KR20100087738A - 사출장치 - Google Patents

Abstract

사출장치(31)의 축방향 치수를 작게 할 수 있고, 스크루(20)의 삽입발출 작업을 용이하게 행할 수 있으며, 성형품의 품질을 향상시킬 수 있게 한다. 가열 실린더(17)와, 스크루(20)와, 구동장치를 가진다. 스크루(20)는 본체 부분(45a) 및 본체 부분(45a)의 외주면에 돌출시켜 형성된 플라이트(53)를 구비한 가소화부를 구비한다. 스크루 스트로크를 S로 하고, 스크루 유효길이를 L로 하고, 스크루 스트로크(S) 및 스크루 유효길이(L)를 더한 값을 스크루 스트로크(S)에 의해 나눈 값을 지표 ε으로 했을 때, 그 지표(ε)는 2.0<ε<4.5로 된다. 스크루(20)를 짧게 해도 수지를 양호하게 용융시킬 수 있다. 따라서 사출장치(31)의 축방향 치수를 작게 할 수 있다.

Description

사출장치{Injector}

본 발명은 사출장치에 관한 것이다.

종래 성형기, 예를 들면 사출성형기에서는, 가열 실린더 내에서 가열되고 용융된 수지를 고압으로 사출하여 금형장치의 캐비티 공간에 충전하고, 그 캐비티 공간 내에서 냉각하여 고화시키는 것에 의해 성형품을 얻을 수 있게 되어 있다.

그 때문에 상기 사출성형기는 금형장치, 몰드 클램핑 장치 및 사출장치를 가지며, 상기 몰드 클램핑 장치는 고정 플래튼 및 가동 플래튼을 구비하고, 몰드 클램핑용 실린더가 가동 플래튼을 진퇴시키는 것에 의해 금형장치의 몰드 폐쇄, 몰드 클램핑 및 몰드 개방이 행해진다.

한편 상기 사출장치는 일반적으로 인라인 스크루 방식인 것이 사용되며, 호퍼로부터 공급된 수지를 가열하여 용융시키는 가열 실린더 및 용융된 수지를 사출하는 사출 노즐을 구비하고, 상기 가열 실린더 내에 스크루가 회전 가능하게, 또한 진퇴 가능하게 배치된다. 그리고 그 스크루를 후단에 연결된 구동장치에 의해 전진시킴으로써 사출 노즐로부터 수지가 사출되며, 상기 구동장치에 의해 후퇴시킴으로써 수지가 계량된다.

도 1은 종래의 사출장치의 주요부를 나타내는 단면도, 도 2는 종래의 사출장치 내에서 수지가 용융되는 상태를 나타내는 개념도, 도 3은 종래의 사출장치의 전개거리를 설명하는 도이다.

도에 있어서 부호 11은 가열 실린더이며, 그 가열 실린더(11)의 전단에 사출 노즐(12)이 장착되고, 가열 실린더(11) 주위에 가열 실린더(11)를 가열하기 위한 히터(h1~h3)가 배치된다. 상기 가열 실린더(11) 내에는 스크루(14)가 회전 가능하게, 또한 진퇴 가능하게 배치된다. 그리고 그 스크루(14)는 플라이트 형성부(15) 및 사출부(16)로 이루어지며, 후단의 축부(21) 및 커플러(22)를 통하여 도시되지 않은 구동장치와 연결된다. 상기 사출부(16)는 헤드부(41), 그 헤드부(41)의 후방에 형성된 로드부(42), 그 로드부(42) 주위에 배치된 역류방지 링(43) 및 플라이트 형성부(15)의 전단에 장착된 시일 링(44)으로 이루어진다. 또한 상기 헤드부(41), 로드부(42) 등에 의해 스크루 헤드가 구성된다. 또 역류방지 링(43) 및 시일 링(44)은 사출 공정시에 수지가 역류하는 것을 방지하는 역류방지장치로서 기능한다. 상기 구동장치는 사출용 모터 및 계량용 모터로 이루어진다. 그리고 상기 플라이트 형성부(15)는 막대 형상의 본체 부분 및 그 본체 부분의 외주면에 형성된 나선상의 플라이트(23)를 구비하고, 그 플라이트(23)를 따라 나선상의 홈(24)이 형성된다.

상기 가열 실린더(11)의 후단 근방에는 수지 공급구(25)가 형성되고, 그 수지 공급구(25)에 깔때기 형상의 호퍼(26)가 배치되며, 그 호퍼(26)에 수용된 펠릿 형상의 수지는 수지 공급구(25)를 통하여 가열 실린더(11) 내에 공급된다.

상기 수지 공급구(25)는 스크루(14)를 가열 실린더(11) 내에서의 가장 전방의 위치, 즉 전진한도 위치에 둔 상태로 상기 홈(24)의 후단부와 대향하는 개소에 형성된다. 그리고 상기 플라이트 형성부(15)에는 후방에서 전방에 걸쳐 수지 공급구(25)를 통해 수지가 공급되는 공급부(P1), 공급된 수지를 압축시키면서 용융시키는 압축부(P2) 및 용융시킨 수지를 일정량씩 계량하는 계량부(P3)가 순서대로 형성된다.

상기 구성의 사출장치에 있어서, 계량 공정시에 상기 계량용 모터를 구동하는 것에 의해 상기 스크루(14)를 회전시키면, 상기 호퍼(26)로부터 가열 실린더(11) 내에 공급된 수지는 상기 홈(24)을 따라 공급부(P1), 압축부(P2) 및 계량부(P3)를 순서대로 거쳐 전진되고, 그 동안에 히터(h1~h3)에 의해 가열되며, 그리고 가열 실린더(11)의 내주면과 홈(24) 사이에 형성된 공간(전단 공간)에서 수지가 전단력을 받아 발열(이하, "전단 발열"이라 한다.)하고, 용융되고, 그에 따라 스크루(14)는 후퇴된다.

그리고 그 스크루(14)가 후퇴함에 따라 상기 역류방지 링(43)은 로드부(42)에 대해 상대적으로 전방으로 이동되므로, 플라이트 형성부(15)의 전단에 도달한 수지는 로드부(42)와 역류방지 링(43) 사이의 수지유로를 통과하여 스크루 헤드의 전방으로 보내진다. 따라서 스크루(14)가 가열 실린더(11) 내에서의 가장 후방의 위치, 즉 후퇴한 위치에 놓인 상태로 스크루 헤드의 전방으로 1 쇼트분의 용융된 수지가 모인다.

다음에, 사출 공정시에 상기 사출용 모터를 구동하는 것에 의해 스크루(14)를 전진시키면, 상기 스크루 헤드의 전방에 축적된 수지는 상기 사출 노즐(12)로부터 사출되어 도시되지 않은 금형장치의 캐비티 공간에 충전된다(예를 들면, 특허문헌 1 참조.).

