JP2005125679A

JP2005125679A - 射出成形機

Info

Publication number: JP2005125679A
Application number: JP2003365432A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Uechi; 哲男上地; Kiyoshi Kinoshita; 木下　　清; Yuji Inagaki; 裕治稲垣; Hiroshi Terayama; 寺山　　寛
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-10-27
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2023-10-27
Also published as: JP4310166B2

Abstract

【課題】樹脂材料の溶融直後に脱気を行うようにし、さらにベント口付近に限らず、広い範囲にある液相樹脂から脱気できるようにして、脱気効率を向上させ得る射出成形機を提供する。
【解決手段】射出成形機のスクリュは、主フライトとダムフライトが形成されたバリアスクリュを有し、未溶融の固相樹脂と溶融の進んだ液相樹脂とがそれぞれダムフライトにより区画された固相樹脂溝と液相樹脂溝とに分離されるように構成し、前記液相樹脂溝には液相樹脂が充満されないようにして該液相樹脂溝を脱機通路として機能させ、射出成形機のシリンダには、スクリュの最前進位置を基準にして、バリアスクリュ区間より下流の位置に脱気用のベント口を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性樹脂材料を可塑化し、溶融した樹脂を金型に射出充填して樹脂成形品を製作する射出成形機であって、特に、可塑化溶融時に樹脂材料から生ずる水分、揮発分等を脱気するベント口をシリンダに有する射出成形機に関する。

図７は従来の水分あるいは揮発分除去機能を具えたベント式射出成形機の一例を示す模式図である。図８はそのスクリュ側面図、図９はスクリュ脱気部の樹脂溶融状態を示す模式図、図１０は脱気部の軸直角方向断面図である。

図７において、シリンダ５５の前方にノズルが、シリンダ５５の後方に原料供給ホッパ５４が装着されており、内部にはスクリュ５６が駆動装置１６により回転可能で且つ前後進可能に挿入されている。またシリンダ５５のほぼ中央にはベント口５９が設けてあり、同ベント口には真空ポンプ等の吸引装置１４が接続されている。さらにシリンダ５５の外周にはヒータ５８が設けてあり、同ヒータ５８は図示しない温調器により制御される。

スクリュは図８に示すように２つのステージからなり、その中間部にリング状絞りであるリングバルブ１１０を有する。なお、リングバルブ１１０よりホッパ５４側を第１ステージ６１、ノズル１２側を第２ステージ６２と称する。スクリュには螺旋溝が形成されており、第１ステージは、深溝の一定の溝深さを有する供給部６３、溝深さを漸減する圧縮部６４、浅い一定の溝深さを有する軽量部６５の３セクションからなる。

ここで、リングバルブ１１０は、リングバルブ１１０とシリンダ５５間の狭い隙間の作用で、ホッパ５４から供給される樹脂材料としての固相粒子状樹脂のうち、溶融の進んでいない固相樹脂部分を上流にせき止めて、溶融した樹脂のみを下流へ通すとともに、流路の抵抗として圧力降下を生じさせるためのものである。

第２ステージ６２は、第２ステージ供給部６６と第２ステージ圧縮部６７、第２ステージメタリング部６８からなる。第２ステージメタリング部６８下流には、チェックリング等の逆流防止弁１６０が設けられている。スクリュ先端はスクリュチップ１６１が取り付けられている。

上述のように構成された射出成形機では、図７のホッパ５４から供給された原料は、スクリュ５６の回転により溶融・混連されまた昇圧されながら前方に送給され、原料がリングバルブ１１０の位置まで送給されると、リングバルブ１１０によりリングバルブとシリンダ内面との隙間を通り抜けることができない固相樹脂が上流側にせき止められて、溶融の進んだ樹脂のみが下流へ送給されるとともに、リングバルブの抵抗により樹脂圧力が降下する。

リングバルブ１１０直後の第２ステージスクリュは流入樹脂量より輸送能力を大きくして未充満（スターブ）状態になるように設計され、図９のように、スクリュ溝内に脱気通路３５を生ずる。この脱気通路３５を通じて、リングバルブ１１０よりも下流側に送給された溶融樹脂内に含まれる水分は、真空ポンプ１５の作用によりリングバルブ１１０の下流に設けられたベント口５９を介して除去されるのである。第２ステージスクリュの樹脂はスクリュの回転により下流に送られて、チャックリング１６０を通過後、スクリュ先端部に滞留する。スクリュは、先端部の樹脂滞留量が所定の量になるまで回転しながら後退し、以後停止する。射出時にスクリュを回転させずに前進させて、先端部の滞留樹脂を金型内に射出する。

