DE102018213484B4 - Injection device for foam molding and molding method for foamed molded article - Google Patents
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Abstract
Einspritzvorrichtung (1) zum Schäumformen, wobei die Einspritzvorrichtung (1) umfasst:einen Heizzylinder (2); undeine Schnecke (3), die in dem Heizzylinder (2) vorgesehen und konfiguriert ist, um in einer Drehrichtung und einer axialen Richtung angetrieben zu werden,wobei in dem Heizzylinder (2) wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt (6) zum Komprimieren eines Harzes, ein Dekompressionsabschnitt (9) zum Absenken eines Drucks des Harzes und ein zweiter Kompressionsabschnitt (10) zum Komprimieren des Harzes nacheinander in einer Fließrichtung des Harzes ausgebildet sind,der Dekompressionsabschnitt (9) mit einem Einspritzabschnitt (30) zum Einspritzen von Inertgas versehen ist,der Einspritzabschnitt (30) einen Ventilmechanismus (19)umfasst, undder Ventilmechanismus (19) einen Ventilkörper (32) umfasst, der zum Öffnen/Schließen einer Einspritzöffnung (35) in der Nähe einer Bohrung (2a) des Heizzylinders (2) konfiguriert ist, wobei die Einspritzöffnung (35) zu der Bohrung (2a) offen ist, und einen Ventilhauptkörper (33) mit einem hohlen Abschnitt,wobei der hohle Abschnitt in der Nähe des Auslasses des Ventilhauptkörpers (33) einen verringerten Durchmesser hat,wobei der Ventilkörper (32) ein Nadelventil umfasst.Injection device (1) for foam molding, said injection device (1) comprising:a heating cylinder (2); anda screw (3) provided in the heating cylinder (2) and configured to be driven in a rotational direction and an axial direction, wherein in the heating cylinder (2) there is at least a first compression section (6) for compressing a resin Decompression section (9) for lowering a pressure of the resin and a second compression section (10) for compressing the resin are formed sequentially in a flow direction of the resin, the decompression section (9) is provided with an injection section (30) for injecting inert gas, the injection section (30) comprises a valve mechanism (19), and the valve mechanism (19) comprises a valve body (32) configured to open/close an injection port (35) near a bore (2a) of the heating cylinder (2), the Injection port (35) is open to the bore (2a), and a valve main body (33) having a hollow portion, the hollow portion near the outlet of the valve main body (33) having a reduced diameter, the valve body (32). Needle valve includes.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL FIELD
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Inertgas in ein geschmolzenes Harz und Einspritzen des geschmolzenen Harzes zur Ausbildung eines geschäumten Formgegenstands und ein Formverfahren zum Formen eines geschäumten Formartikels mittels einer derartigen Einspritzvorrichtung.The present invention relates to an injection apparatus for injecting inert gas into a molten resin and injecting the molten resin to form a foamed molded article, and a molding method for molding a foamed molded article using such an injector.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Geformte Gegenstände, d.h. geschäumte geformte Gegenstände, in denen eine große Anzahl von feinen Blasen ausgebildet wird, sind nicht nur leicht, sondern weisen auch eine ausgezeichnete Festigkeit auf. Darüber hinaus ist es möglich, Formungsfehler wie Senken, Schlitten und dergleichen zu verhindern, und es ist möglich, geformte Gegenstände mit hoher Maßgenauigkeit zu erhalten. Daher ist das Anwendungsgebiet von geschäumten Formkörpern groß. Es ist notwendig, ein Schäummittel in das Harz einzuarbeiten, um einen geschäumten Formgegenstand durch Spritzgießen zu erhalten. Bei dem Schäummittel gibt es, obwohl es auch chemische Schäummittel gibt, die durch Wärme zersetzt werden und Gas erzeugen, physikalische Schäummittel, die Inertgase, wie Stickstoff und Kohlendioxid umfassen. In einem Fall, in dem Inertgas verwendet wird, wird das Inertgas in das in dem Heizzylinder geschmolzene Harz bei einem vorbestimmten Druck eingespritzt, um das Inertgas in einen gesättigten Zustand in dem Harz zu bringen. Wenn ein mit Inertgas gesättigtes Harz in eine Form eingespritzt wird, wird der Druck im Harz freigesetzt und das Inertgas erzeugt Blasen. Wenn das Harz abgekühlt und verfestigt ist, erhält man einen geschäumten Formkörper. Ein physikalisches Schäummittel, das das Inertgas enthält, hat eine starke Penetrationskraft und ist wahrscheinlich gleichmäßiger in dem Harz dispergiert als das chemische Schäummittel. Daher weist das Schäummittel eine ausgezeichnete Eigenschaft auf, dass es unwahrscheinlich ist, dass in schaumgeformten Gegenständen, die man erhalten soll, eine Schaumunempfindlichkeit auftritt und man feine Luftblasen erhält. Wenn daneben Inertgas in ein Harz eingespritzt wird, ist ein Einspritzverfahren von Inertgas in einem überkritischen Zustand von hohem Druck und hoher Temperatur hinreichend bekannt, wobei auf diese Weise eine Eindringkraft in das Harz stark ist und sehr kleine Blasen in dem geschäumten Formgegenstand ausgebildet werden und somit das Schäummittel eine ausgezeichnete Eigenschaft hat. Um jedoch das Inertgas in den überkritischen Zustand zu bringen, ist eine vorbestimmte Vorrichtung erforderlich, die teuer ist. Andererseits gibt es auch ein Verfahren, bei dem das Harz in dem Heizzylinder auf einen relativ niedrigen Druck gebracht wird, Inertgas mit einem vorbestimmten Druck eingespritzt wird und das Inertgas in den Heizzylinder eindringt. Eine Vorrichtung zum Durchführen des Schäumformens durch dieses Verfahren ist relativ kostengünstig, da sie keine Vorrichtung benötigt, um das Inertgas in einen überkritischen Zustand zu bringen.Molded articles, that is, foamed molded articles in which a large number of fine bubbles are formed, are not only light but also excellent in strength. In addition, it is possible to prevent molding defects such as sinks, slides and the like, and it is possible to obtain molded articles with high dimensional accuracy. Therefore, the