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JP4286268B2 - Injection molding machine - Google Patents
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JP4286268B2 JP2006143345A JP2006143345A JP4286268B2 JP 4286268 B2 JP4286268 B2 JP 4286268B2 JP 2006143345 A JP2006143345 A JP 2006143345A JP 2006143345 A JP2006143345 A JP 2006143345A JP 4286268 B2 JP4286268 B2 JP 4286268B2
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Description

本発明は、ゴムの射出成形に適したプリプラ(Pre−pla=Pre−plasticizing)式射出成形機に関し、殊に射出ノズルの先端から射出される成形材料の温度分布を充分均一になし得る構造に関するものであり、また特願2005−178670号の改良に関するものである。 The present invention relates to a pre-plasticization suitable for injection molding of rubber (Pre-pla = Pre-plasticizing ) type injection molding machine, may be made in particular the temperature distribution of the molding material injected from the tip of the injection nozzle sufficiently uniform structure And the improvement of Japanese Patent Application No. 2005-178670.

前記プリプラ式射出成形機としては、例えば図15に示すようなものがある。これは金属ケース1内に、スクリュー2を備え可塑化計量機能をもつ押出機3と、該押出機3に逆止弁4をもつ通路5により連結した射出ポット6と、該射出ポット6内にて摺動するプランジヤ7と、前記射出ポット6の本体部下端から先端にかけてのテーパー部(以下射出ポットテーパー部という)8Aとその先端の射出通路となる部分(以下射出ポット先端部分という)8Bと、該射出ポット先端部分8Bの先端に装着した射出ノズル9とから構成され、前記金属ケース1の下端付近を金型10の上ダイプレート11に支持したものである。尚12は、前記上ダイプレート11とタイバー13により連結された下ダイプレートであり、14は断熱盤、15は熱盤を示す。  An example of the pre-plastic injection molding machine is shown in FIG. This includes an extruder 3 having a screw 2 and a plasticizing and metering function, an injection pot 6 connected to the extruder 3 by a passage 5 having a check valve 4, and the injection pot 6. Plunger 7 that slides, a taper portion (hereinafter referred to as an injection pot taper portion) 8A from the lower end of the main body portion of the injection pot 6 to the tip, and a portion (hereinafter referred to as an injection pot tip portion) 8B that becomes an injection passage at the tip thereof The injection nozzle 9 is mounted on the tip of the injection pot tip 8B, and the vicinity of the lower end of the metal case 1 is supported by the upper die plate 11 of the mold 10. Reference numeral 12 denotes a lower die plate connected by the upper die plate 11 and the tie bar 13, 14 denotes a heat insulation board, and 15 denotes a heat board.

そして、上記射出成形機では、まず、原料ゴムを矢印のように押出機3に投入して、スクリュー2により図15の左へ送りつつ可塑化し、このような可塑化ゴムを計量しつつ、逆止弁4を経て通路5により射出ポット6内へ送入し、プランジャ7を可塑化ゴムの投入圧力により上昇せしめる。次にプランジャ7を下降させて、射出ポット6内の可塑化ゴムを射出ポットテーパー部8Aと射出ポット先端部分8B、射出ノズル9を経て前記金型10内に送入し、更にスプルー16、ランナー17、ゲート18を経て金型10内のキャビティ19、20に圧入し、加硫するのである。  In the injection molding machine, first, the raw rubber is put into the extruder 3 as indicated by the arrow, and is plasticized while being sent to the left in FIG. 15 by the screw 2. After passing through the stop valve 4, it is fed into the injection pot 6 by the passage 5, and the plunger 7 is raised by the injection pressure of the plasticized rubber. Next, the plunger 7 is lowered, and the plasticized rubber in the injection pot 6 is fed into the mold 10 through the injection pot taper portion 8A, the injection pot tip portion 8B, and the injection nozzle 9, and further sprue 16, runner 17 and the gate 18 are press-fitted into the cavities 19 and 20 in the mold 10 and vulcanized.

ところで、ゴム加硫品の生産性を向上し、製品コストを低減するために、前記キャビティ19、20に充填された可塑化ゴムの加硫時間を短縮することが有効であることは常識であり、このためキャビテイ19、20内への充填ゴム温度をできるだけ高く設定することが求められている。  By the way, it is common sense that it is effective to shorten the vulcanization time of the plasticized rubber filled in the cavities 19 and 20 in order to improve the productivity of rubber vulcanized products and reduce the product cost. For this reason, it is required to set the temperature of the filled rubber into the cavities 19 and 20 as high as possible.

また射出成形において、前記キャビテイ19、20への充填ゴム温度を瞬時に高くするのに最も効果的な方法としては、前記射出ポット6内に計量したゴムに射出プランジャー7により射出圧力が加えられ、それによって射出充填中に発生する射出剪断発熱(以下射出発熱という)によるゴムの自己発熱を利用することが理想的であることも知られている。  In injection molding, the most effective method for instantaneously increasing the temperature of the filled rubber in the cavities 19 and 20 is to apply an injection pressure to the rubber measured in the injection pot 6 by the injection plunger 7. It is also known that it is ideal to utilize the self-heating of rubber due to injection shear heat generation (hereinafter referred to as injection heat generation) generated during injection filling.

更に、前記射出発熱を高くするには、射出プランジャー7を高圧高速に下降させ、結果的に射出充填中の射出圧力(以下実射出圧力という)を高くする必要があり、しかもその際、射出ポット6から金型10内のキャビテイ19、20までの間のゴム流路を適正な太さに設定し、実射出圧力が高く設定できるようにすることが重要とされている。  Further, in order to increase the injection heat generation, it is necessary to lower the injection plunger 7 at a high pressure and high speed, and as a result, it is necessary to increase the injection pressure during injection filling (hereinafter referred to as the actual injection pressure). It is important to set the rubber flow path from the pot 6 to the cavities 19 and 20 in the mold 10 to an appropriate thickness so that the actual injection pressure can be set high.

しかしながら、図15の構造をもった従来の射出成形機において、単に射出プランジャー7を高圧高速に下降させ実射出圧力を高く条件設定するときは、射出充填中のゴムが局部的に異常な射出発熱を生じ、キャビティ19、20に射出充填された充填ゴム温度が著しく不均一となり、スコーチ即ち「加硫反応が開始され、可塑性が失われる初期段階」が生じやすく、スコーチしたゴムが前記キャビテイ19、20内に進入して製品不良を招いたり、スコーチにはならなくとも製品内部の加硫状態が部分的にバラツキ、不均一となって、製品の品質性能を低下させてしまう。  However, in the conventional injection molding machine having the structure shown in FIG. 15, when the injection plunger 7 is simply lowered at high pressure and high speed and the actual injection pressure is set to a high condition, the rubber during injection filling is locally abnormally injected. The temperature of the filled rubber injected into the cavities 19 and 20 becomes extremely uneven due to heat generation, and scorch, that is, “an initial stage in which the vulcanization reaction starts and loses plasticity” is likely to occur. Even if the product enters the inside 20 and causes a product failure or does not become a scorch, the vulcanized state inside the product partially varies and becomes non-uniform, thereby reducing the quality performance of the product.

このため、図15の構造を備えた従来の射出成形機においては、局部的な異常な射出発熱を低減するために、実射出圧力が低めになるよう射出圧力と射出速度を低めに設定せざるを得ず、従って理想的な射出発熱としてこれを有効に利用することができず、結果的に加硫時間を長引かせ、生産性を向上し得ず、製品コストの上昇を招いていた。  For this reason, in the conventional injection molding machine having the structure of FIG. 15, in order to reduce local abnormal injection heat generation, the injection pressure and the injection speed must be set low so that the actual injection pressure becomes low. Therefore, this could not be effectively used as an ideal injection heat generation, and as a result, the vulcanization time was prolonged, the productivity could not be improved, and the product cost was increased.

従来の射出成形機における射出時の局部的発熱の原因について、本発明者は特許第3579196号において、図16に示すノズルA部の元径とその下流の絞り部分との境界部に図17の如くゴムの滞留、流速低下等が生じ、滞留、速度低下したゴムが流れの中央部における流速の速いゴムと摩擦を生じて局部的な自己発熱を起こし、このためにスコーチゴムが成形品内に混入するという問題が発生することを突き止め、その対策としては、ノズル内に整流子状のコアを配設することでスコーチの発生、混入を防止することを提案している。  Regarding the cause of local heat generation at the time of injection in a conventional injection molding machine, the present inventor in Japanese Patent No. 3579196 is shown in FIG. 17 at the boundary portion between the original diameter of the nozzle A portion shown in FIG. In this way, the rubber stays and the flow velocity decreases, and the rubber that stays and decreases in velocity causes friction with the fast-flowing rubber in the center of the flow and causes local self-heating, which causes scorch rubber to be mixed in the molded product. As a countermeasure against this problem, it has been proposed to prevent the occurrence of scorch and mixing by arranging a commutator-like core in the nozzle.

