JPH11138601A - Production of long-fiber reinforced thermoplastic resin molding - Google Patents
Production of long-fiber reinforced thermoplastic resin moldingInfo
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- JPH11138601A JPH11138601A JP30827997A JP30827997A JPH11138601A JP H11138601 A JPH11138601 A JP H11138601A JP 30827997 A JP30827997 A JP 30827997A JP 30827997 A JP30827997 A JP 30827997A JP H11138601 A JPH11138601 A JP H11138601A
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0005—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor using fibre reinforcements
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、長繊維強化熱可塑
性樹脂成形体の製造方法に関し、特に、強化繊維の破断
を抑制しつつ長繊維強化熱可塑性樹脂成形体を製造する
方法について提案する。The present invention relates to a method for producing a long-fiber-reinforced thermoplastic resin molded article, and more particularly to a method for producing a long-fiber-reinforced thermoplastic resin molded article while suppressing breakage of reinforcing fibers.
【０００２】[0002]
【従来の技術】長繊維強化熱可塑性樹脂成形体は、一般
に、長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを熱可塑性樹脂用
の可塑化装置を用いて可塑化し、その溶融ペレットを射
出成形法などにより成形して得られる。2. Description of the Related Art In general, long-fiber-reinforced thermoplastic resin molded articles are obtained by plasticizing long-fiber-reinforced thermoplastic resin pellets using a plasticizing device for thermoplastic resin and molding the molten pellets by injection molding or the like. Obtained.
【０００３】例えば、従来の射出成形による成形手順を
図３に示す。図３(a) は、ワンサイクルの射出成形が終
了した状態を示している。この状態から次の成形を行う
ために、スクリューとスクリューヘッドを回転させなが
ら、溶融した長繊維強化熱可塑性樹脂を、シリンダー溝
を通して、シリンダー、シリンダーヘッドおよびスクリ
ューヘッドに囲まれた空間部分へ押し込んでいく。この
とき、樹脂圧により、スクリュー、スクリューヘッドお
よび逆流防止装置が後方（ノズルの反対方向）に移動す
る（図３(b) ）。そして、その空間部分に所定量の溶融
樹脂が充満された（図３(c) ）後、スクリュー、スクリ
ューヘッドおよび逆流防止装置を前方（ノズルの方向）
に移動させ、溶融樹脂を金型内に射出し（図３(d) ）、
冷却して、所定形状の成形体が得られる。For example, a molding procedure by a conventional injection molding is shown in FIG. FIG. 3A shows a state where one cycle of injection molding has been completed. In order to perform the next molding from this state, while rotating the screw and the screw head, the molten long fiber reinforced thermoplastic resin is pushed through the cylinder groove into the space surrounded by the cylinder, cylinder head and screw head. Go. At this time, the screw, the screw head, and the backflow prevention device move rearward (in the direction opposite to the nozzle) due to the resin pressure (FIG. 3B). After the space is filled with a predetermined amount of molten resin (FIG. 3 (c)), the screw, the screw head and the backflow prevention device are moved forward (in the direction of the nozzle).
And the molten resin is injected into the mold (Fig. 3 (d)),
Upon cooling, a molded article having a predetermined shape is obtained.
【０００４】このような成形に用いられる長繊維強化熱
可塑性樹脂ペレットは、溶融樹脂をガラス繊維などの強
化用連続繊維束に含浸させ、ペレット化して製造される
ものであり、ペレットと等しい長さの繊維を含んでいる
点に特長がある。従って、長繊維強化熱可塑性樹脂ペレ
ットを射出成形法などにより成形して得られる成形体
は、短繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを用いた場合に比
べて成形体中の残存繊維長が長い。そのため、長繊維強
化熱可塑性樹脂成形体は、短繊維強化熱可塑性樹脂成形
体と同様の成形性を有しながら、短繊維強化熱可塑性樹
脂成形体よりも極めて優れた機械特性と耐久性を有す
る。[0004] The long fiber reinforced thermoplastic resin pellets used for such molding are produced by impregnating a molten resin into a reinforcing fiber bundle such as glass fiber and pelletizing the pellets, and have the same length as the pellets. The feature is that it contains the fibers of Therefore, a molded article obtained by molding long fiber reinforced thermoplastic resin pellets by an injection molding method or the like has a longer residual fiber length in the molded article than when short fiber reinforced thermoplastic resin pellets are used. Therefore, the long fiber reinforced thermoplastic resin molded article has the same moldability as the short fiber reinforced thermoplastic resin molded article, but has extremely superior mechanical properties and durability compared to the short fiber reinforced thermoplastic resin molded article. .
【０００５】しかしながら、上記従来の成形方法では、
溶融樹脂の充填時（図３(b) ）にその溶融樹脂に圧力が
かかるために強化繊維が破断してしまい、強化繊維によ
る補強効果が十分に得られないという問題があった。However, in the above-mentioned conventional molding method,
When the molten resin is filled (FIG. 3 (b)), the pressure is applied to the molten resin, so that the reinforcing fibers are broken and the reinforcing effect by the reinforcing fibers cannot be sufficiently obtained.
