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JP5734018B2 - Injection molding method - Google Patents
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Description

本発明は、射出成形方法に係り、特に、粉体を大量に含む成形材料をホッパーからシリンダ内に直接投入する射出成形方法に関する。   The present invention relates to an injection molding method, and more particularly to an injection molding method in which a molding material containing a large amount of powder is directly put into a cylinder from a hopper.

樹脂(プラスチック)成形の代表的な成形方法の一つとして射出成形方法がある。射出成形方法は、雄型と雌型からなる金型(mold)のキャビティ部に、加熱シリンダ(単にシリンダとも称す)内で溶融した樹脂成形材料をスクリュー又はプランジャーにて充填し、急冷した後で金型から取り出すことにより成形品を得る方法である。   One of typical molding methods for resin (plastic) molding is an injection molding method. The injection molding method consists of filling a mold cavity consisting of a male mold and a female mold with a resin molding material melted in a heating cylinder (also simply referred to as a cylinder) with a screw or a plunger, followed by rapid cooling. This is a method of obtaining a molded product by taking it out from the mold.

射出成形の成形サイクルは、一般的に、計量工程、型締工程、射出工程、保圧工程、冷却工程、離型工程、とで構成される。   The molding cycle of injection molding is generally composed of a measuring process, a mold clamping process, an injection process, a pressure holding process, a cooling process, and a mold releasing process.

ここで計量工程について詳しく説明すると、計量工程はシリンダ内に供給された成形材料をスクリューの回転によりシリンダ先端部に貯蔵すると共に、貯蔵される成形材料自身の圧力を受けて、スクリューが所定の計量設定位置まで後退した後にスクリューの回転を停止して計量を終了する。この場合、スクリューの回転数、即ち成形材料の材料送り能力を上回る量の成形材料をホッパーに充填しておき、スクリューの材料送り能力に合わせて成形材料の自重によりホッパー内の材料を、シリンダ内部に充満供給するノーマル供給方法が一般的である。したがって、背圧設定値が一定の場合にはスクリューの回転数が高いほど計量時間が短くなり、回転数が低いほど計量時間が長くなる。逆に、スクリュー回転数が一定の場合には背圧を低く設定するほど計量時間が短くなり、高いほど計量時間が長くなる。   Here, the measurement process will be described in detail. In the measurement process, the molding material supplied into the cylinder is stored at the tip of the cylinder by the rotation of the screw, and the screw is subjected to a predetermined measurement by receiving the pressure of the stored molding material itself. After retreating to the set position, stop the screw rotation and finish weighing. In this case, the hopper is filled with an amount of molding material that exceeds the rotational speed of the screw, that is, the material feeding capacity of the molding material, and the material in the hopper is placed inside the cylinder by the weight of the molding material according to the material feeding capacity of the screw. A normal supply method is generally used. Therefore, when the back pressure set value is constant, the metering time is shortened as the screw rotational speed is high, and the metering time is prolonged as the rotational speed is low. On the contrary, when the screw rotation number is constant, the measurement time becomes shorter as the back pressure is set lower, and the measurement time becomes longer as the back pressure is higher.

ところで、射出成形に使用される樹脂成形材料としては、従来から石油系樹脂が主として使用されていたが、大気汚染、地球温暖化、オゾン層破壊といった問題が顕在化しており、この対策として循環型の省エネルギー社会を構築する試みがなされている。その1つとして、石油系樹脂の成形材料から植物などの生物由来の植物系樹脂の成形材料への転換が図られている。   By the way, as a resin molding material used for injection molding, petroleum-based resins have been mainly used conventionally, but problems such as air pollution, global warming, and ozone layer destruction have become obvious. Attempts have been made to build an energy-saving society. As one of them, conversion from petroleum resin molding materials to molding materials of plant resins derived from organisms such as plants has been attempted.

植物系の樹脂成形材料としては、いわゆるバイオマス樹脂(バイオマスプラスチック又はバイオプラスチックとも称す)があり、これを成形材料として種々の製品を製造する試みがなされている。   Plant-based resin molding materials include so-called biomass resins (also referred to as biomass plastics or bioplastics), and attempts have been made to produce various products using these as molding materials.

バイオマス樹脂の代表例としては、ポリ乳酸(ポリ乳酸樹脂又はPLAとも称す)やセルロース系樹脂が挙げられる。これらのバイオマス樹脂は地球環境において二酸化炭素の取込みと発生とが差し引きゼロになる効果が期待でき、この考えはカーボンニュートラルと呼ばれている。   Typical examples of biomass resins include polylactic acid (also referred to as polylactic acid resin or PLA) and cellulosic resins. These biomass resins can be expected to eliminate carbon dioxide uptake and generation in the global environment, and this idea is called carbon neutral.

しかし、バイオマス樹脂を成形材料として射出成形により成形品を製造する場合、バイオマス樹脂の耐熱性の低さが問題となる。バイオマス樹脂は、熱溶解して容易に流動できるようになる温度と樹脂の分解温度との差が石油系樹脂に比べて小さいため、射出成形や、その前処理としての加工工程において使用可能な温度設定範囲が狭く制限されるという問題がある。例えば射出成形装置に供給する前の前処理においてバイオマス樹脂と添加物とを混練機で混練してペレット化するときに、高熱に長い時間曝すと、樹脂が着色したり低分子化したりし易い。特に、バイオマス樹脂を難燃化するためには、バイオマス樹脂に大量の難燃剤(通常粉体)を練り込む必要があり、バイオマス樹脂と難然剤とを予め混練機でペレット化してから射出成形装置に供給することが好ましい。しかし、混練機での加熱加工時にバイオマス樹脂が分解してしまい、成形品の強度が低下してしまうという問題がある。   However, when a molded product is manufactured by injection molding using a biomass resin as a molding material, the low heat resistance of the biomass resin becomes a problem. Biomass resin has a smaller difference between the temperature at which it can be melted by heat and it can easily flow, and the decomposition temperature of the resin, compared to petroleum-based resin, so it can be used in injection molding and pre-processing processes. There is a problem that the setting range is limited. For example, when the biomass resin and the additive are kneaded with a kneader and pelletized in the pretreatment before being supplied to the injection molding apparatus, if the resin is exposed to high heat for a long time, the resin is likely to be colored or reduced in molecular weight. In particular, in order to make the biomass resin flame-retardant, it is necessary to knead a large amount of flame retardant (usually powder) into the biomass resin. The biomass resin and the refractory agent are pelletized with a kneader in advance and then injection molded. It is preferable to supply the apparatus. However, there is a problem that the biomass resin is decomposed during the heat processing in the kneader and the strength of the molded product is lowered.

また、バイオマス樹脂は強度的に脆い性質があり、強度がでにくいという問題もある。特に、バイオマス樹脂は上述の通り難燃剤を大量に練り込む必要があるため、強度的に益々脆くなる。このため、バイオマス樹脂は難燃剤を練り込んで難燃性を確保した場合には、補強剤を添加して強度アップを図る必要がある。   In addition, the biomass resin has a brittle property in strength and has a problem that it is difficult to obtain strength. In particular, since the biomass resin needs to incorporate a large amount of flame retardant as described above, it becomes increasingly brittle in strength. For this reason, when a flame retardant is kneaded into the biomass resin to ensure flame retardancy, it is necessary to increase the strength by adding a reinforcing agent.

バイオマス樹脂の強度アップの方法としては、石油系樹脂を混合することによっても達成できるが、これでは環境負荷低減の本質的な解決にはならない。別の方法として、ガラス繊維などの無機繊維や石油系の有機繊維を添加する方法があり、こちらの方が成形品の植物度をあまり下げることなく強度を得ることができ、好ましい。更に別の方法として、竹やケナフ繊維など天然の成形材料を繊維化して添加する方法もあり、この場合は繊維部分もカーボンニュートラルな素材に置き換えることができる。   As a method for increasing the strength of biomass resin, it can also be achieved by mixing petroleum resin, but this is not an essential solution for reducing environmental burden. As another method, there is a method of adding inorganic fibers such as glass fibers or petroleum-based organic fibers, which is preferable because strength can be obtained without significantly reducing the plantiness of the molded product. As another method, there is a method of adding a natural molding material such as bamboo or kenaf fiber in a fiber form. In this case, the fiber portion can be replaced with a carbon neutral material.

このように、バイオマス樹脂を射出成形のための成形材料として使用するためには、難燃剤や繊維等の添加物を添加することが一般的である。そして、バイオマス樹脂の耐熱性の低さを考慮すると、バイオマス樹脂と添加物とを混練混合してペレット化するための前処理を行わず、バイオマス樹脂や添加物を射出成形装置に直接投入して成形する直接投入成形法(Direct Mixing:DM法と称す)を採用することが成形品の品質にとって好ましい。   Thus, in order to use biomass resin as a molding material for injection molding, it is common to add additives such as flame retardants and fibers. And considering the low heat resistance of the biomass resin, the biomass resin and the additive are not directly pretreated for kneading and mixing and pelletized, and the biomass resin and additive are directly fed into the injection molding apparatus. It is preferable for the quality of the molded product to employ a direct injection molding method (direct mixing: DM method).

しかし、射出成形装置は本来ペレットでの供給を前提とした装置として作られており、例えば大量の粉体材料(繊維状も含む)、ペレット材料、及び液状材料のうちの少なくとも粉体材料とペレット状材料とで構成される成形材料を、射出成形装置のホッパーを介してシリンダ内に直接供給する場合には、次の2つの問題がある。   However, the injection molding apparatus is originally made as an apparatus premised on supply with pellets. For example, at least among powder materials (including fibers), pellet materials, and liquid materials, at least powder materials and pellets are used. There are the following two problems when the molding material composed of the material is directly supplied into the cylinder via the hopper of the injection molding apparatus.

1つ目の問題は、粉体材料とペレット状材料を直接供給しようとすると、ホッパーでの圧縮によるブリッジ等により、ホッパー出口やシリンダ内で詰まりが発生して安定供給できない等の問題がある。また、投入できたとしても、シリンダ内で粉体材料とペレット状材料とが分離して不均一になり易く、十分に均一混練されないという問題がある。特に成形材料に多量の粉体材料が含まれる場合には、直接投入成形法によって均一混練を行うことは困難である。特に、成形材料中の粉体(粉体に準ずる細かい繊維状態の成形材料を含む)比率が30重量%をこえると従来の射出成形方法では均一混練が不可能になる。   The first problem is that when powder material and pellet-like material are directly supplied, clogging occurs in the hopper outlet or in the cylinder due to a bridge caused by compression in the hopper, and so on, and thus there is a problem that stable supply is not possible. Further, even if it can be charged, the powder material and the pellet-like material are easily separated and become non-uniform in the cylinder, and there is a problem that the mixture is not sufficiently uniformly kneaded. In particular, when a large amount of powder material is contained in the molding material, it is difficult to perform uniform kneading by the direct injection molding method. In particular, when the ratio of the powder (including the molding material in a fine fiber state equivalent to the powder) in the molding material exceeds 30% by weight, uniform kneading becomes impossible with the conventional injection molding method.

2つ目の問題は、例えば粉体材料とペレット状材料を直接供給するために攪拌機等により一旦混合した各々の材料をホッパーに供給しても、射出成形を繰り返している間に、射出成形装置の振動や、各々の材料の形状や比重差等により分離してしまうことである。この結果、ホッパーからシリンダ内に供給する粉体材料とペレット状材料が設計通りの比率にならなくなるので、均一な品質の成形品を安定製造することが困難になる。   The second problem is that, for example, even if each material once mixed by a stirrer or the like is directly supplied to the hopper in order to directly supply the powder material and the pellet-like material, the injection molding apparatus is in the process of repeating the injection molding. Separation due to the vibration of each material, the shape of each material, the difference in specific gravity, and the like. As a result, the powder material and pellet-like material supplied from the hopper into the cylinder do not have the ratio as designed, and it becomes difficult to stably produce a molded product of uniform quality.

射出成形装置の詰まりやガス抜き等の問題を解消する技術としては例えば特許文献1があり、直接投入成形法を行う従来技術としては例えば特許文献2がある。   As a technique for solving problems such as clogging and degassing of an injection molding apparatus, there is, for example, Patent Document 1, and as a conventional technique for performing a direct injection molding method, for example, Patent Document 2.

特許文献1には、射出成形装置のシリンダ内にガス成分(成形材料から発生)を分離する空間を形成するように、成形材料を自重供給ではなく定量フィーダ機構により定量供給する、いわゆるハングリーフィードが記載されている。これにより、シリンダ内に成形材料が詰まることなくガス抜きを確実に行うことができるので、良好な品質の成形品を安定製造できるとされている。   Patent Document 1 discloses a so-called hungry feed in which a molding material is quantitatively supplied by a quantitative feeder mechanism instead of its own weight so as to form a space for separating a gas component (generated from the molding material) in a cylinder of an injection molding apparatus. Have been described. Thereby, it is supposed that degassing can be reliably performed without clogging the molding material in the cylinder, so that a molded product of good quality can be stably manufactured.

また、特許文献2には、射出成形装置のシリンダ内にベース樹脂自体の自重で供給されるベース樹脂に対して、添加剤をスクリュー部に直接供給することが提案されており、添加剤を計量工程だけではなく、射出工程や保圧工程でも供給し続けることを特徴としている。即ち、射出工程でもベース樹脂が供給されていることに着目し、それを補う形で射出工程でも添加剤を供給するものである。これによりシリンダ内のシリンダ長さ方向における添加剤の濃度ムラを改善できるとされている。   Further, Patent Document 2 proposes that an additive be directly supplied to the screw portion with respect to the base resin supplied by its own weight in the cylinder of the injection molding apparatus. It is characterized by continuing supply not only in the process but also in the injection process and the pressure holding process. That is, paying attention to the fact that the base resin is supplied also in the injection process, the additive is supplied also in the injection process in a form supplementing it. Thereby, it is said that the concentration unevenness of the additive in the cylinder length direction in the cylinder can be improved.

特開2005−319813号公報JP 2005-319813 A 特開2001−277296号公報JP 2001-277296 A

しかしながら、特許文献1の技術を、バイオマス樹脂と添加物(難燃剤、繊維等)から成る成形材料の射出成形、特に直接投入成形法に適用しても、良好な品質の成形品を得ることができないという問題がある。特許文献1は元々ペレットの状態でシリンダに供給することを前提としたものであり、大量の粉体や繊維を成形材料として供給する場合には、ホッパーからシリンダ内に直接供給しても均一混練を行うことができないので、安定的な品質の成形品を得ることはできない。   However, even if the technique of Patent Document 1 is applied to injection molding of a molding material composed of biomass resin and additives (flame retardant, fiber, etc.), particularly direct injection molding method, it is possible to obtain a molded product of good quality. There is a problem that you can not. Patent Document 1 is based on the premise that the powder is originally supplied to the cylinder in the form of pellets. When a large amount of powder or fiber is supplied as a molding material, even if it is directly supplied from the hopper into the cylinder, it is uniformly kneaded. Therefore, a stable quality molded product cannot be obtained.

ちなみに、従来技術である特許文献2では、計量工程中に重力によって自然供給される樹脂ペレットと同時に添加剤も計量添加されるが、添加剤だけは計量中以外(例えば射出工程中など)のスクリューが回転せずに動作する際にも計量添加を継続し、これにより成形品中の添加剤の量(むら)をより安定化させるものである。この方法を用いると、スクリューが回転せずに前進する、射出工程のような状態でも添加剤が供給され、従来の方法と比べると添加剤濃度のばらつきや着色剤の色ムラを低減することは可能である。   By the way, in Patent Document 2, which is a prior art, additives are metered simultaneously with resin pellets naturally fed by gravity during the metering process, but only the additive is not metered (for example, during the injection process). The metering is continued even when the motor operates without rotating, thereby further stabilizing the amount (unevenness) of the additive in the molded product. When this method is used, the additive is supplied even in a state such as an injection process in which the screw advances without rotating, and it is possible to reduce variations in additive concentration and color unevenness of the colorant compared to conventional methods. Is possible.

しかし、例えば射出工程中のスクリューが前進している間は、計量工程中とは異なり、樹脂ペレットの供給量が変化するため、重力によって落下する樹脂ペレットと、定量供給している添加剤との比率を制御することはできない。更には、材料投入口(特許文献2における図1のC2部分)の材料の滞留が多くなり易いため、材料の再分離が起こり易い。特に本発明のように、成形材料中の添加剤比率即ち粉体材料比率が大きい場合や、粉体材料の見かけ比重が小さい場合には、成形材料を充分均質にすることができない。   However, for example, while the screw during the injection process is moving forward, unlike the weighing process, the amount of resin pellets to be supplied changes, so the resin pellets that fall due to gravity and the additive that is being metered in The ratio cannot be controlled. Furthermore, since material stays at the material inlet (C2 portion in FIG. 1 in Patent Document 2) tends to increase, re-separation of the material easily occurs. In particular, as in the present invention, when the additive ratio in the molding material, that is, the powder material ratio is large, or when the apparent specific gravity of the powder material is small, the molding material cannot be made sufficiently homogeneous.

事実、ペレット状のバイオマス樹脂に大量の粉体状の添加物を含む成形材料について、特許文献1や2の技術を適用して直接投入成形法で射出成形した成形品を検査すると、添加物がバイオマス樹脂に均一に分散されておらず、目的とする品質の成形品を得ることができない。   In fact, when a molding material containing a large amount of powdered additive in pellet-shaped biomass resin is inspected by a direct injection molding method using the techniques of Patent Documents 1 and 2, the additive is It is not uniformly dispersed in the biomass resin, and a molded product of the desired quality cannot be obtained.

このような背景から、予めバイオマス樹脂と添加物を混練機で混練してペレットとして成形し、このペレットを射出成形装置に投入して成形せざるを得ないのが実情である。   From such a background, it is a fact that biomass resin and additives are kneaded in advance with a kneader to form pellets, and the pellets must be put into an injection molding apparatus to be molded.

しかし、上述したようにバイオマス樹脂は耐熱性が低く、混練機による前処理で高熱が加わることにより、射出成形装置に供給する前に成形材料が劣化して分子量が低下したり、着色したりしてしまう。この結果、折角、射出成形装置に適したペレット形状に成形材料を加工できても、樹脂の分子量が下がって成形品の強度がでなかったり、成形品が着色したりしてしまい品質が低下するという問題がある。   However, as described above, the biomass resin has low heat resistance, and high heat is applied in the pretreatment by the kneader, so that the molding material is deteriorated before being supplied to the injection molding apparatus, resulting in a decrease in molecular weight or coloring. End up. As a result, even if the molding material can be processed into a pellet shape suitable for a corner or an injection molding apparatus, the molecular weight of the resin is lowered, the strength of the molded product is not increased, or the molded product is colored and the quality is deteriorated. There is a problem.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、成形材料、特に粉体を多く含む成形材料を直接投入成形法によって射出成形装置に直接投入しても詰まることがないようにできると共に、シリンダ内で成形材料を十分に均一混練することができるので、例えば耐熱性が低いバイオマス樹脂を使用しても高品質な成形品を安定的に製造することができる射出成形方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and can prevent clogging even if a molding material, particularly a molding material containing a large amount of powder, is directly charged into an injection molding apparatus by a direct charging molding method. Since the molding material can be sufficiently uniformly kneaded in the cylinder, for example, an injection molding method capable of stably producing a high-quality molded product even when using a biomass resin having low heat resistance is provided. Objective.

本発明の射出成形方法は前記目的を達成するために、射出成形装置のシリンダ内に供給された成形材料をスクリューの回転によりシリンダ先端部に貯蔵すると共に、貯蔵される成形材料自身の圧力を受けて前記スクリューが計量設定位置まで後退した後に前記スクリューの回転を停止する計量工程を備えた射出成形方法において、前記成形材料はベース樹脂と添加物とで構成され、前記ベース樹脂及び前記添加物のうちの少なくとも1つが粉体であって、該成形材料をペレット化することなく前記シリンダ内に直接供給し、前記計量工程では、前記スクリューに加える背圧を所定値に設定して前記スクリューの回転数を50rpm以上300rpm以下の範囲の一定回転数に設定すると共に、前記計量工程では、前記スクリュー回転数の材料送り能力に合わせて前記成形材料を投入口から自重で前記シリンダ内に充満供給するノーマル供給方法での計量時間をSN秒とした場合に、前記シリンダ内に供給する成形材料の供給速度を、前記SNの2倍秒以上180秒以下の計量時間になるように調整することを含み、これにより前記計量時間を前記スクリューの回転数及び前記背圧設定値とは無関係に制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the injection molding method of the present invention stores the molding material supplied into the cylinder of the injection molding apparatus at the tip of the cylinder by the rotation of the screw and receives the pressure of the stored molding material itself. In the injection molding method comprising a metering step of stopping the rotation of the screw after the screw has moved back to the metering setting position, the molding material is composed of a base resin and an additive, and the base resin and the additive At least one of them is powder, and the molding material is directly supplied into the cylinder without being pelletized. In the measuring step, the back pressure applied to the screw is set to a predetermined value and the screw is rotated. The number is set to a constant rotational speed in the range of 50 rpm or more and 300 rpm or less, and in the measuring step, the screw rotational speed material is set. Supply speed of the molding material supplied into the cylinder when the metering time in the normal supply method in which the molding material is charged into the cylinder by its own weight from the inlet according to the capacity is SN seconds, Adjusting the metering time so that the metering time is not less than twice the SN and not more than 180 seconds, whereby the metering time is controlled independently of the set value of the rotational speed of the screw and the back pressure. To do.

ここで成形材料の供給速度は、単位時間当たりの成形材料の供給量である。   Here, the supply speed of the molding material is the supply amount of the molding material per unit time.

本発明によれば、従来のようにスクリューの回転数、即ちシリンダ内で成形材料を送る材料送り能力や背圧設定値によって計量時間が決まってしまうのではなく、スクリューの回転数や背圧設定値とは全く無関係に成形材料の供給速度を調整することで、スクリューの送り能力や背圧設定値とは関係ない形で計量時間を制御するようにした(以下、「計量時間制御」という)。即ち、計量時間制御では、背圧を所定値に設定したときにスクリューの回転数を50rpm以上300rpm以下の高い混練性能が得られる一定回転数に設定しておく一方、シリンダ内に供給する成形材料の供給速度を、シリンダ内に成形材料を充満させるノーマル供給方法での計量時間SNの2倍秒以上180秒以下の計量時間になるように調整するようにした。   According to the present invention, the measurement time is not determined by the rotational speed of the screw, i.e., the material feeding ability and the back pressure setting value for feeding the molding material in the cylinder as in the prior art, but the rotational speed and back pressure setting of the screw. By adjusting the molding material supply speed completely independently of the value, the metering time is controlled in a way that is independent of the screw feed capacity and back pressure setting value (hereinafter referred to as “metering time control”). . That is, in the metering time control, when the back pressure is set to a predetermined value, the rotational speed of the screw is set to a constant rotational speed at which high kneading performance of 50 rpm or more and 300 rpm or less is obtained, while the molding material supplied into the cylinder Was adjusted so that the metering time was not less than twice the metering time SN and 180 seconds or less of the metering time SN in the normal feeding method in which the molding material was filled in the cylinder.

