JPH0623815A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スクリュの前後長を短くして小型化を図ること
ができ、設置スペースの増大及び成形機費用の高騰を抑
制することの可能な射出成形機を提供する。 【構成】射出成形機１をシリンダ２と、その内部に配設
されたスクリュ３と、スクリュ駆動装置４等から構成す
る。スクリュ３のスクリュ本体５Ａを後端部３ａから前
端部３ｂに向かって徐々に拡径させる。また、シリンダ
２の後端部２ａよりも材料供給源側にあるホッパ７の円
筒部７ｂの外周に脱気ポート１０を設け、脱気ポート１
０にパイプ１１を介して減圧用のポンプ１２を接続す
る。従って、高分子材料の可塑化に伴い発生した気体成
分は高分子材料から分離し、高分子材料の流れとは反対
にスクリュ３の後端部３ａ側へ向けて流れ、脱気ポート
１０からホッパ７外へ脱気される。このため、段差部を
設ける必要がなくなり、スクリュ３の前後長Ｌ１の短縮
化が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は脱気装置を備えた射出成
形機に係り、詳しくは、エンジニアリングプラスチック
等の樹脂製品やゴム製品の成形に際して気泡の発生を抑
制するための脱気装置を備えた射出成形機に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂、ゴム等の高分子材
料を成形するための射出成形機としては、インラインス
クリュタイプが一般的である。このタイプはスクリュを
内蔵した加熱シリンダを備え、可塑化された高分子材料
をスクリュの回転によって前方へ送り出した後、同スク
リュのの前進によって加熱シリンダのノズルから射出さ
せるものである。

【０００３】このタイプの射出成形機では、高分子材料
の可塑化に伴って発生した気体成分が金型内に入り込ん
で成形品の不良発生の原因となるおそれがある。このよ
うな不具合を防止するための射出成形機として、ベント
式射出成形機が知られている。

【０００４】図３に示すように、このベント式射出成形
機は、シリンダ４１を備え、その内部にはスクリュ４２
が回転可能、かつ、前後方向（同図左右方向）への進退
可能に設けられている。前記スクリュ４２は、その後端
部（図の右端部）から中間部に向かって徐々に拡径して
いる。スクリュ４２の中間部には後端部と同程度の外径
の段差部４３が形成されている。そして、スクリュ４２
は、この段差部４３から前端部に向かって再び徐々に拡
径している。また、シリンダ４１において前記段差部４
３にほぼ対応する箇所には、脱気用のベントポート４４
が設けられ、これに減圧用のポンプ４５が接続されてい
る。

【０００５】上記のベント式射出成形機によれば、ホッ
パ４６に収容された高分子材料がシリンダ４１後端部に
供給される。前記高分子材料はシリンダ４１外周のヒー
タ４７によって加熱されるとともに、スクリュ４２の回
転に伴い剪断応力を受け、可塑化されつつスクリュ４２
の前方へ送り出される。そして、可塑化に伴って発生
し、高分子材料中に圧縮された状態で混入されていたモ
ノマーや水分等の気体成分が、スクリュ４２とシリンダ
４１内壁との間の空間の容積が増大する段差部４３部分
で膨張し気泡となる。この気泡はポンプ４５の作動によ
り吸引され、前記ベントポート４４を介してシリンダ４
１の外部へ脱気される。このようにして脱気された可塑
化状態の高分子材料は再度圧縮されつつ前方へ送り出さ
れ、その後スクリュ４２の前方への移動によってノズル
４８から金型４９内へ射出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
技術では、段差部４３において、スクリュ４２とシリン
ダ４１内壁との間の空間容積を他の箇所よりも大きく
し、溶融材料がこの箇所を通過する際に溶融材料内の気
体成分を気化させていた。このように、上記のベント式
射出成形機では、スクリュ４２の中間部に段差部４３を
設けていることから、この段差部４３よりも前方部分の
スクリュ４２において、高分子材料を再度圧縮させて送
り出すために所定の長さを確保する必要がある。このた
め、同スクリュ４２の前後長Ｌ３が一般的なインライン
スクリュタイプの射出成形機に比べて２倍程度長いもの
となっていた。従って、成形機自体が大型となり、結果
として設置スペースの増大及び成形機費用の高騰といっ
た問題が発生していた。

