JP2787259B2 - ポリマーアロイ成形方法及びその成形機 - Google Patents

ポリマーアロイ成形方法及びその成形機

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JP2787259B2 JP3146192A JP3146192A JP2787259B2 JP 2787259 B2 JP2787259 B2 JP 2787259B2 JP 3146192 A JP3146192 A JP 3146192A JP 3146192 A JP3146192 A JP 3146192A JP 2787259 B2 JP2787259 B2 JP 2787259B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、複数の樹脂を合金の
ように融合させて成形するポリマーアロイ成型方法およ
びその成形機に関する。
【0002】
【従来の技術】複数の樹脂を合金のように融合させて成
形するポリマーアロイ成形が知られているが、このよう
な成形は、通常、原料段階で所定の材料樹脂同志が混合
されたポリマーアロイ原料を射出成型機等に用いて行わ
れている。
【0003】しかしながら、このような従来のポリマー
アロイ成形では、ポリマーアロイ成形用の特定の原料を
使用する必要があるばかりか、この特定の原料では融合
比率を任意に選択できないという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、融合比率が自由に選択できかつ特定のポリマーアロ
イ原料を使用する必要がなく利用度の高いポリマーアロ
イ成形機を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】かくして本願『請求項
1』にかかる発明によれば、『主材料樹脂(R1)と副
材料樹脂(R2)とを可塑化し、一定方向へ送出して一
定量貯溜するまで混練・融合した後射出成形するポリ
マーアロイ成形方法であって、主材料樹脂(R1)を加
熱下で少なくとも半熔融状態に可塑化して一定方向へ送
出する工程と、副材料樹脂(R2)を加熱下で少なくと
も半熔融状態に可塑化しかつ加圧保持する注入待機工程
とを並行させ、主材料樹脂(R1)の送出工程中に、送
出方向を逆にして主材料樹脂(R1)の一部に空隙を構
成すると共に、この空隙を有する主材料樹脂(R1)
注入待機工程から副材料樹脂(R2)を割り込み注入し
て上記空隙を充填した後、再び一定方向に送出すること
を特徴とするポリマーアロイ成形方法』が提供される。
【0006】本発明のポリマーアロイ成形方法は、主材
料樹脂(R1)と副材料樹脂(R2)とをそれぞれ独立に可塑化
しておき、主材料樹脂(R1)の射出工程中に、可塑化され
た副材料樹脂(R2)の割込注入を行うことによって、上記
射出工程中で混練・融合するものであり、副材料樹脂(R
2)の注入量を加減することにより、任意の割合で融合し
たポリマーアロイを提供できる利点を有する。
【0007】本発明のポリマーアロイ成形方法を具体化
する装置として『請求項2』にかかる発明の成形機を提
供する事ができる。すなわち『請求項2』にかかる発明
によれば、『主材料樹脂(R1)と副材料樹脂(R2)
とを加熱筒(22)内でスクリュ(23)により混練し
ながら一定方向に送出して一定量貯溜し、この過程で
材料樹脂と副材料樹脂とを融合した後射出成形するポ
リマーアロイ成形機(1)であって、主材料樹脂(R
1)供給用のホッパー(21)を基部に有する主加熱筒
(22)、及び該主加熱筒(22)内に供給される主材
料樹脂(R1)を混練・可塑化しながら先端部に送出し
つつ後退して先端部に一定量貯溜した後射出する主ス
クリュ(23)からなる射出装置(A)と、副材料樹脂
(R2)注入用ホッパー(7)を基部に有する副加熱筒
(5)、副加熱筒(5)内に供給される副材料樹脂(R
