JP3165006B2

JP3165006B2 - 射出装置

Info

Publication number: JP3165006B2
Application number: JP16579795A
Authority: JP
Inventors: 良三盛田
Original assignee: 株式会社名機製作所
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 2001-05-14
Anticipated expiration: 2016-05-14
Also published as: JPH0911301A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、射出装置に係り、特に可塑化能
力に優れ、しかも樹脂材料に対して熱による悪影響が及
ぼされることが有利に防止乃至は抑制され得る射出装置
に関するものである。

【０００２】

【背景技術】従来から、合成樹脂材料を射出成形して、
所望の成形品を得る射出成形機においては、外周面上に
複数のバンドヒータが配設された加熱筒内に、射出スク
リュを回転可能に且つ進退可能に挿入、配置せしめて成
る射出装置が、装備されている。

【０００３】そして、一般に、そのような射出装置にあ
っては、加熱筒に対して、その後部の合成樹脂材料供給
手段配設側から前部の射出ノズル側にかけて、供給ゾー
ン、圧縮ゾーン、及び計量ゾーンが、順次設けられてお
り、加熱筒内に配設された射出スクリュの回転作動によ
って、先ず、供給ゾーンにおいて、加熱筒内に供給され
た樹脂材料が殆ど未溶融（固形）の状態で、徐々に軟化
せしめられつつ、圧縮ゾーンに送り出され、次いで、そ
の軟化せしめられた樹脂材料が、圧縮ゾーンで見掛け上
の体積圧縮を受け、射出スクリュの剪断作用とバンドヒ
ータによる外部加熱とによって、溶融（可塑化）されな
がら、計量ゾーンに送り出され、その後計量ゾーンにお
いて、溶融樹脂が十分に混練されて、射出スクリュを後
退させながら、その前部に蓄えられるようになってお
り、そして、所定量の蓄積の後、射出スクリュを前進移
動せしめることによって、計量ゾーンの前部、即ち加熱
筒の先端部に蓄えられた溶融樹脂が、加熱筒の先端に設
けられた射出ノズルから金型の成形キャビティ内に射出
されるようになっている。

【０００４】また、かかる射出装置においては、加熱筒
の前記３つのゾーンの各外周面上において、それを取り
巻くように、所定幅のバンドヒータがそれぞれ少なくと
も１つ配設せしめられていると共に、そのようなバンド
ヒータにより加熱される加熱筒の温度を検出する熱電対
が１つずつ取り付けられている。そして、それらバンド
ヒータと熱電対は、所定の制御装置にそれぞれ接続され
ており、該熱電対の検出温度に基づいて、バンドヒータ
への給電がＯＮ、ＯＦＦされるようになっている。それ
によって、計量ゾーン、圧縮ゾーン、及び供給ゾーンの
温度が各ゾーン毎に予め設定された温度となるように温
度調節（加熱制御）された状態で、加熱筒が加熱される
ようになっているのである。

【０００５】ところで、そのような構造とされた射出装
置を使用して、射出成形を行なう際には、例えば原料樹
脂として、比熱の大きな合成樹脂材料（具体的にはポリ
プロピレン等）を用いる場合には、一般に、バンドヒー
タによって加熱される加熱筒の温度がより高く設定され
ることとなるが、そうすると、加熱筒の供給ゾーンの温
度が必然的に高くなってしまい、射出スクリュの回転作
動中は問題がないものの、それが、一旦、停止せしめら
れたりすると、供給ゾーン内で、樹脂材料が溶融し、そ
れによって、再度、射出スクリュを回転作動せしめる際
に、射出スクリュへの原料の食い込みや射出スクリュの
回転トルクが不足する等して、供給ゾーン内での固体輸
送能力が小さくなり、その結果、可塑化能力が著しく低
下してしまうといった極めて大きな問題が惹起されるこ
とがあったのであり、また、そのように可塑化能力が低
下してしまうために、射出スクリュの回転作動による剪
断発熱量や加熱筒から与えられる熱量が大きくなる等し
て、樹脂材料の温度が著しく高くなってしまい、それに
よって、樹脂材料に対して、熱による悪影響が及ぼされ
ることもあったのである。

【０００６】なお、そのような問題が生ぜしめられるこ
となく、各種の合成樹脂材料が良好に射出成形され得る
ように為すために、長さの長い加熱筒を備えた射出装置
が使用される場合もあるが、その場合にあっては、射出
装置全体が大型化してしまうばかりでなく、加熱筒内に
供給されてから射出せしめられるまでの樹脂材料の加熱
筒内における滞留時間、換言すれば、樹脂材料の加熱筒
内での加熱時間が長くなるために、樹脂材料が熱に敏感
な特性を有するものであると、その物性が低下したり、
或いは得られる成形品に対して焼けやシルバーストリー
ク等の成形不良が生じたりする恐れが大きかったのであ
る。それ故、そのような加熱筒の長尺化は、上述の如き
可塑化能力の低下等の問題を解消する上において、現実
的な対策とはなっていなかったのである。