【０００７】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的はスクリュの前後長を短く
して小型化を図ることができ、設置スペースの増大及び
成形機費用の高騰を抑制することの可能な射出成形機を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するため、鋭意検討した結果、脱気口をシリンダの
後端部よりも材料供給源側に設けることにより、気体成
分が高分子材料の流れとは反対に、上流側へ流れること
を見出し、本発明に到達した。

【０００９】すなわち、本発明は、材料供給源からの熱
可塑性高分子材料が後端部から導入されるシリンダと、
前記シリンダを加熱するヒータと、前記シリンダ内に配
設され、かつ、長尺状スクリュ本体の外周に突条を螺旋
状に形成してなるスクリュと、前記スクリュを回転駆動
させることにより、前記ヒータにて可塑化された高分子
材料を前記シリンダの前方へ送り出すとともに、前記ス
クリュを前進駆動させることにより、前記可塑化状態の
高分子材料を加圧するスクリュ駆動装置と、前記高分子
材料の可塑化に伴って発生する気体成分を、前記シリン
ダの脱気口から吸引及び除去する脱気装置と、前記シリ
ンダの前方に配設され、かつ、前記加圧により前記シリ
ンダの前端部から射出された可塑化状態の高分子材料を
取り込み、これを所望の形状に成形する成形用金型とを
備えた射出成形機において、前記脱気口を前記シリンダ
の後端部よりも材料供給源側に設けたことをその要旨と
している。

【００１０】

【作用】上記の構成によれば、材料供給源からの熱可塑
性高分子材料がシリンダの後端部から導入される。一
方、スクリュはスクリュ駆動装置にて回転駆動される。
そして、高分子材料はヒータにより加熱されるととも
に、スクリュの回転駆動により圧縮応力を受け可塑化さ
れつつ前方へ送り出される。その後、スクリュの前方駆
動により、可塑化状態の高分子材料が加圧され、シリン
ダの前端部から成形用金型内に射出され、所望の形状に
成形される。このとき、高分子材料の可塑化に伴って気
体成分が発生するが、この気体成分はシリンダの脱気口
から脱気装置によって吸引及び除去される。このため、
成形用金型内に射出された高分子材料中の気泡は低減さ
れる。

【００１１】この脱気口はシリンダの後端部よりも材料
供給源側に設けられている。このため、気泡が高分子材
料の流れとは反対に、上流側へ流れ、脱気口から吸引除
去される。従って、従来のように、スクリュ本体に段差
部を形成する必要がなくなる。その結果、スクリュにお
いて材料圧縮送り出しのために、段差部からさらに前方
側へ所定長を確保する必要がなくなり、スクリュの前後
長の短縮化が図られる。

【００１２】

【実施例】

（第１実施例）以下、本発明を具体化した第１実施例を
図１に基づいて説明する。射出成形機１はシリンダ２
と、その内部に配設されたスクリュ３と、同スクリュ３
を回転駆動させるとともに前進及び後退させるスクリュ
駆動装置４とを備えている。スクリュ３は、後端部３ａ
（図の右端部）から前端部３ｂ（図の左端部）に向かっ
て徐々に拡径されたスクリュ本体５Ａと、該スクリュ本
体５Ａの外周に螺旋状に一体形成された突条５Ｂとから
なっている。

【００１３】前記シリンダ２の後端部２ａには材料供給
口６が形成されている。この材料供給口６にはホッパ７
が設けられている。ホッパ７は樹脂又はゴムよりなるチ
ップ状の高分子材料を収容可能なテーパ部７ａと、テー
パ部７ａの下部に形成された円筒部７ｂとからなってい
る。前記テーパ部７ａの上部は蓋８により覆われてい
る。この蓋８には開口部８ａが形成され、材料供給源か
らの材料が材料供給路９及び前記開口部８ａを通ってホ
ッパ７内に適宜補充されるようになっている。

