JP2004322438A

JP2004322438A - Method for plasticizating resin material and plasticization apparatus for method

Info

Publication number: JP2004322438A
Application number: JP2003119433A
Authority: JP
Inventors: Misao Fujikawa; 操藤川
Original assignee: Sodick Co Ltd; Sodick Plustech Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd; Sodick Plustech Co Ltd
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2004-11-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasticization method for efficiently removing an unreacted gaseous monomer volatilized by heating a molding resin material and a plasticization apparatus for the method. <P>SOLUTION: In the plasticization method, when the resin material supplied from a hopper (34) to a cylinder (33) or (133) is heated in the cylinder to be plasticized by being made to shearing heat-generate by a screw (31), hot air is passed between a first vent hole (51) formed in the vicinity of the tip side of a range where the unmelted resin material exists on the downstream side of the hopper and a second vent hole (71) formed in the lower part of the hopper so that gas existing in the clearance of the resin material existing between the first vent hole and the second vent hole is removed. The plasticization apparatus has the first vent hole (51) or (61) preventing clogging by the resin material, a hot air supply apparatus (81) and a suction apparatus (85). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形樹脂材料の加熱によって未反応のままで揮発したガス状のモノマーを除去しながら可塑化する可塑化方法及びそのための可塑化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機の射出装置において、ホッパからシリンダに投入されたプラスチック樹脂材料（以下、単に樹脂と称される。）は、スクリュウの回転によって前方に送られる際に、シリンダに巻回されたヒータによって加熱されると共に混練圧縮されて、剪断発熱して融解する。この圧縮は、樹脂が、スクリュウの溝の深さがその途中から先端側に向けて徐々に浅く形成されたコンプレッションゾーンを通過することによって行われる。このような樹脂を融解する過程は可塑化と称される。
【０００３】
可塑化の際に加熱された樹脂からは、ガス状に揮発したモノマー（以下、単にガスと称される。）が未反応のまま発生することがある。このガスは、樹脂が未溶融であっても発生する。このガスの発生は、成形品の熱的な強度や難燃性等の特性を特に向上したエンジニアリングプラスチックにおいて顕著である。前記の特性を付与するために各種の添加物がエンジニアリングプラスチックに加えられるからである。このガスは、除去されない場合にヤニとなって付着して、金型のベントを詰まらせて成形品の寸法精度を低下したり、成形品の外観を汚損する。それで、射出装置は、ホッパからガスを吸引する装置、あるいはシリンダの中程でガスを放出又は吸引するガス抜き孔をガス抜き手段として備えていた。このガスには、樹脂の乾燥が不充分である場合の水分も含まれていた。
【０００４】
ところで、射出成形機の射出装置には、インラインスクリュウ射出装置とスクリュウプリプラ射出装置とがある。前者は、１本の加熱シリンダと１本のスクリュウ（以下、インラインスクリュウと称される。）を備え、樹脂の可塑化と射出がそれらによって行われる。この射出装置の基本構成は、図４の本発明に係る射出装置の基本構成と同じものである。加熱シリンダ中のインラインスクリュウは、可塑化工程で回転しながら後退してスクリュウの前方に溶融した樹脂を貯留する一方、射出工程で前進してその融解樹脂を射出する。射出のためにインラインスクリュウが前後に大きく移動することから、この射出装置は長い加熱シリンダを備えている。一方、後者は、通常、予備可塑化装置とプランジャ射出装置とを備え、樹脂の可塑化が予備可塑化装置の予備可塑化シリンダの中で回転するスクリュウによって行われ、射出がプランジャ射出装置のプランジャ射出シリンダの中で前後に移動するプランジャによって行われる。この射出装置の基本構成は、図１の本発明に係る射出装置の基本構成と同じものである。この場合、スクリュウは、射出を行わないためにほとんど前後に移動せず、射出時のプランジャ射出装置から予備可塑化装置への溶融樹脂の逆流を防止するために僅かに移動するに過ぎない。それで、この射出装置のスクリュウ及び予備可塑化シリンダは、プランジャ射出装置の側方に沿って配置されることもあって、短いコンパクトなものに構成されていた。
【０００５】
このような射出装置において、従来、上記のガス抜き手段は、つぎの２つの方式によって実施されていた。１つは溶融した樹脂から脱気する方式であり、もう１つは未溶融の樹脂から脱気する方式である。
【０００６】
前者の方式は、ベント式といわれる最も一般的な方式であり、インラインスクリュウ射出装置において最も採用されているものである。この方式では、通常、加熱シリンダの中程にベント孔と称されるガス抜き孔が形成されてガス抜きが行われるが、ベント孔の近傍での樹脂がほとんど溶融した状態でシリンダ中に充満していることから、ベントアップと称される樹脂の漏れ出し現象を防止するために、ベント孔に対向して移動する範囲のスクリュウの溝が深溝に形成されてこの範囲での樹脂の圧力が低減される。それで、このための特殊な形状のスクリュウの選定が必要となり、種々の形状のスクリュウが提案され実用に供されている。ただし、上記の特有の形状のスクリュウに関しては、後に説明されるように本発明がそのようなスクリュウを必要としないことから、その説明は省略される。
【０００７】
前者の方式が採用されたインラインスクリュウ射出装置のベント孔に関する特許文献には、例えば、特許文献１、２、３などがある。これらの文献は、上記の特殊なスクリュウを含んだ上でベント孔に関する提案を開示している。これらのベント孔の提案はベントアップを防止する形状を開示するものであるが、外側に開口するベント孔自体はほとんど真直なある程度の大きさの溝に形成されているだけである。そして、ベント孔の形状は、上記したスクリュウの深溝部分に対応する位置に形成されることを前提としている。
【０００８】
前者の方式は、特にスクリュウによって射出するスクリュウ射出装置を含んだスクリュウプリプラ射出装置においても開示されている（特許文献４参照）。この装置は、予備可塑化装置と射出装置との接続部にベント孔を備えた射出装置である。ただし、射出用のスクリュウが前後に大きく移動することから、そのスクリュウはインラインスクリュウ射出装置のような特殊な形状に形成されている。
【０００９】
一方、後者の未溶融の樹脂から脱気する方式は、ほとんど一般的でない。竪型のスクリュウプリプラ装置のシリンダの、ホッパに連通する材料投入孔の上方にベント孔を備えた可塑化装置に関するものが僅かに発見されたに過ぎない（特許文献５参照）。この射出装置は、特許文献４と同様にスクリュウによって射出する射出装置を備えたものであるが、可塑化装置については一般的なスクリュウプリプラ装置に属するものである。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭５３−１４９２６２号公報（頁１の下から１行目より頁２の下から３行目まで、第６図）
【特許文献２】
実開昭５７−００１６２９号公報（頁５の４行目より同頁の１６行目まで、第３図、第４図）
【特許文献３】
特開平３−０３８３１７号公報（頁８の３行目より頁１１の８行目まで、第５図）
【特許文献４】
実開昭５８−０３６１２２号公報（頁７の下から３行目より頁９の１２行目まで、第１１図、第１２図）
【特許文献５】
