JPH0752185A - 長繊維複合材料の成形方法及び成形装置 - Google Patents
長繊維複合材料の成形方法及び成形装置Info
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- JPH0752185A JPH0752185A JP5225111A JP22511193A JPH0752185A JP H0752185 A JPH0752185 A JP H0752185A JP 5225111 A JP5225111 A JP 5225111A JP 22511193 A JP22511193 A JP 22511193A JP H0752185 A JPH0752185 A JP H0752185A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0005—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor using fibre reinforcements
-
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 スクリュ押出装置を用いる長繊維複合材料の
射出成形であっても、強化繊維の切断を出来るだけ抑え
ることができる長繊維複合材料の成形方法及び成形装置
を提供する。 【構成】 補強のための長繊維と熱可塑性樹脂との複合
材料である長繊維複合材料１５を異方向回転２軸噛み合
いスクリュ式押出装置２を用いて少ないせん断作用のも
とで可塑化し、この可塑物４３をスクリュを有しないプ
ランジャ式押出装置４に供給し、このプランジャ式押出
装置４から少し開いた状態の射出圧縮成形金型５に可塑
物を射出して圧縮成形するか、又はこのプランジャ式押
出装置４から押出金型に押出成形する方法及び装置であ
る。
射出成形であっても、強化繊維の切断を出来るだけ抑え
ることができる長繊維複合材料の成形方法及び成形装置
を提供する。 【構成】 補強のための長繊維と熱可塑性樹脂との複合
材料である長繊維複合材料１５を異方向回転２軸噛み合
いスクリュ式押出装置２を用いて少ないせん断作用のも
とで可塑化し、この可塑物４３をスクリュを有しないプ
ランジャ式押出装置４に供給し、このプランジャ式押出
装置４から少し開いた状態の射出圧縮成形金型５に可塑
物を射出して圧縮成形するか、又はこのプランジャ式押
出装置４から押出金型に押出成形する方法及び装置であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、長さが１０ｍｍ程度の
ガラス繊維のような強化繊維と樹脂とがコンパウンドさ
れた長繊維複合材料の成形方法及び成形装置に関し、特
に強化繊維の切断をできるだけ少なくできるものに関す
る。
ガラス繊維のような強化繊維と樹脂とがコンパウンドさ
れた長繊維複合材料の成形方法及び成形装置に関し、特
に強化繊維の切断をできるだけ少なくできるものに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】長繊維複合材料の射出成形においては、
通常、可塑化及び加圧の為に円筒形のシリンダに挿入さ
れた一本のシングルスクリュが用いられる。スクリュフ
ライトの回転移送作用によってスクリュの溝に沿って長
繊維複合材料が前方に送られる。この過程において、長
繊維複合材料はシリンダの外周に巻かれたヒータで加熱
され、主としてスクリュ溝とシリンダとの間のせん断作
用による発熱によって可塑化させられ、可塑物となって
スクリュ先端に送られ加圧される。
通常、可塑化及び加圧の為に円筒形のシリンダに挿入さ
れた一本のシングルスクリュが用いられる。スクリュフ
ライトの回転移送作用によってスクリュの溝に沿って長
繊維複合材料が前方に送られる。この過程において、長
繊維複合材料はシリンダの外周に巻かれたヒータで加熱
され、主としてスクリュ溝とシリンダとの間のせん断作
用による発熱によって可塑化させられ、可塑物となって
スクリュ先端に送られ加圧される。
【０００３】このようにシングルスクリュを用いて長繊
維複合材料を可塑化する場合、特にせん断作用による発
熱が相当の比重を占めているため、ガラス繊維等の強化
繊維が切断され、各種強度が低下する。例えば繊維長６
ｍｍを含むガラス繊維強化ポリプロピレンの場合、ガラ
ス繊維は０．２〜０．５ｍｍ程度まで切断され、各種強
度は５０％まで低下する。
維複合材料を可塑化する場合、特にせん断作用による発
熱が相当の比重を占めているため、ガラス繊維等の強化
繊維が切断され、各種強度が低下する。例えば繊維長６
ｍｍを含むガラス繊維強化ポリプロピレンの場合、ガラ
ス繊維は０．２〜０．５ｍｍ程度まで切断され、各種強
度は５０％まで低下する。
【０００４】このようなガラス繊維の切断は、スクリュ
だけに限らず、スプルーやランナー等の屈曲部や金型内
でも起こるが、奈良県工業試験場研究報告Ｎｏ．１６，
１９９０，ｐ２９〜４１『長繊維強化複合材料の成形性
及び物性評価に関する研究』において、報告されている
ように、大部分の切断はスクリュ内の可塑化過程で生
じ、特にスクリュのせん断速度に大きく依存している。
したがって、長繊維複合材料におけるガラス繊維の切断