また、本発明者は従来の射出成形機の局部的発熱の原因について、特許第3579197号において、ノズルA部先端におけるゴムの流速分布とこれによる流動中のゴムの発熱分布(図18,図19参照)が原因であることを見出し、その結果としてノズルから射出されたゴムの温度差が、図20のように高流速になるほど温度分布が大きくなることを指摘し、この対策として、主にノズル先端部にロッド状部材をノズル部分とほぼ同軸に設置することで図20の如き流速分布、温度分布を改善することを提案した。In addition, as for the cause of local heat generation of the conventional injection molding machine, the present inventor in Japanese Patent No. 3579197, the flow velocity distribution of rubber at the tip of the nozzle A section and the heat generation distribution of rubber during the flow (FIGS. 18 and 19). As a result, the temperature difference of the rubber injected from the nozzle becomes larger as the flow velocity becomes higher as shown in FIG. It has been proposed to improve the flow velocity distribution and the temperature distribution as shown in FIG. 20 by installing a rod-like member at the tip portion substantially coaxially with the nozzle portion.

しかしながら、ノズル部分でのスコーチの防止や射出発熱温度分布の均一化を、前記の如くノズル内に整流子状のコアやロッド状部材の取り付けによって対策することは、次の点で汎用性に欠け、射出機の能力を最大限に生かす理想的な射出発熱の利用手段とは言えないことが発明者の最近の研究により明らかになった。  However, measures to prevent scorch at the nozzle part and uniform injection heat generation temperature distribution by attaching a commutator-like core or rod-like member in the nozzle as described above lacks versatility in the following points. The inventor's recent research has revealed that this is not an ideal means of using the injection heat to make the best use of the ability of the injector.

即ち、a,整流子状のコアやロッド状部材の設置により急激にノズル内部の流路断面積が減少する結果、流動性の悪い配合材料を使用したときは射出成形が予定通り実施できぬ場合があり、使用できる配合材料を厳選する必要があること。  That is, a, when the commutator-like core or rod-like member is installed, the flow passage cross-sectional area inside the nozzle is abruptly reduced, and injection molding cannot be performed as planned when using a poorly flowable compound material. There is a need to carefully select usable compounding materials.

b.射出中に整流子状のコアやロッド状部材自体がゴムとの摩擦によって高温となり、このためその射出成形完了後次の射出成形までの間にノズル内の整流子状のコアやロッド状部材周囲のゴムを加熱加硫させてしまい、次回の射出時その加硫されたゴムがノズルを詰まらせて射出成形できない状態になるおそれがあり、この事態を避けようとすれば、整流子状のコアやロッド状部材自体が過熱しない程度の少量の射出容量の成形品しか適用しないとか、或いは射出充填中の圧力を下げる、射出速度を低めにする等して、結果的に目的のゴムの射出発熱を低く抑える必要があること。  b. During injection, the commutator-like core and rod-shaped member itself become hot due to friction with the rubber. Therefore, the commutator-like core and rod-shaped member in the nozzle are surrounded by the period between the completion of injection molding and the next injection molding. If the rubber is heated and vulcanized, the vulcanized rubber may clog the nozzle during the next injection, making it impossible for injection molding. As a result, the injection heat of the target rubber can be reduced by applying only a small amount of the injection capacity so that the rod-shaped member itself does not overheat, or by lowering the pressure during injection filling or lowering the injection speed. Must be kept low.

よって、本発明の解決しようとする主たる課題は、配合材料においてゴムの流動性を選ぶ必要がなく、射出成形機のもつ最大射出圧力を最大限に生かしてゴムに最大射出発熱を生ぜしめ、且つゴムの滞留によるスコーチの発生を確実に防止し、これによって成形品の品質を向上し、更に生産性を最大限に向上し得る汎用性のある射出成形を実現できる射出成形機を得ることにある。 Therefore, the main problem to be solved by the present invention is that it is not necessary to select the fluidity of the rubber in the compounding material, the maximum injection pressure of the injection molding machine is utilized to the maximum, and the maximum injection heat generation is generated in the rubber. The purpose is to obtain an injection molding machine that can prevent the occurrence of scorch due to the retention of rubber, thereby improving the quality of the molded product, and realizing versatile injection molding that can maximize the productivity. .

前記課題を解決するための本発明の射出成形機は円筒状の本体部とその本体部の先端に繋げて設けられ先細り形状に形成されたテーパー部とを有し、可塑化状態にある成形材料が供給される射出ポットと、前記テーパー部の先端に繋げて設けられた円筒状の射出ポット先端通路と、該射出ポット先端通路の先端に繋げて設けられた射出ノズルと前記射出ポット内にその射出ポットの長手方向に移動可能に収容され先細り形状に形成されたプランジャとを備えた射出成形機において、前記テーパー部のテーパー角度10度以上45度以下としたものである。 An injection molding machine according to the present invention for solving the above-described problem has a cylindrical main body portion and a tapered portion formed in a tapered shape connected to the tip of the main body portion, and in a plasticized state. a shooting pot which the material is supplied, a cylindrical injection pot tip passage provided by connecting the tip of the tapered portion, an injection nozzle provided by connecting the tip of the injection-pot tip passage, the injection pot as an injection molding machine equipped with a plunger that is formed in a tapered shape is movably accommodated in the longitudinal direction of the injection pot, in which the taper angle of the tapered portion is less 45 degrees 10 degrees.

上記本発明を得た過程を少しく説明すれば、先ず本発明者はその後研究を鋭意継続した結果、上述した射出ノズルにおけるゴムの滞留及び低流速によるノズル元径絞り開始点でのスコーチの発生傾向並びにノズル先端部での流速分布から生ずるゴムの射出発熱の温度分布の発生傾向が、射出ポット本体部下端から射出ポット先端通路間のテーパー角度を最重要ファクターとして変化することを突き止めた(図3〜図7参照)。  The process of obtaining the present invention will be briefly explained. First, the present inventor has continued research afterwards, and as a result, the retention of rubber in the injection nozzle described above and the tendency of scorch generation at the starting point of the nozzle original diameter due to the low flow rate. In addition, it was found that the tendency of the temperature distribution of the injection heat generation of the rubber generated from the flow velocity distribution at the nozzle tip changes with the taper angle between the injection pot main body lower end and the injection pot tip passage as the most important factor (FIG. 3). To FIG. 7).

即ち、図16に示す射出ポット本体部下端から先端部8B間おけるテーパー8Aの角度θは、従来一般には60°以上である(図3では60°)が、これを図4、図5のように順次鋭角にして行くと、図6、図7に示すように、射出発熱ゴム温度差が少なくなって行くので、テーパー角度θを現状の60°から45°にするだけで、例えば射出速度が高速の30cc/secの場合、射出発熱ゴム温度差は半減以下となり、更にθを小さく35°以下にすれば、射出発熱ゴム温度差はθが60°の温度差の概ね1/10以下になることが判明した。That is, the angle θ of the taper 8A between the lower end of the injection pot main body portion shown in FIG. 16 and the tip portion 8B is generally 60 ° or more (60 ° in FIG. 3), but this is as shown in FIGS. As shown in FIGS. 6 and 7, since the temperature difference of the heat-generating rubber is reduced as shown in FIGS. 6 and 7, the injection speed can be increased, for example, by changing the taper angle θ from the current 60 ° to 45 °. At high speed of 30 cc / sec, the temperature difference between injection heat generation rubber becomes less than half, and when θ is reduced to 35 ° or less, the temperature difference between injection heat generation rubber becomes approximately 1/10 or less of the temperature difference when θ is 60 °. It has been found.