特開平７−２５１４３３号公報（カラム３の３行目よりカラム４の１４行目まで、第２図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のガス抜き手段においては、つぎに説明されるような解決されるべき問題を含んでいた。
【００１２】
第１に、上記の特許文献５を除くそれらに共通する問題として、ガスの除去が充分に行われないおそれがあった。それは、ベント孔が、ほとんど溶融した樹脂が充満するゾーンに形成されることから、ベント孔から加熱シリンダ内に向けて形成される穴は行き止まりの一種の底付きの穴となっているからである。その上、吸引しすぎるとベントアップする問題があって上記の問題の解決がより難しくなっていた。第２に、樹脂圧力がベント孔付近で一旦低減された後に再度圧縮されなければならないので、その分だけ、加熱シリンダやスクリュウが長くならざるを得ないという問題があった。第３に、スクリュウの形状、特に溝形状が既述されたように特殊な形状であったため、このようなベント方式を採用する射出装置においては、上記問題に加えて、確実にガスの除去をしながら可塑化するための最適な成形条件を設定することが難しかった。一方、特許文献５の方式では、ベント孔が材料投入孔の上方に配置されることから、投入直後のほとんど加熱されない樹脂からガス抜きをすることになって、そのガス抜き効果は不充分であった。
【００１３】
そこで、本発明は、上記の従来の問題に鑑みてなされたものであり、ある程度加熱された樹脂から発生する上記のガスを効率的に確実に除去することができる可塑化方法とそのための可塑化装置を提案することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の樹脂材料の可塑化方法は、ホッパ（３４）からシリンダ（３３）又は（１３３）に供給された樹脂材料を前記シリンダの中で加熱してスクリュウ（３１）又は（１３１）によって剪断発熱させて可塑化する可塑化方法において、前記ホッパの下流側の前記シリンダに形成された透孔であって、未溶融の前記樹脂材料が存在する範囲の先端側の近傍に形成された第１のガス抜き孔（５１）又は（６１）と、前記ホッパの下部に設けた第２のガス抜き孔（７１）との間に熱風を通過させて、前記第１のガス抜き孔と前記第２のガス抜き孔との間に存在する、加熱された前記樹脂材料から発生したガスを除去することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の上記の可塑化方法のための可塑化装置は、ホッパ（３４）からシリンダ（３３）又は（１３３）に供給された樹脂材料を前記シリンダの中で加熱してスクリュウ（３１）又は（１３１）によって剪断発熱させて可塑化する可塑化装置（１）又は（１０１）であって、前記ホッパの取付部の下流側の前記シリンダにあって、未溶融の前記樹脂材料が存在する範囲の先端側の近傍に設けられた第１のガス抜き孔（５１）又は（６１）と、前記ホッパの下部に設けられた第２のガス抜き孔（７１）と、前記第１のガス抜き孔又は前記第２のガス抜き孔の一方に乾燥熱風を供給する熱風供給装置（８１）と、前記第１のガス抜き孔又は前記第２のガス抜き孔の他方から前記熱風を吸引する吸引装置（８５）とを備え、前記第１のガス抜き孔と前記第２のガス抜き孔との間に存在する、加熱された前記樹脂材料から発生したガスを除去することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の上記の可塑化装置（１）又は（１０１）は、前記第１のガス抜き孔（５１）が、前記シリンダの外側から内側に先細りに形成された複数の透孔であり、それらの両端の間隔が前記スクリュウのフライト（３１ｆ）又は（１３１ｆ）の幅より少なくとも２倍以上に形成され、それらの先端孔（５１ａ）の孔径が樹脂材料の粒径より小さく形成され、それらの先端孔（５１ａ）の開口する位置が、前記フライトが回転して離れて行く位置であって前記シリンダの鉛直な軸の中心に対して４０度から６０度程度偏った位置であるように構成されると良い。
【００１７】
また、本発明の上記の可塑化装置（１）又は（１０１）は、前記第１のガス抜き孔（６１）が、前記シリンダの外側から内側に向けて先細りに形成された長孔であり、その長さが前記スクリュウのフライト（３１ｆ）又は（１３１ｆ）の厚さより少なくとも２倍以上の長さに、かつその先端の幅が樹脂材料の粒径より小さく形成され、その先端孔（６１ａ）の開口する位置が、前記フライトが回転して離れて行く位置であって前記シリンダの鉛直な軸の中心に対して４０度から６０度程度偏った位置であることを特徴とすると良い。
【００１８】
また、本発明の上記の可塑化装置（１）又は（１０１）は、前記第１のガス抜き孔が前記熱風供給装置に接続されるように構成されると良い。
【００１９】
また、本発明の上記の可塑化装置（１）又は（１０１）は、前記第１のガス抜き孔が前記吸引装置に接続されるように構成されると良い。
【００２０】
また、本発明の上記の可塑化装置は、前記第１のガス抜き孔、第２のガス抜き孔、熱風供給装置及び吸引装置を備える前記可塑化装置が、スクリュウプリプラ射出装置の予備可塑化装置（１）であることを特徴とすると良い。
【００２１】
また、本発明の上記の可塑化装置は、前記第１のガス抜き孔、第２のガス抜き孔、熱風供給装置及び吸引装置を備える前記可塑化装置が、インラインスクリュウ射出装置の射出装置（１０１）であることを特徴とすると良い。
【００２２】
なお、上記括弧内の符号は、構成要素を図面と参照するものであり、何ら本発明の構成を図面の構成に限定するものではない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の樹脂材料の可塑化方法とそのための可塑化装置が実施例に基づいて説明される。可塑化装置とそのガス抜き手段は、まず、図１に示されるスクリュウプリプラ射出装置に採用された実施例として説明される。そして、そのガス抜き手段に係るガス抜き孔の２つの実施形態は、図２及び図３にそれぞれ示される。特に、図２及び図３は、ガス抜き孔の拡大図であり、図（ａ）はそれを上方から見た平面図、図（ｂ）はそれのシリンダの軸方向に沿った断面図であって図（ｃ）のＢ−Ｂ矢視図、そして、図（ｃ）はそれのシリンダの軸方向に直交する断面での断面図であって図（ｂ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【００２４】
スクリュウプリプラ射出装置１は、図１に示されるように、プランジャ射出装置２と、その上方に配置される、可塑化装置としての予備可塑化装置３と、それらを連結する連通部材４を含む。プランジャ射出装置２は、プランジャ射出シリンダ２３（以下のスクリュウプリプラ射出装置１において、単に射出シリンダと称される。）と、油圧シリンダ等の射出駆動装置２２によって駆動されるプランジャ２１とを含み、プランジャ２１が射出シリンダ２３のシリンダ孔２３ａの中で前後に駆動制御される。予備可塑化装置３は、可塑化装置のシリンダとしての予備可塑化シリンダ３３（以下、プリプラシリンダと称される。）と、図示省略されたスクリュウ駆動装置によって駆動されるスクリュウ３１とを含み、スクリュウ３１がプリプラシリンダ３３のシリンダ孔３３ａの中で回転あるいは僅かに前後に移動するように制御される。２つのシリンダ孔２３ａと３３ａの先端（図で左方）は、連通部材４の連通孔４ａを介して連通する。プリプラシリンダ３３の基部は、固定部材４１を介して射出駆動装置２２の上方に固定される。そして、その上方にペレット状の樹脂材料が投入されるホッパ３４が取り付けられ、ホッパの内部３４ａがプリプラシリンダ３３のシリンダ孔３３ａに樹脂投入孔３３ｂによって連通している。２４は、図示省略された公知の金型に当接されるノズルである。
【００２５】
プリプラシリンダ３３と連結部材４及び射出シリンダ２３には、ヒータ４２、４３及び４４が取り付けられている。スクリュウ３１は、少なくともフィードゾーンとコンプレッションゾーンの２ゾーン、すなわちホッパ３４の直下付近からプリプラシリンダ３３の中程に至るまでの溝３１ａの深さが等しいフィードゾーンと、プリプラシリンダ３３の中程から先端に至る溝３１ｂの深さが徐々に浅く形成されたコンプレッションゾーンとを有する。それで、ホッパ３４から投入された樹脂は、スクリュウ３１の回転に伴って前方（図で左方）に送られて、フィードゾーンで加熱されコンプレッションゾーンで更に加熱され剪断発熱して可塑化される。もちろん、スクリュウ３３は、フィードゾーンの溝３１ａより浅いが等しい深さに形成された溝を有する、従来公知のメータリングゾーンを先端側に備えても良い。
【００２６】
以上の構成は、従来のスクリュウプリプラ射出装置の標準的な構成と同じものである。この場合、スクリュウ３１は、インラインスクリュウ射出装置の既述された深溝の特殊な部分を中間部に形成する必要がなく、標準的なスクリュウで良い。本発明のスクリュウプリプラ射出装置の可塑化装置、すなわち、予備可塑化装置３は、このような従来のスクリュウプリプラ射出装置の構成によるメリットを残したままで、以下のガス抜き手段を追加的に備えるものである。
【００２７】
ガス抜き手段は、図１のように、ホッパ３４より下流、すなわち先端側のプリプラシリンダ３３に形成された第１のガス抜き孔５１又は６１と、ホッパの下部に形成された第２のガス抜き孔７１と、これらのガス抜き孔の内の一方に乾燥熱風を送風する熱風供給装置８１と、他方から熱風を吸引する吸引装置８５とを少なくとも備える。以下にそれらが具体的に説明される。
【００２８】
