JP2000296540A - Plasticizing and injection device - Google Patents
Plasticizing and injection deviceInfo
- Publication number
- JP2000296540A JP2000296540A JP11107393A JP10739399A JP2000296540A JP 2000296540 A JP2000296540 A JP 2000296540A JP 11107393 A JP11107393 A JP 11107393A JP 10739399 A JP10739399 A JP 10739399A JP 2000296540 A JP2000296540 A JP 2000296540A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- parabolic
- plasticizing
- screw
- resin
- injection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック材料
の可塑化・射出装置に関するものである。また押出機の
混練装置にも関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for plasticizing and injecting a plastic material. It also relates to a kneading device of an extruder.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の射出成形機の可塑化・混練機に
は、各種の手段によるものが多数存在するが、その代表
的なものとして図4のようにペレットの圧縮変形を行
い、変形した固まり(プラグ)を輸送する輸送部24と
シリンダ25とプラグの摩擦熱と伝達熱により溶融循環
流をつくる溶融部23と溶融された樹脂を樹脂の吐出口
へ輸送する溶融体輸送部22にわかれたインライン式の
単軸スクリュー26が市販されている。また射出成形で
金型内へ充填される樹脂材料は加圧と固化状態では非ニ
ュートン流体であり粘弾性体でもある。従ってプランジ
ャの移動量と金型内部に充填された樹脂材料が受ける圧
縮応力は比例しない。また樹脂材料がプランジャ動作の
追従性に優れていない。このようにプランジャの動作を
モータなどにより制御することは容易ではない。2. Description of the Related Art There are many conventional plasticizing and kneading machines of an injection molding machine by various means. As a typical example, compression deformation of a pellet is performed as shown in FIG. It is divided into a transport unit 24 for transporting the mass (plug), a melting unit 23 for forming a molten circulation flow by frictional heat and transfer heat of the cylinder 25 and the plug, and a melt transport unit 22 for transporting the molten resin to the resin outlet. In-line type single screw 26 is commercially available. Further, the resin material filled into the mold by injection molding is a non-Newtonian fluid and a viscoelastic body in a pressurized and solidified state. Therefore, the amount of movement of the plunger is not proportional to the compressive stress applied to the resin material filled in the mold. Further, the resin material is not excellent in followability of the plunger operation. Thus, it is not easy to control the operation of the plunger by a motor or the like.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】現在多くの射出成形機
はインラインあるいはスクリュプリプラ方式の構造を持
つものが多い。ここに用いられるスクリュの多くは直線
棒状のスクリュが一般的である。前記従来の射出成形機
に使用する混練機のスクリューは、樹脂の輸送部と溶融
部と溶融体輸送部に分かれているので、長尺のスクリュ
ーとシリンダを用いることとなり、長尺の部材を必要と
すると共に、長い設置スペースを要していた。このため
装置の小型化が困難であった。一方、図5のような押出
機のコーン型スクリュー27では、そのスクリューのテ
ーパが一定であり、またスクリューがヒーター32によ
り一定の温度分布であるため、樹脂の輸送部及び溶融部
及び溶融体輸送部が一体となる構造となっている。よっ
て、ヒーター32の熱によりスクリューの後方のホッパ
ー投入口付近にて、樹脂が輸送と同時に溶融が開始さ
れ、その投入口で樹脂詰まり(ブリッジ)を起こすこと
となる。また樹脂による背圧が直に駆動軸28にかかる
構造である。さらにテーパ状のスクリュでは内部に溶け
た樹脂の粘性は直線的に粘度分布することが理想である
が、実際の溶融樹脂の粘度は溶け方もさまざまでありそ
の粘度分布は直線的ではない。そこで実際の溶融樹脂の
粘度分布に近付けるスクリュの形状が求められていた。
またテーパ状のスクリュの先端角度をあまり急にすると
スクリュ全長が短くなるが樹脂を溶融させるための温度
を加える過程において低温から高温までの温度勾配を与
えにくいという欠点もある。次にスクリュの後端部では
先端角度を急にするあまりその直径が拡大される。樹脂
が溶融する際にはここへ高い背圧を生じる。その結果軸
受け部に高いスラスト力が加わる。このため軸受け部の
大型化を招き装置費用を押し上げていた。軸受け部には
スラスト力を軽減する構造が求められていた。At present, many injection molding machines have an in-line or screw prepeller type structure. Most of the screws used here are generally straight bar screws. Since the screw of the kneading machine used in the conventional injection molding machine is divided into a resin transporting section, a melting section, and a melt transporting section, a long screw and a cylinder are used, and a long member is required. And a long installation space was required. For this reason, it has been difficult to reduce the size of the device. On the other hand, in the cone type screw 27 of the extruder as shown in FIG. 5, the taper of the screw is constant, and the screw has a constant temperature distribution by the heater 32. It has a structure where the parts are integrated. Therefore, the resin is transported and melted at the vicinity of the hopper inlet behind the screw by the heat of the heater 32 at the same time as the transport, so that the resin inlet is clogged (bridge). Further, the structure is such that a back pressure by the resin is directly applied to the drive shaft 28. Further, in a tapered screw, it is ideal that the viscosity of the resin melted inside is linearly distributed, but the viscosity of the actual molten resin varies in a variety of ways, and the viscosity distribution is not linear. Therefore, a screw shape that approximates the viscosity distribution of the actual molten resin has been required.
If the tip angle of the tapered screw is too steep, the entire length of the screw becomes shorter, but there is a disadvantage that it is difficult to apply a temperature gradient from low to high in the process of applying a temperature for melting the resin. Next, at the rear end of the screw, the diameter is enlarged so much that the tip angle is sharpened. When the resin melts, a high back pressure is created here. As a result, a high thrust force is applied to the bearing portion. For this reason, the size of the bearing portion has been increased and the cost of the apparatus has been increased. The bearing portion has been required to have a structure for reducing the thrust force.
【0004】プリプラ式の成形機においては材料が金型
のキャビティに充填され、この充填工程においてプラン
ジャが所定時間、所定圧力で加圧する保圧工程がある。
これは射出成形には特有の動作工程である。だがこの動
作は制御するうえでは多くの課題を抱えている。充填さ
れる樹脂材料は加圧され、固化状態では非ニュートン流
体であり粘弾性体でもある。従ってプランジャの移動量
と金型内部に充填された樹脂材料が受ける圧縮応力は比
例しない。また樹脂材料が動作の追従性に優れていな
い。このようにプランジャの動作をモータなどにより制
御することは容易ではない。In a pre-plastic molding machine, a material is filled in a cavity of a mold, and in this filling step, there is a pressure holding step in which a plunger pressurizes at a predetermined pressure for a predetermined time.
This is a specific operation process for injection molding. But this behavior has a lot of control challenges. The resin material to be filled is pressurized and is a non-Newtonian fluid and a viscoelastic body in a solidified state. Therefore, the amount of movement of the plunger is not proportional to the compressive stress applied to the resin material filled in the mold. In addition, the resin material is not excellent in followability of operation. Thus, it is not easy to control the operation of the plunger by a motor or the like.
【0005】現在では保圧工程において、圧力センサな
どで樹脂圧の変化をフィードバックしてプランジャ、ス
クリュの制御を行う方法が多く取り入れられている。し
かしながら途中に介在するボールねじ、タイミングベル
ト等の影響により正確な制御が困難である。またセンサ
の能力を向上させようとすると直接樹脂圧力を取り出そ
うとするため、厳しい環境下に頑丈で高感度のセンサを
設置する必要がある。さらにこのセンサを駆動するモー
タも高精度、高感度のモータとなり、センサやモータ共
に高価なものになる。At present, in the pressure-holding step, a method of controlling a plunger and a screw by feeding back a change in resin pressure using a pressure sensor or the like has been adopted. However, accurate control is difficult due to the influence of a ball screw, a timing belt, and the like interposed in the middle. In order to improve the performance of the sensor, it is necessary to install a strong and highly sensitive sensor in a severe environment in order to directly take out the resin pressure. Further, the motor for driving this sensor is also a motor with high accuracy and high sensitivity, and both the sensor and the motor are expensive.
