(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形体内部に芯材を埋設した芯材入りポリアミド樹脂成形体の製造方法において、少なくとも一方に開口を有するモールド中に芯材をセットした状態で、実質上無水のラクタムに少なくともアニオン重合触媒とアニオン重合開始剤とを加えた重合性ラクタム液をモールド内に注型して加熱して重合し、重合完了後樹脂の結晶化が完了する前に強制的に成形体を離型して冷却し、そして予熱して成形体を熱膨張させた後、所定長さにカットしてアニーリングを行うことを特徴とする芯材入りポリアミド樹脂成形体の製造方法。
【請求項２】
前記結晶化の完了する前に、結晶化度が４０％以下の状態で強制的に前記成形体を離型する請求項１に記載の芯材入りポリアミド樹脂成形体の製造方法。
【請求項３】
成形体を所定長さにカットするに際し、前記成形体の外周を形成する樹脂部を予熱する予熱手段と、加熱した前記成形体を保温する保温手段とを備えた切断装置を用いる請求項１記載の芯材入りポリアミド樹脂成形体の製造方法。
【請求項４】
前記予熱手段が前記成形体を回転させながらその回転軸方向に配したスリットから熱風を吹付けて予熱する請求項３記載の芯材入りポリアミド樹脂成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形体の内部に芯材を埋設したポリアミド樹脂成形体の製造方法に係り、詳しくは芯材を埋設したポリアミド樹脂成形体の離型を早めに行い、重合度を制限して樹脂の成形収縮を少なくし、更に切断前の残留応力を予熱膨脹して緩和させ、輪切り加工時の樹脂割れを完全に阻止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリアミド樹脂成形体は、軽量化や無給油運転や静音化等を目的として金属製ギア、ローラ、車輪などの代替品としてしばしば用いられている。しかし、極めて高負荷で、長期に使用することによって限界を越え、ポリアミド樹脂部と軸等との嵌合部で締結用に配設したキー溝部等の強力の高い箇所から損傷をおこすことがあった。
【０００３】
このためポリアミド樹脂の軽量であるとともにメンテナンスフリーで長期にわたって使用できるという特長を生かしながらボス部には金属をインサートして強度を向上させた構造のものが提案されている。
【０００４】
このポリアミド樹脂に金属ボス部を固定する方法には、樹脂成形体に金属ボス部を嵌入させて一体化する嵌合法と、型内に金属ボス部をセットして樹脂液を注入して一体で形成する一体成形法が有る。
【０００５】
これらを更に層別すると、前者では一体化する嵌合に当たって圧入法と締結法があり、圧入法では冷間圧入とポリアミド樹脂部を加熱膨張させて圧入する焼嵌法等がある。また締結法では、ネジやキーなどの留め具を用いた接続固定が用いられる。又これらを組み合わせて、金属ボス部の嵌合面に凹凸を設けて、例えばローレット溝等を設けて融着させ接続強度を向上させたもの等があり、本願出願人も特許第２６２２８１３号に提案している。
【０００６】
次に、後者の一体成形法では樹脂液に、熱可塑化させた可塑化液か反応重合液の何れかを用いて、金属ボス部に樹脂成形体を形成するものである。この際、金属ボス部の外周接続面には前記と同様に凹凸を設けて接続強度を向上させている。
【０００７】
同時に樹脂と芯材との結合力が強く、しかも生産性の高い方法の探求を行い、本願出願人が特開２０００−３３４７５０号に提案している。これによれば、前述の反応重合液を用いて、表面に凹凸を設けた芯材つまり金属ボス部と一体で比較的長尺のポリアミド樹脂成形体を加圧重合法で一体形成し、その棒状成形体を輪切りしてギア等の素材にする。この輪切り時に、樹脂割れを阻止して効率良く製造出来る技術であり、離型を早めることにより結晶化度を抑えて樹脂の収縮の少ない状態で加工を行い割れを阻止し、その後でアニーリングを行い所定の結晶化度に高めて強度物性を確保出来る技術である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の離型時間を早めに切り上げて結晶化度を下げて、樹脂の成形収縮の少ない状態で加工を行い、その後でアニーリングを行う方法についても、冬期は後加工の輪切り時の樹脂割れを完全に阻止出来ずに、且つ結晶化度の条件調整にも限りがあり、更に技術の改良が残されていた。