上述した、スクリュにリングバルブを有し、該リングバルブ下流部における圧力低下により溶融樹脂から分離される水分や揮発分をシリンダに設けられたベント口から除去するベント式射出成形機は後掲特許文献１及び２で述べられているように知られている。

なお、射出成形機としては、上述のようなもの以外にも、バリアスクリュを用いた射出成形機も後掲特許文献３で述べられているように広く知られている。

図１１はバリアスクリュを用いた射出成形機の一例を示す模式図的な断面図、図１２はバリアスクリュの模式図的な側面図、図１３はバリアスクリュの樹脂溶融状態を示す模式図である。図１４は、バリア部の軸直角方向断面図ＣＣである。

バリアスクリュ２０１には、主フライト３０７以外にもダムフライト３１０が形成されており、未溶融の固相樹脂と溶融の進んだ液相樹脂（溶融樹脂）とをそれぞれダムフライト３１０により区画された固相樹脂溝３３３と液相樹脂溝３３４とに分離するように構成されている。この場合、図１３に示すように固相樹脂溝３３３内の未溶融樹脂の溶融が進むと、この溶融樹脂が徐々にダムフライト３１０を乗り越えて液相樹脂溝３３４に流入して、固相樹脂と液相樹脂とが分離されるのである。

実開平５−７６７２３号特開平６−１３４８２６号特開２０００−２８９０８７号

従来のベント口を有する射出成形機では、樹脂材料が全て液相となる段階で脱気するように構成されているが、実際には、その上流の段階で一部の樹脂材料が固相から液相となっており、該溶融樹脂は脱気されるまでに時間遅れが生じることとなり、その間に不要物（水や不純物）により溶融樹脂が劣化する等の悪影響を受けることが考えられる。また、脱気されるものはベント口付近の狭い範囲に存在する液相樹脂に限られており、脱気効率が低いという問題がある。
次に、従来のバリアスクリュを用いた射出成形機では、スクリュ内に未充填部分がなく、また、ベント口も設けられていないので、脱気することができない。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、樹脂材料の溶融直後に脱気を行うようにし、さらにベント口付近に限らず、広い範囲にある液相樹脂から脱気できるようにして、脱気効率を向上させ得る射出成形機を提供することを目的とする。

このため、本発明の射出成形機は、次のように構成される。
（１）シリンダと、
上流部分に設けられた主フライトを備える第１供給部と、前記第１供給部の下流側に設けられ主フライト並びに主フライトの一つの面に接続し下流側で主フライトの他の面に接続しシリンダとの間に溶融した材料が通過する隙間を有する第２のフライトを備えるバリア部と、前記バリア部の下流側に設けられて主フライトを備える第２供給部と、前記第２供給部の下流側に設けられ主フライトを備え軸心径が拡大する圧縮部を有し、前記シリンダ内に回転可能かつ軸方向に移動可能に備えられたスクリュと、
前記第１供給部に連通された材料供給手段と、
前記第2供給部に連通した脱気手段とを具備してなる射出成形機。

（２）シリンダと、該シリンダ内に同シリンダの軸回りに回転可能かつ同軸方向に往復動自在に配設されたスクリュとを備え、該スクリュを回転させ、また軸方向に後退させながら樹脂材料を可塑化し、溶融した樹脂を前記スクリュ先端部のシリンダ内部に溜め、かかる溶融樹脂を前記スクリュの軸方向への前進動作により金型内に射出する射出成形機であって、
前記スクリュはバリアスクリュを有し、
該バリアスクリュは、主フライトとダムフライトが形成されてなり、未溶融の固相樹脂と溶融の進んだ液相樹脂とを、それぞれダムフライトにより区画された固相樹脂溝と液相樹脂溝とに分離するように構成され、前記液相樹脂溝には、前記樹脂材料の可塑化時に溶融樹脂が充満されることなく、該溝には未充満部が形成され、
前記シリンダには、スクリュの最前進位置を基準にして、バリアスクリュ区間より下流の位置に脱気用のベント口を有する射出成形機。

