JPS6159218B2 - - Google Patents

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JPS6159218B2
JPS6159218B2 JP56066651A JP6665181A JPS6159218B2 JP S6159218 B2 JPS6159218 B2 JP S6159218B2 JP 56066651 A JP56066651 A JP 56066651A JP 6665181 A JP6665181 A JP 6665181A JP S6159218 B2 JPS6159218 B2 JP S6159218B2
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JP
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heat
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Takashi Miura
Isago Miura
Kentaro Mori
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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
    • 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
    • B29C45/72Heating or cooling
    • 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
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    • B29C45/72Heating or cooling
    • B29C2045/7278Heating by friction of the moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2021/00Use of unspecified rubbers as moulding material

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は射出成形又は移送成形等のキヤビテ
イに注入する可塑化原料を流路において摩擦熱を
利用して加熱する方法に関する。
従来、ゴム類又は合成樹脂等の可塑化原料を貯
留室から圧出して金型キヤビテイに圧入し、成形
又は成形と架橋を行なわしめる射出成形又は移送
成形等において、上記キヤビテイのゲートを原料
が通過する間に発生する摩擦熱を利用して原料自
体を昇温することが行なわれている。このような
場合、上記ゲートを流通する可塑化原料の温度上
昇は一般に5〜6℃以内と云われている。又、金
型ランナー或いは上記原料貯留室からゲートに至
る原料通路等においても、粘性流体である上記可
塑化原料の流通に際し、その圧力降下に相当する
摩擦熱の発生を見るものであるが、一般には上記
金型ランナー或いは上記原料通路における圧力降
下を、それほど大きな数値となすことはなく、従
つて上記各部における摩擦抵抗に伴なう粘性流体
の発熱は比較的僅少である。上記の如く従来の射
出成形又は移送成形では、可塑化原料を移送する
流路で大巾に(例えば40〜50℃以上)昇温せしめ
る手段として、摩擦抵抗により生ずる熱を主役と
して用いるものは見当らない。
この発明は、ゴム類又は合成樹脂の射出成形、
又は移送成形等の、原料貯留室に貯えた可塑化原
料を金型キヤビテイに導く流路の途中に、薄肉の
比較的細い(小口径)発熱用金属管(好ましくは
内径3mm以下、且つ肉厚約0.3mm以下の熱容量の
小なる管)を用意し、その複数本(例外的には単
数の場合もあり)を並べて用い、上記原料が一方
の管端より該管内に流入し、それぞれの管内を流
通して他方の管端よりキヤビテイ方向へ向う原料
通路と連通させる。この場合、上記発熱用金属管
の管内全体の容積を、上記成形作業の一射出容量
以下、好ましくは一射出容量の約1/5以下とな
す。そして、該管内を流通する原料流動体の圧
力、流速等を調整し、原料通過時の圧力降下を、
射出成形の場合、上記金属管全体としてほぼ200
Kg/cm2以上の数値となす。このようにして金型に
打込む一射出量分ずつの原料を摩擦熱をもつて加
熱する方法である。
当然のことながら、上記発熱用金属管における
圧力降下、換言すれば、粘性係数の極めて大なる
原料を細い管内を圧送する仕事は、熱力学の法則
に従つて熱に変り、上記原料自体の温度を上昇す
るものである。従つて、金属管の内径を小さくな
