JP2023040635A - Resin changeover method for inline injection molding machine - Google Patents

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祐一朗 有馬
Yuichiro Arima
昭男 岡本
Akio Okamoto
裕一郎 福田
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Abstract

To provide a resin changing method for in-line injection molding machines that can completely discharge retained resin from the inner wall of the tip of the injection cylinder.SOLUTION: In a resin change method for an in-line injection molding machine 100 with a screw 11 having a spiral flight 12 built into the injection cylinder 21, a resin change mode is provided and the screw 11 is held in the resin change position when the resin change mode is activated, the screw 11 is continuously rotated under rotational conditions in which the unmelted resin is mixed, and the molding material mixed with unmelted resin is continuously discharged from the injection cylinder 21 through the gap between the tip of the screw 11 and the inner wall surface BN of the tip of the injection cylinder 21.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、射出シリンダ内に螺旋状のフライトを有するスクリュを内蔵したインライン式射出成形機の樹脂替え方法に関する。 The present invention relates to a resin replacement method for an in-line injection molding machine having a screw with a helical flight inside an injection cylinder.

インライン式射出成形機を用いた射出成形は、以下の手順で行われる。先ず、材料供給装置を用いて射出シリンダ内に樹脂材料を供給する。供給された樹脂材料は、螺旋状のフライトを有するスクリュの回転運動によるせん断発熱と、射出シリンダに設けたヒータ等の熱量によって、可塑化され溶融樹脂となってスクリュ先端の射出シリンダ内に貯蔵される(計量工程)。次いで、スクリュを前進動作させて、射出シリンダ内に貯蔵される溶融樹脂を金型キャビティ内へ射出充填する(射出工程)。溶融樹脂の冷却固化に伴う固化収縮を補う保圧充填(保圧工程)と、金型キャビティ内で冷却保持(冷却工程)を経て、型開して金型キャビティから成形品を取り出す。この一連の成形動作を必要な成形品の個数を得るまで繰り返す。 Injection molding using an in-line injection molding machine is performed according to the following procedure. First, a resin material is supplied into the injection cylinder using a material supply device. The supplied resin material is plasticized and stored in the injection cylinder at the tip of the screw as a molten resin by shearing heat generated by the rotational motion of the screw with helical flights and by the amount of heat generated by the heater or the like provided in the injection cylinder. (weighing process). Next, the screw is moved forward to inject and fill the mold cavity with the molten resin stored in the injection cylinder (injection step). The mold is opened and the molded product is taken out from the mold cavity through holding pressure filling (holding pressure process) that compensates for solidification shrinkage due to cooling and solidification of the molten resin and cooling and holding (cooling process) in the mold cavity. This series of molding operations is repeated until the required number of molded products is obtained.

ここで、射出成形は、1台の射出成形機で多数の樹脂材料が使われることが多い。例えば、自動車内装部品のように、ポリプロピレン(PP)樹脂やポリエチレン(PE)樹脂等の熱可塑性樹脂に、黒や赤や青等の着色剤を添加して部品の色調を調整する。この場合、生産計画に基づいて着色剤の交換が頻繁に行われる。また、部品の用途に基づいて、例えば、可塑剤や難燃剤等の添加剤が樹脂材料に添加される。また、ポリプロピレン(PP)樹脂やポリエチレン(PE)樹脂等の熱可塑性樹脂が、製品の用途に応じて使い分けられ、添加剤や樹脂材料の種類が変わる度に交換を必要とする。ここでは、樹脂材料と添加剤を合わせて成形材料といい、成形材料の交換を樹脂替えという。 Here, in injection molding, many resin materials are often used in one injection molding machine. For example, like automobile interior parts, a colorant such as black, red, or blue is added to a thermoplastic resin such as polypropylene (PP) resin or polyethylene (PE) resin to adjust the color tone of the part. In this case, the coloring agent is frequently replaced based on the production plan. Additives such as plasticizers and flame retardants are added to the resin material based on the application of the parts. In addition, thermoplastic resins such as polypropylene (PP) resin and polyethylene (PE) resin are used according to the application of the product, and need to be replaced each time the type of additive or resin material changes. Here, the resin material and the additive are collectively referred to as the molding material, and replacement of the molding material is referred to as resin replacement.

そのために、樹脂替えの作業効率の改善が強く望まれる。樹脂替えの作業後に射出装置を開放点検して、成形材料が多く残っている部位を観察する研究が報告されている。これによると、スクリュ先端に配置された逆流防止装置内の樹脂流路と、射出シリンダ先端の内壁面の2箇所に、比較的多くの成形材料が残っている(滞留樹脂という)ことが確認された。この滞留樹脂は、堆積と剥離を繰り返し、成形材料と混ざって射出充填される。その結果、本来の成形材料とは異なる性質の滞留樹脂が成形品に混ざり、成形品の物性等が大きく変化して、製品として使用できないという成形不良が生じる(樹脂替え不良という)。この樹脂替え不良を改善するために、樹脂替え作業回数を増やして成形材料を大量に消費したり、高価な洗浄剤を大量に用いたりすることになる。 Therefore, it is strongly desired to improve the work efficiency of resin replacement. A study has been reported in which the injection unit is inspected overhaul after the work of replacing the resin, and the part where a large amount of molding material remains is observed. According to this, it was confirmed that a relatively large amount of molding material remained (referred to as retained resin) in two places: the resin flow path in the backflow prevention device arranged at the tip of the screw and the inner wall surface at the tip of the injection cylinder. rice field. This staying resin repeats deposition and peeling, is mixed with the molding material, and is injection-filled. As a result, residual resin with properties different from those of the original molding material is mixed into the molded product, and the physical properties of the molded product change significantly, resulting in molding defects that make the product unusable (resin replacement failure). In order to improve this resin change failure, the number of resin change operations is increased, a large amount of molding material is consumed, and a large amount of expensive cleaning agent is used.

そこで、樹脂替え不良を低減させる提案が多くされており、逆流防止装置内の樹脂流路に関しては、改良部品への交換が容易なことから大きな改善効果を得ているようである。しかしながら、部品交換が容易ではない射出シリンダ先端部の内壁面に関しては、試行錯誤の段階である。その中で、例えば、特許文献1に示すような、凸状の掻き取り板を内蔵した特殊仕様のスクリュ先端部品を備え、スクリュの前進位置でスクリュを回転させ、掻き取り板で射出シリンダ先端部の内壁面の滞留樹脂を強制的に除去する樹脂替えが提案されている。なお、この掻き取り板は、樹脂替え以外の工程では、スクリュ先端部に収納されるようになっているので、射出成形には影響はないとされている。 Therefore, many proposals have been made to reduce resin replacement failures, and regarding the resin flow path in the backflow prevention device, it seems that a large improvement effect has been obtained because it is easy to replace with an improved part. However, the inner wall surface of the tip of the injection cylinder, which is not easy to replace parts, is still in the trial and error stage. Among them, for example, as shown in Patent Document 1, a special specification screw tip part with a built-in convex scraping plate is provided, the screw is rotated at the forward position of the screw, and the scraping plate is used to rotate the tip of the injection cylinder. Resin change is proposed to forcibly remove the residual resin on the inner wall surface of the . It should be noted that this scraping plate is housed at the tip of the screw in processes other than resin replacement, so it is said that there is no effect on injection molding.

また、例えば、特許文献2に示すような、射出シリンダ先端部の内壁面とスクリュ先端部との隙間を僅少にてスクリュを連続回転させる樹脂替えが提案されている。さらに、スクリュ先端部に凹状の樹脂流路を複数設けて、樹脂流路を通過する溶融樹脂を用いて、滞留樹脂の掻き取り効率を高める工夫がされている。 Further, for example, as shown in Patent Document 2, resin replacement is proposed in which the screw is continuously rotated with a small gap between the inner wall surface of the tip of the injection cylinder and the tip of the screw. Further, a plurality of concave resin flow paths are provided at the tip of the screw, and the molten resin passing through the resin flow paths is used to improve the efficiency of scraping off the stagnant resin.

