JP2009034922A - 射出装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電力消費量や機器の劣化を低減させ得る射出装置を提供する。
【解決手段】シャッタ１５，１６を有し減圧雰囲気にする加熱筒４内へ成形原料１７を供給可能な原料供給装置２を備えた射出装置１の制御方法において、前記加熱筒４内で前記成形原料１７を可塑化する際に発生する水分やガスを吸引する真空ポンプ２９の運転と停止を、前記成形原料１７の可塑化状況に応じて、任意に選択可能とし、前記真空ポンプ２９を作動停止させるとき、制御装置３３は、前記シャッタ１５，１６を全開させるとともに、前記原料供給装置２へ投入し堆積した前記成形原料１７の頂部が全開した前記シャッタ１５又はシャッタ１６の下方となるように成形原料１７の原料投入装置１１を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、成形原料を減圧雰囲気の加熱筒で可塑化する射出装置の制御方法に関するものである。

この技術分野においては、例えば、特許文献１及び２が挙げられる。特許文献１は、スクリューとケーシングとよりなる合成樹脂成形機の加熱シリンダの原料投入口に設置される樹脂原料の供給装置であって、ダンパー装置を有する原料貯留手段と、前記原料貯留手段からの原料を受けて前記原料投入口に供給する原料投入用筒部を有する自動供給装置と、前記原料投入用筒部内を吸引減圧する空気吸引源と、前記原料投入口に供給される樹脂原料が満杯とならず飢餓供給となるように前記自動供給装置の作動を制御するとともに、前記空気吸引源の作動を制御する制御手段を備えたものにおいて、前記自動供給装置は前記制御手段により、前記合成樹脂成形機の射出工程終了後、計量工程開始に連動して作動開始し、計量工程終了に連動して作動停止するように制御され、前記空気吸引源は計量工程終了に連動して作動開始し、次の樹脂原料の供給が開始される前に作動停止するように制御される合成樹脂成形機用樹脂原料の供給装置に関するものである。

また、特許文献２は、樹脂の可塑化中に樹脂中に空気が混入しないように、可塑化スクリュアセンブリ内へ空気の侵入を防止する成形機において、該可塑化スクリュアセンブリのホッパ口の上端に第１真空容器を連結し、該第１真空容器の上部に第１シャッタを介して第２真空容器を連結し、さらに、該第２真空容器の上部に第２シャッタを介してホッパを連結し、第１真空容器内を常時真空状態に保持し、第２真空容器内を前記第１シャッタの開閉時は真空状態に、また、前記第２シャッタの開閉時は大気圧に保持することにより可塑化スクリュアセンブリ内への空気の侵入を防止するようにした成形機のペレット供給装置に関するものである。

ところで、このような成形機で使用する樹脂原料には極めて多くの種類があり、加熱筒内でのガス発生の主な要因であるモノマの包含量や包含状態には樹脂原料毎に大きな相違がある。また、樹脂原料に包含される水分量も、樹脂原料の乾燥度合いや保管状態に応じて樹脂原料毎に大きく異なる。したがって、成形機の成形運転は、全ての樹脂原料に対して減圧雰囲気で行う必要はなく、水分やガスの包含量が少ないか又は水分やガスを包含していても成形品に影響しない樹脂原料を可塑化して成形する場合には、真空ポンプの運転を停止させて可塑化・成形することができるのである。しかるに、特許文献１及び２においては、真空ポンプは、成形機の成形運転中、連続又は断続的に運転されるため、無駄に電力消費するとともに、加熱筒内を減圧するための機器に劣化を生じさせる。
特開２００６−３５４８９号公報 特開平９−１５５８６７号公報

本発明は、上記した問題を解決すべくなされたものであって、電力消費量や機器の劣化を低減させ得る射出装置を提供することを目的とする。

本発明は、シャッタを有し減圧雰囲気にする加熱筒内へ成形原料を供給可能な原料供給装置を備えた射出装置の制御方法において、前記加熱筒内で前記成形原料を可塑化する際に発生する水分やガスを吸引する真空ポンプの運転と停止を、前記成形原料の可塑化状況に応じて、任意に選択可能とした射出装置の制御方法に関する。

本発明の射出装置の制御方法によれば、電力消費量や機器の劣化を低減させることができるとともに、射出装置を効率的に運転させることができる。

図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の射出装置の要部を示す縦断面図である。

射出装置１は、原料投入装置１１でホッパ筒体１８に投入された成形原料１７を原料供給装置２と原料調節装置３を介して加熱筒４に供給し、加熱筒４内に嵌挿したスクリュ５をスクリュ駆動手段６で回転駆動して可塑化し溶融材料となしてスクリュ５前方の加熱筒４の先端部内部に貯留する。そして、その貯留された溶融材料は、スクリュ駆動手段６によるスクリュ５の前進移動で図示しない型締装置の金型へ射出されることによって成形品が成形される。

