JP2015047801A - 射出成形機の射出装置におけるイントルージョン樹脂替え方法 - Google Patents

Abstract

【課題】汎用の射出成形機であっても、樹脂の切替え時間を短縮すると共に、樹脂替え作業の自動化に好適な、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法を提供する。【解決手段】予め、第１樹脂から第２樹脂への樹脂替えに必要なデータ（スクリュ回転負荷率Ｚ１Ｌ、スクリュ回転負荷率Ｚ０）をテスト成形等で求め、これらデータから、射出装置内のスクリュにおいて、スクリュ長手方向に、第１樹脂がノズルからどの距離まで排出されたかを、スクリュ回転負荷率Ｚに換算する式Ｚ１Ｘ＝（Ｚ１Ｌ−Ｚ０）／Ｌ?ＬＸ＋Ｚ０を定義し、スクリュ回転負荷率Ｚが、第１樹脂が略完全に排出されず、第１樹脂及び第２樹脂間に、樹脂で満たされていない空間が形成される距離まで、第１樹脂が排出されたタイミングとなる設定値Ａの範囲の範囲内で、第２樹脂の供給を開始させる。【選択図】図４

Description

本発明は、射出成形機の射出装置におけるイントルージョン樹脂替え方法に関する。

射出成形機を使用した射出成形品の成形作業においては、射出成形品の変更に伴う樹脂材料の変更や、同じ射出成形品であっても、樹脂材料の色の変更等、原料となる樹脂材料の樹脂替え作業が必要となる。樹脂替え作業について簡単に説明する。成形サイクルにおいて、射出充填完了後に成形作業を中止させ、射出装置を固定金型の樹脂注入孔から離間させる。そして、射出装置内のスクリュを射出前進限位置近傍に前進させ、所定の背圧を付与させた状態で回転させ、射出装置内に残留した樹脂材料を射出装置先端のノズルから排出（パージ）させる。樹脂材料がノズルから排出されなくなった後、新たな樹脂材料の供給を開始させる。その後、新たな樹脂材料が可塑化（溶融）されて、ノズルから排出されるようになった時点で、射出装置での新たな樹脂材料の可塑化を中断させ、再び、射出装置を固定金型の樹脂注入孔に接続させる。その後、新たな材料による成形作業を開始させて、樹脂替え作業が完了する。このような樹脂替え作業を行う方法をイントルージョン樹脂替え方法と呼称する。

上記とは別に、射出装置内に残留した樹脂材料の排出に重点を置いて、射出装置を固定金型から一度離間させて、スクリュの回転動作と後退動作と前進動作を組み合わせて、射出装置内に残留した樹脂材料をノズルから略完全に排出（パージ）させた後、新たな樹脂材料を供給させる方法や、射出成形品が同じ場合、成形作業を継続したまま、単純に、射出装置の材料供給部へ供給する樹脂材料を切り替える方法もあるが、これらの樹脂替え方法においては、前の樹脂材料から新しい樹脂材料に完全に切り替わるまでの間、多くの時間を要すると共に、その間排出される樹脂材料や、成形される樹脂成形品が、新旧樹脂材料の混合状態により無駄になるという問題があった。また、イントルージョン樹脂替え方法を含め、樹脂替え作業は、オペレータの目視による確認や、経験や勘に依るところが大きく、都度確認、都度操作による手動作業が多い。そのため、成形作業の自動化に伴い、近年、これらの樹脂替え作業の自動化が切望されている。

特許文献１には、樹脂替えの際に、好適な樹脂替え運転制御条件を自動的に選択可能とする射出成形機が開示されている。また、特許文献２には、射出成形機の可塑化装置（射出装置）においてパージ動作を自動により行わせる場合に、可塑化装置内から排出される樹脂が無くなる時点を正確に検出するパージ動作の停止方法が開示されている。更に、特許文献３には、樹脂の切替え時に生じる混合樹脂を成形品の材料として用いた場合でも、成形品の表面に不具合を出現させないと共に、この混合樹脂による成形を樹脂の切替え操作と共に行えるようにする射出成形方法が開示されている。

特開２００８−１９５０２３号公報 特開２００６−０８８５５７号公報 特開２００１−０１８２５３号公報

特許文献１の射出成形機においては、樹脂替えの際に、好適な樹脂替え運転制御条件を自動的に選択可能としているが、樹脂替えにおける上記のような課題を解決し、具体的にどのように樹脂替え作業が自動化されるかについては記載されていない。また、特許文献２のパージ動作の停止方法においてはパージ動作を自動により行わせる場合に、可塑化装置（射出装置）内から排出される樹脂が無くなる時点を正確に検出することにより、可塑化装置内の摩耗の増大や、残留樹脂のヤケ（焼け）などの問題を防止できるとしているが、新しい樹脂材料をどのようなタイミングで供給を開始すれば良いか等、パージ動作を含む、樹脂替え作業を自動化する場合に必要な方法ではない。更に、特許文献３の射出成形方法においては、２つの射出ユニット（射出装置）を連結することにより、樹脂の切替え時に生じた混在樹脂をコア層、所望の樹脂（新しい樹脂材料）をスキン層とするサンドイッチ成形品を成形させ、樹脂替えにおける上記のような課題を解決するとしている。しかしながら、複数の射出ユニット（射出装置）とそれら射出ユニットを連結する射出ユニット連結装置とを有する、サンドイッチ成形専用の射出成形機が前提となっており、汎用の射出成形機においてこの射出成形方法を行うことは困難である。尚、サンドイッチ成形品とは、コア層（内層）がスキン層（表層）に略完全に包含されるように成形された樹脂成形品である。

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたもので、具体的には、汎用の射出成形機であっても、樹脂の切替え時間を短縮すると共に、樹脂替え作業の自動化に好適な、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための、本発明に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法は、予め、
前記射出装置の材料供給部へ第１樹脂を供給させ、前記射出装置のノズルから可塑化された前記第１樹脂が連続で排出される状態になった後のスクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｌと、
前記第１樹脂が連続で排出される状態になった後、前記材料供給部への前記第１樹脂の供給を停止させ、前記射出装置のノズルから前記第１樹脂が排出されない状態になった後のスクリュ回転負荷率Ｚ０と、から、
前記射出装置のノズルから前記材料供給部までのスクリュ長手方向距離Ｌに対して、前記第１樹脂が、前記射出装置のノズルからスクリュ長手方向の距離Ｌ_Ｘまで満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｘを、
式Ｚ１_Ｘ＝（Ｚ１_Ｌ−Ｚ０）／Ｌ×Ｌ_Ｘ＋Ｚ０で定義すると共に、
前記第１樹脂から第２樹脂へのイントルージョン樹脂替えにおいて、スクリュ回転負荷率Ｚを監視し、前記材料供給部への前記第１樹脂の供給を停止させた後、スクリュ回転負荷率Ｚが、前記式において、前記第１樹脂が略完全に排出されず、前記第１樹脂及び、後に供給が開始される前記第２樹脂間に、樹脂で満たされていない空間が形成されるスクリュ長手方向距離Ｌ_Ｘまで、前記第１樹脂が満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率Ｚの設定値Ａの範囲内において、前記第２樹脂の供給を開始させる。

