JP6433215B2

JP6433215B2 - 射出成形機の可塑化装置

Info

Publication number: JP6433215B2
Application number: JP2014194089A
Authority: JP
Inventors: 黒田　章公; 章公黒田
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2018-12-05
Anticipated expiration: 2034-09-24
Also published as: JP2016064552A

Description

本発明は、射出成形機の可塑化装置に係り、特に、ホッパから加熱シリンダに供給される原料の撹拌手段に関する。

人体モデル及びそのパーツ並びに人体保護用の衝撃吸収パッド等の成形品（本明細書では、これらの成形品を総称して「ゲル成形品」という。）は、樹脂コンパウンドとオイルの混合材料を用いて成形される。具体的には、射出成形機に備えられた材料供給用のホッパ内に樹脂コンパウンドとオイルとを投入し、ホッパから射出成形機の可塑化装置に樹脂コンパウンドとオイルの混合材料を供給して、１ショット分ずつ可塑化（ゲル化）した後、このゲル化された原料を射出装置により金型のキャビティ内に射出・充填して、所要のゲル成形品を製造する。

ところで、樹脂コンパウンドとオイルのように比重が異なる複数の材料をホッパ内に投入すると、ホッパ内にプロペラ等の撹拌装置を備えたとしても、比重の大きい材料が優先的に可塑化装置内に供給されやすいので、加熱シリンダ内に樹脂コンパウンドとオイルの混合割合が一定の混合材料を安定的に供給することが困難である。このようなことから、従来、加熱シリンダ内に撹拌用のエアを吹き込み、加熱シリンダ内で混合材料を撹拌することが検討されている。

なお、加熱シリンダ内にエアを吹き込む技術は、特許文献１の例に見られるように公知である。特許文献１には、加熱シリンダと当該加熱シリンダの後端部に設けられた冷却シリンダとにこれらを貫通する乾燥気体供給通路を形成し、当該乾燥気体供給通路を通じて加熱シリンダ内に乾燥気体を供給して、水分による成形品への悪影響を除去する技術が開示されている。

特開２００７−１９６３９２号公報

しかしながら、樹脂コンパウンドとオイルの混合材料を加熱シリンダ内に供給するゲル成形品の製造においては、加熱シリンダにエア導入孔を開口すると、加熱シリンダ内の混合材料がエア導入孔を通じてエア供給配管側に漏出する。このため、加熱シリンダ内へのエアの供給が不安定になるばかりでなく、最悪の場合にはエアの供給が不可能になって、均質なゲル材料を効率よく製造することが困難になる。

本発明は、このような従来技術の問題を解消するためになされたものであり、その目的は、加熱シリンダからの成形材料の漏出を確実に防止できて、均質なゲル材料を効率よく製造可能な射出成形機の可塑化装置を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するため、原料供給孔を有する加熱シリンダと、前記加熱シリンダ内に少なくとも回転可能に収納されたスクリュと、前記原料供給孔を通して前記加熱シリンダ内に樹脂コンパウンドとオイルとを混合した成形原料を供給するホッパとを備えた射出成形機の可塑化装置において、前記加熱シリンダの軸心を挟んで前記原料供給孔と反対側で、且つ前記加熱シリンダの軸方向の同じ位置に、前記加熱シリンダ内に連通するエア導入孔を開口すると共に、当該エア導入孔内に、エアを通過可能で成形材料を通過不能な多孔質部を設置したことを特徴とする。

かかる構成によると、エア導入孔内にエアを通過可能で成形材料を通過不能な多孔質部を設置するので、加熱シリンダからの成形材料の漏出を防止でき、かつ加熱シリンダ内へのエアの供給を安定に行うことができる。従って、加熱シリンダ内において成形材料の混合を十分に行うことができて、均質なゲル材料の生成が可能になると共に、エア供給系のメンテナンスが容易になって、均質なゲル材料を効率よく製造できる。