【０００９】
また一方では、前述した一体成型法にあって、反応重合液を用いていることから、他の嵌合法に比較すると、金属ボス部に設ける表面の凹凸形状の自由度も高い。また反応重合品であることから結合強度に優れ、締結強度が高く、信頼性がある。
【００１０】
同時に、反応重合液は流動性に優れていることから、金属ボス部に設けた表面のきめの細かな凹凸形状にも浸透し馴染みもよく且つ嵌合法で圧入する方法に比較し、長尺のポリアミド樹脂成形体として一体形成出来るから、小幅に輪切りして、締結強度に優れ信頼性の高いギアー等の加工素材を効率的に製造できる。
【００１１】
この様に数々の利点を有するものの、線膨脹率が異なる複合体で、外周のポリアミド樹脂成形体は収縮性を有し、芯材は金属であり収縮せず結合面で収縮を阻止する事から、ポリアミド樹脂成形体は残留応力を内蔵して、割れ問題を発生する。
【００１２】
この事から前述の技術を更に改良して、輪切り時の樹脂割れを完全に阻止する事が課題であった。
【００１３】
そこで本発明は、前述の問題を解決してポリアミド樹脂の利点を生かした軽量で無給油で長期に渡って使用でき、ポリアミド樹脂と補強材との結合品質を維持して、生産性に優れた且つ強度、硬度、低吸水性、耐摩耗性といった諸物性にも優れた芯材入りポリアミド樹脂成形体の製造方法の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するために本発明の請求項１では、成形体内部に芯材を埋設した芯材入りポリアミド樹脂成形体の製造方法において、少なくとも一方に開口を有するモールド中に芯材をセットした状態で、実質上無水のラクタムに少なくともアニオン重合触媒とアニオン重合開始剤とを加えた重合性ラクタム液をモールド内に注型して加熱して重合し、重合完了後樹脂の結晶化が完了する前に強制的に該樹脂を離型して冷却し、そして予熱して成形体を熱膨張させた後、所定長さにカットしてアニーリングを行うことを特徴とする。
【００１５】
これによれば、芯材入りポリアミド樹脂成形体を輪切りする前に予熱するから、重合反応して収縮し芯材を締め付け内部応力を残留させているポリアミド樹脂部が熱膨脹する事により残留応力を一層軽減緩和できる。つまり結晶化度の調整幅には限界があり、予熱膨脹作用を加えることで更に残留応力が緩和出来て軽減出来るから、とりわけ冬場の切断時のクラック発生に対して好適に阻止できる。
【００１６】
また、請求項２では請求項１の方法において、前記結晶化の完了する前に、結晶化度が４０％以下の状態で強制的に前記成形体を離型するもので、これにより冬場を除けば、輪切り時のクラック発生を解決できる。同時にカット後のアニーリングも通常のアニーリング条件で実施できる。
【００１８】
また請求項３では、成形体を所定長さにカットするに際し、前記成形体の外周を形成する樹脂部を予熱する予熱手段と、加熱した前記成形体を保温する保温手段とを備えた切断装置を用いる芯材入りポリアミド樹脂成形体の製造方法にある。
【００１９】
これによれば、丸棒状の芯材入りポリアミド樹脂成形体の外周部を重点的に均一に早く予熱出来て、芯材の熱膨張は最小にして前述の製造方法に供する事が出来る。
【００２０】
