CN101370636A - 射出装置 - Google Patents

Abstract

在成形机的射出装置中，通过使即将熔融的树脂保持在干燥状态，从而消除树脂中含有的水分对成形品的不良影响。射出装置具有接收成形材料的汽缸(11)、在汽缸(11)内进行驱动而对该成形材料进行计量的计量部件(13)。汽缸(11)具有接收成形材料的材料供应孔(11b)。将加热到预定温度的干燥气体供应到汽缸(11)中的材料供应孔(11b)的附近。

Description

射出装置

技术领域

本发明涉及一种射出成形机，尤其涉及在汽缸内加热树脂并由螺杆进行熔融和射出的射出装置。

背景技术

通常，在射出成形机的加热汽缸中，由料斗供应粒状或小球状的树脂。被供应到加热汽缸中的原料树脂由加热汽缸加热，并由在加热汽缸内进行旋转和往返移动的螺杆施加剪切力而被熔融。熔融的树脂从加热汽缸的前端喷嘴被射出到模具内。

由于当熔融树脂含有水分时，会给成形品的质量带来不良影响，因此被供应到料斗的树脂，一般在被供应到料斗之前或在料斗中进行干燥而除去水分。通常，树脂的干燥过程是将树脂暴露在预定温度的热风中而进行的。

作为向树脂供应热风以外的气体的技术，提供了一种向供应到加热汽缸中的树脂供应惰性气体的技术(例如，日本专利“特开2004-50415号公报”)。供应惰性气体是为了强制排出由熔融树脂产生的气体，以使熔融树脂中不含有气泡。并且，还提供了通过在熔融之前向树脂供应惰性气体来清除氧气，从而防止树脂被氧化的技术等。

在普通规格的树脂成形品的成形工艺中，由于成形品被连续地成形，因此例如被供应到1升容积的料斗中的干燥树脂，所有树脂会在几十分钟至几小时之内在加热汽缸中被熔融而射出。然而，当一个成形品非常小时(射出量小的成形)，即使连续成形，有时一天也只能用100g左右的量的树脂。在这种情况下，熔融之前的树脂会长时间停留在料斗内及加热汽缸的供应口附近。

当熔融前的树脂长时间停留在料斗内及加热汽缸的供应口附近时，树脂可能在停留期间再次吸收水分而不能维持干燥状态。尤其，在直列式射出装置等，由于螺杆轴从连接料斗的部分的水冷汽缸的后侧延伸，因此氧气或大气中的水分可能通过螺杆轴与水冷汽缸之间的间隙，从外部进入到水冷汽缸内。

如上所述，在射出量少的成形中，即使将已进行干燥处理的树脂供应到料斗中，也会存在树脂在熔融之前的期间在料斗或水冷汽缸内再次吸收水分的问题。根据树脂的种类，该水分有时会给成形品带来不良影响。例如，当树脂中的水分与熔融树脂一起从射出***出时，有时会在成形品的表面出现被称为银条的放射状的条纹。这种银条不仅损坏成形品的外观，而且当成形品为透镜等光学器件时，还会破坏光学器件的性能。

发明内容

本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于提供一种通过使即将熔融的树脂保持在干燥状态，从而可以消除树脂中含有的水分对成形品的不良影响的成形机的射出装置。

为了达到上述目的，根据本发明的一个方面的射出装置，具有接收成形材料的汽缸、在该汽缸内进行驱动而对该成形材料进行计量的计量部件，其中，该汽缸具有接收该成形材料的材料供应孔，并具有将加热到预定温度的干燥气体供应到所述汽缸中的该材料供应孔附近的单元。

根据本发明的另一个方面的射出装置，具有接收成形材料的汽缸、在该汽缸中进行驱动而对该成形材料进行计量的计量部件，该汽缸具有接收该成形材料的材料供应孔，并具有将通过压缩气体进行除湿而生成的干燥气体供应到所述汽缸内的该材料供应孔附近的单元。

