JP2012232558A - Injection device of foam injection molding machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発泡成形用射出成形機の射出装置に係り、特に、加熱筒に設けられる物理発泡剤導入部の構成に関する。 The present invention relates to an injection apparatus of an injection molding machine for foam molding, and more particularly, to a configuration of a physical foaming agent introducing portion provided in a heating cylinder.
従来、超臨界流体を発泡剤として用いる発泡成形用の射出成形機としては、前端側に逆流防止用のチェックリングが取り付けられたスクリューと、該スクリューが回転可能かつ前後進可能に収納された射出用シリンダと、該射出用シリンダの計量樹脂溜め部に超臨界状態のCO2ガスやN2ガス等(本明細書においては、これらを総称して「物理発泡剤」という。)を注入する発泡剤注入機構とを備え、該発泡剤注入機構により、計量樹脂溜め部の前側から後ろ側に至る複数位置から計量樹脂溜め部内に、物理発泡剤を注入する射出装置を備えたものが提案されている(例えば、特許文献1の図2〜図6参照。)。 Conventionally, as an injection molding machine for foam molding using a supercritical fluid as a foaming agent, a screw having a check ring for backflow prevention attached to the front end side, and an injection in which the screw is rotatably and retractable Foam for injecting supercritical CO 2 gas, N 2 gas or the like (collectively referred to as “physical foaming agent” in this specification) into the cylinder for measurement and the metering resin reservoir of the injection cylinder. And an injection device for injecting a physical foaming agent into the weighing resin reservoir from a plurality of positions from the front side to the rear side of the weighing resin reservoir. (For example, refer to FIGS. 2 to 6 of Patent Document 1).
特許文献1に記載の射出装置は、スクリューの先端側に備えられたチェックリングの設定位置よりも前方の計量樹脂溜め部に物理発泡剤を注入するので、チェックリングの設定位置よりも後方側に存在する溶融樹脂への物理発泡剤の拡散を抑制することができ、チェックリングを備えない場合に比べて、各ショット毎に成形される成形品の均質性を高めることができる。
The injection device described in
ところで、発泡成形用の射出成形機には、計量樹脂溜め部に溜められた溶融樹脂への物理発泡剤の拡散を迅速化してショットサイクルの短縮化、ひいては発泡成形品の生産性の向上を図ること、及び、チェックリングの設定位置よりも後方側に存在する溶融樹脂への物理発泡剤の拡散を完全に防止して、成形品の均質性を高めることが特に要求される。 By the way, in the injection molding machine for foam molding, the diffusion of the physical foaming agent to the molten resin stored in the metering resin reservoir is speeded up to shorten the shot cycle and thus improve the productivity of the foam molded product. In addition, it is particularly required to completely prevent the physical foaming agent from diffusing into the molten resin existing behind the set position of the check ring and to improve the homogeneity of the molded product.
即ち、発泡成形用の射出成形機は、通常の射出成形機(発泡成形用の射出成形機以外の射出成形機)に比べて、溶融樹脂中に物理発泡剤を均一に拡散させるための時間が余分にかかるため、ショットサイクルが長くなる。このため、発泡成形品の生産性を高めるためには、溶融樹脂中に物理発泡剤を均一に拡散させるための時間を短縮化することが、最重要事項の1つになる。しかしながら、特許文献1に記載の射出成形機は、計量樹脂溜め部の前側から後ろ側に至る複数位置から点状に物理発泡剤を注入する構成であり、1つの注入部から多量の物理発泡剤を溶融樹脂中に拡散しなくてはならないので、溶融樹脂中への物理発泡剤の拡散を迅速に行うことが困難である。
That is, the injection molding machine for foam molding has a longer time for uniformly diffusing the physical foaming agent in the molten resin than a normal injection molding machine (an injection molding machine other than the injection molding machine for foam molding). Since it takes extra, the shot cycle becomes longer. For this reason, in order to increase the productivity of the foam molded product, shortening the time for uniformly diffusing the physical foaming agent in the molten resin is one of the most important matters. However, the injection molding machine described in
また、特許文献1に記載の射出装置は、チェックリングを備えているので、チェックリングを備えない場合に比べて、スクリューの後方側に存在する溶融樹脂に物理発泡剤が拡散しにくい構造になっているが、サックバック時におけるチェックリングの前方側から後方側への溶融樹脂及び物理発泡剤の逆流については何ら考慮されていないので、チェックリングの設定位置よりも後方側に存在する溶融樹脂への物理発泡剤の拡散を完全に防止することができない。
Further, since the injection device described in
以下、この点について詳述すると、従来知られている一般的な逆流防止用のチェックリングは、スクリューヘッドとスクリュー本体との間に設けられた小径の頸部に、所定量前後進可能かつ回転可能に遊嵌した構成となっている。そして、スクリューを樹脂の可塑化方向に回転することにより、スクリュー本体側から前方側に送り込まれる溶融樹脂の樹脂圧によって、チェックリングが前方に位置している際には、チェックリングがスクリュー本体側に設けられたチェックシートから離間した開放状態となって、チェックリングとチェックシートとの間には溶融樹脂の通路が形成され、この通路を通って、溶融樹脂がスクリューヘッドの前方側の計量樹脂溜め部内に送り込まれる。また、計量完了後の射出行程においては、スクリューを急速前進させてスクリューの前方側に貯えた溶融樹脂を金型内に射出・充填するが、この際には、スクリューの急速前進によって高まるスクリュー前方側の樹脂圧と、スクリューの急速前進によって下がるスクリュー本体側の樹脂圧との差圧によって、チェックリングが直ちに後方に移動して、チェックリングがチェックシートに密着した閉塞状態に移行し、これによって、スクリューの前方側からスクリュー本体側への溶融樹脂の逆流が防止される。 Hereinafter, this point will be described in detail. A conventionally known general check ring for preventing backflow is capable of moving forward and backward by a predetermined amount on a small-diameter neck provided between a screw head and a screw body and rotating. The structure is loosely fitted. Then, by rotating the screw in the plasticizing direction of the resin, when the check ring is positioned forward due to the resin pressure of the molten resin fed forward from the screw main body side, the check ring is on the screw main body side. A molten resin passage is formed between the check ring and the check sheet, and the molten resin passes through this passage, and the molten resin passes through the metering resin on the front side of the screw head. It is sent into the reservoir. In addition, in the injection stroke after the completion of the metering, the screw is rapidly advanced to inject and fill the molten resin stored in the front side of the screw into the mold. Due to the differential pressure between the resin pressure on the side and the resin pressure on the screw body side that is lowered by the rapid advance of the screw, the check ring immediately moves backward, and the check ring moves to a closed state in close contact with the check sheet. The reverse flow of the molten resin from the front side of the screw to the screw body side is prevented.
