JP5752404B2 - Injection molding machine - Google Patents

Injection molding machine Download PDF

Info

Publication number
JP5752404B2
JP5752404B2 JP2010282630A JP2010282630A JP5752404B2 JP 5752404 B2 JP5752404 B2 JP 5752404B2 JP 2010282630 A JP2010282630 A JP 2010282630A JP 2010282630 A JP2010282630 A JP 2010282630A JP 5752404 B2 JP5752404 B2 JP 5752404B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
screw
fiber
thermoplastic resin
variable pitch
dull
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010282630A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012131042A (en
Inventor
井上 玲
玲 井上
靖丈 澤田
靖丈 澤田
田中 達也
達也 田中
浩史 田口
浩史 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Doshisha
Original Assignee
Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Doshisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Machinery and Metal Co Ltd, Doshisha filed Critical Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority to JP2010282630A priority Critical patent/JP5752404B2/en
Publication of JP2012131042A publication Critical patent/JP2012131042A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5752404B2 publication Critical patent/JP5752404B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

本発明は、型閉された金型のキャビティに加熱シリンダで溶融された樹脂を射出する射出成形機に関し、特に熱可塑性樹脂に強化用繊維を混合した材料を用いて成形体の製造を行う射出成形機に関する。   The present invention relates to an injection molding machine that injects a resin melted by a heating cylinder into a mold cavity, and in particular, an injection for manufacturing a molded body using a material in which a reinforcing fiber is mixed with a thermoplastic resin. It relates to a molding machine.

従来から用いられている一般的な射出成形機においては、加熱シリンダ内に原料である粒状の熱可塑性樹脂を送り、加熱シリンダ内に設けられたスクリューの回転により樹脂を溶融しながらスクリュー先端のノズル側に送り出し、スクリューを前進させることで該スクリューの先端側に設けた射出ノズルから型閉された金型のキャビティに溶融樹脂を射出させ、キャビティ内で溶融樹脂を冷却させ固化させた後、金型を開き、突出しピンなどにより金型内側面に張り付いている成形体を取り出すことにより、成形体の製造が行われている。   In a general injection molding machine that has been used in the past, a granular thermoplastic resin as a raw material is fed into a heating cylinder, and the nozzle at the tip of the screw is melted by the rotation of a screw provided in the heating cylinder. The molten resin is injected into the mold cavity closed from the injection nozzle provided on the tip side of the screw by advancing to the side, and the molten resin is cooled and solidified in the cavity. The molded body is manufactured by opening the mold and taking out the molded body stuck to the inner surface of the mold with a protruding pin or the like.

ところで近年においては、成形体の高強度を達成するために、成形体の材料として、熱可塑性樹脂のみではなく、熱可塑性樹脂にガラス繊維を混合したガラス繊維強化プラスチック(GFRP)や、熱可塑性樹脂に炭素繊維を混合した炭素繊維強化プラスチック(CFRP)等の複合材料からなる成形体を製造する技術が広く普及しつつあり、こうした従来技術に関連するものとして特許文献1には、熱可塑性樹脂と強化用繊維とを混合させた繊維強化熱可塑性樹脂(ペレット)を、加熱されたシリンダ内でスクリューの回転により混練した後、金型のキャビティへ射出充填して繊維強化熱可塑性樹脂の成形体を製造する技術が開示されている。   By the way, in recent years, in order to achieve high strength of a molded body, not only a thermoplastic resin but also a glass fiber reinforced plastic (GFRP) in which a glass fiber is mixed with a thermoplastic resin or a thermoplastic resin is used as a material of the molded body. A technique for producing a molded body made of a composite material such as carbon fiber reinforced plastic (CFRP) in which carbon fiber is mixed with carbon fiber is becoming widespread. As related to such a conventional technique, Patent Document 1 discloses a thermoplastic resin and A fiber reinforced thermoplastic resin (pellet) mixed with reinforcing fibers is kneaded by rotating a screw in a heated cylinder, and then injected into a cavity of a mold to form a molded product of fiber reinforced thermoplastic resin. Techniques for manufacturing are disclosed.

特許第3755293号公報Japanese Patent No. 3755293

しかし、上述したガラス繊維強化プラスチックからなる成形体が不要となり焼却処分する場合には、焼却炉が傷んでしまうことから焼却処理は実質困難であるとする現状があり、他方、炭素繊維強化プラスチックの成形体を製造する場合には、炭素繊維を得るに際し化石燃料を使用するため、資源の枯渇につながるという問題があることから、近年においては、熱可塑性樹脂に対して混合される強化繊維として、天然繊維を採用することが注目されつつあるのだが、射出成形機の加熱シリンダ内で回転可能に設けられたスクリューの回転により、熱可塑性樹脂と強化用天然繊維を混合したペレット(天然繊維強化熱可塑性樹脂)の溶融、混練を行う場合において、例えば強化用天然繊維として、竹繊維等の比較的破断し易い材料を採用するとなると、スクリューの回転に伴い、比較的強度の低い竹繊維においては、簡単に折れるなどして残存繊維長が短くなるという問題がある。そこで、特許文献1のように、例えば、強化用繊維の破断の原因となる剪断力を低減するために、計量部Smのスクリューの溝深さHmを浅くしたスクリューを用いて、天然繊維強化熱可塑性樹脂の混練を行うとなると、ガラス繊維や炭素繊維等の繊維とは相違する天然繊維は、樹脂の溶融に伴う繊維の解繊が難しいため、熱可塑性樹脂に対する天然繊維の混練分散性が悪く、所定強度の成形体を得られないという問題があった。   However, when the above-mentioned molded article made of glass fiber reinforced plastic is no longer necessary and incinerated, there is a current situation that incineration is practically difficult because the incinerator is damaged. In the case of producing a molded body, since fossil fuel is used for obtaining carbon fibers, there is a problem that it leads to depletion of resources.In recent years, as reinforcing fibers mixed with thermoplastic resins, Adoption of natural fibers is attracting attention, but pellets (mixed with natural fiber reinforced heat) are mixed with thermoplastic resin and natural fibers for reinforcement by the rotation of a screw that can rotate in the heating cylinder of an injection molding machine. When melting and kneading a plastic resin), for example, as a reinforcing natural fiber, a material that is relatively easy to break, such as bamboo fiber, is used. That when, with rotation of the screw, in a relatively low strength bamboo fiber, there is a problem that the remaining fiber length and the like easily broken is shortened. Therefore, as in Patent Document 1, for example, in order to reduce the shearing force that causes breakage of the reinforcing fiber, natural fiber reinforced heat is used by using a screw having a shallow groove depth Hm of the screw of the measuring section Sm. When kneading a plastic resin, natural fibers, which are different from fibers such as glass fibers and carbon fibers, are difficult to disentangle with the melting of the resin, so the dispersibility of the natural fibers with respect to the thermoplastic resin is poor. There was a problem that a molded article having a predetermined strength could not be obtained.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、金型のキャビティへ射出充填される繊維強化熱可塑性樹脂に含まれた強化用繊維の破断を抑制すると共に分散性を高め、所定強度の成形体を得ることが可能な射出成形機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and suppresses breakage of reinforcing fibers contained in a fiber-reinforced thermoplastic resin that is injected and filled into a cavity of a mold, and improves dispersibility, and has a predetermined strength. It aims at providing the injection molding machine which can obtain a molded object.