スクリュー回転数としては150〜200rpmがより好ましく、計量時間としては、SNの5倍秒以上SNの20倍秒以下であることがより好ましい。   As a screw rotation speed, 150-200 rpm is more preferable, and as metering time, it is more preferable that it is 5 times or more SN and 20 times or less SN.

これにより、スクリューの回転数を混練に適した速度で回転させ、しかも計量時間を長くとることができるので、例えば大量の粉体や繊維等から構成される成形材料をシリンダ内に直接供給しても、その成形材料を均一混練するのに必要なスクリュー回転数や必要混練時間を十分に確保することができる。   As a result, the number of rotations of the screw can be rotated at a speed suitable for kneading, and the measurement time can be increased. For example, a molding material composed of a large amount of powder, fibers, etc. can be directly supplied into the cylinder. However, it is possible to sufficiently secure the screw rotation speed and the necessary kneading time necessary for uniformly kneading the molding material.

この場合、スクリューの回転数としては混練性能の向上と剪断発熱による劣化の両方を考慮して50rpm以上、300rpm以下の回転に設定する。なお、背圧設定値については、所望の値に設定することができるが、5〜150kg/mの範囲が好ましい。 In this case, the rotation speed of the screw is set to a rotation speed of 50 rpm or more and 300 rpm or less in consideration of both improvement in kneading performance and deterioration due to shear heat generation. In addition, about a back pressure setting value, although it can set to a desired value, the range of 5-150 kg / m < 2 > is preferable.

更には、計量時間をスクリューの回転数や背圧設定値に関係なく長くとることができるので、スクリューの材料送り能力に対して成形材料の供給量を遥かに少なくできる。これにより、例えばブリッジや詰まりを生じ易い粉体を含む成形材料をシリンダ内に直接供給してもブリッジや詰まりを生じることがない。なお、粉体を含む成形材料とは、成形材料の一部が粉体である以外に、100%粉体である場合も含む。   Furthermore, since the metering time can be increased regardless of the number of rotations of the screw and the set value of the back pressure, the supply amount of the molding material can be greatly reduced with respect to the material feeding capability of the screw. Thereby, for example, even if a molding material containing powder that easily causes bridging or clogging is supplied directly into the cylinder, bridging or clogging does not occur. Note that the molding material containing powder includes not only a part of the molding material is powder but also 100% powder.

本発明において、前記シリンダ内を、前記成形材料の投入口から順に供給ゾーン、圧縮ゾーン、計量ゾーンの3つのゾーンに区分したときに、少なくとも前記供給ゾーンには前記成形材料を充満させないことが好ましい。 In the present invention, when the inside of the cylinder is divided into three zones of a supply zone, a compression zone, and a metering zone in order from the injection port of the molding material, it is preferable that at least the supply zone is not filled with the molding material. .

ここで、成形材料を充満させないとは、成形材料がシリンダ内を密の状態ではなく疎の状態で搬送されることを言い、シリンダ内に密状態と疎状態とが交互に形成される場合も含む。   Here, not filling the molding material means that the molding material is transported in a sparse state rather than a dense state in the cylinder, and a dense state and a sparse state may be alternately formed in the cylinder. Including.

これは、シリンダ内における成形材料の充満度を規定したものであり、少なくとも前記圧縮ゾーンの手前まで前記成形材料を充満させないことにより、特に均一混練を行う上で重要なゾーンである圧縮ゾーンにおいも、材料の供給が少なくなり、スクリューの後退に必要な背圧が立つのに長い時間を要するようになる。即ち、必要な混練、分散時間を充分確保できるようになる。この場合、射出成形の開始時に、「少なくとも前記供給ゾーンには前記成形材料を充満させない状態」を形成し、この状態で定量供給装置から前記ノーマル供給方法での成形材料の平均消費量よりも少なくなる供給速度で成形材料を前記シリンダ内に補給する。これにより、射出成形の開始時の成形材料を充満させない状態を、射出成形の継続後も維持することができる。
This prescribes the degree of filling of the molding material in the cylinder. In the compression zone, which is an important zone especially for uniform kneading, the molding material is not filled at least before the compression zone. The material supply is reduced, and it takes a long time for the back pressure necessary for the backward movement of the screw. That is, the necessary kneading and dispersing time can be secured sufficiently. In this case, at the start of the injection molding, “ at least the supply zone is not filled with the molding material” is formed, and in this state, the average consumption of the molding material by the normal supply method is less than the constant supply method. The molding material is replenished into the cylinder at a supply speed of Thereby, the state which is not filled with the molding material at the time of the start of injection molding can be maintained even after continuing injection molding.

特に、粉体を大量に含む成形材料の場合には、圧縮ゾーンにおいてスクリューシャフト周囲近傍の成形材料が溶融しないまま残り、スクリューシャフトに巻きついた状態で計量ゾーンに送られ易い。これにより、十分に均一混練されていない成形材料が計量ゾーンに達してしまうので、射出された成形品の品質が悪くなる。   In particular, in the case of a molding material containing a large amount of powder, the molding material in the vicinity of the screw shaft remains unmelted in the compression zone, and is easily sent to the measuring zone while being wound around the screw shaft. As a result, the molding material that is not sufficiently uniformly kneaded reaches the measuring zone, so that the quality of the injected molded product is deteriorated.

本発明では、計量時間をノーマル供給方法での計量時間SNの2倍秒以上180秒以下にすることにより、スクリュー回転数による成形材料の材料送り能力よりも成形材料の供給量を少なくできる。したがって、圧縮ゾーンにおける成形材料の充満度を低下して過大なせん断発熱を抑制し、且つ混練時間を長く取ることができるので、粉体を大量に含む成形材料であっても均一混練を行うことが可能となる。   In the present invention, the amount of molding material supplied can be made smaller than the material feeding ability of the molding material by the screw rotation speed by setting the metering time to be not less than twice the metering time SN in the normal supply method and not more than 180 seconds. Accordingly, the degree of fullness of the molding material in the compression zone can be reduced to suppress excessive shearing heat generation, and a longer kneading time can be taken, so even a molding material containing a large amount of powder can be uniformly kneaded. Is possible.

本発明において、計量時間を、成形材料の必要混練時間に応じて制御することが好ましい。ここで、成形材料の必要混練時間は、上記したように、成形材料がシリンダ内において均一に混練されるまでに必要な時間を言い、予備試験等により求めることができる。ただし、必要混練時間が上記180秒を超える場合には、180秒に設定する。   In the present invention, the metering time is preferably controlled according to the required kneading time of the molding material. Here, as described above, the necessary kneading time of the molding material means a time required until the molding material is uniformly kneaded in the cylinder, and can be obtained by a preliminary test or the like. However, when the necessary kneading time exceeds 180 seconds, it is set to 180 seconds.

また、本発明において、計量時間を、射出成形サイクルのうちの冷却工程開始から離型工程終了までの時間に応じて制御することが好ましい。これにより、冷却工程開始から離型工程終了までにスクリューの回転が停止する時間(待ち工程)を設ける必要がない。したがって、成形材料の混練を十分に行うことができるだけでなく、スクリューが停止することによる成形材料の加熱の偏りも防止できる。   Moreover, in this invention, it is preferable to control metering time according to the time from the cooling process start to the completion | finish of a mold release process among injection molding cycles. Thereby, it is not necessary to provide time (waiting process) during which the rotation of the screw stops from the start of the cooling process to the end of the mold release process. Therefore, not only the molding material can be sufficiently kneaded but also the uneven heating of the molding material due to the stoppage of the screw can be prevented.

本発明は、ペレット形態である成形材料にも適用できるが、成形材料はベース樹脂と添加物とで構成され、ベース樹脂及び添加物のうちの少なくとも1つが粉体であると共に、成形材料をペレット化することなく前記シリンダ内に直接供給することが好ましい。特に、ベース樹脂がポリ乳酸樹脂、セルロース系樹脂の少なくとも1つであると共に、添加物が難燃剤、繊維の少なくとも1つであることが好ましい。この場合、成形材料中のバイオマス樹脂の比率としては、30重量%以上であることが好ましく、50重量%以上であることが特に好ましい。これにより、環境負荷低減に寄与できるからでる。   The present invention can also be applied to a molding material in the form of a pellet. The molding material is composed of a base resin and an additive, and at least one of the base resin and the additive is a powder, and the molding material is pelletized. It is preferable to supply directly into the cylinder without making it. In particular, it is preferable that the base resin is at least one of a polylactic acid resin and a cellulose resin, and the additive is at least one of a flame retardant and a fiber. In this case, the ratio of the biomass resin in the molding material is preferably 30% by weight or more, and particularly preferably 50% by weight or more. This is because it can contribute to reducing the environmental load.

ここで、成形材料をシリンダ内に直接供給するとは、混練機等により成形材料を予め混練混合してペレット化する前処理加工を行わないことを意味する。   Here, supplying the molding material directly into the cylinder means that the pre-processing for pelletizing the molding material by kneading and mixing in advance with a kneader or the like is not performed.

このように、耐熱性が低いバイオマス樹脂と、大量に添加され且つ均一混練が難しい粉体状又は繊維状の添加物(例えば難燃剤や繊維)とをシリンダに直接供給して射出成形する場合にも、高品質な成形品を安定的に製造することができるからである。   In this way, when a biomass resin having low heat resistance and a powdery or fibrous additive (for example, a flame retardant or fiber) that is added in a large amount and difficult to uniformly knead are directly supplied to a cylinder for injection molding This is because a high-quality molded product can be stably produced.

前記成形材料のうち、前記粉体の比率が30重量%以上であることが好ましい。このような高い粉体比率において本発明は特に有効だからである。特に粉体比率は50重量%以上でることが好ましい。   In the molding material, the powder ratio is preferably 30% by weight or more. This is because the present invention is particularly effective at such a high powder ratio. In particular, the powder ratio is preferably 50% by weight or more.

また、本発明においては、成形材料をシリンダ内に少量連続供給するか、又はシリンダ内に間欠供給することにより、供給速度を調整することが好ましい。   In the present invention, it is preferable to adjust the supply speed by continuously supplying a small amount of the molding material into the cylinder or intermittently supplying the molding material into the cylinder.

これにより、供給速度を遅くでき、しかも供給速度を均等化し易いので、計量工程での混練のバラツキを生じにくい。   As a result, the supply speed can be slowed, and the supply speed can be easily equalized, so that variations in kneading in the weighing process are unlikely to occur.

本発明の射出成形方法によれば、成形材料、特に粉体を大量に含む成形材料を直接投入成形法によって射出成形装置に直接投入しても詰まることがないようにできると共に、シリンダ内で成形材料を充分均一混練することができるので、例えば耐熱性が低いバイオマス樹脂を使用しても高品質な成形品を安定的に製造することができる。   According to the injection molding method of the present invention, a molding material, particularly a molding material containing a large amount of powder can be prevented from being clogged even if it is directly fed into an injection molding apparatus by a direct feeding molding method, and molded in a cylinder. Since the materials can be sufficiently uniformly kneaded, a high-quality molded product can be stably produced even when, for example, a biomass resin having low heat resistance is used.

本発明の射出成形方法を実施する射出成形装置の概略構成図Schematic configuration diagram of an injection molding apparatus for carrying out the injection molding method of the present invention 射出成形装置のゾーン構成を説明する説明図Explanatory drawing explaining the zone composition of an injection molding device 一般的な射出成形サイクルを説明する説明図Explanatory drawing explaining a general injection molding cycle 背圧の上昇速度とスクリュー回転数との一般的な関係を説明する説明図Explanatory drawing explaining the general relationship between the rising speed of back pressure and screw rotation speed ペレット100%の成形材料を射出成形する場合の圧縮ゾーンでの挙動を説明する説明図Explanatory drawing explaining the behavior in the compression zone when 100% pellet molding material is injection molded 粉体を30重量%以上含む成形材料を射出成形する場合の圧縮ゾーンでの挙動を説明する説明図Explanatory drawing explaining the behavior in the compression zone when injection molding a molding material containing 30% by weight or more of powder 本発明の計量工程におけるスクリューの位置を説明する説明図Explanatory drawing explaining the position of the screw in the measurement process of the present invention 試験Aの実施例における射出条件と結果を示した表図Table showing injection conditions and results in Examples of Test A 試験Aの比較例における射出条件と結果を示した表図Table showing injection conditions and results in Comparative Example of Test A 試験Aにおいてスクリューシャフトへの粉体材料の付着状況を実施例と比較例とで対比した写真A photograph comparing the adhesion of the powder material to the screw shaft in Test A between Example and Comparative Example 試験Bの実施例における射出条件と結果を示した表図Table showing injection conditions and results in Examples of Test B 試験Bの比較例における射出条件と結果を示した表図Table showing injection conditions and results in comparative example of test B ノーマル供給を説明する説明図Explanatory drawing explaining normal supply ハングリーフィードを説明する説明図Explanatory drawing explaining Hungry Feed 本発明における「パラパラ供給」を説明する説明図Explanatory drawing explaining “Flip-Floating” in the present invention 本発明における「パラパラ供給」の更に進んだ状態の説明図Explanatory diagram of the further advanced state of “Flip-Floating” in the present invention 本発明における「パラパラ供給」の極限状態の説明図Explanatory drawing of the limit state of “Flip-Floating” in the present invention

以下、添付図面に従って本発明の射出成形方法の好ましい実施の形態について詳説する。   Hereinafter, preferred embodiments of the injection molding method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の射出成形方法を実施する射出成形装置の一例を示す概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an injection molding apparatus for carrying out the injection molding method of the present invention.

図1に示すように、射出成型装置10は、先端にノズル12を有するシリンダ14を備え、シリンダ14内にスクリュー16が回転可能に配設される。ノズル12の対向端部であってスクリュー16の後端には、スクリュー16を回転させるモータ18と、圧力・速度の設定値に基づいてスクリュー16を軸方向(図1の左右方向)へ一定のストロークで進退動作させるピストン装置20を備えたモータ・ピストン装置22が設けられる。ピストン装置20によりスクリュー16が図1の左方向に進むことにより射出動作を行う。また、ピストン装置20には、計量工程においてスクリュー16が後退する背圧を検出するための背圧センサー17が設けられ、測定値が後記するコントローラ41に入力される。また、コントローラ41には、モータ・ピストン装置22から計量工程の開始と終了を知らせる計量信号が入力される。   As shown in FIG. 1, the injection molding apparatus 10 includes a cylinder 14 having a nozzle 12 at the tip, and a screw 16 is rotatably disposed in the cylinder 14. At the opposite end of the nozzle 12 and at the rear end of the screw 16, the motor 16 that rotates the screw 16 and the screw 16 are fixed in the axial direction (the left-right direction in FIG. 1) based on the set values of pressure and speed. A motor / piston device 22 including a piston device 20 that moves forward and backward by a stroke is provided. The piston device 20 causes the screw 16 to advance leftward in FIG. Further, the piston device 20 is provided with a back pressure sensor 17 for detecting a back pressure at which the screw 16 moves backward in the measuring step, and a measured value is input to a controller 41 described later. The controller 41 receives a measurement signal from the motor / piston device 22 to notify the start and end of the measurement process.

シリンダ14の外周にはヒータ24が巻回して設けられ、シリンダ14が射出成形される成形材料の溶融温度(可塑化温度)等に基づいて所定温度に加熱される。また、ノズル12の先端は、内部にキャビティ28を形成する金型30のゲート32に接続される。金型30は、固定金型30Aと可動金型30Bとで構成され、可動金型30Bが固定金型30Aに対して開閉動作を行う。   A heater 24 is wound around the outer periphery of the cylinder 14, and the cylinder 14 is heated to a predetermined temperature based on a melting temperature (plasticization temperature) of a molding material to be injection molded. The tip of the nozzle 12 is connected to a gate 32 of a mold 30 that forms a cavity 28 therein. The mold 30 includes a fixed mold 30A and a movable mold 30B, and the movable mold 30B opens and closes the fixed mold 30A.

シリンダ14の長さ方向において、ノズル12の対向端部には成形材料であるベース樹脂及び添加物等をシリンダ14内に供給する投入口25が形成されると共に、この投入口25にホッパー26が取り付けられる。   In the longitudinal direction of the cylinder 14, an inlet 25 for supplying a base resin, an additive, and the like, which are molding materials, into the cylinder 14 is formed at the opposite end of the nozzle 12, and a hopper 26 is formed in the inlet 25. It is attached.

図2に示すように、シリンダ14内は、成形材料の投入口25から順に供給ゾーン、圧縮ゾーン、計量ゾーンの3つのゾーンに区分される。投入口25を介してホッパー26から供給ゾーンに投入された成形材料は、スクリュー16の回転によりシリンダ14内をスクリュー先端側に搬送される。シリンダ14内を搬送される成形材料は、回転するスクリュー16表面とシリンダ14内面との間で発生する剪断熱、及びシリンダ14の外周に設けられたヒータ24からの熱によって徐々に溶融される。圧縮ゾーンにおいて成形材料の溶融混練が開始される。圧縮ゾーンで溶融混練された成形樹脂は更に前方に搬送され、計量ゾーンに達する。そして、溶融混練された成形材料がシリンダ14先端部に溜まるにしたがってスクリュー16は後退し、計量設定位置に到達すると後退は停止する。   As shown in FIG. 2, the inside of the cylinder 14 is divided into three zones of a supply zone, a compression zone, and a metering zone in order from the molding material inlet 25. The molding material charged into the supply zone from the hopper 26 through the charging port 25 is transported in the cylinder 14 to the screw tip side by the rotation of the screw 16. The molding material conveyed in the cylinder 14 is gradually melted by the shear heat generated between the surface of the rotating screw 16 and the inner surface of the cylinder 14 and the heat from the heater 24 provided on the outer periphery of the cylinder 14. Melting and kneading of the molding material is started in the compression zone. The molding resin melt-kneaded in the compression zone is further conveyed forward and reaches the measurement zone. Then, as the melt-kneaded molding material accumulates at the tip of the cylinder 14, the screw 16 moves backward, and when it reaches the measurement setting position, the backward movement stops.

材料供給装置34は、主として、成形材料を構成する例えばベース樹脂や添加物を混ぜ合わせる混合機36と、粉粒体定量供給機38と、計量制御フィーダ40と、成形材料の供給を制御するコントローラ41と、で構成される。混合機36としては、ベース材料と添加物とを均一に混合できるものであればよく、攪拌式、振動式、気流式等を使用することができる。また、粉粒体定量供給機38としては、テーブルフィーダ、ベルトフィーダ、スクリューフィーダ、ロータリフィーダ、ビンディスチャージャー、サークルフィーダ等があり、成形材料の性状において適宜使用することができる。   The material supply device 34 mainly includes a mixer 36 for mixing, for example, a base resin and additives constituting the molding material, a powder and granular quantity supply device 38, a metering control feeder 40, and a controller for controlling the supply of the molding material. 41. The mixer 36 may be any as long as it can uniformly mix the base material and the additive, and a stirring method, a vibration method, an air flow method, or the like can be used. Moreover, as the powder and granular constant supply machine 38, there are a table feeder, a belt feeder, a screw feeder, a rotary feeder, a bin discharger, a circle feeder, and the like, which can be appropriately used in the properties of the molding material.

混合機36においてベース樹脂と添加物とが混合された成形材料は、粉粒体定量供給機38で所定量が切り出される。切り出された成形材料は、シューター42を経由して計量制御フィーダ40に送られる。計量制御フィーダ40にはセンサー44が設けられ、センサー44が計量制御フィーダ40内の成形材料の貯留の有無を検知してコントローラ41に送信する。コントローラ41は、計量制御フィーダ40が待機している時間帯、即ち計量制御フィーダ40の貯留無しの時間帯に粉粒体定量供給機38から計量制御フィーダ40に計量工程の1サイクル分に必要な一定量の成形材料を送り込む。   A predetermined amount of the molding material in which the base resin and the additive are mixed in the mixer 36 is cut out by the powder particle quantity supply unit 38. The cut molding material is sent to the weighing control feeder 40 via the shooter 42. The measurement control feeder 40 is provided with a sensor 44, and the sensor 44 detects whether or not the molding material is stored in the measurement control feeder 40 and transmits it to the controller 41. The controller 41 is necessary for one cycle of the metering process from the powder quantitative supply unit 38 to the metering control feeder 40 in the time zone in which the metering control feeder 40 is waiting, that is, the time zone in which the metering control feeder 40 is not stored. A certain amount of molding material is fed.

コントローラ41には、成形材料の種類(樹脂の種類や添加物の種類等)、材料の形状(粉体、粒体、液体、ペレット)、混合比率(ベース樹脂と添加物との割合)、射出成形条件(1ショットの射出量、シリンダの加熱温度、スクリューの回転数、背圧設定値等)等の諸因子に応じて、成形材料が均一且つ十分に混練されるための必要混練時間データが入力されている。これらの必要混練時間データは予め予備試験等により得ることができる。また、コントローラ41には、必要混練時間を確保するための計量時間と、計量制御フィーダ40からの成形材料の供給速度との関係が入力されている。   The controller 41 includes a type of molding material (type of resin, type of additive, etc.), shape of the material (powder, granule, liquid, pellet), mixing ratio (ratio of base resin and additive), injection Depending on various factors such as molding conditions (injection amount per shot, cylinder heating temperature, screw rotation speed, back pressure setting value, etc.), the necessary kneading time data required for uniform and sufficient mixing of the molding material Have been entered. These necessary kneading time data can be obtained in advance by a preliminary test or the like. In addition, the controller 41 is input with the relationship between the metering time for securing the necessary kneading time and the supply speed of the molding material from the metering control feeder 40.

そして、コントローラ41は、背圧を所定値に設定すると共にスクリュー16の回転数を50rpm以上300rpm以下の範囲の一定回転数に設定する一方、スクリュー回転数の材料送り能力に合わせて成形材料を投入口25から自重でシリンダ14内に充満供給するノーマル供給方法での計量時間をSN秒とした場合に、シリンダ14内に供給する成形材料の供給速度を、SNの2倍秒以上180秒以下の計量時間になるように調整する。即ち、コントローラ41は、計量制御フィーダ40からホッパー26を介してシリンダ14内に供給する成形材料の供給速度を、スクリュー16の回転数や背圧設定値とは無関係に調整することにより、計量工程の計量時間をSNの2倍秒以上180秒以下の範囲内において成形材料の必要混練時間に応じて制御する(「計量時間制御」)。計量時間制御におけるより好ましい計量時間はSNの5倍秒以上SNの20倍秒以下の範囲内である。   The controller 41 sets the back pressure to a predetermined value and sets the rotational speed of the screw 16 to a constant rotational speed in the range of 50 rpm to 300 rpm, while feeding the molding material in accordance with the material feed capability of the screw rotational speed. When the metering time in the normal supply method that fills the cylinder 14 with its own weight from the mouth 25 is SN seconds, the supply speed of the molding material supplied into the cylinder 14 is not less than twice SN and not more than 180 seconds. Adjust the weighing time. That is, the controller 41 adjusts the supply speed of the molding material supplied into the cylinder 14 from the measurement control feeder 40 via the hopper 26 regardless of the rotational speed of the screw 16 and the back pressure setting value, thereby measuring the measurement process. Is controlled in accordance with the required kneading time of the molding material within the range of not less than twice SN and not more than 180 seconds (“metering time control”). A more preferable metering time in the metering time control is in the range of 5 times SN to 20 times SN.

