注塑成型装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够抑制强化纤维的过度折损的注塑成型装置。注塑成型装置（1）具备：加热槽（30），其用微波加热器（32）加热长丝碳纤维聚集体（S）；注塑缸（10），其被供给热可塑性树脂以及加热后的长丝碳纤维聚集体；熔融螺杆部（21），其以能够旋转的方式配设于注塑缸内并且压缩、混合热可塑性树脂；分散输送螺杆部（22），其配设于注塑缸内且以与熔融螺杆部一体旋转的方式与熔融螺杆部的前端连接并且使长丝碳纤维聚集体分丝；主料斗（51），其将热可塑性树脂供给至注塑缸与熔融螺杆之间的空间内；以及副料斗（52），其将长丝碳纤维聚集体供给至注塑缸与分散输送螺杆部之间的空间内。另外，分散输送螺杆部是无压缩螺杆。

【技术实现步骤摘要】
注塑成型装置
[0001 ] 本专利技术涉及注塑成型装置。
技术介绍
为了提高树脂注塑成型品的强度，开发了对含有碳纤维、玻璃纤维等强化纤维的熔融树脂注塑成型的技术。专利文献I公示了使用双轴挤出机在将线束状的强化纤维(用胶结剂结合多个强化纤维后的强化纤维聚集体)和热可塑性树脂混合之后将混合物供给至注塑缸来进行注塑成型的注塑成型装置。根据该注塑成型装置，在双轴挤出机内不仅添加有线束状的强化纤维和热可塑性树脂，还添加有纵横比为I~5、平均粒径为?ομπι以下的粒状固态物。由于粒状固态物发挥润滑剂的作用，从而能够抑制强化纤维在双轴挤出机内以及注塑缸内过度折损。专利文献2公示了构成为用热风等预先加热含有强化纤维和树脂的复合成型材料(纤维强化粒料)之后进行注塑成型的注塑成型装置。纤维强化粒料由于预先加热而软化，因此能够抑制纤维强化粒料中的强化纤维的折损。专利文献1:日本特开2009-242616号公报专利文献2:日本特开2003-181877号公报图7是表示树脂中含有的强化纤维的纤维长、与含有该强化纤维的树脂成型材料的材料特性(刚性、强度、耐冲击性能)之间的关系的图表。在图7中，横轴表示强化纤维的纤维长，纵轴表示树脂成型材料的材料特性的大小。如图7所示，可知，强化纤维的纤维长越长，刚性(modulus)、强度(strength)、耐冲击性能(impact resistance)之类的材料特性越提闻。在注塑缸内使用具有通常的压缩比(压缩比=2.0~4.0)的全螺纹螺杆来混合含有强化纤维的树脂的情况下，强化纤维由于作用于通过全螺纹螺杆与注塑缸之间的间隙的强化纤维的剪切力而过度折损。例如，在被供给至注塑缸之前的强化纤维的长度(纤维长)为10_的情况下，所注塑的树脂中所含有的强化纤维的纤维长为I~2_。通过改良螺杆的压缩比、槽深度等螺杆设计、或者添加如上述专利文献I所述那样的润滑性固态粒子、进行如上述专利文献2所述那样的预先加热等，来多少改善强化纤维的折损程度。但是，由于因螺杆的旋转引起的剪切力对强化纤维的折损造成很大影响，所以即使实施上述那样的改善对策，也只不过将纤维长最多延伸2~3_左右。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供构成为能够抑制树脂中所含有的强化纤维在注塑成型时过度折损的注塑成型装置。