JP2022117748A - 樹脂射出成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶融した樹脂材料の粘度をより下げることが可能な樹脂射出成形装置を提供する。【解決手段】樹脂材料を溶融させる材料溶解部と、前記材料溶解部の下方に連なり、前記材料溶解部で溶融した樹脂材料を混練する材料混練部と、前記材料混練部の下方に連なり、前記材料混練部で混練した樹脂材料を成形型内に射出するノズルと、を備え、前記材料混練部は、前記樹脂材料の上下方向の流れを横断するように配置され、前記樹脂材料をせん断する作用を得る横断部５４ｅを備えている。【選択図】図６

Description

本発明は、樹脂射出成形装置に関する。

従来、プランジャー型の射出成形装置において、可塑化物の通路に、可塑化物を加熱、軟化、溶融および混練する二つの第１段、第２段トーピードが配置され、可塑化物を高速に可塑化するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
上記第１段、第２段トーピードによって可塑化物を高速に可塑化することで、ノズルから可塑化物を高速に射出することが可能である。第２トーピードは、外周部に備える複数のヘリカル溝によって可塑化物にせん断を与え、粘度を下げている。

特開昭５３－１０６７６５号公報

上記従来の技術では、第２段トーピードがヘリカルギアであることから、材料のせん断が不十分になることが考えられる。
上記のような樹脂射出成形装置においては、樹脂材料の成形圧力の低減による装置及び型の簡素化、樹脂材料の成形時間短縮の点から、樹脂材料の粘度をより下げることが望ましい。
そこで本発明は、樹脂射出成形装置において、溶融した樹脂材料の粘度をより下げることを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、樹脂材料を溶融させる材料溶解部（３２）と、前記材料溶解部（３２）における第一の方向の一側に連なり、前記材料溶解部（３２）で溶融した樹脂材料を混練する材料混練部（３３）と、前記材料混練部（３３）における前記第一の方向の一側に連なり、前記材料混練部（３３）で混練した樹脂材料を成形型（１０）内に射出するノズル（３４）と、を備え、前記材料混練部（３３）は、前記樹脂材料の前記第一の方向の流れを横断するように配置され、前記樹脂材料をせん断する作用を得る横断部（５４ｅ）を備えることを特徴とする樹脂射出成形装置を提供する。

この構成によれば、材料溶解部で溶融した樹脂材料が材料混練部を流れる際に、横断部を避けるように屈曲して流れることで、樹脂材料のせん断作用を得ることができる。これにより、溶融した樹脂材料の分子の網目構造が解けて分子間力が弱まり、樹脂材料の粘度を下げることができる。この結果として、ノズルから成形型内に樹脂材料を低い圧力で射出することができる。

請求項２に記載した発明は、前記材料溶解部（３２）内に、樹脂材料に熱を伝達する熱伝達器（４２）が設けられ、前記熱伝達器（４２）は、前記第一の方向から見て、放射状に配置された複数のフィン（４２ｂ）を備えていること特徴とする。
この構成によれば、樹脂材料が材料溶解部中で熱伝達器に触れる面積を増やすことができ、材料の熱分布をより均一にしながら樹脂材料の溶融を促すことができる。

請求項３に記載した発明は、前記熱伝達器（４２）は銅製であることを特徴とする。
この構成によれば、熱伝導率が高い銅製の熱伝達器によって、樹脂材料の溶融をより一層促すことができる。

請求項４に記載した発明は、前記材料混練部（３３）は、樹脂材料が流動する複数の通路（６１ｂ，６２ｂ）を備え、前記横断部（５４ｅ）の上流側の前記通路（６１ｂ）と、前記横断部（５４ｅ）の下流側の前記通路（６２ｂ）とは、前記第一の方向から見て、互いにずれて配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、材料混練部の樹脂材料の通路を上流側と下流側とで互い違いに配置することで、樹脂材料に大きなせん断力を生じさせることができる。

