JP4748365B2 - Method and apparatus for molding fiber reinforced resin molded product - Google Patents
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Description
本発明は、スクリューを内蔵した射出用シリンダ内で、樹脂と強化繊維を可塑化混練すると共に物理発泡剤を注入し、その混合物を成形金型のキャビティに射出して繊維強化樹脂成形品を成形する方法及び装置に関するものである。 The present invention plasticizes and kneads resin and reinforcing fibers and injects a physical foaming agent in an injection cylinder with a built-in screw, and injects the mixture into a mold cavity to form a fiber reinforced resin molded product. The present invention relates to a method and apparatus.
従来、発泡樹脂成形品の成形技術として、スクリューを内蔵した射出用シリンダ内で、樹脂(合成樹脂)を可塑化(溶融)すると共に、物理発泡剤として超臨界状態の窒素や二酸化炭素等の流体(Super Critical Fluid:SCF)を注入し、このSCF混合の可塑化樹脂を成形金型のキャビティに射出して圧力開放により微細に発泡させて、発泡樹脂成形品を成形する技術が実用に供されている。 Conventionally, as a molding technology for foamed resin molded products, plastic (synthetic resin) is plasticized (melted) in an injection cylinder with a built-in screw, and a supercritical fluid such as nitrogen or carbon dioxide is used as a physical foaming agent. (Super Critical Fluid: SCF) is injected, and this SCF-mixed plasticized resin is injected into the mold cavity and finely foamed by releasing the pressure. ing.
近年では、発泡樹脂成形品の一層の軽量化と強度・剛性の向上を図るために、発泡樹脂成形品にカーボン繊維やガラス繊維等の強化繊維を混在させた繊維強化樹脂成形品が多用されつつあり、この繊維強化樹脂成形品の成形技術として、射出用シリンダ内で樹脂と強化繊維を可塑化混練すると共にSCFを注入し、その混合物を成形金型のキャビティに射出して繊維強化樹脂成形品を成形する技術が実用に供されている(特許文献1参照)。 In recent years, in order to further reduce the weight of foamed resin molded products and improve the strength and rigidity, fiber reinforced resin molded products in which reinforcing fibers such as carbon fibers and glass fibers are mixed are used frequently. Yes, as a molding technology for this fiber reinforced resin molded product, plastic and kneading resin and reinforced fiber in injection cylinder and injecting SCF, and injecting the mixture into the cavity of the molding die, fiber reinforced resin molded product The technique which shape | molds is put to practical use (refer patent document 1).
特許文献1の成形装置では、スクリューの長さ方向中央部分に逆流防止用のチェックリングが設けられ、射出用シリンダ内において、チェックリングの後側部分に樹脂と強化繊維の原料が供給され、この樹脂と強化繊維が可塑化混練されながらチェックリングの前側部分に導入され、チェックリングの前側近くのスクリューが存在する部分にSCFが注入される。スクリューが射出完了位置から後退且つ回転して、射出用シリンダのうちスクリューの前側の樹脂溜め部内に混合物(樹脂、強化繊維、SCF)が導入され、その混合物が所定量溜められてからスクリューの前進によって成形金型のキャビティに射出される。
In the molding apparatus of
ところで、図14に示すように、射出用シリンダ101 内において、チェックリング103 よりも前側で樹脂溜め部104 よりも後側のスクリュー102 が存在する部分にSCFを注入するようにした成形装置100 において、SCFによる適正な発泡を行えるようにするために、SCFを樹脂に確実に混練し、その混合物(樹脂、強化繊維、SCF)を高圧に維持して成形金型のキャビティに射出する必要があり、そのために、SCFが樹脂、強化繊維の原料を供給する上流側へ逆流しないようにする逆流防止構造105 が必要になる。
Incidentally, as shown in FIG. 14, in a
この逆流防止構造105 は、スクリュー102 のうちSCFの注入位置よりも上流側部分に、樹脂の流路が迷路状となった迷路構造105aを設けて、樹脂と共にSCFの逆流を防止する構造になっている。
特許文献1の成形装置では、スクリューの長さ方向中央部分に逆流防止用のチェックリングを設け、射出用シリンダ内において、チェックリングの前側近くのスクリューが存在する部分にSCFを注入するため、このSCFの注入位置付近の内圧が非常に高圧になりチェックリングに作用するため、SCF、樹脂がチェックリングから上流側へ逆流することが懸念され、故に、混合物(樹脂、強化繊維、SCF)を高圧に維持して成形金型のキャビティに射出して、SCFによる適正な発泡を行うことができないという虞がある。
In the molding apparatus of
そこで、図14に示すように、迷路構造を有する逆流防止構造を採用することで、SCF、樹脂の逆流を確実に防止できるが、射出用シリンダ内において、この迷路構造よりも上流側部分に樹脂と強化繊維の原料が供給されるため、この強化繊維が迷路構造を通過することになり、その際、強化繊維が迷路構造によって損傷(折損)し、所期の強度・剛性を有する繊維強化樹脂成形品を成形できないという問題が生じる。 Therefore, as shown in FIG. 14, by adopting a backflow prevention structure having a labyrinth structure, SCF and resin backflow can be reliably prevented. However, in the injection cylinder, a resin is disposed upstream of the labyrinth structure. Since the reinforcing fiber raw material is supplied, the reinforcing fiber passes through the maze structure. At that time, the reinforcing fiber is damaged (broken) by the maze structure, and the fiber reinforced resin having the desired strength and rigidity. There arises a problem that the molded product cannot be molded.
また、特許文献1の成形装置では、SCFの注入部が射出用シリンダに固定的に設けられ、その注入位置が射出用シリンダの長さ方向1箇所だけであるため、SCFの樹脂への分散混練を確実に行うことができない虞がある。
Further, in the molding apparatus of
本発明の目的は、射出用シリンダ内で樹脂と強化繊維を可塑化混練すると共に物理発泡剤を注入し、その混合物を成形金型のキャビティに射出して繊維強化樹脂成形品を成形する方法及び装置において、混合物(樹脂、強化繊維、物理発泡剤)を高圧に維持して成形金型のキャビティに射出し、強化繊維の損傷を防止し、物理発泡剤の樹脂への分散混練を確実に行い、物理発泡剤による適正な発泡を行い、一様に微細に発泡させた軽量の且つ所期の強度・剛性を有する繊維強化樹脂成形品を成形すること、等である。 An object of the present invention is to plasticize and knead resin and reinforcing fiber in an injection cylinder and to inject a physical foaming agent, and to inject the mixture into a cavity of a molding die to mold a fiber reinforced resin molded product and In the equipment, the mixture (resin, reinforcing fiber, physical foaming agent) is maintained at a high pressure and injected into the mold cavity to prevent damage to the reinforcing fiber and ensure that the physical foaming agent is dispersed and kneaded into the resin. And appropriate foaming with a physical foaming agent to form a lightweight, fiber-reinforced resin molded article having the desired strength and rigidity, which is uniformly finely foamed.
