CN102985244B - 车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品 - Google Patents

Abstract

本发明所涉及的车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品通过使用前端部设有沿着径向突出的搅拌器的螺杆，来对含有强化纤维的热塑性树脂原料进行注塑成形而成。该注塑成形品中，强化纤维的含有率为20重量％以上，且规定尺寸的评价对象区域中的强化纤维的重量平均纤维长为1mm以上且3mm以下。

Description

车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品

技术领域

本发明涉及对含有强化纤维的热塑性树脂原料进行注塑成形的车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品。

背景技术

在用于车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品中要求较高的机械性强度。因而，为了使树脂成形品的机械特性提高，广泛地进行使热塑性树脂中含有强化纤维。

并且，作为含有强化纤维而具有较高的机械性强度的树脂成形品，现有以来已知有强化纤维的重量平均纤维长与数量平均纤维长之比为1.1～3.0的范围且重量平均纤维长为2.0mm～15mm的范围的树脂成形品(例如，参考专利文献1)。

另外，作为含有强化纤维而具有较高的机械性强度的其他的树脂成形品，现有以来也已知有含有2～20容积％的作为强化纤维的玻璃纤维，且满足以下的条件的树脂成形品(例如，参考专利文献2)。

(1)强化纤维的重量平均纤维长为0.8～1.8mm的范围。

(2)长度2mm以上的玻璃纤维为全玻璃纤维的20重量％以下。 

(3)长度3mm以上的玻璃纤维为全玻璃纤维的5重量％以下。 

另外，作为含有强化纤维而具有较高的机械性强度的其他的树脂成形品，现有以来也已知有满足以下的条件的树脂成形品(例如，参考专利文献3)。

(1)强化纤维的含有率为30重量％～90重量％的范围。

(2)强化纤维的重量平均纤维长为1.5mm～10mm的范围。

(3)树脂成形品的最大投影面积为20000mm²以上。

(4)壁厚2mm以上的树脂成形品部分的最大线膨胀系数为5×10^-5K^-1以下。

(5)树脂成形品的壁厚2mm以上的部分的最大线膨胀系数/最小线膨胀系数之比为1.8以下。

(6)注塑成形时使用的模具腔室具有截面积为100mm²以下且流路长为150mm以下的较窄的流路。或者，在模具腔室未设有较窄的流路。

另外，作为含有强化纤维而具有较高的机械性强度的其他的树脂成形品，现有以来也已知有满足以下的条件且用于机动车车身的前部结构体的长纤维强化型的聚酰胺树脂(例如，参考专利文献4)。

(1)强化纤维的含有率为30重量％以上。 

(2)强化纤维的重量平均纤维长为1mm～15mm。

(3)壁厚2mm以上的结构体部分的弯曲弹性率为7GPa以上，弯曲强度为200MPa以上。

(4)附带缺口夏比冲击强度为20kj/m2以上。

另外，作为含有强化纤维而具有较高的机械性强度的其他的树脂成形品，现有以来也已知有这样的树脂成形品：将由平行纤维强化后的长度10～100mm的热塑性树脂片或者含有该热塑性树脂片的树脂组成物通过低剪切力塑化并成形而获得，且满足以下的条件(例如，参考专利文献5)。

(1)由玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、矿物纤维或者金属纤维构成的长度5～100mm的强化纤维处于互相缠绕的位置关系。

(2)占有成形品重量的10～80％的全强化纤维之中的、50％以上形成互相缠绕的骨架。

但是，一般在注塑成形热塑性树脂之际，作为对螺杆所具有的分散不足的问题的对策，现有提出一种在前端部设有被称之为搅拌器的构件的螺杆。该搅拌器中，沿着径向突出的多条凸片在周向上以规定间隔设置。根据具备该搅拌器的螺杆，即便在热塑性树脂中存在温度较低的熔融不充分的树脂的块状物的情况下，搅拌器也将该块状物弄碎而搅拌，故促进了热塑性树脂中的强化纤维的分散。

在先技术文献 

专利文献

专利文献1：日本特开平7-80834号公报

专利文献2：日本特开2000-37723号公报

专利文献3：日本专利第4439361号公报

专利文献4：日本特开2005-324733号公报

专利文献5：日本专利第3638292号公报

发明概要

发明所要解决的课题

但是，在含有强化纤维而具有较高的机械性强度的现有的树脂成形品中，当强化纤维的重量平均纤维长低于1mm时，产生在用作车辆结构构件用或飞机结构构件用时机械性强度不足的问题。

