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JPS5838305B2 - How to do it - Google Patents
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JPS5838305B2 - How to do it - Google Patents

How to do it

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Publication number
JPS5838305B2
JPS5838305B2 JP174975A JP174975A JPS5838305B2 JP S5838305 B2 JPS5838305 B2 JP S5838305B2 JP 174975 A JP174975 A JP 174975A JP 174975 A JP174975 A JP 174975A JP S5838305 B2 JPS5838305 B2 JP S5838305B2
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JP
Japan
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temperature
screw
polyvinyl chloride
injection
injection molding
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JP174975A
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Japanese (ja)
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佳男 加藤
守 生田
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Kubota Corp
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Kubota Corp
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Publication date
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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は硬質ポリ塩化ビニル製管継手の製造法に関し、
詳細には硬質ポリ塩化ビニル製押出成形管に匹敵し得る
強度を有する硬質ポリ塩化ビニル製管継手を射出成形法
で製造するに当り平均重合度1000以上を有するポリ
塩化ビニル材料を用いこれを均一に溶融混練して射出威
形に適した状態とし、次いで金型内に充填する工程を結
合することによって前記管継手を製造する方法に関する
ものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a method for manufacturing a rigid polyvinyl chloride pipe joint,
In detail, in order to manufacture a hard polyvinyl chloride pipe joint with strength comparable to hard polyvinyl chloride extrusion pipe by injection molding, a polyvinyl chloride material with an average degree of polymerization of 1000 or more is used and the joint is uniformly molded. The present invention relates to a method of manufacturing the pipe fitting by combining the steps of melting and kneading the material into a state suitable for injection molding, and then filling it into a mold.

射出戒形法は複雑な形状の製品を寸法精度よくしかも高
能率に或形する手法であって、広範な用途に適用されて
いる。
The injection forming method is a method for forming products with complex shapes with high dimensional accuracy and high efficiency, and is applied to a wide range of applications.

ところが、成形時の残留配向、冷却速度の不均一、ポリ
マーの分解、離型時の残留ひずみ等が総合的に影響する
ため、或形品の耐衝撃性、耐疲労破壊性等が意外に低く
、射出或形法の用途拡大に対する重要な隘路を構或して
いる。
However, due to the overall influence of residual orientation during molding, uneven cooling rate, polymer decomposition, residual strain during mold release, etc., the impact resistance and fatigue fracture resistance of certain shaped products are surprisingly low. , which constitutes an important bottleneck to expanding the application of injection molding methods.

これは射出戒形法の特異性に由来するものであって、押
出威形法と同列に論じ得ない点が多いからであると考え
られる。
This is thought to be due to the uniqueness of the ejection kaigata method, and that there are many points that cannot be discussed in the same way as the oshidetsu iogata method.

即ち押出成形法にあっては、シリンダーに投入された樹
脂材料はシリンダー外からの加熱を受けると共にスクリ
ューによる混練を受けることによって溶融混練されなが
らスクリュー先端部に至り、そのまま金型を通過して大
気中へ吐出されていくから、溶融混練樹脂はシリンダー
先端部に滞留する間もなく、殆んど無抵抗で(実質的に
は流路壁面との摩擦抵抗だけで)金型から連続的に吐出
されてL・く。
In other words, in the extrusion molding method, the resin material put into the cylinder is heated from outside the cylinder and kneaded by the screw, reaching the tip of the screw while being melted and kneaded, passing through the mold as it is and being released into the atmosphere. Since the molten and kneaded resin is discharged into the cylinder, it does not stay at the tip of the cylinder and is continuously discharged from the mold with almost no resistance (substantially only due to frictional resistance with the channel wall). L・ku.

従って押出戒形の場合はシリンダー内の抵抗が少なく温
度の制御も容易であり、熱分解はしにくいが、これに対
し射出或形の場合は、シリンタ”一先端部に溶融樹脂材
料をいったん貯留する必要があるので、溶融混練樹脂を
該ノズルの貯留部へ移送しながらスクリュー自体はシリ
ンダー内を徐々に後退していかなげればならない。
Therefore, in the case of an extrusion type, the resistance inside the cylinder is low, temperature control is easy, and thermal decomposition is difficult to occur, but in the case of an injection type, the molten resin material is temporarily stored at one end of the cylinder. Therefore, the screw itself must be gradually retracted within the cylinder while transferring the molten and kneaded resin to the reservoir of the nozzle.

その為後続の溶融混練樹樹はスクリューによる押出力を
受けると同時にシリンダー先端部から大きな背圧を受け
ることになり溶融混練樹脂は流路壁面との摩擦熱の他樹
脂相互の接触摩擦熱(即ち内部発熱)に見舞われ、特に
後者の寄与が基犬である為溶融樹脂の温度が急上昇し、
温度の制御が困難になってくる。
Therefore, the subsequent melt-kneaded resin receives extrusion force from the screw and at the same time receives large back pressure from the tip of the cylinder, and the melt-kneaded resin receives not only frictional heat with the channel wall but also contact frictional heat between the resins (i.e. (internal heat generation), and the latter's contribution is particularly important, causing the temperature of the molten resin to rise rapidly.
Controlling temperature becomes difficult.

しかも射出成形における溶融樹脂の金型流人速度は押出
戒形法の比ではなL・から溶融樹脂の流動性は押出成形
法の場合に比べて相当高くしておく必要があり、その為
シリンダー先端部における貯留中の温度もかなり高めに
設定しておかなければならない。
Moreover, the flow rate of the molten resin into the mold in injection molding is not as high as that in the extrusion method, so the fluidity of the molten resin needs to be considerably higher than in the case of extrusion molding. The temperature during storage at the tip must also be set quite high.

