JP3303213B2 - 連続可塑化式射出成形方法及び装置 - Google Patents
連続可塑化式射出成形方法及び装置Info
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Description
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及び装置に関する。
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。
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射出装
置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)。
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、射出プランジャをアキ
ュームレータ及び可塑化装置からの樹脂圧によって後退
させていたが、計量工程においては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。
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。
出成形装置における可塑化を的確に行い得る連続可塑化
式射出成形方法及び装置を提供することを目的としてい
る。
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、射出プランジャ
の後退速度を、アキュームレータ装置のプランジャの前
進・停止動作に対応させて予じめ定めた値に制御するに
ある。
め、射出プランジャの後退速度制御操作部と、アキュー
ムレータ装置のプランジャの動作検出部と、同動作検出
部からの信号によって後退速度制御操作部へ予じめ設定
されている速度指令信号を与える制御部と、を設けた連
続可塑化式射出成形装置にある。
は、連続可塑化装置の吐出圧を検出し、該吐出圧に応じ
て射出プランジャさらにはアキュームレータ装置のプラ
ンジャの後退速度を制御する連続可塑化式射出成形方
法、及びこの方法を実施するため、射出プランジャさら
にはアキュームレータ装置のプランジャの後退速度制御
操作部と、連続可塑化装置の吐出圧検出部と、同吐出圧
検出部からの信号を取込んで吐出圧を所望の値に保つよ
うに上記後退速度制御操作部を操作する制御部と、を設
けた連続可塑化式射出成形装置にある。
プランジャの後退速度制御操作部を付加すると共に、前
記制御部によりアキュームレータ装置のプランジャの後
退速度をも制御可能にすることが好ましい。
ームレータ装置のプランジャの前進・停止動作又は連続
可塑化装置の吐出圧に応じた速度で積極的に後退させる
ことにより、連続可塑化装置の吐出圧が所定範囲内に保
たれる。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と
同時に、計量室の圧力も適性に保たれ、より正確な計量
が行われる。
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。
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。
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の付根けに形成される段部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2
2b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。
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。
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のピストン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。
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された圧油を第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
25b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2
2の前進を一時的に停止させるためのものである。
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54
を介して油圧源55に接続されるようになっている。
換位置にあるとき、射出プランジャ32の後退速度制御
操作部としての電磁比例流量調整弁56と前記第2減圧
弁54とを介して油圧源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。
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。
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。
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。
の前進限位置を検知する検知器64からの信号によって
作動され、コントローラ68に予じめ設定されている速
度パラメータを順次電磁比例流量調整弁56へ与えるよ
うになっている。
吐出流量Q1及びアキュームレータ装置20からの可塑
化樹脂吐出流量Q2と、プランジャ22及び射出プラン
ジャ32の動作との関係を示している。なお、アキュー
ムレータ装置20の吐出流量Q2は、図2の中段に直線
A1で示すように、プランジャ22を所定速度で前進さ
せたときアキュームレータ室23内から計量室33へ向
けて吐出される流量である。
すように前進する際には、計量室33へは両吐出流量Q
1,Q2の合計流量Qが流入し、プランジャ22が前進
限に達して停止すると、計量室33へは連続可塑化装置
10の吐出流量Q1のみが流入する。
ラメータは、プランジャ22の前進限位置到達の前後
で、上記流量Q,Q1にそれぞれほぼ比例した速度V
1,V2で射出プランジャ32を後退させるように設定
される。
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1
2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。
される可塑化樹脂をアキュームレータ装置20に貯える
蓄積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41は図示の中立位置に置かれてい