ところで、計量が完了した後、スクリューの前方側に貯えられた溶融樹脂の樹脂圧が高いと、加熱筒先端のノズルから溶融樹脂が垂れ出すドルーリング現象が生じるため、計量完了後にスクリューを強制的に後退させるサックバック動作を行って、スクリュー前方側の樹脂圧を減圧させることがしばしば行われる。 By the way, if the resin pressure of the molten resin stored on the front side of the screw is high after the metering is completed, a drooling phenomenon in which the molten resin droops from the nozzle at the tip of the heating cylinder occurs. It is often performed to reduce the resin pressure on the front side of the screw by performing a suck-back operation of retreating to the front.
しかし、サックバック動作を行うと、スクリューの強制後退によってスクリュー前方側の樹脂圧が減じられ、チェックリングがスクリューヘッド側に移動するので、スクリュー本体側からスクリュー前方側に溶融樹脂が流れ込み、せっかく計量した樹脂量が変動して成形品の重量にバラツキが生じてしまう。また、スクリューヘッドの前方側に物理発泡剤を注入するタイプの射出成形機においては、この際に、物理発泡剤が溶融樹脂と共に溶融樹脂通路を通ってスクリュー本体側に逆流するので、スクリュー本体側に存在する溶融樹脂内への物理発泡剤の拡散を防止することができない。スクリュー本体側に存在する溶融樹脂内に物理発泡剤が拡散すると、計量樹脂溜め部において溶融樹脂に適量の物理発泡剤を拡散させることが困難になると共に、各ショットサイクル毎の物理発泡剤の拡散量が不安定になって、良品を安定に成形することが困難になる。 However, when the suck back operation is performed, the resin pressure on the screw front side is reduced due to the forced retraction of the screw, and the check ring moves to the screw head side. The amount of resin that has been changed fluctuates in the weight of the molded product. In addition, in an injection molding machine of the type in which a physical foaming agent is injected into the front side of the screw head, the physical foaming agent flows back together with the molten resin through the molten resin passage to the screw body side. The physical foaming agent cannot be prevented from diffusing into the molten resin present in If the physical foaming agent diffuses into the molten resin existing on the screw body side, it becomes difficult to diffuse an appropriate amount of the physical foaming agent into the molten resin in the metering resin reservoir, and the physical foaming agent diffuses for each shot cycle. The amount becomes unstable, and it becomes difficult to stably mold a good product.
本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、計量樹脂溜め部内に蓄えられた溶融樹脂への物理発泡剤の拡散を迅速化して、発泡成形品の生産性を高めること、及び、計量樹脂溜め部に供給された物理発泡剤のスクリュー本体側への逆流を防止し、高品質の発泡成形体を安定に成形可能な発泡成形用の射出装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and its purpose is to expedite the diffusion of the physical foaming agent into the molten resin stored in the metering resin reservoir, and to perform foam molding. An injection device for foam molding that can improve the productivity of products and prevent the backflow of the physical foaming agent supplied to the metering resin reservoir to the screw body side and can stably mold high-quality foam molded products Is to provide.