另一方面，当强化纤维的重量平均纤维长超出3mm时，注塑时热塑性树脂欠缺流动性而导致成形条件范围变窄，容易形成不稳定的成形。另外，热塑性树脂在模具内流动之际，强化纤维在流路的弯曲部等处堵塞、发生所谓的“滞留或凝集”，由此导致热塑性树脂中的强化纤维的分散性变差。

另外，在专利文献1至专利文献5中，为了对树脂成形品中的强化纤维的分散度进行评价而将规定尺寸的评价对象区域从树脂成形品中采集，但关于该评价对象区域的尺寸没有任何的记载或暗示。

但是，当评价对象区域的尺寸较小(例如10mm见方)时，树脂成形品中所含有的根数较少且纤维长较长的强化纤维(例如3mm以上)在该评价对象区域中未含有的情况较多。其结果是，作为评价结果测定的强化纤维的重量平均纤维长有可能成为无法反映实际情况的、偏向短纤维长一侧的值。

另外，在评价对象区域的尺寸比强化纤维的纤维长小的情况下，即便与热塑性树脂原料所含有的强化纤维接近的长度的强化纤维残存在树脂成形品中，也由于在采集评价对象区域之际强化纤维发生折损，从而产生无法对比评价对象区域的尺寸长的强化纤维进行确认及测定的问题。

发明内容 

本发明就是考虑到这样的情况而作出的，其目的在于，提供一种树脂成形品，该树脂成形品的强化纤维的重量平均纤维长处于适当的范围内，为了用作车辆结构构件用或飞机结构构件用而具有充分的机械性强度。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品中，该树脂成形品使用前端部设有沿着径向突出的搅拌器的螺杆，来对含有强化纤维的热塑性树脂原料进行注塑成形而成。

树脂成形品为，强化纤维的含有率为20重量％以上，且规定尺寸的评价对象区域中的强化纤维的重量平均纤维长为1mm以上且3mm以下的车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品。

根据这样的结构，通过强化纤维的含有率为20重量％以上，且评价对象区域中的强化纤维的重量平均纤维长为1mm以上且3mm以下，由此能够形成为为了作为车辆结构构件或者飞机结构构件而代替金属制构件使用，具有所需充分的强度且薄壁轻量的树脂成形品。另外，重量平均纤维长为1mm以上且3mm以下，故能够使成形条件范围变宽，并且能够防止强化纤维的凝集或分散不良。

另外，在本发明所涉及的车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品中，也可以为，所述强化纤维的长度为2mm以上且20mm以下。

根据这样的结构，能够将强化纤维作为不是纽带状的粗纱而是片状的绳股来供给。由此，强化纤维的搬运性变得良好，故能够使注塑成形的作业性变得良好。

另外，在本发明所涉及的车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品中，也可以为，所述评价对象区域在俯视观察下为大致正方形，且其一边的长度为20mm以上。

根据这样的结构，即便是树脂成形品的整体所含有的根数较少且纤维长较长的强化纤维，在评价对象区域中也能够充分地含有。因而，作为树脂成形品的评价结果，能够对反映了实际情况的准确的重量平均纤维长进行测定。

另外，在本发明所涉及的车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品中，也可以为，将从所述螺杆注塑的热塑性树脂填充于被预先温度调整为所述热塑性树脂的热变形温度以下的温度的模具中，之后，进行冷却固化。

根据这样的结构，将含有长度为2mm以上且20mm以下的强化纤维 的热塑性树脂塑化混炼至强化纤维的重量平均纤维长为1mm以上且3mm以下的程度，由此可提高纤维的分散并且可促进纤维束的开放。因而，即便模具的温度比热塑性树脂的热变形温度低，也能够防止在树脂成形品的表面上露出强化纤维的情况。

另外，在本发明所涉及的车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品中，也可以为，将模具预先加热为所述热塑性树脂的热变形温度以上的温度，在将从所述螺杆注塑出的热塑性树脂填充于所述模具之后或填充之中，使所述模具的加热停止，然后开始所述模具的冷却，由此使热塑性树脂冷却固化。

根据这样的结构，所注塑的热塑性树脂在与模具的表面接触之际不立即开始固化，故熔融状态的热塑性树脂覆盖成形品的表面的强化纤维，从而能够进一步地反复且精度良好地防止强化纤维的露出。