（３）前記固相樹脂溝で溶融した樹脂を、前記固相樹脂溝から、前記シリンダ内表面に溶融フィルム層を生成しながら前記液相樹脂溝側に流出させ、前記ベント口と連通した前記未充満の液相樹脂溝を通じて脱気させる上記（２）項の射出成形機。

（４）前記シリンダへ樹脂材料を供給する定量フィーダを備え、樹脂材料の供給量を調整することにより前記バリアスクリュの液相樹脂溝に未充満部を形成する前記（２）項の射出成形機。

（５）前記シリンダへ樹脂材料を供給する２段式真空ホッパを備えた前記（２）項の射出成形機。

（６）前記スクリュは先端に逆止弁を持つ２ステージスクリュであり、第１ステージには前記バリアスクリュを、第２ステージにはフルフライトスクリュを配した前記（２）項の射出成形機。

（７）前記フルフライトスクリュの供給部の輸送能力が、前記第１ステージから第２ステージに流れ込む溶融樹脂量よりも大きくなるようにフルフライトスクリュ供給部の溝深さを設定した前記（６）項の射出成形機。

（８）前記バリアスクリュの長さが、スクリュの径をＤとしたとき、１６Ｄ以上である前記（２）項又は（６）項のいずれかの射出成形機。

（９）上流部分に設けられた主フライトを備える第１供給部と、前記第１供給部の下流側に設けられ主フライトと主フライトの一つの面に接続し下流側で主フライトの他の面に接続しシリンダとの間に溶融した材料が通過する隙間を有する第２のフライトを備えるバリア部と、前記バリア部の下流側に設けられて主フライトを備える第２供給部と、前記第２供給部の下流側に設けられ主フライトを備えスクリュ軸心径が拡大する圧縮部を有する射出成形機用のスクリュ。

本発明の射出成形機では、上述のような構成にしたことにより材料を可塑化溶融時に発生する水分、揮発分等の脱気を効率良く行うことができる。つまり、上述のような構成にしたことにより、シリンダ内、特に液相樹脂溝内に未充満部を形成するすることが出来、この未充満部とベント口、脱気装置とを連通させて、未充満部を脱気通路として機能させる。これにより、溶融直後の樹脂の脱気が速やかに行なわれる。したがって、溶融樹脂の品質に悪影響を及ぼす物質（水分、不純物等）を溶融直後に脱気して除去することが可能となり、それによって樹脂の品質を安定させることができる。
バリア部では、固相樹脂溝から液相樹脂溝にほぼ全量の液相樹脂がクリアランスＣＬを経て移る際に、シリンダ壁上に薄い溶融フィルムを形成し、真空に暴露されるため、非常に効率の良い脱気ができる。

以下、図面により、本発明の第１実施形態にかかる射出成形機について説明する。
図１は射出成形機の全体構成を示す模式的な断面図、図２はそのスクリュ側面図、図３はスクリュの脱気部における樹脂の溶融状態を示す模式図である。図４は、バリアスクリュ脱気部の軸直角方向断面図（図３のＡＡ矢視断面）である。

図１において、１は射出成形機本体、４は材料供給手段である樹脂材料供給用ホッパ、５は射出成形機本体１のシリンダ、８はシリンダ５の外側に配設されたヒータ、３は原料としての固相粒子状樹脂（又は単に樹脂という）、６はシリンダ５内に設けられたスクリュである。
１０２は固定金型２ａを取り付ける固定盤、１０３は可動金型２ｂを取り付ける可動盤、１０４は固定金型２ａと可動金型２ｂとの間に形成されるキャビティ、１０５は固定盤１０２と可動盤１０３を連結するタイバーである。
１０７はハーフナットであり、これを閉じることでタイバー１０５を可動盤１０３に固定することができる。１０６は型締シリンダであり、油圧を供給することで金型２ａと金型２ｂを型締めすることができる。