【０００７】そこで、本願出願人は、それらの問題を一
挙に解消せしめるべく、先に、実用新案登録第３００７
９９０号に係る登録実用新案公報において、図２３に示
される如き構造を有する射出装置を提案した。即ち、こ
の図２３に示される射出装置にあっては、射出スクリュ
１８が挿入、配置された加熱筒１０に対して、その前部
の射出ノズル１６側から後部のホッパ１２の配設側にか
けて、計量ゾーン：Ａ、圧縮ゾーン：Ｂ、及び供給ゾー
ン：Ｃが、順次設けられている。また、それら３つのゾ
ーンの外周面上には、それぞれ、２個ずつ、合計６個の
バンドヒータ２６，２８，３０，３２，３４，３６が、
加熱筒１０の軸方向に所定間隔をおいて配設せしめられ
ていると共に、該３つのゾーンの温度を検出する熱電対
３８，４０，４２が、各々１個ずつ、取り付けられてい
る。更に、供給ゾーン：Ｃの外周面上に設けられた２個
のバンドヒータ３４，３６のうち、前記ホッパ１２側に
位置するバンドヒータ３６と加熱筒１０との間には、冷
却ジャケット２０が、バンドヒータ３６と加熱筒１０と
にそれぞれ密着して、重ね合わされた状態で、設けられ
ている。そして、この冷却ジャッケット２０は、内部に
冷却水が流通せしめられる冷却パイプ２２が加熱筒１０
の外周面に巻き付けられて構成されており、そのような
冷却パイプ２２に冷却水が流通せしめられることによっ
て、供給ゾーン：Ｃにおける冷却ジャケット２０の配設
部位が冷却され得て、射出スクリュ１８の停止時におけ
る供給ゾーン：Ｃ内での樹脂材料の溶融が阻止され、そ
の結果として、可塑化能力の低下防止と樹脂温度の過度
の上昇の抑制とが図られ得るようになっているのであ
る。

【０００８】ところが、そのような射出装置にあって
は、加熱筒１０の供給ゾーン：Ｃの温度を検出する熱電
対４２が、バンドヒータ３６と冷却ジャケット２０の略
中心部をそれぞれ貫通し、且つその先端部において、加
熱筒１０の筒壁部に所定深さ入り込んだ状態で、加熱筒
１０の供給ゾーン：Ｃに取り付けられていることから、
冷却ジャケット２０にて冷却された供給ゾーン：Ｃの冷
却部分の温度が、かかる熱電対４２によって検出される
こととなり、そのために、供給ゾーン：Ｃに配設された
２つのバンドヒータ３４，３６が常時ＯＮ状態となり、
その結果、冷却ジャケット２０に密着せしめられたバン
ドヒータ３６によって、冷却ジャケット２０による供給
ゾーン：Ｃの冷却効率が不可避的に低下せしめられ、ま
た供給ゾーン：Ｃの圧縮ゾーン：Ｂ側に単独で設けられ
たバンドヒータ３４の過度の加熱によって、供給ゾー
ン：Ｃから圧縮ゾーン：Ｂにかけての部分の温度が高く
なり過ぎて、その部分において、樹脂材料の溶融が進行
したり、或いはかかる樹脂材料の温度が過度に上昇した
りする恐れがあったのである。

【０００９】要するに、前記公報に開示の射出装置にあ
っては、冷却ジャッケット２０の配設によって、それが
何等設けられていない従来装置よりは、加熱筒１０の供
給ゾーン：Ｃ内での樹脂材料の溶融が有利に阻止せしめ
られ得るものの、バンドヒータ３４，３６に対するＯＮ
／ＯＦＦ制御が適切に行なわれ得ないために、そのよう
な供給ゾーン：Ｃ内での樹脂材料の溶融阻止において、
期待される程の効果を得ることが困難であったのであ
り、またそれ故に、可塑化能力の低下や樹脂材料への熱
による悪影響の発生の防止を図る上で、十分に満足し得
るものであるとは言い難く、その点において、未だ改良
の余地が存していたのである。

【００１０】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述の如き事情
を背景にして為されたものであって、その解決課題とす
るところは、加熱筒の供給ゾーン内での樹脂材料の溶融
がより十分に阻止されるように為すことによって、該供
給ゾーン内の固体輸送能力が増大せしめられ、以て可塑
化能力の向上と樹脂温度の過度の上昇による樹脂材料へ
の悪影響の発生の防止乃至は軽減とが効果的に図られ得
るようにした射出装置の改良された構造を提供すること
にある。

【００１１】

【解決手段】そして、かかる課題を解決するために、本
発明にあっては、射出スクリュが回転可能に挿入される
加熱筒に対して、その前部の射出ノズル側から後部の合
成樹脂材料供給手段配設側にかけて、計量ゾーン、圧縮
ゾーン、及び供給ゾーンを順次設ける一方、該加熱筒の
外周面を所定幅で覆って加熱するバンドヒータの複数
を、該３つのゾーンにそれぞれ少なくとも１つ位置する
ように配設し、更にそれら３つのゾーンに、該複数のバ
ンドヒータにより加熱される加熱筒の温度を検出する温
度検出手段をそれぞれ設けて、該計量ゾーン、圧縮ゾー
ン、及び供給ゾーンの温度が各ゾーン毎に予め設定され
た温度となるように、該温度検出手段にて各ゾーンの温
度を検出しつつ、該複数のバンドヒータにより該加熱筒
を加熱すると共に、前記射出スクリュを回転駆動せしめ
ることによって、該加熱筒の後部に設けられた合成樹脂
材料供給手段から該加熱筒の供給ゾーン内に供給される
合成樹脂材料を可塑化させつつ、該加熱筒の計量ゾーン
側に送り出すようにした射出装置において、前記加熱筒
の供給ゾーン形成部位の外周面上における前記合成樹脂
材料供給手段配設側にのみ、内部に冷却水が流通せしめ
られる冷却ジャケットを配設する一方、前記圧縮ゾーン
側に位置し、且つ該冷却ジャケットとの間に前記バンド
ヒータの少なくとも１つを挟んだ状態で、該供給ゾーン
の温度を検出するための前記温度検出手段を配したこと
を、その特徴とするものである。

【００１２】なお、そのような本発明に従う射出装置の
好ましい態様によれば、前記加熱筒の前記供給ゾーン形
成部位の外周面上に設けられた前記バンドヒータが、該
加熱筒の前記圧縮ゾーンと計量ゾーンに配設される各バ
ンドヒータよりも狭い幅をもって構成されると共に、前
記冷却ジャケットが、該供給ゾーン形成部位の外周面上
において、前記合成樹脂材料供給手段から該バンドヒー
タの側に所定寸法離隔した位置に設けられて、該冷却ジ
ャケットと該合成樹脂材料供給手段との間に、前記圧縮
ゾーンと計量ゾーンにおける各バンドヒータの配置間隔
よりも長い軸方向長さをもって、該供給ゾーンの外周面
が露呈せしめられた露呈部が形成されることとなる。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明を更に具体的に明らかにする
ために、本発明の代表的な実施例について、図面を参照
しつつ、詳細に説明することとする。

