JP2006347051A - 射出成形システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ２種類以上の材料を供給可能にする射出成形システムを提供することを目的とする。
【解決手段】 メイン材料とサブ材料といった２種類の材料を供給することができるペレット供給装置１００，４００が射出成形機に立設され、ペレット供給装置１００，４００は、射出成形機２００へ通じる供給筒１０６へ連結されている。ペレット供給装置１００，４００には、材料供給装置３００，５００が接続され、材料輸送ブロア３０６によって、材料タンク３０４，５０４から材料がペレット供給装置へ供給される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、溶融中の樹脂を射出して成形する射出成形システムに関する。

従来の射出成形システムは特許文献１に示すように、ペレット貯蔵体内を通過して射出成形チャンバー内に供給された未乾燥樹脂ペレットを射出成形チャンバー内の撹拌手段で撹拌しながら溶融して射出成形チャンバーの一端に設けられた射出孔から溶融樹脂を射出してなる射出成形システムである。該射出成形システムは、射出成形チャンバーもしくはペレット貯蔵体内の圧力から予め決められた所定の供給量のペレットを射出成形チャンバー内へ供給するためのペレット定量供給装置と、射出成形チャンバーにおける溶融過程でペレットから蒸発した水分やガスを含む気体を排出するための減圧装置とを備えている。
特開２０００−８４７号公報

しかしながら、特許文献１には記載されているものは、１種類の材料のみから成形物品を成形する射出成形システムであり、複数の材料から成形物品を成形する構成に関しては記載がなく、また、複数の材料を供給するための装置を設けた場合には、複数の材料を供給する装置と該供給装置にそれぞれ減圧装置等を設けなければならず、射出成形システム全体の構成が複雑、大型化してしまうといった欠点がある。

本発明は、係る問題に鑑みてなされたものであり、２種類以上の材料を供給可能にする射出成形システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の射出成形システムは、射出成形機と、前記射出成形機本体の上部に設けられたペレット貯蔵体と、前記ペレット貯蔵体へペレットを供給する供給経路体とを備える射出成形システムにおいて、前記供給経路体の各所にバルブと、ペレット貯蔵体内を真空状態にするための減圧手段と、前記ペレットを貯蔵している貯蔵タンクと、該貯蔵タンクから前記ペレット貯蔵体へ吸引式空気輸送によってペレットを供給する吸引式空気輸送装置とを備える前記供給経路体とを設け、前記バルブの開閉によって前記減圧手段による前記ペレット貯蔵体内を真空状態する場合と、前記吸引式空気輸送装置によってペレット貯蔵体内へペレットの供給を行う場合とに切り換え可能であることを特徴とする。

請求項２記載の射出成形システムは、射出成形機と、前記射出成形機本体の上部に設けられたペレット貯蔵体と、前記ペレット貯蔵体へペレットを供給する供給経路体とを備える射出成形システムにおいて、前記射出成形機本体上部に、複数のペレット貯蔵体を立設し、前記複数のペレット貯蔵体にそれぞれにペレットを貯蔵する貯蔵タンクを有する前記供給経路体を設け、前記供給経路体は、各所にバルブと、前記複数のペレット貯蔵体に設けられた前記供給経路体の少なくとも１つに前記ペレット貯蔵体内を真空状態にするための減圧手段と、前記貯蔵タンクから前記ペレット貯蔵体へ吸引式空気輸送によってペレットを供給する吸引式空気輸送装置とを備えることで、前記バルブの開閉によって前記減圧手段による前記ペレット貯蔵体内を真空状態にする場合と、前記吸引式空気輸送装置によって前記ペレット貯蔵体内へペレットの供給を行う場合とに切り換え可能であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の射出成形システムであって、前記複数のペレット貯蔵体には、各々に前記射出成形機へペレットの供給量を調整するための調整手段を備えており、該調整手段が有するフィーダスクリューの回転速度を変化させることで前記射出成形機へのペレットの供給量を調整することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の射出成形システムであって、前記供給経路体には、前記ペレット貯蔵体及び前記射出成形機内の圧力を測定する測定手段を備え、前記減圧手段は、前記測定手段が測定する圧力から真空状態を確認することを特徴とする。

本発明によれば、ペレット貯蔵体へ所定のタイミングで所定量を的確にペレットを供給することができる。さらに、２種類以上のペレットから成形物品を成形するため、複数のペレット貯蔵体を射出成形機に立設した場合にも供給経路体に設けている１つの吸引式空気輸送装置で、２種類以上のペレットをペレット貯蔵体へ供給することができる。

次に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態における射出成形システムの構成を示した図である。図２は、第２の実施形態における射出成形システムの構成を示した図である。