일본 공개특허공보 2004-50415호

그러나 상기 종래의 사출장치에서는, 수지 공급구(25)를 통하여 공급된 수지가, 도 2에 나타내는 바와 같이 홈(24) 내를 화살표 방향으로 전진되는 동안에 응집되어 멜트 풀(r) 내에 복수의 수지의 펠릿(19)으로 이루어지는 솔리드 베드(b)가 형성되어 버린다.

그 솔리드 베드(b)에 있어서, 외측에 존재하는 펠릿(19)에는 열이 전달되기 쉬운데 반해, 내측에 존재하는 펠릿(19)에는 열이 전달되기 어려워, 모든 펠릿(19)이 용융되는데 시간이 걸리게 된다. 따라서 히터(h1~h3)의 열이 모든 수지에 대해 효율적으로 전달되지 않는다.

또한 솔리드 베드(b)는 복수의 펠릿(19)이 홈(24)의 깊이 방향으로 겹쳐 형성되므로 열용량이 커지고, 수지에 전단 발열이 발생해도 도 3에 나타내는 바와 같이 수지가 완전하게 용융될 때까지의 전개거리(L1)가 길어져 버린다.

그 결과, 스크루(14)를 그만큼 길게 할 필요가 있으며, 그에 따라 가열 실린더(11)도 길게 할 필요가 있으므로, 사출장치의 축방향 치수가 커질 뿐만 아니라 스크루(14)의 보수 및 관리를 하거나 스크루(14)를 교환할 때 스크루(14)의 삽입발출 작업이 곤란해진다.

또한 가열 실린더(11)의 표면적이 커지기 때문에 방열량이 커지고 에너지 효율이 낮아질 뿐만 아니라 불필요하게 수지가 가열되므로 수지가 타서, 즉 수지 연소가 발생해 버린다. 게다가 상기 외측에 존재하는 펠릿(19)은 충분히 용융되는데 반해, 내측에 존재하는 펠릿(19)은 충분히 용융되지 않고, 그리고 솔리드 베드(b)가 홈(24) 내를 전진함에 따라 많은 펠릿(19)이 주로 전단 발열에 의해 용융되므로, 수지를 균일하게 용융시킬 수 없다. 따라서 성형품의 품질이 저하되어 버린다.

본 발명은 상기 종래의 사출장치의 문제점을 해결하여 사출장치의 축방향 치수를 작게 할 수 있고, 스크루의 삽입발출 작업을 용이하게 할 수 있으며, 성형품의 품질을 향상시킬 수 있는 사출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명의 사출장치에 있어서는, 가열 실린더와, 그 가열 실린더 내에 있어서 회전 가능하게 배치된 스크루와, 그 스크루의 후단에 배치된 구동장치를 가진다.

그리고 상기 스크루는 본체 부분 및 그 본체 부분의 외주면에 돌출시켜 형성된 플라이트를 구비한 가소화부를 구비한다.

또한 스크루 스트로크를 S로 하고, 스크루 유효길이를 L로 하고, 스크루 스트로크(S) 및 스크루 유효길이(L)를 더한 값을 스크루 스트로크(S)에 의해 나눈 값을 지표 ε으로 했을 때, 그 지표(ε)는

2.0<ε<4.5

로 된다.

본 발명에 의하면, 사출장치에 있어서는 가열 실린더와, 그 가열 실린더 내에 있어서 회전 가능하게 배치된 스크루와, 그 스크루의 후단에 배치된 구동장치를 가진다.

그리고 상기 스크루는 본체 부분 및 그 본체 부분의 외주면에 돌출시켜 형성된 플라이트를 구비한 가소화부를 구비한다.

또한 스크루 스트로크를 S로 하고, 스크루 유효길이를 L로 하고, 스크루 스트로크(S) 및 스크루 유효길이(L)를 더한 값을 스크루 스트로크(S)에 의해 나눈 값을 지표 ε으로 했을 때, 그 지표(ε)는

2.0<ε<4.5

로 된다.

이 경우, 그 지표(ε)는

2.0<ε<4.5

로 되므로, 스크루를 짧게 해도 수지를 양호하게 용융시킬 수 있다. 따라서 사출장치의 축방향 치수를 작게 할 수 있고, 스크루의 삽입발출 작업을 용이하게 할 수 있어, 성형품의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 사출장치의 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래의 사출장치 내에 있어서 수지가 용융되는 상태를 나타내는 개념도이다.
도 3은 종래의 사출장치의 전개거리를 설명하는 도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시의 형태에서의 사출장치의 주요부를 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시의 형태에서의 사출장치의 주요부를 나타내는 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시의 형태에서의 수지가 용융되는 상태를 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시의 형태에서의 사출장치의 전개거리를 설명하는 도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시의 형태에서의 솔리드 베드가 형성되었는지 여부의 평가결과를 나타내는 도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시의 형태에서의 사출장치의 주요부를 나타내는 개념도이다.
도 10은 수지가 용융되는 상태를 나타내는 제1도이다.
도 11은 수지가 용융되는 상태를 나타내는 제2도이다.
도 12는 각 스크루마다의 수지가 용융되는 상태의 상세 비교도이다.
도 13은 각 스크루마다의 수지가 용융되는 상태의 비교도이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이 경우, 성형기로서의 사출성형기에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시의 형태에서의 사출장치의 주요부를 나타내는 개념도, 도 5는 본 발명의 제1 실시의 형태에서의 사출장치의 주요부를 나타내는 확대도이다.

도에 있어서 부호 31은 인라인 스크루 방식의 사출장치이다. 상기 사출성형기는 도시되지 않은 금형장치, 몰드 클램핑 장치 및 상기 사출장치(31)를 가지며, 상기 금형장치는 제1 금형으로서의 고정 금형 및 제2 금형으로서의 가동 금형을 구비하고, 상기 몰드 클램핑 장치는 상기 고정 금형이 장착된 고정 플래튼 및 가동 금형이 장착된 가동 플래튼을 구비하며, 몰드 클램핑용 실린더가 가동 플래튼을 진퇴시키는 것에 의해 금형장치의 몰드 폐쇄, 몰드 클램핑 및 몰드 개방이 행해진다.

상기 사출장치(31)는 실린더 부재로서의 가열 실린더(17), 그 가열 실린더(17)의 전단에 장착된 노즐부재로서의 사출 노즐(18), 상기 가열 실린더(17) 내에 있어서 회전 가능하게 또한 진퇴 가능하게 배치된 사출 부재로서 또한 계량 부재로서의 스크루(20), 상기 가열 실린더(17)의 외주에 가열 실린더(17)를 포위시켜 장착된 가열 부재로서의 히터(h11~h13), 상기 가열 실린더(17)의 후방에 배치된 도시되지 않은 구동장치 등을 구비한다.