１２はノズルであり、ノズル１０２を開き、不図示のスクリュ往復動駆動機構によりスクリュ６を図１に示す矢印ｂに前進方向（図面に向かって左方向）に移動させることで、スクリュ先端のシリンダ内部に溜められた溶融樹脂が金型２のキャビティ１０４に射出充填される。
スクリュ６が図１に示すａ方向に回転することにより、樹脂材料供給用ホッパ４から供給された固相粒子状樹脂３がシリンダ５内で溶融されながら前方に送給される。

スクリュ６は図２に示すように２つのステージからなる。
第１ステージ２１は、いわゆるバリアスクリュであって、第１供給部であるバリアスクリュ供給部２３とバリア部２４からなる。バリア部２４は、図１〜図４に示すように、主フライト７以外にも第２のフライトであるダムフライト１０が設けられている。このダムフライトは、主フライトの一方の面に接続し下流側に向かうに従って主フライトとの間隔を広げ最後に主フライトの他方の面に接続するように形成されている。
主フライト７は、スクリュ６に対して螺旋状に形成されており、この主フライト７によりバリアスクリュ６に樹脂溝が形成されている。

図３に示すように、ダムフライト１０は、バリアスクリュ６で溶融された樹脂３のうち溶融の進んだ溶融樹脂部分３２と、溶融されていない未溶融樹脂部分３１とを分離するために設けられたものであり、このダムフライト１０によりバリアスクリュ６の樹脂溝は、未溶融樹脂が流れる固相樹脂溝３３と溶融樹脂が流れる液相樹脂溝３４とに分割されている。
そして、本発明の射出成形機では、バリアスクリュ６の液相樹脂溝３４を溶融樹脂で満たすのではなく、図３に示すように、液相樹脂溝３４に、溶融樹脂が存在しないような未充満部３５ａが形成されるように構成されている。このような未充満部３５ａは、ダムフライト１０のクリアランスCLを小さく設定したり、液相樹脂溝３４の溝深さｈを深く設定したり、あるいはこれらの手法を組み合わせたりすることにより形成することができる。

例えば、クリアランスCLを小さくすると、スクリュ６の回転による流れによって液相樹脂溝３４側に流入する溶融樹脂の量が減少して、未充満部３５ａが生じる。また、スクリュによる液相樹脂溝３４の溶融樹脂の輸送能力は、ほぼ液相樹脂溝３４の溝深さ及び幅に依存しており、液相樹脂溝３４に流れ込む溶融樹脂の量よりも液相樹脂溝３４の輸送能力が大きくなるように溝深さｈや溝幅を設定することにより、未充満部３５ａを生じさせることができる。
これらのクリアランスCLや溝深さｈは、スクリュ６の回転速度や樹脂材料３の粘性等種々の特性を考慮しながら実験的、経験的に設定されるものである。

未充満部３５ａの容積は、ダムフライト１０を乗り越える溶融樹脂量と液相樹脂溝３４の輸送能力とのバランスにより決定されるが、ダムフライト１０を乗り越える溶融樹脂量は、ダムクリアランスCLのみならずシリンダ温度等の運転条件や樹脂３の種類等により変化し、液相樹脂溝３４の輸送能力を考慮すると、ダムクリアランスCLのみで決定されるものではない。

なお、液相樹脂溝に未充満部を生じないような従来のバリアスクリュでは、一般的には、ダムクリアランスCLが０．６ｍｍ程度に設定されている。したがって、本発明の射出成形機に適用されるバリアスクリュ６では、大まかに言って、ダムクリアランスCLは０．６ｍｍ以下に設定することが考えられるが、もちろん、ダムクリアランスCLの数値は種々の条件や特性により設定されるものであり、このような値に限定されるものではない。

さて、図１に示すように、ダムフライト１０は、上流側では固相樹脂溝３３の溝幅の方が液相樹脂溝３４の溝幅よりも広くなるように設定されているが、下流側に向かうにしたがって、徐々に固相樹脂溝３３の溝幅の方が狭くなるように設定されており、最終的にはバリアスクリュ６の途中でダムフライト１０が主フライト７に合流して固相樹脂溝３３が消滅するように設定されている。これ以降、第２ステージ２２となる。
なお、第１ステージ（バリアスクリュ）２１のスクリュ長が１６Ｄ（Ｄはスクリュ径）より短いと可塑化量が低下するため、１６Ｄ以上とするのが好ましい。

