JP2018158503A - Operation method of injection device comprising plasticizing device and plunger type injection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は射出装置の運転方法に関するものであり、樹脂を溶融する可塑化装置と、溶融された樹脂を計量して射出するプランジャ式射出装置とからなる射出装置の運転方法に関するものである。 The present invention relates to a method for operating an injection device, and more particularly to a method for operating an injection device including a plasticizing device for melting resin and a plunger type injection device for measuring and injecting molten resin.
射出装置は、スクリュを備えたインラインスクリュ式射出装置と、プランジャを備えたプランジャ式射出装置とに大別できる。インラインスクリュ式射出装置は射出装置内で樹脂が可塑化されて計量され、そして射出するようになっている。つまり可塑化と射出が同一の装置内で実施される。これに対してプランジャ式射出装置は2種類に分かれる。つまりプランジャ式射出装置には、樹脂の可塑化と射出が同一の装置内で実施されるようになっているプランジャ式射出装置もあるし、樹脂の可塑化は別の装置で実施されるようになっているプランジャ式射出装置もある。後者のプランジャ式射出装置は、可塑化は可塑化装置で実施され、この可塑化装置で可塑化された樹脂をプランジャ式射出装置に計量し、これを射出するようになっている。このような可塑化装置とプランジャ式射出装置とからなる射出装置は、可塑化装置が独立して設けられているので、射出工程においても樹脂の可塑化を中断する必要がなく連続的に可塑化実施することができる。つまり溶融した樹脂の品質を一定にすることができるという優れた特徴がある。このような可塑化装置とプランジャ式射出装置とからなる射出装置は色々なものがあり、例えば特許文献1、2において提案されている。
The injection device can be roughly divided into an inline screw type injection device provided with a screw and a plunger type injection device provided with a plunger. The in-line screw type injection device is configured such that the resin is plasticized, measured, and injected in the injection device. That is, plasticization and injection are performed in the same apparatus. On the other hand, the plunger type injection device is divided into two types. In other words, the plunger type injection device includes a plunger type injection device in which plasticization and injection of resin are performed in the same device, and plasticization of resin is performed in different devices. There is also a plunger type injection device. In the latter plunger type injection device, plasticization is carried out by a plasticizing device, and the resin plasticized by this plasticizing device is metered into the plunger type injection device and injected. Since the injection device composed of such a plasticizing device and a plunger type injection device is provided with the plasticizing device independently, it is not necessary to interrupt the plasticizing of the resin even in the injection process, and the plasticizing device is continuously plasticized. Can be implemented. That is, there is an excellent feature that the quality of the molten resin can be made constant. There are various injection devices composed of such a plasticizing device and a plunger type injection device. For example,