상기 스크루(20)는 사출 부재 본체로서의 스크루 본체(52) 및 그 스크루 본체(52)보다 전방에 배치된 사출부(46)로 이루어지고, 후단의 축부(51)를 통하여 상기 구동장치와 연결된다. 상기 스크루 본체(52)는 가소화부로서의 플라이트 형성부(45) 및 전단에 있어서 플라이트 형성부(45)에 대해 착탈 가능하게 배치된 혼련부로서의 압력 부재(54)를 구비하고, 상기 플라이트 형성부(45)는 막대 형상의 본체 부분(45a) 및 그 본체 부분(45a)의 외주면에 돌출시켜 형성된 나선상의 플라이트(53)를 갖추고, 그 플라이트(53)를 따라 나선상의 홈(67)이 형성된다. 또한 상기 플라이트 형성부(45)에 있어서, 플라이트 형성부(45)의 전역, 즉 전단으로부터 후단까지의 사이에서 상기 플라이트(53)는 일정한 플라이트 피치로 형성됨과 동시에 플라이트(53)의 외경인 플라이트산 직경(Di) 및 본체 부분(45a)의 외경인 플라이트골 직경(d1)은 일정하게 되어 홈(67)은 일정한 깊이로 형성된다.

상기 압력 부재(54)는 상기 플라이트 형성부(45)의 전단으로부터 전방의 소정 구간에 역류방지장치(62)와 인접시켜 형성되고, 소정 거리에 걸쳐 표면에 평탄한 영역을 형성한다. 그리고 상기 압력 부재(54)는 전방일수록 외경이 크게 되어 원추형 형상을 가지는 제1 압력부로서의 경사부(71) 및 그 경사부(71)의 전단에 인접시키고 또한 접속시켜 형성되고, 외경(d2)이 축방향에 있어서 일정하게 되며, 원주상 형상을 가지는 원주부로서 또한 제2 압력부로서의 큰 직경부(72)를 가진다.

또 상기 경사부(71)의 후방에 도시되지 않은 나사부가 형성되고, 상기 플라이트 형성부(45)의 전단면에 개구시켜 도시되지 않은 나사구멍이 형성된다. 따라서 상기 나사부를 나사구멍과 나사결합시키는 것에 의해 상기 압력 부재(54)를 플라이트 형성부(45)에 장착할 수 있다. 또한 본 실시의 형태에 있어서 상기 압력 부재(54)는 플라이트 형성부(45)에 대해 나사고정으로 고정되게 되어 있지만, 나사고정 대신에 용접에 의해 고정할 수도 있다.

상기 경사부(71) 전단의 외경은 큰 직경부(72)의 외경(d2)과 동일하게 되며, 경사부(71) 후단의 외경은 플라이트골 직경(d1)과 동일하게 된다. 또한 본 실시의 형태에 있어서, 경사부(71)의 외주면은 일정한 기울기를 가지지만, 필요에 따라 소정 함수로 만곡시킬 수 있다.

또 상기 경사부(71)와 가열 실린더(17) 사이에 제1 성형재료 유로로서의 수지유로(73)가, 큰 직경부(72)와 가열 실린더(17) 사이에 제2 성형재료 유로로서의 수지유로(74)가 형성된다. 이 경우, 전술된 바와 같이 경사부(71)는 전방일수록 외경이 크게 되므로, 수지유로(73)의 단면적은 전방일수록 작게 된다. 또한 큰 직경부(72)는 외경(d2)이 축방향에서 일정하게 되어 있으므로, 수지유로(74)의 단면적은 축방향에서 일정하게 된다.

본 실시의 형태에 있어서, 상기 압력 부재(54)는 경사부(71) 및 큰 직경부(72)에 의해 형성되게 되어 있지만, 기복이 없는 경사부로만 형성할 수 있다. 그 경우, 전방일수록 외경이 크게 되고, 압력 부재(54)의 후단의 외경은 상기 플라이트골 직경(d1)과 동일하게 되며, 압력 부재(54)의 전단의 외경은 상기 외경(d2)과 동일하게 된다.

한편 상기 사출부(46)는, 선단에 원추형의 부위를 구비한 헤드부(55), 그 헤드부(55)의 후방에 인접시켜 형성된 로드부(56), 그 로드부(56)의 주위에 배치된 역류방지 링(57) 및 스크루 본체(52)의 전단에 장착된 시일 링(58)으로 이루어진다. 상기 로드부(56)와 역류방지 링(57) 사이에 제3 성형재료 유로로서의 수지유로(75)가 형성된다.

또 상기 로드부(56)의 후방에 도시되지 않은 나사부가 형성되고, 상기 압력 부재(54)의 전단면에 개구시켜 도시되지 않은 나사구멍이 형성된다. 따라서 상기 나사부를 나사구멍과 나사결합시키는 것에 의해, 상기 시일 링(58)을 압력 부재(54)의 전단에 밀어붙인 상태로 사출부(46)를 스크루 본체(52)에 장착할 수 있다. 또한 상기 헤드부(55), 로드부(56) 및 나사부에 의해 사출 부재 헤드부로서의 스크루 헤드(61)가 구성되고, 역류방지 링(57) 및 시일 링(58)에 의해 사출 공정시에 성형재료로서의 수지가 역류하는 것을 방지하는 역류방지장치(62)가 구성된다.

그리고 계량 공정시에, 스크루(20)가 후퇴됨에 따라 로드부(56)에 대해 역류방지 링(57)이 전방으로 이동되어 시일 링(58)으로부터 떨어지면, 수지유로(75)는 수지유로(74)와 연통되어 역류방지장치(62)에 의한 시일이 해제된다. 또한 사출 공정시에 스크루(20)가 전진됨에 따라 역류방지 링(57)이 로드부(56)에 대해 후방으로 이동되어 시일 링(58)에 닿으면, 수지유로(74)와 수지유로(75)가 차단되어 역류방지장치(62)에 의한 시일이 행해진다.

그리고 상기 구동장치는 계량용 구동부로서의 계량용 모터 및 사출용 구동부로서의 사출용 모터를 구비한다.

상기 가열 실린더(17)의 후단 근방의 소정 위치에는 성형재료 공급구로서의 수지 공급구(65)가 형성되고, 그 수지 공급구(65)는 스크루(20)를 가열 실린더(17) 내에서의 전진한도 위치에 둔 상태로 상기 홈(67)의 후단부와 대향하는 개소에 형성된다.

그리고 상기 수지 공급구(65)에, 수지를 투입하기 위한 성형재료 공급 장치로서의 투입부(81)가 장착되고, 그 투입부(81)의 상단에, 수지를 수용하는 성형재료 수용부로서의 호퍼(82)가 장착된다. 그 호퍼(82)에 수용된 수지는 상기 투입부(81)를 통하여 수지 공급구(65)에 보내지고, 그 수지 공급구(65)로부터 가열 실린더(17) 내에 공급된다.

상기 투입부(81)는 수평 방향으로 연장시켜 배치된 실린더부(83), 그 실린더부(83)의 전단으로부터 하방으로 연장시켜 배치된 통형상의 안내부(84), 상기 실린더부(83) 내에 있어서 회전 가능하게 배치된 피드 스크루(85), 그 피드 스크루(85)를 회전시키는 공급용 구동부로서의 피드 모터(86), 상기 실린더부(83)의 외주에 배치된 가열 부재로서의 히터(h21) 등을 구비하며, 상기 실린더부(83)는 후단에 있어서 상기 호퍼(82)와 연결되고, 전단에 있어서 안내부(84)와 연통된다.

