JP2000334793A - プリプラ式射出装置における計量方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリュ回転停止後の残留圧力による計量変
動を、プランジャの停止位置をモニターして、樹脂路を
閉弁することにより安定化させる。 【解決手段】 射出用のプランジャ１０を内装した射出
シリンダ１２に、可塑化用のスクリュ２０を回転自在に
内装した可塑化シリンダ２２を並設する。射出シリンダ
１２と可塑化シリンダ２２とを逆止弁２８を備えた樹脂
路３により連通する。樹脂路３を経て可塑化シリンダ側
から射出シリンダ１２に可塑化樹脂を圧送して計量を行
う。プランジャ１０の正規の計量停止位置を基準にし
て、その前方にスクリュ２０の回転停止位置を予め設定
する。その位置にてスクリュ回転を停止して可塑化を止
める。その後は残留圧力による樹脂の流れによる計量と
して、後退するプランジャ１０の停止位置をモニターす
る。その停止位置にプランジャ１０が達したときに逆止
弁２８を閉弁して計量を完了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、合成樹脂の射出
成形に用いるプリプラ式射出装置における計量方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的にプリプラ式射出装置は、射出用
のプランジャを内装した射出シリンダに、可塑化用のス
クリュまたはプランジャ等の可塑化部材を内装した可塑
化シリンダを並設するとともに、可塑化シリンダの先端
を大径で短い筒体等を介して射出シリンダの先端部に接
続し、その筒体等を樹脂路として可塑化シリンダで溶融
混練（以下可塑化と称する）した樹脂を射出シリンダの
前部に計量してのち、プランジャの前進により射出を行
う構成からなる。

【０００３】またプリプラ式射出装置では、射出圧力に
より計量樹脂の一部が可塑化シリンダ側へ逆流し、その
分だけ計量樹脂が目減りするので、これを防止する閉鎖
手段を可塑化シリンダの先端の流出路または樹脂路等に
設けることが好ましいとされている。

【０００４】この閉鎖手段としては、弁体の後面を外部
に設けたばね部材により可動ピンを介して、樹脂路の可
塑化シリンダ側に形成した弁座に常時弾圧し、可塑化シ
リンダからの樹脂圧のみにより開弁するようにして、射
出シリンダからの樹脂の逆流を防止するバルブ方式と、
計量完了時にスクリュを前進して、スクリュ先端面によ
り可塑化シリンダの先端部内を押して閉鎖するスクリュ
方式とがある。しかしそのいずれも閉弁は、その目的が
計量樹脂の逆流防止にあることから、閉弁は射出開始時
に行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】プリプラ式射出装置で
は、可塑化部材の前進移動または回転により樹脂の可塑
化と圧送とを行っている。このため可塑化部材を止めて
樹脂の可塑化を停止しても射出シリンダ側への樹脂の流
れが残る。この流れは可塑化部材がスクリュの場合、ス
クリュ径３６mm，回転数１００rpm ，背圧５kg／cm² ，
樹脂ＧＰＰＳ，計量２０mmで約２mmに相当する量が射出
シリンダ側へ流出する。

【０００６】この可塑化停止後の樹脂の流量は、計量の
上では余剰なものとなり、また流量は常に一定というも
のではなく、一回ごとに異なるものであるから、予めそ
の流量を見込んで計量を行うこともできない。この計量
のバラツキは射出充填量のバラツキとなり、寸法精度を
要する成形品の成形では不良品の発生原因となる。

【０００７】この発明は上記課題を解決するために考え
られたものであって、その目的は、逆流防止に採用され
ている逆止弁を、可塑化停止後の樹脂の流れの防止に利
用す一方、スクリュ回転停止後の残留圧力による過剰計
量を、プランジャの停止位置をモニターして樹脂路を閉
弁することにより防止し、これにより常に計量の安定化
を図り得るプリプラ式射出装置における計量方法を提供
することにある。

【０００８】

【問題を解決するための手段】上記目的によるこの発明
は、射出用のプランジャを内装した射出シリンダに、可
塑化用のスクリュを回転自在に内装した可塑化シリンダ
を並設するとともに、射出シリンダと可塑化シリンダと
を逆止弁を備えた樹脂路により連通し、その樹脂路を経
て可塑化シリンダ側から射出シリンダに樹脂を圧送して
計量を行い、上記スクリュの回転停止により可塑化を停
止するプリプラ式射出装置において、上記プランジャの
正規の計量停止位置を基準にして、その前方に上記スク
リュの回転停止位置を予め設定し、その位置にてスクリ
ュ回転を停止して可塑化を止め、その後は残留圧力によ
る樹脂の流れによる計量として、後退するプランジャの
停止位置をモニターし、その停止位置に達したときに上
記逆止弁を閉弁し、計量を完了するというものである。