第２ステージ２２は、フルフライトスクリュであり、第２の供給部であるフルフライトスクリュ供給部２６とフルフライトスクリュ圧縮部２７からなり、その先にフルフライトスクリュメタリング部２８を備えている。
更に、フルフライトスクリュメタリング部２８の先端側には、チェックリング等の逆止弁１２０が設けられている。なお、チェックリング１２０とフルフライトスクリュメタリング部２８の間に混合性向上のため、ダルメージ等のミキシング部２９が設けられている。なお、ダルメージ等のミキシング部を設けない場合もある。

ここで、フルフライトスクリュ供給部２６の輸送能力が、第１ステージ２１から第フルフライトスクリュ供給部２６に流れ込む溶融樹脂の量よりも大きくなるように第フルフライトスクリュ供給部２６の溝深さｈ_ｆ２を設定することにより、フルフライトスクリュ供給部２６に未充満部３５ｂを生じさせることもできる。
図２は、樹脂材料の可塑化開始時の状態、すなわちスクリュが最前進位置に在る状態を示しており、かかるスクリュ６の位置を基準にして、シリンダ５には、バリアスクリュ区間より下流の位置に脱気手段であるベント口９が設けられている。ベント口９をバリアスクリュ区間よりも上流の位置に設けると、可塑化開始時点から、スクリュ６が軸方向に後退し、スクリュ６のバリアスクリュ区間終端部がベント口９に至るまでの間は、ベント口９が固相樹脂溝３３に連通することとなり、真空を維持することができない。

図１に示すように、このベント口９には真空ポンプ１４が、揮発分除去装置１３を介して接続されており、このベント口９を介して溶融樹脂の脱気が行なわれる。揮発分除去装置１３は脱気中の揮発分を回収するために設けられている。
１５は真空ポンプ１４を駆動するモータである。ベント口９と揮発分除去装置１３を繋ぐ配管には真空計が設けられており、真空計で計測された真空度が予め設定した値になるように真空ポンプ１４の駆動が制御される。原料としての固相粒子状樹脂３の種類・性状（含有する水分、不純物の割合）或いは可塑化速度などの射出成形機の運転条件に応じて真空度を適宜調整して、溶融樹脂の品質に悪影響を及ぼす水分、不純物を経済的にまた効率的に脱気できる。

本発明の第１実施形態にかかる射出成形機の作用は以下の通りである。
樹脂材料供給用ホッパ４から供給された樹脂材料（固相粒子状樹脂）３は、ヒータ８により加熱されながら、スクリュ６の回転にともなって溶融可塑化されて前方に送給される。このとき、スクリュ６先端部のシリンダ５内に貯留される溶融可塑化された樹脂量が増加するにつれ、スクリュ６は軸方向に後退する。

図３に示されるように、スクリュ６で溶融された樹脂３のうち溶融の進んだ溶融樹脂部分（液相樹脂）は、ダムフライト１０を乗り越えて固相樹脂溝３３から液相樹脂溝３４へ流入する。
ここで、スクリュ６のダムフライト１０のクリアランスCLが小さく設定され、及び／又は溝深さｈが深く設定されており、液相樹脂溝３４内は溶融樹脂で満たされるのではなく、液相樹脂溝３４内に未充満部３５ａが形成される。フルフライトスクリュ供給部は、溝深さｈ_ｆ２が深く設定されており、液相樹脂溝３４内に未充満部３５ｂが形成される。

シリンダ５には…の位置にベント口９が形成されているため、上記のバリア部２４の未充満部３５ａおよび第２ステージ供給部の未充満部３５ｂとベント口９とが連通して、未充満部３５ａ、３５ｂが脱気通路として機能する。
バリア部の未充満部３５ａによりスクリュ６の軸方向において固相が存在する区間と脱気可能な液相の区間とをオーバラップさせることができ、樹脂の溶融開始から脱気までの時間短縮を可能とし、樹脂の品質低下を防止することができるのである。
バリア部の未充満部３５ａと従来と同様のフルフライトスクリュ供給部の未充満部３５ｂを備えることにより、脱気可能な区間が広がり、真空に暴露する時間が増えて脱気効率が向上する。
バリア区間では、固相樹脂溝から液相樹脂溝にほぼ全量の液相樹脂がクリアランスＣＬを経て移る際に、図４に示すようにシリンダ壁上に薄い溶融フィルム４２を形成し、真空に暴露されるため、非常に効率の良い脱気ができる。
本発明の第１実施形態にかかる射出成形機では、溶融樹脂に悪影響を及ぼす水分や不純物等の物質を樹脂材料の溶融直後に脱気して除去することができるので、樹脂の品質が大幅に向上するという利点を有している。