しかしその温度は後述の如く熱分解開始温度以下でなけ
ればならず、温度制御の必要性は却って大きくなってお
り温度制御が困難であるという罰記事情の下で射出或形
の操業管理が一層困難なものとなっている。
However, as described below, the temperature must be below the thermal decomposition initiation temperature, and the need for temperature control has become even greater.Under the penalty that temperature control is difficult, injection or other operational management has become more important. It has become difficult.

以上が溶融混練に関する問題であるが、この様にして溶
融混練された貯留樹脂は、次の工程で金型内へ一気に流
入させなげればならない。
The above are the problems related to melt-kneading, but the stored resin melt-kneaded in this way must be flowed into the mold all at once in the next step.

こらが金型内への充填工程であるが、ノズル部と金型キ
ャビテイ部の間は、スプール、ランナー、ゲート等と呼
ばれてL・る通路で連結されているので、ノズル部から
射出された溶融樹脂はこれらの通路を経てキャビティ部
に充填される。
This is the filling process into the mold, and since the nozzle part and the mold cavity part are connected by L-shaped passages called spools, runners, gates, etc., no liquid is injected from the nozzle part. The molten resin is filled into the cavity through these passages.

しかるにこれらの通路を通る間に溶融樹脂の温度が低下
しても流動性に悪影響を与えることを防止する必要、並
びに溶融混練された樹脂をより均一に溶融する必要があ
り、これらを満足する為には体積比を小さくしなければ
ならず一般に細径となっている。
However, it is necessary to prevent the fluidity from being adversely affected even if the temperature of the molten resin decreases while passing through these passages, and it is necessary to melt the melted and kneaded resin more uniformly. In order to reduce the volume ratio, the diameter is generally small.

従って溶融樹脂の流れに対し過犬な摩擦抵抗を与え通過
樹脂の温度を高め過ぎて分解に至らしめるという危険負
担がある。
Therefore, there is a risk that excessive frictional resistance is applied to the flow of the molten resin, and the temperature of the passing resin is increased too much, leading to decomposition.

本発明はこれら2つの課題を夫々解決し、それらを結合
することによって良好な物性値を有する管継手の製造に
或功したものである。
The present invention has succeeded in solving these two problems and combining them to produce a pipe joint with good physical properties.

射出戊形における一般的な課題については先に説明した
通りであるが、特に硬質ポ1,1 ’4化ビニルを材刺
とする場合を考えると、同樹脂は熱分解開始温度が20
0゜C近辺(但し重合度が増大すれば207〜208゜
C付近まで上昇する)であるが、可塑化温度は180゜
Cを上回わり、その差が極めてわずかである。
The general problems in injection molding are as explained above, but especially when considering the case where hard polyvinyl 1,1'4 vinylide is used as the material, the thermal decomposition onset temperature of the resin is 20.
The temperature is around 0°C (however, as the degree of polymerization increases, the temperature rises to around 207-208°C), but the plasticizing temperature exceeds 180°C, and the difference is extremely small.

しかも金型への高速充填に適した流動性が得られる様な
塑性流動温度となれば200℃に近い高温が要求される
から、温度制御を極めて慎重に行なう必要があり、少し
でも高めになるとスクリュー先端部で滞留する間に熱分
解を起す恐れがある。
Moreover, if the plastic flow temperature is to be high enough to obtain fluidity suitable for high-speed filling into molds, a high temperature close to 200°C is required, so it is necessary to control the temperature extremely carefully. There is a risk that thermal decomposition may occur while it remains at the tip of the screw.

その為安定化能力の優れた安定剤が加えられているが、
該安定剤によっても熱分解を抑止することが困難であり
、またかかる高温度において溶融されたポリ塩化ビニル
は粘弾性を持たず、チキントロピツクな流動性を示さな
いという欠点がある。
For this reason, stabilizers with excellent stabilizing ability are added,
Even with such stabilizers, it is difficult to suppress thermal decomposition, and polyvinyl chloride melted at such high temperatures has no viscoelasticity and does not exhibit chickentropic fluidity.

更にポリ塩化ビニルには熱伝導率が小さいという特性が
あり、同一製品内における均質加熱が困難で強度面での
ばらつきを避けることができないとされている。
Furthermore, polyvinyl chloride has a characteristic of low thermal conductivity, making it difficult to uniformly heat the same product and making it impossible to avoid variations in strength.

このため硬質ポリ塩化ビニルの溶融温度即ち成形温度を
下げ、且つチキントロピツクな流動性を与える目的で、
低重合度ポリマー(平均重合度750〜800)や低重
合度コポリマー(平均重合度600〜800、酢酸ビニ
ル5〜10%配合)を使用したり、2〜3%の可塑剤を
加えて半硬質製品に仕上げたりすることがある。
For this reason, in order to lower the melting temperature of hard polyvinyl chloride, that is, the molding temperature, and to give it chicken-tropic fluidity,
By using low polymerization degree polymer (average polymerization degree 750-800) or low polymerization degree copolymer (average polymerization degree 600-800, blending 5-10% vinyl acetate), or by adding 2-3% plasticizer, it can be made semi-rigid. Sometimes it is finished into a product.

しかるに後者の方法では硬質ポリ塩化ビニル製品として
の本質的解決が得られず、たとえば針入強度による軟化
温度が厳格に規定されている水道用継手には到底適応し
得るものではない。
However, the latter method does not provide an essential solution for hard polyvinyl chloride products, and is in no way applicable to water supply fittings, for example, where the softening temperature based on penetration strength is strictly regulated.

