注射成型機及注射成型方法
【專利摘要】提供一種成型材料的加熱效率好的注射成型機。注射成型機具備成型材料供給到內部的缸體(11)，在缸體(11)上設置有將對成型材料進行加熱的熱媒供給到缸體(11)內的供給部(31)。
【專利說明】注射成型機及注射成型方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種注射成型機及注射成型方法。
【背景技術】
[0002]注射成型機具備成型材料(例如樹脂顆粒)供給到內部的缸體、在缸體內配設成旋轉自如且進退自如的螺桿、以及包圍缸體的外周的帶加熱器(例如參照專利文獻I)。供給到螺桿上所形成的螺旋狀的槽內的樹脂隨著螺桿的旋轉而向前方輸送，并且通過來自缸體的熱等逐漸熔融。隨著熔融的樹脂向螺桿的前方輸送并蓄積在缸體前部，螺桿后退。之后，若使螺桿前進，則蓄積在螺桿的前方的熔融樹脂從設置于缸體的前端的注射噴嘴射出，填充到模具裝置的型腔空間。通過使所填充的熔融樹脂固化，得到成型品。
[0003]專利文獻1:日本特開2009-137083號公報
[0004]在作為熱源的帶加熱器與成型材料之間存在缸體，成型材料的加熱效率差。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，其目的在于提供一種成型材料的加熱效率好的注射成型機。
[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明的一個方式的注射成型機,具備缸體,成型材料被供給到該缸體的內部，在上述缸體上設置有供給部，該供給部向上述缸體內供給對上述成型材料進行加熱的熱媒。
[0007]發(fā)明效果:
[0008]根據(jù)本發(fā)明，能夠得到成型材料的加熱效率好的注射成型機。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是表示本發(fā)明的第I實施方式的注射成型機的圖。
[0010]圖2是本發(fā)明的第I實施方式的注射成型機中的缸體的剖視圖。
[0011]圖3是表示本發(fā)明的第I實施方式的注射成型機中的缸體內壁上所形成的熱媒的供給口的圖。
[0012]圖4是表示本發(fā)明的第2實施方式的注射成型機的圖。
[0013]圖5是表示本發(fā)明的第3實施方式的注射成型機的圖。
[0014]符號說明
[0015]10注射成型機
[0016]11 缸體
[0017]12注射噴嘴
[0018]13 螺桿
[0019]15螺桿的旋轉軸
[0020]16螺桿的螺旋翼片[0021]17螺桿的槽
[0022]19料斗
[0023]20冷卻器
[0024]31噴嘴部(供給部)
[0025]32噴嘴部的供給口(供給部的供給口 )
[0026]33排出孔(排出部)
[0027]41水蒸氣產生器
[0028]42過熱水蒸氣產生器
【具體實施方式】
[0029]以下，參照【專利附圖】

【附圖說明】用于實施本發(fā)明的方式。在各圖中，對相同或對應的結構標以相同或對應的符號并省略說明。以下，將樹脂的射出方向設為前方，并將與樹脂的射出方向相反的方向設為后方來進行說明。
[0030][第I實施方式]