し、管の長さを大にし、且つ、該管内の原料の流
速を増大することにより、即ち仕事量を増大する
ことにより、原料流動体の温度上昇を所望の高範
囲に設定することができる。尚、上記温度上昇は
上記流速のゼロの時点では発生する熱量も又ゼロ
であるから、ゴム類又は熱硬化性合成樹脂等の場
合のように、原料貯留室及び/又は原料貯留室と
金型を結ぶ原料通路内で停止した原料が、次回の
射出を待機している間にスコーチを生じたり、或
いは架橋が進み過ぎるようなことを警戒する成形
作業では、流動停止中には加温されず、射出流動
開始と同時に加温し得る本発明の加熱方法は非常
に適切である。
以下、図面を参照して、本発明の実施の一例に
ついて詳しく説明する。第1図は本発明の射出成
形の一実施例の一部の要部を示す断面図であり、
図において1は射出成形機の射出シリンダの一
部、2は可塑化原料貯留室、3は射出プランジ
ヤ、4はノズル、5はノズル接触面、5aはスプ
ル、5bはランナ、5cはゲート、6は固定型、
7は可動型、8,8′はキヤビテイ、9はノズル
固定部、10,11,12はそれぞれ適温の熱媒
体流路、13は管取付基板、14は発熱管、14
aは可塑化原料流路、16は管口固定板、をそれ
ぞれ示す。原料貯留室2に貯えられ、熱媒体流路
11,12等で適温に保持された可塑化原料は、
射出指示を受けて駆動する射出プランジヤ3によ
り圧出され、管取付基板13の前面に開口してい
る発熱管14の管口から管内流路14aに圧入さ
れ、他端の管口からノズル4及びノズルと密着さ
せたノズル接触面5を通じ、スプル5a、ランナ
5b及びゲート5cを経てキヤビテイ8,8′に
達する。上記発熱管14は、上述の如く、管内を
通過する原料の圧力降下を熱に替えて原料を昇温
する装置であり、理論的には該圧力降下を増すこ
とによつて、原料をいくらでも高温度に昇温する
ことができる。管内流路14aにて昇温した原料
は、いわゆる金型温度に加熱された上記ランナ5
bを経てキヤビテイに達し、成形、加硫(架橋)
後製品として取出される。上記の場合、管内流路
14a内における原料の昇温が十分であり、上記
金型温度の高温度と同程度の原料温度が得られた
場合には、上記加硫時間を秒単位の短時間(例え
ば射出終了後10秒前後)にすることができる。も
し又、該管内通路の圧力降下がそれ程大きくなく
ても、原料は該圧力降下に見合つて温度上昇する
から、金型キヤビテイ内の加硫、架橋時間をそれ
だけ短縮することができる。
上記管内流路14a内の圧力降下は、上記の如
く理論的にはどのようにも大きく決められるが、
実際には、射出成形又は移送成形における射出圧
力(圧出圧力)に限界があり、前者のそれは一般
の場合、せいぜい1500〜2000Kg/cm2程度であり、
又後者では、上記より一般に低くなつていて、
100〜200Kg/cm2程度の低い圧出圧力の場合もあ
る。管内流路14aを経た原料は、キヤビテイ
8,8′に圧入する余力を残さなければならない
から、上記圧力降下の上限は上記射出圧力(又は
上記圧出圧力)から該余力を減じた程度に押えね
ばならない。管内流路14a内に停止した原料
は、次の射出では射出流動の先頭を切つてキヤビ
テイに進入する分であり、上記一射出量分ずつの
温度制御をし易くする上からも、上記管内の原料
は少量であることが望ましい。よつて、管内流路
14aの合計容積は、一射出容量より小さいこと
が必要であり、好ましくは一射出容量の約1/5以
下であることである。
上述の如く、管内流路14aに圧入すべき原料
の圧入圧力には一定の制限があるから、その制限
に従つて一定容量の原料を短時間(例えば15秒以
下)の間に全部通過させるためには、管内流路1
4aの数を増し、管1本当りの通過量を減じてな
すことがよい。このようにすると、必然的に各管
内の流速も又減少し上記圧力降下を適当な数値と
なすことができる。
尚、上記原料の温度上昇を急速になし、熱の平
衡状態に速やかに到達させ、又、該管の蓄熱量に
伴なう熱影響を少くするため、発熱管14の熱容
量はできるだけ小にすべきである。以上の結果と
して、発熱管14は材質をステンレススチール、
特殊鋼管その他の比較的細い金属管、例えば内径
3.0mm以下、且つ薄肉(例えば肉厚約0.3mm以下)
の管材を多数並べて(並列に使用するものの平行
とは限らない)使用することがよい。但し上記管
材は円管に限るものでなく、異形管をもつて行な
うことも当然に可能である。又耐圧強度が十分で
あれば、その他の材質の管、例えばプラスチツク
等の管も使用することができる。
第2図をもつて示す例は、第1図におけるA−
A断面を矢印方向に見た他の実施例の拡大図であ
り、図において、12本の発熱管14の管口は円筒
形の原料貯留室の中心軸Yに対して同一円周上に
配列されている。これは原料貯留室2より管口の
面へかかる射出圧力の分布が、上記中心軸Yより