【0006】これを解決するために保圧工程の制御につ
いてはこれまで、PIDを主体にした一般的には古典制
御と呼ばれる手法が用いられている。また、特開平6−
278176では電磁クラッチを用いた構造が提案され
ている。さらに制御能力の向上のために学習機能を取り
入れた圧力波形追従制御、精密工学会誌1999年2月
号、293頁なども提案されている。この内電磁クラッ
チを使用するものは大きいトルクには耐えられないこ
と、部品の点数が増加するという問題がある。また学習
機能を用いた圧力波形追従制御では圧力波形の再現性能
は良好であるがこれがそのまま成形品の機能、外観にす
ぐ反映するものとは言いがたい面もある。樹脂の持つ可
塑化から射出までの履歴がばらついており、いくら圧力
波形を一様に揃えても成形品の出来映えに即反映すると
は言いきれない。このように可塑化と射出状態において
その履歴なり工程を制御することは問題が多い。そこ
で、これまでのモータ駆動の射出装置とは別に、新しい
タイプの制御方式を盛り込んだ可塑化・射出装置の提供
を別の目的としている。[0006] In order to solve this problem, a method generally referred to as classical control mainly using PID has been used for controlling the pressure-holding step. In addition, Japanese Unexamined Patent Publication No.
278176 proposes a structure using an electromagnetic clutch. Further, a pressure waveform tracking control incorporating a learning function for improving the control ability, a journal of the Japan Society of Precision Engineering, February 1999, page 293, and the like have been proposed. Among them, those using an electromagnetic clutch have problems that they cannot withstand a large torque and that the number of parts increases. In the pressure waveform tracking control using the learning function, the pressure waveform reproducibility is good, but it cannot be said that this directly reflects on the function and appearance of the molded product. The history from plasticization to injection of the resin varies, and it cannot be said that no matter how uniform the pressure waveform is, it will be immediately reflected in the finished product. Controlling the history or process in the plasticizing and injection states in this way is problematic. Therefore, another object of the present invention is to provide a plasticizing / injection device incorporating a new type of control system, separately from the conventional motor-driven injection device.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点の
ひとつであるスペースの削減を解決したもので従来品に
おける長尺のスクリューや円錐型のスクリューに代え
て、表面に先端に進むほど溝の深さを小さくした螺旋溝
3を形成し放物面2を特徴としたパラボーラヘッド1を
用い、先端部分の大きなテーパにより溶融の効率を高め
ているため、投入口10でブリッジを起こすことなく樹
脂の輸送がスムーズとなり、このパラボーラヘッド1と
合致する放物凹部を有するバレル11との組み合わせに
より、コンパクトで混練効率がよく、洗浄も容易な混練
スクリューを提供するものである。また、直線状のテー
パスクリュでは得られない溶融樹脂の非直線的な粘度分
布を実現させる。さらに樹脂の円滑な溶融状態を得るた
めに樹脂の投入口からスクリュ先端までの温度分布を次
第に昇温させるものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves one of the problems described above by reducing the space. Instead of using a long screw or a conical screw in a conventional product, the more the tip is advanced to the surface. A parabolic head 1 having a parabolic surface 2 with a spiral groove 3 having a reduced groove depth is used, and a large taper at the tip enhances the melting efficiency. The present invention provides a kneading screw that is compact, has high kneading efficiency, and is easy to clean by combining the parabolic head 1 with the barrel 11 having a parabolic recess. Also, a non-linear viscosity distribution of the molten resin that cannot be obtained with a linear taper screw is realized. Further, in order to obtain a smooth molten state of the resin, the temperature distribution from the resin inlet to the screw tip is gradually raised.
【0008】すなわち、本発明は、放物面2の先端中心
から裾部にかけて螺旋溝3を形成した回転可能なパラボ
ーラヘッド1とバレル11の中心部に前記パラボーラヘ
ッド1の放物面2を合致する放物凹部が形成されてい
て、放物凹部の先端には、吐出口9を備えているととも
に、側面にはバレル11の放物凹部16に通じる投入口
10からなり、前記パラボーラヘッド1の放物面2と前
記バレル11の放物凹部との間を微小間隔に保った状態
にて回転させながら投入口10より被混練物を投入する
ことにより吐出口9から混練物を吐出させるようにし
た。これにより直線状のテーパスクリュでは得られない
溶融樹脂の非直線的な粘度分布を実現することを特徴と
する混練機の混練スクリューである。加えて樹脂の背圧
によるスラスト荷重が駆動源6に負荷を与えない構造を
とった可塑化・射出装置That is, the present invention provides a rotatable parabolic head 1 having a spiral groove 3 formed from the center of the tip of the parabolic surface 2 to the skirt, and a parabolic surface 2 of the parabolic head 1 at the center of the barrel 11. And a discharge port 9 is provided at the tip of the parabolic recess, and an inlet 10 communicating with the parabolic recess 16 of the barrel 11 is formed on a side surface of the parabolic recess. The kneaded material is discharged from the discharge port 9 by charging the material to be kneaded from the charging port 10 while rotating the parabolic surface 2 of the head 1 and the parabolic concave portion of the barrel 11 while maintaining a small interval. I tried to make it. This is a kneading screw for a kneading machine, which realizes a non-linear viscosity distribution of the molten resin that cannot be obtained with a linear taper screw. In addition, a plasticizing / injection device with a structure in which the thrust load due to the back pressure of the resin does not apply a load to the drive source 6
【0009】さらに前記の可塑化装置の構造に加えこれ
までのモータ駆動の射出装置においてモータのトルク検
出電流を基準にして速度と圧力の制御対象を切り換え
る。この時切り換えのタイミング、速度・圧力の設定値
への制御に制御対象を予測する時間対応プログラムを設
定し、ボールねじのトルク検出電圧を開始の基準とする
構造を盛り込んだ可塑化・射出装置。Further, in addition to the structure of the plasticizing device, in the conventional motor driven injection device, the control target of the speed and the pressure is switched based on the torque detection current of the motor. At this time, a plasticizing / injection apparatus incorporating a structure that sets a time correspondence program for predicting a control target in controlling the switching timing and speed / pressure set values and uses a torque detection voltage of a ball screw as a starting reference.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図1〜
図5に基づき説明する。 図1は、背面にカップリング
4を介して駆動源6によって駆動する出力軸5を有する
放物形状をもつパラボーラヘッドで、その先端中心から
後方にかけて図3に示すように1本の螺旋溝3が形成さ
れている。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
A description will be given based on FIG. FIG. 1 shows a parabolic head having a parabolic shape having an output shaft 5 driven by a drive source 6 via a coupling 4 on the back surface. As shown in FIG. 3 are formed.
【0011】パラボーラヘッド1の材質としては、表面
窒化焼き入れを施すことにより、耐焼き付き、がじり特
性にすぐれた構造用鋼(SCM440H)が用いられ、
このパラボーラヘッドには、温度調節可能にするため、
バレル11にバンドヒータをつけ、被混練物の混練条件
により温度を調節することができる。As a material of the parabolic head 1, a structural steel (SCM440H) having excellent seizure resistance and scoring characteristics by surface quenching and quenching is used.
This parabolic head has a temperature control
A band heater is attached to the barrel 11, and the temperature can be adjusted according to the kneading conditions of the material to be kneaded.
【0012】なお、パラボーラヘッド1の螺旋溝3の形
態、断面形状及びその数等は特に限定されるものではな
く、被混練物の性質により適宜選定されるものである。
望ましくは直線的にはならず断面形状は、放物線形状が
樹脂材料の混練において理想的な粘度分布を与えるよう
に設計する。The shape, cross-sectional shape and number of the spiral grooves 3 of the parabolic head 1 are not particularly limited, and are appropriately selected according to the properties of the material to be kneaded.
Desirably, the shape is not linear, and the cross-sectional shape is designed so that the parabolic shape gives an ideal viscosity distribution in kneading the resin material.
【0013】図中11は、円筒状のバレル(以下「バレ
ル」)で、一側面中心部に前記パラボーラヘッド1の放
物面2と合致する放物凹部16を備えると共にその先端
部に吐出口9を備え、上部には放物凹部16に至る投入
口10を有する。In the figure, reference numeral 11 denotes a cylindrical barrel (hereinafter referred to as a "barrel") having a parabolic concave portion 16 at the center of one side surface which matches the parabolic surface 2 of the parabolic head 1 and a discharge at its tip. An outlet 9 is provided, and an upper portion has an input port 10 leading to a parabolic recess 16.