請求項1の繊維強化樹脂成形品の成形方法は、成形金型側の前端側部分に逆流防止用のチェックリングを有するスクリューを内蔵した射出用シリンダ内で、樹脂と強化繊維を可塑化混練すると共に物理発泡剤を注入し、その混合物を成形金型のキャビティに射出して繊維強化樹脂成形品を成形する方法において、前記スクリューを後退且つ回転させながら、前記射出用シリンダのうちチェックリングの前側の計量樹脂溜め部内にチェックリングの後側の可塑化混練部内で可塑化混練された樹脂と強化繊維を導入する樹脂導入工程と、前記樹脂導入工程の実行中又は実行後に、前記計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を注入すると共に、この物理発泡剤の樹脂への分散混練を促進する発泡剤注入分散促進工程とを備えたことを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for molding a fiber reinforced resin molded article, wherein the resin and the reinforced fiber are plasticized and kneaded in an injection cylinder having a screw having a check ring for preventing backflow at a front end side portion on the mold side. And injecting the mixture into a cavity of a molding die to form a fiber reinforced resin molded article, while the screw is retracted and rotated, the front side of the check ring in the injection cylinder A resin introduction step of introducing the resin plasticized and kneaded in the plasticization kneading portion on the back side of the check ring and the reinforcing fiber into the weighing resin reservoir portion, and during or after execution of the resin introduction step, in the weighing resin reservoir portion And a foaming agent injection / dispersion promoting step for promoting dispersion and kneading of the physical foaming agent into the resin.
樹脂導入工程において、前端側部分にチェックリングを有するスクリューを後退且つ回転させながら、射出用シリンダのうちチェックリングの前側の計量樹脂溜め部内にチェックリングの後側の可塑化混練部内で可塑化混練された樹脂と強化繊維を導入し、発泡剤注入分散促進工程において、樹脂導入工程の実行中又は実行後に、計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を注入するため、スクリューの前端側部分のチェックリングにより、物理発泡剤、樹脂、強化繊維の計量樹脂溜め部から可塑化混練部への逆流が抑制され、前記チェックリングにより、計量樹脂溜め部の内圧が高圧に維持される。 In the resin introduction process, while the screw having the check ring at the front end side is moved backward and rotated, the plasticizing kneading is carried out in the plasticizing kneading part on the rear side of the check ring in the metering resin reservoir part on the front side of the check ring in the injection cylinder. In order to inject a physical foaming agent into the metered resin reservoir during or after execution of the resin introduction process in the foaming agent injection dispersion promotion process, the check resin on the front end side of the screw is used. Back flow of the physical foaming agent, resin, and reinforcing fiber from the metered resin reservoir to the plasticization kneading unit is suppressed, and the internal pressure of the metered resin reservoir is maintained at a high level by the check ring.
つまり、混合物(樹脂、強化繊維、物理発泡剤)が高圧に維持されて成形金型のキャビティに射出され、故に、従来の迷路構造を有する逆流防止構造が不要になるため、強化繊維の損傷(折損)が防止される。しかも、発泡剤注入分散促進工程において、計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を注入すると共に、この物理発泡剤の樹脂への分散混練を促進するので、物理発泡剤の樹脂への分散混練が確実に行われ、物理発泡剤が樹脂に一様に分散し、物理発泡剤による適正な発泡が行われる。その結果、一様に微細に発泡させた軽量の且つ所期の強度・剛性を有する繊維強化樹脂成形品が成形される。 In other words, the mixture (resin, reinforcing fiber, physical foaming agent) is maintained at a high pressure and injected into the cavity of the molding die. Therefore, the conventional backflow prevention structure having a labyrinth structure becomes unnecessary, so that the damage of the reinforcing fiber ( Breakage) is prevented. In addition, in the foaming agent injection and dispersion promoting step, the physical foaming agent is injected into the metered resin reservoir, and the dispersion and kneading of the physical foaming agent into the resin is promoted, so that the dispersion and kneading of the physical foaming agent into the resin is ensured. The physical foaming agent is uniformly dispersed in the resin, and proper foaming with the physical foaming agent is performed. As a result, a lightweight, fiber-reinforced resin molded article having desired strength and rigidity that is foamed uniformly and finely is formed.
請求項1の発明の従属請求項の構成として次の構成を採用可能である。
前記発泡剤注入分散促進工程において、前記計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を射出用シリンダの長さ方向に異なる複数位置から、前側から後側へ順次又は一括に注入する(請求項2)前記発泡剤注入分散促進工程において、前記スクリューのチェックリングよりも前側部分に設けられた混練ヘッド部により、物理発泡剤の樹脂への分散混練を促進する(請求項3)。
The following structure can be adopted as the structure of the dependent claim of the invention of
In the foaming agent injection dispersion promoting step, physical foaming agent is sequentially or collectively injected into the metered resin reservoir from a plurality of different positions in the length direction of the injection cylinder from the front side to the rear side (Claim 2). In the agent injection dispersion promoting step, dispersion kneading of the physical foaming agent into the resin is promoted by the kneading head portion provided in the front part of the check ring of the screw.
前記発泡剤注入分散促進工程において、前記計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を射出用シリンダの長さ方向に異なる複数位置から、後退する前記混練ヘッド部の位置に対応して前側から後側へ順次注入する(請求項4)。前記発泡剤注入分散促進工程において、前記計量樹脂溜め部内に物理発泡剤として超臨界状態の流体を注入する(請求項5)。 In the foaming agent injection dispersion promoting step, the physical foaming agent is sequentially moved from the plurality of positions different in the length direction of the injection cylinder into the metering resin reservoir portion, sequentially from the front side to the rear side corresponding to the position of the kneading head portion retreating. Injecting (Claim 4). In the foaming agent injection dispersion promoting step, a supercritical fluid is injected into the metered resin reservoir as a physical foaming agent.
請求項6の繊維強化樹脂成形品の成形装置は、成形金型側の前端側部分に逆流防止用のチェックリングを有するスクリューと、このスクリューを内蔵した射出用シリンダと、スクリューを進退駆動する進退駆動機構と、スクリューを回転駆動する回転駆動機構とを備え、射出用シリンダ内で樹脂と強化繊維を可塑化混練すると共に物理発泡剤を注入し、その混合物を成形金型のキャビティに射出して繊維強化樹脂成形品を成形する装置において、前記射出用シリンダのうちチェックリングの前側の計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を注入する発泡剤注入手段と、前記発泡剤注入手段で注入された物理発泡剤の樹脂への分散混練を促進する発泡剤分散促進手段とを備えたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a molding apparatus for a fiber reinforced resin molded article, comprising: a screw having a check ring for backflow prevention at a front end side portion on a molding die side; an injection cylinder incorporating the screw; It is equipped with a drive mechanism and a rotational drive mechanism that rotationally drives a screw, plasticizing and kneading resin and reinforcing fibers in an injection cylinder, injecting a physical foaming agent, and injecting the mixture into a mold mold cavity In an apparatus for molding a fiber reinforced resin molded article, a foaming agent injecting means for injecting a physical foaming agent into a metering resin reservoir on the front side of the check ring in the injection cylinder, and a physical foam injected by the foaming agent injecting means And a foaming agent dispersion promoting means for promoting dispersion and kneading of the agent into the resin.