これにより、スクリューの回転数を混練に適した速度で回転させ、しかも計量時間を長くとることができるので、例えば大量の粉体や繊維等から構成される成形材料をシリンダ内に直接供給しても、その成形材料を均一混練するのに必要なスクリュー回転数や必要混練時間を十分に確保することができる。   As a result, the number of rotations of the screw can be rotated at a speed suitable for kneading, and the measurement time can be increased. For example, a molding material composed of a large amount of powder, fibers, etc. can be directly supplied into the cylinder. However, it is possible to sufficiently secure the screw rotation speed and the necessary kneading time necessary for uniformly kneading the molding material.

この場合、スクリューの回転数としては混練性能の向上と剪断発熱による劣化の両方を考慮して50rpm以上、300rpm以下の回転に設定することが好ましい。より好ましくは150〜200rpmの範囲に設定する。スクリュー回転数が50rpm未満では、十分に均一混練を行うことができず、300rpmを超えると剪断発熱によって成形材料が劣化する虞がある。特に、成形材料のベース樹脂がバイオマス樹脂の場合には、300rpmを超えると劣化の危険が大きくなる。   In this case, it is preferable to set the rotation speed of the screw to 50 rpm or more and 300 rpm or less in consideration of both improvement in kneading performance and deterioration due to shear heat generation. More preferably, it is set in the range of 150 to 200 rpm. If the screw speed is less than 50 rpm, uniform kneading cannot be performed sufficiently, and if it exceeds 300 rpm, the molding material may be deteriorated by shearing heat generation. In particular, when the base resin of the molding material is a biomass resin, the risk of deterioration increases when it exceeds 300 rpm.

また、シリンダ内に供給する成形材料の供給速度を、シリンダ内に成形材料を充満させるノーマル供給方法での計量時間SNの2倍秒未満にすると、均一混練を行うことができない。一方、計量時間が180秒を超えて長くなると、均一混練はできてもベース樹脂の分解による低分子化が生じ、射出成形により得られる成形品の強度が低下する。したがって、仮に予備試験によって得られた必要混練時間が180秒を超える場合には、180秒に設定することが好ましい。   Moreover, uniform kneading cannot be performed if the supply speed of the molding material supplied into the cylinder is less than twice the measuring time SN in the normal supply method for filling the cylinder with the molding material. On the other hand, if the metering time is longer than 180 seconds, even if uniform kneading is possible, the molecular weight is lowered due to decomposition of the base resin, and the strength of the molded product obtained by injection molding is reduced. Therefore, if the necessary kneading time obtained by the preliminary test exceeds 180 seconds, it is preferably set to 180 seconds.

ここで、図3を用いて、射出成形装置の射出成形サイクルについて説明する。   Here, the injection molding cycle of the injection molding apparatus will be described with reference to FIG.

射出成形サイクルは、一般的に、計量工程、型締工程、射出工程、保圧工程、冷却工程、離型工程とで構成される。   The injection molding cycle generally includes a measuring process, a mold clamping process, an injection process, a pressure holding process, a cooling process, and a mold releasing process.

計量工程は、ホッパー26から加熱されたシリンダ14内に供給された成形材料をスクリュー16の回転により混練して溶融(可塑化)しつつ圧送し、溶融した成形材料をシリンダ先端部14Aに貯蔵していく。そして、貯蔵される成形材料自身の圧力を受けて、スクリュー16は回転しながら後退し、予め設定された計量値に達するとスクリューの回転を停止して計量を終了する。計量工程に要する時間を計量時間という。   In the metering step, the molding material supplied into the cylinder 14 heated from the hopper 26 is kneaded and melted (plasticized) by the rotation of the screw 16, and the molten molding material is stored in the cylinder tip 14A. To go. Then, under the pressure of the stored molding material itself, the screw 16 moves backward while rotating, and when reaching a preset measurement value, the screw stops rotating and the measurement is finished. The time required for the weighing process is called weighing time.

型締工程は、型開状態にある可動金型30Bと固定金型30Aとの金型30を閉じる工程であり、型締シリンダ(図示せず)により可動金型30Bを固定金型30Aの方向に移動させて当接させることにより金型30を閉める。   The mold clamping process is a process of closing the mold 30 between the movable mold 30B and the fixed mold 30A in the mold open state, and the movable mold 30B is moved to the fixed mold 30A by a mold clamping cylinder (not shown). The mold 30 is closed by moving it to the contact position.

射出工程(充填工程とも言う)は、シリンダ14内で溶融し流動状態になった成形材料をスクリュー16の前進によりノズル12を通って金型30内に射出する。これにより、溶融した成形材料が金型30のキャビティ28内に充填される。   In the injection process (also referred to as a filling process), the molding material melted and fluidized in the cylinder 14 is injected into the mold 30 through the nozzle 12 as the screw 16 advances. Thereby, the molten molding material is filled in the cavity 28 of the mold 30.

保圧工程は、射出工程で溶融した成形材料が金型30のキャビティ28内に充填された後も、スクリュー16によってキャビティ28内に圧力が加えられる。これにより、キャビティ28内の成形材料をキャビティ形状に形作る。   In the pressure holding process, pressure is applied to the cavity 28 by the screw 16 even after the molding material melted in the injection process is filled in the cavity 28 of the mold 30. Thereby, the molding material in the cavity 28 is formed into a cavity shape.

冷却工程では、成形品が離型の際に十分な剛性を有するように成形材料を冷却固化する。   In the cooling step, the molding material is cooled and solidified so that the molded product has sufficient rigidity when released.

離型工程では、型締シリンダにより可動金型30Bを固定金型30Aから離れる方向に移動させて金型30を開く。これにより、成形品が金型30から離型される。   In the mold release step, the mold 30 is opened by moving the movable mold 30B away from the fixed mold 30A by the mold clamping cylinder. Thereby, the molded product is released from the mold 30.

上記各工程の中では、保圧が完了した後は、スクリュー16は自由に動けるようになるので、図3に示すように、nサイクル目の冷却工程に、n+1サイクル目の計量工程をできるだけオーバーラップさせることで成形サイクルの効率化を図っている。   In each of the above steps, after the pressure holding is completed, the screw 16 can freely move. Therefore, as shown in FIG. 3, the n + 1 cycle measuring step exceeds the n + 1 cycle cooling step as much as possible. The efficiency of the molding cycle is improved by lapping.

図4は上記した計量工程における背圧の上昇速度とスクリュー16回転数との一般的な関係を示す図である。図4の右肩上がりの直線から分かるように、スクリュー16の回転数が高くなればなるほど、背圧の上昇速度が速くなる。したがって、スクリュー16の回転数を高くして成形材料に対する剪断力を上げようとすると短時間で背圧が上昇し、計量工程が終了してしまう。これにより、成形材料を混練するための時間を長く確保できない。   FIG. 4 is a diagram showing a general relationship between the increasing speed of the back pressure and the number of rotations of the screw 16 in the above-described measuring process. As can be seen from the straight line rising upward in FIG. 4, the higher the rotational speed of the screw 16, the faster the back pressure increases. Therefore, if the rotational speed of the screw 16 is increased to increase the shearing force on the molding material, the back pressure rises in a short time, and the measuring process ends. Thereby, a long time for kneading the molding material cannot be secured.

逆に、スクリュー16の回転数を低くすると背圧が上昇する時間を遅くでき混練時間を長く確保できるが、スクリュー16の回転数が低いことにより成形材料に十分な混練を行うための剪断力を付与できない。   On the contrary, if the rotational speed of the screw 16 is lowered, the time for increasing the back pressure can be delayed and the kneading time can be secured long. However, since the rotational speed of the screw 16 is low, the shearing force for sufficiently kneading the molding material is increased. Cannot be granted.

したがって、スクリュー16の回転数や背圧設定値が基準となって計量工程の計量時間が決まってしまう従来の射出成形方法では、混練時間を長く確保することができない。また、冷却工程に要する冷却時間が計量工程の計量時間より長い場合には、図3の射出成形サイクルに示すように、計量工程から型締工程までの間に計量工程が終了した後の待ち工程が必要になる。待ち工程は、計量工程が終了し、スクリュー16が停止した状態であるので、混練が停止した状態で待つことになる。これにより、成形材料の混練時間を十分に確保できない虞があると共に、スクリュー16が停止することにより成形材料の加熱が偏在し、可塑性分布が生じ易い。   Therefore, in the conventional injection molding method in which the metering time of the metering process is determined based on the rotation speed of the screw 16 and the back pressure setting value, a long kneading time cannot be ensured. When the cooling time required for the cooling process is longer than the measuring time of the measuring process, as shown in the injection molding cycle of FIG. 3, the waiting process after the measuring process is completed between the measuring process and the mold clamping process. Is required. The waiting process is a state in which the metering process is completed and the screw 16 is stopped, so that the kneading is stopped. Thereby, there is a possibility that a sufficient kneading time of the molding material cannot be secured, and when the screw 16 is stopped, the heating of the molding material is unevenly distributed, and a plastic distribution is likely to occur.

特に、バイオマス樹脂のように、品質改善のために難燃剤や繊維等の添加物を大量に添加する必要のある成形材料では、計量工程において材料を充分攪拌、混練する必要があり、冷却工程開始から離型工程終了までの時間を混練のためにフルに活用することが重要になる。   Especially in the case of molding materials that require a large amount of additives such as flame retardants and fibers to improve quality, such as biomass resin, it is necessary to sufficiently stir and knead the materials in the metering process, and the cooling process starts. It is important to make full use of the time from the start to the end of the mold release process for kneading.

したがって、図4のAゾーンのように、スクリュー16の回転数が高いにも係わらず、背圧の上昇速度が遅いようにすることができれば、高い剪断力と混練時間の両方を満足することができる。   Therefore, as shown in the A zone in FIG. 4, both the high shearing force and the kneading time can be satisfied if the back pressure rise rate can be slow despite the high rotation speed of the screw 16. it can.

そこで、本発明の射出成形方法では、上記したように、ホッパー26からシリンダ14内に供給する成形材料の供給速度をスクリュー16の回転数や背圧設定値に関係なく調整して、必要混練時間に応じて計量時間を制御するようにした。   Therefore, in the injection molding method of the present invention, as described above, the required kneading time is adjusted by adjusting the supply speed of the molding material supplied from the hopper 26 into the cylinder 14 regardless of the rotational speed of the screw 16 or the back pressure setting value. The metering time was controlled according to.

即ち、コントローラ41に成形材料の種類、成形条件等の上記諸因子が入力されると、コントローラ41は入力されている必要混練時間データから成形材料に必要な計量時間を選択する。また、コントローラ41は、計量制御フィーダ40に貯留されている1サイクル分の成形材料について、計量を開始してから終了するまでの計量時間が必要混練時間になるための供給速度を演算し、計量制御フィーダ40に設定する。これにより、計量制御フィーダ40は、1サイクル分の成形材料を、演算された供給速度に基づいて、ホッパー26を介してシリンダ14内に供給する。   That is, when the above-described factors such as the type of molding material and molding conditions are input to the controller 41, the controller 41 selects a measurement time required for the molding material from the input necessary kneading time data. Further, the controller 41 calculates a supply speed for the required kneading time from the start of measurement to the end of the molding material stored in the measurement control feeder 40 for one cycle. Set to control feeder 40. Thereby, the measurement control feeder 40 supplies the molding material for one cycle into the cylinder 14 via the hopper 26 based on the calculated supply speed.

例えば、バイオマス樹脂と添加物(難燃剤+ガラス繊維)とを均一且つ十分に混練するために必要な必要混練時間が20秒であるとした場合、計量工程での計量時間が少なくとも20秒以上になるように、計量制御フィーダ40に貯留されている1サイクル分の成形材料の供給速度を制御する。この場合、計量工程開始から計量工程終了までの供給速度はできるだけ均等であることが好ましい。したがって、成形材料を計量制御フィーダ40からホッパー26に少量ずつ連続的にぱらぱら落とす少量連続供給方法(パラパラ入れ)か、計量制御フィーダ40からホッパー26に一定間隔で一定量を間欠的に落とす間欠供給方法を採用することが好ましい。   For example, if the necessary kneading time required for kneading the biomass resin and the additive (flame retardant + glass fiber) uniformly and sufficiently is 20 seconds, the weighing time in the weighing process is at least 20 seconds or more. Thus, the supply speed of the molding material for one cycle stored in the weighing control feeder 40 is controlled. In this case, the supply rate from the start of the weighing process to the end of the weighing process is preferably as uniform as possible. Therefore, a small amount continuous supply method (pull-filling) in which the molding material is continuously and gradually dropped from the measurement control feeder 40 to the hopper 26, or intermittent supply in which a constant amount is intermittently dropped from the measurement control feeder 40 to the hopper 26 at regular intervals. It is preferable to adopt the method.

これにより、スクリュー16の回転数を混練に適した高速で回転させ、しかもスクリュー16が回転動作している計量時間を長くとることができるので、例えば大量の粉体や繊維から構成される成形材料をシリンダ14内に直接供給しても十分な混練を行うことができる。   As a result, the rotational speed of the screw 16 can be rotated at a high speed suitable for kneading, and the measuring time during which the screw 16 is rotating can be lengthened. For example, a molding material composed of a large amount of powder or fiber Even if it is directly supplied into the cylinder 14, sufficient kneading can be performed.

また、計量時間をスクリュー16の回転数に関係なく長くとることができるので、粉体を含む成形材料をシリンダ14内に直接供給しても、成形材料の供給速度に対してスクリュー16の材料送り能力の方が断然大きいので、成形材料がホッパー26出口やシリンダ14内で詰まることもない。   Further, since the metering time can be increased regardless of the number of rotations of the screw 16, even if a molding material containing powder is directly supplied into the cylinder 14, the material feed of the screw 16 relative to the molding material supply speed is achieved. Since the capacity is far greater, the molding material is not clogged at the outlet of the hopper 26 or in the cylinder 14.

特に、成形材料のうち、粉体の比率が30重量%以上である場合には、本発明の射出成形方法を行うことにより均一混練が可能となると共に、成形材料がホッパー26出口やシリンダ14内で詰まることなく射出成形することが可能となる。   In particular, when the proportion of powder in the molding material is 30% by weight or more, uniform injection can be performed by performing the injection molding method of the present invention, and the molding material can be discharged into the outlet of the hopper 26 or in the cylinder 14. It becomes possible to perform injection molding without clogging.

即ち、石油系樹脂のように耐熱性が良く、添加物として粉体材料を有する場合でも射出成形の前処理として混練機によるペレット化ができるので、成形材料全てをペレット状態でシリンダ14内に投入することが可能となる。しかし、バイオマス樹脂のように耐熱性が悪く、添加物として大量の粉体材料を有する場合には、射出成形の前処理として混練機でのペレット化ができないので、大量の添加物を粉体のままシリンダ14内に直接投入することになる。   In other words, it has good heat resistance like petroleum-based resin, and even if it has a powder material as an additive, it can be pelletized by a kneader as a pretreatment for injection molding, so all the molding material is put into the cylinder 14 in the pellet state. It becomes possible to do. However, when the heat resistance is poor like biomass resin and it has a large amount of powder material as an additive, it cannot be pelletized in a kneader as a pretreatment for injection molding, It is directly put into the cylinder 14 as it is.

そして、ペレット100%の成形材料をシリンダ14内に直接投入(DM法)した場合と、粉体を30重量%以上、特には50重量%以上含む成形材料をシリンダ14内に直接投入(DM法)した場合には、圧縮ゾーンにおける成形材料の溶融挙動は全く異なる。即ち、添加剤として使用される難燃剤、相溶剤、分解防止剤等の粉体材料(繊維状も含む)の殆どは溶融しない。そのため、樹脂ペレットに剪断をかけるときと同じように剪断をかけても粉体材料とシリンダ内壁面との摩擦で急激な発熱が起きて樹脂が劣化する。また粉体材料はペレットに比べて嵩が高くシリンダ内で隙間ができ易いために、シリンダ外周に設けられたヒータ24の熱が伝わりにくく。このため、圧縮ゾーンにおいてシリンダ14の内壁面近傍の成形材料のみが高温になって溶融するが、スクリュー16のシャフト側の成形材料には熱が伝わりにくく溶融しにくい。そのため、短時間の計量では、スクリュー16のシャフト側近傍の成形材料は溶融されないまま計量ゾーンを介してスクリュー先端まで送られてしまう。これにより、粉体材料を大量に含む成形材料は均一混練を行うことができず、射出成形により得られた成形品の品質(強度、難燃性、外観の色等)が低下する。事実、粉体材料を30重量%以上含む成形材料を従来の成形方法で成形し、そのときにスクリュー16をシリンダ14から抜いて観察すると、圧縮ゾーン終了位置においてシリンダ14内壁面近傍の成形材料は溶融しているが、スクリュー16のシャフト近傍の成形材料は溶融せずに粉体のまま残っている。このことを図5及び図6により詳しく説明する。   Then, when a molding material of 100% pellets is directly put into the cylinder 14 (DM method), and a molding material containing 30% by weight or more, especially 50% by weight or more of powder is directly put into the cylinder 14 (DM method). ), The melting behavior of the molding material in the compression zone is quite different. That is, most of powder materials (including fibrous materials) such as flame retardants, compatibilizers, and decomposition inhibitors used as additives do not melt. For this reason, even when shearing is applied in the same manner as when the resin pellets are sheared, the resin deteriorates due to sudden heat generation due to friction between the powder material and the inner wall surface of the cylinder. Further, since the powder material is bulkier than the pellet and easily forms a gap in the cylinder, the heat of the heater 24 provided on the outer periphery of the cylinder is not easily transmitted. For this reason, in the compression zone, only the molding material near the inner wall surface of the cylinder 14 becomes hot and melts, but heat is not easily transmitted to the molding material on the shaft side of the screw 16 and is difficult to melt. Therefore, in a short time measurement, the molding material near the shaft side of the screw 16 is sent to the screw tip through the measurement zone without being melted. As a result, the molding material containing a large amount of the powder material cannot be uniformly kneaded, and the quality (strength, flame retardancy, appearance color, etc.) of the molded product obtained by injection molding is reduced. In fact, when a molding material containing 30% by weight or more of the powder material is molded by a conventional molding method and then the screw 16 is pulled out of the cylinder 14 and observed, the molding material near the inner wall surface of the cylinder 14 at the end of the compression zone is Although it is melted, the molding material in the vicinity of the shaft of the screw 16 remains as a powder without melting. This will be described in detail with reference to FIGS.

図5は、シリンダ14内に成形材料を充満供給する従来のノーマル供給方法によって、100%ペレットの成形材料をシリンダ内に供給した場合の圧縮ゾーンにおける成形材料の溶融挙動である。圧縮ゾーン入口部分では図5(A)に示すように、未溶融の成形材料がソリッドベッド層S形成すると共に、シリンダ14の内壁面部分に成形材料が溶融したメルトフィルム層Mを形成する。このメルトフィルム層Mが形成されると、剪断エネルギーによる発熱によりソリッドベッド層Sを溶融していき、圧縮ゾーン中央部分では図5(B)に示すように未溶融の成形材料が分散するメルトプールPが形成される。そして、図5(C)に示すように圧縮ゾーン出口部分ではメルトプールP中に未溶融の成形材料が殆どなくなる。これにより均一混練を行うことができる。   FIG. 5 shows the melting behavior of the molding material in the compression zone when 100% pellets of the molding material are supplied into the cylinder by the conventional normal supply method of supplying the molding material into the cylinder 14 in a full manner. As shown in FIG. 5A, an unmelted molding material forms a solid bed layer S and a melt film layer M in which the molding material is melted is formed on the inner wall surface portion of the cylinder 14 at the compression zone inlet portion. When this melt film layer M is formed, the solid bed layer S is melted by heat generated by shear energy, and an unmelted molding material is dispersed in the central portion of the compression zone as shown in FIG. 5B. P is formed. As shown in FIG. 5C, almost no unmelted molding material is left in the melt pool P at the exit portion of the compression zone. Thereby, uniform kneading can be performed.

図6は、従来のノーマル供給方法によって、粉体を30重量%以上含む成形材料(残りはペレット状態)をシリンダ14内に供給した場合の圧縮ゾーンにおける成形材料の溶融挙動である。圧縮ゾーン入口部分では図6(A)に示すように、スクリュー16の搬送中に粉体とペレットとが分離され、シリンダ14側にペレット層Xが形成され、スクリュー16のシャフト側に粉体層Yが形成される。そして、シリンダ14側に近いペレット層Xから溶融され、図6(B)のようにメルトフィルム層Mを形成する。しかし、粉体層Yがある場合には、100%ペレットのように圧縮ゾーン全体にメルトプールPを形成することはなく、圧縮ゾーン全体への熱伝達が悪くなる。これにより、図6(C)のように圧縮ゾーン出口においてもスクリュー16のシャフト周囲近傍に粉体層Yが付着し、スクリュー16のシャフトに巻きついた状態で計量ゾーンに送られる。これにより、十分に均一混練されていない成形材料が計量ゾーンに達してしまうので、射出された成形品の品質が悪くなる。   FIG. 6 shows a melting behavior of the molding material in the compression zone when a molding material containing 30% by weight or more of powder (the rest is in a pellet state) is supplied into the cylinder 14 by a conventional normal supply method. As shown in FIG. 6A, at the compression zone inlet portion, the powder and pellets are separated during the conveyance of the screw 16, the pellet layer X is formed on the cylinder 14 side, and the powder layer is formed on the shaft side of the screw 16. Y is formed. And it fuse | melts from the pellet layer X near the cylinder 14 side, and forms the melt film layer M like FIG. 6 (B). However, when the powder layer Y is present, the melt pool P is not formed in the entire compression zone like 100% pellets, and heat transfer to the entire compression zone is deteriorated. As a result, as shown in FIG. 6C, the powder layer Y adheres to the vicinity of the shaft of the screw 16 also at the outlet of the compression zone, and is sent to the measuring zone while being wound around the shaft of the screw 16. As a result, the molding material that is not sufficiently uniformly kneaded reaches the measuring zone, so that the quality of the injected molded product is deteriorated.

