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JP2006112014A - Cap part for safety helmet that is made of reinforcing fiber-including thermoplastic resin and method for producing the same - Google Patents

Cap part for safety helmet that is made of reinforcing fiber-including thermoplastic resin and method for producing the same Download PDF

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JP2006112014A
JP2006112014A JP2004301942A JP2004301942A JP2006112014A JP 2006112014 A JP2006112014 A JP 2006112014A JP 2004301942 A JP2004301942 A JP 2004301942A JP 2004301942 A JP2004301942 A JP 2004301942A JP 2006112014 A JP2006112014 A JP 2006112014A
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JP
Japan
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thermoplastic resin
mold
resin
gate
cap body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004301942A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidefumi Koba
秀文 木場
Kazuaki Shibukawa
和明 渋川
Reijiro Yamada
礼二郎 山田
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.)
Midori Anzen Co Ltd
Original Assignee
Midori Anzen Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Midori Anzen Co Ltd filed Critical Midori Anzen Co Ltd
Priority to JP2004301942A priority Critical patent/JP2006112014A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cap part for a safety helmet that is made of reinforcing fibers (for example, glass fibers)-including thermoplastic resin and a method for producing the same. <P>SOLUTION: This is a cap part for a safety helmet that is made of a thermoplastic resin reinforced with fibers and is equipped with a thick convex part 15 on the part corresponding to the gate 25, when the cap part 13 is formed by injection, and the skin layer covering the fibers are arranged on the surface of this thick convex part 15. In this production method, the fiber-reinforced thermoplastic resin is injected from the gate 25 set to the hot runner mold 17 into the cavity 23 formed between the male mold 19 and the female mold 21 in the hot runner mold 17 and the gate 25 is closed with the valve pin 47 set on the hot runner mold 17. Then, a skin layer is formed on the contacting part between the top end face of the valve pin 47 and the fiber-reinforced thermoplastic resin and the skin layer is cooled down until the skin layer peels off from the valve pin 47, then the male mold 19 and the female mold 21 are released and the cap part 13 is taken out from the cavity 23. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば産業用安全帽などのごとき安全帽の帽体及びその製造方法に係り、さらに詳細には、例えばガラス繊維などのごとき強化繊維を含む繊維強化熱可塑性樹脂によって成形した安全帽の帽体及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a cap body of a safety cap such as an industrial safety cap and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a safety cap molded by a fiber reinforced thermoplastic resin containing a reinforcing fiber such as a glass fiber. The present invention relates to a cap body and a manufacturing method thereof.

従来、例えばガラス繊維などのごとき強化繊維を熱硬化性樹脂内に含んだ構成の安全帽の帽体は、次のようにして製造されている。すなわち、予め帽体形状に対応した形状に表面を形成した型を使用し、この型の上記表面に多数備えた微小な吸引孔から空気を吸引すると共に前記型の表面に強化繊維を散布する。そして、この型の表面に強化繊維を吸引積層して帽体形状に対応した形状に強化繊維を予備成形する。   Conventionally, a cap body of a safety cap having a configuration in which a reinforcing fiber such as glass fiber is included in a thermosetting resin is manufactured as follows. That is, a mold in which a surface is previously formed in a shape corresponding to the shape of the cap body is used, and air is sucked from minute suction holes provided on the surface of the mold, and reinforcing fibers are dispersed on the surface of the mold. Then, the reinforcing fibers are sucked and laminated on the surface of the mold, and the reinforcing fibers are preformed into a shape corresponding to the shape of the cap body.

その後、この予備成形した強化繊維を、圧縮成形金型におけるキャビティ内にセットすると共にキャビティ内に成形材料として熱硬化性樹脂を供給し、金型内の成形材料を加熱加圧して圧縮成形を行うことにより、強化繊維を内包した帽体を製造している。   Thereafter, the preformed reinforcing fibers are set in a cavity in a compression molding die, and a thermosetting resin is supplied as a molding material in the cavity, and the molding material in the die is heated and pressed to perform compression molding. As a result, the cap body including the reinforcing fiber is manufactured.