さらに、例えば、特許文献3に示すような、射出シリンダと金型キャビティを連通させた状態で、先ず、金型充填容量の半分以上の樹脂量を可塑化計量し(スクリュは後退)、金型キャビティ内に寸動高速射出を行い、次に、スクリュ前進位置でスクリュを連続回転させて、残りの樹脂量を金型キャビティに押し出す樹脂替えが提案されている。この時、最初の可塑化計量では、未溶融ペレットが混在する低圧の背圧制御でスクリュを後退させ、2回目以降の可塑化計量では、低圧と高圧を交互に繰り返す背圧制御でスクリュを後退させる。これにより、滞留樹脂の掻き取り効率が高まるとされている。 Furthermore, for example, as shown in Patent Document 3, in a state in which the injection cylinder and the mold cavity are communicated, first, the amount of resin that is more than half of the mold filling capacity is plasticized and weighed (the screw is retracted), and the mold is A resin replacement method has been proposed in which high-speed jogging injection is performed into the cavity, then the screw is continuously rotated at the screw forward position, and the remaining amount of resin is extruded into the mold cavity. At this time, in the first plasticization measurement, the screw is retracted by controlling the low pressure back pressure where unmelted pellets are mixed. Let It is believed that this increases the efficiency of scraping off the retained resin.

特開昭51-6257号公報JP-A-51-6257 特開平4-158018号公報JP-A-4-158018 特開平11-28753号公報JP-A-11-28753

ここで、特許文献1においては、進退自在な掻き取り板を内蔵した特殊仕様のスクリュ先端部品を必要とする。仮に、掻き取り板が動かくなる等の故障の場合には、射出成形を継続することができず、直ちに生産を中断してスクリュ先端部品を交換する大幅なメンテナンス作業を要し、生産安定性に不安を抱える。また、掻き取り板の駆動装置は、長いスクリュの内部を連通してスクリュ後端部に配置することになる。スクリュは、回転動作と前後進動作を行うので、この駆動装置もスクリュ動作に同調させて動かすことが求められる。さらに、スクリュの後端側には、スクリュの駆動装置が連結されており、2つの駆動装置を同じ位置に配置させることは構造上無理があり、一般的なインライン式射出成形機では適用できない。 Here, in Patent Literature 1, a screw tip component of special specifications having a built-in scraping plate that can freely move back and forth is required. In the event of a failure such as the scraping plate moving, injection molding cannot be continued, and production must be immediately interrupted to replace the screw tip parts, requiring major maintenance work, which can lead to production stability. have anxiety about Further, the driving device for the scraping plate is arranged at the rear end of the long screw so as to communicate with the inside of the screw. Since the screw rotates and moves forward and backward, it is required that the driving device also be moved in synchronism with the screw operation. Furthermore, a driving device for the screw is connected to the rear end of the screw, and it is structurally impossible to arrange the two driving devices at the same position, and this cannot be applied to a general in-line injection molding machine.

また、特許文献2においては、射出シリンダ先端部の内壁面とスクリュ先端部との隙間を僅少とし、樹脂流路を流動する溶融樹脂で滞留樹脂を掻き取るとされている。滞留樹脂は、高温の状態で長時間経過しており、樹脂成分は熱分解し、一部は酸化または炭化している状態(熱劣化という)である。成形運転が終わると射出シリンダは加熱温調を止め冷却され、熱劣化した滞留樹脂も冷却固化し、滞留樹脂は強固な固化層となる。再び、成形を開始すると、固化層の上に新たな滞留樹脂が堆積する。これを繰り返すことで、滞留樹脂は非常に強固なものとなり、樹脂流路を流動する溶融樹脂では簡単に掻き取ることはできない。また、樹脂流路以外のスクリュ先端部の範囲は、樹脂流路と比べて溶融樹脂の流動が極端に少なくなるので、スクリュ先端部側に新たに滞留樹脂が形成されることが考えられる。さらに、スクリュ側で溶融混錬された可塑化溶融樹脂が、樹脂流路に集中して流動することで、比重の異なる添加剤等が分離凝集して、可塑化溶融樹脂の分散不良を誘発することも考えられる。 Further, in Patent Document 2, the gap between the inner wall surface of the tip of the injection cylinder and the tip of the screw is made very small, and the molten resin flowing in the resin flow path scrapes off the stagnant resin. The retained resin has been in a high temperature state for a long time, and the resin component is thermally decomposed, and a part thereof is oxidized or carbonized (referred to as thermal deterioration). When the molding operation is finished, the injection cylinder stops heating temperature control and is cooled, and the heat-degraded stagnant resin is also cooled and solidified, and the stagnant resin becomes a firm solidified layer. When molding is started again, new staying resin is deposited on the solidified layer. By repeating this process, the retained resin becomes very strong and cannot be easily scraped off by the molten resin flowing in the resin channel. In addition, since the flow of the molten resin is extremely small in the range of the tip of the screw other than the resin flow channel, it is conceivable that a new stagnant resin is formed on the tip of the screw. In addition, the plasticized molten resin melted and kneaded on the screw side flows intensively in the resin channel, causing the separation and aggregation of additives with different specific gravities, which induces poor dispersion of the plasticized molten resin. It is also possible.

また、特許文献3においては、未溶融ペレットで滞留樹脂を掻き取るとされており、溶融樹脂よりは掻き取り効率が高い。しかしながら、未溶融ペレットが混在する樹脂替え動作は、スクリュの後退動作の範囲であり、滞留樹脂の多い射出シリンダ先端部の内壁面の樹脂替え効率は全く期待できない。仮に、スクリュ前進位置で、未溶融ペレットが混在する条件でスクリュを連続回転させたとしても、射出シリンダと金型キャビティは連通した状態であることから、成形材料は金型キャビティ内に連続排出される。この時、既に金型キャビティ内には、射出充填容量の半分以上の成形材料が充填されている。この状態で、さらに成形材料を金型キャビティ内に連続排出させるには、充填された成形材料を押し広げて無理矢理に充填することになり、高い充填圧力を必要とする。未溶融ペレットが混在する条件を、低い圧力制御でスクリュを連続回転させるとしているが、この低い圧力制御では金型キャビティ内に無理矢理に充填することができない。無理矢理に充填できたとすると、高い圧力制御を必要とし、未溶融ペレットは消失する。 Moreover, in Patent Document 3, it is said that the unmelted pellets scrape off the stagnant resin, and the scraping efficiency is higher than that of the molten resin. However, the resin replacement operation in which unmelted pellets coexist is limited to the retraction operation of the screw, and the resin replacement efficiency of the inner wall surface at the tip of the injection cylinder where much resin remains is not expected at all. Even if the screw is rotated continuously under the condition that unmelted pellets are mixed at the screw forward position, the injection cylinder and the mold cavity are in a state of communication, so the molding material is continuously discharged into the mold cavity. be. At this time, the mold cavity is already filled with more than half of the injection filling capacity of the molding material. In this state, in order to continuously discharge the molding material into the mold cavity, the filled molding material must be spread out and forced to fill, which requires a high filling pressure. The condition in which unmelted pellets are mixed is to continuously rotate the screw under low pressure control, but this low pressure control cannot force the mold cavity to be filled. If forced filling is possible, high pressure control is required and the unmelted pellets disappear.

そこで本発明は、射出シリンダ先端部の内壁面の滞留樹脂を完全に排出できる、インライン式射出成形機の樹脂替え方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a resin replacement method for an in-line injection molding machine that can completely discharge residual resin on the inner wall surface of the tip of an injection cylinder.

本発明のインライン式射出成形機の樹脂替え方法において、
射出シリンダ内に螺旋状のフライトを有するスクリュを内蔵したインライン式射出成形機の樹脂替え方法において、
樹脂替えモードを備え、前記樹脂替えモードの起動時に前記スクリュを樹脂替え位置に保持し、未溶融樹脂が混在する回転条件で前記スクリュを連続回転させて、前記スクリュの先端部と前記射出シリンダの先端部の内壁面との隙間を介して、前記射出シリンダから未溶融樹脂が混在する成形材料を連続的に排出する、ことを特徴とする。
In the resin replacement method for the in-line injection molding machine of the present invention,
In a resin replacement method for an in-line injection molding machine having a screw with a helical flight inside an injection cylinder,
A resin replacement mode is provided, and when the resin replacement mode is started, the screw is held at the resin replacement position, and the screw is continuously rotated under a rotation condition in which unmelted resin is mixed, so that the tip of the screw and the injection cylinder are separated from each other. The molding material mixed with unmelted resin is continuously discharged from the injection cylinder through a gap between the front end portion and the inner wall surface.