【0014】バレル11の材質としては、前記パラボー
ラ1と同様に、表面窒化焼き入れを施すことにより耐焼
き付き、がじり特性にすぐれた金属鋼材(SCM440
H)が用いられ、また、バレルを円筒状にすることによ
り、バレル11に添え付けたバンドヒータからパラボー
ラヘッドへの熱伝達を均一にしている。The material of the barrel 11 is a metal steel material (SCM440) excellent in seizure resistance and galling characteristics by performing surface nitriding and quenching similarly to the above-mentioned parabolicer 1.
H) is used, and by making the barrel cylindrical, heat transfer from the band heater attached to the barrel 11 to the parabolic head is made uniform.
【0015】さらに、バレル11の投入口にはヒートシ
ンク18を設け、ホッパー8から自重によって放物凹部
16に達した樹脂が急激に加熱されることによるブリッ
ジを起こさないようにかかる箇所を冷却してある。Further, a heat sink 18 is provided at the input port of the barrel 11 to cool the resin from reaching the parabolic recess 16 from the hopper 8 by its own weight so as not to cause bridging due to rapid heating. is there.
【0016】本発明に係る混練機の全体構成図は、図2
のようにハウジング17とマニホールドブロックA12
によりバレル11を固定し、このバレル11の放物凹部
16にパラボーラヘッド1の放物面2を合致させるよう
にし、ベアリング19にパラボーラヘッド後部の円筒部
を圧入している。またその円筒部の中心に出力軸5がカ
ップリングを介して、連結されている。FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of the kneader according to the present invention.
And the housing 17 and the manifold block A12
To fix the parabolic surface 2 of the parabolic head 1 to the parabolic concave portion 16 of the barrel 11, and the cylindrical portion at the rear of the parabolic head is pressed into the bearing 19. The output shaft 5 is connected to the center of the cylindrical portion via a coupling.
【0017】パラボーラヘッド1の放物面2とバレル1
1の放物凹部16との間隔は、通常0.4mm程度に設
定されているが、この間隙は、ベアリングカラー20の
厚みを変更することにより、0.5〜1.0mm程度に
調節できる。Parabolic head 2 and barrel 1 of parabolic head 1
The distance from the first parabolic recess 16 is usually set to about 0.4 mm, but this gap can be adjusted to about 0.5 to 1.0 mm by changing the thickness of the bearing collar 20.
【0018】また、図中のパラボーラヘッド1に連結さ
れたカップリング4と駆動源6に直結された出力軸5の
軸方向の接触面に間隙を1mm程度もたせ、混練溶融さ
れた樹脂による背圧が、減速機6に負荷を与えない構造
をとっている。A gap of about 1 mm is provided between the coupling 4 connected to the parabolic head 1 in the drawing and the contact surface in the axial direction of the output shaft 5 directly connected to the drive source 6, and the back is made of kneaded and melted resin. The pressure does not apply a load to the speed reducer 6.
【0019】モータ駆動の射出装置においてモータの駆
動はタイミングベルトやボールネジを介してプランジャ
ーへと接続されている。金型内へ樹脂が充填される過程
において、プランジャーへは樹脂からの反力を受ける。
このときのトルク検出電流を基準にして速度と圧力の制
御対象を切り換える。この時切り換えのタイミング、速
度圧力の設定値への制御についてはこれまで、PIDを
主体にした一般的には古典制御と呼ばれる手法が用いら
れていたが、今回は制御対象を予測する時間対応プログ
ラムを設定する。この予測には制御対象の動特性を伝達
関数として内部に設定する。この伝達関数はあらかじめ
各種の材料成形条件ごとに定数をきめておく。またこの
定数に合致しない材料や成形条件が出現した場合はユー
ザパラメータとして反応感度などを微調整できる領域を
設定するようにする。常に目標値をいくつかのステップ
数だけ記憶し、現在の目標値をそのいくつかのステップ
数だけ将来の目標値と考えて制御を行う。In the motor driven injection device, the drive of the motor is connected to the plunger via a timing belt or a ball screw. In the process of filling the mold with the resin, the plunger receives a reaction force from the resin.
The speed and pressure control targets are switched based on the torque detection current at this time. At this time, the switching timing and the control to the set value of the speed and pressure have been conventionally performed by a method generally referred to as classical control mainly using PID, but this time, a time response program for predicting a control target is used. Set. For this prediction, the dynamic characteristic of the controlled object is set internally as a transfer function. For this transfer function, a constant is determined in advance for each material forming condition. When a material or molding condition that does not match the constant appears, a region in which the reaction sensitivity and the like can be finely adjusted is set as a user parameter. The target value is always stored for some number of steps, and control is performed by considering the current target value as a future target value for some number of steps.
【0020】[0020]
【作用】本発明に係る混練機においては、パラボーラヘ
ッド1を回転(通常50rpm〜150rpm)させな
がらホッパー8を介してバレル11の上部の投入口10
から被混練物としてプラスチックのペレットを投入する
と、このペレットは加熱状態にてパラボーラヘッドの螺
旋溝3に引き込まれ、溶融状態にて混練されながら螺旋
溝3に沿ってパラボーラヘッド1の前方に強制的に送ら
れ、バレル11の吐出口9から混練物を吐出させること
ができる。In the kneading machine according to the present invention, the input port 10 on the upper part of the barrel 11 via the hopper 8 while rotating the parabolic head 1 (normally 50 rpm to 150 rpm).
When plastic pellets are charged as a material to be kneaded from above, the pellets are drawn into the spiral groove 3 of the parabolic head in a heated state, and are kneaded in a molten state along the spiral groove 3 in front of the parabolic head 1. The kneaded material is forcibly fed and can be discharged from the discharge port 9 of the barrel 11.
【0021】[0021]
【実施例】本発明に係る混練機を用いて、図2のように
射出成形機を製作した。この射出成形機は、パラボーラ
ヘッドによって混練溶融された樹脂が、バレル11の吐
出口9から吐出され、ヒーターで樹脂に応じて温度が保
たれたマニホールドブロックA12の流路21を通過
し、同様にヒーターで温度が保たれたマニホールドブロ
ックB13内のポット14と射出待機中のプランジャー
15との間に充填させるようにした構造を持つプリプラ
式射出成形機である。EXAMPLE Using a kneader according to the present invention, an injection molding machine was manufactured as shown in FIG. In this injection molding machine, the resin kneaded and melted by the parabolic head is discharged from the discharge port 9 of the barrel 11 and passes through the flow path 21 of the manifold block A12 in which the temperature is maintained in accordance with the resin by the heater. This is a pre-plastic injection molding machine having a structure in which a space is filled between a pot 14 in a manifold block B13 whose temperature is maintained by a heater and a plunger 15 in standby for injection.
【0022】以下の通りの条件にて射出成形を行ったと
ころ、6種のプラスチック材料が均一に混練され効率よ
く成形品が得られた。 コーンヘッドの直径:80mm 螺旋溝の断面形状:幅5mm、深さ(先端部)2mm、
深さ(裾部)4mm 螺旋溝の数:1 パラボーラヘッドの温度:200〜400℃ バレルの温度:200〜400℃ パラボーラヘッドの回転数:50rpm〜150rpm プラスチックペレットの材質A:アクリルニトリルブチ
レンスチレン プラスチックペレットの材質B:ポリプロピレン プラスチックペレットの材質C:ポリカーボネート プラスチックペレットの材質D:ポリアセタール プラスチックペレットの材質E:ポリブチレンテレフタ
レート プラスチックペレットの材質F:ポリフェニレンサルフ
ァイドWhen injection molding was performed under the following conditions, six types of plastic materials were uniformly kneaded, and a molded product was obtained efficiently. Diameter of cone head: 80 mm Sectional shape of spiral groove: width 5 mm, depth (tip) 2 mm,
Depth (hem) 4 mm Number of spiral grooves: 1 Temperature of parabolic head: 200 to 400 ° C Temperature of barrel: 200 to 400 ° C Rotation speed of parabolic head: 50 rpm to 150 rpm Material of plastic pellet A: Acrylic nitrile butylene Styrene Plastic pellet material B: Polypropylene Plastic pellet material C: Polycarbonate Plastic pellet material D: Polyacetal Plastic pellet material E: Polybutylene terephthalate Plastic pellet material F: Polyphenylene sulfide
【0023】[0023]
【発明の効果】本発明においては、射出成形機などにお
いて、混練部が省スペースを実現しており、また混練部
を射出機構の上部に設置しているため、バレル及びスク
リューの取り外しが容易であり、メンテナンスにも時間
を要しない。溶融樹脂は放物線形状のスクリューでの混
練において段階的に粘度分布を与えることが可能とな
る。このことは樹脂の溶融過程において樹脂自身に応力
を過度に与えないことにつながる。従って成形されたあ
との製品の内部応力の低減となり、成形不良(反り、ひ
けなど)の低減となる。加えて樹脂の背圧によるスラス
ト荷重が駆動源に負荷を与えない構造をとった為に可塑
化・射出装置の構造が複雑かつ高剛性を必要としなくと
も良いので装置費用が安価になる。また軸受け部の形状
も小型化できるので省スペースが実現可能となる。According to the present invention, in an injection molding machine or the like, the kneading section realizes space saving, and since the kneading section is provided above the injection mechanism, the barrel and the screw can be easily removed. Yes, no time is required for maintenance. The molten resin can provide a viscosity distribution stepwise during kneading with a parabolic screw. This leads to not giving excessive stress to the resin itself during the melting process of the resin. Therefore, the internal stress of the molded product is reduced, and molding defects (warpage, sink, etc.) are reduced. In addition, since the thrust load due to the back pressure of the resin does not apply a load to the driving source, the structure of the plasticizing / injection device does not need to be complicated and high rigidity is required, so that the device cost is reduced. Further, since the shape of the bearing portion can be reduced in size, space saving can be realized.