따라서 상기 피드 모터(86)를 구동하여 피드 스크루(85)를 회전시키면, 호퍼(82) 내의 수지는 실린더부(83) 내에 공급되고, 피드 스크루(85)의 외주면에 형성된 홈을 따라 전진되며, 피드 스크루(85)의 전단으로부터 안내부(84) 내에 보내져 그 안내부(84) 내를 낙하하여 가열 실린더(17) 내에 공급된다. 이 때, 각 펠릿(19)은 일렬이 되어 안내부(84) 내를 낙하하여 수지 공급구(65)를 통해 가열 실린더(17) 내에 공급된다.

그 가열 실린더(17)에서의 수지 공급구(65)의 근방에 가열 실린더(17), 수지 공급구(65) 및 안내부(84)의 하단부를 포위하여 냉각 장치로서의 환형 냉각 재킷(88)이 형성되고, 그 냉각 재킷(88)에 냉각 매체로서의 물이 공급된다. 따라서 그 물에 의해 안내부(84) 내를 낙하하여 수지 공급구(65)를 통해 가열 실린더(17)에 공급되는 수지가 용융되는 것이 방지된다.

또한 S는 상기 스크루(20)의 후퇴한도 위치로부터 전진한도 위치까지의 거리를 나타내는 스트로크, 즉 스크루 스트로크, L은 스크루(20)를 전진한도 위치에 두었을 때의 수지 공급구(65) 후단으로부터 스크루(20) 전단까지의 거리를 나타내는 유효 길이, 즉 스크루 유효길이이다.

그리고 사출성형기를 제어하고 상기 사출용 모터, 계량용 모터, 피드 모터(86) 등을 구동하거나 히터(h11~h13, h21)를 통전하거나 하기 위해서 도시되지 않은 제어부가 배치되고, 그 제어부는 연산 장치로서의 CPU, 기록 장치로서의 메모리 등을 구비하는 것 외에 표시부, 조작부 등을 구비하며, 소정 프로그램, 데이터 등에 따라 각종 연산을 하여 컴퓨터로서 기능한다.

상기 구성의 사출장치(31)에 있어서, 계량 공정시에 상기 피드 모터(86) 및 계량용 모터를 정방향으로 구동하는 것에 의해 상기 피드 스크루(85) 및 스크루(20)를 정방향으로 회전시키면, 상기 호퍼(82)로부터 실린더부(83) 내에 공급된 수지는 상기 피드 스크루(85)의 홈을 따라 전진되고, 그 동안에 예열되고 실린더부(83)의 전단으로부터 안내부(84) 내에 공급되어, 수지 공급구(65)를 통해 가열 실린더(17) 내에 공급된다. 또한 실린더부(83) 내에 있어서 수지는 용융되는 일이 없는 온도, 예를 들면 유리전이점 이하의 소정 온도로 예열된다.

그리고 상기 가열 실린더(17) 내에 공급된 수지는 상기 홈(67)을 따라 전진됨과 함께 상기 히터(h11~h13)에 의해 가열되어 용융된다. 또한 수지는 압력 부재(54)로부터 소정 거리만큼 앞쪽의 압력상승 개시점으로부터 스크루 본체(52)의 전단에 걸쳐 전진됨에 따라 압력이 점차 높게 된다.

계속해서 수지는 수지유로(73)를 통과하여 더욱 압력이 높게 된 후, 수지유로(74)를 통과하여 전진되고, 그 동안에 충분히 혼련된다.

또한 이 때 상기 역류방지 링(57)은 로드부(56)에 대해 상대적으로 전방으로 이동되므로 수지유로(74, 75)가 연통되고, 수지유로(74) 내의 수지는 수지유로(75)를 통과하여 스크루 헤드(61)의 전방으로 보내진다. 따라서 스크루(20)가 가열 실린더(17) 내에서의 후퇴한도 위치에 놓인 상태에서, 스크루 헤드(61)의 전방으로 1 쇼트분의 용융된 수지가 축적된다. 또한 상기 헤드부(55)에 도시되지 않은 절결이 형성되어 수지유로(75)와 스크루 헤드(61)의 전방이 연통된다.

다음에, 사출 공정시에 상기 사출용 모터를 구동하여 스크루(20)를 전진시키면, 상기 스크루 헤드(61)의 전방에 축적된 수지는 상기 사출 노즐(18)로부터 사출되어 상기 금형장치의 캐비티 공간에 충전된다.

그런데 상기 서술된 바와 같이 스크루 본체(52)에는 전단으로부터 소정 범위에 걸쳐 상기 역류방지장치(62)와 인접시켜 평탄한 외주면을 갖춘 압력 부재(54)가 형성된다.

즉, 수지 공급구(65)로부터 공급된 수지는 계량 공정에 있어서 스크루(20)가 회전함에 따라 플라이트(53)에 의해 유도되어 홈(67) 내를 전진하게 되는데, 압력 부재(54)에 도달하면 플라이트가 형성되어 있지 않기 때문에 플라이트에 의해 수지가 유도되지 않게 되어 전진하는 힘이 약해진다.

따라서 수지유로(73, 74) 내에 있어서 수지의 이동 속도가 낮아지므로, 압력 부재(54)는 후방으로부터 홈(67) 내를 전진하게 되는 수지에 대해, 전진을 억제하는 이동 억제 부재로서 기능한다. 그 결과, 홈(67) 내의 수지에서는 전진하는 것이 억제되므로 상기 압력상승 개시점보다 전방의 영역에 있어서 전방일수록 압력이 높게 된다.

또한 압력 부재(54)에 있어서 경사부(71)는 전방일수록 외경이 크게 되고, 수지유로(73)의 단면적은 전방일수록 작게 되며, 또한 큰 직경부(72)의 외경(d2)은 플라이트골 직경(d1)보다 크고, 또한 플라이트산 직경(Di)보다 작게 된다.

따라서 압력 부재(54)에서의 이동 억제 부재로서의 기능을 더욱 높일 수 있으므로, 상기 압력상승 개시점보다 전방의 영역에서의 수지의 압력을 더욱 높일 수 있다. 또한 지름 방향에 있어서 본체 부분(45a)의 외주면으로부터 플라이트(53)의 외주연까지의 거리를 t1로 하면, 거리(t1)는,

t1=(Di-d1)/2

로 된다. 또한 큰 직경부(72)의 외주면으로부터 플라이트(53)의 주연까지의 거리를 t2로 하면, 거리(t1)에 대한 거리(t2)의 비(t2/t1)는 1보다 작아진다.

