JP2002192526A - Method of supplying fiber and thermoplastic resin material to plasticizer and plasticizer - Google Patents
Method of supplying fiber and thermoplastic resin material to plasticizer and plasticizerInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 繊維と熱可塑性樹脂材料を可塑化装置へ供給
するに当たり、かさ比重が小さな長い繊維を供給する場
合でも、材料供給路の詰まりを防止できるようにすると
共に、繊維と熱可塑性樹脂材料の混合割合の安定化が図
れるようにする。
【解決手段】 繊維(L1)(L1)と熱可塑性樹脂材料(P) を
共通の材料供給路に投入して、両者を同時に可塑化装置
に供給するに当たり、筒状の材料供給路に粒状又は粉末
状の熱可塑性樹脂材料(P) を投入しながら、材料供給路
に於ける熱可塑性樹脂材料(P) の投入部又はその下流側
に平均繊維長が3mm〜50mmの繊維(L1)(L1)を投入
し、前記材料供給路内で前記繊維(L1)(L1)を包み込むよ
うに前記熱可塑性樹脂材料(P) を可塑化装置に供給す
る。
PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent clogging of a material supply path even when supplying a long fiber having a small bulk specific gravity when supplying a fiber and a thermoplastic resin material to a plasticizer, and to provide a fiber. To stabilize the mixing ratio of the resin and the thermoplastic resin material. SOLUTION: When fibers (L1) and (L1) and a thermoplastic resin material (P) are supplied to a common material supply path and both are supplied to a plasticizing apparatus at the same time, granular or granular material is supplied to a cylindrical material supply path. While the powdery thermoplastic resin material (P) is being charged, the fibers (L1) (L1) having an average fiber length of 3 mm to 50 mm are placed at the downstream or downstream of the thermoplastic resin material (P) in the material supply path. ) Is supplied, and the thermoplastic resin material (P) is supplied to the plasticizing device so as to wrap the fibers (L1) and (L1) in the material supply path.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維と熱可塑性樹
脂材料の可塑化装置への供給方法及び供給装置に関する
もので、例えば、繊維強化樹脂製の成形品を成形する射
出機等に適用することができる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for supplying fibers and a thermoplastic resin material to a plasticizing apparatus, and is applied to, for example, an injection machine for molding a fiber-reinforced resin molded article. be able to.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、繊維強化樹脂製の成形品を射出成
形する場合、可塑化装置としての押出機によって、熱可
塑性樹脂材料の溶融とこれと繊維との混練を行い、これ
によって、熱可塑性樹脂中に強化繊維が含まれた繊維強
化樹脂ペレットをつくり、これを射出機に供給して再び
溶融と混練を行った後に金型内に供給し、その後、前記
金型内の繊維強化樹脂を冷却硬化させて成形品を成形す
るものが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, when a molded article made of a fiber reinforced resin is injection-molded, a thermoplastic resin material is melted and kneaded with the fiber by an extruder as a plasticizing device. A fiber-reinforced resin pellet in which the reinforcing fiber is contained in the resin is produced, supplied to the injection machine, melted and kneaded again, and then supplied into the mold, and thereafter, the fiber-reinforced resin in the mold is supplied. There is known one which is cooled and cured to form a molded article.
【0003】そして、繊維と熱可塑性樹脂とを混練する
押出機を具備する射出成形装置としては特開平4−28
6617号公報に開示されたものが知られている。この
ものでは、押出機のシリンダに熱可塑性樹脂供給口とそ
の下流側の繊維供給口とが設けられており、熱可塑性樹
脂供給口から供給された熱可塑性樹脂材料をシリンダに
具備させたヒータで加熱しながら前記繊維供給口側に移
送させ、これによって加熱溶融された樹脂に繊維供給口
から供給した繊維を添加し、更にその下流側で前記繊維
と溶融した樹脂を混練する。そして、これによって得ら
れた繊維強化樹脂を用いて射出成形する。As an injection molding apparatus having an extruder for kneading a fiber and a thermoplastic resin, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-28 is disclosed.
The one disclosed in No. 6617 is known. In this apparatus, a thermoplastic resin supply port and a fiber supply port on the downstream side thereof are provided in a cylinder of an extruder, and the cylinder is provided with a thermoplastic resin material supplied from the thermoplastic resin supply port. The fiber fed from the fiber supply port is added to the heated and melted resin while heating, and the fiber is melted and kneaded on the downstream side. Then, injection molding is performed using the fiber reinforced resin obtained as described above.
【0004】この方法による場合には、押出機のシリン
ダに設けられた繊維供給口から繊維を供給するだけで繊
維強化樹脂製の成形品が出来るから、繊維を含有しない
樹脂を用いた通常の射出成形とほぼ同様な作業で射出成
形できる利点がある。ところが、このものでは、押出機
のシリンダには熱可塑性樹脂供給口と繊維供給口とを各
別に設ける必要があり、又、繊維供給口付近からの繊維
がシリンダ内のスクリューに円滑に食い込むようにする
為に、該スクリューを深溝にする等のスクリュー設計も
必要である等の欠点があった。According to this method, a molded article made of a fiber-reinforced resin can be formed only by supplying fibers from a fiber supply port provided in a cylinder of an extruder. There is an advantage that the injection molding can be performed by substantially the same operation as the molding. However, in this case, it is necessary to separately provide a thermoplastic resin supply port and a fiber supply port in the cylinder of the extruder, and to ensure that the fibers from near the fiber supply port bite into the screw in the cylinder smoothly. Therefore, there is a drawback that a screw design such as making the screw a deep groove is required.
【0005】又、繊維強化樹脂製の成形品を射出成形す
る他の装置として、特開平2−153714号の発明が
提案されている。これは、可塑化装置としての射出機の
シリンダに熱可塑性樹脂材料と繊維を直接供給するもの
であるが、このものでも、前記シリンダに熱可塑性樹脂
供給口と繊維供給口を各別に形成する必要があり、かつ
繊維供給口には、繊維をシリンダ内に押し込む為の押込
み装置を設ける必要がある。As another apparatus for injection molding a molded article made of fiber reinforced resin, the invention of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-153714 has been proposed. In this method, the thermoplastic resin material and the fiber are directly supplied to a cylinder of an injection machine as a plasticizing device. However, even in this case, it is necessary to separately form a thermoplastic resin supply port and a fiber supply port in the cylinder. It is necessary to provide a pushing device for pushing the fibers into the cylinder at the fiber supply port.
【0006】上記した従来の各射出成形装置が有する前
記欠点をなくす発明として、特開平6−8278号に開
示されたものがある。これは、単一の材料供給路を介し
て射出機に熱可塑性樹脂材料と繊維を一緒に供給するも
のである。An invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-8278 discloses an invention for eliminating the above-mentioned disadvantages of the conventional injection molding apparatuses. This is to supply the thermoplastic resin material and the fiber together to the injection machine through a single material supply path.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このも
のでは、次の問題がある。 .材料供給路たるホッパーの内壁面に繊維が静電気等
で付着し、これが原因で材料供給路が詰まる心配があ
る。特に、最終成形品に残存する繊維を長くすべく長い
繊維を使用する場合は、かさ比重が小さくなるから前記
詰まりが生じ易くなる。However, this method has the following problems. . The fibers adhere to the inner wall surface of the hopper as the material supply path due to static electricity or the like, and there is a concern that the material supply path may be clogged due to the fibers. In particular, when long fibers are used in order to lengthen the fibers remaining in the final molded product, the clogging is liable to occur because the bulk specific gravity becomes small.
【0008】.前記材料供給路の内壁面に付着して成
長した繊維塊がまとまって押出機や射出機に入り、該繊
維と熱可塑性樹脂材料の混合割合が不安定になる。従っ
て、この技術を用いて繊維強化樹脂製の成形品をつくる
場合は、成形品の品質を安定させることができない。
又、前記混合割合が不安定な場合は、射出機等に供給さ
れてから熱可塑性樹脂材料が溶融するまでの時間が一定
せず、早期に溶融する場合と遅く溶融する場合とでは成
形品の品質が変化するから、係る点からも、成形品の品
質の安定化を図ることができない。[0008] The fiber mass that adheres and grows on the inner wall surface of the material supply path collectively enters an extruder or an injection machine, and the mixing ratio of the fiber and the thermoplastic resin material becomes unstable. Therefore, when a molded article made of fiber reinforced resin is produced using this technique, the quality of the molded article cannot be stabilized.
Further, when the mixing ratio is unstable, the time from supply to an injection machine or the like until the thermoplastic resin material is melted is not constant. Since the quality changes, it is not possible to stabilize the quality of the molded product from this point.
【0009】本願は、かかる点に鑑みてなされたもので
あり、かさ比重が小さな長い繊維を供給する場合でも、
材料供給路の詰まりを防止できるようにすると共に、繊
維と熱可塑性樹脂材料の混合割合の安定化が図れるよう
にすることをその課題とする。[0009] The present invention has been made in view of such a point, and even when supplying a long fiber having a small bulk specific gravity,
It is an object of the present invention to prevent clogging of a material supply path and to stabilize a mixing ratio of a fiber and a thermoplastic resin material.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為の
請求項1の発明の技術的手段は、『繊維と熱可塑性樹脂
材料を共通の材料供給路に投入して、両者を同時に可塑
化装置に供給する方法であって、前記材料供給路が外筒
および外筒内の上部に同軸状に配設された内筒の二重筒
で構成され、前記内筒と前記外筒の間に粒状又は粉末状
の熱可塑性樹脂材料を投入しながら、内筒内に平均繊維
長が3mm〜50mmの繊維を投入し、前記内筒下端よ
り下流側の外筒内で前記繊維を包み込むように前記熱可
塑性樹脂材料を供給する』ことである。The technical means of the first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problem is that "the fiber and the thermoplastic resin material are fed into a common material supply path and both are plasticized at the same time. A method of supplying the material to the apparatus, wherein the material supply path is constituted by a double cylinder of an outer cylinder and an inner cylinder disposed coaxially in an upper part of the outer cylinder, between the inner cylinder and the outer cylinder. While feeding a granular or powdery thermoplastic resin material, a fiber having an average fiber length of 3 mm to 50 mm is charged into the inner cylinder, and the fiber is wrapped in the outer cylinder downstream from the lower end of the inner cylinder. Supplying a thermoplastic resin material. "
【0011】上記技術的手段によれば、投入された繊維
は材料供給路内で粒状又は粉末状の熱可塑性樹脂材料に
包み込まれるようにして該材料供給路内を流下する。従
って、材料供給路の内壁面に繊維が付着しそうになって
も、これが、熱可塑性樹脂材料で洗い流されるように該
樹脂材料と共に下流側に移動する。即ち、繊維が前記熱
可塑性樹脂材料で洗い流されるように除去され、該繊維
が材料供給路に溜ることはない。又、材料供給路の内壁
面には熱可塑性樹脂材料が接触し、その内側に繊維が投
入されるから、該繊維が材料供給路に於ける中心側に位
置することとなる。According to the above technical means, the fed fibers flow down the material supply path so as to be wrapped in the granular or powdery thermoplastic resin material in the material supply path. Therefore, even if fibers are likely to adhere to the inner wall surface of the material supply passage, the fibers move downstream together with the resin material so as to be washed away by the thermoplastic resin material. That is, the fibers are removed so as to be washed away by the thermoplastic resin material, and the fibers do not accumulate in the material supply path. Further, since the thermoplastic resin material comes into contact with the inner wall surface of the material supply path and the fiber is injected into the inside thereof, the fiber is located at the center side in the material supply path.
【0012】請求項2の発明のように、『前記材料供給
路の壁面を振動させる』ものでは、材料供給路の内壁面
に繊維が付着するのを一層確実に防止することができ
る。又、前記振動によって、混合された繊維と熱可塑性
樹脂材料の密度が高くなる。請求項3の発明のように、
『前記可塑化装置が射出機または押出機であり、前記材
料供給路の下流端が前記射出機または前記押出機の材料
受容口(37)に接続可能な』ものでは、上記繊維と熱可塑
性樹脂材料の可塑化装置への供給方法を射出機や押出機
に有効利用できる。According to the second aspect of the present invention, in which the wall surface of the material supply path is vibrated, it is possible to more reliably prevent fibers from adhering to the inner wall surface of the material supply path. Further, the density of the mixed fiber and the thermoplastic resin material is increased by the vibration. Like the invention of claim 3,
When the plasticizing device is an injection machine or an extruder, and the downstream end of the material supply path is connectable to a material receiving port (37) of the injection machine or the extruder, the fibers and the thermoplastic resin are used. The method of supplying the material to the plasticizing device can be effectively used for an injection machine or an extruder.
【0013】請求項6の発明は、『繊維と熱可塑性樹脂
材料が投入される共通の材料供給路を具備する繊維と熱
可塑性樹脂材料の可塑化装置への供給装置であって、外
筒および外筒内の上部に同軸状に配設された内筒の二重
筒で構成された材料供給路と、前記内筒と前記外筒の間
に粒状又は粉末状の熱可塑性樹脂材料を投入する樹脂投
入手段と、前記内筒内に平均繊維長が3mm〜50mm
の繊維を投入する繊維投入手段と、前記熱可塑性樹脂材
料が前記材料供給路に投入されたタイミングで、前記内
筒内に前記繊維が投入されるように前記樹脂投入手段と
前記繊維投入手段を作動させる制御装置とを具備する』
ものであり、このものによれば、請求項1の発明を実施
する繊維と熱可塑性樹脂材料の可塑化装置への供給装置
が提供できる。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for supplying a fiber and a thermoplastic resin material to a plasticizing apparatus having a common material supply path into which the fiber and the thermoplastic resin material are charged, comprising: A material supply path constituted by a double cylinder of an inner cylinder disposed coaxially at an upper portion in the outer cylinder, and a granular or powdery thermoplastic resin material is charged between the inner cylinder and the outer cylinder. Resin injection means, and an average fiber length in the inner cylinder of 3 mm to 50 mm
Fiber input means for inputting the fibers, and at the timing when the thermoplastic resin material is input to the material supply path, the resin input means and the fiber input means such that the fibers are input into the inner cylinder. Control device to operate. "
According to this, it is possible to provide an apparatus for supplying fibers and a thermoplastic resin material to a plasticizing apparatus for implementing the invention of claim 1.
【0014】請求項7の発明のように、『前記樹脂投入
手段に於ける前記材料供給路中での樹脂投入部が、前記
繊維投入手段に於ける前記材料供給路中での繊維投入部
の上方に設けられている』ことがより好ましいが、前記
樹脂投入部と繊維投入部の上下関係は必ずしも限定され
るものではない。According to a seventh aspect of the present invention, "the resin supply section in the material supply path in the resin supply means is the same as the fiber supply section in the material supply path in the fiber supply means. It is more preferable that the resin input section and the fiber input section are arranged vertically.
【0015】請求項6〜請求項7の発明において、『前
記材料供給路の壁面を振動させる振動発生装置を具備』
させた請求項8の発明では、前記材料供給路の壁面を振
動させることによって、該材料供給路への繊維の付着が
一層確実に防止できる。又、上記振動により、材料供給
路内の繊維と熱可塑性樹脂材料の密度が高くなる。[0015] In the invention according to claims 6 and 7, "a vibration generator for vibrating the wall surface of the material supply path is provided."
According to the eighth aspect of the present invention, by vibrating the wall surface of the material supply path, the adhesion of the fiber to the material supply path can be more reliably prevented. In addition, the density of the fiber and the thermoplastic resin material in the material supply path increases due to the vibration.
【0016】請求項6の発明において、『前記内筒又は
前記材料供給路の少なくとも一方を振動させる振動発生
装置を具備』させた請求項9の発明では、繊維を供給す
る内筒又は材料供給路の少なくとも一方を振動させるこ
とにより、これらの壁面に繊維が付着するのを確実に防
止することができる。[0016] In the invention of claim 6, in the invention of claim 9, the apparatus comprises "a vibration generating device for vibrating at least one of the inner cylinder and the material supply path". By vibrating at least one of these, it is possible to reliably prevent fibers from adhering to these wall surfaces.
【0017】請求項6の発明の発明特定事項たる繊維投
入手段としては、請求項13の発明のように『前記繊維
を定量的に供給するロービングカッタ(1) 又は定量フィ
ーダ』とするもののほか、種々の供給装置を使用するこ
とができる。The fiber input means, which is the invention-specifying matter of the sixth invention, may be a roving cutter (1) or a fixed-quantity feeder for supplying the fibers quantitatively as in the invention of the thirteenth invention. Various feeding devices can be used.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明で
は、投入された繊維は材料供給路内で熱可塑性樹脂材料
に包み込まれるようにして該材料供給路内を流下するか
ら、繊維が材料供給路の壁面に付着することながなく、
かさ比重が小さな長い繊維を供給する場合でも材料供給
路内が詰まることがない。As described above, according to the first aspect of the present invention, the input fibers flow down the material supply path so as to be wrapped in the thermoplastic resin material in the material supply path. It does not adhere to the wall of the material supply path,
Even when a long fiber having a low bulk specific gravity is supplied, the inside of the material supply path is not clogged.
