JP2004322438A - 樹脂材料の可塑化方法及びそのための可塑化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成形樹脂材料の加熱によって揮発した、未反応のガス状のモノマーを効率的に除去する可塑化方法及びそのための可塑化装置が望まれる。
【解決手段】可塑化方法は、ホッパ（３４）からシリンダ（３３）又は（１３３）に供給された樹脂材料を前記シリンダの中で加熱してスクリュウ（３１）によって剪断発熱させて可塑化する際に、前記ホッパの下流側の、未溶融の前記樹脂材料が存在する範囲の先端側の近傍に形成された第１のガス抜き孔（５１）と、前記ホッパの下部に設けた第２のガス抜き孔（７１）との間に熱風を通過させて、前記第１のガス抜き孔と前記第２のガス抜き孔との間に存在する、前記樹脂材料の隙間に存在するガスを除去する。このための可塑化装置は、樹脂材料による詰まりを防止した第１のガス抜き孔（５１）又は（６１）を備え、更に熱風供給装置（８１）と吸引装置（８５）を備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形樹脂材料の加熱によって未反応のままで揮発したガス状のモノマーを除去しながら可塑化する可塑化方法及びそのための可塑化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機の射出装置において、ホッパからシリンダに投入されたプラスチック樹脂材料（以下、単に樹脂と称される。）は、スクリュウの回転によって前方に送られる際に、シリンダに巻回されたヒータによって加熱されると共に混練圧縮されて、剪断発熱して融解する。この圧縮は、樹脂が、スクリュウの溝の深さがその途中から先端側に向けて徐々に浅く形成されたコンプレッションゾーンを通過することによって行われる。このような樹脂を融解する過程は可塑化と称される。
【０００３】
可塑化の際に加熱された樹脂からは、ガス状に揮発したモノマー（以下、単にガスと称される。）が未反応のまま発生することがある。このガスは、樹脂が未溶融であっても発生する。このガスの発生は、成形品の熱的な強度や難燃性等の特性を特に向上したエンジニアリングプラスチックにおいて顕著である。前記の特性を付与するために各種の添加物がエンジニアリングプラスチックに加えられるからである。このガスは、除去されない場合にヤニとなって付着して、金型のベントを詰まらせて成形品の寸法精度を低下したり、成形品の外観を汚損する。それで、射出装置は、ホッパからガスを吸引する装置、あるいはシリンダの中程でガスを放出又は吸引するガス抜き孔をガス抜き手段として備えていた。このガスには、樹脂の乾燥が不充分である場合の水分も含まれていた。
【０００４】
ところで、射出成形機の射出装置には、インラインスクリュウ射出装置とスクリュウプリプラ射出装置とがある。前者は、１本の加熱シリンダと１本のスクリュウ（以下、インラインスクリュウと称される。）を備え、樹脂の可塑化と射出がそれらによって行われる。この射出装置の基本構成は、図４の本発明に係る射出装置の基本構成と同じものである。加熱シリンダ中のインラインスクリュウは、可塑化工程で回転しながら後退してスクリュウの前方に溶融した樹脂を貯留する一方、射出工程で前進してその融解樹脂を射出する。射出のためにインラインスクリュウが前後に大きく移動することから、この射出装置は長い加熱シリンダを備えている。一方、後者は、通常、予備可塑化装置とプランジャ射出装置とを備え、樹脂の可塑化が予備可塑化装置の予備可塑化シリンダの中で回転するスクリュウによって行われ、射出がプランジャ射出装置のプランジャ射出シリンダの中で前後に移動するプランジャによって行われる。この射出装置の基本構成は、図１の本発明に係る射出装置の基本構成と同じものである。この場合、スクリュウは、射出を行わないためにほとんど前後に移動せず、射出時のプランジャ射出装置から予備可塑化装置への溶融樹脂の逆流を防止するために僅かに移動するに過ぎない。それで、この射出装置のスクリュウ及び予備可塑化シリンダは、プランジャ射出装置の側方に沿って配置されることもあって、短いコンパクトなものに構成されていた。
【０００５】
このような射出装置において、従来、上記のガス抜き手段は、つぎの２つの方式によって実施されていた。１つは溶融した樹脂から脱気する方式であり、もう１つは未溶融の樹脂から脱気する方式である。
【０００６】
前者の方式は、ベント式といわれる最も一般的な方式であり、インラインスクリュウ射出装置において最も採用されているものである。この方式では、通常、加熱シリンダの中程にベント孔と称されるガス抜き孔が形成されてガス抜きが行われるが、ベント孔の近傍での樹脂がほとんど溶融した状態でシリンダ中に充満していることから、ベントアップと称される樹脂の漏れ出し現象を防止するために、ベント孔に対向して移動する範囲のスクリュウの溝が深溝に形成されてこの範囲での樹脂の圧力が低減される。それで、このための特殊な形状のスクリュウの選定が必要となり、種々の形状のスクリュウが提案され実用に供されている。ただし、上記の特有の形状のスクリュウに関しては、後に説明されるように本発明がそのようなスクリュウを必要としないことから、その説明は省略される。