area of application of foamed moldings is large. It is necessary to incorporate a foaming agent into the resin to obtain a foamed molded article by injection molding. As for the foaming agent, although there are also chemical foaming agents that are decomposed by heat and generate gas, there are physical foaming agents that include inert gases such as nitrogen and carbon dioxide. In a case where inert gas is used, the inert gas is injected into the resin melted in the heating cylinder at a predetermined pressure to bring the inert gas into a saturated state in the resin. When a resin saturated with inert gas is injected into a mold, the pressure in the resin is released and the inert gas creates bubbles. When the resin has cooled and solidified, a foamed molding is obtained. A physical foaming agent containing the inert gas has a strong penetrating power and is likely to be more evenly dispersed in the resin than the chemical foaming agent. Therefore, the foaming agent has an excellent property that foam insensitivity and fine air bubbles are unlikely to occur in foam-molded articles to be obtained. Besides, when inert gas is injected into a resin, an injection method of inert gas in a supercritical state of high pressure and high temperature is well known, in this way a penetrating force into the resin is strong and very small bubbles are formed in the foamed molded article and thus the foaming agent has excellent properties. However, in order to bring the inert gas into the supercritical state, a predetermined device is required, which is expensive. On the other hand, there is also a method in which the resin in the heating cylinder is brought to a relatively low pressure, inert gas is injected at a predetermined pressure, and the inert gas enters the heating cylinder. An apparatus for performing foam molding by this process is relatively inexpensive because it does not require any apparatus to bring the inert gas to a supercritical state.
Es ist eine Vielzahl von Einspritzvorrichtungen vorgeschlagen, bei denen Inertgas in ein Harz eingespritzt wird und das Harz in dem letztgenannten Verfahren eingespritzt wird. Beispielsweise beschreibt
Die in der
ÜBERSICHTOVERVIEW
Veranschaulichende Aspekte der vorliegenden Erfindung geben eine Einspritzvorrichtung, die die oben beschriebenen Probleme löst, und insbesondere eine Einspritzvorrichtung zum Einspritzen eines physikalischen Schäummittels einschließlich eines Inertgases in ein geschmolzenes Harz an einem Dekompressionsabschnitt an, um einen geschäumten Formgegenstand zu formen, wobei die Haftung eines Harzes in einem Einspritzabschnitt von Inertgas während eines langen Zeitbetriebs zuverlässig verhindert werden kann, wodurch nicht die Gefahr besteht, dass ein Formungsfehler aufgrund eines anhaftenden und sich verschlechternden Harzes auftritt. Zusätzlich besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein Formverfahren bereitzustellen, das das Anhaften eines Harzes in einem Einspritzabschnitt von Inertgas verhindern kann, wenn ein geschäumter Formgegenstand durch eine derartige Einspritzvorrichtung geformt wird.Illustrative aspects of the present invention provide an injection device that solves the problems described above, and more particularly, an injection device for injecting a physical foaming agent including an inert gas into a molten resin at a decompression section to form a foamed molded article, wherein the adhesion of a resin in an injection section of inert gas can be reliably prevented during a long time operation, thereby eliminating the fear that a molding error occurs due to adhering and deteriorating resin. In addition, an object of the present invention is to provide a molding method that can prevent adhesion of a resin in an inert gas injection portion when a foamed molded article is molded by such an injector.
Um die oben beschriebenen Ziele zu erreichen, gibt die vorliegende Erfindung eine Einspritzvorrichtung an, die umfasst: einen Heizzylinder und eine Schnecke, die in dem Heizzylinder vorgesehen und konfiguriert ist, um in einer Drehrichtung und einer axialen Richtung angetrieben zu werden, wobei in dem Heizzylinder wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt, in dem ein Harz komprimiert wird, ein Dekompressionsabschnitt in dem der Harzdruck abgesenkt wird und ein zweiter Kompressionsabschnitt, in dem das Harz komprimiert wird, nacheinander in einer Strömungsrichtung ausgebildet sind und in dem ein Einspritzabschnitt zum Einspritzen von Inertgas in den Dekompressionsabschnitt vorgesehen ist. Der Einspritzabschnitt umfasst einen vorbestimmten Ventilmechanismus, der einen Ventilkörper umfasst, der zum Öffnen/Schließen einer Einspritzöffnung in der Nähe einer Bohrung des Heizzylinders konfiguriert ist, wobei die Einspritzöffnung zu der Bohrung offen ist, und einen Ventilhauptkörper mit einem hohlen Abschnitt, wobei der hohle Abschnitt in der Nähe des Auslasses des Ventilhauptkörpers einen verringerten Durchmesser hat, wobei der Ventilkörper ein Nadelventil umfasst..In order to achieve the objects described above, the present invention provides an injection device comprising: a heating cylinder and a screw provided in the heating cylinder and configured to be driven in a rotational direction and an axial direction, in the heating cylinder at least a first compression section in which a resin is compressed, a decompression section in which the resin pressure is lowered and a second compression section in which the resin is compressed are sequentially formed in a flow direction, and in which an injection section for injecting inert gas into the decompression section is provided. The injection portion includes a predetermined valve mechanism including a valve body configured to open/close an injection port near a bore of the heating cylinder, the injection port being open to the bore, and a valve main body having a hollow portion, the hollow portion has a reduced diameter near the outlet of the valve main body, the valve body comprising a needle valve.
