JP2002137270A

JP2002137270A - 射出成形方法および射出成形機

Info

Publication number: JP2002137270A
Application number: JP2000338889A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Teraoka; 淳男寺岡; Bunro Tsuda; 文朗津田
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2002-05-14
Anticipated expiration: 2020-11-07
Also published as: JP4028683B2

Abstract

(57)【要約】【課題】大型の成形品あるいは容積の大きい成形品を成
形することができるにも拘わらず、比較的成形サイクル
が短く、また使い勝手の良い射出成形機を提供する。【解決手段】可塑化装置（１）と、金型装置（１０）
と、可塑化装置（１）と金型装置（１０）との間に配置
される射出プランジャ装置（２０）とから構成する。射
出プランジャ装置（２０）は、第１、２の射出プランジ
ャユニット（２１、２１’）と、可塑化装置（１）と第
１、２の射出プランジャユニット（２１、２１’）と金
型装置（１０）との間の樹脂通路を適宜切り替える管路
切替装置（６０）とから構成する。そして、第１、２の
射出プランジャユニット（２１、２１’）は、管路切替
装置（６０）の両側に対向して、そして可塑化装置
（１）と金型装置（１０）は他の両側に対向して、それ
ぞれ設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可塑化装置により
可塑化される溶融樹脂を第１、２の射出プランジャユニ
ットに蓄積し、そしてこれらの第１、２の射出プランジ
ャユニットから金型のキャビテイに射出して成形品を得
る射出成形方法およびこの方法の実施に使用される射出
成形機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機は、従来周知のように、概略
的には可塑化装置と金型装置とからなっている。可塑化
装置は、加熱シリンダと、この加熱シリンダの内部に回
転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ
とから構成され、金型装置は固定側金型と可動側金型と
からなっている。そして、これらの金型の型合面にはキ
ャビテイが形成されている。したがって、スクリュを回
転駆動して樹脂材料を可塑化して加熱シリンダの先方の
計量室に所定量を計量し、そしてスクリュを軸方向に駆
動して型締めされた金型のキャビテイに射出充填し、冷
却固化を待って可動金型を開くと、所定形状の成形品が
得られる。

【０００３】上記のようにして、標準的な射出成形機に
より標準的な容量の成形品を成形することはできるが、
射出成形機の加熱シリンダの計量室の容積、金型の型締
力等には限度があるので、大型成形品あるいは容量の大
きい成形品を成形するときは、それに見合った大型の射
出成形機を選定する必要がある。ところで、射出成形機
が大きくなると、価格は飛躍的に高くなるが、成形品の
価値が高いときは、高価格で提供できるので問題は小さ
い。しかしながら、比較的価値の低い成形品、例えば廃
棄プラスチックから得られる成形品には、価格に上乗せ
することができ難いので問題がある。さらに詳しく説明
すると、廃棄プラスチックには、化学的性質および物理
的性質の異なる種々のプラスチックが含まれているの
で、高品質の成形品の成形材料には適していない。ま
た、成形品は強度的にも劣る。したがって、一般に肉厚
な成形品例えば排水溝の側溝、公園等に設置されるベン
チ、フエンス等の成形に利用されているが、このような
価値の低い成形品を高価格の大型の射出成形機で成形す
ると、コスト的に不利になる。

