JP5710813B1 - Injection molding machine screw and injection molding machine - Google Patents

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Abstract

【課題】溶融樹脂に不活性ガスを注入し、余分な不活性ガスを脱気して射出する射出成形機において、ベントアップを防止するスクリュを提供する。【解決手段】スクリュ(3)に設けられているシール構造(27)によって加熱シリンダ(2)内が、上流側で不活性ガスが注入される高圧エリア(9)とこの下流側で不活性ガスが脱気される低圧エリア(30)とに仕切られた射出成形機(1)のスクリュ(3)を対象とする。本発明は、このスクリュ(3)のシール構造(27)より下流側に降圧緩和区間(35)を設ける。降圧緩和区間(35)は2条以上の多条フライトから構成し、スクリュ溝が浅い浅溝部(38)が軸方向に2カ所以上形成されるようにする。不活性ガスはこの降圧緩和区間(35)の下流側で脱気する。【選択図】 図1A screw for preventing vent-up is provided in an injection molding machine that injects an inert gas into a molten resin and degass and injects the excess inert gas. A high pressure area (9) in which an inert gas is injected on the upstream side and an inert gas on the downstream side in the heating cylinder (2) by a seal structure (27) provided on the screw (3). The screw (3) of the injection molding machine (1) partitioned by the low pressure area (30) from which the gas is deaerated is targeted. In the present invention, a step-down relaxation section (35) is provided downstream of the seal structure (27) of the screw (3). The step-down relaxation section (35) is composed of two or more multi-flight flights, and two or more shallow groove portions (38) having shallow screw grooves are formed in the axial direction. The inert gas is deaerated on the downstream side of the pressure reduction mitigation section (35). [Selection] Figure 1

Description

本発明は、射出成形機のスクリュの所定の位置に設けられているシール構造によって加熱シリンダ内が後方寄りの高圧エリアと前方寄りの低圧エリアとに仕切られ、高圧エリアにおいて溶融樹脂に不活性ガスが注入され、低圧エリアにおいて不活性ガスが脱気されるようになっている射出成形機のスクリュに関するものである。   In the present invention, the inside of the heating cylinder is partitioned into a high pressure area near the rear and a low pressure area near the front by a seal structure provided at a predetermined position of the screw of the injection molding machine. Is injected and the inert gas is degassed in the low-pressure area.

射出成形により成形されるプラスチック成形品に対して、無電解メッキ法を実施する場合、成形品の表面を改質するために成形品の脱脂、エッチング、湿潤化、キャタリスト、アクセレータ等の複雑な前処理工程が必要であり、表面の改質後、メッキ処理が実施される。このような前処理工程は有害物質を使用するので廃液の処理の問題があるし、工程が多くコストが高いという問題がある。近年、射出成形するだけで表面が改質された成形品を得る射出方法が提案されており、このような前処理工程を省略して無電解メッキ法を実施できるようになってきている。具体的には、金属錯体等の表面改質物質が添加された溶融樹脂を射出して成形品を得る方法であり、得られる成形品は表面が改質された状態になる。この方法においては、溶融樹脂に対して添加する表面改質物質は少量であるので、表面改質物質が溶融樹脂に均一に浸透・分散するように、超臨界状態にした不活性ガスも射出成形機の加熱シリンダ内に注入する。表面改質物質が溶融樹脂に均一に浸透・分散したら、加熱シリンダから不活性ガスを脱気する。このようにして得られた、表面改質物質が浸透・分散した溶融樹脂を金型に射出する。このような射出方法に適したスクリュと射出成形機が、特許文献1、2によって提案されている。   When the electroless plating method is performed on plastic molded products molded by injection molding, it is complicated to degrease, etch, wet, catalyst, accelerator, etc. of molded products in order to modify the surface of the molded products. A pretreatment step is required, and after the surface modification, a plating treatment is performed. Such a pretreatment process uses a hazardous substance, so that there is a problem of waste liquid treatment, and there are many processes and high costs. In recent years, there has been proposed an injection method for obtaining a molded article whose surface has been modified only by injection molding, and it has become possible to perform the electroless plating method by omitting such a pretreatment step. Specifically, it is a method of obtaining a molded product by injecting a molten resin to which a surface modifying substance such as a metal complex is added, and the resulting molded product has a surface modified state. In this method, since a small amount of surface modifying material is added to the molten resin, supercritical inert gas is injection-molded so that the surface modifying material can uniformly penetrate and disperse in the molten resin. Inject into the heating cylinder of the machine. When the surface modifying substance uniformly penetrates and disperses in the molten resin, the inert gas is degassed from the heating cylinder. The molten resin in which the surface modifying material is infiltrated and dispersed is injected into the mold. Patent Literatures 1 and 2 propose a screw and an injection molding machine suitable for such an injection method.

特許第4804557号公報Japanese Patent No. 4804557 特許第4939623号公報Japanese Patent No. 4939623

特許文献1に記載のスクリュおよび射出成形機も、特許文献2に記載のスクリュおよび射出成形機も、スクリュの所定の位置にシールと所定の流動制御機構とからなるシール構造が設けられ、このシールによって加熱シリンダ内が2つのエリアに分割されている。特許文献1に記載のスクリュと特許文献2に記載のスクリュは、流動制御機構の構造が若干相違しているだけでその作用はほぼ同じであり、流動制御機構以外の他の構成について差異はない。そこで、特許文献1に記載のスクリュ51および射出成形機50について、図3によって簡略的に説明する。スクリュ51は、加熱シリンダ53内に回転方向と軸方向とに駆動可能に入れられており、所定の位置において外周面にシール54が設けられている。またスクリュ51の後方寄りはフライト溝が浅くなっていてシール作用を奏するシール部52が形成されている。このシール54とシール部52とによって、加熱シリンダ53内には後方寄りつまり上流側に第1のエリア55が形成されている。そして前方寄りつまり下流側に第2のエリア56が形成されている。シール54の近傍のスクリュ51の内部には、流動制御機構58が設けられている。流動制御機構58は第1、2のエリア55、56を連通する連通路と、連通路を開閉する弁構造とからなり、第1のエリア55内の溶融樹脂の圧力を所定の圧力に維持し、圧力がそれより高くなると弁が開いて溶融樹脂が第2のエリア56に流れるようになっている。この弁構造によって第1のエリア55は高圧エリアに、第2のエリアは低圧エリアになっている。また、第2のエリア56から第1のエリア55への逆流は防止されている。スクリュ51は、第1のエリア55の所定の位置において溝が深くなっており、加熱シリンダ53には、この部分に注入口59が設けられ、注入口59には超臨界流体供給装置60が設けられ、二酸化炭素等の不活性ガスを高温高圧にして超臨界状態とし、これに表面改質物質が添加されて加熱シリンダ53内に注入されるようになっている。第2のエリア56に対応する加熱シリンダ53の所定の部分には、ベント部62が設けられ、弁63を開くと不活性ガスが脱気されるようになっている。   Both the screw and injection molding machine described in Patent Document 1 and the screw and injection molding machine described in Patent Document 2 are provided with a seal structure including a seal and a predetermined flow control mechanism at a predetermined position of the screw. The heating cylinder is divided into two areas. The screw described in Patent Document 1 and the screw described in Patent Document 2 are almost the same except that the structure of the flow control mechanism is slightly different, and there is no difference in other configurations other than the flow control mechanism. . Therefore, the screw 51 and the injection molding machine 50 described in Patent Document 1 will be briefly described with reference to FIG. The screw 51 is put into the heating cylinder 53 so as to be driven in the rotational direction and the axial direction, and a seal 54 is provided on the outer peripheral surface at a predetermined position. Further, a seal portion 52 is formed near the rear side of the screw 51 so that the flight groove is shallow and has a sealing action. By the seal 54 and the seal portion 52, a first area 55 is formed in the heating cylinder 53 toward the rear, that is, upstream. A second area 56 is formed on the front side, that is, on the downstream side. A flow control mechanism 58 is provided inside the screw 51 in the vicinity of the seal 54. The flow control mechanism 58 includes a communication path that communicates the first and second areas 55 and 56 and a valve structure that opens and closes the communication path, and maintains the pressure of the molten resin in the first area 55 at a predetermined pressure. When the pressure is higher than that, the valve is opened so that the molten resin flows into the second area 56. With this valve structure, the first area 55 is a high pressure area, and the second area is a low pressure area. Further, backflow from the second area 56 to the first area 55 is prevented. The screw 51 has a deep groove at a predetermined position in the first area 55, and the heating cylinder 53 is provided with an inlet 59 at this portion, and the supercritical fluid supply device 60 is provided at the inlet 59. In addition, an inert gas such as carbon dioxide is brought into a supercritical state by raising the temperature and pressure, and a surface modifying substance is added thereto and injected into the heating cylinder 53. A vent portion 62 is provided at a predetermined portion of the heating cylinder 53 corresponding to the second area 56, and the inert gas is deaerated when the valve 63 is opened.