本発明は、前記課題を解決するため、先端側に逆流防止用のチェックリング機構を備えたスクリューと、先端部に加熱筒ヘッドを備えた加熱筒と、前記加熱筒ヘッドに連結された射出ノズルと、前記加熱筒ヘッドに開設された樹脂通路内に物理発泡剤を供給する物理発泡剤供給ノズルとを備え、前記スクリューの先端部から前記射出ノズルの先端部までに至る計量樹脂溜め部内に貯えられた溶融樹脂と物理発泡材との混合体を金型キャビティ内に射出充填して、所要の発泡成形体を成形する射出装置において、前記加熱筒ヘッド内に、少なくとも一部が多孔質材料をもって形成され、該多孔質材料をもって形成された部分に前記樹脂通路の一部を構成するセンタ孔が開設されたスリーブを内蔵し、該スリーブの外周部分に物理発泡剤の導入空間を形成すると共に、前記加熱筒ヘッドに前記物理発泡剤供給ノズルを取り付け、該ノズルから供給される物理発泡剤を前記物理発泡剤の導入空間内に噴射し、該導入空間内に噴射された前記物理発泡剤を、前記多孔質材料が有する微細な空孔を通して前記加熱筒ヘッドに開設された樹脂通路内に供給することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a screw having a check ring mechanism for preventing a backflow on the tip side, a heating cylinder having a heating cylinder head at the tip, and an injection nozzle connected to the heating cylinder head. And a physical foaming agent supply nozzle for supplying a physical foaming agent into a resin passage established in the heating cylinder head, and stored in a weighing resin reservoir that extends from the tip of the screw to the tip of the injection nozzle. In an injection apparatus for molding a required foamed molded article by injecting and filling a mixture of the molten resin and the physical foamed material into a mold cavity, at least a part of the heating cylinder head has a porous material. A sleeve formed with a center hole forming a part of the resin passage is incorporated in a portion formed with the porous material, and a physical foaming agent is introduced into the outer peripheral portion of the sleeve. The physical foaming agent supply nozzle is attached to the heating cylinder head, the physical foaming agent supplied from the nozzle is sprayed into the physical foaming agent introduction space, and the physical foaming agent is sprayed into the introduction space. The physical foaming agent is supplied into a resin passage established in the heating cylinder head through fine pores of the porous material.
加熱筒ヘッド内に樹脂通路の一部を構成するセンタ孔が開設されたスリーブを内蔵し、該スリーブの外周部分に物理発泡剤の導入空間を形成すると、物理発泡剤供給ノズルから供給された物理発泡剤を、導入空間内でスリーブの面方向に広げることができる、また、スリーブの少なくとも一部を多孔質材料から形成し、該多孔質材料をもって形成された部分にセンタ孔を開設すると、導入空間内においてスリーブの面方向に広げられた物理発泡剤を、多孔質材料が有する微細な空孔を通して、センタ孔の全周方向から計量樹脂溜め部内に蓄えられた溶融樹脂に少量ずつ均一に噴出させることができる。よって、溶融樹脂内への物理発泡剤の拡散を均一かつ容易なものとすることができ、物理発泡剤の拡散に要する時間を短縮できる。その結果、成形時のショットサイクルを短縮化でき、発泡成形品の生産性を向上することができる。 When a sleeve having a center hole that forms part of the resin passage is built in the heating cylinder head and a space for introducing a physical foaming agent is formed in the outer peripheral portion of the sleeve, the physical foaming agent supplied from the physical foaming agent supply nozzle is formed. The foaming agent can be spread in the introduction space in the surface direction of the sleeve, and at least a part of the sleeve is formed from a porous material, and a center hole is opened in the portion formed with the porous material. The physical foaming agent spread in the surface direction of the sleeve in the space is uniformly ejected little by little through the fine holes of the porous material from the entire circumference of the center hole to the molten resin stored in the metering resin reservoir. Can be made. Therefore, the physical foaming agent can be diffused uniformly and easily into the molten resin, and the time required for the physical foaming agent to be diffused can be shortened. As a result, the shot cycle at the time of molding can be shortened, and the productivity of the foam molded product can be improved.
また本発明は、前記構成の射出装置において、前記スリーブを円筒部とその一端に形成されたフランジ部とから構成し、前記円筒部の全体を、空孔率が5%〜60%の焼結金属材料をもって形成したことを特徴とする。 According to the present invention, in the injection device having the above-described configuration, the sleeve includes a cylindrical portion and a flange portion formed at one end thereof, and the entire cylindrical portion is sintered with a porosity of 5% to 60%. It is formed with a metal material.
円筒部全体を多孔質焼結金属材料で形成すると、スリーブ全体を通じて計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を噴出できるので、計量樹脂溜め部内に蓄えられた溶融樹脂への物理発泡剤の拡散速度を最速とすることができ、発泡成形品の生産性を最良とすることができる。また、スリーブの空孔率は、物理発泡剤の透過性能ばかりでなく、スリーブの機械的強度にも密接に関連しており、スリーブの空孔率が5パーセント以下の場合には、溶融樹脂内への物理発泡剤の噴出が迅速かつ十分に行われず、60パーセントを超える場合には、スリーブの機械的強度が問題になる。このため、空孔率が5%〜60%の焼結金属材料をもって形成することにより、物理発泡剤の透過性能と機械的強度をバランスさせることができる。 If the entire cylindrical part is made of porous sintered metal material, the physical foaming agent can be jetted into the metering resin reservoir through the entire sleeve, so that the diffusion rate of the physical foaming agent into the molten resin stored in the metering resin reservoir is the fastest. And the productivity of the foamed molded product can be optimized. Further, the porosity of the sleeve is closely related not only to the permeation performance of the physical foaming agent but also to the mechanical strength of the sleeve. When the porosity of the sleeve is 5% or less, The mechanical strength of the sleeve becomes a problem when the physical foaming agent is not ejected quickly and sufficiently and exceeds 60 percent. For this reason, by forming with a sintered metal material having a porosity of 5% to 60%, the permeation performance and mechanical strength of the physical foaming agent can be balanced.