また、ベース樹脂としてバイオマス樹脂、例えばポリ乳酸を使用した場合、ポリ乳酸の融点は170℃付近であるが、分解が220℃付近から急速に始まる。このように、融点温度と分解温度が近いために、加熱溶融が非常に難しい。融点付近では流動性が非常に悪いために、できるだけ温度を上げて溶融したい。特に、ポリ乳酸のベース樹脂に上記したように溶融しにくい粉体を30重量%以上含む成形材料では、成形設定温度を200℃程度まで挙げないと加熱溶融することができない。しかし、粉体材料を大量に含む成形材料は、剪断発熱によってシリンダ14の成形設定温度よりも15〜25℃上昇し、シリンダ内部温度が220℃程度まで加熱してしまう。   Further, when a biomass resin such as polylactic acid is used as the base resin, the melting point of polylactic acid is around 170 ° C., but the decomposition starts rapidly from around 220 ° C. Thus, since melting | fusing point temperature and decomposition temperature are close, heating and melting are very difficult. Since the fluidity is very poor near the melting point, it is desired to melt it by raising the temperature as much as possible. In particular, a molding material containing 30% by weight or more of a powder that is difficult to melt as described above in a base resin of polylactic acid cannot be melted by heating unless the molding set temperature is raised to about 200 ° C. However, the molding material containing a large amount of the powder material rises by 15 to 25 ° C. from the molding set temperature of the cylinder 14 due to shear heat generation, and the cylinder internal temperature is heated to about 220 ° C.

しかし、粉体を30重量%以上含む成形材料をシリンダ内に直接供給した場合であっても、スクリュー回転数や背圧設定値に関係なく計量時間を長く確保することによって、混練に必要なスクリュー回転数を確保しつつ、シリンダ14内、特に圧縮ゾーンでの成形材料密度を顕著に低くすることが可能となる。これにより、成形材料に過大な剪断がかからないので、剪断発熱によるシリンダ内部温度の温度上昇を抑制できる。また、シリンダ内の成形材料密度が低くても計量時間を長く確保することによりシリンダ14側の熱がスクリュー16のシャフト側へゆっくりと伝達されると共に、長い計量時間を確保したままスクリュー回転数を高くできるので混練効率が向上する。これにより、粉体を30重量%以上含む成形材料であっても、圧縮ゾーン全体にメルトプールPを形成し易いので、成形品の品質低下を発生させることなく均一混練を行うことができる。   However, even when a molding material containing 30% by weight or more of powder is directly supplied into the cylinder, the screw required for kneading is ensured by ensuring a long measurement time regardless of the screw rotation speed and back pressure setting value. It is possible to significantly reduce the molding material density in the cylinder 14, particularly in the compression zone, while ensuring the rotational speed. Thereby, since excessive shearing is not applied to the molding material, the temperature rise of the cylinder internal temperature due to shearing heat generation can be suppressed. Further, even if the molding material density in the cylinder is low, by ensuring a long metering time, heat on the cylinder 14 side is slowly transmitted to the shaft side of the screw 16, and the screw rotation speed can be increased while ensuring a long metering time. Since it can be increased, the kneading efficiency is improved. Thereby, even if it is a molding material which contains 30 weight% or more of powders, since it is easy to form the melt pool P in the whole compression zone, uniform kneading can be performed without generating the quality degradation of a molded product.

そして、成形品の品質低下を発生させることのない均一混練は、背圧を所定値に設定したときにスクリュー16の回転数は混練に適した50〜300rpmの一定回転数に設定する一方、成形材料の供給速度を、スクリュー16の回転数や背圧設定値とは関係なく、ノーマル供給方法での計量時間SNの2倍秒以上180秒以下の計量時間になるように調整して計量時間を確保することにより達成できる。   For uniform kneading without causing deterioration of the quality of the molded product, when the back pressure is set to a predetermined value, the rotation speed of the screw 16 is set to a constant rotation speed of 50 to 300 rpm suitable for kneading. Regardless of the rotation speed of the screw 16 or the back pressure setting value, the material supply speed is adjusted so that the measurement time is not less than twice the measurement time SN in the normal supply method and not more than 180 seconds. It can be achieved by securing.

この場合、シリンダ内の供給ゾーン、圧縮ゾーン、計量ゾーンの3つのゾーンにおいて少なくとも圧縮ゾーンの手前まで成形材料を充満させないように、成形材料を供給することが好ましい。即ち、射出成形の開始時に、少なくとも圧縮ゾーンの手前まで成形材料を充満させない状態を形成し、この状態で定量フィーダ40からノーマル供給方法での成形材料の平均消費量よりも少なくなる供給速度で成形材料を補給することが好ましい。これにより、射出成形の開始時の成形材料を充満させない状態を、射出成形の継続後も維持することができる。   In this case, it is preferable to supply the molding material so that the molding material is not filled at least before the compression zone in the three zones of the supply zone, the compression zone, and the metering zone in the cylinder. That is, at the start of injection molding, a state in which the molding material is not filled at least before the compression zone is formed, and in this state, molding is performed at a supply speed that is less than the average consumption of the molding material by the normal feeding method from the quantitative feeder 40. It is preferable to replenish the material. Thereby, the state which is not filled with the molding material at the time of the start of injection molding can be maintained even after continuing injection molding.

特に圧縮ゾーンにおいて、成形材料を充満させないことにより、シリンダ14側からスクリュー16のシャフト側への熱伝達が向上し、これによりシャフト側に形成される粉体層の溶融を促進する。   In particular, in the compression zone, by not filling the molding material, heat transfer from the cylinder 14 side to the shaft side of the screw 16 is improved, thereby promoting melting of the powder layer formed on the shaft side.

計量時間SNの2倍秒以上180秒以下の範囲内で必要計量時間を幾つに設定するかは、成形材料の組成や射出成形装置の条件等により予め試験等により適宜決めることができる。また、計量時間SNの2倍秒以上180秒以下は、粉体を30重量%以上含む成形材料であっても問題ない範囲であり、100%ペレットの成形材料のように成形条件が厳しくないものに対しても適用できることは勿論である。   The number of required metering times to be set within the range of not less than twice the metering time SN and not more than 180 seconds can be appropriately determined by a test or the like in advance depending on the composition of the molding material and the conditions of the injection molding apparatus. Also, the measurement time SN of 2 seconds to 180 seconds is within the range where there is no problem even with a molding material containing 30% by weight or more of powder, and the molding conditions are not strict like the molding material of 100% pellets. Of course, it can be applied to.

なお、必要混練時間に応じて制御する計量時間は、冷却工程と離型工程との合計時間内で、材料の混合性を確認して任意に設定することができるが、冷却工程と離型工程との合計時間と一致させると、より高い混練性能が得られるので、好ましい。   The metering time controlled according to the necessary kneading time can be arbitrarily set by confirming the mixing of the materials within the total time of the cooling step and the release step, but the cooling step and the release step. When the total time is set to coincide with the above, it is preferable because higher kneading performance can be obtained.

これにより、上記した待ち工程をなくすことができるので、計量工程中は常にスクリュー16が回転した状態を維持することができる。   Thereby, since the above-mentioned waiting process can be eliminated, the state where the screw 16 is always rotated can be maintained during the measuring process.

また、計量時間が前記合計時間よりも長くなる場合には、必要混練時間データの中からスクリュー16の回転数を上げた条件を選択して、計量時間を合計時間に一致させるとよい。   If the metering time is longer than the total time, it is preferable to select a condition in which the number of rotations of the screw 16 is increased from the necessary kneading time data so that the metering time matches the total time.

図7は、必要混練時間に応じて制御する計量時間が冷却工程と離型工程との合計時間と一致する場合の計量工程のイメージを図で示したものである。このときの成形材料の供給速度が1分当たりQgであるとする。図7(A)は冷却工程の開始、図7(B)は冷却工程の終了、図7(C)は離型工程の終了を示す図である。また、スクリュー16が進退するストロークのうち、最も前進した位置(図7の左側位置)をX位置、最も後退した位置をY位置として示す。   FIG. 7 is a diagram showing an image of the measurement process when the measurement time controlled according to the necessary kneading time coincides with the total time of the cooling process and the release process. The supply rate of the molding material at this time is assumed to be Qg per minute. FIG. 7A shows the start of the cooling process, FIG. 7B shows the end of the cooling process, and FIG. 7C shows the end of the mold release process. Of the stroke in which the screw 16 advances and retreats, the most advanced position (left side position in FIG. 7) is shown as the X position, and the most backward position is shown as the Y position.

図7(A)の冷却工程開始と同時に、成形材料をQg/分の供給速度でシリンダ14内に供給し計量工程を開始する。このときのスクリュー16位置はスクリューの進退ストロークのうち最もノズル側のX位置にある。   Simultaneously with the start of the cooling process in FIG. 7A, the molding material is supplied into the cylinder 14 at a supply rate of Qg / min, and the metering process is started. The position of the screw 16 at this time is the X position on the most nozzle side in the forward / backward stroke of the screw.

成形材料の供給につれて背圧が上昇し、その背圧によってスクリュー16回転しながら徐々に後退する。そして、図7(B)のように、冷却工程終了時点において、スクリュー16はX位置とY位置の中間よりも少しY側に寄って位置する。更に成形材料の供給が続くにつれてスクリューが後退し、図7(C)のように、離型工程終了と同時にY位置に達する。   As the molding material is supplied, the back pressure rises, and the back pressure gradually moves back while rotating the screw 16. Then, as shown in FIG. 7B, at the end of the cooling step, the screw 16 is positioned slightly closer to the Y side than the middle between the X position and the Y position. Further, as the supply of the molding material continues, the screw moves backward, and reaches the Y position simultaneously with the end of the mold release process as shown in FIG.

このように、本発明の射出成形方法では、必要混練時間に応じて計量時間を制御することができるので、混練に長い時間を要する成形材料であっても、均一且つ十分に混練を行うことができる。したがって、本発明はバイオマス樹脂の直接供給法による射出成形の成形方法として特に有効である。   Thus, in the injection molding method of the present invention, the metering time can be controlled according to the required kneading time, so even a molding material that requires a long time for kneading can be kneaded uniformly and sufficiently. it can. Therefore, the present invention is particularly effective as a molding method for injection molding by the direct supply method of biomass resin.

次に、本発明に使用する成形材料等の好ましい条件について説明する。   Next, preferable conditions for the molding material used in the present invention will be described.

本発明は、石油系樹脂にも適用可能であるが、ポリ乳酸樹脂やセルロース系樹脂のバイオマス樹脂に適用することが好ましい。   The present invention is applicable to petroleum resins, but is preferably applied to biomass resins such as polylactic acid resins and cellulose resins.

ポリ乳酸系樹脂は、各種のものが利用可能であり、例えば、乳酸単独重合体樹脂、乳酸共重合体樹脂が挙げられる。また、ポリ乳酸系樹脂の原料である乳酸成分も特に限定されず、例えばL−乳酸、D−乳酸、DL−乳酸またはこれらの混合物、または乳酸環状2量体であるL−ラクチド、D−ラクチド、meso−ラクチド、またはこれらの混合物を使用できる。   Various types of polylactic acid resins can be used, and examples thereof include lactic acid homopolymer resins and lactic acid copolymer resins. Also, the lactic acid component that is a raw material of the polylactic acid resin is not particularly limited. For example, L-lactic acid, D-lactic acid, DL-lactic acid or a mixture thereof, or L-lactide or D-lactide that is a lactic acid cyclic dimer. , Meso-lactide, or mixtures thereof.

本発明に用いるポリ乳酸系樹脂の製造方法も特に限定されず、従来公知の方法で合成した樹脂が、各種、利用可能である。乳酸単独重合体樹脂は、例えば、L−乳酸、D−乳酸、DL−乳酸等または、これらの混合物を直接脱水縮合するか、またはL−ラクチド、D−ラクチド、meso−ラクチド、または、これらの混合物等の開環重合によって得ることができる。また、乳酸共重合体樹脂は、例えば、乳酸モノマーまたはラクチドと、前記モノマーと共重合可能な他の成分とを共重合して得ることができる。共重合可能な他の成分としては、例えば、分子内に2個以上のエステル結合形成性の官能基をもつジカルボン酸、多価アルコール、ヒドロキシカルボン酸、ラクトン等、および、これらの種々の構成成分よりなる各種ポリエステル、各種ポリエーテル、各種ポリカーボネート等が挙げられる。   The production method of the polylactic acid resin used in the present invention is not particularly limited, and various resins synthesized by a conventionally known method can be used. The lactic acid homopolymer resin is, for example, L-lactic acid, D-lactic acid, DL-lactic acid or the like, or a mixture thereof directly dehydrated or condensed, or L-lactide, D-lactide, meso-lactide, or these It can be obtained by ring-opening polymerization of a mixture or the like. The lactic acid copolymer resin can be obtained, for example, by copolymerizing a lactic acid monomer or lactide and another component copolymerizable with the monomer. Examples of other copolymerizable components include dicarboxylic acids, polyhydric alcohols, hydroxycarboxylic acids, lactones, etc. having two or more ester bond-forming functional groups in the molecule, and various constituents thereof. And various polyesters, various polyethers, and various polycarbonates.

また、ポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量も、特に限定はないが、50,000〜500,000が好ましく、より好ましくは100,000〜250,000である。   Further, the weight average molecular weight of the polylactic acid-based resin is not particularly limited, but is preferably 50,000 to 500,000, and more preferably 100,000 to 250,000.

重量平均分子量が50,000以上であると、得られる本発明の成形品の強度がより高まるので好ましい。重量平均分子量が500,000以下であると射出成形に供する成形材料が均一になり易く、それによって得られる成形品の強度が、より高まる傾向があるので好ましい。   A weight average molecular weight of 50,000 or more is preferable because the strength of the obtained molded product of the present invention is further increased. A weight average molecular weight of 500,000 or less is preferable because the molding material used for injection molding tends to be uniform, and the strength of the molded product obtained thereby tends to increase.

セルロース系樹脂は特に限定されないが、ジアセチルセルロース(DAC)やトリアセチルセルロース(TAC)、セルロースアセテートブチレート(CAB)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)を好ましく使用できる。セルロース系樹脂メーカーから供給されているセルロース系樹脂の粒径は、一般的に1〜30mmの範囲で不揃いな粒状体としてユーザに供給される。   The cellulose resin is not particularly limited, but diacetyl cellulose (DAC), triacetyl cellulose (TAC), cellulose acetate butyrate (CAB), and cellulose acetate propionate (CAP) can be preferably used. The particle size of the cellulosic resin supplied from the cellulosic resin manufacturer is generally supplied to the user as an irregular granule in the range of 1 to 30 mm.

本発明において、射出成形装置に供給される成形材料のベース樹脂であるバイオマス樹脂の含有量は、30質量%以上含有するのが好ましく50質量%以上含有するのが更に好ましい。このような構成とすることにより、成形した繊維含有射出成形品に優れた環境性能を付与することができる。   In the present invention, the content of the biomass resin that is the base resin of the molding material supplied to the injection molding apparatus is preferably 30% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more. By setting it as such a structure, the outstanding environmental performance can be provided to the shape | molded fiber containing injection molded product.

本発明において添加物として用いられる難燃剤(難燃化剤)には特に限定はなく、樹脂(成形品)を難燃化するために用いられる公知の難燃剤が、各種利用可能である。一例として、臭素系難燃剤、塩素系難燃剤、リン含有難燃剤、ケイ素含有難燃剤、窒素化合物系難燃剤、無機系難燃剤等が挙げられる。これらの中でも、樹脂との混練時や成型加工時に機器や金型の腐食が少なく、成形品を焼却廃棄する際に、環境に悪影響を与える可能性が少なく、難燃効果の大きいリン含有難燃剤が好ましい。   The flame retardant (flame retardant) used as an additive in the present invention is not particularly limited, and various known flame retardants used for flame-retarding a resin (molded product) can be used. Examples include brominated flame retardants, chlorine-based flame retardants, phosphorus-containing flame retardants, silicon-containing flame retardants, nitrogen compound-based flame retardants, and inorganic flame retardants. Among these, phosphorus-containing flame retardants that have little flame retardant effect and have little possibility of adversely affecting the environment when incineration and disposal of molded products with less corrosion of equipment and molds during kneading and molding with resins Is preferred.

リン含有難燃剤としては特に限定はなく、公知のものを用いることができる。例えば、リン酸エステル、リン酸縮合エステル、ポリリン酸塩などの有機リン系化合物が例示さされる。具体的には、リン酸エステルとしては、一例として、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ(2−エチルヘキシル)ホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、トリス(イソプロピルフェニル)ホスフェート、トリス(フェニルフェニル)ホスフェート、トリナフチルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、ジフェニル(2−エチルヘキシル)ホスフェート、ジ(イソプロピルフェニル)フェニルホスフェート、モノイソデシルホスフェート、2−アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2−メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、ジフェニル−2−アクリロイルオキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイルオキシエチルホスフェート、メラミンホスフェート、ジメラミンホスフェート、メラミンピロホスフェート、トリフェニルホスフィンオキサイド、トリクレジルホスフィンオキサイド、メタンホスホン酸ジフェニル、フェニルホスホン酸ジエチル等が例示される。   There is no limitation in particular as a phosphorus containing flame retardant, A well-known thing can be used. For example, organic phosphorus compounds such as phosphoric acid esters, phosphoric acid condensed esters, and polyphosphates are exemplified. Specifically, as the phosphate ester, as an example, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, tri (2-ethylhexyl) phosphate, tributoxyethyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, Tris (isopropylphenyl) phosphate, tris (phenylphenyl) phosphate, trinaphthyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, xylenyl diphenyl phosphate, diphenyl (2-ethylhexyl) phosphate, di (isopropylphenyl) phenyl phosphate, monoisodecyl phosphate, 2-acryloyloxyethyl acid phosphate, 2-methacryloyloxyethyl acid phosphate Diphenyl-2-acryloyloxyethyl phosphate, diphenyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, melamine phosphate, dimelamine phosphate, melamine pyrophosphate, triphenylphosphine oxide, tricresylphosphine oxide, diphenyl methanephosphonate, phenylphosphonic acid Examples include diethyl and the like.

また、リン酸縮合エステルとしては、一例として、レゾルシノールポリフェニルホスフェート、レゾルシノールポリ(ジ−2,6−キシリル)ホスフェート、ビスフェノールAポリクレジルホスフェート、ハイドロキノンポリ(2,6−キシリル)ホスフェートならびにこれらの縮合物などの芳香族リン酸縮合エステル等が例示される。   Examples of phosphoric acid condensed esters include resorcinol polyphenyl phosphate, resorcinol poly (di-2,6-xylyl) phosphate, bisphenol A polycresyl phosphate, hydroquinone poly (2,6-xylyl) phosphate, and these Aromatic phosphoric acid condensed esters such as condensates are exemplified.

更に、リン酸、ポリリン酸と周期律表IA族〜IVB族の金属、アンモニア、脂肪族アミン、芳香族アミンとの塩からなるポリリン酸塩を挙げることもできる。   Furthermore, the polyphosphate which consists of a salt with phosphoric acid, polyphosphoric acid, a periodic table group IA-IVB group metal, ammonia, an aliphatic amine, and an aromatic amine can also be mentioned.

ポリリン酸塩の代表的な塩として、金属塩としてリチウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、バリウム塩、鉄(II)塩、鉄(III)塩、アルミニウム塩など、脂肪族アミン塩としてメチルアミン塩、エチルアミン塩、ジエチルアミン塩、トリエチルアミン塩、エチレンジアミン塩、ピペラジン塩などがあり、芳香族アミン塩としてはピリジン塩、トリアジン等が挙げられる。   As typical salts of polyphosphates, lithium salts, sodium salts, calcium salts, barium salts, iron (II) salts, iron (III) salts, aluminum salts, etc. as metal salts, methylamine salts as aliphatic amine salts, Examples include ethylamine salts, diethylamine salts, triethylamine salts, ethylenediamine salts, piperazine salts, and examples of aromatic amine salts include pyridine salts and triazines.

また、本発明においては、これらのリン含有難燃剤やケイ素含有難燃剤以外に、他の難燃剤を、必要に応じて用いてもよい。例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ソーダ、ヒドロキシスズ酸亜鉛、スズ酸亜鉛、メタスズ酸、酸化スズ、酸化スズ塩、硫酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化第一鉄、酸化第二鉄、酸化第一錫、酸化第二スズ、ホウ酸亜鉛、ホウ酸アンモニウム、オクタモリブデン酸アンモニウム、タングステン酸の金属塩、タングステンとメタロイドとの複合酸化物酸、スルファミン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、ジルコニウム系化合物、グアニジン系化合物、フッ素系化合物、黒鉛、膨潤性黒鉛などの無機系難燃剤を用いることができる。   Moreover, in this invention, you may use another flame retardant other than these phosphorus containing flame retardants and silicon containing flame retardants as needed. For example, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, antimony trioxide, antimony pentoxide, sodium antimonate, zinc hydroxystannate, zinc stannate, metastannic acid, tin oxide, tin oxide salt, zinc sulfate, zinc oxide, first oxide Iron, ferric oxide, stannous oxide, stannic oxide, zinc borate, ammonium borate, ammonium octamolybdate, metal salt of tungstic acid, complex oxide acid of tungsten and metalloid, ammonium sulfamate, Inorganic flame retardants such as ammonium bromide, zirconium compounds, guanidine compounds, fluorine compounds, graphite, and swellable graphite can be used.

本発明の射出成形方法において添加物として用いられる繊維は、3〜10mmの長さのペレット状に接着または包埋されて成形されたものであるのが好ましい。また、接着または包埋に用いる樹脂は、バイオマス樹脂を含むのが好ましい。繊維は合成繊維、無機いずれの繊維も使用することが出来る。中でも合成繊維ではポリエステル繊維、ポリアリレート繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維、等の繊維が安定した品質が得られ、機能を充分発揮する点で好ましく中でも、ポリエステル繊維がより好ましい。   It is preferable that the fiber used as an additive in the injection molding method of the present invention is formed by bonding or embedding in a pellet form having a length of 3 to 10 mm. Moreover, it is preferable that resin used for adhesion | attachment or embedding contains biomass resin. As the fiber, any of synthetic fiber and inorganic fiber can be used. Among these, synthetic fibers such as polyester fibers, polyarylate fibers, polyamide fibers, polyolefin fibers, etc. are preferable in that stable quality can be obtained and the functions are sufficiently exhibited. Among these, polyester fibers are more preferable.

成形品を強化するための繊維として、熱溶融性合成繊維を用いると、成形品に着火した際に、繊維が溶融により収縮して成形品表面に突出せず、炭化層の均一な生成を妨げないなどの点で好ましい。   If a heat-meltable synthetic fiber is used as a fiber to reinforce the molded product, when the molded product is ignited, the fiber shrinks due to melting and does not protrude onto the molded product surface, preventing the uniform formation of a carbonized layer. This is preferable in that it is not present.