このような射出成形機50は、例えば添加剤として表面改質物質を選定し、次のようにして射出成形することができる。すなわち、加熱シリンダ53を加熱してスクリュ51を回転し、後方のホッパ64から樹脂材料を供給すると、樹脂材料は溶融して第1のエリア55内にためられる。超臨界流体供給装置60によって表面改質物質が添加された超臨界状態の不活性ガスを生成し、これを注入口59から供給する。そうすると超臨界状態の不活性ガスによって第1のエリア55内の溶融樹脂は流動性が高くなり表面改質物質が溶融樹脂内に速やかにかつ均一に浸透・分散する。このとき第1のエリア55内は、流動制御機構58によって高圧に維持されるので、不活性ガスは超臨界状態を維持してガス化しない。第1のエリア55内の溶融樹脂の圧力が所定の圧力を超えると、流動制御機構58の弁が開いて溶融樹脂が第2のエリア56、つまり低圧エリアに流れる。第2のエリア56において減圧されると不活性ガスは気化する。弁63を開いて気化した不活性ガスを脱気する。そうすると表面改質物質が均一に浸透・分散した溶融樹脂が得られる。このような溶融樹脂がスクリュ51の先端に計量されたら、従来周知のようにスクリュ51を軸方向に駆動して、図示されない金型に射出する。冷却固化を待って金型を開くと、表面が改質された成形品が得られる。   Such an injection molding machine 50 can select, for example, a surface modifying substance as an additive and perform injection molding as follows. That is, when the heating cylinder 53 is heated to rotate the screw 51 and the resin material is supplied from the rear hopper 64, the resin material is melted and stored in the first area 55. The supercritical fluid supply device 60 generates an inert gas in a supercritical state to which the surface modifying substance is added, and supplies this through the inlet 59. As a result, the molten resin in the first area 55 becomes highly fluid due to the inert gas in a supercritical state, and the surface modifying material penetrates and disperses quickly and uniformly in the molten resin. At this time, since the inside of the first area 55 is maintained at a high pressure by the flow control mechanism 58, the inert gas maintains a supercritical state and is not gasified. When the pressure of the molten resin in the first area 55 exceeds a predetermined pressure, the valve of the flow control mechanism 58 is opened and the molten resin flows into the second area 56, that is, the low pressure area. When the pressure is reduced in the second area 56, the inert gas is vaporized. The valve 63 is opened to degas the inert gas. As a result, a molten resin in which the surface modifying substance is uniformly permeated and dispersed is obtained. When such molten resin is measured at the tip of the screw 51, the screw 51 is driven in the axial direction as is well known in the art, and is injected into a mold (not shown). When the mold is opened after cooling and solidification, a molded product having a modified surface is obtained.

このようなスクリュを備えた射出成形機は、物理発泡剤つまり不活性ガスを使用した発泡成形にも好適である。発泡成形は所定の圧力下の溶融樹脂中に飽和溶解度に達するように不活性ガスを注入しておき、これを金型内のキャビティに射出し、キャビティ内のコアを駆動したり所定量だけ型開してキャビティの容積を大きくする。あるいはキャビティ内に少量の溶融樹脂を射出する。そうするとキャビティ内で溶融樹脂内の不活性ガスが発泡し、発泡成形品が得られる。このような発泡成形では、製品の品質にバラツキがでないように、射出する溶融樹脂中に正確に飽和溶解度になるように不活性ガスを注入する必要がある。しかしながら注入する不活性ガスを過不足無く正確に計量するのは難しい。これを図3に示されているような射出成形機を使えば、正確に飽和溶解度の不活性ガスが注入された溶融樹脂を得ることができる。具体的には、図3に示されている射出成形機50を次のように変形する。まず、超臨界流体供給装置60の代わりに、注入口59に不活性ガス供給装置を設け、二酸化炭素、窒素等の不活性ガスを10MPa等の高圧で第1のエリア55に注入できるようにする。そしてベント部62には、所定の圧力、例えば5MPaで開放されるように設定された背圧弁を設ける。このような射出成形機において、高圧エリアである第1のエリア55において溶融樹脂中に不活性ガスを若干過剰になるように注入する。そして低圧エリアである第2のエリア56において所定の圧力に減圧されて余分な不活性ガスが気化し、ベント部62から脱気される。そうすると、第2のエリア56において溶融樹脂中には所定の圧力下における飽和溶解度の不活性ガスが溶融した状態になる。これを射出すると、品質が均一な発泡成形品が得られる。   An injection molding machine equipped with such a screw is also suitable for foam molding using a physical foaming agent, that is, an inert gas. In foam molding, an inert gas is injected into a molten resin under a predetermined pressure so as to reach a saturation solubility, and this is injected into a cavity in a mold to drive a core in the cavity or mold a predetermined amount. Open to increase cavity volume. Alternatively, a small amount of molten resin is injected into the cavity. If it does so, the inert gas in molten resin will foam in a cavity, and a foaming molded product will be obtained. In such foam molding, it is necessary to inject an inert gas so as to have a saturated solubility accurately in the molten resin to be injected so that there is no variation in product quality. However, it is difficult to accurately measure the inert gas to be injected without excess or deficiency. If an injection molding machine as shown in FIG. 3 is used, a molten resin into which an inert gas having a saturated solubility is accurately injected can be obtained. Specifically, the injection molding machine 50 shown in FIG. 3 is modified as follows. First, instead of the supercritical fluid supply device 60, an inert gas supply device is provided at the injection port 59 so that an inert gas such as carbon dioxide and nitrogen can be injected into the first area 55 at a high pressure such as 10 MPa. . The vent 62 is provided with a back pressure valve that is set to be opened at a predetermined pressure, for example, 5 MPa. In such an injection molding machine, an inert gas is injected into the molten resin in the first area 55 which is a high-pressure area so as to be slightly excessive. Then, the pressure is reduced to a predetermined pressure in the second area 56 which is a low pressure area, and excess inert gas is vaporized and degassed from the vent portion 62. Then, in the second area 56, the molten resin is in a state in which an inert gas having a saturated solubility under a predetermined pressure is melted. When this is injected, a foamed molded product with uniform quality is obtained.