また本発明は、前記構成の射出装置において、前記スリーブを円筒部とその一端に形成されたフランジ部とから構成し、前記円筒部の一部のみを、空孔率が5%〜60%の多孔質焼結金属材料をもって形成したことを特徴とする。 In the injection device having the above-described configuration, the sleeve includes a cylindrical portion and a flange portion formed at one end thereof, and only a part of the cylindrical portion has a porosity of 5% to 60%. It is formed with a porous sintered metal material.
円筒部全体を多孔質焼結金属材料で形成した方が、溶融樹脂内への物理発泡剤の拡散を良好なものにすることができるが、その空孔率によってはスリーブの機械的強度が不十分になる。これに対して、スリーブの一部のみを多孔質焼結金属材料をもって形成し、他の部分をバルク材にて形成すると、多孔質焼結金属材料で形成された部分がバルク材にて形成された部分によって補強されるので、良好な物理発泡剤の透過性能を維持しつつ、スリーブの機械的強度を高めることができる。 If the entire cylindrical portion is made of a porous sintered metal material, the physical foaming agent can be diffused better into the molten resin. However, depending on the porosity, the mechanical strength of the sleeve is poor. It will be enough. On the other hand, when only a part of the sleeve is formed of the porous sintered metal material and the other part is formed of the bulk material, the part formed of the porous sintered metal material is formed of the bulk material. Therefore, the mechanical strength of the sleeve can be increased while maintaining good physical foaming agent permeability.
また本発明は、前記構成の射出装置において、前記チェックリング機構は、前記スクリューに固定されたチェックシートと、該チェックシートと密着又は離間する方向に移動可能なチェックリングとを有し、前記チェックリングが前記チェックシートに密着した閉塞状態では、前記チェックリング機構を通過する溶融樹脂の流通を不能とし、前記チェックリングが前記チェックシートから離間した開放状態では、前記チェックリング機構を通過する溶融樹脂の流通を可能とするもので、前記スクリューのサックバック時には、前記チェックリングを前記チェックシートに強制的に密着させるロック機構を備えていることを特徴とする。 In the injection device having the above-described configuration, the check ring mechanism includes a check sheet fixed to the screw, and a check ring movable in a direction in close contact with or away from the check sheet. In the closed state in which the ring is in close contact with the check sheet, the molten resin cannot pass through the check ring mechanism, and in the open state in which the check ring is separated from the check sheet, the molten resin passes through the check ring mechanism. And a lock mechanism for forcibly bringing the check ring into close contact with the check sheet when the screw is sucked back.
このように、ロック機構を備えたチェックリングを用いると、ロック機構によりチェックリングがチェックシートに密着された後に計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を供給することにより、物理発泡剤がチェックリングを超えて、スクリュー本体側に蓄えられた溶融樹脂内に拡散することを防止できる。よって、各ショット毎における金型キャビティ内に射出される混合体中の物理発泡剤の拡散状態を均一化することができて、均質な成形体を得ることができる。また、適度な圧力管理や温度管理を施すことにより、発泡倍率の引き上げや平均気泡径の小径化を容易に行うことができる。 As described above, when a check ring having a lock mechanism is used, the physical foaming agent exceeds the check ring by supplying the physical foaming agent into the weighing resin reservoir after the check ring is brought into close contact with the check sheet by the lock mechanism. Thus, diffusion into the molten resin stored on the screw body side can be prevented. Therefore, the diffusion state of the physical foaming agent in the mixture injected into the mold cavity for each shot can be made uniform, and a homogeneous molded body can be obtained. Further, by performing appropriate pressure management and temperature management, it is possible to easily increase the expansion ratio and reduce the average cell diameter.
また本発明は、前記構成の射出装置において、前記スクリューは、外周面にスクリュー溝が形成されたスクリュー本体と、該スクリュー本体の先端部に取り付けられたスクリューヘッドと、前記スクリュー本体と前記スクリューヘッドとの間に形成され、前記チェックリング機構が取り付けられる小径の頸部とからなり、前記ロック機構は、前記スクリューヘッドの後端に設けられ、前記チェックリング側に突出する係止爪部と、前記チェックリングにおける前記スクリューヘッド側の端部に設けられた前記係止爪部の収納凹部と、該収納凹部と連なり、前記スクリューヘッド側に突出する係止部とからなり、前記スクリューが溶融樹脂を前方に送り込む方向に回転しているときには、前記係止爪部が前記収納凹部に嵌まり込んで、前記チェックリングが前記スクリュー本体の先端部に固定された前記チェックシートから離間し、この状態から前記スクリューを所定量逆回転すると、前記係止爪部の端面が前記係止部の端面に乗り上げて、前記チェックリングを前記チェックシートに強制的に密着することを特徴とする。 According to the present invention, in the injection device configured as described above, the screw includes a screw main body having a screw groove formed on an outer peripheral surface thereof, a screw head attached to a distal end portion of the screw main body, the screw main body, and the screw head. A small-diameter neck portion to which the check ring mechanism is attached, and the lock mechanism is provided at a rear end of the screw head and protrudes toward the check ring, The check ring includes a storage recess of the locking claw portion provided at an end of the screw head side of the check ring, and a locking portion that is continuous with the storage recess and protrudes toward the screw head. Is rotating in the direction of feeding the front, the locking claw is fitted into the storage recess, and the check When the cling is separated from the check sheet fixed to the tip end portion of the screw body and the screw is rotated backward by a predetermined amount from this state, the end surface of the locking claw portion rides on the end surface of the locking portion, The check ring is forcibly adhered to the check sheet.