請求項に係る射出成形機の発明は、
加熱シリンダの先端に装着した射出ノズルから型閉された金型のキャビティに熱可塑性樹脂と強化用繊維とからなる繊維強化熱可塑性樹脂を射出する射出成形機であって、
前記加熱シリンダと、該加熱シリンダ内に回転可能に設けられた可変ピッチダルメージスクリューとを備え、
前記可変ピッチダルメージスクリューには、供給口から供給されてきた前記繊維強化熱可塑性樹脂を前記射出ノズル側へ移送させながら溶融・混練する圧縮部と、該圧縮部から搬送されてきた前記溶融・混練された繊維強化熱可塑性樹脂の計量が行われる計量部とを備え、
前記圧縮部に形成したフライトのピッチは、前記射出ノズル側に向かうにつれて徐々に狭くなるように形成し、
前記計量部と前記圧縮部の間には、前記可変ピッチダルメージスクリューの直径の1から2倍の長さの範囲内で前記強化用繊維を分散させるダルメージ部を形成したことを特徴とする。
The invention of the injection molding machine according to claim 1
An injection molding machine for injecting a fiber reinforced thermoplastic resin composed of a thermoplastic resin and reinforcing fibers into a mold cavity closed from an injection nozzle attached to the tip of a heating cylinder,
The heating cylinder, and a variable pitch dull mage screw provided rotatably in the heating cylinder,
The variable pitch dull mage screw includes a compression unit that melts and kneads the fiber-reinforced thermoplastic resin supplied from a supply port while transferring the fiber-reinforced thermoplastic resin to the injection nozzle side, and the melt / kneaded material that is conveyed from the compression unit. A measuring unit for measuring the kneaded fiber-reinforced thermoplastic resin,
The pitch of the flight formed in the compression part is formed so as to gradually narrow toward the injection nozzle side,
A dull image part for dispersing the reinforcing fibers within a range of 1 to 2 times the diameter of the variable pitch dull image screw is formed between the measuring part and the compression part.

請求項に係る射出成形機の発明は、請求項1において、
前記強化用繊維は、竹、ジュート、又は麻のうち何れか1つ、或いは、竹、ジュート、麻のうち少なくとも何れか1つを含む天然繊維であることを特徴とする。
Invention of the injection molding machine according to claim 2, Oite to claim 1,
The reinforcing fiber may be any one of bamboo, jute, or hemp, or a natural fiber containing at least one of bamboo, jute, or hemp.

本発明によれば、可変ピッチダルメージスクリューの計量部と圧縮部の間にダルメージ部を形成したことで、射出ノズルを介して金型のキャビティに射出充填される直前に、加熱シリンダ内で溶融・混練された繊維強化熱可塑性樹脂のうち、強化用繊維の解繊作用を大きくできるため繊維分散性が良好となる。よって、強化用繊維の分散性を向上することで所定強度の成形体を得ることができる。 According to the present invention, since the dull image portion is formed between the metering portion and the compression portion of the variable pitch dull image screw, it is melted in the heating cylinder immediately before being injected and filled into the mold cavity via the injection nozzle. -Among the kneaded fiber reinforced thermoplastic resins, the fiber dispersibility is improved because the defibrating action of the reinforcing fibers can be increased. Therefore, a molded article having a predetermined strength can be obtained by improving the dispersibility of the reinforcing fibers.

さらに、可変ピッチダルメージスクリューには、計量部と圧縮部の間にダルメージ部を形成したことにより、強化用天然繊維の分散を効果的に行うことができる一方で、比較的折れたり破断し易い強度の弱い強化用天然繊維(竹、ジュート、麻等の天然繊維)であったとしても、所定寸法よりも短くならぬよう抑制することができる。従って、強化用天然繊維の残存繊維長が短くならぬように抑制すること、及び熱可塑性樹脂に対する強化用天然繊維の混練分散性の両立を図ることができ、所定強度の成形体を得ることができる。 Furthermore, in the variable pitch dalmage screw, the formation of the dalmage part between the metering part and the compression part makes it possible to effectively disperse the reinforcing natural fiber, but it is relatively easy to break or break. Even if it is a weak natural fiber for reinforcement (natural fibers such as bamboo, jute, hemp, etc.), it can be suppressed so as not to be shorter than a predetermined dimension. Accordingly, it is possible to achieve both the suppression of the remaining fiber length of the reinforcing natural fiber so as not to be shortened and the kneading dispersibility of the reinforcing natural fiber with respect to the thermoplastic resin, thereby obtaining a molded body having a predetermined strength. it can.