請求項５に記載した発明は、前記上流側の通路（６１ｂ）の出口側開口（６１ｃ）と前記下流側の通路（６２ｂ）の入口側開口（６２ｃ）との間に、前記第一の方向で隙間が設けられ、前記隙間に前記横断部（５４ｅ）が臨んでいることを特徴とする。
この構成によれば、樹脂材料の流路における上流側および下流側の間に、せん断作用を生じさせる横断部が臨む隙間を設けることで、横断部を迂回する樹脂材料がより混ざり合いやすくなる。これにより、樹脂材料の廃棄が少なくて済み、樹脂射出成形装置の始動時や樹脂材料切替時の歩留まりを向上させることができる。

請求項６に記載した発明は、前記上流側の通路（６１ｂ）及び前記下流側の通路（６２ｂ）は、互いに通路径が異なることを特徴とする。
この構成によれば、樹脂材料の流路における上流側および下流側の通路径を異ならせることで、樹脂材料のせん断がより生じやすくすることができる。

請求項７に記載した発明は、前記下流側の通路（６２ｂ）は、前記上流側の通路（６１ｂ）よりも小径に形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、下流側ほど樹脂材料の通路を狭くして細かくせん断し、効果的に樹脂材料のせん断を進めることができる。

請求項８に記載した発明は、前記溶融される樹脂材料を予熱する材料予熱部（３１）を備え、前記材料予熱部（３１）は、予熱した樹脂材料を、射出シリンダ（２１）からピストン（２３）により前記材料溶解部（３２）側に押し出すものであり、前記ピストン（２３）は、前記材料溶解部（３２）側に最も押し出された位置で、前記材料溶解部（３２）から離間して配置されること特徴とする。
この構成によれば、ピストンが材料溶解部中の樹脂材料と固着することを抑止することができる。

請求項９に記載した発明は、前記材料予熱部（３１）、前記材料溶解部（３２）および前記材料混練部（３３）の周囲にヒータ（３７，４３，５７）が設けられることを特徴とする。
この構成によれば、成形型に樹脂材料を供給する全行程において、樹脂材料に必要な熱量を供給することができる。

請求項１０に記載した発明は、前記第一の方向は上下方向であることを特徴とする。
この構成によれば、樹脂材料に作用する重力によって、いわゆる横型の射出成型機のような水平方向に樹脂材料が流れるものに比較して、樹脂材料に加える圧力を低くすることができる。

本発明によれば、ノズルから成形型内に溶融した樹脂材料を射出する樹脂射出成形装置において、溶融した樹脂材料を横断部でせん断することで、溶融した樹脂材料の粘度を下げることができ、ノズルから成形型内に溶融した樹脂材料を低圧力で射出することができる。

本発明の第一実施形態の樹脂射出成形装置の正面図である。 上記樹脂射出成形装置の材料溶融処理部の軸方向に沿う断面図である。 上記樹脂射出成形装置の材料溶解部に備える熱伝達器の斜視図である。 上記樹脂射出成形装置の材料混練部の斜視図である。 上記樹脂射出成形装置の材料混練部の軸方向に沿う断面図である。 図５の要部拡大図であり、材料混練部の作用を示す断面図である。 溶融樹脂の粘度とせん断速度との関係を示すグラフである。 第二実施形態の材料混練部の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
＜装置全体＞
図１に示すように、樹脂射出成形装置（以下では、単に「射出成形装置」と記す。）１は、成形型１０内に溶融した樹脂材料を射出する。射出成形装置１から射出された溶融材料は、成形型１０内のキャビティ（不図示）内で硬化し、予め定められた形状に形成される。射出成形装置１は、基台２、型締め部３、射出機４、材料溶融処理部６を備える。

基台２は、床に設置される底盤１１と、底盤１１の複数の角部からそれぞれ立ち上げられた複数のポスト１２と、複数のポスト１２のそれぞれの上部に取り付けられた上盤１３と、を備えている。
成形型１０は、底盤１１の上面に固定された固定型１０Ａと、固定型１０Ａの上部に着脱可能に合わせられる可動型１０Ｂと、を備え、固定型１０Ａと可動型１０Ｂとの合わせ面にキャビティが形成されている。