より具体的には、第１のガス抜き孔５１又は６１は、材料投入孔３３ｂからプリプラシリンダ３３の下流側にある程度離れた位置であって、未溶融の前記樹脂材料が存在する範囲内の、できるだけ先端側の近傍の位置に形成される。実際には、このガス抜き孔５１等は、スクリュウ３１のフィードゾーンの溝３１ａに数ショット程度の射出容積の樹脂が収容される位置に形成される。そして、この位置を上記のような未溶融樹脂の存在する範囲の先端側に設定することは、容易である。スクリュウプリプラ射出装置では、スクリュウ３１が連通路の開閉の際に数ｍｍ移動するだけであるから、未溶融状態にある樹脂の存在する範囲が前後にほとんど移動しないからである。これらの第１のガス抜き孔５１等は、より具体的に図２あるいは図３のように形成される。
【００２９】
図２に示される第１のガス抜き孔５１は、その１つの実施形態に係るものである。このガス抜き孔５１は、プリプラシリンダ３３の外側から内側に先細りに形成された透孔であり、そのシリンダ孔３３ａ側の先端５１ａの孔径は、ペレット状の樹脂材料の粒径より小さく、例えば、２ｍｍ程度に形成される。そして、その先端孔５１ａは、図２（ｃ）に示されるように、回転するスクリュウ３１のフライト３１ｆが離れて行く位置にあってシリンダ孔３３ａの鉛直な軸の中心に対して４０度から６０度程度偏った位置に開口する。より具体的には、スクリュウ３１が右ねじであり可塑化の際のスクリュウの回転方向が左回転（後端から見て反時計回り）であるところから、先端孔５１ａは後端から見て左側に偏った位置に開口される。それで、ペレット状の樹脂は、前方に押されてもこのガス抜き孔５１の中に浸入することがない。先端孔５１ａにペレットが詰まってもフライト３１ｆによって掻き取られる。また、このガス抜き孔５１は、スクリュウ３１のフライト３１ｆによって全閉されることがないように少なくとも２個以上が形成されて、それらの両端の孔の間隔がフライト３１ｆの厚さより少なくとも２倍以上になるように配置される。そして、ガス抜き孔５１の外側に開口する位置がプリプラシリンダ３３の中心側に位置するように、ガス抜き孔５１は中心側に若干傾斜するように加工される。この先細の孔の加工は放電加工機によって容易に形成できる。
【００３０】
図３に示される第１のガス抜き孔６１は、別の実施形態に係るものである。このガス抜き孔６１は、プリプラシリンダ３３の軸方向に沿って長い、幅が先細りに形成された長孔であり、その長さはスクリュウ３１のフライト３１ｆの厚さより少なくとも２倍以上に形成され、そのシリンダ孔３３ａ側の先端孔６１ａの幅はペレット状の樹脂材料の粒径より小さく、例えば、２ｍｍ程度に形成される。先端孔６１ａがペレットやフライト３１ｆによって全閉されることを防止するためである。その上、このようなガス抜き孔６１の先端孔６１ａは、図３（ｃ）に示されるように、回転するスクリュウ３１のフライト３１ｆが離れて行く位置にあってそのシリンダ孔３３ａの鉛直な軸の中心に対して４０度から６０度程度偏った位置に開口されて、既述された先の実施形態と同様に樹脂の浸入が防止される。同様に、ガス抜き孔６１の外側に開口する位置も、そのプリプラシリンダ３３の中心側に位置するように若干傾斜するように加工される。この長孔の加工も放電加工機によって容易に加工される。
【００３１】
なお、第１のガス抜き孔５１は、放電加工の除去容積が小さいことからその加工が容易である。一方、もう１つの実施形態に係る第１のガス抜き孔６１は、開口する孔の開口面積が大きいことから後述される熱風の供給あるいは吸引に都合が良い。
【００３２】
第２のガス抜き孔７１は、図１に示されるように、ホッパ３４の下部の側面に形成された、ホッパ内部３４ａに連通する透孔である。このガス抜き孔７１は、図では、ホッパ３４とプリプラシリンダ３３とを連結する短管に形成されているが、ホッパの下部に形成されても良い。いずれにしても、樹脂がつぎに説明される熱風に曝されてホッパ内でブリッジ現象を起こさないように、第２のガス抜き孔７１はホッパの下部に設けられる。
【００３３】
以上説明された第１のガス抜き孔５１又は６１と、第２のガス抜き孔７１とは、図１のように熱風供給装置８１と吸引装置８５とにそれぞれ配管によって接続される。このため、第１のガス抜き孔が開口するプリプラシリンダ３３の外側筒面は、図２に示されるように例えば平面３３ｃに面取りされる。そして、この平面に図示省略されたフランジが取付られるように雌ねじ穴が形成される。それで、外部から第１のガス抜き孔に連通する配管は図示省略されたフランジを介して平面３３ｃに接続される。第１のガス抜き孔が５１のような円穴である場合には、その配管が第１のガス抜き孔５１又は６１に直接ねじ込まれても良い。第２のガス抜き孔７１も同様に配管される。
【００３４】
第１のガス抜き孔５１又は６１と第２のガス抜き孔７１の、熱風供給装置８１と吸引装置８５への接続は、つぎの２つの方式の何れかによって行われる。１つは第１のガス抜き孔５１等から熱風を供給する加圧方式、もう１つは第１のガス抜き孔から熱風を吸引する吸引方式である。前者の加圧方式では、第１のガス抜き孔５１又は６１は配管８２によって熱風供給装置８１に接続され、第２のガス抜き孔７１は配管８６によって吸引装置８５に接続される。この場合、特に、配管８２については、それがプリプラシリンダ３３を巻回するヒータ４２の周りに沿って取り付けられ（図示省略）、その周りに更に断熱材（図示省略）が巻回されて、ヒータ４２の余熱が熱風の昇温に寄与するように構成されることが好ましい。一方、後者の吸引方式では、熱風供給装置８１と吸引装置８５とが逆に配置されて、第１のガス抜き孔が配管８６によって吸引装置８５に接続され、第２のガス抜き孔７１が配管８２によって熱風供給装置８１に接続される。図示において符号が括弧内に記載されて表示された場合である。この場合、プリプラシリンダ３３の基部を収容する固定部材４１にシリンダ加熱用配管孔４１ａがプリプラシリンダ３３を取り巻くように形成されて、この配管孔４１ａが加熱媒体を循環して、ホッパ３４から投入された直後の樹脂が速やかに加熱されるようにしても良い。なお、配管８２をヒータ４２の周りに巻回する既述された形態はこの場合には必要ない。また、次善の実施形態として、吸引方式が採用される場合のホッパ３４側から供給される乾燥空気は熱風でなくても良い。この場合、既述のシリンダ加熱用配管孔４１ａが用意されると良い。
【００３５】
熱風供給装置８１は、乾燥空気を熱風として供給できるものであればどのような装置であっても良い。この装置８１は窒素ガスを供給する装置であっても良い。一方、吸引装置８５は、配管８６を負圧にできるものであれば公知の吸引ポンプを含むもので良い。
【００３６】
以上のように構成されたスクリュウプリプラ射出装置１において、従来のように可塑化と射出が行われる。まず、ホッパ３４内に貯留されたペレット状の樹脂は、プリプラシリンダ３３内に供給され、スクリュウ３１の回転によって先端側に送られる間にヒータ４２の加熱とスクリュウ３１のコンプレッションゾーンでの剪断発熱とによって溶融される。そして、溶融された樹脂は連通路４ａから射出シリンダ２３の内に供給される。このとき、あらかじめスクリュウ３１が後退して連通路４ａが開いているので、溶融樹脂はプランジャ２１を後退させながらその前方に貯留されて１ショット分の射出容積に相当する量に計量される。この過程はいわゆる可塑化計量である。つぎに、スクリュウ３１が前進してその先端が連通路４ａを塞ぎ、続いてプランジャ２１が前進していわゆる射出が行われる。そして、射出後成形品がある程度冷却されたときに再びスクリュウ３１が後退して連通路４ａを開き、回転を開始する。この回転によって融解樹脂が再び射出シリンダ２３に供給される可塑化と計量が行われる。
【００３７】
このように成形が行われるとき、特に可塑化においては、ガスの除去は既述された２つの方式の何れかによって行われる。このとき、第１のガス抜き孔５１又は６１と樹脂投入孔３３ｂとの間でスクリュウ３１の溝３１ａに充満している樹脂は、既述されたようにある程度前方に移動する間に加熱されるが未だペレット状態にある。それで、未溶融樹脂は融解直前の温度まで確実に上昇して、ガスを充分に発生している。発生したガスはペレット同士の隙間に移動可能に充満している。
【００３８】
この状態でガスの除去が行われるが、前者の加圧方式が採用される場合には、熱風は第１のガス抜き孔５１又は６１から供給されて樹脂の隙間のガスと共にホッパ３４側から排出される。一方、後者の吸引方式が採用される場合には、熱風は、逆方向に樹脂の隙間を流れてガスと共に第１のガス抜き孔から排出される。何れの方式にあっても熱風が未溶融の樹脂の隙間を通過するので、熱風の流れは入り口と出口のある無理のない流れとなる。したがって、ガスの除去は従来公知の既述したガス抜き手段以上に充分に効率的に行われる。その上、ガスの発生は溶融する直前の温度まで加熱された樹脂から充分に行われ、また、第１のガス抜き孔５１又は６１の先端が細く絞られ、かつその先端孔５１ａ、６１ａがフライトの離れて行く方向に向かって開口すると共に約４０度から６０度程度の角度にシリンダ３３の軸の中心から偏った位置にあるので、ペレットの屑がその孔の先端５１ａ、６１ａに瞬間的に詰まってもフライト３１ｆによって掻き取られてこの孔５１又は６１が樹脂によって閉鎖されることもない。また、スクリュウ３１がほとんど移動しないことからペレットが無理やりこの孔５１又は６１に押し込まれることもない。また、特に第１のガス抜き孔が複数個の孔あるいは長孔に形成されているので、たまたまフライト３１ｆが孔を塞ぐ位置で停止しても熱風の流れが全く止まることはない。なお、樹脂の隙間に残留したままで第１のガス抜き孔より前方に送られた気体は、スクリュウ３１のコンプレッションゾーンで行われる混練圧縮によって追い出されるので、溶融樹脂の中に入り込むことはない。