そこで平均重合度(以下pということもある)SOO以
下の低重合度ストレートレジンを用いて流動温度と溶融
粘度を下げると共に、ノズル、金型のピンゲート等にお
ける流動抵抗を増して、しかも熱分解を起させなL・様
な工夫をし、非常に大きな射出圧力をかけて、なるべく
大きな摩擦熱と剪断混合効果を生せしめることによって
比較的寸法の小さい或形品の製造に辛うじて或功して見
・たに過ぎなかった。
Therefore, we use a straight resin with a low polymerization degree (average degree of polymerization (hereinafter also referred to as p)) below SOO to lower the flow temperature and melt viscosity, increase the flow resistance at the nozzle, the pin gate of the mold, etc., and prevent thermal decomposition. By applying a very large injection pressure to produce as much frictional heat and shear mixing effect as possible, we were able to produce a relatively small shaped product.・It was only a matter of time.

ところが、耐衝撃性や耐疲労破壊性等を改善するには至
らず、安定剤や強化剤につL・ての一層の工夫、ゲイ1
・バランスについての工夫、肉厚やコーナ部の形状につ
L・ての工夫等も払われている。
However, it was not possible to improve impact resistance or fatigue fracture resistance, and further efforts were made to improve stabilizers and reinforcing agents.
・Efforts have been made to improve balance, wall thickness, and corner shape.

この様な工夫によってある程度の改善は計り得ているが
、押出成形品に比較した強度的劣性の根本的な解決には
程遠いものがあった。
Although some improvement has been achieved through such efforts, it is far from a fundamental solution to the inferiority of strength compared to extruded products.

この様な劣性が特に顕著な障害となって現われてくるの
は、押出成形品と共用される分野殊に水道管用硬質ポリ
塩化ビニル製継手の分野にお℃・てであった。
Such inferiority has become a particularly noticeable problem in the field of joints used with extruded products, particularly in the field of rigid polyvinyl chloride joints for water pipes.

即ち、硬質ポリ塩化ビニルパイプは押出成形技術の発展
に応じて次第に広範な分野に利用され、上水道分野にお
いても従来の鋳鉄管に代って使用されつつあるが、継手
部に使用される硬質ポリ塩化ビニル製の射出戒形品では
前記機械的強度が劣るため、長期間使用による破損が徐
々に露呈するに至っている。
In other words, hard polyvinyl chloride pipes are gradually being used in a wide range of fields with the development of extrusion molding technology, and are also being used in the waterworks field to replace conventional cast iron pipes. Injection molded products made of vinyl chloride have poor mechanical strength, so damage is gradually becoming apparent after long-term use.

そのため、硬質ポリ塩化ビニル製の射出成形継手に対す
る信頼度が低下し、水道管用継手以外の継手分野におけ
る使用が鋳躇されることも考えられる。
As a result, the reliability of injection-molded joints made of hard polyvinyl chloride is reduced, and it is conceivable that they will be discouraged from being used in joint fields other than water pipe joints.

本発明はこの様八事情に着目してなされたものであって
、その目的は押出成形品に匹敵し得る強度を有する硬質
ポリ塩化ビニル製の射出成形管継手を製造するという点
にあり、これを実現する為に成形材料の選択並びに配合
、成形条件の選定、金型設計、継手の形状並びに寸法の
工夫等種々の観点からの研究を重ねてきたが、本質的な
解決手段を見出すには至らなかった。
The present invention has been made with attention to these eight circumstances, and its purpose is to manufacture an injection molded pipe joint made of hard polyvinyl chloride that has strength comparable to extrusion molded products. In order to achieve this, research has been carried out from various perspectives such as selection and formulation of molding materials, selection of molding conditions, mold design, and devising the shape and dimensions of joints, but it is still difficult to find the essential solution. It didn't work out.

ところがこの様な研究過程にお(・て、「硬質ポリ塩化
ビニルの射出成形継手を得る場合には丁が800以下の
ものを使用する」という当該分野における技術的常識に
疑問を持ち、また、射出成形継手のPが押出成形管のP
(通常1000〜1050)より低いことが重要な因子
になっているのではないかと考え、P850以上たとえ
ば900、950、1000、1050、11oo、・
・・・・・・・・・・・のものについて射出成形継手を
得ることについて研究を重ねたところ、これらの高重合
度樹脂を用いた場合でも、溶融混練条件を工夫すれば射
出戒形に適した状態の溶融混練樹脂が得られることを見
出し、更に成形金型への充填条件を調整すれば安全な充
填作業が行なわれることを見出し本発明を完威した。
However, during this research process, I began to question the technical common sense in the field that says, ``When obtaining injection molded joints made of rigid polyvinyl chloride, use a material with a diameter of 800 or less.'' The P of the injection molded joint is the P of the extruded pipe.
(usually 1000-1050) I thought that the important factor was lower than P850, for example 900, 950, 1000, 1050, 11oo,
After repeated research on obtaining injection molded joints for ......., we found that even when these high polymerization degree resins are used, it is possible to make injection molded joints by devising melt-kneading conditions. It was discovered that a melt-kneaded resin in a suitable state could be obtained, and that the filling operation could be carried out safely by adjusting the conditions for filling the mold, thereby perfecting the present invention.

尚pについては850以上である限り従来の800以下
のものに比べて高強度の継手を与えるが、格段の有意性
を示すのは1000以上のpのものを用いた場合であっ
たから、本発明の対象はPIOOO以上と定めた。
As long as p is 850 or more, it will give a joint with higher strength than the conventional joint with p of 800 or less, but it is the case where p is 1000 or more that shows great significance, so the present invention The target group was set as PIOOO and above.

これらの事実は極めて意外なことであって、従来の技術
的常識を覆えずど共に、戒形材料の特定された全く新規
の射出成形継手が提供されるに至ったものである。
These facts are extremely surprising and do not go beyond conventional technical common sense, but together they have led to the provision of a completely new injection molded joint using a specified material.

