JPH10264221A - 繊維強化樹脂ペレットの可塑化方法及びその可塑化装置 - Google Patents

繊維強化樹脂ペレットの可塑化方法及びその可塑化装置

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JPH10264221A
JPH10264221A JP9073296A JP7329697A JPH10264221A JP H10264221 A JPH10264221 A JP H10264221A JP 9073296 A JP9073296 A JP 9073296A JP 7329697 A JP7329697 A JP 7329697A JP H10264221 A JPH10264221 A JP H10264221A
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JP
Japan
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pellet
plasticizing
fiber
screw
reinforced resin
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JP9073296A
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English (en)
Inventor
Manabu Nomura
学 野村
Shunei Nara
俊英 奈良
Kaoru Wada
薫 和田
Atsushi Sato
佐藤  淳
Takayoshi Tanaka
隆義 田中
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.)
Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/635Eccentrically rotating screws; Screws revolving around an axis other than their central axis

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】繊維強化樹脂ペレットの送り能力を高め、可塑
化時間を短縮すると共に可塑化が安定し、可塑化時の繊
維破断が少ない可塑化方法及び装置を提供する。 【解決手段】(1) L(mm)のペレット長とφ(mm)のペレッ
ト径を有する繊維強化樹脂ペレットを可塑化するにあた
り、ペレット供給部が下記の(a) 及び(b) の関係を満た
す可塑化装置で可塑化することを特徴とする繊維強化樹
脂ペレットの可塑化方法。 (a) d1 ≧ 1.2×φ (b) 3.0×(L+φ)≧ d2+d1 ≧ 1.1
×(L+φ) 上記式において、d1(mm)はシリンダーのアンダーカッ
ト深さを示し、d2(mm)はスクリューの溝深さを示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化樹脂ペレ
ットの可塑化方法及びその可塑化装置に関するものであ
る。さらに詳しくは、特定のペレット供給部を用いた繊
維強化樹脂ペレットの可塑化方法及びその可塑化装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】繊維強化樹脂の強度をより高めるため
に、長繊維化ペレットを活用して、成形品中の繊維を長
く保つ方法等が提案されている。その中で、繊維破断を
できるだけ防止するために、可塑化装置の圧縮比を小さ
くする方法が提案されている。しかし、この方法では、
繊維化ペレットを長くした場合、可塑化装置のペレット
送り能力が低下し、可塑化時間が長くなったり、可塑化
が不安定になり、場合によっては、ペレットの割れが起
こり嵩が大きくなったて、送りが困難になる等の問題が
ある。また、実質的に可塑化時間が長くなり、逆に繊維
破断が進行する場合もある。
【0003】そこで、繊維強化ペレットの送り能力の向
上、可塑化時間の短縮、可塑化の安定化、可塑化時の繊
維破断の低減が課題となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下において、繊維強化樹脂ペレットの送り能力を高
め、可塑化時間を短縮すると共に、可塑化が安定し、実
質的に可塑化時の繊維破断が少ない可塑化方法及び装置
の提供を目的とするものである。
【0005】
【課題を解決しようとする手段】本発明者らは上記課題
につき鋭意検討した結果、繊維強化樹脂ペレットの長さ
・径に対して、ペレット供給部のシリンダー部のアンダ
ーカット形状とスクリュ−溝深さを特定の関係を満たす
ようにすることで上記課題を解決できることを見出し
