JPH11170320A - 射出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】射出材料加熱シリンダーに設けられる従来のベ
ント部はバレルの中間部に設けられているため、ベント
部から先の位置において発生した空気や未反応モノマー
等を除去することはできない。ベント部の分、バレルの
全長が長くなる。 【解決手段】バレル３の射出材料流路３１のうちスクリ
ューヘッド４５が挿入される先細りのテーパー状をした
部分１９ｃ（スクリューヘッド挿入孔）より先の位置
に、リング形をしたガス抜き部材３３を設け、このガス
抜き部材３３の孔３７が射出材料流路３１の一部を担う
ようにした。従って、可塑化が完了した射出材料が最高
圧力になる位置でガス抜きが行われるので、気体物質を
効果的に除去することができ、ベント部として特別な距
離を設けなくても射出材料とガス抜き部材３３との接触
面積を大きくとれるため、ガス抜き効果を低下させるこ
と無く小型化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出材料を可塑化
して金型内に射出する射出装置に係り、特に、射出材料
等に含まれる気体物質をバレル外へ抜くための多孔質性
のガス抜き部材を設けた射出装置の改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機の一部を構成する射出装置に
は、インラインスクリュー式、プランジャ式、プリプラ
式等幾つかの方式があるが、基本的には、ヒーターによ
って加熱されるバレル（加熱シリンダー）と、このバレ
ル内に設けられたスクリューシャフト又は射出プランジ
ャ等を備え、バレル内に供給したペレット状のプラスチ
ック材料等を加熱し又は加熱状態で撹拌等することで可
塑化し、この可塑化した材料をバレル又は射出シリンダ
の先端から金型のキャビティに射出するようになってい
る。

【０００３】このような射出装置の中に、ベント機能、
即ち、射出材料から発生した又はバレル内に取り込まれ
てしまった各種の気体物質を取り除く機能を備えたもの
がある。この気体物質を取り除く意義は、射出材料自体
に含まれている気体物質あるいはバレル内に取り込まれ
てしまった空気等が金型内に入って製品の品質を低下さ
せたり金型に目詰まり等のダメージを与えるのを防止す
ることにある。

【０００４】気体物質を取り除くための手段としては従
来から様々あるが、「エアーベント法」によるものが多
い。このエアーベント法では、バレルの周壁に脱気孔を
設け、ここからエアーや水分等の気体物質が放出される
ようにしている。この場合、脱気孔のバレル側の開口部
には多孔質のガス抜き部材を装着したものが多い。この
ガス抜き部材は、金属粉末を焼結した多孔質性金属等か
ら成るもので、溶融樹脂は通さない特性を持つ。このよ
うなエアーベント法によるベント部を備えた射出装置と
しては、例えば、特開平６−２９３０５０号公報に記載
されたものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のベント部には、
気体物質を効果的に除去できないという問題があった。
即ち、従来のベント部はバレルの中間部、特に、供給部
と圧縮部との間辺りに設けられているのが一般的である
が、射出材料に含まれる空気等がしぼり出されるのは、
むしろ圧縮部において最も盛んであるから、ベント部か
ら先の位置において発生した空気や未反応モノマー等を
除去することはできない。

【０００６】また、従来のガス抜き部材はバレル内周面
の周方向における一部だけに臨むように設けられていた
ため、ガス抜き部材の大きさの割には射出材料との接触
面積を大きくとれないので、気体物質を効果的に除去す
るには不十分であった。そこで、従来のベント部にあっ
ては、ガス抜き効果を上げるために、この部位における
射出材料の表面積を稼いだり送り速度を落としたりする
目的で、この部位と対応したスクリューの溝を深くする
等の特別な構造を持たせている関係上、このベント部の
分、バレル及びスクリューの全長が長くなってしまうと
いう問題があった。

【０００７】更に、射出材料中に含まれている気体物質
が、ガス抜き部材の内部あるいは表面において冷却され
てタール化し、経時的に凝固あるいは炭化してガス抜き
部材を目詰まりさせることが多く発生し、これがガス抜
き効果を著しく低下させたり、ガス抜き部材の寿命を縮
めたりする原因になっていた。