特許文献1に記載の射出装置51は、図5の(ア)に示されているように、樹脂を可塑化つまり溶融する可塑化装置52と、溶融した樹脂を一時的に溜めるアキュムレータ装置53と、溶融した樹脂を射出するプランジャ式射出装置54とから構成されている。可塑化装置52は、加熱シリンダ56とスクリュ57とからなり、ホッパ58から供給される樹脂が溶融して前方に送られるようになっている。アキュムレータ装置53は、シリンダ60と、所定の駆動装置で駆動されるプランジャ61とからなり、可塑化装置52において溶融された樹脂がシリンダ60に供給されるようになっている。プランジャ式射出装置54は、射出シリンダ63と、所定の駆動装置で駆動される射出プランジャ64とからなり、射出シリンダ63の先端には射出ノズル65が設けられている。アキュムレータ装置53と射出シリンダ63を接続する流路には第1の開閉バルブ67が、射出シリンダ63と射出ノズル65とを接続する流路には第2の開閉バルブ68がそれぞれ介装されている。この射出装置51の運転は次のようにする。最初に、第1の開閉バルブ67が閉じられた状態から始める。可塑化装置52でスクリュ57を回転して樹脂を可塑化すると、樹脂はアキュムレータ装置53のシリンダ60に供給され、プランジャ61は後退する。シリンダ60の先端に所定量の樹脂が蓄積されたら、第1の開閉バルブ67を開くと共に第2の開閉バルブ68を閉鎖する。そしてプランジャ61を軸方向に駆動する。そうするとプランジャ式射出装置54の射出シリンダ63に樹脂が供給され、射出プランジャ64は後退する。このとき可塑化装置52は可塑化を継続しているので可塑化装置52からの樹脂もプランジャ式射出装置54に供給される。プランジャ61が停止位置に達しても可塑化装置52からの樹脂がプランジャ式射出装置54に引き続き供給される。射出プランジャ64が後退し、プランジャ式射出装置54に必要な量の樹脂が計量されたら第1の開閉バルブ67を閉じる。第2の開閉バルブ68を開き、射出プランジャ64を駆動して射出ノズル65から樹脂を射出する射出工程を実施する。ところで第1の開閉バルブ67を閉じた直後から、可塑化装置51で溶融した樹脂はアキュムレータ装置53へ送られて樹脂の蓄積が開始される。この樹脂は次回の射出に使用される樹脂である。このようにして可塑化装置51において樹脂を連続的に可塑化することができる。以下同様にして運転する。
As shown in FIG. 5A, an
特許文献2に記載の射出装置71は、図5の(イ)に示されているように、樹脂を可塑化つまり溶融する可塑化装置72と、溶融した樹脂を射出する第1、2のプランジャ式射出装置73、74とから構成されている。可塑化装置72は、加熱シリンダ76とスクリュ77とからなりホッパ78から供給される樹脂を溶融するようになっている。第1、2のプランジャ式射出装置73、74は、射出シリンダ80、81と、射出プランジャ82、83とから構成され、可塑化装置72において溶融された樹脂を計量して射出するようになっている。可塑化装置72の先端には流路切換弁85が設けられ、この流路切換弁85から第1、2の樹脂供給流路86、87に分岐して第1、2のプランジャ式射出装置73、74にそれぞれ接続されている。流路切換弁85の切換位置に応じて、第1、2の樹脂供給流路86、87の一方が可塑化装置72と連通し、他方が遮断される。この射出装置71においては、第1、2のプランジャ式射出装置73、74から射出される樹脂は、第1、2の射出流路89、90を経由して射出ノズル91から射出されるようになっているが、第1、2の射出流路89、90には、第1、2の開閉弁93、94が介装されている。この射出装置71は次のように運転する。第1の開閉弁93を閉鎖した状態で、流路切換弁85を操作して可塑化装置72と第1の樹脂供給流路86を連通させる。そうすると可塑化装置72で可塑化され溶融した樹脂は第1のプランジャ式射出装置73に供給され射出プランジャ82が後退する。所定量が計量されたら、流路切換弁85を操作して可塑化装置72と第2の樹脂供給流路87を連通させる。つまり第1の樹脂供給流路86を遮断する。なお、このとき第2の開閉弁94は予め閉鎖しておく。そうすると可塑化装置52で可塑化された樹脂は第2の射出装置74に供給され、第2のプランジャ式射出装置74において計量が開始される。第1の開閉弁93を開き、第1のプランジャ式射出装置73において射出プランジャ82を駆動して射出工程を実施する。射出後、所定時間保圧工程を実施し、第1の開閉弁93を閉鎖する。第1のプランジャ式射出装置73において射出工程・保圧工程を実施している間に第2のプランジャ式射出装置74において必要な樹脂が計量される。計量が完了したら流路切換弁85を操作して可塑化装置72と第1の樹脂供給流路86を連通させる。これによって第1のプランジャ式射出装置73における計量が開始する。第2の開閉弁94を開き、第2のプランジャ式射出装置74の射出プランジャ83を駆動して射出工程を実施する。所定時間保圧工程を実施後、第2の開閉弁94を閉鎖する。第1のプランジャ式射出装置73に必要な樹脂が計量されたら流路切換弁86を切換える。以下同様にして運転する。
As shown in FIG. 5A, the
特許文献1に記載の射出装置51も、特許文献2に記載の射出装置71も、可塑化装置52、72において連続的に樹脂を可塑化できるようになっている。つまり可塑化の工程が射出工程・保圧工程によって中断されないので成形サイクルのサイクルタイムを短縮化することもでき優れている。しかしながら解決すべき問題も見受けられる。これらの射出装置51、52は、可塑化装置52、57において連続的に樹脂を可塑化できるようになっているので、溶融する樹脂の品質は一定に維持されるはずである。しかしながら、厳密には樹脂の品質が一定しない問題がある。例えば射出装置51においては、可塑化装置52で可塑化された樹脂は最初にアキュムレータ装置53に溜められるが、溜められるときに図5の(ア)において符号Z1で示されているようにプランジャ61が後退する。この後退量Z1が大きくなると、その分だけ樹脂の流動長が長くなって流動抵抗が大きくなるので、可塑化装置52の先端部Y1における樹脂の圧力は大きくなってしまう。射出装置51においてはアキュムレータ装置53で樹脂を溜めた後にプランジャ射出装置54に樹脂を計量するが、射出プランジャ64は符号Z2で示されているように後退する。この後退量Z2が大きくなると、その分だけ樹脂の流動抵抗が大きくなって、可塑化装置52の先端部Y1における樹脂の圧力が大きくなる。このように可塑化装置52の先端部Y1における樹脂の圧力は、プランジャ61や射出プランジャ64の後退量Z1、Z2によって変化するが、樹脂の圧力が変化することによって樹脂の密度が一定でなくなってしまう。そうすると可塑化される樹脂の品質が一定でなくなってしまう。特許文献2に記載の射出装置71においても同様であり、樹脂を計量するときに第1、2のプランジャ式射出装置73、74が後退すると、その後退量Z3、Z4の大きさによって、樹脂の流動抵抗が変化して、その分だけ可塑化装置72の先端部Y2の樹脂の圧力が変化してしまう。つまり可塑化される樹脂の品質が一定でなくなってしまう。樹脂の品質が一定しない問題は、特に強化繊維入りの樹脂において顕著となる。強化繊維入りの樹脂はいわゆるスプリングバックによって膨張しようとするので、可塑化装置52、72の先端部Y1、Y2の圧力が変化すると可塑化される樹脂の密度が大きく変化してしまうからである。密度の変化によって強化繊維と樹脂の混練状態が変化してしまう。さらには強化繊維は可塑化時に所定の割合で切断されてしまうが、先端部Y1、Y2の圧力が変化すると切断される繊維の割合が変化して強化繊維の長さが不均一になるという問題もある。