另外，在本发明所涉及的车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品中，也可以为，所述热塑性树脂的基体树脂为聚烯烃系树脂或者聚酰胺系树脂。

根据这样的结构，即便采用低价格的对比材料也能够获得高强度，故能够通过降低材料费来实现成本下降。另外，当作为基体树脂尤其采用聚酰胺系树脂时，由于含有强化纤维，从而能够使高温下的机械性强度及耐热强度提高。

另外，在本发明所涉及的车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品中，也可以为，所述强化纤维为包含玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、天然纤维之中的至少一种的强化纤维。

根据这样的结构，形成作为要求薄壁轻量性、较高的机械性强度及再利用性的车辆结构构件用或飞机结构构件用而适用的树脂成形品。尤其是，在强化纤维采用碳纤维或者金属纤维的情况下，能够实现轻量化，并且能够对用于收纳躯体构件等的外装构件或电子器件的保护罩等赋予导电性，故能够保护搭乘者或电子器件在落雷时遭受大电流。另外，作为强化纤维采用天然纤维，尤其是与聚乳酸等的生物来源系树脂进行组合，还能够提供对地球环境的负担较少的成形品。

发明效果

根据本发明，可获得强化纤维的重量平均纤维长处于适当的范围内，且为了用作车辆结构构件用或飞机结构构件用而具有充分的机械性强度及耐热强度的树脂成形品。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的树脂成形品的外观的概略立体图。

图2是表示在对本发明的实施方式所涉及的树脂成形品进行注塑成形之际所使用的注塑成形机的整体结构的示意图。

图3是表示本发明的实施方式所涉及的螺杆的外观的概略主视图。

图4是将本发明的实施方式所涉及的轴的前端部放大的概略立体图。

图5是将本发明的实施方式所涉及的轴的前端部放大的概略主视图。

图6是表示图5的各部分剖面的图，图6(a)是表示A-A剖面的图，图6(b)是表示B-B剖面的图，图6(c)是表示C-C剖面的图。

图7是表示在本发明的实施例中所使用的螺杆的外观的概略主视图，图7(a)是表示类型2的螺杆，图7(b)是表示类型3的螺杆的图。

具体实施方式

以下，参考附图，关于本发明的实施方式进行说明。首先，关于本发明的实施方式所涉及的车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品(以下，简称为“树脂成形品”)进行说明。图1是表示实施方式所涉及的树脂成形品100的外观的概略立体图。

树脂成形品100的特征在于，为由含有强化纤维的热塑性树脂构成的构件，规定尺寸的评价对象区域101中的强化纤维的重量平均纤维长为1mm以上且3mm以下。

热塑性树脂为能够可逆地反复通过加热而软化、通过冷却而固化的树脂，例如可以采用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS树脂、氯乙烯树脂、甲基丙烯酸甲酯树脂、尼龙、氟树脂、聚碳酸酯、聚酯树脂、聚乳酸等的生物来源系树脂等。在本实施方式中，将该热塑性树脂的基体树脂、即母材作为聚烯烃系树脂或者聚酰胺系树脂。

强化纤维是为了强化基体树脂而向热塑性树脂混入的纤维。为能够确保作为车辆结构构件或者飞机结构构件使用所需要的充分强度，而该强化纤维在树脂成形品100中的含有率设为大致20重量％。需要说明的是，树脂成形品100中的强化纤维的含有率只要在20重量％以上，则能够任意变更。

另外，在本实施方式中，强化纤维的长度设为2mm以上且20mm以下。因而，能够将强化纤维作为不是纽带状的粗纱而是片状的绳股来供给。由此，强化纤维的搬运性变得良好，故能够使注塑成形的作业性变得良好。

另外，在本实施方式中，作为强化纤维而可以使用玻璃纤维或者碳纤维。由此，对于树脂成形品100而言，能够具有作为车辆结构构件用或飞机结构构件用所适用的特性，即薄壁轻量性、较高的机械性强度、较高的耐热强度及再利用性。

另外，如果作为强化纤维而采用玻璃纤维或碳纤维，能够实现树脂成形品100的轻量化，并且能够对用于收纳车辆或飞机的躯体构件、电子器件的保护罩等赋予导电性。由此，在向车辆或飞机的落雷时，能够保护搭乘者或电子器件以免遭受大电流。

需要说明的是，作为强化纤维，代替本实施方式的玻璃纤维及碳纤维，也可以使用硫酸镁纤维、钛酸钾纤维、氧化钛纤维、碱氏硫酸镁纤维、或者有机填充材料、有机合成或者天然纤维等。