型締め部３は、可動板１５、複数のねじ軸１６、複数のナット部材１７、ナット駆動部（不図示）を備えている。
可動板１５は、複数のポスト１２に上下動可能に設けられ、可動板１５の下面に可動型１０Ｂに取り付けられている。

複数のねじ軸１６は、可動板１５の上方に延びている。複数のナット部材１７は、各々ねじ軸１６にねじ結合するとともに、上盤１３に回転可能に取り付けられている。
ナット駆動部は、例えば、ナット部材１７を駆動させる駆動源となる電動モータを備えている。電動モータが作動することで、ナット部材１７が回転し、複数のねじ軸１６と共に可動板１５を上下動させ、可動型１０Ｂを開閉させる。

射出機４は、射出成形装置１の上部に配置された射出シリンダ２１と、射出シリンダ２１内から下方への突出および射出シリンダ２１内への後退が可能とされたロッド２２と、ロッド２２の先端部に取り付けられたピストン２３と、を備えている。

射出シリンダ２１は、例えば、外部からの油圧供給によって駆動されてロッド２２を移動させる。ピストン２３は、樹脂射出成形時には材料溶融処理部６内を前進し、材料溶融処理部６内の樹脂材料を下方に押し出す。材料溶融処理部６については、図２で詳細構造を説明する。

＜材料溶融処理部＞
図２に示すように、材料溶融処理部６は、最上部に配置された材料予熱部３１と、材料予熱部３１に接続されて樹脂材料を溶融する材料溶解部３２と、溶融した樹脂材料を混ぜたり練り上げたりする材料混練部３３と、材料混練部３３で混練された樹脂材料を成形型１０（図１参照）内に射出するノズル（材料射出部）３４と、を備えている。
図中矢印Ｚは、材料予熱部３１、材料溶解部３２、材料混練部３３およびノズル３４の並び方向であり、かつ材料溶融処理部６における樹脂材料の流動方向である上下方向（鉛直方向）を示す。

材料予熱部３１は、シリンダ３５と、シリンダ３５の上端部に取付けられてシリンダ３５の上端部開口３５ｕを塞ぐ閉塞部材３６と、シリンダ３５の外周面３５ａに設けられた複数のバンドヒータ（ヒータ）３７と、を備えている。
閉塞部材３６は、ロッド２２を移動可能に貫通させる貫通孔（不図示）を備え、ピストン２３が、シリンダ３５の内周面３５ｂに移動可能に嵌合される。

シリンダ３５内には、閉塞部材３６がシリンダ３５から取り外された状態で、溶融される前の樹脂材料のペレットが挿入される。シリンダ３５は、複数のバンドヒータ３７で加熱され、シリンダ３５内の樹脂材料のペレットが溶融しやすいように昇温される。
ピストン２３が、シリンダ３５内の樹脂材料のペレットを材料溶解部３２へ押し出すときには、ピストン２３に材料溶解部３２内の溶融した樹脂材料が付着して固着しないように、シリンダ３５の下端面３５ｃから距離Ｌだけ離れた位置までしか下降しない。

材料溶解部３２は、シリンダ３５の下端部に接続された筒部４１と、筒部４１の内部に挿入された金属製の熱伝達器４２と、を備えている。
図３を併せて参照し、熱伝達器４２は、横断面の中央に位置する中央筒状部４２ａと、中央筒状部４２ａから半径方向外側に放射状に延びる複数のフィン４２ｂと、を備えている。中央筒状部４２ａの内部には、溶融した樹脂材料が通過する中央部樹脂材料通路４２ｃが形成されている。複数のフィン４２ｂの外周端は、筒部４１の内周面４１ｂに近接又は当接している。

筒部４１の外周面４１ａには、複数のバンドヒータ（ヒータ）４３が取り付けられ、複数のバンドヒータ４３によって、筒部４１が過熱され、材料溶解部３２内の樹脂材料の溶融が促進される。