在上述射出装置中，所述干燥气体最好是与周围空气具有相同组成的气体。或者，所述干燥气体也可以是惰性气体。所述干燥气体的湿度最好低于所述汽缸内的空气湿度。

在上述射出装置中，所述汽缸最好在所述材料供应孔的附近具有将所述干燥气体供应到汽缸内的干燥气体供应通道。所述干燥气体供应通道最好在低于所述材料供应孔的位置有向所述汽缸内的开口。并且，所述干燥气体供应通道最好在低于所述计量部件的位置有向所述汽缸内的开口。并且，所述干燥气体供应通道在向该成形材料的移动方向偏离所述材料供应孔的位置有向汽缸内的开口。

上述射出装置还可以具有从所述材料供应孔排出气体的排气单元。

根据本发明，由于在汽缸的材料供应孔附近吹入干燥气体，因此停留在该部分的树脂被暴露在干燥气体中而被干燥。因此，在汽缸中，可以在树脂即将熔融之前保持干燥状态，由此可以防止因熔融树脂中混入水分而对成形品产生不良影响。

附图说明

图1为设有根据本发明第一实施例的射出装置的电动射出成形机的整体结构图。

图2为图1中示出的射出装置的加热汽缸的截面图。

图3为沿图2的III-III线截取的加热汽缸的截面图。

图4为将干燥气体供应通道设置在材料供应孔的后方时的加热汽缸的截面图。

标记说明:10为射出装置，11为加热汽缸，11A为冷却汽缸，11a为喷嘴，11b为材料供应孔，12为料斗，13为螺杆，13a为刮板，20为合模装置，40为干燥气体供应装置，41为气体容器，42为气罐，43为加热器，44为开关阀，45为配管，46为干燥气体供应通道，47为密封部件。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的第一实施例的射出装置。

图1为设有根据本发明第一实施例的射出装置的电动射出成形机的整体结构图。首先，简单说明电动射出成形机的整体结构。图1中示出的电动射出成形机1，包含射出装置10及合模装置20。

射出装置10具有加热汽缸11，加热汽缸11上设有料斗12。加热汽缸11中设有螺杆13，螺杆13可自由进退且自由旋转。螺杆13的后端被支撑部件14旋转自如地支撑。支撑部件14上安装伺服电机等计量电机15作为驱动部。计量电机15的旋转通过安装在输出轴的同步带传递到作为被驱动部的螺杆13。

射出装置10具有平行于螺杆13的丝杠轴17。丝杠轴17的后端由同步带连接于射出电机19的输出轴。因此，可以通过射出电机19转动丝杠轴17。丝杠轴17的前端结合于固定在支撑部件14的螺母。当驱动射出电机19并通过同步带转动丝杠轴17时，支撑部件14可向前后进退，随之可以向前后移动作为被驱动部的螺杆13。

合模装置20具有安装可动模具21A的可动模板22和安装固定模具21B的固定模板24。通过可动模具21A与固定模具21B形成模具装置23。可动模板22与固定模板24通过连杆25连接。可动模板22可以沿着连杆25滑动。并且，合模装置20具有一端连接于可动模板22，另一端连接于肘节支架26的肘节机构27。肘节支架(toggle support)26的中央部可旋转自如地支撑滚珠丝杠轴29。滚珠丝杠轴29连接于设在肘节结构27的滑块(cross head)30上的螺母31。并且，滚珠丝杠轴29的后端设置滑轮32，伺服电机等合模电机28的输出轴33与滑轮32之间设有同步带34。

在合模装置20中，当驱动作为驱动部的合模电机28时，合模电机28的旋转通过同步带34传递到滚珠丝杠轴29。并且，通过滚珠丝杠轴29及螺母31从旋转运动转变为直线运动，并启动肘节机构27。可动模板22根据肘节机构27的作用沿着连杆25移动，由此可以进行闭模、合模及开模。合模电机28的输出轴33后端连接位置检测器35。位置检测器35通过检测合模电机28的旋转数或旋转量，检测随着滚珠丝杠轴29的旋转而移动的滑块30或通过肘节机构27连接于滑块30的可动模板22的位置。

