JPH08229997A - プリプラ式射出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 射出シリンダとプランジャとの間のクリアラ
ンスに入り込んだ樹脂を、プランジャストロークの後に
設けた樹脂の抜き穴まで溶融状態で維持することによ
り、樹脂の固化による障害を防止する。 【解決手段】 射出用のプランジャ１０のプランジャス
トロークＡより後のシリンダ壁に樹脂の抜き穴１６を設
け、その抜き穴１６の後のシリンダ周囲までバンドヒー
ター１７を設けてヒーターゾーンＢをプランジャストロ
ークＡよりも長く設定する。上記抜き穴１６に減圧吸引
装置４０，不活性ガス供給装置５０を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、材料樹脂の可塑
化と射出とを異なったシリンダにより行うプリプラ式射
出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的にプリプラ式射出装置は、射出用
のプランジャを内装した射出シリンダに、可塑化用のス
クリュまたはプランジャを内装した可塑化シリンダを並
設するとともに、可塑化シリンダの先端を大径で短い筒
体等を介して射出シリンダの先端部に接続し、その筒体
等を樹脂路として可塑化シリンダで溶融・混練（以下可
塑化と称する）した樹脂を射出シリンダの前部に計量し
てのち、プランジャの前進により射出を行う構成からな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記射出シリンダとプ
ランジャとの間には、プランジャの摺動を可能とするク
リアランスが設けてある。このクリアランスは溶融樹脂
の入り込みが困難な最小限の寸法に設計されているが、
どのようなクリアランスであっても計量・射出を繰り返
し行っているうちには入り込む樹脂もある。

【０００４】クリアランスに入り込んだ樹脂が溶融状態
にあって、射出シリンダとプランジャとの間に薄く介在
している限りでは、プランジャの摺動に大きな悪影響を
及ぼすことはないが、過密状態や固化状態で介在する
と、摺動抵抗が増して圧力損失を招くことになる。また
射出シリンダとプランジャとに芯ずれが生じて噛りも生
ずるようになる。

【０００５】上記クリアランスにおける樹脂の障害を除
く手段としては、樹脂の抜き穴を射出シリンダの後部に
設け、入り込んだ樹脂を順次抜き穴から排出ることが考
えられるが、これは樹脂が加熱された状態にあって流動
性を有する場合に限られ、固化により流動性を失った樹
脂まで排除することはできない。

【０００６】一般的にプランジャを内装した射出シリン
ダのヒーターゾーンは、プランジャストロークに制限さ
れがちで、それより後部にはヒーターが設けられていな
い。したがって、シリンダ温度はプランジャストローク
の後部から下降しており、またプランジャ温度も同様な
状態にある。このため溶融状態にあった樹脂でもプラン
ジャストロークから後に移動すると冷めて固化するよう
になり、抜き穴からの排出が困難となる。

【０００７】この発明は、上記クリアランスの樹脂の障
害を排除するために考えられたものであって、その目的
は、プランジャストロークの後に設けた樹脂の抜き穴ま
でクリアランスの樹脂の溶融状態を維持し、樹脂の固化
による摺動抵抗の増大などを防止することができる新た
なプリプラ式射出装置を提供することにある。

【０００８】またこの発明は、上記樹脂の抜き穴をベン
ト穴や不活性ガスの供給穴に兼用して、射出シリンダ内
に生じたガスの排出、酸化防止などょおこなえるように
した等を行えるようにした新たなプリプラ式射出装置を
提供するものでもある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的によるこの発明
は、プランジャ内装の射出シリンダに可塑化シリンダを
並設し、その射出シリンダと可塑化シリンダとを、射出
シリンダ先端部のプランジャ前進限に当たる部分の流入
路と、可塑化シリンダ先端の流出路とにわたり設けた樹
脂路により連通するとともに、上記プランジャのプラン
ジャストロークより後のシリンダ壁に樹脂の抜き穴を設
け、その抜き穴の後のシリンダ周囲までバンドヒーター
を設けてヒーターゾーンをプランジャストロークよりも
長く設定してなる、というものである。

【００１０】またこの発明は、上記樹脂の抜き穴に射出
シリンダ内の発生ガスを吸引排除する減圧装置または不
活性ガスの供給装置或いはその両方を接続してなる、と
いうものでもある。

【００１１】上記構成では、クリアランスに入り込んだ
樹脂の溶融状態が抜き穴の部分においても維持されるの
で、樹脂は固化することなく抜き穴からシリンダ外に排
出されてゆく。このため抜き穴部による樹脂の排出が容
易となり、樹脂の過密や固化による摺動抵抗の増大及び
圧力損失等が防止される。

