JPH11506712A - 射出成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、射出シリンダ（２０）と、その内部を移動する射出ピストン（１０）とを備えた射出ユニット（１）を有する射出成形装置に関するものである。射出シリンダは、射出ピストン内に設けた充填路（１２）を介して充填可能であり、射出シリンダ内の排出口（２４）を介して排出可能である。充填路（１２）内の開口（１４）は、排出口（２４）から空間的及び／又は熱的に分離されている。これにより、排出口で材料を完全に加硫可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 射出成形装置 本発明は、射出成形装置、特に、合成ゴム、天然ゴム、エラストマー、及び、 熱硬化性樹脂、架橋ポリマー等の同様な材料のための射出成形装置に関する。 ヨーロッパ特許０２８７００１Ａ１は、射出口を有する可塑化ユニット、射出 ピストンを有する射出ユニット及び排出口を有する射出路で構成される射出成形 装置に関する。可塑化ユニットの射出口は、射出ユニットに充填するための射出 ピストンの排出口に連通している。射出工程のため、射出口は排出口から離間し 、射出路は金型に接続している。 ドイツ特許９１１０２４０Ｕ１には、可塑化ユニットが射出ピストンに固着さ れ、供給路が射出シリンダ内を案内されて移動する射出成形装置が記載されてい る。射出シリンダから離間する端部は可塑化ユニットの射出口に連通している。 供給路の口は円錐状に形成された射出ピストンの自由端に設けられている。射出 シリンダの底面はインサート成形され、射出ピストンの自由端の形状に一致する 円錐形状を有している。インサート内の排出口は射出ピストン内の供給路の口に 並設されている。射出ユニットに充填するために、排出口はロック棒で閉鎖され 、材料は、排出口及び供給路を介して可塑化ユニットから射出シリンダ内に流入 し、それに応じて射出ピストンが移動する。この結果、ロック棒が後退し、射出 ユニットは金型に接続される。そして、射出ピストンは射出シリンダに侵入し、 供給路内のチェックバルブが閉鎖位置に押し込まれ、材料は射出シリンダから金 型のキャビティ内に加圧される。射出ピストンが完全に侵入した際、供給路のオ リフィスは射出口に連通する。所定時間後、射出ユニットは射出路から加硫され た小片を引き抜くことによって金型から分離する。 本発明は操作容易な射出成形装置を製造することを目的とする。この目的は、 請求項の特徴によって達成される。 特に、本発明の射出成形装置は、射出シリンダと、そこで移動する射出ピスト ンとを有する射出ユニットで構成されている。射出シリンダは、射出ピストン内 に配設され、少なくとも１つのオリフィスを有する供給路を介して充填可能であ る。供給路のオリフィスは、排出口から空間的及び熱的に分離されている。これ により、供給路内の材料は、射出ユニットが金型に接続しているとき、上昇した 温度によって影響を受けることがないという利点が得られる。特に、排出口内で の材料の加硫工程を制御可能となる。射出ユニットが金型から離間する際、成形 品に付着する加硫された材料が排出口から引き出される。それで、排出口に残留 物はない。これにより、成形品に対して部分的に加硫された残留材料が次の射出 工程で金型内に充填されることが阻止される。このため、本発明の射出成形装置 は、より一層操作容易となる。 射出ピストン及び射出シリンダは、それぞれ射出ピストンの充填位置で互いに 係合するような少なくとも１つのシール表面を備えているのが好ましい。この利 点は、供給路のオリフィスが、射出ピストンの挿入時、射出シリンダ内の排出口 に対してシールされることである。これにより、供給路内でオリフィスに到達す る材料が金型に充填された材料から確実に分離される。さらに、正確に測定され た量の材料が、射出シリンダの次の充填で供給される。 処理されるべき材料に依存する供給路領域の温度は、供給路内の材料が加硫さ れるのを阻止するように制御される。射出成形装置が射出金型に連結される際、 金型と射出シリンダの間、及び、射出シリンダと射出ピストンの間の接点が熱変 化にさらされる。例えば、金型がほぼ１８０℃の温度を有し、排出口領域の射出 ピストンがほぼ８０℃の温度を有するように温度制御されるのが好ましい。温度 は、各構成要素の熱損失及び熱伝達係数を考慮しつつ、適切な加熱又は冷却によ って制御される。 