さらに、可変ピッチダルメージスクリューのダルメージ部は、射出ノズルから離れた圧縮部ではなく、射出ノズルに近い計量部と圧縮部の間に形成したことにより、可変ピッチダルメージスクリューの回転に伴い圧縮部で強化用繊維が絡みあったとしても、ダルメージ部で絡み合った強化用繊維をほどいて分散させ、分散された強化用繊維を含む繊維強化熱可塑性樹脂を、射出ノズルを介して金型のキャビティに射出充填することができるから、より確実に所定強度の成形体を得ることができる。 Furthermore, the dull image part of the variable pitch dalmage screw is not a compression part separated from the injection nozzle, but is formed between the metering part and the compression part close to the injection nozzle, so that the compression part is rotated along with the rotation of the variable pitch dalmage screw. Even if the reinforcing fibers are entangled with each other, the reinforcing fibers entangled in the dalmage portion are unwound and dispersed, and the fiber-reinforced thermoplastic resin containing the dispersed reinforcing fibers is injected into the mold cavity via the injection nozzle. Since injection filling can be performed, a molded body having a predetermined strength can be obtained more reliably.

本発明の一例の射出成形機を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the injection molding machine of an example of this invention. 射出成形機の加熱シリンダ内に回転可能に設けられる可変ピッチダルメージスクリューを示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the variable pitch dull mage screw rotatably provided in the heating cylinder of an injection molding machine. 各種スクリューの概略構成を示す説明図であり、図3(a)は標準スクリュー、図3(b)はダルメージスクリュー、図3(c)は可変ピッチスクリューを示す。It is explanatory drawing which shows schematic structure of various screws, Fig.3 (a) shows a standard screw, FIG.3 (b) shows a dalmage screw, FIG.3 (c) shows a variable pitch screw. 図4(a)は本実施形態の可変ピッチダルメージスクリュー、図4(b)は標準スクリュー、図4(c)はダルメージスクリュー、図4(d)は可変ピッチスクリューに対応するグラフであり、各スクリューを適用し回転駆動させたときの平均剪断応力を横軸に示し、縦軸に頻度を示す。4A is a graph corresponding to the variable pitch dull screw, FIG. 4B is a standard screw, FIG. 4C is a dull image screw, and FIG. 4D is a graph corresponding to the variable pitch screw. The average shear stress when each screw is applied and driven to rotate is shown on the horizontal axis, and the frequency is shown on the vertical axis.

以下、本発明の実施形態を図1〜図4により以下に説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、実施形態において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. Of course, it goes without saying that the present invention can be easily applied to configurations other than those described in the embodiments without departing from the spirit of the invention.

図1に示す本発明の一例の射出成形機1は、熱可塑性樹脂と多数の強化用天然繊維たる竹繊維とからなる粒状の天然繊維強化熱可塑性樹脂としてのペレットを原料として成形体を製造するものであり、射出成形機1には機台2を備え、機台2上には、射出ユニット3、型締ユニット4が配設されている。   An injection molding machine 1 according to an example of the present invention shown in FIG. 1 manufactures a molded body using pellets as a granular natural fiber reinforced thermoplastic resin composed of a thermoplastic resin and a bamboo fiber which is a large number of natural fibers for reinforcement. The injection molding machine 1 includes a machine base 2, and an injection unit 3 and a mold clamping unit 4 are disposed on the machine base 2.

型締ユニット4には、固定金型5に対し可動金型6を前進後退させ型締(型閉)及び型開を行う型開閉機構を備えており、本実施形態における型開閉機構としては、モータの駆動力を駆動源としてトグルリンク機構7を屈曲作動することで、固定ダイプレート8に固定された固定金型5に対して可動ダイプレート9に固定された可動金型6を繰り返し型開閉する。   The mold clamping unit 4 includes a mold opening / closing mechanism that moves the movable mold 6 forward and backward with respect to the fixed mold 5 to perform mold clamping (mold closing) and mold opening. As the mold opening / closing mechanism in the present embodiment, The toggle link mechanism 7 is bent using the driving force of the motor as a drive source, so that the movable mold 6 fixed to the movable die plate 9 is repeatedly opened and closed with respect to the fixed mold 5 fixed to the fixed die plate 8. To do.

また、射出ユニット3には、筒型の加熱シリンダ10、加熱シリンダ10の先端に設けた射出ノズル11、加熱シリンダ10の内部に設けられた可変ピッチダルメージスクリュー12、可変ピッチダルメージスクリュー12を回転自在に支持する支持部材13、天然繊維強化熱可塑性樹脂のペレットが投入されるホッパ14、ホッパ14が設けられたホッパブロック15等が構成されており、加熱シリンダ10の内部に設けられた可変ピッチダルメージスクリュー12が回転されると、加熱シリンダ10の後部側へ供給口16から供給された天然繊維強化熱可塑性樹脂は、射出ノズル11の設けられた加熱シリンダ10の先端側へ送り出されるようになっており、加熱シリンダ10内に供給されて、この加熱シリンダ10内で加熱溶融された天然繊維強化熱可塑性樹脂は、図示しない、計量用モータ等からなる回転駆動手段により可変ピッチダルメージスクリュー12が回転されることで後述する計量部22にて計量された後、図示しない、射出用モータ、ボールネジ機構等からなる進退駆動手段により可変ピッチダルメージスクリュー12が前進されることで金型の型閉されたキャビティへ所定量の溶融された天然繊維強化熱可塑性樹脂が射出される。なお、加熱シリンダ10の外側には、図1に示すように加熱ヒータ17が設けられており、加熱ヒータ17が高温に加熱されることで、加熱シリンダ10の内部に供給されたペレットは溶融される。   The injection unit 3 includes a cylindrical heating cylinder 10, an injection nozzle 11 provided at the tip of the heating cylinder 10, a variable pitch dull image screw 12 provided inside the heating cylinder 10, and a variable pitch dull image screw 12. A support member 13 that is rotatably supported, a hopper 14 into which pellets of a natural fiber reinforced thermoplastic resin are charged, a hopper block 15 provided with the hopper 14, and the like are configured, and a variable provided inside the heating cylinder 10. When the pitch dalmage screw 12 is rotated, the natural fiber reinforced thermoplastic resin supplied from the supply port 16 to the rear side of the heating cylinder 10 is sent to the front end side of the heating cylinder 10 provided with the injection nozzle 11. And is supplied into the heating cylinder 10 and is heated and melted in the heating cylinder 10. However, the fiber reinforced thermoplastic resin is measured by a measuring unit 22 which will be described later by rotating the variable pitch dull mage screw 12 by a rotation driving means such as a measuring motor (not shown), and then is not shown. The variable pitch dull mage screw 12 is advanced by an advancing / retracting drive means comprising a motor, a ball screw mechanism, etc., whereby a predetermined amount of molten natural fiber reinforced thermoplastic resin is injected into the closed mold cavity. As shown in FIG. 1, a heater 17 is provided outside the heating cylinder 10, and the pellets supplied to the inside of the heating cylinder 10 are melted when the heater 17 is heated to a high temperature. The