【００１４】前記シリンダ２の後端部２ａよりも材料供
給源側にある前記円筒部７ｂの外周には、脱気口として
の脱気ポート１０が設けられている。この脱気ポート１
０にはパイプ１１を介して脱気装置としての減圧用のポ
ンプ１２が接続されている。

【００１５】前記シリンダ２の前方には成形用金型１３
が設けられている。そして、前記スクリュ駆動装置４に
てスクリュ３が前方に移動されることにより、シリンダ
２の前端内部の高分子材料が加圧されてノズル１４から
金型１３のキャビティ（図示せず）内に射出されるよう
になっている。

【００１６】なお、前記シリンダ２の外周には、バンド
ヒータ１５が巻回され、シリンダ２内を加熱するように
なっている。次に、上記の射出成形機１の作用について
説明する。

【００１７】前記ホッパ７内に収容されたチップ状の高
分子材料は円筒部７ｂから材料供給口６を通ってシリン
ダ２の後端部２ａ内に導入される。この高分子材料は、
突条５Ｂの回転によって前方へ送り出される。この際、
高分子材料はスクリュ３とシリンダ２内壁と間に挟まれ
て剪断応力を受けるとともに、バンドヒータからの熱を
受ける。その結果、高分子材料が可塑化される。

【００１８】上記の可塑化に伴い、高分子材料からはモ
ノマー、水分等の気体成分が発生する。この気体成分は
膨張して気体となり、高分子材料から分離した後、高分
子材料の流れとは反対にスクリュ３の後端部３ａ側へ向
けて流れる。この気体の分離及び逆流は、スクリュ３と
シリンダ２内壁との間の隙間が後端部３ａ側ほど大き
く、後端部３ａ側内の圧力が低くなっているために起こ
るものと考えられる。そして、気体成分は後端部３ａか
ら材料供給口６を通ってホッパ７の円筒部７ｂ内に侵入
する。円筒部７ｂ内は、ポンプ１２の駆動によって減圧
状態となっているので、前記気体成分はチップ状の材料
間を通り、脱気ポート１０からホッパ７外へ排出され
る。その後、気体成分はパイプ１１を経てポンプ１２内
に吸引される。このようにして、材料中の気体成分がポ
ンプ１２により脱気される。

【００１９】一方、気体成分の脱気された可塑化状態の
高分子材料は突条５Ｂのさらなる回転によりスクリュ３
の前端部３ｂまで送り出される。そこで、スクリュ駆動
装置４によってスクリュ３を前方へ移動させることによ
り、高分子材料が加圧され、ノズル１４から金型１３の
キャビティ内に射出される。そして、高分子材料は金型
１３によって所望の形状に成形される。

【００２０】このようにして得られた成形品には、従来
のベント式の射出成形機で成形した場合と同様に、前記
気体成分による不良、例えばシルバーストリーク（銀
条）等が生じていない。

【００２１】上記のように、本実施例では、従来のベン
ト式射出成形機のような段差部を設けなくとも確実に脱
気を施すことができる。このため、段差部を設けること
に伴って、スクリュの段差部よりも前方側に所定長確保
する必要がなくなる。従ってって、本実施例ではスクリ
ュの前後長Ｌ１をいわゆる一般の射出成形機のスクリュ
と同程度の長さとしてもベント式射出成形機と同程度に
脱気を行うことができる。すなわち、スクリュの前後長
Ｌ１を従来のベント式射出成形機のスクリュの前後長Ｌ
３よりも短くすることができる。その結果、射出成形機
１全体の小型化を図ることができ、ひいては、設置スペ
ースの増大及び成形機費用の高騰を抑制することができ
る。

【００２２】また、この実施例では、シリンダ２とスク
リュ３に関しては、通常の射出成形機と同等のものを用
いるとともに、ホッパ７に脱気ポート１０を設ける構成
とした。従って、ベント式射出成形機を用いた場合の独
自の複雑な操作を必要とせず、簡単な操作で成形作業を
行うことができる。