【0019】又、繊維が材料供給路内壁に付着残存しな
いから、繊維と熱可塑性樹脂材料の割合の安定化が図れ
る。従って、請求項1の発明を用いて繊維強化樹脂製の
成形品をつくる場合は、繊維と熱可塑性樹脂材料の混合
割合が安定した品質良好な成形品が得られる。請求項2
の発明では、材料供給路の壁面の振動によって、該材料
供給路の内壁面への繊維の付着が一層確実に防止できる
から、上記請求項1の効果が一層顕著なものとなる。
又、前記材料供給路の壁面の振動によって、混合された
繊維と熱可塑性樹脂材料の密度が高くなるから、この混
合物を射出機や押出機等に供給して加熱混練する場合
は、熱可塑性樹脂材料が溶融するまでの所要時間が安定
する。Further, since the fibers do not adhere to and remain on the inner wall of the material supply passage, the ratio of the fibers to the thermoplastic resin material can be stabilized. Therefore, when a molded article made of fiber reinforced resin is produced using the invention of claim 1, a molded article of good quality in which the mixing ratio of the fiber and the thermoplastic resin material is stable is obtained. Claim 2
According to the second aspect of the present invention, the vibration of the wall surface of the material supply path can more reliably prevent the fiber from adhering to the inner wall surface of the material supply path, so that the effect of the first aspect becomes more remarkable.
Further, since the density of the mixed fiber and the thermoplastic resin material increases due to the vibration of the wall surface of the material supply path, when the mixture is supplied to an injection machine or an extruder and heated and kneaded, the thermoplastic resin is used. The time required for the material to melt is stabilized.
【0020】請求項6の発明によれば、請求項1の発明
を実施する装置を提供することができる。外筒で包囲さ
れた内筒内に繊維を供給するから、該繊維が材料供給路
たる外筒に付着する心配が一層少なくなり、内筒等を振
動させる請求項9の発明では、前記繊維の付着が更に確
実に防止できる。According to the invention of claim 6, it is possible to provide an apparatus for carrying out the invention of claim 1. Since the fibers are supplied into the inner cylinder surrounded by the outer cylinder, the risk of the fibers adhering to the outer cylinder serving as a material supply path is further reduced, and the inner cylinder or the like is vibrated. Adhesion can be more reliably prevented.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】次に、上記発明の実施の形態を図
面に従って説明する。図1は、上記発明の実施の形態に
係る繊維と熱可塑性樹脂材料の供給装置を、可塑化装置
としてのスクリュー式の射出機(3) に接続した状態を示
す断面図である。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which the fiber and thermoplastic resin material supply device according to the embodiment of the present invention is connected to a screw type injection machine (3) as a plasticizing device.
【0022】このものでは、繊維投入手段としては、繊
維を定量的に供給するロービングカッタ(1) が使用さ
れ、又、前記繊維の投入部より上流側に熱可塑性樹脂材
料を投入する樹脂投入手段としては、定量フィーダ(2)
が使用されている。但し、繊維投入手段は、ロービング
カッタ(1) に限定される訳ではなく、予め所定の長さに
カットされたチョップドストランド繊維を定量的に定量
フィーダであっても良い。又、樹脂投入手段も、熱可塑
性樹脂材料を定量的に供給できるものであれば良く、上
記定量フィーダ(2) に限定されるものではない。In this apparatus, a roving cutter (1) for quantitatively supplying fibers is used as the fiber input means, and a resin input means for inputting a thermoplastic resin material upstream of the fiber input section. As a quantitative feeder (2)
Is used. However, the fiber feeding means is not limited to the roving cutter (1), but may be a quantitative feeder for quantitatively chopped strand fibers cut in advance to a predetermined length. Also, the resin charging means is not limited to the above-described quantitative feeder (2) as long as it can supply the thermoplastic resin material quantitatively.
【0023】射出機(3) のシリンダ(39)の上流端近傍の
上壁に形成された材料受容口(37)には、ホッパ(4) の下
端が接続されており、該ホッパ(4) の内部が既述した材
料供給路となっている。又、ホッパ(4) 内の上部には、
繊維投入用の内筒(5) が設けられており、これらホッパ
(4) と内筒(5) は同軸状に配設されて二重筒を構成して
いる。従って、この実施の形態では、前記ホッパ(4) が
請求項1の発明の発明特定事項たる外筒に対応すること
となる。The lower end of the hopper (4) is connected to a material receiving port (37) formed in the upper wall near the upstream end of the cylinder (39) of the injection machine (3). Is the material supply path described above. In the upper part of the hopper (4),
An inner cylinder (5) for feeding fibers is provided.
(4) and the inner cylinder (5) are arranged coaxially to form a double cylinder. Therefore, in this embodiment, the hopper (4) corresponds to the outer cylinder as the invention specifying matter of the first aspect of the present invention.
【0024】又、上記内筒(5) の内部に所定の長さにカ
ットされた繊維が投入されるように、該内筒(5) の上部
にロービングカッタ(1) が配設されている。熱可塑性樹
脂材料は、これを定量フィーダ(2) から自然に流動降下
させ得る角度に傾斜させたシュート(6) を通って、ホッ
パ(4) と内筒(5) の間に投入されるようになっている。
尚、この実施の形態ではホッパ(4) の下端に射出機(3)
を接続しているが、熱可塑性樹脂材料を溶融させ且つこ
れと繊維を混練するスクリュー式の押出機等を接続して
も良い。この場合は、前記押出機等が既述した請求項1
等の発明の発明特定事項たる可塑化装置に対応する。A roving cutter (1) is provided above the inner cylinder (5) so that fibers cut to a predetermined length are introduced into the inner cylinder (5). . The thermoplastic resin material is fed from the hopper (4) and the inner cylinder (5) through the chute (6) inclined at an angle that allows the thermoplastic resin material to flow naturally from the fixed-quantity feeder (2). It has become.
In this embodiment, the injection machine (3) is provided at the lower end of the hopper (4).
However, a screw type extruder or the like for melting the thermoplastic resin material and kneading the fiber with the thermoplastic resin material may be connected. In this case, the extruder or the like has already been described.
Etc. correspond to a plasticizing device which is an invention specific matter of the invention.
【0025】以下、前記装置の各部について更に詳述す
る。 [ロービングカッタ(1) について]ロービングカッタ
(1) は、図1,図2に示すように、リール(19)に巻き取
られた多数本の長尺強化繊維(L) (L) を扁平に広げた状
態で送り出すフィードロール(11)(11)と、これの出口側
に設けられ且つ前記長尺強化繊維(L) (L) の移送幅より
も長いカッティングロール(12)とから成り、該カッティ
ングロール(12)は下方のフィードロール(11)に対して回
転状態で対接する複数の刃(121) (121) を具備してい
る。従って、前記刃(121) (121) とフィードロール(11)
(11)によって長尺強化繊維(L) が一定長さの繊維(L1)(L
1)に切断される。Hereinafter, each part of the apparatus will be described in more detail. [About roving cutter (1)] Roving cutter
(1) As shown in FIGS. 1 and 2, a feed roll (11) for feeding a large number of long reinforcing fibers (L) (L) wound up on a reel (19) in a flattened state. (11) and a cutting roll (12) provided on the outlet side thereof and longer than the transfer width of the long reinforcing fibers (L) (L), wherein the cutting roll (12) is a lower feed roll. It is provided with a plurality of blades (121) (121) that are in rotation with respect to (11). Therefore, the blade (121) (121) and the feed roll (11)
According to (11), the long reinforcing fiber (L) is a fixed length fiber (L1) (L
Cut to 1).
【0026】又、カッティングロール(12)は、図1に於
いて時計方向に回転するようになっており、これによ
り、繊維(L1)(L1)が確実に内筒(5) 内に落下するように
構成されている。この実施の形態では、長尺強化繊維
(L) としての4本の2400texのロービングガラス
繊維を、フィードロール(11)(11)に送り込み、これによ
って14mmの長さの繊維(L1)(L1)が得られるようにな
っている。又、ロービングカッタ(1) からの繊維(L1)(L
1)の落下量は2.2Kg/minに設定されている。Further, the cutting roll (12) is adapted to rotate clockwise in FIG. 1, whereby the fibers (L1) and (L1) surely fall into the inner cylinder (5). It is configured as follows. In this embodiment, a long reinforcing fiber
Four 2400 tex roving glass fibers as (L) are fed to feed rolls (11) and (11), whereby fibers (L1) and (L1) having a length of 14 mm are obtained. The fibers (L1) (L1) from the roving cutter (1)
The drop amount in 1) is set to 2.2 kg / min.
【0027】尚、前記カッティングロール(12)による長
尺強化繊維(L) の切断長さは該カッティングロール(12)
に植設した刃(121) (121) のピッチによって決定され、
該切断によって形成される繊維(L1)(L1)の長さは3mm
〜50mmの範囲に設定できるよういなっている。繊維
(L1)(L1)の長さが前記の範囲に設定されても、これがホ
ッパ(4) 及びスクリュー(31)で円滑に下流側に供給でき
ることが確認できた。尚、実際に切断される繊維(L1)(L
1)の長さは多少の誤差を有するから、前記3mm〜50
mmに範囲を若干越えることがあるが、平均繊維長さが
当該範囲に収まっていればよい。 [定量フィーダ(2) について]熱可塑性樹脂材料をホッ
パ(4) に投入する樹脂投入手段としての定量フィーダ
(2) は、図3に示すように、ペレット状の熱可塑性樹脂
材料を溜めておく樹脂ホッパ(21)と、該樹脂ホッパ(21)
からの熱可塑性樹脂材料をシュート(6) へ定量的に供給
するコンベア(22)とから構成されており、前記シュート
(6) の下流端はホッパ(4) 内に侵入して内筒(5) の外壁
近傍まで延長されている(図1参照)。よって、ホッパ
(4) への熱可塑性樹脂材料の樹脂投入部たるシュート
(6) の先端部は、繊維投入部たる内筒(5) の下端より上
流側に位置している。尚、前記シュート(4) の先端は、
前記内筒(5) の下端と同一高さ位置であってもよい。The cutting length of the long reinforcing fiber (L) by the cutting roll (12) is determined by the length of the cutting roll (12).
Is determined by the pitch of the blade (121) (121)
The length of the fiber (L1) (L1) formed by the cutting is 3 mm
It can be set in the range of 5050 mm. fiber
(L1) It was confirmed that even when the length of (L1) was set in the above range, it could be smoothly supplied to the downstream side by the hopper (4) and the screw (31). The fibers actually cut (L1) (L
1) Since the length has some errors, the length is 3 mm to 50 mm.
mm may slightly exceed the range, but it is sufficient that the average fiber length falls within the range. [About the fixed-quantity feeder (2)] A fixed-quantity feeder as a resin charging means for charging the thermoplastic resin material to the hopper (4).
(2) As shown in FIG. 3, a resin hopper (21) for storing a thermoplastic resin material in the form of a pellet, and the resin hopper (21)
And a conveyor (22) for quantitatively supplying the thermoplastic resin material from the chute to the chute (6).
The downstream end of (6) penetrates into the hopper (4) and extends to near the outer wall of the inner cylinder (5) (see FIG. 1). Therefore, the hopper
(4) Chute serving as resin input part of thermoplastic resin material
The tip of (6) is located upstream of the lower end of the inner cylinder (5), which is the fiber feeding section. The tip of the chute (4)
It may be at the same height position as the lower end of the inner cylinder (5).
【0028】シュート(6) のホッパ(4) への取付け方法
は特に限定されないが、図9に示すように、シュート
(6) の中心軸がホッパ(4) の中心軸から若干ずれた方向
となるように取付け、シュート(6) から投入される粒状
又は粉末状の熱可塑性樹脂材料の投入方向がホッパ(4)
の中心軸と交差しないようにするのが好ましい。この場
合には、シュート(6) から投入される熱可塑性樹脂材料
はホッパ(4) の内壁面を円周方向に滑りながら降下する
こととなり、これにより、熱可塑性樹脂材料は、その内
部に繊維を包み込むようにしながら螺旋状にホッパ(4)
の下部に向けて流下し易くなる。又、前記熱可塑性樹脂
材料は内筒(5) の下端以下に於けるホッパ(4) 内面全域
に接触しながら流下する。従って、ロービングカッタ
(1) から投入された繊維(L1)(L1)がホッパ(4) の内壁面
に飛散しても、前記螺旋軌道を描いてホッパ(4) 内面に
沿って流下する熱可塑性樹脂材料で前記繊維(L1)(L1)が
洗い流される状態になり、これにより、該繊維(L1)(L1)
が熱可塑性樹脂材料と共にホッパ(4) の下部に貯留され
る。The method of attaching the chute (6) to the hopper (4) is not particularly limited, but as shown in FIG.
The center axis of (6) is slightly offset from the center axis of hopper (4), and the direction of the granular or powdery thermoplastic resin material injected from chute (6) is
It is preferable not to intersect with the central axis. In this case, the thermoplastic resin material input from the chute (6) falls down while sliding in the circumferential direction on the inner wall surface of the hopper (4). Spirally wrapping the hopper (4)
It is easy to flow down to the lower part. The thermoplastic resin material flows down while contacting the entire inner surface of the hopper (4) below the lower end of the inner cylinder (5). Therefore, roving cutter
Even if the fibers (L1) and (L1) introduced from (1) scatter on the inner wall surface of the hopper (4), the thermoplastic resin material flows down along the inner surface of the hopper (4) along the spiral track. The fibers (L1) (L1) are in a state of being washed away, whereby the fibers (L1) (L1)
Is stored in the lower part of the hopper (4) together with the thermoplastic resin material.
【0029】尚、コンベア(22)の速度は、これを駆動す
るモータ(23)の回転数によって決まり、従って、モータ
(23)の単位時間の回転数によって、単位時間当たりの熱
可塑性樹脂材料の投入量が決定される。この実施の形態
では、熱可塑性樹脂材料の投入量が5.1Kg/min
に設定されている。尚、熱可塑性樹脂材料と、その物性
を向上させる為の変性剤や他の充填材を同時にホッパ
(4) 側に供給してもよい。 [射出機(3) について]熱可塑性樹脂材料を溶融させこ
れと繊維を混練する可塑化装置としての射出機(3) は、
図4に示すように、公知の一般的なスクリュー式の射出
機と基本的には同じであり、後述するようにスクリュー
(31)は回転に伴って軸線方向に後退移動するが、前記溝
部(38)に於ける材料受容口(37)に対応する領域は、前記
後退移動中常に、次の式を満足する寸法に設定されるの
が好ましい。The speed of the conveyor (22) is determined by the number of revolutions of the motor (23) for driving the conveyor (22).
The input amount of the thermoplastic resin material per unit time is determined by the number of rotations per unit time in (23). In this embodiment, the input amount of the thermoplastic resin material is 5.1 kg / min.
Is set to In addition, a thermoplastic resin material and a modifier or other filler for improving the
(4) It may be supplied to the side. [About the injection machine (3)] The injection machine (3) as a plasticizing apparatus for melting a thermoplastic resin material and kneading it with a fiber is:
As shown in FIG. 4, it is basically the same as a known general screw type injection machine,
(31) retreats in the axial direction with rotation, but the area corresponding to the material receiving port (37) in the groove (38) always has a dimension satisfying the following expression during the retreat movement. Preferably, it is set.
【0030】即ち、材料受容口(37)の口径d(cm)が
スクリュー(31)の溝幅c(cm)と同じであるかそれよ
り大きい通常の場合には、フライトを含めたスクリュー
(31)の外径をa(cm),溝底部の直径をb(cm)と
すると、上記溝部(38)に於ける材料受容口(37)に対応す
る領域の寸法は、That is, when the diameter d (cm) of the material receiving port (37) is the same as or larger than the groove width c (cm) of the screw (31), the screw including the flight is usually used.
Assuming that the outer diameter of (31) is a (cm) and the diameter of the groove bottom is b (cm), the dimension of the area corresponding to the material receiving port (37) in the groove (38) is:
【0031】[0031]
【数3】 (Equation 3)
【0032】・・・・ に設定されていることが好ましい。上記式を満足する
ように外径a等を設定すると、スクリュー(31)に材料が
円滑に食い込むことが確認できる。尚、フライトの根元
と溝底の境界部は、通常は円弧状に形成されているが、
上記式の溝部径bの値は、フライト間で最も小さい部
分の値を選択する。It is preferable to set the following. When the outer diameter a and the like are set so as to satisfy the above equation, it can be confirmed that the material smoothly penetrates the screw (31). The boundary between the root of the flight and the bottom of the groove is usually formed in an arc shape,
As the value of the groove diameter b in the above equation, the value of the smallest portion between flights is selected.
【0033】尚、材料受容口(37)が溝幅cよりも小さい
時は、該溝幅cに代えて材料受容口(37)の口径dを式
の左辺に代入し、該式を満足するようにスクリュー(3
1)の外径a及び溝部の直径bを設定すればよい。又、射
出機の場合は、スクリュー(31)が回転に伴って軸線方向
に後退移動するため、材料受容口(37)の下方の溝部(38)
も前記軸線方向に移動するが、上記したように、材料受
容口(37)の下にくる全ての溝部(38)が上記式を満たす
ようにする。When the material receiving port (37) is smaller than the groove width c, the diameter d of the material receiving port (37) is substituted into the left side of the equation instead of the groove width c to satisfy the equation. Screw (3
What is necessary is just to set the outer diameter a and the groove diameter b of 1). In the case of an injection machine, since the screw (31) retreats in the axial direction with rotation, the groove (38) below the material receiving port (37) is used.
Also moves in the axial direction, but as described above, all the grooves (38) below the material receiving port (37) satisfy the above expression.
