JPH025932Y2

JPH025932Y2 -

Info

Publication number: JPH025932Y2
Application number: JP1985060580U
Authority: JP
Priority date: 1985-04-23
Filing date: 1985-04-23
Publication date: 1990-02-14
Also published as: JPS61177812U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は射出成形機、押出成形機に利用できる
成形機に関するものである。

（従来の技術）第２図に示す従来の射出成形機は、シリンダ１
の左方にノズル２を取付けてあり、右方はホツパ
ジヤケツト３の中に挿入し、２つ割りのリテーナ
リング４とボルト５により固定されている。リテ
ーナリング４の前のシリンダ１の外周には、ヒー
タ１２が設けてあり、熱電対１１を検出器とし
て、温調計１０により適温に制御されている。ヒ
ータ１２の前方のシリンダ外周のヒータ１８及び
ノズル外周のヒータ１９は、図示されていない温
調計により、それぞれ適温に制御されている。

次に樹脂の可塑化工程と温調の関係を説明する
と、シリンダ１の中のスクリユ６（図示のものは
フライトの一部のみを示す）は、深い一定の溝深
さを有する供給部７、溝深さが順次浅くなる圧縮
部８、浅い一定の溝深さである計量部９から構成
されている。ここでホツパ１３からペレツト状
（又は粉体）の樹脂が供給されると、供給部７に
おいて、樹脂とシリンダ１の内面との摩擦係数と
シリンダ内圧及びシリンダ内面の表面積との積で
ある摩擦力と、樹脂と供給部７の谷底表面との摩
擦係数とシリンダ内圧及びスクリユ谷底表面積の
積である摩擦力との差により、スクリユ６の回転
に伴い、樹脂が前方へ搬送され、同時に樹脂はシ
リンダ１からの伝熱により予熱される。

またヒータ１２からの伝熱によりホツパ穴１７
の付近の温度が上がると（一般に90℃〜100℃以
上）、ペレツト状の樹脂の表面が融けておこし状
になり、スクリユ供給部７へ落下しにくくなるの
で、それを防ぐ為、ホツパジヤケツト３に冷却水
を通水する。

その冷却水量は、手動操作弁１６を用いて、調
整される。なお、冷却水は、入口配管１４からホ
ツパジヤケツト３内の通路２０を通り、出口配管
１５へ流れる。スクリユ供給部７と接するシリン
ダ１の範囲は、ホツパ穴１７からヒータ１２まで
の部分である。ここでヒータ１２以後のシリンダ
部分をシリンダ基部１ａと呼ぶことにする。シリ
ンダ基部１ａの温度は、ヒータ１２からの伝熱
と、ホツパジヤケツト３の冷却水による吸熱、樹
脂への伝熱のバランスにより決定される。

次に供給部７により搬送された樹脂は、圧縮部
８により機械的エネルギーによる剪断・圧縮及び
ヒータ１８からの伝熱により溶融される。溶融さ
れた樹脂は、逆流防止弁１０を通り、スクリユ先
端に貯蔵される。

ここで溶融樹脂の品質、特に樹脂温度の均一性
は、成形品品質と密接な関係がある。すなわち、
樹脂温度の一部の過熱による焼け、過小によるシ
ヨートシヨツト、温度が不均一な樹脂同志が、冷
却時組織的に結合しないことによるデラミネーシ
ヨン（層間はくり、delamination）、不均一な樹
脂温度層が表面に出るフローマーク等の成形不良
を生じる。従つて樹脂温度の均一を実現する為
に、スクリユ形状の改良、スクリユ回転数、背圧
のフイードバツク制御やプログラム制御、シリン
ダヒータのPID制御が試みられ、一応の成果が得
られている。

