JPH03501712A - 半流動性材料の射出成形装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 半流動性材料の射出成形装置 本発明は特許請求の範囲第１項のプレアンブルに記載せる射出装置に関する。こ のような射出装置はドイツ実用新案（ＤＢ−ＧｅｂｒＭＳ）　１９２７４０５に て公知である。

半流動性（粘性）材料、特に可塑性のある合成押し出し材料から吹き込みフィル ム、管、その地固等の品物の製作には射出装置（及び吹き込みヘッド、またはス ピンドルヘッド）が用いられる。この装置はその軸方向の終端部にリング状間隙 を持っている。材料はその間隙を通りその際吹き込みにより成形される。吹き込 まれた材料はその出口で冷却リングにより冷却されてそれまでの半流動性から固 化する。しかし次のような困難が存在する。

即ち、最終製品の壁強度を許容誤差を狭い範囲内に抑えるためにはリング状間隙 内において、材料は出来る限り均一なる粘性と、均一なる温度と、均一なるせん 断応力をもって広がることが必要である。

このような射出装置の公知の構造（ＤＥ−ＧｅｂｒＭＳ　１９２７４０５）では 、中空円筒状外箱のなかに小軸が配置され、その軸方向の端部フランジ（頭蓋部 ）は装置の外箱の軸方向の端部にネジどめされている。装置の外箱の下部軸方向 の端面には小軸の端面と装置外箱との間にリング状間隙が広がっている。半流動 性材料の供給は上部の軸方向外箱の端部領域に放射状に設けた注入路によって行 われ、更に小軸の外面部に設けた分配路につながっている。分配路は最初に注入 路につながった二つの分岐となる。この分岐は小軸の周囲４分の１の長さを占め 、続いて軸方向に複数回分岐する。このような樹木（ツリー）状構造の端部は装 置の下端部においてリング状間隙につながっている。このような軸方向の分配路 の利点はそれぞれのリング状間隙に注ぎ込む分流はそれ自身長さを持っているこ とである。いずれにせよ分配路に沿っての圧力損失は例えば３００ｂａｒになる 。この損失は射出用ポンプのそれに相当するポンプ能力の上昇によってまかなわ なければならない。軸方向に漸進的に材料の温度を上げることによるポンプ能力 転換は、例えば１２〜１５°Ｃに相当する。分配路は軸方向に延びているために 、全体の分配路の長さにわたって管路壁の温度を同じに保つためには、溶融した 材料と分配路の壁との間の温度差を軸方向に増大するようにしなければならない 。この様な局部的な異なった温度差は溶融して液体どなった材料の分配路壁面で の滑りに差が発生し、このことは更に分配路の分岐部で流体速度に差が発生し、 最終的には製品の厚さ変動となってくる。更にはリング状間隙内部での個々の分 流の重ね合わせが不十分であることにより最終製品で個々の分流により作られた 部分領域間に明らかに目に見える継目（すじ）を発生する。分配路に関していえ ば良く知られている螺旋状の分配路の利用は上記の重なりの改善には役立つだろ うが、同時にこの方法は小軸の軸方向の長さを著しく大きくする。そのためリン グ状間隙の幅を均一に保つことが必要条件である装置構造の剛性を損なうことに なる。

これに対し本発明の目的は先に述べた方法の射出装置において分配路の壁温度に 対応して、出来る限り正確に材料の温度を対応させることにある。

上記の課題は本発明の特許請求の範囲第１項に述べる特徴により解決される。

本発明の射出装置の更に優れたる改良及び構造はこれによる従属請求項の記載に より明らかになる。

本発明は装置の分配路を軸方向の面内でなく放射方向に設けるという考え方に立 っている。これにより二つの利点がある。第一に放射状の分配路は容易に軸方向 の分配路と結合することが出来ることである。これにより小軸の長さは螺旋式分 配路の長さにより殆ど支配され、それと共に充分短く且つ堅固に形成出来る。螺 旋路を後方に設置することにより分配路よりの材料の分流による重なりは満足す べきもので、これにより最終製品のすしは避けることが出来る。次の利点として 、放射状の面内をはしる分配路はその路壁と共に、装置の材料の内部より外に向 かって低下する温度勾配に支配されている。溶融して流動状態の材料は先に述べ た通路に沿って放射状に外側から内側に向かって増加する温度によるポンプ効率 への転換が行われるので、材料は本発明により形成された分配路を通る通路にお いては、全ての位置において通路壁とほぼ同一の温度を示す。この自動的な温度 適応性は、同一の滑り、換言すれば摩擦関係と、それと共に、同一のむらのない 材料の流体速度を保証する。これにより最終製品の厚さの変動は大幅に減少する 。