すなわち、予め、上記データＺ１_Ｌ（ゼットワンエル）及びＺ０（ゼットゼロ）をテスト成形等で求め、射出装置内のスクリュにおいて、スクリュ長手方向に、第１樹脂がノズルからどの距離まで排出（パージ）されたかを、スクリュ回転負荷率Ｚ（ゼット）に換算する式を定義する。この式により、スクリュ回転負荷率Ｚから、第１樹脂の排出状況（射出装置内の第１樹脂の残存状況）を把握し、第１樹脂が略完全に排出されず、第１樹脂及び第２樹脂間に、樹脂で満たされていない空間が形成される距離まで、第１樹脂が排出されたタイミングとなる設定値Ａの範囲の範囲内で、第２樹脂の供給を開始させることができる。

この設定値Ａは、第１樹脂が排出されすぎて、射出装置内でスクリュが略完全な片持ち状態になることによる、射出装置内におけるスクリュと加熱シリンダ等の他構成部品との金属接触による摩耗や損傷を防止すると共に、第１樹脂と、後に投入される第２樹脂との間に、樹脂が満たされていない空間を形成させることにより、第１樹脂と第２樹脂との混合状態を樹脂替えの終盤まで回避して、樹脂替えにおける第１樹脂及び第２樹脂の混合状態を最短（時間）・最小（量）に抑えることができる、第２樹脂の供給開始のタイミングである。その結果、樹脂替えにおける第１樹脂から第２樹脂への樹脂替え時間を大幅に短縮することができる。

また、本発明に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法においては、前記設定値Ａの上限値を、前記式において、Ｌ_Ｘが、前記射出装置のノズルから前記スクリュの圧縮部の起点位置までの距離である場合のスクリュ回転負荷率Ｚ_ＡＵとし、
前記設定値Ａの下限値を、前記式において、Ｌ_Ｘが、前記射出装置のノズルから前記スクリュの計量部の起点位置までの距離である場合のスクリュ回転負荷率Ｚ_ＡＬとすることが好ましい。

一般的に、射出装置のスクリュは、射出成形に使用される樹脂材料の特性に合わせて、材料供給部側から、供給部（フィードゾーン）、圧縮部（コンプレッションゾーン）及び計量部（メータリングゾーン）の各部位（スクリュ直径、長さ及びフライト仕様等）が設計されている。よって、上記のように、設定値Ａの上限値Ｚ_ＡＵ（ゼットエーユー）及び下限値Ｚ_ＡＬ（ゼットエーエル）を、スクリュの設計仕様から容易に得られるＬ_Ｘ（エルエックス）の位置に基づいて設定することができれば、射出成形機を操作するオペレータの経験や勘に依らず、使用する射出成形機の射出装置のスクリュに応じた設定値Ａを成形作業前に設定することができ、樹脂替え作業の自動化に好適である。

更に、本発明に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法においては、予め、前記スクリュ回転負荷率Ｚ０を求める際に、前記射出装置のノズルから前記第１樹脂が排出されない状態になった後、前記射出装置の前記材料供給部へ前記第２樹脂を供給させ、前記射出装置のノズルから可塑化された前記第２樹脂が連続で排出される状態になった後のスクリュ回転負荷率Ｚ２_Ｌを求めておき、
前記第２樹脂での生産を開始させるスクリュ回転負荷率Ｚの設定値Ｂを、前記スクリュ回転負荷率Ｚ２_Ｌとすることが好ましい。

通常、樹脂替えにおいて、新旧樹脂材料の切替えが完全に完了したかどうかの判断は、射出装置のノズルから排出される可塑化された樹脂材料や、成形された樹脂成形品を、オペレータが目視で確認して判断したり、供給する樹脂材料の新旧切替え時点からの経過時間や、成形回数等の経験的なデータを判断基準にしたりする方法で行われる。これに対して、上記のように、第２樹脂での生産を開始させるスクリュ回転負荷率Ｚの設定値Ｂを、スクリュ回転負荷率Ｚ２_Ｌ（ゼットツーエル）、すなわち、射出装置のノズルから第２樹脂が連続で排出される状態になった後のスクリュ回転負荷率Ｚとすることにより、オペレータの目視による確認や経験的データに依らず、供給する樹脂材料の新旧切替えが完了する時点を成形作業前に設定することができ、樹脂替え作業の自動化に好適である。

一方、前記式において、Ｌ_Ｘが、前記射出装置のノズルから前記スクリュの計量部の終点位置までの距離である場合のスクリュ回転負荷率Ｚ_Ｃを設定値Ｃとし、スクリュ回転負荷率Ｚが前記設定値Ｃに到達した場合、前記スクリュの回転停止及び警報作動の少なくとも一方が行われることが好ましい。

先に説明したように、第１樹脂が排出されすぎて、射出装置内でスクリュが略完全な片持ち状態になると、射出装置内においてスクリュと加熱シリンダ等の他構成部品とが金属接触し、接触部分の摩耗や破損が生じる危険性がある。このような、スクリュが略完全な片持ち状態になる危険な状態も、スクリュ回転負荷率Ｚの設定値Ｃとして、スクリュ回転負荷率Ｚ_Ｃ（ゼットシー）を、スクリュの設計仕様から容易に得られるＬ_Ｘの位置に基づいて設定することができれば、オペレータの経験や勘に依らず、成形作業前に設定することができると共に、スクリュの回転停止や警報の作動を自動で行わせることができ、樹脂替え作業の自動化の安全確保に好適である。

同様に、予め、前記スクリュ回転負荷率Ｚ２_Ｌを求める際に、前記射出装置のノズルから前記第１樹脂が排出されなくなった後、前記材料供給部へ前記第２樹脂を供給させてから、前記射出装置のノズルから可塑化された前記第２樹脂が連続で排出される状態になるまでの所要時間Ｔ２を求めておき、
前記第２樹脂の供給開始から前記所要時間Ｔ２経過後に、スクリュ回転負荷率Ｚが前記設定値Ｂに到達しない場合や、前記第２樹脂の供給開始から前記所要時間Ｔ２経過前に、スクリュ回転負荷率Ｚが前記設定値Ｂに到達した、あるいは、前記設定値Ｂを超えた場合にも、前記スクリュの回転停止及び警報作動の少なくとも一方が行われることが好ましい。

前者の場合、上流の材料供給部側に何らかの異常があり、第２樹脂が設定通り供給されず、樹脂切れ状態に陥っている可能性がある。また、後者の場合、第２樹脂が設定以上供給され、樹脂詰り状態に陥っている可能性がある。このような危険な状態も、予め求めたデータの組み合わせにより、危険な状態だと判断させることができれば、オペレータの経験や勘に依らず、成形作業前に設定することができると共に、スクリュの回転停止や警報の作動を自動で行わせることができ、樹脂替え作業の自動化の安全確保に好適である。