原料供給装置２は、加熱筒４側の成形原料１７通路である下筒体１０内を気密に遮断しつつ所定量の成形原料１７を原料調節装置３へ供給するものである。原料供給装置２は、ホッパ筒体１８から原料調節装置３を経由して加熱筒４へ至る成形原料１７の通路の一部であり、原料調節装置３の上面に取付けた下筒体１０と、下筒体１０の上面にシャッタ１６を介して取付けた上筒体９と、上筒体９の上面にシャッタ１５を介して取付けたホッパ筒体１８とからなる。上筒体９、下筒体１０及びホッパ筒体１８は、成形原料１７の通過や堆積状態が目視できるような透明の筒状物であり、樹脂製でもよいが成形原料１７に基づく内表面の傷痕を避ける点でガラス製の円筒である筒体が好ましい。上筒体９及び下筒体１０の上部側面には、空気出口２５，２６がそれぞれ設けられている。空気出口２５に接続された管路は、開閉弁３２を介して吸引管路２３へ接続されている。空気出口２６に接続された管路は、吸引管路２３へ直接的に接続されている。なお、原料供給装置２は、二のシャッタを用いるものとして例示したが、加熱筒への成形原料の供給時には加熱筒内が大気圧となるような一のシャッタによる構成のものでもよい。

原料調節装置３は、加熱筒４内のスクリュ５溝における成形原料１７の量が、成形原料１７の種類や成形状態に応じて最適となるように、原料供給装置２から供給された成形原料１７の搬送量を、フィードスクリュ駆動手段８でフィードスクリュ７の回転速度を回転制御することにより調節する。原料調節装置３に設けた吸引孔２４は吸引管路２３へ直接的に接続され、吸引管路２３にフィルタ２１を介して接続された真空ポンプ２９により加熱筒４内部の水分やガスを含んだ空気を効果的に吸引できるようにしている。吸引管路２３には、開閉弁２２が分岐接続され、制御装置３３からの指令に基づいて、吸引管路２３の大気への連通を開閉自在になしている。なお、原料調節装置３は必須のものではなく、原料供給装置２を加熱筒４に直接取り付けるようにしてもよい。

次に、原料供給装置２の作動について説明する。制御装置３３は、シャッタ駆動手段１３，１４を制御してシャッタ１５，１６を閉鎖させる。真空ポンプ２９を運転させ、開閉弁３２を開に制御する。そして、加熱筒４の後端面はＵパッキング等の封止部材３７で封止され、加熱筒４の前部は溶融材料で封止されているので、加熱筒４内、原料調節装置３内並びに原料供給装置２の上筒体９及び下筒体１０内は減圧状態（真空）となっている。射出装置１の成形工程が進行して、原料調節装置３内の成形原料１７が可塑化され消費されてゆくと、下筒体１０の側面に設けたレベルセンサ２０が成形原料１７の不足を検知する。レベルセンサ２０が成形原料１７を検出しなくなったとき、シャッタ１６を開放させて上筒体９内のシャッタ１６の上面に堆積していた成形原料１７を原料調節装置３へ落下供給する。このとき、シャッタ１６は、その上下面が真空で同圧であるため、一方へ押し付けられずに容易に摺動できる。

そして、シャッタ１６を閉鎖させ、開閉弁３２を閉とする。続いて、上筒体９内の真空を図示しない開閉弁の作動により解除して大気圧にする。上筒体９内が大気圧となった後、シャッタ１５を開放させ、ホッパ筒体１８内のシャッタ１５の上面に所定量堆積させておいた成形原料１７を上筒体９内へ落下供給する。このとき、シャッタ１５は、その上下面が大気圧で略同圧であるため、一方へ押し付けられずに容易に摺動できる。そして、シャッタ１５を閉鎖させ、開閉弁３２を開いて上筒体９内を再び真空にする。また、ホッパ筒体１８には成形原料１７がないことをレベルセンサ１９で検知するので、原料供給装置２の次の供給工程に備えて、所定量の成形原料１７が原料投入装置１１からホッパ筒体１８へ投入・供給されて蓄積される。

このようにして、加熱筒４内へ供給された成形原料１７は、温調された加熱筒４の内孔とスクリュ５とで混錬されつつ溶融されて前方へ搬送される。このとき、加熱筒４内は減圧雰囲気であるので、成形原料１７に包含されていた水分やガス分が放出される。この水分やガスは、開閉弁２２が閉とされているので、吸引孔２４、吸引管路２３、フィルタ２１を経て真空ポンプ２９に吸引され大気中へ排気される。