更に、ＰＥＴ樹脂は、加水分解による劣化防止のため、ふつう成形前に乾燥して用いられるが、本射出成形機を用いることにより、未乾燥のＰＥＴ樹脂を用いて、劣化の指標であるＶＩ低下を成形前の樹脂に比して１０％以下に押さえることができた。
また、本第１実施形態の射出成形機は、バリアスクリュを用いた従来のベント式射出成形機に対して基本的な構造を変える必要がないので、簡単に且つ安価なコストで製造することができるという利点も有している。

図５は本発明の第２実施形態にかかる全体構成を示す模式的な断面図である。
この第２実施形態では、材料供給手段として上述の第１実施形態における樹脂材料供給ホッパ４に代えて真空ホッパ７４を適用したものであり、ベント口５と真空ホッパ７４とはいずれも真空ポンプ１４に接続されている。そして、ベント口５における溶融樹脂の脱気に加えて、真空ホッパ７４により樹脂材料３の脱気も行なうように構成されている。

なお、本実施形態では、図５に示すように、真空ホッパ７４として２段式真空ホッパを用いている。ここで、２段式真空ホッパ７４は、上段タンク７４１及び下段タンク７４２の２つのタンクから成り、これら２つのタンクの間にはバルブ７９が設けられるとともに、上段タンク７４１上部にはバルブ８０が設けられている。そして、これらのバルブ７９、８０を開閉することにより、下段ホッパ内を真空に保ちつつ、樹脂材料３をスクリュ６に供給できるようになっている。なお、これ以外の構成は第１実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。

本発明の第２実施形態にかかる射出成形機は、上述のように構成されているので、例えば以下のような手順で脱気が行なわれる。まず、バルブ７９を開、バルブ８０を閉の状態にして樹脂材料３を上段タンク７４１からバルブ７９を介して下段タンク７４２に供給する。この状態で真空ポンプ１４を作動させ予備脱気を行う。次に、バルブ７９を閉、バルブ８０を開の状態に切り替えて上段タンク７４１に対して樹脂材料３を供給する。
次にバルブ８０を閉めて予備脱気を再び行う。そして、予備脱気完了後にバルブ７９を開いて下段タンク７４２へ樹脂材料を供給し、以降はこのような動作を繰り返し行う。これにより予備脱気を施された樹脂材料３が連続的にスクリュ６へ供給されることになる。もちろん、このような樹脂材料３の脱気のみならず、第１実施形態と同様に未充満部３５ａを脱気通路として機能させて、樹脂の可塑化直後にベント口５より脱気を行う。

このように、第１実施形態の構成に加えて真空ホッパ７４を組み合せることにより、第１実施形態における効果ないし利点に加えて、樹脂材料３の投入前に粒子（ペレット）の状態および第１ステージのフィード部およびバリア部２４の液相樹脂溝での予備脱気を行なうことができ、脱気効率がさらに向上するという利点がある。また、これにより、樹脂の品質もさらに向上する。

図６は本発明の第３実施形態にかかる全体構成を示す模式的な断面図である。
この第３実施形態では、材料供給手段として第１実施形態の原料供給用ホッパに代えて定量フィーダ１１を適用したものである。ここで、定量フィーダ１１はスクリュ６の回転数に依存することなく任意に樹脂材料３の供給量を設定することができるものである。そして、このような定量フィーダ１１を用いて、スクリュ６へ供給される固相樹脂（樹脂材料）３の量を調整することにより、スクリュ６の１回転当たりの可塑化量を調整して、バリアスクリュ６の液相樹脂溝３４に未充満部３５ａを確実に形成するようになっている。