【０００７】
前者の方式が採用されたインラインスクリュウ射出装置のベント孔に関する特許文献には、例えば、特許文献１、２、３などがある。これらの文献は、上記の特殊なスクリュウを含んだ上でベント孔に関する提案を開示している。これらのベント孔の提案はベントアップを防止する形状を開示するものであるが、外側に開口するベント孔自体はほとんど真直なある程度の大きさの溝に形成されているだけである。そして、ベント孔の形状は、上記したスクリュウの深溝部分に対応する位置に形成されることを前提としている。
【０００８】
前者の方式は、特にスクリュウによって射出するスクリュウ射出装置を含んだスクリュウプリプラ射出装置においても開示されている（特許文献４参照）。この装置は、予備可塑化装置と射出装置との接続部にベント孔を備えた射出装置である。ただし、射出用のスクリュウが前後に大きく移動することから、そのスクリュウはインラインスクリュウ射出装置のような特殊な形状に形成されている。
【０００９】
一方、後者の未溶融の樹脂から脱気する方式は、ほとんど一般的でない。竪型のスクリュウプリプラ装置のシリンダの、ホッパに連通する材料投入孔の上方にベント孔を備えた可塑化装置に関するものが僅かに発見されたに過ぎない（特許文献５参照）。この射出装置は、特許文献４と同様にスクリュウによって射出する射出装置を備えたものであるが、可塑化装置については一般的なスクリュウプリプラ装置に属するものである。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭５３−１４９２６２号公報（頁１の下から１行目より頁２の下から３行目まで、第６図）
【特許文献２】
実開昭５７−００１６２９号公報（頁５の４行目より同頁の１６行目まで、第３図、第４図）
【特許文献３】
特開平３−０３８３１７号公報（頁８の３行目より頁１１の８行目まで、第５図）
【特許文献４】
実開昭５８−０３６１２２号公報（頁７の下から３行目より頁９の１２行目まで、第１１図、第１２図）
【特許文献５】
特開平７−２５１４３３号公報（カラム３の３行目よりカラム４の１４行目まで、第２図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のガス抜き手段においては、つぎに説明されるような解決されるべき問題を含んでいた。
【００１２】
第１に、上記の特許文献５を除くそれらに共通する問題として、ガスの除去が充分に行われないおそれがあった。それは、ベント孔が、ほとんど溶融した樹脂が充満するゾーンに形成されることから、ベント孔から加熱シリンダ内に向けて形成される穴は行き止まりの一種の底付きの穴となっているからである。その上、吸引しすぎるとベントアップする問題があって上記の問題の解決がより難しくなっていた。第２に、樹脂圧力がベント孔付近で一旦低減された後に再度圧縮されなければならないので、その分だけ、加熱シリンダやスクリュウが長くならざるを得ないという問題があった。第３に、スクリュウの形状、特に溝形状が既述されたように特殊な形状であったため、このようなベント方式を採用する射出装置においては、上記問題に加えて、確実にガスの除去をしながら可塑化するための最適な成形条件を設定することが難しかった。一方、特許文献５の方式では、ベント孔が材料投入孔の上方に配置されることから、投入直後のほとんど加熱されない樹脂からガス抜きをすることになって、そのガス抜き効果は不充分であった。
【００１３】
そこで、本発明は、上記の従来の問題に鑑みてなされたものであり、ある程度加熱された樹脂から発生する上記のガスを効率的に確実に除去することができる可塑化方法とそのための可塑化装置を提案することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の樹脂材料の可塑化方法は、ホッパ（３４）からシリンダ（３３）又は（１３３）に供給された樹脂材料を前記シリンダの中で加熱してスクリュウ（３１）又は（１３１）によって剪断発熱させて可塑化する可塑化方法において、前記ホッパの下流側の前記シリンダに形成された透孔であって、未溶融の前記樹脂材料が存在する範囲の先端側の近傍に形成された第１のガス抜き孔（５１）又は（６１）と、前記ホッパの下部に設けた第２のガス抜き孔（７１）との間に熱風を通過させて、前記第１のガス抜き孔と前記第２のガス抜き孔との間に存在する、加熱された前記樹脂材料から発生したガスを除去することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の上記の可塑化方法のための可塑化装置は、ホッパ（３４）からシリンダ（３３）又は（１３３）に供給された樹脂材料を前記シリンダの中で加熱してスクリュウ（３１）又は（１３１）によって剪断発熱させて可塑化する可塑化装置（１）又は（１０１）であって、前記ホッパの取付部の下流側の前記シリンダにあって、未溶融の前記樹脂材料が存在する範囲の先端側の近傍に設けられた第１のガス抜き孔（５１）又は（６１）と、前記ホッパの下部に設けられた第２のガス抜き孔（７１）と、前記第１のガス抜き孔又は前記第２のガス抜き孔の一方に乾燥熱風を供給する熱風供給装置（８１）と、前記第１のガス抜き孔又は前記第２のガス抜き孔の他方から前記熱風を吸引する吸引装置（８５）とを備え、前記第１のガス抜き孔と前記第２のガス抜き孔との間に存在する、加熱された前記樹脂材料から発生したガスを除去することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の上記の可塑化装置（１）又は（１０１）は、前記第１のガス抜き孔（５１）が、前記シリンダの外側から内側に先細りに形成された複数の透孔であり、それらの両端の間隔が前記スクリュウのフライト（３１ｆ）又は（１３１ｆ）の幅より少なくとも２倍以上に形成され、それらの先端孔（５１ａ）の孔径が樹脂材料の粒径より小さく形成され、それらの先端孔（５１ａ）の開口する位置が、前記フライトが回転して離れて行く位置であって前記シリンダの鉛直な軸の中心に対して４０度から６０度程度偏った位置であるように構成されると良い。
【００１７】
また、本発明の上記の可塑化装置（１）又は（１０１）は、前記第１のガス抜き孔（６１）が、前記シリンダの外側から内側に向けて先細りに形成された長孔であり、その長さが前記スクリュウのフライト（３１ｆ）又は（１３１ｆ）の厚さより少なくとも２倍以上の長さに、かつその先端の幅が樹脂材料の粒径より小さく形成され、その先端孔（６１ａ）の開口する位置が、前記フライトが回転して離れて行く位置であって前記シリンダの鉛直な軸の中心に対して４０度から６０度程度偏った位置であることを特徴とすると良い。
【００１８】
また、本発明の上記の可塑化装置（１）又は（１０１）は、前記第１のガス抜き孔が前記熱風供給装置に接続されるように構成されると良い。
【００１９】
また、本発明の上記の可塑化装置（１）又は（１０１）は、前記第１のガス抜き孔が前記吸引装置に接続されるように構成されると良い。
【００２０】
また、本発明の上記の可塑化装置は、前記第１のガス抜き孔、第２のガス抜き孔、熱風供給装置及び吸引装置を備える前記可塑化装置が、スクリュウプリプラ射出装置の予備可塑化装置（１）であることを特徴とすると良い。
【００２１】
また、本発明の上記の可塑化装置は、前記第１のガス抜き孔、第２のガス抜き孔、熱風供給装置及び吸引装置を備える前記可塑化装置が、インラインスクリュウ射出装置の射出装置（１０１）であることを特徴とすると良い。
【００２２】
なお、上記括弧内の符号は、構成要素を図面と参照するものであり、何ら本発明の構成を図面の構成に限定するものではない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の樹脂材料の可塑化方法とそのための可塑化装置が実施例に基づいて説明される。可塑化装置とそのガス抜き手段は、まず、図１に示されるスクリュウプリプラ射出装置に採用された実施例として説明される。そして、そのガス抜き手段に係るガス抜き孔の２つの実施形態は、図２及び図３にそれぞれ示される。特に、図２及び図３は、ガス抜き孔の拡大図であり、図（ａ）はそれを上方から見た平面図、図（ｂ）はそれのシリンダの軸方向に沿った断面図であって図（ｃ）のＢ−Ｂ矢視図、そして、図（ｃ）はそれのシリンダの軸方向に直交する断面での断面図であって図（ｂ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【００２４】
スクリュウプリプラ射出装置１は、図１に示されるように、プランジャ射出装置２と、その上方に配置される、可塑化装置としての予備可塑化装置３と、それらを連結する連通部材４を含む。プランジャ射出装置２は、プランジャ射出シリンダ２３（以下のスクリュウプリプラ射出装置１において、単に射出シリンダと称される。）と、油圧シリンダ等の射出駆動装置２２によって駆動されるプランジャ２１とを含み、プランジャ２１が射出シリンダ２３のシリンダ孔２３ａの中で前後に駆動制御される。予備可塑化装置３は、可塑化装置のシリンダとしての予備可塑化シリンダ３３（以下、プリプラシリンダと称される。）と、図示省略されたスクリュウ駆動装置によって駆動されるスクリュウ３１とを含み、スクリュウ３１がプリプラシリンダ３３のシリンダ孔３３ａの中で回転あるいは僅かに前後に移動するように制御される。２つのシリンダ孔２３ａと３３ａの先端（図で左方）は、連通部材４の連通孔４ａを介して連通する。プリプラシリンダ３３の基部は、固定部材４１を介して射出駆動装置２２の上方に固定される。そして、その上方にペレット状の樹脂材料が投入されるホッパ３４が取り付けられ、ホッパの内部３４ａがプリプラシリンダ３３のシリンダ孔３３ａに樹脂投入孔３３ｂによって連通している。２４は、図示省略された公知の金型に当接されるノズルである。