2)を混練・可塑化しながら先端部に送出しこれを射出
しうる副スクリュ(6)及びこの先端部から副加熱笥
(5)内への樹脂の逆流を防止する逆止弁(51)から
なる注入装置(B)とを備えてなり、上記注入装置
(B)の副加熱筒(5)先端部が前記射出装置(A)の
ホッパー設定位置よりも先端側で主加熱筒(22)に連
通するように接続されると共に、主加熱筒(22)の先
端部に一定量貯溜するために要する主スクリュ(23)
の順方向回転時間のうち、任意の設定時間だけ主スクリ
(23)を逆方向に回転させ、このとき副スクリュ
(6)を駆動して主加熱筒(22)内に副材料樹脂(R
2)を注入し、上記逆方向回転により生じた生じた主材
料樹脂(R1)の空隙を充填した後、主スクリュ(2
3)を順方向回転に戻すよう、少なくとも射出装置
(A)を制御する割込注入制御部(41)を具備した事
を特徴とするポリマーアロイ成形機(1)』が提供され
る。
【0008】上記発明の成形機(1)において、射出装
置(A)は、加熱筒、材料樹脂供給ホッパー及び送出・
射出用スクリュを備えた通常の射出装置をその基本とし
て利用することができる。そして本発明の射出装置
(A)には、ホッパー設定位置よりも先端側の任意の位
置に、後述する注入装置(B)の副加熱筒(5)先端側
が接続される。また、この射出装置(A)に内蔵される
主スクリュ(23)を駆動する駆動部(3)は、後述す
る駆動制御部(4からの指令に基づいて回転作動を制
御できるように構成される。
【0009】注入装置(B)は、副スクリュ(6)を内蔵した
副加熱筒(5)と、この副加熱筒(5)の基部に接続される副
材料樹脂注入用ホッパー(7)と、上記副スクリュ(6)を駆
動する駆動部(9)とから構成される。また上記副加熱筒
(5)内の先端部には樹脂の逆流を防止する逆止弁(51)が
設けられる。上記副スクリュ(6)を駆動する駆動部(9)
は、後述する割込制御部(41)からの指令によって作動が
制御できるよう構成されてもよいが、独立してフィード
バック制御可能なサーボモータ等により構成されるもの
であってもよい。
【0010】この発明の成形機(1)に設けられる割込制
御部(41)は、少なくとも射出装置(A)の駆動部を制御し
て、一定量の主材料樹脂(R1)に任意量の副材料樹脂(R2)
を割込注入させるようにする。その具体的な制御例とし
ては、例えば、射出装置(A)の主加熱筒(22)の先端部に
一定の射出量を貯留するのに要する主スクリュ(23)の順
方向回転作動時間(T)において、予め設定した任意時
間(t)だけ逆方向回転させると共に、注入装置(B)の
駆動部(9)を上記t時間後に停止させた後、再び残り時
間主スクリュ(23)を順方向回転作動するプログラムを挙
げることができる。上記制御において、注入装置(B)の
駆動部にフィードバック制御が可能なサーボモータ(9)
を用いた場合には、この駆動部の始動・停止はサーボモ
ータ自身で制御できることとなり、従って割込制御部(4
1)での制御は簡略化できることとなる。
【0011】
【作用】本願『請求項1』に係る発明によれば、主材料
樹脂(R1)を加熱下で少なくとも半溶融状態に可塑化して
一定方向へ送出する工程の間に、別の注入待機工程で半
溶融状態に可塑化した副材料樹脂(R2)を任意に割り込ん
で注入し、この後再び送出工程を続行することにより、
主材料樹脂に対して任意の割合で副材料樹脂が混合さ
れ、溶融された後、ポリマーアロイとして射出成形され
ることとなる。
【0012】本願『請求項2』に係る発明によれば、主
材料樹脂(R1)をホッパー(21)を通じて主加熱筒(22)内に
供給して主スクリュ(23)を順方向回転させると、主材料
樹脂(R1)は主加熱筒(22)内で加熱混練され半溶融状態に
可塑化されて主加熱筒(22)内の先端部に向けて送出・貯
留されていくが、この送出過程で主材料樹脂(R1)が副加