て、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、
L(mm)のペレット長とφ(mm)のペレット径を有
する繊維強化樹脂ペレットを可塑化するにあたり、ペレ
ット供給部が下記の(a)及び(b) の関係を満たす可塑化
装置で可塑化することを特徴とする繊維強化ペレットの
可塑化方法を提供するものである。 (a) d1 ≧ 1.2×φ (b) 3.0×(L+φ)≧ d2+d1 ≧ 1.1
×(L+φ) 上記式において、d1(mm)はシリンダーのアンダー
カット深さを示し、d2(mm)はスクリューの溝深さ
を示す。好ましい態様として、Lが5〜50mmの範囲
であり、φが1〜6mmの範囲であり、また、可塑化装
置のスクリュ−の外径が40mm以上である上記の繊維
強化樹脂ペレットの可塑化方法を提供するものである。
また、本発明は、ペレット供給部が下記の(a) 及び(b)
の関係を満たすことを特徴とする繊維強化樹脂ペレット
の可塑化装置を提供するものである。 (a) d1 ≧ 1.2×φ (b) 3.0×(L+φ)≧ d2+d1 ≧ 1.1
×(L+φ) 上記式において、d1(mm)はシリンダーのアンダー
カット深さ、d2(mm)はスクリューの溝深さ、L
(mm)はペレット長、φ(mm)はペレット径を示
す。好ましい態様として、スクリュ−の外径が40mm
以上である上記の繊維強化樹脂ペレットの可塑化装置を
提供するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明について、以下に詳細に説
明する。本発明の対象とする繊維強化樹脂ペレットと
は、ガラス繊維、炭素繊維、有機繊維、無機繊維、金属
繊維等の繊維を含有する熱可塑性樹脂組成物からなるペ
レットであり、好ましくは、これらの含有される繊維が
一方向に整列され、かつペレット長さに等しい繊維を含
むものである。
【0007】この繊維が一方向に整列され、かつペレッ
ト長さに等しい繊維を含む繊維強化樹脂ペレットは、繊
維を集束し、それに熱可塑性樹脂を加熱含浸させ、冷却
後、切断することにより得ることができる。繊維には必
要に応じて、熱可塑性樹脂の含浸性を改善する表面処理
を行ったり、収束性を改善するウレタン系又はオレフィ
ン系収束剤を用いてもよい。
【0008】含有される繊維の径は、特に問わないが、
通常、平均繊維径が20μm以下、好ましくは1〜17
μmの範囲にあるものである。上記のペレット長さは、
通常5〜50mm、好ましくは6〜30mmの範囲に、
その径は通常1〜6mm、好ましくは1.5〜4mm範
囲にあるものである。繊維強化樹脂ペレットに含有され
る繊維の量は通常20〜80重量%、好ましくは、30
〜70重量%ものを用いるのがよい。
【0009】また、繊維強化樹脂ペレットは単独で用い
られてもよく、また2種以上を組み合わせて用いてもよ
い。繊維強化樹脂ペレットに用いられる熱可塑性樹脂
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ABS、ポリカー
ボネート、ポリアミド、ポリアセタール等の熱可塑性樹
脂、これらの熱可塑性樹脂にエチレン・α−オレフィン
共重合体エラストマー等のエラストマーを添加したも
の、又は不飽和カルボン酸もしくはその誘導体で変成さ
れた酸変成ポリオレフィン系樹脂を含有する熱可塑性樹
脂(例えば、ポリプロピレン)等が挙げられる。また、
これらの樹脂には、常用される酸化防止剤、中和剤、ス
リップ剤、アンチブロッキング剤、耐電防止剤等を必要
に応じて配合してもよい。
【0010】本発明の繊維強化樹脂ペレットの可塑化方
法は、L(mm)のペレット長とφ(mm)のペレット
径の繊維強化樹脂ペレットを可塑化するにあたり、ペレ
ット供給部が下記の(a) 及び(b) の関係を満たす可塑化
装置で可塑化することを特徴とするものである。 (a) d1 ≧ 1.2×φ (b) 3.0×(L+φ)≧ d2+d1 ≧ 1.1
×(L+φ) 上記のd1(mm)は第1図に示すシリンダーのアンダ
ーカット深さを示し、より正確には、スクリュー中心か
らスクリュー回転方向のシリンダーのアンダーカット部
までの最大長さC(mm)とスクリュー外径D1(m
m)の1/2との差(d1=〔C−(D1/2)〕であ
る。また、d2(mm)はスクリューの溝深さを示し、
スクリュー外径D1(mm)とスクリュー溝部外径D2
(mm)の差の1/2〔d2=(D1−D2)/2〕で
ある。
【0011】d1が1.2×φ未満では、噛み込みが悪
くなり、可塑化時間が長くなるばかりか、長いペレット
は可塑化できなくなる場合がある。d2+d1が3.0
×(L+φ)を超えると、トルクがかかり過ぎて、スク
リュー強度が不足する場合があると共に、圧縮が大きく
なり、繊維破断が大きくなる。一方、d2+d1が1.
