CN107206651B - 注射成型机及注射成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够享有基于多头螺纹的混炼效果的同时将所承受的摩擦阻力抑制在最小限度的注射成型机中使用的螺杆。本发明的注射成型机用的螺杆的特征在于，具备设置于上游侧的第1段(20)及设置于下游侧的第2段(30)，第1段(20)具备设置有主螺纹(25)及外径小于主螺纹(25)的副螺纹(26)的压缩部(22)，第2段(30)具备设置于上游侧且具备多头螺纹的多头螺纹部(31)及设置于比多头螺纹部更靠下游侧的凸片混炼部(32)。

Description

注射成型机及注射成型方法

技术领域

本发明涉及包含强化纤维的树脂的注射成型。

背景技术

通过含有强化纤维来提高强度的纤维强化树脂的成型品用于各种用途。该成型品通过将在构成增塑装置的缸内通过螺杆的旋转而熔融的热塑性树脂与强化纤维的混合物注射于注射成型机的模具来制作。

为了获得基于强化纤维的提高强度的效果，要求强化纤维均匀地分散于树脂中。为了实现均匀分散，严格制定混合条件来加强赋予强化纤维的剪切力即可，但过强的剪切力会导致强化纤维的切断。如此一来，成型后的纤维长与最初的纤维长相比，大幅缩短，所获得的成型品有可能无法满足所希望的特性。

针对以上，专利文献1中记载有使用不易产生上抽(vent-up)的排气式注射成型机，从排气口供给强化纤维来使其从上游混合于熔融树脂，由此可获得均匀地分散有比较长的纤维的成型品。并且，专利文献1中提出有作为具体的注射成型机，包含原料供给部、第1段、混合(混炼)部、第2段，并在紧靠混合部的后方具备排气部，且将第2段设为3头以上的多头螺纹形状。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2014-166712号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

专利文献1中，沿第2段的总长而设置有构成第2段的多头螺纹部。因此，可以说第2段中的混炼效果较高，但与头数相应地，螺纹的前端即顶部与缸内壁面的接触频率增加。螺杆随着其旋转而不可避免地在旋转轴产生晃动的径向跳动，因此若螺纹的顶部与缸内壁面的接触频率较多，则由于螺杆的径向跳动力即螺杆晃动而螺纹被按压向缸内径面的力，有可能产生随着螺纹顶部与缸内壁面之间的滑动产生磨损等不良情况。并且，多头螺纹部中，流路壁(螺杆槽表面及缸内径面)相对于流路截面积的面积之比较大，从壁面承受的摩擦阻力(流动阻力)较大。因此，多头螺纹部长遍及第2段总长的专利文献1的形状会导致熔融树脂与强化纤维在多头螺纹内部产生堵塞，增塑能力下降。并且，此时，混合物通过螺杆所需的时间变长，因此混炼程度上升，产生纤维破损的增加及树脂温度上升等引起的树脂积存烧灼等成型质量不良情况。

因此，本发明的目的在于提供一种能够在享有基于多头螺纹的混炼效果的同时防止磨损的不良情况，并且将所承受的摩擦阻力抑制在最小限度的纤维强化树脂的注射成型中使用的螺杆。

并且，本发明的目的在于提供一种使用这种螺杆的纤维强化树脂的注射成型方法，以及提供一种具备这种螺杆的纤维强化树脂的注射成型机。

用于解决技术课题的手段

本发明的螺杆，其特征在于，具备设置于上游侧的第1段及设置于比第1段更靠下游侧的第2段，第1段具备设置有主螺纹及外径小于主螺纹的副螺纹的压缩部，第2段具备设置于上游侧且具备多头螺纹的多头螺纹部及设置于比多头螺纹部更靠下游侧且由凸片构成的混炼部。

