螺桿、注塑成形機以及注塑成形方法

螺桿、注塑成形機以及注塑成形方法
【專利摘要】本發明提供一種不將過度的剪切力施加于強化纖維就能夠消除強化纖維的分布不均的注塑成形機的螺桿。螺桿(10)設置在注塑成形機(1)的加熱缸(201)的內部，注塑成形機(1)的加熱缸(201)在樹脂的輸送方向的上游側被供給樹脂顆粒(P)并在下游側被供給強化纖維(F)，螺桿(10)具備：第一段(21)，其使供給的樹脂顆粒(P)熔融；以及第二段(22)，其與第一段(21)相連，將熔融樹脂(M)與強化纖維(F)混合。設置在該第二段上的第二螺紋(28)具備外徑相對大的大徑螺紋(28A)和外徑相對小的小徑螺紋(28B)。
【專利說明】
螺桿、注塑成形機以及注塑成形方法
技術領域
[0001]本發明涉及含有強化纖維的樹脂的注塑成形。
【背景技術】
[0002]通過含有強化纖維而提高了強度的纖維強化樹脂的成形品被用于各種用途。作為通過注塑成形來得到該成形品的方法，已知在構成增塑裝置的工作缸內通過螺桿的旋轉使熱塑性樹脂熔融，在其中混合或混煉纖維后，向注塑成形機的模具注射的方法。
[0003]為了得到強化纖維所帶來的強度提高的效果，期望強化纖維均勻地分散在樹脂之中。為了實現均勻分散，使混合的條件嚴格而增強對強化纖維施加的剪切力即可，但過強的剪切力會導致強化纖維的切斷。這樣一來，與當初的纖維長度相比，成形后的纖維長度大幅縮短，存在得到的成形品不能滿足期望的特性的可能性(專利文獻I)。從而，需要選擇減弱剪切力以防在混合時發生纖維的折損的注塑成形的條件，但這樣一來，強化纖維不能均勻地分散在纖維強化樹脂中，從而產生分布不均。另外，為了有助于強化纖維的均勻分散，也有設置向工作缸的內部強制地供給強化纖維的機構(給料器)的情況(例如，專利文獻2)，但還不足以將強化纖維的塊消除。尤其在強化纖維的含有量為10%以上這種高含有率的情況下，變得難以將強化纖維均勻地分散在樹脂中。
[0004]在先技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻I:日本特開2012-56173號公報
[0007]專利文獻2:日本特表2012-511445號公報

【發明內容】

[0008]發明所要解決的課題
[0009]本發明的目的在于提供一種不將過度的剪切力施加于強化纖維就能夠消除強化纖維的分布不均的注塑成形機的螺桿。
[0010]另外，本發明的目的在于提供一種具備此種注射螺桿的注塑成形機。
[0011]并且，本發明的目的在于提供一種使用此種注射螺桿來對含有強化纖維的樹脂進行注塑成形的方法。
[0012]用于解決課題的方案
[0013]本發明人等對強化纖維分布不均的原因進行了研究，得到了一個結論。即，在注塑成形的增塑工序中，如圖8所示，在工作缸310的內部配置的注塑成形用的螺桿300的螺紋306間的螺桿槽301中，大量強化纖維F的集合即纖維塊存在于螺紋的拉側303，而熔融樹脂M存在于螺紋的推側305。熔融樹脂M的粘度比較高，熔融樹脂M不能侵入纖維塊的內部，因此以熔融樹脂M為媒介的螺桿300的旋轉引起的剪切力不向纖維塊的內部傳遞，導致纖維塊不進行開纖。從而，強化纖維F以纖維塊的狀態被注塑成形，因此強化纖維F在成形品中分布不均。需要說明的是，圖8的(a)的空心箭頭表示螺桿300旋轉的方向，圖8的(c)的空心箭頭表示與螺桿300的旋轉相伴的、螺桿300與工作缸310的軸向或者周向上的相對的移動方向。對于后述的實施方式也是同樣的。
[0014]于是，本發明人想到了使位于螺桿槽301的螺紋的推側305的熔融樹脂M的一部分越過螺紋306的頂部T而向相鄰的螺桿槽301的拉側303逆流的方案。即，想要通過使該逆流的熔融樹脂M作用于纖維塊來促進纖維塊的開纖。
[0015]基于以上見解而作成的本發明的螺桿設置在注塑成形機的工作缸的內部，所述注塑成形機的所述工作缸在上游側被供給樹脂原料且在下游側被供給強化纖維，所述螺桿具備:第一段，其使供給的樹脂原料熔融；以及第二段，其與第一段相連，將熔融的樹脂原料與供給的強化纖維混合。
[0016]本發明的螺桿的特征在于，在第二段上設置的螺紋具備供熔融的樹脂原料從螺桿的下游側的螺桿槽朝向上游側的螺桿槽產生逆流的樹脂通路。本發明的螺桿通過設置樹脂通路而促使熔融樹脂M產生逆流。
[0017]需要說明的是，本申請中使用的上游或下游的用語以通過螺桿輸送樹脂的方向為基準。
[0018]作為本發明的螺桿中的樹脂通路的方式，可以從連續地設置在螺紋的回旋方向上的規定范圍內的方式A、和設置在螺紋的回旋方向上的一部分的方式B中選擇。
[0019]方式A可以選擇第二段由一條螺紋構成的第I方式、和第二段由兩條螺紋構成的第2方式中的任一個。
[0020]在方式A中，第I方式構成為，在第二段中，大徑螺紋與外徑相對小的小徑螺紋相連而構成一條螺紋。該方式中的逆流通路由小徑螺紋的頂部與工作缸之間的間隙構成。
[0021]另外，第2方式構成為，第二段由兩條螺紋構成，這兩條螺紋具備主螺紋和在由主螺紋形成的螺桿槽中設置的副螺紋，主螺紋構成大徑螺紋，副螺紋構成小徑螺紋。在該方式中，逆流通路也由小徑螺紋的頂部與工作缸之間的間隙構成。
[0022]在第2方式中，副螺紋可以設置在螺桿的軸向的一處或多處。
[0023]另外，在第2方式中，副螺紋可以與被供給強化纖維的部位對應地設置。當然，也可以設置在從被供給強化纖維的部位離開的位置。
[0024]另外，在第2方式中，優選副螺紋的起始端及終端中的任一方或雙方相對于主螺紋閉塞。
[0025]另外，方式B可以通過第三方式來實現，所述第三方式由以在螺紋的回旋方向上缺乏連續性的方式在螺紋的一部分設置切口的斷續的螺紋構成，樹脂通路由該切口構成。
[0026]本發明提供一種應用了上述螺桿的纖維強化樹脂的注塑成形機，該注塑成形機具備:工作缸，其形成有排出噴嘴;螺桿，其在工作缸的內部設置為能夠旋轉并能夠沿著旋轉軸方向移動;樹脂供給部，其將樹脂原料向工作缸內供給；以及纖維供給部，其設置得比樹脂供給部靠下游側，將強化纖維向工作缸內供給。