【０００４】そこで、比較的小さな可塑化装置で大型の
成形品を成形することができる射出成形機が例えば特許
第２７７１５１２号公報により提案されている。この射
出成形機は、図５に示されているように、可塑化装置２
００と金型装置２０７との間に直列的に２個の第１、２
の射出プランジャユニット２１１、２１２を備えてい
る。したがって、開閉バルブ２０６を閉じ、開閉バルブ
２０２〜２０５を開いて、スクリュ２０１を回転駆動す
ると、従来周知のように樹脂材料は可塑化され、そして
第１、２の射出プランジャユニット２１１、２１２に蓄
積される。したがって、開閉バルブ２０２と２０５とを
閉じ、そして第１の射出プランジャユニット２１１を駆
動すると、第１の射出プランジャユニット２１１の溶融
樹脂が金型２０７のキャビテイに充填される。また、開
閉バルブ２０４を閉じ、開閉バルブ２０５、２０６を開
いて第２の射出プランジャユニット２１２を駆動する
と、第２の射出プランジャユニット２１２の溶融樹脂が
射出される。開閉バルブ２０２を閉じ、開閉バルブ２０
３〜２０６を開いて第１、２の射出プランジャユニット
２１１、２１２を同じに駆動すると、第１、２の射出プ
ランジャユニット２１１、２１２の溶融樹脂がキャビテ
イ２０８に充填される。冷却固化を待って金型を開く
と、従来周知のようにして成形品が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の射出成形機によ
ると、第１、２の射出プランジャユニット２１１、２１
２を備えているので、これらの第１、２の射出プランジ
ャユニット２１１、２１２の容積を大きくすることによ
り、標準の射出成形機により容量の大きい成形品も例え
ば廃棄プラスチック成形品も比較的安価に成形できる利
点は認められる。しかしながら、改良すべき点も認めら
れる。例えば、成形サイクルが長くなり、生産性が落ち
る恐れがある。すなわち、第１の射出プランジャユニッ
ト２１１から射出して、保圧するときは、開閉バルブ２
０２を閉じなければならないので、第１の射出プランジ
ャユニット２１１には勿論のこと、その下流側にある第
２の射出プランジャユニット２１２にも溶融樹脂を供給
できない。したがって、第１の射出プランジャユニット
２１１から射出するときは、可塑化動作を中止しなけれ
ばならず、成形サイクルが長くなる。もっとも、このよ
うなときには可塑化装置２００のスクリュ２０１の前方
の計量室２０９に蓄積しておき、射出後に蓄積した溶融
樹脂を第１の射出プランジャユニット２１１に供給する
ように実施することはできるが、計量室２０９の容積は
小さいので、第１の射出プランジャユニット２１１に満
たすには時間が掛かる。また、上記射出成形機の第１、
２の射出プランジャユニット２１１、２１２の容積は同
じになっているので、さらには開閉バルブ２０２〜２０
６だけで樹脂通路を切り替えるようになっているので、
必ずしも使い勝手は良くない。本発明は、上記したよう
な従来の問題を解決した射出成形方法および射出成形機
を提供することを目的とし、具体的には大型の成形品あ
るいは容積の大きい成形品を成形することができるにも
拘わらず、比較的成形サイクルが短く、また使い勝手の
良い射出成形方法およびこの方法の実施に使用される射
出成形機を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、上記目的を達成するために、可塑化装置により可塑
化される溶融樹脂を第１、２の射出プランジャユニット
に蓄積し、そして前記第１、２の射出プランジャユニッ
トから金型のキャビテイに射出して成形品を得るとき、
前記第１、２の射出プランジャユニットの一方の射出プ
ランジャユニットから射出しているときも、他方の射出
プランジャユニットには前記可塑化装置から溶融樹脂を
供給するように構成される。請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の溶融樹脂が、廃棄プラスチックから得
られる溶融樹脂であるように、請求項３に記載の発明
は、請求項１または２に記載の溶融樹脂が、発泡剤が混
入あるいは注入された溶融樹脂であるように構成され
る。請求項４に記載の発明は、可塑化装置と、金型装置
と、前記可塑化装置と金型装置との間に配置される射出
プランジャ装置とからなり、前記射出プランジャ装置
は、第１、２の射出プランジャユニットと、前記可塑化
装置と前記第１、２の射出プランジャユニットと前記金
型装置との間の樹脂通路を適宜切り替える管路切替装置
とを備え、前記第１、２の射出プランジャユニットは、
前記管路切替装置の両側に対向して、そして前記可塑化
装置と金型装置は他の両側に対向して、それぞれ設けら
れている。請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の
第１、２の射出プランジャユニットは、その蓄積部の容
積が互いに異なるように、請求項６に記載の発明は、請
求項４に記載の第１、２の射出プランジャユニットは、
その駆動部のピストン部の受圧面積は等しく、蓄積部の
溶融樹脂を押出すロッド部の面積は互いに異なるよう
に、そして請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のい
ずれかの項に記載の管路切替装置は、略立方体を呈する
弁箱と、該弁箱内に軸方向と回転方向とに駆動可能に設
けられている略円柱状を呈する弁体とからなり、前記弁
箱には、可塑化装置と第１、２の射出プランジャユニッ
トと金型装置とに連通する数のポートが形成され、前記
弁体には複数個の弁ポートが形成され、前記弁体を前記
弁箱に対して所定位置にすると、前記弁箱の所定のポー
トと前記弁体の所定の弁ポートとが整合して、前記可塑
化装置と前記第１、２の射出プランジャユニットと前記
金型装置との間に所定の樹脂通路が形成されるように構
成される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１に示されているように、本実施の形態に係る
射出成形機は、可塑化装置１と、金型装置１０と、これ
らの装置１、１０の間に取り外し自在に設けられている
射出プランジャ装置２０とから構成されている。可塑化
装置１は、従来周知のように、軸方向に所定長さの加熱
シリンダ２と、この加熱シリンダ２の内部に可塑化方向
に回転駆動されると共に、軸方向すなわち射出方向にも
駆動可能に設けられているスクリュ３とから構成されて
いる。この加熱シリンダ２の前方は計量室４となり、そ
の先端部は射出ノズル５となっている。また、図には示
されていないが、加熱シリンダ２の後方に寄った位置に
は樹脂材料供給口が、そして後端部にはスクリュ駆動装
置が設けられている。さらには、加熱シリンダ２の外周
部には個々に発熱温度が制御されるヒータが設けられて
いる。また、可塑化時にはスクリュ３に所定の背圧がか
けられるようにもなっている。したがって、射出プラン
ジャ装置２０を取り外すと、通常の射出成形機として使
用することができる。また、射出プランジャ装置２０を
取り付けスクリュ３を後退させることなく定位置で回転
駆動することにより、可塑化される溶融樹脂を射出プラ
ンジャ装置２０に蓄積することもできる。なお、計量室
４に所定量計量した後に射出プランジャ装置２０に蓄積
するように実施できることは明らかである。

