JPH06155536A - 射出成形用スクリュ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 可塑化能力が大きく，均一な溶融で，かつ混
練，分散に優れた射出成形用スクリュとする。 【構成】 供給帯域，圧縮帯域，計量帯域のうち，計量
帯域の先部にシリンダ２との間にクリアランスを有する
プランジャの外周面に，一端が閉塞された行止まりの条
溝６，７を夫々連通しないように交互に逆方向に配置し
たミキシング部４を設ける。そして，前記ミキシング部
４にシリンダ２との間に小クリアランスを持つ主フライ
ト４ａと前記主フライト４ａに対し僅かに大きなクリア
ランスを持つサブフライト４ｂを交互に配設する。

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おいて，ス
クリュ先端にミキシングタイプの混練部を設けた射出成
形用スクリュに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の射出成形用スクリュは図５に示す
ように供給部Ｘ，圧縮部Ｙ，計量部Ｚからなり，その間
に全長にわたり原料を送り出すためのフライトが設けら
れている。しかしこのようなスクリュでは高速回転，分
散の悪い顔料の使用等の条件によっては未溶融樹脂の混
入，色分散不良等の不具合が発生する虞れがあった。

【０００３】したがって，従来もスクリュの先端部に特
別な形状のミキシング部を設けて樹脂の撹拌，剪断等の
混練作用を加えることにより，未溶融樹脂の溶融，色分
散の改良を図ることが種々行なわれている。こうした樹
脂材料を溶融し，混練や分散を向上させるためにミキシ
ング部を設けたものとして図６の実公平３−３７４９５
号に示すように，加熱筒の可塑化混練ゾーンに，軸方向
に継続した凹部を加熱筒内面に複数個設け，スクリュの
可塑化混練ゾーンに，単一もしくは複数個のダルメージ
を有するダルメージ部を設けたものがある。

【０００４】また，図７に示したミキシングヘッドを有
するもの，さらに，図８に示すような特公昭４３−２４
４９３号のように，スクリュにシリンダとの間に小間隔
を持つプランジャを設け，同プランジャの外周面に貫通
しないように交互に逆方向に配置したユニメルトなどが
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，図５の
スクリュの場合は可塑化能力は高いものの分散効果や混
練効果が低いという欠点がある。また，図６および図７
のスクリュの場合は十分な色分散を得るには背圧２０ｋ
ｇｆ／ｃｍ² 以上をかける必要があり，そのため可塑化
能力の低下および樹脂温度の上昇をきたし生産性や成形
品の品質低下をもたらすといった欠点がある。さらに，
図８のスクリュの場合は色分散性は良いものの可塑化能
力が著しく低いといった欠点があった。

【０００６】本発明は，上記従来の問題点に着目し，可
塑化能力が大きく，均一な溶融で，かつ混練，分散に優
れた射出成形用スクリュを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明では，材料供給側から材料吐出側の先端
部にかけて供給帯域，圧縮帯域，計量帯域を形成する射
出成形用スクリュにおいて，前記計量帯域の先部にシリ
ンダとの間にクリアランスを有するプランジャの外周面
に，一端が閉塞された行止まりの条溝を夫々連通しない
ように交互に逆方向に配置したミキシング部を設け，さ
らに前記ミキシング部にシリンダとの間に小クリアラン
スを持つ主フライトと前記主フライトに対し僅かに大き
なクリアランスを持つサブフライトを交互に配設した構
成にする。

【０００８】

【作用】スクリュの先端部にミキシング部を構成する主
フライトのクリアランスよりサブフライトのクリアラン
スを僅かに大きくしたことにより，高さの高い主フライ
トによって強制的に掻き取られた樹脂は，主フライトと
サブフライト間に設けられた先止まりの溝に溜められ，
次に高さの低いサブフライトを乗り越えて先端部が開放
された隣りの溝を経由してスクリュヘッド先端に貯溜さ
れる。このため，溶融樹脂の混練性，分散性および可塑
化能力が大幅に向上する。

【０００９】

【実施例】以下，本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１ないし図４は本発明に係る射出成形用スクリ
ュの実施例を示し，図１は本発明による実施例を示す正
面図，図２は図１のスクリュヘッド近傍の要部拡大図，
図３は図２のＡ−Ａ線断面図，図４は従来の装置と本発
明の装置の可塑化能力とスクリュ回転関係図である。