另外，第1段主要对树脂颗粒P进行增塑熔融，第2段主要对强化纤维与熔融树脂的混合物进行混炼。

优选本发明的螺杆中，若将主螺纹的顶部的直径设为D，则设置有多头螺纹部的螺杆的旋转轴方向的长度为2D～5D。

并且，优选本发明的螺杆中，多头螺纹部的螺纹的头数为6～10，多头螺纹部的各个所述螺纹的圈数为1～2。

并且，优选多头螺纹部的槽深为第1段的下游侧终端部的槽深以上的槽深。

优选本发明的螺杆中，凸片混炼部沿旋转轴方向隔开间隔具备多个凸片组，所述凸片组包含在圆周向的相同位置隔开间隔而设置的多个板状凸片，若将主螺纹的顶部的直径设为D，则各个凸片的旋转轴方向的长度为0.05D～0.2D，沿旋转轴方向相邻的凸片的间隔为0.1D～0.2D，凸片组的级数为5～10。

本发明的螺杆中，若将主螺纹的顶部的直径设为D，则在D为90mm以上时有效。

并且，本发明的注射成型机，其注射成型纤维强化树脂，所述注射成型机具备：缸，设置有注射喷嘴；及螺杆，在缸的内部设置成能够以旋转轴为中心进行旋转，且能够沿着旋转轴前进及后退，所述注射成型机的特征在于，使用上述的任一螺杆。

优选该注射成型机中，能够将强化纤维与树脂原料一同供给至缸的内部的供给口设置于缸的上游侧。

并且，本发明的注射成型方法，其特征在于，具备：增塑工序，向具备能够以旋转轴为中心进行旋转且能够沿着旋转轴前进及后退的螺杆的缸，分别供给树脂原料与强化纤维，并使螺杆正向旋转，由此生成熔融树脂；及注射工序，朝向模具的型腔注射强化纤维与所述熔融树脂的混合物。

优选该注射成型方法中，在缸的上游侧，一同供给树脂原料与强化纤维。

发明效果

根据本发明，能够在享有基于多头螺纹的混炼效果的同时防止磨损的不良情况，并且将所承受的摩擦阻力抑制在最小限度。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的注射成型机的概略结构的图。

图2是示意性地表示本实施方式所涉及的注射成型的各步骤中的树脂的熔融状态的图，图2(a)表示增塑开始时，图2(b)表示增塑结束时，图2(c)表示注射结束时。

图3是表示本实施方式所涉及的螺杆的图。

具体实施方式

以下，根据附图所示的实施方式，对该发明进行详细说明。

如图1所示，本实施方式所涉及的注射成型机1具备合模单元100、增塑单元200及控制这些单元的动作的控制部50。

以下，对合模单元100的结构与动作、增塑单元200的结构与动作的概要进行说明，接着，对基于注射成型机1的注射成型的步骤进行说明。

[合模单元的结构]

合模单元100具备：固定模板105，固设于底座101上，并且安装有定模103；活动模板111，通过使液压缸113动作，在导轨或滑动板等滑动部件107上沿图中的左右方向移动，并且安装有动模109；及多个连接杆115，连结固定模板105与活动模板111。固定模板105上，与各连接杆115同轴设置有合模用液压缸117，各连接杆115的一端与液压缸117的滑枕119连接。

这些各要件按照控制部50的命令，进行必要的动作。

[合模单元的动作]

合模单元100的概要动作如下。

首先，通过开合模用液压缸113的运转，使活动模板111移动至图中的双点划线的位置，从而使动模109与定模103抵接。接着，使各连接杆115的外螺纹部121与设置于活动模板111的对开螺帽123卡合，从而将活动模板111固定于连接杆115。并且，提高液压缸117内的活动模板111侧的油室的工作油的压力，紧固定模103与动模109。如此进行合模之后，从增塑单元200向模具的型腔内注射熔融树脂M来成型成型品。

