用于热塑性树脂模制件的模制设备制造技术

本发明专利技术提供一种模制设备，它适于采用其总长度允许按现状使用现有的模塑机料筒的螺杆，而且还能实现气体注入步骤。在气体注入步骤中使用的螺杆３包括一个布置在一个上游位置、用以提供熔化的树脂的树脂熔化部分Ｃ，一个与树脂熔化部分Ｃ的下游侧成一整体、用于使树脂的压力低于气体供应孔５处的惰性气体的压力的熔融树脂未加注部分Ｅ，和一个与熔融树脂未加注部分Ｅ的下游侧成一整体、用于供应惰性气体并将熔融树脂注入惰性气体的气体注入部分Ｄ。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在制备热塑性树脂模制件，特别是热塑性发泡模制件或者具有高熔体粘度并难于在熔融状态模制的热塑性树脂的模制件的方法中使用的模制设备。鉴于上述情况，针对使用惰性气体制备热塑性树脂的发泡模制件的方法曾经做过很多研究(例如参见JP-A No.10-230528/1998)。但是，由于许多传统工艺旨在解决如何生产具有微泡孔的发泡模制件的问题，所以需要有非常复杂的包括许多装置的设备。为了实现物理发泡，需要使用一个料筒、螺杆和控制器，它们被专门设计成在熔化热塑性树脂的气体注入步骤中向熔融的树脂供给惰性气体并通过搅拌将气体注入树脂。于是，该设备需要重新制造的装置或是对现有的装置进行重大的改造，从而导致成本增加的问题。鉴于现有技术中存在的前述问题，本专利技术的一个目的是提供一种模制设备，它适于通过在较低的压力下以良好的稳定性将二氧化碳、氮气或类似的惰性气体连续供应给热塑性树脂，并通过使用具有能够允许利用现有的模塑机料筒而无需加以改造的总长度的螺杆，实现气体注入步骤。
技术实现思路
本专利技术人不仅从如何生产具有非常微小的泡孔的发泡模制件的角度，而且从如何利用惰性气体如二氧化碳或氮气，以最大可能的方便和尽可能低的成本实现物理发泡的角度，都进行了研究。结果，本专利技术人已经通过未加改造地利用现有的注塑料筒、控制器等使螺杆进行熔化热塑性树脂、向熔融的树脂供应惰性气体并为注气而使气体与熔融树脂混合的所有功能的方式，以低成本轻松地实现了物理发泡。本专利技术的用于制备热塑性树脂模制件的模制设备是一种用于实施一种用于生产热塑性树脂模制件的模制方法的设备，其中所述方法包括气体注入步骤和模制步骤，所述气体注入步骤为从一螺杆上的气体供应孔将惰性气体供至通过螺杆在注塑机料筒内的旋转而被熔化的热塑性树脂中，以向熔融的树脂中注入惰性气体，所述模制步骤为由注入气体的熔融树脂得到发泡模制件，本专利技术的设备的特点为，在气体注入步骤中使用的螺杆包括一个树脂熔化部分、一个熔融树脂未加注部分和一个气体注入部分，其中该树脂熔化部分位于料筒的上游区域，用以提供熔化的树脂，该熔融树脂未加注部分与树脂熔化部分的下游侧构成一整体，用以使树脂的压力低于气体供应孔处的惰性气体的压力，该气体注入部分与熔融树脂未加注部分的下游侧构成一整体，用于供应惰性气体并向熔融的树脂中注入惰性气体。螺杆的熔融树脂未加注部分是一个通过减小螺杆轴部直径或加大其螺距而形成的部分。熔融树脂未加注部分的设置形成了一个由螺纹，料筒和螺杆轴部限定的加大的空间，由此可以使在此空间中的树脂的压力低于气体供应孔处的气体的压力。熔融树脂未加注部分从树脂熔化部分的下游端延伸至一个位于下游的位置，在该处，由螺纹、料筒和螺杆轴部限定的空间为最大。由螺纹、料筒和螺杆轴部限定的空间在从未加注部分的下游端开始延伸的气体注入部分小于熔融树脂未加注部分，从而气体注入部分被逐渐填充以惯常处于未加注状态的熔融树脂。这样，气体注入部分就具有如图4所示的两个状态，即在上游区域中的熔融树脂未加注状态和在下游区域中的熔融树脂加注状态。由于螺杆在这种熔融树脂未加注状态的区域中设有气体供应孔，故可以以良好的稳定性向熔融树脂供应所需量的惰性气体。如果试图在传统设备的螺杆前端另外设置气体注入部分，螺杆在总长度上就要大一个与附加部分对应的量，而且现有的模塑机的料筒就不能被利用，而本专利技术的上述结构有可能在提供气体注入部分的同时又使螺杆能够保持这样一个允许使用现有模塑机的料筒的总长度。在所述的模制设备中，螺杆最好有一个在其上游端形成的进气通道和一个与该进气通道连通并沿其纵向延伸穿过螺杆的供气通道，气体供应孔在气体注入部分形成并经由供气通道与进气通道连通。于是就可以利用现有的料筒而几乎不必在其中作任何的改动，也就是说，不必修改进气通道、供气通道及其气体供应孔。