本発明に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法は、予め、
前記射出装置の材料供給部へ第１樹脂を供給させ、前記射出装置のノズルから可塑化された前記第１樹脂が連続で排出される状態になった後のスクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｌと、
前記第１樹脂が連続で排出される状態になった後、前記材料供給部への前記第１樹脂の供給を停止させ、前記射出装置のノズルから前記第１樹脂が排出されない状態になった後のスクリュ回転負荷率Ｚ０と、から、
前記射出装置のノズルから前記材料供給部までのスクリュ長手方向距離Ｌに対して、前記第１樹脂が、前記射出装置のノズルからスクリュ長手方向の距離Ｌ_Ｘまで満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｘを、
式Ｚ１_Ｘ＝（Ｚ１_Ｌ−Ｚ０）／Ｌ×Ｌ_Ｘ＋Ｚ０で定義すると共に、
前記第１樹脂から第２樹脂へのイントルージョン樹脂替えにおいて、スクリュ回転負荷率Ｚを監視し、前記材料供給部への前記第１樹脂の供給を停止させた後、スクリュ回転負荷率Ｚが、前記式において、前記第１樹脂が略完全に排出されず、前記第１樹脂及び、後に供給が開始される前記第２樹脂間に、樹脂で満たされていない空間が形成されるスクリュ長手方向距離Ｌ_Ｘまで、前記第１樹脂が満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率Ｚの設定値Ａの範囲内において、前記第２樹脂の供給を開始させるため、汎用の射出成形機であっても、樹脂の切替え時間を短縮すると共に、樹脂替え作業の自動化に好適である。

本発明の実施例１に係る、射出成形機の射出装置を示す概略断面図である。 第１樹脂の供給を開始させてから、第１樹脂が連続で排出される状態になった射出成形機の射出装置内を示す概略図である。 図２の状態から、第１樹脂の供給を停止させてから、第１樹脂が排出されない状態になった射出成形機の射出装置内を示す概略図である。 射出装置内において、スクリュ長手方向に、第１樹脂が満たされているノズルからの距離Ｌ_Ｘと、その状態におけるスクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｘの関係を示すグラフ及び同グラフを補足説明するための、射出成形機の射出装置内を示す概略図である。 樹脂替え作業において、第１樹脂の供給を停止させた後、スクリュ回転負荷率Ｚが設定値Ａの上限値において、第２樹脂の供給を開始させる場合の射出成形機の射出装置内を示す概略図である。 樹脂替え作業において、第１樹脂の供給を停止させた後、スクリュ回転負荷率Ｚが設定値Ａの下限値において、第２樹脂の供給を開始させる場合の射出成形機の射出装置内を示す概略図である。 図３の状態から、第２樹脂の供給を開始させてから、第２樹脂が連続で排出される状態になった射出成形機の射出装置内を示す概略図である。 樹脂替え作業において、スクリュ回転負荷率Ｚが設定値Ｃに到達した場合の射出成形機の射出装置内を示す概略図である。 樹脂替え作業において、第２樹脂の供給開始から所定時間Ｔ２経過後に、スクリュ回転負荷率Ｚが設定値Ｂに到達しない場合に想定される射出成形機の射出装置内を示す概略図である。 樹脂替え作業において、第２樹脂の供給開始から所定時間Ｔ２経過前に、スクリュ回転負荷率Ｚが設定値Ｂに到達する場合に想定される射出成形機の射出装置内を示す概略図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、説明を容易にするために、射出成形機の固定盤や固定金型及び可動金型等、射出装置以外の構成は図示していない。また、図２乃至図１０は、図１に示す射出成形機の射出装置内を示す概略図のため、説明に必要な構成以外は図示していない。

図１乃至図６を参照しながら、本発明の実施例１に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法を説明する。このイントルージョン樹脂替え方法は、汎用の射出成形機におけるイントルージョン樹脂替え方法であるため、射出装置側に特別な構成は不要である。よって、最初に、図１を参照しながら、一般的な射出成形機の射出装置１の基本構成について説明する。

加熱シリンダ１５の、図示しない固定盤側（図１左側）端部にはノズル１３が配置され、その他端（図１右側）端部外周面上方には材料供給部１４が配置されている。そして、加熱シリンダ１５は、その内部に、その長手軸中心に回転可能にスクリュ１６が配置され、加熱シリンダ１５の内周面とスクリュ１６の外周面との間に樹脂流路１０が形成される。ここで、説明を簡単にするために、加熱シリンダ１５のノズル１３側（図１左側）を射出装置１の”前方”、その他方（図１右側）を射出装置１の”後方”とし、スクリュ１６や樹脂材料等のそれぞれの方向への移動を”前進”及び”後退”とする。

次に、個々の基本構成の詳細について説明する。加熱シリンダ１５及びノズル１３のそれぞれの外周面には、電気ヒータ等の加熱手段１５ａが巻き付けられるように配置されている。また、加熱シリンダ１５の後方外周面上方の材料供給部１４は、上方が大きく開放可能な材料供給ホッパであることが一般的であり、同ホッパに配置されたレベルセンサ等によって同ホッパ内の樹脂材料量をモニタしながら、外部からバッチで樹脂材料が供給されることが多い。しかしながら、樹脂替えや樹脂の色替えの頻度が高い場合や、樹脂替え作業を自動化する場合、必要に応じて、材料供給装置がその上流に取り付けられたり、材料供給パイプ等の材料供給手段が直接、連結されたりする。

そして、スクリュ１６の前方先端にはスクリュヘッド１７が形成され、スクリュヘッド１７以降の外周面には、樹脂流路１０において、スクリュ１６を回転させることにより、材料供給部１４から供給された樹脂ペレット等の樹脂材料を、樹脂流路１０において前方のノズル１３側に流動させるフライト１６ａが連続して形成される。

ここで、材料供給部１４から供給されたペレット状（粒状）の樹脂材料は、樹脂流路１０において、前方のノズル１３側まで流動される間、加熱手段１５ａからの熱エネルギー及び回転するフライト１６との接触や樹脂材料同士の接触による生じる、せん断熱エネルギーにより加熱され、溶融状態（可塑化状態）へと変換される。そのため、射出装置１のスクリュ１６は、使用される樹脂材料の特性に合わせて、材料供給部１４側から、供給部１６Ｆ（フィードゾーン）、圧縮部１６Ｐ（コンプレッションゾーン）及び計量部１６Ｍ（メータリングゾーン）の各部位（スクリュ直径、長さ及びフライト仕様等）が設計されている。

通常の成形サイクルにおいては、ノズル１３を図示しない固定金型にドッキングさせ、ノズル１３側、あるいは、固定金型側の接続孔に設けられた遮断開放切替弁を閉じた状態で、図１に示すスクリュ１６の位置（射出スクリュ前進限位置）において、スクリュ１６を回転させる。こうして、可塑化させた樹脂材料をノズル１３側の貯留部に連続して貯留させ、貯留量の増大に伴い、スクリュ１６を後退させる（計量工程）。そして、貯留部に所望する容量の溶融樹脂が貯留された後、スクリュ１６の回転を停止させ、遮断開放切替弁を開放させた後、スクリュ１６を所定の射出圧力及び射出速度で前進させ、貯留部の溶融樹脂を図示しない金型キャビティに射出充填させる（射出充填工程）。この計量工程及び射出充填工程において、スクリュヘッドとフライト１６ａとの間に、スクリュ１６の長手軸方向に移動可能に配置される逆止リング１８（チェックリングとも呼称される）により、それぞれの工程において、意図しない方向への溶融樹脂の流動が防止される。尚、スクリュ１６の計量部１６Ｍの前端（計量部１６Ｍの終点位置）から、逆止リング１８を含むスクリュヘッド１７前端までを、スクリュヘッド部１６Ｈとする。