【００１４】先ず、図１には、本発明に従う構造とされ
た射出装置の一例の要部が概略的に示されている。そこ
において、１０は加熱筒であり、その後部側（図中、右
側）には、合成樹脂材料供給手段としてのホッパ１２が
配設されて、該ホッパ１２に収容された樹脂材料がハウ
ジング１３の供給口１４から加熱筒１０内に供給される
ようになっている一方、その前部側（図中、左側）に
は、射出ノズル１６が取り付けられている。また、かか
る加熱筒１０の内部には、射出スクリュ１８が挿入され
て、従来と同様な構造により回転可能に且つ軸心方向に
移動可能に配設されている。

【００１５】さらに、そのような加熱筒１０において
は、前部の射出ノズル１６側から後部のホッパ１２側の
全長にかけて、軸心方向に三分割されて、従来と同様な
計量ゾーン：Ａ、圧縮ゾーン：Ｂ、及び供給ゾーン：Ｃ
の３つのゾーンが設けられている。そして、従来と同様
に、射出スクリュ１８の回転作動により、加熱筒１０内
に供給された樹脂材料が、徐々に軟化せしめられつつ、
供給ゾーン：Ｃから圧縮ゾーン：Ｂ内に送り出されると
共に、該圧縮ゾーン：Ｂ内において可塑化された後、計
量ゾーン：Ａ内に送り出されるようになっている。

【００１６】また、そのような加熱筒１０の３つのゾー
ン：Ａ，Ｂ，Ｃの外周面上は、該外周面の全周を所定幅
で覆って加熱する複数（ここでは５個）のバンドヒー
タ：ＨＴ１〜５が、それぞれ設けられている。即ち、計
量ゾーン：Ａと圧縮ゾーン：Ｂに、それぞれ２個ずつ、
合計４個のバンドヒータＨＴ１〜４が、また供給ゾー
ン：Ｃには、１個のバンドヒータ：ＨＴ５が、それぞ
れ、加熱筒１０の軸心方向に沿って配設されており、そ
れらのバンドヒータ：ＨＴ１〜５に通電することによっ
て、加熱筒１０が加熱されるようになっているのであ
る。

【００１７】なお、ここでは、計量ゾーン：Ａと圧縮ゾ
ーン：Ｂの各外周面上に設けられたバンドヒータ：ＨＴ
１〜４が、各ゾーンの軸方向長さの半分よりも所定寸法
小さい幅をもって構成されている一方、供給ゾーン：Ｃ
の外周面上に設けられたバンドヒータ：ＨＴ５が、それ
らのバンドヒータ：ＨＴ１〜４に対して、更に略半分の
幅をもって構成されており、そして、それら５個のバン
ドヒータ：ＨＴ１〜５が、互いに略等間隔をおいて、各
ゾーンの外周面上に位置せしめられている。これによっ
て、加熱筒１０の計量ゾーン：Ａと圧縮ゾーン：Ｂの外
周面の大部分が、バンドヒータ：ＨＴ１〜４にて覆われ
ているのであり、また供給ゾーン：Ｃの外周面における
圧縮ゾーン：Ｂ側の一部が、バンドヒータ：ＨＴ５によ
り覆われているのである。

【００１８】そして、特に、そのような加熱筒１０の供
給ゾーン：Ｃの外周面上において、計量ゾーン：Ａや圧
縮ゾーン：Ｂに配設される各バンドヒータ：ＨＴ１〜４
の間隔と略同一の寸法だけ、バンドヒータ：ＨＴ５から
ホッパ１２の側に隔たった位置には、冷却ジャケット２
０が、バンド金具２３にて固定されて、配設せしめられ
ている。また、この冷却ジャケット２０は、バンドヒー
タ：ＨＴ５と略同一の幅をもって、成っており、内部に
冷却水が流通せしめられる、断面略矩形状の冷却パイプ
２２が、加熱筒１０の外周面の全周に対して、その周方
向に密着する状態で巻き付けられるようにして、構成さ
れている。

【００１９】かくして、かかる加熱筒１０の供給ゾー
ン：Ｃの外周面における圧縮ゾーン：Ｂ側の略１／２部
分に、バンドヒータ：ＨＴ５と冷却ジャケット２０と
が、互いに隣り合って配置せしめられている一方、該冷
却ジャケット２０とホッパ１２との間の残りの１／２部
分には、何等それらが設けられておらず、外周面が露呈
せしめられた露呈部２４とされているのである。

【００２０】また、そのような構成を有する加熱筒１０
の３つのゾーン：Ａ，Ｂ，Ｃには、温度検出手段として
の熱電対：ＴＣ１〜３が、それぞれ、１個ずつ設けられ
ている。この３つの熱電対：ＴＣ１〜３のうち、計量ゾ
ーン：Ａと圧縮ゾーン：Ｂに設けられた熱電対：ＴＣ
１，２は、それら計量ゾーン：Ａと圧縮ゾーン：Ｂのそ
れぞれの略中央部位において、各ゾーン：Ａ，Ｂに配設
されたバンドヒータ：ＨＴ１，２及びＨＴ３，４に各々
挟まれて、配置され、そして、各先端部が、加熱筒１０
の筒壁に所定深さ入り込んで、位置せしめられている。
それによって、加熱筒１０の計量ゾーン：Ａと圧縮ゾー
ン：Ｂの各形成部位における筒壁の内部温度が、各熱電
対：ＴＣ１，２にて検出され、以てバンドヒータ：ＨＴ
１〜４により加熱された計量ゾーン：Ａと圧縮ゾーン：
Ｂの全体の温度が把握されるようになっているのであ
る。