【０００８】本発明は上記した従来の問題点に鑑みて為
されたものであり、ガス抜き部材を設ける位置を改良す
ることで、気体物質をそれ自体が持つ圧力で効果的に除
去することができる射出装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】また本発明は、ガス抜き部材の形状と配置
態様を工夫することで、スクリューの溝を深くするなど
特別な構造を持たせなくても、射出材料がガス抜き部材
と接触する面積を大きくとることができてガス抜きを効
果的に行うことができ、あるいは、ベント部がバレルの
サイズを大きくしないで済む射出装置を提供することを
目的とする。

【００１０】更に本発明は、ガス抜き部材が気体物質に
よって目詰まりするのを防止することができる射出装置
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、射出材料を可塑化して金型内に射出する
射出装置であって、バレルのうち射出材料の可塑化が完
了した位置から前方の部分に、射出材料に含まれる気体
物質をバレル外へ抜くための多孔質性のガス抜き部材を
設けて、このガス抜き部材に通じたガス抜き孔を形成し
たものである。従って、本発明にあっては、混入した空
気及び射出材料から発生した気体物質や未反応モノマー
等を除去することができる。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１に記載した射
出装置において、バレルの射出材料流路のうちスクリュ
ーヘッドが挿入される先細りのテーパー状をした部位よ
り先の位置にガス抜き部材を設けたものである。従っ
て、ガス抜き部材と接触するところに来た揮発性物質の
圧力は最高に高まっているので、この圧力によって気体
物質を良好に除去することができる。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１又は２に記載
した射出装置において、ガス抜き部材をリング状に形成
し、このガス抜き部材をその孔が射出材料流路の一部を
担うように設けたものである。このようにすれば、高圧
な領域にあってもガス抜き部材を無理なく配置すること
ができると共に、可塑化された射出材料がガス抜き部材
と接触する表面積を大きくとれるので、ベント部として
特別な距離を設けなくてもガス抜きを効果的に行わせる
ことができ、従って、ガス抜き効果を低下させること無
く小型化を図ることができる。

【００１４】請求項４の発明は、請求項３に記載の射出
装置において、ガス抜き部材を、バレルヘッドの中心孔
のうち射出ノズル直後の位置に収納状に設けたものであ
る。従って、射出材料の圧力が最も高い位置においてガ
ス抜きを行うことができると共に、ガス抜き部材をコン
パクトに装着することができる。

【００１５】請求項５の発明は、請求項１から４に記載
した射出装置のいずれかにおいて、ガス抜き孔にバキュ
ーム手段を連結し、ガス抜き部材内やガス抜き孔内の気
体物質を強制的に吸引除去するようにしたものである。
これにより、ガス抜き部材が気体物質によって目詰まり
するのを防止することができる。

【００１６】請求項６の発明は、請求項５に記載した射
出装置において、バキューム手段による吸引を、スクリ
ューシャフトが前進している間及び後退している間に行
うようにしたものである。従って、射出材料の圧力が低
い状態等におけるガス抜きを助けたり、ガス抜き部材の
中等に残っている気体物質を除去することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明射出装置を図面に
示した各実施の形態に従って説明する。図１から図３は
本発明射出装置をインラインスクリュー式の射出装置１
に適用した第一の実施の形態を示すものである。３は射
出装置１のバレル（シリンダー本体）を示し、このバレ
ル３は、バレル本体５と、バレル本体５の前端面に固定
されたバレルヘッド７と、バレルヘッド７に装着された
射出ノズル９等から成る。これらバレル本体５、バレル
ヘッド７及び射出ノズル９の外周面にはバンドヒーター
１１が多数外嵌状に取り付けられており、このバンドヒ
ーター１１によってバレル３が加熱される。バレル本体
５の周壁の後端部寄り位置には材料供給口１３が形成さ
れており、この材料供給口１３からペレット状の射出材
料が供給される。

