JP2008290298A - Cleaning method of injection molding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本提案は、熱可塑性樹脂の成形分野で用いられる射出成形装置のクリーニング方法に関し、効率的なクリーニング方法を明示するものである。本発明の方法を用いることによって、射出成形装置のクリーニングにおいて残留する樹脂カスを少なくし、クリーニングに要する時間とコストを低減し、低コストで機械稼動率を向上することが可能となる。 This proposal clearly describes an efficient cleaning method for an injection molding apparatus cleaning method used in the field of thermoplastic resin molding. By using the method of the present invention, it is possible to reduce the residual resin residue in the cleaning of the injection molding apparatus, reduce the time and cost required for cleaning, and improve the machine operating rate at low cost.
熱可塑性樹脂の射出成形装置は、一般に、先端にノズルを有する加熱シリンダと、該加熱シリンダ内に進退可能に挿入されるスクリューとを有する押出機と、押出機先端のノズルに連結して設けられた成形金型とを有してなり、押出機に所望の熱可塑性樹脂を投入し、押出機内で該樹脂を溶融混練して先端側に移送し、ノズルから押出して成形金型のキャビティ内に射出し、成形品を製造する構造になっている。この射出成形装置を用いる熱可塑性樹脂の射出成形において、使用する樹脂を交換する場合には、押出機内の残留樹脂を除去するため、クリーニングを行う必要がある。 An injection molding apparatus for thermoplastic resin is generally provided in connection with an extruder having a heating cylinder having a nozzle at the tip, a screw inserted in the heating cylinder so as to be able to advance and retreat, and a nozzle at the tip of the extruder. A desired thermoplastic resin is put into an extruder, the resin is melted and kneaded in the extruder, transferred to the tip side, and extruded from a nozzle into the cavity of the molding die. It is structured to inject and produce a molded product. In the injection molding of a thermoplastic resin using this injection molding apparatus, when replacing the resin to be used, it is necessary to perform cleaning in order to remove the residual resin in the extruder.
従来、射出成形装置の押出機のクリーニング方法に関して、例えば、特許文献1に開示された洗浄装置が提案されている。
特許文献1には、樹脂成形機のスクリュー表面に固着した樹脂汚れを除去するスクリュー用洗浄装置において、少なくともスクリューの螺旋状のスクリュー部分を収容できる寸法を有する洗浄槽内に陽極電極を設けると共に、該洗浄槽の開口周縁付近にスクリューの後端を把持するチャックを設け、該チャックを陰極電極と導通する一方、上記陽極電極および陰極電極に接続する電解用電源供給器を設け、スクリュー後端を上記チャックで把持された姿勢で洗浄液を充たした洗浄槽内に配置されたスクリューを、上記電解用電源供給器による各電極への電源供給でスクリュー表面を電解洗浄する構成としていることを特徴とする樹脂成形機のスクリュー用洗浄装置が開示されている。
In
しかしながら、特許文献1に開示された従来技術は、スクリューの超音波洗浄の際は成形機本体からスクリューを取り外さなければならず、作業工数の増加と稼動率の低下という問題がある。さらに洗浄の対象はスクリュー本体のみであり、樹脂カスが最も残留しやすい射出ノズル内側や、シリンダ内壁に対してのクリーニング方法は明示されていない。
However, the conventional technique disclosed in
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、射出成形装置のクリーニングにおいて残留する樹脂カスを少なくし、クリーニングに要する時間とコストを低減し、低コストで機械稼動率を向上することが可能な方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a method that can reduce the amount of resin residue remaining in cleaning of an injection molding device, reduce the time and cost required for cleaning, and improve the machine operating rate at low cost. For the purpose of provision.