サックバックは、スクリューをいずれの方向にも回転することなく後退させる動作であるので、スクリューヘッドに形成された係止爪部の端面がチェックリングにおけるスクリューヘッド側の端部に形成された係止部の端面に乗り上げて、チェックリングがチェックシートに密着されている状態でサックバックを行っても、係止爪部の端面と係止部の端面との突き合わせ状態が維持され、チェックリングはチェックシートに密着され続ける。このため、サックバックにより、スクリューヘッドの前方側の樹脂圧が下がり、スクリューヘッドをスクリュー本体側から前方に押圧する樹脂圧が、スクリューヘッドの前方側の樹脂圧よりも大きくなっても、スクリュー本体側からチェックリングを通って計量樹脂溜め部内に溶融樹脂が流入せず、計量樹脂量のバラツキを低減させることができる。また、計量樹脂溜め部からスクリュー本体側への物理発泡剤の拡散も防止できる。 Suckback is an operation to retract the screw without rotating in any direction, so the end surface of the locking claw formed on the screw head is the locking formed on the end of the check ring on the screw head side. Even if the check ring rides on the end face of the part and the check ring is in close contact with the check sheet, the end face of the engaging claw part and the end face of the engaging part are maintained and the check ring is checked. Keeps in close contact with the sheet. For this reason, even if the resin pressure that presses the screw head forward from the screw main body side becomes larger than the resin pressure on the front side of the screw head, the screw main body is lowered by the suck back. The molten resin does not flow into the metered resin reservoir through the check ring from the side, and variations in the metered resin amount can be reduced. Further, the physical foaming agent can be prevented from diffusing from the metering resin reservoir to the screw body side.
本発明は、加熱筒ヘッド内に、少なくとも一部が多孔質材料をもって形成され、該多孔質材料をもって形成された部分に樹脂通路の一部を構成するセンタ孔が開設されたスリーブを内蔵し、該スリーブの外周部分に物理発泡剤の導入空間を形成すると共に、加熱筒ヘッドに前記物理発泡剤供給ノズルを取り付け、該ノズルから供給される物理発泡剤を物理発泡剤の導入空間内に噴射するので、導入空間内に噴射された物理発泡剤をセンタ孔の周囲から計量樹脂溜め部内に蓄えられた溶融樹脂内に面状に供給することができ、溶融樹脂内への物理発泡剤の拡散を均一かつ迅速に行うことができる。よって、物理発泡剤の拡散に要する時間を短縮でき、成形時のショットサイクルの短縮化ひいては発泡成形品の生産性の向上を図ることができる。 The present invention incorporates a sleeve in which at least a part is formed with a porous material in the heating cylinder head, and a center hole that constitutes a part of the resin passage is formed in the part formed with the porous material, A space for introducing a physical foaming agent is formed in the outer peripheral portion of the sleeve, the physical foaming agent supply nozzle is attached to the heating cylinder head, and the physical foaming agent supplied from the nozzle is injected into the physical foaming agent introduction space. Therefore, the physical foaming agent injected into the introduction space can be supplied in a planar shape from the periphery of the center hole into the molten resin stored in the metering resin reservoir, and the physical foaming agent can be diffused into the molten resin. It can be performed uniformly and quickly. Therefore, the time required for the diffusion of the physical foaming agent can be shortened, the shot cycle at the time of molding can be shortened, and the productivity of the foamed molded product can be improved.
