(57)【要約】【課題】繊維状充填材の折損を防止して、繊維強化樹脂組成物の強度向上性を維持することができる樹脂成形機を提供する。【解決手段】樹脂成形機１は、軸部２１とフライト２２とを有したスクリュ２と、スクリュ２を内部に収容したシリンダ３と、ホッパー口４と、吐出口５とを備えている。スクリュ２は、軸部２１の外径がその長手方向に一定に形成された供給部２４と、供給部２４に連なりかつ軸部２１の外径が該供給部２４から離れるにしたがって徐々に大きく形成された圧縮部２５と、圧縮部２５に連なりかつ軸部２１の外径がその長手方向に一定に形成された計量部２６とを備えている。計量部２６の軸部２１の外周面２１ａとフライト２２の先端２２ａとの間の距離Ｄ３に対する供給部２４の軸部２１の外周面２１ａとフライト２２の先端２２ａとの間の距離Ｄ１の比率Ｄ１／Ｄ３は、１．２以上でかつ１．９５以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と該軸部の外周面から立設されたフライトとを有したスクリュと、前記スクリュを内部に収容したシリンダと、前記シリンダの基端部に設けられかつ該シリンダ内にベース樹脂と繊維状充填材とからなる繊維強化樹脂組成物が供給される第一の開口と、前記シリンダの先端部に設けられかつ該シリンダ内で溶融混練された前記繊維強化樹脂組成物が吐出される第二の開口と、を備えた樹脂成形機において、
前記スクリュが、前記第一の開口側に配されかつ前記軸部の外径がその長手方向に一定に形成された供給部と、前記供給部に連なりかつ前記軸部の外径が該供給部から離れるにしたがって徐々に大きく形成された圧縮部と、前記圧縮部に連なりかつ前記軸部の外径がその長手方向に一定に形成された計量部と、を備えるとともに、
前記計量部の前記軸部の外周面と前記フライトの先端との間の距離に対する前記供給部の前記軸部の外周面と前記フライトの先端との間の距離の比率が、１．２以上でかつ１．９５以下であることを特徴とする樹脂成形機。
【請求項２】
前記供給部と前記圧縮部とが、それぞれ、前記計量部よりも長く設けられたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形機。
【請求項３】
前記計量部の長さに対する前記圧縮部の長さの比率が、２以上でかつ４以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の樹脂成形機。
【請求項４】
前記計量部の長さに対する前記供給部の長さの比率が、１．３３以上でかつ５以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか一項に記載の樹脂成形機。
【請求項５】
前記シリンダ内に熱を供給するヒータを更に備えるとともに、
前記シリンダ内の前記供給部が配される部分に熱を供給する前記ヒータの温度が、前記ベース樹脂の融点に対して−２５℃以上でかつ前記ベース樹脂の融点以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか一項に記載の樹脂成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュと、スクリュを内部に収容したシリンダと、シリンダの基端部に設けられた第一の開口と、シリンダの先端部に設けられた第二の開口とを備えた樹脂成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂をベースとした樹脂組成物（以下、単に「樹脂組成物」と呼ぶ）は、例えば、ペレット形状の成形材料（バージンペレット）が射出成形によって所望の形状の成形品に成形されるが、このとき、成形品とともにスプールやランナー等の端材が発生する。このような端材は、成形品から切り離されて粉砕された後に押出成形によって造粒されてリペレットとなり、該リペレットをバージンペレットと所定の割合で混合して射出成形することによってリサイクルされている。
【０００３】
前述した押出成形に用いられる樹脂成形機は、例えば、軸部と該軸部の外周面から立設されたフライトとを有したスクリュと、スクリュを内部に収容したシリンダと、シリンダの基端部に設けられかつ該シリンダ内に樹脂組成物が供給されるホッパー口と、シリンダの先端部に設けられかつ該シリンダ内で溶融混練された樹脂組成物が吐出される吐出口と、シリンダ内に熱を供給するヒータとを少なくとも備えている。
