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JPS649485B2 - - Google Patents
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JPS649485B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS649485B2
JPS649485B2 JP58189030A JP18903083A JPS649485B2 JP S649485 B2 JPS649485 B2 JP S649485B2 JP 58189030 A JP58189030 A JP 58189030A JP 18903083 A JP18903083 A JP 18903083A JP S649485 B2 JPS649485 B2 JP S649485B2
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JP
Japan
Prior art keywords
surface layer
fibers
rolling
volume
core layer
Prior art date
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Expired
Application number
JP58189030A
Other languages
English (en)
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JPS6081510A (ja
Inventor
Kazuo Shimomura
Kyoyasu Fujii
Akio Oono
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
技術分野 本発明は繊維強化プラスチツクボルトに関す
る。 従来技術 ボルトとしては従来から金属ボルトが知られて
いる。これは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ボルト
もすでに実用化されている。しかしながら、転造
加工の適用可能なプラスチツク材料は、硬質塩化
ビニール樹脂などの非繊維強化プラスチツク材料
に限られる。繊維強化プラスチツク材料は強度が
高いために塑性変形性に乏しく、塑性変形性の必
要な転造加工によるねじ山成形が不可能だからで
ある。これに無理に転造加工を施こしても、ねじ
山は正常な三角形状を成さず、三角形の頂部が二
つの山になつたり、ねじ山にクラツクが発生す
る。それゆえ、強度も低く、ねじとしての体をな
せない。非繊維強化プラスチツク材料を転造加工
して得られるボルトは、強度において劣る。その
引張強度はせいぜい4〜6Kg/mm2であるため、強
固な締結力を要するボルトとしては使用に耐ええ
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、しかも強化繊維により高度に補
強されたプラスチツクボルト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なプラスチツクボル
トを提供することにある。 発明の要旨 本発明の繊維強化プラスチツクボルトは、熱可
塑性樹脂で構成され表層部と芯層部とでなる円柱
素材に転造加工を施こしねじ山を成形してなるプ
ラスチツクボルトであつて、表層部の厚みがねじ
山加工を行うための転造ダイスのねじ山高さの1/
2以下でかつ1/20以上であり、表層部は20容量%
以下強化繊維を含有しており、かつ表層部の強化
繊維含有率は芯層部の強化繊維含有率より5容量
%以上少ない、そのことにより上記目的が達成さ
れる。 強化繊維としては、例えば、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;そして、ア
ラミドフアイバーなどの有機繊維がある。これら
繊維の二種以上を混合して用いることもできる。
繊維の太さや長さについては特に制限はなく、円
柱状素材に成形された熱可塑性樹脂中に分散され
うるような太さや長さであればよい。通常、その
直径は数μm〜数十μmである。その長さについ
ては、長尺繊維が用いられるときには連続した長
繊維であり、短繊維のときには数mm〜50mm程度の
さに切断したチヨツプフアイバーが用いられる。
これら強化繊維は熱可塑性樹脂とスーパーミキサ
ーなどの混合機で混合され、次いで、押出機など
で混練・成形された円柱状素材に仕上げられる。 熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド、
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、ポリカーボネート、ポリアセター
ル、ポリプロピレン、ノリル、ポリ塩化ビニルな
どが用いられる。これに制限される必要のないこ
とはいうまでもない。これら樹脂には、必要に応
じて充填剤、繊維との接着性を改善する処理剤、
難燃剤、抗酸化剤などの各種添加剤を混入しても
よい。 第1図に示すように、円柱状素材1は表層部1
1と芯層部12とでなる。表層部11は、その厚
みがそこにねじ山加工を行なうために用いる転造
ダイスのねじ山高さの1/2以下でかつ1/20以上で
ある。そして、この表層部11の強化繊維13の
含有率は20容量%以下で、しかも芯層部12の強