前記目的を達成するため、本発明は、先端にノズルを有する加熱シリンダと、該加熱シリンダ内に進退可能に挿入されるスクリューとを有する押出機を有する熱可塑性樹脂の射出成形装置のクリーニング方法において、
加熱シリンダのノズル部と、加熱シリンダ本体部と、スクリューとにそれぞれ超音波振動子を取り付け、この射出成形装置を用いて熱可塑性樹脂の射出成形を行った後、押出機にパージ材を供給し、パージ材を押出して残留樹脂をパージする前とパージ中とのいずれか一方又は両方で、超音波振動子から押出機に超音波を印加することを特徴とする射出成形装置のクリーニング方法を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for cleaning an injection molding apparatus for a thermoplastic resin having a heating cylinder having a nozzle at its tip and an extruder having a screw inserted into the heating cylinder so as to advance and retreat. ,
Ultrasonic vibrators are attached to the nozzle part of the heating cylinder, the heating cylinder body part, and the screw, respectively, and after injection molding of thermoplastic resin using this injection molding device, the purge material is supplied to the extruder. A method for cleaning an injection molding apparatus is characterized in that ultrasonic waves are applied from an ultrasonic vibrator to an extruder before or during purging of a residual resin by extruding a purge material. To do.
本発明の射出成形装置のクリーニング方法において、ノズル部に2箇所以上の超音波振動子を取り付けたことが好ましい。 In the cleaning method of the injection molding apparatus of the present invention, it is preferable that two or more ultrasonic transducers are attached to the nozzle portion.
本発明によれば、射出成形装置のクリーニングにおいて残留する樹脂カスを少なくし、クリーニングに要する時間とコストを低減し、低コストで機械稼動率を向上することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the residual resin residue in cleaning the injection molding apparatus, reduce the time and cost required for cleaning, and improve the machine operation rate at low cost.
一般に、射出成形装置を使用する場合には、いわゆる「材料換え」という作業が存在する。例えば、使用する熱可塑性樹脂材料には、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)をはじめ、様々なプラスチック材料があり、その分子量分布や結晶化度等の違いによっても、材料特性が異なることが知られている。さらに、着色剤、安定剤、酸化防止剤といった添加剤の配合の有無や添加量によっても、材料特性が異なることが知られている。従って、射出成形の条件(例えば、温度や圧力)もこれらの材料特性に最適な条件で実施することが知られている。また、同一材料であっても、製造ロットによる特性値のばらつきがあることは公知であるし、射出成形装置にて加工する際の温度や湿度といった外部条件が変わった場合でも、射出成形の最適条件が変化することが知られている。 In general, when an injection molding apparatus is used, there is a so-called “material change” operation. For example, the thermoplastic resin materials used include various plastic materials including polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), and their molecular weight. It is known that the material characteristics differ depending on the difference in distribution and crystallinity. Furthermore, it is known that the material characteristics differ depending on the presence or absence and addition amount of additives such as a colorant, a stabilizer, and an antioxidant. Therefore, it is known that the conditions for injection molding (for example, temperature and pressure) are performed under conditions optimal for these material characteristics. Moreover, even if the same material is used, it is well known that there are variations in the characteristic values depending on the production lot, and even when external conditions such as temperature and humidity when processing with an injection molding device change, it is optimal for injection molding. It is known that conditions change.
前述したように、射出成形装置で成形品を製造する場合には、異種材料であれば無論のこと、同一材料であってもロットばらつきがあるため、必然的に「材料換え」という作業が存在することは明白である。本発明は、この「材料換え」作業を効率的に行うことによって、作業時間の短縮と装置の稼動率の向上を可能とする射出成形装置のクリーニング方法を提案するものである。 As described above, when manufacturing a molded product with an injection molding device, it is a matter of course that there is a lot variation even if the same material is used. It is obvious to do. The present invention proposes a cleaning method for an injection molding apparatus that can shorten the working time and improve the operating rate of the apparatus by efficiently performing the “material change” operation.