[0027]另外，本發明提供一種應用了上述螺桿的纖維強化樹脂的注塑成形方法，該方法為向工作缸供給樹脂原料，并且在比樹脂原料靠下游側的位置向工作缸供給強化纖維，從而對強化纖維進行注塑成形的方法，所述工作缸在內部設置有能夠旋轉并能夠沿著旋轉軸方向移動的螺桿。
[0028]發明效果
[0029]根據本發明，能夠提供一種不將過度的剪切力施加于強化纖維就能夠消除強化纖維的分布不均的注塑成形機的螺桿。
【附圖說明】
[0030]圖1是示出本實施方式所涉及的注塑成形機的概要結構的圖。
[0031]圖2是示意性地示出本實施方式所涉及的注塑成形的各過程中的樹脂的熔融狀態的圖，(a)示出增塑開始時，(b)示出增塑完成時，(C)示出注射完成時。
[0032]圖3是示出本實施方式所涉及的螺桿(第I實施方式)的圖，(a)是示出第二段的主要部分的側視圖，(b)是示出由大徑螺紋形成的螺桿槽及其附近的剖視圖，(C)是示出由小徑螺紋形成的螺桿槽及其附近的剖視圖，(d)是示出熔融樹脂M越過小徑螺紋的頂部而逆流的樣態的剖視圖，(e)是示出對強化纖維F的塊起作用的熔融樹脂M的圖，(f)是示出對強化纖維F的塊起作用的剪切力的圖。
[0033]圖4示出本實施方式所涉及的另一螺桿(第2-1方式)，(a)是示出第二段的主要部分的側視圖，(b)、(c)是設有副螺紋(小徑螺紋)的部分的剖視圖，(b)示出下游側，(C)示出上游側，(d)、(e)分別是示出在(b)、(C)中熔融樹脂M越過屏障螺紋的頂部而逆流的樣態的剖視圖。
[0034]圖5示出本實施方式所涉及的又一螺桿(第2-2方式)，(a)是示出第二段的主要部分的側視圖，(b)是設有副螺紋(小徑螺紋)的部分的剖視圖，(C)是未設有副螺紋的部分的剖視圖，(d)、(e)分別是示出(b)、(c)中的熔融樹脂M、強化纖維F的舉動的剖視圖。
[0035]圖6是表示圖5所涉及的螺桿的變形例的圖。
[0036]圖7示出本實施方式所涉及的又一螺桿(第3方式)，(a)是示出第二段的主要部分的側視圖，(b)是設有副螺紋(小徑螺紋)的部分的剖視圖，(C)是未設有副螺紋的部分的剖視圖，(d)、(e)分別是示出(b)、(c)中的熔融樹脂M、強化纖維F的舉動的剖視圖。
[0037]圖8示出現有的螺桿，(a)是示出第二段的部分的側視圖，(b)是示出由螺紋形成的螺桿槽及其附近的剖視圖，(C)是示意性地示出強化纖維的塊與熔融樹脂的塊在螺桿槽的內部分離存在的樣態的剖視圖。
【具體實施方式】
[0038]以下，基于附圖所示的實施方式對本發明進行詳細說明。
[0039][第I實施方式]
[0040]如圖1所示，本實施方式所涉及的注塑成形機I具備合模單元100、增塑單元200、以及對上述的單元的動作進行控制的控制部50。
[0041]以下，對合模單元100的結構與動作、增塑單元200的結構與動作的概要進行說明，然后，對注塑成形機I進行的注塑成形的過程進行說明。
[0042][合模單元的結構]
[0043]合模單元100具備:固定模板105，其固定設置在基架101上且供固定模具103安裝；可動模板111，其通過使液壓缸113工作而在導軌、滑動板等滑動構件107上沿圖中左右方向移動且供可動模具109安裝；以及多個連接桿115，其對固定模板105與可動模板111進行連結。在固定模板105上，與各連接桿115同軸地設置有合模用的液壓缸117，各連接桿115的一端與液壓缸117的柱塞119連接。
[0044]上述的各要素按照控制部50的指示來進行必要的動作。
[0045][合模單元的動作]
[0046]合模單元100的概要的動作如下。
[0047]首先，通過模開閉用的液壓缸113的工作使可動模板111移動至圖中的雙點劃線的位置而使可動模具109與固定模具103抵接。接下來，使各連接桿115的外螺紋部121與設于可動模板111的對開螺母123卡合，將可動模板111固定在連接桿115上。然后，提高液壓缸117內的可動模板111側的油室的工作油的壓力，對固定模具103與可動模具109進行緊固。在這樣進行合模之后，從增塑單元200向模具的型腔內注射熔融樹脂M而成形成形品。
[0048]如后述那樣，本實施方式的螺桿10是將熱塑性的樹脂顆粒P與強化纖維F在螺桿的長度方向上分別地供給的方式，因此螺桿10的全長或者增塑單元200的全長容易變長。因此，本實施方式在不能設置肘桿方式、在可動模板的背面具備合模缸的方式的合模裝置那樣的狹小空間中，通過組合具有能夠設置而實現省空間化的前述結構的合模單元100，有效地將注塑成形機I的全長抑制得較短。然而，此處示出的合模單元100的結構只不過是一例，并不妨礙應用其他結構或者進行替換。例如，在本實施方式中示出液壓缸113作為模開閉用的致動器，但也可以替換為將旋轉運動轉換為直線運動的機構與伺服電動機、感應電動機等電動機的組合。作為該轉換機構，能夠使用滾珠絲杠、齒輪齒條副。另外，當然也可以替換為基于電動驅動或液壓驅動的肘桿式合模單元。
[0049][增塑單元的結構]
[0050]增塑單元200具備筒型的加熱缸201、在加熱缸201的下游端設置的排出噴嘴203、在加熱缸201的內部設置的螺桿10、供給強化纖維F的纖維供給裝置213、以及供給樹脂顆粒P的樹脂供給料斗207。纖維供給裝置213與設置在比樹脂供給料斗207靠下游側的位置的排氣孔206連結。
[0051 ]增塑單元200具備使螺桿10前進或后退的第一電動機209、使螺桿10正轉或反轉的第二電動機211、以及對樹脂供給料斗207供給樹脂顆粒P的顆粒供給裝置215。上述的各要素按照控制部50的指示來進行必要的動作。
[0052]螺桿10是與所謂的排氣式螺桿同樣的雙段型的設計。具體而言，螺桿10具有設置在上游側的第一段21、和與第一段21相連且設置在下游側的第二段22，第一段21從上游側起依次具備供給部23、壓縮部24以及計量部70，第二段22從上游側起依次具備供給部25、壓縮部26以及計量部71。需要說明的是，圖中右側為上游側，左側為下游側。對于后述的實施方式也是同樣的。
[0053]螺桿10在第一段21上設置有第一螺紋27，在第二段22上設置有第二螺紋28。