上述のように、圧縮成形方法によってガラス繊維などの強化繊維を含む帽体を製造すると、樹脂内に微小な気泡が多数含まれることとなる。この気泡の分だけ、絶縁に必要な有効肉厚が低下するから、耐電圧性が劣り、労働省告示第三三号絶線用保護具等の規格に不合格になるという問題がある。   As described above, when a cap body including reinforcing fibers such as glass fibers is manufactured by a compression molding method, a large number of minute bubbles are included in the resin. Since the effective thickness required for insulation is reduced by the amount of the bubbles, there is a problem that the withstand voltage is inferior and the standards of the Ministry of Labor Notification No. 3 disconnection protection device etc. are rejected.

そこで、例えばガラス繊維などの強化繊維を含みながらも耐電圧性の性能を向上した安全帽の帽体及びその製造方法が提案されている。(例えば特許文献1)
特開2003−105620号公報
In view of this, there has been proposed a cap body for a safety cap that includes a reinforcing fiber such as glass fiber and has improved withstand voltage performance and a method for manufacturing the same. (For example, Patent Document 1)
JP 2003-105620 A

前記特許文献1に記載の帽体の製造方法は、ガラス繊維を含んだ熱可塑性樹脂を射出成形によって製造するものである。前記特許文献1による製造方法を模擬的に図面化すると、図4に示すようになる。すなわち、成形金型1における雄型3と雌型5との間に形成されたキャビティ7に、スプルゲート(ダイレクトゲート)9から、ガラス繊維を含む熱可塑性樹脂を射出成形すると、図4(B)に示すように、スプルー11を備えた帽体13が成形される。   The manufacturing method of the cap body of the said patent document 1 manufactures the thermoplastic resin containing glass fiber by injection molding. FIG. 4 shows a schematic diagram of the manufacturing method disclosed in Patent Document 1. In FIG. That is, when a thermoplastic resin containing glass fibers is injection-molded from a sprue gate (direct gate) 9 into a cavity 7 formed between the male mold 3 and the female mold 5 in the molding die 1, FIG. As shown, the cap body 13 provided with the sprue 11 is molded.

ガラス繊維を含む溶融熱可塑性樹脂をキャビティ7に流し込むとき、ガラス繊維は流れ方向に引き揃えられる傾向にある。したがって、前記スプルー11の部分には、ガラス繊維はスプルー11の長手方向にほぼ平行な状態に揃えられている傾向にある。前述のように、帽体13の一部にスプルー11を備えた構成においては、前記スプルー11を切断する必要がある。   When a molten thermoplastic resin containing glass fibers is poured into the cavity 7, the glass fibers tend to be aligned in the flow direction. Accordingly, the glass fibers tend to be aligned in a state substantially parallel to the longitudinal direction of the sprue 11 in the sprue 11 portion. As described above, in the configuration in which the sprue 11 is provided in a part of the cap body 13, the sprue 11 needs to be cut.

前述のように、スプルー11を単に切断した状態において、帽体13を耐電圧試験を行うために、耐電圧試験容器の水中内にセットすると、前記スプルー11を切断したことによりガラス繊維の端部が表面に露出し、ガラス繊維部分の毛細管現象等により水が帽体13内に侵入することがある。このように帽体13内に水が僅かでも侵入すると、耐電圧試験時の高電圧に対する絶縁性が低下し、耐電圧試験に合格する確率が低下し、歩留まりが悪くなるという問題がある。   As described above, when the cap body 13 is set in the water of a withstand voltage test container in order to perform a withstand voltage test in a state where the sprue 11 is simply cut, an end portion of the glass fiber is obtained by cutting the sprue 11. May be exposed on the surface, and water may enter the cap body 13 due to capillary action or the like of the glass fiber portion. Thus, if even a small amount of water enters the cap body 13, there is a problem that the insulation against high voltage during the withstand voltage test is lowered, the probability of passing the withstand voltage test is lowered, and the yield is deteriorated.

したがって、従来においてはスプルー11を切断することは勿論のこと、切断面に対して接着剤又は溶融樹脂あるいは塗料等の塗布等を行って、前記毛細管現象が生じることを防止する必要がある。すなわち、帽体13を射出成形した後にゲート処理(スプルーの切断,切断面への接着剤等の塗布などの処理)が必要であるという問題がある。また、前述のようにスプルー11の切断面に接着剤等を塗布したような場合であっても、衝撃等によってクラックが入ったり、長時間のうちには接着剤がはげ落ちることがあるなどの問題がある。   Therefore, in the past, it is necessary to prevent the capillary phenomenon from occurring by cutting the sprue 11 as well as applying an adhesive, molten resin, paint, or the like to the cut surface. That is, there is a problem that after the cap body 13 is injection-molded, gate processing (processing such as cutting of a sprue and application of an adhesive or the like to the cut surface) is necessary. Further, even when an adhesive or the like is applied to the cut surface of the sprue 11 as described above, a crack may occur due to an impact or the adhesive may be peeled off in a long time. There's a problem.