그 결과, 스크루(20)를 전진한도 위치에 둔 상태로 수지 공급구(65)의 후단의 위치에 형성된 성형재료 공급점으로부터 상기 압력상승 개시점까지의 영역이 공급부를 구성하고, 압력상승 개시점으로부터 플라이트 형성부(45)의 전단에 걸친 영역이 압축부를 구성하며, 플라이트 형성부(45)의 전단으로부터 압력 부재(54)의 전단에 걸친 영역이 혼련(계량)부를 구성하므로, 종래의 사출장치와 동일한 가소화를 할 수 있어, 충분히 수지의 혼련성을 양호하게 할 수 있다. 또한 상기 혼련부에 있어서 용융된 후의 수지의 압력을 높게 할 수 있으므로, 혼련성을 더욱 양호하게 할 수 있다.

그리고 상기 큰 직경부(72)를 형성하는 것만으로 압축부에서의 수지의 압력을 높게 할 수 있으므로, 플라이트골 직경(d1)을 플라이트 형성부(45)의 축방향에 있어서 변화시킬 필요가 없다.

따라서 스크루(20)의 형상을 간소화할 수 있으므로, 스크루(20)의 비용을 낮출 수 있다. 또한 형상을 간소화할 수 있는 만큼 수지가 체류하는 개소를 적게 할 수 있어, 수지 연소가 발생하는 것을 방지할 수 있으므로, 성형품의 품질을 향상시킬 수 있다.

그런데 수지 공급구(65)를 통하여 공급된 수지가 가열 실린더(17) 내를 전진하게 되는 동안에 응집되어, 복수의 수지의 펠릿(19)(도 2 참조)으로 이루어지는 솔리드 베드(b)가 형성되면, 모든 펠릿(19)이 완전하게 용융되는데 시간이 걸리게 된다.

그래서 본 실시의 형태에 있어서는 플라이트 형성부(45)의 길이 방향에서의 소정 구간에 솔리드 베드(b)가 형성되는 것을 방지하기 위한 홈 깊이 설정 영역이 형성되고, 그 홈 깊이 설정 영역에서는 펠릿(19)의 지름(직경)을 δ1로 했을 때, 지름(δ1)에 대한 홈 깊이(τ1)의 비(γ1)

γ1=τ1/δ1

이,

1≤γ1≤2.5

로, 바람직하게는,

1≤γ1≤2.0

으로 된다. 또한 상기 홈 깊이(τ1)는 거리(t1)와 동일하기 때문에,

τ1=(Di-d1)/2

이다.

본 실시의 형태에 있어서, 펠릿(19)은 구형의 형상을 가지지만, 구형 이외의 형상을 가지는 경우, 펠릿(19)의 지름(δ1)은 펠릿(19)의 각 부의 지름 중 최대인 것, 즉 최대지름으로 하거나, 펠릿(19)의 각 부의 지름 중 최소인 것, 즉 최소지름으로 하거나, 최대지름과 최소지름의 중간 값, 예를 들면 평균치로 하거나 할 수 있다.

상기 홈 깊이 설정 영역은 솔리드 베드(b)가 형성되는 것을 방지할 수 있는 정도의 축방향 길이에 걸쳐 형성되면 되고, 스크루(20)를 전진한도 위치에 두었을 때의 수지 공급구(65)의 후단으로부터 플라이트 형성부(45)의 전단까지의 구간에 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 홈 깊이 설정 영역을 수지 공급구(65)의 후단으로부터 수지가 완전하게 용융되는 개소까지의 구간에 형성하거나, 수지 공급구(65)의 후단으로부터 스크루 스트로크(S)의 길이만큼 전방으로 늘어나는 구간에 형성할 수 있다.

또한 실제로 상기 홈 깊이 설정 영역을 형성하는 경우, 스크루(20)의 축방향 길이로 설정하거나, 홈(67)의 길이로 설정할 수 있다.

다음에, 수지가 용융되는 상태에 대해 설명한다.

도 6은 본 발명의 제1 실시의 형태에서의 수지가 용융되는 상태를 나타내는 개념도, 도 7은 본 발명의 제1 실시의 형태에서의 사출장치의 전개거리를 설명하는 도이다.

도에 있어서 부호 17은 가열 실린더, 20은 스크루, 53은 플라이트, 67은 홈, 19는 펠릿, r은 용융된 수지에 의해 형성된 멜트 풀이다.

상기 서술된 바와 같이, 비(γ1)가,

1≤γ1≤2.5

로, 바람직하게는,

1≤γ1≤2.0

로 되므로, 상기 홈(67)에 있어서, 2개의 펠릿(19)이 홈(67)의 깊이 방향(지름 방향)과 겹치는 일이 거의 없어진다. 따라서 각 펠릿(19)은 응집되는 일 없이 횡으로 나란히 홈(67)을 따라 실선 화살표 방향으로 전진하게 된다. 또한 상기 사출장치(31)(도 4)에서는 스크루(20)를 회전시켰을 때 용융된 수지가 전진하도록 가열 실린더(17) 내주면의 마찰계수가 스크루(20) 외주면의 마찰계수보다 크게 설정되어 있다. 따라서 상기 각 펠릿(19)은 스크루(20)의 회전에 수반되어 가열 실린더(17) 내주면과의 마찰에 의해 구르면서(회전하면서) 홈(67) 내를 전진한다.

그 결과, 상기 각 펠릿(19)에 의해 솔리드 베드(b)가 형성되는 일이 없어지므로, 각 펠릿(19)은 열용량이 작은 상태로 가열된다. 따라서 수지를 단시간에 용융시킬 수 있어, 도 7에 나타내는 바와 같이 수지가 완전하게 용융될 때까지의 전개거리(L2)를 짧게 할 수 있다. 그리고 스크루(20)를 그만큼 짧게 할 수 있다.

또한 가열 실린더(17)도 짧게 할 수 있으므로 사출장치(31)의 축방향 치수가 작아질 뿐만 아니라, 스크루(20)의 보수 및 관리를 하거나 스크루(20)를 교환할 때 스크루(20)의 삽입발출 작업을 용이하게 할 수 있다.

그리고 가열 실린더(17)의 표면적이 작아지므로 방열량이 작아져 에너지 효율을 높게 할 수 있을 뿐만 아니라, 불필요하게 수지가 가열되지 않기 때문에, 수지 연소가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

그리고 가열 실린더(17)의 내주면과 스크루(20) 사이에 형성되는 공간은 히터(h11~h13)로부터의 열을 각 펠릿(19)에 공급하는 열공급 공간으로서 기능한다. 그리고 각 펠릿(19)은 가열 실린더(17)의 내주면과 접촉하면서 또한 구르면서 홈(67) 내를 전진하므로, 히터(h11~h13)의 열이 파선 화살표로 나타내는 바와 같이 가열 실린더(17)를 통해 순환 전열에 의해 각 펠릿(19)에 전달된다. 따라서 수지를 효율적으로 또한 균일하게 가열하여 용융시킬 수 있다. 그 결과, 성형품의 품질을 향상시킬 수 있다.