[0054]第一段21以及第二段22均設定為，供給部23、25處的螺紋間的螺桿槽相對較深，壓縮部24、26處的螺紋間的螺桿槽從上游側朝向下游側而逐漸變淺，計量部70、71處的螺桿槽設定為最淺。在此，與第一段21的計量部70相比第二段22的供給部25的螺桿槽更深，因此從第一段21向供給部25排出的熔融樹脂M不能填滿供給部25的螺桿槽。由此，熔融樹脂M由于螺桿10的旋轉而被按壓至推側305而變得分布不均。由此，在第二段22的供給部25的拉側303產生空隙。因此，借助排氣孔206而從纖維供給裝置213供給的強化纖維F被分配至成為該空隙的拉側303，因此如圖8所示，熔融樹脂M和強化纖維F被區分開。
[0055]第一段21使樹脂原料熔融而生成熔融樹脂M，并且將生成的熔融樹脂M朝向第二段22輸送，因此具備確保熔融樹脂M的輸送速度以及增塑能力的功能即可。
[0056]為了得到該功能，如圖1所示，優選第一段21的第一螺紋27的螺紋間距(LI)為第二段22的第二螺紋28的螺紋間距(L2)以下，S卩LKL2成立。需要說明的是，螺紋間距(以下，僅稱為螺距)是指前后的螺紋的間隔。作為一個指標，第一螺紋27的螺距LI優選為螺距L2的0.4?1.0倍，更加優選為0.5?0.9倍。
[0057]接下來，第二段22如圖3的(a)所示，第二螺紋28具備外徑大的大徑螺紋28A和外徑小的小徑螺紋28B。此處所說的外徑的大小是相對的，小徑螺紋28B設定為外徑(半徑)比大徑螺紋28A小δ。
[0058]通常，螺桿的螺紋以其頂部能夠沿加熱缸的內徑面滑動的方式設定外徑。如圖3的(b)、(c)所示，本實施方式的大徑螺紋28Α相當于能夠沿加熱缸的內徑面滑動的螺紋，小徑螺紋28B形成為其頂部T從加熱缸201的內徑面離開。此處生成的空隙構成本發明中的產生熔融樹脂M的逆流的樹脂通路。
[0059]螺桿10從供強化纖維F投入的上游側起依次配置有大徑螺紋28A、小徑螺紋28B以及大徑螺紋28A。
[0060]關于在第二段22上設置小徑螺紋28B所實現的效果，將在對注塑成形的過程進行說明之后提及。
[0061]根據上述的LKL2成立的優選方式，第二段22的第二螺紋28的螺距L2比第一螺紋27的螺距LI大。第二段22在增塑工序中，在其后端側接受強化纖維F的供給。若螺距L2大，則第二螺紋28之間的槽寬大，強化纖維F落下而能夠填充的空隙變大。并且，在增塑工序時的螺桿10的后退時以及注射工序時的螺桿10的前進時，排氣孔206被第二螺紋28遮住的次數變少。從而，即便在螺桿10的后退中或者前進中，強化纖維F的落下也不會被第二螺紋28阻止而容易連續地落入槽內。具體而言，在第二螺紋28的接受從排氣孔206供給的強化纖維F的區域內，螺距L2優選為1.0 X D以上，進一步優選為1.2 X D以上。這樣一來，在注射工序中能夠使強化纖維F穩定地向螺桿10的槽內落下。需要說明的是，D是加熱缸201的內徑。
[0062]但是，若螺距L2變得過大，則輸送熔融樹脂M的力變弱，即便在通常的增塑所需的背壓(5?1MPa)的程度下，熔融樹脂M的輸送也變得不穩定，背壓使得熔融樹脂M向排氣孔206逆流而容易產生噴溢。從而，螺距L2優選為2.0 X D以下，進一步優選為1.7 X D以下。即，第二螺紋28的螺距L2優選為1.0 XD?2.0 XD，進一步優選為1.2 XD?1.7 XD。
[0063]另外，第二螺紋28的螺紋的寬度優選為螺距L2的0.01?0.3倍(0.01 X L2?0.3 XL2)。這是由于，若螺紋的寬度小于螺距L2的0.01倍，則第二螺紋28的強度不充分，若螺紋的寬度超出螺距L2的0.3倍，則螺桿槽寬變小，纖維容易掛在螺紋頂部而難以落入槽內。
[0064]另外，除了上述的LKL2成立的優選方式，第二段22的尤其是供給部25的部分或全部第二螺紋28也可以不是一條螺紋而是多條螺紋。在該情況下，從第一段21排出的熔融樹脂M彼此分離而分配至由多條螺紋劃分出的螺桿槽內，因此纖維塊與熔融樹脂M在各螺桿槽內分別接觸、混合，從而對熔融樹脂M向纖維塊的浸滲有效。另外，通過進一步使從纖維供給裝置213接受強化纖維F的供給的區域的螺紋條數為多條，從而通過多條螺紋而使螺桿10每次旋轉時螺紋在排氣孔206下通過的次數增加，因此從排氣孔206刮取強化纖維F的能力提高，強化纖維F向螺桿10槽內的取入效率提高。
[0065]如圖1所示，本實施方式的纖維供給裝置213將雙軸型螺旋給料器214設置在加熱缸201上，將強化纖維F強制地向螺桿10的槽內供給。需要說明的是，當然也可以使用單軸型的螺旋給料器。
[0066]向雙軸型螺旋給料器214供給強化纖維F的供給方法可以是向雙軸型螺旋給料器214直接投入連續纖維、所謂的粗紗狀態的纖維(以下，稱為粗紗纖維)，也可以是投入預先切斷為規定長度的短切原絲狀態的纖維(以下，稱為短切纖維)。或者，也可以將粗紗纖維和短切纖維以規定的比例混合并投入。
[0067]在要投入短切纖維的情況下，可以以粗紗纖維的狀態輸送至計量給料器的纖維投入口附近，在纖維投入口附近切斷粗紗纖維后馬上投入到上述的計量給料器。由此，在投入成形機之前，容易飛散的短切纖維不會暴露，因此能夠提高操作性。
[0068]在本實施方式中，在雙軸型螺旋給料器214的纖維投入口附近設置粗紗切割器218。通過粗紗切割器218來切斷粗紗纖維，使之成為短切纖維后再向雙軸型螺旋給料器214供給。
[0069][增塑單元的動作]
[0070]增塑單元200的概要的動作如下。需要說明的是，請參照圖1。
[0071]當在加熱缸201的內部設置的螺桿10旋轉時，從纖維供給裝置213經由排氣孔206供給的強化纖維F、以及從樹脂供給料斗207供給的由熱塑性樹脂構成的顆粒(樹脂顆粒P)朝向加熱缸201的下游端的排出噴嘴203而被送出。需要說明的是，強化纖維F的供給開始的時刻優選為從樹脂供給料斗207供給的樹脂顆粒P(熔融樹脂M)到達供給強化纖維F的排氣孔206之后。這是因為，若在熔融樹脂M到達排氣孔206之前開始強化纖維F的投入，則缺乏流動性以及螺桿10的輸送性的強化纖維F會閉塞螺桿槽內，妨礙熔融樹脂M的輸送，從而存在熔融樹脂M從排氣孔206溢出、或者發生螺桿10的異常磨損或破損的可能性。熔融樹脂M在與強化纖維F混合之后，以規定量向合模單元100的固定模具103與可動模具109之間形成的型腔注射。需要說明的是，當然是伴隨著螺桿10的如下基本動作，S卩，螺桿10伴隨著樹脂顆粒P的熔融而一邊受到背壓一邊后退，之后前進由此進行注射。另外，并不妨礙應用在加熱缸201的外側為了進行樹脂顆粒P的熔融而設置加熱器等其他結構或者進行替換。