【００２１】一方、供給ゾーン：Ｃに設けられた熱電
対：ＴＣ３は、圧縮ゾーン：Ｂとの境界部位において、
前記冷却ジャケット２０との間に、バンドヒータ：ＨＴ
５を挟んだ状態で、配置され、その先端部が、前記２つ
の熱電対：ＴＣ１，２と同様にして、位置せしめられて
いる。それによって、加熱筒１０の供給ゾーン：Ｃの形
成部位における圧縮ゾーン：Ｂとの境界部分の筒壁の内
部温度が、熱電対：ＴＣ３にて検出され、以て供給ゾー
ン：Ｃにおいて、バンドヒータ：ＨＴ５により加熱され
た部分の温度が把握されるようになっているのである。
なお、図１からも明らかなように、かかる加熱筒１０の
先端に取り付けられた射出ノズル１６においても、その
先端側と加熱筒１０側に、バンドヒータ：ＨＴ６，７と
熱電対：ＴＣ４，５が、それぞれ設けられており、それ
によって、射出ノズル１６が加熱されると共に、その加
熱温度が検出されるようになっている。

【００２２】また、それらのバンドヒータ：ＨＴ１〜７
と熱電対：ＴＣ１〜５は、所定の制御装置（図示せず）
にそれぞれ電気的に接続されており、各熱電対：ＴＣ１
〜５の検出温度に基づいて、バンドヒータ：ＨＴ１〜７
への給電がＯＮ、ＯＦＦされるようになっている。そう
して、射出ノズル１６と加熱筒１０の計量ゾーン：Ａ形
成部位が最も高い温度に、また供給ゾーン：Ｃ形成部位
が最も低い温度に、更に圧縮ゾーン：Ｂ形成部位がそれ
らの中間の温度となるように、温度調節されて、加熱筒
１０が加熱され得るようになっているのである。

【００２３】而して、そのような加熱下において、前記
射出スクリュ１８が回転せしめられることにより、供給
口１４から加熱筒１０の供給ゾーン：Ｃ内に供給される
樹脂材料が、圧縮ゾーン：Ｂ内で、各バンドヒータ：Ｈ
Ｔ１〜５による外部加熱と射出スクリュ１８の回転作動
に基づく剪断作用とによって可塑化せしめられつつ、計
量ゾーン：Ａ内に送り込まれ、更に該計量ゾーン：Ａの
前部、即ち加熱筒１０の先端部に充填されるようになっ
ているのであり、また、その際の樹脂材料の圧力にて後
退せしめられた射出スクリュ１８が、加熱筒１０の先端
側に前進移動せしめられることによって、かかる樹脂材
料が、射出ノズル１６を通じて射出せしめられるように
なっているのである。

【００２４】このように、本実施例に係る射出装置にあ
っては、加熱筒１０の供給ゾーン：Ｃの外周面上におい
て、圧縮ゾーン：Ｂの側にバンドヒータ：ＨＴ５が配設
されていると共に、それからホッパ１２の側に所定距離
隔てた位置に冷却ジャケット２０が設けられていること
から、バンドヒータ：ＨＴ５に通電されて、供給ゾー
ン：Ｃが加熱されても、冷却ジャケット２０の冷却パイ
プ２２に冷却水が流通せしめられることによって、供給
ゾーン：Ｃにおける冷却ジャケット２０の配設部位が効
率的に冷却され得ると共に、ホッパ１２側への熱伝導が
有利に緩和乃至は阻止され得て、該冷却ジャケット２０
の配設部位からホッパ１２の配設部位に至るまでの部分
の温度上昇が効果的に抑制され得るのである。

【００２５】また、かかる射出装置においては、バンド
ヒータ：ＨＴ５を間に挟んで、冷却ジャケット２０が設
けられる側とは反対の圧縮ゾーン：１２側に、熱電対：
ＴＣ３が取り付けられているところから、供給ゾーン：
Ｃの冷却ジャケット２０による冷却部分の温度の影響を
受けることなく、供給ゾーン：Ｃのバンドヒータ：ＨＴ
５による加熱部分の温度が正確に検出され得るのであ
り、それによって、供給ゾーン：Ｃの加熱部分の温度調
節が適切に為され得、その結果として、従来のものとは
異なり、供給ゾーン：Ｃにおけるバンドヒータ：ＨＴ５
の形成部位から圧縮ゾーン：Ｂまでの部分が、該バンド
ヒータ：ＨＴ５によって、予め設定された温度となるよ
うに加熱され得て、必要以上に高くなってしまうような
ことが有利に防止され得るのである。

【００２６】従って、本実施例に係る射出装置にあって
は、加熱筒１０の供給ゾーン：Ｃ内において、樹脂材料
が溶融（可塑化）してしまうようなことが有利に阻止せ
しめられ得て、射出スクリュの回転作動時における射出
スクリュへの原料の食い込みやその回転トルクが十分に
確保され得、それによって、従来のものに比して、かか
る供給ゾーンにおける固体輸送能力が極めて良好に高め
られ得るのであり、その結果、可塑化能力が効果的に向
上され得ることとなるのである。

【００２７】そして、そのように、可塑化能力が向上せ
しめられることによって、該能力の低いものに比して、
射出スクリュの回転による樹脂材料の剪断発熱量や加熱
筒１０から与えられる熱量が有利に小さくされ得、それ
によって、樹脂材料の温度の過度の上昇が効果的に抑制
され得て、その温度が加熱筒１０の設定温度に近い値と
なり、その結果、樹脂材料に対して、熱による悪影響が
及ぼされるようなことが、有利に回避乃至は軽減され得
るのである。

【００２８】しかも、かかる射出装置にあっては、供給
ゾーン：Ｃにおいて、冷却ジャケット２０とホッパ１２
との間に、供給ゾーン：Ｃ（加熱筒１０）の外周面が所
定長さにわたって露呈せしめられた露呈部２４が形成さ
れていることから、かかる露呈部２４が、供給ゾーン：
Ｃの外周面上から熱を放出する放熱部位として有利に機
能せしめられ得、それによって、冷却ジャケット２０の
配設部位からホッパ１２の配設部位に至るまでの部分の
過度の温度上昇が、更に効果的に抑制され得ているので
ある。