は射出成形に限らず、Ｔダイを使った押出成形の可塑化
工程でも発生する。
だけに限らず、スプルーやランナー等の屈曲部や金型内
でも起こるが、奈良県工業試験場研究報告Ｎｏ．１６，
１９９０，ｐ２９〜４１『長繊維強化複合材料の成形性
及び物性評価に関する研究』において、報告されている
ように、大部分の切断はスクリュ内の可塑化過程で生
じ、特にスクリュのせん断速度に大きく依存している。
したがって、長繊維複合材料におけるガラス繊維の切断
は射出成形に限らず、Ｔダイを使った押出成形の可塑化
工程でも発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、スクリュ押出装置を用い
る長繊維複合材料の成形であっても、強化繊維の切断を
出来るだけ抑えることができる長繊維複合材料の成形方
法及び成形装置を提供するところにある。
の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、スクリュ押出装置を用い
る長繊維複合材料の成形であっても、強化繊維の切断を
出来るだけ抑えることができる長繊維複合材料の成形方
法及び成形装置を提供するところにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決する長繊
維複合材料の成形方法は、補強のための長繊維と熱可塑
性樹脂との複合材料である長繊維複合材料を異方向回転
２軸噛み合いスクリュ式押出装置を用いて可塑化し、こ
の可塑物をプランジャ式押出装置に供給し、このプラン
ジャ式押出装置から射出圧縮成形金型に可塑物を射出す
るか又は、このプランジャ式押出装置から押出金型に可
塑物を押し出す方法であり、好ましくは前記スクリュ式
押出装置の回転数はスクリュとシリンダ間のせん断速度
で２０ｓｅｃ-1以下となる低速にして、スクリュ噛み合
い部のせん断力を小さくしたものであり、更に好ましく
は前記２軸スクリュ式押出装置に供給される長繊維複合
材料は、高温不活性ガスが通過することにより軟化状態
に加熱されている方法である。
維複合材料の成形方法は、補強のための長繊維と熱可塑
性樹脂との複合材料である長繊維複合材料を異方向回転
２軸噛み合いスクリュ式押出装置を用いて可塑化し、こ
の可塑物をプランジャ式押出装置に供給し、このプラン
ジャ式押出装置から射出圧縮成形金型に可塑物を射出す
るか又は、このプランジャ式押出装置から押出金型に可
塑物を押し出す方法であり、好ましくは前記スクリュ式
押出装置の回転数はスクリュとシリンダ間のせん断速度
で２０ｓｅｃ-1以下となる低速にして、スクリュ噛み合
い部のせん断力を小さくしたものであり、更に好ましく
は前記２軸スクリュ式押出装置に供給される長繊維複合
材料は、高温不活性ガスが通過することにより軟化状態
に加熱されている方法である。
【０００７】上記目的を解決す長繊維複合材料の成形装
置は、補強のための長繊維と熱可塑性樹脂との複合材料
である長繊維複合材料を可塑化する異方向回転２軸噛み
合いスクリュ式押出装置と、このスクリュ式押出装置か
らの可塑物を貯溜する貯溜装置と、この貯溜装置からの
可塑物を加圧するプランジャ式押出装置と、この押出装
置から射出される可塑物を圧縮成形するための射出圧縮
成形金型又は、この押出装置から押し出される可塑物を
押出成形するための押出金型とを備えてなる装置であ
り、好ましくは前記スクリュ式押出装置に対して長繊維
複合材料を供給する供給装置が設けられ、この供給装置
には、供給される長繊維複合材料に対する高温不活性ガ
スの循環装置が接続されており、更に好ましくは前記ス
クリュ式押出装置のスクリュのフィード部には、送られ
る長繊維複合材料に対する高温不活性ガスの循環装置が
接続されている装置である。
置は、補強のための長繊維と熱可塑性樹脂との複合材料
である長繊維複合材料を可塑化する異方向回転２軸噛み
合いスクリュ式押出装置と、このスクリュ式押出装置か
らの可塑物を貯溜する貯溜装置と、この貯溜装置からの
可塑物を加圧するプランジャ式押出装置と、この押出装
置から射出される可塑物を圧縮成形するための射出圧縮
成形金型又は、この押出装置から押し出される可塑物を
押出成形するための押出金型とを備えてなる装置であ
り、好ましくは前記スクリュ式押出装置に対して長繊維
複合材料を供給する供給装置が設けられ、この供給装置
には、供給される長繊維複合材料に対する高温不活性ガ
スの循環装置が接続されており、更に好ましくは前記ス
クリュ式押出装置のスクリュのフィード部には、送られ
る長繊維複合材料に対する高温不活性ガスの循環装置が
接続されている装置である。
【０００８】
【作用】異方向回転２軸噛み合いスクリュ式押出装置
は、スクリュフライトが噛み合っているため、積極的に
長繊維複合材料を押し出すために、滞留時間も短く、ま
た、異方向回転であるため、長繊維複合材料のせん断に
よる混練が少なく、前方に送るのが主となり、せん断作
用を少なくしてヒータ加熱等で可塑化する。この可塑物
をプランジャ式押出装置でせん断を加えることなく加圧
し、更に少し開いた状態の射出圧縮成形金型に低いせん
断速度で射出して金型を閉じることによる圧縮で成形す
るか、又は押出金型を通過させる押出成形をする。スク