[0031]圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的注射成型機的圖。在圖1中，省略圖2所示的噴嘴塊21的圖示。圖2是本發(fā)明的第1實施方式的注射成型機中的缸體的剖視圖，是與缸體的軸方向垂直的剖視圖。在圖2中，為了便于說明，省略圖1所示的螺旋翼片16的圖示。圖3是表示本發(fā)明的第I實施方式的注射成型機中的缸體內壁上所形成的熱媒的供給口的圖。
[0032]注射成型機10具備成型材料(例如樹脂顆粒)被供給到內部的缸體11、設置在缸體11的前端的注射噴嘴12、在缸體11內配設成旋轉自如且進退自如的螺桿13、以及配設在缸體11的后方的驅動裝置14。驅動裝置14包括使螺桿13旋轉的計量馬達及使螺桿13進退的注射馬達。
[0033]螺桿13在缸體11內配設成旋轉自如且進退自如。螺桿13具有與缸體11同軸配設的旋轉軸15、以及螺旋狀地設置在旋轉軸15的周圍的螺旋翼片16，沿著螺旋翼片16形成有螺旋狀的槽17。若螺桿13旋轉，則螺旋翼片16移動，供給到槽17內的樹脂向前方輸送。
[0034]螺桿13沿著軸方向從后方(料斗19側)到前方(注射噴嘴12側)被劃分為供給部13a、壓縮部13b及計量部13c。供給部13a是接受樹脂并向前方輸送樹脂的部分。壓縮部13b是將供給的樹脂壓縮并熔融的部分。計量部13c是按一定量分別計量所熔融的樹脂的部分。螺桿13的槽17的深度在供給部13a深，在計量部13c淺，在壓縮部13b越靠向前方越淺。
[0035]另外，螺桿13的結構沒有特別限定。例如螺桿13的槽17的深度也可以是一定的，也可以使螺桿壓縮比一定。
[0036]在缸體11的后部，形成有作為成型材料供給口的樹脂供給口 18，經由樹脂供給口18從料斗19向缸體11內供給樹脂。設置有冷卻缸體11的后部的冷卻器20，以防止樹脂在樹脂供給口 18附近熔融。作為冷卻器20，例如使用水冷套。
[0037]另外，在本實施方式中，為了向缸體11內供給樹脂，在缸體11的后部設置料斗19，但也可以代替料斗19而設置能夠調整樹脂的供給量的材料供給裝置。[0038]接著，說明注射成型機的動作。
[0039]若驅動計量馬達而使螺桿13旋轉，則從樹脂供給口 18供給到缸體11內的樹脂向前方輸送并熔融。隨著熔融的樹脂向螺桿13的前方輸送并蓄積在缸體前部，螺桿13后退。若在螺桿13的前方蓄積預定量的樹脂，則螺桿13的旋轉停止。
[0040]接著，若驅動注射馬達而使螺桿13前進，則蓄積在螺桿13的前方的熔融樹脂從注射噴嘴12射出，被填充到模具裝置的型腔空間。通過使所填充的熔融樹脂固化來得到成型品。
[0041]接著，說明缸體11內的樹脂的加熱。
[0042]如圖1所示，為了提高缸體11內的樹脂的加熱效率，在缸體11上設置有作為向缸體11內供給對樹脂進行加熱的熱媒的供給部的噴嘴部31。噴嘴部31向缸體11內供給的熱媒可以是氣體、液體中的任意狀態(tài)，也可以是氣體和液體混合存在的狀態(tài)。由于熱媒在缸體11內與樹脂直接接觸，因此樹脂的加熱效率好。由于樹脂的加熱效率好，因此樹脂在缸體軸方向上的溫度梯度陡峭，能夠縮短缸體11的全長。此外，由于熱媒在缸體11內與樹脂直接接觸，因此容易控制樹脂的溫度，樹脂的溫度達到穩(wěn)定化為止的時間短，能夠抑制樹脂的熱劣化。此外，熱媒發(fā)揮向缸體11外傳送在樹脂熔融時產生的氣體的作用。
[0043]供給到缸體11內的熱媒與缸體11的內壁及螺桿13的表面雙方接觸，將缸體11和螺桿13大致同時加熱。因此，缸體11的內壁與螺桿13的螺旋翼片16之間的間隔難以變動，容易在缸體11中插拔螺桿13。此外，不需要進行用于在缸體11中插拔螺桿13時增大缸體11的內徑的、缸體11的加熱。