【００１８】バレルヘッド７は、円筒形をしたノズル取
付部１５と、このノズル取付部１５の一端部を中心とし
た円帯形の取付フランジ１７とが一体に形成されて成
る。そして、バレルヘッド７の中心孔１９は、その前半
部が螺孔１９ａになっており、この螺孔１９ａに続く中
間部は螺孔１９ａよりある程度小径なガス抜き部材配置
孔１９ｂになっていて、ここから後側の部分はスクリュ
ーヘッド挿入孔１９ｃになっている。このスクリューヘ
ッド挿入孔１９ｃは前細りのテーパー状をしている。２
１はガス抜き孔を示す。このガス抜き孔２１はカギ形に
屈曲していて、その一端はガス抜き部材配置孔１９ｂに
開口し、他端はノズル取付部１５の前端面に開口してい
る。

【００１９】このようなバレルヘッド７は、その後端面
がバレル本体５の前端面と突合せられた状態で、取付フ
ランジ１７がボルト２３によってバレル本体５に固定さ
れる。そして、バレルヘッド７の螺孔１９ａには射出ノ
ズル９の螺軸部２５がねじ込まれ、それにより、射出ノ
ズル９がバレルヘッド７に装着される。しかして、バレ
ル本体５の中心孔２７とバレルヘッド７の中心孔１９と
射出ノズル９の孔２９とが連続し、これらの孔２７、１
９、２９によって射出材料流路３１が構成される。

【００２０】３３はガス抜き部材を示す。このガス抜き
部材３３は、金属粉末を焼結した多孔性金属等から成る
もので、略リング状に形成され、その軸方向における両
端部に金属製のキャップ３５が装着されている。このよ
うなガス抜き部材３３は、バレルヘッド７のガス抜き部
材配置孔１９ｂにこれと同軸上に収納される。この場
合、キャップ３５の外周面がガス抜き部材配置孔１９ｂ
の内周面とぴったり接触され、それにより、ガス抜き部
材３３の外周面とガス抜き部材配置孔１９ｂの内周面と
の間に環状の空間３９が形成される。従って、このガス
抜き部材３３は射出ノズル９の直前に位置し、その孔３
７は射出材料の流路の一部を担う。

【００２１】４１はスクリューシャフトを示す。スクリ
ューシャフト４１は、バレル本体５の中心孔２７に回転
自在に且つ軸方向へ一定の範囲内で移動自在に設けられ
ており、その中間部は前方へ行くに従って溝が浅くなる
圧縮部４３になっている。４５はスクリューシャフト４
１のスクリューヘッドを示す。このスクリューヘッド４
５は前細りの円錐形をしており、バレル本体５のスクリ
ューヘッド挿入孔１９ｃに位置する。４７は逆流防止弁
を示す。

【００２２】しかして、材料供給口１３から投入された
射出材料は、加熱され、スクリューシャフト４１の回転
作用によって移送、撹拌、剪断されると共に可塑化して
溶融状になって行く。そして、圧縮部４３を通過する間
に加圧され、逆流防止弁４７の内側を通ってスクリュー
ヘッド４５の先に滞積し、この滞積の圧力が高まるとス
クリューシャフト４１が後退する。そして、必要とされ
る射出材料は滞積され滞留する。この後、図示しない制
御手段によってスクリューシャフト４１は前進され、そ
れにより、滞留していた射出材料を射出ノズル９から金
型に射出する。

【００２３】射出材料が混練される際に発生した気体物
質は、一部、材料供給口１３から出て行き、別の一部は
溶融状態の射出材料にとどまったまま前方へ送られる。
そして、射出材料にとどまったままの気体物質は、スク
リューヘッド４５から先へ出たところでガス抜き部材３
３の孔３７の内周面と接触し、ここで、このガス抜き部
材３３の中を通って前記空間３９からガス抜き孔２１に
至り、ここからバレル３外へ放出される。この場合、ガ
ス抜き部材３３が配置されているところまで来た射出材
料の圧力は、その手前のスクリューヘッド挿入孔１９ｃ
を通過する際に流速を速められ、次いで増圧され、ガス
抜き部材３３と接触した気体物質はそれ自体の圧力によ
ってガス抜き部材３３を通って行く。しかして、射出材
料から発生した気体物質は可塑化が完了した位置から先
の位置において除去されることになる。