【０００４】
スクリュは、シリンダ内のホッパー口側に配されかつ軸部の外径が一定に形成された供給部と、供給部に連なりかつ軸部の外径が供給部から離れるにしたがって徐々に大きく形成された圧縮部と、圧縮部に連なりシリンダ内の吐出口側に配されかつ軸部の外径が一定に形成された計量部とを備えている。供給部の軸部の外周面とフライトの先端との間の距離は、計量部の軸部の外周面とフライトの先端との距離より大きく形成されている。供給部の前記距離に対する計量部の前記距離の比率は、例えば２．４〜３．２とされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
前述した射出成形時の端材は、ホッパー口からシリンダ内に供給される。そして、該端材は、シリンダ内をホッパー口（スクリュの供給部側）から吐出口（スクリュの計量部側）に向かって搬送される間に、前述した構成のスクリュによって大きな剪断力を受けるとともにヒータから熱を供給されて十分に溶融混練され、吐出口から吐出されて線状に成形された後に短く切断されて再ペレット化され、リペレットとなる。
【０００６】
ところで、前述した樹脂組成物は、熱可塑性樹脂からなるベース樹脂と、ガラス繊維やカーボン繊維等の繊維状充填材とから構成されることがある（以下、繊維強化樹脂組成物と呼ぶ）。繊維状充填材によって、繊維強化樹脂組成物の機械的強度が向上する。
【特許文献１】特開２００２−２３４０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述した特許文献１に記載された樹脂成形機を用いて繊維強化樹脂組成物の端材を再ペレット化すると、該端材に作用する剪断力が大きいので、繊維状充填材が折損してしまうといった問題があった。そして、このように繊維状充填材が折損したリペレットをバージンペレットと混合して射出成形すると、バージンペレットのみの場合と比較して成形品の機械的強度が低下してしまうので、リサイクルが不可能であるといった問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、繊維状充填材の折損を防止して、繊維強化樹脂組成物の強度向上性を維持することができる樹脂成形機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、軸部と該軸部の外周面から立設されたフライトとを有したスクリュと、前記スクリュを内部に収容したシリンダと、前記シリンダの基端部に設けられかつ該シリンダ内にベース樹脂と繊維状充填材とからなる繊維強化樹脂組成物が供給される第一の開口と、前記シリンダの先端部に設けられかつ該シリンダ内で溶融混練された前記繊維強化樹脂組成物が吐出される第二の開口と、を備えた樹脂成形機において、前記スクリュが、前記第一の開口側に配されかつ前記軸部の外径がその長手方向に一定に形成された供給部と、前記供給部に連なりかつ前記軸部の外径が該供給部から離れるにしたがって徐々に大きく形成された圧縮部と、前記圧縮部に連なりかつ前記軸部の外径がその長手方向に一定に形成された計量部と、を備えるとともに、前記計量部の前記軸部の外周面と前記フライトの先端との間の距離に対する前記供給部の前記軸部の外周面と前記フライトの先端との間の距離の比率が、１．２以上でかつ１．９５以下であることを特徴とした樹脂成形機である。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された樹脂成形機において、前記供給部と前記圧縮部とが、それぞれ、前記計量部よりも長く設けられたことを特徴とした樹脂成形機である。
【００１１】
請求項３に記載された発明は、請求項１または請求項２に記載された樹脂成形機において、前記計量部の長さに対する前記圧縮部の長さの比率が、２以上でかつ４以下であることを特徴とした樹脂成形機である。
【００１２】
請求項４に記載された発明は、請求項１ないし請求項３のうちいずれか一項に記載された樹脂成形機において、前記計量部の長さに対する前記供給部の長さの比率が、１．３３以上でかつ５以下であることを特徴とした樹脂成形機である。
【００１３】