［第１の実施形態］
第１の実施形態における射出成形システムは、ペレット供給装置１００と射出成形機２００と材料供給装置３００から構成されたものである。
ペレット供給装置１００は、吸引ホッパ１０１と電磁バルブ１０２、ストックホッパ１０３、材料要求センサ１０４、Ｍ材料供給モータ１０５から構成されている。吸引ホッパ１０１の下部に電磁バルブ１０２、ストックホッパ１０３が立設され、ストックホッパ１０３には材料要求センサ１０４が取り付けられている。ストックホッパ１０３の下部には供給筒１０６が連結され、供給筒１０６にはＭ材料供給モータ１０５が取り付けられている。

また、ペレット供給装置１００には、材料供給装置３００が接続され、材料供給装置を構成する材料供給管３００ａ，３００ｂ，３００ｄが吸引ホッパ１０１へ接続されており、材料供給管３００ｃには、供給筒１０６へ接続されている。

材料供給管３００ａ〜３００ｄには、それぞれに電磁バルブ３０１〜３０３が設けられており、材料供給管３００ａには電磁バルブ３０１、材料供給管３００ｂには電磁バルブ３０３、材料供給管３００ｄには電磁バルブ３０２が設けられている。

射出成形機２００は外側にヒータ２０１が配設され、供給されるペレットの溶融温度に設定されている。また、射出成形機の中に射出成形チャンバー２０２を有し、射出成形チャンバー２０２内に未乾燥樹脂ペレットを撹拌するためのスクリュー２０３を備えている。スクリュー２０３は、計量帯域２０４、圧縮帯域２０５、供給帯域２０６を有する。

計量帯域２０４は、スクリュー２０３の最も浅い部分である。計量帯域２０４における樹脂ペレットは大きなせん断力が加えられる。ペレットは自己発熱を伴って均質な温度まで上昇される。計量帯域２０４において樹脂ペレットは混練と分散がされ、一定量の樹脂ペレットがノズル側へ送り出される。

圧縮帯域２０５では、供給されてきた樹脂ペレットの粒と粒との間に隙間があり、樹脂ペレットが溶融することで体積が約半分に減少する。この体積の減少を補うために樹脂が通過する空間が現象することが必要であり、このためスクリュー２０３の溝が浅く形成されている。これは、溶融樹脂ペレットを圧縮して発熱効果を高め、かつ樹脂圧力を高める効果がある。また、供給帯域２０６は、樹脂を固体のまま、あるいは一部を溶かして圧縮帯域２０５へ送り出す。なお、射出成形機２００のシリンダーの一端に射出口２０７と他端に大気の空気を取り入れる開口２０８を備える。開口２０８側には、シリンダー内のスクリュー２０３の回転動作状態を検知するための駆動検知装置２０９を設け、検知結果の情報によりスクリュー２０３の回転動作を制御する。

次に、図１を参照して、第１の実施形態における射出成形システムの動作について説明する。
まず、電磁バルブ１０２，３０１〜３０３を閉の状態にして真空ポンプ３０５によりペレット供給装置１００内の真空引きを行い、圧力スイッチＰＳ１で真空圧の確認を行う。次に、Ｍ材料供給モータ１０５によって１回に必要な成形材料を必要な時間内に供給する。
ここで、Ｍ材料供給モータ１０５による射出成形チャンバー２０２内への材料の供給について説明する。
Ｍ材料供給モータ１０５は、射出成形チャンバー２０２内のスクリュー２０６の動きに多少のバラツキが生じても射出成形チャンバー２０２内からペレットが溢れない予め決められた所定の供給量を供給する。ここで、予め決められた所定の供給量とは射出成形機で射出成形して形成された成形品中に水分やガスが含まれない時の量を示す。

ストックホッパ１０３内の材料が材料要求センサ１０４より下がると、材料供給装置３００の電磁バルブ３０１，３０２が開き、材料輸送ブロワ３０６が作動する。材料輸送ブロワ３０６により材料タンク３０４から材料が吸引され、電磁バルブ３０１を通り、吸引ホッパ１０１へ供給される。

一定量の材料が吸引ホッパ１０１へ供給されると材料輸送ブロワ３０６が停止し、電磁バルブ３０１，３０２を閉じる。次に、電磁バルブ３０３が開き、真空ポンプ３０５が作動し、ペレット供給装置１００内の空気を吸引し、真空状態とする。真空ポンプ３０５は、圧力スイッチＰＳ１，ＰＳ２とが同圧になるまで吸引を行う。ペレット供給装置１００内が真空状態となると、電磁バルブ１０２が開き、吸引ホッパ１０１からストックホッパ１０３へ材料が供給され、一定量の材料が供給されると電磁バルブ１０２が閉じる。

ストックホッパ１０３に供給された材料は、次に供給筒１０６へ供給される。供給筒１０６に供給された材料は、Ｍ材料供給センサ１０５によって一定量の材料を成形機に供給するために、所定の速度でフィーダスクリュー１０５ａを回転させることにより、供給筒１０６内に堆積している材料を供給口１０７を通して成形機２００へ供給することができる。