[0044]例如，如圖2所示，噴嘴部31被設置為在缸體11及噴嘴塊21上連續(xù)地形成的開口部。噴嘴塊21固定在缸體11上。另外，也可以沒有噴嘴塊21，噴嘴部31也可以被設置為形成在缸體11上的開口部。
[0045]另外，本實施方式的噴嘴部31被設置為缸體11等上所形成的開口部，但也可以與缸體11等獨立地形成為筒狀，并插入安裝于缸體11等上所形成的孔中。
[0046]噴嘴部31的位置沒有特別限定，但為了提高加熱效率，可以比冷卻器20靠前方設置噴嘴部31。此外，噴嘴部31也可以比樹脂的熔融開始位置靠后方而被設置。在比樹脂的熔融開始位置靠后方的位置，由于樹脂沒有融化，因此熱媒容易在樹脂的間隙流動。
[0047]噴嘴部31的供給口(噴出口)32形成在缸體11的內壁。噴嘴部31的供給口 32如圖1?圖3所示可以是在螺桿13的軸方向上細長的形狀。從噴嘴部31供給到槽17內的熱媒的流動成為寬廣的流動，在槽17內可能產生渦流的空間減小。因此，熱媒容易沿著螺旋翼片16流動。
[0048]另外，本實施方式的噴嘴部31的供給口 32是在螺桿13的軸方向上細長的形狀，但也可以是在相對于螺桿13的軸方向傾斜的方向上細長的形狀。例如，噴嘴部31的供給口 32也可以是在與螺旋狀的螺旋翼片16垂直的方向上細長的形狀。熱媒容易沿著螺旋翼片16流動。此外，噴嘴部31的供給口 32的形狀沒有特別限定，例如也可以是長方形狀、橢圓狀等。
[0049]供給口 32在螺桿軸方向上的長度L (參照圖1)可以比螺旋翼片16在螺桿軸方向上的間距P(參照圖1)長。由于與螺桿13相對于缸體11的位置無關地，從噴嘴部31供給到槽17內的熱媒的主流動的寬度為槽17在螺桿軸方向上的槽寬度W(參照圖1)的一半以上，因此在槽17內難以產生渦流。
[0050]噴嘴部31的中心線C可以如圖2所示在剖視時從螺桿13的旋轉軸15偏離。從噴嘴部31噴出的熱媒不易被旋轉軸15分為2個流動，容易沿著螺旋狀的螺旋翼片16向一個方向流動。
[0051]噴嘴部31的中心線C可以如圖2所示在剖視時不與缸體11的內壁相切而與缸體11的內壁相交2次。從噴嘴部31噴出的熱媒不易進入到缸體11的內壁與螺桿13的螺旋翼片16之間的微小的間隙，容易沿著螺旋狀的螺旋翼片16向一個方向流動。
[0052]優(yōu)選的是，從噴嘴部31噴出的熱媒的溫度低于樹脂的熔融溫度，以防止噴嘴部31被熔融的樹脂堵塞。此時，通過熱媒和后述的加熱器H的組合使樹脂熔融。
[0053]在缸體11上，如圖1所示，設置有作為排出缸體11內的熱媒的排出部的排出孔33。從缸體11內排出的熱媒也可以是氣體、液體中的任何狀態(tài)，也可以是氣體和液體混合存在的狀態(tài)。
[0054]排出孔33的位置沒有特別限定，可以在缸體11上的比樹脂的熔融開始位置靠后方的位置設置排出孔33，以使熱媒在缸體11內容易流動。
[0055]當排出孔33及噴嘴部31雙方設置在缸體11上的比樹脂的熔融開始位置靠后方的位置的情況下，可以在缸體11上的比樹脂的熔融開始位置靠前方的位置設置對缸體11進行加熱的加熱器H。加熱器H包圍缸體11的外周并對缸體11進行加熱，從而對缸體11內的樹脂進行加熱。