Both the
ところで特許文献1、2に記載の射出装置51、71においては、可塑化された樹脂がプランジャ式射出装置54、73、74に送られる樹脂流路が長いという問題もある。例えば、可塑化装置52とプランジャ式射出装置54の間の流路にはアキュムレータ装置53の流路が含まれているし、可塑化装置72と第1、2のプランジャ式射出装置73、74の間には、第1、2の樹脂供給流路86、87が設けられている。このように可塑化された樹脂がプランジャ式射出装置54、73、74に送られる樹脂流路が長いので、その分だけ流動抵抗が大きくなって、プランジャ式射出装置54、73、74の先端部Y1、Y2の樹脂圧力が必要になる。
By the way, in the
本発明は、上記した問題点を解決した射出装置の運転方法を提供することを目的としている。具体的には、可塑化装置とプランジャ式射出装置とからなる射出装置において、可塑化する樹脂の品質を一定に維持することができる射出装置の運転方法を提供することを目的としている。特に、可塑化装置とプランジャ式射出装置との間の樹脂流路が短く、それによって樹脂の流動抵抗の損失が小さくなっている射出装置を対象として、可塑化する樹脂の品質を所望の範囲で一定に維持することができる射出装置の運転方法を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a method of operating an injection device that solves the above-described problems. Specifically, an object of the present invention is to provide an operation method of an injection device that can maintain a constant quality of resin to be plasticized in an injection device composed of a plasticizing device and a plunger type injection device. Especially for injection devices where the resin flow path between the plasticizing device and the plunger type injection device is short, thereby reducing the loss of the flow resistance of the resin, the quality of the resin to be plasticized is within the desired range. It aims at providing the operating method of the injection device which can be maintained constant.
本発明は、上記目的を達成するために、可塑化装置と、プランジャを備えたプランジャ式射出装置とからなる射出装置を対象とした運転方法として構成する。可塑化装置には、その先端部近傍に樹脂圧力センサを設け樹脂圧力を検出するようにする。本発明においては、プランジャを後退させて可塑化装置からの樹脂をプランジャ式射出装置に計量するとき、可塑化装置の樹脂圧力が所定の樹脂圧力目標値になるように、プランジャの背圧を制御するように運転する。特にこの運転方法は、射出装置が可塑化装置と第1、2のプランジャ式射出装置と射出部とこれらを接続する1個の流路切換弁を備えた流路切換装置とからなり、第1、2のプランジャ式射出装置に交互に計量して交互に射出するようになっている射出装置を対象とすることが好ましい。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as an operation method for an injection device including a plasticizing device and a plunger type injection device provided with a plunger. The plasticizing device is provided with a resin pressure sensor in the vicinity of its tip so as to detect the resin pressure. In the present invention, when the plunger is moved backward to measure the resin from the plasticizing device to the plunger type injection device, the back pressure of the plunger is controlled so that the resin pressure of the plasticizing device becomes a predetermined resin pressure target value. Drive as you do. In particular, this operating method includes an injection device comprising a plasticizing device, first and second plunger type injection devices, a flow path switching device provided with an injection portion, and a single flow path switching valve connecting them. It is preferable to target an injection device that alternately measures and alternately injects two plunger-type injection devices.
