JPH02202418A - 射出成形機の可塑化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、スクリューバレル内に配設したスクリュー
によって可塑材料を混練、可塑化する射出成形機の可塑
化装置に関する。

〔従来の技術〕

スクリューによって可塑材料を混線、可塑化する射出成
形機の可塑化装置において、ペレットと称する粒状の可
塑材料が、ホッパーに供給され、ホッパーからスクリュ
ーバレル（加熱シリンダ）内に落下する。スクリューバ
レル内にスクリューが収納されるとともに、バンドヒー
タのような発熱体がスクリューバレルに巻装されている
。そして、ホッパーから落下した可塑材料は、スクリュ
ーバレルを介して外部から加熱されるとともに、スクリ
ューの回転によるスクリュー、スクリューバレル間での
せん断摩擦による内部加熱によって溶融し、可塑材料の
渦流により混練され、可塑化される。

可塑材料は、溶融、混練されながら、スクリューバレル
内をスクリューの先端方向に送られる。

可塑化が射出と別プロセスで行なわれるスクリュープリ
ブラタイブの可塑化装置では、可塑化された可塑材料は
、スクリューの回転によって、スクリューバレルからプ
ランジャシリンダ先端の、いわゆる、樹脂溜りに送られ
、その後、プランジャの前進によって、十分に加圧され
、シリンダから金型のキャビティ内に射出される。そし
て、冷却後、成形品としてキャビティから取り出される
また、可塑化と射出とを同軸上で行なうインラインスク
リュータイプの可塑化装置では、スクリューの回転を中
止し、スクリューを前進させることによって、スクリュ
ーの先端の可塑材料は、スクリューバレルから射出され
る。

最近では、通常の樹脂、含油樹脂、超エンプラ超々エン
プラのような各種の樹脂に加えて、セラミック、鉄粉末
のような新素材も水、樹脂等を介在物として可塑化され
、成形加工されている。

成形加工においては、バラツキのない一定品質の成形品
を成形することが必要とされている。特に技術的に高度
化、精密化された産業界においては、一定量質の成形品
の必要性は高い。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、公知の可塑化装置では、バンドヒータのような
発熱体がスクリューバレルの回りに巻かれ、スクリュー
バレル内の可塑材料を外部から加熱している。そして、
熱電対のような温度センサーは、バンドヒータを避けて
、スクリューバレルに取付けられている。

このような外部加熱方式では、発熱体の熱量が空中放熱
され、熱効率が低く、有効な加熱が難しい、加えて、可
塑材料からかなり離れた位置で加熱しているため、可塑
材料が十分に加熱できないとともに、温度制御の精度が
低く、温度分布を正確に制御できない、そのため、可塑
材料を十分混練して均一に可塑化することが難しく、高
品質の成形品が得られ難い。

最近では種々の材料が可塑材料に採用され、可塑材料の
物性は千差万別化している。そして、物性の差異にとら
れれず、可塑材料を十分に混練して可塑化する汎用性に
富む射出成形機の可塑化装置はいまだ提供されていない
。

この発明は、物性の差異にとられれず、可塑材料を十分
に混練して可塑化する汎用性に富む射出装置の可塑化装
置の提供を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、公知の構成でスクリューバ
レルの回りに配設され工いた発熱体は。

この発明では、スクリューの内部に設けられ、可塑化装
置は内部加熱方式に構成されている。そして、温度セン
サーが、スクリューバレルに取付けられている。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながらこの発明の実施例について詳
細に説明する。

第１図に示すように、この発明に係る射出成形機のＩｒ
ｆ　ｌｊ化比装ｌＯは、スクリューバレル（加熱シリン
グ）１２と、スクリューバレル内に回転可俺かつ往復動
可能に配設されたスクリュー１４とを備えて構成されて
いる。そして、スクリュー１４の後端に中央孔１６が穿
設され、発熱体１８がこの中央孔に配設されている。ま
た、スクリューバレル１２に横孔２０が穿設され、温度
センサー、たとえば、熱電対２２が横孔に設けられてい
る。