一般に、射出成形装置の材料換えの場合、ノズル内側および加熱シリンダ内壁に残留する最初の樹脂(樹脂カス)を完全に削ぎ落とす必要がある。そうでないと、次の材料を投入した際に混ざってしまうことになり、成形品としては異物混入となり不良品である。この樹脂カスの除去方法として、パージ材を高圧で射出することにより、樹脂カスを除去する方法が知られている。しかしながら、この手法は、残留する樹脂カスが多い場合、大量のパージ材と多大な時間を要するので、高コスト・機械稼動率の低下という問題がある。 Generally, when changing the material of an injection molding apparatus, it is necessary to completely scrape off the first resin (resin residue) remaining on the inner side of the nozzle and the inner wall of the heating cylinder. Otherwise, it will be mixed when the next material is thrown in, and as a molded product, foreign matter is mixed and it is a defective product. As a method for removing the resin residue, a method for removing the resin residue by injecting a purge material at a high pressure is known. However, this method has a problem that a large amount of purge material and a lot of time are required when a large amount of residual resin residue is left, resulting in a high cost and a reduction in machine operation rate.
本発明は、残留する樹脂カスを少なくし、パージ材使用量とパージ時間を低減し、低コストで機械稼動率を向上せしめる射出成形装置のクリーニング方法を提案するものである。 The present invention proposes a cleaning method for an injection molding apparatus that reduces residual resin residue, reduces the amount of purge material used and purge time, and improves the machine operating rate at low cost.
図1及び2は、従来の射出成形機におけるパージによる樹脂カスのクリーニング方法を例示する断面図である。これらの図中、符号1は射出成形装置の押出機、2は加熱シリンダ、3はノズル部、4はスクリュー、5は樹脂押出口、6は樹脂カス(残留樹脂)、7はパージ材である。この押出機1は、先端に樹脂押出口が開口したノズル部3を有する加熱シリンダ2と、該加熱シリンダ2内に進退可能に挿入されるスクリュー4とを有する構成になっている。
1 and 2 are cross-sectional views illustrating a method for cleaning a resin residue by purging in a conventional injection molding machine. In these drawings,
図1は、「材料換え」作業におけるパージ直前の状態を示し、この押出機1の加熱シリンダ2内面、ノズル部3内面及びスクリュー外面には、材料換え以前に使用していた樹脂からなる樹脂カス6が残留している。
図2は、パージによって、前述した各面に残留している樹脂カス6をパージ材7によってパージしている状態を示している。
FIG. 1 shows a state immediately before purging in a “material change” operation, and a resin residue made of a resin used before material change is formed on the inner surface of the
FIG. 2 shows a state in which the
材料換えを行う場合、図1に示すように、押出機1の加熱シリンダ2内面、ノズル部3内面及びスクリュー外面に残留している、前使用樹脂の樹脂カス6をパージによりクリーニングするには、図1に示すように、押出機1にパージ材7を投入し、これを高圧で押出すことによって樹脂カス6をパージする。残留した樹脂カス6は、図2に示すように、パージ材7によって削ぎ落とされ、パージ材7と共に樹脂押出口5から押出される。
When changing the material, as shown in FIG. 1, in order to clean the
しかし、実際にこれらの樹脂カス6を完全に除去するには、このようなパージ作業を多数回繰り返し行う必要があるため、その回数に比例して大量のパージ材7が必要となり、そのコストが嵩むと共に、パージを複数回行わなければならないことから、クリーニングに多くの時間を要する問題がある。
However, in order to actually remove these
本発明は、このパージの効率を格段に高めるため、図3に示す押出機10を備えた射出成形装置におけるクリーニング方法を提供する。
図3に示す押出機10は、先端に樹脂押出口が開口したノズル部3を有する加熱シリンダ2と、該加熱シリンダ2内に進退可能に挿入されるスクリュー4とを有してなり、加熱シリンダ2のノズル部3と、加熱シリンダ2の本体部と、スクリュー4とに、それぞれ超音波振動子11を取り付けたことを特徴としている。