本発明は下記の実施例の図面により明らかにする。即ち、 第１図　本発明の射出装置の第一の実施例の縦断面図、第２図　第１図による射 出装置の■−■線に沿っての分配路での断面図、 第３図　本発明の射出装置で第１図と類似しているが多少変形せる実施例の詳細 断面図、 第３ａ図　第３図の射出装置の分配路と集結路との移行領域の平面図、 第４図　本発明の射出装置の他の実施例で多層構造となった場合の縦断面図、 第１図に示す粘性のある流動材料、例えば可塑性のある合成材料（ｐｌａｓｔｊ ｆｉｚｉｅｒｔｅ　Ｋｕｎｓｔｓｏｆｆｅｘｔｒｕｄａｔ）　（Ｐ　ＶＣ１Ｃ１ ボリエチ１々）より吹出し膜、管、その他類似の製品を製作するのに使用する射 出装置は、上部の軸端部にフランジ状の付属部１０ａをもった中空円筒状の装置 外箱１０をもっている。装置外箱１０の円筒型内孔１０ｂには、上部軸端部に頭 蓋部２１を備えた円筒型の小軸２０が挿入されている。頭蓋部２１は装置外箱１ ０のフランジ状付属部１０ａの上に設置され、この頭蓋部の周辺を均等に分割す る位置にある複数本のボルト１３によりねじ止めされている。小軸２０の直径は 内孔１０ｂの直径よりも多少小さく設定されている。これは小軸２０の更に詳細 説明する外表面と、滑らかな円筒状の内孔１０ｂとの間にリング状及びねじ状の 流出間隙を形成しく回転対称なる集結路２２と螺旋分配路のねじ溝２３の領域に おい”Ｃ）、更に軸の下部端部にまで延びるリング状間隙３０を形成するためで ある。リング状間隙３０の下端部に存在する狭い射出間隙３１にはホース状或い は管状に成形された半流動性材料が現れ、つづいて（図示していない）空気冷却 リング、或いは他の冷却手段により固化される。合成材料箔の製作ではリング状 間隙３０の輻は３ｍｍであるが、−１噴出口３１では０．８闘の幅になっている 。半流動性材料の入口は上部軸方向の端部領域に設けられ、装置外箱１０のフラ ンジ形状の付属部１０ａにおいて延びる放射方向の注入路を形成している。注入 路１１は半径方向に延びる断片１１ａ　、　９０°の角度変更部１１ｂを経て更 に軸方向に延びる断片１１Ｃ１更に分配路１２につながっている。

分配路１２は本発明では専ら放射状の装置面内を通り、第１図及び第３図の例で 示すごとく頭蓋部２１と装置外箱１０のフランジ状付属部１０ａとの間の面に、 第２図の切断図に示されるごとく形成され、その円形断面を備えた分配器＠１２ の管路の断面は頭蓋部２１と付属部１０ａにそれぞれ半分づつの断面によって形 成される。更に上記の分配路の構成は、材料の流れを複数の同一長の分流に分割 し、これにより小軸の周りに均一に分流を流し込むことを目的としている。この ことは装置周部に材料の注入口はただ一点しか設けられていないにも拘らず、材 料をリング状間隙３０に均一に分配するために不可欠である。このことは製造さ れた合成材料のホース或いは管の均一なる肉厚を得るための前提でもある。