特許文献1に記載の射出成形機50によっても、そして特許文献2に記載の射出成形機によっても、金属錯体からなる表面改質物質のような所望の添加剤を溶融樹脂に浸透・分散させることができ、所望の性質を備えた成形品を得ることはできる。特に、添加剤が少量であっても、第1のエリアにおいて超臨界状態の不活性ガスを注入することによって添加剤を効率よくかつ均一に溶融樹脂に浸透・分散させることができ、第2のエリアにおいては不要となった不活性ガスを適切に脱気でき、優れていると言える。また、このような射出成形機によって物理発泡剤を使用した発泡成形も実施でき、品質の高い発泡成形品が得られる。つまり第1、2のエリアを備えた射出成形機は、その基本的な構造については格別に問題はない。しかしながら、解決すべき問題も見受けられる。具体的には、第2のエリアにおける不活性ガスの脱気について問題が見受けられる。特許文献1、あるいは特許文献2に記載の射出成形機においては、ベント部において大気圧に開放されているので第2のエリアでは不活性ガスが速やかに気化してベント部から脱気される。しかしながらこのときに溶融樹脂がベント部においてベントアップしてしまい、ベント部を閉鎖したり外部に流出する可能性がある。これは、流動制御機構の弁構造が開いて第1のエリアの高圧の溶融樹脂が第2のエリアに流れるとき、その圧力差が大きいことによって溶融樹脂がベント部方向に強く押し出されて引き起こされる。また溶融樹脂から気化したガスの圧力で押し出される可能性もある。ベント部から溶融樹脂が流出しない場合でも、ベント部において溶融樹脂が盛り上がると、溶融樹脂がこの部分で固化してしまう。そうすると脱気の効率が低下して品質が低下する。仮に、第2のエリアにおいてベント部を可及的に下流方向に設けるようにすれば、溶融樹脂のベントアップは防止することができる。つまり、シール54から離間した位置にベント部を設けるようにすれば、溶融樹脂は第2のエリアを所定の距離送られた後にベント部に達するので、圧力は徐々に低下してベントアップは防止できる。しかしながら、このようにするとスクリュ長や機械長が長くなってコストが高くなる。そうすると有効な解決方法とは言えない。発泡成形をする場合においても同様の問題がある。第2のエリアにおいて所定の圧力が維持されるようになってはいるが、第2のエリアは第1のエリアに比して低圧になっているので、ベント部においてベントアップしてしまうことがあるからである。   Both the injection molding machine 50 described in Patent Document 1 and the injection molding machine described in Patent Document 2 permeate and disperse a desired additive such as a surface modification material made of a metal complex in a molten resin. And a molded product having desired properties can be obtained. In particular, even when the additive is in a small amount, the additive can be efficiently and uniformly permeated and dispersed in the molten resin by injecting the supercritical inert gas in the first area. It can be said that the inert gas which has become unnecessary in the area can be appropriately degassed and is excellent. Moreover, foam molding using a physical foaming agent can be performed by such an injection molding machine, and a high-quality foam molded product can be obtained. That is, the injection molding machine having the first and second areas has no particular problem with respect to its basic structure. However, there are also problems to be solved. Specifically, there are problems with degassing of inert gas in the second area. In the injection molding machine described in Patent Document 1 or Patent Document 2, since the vent portion is opened to atmospheric pressure, the inert gas is quickly vaporized and degassed from the vent portion in the second area. However, at this time, the molten resin may be vented up at the vent portion, which may close the vent portion or flow out to the outside. This is caused when the valve structure of the flow control mechanism is opened and the high-pressure molten resin in the first area flows into the second area, and the molten resin is strongly pushed toward the vent portion due to the large pressure difference. . Moreover, there is a possibility of being extruded by the pressure of gas vaporized from the molten resin. Even when the molten resin does not flow out from the vent portion, when the molten resin rises in the vent portion, the molten resin is solidified at this portion. If it does so, the efficiency of deaeration will fall and quality will fall. If the vent part is provided in the second area in the downstream direction as much as possible, the bent-up of the molten resin can be prevented. In other words, if the vent portion is provided at a position separated from the seal 54, the molten resin reaches the vent portion after being sent a predetermined distance through the second area, so the pressure gradually decreases to prevent vent-up. it can. However, if this is done, the screw length and the machine length become longer and the cost becomes higher. This is not an effective solution. There is a similar problem in foam molding. Although a predetermined pressure is maintained in the second area, the second area is at a lower pressure than the first area, so the vent may vent up. Because there is.

本発明は、上記したような問題点を解決した射出成形機のスクリュ、および射出成形機を提供することを目的としており、具体的には、スクリュに設けられているシール構造によって加熱シリンダ内が高圧エリアと低圧エリアとに仕切られ、高圧エリアにおいて不活性ガスが注入され、そして低圧エリアにおいて不活性ガスが脱気されるようになっている射出成形機において、不活性ガスを脱気するときに安全かつ確実にベントアップを防止できる射出成形機のスクリュ、および射出成形機を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide an injection molding machine screw and an injection molding machine that solve the above-described problems. Specifically, the inside of a heating cylinder is formed by a seal structure provided in the screw. When degassing inert gas in an injection molding machine that is partitioned into a high-pressure area and a low-pressure area, in which an inert gas is injected in the high-pressure area, and where the inert gas is degassed in the low-pressure area It is an object of the present invention to provide an injection molding machine screw and an injection molding machine that can prevent vent-up safely and reliably.

本発明は上記目的を達成するために、所定の位置にシール構造を備え、それによって加熱シリンダ内が後方寄りの高圧エリアと前方寄りの低圧エリアとに仕切られ、溶融樹脂が高圧エリアにおいて不活性ガスが注入された後に低圧エリアに送られ、低圧エリアにおいて不活性ガスが脱気されるようになっている射出成形機のスクリュを対象として構成される。本発明は、このようなスクリュにおいてシール構造の下流側に、フライト間のスクリュ溝が浅い浅溝部と深い深溝部とが少なくとも軸方向にそれぞれ2カ所以上形成された降圧緩和区間を設ける。またこの降圧緩和区間は2条以上の多条フライトから構成する。そして不活性ガスは、このような降圧緩和区間の下流側で脱気されるように構成する。 In order to achieve the above object, the present invention is provided with a seal structure at a predetermined position, whereby the heating cylinder is partitioned into a high pressure area near the rear and a low pressure area near the front, and the molten resin is inactive in the high pressure area. It is configured for a screw of an injection molding machine that is sent to a low-pressure area after the gas is injected and the inert gas is deaerated in the low-pressure area. The present invention, on the downstream side of the seal structure in such a screw, provided buck relaxation section and screw groove shallow shallow groove and deep deep groove portion is formed at least axially beyond the respective two locations between flights. Moreover, this step-down mitigation section is composed of two or more multi-flight flights. And an inert gas is comprised so that it may deaerate in the downstream of such a pressure | voltage fall relaxation area.