熱筒(5)の接続部に入り込んでも、副加熱筒(5)内に設け
られている逆止弁(51)によって副加熱筒(5)内へ流出す
ることは防止される。一方、注入装置(B)では副材料樹
脂注入用ホッパー(7)に供給されている副材料樹脂(R2)
が、副スクリュ(6)によって副加熱筒(5)内で加熱混練さ
れ可塑化されながらその先端部に送られるが、副加熱筒
(5)の先端は上記送出中の主材料樹脂(R1)により閉塞さ
れているので、この副加熱筒(5)の先端部に蓄えられ加
圧された状態で待機する。
【0013】上記射出装置(A)での主スクリュ(2
3)の順方向回転による射出作動が開始されてから所定
時間(T1)経過後、割込制御部(41)からの指令に
より、予め設定された任意の時間(t)、主スクリュ
(23)が逆方向回転される。これによって、送出中の
主材料樹脂(R1)内に空隙が生じる。このとき、副加
熱筒(5)の先端に加圧状態で待機している副材料樹脂
(R2)が、直ちに主加熱筒(22)内に注入され、
記空隙を有する主材料樹脂(R1)に割込注入される。
この副材料樹脂(R2)の割込注入は上記逆回転時間
(t)が経過するまで続くが、この後副材料樹脂(R
2)の注入が自動的に中止され又は割込制御部(41)
により停止される。主加熱筒(22)内では、割込制御
部(41)からの指令により主スクリュ(23)が再び
順方向に回転される。これにより割込注入された副材料
樹脂(R2)は前後の主材料樹脂(R1)と加熱混練さ
れながら、先端部に送出され、そこで貯溜される間に互
いに融合され、所定量の貯溜量になった後、主スクリュ
(23)によって主加熱筒(22)から射出されること
となる。
【0014】
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、これによって本発明は限定されるものではない。 実施例1 図1は本願発明の方法を実施するポリマーアロイ成形機
の一例の要部断面を含む概略構成図である。同図のポリ
マーアロイ成形機(1)は、射出装置(A)と注入装置(B)と
から主として構成されている。上記射出装置(A)は、加
熱混練部(2)、回転・スライド駆動部(3)及び駆動制御部
(4)とから構成されており、上記注入装置(B)は射出装置
(A)の加熱混練部(2)に接続されている。
【0015】まず、射出装置(A)について説明する。加
熱混練部(2)は、基部に樹脂供給用ホッパ(21)を有する
加熱筒(22)、加熱筒(22)内に挿通される混練用スクリュ
(23)及び、加熱筒(22)の先端に設けられる金型接続部(2
4)とから構成されている。上記混練用スクリュ(23)は先
端部にチェックリング(23a)が設けられており、後端部
は、後述する回転・スライド駆動部(3)に連結されてい
る。
【0016】回転・スライド駆動部(3)は、上記混練用
スクリュ(23)の後端と連結される回転・スライド軸(31)
と、該回転・スライド軸(31)を回転駆動する回転用モー
タ(32)と、上記回転・スライド軸(31)を前方にスライド
駆動させるスライド用モータ(33)及び駆動伝達部材から
構成されている。上記回転・スライド軸(31)は、前端部
が上記混練用スクリュ(23)の後端と連結部材(34)を介し
て連結されており、その後端部にはスプライン軸が形成
されて、ここにスプラインボス(31a)が嵌挿されてい
て、このスプラインボス(31a)は上記回転用モータ(32)
と噛合する回転ギア(32a)の中心部に固定されている。
従って、回転用モータ(32)を駆動すると回転ギア(32a)
を介して回転・スライド軸(31)が回転し、連結部材(34)
を介して混練用スクリュ(23)が回転することになる。
【0017】上記連結部材(34)は連結用ハウジング(35)
内にベアリングにより回転可能に支持されている。この
連結用ハウジング(35)には円筒形のスライド用ハウジン
グ(36)が一体に接続されており、このスライド用ハウジ