このように、発熱体１８がスクリュー１４の内部に配設
された内部加熱方式では、外部への放熱が抑制されて、
高い熱効率が確保できる。そのため、スクリュー１４が
十分に加熱される。また、発熱体１８が内部にあるため
、スクリュー１４からの放熱によって、スクリューバレ
ルの内壁は、十分に加熱される。このように、スクリュ
ーバレル１２の内壁スクリュー１４の双方が、いずれも
、十分に加熱され高温化される。

モして、ホッパー２４からスクリューバレルＸ２内に落
下したペレット（粒状片）の可塑材料は、スクリュー１
４の回転によるスクリュー、スクリュバレル間でのせん
断庁擦による加熱によって、溶融し、可塑材料の渦流に
よって混練、可塑化される。特に、スクリュー１４、ス
クリューバレル１２かいずれも高温化されているため、
せん断摩擦による加熱に加えて、高温化されたスクリュ
ー１４、スクリューバレル１２によっても直接加熱され
る。

そのため、可塑材料は十分に溶融、混練され、均一な可
塑化が確実に行なわれる。

一般に、スクリューバレル内で可塑材料が均一に溶融、
混練されて可塑化されるためには、スクリュー、可塑材
料間では滑りが良い反面、スクリューバレル、可塑材料
間では適度の滑り抵抗が必要とされる。そして、この発
明では、スクリュー１４が内部から加熱されて高温化さ
れるため、スクリュー１４、可塑材料間の滑りが改善さ
れ、可塑材料はスクリューの溝に強制的に噛み込まれ、
可塑材料の渦流が強固に発生する。そのため、スクリュ
ーバレル１２との間で滑りやすくスクリューを空転させ
て可塑化の困難な可塑材料、たとえば、含油樹脂、セラ
ミック、鉄合金等の可塑材料も、スクリューの溝による
強制的な噛み込みから逃れることはできない、従って、
この発明によれば、可塑材料の物性によらず、可塑材料
が確実に混線、可塑化でき、利用可能な可塑材料の範囲
が拡大して、汎用性に富む可塑化装置ｌＯが得られる。

また、バンドヒータのような発熱体に妨げられることな
く、熱電対２２は、スクリューバレル１２の任意の位置
に設定できる。そのため、溶融された可塑材料の温度が
、直接、または、至近距離で測定でき、可塑材料の温度
測定が正確に行なえ、均一な可塑化が可能となる。

なお、断熱体２６をスクリューバレル１２の回りに配設
して、スクリューバレルからの放熱を防止することが好
ましい。

実施例では、発熱体１８は、スクリュー１４の軸線方向
に離反して複数個、実施例では、３個配設され、リード
線２８、ブラシ３０を介して、発熱体１日（１８−１−
１８−３）に電流が供給されている。そして、発熱体の
数に応じて、熱電対２２も３個配設され、３個の熱電対
２２（２２−１〜２２−３）の検出した情報（温度信号
）は、中央制御手段３２（第２図参照）に入力され、中
央制御手段によって、可塑材料の加熱状態が制御される
。

つまり、可塑材料の均一な可塑化に必要な温度分布をス
クリュー１４の軸線方向に沿って確保する所定のプログ
ラムが、中央制御手段３２に予め設定されている。そし
て、所定のプログラムに従った電流指示信号が、熱電対
２２（２２−１〜２２−３）の温度信号に応じて、中央
制御手段３２から電流制御手段３４に送られ、発熱体１
８（１８−１〜１Ｂ−３）の電流がオンオフ制御されて
いる。つまり、熱電対２２の温度信号が所定温度の範囲
に維持されるように、所定温度の上限値を越えると電流
制御手段３４がオフとなり、また、下限値未満となると
オンとされる。