本实施例的射出成形机在上述结构上增设了干燥气体供应装置40。干燥气体供应装置40生成后述的干燥气体而供应到加热汽缸11中。由料斗12供应并停留在加热汽缸11中的树脂被暴露在由干燥气体供应装置40供应的干燥气体中，由此清除水分变成干燥状态。因此，停留在加热汽缸11内的树脂，在维持干燥状态的同时由螺杆13送往前方，被熔融后射出。

下面，参照图2及图3说明将干燥气体供应到加热汽缸11中的过程。图2为加热汽缸11的截面图，图中还示出了干燥气体供应装置40。图3为沿图2的III-III线截取的加热汽缸11的截面图。

首先，参照图2说明干燥气体供应装置40。如上所述，干燥气体供应装置40是向加热汽缸11(更具体地讲，通过冷却汽缸11A向加热汽缸11)供应干燥气体的装置。

在图2示出的例子中，干燥气体供应装置40具有以预定压力收容干燥气体的气体容器41。由气体容器41排出的干燥气体通过单向阀被送往气罐42，并暂时储藏在气罐42中。气罐42上设有加热器43，将气罐42中的干燥气体加热到预定温度。在此，预定温度是根据供应到加热汽缸11中的成形材料(树脂)来决定的温度。更具体来讲，是为了让所使用的成形材料变成干燥状态而预先设定的温度。例如，当使用普通树脂时，该预定温度约为80℃～120℃。在气罐42中被加热到预定温度的干燥气体，通过配管45供应到加热汽缸11中。

加热汽缸11具有材料供应孔11b，被供应于料斗12的树脂通过该材料供应孔11b供应到加热汽缸11的内部。在加热汽缸11的内部设置螺杆13，螺杆13可以进行旋转及往返移动，所供应的树脂充满加热汽缸11的内壁和螺杆13上形成的刮板13a之间的空间。被供应到加热汽缸11中的作为成形材料的树脂，随着伴随螺杆13的旋转而移动的刮板13a向加热汽缸11的前方移动，即向图2的左侧移动。

加热汽缸11上设有多个加热器11c，将加热汽缸11加热到预定温度。在加热汽缸11中，由螺杆13的旋转而向前方移动的树脂，被加热器11c的热量加热。并且，随着伴随螺杆13的旋转的树脂的移动，树脂上作用剪切力而发热，树脂在向加热汽缸11的前方移动的过程中变成熔融状态。在加热汽缸11的前端部，树脂完全变成熔融状态。在此，通过向前方移动螺杆13，将熔融树脂由前端喷嘴11a射出到模具中。

在加热汽缸11中，为了使树脂不会在由料斗12供应树脂的部分被熔融或软化，有必要将加热汽缸11保持在预定温度。例如，该预定温度为80℃。由于加热汽缸11由加热器11a进行加热，因此由料斗12供应树脂的部分反而需要进行冷却，将其保持在例如80℃以下。因此，在加热汽缸11的后端部设置冷却汽缸11A，料斗12通过冷却汽缸11A安装在加热汽缸11上。冷却汽缸11A内形成流通致冷剂或冷却水的通道，通过在该通道流通致冷剂或冷却水，从而冷却加热汽缸11的后端部，以保持例如80℃以下的温度。

由于干燥气体供应装置40所供应的干燥气体在设置上述冷却汽缸11A的部分被供应到加热汽缸11的内部。因此，在图2示出的例子中，贯通冷却汽缸11A和加热汽缸11形成干燥气体供应通道46。在干燥气体供应通道46上连接配管45，从而通过配管45和干燥气体供应通道46将在气罐42中加热到预定温度的干燥气体供应到加热汽缸11的内部。

在图3示出的例子中，干燥气体供应通道46设置在连接料斗的材料供应孔11b的附近。具体来讲，在安装料斗12的部分的相反侧，干燥气体供应通道46从冷却汽缸11A的下侧延伸，并贯通到加热汽缸11的里面而开口。因此，干燥气体供应通道46在加热汽缸中的开口位置为，在材料供应孔11b的附近低于材料供应孔11b的位置。据此，由干燥气体供应通道46供应的加热到预定温度的干燥气体，变成热风而穿过供应到加热汽缸中的粒状或小球状树脂之间的间隙而流向上方，并通过材料供应孔11b从料斗12排放到周围。因此，在加热汽缸11中，尤其是停留在冷却汽缸11A部分的树脂，通过被暴露在干燥气体中使树脂中的水分被干燥气体吸收，结果树脂变成干燥状态。

