマ
イクロクラツクに滑剤が充填され、さらにねじ山
面に滑剤による被膜が形成されればねじ山面の摩
擦の小さいねじ状成形体が得られる、との発明者
の知見にもとづいて完成された。それゆえ、本発
明の繊維強化プラスチツクねじ状成形体の製造方
法は、ガラス繊維を含有する熱可塑性樹脂で構成
された成形素材の該表層部に転造加工によりねじ
山を形成するにさいし、常温で固体の滑剤を該滑
剤の融点以上の温度に加熱された転造ダイスに接
触させつつ転造加工を行い、ねじ山表面に該滑剤
でなる被膜を形成させることを包含し、そのこと
により上記目的が達成される。本発明でいう「ね
じ状成形体」とはボルトやナツトなどねじ山を有
する成形体をいう。
本発明に用いられる熱可塑性樹脂にはナイロン
6、ナイロン66、ナイロンMXD6などのポリア
ミド;ポリエチレン;ポリプロピレン;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;ポリアセタール;ポリカーボネート;ポリフ
エニレンサルフアイトなど、加熱により溶融し冷
却により固化する一般の熱可塑性樹脂が用いられ
る。必要に応じて、これらの化合物の側鎖を修飾
したり共重合体を形成させて用いることもでき
る。その例を挙げれば、熱可塑性樹脂とガラス繊
維との接着性を向上させるためにポリプロピレン
の酸変性樹脂が用いられ、耐衝撃性を得るために
ポリエチレンテレフタレートとエラストマーとの
共重合体が用いられる。上記樹脂は単独で用いて
も、2種以上を混合して用いてもよい。熱可塑性
樹脂に混合されるガラス繊維は、熱可塑性樹脂中
へ均一に分散させるためにも、その直径が1〜
60μm、長さが0.01〜1.00mmであることが好まし
い。ただし、長さがこの範囲を数mm程度はずれて
も熱可塑性樹脂との混練時に切断されて0.01〜
1.00mmの長さになるため、5〜60mmの長さであつ
てもよい。ガラス繊維は熱可塑性樹脂との混合物
中10〜60重量%の割合で混合される。上記の範囲
においては、ガラス繊維の量が多いほど滑剤によ
る効果が顕著である。10重量%を下まわると得ら
れるねじ状成形体の強度が不充分である。
上記熱可塑性樹脂に、さらに必要に応じて、充
填剤、ガラス繊維と樹脂との接着性を改善する処
理剤、難燃剤、抗酸化剤などが加えられうる。こ
れらとガラス繊維とが通常のプラスチツク成形加
工機、例えば押出成形機などを用いて混練され、
適当な大きさと形状とを有する成形素材に成形さ
れる。例えばJIS M10サイズのボルトを製造する
ときには円形断面を有するサイジングダイを押出
成形機に取りつけて直径9mmの円柱状素材が得ら
れる。
滑剤は高級アルコールおよび/もしくは高級脂
肪酸を主成分とする。滑剤に使用される高級アル
コールおよび高級脂肪酸はいずれもその炭素数が
14以上である。このような高級アルコールや高級
脂肪酸は常温で固体であるため、ねじ山面に形成
される滑剤の被膜が常温で固体で存在しうる。高
級アルコールおよび高級脂肪酸の融点は40℃以
上、好ましくは40〜150℃である。高級脂肪酸の
例には、ステアリン酸、ラウリン酸、ミリスチン
酸、パルミチン酸、マルガリン酸などがある。例
えば、ステアリン酸およびラウリン酸の融点はそ
れぞれ69℃および48℃である。高級アルコールに
は、例えば、ヘキサデカノール、ヘプタデカノー
ル、オクタデカノール、ペンタデカノールがあ
る。例えば、ヘキサデカノールの融点は49℃であ
る。
滑剤の効果を高めるために、フツ素樹脂微粒
子、二硫化モリブデン微粒子およびカーボン微粒
子の少なくとも一種が配合されていてもよい。フ
ツ素樹脂としては、例えば、四フツ化エチレン、
フツ化エチレンプロピレンエーテル、ポリクロロ
トリフルオロエチレン、フツ化アルコキシエチレ
ン、フルオロアルキルアクリレート、ペルフルオ
ロアルキルポリエーテル、テトラフルオロエチレ
ンテロマー、フルオロカルボン酸およびエステル
などがある。これらの化合物の側鎖にはビニル
基、スルホン酸基、リン酸基、カルボキシル基、
エポキシ基、アミド基、ハロゲン基などの官能基
が置換されていてもよい。このような微粒子の粒
径は通常0.1〜50μmであり、単独で用いられて
も、二種以上混合されて用いられてもよい。これ
らの微粒子は滑剤中の高級アルコールおよび/も
しくは高級脂肪酸の総量100重量部に対して0.2〜
100重量部の割合で滑剤に含有される。含有量が
過少であると配合効果が得られない。過剰である
と転造の際にこれらの固形分である微粒子が異物
として作用し、精度の良いねじ山が得られない。
すべりが生じて転造加工が不可能な場合もある。
本発明のねじ状成形体のねじ加工に採用される
転造法は、格別である必要はなく、金属ねじのね
じ山成形加工に通常用いられる転造加工機械がそ
のまま適用されうる。表面にねじ山加工を施した
一対の転造ロールを同方向に回転させこの間に円
柱状素材を夾持・押出しねじ加工を行う油圧作動
式の2本ロール転造機などがその例である。
例えば、ボルトを製造するときには、円柱状素
材を転造機にかけると転造ダイスのねじ山により
円柱状素材にねじ山が形成される。このとき、円
柱状素材にガラス繊維が含有されるため、従来の
技術の項で説明したように、ガラス繊維が破断さ
れてねじ山面に露出し、その周囲にはガラス繊維
を中心としたマイクロクラツクが発生する。
本発明方法では、常温で固体である滑剤をこの
滑剤の融点以上の温度に加熱された転造ダイスに
接触させながら転造が行われるので、その間に滑
剤の主成分である高級アルコールや高級脂肪酸が
溶融し、形成されたねじ山表面に滑剤の液状被膜
ができる。転造時の押圧により上記マイクロクラ
ツクに滑剤が充填され、ねじ山表面に露出したガ
ラス繊維の表面も滑剤で覆われる。形成された液
状膜は常温において固体の被膜となる。そのた
め、得られるボルトは、ねじ山面の摩擦が小さく