ここで、加熱シリンダ10内に供給される天然繊維強化熱可塑性樹脂の混練・移送等を行う可変ピッチダルメージスクリュー12について図2によりさらに説明する。   Here, the variable pitch dull mage screw 12 for kneading and transferring the natural fiber reinforced thermoplastic resin supplied into the heating cylinder 10 will be further described with reference to FIG.

可変ピッチダルメージスクリュー12は、図2では、左側が先端、右側が後端であり、後端側には、供給口16から供給されてきた天然繊維強化熱可塑性樹脂を射出ノズル11側へ移送させながら溶融・混練する圧縮部20、先端側(射出ノズル側)には、圧縮部20から搬送されてきた溶融・混練された天然繊維強化熱可塑性樹脂の計量を行う計量部22が構成されている。   In FIG. 2, the variable pitch dull image screw 12 has a leading end on the left side and a trailing end on the right side, and a natural fiber reinforced thermoplastic resin supplied from the supply port 16 is transferred to the injection nozzle 11 side on the rear end side. On the front end side (injection nozzle side), the measuring unit 22 for measuring the melted and kneaded natural fiber reinforced thermoplastic resin conveyed from the compressing unit 20 is configured. Yes.

また、図2で概略的に示したように、可変ピッチダルメージスクリュー12の計量部22と圧縮部20との間には、スクリュー直径Dの1から2倍の長さの範囲内でダルメージ部21が形成されている。また、圧縮部20に形成したフライトのピッチは、射出ノズル11側に向かうにつれて徐々に狭くなるように形成されている。 In addition, as schematically shown in FIG. 2, the dull image portion is between the metering portion 22 and the compression portion 20 of the variable pitch dull image screw 12 within the range of 1 to 2 times the screw diameter D. 21 is formed. Moreover, the pitch of the flight formed in the compression part 20 is formed so that it may become narrow gradually as it goes to the injection nozzle 11 side.

また、可変ピッチダルメージスクリュー12の本体(軸部)は、全体に亘って同半径の円柱状に形成されていることから、圧縮部20、及び計量部22の各々に対応するスクリュー本体の外周と、フライト23の外周との間隙部、すなわちスクリュー溝深さの寸法H1、H2は、同寸法の関係を有しており、また、スクリューの直径をDmmとすると、圧縮部の長さ寸法は16.325Dmm、計量部22の長さ寸法は2Dmm、可変ピッチダルメージスクリュー12の長さ寸法Lは20Dmmであり、該長さ方向と同方向のダルメージ部21の長さ寸法L1は、スクリュー直径Dの寸法に対して、1Dから2Dの範囲の長さとして短く形成しており、本実施形態のダルメージ部21の長さ寸法は、1.675Dmmとしている。   Moreover, since the main body (shaft part) of the variable pitch dull screw 12 is formed in a cylindrical shape with the same radius throughout, the outer periphery of the screw main body corresponding to each of the compression part 20 and the measuring part 22. And the dimension H1, H2 of the depth of the screw groove, that is, the screw groove depth, have the same relationship, and if the diameter of the screw is Dmm, the length of the compression part is 16.325 Dmm, the length dimension of the weighing part 22 is 2 Dmm, the length dimension L of the variable pitch dull image screw 12 is 20 Dmm, and the length dimension L1 of the dull image part 21 in the same direction as the length direction is the screw diameter The length of the dull image portion 21 of the present embodiment is 1.675 Dmm.

ここで、本実施形態の可変ピッチダルメージスクリュー12とは形態が相違する各種スクリューについて図3によりさらに説明する。   Here, various screws having different forms from the variable pitch dull image screw 12 of the present embodiment will be further described with reference to FIG.

図3(a)は標準スクリュー102を示し、図3(b)はダルメージスクリュー202を示し、図3(c)は可変ピッチスクリュー302を示している。図3における各スクリュー102,202,302は、図2と同様、左側が先端、右側が後端となっており、図3(a)、(b)では、後端側から先端側の順に、供給口16から供給されてきた天然繊維強化熱可塑性樹脂を射出ノズル11側へ移送する供給部24、この供給部24から搬送されてきた天然繊維強化熱可塑性樹脂を射出ノズル11側へさらに移送させながら溶融・混練する圧縮部20、この圧縮部20から搬送されてきた溶融・混練された天然繊維強化熱可塑性樹脂の計量を行う計量部22が構成されている。   3A shows the standard screw 102, FIG. 3B shows the dalmage screw 202, and FIG. 3C shows the variable pitch screw 302. FIG. Each screw 102, 202, 302 in FIG. 3 has a leading end on the left side and a trailing end on the right side as in FIG. 2, and in FIGS. 3 (a) and 3 (b), in order from the trailing end side to the leading end side, A supply unit 24 that transfers the natural fiber reinforced thermoplastic resin supplied from the supply port 16 to the injection nozzle 11 side, and further transfers the natural fiber reinforced thermoplastic resin that is transferred from the supply unit 24 to the injection nozzle 11 side. A compressing unit 20 that melts and kneads, and a measuring unit 22 that measures the melted and kneaded natural fiber reinforced thermoplastic resin conveyed from the compressing unit 20 are configured.