【００２５】
プリプラシリンダ３３と連結部材４及び射出シリンダ２３には、ヒータ４２、４３及び４４が取り付けられている。スクリュウ３１は、少なくともフィードゾーンとコンプレッションゾーンの２ゾーン、すなわちホッパ３４の直下付近からプリプラシリンダ３３の中程に至るまでの溝３１ａの深さが等しいフィードゾーンと、プリプラシリンダ３３の中程から先端に至る溝３１ｂの深さが徐々に浅く形成されたコンプレッションゾーンとを有する。それで、ホッパ３４から投入された樹脂は、スクリュウ３１の回転に伴って前方（図で左方）に送られて、フィードゾーンで加熱されコンプレッションゾーンで更に加熱され剪断発熱して可塑化される。もちろん、スクリュウ３３は、フィードゾーンの溝３１ａより浅いが等しい深さに形成された溝を有する、従来公知のメータリングゾーンを先端側に備えても良い。
【００２６】
以上の構成は、従来のスクリュウプリプラ射出装置の標準的な構成と同じものである。この場合、スクリュウ３１は、インラインスクリュウ射出装置の既述された深溝の特殊な部分を中間部に形成する必要がなく、標準的なスクリュウで良い。本発明のスクリュウプリプラ射出装置の可塑化装置、すなわち、予備可塑化装置３は、このような従来のスクリュウプリプラ射出装置の構成によるメリットを残したままで、以下のガス抜き手段を追加的に備えるものである。
【００２７】
ガス抜き手段は、図１のように、ホッパ３４より下流、すなわち先端側のプリプラシリンダ３３に形成された第１のガス抜き孔５１又は６１と、ホッパの下部に形成された第２のガス抜き孔７１と、これらのガス抜き孔の内の一方に乾燥熱風を送風する熱風供給装置８１と、他方から熱風を吸引する吸引装置８５とを少なくとも備える。以下にそれらが具体的に説明される。
【００２８】
より具体的には、第１のガス抜き孔５１又は６１は、材料投入孔３３ｂからプリプラシリンダ３３の下流側にある程度離れた位置であって、未溶融の前記樹脂材料が存在する範囲内の、できるだけ先端側の近傍の位置に形成される。実際には、このガス抜き孔５１等は、スクリュウ３１のフィードゾーンの溝３１ａに数ショット程度の射出容積の樹脂が収容される位置に形成される。そして、この位置を上記のような未溶融樹脂の存在する範囲の先端側に設定することは、容易である。スクリュウプリプラ射出装置では、スクリュウ３１が連通路の開閉の際に数ｍｍ移動するだけであるから、未溶融状態にある樹脂の存在する範囲が前後にほとんど移動しないからである。これらの第１のガス抜き孔５１等は、より具体的に図２あるいは図３のように形成される。
【００２９】
図２に示される第１のガス抜き孔５１は、その１つの実施形態に係るものである。このガス抜き孔５１は、プリプラシリンダ３３の外側から内側に先細りに形成された透孔であり、そのシリンダ孔３３ａ側の先端５１ａの孔径は、ペレット状の樹脂材料の粒径より小さく、例えば、２ｍｍ程度に形成される。そして、その先端孔５１ａは、図２（ｃ）に示されるように、回転するスクリュウ３１のフライト３１ｆが離れて行く位置にあってシリンダ孔３３ａの鉛直な軸の中心に対して４０度から６０度程度偏った位置に開口する。より具体的には、スクリュウ３１が右ねじであり可塑化の際のスクリュウの回転方向が左回転（後端から見て反時計回り）であるところから、先端孔５１ａは後端から見て左側に偏った位置に開口される。それで、ペレット状の樹脂は、前方に押されてもこのガス抜き孔５１の中に浸入することがない。先端孔５１ａにペレットが詰まってもフライト３１ｆによって掻き取られる。また、このガス抜き孔５１は、スクリュウ３１のフライト３１ｆによって全閉されることがないように少なくとも２個以上が形成されて、それらの両端の孔の間隔がフライト３１ｆの厚さより少なくとも２倍以上になるように配置される。そして、ガス抜き孔５１の外側に開口する位置がプリプラシリンダ３３の中心側に位置するように、ガス抜き孔５１は中心側に若干傾斜するように加工される。この先細の孔の加工は放電加工機によって容易に形成できる。
【００３０】