【００３９】
なお、前者の加圧方式による場合には、熱風の流れが第１のガス抜き孔５１又は６１からホッパ３４への流れであることから、第１のガス抜き孔５１又は６１での樹脂による閉塞が発生することは全くない。また、ある程度昇温した樹脂の間隙を通過した熱風は、ホッパ３４下部の樹脂を効率よく予熱する作用効果も奏する。この場合には、シリンダ加熱用配管孔４１ａが省略されても良い。一方、後者の吸引式による場合には、成形運転が一時的に停止してもホッパ３４中の樹脂の温度が上昇することが全くない。そして、第１のガス抜き孔５１又は６１が吸い込み側になる場合でありながら、既述したようにして樹脂がこの孔５１又は６１の先端を閉塞することがない。
【００４０】
このように、本発明の可塑化方法がスクリュウプリプラ射出装置に採用される場合には、樹脂材料が溶融する直前の温度まで加熱されて、既述されたモノマー等のガスが充分に揮発されると共に確実に除去される。その上、スクリュウプリプラ射出装置の基本的な構成が標準的な構成と同じであることから、その成形条件の設定も標準に準じて容易に設定することができる。併せて、樹脂がガス抜き孔に浸入することも防止される。
【００４１】
上記の本発明の樹脂材料の可塑化方法とそのための可塑化装置は、図４に示される従来公知のインラインスクリュウ射出装置１０１に採用されても良い。この場合、可塑化は、インラインスクリュウ１３１を収容する、射出も可塑化も行う１本の加熱シリンダ１３３において行われる。それで、これらの加熱シリンダ１３３とスクリュウ１３１を含む射出装置は可塑化装置にも相当する。その構成要素は、既述したスクリュウプリプラ射出装置の予備可塑化装置３と同等なものを含む。それで、図１の構成要素と同等なものは同一の番号が付されてその説明が省略される。
【００４２】
インラインスクリュウ射出装置１０１は、予備可塑化装置３と以下の点で異なる。図示の射出装置１０１は全体的に模式的に単純化されている。
▲１▼ スクリュウ１３１は、その後端に接続された図示省略された駆動装置によってスクリュウプリプラ射出装置と同様に回転可能にかつ前後に移動可能に駆動制御されるが、特に前後方向への移動ストロークは、スクリュウ１３１で射出も行うために大きい。
▲２▼ スクリュウ１３１は、その先端に前方へのみ溶融樹脂の通過を許容する逆流防止リング１３１ｄを備える。
▲３▼ スクリュウ１３１は、従来の標準的なスクリュウと同様に、後端から先端に掛けて、既述した、従来公知のフィードゾーンとコンプレッションゾーンとメータリングゾーンを備える。メータリングゾーンは、フィードゾーンの溝１３１ａより浅いが等しい深さに形成された溝１３１ｃを有するものである。
【００４３】
このようなインラインスクリュウ射出装置１０１は、本発明においては、既述されたような、第１のガス抜き孔５１又は６１、第２のガス抜き孔７１、熱風供給装置８１及び吸引装置８５を同様に備える。また、配管８５、８６やシリンダ加熱用配管孔４１ａについても同様である。ただし、このインラインスクリュウ射出装置１０１が標準的なものであることから、スクリュウ１３１は、従来のベントを備えたインラインスクリュウ射出装置のような、中間部付近の深溝部分を必要としない。また、第１のガス抜き孔５１又は６１の取付位置は、スクリュウプリプラ射出装置の場合よりホッパ３４のより近くに設けられる。スクリュウ１３１が射出の際に１ショット分だけ移動することから、溶融樹脂の存在する範囲がその分だけ後退するので、あくまで未溶融樹脂の存在する範囲に設けられる第１のガス抜き孔の位置は後退せざるを得ないからである。
【００４４】
この状態で、従来公知の可塑化計量が行われ、融解樹脂はスクリュウ１３１の前方に貯留された後、スクリュウ１３１の前進によって射出される。このとき、可塑化においては、第１のガス抜き孔５１等と樹脂投入孔１３３ｂとの間に存在する樹脂が未溶融状態のまま加熱されているので、それから発生したガスは既述されたように充分に除去される。その上、既述されたような特殊なスクリュウを使用する必要がないので、加熱シリンダ１３３が標準のものより長くなることもなく、成形条件の設定も標準的な成形機の設定に準じて容易に設定できる。ただし、第１のガス抜き孔５１等と樹脂投入孔１３３ｂとの間の距離が１ショット分程度短縮されるので、樹脂の加熱が若干少なくなりガスの発生がやや不充分のきらいはある。
【００４５】
いずれにしても、本発明によれば、シリンダ中の樹脂が加熱されて発生したガスは確実に除去される。そして、可塑化装置が標準的なそれと同じであることから、成形条件の設定において特別の設定を必要としないという優れた優位性がある。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明の請求項１記載の樹脂材料の可塑化方法によれば、従来の標準的な可塑化装置に既述されるような第１のガス抜き孔と第２のガス抜き孔とが備えられて、それらの間の加熱された未溶融の前記樹脂材料が発生するガスが樹脂の隙間を通過する熱風によって除去されるので、可塑化に伴って発生したガスの除去が確実にかつ効率的に行われる上に、可塑化装置自体が標準的なそれと同じであることから成形条件の設定において特別の設定をしなくても安定して成形が行われる。
【００４７】
また、請求項２記載の可塑化装置によれば、可塑化装置が従来の標準的なそれに簡単な既述されたガス抜き手段の構成要素を追加するものであるから、同様に、可塑化に伴うガスの除去が確実にかつ効率的に行われる上に、標準に準じた成形条件で安定した可塑化を行うことができる。
【００４８】
また、請求項３あるいは請求項４記載の可塑化装置によれば、既述された第１のガス抜き孔の形状と位置によって、樹脂による孔の封鎖が確実に防止される。特に、そのガス抜き孔が請求項３の複数個のガス抜き孔である場合には放電加工が容易である。一方、そのガス抜き孔が請求項４の長孔である場合には、開口する孔の面積が大きいことから熱風の供給あるいは吸引に都合が良い。
【００４９】
また、請求項５記載の可塑化装置によれば、熱風の流れが第１のガス抜き孔からホッパへの流れであることから、第１のガス抜き孔の閉塞が発生することは全くなく、また、樹脂の間隙を通過した熱風によってホッパ下部の樹脂も効率よく予熱される。
【００５０】
また、請求項６記載の可塑化装置によれば、成形運転が一時的に停止してもホッパ中の樹脂の温度が上昇することが全くなく、また、第１のガス抜き孔が樹脂によって封鎖されることもない。
【００５１】
また、請求項７あるいは請求項８記載の可塑化装置によれば、この可塑化方法のための可塑化装置が、スクリュウプリプラ射出装置及びインラインスクリュウ射出装置の何れにおいても採用できるものとなる。そして、特に前者では、その可塑化方法による作用効果が非常に効果的に奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可塑化方法を実施する可塑化装置をスクリュウプリプラ射出装置において採用した場合の当該スクリュウプリプラ射出装置の全体を示す側面断面図である。
【図２】本発明の第１のガス抜き孔とそれが形成されるシリンダの、１実施例に係る拡大図である。特に、図（ａ）はそのガス抜き孔を上方から見た平面図、図（ｂ）はそのガス抜き孔のシリンダの軸方向に沿った断面図であって図（ｃ）のＢ−Ｂ矢視図、そして、図（ｃ）はそのガス抜き孔のシリンダの軸方向に直交する断面での断面図であって図（ｂ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図３】本発明の第１のガス抜き孔とそれが形成されるシリンダの、別の実施例に係る拡大図であり。特に、図（ａ）はそのガス抜き孔を上方から見た平面図、図（ｂ）はそのガス抜き孔のシリンダの軸方向に沿った断面図であって図（ｃ）のＢ−Ｂ矢視図、そして、図（ｃ）はそのガス抜き孔のシリンダの軸方向に直交する断面での断面図であって図（ｂ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図４】本発明の可塑化方法を実施する可塑化装置をインラインスクリュウ射出装置において採用した場合の当該インラインスクリュウ射出装置の全体を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１可塑化装置（スクリュウプリプラ射出装置の予備可塑化装置）
３１スクリュウプリプラ射出装置のスクリュウ
３１ｆスクリュウプリプラ射出装置のスクリュウのフライト
３３シリンダ（スクリュウプリプラ射出装置の予備可塑化シリンダ）
３４ホッパ
５１１実施例に係る第１のガス抜き孔
５１ａ１実施例に係る第１のガス抜き孔の先端孔
６１他の実施例に係る第１のガス抜き孔
６１ａ他の実施例に係る第１のガス抜き孔の先端孔
７１第２のガス抜き孔
８１熱風供給装置
８５吸引装置
１０１可塑化装置（インラインスクリュウ射出装置の射出装置）
１３１インラインスクリュウ射出装置のスクリュウ
１３１ｆインラインスクリュウ射出装置のスクリュウのフライト
１３３シリンダ（インラインスクリュウ射出装置の加熱シリンダ）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a plasticizing method for plasticizing while removing gaseous monomers which have been left unreacted by heating a molding resin material and a plasticizing apparatus therefor.