本発明は、上述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、繊維強化熱可塑性樹脂により製造した安全帽の帽体であって、当該帽体を射出成形した際のゲートに対応する部分に、厚肉の凸状部を備え、この厚肉凸状部の表面に、前記繊維を覆うスキン層を備えていることを特徴とするものである。   The present invention has been made in view of the conventional problems as described above, and is a cap body of a safety cap manufactured from a fiber-reinforced thermoplastic resin, and a portion corresponding to a gate when the cap body is injection-molded. A thick convex portion is provided, and a skin layer covering the fibers is provided on the surface of the thick convex portion.

また、繊維強化熱可塑性樹脂によって安全帽の帽体を製造する方法であって、ホットランナー金型における雄型と雌型との間に備えたキャビティ内に、当該ホットランナー金型に備えたゲートから前記繊維強化熱可塑性樹脂を射出し、上記ホットランナー金型に備えたバルブピンによって前記ゲートを閉止した後、前記バルブピンの先端面と前記繊維強化熱可塑性樹脂との接触部にスキン層を形成し、前記バルブピンと前記スキン層とが剥離する程度に前記スキン層が冷却固化した後に前記雄型と雌型と離型して、前記キャビティ内から帽体を取出すことを特徴とするものである。   A method of manufacturing a cap body of a safety cap using a fiber reinforced thermoplastic resin, wherein a gate provided in the hot runner mold is provided in a cavity provided between a male mold and a female mold in the hot runner mold. After injecting the fiber reinforced thermoplastic resin from and closing the gate with a valve pin provided in the hot runner mold, a skin layer is formed on the contact portion between the tip surface of the valve pin and the fiber reinforced thermoplastic resin. Then, after the skin layer is cooled and solidified to such an extent that the valve pin and the skin layer are peeled, the male mold and the female mold are separated, and the cap body is taken out from the cavity.

本発明によれば、安全帽の帽体を射出成形した際のゲートに対応する部分に凸状の厚肉部を備え、この厚肉部の表面に繊維を覆うスキン層を備えているものであるから、繊維の端部が表面にでるようなことがなく、繊維部分の毛細管現象等を防止でき、耐電圧性の向上を図ることができるものである。   According to the present invention, the portion corresponding to the gate when the cap body of the safety cap is injection-molded is provided with a convex thick portion, and the skin layer that covers the fiber is provided on the surface of the thick portion. Therefore, the end portion of the fiber does not appear on the surface, the capillary phenomenon of the fiber portion can be prevented, and the withstand voltage can be improved.

以下、図面を用いて本発明の実施形態について詳細に説明するに、前述した従来技術の構成要素と同一機能を奏する構成要素には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Components having the same functions as those of the conventional technology described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1を参照するに、本発明の実施形態に係る安全帽の帽体13は、従来の一般的な帽体と同様の形状をなしている。この帽体13は、例えばガラス繊維などのごとき適宜の強化繊維を熱可塑性樹脂に含んでなる繊維強化熱可塑性樹脂を射出成形することによって成形されたものであって、帽体13を射出成形した際の射出成形金型におけるゲートに対応した部分には、肉厚の凸状部15を備えている。   Referring to FIG. 1, a cap body 13 of a safety cap according to an embodiment of the present invention has the same shape as a conventional general cap body. The cap body 13 is formed by injection-molding a fiber reinforced thermoplastic resin including appropriate reinforcing fibers such as glass fiber in a thermoplastic resin, and the cap body 13 is injection-molded. A thick convex portion 15 is provided at a portion corresponding to the gate in the injection molding die.

既に理解されるように、帽体13は、繊維強化熱可塑性樹脂により射出成形してなるものであるから、帽体13内には、射出成形時の樹脂の流れ方向に大略揃った状態に強化繊維が含まれており、前記肉厚の凸状部15にも強化繊維が含まれている。しかし、上記凸状部15の表面には前記強化繊維を覆うスキン層が形成されていて、この凸状部15の表面には強化繊維は露出していないものである。   As already understood, since the cap body 13 is formed by injection molding with a fiber reinforced thermoplastic resin, the cap body 13 is reinforced so as to be substantially aligned in the resin flow direction during the injection molding. Fibers are included, and the thick convex portions 15 also include reinforcing fibers. However, a skin layer covering the reinforcing fiber is formed on the surface of the convex portion 15, and the reinforcing fiber is not exposed on the surface of the convex portion 15.