【０００６】これに対し、充填時の樹脂圧による繊維破
断を防止できる方法が、特公平１−55979 号公報や特開
平６−198688号公報に開示されている。この方法では、
図４に示すように、まず、スクリューとスクリューヘッ
ドを回転させながら、溶融した長繊維強化熱可塑性樹脂
を、シリンダー溝を通して、シリンダー、シリンダーヘ
ッドおよびスクリューヘッドに囲まれた空間部分へ押し
込んでいく。このとき、圧力センサーにより、樹脂圧を
検知すると共にスクリューの回転装置にかかる負荷を検
出し、これらの検出信号を演算装置で演算する。そし
て、樹脂圧がほぼゼロでかつ空気が残存しないように、
溶融樹脂とスクリューヘッドが接した状態でスクリュー
を後方に移動させる（図４(b) ）。以後の操作は上記従
来の成形方法と同様にして、所定量の溶融樹脂を充満し
た（図４(c) ）後、スクリュー、スクリューヘッドおよ
び逆流防止装置を前方（ノズルの方向）に移動させ、溶
融樹脂を金型内に射出し（図４(d) ）、冷却して、所定
形状の成形体が得られる。On the other hand, a method for preventing fiber breakage due to resin pressure during filling is disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-55979 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-198688. in this way,
As shown in FIG. 4, first, while rotating the screw and the screw head, the molten long-fiber-reinforced thermoplastic resin is pushed into the space surrounded by the cylinder, the cylinder head, and the screw head through the cylinder groove. At this time, the resin pressure is detected by the pressure sensor, the load applied to the screw rotating device is detected, and these detection signals are calculated by the calculation device. And so that the resin pressure is almost zero and no air remains
The screw is moved backward with the screw head in contact with the molten resin (FIG. 4 (b)). Subsequent operations are the same as in the conventional molding method described above, and after filling a predetermined amount of molten resin (FIG. 4 (c)), the screw, the screw head and the backflow prevention device are moved forward (in the direction of the nozzle). The molten resin is injected into a mold (FIG. 4 (d)) and cooled to obtain a molded article having a predetermined shape.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特公平１−55979 号公報や特開平６−198688号公報に
記載された成形方法では、圧力センサーや演算装置、制
御回路などの装置と高度な制御プログラムが必要であ
る。このため、既存の可塑化装置を改造する場合、多く
の付帯設備と高度な制御プログラムを作製する必要があ
り、非常な手間と労力がかかる。However, in the molding method described in Japanese Patent Publication No. 1-55979 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-198688 described above, devices such as a pressure sensor, an arithmetic unit, and a control circuit are highly sophisticated. A control program is required. For this reason, when retrofitting an existing plasticizing apparatus, it is necessary to create many auxiliary facilities and an advanced control program, which requires much labor and labor.
【０００８】そこで本発明は、複雑な装置や制御を必要
とせず、しかも簡単な手順により、強化繊維の破断を抑
制しつつ長繊維強化熱可塑性樹脂成形体を製造する方法
を提案することにある。Accordingly, the present invention is to propose a method for producing a long-fiber-reinforced thermoplastic resin molded article by a simple procedure without requiring a complicated apparatus or control and suppressing a breakage of a reinforcing fiber. .
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記目的の
実現に向け鋭意研究した。その結果、スクリューヘッド
（３）、シリンダー（４）およびシリンダーヘッド（4
a）に取り囲まれた空間部分の容積が、成形体、ランナ
ー、ゲートおよびスプール部分の総体積にほぼ等しくな
るように、スクリュー（１）、スクリューヘッド（３）
および逆流防止装置を移動させた後に、溶融された長繊
維強化熱可塑性樹脂を前記空間部分に充填することによ
り、溶融樹脂にかかる圧力が小さくなり、強化繊維の破
断が少なくなることを見出した。Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to realize the above object. As a result, the screw head (3), cylinder (4) and cylinder head (4
Screw (1) and screw head (3) such that the volume of the space surrounded by a) is substantially equal to the total volume of the molded body, runner, gate and spool.
After moving the backflow prevention device and filling the space portion with the melted long fiber reinforced thermoplastic resin, it has been found that the pressure applied to the molten resin is reduced and the breakage of the reinforcing fibers is reduced.