なり、長期間にわたる繰り返し使用に耐えうる。
軸方向の締結力(軸力)も充分である。滑剤が転
造時に接触するため、転造により円柱状素材が変
形するおそれも度合も少ない。形成されたねじ山
におけるねじ谷底のマイクロクラツクを減少し、
ボルトの耐疲労性がさらに良好となる。滑剤中に
フツ素樹脂などの微粒子が含有されている場合に
は、これらの微粒子がマイクロクラツクに充填さ
れたり被膜中に均一に分散される。そのため、ね
じ山面の摩擦がさらに小さくなり耐疲労性に優れ
たボルトが得られる。
転造時に転造ダイスは滑剤の種類に応じて適当
な温度に加熱される。円柱状素材の変形を防ぎ、
精度のよいねじ山を得るためには、その温度は円
柱状素材を構成する熱可塑性樹脂の融点以下であ
ることはいうまでもない。転造ダイスは、所定の
温度に制御された熱風を吹きつける方法;ダイス
中にヒーターを内蔵する方法;などにより所定の
温度に加熱される。
(実施例)
以下に本発明を実施例について説明する。
実施例 1
熱可塑性樹脂としてポリエチレンテレフタレー
ト(鐘化(株)製;ベルペツトDFG―1)を用い、
熱可塑性樹脂90重量%に9μm径・6mmチヨツプの
ガラス繊維を10重量%ドライブレンドし押出機に
より直径9mmの丸棒を成形した。これを10cmの長
さに切断して円柱状素材を得た。JIS M10×1.5
用ダイスを有する2本ロール転造機により円柱状
素材にねじ山を形成した。このとき、ステアリン
酸100重量部に直径5〜10μmの四フツ化エチレン
微粒子10重量部を混合して得られたケーキ状の滑
剤を転造ダイスに接触させながら転造を行つた。
転造ダイスの温度は100℃に保持した。得られた
M10サイズのボルトの引張強度、軸力値、疲労サ
イクルを測定した。その結果を表1に示す。これ
らは下記の試験法により、それぞれ5個のボルト
を用いて行い、その平均値を求めた。各試験に使
用したナツトはボルトと同質の材料を用い、イン
ジエクシヨン成形により面間距離17mm、高さ12
mm、内径8.7mmの六角ナツト基材を成形し、これ
をM10ねじタツプで切削加工して得たM10サイズ
のナツトである。
引張試験 ボルトの両端にナツトを装着し、2
個のナツト間を70mmとした。ボルト両端のナ
ツトをオートグラフ(島津製作所製IS―
5000)で5mm/min.の引張速度で引つ張り、
ボルトが破壊される直前の最大荷重を測定し
引張強度とした。
トルク―軸力値試験 ボルトの一端を万力で固
定し、ボルトに座金を介して内径11mm、外径
15mm、長さ60mmの鉄製パイプを通した。さら
に、座金を介してナツトを装着し、ナツトを
トルク値が検出できるレンチでゆつくり締め
付けた。このとき、上記鉄製パイプの外面中
央部に歪ゲージを貼りつけて鉄製パイプにか
かる圧縮力を測定し軸力値とした。
疲労サイクル ボルトの両端にナツトを装着し
引張強度の55%に相当する引張力を両ナツト
間に印加した。振動荷重(f)として引張強
度の15%の力を400サイクル/分の振動サイ
クルでボルト長軸方向に加えた。このよう
に、ボルトに引張強度×0.5±fの荷重を繰
り返し与え、ボルトが疲労破断するときのサ
イクル数を測定し、これを疲労サイクルとし
た。
実施例 2
ポリエチレテレフタレートを75重量%、そして
ガラス繊維を25重量%用いたこと以外は実施例1
と同様である。
実施例 3
ポリエチレンテレフタレートを60重量%、そし
てガラス繊維を40重量%用いたこと以外は実施例
1と同様である。
実施例 4
ポリエチレンテレフタレートを45重量%、そし
てガラス繊維を55重量%用いたこと以外は実施例
1と同様である。
実施例 5
ポリエチレンテレフタレートを35重量%、そし
てガラス繊維を65重量%用いたこと以外は実施例
1と同様である。
実施例 6
熱可塑性樹脂としてポリフエニレンサルフアイ
ドを60重量%、そしてガラス繊維を40重量%用い
たこと以外は実施例1と同様である。
実施例 7
熱可塑性樹脂としてポリプロピレンを60重量
%、そしてガラス繊維を40重量%用いたこと以外
は実施例1と同様である。
実施例 8
熱可塑性樹脂としてポリアミド(ナイロン6・
6)を60重量%、そしてガラス繊維を40重量%用
いたこと以外は実施例1と同様である。
実施例 9
ステアリン酸のみからなるケーキ状の滑剤を用
いたこと以外は実施例3と同様である。
実施例 10
ステアリン酸の代わりにヘキサデカノールを用
いたこと以外は実施例1と同様である。
比較例 1
滑剤を用いなかつたこと以外は実施例1と同様
である。その結果を表2に示す。以下、比較例の
結果はすべて表2に示す。
比較例 2
滑剤を用いなかつたこと以外は実施例3と同様
である。
比較例 3
滑剤を用いなかつたこと以外は実施例5と同様
である。
比較例 4
滑剤として液体であるシリコンオイルを用いた
こと以外は実施例3と同様である。
比較例 5
滑剤を用いなかつたこと以外は実施例6と同様
である。
比較例 6
滑剤を用いなかつたこと以外は実施例7と同様
である。
比較例 7
滑剤を用いなかつたこと以外は実施例8と同様
である。