また、本発明のインライン式射出成形機の樹脂替え方法において、
前記樹脂替え位置は、前記未溶融樹脂が混在する成形材料が前記隙間を通過する際に、前記未溶融樹脂が前記射出シリンダの内壁面と接触する前記スクリュの位置である、ことを特徴とする。
Further, in the resin replacement method for the in-line injection molding machine of the present invention,
The resin replacement position is a position of the screw where the unmelted resin comes into contact with the inner wall surface of the injection cylinder when the molding material mixed with the unmelted resin passes through the gap. .

また、本発明のインライン式射出成形機の樹脂替え方法において、
前記回転条件は、前記スクリュの直径と回転数を乗じた回転周速で設定し、前記直径の単位をmmとし、前記回転数の単位をrpmとすると、前記回転周速は、6000から18000の範囲内で調整する、ことを特徴とする。
Further, in the resin replacement method for the in-line injection molding machine of the present invention,
The rotation condition is set by a rotation peripheral speed obtained by multiplying the diameter of the screw by the number of revolutions. It is characterized by adjusting within a range.

さらに、本発明のインライン式射出成形機の樹脂替え方法において、
前記回転条件は、前記射出シリンダの加熱温度を調整することをさらに加える、ことを特徴とする。
Furthermore, in the resin replacement method for an in-line injection molding machine of the present invention,
The rotation condition is characterized by further adding adjustment of the heating temperature of the injection cylinder.

また、本発明のインライン式射出成形機の樹脂替え方法において、
前記スクリュ先端部の表面に、前記未溶融樹脂が通過する優先流路を設ける、ことが好ましい。
Further, in the resin replacement method for the in-line injection molding machine of the present invention,
It is preferable that a preferential flow path through which the unmelted resin passes is provided on the surface of the tip of the screw.

また、本発明のインライン式射出成形機の樹脂替え方法において、
前記隙間は、未溶融樹脂が混在する成形材料の流動方向に対して、連続的に狭くなる、ことが好ましい。
Further, in the resin replacement method for the in-line injection molding machine of the present invention,
It is preferable that the gap narrows continuously with respect to the flow direction of the molding material in which the unmelted resin is mixed.

本発明によれば、射出シリンダ先端部の内壁面の滞留樹脂を完全に排出できる、インライン式射出成形機の樹脂替え方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a resin replacement method for an in-line injection molding machine that can completely discharge residual resin on the inner wall surface of the tip of an injection cylinder.

本発明の実施形態に係るインライン式射出成形機の概念図である。1 is a conceptual diagram of an in-line injection molding machine according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の第1実施形態に係る樹脂替え方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the resin exchange method which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る樹脂替え方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the resin exchange method which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る樹脂替え方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the resin exchange method which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明に係るインライン式射出成形機の樹脂替え方法を示すフロー図である。FIG. 2 is a flow diagram showing a resin replacement method for an in-line injection molding machine according to the present invention; 従来技術の樹脂替え方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the resin exchange method of a prior art.

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが、各請求項に係る発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、本実施形態においては、各構成要素の尺度や寸法が誇張されて示されている場合や、一部の構成要素が省略されている場合がある。 Preferred embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the following embodiments do not limit the invention according to each claim. In addition, not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solutions of the inventions according to the respective claims. In addition, in this embodiment, the scale and dimensions of each component may be exaggerated, and some components may be omitted.

[インライン式射出成形機]
先ず、本発明の実施形態に係るインライン式射出成形機について、図1を用いて説明する。なお、以下の説明では、本発明の実施形態に係るインライン式射出成形機として、横型インライン式射出成形機をベースとしたが、これに限定されるものではない。図1に示すインライン式射出成形機100は、射出装置10と、射出駆動部30と、射出制御部40と、射出成形金型50と、を備える。
[Inline injection molding machine]
First, an in-line injection molding machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the in-line injection molding machine according to the embodiment of the present invention is based on a horizontal in-line injection molding machine, but the present invention is not limited to this. An in-line injection molding machine 100 shown in FIG. 1 includes an injection device 10 , an injection drive section 30 , an injection control section 40 and an injection mold 50 .

射出成形金型50は、固定金型51と可動金型52が図示しない型締装置に支持され、型締装置により固定金型51に対して可動金型52は進退自在に動作する。ここで、可動金型52の動作に関して、固定金型51に近づく動作を型閉動作、固定金型51から離れる動作を型開動作と定義する。また、型閉動作で固定金型51と可動金型52が当接した位置を金型タッチ点、金型タッチ点から更に型閉動作方向の動作を型締動作、型締動作の完了位置を型締限、型締限から金型タッチ点までの動作を降圧動作と定義する。金型タッチ点から型締限の範囲内で、金型キャビティ53が形成される。また、固定金型51には、金型キャビティ53内に成形材料を充填するゲート54を備える。 In the injection molding die 50, a fixed die 51 and a movable die 52 are supported by a die clamping device (not shown), and the movable die 52 moves forward and backward with respect to the fixed die 51 by the die clamping device. Here, regarding the motion of the movable mold 52, the motion of approaching the fixed mold 51 is defined as the mold closing motion, and the motion of moving away from the fixed mold 51 is defined as the mold opening motion. In addition, the mold touch point is the position where the fixed mold 51 and the movable mold 52 abut during the mold closing operation, the mold clamping operation is the movement in the mold closing operation direction from the mold touch point, and the completion position of the mold clamping operation is The mold clamping limit and the operation from the mold clamping limit to the mold touch point are defined as the step-down operation. A mold cavity 53 is formed within the range of the mold clamping limit from the mold touch point. The stationary mold 51 is also provided with a gate 54 for filling the molding material into the mold cavity 53 .

射出装置10は、円筒状の射出シリンダ21と、射出シリンダ21内に配置され、軸を中心に回転動作と軸方向に前後進動作するスクリュ11と、を備える。射出装置10により、金型キャビティ53に向けて成形材料を射出充填することで、樹脂成形品を得る。 The injection device 10 includes a cylindrical injection cylinder 21 and a screw 11 that is arranged in the injection cylinder 21 and that rotates about an axis and moves forward and backward in the axial direction. A resin molded product is obtained by injecting and filling the molding material into the mold cavity 53 using the injection device 10 .

射出シリンダ21は、外周面に複数のヒータ24が所定の間隔で配置され、図示しない温度調節装置によりヒータ24を温度制御して、射出シリンダ21を所定の温度に管理する。このヒータ24による温度管理は、後述する計量工程において、供給された成形材料の予熱と、可塑化時の成形材料への熱量付与と、可塑化された溶融樹脂の温度管理に利用される。射出シリンダ21の先端部は、円錐状の内壁面を有するシリンダヘッド22と、ノズル23を備える。金型キャビティ53内に成形材料を射出充填する際は、ノズルと固定金型51内のゲート54が接続される。また、射出シリンダ21の後方に材料ホッパ25を備え、図示しない材料供給装置等により材料ホッパ25から射出シリンダ21内へ成形材料が供給される。 A plurality of heaters 24 are arranged on the outer peripheral surface of the injection cylinder 21 at predetermined intervals, and the temperature of the heaters 24 is controlled by a temperature control device (not shown) to manage the injection cylinder 21 at a predetermined temperature. The temperature control by the heater 24 is used for preheating the supplied molding material, applying heat to the molding material during plasticization, and controlling the temperature of the plasticized molten resin in the weighing process, which will be described later. The tip of the injection cylinder 21 is provided with a cylinder head 22 having a conical inner wall surface and a nozzle 23 . When injection-filling the molding material into the mold cavity 53, the nozzle and the gate 54 in the fixed mold 51 are connected. A material hopper 25 is provided behind the injection cylinder 21, and molding material is supplied from the material hopper 25 into the injection cylinder 21 by a material supply device or the like (not shown).

スクリュ11は、射出シリンダ21内に進退自在に配置され、射出駆動部30とスクリュ11の後端部が連結される。射出制御部40の制御指令に基づいて射出駆動部30を操作し、スクリュ11の回転動作と前後進動作が調整される。ここで、スクリュ11の動作に関して、金型キャビティ53に近い方向を前方F、前方Fへの動作を前進動作、金型キャビティ53から離れる方向を後方B、後方Bの動作を後退動作と定義する。 The screw 11 is disposed in the injection cylinder 21 so as to be movable back and forth, and the injection drive section 30 and the rear end portion of the screw 11 are connected. The injection drive unit 30 is operated based on the control command from the injection control unit 40 to adjust the rotation and forward/backward movement of the screw 11 . Here, regarding the motion of the screw 11, the direction closer to the mold cavity 53 is defined as forward F, the forward motion F is forward motion, the direction away from the mold cavity 53 is backward B, and the backward motion B is backward motion. .

