JPH06134826A

JPH06134826A - ベント式射出成形機

Info

Publication number: JPH06134826A
Application number: JP30927292A
Authority: JP
Inventors: Shinji Murakami; 真二村上
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1994-05-17
Anticipated expiration: 2015-12-25
Also published as: JP3119745B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的はスクリュ全長
をノンベント式射出成形機と同等としたにも拘わらず、
ベントアップが発生するような事がなく且つ特殊な原料
供給装置がなくても原料樹脂の安定供給を図る事ができ
るベント式射出成形機を提供することである。【構成】加熱筒(1)にはベント孔(10)
が形成されており、前記加熱筒(1)内にはその表面に形
成された螺旋溝(3)によって第１,２ステージ(A)(B)とに
２分されているスクリュ(2)が回転且つ往復可能に配設
されており、加熱筒(1)の後部側に位置する第１ステー
ジ(A)部分のねじピッチが加熱筒(1)の先端側に位置する
第２ステージ(B)部分のねじピッチより細かく形成され
ていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、全長がノン・ベント射
出成形機と同等であるにも拘わらず、ベントアップ現象
が発生し難く、しかも原料樹脂の供給も円滑に行うこと
ができるベント式射出成形機に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機に供給される樹脂ペレット
は、水分やエア、揮発分などを含んでおり、そのまま混
練・溶融して金型に射出すると成形品中に気泡を形成し
たり、シルバーストリークなどの発生原因となる。

【０００３】そこで、加熱筒にベント孔を形成すると共
にスクリュを前後２つに分け、後部の第１ステージの深
溝部分(供給部)に含湿状態のまま供給された材料を、第
１ステージの浅溝部分(第１メタリング部)に順次加熱圧
縮しつつ供給し、原料樹脂を溶融する。溶融された樹脂
は前記第１メタリング部、ベント絞り部を通過して第２
ステージの深溝部分(ベント部)に移動するのであるが、
この時、溝深さが急に大きくなってベント部の空間が急
に大きくなり、その結果ベント部の圧力が低下して樹脂
内の水分や揮発性物質が気化し、樹脂全体が発泡状態と
なる。そして、スクリュの回転によって溶融樹脂が混練
されて前記ガスを包む気泡膜が破られ、樹脂から前記ガ
スが分離されてベント孔を通じて加熱筒の外に放出され
る。

【０００４】このように水分や揮発性物質の分離が行な
われた樹脂は、前部の第２ステージの浅溝部分(第２メ
タリング部)に送られ、所定の圧力(背圧)と均衡を保つ
圧力に達したところでスクリュ前方に送り込まれる。樹
脂が加熱筒の前端の貯留空間に送り込まれるに従ってス
クリュは後方に移動し、所定量の計量(即ち、所定量の
樹脂が前端貯留空間に溜る事)が完了したところでスク
リュが停止する。計量された樹脂は射出・保圧・冷却な
ど一連の工程を経て１サイクルが終了する。

【０００５】上記のようにベント式射出成形機は、原料
樹脂の含有水分、エアー、揮発物質の積極的放散による
成形品の欠陥軽減という特長を具備しているのである
が、一方、ベントアップを発生してベント孔を閉塞し、
ベント効果をなくするという問題点がある。そこでベン
トアップが発生しない条件としてスクリュの第１ステー
ジから第２ステージに送られる樹脂量Ｑ₁と第２ステー
ジからスクリュ先端の空隙部分に貯留されるべく吐出さ
れる樹脂量Ｑ₂との関係が、Ｑ₂≧Ｑ₁となる事が提案さ
れている。このような関係を満たす１つの方法として、
従来ではＬ/Ｄ(スクリュ有効長さとスクリュ外径の
比)を２４〜２８と言うように、ノンベントスクリュ(通
常、Ｌ/Ｄ＝２０程度)より長く取る事や、その他の方
法として、原料供給装置やベント口にベントアップ防止
スクリュを設置する事などが行なわれていた。

【０００６】前述のようにＬ/Ｄを２４〜２８とノンベ
ントスクリュより長く取るようにすると、スクリュの
長くなった分だけ射出ユニットの位置を後ろに下げなけ
ればならない。同様に、スクリュの長くなった分だけ
射出配管も長くしなければならない。スクリュの長く
なった分だけノズルタッチ用のピンストンロッドも長く
しなければならない。長くなった分だけスクリュの剛
性が低下する。装置全長が長くなり、場所をとるなど
種々の問題点があった。