図3(a)の一般的な標準スクリュー102は、フライト23のピッチが全て等間隔に形成され、圧縮部21は、後方よりも前方が径大なテーパー状に形成されたものである。   The general standard screw 102 in FIG. 3A is formed such that the pitches of the flights 23 are all equally spaced, and the compression portion 21 is formed in a tapered shape with a diameter larger in front than in the rear.

また、図3(b)におけるダルメージスクリュー202は、計量部22と圧縮部20の間に、ダルメージ部21が形成されており、ダルメージ部21を除くフライト23のピッチは全て等間隔に形成されたものである。   3 (b), a dull image portion 21 is formed between the measuring portion 22 and the compression portion 20, and the pitches of the flights 23 excluding the dull image portion 21 are all formed at equal intervals. It is a thing.

また、図3(c)における可変ピッチスクリュー302は、圧縮部20からなり、フライト23のピッチを後端側から先端側に向かって徐々に狭くしたものであり、可変ピッチスクリュー302の本体(軸部)は全体に亘って同半径の円柱状に形成されたものであるが、ダルメージ部は有していないものである。   The variable pitch screw 302 in FIG. 3C is composed of the compression unit 20, and the pitch of the flight 23 is gradually narrowed from the rear end side toward the front end side. Part) is formed in a cylindrical shape with the same radius throughout, but does not have a dull image part.

ここで、本実施形態の可変ピッチダルメージスクリュー12のほか、各種スクリュー(標準スクリュー102,ダルメージスクリュー202,可変ピッチスクリュー302)を前記加熱シリンダ10内に設け、射出成形機1を稼動して計量工程後に強化用天然繊維としての竹繊維を取り出し、竹繊維の状態について実験を行った結果を下記表1に示す。(なお、ペレットに含まれていた当初の竹繊維は、繊維長:8mm,繊維径:0.15mmのものを採用。)   Here, in addition to the variable pitch dull image screw 12 of the present embodiment, various screws (standard screw 102, dull image screw 202, variable pitch screw 302) are provided in the heating cylinder 10, and the injection molding machine 1 is operated. Table 1 shows the results of taking out bamboo fiber as reinforcing natural fiber after the measuring step and conducting experiments on the state of bamboo fiber. (In addition, the original bamboo fiber contained in the pellets has a fiber length of 8 mm and a fiber diameter of 0.15 mm.)

Figure 0005752404
※上記「フラクタル値」は、繊維分散性を定量化した値であり、フラクタル値が大きいほど、分散性が良好であると判断できる。
Figure 0005752404
* The above-mentioned “fractal value” is a value obtained by quantifying fiber dispersibility. It can be determined that the greater the fractal value, the better the dispersibility.

表1に示す実験結果よれば、当初の竹繊維は、繊維長が8mm、繊維径が約0.15mmであったが、計量工程後に取り出し測定したときには、可変ピッチスクリュー302を採用した場合が、当初の竹繊維の原型寸法に最も近いことから好ましく、次に、本実施形態の可変ピッチダルメージスクリュー12、標準スクリュー102、ダルメージスクリュー202の順であるとの結果が得られた。本実施形態の可変ピッチダルメージスクリュー12の値は、可変ピッチスクリュー302よりも若干劣るものの2番目に好ましいとする結果である。   According to the experimental results shown in Table 1, the initial bamboo fiber had a fiber length of 8 mm and a fiber diameter of about 0.15 mm, but when taken out and measured after the measuring step, the variable pitch screw 302 was adopted, It was preferable because it was closest to the original size of the original bamboo fiber, and the result was that the variable pitch dull image screw 12, standard screw 102, and dull image screw 202 of this embodiment were in this order. The value of the variable pitch dull mage screw 12 of the present embodiment is the result that the value is secondly preferable although it is slightly inferior to the variable pitch screw 302.

また、竹繊維の分散性の観点からすると、フラクタル値から明らかなように、ダルメージスクリュー202が最も好ましく、次に、本実施形態の可変ピッチダルメージスクリュー12、標準スクリュー102、可変ピッチスクリュー302の順であるとの結果が得られた。本実施形態の可変ピッチダルメージスクリュー12の値は、ダルメージスクリュー202よりも僅かに劣るものの2番目に好ましいとする結果である。   Further, from the viewpoint of the dispersibility of the bamboo fiber, as apparent from the fractal value, the dalmage screw 202 is most preferable. Next, the variable pitch dalmage screw 12, the standard screw 102, and the variable pitch screw 302 of the present embodiment. The result was that Although the value of the variable pitch dull mage screw 12 of this embodiment is slightly inferior to that of the dull mage screw 202, it is the result that it is second preferred.

そして、以上の実験結果から、天然繊維の含まれたペレットを原料として所定強度の成形体を製造するには、竹繊維の残存繊維長が短くならぬよう抑制できることと、繊維分散性の良いことを兼ね備えた、本実施形態の可変ピッチダルメージスクリュー12を採用することが最も好適であるとの結論を見出した。   From the above experimental results, in order to produce a molded body having a predetermined strength using natural fiber-containing pellets, it is possible to suppress the remaining fiber length of bamboo fibers from being shortened and to have good fiber dispersibility. The conclusion was found that it is most preferable to adopt the variable pitch dull image screw 12 of the present embodiment that combines the above.