【００１２】また抜き穴における減圧吸引により射出シ
リンダ内のガスが、上記クリアランスを経て積極的に排
除され、発生ガスによる成形不良が防止される。さらに
抜き穴から射出シリンダ内に供給された窒素ガスなどの
不活性ガスにより、クリアランスに入り込んだ樹脂の酸
化による黒色化（炭化）が防止され、炭化樹脂の混入に
よる異物不良がなくなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図中１は射出装置、２は射出装置
の上に並設した可塑化装置で両装置は先端部にわたり設
けた樹脂路３により連通している。

【００１４】上記射出装置１は射出用のプランジャ１０
を進退自在に内装し、かつ先端にノズル１１を備える射
出シリンダ１２と、その射出シリンダ１２の後端に連設
してピストン１３を上記プランジャ１０に連結した射出
用の油圧シリンダ１４とから構成されている。上記プラ
ンジャ１０と射出シリンダ１２の内壁面との間には、図
では省略したが、プランジャ１０の摺動に必要なクリア
ランス（たとえば０．００５〜０．０１mm）が設けられ
ている。

【００１５】上記射出シリンダ１２は、先端部のプラン
ジャ前進限に当たる上部に、上記樹脂路３の流入路１５
を有し、その流入路１５は射出シリンダ１２の内周縁１
２ａに向け傾斜形成されて、樹脂路３からの可塑化樹脂
を内周面に沿って流動するようにしてある。

【００１６】また射出シリンダ１２のプランジャストロ
ークＡより後の上下には、上記クリアランスに入り込ん
だ樹脂の抜き穴１６が設けてあり、その樹脂抜き穴１６
の後のシリンダ周囲までバンドヒーター１７を設けて、
図２に示すように、ヒーターゾーンＢをプランジャスト
ロークＡより長く設定してある。このためヒーターゾー
ンＢをプランジャストロークＡとほぼ同じに設定した従
来に比べてシリンダ温度が高温に維持されるようにな
る。

【００１７】上記射出プランジャ１０は、図示のように
軸全体が同一径のものに制限を受けず、クリアランスに
入り込んだ樹脂の排除という点からは、図３に示すよう
にプランジャヘッド１０ａを除き軸部を縮径して形成し
てもよく、プランジャヘッド周囲の微細なクリアランス
に入り込んだ樹脂は、射出プランジャ１０の前進移動時
に拡大された軸部周囲のクリアランス１８に残るように
なり、クリアランス１８の樹脂は後退移動するスクリュ
ヘッド１０ａによって上下の抜け穴１６に掻き寄せられ
るようになる。

【００１８】この軸部周囲におけるクリアランス１８の
拡大は、射出シリンダ１２の内部に生じた溶融樹脂から
のガス（分解ガス，水蒸気等）の排出に寄与する。この
発生ガスの排出は抜き穴１６に、ベント式成形機で通常
に使用されているモーター駆動の真空ポンプによる減圧
吸引装置４０を接続することにより強制的に実施するこ
とができる。

【００１９】また抜き穴１６にバルブ付きのガスボンベ
による不活性ガス供給装置５０を接続することによっ
て、クリアランス１８を不活性ガスで満たすことがで
き、これによりクリアランス内の樹脂の酸化を防止する
ことができる。

【００２０】上記各装置の接続に際しては、射出シリン
ダ１２の後端の隙間をガスケット６０により機密にシー
ルし、抜き穴１６に対する各装置の接続も機密に行う。
この抜き穴１６の機密化により樹脂の排出に障害が生ず
るので、下部の抜き穴１６には開閉蓋を下端開口に機密
に取付けた筒体による樹脂受け１９を連結し、その内部
にクリアランス１８から抜き穴１６に落下した樹脂を溜
めて、後に取り出すようにするのが好ましい。

【００２１】また図では、上下の抜き穴１６に減圧吸引
装置４０と不活性ガス供給装置５０とを分けて接続して
いるが、その両方を上記樹脂受け１９に接続してもよ
く、場合によってはそのいずれか一方のみを抜き穴１６
に接続して、ガスの強制的排除または酸化防止を行うこ
ともできる。減圧吸引と酸化防止の両方を行う場合に
は、射出プランジャ１０の後退移動時に不活性ガスの供
給を停止してガスの減圧吸引を行い、不活性ガスの供給
による樹脂の炭化防止は、射出プランジャ１０の前進移
動時に減圧吸引を停止して行う。