【００２４】図４は、本発明射出装置をインラインスク
リュー式の射出装置１Ａに適用した第二の実施の形態を
示すものである。この射出装置１Ａが前記射出装置１と
比較して相違する点は、ガス抜き孔２１にバキュームポ
ンプ５１を連結した点にある。従って、このバキューム
ポンプ５１が駆動している間は、ガス抜き部材３３を囲
む空間３９が負圧になるので、ガス抜き部材３３を通し
て出て来た気体物質はバキュームポンプ５１によって積
極的に吸引除去される。

【００２５】このバキュームポンプ５１による吸引のタ
イミングを特に規制する必要はないが、バレル３の先端
部に滞積している射出材料の圧力が高まっていない状態
において吸引を行うのが最も効果的である。即ち、これ
らの状態においては、気体物質がそれ自体の圧力によっ
てガス抜き部材３３を通過する能力がそれほど高くなっ
ていないので、この状態において空間３９を積極的に負
圧にしてやれば、気体物質がガス抜き部材３３を通過す
る能力を補うことになり、あるいは、ガス抜き部材３３
の中に滞留している気体物質やガス抜き部材３３の表面
やガス抜き孔２１の内面に付着している液化状態の気体
物質を除去することになる。

【００２６】吸引動作のタイミングを上記したように制
御する場合は、例えば、スクリューシャフト４１の後退
を検出する検出信号をトリガーとして「吸引開始」と
し、スクリューシャフト４１の前進開始を検出する検出
信号をトリガーとして「吸引停止」とする。あるいは、
上記信号をトリガーとして一定時間吸引を継続する時限
制御の方式によっても良い。

【００２７】図５は、本発明射出装置をインラインスク
リュー式の射出装置１Ｂに適用した第三の実施の形態を
示すものである。この射出装置１Ｂが前記射出装置１と
比較して相違する点は、ガス抜き部材を射出ノズルに収
納状に設けた点である。射出ノズル９の孔２９の後端部
はその余の部分より径が大きい大径部２９ａになってお
り、射出ノズル９には大径部２９ａと対応したところを
径方向へ貫通した連通路５３が形成されている。この連
通路５３は射出ノズル９がバレルヘッド７に装着された
ときガス抜き孔２１と連続する位置に設けられている。
そして、大径部２９ａにガス抜き部材３３Ａが収納さ
れ、このガス抜き部材３３Ａの孔３７は射出ノズル９の
孔２９の一部を担うことになる。このガス抜き部材３３
Ａは前記ガス抜き部材３３より軸方向長さが長い点を除
いて基本的な構造に違いは無い。

【００２８】しかして、ガス抜き部材３３Ａを収納状に
保持した射出ノズル９がバレルヘッド７に装着される
と、ガス抜き部材３３Ａの周囲にある環状の空間３９と
ガス抜き孔２１とが前記連通路５３を介して連続する。
従って、ガス抜き部材３３Ａの中を通って来た気体物質
は空間３９、連通路５３及びガス抜き孔２１を経てバレ
ル３外へ放出される。このように、ガス抜き部材３３Ａ
を射出ノズル９に保持させると、ガス抜き部材３３Ａの
取付や交換の作業を容易に行うことができる。

【００２９】以上、本発明の実施の形態について詳述し
てきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設
計の変更などがあっても本発明に含まれる。特に、実施
の形態においては、ガス抜き部材をバレルヘッドの内部
又は射出ノズルの内部に設けたが、本発明においてガス
抜き部材を設ける位置は、バレルのうち射出材料の可塑
化が完了する位置から前方の部分であれば、いずれの位
置であっても良い。また、本発明におけるガス抜き部材
が必ずしもリング状のものに限られることは無い。

【００３０】そして、前記した各実施の形態において
は、本発明をインラインスクリュー式の射出装置に適用
したが、本発明はこのような例に限られること無く、プ
ランジャ式、プリプラ式等様々な方式の射出装置にも適
用することができる。例えば、プランジャ式のものにあ
っては、射出プランジャが内蔵された射出シリンダ、望
ましくはその先端部にガス抜き部材を設けると良い。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明射出装置にあって
は、バレルのうち射出材料の可塑化が完了した位置から
前方の部分に、多孔質性のガス抜き部材を設けたもので
あるから、混入した空気及び射出材料から発生した気体
物質や未反応モノマー等を除去することができ、しか
も、この位置における材料の圧力は非常に高くなってい
るので、気体物質をそれ自体が持つ圧力でガス抜きさせ
ることができる。