請求項５に記載された発明は、請求項１ないし請求項４のうちいずれか一項に記載された樹脂成形機において、前記シリンダ内に熱を供給するヒータを更に備えるとともに、前記シリンダ内の前記供給部が配される部分に熱を供給する前記ヒータの温度が、前記ベース樹脂の融点に対して−２５℃以上でかつ前記ベース樹脂の融点以下であることを特徴とした樹脂成形機である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載された発明によれば、スクリュが、第一の開口側に配されかつ軸部の外径がその長手方向に一定に形成された供給部と、供給部に連なりかつ軸部の外径が該供給部から離れるにしたがって徐々に大きく形成された圧縮部と、圧縮部に連なりかつ軸部の外径がその長手方向に一定に形成された計量部とを備えるとともに、計量部の軸部の外周面とフライトの先端との間の距離に対する供給部の軸部の外周面とフライトの先端との間の距離の比率が１．２以上でかつ１．９５以下であるので、繊維強化樹脂組成物が受ける剪断力が小さくなり、繊維状充填材が折損しにくくなって繊維強化樹脂組成物の強度向上性を維持することができる。
【００１５】
請求項２に記載された発明によれば、供給部と圧縮部とがそれぞれ計量部よりも長く設けられているので、供給部で繊維強化樹脂組成物を十分に予熱して圧縮部で繊維強化樹脂組成物に十分な熱を供給して繊維強化樹脂組成物を溶融することができるとともに、計量部が短くなって溶融した繊維強化樹脂組成物が計量部で受けるストレスを小さくすることができる。
【００１６】
請求項３に記載された発明によれば、計量部の長さに対する圧縮部の長さの比率が２以上でかつ４以下であるので、圧縮部が長くなって圧縮部で繊維強化樹脂組成物に十分な熱を供給してこの熱によって繊維強化樹脂組成物を溶融することができるとともに、計量部が短くなって溶融した繊維強化樹脂組成物が計量部で受けるストレスを小さくすることができる。
【００１７】
請求項４に記載された発明によれば、計量部の長さに対する供給部の長さの比率が１．３３以上でかつ５以下であるので、供給部が長くなって供給部で繊維強化樹脂組成物を十分に予熱することができるとともに、計量部が短くなって溶融した繊維強化樹脂組成物が計量部で受けるストレスを小さくすることができる。
【００１８】
請求項５に記載された発明によれば、シリンダ内に熱を供給するヒータを更に備えるとともに、シリンダ内の供給部が配される部分に熱を供給するヒータの温度が、ベース樹脂の融点に対して−２５℃以上でかつベース樹脂の融点以下であるので、繊維強化樹脂組成物が供給部で十分に予熱されるとともに、繊維強化樹脂組成物が供給部で供給される熱によって溶融することがなく繊維強化樹脂組成物にかかるストレスを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態にかかる樹脂成形機を図１ないし図６を参照して説明する。本発明の一実施形態にかかる樹脂成形機１は、例えば、繊維強化樹脂組成物の射出成形時に成形品とともに発生するスプールやランナー等の端材を再ペレット化してリペレットを造粒する押出成形機である。樹脂成形機１は、図１に示すように、スクリュ２と、シリンダ３と、第一の開口としてのホッパー口４と、第二の開口としての吐出口５と、スクリュ駆動部（図示せず）と、ヒータ７とを備えている。繊維強化樹脂組成物は、ベース樹脂と、繊維状充填材とからなる。
【００２０】
スクリュ２は、全体として長尺な略円柱状に形成されている。スクリュ２は、繊維状充填材による摩耗を低減させるため、耐摩耗性の高い金属部材から形成されている。図２に示すように、スクリュ２の外径（即ち、スクリュ２の軸心と後述するフライト２２の先端２２ａとの間の距離の二倍値）は、略一定に形成されている。スクリュ２の外径に対するスクリュ２の長さの比率（スクリュ２の長さ／スクリュ２の外径、即ち、スクリュ２のＬ／Ｄ）は、２５以上でかつ３０以下であると、繊維強化樹脂組成物が受けるストレスが小さくなり好ましい。スクリュ２は、軸部２１と、フライト２２と、溝２３とを有している。
【００２１】
軸部２１は、長尺な円柱状に形成されている。フライト２２は、軸部２１の外周面２１ａから立設されている。フライト２２は、軸部２１の長手方向の略全長に亘って設けられ、螺旋状に形成されている。溝２３は、軸部２１の外周面２１ａと、軸部２１の外周面２１ａと略直交しかつ互いに間隔をあけて相対するフライト２２の外表面とから構成され、断面形状が略コ字状に形成されている。溝２３は、螺旋状に形成されたフライト２２の間に形成され、フライト２２と同様にスクリュ２の外周面に螺旋状に形成されている。繊維強化樹脂組成物は、溝２３内を通ってホッパー口４から吐出口５に向かって搬送される。