化繊維13の含有率より5容量%以上少ない。 表層部11の繊維含有率が芯層部12の繊維含
有率よりも少ないため、表層部11の変形能は芯
層部12の変形能より大きい。その結果、第2図
に示すように、円柱状素材1に連造機2の転造ダ
イス21および22が押しつけられて該素材1が
変形するさいに、表層部11は芯層部12に優先
して変形されうる。表層部11の繊維含量は芯層
部12に比較して少ないため、変形のときに繊維
と樹脂との界面における剥離現象が生じにくいか
もしくは全く生じない。それゆえ、成形後のねじ
表面層は耐久性などの物性において成形前とほと
んど変らない。延伸効果が発揮されるために、強
度特性などはむしろ向上する。ただし、表層部の
繊維含有率が上記20容量%を越えると、表層部の
変形能が過小となり転造加工のときに旋維界面に
剥離現象が生じクラツクや割れの原因となる。そ
の結果、得られたねじ山は強度が低く実用に供せ
られない。繊維含有率が表層部と芯層部とで異な
ることは転造性を良好ならしめるうえで非常に有
効であるが、その差が5容量%を下まわると転造
性は極端に悪くなる。 表層部および芯層部を構成する樹脂およびそこ
に含有される補強繊維の種類や形態は同一であつ
ても異なつていてもよい。しかし、繊維について
は、表層部には数mm以下の長さの短繊維が分散し
ていることが好ましい。表層部に長繊維が用いら
れると、転造加工によるねじ用形成のときに、一
本の繊維がいくつものねじ山にわたつて配置され
ることになり、その結果、繊維がねじ山形状に沿
いにくくなつて良好なねじ山にならないからであ
る。なお、芯層部の中にさらに別の例えば金属の
ような高強度の芯材を設けてもよい。 本発明に用いられる転造法は、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
れる丸ダイス転造盤、平ダイス転造盤などの転造
加工機械が適用されうる。 本発明のプラスチツクボルトは、例えば次のよ
うにして製造される: まず、ポリアミドなどの樹脂と所望径・所望長
のガラス繊維などのチヨツプフアイバーとが表層
部用と芯層部用とにそれぞれブレンドされる。芯
層用繊維分散樹脂が第3図に示す押出成形機3の
供給口31へ供給され押出機スクリユー32によ
り溶融混練される。そして、押出機3の先端に位
置するクロスヘツドダイ4に供給される。他方、
繊維を含有するかもしくは含有しない表層部用樹
脂が押出機5の供給口51に供給され、同じく、
スクリユー52により溶融混練されて上記クロス
ヘツドダイ4へ供給される。両層樹脂は、表層部
用樹脂が芯層部用樹脂を包み込むような形の二重
構造を形成してクロスヘツドダイ4からサイジン
グダイ6に導かれる。ここで冷却固化して円柱状
素材1が成形される。得られた素材1は所定寸法
長に切断され、転造機2にかけられる。転造ダイ
ス21および22を素材に押しつけながら回転さ
せて所望のねじ山をもつたプラスチツクボルトを
得る。 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 表層部用樹脂として補強繊維を含有しないポリ
アミド(東レ(株)製アミランナイロン66)を用い、
芯層部用の樹脂として補強繊維(13mm径・3mmチ
ヨツプのガラスフアイバー)を50容量%含有する
ポリアド樹脂を用いた。得られた円柱状素材の直
径は9mmであり、その表層部の厚みは0.6mmであ
つた。この素材を8cm長さに切断し転造してボル
トを得た。用いられた転造ダイスは、ねじ山高さ
が1.25mmのM10ボルト用のものであつた。得られ
たボルトのねじ山表面のクラツクの有無やねじ山
の盛り上がりの状況を目視観察した。その結果を
下表に示す。同時に、ボルトの両端にナツトを取
りつけてJISB 1051に準じた引張試験を行ないそ
の破断強度を測定した。5本の平均値を下表に示
す。破断強度はボルト本体が破断する寸前の最大
引張荷重のみならず、ねじ山が破壊されてボルト
がナツトから抜け出る寸前の最大引張荷重をも包
含する。 実施例 2 表層部用樹脂のポリアミドが補強繊維としての
ガラスフアイバーを13容量%含有すること以外は
すべて実施例1と同じである。 実施例 3 表層部用樹脂のポリアミドが補強繊維としての
ガラスフアイバーを20容量%含有すること以外は
すべて実施例1と同じである。 実施例 4 表層部用および芯層部用樹脂のポリアミドが補
強繊維としてのガラスフアイバーをそれぞれ20容
量%および25容量%含有すること以外はすべて実
施例1と同じである。 実施例 5 得られた円柱状素材の表層部の厚みが0.3mmで
あること以外はすべて実施例1と同じである。 実施例 6 表層部用樹脂のポリアミドが補強繊維としての
ガラスフアイバーを20容量%含有し、得られた円
柱状素材の表層部の厚みが0.3mmであること以外
はすべて実施例1と同じである。 実施例 7 得られた円柱状素材の表層部の厚みが0.07mmで
あること以外はすべて実施例1と同じである。 実施例 8 表層部用および芯層部用樹脂のポリアミドが補
強繊維としてのガラスフアイバーをそれぞれ20容
量%および50容量%含有しかつ得られた円柱状素
材の表層部の厚みが0.07mmであること以外はすべ
て実施例1と同じである。 実施例 9 芯層部のガラス繊維の含有率が25容量%である
こと以外はすべて実施例8と同じである。 比較例 1 表層部用および芯層部用樹脂のポリアミドがガ
ラス繊維をそれぞれ20容量%含有し、かつ得られ
