JP3146368B2

JP3146368B2 - 連続可塑化式射出成形方法

Info

Publication number: JP3146368B2
Application number: JP32253391A
Authority: JP
Inventors: 藤彦成川; 武敏石川; 敏奥谷
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1991-11-11
Filing date: 1991-11-11
Publication date: 2001-03-12
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: JPH05131509A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アキュームレータを介
して連続可塑化装置と射出装置とを接続した装置によっ
て行う連続可塑化式射出成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機の能率向上を図るため、従
来、可塑化装置と射出装置とを分離すると共に、これら
の間にアキュームレータを設け、可塑化装置によって可
塑化された樹脂をアキュームレータに貯え、このアキュ
ームレータから間欠的に可塑化樹脂を射出装置へ供給す
ることにより、可塑化装置の稼働率を高めるようにした
装置がある。

【０００３】本発明者らは、可塑化装置を完全に連続運
転可能にするため、アキュームレータから射出装置へ可
塑化樹脂を供給しているときにも可塑化装置からアキュ
ームレータへ可塑化樹脂を供給することのできる連続可
塑化式射出成形装置を提案した（特願平３−７６８２１
号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記連続可塑化式射出
成形装置は、可塑化樹脂をアキュームレータから射出装
置へ供給する計量工程において、可塑化装置の吐出圧が
高くなる傾向を示す。これは、単にアキュームレータに
可塑化樹脂を貯える工程に比較し、アキュームレータと
射出装置との間の樹脂圧力損失が加算されると共に、射
出プランジャを後退させるための機械摩擦損失が加算さ
れることに起因している。

【０００５】可塑化装置の吐出圧変動は、可塑化の不均
一を招き、また吐出圧が異常に上昇すると、ベントアッ
プを生じたり、開閉バルブや樹脂流路の接合部等から樹
脂漏れを生じたり、さらには可塑化スクリュのスラスト
荷重が大きくなるためにスクリュ駆動装置の剛性を高め
る必要を生じたりする等の問題を生じる。

【０００６】上記可塑化装置の吐出圧の上昇を防ぐに
は、計量時に射出プランジャを積極的に後退させること
により、上記の樹脂圧力損失や機械摩擦損失を補償すれ
ばよい。しかしながら、射出プランジャを積極的に後退
させると、射出シリンダ内の樹脂圧が低下して負圧にな
ることもあり、射出プランジャを所定量後退させても、
射出シリンダ内に所定量の可塑化樹脂を計量することが
できず、成形品が樹脂量不足のいわゆるショートショッ
トになってしまう欠点がある。

【０００７】本発明は、前述したような連続可塑化式射
出成形装置における可塑化と射出成形とを共に的確に行
い得ると同時に、極めて簡単に実施できる連続可塑化式
射出成形方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、合成樹脂材料の連続可塑化装置と、同連続
可塑化装置の流出路に接続されたシリンダ及びプランジ
ャとからなるアキュームレータ装置と、同アキュームレ
ータ装置の流出路に開閉バルブを介して接続された射出
シリンダ及び射出プランジャとからなる射出装置とを具
備し、連続可塑化装置の流出路はアキュームレータ装置
のプランジャが押出限位置にあるときにもアキュームレ
ータ装置の流出路に連通可能に構成された連続可塑化式
射出成形装置による連続可塑化式射出成形方法であっ
て、アキュームレータ装置のプランジャを前進させつつ
射出プランジャを後退させて射出シリンダに所定量の可
塑化樹脂を流入させる計量工程において、連続可塑化装
置の吐出圧を所定範囲内に保つように、前記プランジャ
の前進動作及び射出プランジャの後退動作を行わせると
共に、射出プランジャが所定量後退して実質的に停止し
た後にも射出シリンダに対する可塑化樹脂の供給を続
け、射出シリンダ内の樹脂圧が所定値以上に達したとこ
ろで開閉バルブを閉じて射出工程に移行するにある。

【０００９】なお、射出シリンダ内の樹脂圧が所定値以
上に達したことの検知は、（ａ）射出シリンダ内ないし
連続可塑化装置の流出路内の樹脂圧を検知する圧力検知
器、（ｂ）射出プランジャが実質的に停止した後の時間
を計測するタイマ、（ｃ）アキュームレータ装置のプラ
ンジャの後退動作の検知器、のいずれかによって直接的
又は間接的に行うことが好ましい。

【００１０】また、前記計量工程において、アキューム
レータ装置のプランジャを押出限位置の手前で実質的に
一時停止させておき、射出プランジャが所定量後退して
実質的に停止した後、前記プランジャをさらに前進させ
て射出シリンダ内の樹脂圧を所定値以上に上げるように
してもよい。