また、スクリュ11には、後方Bから前方Fに向かって螺旋状のフライト12を備えている。射出駆動部30によるスクリュ11の回転動作の回転方向に対して、材料ホッパ25から供給した成形材料を前方Fへ回転輸送できるように、フライト12の螺旋状の向きと角度を設定する。なお、図1に示すように、フライト12は一定の間隔で一定の角度で1条の配置としたが、これに限定されることなく、例えば、間隔や角度を可変してもよく、複数条の配列としても良い。あるいは、スクリュ11の一部の範囲のみフライト12を複数条の配列としても良い。 Further, the screw 11 is provided with a helical flight 12 extending from the rear B to the front F. The helical direction and angle of the flight 12 are set so that the molding material supplied from the material hopper 25 can be rotationally transported forward F with respect to the rotational direction of the rotational movement of the screw 11 by the injection drive unit 30 . As shown in FIG. 1, the flights 12 are arranged in a single row at a constant interval and at a constant angle, but the arrangement is not limited to this. It can also be an array of Alternatively, a plurality of flights 12 may be arranged only in a partial range of the screw 11 .

また、スクリュ11は、後方Bから前方Fに向かって直径が段階的に大きくなる円柱形状とする。つまり、スクリュ11と射出シリンダ21との隙間の容積が、後方Bから前方Fに向かって段階的に小さくなるように、例えば、輸送ゾーン、圧縮ゾーン、溶融ゾーンというように設定する。これにより、材料ホッパ25から供給された成形材料は、スクリュ11とフライト12の回転動作により前方輸送され、容積の縮小により圧縮作用とせん断発熱が成形材料に作用し、ヒータ24からの熱量付与の相乗効果により、段階的に溶融化し(可塑化という)、スクリュ11の前方Fに向かって溶融樹脂が生成され、スクリュ11の前方Fに溶融樹脂が貯蔵される(計量工程という)。溶融樹脂の貯蔵に伴い、スクリュ11は後方B側に後退する。このスクリュ11の後退動作に制限をかけて、成形材料の溶融混錬性を調整する(背圧調整という)。その後、貯蔵した溶融樹脂を金型キャビティ53内に射出充填する(射出工程という)。 Further, the screw 11 has a cylindrical shape whose diameter increases stepwise from the rear B to the front F. That is, the volume of the gap between the screw 11 and the injection cylinder 21 is set so as to gradually decrease from the rear B to the front F, for example, the transport zone, the compression zone, and the melting zone. As a result, the molding material supplied from the material hopper 25 is transported forward by the rotational motion of the screw 11 and the flight 12, and the reduction in volume causes compression and shear heat generation to act on the molding material. Due to the synergistic effect, the melted resin is gradually melted (referred to as plasticization), the molten resin is generated toward the front F of the screw 11, and the molten resin is stored in the front F of the screw 11 (referred to as a weighing process). As the molten resin is stored, the screw 11 retreats to the rear B side. The melt-kneadability of the molding material is adjusted by restricting the backward movement of the screw 11 (referred to as back pressure adjustment). After that, the stored molten resin is injected and filled into the mold cavity 53 (referred to as an injection step).

スクリュ11の前方F側の先端部には、リアシート13と、逆止リング14と、スクリュヘッド15と、を備える。計量工程では、逆止リング14内の樹脂流路が開放され、溶融樹脂の前方輸送を可能とする。また、射出工程では、逆止リング14内の樹脂流路が閉鎖され、貯蔵した溶融樹脂を正確に金型キャビティ53内に射出充填することができる。 A rear seat 13 , a non-return ring 14 , and a screw head 15 are provided at the tip of the screw 11 on the front F side. During the metering process, the resin flow path within the non-return ring 14 is opened to allow forward transportation of the molten resin. Also, in the injection process, the resin flow path in the non-return ring 14 is closed, and the stored molten resin can be accurately injected and filled into the mold cavity 53 .

ここで、射出成形では、製品の用途や要求特性に応じて、1台の射出成形機で多くの種類の成形材料が使われる。例えば、自動車内装部品のように、ポリプロピレン(PP)樹脂やポリエチレン(PE)樹脂等の熱可塑性樹脂に、黒や赤や青等の着色剤を添加して部品の色調を調整することが一般的であり、頻繁に樹脂替えが行われる。その他に、樹脂材料の柔軟性を与える可塑剤、結晶性樹脂に対して結晶化度を制御する核剤や透明化剤、燃焼を抑制する難燃剤、静電気の帯電を抑制する帯電防止剤、樹脂材料の流動性や離型性を改善する滑剤、紫外線による劣化を抑制する対候剤や紫外線劣化防止剤、ガラス繊維や炭素繊維等の強化剤等の各種の添加剤が適宜選択され、その都度、樹脂替えが行われる。また、ポリプロピレン(PP)樹脂やポリエチレン(PE)樹脂等の汎用樹脂、ポリアミド(PA)樹脂やポリカーボネイト(PC)樹脂等のエンジニアリング樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂やポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂等の超エンジニアリング樹脂等の熱可塑性樹脂が適宜選択される。従って、樹脂材料と添加剤を合わせた成形材料の効率の良い樹脂替え方法が強く望まれる。 Here, in injection molding, one injection molding machine uses many types of molding materials according to the application and required characteristics of the product. For example, like automobile interior parts, it is common to add colorants such as black, red, and blue to thermoplastic resins such as polypropylene (PP) resin and polyethylene (PE) resin to adjust the color tone of the parts. and the resin is changed frequently. In addition, plasticizers that give flexibility to resin materials, nucleating agents and clarifying agents that control the crystallinity of crystalline resins, flame retardants that suppress combustion, antistatic agents that suppress static electricity, resins Various additives such as lubricants that improve the fluidity and releasability of materials, weathering agents that suppress deterioration due to ultraviolet rays, ultraviolet deterioration inhibitors, and reinforcing agents such as glass fiber and carbon fiber are selected as appropriate. , the resin is changed. In addition, general-purpose resins such as polypropylene (PP) resin and polyethylene (PE) resin, engineering resins such as polyamide (PA) resin and polycarbonate (PC) resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin and polyether ether ketone (PEEK) resin, etc. A thermoplastic resin such as a super engineering resin is selected as appropriate. Therefore, there is a strong demand for an efficient resin replacement method for a molding material in which a resin material and an additive are combined.

そのために、成形材料が滞留しやすい箇所の特定を行った。先ず、射出シリンダ21の内部が観察できる可視化装置を製作し、この可視化装置を用いて成形材料の流動状態を観察した。次に、可視化装置の観察条件と同じ条件で、実際のインライン式射出装置を動作させ、開放点検により成形材料の滞留箇所を調査した。最後に、量産中のインライン式射出成形機100を用いて、開放点検を行い、成形材料の滞留箇所と、滞留した成形材料(滞留樹脂という)の状態を詳しく調査した。これらの調査結果から、射出シリンダ21の先端部、詳しくは、シリンダヘッド22の内壁面に最も多くの滞留樹脂が確認された。 For this reason, we identified locations where the molding material tends to stay. First, a visualization device capable of observing the inside of the injection cylinder 21 was manufactured, and the flow state of the molding material was observed using this visualization device. Next, the actual in-line injection device was operated under the same observation conditions as those of the visualization device, and an overhaul inspection was conducted to investigate the stagnation points of the molding material. Finally, using the mass-produced in-line injection molding machine 100, an overhaul inspection was conducted to investigate in detail the locations where the molding material was accumulated and the state of the accumulated molding material (referred to as "accumulated resin"). From these investigation results, the tip of the injection cylinder 21, more specifically, the inner wall surface of the cylinder head 22 was found to have the largest amount of retained resin.

次に、図6に示すように、シリンダヘッド22の内壁面を重点的に清掃できる、従来技術の樹脂替え方法について調査した。図6は図1に示す領域Aを拡大したものである。従来技術の樹脂替え方法は、計量工程と射出工程を複数回行うパターンXと、スクリュを前進位置で連続回転させるパターンYと、パターンXとYを組合せるパターンZに分類される。図6(a)はパターンXを示し、図6(b)はパターンYを示す。 Next, as shown in FIG. 6, a research was conducted on a conventional resin replacement method that enables the inner wall surface of the cylinder head 22 to be cleaned intensively. FIG. 6 is an enlarged view of area A shown in FIG. Conventional resin replacement methods are classified into a pattern X in which the weighing process and the injection process are performed multiple times, a pattern Y in which the screw is continuously rotated at the forward position, and a pattern Z in which the patterns X and Y are combined. 6(a) shows pattern X, and FIG. 6(b) shows pattern Y. FIG.