评价对象区域101是为了对强化纤维的重量平均纤维长进行调查而作为样品切出的区域。如图1所示，该评价对象区域101在俯视观察下形成为大致正方形，其一边的长度L为大致20mm以上，其厚度Dh与树脂成形品100的厚度Dj大致相等。因而，即便在树脂成形品100中残存纤维长较长的强化纤维，也可确保为能够充分收容该强化纤维的尺寸的评价对象区域101。由此，关于树脂成形品100而言，能够对反映了实际情况的准确的重量平均纤维长进行测定。

并且，该评价对象区域101中的强化纤维的重量平均纤维长为1mm以上且3mm以下。由此，如上所述，与强化纤维的含有率为20重量％以上相辅相成，树脂成形品100具有作为车辆结构构件或者飞机结构构件使用所需要的充分强度。另外，强化纤维的重量平均纤维长为1mm以上且 3m以下，因此，能够使成形条件范围变宽，并且能够防止强化纤维的凝集或分散不良。

接着，关于在对本发明的实施方式所涉及的树脂成形品100进行注塑成形之际所使用的注塑成形机1的结构进行说明。图2是表示注塑成形机1的整体结构的示意图。

如图2所示，注塑成形机1具备：在内部形成有腔室2的模具单元3；用于对于腔室2注塑热塑性树脂的注塑单元4。

如图2所示，模具单元3具备：设置成无法移动的固定模具31；设置成相对于该固定模具31而能够移动的可动模具32；用于对可动模具32的温度进行任意调整的温度控制装置(未图示)。并且，在相互对置地设置的固定模具31的凹部与可动模具32的凸部之间形成有腔室2。

注塑单元4具备：单元主体41；注塑工作缸42；螺杆10；料斗43；连结轴44；电动机45；活塞46；液压配管47。在单元主体41的内部形成有工作油工作缸411。注塑工作缸42从单元主体41延伸，注塑工作缸42的前端部与固定模具31连接。螺杆10收容在注塑工作缸42的内部，且料斗43设于注塑工作缸42的上部。连结轴44与螺杆10的后端部连接，且通过电动机45而驱动旋转。活塞46收容在工作油工作缸411的内部，且固定于连结轴44。液压配管47与工作油工作缸411连接。

在此，图3是表示螺杆10的外观的概略主视图。螺杆10具备：轴11；螺纹12；搅拌器13；小径轴14；螺杆尖端15；挡圈16。

如图3所示，轴11具有长条状的圆筒形状，且小径的小径轴14比轴11从该轴11的前端部沿着轴向延伸。并且，在该小径轴14的前端设有大致圆锥形状的螺杆尖端15。另外，挡圈16具有环形状，其内径形成为比小径轴14稍大的大径。通过向该挡圈16插通小径轴14，挡圈16能够沿着小径轴14移动。另外，如图3所示，螺纹12设置成，从轴11沿着径向突出，且其周面卷绕成螺旋状。

另外，图4及图5是将轴11的前端部放大的图，图4是概略立体图，图5是概略主视图。需要说明的是，在图5中，为了便于说明，省略了螺杆尖端15的图示。

搅拌器13是用于将通过了螺纹12的热塑性树脂中所存在的熔融不充 分的树脂的块状物弄碎并搅拌的构件。如图3所示，该搅拌器13设置在比轴11的周面中的螺纹12靠轴向前端侧的区域。该搅拌器13沿着轴向设置为三级，更具体而言具备设于最前端侧的第一搅拌器131、设于次之前端侧的第二搅拌器132、及设于最后端侧的第三搅拌器133。

此处，图6是表示图5的各部分剖面的图，图6(a)表示A-A剖面，图6(b)表示B-B剖面，图6(c)表示C-C剖面。第一搅拌器131如图6(a)所示那样，具有从轴11的周面向径向突出，且沿着周向以规定间隔设置的16条的第一凸片131a。该第一凸片131a如图4所示，具有大致长方体形状，且以使其长边方向朝向轴11的轴向的方式而分别固定在轴11的周面上。并且，16条的第一凸片131a如图6(a)所示那样，从轴11的周面起的突出高度H1全部相等地形成，且如图5所示那样，该突出高度H1设定得比螺纹12的突出高度Hf低。

