CN101918185B - 树脂模制设备 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种能防止包含在纤维加强树脂合成物中的纤维填料损坏并在造粒过程后保持其改善的机械强度属性的树脂模制设备。所述树脂模制设备的特征在于，所述树脂馈送部分区域内所述螺杆轴外圆周面与相关螺纹齿末端部分之间的距离，和所述计量部分区域内所述螺杆轴外圆周面与相关螺纹齿末端部分之间的距离的比率介于1.2到1.95之间。

Description

树脂模制设备

技术领域

本发明涉及树脂模制设备，所述设备包括螺杆；其中接收螺杆的圆筒；设置在所述圆筒尾部的入口；和设置在所述圆筒头部的出口。

背景技术

热塑性树脂基合成物一般例如借助注射模制技术以模制材料颗粒模制成具有期望形状的模制产品。在这一点上，残余材料诸如线轴(spool)、浇口等与模制产品制造在一起。这些残余材料被从最终模制产品分开，并进一步研磨和挤压模制，从而生产再循环树脂颗粒。因此得到的再循环树脂颗粒以一定的量与其他原始树脂颗粒混合，并进一步进行注射模制。术语“热塑性树脂基合成物”和“树脂合成物”在文中可以互换使用。

在所述挤压模制过程中一般用到的示例树脂模制设备传统上包括：螺杆，所述螺杆包括螺杆轴和从所述螺杆轴外圆周面延伸的多个螺纹齿；在其中接收所述螺杆的圆筒；配置成将树脂合成物供应到所述圆筒内侧并设置在所述圆筒尾部的入口；配置成将在所述圆筒内侧熔化并揉捏的树脂合成物排出并设置在所述圆筒头部的出口，和配置成向所述圆筒内侧提供热能的加热器。

日本专利申请公开文件No.2002-234063公开了一种传统树脂模制设备。在上述树脂模制设备中，螺杆由下述部分构成：靠近圆筒入口设置且具有外径基本上不变的轴的树脂馈送部分；与所述树脂馈送部分连通并具有渐缩轴的挤压部分，所述渐缩轴的外径从其一端到靠近所述树脂馈送部分的另一端逐渐减小；和靠近所述圆筒的出口设置并与所述挤压部分连通且具有外径基本不变的轴的计量部分。所述树脂馈送部分区域内所述轴的外圆周面与所述螺纹齿的末端部分之间的距离(D1)制作地大于所述计量部分区域内所述轴的外圆周面与所述螺纹齿的末端部分之间的距离(D3)。D1与D3的比率例如是从2.4到3.2。

在使用前述传统树脂模制设备时，残余材料一般经由入口供应到圆筒中。此后，在残余残料在圆筒中从入口到出口运动过程中，残余材料会承受螺杆施加的剪切力并被加热器加热。因此，残余材料在圆筒中完全熔化并被揉捏。熔化的树脂经由出口排出并模制成线性形状，然后切割成树脂颗粒。如此形成的再循环树脂颗粒一般可以用在下一次或以后的模制过程中。

同时，在一些情况下，前述树脂合成物一般由以热塑性树脂构成的基体树脂成分和诸如玻璃纤维和碳丝的纤维填料成分构成。为了区分包括诸如纤维填料成分的树脂合成物和上述热塑性树脂基树脂合成物，上述包括所述纤维填料成分的树脂合成物在文中称为纤维加强树脂合成物。纤维填料成分一般用来改善基体树脂的机械属性。

但是，在利用日本专利申请公开No.2002-234063中公开的树脂模制设备以纤维加强树脂合成物制备再循环树脂颗粒时，存在的问题是纤维填料容易因施加到残余材料上的剪切力过大而损坏。在包含损坏的纤维填料的再循环颗粒进一步与原始树脂颗粒一起经历注射模制过程时，生产的最终模制产品机械强度属性将变差。换句话说，纤维加强树脂合成物的残余材料几乎不能再循环利用。