【００１０】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
のであり、その要旨構成は以下のとおりである。すなわ
ち、本発明は、スクリュー（１）およびスクリューヘッ
ド（３）と、該スクリュー（１）とスクリューヘッド
（３）の間に設けられた逆流防止装置（２）と、該スク
リュー（１）およびスクリューヘッド（３）の外周部に
設けられたシリンダー（４）およびシリンダーヘッド
（4a）と、該シリンダーヘッド（4a）の先端に取り付け
られたノズル（６）と、少なくとも前記シリンダー
（４）に取り付けられたヒーター（５）と、前記シリン
ダー（４）内のスクリュー（１）に長繊維強化熱可塑性
樹脂ペレットを供給するためのホッパー（７）と、スク
リュー回転用の回転装置および可塑化された長繊維強化
熱可塑性樹脂を吐出するためのスクリュー前後進用駆動
装置（８）とを有する可塑化装置を用い、長繊維強化熱
可塑性樹脂ペレットを可塑化して金型内に吐出し、冷却
する長繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法であっ
て、スクリューヘッド（３）、シリンダー（４）および
シリンダーヘッド（4a）に取り囲まれた空間部分の容積
が、成形体、ランナー、ゲートおよびスプール部分の総
容積にほぼ等しくなるように、スクリュー（１）、スク
リューヘッド（３）および逆流防止装置（２）を移動さ
せる第１工程と、前記シリンダー（４）内に供給して可
塑化された長繊維強化熱可塑性樹脂を、スクリュー
（１）とスクリューヘッド（３）の回転により前記空間
部分に移動させて充填する第２工程と、前記空間部分に
充填された長繊維強化熱可塑性樹脂を、ノズルを通して
金型内に吐出させる第３工程と、を経ることを特徴とす
る長繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法である。[0010] The present invention has been made based on the above findings, and the gist configuration thereof is as follows. That is, the present invention provides a screw (1) and a screw head (3), a backflow prevention device (2) provided between the screw (1) and the screw head (3), the screw (1) and the screw A cylinder (4) and a cylinder head (4a) provided on an outer peripheral portion of the head (3), a nozzle (6) attached to a tip of the cylinder head (4a), and at least a cylinder (4) attached to the cylinder (4). Heater (5), a hopper (7) for supplying long fiber reinforced thermoplastic resin pellets to the screw (1) in the cylinder (4), a rotating device for screw rotation, and a plasticized long fiber Using a plasticizer having a screw forward / backward drive (8) for discharging the reinforced thermoplastic resin, a long fiber reinforced thermoplastic resin pellet is formed. A method for producing a long-fiber-reinforced thermoplastic resin molded article which is plasticized, discharged into a mold, and cooled, comprising: a space portion surrounded by a screw head (3), a cylinder (4), and a cylinder head (4a). A first step of moving the screw (1), the screw head (3) and the backflow prevention device (2) so that the volume is substantially equal to the total volume of the molded body, the runner, the gate and the spool portion; 4) a second step in which the long fiber reinforced thermoplastic resin supplied and plastified into the space is moved and filled into the space by rotating the screw (1) and the screw head (3); And a third step of discharging the filled long-fiber-reinforced thermoplastic resin into a mold through a nozzle. That.
【００１１】なお、スクリューヘッド（３）、シリンダ
ー（４）およびシリンダーヘッド（4a）に取り囲まれた
前記空間部分の容積が、成形体、ランナー、ゲートおよ
びスプール部分の総容積に対して80〜99 vol％であるこ
とが好ましい。The volume of the space surrounded by the screw head (3), the cylinder (4) and the cylinder head (4a) is 80 to 99 with respect to the total volume of the molded body, runner, gate and spool. It is preferably vol%.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明では、図５のような構成を
有する可塑化装置が用いられる。即ち、この可塑化装置
は、スクリュー１およびスクリューヘッド３との間に設
けられた逆流防止装置２と、スクリュー１およびスクリ
ューヘッド３の外周部に設けられたシリンダー４、シリ
ンダーヘッド4aと、該シリンダーヘッド4aの先端に取り
付けられたノズル６と、少なくとも前記シリンダー４に
取り付けられたヒーター５と、前記シリンダー４内のス
クリュー１に長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを供給す
るためのホッパー７と、スクリュー回転用の回転装置お
よび可塑化された長繊維強化熱可塑性樹脂を吐出するた
めのスクリュー前後進用駆動装置８とを有する。このよ
うな可塑化装置は、射出成形や押出成形などに使用する
ことができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, a plasticizing apparatus having a configuration as shown in FIG. 5 is used. That is, the plasticizing device includes a backflow prevention device 2 provided between the screw 1 and the screw head 3, a cylinder 4, a cylinder head 4a provided on the outer periphery of the screw 1 and the screw head 3, A nozzle 6 attached to the tip of the head 4a; a heater 5 attached to at least the cylinder 4; a hopper 7 for supplying long fiber reinforced thermoplastic resin pellets to the screw 1 in the cylinder 4; And a screw forward / reverse drive 8 for discharging the plasticized long fiber reinforced thermoplastic resin. Such a plasticizing device can be used for injection molding, extrusion molding and the like.
【００１３】本発明では、従来の成形方法における強化
繊維の破断を抑制するために、スクリューヘッド３、シ
リンダー４およびシリンダーヘッド4aに取り囲まれた空
間部分の容積が、成形体、ランナー、ゲートおよびスプ
ール部分の総容積にほぼ等しくなるように、スクリュー
１、スクリューヘッド３および逆流防止装置２を移動さ
せることが必要である。According to the present invention, the volume of the space surrounded by the screw head 3, the cylinder 4, and the cylinder head 4a is reduced to prevent the breakage of the reinforcing fibers in the conventional molding method. It is necessary to move the screw 1, the screw head 3 and the backflow prevention device 2 so as to be approximately equal to the total volume of the part.
【００１４】この場合、前記空間部分の容積は、成形
体、ランナー、ゲートおよびスプール部分の総容積にほ
ぼ等しければよく、好ましくは、成形体、ランナー、ゲ
ートおよびスプール部分の総容積に対して80〜99 vol％
とする。この理由は、空間部分の容積が小さいと、第２
工程での溶融樹脂の充填中にその溶融樹脂に圧力がかか
り、強化繊維が破断しやすいからである。一方、空間部
分の容積は、機械的な制御が可能ならば、限りなく 100
％に近いほどよい。In this case, the volume of the space portion may be substantially equal to the total volume of the molded body, the runner, the gate and the spool portion, and is preferably 80 to the total volume of the molded body, the runner, the gate and the spool portion. ~ 99 vol%
And The reason is that if the volume of the space portion is small, the second
This is because pressure is applied to the molten resin during the filling of the molten resin in the process, and the reinforcing fibers are easily broken. On the other hand, if the volume of the space can be controlled mechanically,
The closer to%, the better.