すなわち、請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するために、先端部近傍の樹脂圧力を検出する樹脂圧力センサを備えた可塑化装置と、プランジャを備えたプランジャ式射出装置とからなる射出装置において、前記プランジャを後退させて前記可塑化装置からの樹脂を前記プランジャ式射出装置に計量するとき、前記可塑化装置の樹脂圧力が所定の樹脂圧力目標値になるように、前記プランジャの背圧を制御することを特徴とする射出装置の運転方法として構成される。
請求項2に記載の発明は、先端部近傍の樹脂圧力を検出する樹脂圧力センサを備えた可塑化装置と、プランジャを備えた第1、2のプランジャ式射出装置と、樹脂を射出する射出部と、1個の流路切換弁を備えた流路切換装置とからなり、前記可塑化装置と前記第1、2のプランジャ式射出装置と前記射出部は前記流路切換装置に接続され、前記流路切換弁が第1の位置に切換えられると前記可塑化装置と前記第1のプランジャ式射出装置とが連通すると共に前記第2のプランジャ式射出装置と前記射出部とが連通し、前記流路切換弁が第2の位置に切換えられると前記可塑化装置と前記第2のプランジャ式射出装置が連通すると共に前記第1のプランジャ式射出装置と前記射出部とが連通するようになっている射出装置において、前記流路切換弁を前記第1の位置に切換えて前記可塑化装置からの樹脂を前記第1のプランジャ式射出装置に計量すると共に前記第2のプランジャ式射出装置から射出する運転と、前記第2の位置に切換えて前記可塑化装置からの樹脂を前記第2のプランジャ式射出装置に計量すると共に前記第1のプランジャ式射出装置から射出する運転とを交互に実施し、それによって前記可塑化装置における可塑化を連続的に実施する運転方法において、前記第1、2のプランジャ式射出装置のそれぞれにおいて前記プランジャを後退させて樹脂を計量するとき、前記可塑化装置の樹脂圧力が所定の樹脂圧力目標値になるように、前記プランジャの背圧を制御することを特徴とする射出装置の運転方法として構成される。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の運転方法において、前記樹脂圧力目標値は前記プランジャの後退位置に応じて段階的に変化させることを特徴する射出装置の運転方法として構成される。
That is, in order to achieve the above object, the invention described in
The invention described in
According to a third aspect of the present invention, in the operation method according to the first or second aspect, the resin pressure target value is changed stepwise according to the retracted position of the plunger. Composed.
以上のように本発明は、先端部近傍の樹脂圧力を検出する樹脂圧力センサを備えた可塑化装置と、プランジャを備えたプランジャ式射出装置とからなる射出装置を対象とする。つまり可塑化装置に樹脂圧力センサが必要になっている点を除けば、可塑化装置とプランジャ式射出装置とからなる一般的な射出装置は、全て対象となる。本発明は、プランジャを後退させて可塑化装置からの樹脂をプランジャ式射出装置に計量するとき、可塑化装置の樹脂圧力が所定の樹脂圧力目標値になるように、プランジャの背圧を制御するように構成される。この制御によって計量中において可塑化装置の先端近傍の樹脂圧力は所定の樹脂圧力目標値、つまり一定の圧力になることが保証されるので、計量中のどのタイミングにおいても、可塑化される樹脂の比重、品質が一定になることが保証される。これによって品質が一定の樹脂を射出することができ、均一な品質の成形品を得られることが保証される。他の発明によると、先端部近傍の樹脂圧力を検出する樹脂圧力センサを備えた可塑化装置と、プランジャを備えた第1、2のプランジャ式射出装置と、樹脂を射出する射出部と、1個の流路切換弁を備えた流路切換装置とからなり、可塑化装置と第1、2のプランジャ式射出装置と射出部は流路切換装置に接続され、流路切換弁が第1の位置に切換えられると可塑化装置と第1のプランジャ式射出装置とが連通すると共に第2のプランジャ式射出装置と射出部とが連通し、流路切換弁が第2の位置に切換えられると可塑化装置と第2のプランジャ式射出装置が連通すると共に第1のプランジャ式射出装置と射出部とが連通するようになっている射出装置を対象とした運転方法として構成されている。このような射出装置は、流路切換装置が1個の流路切換弁を備えているだけなのでシンプルであり、樹脂の流動長さが短いという優れた特徴がある。流動長さが比較的短いので、樹脂圧力の損失の原因である樹脂の流動抵抗が小さく、樹脂の可塑化において有利である。この射出装置は、流路切換弁を第1の位置に切換えて可塑化装置からの樹脂を第1のプランジャ式射出装置に計量すると共に第2のプランジャ式射出装置から射出する運転と、第2の位置に切換えて前記可塑化装置からの樹脂を前記第2のプランジャ式射出装置に計量すると共に前記第1のプランジャ式射出装置から射出する運転とを交互に実施し、それによって可塑化装置における可塑化を連続的に実施するようになっている。そして、この発明によると、第1、2のプランジャ式射出装置のそれぞれにおいてプランジャを後退させて樹脂を計量するとき、可塑化装置の樹脂圧力が所定の樹脂圧力目標値になるように、プランジャの背圧を制御するように構成されている。つまり可塑化装置は、途中で中断することなく連続的に可塑化を実施するようになっており、そして可塑化装置の先端近傍の樹脂圧力は所定の樹脂圧力目標値になるように保証されているので、可塑化される樹脂は常に一定の品質になることが保証される。つまり品質が一定の樹脂を計量し、射出することができる。これによって均一な品質の成形品を成形することができる。他の発明によると、樹脂圧力目標値はプランジャの後退位置に応じて段階的に変化させるように構成される。射出装置には流路切換装置が設けられており、計量が完了したら流路を切換える必要があるが、流路切換装置近傍の樹脂圧力が高いと切換え難い。そこでこの発明によって、例えば、計量中においてプランジャの後退位置が計量完了位置に近づいたら、樹脂圧力目標値を小さな値に変更する。そうすると流路切換装置近傍の樹脂圧力が一時的に低下し、容易に流路を切換えることができる。 As described above, the present invention is directed to an injection device that includes a plasticizing device that includes a resin pressure sensor that detects a resin pressure in the vicinity of the tip portion, and a plunger-type injection device that includes a plunger. That is, except for the point that a plastic pressure sensor is required for the plasticizing device, all general injection devices including the plasticizing device and the plunger type injection device are targeted. The present invention controls the back pressure of the plunger so that the resin pressure of the plasticizer becomes a predetermined resin pressure target value when the plunger is moved backward to measure the resin from the plasticizer to the plunger injection device. Configured as follows. This control guarantees that the resin pressure near the tip of the plasticizer during measurement is a