材料混練部３３は、材料溶解部３２からノズル３４に向けて溶融した樹脂材料が通過する複数の通路（例えば後述する通路６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ）を備える。これら複数の通路は、樹脂材料の流動の上流側から下流側に向かうにつれて段階的に細くなるとともに途中に複数のせん断部を有する。材料混練部３３を流れる溶融した樹脂材料は、混練され、せん断過程を経ながら流動する。これにより、材料混練部３３では、溶融した樹脂材料の粘度が低下する。材料混練部３３については、図５で詳しく説明する。

図２を参照し、ノズル３４は、材料混練部３３の下端部に取付けられ、成形型１０（図１参照）の型締めに伴う材料溶融処理部６の下降時に、可動型１０Ｂ（図１参照）の上面に形成されたスプール（不図示）に接続される。スプールは、成形型１０内に溶融した樹脂材料が流れ込む最初の通路であり、スプールは、ランナー（不図示）、ゲート（不図示）を介してキャビティに連通している。

図１および図２に示したように、射出成形装置１は、射出機４の下方に材料溶融処理部６が配置された縦型のものであり、材料溶融処理部６の下方に成形型１０が配置されている。このように射出成形装置１を縦型にすることで、溶融した樹脂材料の流動方向を上下方向とすることができ、樹脂材料に作用する重力によって、樹脂材料に加える圧力を低くすることができる。これにより、射出成形装置１の簡素化、小型化を図ることができる。以下、材料溶融処理部６の上下方向を軸方向、材料溶融処理部６の軸方向に直交する方向を径方向、材料溶融処理部６の軸心回りの方向を周方向という。

図２および図３に示すように、材料溶解部３２は、熱伝達器４２における周方向で隣り合う一対のフィン４２ｂの間に、溶融した樹脂材料が通過する複数の外周部樹脂材料通路４２ｄが形成されている。

熱伝達器４２は、熱伝達率の高い金属製であるため、バンドヒータ４３から内側に離れている中央部樹脂材料通路４２ｃにおいても、バンドヒータ４３に近い外周部樹脂材料通路４２ｄとほぼ同一の温度で樹脂材料が溶融される。このように、材料溶解部３２内では、溶融した樹脂材料の温度分布は、熱伝達器４２によってより均一になる。熱伝達器４２の材質としては、例えば、銅が好適であるが、他の金属でもよい。

熱伝達器４２では、複数のフィン４２ｂを溶融した樹脂材料の流動方向に沿って形成することで、隣り合うフィン４２ｂ間を外周部樹脂材料通路４２ｄとしているため、例えば、フィンを樹脂材料の通路とは別に設ける場合に比べて、熱伝達器４２の形状が簡素になる。

図４、図５に示すように、材料混練部３３は、材料溶解部３２（図２参照）の筒部４１（図２参照）の下端部に接続された筒状ケース５１と、筒状ケース５１内の中空部５１ａに挿入されて固定される筒部５２と、筒部５２内に配置される、複数の管を含む管集合体５３と、を備えている。

筒状ケース５１の中空部５１ａは、材料溶解部３２側から順に、筒部４１の下方に向かうにつれて次第に縮径するテーパ孔５１ｂと、テーパ孔５１ｂの下端に接続される縮径孔５１ｃと、縮径孔５１ｃに連通するとともに縮径孔５１ｃよりも内径が大きい拡径孔５１ｄと、を備えている。
拡径孔５１ｄには、筒部５２が挿入されている。筒部５２の内周面５２ａの内径は、縮径孔５１ｃの内径と同一又は略同一である。

