JPH09262885A

JPH09262885A - 射出成形装置

Info

Publication number: JPH09262885A
Application number: JP8097413A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Nakajima; 英昭中島
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】シリンダを必要に応じて冷却することができ
ると共に、可塑化能力を向上させることができ、成形サ
イクルが早くても完全に、しかも安価に可塑化できる射
出成形装置を提供する。【解決手段】シリンダ（１）の外周部にヒータ（４〜
６）を設け、そして該ヒータ（４〜６）の外周部には所
定の間隔をおいて冷却ファン（２１、２２、２３）付き
のカバー（１０）を設ける。そしてヒータ（４〜６）の
外周部と冷却ファン付きのカバー（１０）の内周部との
間に熱回収室（１１）を形成し、ホッパー（３０）と熱
回収室（１１）を熱風路（１７）で接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも、その
内部にスクリュが回転方向と軸方向とに駆動可能に設け
られているシリンダと、該シリンダに樹脂材料を供給す
るホッパーとを備えた射出成形装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】射出成形装置は、周知のように、シリン
ダ、このシリンダ内に回転方向と軸方向とに駆動可能に
設けられているスクリュ、シリンダに樹脂材料を供給す
る結露しやすいアルミ製あるいは鉄製のホッパー等から
構成されている。したがって、スクリュを回転駆動しな
がらホッパーからシリンダに樹脂材料を供給すると、樹
脂材料はスクリュの供給部から圧縮部を経て計量部に送
られる過程で可塑化あるいは溶融計量される。

【０００３】上記溶融過程をさらに詳しく説明すると、
スクリュの供給部に供給される樹脂材料は、樹脂材料と
シリンダの内周面との間の摩擦力と、樹脂材料とスクリ
ュの表面との間の摩擦力との差により前方へ送られる。
このとき、樹脂材料は摩擦力の他に剪断作用も受け発熱
する。また、シリンダの外周部にはヒータが設けられて
いるので、シリンダの内周面に接した樹脂材料は、シリ
ンダから伝達される熱と、摩擦、剪断作用等により発生
する熱とにより溶融が始まり、溶融層が粒体状の樹脂材
料とシリンダの内周面との間にできる。この溶融層の粘
性流動により樹脂材料は、次の圧縮部へと送られる。送
られる推進力により樹脂材料は圧縮を受けソットベッド
が形成される。ソットベッドは、スクリュの圧縮部へ送
られるにつれてフイルムとしてシリンダの内周面部分で
徐々に厚さを増していく。このフイルムは、スクリュの
フライトにより掻き取られ、スクリュ溝の後方の推進面
にメルトプールと呼ばれる溶融樹脂の海を形成し、スク
リュの先端の計量部へ行けばこの海は大きくなり、溶融
は完了する。