前記繊維強化熱可塑性樹脂としては、前記特許文献1に記載されているように、例えばポリオレフィン、ポリアミド、ポリスチレン、アクリル樹脂、ABS樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、熱可塑性ポリウレタンなどのごとき適宜の熱可塑性樹脂に、強化繊維の一例としてガラス繊維を適量含ませたものであっても良い。   As the fiber reinforced thermoplastic resin, as described in Patent Document 1, for example, an appropriate thermoplastic resin such as polyolefin, polyamide, polystyrene, acrylic resin, ABS resin, polyester, polycarbonate, and thermoplastic polyurethane can be used. As an example of the reinforcing fiber, an appropriate amount of glass fiber may be included.

しかし、繊維強化熱可塑性樹脂としては、前記熱可塑性樹脂に対するガラス繊維含有率が10〜70質量%、好ましくは15〜50質量%が望ましい。そして、成形に使う繊維長としては最大50mm、好ましくは25mmさらに好ましくは15mmが望ましい。さらに、質量平均繊維長としては0.6mm以上、好ましくは2mm以上であることが望ましい。なお、ガラス繊維の質量平均繊維長の算出方法は、前記特許文献1に記載されており、公知であるから説明は省略する。   However, as a fiber reinforced thermoplastic resin, the glass fiber content rate with respect to the said thermoplastic resin is 10-70 mass%, Preferably 15-50 mass% is desirable. The fiber length used for molding is 50 mm at maximum, preferably 25 mm, more preferably 15 mm. Further, the mass average fiber length is 0.6 mm or more, preferably 2 mm or more. In addition, since the calculation method of the mass mean fiber length of glass fiber is described in the said patent document 1, since it is well-known, description is abbreviate | omitted.

前記帽体13を射出成形するための射出成形金型17はホットランナー金型よりなるものであって、図2に示すように、雄型19と雌型21とを備えており、雄型19と雌型21との間には前記帽体13を射出成形するためのキャビティ23が形成されている。このキャビティ23に対して繊維強化熱可塑性樹脂を射出するために、前記雄型19又は雌型21の適宜一方にゲート25が形成されている。   An injection mold 17 for injection-molding the cap body 13 is a hot runner mold and includes a male mold 19 and a female mold 21 as shown in FIG. A cavity 23 for injection-molding the cap body 13 is formed between the female mold 21 and the female mold 21. In order to inject the fiber reinforced thermoplastic resin into the cavity 23, a gate 25 is formed on one of the male mold 19 and the female mold 21 as appropriate.

ところで、前記キャビティ23に対して樹脂を射出するためのゲート25を雄型19側に設けるか、又は雌型21側に設けるかは設計的事項にすぎないものであり、本実施形態において、ゲート25は雄型19側に設けてある。   By the way, whether the gate 25 for injecting the resin into the cavity 23 is provided on the male die 19 side or the female die 21 side is merely a design matter. 25 is provided on the male mold 19 side.

より詳細には、雄型19内には、ホットノズル27が埋設してある。このホットノズル27内の樹脂流動部29は、内部に溶融樹脂が滞留することのないように形成してある。すなわち、樹脂流動部29と前記ゲート25に連通するスプルー部31との接続部はスプルー部31側が次第に小径となるテーパ状に形成してある。そして、前記樹脂流動部29内の溶融樹脂を適正温度に制御するために、前記ホットノズル27の周囲にはヒータ33が設けられている。そして、前記ヒータ33と雄型19との間には、ヒータ33から雄型19への伝熱を抑制するための断熱部34が設けてある。この断熱部34の構成としては、空間(断熱空間)の構成や、断熱部材を内装した構成とすることができる。   More specifically, a hot nozzle 27 is embedded in the male mold 19. The resin flow part 29 in the hot nozzle 27 is formed so that the molten resin does not stay inside. That is, the connecting portion between the resin flow portion 29 and the sprue portion 31 communicating with the gate 25 is formed in a tapered shape with the sprue portion 31 gradually becoming smaller in diameter. A heater 33 is provided around the hot nozzle 27 in order to control the molten resin in the resin flow section 29 to an appropriate temperature. Between the heater 33 and the male mold 19, a heat insulating portion 34 for suppressing heat transfer from the heater 33 to the male mold 19 is provided. As a structure of this heat insulation part 34, it can be set as the structure of space (heat insulation space) and the structure which heat-insulated the interior.