管集合体５３は、上側から順に、第１管集合部５３Ａ、第２管集合部５３Ｂ、第３管集合部５３Ｃ、第４管集合部５３Ｄおよび第５管集合部５３Ｅを備えている。管集合体５３は、第１管集合部５３Ａの上方、および、第１管集合部５３Ａ、第２管集合部５３Ｂ、第３管集合部５３Ｃおよび第４管集合部５３Ｄのそれぞれの間に、第１接続部５４を備えている。管集合体５３は、第４管集合部５３Ｄおよび第５管集合部５３Ｅの間、ならびに第５管集合部５３Ｅの下方に、第２接続部５５を備えている。

第１管集合部５３Ａ、第２管集合部５３Ｂ、第３管集合部５３Ｃ、第４管集合部５３Ｄおよび第５管集合部５３Ｅは、それぞれ複数の管６１，６２，６３，６４，６５を備えている。管６１，６２，６３，６４，６５は、この順で内径が次第に小さくなる。
複数の第１接続部５４及び第２接続部５５は、それぞれ軸方向に幅を有する板状の空間（隙間）を形成している。第１接続部５４は、第２接続部５５よりも軸方向の幅が大きい。

なお、実施形態では、４つの第１接続部５４を同一形状とし、かつ２つの第２接続部５５を同一形状としたが、これに限らない。例えば、４つの第１接続部５４の形状や幅を異ならせてもよい。また、２つの接続部５５の形状や幅を異ならせてもよい。

第１接続部５４及び第２接続部５５には、これらに接続される全ての管の内部（流路）が連通する。従って、上記した第１管集合部５３Ａ、第２管集合部５３Ｂ、第３管集合部５３Ｃ、第４管集合部５３Ｄおよび第５管集合部５３Ｅの各管は、軸方向で隣り合うもの同士で、第１接続部５４または第２接続部５５を介して連通する。

管集合体５３の下端部に配置された第２接続部５５は、ノズル３４に連通するので、管集合体５３内の樹脂材料は、ノズル３４へ流動可能である。
筒状ケース５１の外周面５１ｅには、複数のバンドヒータ（ヒータ）５７（図２参照）が設けられ、複数のバンドヒータ５７により筒状ケース５１を加熱することで、管集合体５３内の溶融した樹脂材料の粘度低下が促進され、樹脂材料が流動しやすくなる。
ノズル３４は、複数のボルト６７（図２参照）によって筒状ケース５１の下端部に締結されている。

図６は、管集合体５３の第１管集合部５３Ａ、第１接続部５４および第２管集合部５３Ｂの軸方向に沿う断面図である。
第１管集合部５３Ａの複数の管６１の下端部、詳しくは管６１の出口側端部６１ａは、第１接続部５４の上面５４ａを形成する上壁部５４ａ１の上面側孔部５４ｂに嵌入されている。第２管集合部５３Ｂの複数の管６２の上端部、詳しくは管６２の入口側端部６２ａは、第１接続部５４の下面５４ｃを形成する下壁部５４ｃ１の下面側孔部５４ｄに嵌入されている。管６１の内径をＤ１、管６２の内径をＤ２とすると、Ｄ１＞Ｄ２となる。

第１接続部５４は、各管６１の出口側端部６１ａに備える開口（出口側開口）６１ｃと、各管６２の入口側端部６２ａに備える開口（入口側開口）６２ｃと、を互いに連通させる。各管６１から第１接続部５４に流入した樹脂材料は、材料混練部３３の径方向にずれて、各管６２に流入する。出口側開口６１ｃおよび入口側開口６２ｃの各周縁は、面取りの無い角形状とされる。

各管６１と各管６２とは、材料混練部３３の径方向で互いにオフセットするように配置されている。即ち、各管６１と各管６２とは、樹脂材料７０の流動方向（上下方向）から見て互い違いに配置されている。

これにより、上流側の各管６１内の溶融した樹脂材料７０は、図中矢印Ｆで示すように、各管６１内の通路（上流側の通路）６１ｂから第１接続部５４に流入したとき、第１接続部５４における流動方向を横断するように設けられて各管６１の出口側開口６１ｃに流動方向で対向する横断部５４ｅに突き当たる。樹脂材料７０は、横断部５４ｅを避けるように直角に近い角度で屈曲しながら流動する。樹脂材料７０は、第１接続部５４から各管６２の通路（下流側の通路）６２ｂに流出するときにも、直角に近い角度で屈曲しながら流動する。