【０００８】金型装置１０は、従来周知のように固定側
金型１１と可動側金型１２とからなり、これらの金型１
１、１２の型合面Ｐに成形品を成形するためのキャビテ
イ１４が形成されている。そして、このキャビテイ１４
には、固定側金型１１に形成されているスプル１５がゲ
ートを介して連通している。なお、図１には固定側金型
１１が取り付けられる固定盤、可動側金型１２が取り付
けられる可動盤、型締装置、成形品取り出し用のエジェ
クタ装置等は示されていない。

【０００９】射出プランジャ装置２０は、図１に示され
ている実施の形態では、対向的に配置されている一対の
第１、２の射出プランジャユニット２１、２１’と、溶
融樹脂の供給管体４０と、溶融樹脂の射出管体５０と、
管路切替装置６０とからなっている。第１、２の射出プ
ランジャユニット２１、２１’は、第２の射出プランジ
ャユニット２１’の蓄積部の容積の方が、第１の射出プ
ランジャユニット２１のそれよりも小さいだけで構造的
には同じであるので、第２の射出プランジャユニット２
１’には、同じ参照数字にダッシュ「’」を付けて重複
説明はしない。

【００１０】第１の射出プランジャユニット２１は、油
圧シリンダ２２と、この油圧シリンダ２２の内部に往復
動可能に設けられているプランジャすなわち油圧ピスト
ン３０とからなっている。油圧シリンダ２２は、比較的
大径の大径部と、この大径部より小径の小径部とからな
り、小径部の先端部に、図２の（イ）に示されているよ
うにフランジ２３が一体的に形成されている。このフラ
ンジ２３により管路切替装置６０に接続される。油圧シ
リンダ２２の大径部の内部は駆動部２４となり、小径部
の内部は蓄積部２５となっている。駆動部２４には油圧
ピストン３０のピストン部３１が位置し、蓄積部２５に
はロッド部３２が位置している。このロッド部３２が軸
方向に駆動されると、蓄積部２５に蓄積されている溶融
樹脂が射出される。蓄積部２５の先端から開放端向けて
樹脂通路２６が形成されている。この樹脂通路２６に
は、プランジャ用シャットオフバルブ２７が設けられて
いる。

【００１１】溶融樹脂の供給管体４０は、直線状を呈
し、一方の端部は射出ノズル５の形状にマッチした形状
に構成され、他端部には図２の（イ）に示されているよ
うに、フランジ４１が一体的に形成されている。このよ
うな供給管体４０の内部に、この供給管体４０を軸方向
に貫通する形で樹脂供給通路４２が形成されている。こ
の樹脂供給通路４２には、樹脂供給用シャットオフバル
ブ４３が設けられている。

【００１２】溶融樹脂の射出管体５０も、直線状を呈
し、一方の端部には図２の（イ）に示されているよう
に、フランジ５１が一体的に形成されている。他端部は
固定側金型１１のロケートリングにマッチした形状に形
成されている。このような射出管体５０の内部にも、軸
方向に射出通路５２が形成されている。この射出通路５
２には、射出用シャットオフバルブ５３が設けられてい
る。

【００１３】管路切替装置６０は、図２に拡大して示さ
れているように、略立方体を呈する弁箱６１と、略円柱
状を呈する弁体７０とからなっている。弁箱６１の中心
部には、弁体７０が挿入される円形の弁孔６２が明けら
れている。そして、この弁孔６２の周囲には、４個の第
１〜４のポート６３〜６６が形成されている。これらの
ポート６３〜６６は、図示されているように組み立てら
れると、第１、２の射出プランジャユニット２１、２
１’の樹脂通路２６、２６’、樹脂供給管体４０の樹脂
供給通路４２および射出管体５０の射出通路５２にそれ
ぞれ連通する。このようにポートが形成されている弁箱
６１の４辺のそれぞれにフランジ６７が形成されてい
る。これらのフランジ６７に、前述した第１、２の射出
プランジャユニット２１、２１’のフランジ２３、２
３’、溶融樹脂の供給管体４０および射出管体５０のフ
ランジ４１、５１が結合され、図１あるいは図２の
（イ）に示されているように射出プランジャ装置２０が
組み立てられる。

【００１４】弁体７０は、弁箱６１の弁孔６２に挿着さ
れて、軸方向すなわち図２の（イ）において紙面に垂直
方向と回転方向とに駆動可能に設けられている。軸方向
には、図２の（ロ）に示されているように、最上方に位
置する第１位置Ａと、中間に位置する第２位置Ｂと、最
下方に位置する第３位置Ｃを取るようになっている。そ
して、第１位置Ａには、その周囲に、所定回転位置にお
いて弁箱６１の４個のポート６３〜６６と連通する４個
の第１〜４の弁ポート７１〜７４が形成されている。第
１、２の弁ポート７１、７２は、円弧状の樹脂通路７５
で互いに連通し、第３、４の弁ポート７３、７４も円弧
状の樹脂通路７６で連通している。また、第２位置Ｂに
は、３個の第５〜７の弁ポート７７〜７９が形成されて
いる。第５、６の弁ポート７７、７８は互いに向き合っ
た位置に形成され、直線上の樹脂通路８０で連通してい
る。第７の弁ポート７９は、第５、６の弁ポート７７、
７８の中間位置に形成され、樹脂通路８０と略直角に交
わる樹脂通路８１により第５、６の弁ポート７７、７８
に連通している。第３位置Ｃには、第８、９の２個の弁
ポート８２、８３が対向位置に形成され、この第８、９
の弁ポート８２、８３は直線上の樹脂通路８４で連通し
ている。したがって、弁体７０を軸方向と回転方向に適
宜駆動し、所定位置にすると、図３に示されているよう
に、弁ポート７１〜７４、７７〜７９、８２、８３の所
定の弁ポートが、第１〜４のポート６３〜６６の所定の
ポートと整合し、所定の樹脂通路が形成されることにな
る。なお、弁体７０を軸方向と回転方向に駆動する駆動
装置は、図１、２には示されていない。