特に好ましい実施例では、射出ピストンの自由端は、テーパ状の先端によって 形成され、射出シリンダの底面はこれを相補する形状を有している。射出ピスト ンの前端は排出口から部分的に突出しているのが好ましい。これは、射出ピスト ンがインサートされる際、射出シリンダ内の充填物が排出口を介して完全に除去 され、最も好ましくは、排出口内の材料が少なくとも部分的に除去されることが 達成される点で有利である。 さらに好ましい実施例では、供給路のオリフィスは先端から離れた射出ピスト ンの傾斜領域に設けられている。 本発明の有利な実施例では、射出ピストンの自由端は円錐状に形成され、射出 シリンダの底面はこれを相補するような円錐状であり、排出口は先端領域に配設 されている。供給路のオリフィスは円錐端の表面領域に設けられている。 インサートは、射出ピストンの自由端に配設されているのが好ましい。このイ ンサートは、少なくとも射出ピストンのテーパ状の自由端の一部で形成されてい る。インサートは射出ピストンとは異なる材料で形成可能な点で有利な結果をも たらす。さらに、インサートは、別個に加工可能である。インサートは断熱材料 で形成するのが好ましい。さらに好ましい実施例では、射出シリンダが底面領域 で好ましくは断熱材料であるマウスピースインサートを備えている。マウスピー スインサートに使用される材料は、Ｖ２Ａ，Ｖ４Ａ等のニッケルクロム鋼や焼結 材料のセラミックスであるのが好ましい。これは、射出ユニットが金型に接続さ れたとき、排出口から供給路、特に、排出口のオリフィスへの熱伝導が阻止ある いは少なくとも削減される点で有利である。 本発明の一実施例では、スクリュー押出部は射出ピストンに、好ましくは軸方 向に配設されている。さらに好ましい実施例では、チェックバルブがスクリュー 押出部と供給路の間に配設されている。このチェックバルブは、射出シリンダ内 の圧力がスクリュー押出部領域よりも高くなるとき、自動的に閉鎖するのが好ま しい。 チェックバルブは、インサートの後端とスクリュー押出部の自由端の間に配設 されているのが好ましい。この配列は、射出ピストン内の供給路の寸法が短く、 ほぼインサートの長さと一致している点、及び、チェックバルブがインサートを 除去することにより到達容易である点で有利である。 本発明について、実施例及び図面により、さらに詳細に説明する。 図１は、射出ユニットが充填されたときの本発明の好ましい実施例である。 図１ａは、図１の詳細図である。 図２は、充填された金型を備えた図１の好ましい実施例である。 図２ａは、図２の詳細図である。 図３は、射出ユニットと金型の開口が連通した後の図１の好ましい実施例であ る。 図３ａは、図３の詳細図である。 図中、各部品には常に同一の参照符号を付してある。 本射出成形装置の好ましい実施例は、大略、射出シリンダ２０と、その中を移 動する射出ピストン１０とで形成される射出ユニット１で構成されている。イン サート１６は、射出ピストン１０の自由端に配設されている。自由端はインサー トとで円錐状に形成されている。インサートには、供給路１２が、３つの出口に 分岐する１つの入口を有するように形成されている。３つの出口のオリフィス１ ４は、それぞれ先端から離間し、インサートの表面領域に円周方向に沿って１２ ０°間隔で設けられている。 射出シリンダ２０は、大略、中空シリンダで形成され、その自由端にはマウス ピース２５が配設されている。マウスピース２５にはマウスピースインサート２ ６が設けられ、両者はシリンダの内部に面する円錐面を有し、射出ピストンの円 錐先端部に相補的に対応している。排出口２４を備えた射出路２２がマウスピー スインサート２６内に形成されている。マウスピースインサート２６は、その上 部を好ましくは螺合によってマウスピースにインサートされている。これにより 、マウスピース２５に良好な熱伝達が行われるようになっている。マウスピース ２５は、調整装置に制御されるチャンネルシステム３９内の温調液によって７０ ℃から８０℃の間に温調されている。マウスピースインサート２６の下部は、マ ウスピース２５から突出している。マウスピースインサートの突出部分では、射 出路２２は外方に向かって円錐状に突出するディフューザで構成されている。 他の実施例（図示せず）では、中空シリンダ及びマウスピースは一体的に形成 されている。その他、構造については前述の構成のものと同一である。 