【0034】上記スクリュー径a,溝部径b,溝幅cの
具体的な寸法は、本実施の形態ではスクリュー径a=1
2cm,溝部径b=8.7cm,溝幅c=10.8cm
に設定されており、従って、このものでは前記式の右
辺の値が、579cm3 に設定されている。尚、材料受
容口(37)の口径は12cmに設定した。更に、射出機
(3) 内での溶融、混練過程で、繊維の切断を抑制する為
に、スクリュー(31)としてフルフライトスクリューが採
用されており、その先端には、射出時に溶融樹脂がシリ
ンダ(39)の上流側に逆流するのを防止するチェックリン
グ機構を具備するミキシングヘッド(32)が取付けられて
いる。このスクリュー(31)はその基端部から先端部にか
けて、フィードゾーン(311) 、コンプレションゾーン(3
12) 、及びメータリングゾーン(313) の3つのゾーンに
この順序で3分割されている。前記フィードゾーン(31
1) の溝深さは16.5mmに、コンプレションゾーン
(312) の溝深さは16.5mmから5.25mmに順次
変化する寸法に、更に、メータリングゾーン(313) の溝
深さは5.25mmに夫々設定されている。又、スクリ
ュー(31)の上記フィードゾーン(311) ,コンプレション
ゾーン(312) 及びメータリングゾーン(313) の距離の比
率は、2:1:1に設定されている。又、スクリュー(3
1)のフライトピッチは120mmに設定されており、更
に、溝幅cは上記したように10.8cmに設定されて
いる。The specific dimensions of the screw diameter a, the groove diameter b, and the groove width c are, in this embodiment, screw diameter a = 1.
2cm, groove diameter b = 8.7cm, groove width c = 10.8cm
Therefore, in this case, the value on the right side of the above equation is set to 579 cm 3 . The diameter of the material receiving port (37) was set to 12 cm. In addition, injection machines
In the melting and kneading process in (3), a full flight screw is adopted as the screw (31) to suppress fiber cutting during the kneading process. A mixing head (32) having a check ring mechanism for preventing backflow to the upstream side is mounted. The screw (31) extends from its proximal end to its distal end in a feed zone (311), a compression zone (3
12) and a metering zone (313). The feed zone (31
1) Groove depth is 16.5mm, compression zone
The groove depth of (312) is set to a dimension that sequentially changes from 16.5 mm to 5.25 mm, and the groove depth of the metering zone (313) is set to 5.25 mm. The ratio of the distance between the feed zone (311), the compression zone (312) and the metering zone (313) of the screw (31) is set to 2: 1: 1. Also, screw (3
The flight pitch in 1) is set to 120 mm, and the groove width c is set to 10.8 cm as described above.
【0035】尚、このスクリュー(31)の圧縮比は4以下
に、みかけのせんだん速度は100sec-1に設定され
ることが望ましい。ここで、上記圧縮比は次の式で与え
られる。圧縮比=フィードゾーン(311) の溝深さ/メー
タリングゾーン(313) の溝深さ又、みかけのせんだん速
度は次の式で与えられる。It is desirable that the compression ratio of the screw (31) is set to 4 or less and the apparent speed is set to 100 sec-1. Here, the compression ratio is given by the following equation. Compression ratio = groove depth of feed zone (311) / groove depth of metering zone (313) Also, apparent shear speed is given by the following equation.
【0036】みかけのせんだん速度=πDn/60H ただし、D:スクリュー(31)の直径(mm) n:スクリュー(31)の回転数(r.p.m) H:溝深さ(mm) 本実施の形態では、圧縮比が3.14のものを使用して
た。又、スクリュー(31)の回転数を60r.p.mとす
ることによって、みかけのせんだん速度を71.8se
c-1に設定した。Apparent shear rate = πDn / 60H, where D: diameter of screw (31) (mm) n: number of rotations of screw (31) (rpm) H: groove depth (mm) In the embodiment, a compression ratio of 3.14 is used. Further, the rotation speed of the screw (31) is set to 60 r. p. m, the apparent speed is 71.8 sec.
It was set to c-1.
【0037】又、前記スクリュー(31)はスクリュー駆動
装置(33)によって回転駆動されると共に、軸線方向に往
復移動される。 [ホッパ(4) について]材料供給路となるホッパ(4)
は、ロービングカッタ(1) より投入される繊維と定量フ
ィーダ(2) より投入される熱可塑性樹脂材料を射出機
(3) へ誘導するものである。The screw (31) is driven to rotate by a screw driving device (33) and reciprocates in the axial direction. [Regarding hopper (4)] Hopper (4) to be a material supply path
Injects the fiber fed from the roving cutter (1) and the thermoplastic resin material fed from the quantitative feeder (2) into an injection machine.
(3).
【0038】ホッパ(4) の材質は特に限定されるもので
はないが、静電気が発生しにくいものを使用するのが望
ましい。また、必要に応じて、静電気によって繊維が付
着する場所に静電気除去エアーを吹きかける静電気除去
装置を設けてもよい。さらに、ホッパ(4) 内に於ける繊
維及び熱可塑性樹脂材料の貯留量が一定範囲におさまる
ようにすることが、熱可塑性樹脂材料を溶融させるまで
の所要時間等の安定性に繋がることから、上記ホッパ
(4) の側部には上部近接スイッチ(41)とその下方に位置
する下部近接スイッチ(42)が設けられている。そして、
繊維及び熱可塑性樹脂材料の貯留量が下部近接スイッチ
(42)以下になると、ロービングカッタ(1) 及び定量フィ
ーダ(2) の作動が開始して、繊維及び熱可塑性樹脂材料
をホッパ(4) 内に投入し始め、これらの貯留量が(41)ま
で増加すると、ロービングカッタ(1) 及び定量フィーダ
(2) の作動が停止するようになっており、その具体的な
制御は後述する。The material of the hopper (4) is not particularly limited, but it is preferable to use a material that does not easily generate static electricity. Further, if necessary, a static electricity removing device that blows static electricity removing air to a place where the fibers adhere due to static electricity may be provided. Furthermore, keeping the amount of fibers and thermoplastic resin material within the hopper (4) within a certain range leads to stability such as the time required to melt the thermoplastic resin material, and so on. Above hopper
On the side of (4), an upper proximity switch (41) and a lower proximity switch (42) located below the upper proximity switch (41) are provided. And
Proximity switch with lower storage of fiber and thermoplastic resin material
(42) When it becomes below, the operation of the roving cutter (1) and the fixed-quantity feeder (2) starts, and the fibers and the thermoplastic resin material start to be injected into the hopper (4), and the storage amount of these materials becomes (41). The roving cutter (1) and the quantitative feeder
The operation of (2) is stopped, and the specific control thereof will be described later.
【0039】次に、ホッパ(4) の内壁面と鉛直線の成す
傾斜角度θ(図4参照)について説明する。この傾斜角
度θは、45°以下、望ましくは30°以下、更に望ま
しくは15°以下に設定するのが良い。そして、このよ
うな角度に設定することによって繊維等を材料受容口(3
7)側に円滑に供給できることが確認できた。従って、ホ
ッパ(4) が円錐形状になっている本実施の形態では、前
記傾斜角度θは前記円錐の母線と鉛直線のなす角、即
ち、前記円錐の半頂角になり、具体的には、前記傾斜角
度θとして10°に設定されたホッパ(4) を採用した。Next, the inclination angle θ between the inner wall surface of the hopper (4) and the vertical line (see FIG. 4) will be described. Is preferably set to 45 ° or less, preferably 30 ° or less, and more preferably 15 ° or less. By setting such an angle, fibers and the like can be placed in the material receiving port (3
7) It was confirmed that it could be supplied smoothly to the side. Therefore, in the present embodiment in which the hopper (4) has a conical shape, the inclination angle θ is an angle formed by a generatrix of the cone and a vertical line, that is, a half vertex angle of the cone, and specifically, A hopper (4) having the inclination angle θ set to 10 ° was employed.
【0040】尚、ホッパ(4) が円錐ではなく、横断面が
楕円形や多角形になったものでは、その内壁面の勾配
(水平に対する勾配)の内、最も緩やかな部分の前記傾
斜角度θの値以下になるように設定する必要がある。最
も緩やかな勾配の領域でも繊維の付着防止が図れるよう
にするためである。尚、本実施の形態では、ホッパ(4)
は、ポリエチレンテレフタートのフィルム(厚みは0.
4mm)の外面に補強用のステンレスを重ねた材料で形
成している。又、上部近接スイッチ(41)と下部近接スイ
ッチ(42)は150mmの間隔でホッパ(4) の壁面に沿っ
て配設している。When the hopper (4) is not conical but has an elliptical or polygonal cross section, the inclination angle θ of the gentlest part of the gradient of the inner wall surface (gradient with respect to the horizontal). Must be set to be less than or equal to the value of. This is to prevent the adhesion of the fibers even in the region having the gentlest gradient. In this embodiment, the hopper (4)
Is a polyethylene terephthalate film (having a thickness of 0.1 mm).
4 mm) on the outer surface of stainless steel for reinforcement. The upper proximity switch (41) and the lower proximity switch (42) are arranged along the wall surface of the hopper (4) at an interval of 150 mm.
【0041】又、この実施の形態では、ホッパ(4) の内
壁面に繊維等が付着するのを一層確実に防止する為に、
該ホッパ(4) の外面に振動発生装置(43)を設けて該ホッ
パ(4) を振動させるようにしている。 [内筒(5) について]内筒(5) は、ホッパ(4) 内の上部
に於いてこれと同軸状に配設されていると共に、円錐形
に形成されており、繊維をホッパ(4) の中央付近に誘導
する機能を具備する。内筒(5) の材質は特に限定される
ものではないが、繊維(L1)(L1)の付着を抑制する為に
は、ホッパ(4) と同様に静電気が発生しにくいものが望
ましい。前記内筒(5) の上下両端の繊維投入口(51)と繊
維排出口(52)の大きさは同じであっても良く、又、何れ
が大きくてもよいが、図示したもののように、逆円錐形
のものを使用する場合は、鉛直線に対する内壁面の傾斜
角度θ'は30°以下にするのが良く、望ましくは15
°以下にするのが良い。この角度に設定すると、繊維の
付着防止効果を顕著に発揮するからである。In this embodiment, in order to more reliably prevent fibers and the like from adhering to the inner wall surface of the hopper (4),
A vibration generator (43) is provided on the outer surface of the hopper (4) to vibrate the hopper (4). [Regarding the inner cylinder (5)] The inner cylinder (5) is disposed coaxially with the upper part of the hopper (4) and is formed in a conical shape, and the fibers are formed in the hopper (4). ) Has the function of guiding near the center. The material of the inner cylinder (5) is not particularly limited. However, in order to suppress the adhesion of the fibers (L1) and (L1), a material that does not easily generate static electricity as in the hopper (4) is desirable. The size of the fiber input port (51) and the fiber discharge port (52) at the upper and lower ends of the inner cylinder (5) may be the same, or any of them may be larger, as shown in the figure, When an inverted conical shape is used, the inclination angle θ ′ of the inner wall surface with respect to the vertical line is preferably set to 30 ° or less, and preferably 15 °.
° or less is good. When the angle is set to this angle, the effect of preventing adhesion of the fibers is remarkably exhibited.
【0042】本実施の形態に使用している内筒(5) は、
ポリエチレンテレフタートフィルム(厚み0.4mm)
で形成されていると共に、該内筒(5) の繊維投入口(51)
の直径は65mmに設定され、更に前記傾斜角度θ'は
ホッパ(4) と同様に10°に設定されている。又、本実
施の形態では、内筒(5) の内面に繊維が付着するのを一
層確実に防止する為に、定量フィーダ(2) から投入され
る熱可塑性樹脂材料を内筒(5) に衝突させることによっ
てその壁面を振動させるようにしている(図1参照)。
従って、この実施の形態では、内筒(5) に熱可塑性樹脂
材料を衝突させる上記機構が該内筒(5) を振動させる振
動発生装置として機能する。The inner cylinder (5) used in this embodiment is
Polyethylene terephthalate film (0.4mm thickness)
And a fiber inlet (51) of the inner cylinder (5).
Is set to 65 mm, and the inclination angle θ ′ is set to 10 ° similarly to the hopper (4). Further, in the present embodiment, in order to more reliably prevent fibers from adhering to the inner surface of the inner cylinder (5), the thermoplastic resin material supplied from the fixed amount feeder (2) is supplied to the inner cylinder (5). The wall is vibrated by the collision (see FIG. 1).
Therefore, in this embodiment, the above-described mechanism for causing the thermoplastic resin material to collide with the inner cylinder (5) functions as a vibration generator that vibrates the inner cylinder (5).
【0043】また、内筒(5) の内壁面に繊維が付着する
のを一層確実に防止するために該内筒(5) を振動させる
為のバイブレータ等の特別な振動発生装置を設けても良
い。 [成形動作について]上記装置は、図5に示すフローチ
ャートに基づいた制御動作を行う制御装置によって制御
されようになっており、該制御装置には、同図の(イ)
のフローチャートに従って動作する第1コンピュータ
と、(ロ)のフローチャートに従って動作する第2コン
ピュータの2つコンピュータが組み込まれている。Further, in order to more reliably prevent the fibers from adhering to the inner wall surface of the inner cylinder (5), a special vibration generator such as a vibrator for vibrating the inner cylinder (5) may be provided. good. [Regarding the molding operation] The above device is controlled by a control device which performs a control operation based on the flowchart shown in FIG. 5, and the control device includes (a) in FIG.
And a second computer that operates according to the flowchart in (b).
【0044】上記装置の動作を同図のフローチャートに
基づいて説明する。定量フィーダ(2) の樹脂ホッパ(21)
にペレット状の熱可塑性樹脂材料(例えばポリプロピレ
ン樹脂)を投入すると共に、リール(19)から引き出した
長尺強化繊維(L) の先端をフィードロール(11)(11)間に
挿入した状態で装置を動作させると、第1,第2コンピ
ュータが作動し始める。The operation of the above apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG. Resin hopper for metering feeder (2) (21)
A thermoplastic resin material (for example, polypropylene resin) in the form of a pellet is charged into the apparatus, and the end of the long reinforcing fiber (L) drawn from the reel (19) is inserted between the feed rolls (11) and (11). Is operated, the first and second computers start operating.
【0045】第1コンピュータが始動すると、ステップ
(ST1) でロービングカッタ(1) と定量フィーダ(2) が駆
動させられる。尚、定量フィーダ(2) とロービングカッ
タ(1) は同時に駆動させてもよいが、定量フィーダ(2)
を駆動させた後にロービングカッタ(1) を駆動させても
よいし、又、その逆に定量フィーダ(2) を駆動させる前
にロービングカッタ(1) を駆動させてもよく、熱可塑性
樹脂材料と繊維が同時にホッパ(4) 内に供給できるタイ
ミングで上記定量フィーダ(2) 等を駆動させればよい。When the first computer starts, the steps
In (ST1), the roving cutter (1) and the fixed-quantity feeder (2) are driven. The fixed-quantity feeder (2) and the roving cutter (1) may be driven at the same time.
The roving cutter (1) may be driven after driving the roving cutter (1), or conversely, the roving cutter (1) may be driven before driving the quantitative feeder (2). What is necessary is just to drive the above-mentioned fixed-quantity feeder (2) and the like at the timing when the fibers can be simultaneously supplied into the hopper (4).
【0046】上記ロービングカッタ(1) と定量フィーダ
(2) が始動すると、ロービングカッタ(1) の作動によっ
て繊維(L1)(L1)が形成されてこれが内筒(5) の繊維排出
口(52)からホッパ(4) 内に落下する。一方、定量フィー
ダ(2) から供給される熱可塑性樹脂材料(P) はシュート
(6) を経て、その先端からホッパ(4) 内に投入される。
シュート(6) から投入された熱可塑性樹脂材料(P) は、
場合によりその内の一部が内筒(5) に衝突してこれを振
動させつつ、ホッパ(4) の内壁面に沿うように、そし
て、内筒(5) から投入される繊維(L1)(L1)を包み込むよ
うにしながら、ホッパ(4) 内を流下する。従って、該流
下領域に投入された上記繊維(L1)(L1)がホッパ(4) の内
壁面に向けて飛散しても、前記繊維(L1)(L1)が飛散する
前記内壁面に前記熱可塑性樹脂材料(P) が接触しながら
流下するから、前記繊維(L1)(L1)が前記熱可塑性樹脂材
料(P) で洗い流されるようにホッパ(4) の内壁面から除
去される。これにより、該ホッパ(4) の内面に繊維(L1)
(L1)が大量に付着することがない。The above roving cutter (1) and the fixed-quantity feeder
When (2) starts, the fibers (L1) and (L1) are formed by the operation of the roving cutter (1), and the fibers fall from the fiber discharge port (52) of the inner cylinder (5) into the hopper (4). On the other hand, the thermoplastic resin material (P) supplied from the fixed-quantity feeder (2)
After (6), it is thrown into the hopper (4) from its tip.
The thermoplastic resin material (P) charged from the chute (6)
In some cases, a part of the fiber (L1) collides with the inner cylinder (5) and vibrates it, along the inner wall surface of the hopper (4), and is fed from the inner cylinder (5). Flow down the hopper (4) while wrapping around (L1). Therefore, even if the fibers (L1) and (L1) charged into the flow-down area scatter toward the inner wall surface of the hopper (4), the heat is applied to the inner wall surface where the fibers (L1) and (L1) scatter. Since the thermoplastic resin material (P) flows down while contacting, the fibers (L1) (L1) are removed from the inner wall surface of the hopper (4) so as to be washed away by the thermoplastic resin material (P). Thereby, the fiber (L1) is formed on the inner surface of the hopper (4).
(L1) does not adhere in large quantities.