但し、前記テーパー角度が変わっても、図15の射出成形機の構造から明らかなように、上ダイプレート11や押出機(可塑化装置)3の配設状態によって射出ポット本体部下端からノズル9先端までの距離が決まるので、実際の設計上は図8〜図10の如くノズル元径部8Cが存在し、元径8Cとその下流の絞り部分との境界が存在することになるが、前記テーパー角度θが60°以上の従来の射出成形機で問題となった、この部分でのゴムの滞留やゴムスコーチは、θが45°以下においては発生しないという驚異的事実が発見されたのである。  However, even if the taper angle is changed, as is apparent from the structure of the injection molding machine in FIG. 15, the nozzle 9 from the lower end of the injection pot main body portion depends on the arrangement state of the upper die plate 11 and the extruder (plasticizer) 3. Since the distance to the tip is determined, in actual design, there is a nozzle original diameter portion 8C as shown in FIGS. 8 to 10, and there is a boundary between the original diameter 8C and the throttle portion downstream thereof. The surprising fact that the retention of rubber and the rubber scorch in this part, which became a problem in the conventional injection molding machine having a taper angle θ of 60 ° or more, does not occur when θ is 45 ° or less, was discovered.

前記テーパー角度θが小さく鋭角の方がなぜ射出発熱ゴム温度分布が均一となり、ノズル元径と絞り開始部境界で発生するノズルスコーチが生じなくなるのかであるが、これは発明者の研究によれば、一般に射出ポット6内に計量されたゴムはプランジャー7押し圧(高圧下降)により高射出圧力となり、射出ポット本体部6a下端6bからノズル9先端までの間(図5参照)にその流路内の摩擦抵抗によって射出ポット内ゴム圧力が圧力損失を生じ、その圧力損失分が射出せん断発熱となって自己発熱させるのであるが、図21〜図23及び図24に示すようにテーパー角度θが60°以上では前記テーパー部分8Aでは前記圧力損失がほとんど生ぜず、ノズル部分9に圧力損失が集中してしまい、この結果射出せん断発熱もノズル部分に集中し、ノズル元径と絞り開始点との境界での摩擦の影響はきわめて大きくなりノズルスコーチを起こし、また、ノズル先端部でのゴム温度分布も図19に示す影響が非常に強くなり、図20に示すような射出速度によって大きな射出ゴム温度差を発生するのである。The taper angle θ becomes small because the injection heating rubber temperature distribution towards the sharp uniform, but the nozzle scorch occurring at the beginning of the boundary and aperture nozzles original size is what will not occur, which according to the inventor's study For example, generally, the rubber measured in the injection pot 6 becomes a high injection pressure by the plunger 7 pushing pressure (high pressure drop), and the rubber flows between the lower end 6b of the injection pot main body 6a and the tip of the nozzle 9 (see FIG. 5). The rubber pressure in the injection pot causes a pressure loss due to the frictional resistance in the road, and the pressure loss is caused by the injection shear heat generation to cause self-heating, but the taper angle θ as shown in FIGS. There the tapered portion the pressure loss hardly Namaze in 8A at 60 ° or more, the pressure loss in the nozzle portion 9 ends up concentrated, this results nozzle section exit shear heating In the middle, the influence of friction at the boundary between the nozzle original diameter and the drawing start point becomes extremely large and causes a nozzle scorch. Also, the rubber temperature distribution at the nozzle tip becomes very strong as shown in FIG. A large temperature difference of the injected rubber is generated by the injection speed as shown in FIG.

しかるに、前記テーパー角度θを45°以下と小さくする方向にするときは、図21〜図23及び図24に示すように前記テーパー部分8Aでの圧力損失が増大し、テーパー角度θを10°程度まで小さくすると、そのテーパー部分8Aでは位置的にほぼ均等な圧力損失となって、その結果ゴムの射出発熱もノズル部に集中せずに上記テーパー部分8Aにほぼ均等に分散させることができ、ノズルスコーチを生じさせることなく、ノズル部における図19に示す影響も極めて小さくでき、その結果、射出ゴム温度差を従来の1/10以下として均一な射出発熱ゴム温度を得ることができるのである。  However, when the taper angle θ is reduced to 45 ° or less, the pressure loss in the tapered portion 8A increases as shown in FIGS. 21 to 23 and 24, and the taper angle θ is about 10 °. As a result, the tapered portion 8A has a substantially uniform pressure loss in position, and as a result, the heat generated by the rubber injection can be evenly distributed in the tapered portion 8A without concentrating on the nozzle portion. The effect shown in FIG. 19 in the nozzle portion can be made extremely small without causing scorch, and as a result, a uniform injection heat generating rubber temperature can be obtained with the injection rubber temperature difference being 1/10 or less of the conventional one.

尤も、前記テーパー角度θを小さく鋭角にしたとき、ノズルから射出される射出発熱ゴム温度は、図11に示すように射出中の射出ポット6内の実際にゴムに加えられた圧力(実射出圧力)に正比例するが、発明者の所見によればテーパー角度θによって射出発熱係数(グラフの傾き)が変わるのである。ここに、射出発熱係数は、実射出圧力10Mpa当りのゴム射出発熱温度である。  However, when the taper angle θ is set to a small and acute angle, the temperature of the heat generated by the injection from the nozzle is the pressure actually applied to the rubber in the injection pot 6 during injection (actual injection pressure) as shown in FIG. However, according to the findings of the inventor, the injection heat generation coefficient (slope of the graph) varies depending on the taper angle θ. Here, the injection heat generation coefficient is the rubber injection heat generation temperature per actual injection pressure of 10 Mpa.

その結果を図12に示すが、これによると、テーパー角度θが小さくなればなるほど射出発熱係数は低下し、特にθが10°以下においては著しい低下がある。これは射出ポット内のゴムに加わる実射出圧力がすべてゴムの剪断発熱に変換される訳でなく、ゴムと射出ポットからノズル先端までの流路壁面との摩擦によって壁面(機械側金属面)自体もゴムとの摩擦により加熱され、これがゴム側の得る射出発熱温度から見ると熱ロスとなって射出発熱係数を低下させるのであり、上記θを小さくするとゴム射出実圧力の圧力損失区間が長くなって、流路の全長で発熱ロスを生ずるためであることが判明した。(逆にテーパー角度θが従来の60°以上では、ゴムの射出圧力損失がノズル部分に集中するので発熱ロスもノズル部分でしか起こらず、発熱係数は高くなる。)  The result is shown in FIG. 12. According to this, as the taper angle θ decreases, the injection heat generation coefficient decreases, and particularly when θ is 10 ° or less, there is a significant decrease. This is because not all the actual injection pressure applied to the rubber in the injection pot is converted into the shearing heat generation of the rubber, but the wall surface (machine side metal surface) itself due to the friction between the rubber and the flow path wall surface from the injection pot to the nozzle tip. Is heated due to friction with the rubber, and this causes a heat loss when viewed from the injection heat generation temperature obtained on the rubber side, and the injection heat generation coefficient is reduced. Thus, it has been found that heat loss occurs along the entire length of the flow path. (Conversely, when the taper angle θ is 60 ° or more, since the rubber injection pressure loss is concentrated on the nozzle portion, the heat loss also occurs only at the nozzle portion, and the heat generation coefficient increases.)

これらのことから、射出ポットテーパー角度θは、使用するゴムの配合により決まる流動特性や加硫速度(スコーチし易さ)により10°〜45°の間で射出発熱温度の均一度合いと射出発熱係数(ゴムの発熱効率)面から最適な角度を選択することが理想的と言える。但し、本発明者がその後更に研究を重ねたところ、上記の理想的角度の選択を効果的あらしめるためには、射出成形機の構造上射出ポットと射出ノズルを繋ぐ射出ポット先端通路が必要欠くべからざるものであることが判明したのである。  From these, the injection pot taper angle θ depends on the flow characteristics and vulcanization speed (easiness of scorch) determined by the rubber composition used, and the uniformity of the injection heat generation temperature and the injection heat generation coefficient between 10 ° and 45 °. It can be said that it is ideal to select an optimum angle in terms of (heat generation efficiency of rubber). However, when the present inventor conducted further research after that, in order to effectively select the ideal angle, the injection pot tip passage connecting the injection pot and the injection nozzle is necessary due to the structure of the injection molding machine. It turned out that it was unbelievable.