为了克服先前提出的问题，提供了一种能防止包含纤维填料的残余残料发生损坏并保持纤维加强树脂合成物机械强度属性较高的树脂模制设备。

发明内容

为了实现上述目标，提供了一种树脂模制设备，包括：具有螺杆轴和从所述螺杆轴外圆周面延伸的多个螺纹齿的螺杆；其中接收所述螺杆的圆筒；设置在圆筒尾部部分并配置成将纤维加强树脂合成物供应到圆筒内的入口，所述纤维加强树脂合成物包括基体树脂和纤维填料；和设置在所述圆筒头部并配置成通过其排出所述纤维加强树脂合成物的出口，所述纤维加强树脂合成物在所述圆筒内熔化并被揉捏，其中(a)所述螺杆包括靠近所述入口设置的树脂馈送部分、与所述树脂馈送部分连通的挤压部分和与所述挤压部分连通的计量部分；(b)所述螺杆轴的外径在所述树脂馈送部分的整个长度上保持不变，在所述挤压部分的整个长度上向着所述计量部分逐渐增大，并在所述计量部分的整个长度上保持不变；和(c)所述树脂馈送部分区域内所述螺杆轴外圆周面与相关螺纹齿末端部分之间的距离，和所述计量部分区域内所述螺杆轴外圆周面与相关螺纹齿末端部分之间的距离的比率是从1.2到1.95，从而减小施加在纤维加强树脂合成物上的剪切力的水平，并且防止纤维填料被损坏。

优选，所述树脂馈送部分和所述挤压部分可以制作地比所述计量部分更长。

优选，所述挤压部分的长度与所述计量部分的长度的比率可以介于2到4之间。

优选，所述树脂馈送部分的长度与所述计量部分的长度的比率可以介于1.33到5之间。

优选，前述树脂模制设备可以进一步包括用来向所述圆筒内的所述树脂馈送部分区域提供热能的加热器，所述加热器保持在低于所述基体树脂熔点的25℃到所述熔点温度之间的温度。

附图说明

图1是符合本发明的树脂模制设备一种优选实施方式的示意图；

图2是图1所示螺杆的放大侧视图；

图3是示出D1与D3之间比率与包括在再循环颗粒中的玻璃纤维长度之间关系的曲线。更详细地说，D1定义为所述树脂馈送部分区域内所述螺杆轴外圆周面与所述螺纹齿末端部分之间的距离，而D3定义为所述计量部分区域内所述螺杆轴外圆周面与所述螺纹齿末端部分之间的距离；

图4是示出L2与L3的比率和熔化的纤维加强树脂合成物占所用纤维加强树脂合成物总量(100％)的比例(％)之间关系的曲线。更详细地说，L2定义为所述挤压部分的长度，而L3定义为所述计量部分的长度；

图5是示出L1与L3之间的比率和被预热的纤维加强树脂合成物温度之间关系的曲线。更详细地说，L1定义为所述树脂馈送部分的长度，而L3定义为所述计量部分的长度；

图6是示出用来向所述树脂馈送部分提供热能的加热器温度与被预热的纤维加强树脂合成物温度之间关系的曲线。

具体实施方式

参照图1至6，非常详细地示出了本发明的一种优选实施方式。符合本发明优选实施方式的树脂模制设备1用于再循环残余材料，诸如一般作为纤维加强树脂合成物注射模制过程中的副产品的线轴和浇口。具体来说，树脂模制设备1用于制备纤维加强树脂合成物的再循环颗粒。树脂模制设备1包括螺杆2、圆筒3、入口4、出口5、螺杆促动构件(未示出)和加热器7。纤维加强树脂合成物一般由基体树脂和纤维填料构成。

螺杆2总体柱状成形。螺杆一般由耐磨性高的金属材料形成，目的是减少因使用纤维填料造成的磨损。如图2所示，螺杆2外径在其总体长度上基本上保持不变，在这种情况下，螺杆2外径制作成螺纹齿22轴心和末端部分22a之间距离的两倍。在优选实施方式中，螺杆2长度与螺杆2外径之比是从25到30。这是因为纤维加强树脂合成物优选承受水平相对较低的剪切力。螺杆2由螺杆轴21、螺纹齿22和凹槽23构成。

螺杆轴21一般为柱状。螺纹齿22从螺杆轴21外圆周面21a延伸。螺纹齿22在螺杆轴21总体长度上螺旋成形。凹槽23由螺杆轴21的外圆周面21a与螺纹齿22的外表面限定。所述螺纹齿彼此隔开，并且大致垂直于螺杆轴21的外圆周面21a延伸。凹槽23具有大致U形横截面。凹槽23形成于螺旋成形的螺纹齿22之间，并且也螺旋形成的螺杆2的外圆周面上，类似于螺纹齿22。纤维加强树脂合成物沿着凹槽23从入口4向出口5移动。

