JP2931225B2 - 射出成形機などの材料供給口及び熱可塑性樹脂の可塑化計量方法 - Google Patents

射出成形機などの材料供給口及び熱可塑性樹脂の可塑化計量方法

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JP2931225B2 JP7008257A JP825795A JP2931225B2 JP 2931225 B2 JP2931225 B2 JP 2931225B2 JP 7008257 A JP7008257 A JP 7008257A JP 825795 A JP825795 A JP 825795A JP 2931225 B2 JP2931225 B2 JP 2931225B2
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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、押出機や射出成形機な
どの材料供給口及び熱可塑性樹脂の可塑化計量方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の押出機の材料供給口としては、実
開昭58−45233号公報に示されるようなものがあ
る。これに示される押出機の材料供給口は、これの内周
面がスクリュー軸心と直交する配置とされている。これ
により、ペレット化された成形材料が材料供給口からシ
リンダ内へ効率よく食い込まれるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の材料供給口形状では、ガラス長繊維を含む比
較的長尺(たとえばペレット長48mm)のペレットを
成形材料とした場合には、食い込み時にペレットが全長
にわたってスクリュー溝内に入り込まないうちにペレッ
ト後端側が曲げやせん断を受けることが多いため切断さ
れやすく、せっかくのガラス長繊維が短い繊維のものと
なってしまい、後続の成形工程において耐衝撃性等の機
械的特性に優れた成形品を製造することは困難であると
いう問題点がある。また、材料供給口のスクリュー側開
口端部が、ガラス繊維との摩擦のために、摩耗しやすい
という別の問題点もある。また、長尺ペレットは、かさ
比重が小さく、ホッパ口部でからみやすいために可塑化
能力の著しい低下を起こし、成形サイクル時間が長くな
ってしまうという問題点もある。本発明はこのような課
題を解決することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダ内面
側の上半部に、材料供給側からスクリュー先端側に向か
って次第に直径寸法が小さくなる、部分テーパ状の溝部
を形成することにより上記課題を解決する。すなわち本
発明の請求項1に対応する射出成形機などの材料供給口
は、回転するスクリュー(20)を内装するシリンダ
(10)内に長尺ペレットを送り込むためのものであっ
て、上記材料供給口(14)は、上方が開放された穴部
(16)と、穴部(16)の下端側と連通されるととも
にスクリュー(20)の外周面上部側と対向するように
形成されておりスクリュー先端側ほど直径寸法の小さく
なる部分テーパ状の溝部(18)と、から構成され
記溝部(18)は、これの軸方向の長さ寸法(L)が、
上記スクリュー(20)の外径寸法の2〜3倍のものと
されているとともに、これの上記部分テーパ形状は、穴
部(16)と接続する側の内周上部位置からスクリュー
(20)の外周までの寸法(h)が、長尺ペレットの長
さ寸法(m)からフライト部の高さ寸法(n)を差し引
いたものと等しいか、これよりも大きい寸法に設定され
ている、ことを特徴としている。さらに、請求項に対
応するものは、上記シリンダ(10)に、取り外し可能
に固定された案内部材(12)が設けられており、上記
穴部(16)及び上記溝部(18)が案内部材(12)
に形成されている、ことを特徴としている。また、請求
に対応するものは、請求項1又は記載の材料供給
口を有する装置を用いて熱可塑性樹脂の可塑化計量を行
うことを特徴としている。なお、かっこ内の符号は、実
施例の対応する部材などを示す。
【0005】
【作用】材料供給口内の長尺ペレットは、スクリューに
よってシリンダ内に食い込まれる際、スクリュー軸心と
直交する姿勢から、テーパ状の溝部に沿って徐々に食い
込み姿勢を変えられた状態でスクリュー溝内に食い込ま
れることになるので、曲げ応力やせん断応力を受けにく
くなり、従来の材料供給口形状のようにスクリュー軸心
と直交する姿勢から食い込まれたもの以外は、ペレット
が切断されやすい場合と比較して、長尺ペレットであっ
ても食い込みの際に折損の度合いが少なくて済むので、
後続の成形工程で成形された成形品の耐衝撃性等の機械
的特性を良好なものとすることができる。また、かさ比
重の小さな長尺ペレットであっても、シリンダ内での材