先ず、パターンXは、スクリュ11の前進限位置S1から計量工程を開始する。スクリュ11の回転動作により成形材料は前方輸送され、スクリュヘッド15の前方Fに貯蔵される。成形材料の貯蔵に伴いスクリュ11は後方B側に後退する。この成形材料の前方輸送の際に、成形材料の流動に乱流等の乱れが生じると、空気やガスを巻き込んで、シルバー、ガス巻き込みボイド、アバタ(微細凹凸)、製品ショート等の成形不良を誘発する。そのため、スクリュヘッド15は前方F側が細い円錐形状とすることで、成形材料の流動は沈静化し安定流動を得ることができ、インライン式射出成形機100に多く採用されている。このスクリュヘッド15の円錐形状に合わせて、シリンダヘッド22の内壁面BNも円錐形状となる。また、図6に示すように、ノズル23の内壁面BNもシリンダヘッド22から連続した円錐形状としても良い。なお、内壁面BNは、シリンダヘッド22に設けているものとして説明を行う。 First, for the pattern X, the metering process is started from the advance limit position S1 of the screw 11 . Molding material is transported forward by the rotational movement of the screw 11 and stored in front F of the screw head 15 . The screw 11 retreats to the rear B side as the molding material is stored. If turbulence such as turbulence occurs in the flow of the molding material during the forward transportation of the molding material, air or gas is involved, resulting in molding defects such as silver, gas entrained voids, burrs (fine irregularities), and product shorts. provoke. For this reason, the screw head 15 has a narrow conical shape on the front side F, so that the flow of the molding material can be calmed down and a stable flow can be obtained. The inner wall surface BN of the cylinder head 22 also has a conical shape in accordance with the conical shape of the screw head 15 . Further, as shown in FIG. 6, the inner wall surface BN of the nozzle 23 may also have a conical shape continuous from the cylinder head 22 . It should be noted that the inner wall surface BN will be described as provided in the cylinder head 22 .

所定の貯蔵量にスクリュ11が後退すると計量工程を終え、スクリュ11を前進動作させて貯蔵した可塑化材料をノズル23から排出する射出工程を行う。計量工程ではノズル23を閉鎖し、射出工程でノズル23を開放する操作を行う。射出工程において、スクリュヘッド15の円錐形状と、シリンダヘッド22の内壁面BNの円錐形状により、優先的な流動MFが生じ、シリンダヘッド22の内壁面BNの成形材料は取り残される。この取り残された成形材料が、滞留樹脂RZとなる。つまり、パターンXの樹脂替え方法では、滞留樹脂を掻き取ることはできず、逆に、滞留樹脂を堆積させていることになる。なお、流動が停止した貯蔵される成形材料では、この滞留樹脂を掻き取る効果は全く期待できない。また、この滞留樹脂の生成は、計量工程と射出工程を繰り返す量産成形においても、同様に生成と堆積を繰り返している。 When the screw 11 is retracted to a predetermined storage amount, the metering process is finished, and the screw 11 is moved forward to perform an injection process in which the stored plasticized material is discharged from the nozzle 23 . The nozzle 23 is closed in the metering process, and the nozzle 23 is opened in the injection process. In the injection process, due to the conical shape of the screw head 15 and the conical shape of the inner wall surface BN of the cylinder head 22, a preferential flow MF occurs and the molding material on the inner wall surface BN of the cylinder head 22 is left behind. This remaining molding material becomes the retained resin RZ. In other words, in the resin replacement method of pattern X, the staying resin cannot be scraped off, and on the contrary, the staying resin is deposited. It should be noted that the effect of scraping off the stagnant resin cannot be expected at all with the stored molding material that has stopped flowing. In mass production molding in which the weighing process and the injection process are repeated, the generation and deposition of this retained resin are repeated in the same manner.

パターンYは、シリンダヘッド22の内壁面BNの滞留樹脂RZに着目した樹脂替え方法である。具体的には、スクリュ11を前進限位置S1に固定して連続回転させ、開放したノズル23から成形材料を連続的に排出して、成形材料の連続な流動MFで滞留樹脂RZを掻き取るものである。前進限位置S1は、スクリュヘッド15とシリンダヘッド22が絶対に衝突しない位置に設定される。そのため、スクリュヘッド15とシリンダヘッド22の内壁面BNとの隙間は比較的広い。加えて、スクリュヘッド15の円錐形状により、流動MFは沈静化された状態であるので、滞留樹脂RZの掻き取り効果は期待できない。その結果、樹脂替えに大量の成形材料を消費することになる。あるいは、高価な樹脂替え用の洗浄剤を頻繁に使用することになり、樹脂替えに係るコスト高を招く。 Pattern Y is a resin replacement method focusing on the retained resin RZ on the inner wall surface BN of the cylinder head 22 . Specifically, the screw 11 is fixed at the forward limit position S1 and continuously rotated, the molding material is continuously discharged from the opened nozzle 23, and the remaining resin RZ is scraped off by the continuous flow MF of the molding material. is. The advance limit position S1 is set at a position where the screw head 15 and the cylinder head 22 never collide. Therefore, the gap between the screw head 15 and the inner wall surface BN of the cylinder head 22 is relatively wide. In addition, the conical shape of the screw head 15 keeps the flow MF in a calm state, so the effect of scraping off the stagnant resin RZ cannot be expected. As a result, a large amount of molding material is consumed for resin replacement. Alternatively, an expensive cleaning agent for resin replacement will be used frequently, resulting in high costs associated with resin replacement.

[第1実施形態の樹脂替え方法]
次に、本発明の第1実施形態に係る樹脂替え方法について、図2を用いて説明する。図2(a)は、図1に示す領域Aを拡大したものであり、図2(b)は、図2(a)に示す断面BBである。
[Resin replacement method of the first embodiment]
Next, a resin replacement method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2(a) is an enlarged view of the region A shown in FIG. 1, and FIG. 2(b) is a cross section BB shown in FIG. 2(a).

第1実施形態の樹脂替え方法は、図2(a)に示すように、樹脂替えモードを備え、樹脂替えモードの起動時にスクリュ11を樹脂替え位置S2に保持し、未溶融樹脂MZが混在する回転条件でスクリュ11を連続回転させて、開放されたノズル23から未溶融樹脂MZが混在する成形材料を連続的に排出させることを特徴とする。滞留樹脂RZの掻き取り効率を高める狙いで、スクリュヘッド15とシリンダヘッド22の内壁面BNとの隙間を可能な範囲で狭くし、樹脂替え位置S2<前進限位置S1とする。この隙間は、未溶融樹脂MZが通過することができるスクリュ11の位置であり、好ましくは、通過する未溶融樹脂MZが内壁面BNと接触するスクリュ11の位置である。さらに、図2(b)に示すように、スクリュヘッド15の回転運動により、隙間の中で未溶融樹脂MZに回転流動RFが加わり、内壁面BNの全域を未溶融樹脂MZが動くことになる。
これによって、未溶融樹脂MZが混在する成形材料の連続的な流動MFと回転流動RFが、この隙間を通過する際に、未溶融樹脂MZが研磨剤となって、滞留樹脂RZを強固に掻き取って、滞留樹脂RZを完全に除去することができる。その結果、樹脂替えに要する成形材料の消費量を大きく抑えることができ、樹脂替えに係るコスト低減と樹脂替え時間の短縮を可能とする。
As shown in FIG. 2(a), the resin replacement method of the first embodiment has a resin replacement mode, and when the resin replacement mode is activated, the screw 11 is held at the resin replacement position S2, and the unmelted resin MZ is mixed. It is characterized in that the screw 11 is continuously rotated under rotation conditions, and the molding material mixed with the unmelted resin MZ is continuously discharged from the opened nozzle 23 . With the aim of increasing the efficiency of scraping off the retained resin RZ, the gap between the screw head 15 and the inner wall surface BN of the cylinder head 22 is made as narrow as possible so that the resin replacement position S2<advance limit position S1. This gap is the position of the screw 11 through which the unmelted resin MZ can pass, preferably the position of the screw 11 where the passing unmelted resin MZ comes into contact with the inner wall surface BN. Further, as shown in FIG. 2(b), due to the rotational motion of the screw head 15, a rotational flow RF is applied to the unmelted resin MZ in the gap, and the unmelted resin MZ moves over the entire inner wall surface BN. .
As a result, when the continuous flow MF and the rotating flow RF of the molding material mixed with the unmelted resin MZ pass through this gap, the unmelted resin MZ acts as an abrasive and strongly scrapes the stagnant resin RZ. can be removed completely to remove the retained resin RZ. As a result, the consumption of the molding material required for resin replacement can be greatly suppressed, and the cost and time required for resin replacement can be reduced.