進退駆動機構と回転駆動機構により、スクリューが後退且つ回転され、このスクリュー回転により樹脂と強化繊維が前方へ送られ、射出用シリンダのうちチェックリングの後側の可塑化混練部で可塑化混練された樹脂と強化繊維がチェックリングの前側の計量樹脂溜め部内に導入され、発泡剤注入手段により、計量樹脂溜め部内に物理発泡剤が注入される。スクリューの前端側部分に設けたチェックリングにより、物理発泡剤、樹脂、強化繊維の計量樹脂溜め部から可塑化混練部への逆流が抑制されるため、前記チェックリングにより、計量樹脂溜め部の内圧が高圧に維持される。 The screw is retracted and rotated by the advance / retreat drive mechanism and the rotation drive mechanism, and the resin and the reinforcing fiber are fed forward by the rotation of the screw, and plasticized and kneaded in the plasticizing and kneading part on the back side of the check ring in the injection cylinder. Resin and reinforcing fibers are introduced into the metering resin reservoir on the front side of the check ring, and the physical foaming agent is injected into the metering resin reservoir by the foaming agent injection means. The check ring provided on the front end side of the screw prevents the back flow of the physical foaming agent, resin, and reinforcing fiber from the metered resin reservoir to the plasticizing and kneading unit, so the internal pressure of the metered resin reservoir is controlled by the check ring. Is maintained at a high pressure.
つまり、混合物(樹脂、強化繊維、物理発泡剤)が高圧に維持されて成形金型のキャビティに射出され、故に、従来の迷路構造を有する逆流防止構造が不要になるため、強化繊維の損傷(折損)が防止される。しかも、発泡剤分散促進手段により、発泡剤注入手段で注入された物理発泡剤の樹脂への分散混練が促進されるので、物理発泡剤の樹脂への分散混練が確実に行われ、物理発泡剤が樹脂に一様に分散し、物理発泡剤による適正な発泡が行われる。その結果、一様に微細に発泡させた軽量の且つ所期の強度・剛性を有する繊維強化樹脂成形品が成形される。 In other words, the mixture (resin, reinforcing fiber, physical foaming agent) is maintained at a high pressure and injected into the cavity of the molding die. Therefore, the conventional backflow prevention structure having a labyrinth structure becomes unnecessary, so that the damage of the reinforcing fiber ( Breakage) is prevented. In addition, the foaming agent dispersion promoting means promotes the dispersion and kneading of the physical foaming agent injected by the foaming agent injecting means into the resin, so that the physical foaming agent is surely dispersed and kneaded into the resin. Is uniformly dispersed in the resin, and proper foaming with a physical foaming agent is performed. As a result, a lightweight, fiber-reinforced resin molded article having desired strength and rigidity that is foamed uniformly and finely is formed.
請求項6の発明の従属請求項の構成として次の構成を採用可能である。
前記発泡剤分散促進手段は、前記スクリューのチェックリングよりも前側部分に設けられた混練ヘッド部を有する(請求項7)。前記発泡剤分散促進手段は、前記発泡剤注入手段により、前記計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を射出用シリンダの長さ方向に異なる複数位置から、前側から後側へ順次又は一括に注入可能に構成される(請求項8)。前記発泡剤注入手段は、前記射出用シリンダにその長さ方向に可動に且つ計量樹脂溜め部内に臨むように設けられた発泡剤注入部と、この発泡剤注入部を射出用シリンダの長さ方向に移動駆動する注入部駆動手段とを有する(請求項9)。
The following structure can be adopted as the structure of the dependent claim of the invention of claim 6.
The foaming agent dispersion accelerating means has a kneading head portion provided in a front portion of the screw check ring. The foaming agent dispersion accelerating means allows the foaming agent injection means to inject the physical foaming agent into the metered resin reservoir part sequentially or collectively from the front side to the rear side from a plurality of different positions in the length direction of the injection cylinder. (Claim 8). The foaming agent injecting means includes a foaming agent injecting portion provided on the injection cylinder so as to be movable in the length direction and facing the metering resin reservoir, and the foaming agent injecting portion in the length direction of the injecting cylinder. And injection portion driving means for moving and driving.
前記発泡剤注入手段は、前記射出用シリンダにその長さ方向に異なる複数位置に固定的に且つ計量樹脂溜め部内に臨むように設けられた複数の発泡剤注入部を有する(請求項10)。前記発泡剤注入手段は、前記複数の発泡剤注入部から物理発泡剤を択一的に注入させるように切り換える注入切換手段を有する(請求項11)前記物理発泡剤が超臨界状態の流体である(請求項12)。 The foaming agent injecting means has a plurality of foaming agent injecting portions provided in the injection cylinder so as to be fixed at a plurality of different positions in the length direction and to face the metering resin reservoir. The foaming agent injecting means has injection switching means for switching so as to selectively inject a physical foaming agent from the plurality of foaming agent injecting portions. (Claim 11) The physical foaming agent is a fluid in a supercritical state. (Claim 12).
請求項1の繊維強化樹脂成形品の成形方法によれば、前端側部分に逆流防止用のチェックリングを有するスクリューを後退且つ回転させながら、射出用シリンダのうちチェックリングの前側の計量樹脂溜め部内にチェックリングの後側の可塑化混練部内で可塑化混練された樹脂と強化繊維を導入する樹脂導入工程と、樹脂導入工程の実行中又は実行後に、計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を注入すると共に、この物理発泡剤の樹脂への分散混練を促進する発泡剤注入分散促進工程とを備えたので、スクリューの前端側部分のチェックリングにより、混合物(樹脂、強化繊維、物理発泡剤)の計量樹脂溜め部から可塑化混練部への逆流を抑制し、前記チェックリングにより、混合物を高圧に維持して成形金型のキャビティに射出し、これを従来の迷路構造を有する逆流防止構造を不要にして達成できるので、強化繊維の損傷を防止し、また、物理発泡剤の樹脂への分散混練を確実に行い、物理発泡剤を樹脂に一様に分散させ、物理発泡剤による適正な発泡を行い、一様に微細に発泡させた軽量の且つ所期の強度・剛性を有する繊維強化樹脂成形品を成形することが可能になる。
According to the method for molding a fiber reinforced resin molded article according to
請求項2の繊維強化樹脂成形品の成形方法によれば、発泡剤注入分散促進工程において、計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を射出用シリンダの長さ方向に異なる複数位置から、前側から後側へ順次又は一括に注入するので、軽量樹脂溜め部内に物理発泡剤を射出用シリンダの長さ方向に一様に注入して、この物理発泡剤の樹脂への分散混練を確実に促進することができる。
According to the method for molding a fiber-reinforced resin molded article according to
請求項3の繊維強化樹脂成形品の成形方法によれば、発泡剤注入分散促進工程において、スクリューのチェックリングよりも前側部分に設けられた混練ヘッド部により、物理発泡剤の樹脂への分散混練を促進するので、この物理発泡剤の樹脂へのより確実な分散混練を混練ヘッド部を設けた簡単な構成で達成できる。
According to the method for molding a fiber-reinforced resin molded article according to
請求項4の繊維強化樹脂成形品の成形方法によれば、発泡剤注入分散促進工程において、計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を射出用シリンダの長さ方向に異なる複数位置から、後退する混練ヘッド部の位置に対応して前側から後側へ順次注入するので、この物理発泡剤の樹脂への一様な分散混練をより確実に促進することができる。
According to the method for molding a fiber reinforced resin molded article according to
請求項5の繊維強化樹脂成形品の成形方法によれば、発泡剤注入分散促進工程において、計量樹脂溜め部内に物理発泡剤として超臨界状態の流体を注入するので、従来の技術において迷路構造を有する逆流防止構造を設けない場合、この物理発泡剤の逆流を防止することが難しいが、本発明ではこれを改善し、微細に発泡させた繊維強化樹脂成形品を成形可能になる。 According to the method for molding a fiber reinforced resin molded article of claim 5, in the foaming agent injection dispersion promoting step, a supercritical fluid is injected into the metered resin reservoir as a physical foaming agent. When the backflow prevention structure is not provided, it is difficult to prevent the backflow of the physical foaming agent. However, in the present invention, this can be improved and a finely foamed fiber reinforced resin molded product can be molded.