このように、溶融した樹脂材料が屈曲して流動するときには、樹脂材料には、管６１，６２内だけを流動するときに生じるせん断力よりも大きなせん断力が発生する。
図５に示した管集合体５３の他の第１接続部５４および第２接続部５５においても、上記したように樹脂材料が屈曲して流動するときには、同様な大きなせん断力が発生する。特に、横断部５４ｅにおける入口側開口６２ｃを形成する端縁（入口側開口６２ｃの周縁）において、樹脂材料が良好にせん断される。

図７は、溶融した樹脂材料の粘度と、樹脂材料に加えられるせん断速度と、の関係を示している。
グラフの横軸はせん断速度、縦軸は粘度を表す。
グラフ中に破線で示すニュートン流体は、せん断速度の大きさに関わらず粘度が一定である。これに対して、グラフ中に実線で示す、射出成形装置１で取り扱う樹脂材料である擬塑性流体（非ニュートン流体）は、せん断速度が大きくなるにつれて次第に粘度が低下する。また、擬塑性流体では、一旦粘度が下がった後、時間経過に伴い元の粘度に戻る性質がある。

本実施形態の射出成形装置１では、図４～図６に示したように、材料混練部３３において、樹脂材料に大きなせん断力を与える管集合体５３を設けることで、樹脂材料の粘度を低下させている。これにより、溶融した樹脂材料をノズル３４から成形型１０（図１参照）内に射出する際の吐出圧力を下げ、型締め力を低下させることができる。この結果、射出成形装置１及び成形型１０の構造を簡素にできてコストを低減でき、また、樹脂成形を迅速にできるために樹脂成形品の生産性を向上させることができる。

＜第二実施形態＞
本発明の第二実施形態は、第一実施形態に対して、材料混練部の構成が異なる。その他の第一実施形態と同一構成には同一符号を付して詳細説明は省略する。
図８に示すように、第二実施形態の材料混練部７１は、前記筒状ケース５１（図５参照）と、筒状ケース５１内に挿入された筒内挿入部７２と、を備えている。
筒内挿入部７２は、複数のスタティックミキサー７３，７４と、各スタティックミキサー７３，７４の上下端部を接続する第１接続部７６と、複数の管７７を備える管集合部７８と、管集合部７８の上下端部を接続する第２接続部７９と、を備えている。

スタティックミキサー７３は、筒部８１と、筒部８１内に配置されたミキシングブレード８２と、を備えている。ミキシングブレード８２は、矩形の板の対向する二辺が９０°ほど捩じられて形成されている。
スタティックミキサー７４は、筒部８１と、筒部８１内に配置されたミキシングブレード８３と、を備えている。スタティックミキサー７４は、スタティックミキサー７３と基本構造が同一である。

第１接続部７６は、第一実施形態の第１接続部５４と同様に、スタティックミキサー７３，７４内の通路７３ａ，７４ａに連通している。従って、複数のスタティックミキサー７３およびスタティックミキサー７４の各通路７３ａ，７４ａ同士は、第１接続部７６を介して連通している。管集合部７８は、複数の管６５（図５参照）を備える第１実施形態の第５管集合部５３Ｅ（図５参照）と同様の構造である。

第２接続部７９は、スタティックミキサー７４の通路７４ａと、管集合部７８の各管７７の通路（不図示）と、に連通している。また、下側の第２接続部７９は、管集合部７８の各管７７の通路と、ノズル３４と、に連通している。
上記した材料混練部７１では、スタティックミキサー７３，７４によって樹脂材料の混練を促進させ、また、第１接続部７６、一対の第２接続部７９及び管集合部７８によって樹脂材料に大きなせん断力を生じさせることで、樹脂材料の粘性低下を図ることができる。