ング(36)内には上記回転・スライド軸(31)が挿通されて
いる。上記スライド用ハウジング(36)の本体部外側に
は、スライド部材(37)が螺合されており、このスライド
部材(37)は前記スライド用モータ(33)と噛合する回転ギ
ア(33a)の中心部に固定されている。従って、スライド
用モータ(33)を駆動すると回転ギア(33a)を介してスラ
イド部材(37)が回転し、このスライド部材(37)の内面と
螺合しているスライド用ハウジング(36)がスライド移動
することとなる。なお、上記スライド部材(37)はそのハ
ウジング(38)内にベアリングを介して回転可能に支持さ
れている。
【0018】従って、混練用スクリュ(23)は、樹脂混練
物が加熱筒(22)内の先端部にチェックリング(23a)を通
じて蓄積されてくるに伴い、回転を保持しながら徐々に
後退するが、これは連結部材(34)を介して回転・スライ
ド軸(31)後端のスプライン軸がスプラインボス(31a)に
沿って後退することができることによっている。これに
よって一定量の樹脂混練物を加熱筒(22)の先端部に貯留
することができる。一定量貯留されると、後退した回転
・スライド軸(31)に対して、スライド用モータ(33)が回
転するとスライド部材(37)が回転し、これと螺合してい
るスライド用ハウジング(36)が前進し、連結用ハウジン
グ(35)及び連結部材(34)を介して混練用スクリュ(23)が
前進でき、このときチェックリング(23a)が作動して樹
脂混練物の後方への漏れを防ぐので、これによって樹脂
混練物を金型接続部(24)より射出できる。
【0019】駆動制御部(4)は、割込注入制御部(4
1)、回転用モータ(32)のドライバ回路部(4
2)、スライド用モータ(33)のドライバ回路部(4
3)、タイマ手段(44)を備えており、割込注入制御
部(41)では順方向回転時間(T)及び逆方向回転時
間(t)を任意に設定でき、順方向回転時間(T)内に
逆方向回転時間(t)を任意に割込設定できると共に、
回転用モータ(32)のドライバ回路(42)を(T+
t)時間駆動した後、スライド用モータ(33)のドラ
イバ回路(43)の駆動に切換えるプログラムが設定で
きるように構成されている。
【0020】次に、注入装置(B)の構成について図2を
参照して説明する。注入装置(B)は、小型加熱筒(5)と、
この小型加熱筒(5)内に挿通される小型スクリュ(6)と、
上記小型加熱筒(5)の基部に接続される小型ホッパー(7)
と、上記小型スクリュ(6)を回転可能に軸支する駆動軸
部(8)と、この駆動軸部(8)を駆動するサーボモータ(9)
とから構成されている。上記小型加熱筒(5)は、前記射
出装置(A)の加熱筒(22)の中間部に略垂直に連通接続さ
れている。該小加熱筒(5)内の先端部内壁には、射出装
置(A)の加熱筒(22)からの混練物の流入を防止するチェ
ック弁(51)が設けられている。上記サーボモータ(9)
は、小形加熱筒(5)内の先端部に小型スクリュ(6)により
混練され送出される樹脂混練物の保持圧が所定の値以上
の場合は駆動が停止し、これより以下になると自動的に
駆動するよう構成されている。
【0021】従って、注入装置(B)では、小型加熱筒(5)
の先端が閉塞されている状況では、小型ホッパ(7)から
供給される材料が小型スクリュ(6)の回転によって混練
されながら加熱によって可塑化されて先端部に送出さ
れ、先端部で保持されて行くが、送出が続くにつれ保持
圧が上昇していき、所定値に達すると自動的に混練・送
出が停止され、また小型加熱筒(5)の先端部の開放によ
って保持圧が所定値よりも下がると自動的に混練・送出
が行われて、常に一定値以上の保持圧でもって樹脂混練
物を蓄えられるよう構成されている。
【0022】以上のように構成されたこの発明のポリマ
ーアロイ成形機(1)の作動について説明する。 まず、成形材料樹脂(R1)をホッパ(21)内に