一方、イントルージョン樹脂替え方法においては、先に説明したように、成形サイクルにおいて、射出充填完了後に成形作業を中止させ、射出装置を固定金型から一度離間させた後、射出スクリュ前進限位置でスクリュを回転させて、射出装置のノズルから新旧樹脂材料を排出させて樹脂替えを行う。引き続き、図２乃至図６を参照しながら、本発明の実施例１に係るイントルージョン樹脂替え方法を説明する。

実施例１においては、第１樹脂１４ａから第２樹脂１４ｂへ樹脂替えを行うものとする。まず、スクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｌ及びスクリュ回転負荷率Ｚ０を、本成形ではなくテスト成形等で求める。具体的には、図２に示すように、スクリュ１６を回転させ、材料供給部１４へ第１樹脂１４ａを供給させる。先に説明したように、スクリュ１６は、射出スクリュ前進限位置もしくはその近傍に前進させ、所定の背圧を付与させた状態で回転させ、通常の成形サイクルにおける計量工程のようにスクリュ１６を後退させない。

そして、第１樹脂１４ａの供給とスクリュ１６の回転を継続させると、射出装置１内が第１樹脂１４ａで満たされ、可塑化された第１樹脂１４ａがノズル１３から連続して排出される。この状態におけるスクリュ回転負荷率Ｚを計測し、これをスクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｌとする。ここで、図２（以降、他図も同じ）においては、第１樹脂１４ａを小丸ドットで表示しているが、小丸ドットは、ペレット等、樹脂材料としての状態を示すものではなく、射出装置１内の第１樹脂１４ａで満たされている領域を示すものである。

尚、スクリュ回転負荷率Ｚは、電動式射出装置の場合、スクリュ回転モータの回転トルク、回転速度、更には、電流値や電圧値等、スクリュ１６の回転負荷率を表す数値であれば特に限定はない。油圧モータ等でスクリュ１６を回転させる油圧式射出装置においては、油圧モータ等のスクリュ回転駆動手段への作動油供給ラインの作動油圧力であっても良い。また、第１樹脂１４ａのみが連続で排出される状態になった後も、モニタリング中のスクリュ回転負荷率Ｚは安定した値を示さすとは限らず、若干の変動を伴う場合も考えられるため、そのような変動を加味して、所定時間内におけるその平均値等を採用したり、この平均値を基準値として、その変動幅を許容範囲としたりすることが好ましい。スクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｌも同様である。

次に、スクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｌの計測後、スクリュ１６の回転を継続させた状態で、樹脂供給部１４への第１樹脂１４ａの供給を停止させる。この第１樹脂１４ａの供給停止により、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、射出装置１内の第１樹脂１４ａは連続して排出され、最終的に、図３（ｃ）に示すように、スクリュ１６のフライト１６ａが形成されている範囲に第１樹脂１４ａがない状態になる。この状態においては、スクリュヘッド部１６Ｈにはフライト１６ａ等がないため、スクリュ１６の回転が継続されてもスクリュヘッド部１６Ｈ内の第１樹脂１４ａをノズル１３から排出させることができない。そして、この状態におけるスクリュ回転負荷率Ｚを計測し、これをスクリュ回転負荷率Ｚ０とする。スクリュ回転負荷率Ｚ０においても、スクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｌと同様に、所定時間内におけるスクリュ回転負荷率Ｚの変動を加味した平均値としたり、許容範囲を定めたりすることが好ましい。

ここで、射出装置１のスクリュ１６のノズル１３から材料供給部１４までのスクリュ長手方向距離をＬとすると、射出装置１内全体が第１樹脂１４ａで満たされている状態、すなわち、第１樹脂１４ａが、射出装置１のノズル１３からスクリュ長手方向の距離Ｌまで満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率ＺがＺ１_Ｌである。一方、射出装置１のノズル１３から第１樹脂１４ａが排出されない状態、すなわち、第１樹脂１４ａが、射出装置１のノズル１３からスクリュ長手方向の距離０（ゼロ）まで排出（パージ）された状態におけるスクリュ回転負荷率ＺがＺ０である。

これらを前提にすれば、第１樹脂１４ａが排出されている状態において、意図的にスクリュ１６の回転負荷率に係る数値（スクリュ回転トルク、回転速度、スクリュ背圧等）を変化させない限り、第１樹脂１４ａが、射出装置１のノズル１３からスクリュ長手方向の距離Ｌ_Ｘ（０＜Ｌ_Ｘ＜Ｌ）まで満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｘは、Ｚ０＜Ｚ１_Ｘ＜Ｚ１_Ｌであり、且つ、Ｚ１_ＸとＺ０及びＺ１_Ｌとは線形関係が成立する。これを図４に示す。図４上方のグラフは、射出装置１内において、スクリュ長手方向に、第１樹脂１４ａが満たされているノズル１３からの距離Ｌ_Ｘ（ノズルからの樹脂残り距離）と、その状態におけるスクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｘの関係を示すグラフであり、図４下方は、同グラフにおける、射出装置１のノズル１３からスクリュ長手方向の距離Ｌ_Ｘまで第１樹脂１４ａが満たされている状態の、射出成形機の射出装置内を示す概略図である。

このように、図４のグラフより、射出装置１のノズル１３からスクリュ長手方向の距離Ｌ_Ｘまで満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｘは、式Ｚ１_Ｘ＝（Ｚ１_Ｌ−Ｚ０）／Ｌ×Ｌ_Ｘ＋Ｚ０で定義することができる（以後、式α（アルファ）とする）。この式αにより、イントルージョン樹脂替え時において、スクリュ回転負荷率Ｚをモニタリングして、第１樹脂１４ａの排出状況（射出装置１内の第１樹脂１４ａの残存状況）を把握することが可能となる。これは、射出成形機を操作するオペレータの経験や勘に依らず、第２樹脂１４ｂの供給を開始させるタイミングを決めるために重要である。

第２樹脂１４ｂの供給を開始させるタイミングは、第１樹脂１４ａが排出されすぎて、射出装置１内でスクリュ１６が略完全な片持ち状態になる前で、且つ、第１樹脂１４ａと第２樹脂１４ｂとの混合状態を回避するために、第１樹脂１４ａ及び第２樹脂１４ｂ間に、樹脂で満たされていない空間を形成させることができるタイミングであることが好ましい。先に説明したＺ１_Ｌ及びＺ０、そして上記式αにより、モニタリングするスクリュ回転負荷率Ｚから第１樹脂１４ａの排出状況を把握することが可能なため、使用する射出成形機の射出装置１のスクリュ１６の設計仕様に基づき、上記タイミングを、スクリュ回転負荷率Ｚに係る、所定の範囲を有する設定値Ａとして決定し、スクリュ回転負荷率Ｚがこの設定値Ａの範囲に到達した段階で第２樹脂１４ｂの供給を開始させることが可能である。

具体的には、図５（ａ）に示すように、射出装置１のノズル１３からスクリュ長手方向の距離Ｌ_Ｘが、スクリュ１６の圧縮部１６Ｐの起点位置（供給部１６Ｆの終点位置）となるまで、第１樹脂１４ａが排出されたタイミングで第２樹脂１４ｂの供給を開始させる。このタイミングにおけるスクリュ回転負荷率Ｚ_ＡＵは、上記式αにおいて、Ｌ_Ｘにスクリュ１６の圧縮部１６Ｐの起点位置となる数値（スクリュ１６の設計仕様から）を代入することで得られる。