図３に示される第１のガス抜き孔６１は、別の実施形態に係るものである。このガス抜き孔６１は、プリプラシリンダ３３の軸方向に沿って長い、幅が先細りに形成された長孔であり、その長さはスクリュウ３１のフライト３１ｆの厚さより少なくとも２倍以上に形成され、そのシリンダ孔３３ａ側の先端孔６１ａの幅はペレット状の樹脂材料の粒径より小さく、例えば、２ｍｍ程度に形成される。先端孔６１ａがペレットやフライト３１ｆによって全閉されることを防止するためである。その上、このようなガス抜き孔６１の先端孔６１ａは、図３（ｃ）に示されるように、回転するスクリュウ３１のフライト３１ｆが離れて行く位置にあってそのシリンダ孔３３ａの鉛直な軸の中心に対して４０度から６０度程度偏った位置に開口されて、既述された先の実施形態と同様に樹脂の浸入が防止される。同様に、ガス抜き孔６１の外側に開口する位置も、そのプリプラシリンダ３３の中心側に位置するように若干傾斜するように加工される。この長孔の加工も放電加工機によって容易に加工される。
【００３１】
なお、第１のガス抜き孔５１は、放電加工の除去容積が小さいことからその加工が容易である。一方、もう１つの実施形態に係る第１のガス抜き孔６１は、開口する孔の開口面積が大きいことから後述される熱風の供給あるいは吸引に都合が良い。
【００３２】
第２のガス抜き孔７１は、図１に示されるように、ホッパ３４の下部の側面に形成された、ホッパ内部３４ａに連通する透孔である。このガス抜き孔７１は、図では、ホッパ３４とプリプラシリンダ３３とを連結する短管に形成されているが、ホッパの下部に形成されても良い。いずれにしても、樹脂がつぎに説明される熱風に曝されてホッパ内でブリッジ現象を起こさないように、第２のガス抜き孔７１はホッパの下部に設けられる。
【００３３】
以上説明された第１のガス抜き孔５１又は６１と、第２のガス抜き孔７１とは、図１のように熱風供給装置８１と吸引装置８５とにそれぞれ配管によって接続される。このため、第１のガス抜き孔が開口するプリプラシリンダ３３の外側筒面は、図２に示されるように例えば平面３３ｃに面取りされる。そして、この平面に図示省略されたフランジが取付られるように雌ねじ穴が形成される。それで、外部から第１のガス抜き孔に連通する配管は図示省略されたフランジを介して平面３３ｃに接続される。第１のガス抜き孔が５１のような円穴である場合には、その配管が第１のガス抜き孔５１又は６１に直接ねじ込まれても良い。第２のガス抜き孔７１も同様に配管される。
【００３４】
第１のガス抜き孔５１又は６１と第２のガス抜き孔７１の、熱風供給装置８１と吸引装置８５への接続は、つぎの２つの方式の何れかによって行われる。１つは第１のガス抜き孔５１等から熱風を供給する加圧方式、もう１つは第１のガス抜き孔から熱風を吸引する吸引方式である。前者の加圧方式では、第１のガス抜き孔５１又は６１は配管８２によって熱風供給装置８１に接続され、第２のガス抜き孔７１は配管８６によって吸引装置８５に接続される。この場合、特に、配管８２については、それがプリプラシリンダ３３を巻回するヒータ４２の周りに沿って取り付けられ（図示省略）、その周りに更に断熱材（図示省略）が巻回されて、ヒータ４２の余熱が熱風の昇温に寄与するように構成されることが好ましい。一方、後者の吸引方式では、熱風供給装置８１と吸引装置８５とが逆に配置されて、第１のガス抜き孔が配管８６によって吸引装置８５に接続され、第２のガス抜き孔７１が配管８２によって熱風供給装置８１に接続される。図示において符号が括弧内に記載されて表示された場合である。この場合、プリプラシリンダ３３の基部を収容する固定部材４１にシリンダ加熱用配管孔４１ａがプリプラシリンダ３３を取り巻くように形成されて、この配管孔４１ａが加熱媒体を循環して、ホッパ３４から投入された直後の樹脂が速やかに加熱されるようにしても良い。なお、配管８２をヒータ４２の周りに巻回する既述された形態はこの場合には必要ない。また、次善の実施形態として、吸引方式が採用される場合のホッパ３４側から供給される乾燥空気は熱風でなくても良い。この場合、既述のシリンダ加熱用配管孔４１ａが用意されると良い。
【００３５】
熱風供給装置８１は、乾燥空気を熱風として供給できるものであればどのような装置であっても良い。この装置８１は窒素ガスを供給する装置であっても良い。一方、吸引装置８５は、配管８６を負圧にできるものであれば公知の吸引ポンプを含むもので良い。
【００３６】
以上のように構成されたスクリュウプリプラ射出装置１において、従来のように可塑化と射出が行われる。まず、ホッパ３４内に貯留されたペレット状の樹脂は、プリプラシリンダ３３内に供給され、スクリュウ３１の回転によって先端側に送られる間にヒータ４２の加熱とスクリュウ３１のコンプレッションゾーンでの剪断発熱とによって溶融される。そして、溶融された樹脂は連通路４ａから射出シリンダ２３の内に供給される。このとき、あらかじめスクリュウ３１が後退して連通路４ａが開いているので、溶融樹脂はプランジャ２１を後退させながらその前方に貯留されて１ショット分の射出容積に相当する量に計量される。この過程はいわゆる可塑化計量である。つぎに、スクリュウ３１が前進してその先端が連通路４ａを塞ぎ、続いてプランジャ２１が前進していわゆる射出が行われる。そして、射出後成形品がある程度冷却されたときに再びスクリュウ３１が後退して連通路４ａを開き、回転を開始する。この回転によって融解樹脂が再び射出シリンダ２３に供給される可塑化と計量が行われる。