【０００７】又、ベントスクリュは、前述のように２つ
のステージに分割されるため、後部の第１ステージの原
料供給用深溝部分の長さがそのしわ寄せを受けて短くな
り、スクリュの往復運動によっては原料供給にバラツキ
が生じることがあり、その結果、原料の供給量そのもの
を正確に規定しつつ供給する事の出来る特殊な供給装置
が必要であるという問題点もあった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来例
の欠点に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようと
する課題は、スクリュ全長をノンベント式射出成形機と
同等としたにも拘わらず、ベントアップが発生するよう
な事がなく且つ特殊な原料供給装置がなくても原料樹脂
の安定供給を図る事ができるベント式射出成形機を提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
したベント式射出成形機は、『ベント孔(10)を有する加
熱筒(1)と、加熱筒(1)内を回転且つ往復運動し、その表
面に形成された螺旋溝(3)によって第１,２ステージ(A)
(B)とに２分されているスクリュ(2)とを有するベント式
射出成形機において、加熱筒(1)の後部側に位置する第
１ステージ(A)部分のねじピッチを加熱筒(1)の先端側に
位置する第２ステージ(B)部分のねじピッチより細かく
形成したことを特徴とする』ものである。これにより、
第１ステージ(A)から第２ステージ(B)に供給される樹脂
量Ｑ₁が、第２ステージ(B)からスクリュ(2)先端の貯留
部(8)に貯留されるべく吐出される樹脂量Ｑ₂より小さく
なり、ベント部(9)の原料樹脂に加わる圧力上昇を抑制
する事ができてスクリュ長さを短くしてもベントアップ
現象を抑制する事ができる。

【００１０】又、請求項２に記載のベント式射出成形機
によれば、『ベント孔(10)とその後部上面に原料供給口
(7)とをを有する加熱筒(1)と、加熱筒(1)内を回転且つ
往復運動し、その表面に螺旋溝(3)が形成され、その後
部が原料供給用の深溝部分(C)となっているスクリュ(2)
とを有するベント式射出成形機において、スクリュ(2)
の後部に形成された原料供給用の深溝部分(C)の長さ
を、ほぼスクリュ(2)の移動距離と原料供給口(7)の開口
幅の和の長さに形成した事を特徴とする』ものである。
これによりスクリュ(2)の往復運動全長において原料
供給口(7)を、深溝部分(C)がカバーする事ができ、第１
ステージ(A)での原料樹脂の供給の安定を図ることがで
きる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って詳述する
が、これによって本発明が限定されるものではない。図
１中、(1)は加熱筒であり、(2)はスクリュで、加熱筒
(1)内を回転且つ往復運動するように配設されている。
スクリュ(2)の駆動機構は省略されている。スクリュ(2)
は第１,２ステージ(A)(B)とに前後に２分されており、
その表面には螺旋溝(3)がそれぞれ形成されている。加
熱筒(1)の先端にはノズル(5)が装着されており、加熱筒
(1)とノズル(5)の外周にはバンドヒータ(4)がそれぞれ
巻着されている。又、加熱筒(1)の後端上面部には原料
供給筒(6)が設置されており、例えば、ホッパのような
原料供給装置(図示せず)が接続されており、原料樹脂が
加熱筒(1)の後部の原料供給口(7)を通ってスクリュ(2)
に連続的に供給するようになっている。

【００１２】スクリュ(2)は前述のように第１,２ステー
ジ(A)(B)とに分割されているが、第１,２ステージ毎に
深溝部分(C)並びに浅溝部分(D＋E)、深溝部分(G)並びに
浅溝部分(H＋I)というように螺旋溝(3)の溝深さが別け
て形成されている。深溝部分(C)(G)は浅溝部分(D＋E)、
(H＋I)の後部側に設けられており、浅溝部分(D＋E)、(H
＋I)は前端側に幾程溝深さが浅くなるように形成されて
いる。原料樹脂は、深溝部分(C)から浅溝部分(D＋E)、
樹脂絞り部(F)、深溝部分(G)、浅溝部分(H＋I)というよ
うに順次送られ、加熱筒(1)の先端部に計量されて貯留
される。尚、前述のように第１,２ステージ(A)(B)の間
には加熱筒(1)の内径(J)より若干細く作られており、加
熱筒(1)とスクリュ(2)との間隙が最も小さくなるように
形成されているベント絞り部(F)が設けられている。