未充満部３５ａを形成するために、設計時点でスクリュの溝深さ、クリアランス等のスクリュ形状を決定するが、樹脂の性状により最適形状は微妙に変化する。定量フィーダ１１がない場合、運転時に制御できるのはシリンダ温度だけであり、運転可能範囲が制約される。そこで、この第３実施形態では、スクリュ６の形状や回転数、シリンダ温度等に関わらず定量フィーダ１１により原料の供給量を変更させることで、確実に液相樹脂溝３４内に未充満部３５ａを形成させるとともに、可塑化量と脱気効率とをバランスさせるようになっているのである。
なお、定量フィーダ１１としては、ベルト式、スクリュ式、振動式等のものが考えられるが、いずれのタイプのものを適用してもよい。また、これ以外の構成は、第１、第２実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。

本発明の第３実施形態にかかる射出成形機は、上述のように構成されているので、定量フィーダ１１によりスクリュ６へ供給される固相樹脂（樹脂材料）３の量を調節することができ、スクリュ６の１回転当たりの可塑化量を調整することで、液相樹脂溝３４内に未充満部３５ａを確実に形成させることができる。また、スクリュ６の回転数や特性等に応じて原料の供給量を変更することにより、可塑化量及び脱気効率の両方を向上させることができるほか、脱気可能な射出成形機の運転状態が拡大するので、脱気性能及び射出成形機の操作性の向上をも図ることができるという利点もある。

本発明の第１実施形態にかかる射出成形機の全体構成を示す模式的な断面図である。本発明の第１実施形態にかかる射出成形機のスクリュ側面図である。本発明の第１実施形態にかかる射出成形機のスクリュの脱気部溶融状態を示す模式図である。本発明の第１実施形態にかかる射出成形機のバリアスクリュ脱気部の軸直角方向断面図である。本発明の第２実施形態にかかる射出成形機の全体構成を示す模式的な断面図である。本発明の第３実施形態にかかる射出成形機の全体構成を示す模式的な断面図である。従来のベント口を有する射出成形機の一例を示す模式的な断面図である。従来のベント口を有する射出成形機のスクリュ側面図である。従来のベント口を有する射出成形機のスクリュの脱気部溶融状態示す模式図である。従来のベント口を有する射出成形機のスクリュの脱気部の軸直角方向断面図である。従来のバリアスクリューを用いた射出成形機の一例を示す模式的な断面図である。従来のバリアスクリューを用いた射出成形機のスクリュ側面図である。従来のバリアスクリューを用いた射出成形機のスクリュの溶融状態示す模式図である。従来のバリアスクリューを用いた射出成形機のスクリュの軸直角方向断面図である。

符号の説明

１射出成形機本体
２金型
２a 金型固定側
２b 金型可動側
３樹脂材料
４樹脂材料供給ホッパ
５射出シリンダ
６スクリュ
７フライト
８ヒータ
９ベント口
１０ダムフライト
１１定量フィーダ
１２ノズル
１３揮発分除去装置（コンデンサ）
１４真空ポンプ
１５真空ポンプ駆動モータ
１６スクリュ駆動モータ
１０１型締め装置
１０２固定型盤
１０３可動型盤
１０４キャビティ
２１第１ステージ（バリアスクリュ）
２２第２ステージ（フルフライトスクリュ）
２３バリアスクリュ供給部
２４バリア部
２６フルフライトスクリュ供給部
２７フルフライトスクリュ圧縮部
２８フルフライトスクリュ計量部
２９ミキシング部
１２１スクリュチップ
１２０チェックリング
３１固相樹脂
３２液相樹脂
３３固相樹脂溝
３４液相樹脂溝
３５脱気通路（従来）
３５a 脱気通路（バリアスクリュ）
３５b 脱気通路（フルフライトスクリュ供給部）
４１溶融樹脂の流れ
４２溶融フィルム
８０バルブ
７９バルブ
７４１上段ホッパ
７４２下段ホッパ
５３樹脂材料
５４樹脂材料供給ホッパ
５５射出シリンダ
５６従来スクリュ
５７従来スクリュフライト
５７a 押しフライト
５７b 引きフライト
５８ヒータ
５９ベント口
６１第１ステージ（従来スクリュ）
６２第２ステージ（従来スクリュ）
６３第１ステージ供給部
６４第１ステージ圧縮部
６５第１ステージ計量部
６６第２ステージ供給部
６７第２ステージ圧縮部
６８第２ステージ計量部
１１０リングバルブ
１６１スクリュチップ
１６０チェックリング
５３１固相樹脂
５３２液相樹脂
２０１バリアスクリュ
２０３供給部
２０４バリア部
２０５計量部
２６１スクリュチップ
２６０チェックリング
３０３樹脂材料
３０４樹脂材料供給ホッパ
３０５射出シリンダ
３０６スクリュ
３０７メインフライト
３０８ヒータ
３１０ダムフライト
３３１固相樹脂
３３２液相樹脂
３３３固相樹脂溝
３３４液相樹脂溝