かくして、請求項1記載の発明は、上記目的を達成するために、スクリュの所定の位置に設けられているシール構造によって加熱シリンダ内が後方寄りの高圧エリアと前方寄りの低圧エリアとに仕切られ、溶融樹脂は高圧エリアにおいて不活性ガスが注入された後に低圧エリアに送られ、低圧エリアにおいて不活性ガスが脱気されるようになっている射出成形機のスクリュであって、前記スクリュには、前記シール構造の下流側に所定の降圧緩和区間が設けられ、前記降圧緩和区間はフライト間のスクリュ溝が深い深溝部と浅い浅溝部が少なくとも軸方向にそれぞれ2カ所以上形成され不活性ガスは前記降圧緩和区間の下流側で脱気されるようになっていることを特徴とする射出成形機のスクリュとして構成される。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のスクリュにおいて、前記降圧緩和区間は2条以上の多条フライトから構成されていることを特徴とする射出成形機のスクリュとして構成される。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のスクリュにおいて、前記シール構造は、前記スクリュが縮径している縮径部と、所定の隙間を開けて前記縮径部に嵌合されていると共に前記加熱シリンダのボアに対して液密的に摺動されるシールリングとからなり、前記縮径部には前記シールリングが着座するテーパ面が形成され、前記スクリュを所定の方向に回転すると前記シールリングは前記テーパ面から離間して前記隙間を介して前記高圧エリアと前記低圧エリアが連通し、逆方向に回転すると前記シールリングが前記テーパ面に着座して前記高圧エリアと前記低圧エリアの連通が遮断されるようになっていることを特徴とする射出成形機のスクリュとして構成される。
請求項4に記載の発明は、請求項1または2に記載のスクリュにおいて、前記シール構造は、前記高圧エリアと前記低圧エリアを液密的に仕切るシールと、前記高圧エリアと前記低圧エリアとを連通する連通路と、該連通路を閉鎖し前記高圧エリアの溶融樹脂が所定の圧力を超えると溶融樹脂を前記低圧エリアに流動させる弁機構とを備えていることを特徴とする射出成形機のスクリュとして構成される。
Thus, in order to achieve the above object, the heating cylinder is partitioned into a high pressure area near the rear and a low pressure area near the front by a seal structure provided at a predetermined position of the screw. The molten resin is a screw of an injection molding machine in which an inert gas is injected in a high-pressure area and then sent to a low-pressure area, and the inert gas is degassed in the low-pressure area. the downstream side of the seal structure prescribed antihypertensive relaxation period provided, the buck relaxation interval a screw groove is deep deep groove portion and a shallow shallow groove portion between flights is formed at least in the axial direction than each of two locations, inert gas is configured as a screw of the injection molding machine, characterized in that is adapted to be degassed in a downstream side of the step-down relaxation interval.
According to a second aspect of the present invention, the screw according to the first aspect is configured as a screw of an injection molding machine, wherein the step-down relaxation section is composed of two or more multi-flight flights.
The invention according to claim 3 is the screw according to claim 1 or 2, wherein the seal structure is fitted into the reduced diameter portion with a reduced diameter portion where the screw is reduced in diameter and a predetermined gap. And a seal ring that is liquid-tightly slid with respect to the bore of the heating cylinder, and a tapered surface on which the seal ring is seated is formed at the reduced diameter portion, and the screw When rotating in the direction, the seal ring is separated from the tapered surface and the high pressure area and the low pressure area communicate with each other through the gap, and when rotated in the opposite direction, the seal ring is seated on the tapered surface and the high pressure area And the low-pressure area are blocked from communicating with each other.
According to a fourth aspect of the present invention, in the screw according to the first or second aspect, the seal structure includes a seal that liquid-tightly partitions the high pressure area and the low pressure area, and the high pressure area and the low pressure area. An injection molding machine comprising: a communication path that communicates; and a valve mechanism that closes the communication path and causes the molten resin in the high-pressure area to flow into the low-pressure area when the molten resin exceeds a predetermined pressure. Configured as a screw.

そして請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載のスクリュを備え、前記加熱シリンダは、前記高圧エリアに対応する所定の位置に、添加剤が溶解した超臨界状態の不活性ガスを注入する注入孔が明けられ、前記低圧エリアに対応する所定の位置に不活性ガスを脱気する脱気孔が明けられていることを特徴とする射出成形機として構成される。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載のスクリュを備え、前記加熱シリンダは、前記高圧エリアに対応する所定の位置に、高圧の不活性ガスを注入する注入孔が明けられ、前記低圧エリアに対応する所定の位置に不活性ガスを脱気する脱気孔が明けられ、該脱気孔には所定の圧力で開放される弁が設けられていることを特徴とする射出成形機として構成される。
And invention of Claim 5 is equipped with the screw in any one of Claims 1-4, and the said heating cylinder is a supercritical state in which the additive melt | dissolved in the predetermined position corresponding to the said high voltage | pressure area. The injection molding machine is characterized in that an injection hole for injecting an inert gas is formed, and a deaeration hole for degassing the inert gas is formed at a predetermined position corresponding to the low pressure area.
A sixth aspect of the present invention includes the screw according to any one of the first to fourth aspects, wherein the heating cylinder injects a high-pressure inert gas into a predetermined position corresponding to the high-pressure area. And a deaeration hole for degassing the inert gas is opened at a predetermined position corresponding to the low pressure area, and a valve opened at a predetermined pressure is provided in the deaeration hole. Configured as an injection molding machine.

以上によると本発明は、スクリュの所定の位置に設けられているシール構造によって加熱シリンダ内が後方寄りの高圧エリアと前方寄りの低圧エリアとに仕切られ、溶融樹脂は高圧エリアにおいて不活性ガスが注入された後に低圧エリアに送られ、低圧エリアにおいて不活性ガスが脱気されるようになっている射出成形機のスクリュを対象としている。つまり金属錯体からなる表面改質物質等の添加剤を、溶融樹脂中に効率よく浸透・分散することができる射出成形機のスクリュ、あるいは不活性ガスからなる物理発泡剤による発泡成形を実施できる射出成形機のスクリュを対象としている。そして本発明によると、スクリュには、シール構造の下流側に所定の降圧緩和区間が設けられ、降圧緩和区間はフライト間のスクリュ溝が深い深溝部と浅い浅溝部が少なくとも軸方向にそれぞれ2カ所以上形成され不活性ガスは降圧緩和区間の下流側で脱気されるように構成されている。つまり降圧緩和区間は、低圧エリアに位置することになり、絞り作用によって圧力を降下させることができる浅溝部が軸方向に2カ所以上設けられていることになる。このように構成されているので、高圧エリアから低圧エリアに溶融樹脂が流動するときも、溶融樹脂は降圧緩和区間を流れて樹脂圧力が徐々に降下することになる。そしてその後不活性ガスが脱気されるようになっているので、ベント部、つまり加熱シリンダに設けられている脱気孔におけるベントアップを確実に防止することができる。また他の発明によると、降圧緩和区間は2条以上の多条フライトから構成されている。不活性ガスが高圧で注入されている溶融樹脂は、特に超臨界状態の不活性ガスが注入されている溶融樹脂は、粘性が低く流動性が高い。この降圧緩和区間が2条以上の多条フライトから構成された発明によって、流動性の高い溶融樹脂であっても逆流することなく適切にスクリュの下流に送られることになり、降圧緩和区間において滑らかに樹脂圧力が降下することが保証される。これによって確実にベントアップを防止することができることになる。 According to the above, the present invention divides the inside of the heating cylinder into the high-pressure area near the rear and the low-pressure area near the front by the seal structure provided at a predetermined position of the screw, and the molten resin contains the inert gas in the high-pressure area. It is intended for an injection molding machine screw that is injected into the low-pressure area and in which the inert gas is deaerated in the low-pressure area. In other words, an injection molding machine that can efficiently infiltrate and disperse additives such as surface modifying substances made of metal complexes in the molten resin, or injection that can perform foam molding with a physical foaming agent made of inert gas. Intended for screws of molding machines. And according to the present invention, the screw, a predetermined step-down relaxation section provided on the downstream side of the seal structure, the step-down relaxation interval each screw groove deep deep groove portion and a shallow shallow groove and at least axial direction between the flight 2 More than one place is formed, and the inert gas is deaerated on the downstream side of the pressure reduction mitigation section. That is, the step-down relaxation section is located in the low-pressure area, and two or more shallow groove portions that can reduce the pressure by the throttling action are provided in the axial direction. Since it is configured in this way, even when the molten resin flows from the high pressure area to the low pressure area, the molten resin flows through the pressure reduction relaxation section, and the resin pressure gradually decreases. And since inert gas is deaerated after that, the vent up in the vent part, ie, the deaeration hole provided in the heating cylinder, can be prevented reliably. According to another invention, the step-down mitigation section is composed of two or more multi-flight flights. A molten resin into which an inert gas is injected at a high pressure, particularly a molten resin into which an inert gas in a supercritical state is injected has low viscosity and high fluidity. According to the invention in which the pressure reduction mitigation section is composed of two or more multi-flight flights, even a highly fluid molten resin is appropriately sent downstream of the screw without backflow, and the pressure reduction mitigation section is smooth in the pressure reduction mitigation section. It is guaranteed that the resin pressure will drop. As a result, vent-up can be reliably prevented.