在加热汽缸11中树脂移动的方向上，加热汽缸11中的干燥气体供应通道46的开口位置位于材料供应孔11b的前面(与加热汽缸11的喷嘴11a方向偏离的位置)。这是为了在加热汽缸11中，尽量靠近树脂开始被软化或熔融的位置供应干燥气体而干燥树脂。

在上述说明中，通过形成贯通加热汽缸11的壁部分的孔作为干燥气体供应通道46，然而干燥气体供应通道46并不限定于贯通加热汽缸11的孔的结构。例如，可以通过材料供应孔11b将流通干燥气体的软管或导管***到加热汽缸11内，以此作为干燥气体供应通道46。或者，可以利用形成在加热汽缸11和螺杆13之间的间隙，将干燥气体供应到加热汽缸11内。如上所述，供应干燥气体的方法，除了贯通加热汽缸11的壁部分而形成的干燥气体供应通道46之外，还包含各种结构。

干燥气体可以被连续地供应到加热汽缸11内，或者可以间歇性地供应，在间歇性的供应过程中，只要用新的干燥空气替换被送往加热汽缸11内的先前的干燥气体，也能使树脂保持干燥状态即可。

在此，说明由干燥气体供应装置40供应的干燥气体。本发明的干燥气体可以是各种气体，而且对其温度及湿度也没有限定，只要在流动到树脂周围时可以从树脂吸收水分即可。但是，由于干燥气体将被排到设置射出成形机的地方的空气中，因此最好是没有毒性且没有***等危险的不燃性气体。作为这种气体，包含氮气、氦气等惰性气体。当使用惰性气体时，还具有从树脂周围除去氧气而防止氧化的效果。作为特别适用的气体，可以列举与周围空气相同组成的空气。例如，可以使用图2中示出的加热器43将空气加热到高温，以此减少空气中所含有的水分。再压缩空气，通过降低结露点进行除湿而生成结露点比室温空气低的干燥空气，并通过干燥气体供应通道向加热汽缸11中供应该干燥空气。

当使用与成形机的周围空气不同的气体作为干燥气体时，为了防止干燥气体被排放到成形机的周围空气中，可以设置堵住料斗12的上部开口并从料斗12吸引干燥气体进行排出的结构。即，设置通过加热汽缸11的材料供应孔11b吸引干燥气体进行排出的排出单元。所吸引的干燥气体被排到远离成形机的周围空气的地方，例如屋外。当干燥气体具有毒性时，可以先进行中和或清除毒性的处理之后排到外部。

干燥气体的温度取决于所使用的树脂的种类，通常最好为80℃～120℃左右。当低于该温度时，干燥效果降低。当温度过高时，导致树脂被软化或熔融，使冷却汽缸11A内的温度上升，从而发生不得不流通更多冷却水的问题。

使用干燥空气作为干燥气体时的湿度，只要低于加热汽缸11内的空气湿度就具有吸收树脂水分的效果，但是作为可以从树脂有效地吸收水分的条件，最好使用在结露点温度为-40℃～0℃环境下被除湿的空气。但是，将一般的室温空气加热到80℃～120℃的空气，也相当于本发明的干燥空气。

下面对干燥气体供应通道46进行说明。如图2示出的例子，当干燥气体供应通道46在加热汽缸11中从加热汽缸11的下侧向上延伸时，粒状树脂或树脂粉可能会掉进干燥气体供应通道46中。因此，如图3所示，最好将干燥气体供应通道46从斜上方延长而形成。此时，在加热汽缸11中，干燥气体供应通道46的开口朝下，因此树脂颗粒或树脂粉因重力而不会进入到干燥气体供应通道46中，从而可以防止干燥气体供应通道46被树脂堵塞。