【０００４】上記のようにして、樹脂材料を計量すなわ
ち可塑化することができるが、この可塑化能力を向上さ
せるためには、上述した可塑化現象から明らかなよう
に、スクリュの回転速度を上げる方法、シリンダの内周
面の摩擦抵抗を大きくして１回当たりの供給部での送り
効率を上げる方法、ホットホッパーで樹脂材料を加熱す
る方法、シリンダの供給部および圧縮部の温度をできる
だけ上げる方法等が考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような色々な方
法により可塑化能力を向上させることが一応できるが、
このような方法には問題があり、満足のいく向上は図ら
れていない。すなわち、スクリュの回転速度を上げる方
法あるいはシリンダの内周面の摩擦抵抗を大きくして１
回当たりの供給部での送り効率を上げる方法は、スクリ
ュの先端部での溶融不足が発生しやすい欠点がある。ま
た、ホットホッパーで樹脂材料を加熱する方法には電気
ヒータが使用されているので、消費電力が大きく製品の
コストアップになる。さらには、シリンダの供給部およ
び圧縮部の温度をできるだけ上げる方法では成形サイク
ルが早いと、熱伝達が不十分で可塑化不良が生じること
がある。また、樹脂材料の種類によっては、例えばＨＰ
ＶＰ樹脂材料は、粒径が小さくパウダー状になっている
ので、熱風での乾燥が困難であり、電気ヒータでは前述
したように成形品のコストアップになるので、特別に乾
燥することなく可塑化が行われているが、シルバースト
リークが生じることもあり、成形品の品質を落とすこと
がある。さらには、シリンダは場合によっては冷却し
て、内部の樹脂材料の分解を防止することが望ましい場
合もあるが、シリンダは格別に冷却されていないのが実
状である。本発明は、上記したような従来の欠点を解消
した射出成形装置を提供しようとするもので、具体的に
はシリンダを冷却することができると共に、可塑化能力
を向上させることができ、成形サイクルが早くても完全
に、しかも安価に可塑化できる射出成形装置を提供する
ことを目的としている。さらには、品質の高い成形品を
安価に得ることができる射出成形装置を提供することも
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、少なくとも、その内部にスクリュが回転
方向と軸方向とに駆動可能に設けられているシリンダ
と、該シリンダに樹脂材料を供給するホッパーとを備え
た射出成形装置において、前記シリンダの外周部にはヒ
ータが、そして該ヒータの外周部は所定の間隔をおいて
冷却ファン付きのカバーが設けられ、それによって前記
ヒータの外周部と前記冷却ファン付きのカバーの内周部
との間に熱回収室が形成されていると共に、前記ホッパ
ーと前記熱回収室は、熱風路で接続されている。請求項
２記載の発明は、請求項１記載の熱回収室の内部に、螺
旋状の空気案内部材が設けられ、それによって熱回収室
の内部に導かれた空気は熱回収室を旋回しながら熱風路
に送り出されるように構成され、請求項３記載の発明
は、請求項１または２記載のホッパーが、漏斗状の周壁
と該周壁を所定の間隔をおいて覆っているカバーとから
構成され、それによって前記周壁とカバーとの間に加熱
室が形成されていると共に、熱風路は前記加熱室の下方
位置に開口するように、そして請求項４記載の発明は、
請求項１〜３のいずれかの項に記載の冷却ファンが、ヒ
ータに対応して複数個設けられている。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面により本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本実施の形態に係わる射
出成形装置の断面図であるが、同図に示されているよう
に射出成形装置は、従来周知のようにシリンダ１を備え
ている。そして、このシリンダ１内に回転方向と軸方向
とに駆動可能にスクリュ２が設けられている。スクリュ
２は、図において右の方から左方に向かって供給部、圧
縮部および計量部となっているが、スクリュ２の供給
部、圧縮部および計量部に対応してシリンダ１の外周部
には第１〜３のヒータ４〜６が設けられ、そしてノズル
３の近傍に第４のヒータ７が設けられている。これらの
第１〜４のヒータ４〜７は個々に温度制御ができるよう
になっていて、一般には第１のヒータ４の温度が一番低
く、第４のヒータ７の温度が一番高くなっている。

【０００８】第１〜３のヒータ４〜６の外側には、これ
らのヒータ４〜６を所定の間隔をおいて取り囲み、密封
するようにして、筒状のカバー１０が設けられている。
これにより、第１〜３のヒータ４〜６の外側とカバー１
０の内側との間に熱回収室１１が形成されている。な
お、後述するように熱回収室１１には冷却用の空気が導
入されるが、この冷却用の空気が熱回収室１１内を短絡
しないように、熱回収室１１の内部には螺旋状の空気案
内板１２が設けられている。筒状のカバー１０には、第
１〜３のヒータ４〜６に対応して冷却空気導入管１４、
１５、１６が接続されている。そして、これらの冷却空
気導入管１４、１５、１６には、冷却用空気が熱回収室
１１の方へは流入することができるが、熱回収室１１か
ら外部へは出られない第１〜第３の逆止弁１８、１９、
２０と、冷却用空気を熱回収室１１の方へ送風する第１
〜第３のファン２１、２２、２３がそれぞれ設けられて
いる。なお、ファン２１、２２、２３は、独立してオ
ン、オフできるようになっている。したがって、例えば
第１のファン２１のみを起動すると、第１のヒータ４の
部分のみが冷却され、比較的低い熱風が得られることに
なる。カバー１０の後方端には、第１〜３のヒータ４〜
６すなわちシリンダ１を冷却した熱風を取り出す熱風路
１７が設けられ、この熱風路１７がホッパー３０に接続
されている。