射出ピストン１０は、射出シリンダ内を駆動装置（図示せず）によって後退位 置と充填位置との間で移動可能となっており、射出ピストンの円錐端はマウスピ ースあるいはマウスピースインサートの円錐面に接触している。 可塑化ユニット３は、射出ピストン１０内に配設されている。可塑化ユニット ３は、射出ピストン１０内に軸方向に配設される中空シリンダ３２と、その内部 に配設されるスクリュー押出部３０とからなる。押出部入口３４はスクリュー押 出部の後端領域に位置し、押出部入口３６は自由端領域に位置する。スクリュー 押出部は駆動装置（図示せず）によって駆動される。 チェックバルブ４０は、押出部開口３６とインサート１６の後端との間に配設 されている。具体的に、チェックバルブは、射出シリンダ内の圧力が押出部内の 圧力を超えると瞬時に押出部入口を閉鎖するボールからなる。 金型５は、金型キャビティ５２を形成する２つの部分からなる。金型キャビテ ィ５２は、射出口５４を介して充填可能である。凹部５６が金型の上部に設けら れ、射出ユニット１を挿入可能となっている。 さらに、好ましい実施例では、射出シリンダ２０の排出口２４を閉鎖可能な閉 鎖棒６０を備えている。閉鎖棒は、シリンダ６６内を移動するピストン６４によ って、射出ピストンの軸方向にほぼ垂直に往復移動可能な閉鎖板６２を備えてい る。 本発明に係る射出成形装置の作用を図面に従って詳細に説明する。 図１及び１ａでは、排出口２４は、閉鎖板６２がマウスピースインサート２６ の外側に密接することにより閉鎖される。スクリュー押出部３０の駆動装置を操 作することにより、材料７は押出部入口３４を介して射出シリンダ２０内に流れ 込み、押出部出口３６に向かった後、供給路１２に至る。同時に、射出ピストン １０は、その駆動装置によって後退し、及び／又は、射出シリンダ２０内に貯留 される。この結果、次回の射出のための正確な量の材料が射出シリンダ２０内に 充填される。 図２及び２ａでは、閉鎖棒６０がその後退位置にある。射出ユニット１は、金 型５の凹部５６内に挿入されて金型５に接続される。射出ピストン１０は、射出 シリンダ２０内に完全に収容されるので、全材料が金型キャビティ５２内に加圧 される。射出シリンダの挿入中、チェックバルブ４０は押出部出口３６に対して 供給路１２をシールする。射出ピストンが完全に挿入された位置にある場合、射 出ピストンの円錐端はマウスピース２５の円錐凹部に密着する。特に、インサー ト１６の先端はマウスピースインサート２６に接触してシールする。これにより 、供給路１２内の材料７は、射出路２２あるいは金型キャビティ５２の材料７０ ， ７１から完全に分離される。 図２ａには、温度Ｔ１，Ｔ２及びＴ３が示されている。温度Ｔ１は、ほぼ材料 を可塑化するのに適した温度に一致しており、この温度は、６０から９０℃、よ り好ましくは７０から８０℃の温度Ｔ１とされている。 温度Ｔ３は、材料を金型内で加硫するのに適した温度と一致していなければな らない。この温度は１６０から１８０℃の範囲であるのが好ましい。温度Ｔ２は 、温度Ｔ１と温度Ｔ３の間である。好ましくは、約１２０℃である。射出シリン ダ領域、及び、射出ピストン領域、特に供給路領域での温度調整は温度Ｔ１を調 整するために利用できる。具体的に、射出ピストン１０は、流体はある温度流れ を有するチャンネルシステム３８で構成されている。さらに、射出シリンダは、 同一又は他の流体が適切な温度流れを有するチャンネルシステム３９で構成され ている。金型温度Ｔ３は、下金型部５８の下方側と、上金型部５９の上方側とに 配設されるヒータプレート５７によって制御されている。数枚のプレートがヒー タプレート５７の外面に配設されている。これらのプレートは、断熱特性を有す る。マウスピースインサートの上部は、マウスピース２５に対して優れた熱伝導 性を有し、下部２６がマウスピース２５から突出している。これにより、マウス ピース２５の下部が十分な時間プレート５９（Ｔ３）に留まれば、射出路２２内 の殆どがほぼ溶融し、マウスピースインサート２６がプレート５９から持ち上げ られる際、射出路に流出する。それで、射出路は次の射出工程に利用可能である 。マウスピースインサート２６の下部温度はＴ２である。 図３及び３ａでは、射出ユニット１は、金型５から離間し、上金型部５８は、 下金型部５９及び成形品７０から離脱する。