材料が成形機２００へ供給されると、射出成形チャンバー２０２内に供給された未乾燥樹脂ペレットはスクリュー２０３の回転により供給帯域、圧縮帯域及び計量帯域に運ばれる。この間に材料は加熱され溶融されていく。この溶融工程において、材料中の水分やガスは放出される。

また、スクリュー２０３の回転動作の異常が大きくなると、材料の所定の供給量が射出成形チャンバー２０２内に連続して供給し続けられると、射出成形チャンバー２０２から材料があふれ出して供給筒１０６に溜まり始める。この状態が続くと射出成形チャンバー２０２内の溶融過程で材料から発生した水分やガス等の排気が塞がれる。

この結果、水分やガスによって材料中に水分が残留して品質の良い成形品が得られない。そこで、射出成形チャンバー２０２内のスクリュー２０３の回転動作速度を検知する。そして、速度を検知してスクリュー２０３の回転動作を制御する。すなわち、射出成形チャンバー２０２に連続的に所定の供給量の材料が供給されている状態で、射出成形内のスクリューの駆動速度を検知して駆動速度を補正する。

また、他の方法として、材料の所定の供給量が射出成形チャンバー２０２内に連続して供給し続けられると、射出成形チャンバー２０２から材料があふれ出して供給筒１０６に溜まり始めるので、所定の供給量を射出成形チャンバー２０２内に不連続的にして供給する。

ここで、射出成形チャンバー２０２から材料があふれ出して供給筒１０６に溜まり始まったら所定の供給量を一時的に停止する。そして、供給筒１０６内に溜まったペレットが減り始めると所定の供給量を供給し始める。この操作を繰り返すことで常に所定の供給量を射出成形チャンバー２０２に供給することができる。

射出成形チャンバー２０２内で溶融される過程で排出される材料中の水分やガスは供給筒１０６に取り付けられている材料供給管３００ｃと通して真空ポンプ３０５で吸い上げられて大気に放出される。射出成形チャンバー２０２内に射出成形機２００の外部からの気体、例えば大気中の空気、好ましくは温かい空気が供給される。大気からの空気は射出成形機の射出孔２０７と対向した側、例えばその他端２０８から大気の空気が供給される。

よって、充分に材料中の水分やガスが除去されると共に射出成形品の生産性を向上することができる。材料が射出成形チャンバー２０２に供給されることにより溶融過程の材料から蒸発された水分やガスは大気中に排気され、材料に水分が残留することはなくなり、品質の良い成形品が得られる。

［第２の実施形態］
次に、図２を参照して、第２の実施形態における射出成形システムの構成について説明する。
図２に示すように、本実施形態における射出成形システムは、メイン材料とサブ材料といった２種類の材料を供給することができるペレット供給装置１００，４００が射出成形機２００に立設されている。ペレット供給装置４００は、ペレット供給装置１００と同様の構成であり、符号が異なるだけであることから説明を省略する。
ペレット供給装置１００，４００は、射出成形機２００へ通じる供給筒１０６へ連結されている。

次に、ペレット供給装置４００へ材料を供給する材料供給装置５００の構成を説明する。材料供給装置５００は、電磁バルブ５０１〜５０３、材料タンク５０４、圧力スイッチＰＳ３、材料供給管５００ａ〜５００ｃで構成されている。材料供給管５００ｂ，５００ｃは、ペレット供給装置１００へ材料を供給する材料供給装置３００にそれぞれ接続されている。材料供給管５００ｂは、真空ポンプ３０５に接続している材料供給間３００ｂ，３００ｃに連結し、材料供給管５００ｃは、材料輸送ブロア３０６に接続している材料供給管３００ｄに連結している。

次に、各装置の動作について説明する。
まず、電磁バルブ１０２，３０１〜３０３，４０２，５０１〜５０３が閉じられ、真空ポンプ３０５により、ペレット供給装置１００，４００と射出成形機２００内の真空引きを行う。真空状態か否かは、圧力スイッチＰＳ１により真空圧の確認で行う。次に、Ｍ材料供給モータ１０５，４０５で１回に必要な材料を必要な時間内に射出成形機２００内に供給する。ストックホッパ１０３，４０３内の材料が材料要求センサ１０４，４０４より下がると材料タンク３０４，５０４から材料の供給を行う。

吸引ホッパ１０１への材料の供給と射出成形機２００の動作は、第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。ストックホッパ４０３内の材料が材料要求センサ４０４より下がると、まず、電磁バルブ５０１，５０２が開く。材料輸送ブロア３０６が駆動し、材料タンク５０４から材料が材料供給管５００ａを通り、吸引ホッパ４０１へ供給される。吸引ホッパ４０１内に材料が満たされると材料輸送ブロア３０６が停止し、電磁バルブ５０１，５０２を閉じる。