1×(L+φ)未満では、噛み込みが悪くなり、可塑化
時間が長くなるばかりか、長いペレットが可塑化できな
くなる場合がある。また、可塑化時間が長くなること
で、繊維破断が大きくなる場合がある。
【0012】本発明の繊維強化樹脂ペレットの可塑化方
法の内、好ましい態様としては、Lが5〜50mmの範
囲であり、φが1〜6mmの範囲であるペレットにおい
て、可塑化装置のスクリュ−の外径が40mm以上であ
る上記の繊維強化樹脂ペレットの可塑化方法を提供する
ものである。より好ましい態様としては、スクリュ−の
外径が60mm以上である可塑化方法である。スクリュ
ー外径が40mm以上となると噛み込みがよくなり、繊
維破断が進まない傾向がある。
【0013】本発明の繊維強化樹脂ペレットの可塑化装
置は、射出成形機の可塑化装置、単軸の押出成形機等の
可塑化装置を対象とするもので、好ましくは射出成形機
の可塑化装置を対象とする。この装置は、下記の(a) 及
び(b) の関係を満たすようなペレット供給部のシリンダ
ー形状及びスクリュー形状としたことを特徴とするもの
である。 (a) d1 ≧ 1.2×φ (b) 3.0×(L+φ)≧ d2+d1 ≧ 1.1
×(L+φ) 上記式において、d1(mm)はシリンダーのアンダー
カット深さ、d2(mm)はスクリューの溝深さ、L
(mm)はペレット長、φ(mm)はペレット径を示
す。この装置において、上記の(a) 及び(b) とする必要
があるのは、可塑化方法における理由と同様である。こ
のシリンダー部のアンダーカットは、第1図に示すよう
に可塑化装置のペレットを供給するホッパー部に対し
て、少なくともスクリューの回転方向に設けるものであ
り、ホッパー部を0度とすると、約90度までは最大カ
ットとするのがよい。以上で説明したように上記の(a)
及び(b) の条件を満足するようにスクリュー形状の選択
とシリンダーアンダーカット深さの選択は必要である
が、シリンダー部をアンダーカットとするという簡単な
加工で繊維強化樹脂ペレットの送り能力を高め、可塑化
時間を短縮できる。また、可塑化が安定し、実質的に可
塑化時の繊維破断が少なくなるという極めて大きな効果
が得られる。特に、長繊維強化樹脂ペレットにおいて、
これらの効果が顕著である。
【0014】
【実施例】以下に、実施例及び比較例に基づいて本発明
をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例
に限定されるものではない。 〔実施例1〕一方向に配列されたガラス繊維(以下、G
F)を40重量%含有する繊維強化ポリプロピレン系樹
脂ペレット(ペレット長16mm、ペレット径3mm)
をスクリュー外径(D1)=62mm、スクリュー溝深
さ(d2)=14mm、シリンダーアンダーカット深さ
(d1)=30mmである形状を有する可塑化装置を備
えた射出成形機を用いて、設定温度250℃、回転数5
0rpm、ストローク200mmで可塑化を行った。可
塑化時間(所定のストロークとなるまでの所要時間)
は、12秒であった。また、パージ品中の繊維の重量平
均繊維長は、6.3mmと充分長いものであった。
【0015】〔実施例2〕一方向に配列されたGFを6
0重量%含有する繊維強化ポリプリピレン系樹脂ペレッ
ト(ペレット長12mm、ペレット径2.5mm)をス
クリュー外径(D1)=42mm、スクリュー溝深さ
(d2)=9mm、シリンダーアンダーカット深さ(d
1)=10mmである形状を有する可塑化装置を備えた
射出成形機を用いて、設定温度220℃、回転数50r
pm、ストローク120mmで可塑化を行った。可塑化
時間は、10秒であった。また、パージ品中の繊維の重
量平均繊維長は、4.9mmと充分長いものであった。
【0016】〔実施例3〕一方向に配列されたGFを3
0重量%含有する繊維強化ポリプリピレン系樹脂ペレッ
ト(ペレット長20mm、ペレット径4mm)をスクリ
ュー外径(D1)=105mm、スクリュー溝深さ(d
2)=15mm、シリンダーアンダーカット深さ(d
1)=50mmである形状を有する可塑化装置を備えた
射出成形機を用いて、設定温度250℃、回転数50r
pm、ストローク200mmで可塑化を行った。可塑化
時間は、18秒であった。また、パージ品中の繊維の重
量平均繊維長は、8.1mmと充分長いものであった。
