JP7229065B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機に関する。

射出成形機においては、一般に、成形材料に、成形品に様々な特性及び機能を及ぼす添加剤が加えられ、その成形材料が溶融されて射出成形される。添加剤は樹脂である成形材料よりも低分子であり、低い温度で揮発する。添加剤は、通常、成形材料と一緒にペレット化され、成形材料とともにホッパーから投入される。

特許文献１には、シリンダの高圧エリアに不活性ガスが注入され、低圧エリアにおいて不活性ガスが脱気されるように構成された射出成形機が開示されている。

特許第５７１０８１３号公報

シリンダ内を成形材料とともにノズル側へ搬送される添加剤は、一部が揮発し、揮発した成分が高温にさらされることで、成分が変質してしまうという課題がある。また、揮発した成分がホッパー又は材料の供給口近傍で冷やされると、揮発成分が濃縮され、濃縮した成分が樹脂材料に付着するという課題が生じる。

一方、特許文献１に示されるように不活性ガスを用いてシリンダ内で揮発した何らかの成分を脱気することができる。しかしながら、揮発成分には、添加剤の成分が含まれるため、揮発成分を脱気してしまうと、添加剤の作用が低減するという課題が生じる。

本発明は、成形材料が溶融されて搬送される際に生じる揮発成分による悪影響を排除しつつ、添加剤の作用が低減することを抑制できる射出成形機を提供することを目的とする。

本発明は、
成形材料を溶融して射出する射出装置と、
前記射出装置により溶融された前記成形材料の揮発成分を取り出す取出部と、
前記取出部から取り出された前記揮発成分を前記取出部と異なる位置から前記溶融された成形材料に戻すリターン部と、
を備える射出成形機である。

本発明によれば、成形材料が溶融されて搬送される際に生じる揮発成分による悪影響を排除しつつ、添加剤の作用が低減することを抑制できるという効果が得られる。

本発明の実施形態に係る射出成形機を示す図である。 図１のシリンダの部分を詳細に示す図である。 実施形態の変形例に係る射出装置の構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る射出成形機を示す図である。本実施形態の射出成形機１は、成形材料（樹脂）を溶融して射出する射出装置１０と、射出装置１０を搬送する可塑化移動装置２０と、成形材料が充填される金型４３を動かす型締装置３０と、固化した成形品を金型４３から押し出すエジェクタ装置５０と、各部を駆動制御する制御部７０とを備える。

射出装置１０は、成形材料が投入されるホッパー１２と、成形材料が溶融されて搬送されるシリンダ１３と、シリンダ１３内で回転及び進退移動するスクリュ１４と、スクリュ１４を回転駆動する計量用モータ１６と、スクリュ１４を進退駆動する射出用モータ１７とを備える。シリンダ１３は、先端にノズル部１３ｎを有する。ホッパー１２はシリンダ１３に固定されている。さらに、射出装置１０は、シリンダ１３を支持するブラケット１１Ａと、計量用モータ１６を支持するフレーム１１Ｂと、射出用モータ１７を支持する図示しないフレームと、計量用モータ１６の動力をスクリュ１４に伝達するタイミングベルト１５と、射出用モータ１７の動力をフレーム１１Ｂに伝達するタイミングベルト１８及びネジナット機構（ボールネジ１９ａ及びナット１９ｂ）とを備える。射出用モータ１７を支持するフレームは、シリンダ１３を支持するブラケット１１Ａと相対位置が固定されるように連結されている。計量用モータ１６を支持するフレーム１１Ｂと、シリンダ１３を支持するブラケット１１Ａとは、ガイド２５に沿って移動可能に、かつ、互いの距離が可変に支持されている。スクリュ１４の後端は、フレーム１１Ｂに回転自在に支持されている。