The present invention provides a cleaning method in an injection molding apparatus equipped with the
An
この超音波振動子11としては、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、水晶などの圧電素子と、該圧電素子に高周波電圧を印加する高周波電源とを有し、所定の周波数及び出力の超音波を発生させるものが使用され、各種の市販品の中から、適宜選択してしようすることができる。
The
この超音波振動子11の各部への配置個数は、特に限定されないが、ノズル部3については2つ以上の超音波振動子11を配置することが好ましい。
The number of the
図3に示す押出機10を備えた射出成形装置のクリーニング方法は、この射出成形装置を用いて熱可塑性樹脂の射出成形を行った後、押出機10にパージ材7(例えば、窒素ガスや新たに射出成形に用いる樹脂)を供給し、このパージ材7を押出して、押出機10内に残留する樹脂カス6をパージする前とパージ中とのいずれか一方又は両方で、超音波振動子11から押出機10に超音波を印加することを特徴としている。
The cleaning method of the injection molding apparatus provided with the
このように、パージ材7を押出しながらパージする前とパージ中とのいずれか一方又は両方で、超音波振動子11から押出機10に超音波を印加することによって、樹脂カス6が超音波振動によって壁面から剥がれ易くなり、パージ作業がより少ない回数で完了できる。
In this way, by applying ultrasonic waves from the
本発明のクリーニング方法は、インラインスクリュータイプおよびスクリュープリプラタイプの電気式成形機、油圧式成形機に適用可能である。超音波振動子11は、押出機10の任意の箇所に後付けすることも可能である。
The cleaning method of the present invention can be applied to inline screw type and screw pre-plastic type electric molding machines and hydraulic molding machines. The
[実施例1]
図3に示す押出機10において、樹脂換え時にパージを行って、クリーニングを行った。樹脂材料として、樹脂換え前の樹脂を、テクノポリマー社製、型番;F1390のABS樹脂とし、樹脂換え後の樹脂を、テクノポリマー社製、型番;F1150のABS樹脂とした。
超音波振動子11は、押出機10のノズル部に2個、加熱シリンダ本体部に6個、スクリューに3個設置した。
樹脂換え時、超音波振動子から超音波を押出機10に印加しながら、樹脂換え後の樹脂を押出してパージを行った。
[Example 1]
In the
Two
At the time of resin change, while applying ultrasonic waves from the ultrasonic vibrator to the
[比較例1]
特許文献1に開示された技術に従って、樹脂換え時に押出機のクリーニングを実施した。使用した押出機は、超音波振動子を取り付けていないこと以外は、実施例1と同じであり、また使用樹脂の組み合わせも実施例1と同じとした。
[Comparative Example 1]
According to the technique disclosed in
[比較例2]
射出成形装置の樹脂換え時に、「分解清掃」することが知られている。シリンダ部、スクリュー部、ノズル部等をすべて分解して樹脂換え前の樹脂を清掃し、再組み立てした場合を比較例2とした。使用した押出機は、超音波振動子を取り付けていないこと以外は、実施例1と同じであり、また使用樹脂の組み合わせも実施例1と同じとした。
[Comparative Example 2]
It is known to “disassemble and clean” when changing the resin of an injection molding apparatus. The cylinder part, the screw part, the nozzle part, etc. were all disassembled, the resin before resin change was cleaned, and the case of reassembly was designated as Comparative Example 2. The extruder used was the same as in Example 1 except that no ultrasonic vibrator was attached, and the combination of resins used was also the same as in Example 1.
実施例1、比較例1〜2のぞれぞれのクリーニングにおける作業時間を表1にまとめて記す。なお、表1中の「パージ時間」は、樹脂カスを完全に除去するために行ったパージ(本例では窒素ガスを使用)の時間であり、スクリュー部の分解時間を1とした相対知である。 The working time for cleaning each of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 is summarized in Table 1. The “purge time” in Table 1 is the time of purge (in this example, using nitrogen gas) performed to completely remove the resin residue. is there.
