JPS61272119A - 可塑物の成形装置 - Google Patents

可塑物の成形装置

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JPS61272119A
JPS61272119A JP60113892A JP11389285A JPS61272119A JP S61272119 A JPS61272119 A JP S61272119A JP 60113892 A JP60113892 A JP 60113892A JP 11389285 A JP11389285 A JP 11389285A JP S61272119 A JPS61272119 A JP S61272119A
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JP
Japan
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nozzle
wear
ceramic
injection molding
plastic material
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JP60113892A
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English (en)
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Kenki Ishizawa
石沢 健喜
Hideki Haishi
葉石 秀機
Hiroshi Matsuda
弘 松田
Takaaki Fujita
藤田 孝明
Yukio Hatano
榛野 幸男
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Shinagawa Refractories Co Ltd
Kusumoto Chemicals Ltd
Original Assignee
Shinagawa Refractories Co Ltd
Kusumoto Chemicals Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/20Injection nozzles
    • B29C45/23Feed stopping equipment
    • B29C45/231Needle valve systems therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/20Injection nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/58Screws provided with seal ring elements, i.e. elements of generally circular and tapered shape for preventing the back flow of the melt

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] 本発明は、合成樹脂やゴムなどの可塑物を成形す・るた
めの射出成形機や押出機に関するものである。更に詳し
くは、射出成形機等の可塑物の成形装置において、可塑
物と接触する部材の耐久性を大幅に高めるよう改良した
成形装置に関するものである。
[従来の技術] 射出成形機や押出機等の成形装置においては、それを構
成する部材たるシリンダ、スクリュー、ニードル、ノズ
ル等の機械部品は、樹脂或いは樹脂類と共に混合されて
いるたとえばコランダム、シリカ粉、ガラスm維に代表
される無機質充填材等の影響により、摩擦摩耗を受ける
。また、樹脂或いは樹脂に添加された添加物の熱分解、
反応等により化学的な腐食を受ける。
従来、この種のシリンダ、スクリュー等の部材は、耐食
性の優れたNi−Cr系、Cr−MO系、Cr−Mo−
AJL系及びNi−Mo−Cr系合金製或いは、鋳鉄又
は鋼製とされている。また、表面に硬質クロムメッキや
耐摩耗性合金の遠心コーティングを施したもの、或いは
更に窒化処理を施したものなども知られている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、これらの部材は、高温(例えば400〜
450℃程度、もちろん、それよりも低温度の場合や、
逆にさらに高温度の場合もある。)に加熱された可塑物
を高圧で成形するものであるため、前記の鋳鉄、鋼製の
ものは勿論Ni−Cr系、Cr−Mo系、Cr−Mo−
AfL系及びNi−Mo−Cr系合金製のものでも耐摩
耗性は十分でない、また表面処理によるものは、加熱さ
れた可塑物より発生する腐食性ガスに対する抵抗性が低
い、特にシリンダの場合には、鋼母材と被覆層の境界部