外側へ向けて次第に低くなつているため、その圧
力分布の均等な位置を撰んで配列したものであ
る。第3図の例は、第2図と同様な他の実施例の
断面図であり、図に示す如く管内径の大なるグル
ープ14と、小さなグループ15の二群が同心円
上に配列されている。本例においても上記圧力分
布について上記と同様の傾向があるため、該圧力
分布に対応して、中心Yに近い円周上に口径の小
なるグループを配置し、同じく遠い円周上に口径
の大なるグループを配置したものである。このよ
うになした理由は、上記二つのグループの管内を
通過する原料流速をなるべく均等にすることが望
ましいからである。
さて、上記説明の移送成形(注入成形とも云
う)について補足する。上記の如く或る種の移送
成形では、可塑化原料をその貯留室から圧出する
押し圧の上限が、例えば100Kg/cm2前後の場合も
ある。この程度の圧入圧力において、摩擦熱をも
つて効率的に原料の昇温を得るためには、上述し
た細い発熱管14の長さを短くし、管の数を更に
多数となし、可塑化原料を流通する際の上記発熱
管による圧力降下を、上記管全体をもつて上記押
し圧の上限以下にまで可及的に近付けるようにし
て行なう。
又、キヤビテイに原料を射出充填して成形品を
得る作業は、上記充填の終りに近付くと圧入抵抗
が上昇し、原料流速の低下を見るのが常である。
上記流速の低下は、発熱管内の熱の発生を同時に
低下させるので、管内流路14a内にとどまる原
料の温度をそれだけ下げることができて好都合の
場合が多い。
本発明は上記に限るものでなく、例えば可塑化
原料貯留室2内の原料にかかる射出圧及び/又は
射出速度を任意に制御して発熱管14内を通過す
る原料の流速に変化を与え、これによつて管内を
通過して金型へ向う原料温度に対し所望の温度変
化を与えることもできる。本発明における発熱管
14による原料の温度上昇は、原料が上記発熱管
14の管内を通り抜ける時間内(例えば1〜2秒
以内)に、例えば50〜60℃以上も昇温する効果が
あるので、ゴム類又は熱架橋性樹脂の加硫(架
橋)を促進し、それぞれの成形サイクルを大巾に
短縮することができる。
尚、上記昇温効果は、これを押出成形における
可塑化流動体の加熱にも利用することができる。
又、上記の外に、合成樹脂に配合した発泡剤等を
上記の効果をもつて、急速且つ均等に発泡させて
発泡成形品を得ることもできる。本発明は、更
に、熱可塑性樹脂の上記と同様な温度上昇にも利
用することができるし、又、高温度で熱分解を生
じ易い原料樹脂の加熱等に利用して熱分解を防い
で射出成形又は押出成形を行なうこともできる。
実施例 機械用ゴムパツキングの射出成形 A 原料、NBR系合成ゴム 必要要素配合(成形品硬度JIS 60) B 使 用 機 射出成形機 スクリユ径 36mm (最高)射出圧力 2000Kg/cm2 (最大)射出容量 150cm3 C 操作条件 金 型;機械用パツキング6ケ取 仕込量(一射出量分)100cm3 金型温度 195℃ 射出圧;設定射出圧 1950Kg/cm2 二次圧 1700Kg/cm2 D 発熱管部分 管寸法 内 径 2.0mm 管肉厚 0.25mm 管の長さ 85mm 管 数 8 本 管通過時の圧力 1500Kg/cm2 管入口前面の原料温度 125℃ 管出口の原料温度 185℃ E 結 果 発熱管14を通過させることにより、上記の如
く原料温度を60℃昇温し得た結果として、キヤビ
テイに射出し終つてから約15秒後に加硫した成形
品を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施装置の断面図、第2図およ
び第3図はそれぞれ発熱管の変形のものの断面図
である。 1……射出シリンダ、2……可塑化原料貯留
室、3……射出プランジヤ、4……ノズル、6…
…固定型、7……可動型、8,8′……キヤビテ
イ、14,15……発熱管、14a,15a……
可塑化原料流路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 射出成形または移送成形等において、原料貯
    留室から圧出される高分子可塑化原料を型に圧入
    する前に、複数の、比較的小口径かつ薄肉の金属
    管よりなる管内の流路を通過させ、その間に前記
    複数の管内における可塑化原料の摩擦抵抗によ
    り、前記可塑化原料の温度を大巾に昇温させるこ
    とを特徴とする高分子可塑化物の加熱方法。
JP56066651A 1981-05-01 1981-05-01 Heating method of polymeric plastic material Granted JPS57181835A (en)

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