【0024】さらに、パラボーラヘッドやバレルが、市
販の単軸スクリューと比べ、長さが半分以下と短いた
め、樹脂の入れ替えに時間を要しない。よって樹脂の交
換、入れ替えが煩雑に行われる多品種少量生産の成形加
工に利用できる。充填される樹脂材料は加圧され、固化
状態では非ニュートン流体であり粘弾性体でもある。従
ってプランジャーの移動量と金型内部に充填された樹脂
材料が受ける圧縮応力は比例しない。今回考案した制御
方法は樹脂材料が動作の追従性に優れているものが提供
できる。その結果成形されたあとの製品の内部応力の低
減となり、成形不良(反り、ひけなど)の低減となる。Further, since the length of the parabolic head and the barrel is shorter than half the length of a commercially available single screw, no time is required for replacing the resin. Therefore, it can be used for molding processing of multi-product small-quantity production in which resin exchange and replacement are complicated. The resin material to be filled is pressurized and is a non-Newtonian fluid and a viscoelastic body in a solidified state. Therefore, the amount of movement of the plunger is not proportional to the compressive stress applied to the resin material filled in the mold. The control method devised this time can provide a resin material that is excellent in followability of operation. As a result, the internal stress of the product after molding is reduced, and molding defects (warpage, sink, etc.) are reduced.
【0025】従って、本発明の産業利用性は非常に高い
ものといえる。Therefore, it can be said that the industrial applicability of the present invention is very high.
【図1】 本発明に係る混練スクリューの要部断面図FIG. 1 is a sectional view of a main part of a kneading screw according to the present invention.
【図2】 本発明に係る射出成形機の要部断面図FIG. 2 is a sectional view of a main part of the injection molding machine according to the present invention.
【図3】 パラボーラヘッドの側面図FIG. 3 is a side view of a parabolic head.
【図4】 従来の射出成形機の混練スクリュー要部側断
面図FIG. 4 is a sectional side view of a main part of a kneading screw of a conventional injection molding machine.
【図5】 従来の押出機の混練スクリュー要部側断面図FIG. 5 is a sectional side view of a main part of a kneading screw of a conventional extruder.
1 パラボーラヘッド 2 放物面 3 螺旋溝 4 カップリング 5 出力軸 6 駆動源 7 モーター 8 ホッパー 9 吐出口 10 投入口 11 バレル 12 マニホールドブロックA 13 マニホールドブロックB 14 ポット 15 プランジャー 16 放物凹部 17 ハウジング 18 ヒートシンク 19 ベアリング 20 ベアリングカラー 21 流路 22 溶融体輸送部 23 溶融部 24 輸送部 25 シリンダ 26 単軸スクリュー 27 コーン型スクリュー 28 駆動軸 29 ホッパー 30 投入口 31 支持棒 32 ヒーター 33 フランジ 34 吐出口 35 中空モーター 36 ベアリング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Parabolic head 2 Parabolic surface 3 Spiral groove 4 Coupling 5 Output shaft 6 Drive source 7 Motor 8 Hopper 9 Discharge port 10 Input port 11 Barrel 12 Manifold block A 13 Manifold block B 14 Pot 15 Plunger 16 Parabolic recess 17 Housing 18 Heat sink 19 Bearing 20 Bearing collar 21 Flow path 22 Melt transport section 23 Melting section 24 Transport section 25 Cylinder 26 Single screw 27 Cone screw 28 Drive shaft 29 Hopper 30 Input port 31 Support rod 32 Heater 33 Flange 34 Discharge port 35 Hollow motor 36 Bearing
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成12年2月29日(2000.2.2
9)[Submission date] February 29, 2000 (200.2.2
9)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【書類名】 明細書[Document Name] Statement
【発明の名称】 可塑化・射出装置[Title of the Invention] Plasticizing and injection equipment
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック材料
の可塑化・射出装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a plastic material
And a plasticizing / injection apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の射出成形機の混練機には、各種の
手段によるものが多数存在するが、その代表的なものと
して図4のように樹脂の圧縮変形を行い、樹脂を輸送す
る輸送部23とシリンダ24と樹脂の摩擦熱と伝達熱に
より溶融循環流をつくる溶融部22と溶融された樹脂を
樹脂の吐出口へ輸送する溶融体輸送部21にわかれたイ
ンライン式の単軸スクリュー25が市販されている。2. Description of the Related Art There are many conventional kneading machines of an injection molding machine by various means. As a typical example, as shown in FIG. 4, a resin is compressed and deformed to transport the resin. The in-line type single-screw screw 25 divided into a melting section 22 for forming a molten circulation flow by frictional heat and transfer heat of the section 23 , the cylinder 24 and the resin, and a melt transporting section 21 for transporting the molten resin to a resin discharge port. Are commercially available.
【0003】また、前記のような直線棒状のスクリュー
を使用し、可塑化装置と射出装置を分離したいわゆるプ
リプラ式射出成形機(特開平10−315282)が提
案されている。しかし前記プリプラ式射出成形機に使用
する直線棒状のスクリューは、図5に示す円錐型スクリ
ューなどに比べ長尺の部材を必要とするとともに占有ス
ペースが増していた。 [0003] In addition, a linear rod-shaped screw as described above
The plasticizer and injection unit are separated using a so-called
Ripler injection molding machine (JP-A-10-315282)
Is being planned. However, used in the pre-plastic injection molding machine
The straight rod shaped screw is a conical screw shown in FIG.
It requires a longer member than the
The pace was increasing.
【0004】さらに、前記直線棒状のスクリューは樹脂
が温度によって粘性が変化する性質をもつために、シリ
ンダ内で樹脂とシリンダ間の摩擦力低下が起こり、樹脂
がシリンダとスクリュー間でスリップして搬送されず滞
留し、結果として成形安定性が落ちるといった問題があ
った。そこで、スクリュー内に射出シリンダを有し、ス
クリュー形状を放物型にすることで樹脂の計量部への搬
送能力を高めたもの(特開平8−294948)や、プ
リプラ式射出成形機であってスクリュー形を円錐型にし
たもの(特開平9−109201)が提案されている。 Further, the linear rod-shaped screw is made of resin.
Has the property that viscosity changes with temperature,
The frictional force between the resin and cylinder in the
Slipped between the cylinder and screw
The molding stability is reduced as a result.
Was. Therefore, we have an injection cylinder inside the screw,
By changing the screw shape to a parabolic shape, the resin can be transported to the measuring section.
Transmission capacity (JP-A-8-294948),
Lipra injection molding machine with screw type conical
(Japanese Patent Laid-Open No. 9-109201) has been proposed.