なお、電流の代りに、電圧をオンオフ制御してもよい、
また、オンオフ制御が一般的であるとはいえ、電流値、
電圧値を変動させて制御してもよい。

このように、発熱体１８、熱電対２２をそれぞれ複数個
設けた構成では、所望の温度分布が任意に設定でき、可
塑材料が均一に可塑化できる。

なお、参照符合３６は冷却水の配管を、３８はリード線
のための取付は溝をそれぞれ示す。

可塑化の後、可塑材料は、回転を中断して前進したスク
リュー１４によって、スクリューバレル１２から金型の
キャビティ（図示しない）に射出される。この発明では
、上記のように、可塑材料は均一に可塑化されて射出さ
れるため、キャビティ内における可塑材料の流れ速度、
圧力分布、固化層の発達の仕方等が一定に維持される。

そのため、成形品の寸法のバラツキ、外観のバラツキ、
離型不良の発生が防止され、高品質の成形品が得られる
。

なお、実施例では、可塑化装置１０は、可塑化と射出と
を同軸で行なうインラインスクリュータイプに構成され
ている。しかし、可塑化と射出とを別プロセスで行なう
スクリューブリブラタイブに可塑化装置１０を構成して
もよい。

上述した実施例は、この発明を説明するためのものであ
り、この発明を何等限定するものでなくこの発明の技＃
ｉ範囲内で変形、改造等の施されたものも、全てこの発
明に包含されることはいうまでもない。

たとえば、発熱体１Ｂ、熱電対２２の数、配′９１は、
図示のものに限定されない。

〔発１１の効果〕 上記のように、この発明によれば、可塑化装置は、発熱
体をスクリューの内部に配設した内部加熱方式に構成さ
れている。

このような構成では、外部への放熱が抑制されて、高い
熱効率が確保されるため、スクリューが十分に加熱され
る。また、スクリューからの放熱によって、スクリュー
バレルの内壁も十分に加熱される。そのため、可塑材料
は、スクリューの回転によるスクリュー、スクリューバ
レル間でのせん断摩擦による加熱に加えて、高温化され
たスクリュー、スクリューバレルによっても直接加熱さ
れる。従って、可塑材料は十分に溶融、混練され、均一
な可塑化が確実に行なわれて、高品質の成形品が得られ
る。

また、スクリューが内部から加熱されて高温化されるた
め、スクリュー、可塑材料間の滑りが改善され、可塑材
料はスクリューの溝に強制的に噛み込まれ、可塑材料の
渦流が強固に発生する。そのため、可塑化しにくい含油
樹脂、セラミック、鉄合金等の可塑材料も確実に混線、
可塑化でき、利用可能な可塑材料の範囲が拡大して、汎
用性に富む可塑化装置が得られる。

また、温度センサーは、発熱体に妨げられることなく、
スクリューバレルの任意の位置に設定できるため、可塑
材料の温度測定が正確に行なえ、均一な可塑化が可能と
なる。

発熱体、温度センサーは、軸線方向に離反してそれぞれ
複数個設けることが好ましく、そのような構成では、均
一な可塑化に必要な温度分布が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、インラインスクリュータイプに構成されたこ
の発明に係る射出成形機の可塑化装置の要部の縦断面図
、 第２図は、可塑化装置の概略制御系統図であるｌＯ：射
出成形機の可塑化装置、１２ニスクリユーバレル（加熱
シリンダ）、１４ニスクリユー、１６：スクリューの中
央孔、１８（１８−１〜１８−３）　：発熱体、２２（
２２−１〜２２−３）　：熱電対（温度センサー）、２
４：ホッパー、２６：断熱材、２８：リード線、３０：
ブラシ３２：中央制御手段、３４：電流制御手段、３６
：冷却水用配管。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）スクリューバレル内に配設されて可塑材料を混練
   、可塑化するスクリューの内部に、発熱体を設けるとと
   もに、スクリューバレル内の可塑材料の温度を測定する
   温度センサーをスクリューバレルに取付けてなる射出成
   形機の可塑化装置。
2. （２）発熱体、温度センサーが、スクリューの軸線方向
   に離反していずれも複数個配設され、温度センサーの検
   出値に応じて、対応する発熱体の電流または電圧をオン
   オフ制御可能に構成されている請求項１記載の射出成形
   機の可塑化装置。
3. （３）断熱体が、スクリューバレルからの放熱を防止可
   能にスクリューバレルの回りに配設された請求項１また
   は２記載の射出成形機の可塑化装置。