本発明の実施の形態に係るスクリュを備えた、第1の実施の形態に係る射出成形機を示す図で、その(ア)は射出成形機の側面断面図、その(イ)(ウ)は、それぞれ(ア)における符号X、Yで示される部分を拡大した、スクリュの一部側面図とスクリュの一部側面断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the injection molding machine which concerns on 1st Embodiment provided with the screw which concerns on embodiment of this invention, The (a) is side sectional drawing of an injection molding machine, The (a) (c) is They are a partial side view of a screw and a partial side cross-sectional view of a screw, in which the portions indicated by reference signs X and Y in (a) are enlarged. 本発明の実施の形態に係るスクリュを備えた、第2の実施の形態に係る射出成形機を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the injection molding machine which concerns on 2nd Embodiment provided with the screw which concerns on embodiment of this invention. 従来の射出成形機を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the conventional injection molding machine.

以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明の第1の実施の形態に係る射出成形機は、溶融樹脂に所望の添加剤を浸透・分散させるとき、超臨界状態の不活性ガスを利用して効率的に浸透・分散させる射出成形機として構成されている。従って、特許文献1や特許文献2に記載の射出成形機とその構成が類似している。すなわち、本実施の形態に係る射出成形機1も、図1の(ア)に示されているように、加熱シリンダ2と、この加熱シリンダ2内で回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ3とから構成されている。加熱シリンダ2の外周面には、複数枚のバンドヒータが巻かれているが、これらは図に示されていない。   Embodiments of the present invention will be described below. The injection molding machine according to the first embodiment of the present invention is an injection molding that efficiently penetrates and disperses using a supercritical inert gas when a desired additive is infiltrated and dispersed in a molten resin. It is configured as a machine. Therefore, the configuration is similar to the injection molding machine described in Patent Document 1 and Patent Document 2. That is, the injection molding machine 1 according to the present embodiment is also provided so as to be able to be driven in the rotation direction and the axial direction within the heating cylinder 2 as shown in FIG. It is comprised from the screw 3 currently made. A plurality of band heaters are wound around the outer peripheral surface of the heating cylinder 2, but these are not shown in the figure.

本実施の形態に係るスクリュ3も、特許文献1に記載のスクリュと同様に、超臨界状態の不活性ガスを利用するのに適した特定の構造を備えている。すなわち、スクリュ3には所定の位置に第1のシール構造7と第2のシール構造27とが設けられている。これによって後で説明するように加熱シリンダ2内が3つのエリアに区分されることになり、不活性ガスを注入するための高圧エリアと不活性ガスを脱気するための低圧エリアが形成されている。   Similarly to the screw described in Patent Document 1, the screw 3 according to the present embodiment also has a specific structure suitable for using the supercritical inert gas. That is, the screw 3 is provided with the first seal structure 7 and the second seal structure 27 at predetermined positions. As a result, as will be described later, the inside of the heating cylinder 2 is divided into three areas, and a high pressure area for injecting an inert gas and a low pressure area for degassing the inert gas are formed. Yes.

第1のシール構造7は、シール5と、圧力の調整作用を奏する流動制御機構6とからなる。シール5は、図1の(ウ)に詳しく示されているように、スクリュ3の外周面に形成されている所定幅の溝に設けられており、加熱シリンダ2のボアに滑らかに接して摺動するようになっており、この外周面において溶融樹脂が流動することを防止している。つまり加熱シリンダ2内は、このシール5によって、上流側の第1のエリア8と下流側の第2のエリア9とに液密的に仕切られている。第1のシール構造7には流動制御機構6が1個あるいは複数個設けられているが、1個の流動制御機構6は、第1、2のエリア8、9を連通するようにスクリュ3内に明けられている連通路10と、この連通路10を開閉する弁機構11とから構成されている。連通路10は途中の部分がテーパ状に縮径されており、それによってテーパ状の着座面13が形成されている。この着座面13に、弁機構11を構成しているポペット弁14の頭部15が着座すると連通路10が閉鎖されるようになっている。ポペット弁14は、傘状の頭部15と軸部16とから構成されており、軸部16には複数枚の皿バネ18、18、…が設けられている。このように皿バネ18、18、…が設けられたポペット弁14は、有底の穴が開けられているリティナ19に入れられている。そしてリティナ19はその外周面に形成されている雄ねじによって連通路10の内周面に形成されている雌ねじに螺合され、固定されている。従ってポペット弁14は、皿バネ18、18、…によって付勢されて頭部15が着座面13に押しつけられ、連通路10を閉鎖している。このポペット弁14は、第1のエリア8内の溶融樹脂が所定の圧力になると皿バネ18、18、…の付勢に抗して後退し、第1、2のエリア8、9が連通して溶融樹脂が第2のエリア9に流動することになる。なお、リティナ19には樹脂路20が明けられていて、第1、2のエリア8、9が連通すると溶融樹脂はこの樹脂路20から第2のエリア9に流動するようになっている。第1、2のエリア8、9の溶融樹脂の圧力が等しいとき、あるいは第2のエリア9の圧力の方が高いときには、ポペット弁14は着座面13に着座して連通が遮断されるので、第2のエリア9から第1のエリア8への溶融樹脂の逆流は完全に防止されるようになっている。   The first seal structure 7 includes a seal 5 and a flow control mechanism 6 that exerts a pressure adjusting action. As shown in detail in FIG. 1C, the seal 5 is provided in a groove having a predetermined width formed on the outer peripheral surface of the screw 3, and slides in contact with the bore of the heating cylinder 2 smoothly. The molten resin is prevented from flowing on this outer peripheral surface. That is, the inside of the heating cylinder 2 is liquid-tightly divided by the seal 5 into a first area 8 on the upstream side and a second area 9 on the downstream side. The first seal structure 7 is provided with one or a plurality of flow control mechanisms 6. One flow control mechanism 6 is provided in the screw 3 so as to communicate the first and second areas 8 and 9. And a valve mechanism 11 that opens and closes the communication path 10. A midway portion of the communication path 10 is tapered so that a tapered seating surface 13 is formed. When the head 15 of the poppet valve 14 constituting the valve mechanism 11 is seated on the seating surface 13, the communication path 10 is closed. The poppet valve 14 is composed of an umbrella-shaped head portion 15 and a shaft portion 16, and a plurality of disc springs 18, 18,. As described above, the poppet valve 14 provided with the disc springs 18, 18,... Is placed in a retainer 19 having a bottomed hole. The retainer 19 is fixed by being screwed into a female screw formed on the inner peripheral surface of the communication path 10 by a male screw formed on the outer peripheral surface thereof. Therefore, the poppet valve 14 is urged by the disc springs 18, 18,..., The head 15 is pressed against the seating surface 13, and the communication path 10 is closed. When the molten resin in the first area 8 reaches a predetermined pressure, the poppet valve 14 moves backward against the bias of the disc springs 18, 18,..., And the first and second areas 8, 9 communicate with each other. Thus, the molten resin flows into the second area 9. The resin path 20 is opened in the retainer 19, and when the first and second areas 8 and 9 communicate with each other, the molten resin flows from the resin path 20 to the second area 9. When the pressure of the molten resin in the first and second areas 8 and 9 is equal, or when the pressure in the second area 9 is higher, the poppet valve 14 is seated on the seating surface 13 and communication is cut off. The backflow of the molten resin from the second area 9 to the first area 8 is completely prevented.