【００２２】
また、スクリュ２は、ホッパー口４側に配される供給部２４と、供給部２４に連なる圧縮部２５と、圧縮部２５に連なり吐出口５側に配される計量部２６とを備えている。供給部２４と圧縮部２５と計量部２６とは、それぞれ、スクリュ２の長手方向に沿った一部分の呼称である。供給部２４と圧縮部２５と計量部２６とは、スクリュ２の長手方向に沿って並んで設けられている。
【００２３】
供給部２４は、ホッパー口４からシリンダ３内に供給された繊維強化樹脂組成物を圧縮部２５に向かって搬送し、搬送する間に、ヒータ７によって繊維強化樹脂組成物を予熱して圧縮部２５に供給する。供給部２４の軸部２１の外径はその長手方向に一定に形成されている。供給部２４は、計量部２６よりも長く設けられ、計量部２６の長さＬ３に対する供給部２４の長さＬ１の比率Ｌ１／Ｌ３は１．３３以上でかつ５以下である。前記比率が１．３３より小さいと繊維強化樹脂組成物を十分に予熱することができず、前記比率が５より大きいと十分な長さの計量部２６を確保することができない。
【００２４】
圧縮部２５は、供給部２４から搬送された繊維強化樹脂組成物を計量部２６に向かって搬送する間に、後述するヒータ７から供給される熱及びシリンダ３の内面との間に生じる剪断力によって繊維強化樹脂組成物を溶融する。圧縮部２５の軸部２１の外径は、供給部２４から離れて計量部２６に向かうにしたがって徐々に大きく形成されている。圧縮部２５は、計量部２６よりも長く設けられ、計量部２６の長さＬ３に対する圧縮部２５の長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ３は２以上でかつ４以下である。前記比率が２より小さいと繊維強化樹脂組成物を十分に溶融することができず、前記比率が４より大きくなると十分な長さの計量部２６を確保することができない。
【００２５】
計量部２６は、圧縮部２５で溶融された繊維強化樹脂組成物を一定時間に一定量、吐出口５に向かって搬送する。計量部２６の軸部２１の外径はその長手方向に一定に形成されるとともに、供給部２４の軸部２１の外径より大きく形成されている。計量部２６の軸部２１の外周面２１ａとフライト２２の先端２２ａとの間の距離Ｄ３に対する供給部２４の軸部２１の外周面２１ａとフライト２２の先端２２ａとの間の距離Ｄ１の比率Ｄ１／Ｄ３は１．２以上でかつ１．９５以下である。したがって、スクリュ２の圧縮比（JIS B8650より、スクリュ２における供給部２４の１リード溝２３の構成する空間体積と計量部２６の１リード溝２３の構成する空間体積との比）は、従来よりも小さく形成されている。前記比率が１．２より小さくなると剪断力が小さくなりすぎて繊維強化樹脂組成物を十分に溶融することができず、前記比率が１．９５より大きくなると剪断力によって多くの繊維状充填材が折損してしまう。
【００２６】
なお、前述のように、計量部２６が従来よりも短いので溶融された繊維強化樹脂組成物を一定時間に一定量、吐出口５に向かって搬送できずに成形品の形状に影響が出たり、圧縮比が従来よりも小さいので繊維強化樹脂組成物を確実に溶融及び混練できなかったりする虞がある。しかし、仮にそうなったとしても、樹脂成形機１がリペレットを造粒する押出成形機である場合は、成形品の形状に要求される厳密さは比較的低く、また、繊維強化樹脂組成物を確実に溶融できれば十分であるので、大きな問題になることはない。
【００２７】
シリンダ３は、図１に示すように、円筒状に設けられ、スクリュ２を内部に収容する。シリンダ３は、繊維状充填材による摩耗を低減させるため、耐摩耗性の高い金属部材から形成されている。シリンダ３の内径は、略一定に形成されるとともに、スクリュ２の外径より僅かに大きく設けられている。
【００２８】
ホッパー口４は、シリンダ３内に連なった開口である。ホッパー口４は、シリンダ３の基端部３ａに設けられている。ホッパー口４を介して、シリンダ３内に繊維強化樹脂組成物が供給される。ホッパー口４には、鉛直方向に配置されたホッパー４１が取り付けられている。ホッパー４１は、全体形状が略漏斗状に形成されている。ホッパー４１内には前述した端材を粉砕した繊維強化樹脂組成物が収納され、ホッパー口４に繊維強化樹脂組成物を供給する。
【００２９】