請求項6の繊維強化樹脂成形品の成形装置によれば、前端側部分に逆流防止用のチェックリングを有するスクリューと、このスクリューを内蔵した射出用シリンダと、スクリューを進退駆動する進退駆動機構と、スクリューを回転駆動する回転駆動機構とを備え、射出用シリンダのうちチェックリングの前側の計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を注入する発泡剤注入手段と、発泡剤注入手段で注入された物理発泡剤の樹脂への分散混練を促進する発泡剤分散促進手段とを備えたので、スクリューの前端側部分のチェックリングにより、混合物(樹脂、強化繊維、物理発泡剤)の計量樹脂溜め部から可塑化混練部への逆流を抑制し、前記チェックリングにより、混合物を高圧に維持して成形金型のキャビティに射出し、これを従来の迷路構造を有する逆流防止構造を不要にして達成できるので、強化繊維の損傷を防止し、また、物理発泡剤の樹脂への分散混練を確実に行い、物理発泡剤を樹脂に一様に分散させ、物理発泡剤による適正な発泡を行い、一様に微細に発泡させた軽量の且つ所期の強度・剛性を有する繊維強化樹脂成形品を成形することが可能になる。 According to the apparatus for molding a fiber-reinforced resin molded article according to claim 6, a screw having a check ring for backflow prevention at the front end side portion, an injection cylinder incorporating the screw, and a forward / backward drive mechanism for driving the screw forward / backward A rotation drive mechanism for rotating the screw, and a foaming agent injection means for injecting a physical foaming agent into a metering resin reservoir on the front side of the check ring in the injection cylinder, and a physical foam injected by the foaming agent injection means It is equipped with foaming agent dispersion accelerating means that promotes the dispersion and kneading of the agent into the resin, so plasticizing from the metered resin reservoir of the mixture (resin, reinforced fiber, physical foaming agent) by check ring on the front end side of the screw The back flow to the kneading part is suppressed, and the check ring keeps the mixture at a high pressure and injects it into the mold cavity, which has a conventional maze structure. This can be achieved by eliminating the need for a backflow prevention structure, preventing damage to the reinforcing fibers, and ensuring that the physical foaming agent is dispersed and kneaded into the resin, uniformly dispersing the physical foaming agent in the resin, Appropriate foaming with an agent can be performed to form a lightweight fiber-reinforced resin molded product having the desired strength and rigidity, which is uniformly finely foamed.
請求項7の繊維強化樹脂成形品の成形装置によれば、発泡剤分散促進手段は、スクリューのチェックリングよりも前側部分に設けられた混練ヘッド部を有するので、この混練ヘッド部を回転させることで、樹脂と強化繊維との混練をより確実に行いつつ、物理発泡剤の樹脂への分散混練を確実に促進でき、この物理発泡剤の樹脂へのより確実な分散混練を混練ヘッドを設けた簡単な構成で達成できる。
According to the molding apparatus for the fiber-reinforced resin molded product of
請求項8の繊維強化樹脂成形品の成形装置によれば、発泡剤分散促進手段は、発泡剤注入手段により、計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を射出用シリンダの長さ方向に異なる複数位置から、前側から後側へ順次又は一括に注入可能に構成したので、物理発泡剤を計量樹脂溜め部内に射出用シリンダの長さ方向に一様に注入することができ、この物理発泡剤の樹脂への一様な分散混練を確実に促進することができる。
According to the apparatus for molding a fiber-reinforced resin molded article according to
請求項9の繊維強化樹脂成形品の成形装置によれば、発泡剤注入手段は、射出用シリンダにその長さ方向に可動に且つ計量樹脂溜め部内に臨むように設けられた発泡剤注入部と、この発泡剤注入部を射出用シリンダの長さ方向に移動駆動する注入部駆動手段とを有するので、計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を射出用シリンダの長さ方向に異なる複数位置から、後退する混練ヘッド部の位置に対応して前側から後側へ順次注入することができ、物理発泡剤の樹脂への一様な分散混練をより確実に促進することができる。
According to the apparatus for molding a fiber reinforced resin molded article according to
請求項10の繊維強化樹脂成形品の成形装置によれば、発泡剤注入手段は、射出用シリンダにその長さ方向に異なる複数位置に固定的に且つ計量樹脂溜め部内に臨むように設けられた複数の発泡剤注入部を有するので、この物理発泡剤の樹脂への分散混練を確実に促進することができる。
According to the apparatus for molding a fiber reinforced resin molded article according to
請求項11の繊維強化樹脂成形品の成形装置によれば、発泡剤注入手段は、複数の発泡剤注入部から物理発泡剤を択一的に注入させるように切り換える注入切換手段を有するので、計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を射出用シリンダの長さ方向に異なる複数位置から、後退する混練ヘッド部の位置に対応して前側から後側へ順次注入することができ、故に、物理発泡剤の樹脂への一様な分散混練をより確実に促進することができる。
According to the apparatus for molding a fiber reinforced resin molded article according to
請求項12の繊維強化樹脂成形品の成形装置によれば、物理発泡剤が超臨界状態の流体であるので、従来の技術において迷路構造を有する逆流防止構造を設けない場合、この物理発泡剤の逆流を防止することが難しいが、本発明ではこれを改善し、微細に発泡させた繊維強化樹脂成形品を成形可能になる。 According to the apparatus for molding a fiber reinforced resin molded article according to claim 12, since the physical foaming agent is a fluid in a supercritical state, when a backflow prevention structure having a labyrinth structure is not provided in the prior art, Although it is difficult to prevent the backflow, the present invention improves this and makes it possible to mold a finely foamed fiber reinforced resin molded product.