【００１５】次に、上記実施の形態に係る射出成形機に
よる成形例について説明する。弁体７０を第１位置Ａへ軸方向に駆動し、そして回
転して弁体７０の第１の弁ポート７１を弁箱６１の第１
のポート６３と整合させる。そうすると、弁体７０は、
図１に示されている状態に切り替わる。図１は、第１の
射出プランジャユニット２１の蓄積部２５に所定量の溶
融樹脂が蓄積された状態を示すと仮定する。プランジャ
用シャットオフバルブ２７と射出用シャットオフバルブ
５３を開き、第１の射出プランジャユニット２１の駆動
部２４に圧力油を供給する。そうすると、蓄積部２５の
溶融樹脂は、油圧ピストン３０のロッド部３２により押
し出され、管路切替装置６０、射出管体５０の射出通路
５２およびスプル１５を通って型締めされたキャビテイ
１４に射出される。保圧、冷却後可動側金型１２を開く
と、所定容積の成形品が得られる。このとき、管路切替
装置６０の弁体７０は、図１に示されている位置に切り
替わっているので、上記射出動作と平行して可塑化す
る。すなわち、供給管体４０の樹脂供給用シャットオフ
バルブ４３と第２の射出プランジャユニット２１’のプ
ランジャ用シャットオフバルブ２７’とを開き、可塑化
装置１のスクリュ３を回転駆動する。そうすると、加熱
シリンダ２に供給される樹脂材料は、従来周知のように
して加熱シリンダ２の前方へ送られる過程で可塑化され
る。スクリュ３の後退位置を規制しておくと、可塑化さ
れた溶融樹脂は計量室４から供給管体４０を通って第２
の射出プランジャユニット２１’の蓄積部２５’に蓄積
される。このとき、駆動部２４’の作動油は適宜排出す
る。これにより、射出工程と可塑化工程がが同時に実施
され、成形サイクルが短縮される。なお、上記のように
して可塑化するとき、可塑化装置１では従来周知のよう
に可塑化し、計量室４に満たされた溶融樹脂が第２の射
出プランジャユニット２１’の方へ蓄積されるように実
施することもできる。

【００１６】キャビテイ１４の容積が、蓄積部２５
の容積よりも大きいときは、弁体７０を回転駆動して、
弁体７０の第１の弁ポート７１を弁箱６１の第２のポー
ト６４と整合させる。そうすると、弁体７０は、図３
（イ）に示されている状態に切り替わる。プランジャ用
シャットオフバルブ２７’と樹脂射出用シャットオフバ
ルブ５３とを開き、第２の射出プランジャユニット２
１’の駆動部２４’に圧力油を供給する。そうすると、
ロッド部３２’により蓄積部２５’に蓄積されている溶
融樹脂が射出管体５０を通ってキャビテイ１４に補充的
に射出充填される。第１の射出プランジャユニット２１
は、既に射出され蓄積部２５は空になっているので、樹
脂供給用シャットオフバルブ４３とプランジャ用シャッ
トオフバルブ２７とを開き前述したようにして可塑化
し、蓄積する。このときも、射出工程と可塑化工程とが
平行して実施される。なお、第１、２の射出プランジャ
ユニット２１、２１’の駆動部２４、２４’の受圧面積
は同じであるが、第２の射出プランジャユニット２１’
の蓄積部２５’のロッド部３２’の面積は小さいので、
同じ圧力の作動油が第１、２の射出プランジャユニット
２１、２１’の駆動部２４、２４’に供給されても、第
２の射出プランジャユニット２１’の射出圧力は高くな
る。したがって、このとき高い射出圧力でキャビテイ１
４へ充填されることになる。

【００１７】第１、２の射出プランジャユニット２
１、２１’から同時に射出する場合、すなわち高速で射
出する場合は、弁体７０を第２位置Ｂへ駆動し、そして
回転駆動して弁体７０の第７の弁ポート７９を弁箱６１
の第２のポート６４と整合させる。そうすると、弁体７
０は、図３（ロ）に示されている状態に切り替わる。こ
のとき、第１、２の射出プランジャユニット２１、２
１’には、前述したようにして、溶融樹脂を蓄積してお
く。射出用シャットオフバルブ５３を開き、第１、２の
射出プランジャユニット２１、２１’の駆動部２４、２
４’に圧力油を供給する。そうすると、蓄積部２５、２
５’の溶融樹脂が射出管体５０を通って金型装置１０の
キャビテイ１４に高速で充填される。冷却固化を待って
可動側金型１２を開いて成形品を取り出す。