【００１５】スクリュー１、スクリューヘッド３および
逆流防止装置２の移動方法は、特に限定されないが、こ
れらを後方に移動できるものであればかまわない。一例
として、スプルー圧抜き機構を有する機械を挙げること
ができる。The method of moving the screw 1, the screw head 3, and the backflow prevention device 2 is not particularly limited, but any method can be used as long as they can be moved backward. One example is a machine having a sprue pressure relief mechanism.
【００１６】次に、前記空間部分に、溶融された長繊維
強化熱可塑性樹脂を、スクリュー１とスクリューヘッド
３を回転させて充填し、最後に、充填された長繊維強化
熱可塑性樹脂をノズルを通して金型内に吐出し、冷却す
る。吐出方法は、特には限定されず、射出方法、押し出
し方法などが例示できる。このなかでも射出方法が好ま
しい。Next, the melted long fiber reinforced thermoplastic resin is filled in the space by rotating the screw 1 and the screw head 3. Finally, the filled long fiber reinforced thermoplastic resin is passed through a nozzle. Discharge into the mold and cool. The ejection method is not particularly limited, and examples include an injection method and an extrusion method. Of these, the injection method is preferred.
【００１７】長繊維強化熱可塑性樹脂を射出成形する際
の条件を例示すると以下のとおりである。 ・温度 ：（樹脂の融点＋20℃）〜（樹脂の融点＋80℃） ・射出速度 ：10〜100 mm／sec ・背圧 ：10 kgf／cm2 未満 ・スクリュー回転数：10〜100 rpm ・金型温度 ：室温〜60℃The conditions for injection molding of a long fiber reinforced thermoplastic resin are as follows.・ Temperature: (Melting point of resin + 20 ° C) ~ (Melting point of resin + 80 ° C) ・ Injection speed: 10-100 mm / sec ・ Back pressure: less than 10 kgf / cm 2・ Spin speed: 10-100 rpm ・ Mold Temperature: Room temperature to 60 ° C
【００１８】ここで、前記射出速度は、スクリュー１、
スクリューヘッド３および逆流防止装置の移動速度に相
当し、10〜100 mm／sec が好ましい。この理由は、移動
速度が遅いと、溶融樹脂の対流時間が長くなって樹脂劣
化が生じやすく、また、成形サイクルタイムの増加によ
る生産性の低下をもたらすからである。さらに、得られ
た成形体の表面がざらつくなど、表面の平滑性が悪くな
る。一方、移動速度が速いと、スクリューやスクリュー
ヘッドとシリンダー壁間に存在する強化繊維が破断しや
すくなるからである。Here, the injection speed is set to the screw 1,
It corresponds to the moving speed of the screw head 3 and the backflow prevention device, and is preferably 10 to 100 mm / sec. The reason for this is that if the moving speed is slow, the convection time of the molten resin becomes longer, and the resin is likely to deteriorate, and the productivity is reduced due to an increase in the molding cycle time. Furthermore, the surface of the obtained molded article becomes rough, and the surface becomes poor in smoothness. On the other hand, when the moving speed is high, the reinforcing fibers existing between the screw or the screw head and the cylinder wall are easily broken.
【００１９】本発明において、長繊維強化熱可塑性樹脂
ペレットは、熱可塑性樹脂を強化用連続繊維束に含浸さ
せ、切断して得られる。この長繊維強化熱可塑性樹脂ペ
レットの熱可塑性樹脂としては、熱可塑性樹脂であれば
制限されることなく用いることができ、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ナイ
ロン６、ナイロン６６などのポリアミド類、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどの
ポリエステル類などを例示することができる。In the present invention, the long fiber reinforced thermoplastic resin pellets are obtained by impregnating a continuous fiber bundle for reinforcement with a thermoplastic resin and cutting. As the thermoplastic resin of the long fiber reinforced thermoplastic resin pellets, any thermoplastic resin can be used without limitation, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, and polyamides such as nylon 6 and nylon 66. And polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate.
【００２０】また、長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの
強化用連続繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、スチ
ール繊維、ステンレス繊維などを例示することができ
る。強化用連続繊維束は、単繊維が数千〜数万本の束に
なったものである。The continuous fibers for reinforcing the long fiber reinforced thermoplastic resin pellets include glass fibers, carbon fibers, steel fibers, stainless steel fibers and the like. The continuous fiber bundle for reinforcement is a bundle of thousands to tens of thousands of single fibers.