Gemäß einem zweiten veranschaulichenden Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst bei der Einspritzvorrichtung zum Schäumformen gemäß dem ersten veranschaulichenden Aspekt der Heizzylinder einen Drucksensor, der zum Messen des Drucks des Harzes eingerichtet ist, wobei der Drucksensor in dem Dekompressionsabschnitt des Heizzylinders vorgesehen ist.According to a second illustrative aspect of the present invention, in the foam molding injection apparatus according to the first illustrative aspect, the heating cylinder includes a pressure sensor configured to measure the pressure of the resin, the pressure sensor being provided in the decompression section of the heating cylinder.
Gemäß einem dritten veranschaulichenden Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Formverfahren für einen geschäumten Formgegenstand angegeben, wobei das Formverfahren das Einspritzen von Inertgas in ein Harz und das Einspritzen des Harzes zum Ausbilden des geschäumten Formgegenstands durch eine Einspritzvorrichtung gemäß dem ersten oder zweiten veranschaulichenden Aspekt umfasst, wobei die Einspritzvorrichtung umfasst: einen Heizzylinder; und eine Schnecke, die in dem Heizzylinder vorgesehen und dazu eingerichtet ist, in einer Drehrichtung und einer axialen Richtung angetrieben zu werden, wobei in dem Heizzylinder wenigstens ein erster Verdichtungsabschnitt zum Komprimieren des Harzes, ein Dekompressionsabschnitt zum Absenken eines Drucks des Harzes und ein zweiter Kompressionsabschnitt zum Komprimieren des Harzes nacheinander in einer Fließrichtung des Harzes ausgebildet sind, der Dekompressionsabschnitt mit einem Einspritzabschnitt zum Einspritzen von Inertgas versehen ist, der Einspritzabschnitt einen Ventilmechanismus umfasst und der Ventilmechanismus einen Ventilkörper umfasst, der dazu eingerichtet ist, eine Einspritzöffnung in der Nähe einer Bohrung des Heizzylinders zu öffnen/ schließen, wobei die Einspritzöffnung zu der Bohrung offen ist, wobei, wenn das Inertgas in das Harz eingespritzt wird und das Harz eingespritzt wird, um den geschäumten Formgegenstand auszubilden, das Verfahren umfasst: Antreiben des Ventilkörpers zum Schließen der Einspritzöffnung, während die Schnecke gedreht wird; und Antreiben des Ventilkörpers, um die Einspritzöffnung zu öffnen, während die Drehung der Schnecke gestoppt wird.According to a third illustrative aspect of the present invention, there is provided a molding method for a foamed molded article, the molding method comprising injecting inert gas into a resin and injecting the resin to form the foamed molded article by an injection device according to the first or second illustrative aspect, wherein the injector includes: a heating cylinder; and a screw provided in the heating cylinder and adapted to be driven in a rotational direction and an axial direction, wherein in the heating cylinder at least a first compression section for compressing the resin, a decompression section for lowering a pressure of the resin, and a second compression section for compressing the resin sequentially in a flow direction of the resin, the decompression section is provided with an injection section for injecting inert gas, the injection section includes a valve mechanism, and the valve mechanism includes a valve body configured to have an injection port near a bore of the Opening/closing the heating cylinder with the injection port open to the bore, wherein when the inert gas is injected into the resin and the resin is injected to form the foamed molded article, the method includes: driving the valve body to close the injection port while the snail is rotated; and driving the valve body to open the injection port while stopping the rotation of the screw.
Gemäß einem vierten erläuternden Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Formverfahren für einen geschäumten Formgegenstand angegeben, wobei das Formverfahren das Einspritzen von Inertgas in ein Harz und das Einspritzen des Harzes zum Formen des geschäumten Formgegenstands durch eine Einspritzvorrichtung gemäß dem ersten oder zweiten veranschaulichenden Aspekt umfasst, wobei die Einspritzvorrichtung umfasst: einen Heizzylinder; und eine Schnecke, die in dem Heizzylinder vorgesehen und dazu eingerichtet ist, in einer Drehrichtung und einer axialen Richtung angetrieben zu werden, wobei in dem Heizzylinder wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt zum Komprimieren des Harzes, ein Dekompressionsabschnitt zum Absenken eines Drucks des Harzes und ein zweiter Kompressionsabschnitt zum Komprimieren des Harzes nacheinander in einer Flussrichtung des Harzes ausgebildet sind, der Dekompressionsabschnitt mit einem Einspritzabschnitt zum Einspritzen von Inertgas und einem Drucksensor versehen ist, der dazu eingerichtet ist, den Druck des Harzes zu überwachen, der Einspritzabschnitt einen Ventilmechanismus umfasst, und der Ventilmechanismus einen Ventilkörper umfasst, der zum Öffnen/Schließen einer Einspritzöffnung in der Nähe einer Bohrung des Heizzylinders eingerichtet ist, wobei der Einspritzabschnitt zur Bohrung offen ist, wobei wenn das Inertgas in das Harz eingespritzt wird und das Harz eingespritzt wird, um den geschäumten Formgegenstand zu bilden, das Verfahren umfasst: während die Schnecke gedreht wird, Überwachen des Drucks des Harzes durch den Drucksensor, in einem Fall, in dem der durch den Drucksensor überwachte Druck des Harzes kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, Antreiben des Ventilkörpers, um die Einspritzöffnung zu öffnen, und in einem Fall, in dem der Druck des Harzes, der durch den Drucksensor überwacht wird, größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, Antreiben des Ventilkörpers, um den Einspritzanschluss zu schließen; und Antreiben des Ventilkörpers, um die Einspritzöffnung zu öffnen, während die Drehung der Schnecke gestoppt wird.According to a fourth illustrative aspect of the present invention, there is provided a molding method for a foamed molded article, the molding method comprising injecting inert gas into a resin and injecting the resin for molding the foamed molded article by an injector according to the first or second illustrative aspect, wherein the injector includes: a heating cylinder; and a screw provided in the heating cylinder and adapted to be driven in a rotational direction and an axial direction, wherein in the heating cylinder at least a first compression section for compressing the resin, a decompression section for lowering a pressure of the resin, and a second compression section for compressing the resin sequentially in a flow direction of the resin, the decompression section is provided with an injection section for injecting inert gas and a pressure sensor configured to monitor the pressure of the resin, the injection section includes a valve mechanism, and the valve mechanism valve body configured to open/close an injection port near a bore of the heating cylinder, the injection portion being open to the bore, when the inert gas is injected into the resin and the resin is injected to form the foamed molded article, the method includes: while rotating the screw, monitoring the pressure of the resin by the pressure sensor, in a case where the pressure of the resin monitored by the pressure sensor is less than a predetermined threshold, driving the valve body to open the injection port, and in a case where the pressure of the resin monitored by the pressure sensor is greater than the predetermined threshold, driving the valve body to close the injection port; and driving the valve body to open the injection port while stopping the rotation of the screw.