本专利技术提供一种注塑成型装置，该注塑成型装置具备:加热装置，其加热通过胶结剂结合多个强化纤维而成的强化纤维聚集体；注塑缸，其被供给热可塑性树脂以及被上述加热装置加热后的强化纤维聚集体；第一螺杆，其以能够旋转的方式配设于上述注塑缸内并且在上述注塑缸内压缩且混合被供给至上述注塑缸内的热可塑性树脂；第二螺杆，其配设于上述注塑缸内且以与上述第一螺杆一体旋转的方式与上述第一螺杆的前端连接并且使被供给至上述注塑缸内的强化纤维聚集体分丝且使分丝后的强化纤维分散于热可塑性树脂中；树脂供给部，其将热可塑性树脂供给至上述注塑缸内的、与上述第一螺杆之间的空间内；以及强化纤维供给部，其将被上述加热装置加热后的强化纤维聚集体供给至上述注塑缸内的、与上述第二螺杆之间的空间内，上述第二螺杆是具有不会因由于上述第二螺杆在上述注塑缸内旋转而作用于强化纤维的剪切力引起强化纤维过度折损的低压缩比的低压缩螺杆或无压缩螺杆。在该情况下，优选为使用不同的料斗将热可塑性树脂与被加热装置加热后的强化纤维聚集体从注塑缸的不同位置供给至注塑缸内。根据本专利技术，能够将来自树脂供给部的热可塑性树脂、来自强化纤维供给部的加热后的强化纤维聚集体分别供给至注塑缸内。从树脂供给部被供给至注塑缸内的热可塑性树脂被第一螺杆在注塑缸内压缩、混合，并且由于施加于注塑缸的热而熔融。而且，将熔融状态下的热可塑性树脂从第一螺杆送至第二螺杆。另一方面，从强化纤维供给部被供给至注塑缸内的强化纤维聚集体由于与第一螺杆的前端连接的第二螺杆而分丝(解束)，并且分散于从第一螺杆输送来的熔融的热可塑性树脂中。此处，被供给至注塑缸的强化纤维聚集体已被加热装置加热。结合强化纤维彼此的胶结剂由于该加热也被加热。胶结剂通常由树脂形成，由于加热而软化、熔融。因此，由于胶结剂因加热而产生的软化、熔融，已弱化了被供给至注塑缸的强化纤维聚集体中的强化纤维彼此的结合力。因此，由于受到第二螺杆的旋转力，而使强化纤维聚集体容易地被分丝。另外，分丝后的各强化纤维仅通过第二螺杆。由于第二螺杆在注塑缸内旋转，从而剪切力作用于通过第二螺杆与注塑缸之间的间隙(特别是注塑缸的内壁与第二螺杆的叶片的外周壁之间的间隙)的强化纤维。在本专利技术中，第二螺杆是低压缩螺杆或无压缩螺杆，在第二螺杆在注塑缸内旋转的情况下，作用于强化纤维的剪切力较小。因此，即使剪切力作用于强化纤维，强化纤维也不会过度折损。因此，能够抑制所注塑的树脂中所含有的强化纤维的过度折损。这样，根据本专利技术，能够提供构成为能够抑制在注塑成型时树脂中所含有的强化纤维的过度折损的注塑成型装置。在上述专利技术中，“强化纤维的过度折损”是指被供给至注塑缸内的强化纤维的长度折损为不足初期长度(被供给至注塑缸时的长度)的40%的长度的情况。例如，定义为，在被供给至注塑缸内之前的强化纤维的长度为IOmm而从注塑缸射出的树脂中的强化纤维的长度不足4_的情况下，由于螺杆在注塑缸内旋转而作用于强化纤维的剪切力而产生“强化纤维的过度折损”。另外，在上述实施方式中，无压缩螺杆是指压缩比为1.0的螺杆。低压缩螺杆是指压缩比接近1.0的螺杆。本专利技术中的第二螺杆的压缩比是低至不会因由于第二螺杆在注塑缸内旋转产生的剪切力作用于通过注塑缸与第二螺杆之间的间隙的强化纤维而被过度折损程度的压缩比。在该情况下，优选第二螺杆的压缩比为1.0?2.0。即，优选为第二螺杆的压缩比为2.0以下。如果压缩比为2.0以下，那么作用于通过注塑缸与第二螺杆之间的强化纤维的剪切力较小，因此，强化纤维不会过度折损。优选为第二螺杆的L/D为强化纤维充分分散于熔融树脂中并且强化纤维不会过度折损的大小的值。优选为第二螺杆的L/D为10?15。若L/D不足10，则强化纤维未充分混合(分散)于熔融树脂中。