前記雄型19に一体的に設けた型取付板35には、射出成形機(図示省略)に備えたノズルと係脱可能な球状凹部37を備えたスプルーブッシュ39が設けてあり、かつ型取付板35には、ロケートリング41が設けられている。前記スプルーブッシュ39に設けた前記凹部37と前記樹脂流動部29は、スプルーブッシュ39,ホットノズル27に設けた連通路42によって連通してある。   A mold mounting plate 35 provided integrally with the male mold 19 is provided with a sprue bush 39 having a spherical recess 37 that can be engaged with and disengaged from a nozzle provided in an injection molding machine (not shown). The plate 35 is provided with a locate ring 41. The concave portion 37 provided in the sprue bush 39 and the resin flow portion 29 are communicated by a communication passage 42 provided in the sprue bush 39 and the hot nozzle 27.

また、前記型取付板35には、前記スプルーブッシュ39を囲繞した環状の流体圧シリンダ43が形成してあり、この流体圧シリンダ43にはピストン45が往復動自在に嵌合してある。そして、このピストン45には、前記ホットノズル27における前記スプルー部31を先端部でもって開閉自在なバルブピン47の基端部が一体的に取付けてある。なお、図2には、バルブピン47の先端部でもってスプルー部31を閉じた状態が図示されている。   The die mounting plate 35 is formed with an annular fluid pressure cylinder 43 surrounding the sprue bush 39, and a piston 45 is fitted in the fluid pressure cylinder 43 so as to be capable of reciprocating. The piston 45 is integrally attached with a base end portion of a valve pin 47 that can be opened and closed with a tip portion of the sprue portion 31 of the hot nozzle 27. FIG. 2 shows a state in which the sprue portion 31 is closed by the tip end portion of the valve pin 47.

以上のごとき構成において、型取付板35に設けたポートP1から流体圧シリンダ43内へ作動流体を供給し、図2において、ピストン45を上側へ移動してバルブピン47によるスプルー部31の閉止を解除し、図3に示すように、スプルー部31を開いた状態にあるとき、射出成形機におけるノズルからスプルーブッシュ39の凹部37へ繊維強化熱可塑性樹脂を供給すると、上記熱可塑性樹脂は、連通路42、樹脂流動部29、スプルー部31を経てゲート25からキャビティ内へ射出成形される。   In the configuration as described above, the working fluid is supplied into the fluid pressure cylinder 43 from the port P1 provided on the die mounting plate 35, and in FIG. 2, the piston 45 is moved upward to release the closing of the sprue portion 31 by the valve pin 47. As shown in FIG. 3, when the fiber reinforced thermoplastic resin is supplied from the nozzle in the injection molding machine to the concave portion 37 of the sprue bush 39 when the sprue portion 31 is in the open state, the thermoplastic resin is connected to the communication path. 42, the resin flow part 29, and the sprue part 31 are injected from the gate 25 into the cavity.

熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン樹脂が、経済性や成形条件などの特性、ヘルメットとなった時の機能性から考えて好ましい。更に好ましくはポリプロピレンを用いるのが良い。   As the thermoplastic resin, a polyolefin resin is preferable in view of characteristics such as economy and molding conditions and functionality when it becomes a helmet. More preferably, polypropylene is used.

上述のごとく繊維強化熱可塑性樹脂をキャビティ23内へ射出成形するときの溶融した熱可塑性樹脂の温度は190〜290℃好ましくは200〜280℃が望ましく、金型温度は10〜110℃好ましくは20〜90℃が望ましい。そして、前記キャビティ23へ前記樹脂を射出する時間は0.5〜10sec 好ましくは1〜8sec が望ましい。   As described above, the temperature of the molten thermoplastic resin when the fiber-reinforced thermoplastic resin is injection-molded into the cavity 23 is 190 to 290 ° C, preferably 200 to 280 ° C, and the mold temperature is 10 to 110 ° C, preferably 20 ˜90 ° C. is desirable. The time for injecting the resin into the cavity 23 is 0.5 to 10 seconds, preferably 1 to 8 seconds.