Wie oben beschrieben, gibt die vorliegende Erfindung eine Einspritzvorrichtung an, die einen Heizzylinder und eine Schnecke umfasst, die in dem Heizzylinder so vorgesehen ist, dass sie in einer Drehrichtung und einer axialen Richtung angetrieben werden kann, wobei in dem Heizzylinder wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt, in dem das Harz komprimiert wird, ein Dekompressionsabschnitt, in dem der Harzdruck abgesenkt wird, und ein zweiter Kompressionsabschnitt, in dem das Harz komprimiert wird, nacheinander in einer Fließrichtung des Harzes ausgebildet sind, und in dem ein Einspritzabschnitt zum Einspritzen von Inertgas in dem Dekompressionsabschnitt vorgesehen ist. Mit anderen Worten bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Einspritzvorrichtung, die Inertgas bei einem vorbestimmten Druck einspritzt, ohne sich in dem überkritischen Zustand unter den Einspritzvorrichtungen zu befinden, die ein physikalisches Schäummittel verwenden, das Inertgas enthält, um einen geschäumten Formgegenstand zu formen. Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Einspritzabschnitt einen vorbestimmten Ventilmechanismus auf, wobei der Ventilkörper des Ventilmechanismus' so konfiguriert ist, dass er den Einspritzanschluss, der zu der Bohrung des Heizzylinders nahe der Bohrung offen ist, öffnet/schließt. Bei einer Einspritzvorrichtung, die Inertgas bei einem vorbestimmten Druck einspritzt, ist, da eine Haftung des Harzes an der Einspritzöffnung des Einspritzabschnittes bei einem Betrieb über lange Zeit auftritt, gemäß der vorliegenden Erfindung der Einspritzabschnitt dazu eingerichtet, den Ventilkörper in der Nähe der Bohrung des Heizzylinders zu öffnen und zu schließen. Es ist notwendig, den Ventilkörper nur dann zu öffnen, wenn keine Haftung des Harzes besteht, wobei wenn ein Problem hinsichtlich der Haftung des Harzes besteht, der Ventilkörper geschlossen wird, um zuverlässig eine Anhaftung desselben zu verhindern. Selbst wenn das Harz an der Einspritzöffnung haftet, kann zusätzlich das Harz durch den Druck des Inertgases zum Zeitpunkt des Öffnens des Ventilkörpers und des Einspritzens des Inertgases weggeblasen werden. Mit anderen Worten ist es bei der Einspritzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung schwierig, dass das Harz an der Einspritzöffnung des Inertgases haftet, und selbst wenn das Harz anhaftet, kann das Harz schnell abgeblasen werden, womit keine Gefahr von sogenanntem Entlüften besteht. Gemäß der Erfindung umfasst der Ventilkörper ein Nadelventil. Die Struktur des Nadelventils ist einfach, wodurch es möglich ist, die Vorrichtung zu niedrigen Kosten bereitzustellen. Gemäß einer weiteren Erfindung ist der Heizzylinder mit einem Drucksensor zum Messen des Drucks des Harzes in dem Dekompressionsabschnitt versehen. Dann wird der Druck des Harzes in dem Dekompressionsabschnitt gemessen, kann der Ventilkörper geöffnet werden und kann das Inertgas nur eingespritzt werden, wenn keine Gefahr der Entlüftung besteht, und kann der Ventilkörper geschlossen werden, wenn die Gefahr der Entlüftung besteht. Mit anderen Worten kann die Haftung des Harzes zuverlässig an der Einspritzöffnung verhindert werden.As described above, the present invention provides an injection device comprising a heating cylinder and a screw provided in the heating cylinder so as to be driven in a rotational direction and an axial direction, wherein in the heating cylinder there is at least a first compression section, in which the resin is compressed, a decompression section in which the resin pressure is lowered, and a second compression section in which the resin is compressed are sequentially formed in a flow direction of the resin, and in which an injection section for injecting inert gas in the decompression section is provided. In other words, the present invention relates to an injector that injects inert gas at a predetermined pressure without being in the supercritical state among injectors that use a physical foaming agent containing inert gas to form a foamed molded article. According to the present invention, the injection section has a predetermined valve mechanism, the valve body of the valve mechanism being configured to open/close the injection port open to the bore of the heating cylinder near the bore. In an injector that injects inert gas at a predetermined pressure, since adhesion of the resin to the injection port of the injection portion occurs during operation for a long time, according to the present invention, the injection portion is adapted to close the valve body in the vicinity of the bore of the heating cylinder to open and close. It is necessary to open the valve body only when there is no adhesion of the resin, and when there is a problem with the adhesion of the resin, the valve body is closed to reliably prevent adhesion thereof. In addition, even if the resin adheres to the injection port, the resin may be blown away by the pressure of the inert gas at the time of opening the valve body and injecting the inert gas. In other words, in the injection device according to the present invention, it is difficult for the resin to adhere to the injection port of the inert gas, and even if the resin adheres, the resin can be blown off quickly, thereby eliminating the risk of so-called venting. According to the invention, the valve body comprises a needle valve. The structure of the needle valve is simple, making it possible to provide the device at a low cost. According to another invention, the heating cylinder is provided with a pressure sensor for measuring the pressure of the resin in the decompression section. Then the pressure of the resin in the decompression section is measured, the valve body can be opened and the inert gas can be injected only when there is no risk of venting, and the valve body can be closed when there is a risk of venting. In other words, adhesion of the resin to the injection port can be reliably prevented.