即ち本発明の構威は、 スクリュ一式射出戊形機によって硬質ポリ塩化ビニル製
管継手を製造する方法において、ポリ塩化ビニル樹脂材
刺として1000以上の平均重合度を有するものを用し
・、 スクリューによる混練工程においてはL/Dが25以上
のスクリュ一式射出成形機を用いると共に該射出戒形機
のメータリングゾーンやコンブレッションゾーンにおけ
る加熱シリンダ一温度を175〜185゜Cの範囲にな
る様に調整して戒形材料の混練を行ない、 溶融混練された戊形材刺を管継手或形用金型中へ打込む
充填工程においては、打込始めの溶融混練材料がキャビ
ティ部に到達する迄のスクリュー移動速度を1としたと
き、以後溶融混練材料がキャビテイ部に充填されるとき
のスクリュー移動速度を12〜2.0とする 点に要旨が存在する。
That is, the structure of the present invention is as follows: In a method for manufacturing a hard polyvinyl chloride pipe joint using a screw set injection molding machine, a material having an average degree of polymerization of 1000 or more is used as the polyvinyl chloride resin material. In the kneading process, a screw injection molding machine with L/D of 25 or more is used, and the temperature of the heating cylinder in the metering zone and compression zone of the injection molding machine is kept in the range of 175 to 185 ° C. In the filling process where the molten and kneaded material is adjusted and kneaded and the molten and kneaded material is driven into a pipe joint or mold, the molten and kneaded material at the beginning of the injection process is carried out until it reaches the cavity. The gist is that when the screw moving speed is set to 1, the screw moving speed when the cavity is filled with the melt-kneaded material is set to 12 to 2.0.

Pの高いポリ塩化ビニルは前述の如く熱分解開始温度と
可塑性流動温度の差がわずがであり、加熱は必要な最小
限度に押えておがなげればならない。
As mentioned above, polyvinyl chloride with a high P content has a slight difference between the thermal decomposition initiation temperature and the plastic flow temperature, so heating must be kept to the minimum necessary level.

この様な条件を満足する為には加熱シリンダーからの人
熱量を極力抑制する必要がありその為にはL/Dを小さ
くすれば良いというのが従来の常識であり、更にL/D
を小さくすれば背圧の調整による混線剪断効果の調節が
容易になって熱分解の危険が防止できるという技術的常
識があって、一般にはL/Dを16〜20程度に止める
のが良いとされていた。
In order to satisfy these conditions, it is necessary to suppress the amount of human heat from the heating cylinder as much as possible, and it is conventional wisdom that L/D should be made small for this purpose.
There is common technical knowledge that if the L/D is made small, the cross-wire shearing effect can be easily adjusted by adjusting the back pressure and the risk of thermal decomposition can be prevented, and it is generally recommended to keep the L/D at about 16 to 20. It had been.

ところがL/Dを小さくしてもPの高いポリ塩化ビニル
の塑性流動温度換言すれば最終到達目標温度自体はある
程度高めにしなげればならないから、短いシリンダーを
通過する間に急激な温度上昇を図らざるを得す、前述の
内部発熱が原因となる異常温度上昇に見舞われる等、温
度制御の困難性が一層顕著になってきた。
However, even if L/D is reduced, the plastic flow temperature of polyvinyl chloride with a high P content, in other words, the final target temperature itself must be raised to some extent, so it is not possible to raise the temperature rapidly while passing through a short cylinder. Unavoidably, the difficulty of temperature control has become even more pronounced, with abnormal temperature rises caused by the internal heat generation mentioned above.

特にPが高くなるということは、平均値よりがなり高い
重合度のものを含むということを意味し、又製造の事情
により原料樹脂の粒径にかなり大きいばらつきが生じて
いる為P=8 0 0程度の場合とp≧1000の場合
では状況が全く相違してくることが分った。
In particular, a high P value means that the polymerization degree is higher than the average value, and that the particle size of the raw resin varies considerably due to manufacturing circumstances, so P = 80 It was found that the situation is completely different when p is about 0 and when p≧1000.

そこで従来の技術的常識に敢えて挑戦し、L/Dの高い
スクリューを使用してみたが、L/Dを25以上とする
ことによって温度上昇速度即ち昇温勾配を緩やかにする
ことができ、温度制御が実質的に可能になることを見出
したが、更KメータIJングゾーンやコーンプレッショ
ンソーンにおけろ加熱シリンダーの温度を175〜18
5℃程度にすると、その内部を移送されるpの高いポリ
塩化ビニルが、最適な外部人熱と最適な内部発熱の相互
作用によって最適な塑性流動状態になることを見出した
Therefore, we dared to challenge the conventional technical common sense and tried using a screw with a high L/D, but by setting the L/D to 25 or more, the temperature rise rate, that is, the temperature rise gradient, could be made gentler. We have found that it is practically possible to control the temperature of the heating cylinder in the K meter IJ zone and cone compression zone from 175 to 18.
It has been found that when the temperature is set to about 5°C, the high-P polyvinyl chloride transported inside the polyvinyl chloride reaches an optimal plastic flow state due to the interaction of optimal external human heat and optimal internal heat generation.

まずL/Dが25以上のスクリュ一式射出成形機を用L
・ることについて説明する。
First, use a complete screw injection molding machine with L/D of 25 or more.
・Explain about things.

熱可塑性樹脂或形物を製造する場合、一般に高温下で戒
形を行なうと粘性状態が改善され、また逆に冷却時間が
長くなるので、流動時に生じた配向が冷却中に緩和され
、残留歪が減少し、その結果強度が向上することは広く
知られている。
When manufacturing thermoplastic resin shaped objects, generally shaping at high temperatures improves the viscosity state, and conversely, the cooling time becomes longer, so the orientation that occurs during flow is relaxed during cooling, reducing residual strain. It is widely known that this decreases the strength of the steel and improves the strength as a result.