吐出口５は、シリンダ３内に連なった開口である。吐出口５は、シリンダ３の先端部３ｂに設けられている。シリンダ３内で溶融混練された繊維強化樹脂組成物は、吐出口５を通ってシリンダ３外に吐出される。吐出口５には、ブレーカプレート５１と、ダイ５４とが取り付けられている。
【００３０】
ブレーカプレート５１は、金属部材等から形成され、平板円状に形成されている。ブレーカプレート５１には、該プレートの厚さ方向に沿って該プレートを貫通した孔が複数設けられている。ブレーカプレート５１には、金網状のスクリーンパック５３が取り付けられている。スクリュ２の計量部２６からの溶融した繊維強化樹脂組成物は、ブレーカプレート５１の孔を通りスクリーンパック５３を通ってろ過されて、ダイ５４へと向かって押し出される。
【００３１】
前述した構成のブレーカプレート５１とスクリーンパック５３とは、溶融した繊維強化樹脂組成物中の異物等を除去するフィルターとしての機能を有するとともに、シリンダ３内の背圧を上げて繊維強化樹脂組成物の流れを制御することによって繊維強化樹脂組成物を確実に溶融する機能も有する。これによって、例えば圧縮比が小さい（剪断力が小さい）スクリュ２によってもより確実に繊維強化樹脂組成物を溶融することができる。
【００３２】
ダイ５４は、金属部材等から形成され、例えば筒状に形成されている。ブレーカプレート５１及びスクリーンパック５３を通った溶融した繊維強化樹脂組成物は、ダイ５４内を通って所望の形状に成形される。
【００３３】
スクリュ駆動部は、モータ等から構成されている。スクリュ駆動部は、シリンダ３内に収容されたスクリュ２を、その軸心を中心に回転自在に軸支するとともに、該軸心を中心としてスクリュ２を回転駆動する。
【００３４】
ヒータ７は、図１に示すように、シリンダ３の外壁に埋設されている。ヒータ７は、帯板状のプレートヒータである。ヒータ７は、勿論、バンド状のバンドヒータであってもよい。ヒータ７はシリンダ３内に熱を供給し、この熱によってシリンダ３内の繊維強化樹脂組成物を溶融（加熱流動化）する。ヒータ７はシリンダ３の長手方向に沿って複数設けられている。
【００３５】
ヒータ７は、シリンダ３内のスクリュ２の供給部２４が配される部分に熱を供給するヒータ７１と、圧縮部２５が配される部分に熱を供給するヒータ７２と、計量部２６が配される部分に熱を供給するヒータ７３と、ブレーカプレート５１及びダイ５４に熱を供給するヒータ７４とからなり、各部分に異なる温度の熱を供給可能である。供給部２４が配される部分に熱を供給するヒータ７１の温度は、後述するベース樹脂の融点に対して−２５℃以上でかつベース樹脂の融点以下であり、繊維強化樹脂組成物を溶融することなくかつ十分に予熱する。また、ヒータ７２、７３、７４の温度は、それぞれ、ベース樹脂の融点より高い温度に設定されている。例えばベース樹脂がポリブチレンテレフタレートの場合、融点が約２２５℃であるので、ヒータ７１の温度は約２００℃以上でかつ約２２５℃以下とし、ヒータ７２、７３、７４の温度は、約２２５℃より高くするのが好ましい。
【００３６】
繊維強化樹脂組成物は、ベース樹脂と繊維状充填材とから構成される。ベース樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂が多く用いられる。不飽和ポリエステル樹脂としては、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、ポリシクロヘキサンテレフタレート等が挙げられる。また、ベース樹脂は、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂等を用いてもよい。なお、ベース樹脂は、これらのみに限定されるものではなく、本発明の目的に反しない限りこれら以外のベース樹脂であってもよい。
【００３７】
繊維状充填材は、例えば、ガラス繊維（グラスファイバー）、カーボン繊維、アラミド繊維等が挙げられる。繊維状充填材は、ベース樹脂に添加され、ベース樹脂の機械的強度を向上させる。繊維状充填材の硬度が比較的高い場合、シリンダ３内で繊維強化樹脂組成物が溶融される際に大きな剪断力を受けると繊維状充填材が折損して繊維状充填材による強度向上性が低下してしまう。なお、繊維状充填材は、これらのみに限定されるものではなく、本発明の目的に反しない限りこれら以外の繊維状充填材であってもよい。
【００３８】