predetermined resin pressure target value, that is, a constant pressure. Therefore, at any timing during measurement, the resin pressure to be plasticized The specific gravity and quality are guaranteed to be constant. Accordingly, it is possible to inject a resin having a constant quality, and it is guaranteed that a molded product having a uniform quality can be obtained. According to another invention, a plasticizing device provided with a resin pressure sensor for detecting a resin pressure in the vicinity of the tip portion, first and second plunger type injection devices provided with a plunger, an injection unit for injecting resin, And a plasticizer, the first and second plunger type injection devices, and the injection unit are connected to the flow switching device, and the flow switching valve is the first flow switching device. When switched to the position, the plasticizing device communicates with the first plunger type injection device and the second plunger type injection device communicates with the injection unit, and when the flow path switching valve is switched to the second position, And the second plunger type injection device communicate with each other, and the first plunger type injection device and the injection unit communicate with each other. Such an injection apparatus is simple because the flow path switching device includes only one flow path switching valve, and has an excellent feature that the flow length of the resin is short. Since the flow length is relatively short, the flow resistance of the resin causing the loss of the resin pressure is small, which is advantageous in plasticizing the resin. The injection device switches the flow path switching valve to the first position, measures the resin from the plasticizing device to the first plunger type injection device, and injects the resin from the second plunger type injection device. And the operation of metering the resin from the plasticizing device to the second plunger type injection device and injecting the resin from the first plunger type injection device are carried out alternately, whereby in the plasticizing device Plasticization is carried out continuously. According to the present invention, when the resin is weighed by retracting the plunger in each of the first and second plunger type injection devices, the plunger pressure is set so that the resin pressure of the plasticizing device becomes a predetermined resin pressure target value. It is configured to control back pressure. In other words, the plasticizing device continuously performs plasticizing without interruption in the middle, and the resin pressure near the tip of the plasticizing device is guaranteed to be a predetermined resin pressure target value. As a result, the resin to be plasticized is always guaranteed to have a certain quality. That is, it is possible to measure and inject a resin having a constant quality. As a result, a molded product of uniform quality can be formed. According to another invention, the resin pressure target value is configured to change stepwise according to the retracted position of the plunger. The injection device is provided with a flow channel switching device, and it is necessary to switch the flow channel when measurement is completed, but it is difficult to switch if the resin pressure in the vicinity of the flow channel switching device is high. Therefore, according to the present invention, for example, when the retracted position of the plunger approaches the measurement completion position during measurement, the resin pressure target value is changed to a small value. Then, the resin pressure in the vicinity of the flow path switching device is temporarily reduced, and the flow path can be easily switched.