[0002]
[Prior art]
In an injection device of an injection molding machine, when a plastic resin material (hereinafter, simply referred to as resin) introduced into a cylinder from a hopper is sent forward by rotation of a screw, the plastic is wound by a heater wound around the cylinder. It is heated, kneaded and compressed, and melts due to shear heat. This compression is performed when the resin passes through a compression zone in which the depth of the screw groove is gradually reduced from the middle toward the tip. The process of melting such a resin is called plasticization.
[0003]
From the resin heated at the time of plasticization, a gaseous monomer (hereinafter, simply referred to as a gas) may be generated in an unreacted state. This gas is generated even if the resin is not melted. This generation of gas is remarkable in an engineering plastic in which characteristics such as thermal strength and flame retardancy of a molded article are particularly improved. This is because various additives are added to the engineering plastic in order to impart the above properties. If the gas is not removed, the gas adheres as a filing, clogs the vents of the mold, reduces the dimensional accuracy of the molded product, and stains the appearance of the molded product. Therefore, the injection device was provided with a device for sucking gas from the hopper, or a gas vent hole for releasing or sucking gas in the middle of the cylinder as gas venting means. This gas also contained moisture when drying of the resin was insufficient.
[0004]
By the way, as an injection device of an injection molding machine, there are an in-line screw injection device and a screw pre-plastic injection device. The former includes one heating cylinder and one screw (hereinafter, referred to as an in-line screw), and plasticization and injection of resin are performed by them. The basic configuration of this injection device is the same as the basic configuration of the injection device according to the present invention in FIG. The in-line screw in the heating cylinder retreats while rotating in the plasticizing step to store the molten resin in front of the screw, and advances in the injection step to inject the molten resin. This injection device has a long heating cylinder because the in-line screw moves significantly back and forth for injection. On the other hand, the latter usually includes a pre-plasticizing device and a plunger injection device, in which plasticization of the resin is performed by a screw rotating in a pre-plasticizing cylinder of the pre-plasticizing device, and injection is performed by a plunger of the plunger injection device. This is done by a plunger that moves back and forth within the injection cylinder. The basic configuration of this injection device is the same as the basic configuration of the injection device according to the present invention in FIG. In this case, the screw hardly moves back and forth because no injection is performed, and moves only slightly to prevent backflow of the molten resin from the plunger injection device to the pre-plasticizing device during injection. Therefore, the screw and the pre-plasticizing cylinder of this injection device were arranged along the side of the plunger injection device, and were configured to be short and compact.
[0005]
Conventionally, in such an injection device, the above-described degassing means has been implemented by the following two methods. One is a method of degassing from a molten resin, and the other is a method of degassing from an unmelted resin.
[0006]
The former type is the most general type called a vent type, and is the type most adopted in an in-line screw injection device. In this method, a gas venting hole called a vent hole is usually formed in the middle of the heating cylinder to perform gas venting, but the resin near the vent hole is almost completely melted and filled in the cylinder. Therefore, in order to prevent the resin leakage phenomenon called vent up, the screw groove is formed in a deep groove in the range that moves opposite to the vent hole, and the resin pressure in this range is reduced Is done. Therefore, it is necessary to select a screw having a special shape for this purpose, and screws having various shapes have been proposed and put to practical use. However, the description of the screw having the above-described specific shape will be omitted since the present invention does not require such a screw as described later.
[0007]
Patent documents relating to the vent hole of the in-line screw injection device adopting the former method include, for example, Patent Documents 1, 2, and 3. These documents disclose proposals for vent holes in addition to the special screws mentioned above. These proposals of vent holes disclose shapes that prevent venting up, but the vent holes that open to the outside are only formed in grooves that are almost straight and have a certain size. It is assumed that the shape of the vent hole is formed at a position corresponding to the deep groove portion of the screw.
[0008]
The former method is also disclosed in a screw prepeller injection device including a screw injection device for injecting by a screw, in particular (see Patent Document 4). This device is an injection device provided with a vent hole at a connection between the pre-plasticizing device and the injection device. However, since the screw for injection largely moves back and forth, the screw is formed in a special shape like an in-line screw injection device.
[0009]
On the other hand, the latter method of degassing from unmelted resin is almost uncommon. Only a few cylinders of a vertical screw pre-plasticizer device have been discovered relating to a plasticizing device having a vent hole above a material charging hole communicating with a hopper (see Patent Document 5). This injection device is provided with an injection device for injecting with a screw as in Patent Document 4, but the plasticizing device belongs to a general screw pre-plasticizer device.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-53-149262 (from the first line from the bottom of page 1 to the third line from the bottom of page 2; FIG. 6)
[Patent Document 2]
JP-A-57-001629 (from line 4 on page 5 to line 16 on the same page, FIGS. 3 and 4)
[Patent Document 3]
JP-A-3-038317 (from line 3 on page 8 to line 8 on page 11; FIG. 5)
[Patent Document 4]
JP-A-58-0336122 (from the bottom line of page 7 to the twelfth line of page 9; FIGS. 11 and 12)
[Patent Document 5]
JP-A-7-251433 (from the third row of column 3 to the fourteenth row of column 4; FIG. 2)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned degassing means has a problem to be solved as described below.
[0012]
First, as a problem common to those except for Patent Document 5, there is a possibility that gas may not be sufficiently removed. This is because the vent hole is formed in a zone filled with almost molten resin, so that the hole formed from the vent hole toward the inside of the heating cylinder is a kind of dead end type hole with a dead end. . In addition, there is a problem of venting up when suctioning too much, and it has become more difficult to solve the above problem. Second, since the resin pressure has to be reduced once near the vent hole and then compressed again, there is a problem that the heating cylinder and the screw have to be lengthened correspondingly. Third, since the shape of the screw, particularly the groove shape, is a special shape as described above, in the injection device employing such a vent system, in addition to the above-described problems, in addition to the above-described problem, the gas is surely removed. It was difficult to set the optimal molding conditions for plasticizing while plasticizing. On the other hand, in the method of Patent Document 5, since the vent hole is arranged above the material charging hole, the resin that is hardly heated immediately after charging is degassed, and the degassing effect is insufficient. Was.
[0013]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and a plasticizing method and a plasticizing method for efficiently removing the above-mentioned gas generated from a resin heated to some extent. The aim is to propose a device.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a plasticizing method of a resin material according to the present invention comprises heating a resin material supplied from a hopper (34) to a cylinder (33) or (133) in the cylinder by heating the screw (31). ) Or (131), wherein the plasticizing method generates plastic heat by shearing heat, wherein the through-hole is formed in the cylinder downstream of the hopper, and is located at the tip end of the range where the unmelted resin material exists. By passing hot air between a first gas vent hole (51) or (61) formed in the vicinity and a second gas vent hole (71) provided in the lower part of the hopper, the first gas vent hole is formed. The method is characterized in that a gas generated between the heated resin material and present between the gas vent hole and the second gas vent hole is removed.