Gemäß einer weiteren Erfindung wird ein Formverfahren für einen geschäumten Formgegenstand in einer Einspritzvorrichtung angegeben, die einen Heizzylinder und eine Schnecke umfasst, die in dem Heizzylinder so vorgesehen ist, dass sie in einer Drehrichtung und einer Axialrichtung angetrieben werden kann, wobei in dem Heizzylinder wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt, in dem das Harz komprimiert wird, ein Dekompressionsabschnitt, in dem der Harzdruck abgesenkt wird, und ein zweiter Kompressionsabschnitt, in dem das Harz komprimiert wird, nacheinander in einer Strömungsrichtung des Harzes ausgebildet sind, und in dem ein Einspritzabschnitt zum Einspritzen von Inertgas in dem Dekompressionsabschnitt vorgesehen ist, wobei der Einspritzabschnitt einen vorbestimmten Ventilmechanismus umfasst und der Ventilkörper des Ventilmechanismus' eine Einspritzöffnung zu einer Bohrung des Heizzylinders in der Nähe der Bohrung öffnet/schließt. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren, wenn Inertgas in das Harz eingespritzt wird und das Harz eingespritzt wird, um einen geschäumten Formgegenstand auszubilden, das Ventil anzutreiben, um die Einspritzöffnung zu schließen, während die Schnecke gedreht wird, und den Ventilkörper anzutreiben, um die Einspritzöffnung zu öffnen, während die Drehung der Schnecke gestoppt ist. Wenn die Schnecke gedreht wird, kann, obwohl das Harz durch die Drehung der Schnecke in der Nähe der Einspritzöffnung aufgeprallt ist, oder ein Teil des Harzes, das durch den Gang vorwärts transportiert wird, an der Einspritzöffnung haftet, zu diesem Zeitpunkt, da die Einspritzöffnung durch den Ventilkörper geschlossen ist, eine Haftung des Harzes an der Einspritzöffnung verhindert werden. Wenn die Drehung der Schnecke gestoppt wird, tritt, selbst wenn der Ventilkörper zum Öffnen der Einspritzöffnung angetrieben wird, keine Haftung des Harzes auf, da keine Haftung des Harzes an der Einspritzöffnung auftritt. Dies kann zuverlässig das Entlüften verhindern. Gemäß einer weiteren Erfindung wird ein Formverfahren für einen geschäumten Formgegenstand durch Einspritzen von Inertgas in das Harz und Einspritzen des Harzes in eine Einspritzvorrichtung angegeben, die einen Heizzylinder und eine Schnecke aufweist, die in dem Heizzylinder so vorgesehen ist, dass sie in der Lage ist, in einer Drehrichtung und einer axialen Richtung angetrieben zu werden, und bei dem in dem Heizzylinder wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt, in dem das Harz komprimiert wird, ein Dekompressionsabschnitt, in dem der Harzdruck abgesenkt wird, und ein zweiter Kompressionsabschnitt, in dem das Harz komprimiert wird, nacheinander in einer Strömungsrichtung des Harzes ausgebildet sind, ein Einspritzabschnitt zum Einspritzen von Inertgas und ein Drucksensor in dem Dekompressionsabschnitt vorgesehen sind und der Einspritzabschnitt einen vorbestimmten Ventilmechanismus umfasst, und der Ventilkörper des Ventilmechanismus' eine Einspritzöffnung öffnet/schließt, die zu einer Bohrung des Heizzylinders nahe der Bohrung offen ist. In der vorliegenden Erfindung überwacht der Drucksensor, während die Schnecke gedreht wird, den Druck des Harzes, wobei, wenn der Druck desselben kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, der Ventilkörper angetrieben werden kann, um die Einspritzöffnung zu öffnen, und wenn der Druck desselben größer als der vorgegebene Schwellenwert ist, der Ventilkörper angetrieben werden kann, um die Einspritzöffnung zu schließen, und während die Drehung der Schnecke gestoppt ist, der Ventilkörper angetrieben wird, um die Einspritzöffnung zu öffnen. Gemäß der vorliegenden Erfindung gibt es keine Gefahr hinsichtlich der Anhaftung des Harzes an der Einspritzöffnung, wird der Ventilkörper unbedingt geöffnet und das Inertgas in das Harz eingespritzt, während die Drehung der Schnecke gestoppt wird, und wird, während die Schnecke gedreht wird, wenn die Gefahr der Anhaftung des Harzes besteht, der Ventilkörper nur geöffnet, wenn der Harzdruck kleiner als der Schwellenwert ist. Selbst wenn die Schnecke gedreht wird, kann daher der Ventilkörper entsprechend dem Zustand geöffnet werden und kann Inertgas eingespritzt werden. Auf diese Weise kann ein Effekt erzielt werden, dass eine ausreichende Menge an Inertgas in das Harz eingespritzt werden kann, während das Entlüften zuverlässig verhindert wird.According to another invention, there is provided a molding method for a foamed molded article in an injection apparatus comprising a heating cylinder and a screw provided in the heating cylinder so as to be driven in a rotational direction and an axial direction wherein in the heating cylinder, at least a first compression portion in which the resin is compressed, a decompression portion in which the resin pressure is lowered, and a second compression portion in which the resin is compressed are sequentially formed in a flow direction of the resin , and in which an injection section for injecting inert gas is provided in the decompression section, the injection section comprising a predetermined valve mechanism, and the valve body of the valve mechanism opens/closes an injection port to a bore of the heating cylinder in the vicinity of the bore. According to the present invention, when inert gas is injected into the resin and the resin is injected to form a foamed molded article, the method includes driving the valve to close the injection port while rotating the screw, and driving the valve body to Open the injection port while the screw rotation is stopped. When the screw is rotated, although the resin is bounced near the injection port by the rotation of the screw, or some of the resin carried forward through the gear may stick to the injection port, at this time the injection