또한 각 펠릿(19)은 실린더부(83) 내에서 예열되므로, 가열 실린더(17) 내에 공급되면 곧바로 용융이 개시된다. 따라서 각 펠릿(19)이 완전하게 용융되는 시간을 짧게 할 수 있으므로, 스크루(20)를 더욱 짧게 할 수 있으며, 사출장치(31)의 축방향 치수를 더욱 작게 할 수 있다.

그리고 홈(67) 내에 있어서 각 펠릿(19)은 원활하게 전진하게 되므로 전단 발열을 억제할 수 있다. 따라서 수지 연소가 발생하는 일이 없어져 성형품의 품질을 향상시킬 수 있다.

그런데 수지 공급구(65)를 통하여 공급량이 제어되는 일 없이 예를 들면 단시간에 많은 수지가 가열 실린더(17) 내에 공급되면, 상기 열공급 공간이 수지에 의해 과잉으로 채워지고 홈(67) 내에서 용융되기 전의 각 펠릿(19)에 압력이 가해져, 각 펠릿(19)이 서로의 움직임을 구속해 버린다. 이에 따라 각 펠릿(19)이 구르지 않게 되고, 히터(h11~h13)의 열이 순환 전열에 의해 각 펠릿(19)에 전달되지 않게 되어, 일부 펠릿(19)이 용융되지 않게 되어 버린다. 따라서 수지를 균일하게 용융시킬 수 없게 될 뿐만 아니라 스크루(20)의 물림 불량을 발생시켜 버린다.

그래서 상기 CPU의 공급량 제어 처리 수단(공급량 제어 처리부)은 공급량 제어 처리를 하고 상기 피드 모터(86)의 회전 속도를 제어하는 것에 의해, 가열 실린더(17) 내에 공급되는 수지의 공급량을 제어하게 되어 있다. 그 경우의 피드 모터(86)의 목표가 되는 회전 속도, 즉 목표 회전 속도는, 도 4에 나타내는 바와 같이 소정 양의 펠릿(19)이 연속적으로 낙하하여 수지 공급구(65)에 공급되도록 설정된다.

이와 같이 본 실시의 형태에 있어서는 수지의 공급량이 제어되므로, 상기 열공급 공간이 수지에 의해 적정하게 채워져서 홈(67) 내에서 용융되기 전의 각 펠릿(19)에 압력이 가해지는 일이 없고, 각 펠릿(19)은 서로의 움직임을 구속하는 일 없이 굴러서 이동하게 된다. 이에 따라 히터(h11~h13)의 열이 순환 전열에 의해 각 펠릿(19)에 전달되므로 수지를 균일하게 용융시킬 수 있게 되어, 스크루(20)의 물림 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 성형품의 품질을 향상시킬 수 있다. 그리고 수지를 충분히 용융시킬 수 있으므로 전개거리(L2)를 확실히 짧게 할 수 있어, 스크루(20)를 충분히 짧게 할 수 있다.

또한 상기 CPU의 가열량 조정 처리 수단(가열량 조정 처리부)은 가열량 조정 처리를 하고, 히터(h11~h13)의 통전을 제어하고, 수지를 가열하는 가열량을 조정하고, 수지의 온도를 제어한다. 따라서 각 펠릿(19)이 구르는 속도, 즉 구름 속도를 제어할 수 있어 전개거리(L2)를 제어할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제1 실시의 형태에서의 솔리드 베드가 형성되었는지 여부의 평가결과를 나타내는 도이다.

도에 있어서 ×는 솔리드 베드(b)가 형성된 것을 나타내고, ○는 솔리드 베드(b)가 형성되지 않은 것을 나타낸다.

도에 나타내는 바와 같이, 비(γ1)가 1.0, 2.0 및 2.5인 경우 솔리드 베드(b)는 형성되지 않고, 3.0 및 3.5인 경우에 솔리드 베드(b)가 형성되었다.

그런데 본 실시의 형태에서는 상기 서술된 바와 같이 지름(δ1)에 대한 홈 깊이(τ1)의 비(γ1)를,

1≤γ1≤2.5

로, 바람직하게는,

1≤γ1≤2.0

로 하거나, 각 펠릿(19)을 예열하기 위해 투입부(81)를 배치하거나, 가열 실린더(17) 내에 공급되는 수지의 공급량을 제어하거나 하여 수지를 용융시키기 위한 조건, 즉 용융 조건을 만족시킨 경우에, 스크루 스트로크(S), 스크루 유효길이(L) 등의 스크루(20)의 설계 조건이 적정하지 않으면 수지를 양호하게 용융시킬 수 없다. 즉, 스크루 스트로크(S)에 대해 스크루 유효길이(L)가 적정치보다 짧은 경우 수지를 완전히 용융시킬 수 없고, 스크루 유효길이(L)가 적정치보다 긴 경우 수지가 가열 실린더(17) 내를 전진하는 시간이 너무 길어서 수지 연소가 발생하거나 한다.

그래서 본 실시의 형태에 있어서는 스크루 스트로크(S) 및 스크루 유효길이(L)를 더한 값을 스크루 스트로크(S)에 의해 나눈 값을, 스크루(20)의 설계 조건이 적정한지 여부를 나타내는 지표(ε)

ε=(S＋L)/S

로 하고, 그 지표(ε)를 변화시켜서 그 때 수지가 용융하는 상태를 관찰했다.

그 결과, 후술되는 도 10~13에 나타내는 바와 같이, 상기 지표(ε)를

2.5<ε<4.5

의 범위에 들어가게 하면 수지를 양호하게 용융시킬 수 있는 것을 알았다. 즉 수지를 충분히 용융시킬 수 있고, 또한 수지 연소가 발생하는 것을 방지할 수 있었다.

또한 상기 지표(ε)를,

3.0<ε<4.0

의 범위에 들어가게 하면 수지를 더욱 양호하게 용융시킬 수 있었다. 즉, 수지를 완전하게 용융시킬 수 있고, 게다가 수지 연소가 발생하는 것을 확실히 방지할 수 있었다.

또 사출장치(31)에 있어서, 수지를 용융시키는 상태로 보아 스크루 유효길이(L)를 가열 실린더(17)의 후단부터 사출 노즐(18)의 전단까지의 거리, 즉 가열 실린더 길이(Lh)에 근사시킬 수 있다.

그래서 스크루 스트로크(S) 및 가열 실린더 길이(Lh)를 더한 값을 스크루 스트로크(S)에 의해 나눈 값을, 스크루(20)의 설계 조건이 적정한지 여부를 나타내는 지표(ε')

ε'=(S＋Lh)/S

로 하고, 그 지표(ε')를 변화시켜서 그 때 수지가 용융하는 상태를 관찰했다.

그 결과, 상기 지표(ε')를 지표(ε)와 동일한 범위에 들어가게 하면, 수지를 양호하게 용융시킬 수 있다는 것을 알았다.