このような構成において、計量用モータ１６が回転駆動すると、その回転運動がタイミングベルト１５を介してスクリュ１４に伝達され、スクリュ１４が回転する。射出用モータ１７が回転駆動すると、その回転運動がタイミングベルト１８、ボールネジ１９ａ及びナット１９ｂを介して直線運動に変換され、フレーム１１Ｂがガイド２５に沿って移動する。その結果、スクリュ１４がシリンダ１３内で進退する。さらに、計量用モータ１６及びフレーム１１Ｂが、スクリュ１４の進退に追従して、ブラケット１１Ａに対して相対移動する。

可塑化移動装置２０は、可塑化移動用モータ２１と、ネジナット機構（ボールネジ２２ａ及びナット２２ｂ）と、射出装置１０のブラケット１１Ａ及びフレーム１１Ｂを並進移動可能に支持するガイド２５とを備える。ガイド２５及び可塑化移動用モータ２１は、射出装置フレーム２４を介して成形機フレーム１０１に支持されている。ボールネジ２２ａは、射出装置フレーム２４に回転自在に支持されている。ナット２２ｂはスプリング２３を介してブラケット１１Ａに接続されている。可塑化移動用モータ２１の駆動によりボールネジ２２ａが回転すると、ナット２２ｂ及びナット２２ｂに連結されたブラケット１１Ａが、ボールネジ２２ａの軸方向に移動する。これにより、ブラケット１１Ａがガイド２５に沿って移動し、射出装置１０（シリンダ１３、スクリュ１４、フレーム１１Ｂ、計量用モータ１６、射出用モータ１７）が、スクリュ１４の軸方向に移動する。この移動により、シリンダ１３のノズル部１３ｎを、金型４３に圧接又は離間させることができる。

金型４３は、可動金型４３ａと、固定金型４３ｂとを有し、これらの間に成形材料が射出されるキャビティを備える。固定金型４３ｂには、シリンダ１３のノズル部１３ｎが接続され、ノズル部１３ｎからキャビティに成形材料を流す通路４３ｒが設けられている。

エジェクタ装置５０は、成形品を押し出すための図示略のエジェクトピンと、エジェクトピンを駆動するエジェクト用モータ５１とを備え、可動プラテン３４に取り付けられている。エジェクト用モータ５１が駆動することで、可動金型４３ａのキャビティにエジェクトピンが前進し、可動金型４３ａから成形品が押し出される。

型締装置３０は、固定金型４３ｂを支持する固定プラテン３５と、可動金型４３ａを支持する可動プラテン３４と、クロスヘッド３３と、可動プラテン３４に動力を伝達するトグル機構３７と、型締用モータ３１と、トグル機構３７に型締用モータ３１の回転動力を並進動力に変換して伝達するネジナット機構（ボールネジ３２ａ及びナット３２ｂ）と、トグル機構３７及びボールネジ３２ａを支持するトグルサポート３８とを備える。可動プラテン３４は、金型４３の開閉方向に進退可能にガイドされている。トグルサポート３８は、タイロッド３６を介して固定プラテン３５と連結されている。ナット３２ｂはクロスヘッド３３に固定されている。

型締用モータ３１が回転駆動すると、この回転運動がネジナット機構（ボールネジ３２ａ及びナット３２ｂ）により直線運動に変換されてクロスヘッド３３へ伝達される。直線運動の方向は、金型４３の開閉方向と一致する。クロスヘッド３３が移動すると、トグル機構３７が動作して可動プラテン３４が進退し、金型４３を開閉する。

制御部７０は、例えばコンピュータで構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリなどの記憶媒体と、入力インターフェースと、出力インターフェースとを有する。制御部７０は、記憶媒体に記憶されたプログラムをＣＰＵに実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御部は、入力インターフェースで外部からの信号を受信し、出力インターフェースで外部に信号を送信する。

＜成形サイクル＞
制御部７０は、各部を駆動制御して、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程及び突き出し工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。成形品を得るための一連の動作、基本的には、計量工程の開始から突き出し工程の完了までの動作を成形サイクルと呼ぶ。ただし、成形サイクル時間の短縮を目的として、計量工程が、前回の冷却工程中に行われる場合、あるいは、型締工程の間に行われる場合などには、型閉工程の開始から突き出し工程の完了までの動作を成形サイクルと呼んでもよい。