【0017】〔比較例1〕実施例1において、d1=2
mmとした以外は同様にして行った。可塑化時間は、1
34秒であった。また、パージ品中の繊維の重量平均繊
維長は、1.1mmと破断が進んでいた。 〔比較例2〕実施例1において、d2=10mm、d1
=4mmとした以外は同様にして行った。可塑化時間
は、72秒であった。また、パージ品中の繊維の重量平
均繊維長は、1.7mmと破断が進んでいた。
【0018】〔比較例3〕実施例2において、d2=1
5mm、d1=40mmとした以外は同様にして行っ
た。可塑化時間は、8秒であった。しかし、必要となる
トルクが極めて高く、スクリュー強度の許容値を越える
ので、連続成形は実質的に不可能である。また、パージ
品中の繊維の重量平均繊維長は、0.8mmと破断が進
んでいた。
【0019】〔比較例4〕実施例3において、d2=1
1mm、d1=0mmとした以外は同様にして行った。
可塑化時間を5分としても可塑化できなかった。
【0020】
【発明の効果】本発明により、繊維強化樹脂ペレットの
送り能力を高め、可塑化時間を短縮すると共に、可塑化
が安定し、実質的に可塑化時の繊維破断が少ない可塑化
方法及び装置の提供ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1図は、本発明の可塑化装置のシリンダー−
アンダーカット部の形状の概要図であり、図(b)は図
(a)におけるX−X’断面を示す。
【符号の説明】
C :スクリュー中心からスクリュー回転方向のシリン
ダーのアンダーカット部までの最大長さ D1:スクリュ−の外径 D2:スクリュ−の溝部外径

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 L(mm)のペレット長とφ(mm)の
    ペレット径を有する繊維強化樹脂ペレットを可塑化する
    にあたり、ペレット供給部が下記の(a) 及び(b) の関係
    を満たす可塑化装置で可塑化することを特徴とする繊維
    強化樹脂ペレットの可塑化方法。 (a) d1 ≧ 1.2×φ (b) 3.0×(L+φ)≧ d2+d1 ≧ 1.1
    ×(L+φ) 上記式において、d1(mm)はシリンダーのアンダー
    カット深さを示し、d2(mm)はスクリューの溝深さ
    を示す。
  2. 【請求項2】 Lが5〜50mmの範囲であり、φが1
    〜6mmの範囲であり、また、可塑化装置のスクリュ−
    の外径が40mm以上である請求項1に記載の繊維強化
    樹脂ペレットの可塑化方法。
  3. 【請求項3】 ペレット供給部が下記の(a) 及び(b) の
    関係を満たすことを特徴とする繊維強化樹脂ペレットの
    可塑化装置。 (a) d1 ≧ 1.2×φ (b) 3.0×(L+φ)≧ d2+d1 ≧ 1.1
    ×(L+φ) 上記式において、d1(mm)はシリンダーのアンダー
    カット深さ、d2(mm)はスクリューの溝深さ、L
    (mm)はペレット長、φ(mm)はペレット径を示
    す。
  4. 【請求項4】 可塑化装置のスクリュ−の外径が40m
    m以上である請求項3に記載の繊維強化樹脂ペレットの
    可塑化装置。
JP9073296A 1997-03-26 1997-03-26 繊維強化樹脂ペレットの可塑化方法及びその可塑化装置 Pending JPH10264221A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10007273B4 (de) * 1999-02-17 2005-08-18 Koito Mfg. Co., Ltd. Automatische Fahrzeugscheinwerfer-Justiervorrichtung
JP2012148443A (ja) * 2011-01-18 2012-08-09 Toyota Motor Corp リブ付き構造の繊維強化樹脂材とその製造方法
JP2014069319A (ja) * 2012-09-27 2014-04-21 Canon Electronics Inc 材料供給装置及び射出成形装置

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