另一方面，在L/D比15大的情况下，由于强化纤维通过注塑缸与第二螺杆之间的时间较长，所以有强化纤维在混合过程中过度折损的危险。强化纤维聚集体是通过胶结剂(收束剂)结合多个强化纤维并将它们集束的强化纤维的聚集体。在该情况下，优选为被供给至注塑缸的强化纤维聚集体是沿强化纤维的长边方向被切断为规定长度的短切原丝状的强化纤维聚集体。例如也可以是长度为IOmm左右的短切原丝状(chopped strands)的强化纤维聚集体。另外，被加热装置加热的强化纤维聚集体可以是上述短切原丝状的强化纤维聚集体，也可以是通过胶结剂结合多个非常长的强化纤维而成的束状(roving)材料。优选为在为束状材料的情况下，在加热后将束状材料切断为规定长度而将其成型为短切原丝状的强化纤维聚集体，并将这样成型后的短切原丝状的强化纤维聚集体供给至注塑缸。虽然加热装置只要是能够加热强化纤维聚集体的装置则可以是采用任意加热方法的装置，但优选为能够以短时间加热强化纤维聚集体的加热装置。特别优选使用如下的电磁波加热装置，即，输出有强化纤维聚集体中的强化纤维以及/或者胶结剂会吸收的波长的电磁波，并且通过使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种注塑成型装置，其特征在于，具备：加热装置，其加热通过胶结剂结合多个强化纤维而成的强化纤维聚集体；注塑缸，其被供给热可塑性树脂以及被所述加热装置加热后的强化纤维聚集体；第一螺杆，其以能够旋转的方式配设于所述注塑缸内，并且在所述注塑缸内压缩且混合被供给至所述注塑缸内的热可塑性树脂；第二螺杆，其配设于所述注塑缸内且以与所述第一螺杆一体旋转的方式与所述第一螺杆的前端连接，并且使被供给至所述注塑缸内的强化纤维聚集体分丝且使分丝后的强化纤维分散于热可塑性树脂中；树脂供给部，其将热可塑性树脂供给至所述注塑缸内的、与所述第一螺杆之间的空间内；以及强化纤维供给部，其将被所述加热装置加热后的强化纤维聚集体供给至所述注塑缸内的、与所述第二螺杆之间的空间内，所述第二螺杆是具有不会因由于所述第二螺杆在所述注塑缸内旋转而作用于强化纤维的剪切力引起强化纤维过度折损的低压缩比的低压缩螺杆或无压缩螺杆。

【技术特征摘要】
2012.09.03 JP 2012-1928181.一种注塑成型装置，其特征在于，具备: 加热装置，其加热通过胶结剂结合多个强化纤维而成的强化纤维聚集体； 注塑缸，其被供给热可塑性树脂以及被所述加热装置加热后的强化纤维聚集体； 第一螺杆，其以能够旋转的方式配设于所述注塑缸内，并且在所述注塑缸内压缩且混合被供给至所述注塑缸内的热可塑性树脂； 第二螺杆，其配设于所述注塑缸内且以与所述第一螺杆一体旋转的方式与所述第一螺杆的前端连接，并且使被供给至所述注塑缸内的强化纤维聚集体分丝且使分丝后的强化纤维分散于热可塑性树脂中； 树脂供给部，其将热可塑性树脂供给至所述注塑缸内的、与所述第一螺杆之间的空间内；以及 强化纤维供给部，其将 被所述加热装置加热后的强化纤维聚集体供给至所述注塑缸内的、与所述第二螺杆之间的空间内， 所述第二螺杆是具有不会因由于所述第二螺杆在所述注塑缸内旋转而作用于强化纤维的剪切力引起强化纤维过度折损的低压缩比的低压缩螺杆或无压缩螺杆。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：井沢省吾，原洋树，樋口亮平，
申请(专利权)人：爱信精机株式会社，
类型：发明
国别省市：