【００１１】

【作用】アキュームレータ装置のプランジャの前進速度
又は前進圧力を適宜に制御すると共に、射出プランジャ
の後退速度又は後退圧力を適宜に制御して射出プランジ
ャの後退による機械摩擦損失と樹脂圧力損失を減じて連
続可塑化装置の吐出圧が所定範囲内に納まるようにす
る。これにより連続可塑化装置による可塑化は安定して
的確に行われ、ベントアップを生じることもない。

【００１２】また、射出プランジャの後退を上記のよう
に行うことにより、射出シリンダ内の樹脂圧が低下し、
計量精度不良を生じることもあるが、これは射出プラン
ジャの後退を実質的に停止させた後にも可塑化樹脂を供
給して射出シリンダ内の樹脂圧を所定値以上に上昇させ
ることにより計量精度を確保することができる。なお、
このときの射出シリンダ内の樹脂圧上昇は、必要かつ最
少限に設定され連続可塑化装置に悪影響を及ぼすことは
ほとんどない。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例について図１を参照して
説明する。１０は連続可塑化装置で、図示しない加熱及
び冷却装置を有する可塑化シリンダ１１とこれに係合さ
れた可塑化スクリュ１２からなっている。可塑化スクリ
ュ１２は同方向または異方向回転の２軸スクリュで、駆
動装置１３により回転のみを与えられる。可塑化シリン
ダ１１の元端寄りには第１供給口１４が開口され、第１
フィーダ１５により合成樹脂材料が供給されるようにな
っている。可塑化シリンダ１１の図１において略中央位
置には、第２供給口１６が開口され、第２フィーダ１７
により、例えばガラス繊維，カーボン繊維ならびにマイ
カ等の強化あるいは充填材料が供給されるようになって
いる。可塑化シリンダ１１の図１において左方寄りには
ベント口１８が、開口されている。

【００１４】可塑化シリンダ１１の先端に開口された可
塑化樹脂の流出路１９は、アキュームレータ装置２０に
接続されている。アキュームレータ装置２０はシリンダ
２１とプランジャ２２とからなり、プランジャ２２の先
端側（図１において下端側）にアキュームレータ室２３
を形成している。アキュームレータ室２３の周囲は図示
しないヒータによって加熱されるようになっている。プ
ランジャ２２の上端にはロッド２３を介して駆動シリン
ダ２５のピストン２６が連結されている。

【００１５】プランジャ２２は、図１に示す前進限位置
にあるとき、先端の小径突起部２２ａとシリンダ２１の
内面とによりアキュームレータ室２３が環状流路２３ａ
を形成するようになっている。また、プランジャ２２の
小径突起部２２ａの付根に形成される段部２２ｂは、連
続可塑化装置１０の流出路１９に対向する側が高く、こ
れと反対側が低くなるように斜めに形成され、プランジ
ャ２２が前進限位置にあるとき、流出路１９が段部２２
ｂの最も高い位置の下、すなわち環状流路２３ａの上端
に開口するように配置されている。

【００１６】環状流路２３ａは流出路１９からシリンダ
２１の下端に開口されたアキュームレータ装置２０の流
出路２７まで流路の断面積をできるだけ滑らかに変化さ
せるように形成されている。なお、環状流路２３ａは、
プランジャ２２の先端形状を適宜に形成することによ
り、前記流出路１９，２７の間にできるだけ直線に近
く、かつ、断面積が一定な環状でない流路としてもよ
い。

【００１７】アキュームレータ装置２０の流出路２７
は、第１開閉バルブ２８を介して射出装置３０に接続さ
れている。射出装置３０は、図示しないヒータによって
加熱される射出シリンダ３１とこれに係合された射出プ
ランジャ３２とからなり、アキュームレータ室２３から
供給される可塑化樹脂を射出プランジャ３２の先端側
（図１において左端側）の計量室３３に貯えるようにな
っている。射出プランジャ３２の後端にはロッド３４を
介して射出駆動シリンダ３５のビストン３６が連結され
ている。計量室３３は第２開閉バルブ３７を介してノズ
ル３８に接続されている。