ところで、射出発熱を高くするには、射出プランジャを射出ポット内で高圧高速に下降させ、結果的に射出充填中の射出圧力(以下実射出圧力という)を高くする必要があることは既述したが、この場合の図15の構造を持った従来の射出成形機における更なる問題点の解決手段として本発明者は、特許第3681847号において、本願の図面における図25のA部の射出ポット本体部下端とテーパー部との境界部におけるゴムの滞留によるスコーチの発生を防止するために、プランジャの射出ポット内での前進移動完了位置にて、プランジャの先端と、これに対向する射出ポットの内壁部分との間隔を1.0ミリメートル以下とすることを提案している。  By the way, as described above, in order to increase injection heat generation, it is necessary to lower the injection plunger at high pressure and high speed in the injection pot, and as a result, it is necessary to increase the injection pressure during injection filling (hereinafter referred to as actual injection pressure). However, as a means for solving a further problem in the conventional injection molding machine having the structure of FIG. 15 in this case, the present inventor disclosed in Japanese Patent No. 3681847, an injection pot main body of part A in FIG. In order to prevent the occurrence of scorch due to stagnation of rubber at the boundary between the lower end of the section and the tapered section, the plunger tip and the inner wall of the injection pot facing the plunger at the position where the plunger moves forward in the injection pot are completed. It is proposed that the distance from the portion is 1.0 millimeter or less.

しかしながら、射出完了時のプランジャの先端と、これに対向する射出ポットの内壁部分との間隔を1.0ミリメートル以下として押し切ることは、図25のA部の射出ポット本体部下端とテーパ部との境界部における滞留ゴムが流動しているゴムとの摩擦熱によって連続的な熱量を受けたことによるスコーチまたは加硫反応が進んだ滞留ゴムを射出成形1回ごとに成形品内に排出させ易い効果はあるものの、A部のゴム滞留自体を無くすることは出来ておらず、このため摩擦熱によって連続的な熱量を受けたことによるスコーチまたは加硫反応が進んだ滞留ゴムの製品内への混入を根本的に防止することは出来ていないのである。  However, if the distance between the tip of the plunger at the completion of injection and the inner wall portion of the injection pot facing it is 1.0 mm or less, it is necessary to push the distance between the lower end of the injection pot main body and the taper portion in part A of FIG. The effect that the retained rubber that has undergone scorch or vulcanization reaction due to the continuous heat generated by frictional heat with the flowing rubber at the boundary portion can be easily discharged into the molded product for each injection molding. However, it is not possible to eliminate the rubber retention itself in part A. For this reason, the scorch or the vulcanization reaction has progressed due to continuous heat generated by frictional heat. It cannot be fundamentally prevented.

これに対し、本発明のように射出ポットテーパー角度θを10°〜45°に設定した場合、図26〜図27に示すように射出ポット本体下部下端とテーパー部との境界A部の角度Yは、従来は射出ポットテーパー角度θが60°以上であったため結果的に150°以下となっており、このためプランジャの下降中でもA部にゴム滞留が生じていたのに対し、本発明では前記のように射出ポットテーパー角度θを10°〜45°に設定したことによって、結果的に前記A部の角度Yは157.5°〜175°とより直線に近づき、A部の内壁面に射出中のゴムが滞留することもなく、スコーチ自体の発生を根本的に抑えられることが発明者の最近の研究により明らかになったが、これはA部の角度Yに、例えば曲率半径20ミリメートル以上の大きめの曲面を加工した事例を含めた新知見である。  On the other hand, when the injection pot taper angle θ is set to 10 ° to 45 ° as in the present invention, the angle Y of the boundary A portion between the lower end of the injection pot main body and the taper portion as shown in FIGS. In the prior art, since the injection pot taper angle θ was 60 ° or more, the result was 150 ° or less. For this reason, the rubber stayed in the A portion even while the plunger was lowered, whereas in the present invention, As a result, the injection pot taper angle θ is set to 10 ° to 45 °, and as a result, the angle Y of the A portion approaches 157.5 ° to 175 °, which is closer to a straight line, and is injected onto the inner wall surface of the A portion. Inventor's recent research has revealed that the occurrence of scorch itself can be fundamentally suppressed without the rubber inside staying, but this is at an angle Y of part A, for example, a radius of curvature of 20 mm or more. Large This is new knowledge including examples of processing curved surfaces.

又、本発明者は図15に示す従来の射出成形機における更なる問題、即ち本明細書の図15の8Bの射出ポットと射出ノズルを繋ぐ射出ポット先端通路におけるゴムの滞留によりスコーチが発生することを防止するため、前記特許第3681847号において、前記先端通路内壁を射出ポットの軸線に対する角度を0.2°〜45°とし、これによって射出ボット先端通路断面積を射出ノズルに向かって漸減することを提案しているが、ゴムの射出成形機においては、生産完了後の成形機休止時に射出ポット先端通路部分に残留する可塑化ゴム(プランジャ最下降後も残る残存ゴム)がすべてスコーチすることが多く、この場合射出ノズルを外して前記先端通路部内のスコーチしたゴムを射出の繰り返しによってクリーニングするのが普通であるが、前記特許の提案では一旦詰まると前記射出の繰り返しのみでは解決できず、射出成形機を分解して詰まったゴムを取り出すか、部品を交換せねばならず実用的でない。この問題に関する限り、従来のように射出ポット先端通路が円柱状で通路断面積が漸減されていない方が前記射出の繰り返しによって容易に残留スコーチゴムのクリーニングが可能となる。Further, the present inventor generates a scorch due to a further problem in the conventional injection molding machine shown in FIG. 15, that is, the retention of rubber in the injection pot tip passage connecting the injection pot and the injection nozzle of FIG. 15B in this specification . In order to prevent this, in Japanese Patent No. 3681847, the angle of the inner wall of the tip passage with respect to the axis of the injection pot is set to 0.2 ° to 45 °, thereby gradually reducing the cross-sectional area of the tip passage of the injection bot toward the injection nozzle. However, in rubber injection molding machines, all plasticized rubber (residual rubber that remains even after the plunger descends) remaining in the injection pot tip passage part when the molding machine stops after production is completed is scorched. In this case, it is common to remove the injection nozzle and clean the scorched rubber in the tip passage section by repeated injection. However, in the proposal of the patent, once clogged, it cannot be solved only by repeating the injection, and the injection molding machine must be disassembled and the clogged rubber must be taken out or the parts must be replaced. As far as this problem is concerned, the remaining scorch rubber can be easily cleaned by repeating the injection when the injection pot tip passage is cylindrical and the passage cross-sectional area is not gradually reduced as in the prior art.

ところで、前述(〔0018〕)したように、射出ポットテーパー角度θが変わっても図15の射出成形機の構造から明らかなように、上ダイプレート11や押出機(可塑化装置)3の配設状態によって射出ポット本体部下端から射出ノズル9先端までの距離が決まるので、実際の設計上は射出ポットと射出ノズルを繋ぐ射出ポット先端通路が存在することになるが、本発明の如く、射出ポットテーパー角度θを10°〜45°に設定した場合、図28〜図30に示すごとく従来の射出ポットテーパー角度θが60°以上の場合より通路長さHが短く設定できること、更に図6、図7に示すように、射出発熱ゴム温度差をθ=60°の場合より極めて小さく均一にでき、結果的に射出速度を従来の成形条件より2〜3倍の速さで成形できることから、射出ポット先端通路のゴムの流速もその割合で高速化でき、その通路の壁面流速が射出ノズルに向かい壁面との摩擦抵抗で流速が低下しても、上記のように通路長さHが短くなり、流速が高速化できる結果、通路の途中で壁面流速が停止することがないので、射出ポットと射出ノズルを繋ぐ射出ポット先端通路におけるゴムの滞留は生ぜずスコーチの発生を防止できることが判明した。  By the way, as described above ([0018]), even if the injection pot taper angle θ is changed, the arrangement of the upper die plate 11 and the extruder (plasticizer) 3 can be clearly understood from the structure of the injection molding machine in FIG. Since the distance from the lower end of the injection pot main body to the tip of the injection nozzle 9 is determined depending on the installed state, there is an injection pot tip passage connecting the injection pot and the injection nozzle in actual design. When the pot taper angle θ is set to 10 ° to 45 °, the passage length H can be set shorter than the conventional injection pot taper angle θ of 60 ° or more as shown in FIGS. As shown in FIG. 7, the temperature difference between the exothermic rubbers can be made extremely smaller and uniform than in the case of θ = 60 °, and as a result, the injection speed can be molded 2 to 3 times faster than the conventional molding conditions. The flow rate of rubber in the injection pot tip passage can also be increased at that rate, and the passage length H is shortened as described above even if the wall surface flow velocity of the passage decreases toward the injection nozzle due to frictional resistance with the wall surface. As a result, since the flow velocity can be increased, the wall surface flow velocity does not stop in the middle of the passage, so it has been found that there is no stagnation of rubber in the injection pot tip passage connecting the injection pot and the injection nozzle, and scorch generation can be prevented. .