port is closed by the valve body, adhesion of the resin to the injection opening can be prevented. When the rotation of the screw is stopped, even if the valve body is driven to open the injection port, resin adhesion does not occur because resin adhesion does not occur to the injection port. This can reliably prevent bleeding. According to another invention, there is provided a molding method for a foamed molded article by injecting inert gas into the resin and injecting the resin into an injection device having a heating cylinder and a screw provided in the heating cylinder so as to be capable of: to be driven in a rotational direction and an axial direction, and in which in the heating cylinder at least a first compression section in which the resin is compressed, a decompression section in which the resin pressure is lowered, and a second compression section in which the resin is compressed , are formed sequentially in a flow direction of the resin, an injection section for injecting inert gas and a pressure sensor are provided in the decompression section, and the injection section includes a predetermined valve mechanism, and the valve body of the valve mechanism opens/closes an injection port leading to a bore of the heating cylinder is open near the bore. In the present invention, while the screw is rotated, the pressure sensor monitors the pressure of the resin, when the pressure thereof is less than a predetermined threshold, the valve body can be driven to open the injection port, and when the pressure thereof is greater than the predetermined threshold value, the valve body can be driven to close the injection port, and while the rotation of the screw is stopped, the valve body is driven to open the injection port. According to the present invention, there is no danger of the resin adhering to the injection port, the valve body is unconditionally opened and the inert gas is injected into the resin while the rotation of the screw is stopped, and is while the screw is rotated if the danger the adhesion of the resin, the valve body only opens when the resin pressure is less than the threshold value. Therefore, even when the screw is rotated, the valve body can be opened according to the condition and inert gas can be injected. In this way, an effect can be achieved that a sufficient amount of inert gas can be injected into the resin while reliably preventing venting.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
-
1 ist eine vordere Schnittansicht, die eine Einspritzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.1 is a front sectional view showing an injector according to an embodiment of the present invention. -
2 ist eine Querschnittsansicht, die eine Dichtungsstruktur darstellt, die an einer Schnecke der Einspritzvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist und die parallel zur Achse der Schnecke geschnitten ist.2 Fig. 10 is a cross-sectional view illustrating a seal structure provided on a screw of the injector according to the embodiment of the present invention and cut parallel to the axis of the screw. -
3 ist eine vordere Schnittansicht, die eine Umgebung eines Ventilmechanismus' eines Einspritzabschnitts von Inertgas darstellt, der in der Einspritzvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist.3 Fig. 10 is a front sectional view showing a surrounding of a valve mechanism of an inert gas injection portion provided in the injector according to the embodiment of the present invention. -
4 ist eine Ansicht, die schematisch ein Formverfahren für einen geschäumten Formgegenstand gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt, das in der Einspritzvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.4 is a view schematically showing a molding method for a foamed molded article according to a second embodiment carried out in the injection apparatus according to the embodiment of the present invention. -
5 ist eine seitliche Schnittansicht, die die Einspritzvorrichtung des Standes der Technik darstellt.5 is a side sectional view showing the prior art injector.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nachstehend beschrieben. Die Einspritzvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet auch einen Teil einer Spritzgussmaschine zusammen mit anderen Vorrichtungen, wie etwa einer Formklemmvorrichtung, wie bei der Einspritzvorrichtung des Standes der Technik. Wie in
Bei der Einspritzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere Abschnitte in dem Heizzylinder 2 entsprechend der Form der Schnecke 3 ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Gang der Schnecke 3 eine gemeinsame Teilung und einen einzelnen Gang des Einlasses mit Ausnahme des Herabsetzungs-Entspannungsabschnittes 5, der als nächstes beschrieben wird. In der Nähe eines Trichters (nicht dargestellt) ist, wenngleich die Schnecke 3 einen vergleichsweise tiefen Schneckenkanal zwischen den Gängen aufweist, um das Harz beim Schmelzen des Harzes von der vorbestimmten Position über die zu beschreibende Dichtungsstruktur 7 nach vorne zu führen, wie es unten beschrieben ist, der Schneckenkanal flach ausgebildet, wodurch der erste Kompressionsabschnitt 6 ausgebildet ist, in dem das Harz komprimiert wird. An der Vorderseite, das heißt stromabwärts von der Dichtungsstruktur 7, ist ein Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 benachbart zu der Dichtungsstruktur 7 ausgebildet, und ein Dekompressionsabschnitt 9 mit einem tiefen Schneckenkanal ist stromabwärts davon ausgebildet. Da in dem Dekompressionsabschnitt 9 der Schneckenkanal tief ist und die Harztransportmenge groß ist, sinkt in diesem Abschnitt 9 der Druck des Harzes nahe den atmosphärischen Druck. Bei der Einspritzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in dem