なお、上述の温度条件や時間条件、及び後述の温度条件時間はポリプロピレンの場合で記載してあるが、ポリプロピレン以外の前述の熱可塑性樹脂に変更する場合は、その特性に応じて条件を変更することで対応するのは勿論のことである。   In addition, although the above-mentioned temperature condition and time condition, and the temperature condition time described later are described in the case of polypropylene, when changing to the above-described thermoplastic resin other than polypropylene, the condition is changed according to the characteristics. Of course, it is possible to cope with this.

すなわち、前記樹脂温度が190℃以下になると樹脂の流動性が低下し射出圧力を高める必要があり、駆動系が大型化する傾向にあり望ましいものではない。また、樹脂温度が290℃以上になると、樹脂の粘度が低下し、樹脂に対するガラス繊維の分布が不均一になる傾向を生じがちになると共に、樹脂とガラス繊維の比重の相違によりガラス繊維が表面に出て光沢面を出しにくいという問題がある。そして、金型温度が10℃以下の場合には、キャビティ23内へ射出された樹脂の温度低下が大きく、樹脂の流動性が低下するので望ましいものではなく、逆に金型温度が110℃以上になると、キャビティ23内の樹脂が冷却固化するまでの時間が長くなり、生産性の向上を考慮すると望ましいものではない。さらに射出時間が0.5sec 以下の場合には、キャビティ23に対する樹脂の充填が不充分になることがあり、逆に射出時間が10sec 以上になると、品質良好な成形品の生産性の低下になるので望ましいものではない。   That is, when the resin temperature is 190 ° C. or lower, the fluidity of the resin decreases and the injection pressure needs to be increased, which is not desirable because the drive system tends to increase in size. Further, when the resin temperature is 290 ° C. or higher, the viscosity of the resin is lowered, and the distribution of the glass fiber relative to the resin tends to be non-uniform, and the glass fiber is exposed to the surface due to the difference in specific gravity between the resin and the glass fiber. There is a problem that it is difficult to get a glossy surface. When the mold temperature is 10 ° C. or lower, the temperature drop of the resin injected into the cavity 23 is large and the fluidity of the resin decreases, which is not desirable. Conversely, the mold temperature is 110 ° C. or higher. Then, it takes a long time for the resin in the cavity 23 to cool and solidify, which is not desirable in view of improvement in productivity. Further, when the injection time is 0.5 sec or less, the resin may not be sufficiently filled into the cavity 23. Conversely, when the injection time is 10 sec or more, the productivity of a molded product with good quality is lowered. So it is not desirable.

前述のごとく、キャビティ23内へ繊維強化熱可塑性樹脂を射出すると、前記キャビティ23の内面と前記樹脂との接触部には、キャビティ23の内面が樹脂温度に比較して低温であることによりスキン層が形成される。そして、キャビティ23内に樹脂が加圧充填されると、キャビティ23の内面全体に亘ってスキン層が形成され、次第にスキン層が厚くなり、樹脂の中心部のコア層の冷却固化が行われ、射出成形品全体の冷却固化が行われることになる。   As described above, when the fiber reinforced thermoplastic resin is injected into the cavity 23, the skin layer is formed at the contact portion between the inner surface of the cavity 23 and the resin because the inner surface of the cavity 23 is lower than the resin temperature. Is formed. Then, when the resin is pressurized and filled into the cavity 23, a skin layer is formed over the entire inner surface of the cavity 23, the skin layer gradually becomes thicker, and the core layer at the center of the resin is cooled and solidified. The entire injection molded product is cooled and solidified.

ところで、ゲート部分の厚肉の凸条部15の表面に、本発明に記載したガラス繊維を覆うスキン層を形成できる要因は樹脂とガラス繊維との比重が異なることと表面張力等が関係していると思われる。   By the way, the factors that can form the skin layer covering the glass fiber described in the present invention on the surface of the thick ridge 15 of the gate portion are related to the difference in specific gravity between the resin and the glass fiber, the surface tension, and the like. It seems that there is.