【００２９】また、かかる射出装置にあっては、上述の
如く、冷却ジャケット２０の配設部位からホッパ１２の
配設部位に至るまでの部分が、冷却ジャケット２０によ
って効率的に冷却され得ているところから、加熱筒１０
の高温部位が実質的に短くされ得ているのである。それ
故、そのような射出装置を用いて、計量ストロークの短
い射出成形を行なう際にも、加熱筒１０内に供給され、
その先端部に送り出される樹脂材料の加熱時間が、従来
のものを用いた場合に比して、効果的に短縮せしめられ
得、それによって、原料樹脂が熱劣化し易い樹脂材料で
あっても、その物性が低下したり、或いは得られる成形
品に対して焼けやシルバーストリーク等の成形不良が生
じたりすることが有利に防止乃至は抑制され得るのであ
る。

【００３０】さらに、かかる射出装置にあっては、加熱
筒１０の供給ゾーン：Ｃのホッパ１２側を冷却する冷却
ジャケット２０が、断面略矩形状の冷却パイプ２２が加
熱筒１０の外周面に対してその周方向に密着する状態で
巻き付けられて、構成されているところから、冷却パイ
プ２２の供給ゾーン：Ｃに対する接触面積が有利に大き
くされ得、それによって、かかる冷却パイプ２２の内部
に流通せしめられる冷却水による供給ゾーン：Ｃの冷却
がより効率的に行なわれ得るといった利点もある。

【００３１】ところで、上述の如く、本実施例に係る射
出装置は、供給ゾーン：Ｃにおけるバンドヒータ：ＨＴ
５の形成部位から圧縮ゾーン：Ｂまでの部分の過度の温
度上昇が有利に抑制され得ると共に、冷却ジャケット２
０の配設部位からホッパ１２の配設部位に至るまでの部
分が、冷却ジャケット１０によって、より効率的に冷却
され得て、高度な可塑化能力が発揮され得ると共に、樹
脂温度の過度の上昇が抑制され得るといった優れた特徴
を有しているのであるが、この点については、本発明者
らにより以下の如くして行われた実験の結果からも、極
めて明らかなところである。

【００３２】すなわち、先ず、図１に示される如き構造
を有する射出装置（Ｉ−１）を準備した。また、それと
は別に、本発明に従う構造とされているものの、図１に
示された射出装置とは、一部異なる構成を有する、図２
に示される如き射出装置（Ｉ−２）を準備した。なお、
この図２に示される射出装置（Ｉ−２）は、加熱筒１０
の供給ゾーン：Ｃの外周面上において、その圧縮ゾー
ン：Ｂ側に２つのバンドヒータ：ＨＴ５−ａ，ＨＴ５−
ｂが配設されている一方、そのホッパ側に冷却ジャケッ
ト２０が設けられており、更にそれら２つのバンドヒー
タ：ＨＴ５−ａ，ＨＴ５−ｂのうち、圧縮ゾーン：Ｂ側
に位置せしめられたバンドヒータ：ＨＴ５−ａを、その
厚さ方向に貫通し、且つ加熱筒１０の筒壁の内部に所定
深さ入り込むようにして、熱電対：ＴＣ３が取り付けら
れている。

【００３３】また、比較のために、図３に示される如
く、従来と同様な構造を有する射出装置（Ｉ−３）を準
備した。なお、この図３に示される射出装置にあって
は、加熱筒１０の前記３つのゾーンに、それぞれ、２個
ずつ、合計６個のバンドヒータ２６，２８，３０、３
２、３４、３６と、各１個ずつ、合計３個の熱電対３
８，４０，４２とが配設されている一方、ホッパ１２が
取り付けられるハンジング１３内に冷却水路４４が設け
られており、それら６個のバンドヒータ２６〜３６と３
個の熱電対３８〜４２とにて、加熱筒１０が温度調節下
において加熱されるようになっていると共に、かかる冷
却水路４４に冷却水が流通せしめられることによって、
加熱筒１０のホッパ１２の配設部位が冷却されるように
なっている。

【００３４】そして、それら互いに構造の異なる３種類
の射出装置（Ｉ−１，Ｉ−２，Ｉ−３）を用い、それぞ
れの加熱筒１０を、各熱電対：ＴＣ１〜３による検出温
度に基づいて温度調節しつつ、バンドヒータ：ＨＴ１〜
５にて加熱した後、それら各加熱筒１０の内壁の温度
を、複数箇所、測定して、３種類の射出装置（Ｉ−１，
Ｉ−２，Ｉ−３）の各加熱筒１０において、樹脂材料に
接触せしめられる部位の温度分布を調べた。その結果を
図４に示した。なお、かかる図４においては、図１に示
される如き構造を有する射出装置（Ｉ−１）の加熱筒１
０の内壁の温度分布を一点鎖線で、また図２に示される
如き構造とされた射出装置（Ｉ−２）の加熱筒１０の内
壁の温度分布を実線で、更に図３に示される如き従来構
造を有する射出装置（Ｉ−３）の加熱筒１０の内壁の温
度分布を破線で、それぞれ示した。また、各射出装置
（Ｉ−１，Ｉ−２，Ｉ−３）の加熱筒１０の内壁温度の
測定は、射出ノズル１６と射出スクリュ１８とを加熱筒
１０から取り外した後、該加熱筒１０の内孔内に所定の
温度計を挿入して、射出ノズル１６側の端縁部から１０
００mm離れた位置までの間で、該加熱筒１０の内壁の表
面温度を、５０mm間隔で、それぞれ測定することによっ
て、行なった。更に、ここで用いられた３種類の射出装
置（Ｉ−１，Ｉ−２，Ｉ−３）は、何れも、加熱筒１０
において、その射出ノズル１６側の端縁部から約９５０
mm離れた位置にホッパが設けられ、また該端縁部から約
５７０mm離れた位置が、圧縮ゾーン：Ｂと供給ゾーン：
Ｃとの境界部位とされたものである。

