JP2742468B2 - Kneading and injection equipment for resin etc. - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は、射出成形機の可塑化装置等に適応可能な樹
脂等の混練・射出装置に関する。The present invention relates to a kneading / injection apparatus for a resin or the like applicable to a plasticizing apparatus of an injection molding machine.

【従来の技術】[Prior art]

射出成形機等においては、成形に先立って可塑化処理
がなされる。「可塑化」とは、ホッパー内のペレット状
の樹脂をスクリューを回転させることによってシリンダ
内に順次取込むと共に前方に搬送し、同時にシリンダの
外部ヒータからの加熱と樹脂同士の摩擦熱とにより均一
に溶融し、予め設定された一定量の溶融樹脂をシリンダ
の先端に貯蔵することをいう。 シリンダの先端に樹脂が貯蔵され始めると、溶融した
樹脂が先端より洩れることがなければスクリュー回転に
よって次々に送り込まれてくる樹脂自身の圧力が高まり
スクリューは後退していく。 ここで、予め設定された一定量のストローク位置でス
クリュー回転の停止信号を与えてやると、その位置でス
クリューの回転及び後退が停止し、混練（及び計量）が
完了する。その後スクリューを前方へ押出することによ
り混練された樹脂がノズル先端から射出される。In an injection molding machine or the like, a plasticizing treatment is performed prior to molding. "Plasticization" means that the resin pellets in the hopper are sequentially taken into the cylinder by rotating the screw and conveyed forward, and at the same time, more uniform due to the heating from the external heater of the cylinder and the frictional heat between the resins. And stores a predetermined fixed amount of molten resin at the tip of the cylinder. When the resin starts to be stored at the tip of the cylinder, if the melted resin does not leak from the tip, the pressure of the resin itself that is successively fed by the screw rotation increases, and the screw moves backward. Here, when a stop signal for screw rotation is given at a predetermined fixed stroke position, the screw rotation and retreat are stopped at that position, and kneading (and weighing) is completed. Then, the kneaded resin is injected from the nozzle tip by pushing the screw forward.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、従来の混練・射出装置は、加熱シリン
ダと樹脂との間の摩擦力を最大とし、スクリューと樹脂
との間の摩擦力を最少にして樹脂を取込み前方に供給す
る方式であったため、摩擦力確保のために加熱が必須で
あり、その結果、前記状況が崩れるといわゆる噛み込み
不良（空転現象）が発生し、スクリューによる樹脂の送
り込みが不可能になることがあるいう問題があった。即
ち、ホッパ下の供給部が樹脂をノズル側に送り込む役目
をするのであるが、供給部に障害物があると樹脂は移動
しなくなる。この障害物とは樹脂の溶融体あるいは半溶
融体がスクリューに巻きついてしまったリング状のもの
である。これが発生する原因には、供給部の樹脂温度が
高すぎて（加熱し過ぎて）起こるというのと、樹脂の常
温時の粘度がもともと低すぎて圧縮部からの逆流により
起こるというのがある。 噛み込み不良が発生すると、中の粘性体の密度が粗に
なり、完全な成形品ができなくなってしまうという問題
が発生する。 又、従来はこれに関連して、２種以上の材料を混ぜて
可塑化する場合に、それぞれの材料の融点が異なってい
たりすると、発生する摩擦力及び粘度等の関係でスリュ
ー駆動に大きな制約を受ける等の問題もあった。 本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたも
のであって、成形が継続できなくなるような噛み込み不
良（空転現象）を防止し、材料内部の粗密安定化を図る
と共に、融点の異なる材料でもほとんど制約なしに混在
して使えるようにし、加えて低温成形や、常温時におい
て既に粘性のある対象物の成形等も噛み込み不良を生じ
ることなく実行することのできる粘性体の混練・射出装
置を提供することを目的とする。However, the conventional kneading / injection device employs a method in which the frictional force between the heating cylinder and the resin is maximized, the frictional force between the screw and the resin is minimized, and the resin is taken in and supplied forward. Heating is indispensable in order to secure the force, and as a result, when the above condition is broken, so-called biting failure (idling phenomenon) occurs, and there is a problem that feeding of the resin by the screw becomes impossible. That is, the supply section below the hopper serves to send the resin to the nozzle side, but if there is an obstacle in the supply section, the resin does not move. The obstacle is a ring-shaped object in which a molten or semi-molten resin is wound around a screw. This occurs because the temperature of the resin in the supply section is too high (too hot) and the viscosity of the resin at room temperature is originally too low to be caused by the backflow from the compression section. When the biting failure occurs, the density of the viscous body in the medium becomes coarse, and a problem occurs that a completely molded product cannot be obtained. Conventionally, in connection with this, when two or more types of materials are mixed and plasticized, if the melting points of the respective materials are different, there is a great restriction on the slew drive due to the friction force and viscosity generated. There was also a problem such as receiving. The present invention has been made in view of such a conventional problem, and prevents a poor biting (idling phenomenon) in which molding cannot be continued, stabilizes the density inside and outside of the material, and improves the melting point. It is possible to mix and use different materials with almost no restrictions.In addition, kneading of viscous materials that can be performed at low temperature or at room temperature without shaking defects can be performed without forming a viscous object. It is an object to provide an injection device.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本発明は、ホッパーからシリンダ内に投入される樹脂
等を、ホッパー直下の供給部から圧縮部を介して混練・
射出させる装置において、前記シリンダ内に該シリンダ
と同心に、前記圧縮部にスクリューを形成し供給部を棒
状としたスクリュー体を配置し、該スクリュー体を囲む
プランジャを設けると共に、該プランジャを軸方向に往
復動自在とし、前記ホッパーからシリンダ内に投入され
る樹脂等を、このプランジャにより前記圧縮部側に圧送
可能としたことにより、上記目的を達成したものであ
る。The present invention relates to a method of kneading resin and the like charged into a cylinder from a hopper through a compression unit from a supply unit immediately below the hopper.
In the injection device, a screw body is formed in the cylinder concentrically with the cylinder, a screw is formed in the compression unit, and a supply unit is rod-shaped. A plunger surrounding the screw body is provided, and the plunger is moved in the axial direction. The above object has been achieved by making it possible to reciprocate freely and to be able to pressurize resin and the like introduced into the cylinder from the hopper to the compression section side by the plunger.