ところが、樹脂の摩擦係数と温度の関係は、一
般に第３図に示すように２種類ある。それを実線
と点線で示す。特に実線で示す特性の樹脂は、ス
クリユ供給部７に対応するシリンダ基部１ａの温
度により著しく摩擦係数が変化し、搬送力が変動
する。この為、次工程である圧縮部８を通過する
樹脂量が変化するので、同一回転数、背圧であつ
ても、剪断力・圧縮力が変化し、樹脂温度が変動
する。

ちなみに実線の特性を持つ樹脂は、ABS，
PMMA，PA66，PETであり、点線の特性を持
つ樹脂は、PP，LDPEである。最近前記実線の
特性を持つ樹脂は、レンズ等の精密光学部品や工
業部品に使用されており、成形品質の安定化の
為、樹脂温度の均一性の高度化が要求されてい
る。ところが従来のシリンダ基部１ａは、リテー
ナリング４とボルト５と干渉するため、ヒータが
取付けられないリテーナリング下部のシリンダ外
周がある。そこでの放熱等の外乱により温度変動
が生じる欠点があつた。

またホツパジヤケツト３に冷却水を通水し続け
ることにより、ホツパジヤケツトを冷し過ぎる場
合がある。この一例として実機でのシリンダ基部
温度分布を第４図の実線に示す。これを見ると熱
電対１１を過ぎたところから、温度が急激に下つ
ている。ヒータ１２であつても、このように急激
に温度が下つているのは、ホツパジヤケツト３を
冷却水の通水により過冷にして、ヒータ１２の伝
熱を奪つているからである。このような場合、供
給部７での樹脂の予熱が、不十分となる。そして
圧縮部８に冷たい樹脂が搬送されると、供給され
る機械的エネルギーやシリンダの伝熱に対して、
不十分となり、未溶融樹脂が生じ樹脂温度が不均
一になる。それと同時に、圧縮部の溝深さの減少
に対して溶融が追従できなくなり、固体樹脂のつ
まりが発生し、スクリユ駆動力が増加する。

従つて樹脂の搬送時は、圧縮部に入るまでに溶
融寸前の温度まで、予熱が必要である。以上のよ
うに従来のシリンダ基部は、リテーナリング下部
のシリンダ外周の放熱やホツパジヤケツトを過冷
にすることから、樹脂の予熱が不十分になり、樹
脂温度の不均一やスクリユ駆動力の増加を生じる
欠点があつた。

（考案が解決しようとする問題点）本考案は、従来の成形機における放熱等の外乱
により温度変動が生じ、また樹脂の予熱が不十分
になり、樹脂温度の不均一やスクリユ駆動力の増
加を生じるなどの問題点を解決し、供給部の樹脂
の予熱の促進、シリンダ基部温度の安定化、樹脂
温度の均一化に寄与しようとするものである。

（問題点を解決するための手段）このため本考案は、スクリユシリンダを、ホツ
パ穴を有するホツパジヤケツトにリテーナリング
を介して固定すると共に、同リテーナリング前方
のシリンダの外周に加熱用のヒータを設けた成形
機において、前記ホツパ穴からヒータに隣接する
部分のスクリユシリンダ外周、及び前記ホツパ穴
内周面並に同ホツパ穴からの樹脂を受けるシリン
ダ穴内周面に、熱伝導率の小さいセラミツクス等
の断熱性材料からなる断熱層を設けてなるもの
で、これを問題点解決のための手段とするもので
ある。

（作用）ホツパ穴からヒータに隣接する部分のスクリユ
シリンダ外周、及びホツパジヤケツトのホツパ穴
内周面並に同ホツパ穴からの樹脂を受けるシリン
ダ穴内周面に、熱伝導率の小さいセラミツクス等
の断熱性材料からなる断熱層を設けることによ
り、シリンダ基部での急激な温度低下の防止、外
乱の低減による温度の安定向上を得ることができ
る。