ここで、未溶融樹脂MZが混在する回転条件は、スクリュ11の直径Dとスクリュ11の回転数Nを乗じた回転周速DNで設定する。具体的には、スクリュ11の直径Dの単位をmmとし、スクリュ11の回転数Nの単位をrpmとすると、回転周速DN=6000~18000の範囲内で調整することが好ましい。回転周速DN<6000では、回転運動に伴うせん断発熱量が足りず未溶融樹脂が混在することが少ない。また、回転周速DN>18000では、スクリュ11の回転輸送が強過ぎて、材料ホッパ25から供給された成形材料が可塑化されることなく大量に前方輸送される。その結果、大量の未溶融樹脂MZでスクリュ11が詰り、スクリュ11が回転振れを起こして、スクリュ11の摩耗や折損等の大きなトラブルを誘発することになる。なお、回転周速DN=6000~18000の範囲内では、射出装置10の安全運転と、適度な量の未溶融樹脂MZが混在する成形材料を連続供給することができる。 Here, the rotation condition under which the unmelted resin MZ is mixed is set by the rotation peripheral speed DN obtained by multiplying the diameter D of the screw 11 by the number of rotations N of the screw 11 . Specifically, if the unit of the diameter D of the screw 11 is mm and the unit of the number of rotations N of the screw 11 is rpm, it is preferable to adjust the rotational peripheral speed DN=6000 to 18000. When the rotational peripheral speed DN is less than 6000, the amount of heat generated by shear generated by rotational motion is insufficient, and unmelted resin is less likely to coexist. In addition, when the rotational peripheral speed DN>18000, the rotational transportation of the screw 11 is too strong, and a large amount of the molding material supplied from the material hopper 25 is forwardly transported without being plasticized. As a result, the screw 11 is clogged with a large amount of unmelted resin MZ, causing rotational vibration of the screw 11 and causing serious troubles such as wear and breakage of the screw 11 . It should be noted that within the range of rotational peripheral speed DN=6000 to 18000, safe operation of the injection device 10 and continuous supply of the molding material mixed with an appropriate amount of unmelted resin MZ can be achieved.

また、回転周速DN=6000~18000の範囲内で調整しているにもかかわらず、成形材料の種類や大きさ、ヒータ24の配置や熱容量等によっては、未溶融樹脂MZを適切に混在させることが困難な場合が考えられる。この場合は、ヒータ24の温度設定を調整して、未溶融樹脂MZを増加させることが好ましい。具体的には、ヒータ24の温度設定を下げて、ヒータ24からの熱量の供給量を低減させる調整を行う。なお、樹脂替え後は、ヒータ24の温度設定を生産条件に戻しておく。また、スクリュヘッド15やシリンダヘッド22は、既存の部品がそのまま使える。さらに、スクリュヘッド15も未溶融樹脂MZによる掻き取りの洗浄効果により、綺麗な状態を維持できる。 In addition, although the rotation peripheral speed DN is adjusted within the range of 6000 to 18000, depending on the type and size of the molding material, the placement and heat capacity of the heater 24, etc., the unmelted resin MZ is mixed appropriately. may be difficult. In this case, it is preferable to increase the unmelted resin MZ by adjusting the temperature setting of the heater 24 . Specifically, the temperature setting of the heater 24 is lowered to adjust the amount of heat supplied from the heater 24 to be reduced. After replacing the resin, the temperature setting of the heater 24 is returned to the production conditions. Moreover, existing parts can be used as they are for the screw head 15 and the cylinder head 22 . Furthermore, the screw head 15 can also be kept clean due to the cleaning effect of scraping by the unmelted resin MZ.

[第2実施形態の樹脂替え方法]
次に、本発明の第2実施形態に係る樹脂替え方法について、図3を用いて説明する。図3(a)は、図1に示す領域Aを拡大したものであり、図3(b)は、図3(a)に示す断面CCである。なお、第1実施形態と同じ構成のものは説明を割愛し、異なる構成について詳細に説明する。
[Resin replacement method of the second embodiment]
Next, a resin replacement method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3(a) is an enlarged view of the region A shown in FIG. 1, and FIG. 3(b) is a cross section CC shown in FIG. 3(a). A description of the same configuration as in the first embodiment will be omitted, and a different configuration will be described in detail.

第1実施形態では、スクリュ11の前進限位置S1と樹脂替え位置S2の2つの位置が設定でき、前進限位置S1>樹脂替え位置S2とした。これに対して、図3(a)に示すように、既に、スクリュヘッド15とシリンダヘッド22の内壁面BNの隙間が狭く、スクリュ11をこれ以上に前進させることが困難な場合は、この第2実施形態とする。第2実施形態において、樹脂替えモードを備え、図3(a)に示すように、スクリュ11の前進限位置S1=樹脂替え位置S2とする。この樹脂替え位置S2では、スクリュヘッド15とシリンダヘッド22の内壁面BNが狭いために、未溶融樹脂MZの通過が困難である。そのため、図3(b)に示すように、スクリュヘッド15の表面に未溶融樹脂MZが通過して、通過する未溶融樹脂MZが内壁面BNと接触する優先流路15Mを設ける。この状態で樹脂替えモードを起動させ、スクリュ11を樹脂替え位置S2に保持したまま、未溶融樹脂MZが混在する回転条件でスクリュ11を連続回転させて、開放されたノズル23から未溶融樹脂MZが混在する成形材料を連続的に排出させることを特徴とする。未溶融樹脂MZが混在する成形材料は、スクリュヘッド15の回転運動による回転流動RFを伴いながら、優先流路15Mを前方Fに向かって通過する。この時に、未溶融樹脂MZで滞留樹脂RZの掻き取りを行う。 In the first embodiment, two positions of the advance limit position S1 and the resin replacement position S2 of the screw 11 can be set, and the advance limit position S1>the resin replacement position S2. On the other hand, as shown in FIG. 3(a), when the gap between the screw head 15 and the inner wall surface BN of the cylinder head 22 is already narrow and it is difficult to advance the screw 11 further, this second 2 embodiment. In the second embodiment, a resin replacement mode is provided, and as shown in FIG. 3A, the advance limit position S1 of the screw 11 is set to the resin replacement position S2. At this resin replacement position S2, it is difficult for the unmelted resin MZ to pass through because the inner wall surfaces BN of the screw head 15 and the cylinder head 22 are narrow. Therefore, as shown in FIG. 3B, a preferential passage 15M is provided through which the unmelted resin MZ passes through the surface of the screw head 15 and contacts the inner wall surface BN. In this state, the resin replacement mode is activated, and while the screw 11 is held at the resin replacement position S2, the screw 11 is continuously rotated under a rotation condition in which the unmelted resin MZ is mixed. It is characterized in that the molding material mixed with is continuously discharged. The molding material mixed with the unmelted resin MZ passes forward F through the preferential flow path 15M while being accompanied by the rotational flow RF caused by the rotational motion of the screw head 15 . At this time, the remaining resin RZ is scraped off with the unmelted resin MZ.

なお、回転周速DNやヒータ24の加熱温度の設定は、第1実施形態と同じである。また、スクリュヘッド15の部品交換で、効率の良い樹脂替えを確保することができる。なお、スクリュヘッド15の表面に設けた未溶融樹脂MZが通過する優先流路15Mは、凹凸が極めて小さい。加えて、未溶融樹脂MZによる掻き取りの洗浄効果により、優先流路15Mは綺麗な状態を維持することが可能となる。 The setting of the rotation peripheral speed DN and the heating temperature of the heater 24 is the same as in the first embodiment. In addition, by replacing parts of the screw head 15, efficient resin replacement can be ensured. The priority flow path 15M provided on the surface of the screw head 15 through which the unmelted resin MZ passes has extremely small unevenness. In addition, due to the cleaning effect of scraping by the unmelted resin MZ, the preferential flow path 15M can be kept clean.