(Industrial Field of Application) The present invention relates to a method for producing a plastic thread-shaped molded body, particularly a plastic thread-shaped molded body highly reinforced with reinforcing fibers. (Prior Art) As a method for manufacturing a thread-shaped molded body, a rolling method for manufacturing metal bolts and nuts has been conventionally known. This method has the highest production speed for thread processing, and the dimensional accuracy of the obtained thread-shaped molded product is also extremely high. Fiber-reinforced plastic thread-shaped bodies are produced using this rolling method in order to obtain thread-shaped bodies that are light, have excellent corrosion resistance, and have high strength, compared to heavy metal screw-shaped bodies that are prone to rust. has been done. For example, a glass fiber-reinforced plastic bolt can be obtained by forming threads on a cylindrical material made of a thermoplastic resin containing glass fibers by a rolling method. When rolling is performed on such a cylindrical material,
The glass fibers contained in the surface layer of the cylindrical material are pressed under the rotational pressure of the rolling die, and a portion of the glass fibers breaks. As a result, the ends of the broken glass fibers are exposed on the screw thread surface, and microcracks are generated around the glass fibers. Therefore, for example, when a bolt is tightened to a nut, there is a large friction between the thread and the nut, and repeated tightening can destroy the thread. In particular, the bolt cannot withstand long-term use under vibration loads due to microcracks that occur at the root of the thread.
Thus, the fatigue strength of the bolt is low. Because of the large friction, sufficient axial fastening force (axial force) cannot be obtained. When manufacturing metal bolts by rolling, oil, etc. are used to reduce the friction between the metal rod, which is the forming material, and the rolling die, and to cool the rolling die, which becomes hot due to the heat generated by rolling. is brought into contact with the forming material as a rolling lubricant. Even if this method is applied to the rolling of the above-mentioned cylindrical material made of glass fiber-containing thermoplastic resin, the objectives of reducing friction and cooling can be achieved, but the glass fibers are broken during rolling, resulting in microcracks. The condition in which scratches occur and the threads become rough still remains unimproved. (Problems to be Solved by the Invention) The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and aims to be lightweight, corrosion resistant, chemical resistant,