ポリエステル樹脂は、エステル結合を主鎖の主要な結合鎖とする高分子化合物の総称を意味する。したがって、ポリエステル樹脂としては、PET(ポリエチレンテレフタエレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PTT(ポリトリメチレンテレフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PPT(ポリペンタメチレンテレフタレート)、PHT(ポリヘキサメチレンテレフタレート)、PBN(ポリブチレンナフタレート)、PES(ポリエチレンサクシネート)、PBS(ポリブチレンサクシネート)等のみならず、ジカルボン酸成分とジオール成分との重縮合反応によって得られる高分子化合物が全て含まれる。   The polyester resin means a general term for polymer compounds having an ester bond as the main bond chain of the main chain. Accordingly, as the polyester resin, PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), PTT (polytrimethylene terephthalate), PBT (polybutylene terephthalate), PPT (polypentamethylene terephthalate), PHT (polyhexamethylene). Includes not only terephthalate), PBN (polybutylene naphthalate), PES (polyethylene succinate), PBS (polybutylene succinate), but also all polymer compounds obtained by polycondensation reaction of dicarboxylic acid component and diol component It is.

ジカルボン酸成分には、特に限定はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、オキシカルボン酸、多官能酸などが挙げられ、中でも、芳香族ジカルボン酸が好ましい。   The dicarboxylic acid component is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include aromatic dicarboxylic acids, aliphatic dicarboxylic acids, alicyclic dicarboxylic acids, oxycarboxylic acids, and polyfunctional acids. Of these, aromatic dicarboxylic acids are preferred.

芳香族ジカルボン酸としては、一例として、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸等が例示される。   Examples of the aromatic dicarboxylic acid include terephthalic acid, isophthalic acid, diphenyldicarboxylic acid, diphenylsulfone dicarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid, diphenoxyethanedicarboxylic acid, and 5-sodium sulfoisophthalic acid.

中でも、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸が好ましく、テレフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸がより好ましい。   Among these, terephthalic acid, isophthalic acid, diphenyldicarboxylic acid, and naphthalenedicarboxylic acid are preferable, and terephthalic acid, diphenyldicarboxylic acid, and naphthalenedicarboxylic acid are more preferable.

脂肪族ジカルボン酸としては、一例として、例えば、シュウ酸、コハク酸、エイコ酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、ドデカンジオン酸、マレイン酸、フマル酸等が例示される。脂環族ジカルボン酸としては、一例として、シクロヘキサンジカルボン酸等が例示される。このような脂肪族ジカルボン酸および脂環族ジカルボン酸の中では、コハク酸、アジピン酸、シクロヘキサンジカルボン酸が好ましく、コハク酸、アジピン酸がより好ましい。   Examples of the aliphatic dicarboxylic acid include oxalic acid, succinic acid, eicoic acid, adipic acid, sebacic acid, dimer acid, dodecanedioic acid, maleic acid, fumaric acid and the like. As an alicyclic dicarboxylic acid, cyclohexane dicarboxylic acid etc. are illustrated as an example. Among such aliphatic dicarboxylic acids and alicyclic dicarboxylic acids, succinic acid, adipic acid and cyclohexanedicarboxylic acid are preferable, and succinic acid and adipic acid are more preferable.

オキシカルボン酸としては、一例として、p−オキシ安息香酸等が例示される。   As an oxycarboxylic acid, p-oxybenzoic acid etc. are illustrated as an example.

さらに、多官能酸としては、一例として、トリメリット酸、ピロメリット酸等が例示される。   Furthermore, examples of the polyfunctional acid include trimellitic acid and pyromellitic acid.

他方、ジオール成分にも、特に限定はなく、目的に応じて、適宜、選択することができる。一例として、脂肪族ジオール、脂環族ジオール、芳香族ジオール、ジエチレングリコール、ボリアルキレングリコールなどが挙げられ、中でも、脂肪族ジオールが好ましい。   On the other hand, the diol component is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Examples include aliphatic diols, alicyclic diols, aromatic diols, diethylene glycol, polyalkylene glycol, and the like, among which aliphatic diols are preferred.

脂肪族ジオールとしては、一例として、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール等が例示され、中でも、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオールが特に好ましい。   Examples of the aliphatic diol include ethylene glycol, propane diol, butane diol, pentane diol, hexane diol, neopentyl glycol, triethylene glycol and the like. Among them, propane diol, butane diol, pentane diol, hexane diol are exemplified. Particularly preferred.

脂環族ジオールとしては、一例として、シクロヘキサンジメタノール等が例示される。さらに、芳香族ジオールとしては、一例として、ビスフェノールA、ビスフェノールS等が例示される。   As an alicyclic diol, cyclohexane dimethanol etc. are illustrated as an example. Furthermore, as an aromatic diol, bisphenol A, bisphenol S, etc. are illustrated as an example.

本発明に用いるポリエステル繊維の重合度は、特に限定は無いが、固有粘度0.50dL/g以上が好ましく、優れた力学特性を発現させる場合には0.70dL/g以上がより好ましい。なお、固有粘度の上限は3.00dL/g程度である。   The degree of polymerization of the polyester fiber used in the present invention is not particularly limited, but an intrinsic viscosity of 0.50 dL / g or more is preferable, and 0.70 dL / g or more is more preferable when exhibiting excellent mechanical properties. The upper limit of the intrinsic viscosity is about 3.00 dL / g.

また、本発明で繊維として用いるポリエステル樹脂は、o−クロロフェノール溶液を25℃で測定したときの固有粘度が0.36〜1.60dL/g、特に0,52〜1.35dL/gの範囲にあるものが好ましい。このような固有粘度を有するポリエステル樹脂を用いることにより、機械的特性、成形性の点で、好ましい。   Further, the polyester resin used as the fiber in the present invention has an intrinsic viscosity of 0.36 to 1.60 dL / g, particularly 0.52 to 1.35 dL / g, when an o-chlorophenol solution is measured at 25 ° C. Are preferred. Use of a polyester resin having such an intrinsic viscosity is preferable in terms of mechanical properties and moldability.

本発明において、この様な繊維は、引っ張り強さが2cN/dtex以上、であることが好ましく、5cN/dtex以上であることがより好ましい。   In the present invention, such a fiber preferably has a tensile strength of 2 cN / dtex or more, and more preferably 5 cN / dtex or more.

このような繊維を用いることにより、得られる繊維含有射出成形品の強度を向上することができ、特に、混合物中にバイオ樹脂を40重要%以上含有した場合でも、JISK7110に準ずるシャルピー試験において、当該混合物の成形品が4KJ/m2以上の衝撃強度を保てる点で、好ましい。   By using such a fiber, the strength of the resulting fiber-containing injection-molded product can be improved. In particular, even in the case where 40% or more of bioresin is contained in the mixture, in the Charpy test according to JISK7110, The molded product of the mixture is preferable in that the impact strength of 4 KJ / m 2 or more can be maintained.

また、本発明において用いる繊維の断面形状には、特に限定は無い。一例として、円状
であってもよく、この場合には、繊維の製造コストが低くなり、加えて樹脂組成物中での分散性が高まるので好ましい。あるいは、星状、多角形、不定形、凹凸のある形状などの異型断面や異型断面複合断面であってもよい。この場合、混合物において、樹脂との接触面積が多くなり密着性が高まり、本発明の繊維含有射出成形品の強度が高まる傾向があるので好ましい。なお、断面形状が円状ではない繊維の場合は、一例として、面積円相当径(Heywood径)を意味するものとする。
Moreover, there is no limitation in particular in the cross-sectional shape of the fiber used in this invention. As an example, it may be circular, and in this case, the production cost of the fiber is reduced, and in addition, the dispersibility in the resin composition is increased, which is preferable. Alternatively, it may be an atypical cross section such as a star shape, a polygonal shape, an indeterminate shape, or an uneven shape, or an atypical cross section composite cross section. In this case, in the mixture, the contact area with the resin is increased, the adhesiveness is increased, and the strength of the fiber-containing injection-molded product of the present invention tends to increase, which is preferable. In addition, in the case of the fiber whose cross-sectional shape is not circular, as an example, it shall mean an area circle equivalent diameter (Heywood diameter).

なお、本発明において、繊維の太さには、特に限定はなく、繊維によって強化した樹脂成形品において用いられるものを用いればよく、例えば、射出成形品の用途、使用する射出成形装置、樹脂ペレットのサイズ等に応じて、適切な太さを、適宜、選択すればよい。   In the present invention, the thickness of the fiber is not particularly limited, and those used in a resin molded product reinforced with fibers may be used. For example, the use of an injection molded product, an injection molding device to be used, a resin pellet An appropriate thickness may be selected as appropriate in accordance with the size and the like.

また、本発明において、射出成形装置に供給される材料は、核剤を含んでいても良い。核剤を含むことにより、成形性、耐熱性、製品強度を向上することができる。使用する核剤には、特に限定はなく、樹脂(ポリマー)の核剤として配合される公知のものを用いることができる。核剤は、無機系核剤でも有機系核剤でも良い。   In the present invention, the material supplied to the injection molding apparatus may contain a nucleating agent. By including the nucleating agent, moldability, heat resistance, and product strength can be improved. There is no limitation in particular in the nucleating agent to be used, The well-known thing mix | blended as a nucleating agent of resin (polymer) can be used. The nucleating agent may be an inorganic nucleating agent or an organic nucleating agent.

無機系核剤としては、タルク、カオリナイト、モンモリロナイト、合成マイカ、クレー、ゼオライト、シリカ、グラファイト、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化チタン、硫化カルシウム、窒化ホウ素、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化ネオジウムおよびフェニルホスホネートの金属塩などが挙げられる。   Inorganic nucleating agents include talc, kaolinite, montmorillonite, synthetic mica, clay, zeolite, silica, graphite, carbon black, zinc oxide, magnesium oxide, titanium oxide, calcium sulfide, boron nitride, calcium carbonate, barium sulfate, oxidation Examples thereof include metal salts of aluminum, neodymium oxide and phenylphosphonate.

他方、有機系核剤として、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸リチウム、安息香酸カルシウム、安息香酸マグネシウム、安息香酸バリウム、テレフタル酸リチウム、テレフタル酸ナトリウム、テレフタル酸カリウム、シュウ酸カルシウム、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム、ミリスチン酸ナトリウム、ミリスチン酸カリウム、ミリスチン酸カルシウム、オクタコサン酸ナトリウム、オクタコサン酸カルシウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、モンタン酸ナトリウム、モンタン酸カルシウム、トルイル酸ナトリウム、サリチル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム、サリチル酸亜鉛、アルミニウムジベンゾエート、カリウムジベンゾエート、リチウムジベンゾエート、ナトリウムβ−ナフタレート、ナトリウムシクロヘキサンカルボキシレートなどの有機カルボン酸金属塩、p−トルエンスルホン酸ナトリウム、スルホイソフタル酸ナトリウムなどの有機スルホン酸塩、ステアリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、パルチミン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、トリメシン酸トリス(t−ブチルアミド)などのカルボン酸アミド、ベンジリデンソルビトールおよびその誘導体、ナトリウム−2,2’−メチレンビス(4,6−ジーt−ブチルフェニル)フォスフェートなどのリン化合物金属塩、および2,2−メチルビス(4,6−ジーt−ブチルフェニル)ナトリウムなどが挙げられる。   On the other hand, as organic nucleating agents, sodium benzoate, potassium benzoate, lithium benzoate, calcium benzoate, magnesium benzoate, barium benzoate, lithium terephthalate, sodium terephthalate, potassium terephthalate, calcium oxalate, lauric acid Sodium, potassium laurate, sodium myristate, potassium myristate, calcium myristate, sodium octacosanoate, calcium octacosanoate, sodium stearate, potassium stearate, lithium stearate, calcium stearate, magnesium stearate, barium stearate, montan Acid sodium, calcium montanate, sodium toluate, sodium salicylate, potassium salicylate, zinc salicylate, aluminum Organic carboxylic acid metal salts such as dibenzoate, potassium dibenzoate, lithium dibenzoate, sodium β-naphthalate, sodium cyclohexanecarboxylate, organic sulfonates such as sodium p-toluenesulfonate, sodium sulfoisophthalate, stearamide, Carboxylic acid amides such as ethylenebislauric acid amide, palmitic acid amide, hydroxystearic acid amide, erucic acid amide, trimesic acid tris (t-butylamide), benzylidene sorbitol and its derivatives, sodium-2,2′-methylenebis (4 Phosphorus compound metal salts such as 6-di-t-butylphenyl) phosphate, sodium 2,2-methylbis (4,6-di-t-butylphenyl) and the like.

これらの無機系核剤および有機系核剤は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用して用いてもよい。無機系と有機系を混合して用いてもよい。   These inorganic nucleating agents and organic nucleating agents may be used alone or in combination of two or more. A mixture of inorganic and organic materials may be used.

本発明の射出成形方法に用いる成形材料として核剤を含有させる場合、その含有量は、ポリ乳酸樹脂等の樹脂100質量部に対して、0.005〜5質量部の割合が好ましく、0.1〜1質量部の割合が更に好ましい。   When a nucleating agent is contained as a molding material used in the injection molding method of the present invention, the content is preferably 0.005 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of a resin such as polylactic acid resin. The ratio of 1-1 mass part is still more preferable.

また、本発明の射出成形方法に用いられる成形材料は可塑剤を含有してもよい。   Moreover, the molding material used for the injection molding method of the present invention may contain a plasticizer.

使用する可塑剤には、特に限定は無く、樹脂の成形に一般的に用いられる可塑剤が、各種利用可能であり、例えば、ポリエステル系可塑剤、グリセリン系可塑剤、多価カルボン酸エステル系可塑剤、ボリアルキレングリコール系可塑剤およびエポキシ系可塑剤等が例示される。   The plasticizer to be used is not particularly limited, and various plasticizers generally used for resin molding can be used. For example, polyester plasticizer, glycerin plasticizer, polyvalent carboxylic acid ester plasticizer. Examples thereof include a polyalkylene glycol plasticizer and an epoxy plasticizer.

ポリエステル系可塑剤としては、一例として、アジピン酸、セバチン酸、テレフタル酸・イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ロジンなどの酸成分と、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどのジオール成分からなるポリエステルや、ポリカプロラクトンなどのヒドロキシカルボン酸からなるポリエステル等が例示される。   Examples of the polyester plasticizer include acid components such as adipic acid, sebacic acid, terephthalic acid / isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid, rosin, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4. Examples include polyesters composed of diol components such as butanediol, 1,6-hexanediol, ethylene glycol and diethylene glycol, and polyesters composed of hydroxycarboxylic acids such as polycaprolactone.

これらのポリエステルは単官能カルボン酸もしくは単官能アルコールで末端封鎖されていてもよく、またエポキシ化合物などで末端封鎖されていてもよい。   These polyesters may be end-capped with a monofunctional carboxylic acid or monofunctional alcohol, or may be end-capped with an epoxy compound or the like.

グリセリン系可塑剤としては、一例として、グリセリンモノアセトモノラウレート、グリセリンジアセトモノラウレート、グリセリンモノアセトモノステアレート、グリセリンジアセトモノオレートおよびグリセリンモノアセトモノモンタネート等が例示される。ことができる。   Examples of the glycerin plasticizer include glycerin monoacetomonolaurate, glycerin diacetomonolaurate, glycerin monoacetomonostearate, glycerin diacetomonooleate, and glycerin monoacetomonomontanate. be able to.

多価カルボン酸系可塑剤としては、一例として、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジへブチル、フタル酸ジベンジル、フタル酸ブチルベンジルなどのフタル酸エステル、トリメリット酸トリブチル、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリへキシルなどのトリメリット酸エステル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸n−オクチルーn一デシル、アジピン酸メチルジグリコールブチルジグリコール、アジピン酸ベンジルメチルジグリコール、アジピン酸ベンジルブチルジグリコールなどのアジピン酸エステル、アセチルクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチルなどのクエン酸エステル、アゼライン酸ジー2−エチルヘキシルなどのアゼライン酸エステル、セバシン酸ジブチル、およびセバシン酸ジー2−エチルヘキシル等が例示される。   Examples of polyvalent carboxylic acid plasticizers include phthalate esters such as dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, dihexyl phthalate, dibenzyl phthalate, and butyl benzyl phthalate. Trimellitic acid esters such as tributyl meritate, trioctyl trimellitic acid, trihexyl trimellitic acid, diisodecyl adipate, n-octyl-a monodecyl adipate, methyl diglycol butyl diglycol adipate, benzyl methyl diglycol adipate Adipic acid esters such as benzylbutyl diglycol adipate, citrate esters such as triethyl acetylcitrate and tributyl acetylcitrate, azelaic acid esters such as di-2-ethylhexyl azelate, seba Phosphate dibutyl and sebacic acid di 2-ethylhexyl, and the like.

ポリアルキレングリコール系可塑剤としては、一例として、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ(エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド)ブロックおよび/又はランダム共重合体、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノール類のエチレンオキシド付加重合体、ビスフェノール類のプロピレンオキシド付加重合体、ビスフェノール類のテトラヒドロフラン付加重合体などのボリアルキレングリコールあるいはその末端エポキシ変性化合物、末端エステル変性化合物、および末端エーテル変性化合物等が例示される。   Examples of the polyalkylene glycol plasticizer include polyethylene glycol, polypropylene glycol, poly (ethylene oxide / propylene oxide) block and / or random copolymer, polytetramethylene glycol, ethylene oxide addition polymer of bisphenols, and bisphenols. Examples thereof include polyalkylene glycols such as propylene oxide addition polymers and tetrahydrofuran addition polymers of bisphenols, or terminal epoxy-modified compounds thereof, terminal ester-modified compounds, and terminal ether-modified compounds.

エポキシ系可塑剤とは、一般にはエポキシステアリン酸アルキルと大豆油とからなるエポキシトリグリセリドなどを指すが、その他にも、主にビスフェノールAとエピクロロヒドリンを原料とするような、いわゆるエポキシ樹脂も使用することができる。   The epoxy plasticizer generally refers to an epoxy triglyceride composed of an alkyl epoxy stearate and soybean oil, but there are also so-called epoxy resins mainly made of bisphenol A and epichlorohydrin. Can be used.

また、可塑剤としては、これ以外にも、ネオペンチルグリコールジベンゾエート、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−2−エチルプチレートなどの脂肪族ポリオールの安息香酸エステル、ステアリン酸アミドなどの脂肪酸アミド、オレイン酸ブチルなどの脂肪族カルボン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチルなどのオキシ酸エステル、ペンタエリスリトール、各種ソルビトール等も、例示される。   In addition, as a plasticizer, in addition to this, benzoic acid esters of aliphatic polyols such as neopentyl glycol dibenzoate, diethylene glycol dibenzoate, triethylene glycol di-2-ethyl propylate, fatty acid amides such as stearic acid amide, Examples also include aliphatic carboxylic acid esters such as butyl oleate, oxyacid esters such as methyl acetylricinoleate and butyl acetylricinoleate, pentaerythritol, and various sorbitols.

本発明の射出成形方法で使用する成形材料に可塑剤を含有させる場合、その含有量は、ポリ乳酸等の樹脂100質量部に対して、1〜30質量部の割合が好ましく、5〜10質量部が更に好ましい。成形材料が上記好ましい範囲の含有率で可塑剤を含むと、本発明の成形品の製造時において、成形温度を10℃程度低減することができる。   When a plasticizer is contained in the molding material used in the injection molding method of the present invention, the content is preferably 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of a resin such as polylactic acid, and 5 to 10 parts by mass. Part is more preferred. When the molding material contains a plasticizer with a content in the above preferred range, the molding temperature can be reduced by about 10 ° C. during the production of the molded product of the present invention.

本発明の射出成形方法に用いられる成形材料においては、核剤及び可塑剤以外にも、必要に応じて、界面活性剤、エラストマー、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、中和剤、顔料等の着色剤、分散剤、ロジン、合成ゴム類、無機質添加剤、抗菌剤、香料、離型剤、加水分解防止剤などの成分を含んでもよい。   In the molding material used in the injection molding method of the present invention, in addition to the nucleating agent and the plasticizer, if necessary, a surfactant, an elastomer, an antioxidant, a thermal stabilizer, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, Components such as antistatic agents, neutralizers, colorants such as pigments, dispersants, rosins, synthetic rubbers, inorganic additives, antibacterial agents, fragrances, mold release agents, and hydrolysis inhibitors may be included.

本発明で用いられる成形材料において、樹脂、難燃剤、および繊維以外の成分は、合計で20質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましい。   In the molding material used in the present invention, the components other than the resin, the flame retardant, and the fiber are preferably 20% by mass or less in total, and more preferably 10% by mass or less.

以上、本発明の射出成形方法について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんのことである。   Although the injection molding method of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described examples, and various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course.

[試験A]
次に、試験Aにより本発明の射出成形方法の具体的な実施例を説明する。
[Test A]
Next, specific examples of the injection molding method of the present invention will be described by Test A.

[成形材料]
・ポリ乳酸樹脂(ペレット状)…三井化学製 LACEA H100 100重量部
・相溶化剤(粉状)…伏見製薬所製 ラビトルFP110 20重量部
・分解防止剤(粉状)…日清紡製 カルボジライトLA1 5重量部
・難燃剤(粉状)…ADEKA アデカスタブFP2100 35重量部
・ガラス繊維…オーウェンスコーニンク゛FT592 15重量部
(繊維をペレット様に固めたもの)
〈合 計〉 175重量部
なお、ポリ乳酸樹脂は予め熱風乾燥機で80℃−5時間乾燥したものを使用した。また、難燃剤は予め減圧乾燥機で80℃−5時間減圧乾燥したものを使用した。上記成形材料のうち粉体比率は34重量%である。
[Molding materials]
・ Polylactic acid resin (pellet shape): 100 parts by weight of LACEA H100 manufactured by Mitsui Chemicals ・ Compatibilizer (powder type): 20 parts by weight of Ravitor FP110 manufactured by Fushimi Pharmaceutical
・ Decomposition prevention agent (powder): Nisshinbo Carbodilite LA1 5 parts by weight Flame retardant (powder): ADEKA Adekastab FP2100 35 parts by weight Glass fiber: Owens Corning FT592 15 parts by weight (fibers consolidated into pellets) )
<Total> 175 parts by weight The polylactic acid resin used was previously dried in a hot air dryer at 80 ° C. for 5 hours. Moreover, the flame retardant used beforehand was dried under reduced pressure at 80 ° C. for 5 hours with a vacuum dryer. The powder ratio of the molding material is 34% by weight.