リュ式押出装置の回転数はスクリュとシリンダ間のせん
断速度で２０ｓｅｃ-1以下となる低速にして、スクリュ
噛み合い部のせん断力を小さくすると、より強化繊維の
切断が少なくなる。予め長繊維複合材料に高温不活性ガ
スが通過させて軟化させておくと、スクリュ長さが短く
なり、その分せん断作用が少なくなる。
は、スクリュフライトが噛み合っているため、積極的に
長繊維複合材料を押し出すために、滞留時間も短く、ま
た、異方向回転であるため、長繊維複合材料のせん断に
よる混練が少なく、前方に送るのが主となり、せん断作
用を少なくしてヒータ加熱等で可塑化する。この可塑物
をプランジャ式押出装置でせん断を加えることなく加圧
し、更に少し開いた状態の射出圧縮成形金型に低いせん
断速度で射出して金型を閉じることによる圧縮で成形す
るか、又は押出金型を通過させる押出成形をする。スク
リュ式押出装置の回転数はスクリュとシリンダ間のせん
断速度で２０ｓｅｃ-1以下となる低速にして、スクリュ
噛み合い部のせん断力を小さくすると、より強化繊維の
切断が少なくなる。予め長繊維複合材料に高温不活性ガ
スが通過させて軟化させておくと、スクリュ長さが短く
なり、その分せん断作用が少なくなる。
【０００９】異方向回転２軸噛み合いスクリュ式押出装
置での可塑化は連続運転で行われ、一方プランジャ式押
出装置での射出は間欠運転で行われるので、両者の間を
貯溜装置を介して接続し、プランジャ式押出装置の射出
中におけるスクリュ式押出装置からの可塑物は貯溜装置
で貯溜する。また、長繊維複合材料に対する高温不活性
ガスの循環場所として、スクリュ式押出装置に対しする
供給装置やスクリュ式押出装置のスクリュのフィード部
を用いると、長繊維複合材料の連続した流れのなかで予
熱できる。
置での可塑化は連続運転で行われ、一方プランジャ式押
出装置での射出は間欠運転で行われるので、両者の間を
貯溜装置を介して接続し、プランジャ式押出装置の射出
中におけるスクリュ式押出装置からの可塑物は貯溜装置
で貯溜する。また、長繊維複合材料に対する高温不活性
ガスの循環場所として、スクリュ式押出装置に対しする
供給装置やスクリュ式押出装置のスクリュのフィード部
を用いると、長繊維複合材料の連続した流れのなかで予
熱できる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。まず図１及び図２に基づいて、射出成形が適用
された場合の成形装置を説明し、次いでその成形方法を
説明する。図１は射出成形装置全体の断面図であり、図
２はスクリュ式押出装置のスクリュを示す平面図であ
る。
明する。まず図１及び図２に基づいて、射出成形が適用
された場合の成形装置を説明し、次いでその成形方法を
説明する。図１は射出成形装置全体の断面図であり、図
２はスクリュ式押出装置のスクリュを示す平面図であ
る。
【００１１】図１において、１は定量供給装置、２は異
方向回転２軸噛み合いスクリュ式押出装置、３は貯溜装
置、４はプランジャ式押出装置、５は射出圧縮成形金型
である。
方向回転２軸噛み合いスクリュ式押出装置、３は貯溜装
置、４はプランジャ式押出装置、５は射出圧縮成形金型
である。
【００１２】定量供給装置１はスクリュコンベア式であ
り、モータ１１で回転駆動されるスクリュ１２のフライ
ト１３でホッパ１４内の長繊維ペレット又はバルク状の
長繊維複合材料１５が前方に送られて、回転数とフライ
ト１３間の送り空間で決まる所定量の長繊維複合材料１
５が先端のシュート１６に切り出される。スクリュ１２
は中心孔１２ａを有しており、この中心孔１２ａに連通
する吹き出し孔１２ｂがスクリュ中程より前方の溝底に
多数開口している。スクリュ１２が挿通されるシリンダ
１７のホッパ１４側には放出孔１７ａが開口している。
そして、高温不活性ガス循環装置１８からの配管１９が
中心孔１２ａに図示されないロータリージョイントを介
して接続され、高温不活性ガス循環装置１８に至る配管
２０が放出孔１７ａに接続されている。
り、モータ１１で回転駆動されるスクリュ１２のフライ
ト１３でホッパ１４内の長繊維ペレット又はバルク状の
長繊維複合材料１５が前方に送られて、回転数とフライ
ト１３間の送り空間で決まる所定量の長繊維複合材料１
５が先端のシュート１６に切り出される。スクリュ１２
は中心孔１２ａを有しており、この中心孔１２ａに連通
する吹き出し孔１２ｂがスクリュ中程より前方の溝底に
多数開口している。スクリュ１２が挿通されるシリンダ
１７のホッパ１４側には放出孔１７ａが開口している。
そして、高温不活性ガス循環装置１８からの配管１９が
中心孔１２ａに図示されないロータリージョイントを介
して接続され、高温不活性ガス循環装置１８に至る配管
２０が放出孔１７ａに接続されている。
【００１３】高温不活性ガス循環装置１８は、排ガス処
理装置２１とブロア２２とヒータ２３とを直列に接続
し、窒素ガスボンベ２４をブロア２２の上流に接続した
ものであり、高温の窒素ガスを熱媒体として、長繊維ペ
レット又はバルク状の長繊維複合材料１５を加熱して軟
化状態にする。
理装置２１とブロア２２とヒータ２３とを直列に接続
し、窒素ガスボンベ２４をブロア２２の上流に接続した
ものであり、高温の窒素ガスを熱媒体として、長繊維ペ