【０００９】ホッパー３０は、漏斗状の周壁３１からな
る本体部と、筒状の供給部３２とから構成され、供給部
３２の下端が周知のようにしてシリンダ１に取り付けら
れている。そして、周壁３１を所定の間隔をおいて取り
囲むようにしてカバー３３が設けられている。これによ
り、周壁３１とカバー３３との間に加熱室３４が形成さ
れている。前述した熱風路１７は、この加熱室３４の下
方部分に開口している。また、加熱室３４の上方部に排
出口３６が設けられ、ホッパー３０の周壁３１を加熱し
て、温度が低くなった熱風が排出されるようになってい
る。なお、加熱室３４にも、螺旋状の案内板３５が設け
られ、導入された熱風が加熱室３４内を短絡しないよう
になっている。

【００１０】次に、上記実施の形態の作用について説明
する。樹脂材料Ｊをホッパー３０に入れる。また、第１
〜４のヒータ４〜７によりシリンダ１を所定温度に加熱
する。そうして、図には示されていないが、駆動装置に
よりスクリュ２を回転駆動する。そうすると、従来周知
のようにして樹脂材料Ｊは可塑化される。駆動装置によ
りスクリュ２を軸方向に駆動して射出する。

【００１１】上記のようにして、可塑化し、そして射出
するとき、例えば樹脂材料ＪがＨＰＶＣすなわち塩化ビ
ニール樹脂のような自己発熱しやすい樹脂材料のとき
は、樹脂温度の管理を充分に行わないと樹脂が分解する
ため、スクリュ２を回転駆動してシリンダ１の温度が上
昇して樹脂温度が上昇するのを防ぐため、第１〜４のヒ
ータ４〜７の温調がオフになったときには、第１〜第３
のファン２１〜２３を適宜駆動する。そうすると、外気
が冷却空気導入管１４、１５、１６から第１〜第３の逆
止弁１８、１９、２０を開いて熱回収室１１に供給され
る。外気は熱回収室１１内を空気案内板１２により、図
２において矢印で示されているようにシリンダ１の周り
を旋回しながら熱風路１７へと圧送される。この間に第
１〜３のヒータ４、５、６が冷却される。したがって、
シリンダ１内の樹脂材料が冷却される。第１〜３のヒー
タ４、５、６を冷却して昇温した外気は、熱風となって
上記したように熱風路１７へと圧送される。

【００１２】熱風路１７から加熱室３４に送られた熱風
は、加熱室３４内を案内板３５により案内されてホッパ
ー３０の周壁３１の周りを旋回する。そして排出口から
排出される。この間に熱風の熱は、周壁３１から樹脂材
料Ｊに伝わり、ホッパー３０内の樹脂材料Ｊが予熱、乾
燥される。この予熱により、可塑化が促進される。ま
た、シルバーストリーク等の発生が抑制される。なお、
冷却の必要度に応じて例えば第２のファン２２のみを起
動すると、第１および第３の逆止弁１８、２０は閉じ、
冷却風は第１、２のヒータ４、５を冷却してホッパー３
０に導かれることになる。

【００１３】また、成形サイクルを早くするためには、
成形品の冷却時間を短くすることが有効であり、そのた
めには金型温度と共に樹脂温度を下げなければならな
い。樹脂温度を下げるためにはシリンダ１の温度を下げ
なければならないが、例えばポリプロピレン（ＰＰ）の
ような樹脂材料は、未溶融が生じやすい。この未溶融を
防ぐためには、摩擦および剪断作用の大きいスクリュ２
を適用しなければならないので、スクリュ２の回転によ
る樹脂材料Ｊの自己発熱が多くなり、その結果シリンダ
１の温度が上昇する。そこで、前述したように、第１〜
第３のファン２１〜２３を適宜駆動する。そうして、同
様にしてホッパー３０内の樹脂材料Ｊが予熱、乾燥され
る。これにより、同様に可塑化が促進される。

【００１４】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
となく、色々な形で実施できる。例えば、第１〜第３の
ファン２１〜２３は、１個でも実施できる。また、上記
実施の形態では、熱回収室１１に導かれた外気は、比較
的温度の高い第３のヒータ６の方から温度の低い第１の
ヒータ４の方へ流れるようになっているが、これとは逆
に第１のヒータ４の方から第３のヒータ６の方へ流れる
ように実施することもできる。これにより、熱回収効率
が向上する。また、ホッパー３０の周壁３１の表面に凹
凸あるいはフイン等を付けて熱交換率を高めることもで
きる。さらには、樹脂材料Ｊの粒径が大きいときは、周
壁３１を多孔板から構成して、熱風を直接樹脂材料Ｊに
導くようにすることもできる。