[0072][注塑成形的過程]
[0073]具備以上的要素的注塑成形機I通過以下的過程進行注塑成形。
[0074]眾所周知，注塑成形包括:合模工序，其中，閉合可動模具109與固定模具103而以高壓進行合模;增塑工序，其中，將樹脂顆粒P在加熱缸201內進行加熱、熔融而使之增塑;注射工序，其中，將增塑后的熔融樹脂M向由可動模具109和固定模具103形成的型腔注射、填充;保持工序，其中，冷卻直至型腔中填充的熔融樹脂M固化;開模工序，其中，打開模具；以及取出工序，其中，取出在型腔內冷卻固化后的成形品，按序實施上述各工序、或者并行實施上述各工序的一部分，從而完成一個循環的注塑成形。
[0075]接下來，參照圖2以及圖3對與本實施方式關聯的增塑工序和注射工序依次進行說明。
[0076][增塑工序]
[0077]在增塑工序中，從加熱缸201的上游側的與樹脂供給料斗207對應的供給孔208供給樹脂顆粒P。在增塑剛開始時，螺桿1位于加熱缸201的下游，使螺桿1從其初始位置起一邊旋轉一邊后退(圖2的(a) “增塑開始”)。通過使螺桿10旋轉，由此供給至螺桿10與加熱缸201之間的樹脂顆粒P—邊接受剪切力而被加熱，一邊緩慢熔融且朝向下游被輸送。需要說明的是，在本發明中使增塑工序中的螺桿10的旋轉(方向)為正轉。熔融樹脂M被輸送至纖維供給裝置213時，從纖維供給裝置213供給強化纖維F。伴隨著螺桿10的旋轉，強化纖維F混煉、分散到熔融樹脂M中而與熔融樹脂M—起輸送至下游。若持續供給樹脂顆粒P、強化纖維F且使螺桿10持續旋轉，則熔融樹脂M與強化纖維F—起被輸送至加熱缸201的下游側，并存積在比螺桿10靠下游側的位置。根據在螺桿10的下游存積的熔融樹脂M的樹脂壓力與抑制螺桿10的后退的背壓之間的平衡而使螺桿10后退。然后，在存積了一次注射(Ishot)所需量的熔融樹脂M之后，停止螺桿10的旋轉以及后退(圖2的(b) “增塑完成”)。
[0078]圖2將樹脂(樹脂顆粒P、熔融樹脂M)與強化纖維F的狀態區分為“未熔融樹脂”、“樹脂熔融”、“纖維分散”以及“纖維分散完成”這四個階段來示出。在“增塑完成”的階段，比螺桿10靠下游的“纖維分散完成”表示在熔融樹脂M中分散有強化纖維F而供注射的狀態，“纖維分散”表示伴隨著螺桿10的旋轉，供給的強化纖維F分散在熔融樹脂M中的狀態。另外，“樹脂熔融”表示樹脂顆粒P由于受到剪切力而緩慢地熔融的狀態，“未熔融樹脂”表示雖然受到剪切力但殘存有熔融不足的樹脂，并沒有全部熔融這一狀態。但是，在“纖維分散完成”的區域中，強化纖維F有時會分布不均。
[0079][注射工序]
[0080]進入注射工序后，如圖2的(C)所示，使螺桿10前進。這樣一來，在螺桿10的前端部設置的未圖示的逆流防止閥關閉，從而存積在螺桿10的下游的熔融樹脂M的壓力(樹脂壓力)上升，熔融樹脂M從排出噴嘴203朝向型腔排出。
[0081]以后，經過保持工序、開模工序以及取出工序，完成一個循環的注塑成形，進行下一個循環的合模工序、增塑工序。
[0082][小徑螺紋28B的效果]
[0083]接下來，對在本實施方式中設置小徑螺紋28B的效果進行說明。
[0084]第二段22在增塑工序中，由其供給部25接受強化纖維F的供給。如之前參照圖8所述的那樣，在螺紋徑固定的現有的螺桿中，強化纖維F成為纖維塊而存在于螺紋的拉側。小徑螺紋28B是為了對該纖維塊進行開纖以便于強化纖維F的均勻分散而設置的。以下，參照圖3進行說明。需要說明的是，以下為了與第2實施方式以及第3實施方式進行區別，將螺桿10稱為螺桿10A。
[0085]螺桿1A在第二段22上具備大徑螺紋28A和小徑螺紋28B，當螺桿1A配設在加熱缸201的內部時，如圖3的(b)、( c)所示，即使大徑螺紋28A的頂部T與加熱缸201的內徑面2011抵接，小徑螺紋28B的頂部T與加熱缸201的內徑面2011之間也產生間隙(δ)。
[0086]從而，如圖3的(d)所示，在螺紋的推側35滯留的熔融樹脂M的一部分越過頂部Τ，從而向上游側的螺桿槽31產生逆流400。越過頂部T后的區域是存在纖維塊的螺桿槽31的拉側33，因此逆流的熔融樹脂M從加熱缸201的徑向外側(以下，稱為上方)覆蓋在成為纖維塊的強化纖維F上。這樣，通過設置小徑螺紋28B，由此纖維塊不僅與位于側方的推側35的熔融樹脂M接觸，還從上方與熔融樹脂M接觸。需要說明的是，在圖3的(d)中，熔融樹脂M的流動由虛線箭頭表示。
[0087]需要說明的是，熔融樹脂M的逆流400是指，相對于增塑工序中的熔融樹脂M從上游朝向下游(從圖中的右側朝向左側)輸送而向其反向(從圖中的左側朝向右側)流動。
[0088]在此，為了使纖維塊開纖，與螺桿1A的旋轉相伴的熔融樹脂M的回旋流引起的剪切力不僅作用于纖維塊的外周還作用于纖維塊的內部是很重要的。
[0089]如上述那樣，通過設置小徑螺紋28B，如圖3的(e)中的箭頭e所示，不僅從側面SS還從上表面US與纖維塊G進行接觸的熔融樹脂M進入纖維塊G (簡化為由長方體表示)的內部而浸滲。從而，與熔融樹脂M僅從側面SS浸滲的情況相比，剪切力以熔融樹脂M為媒介而傳遞至纖維塊G內部的更廣泛的范圍，其結果是，纖維塊G的開纖得到促進。另外，如圖3的(f)所示，在螺桿1A旋轉時，不僅在纖維塊G的側面SS處，在纖維塊G的上表面US處也能夠以粘著性高的熔融樹脂為媒介而不在工作缸的內徑面201T上滑動地對纖維塊G作用剪切力S，因此開纖得到進一步促進。
[0090]只要能夠使熔融樹脂M逆流，則在第二段22上設置小徑螺紋28B的位置是任意的。從而，在供給部25以及壓縮部26中的任一方上均可以設置小徑螺紋28B，但優選設置在供給部25上。這樣一來，在供給部25處促進強化纖維F的開纖之后，將熔融樹脂M輸送至與供給部25相比能夠作用更強的剪切力的壓縮部26，由此能夠有助于熔融樹脂M中的強化纖維F的均勻分散。另外，能夠在供給部25處促進強化纖維F的開纖而使纖維塊G變小之后，向槽深逐漸減小的壓縮部26輸送，因此能夠防止大的纖維塊G閉塞壓縮部26的槽內。另外，也可以將多個小徑螺紋28B隔開間隔而設置在多處。在該情況下，能夠進一步促進強化纖維F的開纖。