【００２１】このような熱可塑性樹脂を強化用連続繊維
束に含浸する方法としては、いかなる方法を用いてもよ
く、例えば、下記〜の方法を例示することができ
る。 ．熱可塑性樹脂のエマルジョンを強化用連続繊維束に
付着させ、乾燥後、加熱溶融含浸させる方法。 ．熱可塑性樹脂の粉末懸濁液を強化用連続繊維束に付
着させ、乾燥後、加熱溶融含浸させる方法。 ．強化用連続繊維束を帯電させて熱可塑性樹脂粉末を
付着させた後、加熱溶融含浸させる方法。 ．熱可塑性樹脂を溶媒に溶かし、強化用連続繊維束に
含浸させた後、溶媒を除去する方法。 ．熱可塑性樹脂の連続繊維と強化用連続繊維の混合繊
維を加熱し、溶融した熱可塑性樹脂を含浸させる方法。 ．バー、ロール、ダイス上で強化用連続繊維束を開繊
させながら、加熱溶融した熱可塑性樹脂を含浸させる方
法。As a method of impregnating such a thermoplastic resin into a continuous fiber bundle for reinforcement, any method may be used, and for example, the following methods can be exemplified. . A method in which an emulsion of a thermoplastic resin is attached to a continuous fiber bundle for reinforcement, dried, and then heated and melt-impregnated. . A method in which a thermoplastic resin powder suspension is adhered to a continuous fiber bundle for reinforcement, dried, and then heated and melt-impregnated. . A method in which a continuous fiber bundle for reinforcement is charged, a thermoplastic resin powder is adhered, and then heated and melt-impregnated. . A method of dissolving a thermoplastic resin in a solvent, impregnating the continuous fiber bundle for reinforcement, and then removing the solvent. . A method in which a mixed fiber of a continuous fiber of a thermoplastic resin and a continuous fiber for reinforcement is heated to impregnate the molten thermoplastic resin. . A method of impregnating a heated and melted thermoplastic resin while opening a continuous reinforcing fiber bundle on a bar, roll, or die.
【００２２】これらの方法のうち、装置およびプロセス
の簡便さから、バー、ロール、ダイス上で強化用連続繊
維束を開繊させながら、加熱溶融した熱可塑性樹脂を含
浸させる方法が最も好ましい。Among these methods, from the viewpoint of simplicity of the apparatus and process, a method of impregnating a thermoplastic resin melted by heating while opening a continuous fiber bundle for reinforcement on a bar, a roll, or a die is most preferable.
【００２３】以上の方法により得られた熱可塑性樹脂を
含浸した強化用連続繊維束（いわゆる樹脂ストランド）
は、冷却後、所望の長さに切断され、長繊維強化熱可塑
性樹脂ペレットとなる。この切断後の長繊維強化熱可塑
性樹脂ペレット中には、強化繊維が、ペレットと同一長
さで繊維同士が平行に整列した状態で存在する。Continuous reinforcing fiber bundle impregnated with the thermoplastic resin obtained by the above method (so-called resin strand)
After cooling, it is cut into a desired length to form long fiber reinforced thermoplastic resin pellets. In the long fiber reinforced thermoplastic resin pellet after the cutting, the reinforcing fiber exists in the same length as the pellet and in a state where the fibers are aligned in parallel.
【００２４】本発明において、原料として好ましく用い
られる長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットは、15〜75重量
％の強化繊維が含有され、またペレット長さが繊維方向
で２〜150mm 、より好ましくは３〜25mmであることが好
ましい。In the present invention, the long fiber reinforced thermoplastic resin pellets preferably used as a raw material contain 15 to 75% by weight of reinforcing fibers, and the pellet length is 2 to 150 mm in the fiber direction, more preferably 3 to 150 mm. Preferably it is 25 mm.
【００２５】好ましい強化繊維の含有率を15〜75重量％
とする理由は、強化繊維の含有率が15重量％未満では、
マスターバッチとしての利点を生かせないため、経済的
に不利となる。一方、強化繊維の含有率が75重量％を超
えると、強化繊維への樹脂の含浸が十分に行えず、製造
が極めて困難となるからである。The preferred reinforcing fiber content is 15 to 75% by weight.
The reason is that if the content of reinforcing fibers is less than 15% by weight,
This is economically disadvantageous because the advantages as a masterbatch cannot be used. On the other hand, when the content of the reinforcing fibers exceeds 75% by weight, the resin cannot be sufficiently impregnated into the reinforcing fibers, and the production becomes extremely difficult.
【００２６】また、好ましいペレット長さを、２〜150m
m より好ましくは３〜25mmとする理由は、ペレット長さ
が２mm未満では、成形体中の強化繊維の長さが短くな
り、成形体の強度、特に衝撃強度が低下するからであ
る。一方、ペレット長さが 150mmを超えると、長繊維強
化熱可塑性樹脂成形体の特徴である高強度、高耐衝撃
性、耐クリープ性および耐振動疲労性に対する効果が顕
著でなくなり、しかも、ホッパー内でのブリッジングや
噛み込み不良、希釈用熱可塑性樹脂と混合した場合の偏
析が起こるので好ましくない。The preferred pellet length is 2 to 150 m
The reason why the length is more preferably 3 to 25 mm is that if the pellet length is less than 2 mm, the length of the reinforcing fibers in the molded body becomes short, and the strength of the molded body, particularly the impact strength, is reduced. On the other hand, if the pellet length exceeds 150 mm, the effects on the high strength, high impact resistance, creep resistance, and vibration fatigue resistance, which are the characteristics of the long fiber reinforced thermoplastic resin molded article, are not remarkable. This is not preferable because segregation occurs when bridging, poor biting, and mixing with a thermoplastic resin for dilution occur.