【0047】次に、ホッパ(4) 内に投入された上記熱可
塑性樹脂材料(P) 等の貯留量が増加してその上面が上部
近接スイッチ(41)部分まで上昇すると、該上部近接スイ
ッチ(41)が検知信号を出力し、該検知信号によってロー
ビングカッタ(1) と定量フィーダ(2) が停止される(ス
テップ(ST2) (ST3) )。一方、上記上部近接スイッチ(4
1)から検知信号が出力されると、第2コンピュータが図
5の(ロ)に示すステップ(ST11)からステップ(ST12)を
実行して射出機(3) を駆動させる。即ち、スクリュー駆
動装置(33)でスクリュー(31)を回転させながら軸線方向
に後退させる共に、シリンダ(39)の外面に添設された図
示しないヒータを発熱させる。すると、ホッパ(4) の下
端から材料受容口(37)を介してシリンダ(39)内に熱可塑
性樹脂材料(P) 等が供給され、これがスクリュー(31)の
先端側に移送されると共にこれが上記ヒータで加熱され
て次第に溶融して行く。やがてスクリュー(31)の先端部
に於ける溶融樹脂の貯留量が設定値に達すると、スクリ
ュー(31)の回転を停止させ(ステップ(ST13)(ST14))、
その後、スクリュー(31)が(33)で軸線方向に進出させ
る。すると、チェックリング機構を有するミキシングヘ
ッド(32)がシリンダ(39)先端の吐出口(36)から前記溶融
樹脂を吐出させ、これが図示しない金型に注入されて成
形品が作られる。Next, when the storage amount of the thermoplastic resin material (P) and the like put into the hopper (4) increases and the upper surface thereof rises to the upper proximity switch (41), the upper proximity switch (41) is turned on. 41) outputs a detection signal, and the roving cutter (1) and the fixed-quantity feeder (2) are stopped by the detection signal (steps (ST2) and (ST3)). On the other hand, the upper proximity switch (4
When the detection signal is output from 1), the second computer executes steps (ST11) to (ST12) shown in FIG. 5B to drive the injection machine (3). That is, while the screw (31) is rotated by the screw driving device (33), the screw (31) is retracted in the axial direction, and a heater (not shown) attached to the outer surface of the cylinder (39) generates heat. Then, a thermoplastic resin material (P) or the like is supplied from the lower end of the hopper (4) into the cylinder (39) through the material receiving port (37), and is transferred to the tip side of the screw (31) and is also transferred. It is gradually heated and melted by the heater. Eventually, when the accumulated amount of the molten resin at the tip of the screw (31) reaches the set value, the rotation of the screw (31) is stopped (steps (ST13) and (ST14)),
Thereafter, the screw (31) is advanced in the axial direction at (33). Then, the mixing head (32) having the check ring mechanism discharges the molten resin from the discharge port (36) at the tip of the cylinder (39), and the molten resin is injected into a mold (not shown) to produce a molded product.
【0048】尚、上記動作の途中で、ホッパ(4) 内の熱
可塑性樹脂材料(P) 等の貯留量が下部近接スイッチ(42)
以下に減少すると、第1コンピュータが図5の(イ)に
示すステップ(ST4) を実行し、再びステップ(ST1) でロ
ービングカッタ(1) 及び定量フィーダ(2) を作動させ
る。これにより、ホッパ(4) 内に於ける熱可塑性樹脂材
料(P) 等の貯留量が常に上部近接スイッチ(41)と下部近
接スイッチ(42)の間に保たれる。During the above operation, the storage amount of the thermoplastic resin material (P) in the hopper (4) is reduced by the lower proximity switch (42).
When it decreases below, the first computer executes the step (ST4) shown in FIG. 5A, and again operates the roving cutter (1) and the fixed-quantity feeder (2) in the step (ST1). As a result, the storage amount of the thermoplastic resin material (P) and the like in the hopper (4) is always maintained between the upper proximity switch (41) and the lower proximity switch (42).
【0049】尚、上記実施の形態では、ホッパ(4) の中
心軸近傍に繊維が集中しその周りに熱可塑性樹脂材料が
多量に存在する。又、上記したように、ホッパ(4) の内
壁面に繊維(L1)(L1)が殆ど付着しない為に、熱可塑性樹
脂材料(P) と繊維(L1)(L1)の混合割合が一定に成る。従
って、成形品の品質が安定すると共に、熱可塑性樹脂材
料(P) が射出機(3) に供給されてから溶融するまでの時
間が一定し、この点からも、成形品の品質が安定する。In the above embodiment, the fibers are concentrated near the central axis of the hopper (4), and a large amount of the thermoplastic resin material exists around the fibers. Further, as described above, since the fibers (L1) and (L1) hardly adhere to the inner wall surface of the hopper (4), the mixing ratio of the thermoplastic resin material (P) and the fibers (L1) and (L1) is constant. Become. Therefore, the quality of the molded product is stabilized, and the time from when the thermoplastic resin material (P) is supplied to the injection machine (3) until it is melted is constant, and from this point, the quality of the molded product is also stabilized. .
【0050】因に、上記実施の形態の装置を用いて、既
述したポリプロピレン樹脂とロービングガラス繊維を溶
融混合して繊維強化樹脂製の成形品を製造する場合、ロ
ービングカッタ(1) から繊維長14mmの繊維(L1)(L1)
を2.2Kg/minの速度で内筒(5) に投入し、定量
フィーダ(2) から上記樹脂のペレットを5.1Kg/m
inで内筒(5) に当てながら、ホッパ(4) 内に投入し
た。その結果、2Kgのガラス繊維強化ポリプロピレン
樹脂を溶融状態にするのに約18secの時間を要した
が、この時間は常に安定していた。又、成形品の重量及
び前記溶融時間は極めて安定していた。このことは、既
述傾斜角度θを上記の値に設定した第1要素と既述溝部
(38)を式を満足する寸法に設定した第2要素の両要素
が共に前記溶融時間等の安定化に貢献していることを示
している。上記第1,第2要素の何れかが繊維等の材料
の移動を円滑化するのに貢献していない場合は、該材料
を一定流量でスクリュー(31)下流側に供給することがで
きないからである。When the polypropylene resin and the roving glass fiber described above are melt-mixed using the apparatus of the above embodiment to produce a fiber-reinforced resin molded product, the fiber length is cut from the roving cutter (1). 14mm fiber (L1) (L1)
Is charged into the inner cylinder (5) at a speed of 2.2 kg / min, and the resin pellets are fed from the quantitative feeder (2) to 5.1 kg / m.
It was thrown into the hopper (4) while hitting the inner cylinder (5) in. As a result, it took about 18 seconds to bring 2 kg of the glass fiber reinforced polypropylene resin into a molten state, but this time was always stable. Further, the weight of the molded article and the melting time were extremely stable. This means that the above-described first element having the above-described inclination angle θ set to the above value and the above-described groove portion
This shows that both elements of the second element which set (38) to dimensions satisfying the expression contribute to stabilization of the melting time and the like. If any of the first and second elements does not contribute to smooth movement of the material such as fiber, the material cannot be supplied at a constant flow rate to the downstream side of the screw (31). is there.
【0051】又、上記実施の形態のものでは、ホッパ
(4) での繊維及び樹脂の詰まりもなく、円滑に射出機
(3) に供給された。尚、上記実施の形態では、式の右
辺の値が579cm3 に設定されたスクリュー(31)を使
用したが、該値が350cm3 であっても、成形品の重
量及び前記溶融時間は安定していた。 [その他、各部の変形例等] .熱可塑性樹脂材料(P) の投入に関して 上記実施の形態では、熱可塑性樹脂材料(P) を定量フィ
ーダ(2) から内筒(5)に当てるようにしたが、図6に示
したように、定量フィーダ(2) をロービングカッタ(1)
の上方に配設し、内筒(5) とホッパ(4) の間隙に熱可塑
性樹脂材料(P)を自由落下させる態様で投入しても良
い。このものでは、ホッパ(4) への熱可塑性樹脂材料
(P) の樹脂投入部が繊維(L1)(L1)の繊維投入部(内筒
(5) の下端)よりも上方に位置している。このもので
も、熱可塑性樹脂材料(P) がホッパ(4) の内壁面に接触
しながら流下する領域に繊維(L1)(L1)が飛散するから、
該繊維(L1)(L1)が前記熱可塑性樹脂材料(P) で包み込ま
れる状態になる。従って、該ホッパ(4) に繊維(L1)(L1)
が付着しても、これが熱可塑性樹脂材料(P) で洗い流さ
れるように除去される。この方法では、図1に於けるシ
ュート(6) が不要となる。 .繊維の投入に関して 上記実施の形態では、ロービングカッタ(1) で切断した
繊維(L1)(L1)を投入したが、所定の長さにカットされた
繊維を投入できれば問題ないことから、図7に示すよう
に、予め所定長さにカットされたチョップドストランド
を定量的に投入できる定量フィーダを用いても良い。 .ホッパ(4) について 図8に示すように、繊維(L1)(L1)と熱可塑性樹脂材料
(P) をホッパ(4) 内で攪拌する為の攪拌装置(8) を設け
ても良い。この攪拌装置(8) は、モータ(82)とその回転
軸に取付けられた攪拌羽根(81)を有している。同図のよ
うに、繊維(L1)(L1)と熱可塑性樹脂材料(P) を攪拌する
ことにより、これらの混合物のかさ比重を大きくするこ
とができ、これにより、射出機(3) への空気の巻き込み
が少なく成って処理時間の短縮化等の効果が得られる。
尚、ホッパ(4) に上部近接スイッチ(41)及び下部近接ス
イッチ(42)を設けた場合には、攪拌装置(8) は上部近接
スイッチ(41)より上方に設ける必要がある。 .上記実施の形態では、射出機に本願発明を適用した
ものを例示的に説明したが、射出機(3) を押出機とする
場合でも本願発明は適用できる。In the above embodiment, the hopper
(4) Injection machine smoothly without clogging of fiber and resin
Supplied to (3). In the above embodiment, although the value of the expression on the right side was used screw (31) which is set to 579cm 3, it said value even with 350 cm 3, the weight and the melting time of the molded article is stable I was [Other modified examples of each part] Regarding the charging of the thermoplastic resin material (P) In the above embodiment, the thermoplastic resin material (P) is applied from the fixed-quantity feeder (2) to the inner cylinder (5), but as shown in FIG. Roving cutter (1) with fixed-quantity feeder (2)
And the thermoplastic resin material (P) may be dropped into the gap between the inner cylinder (5) and the hopper (4) in a free-fall manner. In this case, the thermoplastic resin material for the hopper (4)
(P) resin input section is fiber (L1) (L1) fiber input section (inner cylinder
(5)). Even in this case, the fibers (L1) and (L1) are scattered in a region where the thermoplastic resin material (P) flows down while contacting the inner wall surface of the hopper (4).
The fibers (L1) (L1) are wrapped in the thermoplastic resin material (P). Therefore, fibers (L1) and (L1) are added to the hopper (4).
Even if adhered, it is removed so as to be washed away by the thermoplastic resin material (P). In this method, the chute (6) in FIG. 1 becomes unnecessary. . In the above embodiment, the fibers (L1) and (L1) cut by the roving cutter (1) were introduced.However, there is no problem if the fibers cut to a predetermined length can be introduced. As shown, a fixed-quantity feeder capable of quantitatively feeding a chopped strand cut in advance to a predetermined length may be used. . About hopper (4) As shown in FIG. 8, the fibers (L1) and (L1) and the thermoplastic resin material
A stirrer (8) for stirring (P) in the hopper (4) may be provided. The stirring device (8) has a motor (82) and a stirring blade (81) attached to a rotating shaft thereof. As shown in the figure, by stirring the fibers (L1) and (L1) and the thermoplastic resin material (P), the bulk specific gravity of the mixture can be increased. The effect of reducing the processing time and the like is obtained by reducing the entrapment of air.
When the hopper (4) is provided with the upper proximity switch (41) and the lower proximity switch (42), the stirring device (8) needs to be provided above the upper proximity switch (41). . In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to an injection machine has been described as an example. However, the present invention can be applied to a case where the injection machine (3) is an extruder.
【図1】本発明の実施の形態を説明する射出機の全体図FIG. 1 is an overall view of an injection machine illustrating an embodiment of the present invention.
【図2】図1に於けるロービングカッタ(1) と内筒(5)
の関係説明図FIG. 2 shows the roving cutter (1) and the inner cylinder (5) in FIG.
Illustration of the relationship
【図3】図1に現れる定量フィーダ(2) の詳細図FIG. 3 is a detailed view of the quantitative feeder (2) shown in FIG.
【図4】図1の射出機に於けるホッパ(4) と内筒(5) の
内壁面の傾斜角度θ,θ'の説明と、スクリュー(31)の
各ゾーンを説明する図FIG. 4 is a view for explaining the inclination angles θ and θ ′ of the inner wall surfaces of the hopper (4) and the inner cylinder (5) in the injection machine of FIG. 1, and each zone of the screw (31).
【図5】図1の射出機の制御動作を説明するフローチャ
ートFIG. 5 is a flowchart illustrating a control operation of the injection machine in FIG. 1;
【図6】ロービングカッタ(1) の上方に定量フィーダ
(2) を設ける変形例を説明する図FIG. 6: Quantitative feeder above roving cutter (1)
Diagram for explaining a modification in which (2) is provided
【図7】ロービングカッタ(1) に代えて(7) を使用する
変形例を説明する図FIG. 7 is a view for explaining a modification in which (7) is used instead of the roving cutter (1).
【図8】攪拌装置(8) を設ける例を説明する図FIG. 8 is a view for explaining an example in which a stirrer (8) is provided.
【図9】図1に於けるIX−IX断面図FIG. 9 is a sectional view taken along the line IX-IX in FIG. 1;
(1) ・・・ロービングカッタ (2) ・・・定量フィーダ (3) ・・・射出機 (4) ・・・ホッパ (5) ・・・内筒 (31)・・・スクリュー (37)・・・材料受容口 (38)・・・溝部 (P) ・・・熱可塑性樹脂材料 (1) ... roving cutter (2) ... fixed-quantity feeder (3) ... injection machine (4) ... hopper (5) ... inner cylinder (31) ... screw (37) ..Material receiving port (38) ・ ・ ・ Groove (P) ・ ・ ・ Thermoplastic resin material
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【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成13年11月7日(2001.11.
7)[Submission date] November 7, 2001 (2001.11.
7)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【書類名】 明細書[Document Name] Statement
【発明の名称】 繊維と熱可塑性樹脂材料の可塑化装置
への供給方法および可塑化装置Patent application title: Method for feeding fiber and thermoplastic resin material to plasticizing device and plasticizing device
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維と熱可塑性樹
脂材料の可塑化装置への供給方法及び可塑化装置に関す
るもので、例えば、繊維強化樹脂製の成形品を成形する
射出機等に適用することができる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of supplying fibers and a thermoplastic resin material to a plasticizing apparatus and a plasticizing apparatus, and is applied to, for example, an injection machine for molding a molded article made of fiber reinforced resin. can do.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、繊維強化樹脂製の成形品を射出成
形する場合、可塑化装置としての押出機によって、熱可
塑性樹脂材料の溶融とこれと繊維との混練を行い、これ
によって、熱可塑性樹脂中に強化繊維が含まれた繊維強
化樹脂ペレットをつくり、これを射出機に供給して再び
溶融と混練を行った後に金型内に供給し、その後、前記
金型内の繊維強化樹脂を冷却硬化させて成形品を成形す
るものが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, when a molded article made of a fiber reinforced resin is injection-molded, a thermoplastic resin material is melted and kneaded with the fiber by an extruder as a plasticizing device. A fiber-reinforced resin pellet in which the reinforcing fiber is contained in the resin is produced, supplied to the injection machine, melted and kneaded again, and then supplied into the mold, and thereafter, the fiber-reinforced resin in the mold is supplied. There is known one which is cooled and cured to form a molded article.
【0003】そして、繊維と熱可塑性樹脂とを混練する
押出機を具備する射出成形装置としては特開平4−28
6617号公報に開示されたものが知られている。この
ものでは、押出機のシリンダに熱可塑性樹脂供給口とそ
の下流側の繊維供給口とが設けられており、熱可塑性樹
脂供給口から供給された熱可塑性樹脂材料をシリンダに
具備させたヒータで加熱しながら前記繊維供給口側に移
送させ、これによって加熱溶融された樹脂に繊維供給口
から供給した繊維を添加し、更にその下流側で前記繊維
と溶融した樹脂を混練する。そして、これによって得ら
れた繊維強化樹脂を用いて射出成形する。As an injection molding apparatus having an extruder for kneading a fiber and a thermoplastic resin, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-28 is disclosed.
The one disclosed in No. 6617 is known. In this apparatus, a thermoplastic resin supply port and a fiber supply port on the downstream side thereof are provided in a cylinder of an extruder, and the cylinder is provided with a thermoplastic resin material supplied from the thermoplastic resin supply port. The fiber fed from the fiber supply port is added to the heated and melted resin while heating, and the fiber is melted and kneaded on the downstream side. Then, injection molding is performed using the fiber reinforced resin obtained as described above.
【0004】この方法による場合には、押出機のシリン
ダに設けられた繊維供給口から繊維を供給するだけで繊
維強化樹脂製の成形品が出来るから、繊維を含有しない
樹脂を用いた通常の射出成形とほぼ同様な作業で射出成
形できる利点がある。ところが、このものでは、押出機
のシリンダには熱可塑性樹脂供給口と繊維供給口とを各
別に設ける必要があり、又、繊維供給口付近からの繊維
がシリンダ内のスクリューに円滑に食い込むようにする
為に、該スクリューを深溝にする等のスクリュー設計も
必要である等の欠点があった。According to this method, a molded article made of a fiber-reinforced resin can be formed only by supplying fibers from a fiber supply port provided in a cylinder of an extruder. There is an advantage that the injection molding can be performed by substantially the same operation as the molding. However, in this case, it is necessary to separately provide a thermoplastic resin supply port and a fiber supply port in the cylinder of the extruder, and to ensure that the fibers from near the fiber supply port bite into the screw in the cylinder smoothly. Therefore, there is a drawback that a screw design such as making the screw a deep groove is required.