た円柱状素材の表層部の厚みが0.6mmであること
以外はすべて実施例1と同じである。 比較例 2 芯層部用樹脂のポリアミドがガラス繊維を15容
量%含有すること以外はすべて比較例1と同じで
ある。 比較例 3 表層部用および芯層部用樹脂がガラス繊維をそ
れぞれ25容量%および50容量%含有すること以外
はすべて比較例1と同じである。 比較例 4 得られた円柱状素材の表層部の厚みが0.05mmで
あること以外はすべて実施例1と同じである。 比較例 5 表層部用樹脂がガラス繊維を20容量%含有する
こと以外はすべて比較例4と同じである。 比較例 6 得られた円柱状素材の表層部の厚みが0.8mmで
あること以外はすべて実施例1と同じである。 比較例 7 表層部用樹脂がガラス繊維を20容量%含有する
こと以外はすべて比較例6と同じである。
【表】 発明の効果 本発明によれば、このように、強化繊維で高度
に補強されたプラスチツク素材に転造加工による
ねじ山成形を行なうことが極めて容易になる。転
造加工によるねじ加工は生産性に富むため、ボル
トが経済的に生産されうる。しかも、得られるプ
ラスチツクボルト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。そのボルトは、そのうえ、高強度・軽
量であり耐蝕性に富むなどの繊維強化プラスチツ
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図は本発明における円柱状素材の一実施例
の部分斜視図、第2図は本発明のボルトを作製す
るときに用いる転造機の一例を示す要部正面図、
そして第3図は本発明の円柱状素材を成形すると
きの押出機の一例を示す要部正面断面図である。 1……円柱状素材、2……転造機、3,5……
押出機、4……クロスヘツドダイ、6……サイジ
ングダイ、11……表層部、12……芯層部、1
3……補強繊維、21,22……転造ダイス、3
2,52……スクリユー。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 熱可塑性樹脂で構成され表層部と芯層部とで
    なる円柱状素材に転造加工を施こしねじ山を成形
    してなるプラスチツクボルトであつて、表層部の
    厚みがねじ山加工を行うための転造ダイスのねじ
    山高さの1/2以下でかつ1/20以上であり、表層部
    は20容量%以下強化繊維を含有しており、かつ表
    層部の強化繊維含有率は芯層部の強化繊維含有率
    より5容量%以上少ないことを特徴とする繊維強
    化プラスチツクボルト。
JP58189030A 1983-10-07 1983-10-07 繊維強化プラスチツクボルト Granted JPS6081510A (ja)

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JP58189030A JPS6081510A (ja) 1983-10-07 1983-10-07 繊維強化プラスチツクボルト

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JP58189030A JPS6081510A (ja) 1983-10-07 1983-10-07 繊維強化プラスチツクボルト

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JPS6081510A JPS6081510A (ja) 1985-05-09
JPS649485B2 true JPS649485B2 (ja) 1989-02-17

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ID=16234117

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JP58189030A Granted JPS6081510A (ja) 1983-10-07 1983-10-07 繊維強化プラスチツクボルト

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998043807A1 (en) * 1997-04-02 1998-10-08 Chisso Corporation Long fiber-reinforced thermoplastic resin composite body
JP2012026522A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Mitsubishi Motors Corp ボルト及びこれを用いたバッテリーの搭載構造
JP5846971B2 (ja) * 2011-03-15 2016-01-20 ユニチカ株式会社 サンドイッチ成形体

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JPS4945485B2 (ja) * 1971-09-20 1974-12-04
JPS4945496B2 (ja) * 1971-09-20 1974-12-04

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JPS6081510A (ja) 1985-05-09

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