用意し、添加剤樹脂(R2)を小型ホッパ(7)内に用
意する。また加熱筒(22)及び小型加熱筒(5)をい
ずれも所定の温度に加熱しおく。 またこれと並行して、駆動制御部(4)の割込注入
制御部(41)において、順方向回転時間(T)及び逆
方向回転時間(t)を設定し、かつtの割込をT1→t
→T2で回転用モータ(32)のドライバ回路(42)
を駆動した後、スライド用モータ(33)のドライバ回
路(43)を駆動することを成形の1サイクルとしたプ
ログラムを設定する。
【0023】 上記プログラムにて作動するに先立っ
て、回転用モータのドライバ回路(42)を駆動して、樹脂
(R1)をホッパ(21)から加熱筒(22)内に取り入れながらこ
れを混練しつつ可塑化していき、加熱筒(22)内全域をこ
の樹脂(R1)の可塑化混練物で充填しておく。このとき樹
脂(R1)の可塑化混練物はチェック弁(51)によって小型加
熱筒(5)内へは流入せず、この充填によって小型加熱筒
(5)先端は閉塞された状態となる。続いて、注入装置(B)
において、サーボモータ(9)を始動して、添加剤樹脂(R
2)を小型ホッパ(7)から小型加熱筒(5)内に取り入れなが
らこれを混練しつつ可塑化していき、樹脂(R2)の可塑化
混練物として小型加熱筒(5)の先端部に送出させる。こ
の先端部では先端が樹脂(R1)により閉塞されているの
で、送出される樹脂(R2)の可塑化混練物が溜まりはじめ
るが、これが所定の保持圧に達するとこの圧力がフィー
ドバックされてサーボモータ(9)は停止される。この状
態では、小型加熱筒(5)内には樹脂(R2)の可塑化混練物
が加圧状態で保持されていることになる。
【0024】 上記の操作後、上記で設定したプ
ログラムに従って成形機(1)を作動させる。まず最初の
時間Tの間は、ドライバ回路(42)により混練用スクリ
ュ(23)が順方向に回転されて、樹脂(R1)の可塑化混練物
が送出され、該スクリュ(23)の頚部(25)を通じて加熱筒
(22)内の先端部に貯留されていく。この貯留に伴って、
混練用スクリュ(23)は順方向に回転しながら後退してい
く。
【0025】時間Tが経過すると、駆動制御部(4)で
はドライバ回路(42)を制御して混練用スクリュ(23)を逆
方向に回転させる。これによって、加熱筒(22)内での樹
脂(R1)の可塑化混練物の充填状態が緩み始め、一部が該
スクリュ(23)の逆回転に伴って後退し空洞が生ずる。す
ると直ちに、加圧保持されている注入装置(B)から樹脂
(R2)の可塑化混練物が注入されはじめる。この注入は時
間tが経過するまで行われる。
【0026】時間tが経過すると、再び駆動制御部(4)
ではドライバ回路(42)を制御して混練用スクリュ(23)を
順方向に回転させる。これによって樹脂(R1)の可塑化混
練物の間に所定量の樹脂(R2)の可塑化混練物を注入した
状態で再び混練・可塑化がすすみ更に後方から樹脂(R1)
の可塑化混練物が補充されて、加熱筒(22)内の先端部に
貯留され、そこで混合・溶融される。
【0027】時間Tが経過すると、駆動制御部(4)で
はドライバ回路(42)の駆動からドライバ回路(43)の駆動
に切換え、混練用スクリュ(23)の回転が停止されると共
に、混練用スクリュ(23)を加熱筒(22)内で前進させる。
【0028】これによって、時間(T+T)によっ
て所定量で供給された樹脂(R1)と時間tによって所定量
で供給された樹脂(R2)とが融合した溶融物が、金型接続
部(24)を通じて、図示しない金型内に射出されることと
なる。
【0029】
【発明の効果】本願発明によれば、混練用スクリュの順
方向回転時間と逆方向回転時間とを任意に設定すること
によって、任意の融合割合のポリマーアロイ成形物を成
形する事ができる。また、ポリマーアロイ原料を必要と
せず、一般樹脂を原料として任意の融合割合のポリマー