【００３７】
このように成形が行われるとき、特に可塑化においては、ガスの除去は既述された２つの方式の何れかによって行われる。このとき、第１のガス抜き孔５１又は６１と樹脂投入孔３３ｂとの間でスクリュウ３１の溝３１ａに充満している樹脂は、既述されたようにある程度前方に移動する間に加熱されるが未だペレット状態にある。それで、未溶融樹脂は融解直前の温度まで確実に上昇して、ガスを充分に発生している。発生したガスはペレット同士の隙間に移動可能に充満している。
【００３８】
この状態でガスの除去が行われるが、前者の加圧方式が採用される場合には、熱風は第１のガス抜き孔５１又は６１から供給されて樹脂の隙間のガスと共にホッパ３４側から排出される。一方、後者の吸引方式が採用される場合には、熱風は、逆方向に樹脂の隙間を流れてガスと共に第１のガス抜き孔から排出される。何れの方式にあっても熱風が未溶融の樹脂の隙間を通過するので、熱風の流れは入り口と出口のある無理のない流れとなる。したがって、ガスの除去は従来公知の既述したガス抜き手段以上に充分に効率的に行われる。その上、ガスの発生は溶融する直前の温度まで加熱された樹脂から充分に行われ、また、第１のガス抜き孔５１又は６１の先端が細く絞られ、かつその先端孔５１ａ、６１ａがフライトの離れて行く方向に向かって開口すると共に約４０度から６０度程度の角度にシリンダ３３の軸の中心から偏った位置にあるので、ペレットの屑がその孔の先端５１ａ、６１ａに瞬間的に詰まってもフライト３１ｆによって掻き取られてこの孔５１又は６１が樹脂によって閉鎖されることもない。また、スクリュウ３１がほとんど移動しないことからペレットが無理やりこの孔５１又は６１に押し込まれることもない。また、特に第１のガス抜き孔が複数個の孔あるいは長孔に形成されているので、たまたまフライト３１ｆが孔を塞ぐ位置で停止しても熱風の流れが全く止まることはない。なお、樹脂の隙間に残留したままで第１のガス抜き孔より前方に送られた気体は、スクリュウ３１のコンプレッションゾーンで行われる混練圧縮によって追い出されるので、溶融樹脂の中に入り込むことはない。
【００３９】
なお、前者の加圧方式による場合には、熱風の流れが第１のガス抜き孔５１又は６１からホッパ３４への流れであることから、第１のガス抜き孔５１又は６１での樹脂による閉塞が発生することは全くない。また、ある程度昇温した樹脂の間隙を通過した熱風は、ホッパ３４下部の樹脂を効率よく予熱する作用効果も奏する。この場合には、シリンダ加熱用配管孔４１ａが省略されても良い。一方、後者の吸引式による場合には、成形運転が一時的に停止してもホッパ３４中の樹脂の温度が上昇することが全くない。そして、第１のガス抜き孔５１又は６１が吸い込み側になる場合でありながら、既述したようにして樹脂がこの孔５１又は６１の先端を閉塞することがない。
【００４０】
このように、本発明の可塑化方法がスクリュウプリプラ射出装置に採用される場合には、樹脂材料が溶融する直前の温度まで加熱されて、既述されたモノマー等のガスが充分に揮発されると共に確実に除去される。その上、スクリュウプリプラ射出装置の基本的な構成が標準的な構成と同じであることから、その成形条件の設定も標準に準じて容易に設定することができる。併せて、樹脂がガス抜き孔に浸入することも防止される。
【００４１】
上記の本発明の樹脂材料の可塑化方法とそのための可塑化装置は、図４に示される従来公知のインラインスクリュウ射出装置１０１に採用されても良い。この場合、可塑化は、インラインスクリュウ１３１を収容する、射出も可塑化も行う１本の加熱シリンダ１３３において行われる。それで、これらの加熱シリンダ１３３とスクリュウ１３１を含む射出装置は可塑化装置にも相当する。その構成要素は、既述したスクリュウプリプラ射出装置の予備可塑化装置３と同等なものを含む。それで、図１の構成要素と同等なものは同一の番号が付されてその説明が省略される。
【００４２】
インラインスクリュウ射出装置１０１は、予備可塑化装置３と以下の点で異なる。図示の射出装置１０１は全体的に模式的に単純化されている。
▲１▼ スクリュウ１３１は、その後端に接続された図示省略された駆動装置によってスクリュウプリプラ射出装置と同様に回転可能にかつ前後に移動可能に駆動制御されるが、特に前後方向への移動ストロークは、スクリュウ１３１で射出も行うために大きい。
▲２▼ スクリュウ１３１は、その先端に前方へのみ溶融樹脂の通過を許容する逆流防止リング１３１ｄを備える。
