JP7125604B2 - 強化樹脂成形体の製造装置及び製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載の製造方法によれば、シリンダ内を流れている溶融樹脂中に強化材が合流することになるので、合流位置にて強化材をシリンダ内に供給するためのスペースをシリンダ内に確保しなければならない。よって、特に強化材の含有率が高い強化樹脂成形体を製造しようとする場合、強化材をシリンダ内に供給するためのスペースの増大に伴って、樹脂量が制限される。このため樹脂の可塑化能力(輸送能力)の低下を招く。また、シリンダ内で溶融樹脂中に強化材を強制的にシリンダ内に押し込むことになるので、溶融樹脂に混ぜ合わされた強化材が高い樹脂圧を受ける。そして、高い樹脂圧を受けたままスクリューの回転に伴うせん断力を受けることにより、強化材が折損される。さらに、シリンダ内への強化材の供給領域には溶融樹脂が存在するので、強化材の供給領域におけるスクリューのフライトとシリンダの内壁との間のクリアランスが溶融樹脂により狭められる。このため、狭められたクリアランスに強化材が挟持される可能性が高く、こうしてクリアランスに挟持された強化材がスクリューの回転によるせん断力を受けることにより、強化材が折損される。このように、特許文献1によれば、シリンダ内で強化材が折損される可能性が高く、その結果、強化樹脂成形体中の強化材の大きさ、例えば強化繊維の繊維長が短くされる。
本発明は、前端部(31)及び後端部(32)を有する筒状に形成され、その側周面に強化材供給開口(34)及び強化材供給開口よりも前端部側に位置する溶融樹脂供給開口(35)が形成されたシリンダ(3)と、強化材供給開口に接続され、強化材供給開口を通じてシリンダの内部に強化材を供給することができるように構成された強化材供給装置(7)と、溶融樹脂供給開口に接続され、溶融樹脂供給開口を通じてシリンダの内部に溶融樹脂を供給することができるように構成された溶融樹脂供給装置(6)と、シリンダの内部にシリンダの軸方向に沿って配設され、回転駆動することによってシリンダの内部に供給された材料をシリンダの後端部側から前端部側に送ることができるように構成されたスクリュー(4)と、を備える、強化樹脂成形体の製造装置(1)を提供する。
図10は、実施例1に係る強化樹脂成形体のサンプルの製造工程を示す図である。図10に示すように、実施例1においては、上記実施形態で説明した製造装置1を用いて、ガラス繊維(強化材)を含む溶融樹脂(ガラス繊維含有溶融樹脂)を製造し、製造したガラス繊維含有溶融樹脂を押出成形型101に通して平板形状に成形した。その後、プレス成形型102を用いて成形品をプレス成形して、所望の形状のサンプルを作製した。
図11は、実施例2に係る強化樹脂成形体のサンプルの製造工程を示す図である。図11に示すように、実施例2においては、上記実施形態で説明した製造装置1を用いてガラス繊維含有溶融樹脂を製造し、製造したガラス繊維含有溶融樹脂を射出成形型103に射出した。その後、保圧、冷却過程を経て、射出成形型103から成形体を取り出した。これにより、実施例1に係るサンプルと同一形状のサンプルを作製した。
図12は、実施例3に係る強化樹脂成形体のサンプルの製造工程を示す図である。図12に示すように、実施例3においては、まず、図12(a)に示すように、上記実施形態で説明した製造装置1を用いてガラス繊維含有溶融樹脂を製造し、製造したガラス繊維含有溶融樹脂を射出シリンダ104内に充填した。充填完了後に、図12(b)に示すように、プランジャー105を用いて射出シリンダ104内のガラス繊維含有溶融樹脂を射出成形型103に射出した。その後、保圧、冷却過程を経て、射出成形型103から成形体を取り出した。これにより、実施例1に係るサンプルと同一形状のサンプルを作製した。
図13は、比較例に係る強化樹脂成形体のサンプルの製造工程を示す図である。図13に示すように、比較例においては、インライン方式の射出成型機110を用いてサンプルを製造した。具体的には、樹脂材供給ホッパー111から樹脂材を射出シリンダ112に供給し、サイドフィードによりガラス繊維(強化材)を強化材供給ホッパー113から射出シリンダ112に供給した。そして、射出シリンダ112内のスクリュー114を回転させて、これらを混錬、溶融した後に、射出成形型115に射出した。その後、保圧、冷却過程を経て、射出成形型115から成形体を取り出した。これにより、実施例2に係るサンプルと同一形状のサンプルを作製した。
1.サンプル中の繊維長の測定
各実施例及び比較例にて作製したサンプルからガラス強化繊維を抽出した。その後、抽出したガラス強化繊維の長さを測定し、測定した長さの平均値を残存繊維長として算出した。
2.繊維分散性の評価