【００１８】第１、２の射出プランジャユニット２
１、２１’に同時に蓄積するときは、第２位置Ｂにおい
て、弁体７０の第７の弁ポート７９を弁箱６１の第４の
ポート６６と整合させる。そうすると、弁体７０は、図
３（ニ）に示されている状態に切り替わる。供給管体４
０の樹脂供給用シャットオフバルブ４３、プランジャ用
シャットオフバルブ２７、２７’を開いて、可塑化装置
１のスクリュ３を回転駆動する。そうすると、樹脂材料
は前述したようにして可塑化され、そして第１、２の射
出プランジャユニット２１、２１’の蓄積部２５、２
５’に同時に蓄積される。

【００１９】射出プランジャ装置２０は、前述した
ように取り外すことができるので、取り外すと、可塑化
装置１と金型装置１０とにより、従来周知のようにして
成形できるが、取り付けた状態でも次のようにして成形
できる。すなわち、管路切替装置６０の弁体７０を第３
位置Ｃへ駆動し、弁体７０の第８の弁ポート８２を弁箱
６１の第４のポート６６と整合させる。そうすると、弁
体７０は、図３（ハ）に示されている状態に切り替わ
る。この状態で、供給管体４０の樹脂供給用シャットオ
フバルブ４３と、射出管体５０の射出用シャットオフバ
ルブ５３を開くと、従来周知の射出ノズル部が長くなっ
た状態になっている。したがって、従来周知のようにし
て成形する。

【００２０】上記成形例においては、樹脂材料の種類は
格別に限定されていないが、廃棄プラスチックから同様
にして、擬木、ベンチ、椅子、排水溝の側溝、パネル、
フエンス等が成形できることは明らかである。また、固
定側金型１１と可動側金型１２の型合面Ｐに隙間を設け
ておき、キャビテイ１４に溶融樹脂を射出充填後に隙間
が無くなるように型締めすることにより、射出圧縮成形
できることも、これとは逆に射出充填中に隙間を形成し
て拡張成形できることも明らかである。これらの成形方
法により内部歪みのない成形品あるいは外観に優れた成
形品を得ることができる。

【００２１】また、前記したようにして可塑化するとき
に、発泡剤を混入することにより、軽量で、ヒケ、ソリ
等の成形不良の少ない熱可塑性発泡体を得ることもでき
る。このとき、発泡剤に化学的発泡剤を使用することも
できる。化学的発泡剤は、成形温度で分解してガスを発
生する低分子量の有機物で、樹脂材料に０.１〜３重量
％程度混入して可塑化して、前述したように第１、２の
射出プランジャユニット２１、２１’の蓄積部２５、２
５’に蓄積し、そして射出して熱可塑性発泡体を得るこ
ともできる。また、化学的発泡剤が混入されているペレ
ットを可塑化装置１で可塑化して、前述したようにして
熱可塑性発泡体を得ることもできる。

【００２２】発泡剤に物理的発泡剤例えば二酸化炭素ガ
ス、窒素ガス等の不活性ガスを適用することもできる。
物理的発泡剤は、可塑化装置に注入するのが望ましく、
その実施の形態が図４に示されている。この図４に示さ
れている可塑化装置１００は、特願平１１−３００４７
３号により提案しているので、詳しい説明はしないが、
概略的にはスクリュシリンダ１０１と、このスクリュシ
リンダ１０１の内部に可塑化方向に回転駆動されると共
に、軸方向すなわち射出方向にも駆動可能に設けられて
いるスクリュ１２０とから構成されている。

【００２３】スクリュシリンダ１０１は、軸方向に所定
長さを有し、その略中間位置においてスクリュシリンダ
１０１の外部から内部に達する、超臨界ガス圧以上の圧
力の不活性ガスあるいは不活性流体を供給するための、
ガス供給孔１０２が開けられている。そして、このガス
供給孔１０２に不活性ガス供給装置１１０に連なってい
るガス管１０３が気密的に接続されている。本実施の形
態では、二酸化炭素ガス、窒素ガス等の不活性ガスは、
超臨界ガス圧の数ＭＰａ〜２０ＭＰａ程度の圧力で溶融
状態の樹脂材料に注入されるが、そのため不活性ガス供
給装置１１０には、圧縮機、圧力制御弁等が内蔵されて
いる。なお、不活性ガス供給装置１１０には、不活性ガ
スを超臨界温度以上に加熱する特別な加熱装置はない
が、注入されると高温の溶融樹脂により超臨界温度以上
に加熱される。このとき、スクリュシリンダ１０１内の
溶融状態の樹脂材料の温度低下を避けるために、例えば
廃熱を利用して予熱することはできる。