レット又はバルク状の長繊維複合材料１５を加熱して軟
化状態にする。
【００１４】異方向回転２軸噛み合いスクリュ式押出装
置２は眼鏡型断面のシリンダ３１に２本のスクリュ３
２，３３を平行に挿通したものである。シリンダ３１は
シュート１６が接続される開口３１ａと高温不活性ガス
循環装置１８の配管２０が接続される放出孔３１ｂが設
けられ、その外周にはヒータ３４が配設されている。ス
クリュ３２，３３の開口３１ａ付近のフィード部の溝底
には多数の吹き出し孔３２ａが設けられ、この吹き出し
孔３２ａに連通する中心孔３２ｂは図示されないロータ
リジョイントを介して高温不活性ガス循環装置１８の配
管２０が接続される配管１９に接続されている。従っ
て、定量供給装置１から軟化状態で送られる長繊維複合
材料１５は高温ガスの加熱で半溶融状態となり、更にス
クリュ３２，３３で送られつつヒータ３４の外部加熱で
可塑化される。
置２は眼鏡型断面のシリンダ３１に２本のスクリュ３
２，３３を平行に挿通したものである。シリンダ３１は
シュート１６が接続される開口３１ａと高温不活性ガス
循環装置１８の配管２０が接続される放出孔３１ｂが設
けられ、その外周にはヒータ３４が配設されている。ス
クリュ３２，３３の開口３１ａ付近のフィード部の溝底
には多数の吹き出し孔３２ａが設けられ、この吹き出し
孔３２ａに連通する中心孔３２ｂは図示されないロータ
リジョイントを介して高温不活性ガス循環装置１８の配
管２０が接続される配管１９に接続されている。従っ
て、定量供給装置１から軟化状態で送られる長繊維複合
材料１５は高温ガスの加熱で半溶融状態となり、更にス
クリュ３２，３３で送られつつヒータ３４の外部加熱で
可塑化される。
【００１５】図２に示すように、スクリュ３２，３３は
傾斜方向が逆となった二重ネジであり、互いに噛み合っ
ている。そして、スクリュ３２，３３の噛み合いの程度
は根本では充分隙間を有しており、先端にゆくに従って
漸次噛み合いを確実にして圧縮比をとっている。なお、
根本は二重ネジであり、途中は三重ネジであり、先端は
四重ネジのようにリードの変化で圧縮比をとるものもあ
る。このような異方向回転２軸噛み合いスクリュ３２，
３３のフライト３２ｃ，３３ｃは互いに挟み合うように
噛み合っており、スクリュ３２，３３が矢印ａ，ｂのよ
うに異方向に回転すると、この噛み合い部Ａがあたかも
前進するように移動し、フライト３２ｃ，３３ｃが区画
する切り欠き付のリング状空間における長繊維複合材料
１５は前方に送り出される。したがって、シングルスク
リュのように送り出しのために溝深さを浅くする必要が
なく、スクリュ３２，３３の溝は深く、図示されないシ
リンダとのせん断作用は少ない。そして、図１のヒータ
３４の外部加熱を主とするエネルギーで長繊維複合材料
１５は可塑化される。
傾斜方向が逆となった二重ネジであり、互いに噛み合っ
ている。そして、スクリュ３２，３３の噛み合いの程度
は根本では充分隙間を有しており、先端にゆくに従って
漸次噛み合いを確実にして圧縮比をとっている。なお、
根本は二重ネジであり、途中は三重ネジであり、先端は
四重ネジのようにリードの変化で圧縮比をとるものもあ
る。このような異方向回転２軸噛み合いスクリュ３２，
３３のフライト３２ｃ，３３ｃは互いに挟み合うように
噛み合っており、スクリュ３２，３３が矢印ａ，ｂのよ
うに異方向に回転すると、この噛み合い部Ａがあたかも
前進するように移動し、フライト３２ｃ，３３ｃが区画
する切り欠き付のリング状空間における長繊維複合材料
１５は前方に送り出される。したがって、シングルスク
リュのように送り出しのために溝深さを浅くする必要が
なく、スクリュ３２，３３の溝は深く、図示されないシ
リンダとのせん断作用は少ない。そして、図１のヒータ
３４の外部加熱を主とするエネルギーで長繊維複合材料
１５は可塑化される。
【００１６】貯溜装置３は竪型容器４０の側面にスクリ
ュ式押出装置２のシリンダ３１先端を接続したものであ
り、竪型容器４０の上には押し込みシリンダ４１が設け
られ、竪型容器４０の下端はダイバータバルブ４２を介
してプランジャ押出装置４に接続されている。ダイバー
タバルブ４２が閉じていると、スクリュ式押出装置２か
らの可塑物４３は押し込みシリンダ４１のピストン４１
ａを押し上げて竪型容器４０内に貯溜される。ダイバー
タバルブ４２が開いて、押し込みシリンダ４１のピスト
ン４１ａが押し下げられると、竪型容器４０内の可塑物
４３の所定量ははプランジャ押出装置４に供給される。
ュ式押出装置２のシリンダ３１先端を接続したものであ
り、竪型容器４０の上には押し込みシリンダ４１が設け
られ、竪型容器４０の下端はダイバータバルブ４２を介
してプランジャ押出装置４に接続されている。ダイバー
タバルブ４２が閉じていると、スクリュ式押出装置２か
らの可塑物４３は押し込みシリンダ４１のピストン４１
ａを押し上げて竪型容器４０内に貯溜される。ダイバー
タバルブ４２が開いて、押し込みシリンダ４１のピスト
ン４１ａが押し下げられると、竪型容器４０内の可塑物
４３の所定量ははプランジャ押出装置４に供給される。
【００１７】プランジャ押出装置４はシリンダ５１に挿
通されたプランジャ５２を油圧シリンダ５３で進退自在
とするものである。シリンダ５１の先端には回転バルブ