[0056]排出孔33可以比噴嘴部31靠后方而被設置。從噴嘴部31噴出的熱媒向后方流動并被樹脂、缸體11、螺桿13等奪走熱量，逐漸冷卻。越靠向后方，缸體11的溫度越容易降低，被冷卻器20吸收的浪費的熱量減少，熱效率好。
[0057]為了提高加熱效率，排出孔33可以比冷卻器20靠前方而被設置。熱媒與缸體11的后部幾乎不接觸地向缸體11的外部排出。缸體11的后部的溫度容易降低，被冷卻器20吸收的浪費的熱量少，熱效率好。
[0058]從排出孔33排出的熱媒回收到回收罐45，在回收罐45中被冷卻。蓄積在回收罐45中的熱媒(例如液體的水)可以被送到對熱媒進行加熱的加熱器(例如水蒸氣產生器41)，在加熱器中被再次加熱。
[0059]噴嘴部31可以向缸體11內供給過熱水蒸氣作為對樹脂進行加熱的熱媒。過熱水蒸氣是對飽和水蒸氣進行加熱而成的，由于是干燥的，因此能夠干燥樹脂。此外，過熱水蒸氣幾乎不含氧氣，因此能夠抑制樹脂的氧化。
[0060]過熱水蒸氣是將在水蒸氣產生器41中對水進行加熱而產生的水蒸氣在過熱水蒸氣產生器42中進一步加熱而生成的。所生成的過熱水蒸氣經由噴嘴部31供給到缸體11內。缸體11內的氣壓在本實施方式中為大氣壓，但也可以比大氣壓低，也可以比大氣壓高。
[0061]水蒸氣產生器41由例如鍋爐等構成，對液體的水進行加熱而生成水蒸氣。水蒸氣產生器41可以被設置成注射成型機10的一部分，也可以與注射成型機10獨立地設置，例如也可以被設置成成型品的制造工廠的設備。在將水蒸氣產生器41和過熱水蒸氣產生器42連接的配管的中途，例如可以設置減壓閥43、流量調整閥44等。
[0062]過熱水蒸氣產生器42用加熱器等對在水蒸氣產生器41中所生成的水蒸氣進行加熱而生成過熱水蒸氣。過熱水蒸氣產生器42可以設置在注射成型機10上。[0063]過熱水蒸氣的至少一部分也可以在缸體11內從氣體相變?yōu)橐后w。通過氣體凝結而成為液體時放出的凝結熱，樹脂被加熱。由于水的凝結熱大，因此熱傳遞效率好。凝結熱傳遞是在氣體的溫度為凝結點附近的位置發(fā)生的。
[0064]另外，在本實施方式中，缸體11的軸方向為水平，但是在過熱水蒸氣的至少一部分在缸體11內從氣體相變?yōu)橐后w的情況下，缸體11的軸方向可以相對于水平方向傾斜，比噴嘴部31靠后方的排出孔33可以位于比噴嘴部31靠下方的位置。缸體11內的液體的水容易從排出孔33排出，液體的水不易滯留在缸體11內。
[0065][第2實施方式]
[0066]在上述第I實施方式中，從缸體11內排出的高溫的熱媒回收到回收罐45，并在回收罐45中被冷卻。
[0067]而在本實施方式中，為了提高熱效率，設置有使從缸體11內排出的熱媒的至少一部分向對熱媒進行加熱的加熱器返回的環(huán)流部，這一點與第I實施方式不同。以下，主要說明不同點。
[0068]圖4是表示本發(fā)明的第2實施方式的注射成型機的圖。如圖4所示，注射成型機110可以具備使從缸體11內排出的熱媒的至少一部分向作為加熱器的過熱水蒸氣產生器42返回的噴射器(EjeCtor)50。噴射器50相當于環(huán)流部。噴射器50可以使從缸體11內排出的熱媒的至少一部分在比室溫高的狀態(tài)下向過熱水蒸氣產生器42返回。
[0069]噴射器50具備噴射器噴嘴51、吸引室52及擴散器(Diffuser) 53。噴射器噴嘴51在吸引室52內噴出從水蒸氣產生器41供給的水蒸氣，從而產生從缸體11內向吸引室52吸引水蒸氣的吸引力。被吸引到吸引室53的水蒸氣的至少一部分和從噴射器噴嘴51噴出的水蒸氣一起經由擴散器53返回到過熱水蒸氣產生器42，并在過熱水蒸氣產生器42中被再次加熱之后，經由噴嘴部31向缸體11內供給。