[0015]
Further, the plasticizing apparatus for the above-mentioned plasticizing method of the present invention heats the resin material supplied from the hopper (34) to the cylinder (33) or (133) in the cylinder to screw (31). Or (131) a plasticizing device (1) or (101) that generates heat by shearing and plasticizes, wherein the unmelted resin material is present in the cylinder downstream of the mounting portion of the hopper. A first gas vent hole (51) or (61) provided in the vicinity of the front end of the range, a second gas vent hole (71) provided in a lower portion of the hopper, and the first gas vent. A hot air supply device (81) for supplying dry hot air to one of the hole or the second gas vent hole, and a suction device for sucking the hot air from the other of the first gas vent hole or the second gas vent hole (85), wherein the first degassing is performed. Exists between the and the hole second gas vent hole, and removing the generated gas from the heated the resin material.
[0016]
Further, in the plasticizing device (1) or (101) of the present invention, the first gas vent hole (51) is a plurality of through holes tapered from the outside to the inside of the cylinder. The distance between both ends of the screw is formed at least twice as large as the width of the flight (31f) or (131f) of the screw, and the diameter of the tip hole (51a) is formed smaller than the particle diameter of the resin material. The position where the tip hole (51a) is opened is a position where the flight rotates away and is a position deviated from the center of the vertical axis of the cylinder by about 40 to 60 degrees. Good to be.
[0017]
Further, in the plasticizing device (1) or (101) of the present invention, the first vent hole (61) is a long hole tapered from the outside to the inside of the cylinder. The length of the screw is at least twice as long as the flight (31f) or (131f) of the screw, and the width of the tip is smaller than the particle diameter of the resin material. Preferably, the opening position is a position where the flight rotates away from the center, and is a position deviated from the center of the vertical axis of the cylinder by about 40 to 60 degrees.
[0018]
The plasticizing device (1) or (101) of the present invention is preferably configured such that the first vent hole is connected to the hot air supply device.
[0019]
Further, the plasticizing device (1) or (101) of the present invention is preferably configured such that the first vent hole is connected to the suction device.
[0020]
Further, in the above-described plasticizing apparatus of the present invention, the plasticizing apparatus including the first gas vent hole, the second gas vent hole, the hot air supply device, and the suction device is a pre-plasticizing device of a screw pre-plasticizer injection device. It is good to be characterized by (1).
[0021]
Further, in the above-described plasticizing device of the present invention, the plasticizing device including the first gas vent hole, the second gas vent hole, the hot air supply device, and the suction device is an injection device (101) of an in-line screw injection device. ).
[0022]
Note that the reference numerals in the parentheses refer to the components in the drawings, and do not limit the configuration of the present invention to the configurations in the drawings.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a method for plasticizing a resin material and a plasticizing apparatus therefor according to the present invention will be described based on examples. The plasticizing device and its degassing means will be described first as an embodiment adopted in the screw prepra injection device shown in FIG. FIGS. 2 and 3 show two embodiments of the gas vent hole according to the gas venting means. In particular, FIGS. 2 and 3 are enlarged views of the gas vent hole. FIG. 2A is a plan view of the gas vent hole as viewed from above, and FIG. (C) is a cross-sectional view taken along a line orthogonal to the axial direction of the cylinder, and FIG. (C) is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. (B). .
[0024]
As shown in FIG. 1, the screw prepeller injection device 1 includes a plunger injection device 2, a pre-plasticization device 3 as a plasticizing device disposed above the plunger injection device 2, and a communication member 4 for connecting them. The plunger injection device 2 includes a plunger injection cylinder 23 (hereinafter simply referred to as an injection cylinder in the screw pre-plastic injection device 1) and a plunger 21 driven by an injection drive device 22 such as a hydraulic cylinder. 21 is driven and controlled back and forth in the cylinder hole 23a of the injection cylinder 23. The pre-plasticizing device 3 includes a pre-plasticizing cylinder 33 (hereinafter, referred to as a pre-plastic cylinder) as a cylinder of the plasticizing device, and a screw 31 driven by a screw driving device (not shown). 31 is controlled to rotate or slightly move back and forth in the cylinder hole 33a of the pre-plastic cylinder 33. The tips (left side in the figure) of the two cylinder holes 23 a and 33 a communicate with each other via the communication hole 4 a of the communication member 4. The base of the pre-plastic cylinder 33 is fixed above the injection driving device 22 via a fixing member 41. A hopper 34 into which a pellet-shaped resin material is charged is attached above the hopper 34, and the inside 34 a of the hopper communicates with a cylinder hole 33 a of the pre-plastic cylinder 33 through a resin charging hole 33 b. Numeral 24 denotes a nozzle which comes into contact with a known mold (not shown).
[0025]
Heaters 42, 43 and 44 are attached to the pre-plastic cylinder 33, the connecting member 4 and the injection cylinder 23. The screw 31 has at least two zones, namely, a feed zone and a compression zone, that is, a feed zone in which the depth of the groove 31 a is equal from immediately below the hopper 34 to the middle of the pre-plastic cylinder 33, and a tip zone from the middle of the pre-plastic cylinder 33. And a compression zone in which the depth of the groove 31b is gradually reduced. Thus, the resin supplied from the hopper 34 is sent forward (to the left in the drawing) with the rotation of the screw 31, heated in the feed zone, further heated in the compression zone, and heated by shearing to be plasticized. Of course, the screw 33 may be provided with a conventionally known metering zone at the distal end side, which has a groove formed at the same depth but shallower than the groove 31a of the feed zone.
[0026]
The above configuration is the same as the standard configuration of the conventional screw prepeller injection device. In this case, the screw 31 does not need to form the above-mentioned special portion of the deep groove of the in-line screw injection device in the intermediate portion, and may be a standard screw. The plasticizing device of the screw prepra injection device of the present invention, that is, the pre-plasticizing device 3 additionally has the following degassing means while retaining the advantages of the configuration of the conventional screw prepra injection device. It is.
[0027]
As shown in FIG. 1, the degassing means includes a first degassing hole 51 or 61 formed in the prepra cylinder 33 downstream of the hopper 34, that is, a second degassing hole formed in a lower portion of the hopper. At least a hole 71, a hot air supply device 81 that blows dry hot air to one of these gas vent holes, and a suction device 85 that sucks hot air from the other are provided. Hereinafter, they will be specifically described.
[0028]
More specifically, the first degassing hole 51 or 61 is located at a position somewhat away from the material charging hole 33b on the downstream side of the pre-plastic cylinder 33 and within a range where the unmelted resin material exists. It is formed at a position as close to the tip as possible. Actually, the gas vent holes 51 and the like are formed at positions where the resin having an injection volume of about several shots is accommodated in the groove 31a of the feed zone of the screw 31. Then, it is easy to set this position on the front end side of the range where the unmelted resin exists as described above. This is because, in the screw prepra injection device, the screw 31 moves only a few mm when opening and closing the communication passage, and therefore the range in which the unmelted resin exists hardly moves back and forth. These first gas vent holes 51 and the like are more specifically formed as shown in FIG. 2 or FIG.
[0029]
The first gas vent hole 51 shown in FIG. 2 is related to one embodiment. The gas vent hole 51 is a through hole tapered from the outside to the inside of the pre-plastic cylinder 33, and the hole diameter of the tip 51a on the cylinder hole 33a side is smaller than the particle diameter of the pellet-shaped resin material. It is formed to about 2 mm. Then, as shown in FIG. 2 (c), the tip hole 51a is located at a position where the flight 31f of the rotating screw 31 goes away from the center of the vertical axis of the cylinder hole 33a and is at an angle of 40 to 60 degrees. Open at a position deviated by about degrees. More specifically, since the screw 31 is a right-handed screw and the direction of rotation of the screw at the time of plasticization is counterclockwise rotation (counterclockwise as viewed from the rear end), the distal end hole 51a is on the left side as viewed from the rear end. It is opened at a position biased toward. Therefore, even if the pellet-shaped resin is pushed forward, it does not enter the gas vent hole 51. Even if the tip hole 51a is clogged with the pellet, it is scraped off by the flight 31f. Further, at least two gas vent holes 51 are formed so as not to be completely closed by the flight 31f of the screw 31, and the gap between the holes at both ends is at least twice as large as the thickness of the flight 31f. It is arranged so that it becomes. Then, the gas vent hole 51 is machined so as to be slightly inclined toward the center so that the position opening outside the gas vent hole 51 is located on the center side of the pre-plastic cylinder 33. This tapered hole can be easily formed by an electric discharge machine.