また、請求項４では、請求項３で使用する切断装置において、前記予熱手段が前記成形体を回転させながらその回転軸方向に配したスリットの吹出し口から熱風を吹付けて予熱することができる。これによれば、汚れも阻止でき、熱源温度が低くできて温度制御もシンプルである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による芯材入りポリアミド樹脂成形体の製造方法とこの方法に使用する切断装置について、その実施の形態を図１〜１０を用いて説明する。芯材入りポリアミド樹脂成形体１の製造方法としては、注型樹脂を用いた注型重合法による一体成形法に基づいて説明する。先ず、図１は本発明の製造方法によって得られるポリアミド樹脂成形体の平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は本発明のポリアミド樹脂成形体において使用する芯材の斜視図である。
【００２２】
最初にポリアミド樹脂成形体１は、例えば図１及び図２に示すような円盤体であり、図３に示すように中央部に貫通孔３を有して、側面４にはローレット加工を施した金属製の芯材２の外周にポリアミド樹脂からなる外周部５を形成したものであり、外周部５には後工程の機械加工により歯部等（図示せず）が形成され、高負荷用のギアとして使用されている。
【００２３】
これらは、芯材２の側面４に交差する線状の溝を有したローレット加工溝によって、ポリアミド樹脂からなる外周部５が芯材２に対して投錨作用を受けて物理的にロックされる。従って、外周部５が芯材２から容易に抜けたり回転したりするのを阻止している。他にも芯材２の形態としては図３に示すものに限られるわけではなく、ネジ切り加工や、一定間隔で軸方向および回転方向の溝を設けたものなど凹凸を設けて同様の食らい付き効果を発揮することができる。
【００２４】
次に、以上のような芯材入りポリアミド樹脂成形体１の製造方法について説明する。ここでは、重合法を用いており、その重合工程については図７にその全体製造工程を示している。主として重合成形工程２０と仕上げ加工工程３２とから構成されている。前者は成形装置１０を用いて注型重合して中間成形体１６を形成する工程であり、後者は前記の棒状の中間成形体１６を輪切りする加工を経て、成形体１に加工する工程である。
【００２５】
以下、ここではギア用途に用いる所定の厚みを有する円盤状のポリアミド樹脂成形体１を成形装置１０を用いて製造する方法について説明する。
【００２６】
図７に示す様に、前述の２つの主工程を構成する内容について更に明確にする。その１サイクルの工程流れで説明すると、先ず芯材セット工程２１から始めて予熱工程２２・注型工程２３・重合工程２４・離型工程２５の順に工程を進めて離型工程２５が完了する事により、中間成形体１６が形成される。この中間成形体１６を仕上げ加工工程３２に移載して冷却工程２７を行い、冷却した中間成形体１６の内部を探傷検査したあと予熱工程２８・輪切り工程２９・アニール工程３０の順に工程処理を行い、芯材入りポリアミド樹脂成形体１を製造し、この後に最終の歯切り工程３１で目的に応じた加工をする構成にしてある。更に図４〜６を用いて詳述する。
【００２７】
先ず、図４は芯材セット工程２１・予熱工程２２・注型工程２３に係わり、金型内に芯材を設置し注型（図示しない）したところの断面図を示している。成形装置１０のキャビティ１４内の中央に厚み方向に長尺の芯材２をセットする。ジャケット部１２を予備加熱し１００〜１８０℃に温度調整した後、上部の開口から実質上無水のラクタムに少なくともアニオン重合触媒とアニオン重合開始剤とを加えた重合性ラクタム液１７を注型する。
【００２８】
更に、芯材２のキャビティ１４内へのセットは、長尺の芯材２の上端部および下端部付近に芯材ガイド１８を芯材２に対して直角方向に取り付けてジャケット部１２の内壁に支持固定することによって芯材２のポリアミド樹脂に対する同心度を確保してある。芯材ガイド１８はこの形態に限らず、例えば底部１１に設けた凹部をもって芯材ガイドとし、芯材をその凹部に装着することによって芯材を固定する方法をとっても構わない。また、凹部に装着するのと芯材ガイドを用いる方法を併用することも可能である。
