[发明专利]注塑成形用塑化螺杆及使用了该螺杆的注塑成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及在轴的周面突出设有主螺纹和副螺纹的注塑成形用塑化螺杆及使用了该注塑成形用塑化螺杆的注塑成形方法。

背景技术

使由热塑性树脂构成的原料熔融而向模具注塑的注塑成形机构成为在注塑工作缸的内部收容有螺杆。并且，作为该螺杆，广泛使用在被驱动而旋转的轴的周面将一条叶片状的螺纹设置成螺旋状的螺杆。根据这样的螺杆，向注塑工作缸的内部供给的固体状的热塑性树脂原料从旋转的螺杆受到剪切力，由此进行熔融及塑化的同时被混炼，之后向模具注塑。

然而，作为提高热塑性树脂的混炼性的机构，近些年使用具备两条螺纹的所谓双螺纹螺杆。该双螺纹螺杆通过在相邻的主螺纹之间设置比该主螺纹高度低且螺距大的一条副螺纹而构成(例如，参照专利文献1及专利文献2)。

在此，专利文献1所记载的双螺纹螺杆以副螺纹的前端与注塑工作缸的内壁面之间的间隙厚度成为固定的大小的方式形成。另一方面，专利文献2所记载的双螺纹螺杆以主螺纹与副螺纹的外径差朝向副螺纹的前端侧逐渐减小的方式，即副螺纹的前端与注塑工作缸的内壁面之间的间隙厚度朝向螺杆的前端侧逐渐减小的方式形成。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-283421号公报

专利文献2：日本实开昭62-147516号公报

发明的概要

发明要解决的课题

但是，在专利文献1及专利文献2所记载的双螺纹螺杆中，在对含有用于提高机械特性的强化纤维的热塑性树脂进行注塑成形的情况下，在成形品的品质上产生问题。

若更详细地进行说明，则专利文献1所记载的双螺纹螺杆如上述那样，副螺纹的前端与注塑工作缸的内壁面之间的间隙厚度形成为固定的大小。因此，当较小地设定该间隙厚度时，在从原料投入口(料斗)投入作为原料的热塑性树脂不久后热塑性树脂到达的螺杆后端部，热塑性树脂的软化不充分，因此热塑性树脂堵塞在副螺纹的径向前端部与注塑工作缸的内壁面之间，从而产生塑化不良。并且，在热塑性树脂的软化不充分的螺杆的后端部，热塑性树脂无法通过自身弯曲变形来吸收从螺杆受到的剪切力。因此，当热塑性树脂在副螺纹的前端与注塑工作缸的内壁面之间受到大的剪切力时，在强化纤维上产生过大的折损。

需要说明的是，本申请说明书中使用的“螺杆后端部(或螺杆后端侧)”的用语是指沿着由螺杆进行输送的热塑性树脂的输送方向的上游部(或上游侧)，“螺杆前端部(或螺杆前端侧)”的用语是指沿着输送方向的下游部(下游侧)。

另一方面，当较大地设定间隙厚度时，能够抑制螺杆后端部处的强化纤维的折损，但在螺杆前端部无法对热塑性树脂施加有效的剪切力或拉伸力。

更详细而言，在螺杆前端部，为了使浮游在熔融状态的热塑性树脂中的强化纤维的束开纤或分散，在副螺纹的径向前端部与注塑工作缸的内壁面之间，需要对熔融的状态的热塑性树脂施加剪切力及拉伸力。但是，在螺杆前端部，由于热塑性树脂的温度上升而热塑性树脂充分软化，因此当将间隙厚度设定得较大时，热塑性树脂会吸收螺杆所施加的剪切力或拉伸力。由此，从螺杆对热塑性树脂无法施加有效的剪切力或拉伸力。因此，热塑性树脂所含有的强化纤维中产生开纤不良或分散不良。

另外，专利文献2所记载的双螺纹螺杆如上述那样，副螺纹的径向前端部与注塑工作缸的内壁面之间的间隙厚度以朝向螺杆的前端侧逐渐减小的方式形成。由此，与专利文献1所记载的双螺纹螺杆相比，具有同时抑制螺杆后端部的强化纤维的折损和螺杆前端部的强化纤维的开纤不良的效果。但是，在该专利文献2所记载的双螺纹螺杆中，若热塑性树脂的熔融开始位置发生变动，则存在熔融的热塑性树脂的品质上产生不均这样的不良情况。

更详细而言，存在热塑性树脂的熔融开始位置因树脂的种类、螺杆的运转条件(成形条件)、环境条件的变化等外部干扰而向螺杆前端侧错动的情况(情形1)或向螺杆后端侧错动的情况(情形2)。并且，在情形1时，与没有错动的情况相比，开始熔融后的热塑性树脂需要越过的副螺纹的高度变高(通过的间隙厚度变小)。因此，在越过副螺纹时，施加在热塑性树脂上的剪切力变大，从而强化纤维的折损变大。

另一方面，在情形2时，与没有错动的情况相比，开始熔融后的热塑性树脂需要越过的副螺纹的高度变低(通过的间隙厚度变大)。因此，越过副螺纹时施加在热塑性树脂上的剪切力变小，因此强化纤维的折损变小，但强化纤维的开纤、分散程度变小。

这样，因热塑性树脂的熔融开始位置的变动，在强化纤维的折损状态及开纤、分散状态等上产生差异，因此熔融后的热塑性树脂的品质上产生不均。

发明内容