[射出成形装置]
試験に供した射出成形装置は、FANUC社製のα50−Aを用い、この射出成形装置にシャルピー試験片と、UL試験片(厚み1.6mm)が同時に射出成形できる金型をセットした。射出成形装置のヒータ温度は、ノズル側から195℃―195℃―190℃―180℃―30℃に設定した。また、1ショットの射出量は25gになるようにした。
[Injection molding equipment]
The injection molding apparatus used for the test was α50-A manufactured by FANUC, and a mold capable of simultaneously injection-molding Charpy test pieces and UL test pieces (thickness 1.6 mm) was set in this injection molding apparatus. The heater temperature of the injection molding apparatus was set to 195 ° C.-195 ° C.-190 ° C.-180 ° C.-30 ° C. from the nozzle side. In addition, the injection amount per shot was set to 25 g.

そして以下に示す実施例1〜6及び比較例1〜7の射出成形条件で行って成形した試験片について「シャルピー衝撃」、「燃焼性」「分散性」の3項目について評価した。
各評価の試験方法は次の通りである。
The test pieces molded under the injection molding conditions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 7 shown below were evaluated for three items of “Charpy impact”, “combustibility” and “dispersibility”.
The test method for each evaluation is as follows.

(シャルピー衝撃試験)
シャルピー衝撃試験片をJISK−7111に準じて、長さ80mm±2mm、幅10mm±0.2mm、厚さ4mm±0.2mmとし、ノッチ加工(ノッチ半径0.25mm±0.05mm、ノッチ部の幅8.0mm±0.2mm)を行った。ノッチ付き試験片の質量は4.2gであった。試験装置はTOYOSEIKI社製のIMPACTTESTER(アナログ式)を用いた。そして、上記の実施例及び比較例で得られた試験片をJISK−7111に準じてシャルピー衝撃試験に供し、5(KJ/m)以上を合格とした。
(Charpy impact test)
Charpy impact test piece according to JISK-7111, length 80mm ± 2mm, width 10mm ± 0.2mm, thickness 4mm ± 0.2mm, notch processing (notch radius 0.25mm ± 0.05mm, notch Width 8.0 mm ± 0.2 mm). The mass of the notched test piece was 4.2 g. The test apparatus used was IMPACTTESTER (analog type) manufactured by TOYOSEIKI. And the test piece obtained by said Example and comparative example was used for the Charpy impact test according to JISK-7111, and 5 (KJ / m < 2 >) or more was set as the pass.

(燃焼性試験:UL94−V)
テストピースは、長さ127mm、幅12.7mm、厚さ1.6mmの射出成形テストピースを用いた。UL94−Vはプラスチック部品などの燃焼性試験のうちでも最も基本的なもので、規定された寸法の試験片にガスバーナーの炎を当てて試験片の燃焼の程度を調べる。その等級は、難燃性が高い方から順に5VA,5VB,V−0,V−1,V−2,そしてHBがあり、V−1以上(5VA〜V−1)の難燃性を合格とした。
(Flammability test: UL94-V)
As the test piece, an injection molded test piece having a length of 127 mm, a width of 12.7 mm, and a thickness of 1.6 mm was used. UL94-V is the most basic flammability test for plastic parts and the like, and the degree of combustion of the test piece is examined by applying a flame of a gas burner to a test piece having a specified size. The grades are 5VA, 5VB, V-0, V-1, V-2, and HB in descending order of flame retardancy, and pass flame retardance of V-1 or higher (5VA to V-1). It was.

(分散性試験)
テストピースはUL94に準じて長さ127mm、幅12.7mm、厚さ1.6mmの射出成形テストピースを用いた。このテストピースを、照度3800Lx〜4200Lxのライトテーブル(白色光)上に置き、テストピースを透過する透過光によって分散性の良し悪しを目視にて観察した。そして、次の◎〜××の5段階評価を行った。
(Dispersibility test)
The test piece used was an injection-molded test piece having a length of 127 mm, a width of 12.7 mm, and a thickness of 1.6 mm according to UL94. This test piece was placed on a light table (white light) having an illuminance of 3800 Lx to 4200 Lx, and the dispersibility was visually observed by the transmitted light transmitted through the test piece. Then, the following five-step evaluation of A to XX was performed.

◎…テストピース中に凝集体が見られず、色味も均一状態である。     A: Aggregates are not observed in the test piece, and the color is uniform.

○…テストピース中に凝集体が見られないが、色味にムラが観察される。     ○: Aggregates are not observed in the test piece, but unevenness is observed in color.

△…テストピース中に長さ0.5mm以上の微小な凝集体が僅かに観察される。     Δ: Minute aggregates having a length of 0.5 mm or more are slightly observed in the test piece.

×…テストピース中に長さ0.5mm以上の凝集体が5個以上観察される。     X: Five or more aggregates having a length of 0.5 mm or more are observed in the test piece.

××…テストピース中に長さ1mm以上の凝集体が10個以上観察される。     XX: Ten or more aggregates having a length of 1 mm or more are observed in the test piece.

(判定)
上記した3つの評価項目が全て合格の場合に、判定において合格であると評価し、1つでも不合格がある場合は判定において不合格であると評価した。
(Judgment)
When all the above-mentioned three evaluation items passed, it evaluated that it was pass in determination, and when there was even one failure, it evaluated that it failed in determination.

[試験Aにおける実施例及び比較例の射出成形条件及び結果]
実施例の射出成形条件及び結果を図8(A)に示し、比較例の射出成形条件及び結果を図8(B)に示した。
[Injection molding conditions and results of Examples and Comparative Examples in Test A]
The injection molding conditions and results of the examples are shown in FIG. 8 (A), and the injection molding conditions and results of the comparative example are shown in FIG. 8 (B).

(実施例1)
実施例1では、射出成形装置に小型の計量フィーダを取り付け、上記組成の成形材料をビニール袋に入れて良く振り混ぜて均一混合したものを、計量フィーダに入れた。そして、背圧を30kg/cm、スクリューの回転数を200rpmに設定し、計量時間が20秒になる供給速度で成形材料をシリンダ内に供給した。即ち、実施例1は、シリンダ内に供給する成形材料の供給速度を、スクリューの回転数や背圧設定値とは無関係に調整することにより、計量工程の計量時間を20秒に制御した場合である。その結果、ペレット状の材料と粉体状の材料との均一混練が十分であったことにより、シャルピー衝撃試験結果が7.1(KJ/m)、難燃性がV−0、分散性が◎であり、判定が合格であった。図9(A)は実施例1における射出成形装置のスクリューシャフトの写真であり、白く見える部分がシャフトに付着している粉体材料である。図9(A)から分かるように、圧縮ゾーンにおいて粉体材料のシャフトへの付着は殆ど見られず、成形材料の均一混練が十分になされていることが分かる。
Example 1
In Example 1, a small weighing feeder was attached to the injection molding apparatus, and the molding material having the above composition was put in a plastic bag, well shaken and uniformly mixed, and then put into the weighing feeder. Then, the back pressure was set to 30 kg / cm 2 , the number of rotations of the screw was set to 200 rpm, and the molding material was supplied into the cylinder at a supply speed at which the metering time was 20 seconds. That is, Example 1 is a case where the measuring time of the measuring process is controlled to 20 seconds by adjusting the supply speed of the molding material supplied into the cylinder irrespective of the rotational speed of the screw and the back pressure setting value. is there. As a result, the uniform kneading of the pellet-like material and the powder-like material was sufficient, resulting in a Charpy impact test result of 7.1 (KJ / m 2 ), flame retardancy of V-0, dispersibility. Was ◎, and the judgment was acceptable. FIG. 9A is a photograph of the screw shaft of the injection molding apparatus in Example 1, and the portion that appears white is the powder material adhering to the shaft. As can be seen from FIG. 9A, almost no adhesion of the powder material to the shaft was observed in the compression zone, and it was found that the molding material was sufficiently uniformly kneaded.

ちなみに、後記する比較例1が背圧設定値30kg/cm及びスクリュー回転数200rpmにおけるノーマル供給での計量時間SNであり、計量時間SNは4秒であった。 Incidentally, Comparative Example 1, which will be described later, is a measuring time SN in normal supply at a back pressure set value of 30 kg / cm 2 and a screw rotation speed of 200 rpm, and the measuring time SN is 4 seconds.

(実施例2)
実施例2では、背圧を150kg/cmに上げた以外は実施例1と同様に射出成形を行った。即ち、実施例2は、スクリュー回転数及び計量時間が実施例1と同じで背圧を大きく設定したときの本発明への影響を調べたものである。その結果、シャルピー衝撃試験結果が6.9(KJ/m)、難燃性がV−1、分散性が◎であり、判定が合格であった。また、背圧設定値を30kg/cmから150kg/cmに大きくしても、スクリュー回転数と計量時間を本発明の条件に設定すれば、成形品の品質に殆ど影響ないことが分かった。このことから、背圧は所定値に設定することができる。ちなみに、後記する比較例2が設定値150kg/cm及びスクリュー回転数200rpmにおけるノーマル供給での計量時間SNであり、計量時間SNは7秒であった。
(Example 2)
In Example 2, injection molding was performed in the same manner as in Example 1 except that the back pressure was increased to 150 kg / cm 2 . That is, in Example 2, the effect on the present invention when the back pressure is set large with the screw rotation speed and the metering time being the same as in Example 1 was examined. As a result, the Charpy impact test result was 6.9 (KJ / m 2 ), the flame retardancy was V-1, the dispersibility was ◎, and the determination was acceptable. Further, it was found that even if the back pressure set value was increased from 30 kg / cm 2 to 150 kg / cm 2 , the quality of the molded product was hardly affected if the screw rotation speed and the measuring time were set to the conditions of the present invention. . From this, the back pressure can be set to a predetermined value. Incidentally, Comparative Example 2 to be described later is a measuring time SN in normal supply at a set value of 150 kg / cm 2 and a screw rotation speed of 200 rpm, and the measuring time SN is 7 seconds.

(実施例3)
背圧を30kg/cm、スクリューの回転数を50rpmに設定し、計量時間が40秒になる供給速度で成形材料をシリンダ内に供給した。その他の条件は実施例1と同様である。即ち、実施例3は、スクリュー回転数が遅くなったことによる混練性能の低下を、計量時間を40秒に長くすることで補うようにしたものである。その結果、シャルピー衝撃試験結果が6.5(KJ/m)、難燃性がV−1、分散性が◎であり、判定が合格であった。
(Example 3)
The back pressure was set to 30 kg / cm 2 , the number of rotations of the screw was set to 50 rpm, and the molding material was supplied into the cylinder at a supply speed at which the metering time was 40 seconds. Other conditions are the same as in the first embodiment. That is, in Example 3, the decrease in kneading performance due to the slow screw rotation speed is compensated by increasing the metering time to 40 seconds. As a result, the Charpy impact test result was 6.5 (KJ / m 2 ), the flame retardancy was V-1, the dispersibility was ◎, and the determination was acceptable.

(実施例4)
背圧を30kg/cm、スクリューの回転数を200rpmに設定し、計量時間が8秒になる供給速度で成形材料をシリンダ内に供給した。その他の条件は実施例1と同様である。即ち、実施例4は、背圧設定値及びスクリュー回転数を実施例1と同様とし、計量時間を本発明の下限になるようにしたものである。その結果、シャルピー衝撃試験結果が6.0(KJ/m)、難燃性がV−1、分散性が○であり、判定が合格であった。
Example 4
The back pressure was set to 30 kg / cm 2 , the number of rotations of the screw was set to 200 rpm, and the molding material was supplied into the cylinder at a supply speed at which the metering time was 8 seconds. Other conditions are the same as in the first embodiment. That is, in Example 4, the back pressure set value and the screw rotation speed are the same as those in Example 1, and the measurement time is set to the lower limit of the present invention. As a result, the Charpy impact test result was 6.0 (KJ / m 2 ), the flame retardancy was V-1, the dispersibility was ○, and the determination was acceptable.

(実施例5)
背圧を30kg/cm、スクリューの回転数を200rpmに設定し、計量時間が180秒になる供給速度で成形材料をシリンダ内に供給した。その他の条件は実施例1と同様である。即ち、実施例5は、背圧設定値及びスクリュー回転数を実施例1と同様とし、計量時間を本発明の上限になるようにしたものである。その結果、シャルピー衝撃試験結果が5.1(KJ/m)、難燃性がV−1、分散性が◎であり判定が合格であったが、計量時間が長いためにシャルピー衝撃試験結果が合格ライン近傍であった。これは、計量時間が長いためにポリ乳酸樹脂の分解による低分子化が起こったことによると考察される。
(Example 5)
The back pressure was set to 30 kg / cm 2 , the number of rotations of the screw was set to 200 rpm, and the molding material was supplied into the cylinder at a supply speed at which the metering time was 180 seconds. Other conditions are the same as in the first embodiment. That is, in the fifth embodiment, the back pressure set value and the screw rotation speed are the same as those in the first embodiment, and the measurement time is set to the upper limit of the present invention. As a result, the Charpy impact test result was 5.1 (KJ / m 2 ), the flame retardancy was V-1, the dispersibility was ◎ and the determination was acceptable, but the Charpy impact test result was due to the long measurement time. Was near the pass line. This is considered to be due to the low molecular weight due to the decomposition of the polylactic acid resin due to the long measurement time.

(実施例6)
背圧を30kg/cm、スクリューの回転数を300rpmに設定し、計量時間が20秒になる供給速度で成形材料をシリンダ内に供給した。その他の条件は実施例1と同様である。即ち、実施例6は、背圧設定値と計量時間を実施例1と同様とし、スクリュー回転数を本発明の上限になるようにしたものである。その結果、シャルピー衝撃試験結果が5.5(KJ/m)、難燃性がV−1、分散性が○であり判定が合格であったが、スクリュー回転数が高かったため、シャルピー衝撃試験結果が合格ライン近傍であった。これは、スクリュー回転数が高いことによって剪断発熱が大きく発生し、ポリ乳酸樹脂の分解による低分子化が起こったことによると考察される。
(Example 6)
The back pressure was set to 30 kg / cm 2 , the number of rotations of the screw was set to 300 rpm, and the molding material was supplied into the cylinder at a supply speed at which the metering time was 20 seconds. Other conditions are the same as in the first embodiment. That is, in the sixth embodiment, the back pressure set value and the metering time are the same as those in the first embodiment, and the screw rotation speed is set to the upper limit of the present invention. As a result, the Charpy impact test result was 5.5 (KJ / m 2 ), the flame retardancy was V-1, the dispersibility was ○, and the determination was acceptable. However, because the screw rotation number was high, the Charpy impact test The result was near the pass line. This is considered to be due to the fact that shear heat generation is greatly generated due to the high screw rotation speed, and that the molecular weight is lowered due to the decomposition of the polylactic acid resin.

(比較例1)
背圧を30kg/cm、スクリューの回転数を200rpmに設定し、計量フィーダを使用せずに、上記組成の成形材料を容量が50mLのミニホッパーに入れて、成形材料の自重でシリンダ内に充満供給させるノーマル供給方法で行った。このときの計量時間を測定したところ4秒であった。即ち、比較例1は、スクリューの回転数即ち成形材料の材料送り能力に連動して成形材料がシリンダ内に供給されることで、計量時間が4秒になったものである。その結果、計量時間が短過ぎてペレット状の材料と粉体状の材料との均一混練が不十分であったことにより、シャルピー衝撃試験結果が4.7(KJ/m)、難燃性がV−2、分散性が×であり、判定が不合格であった。
(Comparative Example 1)
The back pressure is set to 30 kg / cm 2 , the number of rotations of the screw is set to 200 rpm, and the molding material having the above composition is put into a mini hopper having a capacity of 50 mL without using a measuring feeder, and the molding material is put in the cylinder by its own weight. The normal supply method was used for full supply. The measuring time at this time was 4 seconds. That is, in Comparative Example 1, the molding time is 4 seconds because the molding material is supplied into the cylinder in conjunction with the rotational speed of the screw, that is, the material feeding ability of the molding material. As a result, the metering time was too short and the uniform kneading of the pellet-like material and the powder-like material was insufficient, resulting in a Charpy impact test result of 4.7 (KJ / m 2 ), flame retardancy. Was V-2, dispersibility was x, and the determination was unacceptable.

図9(B)は比較例1における射出成形装置のスクリューシャフトの写真であり、白く見える部分がシャフトに付着している粉体材料である。図9(B)から分かるように、圧縮ゾーンにおいて粉体材料のシャフトへの付着が多く見られ、成形材料の均一混練が不十分であることが分かる。   FIG. 9B is a photograph of the screw shaft of the injection molding apparatus in Comparative Example 1, and the portion that appears white is the powder material adhering to the shaft. As can be seen from FIG. 9 (B), it can be seen that much adhesion of the powder material to the shaft is observed in the compression zone, and the uniform kneading of the molding material is insufficient.

(比較例2)
背圧を150kg/cm、スクリューの回転数を200rpmに設定し、計量フィーダを使用せずに、上記組成の成形材料を容量が50mLのミニホッパーに入れて、成形材料の自重でシリンダ内に充満供給させるノーマル供給方法で行った。このときの計量時間を測定したところ7秒であった。即ち、比較例2は、スクリューの回転数即ち成形材料の材料送り能力に連動して成形材料がシリンダ内に供給されることで、計量時間が7秒になったものである。この場合、背圧の設定を比較例1の30kg/cmから150kg/cmに大きくしたことによって、ノーマル供給方法での計量時間が比較例1の4秒から7秒に長くなった。その結果、シャルピー衝撃試験結果が5.1(KJ/m)、難燃性がV−2、分散性が××であり、判定が不合格であった。
(Comparative Example 2)
The back pressure is set to 150 kg / cm 2 , the number of rotations of the screw is set to 200 rpm, and the molding material having the above composition is put into a mini hopper having a capacity of 50 mL without using a measuring feeder, and the molding material is put in the cylinder by its own weight. The normal supply method was used for full supply. The measuring time at this time was 7 seconds. In other words, in Comparative Example 2, the molding time is 7 seconds by supplying the molding material into the cylinder in conjunction with the rotational speed of the screw, that is, the material feeding ability of the molding material. In this case, by increasing the setting of the back pressure from 30 kg / cm 2 in Comparative Example 1 to 150 kg / cm 2 , the measurement time in the normal supply method was increased from 4 seconds in Comparative Example 1 to 7 seconds. As a result, the Charpy impact test result was 5.1 (KJ / m 2 ), the flame retardancy was V-2, the dispersibility was xx, and the determination was unacceptable.

(比較例3)
実施例1と同様に背圧を30kg/cm、スクリューの回転数を200rpmに設定し、計量フィーダを使用せずに、上記組成の成形材料を容量が50mLのミニホッパーに入れて、成形材料の自重でシリンダ内に供給されるようにした。その結果、シリンダの投入口で成形材料がブロッキングして詰まり、安定した成形品のサンプルを採ることができなかったため、途中で試験を中止した。このように、成形材料に大量の粉体を含む場合には、何かのきっかけで目詰まりが発生してしまう。
(Comparative Example 3)
As in Example 1, the back pressure was set to 30 kg / cm 2 , the number of rotations of the screw was set to 200 rpm, and the molding material having the above composition was put in a mini hopper having a capacity of 50 mL without using a measuring feeder. It was made to supply in the cylinder with its own weight. As a result, the molding material was blocked and clogged at the cylinder inlet, and a stable molded product sample could not be taken. Thus, when a large amount of powder is included in the molding material, clogging occurs due to some cause.

(比較例4)
比較例4は、特許文献1のハングリーフィードに準じて試験したものである。即ち、背圧を30kg/cm、スクリューの回転数を200rpmに設定し、シリンダの投入口を見ながら、スクリューが1/4〜3/4隠れるように成形材料を供給した。このときの計量時間を測定したところ、比較例1のノーマル供給方法での計量時間4秒と同じであった。その結果、計量時間が短過ぎてペレット状の材料と粉体状の材料との均一混練が不十分であったことにより、シャルピー衝撃試験結果が5.5(KJ/m)で合格であったものの、難燃性がV−2、分散性が×と不合格であり、判定が不合格であった。
(Comparative Example 4)
Comparative Example 4 was tested according to the Hungry Feed of Patent Document 1. That is, the back pressure was set to 30 kg / cm 2 , the number of rotations of the screw was set to 200 rpm, and the molding material was supplied so that the screw was hidden by ¼ to ¾ while looking at the inlet of the cylinder. When the measurement time at this time was measured, it was the same as the measurement time of 4 seconds in the normal supply method of Comparative Example 1. As a result, the measurement time was too short and the uniform kneading of the pellet material and the powder material was insufficient, so the Charpy impact test result was 5.5 (KJ / m 2 ). However, the flame retardancy was V-2, the dispersibility was x, and the judgment was rejected.

(比較例5)
比較例5は特許文献2に準じて試験したものである。即ち、背圧を30kg/cm、スクリューの回転数を200rpmに設定し、東洋精機製作所の定量フィーダF3を手動でON−OFF操作して、特許文献2の供給方法により成形材料をシリンダ内に供給した。このときの計量時間を測定したところ、5秒であった。その結果、計量時間が短過ぎてペレット状の材料と粉体状の材料との均一混練が不十分であったことにより、シャルピー衝撃試験結果が5.2(KJ/m)合格であったものの、難燃性がV−2、分散性が×であり、判定が不合格であった。
(Comparative Example 5)
Comparative Example 5 was tested according to Patent Document 2. That is, the back pressure is set to 30 kg / cm 2 , the rotation speed of the screw is set to 200 rpm, the quantitative feeder F3 of Toyo Seiki Seisakusho is manually turned on and off, and the molding material is put into the cylinder by the supply method of Patent Document 2. Supplied. The measurement time at this time was measured and found to be 5 seconds. As a result, the measurement time was too short and the uniform kneading of the pellet-like material and the powder-like material was insufficient, and the Charpy impact test result was 5.2 (KJ / m 2 ). However, the flame retardancy was V-2, the dispersibility was x, and the determination was unacceptable.

(比較例6)
比較例6では、計量時間が200秒になる供給速度で成形材料をシリンダ内に供給しする以外は実施例1と同様に行った。即ち、比較例6は、背圧設定値及びスクリュー回転数は本発明を満足するが計量時間が本発明の上限を超えて長くなるようにしたものである。その結果、難燃性がV−1、分散性が◎であり判定が合格であったが、計量時間が長過ぎたためにシャルピー衝撃試験結果が合格ライン以下の4.5(KJ/m)になった。これは、計量時間が長過ぎるためにポリ乳酸樹脂の分解による低分子化が過度に起こったことによると考察される。
(Comparative Example 6)
Comparative Example 6 was performed in the same manner as in Example 1 except that the molding material was supplied into the cylinder at a supply speed at which the metering time was 200 seconds. That is, in Comparative Example 6, the back pressure set value and the screw rotation speed satisfy the present invention, but the metering time is longer than the upper limit of the present invention. As a result, the flame retardancy was V-1, the dispersibility was ◎, and the determination was acceptable, but because the measurement time was too long, the Charpy impact test result was 4.5 (KJ / m 2 ) below the acceptable line. Became. This is considered to be caused by excessively low molecular weight due to decomposition of the polylactic acid resin because the measurement time is too long.