【００１８】アキュームレータ装置２０の駆動シリンダ
２５の上室２５ａは、第１切換弁４１が図示の中立位置
にあるとき、メータイン用の第１流量調整弁４２、カウ
ンタバランス弁４３を介してタンク４４及び下室２５ｂ
に接続され、上室２５ａの圧力がカウンタバランス弁４
３の設定圧力を超えると、上室２５ａ内の圧油をタンク
４４へ逃がすと共に、第１切換弁４１を図１において右
方のｂ側へ切換えたときには、油圧源４５から第１減圧
弁４６によって所定の圧力に制御した圧油を第１流量調
整弁４２を介して供給されるようになっている。下室２
５ｂは、第１切換弁４１がｂ側へ切換えられると、タン
ク４４に開放され、第１切換弁４１がａ側へ切換えられ
ると、第１減圧弁４６を介して油圧源４５に接続される
ようになっている。なお、開閉弁４７はプランジャ２２
の前進を一時的に停止させるためのものである。

【００１９】射出駆動シリンダ３５の後室３５ａは、第
２切換弁５１が図示の中立位置及びａ側の切換位置にあ
るとき、電磁リリーフ弁５２を介してタンク５３に接続
される。電磁リリーフ弁５２は、切換弁５２ａが図示の
切換位置にあるとき、ロジック弁５２ｂを圧力設定用リ
リーフ弁５２ｃの設定圧力で制御し、切換弁５２ａが図
示とは逆側のｂ側に切換えられるとロジック弁５２ｂを
ブロックするようになっている。また、後室３５ａは、
第２切換弁５１がｂ側へ切換えられると、第２減圧弁５
４を介して油圧源５５に接続されるようになっている。

【００２０】前室３５ｂは、第２切換弁５１が図示の中
立位置及びｂ側の切換位置にあるとき、第２流量調整弁
５６，第２減圧弁５４を介して油圧源５５に接続される
ようになっている。なお、後室３５ａには、止め弁５７
を介して圧力計５８が接続されている。

【００２１】連続可塑化装置１０の流出路１９と計量室
３３の先端寄り位置とには、それぞれ樹脂圧スイッチ６
１，６２が接続され、両部の樹脂圧が後述する所定値に
達したとき接点を閉じて信号を生ずるようになってい
る。

【００２２】アキュームレータ装置２０には、プランジ
ャ２２の後退限位置と前進限位置をそれぞれ検知する検
知器６３，６４と、プランジャ２２が前進限位置より若
干後退した位置にあることを検知する検知器６５とが設
けられている。

【００２３】射出装置３０には、射出プランジャ３２の
計量位置を検知する検知器６６が設けられている。この
検知器６６は、射出成形される成形品の樹脂量に応じて
射出プランジャ３２の計量完了位置を定めるように、位
置調整可能に取付けられている。

【００２４】次いで本装置による本発明の連続可塑化式
射出成形方法について説明する。第１フィーダ１５によ
り例えばポリプロピレン等の合成樹脂材料を、好ましく
は同方向回転している２軸スクリュ式の連続可塑化装置
１０の第１供給口１４から定量供給し、２軸の可塑化ス
クリュ１２により可塑化・混練する。第２供給口１６か
らは第２フィーダ１７により強化あるいは充填材料であ
る例えばガラス繊維を、全重量比で１０〜６０％程度供
給し、可塑化されて送られてくる合成樹脂材料と混合
し、ベント口１８で脱気（真空吸引）して、流出路１９
から押出す。このとき、２軸の可塑化スクリュ１２は一
定位置で回転しているため、上記可塑化はほぼ一定条件
のもとで行われる。

【００２５】いま、流出路１９から押出される可塑化樹
脂をアキュームレータ装置２０に貯える工程であるとす
ると、第１開閉バルブ２８は閉じており、第１切換弁４
１は図示の中立位置におかれている。そこで、流出路１
９から押出されて可塑化樹脂は、プランジャ２２を押上
げ、上室２５ａ内の圧油をカウンタバランス弁４３，第
１切換弁４１を介してタンク４４へ逃がしてプランジャ
２２を所定の圧力で上昇させ、アキュームレータ室を拡
大させて、その中に蓄積される。カウンタバランス弁４
３の設定圧は、上記プランジャ２２を上昇させる圧力す
なわち連続可塑化装置１０の吐出圧が可塑化に適した圧
力となるように定められる。

【００２６】上記の蓄積工程中、射出プランジャ３２は
１サイクル前の射出および保圧工程を行っている。この
保圧工程が完了したところで、第２開閉バルブ３７を閉
じ、第１開閉バルブ２８を開く。このときまでに、アキ
ュームレータ装置２０のプランジャ２２は所定量上昇
し、１回の射出量に満たない量の可塑化樹脂をアキュー
ムレータ室２３に蓄積するようになっている。