[0030]
The first gas vent hole 61 shown in FIG. 3 is according to another embodiment. The gas vent hole 61 is a long hole formed along the axial direction of the pre-plastic cylinder 33 and having a tapered width. The length of the gas vent hole 61 is at least twice as large as the thickness of the flight 31f of the screw 31. The width of the tip hole 61a on the cylinder hole 33a side is smaller than the particle diameter of the pellet-shaped resin material, and is formed, for example, to about 2 mm. This is to prevent the tip hole 61a from being completely closed by the pellet or the flight 31f. In addition, as shown in FIG. 3 (c), the tip hole 61a of the gas vent hole 61 is located at a position where the flight 31f of the rotating screw 31 goes away and the vertical axis of the cylinder hole 33a. Is opened at a position deviated from the center by about 40 degrees to 60 degrees to prevent the infiltration of the resin similarly to the above-described embodiment. Similarly, the position opening outside the gas vent hole 61 is also processed so as to be slightly inclined so as to be located on the center side of the pre-plastic cylinder 33. The machining of this long hole is also easily done by the electric discharge machine.
[0031]
The first gas vent hole 51 has a small removal volume in electric discharge machining, so that the machining is easy. On the other hand, the first gas vent hole 61 according to another embodiment is convenient for supplying or sucking hot air, which will be described later, since the opening area of the opening hole is large.
[0032]
As shown in FIG. 1, the second gas vent hole 71 is a through hole formed in a lower side surface of the hopper 34 and communicating with the hopper interior 34 a. Although the gas vent hole 71 is formed in the short pipe connecting the hopper 34 and the pre-plastic cylinder 33 in the drawing, it may be formed in the lower part of the hopper. In any case, the second gas vent hole 71 is provided at a lower portion of the hopper so that the resin is not exposed to hot air described below and causes a bridging phenomenon in the hopper.
[0033]
The first gas vent hole 51 or 61 and the second gas vent hole 71 described above are connected to the hot air supply device 81 and the suction device 85 by pipes, respectively, as shown in FIG. For this reason, as shown in FIG. 2, the outer cylindrical surface of the pre-plastic cylinder 33 where the first gas vent hole is opened is chamfered to a flat surface 33c, for example. A female screw hole is formed so that a flange (not shown) is attached to this plane. Thus, a pipe communicating from the outside to the first gas vent hole is connected to the plane 33c via a flange not shown. When the first vent hole is a circular hole such as 51, the pipe may be directly screwed into the first vent hole 51 or 61. The second gas vent hole 71 is also piped similarly.
[0034]
The connection of the first gas vent hole 51 or 61 and the second gas vent hole 71 to the hot air supply device 81 and the suction device 85 is performed by one of the following two methods. One is a pressurizing method for supplying hot air from the first gas vent hole 51 and the like, and the other is a suction method for sucking hot air from the first gas vent hole. In the former pressurization method, the first gas vent hole 51 or 61 is connected to a hot air supply device 81 by a pipe 82, and the second gas vent hole 71 is connected to a suction device 85 by a pipe 86. In this case, particularly, the pipe 82 is attached along the periphery of the heater 42 around which the pre-plastic cylinder 33 is wound (not shown), and a heat insulating material (not shown) is further wound therearound. It is preferable that the residual heat of 42 be configured to contribute to the temperature rise of the hot air. On the other hand, in the latter suction method, the hot air supply device 81 and the suction device 85 are arranged in reverse, the first gas vent hole is connected to the suction device 85 by the pipe 86, and the second gas vent hole 71 is It is connected to a hot air supply device 81 by 82. This is a case where reference numerals are shown in parentheses in the drawing. In this case, a cylinder heating pipe hole 41a is formed in the fixing member 41 that houses the base of the prepra cylinder 33 so as to surround the prepra cylinder 33, and the pipe hole 41a circulates the heating medium and is injected from the hopper 34. The resin immediately after the heating may be quickly heated. Note that the above-described configuration in which the pipe 82 is wound around the heater 42 is not necessary in this case. Further, as a second best embodiment, the dry air supplied from the hopper 34 side when the suction method is adopted may not be hot air. In this case, the above-described cylinder heating pipe hole 41a may be prepared.
[0035]
The hot air supply device 81 may be any device as long as it can supply dry air as hot air. This device 81 may be a device for supplying nitrogen gas. On the other hand, the suction device 85 may include a known suction pump as long as the pipe 86 can be made to have a negative pressure.
[0036]
In the screw pre-plasticizer injection device 1 configured as described above, plasticization and injection are performed as in the related art. First, the pellet-shaped resin stored in the hopper 34 is supplied into the pre-plastic cylinder 33, and is heated by the heater 42 while the screw 31 rotates and is heated to the tip side by shearing heat in the compression zone of the screw 31. Is melted by Then, the molten resin is supplied into the injection cylinder 23 from the communication passage 4a. At this time, since the screw 31 is retracted in advance and the communication passage 4a is opened, the molten resin is stored in front of the plunger 21 while retracting the plunger 21 and is measured in an amount corresponding to an injection volume for one shot. This process is a so-called plasticization measurement. Next, the screw 31 advances and its tip closes the communication passage 4a, and then the plunger 21 advances and so-called injection is performed. Then, when the molded product is cooled to some extent after the injection, the screw 31 retreats again, opens the communication passage 4a, and starts rotating. By this rotation, the molten resin is supplied to the injection cylinder 23 again, and plasticization and metering are performed.
[0037]
When molding is performed in this way, particularly in plasticization, gas removal is performed in one of the two ways already described. At this time, the resin filling the groove 31a of the screw 31 between the first gas vent hole 51 or 61 and the resin charging hole 33b is heated while moving to the front to some extent as described above. Are still in a pellet state. Therefore, the unmelted resin is surely raised to the temperature immediately before melting, and generates sufficient gas. The generated gas is movably filled in the gap between the pellets.
[0038]
In this state, the gas is removed. However, when the former pressurization method is adopted, the hot air is supplied from the first gas vent hole 51 or 61 and discharged from the hopper 34 side together with the gas in the resin gap. Is done. On the other hand, when the latter suction method is adopted, the hot air flows through the gap in the resin in the opposite direction and is discharged from the first vent hole together with the gas. In either method, the hot air passes through the gap between the unmelted resin, so that the flow of the hot air is a reasonable flow having an entrance and an exit. Therefore, the removal of gas is performed sufficiently more efficiently than the above-described known degassing means. In addition, the gas is sufficiently generated from the resin heated to the temperature immediately before melting, the tip of the first gas vent hole 51 or 61 is narrowed down, and the tip holes 51a and 61a are in flight. Of the cylinder 33 at an angle of about 40 degrees to about 60 degrees, which is deviated from the center of the axis of the cylinder 33. Even if it is clogged, the hole 51 or 61 is not scraped off by the flight 31f and closed by the resin. Further, since the screw 31 hardly moves, the pellet is not forced into the hole 51 or 61. Particularly, since the first gas vent hole is formed in a plurality of holes or long holes, the flow of hot air does not stop at all even if the flight 31f accidentally stops at the position where the hole is closed. Note that the gas sent forward from the first gas vent hole while remaining in the gap between the resins is driven out by the kneading and compression performed in the compression zone of the screw 31, and therefore does not enter the molten resin.
[0039]
In the case of the former pressurization method, since the flow of hot air is the flow from the first gas vent hole 51 or 61 to the hopper 34, the resin is blocked at the first gas vent hole 51 or 61. Does not occur at all. In addition, the hot air that has passed through the gap between the resins whose temperature has been raised to some extent has an effect of efficiently preheating the resin below the hopper 34. In this case, the cylinder heating pipe hole 41a may be omitted. On the other hand, in the case of the latter suction type, even if the molding operation is temporarily stopped, the temperature of the resin in the hopper 34 does not rise at all. As described above, the resin does not block the tip of the hole 51 or 61, even when the first gas vent hole 51 or 61 is on the suction side.
[0040]
As described above, when the plasticizing method of the present invention is employed in a screw pre-plasticizer injection device, the resin material is heated to a temperature immediately before melting, and the gas such as the monomer described above is sufficiently volatilized. As well as reliably removed. In addition, since the basic configuration of the screw prepra injection device is the same as the standard configuration, the setting of the molding conditions can be easily set according to the standard. At the same time, the resin is prevented from entering the gas vent hole.
[0041]
The plasticizing method of the resin material of the present invention and the plasticizing device therefor may be employed in a conventionally known in-line screw injection device 101 shown in FIG. In this case, the plasticization is performed in one heating cylinder 133 that accommodates the in-line screw 131 and performs both injection and plasticization. Therefore, the injection device including the heating cylinder 133 and the screw 131 also corresponds to a plasticizing device. Its components include those equivalent to the pre-plasticizing device 3 of the screw pre-plastic injection device described above. Therefore, components equivalent to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0042]
The in-line screw injection device 101 differs from the pre-plasticizing device 3 in the following points. The illustrated injection device 101 is schematically simplified as a whole.