【００３５】かかる図４からも明らかなように、図１及
び図２に示される如き構造を有する射出装置（Ｉ−１，
Ｉ−２）の加熱筒１０は、図３に示される如き構造とさ
れた射出装置（Ｉ−３）の加熱筒１０に比して、供給ゾ
ーン：Ｃにおける各測定部位の内壁温度が低くなってい
る。これによって、本実施例に係る射出装置において、
バンドヒータ：ＨＴ５の形成部位から圧縮ゾーン：Ｂま
での部分の過度の温度上昇が有利に抑制され得ると共
に、冷却ジャケット２０の配設部位からホッパ１２の配
設部位に至るまでの部分が、冷却ジャケット１０によっ
て、効率的に冷却せしめられ得ることが明確に認識され
得るのである。

【００３６】次いで、原料樹脂として、ＰＰ（ポリプロ
ピレン）樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン
−スチレン）樹脂、及びＰＣ（ポリカーボネート）樹脂
の所定量をそれぞれ準備し、そして、それらの樹脂と前
記３種類の射出装置（Ｉ−１，Ｉ−２，Ｉ−３）を用い
て、計量ストロークを５０mm、１００mm、１５０mmとし
た３種類の条件下で、スクリュ回転数を１００rpm 、２
００rpm 、３００rpmと変化させて、それぞれ射出成形
を行ない、その際の可塑化能力と樹脂温度とを測定し
た。その結果をグラフ化して、図５〜図２２に示した。

【００３７】なお、それら図５〜図２２においては、図
１に示される如き構造を有する射出装置（Ｉ−１）を用
いて射出成形を行なった際の、スクリュ回転数の変化に
伴う可塑化能力と樹脂温度のそれぞれの変化を一点鎖線
で、また同様に、図２に示される如き構造とされた射出
装置（Ｉ−２）を用いた際の可塑化能力と樹脂温度の変
化を実線で、更に図３に示される如き従来構造を有する
射出装置（Ｉ−３）を用いた際の可塑化能力と樹脂温度
の変化を破線で、それぞれ示し、そして、それら図５〜
図２２のうち、図５〜図７、図８〜図１０、及び図１１
〜図１３には、原料樹脂として、ＰＰ樹脂、ＡＢＳ樹
脂、及びＰＣ樹脂をそれぞれ用いた際の、各射出装置
（Ｉ−１，Ｉ−２，Ｉ−３）毎の可塑化能力の測定結果
について、また図１４〜図１６、図１７〜図１９、及び
図２０〜図２２には、それらの樹脂をそれぞれ用いた際
の、各射出装置（Ｉ−１，Ｉ−２，Ｉ−３）毎の樹脂温
度の測定結果について、それぞれ示した。

【００３８】そして、特に、それら３種類の射出装置
（Ｉ−１，Ｉ−２，Ｉ−３）を用いて、計量ストロー
ク：１５０mm、スクリュ回転数：３００rpm の条件下で
射出成形を行なった際の、可塑化能力と樹脂温度の各測
定結果の具体的な数値を、各樹脂材料毎に、下記表１に
示した。なお、射出成形時におけるその他の条件は、背
圧力：１０kgｆ／cm²、冷却水温度：４０℃、スクリュ
径：φ４０、スクリュ圧縮比：２．１、メータリング溝
深さ：２．８mm、フィード溝深さ：６．０mm、Ｌ／Ｄ：
２２とし、更に加熱筒の計量ゾーン、圧縮ゾーン、及び
供給ゾーンの温度は、原料樹脂の種類に応じて、下記表
２に示されるような値に設定した。

【００３９】

【００４０】

【００４１】図５〜図２２からも明らかなように、図１
及び図２に示される如き構造を有する射出装置（Ｉ−
１，Ｉ−２）を用いて射出成形を行なう場合、原料樹脂
の種類や計量ストロークの大きさに関係なく、図３に示
される如き構造とされた射出装置（Ｉ−３）を使用する
場合に比して、可塑化能力が高いを値を示しており、ま
た樹脂温度は低くなっている。そして、表１からも明ら
かなように、例えば、計量ストローク：１５０mmで、ス
クリュ回転数：３００rpm の条件にて、ＰＰ樹脂の射出
成形を行なう際には、射出装置（Ｉ−１）及び射出装置
（Ｉ−２）を用いることによって、射出装置（Ｉ−３）
を用いる場合に比して、可塑化能力が２７〜３４％程度
高くなっていると共に、樹脂温度が２．０〜４．４℃低
くなっているのであり、また同様な条件下で、ＡＢＳ樹
脂の射出成形を行なう際には、可塑化能力が５〜６％程
度高くなっていると共に、樹脂温度が５．６〜６．０℃
程度低くなっており、更に同様な条件にて、ＰＣ樹脂の
射出成形を行なう場合には、可塑化能力が１３〜１４％
程度高くなっていると共に、樹脂温度が０．４〜１．２
℃程度低くなっている。

【００４２】これらによって、本実施例、ひいては本発
明に係る射出装置が、高度な可塑化能力を有し、しかも
樹脂温度の上昇が有利に抑制され得て、樹脂材料への熱
による悪影響が防止乃至は軽減され得るといった極めて
優れた特徴が発揮され得るものであることが明確に認識
され得るのである。

【００４３】以上、本発明の代表的な実施例について詳
述してきたが、これは文字通りの例示であって、本発明
は、そのような具体例にのみ限定して解釈されるもので
はない。