【００２７】ペレットの形状は、長さが２〜150mm であ
ればどのような形状でもよく、例えば、切断面が円形、
楕円形、四角形の形状を例示することができる。また、
ペレットの径、即ちペレットの切断面の径は、アスペク
ト比（ペレット長さと切断面の径との比）が、好ましく
は 0.1〜20、より好ましくは 0.2〜15となる径であるこ
とが好ましい。さらに、ホッパーへの供給時に、長繊維
強化熱可塑性樹脂ペレットに加え、希釈用の熱可塑性樹
脂のペレットを供給しても良い。The shape of the pellet may be any shape as long as the length is 2 to 150 mm.
Oval and square shapes can be exemplified. Also,
The diameter of the pellet, that is, the diameter of the cut surface of the pellet is preferably such that the aspect ratio (ratio of the length of the pellet to the diameter of the cut surface) is preferably 0.1 to 20, more preferably 0.2 to 15. Further, at the time of supply to the hopper, pellets of a thermoplastic resin for dilution may be supplied in addition to the long fiber reinforced thermoplastic resin pellets.
【００２８】[0028]
・熱可塑性樹脂 ：ポリプロピレン（融点： 160℃） ・強化用繊維 ：ガラス繊維 ・強化用繊維の含有率 ：40重量％ ・ペレット長さ ：９mm ・ペレット中のガラス繊維長さ：９mm（ガラス繊維は、ペレットの長手方向に ほぼ平行になっていた。） -Thermoplastic resin: polypropylene (melting point: 160 ° C)-Reinforcing fiber: glass fiber-Content of reinforcing fiber: 40 wt%-Pellet length: 9 mm-Glass fiber length in pellet: 9 mm (glass fiber , Almost parallel to the longitudinal direction of the pellet.)
【００２９】〔成形体の評価方法〕 （残存繊維長）200×150 ×4.5mm の平板状成形体に成
形し、得られた平板状成形体の中央部分40×40mmを切り
出した。これを、 600℃で２時間焼成後、投影機を用
い、 300本の繊維長を測定し、下記式に従って重量平均
繊維長を求めた。 重量平均繊維長＝〔Σ（ｗi ×ｌi ）〕／〔Σｗi 〕 なお、上記式中、ｗi は残存繊維長の重量、ｌi は残存
繊維長である。[Evaluation Method of Molded Article] (Residual fiber length) The molded article was molded into a flat molded body of 200 × 150 × 4.5 mm, and the central portion of the obtained flat molded body was cut out at 40 × 40 mm. After firing at 600 ° C. for 2 hours, the length of 300 fibers was measured using a projector, and the weight average fiber length was determined according to the following equation. The weight average fiber length = [sigma (w i × l i)] / [? W i] In the formula, the w i weight of the remaining fiber length, the l i is the remaining fiber length.
【００３０】〔アイゾット衝撃試験〕ＪＩＳ Ｋ7110に
準じて測定した。なお、試験片は、 200×150 ×4.5mm
の平板状成形体から切り出した。[Izod impact test] Measured according to JIS K7110. The test piece is 200 × 150 × 4.5mm
From the plate-shaped molded product of
【００３１】（実施例１）図５に示す可塑化装置を用い
て長繊維強化ポリプロピレン成形体の成形を行った。な
お、可塑化装置は、型締め力 200トン、スクリュー直径
φ50mm、スクリュー全長1150mmのものを用い、スクリュ
ー移動装置はスプル圧抜き機構を有するものを用いた。Example 1 A long-fiber-reinforced polypropylene molded article was molded using the plasticizer shown in FIG. Note that a plasticizing device having a mold clamping force of 200 tons, a screw diameter of 50 mm, and a total screw length of 1150 mm was used, and a screw moving device having a sprue pressure release mechanism was used.
【００３２】スクリューヘッド３、シリンダー４および
シリンダーヘッド4aに取り囲まれた空間部分の容積が、
成形体、ランナー、ゲートおよびスプール部分の総容積
の95％になるように、スクリューヘッドおよびスクリュ
ーの位置を調整した後、この空間に溶融した長繊維強化
ポリプロピレンを充填した（シリンダー温度 250℃、ス
クリュー回転数50rpm ）。次に、射出速度30mm／sec で
射出成形を行い、縦200 ×横150 ×厚み4.5mm の成形体
を成形した（金型温度：40℃）。こうして成形した成形
体から試験片を切り出し、アイゾット衝撃強度とガラス
繊維長を測定した。その結果を表１に示す。The volume of the space surrounded by the screw head 3, the cylinder 4, and the cylinder head 4a is
After adjusting the position of the screw head and the screw so that it would be 95% of the total volume of the molded body, runner, gate and spool, this space was filled with molten long fiber reinforced polypropylene (cylinder temperature 250 ° C, screw Rotation speed 50rpm). Next, injection molding was performed at an injection speed of 30 mm / sec to form a molded body having a size of 200 × 150 × 4.5 mm (mold temperature: 40 ° C.). A test piece was cut out from the molded product, and the Izod impact strength and the glass fiber length were measured. Table 1 shows the results.