本発明の繊維強化樹脂成形品の成形方法及び成形装置は、成形金型側の前端側部分に逆流防止用のチェックリングを有するスクリューを内蔵した射出用シリンダ内で、樹脂と強化繊維を可塑化混練すると共に物理発泡剤を注入し、その混合物を成形金型のキャビティに射出して繊維強化樹脂成形品を成形するものである。 The molding method and molding apparatus for a fiber reinforced resin molded product of the present invention plasticize resin and reinforcing fiber in an injection cylinder having a screw having a check ring for preventing backflow in the front end side portion on the molding die side. In addition to kneading, a physical foaming agent is injected, and the mixture is injected into a cavity of a molding die to form a fiber reinforced resin molded product.
本発明の繊維強化樹脂成形品の成形方法は、スクリューを後退且つ回転させながら、射出用シリンダのうちチェックリングの前側の計量樹脂溜め部内にチェックリングの後側の可塑化混練部内で可塑化混練された樹脂と強化繊維を導入する樹脂導入工程と、樹脂導入工程の実行中又は実行後に、計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を注入すると共に、この物理発泡剤の樹脂への分散混練を促進する発泡剤注入分散促進工程とを備えたものになる。 The method for molding a fiber-reinforced resin molded product of the present invention is a method of plasticizing and kneading in a plasticizing and kneading part on the back side of a check ring in a metering resin reservoir part on the front side of the check ring in an injection cylinder while retreating and rotating a screw. Introducing a physical foaming agent into the metered resin reservoir and promoting dispersion and kneading of the physical foaming agent into the resin during or after execution of the resin introduction process for introducing the resin and the reinforcing fiber and the resin introduction process And a foaming agent injection dispersion promoting step.
本発明の繊維強化樹脂成形品の成形装置は、成形金型側の前端側部分に逆流防止用のチェックリングを有するスクリューと、このスクリューを内蔵した射出用シリンダと、スクリューを進退駆動する進退駆動機構と、スクリューを回転駆動する回転駆動機構と、射出用シリンダのうちチェックリングの前側の計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を注入する発泡剤注入手段と、発泡剤注入手段で注入された物理発泡剤の樹脂への分散混練を促進する発泡剤分散促進手段とを備えたものになる。 The fiber reinforced resin molded product molding apparatus according to the present invention includes a screw having a check ring for backflow prevention in a front end portion on the molding die side, an injection cylinder incorporating the screw, and a forward / backward drive for driving the screw forward / backward. A mechanism, a rotational drive mechanism for rotationally driving the screw, a foaming agent injecting means for injecting a physical foaming agent into the metering resin reservoir on the front side of the check ring in the injection cylinder, and physical foaming injected by the foaming agent injecting means And a foaming agent dispersion accelerating means for promoting dispersion and kneading of the agent into the resin.
先ず、繊維強化樹脂成形品の成形装置1について説明する。
図1、図2に示すように、この成形装置1は、成形金型2、成形金型2側の前端側部分に逆流防止用のチェックリング20を有するスクリュー3、スクリュー3を内蔵した射出用シリンダ4、スクリュー3を進退駆動する進退駆動機構5、スクリュー3を回転駆動する回転駆動機構6、射出用シリンダ4内に樹脂15と強化繊維16の原料を投入するホッパ7、射出用シリンダ4内に物理発泡剤17を注入する発泡剤注入機構8、発泡剤注入機構8に物理発泡剤17を供給する発泡剤供給機構9、発泡剤注入機構8で注入された物理発泡剤17の樹脂15への分散混練を促進する発泡剤分散促進機構10を備えている。
First, the fiber reinforced resin molded
As shown in FIGS. 1 and 2, the
例えば、樹脂15はポリプロピレン等の合成樹脂であり、強化繊維16はカーボン繊維又はガラス繊維であり、樹脂15と強化繊維16の原料は強化繊維含有の樹脂ペレットであり、物理発泡剤17は超臨界状態の窒素又は二酸化炭素の流体(Super Critical Fluid:SCF)である。また、成形装置1は制御装置11を備え、この制御装置11により、進退駆動機構5、回転駆動機構6、発泡剤注入機構8等が制御される。尚、発泡剤分散促進機構10は制御装置11を含むものである。
For example, the resin 15 is a synthetic resin such as polypropylene, the reinforcing fibers 16 are carbon fibers or glass fibers, the raw materials of the resin 15 and the reinforcing fibers 16 are resin pellets containing reinforcing fibers, and the
図示省略するが、成形金型2は固定金型と可動金型とを有し、成形金型2の型締めと型開きが可能な金型駆動機構と、型開きされた成形金型2から成形品(繊維強化樹脂成形品)を取り出すエジェクタ機構が設けられている。尚、これら金型駆動機構とエジェクタ機構は制御装置11により制御される。
Although illustration is omitted, the molding die 2 has a fixed die and a movable die, a die driving mechanism capable of clamping and opening the molding die 2, and the molding die 2 opened. An ejector mechanism for taking out a molded product (fiber reinforced resin molded product) is provided. The mold driving mechanism and the ejector mechanism are controlled by the
図2に示すように、スクリュー3は、前端側部分に逆流防止用のチェックリング20を有し、後側部分に第2の逆流防止用のチェックリング21を有し、スクリュー3のチェックリング20よりも前側部分に、発泡剤分散促進機構10の混練ヘッド50が設けられている。スクリュー3は、シャフト部3aとスクリュー部3b,3c有し、シャフト部3aに、チェックリング20,21が夫々前後方向に所定ストロークだけ可動に装着され、混練ヘッド50が固定的に装着され、シャフト部3aのうちチェックリング20,21の間及びチェックリング21の後側にスクリュー部3b,3cが一体的に設けられている。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、射出用シリンダ4は、前端部が成形金型2に接続され、後端部が進退駆動機構5と回転駆動機構6のケーシングに固定され、スクリュー3の後端部分に進退駆動機構5と回転駆動機構6から駆動力が入力される。射出用シリンダ4内において、チェックリング21の後側が原料投入部25に構成され、チェックリング20,21の間が可塑化混練部26に構成され、チェックリング20の前側が計量樹脂溜め部27に構成されている。ホッパ7は、原料投入部25内に樹脂15と強化繊維16の原料を投入可能に、射出用シリンダ4の後端側部分に装備されている。
As shown in FIG. 2, the
図2〜図6に示すように、発泡剤注入機構8は、射出用シリンダ4の計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を注入し、発泡剤分散促進機構10は、発泡剤注入機構8により、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を射出用シリンダ4の長さ方向に異なる複数位置から、前側から後側へ順次注入可能に構成されている。
As shown in FIGS. 2 to 6, the foaming
発泡剤注入機構8は、射出用シリンダ4に前後方向に可動に且つ計量樹脂溜め部27内に臨むように設けられた注入ノズルからなる発泡剤注入部30と、発泡剤注入部30を前後方向に移動駆動する注入部駆動機構37を有する。射出用シリンダ4に可動スリーブ31が外嵌状に前後摺動自在に設けられ、この可動スリーブ31に発泡剤注入部30が固定されている。射出用シリンダ4には、発泡剤注入部30の移動領域において前後方向に細長いスリット4aが形成され、このスリット4aの前後両側において、射出用シリンダ4と可動スリーブ31との間が環状シール部材32でシールされている。
The foaming
発泡剤注入部30に、発泡剤供給機構9から物理発泡剤17が供給通路35を通って供給され、この供給通路35に開閉弁36が設けられている。注入部駆動機構37は、流体圧シリンダや電動モータからなるアクチュエータ38を有し、その出力部38aが可動スリーブ31に連結され、このアクチュエータ38により、可動スリーブ31と共に発泡剤注入部30が前後方向に移動駆動される。発泡剤注入部30及びスリット4aについては、前後方向同位置においてを周方向に異なる位置に複数設けてもよい。
The
図1に示すように、発泡剤供給機構9は、窒素又は二酸化炭素のボンベ40と、このボンベ40から送られてきた窒素又は二酸化炭素を高温高圧にして超臨界状態の流体(物理発泡剤17)を生成するSCF生成装置41とを有し、このSCF生成装置41から供給通路35を介して発泡剤注入部30に物理発泡剤17が供給される。
As shown in FIG. 1, the foaming
図1、図2、図4〜図6に示すように、発泡剤分散促進機構10は、発泡剤注入機構8と制御装置11と混練ヘッド50を備え、混練ヘッド50は、前端が頂部となる円錐形状に形成され、そのテーパ部に沿って頂部を中心に放射状に延びる複数の突条部51が形成されている。制御装置11が、スクリュー3の後退駆動及び回転駆動に同期させて、発泡剤注入機構8の開閉弁36と注入部駆動機構37(アクチュエータ38)を制御して、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を後退する混練ヘッド部50の位置に対応して前側から後側へ順次注入する。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4 to 6, the foaming agent
次に、繊維強化樹脂成形品の成形方法について説明する。
図7に示すように、この成形方法では、スクリュー3を図4の射出完了位置から図6の射出準備位置へ後退且つ回転させることで、原料投入工程(P1)、可塑化混練工程(P2)、樹脂導入工程(P3)、発泡剤注入分散促進工程(P4)が略同時に行われ、その後、射出工程(P5)が行われ、このP1〜P5が繰返し行われて、複数の繊維強化樹脂成形品が成形されていく。
Next, a method for molding a fiber reinforced resin molded product will be described.