また本発明は、前記構成の可塑化装置において、前記エア導入孔を、前記加熱シリンダにおける前記原料供給孔の開設位置と対向する位置に開口したことを特徴とする。

かかる構成によると、エア導入孔から加熱シリンダ内に供給されたエアが、原料供給孔を通じてホッパ内に流入しやすくなるので、ホッパ内においても成形材料が撹拌される。よって、加熱シリンダ内における成形材料の均質性をより高めることができる。

また本発明は、前記構成の可塑化装置において、前記多孔質部として多孔質焼結金属材料を用いたことを特徴とする。

かかる構成によると、強度及び耐熱性に優れた多孔質焼結金属材料をエア導入孔内に設置するので、多孔質部の耐久性を高めることができ、エア導入孔内に多孔質部を備えた加熱シリンダのメンテナンスを容易なものにできる。

本発明によると、加熱シリンダに開口された原料供給孔の近傍に成形材料撹拌用のエアを導入するためのエア導入孔を開口すると共に、当該エア導入孔内にエアを通過可能で成形材料を通過不能な多孔質部を設置するので、成形材料の漏出を確実に防止できると共に加熱シリンダ内に供給された成形材料をエアにより撹拌・混合できる。よって、均質なゲル材料を効率よく製造することができる。

実施形態に係る可塑化装置の構成図である。図１のＡ−Ａ断面図である。

以下、本発明に係る可塑化装置の実施形態を、図を用いて説明する。なお、以下においては、スクリュ式の射出装置と一体に構成される可塑化装置を例にとって説明するが、プリプラ式の射出装置に備えられる可塑化装置についても適用できる。

実施形態に係る可塑化装置１は、図１及び図２に示すように、取付ブラケット２と、取付ブラケット２に取り付けられた加熱シリンダ３と、加熱シリンダ３の先端部に備えられた射出ノズル４と、加熱シリンダ３内に回転可能かつ前後進可能に収納されたスクリュ５と、取付ブラケット２の上部に取り付けられたホッパ６を有している。なお、プリプラ式の射出装置に備えられる可塑化装置においては、スクリュ５が回転のみ可能な状態で加熱シリンダ３内に収納される。

取付ブラケット２のホッパ取付部及びこれに対応する加熱シリンダ３の基端部には、成形材料供給口７が開口されており、ホッパ６内に投入された成形材料は、この成形材料供給口７を通って、加熱シリンダ３内に供給される。また、取付ブラケット２及び加熱シリンダ３の対応する部分には、加熱シリンダ３内に連通するエア導入孔８が開口される。エア導入孔８は、加熱シリンダ３の軸心を介して、成形材料供給口７の開口部と反対側に開設される。エア導入孔８には、加熱シリンダ３内へのエアの導入が可能で、加熱シリンダからの成形材料の漏出が不能な多孔質部９が設けられる。またエア導入孔８には、エア源１０から供給されるエアを加熱シリンダ３内に導入するエア配管１１が接続される。エア配管１１には、加熱シリンダ３内へのエアの導入を断続する開閉弁１２と、エア配管１１内の気圧を検出する圧力計１３が備えられる。したがって、射出成形機の操作者が開閉弁１２を開閉操作することにより、所定圧力のエアを加熱シリンダ３内に適宜導入することができる。なお、エア源１０としては、空気のほか、不活性ガスを用いることができる。また、エア配管１１には、必要に応じてエア乾燥器やエアヒータなどの他の設備を備えることもできる。

多孔質部９としては、強度及び耐熱性に優れることから、多孔質焼結金属材料を用いることが望ましい。多孔質部９の空孔率は、エアの通過しやすさと、成形材料、特にオイルの漏出防止効果を考慮して定められる。実験では、多孔質焼結金属材料の空孔率を５％〜６０％とすることにより、良い結果が得られた。多孔質部９は、圧入等の手段によりエア導入孔８内に設置される。