分配路１２のなかで個々の分流には連続して分配される。

この源側々の管路の断面は分流数の増加に対応して小さくなる。個々に説明する と先ず第一に、分配路１２は二つの分路１２ａ　、　１２ｂとなり、それぞれが 円周上の４５°の範囲に広がっていて、その共通の源泉として注入路１１の軸方 向に走っている末端部１１ｃにつながっている。軸方向の末端部！ＩＣより放射 方向の分路１２ａ　、　１２ｂへの９０６移行部があるため、材料の流れの正確 なる半分割を行うための流れ関係はこの角度変更部と末端部１１ｃを設けないと きの流体供給よりも好都合である。両分路１２ａ　、、１２ｂ端部は直径の両端 に位置しそれぞれ二つの分路１２ａＬ１２ａ２及び１２ｂｌ、１２ｂ２とに分岐 する。これらは分路１２＆　。

１２ｂの半径の更に内側に位置し、反対方向に延びている。

このような分岐は繰り返し行われる。即ち、分路１２ａ１は分路１２ａｌａ　、 　１２ａｌｂに、分路１２ａ２は分路１２ａ２ａ　、　１２ａ２ｂに、分路１２ ｂｌは分路１２ｂｌａ　、、１２ｂｌｂに、分路１２ｂ２は分路１２ｂ２ａ　、 　１２ｂ２ｂというごとくに分岐する。

第３図で図示された分路１２ａ　、　１２ａ２．１２ａ２ａのほぼ比例的に縮尺 した断面で判るごとく、引き続いて分流する回数が増加するに伴って断面は小さ くなり、それと共に流速が同一の場合には分路内の圧力は減少する。分流の圧力 の減少は同時に分流の温度の上昇を意味している。

このことは注入路１１の前に配置された図示していないポンプの能力がエネルギ ーに変換されていることにより明らかである。上記の分流が放射方向で外より内 に向かって温度上昇することは同時に分配路の管壁が同一傾向の温度変化をとる ことに相当し、これによって装置の材料は冷却により内側から外側に向かって温 度降下を示す結果となる。この温度降下は装置の外壁を制御された加熱により対 処することが出来る。装置の寸法、分路の直径及びポンプの能力を正確に測定す ることにより管路壁の温度変化に対応した材料のより進歩した温度変化経緯をと るような対応が可能になる。

注入路１１からの最初の二つの分路１２ａ　、　１２ｂに注入する領域で行われ た方向転換、即ち放射方向の材料の流れと軸方向の材料の流れとの方向転換は、 小軸の周りに出来るだけ均一なる材料の配分を可能とするために（図示していな いが）全ての、あるいは少なくとも分配路１２のそれ以後の個々の分岐点にも適 用することが出来る。

第３図及び第３ａ図より明らかなごとく、分路１２ａｌａから分路１２ｂ２ｂま での末端部は魚の尻尾のごとき方向転換領域１２ｃを経て回転対称でリング形状 の小軸の周辺部、即ち小軸カバーにある集結路２２に移行する。集結路２２は、 分路１２ａｌａから１２ｂ２ｂまでの分流の数に対応する複数の小軸カバーに螺 旋形に形成された螺旋路２３よりなる軸方向螺旋分配器に接続されている。その 際リング状の集結路２２は螺旋路２３との間に小軸カバーに設けられた小路２２ ａにより分離されている。小路２２ａは容器内孔１０ｂの内面まで例えば半径で １．５ｍｍの距離を保っている。この隙間は各分流が螺旋路２３に流入する際、 均一化されることが配慮されている。個々の螺旋路２３の間に設けられた小路２ ３ａは容器内壁との間に、例えば０．５ｔｎｍから１．０＋ｎｍの距離を保って いる。この場合小路２３ａと内孔内壁間の隙間は、螺旋路より材料があふれだし て分流の重なりを改善するのに役立つ。

螺旋分配器（螺旋路２３）は第１図、第３図の場合心細２０の長軸の３分の１か ら２分の１を占め、リング状間隙３０につながる。第３図の場合、この間隙は各 種の射出間隙、直径を持った標準装置寸法にも適合するように曲げられている。