第2のシール構造27は、図1の(イ)に詳しく示されているように、スクリュ3を縮径した縮径部28と、この縮径部28に所定の隙間を空けて設けられているシールリング29とから構成されている。シールリング29はその外周面が加熱シリンダ2のボアに滑らかに接していて外周面から溶融樹脂が流動することはない。つまり、このシールリング29によって加熱シリンダ2内は上流側の第2のエリア9と下流側の第3のエリア30とに液密的に仕切られている。シールリング29が隙間を空けて嵌合している縮径部28はその上流側において拡径されてテーパ面31が形成されており、シールリング29の上流側の端部もテーパ状に形成されている。このシールリング29のテーパ状の端部がテーパ面31から離間しているときは、縮径部28とシールリング29の隙間を介して第2、3のエリア9、30が連通して溶融樹脂が下流に流動することになり、シールリング29の端部がテーパ面31に着座していると、連通は遮断されて溶融樹脂の流動は阻害される。縮径部28にはピン32が設けれており、シールリング29に形成されている係止部が係止されるようになっている。計量工程においてスクリュ3を順方向に回転するときには、シールリング29がピン32に係止されて溶融樹脂の流路が確保され、溶融樹脂は第3のエリア30に送られるが、スクリュ3を半周程度逆回転させると係止状態が解除されてシールリング29はテーパ面31に着座する。すなわち連通が遮断される。そうすると第2のエリア9の溶融樹脂の圧力が高くなっても第3のエリア30への溶融樹脂の流動を確実に防止できる。また射出時等に第3のエリア30から第2のエリア9への溶融樹脂の逆流も防止することができる。   As shown in detail in FIG. 1A, the second seal structure 27 is provided with a reduced diameter portion 28 obtained by reducing the diameter of the screw 3 and a predetermined gap provided in the reduced diameter portion 28. And a seal ring 29. The seal ring 29 has an outer peripheral surface that is in smooth contact with the bore of the heating cylinder 2 so that the molten resin does not flow from the outer peripheral surface. That is, the inside of the heating cylinder 2 is liquid-tightly divided into the second area 9 on the upstream side and the third area 30 on the downstream side by the seal ring 29. The diameter-reduced portion 28 into which the seal ring 29 is fitted with a gap is expanded on the upstream side to form a tapered surface 31, and the upstream end of the seal ring 29 is also tapered. ing. When the tapered end portion of the seal ring 29 is separated from the tapered surface 31, the second and third areas 9 and 30 communicate with each other through the gap between the reduced diameter portion 28 and the seal ring 29, and the molten resin. If the end of the seal ring 29 is seated on the tapered surface 31, the communication is blocked and the flow of the molten resin is hindered. The reduced diameter portion 28 is provided with a pin 32 so that a locking portion formed on the seal ring 29 is locked. When the screw 3 is rotated in the forward direction in the measuring step, the seal ring 29 is locked to the pin 32 to secure a flow path of the molten resin, and the molten resin is sent to the third area 30. When the reverse rotation is made to the extent, the locked state is released and the seal ring 29 is seated on the tapered surface 31. That is, communication is blocked. If it does so, even if the pressure of the molten resin of the 2nd area 9 becomes high, the flow of the molten resin to the 3rd area 30 can be prevented reliably. Moreover, the backflow of the molten resin from the third area 30 to the second area 9 can be prevented at the time of injection or the like.

このように第1、2のシール構造7、27によって加熱シリンダ2内は第1〜3のエリア8、9、30に仕切られているが、第1のエリア8は材料の樹脂を溶融する溶融エリアになっている。そして特許請求の範囲における高圧エリアは溶融樹脂に不活性ガスを高圧で注入するようになっている第2のエリア9に、そして低圧エリアは溶融樹脂から不活性ガスを脱気させる第3のエリア27が、それぞれ該当している。また特許請求の範囲におけるシール構造は、高圧エリアと低圧エリアとを分割しているシール構造である、第2のシール構造27が該当している。   As described above, the inside of the heating cylinder 2 is partitioned into the first to third areas 8, 9, and 30 by the first and second seal structures 7 and 27, but the first area 8 is melted to melt the resin of the material. It is an area. The high-pressure area in the claims is the second area 9 where an inert gas is injected into the molten resin at a high pressure, and the low-pressure area is a third area for degassing the inert gas from the molten resin. 27 corresponds to each. Further, the seal structure in the claims corresponds to the second seal structure 27 which is a seal structure in which the high pressure area and the low pressure area are divided.

次に本実施の形態に係るスクリュ3のフライトについて説明する。スクリュ3の第1のエリア8、つまり第1のシール構造7より上流側は、一般的なピッチとリードのシングルフライトが形成され、材料の樹脂を溶融して前方に送り出すようになっている。スクリュ3の第2のエリア9、つまり高圧エリアは、ミキシング区間34になっており、いわゆるバリアー形と呼ばれる多条フライトから形成され、効率よくミキシングされるようになっている。このような第2のエリア9に対応するように、加熱シリンダ2には注入孔21が設けられている。そして注入孔21には添加剤注入装置23が接続されている。添加剤注入装置23は、ガスボンベ24から供給される二酸化炭素等の不活性ガスを超臨界状態にし、添加剤供給槽25から供給される表面改質物質等の添加剤をこの超臨界状態の不活性ガスに溶解させて、加熱シリンダ2に供給する装置である。   Next, the flight of the screw 3 according to the present embodiment will be described. In the first area 8 of the screw 3, that is, on the upstream side of the first seal structure 7, a single flight of a general pitch and lead is formed, and the resin of the material is melted and sent forward. The second area 9 of the screw 3, that is, the high pressure area is a mixing section 34, which is formed from a multi-strip flight called a so-called barrier shape and is efficiently mixed. An injection hole 21 is provided in the heating cylinder 2 so as to correspond to the second area 9. An additive injection device 23 is connected to the injection hole 21. The additive injection device 23 puts an inert gas such as carbon dioxide supplied from the gas cylinder 24 into a supercritical state, and adds an additive such as a surface modifying material supplied from the additive supply tank 25 to the supercritical state. It is a device that is dissolved in an active gas and supplied to the heating cylinder 2.

スクリュ3の第3のエリア30つまり低圧エリアには、本発明に特有のフライトを備えた降圧緩和区間35が設けられている。降圧緩和区間35のフライトは、リードが一般的なフライトと同じであるが、複数条のフライトからなる多条フライトからなる。本実施の形態においては2条フライトから構成されている。このように複数条のフライトから構成されているので、降圧緩和区間35において送り出される溶融樹脂は、粘性が小さくても流れが乱れたり逆流することなく、滑らかに下流に送られることになる。このような降圧緩和区間35は、スクリュ溝が深い深溝部37、37と、浅い浅溝部38、38が軸方向に少なくとも2カ所以上形成されている。つまり浅溝部38、38が2カ所以上形成されている。この浅溝部38、38が絞り作用を奏し、溶融樹脂が流れるときに圧力を適切に降下させることになる。   In the third area 30 of the screw 3, that is, the low pressure area, a step-down relaxation section 35 having a flight unique to the present invention is provided. The flight in the step-down mitigation section 35 is the same as a general flight with a lead, but consists of a multi-flight flight consisting of a plurality of flights. In this embodiment, it is composed of two-flight flights. Thus, since it comprises a plurality of flights, the molten resin sent out in the pressure reduction relaxation section 35 is smoothly sent downstream without turbulent flow or reverse flow even if the viscosity is small. In such a step-down relaxation section 35, deep groove portions 37, 37 having deep screw grooves and shallow shallow groove portions 38, 38 are formed in at least two places in the axial direction. That is, two or more shallow groove portions 38 are formed. The shallow groove portions 38 and 38 have a squeezing action, and appropriately reduce the pressure when the molten resin flows.

低圧エリアに対応するスクリュ3の降圧緩和区間35の下流側は、一般的なシングルフライトに形成されている。加熱シリンダ2には、このシングルフライトに対応する部分に不活性ガスを脱気する脱気孔40が設けられている。つまり不活性ガスは降圧緩和区間35の下流側で脱気されることになる。なお、脱気孔40は脱気弁41によって開閉するようになっている。   The downstream side of the step-down relaxation section 35 of the screw 3 corresponding to the low pressure area is formed in a general single flight. The heating cylinder 2 is provided with a deaeration hole 40 for degassing an inert gas at a portion corresponding to the single flight. That is, the inert gas is degassed on the downstream side of the pressure reduction mitigation section 35. The deaeration hole 40 is opened and closed by a deaeration valve 41.

