JPS6096425A - 合成樹脂射出成形機のスクリユ可塑化及び輸送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本頼明は、合成樹脂の可塑化及び輸送が、スクリュの回
転運動にキって、また、合成樹脂の成形中空空間の中へ
の射出が、スクリュの軸方向運動、又は、別個の射出シ
リンダによって行なわれるようになっている合成樹脂射
出成形機のスクリュによる可塑化及び輸送装置に関する
ものである。

従来の技術 従来技術によると、可塑化スクリュは、３領域に分割さ
れている。すなわち、粒状体が供給され、対応して大き
なねじ溝容秋を有している、いわゆる、供給領域と、生
成された溶融樹脂の圧縮を達成するためにねじ溝容積か
漸次減少している圧縮領域と、一定のねじ溝容積を有し
ていると共に一様な輸送に役立ち並びに溶融合成樹脂の
均質化を図る計量領域、又は、メータリング領域とであ
る。計量領域及び供給領域のねじ溝容積の比は、圧縮比
と呼ばれ、加工される合成樹脂の特性に適合されなけれ
ばならない。

今や、同一のスクリュの応用範囲を拡大させるために、
配量装置が公知となっておシ、この配量装置は、可塑化
スクリュの回転の間に、合成樹脂粒状体の謁節可能な量
を、可塑化スクリュの供給領域の中へ供給する（例えば
、「ｓｐｒｔｔｚｇｔｅｓｓｐｒｏｃｅｅ８」、デュッ
セルドル７、ＶＤ１社、／９７９年発行、第Ａ７〜ｔｑ
ベージ：ドイツ特許公開第１ｔｏｔコＳ？号；ドイツ特
許第一〇−９ＪｇＪ　号参照）。配量装置は、スクリュ
の形状及び寸法から与えられる値の下に、可塑化スクリ
ュが、それが輸送をすることができる量よりも、よシ少
ない量を供給されて、圧縮比の減少を許すようにする。

この「不足配置」によって、供給領域及び圧縮領域の一
部分は、単に、部分的に材料を充てんされるだけである
ようになる。圧縮領域は、スクリュのねじ溝が完全に充
満される領域内において始めて有効となり、そこから、
得ようと努められる可変の圧縮比が生ずる。

しかしながら、この公知の装置の欠点は、せん断熱の計
量領域への供給が、影Ｗｔ及はされることのできないこ
とにある。なぜならば、計量領域の長さは、スクリュの
形状及び寸法によって確定され、この領域は、常に充満
されていなければならないからである。このことは、溶
融体の確実な均質化のために必要な計量領域の小さなね
じ溝深さの場合には、粘性摩擦による熱供給が余りにも
大きくな９、可塑化シリンダが計量領域内において冷却
されなければならないという結果となる（ドイツ特許第
２０２９３ｓｓ号第を欄第５〜ｌｊ行参照）。その上、
実際の研究によって、公知の３領域弐可塑スクリユの供
給状態が、おる一定の不足配量以下において不安となり
、従って、著しく変動する可塑化時間及び溶融温度とな
るととが分かった。それ故、公知のスクリュの応用範囲
は著しく制限され、すなわち、このスクリュは、単に、
あるわずかな不足腕ｕを可能とするだけである。不足配
量によって、計量領域の中にある溶融谷状を減少させる
こと、従って、溶融体の滞留時間をその都度の材料特性
に適合させることが不可能となるが、このことは、特に
、材料が許容される加工温度の上限の近くに訃いて可塑
化されなければならない時に必要とされる。また、この
ことは、例えば、型内における配向及び元応力が決して
存在してはならない時、又は、透明材料を、一定の、正
確に再生可能な光学特性を有する成形部材に加工されな
ければならない時に、必要とされる。

発明が解決しようとする問題点 それ故、本発明の課題は、そのスクリュが不足配量の際
に、広い運転領域に渡って、安定な輸送状態を有してい
る上述の種類の装置を得ることにあるものである。