Dekompressionsabschnitt 9, in dem der Druck des Harzes wie oben beschrieben absinkt, der Einspritzabschnitt 30 vorgesehen, in den das physikalische Schäummittel, das Inertgas enthält, eingespritzt wird. Ein Inertgas mit relativ niedrigem Druck, das nicht in dem überkritischen Zustand ist, wird von dem Einspritzabschnitt 30 eingespritzt. Der Einspritzabschnitt 30 hat einen Ventilmechanismus, der eine Struktur ist, die für die vorliegende Erfindung charakteristisch ist und nachstehend im Detail beschrieben wird. Ein zweiter Kompressionsabschnitt 10, in dem ein Schneckenkanal flach ist und das Harz komprimiert wird, ist vor oder hinter dem Dekompressionsabschnitt 9 in der Schnecke 3 ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist es, obwohl die Tiefen der Schneckenkanäle in der Form der Schnecke derart verändert sind, dass der erste und der zweite Kompressionsabschnitt 6 und 10 und der Dekompressionsabschnitt 9 ausgebildet sind, möglich, die Abschnitte 6, 9 und 10 auszubilden, die den gleichen Effekt aufweisen, auch wenn eine andere Gangform, wie etwa ein Gangabstand und eine Gangweite, von den Formen der Schnecke geändert wird.In the
Es wird der Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Gang des Herabsetzungs-Entspannungsabschnitts 5 mit zweireihigen Gängen konfiguriert. Da der Gang davon mit den zwei vorstehend beschriebenen Gängen konfiguriert ist, wird das geschmolzene Harz, das in dem Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 ausgegeben wird, ohne Störungen oder Rückströmung glatt stromabwärts ausgegeben, selbst wenn die Viskosität desselben gering ist. In einem derartigen Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 sind tiefe Kanalabschnitte 12 mit tiefen Schneckenkanälen und flache Kanalabschnitte 13 mit flachen Schneckenkanälen an zwei oder mehr Stellen zumindest abwechselnd in der axialen Richtung ausgebildet. Durch die Drosselwirkung dieser flachen Kanalabschnitte 13 fällt der Druck sanft ab, wenn das geschmolzene Harz in dem Entspannungsabschnitt 5 nach vorne befördert wird, wobei wenn die Drehung der Schnecke 3 gestoppt wird, der umgekehrte Strom des geschmolzenen Harzes, das das Inertgas enthält, verhindert wird.The
Die Schnecke 3 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit einer Dichtungsstruktur 7 versehen. Die Dichtungsstruktur 7 kann eine beliebige Struktur haben, solange sie eine Struktur ist, die den ersten Kompressionsabschnitt 6 und den Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 trennt und umgekehrten Fluss des Harzes verhindert. Bei der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform, wie in
Es wird der Einspritzabschnitt 30 des Inertgases gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in
Bei der Einspritzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Drucksensor 38 in dem Heizzylinder 2 in dem Dekompressionsabschnitt 9 eingebettet. Der Harzdruck in dem Dekompressionsabschnitt 9 wird durch den Drucksensor 38 überwacht, so dass das geschmolzene Harz als ein Kriterium zum Bestimmen des Öffnens und Schlie-ßens des Ventilmechanismus 31 verwendet werden kann, wie nachstehend beschrieben wird.In the
Obwohl bei der Einspritzvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Inertgas in ein Harz eingespritzt werden kann, um einen geschäumten Formgegenstand auszubilden, ist die vorliegende Erfindung durch ein Einspritzverfahren von Inertgas gekennzeichnet. Es gibt zwei Arten von Einspritzverfahren. Bei dem ersten Einspritzverfahren wird Inertgas eingespritzt, während die Drehung der Schnecke 3 gestoppt wird, und die Einspritzung des Inertgases wird gestoppt, während die Schnecke 3 gedreht wird. Zuerst wird ein Formverfahren gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben, bei dem Inertgas durch dieses erste Einspritzverfahren eingespritzt wird, wodurch ein geschäumter Formgegenstand ausgebildet wird. Während die Drehung der Schnecke 3 gestoppt wird, wird zuerst das Nadelventil 32 des Einspritzabschnitts 30 geöffnet, und Inertgas wird von der Einspritzöffnung 35 in den Heizzylinder 2 eingespritzt. Das Inertgas wird mit einem Druck von beispielsweise 3 bis 5 MPa eingespritzt. In den Dekompressionsabschnitt 9 im Heizzylinder 2 wird Inertgas eingefüllt. Vor der Drehung der Schnecke 3 wird das Nadelventil 32 geschlossen und das Einspritzen des Inertgases gestoppt. Die Schnecke 3 wird in Vorwärtsrichtung gedreht, und das Harzmaterial wird von einem in
Als nächstes wird ein Formverfahren für einen geschäumten Formgegenstand gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben, bei dem Inertgas durch ein zweites Einspritzverfahren eingespritzt wird, um einen geschäumten Formgegenstand zu formen. Obwohl das zweite Einspritzverfahren dahingehend das gleiche ist wie das erste Einspritzverfahren, dass das Inertgas eingespritzt wird, während die Drehung der Schnecke gestoppt ist, wird, während die Schnecke gedreht wird, der Druck des Drucksensors 38 überwacht und bestimmt, ob Inertgas eingespritzt wird oder nicht. Wie bei dem Formverfahren gemäß der vorherigen Ausführungsform wird bei dem Formverfahren für einen geschäumten Formgegenstand gemäß der zweiten Ausführungsform das Nadelventil 32 des Einspritzabschnitts 30 geöffnet, während die Drehung der Schnecke 3 gestoppt ist, und Inertgas von der Einspritzöffnung 35 in den Heizzylinder 2 eingespritzt. In den Dekompressionsabschnitt 9 in dem Heizzylinder 2 wird Inertgas eingefüllt. Wenn das Harz durch Drehen der Schnecke 3 gemessen wird, überwacht der Drucksensor 38 den Druck des geschmolzenen Harzes in dem Dekompressionsabschnitt 9. Wenn der Druck des geschmolzenen Harzes den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, wird das Nadelventil 32 geschlossen und die Einspritzung des Inertgases gestoppt. Wenn der Schwellenwert nicht überschritten wird, wird das Nadelventil 32 geöffnet. Diese Situation ist in