料不足状態が起こりにくく、輸送効率の向上と、可塑化
密度・計量時間のばらつきを少なくすることができる。
【0006】
【実施例】図1に本発明を実施した射出成形機の射出シ
リンダ装置の材料供給口の部分図を示す。射出シリンダ
10には射出スクリュー20が回転可能、かつ、軸方向
に移動可能にはめ合わされている。射出シリンダ10に
は、これの上部の接続部10aに、案内部材12が取り
外し可能に固定されている。案内部材12には、材料供
給口14が形成されている。材料供給口14は、図示の
ように、上部が開放された穴部16と、溝部18と、か
ら形成されている。溝部18は、案内部材12の下面側
壁面に、射出スクリュー20の外周面と対向するように
形成されており、穴部16の下部と連通するとともに射
出スクリュー20先端側ほど小径となる部分テーパ状の
溝形状に形成されている。すなわち、図2に示すよう
に、溝部18は、射出シリンダ10の軸心と直交する方
向の断面が略半円形のものとされている。図1に示すよ
うに、材料供給口14の溝部18は、これの軸方向の長
さ寸法Lが射出スクリュー20の外径寸法の2〜3倍に
なるように設定されており、また、これの穴部16と接
続する内周上部位置から射出スクリュー20の外周面ま
での寸法hが、使用するペレットの長さ寸法mから、射
出スクリュー20のフライト部の高さ寸法nを差し引い
たものと等しいか、これよりも大きい寸法に設定されて
いる。すなわち、射出スクリュー20を所定の寸法諸元
のものとした場合、案内部材12の溝部18の壁面のテ
ーパ度合いは、ペレットの長さ寸法mに対応して決定さ
れるようになっている。
【0007】次に、この実施例の作用を説明する。射出
シリンダ10上部の図示してないホッパから案内部材1
2の材料供給口14にガラス長繊維を含む樹脂材料から
成る長尺のペレット(実施例の場合ペレット長48m
m)を供給するとともに、図示してないモータによって
射出スクリュー20を回転させる。長尺ペレットは、材
料供給口14の穴部16から射出スクリュー20のスク
リュー溝内に食い込まれようとする。この際、長尺ペレ
ットは、絡み合ったような容積の大きい状態であって
も、部分テーパ穴状の溝部18内に輸送され、溝部18
内を軸方向に移動するとき、これのテーパによって徐々
にスクリュー溝に沿うように姿勢を変えながら送られ、
同時にテーパの断面積減少による圧縮効果とあいまって
容積を減少して可塑化されていくことになる。これによ
り、長尺のペレットであっても、食い込みの際に折損さ
れることが少なく、かつ効率の良いペレットの食い込み
が達成される。
【0008】なお、従来の材料供給口形状のように、溝
部18が形成されていないものでは、大容積(低かさ比
重)の材料の食い込みは不安定であり、穴部16部に位
置している間にスクリュー溝内に食い込み完了すること
ができなかった一部の長尺ペレットは、穴部16部の図
中左端側壁面において切断されやすく、長さの短いもの
にされやすいことになる。なお、長尺ペレットは、自重
による自然供給では、長尺のものになればなるほど、長
尺ペレット同士が絡み合うブリッジが発生しやすくなっ
てホッパ内から落下しにくくなる傾向があるので、適宜
パーツフィーダを設けて、これから長尺ペレットの適量
を強制的に材料供給口に供給するようにすることが望ま
しい。
【0009】以上のようにして、本発明の材料供給口1
4においては、長尺ペレットの食い込み時の折損を少な
くした状態で、長尺ペレットを射出シリンダ10内に供
給することができるので、可塑化・計量工程を終了し、
後続の射出工程において射出成形されたガラス長繊維を
含む樹脂材料から成る成形品を、耐衝撃性等の機械的特
性に優れたものとすることができる。また、長時間の使
用により、案内部材12の穴部16や溝部18がガラス
繊維によって摩耗した場合でも、案内部材12だけを交
換すればよく、穴部16や溝部18を射出シリンダ10
側に形成して、これらが摩耗した際、射出シリンダ10
全体を交換する場合と比較して経済的である。
【0010】(試験結果)本発明の材料供給口14を用
いた射出シリンダ装置と、従来の材料供給口形状の射出
シリンダ装置と、を用いてガラス長繊維を含む樹脂材料
(試験例ではセルストラン樹脂)から成る長尺ペレット
(ペレット長48mm)の食い込み時の折損度合いを測
定した。従来の材料供給口形状の射出シリンダ装置を用
いた場合にはペレットの重量割合で42.2%のペレッ
ト折損率であった。折損されたペレットを観察すると、
完全に切断されたものがほとんどであった。なお、従来
の材料供給口形状のままで、材料供給口の直径寸法だけ
を大きくしたものについても試験したが、ペレット折損
率が改善される様子は見られなかった。これに対して、
本発明の材料供給口14の射出シリンダ装置を用いた場
合には、射出スクリュー20のスクリューピッチの大小
によっても多少異なるが、重量割合で10.4〜15.