【００１３】第１ステージ(A)のねじピッチは第２ステ
ージ(B)のねじピッチより細かく、例えば、第２ステー
ジ(B)のねじピッチとスクリュ(2)の直径の比が１：１の
場合、第１ステージ(A)のねじピッチとスクリュ(2)の直
径の比は(0.9〜0.6)：１であり《なお好ましくは(0.8〜
0.7)：１》、第１ステージ(A)の方が細かく形成されて
いる。本実施例では、0.8:１である。又、第１ステージ
(A)の深溝部分(C)の長さはスクリュ(2)の螺旋溝(3)の有
溝長さの２５％以上(本実施例では３０〜３５％であ
る。)と従来のノンベント式射出成形機より長くしてあ
り、これにより、スクリュ(2)の後部に形成された原料
供給用の深溝部分(C)の長さが、ほぼスクリュ(2)の移動
距離と原料供給口(7)の開口幅の和の長さ又はこれより
大きくなり、原料樹脂の供給を容易にしている。

【００１４】又、スクリュ(2)の有溝長さ(P)とスクリュ
外径(d)の比(P/d)は２３以下で《より好ましくは２０以
下。通常は、２０〜１８程度)》、本実施例では、スク
リュ(2)の長さはノンベント式射出成形機のスクリュと
同等に形成されており、(P/d)は２０である。従って、
従来のベント式射出成形機に比べて全長が非常に短いこ
とが特長的である。

【００１５】しかして、原料供給装置から加熱筒(1)の
後端部分の原料供給口(7)に原料樹脂を連続的に供給す
る。スクリュ(2)は連続的に回転しており、螺旋溝(3)に
よって原料樹脂は連続的に先端方向に搬送される。第１
ステージ(A)の深溝部分(＝供給部)(C)は本実施例ではス
クリュ(2)の全長の３０％と非常に長く形成されている
ため、原料樹脂の加熱筒(1)の先端貯留部(8)への貯留に
従ってスクリュ(2)が後退しても深溝部分(C)が原料供給
口(7)から外れず、安定して原料樹脂の供給が行なわれ
る。

【００１６】加熱筒(1)内に供給された原料樹脂はバン
ドヒータ(4)によって加熱され、且つスクリュ(2)にて前
方に搬送される。まず、第１ステージ(A)の深溝部分(供
給部)(C)に含湿状態のまま供給された樹脂原料を供給
し、スクリュ(2)の回転と共に原料樹脂が第１ステージ
(A)の浅溝部分の前半部分(D)に圧縮・加熱されつつ移送
され、続いて後半部(E)へと加熱・圧縮されつつ供給さ
れ、原料樹脂は次第に溶融される。浅溝部分は前半部
(D)から後半部(E)へと次第にその溝深さが浅くなってい
て原料樹脂を連続的に圧縮出来るようになっている。

【００１７】圧縮・加熱によって溶融された原料樹脂
は、ベント絞り部(F)を通過して第２ステージ(B)の深溝
部分(G)に移動し、前述のようにベント部(9)の圧力低下
によって原料樹脂が膨張して樹脂全体が発泡状態とな
り、内部の水分や揮発性物質が気化する。そして、スク
リュ(2)の回転によって溶融樹脂が混練されて前記ガス
を包む気泡膜が破られ、樹脂から前記ガスが分離されて
ベント孔(10)を通じて加熱筒(1)外に放出される。

【００１８】ここで、前述のように第１ステージ(A)の
方が第２ステージ(B)よりもねじピッチが密であるか
ら、第１ステージ(A)から第２ステージ(B)に供給される
溶融原料の量Ｑ₁より第２ステージ(B)から加熱筒(1)の
先端に貯留される溶融原料の量Ｑ₂の方が多く、(換言す
れば、第１ステージ(A)の方が第２ステージ(B)よりも原
料樹脂の送り速度が遅く、)従って、常時、ベント部(9)
の空間は溶融原料によってスペースが充満する事がな
く、十分な脱気が行なわれると同時にベント部(9)に移
送された樹脂原料には圧力が加わらない。従って、ベン
ト孔(10)に溶融樹脂が侵入してベント孔(10)を閉塞する
ような事がない。