また、さらに説明すると、図4の竹繊維に係るグラフにおいて、図4(a)は本実施形態の可変ピッチダルメージスクリュー12、図4(b)は標準スクリュー102、図4(c)はダルメージスクリュー202、図4(d)は可変ピッチスクリュー302を適用した場合を示すものであり、縦軸には頻度(%)を示し、横軸には平均剪断応力を示し、平均剪断応力が小さい横軸の左側寄りでは、竹繊維の残存繊維長が長く且つ分散性が悪い場合を表し、平均剪断応力が大きい横軸の右側寄りでは、竹繊維の残存繊維長が短く且つ分散性が良好の場合を表している。   Further, in the graph relating to the bamboo fiber of FIG. 4, FIG. 4 (a) is the variable pitch dull image screw 12 of this embodiment, FIG. 4 (b) is the standard screw 102, and FIG. 4 (c) is the dull. The image screw 202, FIG. 4 (d) shows the case where the variable pitch screw 302 is applied. The vertical axis indicates the frequency (%), the horizontal axis indicates the average shear stress, and the average shear stress is small. The left side of the horizontal axis represents the case where the residual fiber length of the bamboo fiber is long and the dispersibility is poor, and the right side of the horizontal axis where the average shear stress is large, the short residual fiber length of the bamboo fiber is short and the dispersibility is good. Represents the case.

図4のグラフによれば、(b)の標準スクリュー102及び(c)のダルメージスクリュー202を適用した場合においては、横軸の中心から左側にかけて分布が集中しており、竹繊維の残存繊維長を長く残存させることが困難なため、分散性を考慮するまでもなく、所定強度の成形体を製造するには適していない。また、(a)の可変ピッチダルメージスクリュー12及び(d)の可変ピッチスクリュー302を適用した場合では、左側に分布が存在していることから、竹繊維の残存繊維長を長い状態で残存させることができるが、(d)の可変ピッチスクリュー302においては、横軸の右側寄りにも分布が存在していることから、残存繊維長の短い竹繊維が発生することが把握でき、強度の高い成形体を製造するには適していない。また、(c)〜(d)のグラフに対し、(a)の可変ピッチダルメージスクリュー12を適用した場合のグラフは、横軸のほぼ中心よりも左側寄りに全ての分布が存在することから、竹繊維の残存繊維長の観点からすると、残存繊維長が短くならないよう抑制できることが把握でき、また、分散性の観点からすると、過半数以上を横軸のほぼ中央に集約させることができるため、竹繊維の残存繊維長が短くならないよう抑制しつつ、竹繊維の分散を実現することができるということを把握することができる。   According to the graph of FIG. 4, when the standard screw 102 (b) and the dalmage screw 202 (c) are applied, the distribution is concentrated from the center of the horizontal axis to the left side, and the remaining fibers of the bamboo fiber. Since it is difficult to leave the length for a long time, it is not necessary to consider dispersibility and is not suitable for producing a molded article having a predetermined strength. In addition, when the variable pitch dull screw 12 of (a) and the variable pitch screw 302 of (d) are applied, since the distribution exists on the left side, the remaining fiber length of the bamboo fiber is left in a long state. However, in the variable pitch screw 302 of (d), since there is also a distribution near the right side of the horizontal axis, it can be understood that bamboo fibers having a short remaining fiber length are generated, and the strength is high. It is not suitable for producing shaped bodies. Further, in the graph of (c) to (d), when the variable pitch dull mage screw 12 of (a) is applied, all distributions exist on the left side of the center of the horizontal axis. From the viewpoint of the remaining fiber length of the bamboo fiber, it can be grasped that the remaining fiber length can be suppressed so as not to be shortened, and from the viewpoint of dispersibility, more than a majority can be aggregated in the approximate center of the horizontal axis. It can be understood that the dispersion of bamboo fiber can be realized while suppressing the remaining fiber length of the bamboo fiber from being shortened.

以上のように本実施形態の射出成形機1によれば、加熱シリンダ10の先端に装着した射出ノズル11から型閉された金型のキャビティに熱可塑性樹脂と竹繊維等の強化用天然繊維とからなる天然繊維強化熱可塑性樹脂を射出する射出成形機1であって、加熱シリンダ10と、加熱シリンダ10内に回転可能に設けられた可変ピッチダルメージスクリュー12とを備え、この可変ピッチダルメージスクリュー12には、供給口16から供給されてきた天然繊維強化熱可塑性樹脂を射出ノズル11側へ移送させながら溶融・混練する圧縮部20と、この圧縮部20から搬送されてきた溶融・混練された天然繊維強化熱可塑性樹脂の計量が行われる計量部22とを備え、この計量部22と圧縮部20の間には、可変ピッチダルメージスクリュー12のスクリュー直径Dの1から2倍の長さの範囲内で強化用天然繊維を分散させるダルメージ部21を形成したものである。そして、可変ピッチダルメージスクリュー12の射出ノズル11側に近い計量部22と圧縮部20との間にダルメージ部21を形成したことで、射出ノズル11を介して金型のキャビティに射出充填される前に、加熱シリンダ10内で溶融・混練された天然繊維強化熱可塑性樹脂のうち、強化用天然繊維が束状にならぬよう分散することができる。よって、強化用天然繊維の分散性を向上することで所定強度の成形体を得ることができる。   As described above, according to the injection molding machine 1 of the present embodiment, the thermoplastic resin and the reinforcing natural fiber such as bamboo fiber are placed in the mold cavity closed from the injection nozzle 11 attached to the tip of the heating cylinder 10. An injection molding machine 1 for injecting a natural fiber reinforced thermoplastic resin comprising a heating cylinder 10 and a variable pitch dull image screw 12 rotatably provided in the heating cylinder 10, and this variable pitch dull image In the screw 12, a natural fiber reinforced thermoplastic resin supplied from the supply port 16 is melted and kneaded while being transferred to the injection nozzle 11 side, and the melted and kneaded material conveyed from the compressing unit 20 is mixed. A measuring unit 22 for measuring the natural fiber reinforced thermoplastic resin, and between the measuring unit 22 and the compression unit 20, the variable pitch dull image screw 1 is provided. In the range of from 1 screw diameter D of the double length is obtained by forming a Dulmage portion 21 for dispersing the natural reinforcing fibers. Then, by forming the dull image portion 21 between the measuring portion 22 near the injection nozzle 11 side of the variable pitch dull image screw 12 and the compression portion 20, the mold cavity is injected and filled via the injection nozzle 11. Of the natural fiber reinforced thermoplastic resin previously melted and kneaded in the heating cylinder 10, the reinforcing natural fibers can be dispersed so as not to form a bundle. Therefore, the molded object of predetermined intensity | strength can be obtained by improving the dispersibility of the natural fiber for reinforcement | strengthening.