【0005】樹脂材料の搬送能力とは、樹脂・シリンダ
表面間の摩擦力と樹脂・スクリュー溝表面間の摩擦力の
差であり、前記樹脂材料とシリンダ表面の摩擦力は樹脂
を搬送方向へ牽引する力として働き、前記樹脂材料とス
クリュー表面の摩擦力は樹脂の搬送を妨げる力として働
く。すなわち、スクリュー形状を放物型または円錐型に
することで、樹脂がスクリュー軸の先端方向に押される
力に分力が発生し、その分力が直圧力としてシリンダ表
面に働き樹脂材料とシリンダ表面の摩擦力を増幅させ効
率よく樹脂を搬送する。 [0005] The transfer capability of the resin material is defined as resin / cylinder.
The friction force between the surfaces and the friction force between the resin and screw groove surfaces
The frictional force between the resin material and the cylinder surface is
Acts as a force to pull the resin material in the transport direction, and
The frictional force on the clew surface acts as a force that hinders resin transport.
Good. In other words, the screw shape can be parabolic or conical
By doing so, the resin is pushed toward the tip of the screw shaft
A force component is generated in the cylinder, and the component force
Works on the surface to amplify the frictional force between the resin material and the cylinder surface.
Convey resin efficiently.
【0006】また、ナイロンや液晶ポリマーなどの耐熱
性と難燃性の高い樹脂は、成形温度と分解温度の幅が非
常に狭く、温度の変化に対する反応が過敏であるが、プ
リプラ式射出成形機を採用すればスクリューが移動せず
可塑化され、外部からの熱の影響を受けることがない。
よって、常に一定した熱履歴を樹脂に与えるので溶融状
態の安定性が高く、さらにスクリューから吐出された樹
脂は計量部への供給状態が安定することが知られてい
る。 In addition, heat resistance of nylon or liquid crystal polymer, etc.
Resins with high heat resistance and flame retardancy have a wide range of molding temperature and decomposition temperature.
Always narrow and sensitive to changes in temperature
Screw does not move if adopting a Lipa type injection molding machine
It is plasticized and is not affected by external heat.
Therefore, a constant heat history is always given to the resin,
Tree with high stability of state and discharged from screw
It is known that the supply of grease to the measuring section is stable.
You.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
(特開平8−294948)の可塑化・射出機構は、ス
クリュー内の射出シリンダ内を進退運動する射出プラン
ジャーが樹脂溶融部の高温熱をスクリュー後部に伝達す
ることにより、スクリュー後部も高温となりスクリュー
後部の樹脂投入口付近にて樹脂が搬送と同時に溶融が開
始され、樹脂詰まり(ブリッジ)を起こすこととなる。
また、図5に示す円錐型スクリュー26は、ヒーター3
1の熱により一定の温度分布をもっているため、樹脂の
輸送部及び溶融部及び溶融体輸送部が一体となる構造と
なっている。よってホッパー28にて前記と同様の樹脂
詰まりを起こすこととなる。 THE INVENTION Problems to be Solved] However, the
The plasticizing / injection mechanism of Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-294948
Injection plan that moves forward and backward in the injection cylinder in the screw
The jar transfers the high-temperature heat of the molten resin to the rear of the screw
As a result, the temperature at the rear of the screw becomes
Near the resin inlet at the rear, melting starts when the resin is transported.
Is started, causing resin clogging (bridge).
The conical screw 26 shown in FIG.
Because of a certain temperature distribution due to the heat of 1,
A structure in which the transport section, the melting section, and the melt transport section are integrated
Has become. Therefore, in the hopper 28, the same resin as described above is used.
This will cause clogging.
【0008】さらに、このように樹脂が搬送と同時に溶
融が開始された状態では、プラスチック材料は金属など
の他の材料に比べて熱伝導率が低く熱が樹脂内に浸透し
にくいという性質があるので、スクリューによる攪拌を
行わず樹脂ペレットを加熱すると加熱面に接触する部分
のみが溶融する。この場合、材料の熱分解が不均一に行
われ、全体が溶融しても樹脂材料が変質して所定の性質
をもった製品がとれなく場合がある。 Further, as described above, the resin melts simultaneously with the transportation.
When melting starts, the plastic material is metal, etc.
Has low thermal conductivity compared to other materials and heat penetrates into the resin.
It is difficult to mix with screw.
Heating the resin pellets without performing the process makes contact with the heated surface
Only melts. In this case, the thermal decomposition of the material is uneven.
Even if the whole melts, the resin material deteriorates and
The product with the mark may not be obtained.
【0009】さらに、前記円錐型スクリュー26は、ス
クリューの後端部で先端角度を急にするあまりその直径
が拡大され、樹脂が溶融する際にはここへ高い背圧を生
じる。その結果軸受け部に高いスラスト力が加わる。こ
のため軸受け部の大型化を招き装置費用を押し上げてい
た。 Further, the conical screw 26 is
Too steep tip angle at the rear end of the clew that diameter
When resin melts, high back pressure is created here
I will. As a result, a high thrust force is applied to the bearing portion. This
Therefore, the size of the bearing section has been increased and the equipment cost has been increased.
Was.
【0010】本発明に係わる可塑化・射出装置は前記問
題点を解決したもので、射出機構と混練機構を分離した
プリプラ式であるために、混練部において常に一定した
熱履歴を樹脂に与えることが可能であるので、樹脂を溶
融させるための温度を加える過程において、低温から高
温までの安定した温度勾配を与えることができ、前記の
ような樹脂詰まりが解消される。また、従来品における
直線棒状のスクリューや円錐型のスクリューに代えて螺
旋溝2を形成し放物断面形状を特徴としたパラボーラヘ
ッド1を用いることにより、樹脂を強力にスクリュー先
端方向へ搬送することができる。 [0010] The plasticizing / injecting apparatus according to the present invention has the above-mentioned problems.
The problem was solved, and the injection mechanism and kneading mechanism were separated.
Because it is a pre-plastic type, it is always constant in the kneading section
Since it is possible to give a thermal history to the resin,
In the process of applying the temperature for melting,
A stable temperature gradient up to
Such resin clogging is eliminated. In addition, in the conventional product
Use a screw instead of a straight rod or conical screw.
Parabolic head with parabolic cross-sectional shape that forms a spiral groove 2
By using the pad 1, the resin can be
It can be transported in the edge direction.
【0011】加えて、前記パラボーラヘッド1の断面
は、先端方向に凸であり、図6のようにスクリュー先端
を頂点として座標系で表すとY=nX2 (n=a1 ,
a2 ,a3 ,…)のように、それぞれの係数nを有し、段
階的に異なる複数の放物線を組み合わせたことが望まし
い。特には、図6において(a1 <a2 <a3 <…)とな
るように設定し、その最外郭線がスクリュー断面の外周
となるように設定する。例えば、図6のY=a1 X2 の放
物線が図7のの領域、Y=a2 X2 の放物線が図7の
の領域となる。この方法をとれば、スクリュー先端付近
にてより強力な樹脂材料とシリンダ表面の摩擦力すなわ
ち圧縮力が得られると共に、スクリュー後端部の径が拡
大されることがないので、軸受け部へのスラスト力を低
減することができる。 In addition, a cross section of the parabolic head 1
Is convex in the tip direction, and as shown in FIG.
Is represented as a vertex in a coordinate system, Y = nX 2 (n = a 1 ,
a 2 , a 3 ,...)
It is desirable to combine multiple parabolic
No. In particular, in FIG. 6, (a 1 <a 2 <a 3 <...)
So that the outermost line is the outer circumference of the screw section
Set so that For example, the release of Y = a 1 X 2 in FIG.
The parabola in the region of FIG. 7 and the parabola of Y = a 2 X 2
Area. If you take this method, near the screw tip
With stronger resin material and friction force on cylinder surface
The compression force is obtained and the diameter at the rear end of the screw increases.
No thrust force is applied to the bearing
Can be reduced.
【0012】さらに、温度変化に対する反応が過敏な樹
脂に対しては、熱分解する前に十分に攪拌し、均一に溶
融させるために、図7のように直線棒状のスクリューを
前記パラボーラヘッド1の後端部になめらかに結合する
ことが望ましい。これが円錐型スクリューの場合では前
記直線棒状のスクリューを結合した際、結合点は屈曲点
となり、樹脂の滞留や焼き付きを起こす結果となるので
適切ではない。 [0012] Furthermore, a tree which is sensitive to a temperature change.
For fats, stir well before thermal decomposition and dissolve evenly.
In order to fuse, as shown in FIG.