本实施方式的螺杆10为将个别准备的热塑性树脂颗粒P与强化纤维F投入到设置于螺杆10的上游端附近的供给料斗207并混合的方式。其中，以下具体说明的合模单元100的结构仅仅是一例，并不妨碍其他结构的适用或取代。例如，本实施方式中，将液压缸113作为模开闭用驱动器来示出，但也可代替为将旋转运动转换为直线运动的机构与伺服马达或感应马达等电动马达的组合。作为该转换机构，能够使用滚珠丝杠或齿条齿轮。并且，当然也可代替为基于电动驱动或者液压驱动的肘节杆式合模单元。

另外，本实施方式及本发明中，上游及下游以树脂颗粒P(熔融树脂M)及强化纤维F被传送的方向为基准来确定。树脂颗粒P及强化纤维F经由设置于上游端的供给料斗207供给，并从设置于下游端的注射喷嘴203向模具的型腔注射。另外，投入到供给料斗207的强化纤维F的大部分成束状，对该纤维束进行开纤是确保强化纤维F的分散的重要事项。

[增塑单元的结构]

增塑单元200具备筒型加热缸201、设置于加热缸201的下游端的注射喷嘴203、设置于加热缸201的内部的螺杆10及供给有树脂颗粒P与强化纤维F的供给料斗207。并且，增塑单元200具备使螺杆10前进或后退的第1电动机209及使螺杆10正向旋转或反向旋转的第2电动机211。这些各要件根据控制部50的命令进行必要的动作。

在螺杆10的下游侧的端部(后端)与第1电动机209之间介入有省略图示的测压元件，能够检测螺杆10沿轴向承受的荷载。由电动机驱动的增塑单元200根据通过测压元件检测出的荷载，控制增塑中的螺杆10的背压。

螺杆10采用2段型的设计，但如以下说明，其结构及目的、作用、效果与作为2段型而被人们所知的通常的排气式螺杆不同。

螺杆10具有设置于上游侧的第1段20及与第1段20相连并设置于下游侧的第2段30。

第1段20从上游侧依次具备供给部21、压缩部22及称重部23，在压缩部22的周围设置有主螺纹25及设定为外径小于主螺纹25的副螺纹26。并且，副螺纹26设定为导程角大于主螺纹25。优选该副螺纹26的两端相对于主螺纹25封闭。若副螺纹26的两端或者一端远离主螺纹25，则熔融树脂M及强化纤维束在未消除捆扎的状态下从其间隙漏出，相对于此，若封闭，则熔融树脂M不会溢出副螺纹26的顶部而通过，因此能够赋予剪切力来消除强化纤维束的捆扎来传送至下游。

第1段20中，考虑通过设置有副螺纹26，分离固体树脂与熔融树脂，并且缓慢地即以比较弱的力缓慢进行压缩。由此，能够抑制如下现象，即，固体树脂在第1段20的螺杆槽内引起堵塞，其对于加热缸201产生影响，从而螺杆10产生偏载、偏心、晃动。

第2段30从上游侧依次具备多头螺纹部31及凸片混炼部32。

本实施方式中，多头螺纹部31仅构成第2段30的一部分。这是为了通过缩短多头螺纹部31的区域的长度，减少螺杆10旋转时的第2段30的晃动引起的螺纹顶部的磨损风险。在该多头螺纹部31的下游设置凸片混炼部32，交替赋予基于凸片的搅拌效果与流动阻力的缓和效果，由此能够不会引起堵塞地对强化纤维F施加混炼效果。