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明は、射出装置の運転方法についてであるが、所定の種類の射出装置を対象としている。すなわち本発明に係る運転方法が対象としている射出装置は、プランジャ式の射出装置であって、プランジャ式射出装置とは別に樹脂を可塑化するための可塑化装置を備えている射出装置である。図1には、このような種類に属する本実施の形態に係る射出装置1が示されている。この射出装置1は、樹脂を溶融する可塑化装置2と、樹脂を計量すると共に射出する第1、2のプランジャ式射出装置4、5と、樹脂の流路を切換える流路切換装置7と、樹脂を射出する射出部8とから構成されている。つまり可塑化装置2がプランジャ式射出装置4、5と別に設けられている。さらに本実施の形態に係る射出装置1は、プランジャ式射出装置4、5が2台設けられている点にも特徴がある。
Embodiments of the present invention will be described below. The present invention relates to a method for operating an injection device, but is intended for a predetermined type of injection device. That is, the injection device targeted by the operation method according to the present invention is a plunger-type injection device, which is an injection device provided with a plasticizing device for plasticizing resin separately from the plunger-type injection device. FIG. 1 shows an
可塑化装置2は、加熱シリンダ10とこの加熱シリンダ10内で回転するスクリュ11とから構成され、加熱シリンダ10は図に示されていないが、外周面にバンドヒータが設けられて加熱されるようになっている。ホッパから材料のペレットが供給され、スクリュ11を回転すると、ペレットが溶融されて溶融樹脂として前方に送られることになる。この可塑化装置2の先端部近傍には、樹脂圧力センサ12が埋め込まれ、これによって可塑化装置2の先端部近傍の樹脂圧力を検出できるようになっている。本発明に係る運転方法を実施するにあたり、必須の要素となっている。
The
第1、2のプランジャ式射出装置4、5は、射出シリンダ13、14と、この射出シリンダ13、14内で軸方向に駆動されるプランジャ16、17とから構成されている。可塑化装置2から供給される樹脂を計量するときには、プランジャ16、17に所定の背圧を印加するようにするが、この制御は本発明において重要な点であり後で説明する。第1、2のプランジャ式射出装置4、5においては、図に示されていないが、プランジャ16、17の後端部に圧力センサが設けられ、プランジャ16、17の背圧、つまりプランジャ16、17の先端における樹脂圧力を精度良く検出できるようになっている。プランジャ16、17は、油圧機構あるいはサーボモータ等によって精度良く駆動することができるようになっており、圧力センサによって検出されるプランジャ16、17の背圧が所定の背圧になるように制御できる。このような第1、2のプランジャ式射出装置4、5に樹脂が計量されると、プランジャ16、17が後退する。計量完了後、プランジャ16、17を軸方向に駆動すると射出部8から樹脂が射出されることになる。射出部8は、例えばTダイ等のダイスから構成することもできるし、射出ノズルから構成することもできる。
The first and second plunger
流路切換装置7は、可塑化装置2と第1、2のプランジャ式射出装置4、5と射出部8とを接続する装置であって、これらの各装置間の樹脂の流路を切換える流路切換機構である。本実施の形態に係る流路切換装置7は略立方体に形成され、立方体の上面から垂直にボア19が明けられている。このボア19に次に説明する弁体20が挿入され、これらから流路切換弁21が構成されている。ところで、流路切換装置7には、立方体を構成する4面の側面には、それぞれの側面からボア19に連通する貫通孔が明けられている。つまり樹脂流路が形成されている。これらの樹脂流路のそれぞれに、可塑化装置2、第1、2のプランジャ式射出装置4、5、射出ノズル8が接続されている。
The flow
弁体20は円柱状を呈し、ボア19内で滑らかに回転するようになっている。弁体20の外周面には、円周方向の所定長さの溝が2本形成されている。これらの溝は円柱の同一高さ上に形成されており、一方の溝は中心軸から見て0度〜90度の範囲の円弧になるように、他方の溝は180度〜270度の範囲の円弧になるように弁体20の外周面に所定の深さで形成されている。このような弁体20がボア19に挿入されており、一方の溝とボア19とから第1の弁内流路25が、他方の溝とボア19とから第2の弁内流路26が構成されることになる。前記したように弁体20はボア19内で回転でき、2個の回転位置つまり第1、2の位置を採ることができる。可塑化装置2、第1、2のプランジャ式射出装置4、5、射出ノズル8のそれぞれは、弁体20の採る第1、2の位置に応じて、第1、2の弁内流路25、26によって互いに連通したり遮断されるようになっている。具体的には、弁体20が第1の位置に切換えられているときは、図1の(ア)に示されているように、可塑化装置2と第1のプランジャ式射出装置4が、そして第2のプランジャ式射出装置5と射出ノズル8が、それぞれ連通することになる。また弁体20が第2の位置に切換えられているときは、図1の(イ)に示されているように、可塑化装置2と第2のプランジャ式射出装置5が、そして第1のプランジャ式射出装置4と射出ノズル8が、それぞれ連通することになる。このように弁体20の回転位置に応じて各装置2、4、5、8間の連通/遮断が切換えられるので、本実施の形態に係る射出装置1は、可塑化装置2において連続的に樹脂を射出しながら、第1、2のプランジャ式射出装置4、5によって交互に計量すると共に、交互に射出ノズル8から射出することができる。
The