Connects smoothly to the rear end of the parabolic head 1
It is desirable. If this is a conical screw,
When connecting the straight rod screw, the connecting point is the bending point
Which results in resin retention and seizure
Not appropriate.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の射出成形機の可
塑化・射出装置は、先端中心から裾部にかけて一本また
は複数本の螺旋溝2を形成した回転可能な放物型スクリ
ューにおいて、スクリュー断面の外郭線が複数の放物線
の組み合わせによるパラボーラヘッド1をスクリュー形
状に合致するように内空を形成しているバレル内に配置
した可塑化装置と、この可塑化装置に平行あるいは角度
を付けた位置に配置された射出装置によって可塑化・混
練された樹脂が射出されることを特徴とする可塑化・射
出装置であって、可塑化装置は、バレルの先端に吐出口
8を備えているとともに、側面にはバレル10の放物凹
部15に通じる投入口9からなり、放物断面形状のスク
リューであるパラボーラヘッド1とバレル10との間を
微少間隔に保った状態にて回転させながら投入口9より
樹脂ペレットを投入することにより吐出口8から溶融樹
脂を吐出させるようにしたことを特徴としている。また
射出装置は、前記可塑化装置により吐出された溶融樹脂
が樹脂の逆流防止機構を介してポット13と射出待機中
のプランジャー14との間に充填される機構となってい
る。 According to the present invention, there is provided an injection molding machine comprising:
One plasticizing / injection device is used from the center of the tip to the hem.
Is a rotatable parabolic screw formed with a plurality of spiral grooves 2.
In the view, the outline of the screw cross section is
Screw type parabolic head 1
Placed inside the barrel forming the inner space to match the shape
Plasticizer and parallel or angled plasticizer
Plasticization and mixing by the injection device
Plasticization and injection characterized by injection of kneaded resin
Discharge device, the plasticizing device has a discharge port at the tip of the barrel
8 and a parabolic recess of the barrel 10 on the side.
It has an inlet 9 communicating with the part 15 and has a parabolic cross-section
Between the parabolic head 1 and barrel 10
From the input port 9 while rotating at a minute interval
The molten resin is injected from the discharge port 8 by adding resin pellets.
It is characterized by discharging fat. Also
The injection device is a molten resin discharged by the plasticizing device.
Is waiting for injection with the pot 13 via the resin backflow prevention mechanism
Is filled between the plunger 14
You.
【0014】さらには、前記パラボーラヘッド1の後端
部を図7のように直線棒状のスクリューをなめらかに結
合し、目的の樹脂材料に応じて樹脂を十分に攪拌させて
均一に材料を溶融させるようにしてもよい。 Further, the rear end of the parabolic head 1
Connect the straight rod screw smoothly as shown in Fig. 7.
And stir the resin sufficiently according to the desired resin material.
The material may be uniformly melted.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図1〜
図7に基づき説明する。図1は、背面にカップリング3
を介して駆動源5によって駆動する出力軸4を有する放
物面形状をもつパラボーラヘッドで、その先端中心から
後方にかけて図3に示すように1本の螺旋溝2が形成さ
れている。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
A description will be given based on FIG. FIG. 1 shows a coupling 3 on the back.
A parabolic head having a parabolic shape having an output shaft 4 driven by a drive source 5 through a center of the parabolic head has a single spiral groove 2 formed from the center to the rear of the head as shown in FIG.
【0016】パラボーラヘッド1の材質としては、表面
窒化焼き入れを施すことにより、耐焼き付き、がじり特
性にすぐれた構造用鋼(SCM440H)が用いられ、
このパラボーラヘッド1には、温度調節可能にするた
め、バレル10にバンドヒータをつけ、被混練物の混練
条件により温度を調節することができる。As a material of the parabolic head 1, a structural steel (SCM440H) having excellent seizure resistance and scoring characteristics by surface quenching and quenching is used.
In order to adjust the temperature of the parabolic head 1, a band heater is attached to the barrel 10, and the temperature can be adjusted according to the kneading conditions of the material to be kneaded.
【0017】なお、パラボーラヘッド1の螺旋溝2の形
態、断面形状及びその数等は特に限定されるものではな
く、被混練物の性質により適宜選定されるものである。
また断面形状は望ましくは直線的にならず、放物断面形
状が樹脂材料の混練において理想的な粘度分布を与える
ように設計する。さらに、温度変化に対する反応が過敏
なナイロン・液晶ポリマー等の樹脂に対しては、均一な
熱分解をさせるため樹脂ペレットを十分に攪拌させる領
域を設ける必要があるが、パラボーラヘッド1の後端部
には、図7のように直線棒状のスクリューをなめらかに
結合することができる。 The shape of the spiral groove 2 of the parabolic head 1
The shape, cross-sectional shape and number thereof are not particularly limited.
It is appropriately selected according to the properties of the material to be kneaded.
Also, the cross-sectional shape is desirably not linear but parabolic
Shape gives ideal viscosity distribution in kneading resin material
To be designed. In addition, the response to temperature changes is too sensitive
Resin such as nylon and liquid crystal polymer
In order to stir resin pellets sufficiently for thermal decomposition
It is necessary to provide an area, but the rear end of parabolic head 1
As shown in Fig. 7, smooth the straight rod screw
Can be combined.
【0018】図中10は、円筒状のバレル(以下「バレ
ル」)で、一側面中心部に前記パラボーラヘッド1と合
致する放物凹部15を備えると共にその先端部に吐出口
8を備え、上部には放物凹部15に至る投入口9を有す
る。In the figure, reference numeral 10 denotes a cylindrical barrel (hereinafter referred to as "barrel") having a parabolic concave portion 15 in the center of one side surface which coincides with the parabolic head 1 and a discharge port at its tip.
8 , and an input port 9 reaching the parabolic recess 15 at the upper part.
【0019】バレル10の材質としては、前記パラボー
ラ1と同様に、表面窒化焼き入れを施すことにより耐焼
き付き、がじり特性にすぐれた構造用鋼(SCM440
H)が用いられ、また、バレルを円筒状にすることによ
り、バレル10に添え付けたバンドヒータからパラボー
ラヘッド1への熱伝達を均一にしている。The material of the barrel 10 is a structural steel (SCM440) excellent in seizure resistance and galling characteristics by performing surface nitriding and quenching in the same manner as in the case of the parabolicer 1.
H) is used, and by making the barrel cylindrical, heat transfer from the band heater attached to the barrel 10 to the parabolic head 1 is made uniform.
【0020】さらに、バレル10の投入口にはヒートシ
ンク17を設け、ホッパー7から自重によって放物凹部
15に達した樹脂が熱溶融によるブリッジを起こさない
ようにしてある。Further, a heat sink 17 is provided at the inlet of the barrel 10 and the parabolic recess is formed by the hopper 7 under its own weight.
The resin reaching 15 does not cause bridging due to thermal melting.
【0021】本発明に係る混練機の全体構成図は、図1
のようにハウジング16とマニホールドブロックA11
によりバレル10を固定し、このバレル10の放物凹部
15にパラボーラヘッド1を合致させるようにし、ベア
リング18にパラボーラヘッド背面の円筒部を圧入して
いる。またその円筒部の中心に出力軸4がカップリング
を介して、連結されている。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a kneader according to the present invention.
The housing 16 and the manifold block A 11
The barrel 10 is fixed by, parabolic recess of the barrel 10
Para bola head 1 to 15 so as to coincide, and press-fitting the cylindrical portion of the para bola head back to bare <br/> ring 18. An output shaft 4 is connected to the center of the cylindrical portion via a coupling.
【0022】パラボーラヘッド1とバレル10の放物凹
部15との間隔は、通常0.4mm程度に設定されてい
るが、この間隙は、ベアリングカラー19の厚みを変更
することにより、0.5〜1.0mm程度に調節でき
る。The spacing between the parabolic head 1 and the parabolic recess 15 of the barrel 10 is usually set to about 0.4 mm. This gap can be reduced to 0.5 mm by changing the thickness of the bearing collar 19. It can be adjusted to about 1.0 mm.