【0005】又、繊維強化樹脂製の成形品を射出成形す
る他の装置として、特開平2−153714号の発明が
提案されている。これは、可塑化装置としての射出機の
シリンダに熱可塑性樹脂材料と繊維を直接供給するもの
であるが、このものでも、前記シリンダに熱可塑性樹脂
供給口と繊維供給口を各別に形成する必要があり、かつ
繊維供給口には、繊維をシリンダ内に押し込む為の押込
み装置を設ける必要がある。As another apparatus for injection molding a molded article made of fiber reinforced resin, the invention of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-153714 has been proposed. In this method, the thermoplastic resin material and the fiber are directly supplied to a cylinder of an injection machine as a plasticizing device. However, even in this case, it is necessary to separately form a thermoplastic resin supply port and a fiber supply port in the cylinder. It is necessary to provide a pushing device for pushing the fibers into the cylinder at the fiber supply port.
【0006】上記した従来の各射出成形装置が有する前
記欠点をなくす発明として、特開平6−8278号に開
示されたものがある。これは、単一の材料供給路を介し
て射出機に熱可塑性樹脂材料と繊維を一緒に供給するも
のである。An invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-8278 discloses an invention for eliminating the above-mentioned disadvantages of the conventional injection molding apparatuses. This is to supply the thermoplastic resin material and the fiber together to the injection machine through a single material supply path.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このも
のでは、次の問題がある。 .材料供給路たるホッパーの内壁面に繊維が静電気等
で付着し、これが原因で材料供給路が詰まる心配があ
る。特に、最終成形品に残存する繊維を長くすべく長い
繊維を使用する場合は、かさ比重が小さくなるから前記
詰まりが生じ易くなる。However, this method has the following problems. . The fibers adhere to the inner wall surface of the hopper as the material supply path due to static electricity or the like, and there is a concern that the material supply path may be clogged due to the fibers. In particular, when long fibers are used in order to lengthen the fibers remaining in the final molded product, the clogging is liable to occur because the bulk specific gravity becomes small.
【0008】.前記材料供給路の内壁面に付着して成
長した繊維塊がまとまって押出機や射出機に入り、該繊
維と熱可塑性樹脂材料の混合割合が不安定になる。従っ
て、この技術を用いて繊維強化樹脂製の成形品をつくる
場合は、成形品の品質を安定させることができない。
又、前記混合割合が不安定な場合は、射出機等に供給さ
れてから熱可塑性樹脂材料が溶融するまでの時間が一定
せず、早期に溶融する場合と遅く溶融する場合とでは成
形品の品質が変化するから、係る点からも、成形品の品
質の安定化を図ることができない。[0008] The fiber mass that adheres and grows on the inner wall surface of the material supply path collectively enters an extruder or an injection machine, and the mixing ratio of the fiber and the thermoplastic resin material becomes unstable. Therefore, when a molded article made of fiber reinforced resin is produced using this technique, the quality of the molded article cannot be stabilized.
Further, when the mixing ratio is unstable, the time from supply to an injection machine or the like until the thermoplastic resin material is melted is not constant. Since the quality changes, it is not possible to stabilize the quality of the molded product from this point.
【0009】本願は、かかる点に鑑みてなされたもので
あり、かさ比重が小さな長い繊維を供給する場合でも、
材料供給路の詰まりを防止できるようにすると共に、繊
維と熱可塑性樹脂材料の混合割合の安定化が図れるよう
にすることをその課題とする。[0009] The present invention has been made in view of such a point, and even when supplying a long fiber having a small bulk specific gravity,
It is an object of the present invention to prevent clogging of a material supply path and to stabilize a mixing ratio of a fiber and a thermoplastic resin material.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為の
請求項1の発明の技術的手段は、『繊維と熱可塑性樹脂
材料を共通の材料供給路に投入して、両者を同時に可塑
化装置に供給する方法であって、前記材料供給路が外筒
および外筒内の上部に同軸状に配設された内筒の二重筒
で構成され、前記内筒と前記外筒の間に粒状又は粉末状
の熱可塑性樹脂材料を投入しながら、内筒内に平均繊維
長が3mm〜50mmの繊維を投入し、前記内筒下端よ
り下流側の外筒内で前記繊維を包み込むように前記熱可
塑性樹脂材料を可塑化装置に供給する』ことである。The technical means of the first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problem is that "the fiber and the thermoplastic resin material are fed into a common material supply path and both are plasticized at the same time. A method of supplying the material to the apparatus, wherein the material supply path is constituted by a double cylinder of an outer cylinder and an inner cylinder disposed coaxially in an upper part of the outer cylinder, between the inner cylinder and the outer cylinder. While feeding a granular or powdery thermoplastic resin material, a fiber having an average fiber length of 3 mm to 50 mm is charged into the inner cylinder, and the fiber is wrapped in the outer cylinder downstream from the lower end of the inner cylinder. The thermoplastic resin material is supplied to the plasticizer. "
【0011】上記技術的手段によれば、内筒内に投入さ
れた繊維は材料供給路内で粒状又は粉末状の熱可塑性樹
脂材料に包み込まれるようにして該材料供給路内を流下
する。従って、材料供給路の内壁面に繊維が付着しそう
になっても、これが、熱可塑性樹脂材料で洗い流される
ように該樹脂材料と共に下流側に移動する。即ち、繊維
が前記熱可塑性樹脂材料で洗い流されるように除去さ
れ、該繊維が材料供給路に溜ることはない。又、材料供
給路の内壁面には熱可塑性樹脂材料が接触し、その内側
に繊維が投入されるから、該繊維が材料供給路に於ける
中心側に位置することとなる。According to the above technical means, the fibers introduced into the inner cylinder flow down the material supply passage so as to be wrapped in the granular or powdery thermoplastic resin material in the material supply passage. Therefore, even if fibers are likely to adhere to the inner wall surface of the material supply passage, the fibers move downstream together with the resin material so as to be washed away by the thermoplastic resin material. That is, the fibers are removed so as to be washed away by the thermoplastic resin material, and the fibers do not accumulate in the material supply path. Further, since the thermoplastic resin material comes into contact with the inner wall surface of the material supply path and the fiber is injected into the inside thereof, the fiber is located at the center side in the material supply path.
【0012】請求項2の発明のように、『前記材料供給
路の壁面を振動させる』ものでは、材料供給路の内壁面
に繊維が付着するのを一層確実に防止することができ
る。又、前記振動によって、混合された繊維と熱可塑性
樹脂材料の密度が高くなる。請求項3の発明のように、
『前記可塑化装置が射出機または押出機であり、前記材
料供給路の下流端が前記射出機または前記押出機の材料
受容口(37)に接続可能な』ものでは、上記繊維と熱可塑
性樹脂材料の可塑化装置への供給方法を射出機や押出機
に有効利用できる。According to the second aspect of the present invention, in which the wall surface of the material supply path is vibrated, it is possible to more reliably prevent fibers from adhering to the inner wall surface of the material supply path. Further, the density of the mixed fiber and the thermoplastic resin material is increased by the vibration. Like the invention of claim 3,
When the plasticizing device is an injection machine or an extruder, and the downstream end of the material supply path is connectable to a material receiving port (37) of the injection machine or the extruder, the fibers and the thermoplastic resin are used. The method of supplying the material to the plasticizing device can be effectively used for an injection machine or an extruder.
【0013】請求項4の発明は、『繊維と熱可塑性樹脂
材料が投入される共通の材料供給路を具備する可塑化装
置であって、材料供給路が外筒および外筒内の上部に同
軸状に配設された内筒の二重筒で構成され、前記内筒と
前記外筒の間に粒状又は粉末状の熱可塑性樹脂材料を投
入する樹脂投入手段と、前記内筒内に平均繊維長が3m
m〜50mmの繊維を投入する繊維投入手段と、前記熱
可塑性樹脂材料が前記材料供給路に投入されたタイミン
グで、前記内筒内に前記繊維が投入されるように前記樹
脂投入手段と前記繊維投入手段を作動させる制御装置と
を具備する』ものであり、このものによれば、請求項1
の発明を実施する繊維と熱可塑性樹脂材料の可塑化装置
が提供できる。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a plasticizing apparatus having a common material supply path into which fibers and a thermoplastic resin material are charged, wherein the material supply path is coaxial with an outer cylinder and an upper portion in the outer cylinder. A resin injection means for inputting a granular or powdery thermoplastic resin material between the inner cylinder and the outer cylinder, and a mean fiber in the inner cylinder. 3m long
a fiber feeding means for feeding fibers of m to 50 mm, and the resin feeding means and the fibers so that the fibers are fed into the inner cylinder at a timing when the thermoplastic resin material is fed into the material supply path. And a control device for activating the charging means. "
An apparatus for plasticizing a fiber and a thermoplastic resin material according to the present invention can be provided.
【0014】請求項5の発明のように、『前記樹脂投入
手段に於ける前記材料供給路中での樹脂投入部が、前記
繊維投入手段に於ける前記材料供給路中での繊維投入部
の上方に設けられている』ことがより好ましいが、前記
樹脂投入部と繊維投入部の上下関係は必ずしも限定され
るものではない。According to a fifth aspect of the present invention, "the resin supply section in the material supply path in the resin supply means is the same as the fiber supply section in the material supply path in the fiber supply means. It is more preferable that the resin input section and the fiber input section are arranged vertically.
【0015】請求項4又は請求項5の発明において、
『前記材料供給路の壁面を振動させる振動発生装置を具
備』させた請求項6の発明では、前記材料供給路の壁面
を振動させることによって、該材料供給路への繊維の付
着が一層確実に防止できる。又、上記振動により、材料
供給路内の繊維と熱可塑性樹脂材料の密度が高くなる。[0015] In the invention of claim 4 or claim 5,
In the invention according to claim 6, wherein "the vibration generating device for vibrating the wall surface of the material supply path" is provided, by vibrating the wall surface of the material supply path, the adhesion of the fiber to the material supply path is more reliably performed. Can be prevented. In addition, the density of the fiber and the thermoplastic resin material in the material supply path increases due to the vibration.
【0016】請求項4の発明において、『前記内筒又は
前記材料供給路の少なくとも一方を振動させる振動発生
装置を具備』させた請求項7の発明では、繊維を供給す
る内筒又は材料供給路の少なくとも一方を振動させるこ
とにより、これらの壁面に繊維が付着するのを確実に防
止することができる。請求項4から7のいずれかの発明
において、『前記可塑化装置が射出機又は押出機であ
り、前記材料供給路の下流端が前記射出機又は前記押出
機の材料受容口(37)に接続可能』とする請求項8の発明
のようにしてもよい。According to a fourth aspect of the present invention, in the seventh aspect of the invention, there is provided a vibration generating device for vibrating at least one of the inner cylinder and the material supply path. By vibrating at least one of these, it is possible to reliably prevent fibers from adhering to these wall surfaces. The invention according to any one of claims 4 to 7, wherein the plasticizer is an injection machine or an extruder, and a downstream end of the material supply path is connected to a material receiving port (37) of the injection machine or the extruder. It is also possible to adopt a configuration as described in the eighth aspect of the present invention.
【0017】請求項4の発明の発明特定事項たる繊維投
入手段としては、請求項9の発明のように『前記繊維を
定量的に供給するロービングカッタ(1) 又は定量フィー
ダ』とするもののほか、種々の供給装置を使用すること
ができる。The fiber input means, which is a specific matter of the invention according to the fourth aspect, may be a roving cutter (1) or a fixed-quantity feeder for supplying the fibers quantitatively as in the ninth aspect of the invention. Various feeding devices can be used.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明で
は、内筒内に投入された繊維は材料供給路内で熱可塑性
樹脂材料に包み込まれるようにして該材料供給路内を流
下するから、繊維が材料供給路の壁面に付着することな
がなく、かさ比重が小さな長い繊維を供給する場合でも
材料供給路内が詰まることがない。As described above, according to the first aspect of the present invention, the fibers introduced into the inner cylinder flow down in the material supply path so as to be wrapped in the thermoplastic resin material in the material supply path. Therefore, the fibers do not adhere to the wall surface of the material supply path, and the material supply path is not clogged even when a long fiber having a low bulk specific gravity is supplied.
【0019】又、繊維が材料供給路内壁に付着残存しな
いから、繊維と熱可塑性樹脂材料の割合の安定化が図れ
る。従って、請求項1の発明を用いて繊維強化樹脂製の
成形品をつくる場合は、繊維と熱可塑性樹脂材料の混合
割合が安定した品質良好な成形品が得られる。請求項2
の発明では、材料供給路の壁面の振動によって、該材料
供給路の内壁面への繊維の付着が一層確実に防止できる
から、上記請求項1の効果が一層顕著なものとなる。
又、前記材料供給路の壁面の振動によって、混合された
繊維と熱可塑性樹脂材料の密度が高くなるから、この混
合物を射出機や押出機等の可塑化装置に供給して加熱混
練する場合は、熱可塑性樹脂材料が溶融するまでの所要
時間が安定する。Further, since the fibers do not adhere to and remain on the inner wall of the material supply passage, the ratio of the fibers to the thermoplastic resin material can be stabilized. Therefore, when a molded article made of fiber reinforced resin is produced using the invention of claim 1, a molded article of good quality in which the mixing ratio of the fiber and the thermoplastic resin material is stable is obtained. Claim 2
According to the second aspect of the present invention, the vibration of the wall surface of the material supply path can more reliably prevent the fiber from adhering to the inner wall surface of the material supply path, so that the effect of the first aspect becomes more remarkable.
Also, due to the vibration of the wall surface of the material supply path, the density of the mixed fiber and the thermoplastic resin material increases, so when this mixture is supplied to a plasticizing device such as an injection machine or an extruder and heated and kneaded, The time required for the thermoplastic resin material to melt is stabilized.
【0020】請求項4の発明によれば、請求項1の発明
を実施する可塑化装置を提供することができる。外筒で
包囲された内筒内に繊維を供給するから、該繊維が材料
供給路たる外筒に付着する心配が一層少なくなり、内筒
等を振動させる請求項7の発明では、前記繊維の付着が
更に確実に防止できる。According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to provide a plasticizing apparatus for implementing the first aspect of the present invention. Since the fibers are supplied into the inner cylinder surrounded by the outer cylinder, the fear that the fibers adhere to the outer cylinder as the material supply path is further reduced, and the inner cylinder and the like are vibrated. Adhesion can be more reliably prevented.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】次に、上記発明の実施の形態を図
面に従って説明する。図1は、上記発明の実施の形態に
係る繊維と熱可塑性樹脂材料の可塑化装置としてのスク
リュー式の射出機(3)を示す断面図である。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a screw-type injection machine (3) as a plasticizing device for fibers and a thermoplastic resin material according to the embodiment of the present invention.
【0022】このものでは、繊維投入手段としては、繊
維を定量的に供給するロービングカッタ(1) が使用さ
れ、又、前記繊維の投入部より上流側に熱可塑性樹脂材
料を投入する樹脂投入手段としては、定量フィーダ(2)
が使用されている。但し、繊維投入手段は、ロービング
カッタ(1) に限定される訳ではなく、予め所定の長さに
カットされたチョップドストランド繊維を定量的に定量
フィーダであっても良い。又、樹脂投入手段も、熱可塑
性樹脂材料を定量的に供給できるものであれば良く、上
記定量フィーダ(2) に限定されるものではない。In this apparatus, a roving cutter (1) for quantitatively supplying fibers is used as the fiber input means, and a resin input means for inputting a thermoplastic resin material upstream of the fiber input section. As a quantitative feeder (2)
Is used. However, the fiber feeding means is not limited to the roving cutter (1), but may be a quantitative feeder for quantitatively chopped strand fibers cut in advance to a predetermined length. Also, the resin charging means is not limited to the above-described quantitative feeder (2) as long as it can supply the thermoplastic resin material quantitatively.
【0023】射出機(3) のシリンダ(39)の上流端近傍の
上壁に形成された材料受容口(37)には、ホッパ(4) の下
端が接続されており、該ホッパ(4) の内部が既述した材
料供給路となっている。又、ホッパ(4) 内の上部には、
繊維投入用の内筒(5) が設けられており、これらホッパ
(4) と内筒(5) は同軸状に配設されて二重筒を構成して
いる。従って、この実施の形態では、前記ホッパ(4) が
請求項1の発明の発明特定事項たる外筒に対応すること
となる。The lower end of the hopper (4) is connected to a material receiving port (37) formed in the upper wall near the upstream end of the cylinder (39) of the injection machine (3). Is the material supply path described above. In the upper part of the hopper (4),
An inner cylinder (5) for feeding fibers is provided.
(4) and the inner cylinder (5) are arranged coaxially to form a double cylinder. Therefore, in this embodiment, the hopper (4) corresponds to the outer cylinder as the invention specifying matter of the first aspect of the present invention.
【0024】又、上記内筒(5) の内部に所定の長さにカ
ットされた繊維が投入されるように、該内筒(5) の上部
にロービングカッタ(1) が配設されている。熱可塑性樹
脂材料は、これを定量フィーダ(2) から自然に流動降下
させ得る角度に傾斜させたシュート(6) を通って、ホッ
パ(4) と内筒(5) の間に投入されるようになっている。
尚、この実施の形態ではホッパ(4) の下端に射出機(3)
を接続しているが、熱可塑性樹脂材料を溶融させ且つこ
れと繊維を混練するスクリュー式の押出機等を接続して
も良い。A roving cutter (1) is provided above the inner cylinder (5) so that fibers cut to a predetermined length are introduced into the inner cylinder (5). . The thermoplastic resin material is fed from the hopper (4) and the inner cylinder (5) through the chute (6) inclined at an angle that allows the thermoplastic resin material to flow naturally from the fixed-quantity feeder (2). It has become.
In this embodiment, the injection machine (3) is provided at the lower end of the hopper (4).