【００２７】第１開閉バルブ２８を開いた後、第１切換
弁４１を図示の中立位置から右方のｂ側位置に切換え、
油圧源４５から第１減圧弁４６と第１流量調整弁４２に
より所定圧力かつ所定流量に制御した圧油を上室２５ａ
へ供給する。これによりプランジャ２２は所定速度で下
降する。

【００２８】第１切換弁４１の切換えと同時に、第２切
換弁５１を左方のａ側位置に切換え、射出駆動シリンダ
３５の前室３５ｂへ、油圧源５５から第２減圧弁５４と
第２流量調整弁５６により所定圧力かつ所定流量に制御
した圧油を供給する。これによりピストン３６は、後室
３５ａ内の圧油を電磁リリーフ弁５２によって所定の圧
力に保ちつつタンク５３へ排出して所定速度で後退し、
射出プランジャ３２を所定速度で後退させる。

【００２９】射出プランジャ３２の後退速度は、アキュ
ームレータ装置２０のプランジャ２２の前進速度に関連
して定められるものであり、連続可塑化装置１０の吐出
圧を、可塑化に不具合を生じない所定の範囲内に保つよ
うに定められる。すなわち、吐出圧が高くなりすぎる
と、ベント口１８からのベントアップを生じてしまうた
め、少なくともベントアップを生じないような上限圧力
と、また可塑化・混練不足を生じないような下限圧力と
の間の圧力範囲に納まるように射出プランジャ３２の後
退速度を定める。

【００３０】吐出圧を上記のように制御することによ
り、連続可塑化装置１０による可塑化は円滑に行なわれ
る。こうして、プランジャ２２が前進限に達すると、検
知器６４は閉じられるが、第１切換弁４１はｂ側に切換
ったままである。なお、プランジャ２２の停止により、
アキュームレータ室２３から計量室３３へ流出する可塑
化樹脂はなくなり、連続可塑化装置１０から吐出される
可塑化樹脂のみがアキュームレータ室２３の一部を形成
している環状流路２３ａを通って計量室３３に流入し、
射出プランジャ３２を検知器６６によって検知される計
量完了位置まで後退させる。

【００３１】上記吐出圧は、プランジャ２２が前進して
いるときには比較的高く、プランジャ２２が前進限に達
して停止すると比較的低くなるが、この圧力変化はプラ
ンジャ２２の前進速度及び射出プランジャ３２の後退速
度を適宜に定めることにより比較的小さく押さえられ、
いずれにおいても前述した所定の圧力範囲に納まるよう
に定められている。なお、プランジャ２２の停止によっ
て第２流量調整弁５６の設定流量を変化させ、射出プラ
ンジャ３２の後退速度を減じるようにしてもよいことは
言うまでもない。

【００３２】上記のように射出プランジャ３２の後退中
は、吐出圧が所定の範囲内に納まるように、該後退動作
を制御するため、計量室３３の圧力は低くなり、後退速
度が速や過ぎる場合には負圧になることもある。そこ
で、射出プランジャ３２が計量完了位置に到達した時点
では、計量室３３に所定量の可塑化樹脂が計量されてい
ないことがある。

【００３３】そこで、射出プランジャ３２が計量完了位
置に到達した後にも、開閉バルブ２８を開き続け、可塑
化樹脂を計量室３３に供給する。なお、第１切換弁４１
は、射出プランジャ３２が計量完了位置に到達するまで
は、ｂ側の切換位置におかれ、プランジャ２２の上昇を
押え、計量完了位置に到達したとき、図示の中立位置に
戻される。計量室３３ないし流出路１９は連続可塑化装
置１０からの可塑化樹脂の供給により樹脂圧が上昇す
る。これらの圧力が所定値に達し、計量室３３に所定量
の可塑化樹脂が貯えられたことを、樹脂圧スイッチ６２
又は６１で検知し、開閉バルブ２８を閉じ、計量工程を
完了し、射出工程に移行する。

【００３４】前述した実施例では、計量室３３が所定の
圧力に達して計量工程を完了したことを樹脂圧スイッチ
６２又は６１により検知する例を示したが、計量室３３
の圧力上昇は可塑化条件等により時間に対し一定の関係
を有しているため、射出プランジャ３２が計量完了位置
に到達した時点からの時間をタイマで計測することによ
り行ってもよく、また、流出路１９の圧力上昇に伴って
アキュームレータ装置２０のプランジャ２２が上昇する
ため、検知器６４が閉から開に切換えられるか、又は樹
脂圧が所定の樹脂圧に上昇してプランジャ２２が少し上
昇したことを検知器６５の作動から検知することによ
り、計量室３３の圧力上昇を検知するようにしてもよ
い。