此外，图中示出螺杆2包括树脂馈送部分24，所述树脂馈送部分靠近入口4设置；与树脂馈送部分24连通的挤压部分25；和靠近出口5设置并与挤压部分25连通的计量部分26。换句话说，虽然螺杆2沿着其纵向分成所述3个部分(即，树脂馈送部分24、挤压部分25和计量部分26)，但是基本上指定这3个部分是为了例述螺杆2。树脂馈送部分24、挤压部分25和计量部分26沿着螺杆2的纵向依次布置。

树脂馈送部分24向挤压部分25移动从入口4供应到圆筒4中的纤维加强树脂合成物。在纤维加强树脂合成物的这种移动过程中，纤维加强树脂合成物借助加热器7预热。树脂馈送部分24的螺杆轴21外径在其全部长度上均匀成形。树脂馈送部分24的长度L1大于计量部分26的长度L3。L1与L3之比大致是从1.33到5。如果该比率小于下限值1.33，则纤维加强树脂合成物无法充分预热。相反，如果该比率大于上限值5，则无法保证计量部分26具有足够的长度。

挤压部分25配置成借助挤压部分25和圆筒3内表面之间产生的剪切力以及纤维加强树脂合成物向计量部分26运动过程中由加热器7产生的热能，将从树脂馈送部分24输送来的纤维加强树脂合成物熔化并让所述纤维加强树脂合成物从中通过。挤压部分25的螺杆轴21具有随着其接近计量部分26而逐渐增大的外径。换句话说，在挤压部分25区域中，螺杆轴的外径在与树脂馈送部分24交界处具有最小值，且在与计量部分26交界处具有最大值。挤压部分25的长度L2大于计量部分26的长度L3。L2与L3之比大致是从2到4。如果该比率小于下限值2，则纤维加强树脂合成物无法完全熔化。相反，如果该比率大于上限值4，则无法保证计量部分26具有足够的长度。

计量部分26配置成在预定的时间周期内，将一定量的纤维加强树脂合成物向出口5移动。在计量部分26中，螺杆轴21的外径设计成沿着其纵向基本上保持不变，并且大于树脂馈送部分24区域内的螺杆轴21外径。根据这种配置，D1定义为树脂馈送部分24区域内螺杆轴21外圆周面21a与螺纹齿22末端部分22a之间的距离，而D3定义为计量部分26区域内螺杆轴21外圆周面21a与螺纹齿22末端部分22a之间的距离。在本发明优选实施方式中，D1与D3之比大致是从1.2到1.95。因此，较之传统树脂模制设备来说，螺杆2的压缩比可以设置为较低值，在这种情况下，根据JIS B8650，文中所用术语压缩比定义为树脂馈送部分24区域内凹槽23的空间体积与计量部分26区域内凹槽23的空间体积之间的比率。如果该比率小于下限值1.2，则纤维加强树脂合成物因剪切力相应较小而无法充分熔化。相反，如果该比率大于上限值1.95，则纤维填料容易因剪切力相应较大而损坏。

如上所述，由于计量部分26制作地比传统树脂模制设备的计量部分更短，所以存在这样的可能性，即期望量的熔化纤维加强树脂合成物无法在期望时间周期内向出口5移动，导致成形不完整的最终产品。此外，由于压缩比较之传统设备更小，所以纤维加强树脂合成物无法充分熔化和揉捏。但是，即使发生前述现象，(由于使用了与适合胶溶作用的挤压模制机对应的树脂模制设备1)，也不需要有关模制产品形状的精确或刚性标准。换句话说，唯一重要的是纤维加强树脂合成物完全熔化。

如图1所示，圆筒3柱状成形，并且配置成在其中接收螺杆2。圆筒3由耐磨性高的金属材料形成。这是因为可以避免或减少因使用纤维填料而导致的任何摩擦。圆筒3内径一般恒定成形，并且较之螺杆2外径略大。

入口4形成与圆筒3内侧连通。入口4形成在圆筒3的尾部部分3a中。纤维加强树脂合成物经由入口4供应到所述圆筒。入口4设置有与其垂直或从其垂直延伸的料斗41。料斗41一般形成漏斗形。通过研磨前述残余材料而获得的纤维加强树脂合成物存放在料斗41内，并且依次供应到入口4。