すなわち、モニタリングしているスクリュ回転負荷率Ｚが低下し、Ｚ_ＡＵに到達した段階で第２樹脂１４ｂの供給を開始させれば、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、射出装置１内の第１樹脂１４ａと供給を開始させた第２樹脂１４ｂとの間に、樹脂で満たされていない空間部（空気層）を維持しながら、第１樹脂１４ａがノズル１３から排出され、第２樹脂１４ｂがノズル１３側に流動される。そして、第１樹脂１４ａがスクリュヘッド部１６Ｈ内に残留しノズル１３から排出されなくなると、第２樹脂１４ｂのみがノズル１３側に流動され、第１樹脂１４ａとの間の空間部の距離を縮め、該空間部内の空気層が圧縮されていく。その後、図５（ｄ）に示すように、第２樹脂１４ｂがスクリュヘッド部１６Ｈ内に到達し、第１樹脂１４ａは第２樹脂１４ｂに押されるようにノズル１３から排出されると同時に、圧縮された空気層の噴出力によって第１樹脂１４ａはノズル１３から噴出（排出）される。この圧縮された空気層の噴出力による第１樹脂１４ａのノズル１３からの噴出は、第１樹脂１４ａの排出効果の向上に好適である。その後、第１樹脂１４ａ及び第２樹脂１４ｂの混合状態での排出が所定時間継続した後、図示はしていないが、第２樹脂１４ｂがノズル１３から連続して排出され、第２樹脂１４ｂへの樹脂替えが完了する。

このように、上記のタイミングにおいては、スクリュ１６は、その前方を第１樹脂１４ａにより回転支持され、同時にその後方を第２樹脂１４ｂにより回転支持された安定状態である。また、第１樹脂１４ａと第２樹脂１４ｂとの間に樹脂で満たされていない空間を確保することができ、第１樹脂１４ａと第２樹脂１４ｂの混合状態を樹脂替えの終盤まで回避することができる。このような樹脂替えにより、両樹脂の混合状態を最短（時間）・最小（量）に抑えることができる。ここで、図５（以降、他図も同じ）においては、第２樹脂１４ｂをグレーの網掛けで表示しているが、グレーの網掛けが、溶融状態等、樹脂材料としての状態を示すものではなく、射出装置１内の第２樹脂１４ｂで満たされている領域を示すものである。図５（ｄ）の図面左側のように、第１樹脂１４ａとの混合状態も図示可能にすることを鑑み、第１樹脂１４ａのようなドット表示とは異なる表示とした。

また、一般的な射出成形機の射出装置のスクリュにおいては、スクリュ１６の回転による供給部１６Ｆ、圧縮部１６Ｐ及び計量部１６Ｍの各部位の樹脂の輸送速度（スクリュ前方への流動速度）は、樹脂の溶融（可塑化）状態毎の挙動に応じて、供給部１６Ｆが最も速くて、圧縮部１６Ｐ及び計量部１６Ｍの順で遅くなる。

ここで、射出装置１のノズル１３からスクリュ長手方向の距離Ｌ_Ｘが、スクリュ１６の供給部１６Ｆのある距離まで、第１樹脂１４ａが排出されたタイミングで第２樹脂１４ｂの供給を開始させた場合には、タイミングによっては、先に説明した、スクリュ１６の各部位の樹脂の輸送速度の差異により、樹脂替えの途中で、両樹脂間の空間部が極端に減少し、第１樹脂１４ａがスクリュヘッド部１６Ｈまで流動される前に、第２樹脂１４ｂの流動部先端が第１樹脂１４ａの流動部後端に追い付いてしまい、第１樹脂１４ａと第２樹脂１４ｂとが混合状態となり易い。このような両樹脂の混合状態が生じた場合、圧縮された空気層による噴出力も低下し、第１樹脂１４ａの排出効果も低下せざるを得ない。従って、上記のような、スクリュ１６の圧縮部１６Ｐの起点位置（供給部１６Ｆの終点位置）に基づくスクリュ回転負荷率Ｚ_ＡＵを、第２樹脂１４ｂの供給を開始させる、スクリュ回転負荷率Ｚの設定値Ａの上限値とすることが好ましい。

一方、図６（ａ）に示すように、射出装置１のノズル１３からスクリュ長手方向の距離Ｌ_Ｘが、スクリュ１６の計量部１６Ｍの起点位置（圧縮部１６Ｐの終点位置）となるまで、第１樹脂１４ａが排出されたタイミングで第２樹脂１４ｂの供給を開始させても良い。このタイミングにおけるスクリュ回転負荷率Ｚ_ＡＬも、上記式αにおいて、Ｌ_Ｘにスクリュ１６の計量部１６Ｍの起点位置となる数値（スクリュ１６の設計仕様から）を代入することで得られる。また、このタイミングにおいても、射出装置１内の前方の少なくとも計量部１６Ｍに第１樹脂１４ａが満たされているため、先のタイミングと同様に、スクリュ１６が前後の２箇所で回転支持された安定状態であり、且つ、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、第１樹脂１４ａと第２樹脂１４ｂとの間に樹脂で満たされていない空間を、先のタイミング以上に確保することができる。

ただし、第２樹脂１４ｂの供給開始をこのタイミング以上に遅くする場合（スクリュ１６の計量部１６Ｍの起点位置よりノズル１３側）は、第１樹脂１４ａが排出されすぎて、スクリュ１６が片持ち状態に近くなる可能性が高まる。そのため、このスクリュ回転負荷率Ｚ_ＡＬを、第２樹脂１４ｂの供給を開始させる、スクリュ回転負荷率Ｚの設定値Ａの下限値とすることが好ましい。

そして、第１樹脂１４ａがスクリュヘッド部１６Ｈ内に残留し、ノズル１３から排出されなくなると、第２樹脂１４ｂのみがノズル１３側に流動され、第１樹脂１４ａとの間の空間部の距離を縮め、空間部内の空気層は圧縮されていく。その後、図６（ｄ）に示すように、第２樹脂１４ｂがスクリュヘッド部１６Ｈ内に到達し、第１樹脂１４ａは、第２樹脂１４ｂに押されるようにノズル１３から排出されると同時に、圧縮された空気層の噴出力によってノズル１３から噴出（排出）される。その後の樹脂替えは先のタイミングによる樹脂替えと同様である。図６においては、図５で示した場合よりも空間部の距離が長く、圧縮された空気層の噴出力も大きいため、スクリュヘッド部１６Ｈ内に残存する第１樹脂１４ａの排出効果はより大きくなり、樹脂替えの効率アップが可能となる。

尚、本実施例１においては、第２樹脂１４ｂの供給を開始させるタイミングを、オペレータの経験や勘に依らず、使用する射出成形機の射出装置１のスクリュ１６の設計仕様に基づき、スクリュ回転負荷率Ｚに係る、所定の範囲を有する設定値Ａを決定する具体例を説明したが、この決定した設定値Ａの範囲を、オペレータの経験や勘に依り、適宜変更していくことを否定するものではない。

次に、図７を参照しながら、本発明の実施例２に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法を説明する。実施例２が実施例１と異なる点は、第２樹脂１４ｂでの生産を開始させるスクリュ回転負荷率Ｚの設定値Ｂを決定する点である。それ以外の射出成形機の射出装置の構成や、イントルージョン樹脂替え方法は、実施例１と基本的に同じため、同じ構成については、実施例１と同じ符号を使用すると共に、重複する説明は割愛する。