以上の説明から明らかなように、本発明は、円筒状の本体部とその本体部の先端に繋げて設けられ先細り形状に形成されたテーパー部とを有し、可塑化状態にある成形材料が供給される射出ポットと、前記テーパー部の先端に繋げて設けられた円筒状の射出ポット先端通路と、該射出ポット先端通路の先端に繋げて設けられた射出ノズルと前記射出ポット内にその射出ポットの長手方向に移動可能に収容され先細り形状に形成されたプランジャとを備えた射出成形機において、前記テーパー部のテーパー角度10度以上45度以下としたことによって、従来技術の欠点を飛躍的に改善し、ゴム配合材料におけるゴムの流動性や加硫速度に最適な、前記テーパー角度を10°〜45°の範囲の中から選択することにより、どのような配合のゴム材料であろうとも射出成形機のもつ最大射出圧力を最大限に生かしてゴムに最適な射出発熱係数での最大射出発熱を生ぜしめ、且つゴムの滞留によるスコーチの発生を確実に防止し、これによって成形品の品質を向上し、更に生産性を最大限に向上し得る汎用性のある射出成形を実現できる射出成形機が得られる。 As is clear from the above description, the present invention provides a molding material having a cylindrical main body portion and a tapered portion formed in a tapered shape connected to the tip of the main body portion, and in a plasticized state. a shooting pot to be supplied, a cylindrical injection pot tip passage provided by connecting the tip of the tapered portion, an injection nozzle provided by connecting the tip of the injection-pot tip passage, the said injection pot in the injection molding machine equipped with a plunger that is formed in a tapered shape is movably accommodated in the longitudinal direction of the injection pot by having a taper angle of the tapered portion is less 45 degrees 10 degrees, the disadvantages of the prior art By selecting the taper angle from the range of 10 ° to 45 °, which is optimal for the rubber fluidity and vulcanization speed in the rubber compounding material The maximum injection pressure of the injection molding machine is utilized to the maximum even if it is a rubber material, and the maximum injection heat generation with the optimal injection heat generation coefficient for rubber is generated, and the occurrence of scorch due to the retention of rubber is reliably prevented, As a result, an injection molding machine capable of improving the quality of the molded product and realizing versatile injection molding capable of maximizing productivity can be obtained.

上記本発明の効果を補足すると、本発明者の過去の発明、特願2001−237148号及び同2004−555026号によって、ショット毎に新材料に置き換わるゴム滞留防止構造によって計量ゴム温度を高温化且つ均一化を実現したが、上記発明に、射出ノズルにおける異常な局部発熱のない最適な射出ポット構造による射出発熱の高温化且つ均一化を可能とした本発明を組み合わせて使用することにより、図13〜図14に示し以下に説明するような驚異的な品質と生産性を実現できた。 Complementing the effects of the present invention, according to the inventors' past inventions, Japanese Patent Application Nos. 2001-237148 and 2004-555026 , the measured rubber temperature is increased by a rubber retention prevention structure that is replaced with a new material for each shot, and By using the present invention in combination with the above-described invention, which can achieve high temperature and uniform injection heat generation with an optimal injection pot structure without abnormal local heat generation in the injection nozzle, the above-described invention can be used. The amazing quality and productivity as shown in FIG. 14 and described below can be realized.

即ち、これまでゴムの射出成形は、品質的には旧来から続いている圧縮成形に劣るとされてきた。象徴的には図14に示すように、例えばOリングパッキングの場合、寸法精度は従来の圧縮成形でも圧縮方向の弾性影響で真円度は完全ではなく、また従来の射出成形では、射出発熱の温度分布が大きく部分スコーチを起こし、その結果成形品の熱収縮が部分的にバラツキ、圧縮成形に比べ寸法精度が極めて悪い状態にあったが、本発明によるときは、高温均一ゴム温度でキャビティへ短時間充填でき、ゴム弾性影響やスコーチもなく、均一な熱収縮となることで、金型の形状をより忠実に再現した極めて寸法精度の高い製品が得られる。  That is, until now, rubber injection molding has been considered inferior in quality to compression molding that has continued from the past. Symbolically, as shown in FIG. 14, for example, in the case of O-ring packing, the roundness is not perfect due to the elastic effect in the compression direction even in the conventional compression molding, and in the conventional injection molding, the injection heat generation The temperature distribution is large and partial scorching occurs. As a result, the thermal shrinkage of the molded product varies partially, and the dimensional accuracy is extremely poor compared to compression molding. The product can be filled in a short time, has no rubber elastic influence and no scorch, and has uniform heat shrinkage, so that a product with extremely high dimensional accuracy can be obtained which faithfully reproduces the shape of the mold.

また、圧縮成形においては、常温のゴムを高温の金型にセットして圧縮成形する結果、加熱加硫時、キャビティ内のゴムは伝熱により加熱されながら金型温度にまで昇温され加硫され、このときキャビテイ内でゴムが熱膨張し、その熱膨張分が金型パーティング面(割面)からはみ出すが、このときキャビティ内のキャビティ壁に近いゴムは内部より速く加硫開始し、この外周の加硫したゴムを壊しながらはみ出しゴムが流出して成形品パーティングラインの外観や品質が悪いという問題がある。  In compression molding, normal temperature rubber is set in a high temperature mold and compression molded. As a result, during heat vulcanization, the rubber in the cavity is heated to the mold temperature while being heated by heat transfer and vulcanized. At this time, the rubber thermally expands in the cavity, and the thermal expansion amount protrudes from the mold parting surface (split surface). At this time, the rubber near the cavity wall in the cavity starts vulcanization faster than the inside, There is a problem that the protruding rubber flows out while breaking the vulcanized rubber on the outer periphery and the appearance and quality of the molded parting line are poor.

更に、従来の射出成形においては、ノズル部のスコーチを防止するため、射出発熱を低く設定することから、圧縮成形と同様にキャビティ充填後の金型からの伝熱昇温による熱膨張でパーティングラインのはみ出しゴムによる破壊が起こっていた。  Furthermore, in conventional injection molding, the injection heat generation is set low in order to prevent scorching of the nozzle part, so that the parting is performed by thermal expansion due to the heat transfer temperature rise from the mold after filling the cavity, similar to compression molding. The line protruded and was destroyed by rubber.

本発明の射出成形機によれば、スコーチさせることなく均一な射出発熱ゴム温度で実射出圧力を下げることなく、金型と同等の温度までキャビティに充填するゴム温度を高く設定でき、その結果、キャビティ内でのゴムの熱膨張をさせた後でキャビティ充填となり、キャビティ内では熱膨張がほとんどなく、パーテイングラインを破壊せず、品質の良い製品が得られることになる。  According to the injection molding machine of the present invention, without lowering the actual injection pressure at a uniform injection heat generation rubber temperature without scorching, it is possible to set the rubber temperature filling the cavity to a temperature equivalent to the mold, and as a result, After the thermal expansion of the rubber in the cavity, the cavity is filled, and there is almost no thermal expansion in the cavity, so that the parting line is not broken and a good quality product can be obtained.

また更に、本発明者の過去の発明である特願2003−183634号の射出移送成形装置と本発明を組み合わせたときは、製品の取数に制約のない多数個取り金型の射出成形を1個取りの品質安定性で超短時間加硫を実現できる。即ち、多数個取りを1個取りと同様に高品質で高生産性の射出成形を実現できるのみでなく、射出発熱と充填と言う2つの機能、つまり高速高圧射出と射出発熱後の高温ゴムの充填に区分して成形することにより、流動性が極端に良好となり、その結果、極めてゆるやかに移送充填でき、繊維や薄い金属板状部材をインサートしたような、ゴムとの複合成形品もインサート部材を変形させることなく成形でき、射出成形可能な範囲を広くできる。  Furthermore, when the present invention is combined with the injection transfer molding apparatus of Japanese Patent Application No. 2003-183634, which is the present invention of the present inventor, the injection molding of a multi-cavity mold with no restrictions on the number of products is performed. Ultra-short vulcanization can be achieved with single-piece quality stability. That is, not only can high-quality and high-productivity injection molding be realized, as is the case with multi-piece production, but also two functions of injection heat generation and filling, namely high-speed high-pressure injection and high-temperature rubber after injection heat generation. By molding by dividing into filling, the fluidity becomes extremely good, and as a result, it can be transferred and filled very gently, and composite molded products with rubber such as inserted fibers and thin metal plate members are also insert members Can be molded without deforming, and the range in which injection molding can be performed can be widened.