第二搅拌器132如图6(b)所示那样，具有从轴11的周面向径向突出设置，且沿着周向以规定间隔设置的10条的第二凸片132a。该第二凸片132a也如图4所示，具有大致长方体形状，且以使其长边方向朝向轴11的轴向的方式而分别固定在轴11的周面上。另外，10条的第二凸片132a如图6(b)所示那样，从轴11的周面起的突出高度H2全部相等地形成。并且，该第二凸片132a的突出高度H2如图5所示那样，设定得与第一凸片131a的突出高度H1大致相等，且比螺纹12的突出高度Hf低。

第三搅拌器133如图6(c)所示那样，具有从轴11的周面向径向突出设置，且沿着周向以规定间隔设置的5条的第三凸片133a。该第三凸片133a也如图4所示，具有大致长方体形状，且以使其长边方向朝向轴11的轴向的方式而分别固定在轴11的周面上。另外，5条的第三凸片133a也如图6(c)所示那样，从轴11的周面起的突出高度H3全部相等地形成。并且，该第三凸片133a的突出高度H3如图5所示那样，设定得与第一凸片131a的突出高度H1及第二凸片132a的突出高度H2大致相等，且比螺纹12的突出高度Hf低。

这样，将第一搅拌器131～第三搅拌器133所分别具有的第一凸片131a～第三凸片133a的条数设定为从轴向后端侧的第三搅拌器133朝向轴向前端侧的第一搅拌器131增加。更具体而言，在将位于轴向最后端侧的第三搅拌器133所具有的第三凸片133a的条数设为N时，将位于次之轴向后端侧的第二搅拌器132所具有的第二凸片132a的条数设定在比1.5N多且比2.5N少的范围内。在本实施方式中，通过将第三凸片133a设定为5条(N＝5)，可将第二凸片132a设定在比7.5条(＝1.5N)多且比12.5条(＝2.5N)少的范围内、即10条。

另外，将位于比第二搅拌器132更靠轴向前端侧的第一搅拌器131所具有的第一凸片131a的条数设定为比3N多。在本实施方式中，通过将第三凸片133a设定为5条(N＝5)，可将第一凸片131a设定为比15条(＝3N)多的16条。

另外，如图5所示，从第一凸片131a的谷部到螺纹12的径向前端部为止的径向距离、即本实施方式中的螺纹12的突出高度Hf成为后述的热塑性树脂原料的外径的2倍以上的尺寸。同样地，从第二凸片132a的谷部到螺纹12的径向前端部为止的径向距离、及从第三凸片133a的谷部到螺纹12的径向前端部为止的径向距离在本实施方式中也与螺纹12的突出高度Hf大致相等，成为后述的热塑性树脂原料的外径的2倍以上的尺寸。

接着，关于采用本发明的实施方式所涉及的注塑成形机1来注塑成形树脂成形品100的顺序及其作用效果进行说明。首先，对于构成图2所示的注塑单元4的料斗43，填充前述那样的仅仅含有20重量％的强化纤维的固体状的热塑性树脂原料(未图示)。在该状态下，当电动机45开始连结轴44的驱动时，与其连接的螺杆10开始旋转。然后，当从料斗43对于注塑工作缸42供给热塑性树脂原料时，该热塑性树脂原料在熔融及塑化的同时，被螺纹12向轴向前端侧搬运。

然后，通过螺纹12而成为了熔融状态的热塑性树脂被进一步地向轴向前端侧搬运而到达第三搅拌器133。在此，如上所述，第三搅拌器133所具有的第三凸片133a的条数至少为5条时，在第三凸片133a彼此之间可确保较宽的间隙。因而，即便在通过了螺纹12的热塑性树脂中存在熔融不充分的树脂的块状物的情况下，该块状物业不会堵塞第三凸片133a彼此之间的间隙，而是通过该间隙从而被变形或被弄碎。

之后，熔融不充分的树脂的块状物到达设于第三搅拌器133的轴向下游侧的第二搅拌器132。在此，第二搅拌器132所具有的第二凸片132a的条数比第三搅拌器133多而达到10条时，第二凸片132a彼此之间的间隙变得比第三凸片133a窄。因而，熔融不充分的树脂的块状物通过该第二凸片132a彼此之间的间隙，从而进一步地被变形或被细微地弄碎。