{Circle around (1)} The screw 131 is driven and controlled to be rotatable and movable back and forth in the same manner as the screw prepeller injection device by a drive device (not shown) connected to the rear end thereof. Large because the screw 131 also performs injection.
{Circle around (2)} The screw 131 is provided with a backflow prevention ring 131d at its tip end that allows the molten resin to pass only forward.
{Circle around (3)} Like the conventional standard screw, the screw 131 is provided with the above-described conventionally known feed zone, compression zone, and metering zone from the rear end to the front end. The metering zone has a groove 131c which is shallower than the groove 131a of the feed zone but formed at the same depth.
[0043]
In the present invention, such an in-line screw injection device 101 uses the first gas vent hole 51 or 61, the second gas vent hole 71, the hot air supply device 81, and the suction device 85 as described above. Prepare for. The same applies to the pipes 85 and 86 and the cylinder heating pipe hole 41a. However, since the in-line screw injection device 101 is a standard one, the screw 131 does not require a deep groove near the intermediate portion unlike the in-line screw injection device having a conventional vent. Further, the mounting position of the first gas vent hole 51 or 61 is provided closer to the hopper 34 than in the case of the screw prepra injection device. Since the screw 131 moves by one shot at the time of injection, the range in which the molten resin exists retreats by that amount. Therefore, the position of the first vent hole provided in the range in which the unmelted resin exists is limited to This is because they have to retreat.
[0044]
In this state, conventionally known plasticization measurement is performed, and after the molten resin is stored in front of the screw 131, it is injected by the screw 131 moving forward. At this time, in the plasticization, since the resin existing between the first gas vent hole 51 and the like and the resin inlet hole 133b is heated in an unmelted state, the gas generated therefrom is as described above. Sufficiently removed. In addition, since it is not necessary to use a special screw as described above, the heating cylinder 133 is not longer than a standard one, and setting of molding conditions is easy according to the setting of a standard molding machine. Can be set to However, since the distance between the first gas vent hole 51 and the like and the resin injection hole 133b is reduced by about one shot, the heating of the resin is slightly reduced, and the generation of gas is somewhat insufficient.
[0045]
In any case, according to the present invention, the gas generated by heating the resin in the cylinder is reliably removed. And since the plasticizing device is the same as the standard one, there is an excellent advantage that no special setting is required in setting the molding conditions.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the method of plasticizing a resin material according to claim 1 of the present invention, the first gas vent hole and the second gas vent hole as described in the conventional standard plasticizing apparatus are used. Gas vent holes are provided, and the gas generated by the heated unmelted resin material between them is removed by hot air passing through the resin gap, so that the gas generated by plasticization is removed. Is carried out reliably and efficiently, and since the plasticizing apparatus itself is the same as the standard one, molding can be performed stably without any special setting in the setting of molding conditions.
[0047]
According to the plasticizing device according to the second aspect, since the plasticizing device adds a component of the above-described degassing means which is simple to the conventional standard, the plasticizing device is similarly used for plasticizing. The accompanying gas is reliably and efficiently removed, and stable plasticization can be performed under molding conditions according to the standard.
[0048]
According to the plasticizing device of the third or fourth aspect, the above-described shape and position of the first gas vent hole reliably prevent the resin from closing the hole. In particular, when the gas vent holes are a plurality of gas vent holes according to the third aspect, electric discharge machining is easy. On the other hand, when the gas vent hole is a long hole according to claim 4, since the area of the opening hole is large, it is convenient for supply or suction of hot air.
[0049]
According to the plasticizing device of the fifth aspect, since the flow of the hot air is the flow from the first gas vent hole to the hopper, the first gas vent hole is not blocked at all. In addition, the hot air that has passed through the gap between the resins also efficiently preheats the resin below the hopper.
[0050]
According to the plasticizing apparatus of the sixth aspect, even if the molding operation is temporarily stopped, the temperature of the resin in the hopper does not rise at all, and the first vent hole is closed by the resin. It will not be done.
[0051]
Further, according to the plasticizing device according to the seventh or eighth aspect, the plasticizing device for this plasticizing method can be adopted in any of the screw pre-plasticizer injection device and the in-line screw injection device. In the former, in particular, the function and effect of the plasticizing method are very effectively achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side cross-sectional view showing the entirety of a screw pre-plasticizer injection device when a plasticizing device for performing the plasticizing method of the present invention is employed in a screw pre-plastic injection device.
FIG. 2 is an enlarged view of a first vent hole and a cylinder in which the first vent hole is formed according to an embodiment of the present invention. In particular, FIG. 1A is a plan view of the gas vent hole as viewed from above, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the gas vent hole taken along the axial direction of the cylinder. (C) is a cross-sectional view of the gas vent hole in a cross section orthogonal to the axial direction of the cylinder, and is a view taken along the line CC in FIG. (B).
FIG. 3 is an enlarged view of a first vent hole and a cylinder in which the first vent hole is formed according to another embodiment of the present invention. In particular, FIG. 1A is a plan view of the gas vent hole as viewed from above, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the gas vent hole taken along the axial direction of the cylinder. (C) is a cross-sectional view of the gas vent hole in a cross section orthogonal to the axial direction of the cylinder, and is a view taken along the line CC in FIG. (B).
FIG. 4 is a side sectional view showing the whole of the in-line screw injection device when the plasticizing device for performing the plasticizing method of the present invention is employed in the in-line screw injection device.
[Explanation of symbols]
1 Plasticizing device (Pre-plasticizing device for screw pre-plasticizer injection device)
31 Screw of screw prepra injection device
Flight of screw of 31f screw prepra injection device
33 cylinders (pre-plasticizing cylinders for screw pre-plasticizer injection equipment)
34 Hopper
51 1st vent hole according to one embodiment
51a Tip hole of first vent hole according to one embodiment
61 First vent hole according to another embodiment
61a Tip hole of first vent hole according to another embodiment
71 Second vent hole
81 Hot air supply device
85 Suction device
101 Plasticizing device (injection device for in-line screw injection device)
131 Screw of in-line screw injection device
131f Flight of screw of in-line screw injection device
133 cylinder (heating cylinder for in-line screw injection device)

Claims

In a plasticizing method in which a resin material supplied to a cylinder from a hopper is heated in the cylinder to generate heat by shearing with a screw, and plasticizing, a through hole formed in the cylinder downstream of the hopper, Hot air is passed between a first gas vent hole formed near the front end side of a range where the unmelted resin material is present and a second gas vent hole provided at a lower portion of the hopper, A method for plasticizing a resin material, comprising removing a gas generated from the heated resin material, which is present between the first gas vent hole and the second gas vent hole.

In a plasticizing apparatus in which a resin material supplied from a hopper to a cylinder is heated in the cylinder to generate heat by shearing with a screw and plasticize, in the cylinder downstream of a mounting portion of the hopper, unmelted resin is provided. A first gas vent hole provided in the vicinity of the front end of the range in which the resin material exists, a second gas vent hole provided at a lower portion of the hopper, and the first gas vent hole or the first gas vent hole. A hot air supply device for supplying dry hot air to one of the second gas vent holes, and a suction device for sucking the hot air from the other of the first gas vent hole or the second gas vent hole; A plasticizer which removes a gas generated from the heated resin material, which is present between the gas vent hole and the second gas vent hole.

The first gas vent hole is a plurality of through holes tapered from the outside to the inside of the cylinder, and the interval between both ends thereof is formed at least twice as large as the flight width of the screw. The hole diameter of the tip holes is formed smaller than the particle size of the resin material, and the position where the tip holes are opened is the position where the flight rotates away from the center of the vertical axis of the cylinder. 3. The plasticizing apparatus according to claim 2, wherein the position is deviated from about 40 degrees to about 60 degrees.

The first gas vent hole is a long hole tapered from the outside to the inside of the cylinder, and has a length at least twice as long as the flight thickness of the screw, and The width of the tip is formed smaller than the particle size of the resin material, and the opening position of the tip hole is a position where the flight rotates away from the center of the vertical axis of the cylinder from 40 degrees. 3. The plasticizer according to claim 2, wherein the position is deviated by about 60 degrees.

The plasticizer according to claim 3, wherein the first vent hole is connected to the hot air supply device.

The plasticizer according to claim 3, wherein the first vent hole is connected to the suction device.

The plasticizing device according to claim 3 or 4, comprising the first gas vent hole, the second gas vent hole, the hot air supply device and the suction device, is a pre-plasticizing device of a screw pre-plasticizer injection device. Plasticizer.

The plasticizer according to claim 3 or 4, comprising the first gas vent hole, the second gas vent hole, the hot air supply device and the suction device, is an injection device of an in-line screw injection device. Plasticizing equipment.