【００３２】請求項２の発明は、バレルの射出材料流路
のうちスクリューヘッドが挿入される先細りのテーパー
状をした部位より先の位置にガス抜き部材を設けたもの
であるから、ガス抜き部材と接触するところに来た気体
物質の圧力は最高に高まっており、この圧力によって気
体物質を良好に除去することができる。

【００３３】請求項３の発明は、ガス抜き部材をリング
状に形成し、このガス抜き部材をその孔が射出材料流路
の一部を担うように設けたものであるから、高圧な領域
にあってもガス抜き部材を無理なく配置することができ
ると共に、可塑化された射出材料がガス抜き部材と接触
する表面積を大きくとれるので、ベント部として特別な
距離を設けなくてもガス抜きを効果的に行わせることが
でき、従って、ガス抜き効果を低下させること無く小型
化を図ることができる。

【００３４】請求項４の発明は、ガス抜き部材を、バレ
ルヘッドの中心孔のうち射出ノズル直後の位置に収納状
に設けたものであるから、射出材料の圧力が最も高い位
置においてガス抜きを行うことができると共に、ガス抜
き部材をコンパクトに装着することができる。

【００３５】請求項５の発明と請求項６の発明は、ガス
抜き孔にバキューム手段を連結し、ガス抜き部材内やガ
ス抜き孔内の気体物質を強制的に吸引除去するようにし
たものであるから、ガス抜き部材が気体物質によって目
詰まりするのを防止することができる。特に、請求項６
の発明にあっては、バキューム手段による吸引を、スク
リューシャフトが前進している間及び後退している間に
行うようにしたので、スクリューシャフト後退時の射出
材料の圧力が低い状態におけるガス抜きを補完したり、
ガス抜き部材の中等に残っている気体物質を略確実に除
去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態に係る射出装置の縦
断面図である。

【図２】図１に示す射出装置の要部を拡大した縦断面図
である。

【図３】図１に示す射出装置の要部を分解した拡大斜視
図である。

【図４】本発明の第二の実施の形態に係る射出装置の要
部縦断面図である。

【図５】本発明の第三の実施の形態に係る射出装置の要
部縦断面図である。

【符号の説明】

１ 射出装置 ３ バレル ７ バレルヘッド ９ 射出ノズル １９ （バレルの）中心孔 １９ｃ 先細りのテーパー状をした部位 ２１ ガス抜き孔 ３１ 射出材料流路 ３３ ガス抜き部材 ３７ （ガス抜き部材の）孔 ４１ スクリューシャフト ４５ スクリューヘッド １Ａ 射出装置 ５１ バキューム手段 １Ｂ 射出装置 ３３Ａ ガス抜き部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】射出材料を可塑化して金型内に射出する射
   出装置であって、バレルのうち射出材料の可塑化が完了
   する位置から前方の部分に、射出材料等に含まれる気体
   物質をバレル外へ抜くための多孔質性のガス抜き部材を
   設け、このガス抜き部材に通じたガス抜き孔を形成した
   ことを特徴とする射出装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載した射出装置において、バ
   レルの射出材料流路のうちスクリューヘッドが挿入され
   る先細りのテーパー状をした部位より先の位置にガス抜
   き部材を設けたことを特徴とする射出装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載した射出装置におい
   て、ガス抜き部材をリング状に形成し、このガス抜き部
   材をその孔が射出材料流路の一部を担うように設けたこ
   とを特徴とする射出装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載した射出装置において、ガ
   ス抜き部材を、バレルヘッドの中心孔のうち射出ノズル
   直後の位置又は射出ノズル内に収納状に設けたことを特
   徴とする射出装置。
5. 【請求項５】請求項１から４に記載した射出装置のいず
   れかにおいて、ガス抜き孔にバキューム手段を連結し、
   ガス抜き部材内やガス抜き孔内の気体物質を強制的に吸
   引除去するようにしたことを特徴とする射出装置。
6. 【請求項６】請求項５に記載した射出装置において、バ
   キューム手段による吸引を、スクリューシャフトが前進
   している間及び後退している間に行うようにしたことを
   特徴とする射出装置。