本実施の形態に係る射出装置1の運転方法は、可塑化装置2において可塑化される樹脂が、その品質が一定になるように運転する点に特徴がある。本発明において対象とする樹脂の種類は限定していないが、本発明の効果が最も顕著に現れるのは強化繊維入り樹脂である。以下、強化繊維入り樹脂について可塑化・計量・射出するものとして、本実施の形態に係る運転方法を説明する。射出装置1を制御するコントローラは図には示されていないが、コントローラにおいて可塑化装置1の先端部近傍の樹脂圧力の目標値を予め設定する。この樹脂圧力目標値に基づいて、コントローラは図2に示されているようなフィードバック制御を実施する。まず、本実施の形態に係る流路切換装置7において、流路切換弁21を図1の(ア)に示されているように、第1の位置に切換える。そうすると可塑化装置2と第1のプランジャ式射出装置4が連通する。プランジャ16に所定の軸力を印加しておく。可塑化装置2において加熱シリンダ10を加熱してスクリュ11を回転すると樹脂が溶融して第1のプランジャ式射出装置4に供給される。コントローラにおいて樹脂圧力目標値と、樹脂圧力センサ12で検出される樹脂圧力測定値との偏差を計算する。この偏差が無くなるようにPID制御によって操作量であるプランジャ16の背圧を計算する。PIDの各要素は、樹脂圧力目標値より樹脂圧力測定値の方が大きいときにはプランジャ16の背圧を小さくするように、樹脂圧力目標値より樹脂圧力測定値の方が小さいときにはプランジャ16の背圧を大きくするように予め調整されている。制御部において計算されたプランジャ16の背圧になるように、油圧機構あるいはサーボモータ等の駆動機構によりプランジャ16を駆動する。再び、コントローラにおいて樹脂圧力目標値と、樹脂圧力センサ12で検出される樹脂圧力測定値との偏差を計算し、同様に制御する。この制御により、計量によりプランジャ16が後退しても可塑化装置2の先端部近傍の樹脂圧力は、樹脂圧力目標値に維持される。つまり一定に維持される。この様子が図3の(イ)のグラフに示されている。プランジャ16の後退位置が0%から100%に変化するに従って、射出シリンダ13内の樹脂の流動長が長くなるので、樹脂の流動抵抗はグラフ28のように単調増加する。これに対して上で説明したPID制御によりプランジャ16の背圧を操作すると可塑化装置2の先端部近傍の樹脂圧力はグラフ30のように一定に維持される。なお、この制御によりプランジャ16の背圧はプランジャ16の後退にしたがってグラフ29のように減少することになる。参考として、プランジャ16の背圧を一定にして可塑化・計量する従来例を図3の(ア)のグラフに示す。プランジャ16の背圧をグラフ30のように一定値に維持するように駆動すると、計量が進んでプランジャ16が後退し、射出シリンダ13内の樹脂の流動長さが長くなるにしたがってグラフ31のように樹脂の流動抵抗が増加する。そうすると可塑化装置2の先端部近傍の樹脂圧力はグラフ33のように増加する。この従来例では可塑化される樹脂の圧力が変動するので、強化繊維と樹脂との混練状態が不安定になる。つまり樹脂の品質は一定に維持されない。本実施の形態に係る運転方法を実施すると、可塑化装置2の先端部近傍の樹脂圧力はグラフ30に示されているように一定になるので、強化繊維と樹脂との混練状態が安定する。これによって品質が一定の樹脂が第1のプランジャ式射出装置4に計量されることが保証される。
The operating method of the
第1のプランジャ式射出装置4において計量が完了したら、流路切換弁21を図1の(イ)に示されているように、第2の位置に切換える。そうすると可塑化装置2と第2のプランジャ式射出装置5が連通する。可塑化装置2は継続して運転し、樹脂を溶融する。第2のプランジャ式射出装置5に計量するときにおいても、コントローラは設定されている樹脂圧力目標値にしたがって、既に説明した方法と同様にして図2に示されているフィードバック制御を実施する。これによって可塑化装置2において可塑化される樹脂の品質が一定になり、この樹脂が第2のプランジャ式射出装置5に計量される。ところで流路切換弁21が第2の位置において、第1のプランジャ式射出装置4と射出ノズル8も連通する。第2のプランジャ式射出装置5において計量を行っているときに、第1のプランジャ式射出装置4においてプランジャ16を軸方向に駆動して射出する。第2のプランジャ式射出装置5の計量が完了したら、流路切換弁21を図1の(ア)に示されているように第1の位置に切換える。前記したように制御して、第1のプランジャ式射出装置4において計量する。第2のプランジャ式射出装置5においてプランジャ17を軸方向に駆動して射出する。以下同様にして運転する。
When the metering is completed in the first plunger type injection device 4, the flow
本実施の形態に係る射出装置の運転方法は色々な変形が可能である。例えば運転対象の射出装置1を変形することができる。図4には、プランジャ式射出装置4が1台のみ設けられている射出装置1’が示されている。この射出装置1’は流路切換装置7’も前実施の形態に係る射出装置1と相違しているが、この流路切換装置7’を切換えると、可塑化装置2とプランジャ式射出装置4とが連通したり、プランジャ式射出装置4と射出部8とが連通するようになっている。この実施の形態に係る射出装置1’においても、可塑化装置2の先端に設けられている樹脂圧力センサ12における樹脂圧力測定値が樹脂圧力目標値になるように制御することができ、可塑化される樹脂の品質を一定にすることができる。本実施の形態に係る射出装置の運転方法は、例えば図5の(ア)、(イ)に示されている従来の射出装置51、72においても、可塑化装置52、72の先端部に樹脂圧力センサを設けるようにすれば容易に実施が可能である。
The operation method of the injection device according to the present embodiment can be variously modified. For example, the
運転方法自体についても変形が可能である。本実施の形態に係る射出装置の運転方法は、可塑化装置2の先端部近傍の樹脂圧力が樹脂圧力目標値になるように制御するように説明した。つまり一定値になるように制御するように説明した。この樹脂圧力目標値は固定の値とせずに、プランジャ29、30の後退位置に応じて段階的に変化するようにすることもできる。例えば、計量においてプランジャ29、30の後退ストロークが0〜80%までは樹脂圧力目標値が5MPaとするように制御し、後退ストロークが計量完了位置に近づく80%以降は樹脂圧力目標値を2MPaとするようにする。そうすると、計量完了時において流路切換装置7内の樹脂圧力が低下する。低下すると、流路切換弁21を容易に操作できるという効果が得られる。
The operation method itself can be modified. The operation method of the injection device according to the present embodiment has been described so as to control the resin pressure in the vicinity of the front end portion of the
本実施の形態に係る射出装置の運転方法においては、プランジャ16、17において、その背圧を検出する圧力センサが必要であるように説明した。しかしながら、必ずしも圧力センサは必要ではない。プランジャ16、17を駆動する駆動機構の駆動力から背圧が間接的に検出でき、背圧を操作できるからである。駆動機構が油圧機構からなる場合には供給する油圧が、駆動機構がサーボモータからなる場合にはこれに供給する電流値が、それぞれプランジャ16、17の背圧と相関している。油圧や電流値を検出し,これを操作することで実質的にプランジャ16、17の背圧を操作することになる。