▲３▼ スクリュウ１３１は、従来の標準的なスクリュウと同様に、後端から先端に掛けて、既述した、従来公知のフィードゾーンとコンプレッションゾーンとメータリングゾーンを備える。メータリングゾーンは、フィードゾーンの溝１３１ａより浅いが等しい深さに形成された溝１３１ｃを有するものである。
【００４３】
このようなインラインスクリュウ射出装置１０１は、本発明においては、既述されたような、第１のガス抜き孔５１又は６１、第２のガス抜き孔７１、熱風供給装置８１及び吸引装置８５を同様に備える。また、配管８５、８６やシリンダ加熱用配管孔４１ａについても同様である。ただし、このインラインスクリュウ射出装置１０１が標準的なものであることから、スクリュウ１３１は、従来のベントを備えたインラインスクリュウ射出装置のような、中間部付近の深溝部分を必要としない。また、第１のガス抜き孔５１又は６１の取付位置は、スクリュウプリプラ射出装置の場合よりホッパ３４のより近くに設けられる。スクリュウ１３１が射出の際に１ショット分だけ移動することから、溶融樹脂の存在する範囲がその分だけ後退するので、あくまで未溶融樹脂の存在する範囲に設けられる第１のガス抜き孔の位置は後退せざるを得ないからである。
【００４４】
この状態で、従来公知の可塑化計量が行われ、融解樹脂はスクリュウ１３１の前方に貯留された後、スクリュウ１３１の前進によって射出される。このとき、可塑化においては、第１のガス抜き孔５１等と樹脂投入孔１３３ｂとの間に存在する樹脂が未溶融状態のまま加熱されているので、それから発生したガスは既述されたように充分に除去される。その上、既述されたような特殊なスクリュウを使用する必要がないので、加熱シリンダ１３３が標準のものより長くなることもなく、成形条件の設定も標準的な成形機の設定に準じて容易に設定できる。ただし、第１のガス抜き孔５１等と樹脂投入孔１３３ｂとの間の距離が１ショット分程度短縮されるので、樹脂の加熱が若干少なくなりガスの発生がやや不充分のきらいはある。
【００４５】
いずれにしても、本発明によれば、シリンダ中の樹脂が加熱されて発生したガスは確実に除去される。そして、可塑化装置が標準的なそれと同じであることから、成形条件の設定において特別の設定を必要としないという優れた優位性がある。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明の請求項１記載の樹脂材料の可塑化方法によれば、従来の標準的な可塑化装置に既述されるような第１のガス抜き孔と第２のガス抜き孔とが備えられて、それらの間の加熱された未溶融の前記樹脂材料が発生するガスが樹脂の隙間を通過する熱風によって除去されるので、可塑化に伴って発生したガスの除去が確実にかつ効率的に行われる上に、可塑化装置自体が標準的なそれと同じであることから成形条件の設定において特別の設定をしなくても安定して成形が行われる。
【００４７】
また、請求項２記載の可塑化装置によれば、可塑化装置が従来の標準的なそれに簡単な既述されたガス抜き手段の構成要素を追加するものであるから、同様に、可塑化に伴うガスの除去が確実にかつ効率的に行われる上に、標準に準じた成形条件で安定した可塑化を行うことができる。
【００４８】
また、請求項３あるいは請求項４記載の可塑化装置によれば、既述された第１のガス抜き孔の形状と位置によって、樹脂による孔の封鎖が確実に防止される。特に、そのガス抜き孔が請求項３の複数個のガス抜き孔である場合には放電加工が容易である。一方、そのガス抜き孔が請求項４の長孔である場合には、開口する孔の面積が大きいことから熱風の供給あるいは吸引に都合が良い。
【００４９】
また、請求項５記載の可塑化装置によれば、熱風の流れが第１のガス抜き孔からホッパへの流れであることから、第１のガス抜き孔の閉塞が発生することは全くなく、また、樹脂の間隙を通過した熱風によってホッパ下部の樹脂も効率よく予熱される。
【００５０】
また、請求項６記載の可塑化装置によれば、成形運転が一時的に停止してもホッパ中の樹脂の温度が上昇することが全くなく、また、第１のガス抜き孔が樹脂によって封鎖されることもない。
【００５１】
また、請求項７あるいは請求項８記載の可塑化装置によれば、この可塑化方法のための可塑化装置が、スクリュウプリプラ射出装置及びインラインスクリュウ射出装置の何れにおいても採用できるものとなる。そして、特に前者では、その可塑化方法による作用効果が非常に効果的に奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可塑化方法を実施する可塑化装置をスクリュウプリプラ射出装置において採用した場合の当該スクリュウプリプラ射出装置の全体を示す側面断面図である。