[0070]然而，在從噴嘴部31向缸體11內供給的過熱水蒸氣的一部分在缸體11內從氣體相變?yōu)橐后w的情況下，從排出孔33排出的熱媒包含水蒸氣和液體的水雙方。
[0071]吸引室52在吸引缸體11內的水蒸氣時，和水蒸氣一起吸引液體的水。因此，液體的水不易滯留在缸體11內。
[0072]吸引室52可以具備排出液體的水的排出口。從排出口排出的液體的水和水蒸氣一起被送到回收罐45，在回收罐45中被冷卻。
[0073]從缸體11內吸引到吸引室52中的水蒸氣中的大部分返回到過熱水蒸氣產生器42，其余部分被送到回收罐45。
[0074]另外，本實施方式的噴射器50將比室溫高的溫水送到回收罐45，但也可以送到水蒸氣產生器41。由于水蒸氣產生器41對溫水加熱而生成水蒸氣，因此熱效率進一步提高。
[0075]此外，在本實施方式中，作為環(huán)流部，使用噴射器50，但環(huán)流部的結構沒有特別限定。例如，環(huán)流部也可以由多葉片風扇(Sirocco fan)等構成。多葉片風扇吸引缸體11內的水蒸氣，并將所吸引的水蒸氣送到從水蒸氣產生器41向過熱水蒸氣產生器42供給水蒸氣的流路。
[0076][第3實施方式]
[0077]在上述第I實施方式中，從缸體11內排出的高溫的熱媒回收到回收罐45，并在回收罐45中被冷卻。[0078]而在本實施方式中，為了提高熱效率，設置有通過從缸體11內排出的熱媒對向缸體11內供給的熱媒進行加熱的熱交換部，這一點與第I實施方式不同。以下，主要說明不同點。
[0079]圖5是表示本發(fā)明的第3實施方式的注射成型機的圖。如圖5所示，注射成型機210可以具備通過從缸體11內排出的熱媒對向缸體11內供給的熱媒進行加熱的熱交換部60。由于從缸體11內排出的熱媒的熱量對樹脂的加熱做出貢獻，因此熱效率好，能夠削減
能量的浪費。
[0080]熱交換部60例如由將在水蒸氣產生器41中所生成的水蒸氣向過熱水蒸氣產生器42供給的流路的中途所設置的第I熱交換路徑61、以及將從缸體11內排出的水蒸氣等(也可以包含液體的水)向回收罐45供給的流路的中途所設置的第2熱交換路徑62構成。第I熱交換路徑61和第2熱交換路徑62被相鄰地設置，在第2熱交換路徑62中流動的水蒸氣的熱量移動到在第I熱交換路徑61中流動的水蒸氣。由于向缸體11內供給的水蒸氣通過從缸體11內排出的水蒸氣而被加熱，因此熱效率好。
[0081]另外，本實施方式的熱交換部60通過從缸體11內排出的水蒸氣對從水蒸氣產生器41向過熱水蒸氣產生器42供給的水蒸氣進行加熱，但也可以對水蒸氣產生器41內的液體的水進行加熱。
[0082]此外，也可以組合使用本實施方式的熱交換部60和上述第2實施方式的環(huán)流部70。例如，環(huán)流部可以使從缸體11內排出的熱媒的一部分返回到加熱器，熱交換部可以通過從缸體11內排出的熱媒的其余部分對向缸體11內供給的熱媒進行加熱。
[0083]以上，說明了注射成型機的實施方式，但本發(fā)明不限于上述實施方式，能夠在技術方案中所記載的要旨的范圍內進行各種變形、改良。