成形品７０には、金型部が分離した 際、射出路２２あるいは排出口２４と、射出口５４とから取り出される加硫され た端部７１が示されている。射出路２２及び射出口５４から残留物が取り除かれ る。これにより、射出成形装置は、次の射出工程に利用可能となる。 特に、本発明は、射出ユニットが金型に接続される際、供給路内の材料が損傷 しないという利点を有する。また、本発明は、材料が加硫されて供給路に粘着し ないようにすることを保証する。材料は可塑化ユニット３及び供給路１２内で約 ７０から８０℃の溶融温度に維持されるのが好ましい。金型では、材料は加硫に 必要な約１６０から１８０℃の温度に加熱される。供給路のオリフィスは、排出 口から遮熱されているので、供給路内の材料は熱損を受けることはない。インサ ート１６は断熱材料で形成されているのが好ましい。空間的な分離により、供給 路内の材料が不適切な温度による影響を受けないことが保証される。 本発明の実施例では、マウスピースインサート２６は断熱材料である。マウス ピースインサート２６は、好ましくは、Ｖ２Ａ，Ｖ４Ａ等のクロムニッケル材料 あるいは焼結材料のセラミックスの断熱材料で形成される。この手段に代えて、 あるいは、この手段に付加して、マウスピースインサート２６の内面に断熱コー ティングを施してもよい。 本発明の基本概念は、供給路１２及び射出路２２内の材料の空間的及び／又は 熱的な分離にある。本発明の射出成形装置は、簡単かつコンパクトな構造で操作 容易である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１２月１２日 【補正内容】 請求の範囲 １．射出シリンダ（２０）と、その内部を移動する射出ピストン（１０）とを有 する射出ユニットを備え、前記射出シリンダが射出ピストンに配設された供給路 を介して充填可能であり、かつ、排出口（２４）を介して排出可能な合成ゴムや 天然ゴム又は同様な材料のための射出成形装置において、前記供給路（１２）が 排出口（２４）から熱的に分離された少なくとも１つのオリフィスを備え、供給 路内の材料（７）の加硫が阻止されるように、供給路領域の温度（Ｔ１）を制御 したことを特徴とする射出成形装置。 ２．前記オリフィス（１４）及び排出口は空間的に分離されていることを特徴と する請求項１に係る射出成形装置。 ３．前記射出ピストン（１０）及び／又は射出シリンダは、射出ピストン（１０ ）の挿入位置でオリフィス（１４）を排出口（２４）から離間させる少なくとも １つのシール面を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形装置 。 ４．前記射出ピストン（１０）は自由端に向かってテーパ状に形成され、前記射 出シリンダ（２０）の底面は前記射出ピストンと相補的に形成され、前記排出口 （２４）は、射出ピストンのチップ（１６）が少なくとも部分的に排出口に突出 するように底面に形成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に 記載の射出成形装置。 ５．前記供給路のオリフィス（１４）は、チップ（１６）から離間した射出ピス トン（１０）のテーパ領域に配設したことを特徴とする請求項４に記載の射出成 形装置。 ６．前記射出ピストンの自由端は円錐状であり、円錐面領域の供給路のオリフィ スはチップから離間し、射出シリンダ（２０）の底面は円錐状で、排出口（２４ ）は先端近傍に配設したことを特徴とする請求項５に記載の射出成形装置。 ７．前記インサート（１６）は、射出ピストンの自由端に配設したことを特徴と する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の射出成形装置。 ８．前記インサート（１６）は、断熱材料で形成したことを特徴とする請求項７ に記載の射出成形装置。 ９．前記射出シリンダは、底面領域に排出口（２４）を備えたマウスピースイン サート（２６）を有するマウスピース（２５）を備えたことを特徴とする請求項 １ないし８のいずれか１項に記載の射出成形装置。 １０．前記マウスピースインサート（２６）は、第一領域でマウスピース（２５ ）に良熱伝導接合され、他の領域でマウスピースから突出することを特徴とする 請求項９に記載の射出成形装置。 １１．前記供給路（１２）の領域内の温度（Ｔ１）は材料を可塑化するのに適し た、好ましくは約７０から８０℃の範囲であることを特徴とする請求項１ないし １０のいずれか１項に記載の射出成形装置。 １２．前記排出口（２４）の近傍温度は、射出成形中、金型内に導かれる材料が 排出口に至るまで加硫されると共に、金型が開放された際、排出口で加硫した材 料がスプールと共に排出口から排出されるように制御されることを特徴とする請 求項１ないし１１のいずれか１項に記載の射出成形装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．射出シリンダ（２０）と、その内部を移動する射出ピストン（１０）とを有 する射出ユニットを備え、前記射出シリンダが射出ピストンに配設された供給路 を介して充填可能であり、かつ、排出口（２４）を介して排出可能な合成ゴムや 天然ゴム又は同様な材料のための射出成形装置において、前記供給路（１２）が 排出口（２４）から熱的に分離された少なくとも１つのオリフィスを備え、供給 路領域での温度（Ｔ１）を、供給路内の材料（７）の加硫が阻止されるように制 御し、排出口領域内の温度（Ｔ３）を、排出口内の材料が加硫されるように制御 したことを特徴とする射出成形装置。 ２．前記オリフィス（１４）及び排出口は空間的に分離されていることを特徴と する請求項１に係る射出成形装置。 ３．前記射出ピストン（１０）及び／又は射出シリンダは、射出ピストン（１０ ）の挿入位置でオリフィス（１４）を排出口（２４）から離間させる少なくとも １つのシール面を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形装置 。 ４．前記射出ピストン（１０）は自由端に向かってテーパ状に形成され、前記射 出シリンダ（２０）の底面は前記射出ピストンと相補的に形成され、前記排出口 （２４）は、射出ピストンのチップ（１６）が少なくとも部分的に排出口に突出 するように底面に形成したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に 記載の射出成形装置。 ５．前記供給路のオリフィス（１４）は、チップ（１６）から離間した射出ピス トン（１０）のテーパ領域に配設したことを特徴とする請求項４に記載の射出成 形装置。 ６．前記射出ピストンの自由端は円錐状であり、円錐面領域の供給路のオリフィ スはチップから離間し、射出シリンダ（２０）の底面は円錐状で、排出口（２４ ）は先端近傍に配設したことを特徴とする請求項５に記載の射出成形装置。 ７．前記インサート（１６）は、射出ピストンの自由端に配設したことを特徴と する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の射出成形装置。 ８．前記インサート（１６）は、断熱材料で形成したことを特徴とする請求項７ に記載の射出成形装置。 ９．前記射出シリンダは、底面領域に排出口（２４）を備えたマウスピースイン サート（２６）を有するマウスピースを備えたことを特徴とする請求項１ないし ８のいずれか１項に記載の射出成形装置。 １０．前記マウスピースインサート（２６）は、第一領域でマウスピース（２５ ）に良熱伝導接合され、他の領域でマウスピースから突出することを特徴とする 請求項９に記載の射出成形装置。 １１．前記供給路（１２）の領域内の温度（Ｔ１）は材料を可塑化するのに適し た、好ましくは約７０から８０℃の範囲であることを特徴とする請求項１ないし １０のいずれか１項に記載の射出成形装置。 １２．前記排出口（２４）の近傍温度は、射出成形中、金型内に導かれる材料が 排出口に至るまで加硫されると共に、金型が開放された際、排出口で加硫した材 料がスプールと共に排出口から排出されるように制御されることを特徴とする請 求項１ないし１１のいずれか１項に記載の射出成形装置。 １３．前記マウスピースインサート（２６）は断熱材料から形成され、及び／又 は、マウスピースインサート（２６）の内面は断熱コーティングを備えることを 特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の射出成形装置。 １４．前記マウスピースインサート（２６）又はコーティングは、Ｖ２Ａ，Ｖ４ Ａ等のニッケルクロム鋼又はセラミックスからなることを特徴とする請求項１３ に記載の射出成形装置。 １５．前記インサート（１６）は、Ｖ２Ａ，Ｖ４Ａ等のニッケルクロム鋼又はセ ラミックスからなることを特徴とする請求項７ないし１４のいずれか１項に記載 の射出成形装置。