しかるに加熱シリンダーの設定温度を後述の如く高めに
とると熱分解の危険が生じてくることは前述の通りであ
り、特に硬質ポリ塩化ビニルの場合は一層その危険が多
見・。
However, as mentioned above, if the set temperature of the heating cylinder is set high as described below, there is a risk of thermal decomposition, and this risk is especially common in the case of hard polyvinyl chloride.

本発明者等はこの様な隘路を解消するために加熱シリン
ダ一部の温度を調節するに先立ってL/Dを大きくとり
、温度の上昇速度即ち昇温勾配を緩やかにする様に考慮
をはかったところ、p1000以上のポリ塩化ビニルを
溶融混練するに当って最適条件が得られることを知った
In order to resolve this bottleneck, the inventors of the present invention took into consideration the fact that before adjusting the temperature of a part of the heating cylinder, the L/D was made large and the rate of temperature rise, that is, the temperature rise gradient, was made gentler. As a result, it has been found that optimum conditions can be obtained for melt-kneading polyvinyl chloride with a p1000 or higher.

即ち、L/Dが20未満である従来のスクリュ一式射出
成形機では、可塑化温度に到達する時間が短いために、
熱伝導度の低い硬質ポリ塩化ビニル樹脂の均一加熱が行
なわれ難く、外部からの入熱による高温部と混線千十分
に起因する低温部が偏在し、フラッシュマーク、ウエル
ドマーク、ジエツテイングマーク、シルバーストリーク
等の威形不良現象がみられる。
In other words, in the conventional one-screw injection molding machine where L/D is less than 20, the time to reach the plasticizing temperature is short;
Hard polyvinyl chloride resin with low thermal conductivity is difficult to heat uniformly, resulting in uneven distribution of high-temperature areas due to external heat input and low-temperature areas due to crosstalk, resulting in flash marks, weld marks, and jetting marks. , silver streaks and other disfiguring phenomena are observed.

該不良現象を解消する為に低温部をも十分に加熱しよう
とすると、全体的に過熱現象がみられることとなり、ポ
リマーの分解という副現象を抑止することが困難であっ
た。
If an attempt was made to sufficiently heat the low-temperature section in order to eliminate the defective phenomenon, an overheating phenomenon would be observed as a whole, making it difficult to suppress the side phenomenon of polymer decomposition.

従ってp1000以上の樹脂を使用しても著しい品質向
上は望めず、且つ連続威形は不可能に近かった。
Therefore, even if a resin with a p1000 or higher was used, no significant quality improvement could be expected, and it was almost impossible to achieve continuous shape.

ところがL/D25以上にすると、昇温勾配をゆるやか
にとりつつ、チキソトロピツクな粘弾性を与える戒形温
度まで熱分解なく上昇させ且つ十分む混練を行なうこと
が可能であり、スクリュー先端部に到達した時点におい
てはpが800以上のものと同様のほぼ完全な均一加熱
が行なわれている。
However, when L/D is set to 25 or more, it is possible to raise the temperature to a temperature that provides thixotropic viscoelasticity without thermal decomposition, while maintaining a gentle temperature increase gradient, and to perform sufficient kneading, and when the temperature reaches the tip of the screw. Almost completely uniform heating is performed in the case where p is 800 or more.

従って、過熱を招来することが抑止され、熱分解を起さ
ない最適溶融混練状態に調節することができ、一層好ま
しL・結果が得られる。
Therefore, overheating is suppressed, the melting and kneading state can be adjusted to an optimum state that does not cause thermal decomposition, and more favorable L results can be obtained.

尚L/Dが25以上と℃・う場合において、2軸スクリ
ュ一式射出戊形機を使用する時には、各スクリュー長さ
の合計をスクリュー直径で徐した値が25以上になる様
に調整すればよい。
In addition, when L/D is 25°C or more, when using a twin-screw injection molding machine, adjust the total length of each screw divided by the screw diameter to be 25 or more. good.

本発明で使用されるスクリュ一式射出戊形機は公知のス
クリュ一式射出戒形機並びにその改良機が全て使用でき
るが、もつとも好ましいのはベント式の射出威形機であ
った。
As the screw set injection molding machine used in the present invention, all known screw set injection molding machines and improved machines thereof can be used, but a vent type injection molding machine is most preferred.

これはポリ塩化ビニル樹脂としてFが1000以上のも
のを使用する場合において、原料に随伴される空気、水
分、その他の揮発分が蒸発膨張して射出戒形品内に現わ
れるのを防止することが望ましいからである。
When using polyvinyl chloride resin with an F value of 1000 or more, this is to prevent air, moisture, and other volatile components accompanying the raw materials from evaporating and expanding and appearing in the injection molded product. Because it is desirable.

次に加熱シリンダーからの入熱条件について説明する。Next, the conditions for heat input from the heating cylinder will be explained.

加熱シリンダーのメータリングゾーンやコンフレツショ
ンゾーンにおける温度を高見・温度にすることは熱安定
性に乏しいP800以下の硬質ポリ塩化ビニル樹脂材料
では不可能なことであって、従来160〜170℃に調
節するのが一般的であり、170℃を越えて行なうこと
は稀なことであった。
It is impossible to raise the temperature in the metering zone and conflation zone of the heating cylinder to a high temperature using hard polyvinyl chloride resin material with a rating of P800 or less, which has poor thermal stability. It was common practice to adjust the temperature above 170°C, and it was rare for the temperature to exceed 170°C.

しかし本発明で使用するPIOOO以上の戒形材料では
熱分解温度が高くなり、比較的高い温度に加熱して溶融
することも可能となった。
However, the thermal decomposition temperature of the preformed material of PIOOO or higher used in the present invention is high, and it has become possible to melt the material by heating it to a relatively high temperature.