【００２２】上記可塑化装置２は、可塑化用のスクリュ
２０を回転自在に内装し、かつ先端に流出路２１を有す
る可塑化シリンダ２２と、その可塑化シリンダ２２を保
持する後端部の保持シリンダ２３と、その保持シリンダ
２３の後端に連結したスクリュ前進後退用の油圧シリン
ダ２４及び該油圧シリンダ２４の後端に取付けたスクリ
ュ２０の回転駆動装置２５とから構成されている。

【００２３】この回転駆動装置２５の駆動軸２５は、後
端部を油圧シリンダ２４のピストン２４ａに貫挿し、か
つ軸方向に可動自在に上記保持シリンダ２３の内部に軸
承した回転軸２３ａと連結し、その回転軸２３ａの先端
に上記スクリュ２０の後端に連結してある。また回転軸
２３ａは上記ピストン２４ａと連結され、該ピストン２
４ａと共に進退移動して、ピストン２４ａを回転かつ進
退移動する。

【００２４】上記可塑化シリンダ２２の外周囲にはバン
ドヒーター２６が取付けてあり、保持シリンダ２３と嵌
合した可塑化シリンダ２２の後端部には供給穴２７が上
向きに設けてある。また上記スクリュ２０の先端にはき
のこ形の弁体２８が取付けてあり、この弁体２８が位置
する可塑化シリンダ２２の先端内は円錐形に形成され
て、該弁体２８との間に上記流出路２１と連通する所要
の流通間隙を形成しており、弁体２８の傾斜背面が臨む
部分には環状の弁座２９が設けてある。

【００２５】上記樹脂路３は細管３０によるもので外周
囲にバンドヒーター３１を備え、上部内には所要のミキ
シング部材３２を有する。また細管３０は射出シリンダ
１２の上記流入路１５と可塑化シリンダ２２の上記流出
路２１とにわたりジョイント３０ａ，３０ｂをもって斜
めに設けられている。

【００２６】上記射出装置１と可塑化装置２は、上記射
出シリンダ１４の上に設けた支持台１８に上記保持シリ
ンダ２３を載置固定して上下２段に一体的に連結され、
型締装置の固定盤４にノズルタッチシリンダ５を介して
連結した摺動自在なベースブロック６に、射出装置１の
上記油圧シリンダ１４を載置固定して機台７の上に設置
してある。

【００２７】上記構成において、材料樹脂を供給穴２７
から可塑化シリンダ２２に送り込むと、材料樹脂はバン
ドヒーター２６による加熱とスクリュ２０の回転とによ
り可塑化されて順次前方へと圧送される。この樹脂圧に
よりスクリュ２０には前方への圧力が加わるので、先端
の弁体２８と弁座２９との間に樹脂の流通間隙が確保さ
れて、可塑化された樹脂は順次樹脂路３に圧送される。

【００２８】樹脂路３ではミキシング部材３２により樹
脂の細分化と交ぜ合わせが繰返し行われて、樹脂は一層
可塑化されまたは混色されながら上記流入路１５へと流
動してゆく。さらに樹脂は傾斜した流入路１５により射
出シリンダ１２内に斜めに流入するようになり、プラン
ジャ１０の先端面を加圧して、該プランジャ１０を後退
移動させながらシリンダ先端部内に蓄積される。この蓄
積はプランジャ１０が設定位置に後退するまで行われ
る。

【００２９】プランジャ１０が設定位置まで後退する
と、上記油圧シリンダ２４が後退作動してスクリュ２０
を強制的に後退移動し、弁体２８を弁座２９に圧接す
る。これにより可塑化シリンダ２２の先端部内が閉弁状
態となって可塑化された樹脂の圧送が一時的に停止され
る。この結果、射出シリンダ１２のプランジャ前部に予
め設定された分量の樹脂が蓄積される。これまでの工程
を一般に計量と称しており、その後に計量した樹脂の射
出が行われる。

【００３０】上記弁体２８を閉じた状態でプランジャ１
０を前進移動すると、射出シリンダ内の樹脂はノズル１
１から金型（図示せず）に射出充填される。プランジャ
１０による射出圧力は上記樹脂路３に残存している樹脂
を介して可塑化シリンダ側にも作用するようになる。し
かし弁体２８は閉弁状態にあるので可塑化シリンダ側へ
の樹脂の逆流は防止され、計量樹脂の全量がノズル１１
から射出される。

【００３１】射出工程の完了が確認されると、上記油圧
シリンダ１４が前進移動してスクリュ２０を所要寸法だ
け前進移動する。これにより先端の弁体２８が弁座２９
より離して弁体前面に形成されている上は流通間隙と連
通する流路が形成され、可塑化された樹脂が上記樹脂路
３を経て射出装置側に圧送されて、工程は再び計量に移
行する。