なお、図1は本発明射出成形機で、表1はその生産性を従来機と比較したもの、図2は本発明射出移送成形機で、表2はその生産性を従来の射出成形機と比較したものを示したが、いずれも射出ポット先端から射出ノズルに通ずる円筒状の射出ポット先端通路8Bを有する構造で、射出ポット本体部下端から射出ノズル先端までの距離を一定としたものであり、表1、表2ともに、ゴムの配合上の加硫速度(155℃ tc(10)、tc(90)に合わせて最適な射出ポット先端テーパー角度を10°〜45°の中から選択することで、ゴムの配合にかかわらず大幅な生産性の向上効果が見られる。 1 shows the injection molding machine of the present invention , Table 1 shows the productivity compared with the conventional machine, FIG. 2 shows the injection transfer molding machine of the present invention , and Table 2 shows the productivity of the conventional injection molding machine. Although the comparison was shown, all have a cylindrical injection pot tip passage 8B that leads from the injection pot tip to the injection nozzle, and the distance from the lower end of the injection pot main body to the tip of the injection nozzle is constant. In both Table 1 and Table 2, the optimum injection pot tip taper angle should be selected from 10 ° to 45 ° in accordance with the vulcanization speed (155 ° C. tc (10), tc (90)) in rubber compounding. Thus, a significant productivity improvement effect can be seen regardless of the rubber composition.

上記を更に詳細に述べると、tc(10)、tc(90)の値(時間)は、小さいほど加硫速度の速い配合、換言すれば、スコーチし易い配合のゴムなので、表1、表2のtc(10)が90secの場合は、ポット先端角度θは小さい鋭角(表1、表2)θ=16°として相対的には、ポット先端通路がもっとも短くスコーチし難い構成として、射出発熱率はもっとも小さく注入ゴム温度は低くなるが、ゴム自体の加硫速度が速いので従来機では加硫時間8分のものが3分に大幅な短縮が出来るし、又tc(10)が180secの場合は、ボット先端角度θは、大きく(表1、表2)θ=45°として相対的には、ポット先端通路がもっとも長いがゴム自体はスコーチし難いので射出発熱率はもっとも大きく注入ゴム温度を高くできることで加硫速度の遅いゴムでも同様に、従来機では加硫時間8分のものが3分に大幅な短縮が出来るのであり、ポット先端角度θが同じなのに、射出発熱率が表1の射出成形機の場合より表2の射出移送成形機の方が高い理由は、射出移送成形の場合は、普通の射出成形に比して移送ポット26に射出発熱させるのでランナー17を通過する必要がない分ゴム側にとっての発熱ロスが少なく射出発熱率が高くなっているからと考えられる。In more detail, the values (time) of tc (10) and tc (90) are blended with a faster vulcanization rate, in other words, a rubber that is easily blended with scorch. When tc (10) of the pot is 90 sec, the pot tip angle θ is a small acute angle (Tables 1 and 2) θ = 16 °. Although the injection rubber temperature is the smallest, the vulcanization speed of the rubber itself is fast, so with the conventional machine, the vulcanization time of 8 minutes can be greatly reduced to 3 minutes, and tc (10) is 180 seconds The bot tip angle θ is large (Tables 1 and 2). When θ = 45 °, the pot tip passage is the longest but the rubber itself is difficult to scorch. Can be high Similarly, rubber with a slow vulcanization speed can be significantly shortened to 3 minutes with a conventional machine having a vulcanization time of 8 minutes. The injection heat generation rate of the injection molding machine shown in Table 1 is the same even though the pot tip angle θ is the same. The reason why the injection transfer molding machine in Table 2 is higher than the case is that, in the case of injection transfer molding, the transfer pot 26 is made to generate heat by injection as compared with ordinary injection molding, so there is no need to pass the runner 17 on the rubber side. This is probably because the heat generation loss is small and the injection heat generation rate is high.

Figure 0004286268
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Figure 0004286268
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本発明を図1、図2により説明すると、本発明射出成形機及び射出移送成形機は、金属ケース1に、射出ポット6と、該ポット6先端に設けられ射出ポット先端通路8Bを介して連結した射出ノズル9と、前記ポット内へ可塑化状態にある成形材料を側方から供給する投入口5とを形成するとともに、前記射出ポット6内に摺動可能にプランジャ7を配設した射出成形機及び射出移送成形機であって、前記射出ポット6本体部下端から前記射出ポット先端通路8B間をテーパー角度が10度以上45度以下となるよう構成したものである。  The present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The injection molding machine and the injection transfer molding machine of the present invention are connected to a metal case 1 via an injection pot 6 and an injection pot tip passage 8B provided at the tip of the pot 6. The injection nozzle 9 and the injection port 5 for supplying the plasticized molding material from the side into the pot are formed, and the plunger 7 is slidably disposed in the injection pot 6. And an injection transfer molding machine, wherein the taper angle is 10 degrees or more and 45 degrees or less between the injection pot 6 main body lower end and the injection pot tip passage 8B.

先述した如くゴムの射出成形においては、キャビテイ充填ゴム温度を均一且つ高温に設定することが理想的であるが、そのためには図13に示すように射出ポット6内に計量充填する射出ポット内ゴム温度を均一に高温化する必要があり、本発明者は既に特願2001−237148号及同2004−555026号において、これを実現するための射出成形機の構造を提案しているが、この提案した構造における射出ポット本体部下端から射出ポット先端通路8B間のテーパー角度θを30°としたものを実施例1として図1に示す。As described above, in the rubber injection molding, it is ideal to set the cavity filling rubber temperature to a uniform and high temperature. For this purpose, as shown in FIG. 13, the rubber in the injection pot that is metered into the injection pot 6 is used. The present inventor has already proposed the structure of an injection molding machine for realizing this in Japanese Patent Application Nos. 2001-237148 and 2004-555026 . FIG. 1 shows a first embodiment in which the taper angle θ between the lower end of the injection pot main body and the injection pot tip passage 8B in the structure is 30 °.

図1の射出成形機は、図15の説明において使用した符号は同一のものを表すものとして説明すると、金属ケース1に、射出ポット6と、該ポット先端に設けられ射出ポット先端通路8Bを介して連結した射出ノズル9と、前記ポット6内へ可塑化状態にある成形材料を側方から供給する投入口5とを形成するとともに、前記射出ポット6内に摺動可能にプランジャ7を配設した射出成形機及び射出移送成形機であって、前記射出ポット本体部下端から前記射出ポット先端通路8B間をテーパー角度が10度以上45度以下となるよう構成したものである。  The description of the injection molding machine of FIG. 1 is made assuming that the reference numerals used in the description of FIG. 15 represent the same thing, the metal case 1, the injection pot 6, and the injection pot tip passage 8B provided at the tip of the pot. The injection nozzle 9 connected in this manner and the input port 5 for supplying the plasticized molding material into the pot 6 from the side are formed, and the plunger 7 is slidably disposed in the injection pot 6. The injection molding machine and the injection transfer molding machine are configured such that the taper angle is 10 degrees or more and 45 degrees or less between the lower end of the injection pot main body and the injection pot tip passage 8B.

また、本発明の射出移送成形機は図2に示すものであり、これは本発明者が過去に発明した特願2003−183634号における射出ポット本体部下端から射出ポット先端通路8B間のテーパー角度θを30°としたものを実施例2として示す。  The injection transfer molding machine of the present invention is shown in FIG. 2, which is a taper angle between the lower end of the injection pot main body and the injection pot tip passage 8B in Japanese Patent Application No. 2003-183634 previously invented by the present inventor. A case where θ is 30 ° is shown as Example 2.

図2の本発明による射出移送成形機について説明すると、本発明の射出移送成形機は、プランジャ7を内装した射出ポット6先端の射出ノズル9を、押え金21に形成したスプルー22に接続し、且つ多数の任意配置のキャビティ23を形成した型締め機構付製品型24における上型25と前記押え金21との間に容積変化する注入ポット26を形成せしめるとともに、該移送注入ポット26と前記キャビティ23間を各々ゲート27により連結せしめた射出移送成形機において、前記プランジャ7の先端7’が嵌入する射出ポット先端テーパー部分8Aの角度θを10°〜45°のテーパー角度としたものである。  The injection transfer molding machine according to the present invention in FIG. 2 will be described. The injection transfer molding machine according to the present invention connects an injection nozzle 9 at the tip of an injection pot 6 having a plunger 7 therein to a sprue 22 formed on a presser foot 21. In addition, an injection pot 26 having a volume change is formed between the upper mold 25 and the presser 21 in the product mold 24 with a mold clamping mechanism in which a large number of arbitrarily arranged cavities 23 are formed, and the transfer injection pot 26 and the cavity In the injection transfer molding machine in which the gates 27 are connected to each other, the angle θ of the injection pot tip tapered portion 8A into which the tip 7 ′ of the plunger 7 is fitted is set to a taper angle of 10 ° to 45 °.

