JPH0414059B2 - - Google Patents

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JPH0414059B2
JPH0414059B2 JP59058785A JP5878584A JPH0414059B2 JP H0414059 B2 JPH0414059 B2 JP H0414059B2 JP 59058785 A JP59058785 A JP 59058785A JP 5878584 A JP5878584 A JP 5878584A JP H0414059 B2 JPH0414059 B2 JP H0414059B2
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JP
Japan
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fiber
plastic
thread
cylindrical material
rolled
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JP59058785A
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JPS60201931A (ja
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Kazuo Shimomura
Akio Oono
Kyoyasu Fujii
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/58Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising fillers only, e.g. particles, powder, beads, flakes, spheres
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/12Thermoplastic materials
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    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/12Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles
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  • Composite Materials (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(技術分野) 本発明はプラスチツクボルトなどのプラスチツ
ク転造体、特に、セラミツクホイスカーで高度に
補強されたプラスチツク転造体およびその製造方
法に関する。 (従来技術) 樹脂からよく知られている金属ボルトは、通
常、ねじ加工としては最も生産速度の速い転造法
により製作される。金属ボルトは、このように高
生産性のもとで作られるが、重いうえに錆びやす
いという致命的な欠点を有する。これに対し、軽
くて耐蝕性に優れたプラスチツクを用いてボルト
が製造されている。例えば、特公昭48−9477号公
報には熱硬化性の樹脂ではあるがガラスなどの強
化繊維を含有する繊維強化プラスチツクボルトの
開示がある。しかし、ここに開示されたボルトの
素材は一方向強化材料であり、多軸応力を受ける
ボルトとしては強度が充分ではない。このボルト
は切削加工によりねじ山が形成されているので、
強化繊維が切断され、ねじ山にノツチ効果が生じ
て充分なねじ強度を得ることができない。 (発明の目的) 本発明の目的は、軽量で耐蝕性・耐薬品性・電
気絶縁性をもち、しかも強化材料により高度に補
強されたプラスチツク転造体を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、上記プラスチツクボル
トなどのプラスチツク転造体をねじ加工として最
も経済的な転造加工により製造する方法を提供す
ることにある。 (発明の構成) 本発明のプラスチツク転造体は熱可塑性樹脂を
主体とするプラスチツク材料で構成され、少なく
とも表層部にセラミツクホイスカーが分散されて
おり、そのことにより上記目的が達成される。さ
らに、本発明のプラスチツク転造体の製造方法は
熱可塑性樹脂を主体とするプラスチツク材料で構
成され、少なくとも表層部にセラミツクホイスカ
ーが分散された円柱状素材を転造してねじ山を形
成することを包含し、そのことにより上記目的が
達成される。 本発明において、プラスチツク転造体としてボ
ルトの他の外面に雄ねじが設けられた棒状体、内