図1に示すように、実施形態に係る射出装置は、所謂インラインスクリュー方式の射出装置であって、スクリュー1と、スクリュー1を前後進可能かつ回転可能に収納する加熱筒2と、加熱筒2内に物理発泡剤を供給する物理発泡剤供給装置3と、加熱筒2の先端部に連結された射出ノズル4とを備えている。
As shown in FIG. 1, the injection apparatus according to the embodiment is a so-called inline screw type injection apparatus, and includes a
スクリュー1は、外面にスクリュー溝11aが螺旋状に形成されたスクリュー本体11と、スクリュー本体11の先端部に取り付けられたやじり形のスクリューヘッド12と、これらスクリュー本体11とスクリューヘッド12の間の小径の頸部に前後進可能かつ回転可能に遊嵌された逆流防止用のチェックリング13と、スクリュー本体11の端部に固定されたチェックシート14とをもって構成される。
The
図6及び図7により詳細に示すように、スクリューヘッド12の後端部には、チェックリング13側に突出する係止爪部12aが形成され、スクリューヘッド12の外周面には、軸方向に平行な溝12bが形成されている。一方、チェックリング13のスクリューヘッド12側の端部には、係止爪部12aを収納可能な凹部13aと、該凹部13aに連なってスクリューヘッド12側に突出する係止部13bと、これら凹部13aと係止部13bとの間に設けられたテーパ面13cと、チェックシート14に密着する平坦なシール面13dと、チェックリング13の軸方向に貫通する樹脂通路13eが形成されている。上述の係止爪部12a、凹部13a及び係止部13bは、チェックリング13をチェックシート14に強制的に密着させるロック機構を構成する。
As shown in more detail in FIGS. 6 and 7, a locking
即ち、スクリュー1が溶融樹脂を前方に送り込む方向に回転しているときには、図6に示すように、スクリューヘッド12に形成された係止爪部12aが、チェックリング13に形成された凹部13aに嵌まり込む回転位相関係となり、かつチェックリング13は、スクリュー本体11側から前方に送り出される溶融樹脂の圧力で前方に移動するので、スクリューヘッド12の係止爪部12aは、チェックリング13の凹部14aに嵌まり込んだ状態になる。また、この状態においては、チェックリング13がチェックシート14から離間するので、チェックリング13のシール面13dとチェックシート14との間に樹脂通路が形成される。
That is, when the
この状態からスクリュー1を所定量だけ逆回転すると、スクリューヘッド12の係止爪部12aが、チェックリング13のテーパ面13cに案内されてチェックリング13の係止部13b上に乗り上げる。これにより、チェックリング13が後方に押し下げられて、図7に示すように、チェックリング13がチェックシート14に密着し、スクリューヘッド12及びチェックリング13に形成された樹脂通路が遮断されると共に、チェックリング13は、スクリューヘッド12とチェックシート14とで挾持されて、前後方向の動きを拘束された状態となる。
When the
スクリューヘッド12の係止爪部12aがチェックリング13の係止部13b上に乗り上げた状態では、図7のA部拡大図に示すように、スクリューヘッド12の係止爪部12aとチェックリング13の係止部13bとは、互いに平坦面同士で当接し合った状態となるので、チェックリング13に対して樹脂圧による軸方向の推力が作用しても、チェックリング13に対して回転方向の分力が作用する虞は一切ない。したがって、図7に示す状態からサックバックを行い、スクリューヘッド12の前方側の樹脂圧が下がり、スクリューヘッド12をスクリュー本体11側から前方に押圧する樹脂圧が、スクリューヘッド12の前方側の樹脂圧よりも大きくなっても、チェックリング13が回転してチェックリング13の係止部13bがスクリューヘッド12の係止爪部12aから外れず、チェックリング13はチェックシート14に密着した状態で確実に維持される。
In a state where the locking
加熱筒2は、スクリュー1を前後進可能かつ回転可能に収納する加熱筒本体21と、加熱筒本体21の先端部に取り付けられた加熱筒ヘッド22をもって構成される。加熱筒ヘッド22の外面には、シーズヒータ23が巻回されており、スクリュー1を回転駆動することによって溶融され、加熱筒本体21の先端側に移送された溶融樹脂を所定の温度に保温できるようになっている。図2の符号23aは、シーズヒータ23に接続された電源コードを示している。なお、加熱筒本体21の外面には、バンドヒータ33が巻回されており、図示しないホッパから加熱筒本体21内に供給された原料樹脂ペレットを加熱できるようになっている。ホッパから加熱筒本体21内に供給された原料樹脂ペレットは、このバンドヒータ33による加熱と、スクリュー1を回転駆動することによって発生する剪断熱により溶融される。
The
加熱筒ヘッド22は、図1に示すように、筒状に形成されており、その一端が加熱筒本体21の先端部に螺着される。加熱筒ヘッド22の中心部には、スクリューヘッド12の先端部を挿入するための円錐状のスクリューヘッド挿入部24と、その先端部(底部)から加熱筒ヘッド22の他端側に延びる樹脂通路25と、樹脂通路25よりも大径のスリーブ挿入部26と、スリーブ挿入部26よりも大径の空間形成部27と、空間形成部27よりも大径の射出ノズル螺合部28がこの順に形成されている。さらに、加熱筒ヘッド22の径方向には、樹脂通路25と連通するセンサ取付孔29が開設されており、このセンサ取付孔29には、樹脂通路25内の樹脂圧を検出する樹脂圧検出センサ30が取り付けられている。射出ノズル螺合部28には、射出ノズル3を螺合するための雌ねじが刻設されており、射出ノズル4の一端部に形成された雄ねじが螺合される。
As shown in FIG. 1, the