不管是图2示出的例子还是图3示出的例子，在加热汽缸11中，干燥气体供应通道46始终在材料供应孔11b的附近低于材料供应孔11b的位置开口。并且，在加热汽缸11中，干燥气体供应通道46的开口最好位于低于计量部件的螺杆13的位置。而且，如上所述，在加热汽缸11中树脂移动的方向上，干燥气体供应通道46的开口位置最好位于材料供应孔11b的前面(与加热汽缸11的喷嘴11a方向偏离的位置)。

如图4所示，也可以将干燥气体供应通道46设置在材料供应孔11b的后方。此时，由于材料供应孔11b的后方在成形过程中也设有没有成形材料的空间，因此可以防止成形材料(树脂)进入到干燥气体供应通道46而发生堵塞。而且，也可以在干燥气体供应通道46的后方，在螺杆13与加热汽缸11之间设置密封部件47。通过设置密封部件47，可以对螺杆13与加热汽缸11之间的空间进行密封，即使将干燥气体供应通道46设置在材料供应孔11b的后方，也能有效地将成形材料变为干燥状态。这里，就算螺杆13做进退动作，密封部件47也设置在接触螺杆13的圆筒状部分的位置。

在上述结构中，形成在加热汽缸11上的干燥气体供应通道46作为将干燥气体供应到加热汽缸11的单元而动作。虽然干燥气体供应装置40可以被包含在将干燥气体供应到加热汽缸11的单元中，但由于干燥气体供应装置40有时同时对多个射出成形机的射出装置供应干燥气体，没必要在一台射出成形机(射出装置)上设置一台干燥气体供应装置40，可以通过连接配管由一台干燥气体供应装置40向多个射出成形机供应干燥空气。即，可以由多个射出成形机共用一台干燥气体供应装置40。因此，在射出装置中，可以将在加热汽缸11上形成的干燥气体供应通道46看作是将干燥气体供应到加热汽缸11的单元。

当通过连接配管由一台干燥气体供应装置40对多个射出成形机供应干燥空气时，与在每台射出成形机上安装干燥气体供应装置的结构相比，对于多个射出成形机的整体而言，可以减少供应干燥空气的结构上的费用。

本发明并不限定于上述的具体实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以具有各种变形例及改良例。

本申请以2006年1月23日申请的日本专利申请2006-014313号作为主张优先权的基础，本申请引用该申请的全部内容。

本发明在射出成形机中，可以应用于在汽缸内加热树脂并由螺杆熔融树脂进行射出的射出装置。

Claims (10)

1.一种射出装置，具有接收成形材料的汽缸、在该汽缸内进行驱动而对该成形材料进行计量的计量部件，其特征在于，

该汽缸具有接收该成形材料的材料供应孔，并具有将加热到预定温度的干燥气体供应到所述汽缸中的该材料供应孔附近的单元。

2.一种射出装置，具有接收成形材料的汽缸、在该汽缸中进行驱动而对该成形材料进行计量的计量部件，其特征在于，

该汽缸具有接收该成形材料的材料供应孔，并具有将通过压缩气体进行除湿而生成的干燥气体供应到所述汽缸内的该材料供应孔附近的单元。

3.根据权利要求1或2所述的射出装置，其特征在于，所述干燥气体是与周围空气具有相同组成的气体。

4.根据权利要求1或2所述的射出装置，其特征在于，所述干燥气体是惰性气体。

5.根据权利要求1或2所述的射出装置，其特征在于，所述干燥气体的湿度低于所述汽缸内的空气湿度。

6.根据权利要求1或2所述的射出装置，其特征在于，所述汽缸在所述材料供应孔的附近具有将所述干燥气体供应到汽缸内的干燥气体供应通道。

7.根据权利要求6所述的射出装置，其特征在于，所述干燥气体供应通道在低于所述材料供应孔的位置有向所述汽缸内的开口。

8.根据权利要求6所述的射出装置，其特征在于，所述干燥气体供应通道在低于所述计量部件的位置有向所述汽缸内的开口。

9.根据权利要求6所述的射出装置，其特征在于，所述干燥气体供应通道在向该成形材料的移动方向偏离所述材料供应孔的位置有向汽缸内的开口。

10.根据权利要求1或2所述的射出装置，其特征在于，还具有从所述材料供应孔排出气体的排气单元。

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