本発明の他の課題は、溶融合成樹脂を温度及び色彩分布
に関して最善に均質化すること及び異なった粘度並びに
比熱を有している合成樹脂に精密に正しいエネルギー景
を供給し、これ罠よって、可塑化シリンダの冷却が何ら
必要ではないようにすることＫあるものである。

本発明のなお他の課題は、高温度における溶融体の滞留
時間を、できる限シ短く保持し、これによって、合成樹
脂の熱的分解を阻止し、また、高溶融温度における加工
を可゛能とさせるようにすることにある。

それ故、例えば、非常にわずかな配向及び元応力を有し
ている最善の成形部材が作られる。

また、例えば、重屈折、透光性及び屈折率のような他の
光学的特性も、また、本発明によるスフリユによって、
従来不可能能とされていた品質水準を有して達成される
ことができる。

本発明の更に他の課題は、溶融体の粘度を、よシ高い加
工温度によって低下させ、これによって、射出の際に、
よシ低い射出圧力が必要とされ、寸だ、工具の中におけ
るより長い流れ経路が克服されることができるようにす
ることにあるものである。

本発明の課題は、また、公知の３領域式スクリュにおい
ては常に存在する、スクリュの先端部の中の溶融体の軸
方向の温度差を完全に解消し、これによって、同様に、
作られた成形部材の品質改善のために寄与するようにさ
せることにもあるものである。

本発明の更に他の課題は、従来のスクリュにおいては、
不足配ｋｔのに用の際に現われるような射出ごとの耐融
温度の変動を、スクリュにおける輸送状ＬＩ４　ｋ安定
に保持し、射出ごとのＴｆＪ塑化が一定であるよう圧し
て同社することにあるものである。

本発明のなお他の課題は、色彩又は合成樹脂粒子の交換
を張小時間内に且つ最少の材料の消費によって可能とし
、このことが、スクリュの中にあるわずかな材料容積に
よって実現されるようにすることにあるものである。

本発明の更に他の課題は、溶融体の温度の広い範囲に渡
る調節の可能性を有し、また同一のスクリュによって、
多数のｆｍＱの合成樹脂を加工することができるように
することにあるものでおる。

本発明によると、これらの課題は、上記の他のスクリュ
領域が、同様に、輸送方向に減少しているねじ溝容ａ′
ｆｒ：有している圧縮領域であることによって屏決され
る。従来のスクリュの計量領域の代わシに生ずるこの第
二の圧縮領域が、目的にかなっては、連続的に減１少す
るねじ溝容積を有しており、この場合、第二の圧縮領域
の始まりと、終りとの間におけるねじｔ４容積の比が、
有利には、ｌ：ム１０〜／：コ、Ｏの範囲内に横たわっ
ている。これに対し、第一の圧縮領域の圧縮比は、従来
のスクリュにおいて公知であるように、／ニア、６〜／
：ｌの範囲内にある。

第二の圧縮領域の中におけるねじ溝容積の減少は、次の
手段の個々の、又は、組合わせによって達成される。す
なわち ねじ溝深さの減少 ねじ溝ピッチの減少 ウェブ幅の拡大 である。