ところで、成形原料１７には極めて多くの種類があり、ガス発生の主な要因であるモノマの包含量や包含状態には成形原料１７毎に大きな相違がある。また、成形原料１７に包含される水分量も、成形原料１７の乾燥度合いや保管状態に応じて成形原料１７毎に大きく異なる。したがって、射出装置１の成形運転は、全ての成形原料１７に対して減圧雰囲気で行う必要はなく、真空ポンプ２９の運転を停止させて成形することのできる成形原料１７もある。

そのため、制御装置３３は、減圧雰囲気の要否すなわち真空ポンプ２９の運転要否を選択するスイッチを備える。このスイッチを真空ポンプ運転側に切換えれば、真空ポンプ２９は連続的に運転され、吸引管路２３を大気へ連通させる開閉弁２２は閉にされているので、上記したシャッタ１５，１６及び開閉弁３２の作動に基づいて、加熱筒４内、原料調節装置３内、下筒体１０内、及び、上筒体９内は減圧される。このスイッチを真空ポンプ停止側に切換えると、制御装置３３は、所定時間（本実施例では１５分）に設定されたタイマを計時開始させるとともに、開閉弁２２を開にして吸引管路２３を大気へ連通させ、タイマの所定時間中真空ポンプ２９の運転を継続させる。これにより、ドライ式の真空ポンプ２９内に凝縮した水等を排出させることができ、真空ポンプ２９内の水等に起因する錆を防止し劣化を回避できる。そして、制御装置３３は、タイマの設定時間後真空ポンプ２９を停止させるので、電力の消費量を削減させることができる。

一方、成形原料１７の可塑化状況の変化又は成形運転の終了のため減圧雰囲気での成形が不要となったとき、制御装置３３のスイッチを真空ポンプ停止側に切換えると、制御装置３３は、シャッタ駆動手段１３，１４を制御してシャッタ１５，１６を全開にさせる。これにより、原料投入装置１１から投入された成形原料１７は、原料供給装置２を大気中でそのまま通過して原料調節装置３に供給されるので、射出装置１を効率的に運転することができる。また、シャッタ１５，１６は、開閉作動をしないので、摺動面の磨耗等がなく劣化を回避することができる。

このようにして、原料投入装置１１からシャッタ１５，１６が全開した原料供給装置２に投入された成形原料１７は、底面の原料調節装置３に堆積して頂部を高くしてゆく。成形原料１７の頂部がレベルセンサ２０又は、上筒体９の上部側面に設けた図示しないレベルセンサの位置まで到達したとき、制御装置３３は、原料投入装置１１へ信号を伝送して成形原料１７の投入を停止させ、成形原料１７の頂部がシャッタ１５又はシャッタ１６に接触しないようにする。これにより、真空ポンプ２９を再起動してシャッタ１５，１６を開閉作動させるとき、シャッタ１５，１６が成形原料１７を噛み込んで作動不良になることを防止し、射出装置１の成形運転を効率的に実行できる。なお、堆積した成形原料１７の頂部がシャッタ１５の下方にあることを検出する手段として、前記の図示しないレベルセンサに代えて、レベルセンサ２０の検出時点から計時開始する他のタイマの出力信号に基づいたものとしてもよい。

この発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を付加して実施することができる。例えば、真空ポンプの運転―停止はスイッチで行うように説明したが、制御装置における生産数等のプリセットカウンタの出力で行うようにしてもよい。

本発明の射出装置の要部を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 射出装置
２ 原料供給装置
３ 原料調節装置
４ 加熱筒
５ スクリュ
６ スクリュ駆動手段
７ フィードスクリュ
８ フィードスクリュ駆動手段
９ 上筒体
１０ 下筒体
１１ 原料投入装置
１３，１４ シャッタ駆動手段
１５，１６ シャッタ
１７ 成形原料
１８ ホッパ筒体
１９，２０ レベルセンサ
２１ フィルタ
２４ 吸引孔
２５，２６ 空気出口
２９ 真空ポンプ
２２，３２ 開閉弁
３３ 制御装置
３７ 封止部材

Claims (3)

1. シャッタを有し減圧雰囲気にする加熱筒内へ成形原料を供給可能な原料供給装置を備えた射出装置の制御方法において、
   前記加熱筒内で前記成形原料を可塑化する際に発生する水分やガスを吸引する真空ポンプの運転と停止を、前記成形原料の可塑化状況に応じて、任意に選択可能としたことを特徴とする射出装置の制御方法。
2. 前記真空ポンプを作動停止させるとき、制御装置は、前記シャッタを全開させるとともに、前記原料供給装置へ投入し堆積した前記成形原料の頂部が全開した前記シャッタの下方となるように成形原料の原料投入装置を制御する請求項１に記載の射出装置の制御方法。
3. 前記真空ポンプを作動停止させるとき、制御装置は、停止操作後所定時間の間、前記真空ポンプをさらに継続して運転させるとともに、前記真空ポンプの吸引管路を大気に連通させて、前記真空ポンプ内の水等を除去する請求項１又は２に記載の射出装置の制御方法。

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