根据图3，对根据以上的主旨设置的第1段20与第2段30进行说明。

第1段20除了对树脂颗粒P进行熔融来生成熔融树脂M以外，还朝向第2段30传送所生成的熔融树脂M，因此希望第1段20具备确保熔融树脂M的传送速度及增塑能力的功能。

并且，如图3所示，优选设置于第1段20的副螺纹26中，若将主螺纹25的顶部的外径(直径)设为D，则将旋转轴C方向的长度L26设为落在7D～12D的范围。通过如此，能够在第1段20中包含缩小对于树脂所熔融的量而言必要且充分的槽深的较缓且较长长度的压缩部22的全部或者大部分。关于长度L26，若小于7D，则导致在固体树脂的熔融程度不充分的状态下到达副螺纹的下游端，因此固体树脂有可能无法通过副螺纹26，固体树脂在螺杆10的槽内堵塞。并且，尤其若树脂颗粒P在螺杆10的槽内堵塞，则导致螺杆槽被树脂颗粒P封堵而熔融树脂流积存，增塑能力下降，并且包括压缩部22内的堵塞的部位在内的上游侧的压力变得过大。对存在于该堵塞的树脂颗粒P之间的强化纤维F施加过度的压缩力与剪断力，使强化纤维F的破损增大。并且，固体树脂会试图强行通过副螺纹26的下游端，因此固体树脂会如楔子那样陷进副螺纹26与加热缸201的内径面之间。由于该楔子的作用，对螺杆10施加偏载，由此产生引起啮合磨损等不良情况。另一方面，若超过12D，则无法整齐地分离熔融树脂与固体树脂，固体树脂有可能悬浮在熔融树脂M中。此时，基于螺杆旋转的剪断力被熔融树脂M的变形所吸收，不会传递至树脂颗粒P，因此增塑能力下降。尤其，若副螺纹26的长度大幅超过树脂的熔融区域即压缩部的长度，则熔融树脂M与固体树脂的分离变得不充分，固体树脂悬浮在熔融树脂M中，增塑能力大幅下降。因此，通过设为设置于第1段20的副螺纹26的长度L26落在7D～12D的范围，慢慢解开纤维束来进行开纤，生成强化纤维F分散一定程度的熔融树脂M与强化纤维F的混合物并转移至第2段30，并且有助于抑制第2段30的多头螺纹部31的螺纹顶部的滑动磨损的产生和增塑能力的下降。

更优选的长度L26为8D～11D，进一步优选的长度L26为9D～10D。

接着，如图3所示，优选第2段30的多头螺纹部31中，其旋转轴C方向的长度L31设为2D～5D的范围。

通过深入研究得出了以下结论，即，若长度L31比2D短，则在多头螺纹部31的槽中，强化纤维F与熔融树脂M回转的次数、程度变得不充分，无法充分获得混炼效果，另一方面，若长度L31比5D长，虽然可充分获得混炼效果，但尤其在螺纹的头数超过5时，与加热缸201的内径面接触、滑动的螺纹顶部的数量较多且变长，由于增塑时的螺杆10的径向跳动，接触频率增加，因此易产生螺纹顶部的滑动磨损。更优选的长度L31为2.5D～4.5D，进一步优选的长度L31为2D～4D。

并且，优选将多头螺纹部31的螺纹的头数设为6～10。

代替缩短多头螺纹部31的长度L31，将头数设为6～10，由此使从第1段20流入的包含熔融树脂M与强化纤维F的混合物与头数相应地分支。由此，能够通过各个螺杆槽内部的每单位重量的强化纤维F的回转次数的增加来增大搅拌效果，提高强化纤维F的分散程度。

若以将多头螺纹部31的长度L31缩短为2D～5D为前提，则若螺纹的头数小于6，则不易获得强化纤维F的较高分散状态，因此未完全开纤的纤维束有可能直接混入到成型品中。并且，若头数超过10，则每一螺杆槽的截面积变小，强化纤维F有可能在槽内堵塞，如此一来，有可能产生增塑能力下降而混炼程度提高引起的强化纤维F的破损增加及树脂温度上升引起的树脂积存烧灼等成型品的品质不良情况。更优选的头数为7～9。

多头螺纹部31的各个螺纹的圈数优选设为1～2，通过设为如此，加大螺纹的导程，即加大螺杆10的每一旋转的强化纤维F所移动的距离，缩短强化纤维F通过多头螺纹部31的时间，抑制强化纤维F在多头螺纹部31的螺杆槽内堵塞。相对于此，若圈数少于1圈，则强化纤维F通过多头螺纹部31的时间过短，强化纤维F在多头螺纹部31中回转的次数减少，无法获得强化纤维F的充分的分散效果。