[0091]第二段22具備大徑螺紋28A。
[0092]這是為了保證螺桿1A的穩定的旋轉。即，也可以將第二段22的第二螺紋28全部替換為小徑螺紋28B，但這樣一來，在加熱缸201的內徑面2011與第二螺紋28的頂部T之間的軸向上的整個區域內產生間隙。由此，在使螺桿1A旋轉時，第二段22振擺回轉，可能會產生螺桿1A的異常磨損、異常振動。于是，在本實施方式中，在小徑螺紋28B的前后(上游側以及下游側)設置大徑螺紋28A，使該大徑螺紋28A作為軸承而發揮功能，由此防止第二段22的振擺回轉，保證螺桿1A的穩定的旋轉。需要說明的是，也可以代替小徑螺紋28B的上游側的大徑螺紋28A而使用第一段21的第一螺紋27，從而僅在小徑螺紋28B的下游側設置大徑螺紋28A。
[0093]在本實施方式中，優選間隙δ的大小的下限值為0.1mm，上限值為8mm及槽深的60%中的較小的一方。這是因為，若小于0.1_，則存在強化纖維F閉塞間隙δ而難以產生逆流400的情況。若大于8_及槽深的60%中的較小的一方，則雖然纖維塊G上覆蓋的熔融樹脂M的量變多而熔融樹脂M向纖維塊G的浸滲得到促進，但螺桿10的向下游側的樹脂輸送能力不足而存在成形生成效率降低的可能性。另外，與進行了攪拌的下游側相比，剛投入纖維后不久的上游側的纖維塊G的大小更大，因而若上游側的δ小則強化纖維F變得容易閉塞間隙δ，因此優選間隙S從上游側朝向下游側而逐漸減小或階段性地縮小。
[0094][第2實施方式]
[0095]在第I實施方式中對螺紋為一條的所謂的單螺紋螺桿進行了說明，但在第二段22中可以應用具備由主螺紋和副螺紋構成的兩條螺紋的雙螺紋。以下，將應用了雙螺紋的螺桿作為第2實施方式來進行說明。第2實施方式包括在被供給強化纖維F的部位應用雙螺紋的第2-1方式、以及在從被供給強化纖維F的部位離開的下游區域應用雙螺紋的第2-2方式。
[0096]需要說明的是，將第I實施方式中的第二螺紋28視為構成主螺紋的螺紋，以下，將第二螺紋28在措辭上換成主螺紋28，將副螺紋標記為副螺紋29。關于其他部分，對與第I實施方式相同的要素引用與第I實施方式相同的附圖標記，以下，以與第I實施方式不同的部分為中心進行說明。
[0097][第2-1 方式]
[0098]如圖4的(a)、(b)、(C)所示，第2-1方式所涉及的螺桿1B具備主螺紋28和副螺紋29。需要說明的是，圖4的(b)示出下游側的任意的位置的剖面，圖4的(c)示出上游側的任意的位置的剖面。
[0099]主螺紋28設置在第二段22的軸向上的大致整個區域，由其頂部T確定的外徑設定為在全長范圍內相等。主螺紋28在壓縮部26處不伴有副螺紋29而單獨設置。主螺紋28的外徑設定為與第I實施方式中的大徑螺紋28A相同。需要說明的是，將主螺紋28的頂部標記為T28，將副螺紋29的頂部標記為T29。
[0100]副螺紋29設置在前后相鄰的主螺紋28之間，且具備與主螺紋28的螺距相同的螺距或者比主螺紋28大的螺距，如圖4的(b)、(c)所示，將設置在相鄰的主螺紋28之間的螺桿槽31區分為下游側的拉側槽31A和上游側的推側槽31B。副螺紋29設定為外徑比主螺紋28小，與第I實施方式的小徑螺紋28B對應。
[0101]副螺紋29設置在第二段22的上游側的區域X(圖4的(a))，該區域X包括供強化纖維F向加熱缸201的內部供給的排氣孔206的投影區域。即，供給的強化纖維F落下或者被強制導入到形成有副螺紋29的區域X的范圍。尤其在增塑工序開始時，如圖4的(a)所示，以使排氣孔206以副螺紋29為界而跨到螺桿槽31的兩側的方式設定螺桿1B的位置。
[0102]接下來，對第2-1方式所涉及的螺桿1B的作用以及效果進行說明。
[0103]來源于從樹脂供給料斗207供給的樹脂顆粒P的熔融樹脂M被從第一段21送入第二段22。這樣一來，恪融樹脂M進入螺桿1B的副螺紋29與位于比副螺紋29靠下游側的位置的主螺紋28之間的拉側槽31A。如圖4的(e)所示，進入到拉側槽31A的熔融樹脂M的一部分隨著螺桿1B的旋轉，越過副螺紋29的頂部T29而向推側槽3IB逆流。越過副螺紋29的熔融樹脂M覆蓋在導入到推側槽31B內的強化纖維F上而浸滲至強化纖維F的內部。需要說明的是，本實施方式中的副螺紋29的頂部T29與加熱缸201的內徑面2011之間的間隙構成本發明中的熔融的樹脂原料產生逆流的樹脂通路。
[0104]另一方面，強化纖維F供給至推側槽31B和拉側槽31A這雙方。從而，在推側槽31B中，強化纖維F被卷入逆流的熔融樹脂M，并且在拉側槽31A中，強化纖維F被從上方壓入熔融樹脂M。
[0105]在此，從第一段21送入第二段22的熔融樹脂M只有一部分越過副螺紋29，大部分停留在拉側槽31A，并且拉側槽31A的寬度比第一段21的螺桿槽窄。由此，供給的強化纖維F能夠成為纖維塊G而存在的有空隙的空間大幅縮小，因此拉側槽31A的內部的熔融樹脂M的填充程度高。從而，纖維供給裝置213的壓入力作為向熔融樹脂M的內部壓入強化纖維F的力而有效地發揮作用，因此熔融樹脂M向纖維塊G的浸滲得以促進，其結果是，熔融樹脂M進入強化纖維F與強化纖維F之間而使纖維彼此的纏繞變弱、或者使纖維束的束合劑由于熔融樹脂M的熱量而熔融或者分解等，從而使束合力變弱，得以促進開纖。
[0106]另外，與主螺紋28連結的副螺紋29的起始端29S處的螺距可以與副螺紋29的軸向中央部的螺距為相同的大小，也可以為圖4的(a)那樣。即，在本發明中，可以使副螺紋29的起始端29S處的螺距比副螺紋29的軸向中央部的螺距大，提前縮小拉側槽31A的槽寬。通過提前縮小拉側槽31A的槽寬，能夠進一步提高拉側槽31A的內部的熔融樹脂M的填充程度。這樣一來，纖維供給裝置213的壓入力作為向熔融樹脂M的內部壓入強化纖維F的力而有效地發揮作用，并且使拉側槽31A內的熔融樹脂M的壓力增大，能夠促進從拉側槽31A向推側槽31B的逆流。
[0107]從拉側槽31A向推側槽31B逆流的熔融樹脂M浸滲于強化纖維F，在通過副螺紋29的頂部T29與加熱缸201的內徑面之間的間隙而進行逆流時，相應的剪切力起作用，因此能夠進一步促進與熔融樹脂M—起從拉側槽31A向推側槽31B逆流的纖維塊G的開纖。