It is an object of the present invention to provide a method for producing a thread-shaped molded body that has electrical insulation properties, is highly reinforced with reinforcing fibers, and has a high fastening force. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thread-shaped molded body that has low friction on the thread surface during fastening and can withstand repeated use without damaging the threads. Another object of the present invention is to provide a high-strength plastic thread-shaped molded product by rolling, which is the most economical method for thread processing. (Means for Solving the Problems) The present invention is characterized in that micro-cracks that are generated when threads are formed by rolling on a molded material containing glass fibers are filled with a lubricant, and the thread surface is further coated with a lubricant. This invention was completed based on the inventor's knowledge that a thread-shaped molded body with low friction on the thread surface can be obtained by forming a coating with a lubricant. Therefore, in the method for manufacturing a fiber-reinforced plastic thread-shaped molded article of the present invention, when a thread is formed by rolling on the surface layer of a molding material made of a thermoplastic resin containing glass fibers, the process is performed at room temperature. The method includes rolling a solid lubricant while bringing it into contact with a rolling die heated to a temperature higher than the melting point of the lubricant to form a coating made of the lubricant on the thread surface, thereby forming a coating made of the lubricant on the thread surface. The purpose is achieved. The term "thread-shaped molded body" as used in the present invention refers to a molded body having a thread such as a bolt or a nut. Thermoplastic resins used in the present invention include polyamides such as nylon 6, nylon 66, and nylon MXD6; polyethylene; polypropylene; polyethylene terephthalate; polybutylene terephthalate; polyacetal; polycarbonate; and polyphenylene sulfite, which are melted by heating and solidified by cooling. A general thermoplastic resin is used. If necessary, these compounds can be used by modifying their side chains or forming copolymers. For example, acid-modified polypropylene resins are used to improve the adhesion between thermoplastic resins and glass fibers, and copolymers of polyethylene terephthalate and elastomers are used to provide impact resistance. The above resins may be used alone or in combination of two or more. The glass fibers mixed into the thermoplastic resin should have a diameter of 1 to 100 ml in order to be uniformly dispersed in the thermoplastic resin.