However, a screw type extruder or the like for melting the thermoplastic resin material and kneading the fiber with the thermoplastic resin material may be connected.
【0025】以下、前記装置の各部について更に詳述す
る。 [ロービングカッタ(1) について]ロービングカッタ
(1) は、図1,図2に示すように、リール(19)に巻き取
られた多数本の長尺強化繊維(L) (L) を扁平に広げた状
態で送り出すフィードロール(11)(11)と、これの出口側
に設けられ且つ前記長尺強化繊維(L) (L) の移送幅より
も長いカッティングロール(12)とから成り、該カッティ
ングロール(12)は下方のフィードロール(11)に対して回
転状態で対接する複数の刃(121) (121) を具備してい
る。従って、前記刃(121) (121) とフィードロール(11)
(11)によって長尺強化繊維(L) が一定長さの繊維(L1)(L
1)に切断される。Hereinafter, each part of the apparatus will be described in more detail. [About roving cutter (1)] Roving cutter
(1) As shown in FIGS. 1 and 2, a feed roll (11) for feeding a large number of long reinforcing fibers (L) (L) wound up on a reel (19) in a flattened state. (11) and a cutting roll (12) provided on the outlet side thereof and longer than the transfer width of the long reinforcing fibers (L) (L), wherein the cutting roll (12) is a lower feed roll. It is provided with a plurality of blades (121) (121) that are in rotation with respect to (11). Therefore, the blade (121) (121) and the feed roll (11)
According to (11), the long reinforcing fiber (L) is a fixed length fiber (L1) (L
Cut to 1).
【0026】又、カッティングロール(12)は、図1に於
いて時計方向に回転するようになっており、これによ
り、繊維(L1)(L1)が確実に内筒(5) 内に落下するように
構成されている。この実施の形態では、長尺強化繊維
(L) としての4本の2400texのロービングガラス
繊維を、フィードロール(11)(11)に送り込み、これによ
って14mmの長さの繊維(L1)(L1)が得られるようにな
っている。又、ロービングカッタ(1) からの繊維(L1)(L
1)の落下量は2.2Kg/minに設定されている。Further, the cutting roll (12) is adapted to rotate clockwise in FIG. 1, whereby the fibers (L1) and (L1) surely fall into the inner cylinder (5). It is configured as follows. In this embodiment, a long reinforcing fiber
Four 2400 tex roving glass fibers as (L) are fed to feed rolls (11) and (11), whereby fibers (L1) and (L1) having a length of 14 mm are obtained. The fibers (L1) (L1) from the roving cutter (1)
The drop amount in 1) is set to 2.2 kg / min.
【0027】尚、前記カッティングロール(12)による長
尺強化繊維(L) の切断長さは該カッティングロール(12)
に植設した刃(121) (121) のピッチによって決定され、
該切断によって形成される繊維(L1)(L1)の長さは3mm
〜50mmの範囲に設定できるよういなっている。繊維
(L1)(L1)の長さが前記の範囲に設定されても、これがホ
ッパ(4) 及びスクリュー(31)で円滑に下流側に供給でき
ることが確認できた。尚、実際に切断される繊維(L1)(L
1)の長さは多少の誤差を有するから、前記3mm〜50
mmに範囲を若干越えることがあるが、平均繊維長さが
当該範囲に収まっていればよい。 [定量フィーダ(2) について]熱可塑性樹脂材料をホッ
パ(4) に投入する樹脂投入手段としての定量フィーダ
(2) は、図3に示すように、ペレット状の熱可塑性樹脂
材料を溜めておく樹脂ホッパ(21)と、該樹脂ホッパ(21)
からの熱可塑性樹脂材料をシュート(6) へ定量的に供給
するコンベア(22)とから構成されており、前記シュート
(6) の下流端はホッパ(4) 内に侵入して内筒(5) の外壁
近傍まで延長されている(図1参照)。よって、ホッパ
(4) への熱可塑性樹脂材料の樹脂投入部たるシュート
(6) の先端部は、繊維投入部たる内筒(5) の下端より上
流側に位置している。尚、前記シュート(4) の先端は、
前記内筒(5) の下端と同一高さ位置であってもよい。The cutting length of the long reinforcing fiber (L) by the cutting roll (12) is determined by the length of the cutting roll (12).
Is determined by the pitch of the blade (121) (121)
The length of the fiber (L1) (L1) formed by the cutting is 3 mm
It can be set in the range of 5050 mm. fiber
(L1) It was confirmed that even when the length of (L1) was set in the above range, it could be smoothly supplied to the downstream side by the hopper (4) and the screw (31). The fibers actually cut (L1) (L
1) Since the length has some errors, the length is 3 mm to 50 mm.
mm may slightly exceed the range, but it is sufficient that the average fiber length falls within the range. [About the fixed-quantity feeder (2)] A fixed-quantity feeder as a resin charging means for charging the thermoplastic resin material to the hopper (4).
(2) As shown in FIG. 3, a resin hopper (21) for storing a thermoplastic resin material in the form of a pellet, and the resin hopper (21)
And a conveyor (22) for quantitatively supplying the thermoplastic resin material from the chute to the chute (6).
The downstream end of (6) penetrates into the hopper (4) and extends to near the outer wall of the inner cylinder (5) (see FIG. 1). Therefore, the hopper
(4) Chute serving as resin input part of thermoplastic resin material
The tip of (6) is located upstream of the lower end of the inner cylinder (5), which is the fiber feeding section. The tip of the chute (4)
It may be at the same height position as the lower end of the inner cylinder (5).
【0028】シュート(6) のホッパ(4) への取付け方法
は特に限定されないが、図9に示すように、シュート
(6) の中心軸がホッパ(4) の中心軸から若干ずれた方向
となるように取付け、シュート(6) から投入される粒状
又は粉末状の熱可塑性樹脂材料の投入方向がホッパ(4)
の中心軸と交差しないようにするのが好ましい。この場
合には、シュート(6) から投入される熱可塑性樹脂材料
はホッパ(4) の内壁面を円周方向に滑りながら降下する
こととなり、これにより、熱可塑性樹脂材料は、その内
部に繊維を包み込むようにしながら螺旋状にホッパ(4)
の下部に向けて流下し易くなる。又、前記熱可塑性樹脂
材料は内筒(5) の下端以下に於けるホッパ(4) 内面全域
に接触しながら流下する。従って、ロービングカッタ
(1) から投入された繊維(L1)(L1)がホッパ(4) の内壁面
に飛散しても、前記螺旋軌道を描いてホッパ(4) 内面に
沿って流下する熱可塑性樹脂材料で前記繊維(L1)(L1)が
洗い流される状態になり、これにより、該繊維(L1)(L1)
が熱可塑性樹脂材料と共にホッパ(4) の下部に貯留され
る。The method of attaching the chute (6) to the hopper (4) is not particularly limited, but as shown in FIG.
The center axis of (6) is slightly offset from the center axis of hopper (4), and the direction of the granular or powdery thermoplastic resin material injected from chute (6) is
It is preferable not to intersect with the central axis. In this case, the thermoplastic resin material input from the chute (6) falls down while sliding in the circumferential direction on the inner wall surface of the hopper (4). Spirally wrapping the hopper (4)
It is easy to flow down to the lower part. The thermoplastic resin material flows down while contacting the entire inner surface of the hopper (4) below the lower end of the inner cylinder (5). Therefore, roving cutter
Even if the fibers (L1) and (L1) introduced from (1) scatter on the inner wall surface of the hopper (4), the thermoplastic resin material flows down along the inner surface of the hopper (4) along the spiral track. The fibers (L1) (L1) are in a state of being washed away, whereby the fibers (L1) (L1)
Is stored in the lower part of the hopper (4) together with the thermoplastic resin material.
【0029】尚、コンベア(22)の速度は、これを駆動す
るモータ(23)の回転数によって決まり、従って、モータ
(23)の単位時間の回転数によって、単位時間当たりの熱
可塑性樹脂材料の投入量が決定される。この実施の形態
では、熱可塑性樹脂材料の投入量が5.1Kg/min
に設定されている。尚、熱可塑性樹脂材料と、その物性
を向上させる為の変性剤や他の充填材を同時にホッパ
(4) 側に供給してもよい。 [射出機(3) について]熱可塑性樹脂材料を溶融させこ
れと繊維を混練する射出機(3) は、図4に示すように、
公知の一般的なスクリュー式の射出機と基本的には同じ
であり、後述するようにスクリュー(31)は回転に伴って
軸線方向に後退移動するが、前記溝部(38)に於ける材料
受容口(37)に対応する領域は、前記後退移動中常に、次
の式を満足する寸法に設定されるのが好ましい。The speed of the conveyor (22) is determined by the number of revolutions of the motor (23) for driving the conveyor (22).
The input amount of the thermoplastic resin material per unit time is determined by the number of rotations per unit time in (23). In this embodiment, the input amount of the thermoplastic resin material is 5.1 kg / min.
Is set to In addition, a thermoplastic resin material and a modifier or other filler for improving the
(4) It may be supplied to the side. [Regarding the injection machine (3)] The injection machine (3) for melting the thermoplastic resin material and kneading the fiber with the thermoplastic resin material, as shown in FIG.
This is basically the same as a known general screw-type injection machine, and as described later, the screw (31) retreats in the axial direction with rotation, but receives material in the groove (38). The area corresponding to the mouth (37) is preferably set to a dimension that satisfies the following expression at all times during the backward movement.
【0030】即ち、材料受容口(37)の口径d(cm)が
スクリュー(31)の溝幅c(cm)と同じであるかそれよ
り大きい通常の場合には、フライトを含めたスクリュー
(31)の外径をa(cm),溝底部の直径をb(cm)と
すると、上記溝部(38)に於ける材料受容口(37)に対応す
る領域の寸法は、That is, when the diameter d (cm) of the material receiving port (37) is the same as or larger than the groove width c (cm) of the screw (31), the screw including the flight is usually used.
Assuming that the outer diameter of (31) is a (cm) and the diameter of the groove bottom is b (cm), the dimension of the area corresponding to the material receiving port (37) in the groove (38) is:
【0031】[0031]
【数1】 (Equation 1)
【0032】・・・・ に設定されていることが好ましい。上記式を満足する
ように外径a等を設定すると、スクリュー(31)に材料が
円滑に食い込むことが確認できる。尚、フライトの根元
と溝底の境界部は、通常は円弧状に形成されているが、
上記式の溝部径bの値は、フライト間で最も小さい部
分の値を選択する。It is preferable to set the following. When the outer diameter a and the like are set so as to satisfy the above equation, it can be confirmed that the material smoothly penetrates the screw (31). The boundary between the root of the flight and the bottom of the groove is usually formed in an arc shape,
As the value of the groove diameter b in the above equation, the value of the smallest portion between flights is selected.
【0033】尚、材料受容口(37)が溝幅cよりも小さい
時は、該溝幅cに代えて材料受容口(37)の口径dを式
の左辺に代入し、該式を満足するようにスクリュー(3
1)の外径a及び溝部の直径bを設定すればよい。又、射
出機の場合は、スクリュー(31)が回転に伴って軸線方向
に後退移動するため、材料受容口(37)の下方の溝部(38)
も前記軸線方向に移動するが、上記したように、材料受
容口(37)の下にくる全ての溝部(38)が上記式を満たす
ようにする。When the material receiving port (37) is smaller than the groove width c, the diameter d of the material receiving port (37) is substituted into the left side of the equation instead of the groove width c to satisfy the equation. Screw (3
What is necessary is just to set the outer diameter a and the groove diameter b of 1). In the case of an injection machine, since the screw (31) retreats in the axial direction with rotation, the groove (38) below the material receiving port (37) is used.
Also moves in the axial direction, but as described above, all the grooves (38) below the material receiving port (37) satisfy the above expression.
【0034】上記スクリュー径a,溝部径b,溝幅cの
具体的な寸法は、本実施の形態ではスクリュー径a=1
2cm,溝部径b=8.7cm,溝幅c=10.8cm
に設定されており、従って、このものでは前記式の右
辺の値が、579cm3 に設定されている。尚、材料受
容口(37)の口径は12cmに設定した。更に、射出機
(3) 内での溶融、混練過程で、繊維の切断を抑制する為
に、スクリュー(31)としてフルフライトスクリューが採
用されており、その先端には、射出時に溶融樹脂がシリ
ンダ(39)の上流側に逆流するのを防止するチェックリン
グ機構を具備するミキシングヘッド(32)が取付けられて
いる。このスクリュー(31)はその基端部から先端部にか
けて、フィードゾーン(311) 、コンプレションゾーン(3
12) 、及びメータリングゾーン(313) の3つのゾーンに
この順序で3分割されている。前記フィードゾーン(31
1) の溝深さは16.5mmに、コンプレションゾーン
(312) の溝深さは16.5mmから5.25mmに順次
変化する寸法に、更に、メータリングゾーン(313) の溝
深さは5.25mmに夫々設定されている。又、スクリ
ュー(31)の上記フィードゾーン(311) ,コンプレション
ゾーン(312) 及びメータリングゾーン(313) の距離の比
率は、2:1:1に設定されている。又、スクリュー(3
1)のフライトピッチは120mmに設定されており、更
に、溝幅cは上記したように10.8cmに設定されて
いる。The specific dimensions of the screw diameter a, the groove diameter b, and the groove width c are, in this embodiment, screw diameter a = 1.
2cm, groove diameter b = 8.7cm, groove width c = 10.8cm
Therefore, in this case, the value on the right side of the above equation is set to 579 cm 3 . The diameter of the material receiving port (37) was set to 12 cm. In addition, injection machines
In the melting and kneading process in (3), a full flight screw is adopted as the screw (31) to suppress fiber cutting during the kneading process. A mixing head (32) having a check ring mechanism for preventing backflow to the upstream side is mounted. The screw (31) extends from its proximal end to its distal end in a feed zone (311), a compression zone (3
12) and a metering zone (313). The feed zone (31
1) Groove depth is 16.5mm, compression zone
The groove depth of (312) is set to a dimension that sequentially changes from 16.5 mm to 5.25 mm, and the groove depth of the metering zone (313) is set to 5.25 mm. The ratio of the distance between the feed zone (311), the compression zone (312) and the metering zone (313) of the screw (31) is set to 2: 1: 1. Also, screw (3
The flight pitch in 1) is set to 120 mm, and the groove width c is set to 10.8 cm as described above.
【0035】尚、このスクリュー(31)の圧縮比は4以下
に、みかけのせんだん速度は100sec-1に設定され
ることが望ましい。ここで、上記圧縮比は次の式で与え
られる。圧縮比=フィードゾーン(311) の溝深さ/メー
タリングゾーン(313) の溝深さ又、みかけのせんだん速
度は次の式で与えられる。It is desirable that the compression ratio of the screw (31) is set to 4 or less and the apparent speed is set to 100 sec-1. Here, the compression ratio is given by the following equation. Compression ratio = groove depth of feed zone (311) / groove depth of metering zone (313) Also, apparent shear speed is given by the following equation.
【0036】みかけのせんだん速度=πDn/60H ただし、D:スクリュー(31)の直径(mm) n:スクリュー(31)の回転数(r.p.m) H:溝深さ(mm) 本実施の形態では、圧縮比が3.14のものを使用して
た。又、スクリュー(31)の回転数を60r.p.mとす
ることによって、みかけのせんだん速度を71.8se
c-1に設定した。Apparent shear rate = πDn / 60H, where D: diameter of screw (31) (mm) n: number of rotations of screw (31) (rpm) H: groove depth (mm) In the embodiment, a compression ratio of 3.14 is used. Further, the rotation speed of the screw (31) is set to 60 r. p. m, the apparent speed is 71.8 sec.
It was set to c-1.
【0037】又、前記スクリュー(31)はスクリュー駆動
装置(33)によって回転駆動されると共に、軸線方向に往
復移動される。 [ホッパ(4) について]材料供給路となるホッパ(4)
は、ロービングカッタ(1) より投入される繊維と定量フ
ィーダ(2) より投入される熱可塑性樹脂材料を射出機
(3) へ誘導するものである。The screw (31) is driven to rotate by a screw driving device (33) and reciprocates in the axial direction. [Regarding hopper (4)] Hopper (4) to be a material supply path
Injects the fiber fed from the roving cutter (1) and the thermoplastic resin material fed from the quantitative feeder (2) into an injection machine.
(3).
【0038】ホッパ(4) の材質は特に限定されるもので
はないが、静電気が発生しにくいものを使用するのが望
ましい。また、必要に応じて、静電気によって繊維が付
着する場所に静電気除去エアーを吹きかける静電気除去
装置を設けてもよい。さらに、ホッパ(4) 内に於ける繊
維及び熱可塑性樹脂材料の貯留量が一定範囲におさまる
ようにすることが、熱可塑性樹脂材料を溶融させるまで
の所要時間等の安定性に繋がることから、上記ホッパ
(4) の側部には上部近接スイッチ(41)とその下方に位置
する下部近接スイッチ(42)が設けられている。そして、
繊維及び熱可塑性樹脂材料の貯留量が下部近接スイッチ
(42)以下になると、ロービングカッタ(1) 及び定量フィ
ーダ(2) の作動が開始して、繊維及び熱可塑性樹脂材料
をホッパ(4) 内に投入し始め、これらの貯留量が(41)ま
で増加すると、ロービングカッタ(1) 及び定量フィーダ
(2) の作動が停止するようになっており、その具体的な
制御は後述する。The material of the hopper (4) is not particularly limited, but it is preferable to use a material that does not easily generate static electricity. Further, if necessary, a static electricity removing device that blows static electricity removing air to a place where the fibers adhere due to static electricity may be provided. Furthermore, keeping the amount of fibers and thermoplastic resin material within the hopper (4) within a certain range leads to stability such as the time required to melt the thermoplastic resin material, and so on. Above hopper
On the side of (4), an upper proximity switch (41) and a lower proximity switch (42) located below the upper proximity switch (41) are provided. And
Proximity switch with lower storage of fiber and thermoplastic resin material
(42) When it becomes below, the operation of the roving cutter (1) and the fixed-quantity feeder (2) starts, and the fibers and the thermoplastic resin material start to be injected into the hopper (4), and the storage amount of these materials becomes (41). The roving cutter (1) and the quantitative feeder
The operation of (2) is stopped, and the specific control thereof will be described later.