【００２４】スクリュシリンダ１０１の、図１において
左方の先端部寄りは計量室１０４となり、その先端部に
射出ノズル１０５が設けられている。この射出ノズル１
０５にはシャットオフ弁１０６が設けられている。スク
リュシリンダ１０１の、後端部寄りに材料供給孔１０７
が開けられている。そして、後端部にスクリュ駆動装置
１０８が設けられている。スクリュ駆動装置１０８は、
例えば回転モータとピストンユニットとを備え、回転モ
ータの出力軸とスクリュ１２０の後端部のスクリュ軸
は、スプライン軸、滑りキー等の機械的手段により接続
されている。したがって、スクリュ１２０は回転駆動さ
れるときも軸方向に移動可能である。また、ピストンユ
ニットのピストンにより、計量時に溶融樹脂に超臨界圧
力をかけることも、計量された溶融樹脂を射出すること
も、さらには超臨界圧力をかけた状態で前述した第１、
２の射出プランジャユニット２１、２１’の蓄積部２
５、２５’に供給することもできる。このようなスクリ
ュシリンダ１０１と射出ノズル１０５の外周部には個々
に温度が制御される複数個の加熱ヒータが設けられ、ス
クリュシリンダ１０１内の温度が超臨界温度以上、例え
ば１００℃以上に保たれるが、これらのヒータは図４に
は示されていない。なお、このように実施するときは射
出プランジャ装置２０の内部も超臨界温度以上に保たれ
る。

【００２５】熱可塑性樹脂材料Ｊは、本実施の形態では
制御された量がスクリュシリンダ１０１に供給されるよ
うになっている。そのために、機械式のスクリュ式フィ
ーダ１３０が設けられ、その供給筒１３１がスクリュシ
リンダ１０１の材料供給孔１０７に接続されている。ス
クリュ式フィーダ１３０は、従来周知のように、搬送シ
リンダ１３２と、この搬送シリンダ１３２の内部に回転
駆動されるように設けられている搬送スクリュ１３３
と、この搬送スクリュ１３３を回転駆動するフィーダ駆
動装置１３４とからなっている。そして、搬送シリンダ
１３２にはホッパ１３５が取り付けられている。したが
って、フィーダ駆動装置１３４の回転数を制御すること
により、スクリュシリンダ１０１に供給される熱可塑性
樹脂材料Ｊの供給量が制御され、後述する減圧部Ｇにお
ける溶融樹脂の量が制御されることになる。

【００２６】スクリュ１２０は、可塑化時および射出時
には軸方向に移動するが、スクリュシリンダ１０１に一
応対応して、後端部が第１ステージＳ１、先端部が第２
ステージＳ２となっている。第１ステージＳ１は、供給
部Ｋと、この供給部Ｋの先方の第１圧縮部Ａ１と、その
先方の第１メタリング部Ｍ１とからなっている。供給部
Ｋは、スクリュシリンダ１０１の材料供給孔１０７に対
応し、そのスクリュ溝１２１は比較的深くなっている。
第１圧縮部Ａ１のスクリュ溝１２１は、供給部Ｋの溝深
さから第１メタリングＭ１のスクリュ溝深さまで暫時変
化している。第１メタリング部Ｍ１のスクリュ溝１２１
は浅くなっている。スクリュ１２０の回転により供給部
Ｋから送られてくる熱可塑性樹脂材料Ｊは、スクリュシ
リンダ１０１に設けられた加熱ヒータからの熱を受ける
と共に、第１圧縮部Ａ１で圧縮と剪断を受けながら溶融
し、第１メタリング部Ｍ１では熱可塑性樹脂材料Ｊは完
全に溶融されている。これにより、注入される不活性ガ
スが供給部Ｋの方へ漏れることが防止される。すなわ
ち、溶融樹脂によりシールされることになる。

【００２７】第２ステージＳ２は、第１ステージＳ１に
続く減圧部Ｇと、その先方の第２圧縮部Ａ２と、さらに
その先方の第２メタリング部Ｍ２とからなっている。減
圧部Ｇのスクリュ溝１２１は、深くなっている。これに
より、第１ステージＳ１から送られてくる溶融樹脂は、
減圧され、溶融樹脂が満たされない減圧部が生じる。そ
の結果、不活性ガスあるいは不活性流体の注入が容易に
なる。また、この減圧部Ｇは、スクリュ１２０が軸方向
に移動してもガス供給孔１０２をカバーできる長さに選
定されている。第２圧縮部Ａ２のスクリュ溝１２１は比
較的浅く、第２メタリング部Ｍ２のスクリュ溝１２１は
浅くなっており、溶融樹脂で満たされている。これによ
り、注入された不活性ガスは、第２メタリング部の溶融
樹脂によりシールされることになる。

【００２８】なお、スクリュ１２０の減圧部Ｇのスクリ
ュ溝１２１は、深くなってフライト１２３、１２３間の
容積は大きくなっているが、スクリュ溝１２１を深くす
る代わりに、フライト１２３の幅を狭くしてフライト１
２３、１２３間の容積を大きくすることもできる。ま
た、フライト１２３のピッチを広げ、フライト１２３、
１２３間の容積を大きくすることもできる。さらには、
スクリュ溝１２１を深くし、フライト１２３の幅を狭く
し、ピッチを広げることができることも明らかである。