Preferably, the length is 60 μm and the length is 0.01 to 1.00 mm. However, even if the length deviates from this range by a few mm, it will be cut during kneading with the thermoplastic resin and the length will be 0.01~
Since the length is 1.00 mm, the length may be 5 to 60 mm. Glass fibers are mixed in the mixture with thermoplastic resin in a proportion of 10 to 60% by weight. Within the above range, the greater the amount of glass fiber, the more pronounced the effect of the lubricant. If it is less than 10% by weight, the strength of the thread-shaped molded product obtained will be insufficient. If necessary, a filler, a treatment agent for improving the adhesion between the glass fiber and the resin, a flame retardant, an antioxidant, and the like may be added to the thermoplastic resin. These and glass fiber are kneaded using a normal plastic molding machine, such as an extrusion molding machine,
It is molded into a molding material having an appropriate size and shape. For example, when manufacturing JIS M10 size bolts, a sizing die with a circular cross section is attached to an extrusion molding machine to obtain a cylindrical material with a diameter of 9 mm. The lubricant mainly contains higher alcohol and/or higher fatty acid. Both higher alcohols and higher fatty acids used in lubricants have a carbon number of
14 or above. Since such higher alcohols and higher fatty acids are solid at room temperature, the lubricant coating formed on the thread surface may exist as a solid at room temperature. The melting points of higher alcohols and higher fatty acids are 40°C or higher, preferably 40 to 150°C. Examples of higher fatty acids include stearic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, and margaric acid. For example, the melting points of stearic acid and lauric acid are 69°C and 48°C, respectively. Examples of higher alcohols include hexadecanol, heptadecanol, octadecanol, and pentadecanol. For example, hexadecanol has a melting point of 49°C. In order to enhance the effect of the lubricant, at least one of fluororesin fine particles, molybdenum disulfide fine particles, and carbon fine particles may be blended. Examples of the fluororesin include tetrafluoroethylene,
Examples include fluorinated ethylene propylene ether, polychlorotrifluoroethylene, fluorinated alkoxyethylene, fluoroalkyl acrylate, perfluoroalkyl polyether, tetrafluoroethylene telomer, fluorocarboxylic acid and ester. The side chains of these compounds include vinyl groups, sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, carboxyl groups,
It may be substituted with a functional group such as an epoxy group, an amide group, or a halogen group. The particle size of such fine particles is usually 0.1 to 50 μm, and they may be used alone or in combination of two or more types. These fine particles are contained in an amount of 0.2 to 100 parts by weight of the total amount of higher alcohol and/or higher fatty acid in the lubricant.
It is contained in the lubricant at a ratio of 100 parts by weight. If the content is too low, the blending effect cannot be obtained. If it is in excess, these solid particles will act as foreign matter during rolling, making it impossible to obtain threads with high precision.