における腐食が著しい。
このように従来の成形装置の部品は比較的短時間で使用
寿命に至るものであった。
特に、樹脂として、ポリフェニレンサルファイド樹脂に
代表されるようなポリアリレンサールファイド樹脂のよ
うに、ポリマー構成元素として硫黄を含むものを成形す
る場合には、加熱したときに硫黄化合物が樹脂から遊離
し、これがために部材腐食が進行し易くなる。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、合成樹脂、ゴム等の可塑物を成形する装置に
おいて、可塑物と接触する部材のうち少なくとも一部材
をセラミックス酸としたものである。
[作用] 本発明においては、成形装置の構成部材のうち可塑物と
接触する部分のうち少なくとも一部をセラミックス酸と
したので、セラミックスの有する#摩耗性、耐食性によ
りこれらの寿命が著しく延長される。
[実施例] 以下図面を参照して実施例について説明する。
第1図は本発明を射出成形機に適用した実施例の構成を
示す縦断面図である。第1図において1は冷却シリンダ
、2は加熱シリンダであって、加熱シリンダ2は冷却シ
リンダ1内に挿入されて設けられている0両シリンダl
、2にはそれぞれ樹脂を投入するための材料供給口1a
、2aが穿設されており、これらの材料供給口1a、2
aが一致するよう位置合わせされている。
加熱シリンダ2内にはスクリュー3が挿入設置されてお
り、該スクリュー3の先端にはシールリング4.逆流防
止リング5、スクリューへラド6が設けられている。
加熱シリンダ2の先端側には、ノズルシリンダ7がトー
ピード8を介して取り付けられており、ノズルシリンダ
7の先端にはノズル9が設けられている。図中10はノ
ズル9を作動させるためのレバーであって、ノズルニー
ドル11を押圧し、これをノズル先端側に突き出すこと
ができるよう枢支されている。
図中12は熱電対であって、13はそのコネクタである
しかして、この射出成形機においては、ノズルニードル
11やノズル9が成形工程において摩耗と腐食を特に受
は易い。そこで、この実施例ではノズルニードル11及
びノズル9をセラミックス酸とした。
勿論、本発明においては、ノズル9やノズルニードル1
1以外の可塑物と接触する部材をセラミックス酸として
もよいことは明らかである。
このようなセラミックスとしては、アルミナ、ジルコニ
ア等の酸化物系セラミックスや、窒化珪素、窒化ホウ素
等の窒化物系セラミックス、炭化珪素等の炭化物系セラ
ミックス或いはサイアロン等の複合セラミックス等が好
適に用いられる。このように可塑物と接触する部分をセ
ラミックス酸とすることにより、セラミックスの有する
耐摩耗性、高耐食性を利用して成形装置部材の寿命を延
長することができる。
ところで、射出成形機のノズルニードルやノズルにおけ
る機械的摩耗損傷現象について考察すると、これらの摩
耗損傷の形態には次の二つが主体であることが多い。
■ 射出成形時においては、主としてノズル絞り口径部
での樹脂及び樹脂に混入したフィラーの乱流高速流れに
より、フィラーがノズルやノズルニードルに激しく接触
し、これにより摩耗が進行する。
■ 射出成形停止時においては、ノズルニードルの開閉
運動に伴う間欠的押付圧力で、主としてフィラーを介在
した局部的な接触摺動摩耗が起る。
勿論、その他の種々の要因により摩擦摩耗は進行するの
であるが、ニードル部品の摩擦摩耗の機構には上述の主
な二つの摩擦摩耗形態が存在する。そこで、これら摩擦
摩耗形態を考慮して、セラミックス材及び金属材につい
て以下の摩耗比較試験を実験室的に行った。
実験l 射出成形停止時の主としてフィラーを介在した局部的な
接触摺動摩耗のシュミレーション試験を行った。
即ち、平均粒径5pmのSiC砥粒と灯油を重量比で1
2対100の割合で混合してスラリーとする。また、直
径約50cmのミーハナイト鋳鉄製試験板の板面に13
mm角で交錯した巾1.5×深さ5mmの溝を設けたも
のを用意する。
試験材料として、第1表に示す材質であり、直径3cm
、高さ1cmの円柱体のものを用意し、この円柱体端面
を上記ミーハナイト鋳鉄製試験板の板面と上記SiCス
ラリーを介して摺動させる。摺動の具体的形態としては
、キャリアプレートに保持された円柱状試料の端面をミ
ーハナイト鋳鉄板上に押し付け、上記キャリアプレート
を介してミーハナイト鋳鉄板上を35rpmで公転させ
ると共に、試料軸心回りに自転M動させる。更に、ミー
ハナイト鋳鉄製板と試料との間に上記スラリーを10c
c/minの割合で連続的に滴下させる。試料のミーハ
ナイト鋳鉄板への押付圧力は1kg/cm’の一定値と
する。
このようなラッピングを約240分間行い、60分ごと
に試料の摩耗量(mm)を測定した結果を第2図に示す
第2図より、セラミックス酸の試料は金属製の試料より
も著しく摩耗減量が少ないことが認められる。
第 1 表   実験1.2の供試材料製1 ビッカー