次に、実施形態に係る可塑化装置１を用いたゲル材料の製造方法について説明する。

人体モデル等のゲル成形品の製造に際しては、成形材料として所定材質の樹脂コンパウンドとオイルとがホッパ６内に投入される。また、開閉弁１２を開弁し、エア源１０から供給されるエアをエア配管１１及びエア導入孔８を通して加熱シリンダ３内に導入する。ホッパ６内に投入された成形材料は、自重及びスクリュ５の回転運動により成形材料供給口７を通って加熱シリンダ３内に供給される。このとき、加熱シリンダ３内に供給された樹脂コンパウンドとオイルの混合材料は、加熱シリンダ３内に導入されたエアにより撹拌され、組成が均一になる。また、加熱シリンダ３内を通過したエアがホッパ６内に入って、ホッパ６内の混合材料を撹拌するので、加熱シリンダ３内に供給される混合材料の組成も均一化される。よって、１ショット毎の樹脂コンパウンドとオイルの混合割合及びオイルに対する樹脂コンパウンドの分散が安定化する。加熱シリンダ３内に供給された混合材料は、スクリュ５の回転に伴って順次加熱シリンダ３の前方に移送される。そして、この過程で、加熱シリンダ３の発熱やスクリュ５の回転に伴う摩擦熱等を受けて樹脂コンパウンドが可塑化され、オイルと混練されて、ゲル材料となる。加熱シリンダ３の前方部分に所定量のゲル材料が溜まると、スクリュ５が前進駆動され、この加熱シリンダ３の前方部分に溜められたゲル材料が、図示しない金型のキャビティ内に射出・充填される。これにより、所要形状のゲル成形品が作成される。

実施形態に係る可塑化装置は、エア源９から供給されるエアを、エア配管１１及びエア導入孔８を通じて加熱シリンダ３内に導入するので、均質なゲル材料を製造することができる。また、実施形態に係る可塑化装置は、エア導入孔８内に多孔質部９を設置するので、加熱シリンダ３内からの混合材料の漏出を防止できて、均質なゲル材料の製造を効率的に行うことができる。

なお、本発明の要旨は、加熱シリンダ３にエア導入孔８を開口すると共に、当該エア導入孔８内に、エアを通過可能で成形材料を通過不能な多孔質部９を設置したことにあるのであって、他の構成に関しては、前記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更することができる。

例えば、前記実施形態においては、エア導入孔８を成形材料供給口７と対向する位置に開設したが、本発明に要旨はこれに限定されるものではなく、成形材料供給口７の近傍の適宜の位置にエア導入孔８を開設することができる。また、前記多孔質部９は、同様の機能をもつものであれば、他の機構であっても良い。

更に、前記実施形態に係る可塑化装置は、ゲル材料の製造だけでなく、一般的な樹脂材料の可塑化にも適用することができる。この場合、ホッパ６内には定法に従ってペレット状の原料樹脂が投入される。加熱シリンダ３内へのエアの導入は、実施しても良いし、停止することもできる。

１可塑化装置
２取付ブラケット
３加熱シリンダ
４射出ノズル
５スクリュ
６ホッパ
７成形材料供給口
８エア導入孔
９多孔質部
１０エア源
１１エア配管
１２開閉弁
１３圧力計

Claims

原料供給孔を有する加熱シリンダと、前記加熱シリンダ内に少なくとも回転可能に収納されたスクリュと、前記原料供給孔を通して前記加熱シリンダ内に樹脂コンパウンドとオイルとを混合した成形原料を供給するホッパとを備えた射出成形機の可塑化装置において、
前記加熱シリンダの軸心を挟んで前記原料供給孔と反対側で、且つ前記加熱シリンダの軸方向の同じ位置に、前記加熱シリンダ内に連通するエア導入孔を開口すると共に、当該エア導入孔内に、エアを通過可能で成形材料を通過不能な多孔質部を設置したことを特徴とする射出成形機の可塑化装置。
前記多孔質部として、多孔質焼結金属材料を用いたことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の可塑化装置。