計量工程は、スクリュ１４の回転により、成形材料を溶融させながらシリンダ１３の前部（ノズル部１３ｎ側）へ送る工程である。計量工程では、成形材料がシリンダ１３の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ１４が後退される。スクリュ１４が計量完了位置まで後退し、スクリュ１４の先端とノズル部１３ｎとの間に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。型閉工程は、可動プラテン３４を前進させ、可動金型４３ａを固定金型４３ｂにタッチさせる工程である。昇圧工程は、型締用モータ３１をさらに駆動してクロスヘッド３３を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させる工程である。昇圧工程により、金型４３に型締力が加えられる。型締工程は、型締用モータ３１を駆動して、クロスヘッド３３の位置を型締位置に維持する工程である。型締工程では、昇圧工程で発生させた型締力が維持される。

充填工程は、スクリュ１４を設定移動速度で前進させ、シリンダ１３の前部に蓄積された液状の成形材料を金型４３のキャビティに充填させる工程である。保圧工程は、射出用モータ１７を駆動してスクリュ１４を前方に押し、シリンダ１３内に残る成形材料に圧力を加えることで、スクリュ１４の先端部における成形材料の圧力（「保持圧力」とも呼ばれる）を設定圧に保つ工程である。保圧工程において、金型４３のキャビティ内に射出された成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティの入口が固化した成形材料で塞がれる。冷却工程では、金型４３のキャビティ内の成形材料の固化が行われる。冷却工程中に計量工程が行われてもよい。脱圧工程は、クロスヘッド３３を型締位置から型開開始位置まで後退させることにより、可動プラテン３４を後退させ、金型４３の型締力を減少させる工程である。型開工程は、クロスヘッド３３を設定移動速度で型開開始位置から型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン３４を後退させ、可動金型４３ａを固定金型４３ｂから離間させる工程である。突き出し工程は、エジェクタピンを設定移動速度で待機位置から突き出し位置まで前進させることにより、成形品を可動金型４３ａから突き出し、その後、エジェクタピンを設定移動速度で後退させ、元の待機位置まで後退させる工程である。

一回の成形サイクルは、例えば、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程及び突き出し工程をこの順で有する。ここでの順番は、各工程の開始の順番である。充填工程、保圧工程及び冷却工程は、型締工程の間に行われる。型締工程の開始は充填工程の開始と一致してもよい。脱圧工程の終了は型開工程の開始と一致する。なお、成形サイクル時間の短縮を目的として、同時に複数の工程を行ってもよい。例えば、計量工程は、前回の成形サイクルの冷却工程中に行われてもよく、型締工程の間に行われてもよい。この場合、型閉工程が成形サイクルの最初に行われることとしてもよい。また、充填工程は、型閉工程中に開始されてもよい。

＜添加剤のリターン構成＞
さらに、本実施形態の射出成形機１は、図２に示すように、成形材料をシリンダ１３で溶融する際に生じた揮発成分を取り出す取出部７１と、取出部７１に揮発成分を誘導するために不活性ガスを注入する注入部７２ａ、７２ｂと、不活性ガスを供給するガス供給部７３とを有する。さらに、本実施形態の射出成形機１は、取出部７１から取り出された揮発成分から添加剤の成分を分離する分離部７５と、分離された添加剤の成分を溶融された成形材料に戻す第１リターン部７６及び第２リターン部７７と、分離された添加剤の成分を第１リターン部７６及び第２リターン部７７を介して戻す制御を行う制御部７９と備える。制御部７９は、成形プロセスを実行する制御部７０と兼用されてもよい。

射出装置１０においては、ホッパー１２から固形の成形材料及び固形又は液体の添加剤が投入され、シリンダ１３内においてスクリュ１４が回転することで、これらがノズル部１３ｎ側へ搬送される。搬送の際、シリンダ１３から熱が加えられることで成形材料及び添加剤の溶融が進められ、例えばシリンダ１３内のホッパー１２に近い範囲Ｗ１で揮発成分が発生する。