【００４４】例えば、前記実施例では、加熱筒１０にお
ける計量ゾーン：Ａと圧縮ゾーン：の各外周面上に、そ
れぞれ、２個ずつ、合計４個のバンドヒータ：ＨＴ１〜
４が、各外周面の大部分を覆うように配設され、供給ゾ
ーン：Ｃの外周面上に、１個のバンドヒータ：ＨＴ５
が、その外周面の一部を覆うように設けられていたが、
それらバンドヒータの配設形態や配設個数は、何等これ
に限定されるものではない。

【００４５】また、前記実施例では、それら３つのゾー
ン：Ａ，Ｂ，Ｃの温度を検出する温度検出手段として、
熱電対：ＴＣ１〜３が用いられていたが、そのような温
度検出手段としては、公知の各種の構造のものが何れも
採用され得るのである。

【００４６】さらに、前記実施例では、加熱筒１０の供
給ゾーン：Ｃを冷却する冷却ジャケット２０が、内部に
冷却水が流通せしめられる断面略矩形状の冷却パイプ２
２が、加熱筒１０の外周面に対して、その周方向に密着
する状態で巻き付けられて、構成されていたが、そのよ
うな冷却ジャケットの構造にあっても、特にこれに限定
されるものでないことは、勿論である。

【００４７】また、前記実施例では、加熱筒１０の供給
ゾーン：Ｃの温度を検出する熱電対：ＴＣ３が、冷却ジ
ャケット２０との間に、１個のバンドヒータ：ＨＴ５を
挟んで、該供給ゾーン：Ｃの圧縮ゾーン：Ｂ側に配設さ
れていたが、かかる熱電対と冷却ジャケットとの間に、
２個以上のバンドヒータを配設するようにしても、何等
差し支えない。

【００４８】その他、一々列挙はしないが、本発明は、
当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等
を加えた態様において実施され得るものであり、また、
そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限
り、何れも、本発明の範囲内に含まれることは、言うま
でもないところである。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に従う射出装置にあっては、加熱筒の供給ゾーン形成部
位の外周面上において、合成樹脂材料供給手段配設側
に、内部に冷却水が流通せしめられる冷却ジャケットが
配設されている一方、それとは反対側の圧縮ゾーン側に
おいて、該冷却ジャケットとの間にバンドヒータを少な
くとも１つ挟んだ状態で、供給ゾーンの温度を検出する
温度検出手段が設けられていることから、該供給ゾーン
形成部位が、該バンドヒータによって加熱される際に、
冷却ジャケットに冷却水が流通せしめられることによっ
て、冷却ジャケットの配設部位から合成樹脂材料供給手
段配設部位に至るまでの部分が効率的に冷却され得るの
であり、また、そのような冷却ジャケットの冷却部分の
温度の影響を受けることのない位置に配した温度検出手
段にて検出される温度に基づく適切な温度調節下におい
て、供給ゾーンにおけるバンドヒータ形成部位から圧縮
ゾーンまでの部分が、予め設定された温度となるように
良好に加熱され得て、必要以上に高くなってしまうよう
なことが有利に防止され得るのである。

【００５０】従って、かかる射出装置にあっては、供給
ゾーン内での樹脂材料の溶融（可塑化）が有利に阻止乃
至は抑制せしめられ得て、該供給ゾーンにおける固体輸
送能力が極めて良好に高められ得、それによって、可塑
化能力が効果的に向上され得るのであり、またその結果
として、樹脂材料の温度の過度の上昇が効果的に抑制さ
れ得て、該樹脂材料に対して、熱による悪影響が及ぼさ
れるようなことが、有利に回避乃至は軽減され得ること
となるのである。

【００５１】また、本発明に係る射出装置にあっては、
冷却ジャケットの配設部位から合成樹脂材料供給手段配
設部位に至るまでの部分が効率的に冷却され得るところ
から、加熱筒の高温部位が実質的に短くされ得て、計量
ストロークの短い射出成形を行なう際にも、加熱筒内に
供給され、その先端部に送り出される樹脂材料の加熱時
間が、従来のものに比して、効果的に短縮され得、それ
によって、原料樹脂が熱劣化し易い樹脂材料であって
も、その物性が低下したり、或いは得られる成形品に対
して焼けやシルバーストリーク等の成形不良が生じたり
することが有利に防止乃至は抑制され得るといった利点
があるのである。

【００５２】なお、前記した本発明の好ましい態様に従
う構成が採用される場合には、加熱筒の供給ゾーン形成
部位に設けられた露呈部が、供給ゾーンの外周面上から
熱を放出する放熱部位として有利に機能せしめられ得、
それによって、冷却ジャケットの配設部位から合成樹脂
材料供給手段の配設部位に至るまでの部分の過度の温度
上昇が、更に効果的に抑制され得るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う構造を有する射出装置の一例を示
す縦断面要部説明図である。

【図２】本発明に従う構造を有する射出装置の別の例を
示す縦断面要部説明図である。

【図３】従来の射出装置の一例を示す縦断面要部説明図
である。

【図４】図１〜図３に示した射出装置において、各加熱
筒の加熱時における内壁の温度分布を示すグラフであ
る。

【図５】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量ス
トロークが５０mmとなる条件下でＰＰ樹脂を射出成形し
た際の、スクリュ回転数の増加に伴う可塑化能力の変化
を示すグラフである。

【図６】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量ス
トロークが１００mmとなる条件下でＰＰ樹脂を射出成形
した際の、スクリュ回転数の増加に伴う可塑化能力の変
化を示すグラフである。

【図７】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量ス
トロークが１５０mmとなる条件下でＰＰ樹脂を射出成形
した際の、スクリュ回転数の増加に伴う可塑化能力の変
化を示すグラフである。

【図８】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量ス
トロークが５０mmとなる条件下でＡＢＳ樹脂を射出成形
した際の、スクリュ回転数の増加に伴う可塑化能力の変
化を示すグラフである。

【図９】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量ス
トロークが１００mmとなる条件下でＡＢＳ樹脂を射出成
形した際の、スクリュ回転数の増加に伴う可塑化能力の
変化を示すグラフである。