５４が設けられ、回転バルブ５４が閉まった状態で可塑
物４３を加圧し、回転バルブ５４を開けて射出ノズル５
５から可塑物４３を一気に射出する。
通されたプランジャ５２を油圧シリンダ５３で進退自在
とするものである。シリンダ５１の先端には回転バルブ
５４が設けられ、回転バルブ５４が閉まった状態で可塑
物４３を加圧し、回転バルブ５４を開けて射出ノズル５
５から可塑物４３を一気に射出する。
【００１８】射出圧縮成形金型５は固定金型６１と可動
金型６２との間に成形空間としてのキャビティ６３を形
成したものである。射出前の金型６１，６２には全閉時
より僅かの隙間εだけ開いており、キャビティ６３は実
際の成形空間より広くなっている。その中に実際の成形
空間相当の可塑物４３を射出するので、せん断作用が少
ない低圧低速射出ができる。そして、射出後に金型６
１，６２を閉じてキャビティ６３内の可塑物を圧縮して
所定形状の成形品とする。
金型６２との間に成形空間としてのキャビティ６３を形
成したものである。射出前の金型６１，６２には全閉時
より僅かの隙間εだけ開いており、キャビティ６３は実
際の成形空間より広くなっている。その中に実際の成形
空間相当の可塑物４３を射出するので、せん断作用が少
ない低圧低速射出ができる。そして、射出後に金型６
１，６２を閉じてキャビティ６３内の可塑物を圧縮して
所定形状の成形品とする。
【００１９】つぎに、上述した射出成形装置による射出
成形方法を図１により説明する。定量供給装置１のホッ
パ１４内の長繊維複合材料１５は、スクリュ１２のフラ
イト１３で前方で送られ、所定量の長繊維複合材料１５
がシュート１６を経て異方向回転２軸噛み合いスクリュ
式押出装置２に供給される。そして、スクリュ１２から
の高圧不活性ガスの吹き出しによって、長繊維複合材料
１５が軟化状態となっており、更にスクリュ３２，３３
からの高圧不活性ガスの吹き出しによって軟化状態から
反溶融状態になる。
成形方法を図１により説明する。定量供給装置１のホッ
パ１４内の長繊維複合材料１５は、スクリュ１２のフラ
イト１３で前方で送られ、所定量の長繊維複合材料１５
がシュート１６を経て異方向回転２軸噛み合いスクリュ
式押出装置２に供給される。そして、スクリュ１２から
の高圧不活性ガスの吹き出しによって、長繊維複合材料
１５が軟化状態となっており、更にスクリュ３２，３３
からの高圧不活性ガスの吹き出しによって軟化状態から
反溶融状態になる。
【００２０】軟化状態又は反溶融状態の長繊維複合材料
１５は、スクリュ式押出装置２における異方向回転２軸
噛み合いスクリュ３２，３３で、せん断作用が少ない状
態で前方に送り出され、ヒータ３４の外部加熱で可塑化
される。スクリュ３２，３３の溝が深く、バックフロー
もないので、可塑化工程における強化繊維の切断は少な
い。また、このスクリュ式押出装置２における噛み合い
部のせん断力をを更に少なくするため、スクリュ３２，
３３は低速回転が好ましく、スクリュとシリンダ間のせ
ん断速度で２０ｓｅｃ-1以下となる低速になるような回
転数が選択される。
１５は、スクリュ式押出装置２における異方向回転２軸
噛み合いスクリュ３２，３３で、せん断作用が少ない状
態で前方に送り出され、ヒータ３４の外部加熱で可塑化
される。スクリュ３２，３３の溝が深く、バックフロー
もないので、可塑化工程における強化繊維の切断は少な
い。また、このスクリュ式押出装置２における噛み合い
部のせん断力をを更に少なくするため、スクリュ３２，
３３は低速回転が好ましく、スクリュとシリンダ間のせ
ん断速度で２０ｓｅｃ-1以下となる低速になるような回
転数が選択される。
【００２１】このスクリュ式押出装置２は安定した運転
のために連続的に運転されており、間欠運転のプランジ
ャ押出装置４とマッチングのために、可塑物４３は貯溜
装置３の竪型容器４０内に貯められる。射出前には、ダ
イバートバルブ４２が開き、ピストン４１ａが押し下げ
られて、可塑物の所定量をプランジャ押出装置４に押し
込む。そして、ダイバートバルブ４２が閉じて、油圧シ
リンダ５３で可塑物４３を所定圧まで加圧し、回転バル
ブ５４を開いて可塑物４３を射出ノズル５５を経て射出
圧縮成形金型５に射出する。金型６１，６２は開いてお
り、可塑物は広いキャビティに低圧低速で射出され、金
型６１，６２が閉じて圧縮成形される。プランジャ押出
装置４はスクリュを使用しておらず、射出工程でのせん
断作用は少ない、また金型６１，６２が少し開いた状態
で射出する射出圧縮成形金型５であるので、成形工程で
のせん断作用も少なく、上述した可塑工程での少ないせ
ん断作用と相まって強化繊維の切断が極力防止される。
のために連続的に運転されており、間欠運転のプランジ
ャ押出装置４とマッチングのために、可塑物４３は貯溜
装置３の竪型容器４０内に貯められる。射出前には、ダ
イバートバルブ４２が開き、ピストン４１ａが押し下げ
られて、可塑物の所定量をプランジャ押出装置４に押し
込む。そして、ダイバートバルブ４２が閉じて、油圧シ
リンダ５３で可塑物４３を所定圧まで加圧し、回転バル
ブ５４を開いて可塑物４３を射出ノズル５５を経て射出
圧縮成形金型５に射出する。金型６１，６２は開いてお
り、可塑物は広いキャビティに低圧低速で射出され、金