本発明の第1の実施の形態に係る射出成形機1の作用を説明する。加熱シリンダ2を加熱してスクリュ3を順方向に回転し、図に示されていないホッパから樹脂材料を供給する。供給された樹脂材料は、第1のエリア8において加熱シリンダ2の熱とスクリュ3の回転の剪断力による熱によって溶融し、第2のエリア9すなわち高圧エリアに送られる。   The operation of the injection molding machine 1 according to the first embodiment of the present invention will be described. The heating cylinder 2 is heated to rotate the screw 3 in the forward direction, and the resin material is supplied from a hopper not shown in the drawing. The supplied resin material is melted in the first area 8 by the heat of the heating cylinder 2 and the heat generated by the shearing force of the rotation of the screw 3, and is sent to the second area 9, that is, the high-pressure area.

第2のエリア9に送られる溶融樹脂が所定量に達したら、スクリュ3の回転を停止して約半周分逆回転させる。そうすると第2のシール構造27においてピン32による係止が解除されてシールリング29がスクリュ3に対して相対的に半周分回転する。そうするとシールリング29がテーパ面31に着座して第2、3のエリア9、30の連通が遮断される。添加剤注入装置23によって、金属錯体からなる表面改質物質等の添加剤と、超臨界状態にされた不活性ガスを加熱シリンダ2の第2のエリア9、つまり高圧エリアに注入する。高圧エリアは第1、2のシール構造7、27によって完全にシーリングされているので、不活性ガスが注入されて高圧になっても溶融樹脂は第1のエリア8にも、そして低圧エリアである第3のエリア30にも漏れない。超臨界状態の不活性ガスが注入されると溶融樹脂の粘性は小さくなって流動性が高くなり、添加剤は速やかに溶融樹脂に浸透・分散する。   When the molten resin sent to the second area 9 reaches a predetermined amount, the rotation of the screw 3 is stopped and reversely rotated by about a half turn. Then, the lock by the pin 32 is released in the second seal structure 27 and the seal ring 29 rotates relative to the screw 3 by a half circumference. Then, the seal ring 29 is seated on the tapered surface 31 and the communication between the second and third areas 9 and 30 is blocked. The additive injection device 23 injects an additive such as a surface modifying substance made of a metal complex and an inert gas in a supercritical state into the second area 9 of the heating cylinder 2, that is, the high pressure area. Since the high-pressure area is completely sealed by the first and second sealing structures 7 and 27, the molten resin is also in the first area 8 and in the low-pressure area even when the inert gas is injected and the pressure is increased. There is no leakage in the third area 30. When an inert gas in a supercritical state is injected, the viscosity of the molten resin decreases and the fluidity increases, and the additive quickly penetrates and disperses in the molten resin.

スクリュ3を順方向に回転する。そうすると第2のシール構造27においてシールリング29がテーパ面31から離間して第2、3のエリア9、30、つまり高圧エリアと低圧エリアが連通する。脱気弁41を開にしているので、低圧エリアの脱気孔40の近傍は大気圧に近い。そうすると、高圧エリアの溶融樹脂は低圧エリア側に強く押し流されることになる。しかしながら溶融樹脂が高圧エリアから低圧エリアに送られるときに、溶融樹脂は降圧緩和区間35を流れるので、脱気孔40において不活性ガスが脱気されるときにベントアップは発生しない。詳しく説明すると、降圧緩和区間35では2条のフライトによって、溶融樹脂は滑らかに下流に送られる。そして2カ所の溝浅部38、38によって溶融樹脂の圧力は低下する。換言すると2カ所の溝浅部38、38が溶融樹脂の流動抵抗となって、流動の速度が大きくなるのが抑制される。このように本実施の形態に係るスクリュ3では、降圧緩和区間35によって溶融樹脂の圧力が徐々に低下し、そして流動の速度が抑制されるので、溶融樹脂は緩やかに下流に送られることになり、これによって脱気孔40における溶融樹脂のベントアップが防止される。脱気孔40から不活性ガスが脱気されて表面改質物質等の添加剤が均一に分散した溶融樹脂が得られる。所定量の溶融樹脂が計量されたら、従来周知のようにスクリュ3を軸方向に駆動して射出する。   The screw 3 is rotated in the forward direction. Then, in the second seal structure 27, the seal ring 29 is separated from the tapered surface 31, and the second and third areas 9, 30, that is, the high pressure area and the low pressure area communicate with each other. Since the deaeration valve 41 is opened, the vicinity of the deaeration hole 40 in the low pressure area is close to the atmospheric pressure. Then, the molten resin in the high pressure area is strongly pushed away to the low pressure area side. However, when the molten resin is sent from the high-pressure area to the low-pressure area, the molten resin flows through the pressure reduction mitigation section 35, so that vent-up does not occur when the inert gas is degassed in the deaeration holes 40. More specifically, the molten resin is smoothly sent downstream in the step-down relaxation zone 35 by two flights. And the pressure of molten resin falls by two groove shallow parts 38 and 38. FIG. In other words, the two shallow groove portions 38, 38 serve as the flow resistance of the molten resin, and increase in the flow rate is suppressed. As described above, in the screw 3 according to the present embodiment, the pressure of the molten resin is gradually reduced by the pressure reduction relaxation section 35 and the flow rate is suppressed, so that the molten resin is gently sent downstream. This prevents the molten resin from being vented up in the deaeration holes 40. The inert gas is degassed from the deaeration holes 40 to obtain a molten resin in which additives such as surface modifying substances are uniformly dispersed. When a predetermined amount of molten resin is weighed, the screw 3 is driven in the axial direction and injected as conventionally known.

次に第2の実施の形態に係る射出成形機1’について説明する。第2の実施の形態に係る射出成形機1’は、不活性ガスからなる物理発泡剤を使って発泡成形品を得る射出成形機として構成されている。射出成形機1’は図2に示されているように、第1の実施の形態に係る射出成形機1とほぼ同様に構成されている。第1の実施の形態に係る射出成形機1と同様の部材については同じ符号を付して説明を省略する。第2の実施の形態に係る射出成形機1’は、注入孔21は不活性ガスを注入する不活性ガス注入装置43が設けられている。そして脱気孔40には背圧弁44が設けられ、脱気孔40における圧力が所定の圧力、例えば5MPa以上になると弁が開くようになっている。つまり脱気孔40近傍を一定の圧力に維持するようになっている。   Next, an injection molding machine 1 'according to a second embodiment will be described. The injection molding machine 1 ′ according to the second embodiment is configured as an injection molding machine that obtains a foam molded product using a physical foaming agent made of an inert gas. As shown in FIG. 2, the injection molding machine 1 'is configured in substantially the same manner as the injection molding machine 1 according to the first embodiment. The same members as those of the injection molding machine 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the injection molding machine 1 ′ according to the second embodiment, the injection hole 21 is provided with an inert gas injection device 43 for injecting an inert gas. A back pressure valve 44 is provided in the deaeration hole 40 so that the valve opens when the pressure in the deaeration hole 40 becomes a predetermined pressure, for example, 5 MPa or more. That is, the vicinity of the deaeration hole 40 is maintained at a constant pressure.

当業者であれば容易に理解できるので詳しくは説明しないが、第2の実施の形態に係る射出成形機1’によって発泡成形品を得るには次のようにする。スクリュを回転して溶融樹脂を第2のエリア9、つまり高圧エリアに送る。スクリュを約半周分だけ逆回転して第2のシール構造27における連通を遮断する。この状態で高圧エリアに若干多めに不活性ガスを注入する。そうすると溶融樹脂の圧力は、例えば10MPa等に上昇する。スクリュを順方向に回転すると第2のシール構造27が連通し、溶融樹脂はミキシング区間34において混練されながら第3のエリア30つまり低圧エリアに送られる。低圧エリアは背圧弁44によって5MPaになるように制御されているので、溶融樹脂は高圧エリアから低圧エリアに強く送り出されるが、降圧緩和区間35によって流動が抑制され圧力は滑らかに降下して脱気孔40におけるベントアップが抑制される。脱気孔40から不活性ガスが脱気されると、第2のエリア30には、5MPaの圧力下における飽和溶解度で不活性ガスが溶解した溶融樹脂が得られる。これを射出すると発泡成形品が得られる。   A person skilled in the art can easily understand it, and thus will not be described in detail. To obtain a foamed molded article by the injection molding machine 1 ′ according to the second embodiment, the following is performed. The screw is rotated to send the molten resin to the second area 9, that is, the high pressure area. The screw is reversely rotated by about a half turn to block communication in the second seal structure 27. In this state, a slightly larger amount of inert gas is injected into the high-pressure area. If it does so, the pressure of molten resin will rise to 10 Mpa etc., for example. When the screw is rotated in the forward direction, the second seal structure 27 is communicated, and the molten resin is sent to the third area 30, that is, the low pressure area while being kneaded in the mixing section 34. Since the low pressure area is controlled to 5 MPa by the back pressure valve 44, the molten resin is strongly sent out from the high pressure area to the low pressure area. The vent-up at 40 is suppressed. When the inert gas is degassed from the deaeration holes 40, a molten resin in which the inert gas is dissolved at a saturated solubility under a pressure of 5 MPa is obtained in the second area 30. When this is injected, a foam molded product is obtained.