Claims

シリンダと、上流部分に設けられた主フライトを備える第１供給部と、前記第１供給部の下流側に設けられ主フライト並びに主フライトの一つの面に接続し下流側で主フライトの他の面に接続しシリンダとの間に溶融した材料が通過する隙間を有する第２のフライトを備えるバリア部と、前記バリア部の下流側に設けられて主フライトを備える第２供給部と、前記第２供給部の下流側に設けられ主フライトを備え軸心径が拡大する圧縮部を有し、前記シリンダ内に回転可能かつ軸方向に移動可能に備えられたスクリュと、前記第１供給部に連通された材料供給手段と、前記第2供給部に連通した脱気手段とを具備してなる射出成形機。
シリンダと、該シリンダ内に同シリンダの軸回りに回転可能かつ同軸方向に往復動自在に配設されたスクリュとを備え、該スクリュを回転させ、また軸方向に後退させながら樹脂材料を可塑化し、溶融した樹脂を前記スクリュ先端部のシリンダ内部に溜め、かかる溶融樹脂を前記スクリュの軸方向への前進動作により金型内に射出する射出成形機であって、前記スクリュはバリアスクリュを有し、該バリアスクリュは、主フライトとダムフライトが形成されてなり、未溶融の固相樹脂と溶融の進んだ液相樹脂とを、それぞれダムフライトにより区画された固相樹脂溝と液相樹脂溝とに分離するように構成され、前記液相樹脂溝には、前記樹脂材料の可塑化時に溶融樹脂が充満されることなく、該溝には未充満部が形成され、前記シリンダには、スクリュの最前進位置を基準にして、バリアスクリュ区間より下流の位置に脱気用のベント口を有することを特徴とする射出成形機。
前記固相樹脂溝で溶融した樹脂を、前記固相樹脂溝から、前記シリンダ内表面に溶融フィルム層を生成しながら前記液相樹脂溝側に流出させ、前記ベント口と連通した前記未充満の液相樹脂溝を通じて脱気させることを特徴とする請求項２記載の射出成形機。
前記シリンダへ樹脂材料を供給する定量フィーダを備え、樹脂材料の供給量を調整することにより前記バリアスクリュの液相樹脂溝に未充満部を形成することを特徴とする請求項２記載の射出成形機。
前記シリンダへ樹脂材料を供給する２段式真空ホッパを備えたことを特徴とする請求項１記載の射出成形機。
前記スクリュは先端に逆止弁を持つ２ステージスクリュであり、第１ステージには前記バリアスクリュを、第２ステージにはフルフライトスクリュを配したことを特徴とする請求項２記載の射出成形機。
前記フルフライトスクリュの供給部の輸送能力が、前記第１ステージから第２ステージに流れ込む溶融樹脂量よりも大きくなるようにフルフライトスクリュ供給部の溝深さを設定したことを特徴とする請求項６記載の射出成形機。
前記バリアスクリュの長さが、スクリュの径をＤとしたとき、１６Ｄ以上であることを特徴とする請求項２又は６のいずれかに記載の射出成形機。
上流部分に設けられた主フライトを備える第１供給部と、前記第１供給部の下流側に設けられ主フライトと主フライトの一つの面に接続し下流側で主フライトの他の面に接続しシリンダとの間に溶融した材料が通過する隙間を有する第２のフライトを備える第２供給部と、前記第２供給部の下流側に設けられ主フライトを備えスクリュ軸心径が拡大する圧縮部を有する射出成形機用のスクリュ。