型６１，６２が閉じて圧縮成形される。プランジャ押出
装置４はスクリュを使用しておらず、射出工程でのせん
断作用は少ない、また金型６１，６２が少し開いた状態
で射出する射出圧縮成形金型５であるので、成形工程で
のせん断作用も少なく、上述した可塑工程での少ないせ
ん断作用と相まって強化繊維の切断が極力防止される。
【００２２】さらに、具体的実施例を以下に説明する。
長繊維複合材料として、ポリプロピレン樹脂と１０ｍｍ
長さのガラス繊維のコンパンドた長繊維ペレット（ガラ
ス繊維の含有率が３０重量％）を用いて、図１の装置で
成形した。高温不活性ガス循環装置１８は２００°Ｃの
窒素ガスを吹き出し、異方向回転２軸噛み合いスクリュ
式押出装置２はスクリュ径７０ｍｍ、スクリュ回転数５
ｒｐｍ、シリンダ加熱温度２４０°Ｃである。プランジ
ャ押出成形機４のシリンダ加熱温度２４０°Ｃ、射出速
度５００ｃｃ／ｓｅｃ、射出ノズル５５の通路径６ｍｍ
である。成形品における残留繊維長は６ｍｍ以上が９５
％であり、強化繊維の切断は大幅に改善された。
長繊維複合材料として、ポリプロピレン樹脂と１０ｍｍ
長さのガラス繊維のコンパンドた長繊維ペレット（ガラ
ス繊維の含有率が３０重量％）を用いて、図１の装置で
成形した。高温不活性ガス循環装置１８は２００°Ｃの
窒素ガスを吹き出し、異方向回転２軸噛み合いスクリュ
式押出装置２はスクリュ径７０ｍｍ、スクリュ回転数５
ｒｐｍ、シリンダ加熱温度２４０°Ｃである。プランジ
ャ押出成形機４のシリンダ加熱温度２４０°Ｃ、射出速
度５００ｃｃ／ｓｅｃ、射出ノズル５５の通路径６ｍｍ
である。成形品における残留繊維長は６ｍｍ以上が９５
％であり、強化繊維の切断は大幅に改善された。
【００２３】なお、押出成形の場合には、図１の射出ノ
ズルの代わりに、例えばＴダイのような押出金型を接続
し、板状或いはシート状の如く所望形状の長尺押出成形
物を得るようにする。この場合、プランジャ押出成形機
４のプランジャ４は一定速度で移動する。連続運転とす
るためには、二台のプランジャ押出成形機４を用いて切
り換えることもできる。
ズルの代わりに、例えばＴダイのような押出金型を接続
し、板状或いはシート状の如く所望形状の長尺押出成形
物を得るようにする。この場合、プランジャ押出成形機
４のプランジャ４は一定速度で移動する。連続運転とす
るためには、二台のプランジャ押出成形機４を用いて切
り換えることもできる。
【００２４】
【発明の効果】本発明の長繊維複合材料の成形方法及び
成形装置は、可塑化のためにせん断作用が少ない異方向
回転２軸噛み合いスクリュ式押出装置を用いて可塑化工
程での強化繊維の切断を少なくしており、射出工程や押
出工程もスクリュを用いておらず、成形工程も圧縮によ
る射出圧縮成形金型や単なる押出金型を用いており、全
工程での強化繊維の切断が少なく、機械的強度の優れた
成形品を得ることができる。
成形装置は、可塑化のためにせん断作用が少ない異方向
回転２軸噛み合いスクリュ式押出装置を用いて可塑化工
程での強化繊維の切断を少なくしており、射出工程や押
出工程もスクリュを用いておらず、成形工程も圧縮によ
る射出圧縮成形金型や単なる押出金型を用いており、全
工程での強化繊維の切断が少なく、機械的強度の優れた
成形品を得ることができる。
【００２５】また、射出成形装置は、連続運転のスクリ
ュ式押出装置と間欠運転のプランジャ式押出装置を用い
るものの、両者を貯溜装置で接続しているので、効率よ
い連続生産が可能な装置である。
ュ式押出装置と間欠運転のプランジャ式押出装置を用い
るものの、両者を貯溜装置で接続しているので、効率よ
い連続生産が可能な装置である。
【図１】本発明の成形装置全体の断面図である。
【図２】スクリュ式押出装置のスクリュを示す平面図で
ある。
ある。
１ 定量供給装置 ２ 異方向回転２軸噛み合いスクリュ式押出装置 ３ 貯溜装置 ４ プランジャ押出装置 ５ 射出圧縮成形金型
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年９月３０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
Claims (6)
- 【請求項１】 補強のための長繊維と熱可塑性樹脂との
複合材料である長繊維複合材料を異方向回転２軸噛み合
いスクリュ式押出装置を用いて可塑化し、この可塑物を
プランジャ式押出装置に供給し、このプランジャ式押出
装置から射出圧縮成形金型に可塑物を射出するか又は、
このプランジャ式押出装置から押出金型に可塑物を押し
出す長繊維複合材料の成形方法。 - 【請求項２】 前記スクリュ式押出装置の回転数は、ス
クリュとシリンダ間のせん断速度で２０ｓｅｃ-1以下と
なる低速にして、スクリュ噛み合い部のせん断力を小さ
くした請求項１記載の長繊維複合材料の成形方法。 - 【請求項３】 前記２軸スクリュ式押出装置に供給され
る長繊維複合材料は、高温不活性ガスが通過することに
より軟化状態に加熱されている請求項１記載の長繊維複
合材料の成形方法。 - 【請求項４】 補強のための長繊維と熱可塑性樹脂との
複合材料である長繊維複合材料を可塑化する異方向回転
２軸噛み合いスクリュ式押出装置と、このスクリュ式押
出装置からの可塑物を貯溜する貯溜装置と、この貯溜装