In some cases, slipping occurs and rolling cannot be performed. The rolling method adopted for threading the thread-shaped molded body of the present invention does not need to be special, and a rolling machine commonly used for thread forming of metal screws can be applied as is. An example of this is a hydraulically operated two-roll rolling machine that rotates a pair of rolling rolls with threaded surfaces in the same direction to hold and extrude a cylindrical material to form threads. For example, when manufacturing bolts, when a cylindrical material is run through a rolling machine, threads are formed in the cylindrical material by the threads of a rolling die. At this time, since glass fiber is contained in the cylindrical material, as explained in the conventional technology section, the glass fiber is broken and exposed on the thread surface, and the surrounding area is surrounded by micro-organisms mainly made of glass fiber. A crack occurs. In the method of the present invention, rolling is performed while bringing the lubricant, which is solid at room temperature, into contact with a rolling die heated to a temperature higher than the melting point of the lubricant. melts and forms a liquid film of lubricant on the surface of the formed thread. The micro-cracks are filled with lubricant by the pressure applied during rolling, and the surface of the glass fibers exposed on the thread surface is also covered with lubricant. The formed liquid film becomes a solid film at room temperature. Therefore, the resulting bolt has less friction on the threaded surface and can withstand repeated use over a long period of time.
The axial fastening force (axial force) is also sufficient. Since the lubricant comes into contact with the material during rolling, there is little risk or degree of deformation of the cylindrical material due to rolling. Reduces micro-cracks at the root of the thread in the formed thread,
The fatigue resistance of the bolt is further improved. When the lubricant contains fine particles such as fluororesin, these fine particles are filled into microcracks or uniformly dispersed in the coating. Therefore, the friction on the thread surface is further reduced, and a bolt with excellent fatigue resistance can be obtained. During rolling, the rolling die is heated to an appropriate temperature depending on the type of lubricant. Prevents deformation of cylindrical materials,
Needless to say, in order to obtain a highly accurate thread, the temperature must be below the melting point of the thermoplastic resin that makes up the cylindrical material. The rolling die is heated to a predetermined temperature by blowing hot air controlled to a predetermined temperature; by incorporating a heater into the die; and the like. (Example) The present invention will be described below with reference to Examples. Example 1 Polyethylene terephthalate (manufactured by Kaneka Co., Ltd.; Velpet DFG-1) was used as the thermoplastic resin,
90% by weight of thermoplastic resin and 10% by weight of glass fiber with a diameter of 9 μm and a tip of 6 mm were dry-blended and molded into a round bar with a diameter of 9 mm using an extruder. This was cut into a length of 10 cm to obtain a cylindrical material. JIS M10×1.5
Threads were formed on the cylindrical material using a two-roll rolling machine equipped with a die. At this time, rolling was performed while a cake-like lubricant obtained by mixing 100 parts by weight of stearic acid with 10 parts by weight of fine particles of ethylene tetrafluoride having a diameter of 5 to 10 μm was brought into contact with a rolling die.
The temperature of the rolling die was maintained at 100°C. obtained
The tensile strength, axial force value, and fatigue cycle of M10 size bolts were measured. The results are shown in Table 1. These tests were conducted using five bolts each using the test method described below, and the average value was determined. The nuts used in each test were made of the same material as the bolts, and were made by injection molding with a distance between surfaces of 17 mm and a height of 12 mm.
This is an M10 size nut obtained by molding a hexagonal nut base material with an inner diameter of 8.7mm and cutting it with an M10 screw tap. Tensile test Attach nuts to both ends of the bolt and
The distance between the nuts was 70mm. Autograph the nuts on both ends of the bolt (IS made by Shimadzu Corporation)
5000) at a tensile speed of 5 mm/min.
The maximum load just before the bolt breaks was measured and defined as the tensile strength. Torque - Axial force value test Fix one end of the bolt in a vise, and attach a washer to the bolt with an inner diameter of 11 mm and an outer diameter of 11 mm.