【００１０】図１において，１はスクリュ，２はシリン
ダ，３はホッパである。図は高混練用スクリュとしての
構造を例示しており，上記スクリュ１はホッパ３側から
順に供給部Ｆ，圧縮部Ｃおよび計量部Ｍを有するととも
に，適宜箇所，本実施例ではスクリュ先端部（計量部Ｍ
の先端）にミキシング部４を設けている。

【００１１】上記供給部Ｆ，圧縮部Ｃおよび計量部Ｍに
わたってはスクリュ１の回転に伴って樹脂材料を前方に
送る多条スクリュフライト（主フライト５ａにサブフラ
イト５ｂを有する）状の送りフライト５を設けている。

【００１２】上記ミキシング部４はシリンダ２との間に
小間隙を有するプランジャ状で外周面に貫通しない先止
まりの条溝６，７を複数個設け，各々が連通しないよう
に交互に逆方向に配設してある。また，図３に示すごと
く前条溝６，７などを形成するフライト部には主フライ
ト４ａとサブフライト４ｂが交互に配設してあり，主フ
ライト４ａの高さを高く（シリンダ２と主フライト４ａ
間のクリアランスａを小さくしてある）し，サブフライ
ト４ｂを主フライト４ａの高さより僅かに低く（シリン
ダ２とサブフライト４ｂ間のクリアランスｂを大きくし
てある）なっており，主フライト４ａとサブフライト４
ｂが交互に配設された構成となっている。なお，ミキシ
ング部４の溝深さをミキシング部４の間の始端部（ホッ
パ３側）と終端部（反ホッパ３側）で同一としてもよい
し，始端部から終端部に進むに連れて漸減または漸増す
るようにしてもよい。なお，符号１０はスクリュヘッ
ド，１１はチェックリングをそれぞれ示す。

【００１３】このように構成された本発明の射出成形用
スクリュの動作を次に説明する。ホッパ３から供給され
る樹脂Ｒはシリンダ２内でヒータから伝達される熱エネ
ルギとスクリュ１の回転に伴う送りフライト５の移送作
用による専断エネルギを受けて溶解される。さらに送り
フライト５で送られてきた樹脂は溶融状態でミキシング
部４に供給される。

【００１４】ミキシング部４に送られてきた溶融樹脂は
シリンダ２との間に小クリアランスａを有する主フライ
ト４ａによって高い送り出し力を受ける。さらに，溶融
樹脂は前記主フライト４ａに沿った螺旋方向の流れの途
中で条溝６からサブフライト４ｂを越えて条溝７へ送ら
れてスクリュヘッド１０の先端部に溶融樹脂が貯溜され
るのである。

【００１５】また，ミキシング部４に設けた複数個の条
溝６，７には貫通しない先止まりの条溝６，７を交互に
逆方向に配設してあるため，未溶融および半溶融の樹脂
もミキシング部４を通過時には完全に溶融される。こう
して溶融樹脂は剪断効果と混練効果を高めるとともに，
高い可塑化能力を図ることができる。

【００１６】これらを図３を用いて詳述する。すなわ
ち，本発明では，ミキシング部４のフライトの高さが，
例えば図９または図１０に示すようにミキシング部の全
てのフライト高さが同一でなく，図３に示すように主フ
ライト４ａとサブフライト４ｂの高さが交互に違う高さ
を有することにより，条溝６を通ってスクリュ１より送
られてきた溶融樹脂を，高さの高い主フライト４ａで掻
き取りながら強制的に高さの低いサブフライト４ｂを越
えさせ，先端部が開放されている条溝７側に送出するこ
とによってスクリュヘッド１０の先端部に溶融樹脂が溜
められるのである。

【００１７】したがって，従来の図９または図１０のよ
うに，ミキシング部４の全てのフライトの高さが同一高
さを有するとともに，このフライトの高さが本発明の主
フライト４ａよりは低くなっているため，スクリュ１よ
り送出されてきた溶融樹脂がミキシング部４の条溝６に
入るもののシリンダ２と前記フライト間に滞留する樹脂
量が増え，これらは一定方向に回動するフライトから機
械的な強制送出力などの直接的な影響を受けることな
く，送出時には前記した条溝６に入った溶融樹脂は隣接
する左右のフライトを越えて条溝７へと分流しながらス
クリュヘッド１０の先端側へ送出されることになる。