【0039】次に、ホッパ(4) の内壁面と鉛直線の成す
傾斜角度θ(図4参照)について説明する。この傾斜角
度θは、45°以下、望ましくは30°以下、更に望ま
しくは15°以下に設定するのが良い。そして、このよ
うな角度に設定することによって繊維等を材料受容口(3
7)側に円滑に供給できることが確認できた。従って、ホ
ッパ(4) が円錐形状になっている本実施の形態では、前
記傾斜角度θは前記円錐の母線と鉛直線のなす角、即
ち、前記円錐の半頂角になり、具体的には、前記傾斜角
度θとして10°に設定されたホッパ(4) を採用した。Next, the inclination angle θ between the inner wall surface of the hopper (4) and the vertical line (see FIG. 4) will be described. Is preferably set to 45 ° or less, preferably 30 ° or less, and more preferably 15 ° or less. By setting such an angle, fibers and the like can be placed in the material receiving port (3
7) It was confirmed that it could be supplied smoothly to the side. Therefore, in the present embodiment in which the hopper (4) has a conical shape, the inclination angle θ is an angle formed by a generatrix of the cone and a vertical line, that is, a half vertex angle of the cone, and specifically, A hopper (4) having the inclination angle θ set to 10 ° was employed.
【0040】尚、ホッパ(4) が円錐ではなく、横断面が
楕円形や多角形になったものでは、その内壁面の勾配
(水平に対する勾配)の内、最も緩やかな部分の前記傾
斜角度θの値以下になるように設定する必要がある。最
も緩やかな勾配の領域でも繊維の付着防止が図れるよう
にするためである。尚、本実施の形態では、ホッパ(4)
は、ポリエチレンテレフタートのフィルム(厚みは0.
4mm)の外面に補強用のステンレスを重ねた材料で形
成している。又、上部近接スイッチ(41)と下部近接スイ
ッチ(42)は150mmの間隔でホッパ(4) の壁面に沿っ
て配設している。When the hopper (4) is not conical but has an elliptical or polygonal cross section, the inclination angle θ of the gentlest part of the gradient of the inner wall surface (gradient with respect to the horizontal). Must be set to be less than or equal to the value of. This is to prevent the adhesion of the fibers even in the region having the gentlest gradient. In this embodiment, the hopper (4)
Is a polyethylene terephthalate film (having a thickness of 0.1 mm).
4 mm) on the outer surface of stainless steel for reinforcement. The upper proximity switch (41) and the lower proximity switch (42) are arranged along the wall surface of the hopper (4) at an interval of 150 mm.
【0041】又、この実施の形態では、ホッパ(4) の内
壁面に繊維等が付着するのを一層確実に防止する為に、
該ホッパ(4) の外面に振動発生装置(43)を設けて該ホッ
パ(4) を振動させるようにしている。 [内筒(5) について]内筒(5) は、ホッパ(4) 内の上部
に於いてこれと同軸状に配設されていると共に、円錐形
に形成されており、繊維をホッパ(4) の中央付近に誘導
する機能を具備する。内筒(5) の材質は特に限定される
ものではないが、繊維(L1)(L1)の付着を抑制する為に
は、ホッパ(4) と同様に静電気が発生しにくいものが望
ましい。前記内筒(5) の上下両端の繊維投入口(51)と繊
維排出口(52)の大きさは同じであっても良く、又、何れ
が大きくてもよいが、図示したもののように、逆円錐形
のものを使用する場合は、鉛直線に対する内壁面の傾斜
角度θ'は30°以下にするのが良く、望ましくは15
°以下にするのが良い。この角度に設定すると、繊維の
付着防止効果を顕著に発揮するからである。In this embodiment, in order to more reliably prevent fibers and the like from adhering to the inner wall surface of the hopper (4),
A vibration generator (43) is provided on the outer surface of the hopper (4) to vibrate the hopper (4). [Regarding the inner cylinder (5)] The inner cylinder (5) is disposed coaxially with the upper part of the hopper (4) and is formed in a conical shape, and the fibers are formed in the hopper (4). ) Has the function of guiding near the center. The material of the inner cylinder (5) is not particularly limited. However, in order to suppress the adhesion of the fibers (L1) and (L1), a material that does not easily generate static electricity as in the hopper (4) is desirable. The size of the fiber input port (51) and the fiber discharge port (52) at the upper and lower ends of the inner cylinder (5) may be the same, or any of them may be larger, as shown in the figure, When an inverted conical shape is used, the inclination angle θ ′ of the inner wall surface with respect to the vertical line is preferably set to 30 ° or less, and preferably 15 °.
° or less is good. When the angle is set to this angle, the effect of preventing adhesion of the fibers is remarkably exhibited.
【0042】本実施の形態に使用している内筒(5) は、
ポリエチレンテレフタートフィルム(厚み0.4mm)
で形成されていると共に、該内筒(5) の繊維投入口(51)
の直径は65mmに設定され、更に前記傾斜角度θ'は
ホッパ(4) と同様に10°に設定されている。又、本実
施の形態では、内筒(5) の内面に繊維が付着するのを一
層確実に防止する為に、定量フィーダ(2) から投入され
る熱可塑性樹脂材料を内筒(5) に衝突させることによっ
てその壁面を振動させるようにしている(図1参照)。
従って、この実施の形態では、内筒(5) に熱可塑性樹脂
材料を衝突させる上記機構が該内筒(5) を振動させる振
動発生装置として機能する。The inner cylinder (5) used in this embodiment is
Polyethylene terephthalate film (0.4mm thickness)
And a fiber inlet (51) of the inner cylinder (5).
Is set to 65 mm, and the inclination angle θ ′ is set to 10 ° similarly to the hopper (4). Further, in the present embodiment, in order to more reliably prevent fibers from adhering to the inner surface of the inner cylinder (5), the thermoplastic resin material supplied from the fixed amount feeder (2) is supplied to the inner cylinder (5). The wall is vibrated by the collision (see FIG. 1).
Therefore, in this embodiment, the above-described mechanism for causing the thermoplastic resin material to collide with the inner cylinder (5) functions as a vibration generator that vibrates the inner cylinder (5).
【0043】また、内筒(5) の内壁面に繊維が付着する
のを一層確実に防止するために該内筒(5) を振動させる
為のバイブレータ等の特別な振動発生装置を設けても良
い。 [成形動作について]上記装置は、図5に示すフローチ
ャートに基づいた制御動作を行う制御装置によって制御
されようになっており、該制御装置には、同図の(イ)
のフローチャートに従って動作する第1コンピュータ
と、(ロ)のフローチャートに従って動作する第2コン
ピュータの2つコンピュータが組み込まれている。Further, in order to more reliably prevent the fibers from adhering to the inner wall surface of the inner cylinder (5), a special vibration generator such as a vibrator for vibrating the inner cylinder (5) may be provided. good. [Regarding the molding operation] The above device is controlled by a control device which performs a control operation based on the flowchart shown in FIG. 5, and the control device includes (a) in FIG.
And a second computer that operates according to the flowchart in (b).
【0044】上記装置の動作を同図のフローチャートに
基づいて説明する。定量フィーダ(2) の樹脂ホッパ(21)
にペレット状の熱可塑性樹脂材料(例えばポリプロピレ
ン樹脂)を投入すると共に、リール(19)から引き出した
長尺強化繊維(L) の先端をフィードロール(11)(11)間に
挿入した状態で装置を動作させると、第1,第2コンピ
ュータが作動し始める。The operation of the above apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG. Resin hopper for metering feeder (2) (21)
A thermoplastic resin material (for example, polypropylene resin) in the form of a pellet is charged into the apparatus, and the end of the long reinforcing fiber (L) drawn from the reel (19) is inserted between the feed rolls (11) and (11). Is operated, the first and second computers start operating.
【0045】第1コンピュータが始動すると、ステップ
(ST1) でロービングカッタ(1) と定量フィーダ(2) が駆
動させられる。尚、定量フィーダ(2) とロービングカッ
タ(1) は同時に駆動させてもよいが、定量フィーダ(2)
を駆動させた後にロービングカッタ(1) を駆動させても
よいし、又、その逆に定量フィーダ(2) を駆動させる前
にロービングカッタ(1) を駆動させてもよく、熱可塑性
樹脂材料と繊維が同時にホッパ(4) 内に供給できるタイ
ミングで上記定量フィーダ(2) 等を駆動させればよい。When the first computer starts, the steps
In (ST1), the roving cutter (1) and the fixed-quantity feeder (2) are driven. The fixed-quantity feeder (2) and the roving cutter (1) may be driven at the same time.
The roving cutter (1) may be driven after driving the roving cutter (1), or conversely, the roving cutter (1) may be driven before driving the quantitative feeder (2). What is necessary is just to drive the above-mentioned fixed-quantity feeder (2) and the like at the timing at which the fibers can be simultaneously supplied into the hopper (4).
【0046】上記ロービングカッタ(1) と定量フィーダ
(2) が始動すると、ロービングカッタ(1) の作動によっ
て繊維(L1)(L1)が形成されてこれが内筒(5) の繊維排出
口(52)からホッパ(4) 内に落下する。一方、定量フィー
ダ(2) から供給される熱可塑性樹脂材料(P) はシュート
(6) を経て、その先端からホッパ(4) 内に投入される。
シュート(6) から投入された熱可塑性樹脂材料(P) は、
場合によりその内の一部が内筒(5) に衝突してこれを振
動させつつ、ホッパ(4) の内壁面に沿うように、そし
て、内筒(5) から投入される繊維(L1)(L1)を包み込むよ
うにしながら、ホッパ(4) 内を流下する。従って、該流
下領域に投入された上記繊維(L1)(L1)がホッパ(4) の内
壁面に向けて飛散しても、前記繊維(L1)(L1)が飛散する
前記内壁面に前記熱可塑性樹脂材料(P) が接触しながら
流下するから、前記繊維(L1)(L1)が前記熱可塑性樹脂材
料(P) で洗い流されるようにホッパ(4) の内壁面から除
去される。これにより、該ホッパ(4) の内面に繊維(L1)
(L1)が大量に付着することがない。The above roving cutter (1) and the fixed-quantity feeder
When (2) starts, the fibers (L1) and (L1) are formed by the operation of the roving cutter (1), and the fibers fall from the fiber discharge port (52) of the inner cylinder (5) into the hopper (4). On the other hand, the thermoplastic resin material (P) supplied from the fixed-quantity feeder (2)
After (6), it is thrown into the hopper (4) from its tip.
The thermoplastic resin material (P) charged from the chute (6)
In some cases, a part of the fiber (L1) collides with the inner cylinder (5) and vibrates it, along the inner wall surface of the hopper (4), and is fed from the inner cylinder (5). Flow down the hopper (4) while wrapping around (L1). Therefore, even if the fibers (L1) and (L1) charged into the flow-down area scatter toward the inner wall surface of the hopper (4), the heat is applied to the inner wall surface where the fibers (L1) and (L1) scatter. Since the thermoplastic resin material (P) flows down while contacting, the fibers (L1) (L1) are removed from the inner wall surface of the hopper (4) so as to be washed away by the thermoplastic resin material (P). Thereby, the fiber (L1) is formed on the inner surface of the hopper (4).
(L1) does not adhere in large quantities.
【0047】次に、ホッパ(4) 内に投入された上記熱可
塑性樹脂材料(P) 等の貯留量が増加してその上面が上部
近接スイッチ(41)部分まで上昇すると、該上部近接スイ
ッチ(41)が検知信号を出力し、該検知信号によってロー
ビングカッタ(1) と定量フィーダ(2) が停止される(ス
テップ(ST2) (ST3) )。一方、上記上部近接スイッチ(4
1)から検知信号が出力されると、第2コンピュータが図
5の(ロ)に示すステップ(ST11)からステップ(ST12)を
実行して射出機(3) を駆動させる。即ち、スクリュー駆
動装置(33)でスクリュー(31)を回転させながら軸線方向
に後退させる共に、シリンダ(39)の外面に添設された図
示しないヒータを発熱させる。すると、ホッパ(4) の下
端から材料受容口(37)を介してシリンダ(39)内に熱可塑
性樹脂材料(P) 等が供給され、これがスクリュー(31)の
先端側に移送されると共にこれが上記ヒータで加熱され
て次第に溶融して行く。やがてスクリュー(31)の先端部
に於ける溶融樹脂の貯留量が設定値に達すると、スクリ
ュー(31)の回転を停止させ(ステップ(ST13)(ST14))、
その後、スクリュー(31)が(33)で軸線方向に進出させ
る。すると、チェックリング機構を有するミキシングヘ
ッド(32)がシリンダ(39)先端の吐出口(36)から前記溶融
樹脂を吐出させ、これが図示しない金型に注入されて成
形品が作られる。Next, when the storage amount of the thermoplastic resin material (P) and the like put into the hopper (4) increases and the upper surface thereof rises to the upper proximity switch (41), the upper proximity switch (41) is turned on. 41) outputs a detection signal, and the roving cutter (1) and the fixed-quantity feeder (2) are stopped by the detection signal (steps (ST2) and (ST3)). On the other hand, the upper proximity switch (4
When the detection signal is output from 1), the second computer executes steps (ST11) to (ST12) shown in (b) of FIG. 5 to drive the injection machine (3). That is, while the screw (31) is rotated by the screw driving device (33), the screw (31) is retracted in the axial direction, and a heater (not shown) attached to the outer surface of the cylinder (39) generates heat. Then, a thermoplastic resin material (P) or the like is supplied from the lower end of the hopper (4) into the cylinder (39) through the material receiving port (37), and is transferred to the tip side of the screw (31) and is also transferred. It is gradually heated and melted by the heater. Eventually, when the accumulated amount of the molten resin at the tip of the screw (31) reaches the set value, the rotation of the screw (31) is stopped (steps (ST13) and (ST14)),
Thereafter, the screw (31) is advanced in the axial direction at (33). Then, the mixing head (32) having the check ring mechanism discharges the molten resin from the discharge port (36) at the tip of the cylinder (39), and the molten resin is injected into a mold (not shown) to produce a molded product.
【0048】尚、上記動作の途中で、ホッパ(4) 内の熱
可塑性樹脂材料(P) 等の貯留量が下部近接スイッチ(42)
以下に減少すると、第1コンピュータが図5の(イ)に
示すステップ(ST4) を実行し、再びステップ(ST1) でロ
ービングカッタ(1) 及び定量フィーダ(2) を作動させ
る。これにより、ホッパ(4) 内に於ける熱可塑性樹脂材
料(P) 等の貯留量が常に上部近接スイッチ(41)と下部近
接スイッチ(42)の間に保たれる。During the above operation, the storage amount of the thermoplastic resin material (P) in the hopper (4) is reduced by the lower proximity switch (42).
When it decreases below, the first computer executes the step (ST4) shown in FIG. 5A, and again operates the roving cutter (1) and the fixed-quantity feeder (2) in the step (ST1). As a result, the storage amount of the thermoplastic resin material (P) and the like in the hopper (4) is always maintained between the upper proximity switch (41) and the lower proximity switch (42).
【0049】尚、上記実施の形態では、ホッパ(4) の中
心軸近傍に繊維が集中しその周りに熱可塑性樹脂材料が
多量に存在する。又、上記したように、ホッパ(4) の内
壁面に繊維(L1)(L1)が殆ど付着しない為に、熱可塑性樹
脂材料(P) と繊維(L1)(L1)の混合割合が一定に成る。従
って、成形品の品質が安定すると共に、熱可塑性樹脂材
料(P) が射出機(3) に供給されてから溶融するまでの時
間が一定し、この点からも、成形品の品質が安定する。In the above embodiment, the fibers are concentrated near the central axis of the hopper (4), and a large amount of the thermoplastic resin material exists around the fibers. Further, as described above, since the fibers (L1) and (L1) hardly adhere to the inner wall surface of the hopper (4), the mixing ratio of the thermoplastic resin material (P) and the fibers (L1) and (L1) is constant. Become. Therefore, the quality of the molded product is stabilized, and the time from when the thermoplastic resin material (P) is supplied to the injection machine (3) until it is melted is constant, and from this point, the quality of the molded product is also stabilized. .
【0050】因に、上記実施の形態の装置を用いて、既
述したポリプロピレン樹脂とロービングガラス繊維を溶
融混合して繊維強化樹脂製の成形品を製造する場合、ロ
ービングカッタ(1) から繊維長14mmの繊維(L1)(L1)
を2.2Kg/minの速度で内筒(5) に投入し、定量
フィーダ(2) から上記樹脂のペレットを5.1Kg/m
inで内筒(5) に当てながら、ホッパ(4) 内に投入し
た。その結果、2Kgのガラス繊維強化ポリプロピレン
樹脂を溶融状態にするのに約18secの時間を要した
が、この時間は常に安定していた。又、成形品の重量及
び前記溶融時間は極めて安定していた。このことは、既
述傾斜角度θを上記の値に設定した第1要素と既述溝部
(38)を式を満足する寸法に設定した第2要素の両要素
が共に前記溶融時間等の安定化に貢献していることを示
している。上記第1,第2要素の何れかが繊維等の材料
の移動を円滑化するのに貢献していない場合は、該材料
を一定流量でスクリュー(31)下流側に供給することがで
きないからである。When the polypropylene resin and the roving glass fiber described above are melt-mixed using the apparatus of the above embodiment to produce a fiber-reinforced resin molded product, the fiber length is cut from the roving cutter (1). 14mm fiber (L1) (L1)
Is charged into the inner cylinder (5) at a speed of 2.2 kg / min, and the resin pellets are fed from the quantitative feeder (2) to 5.1 kg / m.