A 15mm and 60mm long iron pipe was passed through. Furthermore, a nut was attached via a washer, and the nut was gently tightened with a wrench that could detect the torque value. At this time, a strain gauge was attached to the center of the outer surface of the iron pipe, and the compressive force applied to the iron pipe was measured and determined as an axial force value. Fatigue Cycle Nuts were attached to both ends of the bolt, and a tensile force equivalent to 55% of the tensile strength was applied between both nuts. A force of 15% of the tensile strength was applied as a vibration load (f) in the longitudinal direction of the bolt at a vibration cycle of 400 cycles/minute. In this way, a load of tensile strength x 0.5±f was repeatedly applied to the bolt, and the number of cycles at which the bolt broke due to fatigue was measured, and this was defined as the fatigue cycle. Example 2 Example 1 except that 75% by weight of polyethylene terephthalate and 25% by weight of glass fiber were used.
It is similar to Example 3 Same as Example 1 except that 60% by weight of polyethylene terephthalate and 40% by weight of glass fiber were used. Example 4 Same as Example 1 except that 45% by weight of polyethylene terephthalate and 55% by weight of glass fiber were used. Example 5 Same as Example 1 except that 35% by weight of polyethylene terephthalate and 65% by weight of glass fiber were used. Example 6 The same as Example 1 except that 60% by weight of polyphenylene sulfide and 40% by weight of glass fiber were used as the thermoplastic resin. Example 7 The same as Example 1 except that 60% by weight of polypropylene and 40% by weight of glass fiber were used as the thermoplastic resin. Example 8 Polyamide (nylon 6,
The procedure was the same as in Example 1 except that 60% by weight of 6) and 40% by weight of glass fiber were used. Example 9 The same as Example 3 except that a cake-like lubricant consisting only of stearic acid was used. Example 10 Same as Example 1 except that hexadecanol was used instead of stearic acid. Comparative Example 1 Same as Example 1 except that no lubricant was used. The results are shown in Table 2. All the results of the comparative examples are shown in Table 2 below. Comparative Example 2 Same as Example 3 except that no lubricant was used. Comparative Example 3 Same as Example 5 except that no lubricant was used. Comparative Example 4 Same as Example 3 except that liquid silicone oil was used as the lubricant. Comparative Example 5 Same as Example 6 except that no lubricant was used. Comparative Example 6 Same as Example 7 except that no lubricant was used. Comparative Example 7 Same as Example 8 except that no lubricant was used.
【表】【table】
【表】
(発明の効果)
本発明の方法によれば、このように、ガラス繊
維により高度に補強され、高強度・高締結力を有
するプラスチツクねじ状成形体がねじ加工として
最も経済的な転造加工により製造される。常温で
固体の滑剤を該滑剤の融点以上の温度に加熱され
た転造ダイスに接触させながら転造が行われるの
で、その間に滑剤の主成分である高級アルコール
や高級脂肪酸等が溶融し、形成されたねじ山表面
に滑剤の液状皮膜ができ、転造時の押圧によりマ
イクロクラツクに滑剤が充填され、ねじ山表面に
露出したガラス繊維の表面も滑剤で覆われ、液状
膜は常温において固体の皮膜が形成される。その
結果、締結時にねじ山面の摩擦が小さくねじ山が
損なわれず繰り返しの締結に耐えうるねじ状成形
体が得られる。滑剤にフツ素樹脂などの微粒子が
含有されているとさらにねじ山面の摩擦が小さく
なり、耐久性に優れたねじ状成形体が得られる。
このねじ状成形体は軽量で耐蝕性・耐薬品性・電
気絶縁性というプラスチツク本来の特徴をも有す
る。このようにして得られたねじ状成形体は、構
造締結用に特に有用である。[Table] (Effects of the Invention) According to the method of the present invention, a plastic screw-shaped molded body that is highly reinforced with glass fiber and has high strength and high fastening force can be produced in the most economical way for screw processing. Manufactured by molding. Rolling is performed while the lubricant, which is solid at room temperature, is brought into contact with a rolling die heated to a temperature higher than the melting point of the lubricant. During this time, the main components of the lubricant, such as higher alcohols and higher fatty acids, melt and form. A liquid film of lubricant is formed on the thread surface, and the micro-cracks are filled with lubricant due to the pressure during rolling, and the surface of the glass fibers exposed on the thread surface is also covered with the lubricant, and the liquid film becomes solid at room temperature. A film is formed. As a result, a thread-shaped molded body is obtained in which the friction on the threaded surface is small during fastening, and the threads are not damaged and can withstand repeated fastening. If the lubricant contains fine particles such as fluororesin, the friction on the thread surface is further reduced, and a thread-shaped molded product with excellent durability can be obtained.