As shown in FIG. 7, in this molding method, the
P1の原料投入工程では、樹脂15と強化繊維16の原料がホッパ7から原料投入部25内に投入され、スクリュー3が回転することで、その樹脂15と強化繊維16が可塑化混練されながら原料投入部25内からチェックリング21で逆止される通路を通って可塑化混練部26内に導入され、P2の可塑化混練工程では、スクリュー3が回転することで、可塑化混練部26内において、樹脂15と強化繊維16がスクリュー3に対して前方へ移送されながら完全に可塑化混練された状態になる。
In the raw material charging step of P1, the raw materials of the resin 15 and the reinforcing fibers 16 are charged into the raw
P3の樹脂導入工程では、スクリュー3が図4の射出完了位置から図6の射出準備位置へ後退することで、計量樹脂溜め部27の容積が大きくなり、その際、スクリュー3が回転することで、容積が大きくなっていく計量樹脂溜め部27内に、順次、可塑化混練部26で可塑化混練された樹脂15と強化繊維16が可塑化混練部26からチェックリング20で逆止される通路を通って導入される。この樹脂導入工程の実行中にP4の発泡剤注入分散促進工程が実行される。
In the resin introduction process of P3, the
P4の発泡剤注入分散促進工程では、スクリュー3と一体的に混練ヘッド部50が後退するが、発泡剤注入部30が、その注入方向が混練ヘッド部50に向く位置を維持するように、混練ヘッド部50の後退と共に後退しつつ、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を注入する。こうして、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17が射出用シリンダ4の長さ方向に異なる複数位置から、後退する混練ヘッド部50の位置に対応して前側から後側へ順次連続的に注入される。更に、混練ヘッド部17はスクリュー3と一体的に回転するため、この混練ヘッド部17により、樹脂15と強化繊維16とがより確実に混練されつつ、物理発泡剤17の樹脂15への分散混練が行われる。
In the P4 blowing agent injection dispersion promoting step, the kneading
P5の射出工程では、計量樹脂溜め部27内に混合物(樹脂15、強化繊維16、物理発泡剤17)が所定量溜められてから、スクリュー3が前進することで、その混合物が成形金型2のキャビティに射出され、樹脂15がある程度硬化してから、成形金型2が型開きされ、その際の圧力開放により微細に発泡して、繊維強化樹脂成形品が成形される。
In the injection process of P5, after a predetermined amount of the mixture (resin 15, reinforcing fiber 16 and physical foaming agent 17) is stored in the metered
以上説明した繊維強化樹脂成形品の成形技術によれば、成形装置1において、成形金型2側の前端側部分に逆流防止用のチェックリング20を有するスクリュー3、このスクリュー3を内蔵した射出用シリンダ4、スクリュー3を進退駆動する進退駆動機構5、スクリュー3を回転駆動する回転駆動機構6を備えると共に、射出用シリンダ4のうちチェックリング20の前側の計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を注入する発泡剤注入機構8、発泡剤注入機構8で注入された物理発泡剤17の樹脂15への分散混練を促進する発泡剤分散促進機構10を備えた。
According to the molding technique of the fiber-reinforced resin molded article described above, in the
従って、繊維強化樹脂成形品の成形方法において、スクリュー3を後退且つ回転させながら、射出用シリンダ4のうちチェックリング20の前側の計量樹脂溜め部27内にチェックリング20の後側の可塑化混練部26内で可塑化混練された樹脂15と強化繊維16を導入する樹脂導入工程と、この樹脂導入工程の実行中に、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を注入すると共に、この物理発泡剤17の樹脂15への分散混練を促進する発泡剤注入分散促進工程とを実現することができる。
Therefore, in the molding method of the fiber reinforced resin molded product, the plasticizing kneading on the rear side of the
その結果、スクリュー3の前端側部分のチェックリング20により、混合物(樹脂15、強化繊維16、物理発泡剤17)の計量樹脂溜め部27から可塑化混練部26への逆流を抑制し、チェックリング20により、混合物を高圧に維持して成形金型2のキャビティに射出し、これを従来の迷路構造を有する逆流防止構造を不要にして達成できるので、強化繊維16の損傷を防止し、強化繊維16の長さを所期の長さ(例えば5mm程度)に維持でき、また、物理発泡剤17の樹脂15への分散混練を確実に行い、物理発泡剤17を樹脂15に一様に分散させ、物理発泡剤17による適正な発泡を行い、一様に微細に(例えば、10μm程度に)発泡させた軽量の且つ所期の強度・剛性を有する繊維強化樹脂成形品を成形することが可能になる。
As a result, the
発泡剤分散促進機構10は、スクリュー3のチェックリング20よりも前側部分に設けられた混練ヘッド部50を有するので、発泡剤注入分散促進工程において、混練ヘッド部50を回転させることで、物理発泡剤17の樹脂15への混練を促進することができ、つまり、樹脂15と強化繊維16との混練をより確実に行いつつ、物理発泡剤17の樹脂15への分散混練を確実に促進でき、物理発泡剤17の樹脂15へのより確実な分散混練を混練ヘッド部50を設けた簡単な構成で達成でき、この場合、混練ヘッド部50をスクリュー3に一体的に設けたので、スクリュー3の回転を利用できる。
The foaming agent
発泡剤分散促進機構10は、発泡剤注入機構8により、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を射出用シリンダ4の長さ方向に異なる複数位置から、前側から後側へ順次注入可能に構成され、そのために、発泡剤注入機構8は、射出用シリンダ4にその長さ方向に可動に且つ計量樹脂溜め部27内に臨むように設けられた発泡剤注入部30と、この発泡剤注入部30を射出用シリンダ4の長さ方向に移動駆動する注入部駆動機構37とを有するので、発泡剤注入分散促進工程において、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を射出用シリンダ4の長さ方向に異なる複数位置から、後退する混練ヘッド部50の位置に対応して前側から後側へ順次注入することができ、故に、物理発泡剤17を計量樹脂溜め部27内に射出用シリンダ4の長さ方向に一様に注入することができ、物理発泡剤17の樹脂15への一様な分散混練をより確実に促進することができる。
The foaming agent
物理発泡剤17が超臨界状態の流体であるので、発泡剤注入分散促進工程において、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17として超臨界状態の流体を注入することができ、従来の技術において迷路構造を設けない場合、この物理発泡剤17の逆流を防止することが難しいが、本発明ではこれを改善して、非常に微細に発泡させた繊維強化樹脂成形品を確実に成形可能になる。
Since the
尚、実施例1では、次のように変更してもよい。繊維強化樹脂成形品の成形装置1において、混練ヘッド50を省略し、更に、繊維強化樹脂成形品の成形方法において、樹脂導入工程の実行後に発泡剤注入分散促進工程を実行させ、この発泡剤注入分散促進工程では、スクリュー3が図6の射出準備位置に位置する状態で、発泡剤注入部30を前後方向へ移動させることで、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を射出用シリンダ4の長さ方向に異なる複数位置から、前側から後側へ(或いは、後側から前側へ)順次注入する。また、スクリュー3の後側部分のチェックリング21を省略する。
In the first embodiment, the following changes may be made. In the fiber reinforced resin molded