[第3実施形態の樹脂替え方法]
次に、本発明の第3実施形態に係る樹脂替え方法について、図4を用いて説明する。図4(a)は、図1に示す領域Aを拡大したものであり、図4(b)は、図4(a)に示す断面DEである。なお、第1実施形態あるいは第2実施形態と同じ構成のものは説明を割愛し、異なる構成について詳細に説明する。
[Resin replacement method of the third embodiment]
Next, a resin replacement method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4(a) is an enlarged view of the region A shown in FIG. 1, and FIG. 4(b) is a cross section DE shown in FIG. 4(a). The description of the same configuration as that of the first embodiment or the second embodiment will be omitted, and the different configuration will be described in detail.

スクリュ11の前進限位置S1を変えることができない(樹脂替え位置S2を別に設定することができない)場合は、この第3実施形態とする。第3実施形態において、樹脂替えモードを備え、図4(a)に示すように、スクリュ11の前進限位置S1=樹脂替え位置S2とする。なお、この樹脂替え位置S2では、スクリュヘッド15とバレルヘッド22の内壁面BNとの隙間が広過ぎる、未溶融樹脂MZと滞留樹脂RZが離れて、未溶融樹脂MZによる滞留樹脂RZの掻き取り効率が低い。 If the advance limit position S1 of the screw 11 cannot be changed (the resin replacement position S2 cannot be set separately), this third embodiment is employed. In the third embodiment, a resin replacement mode is provided, and as shown in FIG. 4A, the advance limit position S1 of the screw 11 is set to the resin replacement position S2. At this resin replacement position S2, the gap between the screw head 15 and the inner wall surface BN of the barrel head 22 is too wide, the unmelted resin MZ and the stagnant resin RZ are separated, and the stagnant resin RZ is scraped off by the unmelted resin MZ. Low efficiency.

そこで、図4(a)に示すように、スクリュヘッド15の円錐形状と、シリンダヘッド22の内壁面BNの円錐形状を変えて、具体的には、両者の円錐形状の円錐角度を変えて、スクリュヘッド15と内壁面BNとの隙間が、前方Fに向かって連続的に狭くなるように設定する。こうすることにより、図4(b)に示すように、隙間を通過する未溶融樹脂MZが前方Fで捕捉され、次第に後方B側まで未溶融樹脂MZで満たされ、未溶融樹脂MZによる滞留樹脂RZの掻き取り効率を高くすることができる。なお、回転周速DNやヒータ24の加熱温度の設定は、第1実施形態と同じである。また、未溶融樹脂MZの掻き取り洗浄効果により、スクリュヘッド15も綺麗な状態を維持することが可能となる。 Therefore, as shown in FIG. 4A, the conical shape of the screw head 15 and the conical shape of the inner wall surface BN of the cylinder head 22 are changed, specifically, the conical angles of the two conical shapes are changed, The gap between the screw head 15 and the inner wall surface BN is set so as to continuously narrow toward the front F. As a result, as shown in FIG. 4(b), the unmelted resin MZ passing through the gap is captured at the front F, and gradually filled up to the rear B side with the unmelted resin MZ. RZ scraping efficiency can be increased. The setting of the rotation peripheral speed DN and the heating temperature of the heater 24 is the same as in the first embodiment. Moreover, the screw head 15 can also be kept clean due to the effect of scraping off the unmelted resin MZ.

[インライン式射出成形機の樹脂替え方法]
次に、本発明に係るインライン式射出成形機の樹脂替え方法について、図5のフロー図を用いて説明する。図5においては、量産運転を終え、図示しない材料供給装置等を操作して、材料ホッパ25に供給する成形材料の切り替えが完了している。つまり、射出装置10内には前の成形材料が残っており、材料ホッパ25には次の成形材料が投入されているとする。こうすることにより、成形材料は途切れることなく連続的に供給され、本発明の特徴である、スクリュ11を連続回転させて成形材料を連続的に排出することが実現される。なお、例えば、前の成形材料を連続的に排出し、前の成形材料が空になった後に、次の成形材料を供給して、同様に連続的に排出するとしても良い。あるいは、前の成形材料か後の成形材料のどちらか一方に連続的な排出としても良い。
[Resin replacement method for in-line injection molding machine]
Next, a resin replacement method for an in-line injection molding machine according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 5, the mass production operation is finished, and the switching of the molding material to be supplied to the material hopper 25 is completed by operating the material supply device (not shown) and the like. In other words, it is assumed that the previous molding material remains in the injection device 10 and the next molding material is put into the material hopper 25 . By doing so, the molding material is continuously supplied without interruption, and continuous rotation of the screw 11 to continuously discharge the molding material, which is a feature of the present invention, is realized. For example, the previous molding material may be continuously discharged, and after the previous molding material is emptied, the next molding material may be supplied and similarly discharged continuously. Alternatively, the discharge may be continuous to either the previous molding material or the subsequent molding material.

先ず、射出装置10を後方B側に後退させて、射出成形金型50との連結を解除し、ノズル23を開放とする。これにより、成形材料はノズル23から連続的に排出される。排出された成形材料は、例えば、耐熱容器等に入れる。そのため、射出装置10はノズル23から成形材料を連続的に排出できる位置まで後退させる。 First, the injection device 10 is retracted to the rear B side to release the connection with the injection molding die 50 and open the nozzle 23 . Thereby, the molding material is continuously discharged from the nozzle 23 . The discharged molding material is placed in, for example, a heat-resistant container. Therefore, the injection device 10 is retracted to a position where the molding material can be continuously discharged from the nozzle 23 .

次に、樹脂替えモードを起動させる。射出制御部40は、射出駆動部30を操作してスクリュ11を回転させずに前進動作させる。スクリュ11の位置が、予め設定された樹脂替え位置S2を検知すると、射出制御部40は射出駆動部30を操作して、スクリュ11を樹脂替え位置S2に保持させる。その後、回転周速DN=6000~18000の範囲内に調整された回転数Nに基づいて、射出制御部40は射出駆動部30を操作して、スクリュ11を連続回転させる。スクリュ11の連続回転により、未溶融樹脂MZが混在する成形材料が前方輸送され、未溶融樹脂MZにより滞留樹脂RZが掻き取られて、成形材料と一緒にノズル23から排出される。この時、成形材料は、掻き取られた滞留樹脂MZにより、色が変わる等の状態の変化が観察される。 Next, the resin replacement mode is activated. The injection control unit 40 operates the injection driving unit 30 to advance the screw 11 without rotating it. When the position of the screw 11 detects the preset resin replacement position S2, the injection control unit 40 operates the injection drive unit 30 to hold the screw 11 at the resin replacement position S2. After that, the injection control unit 40 operates the injection driving unit 30 to continuously rotate the screw 11 based on the rotational speed N adjusted within the range of the rotation peripheral speed DN=6000 to 18000. Due to the continuous rotation of the screw 11, the molding material mixed with the unmelted resin MZ is transported forward. At this time, a change in the state of the molding material, such as a color change, is observed due to the scraped residual resin MZ.

滞留樹脂RZが完全に掻き取られて除去されると、ノズル23から排出される成形材料から滞留樹脂MZが無くなり、次の成形材料への樹脂替え完了が確認され、樹脂替えモードを停止する。樹脂替え完了の確認は、作業者が目視で行う。例えば、画像カメラを用いて排出される成形材料の画像を連続で撮影し、色差等の画像解析手法により樹脂替え完了の確認を自動判別するとしても良い。樹脂替えモードの停止後は、次の成形材料を用いて射出成形が開始される。 When the remaining resin RZ is completely scraped off and removed, the remaining resin MZ disappears from the molding material discharged from the nozzle 23, and completion of resin replacement to the next molding material is confirmed, and the resin replacement mode is stopped. Completion of resin replacement is confirmed visually by the operator. For example, an image camera may be used to continuously capture images of the discharged molding material, and an image analysis technique such as color difference may be used to automatically determine confirmation of completion of resin replacement. After stopping the resin replacement mode, injection molding is started using the next molding material.