しかしながら余り高い温度にし過ぎると熱分解を起した
り金型内での冷却に長時間を要することとなり、他方従
来程度の温度では十分な溶融状態が得られず、射出成形
に創鮎を来すことになる。
However, if the temperature is too high, thermal decomposition may occur or cooling within the mold will take a long time.On the other hand, if the temperature is set to a conventional level, a sufficient molten state cannot be obtained, causing problems in injection molding. It turns out.

この様な観点から加熱シリンダ一温度として最適の値を
求めて種々検討を重ねたところ、単に加熱シリンダ一温
度を一律に調整するだけでは不十分でメータリングゾー
ンやコンブレツションゾーンにおける加熱シリンダ一温
度を175〜185℃殊に好ましいのは178〜182
℃の範囲内にしたところ、押出威形管に匹敵する物性値
と外観を有する射出成形継手を製造するのに適した溶融
混練状態を得ることができた。
After conducting various studies to find the optimal value for the temperature of the heating cylinder from this point of view, we found that simply adjusting the temperature of the heating cylinder uniformly was insufficient, and that the temperature of the heating cylinder in the metering zone and combustion zone The temperature is preferably 175-185°C, particularly preferably 178-182°C.
When the temperature was within this range, it was possible to obtain a melt-kneaded state suitable for producing an injection molded joint having physical properties and appearance comparable to extruded pipes.

温度範囲がこの様に設定された理由は175℃を下まわ
ると十分な溶融状態が得られないためであり、185℃
を越えると金型内キャビテイに充填された後該キャビテ
イ内での冷却時間が長くなるので、次の打込に備えてス
クリュー先端部で溶融待機している次回充填の樹脂材料
が該待機中に熱分解を受ける可能性があるからである。
The reason why the temperature range was set this way is that a sufficient melting state cannot be obtained below 175°C, so 185°C
If the value exceeds 100, the cooling time in the mold cavity after being filled will be longer, so that the resin material for the next filling, which is waiting to be melted at the screw tip in preparation for the next injection, will melt during the waiting period. This is because it may undergo thermal decomposition.

加熱シリンダー中における他の部分の温度は特に実質的
な制限を受けるものではなかった。
The temperature of other parts of the heating cylinder was not particularly subject to any substantial restrictions.

かくしてL/Dが25以上のスクリュ一式射出戒形機を
用い、更にメータリングゾーンやコンブレツションゾ一
ンにおける加熱シリンダ一温度を175〜185゜Cの
範囲に調整したところ、従来不可能とされていたPIO
OO以上の硬質ポリ塩化ビニル樹脂材料を射出戒形に適
した溶融混練状態とすることができ、好ましい物性値を
有する射出戒形継手を製造する為の第1の隘路が打解さ
れることとなった。
Thus, by using a complete screw injection molding machine with L/D of 25 or more and adjusting the temperature of the heating cylinder in the metering zone and combination zone to a range of 175 to 185°C, we were able to achieve a temperature that was previously impossible. PIO that was
It is possible to melt and knead a hard polyvinyl chloride resin material of OO or higher and make it suitable for injection molding, and the first bottleneck in producing injection molded joints having desirable physical properties is overcome. became.

こうして得られた溶融混紗樹脂は金型内に充填されて所
定形状の継手に形成されるが、次に金型への充填技術に
ついて説明する。
The thus obtained molten gauze resin is filled into a mold to form a joint of a predetermined shape. Next, the filling technique into the mold will be explained.

一般的な射出成形法において物性値を向上させる場合に
は、高速射出によってキャビテイ内に高速充填すること
が望まれる。
In order to improve physical properties in a general injection molding method, it is desirable to fill the cavity at high speed by high-speed injection.

ところが通常の射出機構では、射出速度を調節すること
ができないのでキャビテイ内充填を高速に行なおうとす
ると,スクリュー先端部からノズル、ランナ一部を経て
ピンゲートに至る過程においても樹脂材料が高速で通過
する。
However, with a normal injection mechanism, the injection speed cannot be adjusted, so if you try to fill the cavity at high speed, the resin material will pass through at high speed from the tip of the screw, through the nozzle, part of the runner, and the pin gate. do.

しかるにノズル、ランナ一部等は流路が狭く、この間隙
を高速で通過させると摩擦熱による熱分解が起り易く、
硬質ポリ塩化ビニル樹脂の場合では特にこの傾向が強い
However, the nozzle, part of the runner, etc. have narrow flow paths, and if the fluid passes through these gaps at high speed, thermal decomposition due to frictional heat is likely to occur.
This tendency is particularly strong in the case of hard polyvinyl chloride resin.

ましてpの高いポリ塩化ビニルの場合は塑性流動温度と
熱分解温度の差が小さい為、上記の様な危険は特に強い
Furthermore, in the case of polyvinyl chloride with a high p value, the difference between the plastic flow temperature and the thermal decomposition temperature is small, so the above-mentioned danger is particularly strong.

しかし他面では、塑性流動性を確保し更に最適の流動性
を得ようとすれば、ピンゲート通過時に瞬間的に若干の
昇温を行なうことが推奨される。
However, on the other hand, in order to ensure plastic fluidity and obtain optimal fluidity, it is recommended to instantaneously slightly raise the temperature when passing through the pin gate.

即ちピンゲート部分を高速で通過させてある程度の昇温
を行ないたいという要請と、ピンゲート壁面との摩擦に
よる異常昇温を避けたいという要請があり、明らかに相
反する2つの要請を満但させなげればならなかった。
In other words, there is a desire to raise the temperature to a certain extent by passing through the pin gate portion at high speed, and a desire to avoid abnormal temperature rise due to friction with the pin gate wall, two clearly contradictory demands that must be satisfied. I had to.