図8に示すように、実施例2の繊維強化樹脂成形品の成形装置1Aは、実施例1の成形装置1において、発泡剤注入機構8と発泡剤分散促進機構10を変更したものである。この成形装置1Aにおいて、発泡剤注入機構8Aは、射出用シリンダ4の計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を注入し、発泡剤分散促進機構10Aは、発泡剤注入機構8Aにより、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を射出用シリンダ4の長さ方向に異なる複数位置から、前側から後側へ順次注入可能に構成されている。
As shown in FIG. 8, the
発泡剤注入機構8Aは、射出用シリンダ4にその長さ方向に異なる複数位置に固定的に且つ計量樹脂溜め部27内に臨むように設けられた複数(例えば、5つ)の注入ノズルからなる発泡剤注入部60、複数の発泡剤注入部60から物理発泡剤17を択一的に注入させるように切り換える注入切換機構68を有する。複数の発泡剤注入部60に、発泡剤供給機構9から物理発泡剤17が供給通路65を通って供給され、これら供給通路65に複数の開閉弁66が設けられ、注入切換機構68はこれら開閉弁66を有する。発泡剤注入部60については、前後方向同位置においてを周方向に異なる位置に複数設けてもよい。
The foaming
発泡剤分散促進機構10Aは、発泡剤注入機構8Aと制御装置11と混練ヘッド50を備え、制御装置11が、スクリュー3の後退駆動及び回転駆動に同期させて、混練ヘッド部50と同位置の発泡剤注入部60に対応する開閉弁66のみを開作動させるように、複数の開閉弁66を開閉制御して、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を後退する混練ヘッド部50の位置に対応して前側から後側へ順次注入する。
The foaming agent
実施例2の繊維強化樹脂成形品の成形方法の発泡剤注入分散促進工程では、実施例1の発泡剤注入分散促進工程と同様、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17が射出用シリンダ4の長さ方向に異なる複数位置から、後退する混練ヘッド部50の位置に対応して前側から後側へ順次連続的に注入される。この繊維強化樹脂成形品の成形技術では、実施例1と同様の作用・効果を奏し、また、実施例1の変更と同様の変更を加えることができる。
In the foaming agent injection dispersion promotion step of the molding method of the fiber reinforced resin molded product of Example 2, the
図9に示すように、実施例3の繊維強化樹脂成形品の成形装置1Bは、実施例1の成形装置1において、発泡剤注入機構8と発泡剤分散促進機構10を変更したものである。この成形装置1Bにおいて、発泡剤注入機構8Bは、射出用シリンダ4の計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を注入し、発泡剤分散促進機構10Bは、発泡剤注入機構8Bにより、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を射出用シリンダ4の長さ方向に異なる複数位置から一括に注入可能に構成されている。
As shown in FIG. 9, the
発泡剤注入機構8Bは、射出用シリンダ4の前側部分に一体的に設けられた筒状の発泡剤注入部材70を有し、この発泡剤注入部材70に形成された複数の発泡剤注入部71であって、射出用シリンダ4にその長さ方向に異なる複数位置に固定的に且つ計量樹脂溜め部27内に臨むように設けられた複数の注入口からなる発泡剤注入部71を有する。
The foaming
発泡剤注入部材70の内部には、複数の発泡剤注入部71に連通する通路が形成され、この発泡剤注入部材70の通路に発泡剤供給機構9から物理発泡剤17が供給通路75を通って供給され、この供給通路75に開閉弁76が設けられている。発泡剤分散促進機構10Bは、発泡剤注入機構8Bと制御装置11と混練ヘッド50を備え、制御装置11が、スクリュー3の後退駆動後に開閉弁76を開作動させるように制御して、複数の発泡剤注入部71から計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を一斉に注入する。
Inside the foaming
実施例3の繊維強化樹脂成形品の成形方法の発泡剤注入分散促進工程では、P4の泡剤注入分散促進工程が、P3樹脂導入工程の実行後に実行され、この泡剤注入分散促進工程において、複数の発泡剤注入部71により、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を射出用シリンダ4の長さ方向に異なる複数位置から一括に注入する。この繊維強化樹脂成形品の成形技術では、実施例1と略同様の作用・効果を奏する。尚、混練ヘッド50を省略してもよい。
In the foaming agent injection dispersion promoting step of the molding method of the fiber reinforced resin molded product of Example 3, the foam injection injecting dispersion promoting step of P4 is executed after the execution of the P3 resin introducing step. The
図10に示すように、実施例3の繊維強化樹脂成形品の成形装置1Cは、実施例1の成形装置1において、発泡剤注入機構8と発泡剤分散促進機構10と混練ヘッド50を変更したものである。この成形装置1Cにおいて、発泡剤注入機構8Cは、射出用シリンダ4の計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を注入し、発泡剤分散促進機構10Cは、発泡剤注入機構8Cにより、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を射出用シリンダ4の長さ方向に異なる複数位置から、前側から後側へ順次注入可能に構成されている。
As shown in FIG. 10, the
発泡剤注入機構8Cは、混練ヘッド50Cにそのテーパ部から前方へ臨むように形成された複数の注入口からなる発泡剤注入部80を有し、スクリュー3の内部(中心部分)に、その略全長に亙って複数の発泡剤注入部80に連通する通路81が形成されている。尚、混練ヘッド50Cは、実施例1の混練ヘッド50に複数の発泡剤注入部80を形成したものである。
The foaming
このスクリュー3の通路81に発泡剤供給機構9から物理発泡剤17が供給通路85を通って供給され、この供給通路85に開閉弁86が設けられている。発泡剤分散促進機構10Cは、発泡剤注入機構8Cと制御装置11と混練ヘッド50Cを備え、制御装置11が、スクリュー3の後退駆動及び回転駆動に同期させて、発泡剤注入機構8Cの開閉弁86を制御して、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を後退する混練ヘッド部50Cから順次注入する。
The
実施例4の繊維強化樹脂成形品の成形方法の発泡剤注入分散促進工程では、P4の泡剤注入分散促進工程が、P3樹脂導入工程の実行中に実行され、この泡剤注入分散促進工程において、複数の発泡剤注入部80により、計量樹脂溜め部27内に物理発泡剤17を射出用シリンダ4の長さ方向に異なる複数位置から順次注入する。この繊維強化樹脂成形品の成形技術では、物理発泡剤17を混練ヘッド50Cから注入するので、この混練ヘッド50Cにより、物理発泡剤17の樹脂15への分散混練を確実に促進できる。
In the foaming agent injection dispersion promotion step of the molding method of the fiber reinforced resin molded article of Example 4, the P4 foam injection dispersion promotion step is executed during the execution of the P3 resin introduction step. The
実施例5では、実施例1〜4の繊維強化樹脂成形品の成形装置1,1A〜1C及び成形方法において適用可能な混練ヘッド50D〜50Fを開示する。尚、混練ヘッド50D〜50Fの基本的な形状は、実施例1〜4と同様に、前端が頂部となる円錐形状に形成されたものである。図11に示すように、この混練ヘッド50Dは、そのテーパ部において、頂部を中心として周方向に交互に、複数(例えば、3つ)の凸部53と複数(例えば、3つ)の凹部54とを区画して形成したものである。
Example 5 discloses the kneading heads 50D to 50F applicable in the