【００２９】本実施の形態に係わる可塑化装置は、制御
器、タイマー等からなるコントローラ１４０も備えてい
る。コントローラ１４０には、設定器１４１が設けられ
ている。そして、この設定器１４１により可塑化に必要
な各種の値、例えば不活性ガスの圧力の上下限値、不活
性ガスの供給開始時期、および停止時期等を設定するタ
イマーの設定、スクリュ駆動装置１０８の回転モータの
回転速度、可塑化時の背圧値、スクリュ式フィーダ１３
０の駆動装置１３４の駆動速度、スクリュシリンダ１０
１および射出ノズル１０５の外周部に設けられている加
熱ヒータの温度等が設定できるようになっている。そし
て、上記の各種の値が設定値に維持されるように、制御
器により例えばフィードバック制御される。また、不活
性ガスの圧力が上下限値を超えたときは、アラーム等が
作動すると共に、可塑化装置が停止するようにもなって
いる。このようなコントローラ１４０と、ガス管１０３
に設けられている圧力計１１１とは信号ラインａにより
接続され、不活性ガス供給装置１００とは信号ラインｂ
により、それぞれ接続されている。同様にコントローラ
１４０と、スクリュシリンダ１０１の第２メタリング部
Ｍ２に設けられている圧力計１１２とは信号ラインｃに
より、計量室１０４に設けられている圧力計１１３とは
信号ラインｄにより、スクリュ駆動装置１０８とは信号
ラインｅにより、そしてフィーダ駆動装置１３４とは信
号ラインｆによりそれぞれ接続されている。

【００３０】次に、上記可塑化装置を使用した可塑化に
ついて説明する。ホッパ１３５に熱可塑性樹脂材料Ｊを
入れる。コントローラ１４０に付属している設定器１４
１により、上記したような各種の値を設定する。シャッ
トオフ弁１０６を開き、射出ノズル１０５を管路切替装
置６０の樹脂供給管体４０の端部に密に接続する。そう
して、フィーダ駆動装置１３４により搬送スクリュ１３
３を駆動する。熱可塑性樹脂材料Ｊは、設定された割合
でスクリュシリンダ１０１に供給される。また、スクリ
ュ駆動装置１０８によりスクリュ１２０を回転駆動して
計量工程を開始する。熱可塑性樹脂材料Ｊは、スクリュ
１２０の供給部Ｋに供給される。スクリュ１２０の回転
により送られる樹脂材料Ｊは、加熱ヒータから加えられ
る熱と、スクリュ１２０の回転による摩擦作用、剪断作
用等により生じる熱とにより、溶融し、第１圧縮部Ａ１
を経て第１メタリング部Ｍ１へと送られる。第１メタリ
ング部Ｍ１で完全に溶融され、そして次の第２ステージ
Ｓ２へと送られる。このときの、スクリュシリンダ１０
１内の温度は、不活性ガスの超臨界温度以上の例えば１
００℃以上になっている。

【００３１】コントローラ１４０のタイマーがタイムア
ップを計時すると、第２ステージＳ２の減圧部Ｇに、二
酸化炭素ガス、窒素ガス等の不活性ガスが不活性ガス供
給装置１１０から注入される。この第１メタリング部Ｍ
１の溶融樹脂により、注入された不活性ガスが供給部Ｋ
の方へ漏れることが防止される。また、注入されると
き、減圧部Ｇのスクリュ溝１２１は深くなって、溶融樹
脂の圧力は低くなっている。したがって、超臨界ガス圧
以上ではあるが、数ＭＰａ〜２０ＭＰａ程度の比較的低
い圧力で注入することができる。注入された不活性ガス
は、超臨界状態になっているので、スクリュ１２０の回
転により溶融樹脂中に容易に浸透する。そうして、第２
ステージＳ２の第２圧縮部Ａ２を経て第２メタリング部
Ｍ２へと送られる。このときも、第２圧縮部Ａ２および
第２メタリング部Ｍ２の圧力が超臨界圧力以下にならな
いように、不活性ガスが供給される。注入される不活性
ガスは、第２メタリング部Ｍ２における溶融樹脂によ
り、スクリュシリンダ１０１の先方へ漏れることが防止
される。