そこで打込み始めの溶融混練材料がキャビテイ部に到達
する迄(即ちスクリュー先端部からノズルを経てランナ
一部に入りピンゲートに至る迄)のスクリュー移動速度
を1つとしたとき、該打込始めの材料に続いて打込まれ
てくる樹脂キャビテイ部に充填されるとき(即ちピンゲ
ートを経てキャビティ内に充填される間)のスクリュー
移動速度を早くすれば(以下この関係を「ランナ一部に
おけろ流動速度よりもキャヒテイ部における流動速度を
大きくする」と表現する)、打込み始めの樹脂はピンゲ
ートとの間に過犬な摩擦抵抗を受−けることなぐキャビ
テイに至ることにより、キャビテイ内への高速充填が可
能となる。
Therefore, when the screw movement speed until the melted and kneaded material at the beginning of driving reaches the cavity part (that is, from the tip of the screw through the nozzle to the part of the runner and reaching the pin gate) is set as one, the material at the beginning of driving is If the moving speed of the screw is increased when the resin is subsequently filled into the cavity (that is, while the resin is being filled into the cavity through the pin gate) The resin at the beginning of injection reaches the cavity without experiencing excessive frictional resistance between it and the pin gate, allowing high-speed filling into the cavity. It becomes possible.

即ち低速流動による配向が凍結されず、配向層の薄膜化
乃至解消という好結果が得られろと共に、破壊エネルギ
ーの上昇、残留歪の減少、ウエルドマークやジエツテイ
ングマークの解消に寄与するところも頗る太きいものが
ある。
In other words, the orientation due to low-speed flow is not frozen, and good results can be obtained such as thinning or eliminating the orientation layer, and it also contributes to increasing fracture energy, reducing residual strain, and eliminating weld marks and jetting marks. There is something very thick.

尚この様な変速充填を行なう為には、変速機構付射出戒
形機を用L・るのが好ましい。
In order to perform such variable speed filling, it is preferable to use an injection molding machine with a variable speed mechanism.

この様な変速機構付射出戒形機とは、計量ストローク全
長に亘って成形用スクリューの移動速度が連続的又は階
段的に変更し得ろ様に構威されたものであって、通常は
数段例えば5段の射出速度目盛が取付けられスクリュー
前進時にフローコントロールバルブ等を調整して速度変
更を行なう様になっている。
This type of injection molding machine with a variable speed mechanism is configured so that the moving speed of the molding screw can be changed continuously or in steps over the entire length of the metering stroke, and usually in several steps. For example, a five-stage injection speed scale is attached, and the speed can be changed by adjusting a flow control valve or the like when the screw moves forward.

従って例えば射出戒形の第1段階では、ビンゲートに至
るランナ一部全体に樹脂材料が充填されるが、この段階
は中間目盛の速度でスクリューが前進する。
Therefore, for example, in the first stage of the injection molding, the entire part of the runner up to the bin gate is filled with resin material, and in this stage the screw advances at a speed on the intermediate scale.

ランナ一部への材料充填が完了すると、高速目盛の速度
にきりかえてスクリューを前進させ、キャビティ内に充
填されろ時の樹脂速度はランナ一部充填時のそれよりも
高くなる。
When the filling of the material into a part of the runner is completed, the speed is changed to a high speed scale and the screw is advanced, so that the resin speed when the cavity is filled is higher than that when the runner is partially filled.

キャビティへの充填がほぼ完了すると、第3、4段階と
して中間乃至低速目盛によるスクリュー前進が行なわれ
、念押しをしながら静かに或形を完了する。
When the filling of the cavity is almost completed, in the third and fourth stages, the screw is advanced at intermediate to low speed scales, and a certain shape is quietly completed with careful pressure.

この様な変速機構を有しない射出或形機を使用すれば、
ノズル、ランナ一部、ピンゲートに至る過程を高速にす
ると熱分解の起る可能性が高く、結果的にキャビティ内
への高速充填を行なうことができなくなる。
If you use an injection molding machine that does not have such a transmission mechanism,
If the process leading to the nozzle, a part of the runner, and the pin gate is made high-speed, there is a high possibility that thermal decomposition will occur, and as a result, high-speed filling into the cavity will not be possible.

尚キャビテイ部における流動速度はランナ一部における
流動速度の約12〜2.0倍程度に調整するのが望まし
い。
Note that the flow velocity in the cavity portion is preferably adjusted to about 12 to 2.0 times the flow velocity in a portion of the runner.

もし流動速度比が2.0を越えるのであれば熱分解をお
こす場合もある。
If the flow velocity ratio exceeds 2.0, thermal decomposition may occur.

本発明における樹脂材別はPが1000以上の硬質ポリ
塩化ビニル製樹脂材料が使用されるが、必要であれば耐
熱性を高める補助剤、耐衝撃性を高める補助剤等を添加
することも可能である。
Regarding the resin material used in the present invention, a hard polyvinyl chloride resin material with a P of 1000 or more is used, but if necessary, it is also possible to add an auxiliary agent to increase heat resistance, an auxiliary agent to increase impact resistance, etc. It is.

本発明は以」一の如く構威されているので、Pが100
0以上程度の硬質ポリ塩化ビニル樹脂材料の溶融混練が
うまく行なわれろことになり、更にそれを射出して得ら
れる継手の物性値は射出威形管に匹敵し得るものがある
Since the present invention is constructed as follows, P is 100
The hard polyvinyl chloride resin material of about 0 or more must be melted and kneaded well, and the physical properties of the joint obtained by injection of the same can be comparable to those of injection-molded pipes.

郡ち引張り強度、伸び、耐圧性、耐脈動水圧、耐衝撃値
が向上し、たとえば水道管継手として使用した場合の信
頼度が高まり、疲労破壊に対する抵抗性は極めて高いも
のとなった。
It has improved tensile strength, elongation, pressure resistance, pulsating water pressure resistance, and impact resistance, making it more reliable when used, for example, as a water pipe joint, and exhibiting extremely high resistance to fatigue fracture.