【作用】[Action]

本発明においては、圧縮部にスクリューが形成され、
供給部は棒状とされたスクリュー体と、該スクリュー体
を囲繞するプランジャを設け、このプランジャを軸方向
に往復動させることによってスクリュー体とシリンダ内
壁との間の樹脂を前方の圧縮部に圧送することができる
ようにしている。これにより、樹脂がスクリューの各空
間にうまく供給されないことによる粗密の発生を防止で
きるようになり、又、スクリュー先端の圧縮部へ向けて
後方から強制的に樹脂を押込みながら樹脂を混練・撹拌
できるようになり、噛み込み不良の防止や材料内部の粗
密安定化を図れるようになる。又、高混練が必要なとき
にはこのプランジャの圧送力を高くすることで対応が可
能である。このため、摩擦力を確保するために供給部に
おいて材料温度を上げる必要がなくなるため、噛み込み
不良を発生させないための（樹脂温度が上がり過ぎない
ようにするための）高度な材料温度コントロール系の付
設を省略できるようになり、必要ならば低温成形もでき
るようになる。又、融点の異なる材料をほとんど制約な
く混ぜて使えるようになり、常温時において既に粘性の
ある材料でも噛み込み不良を生じることなく使えるよう
になる。In the present invention, a screw is formed in the compression section,
The supply unit is provided with a rod-shaped screw body and a plunger surrounding the screw body, and by reciprocating the plunger in the axial direction, pressure-feeds the resin between the screw body and the cylinder inner wall to the front compression unit. Have to be able to. Thereby, it becomes possible to prevent the occurrence of coarse and dense due to the resin not being supplied to each space of the screw well, and it is possible to knead and stir the resin while forcibly pushing the resin from behind toward the compression portion at the tip of the screw. As a result, it is possible to prevent biting defects and stabilize the density inside the material. When high kneading is required, it can be dealt with by increasing the pressure feeding force of the plunger. For this reason, it is not necessary to raise the material temperature in the supply section in order to secure the frictional force, so that an advanced material temperature control system (to prevent the resin temperature from rising too high) for preventing biting failure from occurring. The attachment can be omitted, and low-temperature molding can be performed if necessary. In addition, materials having different melting points can be mixed and used with almost no restriction, and even a material that is already viscous at room temperature can be used without causing biting defects.