【００１５】

【実施例】

実施例１：ＨＰＶＣ樹脂材料は、粒径が小さくパウダー
状になっているので、熱風では飛散し、また熱風口で材
料が固化しやすいので、乾燥が困難であり、シルバース
トリークが生じやすいが、本実施例においてＨＰＶＰを
約６０°Ｃ加熱したところ、すなわち約６０°Ｃになる
ように乾燥したところ、シルバーストリークは全く認め
られなかった。本実施例により成形条件の幅が広くなる
ことが分かる。実施例２：ＰＰ樹脂材料を本実施例において約８０°Ｃ
に予熱して可塑化したところ、常温のＰＰ樹脂材料を可
塑化する場合に比較して、約２０％の可塑化能力の向上
が図られた。

【００１６】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、シリン
ダのヒータの外周部と冷却ファン付きのカバーの内周部
との間に熱回収室が形成され、ホッパーと熱回収室は、
熱風路で接続されているので、必要に応じて冷却ファン
を起動して熱回収室に外気を導き、シリンダを冷却する
ことができる。そして、冷却した熱風でホッパーに収納
されている樹脂材料を予熱、乾燥することができる。し
たがって、本発明によると、可塑化能力を向上させるこ
とができ、成形サイクルが早くても完全に可塑化できる
という本発明特有の効果が得られる。しかも、本発明に
よると、シリンダを冷却した熱風が利用されているの
で、安価に可塑化できる。請求項２記載の発明による
と、熱回収室の内部に導かれた空気は、螺旋状のガイド
部材により熱回収室を旋回しながら熱風路に導かれるの
で、上記効果に加えてシリンダがより効果的に冷却され
る効果が得られる。したがって、ホッパー内の樹脂材料
もより効果的に予熱、乾燥される。請求項３記載の発明
によると、周壁とカバーとの間に加熱室が形成されてい
ると共に、熱風路は加熱室の下方位置に開口しているの
で、熱風は加熱室の下方から上昇し、その間に樹脂材料
が予熱、乾燥される。そして、請求項４記載の発明によ
ると、冷却ファンはヒータに対応して複数個設けられて
いるので、冷却ファンを選択して起動することができ、
シリンダの部位等に応じてきめ細かくシリンダを冷却す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のを示す断面図である。

【図２】図１におけるＡーＡ断面を拡大して模式的に
示す断面図である。

【符号の説明】

１シリンダ２
スクリュ４〜６第１〜３のヒータ１０カバー（冷却ファン付きのカバー）１１熱回収室１２
空気案内板１７熱風路２１〜２３第１〜３のファン３０
ホッパー３１周壁３３
カバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、その内部にスクリュ（２）
が回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているシリ
ンダ（１）と、該シリンダ（１）に樹脂材料（Ｊ）を供
給するホッパー（３０）とを備えた射出成形装置におい
て、前記シリンダ（１）の外周部にはヒータ（４〜６）が、
そして該ヒータ（４〜６）の外周部は所定の間隔をおい
て冷却ファン（２１、２２、２３）付きのカバー（１
０）が設けられ、それによって前記ヒータ（４〜６）の
外周部と前記冷却ファン付きのカバー（１０）の内周部
との間に熱回収室（１１）が形成されていると共に、前
記ホッパー（３０）と前記熱回収室（１１）は、熱風路
（１７）で接続されていることを特徴とする射出成形装
置。
【請求項２】請求項１記載の熱回収室（１１）の内部
には、螺旋状の空気案内部材（１２）が設けられ、それ
によって熱回収室（１１）の内部に導かれた空気は熱回
収室（１１）を旋回しながら熱風路（１７）に送り出さ
れる、射出成形装置。
【請求項３】請求項１または２記載のホッパー（３
０）は、漏斗状の周壁（３１）と該周壁（３１）を所定
の間隔をおいて覆っているカバー（３３）とから構成さ
れ、それによって前記周壁（３１）とカバー（３３）と
の間に加熱室（３４）が形成されていると共に、熱風路
（１７）は前記加熱室（３４）の下方位置に開口してい
る、射出成形装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかの項に記載の冷
却ファン（２１、２２、２３）は、ヒータ（４〜６）に
対応して複数個設けられている、射出成形装置。