【０００９】また、そこに採用される逆止弁は、上流側
に作動して樹脂路を閉弁する弁体を備えた逆止弁、また
は定位置で回転して樹脂路を閉弁する弁体を備えた逆止
弁とするものである。

【００１０】この発明では、スクリュ回転停止後のプラ
ンジャの停止位置をモニターして逆止弁を閉弁し、可塑
化シリンダ側からの樹脂の流れを遮断するので、射出シ
リンダに計量される樹脂量は常に一定となる。

【００１１】また逆止弁は閉弁作動に際して、該逆止弁
より下流の樹脂を加圧することはないから、下流側に作
動して閉弁を行う場合に生じ易い弁体による樹脂の送込
みが防止され、射出シリンダに計量される樹脂量が更に
安定するようになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下この発明を、スクリュを可塑
化部材とするプリプラ式射出装置について説明する。

【００１３】図中１は射出装置、２は射出装置の上に並
設した可塑化装置で両装置は先端部にわたり設けた樹脂
路３により連通している。

【００１４】上記射出装置１は射出用のプランジャ１０
を進退自在に内装し、かつ先端にノズル１１を備える射
出シリンダ１２と、その射出シリンダ１２の後端に連設
してピストン１３を上記プランジャ１０に連結した射出
用の油圧シリンダ１４とから構成されている。

【００１５】上記射出シリンダ１２は、先端部のプラン
ジャ前進限に当たる上部に、上記樹脂路３の流入路１５
を有し、その流入路１５は射出シリンダ１２の先端部１
２ａの内周面に向け傾斜形成されて、樹脂路３からの可
塑化樹脂を内周面に沿って流動するようにしてある。

【００１６】また射出シリンダ１２のプランジャストロ
ークよりも後方の上下には樹脂抜き穴１６が設けてあ
り、その樹脂抜き穴１６の後のシリンダ周囲までバンド
ヒーター１７を設けてヒーターゾーンを長く設定してあ
る。

【００１７】上記可塑化装置２は、可塑化用のスクリュ
２０を回転自在に内装し、かつ先端に流出路２１を有す
る可塑化シリンダ２２と、その可塑化シリンダ２２を保
持する後端部の保持シリンダ２３と、その保持シリンダ
２３の後端に連結したスクリュ前進後退用の油圧シリン
ダ２４及び該油圧シリンダ２４の後端に取付けたスクリ
ュ２０の回転駆動装置２５とから構成されている。

【００１８】この回転駆動装置２５の駆動軸２５ａは、
後端部を油圧シリンダ２４のピストン２４ａに貫挿し、
かつ軸方向に可動自在に上記保持シリンダ２３の内部に
軸承した回転軸２３ａと連結し、その回転軸２３ａの先
端に上記スクリュ２０の後端が連結してある。また回転
軸２３ａは部材２３ｂを介して上記ピストン２４ａと軸
方向のみ可動するように連結され、該ピストン２４ａと
共に進退移動して、スクリュ１０を進退移動する。また
上記部材２３ｂにはスクリュ２０の前進移動を一定範囲
に制限するストッパー部材２３ｃが取付けてある。

【００１９】上記可塑化シリンダ２２の外周囲にはバン
ドヒーター２６が取付けてあり、保持シリンダ２３と嵌
合した可塑化シリンダ２２の後端部には供給穴２７が上
向きに設けてある。

【００２０】また上記スクリュ２０の先端には、先端形
状が円錐形できのこ形の弁体による逆止弁２８が取付け
てある。この逆止弁２８が位置する可塑化シリンダ２２
の先端部内は、弁体先端と対応する凹所に形成されて、
該逆止弁２８の周囲に上記流出路２１と連通する所要の
流路を形成しており、逆止弁２８の傾斜後面が臨むシリ
ンダ側に環状の弁座２９が設けてある。

【００２１】上記流路は樹脂によって異なるが、逆止弁
２８の直径が３６mmの場合、少なくとも逆止弁２８と弁
座２９との間に１．０mm〜１．５mmの流通間隙２１ａが
形成され、なおかつ逆止弁２８と凹所壁面との間に充分
な流路が形成されるように設計されている。上記流通間
隙２１ａが０．５mm以下では可塑化シリンダ内の発熱が
大きく、２．０mm以上では閉弁に時間が掛かり、計量し
た樹脂の逆流防止が不完全となり易い。

【００２２】上記樹脂路３は細管３０によるもので外周
囲にバンドヒーター３１を備え、上部内には所要のミキ
シング部材３２を有する。また細管３０は射出シリンダ
１２の上記流入路１５と可塑化シリンダ２２の上記流出
路２１とにわたりジョイント３０ａ，３０ｂをもって斜
めに設けられている。