【実施例】【Example】

以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明す
る。 第１図は本発明が適用された射出成形機の可塑化装置
の一部破断の平面図、第２図は第１図II−II線に沿う
（プランジャ後退時の）断面図である。 図において、１が加熱シリンダ、２がスクリュー体、
３が圧送用のプランジャである。又、4Aがホッパー口、
５が混練の対象となる樹脂である。 加熱シリンダ１は、小径の内壁1Aと大径の内壁1Bとを
備える。又、加熱シリンダ１は、接合部10を境にしてボ
ルト11によって分離可能とされており、前記小径の内壁
1Aを有する部分を外すことによりスクリュー体２を全部
露出させることができるようになっている。なお、加熱
シリンダ１での加熱は小径の内壁1Aを有する部分のみで
行われる。 前記圧送用のプランジャ３は、その先端3Aが尖った円
筒形状とされ、加熱シリンダ１の大径の内壁1Bとスクリ
ュー体２との間に配置されている。このプランジャ３
は、水平方向に張り出した鍔６を介して油圧シリンダ７
のピストン7Aの動きと共に図の位置からホッパー口4Aの
後部にまで軸方向に往復動できる構成とされている。 なお、図の符号8Aは樹脂の供給部、8Bは圧縮部、９は
ノズル、12はスクリュー体２を前方向に押出す（射出す
る）ための油圧シリンダをそれぞれ示している。スクリ
ュー体２は従来は供給部8Aにおいても螺旋が切られてい
たが、この実施例では、プランジャ３による送り込みが
試されるため、スクリューは圧縮部8Bにのみ形成され、
該供給部8Aは単なる円柱状とされている。 次に、第３図〜第５図を参照しながらこの実施例装置
の作用を説明する。 樹脂５は、ホッパー４に貯蔵されており、ホッパー口
4Aから加熱シリンダ１の内部に投入可能とされている。 ここで、プランジャ３を油圧シリンダ７及び鍔６を介
して第３図の状態、即ちホッパー口4Aの後部にまで後退
させると、この後退により樹脂５は加熱シリンダ１内の
空洞部1Cに入る。 次に、スクリュー体２を回転させると共に、圧送用の
プランジャ３を圧力制御しながら前進させる。これによ
り、樹脂５はスクリュー回転とプランジャ３の圧送力に
より小径の内壁1Aの圧縮部8Bに強制的に押出され、溶融
・混練しながら更にスクリュー体２の前方へと搬送され
る。その結果、スクリュー体２の前方に樹脂が貯蔵され
始め、この樹脂の圧力によりスクリュー体２が後退させ
られるようになる（第４図参照）。この後退によりスク
リュー体２が予め設定された位置にまで至った時点でス
クリュー体２の回転を止め、混練（及び計量）を完了す
る。 この状態からスクリュー体２を油圧シリンダ12によっ
て前進させ、第５図に示されるように混練・計量された
樹脂をノズル９から射出させる。以下この第３図〜第５
図の状態が繰返される。 なお、高混練が必要なときには、油圧シリンダ７によ
るプランジャ３の圧送力を高くすることで対応可能であ
る。 又、樹脂のホッパー４からの投入に当り、プランジャ
３を何回か往復動させることにより樹脂５を多量に加熱
シリンダ１内に投入することも可能である。 又、この実施例装置では、加熱シリンダの一部をボル
ト11によって外すことができるため、メインテナンスを
容易に行うことも可能である。より具体的に説明する
と、従来は、加熱シリンダ１の内壁1Bとスクリュー体２
との間の隙間がほとんなどなかったため、加熱シリンダ
１を分割すると、組立てた際に段差が生じ、スクリュ
ー体２が当接してしまう恐れがあること、及び噛み込
み不良を生じさせない微妙な温度コントロールが難しく
なること等の問題が発生するため、分割は困難であっ
た。しかし、この実施例では、空洞部1Cが存在するた
め、の問題がなく、又、微妙な温度コントロールも必
要ないことからの問題もないため、分割ができるよう
になったものである。 又、この供給部での加熱が不要であることに関連して
場合によっては低温成形も可能となり、又、常温で既に
粘性体のものを噛み込み不良を生じることなく成形する
ことも可能となる。更には融点の異なる材料をほとんど
制約なしに混ぜて使うことも可能となる。 更に、本発明は、上述したような樹脂の射出成形のた
めに混練に適用できるだけでなく、押出し成形、インジ
ェクションブロー、その他常温時粘性体の撹拌装置とし
ても適用することが可能である。 又、近年注目されている金属粉末やセラミックの射出
成形等においても、特に噛み込みの不良を防止すると共
に、粗密の安定化が図れるという点で有効である。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a partially cutaway plan view of a plasticizing device of an injection molding machine to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a cross-sectional view (when the plunger is retracted) along the line II-II in FIG. In the figure, 1 is a heating cylinder, 2 is a screw body,
3 is a plunger for pressure feeding. Also, 4A is the hopper port,
5 is a resin to be kneaded. The heating cylinder 1 includes a small-diameter inner wall 1A and a large-diameter inner wall 1B. Further, the heating cylinder 1 can be separated by a bolt 11 at a joint portion 10 as a boundary.
By removing the portion having 1A, the entire screw body 2 can be exposed. The heating in the heating cylinder 1 is performed only in the portion having the small-diameter inner wall 1A. The plunger 3 for pressure feeding has a cylindrical shape with a sharp tip 3A, and is disposed between the large-diameter inner wall 1B of the heating cylinder 1 and the screw body 2. This plunger 3
Is provided with a hydraulic cylinder 7 through a flange 6 that extends horizontally.
With the movement of the piston 7A, it is possible to reciprocate in the axial direction from the position shown in the figure to the rear of the hopper port 4A. In the drawing, reference numeral 8A denotes a resin supply section, 8B denotes a compression section, 9 denotes a nozzle, and 12 denotes a hydraulic cylinder for pushing (injecting) the screw body 2 forward. Conventionally, the screw body 2 is also spirally cut in the supply section 8A. However, in this embodiment, since the feeding by the plunger 3 is tried, the screw is formed only in the compression section 8B.
