JPH05278084A - 射出成形機用スクリュー部材 - Google Patents

射出成形機用スクリュー部材

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JPH05278084A
JPH05278084A JP7715992A JP7715992A JPH05278084A JP H05278084 A JPH05278084 A JP H05278084A JP 7715992 A JP7715992 A JP 7715992A JP 7715992 A JP7715992 A JP 7715992A JP H05278084 A JPH05278084 A JP H05278084A
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JP
Japan
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screw
ring valve
screw head
injection molding
screw member
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Withdrawn
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JP7715992A
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English (en)
Inventor
Ichiro Matsuura
市朗 松浦
Tsutomu Kato
務 加藤
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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Publication date
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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
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/47Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using screws
    • B29C45/50Axially movable screw
    • B29C45/52Non-return devices
    • 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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    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
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    • B29C45/52Non-return devices
    • B29C2045/526Abrasion resistant means in the screw head or non-return device

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性、耐摩耗性に優れ、かつコストの低
減した射出成形機用スクリュー部材を提供する。 【構成】 スクリュー部材は、リングバルブ10とス
クリューヘッド20を備える。リングバルブ10は円筒
状をなし、先端側に複数の成形材料通過溝12を備え
る。また、スクリューヘッド20は、円柱状のスクリュ
ーヘッド本体22の先端側に尖頭部24を備える。リン
グバルブ10を特定の樹脂で形成するか若しくはスクリ
ューヘッド本体22の外周部に特定樹脂から成る環状部
材28を装着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機に使用され
るスクリュー部材に関し、更に詳細には、セラミックス
用インラインスクリュー式射出成形機に使用されるリン
グバルブ及びスクリューヘッド等の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、射出成形機のリングバルブ、スク
リューヘッド等には、硬質合金、サーメット等が使用さ
れており、特に、摩耗の激しい成形材料を用いる場合に
は、WC、TiC等の硬質物質を溶射法又はCVDによ
り前記リングバルブ等に更に被覆して使用していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セラミ
ックス製品や粉末冶金製品の射出成形機においては、リ
ングバルブ、スクリューヘッド等の部品は、摺動部に硬
質のセラミックス材が介在するため、WC、TiC等の
硬質物質を被覆したものであっても激しい摩擦に耐えら
れず摩耗してしまうという課題があった。
【0004】特に、WC、TiC被覆層の厚みは10μ
m程度とわずかであるため、母体金属が局部的に露出す
ると、その部分を中心に急激に摩耗が進行する。このよ
うな著しく摩耗したリングバルブ等をそのまま使用し続
けると、所定圧力が得られず良好な成形体が得られない
のみならず、それ以前に、摩耗により発生した摩耗粉が
成形材料に混入し、不純物不良となるという課題があ
り、このことは、セラミックス材料においては焼結体の
品質を低下させる重大な要因であった。
【0005】一方、種々の樹脂材料が知られているが、
一般に、これら樹脂材料は金属材料に比し耐熱性に劣り
低硬度かつ低強度である。このため、リングバルブ等へ
の適用については、成形材料が加熱されている部分で使
用するのは不適であり、また、摩擦で発生する局部的な
高温に対する耐熱性がないと考えられており、あまり考
慮されていなかった。更に、樹脂材料は一般に熱膨張率
が大きく、金属材料との間では機械的な精度を保つこと
が困難であり、気密性を要求されるリングバルブ及びス
クリューヘッドの材料としては使用できるものではない
と考えられていた。
【0006】また、前述したWC、TiC等を被覆した
リングバルブ等においては、製造コストが高くなるとい
う課題があった。本発明は、このような従来技術の有す
る課題に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、耐熱性、耐摩耗性に優れ、かつコストの低減し
た射出成形機用スクリュー部材を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく鋭意研究した結果、特定の樹脂を用いてスク
リューヘッド及び/又はリングバルブを形成し、これら
両部材をスクリュー部材に配設することにより、前記課
題が解決されることを見出し本発明を完成するに至っ
た。従って、本発明の射出成形機用スクリュー部材は、
射出成形機の射出部に用いるスクリュー部材において、
このスクリュー部材はスクリューヘッドとリングバルブ
を備え、前記スクリューヘッド及びリングバルブの双方
又はいずれか一方が、高温耐摩耗性を有する樹脂材料を
用いて成ることを特徴とする。
【0008】以下、本発明のスクリュー部材に配設した
スクリューヘッド及びリングバルブについて説明する。
これらスクリューヘッド及びリングバルブは、金属製の
加熱シリンダ内に設置されており、スクリューヘッドが
リングバルブに挿入された状態で配設されている。
【0009】射出成形の際、成形材料は、加熱シリンダ
内に充填された後、スクリューヘッドと嵌合しているス
クリューの回転を介してスクリューヘッド及びリングバ
ルブの方に押し出される。次いで、成形材料は、このス
クリューヘッドとリングバルブとのなす間隙を介して前
記加熱シリンダの先端部に一定量押し出され、これによ
り、成形材料の計量を行なう。そして、この計量の後、
前記スクリューを前進させ、成形材料を金型キャビティ
に射出し、射出成形を完了する。この射出の際、リング
バルブの後端部はスクリューの先端部に設けた弁座と当
接し、成形材料が逆流するのを防止する。このように、
リングバルブには、成形材料の流れる方向を制御する機