另外，构成多头螺纹部31的各个螺纹具有相同的外径、相同的导程角。

并且，多头螺纹部31中，熔融树脂M能够流动的截面积会因螺纹剖面所占的区域而缩小，因此尤其在强化纤维F为高含有率的熔融树脂M的情况下，易在槽内部产生堵塞。为了防止该现象，优选多头螺纹部31的槽深设为比第1段的下游侧终端部即称重部23的槽深更深。并且，为了充分开放施加于强化纤维F与熔融树脂M的压缩来降低压力，使强化纤维F能够自由回转、位置替代的空间增大、膨胀来促进开纤，进一步优选将多头螺纹部31的槽深设为多头螺纹部31槽截面积的总和成为第1段20的称重部23的槽截面积以上的槽深。

接着，如图3所示，设置于多头螺纹部31的下游侧的凸片混炼部32包含多头凸片型，沿旋转轴C方向隔开间隔具备多个凸片组34，所述凸片组34包含沿圆周向隔开间隔而设置的多个板状的凸片33。

凸片混炼部32中，优选各个凸片33的旋转轴C方向的长度L32设为0.05D～0.2D，沿旋转轴C方向相邻的凸片33与凸片33的间隔L33设为0.1D～0.2D。并且，凸片组34的级数优选设为5～10级。

如此，在多头螺纹部31的下游，交替设置有长度比较短的凸片33与不设置凸片33的流路截面积较大且流动阻力较小的区域(相邻的凸片33的旋转轴C方向的间隔及周向的间隔)。通过设置基于此的凸片混炼部32，对熔融树脂M与强化纤维F的混合物交替赋予基于凸片33的搅拌效果与流动阻力的缓和效果，由此能够不会引起堵塞而对强化纤维F施加混炼效果。

接着，如图1所示，本实施方式的注射成型机1中，从与螺杆10的上游端对应的供给料斗207，与树脂颗粒P一同投入强化纤维F。如此，本实施方式中，并不是对第2段30供给强化纤维F，因此无需在加热缸201设置与第2段30对应的排气孔，熔融树脂从排气孔溢出的上抽的风险消失。由此，能够遍及第2段30的总长及整周而在螺杆槽内填满熔融树脂M，因此能够避免根据位置在螺杆槽内产生未填满熔融树脂M的空隙，因此不会出现无熔融树脂压力的空隙部与具有熔融树脂压力的熔融树脂M分布不均或者成为偏差分布的现象。其结果，第2段30的总长及整周中，熔融树脂压力均匀地作用于螺杆10，因此抑制对螺杆10产生向半径方向的预想外的一方向按压的局部且不平衡的负荷，能够抑制在多头螺纹部31的螺纹顶部产生滑动磨损引起的不良情况。

[增塑单元的动作]

增塑单元200的概略动作如下。另外，请参考图1。

若设置于加热缸201内部的螺杆10旋转，从供给料斗207供给的包含热塑性树脂的颗粒(树脂颗粒P)与强化纤维F朝向加热缸201的下游端的注射喷嘴203送出。该过程中，树脂颗粒P变成熔融树脂M。熔融树脂M在与强化纤维F混合之后，向形成于合模单元100的定模103与动模109之间的型腔注射规定量。另外，随着树脂颗粒P的熔融，理所当然地进行螺杆10的基本动作，即，螺杆10受到背压的同时后退之后前进，由此进行注射。并且，可以在加热缸201的外侧为了树脂颗粒P的熔融而设置加热器等，适用或者取代其他结构。

[注射成型的步骤]

具备以上要件的注射成型机1通过以下的步骤进行注射成型。

如众所周知，注射成型具备：合模工序，关闭动模109与定模103，以高压进行合模；增塑工序，在加热缸201内对树脂颗粒P进行加热、熔融来使其增塑；注射工序，将所增塑的熔融树脂M注射、填充于由动模109与定模103形成的型腔；保持工序，进行冷却直至填充于型腔的熔融树脂M固化；开模工序，开放模具；及取出工序，取出在型腔内冷却固化的成型品，按顺序实施上述各工序或者并行实施上述各工序的一部分来完成1个循环的注射成型。