各実施例及び比較例にて作製したサンプルの外観を観察し、表面に現れるガラス強化繊維のうち塊状のガラス強化繊維、すなわち解束されていない繊維塊の個数を測定した。測定した繊維塊の個数が0である場合、分散性は良好(○)と評価し、繊維塊の個数が微小(1個~9個)である場合、分散性は不十分(△)と評価し、繊維塊の個数が多数(10個以上)である場合、分散性は悪い(×)と評価した。
Claims (6)
- 前端部及び後端部を有する筒状に形成され、その側周面に強化材供給開口及び前記強化材供給開口よりも前記前端部側に位置する溶融樹脂供給開口が形成されたシリンダと、
前記強化材供給開口に接続され、前記強化材供給開口を通じて前記シリンダの内部に強化材を供給することができるように構成された強化材供給装置と、
前記溶融樹脂供給開口に接続され、前記溶融樹脂供給開口を通じて前記シリンダの内部に溶融樹脂を供給することができるように構成された溶融樹脂供給装置と、
前記シリンダの内部に前記シリンダの軸方向に沿って配設され、回転駆動することによって前記シリンダの内部に供給された材料を前記シリンダの前記後端部側から前記前端部側に送ることができるように構成されたスクリューと、
を備え、
前記スクリューのフライトのうち、前記シリンダに形成された前記強化材供給開口に対面するフライトに、外周に開口した第一スリットが形成されている、強化樹脂成形体の製造装置。 - 前端部及び後端部を有する筒状に形成され、その側周面に強化材供給開口及び前記強化材供給開口よりも前記前端部側に位置する溶融樹脂供給開口が形成されたシリンダと、
前記強化材供給開口に接続され、前記強化材供給開口を通じて前記シリンダの内部に強化材を供給することができるように構成された強化材供給装置と、
前記溶融樹脂供給開口に接続され、前記溶融樹脂供給開口を通じて前記シリンダの内部に溶融樹脂を供給することができるように構成された溶融樹脂供給装置と、
前記シリンダの内部に前記シリンダの軸方向に沿って配設され、回転駆動することによって前記シリンダの内部に供給された材料を前記シリンダの前記後端部側から前記前端部側に送ることができるように構成されたスクリューと、
を備え、
前記スクリューのフライトのうち、前記シリンダに形成された前記溶融樹脂供給開口に対面するフライトに、外周に開口した第二スリットが形成されている、強化樹脂成形体の製造装置。 - 前端部及び後端部を有する筒状に形成され、その側周面に強化材供給開口及び前記強化材供給開口よりも前記前端部側に位置する溶融樹脂供給開口が形成されたシリンダと、
前記強化材供給開口に接続され、前記強化材供給開口を通じて前記シリンダの内部に強化材を供給することができるように構成された強化材供給装置と、
前記溶融樹脂供給開口に接続され、前記溶融樹脂供給開口を通じて前記シリンダの内部に溶融樹脂を供給することができるように構成された溶融樹脂供給装置と、
前記シリンダの内部に前記シリンダの軸方向に沿って配設され、回転駆動することによって前記シリンダの内部に供給された材料を前記シリンダの前記後端部側から前記前端部側に送ることができるように構成されたスクリューと、
前記溶融樹脂供給開口を通じて前記シリンダ内に供給される溶融樹脂の樹脂圧が低圧力として予め設定された設定樹脂圧に一致するように、前記溶融樹脂供給装置から前記シリンダ内に供給される溶融樹脂量を制御する制御装置と、
を備える、強化樹脂成形体の製造装置。 - 請求項2に記載の強化樹脂成形体の製造装置において、
前記スクリューのフライトのうち、前記シリンダに形成された前記強化材供給開口に対面するフライトに、外周に開口した第一スリットが形成されている、強化樹脂成形体の製造装置。 - 請求項1、2、4のいずれか1項に記載の強化樹脂成形体の製造装置において、
前記溶融樹脂供給開口を通じて前記シリンダ内に供給される溶融樹脂の樹脂圧が低圧力として予め設定された設定樹脂圧に一致するように、前記溶融樹脂供給装置から前記シリンダ内に供給される溶融樹脂量を制御する制御装置を備える、強化樹脂成形体の製造装置。 - 前端部及び後端部を有する筒状に形成されたシリンダ内に強化材を供給する強化材供給工程と、
前記シリンダ内に設けられたスクリューを回転駆動させて、前記シリンダ内に供給された強化材を前記前端部側に輸送する強化材輸送工程と、
前記シリンダ内に溶融樹脂を供給することにより、前記シリンダ内を流れる強化材に溶融樹脂を合流させる合流工程と、
前記合流工程にて合流した溶融樹脂の樹脂圧が低圧力としてあらかじめ設定された設定樹脂圧に一致するように、前記シリンダ内に供給される溶融樹脂量を制御する制御工程と、
前記スクリューの回転駆動により、前記合流工程にて合流した溶融樹脂及び強化材をさらに前記前端部側に輸送するとともに、溶融樹脂中に強化材を分散させる分散工程と、
を含む、強化樹脂成形体の製造方法。
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