それぞれの使用に応じて、３個の可能性の内の２個又は
すべての組合わせによって、最善の結果を得ることがで
きる。

実施例 以下、本発明をその実施例を示す添附図面に基づいて説
明する。

第１図は、本発明装置のｌ実施例を示すものである。合
成樹脂粒子が、ホッパＩから、内部が円筒形のハウジン
グコから成立っている公知構造のスクリュ配量装置の中
に入るが、ハウジングコの中には、配量スクリュ３が回
転自在に軸承されている。配量スクリュ３は、例えば、
図示されていない回転数が調節自在な電気モータによっ
て駆動され、これによって、合成樹脂粒子の調節自在な
輸送流れを可能とし、この合成樹脂粒子は、可塑化過程
の間、注入開口ダを経て、可塑化シリンダ６の中に入る
。可塑化スクリュＳは、可塑化シリンダ６の中に回転自
在に且つ軸方向に移動自在に軸承されている。可塑化ス
クリュＳは、図示されていない、回転数が調節自在な水
圧原動機、又は、電気モータによって駆動される。可塑
化シリンダ６は、加熱／（ン）”　？　、　ｇ　、　？
　ｔ−装備されており、これらは、可塑化シリンダ６を
、始動位相において、運転温度に持ちきたし、また、運
転の間、外部への熱損失を補償する。可塑化スクリュｊ
は、３個の領域、すなわち、供給領域■、第一圧縮領域
２及び本発明による第二圧縮領域ｌを有している。スク
リュ先端部１０は、選択的に、公知の、ここＫは示され
ていない逆流阻止部材を装備されることかできる。可塑
化過程の間、可塑化スクリュＳは、回転数ｎ、・で、ま
た、配量スクリュ３は、回転数Ｕｎで回転する。両方の
回転数の比ｎＤ：ｎｐ及び可塑化スク゛リー具Ｓの回転
数ｎｐは、機械の作業者によって、あらかじめ選択され
ることができる。回転数比ｎＤ：ｎｐは、第３図に詳細
に示された第二圧縮領域ｌの充てん度に対して、従って
、溶融体に供給されるエネルギーに対して、決定的であ
る。可塑化スクリュｊの輸送量、従って、可塑化時間は
、公知の様式で、可塑化ス　り１す・、ユニｊの回転数
ｎｐによって確定される。可塑化の間に、可塑化スクリ
ュ５は、溶融体をスクリュＳの貯蔵室／／の中に輸送し
、その場合、公知の様式で、図示された最前部の位置か
ら、軸方向に矢印Ａの方向に移動する。あるあらかじめ
与えられた軸方向の移動の達成の後、配量スクリュ３及
び可塑化スクリュＳの回転運動は停止される。図示され
ていない水圧シリンダが、今や、可塑化スクリュＳを、
矢印Ａに対して反対方向に再び前方に軸方向に移動させ
、この場合に、スクリュ貯蔵室／ｌの中にある合成樹脂
溶融体をノズルｌ−を経て、工具の中空空間１３の中に
圧入するが、この空間１３は、両方の工具半体／ｌ及び
／ｊによって形成されている。ここに示された開放して
いるノズル／、２の代わシに、例えば、水圧的に制御さ
れ、又は、ばね負荷された公知の閉塞ノズルも使用され
ることができる。上述の調節可能な回転数比ｎ　Ｄ　：
　ｎ　ｐは、調節因子として、特に、有利であるが、し
かしながら、配量スクリュ３の回転数ｎＤを別個に前も
って与えることも可能であり、あるいは、不足配量を、
配量スクリュ３が、今や、可塑化時間のほんの一部分の
間だけ、粒子を可塑化シリンダ乙の中に輸送することに
よって、達成することもできる。

最後に、全体の配量装＠コ、３が、他の、公知の配量装
置と置換えられることもできる（例えば、　「Ｄｅｒ　
Ｓｐｒｉｔｚｇｉｅａｓｐｒｏｚｅ日８」、メ９７９年
ＶＤＩ社発行、第６７〜ｇ５ページ参照）。

第一図は、第１図の一部分を示すもので、本発明による
第二圧縮領域■の機能を明らかにするものである。単に
、前方部分１ｂだけが完全に合成樹脂溶融体を充てんさ
れておフ、これに対し、すべての残りのスクリュねじ溝
は、単に、部分的に合成樹脂溶融体、又は、合成樹脂粒
子を含んでいるだけであることが分かる。せん断エネル
ギーの供給が、主として、領域１ｂの中において行なわ
れ、これに対し、領域１ａの中においてｔま、よりわず
かな充てんのために、合成樹脂溶融体の、単に、わずか
なせん断が行なわれるだけである。領域１’ａと、領域
１ｔｌとの間の境界は、作業者によって、配景装＠コ、
３の輸送量によって、従って、例えば、第１図における
回転数比ｎＤ：ｎｐＫよって決定することかできる。そ
れ故、同一のスクリュによって、可塑化シリンダ６の壁
を経て熱を供給し、又は、取り去らなければならないこ
と無しに、多数の合成樹脂を最善の加工温度に持ちきた
すことを可能とさせる。