【００２９】
続いて、前述の重合性ラクタム液１７の注型方法に変えて、脱水タンク中で減圧し実質上無水の状態にしたω−ラクタムは、計量されて２つの注型タンクへ入れられ、その後、所定量のアニオン重合触媒がω−ラクタムの入った一方の注型タンクに、また所定量のアニオン重合開始剤がω−ラクタムの入った他方の注型タンクに投入されるように構成されてもよい。
【００３０】
また使用する上記ラクタムは、実質上無水のα−ピペリドン、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタム、ω−エナントラクタム、カプリルラクタム、ω−デカノラクタム、ω−ウンデカノラクタム等あるいは、これらの２種類以上の混合物であり、工業的に有利なラクタムはε−カプロラクタムとω−ラウロラクタムである。
【００３１】
更に使用するアニオン重合触媒は、水素化ナトリウム、水素化リチウム、ナトリウム、カリウム等公知のラクタムの重合触媒を使用することができ、その添加量はラクタムに対して０．１〜２．０モル％である。
【００３２】
そして、アニオン重合開始剤としては、例えばＮ−アセチル−ε−カプロラクタム、イソシアネート、ジイソシアネート、尿素誘導体、ウレタン、イソシアヌレート誘導体であり、その添加量はラクタムに対して０．０５〜１．０モル％の範囲が好ましい。
【００３３】
上記製造方法では、アニオン重合触媒をラクタムに添加し溶解した後、アニオン重合開始剤を注型時または注型後に添加混合する方法、またはアニオン重合触媒を含むラクタムとアニオン重合開始剤を含むラクタムとを注型時または注型後に添加混合する方法によって調整する。
【００３４】
また、ラクタムの重合は１００〜２１０℃の温度で実施可能であるが、好ましくは１３０から１８０℃である。
【００３５】
尚、上記成分以外に重合を阻害しない油類、ワックス、ステアリン酸カルシウム等の滑剤や、カーボン繊維、ガラス繊維などの補強材を添加することも可能である。
【００３６】
次に、図５は加圧重合しているところの断面図であり、重合工程２４に係わる。図中で上部の開口から加圧ピストン１３を下降させてキャビティ１４内に挿入し、ラクタム液１７の表面に到達した後さらに少し下降してラクタム液１７を加圧した状態に保持する。このときの加圧は２ＭＰａ以上で行うことが好ましい。加圧ピストン１３による重合ラクタム液の加圧であるが、２ＭＰａ未満であると、加圧が不十分で成形体に収縮が発生しやすくなるので好ましくない。
【００３７】
続いて、図６は成形体を離型しているところの断面図であり、離型工程２５に係わる。加圧した状態で２０〜１６０分経過すると重合が完了し、その後、通常ならば熱のかかった状態でしばらく放置して結晶化を進めるところを、樹脂の結晶化が十分に進む前に、加圧ピストン１３を上昇させるとともに底部１１を固定した状態でジャケット部１２のみ上昇させ、重合が完了して結晶化が進行する中間成形体１６を予め求めた所定の重合時間で早めに離型して、結晶化度の進行に伴う大きな収縮の発生を止めて、残留応力の増加を事前に調整する。
【００３８】
この際、前述の中間成形体１６は、低結晶性の成形体１であるが、結晶化度としては４０％以下であることが好ましい。ただし、結晶化度が２０％より低いようなものの場合は、重合が完全に完了していないため、金型からの離型ができず好ましくない。
【００３９】
以上で、重合成形工程２０を終了して、次の仕上げ加工工程３２に移載される。離型して移載された中間成形体１６は、まず最初に２０℃まで均一にいったん除冷した後、気泡等の内部欠陥を探傷検査して、次に予熱工程に移行する。
【００４０】
探傷検査を終えた中間成形体１６は、後述の予熱手段と保温手段を備えた切断装置４０を用いて、その外周部の樹脂層に、スリットから吹き出す熱風を軸方向に与えて中間成形体１６を回転させて、樹脂部が均一に素早く選択的に予熱され熱膨張する。