スリーブ挿入部26には、図4及び図5に例示するスリーブ31が挿入される。スリーブ31は、これらの図に示すように、円筒部31aとその両端部に形成されたフランジ部31b,31cとからなり、円筒部31aの先端部をスリーブ挿入部26内に挿入すると共に、フランジ部31bの外周面を空間形成部27内に挿入することにより、スリーブ31内に安定に保持される。これにより円筒部31aの外周には、輪状の物理発泡剤導入空間32が形成される。なお、スリーブ31に開設される透孔31cの直径は、加熱筒ヘッド22に開設された樹脂通路25の直径と同径であり、該透孔31cは樹脂通路25の一部を構成する。
A
図4に示すスリーブ31は、円筒部31aの全体が空孔率5%〜60%の多孔質焼結金属材料をもって形成されており、フランジ部31bがバルク材をもって形成されている。なお、図4及び図5においては、多孔質焼結金属材料がドット模様で表記されている。このように、円筒部31aの全体を多孔質焼結金属材料で形成すると、円筒部31aの全体を通じて計量樹脂溜め部内に物理発泡剤を噴出できるので、計量樹脂溜め部内に蓄えられた溶融樹脂への物理発泡剤の拡散速度を最高速とすることができ、発泡成形品の生産性を最良とすることができる。また、円筒部の空孔率を5%〜60%としたので、溶融樹脂内への物理発泡剤の噴出が迅速かつ十分に行うことができ、かつスリーブ31の機械的強度を適正に保つことができる。
In the
一方、図5に示すスリーブ31は、円筒部31aの長さ方向及び周方向にバルク材をもって形成された補強部31dを有しており、この補強部31dで囲まれた部分のみが、空孔率5%〜60%の多孔質焼結金属材料で形成されている。本例のスリーブ31は、円筒部31aにバルク材からなる補強部31dを形成したので、スリーブ31の機械的強度が高く、耐久性に優れる。
On the other hand, the
図4及び図5に示すスリーブ31は、レーザ加工によって作製できる。即ち、金属粉末(合金粉末を含む。)に高レベルのレーザを照射すると、その熱によって金属粉末が完全に溶解して固化後にバルク材となり、低レベルのレーザを照射すると、その熱によって金属粉末の一部のみが溶解して固化後に多孔質焼結金属となるので、作業台上に平面形状がリング状で所定の厚みを有する金属粉末層を形成をした後、当該金属粉末層の周方向に沿って適宜のレベルのレーザを照射することにより、当該金属粉末層の周方向全体を多孔質焼結金属にすることもできるし、バルク材にすることもできる。また、レーザパワーを金属粉末層の周方向に関して適宜切り換えることにより、多孔質焼結金属になった部分とバルク材になった部分とを周方向に交互に形成することもできる。したがって、金属粉末層の厚み方向への積層と、各金属粉末層へのレーザ照射とを繰り返し、最後に所要の仕上げ加工を施すことにより、所要形状のスリーブ31を作製することができる。多孔質焼結金属の空孔率は、レーザパワーを変更することにより調整できる。
The
物理発泡剤供給装置4は、図1に示すように、CO2ガスやN2ガスなどの原料ガスを貯えるガスボンベ41と、ガスボンベ41から供給される原料ガスを高温高圧にして超臨界状態の物理発泡剤とする超臨界流体生成装置42と、超臨界流体生成装置42から供給される物理発泡剤を導入空間32内に噴射する物理発泡材供給ノズル43と、超臨界流体生成装置42と物理発泡材供給ノズル43とを接続する管路44に備えられた開閉弁45とから構成される。
As shown in FIG. 1, the physical foaming
物理発泡材供給ノズル43は、図2に示すように、スリーブ31の周囲の2か所に取り付けられる。この図から明らかなように、これら2つの物理発泡材供給ノズル43と樹脂圧検出センサ30とは、120°の角度間隔を隔てて等分に配置される。開閉弁45は、実施形態に係る射出装置が備えられる射出成形機の1ショット毎に1回ずつ開閉され、物理発泡材供給ノズル43を通じて導入空間32内に所定量の物理発泡剤を供給する。
As shown in FIG. 2, the physical foam
射出ノズル5は、加熱筒ヘッド22の先端部に螺着されるシャットオフノズル51と、該シャットオフノズル51の先端部に螺着されるノズル本体52とから構成される。シャットオフノズル51は、計量時におけるノズル本体52からの溶融樹脂のドルーリングを防止するためのもので、樹脂通路53内に内蔵された弁体54と、当該弁体54を所定のタイミングで軸方向に駆動する弁体駆動部55を有している。弁体駆動部55は、図1及び図2に示すように、シャットオフノズル51の外面にボルト56により取り付けられた下向きU字形の取付金具57と、該取付金具57の下端部に取り付けられたエアシリンダ58と、中間部が連結ピン59を介してシャットオフノズル51に回動可能に連結されると共に、上端部が弁体54に当接され、かつ下端部が連結ピン60を介してエアシリンダ58の駆動軸58aに回動可能に連結された揺動部材61とからなる。
The
ノズル本体52には、弁体54の挿入部62と、これよりも小径のノズル孔63とが同心に形成されており、挿入部62とノズル孔63との連結部分には、弁体54の先端部が押し付けられる弁座64が形成されている。
An
計量工程においては、エアシリンダ58が駆動されて、エアシリンダ58の駆動軸58aが本体内に引き込まれ、揺動部材61が図上反時計方向に回動されて、弁体54が図上左方向に移動される。これにより、弁体54の先端部が弁座64に押し付けられ、樹脂通路内に溜められた溶融樹脂のノズル本体52からのドルーリングが防止される。計量工程後の射出工程では、エアシリンダ58が駆動されて、エアシリンダ58の駆動軸58aが本体外に突出され、揺動部材61が図上時計方向に回動されて、弁体54が図上右方向に移動される。このとき、弁体54は、挿入部62内の樹脂圧により図上右方向に移動する。これにより、弁体54の先端部が弁座64から離れ、スクリューを前進駆動することによって樹脂溜め部内に蓄えられた溶融樹脂を図示しない金型キャビティ内に射出・充填することができる。
In the measuring step, the
以下、上記のように構成された射出装置のサックバック後の動作について説明する。 Hereinafter, the operation after suck back of the injection apparatus configured as described above will be described.