能がある。従って、加熱シリンダとリングバルブとの間
のクリアランスを所定の大きさに保つ必要がある。
【0010】次に、前記スクリューヘッド及びリングバ
ルブの形成に用いる樹脂について説明する。前述したよ
うに、加熱シリンダとリングバルブとの間のクリアラン
スを所定の大きさに保つ必要がある。そして、一般に、
このクリアランスは約20〜50μmとするのが適当と
されている。従って、加熱シリンダとリングバルブとの
熱膨張係数の差を約50×10-6/℃以下とするのが好
ましい。この結果、金属製の加熱シリンダの熱膨張係数
は約10×10-6であるため、前記樹脂の熱膨張係数は
60×10-6以下であることが好ましい。
【0011】また、前記樹脂の耐熱温度、即ち熱変形温
度は、100℃以上であるのが好ましい。これは、セラ
ミックス製品を射出する際には、溶融成形材料の温度に
加えてリングバルブとスクリューヘッドとの摺動部の局
部摩擦により、発熱温度が100℃以上となることがあ
るからである。その他、前記樹脂は、5kgf/mm2
以上の引張り強さ、150kgf/mm2 〜1500k
gf/mm2 の曲げ弾性率を有するのが好ましい。以上
のような条件を満足する樹脂としては、ポリイミド(P
I)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエー
テルケトン(PEEK)、ポリサルフォン(PSF)及
びポリアリレート(PAR)等を例示できる。
【0012】なお、これら樹脂にガラスファイバーを添
加して材料特性を強化することもできるが、これをリン
グバルブ及び/又はスクリューヘッドに使用すると、前
記摺動部及び加熱シリンダ等がガラスファイバーにより
傷つけられ気密性が低下するので好ましくない。
【0013】
【実施例】以下、本発明を図面を参照して実施例及び比
較例により説明する。図1に、本発明のスクリュー部材
の一例を示す。このスクリュー部材は、リングバルブ1
0とスクリューヘッド20を備える。このリングバルブ
10は円筒状をなし、先端側に複数の成形材料通過溝1
2を備える。また、前記スクリューヘッド20は、円柱
状のスクリューヘッド本体22の先端側に尖頭部24を
備えている。
【0014】図5は、本発明のスクリュー部材を用いた
射出成形機の一例を示す断面図である。同図において、
スクリューヘッド20はリングバルブ10に挿入されて
おり、このスクリューヘッド20は弁座32を介してス
クリュー30と嵌合している。これらバルブ10、ヘッ
ド20及びスクリュー30は、はぼ円筒状の加熱シリン
ダ40内に設置されており、この加熱シリンダ40はバ
ンドヒータ50に包囲されている。そして、加熱シリン
ダ40の後方部にはホッパー60が設けられており、こ
のホッパー60に成形材料が貯蔵されている。成形材料
は、加熱シリンダ40の前方に設置されている成形型7
0に射出される。
【0015】図6は、図5の射出成形機の部分断面図で
ある。同図において、リングバルブ10の外周壁部と加
熱シリンダ40の内周壁部とのクリアランスCは、約2
0〜50μmである。射出成形するに当たっては、まず
成形材料の計量を行なう。計量は、図6に示す状態から
スクリュー30及びスクリューヘッド20を図示矢印A
の方向に回転させながら後退させ、加熱シリンダ40に
充填されていた成形材料を図示矢印Bの方向に押し出
し、成形材料の一定量を前記リングバルブ10の成形材
料通過溝12を介して加熱シリンダ40の先端部42に
押し出すことにより行なう(図7参照)。
【0016】この計量の際、スクリューヘッド20の尖
頭部24の底面部26とリングバルブ10の先端側の頂
部16とは、成形材料の反発力によって押圧される。ま
た、前述のようにスクリュー30及びスクリューヘッド
20は回転駆動するため、前記底面部26と頂部16と
によって摺動面部が構成されることになる。そして、こ
の計量の後に、図8に示すようにスクリュー30を回転
させずに加熱シリンダ40の先端方向に前進させ、一定
量の成形材料を前記成形型70に射出する。この射出の
際、リングバルブ10の後端部18はスクリュー30の
先端部に設けた弁座32と当接し、成形材料が逆流する
のを防止する。このように、リングバルブ10には、成
形材料の流れる方向を制御する機能がある。従って、加
熱シリンダ40とリングバルブ10との間のクリアラン
スCを所定の大きさに保つ必要がある。
【0017】(実施例1〜5及び比較例1)本実施例に
おいては、前記リングバルブ10を特定の樹脂で形成す
るか若しくは前記スクリューヘッド本体22の外周部に
特定樹脂から成る環状部材28を装着し、又はこの双方
を行なうことにより、スクリュー部材を構成した。リン
グバルブ及びスクリューヘッドの材質および適用方法を
表1に示した。
【0018】
【表1】
【0019】(性能評価)表1に示した各種バルブ及び
ヘッドにつき以下に示す試験を行ないその性能を評価し
た。即ち、Si34 粉末50容量%とワックス及び樹
脂の混合物50容量%とを混合・混練し、直径4〜8c
m×高さ5〜8cmのペレットを形成した。このペレッ
トを用い、前記各種バルブ及びヘッドを装着した射出成
形機によりセラミックターボチャージャーロータを成形
し、ショット数に対応した摩耗量を測定した。摩耗量
は、各種バルブ及びヘッドの前記頂部16及び底面部2
6を表面粗さ計で測定し、その摩耗の深さとした。図2
〜図4に、これらの結果を示した。
【0020】図4に示すように、比較例1のバルブ及び
ヘッドが双方ともTiCの場合には硬質のTiC同士が
摩擦しあい、双方が均等に摩耗した。この場合、TiC
コート層はショット数に比例して摩耗するが、約500
ショットを超えると急激に摩耗が進行することが分か
る。このことは、TiCコート層が摩耗して無くなり、
母体(地金)金属が摩耗し始めたこと示している。ま
た、TiCコート層の厚みは約8μmであることも分か
る。
【0021】図2及び図3に示すように、実施例1〜4
では、バルブ又はヘッドのいずれか一方を表1所定の樹
脂材料又はTiCにしたことにより、約2000ショッ
ト後であっても、摩耗量はTiC側で約1μm以下であ
り、樹脂材料側でも約6〜7μmしか摩耗しないことが
分かる。また、実施例6のバルブ及びヘッドの双方とも
樹脂材料を用いた場合も、約2000ショットで約4μ
mしか摩耗しないことが分かる。以上に説明したよう
に、本発明の実施例においては、従来のバルブ及びヘッ
ドの場合に比較して摩耗量を約1/10〜1/20に低
減できることが分かる。
【0022】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく本発明の要旨の
範囲内で種々の変形が可能である。例えば、リングバル
ブの成形材料通過溝の個数は適宜変更できる。また、本
発明のスクリュー部材は、セラミック製品の製造みなら
ず、粉末冶金等に使用することもできる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特定の樹脂を用いてスクリューヘッド及び/又はリング
バルブを形成し、これら両部材を配設してスクリュー部
材を構成したため、耐熱性、耐摩耗性に優れた射出成形
機用スクリュー部材を提供することがきる。また、樹脂
材料を用いるため、TiC等で被覆するのに比較して製
造コストも低くなる。更に、耐摩耗性が良好であること
より、成形品の不純物不良等を防止でき、良好な成形品
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスクリュー部材の一例を示す斜視図で
ある。
【図2】本発明の実施例の耐摩耗性を示す線図である。
【図3】本発明の実施例の耐摩耗性を示す線図である。
【図4】従来のリングバルブ及びスクリューヘッドの耐
摩耗性を示す線図である。
【図5】本発明のスクリュー部材を用いた射出成形機の
一例を示す断面図である。
【図6】図5の射出成形機の部分断面図である。
【図7】計量の際の図5の射出成形機の部分断面図であ
る。
【図8】射出の際の図5の射出成形機の部分断面図であ
る。
【符号の説明】
10 リングバルブ 12 成形材料通過溝 16 頂部 20 スクリューヘッド 22 ヘッド本体 24 尖頭部 26 底部 28 環状部材 30 スクリュー 40 加熱シリンダ 50 バンドヒータ 60 ホッパー 70 成形型