[0108]伴隨著螺桿1B的旋轉，拉側槽31A中的熔融樹脂M向纖維塊G的浸滲和熔融樹脂M逆流時的強剪切力的作用持續，熔融樹脂M到達副螺紋29的終點。在該過程中，如圖4的(d)所示，拉側槽31A的寬度變窄，從拉側槽31A向寬度變寬的推側槽31B逆流的熔融樹脂M中分散有開纖的強化纖維F。
[0109]本實施方式的副螺紋29的起始端29S與終端29E這雙方相對于主螺紋28閉塞，但這在本實施方式中并不是必須要素。然而，若起始端29S與終端29E從主螺紋28離開，則熔融樹脂M從其間隙泄漏，與此相對，若閉塞，則熔融樹脂M能夠不泄漏地越過副螺紋29的頂部T29而被賦予剪切力。
[0110][第2-2 方式]
[0111]如圖5的(a)、(b)、(c)所示，第2-2方式所涉及的螺桿1C在比強化纖維F的投入部靠下游的位置設置副螺紋29。除此之外，螺桿1C與第2-1方式的螺桿1B的結構相同，因此，以下以與螺桿1B的不同點為中心進行說明。
[0112]在螺桿1C中，副螺紋29大致從供給部25的中央部分起設置到下游端，另一方面，在比設置有副螺紋29的區域靠上游側的位置單獨地設置主螺紋28。從而，從供給強化纖維F后直至強化纖維F到達副螺紋29之前，如圖5的(e)所示，與第I實施方式中示出的情況同樣地，熔融樹脂M與強化纖維F被推側槽31B和拉側槽31A劃分開。
[0113]隨著螺桿1C的旋轉，熔融樹脂M和強化纖維F向下游輸送，到達設置有副螺紋29的雙螺紋區。這樣一來，熔融樹脂M與強化纖維F—起被引導至拉側槽31A。當進一步向下游側輸送時，隨著拉側槽31A的寬度逐漸變窄，如圖5的(d)所示，熔融樹脂M伴著強化纖維F越過副螺紋29的頂部T29而向推側槽31B逆流。在通過副螺紋29的頂部T29與加熱缸201的內徑面2011之間的間隙時，強剪切力起作用，因此移送至推側槽31B的強化纖維F的開纖得到促進。但是，設想即使越過副螺紋29的頂部T29也殘留有開纖不充分的纖維塊G的情況。然而，對在副螺紋29的拉側側面分布不均的該纖維塊G而言，與第2-1方式同樣地，與強化纖維F相伴的熔融樹脂M的從拉側槽31A向推側槽31B的逆流持續直至副螺紋29的終端。由此，越過副螺紋29的頂部T29的熔融樹脂M覆蓋在副螺紋29的拉側側面分布不均的纖維塊G，由此促進熔融樹脂M浸滲到纖維塊G的內部，從而進一步促進推側槽31B內的熔融樹脂M的強化纖維F的開纖直至強化纖維F均勻地分散。
[0114]螺桿1C使設置副螺紋29的范圍增長，因此推側槽3IB以及拉側槽31A各自的寬度擴展平緩，但如圖6的(a)所示，也可以縮短設置副螺紋29的范圍而使寬度擴展陡峭。在該情況下，能夠增強在越過副螺紋29時起作用的每單位時間的剪切力。
[0115]如圖6的(b)所示，該短的副螺紋29隔開間隔而設置在多處(在此為兩處)，由此能夠進一步促進強化纖維F的開纖。
[0116]另外，在多處設置副螺紋29的情況下，組合的螺紋的組合是任意的。例如，可以如圖6的(b)那樣組合區域X的長度相同的副螺紋29，也可以組合區域X的長度不同的副螺紋29。在前者的情況下，可以將圖4的(a)或者圖5的(a)那樣的區域X的長度長的副螺紋29彼此組合。另外，在后者的情況下，可以將圖4的(a)或者圖5的(a)那樣的區域X的長度長的副螺紋29與圖6的(a)那樣的區域X的長度短的副螺紋29組合。
[0117]另外，第2-1方式以及第2-2方式中的主螺紋28與副螺紋29的高度之差即間隙δ優選與實施例1相同。即，優選間隙S的下限值為0.1mm，上限值為8mm及槽深的60%中的較小的一方，優選間隙S從上游側朝向下游側階段性地縮小、或者在區域X的全長范圍內逐漸減小、或者在區域X的局部范圍內逐漸減小。尤其是在多處具備副螺紋29的情況下，可以使各處的副螺紋29的間隙δ從下游側朝向上游側逐漸減小，也可以使各處的副螺紋29的間隙δ分別固定，使設置在下游側的副螺紋29的間隙δ相對于設置在上游側的副螺紋29的間隙δ相對減小。在該情況下，與第I方式所示的情況同樣地，能夠通過減小下游側的S來對進行了攪拌的纖維塊G施加適度的剪切，因此對開纖是有效的。尤其是通過增大上游側的間隙δ，能夠在開纖未進展的大的纖維塊G進入副螺紋29的頂部T29部的間隙δ時，防止受到急劇的變形而產生過大的剪切力所引起的強化纖維F的折損。
[0118]另外，副螺紋29的區域X的長度優選為1.5X D?12 X D(D為加熱缸201的內徑)。
[0119]若區域X比1.5X D短，則由于拉側槽3IA的槽截面面積急劇地縮小，纖維塊G受到急劇的變形而產生過大的壓縮力以及剪切力，從而容易產生強化纖維F的折損。另外，大的纖維塊G不得不在短距離內流入小的間隙δ，間隙δ可能會由于纖維塊G而閉塞，從而不再產生熔融樹脂M從下游側向上游側的逆流。
[0120]若區域X比12X D長，則熔融樹脂M覆蓋在纖維塊G上的區域變大，因此熔融樹脂M向纖維塊G的浸滲得到促進，但在熔融樹脂M到達副螺紋29的終端29Ε為止的期間，大半熔融樹脂M越過副螺紋29。這樣一來，在終端29Ε附近僅殘留缺乏流動性以及螺桿10的輸送性的纖維塊G，存在纖維塊G不能越過副螺紋29而滯留在拉側槽31Α內的可能性。
[0121]另外，拉側槽31Α的槽深也可以在區域X的全長范圍內固定(供給部25或計量部71)。然而并不限于此，為了防止熔融樹脂M或者纖維塊G滯留在副螺紋29的終端29Ε，拉側槽31Α的槽深優選副螺紋29的終端29Ε附近作為壓縮部26而從上游側朝向下游側逐漸減小。就從供給部25向壓縮部26切換的切換位置而言，可以在比區域X靠上游側的位置從供給部25切換為壓縮部26，也可以在區域X的內部從供給部25切換為壓縮部26。尤其優選從拉側槽31Α的槽底至副螺紋29的頂部T29槽深逐漸減少，使得拉側槽31Α在副螺紋29的終端29Ε處消失。在該情況下，在終端29Ε處拉側槽31Α的槽深逐漸減小的梯度可以與壓縮部26的梯度相同，也可以在終端29Ε附近切換梯度而成為比壓縮部26的梯度大或小的梯度。
[0122][第3實施方式]