本発明の実施例１に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法においては、射出成形機を操作するオペレータの経験や勘に依らず、使用する射出成形機の射出装置１のスクリュ１６の設計仕様に基づき、第２樹脂１４ｂの供給を開始させるタイミングを決めることができる。しかしながら、イントルージョン樹脂替え作業の自動化を前提とすれば、第１樹脂１４ａから第２樹脂１４ｂへの樹脂替えが完了し、第２樹脂１４ｂによる生産を開始させるタイミングについても、オペレータの経験や勘に依らず決定できることがより好ましい。

具体的には、実施例１の図２及び図３で説明した、スクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｌ及びスクリュ回転負荷率Ｚ０と同様に、予め、テスト成形等で、新たなスクリュ回転負荷率Ｚ２_Ｌを求めておき、このスクリュ回転負荷率Ｚ２_Ｌを、第２樹脂１４ｂによる生産を開始させるスクリュ回転負荷率Ｚの設定値Ｂと決定するものである

まず、スクリュ回転負荷率Ｚ０を求めた状態、すなわち、図３（ｃ）に示すように、射出装置１のノズル１３から第１樹脂１４ａが排出されない状態になった後、図７（ａ）に示すように、材料供給部１４への第２樹脂１４ｂの供給を開始する。

そして、第１樹脂１４ａの供給とスクリュ１６の回転を継続させると、図７（ｂ）に示すように、樹脂流路１０において、第２樹脂１４ｂはノズル１３側に流動される。その後、図７（ｃ）に示すように、第２樹脂１４ｂがスクリュヘッド部１６Ｈ内に到達すると、先に説明したように、第１樹脂１４ａは、第２樹脂１４ｂ及び第２樹脂１４ｂにより圧縮された空気層の噴出力によって、ノズル１３から噴出（排出）される。その後、第１樹脂１４ａ及び第２樹脂１４ｂの混合状態での排出が所定時間継続した後、図７（ｄ）に示すように、第２樹脂１４ｂが連続して排出され、第２樹脂１４ｂへの樹脂替えが完了する。ここで、この状態におけるスクリュ回転負荷率Ｚを計測し、これをスクリュ回転負荷率Ｚ２_Ｌとする。スクリュ回転負荷率Ｚ２_Ｌにおいても、スクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｌと同様に、所定時間内におけるスクリュ回転負荷率Ｚの変動を加味した平均値としたり、許容範囲を定めたりすることが好ましい。

実際の樹脂替え作業においては、ノズルから排出される樹脂や成形される樹脂成形品を、オペレータが目視で確認して、樹脂の混合状態が解消されたか判断する。あるいは、オペレータの経験や勘に依り、新たな樹脂材料の供給を開始してからの樹脂材料の排出時間や成形ショット数を設定して、その設定への到達をもって、樹脂の混合状態が解消されたものとして、新たな樹脂材料による生産を開始させる。しかしながら、本実施例２においては、上記のように、予め、テスト成形等で、第１樹脂１４ａから第２樹脂１４ｂへの樹脂替えを行い、ノズル１３から第２樹脂１４ｂが連続で排出される状態になった後のスクリュ回転負荷率Ｚ２_Ｌを求めておき、これを第２樹脂１４ｂでの生産を開始させる設定値Ｂとする。

そして、実際の樹脂替え作業において、第２樹脂１４ｂの供給を開始させてからのスクリュ回転負荷率Ｚが、射出装置１内の同樹脂量の増大に伴い徐々に増加し、設定値Ｂの範囲に到達した時点で第２樹脂１４ｂによる樹脂成形品の生産を開始させる。その結果、オペレータの経験や勘に依らず第２樹脂１４ｂによる生産を開始させるタイミングを決めることができ、そのタイミングで開始された生産において、樹脂材料の混合状態に起因する不良を最小限に抑えることができる。

尚、図７（ａ）乃至図７（ｄ）の図面右側に示すように、スクリュ回転負荷率Ｚ２_Ｌを求める際、第２樹脂１４ｂの供給を開始してから、ノズル１３から第２樹脂１４ｂが連続で排出される状態になるまでの所要時間Ｔ２を求めておくことが好ましい。この所要時間Ｔ２の活用については後述する。

次に、図８を参照しながら、本発明の実施例３に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法を説明する。実施例３が実施例１及び実施例２と異なる点は、スクリュ１６の片持ち状態に起因する、射出装置内におけるスクリュ１６と加熱シリンダ等の他構成部品との金属接触を防止するために、スクリュ１６の回転停止や警報作動を行わせるスクリュ回転負荷率Ｚの設定値Ｃを決定する点である。それ以外の射出成形機の射出装置の構成や、イントルージョン樹脂替え方法は、実施例１及び実施例２と基本的に同じため、同じ構成については、実施例１及び実施例２と同じ符号を使用すると共に、重複する説明は割愛する。

イントルージョン樹脂替え作業の自動化を前提とすれば、材料供給部１４やそれより上流の材料供給ラインにおける機械的不具合の検出も重要である。これら機械的不具合は、それぞれの装置や装置のセンサー等の作動状態を電気的にモニタリングすることにより検出は可能である。しかしながら、使用する樹脂材料が、ペレット状（粒状）の固体であるため、材料供給部１４やそれより上流の材料供給ライン上の装置が正常に作動している状態でも、それら装置における樹脂材料の閉塞や供給量の変動等の不具合が発生する場合がある。

このような、材料供給部１４やそれより上流の材料供給ライン上の、機械的不具合を伴わない材料供給不良の発見は、オペレータの経験や勘に依るところが大きい。そのため、実施例１における第２樹脂１４ｂの供給を開始させるタイミングや、実施例２における第２樹脂１４ｂによる生産を開始させるタイミングに加えて、第１樹脂１４ａから第２樹脂１４ｂへの樹脂替え作業において想定される、樹脂材料の供給不具合についても、オペレータの経験や勘に依らない安全上の管理項目があることがより好ましい。

図８（ａ）は、第１樹脂１４ａから第２樹脂１４ｂへの樹脂替え作業において、何らかの要因により、材料供給部１４へ第２樹脂１４ｂが供給されず、スクリュ１６のスクリュヘッド部１６Ｈ内にのみ第１樹脂１４ａが残留したまま、スクリュ１６が回転している状態を示す。先に説明したように、この状態においては、スクリュ１６の回転が継続されても第１樹脂１４ａがノズル１３から排出されることはない。

よって、この状態が継続すれば、スクリュヘッド部１６Ｈより上流に樹脂材料がほとんど残留していないため、スクリュヘッド部１６Ｈ内の可塑化（溶融）状態の残留第１樹脂１４ａの樹脂圧力は、樹脂材料の正常な排出時よりも低くなる。その結果、図８（ｂ）に示すように、スクリュヘッド部１６Ｈ内の残留第１樹脂１４ａがスクリュ１６の前方部分（図中Ｐ部）を回転支持力が低下して、スクリュ１６の前方部分の振れ力を抑えることが困難になり、Ｐ部において、スクリュ１６（特に逆止リング１８やスクリュ１６前方のフライト１６ａ等）と加熱シリンダ１５内面との金属接触が発生する虞がある。