【００２３】上記射出装置１と可塑化装置２は、上記油
圧シリンダ１４の上に設けた支持台１８に上記保持シリ
ンダ２３を載置固定して上下２段に一体的に連結され、
型締装置の固定盤４にノズルタッチシリンダ５を介して
連結した摺動自在なベースブロック６に、射出装置１の
上記油圧シリンダ１４を載置固定して機台７の上に設置
してある。

【００２４】図４及び図５は、逆止弁の他の実施形態を
示すもので、図４は樹脂路３の上流にあたる可塑化シリ
ンダ２２の先端部内の流出路２１にロータリーバルブ４
０による逆止弁を設けた場合で、このロータリーバルブ
４０は可塑化シリンダ２２の上に並設した油圧シリンダ
４１のピストン４２に回動自在に軸承したレバー４３に
連結され、ピストン４２の往復運動に伴うレバー４３の
揺動により回動して、上記流出路２１を開閉する。この
ため開閉作動は流出路２１の樹脂を加圧することなく行
われ、閉弁に際する樹脂の下流側への送り込みが防止さ
れる。

【００２５】図５は樹脂路３の下流にあたる射出シリン
ダ１２の先端部内の流入路１５に上流側に移動して樹脂
路３を閉弁する弁体５０による逆止弁を設けた場合で、
該弁体５０は射出シリンダ１２に固定して樹脂路３の上
に縦に設けた油圧シリンダ５１により上下に作動する。
弁体５０は前後両面が円錐面に形成された独楽状のもの
で、上下動自在に樹脂路３に上方から挿入したロッド５
２の先端に一体に取り付けてある。ロッド５２は上記油
圧シリンダ５１の下向きのピストン５３に連結され、該
ピストン５３の往復運動により弁体５０は上下に開閉作
動する。閉弁はロッド５２が引き上げられた時に行われ
るので、閉弁に際して下流側へ樹脂を送り込むようなこ
とはない。

【００２６】次に図１に示す実施形態により計量動作を
説明する。上記油圧シリンダ２４の後室側に圧油を供給
して、ピストン２４ａ及び回転軸２３ａと共にスクリュ
２０を前進（１．０mm）し、傾斜後面を弁座２９から離
して開弁する。ほぼ同時に回転駆動装置２５により回転
軸２３ａと一緒にスクリュ２０を回転する。これにより
供給穴２７から可塑化シリンダ２２に送り込まれた材料
樹脂が、バンドヒーター２６による加熱とスクリュ２０
の回転とにより可塑化されて順次前方へと圧送され、さ
らに逆止弁２８と弁座２９との間の間隙から流通間隙と
接続した流出路２１を経て可塑化樹脂路３に圧送され
る。

【００２７】樹脂路３ではミキシング部材３２により樹
脂の細分化と交ぜ合わせが繰返し行われて、樹脂は一層
可塑化されまたは混色されながら上記流入路１５へと流
動してゆく。さらに樹脂は傾斜した流入路１５により射
出シリンダ１２内に斜めに流入するようになり、プラン
ジャ１０の先端面を加圧して、該プランジャ１０を後退
移動させながらシリンダ先端部内に蓄積される。この蓄
積はプランジャ１０が設定位置に後退するまで行われ
る。

【００２８】プランジャ１０が計量停止位置まで後退し
て停止とすると、スクリュ２０の回転が停止され、樹脂
の可塑化が一時的に止まる。その後に油圧シリンダ２４
の前室に圧油を供給してスクリュ２０を強制的に後退移
動する。これにより逆止弁２８は樹脂路３に対し上流側
に移動して、傾斜背面を弁座２９に強く接して閉弁し、
可塑化シリンダ２２の先端部内を遮断して樹脂の流れを
止め、スクリュ２０の回転停止後における射出シリンダ
側への樹脂の流入が防止される。

【００２９】また上記閉弁はスクリュ２０の後退による
ものであるから、弁体前面側の樹脂の押出もなく、した
がってプランジャ１０の計量停止位置が安定する。この
結果、射出シリンダ１２のプランジャ前部に予め設定さ
れた分量の樹脂が蓄積されることになる。

【００３０】背圧力が高く逆止弁２８より先方の樹脂に
樹脂圧が大きく作用しているような場合には、逆止弁２
８を閉じても残留樹脂圧により樹脂が射出シリンダ側に
流入して過剰計量となる。そこでスクリュ回転停止後の
プランジャ１０の停止位置をモニターし、その位置を計
量停止位置として逆止弁２８の閉弁を上記と同様な手段
により行う。

【００３１】またこの場合には、プランジャ１０の正規
の計量停止位置を基準にして、その前方にスクリュ回転
停止位置を予め設定し、その位置にプランジャ１０が後
退したことを検出してスクリュ回転を停止し可塑化を止
める。その後は残留圧力による樹脂の流れによる計量と
し、プランジャ１０が正規の計量停止位置に達したとき
にスクリュ２０を上記と同様に後退移動して閉弁し、計
量を完了する。