This thread-shaped molded body is lightweight and has the characteristics inherent to plastics, such as corrosion resistance, chemical resistance, and electrical insulation. The thread-shaped molded body thus obtained is particularly useful for structural fastening.
Claims (1)
れた成形素材の該表層部に転造加工によりねじ山
を形成するにさいし、常温で固体の滑剤を該滑剤
の融点以上の温度に加熱された転造ダイスに接触
させつつ転造加工を行い、ねじ山表面に該滑剤で
なる被膜を形成させることを包含するプラスチツ
クねじ状成形体の製造方法。 2 前記滑剤が炭素数14以上の高級アルコールお
よび高級脂肪酸でなる群から選択される少なくと
も一種を主成分とする特許請求の範囲第1項に記
載の製造方法。 3 前記滑剤がフツ素樹脂微粒子、二硫化モリブ
デン微粒子およびカーボン微粒子のうちの少なく
とも一種を含有する特許請求の範囲第1項に記載
の製造方法。 4 前記フツ素微粒子、二硫化モリブデン微粒子
およびカーボン微粒子のうちの少なくとも一種が
滑剤中の高級アルコールおよび/もしくは高級脂
肪酸の総量100重量部に対して0.2〜100重量部の
割合で含有される特許請求の範囲第3項に記載の
製造方法。 5 前記転造ダイスの加熱温度が該滑剤の融点以
上でかつ該熱可塑性樹脂の融点以下である特許請
求の範囲第1項に記載の製造方法。[Claims] 1. When forming a thread by rolling on the surface layer of a molded material made of a thermoplastic resin containing glass fibers, a lubricant that is solid at room temperature is heated to a temperature higher than the melting point of the lubricant. A method for producing a plastic screw-shaped molded article, which comprises rolling the article while bringing it into contact with a rolling die heated to a certain temperature, and forming a coating made of the lubricant on the surface of the screw thread. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the lubricant has at least one selected from the group consisting of higher alcohols having 14 or more carbon atoms and higher fatty acids as a main component. 3. The manufacturing method according to claim 1, wherein the lubricant contains at least one of fluororesin fine particles, molybdenum disulfide fine particles, and carbon fine particles. 4. A patent claim in which at least one of the fluorine fine particles, molybdenum disulfide fine particles, and carbon fine particles is contained in a proportion of 0.2 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of higher alcohol and/or higher fatty acid in the lubricant. The manufacturing method according to item 3. 5. The manufacturing method according to claim 1, wherein the heating temperature of the rolling die is higher than the melting point of the lubricant and lower than the melting point of the thermoplastic resin.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20856484A JPS6186240A (en) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | Manufacture of plastics screwlike-molded material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20856484A JPS6186240A (en) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | Manufacture of plastics screwlike-molded material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6186240A JPS6186240A (en) | 1986-05-01 |
| JPH0249901B2 true JPH0249901B2 (en) | 1990-10-31 |
Family
ID=16558270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20856484A Granted JPS6186240A (en) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | Manufacture of plastics screwlike-molded material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6186240A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60260322A (en) * | 1984-06-08 | 1985-12-23 | Sekisui Chem Co Ltd | Manufacture of fiber-reinforced plastic molded item in shape of screw |
-
1984
- 1984-10-03 JP JP20856484A patent/JPS6186240A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6186240A (en) | 1986-05-01 |
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