JPH0331323B2 - - Google Patents

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、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
表面の引けが発生する。これら巣や引けは成形品
の強度の低下、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−
17679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ヤビテイ１０１内への
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２００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
型キヤビテイ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
ールデイ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ヤビテイ
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)棒状体成形用金型に設けられ、横断面
積が棒状体形成部の最小横断面積に対して30％〜
99％の範囲にある樹脂注入部と棒状体成形部とで
構成されるキヤビテイ部へ、前記溶融樹脂材を加
圧しつつ注入充填する工程、(4)該キヤビテイ部を
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)該キヤビテイ部にて形成され
る所望形状の棒状体成形品を、後続の溶融樹脂材
で加圧しつつ該キヤビテイ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は気
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、例えば一軸押出機あるい
は二軸押出機などの、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
ダー部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。したがつて、樹脂材
２はシリンダー部１１１内のスクリユー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、例えば、円
錐形状の中空部１２０を有する。ジヨイント部１
２の一端開口部１２２は押出機１１のシリンダー
部１１１に連結され、他端開口部１２３は流出口
を構成し金型キヤビテイ部１３０に連結されてい
る。ジヨイント部１２は加熱手段１２１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
つて、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の押出圧によつて金型
キヤビテイ部１３０に補充されるため、キヤビテ
イ部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。

金型キヤビテイ部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、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。具体的には、樹脂注入部１３３
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ヤビテイ
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。その結果、成
形品２０のキヤビテイ部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、軸方向に向かつ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に向かつて横断面積が漸増
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mmに設定される。

金型キヤビテイ部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１３
５には、例えば、開閉可能な蓋１３６が設けら
れ、この蓋１３６を開放することにより、キヤビ
テイ部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。キヤビテイ部１３０
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。

金型キヤビテイ部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がキヤビテイ部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、
キヤビテイ部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、キヤビテイ部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１３２はそれぞれ独立に
作動する。それゆえ、キヤビテイ部１３０は任意
の温度分布で制御されうる。キヤビテイ部１３０
の温度が押出機１１側から脱型口１３５に向かつ
て漸次低くなるように温度勾配を設ければ、棒状
体成形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、キヤビ
テイ部１３０の棒状体成形部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、成形品の内部や表面の巣や引けの発生は極少
となる。上記冷却手段１３２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・寸法などが適宜決められる。

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し、金型キ
ヤビテイ部１３０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、キヤビテイ部樹脂注入部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、ポリフエニレン樹脂あるいはポリ
フエニレンスルフイルド樹脂などである。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、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、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、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、例えば、ガスケツト
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１３
５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ー部１１１内のス
クリユー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ー部１１１内のス
クリユー１１２にて混練されるが、または、充填
材と合成樹脂とをあらかじめ混練しペレツト状に
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は押出機シリンダー部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
金型キヤビテイ部１３０へ順次加圧充填されてゆ
く。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１１３により
融点以上の温度に保持されるため、例えば、金型
樹脂注入部１３３内で固化して注入部１３３を塞
ぐということはなく、金型キヤビテイ部１３０に
常時円滑に供給される。したがつて、キヤビテイ
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は金型キヤビテイ部
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の押出圧によつて金型１３から系
外へ排出される。このとき、キヤビテイ部１３０
の樹脂注入部１３３の横断面積が、棒状体成形部
１３４のそれに対して30％〜99％の範囲に設定さ
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のキヤビテ
イ部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ヤビテイ部
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、次の溶融
樹脂材２のキヤビテイ部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のキヤビテイ部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。

実施例 上記成形装置１において、第４図に示すよう
に、D₁＝φ8mm、D₂＝９mm、D₃＝φ10mm、D₄＝
φ14mm、L₁＝５mm、L₂＝100mmおよびL₃＝10mm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130Kg／cm²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 1030B）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℃であつた。ジヨイント部１２の温度は250
℃、そして金型キヤビテイ部１３０の温度を押出
機１１側から先端に向かつて150℃〜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
全く認められなかつた。また、連続して100本の
成形を行つたが、成形品はすべて容易に脱型され
た。

比較例 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つた。また、連続して100
本の成形を行つたが、途中、しばしば、成形品の
脱型が困難となつた。

（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ヤビテイ部
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、キヤビテイ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。

【図面の簡単な説明】

第１図は、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ａ〜第２図ｃ
はそれぞれ上記成形装置の金型キヤビテイ部の横
断面の例を示す図、第３図ａおよび第３図ｂはそ
れぞれ上記金型キヤビテイ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、
２０…棒状体成形品、１２１，１３１…加熱手
段、１３０…金型キヤビテイ部、１３２…冷却手
段、１３３…樹脂注入部、１３４…棒状体形成
部。

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) 棒状体成形用金型に設けられ、横断面積が棒
   状体形成部の最小横断面積に対して30％〜99％
   の範囲にある樹脂注入部と棒状体形成部とで構
   成されるキヤビテイ部へ、前記溶融樹脂材を加
   圧しつつ注入充填する工程、 (4) 該キヤビテイ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個化する工程、 (5) 該キヤビテイ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
   該キヤビテイ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 前記キヤビテイ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 前記キヤビテイ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個
   化した後に、冷却個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。