[0084]例如，上述實施方式的噴嘴部31向缸體11內供給過熱水蒸氣作為對樹脂進行加熱的熱媒，但熱媒的種類可以根據(jù)樹脂的種類適當選擇。例如，在樹脂因水而劣化的情況下，可以使用氮氣、氬氣等惰性氣體。
[0085]此外，上述實施方式的噴嘴部31向缸體11內供給過熱水蒸氣作為在缸體11內至少一部分從氣體相變?yōu)橐后w的熱媒，但也可以代替過熱水蒸氣而將例如鹵素系化合物的氣體、離子性化合物的氣體、二醇系化合物的氣體等供給到缸體11內。這些氣體在缸體11內至少一部分能夠從氣體相變?yōu)橐后w。
[0086]此外，上述實施方式的噴嘴部31將對樹脂進行加熱的熱媒供給到缸體11內，但是為了進行維護等而冷卻缸體11的情況下，也可以將對缸體11進行冷卻的制冷劑供給到缸體11內。
[0087]此外，上述實施方式的噴嘴部31設置在螺桿同軸(screw in-line)方式的注射裝置的缸體11上，但也可以設置在螺桿預塑方式的注射裝置的缸體上。螺桿預塑方式的注射裝置向注射缸體供給在塑化缸體內所熔融的樹脂，從注射缸體向模具裝置內射出熔融樹月旨。在螺桿預塑方式的情況下，噴嘴部31可以設置在塑化缸體、注射缸體的任意缸體上，也可以設置在雙方上。在螺桿預塑方式的情況下，優(yōu)選的是，噴嘴部31設置在氣體容易流動的塑化缸體上。
[0088]此外，上述實施方式的噴嘴部31及排出孔33在缸體11上分別設有I個，但噴嘴部31的設置數(shù)也可以是多個，此外排出孔33的設置數(shù)也可以是多個。
【權利要求】
1.一種注射成型機， 具備缸體，成型材料被供給到該缸體的內部， 在上述缸體上設置有供給部，該供給部向上述缸體內供給對上述成型材料進行加熱的熱媒。
2.根據(jù)權利要求1所述的注射成型機，其中， 上述供給部向上述缸體內供給過熱水蒸氣作為對上述成型材料進行加熱的熱媒。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的注射成型機，其中， 上述供給部向上述缸體內供給在上述缸體內至少一部分從氣體相變?yōu)橐后w的熱媒。
4.根據(jù)權利要求1?3中任一項所述的注射成型機，其中， 在上述缸體上設置有排出上述缸體內的熱媒的排出部。
5.根據(jù)權利要求4所述的注射成型機，其中， 上述排出部設置在比冷卻上述缸體的后部的冷卻器靠前方的位置。
6.根據(jù)權利要求1?5中任一項所述的注射成型機，其中， 上述缸體的內壁上的上述熱媒的供給口是沿配設在上述缸體內的螺桿的軸方向細長的形狀，或者是沿相對于上述螺桿的軸方向傾斜的方向細長的形狀。
7.根據(jù)權利要求1?6中任一項所述的注射成型機，其中， 上述注射成型機具備環(huán)流部，該環(huán)流部使從上述缸體內排出的熱媒的至少一部分返回到對向上述缸體內供給的熱媒進行加熱的加熱器。
8.根據(jù)權利要求1?7中任一項所述的注射成型機，其中， 上述注射成型機具備熱交換部，該熱交換部通過從上述缸體內排出的熱媒對向上述缸體內供給的熱媒進行加熱。
9.一種注射成型方法， 包括在缸體內對成型材料進行加熱的工序， 向上述缸體內供給對上述成型材料進行加熱的熱媒。
【文檔編號】B29C45/74GK103802290SQ201310346528
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權日:2012年11月6日
【發(fā)明者】荒川慶彥 申請人:住友重機械工業(yè)株式會社