进而，熔融不充分的树脂的块状物到达设于第二搅拌器132的轴向下游侧的第一搅拌器131。在此，第一搅拌器131所具有的第一凸片131a的条数比第二搅拌器132更多而达到16条，第一凸片131a彼此之间的间隙比第二凸片132a进一步地变窄。因而，熔融不充分的树脂的块状物通过该第一凸片131a彼此之间的间隙，从而进一步地被变形或被细微地弄碎。这样，在从第三搅拌器133经由第二搅拌器132而通过第一搅拌器131的期间，熔融不充分的树脂的块状物被细微地弄碎，由此可促进热塑性树脂中的强化纤维的分散。

另外，如上所述，第一搅拌器131～第三搅拌器133分别所具有的第一凸片131a～第三凸片133a的突出高度H1～H3全部设定得比螺纹12的突出高度Hf低。因而，即便螺纹12的径向前端部接近到与注塑工作缸42的内壁面421接触的程度，在第一凸片131a～第三凸片133a的径向前端部与注塑工作缸42的内壁面421之间也可确保较宽的间隙。由此，即便热塑性树脂进入第一凸片131a～第三凸片133a与注塑工作缸42的内壁面421之间，也能够防止强化纤维受到较大的剪切力而过大折损的情况。

之后，通过了搅拌器13的熔融状态的热塑性树脂到达图3所示的挡圈16。此时，挡圈16由于熔融状态的热塑性树脂而被压靠于螺杆尖端15。由此，在轴11与挡圈16之间产生间隙。熔融状态的热塑性树脂通过该轴11与挡圈16之间的间隙、图4所示的挡圈16与小径轴14之间的间隙(未图示)、及图1所示的挡圈16与注塑工作缸42之间的间隙，而积存在注塑工作缸42的前端部。

另一方面，与这样的注塑单元4的动作相匹配地，构成模具单元3的可动模具32在温度控制装置的控制之下，被预先温度调整为热塑性树脂的热变形温度以下的温度。

然后，当从液压配管47对于工作油工作缸411供给工作油(未图示)时，活塞46在工作油工作缸411的内部向模具单元3侧移动，与其相伴，螺杆10在注塑工作缸42的内部沿着轴向前进。此时，靠压于螺杆尖端15 的挡圈16沿着轴向即向轴11侧移动，并与轴11抵接，由此关闭轴11与挡圈16之间的间隙，防止熔融状态的热塑性树脂通过该间隙而向轴11侧逆流的情况。

由此，积存于注塑工作缸42的前端部的熔融状态的热塑性树脂被螺杆10按压而注塑，并向模具单元3的腔室2填充。通过将该挡圈16的轴向的移动行程设为强化纤维的所期望的重量平均纤维长以上，由此能够将成形品中的残存纤维的重量平均纤维长设为所期望的长度以上。

然后，在该热塑性树脂冷却固化之后，通过使可动模具32从固定模具31离开，由此将成形品取出。此时，注塑动作并不是由液压实现的驱动，而可以是由电动马达与滚珠丝杠的组合等所实现的电动驱动。

需要说明的是，在使热塑性树脂冷却固化之际，如上所述，对于预先加热为热塑性树脂的热变形温度以上的模具而言，在填充热塑性树脂之后或填充之中，使模具的加热停止，然后开始模具的冷却是最佳的。根据这样的顺序，所注塑的热塑性树脂在与模具的表面接触之际不立即开始固化，故熔融状态的热塑性树脂覆盖成形品的表面的强化纤维，从而能够进一步地反复且精度良好地防止强化纤维的露出。

在此，在本发明中，将含有长度为2mm以上且20mm以下的强化纤维的热塑性树脂塑化混炼至重量平均纤维长为1mm以上且3mm以下的程度，故可提高强化纤维的分散并且可促进纤维束的开放。因而，即便可动模具32的温度比热塑性树脂的热变形温度低，热塑性树脂的温度也能够充分地上升，从而能够防止在树脂成形品100的表面上露出强化纤维的情况。

需要说明的是，第一搅拌器131～第三搅拌器133分别所具有的第一凸片131a～第三凸片133a的形状或尺寸不局限于本实施方式，而能够适当地进行设计变更。例如，本实施方式所示的第一凸片131a～第三凸片133a设置在与搅拌器13的中心轴平行的方向上，但也可以相对于中心轴而向与螺纹12相同的方向倾斜设置。也就是说，通过使第一凸片131a～第三凸片133a向与螺纹12相同的方向倾斜，在第一凸片131a～第三凸片133a中也与螺纹12同样地具备树脂搬运力，因此，能够降低从螺杆10喷出的热塑性树脂的流动阻力(相当背压)。由此，能够使作为螺杆10整体 的树脂喷出能力(塑化能力)提高，从而能够缩短强化纤维在螺杆10内被混炼及搅拌的时间(塑化时间)，由此可有效抑制强化纤维的折损。另外，第一凸片131a～第三凸片133a的条数在从轴向后端侧朝向轴向前端侧增加，且在满足前述的关系的范围内能够任意地变更。