【００４１】
この予熱時の温度は、冬期での残留収縮応力の緩和に好適に作用させられる２０℃を下限にして、上限は結晶化度をアップさせず、再アニーリング効果を妨げない１３０℃の間で、予めサイズや形状に好適に作用する所定の温度を選んである。これには芯材カット時の発熱昇温膨脹も考慮して有る。
【００４２】
輪切り工程２９は、後述の予熱手段、保温手段を備えた切断機を用いて、急速立ち上げ加熱する予熱ゾーンと温度を馴らす保温ゾーンで中間成形体１６を熱膨張させて、引き続いて鋸歯切断機４１に投入して予め選択した条件値で輪切りを行う。
【００４３】
次にアニーリングオーブンを用いてアニーリング（加熱処理）し、結晶化を進めて結晶化度を４２％以上とし芯材入りポリアミド樹脂成形体を得る。ここでアニーリング後の結晶化度が４２％未満であると、高強度、高硬度、低吸水性、耐摩耗性といった注型ポリアミド樹脂本来の性能を発揮できない。
【００４４】
成形体の最終用途がギアである場合には、所定サイズにカットした成形体１を、更に芯材２の周囲のポリアミド樹脂部分をギア形状に歯切り加工することで最終製品であるギアを得ることができる。
【００４５】
次に、切断装置４０の説明の前に、中間成形体１６を成形する重合工程装置については、主として成形装置１０と配合注型装置（図示しない）から構成してある。この様に上記ポリアミド樹脂成形体１を製造する際に用いられる成形装置１０について、先ず説明する。
【００４６】
図４に示すように、アルミ、鉄等からなる熱伝導率が高く円筒形状のジャケット部１２とジャケット部１２の内径とほぼ同じ外径を有する円柱状の底部１１とからなるモールドＭと、ジャケット部１２の内径とほぼ同じ外径を有する加圧ピストン１３からなり、モールドＭ内には底部１１とジャケット部１２で形成されるキャビティ１４を備えてある。前記ジャケット部１２は底部１１とは独立して上下動自在に取り付けてある。
【００４７】
また、上部の開口から前記ジャケット部１２の内径と同じ外径の加圧ピストン１３が挿入出来るようになっており、加圧ピストン１３は油圧シリンダなどの加圧手段に接続されて、キャビティ１４内を加圧できる構成である。底部１１および加圧ピストン１３の周囲にはパッキン１５が装着してあり重合性ラクタム液が漏れないようにしてある。
【００４８】
この成形装置１０のキャビティ１４の、前記成形体１の厚み方向に相当するサイズが成形体１の厚みよりも長尺になっており、重合して得られた中間成形体１６を小切りカットして一度に複数の成形体１が得られるようになっている。
【００４９】
次に、本発明に係わり、重合成形工程２０で形成された中間成形体１６を仕上加工工程３２に移載して除冷した後に、成形体１６の内部の探傷検査を経て以下の予熱手段と保温手段を付加した丸鋸切断機を用いて、中間成形体１６を割れなく輪切りするものである。
【００５０】
これら芯材入りポリアミド樹脂成形体１の切断装置４０について、図８〜１０を用いて説明する。図８は、予熱手段と保温手段を具備した切断装置の全体構成平面図を示す。図９は切断部と予熱手段と保温手段の部分側面図であり、図１０は切断装置の運転フロー図である。
【００５１】
先ず、図８に示す様に切断装置４０は被切断材の予熱の終わった中間成形体１６を送りローラー６８（図９参照）上に受けてカット部に送り込む横送りシリンダ４３とカット定寸送り機構４２とカット近辺把持バイス４５と丸鋸歯４４を備えた丸鋸切断機４１（汎用市販品）と、横送り部に材料をローディングする傾斜テーブル部に配設した保温手段６０と、更に予熱手段５０を装着して切断前の中間成形体１６を予熱膨脹させて、収縮応力を緩和する作用で切断時の割れを完全に阻止する様にしてある。
【００５２】