【００３２】不活性ガスあるいは流体が浸透した溶融樹
脂は、計量室４へと送られ、そして前述したように第
１、２の射出プランジャユニット２１、２１’の蓄積部
２５、２５’に適宜供給される。このとき、計量室１０
４の圧力は圧力計１１３で計測され、計測される圧力が
超臨界圧力以下にならないように、第１、２の射出プラ
ンジャユニット２１、２１’の駆動部２５、２５’の作
動油の圧力を制御する。以下、前述したように管路切替
装置６０の弁体７０を適宜駆動して第１、２の射出プラ
ンジャユニット２１、２１’から金型装置１０のキャビ
テイ１４に射出する。これにより、熱可塑性樹脂発泡体
が得られる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、可塑化
装置により可塑化される溶融樹脂を第１、２の射出プラ
ンジャユニットに蓄積し、そして第１、２の射出プラン
ジャユニットから金型のキャビテイに射出して成形品を
得るので、第１、２の射出プランジャユニットの容量を
大きくすることにより、標準的な可塑化装置により容量
の大きい成形品を成形できる。このとき、第１、２の射
出プランジャユニットの一方の射出プランジャユニット
から射出しているときも、他方の射出プランジャユニッ
トには可塑化装置から溶融樹脂を供給するので、上記の
ように容量の大きい成形品を短い成形サイクルで成形で
きるという、本発明に特有の効果が得られる。また、他
の発明によると、第１、２の射出プランジャユニットを
使用しているので、廃棄プラスチックから大型の成形
品、例えば擬木、ベンチ、椅子、排水溝の側溝、パネ
ル、フエンス等を安価に成形することもできる。さらに
は、大型の発泡成形品も成形できる。また、第１、２の
射出プランジャユニットの蓄積部の容積が互いに異なっ
ている発明によると、第１、２の射出プランジャユニッ
トを使い分けて、成形品の大きさにきめ細かに対応でき
る。さらには、駆動部のピストン部の受圧面積は等し
く、蓄積部の溶融樹脂を押出すロッド部の面積が互いに
異なっている発明によると、同一のキャビテイに第１、
２の射出プランジャユニットから前後して射出すると
き、後から射出する射出プランジャユニットに、ロッド
部の面積の小さい射出プランジャユニットを使用する
と、同じ圧力の作動油により高い射出圧力で射出充填す
ることができる。これにより、ヒケ、ソリ等のない高品
質の成形品を得ることができる。しかも、同じ圧力の作
動油を使用できるので、油圧系が安価になる効果もあ
る。また、管路切替装置が、略立方体を呈する弁箱と、
該弁箱内に軸方向と回転方向とに駆動可能に設けられて
いる略円柱状を呈する弁体とからなり、前記弁箱には可
塑化装置と第１、２の射出プランジャユニットと金型装
置とに連通する数のポートが形成され、前記弁体には複
数個の弁ポートが形成され、前記弁体を前記弁箱に対し
て所定位置にすると、前記弁箱の所定のポートと前記弁
体の所定の弁ポートとが整合して、前記可塑化装置と前
記第１、２の射出プランジャユニットと前記金型装置と
の間に所定の樹脂通路が形成される発明によると、上記
したように一方の射出プランジャユニットから射出して
いるときに他方の射出プランジャユニットに溶融樹脂を
供給できると共に、第１、２の射出プランジャユニット
から同時に射出することも、さらには第１、２の射出プ
ランジャユニットに同時に溶融樹脂を供給することもで
きる。また、射出プランジャ装置を取り外すことなく、
従来の射出成形機と同様にして成形品を得ることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる射出成形機の実施の形態を模式
的に示す断面図である。

【図２】管路切替装置部分の拡大図で、その（イ）は断
面図、その（ロ）は、弁体の斜視図である。

【図３】管路切替装置の弁体が、複数の異なった切り替
え位置へ切り替えられている状態を示す断面図である。

【図４】可塑化装置の他の実施の形態を一部断面にして
示す断面図である。

【図５】従来の射出成形機を示す断面図である。

【符号の説明】

１可塑化装置１０金型装置１４キャビテイ２０射出プランジ
ャ装置２１、２１’ 第１、２の射出プランジャユニット２５、２５’ 蓄積部６０管路切
替装置６１弁箱７０弁体６３〜６６第１〜第４のポート７１〜７４第１〜第４の弁ポート７７〜７９第５〜第７の弁ポート８２、８３第８、第９の弁ポート１００可塑化装置

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年１１月１６日（２０００．１１．
１６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図３】

【図５】

【図２】

【図４】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可塑化装置により可塑化される溶融樹脂を
第１、２の射出プランジャユニットに蓄積し、そして前
記第１、２の射出プランジャユニットから金型のキャビ
テイに射出して成形品を得るとき、前記第１、２の射出プランジャユニットの一方の射出プ
ランジャユニットから射出しているときも、他方の射出
プランジャユニットには前記可塑化装置から溶融樹脂を
供給することを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】請求項１に記載の溶融樹脂が、廃棄プラス
チックから得られる溶融樹脂である射出成形方法。
【請求項３】請求項１または２に記載の溶融樹脂が、発
泡剤が混入あるいは注入された溶融樹脂である射出成形
方法。
【請求項４】可塑化装置と、金型装置と、前記可塑化装
置と金型装置との間に配置される射出プランジャ装置と
からなり、前記射出プランジャ装置は、第１、２の射出プランジャ
ユニットと、前記可塑化装置と前記第１、２の射出プラ
ンジャユニットと前記金型装置との間の樹脂通路を適宜
切り替える管路切替装置とを備え、前記第１、２の射出プランジャユニットは、前記管路切
替装置の両側に対向して、そして前記可塑化装置と金型
装置は他の両側に対向して、それぞれ設けられているこ
とを特徴とする射出成形機。
【請求項５】請求項４に記載の第１、２の射出プランジ
ャユニットは、その蓄積部の容積が互いに異なっている
射出成形機。
【請求項６】請求項４に記載の第１、２の射出プランジ
ャユニットは、その駆動部のピストン部の受圧面積は等
しく、蓄積部の溶融樹脂を押出すロッド部の面積は互い
に異なっている射出成形機。
【請求項７】請求項４〜６のいずれかの項に記載の管路
切替装置は、略立方体を呈する弁箱と、該弁箱内に軸方
向と回転方向とに駆動可能に設けられている略円柱状を
呈する弁体とからなり、前記弁箱には、可塑化装置と第１、２の射出プランジャ
ユニットと金型装置とに連通する数のポートが形成さ
れ、前記弁体には複数個の弁ポートが形成され、前記弁
体を前記弁箱に対して所定位置にすると、前記弁箱の所
定のポートと前記弁体の所定の弁ポートとが整合して、
前記可塑化装置と前記第１、２の射出プランジャユニッ
トと前記金型装置との間に所定の樹脂通路が形成される
射出成形機。