【0023】[0023]
【作用】本発明に係る混練機においては、パラボーラヘ
ッド1を回転(通常50rpm〜150rpm)させな
がらホッパー7を介してバレル10の上部の投入口9か
ら被混練物として樹脂ペレットを投入すると、このペレ
ットは加熱状態にてパラボーラヘッド1の螺旋溝2に引
き込まれ、溶融状態にて混練されながら螺旋溝2に沿っ
てパラボーラヘッド1の前方に強制的に送られ、バレル
10の吐出口8から混練物を吐出させることができる。In the kneading machine according to the present invention, when the parabolic head 1 is rotated (usually at 50 rpm to 150 rpm), resin pellets are charged as a material to be kneaded from the charging port 9 on the upper part of the barrel 10 via the hopper 7 . The pellets are drawn into the spiral groove 2 of the parabolic head 1 in a heated state, and are forcibly sent to the front of the parabolic head 1 along the spiral groove 2 while being kneaded in a molten state.
The kneaded material can be discharged from the 10 discharge ports 8 .
【0024】[0024]
【実施例】本発明に係る混練機を用いて、図2のように
射出成形機を製作した。この射出成形機は、パラボーラ
ヘッド1によって混練溶融された樹脂が、バレル10の
吐出口8から吐出され、ヒーターで樹脂に応じて温度が
保たれたマニホールドブロックA11の流路20を通過
し、同様にヒーターで温度が保たれたマニホールドブロ
ックB12内のポット13と射出待機中のプランジャー
14との間に充填させるようにしたことを特徴とするプ
リプラ式の構造である。EXAMPLE Using a kneader according to the present invention, an injection molding machine was manufactured as shown in FIG. The injection molding machine, resin is kneaded melted by para bola head 1, is discharged from the discharge port 8 of the barrel 10, passes through the flow channel 20 of the manifold block A 11 temperature depending on the resin is kept in a heater Similarly, the pot 13 in the manifold block B 12 whose temperature is maintained by the heater and the plunger in the injection standby state
14 is a pre-plastic structure.
【0025】以下の通りの条件にて射出成形を行ったと
ころ、6種のプラスチック材料が均一に混練され効率よ
く成形品が得られた。 コーンヘッドの直径:80mm 螺旋溝の断面形状:幅5mm、深さ(先端部)2mm、
深さ(裾部)4mm 螺旋溝の数:1 パラボーラヘッドの温度:200〜400℃ バレルの温度:200〜400℃ パラボーラヘッドの回転数:50rpm〜150rpm プラスチックペレットの材質A:アクリロニトリルブチ
レンスチレン プラスチックペレットの材質B:ポリプロピレン プラスチックペレットの材質C:ポリカーボネート プラスチックペレットの材質D:ポリアセタール プラスチックペレットの材質E:ポリブチレンテレフタ
レート プラスチックペレットの材質F:ポリフェニレンサルフ
ァイドWhen injection molding was performed under the following conditions, six types of plastic materials were uniformly kneaded, and a molded product was obtained efficiently. Diameter of cone head: 80 mm Sectional shape of spiral groove: width 5 mm, depth (tip) 2 mm,
Depth (hem) 4 mm Number of spiral grooves: 1 Temperature of parabolic head: 200 to 400 ° C Temperature of barrel: 200 to 400 ° C Rotation speed of parabolic head: 50 rpm to 150 rpm Material of plastic pellet A: Acrylonitrile
Material of lenstyrene plastic pellet B: Polypropylene Material of plastic pellet C: Polycarbonate Material of plastic pellet D: Polyacetal Material of plastic pellet E: Polybutylene terephthalate Material of plastic pellet F: Polyphenylene sulfide
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明の射出成形機の混練スクリューに
おいて、円錐型が後端から先端にかけて直接的なテーパ
をもつのに対して、放物型ではスクリュー断面形状の外
郭線を段階的に異なる複数の放物線を組み合わせたもの
にしたことにより、スクリュー先端付近の曲率の変化が
大きいため、樹脂が先端付近にて急圧縮されて効率よく
流動状態へと変化する。このように樹脂の溶融部がスク
リューの先端に集中しているため、樹脂投入口付近で温
度を高く設定する必要がなく、樹脂詰まりも発生しなく
なる。さらにプリプラ式であるため樹脂の可塑化と計量
が安定し、成形の繰り返しも安定する。 The kneading screw of the injection molding machine of the present invention
The cone has a direct taper from the rear end to the front end.
In contrast, the parabolic type has a screw cross-sectional shape
A combination of multiple parabolas that differ stepwise from the horizon
The change in curvature near the screw tip
Because of its large size, the resin is rapidly compressed near the tip and efficiently
Changes to a flowing state. In this way, the molten part of the resin
Because it is concentrated at the tip of the screw,
There is no need to set a high degree and resin clogging does not occur
Become. In addition, plasticization and measurement of resin due to pre-plasticization
And the repetition of molding is stable.
【0027】また、前記混練スクリューを使用すること
により、その断面の外郭線を単一の放物線形状にするの
に比べ、スクリュー長を短尺化でき、さらになめらかに
直線棒状のスクリューをパラボーラヘッド1の後端部に
結合することが可能となったため、結合部での樹脂の滞
留や焼き付きが起こらなくなる。結果として、溶融樹脂
に放物型スクリューでの混練において段階的に粘度分布
を与えることが可能となる。このことは樹脂の溶融過程
において樹脂自身に応力を過度に与えないことにつなが
る。従って成形されたあとの製品の内部応力低減とな
り、反り・ひけなどの成形不良の低減となる。 The use of the kneading screw
Makes the outline of that section a single parabolic shape
Screw length can be shortened compared to
At the rear end of parabolic head 1
Because it is possible to join, resin stagnation at the joint
No cling or seizure occurs. As a result, the molten resin
Stepwise viscosity distribution during kneading with parabolic screw
Can be given. This is the process of melting the resin.
Is to prevent excessive stress on the resin itself
You. Therefore, the internal stress of the product after molding is reduced.
Molding defects such as warpage and sink are reduced.
【0028】さらに、混練部が省スペースを実現し混練
部を射出機構の上部に設置しているため、バレル及びス
クリューの取り外しが容易であり、メンテナンスにも時
間を要しない。加えて、パラボーラヘッドやバレルが市
販の単軸スクリューと比べ、長さが半分以下と短いた
め、樹脂の入れ替えに時間を要しない。よってこの射出
成形が多品種少量生産の成形に利用できる。Further, since the kneading unit realizes space saving and the kneading unit is installed above the injection mechanism, the barrel and the screw can be easily removed, and no time is required for maintenance. In addition, since the length of the parabolic head or barrel is shorter than that of a commercially available single-screw screw, which is less than half, no time is required for replacing the resin. Therefore, this injection molding can be used for molding of various kinds and small-quantity production.
【0029】従って、本発明の産業利用性は非常に高い
ものといえる。Therefore, it can be said that the industrial applicability of the present invention is very high.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】 本発明に係る混練機の要部断面図FIG. 1 is a sectional view of a main part of a kneader according to the present invention.
【図2】 本発明に係る射出成形機の要部断面図FIG. 2 is a sectional view of a main part of the injection molding machine according to the present invention.
【図3】 パラボーラヘッドの側面図FIG. 3 is a side view of a parabolic head.
【図4】 従来の射出成形機の混練スクリュー要
部側断面図FIG. 4 is a sectional side view of a main part of a kneading screw of a conventional injection molding machine.
【図5】 従来の押出機の混練スクリュー要部側
断面図 FIG. 5 is a sectional side view of a main part of a kneading screw of a conventional extruder.
【図6】 本発明に係るスクリュー断面外郭線を説FIG. 6 illustrates an outline of a cross section of a screw according to the present invention.
明する図Figure
【図7】 パラボーラヘッドに直線棒状スクリューFig. 7 Straight bar screw on parabolic head
を結合した場合の側面Side when combined
図Figure
【符号の説明】 1 パラボーラヘッド2 螺旋溝 3 カップリング 4 出力軸 5 駆動源 6 モーター 7 ホッパー 8 吐出口 9 投入口 10 バレル 11 マニホールドブロックA 12 マニホールドブロックB 13 ポット 14 プランジャー 15 放物凹部 16 ハウジング 17 ヒートシンク 18 ベアリング 19 ベアリングカラー 20 流路 21 溶融体輸送部 22 溶融部 23 輸送部 24 シリンダ 25 単軸スクリュー 26 円錐型スクリュー 27 駆動軸 28 ホッパー 29 投入口 30 支持棒 31 ヒーター 32 フランジ 33 直線棒状スクリュー [Description of Signs] 1 Parabolic head 2 Spiral groove 3 Coupling 4 Output shaft 5 Drive source 6 Motor 7 Hopper 8 Discharge port 9 Input port 10 Barrel 11 Manifold block A 12 Manifold block B 13 Pot 14 Plunger 15 Parabolic recess 16 Housing 17 Heat sink 18 Bearing 19 Bearing collar 20 Flow path 21 Melt transport section 22 Melting section 23 Transport section 24 Cylinder 25 Single screw 26 Conical screw 27 Drive shaft 28 Hopper 29 Input port 30 Support rod 31 Heater 32 Flange 33 Straight line Rod screw
【手続補正2】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All figures
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図1】 FIG.