アロイ成形が可能である。さらに、再生材料を用いてポ
リマーアロイ成形が簡単に行える。またさらに、副材料
注入毎に正逆回転を繰り返すことができるため、正逆可
塑化ができ、副材料を主材料に均一に混練することがで
きる。
【図面の説明】
【図1】本願発明の方法を実施するポリマーアロイ成形
機の一例の要部断面を含む概略構成図
【図2】図1の要部概略図
【符号の説明】
(1)…ポリマーアロイ成形機 (2)…加熱
混練部 (3)…回転・スライド駆動部 (4)…駆動
制御部 (5)…小型加熱部 (6)…小型
スクリュ (7)…小型ホッパ (8)…駆動
軸部 (9)…サーボモータ (21)…ホ
ッパ (22)…加熱筒 (23)…混
練用スクリュ (23a)…チェックリング (31)…回
転・スライド軸 (32)…回転用モータ (33)…ス
ライド用モータ (34)…連結部材 (35)…連
結用ハウジング (36)…スライド用ハウジング (37)…ス
ライド部材 (41)…割込注入制御部 (42)…回転用モータ用ドライバ回路部 (43)…スライド用モータ用ドライバ回路部 (44)…タイマ手段 (A)…射出装置 (B)…注入
装置
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 45/17 - 45/18 B29C 45/46 - 45/54 B29C 45/72 - 45/76 B29B 7/22 - 7/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主材料樹脂と副材料樹脂とを可塑化し、一
    定方向へ送出して一定量貯溜するまで混練・融合した
    射出成形するポリマーアロイ成形方法であって、 主材料樹脂を加熱下で少なくとも半熔融状態に可塑化し
    て一定方向へ送出する工程と、副材料樹脂を加熱下で少
    なくとも半熔融状態に可塑化しかつ加圧保持する注入待
    機工程とを並行させ、主材料樹脂の送出工程中に、送出
    方向を逆にして主材料樹脂の一部に空隙を構成すると共
    に、この空隙を有する主材料樹脂に注入待機工程から副
    材料樹脂を割り込み注入して上記空隙を充填した後、再
    び一定方向に送出することを特徴とするポリマーアロイ
    成形方法。
  2. 【請求項2】主材料樹脂と副材料樹脂とを加熱筒内でス
    クリュにより混練しながら一定方向に送出して一定量貯
    溜し、この過程で主材料樹脂と副材料樹脂とを融合した
    射出成形するポリマーアロイ成形機であって、 主材料樹脂供給用のホッパーを基部に有する主加熱筒、
    及び該主加熱筒内に供給される主材料樹脂を混練・可塑
    化しながら先端部に送出しつつ後退して先端部に一定量
    貯溜した後射出する主スクリュからなる射出装置と、
    副材料樹脂注入用ホッパーを基部に有する副加熱筒、副
    加熱筒内に供給される副材料樹脂を混練・可塑化しなが
    ら先端部に送出しこれを射出しうる副スクリュ及びこの
    先端部から副加熱筒内への樹脂の逆流を防止する逆止弁
    からなる注入装置とを備えてなり、 上記注入装置の副加熱筒先端部が前記射出装置のホッパ
    ー設定位置よりも先端側で主加熱筒に連通するように接
    続されると共に、主加熱筒の先端部に一定量貯溜するた
    めに要する主スクリュの順方向回転時間のうち、任意の
    設定時間だけ主スクリュを逆方向に回転させ、このとき
    副スクリュを駆動して主加熱筒内に副材料樹脂を注入
    し、上記逆方向回転により生じた生じた主材料樹脂の空
    を充填した後、主スクリュを順方向回転に戻すよう、
    少なくとも射出装置を制御する割込注入制御部を具備し
    た事を特徴とするポリマーアロイ成形機。
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