図1に示す本発明射出成形機の実施例及び図2に示す本発明射出移送成形機の実施例においては、いずれも図15に示す逆止弁を設けていないが、本発明においてはスクリュウ2が図示しない作動シリンダにより前進させることで、スクリュウ先端と前記投入口5を接続させて射出時の押出機3へのゴムの逆流を防止する機構をもっているからである。
(計量時は、スクリュウを後退させてスクリュウ先端と投入口5に間隔をあけ可塑化ゴムを通過させる。)尚、図2において符号28は、移送注入ポットを形成した上型25を単独で開閉方向の作動を可能にするための油圧シリンダーを示す。
In both the embodiment of the injection molding machine of the present invention shown in FIG. 1 and the embodiment of the injection transfer molding machine of the present invention shown in FIG. 2, the check valve shown in FIG. 15 is not provided. This is because it has a mechanism for preventing the back flow of rubber to the extruder 3 at the time of injection by connecting the screw tip and the inlet 5 by being advanced by an operating cylinder (not shown).
(At the time of measurement, the screw is moved backward to allow the plasticized rubber to pass through the screw tip and the insertion port 5 with a space therebetween.) In FIG. 2, reference numeral 28 indicates the upper die 25 that forms the transfer injection pot. Fig. 2 shows a hydraulic cylinder for enabling directional actuation.

図2に示す実施例2について本発明が極めて有効であることをここで更に説明すると、本発明者は過去に発明した特願2003−183634号の中で特願2001−237148号の射出機構造を使用すれば射出移送成形装置がより有効に作用することを指摘したが、更に本発明おける射出ポット本体部下端から射出ポット先端通路8B間のテーパー角度θをを10°以上45°以下のとしたものを用いれば次の点で理想的な射出移送成形機が実現出来る。  The fact that the present invention is extremely effective with respect to the second embodiment shown in FIG. 2 will now be further described. The present inventor has disclosed the structure of the injection machine of Japanese Patent Application No. 2001-237148 in Japanese Patent Application No. 2003-183634 previously invented. However, the taper angle θ between the injection pot main body lower end and the injection pot tip passage 8B in the present invention is 10 ° or more and 45 ° or less. By using this, an ideal injection transfer molding machine can be realized in the following points.

射出移送成形機は、先に金型移送ポットにゴムを射出発熱させておいて移送ポットに充填し、その後型締め動作で型締め力を掛け、金型移送ポット内のゴムをキャビテイに移送充填することで、多数キャビティを配設した多数個取り金型においてもランナーでの悪影響を生ずることがなく、短時間加硫を実現し、高品質を維持できる製法を提案しているが、その最も重要な点は、移送ポットへの射出充填と型締め動作による移送ポットからキャビティへの移送成形をいかに短時間に行うことができるかであり、これら一連の動作に時間が掛かってしまうと、射出〜移送成形途中でゴムが加硫を開始してしまい、キャビテイへの充填終了前に加硫が始まると、成形充填自体が不可能となるか、充填できても品質的に極めて不満足製品となってしまう。  The injection transfer molding machine first injects and heats the rubber into the mold transfer pot, fills the transfer pot, then applies the clamping force by the mold clamping operation, and transfers and fills the rubber in the mold transfer pot into the cavity. By doing so, we have proposed a manufacturing method that can achieve vulcanization in a short time and maintain high quality without causing adverse effects on the runner even in a multi-cavity mold with multiple cavities. The important point is how short it is possible to perform transfer molding from the transfer pot to the cavity by injection filling and mold clamping operation, and if these series of operations take time, the injection ~ If rubber begins to vulcanize during transfer molding, and vulcanization starts before filling into the cavity, molding filling itself becomes impossible, or even if it can be filled, the product is extremely unsatisfactory in terms of quality. Teshi Cormorant.

しかしながら、図6にて示した如く前記テーパー角度θを45°以下とするときは、射出速度を高速にしても射出ゴム温度差が非常に小さくできるので、射出中にゴムをスコーチすることなく移送ポットに射出充填でき、更に移送ポットに射出充填したゴム温度が均一なので、キャビテイ間のゴムの流れ性も均一となりキャビテイ間の充填バランスがよく、バラツキのない移送成形が可能になる。  However, when the taper angle θ is set to 45 ° or less as shown in FIG. 6, the temperature difference of the injected rubber can be very small even if the injection speed is high, so that the rubber is transferred without scorching during injection. Since the temperature of the rubber injected into the pot and injected into the transfer pot is uniform, the flowability of the rubber between the cavities is uniform, the filling balance between the cavities is good, and transfer molding without variation is possible.

本発明においては図12に示すように、前記テーパー角度θが小さくなるほど射出発熱係数が低下するが(実際には図1の装置の如くノズルから更にスプルー、ランナー、ゲートを通過するため更に低下する)、射出移送成形の場合にはランナー、ゲートを通過せずノズルに接続したスプルーから直接金型移送ポットに射出するため、金型側ゴム流路での射出発熱ロスはほとんど生ずることがなく、同一の射出充填圧力においても通常の射出成形に比べ移送ポット内に発熱したゴム温度は高く得られ、成形品の加硫時間短縮の面で有利である。  In the present invention, as shown in FIG. 12, as the taper angle θ decreases, the injection heat generation coefficient decreases (in practice, however, it further decreases because it passes through the sprue, runner, and gate from the nozzle as in the apparatus of FIG. 1). In the case of injection transfer molding, the injection heat loss in the mold side rubber flow path hardly occurs because the runner and gate do not pass through the sprue connected to the nozzle and are directly injected into the mold transfer pot. Even at the same injection filling pressure, the temperature of the heat generated in the transfer pot is higher than that in normal injection molding, which is advantageous in terms of shortening the vulcanization time of the molded product.

本発明はゴムの射出成形及び射出移送成形を対象として案出されたものであるが、更なる研究を加えることによりプラスチックの射出成形及び射出移送成形に適用できる。  The present invention has been devised for rubber injection molding and injection transfer molding, but can be applied to plastic injection molding and injection transfer molding with further research.