さらに、可変ピッチダルメージスクリュー12には、スクリュー直径Dの1から2倍の長さの範囲内にのみダルメージ部21を形成したことから、強化用天然繊維の分散を効果的に行うことができる一方で、比較的折れたり破断し易い強度の弱い強化用天然繊維(竹やジュート、麻等の天然繊維)であったとしても、所定寸法よりも短くならぬよう抑制することができる。従って、強化用天然繊維の残存繊維長が短くならぬように抑制すること、及び熱可塑性樹脂に対する強化用天然繊維の混練分散性の両立を図ることができ、所定強度の成形体を得ることができる。   Furthermore, since the variable pitch dalmage screw 12 is formed with the dalmage part 21 only within the range of 1 to 2 times the screw diameter D, the natural fiber for reinforcement can be dispersed effectively. On the other hand, even if it is a natural fiber for reinforcement (natural fibers such as bamboo, jute, hemp, etc.) having a weak strength that is relatively easy to break or break, it can be prevented from becoming shorter than a predetermined dimension. Accordingly, it is possible to achieve both the suppression of the remaining fiber length of the reinforcing natural fiber so as not to be shortened and the kneading dispersibility of the reinforcing natural fiber with respect to the thermoplastic resin, thereby obtaining a molded body having a predetermined strength. it can.

さらに、可変ピッチダルメージスクリュー12のダルメージ部21は、射出ノズル11から離れた圧縮部20ではなく、これより射出ノズル11に近い計量部22と圧縮部20の間に形成したことにより、可変ピッチダルメージスクリュー12の回転に伴い圧縮部20で強化用天然繊維が絡みあったとしても、計量部22と圧縮部20の間のダルメージ部21で絡み合った強化用天然繊維をほどいて分散させ、分散された強化用天然繊維を含む天然繊維強化熱可塑性樹脂を、射出ノズル11を介して金型のキャビティに射出充填することができるから、より確実に所定強度の成形体を製造することができる。   Furthermore, the dull image portion 21 of the variable pitch dull image screw 12 is not the compression portion 20 separated from the injection nozzle 11 but is formed between the measuring portion 22 and the compression portion 20 which are closer to the injection nozzle 11 than the compression portion 20. Even if the natural fiber for reinforcement is entangled in the compression part 20 with the rotation of the dalmage screw 12, the natural fiber for reinforcement entangled in the dalmage part 21 between the measuring part 22 and the compression part 20 is unwound and dispersed. Since the natural fiber reinforced thermoplastic resin containing the reinforcing natural fiber can be injected and filled into the cavity of the mold through the injection nozzle 11, a molded body having a predetermined strength can be manufactured more reliably.

以上、本実施形態の一例を詳述したが、強化用天然繊維としては、平板状の竹繊維に限らず、ジュート、麻、或いはトウモロコシ繊維であってもよく、竹、ジュート、麻、トウモロコシ繊維等のうち2つ以上の天然繊維を含む複合天然繊維を採用してもよい。また、本実施形態の射出成形機1は、繊維の解繊が難しい竹等の天然繊維であっても効果的に分散できるため、天然繊維に限らず、それよりも解繊し易い、ガラス繊維や炭素繊維等の通常の強化繊維を採用してもよく、そうした場合にも前述した作用効果を奏することが可能となる。   As mentioned above, although an example of this embodiment was explained in full detail, as a natural fiber for reinforcement, not only flat bamboo fiber but jute, hemp, or corn fiber may be sufficient, bamboo, jute, hemp, corn fiber A composite natural fiber including two or more natural fibers may be employed. Moreover, since the injection molding machine 1 of this embodiment can disperse | distribute effectively even natural fibers, such as bamboo, whose fiber is difficult to be disentangled, it is not limited to natural fibers, and glass fibers that are easier to disentangle than that. Ordinary reinforcing fibers such as carbon fibers may be employed, and even in such a case, the above-described effects can be obtained.

1 射出成形機
5 固定金型(金型)
6 可動金型(金型)
10 加熱シリンダ
11 射出ノズル
12 可変ピッチダルメージスクリュー(スクリュー)
16 供給口
20 圧縮部
21 ダルメージ部
22 計量部
23 フライト
24 供給部
1 Injection molding machine 5 Fixed mold (mold)
6 Movable mold (mold)
10 Heating cylinder 11 Injection nozzle 12 Variable pitch dull mage screw (screw)
16 Supply Port 20 Compression Unit 21 Dalmage Unit 22 Weighing Unit 23 Flight 24 Supply Unit

Claims (2)