以上説明したように、第二実施形態における樹脂射出成形装置も、樹脂材料を溶融させる材料溶解部３２と、前記材料溶解部３２の下方に連なり、前記材料溶解部３２で溶融した樹脂材料を混練する材料混練部７１と、前記材料混練部７１の下方に連なり、前記材料混練部７１で混練した樹脂材料を成形型１０内に射出するノズル３４と、を備え、前記材料混練部７１は、前記樹脂材料の上下方向の流れを横断するように配置され、前記樹脂材料をせん断する作用を得る横断部を備えるものである。

この構成によれば、材料溶解部３２で溶融した樹脂材料が材料混練部７１を流れる際に、横断部を避けるように屈曲して流れることで、樹脂材料のせん断作用を得ることができる。これにより、溶融した樹脂材料の分子の網目構造が解けて分子間力が弱まり、樹脂材料の粘度を下げることができる。この結果として、ノズル３４から成形型１０内に樹脂材料を低い圧力で射出することができる。そして、樹脂材料の成形圧力の低減によって、樹脂射出成形装置１及び成形型１０の簡素化によるコスト削減を図るとともに、樹脂材料の成形時間短縮による生産性向上を図ることができる。

上記樹脂射出成形装置においても、材料溶解部３２内に、樹脂材料に熱を伝達する熱伝達器４２が設けられ、熱伝達器４２は、樹脂材料の流動方向から見て、放射状に配置された複数のフィン４２ｂを備えていることで、樹脂材料が材料溶解部３２中で熱伝達器４２に触れる面積を増やすことができ、材料の熱分布をより均一にしながら樹脂材料の溶融を促すことができる。
上記樹脂射出成形装置においても、熱伝達器４２は銅製であることで、熱伝導率が高い銅製の熱伝達器４２によって、樹脂材料の溶融をより一層促すことができる。

上記樹脂射出成形装置においても、材料混練部７１は、樹脂材料が流動する複数の通路７３ａ，７４ａを備え、横断部の上流側の通路７３ａと、横断部の下流側の通路７４ａとは、樹脂材料の流動方向から見て、互いにずれて配置されていることで、材料混練部７１の樹脂材料の通路７３ａ，７４ａを上流側と下流側とで互い違いに配置することとなり、樹脂材料に大きなせん断力を生じさせることができる。

上記樹脂射出成形装置においても、上流側の通路７３ａの開口と下流側の通路７４ａの開口との間に、樹脂材料の流動方向で隙間が設けられ、前記隙間に横断部が臨んでいることで、樹脂材料の流路における上流側および下流側の間に、せん断作用を生じさせる横断部が臨むこととなり、横断部を迂回する樹脂材料がより混ざり合いやすくなる。これにより、樹脂材料の廃棄が少なくて済み、樹脂射出成形装置１の始動時や樹脂材料切替時の歩留まりを向上させることができる。

上記樹脂射出成形装置においても、上流側の通路７３ａ及び下流側の通路７４ａは、互いに通路径が異なることで、樹脂材料のせん断がより生じやすくすることができる。

上記樹脂射出成形装置においても、下流側の通路７４ａは、上流側の通路７３ａよりも小径に形成されていることで、下流側ほど樹脂材料の通路を狭くして細かくせん断し、効果的に樹脂材料のせん断を進めることができる。

上記樹脂射出成形装置においても、溶融される樹脂材料を予熱する材料予熱部３１を備え、材料予熱部３１は、予熱した樹脂材料を、射出シリンダ２１からピストン２３により材料溶解部３２側に押し出すものであり、ピストン２３は、材料溶解部３２側に最も押し出された位置で、材料溶解部３２から離間して配置されることで、ピストン２３が材料溶解部３２中の樹脂材料と固着することを抑止することができる。

上記樹脂射出成形装置においても、材料予熱部３１、材料溶解部３２および材料混練部７１の周囲にバンドヒータ３７，４３，５７が設けられることで、成形型１０に樹脂材料を供給する全行程にて樹脂材料に必要な熱量を供給することができる。