出口5是与圆筒3内侧连通的开口。出口5形成在圆筒3的末端部分3b中。纤维加强树脂合成物在圆筒3中充分熔化并揉捏，然后经由出口5从圆筒3排出。出口5还设置有破碎板51和冲模54。

破碎板51一般以金属材料形成，并形成平面状。破碎板51沿着其厚度设置多个通孔。导线编织的滤网填塞件53接合到破碎板51。在螺杆2的计量部分26中熔化的纤维加强树脂合成物经由设置在破碎板51上的通孔过滤并经过滤网填塞件53，然后向冲模54挤压。

上述破碎板51和滤网填塞件53配置成从熔化的纤维加强树脂合成物中去除杂质，并且还用于通过升高圆筒3内的背压来控制纤维加强树脂合成物流动，产生完全熔化的纤维加强树脂合成物。因此，即使使用压缩比相对较低的螺杆2(换句话说，施加相对较小的剪切力)，螺杆2也能可靠且完全地熔化纤维加强树脂合成物。

冲模54由金属材料制成，例如柱状成形。经过破碎板51和滤网填塞件53的熔化的纤维加强树脂合成物借助冲模54而模制成预定形状。

螺杆促动构件例如包括马达。螺杆促动构件配置成围绕螺杆2轴心旋转承载(journal)接收在圆筒3内的螺杆2，并且还配置成围绕螺杆2轴心旋转促动或驱动螺杆2。

加热器7一般嵌入圆筒3外壁中，如图1所示。加热器7可以制作成板条形。加热器7可以是布置成带状的多个加热器。加热器7配置成为圆筒3提供能量，从而熔化接收在圆筒3内的纤维加强树脂合成物。多个加热器7可以沿着圆筒3纵向依次布置。

加热器7设置有用于为圆筒3内的螺杆2的树脂馈送部分24区域提供热能的加热器71；为挤压部分25区域提供热能的加热器72；和为计量部分26区域提供热能的加热器73；和为破碎板51和冲模54区域提供热能的加热器74。加热器7可以分别向树脂模制设备1的不同区域提供不同程度的热能。为树脂馈送部分24区域提供热能的加热器71保持在低于或等于本发明所用基体树脂熔点的温度，并且还保持在高于或等于基体树脂熔点温度以下25℃的温度(即，熔点-25℃)，从而仅对纤维加强树脂合成物进行预热而不会明显熔化该树脂合成物。此外，加热器72、73、74分别设置在高于基体树脂熔点的温度。例如，在熔点大约为225℃的聚对苯二甲酸乙二醇酯用作基体树脂时，加热器71可以设置在从大约200℃到大约225℃的温度，并且加热器72、73和74分别设置在高于大约225℃的温度。

纤维加强树脂合成物一般由基体树脂和纤维填料构成，在优选实施方式中，不饱和聚酯树脂可以用作基体树脂。作为所述不饱和聚酯树脂，可以采用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸环己二酯等等，除了上述不饱和聚酯树脂之外，基体树脂还包括环氧树脂、聚酰胺树脂、酚醛树脂等等。此外，由于基体树脂并不限于上述树脂，所以除了上述树脂之外不与本发明目标矛盾的其他树脂也可以作为实施本发明的基体树脂。

所述纤维填料包括例如玻璃纤维、碳丝、芳纶纤维等等。纤维填料一般添加到基体树脂中，从而加强或改善基体树脂的机械强度属性。如果使用硬度相对较大的纤维填料，则在纤维加强树脂合成物承受相对较大的剪切力从而在圆筒3内形成完全熔化的纤维加强的树脂合成物的时间周期内，纤维填料容易损坏。在这种情况下，无法保持对纤维加强树脂合成物机械强度属性的改善。纤维填料从不限于以上作为优选实施方式提出的材料，除了上述材料之外的其他不与本发明目标矛盾的纤维填料显然可以作为实施本发明时的纤维填料。