It was thrown into the hopper (4) while hitting the inner cylinder (5) in. As a result, it took about 18 seconds to bring 2 kg of the glass fiber reinforced polypropylene resin into a molten state, but this time was always stable. Further, the weight of the molded article and the melting time were extremely stable. This means that the above-described first element having the above-described inclination angle θ set to the above value and the above-described groove portion
This shows that both elements of the second element which set (38) to dimensions satisfying the expression contribute to stabilization of the melting time and the like. If any of the first and second elements does not contribute to smooth movement of the material such as fiber, the material cannot be supplied at a constant flow rate to the downstream side of the screw (31). is there.
【0051】又、上記実施の形態のものでは、ホッパ
(4) での繊維及び樹脂の詰まりもなく、円滑に射出機
(3) に供給された。尚、上記実施の形態では、式の右
辺の値が579cm3 に設定されたスクリュー(31)を使
用したが、該値が350cm3 であっても、成形品の重
量及び前記溶融時間は安定していた。 [その他、各部の変形例等] .熱可塑性樹脂材料(P) の投入に関して 上記実施の形態では、熱可塑性樹脂材料(P) を定量フィ
ーダ(2) から内筒(5)に当てるようにしたが、図6に示
したように、定量フィーダ(2) をロービングカッタ(1)
の上方に配設し、内筒(5) とホッパ(4) の間隙に熱可塑
性樹脂材料(P)を自由落下させる態様で投入しても良
い。このものでは、ホッパ(4) への熱可塑性樹脂材料
(P) の樹脂投入部が繊維(L1)(L1)の繊維投入部(内筒
(5) の下端)よりも上方に位置している。このもので
も、熱可塑性樹脂材料(P) がホッパ(4) の内壁面に接触
しながら流下する領域に繊維(L1)(L1)が飛散するから、
該繊維(L1)(L1)が前記熱可塑性樹脂材料(P) で包み込ま
れる状態になる。従って、該ホッパ(4) に繊維(L1)(L1)
が付着しても、これが熱可塑性樹脂材料(P) で洗い流さ
れるように除去される。この方法では、図1に於けるシ
ュート(6) が不要となる。 .繊維の投入に関して 上記実施の形態では、ロービングカッタ(1) で切断した
繊維(L1)(L1)を投入したが、所定の長さにカットされた
繊維を投入できれば問題ないことから、図7に示すよう
に、予め所定長さにカットされたチョップドストランド
を定量的に投入できる定量フィーダを用いても良い。 .ホッパ(4) について 図8に示すように、繊維(L1)(L1)と熱可塑性樹脂材料
(P) をホッパ(4) 内で攪拌する為の攪拌装置(8) を設け
ても良い。この攪拌装置(8) は、モータ(82)とその回転
軸に取付けられた攪拌羽根(81)を有している。同図のよ
うに、繊維(L1)(L1)と熱可塑性樹脂材料(P) を攪拌する
ことにより、これらの混合物のかさ比重を大きくするこ
とができ、これにより、射出機(3) への空気の巻き込み
が少なく成って処理時間の短縮化等の効果が得られる。
尚、ホッパ(4) に上部近接スイッチ(41)及び下部近接ス
イッチ(42)を設けた場合には、攪拌装置(8) は上部近接
スイッチ(41)より上方に設ける必要がある。 .上記実施の形態では、射出機に本願発明を適用した
ものを例示的に説明したが、射出機(3) を押出機とする
場合でも本願発明は適用できる。In the above embodiment, the hopper
(4) Injection machine smoothly without clogging of fiber and resin
Supplied to (3). In the above embodiment, although the value of the expression on the right side was used screw (31) which is set to 579cm 3, it said value even with 350 cm 3, the weight and the melting time of the molded article is stable I was [Other modified examples of each part] Regarding the charging of the thermoplastic resin material (P) In the above embodiment, the thermoplastic resin material (P) is applied from the fixed-quantity feeder (2) to the inner cylinder (5), but as shown in FIG. Roving cutter (1) with fixed-quantity feeder (2)
And the thermoplastic resin material (P) may be dropped into the gap between the inner cylinder (5) and the hopper (4) in a free-fall manner. In this case, the thermoplastic resin material for the hopper (4)
(P) resin input section is fiber (L1) (L1) fiber input section (inner cylinder
(5)). Even in this case, the fibers (L1) and (L1) are scattered in a region where the thermoplastic resin material (P) flows down while contacting the inner wall surface of the hopper (4).
The fibers (L1) (L1) are wrapped in the thermoplastic resin material (P). Therefore, fibers (L1) and (L1) are added to the hopper (4).
Even if adhered, it is removed so as to be washed away by the thermoplastic resin material (P). In this method, the chute (6) in FIG. 1 becomes unnecessary. . In the above embodiment, the fibers (L1) and (L1) cut by the roving cutter (1) were introduced.However, there is no problem if the fibers cut to a predetermined length can be introduced. As shown, a fixed-quantity feeder capable of quantitatively feeding a chopped strand cut in advance to a predetermined length may be used. . About hopper (4) As shown in FIG. 8, the fibers (L1) and (L1) and the thermoplastic resin material
A stirrer (8) for stirring (P) in the hopper (4) may be provided. The stirring device (8) has a motor (82) and a stirring blade (81) attached to a rotating shaft thereof. As shown in the figure, by stirring the fibers (L1) and (L1) and the thermoplastic resin material (P), the bulk specific gravity of the mixture can be increased. The effect of reducing the processing time and the like is obtained by reducing the entrapment of air.
When the hopper (4) is provided with the upper proximity switch (41) and the lower proximity switch (42), the stirring device (8) needs to be provided above the upper proximity switch (41). . In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to an injection machine has been described as an example. However, the present invention can be applied to a case where the injection machine (3) is an extruder.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の実施の形態を説明する射出機の全体図FIG. 1 is an overall view of an injection machine illustrating an embodiment of the present invention.
【図2】図1に於けるロービングカッタ(1) と内筒(5)
の関係説明図FIG. 2 shows the roving cutter (1) and the inner cylinder (5) in FIG.
Illustration of the relationship
【図3】図1に現れる定量フィーダ(2) の詳細図FIG. 3 is a detailed view of the quantitative feeder (2) shown in FIG.
【図4】図1の射出機に於けるホッパ(4) と内筒(5) の
内壁面の傾斜角度θ,θ'の説明と、スクリュー(31)の
各ゾーンを説明する図FIG. 4 is a view for explaining the inclination angles θ and θ ′ of the inner wall surfaces of the hopper (4) and the inner cylinder (5) in the injection machine of FIG. 1, and each zone of the screw (31).
【図5】図1の射出機の制御動作を説明するフローチャ
ートFIG. 5 is a flowchart illustrating a control operation of the injection machine in FIG. 1;
【図6】ロービングカッタ(1) の上方に定量フィーダ
(2) を設ける変形例を説明する図FIG. 6: Quantitative feeder above roving cutter (1)
Diagram for explaining a modification in which (2) is provided
【図7】ロービングカッタ(1) に代えて(7) を使用する
変形例を説明する図FIG. 7 is a view for explaining a modification in which (7) is used instead of the roving cutter (1).
【図8】攪拌装置(8) を設ける例を説明する図FIG. 8 is a view for explaining an example in which a stirrer (8) is provided.
【図9】図1に於けるIX−IX断面図FIG. 9 is a sectional view taken along the line IX-IX in FIG. 1;
【符号の説明】 (1) ・・・ロービングカッタ (2) ・・・定量フィーダ (3) ・・・射出機 (4) ・・・ホッパ (5) ・・・内筒 (31)・・・スクリュー (37)・・・材料受容口 (38)・・・溝部 (P) ・・・熱可塑性樹脂材料[Description of Signs] (1) ・ ・ ・ Roving cutter (2) ・ ・ ・ Quantitative feeder (3) ・ ・ ・ Injection machine (4) ・ ・ ・ Hopper (5) ・ ・ ・ Inner cylinder (31) ・ ・ ・Screw (37) ・ ・ ・ Material receiving port (38) ・ ・ ・ Groove (P) ・ ・ ・ Thermoplastic resin material
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松原 重義 大阪府高槻市塚原2丁目10番1号 住友化 学工業株式会社内 Fターム(参考) 4F201 AB25 AC01 AC04 AL09 AL10 AL13 BA01 BA06 BC37 BD04 BD05 BK59 BK74 BQ02 BQ08 BQ32 BQ40 BQ57 4F206 AB25 AC01 AC04 AR12 JA07 JD03 JF01 JF02 JF11 JF12 JF22 JF23 JL02 JM01 JN01 JQ02 JQ11 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Shigeyoshi Matsubara 2-10-1, Tsukahara, Takatsuki-shi, Osaka Sumitomo Kagaku Kogyo Co., Ltd. F-term (reference) 4F201 AB25 AC01 AC04 AL09 AL10 AL13 BA01 BA06 BC37 BD04 BD05 BK59 BK74 BQ02 BQ08 BQ32 BQ40 BQ57 4F206 AB25 AC01 AC04 AR12 JA07 JD03 JF01 JF02 JF11 JF12 JF22 JF23 JL02 JM01 JN01 JQ02 JQ11
Claims (13)
給路に投入して、両者を同時に可塑化装置に供給する方
法であって、 前記材料供給路が外筒および外筒内の上部に同軸状に配
設された内筒の二重筒で構成され、前記内筒と前記外筒
の間に粒状又は粉末状の熱可塑性樹脂材料を投入しなが
ら、内筒内に平均繊維長が3mm〜50mmの繊維を投
入し、前記内筒下端より下流側の外筒内で前記繊維を包
み込むように前記熱可塑性樹脂材料を供給する繊維と熱
可塑性樹脂材料の可塑化装置への供給方法。1. A method in which a fiber and a thermoplastic resin material are supplied to a common material supply path and both are supplied to a plasticizing device at the same time, wherein the material supply path is provided on an outer cylinder and an upper part in the outer cylinder. The inner fiber is constituted by a double cylinder of an inner cylinder disposed coaxially, and while the granular or powdery thermoplastic resin material is charged between the inner cylinder and the outer cylinder, the average fiber length is 3 mm in the inner cylinder. A method of feeding a thermoplastic resin material to a plasticizer and feeding the thermoplastic resin material so as to wrap the fiber in an outer cylinder downstream of the lower end of the inner cylinder by feeding fibers of about 50 mm.
項1の繊維と熱可塑性樹脂材料の可塑化装置への供給方
法。2. The method according to claim 1, wherein the wall surface of the material supply path is vibrated.
あり、前記材料供給路の下流端が前記射出機または前記
押出機の材料受容口(37)に接続可能な請求項1又は請求
項2の繊維と熱可塑性樹脂材料の可塑化装置への供給方
法。3. The plasticizing device is an injection machine or an extruder, and a downstream end of the material supply path is connectable to a material receiving port (37) of the injection machine or the extruder. 2. A method for supplying the fibers and the thermoplastic resin material to the plasticizing device.
材料移送用のスクリュー(31)の外径をa,該スクリュー
(31)の溝部(38)の溝底部の直径をb,前記溝部(38)の溝
幅をc、とした場合、 前記cが前記材料受容口(37)の口径以下の寸法条件下に
於いては、前記溝部(38)に於ける、前記材料受容口(37)
に対応する領域が、 【数1】 を満たしている請求項3の繊維と熱可塑性樹脂材料の可
塑化装置への供給方法。4. An external diameter of a material transfer screw (31) provided in said injection machine or said extruder is a,
Assuming that the diameter of the groove bottom of the groove (38) of (31) is b and the groove width of the groove (38) is c, under the condition that the size of c is equal to or smaller than the diameter of the material receiving port (37). In the groove (38), the material receiving port (37)
The area corresponding to is The method for supplying a fiber and a thermoplastic resin material to a plasticizing apparatus according to claim 3, which satisfies the following.
大きい寸法条件下に於いては、前記cに代えて前記材料
受容口(37)の口径を採用する請求項4の繊維と熱可塑性
樹脂材料の可塑化装置への供給方法。5. The fiber according to claim 4, wherein the diameter of the material receiving port (37) is larger than the diameter of the material receiving port (37). A method for supplying a thermoplastic resin material to a plasticizing device.
通の材料供給路を具備する繊維と熱可塑性樹脂材料の可
塑化装置への供給装置であって、 外筒および外筒内の上部に同軸状に配設された内筒の二
重筒で構成された材料供給路と、 前記内筒と前記外筒の間に粒状又は粉末状の熱可塑性樹
脂材料を投入する樹脂投入手段と、 前記内筒内に平均繊維長が3mm〜50mmの繊維を投
入する繊維投入手段と、 前記熱可塑性樹脂材料が前記材料供給路に投入されたタ
イミングで、前記内筒内に前記繊維が投入されるように
前記樹脂投入手段と前記繊維投入手段を作動させる制御
装置とを具備する繊維と熱可塑性樹脂材料の可塑化装置
への供給装置。6. An apparatus for supplying a fiber and a thermoplastic resin material to a plasticizing device, comprising a common material supply path into which the fiber and the thermoplastic resin material are introduced, wherein the outer cylinder and an upper part in the outer cylinder are provided. A material supply path configured by a double cylinder of coaxially disposed inner cylinders; a resin injection unit that inputs a granular or powdery thermoplastic resin material between the inner cylinder and the outer cylinder; A fiber feeding means for feeding fibers having an average fiber length of 3 mm to 50 mm into the inner cylinder, and a timing at which the thermoplastic resin material is injected into the material supply path so that the fibers are injected into the inner cylinder. And a controller for operating the fiber charging means and the fiber charging means.
路中での樹脂投入部が、前記繊維投入手段に於ける前記
材料供給路中での繊維投入部の上方に設けられている請
求項6の繊維と熱可塑性樹脂材料の可塑化装置への供給
装置。7. A resin supply section in the material supply path in the resin supply means is provided above a fiber supply section in the material supply path in the fiber supply means. A feeding device for feeding a fiber and a thermoplastic resin material to a plasticizing device.
発生装置を具備させた請求項6又は請求項7の繊維と熱
可塑性樹脂材料の可塑化装置への供給装置。8. The apparatus for supplying a fiber and a thermoplastic resin material to a plasticizing apparatus according to claim 6, further comprising a vibration generator for vibrating a wall surface of said material supply path.
を振動させる振動発生装置を具備させた請求項6の繊維
と熱可塑性樹脂材料の可塑化装置への供給装置。9. The apparatus according to claim 6, further comprising a vibration generator for vibrating at least one of the inner cylinder and the outer cylinder.
あり、前記材料供給路の下流端が前記射出機又は前記押
出機の材料受容口(37)に接続可能な請求項6から請求項
9の何れかの繊維と熱可塑性樹脂材料の可塑化装置への
供給装置。10. The plasticizer according to claim 6, wherein the plasticizer is an injection machine or an extruder, and a downstream end of the material supply path is connectable to a material receiving port (37) of the injection machine or the extruder. 9. A supply device for supplying any one of the fibers and the thermoplastic resin material to a plasticizing device.
た材料移送用のスクリュー(31)の外径をa,該スクリュ
ー(31)の溝部(38)の溝底部の直径をb,前記溝部(38)の
溝幅をc、とした場合、 前記cが前記材料受容口(37)の口径以下の寸法条件下に
於いては、前記溝部(38)に於ける、前記材料受容口(37)
に対応する領域が、 【数2】 を満たしている請求項10の繊維と熱可塑性樹脂材料の
可塑化装置への供給装置。11. The outer diameter of a material transfer screw (31) provided in the injection machine or the extruder is a, the diameter of the groove bottom of the groove (38) of the screw (31) is b, and the groove is Assuming that the groove width of (38) is c, under the condition that c is equal to or less than the diameter of the material receiving port (37), the material receiving port (37) in the groove (38) )
The area corresponding to 11. A supply device for supplying a fiber and a thermoplastic resin material to a plasticizing device according to claim 10, which satisfies the following.
り大きい寸法条件下に於いては、前記cに代えて前記材
料受容口(37)の口径を採用する請求項11の繊維と熱可
塑性樹脂材料の可塑化装置への供給装置。12. The fiber according to claim 11, wherein the diameter of the material receiving port (37) is larger than the diameter of the material receiving port (37). Supply device for thermoplastic resin material to plasticizer.
的に供給するロービングカッタ(1) 又は定量フィーダで
ある請求項6から請求項12の何れかに記載の繊維と熱
可塑性樹脂材料の可塑化装置への供給装置。13. The fiber-to-thermoplastic resin material according to claim 6, wherein said fiber feeding means is a roving cutter (1) or a fixed-quantity feeder for feeding said fiber quantitatively. Supply device to the gasifier.
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|---|---|---|---|---|
| KR20100132034A (en) * | 2008-03-14 | 2010-12-16 | 다우 글로벌 테크놀로지스 인크. | Improved Process for Molding Polymeric Articles |
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| US10780607B2 (en) | 2015-04-22 | 2020-09-22 | Toyo Machinery & Metal Co., Ltd. | Plasticizing unit supplying a prescribed amount of fiber material pieces to heating cylinder using a vacuum or blower fiber transfer device |
-
2001
- 2001-11-06 JP JP2001340934A patent/JP2002192526A/en active Pending
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