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出成形機の射出部に用いるスクリュー
    部材において、このスクリュー部材はスクリューヘッド
    とリングバルブを備え、前記スクリューヘッド及びリン
    グバルブの双方又はいずれか一方が、高温耐摩耗性を有
    する樹脂材料を用いて成ることを特徴とする射出成形機
    用スクリュー部材。
  2. 【請求項2】 前記樹脂材料が、60×10-6/℃以下
    の熱膨張係数及び100℃以上の熱変形温度を有するこ
    とを特徴とする請求項1記載のスクリュー部材。
JP7715992A 1992-03-31 1992-03-31 射出成形機用スクリュー部材 Withdrawn JPH05278084A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012533443A (ja) * 2009-07-17 2012-12-27 フラウンホーファー−ゲゼルシャフト ツア フォーデルング デア アンゲヴァンテン フォルシュング エー.ファオ. プラスチック成型部品を製造するための装置及びその使用
KR102215694B1 (ko) * 2020-09-16 2021-02-16 류진영 고무제품 성형장치

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JP2012533443A (ja) * 2009-07-17 2012-12-27 フラウンホーファー−ゲゼルシャフト ツア フォーデルング デア アンゲヴァンテン フォルシュング エー.ファオ. プラスチック成型部品を製造するための装置及びその使用
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Effective date: 19990608