[0123]在第I實施方式以及第2實施方式中，對熔融的樹脂原料產生逆流的樹脂通路連續地設置在螺紋的回旋方向的規定范圍內的例子進行了說明，但本發明可以將樹脂通路設置在螺紋的回旋方向的一部分。以下，將在螺紋的回旋方向的一部分應用樹脂通路的螺桿作為第3實施方式來進行說明。
[0124]需要說明的是，對與第I實施方式相同的要素引用與第I實施方式相同的附圖標記，以下，以與第I實施方式不同的部分為中心進行說明。
[0125]如圖7的(a)所示，第3實施方式所涉及的螺桿1F在第二螺紋28的一部分設置有切口 75，通過由切口 75劃分的上游側的螺紋28C和下游側的螺紋28D來構成斷續的第二螺紋28。就第二螺紋28而言，將在回旋方向上連續的第二螺紋28的一部分切去而作為上游側的螺紋28C的終端，上游側的螺桿槽與下游側的螺桿槽以切口 75為界而在槽底連結。在上游側的螺紋28C的終端與下游側的螺紋28D的起始端之間設置有間隙(δ)，該間隙(δ)相當于本發明的熔融樹脂M產生逆流的樹脂通路。
[0126]接下來，對第3實施方式所涉及的螺桿1F的作用以及效果進行說明。
[0127]螺桿1F在第二段的第二螺紋28的一部分設置切口75，從而具備設有間隙(δ)的斷續的螺紋，上游側的螺桿槽與下游側的螺桿槽在槽底連結。
[0128]從而，如圖7的(a)所示，在螺紋的推側35滯留的熔融樹脂M的一部分通過在上游側螺紋28C的終端28E與下游側螺紋28D的起始端28S之間形成間隙(δ)的切口 75，而向上游側的螺桿槽31逆流。通過間隙(δ)后的區域是存在纖維塊G的螺桿槽31的拉側33，因此逆流的熔融樹脂M從拉側33主要自側方覆蓋在成為纖維塊G的強化纖維F上。這樣，通過設置切口75，從而纖維塊G不僅與位于側方的推側35的熔融樹脂M接觸，還從拉側33與熔融樹脂M接觸。需要說明的是，在圖7的(a)中，熔融樹脂M的流動由虛線箭頭表示。
[0129]只要能夠使熔融樹脂M逆流，則在第二段22上設置螺紋的切口75的位置、大小以及數量是任意的。
[0130]另外，具有切口75的第二螺紋28的條數不限于一條，如圖7的(b)所示，也可以設置周向的相位彼此不同的多條第二螺紋28、28。在設置多條第二螺紋28、28的情況下，可以僅重疊第二螺紋28、28各自的一部分，也可以重疊全部。在該情況下，在各第二螺紋28、28上設置切口 75，因此間隙δ成為多個。
[0131]另外，就螺紋條數而言，優選如圖8的(C)那樣，上游側的螺紋條數比下游側的螺紋條數少，從而促進強化纖維F的開纖而使纖維塊G依次細化變小，使樹脂覆蓋在更小的纖維塊G的表面并向纖維塊G浸滲，使得能夠向槽深逐漸減小的壓縮部26輸送。圖8的(c)示出上游側的條數為兩條、下游側的條數為三條的例子。
[0132]另外，在具備多個間隙δ的情況下，間隙δ可以全部是相同的寬度，也可以是不同的寬度。與進行了攪拌的下游側相比，剛投入纖維后不久的上游側的纖維塊G的大小更大，因而若上游側的S小則強化纖維F容易閉塞間隙δ。于是，優選間隙δ從上游側朝向下游側而逐漸減小或階段性地縮小。另外，能夠在供給部25處促進強化纖維F的開纖而使纖維塊G變小之后，向槽深逐漸減小的壓縮部26輸送，因此能夠防止大的纖維塊G閉塞壓縮部26的槽內。
[0133]另外，如圖7的(d)所示，就斷續的第二螺紋28而言，可以相對于上游側的螺紋28C的回旋方向的延長線錯開相位而設置下游側的螺紋28D。在該情況下，在螺紋的終端部，纖維塊G與逆流來的熔融樹脂M的接觸面積增大，因此熔融樹脂M向纖維塊G的浸滲得以促進。
[0134]以上，基于實施方式對本發明進行了說明，在不脫離本發明的主旨的范圍內，能夠取舍選擇上述實施方式中所列舉的結構、或適當變更為其他的結構。
[0135]另外，可以將第I方式的小徑螺紋28B與第2方式的副螺紋29組合而隔開間隔設置，也可以在小徑螺紋28B的螺桿槽31內設置副螺紋29。另外，可以將第I實施方式至第3實施方式的螺紋任意組合來設置。
[0136]另外，螺桿10不限于本實施方式示出的雙段型的設計，可以采用在第二段的下游側還設置有具備供給部、壓縮部、計量部的第三段的三段型的設計。在該情況下，可以在第三段中追加向熔融樹脂添加功能構件或者使揮發物質排出這樣的功能等。
[0137]本發明的增塑單元200使纖維供給裝置213以及樹脂供給料斗207相對于加熱缸201固定，但也可以采用在螺桿10的軸向上移動的可動式的料斗。尤其在纖維供給裝置213使用多軸型的計量給料器的情況下，也可以在螺桿10的長度方向上平行地連結配置多個給料器，在增塑工序中切換供給強化纖維F的給料器來使用。具體而言，在增塑工序開始時，從在螺桿10的前端側配置的給料器供給強化纖維F，在增塑工序中伴隨著螺桿10的后退，將供給強化纖維F的給料器依次向后側切換，以使螺桿10與排出纖維的給料器螺桿之間的相對位置不會發生變化。由此，與螺桿10的后退以及注射時的螺桿1的前進引起的加熱缸201與螺桿10之間的相對位置的變化無關地，能夠使強化纖維F相對于螺桿10的供給位置固定。
[0138]具體而言，能夠使完成增塑時的纖維供給給料器螺桿的位置、即填充有強化纖維F的最后部的螺桿槽的位置在由于注射而前進的螺桿位置處，與下一次增塑開始時的纖維供給給料器螺桿的位置一致，因此能夠向比纖維供給裝置213靠下游的螺桿槽連續地供給強化纖維F，有效地防止或抑制在比纖維供給裝置213靠下游的螺桿10的槽內產生未填充有強化纖維F的區域。
[0139]另外，給料器螺桿的切換方法可以是單純的0N/0FF(接通/斷開)控制，也可以使相鄰的螺旋給料器的轉速協同變化。具體而言，可以伴隨著螺桿的后退而使下游側的螺旋給料器的轉速逐漸降低，并且使后側的螺旋給料器的轉速逐漸增加。
[0140]另外，強化纖維F向加熱缸201的供給不僅限于注射工序、增塑工序，例如也可以在保壓工序、注射等待工序(從增塑工序完成到注射工序開始為止的期間)中進行。在保壓工序中、注射等待工序中，螺桿10不進行旋轉以及前進或者后退，因此不會由于螺紋的移動而斷續地封閉排氣孔。因此，能夠將強化纖維穩定地向螺桿10的槽內供給。
[0141]另外，向纖維供給裝置213不僅可以供給強化纖維F，也可以供給混合有粉狀或顆粒狀的原料樹脂的強化纖維F。在該情況下，即便熔融樹脂M難以浸入強化纖維F間，混合的原料樹脂也能夠在強化纖維F的塊中熔融，進入纖維束中而促進纖維束的開纖。