The supply section 8A is simply cylindrical. Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. The resin 5 is stored in the hopper 4 and has a hopper opening.
From 4A, it can be charged into the heating cylinder 1. Here, when the plunger 3 is retracted through the hydraulic cylinder 7 and the flange 6 to the state shown in FIG. 3, that is, to the rear portion of the hopper port 4A, the resin 5 enters the hollow portion 1C in the heating cylinder 1 by this retraction. Next, the screw body 2 is rotated, and the plunger 3 for pressure feeding is advanced while controlling the pressure. Thereby, the resin 5 is forcibly extruded to the compressed portion 8B of the small-diameter inner wall 1A by the rotation of the screw and the pumping force of the plunger 3, and is further conveyed to the front of the screw body 2 while being melted and kneaded. As a result, the resin starts to be stored in front of the screw body 2 and the screw body 2 is caused to retreat by the pressure of the resin (see FIG. 4). When the screw body 2 reaches a preset position due to the retreat, the rotation of the screw body 2 is stopped, and the kneading (and weighing) is completed. From this state, the screw body 2 is advanced by the hydraulic cylinder 12, and the kneaded and metered resin is injected from the nozzle 9 as shown in FIG. Hereinafter, FIGS. 3 to 5
The state of the figure is repeated. In addition, when high kneading is required, it can be dealt with by increasing the pressure feeding force of the plunger 3 by the hydraulic cylinder 7. In addition, when the resin is charged from the hopper 4, the plunger 3 is reciprocated several times so that a large amount of the resin 5 can be charged into the heating cylinder 1. In this embodiment, since a part of the heating cylinder can be removed by the bolt 11, maintenance can be easily performed. More specifically, conventionally, the inner wall 1B of the heating cylinder 1 and the screw 2
When the heating cylinder 1 is divided, there is no gap between the heating cylinder 1 and the screw body 2 that may be in contact with the screw body 2 when the heating cylinder 1 is assembled. However, the division is difficult because of problems such as the difficulty in performing the division. However, in this embodiment, since there is no problem due to the presence of the hollow portion 1C, and there is no problem due to no need for delicate temperature control, the division can be performed. In addition, low-temperature molding can be performed in some cases in connection with the fact that heating at the supply section is unnecessary, and molding can be performed at normal temperature without causing a bite of an already viscous material to be caused. . Further, materials having different melting points can be mixed and used with almost no restrictions. Furthermore, the present invention can be applied not only to kneading for resin injection molding as described above, but also to extrusion molding, injection blow, and other stirring devices for viscous materials at normal temperature. In addition, injection molding of metal powder or ceramic, which has attracted attention in recent years, is also effective in that, in particular, it is possible to prevent biting defects and to stabilize the density.