図９に示す様に、予熱手段５０は予熱オーブン５８と、オーブン内をタクト送りする鋸歯状歩進台７１と、所定間隔で配設した受けローラー５３から構成されている。先ず予熱オーブン５８は箱形形状で上部空間を吹き出し熱風のチャンバーを持ち真下に位置する中間成形体１６の軸方向に均等にスリット状に予熱する構成にしてある。予熱後の熱風は、吸入チャンバー５５にファン９２で吸入され予熱オーブン５８外に配置した熱風発生機９１に戻りヒーター９３で昇温させて、上部空間のチャンバーに循環させている。炉内には中間成形体１６を１０本収納できる。
【００５３】
次にオーブン内をタクト送りする鋸歯状歩進台７１は傾斜設置にしてあり、中間成形体１６を長さ方向で左右２箇所から成る鋸歯状歩進台７１をリンクプレート７２とリンク軸受７４してあり、１ピッチ分円運動して受けロール５３から中間成形体１６を浮かして１つ先へ移送する。リターン運動時はリンク軸受７４を下降させて空で元に戻る。鋸歯状歩進台７１の前端部には下受けロール５３はなく代わりに、保温手段６０へ通じる傾斜レール上を転がり移送する構成である。
【００５４】
中間成形体１６は、駆動ローラ５３と従動ローラ５４に跨って左右２箇所で支持され、同時に１０本の駆動ローラ５３の軸端にスプロケットを装着して走行チェーン５６を巻掛けて駆動ローラ５３を回転させることにより、回転出来て上方の熱風吹き出しスリット５２からの熱風を真下で受ける構成である。
【００５５】
次に、保温手段について説明する。図９に示す様に、傾斜して箱形の保温庫６７と、最前端部に固定ストッパー６４を置いた傾斜転動レール６３と、最前端部から玉突き状態で並んだ中間成形体１６を排出するスウィングアーム６５から構成されている。先ず、保温庫６７は庫内を上部空間６１と下部空間６２に穴開き鉄板で区画して、上方から下方へスムースに中間成形体１６を包み込む様な熱風流れを作ってある。庫外には熱風発生機９５を配置して下部空間６２から吸入してヒーターで加温して庫内の上部空間６１へ保温空気を循環させる構成にしてある。
【００５６】
傾斜転動レール６３は、傾斜させたテーブルの左右両端で転がる様に幅を規制した案内ガイドレールとしてある。そのレールの最前端部に固定ストッパー６４を置いて、予熱の終わった中間成形体１６を上方の予熱手段５０から転がせて導入する。固定ストッパー６４に当たった中間成形体１６を先頭に玉突き状態で整列するようにしてある。１０本が保温保持出来る。
【００５７】
続いて切断装置４０で、カット毎に払い出し１本を切断して空になると、固定ストッパー６４に突き当たり待機中の中間成形体１６を１本だけ、下の方から後端部を円弧状に膨らませたスウィングアーム６５が上昇して、固定ストッパー６４の上面を乗り越えて横送り部へ取り出し、排出後スウィングアーム６５は下降して円弧状に膨らませた形状を戻して後続の中間成形体１６を下端のストッパーに送り込んで保温待機する。箱内には熱風が循環して予熱後の切断待機時の降温を防いである。
【００５８】
図８において、中間成形体１６が横送りシリンダ４３で、切断位置まで送り込まれて切断面の前後を保持爪４５で把持固定し、他端側にはカット送り機構を配設してそのチャックで中間成形体１６を把持する。予めプログラムしたカット送りを繰り返して、小切りに切断し成形体１とする。
【００５９】
この低結晶性の中間成形体１６をアニーリング（加熱処理）する前に輪切り加工（カット）して所望の成形体１のサイズとするとともにカットする事により、長尺時の長手方向で樹脂内に残留していた収縮応力が解放されることになる。
【００６０】
更に、図１０を用いて、切断装置の動作について一回り説明する。先ず成形体の搭載８１は、冷却探傷を終えた中間成形体１６を予熱オーブン５８の鋸歯状歩進台７１の後端部へ一本づつ載せて歩進させ、１０回繰り返して投入する。続いて、予熱８２に入り、庫内の受けローラー５３、５４上に跨り、真上のスリット５２から熱風を受けて中間成形体１６の外周の樹脂部を１時間で加熱する。