すなわち、ホットランナー金型17において、ゲート25からキャビティ23内へ繊維強化熱可塑性樹脂を充填するとき、樹脂内のガラス繊維は樹脂の流れ方向に揃えられる傾向にある。したがって、前記ゲート25の部分においては、ガラス繊維等の強化繊維の長さ方向は、ゲート25の径方向に対してほぼ直交する方向にある。ここで、キャビティ23内へ樹脂を充填した後、前記型取付板35に設けたポートP2から流体圧シリンダ43内へ作動流体を供給し、図3において、ピストン45を下方向へ移動して、図2に示すように、バルブピン47の先端部(先端面)でもってスプルー部31を閉止すると、スプルー部31内の溶融樹脂がバルブピン47の急速移動によって押圧流動されると共にキャビティ23に対する樹脂の供給が急激に停止される。   That is, in the hot runner mold 17, when the fiber reinforced thermoplastic resin is filled from the gate 25 into the cavity 23, the glass fibers in the resin tend to be aligned in the resin flow direction. Therefore, in the portion of the gate 25, the length direction of the reinforcing fiber such as glass fiber is in a direction substantially orthogonal to the radial direction of the gate 25. Here, after filling the cavity 23 with resin, the working fluid is supplied into the fluid pressure cylinder 43 from the port P2 provided in the mold mounting plate 35, and in FIG. 3, the piston 45 is moved downward, As shown in FIG. 2, when the sprue portion 31 is closed by the tip portion (tip surface) of the valve pin 47, the molten resin in the sprue portion 31 is pressed and flowed by the rapid movement of the valve pin 47 and the resin is supplied to the cavity 23. Is suddenly stopped.

この場合、ゲート25の部分においては、前記バルブピン47の移動停止によって、樹脂の流動が急激に停止されると、溶融樹脂とガラス繊維との比重差によって、ガラス繊維の流速と樹脂の流速に差を生じ、ガラス繊維は、樹脂内に僅かに没入される。更に、ゲート25内の樹脂のみが前記バルブピン47の先端面に表面張力により引き寄せられ接触した状態にある。前記樹脂の接触したバルブピン47の先端部の熱は熱伝導によって溶融した樹脂よりも温度の低い雄型19側にうばわれ、バルブピン47の先端部の温度は樹脂温度より低い状態となる。したがって、前記バルブピン47の先端面とゲート25内の樹脂との接触部にはガラス繊維の存在しない樹脂層を生成させることができ、その樹脂層を温度の低いパルプピン47で速く冷却することとなり、結果としてガラス繊維を殆ど含まない薄いスキン層が形成される。このスキン層がある程度冷却固化されると、樹脂の粘性が低下するので、前記バルブピン47の先端面とゲート25内の樹脂との剥離性が向上し、金型から離脱時にヘルメットがバルブピン47に固着しないような効果を奏する。   In this case, if the flow of the resin is suddenly stopped due to the stop of the movement of the valve pin 47 in the gate 25 portion, the difference between the flow rate of the glass fiber and the flow rate of the resin is caused by the difference in specific gravity between the molten resin and the glass fiber. The glass fiber is slightly immersed in the resin. Further, only the resin in the gate 25 is in a state of being brought into contact with the tip surface of the valve pin 47 by surface tension. The heat at the tip of the valve pin 47 in contact with the resin is transferred to the male mold 19 side, which is lower in temperature than the resin melted by heat conduction, and the temperature at the tip of the valve pin 47 is lower than the resin temperature. Therefore, a resin layer free of glass fiber can be generated at the contact portion between the tip surface of the valve pin 47 and the resin in the gate 25, and the resin layer is quickly cooled by the pulp pin 47 having a low temperature, As a result, a thin skin layer containing almost no glass fiber is formed. When the skin layer is cooled and solidified to some extent, the viscosity of the resin is lowered, so that the peelability between the tip surface of the valve pin 47 and the resin in the gate 25 is improved, and the helmet is fixed to the valve pin 47 when detached from the mold. There is an effect that does not.

上述のように、射出成形工程を経て、ゲート25内の樹脂とバルブピン47とが剥離するようになった後に、前記雄型19と雌型21との係合を離脱し、キャビティ23から射出成形品を取り出すことにより、図1に示した帽体13が得られるものである。   As described above, after the resin in the gate 25 and the valve pin 47 are separated through the injection molding process, the engagement between the male mold 19 and the female mold 21 is released, and the injection molding from the cavity 23 is performed. By removing the product, the cap body 13 shown in FIG. 1 can be obtained.