【図2】 FIG. 2
【図3】 FIG. 3
【図4】 FIG. 4
【図5】 FIG. 5
【図6】 FIG. 6
【図7】 FIG. 7
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白木 賢介 福岡県直方市感田811−1 株式会社メイ ホー内 Fターム(参考) 4F206 JA07 JD04 JF13 JF21 JM01 JN03 JQ42 4F207 KA01 KA07 KF13 KK12 KK26 KL05 KL28 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Kensuke Shiraki 811-1 Kanda, Nogata-shi, Fukuoka F-term (reference) 4F206 JA07 JD04 JF13 JF21 JM01 JN03 JQ42 4F207 KA01 KA07 KF13 KK12 KK26 KL05 KL28
Claims (6)
カップリング4に直結されている放物面2の先端中心か
ら裾部にかけて一本または複数本の螺旋溝3を形成した
回転可能な放物面形状、あるいはテーパ形状の先端に、
角度の異なるテーパや放物面、並びに球面の組み合わせ
またはいずれか1つを有するパラボーラヘッド1とバレ
ル11の中心部に前記パラボーラヘッド1の放物面2を
合致する放物凹部16が形成されていて、放物凹部16
の先端には、吐出口9を備えているとともに、側面には
バレルの放物凹部16に通じる投入口10からなり、ホ
ッパー8から樹脂ペレットを投入することにより、放物
面2特にパラボーラヘッド1の先端付近の放物面2によ
って混練溶融される混練機の混練スクリューを有する可
塑化・射出装置。An output shaft (5) rotated by a drive source (6) and a parabolic surface (2) directly connected to a coupling (4) having one or more spiral grooves (3) formed from the center to the bottom of the parabola (2). On the parabolic or tapered tip,
A parabolic head 1 having a combination or any one of a taper, a paraboloid, and a spherical surface having different angles, and a parabolic concave portion 16 that matches the parabolic surface 2 of the parabolic head 1 is formed at the center of the barrel 11. And the parabolic recess 16
Is provided with a discharge port 9 at the tip thereof, and an input port 10 communicating with a parabolic concave portion 16 of a barrel on the side surface. 1. A plasticizing / injection device having a kneading screw of a kneader kneaded and melted by a paraboloid 2 near the tip of 1.
て、パラボーラヘッド1の先端部で溶融圧縮された樹脂
の背圧によるスラスト荷重が、駆動源6に負荷を与えな
い混練スクリューの取付構造を有する可塑化・射出装
置。2. A kneading screw according to claim 1, wherein a thrust load caused by a back pressure of the resin melt-compressed at the tip of the parabolic head does not apply a load to the drive source. Plasticizing and injection equipment with a structure.
において、この部位とは別の部位にて計量と射出を行う
構造を設けられていることを特徴とした可塑化・射出装
置。3. The plasticizing / injecting apparatus according to claim 1, further comprising a structure for performing measurement and injection at a part different from said part.
て、可塑化、混練装置と射出装置を平行あるいは角度を
付けた位置に配置した構造の可塑化・射出装置。4. The plasticizing / injection apparatus according to claim 3, wherein the plasticizing / kneading apparatus and the injection apparatus are arranged in parallel or at an angle.
において、可塑化、混練装置と射出装置の流路途中に球
体を用いた樹脂の逆流防止機構を配置した構造の可塑化
・射出装置。5. The plasticizing / injecting apparatus according to claim 3, wherein a plastic backflow preventing mechanism using a sphere is disposed in the middle of the flow path of the plasticizing / kneading apparatus and the injection apparatus. apparatus.
化・射出装置において、モータの駆動力をボールねじに
伝達して、モータのトルク検出電流を基準にして速度と
圧力の制御対象を切り換える。この時切り換えのタイミ
ング、速度・圧力の設定値への制御に制御対象を予測す
る時間対応プログラムを設定し、ボールねじのトルク検
出電圧を開始の基準とする構造を有する可塑化・射出装
置。6. The plasticizing / injection apparatus according to claim 3, wherein the driving force of the motor is transmitted to the ball screw, and the control target of the speed and the pressure is controlled based on the torque detection current of the motor. Switch. At this time, a plasticizing / injection apparatus having a structure in which a time correspondence program for predicting a control object is set for controlling the switching timing and the control to the set values of speed and pressure, and the torque detection voltage of the ball screw is used as a reference for starting.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11107393A JP2000296540A (en) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | Plasticizing and injection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11107393A JP2000296540A (en) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | Plasticizing and injection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000296540A true JP2000296540A (en) | 2000-10-24 |
Family
ID=14458009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11107393A Pending JP2000296540A (en) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | Plasticizing and injection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000296540A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008284759A (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Panasonic Corp | Plunger injection molding machine |
| JP2021104600A (en) * | 2019-12-26 | 2021-07-26 | セイコーエプソン株式会社 | Injection molding machine and control method of injection molding machine |
| JP2023018794A (en) * | 2021-07-28 | 2023-02-09 | セイコーエプソン株式会社 | Plasticizing equipment, three-dimensional modeling equipment and injection molding equipment |
-
1999
- 1999-04-15 JP JP11107393A patent/JP2000296540A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008284759A (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Panasonic Corp | Plunger injection molding machine |
| JP2021104600A (en) * | 2019-12-26 | 2021-07-26 | セイコーエプソン株式会社 | Injection molding machine and control method of injection molding machine |
| JP7434890B2 (en) | 2019-12-26 | 2024-02-21 | セイコーエプソン株式会社 | Injection molding machine and injection molding machine control method |
| JP2023018794A (en) * | 2021-07-28 | 2023-02-09 | セイコーエプソン株式会社 | Plasticizing equipment, three-dimensional modeling equipment and injection molding equipment |
| JP7697304B2 (en) | 2021-07-28 | 2025-06-24 | セイコーエプソン株式会社 | Plasticizing equipment, 3D modeling equipment and injection molding equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6758312B2 (en) | Injection molding system and parts manufacturing method | |
| KR101251313B1 (en) | Screw and injection apparatus | |
| WO2005090050A1 (en) | Injection molding apparatus and scroll for injection molding apparatus | |
| US12240159B2 (en) | Injection molding machine and method of controlling injection molding machine | |
| US20170001353A1 (en) | Screw, injection molding machine, and injection molding method | |
| US20170015036A1 (en) | Injection molding method, screw, and injection molding machine | |
| JP2000296540A (en) | Plasticizing and injection device | |
| JP4100326B2 (en) | Plasticizer for injection molding machine | |
| CN108582723B (en) | Composite conical screw disk extrusion device | |
| US3655313A (en) | Plastic injection molding apparatus | |
| JP2011031514A (en) | Plasticizing screw for injection molding machine | |
| US6860316B2 (en) | Material melting device of metal injection molding machine | |
| CN204249278U (en) | A kind of injection machine injection screw structure | |
| JP3806223B2 (en) | Screw type extruder | |
| JP4272502B2 (en) | Injection molding method | |
| EP2258533B1 (en) | Screw and injection device | |
| JP2549357B2 (en) | Injection molding method and injection molding apparatus | |
| JP5671142B2 (en) | Nozzle positioning insulator with a spring non-contact section interposed between spring contact sections | |
| JPH07164497A (en) | Injection molding machine screw | |
| CN209063421U (en) | The injection molding machine of fiber cable cross connection box | |
| JP3175247U (en) | Injection molding machine equipped with a screw suitable for molding composite resins mixed with inorganic materials | |
| US6345976B1 (en) | Injection apparatus | |
| JPH0365774B2 (en) | ||
| JP4842046B2 (en) | Plasticizing apparatus and plasticizing method for injection molding machine | |
| JPH10166428A (en) | Kneading extruder |