在优选实施方式中，作为符合本发明的纤维加强树脂合成物，可以采用例如Toray Industries，Inc.提供的Toraycon 1010-G30(商标)，这种材料在作为基体材料的聚对苯二甲酸丁二酯中包括30％的玻璃纤维作为纤维填料。前述纤维加强树脂合成物首先生产成颗粒状。但是，所述纤维加强树脂合成物并不限于上述树脂合成物，除了前述树脂合成物之外的纤维加强树脂合成物显然可以用作符合本发明的纤维加强树脂合成物，只要其不与本申请的目标相矛盾。

在利用前述树脂模制设备1模制纤维加强树脂合成物时，如前所述的残余材料馈送到料斗41中，然后经由入口4被运输到圆筒3中。纤维加强树脂合成物馈送到设置在螺杆2的树脂馈送部分24区域内的凹槽23中。然后，随着螺杆转动，纤维加强树脂合成物被运输到设置在螺杆2的挤压部分25区域内的凹槽23，然后运输到设置在螺杆2的计量部分26区域内的凹槽23中。

在树脂馈送部分24，纤维加强树脂合成物被加热器71充分预热，加热器设置在等于或低于所用基体树脂熔点的温度。加热器71的预定温度范围保证纤维加强树脂合成物不会在该步骤中熔化。接着，在挤压部分25的区域内，纤维加强树脂合成物借助设置在高于所用基体树脂熔点的温度的加热器72所提供的热能并通过较之传统设备较小的剪切力水平而熔化。

接下来，熔化的纤维加强树脂合成物经过计量部分26，计量部分较之树脂馈送部分24和挤压部分25长度较短，并且熔化的纤维加强树脂合成物依次被运输到破碎板51然后到达滤网填塞件53和冲模54。纤维加强树脂合成物在经过冲模54之后冷却并硬化。冷却之后，纤维加强树脂合成物模制成线性形状，切割，然后再一次进行造粒。换句话说，纤维加强树脂合成物最终生产为再循环颗粒。

根据本发明的优选实施方式，图中示出螺杆2包括靠近入口4设置的树脂馈送部分24；与树脂馈送部分连通的挤压部分25；和靠近出口5设置并与挤压部分25连通的计量部分26。相对于外径而言，树脂馈送部分24和计量部分26设计成沿着各自纵向保持恒定，而挤压部分25设计成向着计量部分26逐渐增大。换句话说，螺杆2的挤压部分25具有渐缩形状，其外径从靠近计量部分26的一段向靠近挤压部分24的另一端逐渐减小。在这种配置中，D1定义为树脂馈送部分24区域内螺杆轴21的外圆周面21a与螺纹齿22的末端部分22a之间的距离，而D3定义为计量部分26区域内螺杆轴21的外圆周面21a与螺纹齿22的末端部分22a之间的距离。在优选实施方式中，D1与D3之比大致是从1.2到1.95。因此，相对较低水平的剪切力施加到纤维增强树脂合成物，并因此防止纤维填料损坏。因此，纤维增强树脂合成物在其造粒过程之前和之后，可以展现出改善的机械强度属性。

由于树脂馈送部分24和挤压部分25各自都设计成其长度大于计量部分26的总长度，所以允许纤维增强树脂合成物在树脂馈送部分24区域内充分预热，然后借助加热器提供的热能在挤压区域25内完全熔化。此外，由于计量部分26设计地较短，所以熔化的纤维增强树脂合成物在计量部分26区域承受较小的剪切力。

挤压部分25大致长度为L2，L2大于计量部分26的长度L3。L2与L3之比大致是从2到4。根据这种配置，纤维加强树脂合成物可以借助加热器提供的热能在挤压部分25区域内充分熔化。此外，由于计量部分26形成地较短，所以熔化的纤维增强树脂合成物在计量部分26区域承受较小的剪切力。

树脂馈送部分24一般长度为L1，L1大于计量部分26的长度L3。L1与L3之比大致是从1.33到5。根据这种配置，纤维加强树脂合成物可以在树脂馈送部分24区域充分预热。此外，由于计量部分26制作地较短，所以熔化的纤维增强树脂合成物在计量部分26区域承受较小的剪切力。

用于提供热能的加热器7设置在圆筒3内侧。用于向树脂馈送部分24区域提供热能的加热器71设计成保持在所用基体树脂熔点以下-25℃(即，熔点-25℃)到相同基体树脂熔点的温度。根据这种配置，允许纤维增强树脂合成物在树脂馈送部分24区域充分预热，而不会明显熔化。因此，纤维增强树脂合成物在计量部分26区域承受较小的剪切力。