(比較例7)
比較例7では、スクリューの回転数を350rpmに設定した以外は実施例1と同様に行った。即ち、比較例7は、背圧設定値及び計量時間は本発明を満足するがスクリュー回転数が本発明の上限を超えて大きくなるようにしたものである。その結果、難燃性がV−1、分散性が◎であり判定が合格であったが、スクリュー回転数が高かったため、シャルピー衝撃試験結果が合格ライン以下の4.2(KJ/m)になった。これは、スクリュー回転数が高過ぎたことによって剪断発熱が過度に発生し、ポリ乳酸樹脂の分解による低分子化が起こったことによると考察される。
(Comparative Example 7)
In Comparative Example 7, the same procedure as in Example 1 was performed except that the screw rotation speed was set to 350 rpm. That is, Comparative Example 7 is such that the back pressure set value and the metering time satisfy the present invention, but the screw rotation speed exceeds the upper limit of the present invention. As a result, the flame retardancy was V-1, the dispersibility was ◎ and the determination was acceptable, but the screw rotation number was high, so the Charpy impact test result was 4.2 (KJ / m 2 ) below the acceptable line. Became. It is considered that this is due to excessive generation of shear heat due to excessively high screw rotation speed, resulting in low molecular weight due to decomposition of the polylactic acid resin.

[試験Aの結果と考察]
上記実施例1と比較例1との対比、及び実施例2と比較例2との対比から分かるように、スクリュー回転数や背圧設定値に関係なく、計量時間が制御されるように成形材料の供給速度を調整する本発明の射出成形方法を行うことにより、シャルピー衝撃試験、難燃性、分散性の全ての点で良い結果を得ることができる。
[Results and discussion of test A]
As can be seen from the comparison between Example 1 and Comparative Example 1 and the comparison between Example 2 and Comparative Example 2, the molding material is controlled so that the metering time is controlled regardless of the screw rotation speed and the back pressure setting value. By performing the injection molding method of the present invention for adjusting the supply speed of the resin, good results can be obtained in all points of Charpy impact test, flame retardancy, and dispersibility.

また、本発明の射出成形方法に一見近いと思われる比較例4及び5についても、比較例1〜3に比べてシャルピー衝撃試験が改良されているものの、難燃性、分散性の点で実施例1〜3よりも劣っており、満足のいく結果が得られなかった。   Further, in Comparative Examples 4 and 5 which seem to be close to the injection molding method of the present invention, although the Charpy impact test is improved as compared with Comparative Examples 1 to 3, it is carried out in terms of flame retardancy and dispersibility. It was inferior to Examples 1 to 3, and satisfactory results were not obtained.

また、スクリューの回転数が300rpmを超えたり、計量時間が180秒を超えると、均一混練は達成できてもポリ乳酸樹脂の低分子化が起こり、シャルピー衝撃試験結果が悪くなることが分かった。したがって、スクリューの回転数を50rpm(十分な混練を行うことのできる最低回転数)以上300rpm以下の範囲の一定回転数に設定し、シリンダ内に供給する成形材料の供給速度を、ノーマル供給における計量時間SNの2倍秒以上180秒以下に制御することが必要になる。   It was also found that when the screw rotation speed exceeded 300 rpm or the metering time exceeded 180 seconds, the polylactic acid resin was lowered in molecular weight even if uniform kneading could be achieved, and the Charpy impact test result deteriorated. Therefore, the rotation speed of the screw is set to a constant rotation speed in the range of 50 rpm (minimum rotation speed at which sufficient kneading can be performed) to 300 rpm, and the supply speed of the molding material supplied into the cylinder is measured in normal supply. It is necessary to control the time SN to be not less than twice the time SN and not more than 180 seconds.

なお、本実施例では、ベース樹脂として耐熱性の悪いポリ乳酸樹脂(PLA)を使用したが、ポリ乳酸樹脂よりも耐熱性の良いベース樹脂にも本発明を適用できることは勿論である。   In this embodiment, polylactic acid resin (PLA) having poor heat resistance is used as the base resin, but the present invention can of course be applied to a base resin having better heat resistance than polylactic acid resin.

[試験B]
試験Bは、試験Aとは成形材料及び射出成形装置を変えて行った。
[Test B]
Test B was performed by changing the molding material and the injection molding apparatus from Test A.

[成形材料]
・ポリ乳酸樹脂(粒状)…ネーチャーワークス製 4032D 100重量部
・難然剤(粉状)…ADEKA アデカスタブFP2200 40重量部
・相溶剤(粉状)…伏見製薬所製 ラビトルFP110 20重量部
・分解防止剤(粉状)…三菱レイヨン製 メタブレンW600A 5重量部
・PTFEドリップ防止剤(粉状)…ダイキン工業製 FA500H 0.5重量部
・加水分解防止剤(粉状)…ラインケミー製 スタハ゛クソ゛ール1FL 3重量部
・フィラー(微粉末)…日本タルク工業製 P3 8重量部
〈合 計〉 176.5重量部
なお、ポリ乳酸樹脂は予め熱風乾燥機で80℃−5時間乾燥したものを使用した。また、難然剤は予め減圧乾燥機で80℃−5時間減圧乾燥したものを使用した。上記成形材料のうち粉体比率は43重量%である。
[Molding materials]
・ Polylactic acid resin (granular) ... Natural Works 4032D 100 parts by weight ・ Refractory agent (powder) ... ADEKA Adeka Stub FP2200 40 parts by weight ・ Compatibilizer (powder) ... Fushimi Pharmaceutical Ravitor FP110 20 parts by weight
・ Decomposition inhibitor (powder): 5 parts by weight of Mitsubishi Rayon Metablen W600A ・ PTFE drip inhibitor (powder): 0.5 parts by weight of FA500H made by Daikin Industries ・ Hydrolysis inhibitor (powder): Rhein Chemie Stubbaxol 1FL 3 parts by weight / filler (fine powder): P3 8 parts by weight manufactured by Nippon Talc Kogyo Co., Ltd. <Total> 176.5 parts by weight Polylactic acid resin previously dried in a hot air dryer at 80 ° C. for 5 hours was used. Moreover, the difficult agent used previously dried under reduced pressure with a vacuum dryer at 80 ° C. for 5 hours. The powder ratio of the molding material is 43% by weight.

[射出成形装置]
試験に供した射出成形装置は、住友重機械工業社製のSG150U−3を用い、この射出成形装置にシャルピー試験片と、UL試験片(厚み1.6mm)が同時に射出成形できる金型をセットした。射出成形装置のヒータ温度は、ノズル側から195℃―195℃―190℃―180℃―30℃に設定した。また、1ショットの射出量は120gになるようにした。
[Injection molding equipment]
SG150U-3 manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. is used as the injection molding device for the test, and a Charpy test piece and a mold capable of simultaneously injection-molding a UL test piece (thickness 1.6 mm) are set in this injection molding device. did. The heater temperature of the injection molding apparatus was set to 195 ° C.-195 ° C.-190 ° C.-180 ° C.-30 ° C. from the nozzle side. In addition, the injection amount per shot was set to 120 g.

そして、試験Aと同様に本発明を満足する場合、満足しない場合について実施し、シャルピー衝撃試験、難燃性試験、分散性試験の3項目について評価した。3項目の試験方法及び評価基準は試験Aと同様である。   And like Test A, when satisfying this invention, it implemented about the case where it is not satisfied, and evaluated three items, the Charpy impact test, a flame retardance test, and a dispersibility test. The test methods and evaluation criteria for the three items are the same as in Test A.

[試験Bにおける実施例及び比較例の射出成形条件及び結果]
実施例の射出成形条件及び結果を図10(A)に示し、比較例の射出成形条件及び結果を図10(B)に示した。
[Injection molding conditions and results of Examples and Comparative Examples in Test B]
The injection molding conditions and results of the examples are shown in FIG. 10 (A), and the injection molding conditions and results of the comparative example are shown in FIG. 10 (B).

(実施例1−1)
実施例1−1では、射出成形装置に小型の計量フィーダを取り付け、上記組成の成形材料をビニール袋に入れて良く振り混ぜて均一混合したものを、計量フィーダに入れた。そして、背圧を5kg/cm、スクリューの回転数を150rpmに設定し、計量時間が40秒になる供給速度で成形材料をシリンダ内に供給した。即ち、実施例1−1は、シリンダ内に供給する成形材料の供給速度を、スクリューの回転数や背圧設定値とは無関係に調整することにより、計量工程の計量時間を40秒に制御した場合である。その結果、ペレット状の材料と粉体状の材料との均一混練が十分であったことにより、シャルピー衝撃試験結果が6.4(KJ/m)、難燃性がV−1、分散性が◎であり、判定が合格であった。
(Example 1-1)
In Example 1-1, a small weighing feeder was attached to the injection molding apparatus, and the molding material having the above composition was put in a plastic bag, well shaken and uniformly mixed, and placed in the weighing feeder. Then, the back pressure was set to 5 kg / cm 2 , the number of rotations of the screw was set to 150 rpm, and the molding material was supplied into the cylinder at a supply speed at which the measurement time was 40 seconds. That is, in Example 1-1, the measurement time of the measurement process was controlled to 40 seconds by adjusting the supply speed of the molding material supplied into the cylinder regardless of the number of rotations of the screw and the back pressure setting value. Is the case. As a result, the uniform kneading of the pellet-like material and the powder-like material was sufficient, resulting in a Charpy impact test result of 6.4 (KJ / m 2 ), flame retardancy of V-1, and dispersibility. Was ◎, and the judgment was acceptable.

ちなみに、後記する比較例1が背圧設定値5kg/cm及びスクリュー回転数150rpmにおけるノーマル供給での計量時間SNであり、計量時間SNは3秒であった。 Incidentally, Comparative Example 1 to be described later is a measuring time SN in normal supply at a back pressure set value of 5 kg / cm 2 and a screw rotation speed of 150 rpm, and the measuring time SN is 3 seconds.

(実施例2−1)
実施例2−1では、射出成形装置に小型の計量フィーダを取り付け、上記組成の成形材料をビニール袋に入れて良く振り混ぜて均一混合したものを、計量フィーダに入れた。そして、背圧を25kg/cm、スクリューの回転数を150rpmに設定し、計量時間が60秒になる供給速度で成形材料をシリンダ内に供給した。即ち、実施例2−1は、シリンダ内に供給する成形材料の供給速度を、スクリューの回転数や背圧設定値とは無関係に調整することにより、計量工程の計量時間を60秒に制御した場合である。その結果、ペレット状の材料と粉体状の材料との均一混練が十分であったことにより、シャルピー衝撃試験結果が6.8(KJ/m)、難燃性がV−0、分散性が◎であり、判定が合格であった。
(Example 2-1)
In Example 2-1, a small weighing feeder was attached to the injection molding apparatus, and the molding material having the above composition was put in a plastic bag, well shaken and uniformly mixed, and placed in the weighing feeder. Then, the back pressure was set to 25 kg / cm 2 , the number of rotations of the screw was set to 150 rpm, and the molding material was supplied into the cylinder at a supply speed at which the metering time was 60 seconds. That is, in Example 2-1, the measurement time of the measurement process was controlled to 60 seconds by adjusting the supply speed of the molding material supplied into the cylinder irrespective of the number of rotations of the screw and the back pressure setting value. Is the case. As a result, the uniform kneading of the pellet-like material and the powder-like material was sufficient, resulting in a Charpy impact test result of 6.8 (KJ / m 2 ), flame retardancy of V-0, and dispersibility. Was ◎, and the judgment was acceptable.

(実施例3−1)
実施例3−1では、スクリュー回転数を本発明の下限である50rpmに設定した以外は実施例1−1と同様に行った。その結果、シャルピー衝撃試験結果が6.1(KJ/m)、難燃性がV−1、分散性が◎であり、判定が合格であった。これにより、スクリュー回転数を本発明の下限である50rpmに設定したが、ペレット状の材料と粉体状の材料とが十分に均一混練されていることが分かる。
(Example 3-1)
In Example 3-1, it carried out similarly to Example 1-1 except having set the screw rotation speed to 50 rpm which is the minimum of this invention. As a result, the Charpy impact test result was 6.1 (KJ / m 2 ), the flame retardancy was V-1, the dispersibility was ◎, and the determination was acceptable. Thereby, although screw rotation speed was set to 50 rpm which is the minimum of this invention, it turns out that the pellet-form material and the powder-form material are fully knead | mixed uniformly.

(実施例4−1)
実施例4−1では、スクリュー回転数を本発明の上限である300rpmに設定した以外は、実施例1−1と同様に行った。その結果、シャルピー衝撃試験結果が5.5(KJ/m)、難燃性がV−1、分散性が◎であり、判定が合格であった。スクリュー回転数を本発明の上限である300rpmに設定したことによって、剪断発熱が発生し、ポリ乳酸樹脂の分解による低分子化が起こり、シャルピー衝撃試験結果が多少悪くなったものと考察される。
(Example 4-1)
In Example 4-1, it carried out similarly to Example 1-1 except having set the screw rotation speed to 300 rpm which is the upper limit of this invention. As a result, the Charpy impact test result was 5.5 (KJ / m 2 ), the flame retardancy was V-1, the dispersibility was ◎, and the determination was acceptable. By setting the screw rotation speed to 300 rpm which is the upper limit of the present invention, it is considered that shear heat generation occurred, the molecular weight was lowered due to decomposition of the polylactic acid resin, and the Charpy impact test result was somewhat deteriorated.

(実施例5−1)
実施例5−1では、計量時間を本発明の上限である180秒に設定した以外は、実施例1−1と同様に行った。その結果、シャルピー衝撃試験結果が5.4(KJ/m)、難燃性がV−1、分散性が◎であり、判定が合格であった。計量時間を本発明の上限である180秒と長くしたため、ポリ乳酸樹脂の分解による低分子化が起こり、シャルピー衝撃試験結果が多少悪くなったものと考察される。
(Example 5-1)
In Example 5-1, it carried out similarly to Example 1-1 except having set the measurement time to 180 seconds which is the upper limit of this invention. As a result, the Charpy impact test result was 5.4 (KJ / m 2 ), the flame retardancy was V-1, the dispersibility was ◎, and the determination was acceptable. Since the metering time was increased to 180 seconds, which is the upper limit of the present invention, the molecular weight was lowered due to the decomposition of the polylactic acid resin, and it is considered that the Charpy impact test result was somewhat deteriorated.

(実施例6−1)
実施例6−1では、計量時間を本発明の下限であるノーマル供給での計量時間SNの2倍である6秒に設定した以外は、実施例1−1と同様に行った。ちなみに、比較例1−1がノーマル供給での計量時間であり、3秒となる。その結果、シャルピー衝撃試験結果が6.0(KJ/m)、難燃性がV−1、分散性が○であり、判定が合格であった。計量時間を本発明の下限である6秒と短かったが、シャルピー衝撃試験、難燃性、分散性ともの合格となる程度の均一混練を達成することができた。
(Example 6-1)
In Example 6-1, the measurement was performed in the same manner as Example 1-1 except that the measurement time was set to 6 seconds, which is twice the measurement time SN in normal supply, which is the lower limit of the present invention. Incidentally, Comparative Example 1-1 is a metering time in normal supply, which is 3 seconds. As a result, the Charpy impact test result was 6.0 (KJ / m 2 ), the flame retardancy was V-1, the dispersibility was ○, and the determination was acceptable. Although the measurement time was as short as 6 seconds, which is the lower limit of the present invention, uniform kneading to such an extent that the Charpy impact test, flame retardancy, and dispersibility were acceptable could be achieved.

(比較例1−1)
背圧を5kg/cm、スクリューの回転数を150rpmに設定し、計量フィーダを使用せずに、上記組成の成形材料を容量が250mLのミニホッパーに入れて、成形材料の自重でシリンダ内に充満供給させるノーマル供給方法で行った。このときの計量時間を測定したところ3秒であった。即ち、比較例1−1は、スクリューの回転数即ち成形材料の材料送り能力に連動して成形材料がシリンダ内に供給されることで、計量時間が3秒になったものである。その結果、計量時間が短過ぎてペレット状の材料と粉体状の材料との均一混練が不十分であったことにより、シャルピー衝撃試験結果が4.3(KJ/m)、難燃性がV−2、分散性が×であり、判定が不合格であった。
(Comparative Example 1-1)
The back pressure is set to 5 kg / cm 2 , the number of rotations of the screw is set to 150 rpm, and the molding material having the above composition is put into a mini hopper having a capacity of 250 mL without using a weighing feeder, and the molding material is put in the cylinder by its own weight. The normal supply method was used for full supply. The measuring time at this time was 3 seconds. That is, in Comparative Example 1-1, the molding time is 3 seconds by supplying the molding material into the cylinder in conjunction with the rotational speed of the screw, that is, the material feeding ability of the molding material. As a result, the metering time was too short and the uniform kneading of the pellet-like material and the powder-like material was insufficient, resulting in a Charpy impact test result of 4.3 (KJ / m 2 ), flame retardancy. Was V-2, dispersibility was x, and the determination was unacceptable.

(比較例2−1)
比較例2−1では、計量時間を200秒とした以外は、実施例1−1と同様に行った。即ち、比較例2−1は計量時間が本発明の上限を超えて長い場合である。その結果、分散性は◎で合格であったものの、シャルピー衝撃試験結果が3.2(KJ/m)、難燃性がV−2であり、判定が不合格であった。これは、計量時間を200秒と長過ぎたために、ポリ乳酸樹脂の分解による低分子化が過度に起こり、シャルピー衝撃試験結果が不合格になったものと考察される。
(Comparative Example 2-1)
In Comparative Example 2-1, the same procedure as in Example 1-1 was performed except that the measurement time was 200 seconds. That is, Comparative Example 2-1 is a case where the measurement time is longer than the upper limit of the present invention. As a result, the dispersibility was ◎ and passed, but the Charpy impact test result was 3.2 (KJ / m 2 ), the flame retardancy was V-2, and the determination was unacceptable. This is considered to be because the measurement time was too long as 200 seconds, resulting in an excessive decrease in molecular weight due to decomposition of the polylactic acid resin, and the Charpy impact test result being rejected.

(比較例3−1)
比較例3−1では、スクリュー回転数を350rpmとした以外は、実施例1−1と同様に行った。即ち、比較例3−1はスクリュー回転数が本発明の上限を超えて高い場合である。その結果、分散性は◎で合格であったものの、シャルピー衝撃試験結果が3.5(KJ/m)、難燃性がV−2であり、判定が不合格であった。これは、スクリュー回転数が高過ぎるために、ポリ乳酸樹脂の分解による低分子化が過度に起こり、シャルピー衝撃試験結果が不合格になったものと考察される。
(Comparative Example 3-1)
In Comparative Example 3-1, the same procedure as in Example 1-1 was performed except that the screw rotation speed was 350 rpm. That is, Comparative Example 3-1 is a case where the screw rotation speed is higher than the upper limit of the present invention. As a result, the dispersibility was ◎ and passed, but the Charpy impact test result was 3.5 (KJ / m 2 ), the flame retardancy was V-2, and the determination was unacceptable. It is considered that this is because the screw rotation speed was too high, resulting in excessive reduction in molecular weight due to decomposition of the polylactic acid resin, and the Charpy impact test result being rejected.

(比較例4−1)
比較例4−1は、特許文献1のハングリーフィードに準じて試験したものである。即ち、背圧を5kg/cm、スクリューの回転数を150rpmに設定し、シリンダの投入口を見ながら、スクリューが1/4〜3/4隠れるように成形材料を供給した。このときの計量時間を測定したところ、比較例1−1のノーマル供給方法での計量時間3秒と同じであった。その結果、計量時間が短過ぎてペレット状の材料と粉体状の材料との均一混練が不十分であったことにより、シャルピー衝撃試験結果が4.5(KJ/m)、難燃性がV−2、分散性が×であり、判定が不合格であった。
(Comparative Example 4-1)
Comparative Example 4-1 was tested according to the hungry feed of Patent Document 1. That is, the back pressure was set to 5 kg / cm 2 , the rotation speed of the screw was set to 150 rpm, and the molding material was supplied so that the screw was hidden by ¼ to ¾ while looking at the cylinder inlet. When the measurement time at this time was measured, it was the same as the measurement time of 3 seconds in the normal supply method of Comparative Example 1-1. As a result, the metering time was too short and the uniform kneading of the pellet-like material and the powder-like material was insufficient, resulting in a Charpy impact test result of 4.5 (KJ / m 2 ), flame retardancy. Was V-2, dispersibility was x, and the determination was unacceptable.

(比較例5−1)
比較例5−1は特許文献2に準じて試験したものである。即ち、背圧を5kg/cm、スクリューの回転数を150rpmに設定し、東洋精機製作所の定量フィーダF3を手動でON−OFF操作して、特許文献2の供給方法により成形材料をシリンダ内に供給した。このときの計量時間を測定したところ、4秒であった。その結果、計量時間が短過ぎてペレット状の材料と粉体状の材料との均一混練が不十分であったことにより、シャルピー衝撃試験結果が4.3(KJ/m)、難燃性がV−2、分散性が×であり、判定が不合格であった。
(Comparative Example 5-1)
Comparative Example 5-1 was tested according to Patent Document 2. That is, the back pressure is set to 5 kg / cm 2 , the number of rotations of the screw is set to 150 rpm, the quantitative feeder F3 of Toyo Seiki Seisakusho is manually turned on and off, and the molding material is put into the cylinder by the supply method of Patent Document 2. Supplied. The measurement time at this time was measured and found to be 4 seconds. As a result, the metering time was too short and the uniform kneading of the pellet-like material and the powder-like material was insufficient, resulting in a Charpy impact test result of 4.3 (KJ / m 2 ), flame retardancy. Was V-2, dispersibility was x, and the determination was unacceptable.

[試験結果の考察]
試験Bの結果も試験Aと同様の傾向であり、成形材料及び射出成形装置の違いは本発明に影響ないことが分かった。
[Consideration of test results]
The results of Test B also have the same tendency as Test A, and it was found that the difference in molding material and injection molding apparatus does not affect the present invention.

試験A及びBの結果から、本発明の射出成形方法のように、スクリューの回転数を50rpm以上300rpm以下の範囲で高速回転を行いつつ、計量時間をスクリューの回転数及び背圧設定値とは無関係に制御して、SN(ノーマル供給の計量時間)の2倍秒以上180秒以下の計量時間とすることより、粉体を大量に含む成形材料をホッパーからシリンダ内に直接投入しても、均一混練を行うことができることが証明された。   From the results of tests A and B, as in the injection molding method of the present invention, the screw rotation speed and the back pressure set value are measured while the rotation speed of the screw is high-speed rotation in the range of 50 rpm to 300 rpm. Regardless of the control, the metering time is more than twice the SN (measuring time of normal supply) and 180 seconds or less, so even if a molding material containing a large amount of powder is put directly into the cylinder from the hopper, It was proved that uniform kneading can be performed.