次に、電磁バルブ５０３が開き、真空ポンプ３０５によって吸引ポンプ４０１内の真空引きを行う。圧力スイッチＰＳ３が圧力スイッチＰＳ１とほぼ同圧になると電磁バルブ４０２が開き、吸引ホッパ４０１からストックホッパ４０３へ材料が供給される。ストックホッパ４０３内へ所定量の材料が供給されると電磁バルブ４０２が閉じる。Ｍ材料供給センサ４０５により所定量の材料が射出成形機２００へ供給される。

サブ材料は、メイン材料よりも射出成形機２００内へ供給する供給量よりも少ないため、Ｍ材料供給センサ１０５が備えるフィーダスクリュー１０５ａの回転よりもＭ材料供給センサ４０５が備えるフィーダスクリュー４０５ａの回転速度を遅くすることで、サブ材料の供給を調節することができる。

なお、第１、第２の実施形態で、供給する材料の種類を２種類までとしたが、ペレット供給装置を並列に立設することで、３種類以上の材料を供給することも可能である。

第１の実施形態における射出成形システムの構成を示した図である。 第２の実施形態における射出成形システムの構成を示した図である。

符号の説明

１００、４００ ペレット供給装置
１０１、４０１ 吸引ホッパ
１０２、３０１〜３０３、４０２、５０１〜５０３ 電磁バルブ
１０３、４０３ ストックホッパ
１０４、４０４ 材料要求センサ
１０５、４０５ Ｍ材料供給モータ
１０５ａ、４０５ａ フィーダスクリュー
１０６ 供給筒
２００ 成形機
２０１ ヒータ
２０２ 射出成形チャンバー
２０３ スクリュー
２０４ 計量帯域
２０５ 圧縮帯域
２０６ 供給帯域
２０７ 射出口
２０８ 開口
２０９ 駆動検知装置
３００、５００ 材料供給装置
３００ａ〜３００ｄ、５００ａ〜５００ｃ 材料供給管
３０４、５０４ 材料タンク
３０５ 真空ポンプ
３０６ 材料輸送ブロア
ＰＳ１〜ＰＳ３ 圧力スイッチ

Claims (4)

1. 射出成形機と、
   前記射出成形機本体の上部に設けられたペレット貯蔵体と、
   前記ペレット貯蔵体へペレットを供給する供給経路体とを備える射出成形システムにおいて、
   前記供給経路体の各所にバルブと、
   ペレット貯蔵体内を真空状態にするための減圧手段と、
   前記ペレットを貯蔵している貯蔵タンクと、
   該貯蔵タンクから前記ペレット貯蔵体へ吸引式空気輸送によってペレットを供給する吸引式空気輸送装置とを備える前記供給経路体とを設け、
   前記バルブの開閉によって前記減圧手段による前記ペレット貯蔵体内を真空状態する場合と、
   前記吸引式空気輸送装置によってペレット貯蔵体内へペレットの供給を行う場合とに切り換え可能であることを特徴とする射出成形システム。
2. 射出成形機と、
   前記射出成形機本体の上部に設けられたペレット貯蔵体と、
   前記ペレット貯蔵体へペレットを供給する供給経路体とを備える射出成形システムにおいて、
   前記射出成形機本体上部に、複数のペレット貯蔵体を立設し、
   前記複数のペレット貯蔵体にそれぞれにペレットを貯蔵する貯蔵タンクを有する前記供給経路体を設け、
   前記供給経路体は、各所にバルブと、
   前記複数のペレット貯蔵体に設けられた前記供給経路体の少なくとも１つに前記ペレット貯蔵体内を真空状態にするための減圧手段と、
   前記貯蔵タンクから前記ペレット貯蔵体へ吸引式空気輸送によってペレットを供給する吸引式空気輸送装置とを備えることで、
   前記バルブの開閉によって前記減圧手段による前記ペレット貯蔵体内を真空状態にする場合と、
   前記吸引式空気輸送装置によって前記ペレット貯蔵体内へペレットの供給を行う場合とに切り換え可能であることを特徴とする射出成形システム。
3. 前記複数のペレット貯蔵体には、各々に前記射出成形機へペレットの供給量を調整するための調整手段を備えており、
   該調整手段が有するフィーダスクリューの回転速度を変化させることで前記射出成形機へのペレットの供給量を調整することを特徴とする請求項２記載の射出成形システム。
4. 前記供給経路体には、前記ペレット貯蔵体及び前記射出成形機内の圧力を測定する測定手段を備え、
   前記減圧手段は、前記測定手段が測定する圧力から真空状態を確認することを特徴とする請求項１または２記載の射出成形システム。

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