接着，参考图2，对以上的工序中与本实施方式相关的增塑工序与注射工序的概要进行说明。

[增塑工序]

增塑工序中，从与加热缸201的上游侧的供给料斗207对应的供给口供给树脂颗粒P及强化纤维F。刚开始增塑的螺杆10位于加热缸201的下游，从该初始位置使螺杆10旋转的同时后退(图2(a)“开始增塑”)。通过使螺杆10旋转，供给至螺杆10与加热缸201之间的树脂颗粒P受到剪切力而被加热的同时逐渐熔融，并朝向下游传送。另外，本发明中，将增塑工序中的螺杆10的旋转(方向)作为正向旋转。随着螺杆10的旋转，强化纤维F混炼、分散于熔融树脂M而与熔融树脂M一同传送至下游。若持续供给树脂颗粒P、强化纤维F，并且使螺杆10持续旋转，则熔融树脂M与强化纤维F一同传送至加热缸201的下游侧，且积存在比螺杆10更靠下游侧。通过积存在螺杆10的下游的熔融树脂M的树脂压力与抑制螺杆10后退的背压之间的平衡来使螺杆10而后退。之后，在1次注料所需量的熔融树脂M被称重并积存时，停止螺杆10的旋转及后退(图2(b)“结束增塑”)。

图2将树脂(树脂颗粒P、熔融树脂M)与强化纤维F的状态区分为“未熔融树脂”、“树脂熔融”、“纤维分散”及“纤维分散结束”的4阶段来示出。在“增塑结束”的阶段中，比螺杆10更靠下游的“纤维分散结束”表示强化纤维F分散于熔融树脂M中并供注射的状态，“纤维分散”表示随着螺杆10的旋转，被供给的强化纤维F分散于熔融树脂M的状态。并且，“树脂熔融”表示通过树脂颗粒P受到剪切力而逐渐熔融，“未熔融树脂”表示虽然受到剪切力，但为残留有熔融不充分的树脂的状态，并未达到全部熔融。但是，“纤维分散结束”的区域中，有时存在强化纤维F的分布不均。

[注射工序]

若进入注射工序，则如图2(c)所示，使螺杆10前进。如此一来，通过在螺杆10的前端部具备的未图示的止回阀封闭，积存在螺杆10的下游的熔融树脂M的压力(树脂压力)上升，熔融树脂M从注射喷嘴203朝向型腔喷出。

之后，经过保持工序、开模工序及取出工序，结束1个循环的注射成型，进行下一循环的合模工序、增塑工序。

[效果]

如以上说明，本实施方式中，将第2段30的多头螺纹部31的旋转轴方向的长度设为较短，并且使第1段20中的压缩力较小，由此能够在享有基于多头螺纹部31的混炼效果的同时将强化纤维F从螺杆10承受的摩擦阻力与剪断力引起的纤维破损抑制在最小限度。而且，通过在第2段30设置凸片混炼部32，确保与多头螺纹部31的缩短相应的量的混炼。

接着，多头螺纹与单头螺纹相比，流路壁(螺杆槽表面及缸内径面)面积相对于流路截面积的比较大，且从壁面受到的流动阻力较大。因此，若多头螺纹的长度变长，则熔融树脂M与强化纤维F在多头螺纹内部产生堵塞，产生增塑能力下降而混炼程度上升引起的强化纤维F的破损，并且，有可能产生树脂温度上升引起的树脂积存烧灼等品质下降。相对于此，本实施方式仅在第2段30的一部分较短地设置多头螺纹部31，因此能够抑制成型品的品质下降。