前述した構成の繊維強化樹脂組成物としては、例えば、ベース樹脂としてのポリブチレンテレフタレートに繊維状充填材としてのガラス繊維を３０％含有させた、トレコン  １１０１−Ｇ３０（東レ社製）が挙げられる。この繊維強化樹脂組成物は、初期形状はペレット形状となっている。なお、繊維強化樹脂組成物は、これのみに限定されるものではなく、本発明の目的に反しない限りこれ以外の繊維強化樹脂組成物であってもよい。
【００３９】
前述した構成の樹脂成形機１を用いて繊維強化樹脂組成物を成形する際には、まず、前述した端材をホッパー４１に投入して、該端材をシリンダ３のホッパー口４からシリンダ３内に供給する。繊維強化樹脂組成物は、スクリュ２の供給部２４の溝２３内に供給され、スクリュ２が回転することによって供給部２４の溝２３内から圧縮部２５の溝２３内、計量部２６の溝２３内へと順次搬送される。
【００４０】
供給部２４では、ベース樹脂の融点以下の温度に設定されたヒータ７１から供給される熱によって繊維強化樹脂組成物が溶融することなくかつ十分に予熱される。圧縮部２５では、ベース樹脂の融点より高い温度に設定されたヒータ７２から供給される熱及び従来よりも小さな剪断力によって繊維強化樹脂組成物が溶融される。
【００４１】
そして、溶融された繊維強化樹脂組成物は、供給部２４や圧縮部２５よりも短く設けられた計量部２６を通った後、ブレーカプレート５１、スクリーンパック５３及びダイ５４へと搬送される。繊維強化樹脂組成物は、ダイ５４内を通り抜けた後に冷却固化され、線状に成形された後に短く切断されて再ペレット化され、リペレットとなる。
【００４２】
本実施形態によれば、スクリュ２が、ホッパー口４側に配されかつ軸部２１の外径がその長手方向に一定に形成された供給部２４と、供給部２４に連なりかつ軸部２１の外径が該供給部２４から離れるにしたがって徐々に大きく形成された圧縮部２５と、圧縮部２５に連なりかつ軸部２１の外径がその長手方向に一定に形成された計量部２６とを備えるとともに、計量部２６の軸部２１の外周面２１ａとフライト２２の先端２２ａとの間の距離Ｄ３に対する供給部２４の軸部２１の外周面２１ａとフライト２２の先端２２ａとの間の距離Ｄ１の比率Ｄ１／Ｄ３が１．２以上でかつ１．９５であるので、繊維強化樹脂組成物が受ける剪断力が小さくなり、繊維状充填材が折損しにくくなって繊維強化樹脂組成物の強度向上性を維持することができる。
【００４３】
供給部２４と圧縮部２５とがそれぞれ計量部２６よりも長く設けられているので、供給部２４で繊維強化樹脂組成物を十分に予熱して圧縮部２５で繊維強化樹脂組成物に十分な熱を供給して繊維強化樹脂組成物を溶融することができるとともに、計量部２６が短くなって溶融した繊維強化樹脂組成物が計量部２６で受けるストレスを小さくすることができる。
【００４４】
計量部２６の長さＬ３に対する圧縮部２５の長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ３が２以上でかつ４以下であるので、圧縮部２５が長くなって圧縮部２５で繊維強化樹脂組成物に十分な熱を供給してこの熱によって繊維強化樹脂組成物を溶融することができるとともに、計量部２６が短くなって溶融した繊維強化樹脂組成物が計量部２６で受けるストレスを小さくすることができる。
【００４５】
計量部２６の長さＬ３に対する供給部２４の長さＬ１の比率Ｌ１／Ｌ３が１．３３以上でかつ５以下であるので、供給部２４が長くなって供給部２４で繊維強化樹脂組成物を十分に予熱することができるとともに、計量部２６が短くなって溶融した繊維強化樹脂組成物が計量部２６で受けるストレスを小さくすることができる。
【００４６】
シリンダ３内に熱を供給するヒータ７を更に備えるとともに、シリンダ３内の供給部２４が配される部分に熱を供給するヒータ７１の温度が、ベース樹脂の融点に対して−２５℃以上でかつベース樹脂の融点以下であるので、繊維強化樹脂組成物が供給部２４で十分に予熱されるとともに、繊維強化樹脂組成物が供給部２４で供給される熱によって溶融することがなく繊維強化樹脂組成物にかかるストレスを小さくすることができる。
【００４７】
また、本発明の発明者は、前述した実施形態に記載された樹脂成形機１を製造して、本発明の効果を確認した。
【００４８】
（実施例１）