面に雌ねじが設けられた管状体をも含む。 本発明に用いられるセラミツクホイスカーとは
針状結晶を呈する無機物質の微粉末である。無機
物質の素材は例えばチタン酸カリウム、酸化ホウ
素などであり、二種以上を混合して用いることも
できる。このセラミツクホイスカーは直径が0.1
〜3μm、長さが5〜50μmである。 熱可塑性樹脂としてはポリエチレンテレフタレ
ート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ナイ
ロンなど溶融成形加工の可能な樹脂が用いられ
る。プラスチツク材料は主としてこの熱可塑性樹
脂からなり、必要に応じて上記セラミツクホイス
カー以外の他の強化繊維が添加される。その強化
繊維としてはガラスフアイバー、カーボンフアイ
バー、ボロンフアイバー、炭化ケイ素フアイバー
などの無機繊維やアラミドフアイバーなどの有機
繊維などがある。これら繊維の二種以上を混合し
て用いることもできる。繊維は、通常、直径が数
μm〜数10μmであり、長さが数10μm〜数100μ
mである。強化繊維の混合量は得ようとするボル
トの強度に応じて選択されるが、通常、50容量%
以下である。これを上まわると補強効果がかえつ
て低下し、転造加工が行われにくくなる。強化繊
維と熱可塑性樹脂との接着性を向上させる目的
で、処理剤や難燃剤、抗酸化剤などの各種添加剤
が必要に応じて添加されうる。 プラスチツク材料はこのように、熱可塑性樹脂
に必要に応じて、前記他の強化繊維や各種添加剤
を加えて調製される。これにさらにセラミツクホ
イスカーが溶融混合され所望の円柱状素材に成形
される。このプラスチツク材料とセラミツクホイ
スカーとは押出成形、射出成形などの手段により
溶融され混合されて円柱状素材に成形される。こ
の円柱状素材の直径は最終的に得られるねじの山
径と谷径のほぼ中間の値であることが好ましい。 セラミツクホイスカーを表面層の部分にのみ含
有させる場合には、第1図に示されるように、2
台の押出機1および2とクロスヘツドダイ3を使
用し複層成形が行われる。冷却金型4を通して得
られる押出成形物5を適当な長さに切断すると第
2図aに示す複層円柱状素材8が得られる。この
積層円柱状素材8は内層7と表面層6とを有し、
少なくとも表面層6にはセラミツクホイスカーが
分散されている。一方の押出機2を止めて、他方
の押出機1のみで成形を行うと、第2図bに示す
単層円柱状素材10が得られる。この場合はセラ
ミツクホイスカーは円柱状素材8の全域にわたつ
て分散されている。第2図aにおける表面層6部
分の厚さは、得ようとするねじのねじ山の高さの
少なくとも1/2である。 セラミツクホイスカーは、プラスチツク材料に
分散混合されている部分において、2〜50容量
%、好ましくは4〜40容量%含有される。2容量
%を下まわると塑性変形性に劣り、50容量%を上
まわると成形される円柱状素材がもろくなる。い
ずれの場合も充分に強固なねじ山加工ができな
い。このように、セラミツクホイスカーは非常に
強度のる微繊維であるため、これが混合分散され
た合成樹脂層は転造加工により容易に塑性変形さ
れ、しかもそのセラミツクホイスカー自身は加工
時の変形力によつても壊れることなくその変形に
沿つて配向する。そのため、得られるねじ山は強
度において著しく優れる。また、セラミツクホイ
スカーはねじ面の摩擦抵抗を減じる効果があり、
ボルトの繰りかえし使用性も向上する。 本発明のねじ加工に採用される転造法は、特別
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2本ロール転造機、3本ロール転
造機、平ダイス転造機などが利用される。これら
はねじ山の溝が表面に加工された金属のロールや
板を有する。このロールや板を対峙させ、その間
に円柱状素材を夾持し、ロール転造機であれば回
転させながら、平ダイス転造機であれば相対振動
させながら押圧するとねじ山が形成され、第3図
に示すような転造ボルト11が得られる。 (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 ポリカーボネート100容量部を第1押出機に仕
込んだ。他方、第2押出機にはポリカーボネート
100容量部(以下、部は容量部を示す)、チタン酸
カリウム繊維(大塚化学社製:テイスモ)2部を
仕込んだ。第1押出機からの混練物をクロスヘツ
ドダイ中央に供給し、第2押出機からの混練物を
このクロスヘツドダイ円周部に供給して、内層部
直径8mm、表面層の厚さが0.5mmの円柱状素材を
得た。この円柱状素材をM10ボルト用転造ダイス
により転造し、長さ60mmのボルトを得た。得られ
たボルトのねじ山の形状を観察し、引張強度を測
定した。その結果を表1に示す。 実施例 2 チタン酸カリウム繊維を4部使用したこと以外