[効果]
インライン式射出成形機の樹脂替え方法において、スクリュを樹脂替え位置に保持し、未溶融樹脂が混在する回転条件でスクリュを連続回転させて、射出シリンダ前方のノズルから未溶融樹脂が混在する成形材料を連続的に排出する。樹脂替え位置は、未溶融樹脂がシリンダヘッドの内壁面に接触する隙間が確保できるものとし、未溶融樹脂でシリンダヘッドの内壁面に堆積した滞留樹脂を掻き取るものとする。これにより、滞留樹脂が研磨剤として作用し、滞留樹脂の掻き取り効率が高まり、樹脂替え時間の短縮を可能とする。合わせて、樹脂替えに要する成形材料の消費量も削減でき、樹脂替えに要するコスト低減を得る。また、スクリュやシリンダヘッドは既存の部品がそのまま使用でき、インライン式射出成形機の簡単なメンテナンス性とコスト低減にもつながる。
[effect]
In the resin change method of an in-line injection molding machine, the screw is held at the resin change position, and the screw is continuously rotated under the conditions where unmelted resin is mixed, and the molding material mixed with unmelted resin is discharged from the nozzle in front of the injection cylinder. is discharged continuously. The resin replacement position should ensure a gap where the unmelted resin contacts the inner wall surface of the cylinder head, and the unmelted resin should scrape off the stagnant resin accumulated on the inner wall surface of the cylinder head. As a result, the retained resin acts as an abrasive, the efficiency of scraping off the retained resin is increased, and the resin change time can be shortened. At the same time, the amount of consumption of the molding material required for resin replacement can be reduced, and the cost required for resin replacement can be reduced. In addition, existing parts such as screws and cylinder heads can be used as they are, leading to easy maintenance and cost reduction of in-line injection molding machines.

また、回転条件は、スクリュ直径とスクリュ回転数を乗じた回転周速で設定される。これによって、効率の良い未溶融樹脂の生成を容易に得ることができる。また、過剰なスクリュの高速回転を抑制して、スクリュ部品等の摩耗損傷を防止し、インライン式射出成形機の寿命アップに貢献する。さらに、射出シリンダの加熱温度の調整を追加した。これにより、スクリュ部品が安全な低速回転であっても、未溶融樹脂の生成を確実なものとすることができ、樹脂替え効率を高め、インライン式射出成形機の寿命アップを補助する。 Further, the rotation condition is set by the rotation peripheral speed obtained by multiplying the screw diameter by the screw rotation speed. This makes it possible to easily obtain efficient production of unmelted resin. In addition, excessive high-speed rotation of the screw is suppressed to prevent wear and damage to screw parts, etc., contributing to the extension of the life of the in-line injection molding machine. In addition, adjustment of the heating temperature of the injection cylinder was added. As a result, even if the screw part rotates at a safe low speed, it is possible to ensure the generation of unmelted resin, improve the resin replacement efficiency, and assist in extending the life of the in-line injection molding machine.

また、スクリュヘッドの表面に未溶融樹脂が通過する優先流路を設ける。あるいは、未溶融樹脂が通過する隙間を連続的に狭くする。これにより、例えば、スクリュの前進位置を変更できない場合においても、未溶融樹脂を用いた滞留樹脂の掻き取りを確実とする。また、スクリュヘッドのみの部品交換で、効率の良い樹脂替えを可能とする。スクリュヘッドは、逆止リングと同様に消耗品として扱われることがあるので、消耗品の交換時に合わせてスクリュヘッドも交換するとしても良い。 Also, a preferential flow path through which the unmelted resin passes is provided on the surface of the screw head. Alternatively, the gap through which the unmelted resin passes is continuously narrowed. As a result, for example, even when the advance position of the screw cannot be changed, the unmelted resin can be used to reliably scrape off the stagnant resin. In addition, by replacing only the screw head, efficient resin replacement is possible. Since the screw head may be treated as a consumable item like the non-return ring, the screw head may also be replaced when the consumable item is replaced.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に記載された範囲には限定されない。上記の実施形態には多様な変更または改良を加えることが可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the ranges described in the above-described embodiments. Various modifications or improvements can be added to the above embodiments.

100 インライン式射出成形機
10 射出装置
11 スクリュ
12 フライト
13 リアシート
14 逆止リング
15 スクリュヘッド
15M 優先流路
F 前方
B 後方
21 射出シリンダ
22 シリンダヘッド
23 ノズル
24 ヒータ
25 材料ホッパ
30 射出駆動部
40 射出制御部
50 射出成形金型
51 固定金型
52 可動金型
53 金型キャビティ
54 ゲート
A 領域
X、Y、Z 従来技術の樹脂替え方法パターン
S1 前進限位置
S2 樹脂替え位置
BN 内壁面
MF 流動
RF 回転流動
RZ 滞留樹脂
MZ 未溶融樹脂
D 直径
N 回転数
DN 回転周速
BB、CC、DE 断面
REFERENCE SIGNS LIST 100 in-line injection molding machine 10 injection device 11 screw 12 flight 13 rear seat 14 non-return ring 15 screw head 15M priority flow path F front B rear 21 injection cylinder 22 cylinder head 23 nozzle 24 heater 25 material hopper 30 injection drive 40 injection control Portion 50 Injection mold 51 Fixed mold 52 Movable mold 53 Mold cavity 54 Gate A Area X, Y, Z Resin replacement method pattern of conventional technology S1 Advance limit position S2 Resin replacement position BN Inner wall surface MF Flow RF Rotational flow RZ Retained resin MZ Unmelted resin D Diameter N Number of rotations DN Peripheral speed of rotation BB, CC, DE Cross section

Claims (6)

射出シリンダ内に螺旋状のフライトを有するスクリュを内蔵したインライン式射出成形機の樹脂替え方法において、
樹脂替えモードを備え、前記樹脂替えモードの起動時に前記スクリュを樹脂替え位置に保持し、未溶融樹脂が混在する回転条件で前記スクリュを連続回転させて、前記スクリュの先端部と前記射出シリンダの先端部の内壁面との隙間を介して、前記射出シリンダから未溶融樹脂が混在する成形材料を連続的に排出する、ことを特徴とするインライン式射出成形機の樹脂替え方法。
In a resin replacement method for an in-line injection molding machine having a screw with a helical flight inside an injection cylinder,
A resin replacement mode is provided, and when the resin replacement mode is started, the screw is held at the resin replacement position, and the screw is continuously rotated under a rotation condition in which unmelted resin is mixed, so that the tip of the screw and the injection cylinder are separated from each other. A resin replacement method for an in-line injection molding machine, characterized in that the molding material mixed with unmelted resin is continuously discharged from the injection cylinder through a gap between the tip and the inner wall surface.
前記樹脂替え位置は、前記未溶融樹脂が混在する成形材料が前記隙間を通過する際に、前記未溶融樹脂が前記射出シリンダの内壁面と接触する前記スクリュの位置である、請求項1記載のインライン式射出成形機の樹脂替え法。 2. The resin replacement position according to claim 1, wherein the position of the screw is such that the unmelted resin comes into contact with the inner wall surface of the injection cylinder when the molding material mixed with the unmelted resin passes through the gap. Resin replacement method for in-line injection molding machines. 前記回転条件は、前記スクリュの直径と回転数を乗じた回転周速で設定し、前記直径の単位をmmとし、前記回転数の単位をrpmとすると、前記回転周速は、6000から18000の範囲内で調整する、請求項1または2のいずれか1項に記載のインライン式射出成形機の樹脂替え方法。 The rotation condition is set by a rotation peripheral speed obtained by multiplying the diameter of the screw by the number of revolutions. 3. The resin replacement method for an in-line injection molding machine according to claim 1, wherein adjustment is made within a range. 前記回転条件は、前記射出シリンダの加熱温度を調整することをさらに加える、請求項3記載のインライン式射出装置の樹脂替え方法。 4. The resin replacement method for an in-line injection apparatus according to claim 3, wherein said rotation condition further includes adjusting a heating temperature of said injection cylinder. 前記スクリュ先端部の表面に、前記未溶融樹脂が通過する優先流路を設ける、請求項1から4のいずれか1項に記載のインライン式射出成形機の樹脂替え方法。 5. The resin replacement method for an in-line injection molding machine according to any one of claims 1 to 4, wherein a preferential flow path through which said unmelted resin passes is provided on the surface of said screw tip. 前記隙間は、未溶融樹脂が混在する成形材料の流動方向に対して、連続的に狭くなる、請求項1から4のいずれか1項に記載のインライン式射出成形機の樹脂替え方法。 5. The resin replacement method for an in-line injection molding machine according to any one of claims 1 to 4, wherein said gap continuously narrows in the direction of flow of molding material in which unmelted resin is mixed.
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