【００１８】これに対して，本発明では，ミキシング部
４に入った樹脂はほとんど全て強制的に主フライト４ａ
で掻き取られることとなり，これら掻き取られた樹脂は
条溝６内で強い渦流となり撹拌作用（矢印２０）を受け
ることとなる。さらに，先端部（スクリュヘッド１０
側）が閉塞された行止まりの条溝６側へ入った樹脂圧力
の高い樹脂は，サブフライト４ｂを越えながら（矢印２
１）先端部が開放された樹脂圧力の低い条溝７側へと流
れるためにサブフライト４ｂを越える際の樹脂流速も早
くなり，樹脂の混練性や分散性を高めることとなる。

【００１９】また，条溝６に入った樹脂は強制的に主フ
ライト４ａで掻き取られることにより，条溝６内で高い
樹脂圧力を保持でき，このため，高い可塑化能力を図る
ことができるのである。

【００２０】特に，従来撹拌効果と混練効果は高まるも
のの可塑化能力は低下するといった傾向が見うけられる
ため，本発明によるスクリュと従来のスクリュの可塑化
能力とスクリュ回転数との関係について実証テストを行
なった。結果は図４に示すとおりである。

【００２１】さらに，本発明によるスクリュ（図１）と
従来スクリュ（図５，図６，図７，図８）の顔料などの
混合度比較テストを行なった。 成形品；箱３２０（Ｗ）×２３５（Ｌ）×１３０（Ｈ）
×２．３（ｔ）重量５６０ｇ／個 樹脂；ＵＢＥ ＰＰ Ｊ７０９ＨＫに青マスタバッチカ
ラー５０倍 〈成形条件〉 スクリュ回転数；２００ｒｐｍ（ＭＡＸ） 背圧；０，１０ｋｇｆ／ｃｍ² 成形サイクル；射出５秒，冷却２０秒，１サイクル４５
秒 バレル温度；２２０℃ 成形機；ＰＺ４５０（宇部興産（株）宇部機械製作所
製） 型締力４５０ＴＯＮ スクリュ径φ７１

【００２２】前述のような成形条件で混合度（色分散
度）の比較を最近開発された混合度定量化方法によって
混合度の評価を行なった結果，下記の表１のごとき結果
を得た。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】以上説明したことからも明らかなよう
に，本発明の射出成形用スクリュでは，材料供給側から
材料吐出側の先端部にかけて供給帯域，圧縮帯域，計量
帯域を形成する射出成形用スクリュにおいて，前記計量
帯域の先部にシリンダとの間にクリアランスを有するプ
ランジャの外周面に，一端が閉塞された行止まりの条溝
を夫々連通しないように交互に逆方向に配置したミキシ
ング部を設け，さらに前記ミキシング部にシリンダとの
間に小クリアランスを持つ主フライトと前記主フライト
に対し僅かに大きなクリアランスを持つサブフライトを
交互に配設したことにより，高い撹拌効果と，高い混練
効果，さらに高い可塑化能力を有することができる。ま
た，低い背圧でも色分散が大幅に改善され，品質が著し
く改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例を示す正面図である。

【図２】図１のスクリュヘッド近傍の要部拡大図であ
る。

【図３】図２のＡ−Ａ線一部切断要部拡大図である。

【図４】従来の装置と本発明の装置の可塑化能力とスク
リュ回転の関係図である。

【図５】サブフライトを有する従来の多条スクリュ図で
ある。

【図６】ダルメージヘッドを有する従来の多条スクリュ
図である。

【図７】ミキシングヘッドを有する従来の多条スクリュ
図である。

【図８】ユニメルトヘッドを有する従来の多条スクリュ
図である。

【図９】図８のＢ−Ｂ線断面図である。

【図１０】図９の一部拡大断面図である。

【符号の説明】

１ スクリュ ２ シリンダ ３ ホッパ ４ ミキシング部 ４ａ 主フライト ４ｂ サブフライト ５ 送りフライト ５ａ 主フライト ５ｂ サブフライト ６，７ 条溝 １０ スクリュヘッド １１ チェックリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 材料供給側から材料吐出側の先端部にか
   けて供給帯域，圧縮帯域，計量帯域を形成する射出成形
   用スクリュにおいて，前記計量帯域の先部にシリンダと
   の間にクリアランスを有するプランジャの外周面に，一
   端が閉塞された行止まりの条溝を夫々連通しないように
   交互に逆方向に配置したミキシング部を設け，さらに前
   記ミキシング部にシリンダとの間に小クリアランスを持
   つ主フライトと前記主フライトに対し僅かに大きなクリ
   アランスを持つサブフライトを交互に配設したことを特
   徴とする射出成形用スクリュ。