Andere Modifikationen der Einspritzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind ebenfalls möglich. Obwohl beispielsweise der Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 in der Schnecke 3 vorgesehen ist, ist, da der Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt einen umgekehrten Fluss des Harzes verhindert, dieser nicht unverzichtbar, wenn keine Gefahr eines umgekehrten Flusses besteht. Wenn wenigstens der erste Kompressionsabschnitt 6, der Dekompressionsabschnitt 9 und der zweite Kompressionsabschnitt 10 nacheinander in dem Heizzylinder 2 vorgesehen sind, kann das Inertgas in den Niederdruck-Dekompressionsabschnitt 9 eingespritzt werden.Other modifications of the
(Beispiel)(Example)
Wenn das Formverfahren des geschäumten Formgegenstands gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Ausführungsform durch die Einspritzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wurde um zu bestätigen, dass das Anhaften des Harzes an der Einspritzöffnung 35 nicht erzeugt wurde, selbst wenn der Vorgang über einen langen Zeitraum ausgeführt wurde, wurden Versuche ausgeführt.When the molding process of the foamed molded article according to the first and second embodiments of the present embodiment was carried out by the
Versuchsverfahren:Experimental procedure:
Die Einspritzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, wurde zum Einspritzen von Stickstoffgas enthaltendem Inertgas in ein geschmolzenes Harz unter Verwendung von Polypropylen als Harzmaterial und zum Einspritzen des geschmolzenen Harzes in eine vorbestimmte Form verwendet, und somit wurde ein geschäumter Formgegenstand ausgebildet. Das Stickstoffgas wurde mit 10 MPa zugeführt.The
(Versuch 1)(Trial 1)
Ein Experiment wurde ausgeführt, um inertes Gas durch Verfahren des verwandten Standes der Technik zu einspritzen. Mit anderen Worten war ungeachtet des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der Drehung der Schnecke 3 das Nadelventil 32 immer geöffnet und wurde der Formungszyklus kontinuierlich 100 Mal ausgeführt, um einen geschäumten Formgegenstand zu erhalten. War die Einspritzöffnung 35 bestätigt, wurde ein Anhaften des Harzes mit einer Höhe von 2 mm × einer Länge von ungefähr 6 mm in der seitlichen Richtung beobachtet.An experiment was carried out to inject inert gas by related art methods. In other words, regardless of the presence or absence of the rotation of the
(Versuch 2)(attempt 2)
Das Formverfahren des geschäumten Formgegenstands gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde ausgeführt. Während mit anderen Worten die Schnecke 3 gedreht wurde, war das Nadelventil 32 geschlossen, das Nadelventil 32 wurde nur geöffnet, während die Drehung der Schnecke gestoppt war, und der Formungszyklus wurde kontinuierlich 100 Mal wiederholt, um einen geschäumten Formgegenstand zu erhalten. War die Einspritzöffnung 35 bestätigt, wurde eine Haftung des Harzes nicht beobachtet.The molding process of the foamed molded article according to the first embodiment of the present invention was carried out. In other words, while the
(Versuch 3)(attempt 3)
Ein Formverfahren für einen geschäumten Formgegenstand gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde ausgeführt. Wenn mit anderen Worten ein Formungszyklus 100 Mal kontinuierlich ausgeführt wurde, um einen geschäumten Formgegenstand zu erhalten, wurde der Harzdruck durch den Drucksensor 38 überwacht, während die Schnecke 3 gedreht wurde, und wurde das Nadelventil 32 geschlossen, wenn der Harzdruck den Schwellenwert überschritt. Das Nadelventil 32 öffnete sich, wenn der Harzdruck in dem Schwellenwert lag. Während die Schnecke 3 gestoppt war, wurde das Nadelventil 32 geöffnet. War die Einspritzöffnung 35 bestätigt, wurde keine Haftung des Harzes beobachtet.A molding method for a foamed molded article according to the second embodiment of the present invention was carried out. In other words, when a molding cycle was continuously carried out 100 times to obtain a foamed molded article, the resin pressure was monitored by the
[Bezugszeichenliste][reference symbol list]
- 11
- EinspritzvorrichtungInjector
- 22
- HeizzylinderHeating cylinder
- 2a2a
- Bohrungdrilling
- 33
- SchneckeSnail
- 55
- Herabsetzungs-EntspannungsabschnittDegradation relaxation section
- 66
- erster Kompressionsabschnittfirst compression section
- 77
- DichtungsstrukturSealing structure
- 99
- DekompressionsabschnittDecompression section
- 1010
- zweiter Kompressionsabschnittsecond compression section
- 1212
- tiefer Kanalabschnittdeep section of canal
- 1313
- flacher Kanalabschnittshallow section of canal
- 1515
- Dichtungpoetry
- 1616
- StrömungssteuermechanismusFlow control mechanism
- 1818
- Verbindungswegconnection path
- 1919
- VentilmechanismusValve mechanism
- 2020
- SitzflächeSeat
- 2222
- TellerventilPoppet valve
- 2323
- KopfabschnittHead section
- 2424
- Schaftabschnittshaft section
- 2626
- TellerfederDisc spring
- 2727
- Halterholder
- 2828
- HarzwegHarzweg
- 3030
- EinspritzabschnittInjection section
- 3131
- VentilmechanismusValve mechanism
- 3232
- NadelventilNeedle valve
- 3333
- VentilhauptkörperValve main body
- 3535
- EinspritzöffnungInjection port
- 3636
- GaszylinderGas cylinder
- 3838
- DrucksensorPressure sensor
- 5050
- EinspritzvorrichtungInjector
- 5151
- HeizzylinderHeating cylinder
- 5252
- SchneckeSnail
- 5454
- Erster KompressionsabschnittFirst compression section
- 5555
- DekompressionsabschnittDecompression section
- 5656
- Zweiter KompressionsabschnittSecond compression section
- 5757
- EinspritzabschnittInjection section
- 5858
- InertgasInert gas
- 5959
- Trichter funnel
- ww
- Spaltgap
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