In the operation method of the injection device according to the present embodiment, it has been described that the
1 射出装置
2 可塑化装置
4 第1のプランジャ式射出装置
5 第2のプランジャ式射出装置
7 流路切換装置
8 射出部
10 加熱シリンダ
11 スクリュ
12 樹脂圧力センサ
13、14 射出シリンダ
16、17 プランジャ
21 流路切換弁
1 Injection device
2 Plasticizing device 4 First plunger
8
11
Claims (3)
前記プランジャを後退させて前記可塑化装置からの樹脂を前記プランジャ式射出装置に計量するとき、前記可塑化装置の樹脂圧力が所定の樹脂圧力目標値になるように、前記プランジャの背圧を制御することを特徴とする射出装置の運転方法。 In an injection device comprising a plasticizing device provided with a resin pressure sensor for detecting a resin pressure in the vicinity of the tip portion, and a plunger type injection device provided with a plunger,
When the plunger is retracted and the resin from the plasticizing device is metered into the plunger injection device, the back pressure of the plunger is controlled so that the resin pressure of the plasticizing device becomes a predetermined resin pressure target value. A method for operating an injection device.
前記流路切換弁を前記第1の位置に切換えて前記可塑化装置からの樹脂を前記第1のプランジャ式射出装置に計量すると共に前記第2のプランジャ式射出装置から射出する運転と、前記第2の位置に切換えて前記可塑化装置からの樹脂を前記第2のプランジャ式射出装置に計量すると共に前記第1のプランジャ式射出装置から射出する運転とを交互に実施し、それによって前記可塑化装置における可塑化を連続的に実施する運転方法において、
前記第1、2のプランジャ式射出装置のそれぞれにおいて前記プランジャを後退させて樹脂を計量するとき、前記可塑化装置の樹脂圧力が所定の樹脂圧力目標値になるように、前記プランジャの背圧を制御することを特徴とする射出装置の運転方法。 Plasticizing device provided with resin pressure sensor for detecting resin pressure in the vicinity of the tip, first and second plunger type injection devices provided with plungers, injection unit for injecting resin, and one flow path switching valve The plasticizing device, the first and second plunger type injection devices, and the injection section are connected to the flow switching device, and the flow switching valve is in a first position. The plasticizing device and the first plunger type injection device communicate with each other, the second plunger type injection device and the injection unit communicate with each other, and the flow path switching valve is in the second position. In the injection device in which the plasticizing device and the second plunger type injection device communicate with each other when switched, the first plunger type injection device and the injection unit communicate with each other.
An operation of switching the flow path switching valve to the first position to measure the resin from the plasticizing device to the first plunger type injection device and injecting the resin from the second plunger type injection device; And the operation of alternately metering the resin from the plasticizing device to the second plunger type injection device and injecting the resin from the first plunger type injection device. In an operating method for continuously carrying out plasticization in an apparatus,
In each of the first and second plunger type injection devices, when the resin is weighed by retreating the plunger, the back pressure of the plunger is adjusted so that the resin pressure of the plasticizing device becomes a predetermined resin pressure target value. An operation method of an injection device characterized by controlling.
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