表1の結果より、本発明に係る実施例1では、比較例1の1/4、比較例2の1/6の作業時間でクリーニングすることができた。従って、本発明によれば、機械稼動率の向上に寄与できる。 From the result of Table 1, in Example 1 which concerns on this invention, it was able to clean in the working time of 1/4 of the comparative example 1, and 1/6 of the comparative example 2. Therefore, according to this invention, it can contribute to the improvement of a machine operation rate.
また本発明者は、樹脂換えの際、特にノズル部の内面に樹脂カスが残りやすいことを見出し、ノズル部に取り付ける超音波振動子の数とパージ時間の相関関係を見出した。これを下記実施例2〜実施例6により実証する。 Further, the present inventor has found that resin residue tends to remain particularly on the inner surface of the nozzle portion when changing the resin, and has found a correlation between the number of ultrasonic transducers attached to the nozzle portion and the purge time. This is demonstrated by Examples 2-6 below.
[実施例2]
ノズル部に取り付けた超音波振動子を1個とし、それ以外は実施例1と同じとした。
[Example 2]
The number of ultrasonic transducers attached to the nozzle portion was one, and the other configurations were the same as those in Example 1.
[実施例3]
ノズル部に取り付けた超音波振動子を2個とした(実施例1と同じ)。
[Example 3]
Two ultrasonic transducers attached to the nozzle part were used (same as Example 1).
[実施例4]
ノズル部に取り付けた超音波振動子を3個とし、それ以外は実施例1と同じとした。
[Example 4]
The number of ultrasonic transducers attached to the nozzle portion was three, and the other configuration was the same as in Example 1.
[実施例5]
ノズル部に取り付けた超音波振動子を4個とし、それ以外は実施例1と同じとした。
[Example 5]
The number of ultrasonic transducers attached to the nozzle portion was four, and the other configuration was the same as in Example 1.
[実施例6]
ノズル部に取り付けた超音波振動子を5個とし、それ以外は実施例1と同じとした。
[Example 6]
The number of ultrasonic transducers attached to the nozzle portion was five, and the rest was the same as in Example 1.
実施例2〜6のそれぞれのパージ時間を表2に記す。但し、このパージ時間は、実施例1のパージ時間を0.3とした時の相対値である。 The purge time for each of Examples 2-6 is shown in Table 2. However, this purge time is a relative value when the purge time of Example 1 is 0.3.
表2の結果より、実施例2でノズル部の超音波振動子の数が1個の場合には、パージ時間が長くなり、合計の作業時間が比較例1と近いものになってしまうことから、本発明の方法によるメリットが小さい。従って、ノズル部の超音波振動子の数は、少なくとも2個以上とすることが望ましい。 From the results in Table 2, when the number of ultrasonic transducers in the nozzle part is one in Example 2, the purge time becomes long, and the total work time becomes close to that in Comparative Example 1. The merit by the method of the present invention is small. Therefore, it is desirable that the number of ultrasonic transducers in the nozzle portion be at least two.
2…加熱シリンダ、3…ノズル部、4…スクリュー、5…樹脂押出口、6…樹脂カス、7…パージ材、10…押出機、11…超音波振動子。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
加熱シリンダのノズル部と、加熱シリンダ本体部と、スクリューとにそれぞれ超音波振動子を取り付け、この射出成形装置を用いて熱可塑性樹脂の射出成形を行った後、押出機にパージ材を供給し、パージ材を押出して残留樹脂をパージする前とパージ中とのいずれか一方又は両方で、超音波振動子から押出機に超音波を印加することを特徴とする射出成形装置のクリーニング方法。 In a method for cleaning an injection molding apparatus of a thermoplastic resin having an extruder having a heating cylinder having a nozzle at the tip and a screw inserted in the heating cylinder so as to be able to advance and retreat,
Ultrasonic vibrators are attached to the nozzle part of the heating cylinder, the heating cylinder body part, and the screw, respectively, and after injection molding of thermoplastic resin using this injection molding device, the purge material is supplied to the extruder. A method for cleaning an injection molding apparatus, comprising applying ultrasonic waves from an ultrasonic transducer to an extruder before or during purging of a residual resin by extruding a purge material.
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