本发明的发明人制作了上述树脂模制设备1，并且进行了以下若干实验来测试并评估该设备。

示例

示例1

准备了若干螺杆2，以便它们各自的D1与D3之比彼此不同。如前所述，D1定义为树脂馈送部分24区域内螺杆轴21外圆周面21a与螺纹齿22末端部分22a之间的距离，而D3定义为计量部分26区域内螺杆轴21外圆周面21a与螺纹齿22末端部分22a之间的距离。通过使用各自装备有D1/D3比率不同的螺杆2的树脂模制设备1，纤维增强树脂合成物的残余材料进行造粒。换句话说，再循环颗粒以纤维增强树脂合成物残余材料借助符合本发明的树脂模制设备1来制备。仅把如此形成的再循环颗粒的基体树脂成分溶解在专用溶剂中，以便仅收集包括在再循环颗粒中的玻璃纤维。在收集的玻璃纤维上进行显微分析，在这种显微分析中，测量到了玻璃纤维的完整长度。

制备螺杆2，以便它们的D1与D3比率设置成分别不同的4个值：1.5、1.8、3.0和3.8。所有的螺杆2都设计成具有20mm的外径，L/D值为25，L1值(即，树脂馈送部分24的长度)为200mm，L2值(即，挤压部分25的长度)为240mm，L3值(即，计量部分26的长度)为80mm，并且转速为150rpm。

本例中所用的树脂模制设备1是Toyo Seiki Seisaku-sho，Ltd.提供的D2025型。加热器71、72、73和74分别设置在200、250、260和270℃的温度。此外，Toray Industries，Inc.提供的Toraycon 1010-G30(商标)用作符合本发明的纤维增强树脂合成物。

示例1的结果在图3中列示。图3中的数值分别为5个样本的平均值。更具体地说，在图3中，横轴表示D1与D3的比率，而纵轴表示包括在再循环颗粒中的玻璃纤维长度(μm)。参照图3，在D1与D3的比率为1.5时，玻璃纤维长度为399μm，这意味着包含在再循环颗粒中的玻璃纤维长度基本上等于包含在原始树脂颗粒中的玻璃纤维长度(大约413μm)。在D1与D3比率为1.8时，包含在再循环颗粒中的玻璃纤维长度为330μm，这意味着包含在再循环颗粒中的玻璃纤维长度对应于原始树脂颗粒中的长度的约80％。而且，在D1与D3比率小于1.2时，纤维增强树脂合成物无法充分熔化，因此被认为不适合进行进一步的挤压模制。相反，在D1与D3比率大于1.95时，超过25％的玻璃纤维损坏。因此，如果D1与D3比率是从1.2到1.95，则可以保护玻璃纤维不会发生这种损坏或断裂。

示例2

制备若干螺杆2，以便螺杆2的L2与L3比率分别设置为不同值。如前所述，L2是挤压部分25的长度，而L3是计量部分26的长度。借助装备有上述螺杆2的树脂模制设备1，对纤维加强树脂合成物残余材料进行造粒。换句话说，再循环颗粒由纤维加强树脂合成物残余材料制备。在造粒过程中，在挤压部分25区域内测量熔化纤维加强树脂合成物占所用纤维加强树脂合成物总量(100％)的比例(％)。

每个螺杆2制备成使得D1与D3比率为1.8。如前所述，D1定义为树脂馈送部分24区域内螺杆轴21外圆周面21a与螺纹齿22末端部分22a之间的距离，而D3定义为计量部分26区域内螺杆轴21外圆周面21a与螺纹齿22末端部分22a之间的距离。示例2以类似于示例1的方式实施，除了树脂馈送部分24的长度L1、挤压部分25的长度L2以及计量部分26的长度L3以及L2与L3的比率之外。具体来说，分别为，一个是L1、L2、L3和L2/L3的值设定为200mm、200mm、120mm和1.7，而另一个是L1、L2、L3和L2/L3的值设定为200mm、240mm、80mm和3，还有一个是L1、L2、L3和L2/L3的值设定为200mm、260mm、60mm和4.3。换句话说，如上所述制备了3条不同螺杆2。