【図２】本発明の第１のガス抜き孔とそれが形成されるシリンダの、１実施例に係る拡大図である。特に、図（ａ）はそのガス抜き孔を上方から見た平面図、図（ｂ）はそのガス抜き孔のシリンダの軸方向に沿った断面図であって図（ｃ）のＢ−Ｂ矢視図、そして、図（ｃ）はそのガス抜き孔のシリンダの軸方向に直交する断面での断面図であって図（ｂ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図３】本発明の第１のガス抜き孔とそれが形成されるシリンダの、別の実施例に係る拡大図であり。特に、図（ａ）はそのガス抜き孔を上方から見た平面図、図（ｂ）はそのガス抜き孔のシリンダの軸方向に沿った断面図であって図（ｃ）のＢ−Ｂ矢視図、そして、図（ｃ）はそのガス抜き孔のシリンダの軸方向に直交する断面での断面図であって図（ｂ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図４】本発明の可塑化方法を実施する可塑化装置をインラインスクリュウ射出装置において採用した場合の当該インラインスクリュウ射出装置の全体を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１ 可塑化装置（スクリュウプリプラ射出装置の予備可塑化装置）
３１ スクリュウプリプラ射出装置のスクリュウ
３１ｆ スクリュウプリプラ射出装置のスクリュウのフライト
３３ シリンダ（スクリュウプリプラ射出装置の予備可塑化シリンダ）
３４ ホッパ
５１ １実施例に係る第１のガス抜き孔
５１ａ １実施例に係る第１のガス抜き孔の先端孔
６１ 他の実施例に係る第１のガス抜き孔
６１ａ 他の実施例に係る第１のガス抜き孔の先端孔
７１ 第２のガス抜き孔
８１ 熱風供給装置
８５ 吸引装置
１０１ 可塑化装置（インラインスクリュウ射出装置の射出装置）
１３１ インラインスクリュウ射出装置のスクリュウ
１３１ｆ インラインスクリュウ射出装置のスクリュウのフライト
１３３ シリンダ（インラインスクリュウ射出装置の加熱シリンダ）

Claims (8)

1. ホッパからシリンダに供給された樹脂材料を前記シリンダの中で加熱してスクリュウによって剪断発熱させて可塑化する可塑化方法において、前記ホッパの下流側の前記シリンダに形成された透孔であって、未溶融の前記樹脂材料が存在する範囲の先端側の近傍に形成された第１のガス抜き孔と、前記ホッパの下部に設けた第２のガス抜き孔との間に熱風を通過させて、前記第１のガス抜き孔と前記第２のガス抜き孔との間に存在する、加熱された前記樹脂材料から発生したガスを除去することを特徴とした樹脂材料の可塑化方法。
2. ホッパからシリンダに供給された樹脂材料を前記シリンダの中で加熱してスクリュウによって剪断発熱させて可塑化する可塑化装置において、前記ホッパの取付部の下流側の前記シリンダにあって、未溶融の前記樹脂材料が存在する範囲の先端側の近傍に設けられた第１のガス抜き孔と、前記ホッパの下部に設けられた第２のガス抜き孔と、前記第１のガス抜き孔又は前記第２のガス抜き孔の一方に乾燥熱風を供給する熱風供給装置と、前記第１のガス抜き孔又は前記第２のガス抜き孔の他方から前記熱風を吸引する吸引装置とを備え、前記第１のガス抜き孔と前記第２のガス抜き孔との間に存在する、加熱された前記樹脂材料から発生したガスを除去することを特徴とする可塑化装置。
3. 前記第１のガス抜き孔は、前記シリンダの外側から内側に向けて先細りに形成された複数の透孔であり、それらの両端の間隔が前記スクリュウのフライトの幅より少なくとも２倍以上に形成され、それらの先端孔の孔径が樹脂材料の粒径より小さく形成され、それらの先端孔の開口する位置が、前記フライトが回転して離れて行く位置であって前記シリンダの鉛直な軸の中心に対して４０度から６０度程度偏った位置であることを特徴とする請求項２記載の可塑化装置。
4. 前記第１のガス抜き孔は、前記シリンダの外側から内側に向けて先細りに形成された長孔であり、その長さが前記スクリュウのフライトの厚さより少なくとも２倍以上の長さに、かつその先端の幅が樹脂材料の粒径より小さく形成され、その先端孔の開口する位置が、前記フライトが回転して離れて行く位置であって前記シリンダの鉛直な軸の中心に対して４０度から６０度程度偏った位置であることを特徴とする請求項２記載の可塑化装置。
5. 前記第１のガス抜き孔は、前記熱風供給装置に接続されることを特徴とする請求項３又は４記載の可塑化装置。
6. 前記第１のガス抜き孔は、前記吸引装置に接続されることを特徴とする請求項３又は４記載の可塑化装置。
7. 前記第１のガス抜き孔、第２のガス抜き孔、熱風供給装置及び吸引装置を備える前記請求項３又は４記載の可塑化装置は、スクリュウプリプラ射出装置の予備可塑化装置であることを特徴とする可塑化装置。
8. 前記第１のガス抜き孔、第２のガス抜き孔、熱風供給装置及び吸引装置を備える前記請求項３又は４記載の可塑化装置は、インラインスクリュウ射出装置の射出装置であることを特徴とする可塑化装置。

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