【００３２】これまでの工程を一般に計量と称してお
り、その後に計量した樹脂の射出が行われる。上記逆止
弁２８を閉じた状態でプランジャ１０を前進移動する
と、射出シリンダ内の樹脂はノズル１１から金型（図示
せず）に射出充填される。プランジャ１０による射出圧
力は上記樹脂路３に残存している樹脂を介して可塑化シ
リンダ側にも作用するようになる。しかし逆止弁２８は
閉弁状態にあるので可塑化シリンダ側への樹脂の逆流は
防止され、計量樹脂の全量がノズル１１から射出され
る。

【００３３】射出工程の完了が確認されると、上記油圧
シリンダ１４によりスクリュ２０が前進して開弁を行
い、また回転駆動装置２５により回転して新たな樹脂の
計量を開始する。

【００３４】上記作動説明はスクリュを利用して先端の
逆止弁の開閉を行うものであるが、図１における逆止弁
２８に代えて、図４，図５に示す逆止弁４０．５０ある
いは電磁作動の同様な逆止弁を採用しても、上記と同様
な動作により計量を行うことができる。

【００３５】

【発明の効果】この発明は上述のように、上記プランジ
ャの正規の計量停止位置を基準にして、その前方に上記
スクリュの回転停止位置を予め設定し、その位置にてス
クリュ回転を停止して可塑化を止め、その後は残留圧力
による樹脂の流れによる計量として、後退するプランジ
ャの停止位置をモニターし、その停止位置に達したとき
に上記樹脂路を閉弁し、計量を完了することから、射出
用のプランジャの計量停止位置が安定し、各ショットご
との樹脂の計量にバラツキがなく、また射出時には逆止
弁により計量樹脂の可塑化シリンダ側への逆流が防止さ
れるので、射出する樹脂の量も安定し、計量樹脂の多寡
による不良成形を防止することができる。

【００３６】また背圧力が高い樹脂の計量においても、
射出プランジャの計量停止位置の安定化を図ることがで
きるので、樹脂や可塑化条件に影響されず計量をショッ
トごとに正確になすことがてき、閉弁に際する樹脂の下
流側への送り込みも防止されるので、閉弁によって計量
に誤差が生ずることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係るプリプラ式射出装置の縦断面
図である。

【図２】 同上の可塑化装置の先端部の閉弁状態におけ
る縦断面図である。

【図３】 同上の可塑化装置の先端部の開弁状態におけ
る縦断面図である。

【図４】 逆止弁にロータリーバルブを採用した場合の
要部縦断面図である。

【図５】 逆止弁に上流側に作動して樹脂路を閉弁する
弁体を採用した場合の要部縦断面図である。

【符号の説明】

１ 射出装置 ２ 可塑化装置 ３ 樹脂路 １０ 射出用のプランジャ １２ 射出シリンダ １２ａ 射出シリンダ先端部 １５ 流入路 ２０ 可塑化用のスクリュ ２１ 流出路 ２２ 可塑化シリンダ ２２ａ 可塑化シリンダ先端部 ２３ａ 回転軸 ２３ｃ ストッパー部材 ２４ 油圧シリンダ ２４ａ ピストン ２５ 回転駆動装置 ２８ 逆止弁 ２９ 弁座 ４０ ロータリーバルブ ５０ 弁体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出用のプランジャを内装した射出シリ
   ンダに、可塑化用のスクリュを回転自在に内装した可塑
   化シリンダを並設するとともに、射出シリンダと可塑化
   シリンダとを逆止弁を備えた樹脂路により連通し、その
   樹脂路を経て可塑化シリンダ側から射出シリンダに樹脂
   を圧送して計量を行い、上記スクリュの回転停止により
   可塑化を停止するプリプラ式射出装置において、 上記プランジャの正規の計量停止位置を基準にして、そ
   の前方に上記スクリュの回転停止位置を予め設定し、そ
   の位置にてスクリュ回転を停止して可塑化を止め、その
   後は残留圧力による樹脂の流れによる計量として、後退
   するプランジャの停止位置をモニターし、その停止位置
   にプランジャが達したときに上記逆止弁を閉弁し、計量
   を完了することを特徴とするプリプラ式射出装置におけ
   る計量方法。
2. 【請求項２】 上記逆止弁は上流側に作動して樹脂路を
   閉弁する弁体を備えることを特徴とする請求項１記載の
   プリプラ式射出装置における計量方法。
3. 【請求項３】 上記逆止弁は定位置で回転して樹脂路を
   閉弁する弁体を備えることを特徴とする請求項１記載の
   プリプラ式射出装置における計量方法。