置からの可塑物を加圧するプランジャ式押出装置と、こ
の押出装置から射出される可塑物を圧縮成形するための
射出圧縮成形金型又は、この押出装置から押し出される
可塑物を押出成形するための押出金型とを備えてなる長
繊維複合材料の成形装置。 - 【請求項５】 前記スクリュ式押出装置に対して長繊維
複合材料を供給する供給装置が設けられ、この供給装置
には、供給される長繊維複合材料に対する高温不活性ガ
スの循環装置が接続されている請求項４記載の長繊維複
合材料の成形装置。 - 【請求項６】 前記スクリュ式押出装置のスクリュのフ
ィード部には、送られる長繊維複合材料に対する高温不
活性ガスの循環装置が接続されている請求項４記載の長
繊維複合材料の成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5225111A JPH0752185A (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 長繊維複合材料の成形方法及び成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5225111A JPH0752185A (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 長繊維複合材料の成形方法及び成形装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0752185A true JPH0752185A (ja) | 1995-02-28 |
Family
ID=16824155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5225111A Pending JPH0752185A (ja) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | 長繊維複合材料の成形方法及び成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0752185A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0706873A3 (en) * | 1994-10-12 | 1996-07-03 | Sumitomo Chemical Co | Snail apparatus and method for feeding fiber-reinforced plastic melt using this apparatus |
| JPH09220730A (ja) * | 1996-02-16 | 1997-08-26 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | ガラス繊維強化熱可塑性樹脂軽量成形品の製造方法及び軽量成形品 |
| DE102004051250A1 (de) * | 2004-10-20 | 2006-04-27 | Demag Ergotech Gmbh | Verfahren zum Herstellen von langfaserverstärkten Kunststoffformteilen |
| JP2007007864A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Toshiba Mach Co Ltd | オンラインブレンド射出成形機の可塑化装置 |
| JP2011098499A (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Nanshin Kagaku Kogyo Kk | 樹脂供給装置、射出成形装置、及び樹脂成形品の製造方法 |
| JP2011098498A (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Nanshin Kagaku Kogyo Kk | 樹脂供給装置、射出成形装置、及び樹脂成形品 |
| JP5142418B1 (ja) * | 2012-03-21 | 2013-02-13 | 株式会社名機製作所 | 射出成形方法および射出成形装置 |
| CN103128903A (zh) * | 2011-11-25 | 2013-06-05 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种汽车发动机底护板的制造成型方法 |
| JP2014091292A (ja) * | 2012-11-06 | 2014-05-19 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 射出成形機、および射出成形方法 |
| KR101462881B1 (ko) * | 2013-06-05 | 2014-11-20 | 사단법인 전북대학교자동차부품금형기술혁신센터 | 장섬유강화 열가소성 수지 제조장치 |
| KR101701980B1 (ko) * | 2015-12-10 | 2017-02-02 | 한국이엠 주식회사 | 섬유강화 플라스틱용 스크류 압출기 구조체 |