示例2的结果在图4中列示。图4中的数值分别为5个样本的平均值。在图4中，横轴表示L2与L3的比率，而纵轴表示熔化的纤维加强树脂合成物占所用纤维加强树脂合成物总量(100％)的比例(％)。参照图4，如果所述比率是从2到4，则纤维加强树脂合成物熔化量大于等于大约98％，这意味着纤维加强树脂合成物充分熔化。

示例3

制备螺杆2，以便它们的树脂馈送部分24的长度L1与计量部分26的长度L3的比率彼此不同。使用分别装备有所述不同螺杆2的树脂模制设备1，对纤维加强树脂合成物的残余材料进行造粒。换句话说，再循环颗粒由纤维加强树脂合成物的残余材料制备。在造粒过程中，测量在树脂馈送部分24区域内被预热的纤维加强树脂合成物的温度。

制备螺杆2，以使D1与D3比率为1.8。如前所述，D1定义为树脂馈送部分24区域内螺杆轴21外圆周面21a与螺纹齿22末端部分22a之间的距离，而D3定义为计量部分26区域内螺杆轴21外圆周面21a与螺纹齿22末端部分22a之间的距离。示例3以类似于示例1的方式实施，除了树脂馈送部分24的长度L1、挤压部分25的长度L2以及计量部分26的长度L3以及L1与L3的比率之外。具体来说，分别为，一个是L1、L2、L3和L1/L3的值设定为240mm、200mm、80mm和3，而另一个是L1、L2、L3和L1/L3的值设定为180mm、200mm、140mm和1.29，还有一个是L1、L2、L3和L1/L3的值设定为170mm、200mm、150mm和1.13。换句话说，如上所述制备了3条不同螺杆2。

示例3的结果在图5中列示。图5中的数值分别为5个样本的平均值。在图5中，横轴表示L1与L3的比率，而纵轴表示纤维加强树脂合成物的温度。参照图5，如果所述比率(L1/L3)小于1.33，则纤维加强树脂合成物不能充分预热。如果所述比率介于1.33到5之间，则纤维加强树脂合成物的温度从大约198℃到大约200℃，这意味着纤维加强树脂合成物充分预热。

示例4

通过改变加热器71的温度而从纤维加强树脂合成物残余材料制备再循环颗粒，所述加热器71配置成向圆筒3内的树脂馈送部分24区域提供热能。在造粒过程中，测量在树脂馈送部分24的区域内被预热的纤维加强树脂合成物的温度。

此外，加热器71的温度分别设定为200℃、230℃和260℃。螺杆2制备成让D1与D3比率为1.8。如前所述，D1定义为树脂馈送部分24区域内螺杆轴21外圆周面21a与螺纹齿22末端部分22a之间的距离，而D3定义为计量部分26区域内螺杆轴21外圆周面21a与螺纹齿22末端部分22a之间的距离。除了上述设置之外，示例4与示例1采用类似方式实施。

示例4的结果在图6中列示。图6中的数值分别为5个样本的平均值。在图6中，横轴表示加热器71的温度，而纵轴表示纤维加强树脂合成物的温度。参照图6，如果加热器71温度设定为200℃，则纤维加强树脂合成物的温度大约为195℃。此外，如果加热器71的温度设定为225℃，则纤维加强树脂合成物的温度大约为220℃。图6示出了温度低于200℃的加热器71无法充分预热纤维加强树脂合成物，而温度高于225℃的加热器71将使得纤维加强树脂合成物熔化。因此，温度从大约200℃到大约225℃的加热器71可以充分预热纤维加强树脂合成物而不会使相同的树脂合成物熔化。

在以上示例中，树脂模制设备1装备有一条螺杆2。同时，在实施本发明时，可以采用装备有多条螺杆2的树脂模制设备1。在这种情况下，多条螺杆2具有彼此平行的轴。或者，多条螺杆2可以使其轴相互倾斜。

因此，虽然已经在文中针对若干实施方式描述了本发明，但是前述公开内容的目的并不是或者不应该理解为限制本发明或者排除任何其他实施方式、布置、变体或改动和等同布置。相反，本发明仅由附带的权利要求书及其等同物来限定。