サックバックの完了時には、エアシリンダ58が駆動されて、弁体54が弁座64に押し付けられ、ノズル本体52からの溶融樹脂のドルーリングが防止されている。したがって、スクリューヘッドの先端部から弁座64までの樹脂通路で構成される溶融樹脂溜め部には、1ショットの射出成形に必要な溶融樹脂が蓄えられている。
When the suck back is completed, the
スクリューのサックバックを行った後、図示しないマシンコントローラは、開閉弁45を開いて、物理発泡材供給ノズル43から物理発泡剤の導入空間32内に所定量の物理発泡剤を供給する。導入空間32内に供給された物理発泡剤は、導入空間32内でスリーブ31の面方向に広がるので、多孔質材料が有する微細な空孔を通して、センタ孔の全周方向から計量樹脂溜め部内に蓄えられた溶融樹脂に少量ずつ均一に噴出される。これによって、溶融樹脂溜め部に蓄えられた溶融樹脂内に物理発泡剤が拡散し、発泡成形用の原料樹脂が生成される。
After the screw is sucked back, the machine controller (not shown) opens the on-off
次いで、エアシリンダ58を駆動して弁座64から弁体54を離隔した後、スクリューを前進駆動して図示しない金型キャビティ内に物理発泡剤が均一に拡散された発泡成形用の原料樹脂を射出・充填する。これにより、所要の発泡成形品が射出成形される。
Next, after the
上述のように、実施形態に係る射出装置は、溶融樹脂通路の一部を多孔質材料をもって形成すると共に、その外周に物理発泡剤の導入空間32を形成したので、溶融樹脂溜め部に蓄えられた溶融樹脂内への物理発泡剤の拡散を均一かつ容易なものとすることができ、物理発泡剤の拡散に要する時間を短縮できる。その結果、成形時のショットサイクルを短縮化でき、発泡成形品の生産性を向上することができる。
As described above, in the injection device according to the embodiment, a part of the molten resin passage is formed of a porous material, and the physical foaming
本発明は、スクリュー式射出装置を備えた射出成形機に利用することができる。 The present invention can be used in an injection molding machine equipped with a screw type injection device.
1…スクリュー、2…加熱筒、3…物理発泡剤供給装置、4…射出ノズル、11…スクリュー本体、11a…スクリュー溝、12…スクリューヘッド、12a…係止爪部、12b…溝、13…チェックリング、13a…凹部、13b…係止部、13c…テーパ面、13d…シール面、13e…樹脂通路、14…チェックシート、21…加熱筒本体、22…加熱筒ヘッド、23…バンドヒータ、24…スクリューヘッド挿入部、25…樹脂通路、26…スリーブ挿入部、27…空間形成部、28…射出ノズル螺合部、29…樹脂圧検出センサの取付孔、30…樹脂圧検出センサ、31…スリーブ、31a…円筒部、31b…フランジ部、31c…透孔、32…物理発泡剤を導入空間、41…ガスボンベ、42…超臨界流体生成装置、43…物理発泡材供給ノズル、44…管路、45…開閉弁、51…シャットオフノズル、52…ノズル本体、53…樹脂通路、54…弁体、55…弁体駆動部、56…ボルト、57…取付金具、58…エアシリンダ、59…連結ピン、60…連結ピン、61…揺動部材、62…弁体の挿入部、63…ノズル孔、64…弁座
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記加熱筒ヘッド内に、少なくとも一部が多孔質材料をもって形成され、該多孔質材料をもって形成された部分に前記樹脂通路の一部を構成するセンタ孔が開設されたスリーブを内蔵し、該スリーブの外周部分に物理発泡剤の導入空間を形成すると共に、前記加熱筒ヘッドに前記物理発泡剤供給ノズルを取り付け、該ノズルから供給される物理発泡剤を前記物理発泡剤の導入空間内に噴射し、該導入空間内に噴射された前記物理発泡剤を、前記多孔質材料が有する微細な空孔を通して前記加熱筒ヘッドに開設された樹脂通路内に供給することを特徴とする射出装置。 Screw having a check ring mechanism for backflow prevention on the tip side, a heating cylinder having a heating cylinder head at the tip, an injection nozzle connected to the heating cylinder head, and a resin established in the heating cylinder head A physical foaming agent supply nozzle for supplying a physical foaming agent into the passage, and mixing the molten resin and the physical foaming material stored in the weighing resin reservoir from the tip of the screw to the tip of the injection nozzle In an injection apparatus for injecting and filling a body into a mold cavity to form a required foamed molded body,
A sleeve in which at least a part is formed with a porous material in the heating cylinder head, and a center hole constituting a part of the resin passage is formed in the part formed with the porous material, is built in the sleeve. A physical foaming agent introduction space is formed in an outer peripheral portion of the heating cylinder head, the physical foaming agent supply nozzle is attached to the heating cylinder head, and the physical foaming agent supplied from the nozzle is injected into the physical foaming agent introduction space. The injection device is characterized in that the physical foaming agent injected into the introduction space is supplied into a resin passage established in the heating cylinder head through fine pores of the porous material.
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