그런데 상기 구성의 사출장치(31)에 있어서 스크루(20)에 형성되는 플라이트(53)는 싱글 플라이트의 구조를 가지며, 연속하여 나선상으로 권회하여 형성된 하나의 돌출편으로 이루어진다. 따라서 플라이트(53)가 1회 권회될 때의 축방향으로 나아가는 거리, 즉 리드(플라이트(53)의 피치)와 스크루(20)의 축방향에서의 홈(67)의 홈 폭이 동일하게 된다.

그리고 안내부(84) 내를 낙하하여 수지 공급구(65)를 통해 가열 실린더(17)에 공급된 수지는, 상기 플라이트(53)에 의해 연속하여 나선상으로 권회시켜 형성된 하나의 홈(67) 내를 전진하게 되는데, 이 때 펠릿(19)의 지름(δ1)에 대해 홈(67)의 홈 폭이 크면 홈(67) 내에 많은 펠릿(19)이 수용되고 각 펠릿(19)에 압력이 가해져, 각 펠릿(19)이 서로의 움직임을 구속해 버린다. 그 결과, 수지를 충분히 용융시킬 수 없게 되어 버린다.

이에 반해, 리드를 짧게 하여 홈(67)의 홈 폭을 작게 하면 홈(67)이 그 만큼 길어지고, 수지가 가열 실린더(17) 내에 머무는 시간이 길어져, 수지 연소를 발생시켜 버린다.

그래서 홈(67) 내에 있어서 각 펠릿(19)이 서로의 움직임을 구속하는 일이 없이 수지를 충분히 용융시킬 수 있으며, 게다가 수지 연소를 발생시키는 일이 없는 본 발명의 제2 실시의 형태에 대해 설명한다. 또한 제1 실시의 형태와 동일한 구조를 가지는 것에 대해서는 같은 부호를 부여함으로써 그 설명을 생략하고, 같은 구조를 가지는 것에 의한 발명의 효과에 대해서는 같은 실시의 형태의 효과를 원용한다.

도 9는 본 발명의 제2 실시의 형태에서의 사출장치의 주요부를 나타내는 개념도이다.

도에 있어서 부호 45는 가소화부로서의 플라이트 형성부이며, 그 플라이트 형성부(45)는 막대 형상의 본체 부분(45a), 및 그 본체 부분(45a)의 외주면에 돌출시켜 형성된 나선상의 플라이트(53)를 구비하고, 그 플라이트(53)를 따라 제1, 제2 홈(67a, 67b)을 구비하는 나선상의 홈(67)이 형성된다. 그리고 본 실시의 형태에 있어서, 플라이트(53)는 더블 플라이트의 구조를 가지며, 다수 조(條)로 연속하여 나선상으로 권회시켜 형성된 돌출편으로 이루어지는 제1, 제2 플라이트부(53a, 53b)를 구비하고, 그 제1, 제2 플라이트부(53a, 53b)를 따라 제1, 제2 홈(67a, 67b)이 형성된다. 따라서 안내부(84) 내를 낙하하여 성형재료 공급구로서의 수지 공급구(65)를 통하여 실린더 부재로서의 가열 실린더(17)에 공급된 수지는 각 제1, 제2 홈(67a, 67b) 내를 독립하여 전진하게 된다.

이 경우, 각 제1, 제2 플라이트부(53a, 53b)의 리드를 제1 실시의 형태에서의 플라이트(53)의 리드와 동일하게 하더라도 각 제1, 제2 홈(67a, 67b)의 홈 폭을 제1 실시의 형태에서의 홈(67)의 홈폭의 절반으로 할 수 있으므로, 각 제1, 제2 홈(67a, 67b) 내에 수용되는 펠릿(19)(도 7)의 양을 절반으로 할 수 있다. 따라서 각 제1, 제2 홈(67a, 67b) 내에 있어서 각 펠릿(19)에 압력이 가해지는 일이 없어, 각 펠릿(19)이 서로의 움직임을 구속하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 수지를 충분히 용융시킬 수 있다.

또한 각 제1, 제2 플라이트부(53a, 53b)의 리드는 길어지지 않기 때문에 수지가 가열 실린더(17) 내에 머무는 시간이 길어지지 않아, 수지 연소를 발생시키는 일이 없다.

본 실시의 형태에 있어서 상기 지표(ε)를 변화시키고, 그 때의 수지가 용융되는 상태를 관찰했다.

그 결과, 후술되는 도 10 내지 13에 나타내는 바와 같이, 상기 지표(ε)를,

2.0<ε<4.0

의 범위에 들어가게 하면 수지를 양호하게 용융시킬 수 있다는 것을 알았다. 즉, 수지를 충분히 용융시킬 수 있을 뿐만 아니라 수지 연소가 발생하는 것을 방지할 수 있었다.

또한 상기 지표(ε)를

2.5<ε< 3.5

의 범위에 들어가게 하면 수지를 더욱 양호하게 용융시킬 수 있었다. 즉, 수지를 완전하게 용융시킬 수 있고, 또한 수지 연소가 발생하는 것을 확실하게 방지할 수 있었다.

다음에, 상기 종래의 사출장치 및 제1, 제2 실시의 형태에서의 사출장치(31)를 사용했을 때의 수지가 용융되는 상태의 비교 결과에 대해 설명한다.

도 10은 수지가 용융되는 상태를 나타내는 제1도, 도 11은 수지가 용융되는 상태를 나타내는 제2도, 도 12는 각 스크루마다의 수지가 용융되는 상태의 상세 비교도, 도 13은 각 스크루마다의 수지가 용융되는 상태의 비교도이다. 또한 도 10에 있어서, 가로축에 지표(ε)를, 세로축에 수지가 플라이트 형성부(45)(도 9)의 전단에 도달했을 때의 온도를, 도 11에 있어서, 가로축에 지표(ε)를, 세로축에 수지가 완전하게 용융된 후에 가열 실린더(17) 내에 머무는 체류시간을, 도 12에 있어서, 가로축에 스크루 스트로크(S)를, 세로축에 스크루 유효길이(L)를 나타내고 있다.

도 10 및 11에 있어서, Q1은 종래의 사출장치에서의 표준 스크루를 사용했을 때의 수지가 용융되는 상태를, Q2는 본 실시의 형태에 있어서 싱글 플라이트의 사출 부재로서, 또한 계량 부재로서의 스크루(20)를 구비한 사출장치(31)(도 4)를 사용했을 때의 수지가 용융되는 상태를, Q3은 제2 실시의 형태에 있어서, 더블 플라이트의 스크루(20)(도 9)를 구비한 사출장치(31)를 사용했을 때의 수지가 용융되는 상태를 나타낸다. 또한 Q4는 싱글 플라이트의 스크루(20)를 구비한 사출장치(31)를 사용했을 때의, 수지가 완전하게 용융된 후에 가열 실린더(17) 내에 머무는 체류시간을, Q5는 더블 플라이트의 스크루(20)를 구비한 사출장치(31)를 사용했을 때의, 수지가 완전하게 용융된 후에 가열 실린더(17) 내에 머무는 체류시간을 나타낸다. 또한 Ta는 수지가 완전하게 용융되는 온도이다.