(实施例)

接着，关于本发明的实施例进行说明。本申请人关于使下述所示的条件适当变化的多个实施例，使用含有强化纤维的热塑性树脂来进行注塑成形，并对每个实施例确认了成形品的品质。

(1)使用的注塑成形机：三菱重工塑料技术株式会社制1050em-100、螺杆直径90mm

(2)螺杆的类型 

(a)类型1：带有前端部搅拌器的单一螺纹螺杆[参考图3至图6]

(b)类型2：单纯单一螺纹螺杆[参考图7(a)](与类型3比较，外径沿着轴向急激地增加)

(c)类型3：含有长纤维树脂成形用缓压缩型螺杆[参考图7(b)](与类型2比较，外径沿着轴向平缓地增加)

(3)使用的热塑性树脂原料：聚丙烯(PP)

(4)强化纤维：玻璃纤维或者碳纤维

(5)强化纤维的含有率：20重量％或者30重量％

(6)热塑性树脂原料所含有的强化纤维的纤维长：10mm、20mm、或者25mm

(7)成形品的形状：外形1000mm×300mm×15mm

(8)成形温度：230℃

(9)热塑性树脂原料的预热温度：80℃

(10)塑化时背压：0.5MPa、5MPa、20MPa

(11)强化纤维的重量平均纤维长：从成形品的任意的部位中切出80mm见方的正方形状的评价对象区域。然后，对该评价对象区域在热塑性树脂的分解温度以上的温度下加热规定时间，并将树脂成分灰化除去，由此仅仅形成为强化纤维。之后，使仅仅形成为强化纤维的评价对象区域在适当的液媒中分散，采用图像处理等来计测700～1000根的强化纤维的 长度。然后，根据计测到的各个强化纤维的长度，采用下式来算出重量平均纤维长。其中，式中的Li是指计测到的强化纤维的纤维长，Qi是指作为纤维长Li的强化纤维的根数。

[重量平均纤维长]＝(∑Qi×Li²)/(∑Qi×Li)

(12)强化纤维的分散度：当纤维的分散度差时，在成形品表面露出纤维束，故纤维的分散度评价因成形品的外观状态的不同而通过A、B、C来评价。

A：在成形品表面没有纤维束的露出，成形品表面的光泽度高。

B：在成形品表面没有纤维束的露出，但成形品表面的光泽度低。

C：在成形品表面的至少一部分上露出纤维束。

在此，以下的表1及表2表示关于各实施例及比较例的试验结果。

[表1]

[表2]

在实施例1～实施例6中，通过实施本发明，强化纤维的重量平均纤维长为2.0～2.8mm，从而满足作为本发明所涉及的重量平均纤维长的范围的1mm以上且3mm以下，树脂成形品获得充分的强度。另外，在这种情况下，对于任一个实施例而言，强化纤维的分散度良好，也没有树脂成形 品的表面中的强化纤维的露出，且不会产生涂装不良。

比较例1为变更螺杆的类型而形成为没有搅拌器的单纯单一螺纹螺杆并且降低塑化时的背压而抑制混炼程度的比较例。在这种情况下，强化纤维的重量平均纤维长为3.8mm，超出作为本发明所涉及的重量平均纤维长的范围的1mm以上且3mm以下。因而，树脂成形品中，强化纤维的分散度低，在表面上露出强化纤维，且也产生涂装不良。

比较例2为变更螺杆的类型而形成为没有搅拌器的单纯单一螺纹螺杆并且降低螺杆的转速而抑制塑化时的混炼程度的比较例。在这种情况下，强化纤维的重量平均纤维长为3.3mm，超出作为本发明所涉及的重量平均纤维长的范围的1mm以上且3mm以下。因而，在这种情况下，树脂成形品中，强化纤维的分散度低，在表面上露出强化纤维，且也产生涂装不良。

比较例3为变更螺杆的类型而形成为没有搅拌器的单纯单一螺纹螺杆并且进行热塑性树脂原料的预热而促进软化由此来抑制塑化时的混炼程度的比较例。在这种情况下，强化纤维的重量平均纤维长为3.4mm，超出作为本发明所涉及的重量平均纤维长的范围的1mm以上且3mm以下。但是，在这种情况下，树脂成形品中，强化纤维的分散度低，但在表面上未露出强化纤维，且也不会产生涂装不良。