【００６１】
予熱して、所定の温度に到達すると保温庫６０内に導入保持８４する。鋸歯状歩進台７１は、２列に配してリンクを組み合わせて１ピッチ歩進時は上方に浮上円弧前進して受けロール上から中間成形体１６を浮かせて前進して、前方に１ピッチ移動させる。前進後、後退時はリンク支点を下げて沈ませて中間成形体１６を残して戻る。これを１０回繰り返して、予熱オーブン５８より排出し導入して、待機保温する。
【００６２】
このように予熱し保温した中間成形体１６を鋸歯切断機４１で予め求めたプログラムに沿って定寸カットを自動的に繰り返してカット回数８６が満了すると、保温庫内で待機保温中の予熱済の中間成形体１６を保温庫からスウィングアーム６５を上昇させて、固定ストッパー６４を乗り越えて横送り部へ移載する。
【００６３】
【実施例】
次に本発明および従来技術の方法を用いて、芯材入りポリアミド樹脂成形体を製造した。
【００６４】
［実施例１］
内径９０ｍｍ、長さ１２００ｍｍの円筒形金型内中心部に表面ローレット加工を施した直径６０ｍｍ、長さ１０００ｍｍの鉄製の芯材をセットし、予熱後金型と芯材の間隙に触媒を添加した重合性ε−カプロラクタム液を注型した。
【００６５】
金型を１５０℃に維持して３０分後に金型から芯材入り成形体を取り出した。樹脂部分の結晶化度は３５％であった。
【００６６】
これを、予熱して、２０ｍｍの厚さにカットした後にオーブン内で１９０℃×３時間の条件で熱処理（アニーリング）を行った。芯材入りポリアミド樹脂成形体を破損などの問題なく得ることができ、得られた成形体の樹脂部分の結晶化度は４５％であった。
【００６７】
得られた成形体の物性を測定した。その結果を表１に示す。その結果、カット時のクラック発生は冬期でも発生しなかった。
【００６８】
［実施例２］
注型後、金型内に維持する時間を１時間にして金型から取り出した成形体の樹脂部分の結晶化度を３９％にした以外は実施例１と同様に芯材入りポリアミド樹脂成形体を製造し、得られた成形体の物性を測定した。その結果を表１に示す。
【００６９】
［比較例１］
以下、前記各実施例と異なる点は、カット前に予熱しない点にあり、金型を１５０℃に維持して注型の後、３０分後に金型から芯材入り成形体を取り出した。樹脂部分の結晶化度は３５％であった。これを、予熱しないで２０ｍｍの厚さにカットした後にオーブン内で１９０℃×３時間の条件で熱処理（アニーリング）を行った。芯材入りポリアミド樹脂成形体を冬期を除いて、クラックなどの問題なく得ることができ、得られた成形体の樹脂部分の結晶化度は４５％であった。その結果を表１に示す。
【００７０】
［比較例２］
更に、注型後、金型内に維持する時間を１時間にして金型から取り出した成形体の樹脂部分の結晶化度を３９％にした以外は前記比較例１と同様に、芯材入りポリアミド樹脂成形体を製造し、得られた成形体の物性を測定した。その結果を表１に示す。カット前に予熱をしなかった以外は実施例２と同様に芯材入りポリアミド樹脂成形体を製造し、得られた成形体の物性を測定した。その結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
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【００７２】
表１の結果より、離型直後の結晶化度を４０％以下で、カット前に予熱した実施例１、２は、冬期においてもクラックが発生することもなく、アニーリング後の物性も高いものを得ることができているのに対して、比較例１、２では、冬期においてカット中にクラックが発生しクラックの発生が解消出来てない。また、物性については、予熱温度を通常アニール温度以下にて実施した結果、表１に示すように予熱の影響はなく比較例では不具合のあった冬期のカット時のクラック発生を皆無に出来る本発明の効果が確認できた。
【００７３】