このような状況を鑑み、図８（ａ）に示すように、射出装置１のノズル１３からスクリュ長手方向の距離Ｌ_Ｘが、スクリュ１６の計量部１６Ｍの終点位置となるまで、第１樹脂１４ａが排出されたタイミングでスクリュ１６の回転停止や警報作動を行わせる。このタイミングにおけるスクリュ回転負荷率Ｚ_Ｃは、先に説明したスクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｘを求める式αにおいて、Ｌ_Ｘにスクリュ１６の計量部１６Ｍの終点位置となる数値（スクリュ１６の設計仕様から）を代入することで得られる。

そして、このスクリュ回転負荷率Ｚ_Ｃを、スクリュ１６の回転停止や警報作動を行わせる設定値Ｃとし、第２樹脂１４ｂの供給を開始させてからのスクリュ回転負荷率Ｚが、第２樹脂１４ｂによる樹脂成形品の生産を開始させる設定値Ｂの範囲に到達せず、設定値Ｃまで低下するような場合、スクリュ１６の回転停止や警報作動を行わせる。

第１樹脂１４ａがスクリュヘッド部１６Ｈ内にのみ残留している場合は、スクリュ１６が回転状態であっても第１樹脂１４が排出されない。一方、第１樹脂１４ａが計量部１６Ｍ内にも所定距離、残留している場合は、計量部１６Ｍ内の第１樹脂１４ａのノズル１３側への流動力により、スクリュヘッド部１６Ｈ内の残留第１樹脂１４ａの樹脂圧力はある程度高く維持され、残留第１樹脂１４ａによるスクリュ１６の前方の回転支持力もある程度維持される。これら状況から、スクリュ１６と加熱シリンダ１５内面との金属接触を防止するために、スクリュ１６の回転停止や警報作動を行わせるタイミングを、第１樹脂１４ａがスクリュ１６の計量部１６Ｍの終点位置となるまで排出されたタイミングとすることは合理的であり、且つ、オペレータの経験や勘に依らず決定することができる。

尚、図８（ａ）を見て分かるように、この状態は、実施例１で説明した、図３（ｃ）に示す、スクリュ回転負荷率Ｚ０を求める状態と同じである。よって、スクリュ回転負荷率Ｚ０をそのまま設定値Ｃとしても良い。また、設定値Ｃをスクリュ１６の回転を自動停止させる設定値として、スクリュ回転負荷率Ｚ０より低い数値としても良いし、安全を鑑み、警報作動を行わせる設定値として、スクリュ回転負荷率Ｚ０より高い数値としても良い。

次に、図９及び図１０を参照しながら、本発明の実施例４に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法を説明する。実施例４は、スクリュ１６の回転停止や警報作動を行わせる、実施例３のスクリュ回転負荷率Ｚの設定値Ｃのような安全上の管理項目を別に提示するものである。

実施例３で説明した、使用する樹脂材料が、樹脂ペレット等の固体であることに起因する不具合は、材料供給部１４やそれより上流の材料供給ライン上の装置内だけでなく、射出装置１内においても発生する虞がある。具体的には、樹脂材料が完全に可塑化されていない、材料供給部１４から供給部１６Ｆ及び圧縮部１６Ｐにかけての範囲における、樹脂切れ状態や樹脂詰り状態の発生である。

このような不具合の発見もオペレータの経験や勘に依るところが大きい。本実施例５は、このような不具合をオペレータの経験や勘に依らず、予め求めたデータの組み合わせによる管理項目で判断させるものである。

組み合わせるデータは、実施例２で説明した、第２樹脂１４ｂでの生産を開始させるスクリュ回転負荷率Ｚの設定値Ｂ（Ｚ２_Ｌ）及び所要時間Ｔ２である。所定時間Ｔ２は、図７に示すように、スクリュ回転負荷率Ｚ２_Ｌを求める際、射出装置１内の第１樹脂１４ａが略完全に排出された状態から第２樹脂１４ｂの供給を開始させて、ノズル１３から第２樹脂１４ｂが連続で排出される状態になるまでの時間、すなわち、第１樹脂１４ａから第２樹脂１４ｂへのイントルージョン樹脂替え作業において、第２樹脂１４ｂの供給を開始させてから樹脂替え作業が完了まで、順調に推移した場合に要する所要時間の最大値である。

１つ目の組み合わせは、第１樹脂１４ａから第２樹脂１４ｂへのイントルージョン樹脂替え作業において、第２樹脂１４ｂの供給開始から、所要時間Ｔ２を経過してもスクリュ回転負荷率Ｚが、第２樹脂１４ｂでの生産を開始させる設定値Ｂ（Ｚ２_Ｌ）に到達しない場合である。これを「樹脂切れ状態判断条件」とする。例えば、樹脂替え作業において、第１樹脂１４ａの供給を停止させ同樹脂のノズル１３からの排出を継続させる。その後、図９（ａ）に示すように、スクリュ回転負荷率Ｚが設定値Ａの範囲（Ｚ_ＡＬ＜Ａ＜Ｚ_ＡＵ）に到達した後、第２樹脂１４ｂの供給を開始させる。第２樹脂１４ｂが適切に供給され、ノズル１３側へ適切に流動されれば、所定時間Ｔ経過後、図９（ｂ）に示すように、第２樹脂１４ｂがノズル１３から連続で排出される。このような、図９（ａ）から図９（ｂ）の状態の変化、すなわち、第２樹脂１４ｂの供給開始から、スクリュ回転負荷率Ｚが設定値Ｂ（Ｚ２_Ｌ）に到達するのに要する所定時間Ｔは、第２樹脂１４ｂの供給開始タイミングを鑑みると、第１樹脂１４ａが略完全に排出された後に第２樹脂１４ｂの供給が開始される場合の所定時間Ｔ２よりも確実に短いはずである。

しかしながら、上記のような「樹脂切れ状態判断条件」を満たす場合、まず、図９（ｃ）に示すように、第２樹脂１４ｂの供給開始直後に、何らかの樹脂供給不良が発生し、その後、樹脂供給不良は解消したものの、その時点で生じた樹脂が満たされていない空間（樹脂切れ状態Ｑ部）が前方に移動されるだけで、第２樹脂１４ｂの供給開始から、所要時間Ｔ２を経過しても、第１樹脂１４ａがノズル１３から排出されないまま、スクリュ回転負荷率Ｚが設定値Ｂ（Ｚ２_Ｌ）に到達していない状態が想定される。

また、上記のような「樹脂切れ状態判断条件」を満たす場合、図９（ｄ）に示すように、第２樹脂１４ｂの供給開始後、しばらく経過した後に何らかの樹脂供給不良が発生し、これにより生じた樹脂切れ状態Ｑ部’により、第１樹脂１４ａ、あるいは、第１樹脂１４ａ及び第２樹脂１４ｂの混合樹脂がノズル１３から排出されるものの、第２樹脂１４ｂの供給開始から、所要時間Ｔ２を経過しても、スクリュ回転負荷率Ｚが設定値Ｂ（Ｚ２_Ｌ）に到達していない状態も想定される。

一方、２つ目の組み合わせは、第１樹脂１４ａから第２樹脂１４ｂへのイントルージョン樹脂替え作業において、第２樹脂１４ｂの供給開始から、所要時間Ｔ２を経過する前に、スクリュ回転負荷率Ｚが、第２樹脂１４ｂでの生産を開始させる設定値Ｂに到達した、あるいは、設定値Ｂ（Ｚ２_Ｌ）を超えた場合である。これを「樹脂詰り状態判断条件」とする。