상기 서술된 바와 같이 더블 플라이트의 스크루(20)에서는 각 제1, 제2 홈(67a, 67b) 내에 있어서 각 펠릿(19)에 압력이 가해지는 일이 없어, 싱글 플라이트의 스크루(20)와 비교하여 각 펠릿(19)이 서로의 움직임을 구속하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 수지를 충분히 용융시킬 수 있으므로, 상태 Q3으로 표시되는 온도를 상태 Q2로 표시되는 온도보다 높게 할 수 있다.

그리고 도 12 및 13에 있어서, ×는 수지를 충분히 용융시킬 수 없었거나 또는 수지 연소가 발생하는 것을 방지할 수 없었던 것을, △는 수지를 충분히 용융시킬 수 있고 또한 수지 연소가 발생하는 것을 방지할 수 있었던 것을, ○는 수지를 더욱 양호하게 용융시킬 수 있던 것, 즉 수지를 완전하게 용융시킬 수 있고 또한 수지 연소가 발생하는 것을 확실하게 방지할 수 있었던 것을 나타낸다.

또한 도 12는 플라이트산 직경(Di)(도 5)이 22[φ: ㎜], 32[φ: ㎜], 63[φ: ㎜] 및 84[φ: ㎜]이고, 플라이트산 직경(Di)에 따라 결정되는 스크루 스트로크(S) 및 스크루 유효길이(L)를 가지는 싱글 플라이트의 스크루(20) 및 더블 플라이트의 스크루(20)를 사용하고, 가소화하여, 수지가 용융되는 상태를 평가한 결과를 나타낸다.

그리고 도 12에 있어서, 각 플라이트산 직경(Di)을 나타내는 세로 선의 좌측은 싱글 플라이트의 스크루(20)를 사용했을 때의 평가결과이며, 세로 선의 우측은 더블 플라이트의 스크루(20)를 사용했을 때의 평가결과다.

또 Q11~Q14는 각각 지표(ε)가 2.0, 2.5, 4.0 및 4.5가 되는 선이며, 후술하는 바와 같이 싱글 플라이트의 스크루에 대해서는 선 Q12 및 Q14를 경계로 수지의 용융 상태가 변화하고, 더블 플라이트의 스크루에 대해서는 선 Q11 및 Q13을 경계로 수지의 용융 상태가 변화하는 것을 알 수 있다.

즉, 도 12 및 13에 나타내는 바와 같이 싱글 플라이트의 스크루(20)에서는 상기 지표(ε)를

2.5<ε<4.5

의 범위에 들어가게 하면 수지를 충분히 용융시킬 수 있고, 또한 수지 연소가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 지표(ε)를

3.0<ε<4.0

의 범위에 들어가게 하면 수지를 완전하게 용융시킬 수 있고, 또한 수지 연소가 발생하는 것을 확실히 방지할 수 있었다.

또한 더블 플라이트의 스크루(20)에서는 상기 지표(ε)를

2.0<ε<4.0

의 범위에 들어가게 하면 수지를 충분히 용융시킬 수 있고 또한 수지 연소가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 지표(ε)를

2.5<ε< 3.5

의 범위에 들어가게 하면, 수지를 완전하게 용융시킬 수 있고, 또한 수지 연소가 발생하는 것을 확실히 방지할 수 있었다.

싱글 플라이트의 스크루(20)에서는 지표(ε)가

ε≤2.5

가 되는 영역에 있어서 스크루 유효길이(L)가 스크루 스트로크(S)에 대해 짧기 때문에 수지를 용융시키기 위한 전개거리를 충분히 확보할 수 없다. 따라서 수지를 충분히 용융시킬 수 없게 되어, 성형 불량이 발생해 버린다.

또한 싱글 플라이트의 스크루(20)에서는 지표(ε)가

4.5≤ε

가 되는 영역에 있어서, 더블 플라이트의 스크루(20)에서는 지표(ε)가

4.0≤ε

이 되는 영역에 있어서, 스크루 유효길이(L)가 스크루 스트로크(S)에 대해 필요 이상으로 길어지므로, 수지가 가열 실린더(17) 내에 체류하는 시간이 길어지고 수지 연소가 발생할 우려가 있다.

그리고 지표(ε)가

ε≤2.0

가 되는 영역에 있어서는 스크루 유효길이(L)가 스크루 스트로크(S)보다 짧아지므로, 스크루(20)가 후퇴한도 위치에 놓였을 때 스크루 헤드(61)가 수지 공급구(25)보다 후방에 위치한다. 따라서 사출장치(31)에 있어서 사출을 할 수 없다.

또한 상기 각 실시의 형태에 있어서는 안내부(84) 내를 각 펠릿(19)이 일렬이 되어 낙하하여 수지 공급구(65)에 공급되도록 설정되지만, 반드시 일렬로 할 필요는 없고, 수지가 용융되기 전의 단계에서 각 펠릿(19)에 압력이 가해지지 않도록 가열 실린더(17)과 스크루(20) 사이에서 각 펠릿(19) 간에 간극이 생긴 상태가 형성되면 된다. 예를 들면, 미리 설정된 공급량의 수지를, 설정된 시간마다 한 번에 공급하는 것에 의해 각 펠릿(19)에 압력이 가해지지 않게 할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 각 실시의 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지에 기초하여 여러 가지 변형시키는 것이 가능하며, 그것들을 본 발명의 범위에서 배제하는 것은 아니다.

17　　가열 실린더
20　　스크루
31　　사출장치
45　　플라이트 형성부
45a　　본체 부분
53　　플라이트

Claims (3)

1. (a)가열 실린더와,
   (b)상기 가열 실린더 내에 있어서 회전 가능하게 배치된 스크루와,
   (c)상기 스크루의 후단에 배치된 구동장치를 가짐과 함께,
   (d)상기 스크루는, 본체 부분 및 상기 본체 부분의 외주면에 돌출시켜 형성된 플라이트를 구비한 가소화부를 구비하고,
   (e)스크루 스트로크를 S로 하고, 스크루 유효길이를 L로 하고, 스크루 스트로크(S) 및 스크루 유효길이(L)를 더한 값을 스크루 스트로크(S)에 의해 나눈 값을 지표 ε으로 했을 때, 상기 지표(ε)는
   2.0<ε<4.5
   로 되는 것을 특징으로 하는 사출장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가소화부의 소정 구간에 설정된 홈 깊이 설정 영역에 있어서, 성형재료의 지름을 δ1로 하고, 상기 플라이트를 따라 형성된 홈의 홈 깊이를 τ1로 했을 때, 지름(δ1)에 대한 홈 깊이(τ1)의 비(γ1)는
   1≤γ1≤2.5
   로 되는 사출장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   가열 실린더 길이를 Lh로 했을 때, 스크루 스트로크(S) 및 가열 실린더 길이(Lh)를 더한 값을 스크루 스트로크(S)에 의해 나눈 값을 지표 ε'로 했을 때, 상기 지표(ε')는
   2.0<ε'<4.5
   로 되는 사출장치.
   

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