は実施例1と同様である。 実施例 3 チタン酸カリウム繊維を10部使用したこと以外
は実施例1と同様である。 実施例 4 円柱状素材の内層部の直径が7.4mm、表面層の
厚さが0.8mmであること以外は実施例3と同様で
ある。 実施例 5 ポリカーボネートの代わりにポリエチレンテレ
フタレートを用いたこと以外は実施例3と同様で
ある。 実施例 6 ポリカーボネートの代わりにナイロン6.6を用
いたこと以外は実施例3と同様である。 実施例 7 第1押出機にポリカーボネートとともにチタン
酸カリウム繊維を10部仕込んだこと以外は実施例
3と同様である。 実施例 8 第1押出機にポリカーボネートとともにガラス
繊維(直径13μm、長さ3mm)30部を仕込んだこ
と以外は実施例3と同様である。 実施例 9 ポリカーボネート100部、ガラス繊維30部およ
びチタン酸カリウム10部を第1押出機に仕込み、
第2押出機を使用せずに直径9mmの円柱状素材を
得た。以下実施例1と同様にボルトを製造し、試
験を行つた。 実施例 10 チタン酸カリウムを50部としたこと以外は実施
例9と同様である。 比較例 1 ポリカーボネートのみを用いて直径9mm円柱状
素材を得た。以下、実施例1と同様にボルトを製
造し、試験を行つた。 比較例 2 ポリエチレンテレフタレートのみを用いて直径
9mmの円柱状素材を得た。以下、実施例1と同様
にボルトを製造し、試験を行つた。 比較例 3 ナイロン6.6のみを用いて直径9mmの円柱状素
材を得た。以下、実施例1と同様にボルトを製造
し、試験を行つた。 比較例 4 チタン酸カリウム繊維を1部使用したこと以外
は実施例1と同様である。 比較例 5 円柱状素材の内層部直径が8.4mm、表面層の厚
さが0.3mmであること以外は実施例2と同様であ
る。 比較例 6 ポリカーボネート100部、チタン酸カリウム繊
維60部を用いて直径9mmの円柱状素材を得た。以
下、実施例1と同様にボルトを製造し、試験を行
つた。
【表】
【表】 (発明の効果) 本発明によれば、このように、プラスチツク材
料で構成された円柱状素材の少なくとも表層部に
セラミツクホイスカーが分散されているので、熱
可塑性樹脂の種類によらず転造加工によるねじ山
成形が容易であり、得られるねじ山は強度におい
て優れる。転造加工によりねじ加工は生産性に富
むため、ボルトなどのねじ状成形体が経済的に生
産されうる。しかも、得られるプラスチツク転造
体のねじ山形状は良好で、ねじ山頂部が二山にな
つたりクラツクや割れの生じることがない。転造
時にセラミツクホイスカーが切断されることなく
転造の方向に沿つて配向するため、ねじ山の強度
は大きく、ねじ面のすべり性も良好である。その
うえ、軽量であり耐蝕性に富むなどのプラスチツ
ク材料の本来有する特徴を余すことなく備えてい
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に用いられる押出機の一例を示
す要部正面図、第2図aは成形された積層円柱状
素材の一例を示す部分斜視図、第2図bは成形さ
れた単層円柱状素材の一例を示す部分斜視図、そ
して第3図は転造ボルトの一実施例の部分斜視図
である。 1,2……押出機、3……クロスヘツドダイ、
5……押出成形物、6……複層円柱状素材の表面
層、7……複層円柱状素材の内層、8……複層円
柱状素材、10……単層円柱状素材、11……転
造ボルト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 熱可塑性樹脂を主体とするプラスチツク材料
    で構成され、少なくとも表層部にセラミツクホイ
    スカーが分散されたプラスチツク転造体。 2 前記プラスチツク材料がセラミツクホイスカ
    ーとともに他の強化繊維を含有する特許請求の範
    囲第1項に記載の転造体。 3 前記他の強化繊維がガラスフアイバー、カー
    ボンフアイバー、ボロンフアイバー、炭化ケイ素
    フアイバーおよびアラミドフアイバーのうちの少
    なくとも一種である特許請求の範囲第2項に記載
    の転造体。 4 熱可塑性樹脂を主体とするプラスチツク材料
    で構成され、少なくとも表層部にセラミツクホイ
    スカーが分散された円柱状素材を転造してねじ山
    を形成することを包含するプラスチツク転造体の
    製造方法。 5 前記プラスチツク材料がセラミツクホイスカ
    ーとともに他の強化繊維を含有する特許請求の範
    囲第4項に記載の方法。 6 前記他の強化繊維がガラスフアイバー、カー
    ボンフアイバー、ボロンフアイバー、炭化ケイ素
    フアイバーおよびアラミドフアイバーのうちの少
    なくとも一種である特許請求の範囲第5項に記載
    の方法。
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