| CN111844623A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-30 | 广东伊之密精密机械股份有限公司 | 用于长玻璃纤维注塑成型的装置 |
| JP2022054566A (ja) * | 2020-09-28 | 2022-04-07 | 株式会社日本製鋼所 | 射出成形装置および射出成形方法 |
| WO2022210790A1 (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 住友重機械工業株式会社 | 材料予熱装置及び、射出成形機 |
-
1993
- 1993-08-17 JP JP5225111A patent/JPH0752185A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5653534A (en) * | 1994-10-12 | 1997-08-05 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Screw apparatus and method for supplying reinforcing fiber-containing molten resin using the apparatus |
| EP0960715A3 (en) * | 1994-10-12 | 1999-12-08 | Sumitomo Chemical Company Limited | Screw apparatus and method for supplying reinforcing fiber-containing molten resin using the apparatus |
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| DE102004051250A1 (de) * | 2004-10-20 | 2006-04-27 | Demag Ergotech Gmbh | Verfahren zum Herstellen von langfaserverstärkten Kunststoffformteilen |
| DE102004051250A8 (de) * | 2004-10-20 | 2006-08-24 | Demag Ergotech Gmbh | Verfahren zum Herstellen von langfaserverstärkten Kunststoffformteilen |
| JP2007007864A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Toshiba Mach Co Ltd | オンラインブレンド射出成形機の可塑化装置 |
| JP2011098498A (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Nanshin Kagaku Kogyo Kk | 樹脂供給装置、射出成形装置、及び樹脂成形品 |
| JP2011098499A (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Nanshin Kagaku Kogyo Kk | 樹脂供給装置、射出成形装置、及び樹脂成形品の製造方法 |
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| JP5142418B1 (ja) * | 2012-03-21 | 2013-02-13 | 株式会社名機製作所 | 射出成形方法および射出成形装置 |
| JP2014091292A (ja) * | 2012-11-06 | 2014-05-19 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 射出成形機、および射出成形方法 |
| KR101462881B1 (ko) * | 2013-06-05 | 2014-11-20 | 사단법인 전북대학교자동차부품금형기술혁신센터 | 장섬유강화 열가소성 수지 제조장치 |
| KR101701980B1 (ko) * | 2015-12-10 | 2017-02-02 | 한국이엠 주식회사 | 섬유강화 플라스틱용 스크류 압출기 구조체 |
| CN111844623A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-30 | 广东伊之密精密机械股份有限公司 | 用于长玻璃纤维注塑成型的装置 |
| JP2022054566A (ja) * | 2020-09-28 | 2022-04-07 | 株式会社日本製鋼所 | 射出成形装置および射出成形方法 |
| WO2022210790A1 (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 住友重機械工業株式会社 | 材料予熱装置及び、射出成形機 |
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