る。そこで、流出路19から押出された可塑化樹脂は、
図2に直線A2で示すように、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23
を拡大させて、その中に蓄積される。カウンタバランス
弁43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。
は、図2の下段に示すように、射出及び保圧工程を行っ
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。
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、図2に直線
A1で示すように、所定速度で下降する。
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
電磁比例流量調整弁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、射出プランジ
ャ32を所定速度V1で後退させる。
述したように連続可塑化装置10及びアキュームレータ
装置20からの可塑化樹脂の合計流量Qに関連してコン
トローラ68により設定されており、連続可塑化装置1
0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。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好適
な圧力となるように射出プランジャ32を後退させる。
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、シーケンサ67へその検知信号が
送られる。なお、このとき、第1切換弁41はb側に切
換ったままである。
レータ室23から計量室33へ吐出される可塑化樹脂は
なくなり、連続可塑化装置10から吐出される流量Q1
の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に流入す
るようになる。しかして、シーケンサ67は検知器64
からの信号により電磁比例流量調整弁56の設定流量を
吐出流量Q1に応じた値に変化させ、射出プランジャ3
2を検知器66によって検知される計量完了位置まで前
述した後退速度V2で後退させ、上記吐出圧を好適な値
に保つと共に、計量室33内の圧力も適正に保つ。
で、図1における樹脂圧スイッチ61に代えて樹脂圧検
知器70を設け、これにより連続可塑化装置10の吐出
圧を検出してコントローラ71へ取込み、この吐出圧が
設定器72に設定されている設定値となるように電磁比
例流量調整弁56を操作するようにしたものである。
に比較して連続可塑化装置10の吐出圧をより一層正確
に制御することができる。
43に代えて電磁比例圧力調整弁73を設け、アキュー
ムレータ装置20への蓄積工程においては、コントロー
ラ71により該電磁比例圧力調整弁73の設定圧力を調
整してプランジャ22の背圧制御を行うことによりプラ
ンジャ22の後退速度を制御して、蓄積工程においても
連続可塑化装置10の吐出圧を所定値に制御するように
したものである。
の後退速度を制御するため、電磁比例流量調整弁56を
用いた例を示したが、これに限らず油圧源55に電子式
可変ポンプ等を用いて油圧源55からの吐出流量そのも
のを制御するようにしてもよい。
ャ32の後退速度を、射出駆動シリンダ35の前室35
bへの圧油の供給流量制御により行う例を示したが、後
室35aの圧力制御としてもよく、さらにプランジャ2
2についても射出プランジャ32と同様の流量制御方式
により後退速度を制御するようにしてもよく、また、計
量工程においてプランジャ22の前進速度を適宜に制御
可能にすれば、より好ましいことは言うまでもない。
ず、電動駆動方式の装置にも適用可能である。
可塑化装置の吐出圧を所望の範囲内に保って可塑化を的
確に行うことができると共に、計量も適正に行うことが
できるため、射出成形をも的確に行うことができる効果
が得られる。
ームレータ装置からの吐出流量Q1,Q2とプランジャ
及び射出プランジャの作動状態を示す図である。
Claims (6)
- 【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
記射出プランジャの後退速度を、アキュームレータ装置
のプランジャの前進・停止動作に対応させて予じめ定め
た値に制御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】 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であって、 前記射出プランジャの後退速度制御操作部と、前記アキ
ュームレータ装置のプランジャの動作検出部と、同動作
検出部からの信号によって前記後退速度制御操作部へ予
じめ設定されている速度指令信号を与える制御部と、を
有することを特徴とする連続可塑化式射出成形装置。 - 【請求項3】 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
記連続可塑化装置の吐出圧を検出し、該吐出圧に応じて
射出プランジャの後退速度を制御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4】 前記アキュームレータ装置のシリンダ内
へ可塑化樹脂を貯える工程において、前記吐出圧に応じ
てアキュームレータ装置のプランジャの後退速度を制御
することを特徴とする請求項3の連続可塑化式射出成形
方法。 - 【請求項5】 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であって、 前記射出プランジャの後退速度制御操作部と、前記連続
可塑化装置の吐出圧検出部と、同吐出圧検出部からの信
号を取込んで該吐出圧を所望の値に保つように前記後退
速度制御操作部を操作する制御部と、を有することを特
徴とする連続可塑化式射出成形装置。 - 【請求項6】 アキュームレータ装置のプランジャの後
退速度制御操作部を付加すると共に、前記制御部により
アキュームレータ装置のプランジャの後退速度をも制御
可能にしたことを特徴とする請求項5の連続可塑化式射
出成形装置。
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JP17733192A JP3303213B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 連続可塑化式射出成形方法及び装置 |
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