【００１９】このように水分や揮発性物質の脱気が行な
われた原料樹脂は、第２ステージ(B)の浅溝部分(G)をス
クリュ(2)の回転と共に前方に送られるが、深溝部分の
前半部(H)への移送は浅溝部分(G)おいて所定の圧力(背
圧)と均衡を保つ圧力に達することによって行なわれ
る。原料樹脂が加熱筒(1)の前端貯留部(8)に送り込まれ
るに従ってスクリュ(2)は後方に移動し、所定量の計量
が完了したところでスクリュ(2)が停止し、続いてスク
リュ(2)が前進して計量された溶融樹脂を金型(図示せ
ず)内に射出し、保圧・冷却を行った後、型開をして成
形品として取り出す。これによって１サイクルが終了す
る。

【００２０】（実施例）本発明のベント式射出成形機と
してＬ/Ｄ＝２０のものを使用し、その比較例としてＬ/
Ｄ＝２５のものを使用した。実験に使用した原料樹脂と
して、ＰＭＭＡ(アクリル樹脂)とＡＢＳ樹脂の２種類を
使用した。実験結果は、本発明のベント式射出成形機の
方が原料のチャージ速度が１０％程度比較例に対して落
ちるが、原料供給部である第１ステージの深溝部分が長
い分だけ原料供給が安定し、チャージ速度やチャージ時
間のバラツキや熱履歴は小さかった。原料樹脂の溶融に
必要な熱量は少なく、ベントアップやシルバーストリー
クなどはほとんど見られなかった。又、チャージトルク
も低く、低温成形が可能である。従って、ＰＭＭＡやＡ
ＢＳ樹脂の成形には最適である。

【００２１】前述のテスト結果(Ｌ/Ｄ＝２５と比較した
もの)を下記に表として示す。Ｌ/Ｄ樹脂のチャージチャージ時間ベントシルバーチャージ種類速度のバラツキアップストリークトルク PMMA −１０％小無無低低温成形２０可能ＡＢＳ −１０％小少々無低 (注１) 低温成形可能注１…ベント口ヒータの取付にて解消可能。

【００２２】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載したベント式射
出成形機は、第１ステージ部分のねじピッチを第２ステ
ージ部分のねじピッチより細かく形成してあるので、第
１ステージから第２ステージに供給される溶融原料の量
Ｑ₁より第２ステージから加熱筒の先端の貯留部に貯留
される溶融原料の量Ｑ₂の方が多くなる。その結果、ベ
ント部の空間は溶融原料によってスペースが充満する事
がなく、十分な脱気が行なわれると同時にベント部に移
送された樹脂原料には圧力が加わらず、ベント孔に溶融
樹脂が侵入してベント孔を閉塞するような事がないとい
う利点があり、その結果、スクリュ全長を短くする事も
できるという利点を有する。

【００２３】又、請求項２に記載のベント式射出成形機
によれば、スクリュ後部に形成された原料供給用の深溝
部分の長さを、ほぼスクリュの移動距離と原料供給口の
開口幅の和の長さに形成してあるので、スクリュの往復
運動全長において原料供給口を深溝部分がカバーする事
ができ、第１ステージでの原料樹脂の供給の安定を図る
ことができ、チャージ速度やチャージ時間のバラツキを
小さく押さえる事ができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるベント式射出成形機の加熱筒部
分の断面図

【図２】図１のb−b断面図

【図３】図１のa−a断面図

【符号の説明】

(1)…加熱筒 (2)…スクリ
ュ (3)…螺旋溝 (7)…原料供
給口 (10)…ベント孔 (A)…第１ステージ (B)…第２ス
テージ (C)…スクリュの後部に形成された原料供給用の深溝部
分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベント孔を有する加熱筒と、加熱
筒内を回転且つ往復運動し、その表面に形成された螺旋
溝によって第１,２ステージとに２分されているスクリ
ュとを有するベント式射出成形機において、加熱筒の後部側に位置する第１ステージ部分のねじピッ
チを加熱筒の先端側に位置する第２ステージ部分のねじ
ピッチより細かく形成したことを特徴とするベント式射
出成形機。
【請求項２】ベント孔とその後部上面に原料供
給口とをを有する加熱筒と、加熱筒内を回転且つ往復運
動し、その表面に螺旋溝が形成され、その後部が原料供
給用の深溝部分となっているスクリュとを有するベント
式射出成形機において、スクリュ後部に形成された原料供給用の深溝部分の長さ
を、ほぼスクリュの移動距離と原料供給口の開口幅の和
の長さに形成した事を特徴とするベント式射出成形機。