【００２３】（第２実施例）次に、本発明を具体化した
第２実施例について図２に従って説明する。本実施例の
射出成形機２０では、ホッパ７とシリンダ２との間に定
量供給装置２１を設けた点が前記第１実施例と大きく異
なっている。

【００２４】前記定量供給装置２１は、フィードシリン
ダ２２とフィードスクリュ２３とを備えている。フィー
ドスクリュ２３はフィードシリンダ２２の外部に設けら
れたモータ２４の駆動により回転され、その回転によっ
て、ホッパ７からの材料を所定量ずつ後方へ移動させ、
スクリュ３の後端部３ａ上に供給する。前記フィードシ
リンダ２２の前端部２２ａ（同図左側）の上部には、材
料供給口２５が形成され、ここにホッパ７が設けられて
いる。

【００２５】前記フィードシリンダ２２の後端部２２ｂ
の上部には、脱気口としての脱気ポート２６が設けられ
ている。この脱気ポート２６には前記同様パイプ１１を
介して減圧用のポンプ１２が接続されている。

【００２６】従って、本実施例によっても前記第１実施
例と同様に、スクリュ３の前後長Ｌ２を、ベント式射出
成形機のスクリュの前後長Ｌ３よりも短くすることがで
きるという作用及び効果を奏する。また、その外に、定
量供給装置２１により材料を所定量ずつスクリュ３の後
端部３ａに供給することができる。

【００２７】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記第１実施例では、ホッパ７の筒状部７ｂに脱
気ポート１０を設ける構成とし、第２実施例では、フィ
ードシリンダ２２の前端部２２ｂの上部に脱気ポート２
６を設ける構成としたが、脱気ポートはスクリュ３の後
端部３ａよりも上流側（材料供給源側）であればいずれ
の箇所に設けてもよい。また、例えばホッパ７の内部
に、ストレーナを先端に有するパイプを配設し、同パイ
プより脱気させる構成としてもよい。

【００２８】（２）前記ホッパ７には、材料抜き出し用
の口を設けてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の射出成形
機によれば、小型化を図ることができ、設置スペースの
増大及び成形機費用の高騰を抑制することができるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第１実施例における射出成
形機の概略を示す断面図である。

【図２】第２実施例における射出成形機の概略を示す断
面図である。

【図３】従来技術におけるベント式射出成形機の概略を
示す断面図である。

【符号の説明】

２…シリンダ、２ａ…後端部、２ｂ…前端部、３…スク
リュ、４…スクリュ駆動装置、５Ａ…スクリュ本体、５
Ｂ…突条、６，２５…材料供給口、１０，２６…脱気口
としての脱気ポート、１２…脱気装置としてのポンプ、
１５…ヒータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 材料供給源からの熱可塑性高分子材料が
   後端部（２ａ）から導入されるシリンダ（２）と、 前記シリンダ（２）を加熱するヒータ（１５）と、 前記シリンダ（２）内に配設され、かつ、長尺状スクリ
   ュ本体（５Ａ）の外周に突条（５Ｂ）を螺旋状に形成し
   てなるスクリュ（３）と、 前記スクリュ（３）を回転駆動させることにより、前記
   ヒータ（１５）にて可塑化された高分子材料を前記シリ
   ンダ（３）の前方へ送り出すとともに、前記スクリュ
   （３）を前進駆動させることにより、前記可塑化状態の
   高分子材料を加圧するスクリュ駆動装置（４）と、 前記高分子材料の可塑化に伴って発生する気体成分を、
   前記シリンダ（２）の脱気口（１０，２６）から吸引及
   び除去する脱気装置（１２）と、 前記シリンダ（２）の前方に配設され、かつ、前記加圧
   により前記シリンダ（２）の前端部（２ｂ）から射出さ
   れた可塑化状態の高分子材料を取り込み、これを所望の
   形状に成形する成形用金型（１３）とを備えた射出成形
   機において、 前記脱気口（１０，２６）を前記シリンダ（２）の後端
   部（２ａ）よりも材料供給源側に設けたことを特徴とす
   る射出成形機。