ここでは装置外箱ｌＯと小軸２０はその下部領域にねじとめ可能な付属部品１０ １と２０１を装着しているのを示す。

第４図の実施例は第１図と比較して本来の（内側の）小軸２０とこれと同軸的に 配置された合軸スリーブ４０．５０よりなる多層構造であることが相違している 。このような多層構造は、複数枚の薄膜層を重ね合わした、いわゆる合成膜を製 作するのに使用される。個々の膜層はそれぞれ異なった材料よりなっている。合 軸スリーブ４０．５０は、小軸頭蓋部２１に対応し゛て放射状のフランジ部４１ ．５１が設けられている。それぞれフランジ４１．５１には追加の注入路４２． ５２が第１図の実施例における注入路１１と同様の構造で設けられている。追加 注入路４１．５１はそれぞれが放射方向内をはしる分配路４３．５３につながっ ていて、その構造は第１図の分配路１２と同様である。各６軸スリーブ４０．５ ０の外面に形成された集結路及び螺旋路４４．４５及び５４．５５についても同 様である。螺旋路４５．５５に続くリング状の間隙は、第４図に示すごとく装置 の軸方向の下端部にある射出間隙３１に斜めに接続されている。従って射出間隙 ３１の前で装置の各階層（小軸２０と６軸スリーブ４０．５０）により形成され た全てのリング状の材料の流れが集合することになる。

国際調査報告 、　、、、ＰＣＴ／ＥＰ　９０１００４９０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　半流動性材料の成形、特に、可塑性のある合成押し出し材料から、インフレ ートフィルム、管その他同等のものを成形する射出装置であって、 円柱状の心軸（２０）を配置した中空円筒型の外箱（１０）と、それ自身複数回 、連続して分岐する分配路（１２）を経て、外箱（１０）と心軸（２０）との間 のリング状の間隙（３０）に接続される放射状に設けられた半流動性材料の注入 路（１１）とを備え、 上記該分配路（１２）は、装置外箱（１０）、及び（或いは）装置外箱（１０） を放射状方向に覆う心軸の頭蓋部（２１）によって形成された壁部領域内で装置 の放射状方向に延びる平面内にのみ設けられていることを特徴とする半流動性材 料の射出成形装置。 ２　請求項１に記載の射出装置であって、放射状の分配路（１２）に続いて心軸 の周りに集結路（２２）が設けられ、更に螺旋路（２３）を経てリング状間隙（ ３０）につながっていることを特徴とする装置。 ３　請求項１或いは２に記載の射出装置であって、装置外箱（１０）と心棒（２ ０）との間に一個、あるいは複数の同軸状の心軸スリーブ（４０及び５０）を配 置し、各心軸スリーブ（４０、５０）は心軸の頭蓋部（２１）に対応する放射状 のフランジ（４１及び５１）を備えており、このフランジには各別に放射状に延 びる追加注入路（４２及び５２）が配置されていて、各追加注入路（４２及び５ ２）はそれぞれに追加分配路（４３及び５３）を経てリング状間隙（３０）に接 続されており、更に各追加分配路（４３及び５３）はフランジ（４１、５２）と 心軸の頭蓋部（２１）と、（或いは）装置の外箱（１０）とにより形成される壁 部領域内で装置の放射状方向の平面内にのみ設けられていることを特徴とする装 置。 ４　請求項３に記載の射出装置であって、各心軸スリーブ（４０、５０）は放射 状の分配路（４３及び５３）より供給を受ける集結路（４４及び５４）がその周 りに設けられ、更に追加螺旋路（４５及び５５）を経てリング状間隙（３０）に つながっていることを特徴とする装置。 ５　請求項１から４までの何れかに記載の射出装置であって、各注入路（１１、 ４２、５２）は、これに続く分配路（１２、４３、５３）に移行する過程で軸方 向の角度を変えることを特徴とする装置。 ６　請求項１から５までの何れかに記載の射出装置において、分配路（１２、４ ３、５３）の各分岐点において軸方向の角度が変わることを特徴とする装置。 ７　請求項１から６までの何れかに記載の射出装置であって、心軸頭蓋部（２１ ）と、場合によってはフランジ（４１、５１）が加熱が可能であることを特徴と する装置。 ８　請求項１から７までの何れかに記載の射出装置であって、リング状の間隙（ ３０）は軸方向での断面形状がじょうご伏で、間隙の幅はリング状の間隙（３０ ）の出口に向かって先細になっていることを特徴とする装置。