【００３２】上記計量・射出に際するプランジャの進退
移動により、上記クリアランスに入り込んだ樹脂は、順
次シリンダ後方へと移動する。この樹脂はヒーターゾー
ンＢがプランジャストロークＡより長く設定してあるこ
とと、上記抜き穴１６がヒーターゾーンＢの後部内に位
置することから、後方に移動しても途中で冷めて固化す
ることがなく、溶融状態で抜き穴１６に達してシリンダ
外に流出する。またクリアランスに入り込んだガスも抜
き穴１６から流出するようになる。

【００３３】なお、上記実施例の可塑化シリンダはスク
リュを内装したものであるが、この発明はプランジャを
内装のものにも応用できるので、この発明は特にスクリ
ュプリプラ式射出装置に限定されるものではない。

【００３４】

【発明の効果】この発明は上述のように、射出プランジ
ャのプランジャストロークより後のシリンダ壁に樹脂の
抜き穴を設け、その抜き穴の後のシリンダ周囲までバン
ドヒーターを設けてヒーターゾーンをプランジャストロ
ークよりも長く設定して、クリアランスに入り込んだ樹
脂が固化しないように抜き穴の部分まで溶融状態を維持
できるようにしたので、樹脂の固化による摺動抵抗の増
大及び圧力損失等が防止される。

【００３５】またヒーターゾーンをプランジャストロー
クよりも長く設定したことから、射出シリンダの計量部
分の温度が一定化し、またプランジャの温度が従来より
高く維持されるので、計量した樹脂の温度が軸方向にお
いても一定となり、樹脂の排出がスムーズとなるので、
過密な樹脂の滞留も防止され、樹脂の固化防止と相俟っ
て、プランジャに対するクリアランスの樹脂の影響は殆
どなくなるので、プランジャの芯ずれによる射出シリン
ダの噛りが防止される。

【００３６】しかも樹脂の固化によるクリアランスの密
栓状態も防止されるので、抜き穴からのガスの排出もス
ムーズとなり、減圧吸引により抜き穴をベント穴として
積極的に分解ガスなどを排出できるため、発生ガスによ
る成形不良を無くすことができる。

【００３７】さらにまた樹脂の抜き穴を利用して射出シ
リンダ内へ不活性ガスを供給し、これによりクリアラン
スに入り込んだ樹脂の酸化による黒色化（炭化）を防止
できるため、射出プランジャの進退移動の繰返しにより
クリアランス側の樹脂が射出シリンダの前部内に計量さ
れた溶融樹脂に入り込んでも、黒色に汚染することはな
いので異物不良とならず、樹脂の酸化による炭化物の激
減により樹脂替えや色替え時の材料ロスが減少し、それ
らに要する時間も短縮されるなどの特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係るプリプラ式射出装置の１実施
例の縦断面図である。

【図２】 プランジャストロークとヒートーゾーンを示
す射出シリンダの要部縦断面図である。

【図３】 射出シリンダの他の実施態様を示す要部縦断
面図である。

【符号の説明】

１ 射出装置 ２ 可塑化装置 ３ 樹脂路 １０ 射出用のプランジャ １２ 射出シリンダ １５ 流入路 １６ 樹脂の抜き穴 １７ バンドヒーター １８ 軸部周囲のクリアランス １９ 樹脂受け ２２ 可塑化シリンダ ４０ 減圧吸引装置 ５０ 不活性ガス供給装置 ６０ ガスケット Ａ プランジャストローク Ｂ ヒートゾーン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プランジャ内装の射出シリンダに可塑化
   シリンダを並設し、その射出シリンダと可塑化シリンダ
   とを、射出シリンダ先端部のプランジャ前進限に当たる
   部分の流入路と、可塑化シリンダ先端の流出路とにわた
   り設けた樹脂路により連通するとともに、上記プランジ
   ャのプランジャストロークより後のシリンダ壁に樹脂の
   抜き穴を設け、その抜き穴の後のシリンダ周囲までバン
   ドヒーターを設けてヒーターゾーンをプランジャストロ
   ークよりも長く設定してなることを特徴とするプリプラ
   式射出装置。
2. 【請求項２】 上記樹脂の抜き穴に射出シリンダ内の発
   生ガスを吸引排除する減圧装置を接続し、該抜き穴をベ
   ント穴に兼用してなることを特徴とする請求項１記載の
   プリプラ式射出装置。
3. 【請求項３】 上記樹脂の抜き穴に射出シリンダ内の樹
   脂の酸化を防止する不活性ガスの供給装置を接続してな
   ることを特徴とする請求項１または２記載のプリプラ式
   射出装置。