計量部２６の軸部２１の外周面２１ａとフライト２２の先端２２ａとの間の距離Ｄ３に対する供給部２４の軸部２１の外周面２１ａとフライト２２の先端２２ａとの間の距離Ｄ１の比率Ｄ１／Ｄ３が異なる複数のスクリュ２を用意し、これらスクリュ２を前述した構成の樹脂成形機１に用いて繊維強化樹脂組成物の端材の再ペレット化を行った。得られたリペレットのベース樹脂を溶剤中で溶解させてガラス繊維のみを取り出し、ガラス繊維の顕微鏡写真からガラス繊維の長さを目視で測定した。
【００４９】
なお、スクリュ２は、前記比率Ｄ１／Ｄ３が１．５、１．８、３．０、３．８の計４本を用意し、それぞれのスクリュ２は、外径を２０ｍｍ、Ｌ／Ｄを２５、供給部２４の長さＬ１を２００ｍｍ、圧縮部２５の長さＬ２を２４０ｍｍ、計量部２６の長さＬ３を８０ｍｍ、回転数を１５０ｒｐｍとした。
【００５０】
また、樹脂成形機１は、Ｄ２０２５型（東洋精機社製）とした。また、ヒータ７１の温度を２００℃、ヒータ７２の温度を２５０℃、ヒータ７３の温度を２６０℃、ヒータ７４の温度を２７０℃とした。また、繊維強化樹脂組成物としては、トレコン  １１０１−Ｇ３０（東レ社製）を用いた。
【００５１】
実施例１の結果（それぞれ、Ｎ＝５の平均値）を図３に示す。図３において、横軸は計量部２６の軸部２１の外周面２１ａとフライト２２の先端２２ａとの間の距離Ｄ３に対する供給部２４の軸部２１の外周面２１ａとフライト２２の先端２２ａとの間の距離Ｄ１の比率Ｄ１／Ｄ３を示し、縦軸は得られたリペレット中のガラス繊維の長さ（ＧＦ長）（μｍ）を示している。図３に示すように、スクリュ２の前記比率が１．５であるとガラス繊維の長さは３９９μｍとなり、バージンペレット中のガラス繊維の長さ（約４１３μｍ）と略同等の長さとなった。スクリュ２の前記比率が１．８であるとガラス繊維の長さは３３０μｍとなり、バージンペレット中のガラス繊維の長さの約８０％の長さであった。また、前記比率が１．２より小さいと繊維強化樹脂組成物の溶融が十分にできないので押出成形を行うことができず、前記比率が１．９５以上であると約２５％以上のガラス繊維が折損してしまっていた。以上より、前記比率が１．２以上でかつ１．９５であると、ガラス繊維の折損が防止されることが示された。
【００５２】
（実施例２）
計量部２６の長さＬ３に対する圧縮部２５の長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ３が異なる複数のスクリュ２を用意し、これらスクリュ２を前述した構成の樹脂成形機１に用いて繊維強化樹脂組成物の端材の再ペレット化を行った。再ペレット化工程途中の、圧縮部２５で溶融した繊維強化樹脂組成物の割合を測定した。
【００５３】
なお、スクリュ２は、計量部２６の軸部２１の外周面２１ａとフライト２２の先端２２ａとの間の距離Ｄ３に対する供給部２４の軸部２１の外周面２１ａとフライト２２の先端２２ａとの間の距離Ｄ１の比率Ｄ１／Ｄ３を１．８とし、かつ、（供給部２４の長さＬ１、圧縮部２５の長さＬ２、計量部２６の長さＬ３、Ｌ２／Ｌ３）が、それぞれ、（２００ｍｍ、２００ｍｍ、１２０ｍｍ、１．７）、（２００ｍｍ、２４０ｍｍ、８０ｍｍ、３）、（２００ｍｍ、２６０ｍｍ、６０ｍｍ、４．３）の計３本を用意し、他の実験条件は実施例１と同様に行った。
【００５４】
実施例２の結果（それぞれ、Ｎ＝５の平均値）を図４に示す。図４において、横軸は計量部２６の長さＬ３に対する圧縮部２５の長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ３を示し、縦軸は溶融した繊維強化樹脂組成物の割合（％）を示している。図４に示すように、前記比率が２より小さいと繊維強化樹脂組成物が十分に溶融しておらず、前記比率が２以上でかつ４以下であると約９８％以上の繊維強化樹脂組成物が溶融しており、繊維強化樹脂組成物が十分に溶融していることが示された。
【００５５】
（実施例３）
計量部２６の長さＬ３と供給部２４の長さＬ１との比率Ｌ１／Ｌ３が異なる複数のスクリュ２を用意し、これらスクリュ２を前述した構成の樹脂成形機１に用いて繊維強化樹脂組成物の端材の再ペレット化を行った。再ペレット化工程途中の、供給部２４で予熱された繊維強化樹脂組成物の温度を測定した。
【００５６】