【００３３】（実施例２〜４、比較例１）スクリューヘ
ッド３、シリンダー４およびシリンダーヘッド4aに取り
囲まれた空間部分の容積を変化させたこと以外は、実施
例１と同様にして成形を行い、得られた成形体のアイゾ
ット衝撃強度とガラス繊維長を測定した。その結果を表
１に併せて示す。(Examples 2 to 4, Comparative Example 1) Molding was carried out in the same manner as in Example 1 except that the volume of the space surrounded by the screw head 3, the cylinder 4, and the cylinder head 4a was changed. The Izod impact strength and glass fiber length of the obtained molded article were measured. The results are shown in Table 1.
【００３４】表１に示す結果から明らかなように、本発
明の方法によれば、残存繊維長が２mm以上になり、得ら
れた成形体の衝撃強度も比較例より優れたものとなるこ
とがわかる。As is clear from the results shown in Table 1, according to the method of the present invention, the residual fiber length becomes 2 mm or more, and the impact strength of the obtained molded article is also superior to that of the comparative example. Recognize.
【００３５】[0035]
【表１】 [Table 1]
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上説明したように本発明方法における
可塑化方法によれば、長繊維強化熱可塑性樹脂ペレット
の強化繊維材の可塑化時の破断を容易に抑えることが可
能となり、得られる成形体の衝撃特性を著しく向上させ
ることができる。As described above, according to the plasticizing method in the method of the present invention, it is possible to easily suppress breakage of the long fiber reinforced thermoplastic resin pellets during the plasticization of the reinforcing fiber material, and to obtain the obtained molding. The impact properties of the body can be significantly improved.
【図１】本発明にかかる製造方法を説明する図であり、
(a) 成形後、成形体を取り出した状態、(b) スクリュ
ー、スクリューヘッドおよび逆流防止装置を所定の位置
に移動させた状態、(c) 必要充填量の約半分を充填した
状態、(d) 必要充填量を完全に充填した状態、(e) 成形
した状態、を説明するものである。FIG. 1 is a view for explaining a manufacturing method according to the present invention;
(a) After molding, the molded body is removed, (b) screw, screw head and backflow prevention device are moved to a predetermined position, (c) approximately half of the required filling amount is filled, (d) ) Explains the state where the required filling amount is completely filled, and (e) the state of molding.
【図２】スクリューヘッド、シリンダーおよびシリンダ
ーヘッドに取り囲まれた空間部分（図中の塗りつぶした
部分）を説明するための、可塑化装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a plasticizing apparatus for explaining a screw head, a cylinder, and a space portion (filled portion in the drawing) surrounded by the cylinder head.
【図３】従来技術の射出成形方法を説明する図であり、
(a) 射出成形後、成形体を取り出した状態、(b) 必要充
填量の約半分を充填した状態（樹脂圧により、スクリュ
ー、スクリューヘッドおよび逆流防止装置は後方に移動
する）、(c) 必要充填量を完全に充填した状態、(d) 射
出成形した状態、を説明するものである。FIG. 3 is a view for explaining a conventional injection molding method;
(a) A state in which the molded body is taken out after injection molding, (b) A state in which about half of the required filling amount is filled (the screw, the screw head and the backflow prevention device are moved backward by resin pressure), (c) It explains the state where the required filling amount is completely filled, and (d) the state where injection molding is performed.
【図４】特公平１−55979 号公報、特開平６−198688号
公報に記載の射出成形方法を説明する図であり、(a) 射
出成形後、成形体を取り出した状態、(b) 必要充填量の
約半分を充填した状態（圧力センサーにより、樹脂圧が
ゼロになるようにスクリュー、スクリューヘッドおよび
逆流防止装置を後方に移動させながら樹脂を充填す
る）、(c) 必要充填量を完全に充填した状態、(d) 射出
成形した状態、を説明するものである。FIG. 4 is a view for explaining an injection molding method described in Japanese Patent Publication No. 1-55979 and JP-A-6-198688, in which (a) a state in which a molded body is taken out after injection molding, and (b) necessary. When about half of the filling amount has been filled (the resin is filled while the screw, screw head and backflow prevention device are moved backward so that the resin pressure becomes zero by the pressure sensor), (c) The required filling amount is completely And (d) a state of injection molding.
【図５】可塑化装置を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a plasticizing device.
１ スクリュー ２ 逆流防止装置 ３ スクリューヘッド 3a スクリューヘッド溝 ４ シリンダー 4a シリンダーヘッド ５ ヒーター ６ ノズル ７ ホッパー ８ スクリュー回転装置およびスクリュー移動用装置 9a 上金型 9b 下金型 10 キャビティー 11 成形体 12 ランナー 13 スプール 14 ゲート 15 圧力センサー 図1,3,4 中のクロスハッチ部分は溶融した長繊維強化熱
可塑性樹脂を示す。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Screw 2 Backflow prevention device 3 Screw head 3a Screw head groove 4 Cylinder 4a Cylinder head 5 Heater 6 Nozzle 7 Hopper 8 Screw rotating device and screw moving device 9a Upper die 9b Lower die 10 Cavity 11 Molded body 12 Runner 13 Spool 14 Gate 15 Pressure sensor The cross hatched area in Figs. 1, 3 and 4 indicates molten long fiber reinforced thermoplastic resin.