工业实用性

根据本发明的一个方面，(a)所述螺杆包括靠近所述入口设置的树脂馈送部分、与所述树脂馈送部分连通的挤压部分和与所述挤压部分连通的计量部分；(b)设置在所述螺杆内的所述螺杆轴外径在所述树脂馈送部分区域内保持不变，在所述挤压部分区域内向着所述计量部分逐渐减小，并在所述计量部分区域内保持不变；和(c)所述树脂馈送部分区域内所述螺杆轴外圆周面与所述螺纹齿末端部分之间的距离，和所述计量部分区域内所述螺杆轴外圆周面与所述螺纹齿末端部分之间的距离之间的比率值设定为从1.2到1.95。因此，具有优势的是，相对较小的剪切力施加在纤维加强树脂合成物上，因此防止了包含在纤维加强树脂合成物中的纤维填料损坏。此外，所述纤维加强树脂合成物可以在造粒之前和造粒之后有利地保持显著改善的机械强度属性。

根据本发明一种优选实施方式，由于树脂馈送部分和挤压部分制作地比所述计量部分更长，所以纤维加强树脂合成物可以在树脂馈送部分区域内充分预热，也可以在挤压部分区域内充分熔化，并且在计量部分区域内承受较小的剪切力。

根据本发明一种优选实施方式，由于挤压部分长度与计量部分长度之比是从2到4，所以纤维加强树脂合成物可以在挤压部分区域内被充分加热和熔化，并且熔化的纤维加强树脂合成物在计量部分区域内承受较小的剪切力。

根据本发明一种优选实施方式，由于树脂馈送部分长度与计量部分长度的比率是从1.33到5，所以纤维加强树脂合成物可以在树脂馈送部分区域内充分预热，而且熔化的纤维加强树脂合成物在计量部分区域内承受较小的剪切力。

根据本发明一种优选实施方式，由于前述树脂模制设备进一步包括向圆筒内侧提供热能的加热器，并且所述加热器保持在低于基体树脂熔点的25℃到熔点温度的温度，所以纤维加强树脂合成物可以充分预热而不会明显熔化，并且在树脂馈送部分区域内承受较小的剪切力。

Claims (4)

1.一种树脂模制设备，包括：

具有螺杆轴和从所述螺杆轴的外圆周面延伸的多个螺纹齿的螺杆；

在其中接收所述螺杆的圆筒；

入口，该入口设置在所述圆筒的尾端部分并配置成将纤维加强的树脂合成物供应到所述圆筒内，所述纤维加强的树脂合成物包括基体树脂和纤维填料；

出口，该出口设置在所述圆筒的顶端部分并配置成通过其排出所述纤维加强的树脂合成物，所述纤维加强的树脂合成物在所述圆筒内熔化并被揉捏，其中，

所述螺杆包括树脂馈送部分、挤压部分和计量部分，所述树脂馈送部分靠近所述入口，所述挤压部分与所述树脂馈送部分连通，所述计量部分与所述挤压部分连通，

所述螺杆轴的外径在所述树脂馈送部分的整个长度上保持不变，在所述挤压部分的整个长度上向着所述计量部分逐渐增大，并在所述计量部分的整个长度上保持不变，并且

在所述树脂馈送部分的区域内所述螺杆轴的外圆周面与相关螺纹齿的所述顶端部分之间的距离、和在所述计量部分的区域内所述螺杆轴的外圆周面与相关螺纹齿的所述顶端部分之间的距离的比率是从1.2到1.95；和

多个用于向圆筒提供热能的加热器，该多个加热器包括，用来向所述树脂馈送部分区域提供热能的加热器，用来向所述挤压部分区域提供热能的加热器，用来向所述计量部分区域提供热能的加热器，其中，

所述用来向所述树脂馈送部分区域提供热能的加热器保持在从低于所述基体树脂的熔点25℃到所述熔点之间的温度，

所述用来向所述挤压部分区域提供热能的加热器、以及所述用来向所述计量部分区域提供热能的加热器设定在高于所述基体树脂的熔点的温度。

2.如权利要求1所述的树脂模制设备，其特征在于，所述树脂馈送部分和所述挤压部分制作得比所述计量部分长。

3.如权利要求1或2所述的树脂模制设备，其特征在于，所述挤压部分的长度与所述计量部分的长度的比率是从2到4。

4.如权利要求1或2所述的树脂模制设备，其特征在于，所述树脂馈送部分的长度与所述计量部分的长度的比率是从1.33到5。

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