[0142]另外，在本發明中應用的樹脂、強化纖維不受特別限定，廣泛地包括聚丙烯、聚乙烯等通用樹脂、聚酰胺、聚碳酸酯等工程塑料等公知的樹脂、以及玻璃纖維、碳纖維、竹纖維、麻纖維等公知的強化纖維等公知的材質。需要說明的是，為了顯著地得到本發明的效果，優選以強化纖維的含有量為10%以上這種高含有率的纖維強化樹脂為對象。然而，若強化纖維的含有率超過70%，則螺桿槽內的強化纖維的輸送阻力變大，因此在使用樹脂的輸送能力比較低的小徑螺紋的本發明中，輸送強化纖維變得困難，強化纖維可能會閉塞螺桿槽內而在排氣孔部產生噴溢。因此，在本發明中應用的強化纖維的含有率優選為10%?70%，進一步優選為15%?50%。
[0143]附圖標記說明
[0144]I注塑成形機
[0145]10、1B ?1G螺桿
[0146]21第一段
[0147]22第二段
[0148]23供給部
[0149]24壓縮部
[0150]25供給部
[0151]26壓縮部
[0152]27第一螺紋
[0153]28第二螺紋、主螺紋
[0154]28A大徑螺紋
[0155]28B小徑螺紋
[0156]28C螺紋
[0157]28D螺紋
[0158]28E終端
[0159]28S起始端
[0160]29副螺紋
[0161]29E終端
[0162]29S起始端
[0163]31螺桿槽
[0164]31A拉側槽
[0165]31B推側槽
[0166]33拉側
[0167]35推側
[0168]50控制部
[0169]70計量部
[0170]71計量部
[0171]75切口
[0172]100合模單元
[0173]101基架
[0174]103固定模具
[0175]105固定模板
[0176]107滑動構件
[0177]109可動模具
[0178]111可動模板
[0179]113液壓缸
[0180]115連接桿
[0181]117液壓缸
[0182]119柱塞
[0183]121外螺紋部
[0184]123對開螺母
[0185]200增塑單元
[0186]201加熱缸
[0187]2011內徑面
[0188]203排出噴嘴
[0189]206排氣孔
[0190]207樹脂供給料斗
[0191]208供給孔
[0192]209第一電動機
[0193]211第二電動機
[0194]213纖維供給裝置
[0195]214雙軸型螺旋給料器
[0196]215顆粒供給裝置
[0197]218粗紗切割器
[0198]300螺桿
[0199]301螺桿槽
[0200]303拉側[0201 ]305推側
[0202]306螺紋
[0203]310工作缸
[0204]400逆流
[0205]F強化纖維
[0206]G纖維塊
[0207]M、Mr熔融樹脂
[0208]P樹脂顆粒
[0209]T、T28、T29頂部
[0210]δ間隙
【主權項】
1.一種螺桿，其設置在注塑成形機的工作缸的內部，所述注塑成形機的所述工作缸在上游側被供給樹脂原料且在下游側被供給強化纖維， 所述螺桿的特征在于，具備: 第一段，其使供給的所述樹脂原料熔融；以及 第二段，其與所述第一段相連，將熔融的所述樹脂原料與供給的所述強化纖維混合，在所述第二段上設置的螺紋具備樹脂通路，所述樹脂通路供熔融的所述樹脂原料從所述螺桿的下游側的螺桿槽朝向上游側的螺桿槽產生逆流。2.—種螺桿，其特征在于， 在所述第二段上設置的螺紋具備外徑相對大的大徑螺紋和外徑相對小的小徑螺紋， 所述逆流通路由所述小徑螺紋的頂部與所述工作缸之間的間隙構成。3.根據權利要求2所述的螺桿，其中， 在所述第二段中，所述大徑螺紋與所述小徑螺紋相連而構成一條所述螺紋。4.根據權利要求2所述的螺桿，其中， 所述第二段的所述螺紋由兩條螺紋構成，所述兩條螺紋具備主螺紋、以及在由所述主螺紋形成的螺桿槽中設置的副螺紋， 所述主螺紋構成所述大徑螺紋，所述副螺紋構成所述小徑螺紋。5.根據權利要求4所述的螺桿，其中， 所述副螺紋設置在所述螺桿的軸向的一處或多處。6.根據權利要求4所述的螺桿，其中， 所述副螺紋與被供給所述強化纖維的部位對應地設置。7.根據權利要求4至6中任一項所述的螺桿，其中， 所述副螺紋的起始端及終端中的任一方或雙方相對于所述主螺紋閉塞。8.根據權利要求1所述的螺桿，其中， 在所述第二段上設置的所述螺紋是以在所述螺紋的回旋方向上缺乏連續性的方式在所述螺紋的一部分設置切口而成的斷續的螺紋， 所述樹脂通路由所述切口構成。9.一種纖維強化樹脂的注塑成形機，其特征在于，具備: 工作缸，其形成有排出噴嘴； 螺桿，其在所述工作缸的內部設置為能夠旋轉并能夠沿著旋轉軸方向移動； 樹脂供給部，其將樹脂原料向所述工作缸內供給；以及 纖維供給部，其設置得比所述樹脂供給部靠下游側，將強化纖維向所述工作缸內供給， 所述螺桿應用權利要求1至8中任一項所述的螺桿。10.一種纖維強化樹脂的注塑成形方法，其為向工作缸供給樹脂原料，并且在比所述樹脂原料靠下游側的位置向工作缸供給強化纖維，從而對強化纖維進行注塑成形的方法，所述工作缸在內部設置有能夠旋轉并能夠沿著旋轉軸方向移動的螺桿， 所述纖維強化樹脂的注塑成形方法的特征在于， 所述螺桿應用權利要求1至8中任一項所述的螺桿。11.一種注塑成形方法，其為向工作缸供給樹脂原料，并且在比所述樹脂原料靠下游側的位置向工作缸供給強化纖維，從而對強化纖維進行注塑成形的方法，所述工作缸在內部設置有能夠旋轉并能夠沿著旋轉軸方向移動的螺桿， 所述注塑成形方法的特征在于， 所述螺桿具備: 第一段，其使供給的所述樹脂原料熔融；以及 第二段，其與所述第一段相連，將熔融的所述樹脂原料與供給的所述強化纖維混合， 在所述第二段中，所述樹脂原料越過在所述螺桿上設置的螺紋的頂部而流入上游側的螺桿槽內。
【文檔編號】B29C45/47GK105934320SQ201480073788
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2014年6月9日
【發明人】苅谷俊彥, 信田宗宏, 戶田直樹, 木下清, 山口雄志
【申請人】三菱重工塑膠科技股份有限公司