并且，基于本实施方式的螺杆10中，从上游侧依次具备设置有主螺纹25及外径小于主螺纹25的副螺纹26的压缩部22、具备多头螺纹的多头螺纹部31、凸片混炼部32的各混炼元件。这是因为，通过设为剪断、混炼作用从螺杆的上游侧阶段性地变高的布局，能有效兼顾开纤、分散效果与螺杆槽内的堵塞防止效果。具体而言，对于刚从供给料斗207的供给口投入之后，处于捆扎较紧且变形引起的剪断力的吸收较少的状态，对突然施加较强的剪断力则有可能产生纤维破损的强化纤维束，通过本实施方式的各混炼元件中剪断、混炼最缓和的混炼元件即副螺纹26消除强化纤维束的捆扎，并且混合于熔融树脂M中来送至下游。使该捆扎被消除的程度的、残留有较多纤维束的状态的混合物流入具备多头螺纹的多头螺纹部31，对纤维束进行分支，有效地混炼来促进纤维的分散。接着，通过以能够交替赋予搅拌效果与流动阻力的缓和效果的凸片混炼部32断续地进行搅拌，由此即使在上游的多头螺纹部31，大部分纤维束开纤，纤维缠绕而成絮状，从而易产生堵塞的状态下，也能够不产生堵塞而促进剪断、混炼。该布局尤其对强化纤维的含量为10％以上的高含有率而在螺杆槽内易产生堵塞的原料，有效获得本发明的效果。

如前述，多头螺纹部31与缸内径面接触、滑动的螺纹顶部的数量变多且变长，由于接触频率增加，因此易产生螺纹顶部的滑动磨损。因此，优选为了防止形状上的磨损要因即直线度不良而加工成高精度。但是，若为了避免直线度的偏差而加工成高精度，虽然能够减少滑动磨损的产生，但高精度加工的加工时间较长，加工成本变得昂贵，会导致降低生产率。相对于此，根据本实施方式，即使在使用可获得高混炼效果的多头螺纹时，也能够抑制加工成本的同时减少滑动磨损的产生。但是，在合模力为850ton以上或者螺杆直径D为90mm以上的注射成型机中，长度较长例如螺杆直径D的5倍程度以上的多头螺纹中，由于螺杆的晃动，易在螺纹顶部产生磨损。这是因为，在螺杆槽内局部性地产生剧烈的熔融树脂压力变动时，小径(例如Φ50mm以下)的螺杆中，螺杆表面积较小，因此受到所变动的压力变动值的面积也变小，即使变动压力值稍大，向缸内径面按压的偏载的绝对值也较小。并且是因为，口径为90mm以上的螺杆中，受压面积较大，因此向缸内径面按压螺纹的偏载的绝对值也变大，螺杆的螺纹顶部与缸内径面的滑动部中，产生非常大的局部应力，导致产生凝聚磨损即磨损。但是，若适用本实施方式，即使在将与缸内径面接触、滑动而接触频率增加的多头螺纹部31适用于螺杆直径D为90mm以上的螺杆时，也能够抑制产生螺纹顶部的磨损。

以上，根据实施方式对本发明进行了说明，只要不脱离本发明的主旨，则能够取舍选择上述实施方式中举出的结构或适当变更为其他结构。

例如，以上的实施方式中，作为第2段30的例子，示出了在上游侧配置多头螺纹部31并且在下游侧配置凸片混炼部32的例子，但对于强化纤维F的含有率比较低的原料，即使调换该配置也能够获得相同的效果。

并且，适用于本发明的树脂、强化纤维并无特别限定，可广泛的包含公知的材质，如包含聚丙烯或聚乙烯等通用树脂、或聚酰胺或聚碳酸酯等精细工序塑胶等公知的树脂、及玻璃纤维、碳纤维、竹纤维、麻纤维等公知的强化纤维等。另外，为了显著地获得本发明的效果，优选将强化纤维的含量为10％以上的高含有率的纤维强化树脂作为对象。但是，若强化纤维的含有率超过70％，则螺杆槽内的强化纤维的传送阻力变大，因此使用树脂的传送能力较低的小径螺纹时，很难传送强化纤维，有可能导致产生强化纤维堵塞螺杆槽内，在凸片部或多头螺纹部31或副螺纹26所处区域中引起堵塞、增塑能力的下降或者无法增塑(无法传送树脂)的状态。因此，优选本发明中适用的强化纤维的含有率为10～70％，进一步优选为15～50％。