また、Fが高まるにつれて顕著に現われる傾向のあるフ
ラッシュマーク、ウエルドマーク、シエツテインク′マ
ーク、シルバースl− IJ −ク等の成形不良現象絶
滅に資するところは極めて犬なるものがある。
In addition, there are certain things that contribute to the eradication of molding defect phenomena such as flash marks, weld marks, sheet ink marks, and silver marks, which tend to appear more prominently as F increases.

従って製品肉厚を大幅に増肉しなくても所望の物性値が
得られるから、鋳物の代替として広範囲の分野に適応し
得ることが可能となった。
Therefore, desired physical properties can be obtained without significantly increasing the thickness of the product, making it possible to apply it to a wide range of fields as an alternative to castings.

以下本発明の実施例を説明するが、比較例としてp=s
o oのものを示す他、参考までにp850のものに
ついてもデータを示す。
Examples of the present invention will be described below, and as a comparative example p=s
In addition to showing the data for o and o, data for p850 is also shown for reference.

実施例 1 口径75mmエルボ型管継手に成形するに際し、P=8
0 0とP=1050ポリ塩化ビニル樹脂材料を使用
し、夫々下記条件に従って射出或形な行なった。
Example 1 When molding into an elbow type pipe joint with a diameter of 75 mm, P = 8
00 and P=1050 polyvinyl chloride resin materials were used, and injection molding was carried out according to the following conditions, respectively.

尚射出戒形機としては、P=8 0 0の場合インライ
ンスクリュー800型戊形機を使用し、P=1050の
場合はインラインスクリュー1250型戊形機を使用し
た。
As the injection molding machine, an in-line screw 800 type molding machine was used when P=800, and an inline screw 1250 type molding machine was used when P=1050.

本実施例では前記管継手の4個取り用金型を使用した。In this example, the mold for four pipe joints was used.

尚第1表中の複合安定剤とは、3塩基性硫酸鉛、2塩基
性ステアリン酸鉛、ステアリン酸バリウム、チタン白及
びカーボンからなるものである。
The composite stabilizer in Table 1 consists of tribasic lead sulfate, dibasic lead stearate, barium stearate, white titanium, and carbon.

得られた成形品の試験結果は第1表に示された通りであ
る。
The test results of the molded product obtained are shown in Table 1.

第1表の結果から明らかな様に脈動水圧時間は従来のP
=8 0 0の場合に比して約2.5〜4倍の耐久性が
得られた。
As is clear from the results in Table 1, the pulsating water pressure time is longer than that of the conventional P
= 800, approximately 2.5 to 4 times the durability was obtained.

また引張り強度の向上も顕著であり、上水道用管継手と
しての要求に十分答え得るものであった。
Furthermore, the tensile strength was significantly improved, and it was able to fully meet the requirements for pipe joints for waterworks.

尚従来汎用されてL・るP800のものではL/Dを2
8にしても格別の効果は認められていない。
In addition, in the conventional general-purpose L・RUP800, L/D is 2.
8, no particular effect has been observed.

実施例 2 実施例1の場合と同様にしてエルボ型管継手及びチーズ
型管継手を射出戒形した。
Example 2 In the same manner as in Example 1, an elbow type pipe joint and a cheese type pipe joint were injection molded.

戒形条件を種種変化させてみたところ、第2表に示され
る如くL/Dが約25以上であればいずれも好適な結果
が得られた。
When various conditions were varied, as shown in Table 2, favorable results were obtained in all cases where L/D was approximately 25 or more.

尚P=850のものはインラインスクリュー1250型
或形機を使用した。
In the case of P=850, an in-line screw 1250 type machine was used.

実施例 3 実施例1と同様にして口径100mmのソケット型管継
手を4個取用金型によって製造した。
Example 3 In the same manner as in Example 1, a socket-type pipe joint with a diameter of 100 mm was manufactured using a four-piece mold.

戒形条件及び威形結果は第3表の通りである。The precept conditions and precept results are shown in Table 3.

脈動水圧耐久性と引張り強度については特に顕著な効果
が得られた。
Particularly remarkable effects were obtained regarding pulsating water pressure durability and tensile strength.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 スクリュ一式射出或形機によって硬質ポリ塩化ビニ
ル製管継手を製造する方法において、ポリ塩化ビニル樹
脂材料として1000以上の平均重合度を有するものを
用い、 スクリューによる混練工程においてはL/Dが25以上
のスクリュ一式射出戒形機を用いると共に該射出戒形機
のメータリングゾーンやコンブレツションゾ一ンにおけ
る加熱シリンダ一温度を175〜185℃の範囲になる
様に調整して戒形材料の混練を行ない、 溶融混練された戊形材料を管継手成形用金型中へ打込む
充填工程においては、打込始めの溶融混練材料がキャビ
テイ部に到達する迄のスクリュー移動速度を1としたと
き、以後溶融混練材料がキャビテイ部に充填されるとき
のスクリュー移動速度を1.2〜20とする。 ことを特徴とする射出威形による硬質ポリ塩化ビニル製
管継手の製造方法。
[Claims] 1. A method of manufacturing a hard polyvinyl chloride pipe joint using a screw injection or molding machine, using a polyvinyl chloride resin material having an average degree of polymerization of 1000 or more, and in a kneading step using a screw. In this case, a screw set injection molding machine with L/D of 25 or more is used, and the temperature of the heating cylinder in the metering zone and combination zone of the injection molding machine is adjusted to be in the range of 175 to 185°C. In the filling process, in which the molten and kneaded material is poured into a pipe fitting mold, the screw moves until the molten and kneaded material reaches the cavity at the beginning of the injection. When the speed is 1, the screw moving speed when filling the cavity with the melt-kneaded material is 1.2 to 20. A method for manufacturing a rigid polyvinyl chloride pipe joint using injection molding, characterized by:
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