【図1】本発明に係る射出成形機の一実施例の基本的断面略図である。
【図2】本発明に係る射出移送成形機の一実施例の基本的断面略図である。
【図3】基本性能の比較のために掲示した、テーパー角度θ=60°の射出ポット及びプランジャの組み合わせを示す略示断面図である。
【図4】基本性能の比較のために掲示した、テーパー角度θ=45°の射出ポット及びプランジャの組み合わせの一例を示す略示断面図である。
【図5】基本性能の比較のために掲示した、テーパー角度θ=16°の射出ポット及びプランジャの組み合わせの他の一例を示す略示断面図である。
【図6】射出成形機における射出ポットのテーパー角度による射出速度と射出発熱温度差への影響を示す図である。
【図7】射出成形機における射出速度30cc/sec時の射出ポットテーパー角度と射出発熱ゴム温度差との関連を示す図である。
【図8】基本性能の比較のために掲示した、従来の射出成形機のノズル元径をもつ射出ポット及びプランジャの組み合わせを示す略示断面図である。
【図9】基本性能の比較のために掲示した、本発明射出成形機のノズル元径をもつ射出ポット及びプランジャの組み合わせの一例を示す略示断面図である。
【図10】基本性能の比較のために掲示した、本発明射出成形機のノズル元径をもつ射出ポット及びプランジャの組み合わせの他の一例を示す略示断面図である。
【図11】射出圧力と射出発熱との関係を示す図である。
【図12】射出ポットテーパー角度と射出発熱係数との関係を示す図である。
【図13】本発明によるキャビテイ充填ゴム温度の成立要件とその成立要素による効果を示す図である。
【図14】本発明射出成形による品質効果を他の成形法と比較した図である。
【図15】従来の射出成形機の一実施例の断面略図である。
【図16】従来の射出成形機の他の一実施例の断面略図である。
【図17】図18のA部詳細図で、ノズルスコーチが付着した状態を示す。
【図18】図18のA部詳細図で、ノズルスコーチが付着していない状態を示す。
【図19】図18のA部先端の流速分布と温度分布を模式的に示す図である。
【図20】射出成形機のノズル射出での射出速度と射出ゴム温度差の関連図である。
【図21】基本性能の比較のために掲示した、射出ポット先端通路をもつ射出ポットテーパー角度60°の射出成形機用射出ポット及びプランジャの組み合わせを示す略示断面図である。
【図22】基本性能の比較のために掲示した、射出ポット先端通路をもつ射出ポットテーパー角度45°の射出成形機用射出ポット及びプランジャの組み合わせを示す略示断面図である。
【図23】基本性能の比較のために掲示した、射出ポット先端通路をもつ射出ポットテーパー角度10°の射出成形機用射出ポット及びプランジャの組み合わせを示す略示断面図である。
【図24】図21〜図23に示す射出ポットテーパー角度の異なる3種の射出成形機用射出ポット及びプランジャの組み合わせにおける、テーパー角度と位置ごとの射出圧力の比較図である。
【図25】射出ポットテーパー角度60°の射出成形機用射出ポット及びプランジャの組み合わせにおける、射出ポット本体部下端とテーパー部との境界部Aにおけるゴムの滞留状況を説明するための略示断面図である。
【図26】射出ポットテーパー角度45°の射出成形機用射出ポット及びプランジャの組み合わせにおける、射出ポット本体部下端とテーパー部との境界部Aにおけるゴムの滞留状況を説明するための略示断面図である。
【図27】射出ポットテーパー角度10°の射出成形機用射出ポット及びプランジャの組み合わせにおける、射出ポット本体部下端とテーパー部との境界部Aにおけるゴムの滞留状況を説明するための略示断面図である。
【図28】射出ポットテーパー角度60°の射出成形機用射出ポット及びプランジャの組み合わせにおける、射出ポット先端通路の壁面流速の変化を説明するための略示断面図である。
【図29】射出ポットテーパー角度45°の射出成形機用射出ポット及びプランジャの組み合わせにおける、射出ポット先端通路の壁面流速の変化を説明するための略示断面図である。
【図30】射出ポットテーパー角度10°の射出成形機用射出ポット及びプランジャの組み合わせにおける、射出ポット先端通路の壁面流速の変化を説明するための略示断面図である。
【符号の説明】
1 金属ケース
2 スクリュー
3 押出機
4 逆止め弁
5 通路
5a 投入口
6 射出ポット
6a 射出ボット本体部
6b 射出ボット本体部下端
7 プランジャ
7’ プランジャ先端部分
8A テーパー部分
8B 射出ポット先端通路
8C 元径部
9 射出ノズル
10 金型
11 上ダイプレート
12 下ダイプレート
13 タイバー
14 断熱盤
15 熱盤
16、22 スプルー
17 ランナー
18、27 ゲート
19、20、23 キャビテイ
21 押え金
24 型締め機構付製品型
25 上型
26 注入ポット。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of an injection molding machine according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of an injection transfer molding machine according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a combination of an injection pot and a plunger with a taper angle θ = 60 ° , posted for comparison of basic performance.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a combination of an injection pot and a plunger with a taper angle θ = 45 ° , posted for comparison of basic performance.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another example of a combination of an injection pot and a plunger with a taper angle θ = 16 ° , posted for comparison of basic performance.
FIG. 6 is a diagram showing the influence of the taper angle of the injection pot on the injection speed and the injection heat generation temperature difference in the injection molding machine.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between an injection pot taper angle and an injection heat generation rubber temperature difference at an injection speed of 30 cc / sec in an injection molding machine.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a combination of an injection pot having a nozzle base diameter and a plunger of a conventional injection molding machine, which is posted for comparison of basic performance.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an example of a combination of an injection pot having a nozzle base diameter and a plunger of the injection molding machine of the present invention, which is posted for comparison of basic performance.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing another example of a combination of an injection pot having a nozzle base diameter and a plunger of the injection molding machine of the present invention, posted for comparison of basic performance.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between injection pressure and injection heat generation.
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between an injection pot taper angle and an injection heat generation coefficient.
FIG. 13 is a diagram showing the establishment requirements for the cavity-filled rubber temperature according to the present invention and the effects of the formation factors.
FIG. 14 is a diagram comparing quality effects of the injection molding of the present invention with other molding methods.
FIG. 15 is a schematic sectional view of an embodiment of a conventional injection molding machine.
FIG. 16 is a schematic sectional view of another embodiment of a conventional injection molding machine.
17 is a detailed view of part A in FIG. 18, showing a state in which the nozzle scorch is attached.
18 is a detailed view of part A of FIG. 18, showing a state where the nozzle scorch is not attached.
FIG. 19 is a diagram schematically showing a flow velocity distribution and a temperature distribution at the tip of part A in FIG. 18;
FIG. 20 is a diagram showing the relationship between injection speed and injection rubber temperature difference in nozzle injection of an injection molding machine.
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view showing a combination of an injection pot for an injection molding machine having an injection pot taper angle of 60 ° having an injection pot tip passage and a plunger, posted for comparison of basic performance.
FIG. 22 is a schematic cross-sectional view showing a combination of an injection pot for an injection molding machine with an injection pot taper angle of 45 ° having an injection pot tip passage and a plunger, posted for comparison of basic performance.
FIG. 23 is a schematic cross-sectional view showing a combination of an injection pot for an injection molding machine with an injection pot taper angle of 10 ° having an injection pot tip passage and a plunger posted for comparison of basic performance.
FIG. 24 is a comparison diagram of the taper angle and the injection pressure at each position in the combination of three types of injection pots and plungers for injection molding machines with different injection pot taper angles shown in FIGS.
FIG. 25 is a schematic cross-sectional view for explaining a rubber retention state at a boundary portion A between an injection pot main body lower end and a taper portion in a combination of an injection pot for an injection molding machine having an injection pot taper angle of 60 ° and a plunger. It is.
FIG. 26 is a schematic cross-sectional view for explaining a rubber retention state at a boundary portion A between an injection pot main body lower end and a taper portion in a combination of an injection pot for an injection molding machine having an injection pot taper angle of 45 ° and a plunger. It is.
FIG. 27 is a schematic cross-sectional view for explaining a rubber retention state at a boundary portion A between an injection pot main body lower end and a taper portion in a combination of an injection pot for an injection molding machine having an injection pot taper angle of 10 ° and a plunger. It is.
FIG. 28 is a schematic cross-sectional view for explaining the change in the wall surface flow velocity of the injection pot tip passage in the combination of an injection pot for an injection molding machine having an injection pot taper angle of 60 ° and a plunger.
FIG. 29 is a schematic cross-sectional view for explaining a change in wall surface flow velocity of the injection pot tip passage in a combination of an injection pot for an injection molding machine having an injection pot taper angle of 45 ° and a plunger.
FIG. 30 is a schematic cross-sectional view for explaining a change in the wall surface flow velocity of the injection pot tip passage in a combination of an injection pot for an injection molding machine having an injection pot taper angle of 10 ° and a plunger.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal case 2 Screw 3 Extruder 4 Check valve 5 Passage 5a Inlet 6 Injection pot
6a Injection bot body
6b Injection bot main body lower end 7 Plunger 7 'Plunger tip portion 8A Taper portion 8B Injection pot tip passage 8C Original diameter portion 9 Injection nozzle 10 Mold 11 Upper die plate 12 Lower die plate 13 Tie bar 14 Heat insulation board 15 Heating board 16, 22 Sprue 17 Runner 18, 27 Gate 19, 20, 23 Cavity 21 Presser 24 Product mold 25 with mold clamping mechanism Upper mold 26 Injection pot.

Claims (1)

円筒状の本体部とその本体部の先端に繋げて設けられ先細り形状に形成されたテーパー部とを有し、可塑化状態にある成形材料が供給される射出ポットと、前記テーパー部の先端に繋げて設けられた円筒状の射出ポット先端通路と、該射出ポット先端通路の先端に繋げて設けられた射出ノズルと前記射出ポット内にその射出ポットの長手方向に移動可能に収容され先細り形状に形成されたプランジャとを備えた射出成形機において、前記テーパー部のテーパー角度10度以上45度以下としたことを特徴とする射出成形機 A cylindrical main body portion and a tapered portion connected to the tip of the main body portion and formed in a tapered shape; an injection pot to which a molding material in a plasticized state is supplied; and a tip of the taper portion connecting a cylindrical injection pot tip passage provided, the injection and the injection nozzle provided by connecting the tip of the pot tip passage out, tapered shape is movably accommodated in the longitudinal direction of the shooting pot to the injection pot injection molding machine, wherein in an injection molding machine equipped with a formed plunger, that the taper angle of the tapered portion is less 45 degrees 10 degrees.
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