并且，本发明的螺杆具有非常高的混炼效果，因此即使适用于原料料斗中混同原料与添加材料或填充材料等来投入的成型中，也可获得均匀的混炼、分散效果。作为添加材料、填充材料的例子，可考虑填充剂、滑石、颜料、发泡材料等。

并且，关于所供给的强化纤维与树脂原料，从可显著获得本发明的效果的角度考虑，优选混合个别准备的强化纤维与原料树脂，但也可使用树脂含浸于强化纤维中而成一体的复合原料。

符号说明

1-注射成型机，10-螺杆，20-第1段，21-供给部，22-压缩部，23-称重部，25-主螺纹，26-副螺纹，30-第2段，31-多头螺纹部，32-凸片混炼部，33-凸片，34-凸片组，50-控制部，100-合模单元，101-底座，103-定模，105-固定模板，107-滑动部件，109-动模，111-活动模板，113-液压缸，115-连接杆，117-液压缸，119-滑枕，121-雄螺纹部，123-螺帽，200-增塑单元，201-加热缸，203-注射喷嘴，207-供给料斗，209-第1电动机，211-第2电动机，C-旋转轴，D-螺杆直径，F-强化纤维，P-树脂颗粒。

Claims (8)

1.一种注射成型机，其注射成型纤维强化树脂，所述注射成型机具备：

缸，设置有注射喷嘴；及

螺杆，在所述缸的内部设置成能够以旋转轴为中心进行旋转，且能够沿着所述旋转轴前进及后退，其特征在于，

所述螺杆具备设置于上游侧的第1段及设置于比所述第1段更靠下游侧的第2段，

所述第1段从上游侧起依次具备供给部、设置有主螺纹及外径小于所述主螺纹的副螺纹的压缩部、以及称重部，

所述第2段具备设置于上游侧且具备多头螺纹的多头螺纹部及设置于比所述多头螺纹部更靠下游侧且由凸片构成的混炼部，

若将所述主螺纹的顶部的直径设为D，

则设置有所述多头螺纹部的所述螺杆的旋转轴方向的长度为2D～5D，

设置有所述副螺纹的所述螺杆的旋转轴方向的长度为7D～12D，

所述多头螺纹部中的所述螺纹的头数为6～10。

2.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，

所述多头螺纹部中的各个所述螺纹的圈数为1～2。

3.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，

所述多头螺纹部的槽深为所述第1段的下游侧终端部的槽深以上的槽深。

4.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，

所述混炼部沿所述旋转轴方向隔开间隔具备多个凸片组，所述凸片组包含沿圆周向隔开间隔而设置的多个板状凸片，

各个所述凸片的所述旋转轴方向的长度为0.05D～0.2D，

沿所述旋转轴方向相邻的所述凸片的间隔为0.1D～0.2D，

所述凸片组的级数为5～10。

5.根据权利要求1所述的注射成型机，其中，

所述D为90mm以上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的注射成型机，其中，

能够将强化纤维与树脂原料一同供给至所述缸的内部的供给口设置于所述缸的上游侧。

7.一种注射成型方法，其特征在于，具备：

增塑工序，向具备能够以旋转轴为中心进行旋转且能够沿着所述旋转轴前进及后退的螺杆的缸，分别供给树脂原料与强化纤维，并使所述螺杆正向旋转，由此生成熔融树脂；及

注射工序，朝向模具的型腔注射所述强化纤维与所述熔融树脂的混合物，

所述螺杆为权利要求1至5中任一项所述的注射成型机的螺杆。

8.根据权利要求7所述的注射成型方法，其中，

在所述缸的上游侧，一同供给所述树脂原料与所述强化纤维。

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