【図１０】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量
ストロークが１５０mmとなる条件下でＡＢＳ樹脂を射出
成形した際の、スクリュ回転数の増加に伴う可塑化能力
の変化を示すグラフである。

【図１１】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量
ストロークが５０mmとなる条件下でＰＣ樹脂を射出成形
した際の、スクリュ回転数の増加に伴う可塑化能力の変
化を示すグラフである。

【図１２】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量
ストロークが１００mmとなる条件下でＰＣ樹脂を射出成
形した際の、スクリュ回転数の増加に伴う可塑化能力の
変化を示すグラフである。

【図１３】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量
ストロークが１５０mmとなる条件下でＰＣ樹脂を射出成
形した際の、スクリュ回転数の増加に伴う可塑化能力の
変化を示すグラフである。

【図１４】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量
ストロークが５０mmとなる条件下でＰＰ樹脂を射出成形
した際の、スクリュ回転数の増加に伴う樹脂温度の変化
を示すグラフである。

【図１５】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量
ストロークが１００mmとなる条件下でＰＰ樹脂を射出成
形した際の、スクリュ回転数の増加に伴う樹脂温度の変
化を示すグラフである。

【図１６】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量
ストロークが１５０mmとなる条件下でＰＰ樹脂を射出成
形した際の、スクリュ回転数の増加に伴う樹脂温度の変
化を示すグラフである。

【図１７】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量
ストロークが５０mmとなる条件下でＡＢＳ樹脂を射出成
形した際の、スクリュ回転数の増加に伴う樹脂温度の変
化を示すグラフである。

【図１８】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量
ストロークが１００mmとなる条件下でＡＢＳ樹脂を射出
成形した際の、スクリュ回転数の増加に伴う樹脂温度の
変化を示すグラフである。

【図１９】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量
ストロークが１５０mmとなる条件下でＡＢＳ樹脂を射出
成形した際の、スクリュ回転数の増加に伴う樹脂温度の
変化を示すグラフである。

【図２０】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量
ストロークが５０mmとなる条件下でＰＣ樹脂を射出成形
した際の、スクリュ回転数の増加に伴う樹脂温度の変化
を示すグラフである。

【図２１】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量
ストロークが１００mmとなる条件下でＰＣ樹脂を射出成
形した際の、スクリュ回転数の増加に伴う樹脂温度の変
化を示すグラフである。

【図２２】図１〜図３に示した射出装置を用いて、計量
ストロークが１５０mmとなる条件下でＰＣ樹脂を射出成
形した際の、スクリュ回転数の増加に伴う樹脂温度の変
化を示すグラフである。

【図２３】従来の射出装置の、図３とは異なる例を示す
縦断面要部説明図である。

【符号の説明】

１０加熱筒１２ホッパ１３ハウジング１４供給口１６射出ノズル１８射出スクリ
ュ２０冷却ジャケット２２冷却パイプ２３バンド金具２４露呈部ＨＴ１〜７バンドヒータＴＣ１〜３熱電
対Ａ計量ゾーンＢ圧縮ゾーンＣ供給ゾーン

フロントページの続き (56)参考文献特開平７−186227（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−235120（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−5920（ＪＰ，Ａ) 特開平２−55114（ＪＰ，Ａ) 特開平５−69462（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−177812（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−203017（ＪＰ，Ｕ) 実開平３−52130（ＪＰ，Ｕ) 実開昭49−110073（ＪＰ，Ｕ) 実開平３−31932（ＪＰ，Ｕ) 登録実用新案3007990（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/84

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】射出スクリュが回転可能に挿入される加
熱筒に対して、その前部の射出ノズル側から後部の合成
樹脂材料供給手段配設側にかけて、計量ゾーン、圧縮ゾ
ーン、及び供給ゾーンを順次設ける一方、該加熱筒の外
周面を所定幅で覆って加熱するバンドヒータの複数を、
該３つのゾーンにそれぞれ少なくとも１つ位置するよう
に配設し、更にそれら３つのゾーンに、該複数のバンド
ヒータにより加熱される加熱筒の温度を検出する温度検
出手段をそれぞれ設けて、該計量ゾーン、圧縮ゾーン、
及び供給ゾーンの温度が各ゾーン毎に予め設定された温
度となるように、該温度検出手段にて各ゾーンの温度を
検出しつつ、該複数のバンドヒータにより該加熱筒を加
熱すると共に、前記射出スクリュを回転駆動せしめるこ
とによって、該加熱筒の後部に設けられた合成樹脂材料
供給手段から該加熱筒の供給ゾーン内に供給される合成
樹脂材料を可塑化させつつ、該加熱筒の計量ゾーン側に
送り出すようにした射出装置において、前記加熱筒の供給ゾーン形成部位の外周面上における前
記合成樹脂材料供給手段配設側にのみ、内部に冷却水が
流通せしめられる冷却ジャケットを配設する一方、前記
圧縮ゾーン側に位置し、且つ該冷却ジャケットとの間に
前記バンドヒータの少なくとも１つを挟んだ状態で、該
供給ゾーンの温度を検出するための前記温度検出手段を
配したことを特徴とする射出装置。
【請求項２】前記加熱筒の前記供給ゾーン形成部位の
外周面上に設けられた前記バンドヒータが、該加熱筒の
前記圧縮ゾーンと計量ゾーンに配設される各バンドヒー
タよりも狭い幅をもって構成されていると共に、前記冷
却ジャケットが、該供給ゾーン形成部位の外周面上にお
いて、前記合成樹脂材料供給手段から該バンドヒータの
側に所定寸法離隔した位置に設けられて、該冷却ジャケ
ットと該合成樹脂材料供給手段との間に、前記圧縮ゾー
ンと計量ゾーンにおける各バンドヒータの配置間隔より
も長い軸方向長さをもって、該供給ゾーンの外周面が露
呈せしめられた露呈部が形成されていることを特徴とす
る請求項１に記載の射出装置。