Claims (2)
ド（３）と、該スクリュー（１）とスクリューヘッド
（３）の間に設けられた逆流防止装置（２）と、該スク
リュー（１）およびスクリューヘッド（３）の外周部に
設けられたシリンダー（４）およびシリンダーヘッド
（4a）と、該シリンダーヘッド（4a）の先端に取り付け
られたノズル（６）と、少なくとも前記シリンダー
（４）に取り付けられたヒーター（５）と、前記シリン
ダー（４）内のスクリュー（１）に長繊維強化熱可塑性
樹脂ペレットを供給するためのホッパー（７）と、スク
リュー回転用の回転装置および可塑化された長繊維強化
熱可塑性樹脂を吐出するためのスクリュー前後進用駆動
装置（８）とを有する可塑化装置を用い、長繊維強化熱
可塑性樹脂ペレットを可塑化して金型内に吐出し、冷却
する長繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法であっ
て、 スクリューヘッド（３）、シリンダー（４）およびシリ
ンダーヘッド（4a）に取り囲まれた空間部分の容積が、
成形体、ランナー、ゲートおよびスプール部分の総容積
にほぼ等しくなるように、スクリュー（１）、スクリュ
ーヘッド（３）および逆流防止装置（２）を移動させる
第１工程と、 前記シリンダー（４）内に供給して可塑化された長繊維
強化熱可塑性樹脂を、スクリュー（１）とスクリューヘ
ッド（３）の回転により前記空間部分に移動させて充填
する第２工程と、 前記空間部分に充填された長繊維強化熱可塑性樹脂を、
ノズル（６）を通して金型内に吐出させる第３工程と、
を経ることを特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂成形体
の製造方法。1. A screw (1) and a screw head (3), a backflow prevention device (2) provided between the screw (1) and the screw head (3), the screw (1) and the screw head The cylinder (4) and the cylinder head (4a) provided on the outer periphery of (3), the nozzle (6) attached to the tip of the cylinder head (4a), and at least the cylinder (4). A heater (5), a hopper (7) for supplying long fiber reinforced thermoplastic resin pellets to the screw (1) in the cylinder (4), a rotating device for screw rotation, and a plasticized long fiber reinforced Plasticizing long fiber reinforced thermoplastic resin pellets using a plasticizing device having a screw forward / reverse drive (8) for discharging thermoplastic resin A method for producing a long-fiber-reinforced thermoplastic resin molded article which is discharged into a mold and cooled, wherein a volume of a space surrounded by a screw head (3), a cylinder (4) and a cylinder head (4a) is reduced. ,
A first step of moving a screw (1), a screw head (3) and a backflow prevention device (2) so as to be substantially equal to a total volume of a molded body, a runner, a gate and a spool portion; A second step in which the long fiber reinforced thermoplastic resin supplied and plasticized is moved to and filled in the space by rotating the screw (1) and the screw head (3), and the space is filled in the space. Long fiber reinforced thermoplastic resin
A third step of discharging into the mold through the nozzle (6);
A method for producing a long-fiber-reinforced thermoplastic resin molded article, characterized by passing through.
（４）およびシリンダーヘッド（4a）に取り囲まれた前
記空間部分の容積が、成形体、ランナー、ゲートおよび
スプール部分の総容積に対して80〜99 vol％である請求
項１に記載の長繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方
法。2. The volume of the space surrounded by the screw head (3), the cylinder (4) and the cylinder head (4a) is 80-99 with respect to the total volume of the molding, runner, gate and spool. The method for producing a long-fiber-reinforced thermoplastic resin molded article according to claim 1, which is vol%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30827997A JPH11138601A (en) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | Production of long-fiber reinforced thermoplastic resin molding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30827997A JPH11138601A (en) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | Production of long-fiber reinforced thermoplastic resin molding |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11138601A true JPH11138601A (en) | 1999-05-25 |
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ID=17979128
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30827997A Pending JPH11138601A (en) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | Production of long-fiber reinforced thermoplastic resin molding |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11138601A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012063298A1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-05-18 | 三菱重工プラスチックテクノロジー株式会社 | Resin molded product for vehicle structural member or aircraft structural member |
| CN105934321A (en) * | 2014-11-14 | 2016-09-07 | 三菱重工塑胶科技股份有限公司 | Injection molding method and injection molding apparatus |
| KR102209376B1 (en) * | 2019-12-31 | 2021-01-28 | 한화큐셀앤드첨단소재 주식회사 | Stiffener manufacturing method using 3d printer using continuous fiber filament |
-
1997
- 1997-11-11 JP JP30827997A patent/JPH11138601A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2012063298A1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-05-18 | 三菱重工プラスチックテクノロジー株式会社 | Resin molded product for vehicle structural member or aircraft structural member |
| US20130072624A1 (en) * | 2010-11-08 | 2013-03-21 | Toshihiko Kariya | Molded resin product for vehicle structural member or aircraft structural member |
| JP5657021B2 (en) * | 2010-11-08 | 2015-01-21 | 三菱重工プラスチックテクノロジー株式会社 | Resin molded products for vehicle structural members or aircraft structural members |
| CN105934321A (en) * | 2014-11-14 | 2016-09-07 | 三菱重工塑胶科技股份有限公司 | Injection molding method and injection molding apparatus |
| US10464246B2 (en) | 2014-11-14 | 2019-11-05 | U-Mhi Platech Co., Ltd. | Injection molding method |
| KR102209376B1 (en) * | 2019-12-31 | 2021-01-28 | 한화큐셀앤드첨단소재 주식회사 | Stiffener manufacturing method using 3d printer using continuous fiber filament |
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