加熱シリンダの先端に装着した射出ノズルから型閉された金型のキャビティに熱可塑性樹脂と強化用繊維とからなる繊維強化熱可塑性樹脂を射出する射出成形機であって、
前記加熱シリンダと、該加熱シリンダ内に回転可能に設けられた可変ピッチダルメージスクリューとを備え、
前記可変ピッチダルメージスクリューには、供給口から供給されてきた前記繊維強化熱可塑性樹脂を前記射出ノズル側へ移送させながら溶融・混練する圧縮部と、該圧縮部から搬送されてきた前記溶融・混練された繊維強化熱可塑性樹脂の計量が行われる計量部とを備え、
前記圧縮部に形成したフライトのピッチは、前記射出ノズル側に向かうにつれて徐々に狭くなるように形成し、
前記計量部と前記圧縮部の間には、前記可変ピッチダルメージスクリューの直径の1から2倍の長さの範囲内で前記強化用繊維を分散させるダルメージ部を形成したことを特徴とする射出成形機。
An injection molding machine for injecting a fiber reinforced thermoplastic resin composed of a thermoplastic resin and reinforcing fibers into a mold cavity closed from an injection nozzle attached to the tip of a heating cylinder,
The heating cylinder, and a variable pitch dull mage screw provided rotatably in the heating cylinder,
The variable pitch dull mage screw includes a compression unit that melts and kneads the fiber-reinforced thermoplastic resin supplied from a supply port while transferring the fiber-reinforced thermoplastic resin to the injection nozzle side, and the melt / kneaded material that is conveyed from the compression unit. A measuring unit for measuring the kneaded fiber-reinforced thermoplastic resin,
The pitch of the flight formed in the compression part is formed so as to gradually narrow toward the injection nozzle side,
Wherein between the metering section and the compression section, an injection, characterized in that the formation of the variable pitch dull image Dulmage portion dispersing the reinforcing fibers in the range of 1 to 2 times the length of the diameter of the screw Molding machine.
前記強化用繊維は、竹、ジュート、又は麻のうち何れか1つ、或いは、竹、ジュート、麻のうち少なくとも何れか1つを含む天然繊維であることを特徴とする請求項1に記載の射出成形機。 The reinforcing fibers, bamboo, jute, or any one of hemp, or bamboo, jute, according to claim 1, characterized in that the natural fibers comprise at least one of a hemp Injection molding machine.
JP2010282630A 2010-12-20 2010-12-20 Injection molding machine Active JP5752404B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010282630A JP5752404B2 (en) 2010-12-20 2010-12-20 Injection molding machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010282630A JP5752404B2 (en) 2010-12-20 2010-12-20 Injection molding machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012131042A JP2012131042A (en) 2012-07-12
JP5752404B2 true JP5752404B2 (en) 2015-07-22

Family

ID=46647232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010282630A Active JP5752404B2 (en) 2010-12-20 2010-12-20 Injection molding machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5752404B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6404035B2 (en) * 2014-08-25 2018-10-10 東洋機械金属株式会社 Injection molding machine screw
WO2017094740A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-08 東洋機械金属株式会社 Injection molding machine and injection molding machine screw for injecting molten resin in which thermoplastic resin and reinforcing fibers have been mixed and melted
US20190118408A1 (en) * 2016-05-24 2019-04-25 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Fiber-containing particulate resin structure, method for producing fiber-containing particulate resin structure, cured fiber-reinforced resin product, and fiber-reinforced resin molded article

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5892545A (en) * 1981-11-30 1983-06-01 Toshiba Mach Co Ltd Extruder for molding thermoplastic resin
JPH10665A (en) * 1996-06-18 1998-01-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Plasticizing screw unit for injection molding machine
JP3755293B2 (en) * 1997-05-22 2006-03-15 日立金属株式会社 Screw for plasticizing apparatus of fiber reinforced thermoplastic resin and plasticizing apparatus
JP2007130868A (en) * 2005-11-10 2007-05-31 Fujifilm Corp Resin molding production method
JP4956974B2 (en) * 2005-12-02 2012-06-20 三菱化学株式会社 Conductive thermoplastic resin composition and molded article
JP5103123B2 (en) * 2007-09-28 2012-12-19 株式会社日本触媒 Method for producing optical film

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012131042A (en) 2012-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5649244B2 (en) A method for producing a resin molded product in which long fibers and / or various additives are directly fed from a vent port of a vent type injection molding machine.
JP5752404B2 (en) Injection molding machine
CN103238382A (en) Method and apparatus for providing reinforced composite materials with electromagnetic interference shielding
JP5894349B1 (en) Injection molding method, screw, and injection molding machine
JP6789084B2 (en) Screws for injection molding machines and injection molding machines that inject molten resin in which thermoplastic resin and reinforcing fibers are mixed and melted.
JP6933951B2 (en) Fiber reinforced thermoplastic resin kneading method and plasticizing equipment
JP2012056173A (en) Method for manufacturing fiber-reinforced resin material
JP6404035B2 (en) Injection molding machine screw
KR102323052B1 (en) Fiber-reinforced thermoplastic resin kneading method, plasticizer and extruder
JP6855137B2 (en) Molding method and molding equipment for fiber-reinforced thermoplastic resin molded products
JP7125604B2 (en) Reinforced resin molding manufacturing apparatus and manufacturing method
JP6875959B2 (en) Manufacturing method of injection molding equipment and reinforced resin molded product
JP2015157436A (en) Injection molding device and manufacturing method of fiber reinforced resin molded body
JP6167707B2 (en) Injection molding apparatus and method for producing glass fiber reinforced resin
CN114222655B (en) Method and extrusion device for extruding a fiber-reinforced plastic material for additive manufactured components
CN111093928B (en) Method and apparatus for molding molded article containing fiber-reinforced thermoplastic resin
DE202005020728U1 (en) Plastic processing machine
JP2018167409A (en) Method of producing fiber-reinforced resin mold article
JP6869622B2 (en) Extruder for fiber reinforced thermoplastic resin
JP5872663B1 (en) INJECTION DEVICE, MOLDING DEVICE, AND MOLDED PRODUCT MANUFACTURING METHOD
JP6301666B2 (en) Manufacturing method of fiber reinforced resin molded product
WO2017094740A1 (en) Injection molding machine and injection molding machine screw for injecting molten resin in which thermoplastic resin and reinforcing fibers have been mixed and melted
KR101366053B1 (en) Injection molding apparatus
JP7291813B2 (en) Injection molding method and injection molding apparatus
JPH0976328A (en) Method and apparatus for extrusion molding long fiber-reinforced thermoplastic resin

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131219

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141118

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150113

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150512

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150520

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5752404

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250