【発明の効果】【The invention's effect】

以上説明した通り、本発明によれば、粘性体がプラン
ジャによって強制的に圧送されるため、成形が継続でき
なくなるような噛み込み不良（空転）を防止することが
でき、又材料内部の粗密安定化を図ることができるよう
になるという優れた効果が得られる。 又、摩擦力確保のために温度を上げる必要がなくなる
ため、従来必須であった供給部でのシリンダ加熱に関す
る微妙な温度コントロールが不要となり、必要ならば低
温成形を行うこともできるようになるという効果も得ら
れる。 更には、これに関連して融点の異なる物質をほとんど
制約なく混在して使用できるようになり、常温時粘性体
も使用できるようになるという効果も得られる。As described above, according to the present invention, since the viscous material is forcibly fed by the plunger, it is possible to prevent a poor biting (idling) that makes it impossible to continue molding, and to stabilize the inside of the material. An excellent effect of being able to achieve the effect is obtained. In addition, since it is not necessary to raise the temperature to secure the frictional force, it is not necessary to perform delicate temperature control related to cylinder heating in the supply unit, which has been required in the past, and it is possible to perform low-temperature molding if necessary. The effect is also obtained. Further, in this connection, substances having different melting points can be mixed and used with almost no restriction, and an effect that a viscous substance at normal temperature can be used is also obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は、本発明が適用された樹脂の射出成形機の可塑
化装置を示す一部破断の平面図、 第２図は、第１図II−II線に沿う断面図、 第３図〜第５図は、上記実施例装置の作用を説明するた
めの正断面図である。 １……加熱シリンダ、 ２……スクリュー体、 ３……プランジャ、 ４……ホッパー、 4A……ホッパー口、 ５……樹脂、 ６……鍔、 ７……油圧シリンダ（プランジャ駆動用）、 8A……供給部、 8B……圧縮部、 ９……ノズル、 10……接合部、 11……ボルト、 12……油圧シリンダ（射出用）。FIG. 1 is a partially broken plan view showing a plasticizer of a resin injection molding machine to which the present invention is applied, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, FIG. FIG. 5 is a front sectional view for explaining the operation of the above-mentioned embodiment apparatus. 1 ... heating cylinder, 2 ... screw body, 3 ... plunger, 4 ... hopper, 4A ... hopper opening, 5 ... resin, 6 ... flange, 7 ... hydraulic cylinder (for driving plunger), 8A … Supply unit, 8B… Compression unit, 9… Nozzle, 10… Joint, 11… Bolt, 12… Hydraulic cylinder (for injection).

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】ホッパーからシリンダ内に投入される樹脂
等を、ホッパー直下の供給部から圧縮部を介して混練・
射出させる装置において、 前記シリンダ内に該シリンダと同心に、前記圧縮部にス
クリューを形成し供給部と棒状としたスクリュー体を配
置し、 該スクリュー体を囲むプランジャを設けると共に、該プ
ランジャを軸方向に往復動自在とし、 前記ホッパーからシリンダ内に投入される樹脂等を、こ
のプランジャにより前記圧縮部側に圧送可能としたこと
を特徴とする樹脂等の混練・射出装置。1. A kneading process is carried out by kneading resin and the like charged into a cylinder from a hopper through a compression unit from a supply unit immediately below the hopper.
In the injection device, a screw body is formed in the cylinder concentrically with the cylinder, a screw is formed in the compression section and a supply section is formed in a rod shape, and a plunger surrounding the screw body is provided, and the plunger is moved in the axial direction. A kneading / injecting apparatus for resin and the like, wherein the plunger is capable of reciprocating the resin and the like into the cylinder, and the plunger is capable of feeding the resin and the like to the compression section side.