ス硬度Hマ:kg/mm′※2・(A:P :七建V 実験2 射出成形時の主として樹脂中のフィラーの高速乱流によ
りひきおこされる衝撃流動摩耗のシュミレーション試験
を行った。
即ち、粒径0.3〜1.ommの珪砂を圧力5〜7kg
/Crn″の高圧空気に混合し5kg/m i n (
1)’IA合テ直径8mmのノズル力)ら平板試料に高
速流として吹き付け、平板試料の重量変イヒを測定した
。このサンドブラスト処理による平板試料の重量変化の
測定結果を第3図に示す、なお、試料は第1表に示す組
成のものと同じである。また、第3図においては、試料
の衝撃による重量減少を当該試料の比兎で除して摩耗体
積に換算して表示した。
第3図より1.セラミックス酸の試料は金属製の試料に
比べて著しく優れた耐摩耗性を示すことが認められる。
このように実験l、実験2より、可塑物の成形装置の部
材としてセラミックスを用いることにより、機械的な摩
擦による損耗が大幅に減少される   ゛ことが明らか
である。
実験3 第2表に示す各種素材について5%硫酸を用いて腐食試
験を行った。試験はJIS  GO591「ステンレス
鋼の5%硫酸腐食試験方法」に準じて行った。試験方法
の概略を次に説明する。
(1)試験装置 a、試験容器としては、縦型逆流コンデンサをテーパす
り合わせで結合したガラス製フラスコ(容量約1文)を
使用する。
b、試験片を試験溶液の中位に保持できるガラス製ホル
ダを使用する。
C1加熱装置はヒータとスライダックの組み合わせとす
る。
(2)試験溶液 特級試薬硫酸と蕪留水とによって5±0.1重量%に調
整した硫酸溶液とする。
(3)試験片 a、試験片の形状は直径9mm、長さ49mmの円柱と
する。(表面積15.12crrf)b、試験片の表面
は500番研摩紙で仕上げし、キジロールで脱脂する。
(4)試験手順 a、m騰試験前後において試験片重量を4 m gまで
測定する。
b。試験溶液の量は試験片表面積fern’当り44.
1m文とする。
C1試験片をガラス製ホルダを用いて試験溶液の中位に
保持するよう入れ5連続6時間沸騰試験を行う。
d、廓騰試験後、試験片を試験溶液から取り出し、流水
にて洗浄し乾燥後重量を計り、減量を求める。
e、腐食度はg/m′−h単位、m m / m’ e
年単位で表示する。
その結果を第2表に示す。
第 2 表  5%硫酸腐食試験結果 ※ No、1〜6はセラミックス材 NO37〜12は金属材 第2表よりNo、1〜6のセラミックス材はいずれもN
097以降の金属材に比べ著しく優れた耐食性を有する
ことが認められる。
なお、試験後の試料を観察したところ、金属材はいずれ
もピット状の腐食孔が多数存在し、特にSUS  30
4のものは表面が所謂ポロポロとなる程腐食されている
ことが認められた。これに対し、セラミックス材にはほ
とんど腐食跡は認められず、特にN082〜4のアルミ
ナとジルコニアについては、腐食は全く認められなかっ
た。
この実験3より、可塑物の成形装置の部材としてセラミ
ックスを用いることにより、可塑物と接触する部分にお
ける化学的な腐食を大幅に減少させ得ることが明らかで
ある。
実施例1 本発明に係る効果を確認する為、フィリップス石油■製
ポリフェニレンサルファイド樹脂(シリカ粉等無機質充
填材を多量に含むコンパウンド)による射出成形テスト
を45トン射出成形機に於いて350℃の温度下で繰り
返し成形テストを実施した処、下記第3表の結果を得た
第3表 射出成形テスト結果 上記第3表より判る如く当初の目的通りセラミックス化
により大幅にライフの向上が認められる。
[効果] 以上詳述した通り、本発明によれば、可塑物の成形装置
における部材の機械的な摩耗、化学的な腐食を大幅に減
少させることができ、成形装置の寿命を大幅に延長する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は射出成形機の断面図、第2図及び第3図は実験
l、2!′)結果を示すグラフである。 3・・・スクリュー、    9・・・ノズル、11・
・・ノズルニードル。 代理人 弁理士  重 野  剛 ブラスト時間(min)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)合成樹脂、ゴム等の可塑物の成形装置において、
    可塑物と接触する部材のうち少なくとも一部材をセラミ
    ックス製としたことを特徴とする可塑物の成形装置。
  2. (2)成形装置は、射出成形機であり、そのノズル及び
    ノズルニードルをセラミックス製としたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の可塑物の成形装置。
JP60113892A 1985-05-27 1985-05-27 可塑物の成形装置 Pending JPS61272119A (ja)

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