（実施例）以下本考案の実施例を図面について説明する
と、第１図は本考案の実施例を示す成形機のホツ
パ部分の側断面図を示し、１はシリンダ、１ａは
シリンダ基部、１ｂは基部１ａの後端、３はホツ
パジヤケツト、４はリテーナリング、５はボル
ト、１２はヒータ、１３はホツパであり、これら
は第２図と同じである。第１図において第２図と
相違する点は、リテーナリング４下部のシリンダ
外周面からホツパ穴近傍のＡ点までのシリンダ基
部１ａの外周面に、セラミツクス製の断熱層とし
て、例えばジルコニア（ZrO₂）をプラズマ溶射
し、0.2〜0.3mmの断熱層２１を溶着形成したもの
である。ここでＡ点の位置、即ち断熱層２１の長
さＬは、ホツパ穴２２の樹脂がおこし状にならな
い温度で、かつ他の部分が第４図の点線に示す如
く温度が高い温度分布になる様に決定される。ま
た断熱層２１の長さＬは樹脂の種類によつても影
響されるが、最大L₁まで延長できる。

ジルコニアは熱伝導率が0.99Kcal／m.hr.℃で
あり、構造用合金鋼であるシリンダ１の材料の熱
伝導率（45Kcal／m.hr.℃）や、鋳鉄であるホツ
パジヤケツト３の熱伝導率（25〜34Kcal／m.hr.
℃）に比較してはるかに小さい。従つて大気中及
びホツパジヤケツト３への伝熱を低減でき、シリ
ンダ基部１ａの温度分布は、第４図の点線のよう
に、温度の低下率が小さくなる。

またシリンダ基部１ａの外周部に前記した断熱
層２１を設けても、樹脂の種類によつては、シリ
ンダ基部１ａの後端１ｂからの伝熱によつて、ホ
ツパ穴２２内の樹脂が過熱されておこし状になる
場合がある。本考案ではホツパ穴２２からの樹脂
を受けるシリンダ穴周面に、セラミツクス等の断
熱層２３を設けたので、ホツパ穴２２内の樹脂へ
の伝熱を制限することができる。

（考案の効果）以上詳細に説明した如く本考案はホツパ穴から
ヒータに隣接する部分のスクリユシリンダの外周
に熱伝導度の小さいセラミツクス等の断熱層を設
けたので、ヒータからシリンダを経てリテーナリ
ング及びホツパジヤケツトに伝導される熱の伝達
は妨げられる。また本考案はホツパジヤケツトの
ホツパ穴内周面及び同ホツパ穴からの樹脂を受け
るシリンダ穴内周面に、熱伝導率の小さいセラミ
ツクス等の断熱性材料からなる断熱層を設けたの
で、樹脂の如何なる種類によつても、シリンダ基
部の後端からの伝熱により、ホツパ穴内の樹脂が
過熱されておこし状になつて樹脂がスクリユ部に
落下しにくくなるような欠点はない。従つて本考
案によると、供給部の樹脂に対する予熱が促進さ
れ、また外乱の影響も低減できるので、シリンダ
基部の温度を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す成形機における
ホツパ部の側断面図、第２図は従来の射出成形機
の側断面図、第３図は射出成形機の溶融温度と摩
擦係数との関係を示す線図、第４図は本考案と従
来における熱電対、ホツパ穴等の位置とシリンダ
温度との関係を示す線図である。図の主要部分の説明、１……シリンダ、３……
ホツパジヤケツト、４……リテーナリング、２１
……断熱層、２２……ホツパ穴。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

スクリユシリンダを、ホツパ穴を有するホツパ
ジヤケツトにリテーナリングを介して固定すると
共に、同リテーナリング前方のシリンダの外周に
加熱用のヒータを設けた成形機において、前記ホ
ツパ穴からヒータに隣接する部分のスクリユシリ
ンダ外周、及び前記ホツパ穴内周面並に同ホツパ
穴からの樹脂を受けるシリンダ穴内周面に、熱伝
導率の小さいセラミツクス等の断熱性材料からな
る断熱層を設けたことを特徴とする成形機。