なお、スクリュ２は、計量部２６の軸部２１の外周面２１ａとフライト２２の先端２２ａとの間の距離Ｄ３に対する供給部２４の軸部２１の外周面２１ａとフライト２２の先端２２ａとの間の距離Ｄ１の比率Ｄ１／Ｄ３を１．８とし、かつ、（供給部２４の長さＬ１、圧縮部２５の長さＬ２、計量部２６の長さＬ３、Ｌ１／Ｌ３）が、それぞれ、（２４０ｍｍ、２００ｍｍ、８０ｍｍ、３）、（１８０ｍｍ、２００ｍｍ、１４０ｍｍ、１．２９）、（１７０ｍｍ、２００ｍｍ、１５０ｍｍ、１．１３）の計３本を用意し、他の実験条件は実施例１と同様に行った。
【００５７】
実施例３の結果（それぞれ、Ｎ＝５の平均値）を図５に示す。図５において、横軸は計量部２６の長さＬ３に対する供給部２４の長さＬ１の比率Ｌ１／Ｌ３を示し、縦軸は繊維強化樹脂組成物の温度（℃）を示している。図５に示すように、前記比率が１．３３より小さいと繊維強化樹脂組成物が十分に予熱されておらず、前記比率が１．３３以上でかつ５以下であると繊維強化樹脂組成物の温度が約１９８℃〜約２００℃となり、繊維強化樹脂組成物が十分に予熱されていることが示された。
【００５８】
（実施例４）
前述した構成の樹脂成形機１の、シリンダ３内の供給部２４が配される部分に熱を供給するヒータ７１の温度を変化させて、繊維強化樹脂組成物の端材の再ペレット化を行った。再ペレット化工程途中の、供給部２４で予熱された繊維強化樹脂組成物の温度を測定した。
【００５９】
なお、ヒータ７１の温度は、２００℃、２３０℃、２６０℃に変化させた。また、スクリュ２は、計量部２６の軸部２１の外周面２１ａとフライト２２の先端２２ａとの間の距離Ｄ３に対する供給部２４の軸部２１の外周面２１ａとフライト２２の先端２２ａとの間の距離Ｄ１の比率を１．８とし、他の実験条件は実施例１と同様に行った。
【００６０】
実施例４の結果（それぞれ、Ｎ＝５の平均値）を図６に示す。図６において、横軸はヒータ７１の温度（℃）を示し、縦軸は繊維強化樹脂組成物の温度（℃）を示している。図６に示すように、ヒータ７１の温度が２００℃の場合、繊維強化樹脂組成物の温度は約１９５℃であり、ヒータ７１の温度が２２５℃の場合、繊維強化樹脂組成物の温度は約２２０℃であった。また、ヒータ７１の温度が２００℃より低いと繊維強化樹脂組成物が十分に予熱されておらず、ヒータ７１の温度が２２５℃より高いと繊維強化樹脂組成物が溶融し始めていた。以上より、ヒータ７１の温度が約２００℃以上でかつ約２２５℃以下であると繊維強化樹脂組成物が十分に予熱されていることが示された。
【００６１】
前述した実施形態においては、樹脂成形機１は一つのスクリュ２を備えていた。しかしながら、本発明では、複数のスクリュ２を備えた樹脂成形機１であってもよい。また複数のスクリュ２の軸心は平行であってもよく、斜交であってもよい。
【００６２】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる樹脂成形機の概略を示す構成図である。
【図２】図１に示されたスクリュを拡大して示す側面図である。
【図３】計量部の軸部の外周面とフライトの先端との間の距離に対する供給部の軸部の外周面とフライトの先端との間の距離との比率と、リペレット中のガラス繊維の長さとの関係を示すグラフである。
【図４】計量部の長さに対する圧縮部の長さの比率と、溶融した繊維強化樹脂組成物の割合との関係を示すグラフである。
【図５】計量部の長さに対する供給部の長さの比率と、予熱された繊維強化樹脂組成物の温度との関係を示すグラフである。
【図６】供給部が配される部分に熱を供給するヒータの温度と、予熱された繊維強化樹脂組成物の温度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６４】
１    樹脂成形機
２    スクリュ
３    シリンダ
３ａ    基端部
３ｂ    先端部
４    ホッパー口（第一の開口）
５    吐出口（第二の開口）
７、７１、７２、７３、７４    ヒータ
２１    軸部
２１ａ    外周面
２２    フライト
２２ａ    先端
２４    供給部
２５    圧縮部
２６    計量部
Ｄ１    供給部の軸部の外周面とフライトの先端との間の距離
Ｄ３    計量部の軸部の外周面とフライトの先端との間の距離
Ｌ１    供給部の長さ
Ｌ２    圧縮部の長さ
Ｌ３    計量部の長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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