上記樹脂射出成形装置においても、樹脂材料の流動方向は上下方向であることで、樹脂材料に作用する重力によって、いわゆる横型の射出成型機のような水平方向に樹脂材料が流れるものに比較して、樹脂材料に加える圧力を低くすることができる。これにより、樹脂射出成形装置１及び成形型１０の簡素化を図ることができ、コストを削減することができる。

なお、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１ 樹脂射出成形装置
１０ 成形型
２１ 射出シリンダ
２３ ピストン
３１ 材料予熱部
３２ 材料溶解部
３３，７１ 材料混練部
３４ ノズル
３５ シリンダ
３７，４３，５７ バンドヒータ（ヒータ）
４２ 熱伝達器
４２ｂ フィン
５４ｅ 横断部
６１ｂ 通路（上流側の通路）
６１ｃ 開口（出口側開口）
６２ｂ 通路（下流側の通路）
６２ｃ 開口（入口側開口）
７０ 樹脂材料

Claims (10)

1. 樹脂材料を溶融させる材料溶解部（３２）と、
   前記材料溶解部（３２）における第一の方向の一側に連なり、前記材料溶解部（３２）で溶融した樹脂材料を混練する材料混練部（３３）と、
   前記材料混練部（３３）における前記第一の方向の一側に連なり、前記材料混練部（３３）で混練した樹脂材料を成形型（１０）内に射出するノズル（３４）と、を備え、
   前記材料混練部（３３）は、前記樹脂材料の前記第一の方向の流れを横断するように配置され、前記樹脂材料をせん断する作用を得る横断部（５４ｅ）を備えることを特徴とする樹脂射出成形装置。
2. 前記材料溶解部（３２）内に、樹脂材料に熱を伝達する熱伝達器（４２）が設けられ、
   前記熱伝達器（４２）は、前記第一の方向から見て、放射状に配置された複数のフィン（４２ｂ）を備えていること特徴とする請求項１に記載の樹脂射出成形装置。
3. 前記熱伝達器（４２）は銅製であることを特徴とする請求項２に記載の樹脂射出成形装置。
4. 前記材料混練部（３３）は、樹脂材料が流動する複数の通路（６１ｂ，６２ｂ）を備え、
   前記横断部（５４ｅ）の上流側の前記通路（６１ｂ）と、前記横断部（５４ｅ）の下流側の前記通路（６２ｂ）とは、前記第一の方向から見て、互いにずれて配置されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の樹脂射出成形装置。
5. 前記上流側の通路（６１ｂ）の出口側開口（６１ｃ）と前記下流側の通路（６２ｂ）の入口側開口（６２ｃ）との間に、前記第一の方向で隙間が設けられ、前記隙間に前記横断部（５４ｅ）が臨んでいることを特徴とする請求項４に記載の樹脂射出成形装置。
6. 前記上流側の通路（６１ｂ）及び前記下流側の通路（６２ｂ）は、互いに通路径が異なることを特徴とする請求項４又は５に記載の樹脂射出成形装置。
7. 前記下流側の通路（６２ｂ）は、前記上流側の通路（６１ｂ）よりも小径に形成されていることを特徴とする請求項４から６の何れか１項に記載の樹脂射出成形装置。
8. 前記溶融される樹脂材料を予熱する材料予熱部（３１）を備え、
   前記材料予熱部（３１）は、予熱した樹脂材料を、射出シリンダ（２１）からピストン（２３）により前記材料溶解部（３２）側に押し出すものであり、
   前記ピストン（２３）は、前記材料溶解部（３２）側に最も押し出された位置で、前記材料溶解部（３２）から離間して配置されること特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の樹脂射出成形装置。
9. 前記材料予熱部（３１）、前記材料溶解部（３２）および前記材料混練部（３３）の周囲にヒータ（３７，４３，５７）が設けられることを特徴とする請求項８に記載の樹脂射出成形装置。
10. 前記第一の方向は上下方向であることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の樹脂射出成形装置。

Images