本実施の形態は色々な変形が可能である。例えば、第1、2のシール構造7、27は、シール作用を奏すると共に所定の条件によって溶融樹脂を流動させることができれば、他の構造から構成されていてもよい。例えば、第2のシール構造27に、第1のシール構造7と同じものを採用してもよい。他の点についても変形が可能である。例えば第1、2エリア8、9のフライトは、本実施の形態に限定される必要はなく、他の種類のフライトに換えることもできる。   This embodiment can be variously modified. For example, the first and second seal structures 7 and 27 may be composed of other structures as long as they have a sealing action and can cause the molten resin to flow under predetermined conditions. For example, the second seal structure 27 may be the same as the first seal structure 7. Other points can be modified. For example, the flights in the first and second areas 8 and 9 are not necessarily limited to the present embodiment, and can be replaced with other types of flights.

1 射出成形機 2 加熱シリンダ
3 スクリュ 5 シール
6 流動制御機構 7 第1のシール構造
8 第1のエリア 9 第2のエリア
10 連通路 11 弁機構
13 着座面 14 ポペット弁
21 注入孔 23 添加剤供給装置
27 第2のシール構造 30 第3のエリア
34 ミキシング区間 35 降圧緩和区間
37 深溝部 38 浅溝部
40 脱気孔 44 背圧弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Injection molding machine 2 Heating cylinder 3 Screw 5 Seal 6 Flow control mechanism 7 1st seal structure 8 1st area 9 2nd area 10 Communication path 11 Valve mechanism 13 Seating surface 14 Poppet valve 21 Injection hole 23 Additive supply 23 Device 27 Second seal structure 30 Third area 34 Mixing section 35 Depressurization relaxation section 37 Deep groove section 38 Shallow groove section 40 Deaeration hole 44 Back pressure valve

Claims (6)

スクリュの所定の位置に設けられているシール構造によって加熱シリンダ内が後方寄りの高圧エリアと前方寄りの低圧エリアとに仕切られ、溶融樹脂は高圧エリアにおいて不活性ガスが注入された後に低圧エリアに送られ、低圧エリアにおいて不活性ガスが脱気されるようになっている射出成形機のスクリュであって、
前記スクリュには、前記シール構造の下流側に所定の降圧緩和区間が設けられ、前記降圧緩和区間はフライト間のスクリュ溝が深い深溝部と浅い浅溝部が少なくとも軸方向にそれぞれ2カ所以上形成され不活性ガスは前記降圧緩和区間の下流側で脱気されるようになっていることを特徴とする射出成形機のスクリュ。
The inside of the heating cylinder is divided into a high-pressure area near the rear and a low-pressure area near the front by a seal structure provided at a predetermined position of the screw, and the molten resin is injected into the low-pressure area after inert gas is injected in the high-pressure area. A screw of an injection molding machine that is sent and degassed with inert gas in a low pressure area,
Formed on the screw, the downstream side of the seal structure prescribed antihypertensive relaxation period provided, the buck relaxation section has screw groove between flight deep deep grooves and shallow shallow groove and at least axially to each at two or more by screw of the injection molding machine the inert gas is characterized in that is adapted to be degassed in a downstream side of the step-down relaxation interval.
請求項1に記載のスクリュにおいて、前記降圧緩和区間は2条以上の多条フライトから構成されていることを特徴とする射出成形機のスクリュ。   The screw according to claim 1, wherein the step-down relaxation section is composed of two or more multi-strip flights. 請求項1または2に記載のスクリュにおいて、前記シール構造は、前記スクリュが縮径している縮径部と、所定の隙間を開けて前記縮径部に嵌合されていると共に前記加熱シリンダのボアに対して液密的に摺動されるシールリングとからなり、前記縮径部には前記シールリングが着座するテーパ面が形成され、前記スクリュを所定の方向に回転すると前記シールリングは前記テーパ面から離間して前記隙間を介して前記高圧エリアと前記低圧エリアが連通し、逆方向に回転すると前記シールリングが前記テーパ面に着座して前記高圧エリアと前記低圧エリアの連通が遮断されるようになっていることを特徴とする射出成形機のスクリュ。   3. The screw according to claim 1, wherein the seal structure includes a reduced diameter portion in which the screw has a reduced diameter, and a fit in the reduced diameter portion with a predetermined gap therebetween. A seal ring that is slid in a liquid-tight manner with respect to the bore, and a tapered surface on which the seal ring is seated is formed in the reduced diameter portion, and when the screw is rotated in a predetermined direction, the seal ring is The high pressure area and the low pressure area communicate with each other through the gap apart from the taper surface, and when rotating in the opposite direction, the seal ring is seated on the taper surface and the communication between the high pressure area and the low pressure area is cut off. A screw for an injection molding machine characterized by being configured to be 請求項1または2に記載のスクリュにおいて、前記シール構造は、前記高圧エリアと前記低圧エリアを液密的に仕切るシールと、前記高圧エリアと前記低圧エリアとを連通する連通路と、該連通路を閉鎖し前記高圧エリアの溶融樹脂が所定の圧力を超えると溶融樹脂を前記低圧エリアに流動させる弁機構とを備えていることを特徴とする射出成形機のスクリュ。   The screw according to claim 1 or 2, wherein the seal structure includes a seal that liquid-tightly partitions the high-pressure area and the low-pressure area, a communication path that connects the high-pressure area and the low-pressure area, and the communication path. And a valve mechanism that causes the molten resin to flow into the low pressure area when the molten resin in the high pressure area exceeds a predetermined pressure. 請求項1〜4のいずれかに記載のスクリュを備え、
前記加熱シリンダは、前記高圧エリアに対応する所定の位置に、添加剤が溶解した超臨界状態の不活性ガスを注入する注入孔が明けられ、前記低圧エリアに対応する所定の位置に不活性ガスを脱気する脱気孔が明けられていることを特徴とする射出成形機。
A screw according to any one of claims 1 to 4,
The heating cylinder has an injection hole for injecting an inert gas in a supercritical state in which an additive is dissolved at a predetermined position corresponding to the high pressure area, and the inert gas at a predetermined position corresponding to the low pressure area. An injection molding machine characterized in that a deaeration hole for degassing is formed.
請求項1〜4のいずれかに記載のスクリュを備え、
前記加熱シリンダは、前記高圧エリアに対応する所定の位置に、高圧の不活性ガスを注入する注入孔が明けられ、前記低圧エリアに対応する所定の位置に不活性ガスを脱気する脱気孔が明けられ、該脱気孔には所定の圧力で開放される弁が設けられていることを特徴とする射出成形機。
A screw according to any one of claims 1 to 4,
The heating cylinder has an injection hole for injecting a high-pressure inert gas at a predetermined position corresponding to the high-pressure area, and a deaeration hole for degassing the inert gas at a predetermined position corresponding to the low-pressure area. An injection molding machine characterized by being provided with a valve opened at a predetermined pressure in the deaeration hole.
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