図12に示すように、この混練ヘッド50Eは、そのテーパ部に沿って頂部から外周側へ螺旋状に延びる複数の突条部55を形成したものである。図13に示すように、この混練ヘッド50Fは、そのテーパ部に沿って頂部から外周側へ螺旋状に延びる複数の突条部56を形成すると共に、そのテーパ部から前方へ臨むように複数の穴57を形成したものである。複数の穴57については、可塑化混練された樹脂15と強化繊維16の通路として使用できるので、この樹脂15と強化繊維16の混練を助長でき、また、実施例4の成形装置1Cに適用する場合には、発泡剤注入部として使用できる。尚、混練ヘッド50E,50Fについては、正面視にて時計回りに回転させることが好ましい。
As shown in FIG. 12, the kneading
尚、実施例1〜5の混練ヘッド50,50C〜50Fについては、前記のように、スクリュー3に一体的に設ける他、独立に回転可能に設けることができる。この場合、混練ヘッドを回転駆動する電動モータ等のアクチュエータを設けることで、スクリュー3と独立に回転可能となり、つまり、混練ヘッドをスクリュー3の回転速度よりも早く回転させることができ、また、スクリュー3が回転停止状態でも、混練ヘッドのみを回転させることが可能になる。故に、物理発泡剤17の樹脂15への一層の分散混練を期待できる。
In addition, about the kneading heads 50 and 50C to 50F of Examples 1 to 5, as described above, the kneading heads 50 and 50C to 50F can be provided independently and rotatable in addition to being provided integrally with the
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、前記開示事項以外の種々の変更を付加して実施可能であり、また、本発明については、種々の繊維強化樹脂成形品を成形する装置及び装置に適用することが可能である。 In addition, in the range which does not deviate from the meaning of the present invention, various modifications other than the above disclosed matters can be added and implemented, and the present invention can be applied to apparatuses and apparatuses for molding various fiber-reinforced resin molded products. It is possible to apply.
1,1A〜1C 繊維強化樹脂成形品の成形装置
2 成形金型
3 スクリュー
4 射出用シリンダ
5 進退駆動機構
6 回転駆動機構
8,8A〜8C 発泡剤注入機構
10,10A〜10C 発泡剤分散促進機構
15 樹脂
16 強化繊維
17 物理発泡剤
20 チェックリング
26 可塑化混練部
27 計量樹脂溜め部
30,60,71,80 発泡剤注入部
37 注入部駆動機構
50,50C〜50F 混練ヘッド部
68 注入切換機構
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記スクリューを後退且つ回転させながら、前記射出用シリンダのうちチェックリングの前側の計量樹脂溜め部内にチェックリングの後側の可塑化混練部内で可塑化混練された樹脂と強化繊維を導入する樹脂導入工程と、
前記樹脂導入工程の実行中又は実行後に、前記計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を注入すると共に、この物理発泡剤の樹脂への分散混練を促進する発泡剤注入分散促進工程と、
を備えたことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形方法。 In a cylinder for injection with a screw having a check ring for backflow prevention in the front end side part on the molding die side, plastic and kneading resin and reinforcing fiber and injecting physical foaming agent, and the mixture is molded into the molding die In a method of injecting into a cavity of the above and molding a fiber reinforced resin molded product,
Resin introduction that introduces resin and reinforced fiber plasticized and kneaded in the plasticizing and kneading part on the rear side of the check ring into the weighing resin reservoir part on the front side of the check ring in the injection cylinder while the screw is moved backward and rotated Process,
During or after execution of the resin introduction step, a physical foaming agent is injected into the metered resin reservoir, and a foaming agent injection dispersion promoting step for promoting dispersion and kneading of the physical foaming agent into the resin,
A method for molding a fiber-reinforced resin molded product, comprising:
前記射出用シリンダのうちチェックリングの前側の計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を注入する発泡剤注入手段と、
前記発泡剤注入手段で注入された物理発泡剤の樹脂への分散混練を促進する発泡剤分散促進手段と、
を備えたことを特徴とする繊維強化樹脂成形品の成形装置。 A screw having a check ring for backflow prevention at the front end portion on the molding die side, an injection cylinder incorporating the screw, an advance / retreat drive mechanism for driving the screw forward and backward, and a rotation drive mechanism for rotating the screw In an apparatus for molding a fiber reinforced resin molded product by plasticizing and kneading resin and reinforcing fiber in an injection cylinder and injecting a physical foaming agent, and injecting the mixture into a cavity of a molding die,
A foaming agent injection means for injecting a physical foaming agent into the metering resin reservoir on the front side of the check ring in the injection cylinder;
Foaming agent dispersion promoting means for promoting dispersion and kneading of the physical foaming agent injected by the blowing agent injection means into the resin;
An apparatus for molding a fiber-reinforced resin molded product, comprising:
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