比较例4为变更螺杆的类型而形成为含有长纤维树脂成形用缓压缩型螺杆并且进行热塑性树脂原料的预热而促进软化由此来抑制塑化时的混炼程度的比较例。在这种情况下，强化纤维的重量平均纤维长为4.5mm，超出作为本发明所涉及的重量平均纤维长的范围的1mm以上且3mm以下，在比较例中变得最长。因而，在这种情况下，树脂成形品中，强化纤维的分散度低，在表面上露出强化纤维，且也产生涂装不良。

在此，比较比较例1～比较例4的结果可知，当强化纤维的重量平均纤维长变长时，树脂成形品的表面上的强化纤维的露出的有无产生偏差，难以稳定地获得美观优越的树脂成形品。

比较例5为不使螺杆的类型变更而提高塑化时的背压来增大塑化时的混炼程度的比较例。在这种情况下，树脂成形品中，强化纤维的分散度高，在表面上不露出强化纤维，且也不会产生涂装不良。但是，在这种情况下，强化纤维的重量平均纤维长为0.5mm，低于可获得使机械性强度提高这样 的长纤维特有的效果的1.0mm，故树脂成形品无法获得充分的强度。

工业方面可利用性

本发明所涉及的车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品为，采用向径向突出的搅拌器设于前端部的螺杆来对含有强化纤维的热塑性树脂原料进行注塑成形而成的成形品。

并且，树脂成形品中，强化纤维的含有率在20重量％以上，且规定尺寸的评价对象区域中的强化纤维的重量平均纤维长在1mm以上且3mm以下。

根据这样的结构，能够形成为为了作为车辆结构构件或者飞机结构构件而代替金属制构件使用，具有所需充分的强度且薄壁轻量的树脂成形品。另外，重量平均纤维长在1mm以上且3mm以下，故能够使成形条件范围变宽，并且能够防止强化纤维的凝集或分散不良。

符号说明

1注塑成形机 

2腔室

3模具单元

4注塑单元

10注塑成形用塑化螺杆

11轴

12螺纹

13搅拌器

14小径轴

15螺杆尖端

16挡圈

31固定模具

32可动模具

41单元主体

42注塑工作缸 

43料斗

44连结轴

45电动机

46活塞

47液压配管

100树脂成形品 

101评价对象区域 

131第一搅拌器 

132第二搅拌器 

133第三搅拌器 

411工作油工作缸 

131a第一凸片

132a第二凸片

133a第三凸片

Dh厚度

Dj厚度

H1突出高度(第一凸片)

H2突出高度(第二凸片)

H3突出高度(第三凸片)

Hf突出高度(螺纹)

L一边的长度 

Claims (5)

1.一种车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品，使用前端部设有搅拌器的螺杆，对含有强化纤维的热塑性树脂原料进行注塑成形而成，该搅拌器具备沿着径向突出的凸片且由于所述凸片的条数从轴向后端侧朝向轴向前端侧增加而周向上的所述凸片彼此之间的间隙逐级变窄，所述车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品中，

以含有强化纤维的热塑性树脂为原料，内部的强化纤维的重量平均纤维长为1mm以上且3mm以下，该强化纤维的含有率为20重量％以上，并且该强化纤维的长度为2mm以上且20mm以下，

将从所述螺杆注塑出的所述热塑性树脂填充于被预先温度调整为所述热塑性树脂的热变形温度以下的温度的模具中，之后，进行冷却固化。

2.如权利要求1所述的车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品，其中，

评价对象区域在俯视观察下为大致正方形，且其一边的长度为20mm以上。

3.如权利要求1或2所述的车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品，其中，

将模具预先加热为所述热塑性树脂的热变形温度以上的温度，在将从所述螺杆注塑出的热塑性树脂填充于所述模具之后或在填充之中，使所述模具的加热停止，然后开始所述模具的冷却，由此使热塑性树脂冷却固化。

4.如权利要求1或2所述的车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品，其中，

所述热塑性树脂的基体树脂为聚烯烃系树脂或者聚酰胺系树脂。

5.如权利要求1或2所述的车辆结构构件用或飞机结构构件用的树脂成形品，其中，

所述强化纤维包含玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、天然纤维中的至少一种。