前述のごとき射出成形によって得られた帽体13は、前記ゲート25に対応した部分に、帽体13より肉厚の凸状部15を備えた構成であって、この凸状部15の表面には、樹脂内の繊維を覆う薄いスキン層が形成されているので、ガラス繊維等の強化繊維が表面に出るようなことはなく、前述したごとき繊維部分の毛細管現象等を防止することができる。すなわち、耐電圧を良好に保持することができるものである。   The cap body 13 obtained by injection molding as described above has a configuration in which a convex portion 15 thicker than the cap body 13 is provided in a portion corresponding to the gate 25, and the surface of the convex portion 15 is provided. Since a thin skin layer covering the fibers in the resin is formed, the reinforcing fibers such as glass fibers do not come out on the surface, and the capillary phenomenon of the fiber portion as described above can be prevented. That is, the withstand voltage can be maintained satisfactorily.

以上のごとき説明より理解されるように、大きく突出したスプルーを形成することなく帽体を射出成形することができ、かつゲート25に対応した肉厚の凸状部15は表面にスキン層を備えて繊維を覆っているので、従来のごとき問題を解消することができるものである。   As can be understood from the above description, the cap body can be injection-molded without forming a large protruding sprue, and the thick convex portion 15 corresponding to the gate 25 has a skin layer on the surface. Since the fiber is covered, the conventional problem can be solved.

本発明の実施形態に係る帽体の断面説明図である。It is a section explanatory view of a cap concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る帽体を製造するためのホットランナー金型の断面説明図で、ゲートを閉じた状態を示してある。It is a section explanatory view of a hot runner metallic mold for manufacturing a cap concerning an embodiment of the present invention, and the state where a gate was closed is shown. 本発明の実施形態に係る帽体を製造するためのホットランナー金型の断面説明図で、ゲートを開いた状態を示してある。It is a section explanatory view of a hot runner metallic mold for manufacturing a cap concerning an embodiment of the present invention, and has shown a state where a gate was opened. 従来の製造方法により帽体を製造するための射出成形金型の断面説明図及び帽体の断面説明図である。It is sectional explanatory drawing of the injection mold for manufacturing a cap body by the conventional manufacturing method, and sectional explanatory drawing of a cap body.

符号の説明Explanation of symbols

13 帽体
15 凸状部
17 ホットランナー金型
19 雄型
21 雌型
23 キャビティ
25 ゲート
47 バルブピン
13 Cap body 15 Convex part 17 Hot runner mold 19 Male mold 21 Female mold 23 Cavity 25 Gate 47 Valve pin

Claims (2)

繊維強化熱可塑性樹脂により製造した安全帽の帽体であって、当該帽体を射出成形した際のゲートに対応する部分に、厚肉の凸状部を備え、この厚肉凸状部の表面に、前記繊維を覆うスキン層を備えていることを特徴とする安全帽の帽体。   A cap body of a safety cap manufactured from a fiber-reinforced thermoplastic resin, and having a thick convex portion at a portion corresponding to the gate when the cap body is injection-molded, and the surface of the thick convex portion And a cap layer for the safety cap, characterized by further comprising a skin layer covering the fibers. 繊維強化熱可塑性樹脂によって安全帽の帽体を製造する方法であって、ホットランナー金型における雄型と雌型との間に備えたキャビティ内に、当該ホットランナー金型に備えたゲートから前記繊維強化熱可塑性樹脂を射出し、上記ホットランナー金型に備えたバルブピンによって前記ゲートを閉止した後、前記バルブピンの先端面と前記繊維強化熱可塑性樹脂との接触部にスキン層を形成し、前記バルブピンと前記スキン層とが剥離する程度に前記スキン層が冷却固化した後に前記雄型と雌型と離型して、前記キャビティ内から帽体を取出すことを特徴とする安全帽の帽体の製造方法。   A method of manufacturing a cap body of a safety cap using a fiber reinforced thermoplastic resin, wherein the hot runner mold includes a cavity provided between a male mold and a female mold, and a gate provided in the hot runner mold. After injecting a fiber reinforced thermoplastic resin and closing the gate with a valve pin provided in the hot runner mold, a skin layer is formed on the contact portion between the tip surface of the valve pin and the fiber reinforced thermoplastic resin, A cap body of a safety cap characterized in that after the skin layer is cooled and solidified to such an extent that the valve pin and the skin layer are peeled, the male mold and the female mold are separated and the cap body is taken out from the cavity. Production method.
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