第３図は、可塑化スクリュＳの有利な寸法の説明のため
に役立つものである。スクリュ５のねじ溝容積Ｖは、次
式によって定佳される。すなわち である。

ｖｏによって、第一圧縮領域の始まシにおけるねじ溝容
積、Ｖ、にょって、第二圧縮領域の始まシにおけるねじ
溝答積、ｖ、にょって第二圧縮領域の終りにおけるねじ
溝谷積を現すものとすると、次の圧縮比の有利な範囲が
生ずる。

第一圧縮領域１の圧縮比ｌ ”　：ｖｏ　”’　”　”〜’　”　ｌＩ＋　例工ｉｆ
、／　：　２，３’第二圧縮領域Ｉの圧縮比 Ｖ、　：ｖ１＝ｉ：ｔ、１０　Ｎ／　：ａ、ｏ　、　ｆ
ｙ！ｌハ、／：／Ｊ第二圧縮領域■の長さ コＤ−ｊＤ、好適には３．！Ｔ　Ｄ ウェブ幅の変動 ｈ＝　０．０６　Ｄ　〜（７，Ｊ　Ｄ　、好適には、０
．０９　Ｄ　−０，／　６　Ｄ第二圧縮領域■のねじ溝
深さ これは、次の近似式に従って算出されることができる。

Ｄ０＝、７．２１１を有しているスクリュに対しては、
ａｏは次の範囲内にある。

ａ０＝ｏ、６〜．？、（７＃ｒｍ、好適にはへ！−／、
ＯＨｔｍ発明の効果 本発ＢＩＪｉｌ、上記のような構成及び作用を有してい
るので、合成樹脂射出成形機のスクリュとして、不足配
析の際にも、安定して合成樹脂溶融体を連続的に輸送す
ることが可能である可塑化シリンダ金提供することがで
きるという優れた効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のｌ実施例を示す略縦断面図、第２図
は、第１図による３領域を有するスクリュの可塑化シリ
ンダの拡大縦１９「地図、第３図は、寸法を記入されｆ
ｒ、第一図の詳細の拡大図である。 ｊ・・可塑化スクリュ；６・・可塑化シリンダ；夏・・
供給領域；Ｉ・・圧縮領域；ｌ・・射出側圧縮領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　可塑化シリンダ（６）の中に配置された可塑化スク
   リュ（５）が、供給領域（１）及び引続く手縮領！（Ｉ
   Ｉ）の他に、射出側（他の領域（１）　’ｅ有している
   合成樹脂射出成形機のスクリュ可塑化及び輸送装置にお
   いて、上述の他のスクリュ領域（１）が、同様に、輸送
   、方向に減少しているねじ溝容積を有している圧縮領域
   であることを特徴とする装置。 ユ　射出側の圧縮領域（１）の軸方向長さが、可塑化シ
   リンダ（Ｇ）の内径（Ｄ）の２〜Ｓ倍である特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ３　射出側の圧縮領域＜１）の圧縮比が、／　：　／、
   １０〜／：コ、Ｏである特許請求の範囲第１又は−項記
   載の装置。 病　射出側の圧縮領域（１）のねじ溝容積が、連続的に
   減少し、この場合、この領域（１）の圧縮比（ｖ、：ｖ
   、）　が、中央の圧縮領域（１）の圧縮比（Ｖ、：ｖｏ
   ）よりも、よシ大きく、目的にかなっては、はぼ／　：
   　／、！である特許請求の範囲第３項記載の装置。 ぷ　射出側の圧縮領域（■）のねじ溝容積の減少が、ね
   じ溝のピッチ（ｇ）の減少及び（又は）ウェブ幅（ｈ）
   、の増加及び（又は）ねじ溝深さくａ）の減少、によっ
   て達成さ些るようにした特許請求の範囲