5%のペレット折損率となり、従来のものの1/3〜1
/4の折損率とすることができた。折損されたペレット
を観察すると、切断分離されたものは少なく、射出スク
リュー20のフライト部に押し潰された折れ曲がり状の
ものが多かった。また、可塑化能力に関しても、従来の
射出シリンダ装置では、144kg/Hr程度であった
のに対し、235〜300kg/Hrまで向上し、可塑
化時間のばらつきも大幅に少なくなった。
【0011】なお、上記実施例の説明においては、穴部
16及び溝部18が形成された一体の案内部材12を用
いるものとしたが、これは、必要に応じて複数の部材に
分割することができる。また、上記実施例の説明におい
ては、射出成形機の射出シリンダ装置に本発明を実施す
るものとしたが、射出成形機に限るわけではなく、押出
機の材料供給口に本発明を適用することもできる。さら
に、上記実施例の説明においては、長尺ペレットを用い
るものとしたが、これに限らず、形状が不規則なペレッ
トに本発明を適用することができ、また、再生材等の使
用の際のホッパ口における材料の破砕防止、計量安定
性、可塑化密度の向上に対しても有効である。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
長尺のペレットを材料供給口に供給する場合であって
も、長尺ペレットの折損率を従来よりも大幅に減少させ
ることができ、しかも折損されたものでも、完全に切断
されているわけではないので、長繊維を含む樹脂材料か
ら成る長尺ペレットを用いて、耐衝撃性等の機械的特性
に優れた成形品を成形することが可能になる。また、長
尺ペレットのように、かさ比重が小さく絡み合いやすい
材料であっても、十分な可塑化能力を確保することがで
き、成形性を安定させることが可能となる。なお、使用
する材料の形態に対応した最適形状の案内部材に交換す
ることが容易なので、食い込みが良好で、しかも長尺
レットの折損が少ない状態で、長尺ペレットをスクリュ
ーに食い込ませることができる。また、請求項の構成
のものにおいては、何らかの原因で材料供給口が摩耗し
た場合であっても、射出シリンダ全体を交換するような
ことは必要なく、材料供給口を構成する案内部材だけを
交換すればよいので、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した射出成形機の射出シリンダ装
置を示す図である。
【図2】図1の2−2線に沿う断面図である。
【符号の説明】
10 射出シリンダ 12 案内部材 14 材料供給口 16 穴部 18 空間部 20 射出スクリュー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横内 満 東京都千代田区霞が関3丁目2番5号 ポリプラスチックス株式会社内 (72)発明者 熊谷 幸久 東京都千代田区霞が関3丁目2番5号 ポリプラスチックス株式会社内 (72)発明者 望月 光博 東京都千代田区霞が関3丁目2番5号 ポリプラスチックス株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−115424(JP,A) 特開 平3−264319(JP,A) 特開 昭57−120423(JP,A) 特開 昭57−120424(JP,A) 実開 昭64−40515(JP,U) 実開 昭62−38128(JP,U) 実開 昭49−36152(JP,U) 実開 平3−20127(JP,U) 実開 昭58−45233(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 45/18 B29C 31/04 B29C 45/62 B29C 47/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転するスクリュー(20)を内装する
    シリンダ(10)内に長尺ペレットを送り込むための材
    料供給口(14)において、 上記材料供給口(14)は、 上方が開放された穴部(16)と、 穴部(16)の下端側と連通されるとともにスクリュー
    (20)の外周面上部側と対向するように形成されてお
    りスクリュー先端側ほど直径寸法の小さくなる部分テー
    パ状の溝部(18)と、から構成され 上記溝部(18)は、これの軸方向の長さ寸法(L)
    が、上記スクリュー(20)の外径寸法の2〜3倍のも
    のとされているとともに、これの上記部分テーパ形状
    は、穴部(16)と接続する側の内周上部位置からスク
    リュー(20)の外周までの寸法(h)が、長尺ペレッ
    トの長さ寸法(m)からフライト部の高さ寸法(n)を
    差し引いたものと等しいか、これよりも大きい寸法に設
    定され ていることを特徴とする射出成形機などの材料
    供給口。
  2. 【請求項2】 上記シリンダ(10)に、取り外し可能
    に固定された案内部材(12)が設けられており、 上記穴部(16)及び上記溝部(18)が案内部材(1
    2)に形成 されている、 ことを特徴とする請求項1記載の射出成形機などの材料
    供給口。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の材料供給口を有す
    る装置を用いることを特徴とする熱可塑性樹脂の可塑化
    計量方法。
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