螺杆的树脂熔化部分包括一个固体(此后“固体”是指粉末、粒料或类似物)运输部，一个熔融树脂运输部和一个压缩熔化部，所述固体运输部设置在一个上游位置上并有小的螺杆轴部直径，所述熔融树脂运输部设置在一个下游位置上并有大的螺杆轴部直径，而所述压缩熔化部位于这两部分之间并有直径朝下游逐渐加大的螺杆轴部，各螺杆部和各部分的长度最好与料筒直径D成下列关系固体运输部的长度L1＝5D-10D，压缩熔化部的长度L2＝3D-6D，熔融树脂运输部的长度L3＝1D-4D，熔融树脂未加注部分的长度L4＝0.1D-2D，以及气体注入部分的长度L5＝4D-10D。于是，可以通过加热并且还可用惰性气体使树脂塑化，该惰性气体提供了附加的塑化作用，其结果为，熔融树脂被强制地注以惰性气体，并且更有效地用惰性气体塑化。由惰性气体产生的塑化作用指的是图3所示的现象，即，溶解在树脂中并在其分子链之间的惰性气体(图中的二氧化碳)的分子扩大了分子链之间的空间，从而增大了分子链的自由体积，由此以基本上与通过加热进行塑化的方式相同的方式塑化树脂。将固体运输部设定为具有5D至10D(最佳约为8D)的长度L1，这是因为在设计树脂熔化部分时考虑了固体运输部中由于计量行程而产生的减小。如果L1小于5D，就会变得不能以良好的稳定性从加料斗运输其形状为未熔化的粒料或粉末的树脂，而如果L1大于10D，则螺杆具有加大的总长度，从而使得难于利用现有的料筒。将压缩熔化部设定为具有3D至6D(最佳约为4D)的长度L2是因为，如果L2小于3D，则不能得到令人满意的熔融状态，而且还因为，如果L2大于6D，则螺杆具有加大的总长度。将熔融树脂运输部设定为具有1D至4D(最佳约为2D)的长度L3是因为，如果L3小于1D，则不能防止惰性气体泄漏到树脂供料斗中，而且还因为，如果L3大于4D，则螺杆具有加大的总长度。为了消除树脂压力在熔融树脂运输部的下游端处的变化以及为了保证促进熔化，通常希望L3更大一些，而按照本专利技术，则只需要防止惰性气体在熔融树脂运输部的下游端处泄漏入树脂供料斗。如果L3达到4D，就可以完全得到理想的性能。熔融树脂未加注部分旨在形成一种处于熔融树脂未加注的状态，以保证稳定地供应惰性气体。如果其长度L4达到2D(最好达到1D左右)，就可以得到令人满意的性能。如果L4大于2D，则螺杆有加大的总长度。气体注入部分包括一个锥形部和一个实心的圆柱形部，该锥形部从熔融树脂未加注部分的下游端开始逐渐增大螺杆轴部直径，该圆柱形部在锥形部的下游并具有恒定的螺杆轴部直径。最好，锥形部的长度L6与圆柱形部的直径D具有如下关系L6＝0.5D-3D。从树脂熔化部分(在该处，由螺纹、料筒和螺杆轴部限定的空间为最小)送至熔融树脂未加注部分(在该处，上述空间为最大)的熔融树脂被运送至在该处由螺纹、料筒和螺杆轴部限定的空间小于未加注部分的锥形部，然后被送至所述空间在该处大于树脂熔化部分的实心的圆柱形部。因此，在气体注入部分的熔融树脂有如图4所示的两个状态，即，在锥形部和实心圆柱形部的上游区的未加注状态，以及在实心圆柱形部的下游区的加注状态。使熔融树脂具有两个状态是为了在熔融树脂未加注状态下实现气体的稳定供应，并且在熔融树脂加注状态下防止气体由于泄漏而排放至注射喷嘴中。气体注入部分的长度L5最好为4D至10D(最佳约为7D)。如果L5小于4D，就不可能防止气体由于气体泄漏而被压出至注射喷嘴中，而如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在实施一种用于生产热塑性树脂模制件的模制方法中使用的设备，其中所述方法包括气体注入步骤和模制步骤，所述气体注入步骤为从一个气体供应孔将惰性气体供给通过模塑机料筒内的螺杆的旋转而被熔化的热塑性树脂，以向熔融的树脂注入惰性气体，所述模制步骤为由已经注气的熔融树脂获得发泡模制件，所述模制设备的特征为，在气体注入步骤中使用的螺杆包括一个设置在一个上游位置上、用以提供熔化的树脂的树脂熔化部分、一个熔融树脂未加注部分和一个气体注入部分，所述熔融树脂未加注部分与树脂熔化部分的下游侧 构成一整体，用于使树脂的压力低于气体供应孔处的惰性气体的压力，所述气体注入部分与熔融树脂未加注部分的下游侧构成一整体，用于供应惰性气体并向熔融的树脂注入惰性气体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：志村吏士，河内齐，平野博之，
申请(专利权)人：积水化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]