尚、実施の形態は、前記に限定されるものではなく、例えば次のように変更実施しても良い
（１）切断機は丸鋸に替えて、バンドソーを用いることも可能である。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１の製造方法によれば、少なくとも一方に開口を有するモールド中に芯材をセットした状態で、実質上無水のラクタムに少なくともアニオン重合触媒とアニオン重合開始剤とを加えた重合性ラクタム液をモールド内に注型して加熱して重合し、重合完了後樹脂の結晶化が進む前に離型して冷却し、そして予熱して成形体を熱膨張させた後、所定長さに輪切りしたのちにアニーリングを行うことを特徴とする。
【００７５】
このように、ポリアミドの重合後に結晶化が十分に進む前、具体的には結晶化度が４０％以下の状態で離型して冷却することによって結晶化率が低い状態となっており、加えて予熱して熱膨張を与えてカット時の収縮応力を相殺緩和して割れを阻止して部品の長さにカットしてしまう。カットすることによって樹脂長手方向の樹脂内残留応力を解放し、その後アニーリングすることによって樹脂の結晶化を進め、高強度、高硬度、低吸水性、耐摩耗性などの特性に優れた成形体を製造することができる。
【００７６】
請求項２の方法では、結晶化の完了する前に、結晶化度が４０％以下の状態で強制的に該樹脂を離型するもので、離型の困難さも解消して、収縮応力を軽減して冬場以外は、輪切り時のクラック発生を阻止できる。同時にカット後のアニーリングも通常のアニーリング条件で実施できる。
【００７８】
請求項３では、成形体を所定長さにカットするに際し、前記成形体の外周を形成する樹脂部を予熱する予熱手段と、加熱した前記成形体を保温する保温手段とを備えた切断装置を用いる芯材入りポリアミド樹脂成形体の製造方法にある。これによれば、丸棒状の芯材入りポリアミド樹脂成形体の外周部を重点的に均一に早く予熱出来て、芯材の熱膨張は最小にして前述の製造方法に供する事が出来る。
【００７９】
また、請求項４の構成では、予熱手段が前記成形体を回転させながらその回転軸方向に配したスリットの吹出し口から熱風を吹付けて予熱することができる。これによれば、汚れが阻止でき、熱源温度を低くでき温度制御が簡単に出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法によって得られるポリアミド樹脂成形体の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】ポリアミド樹脂成形体に使用する心材の斜視図である。
【図４】ポリアミド樹脂成形体の製造方法に用いる製造装置に心材をセットしラクタムを注型したところの断面図である。
【図５】ポリアミド樹脂成形体の製造方法に用いる製造装置で重合しているところの断面図である。
【図６】ポリアミド樹脂成形体の製造方法に用いる製造装置から脱型しているところの断面図である。
【図７】本発明に関わる全体製造工程図である。
【図８】本発明に関わる予熱手段と保温手段を具備した切断装置の全体構成平面図である。
【図９】本発明に関わる予熱手段と保温手段の側面構成図である。
【図１０】本発明に関わる切断装置運転フロー図である。
【符号の説明】
１    ポリアミド樹脂成形体
２    芯材
５    外周部
１０  製造装置
１２  ジャケット部
１３  加圧ピストン
１４  キャビティ
１６  中間成形体
１７  重合性ラクタム液
２０  重合成形工程
２８  カット前予熱工程
２９  輪切り工程
３２  仕上げ加工工程
４０  切断装置
５０  予熱手段
５２  吹出しスリット
６０  保温手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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