なお、比較例として行ったハングリーフィードの計量時間がノーマル供給での計量時間と差がなく、本発明における「パラパラ供給」に比べて短い計量時間であった。   It should be noted that the weighing time of the hungry feed performed as a comparative example was not different from the weighing time in the normal supply, and was shorter than the “para-para feeding” in the present invention.

この点について、図11(A)〜図11(E)を使用して、「ノーマル供給」、「ハングリーフィード」、及び本発明における「パラパラ供給」の違いを説明する。   With respect to this point, the difference between “normal supply”, “hungry feed”, and “para-para supply” in the present invention will be described with reference to FIGS.

図11(A)〜図11(E)では、成形材料として樹脂ペレットの例で説明し、ペレットをAで示し、ペレットが溶融した溶融樹脂をA1で示す。   In FIGS. 11A to 11E, an example of a resin pellet will be described as a molding material, the pellet is indicated by A, and the molten resin in which the pellet is melted is indicated by A1.

(計量工程)
一般的に射出成形において計量工程で行う可塑化とは、シリンダ14内のペレットAをスクリュー16で前方に搬送しながら、シリンダ14外部のヒータ24からの伝熱と、ペレットA同士の摩擦熱(剪断エネルギー)により、均一に溶融し、予め設定された一定量の溶融樹脂A1をシリンダ14先端に貯蔵することを言う。
(Weighing process)
In general, plasticization performed in a metering process in injection molding means that the pellet A in the cylinder 14 is conveyed forward by the screw 16 while heat transfer from the heater 24 outside the cylinder 14 and frictional heat between the pellets A ( It means that the molten resin is uniformly melted by the shearing energy) and a predetermined amount of the molten resin A1 is stored at the tip of the cylinder.

即ち、スクリュー16が回転することによってシリンダ14先端に溶融樹脂A1が貯蔵され始めると、溶融樹脂A1が先端より漏れることがなければ、スクリュー16の回転によって順次送り込まれてくるペレットA自身の圧力でスクリュー16は後退して行く。この場合、スクリュー16の回転が速いほど(回転数が大きいほど)送り込まれるペレットAの量が増え、スクリュー16が後退する速度が増すことになる。   That is, when the molten resin A1 starts to be stored at the tip of the cylinder 14 by the rotation of the screw 16, if the molten resin A1 does not leak from the tip, the pressure of the pellet A itself that is sequentially fed by the rotation of the screw 16 The screw 16 moves backward. In this case, the faster the rotation of the screw 16 (the higher the rotation speed), the more pellets A are fed, and the speed at which the screw 16 moves backward increases.

これにより、予め設定された一定量のストローク位置(計量設定位置)に、スクリュー回転の停止信号を与えてやれば、その位置でスクリュー16の後退は停止する。これが計量工程である。   Thereby, if a screw rotation stop signal is given to a predetermined stroke position (measurement setting position) set in advance, the backward movement of the screw 16 stops at that position. This is the weighing process.

したがって、同じ材料、同じ条件であれば、スクリュー16の回転速度が一定なら、予め設定された一定量のストローク位置に到達するまでの時間、すなわち計量が完了するのに要する時間は略一定になる。   Therefore, if the rotational speed of the screw 16 is constant under the same material and the same conditions, the time required to reach a predetermined amount of stroke position, that is, the time required to complete the measurement is substantially constant. .

また、スクリュー16の回転速度が速くなれば、ペレットAの送り量が増えるため、同じストローク位置に到達するまでの時間、即ち計量が完了するまでの時間は短くなる。   Further, if the rotational speed of the screw 16 is increased, the feed amount of the pellet A is increased. Therefore, the time until the same stroke position is reached, that is, the time until the measurement is completed is shortened.

上記説明を踏まえて、「ノーマル供給」、「ハングリーフィード」、及び本発明の「パラパラ入れ」との違いを比較する。   Based on the above description, the difference between “normal supply”, “hungry feed”, and “para-fill” of the present invention will be compared.

(ノーマル供給)
先ず初めに、射出成形装置に取り付けたホッパー26内にペレットAを積み上げる『ノーマル供給』について説明する。ホッパー26へのペレットAの供給は、定量フィーダ40(定量供給装置)を用いてその供給量を任意に調整できるものとする。射出成形を開始する前に、ペレットAをホッパー26に満タンに供給しておく。この時のスクリュー16のネジ溝内やホッパー26内のペレットAの概略状態を図11(A)に示す(バルブ等は省略した概念図)。
(Normal supply)
First, “normal supply” in which pellets A are stacked in the hopper 26 attached to the injection molding apparatus will be described. The supply of pellets A to the hopper 26 can be arbitrarily adjusted by using a quantitative feeder 40 (quantitative supply device). Before the injection molding is started, the pellet A is supplied to the hopper 26 in a full tank. FIG. 11A shows a schematic state of the pellet A in the screw groove of the screw 16 and the hopper 26 at this time (a conceptual diagram in which valves and the like are omitted).

図11(A)から分かるように、スクリュー16のネジ溝内には、常にペレットAや成形材料が溶融した溶融樹脂A1で満たされており、スクリュー16によってペレットAを前方に送り出す力は常に発生しており、短時間で計量が完了する。これにより、ホッパー26内に貯留されるペレットAのレベルは、ペレットAの消費によって徐々に低下する。   As can be seen from FIG. 11 (A), the screw groove of the screw 16 is always filled with the molten resin A1 in which the pellet A and the molding material are melted, and the force for feeding the pellet A forward by the screw 16 is always generated. The weighing is completed in a short time. Thereby, the level of the pellet A stored in the hopper 26 is gradually lowered by the consumption of the pellet A.

そして、ペレットAのレベルがホッパー26の下端(図11(A)のH位置)まで減った時に、射出成形サイクルで消費されるペレットAの量よりも速い供給速度で、ペレットAをホッパー26に供給して再び満タン状態とする。このように、ノーマル供給は、図11(A)のH位置を基準として、ホッパー26におけるペレットAの消費と満タンとを繰り返す。   Then, when the level of the pellet A decreases to the lower end of the hopper 26 (H position in FIG. 11A), the pellet A is fed to the hopper 26 at a supply speed faster than the amount of pellet A consumed in the injection molding cycle. Supply and fill again. Thus, the normal supply repeats the consumption of the pellet A and the full tank in the hopper 26 with the H position in FIG. 11A as a reference.

(ハングリーフィード)
次に『ハングリーフィード』について説明する。
(Hungry feed)
Next, “Hungry Feed” will be described.

前述の『ノーマル供給』状態で射出成形を継続している状態から、ペレットAが徐々に消費される。そして、ペレットAがホッパー26の下端(図11(A)のH位置)に来た状態でペレットAを補充し、ホッパー26内の貯留レベルを再度上昇させると『ノーマル供給』になる。   The pellet A is gradually consumed from the state where the injection molding is continued in the “normal supply” state. Then, when the pellet A is replenished with the pellet A at the lower end of the hopper 26 (H position in FIG. 11A) and the storage level in the hopper 26 is increased again, “normal supply” is obtained.

しかし、ハングリーフィードの場合には、ペレットAがホッパー26の下端(図11(A)のH位置)に来てもペレットAをホッパー26に補充せずにしばらく射出成形を継続する。するとペレットAのレベルはホッパー26の下端よりも更に低下し、投入口25の下(図11(A)のL位置)に達する。この状態で、定量フィーダ40により、ペレットAの平均消費量に等しい量のペレットAをホッパー26に供給する。即ち、ペレットAの平均消費量と、ペレットAの平均供給量が等しくなるようにする。したがって、シリンダ14内のペレットAの後端位置は、ペレットAの間欠的な消費に応じて図11(B)に示す位置にくる。これにより、投入口25の様子をホッパー26側から観察すると、ペレットAが見え隠れしている。換言すると、スクリュー16が見え隠れする。これがハングリーフィードの状態である。   However, in the case of the hungry feed, even if the pellet A comes to the lower end of the hopper 26 (H position in FIG. 11A), the injection molding is continued for a while without replenishing the hopper 26 with the pellet A. Then, the level of the pellet A is further lowered from the lower end of the hopper 26, and reaches below the insertion port 25 (L position in FIG. 11A). In this state, a quantity of pellets A equal to the average consumption of pellets A is supplied to the hopper 26 by the quantitative feeder 40. That is, the average consumption of pellets A and the average supply of pellets A are made equal. Therefore, the rear end position of the pellet A in the cylinder 14 comes to the position shown in FIG. 11B according to the intermittent consumption of the pellet A. Thereby, when the state of the insertion port 25 is observed from the hopper 26 side, the pellet A is visible and hidden. In other words, the screw 16 is visible and hidden. This is the state of the hungry feed.

したがって、ハングリーフィードは、ホッパー26内及び投入口25下までの投入経路においてペレットAが存在しないことはあるが、ホッパー26にペレットAが供給された時点で、シリンダ14内のペレットAの後端位置と連続した状態になる。即ち、スクリュー16先端に貯蔵される溶融樹脂A1は、連続性が途切れることなく、スクリューのネジ溝内にあるペレットAにより常に必要量の供給がなされることになる。換言すると、スクリュー16の後退に必要な充分な量のペレットAが供給可能な状態が『ノーマル供給』と同様に維持されるのである。   Therefore, in the hungry feed, the pellet A may not exist in the charging path to the inside of the hopper 26 and to the bottom of the charging port 25, but when the pellet A is supplied to the hopper 26, the rear end of the pellet A in the cylinder 14 is present. It becomes a continuous state with the position. That is, the molten resin A1 stored at the tip of the screw 16 is always supplied in a required amount by the pellet A in the screw groove of the screw without interruption of continuity. In other words, a state in which a sufficient amount of pellets A necessary for the retraction of the screw 16 can be supplied is maintained in the same manner as “normal supply”.

『ノーマル供給』と違うところは、上記したようにスクリュー16からホッパー26への空隙部分が多くなるため、ハングリーフィードが課題とする水分や分解ガスが投入口25から外部へ容易に抜けることが可能になっている点である。   The difference from “normal supply” is that the gap from the screw 16 to the hopper 26 increases as described above, so that moisture and decomposition gas, which is a problem with hungry feed, can easily escape from the inlet 25 to the outside. This is the point.

(パラパラ入れ)
それでは本発明における『パラパラ入れ』とはどのようなものかを説明する。
(Flip through)
Then, what is the “flip” in the present invention will be explained.

先ず、上記したハングリーフィードにおける図11(B)の状態を考えると、「パラパラ入れ」は、この状態でペレットAの供給を一旦停止する。するとスクリュー16のネジ溝内にあるペレットAや溶融樹脂A1は、射出成形によって更に消費されて、図11(C)や図11(D)のような状態になり、スクリュー16が回転しても樹脂ペレットや溶融樹脂が前方に送られ難く状態が形成される。即ち、供給ゾーン、あるいは供給ゾーンから圧縮ゾーンにかけてペレットAが充満されない状態が形成される。実際に、図11(C)において、ホッパー26を外して投入口25からシリンダ14内部の成形材料の疎密状態を観察したが、疎の状態であり、充満している様子はなかった。   First, considering the state of FIG. 11 (B) in the above-described hungry feed, “filling” temporarily stops the supply of pellets A in this state. Then, the pellet A and the molten resin A1 in the screw groove of the screw 16 are further consumed by the injection molding, and the state becomes as shown in FIGS. 11C and 11D, and the screw 16 rotates. A state is formed in which the resin pellets and the molten resin are hardly sent forward. That is, a state where the pellet A is not filled from the supply zone or from the supply zone to the compression zone is formed. Actually, in FIG. 11C, the hopper 26 was removed and the density of the molding material inside the cylinder 14 was observed from the inlet 25, but it was sparse and there was no state of fullness.

ペレットAや溶融樹脂A1は、スクリュー16のネジ溝内にたくさん入っている方がネジ溝の力で前方に送り易くなる。しかし、『パラパラ入れ』の場合には、そのネジ溝に存在する成形材料が極端に少なくなってしまうため、スクリュー16が回転してもペレットAや溶融樹脂A1が前方に送られ難くなる。図11(E)の状態になれば当然のことながら、成形材料はもはや前に送られることはないため、もはや背圧を立てることができず、スクリュー16が後退することができない。したがって、少なくともスクリュー16のネジ溝内に、あるレベルまで成形材料が充満していることが必要である。そうなると、スクリュー16は一定のストローク位置まで後退するまでは回転を止めないため、スクリュー16が回転してネジ溝内のペレットAや溶融樹脂A1を混練しながら、ペレットAの補給を待つという状態になる。即ち、『パラパラ入れ』の場合には、射出成形の開始時において、スクリュー16が回転してもペレットAや溶融樹脂A1が前方に送られ難い状態、即ち供給ゾーン、圧縮ゾーン、計量ゾーンの少なくとも供給ゾーンにおいてペレットAを充満させない図11(C)や図11(D)のような状態を作り出す。そして、この状態で定量フィーダ40から『ノーマル供給』時のペレットAの平均消費量よりも少なくなる供給速度でペレットAをホッパー26に補給する。これにより、スクリュー16のネジ溝内にペレットAや溶融樹脂A1が充填されて次第にスクリュー先端の背圧が上がってくるので、スクリュー16がゆっくりと後退する。このように、『パラパラ入れ』は、スクリュー16は回転していても、ペレットAの補給を待つ状態が続くので、計量時間を長くとることができるのである。   The pellet A and the molten resin A1 are more likely to be fed forward by the force of the screw groove if they are contained in a larger amount in the screw groove of the screw 16. However, in the case of “filling”, since the molding material existing in the thread groove is extremely small, even if the screw 16 is rotated, the pellet A and the molten resin A1 are hardly fed forward. As a matter of course, when the state shown in FIG. 11E is reached, the molding material is no longer sent forward, so that the back pressure can no longer be established and the screw 16 cannot be retracted. Therefore, it is necessary that the molding material is filled up to a certain level in at least the thread groove of the screw 16. Then, since the screw 16 does not stop rotating until the screw 16 moves back to a certain stroke position, the screw 16 rotates and waits for the replenishment of the pellet A while kneading the pellet A and the molten resin A1 in the thread groove. Become. That is, in the case of “filling”, at the start of injection molding, even if the screw 16 is rotated, the pellet A or the molten resin A1 is hardly fed forward, that is, at least in the supply zone, the compression zone, and the metering zone. The state as shown in FIG. 11C or FIG. 11D where the pellet A is not filled in the supply zone is created. In this state, the pellet A is supplied to the hopper 26 from the quantitative feeder 40 at a supply speed that is less than the average consumption of the pellet A during “normal supply”. As a result, since the pellet A and the molten resin A1 are filled in the screw groove of the screw 16 and the back pressure at the tip of the screw gradually increases, the screw 16 moves backward slowly. As described above, in the “filling”, since the state of waiting for the replenishment of the pellet A continues even if the screw 16 is rotating, the measurement time can be increased.

ペレットAがどの位置まで充填されれば、スクリュー16が後退できるようになるのかは、射出成形条件、特に背圧や、スクリュー形状、成形材料の性状によって異なるが、図11(C)から図11(D)を経て図11(E)になるまでのいずれかの状態で、本発明を達成することができる。少なくとも供給ゾーンにおけるペレットAの量が相当減ることが必要で、それによって圧縮ゾーンでのペレットAや溶融樹脂A1の押し込まれ具合が変わってくる。これにより、圧縮ゾーンでの過度の剪断を減少でき、実質温度が制御温度を大きく越えてペレットAを劣化させることがない。また、成形材料としてペレットと粉体とを有する場合にも、樹脂粘度の急激な低下によって、粉体の混練分散性が低下させたりすることを抑制できる。   The position to which the screw 16 can be retracted when the pellet A is filled depends on the injection molding conditions, particularly the back pressure, the screw shape, and the properties of the molding material, but from FIG. 11 (C) to FIG. The present invention can be achieved in any state from (D) to FIG. 11 (E). At least the amount of pellets A in the supply zone needs to be considerably reduced, which changes how the pellets A and molten resin A1 are pushed in the compression zone. Thereby, excessive shear in the compression zone can be reduced, and the actual temperature does not greatly exceed the control temperature and the pellet A is not deteriorated. Moreover, also when it has a pellet and powder as a molding material, it can suppress that the kneading | mixing dispersibility of a powder falls by the rapid fall of resin viscosity.

10…射出成形装置、12…ノズル、14…シリンダ、16…スクリュー、17…背圧センサー、18…油圧モータ、20…射出シリンダ、22…モータ・シリンダセット、24…ヒータ、26…ホッパー、28…キャビティ、30…金型、32…ゲート、34…材料供給装置、36…混合機、38…粉粒体定量供給機、40…計量フィーダ、42…シューター、44…センサー   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Injection molding apparatus, 12 ... Nozzle, 14 ... Cylinder, 16 ... Screw, 17 ... Back pressure sensor, 18 ... Hydraulic motor, 20 ... Injection cylinder, 22 ... Motor cylinder set, 24 ... Heater, 26 ... Hopper, 28 ... Cavity, 30 ... Mold, 32 ... Gate, 34 ... Material supply device, 36 ... Mixer, 38 ... Powder and powder quantitative supply machine, 40 ... Measuring feeder, 42 ... Shooter, 44 ... Sensor

Claims (9)

射出成形装置のシリンダ内に供給された成形材料をスクリューの回転によりシリンダ先端部に貯蔵すると共に、貯蔵される成形材料自身の圧力を受けて前記スクリューが計量設定位置まで後退した後に前記スクリューの回転を停止する計量工程を備えた射出成形方法において、
前記成形材料はベース樹脂と添加物とで構成され、前記ベース樹脂及び前記添加物のうちの少なくとも1つが粉体であって、該成形材料をペレット化することなく前記シリンダ内に直接供給し、
前記計量工程では、前記スクリューに加える背圧を所定値に設定して前記スクリューの回転数を50rpm以上300rpm以下の範囲の一定回転数に設定すると共に、
前記計量工程では、前記スクリュー回転数の材料送り能力に合わせて前記成形材料を投入口から自重で前記シリンダ内に充満供給するノーマル供給方法での計量時間をSN秒とした場合に、前記シリンダ内に供給する成形材料の供給速度を、前記SNの2倍秒以上180秒以下の計量時間になるように調整することを含み、
これにより前記計量時間を前記スクリューの回転数及び前記背圧設定値とは無関係に制御することを特徴とする射出成形方法。
The molding material supplied into the cylinder of the injection molding apparatus is stored at the tip of the cylinder by the rotation of the screw, and the rotation of the screw after receiving the pressure of the stored molding material itself and retreating to the measurement setting position. In the injection molding method provided with a weighing process to stop
The molding material is composed of a base resin and an additive, and at least one of the base resin and the additive is a powder, and the molding material is directly supplied into the cylinder without being pelletized.
In the measuring step, the back pressure applied to the screw is set to a predetermined value, and the rotational speed of the screw is set to a constant rotational speed in the range of 50 rpm to 300 rpm,
In the metering step, when the metering time in the normal feeding method in which the molding material is filled and filled in the cylinder by its own weight from the input port in accordance with the material feeding capability of the screw rotation speed is SN seconds, Adjusting the supply speed of the molding material to be supplied to the metering time not less than twice the SN and not more than 180 seconds,
Thereby, the metering time is controlled independently of the set value of the rotational speed of the screw and the back pressure.
前記シリンダ内を、前記成形材料の投入口から順に供給ゾーン、圧縮ゾーン、計量ゾーンの3つのゾーンに区分したときに、少なくとも前記供給ゾーンには前記成形材料を充満させないことを特徴とする請求項1の射出成形方法。 The inside of the cylinder is divided into three zones of a supply zone, a compression zone, and a metering zone in order from the molding material inlet, and at least the supply zone is not filled with the molding material. 1. An injection molding method of 1. 射出成形の開始時に、前記少なくとも前記供給ゾーンには前記成形材料を充満させない状態を形成し、この状態で定量供給装置から前記ノーマル供給方法での成形材料の平均消費量よりも少なくなる供給速度で成形材料を前記シリンダ内に補給することを特徴とする請求項2の射出成形方法。 At the start of injection molding, a state in which the at least the supply zone is not filled with the molding material is formed, and in this state, the supply rate becomes lower than the average consumption of the molding material in the normal supply method from the constant supply device. 3. The injection molding method according to claim 2, wherein a molding material is supplied into the cylinder. 前記計量時間を前記成形材料の必要混練時間に応じて制御することを特徴とする請求項1〜3の何れか1の射出成形方法。   The injection molding method according to any one of claims 1 to 3, wherein the measuring time is controlled according to a necessary kneading time of the molding material. 射出成形サイクルは、前記成形材料の計量工程、金型の型締工程、シリンダから金型への溶融樹脂の射出工程、金型内部の圧力を保圧する保圧工程、金型を冷却する冷却工程、金型を離型して成形品を取り出す離型工程とで構成されると共に、前記計量時間を、前記射出成形サイクルのうちの冷却工程開始から離型工程終了までの時間に応じて制御することを特徴とする請求項1〜3の何れか1の射出成形方法。   The injection molding cycle includes the molding material metering process, the mold clamping process, the molten resin injection process from the cylinder to the mold, the pressure holding process for maintaining the pressure inside the mold, and the cooling process for cooling the mold. And a mold release step for releasing the mold and taking out the molded product, and the measuring time is controlled according to the time from the start of the cooling step to the end of the mold release step in the injection molding cycle. The injection molding method according to any one of claims 1 to 3. 前記成形材料のうち、前記粉体の比率が30重量%以上であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1の射出成形方法。 Among the molding material, any one of the injection molding method of claim 1, wherein the ratio of the powder is 30 wt% or more. 前記ベース樹脂がポリ乳酸樹脂、セルロース系樹脂の少なくとも1つであると共に、前記添加物が難燃剤、繊維の少なくとも1つであることを特徴とする請求項1〜6の何れか1の射出成形方法。 The injection molding according to any one of claims 1 to 6, wherein the base resin is at least one of a polylactic acid resin and a cellulosic resin, and the additive is at least one of a flame retardant and a fiber. Method. 前記成形材料を前記シリンダ内に少量連続供給することにより、前記供給速度を調整することを特徴とする請求項1〜7の何れか1に記載の射出成形方法。 By continuously supplying a small amount of the molding material in the cylinder, an injection molding method according to any one of claims 1 to 7, wherein adjusting the feed rate. 前記成形材料を前記シリンダ内に間欠供給することにより、前記供給速度を調整することを特徴とする請求項1〜7の何れか1に記載の射出成形方法。 By intermittently supplying the molding material in the cylinder, an injection molding method according to any one of claims 1 to 7, wherein adjusting the feed rate.
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