【００３５】さらにまた、前述した実施例では、射出プ
ランジャ３２が計量完了位置に達する前に、プランジャ
２２を前進限位置まで前進させて貯えた可塑化樹脂を全
て計量室３３へ供給する例を示したが、これに限らず、
プランジャ２２が前進限位置の若干手前に達したとき、
これを検知器６５で検知して、開閉弁４７を閉位置に切
換えてプランジャ２２を停止させ、その後、射出プラン
ジャ３２が計量完了位置に到達したところで、開閉弁４
７を再び開いてプランジャ２２を前進限位置に向けて前
進させることにより、計量室３３内に可塑化樹脂を補給
して計量室３３内の圧力を上昇させ、計量不足を解消す
るようにしてもよい。

【００３６】さらにまた、前述した実施例は、連続可塑
化装置１０の吐出圧を所定の圧力範囲内に保つようにす
るため、第１，第２流量調整弁４２，５６によりプラン
ジャ２２の前進速度と射出プランジャ３２の後退速度を
制御する例を示したが、これに限らず、圧力制御とした
り、また油圧によらず、電動サーボで行ってもよい等、
種々変更可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、連続
可塑化装置による可塑化を的確に行うことができると共
に、計量不足等の問題を誘発することもなく、射出成形
をも的確に行うことができ、その上、簡単な装置及び操
作によって容易に実施することができる効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す概要構成図である。

【符号の説明】

１０連続可塑化装置１１可塑化シリンダ１２可塑化スクリュ１３駆動装置１４第１供給口１５第１フィーダ１６第２供給口１７第２フィーダ１８ベント口１９流出路２０アキュームレータ装置２１シリンダ２２プランジャ２３アキュームレータ室２３ａ環状流路２５駆動シリンダ２７流出路２８第１開閉バルブ３０射出装置３１射出シリンダ３２射出プランジャ３３計量室３５射出駆動シリンダ３７第２開閉バルブ３８ノズル４１第１切換弁４２第１流量調整弁４３カウンタバランス弁４６第１減圧弁５１第２切換弁５２電磁リリーフ弁５４第２減圧弁５６第２流量調整弁６１，６２樹脂圧スイッチ６３，６４，６５，６６検知器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−286617（ＪＰ，Ａ) 特開平５−96570（ＪＰ，Ａ) 特開平２−147312（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−93528（ＪＰ，Ａ) 特開平３−97518（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−5913（ＪＰ，Ｕ) 実公昭36−19372（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/54

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】合成樹脂材料の連続可塑化装置と、同連
続可塑化装置の流出路に接続されたシリンダ及びプラン
ジャとからなるアキュームレータ装置と、同アキューム
レータ装置の流出路に開閉バルブを介して接続された射
出シリンダ及び射出プランジャとからなる射出装置とを
具備し、前記連続可塑化装置の流出路は前記アキューム
レータ装置のプランジャが押出限位置にあるときにも前
記アキュームレータ装置の流出路に連通可能に構成され
た連続可塑化式射出成形装置による連続可塑化式射出成
形方法であって、前記アキュームレータ装置のプランジャを前進させつつ
前記射出プランジャを後退させて前記射出シリンダに所
定量の可塑化樹脂を流入させる計量工程において、前記
連続可塑化装置の吐出圧を所定範囲内に保つように、前
記プランジャの前進動作及び射出プランジャの後退動作
を行わせると共に、射出プランジャが所定量後退して実
質的に停止した後にも射出シリンダに対する可塑化樹脂
の供給を続け、射出シリンダ内の樹脂圧が所定値以上に
達したところで前記開閉バルブを閉じて射出工程に移行
することを特徴とする連続可塑化式射出成形方法。
【請求項２】射出シリンダ内の樹脂圧が所定値以上に
達したことの検知を（ａ）射出シリンダ内ないし連続可塑化装置の流出路内
の樹脂圧を検知する圧力検知器、（ｂ）射出プランジャが実質的に停止した後の時間を計
測するタイマ、（ｃ）アキュームレータ装置のプランジャの後退動作の
検知器、のいずれかによって直接的又は間接的に行うことを特徴
とする請求項１の連続可塑化式射出成形方法。
【請求項３】前記計量工程において、アキュームレー
タ装置のプランジャを押出限位置の手前で実質的に一時
停止させておき、射出プランジャが所定量後退して実質
的に停止した後、前記プランジャをさらに前進させて射
出シリンダ内の樹脂圧を所定値以上に上げることを特徴
とする請求項１の連続可塑化式射出成形方法。