上記のような「樹脂詰り状態判断条件」を満たす場合、まず、図１０（ａ）に示すように、供給された第２樹脂１４ｂがスクリュヘッド部１６Ｈに到達する前に、スクリュ１６のいずれかの部分に、何らかの要因で樹脂詰り状態が発生したため、スクリュ回転負荷率が増大し、第１樹脂１４ａがノズル１３から排出されないまま、第２樹脂１４ｂの供給開始から、所要時間Ｔ２を経過する前に、スクリュ回転負荷率Ｚが設定値Ｂ（Ｚ２_Ｌ）に到達、あるいは超えた状態が想定される。

また、上記のような「樹脂詰り状態判断条件」を満たす場合、図１０（ｂ）に示すように、供給された第２樹脂１４ｂがスクリュヘッド部１６Ｈに到達した後に、スクリュ１６のいずれかの部分に、何らかの要因で樹脂詰り状態が発生したため、スクリュ回転負荷率が増大し、第２樹脂１４ｂがノズル１３から排出されるものの、第２樹脂１４ｂの供給開始から、所要時間Ｔ２を経過する前に、スクリュ回転負荷率Ｚが設定値Ｂ（Ｚ２_Ｌ）に到達、あるいは超えた状態も想定される。

尚、先に説明したように、所定時間Ｔ２は、第２樹脂１４ｂの供給を開始させてから樹脂替え作業が完了まで、順調に推移した場合に要する所要時間の最大値であるため、第２樹脂１４ｂの供給開始から、所要時間Ｔ２を経過する前に、スクリュ回転負荷率Ｚが設定値Ｂに到達することは考えられる。よって、「樹脂詰り状態判断条件」については、これを満たす場合、まず、警報のみ作動させる、あるいは、所要時間Ｔ２を経過する前に、スクリュ回転負荷率Ｚが設定値Ｂを超える場合を重要視して、設定値Ｂからのスクリュ回転負荷率Ｚの増加量等も管理項目に加えても良い。

このように、スクリュ回転負荷率Ｚの設定値Ｂ及び所要時間Ｔ２の組み合わせに基づく「樹脂切れ状態判断条件」や「樹脂詰り状態判断条件」により、オペレータの経験や勘に依らず、スクリュの回転停止や警報の作動の条件設定を成形作業前に設定することができると共に、これらの安全動作を自動で行わせることができる。実施例３の、スクリュ１６の回転停止や警報作動を行わせるスクリュ回転負荷率Ｚの設定値Ｃと合わせれば、樹脂替え作業の自動化の安全確保に更に好適である。

１ 射出装置
１３ ノズル
１４ 材料供給部
１４ａ 第１樹脂
１４ｂ 第２樹脂
１６ スクリュ
１６Ｆ 供給部（フィードゾーン）
１６Ｐ 圧縮部（コンプレッションゾーン）
１６Ｍ 計量部（メータリングゾーン）

Claims (6)

1. 射出成形機の射出装置におけるイントルージョン樹脂替え方法であって、
   予め、
   前記射出装置の材料供給部へ第１樹脂を供給させ、前記射出装置のノズルから可塑化された前記第１樹脂が連続で排出される状態になった後のスクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｌと、
   前記第１樹脂が連続で排出される状態になった後、前記材料供給部への前記第１樹脂の供給を停止させ、前記射出装置のノズルから前記第１樹脂が排出されない状態になった後のスクリュ回転負荷率Ｚ０と、から、
   前記射出装置のノズルから前記材料供給部までのスクリュ長手方向距離Ｌに対して、前記第１樹脂が、前記射出装置のノズルからスクリュ長手方向の距離Ｌ_Ｘまで満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率Ｚ１_Ｘを、
   式Ｚ１_Ｘ＝（Ｚ１_Ｌ−Ｚ０）／Ｌ×Ｌ_Ｘ＋Ｚ０で定義すると共に、
   前記第１樹脂から第２樹脂へのイントルージョン樹脂替えにおいて、スクリュ回転負荷率Ｚを監視し、前記材料供給部への前記第１樹脂の供給を停止させた後、スクリュ回転負荷率Ｚが、前記式において、前記第１樹脂が略完全に排出されず、前記第１樹脂及び、後に供給が開始される前記第２樹脂間に、樹脂で満たされていない空間が形成されるスクリュ長手方向距離Ｌ_Ｘまで、前記第１樹脂が満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率Ｚの設定値Ａの範囲内において、前記第２樹脂の供給を開始させる、射出成形機の射出装置におけるイントルージョン樹脂替え方法。
2. 前記設定値Ａの上限値を、前記式において、Ｌ_Ｘが、前記射出装置のノズルから前記スクリュの圧縮部の起点位置までの距離である場合のスクリュ回転負荷率Ｚ_ＡＵとし、
   前記設定値Ａの下限値を、前記式において、Ｌ_Ｘが、前記射出装置のノズルから前記スクリュの計量部の起点位置までの距離である場合のスクリュ回転負荷率Ｚ_ＡＬとする、請求項１に記載の、射出成形機の射出装置におけるイントルージョン樹脂替え方法。
3. 予め、前記スクリュ回転負荷率Ｚ０を求める際に、
   前記射出装置のノズルから前記第１樹脂が排出されない状態になった後、前記射出装置の前記材料供給部へ前記第２樹脂を供給させ、前記射出装置のノズルから可塑化された前記第２樹脂が連続で排出される状態になった後のスクリュ回転負荷率Ｚ２_Ｌを求めておき、
   前記第２樹脂での生産を開始させるスクリュ回転負荷率Ｚの設定値Ｂを、前記スクリュ回転負荷率Ｚ２_Ｌとする、請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の、射出成形機の射出装置におけるイントルージョン樹脂替え方法。
4. 前記式において、Ｌ_Ｘが、前記射出装置のノズルから前記スクリュの計量部の終点位置までの距離である場合のスクリュ回転負荷率Ｚ_Ｃを設定値Ｃとし、スクリュ回転負荷率Ｚが前記設定値Ｃに到達した場合、前記スクリュの回転停止及び警報作動の少なくとも一方が行われる、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の、射出成形機の射出装置におけるイントルージョン樹脂替え方法。
5. 予め、前記スクリュ回転負荷率Ｚ２_Ｌを求める際に、
   前記射出装置のノズルから前記第１樹脂が排出されなくなった後、前記材料供給部へ前記第２樹脂を供給させてから、前記射出装置のノズルから可塑化された前記第２樹脂が連続で排出される状態になるまでの所要時間Ｔ２を求めておき、
   前記第２樹脂の供給開始から前記所要時間Ｔ２経過後に、スクリュ回転負荷率Ｚが前記設定値Ｂに到達しない場合、前記スクリュの回転停止及び警報作動の少なくとも一方が行われる、請求項３及び請求項４のいずれか１項に記載の、射出成形機の射出装置におけるイントルージョン樹脂替え方法。
6. 前記第２樹脂の供給開始から前記所要時間Ｔ２経過前に、スクリュ回転負荷率Ｚが前記設定値Ｂに到達した、あるいは、前記設定値Ｂを超えた場合、前記スクリュの回転停止及び警報作動の少なくとも一方が行われる、請求項５に記載の、射出成形機の射出装置におけるイントルージョン樹脂替え方法。

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