一方の注入部７２ａは、範囲Ｗ１よりもノズル部１３ｎ側に設けられ、もう一方の注入部７２ｂは、範囲Ｗ１よりもホッパー１２側に設けられている。注入部７２ａからは溶融された成形材料の温度に合わせた高い温度の不活性ガスが注入され、注入部７２ｂからはそれよりも低い温度の不活性ガスが注入される。注入された不活性ガスは、成形材料の揮発成分及び添加剤の揮発成分を伴ってシリンダ１３のホッパー１２側へ抜け、取出部７１から吸入される。ホッパー１２には、シャッターＳが設けられ、成形材料の投入後にシャッターが閉められることで、ホッパー１２側へ抜けた揮発成分が取出部７１に多く吸入されるように構成されてもよい。

シリンダ１３内においては、注入部７２ａ、７２ｂよりもノズル部１３ｎ側に溶融された成形材料が密に占め、ホッパー１２側に溶融前の成形材料が多く含まれ、これらの間に隙間が設けられる。このため、スクリュ１４の回転により成形材料がノズル部１３ｎ側に送られても、不活性ガスをホッパー１２側に抜くことができる。

分離部７５は、例えば、揮発成分の沸点の違いを利用し、揮発成分を所定の温度で冷却及び液化させることで、特定の添加剤の成分を分離する。その他、分離部７５としては、カラムを用いて添加剤の成分を分離する構成など、様々な方式が採用されてもよい。

分離部７５は、揮発成分から、一次酸化防止剤、リン系の二次酸化防止剤、金属不活性化材、充填剤、相溶化材、透明化剤、導電材、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、難燃剤、防曇剤、抗菌剤及び防黴剤のいずれか一つ又は複数の添加剤の成分を分離する。

第１リターン部７６は、分離部７５により分離された添加剤の成分をシリンダ１３の内部でスクリュ１４の配置箇所へ戻す。第１リターン部７６は、具体的には、シリンダ１３の外部から、シリンダ１３のスクリュ１４が配置される箇所の内面に通じる管である。第１リターン部７６には、溶融された成形材料の逆流を防止する弁が設けられていてもよい。第１リターン部７６は、不活性ガスの注入部７２ａ、７２ｂよりもノズル部１３ｎ側に配置される。

第１リターン部７６へは、分離部７５により分離された成分のうち、成形材料の加熱時に機能する添加剤（例えば酸化防止機能又は成形材料の熱分解を軽減する機能を有する添加剤）の成分、並びに、成形材料の全体への作用が要求される添加剤の成分が戻される。具体的には、一次酸化防止剤、リン系の二次酸化防止剤、金属不活性化材、充填剤、相溶化材、透明化剤及び導電材のいずれか一つ又は複数である。

第２リターン部７７は、分離部７５により分離された添加剤の成分をシリンダ１３の内部でスクリュ１４よりもノズル部１３ｎ側の箇所へ戻す。第２リターン部７７は、具体的には、シリンダ１３の外部から、スクリュ１４により射出前の成形材料が溜められるシリンダ１３のノズル部１３ｎ側の内面に通じる管である。第２リターン部７７には、溶融された成形材料の逆流を防止する弁が設けられていてもよい。

第２リターン部７７へは、分離部７５により分離された成分のうち、成形品の表面部で機能することが要求される添加剤の成分が戻される。具体的には、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、難燃剤、防曇剤、抗菌剤及び防黴剤のいずれか一つ又は複数である。

制御部７９は、添加剤の成分を第１リターン部７６と第２リターン部７７とを介して戻すタイミングを制御する。これらの制御は、例えば、添加剤の成分を第１リターン部７６に圧送するポンプｐの駆動制御により行ってもよいし、弁の開閉制御により行ってもよい。制御部７９は、スクリュ１４の計量中、すなわち計量工程の開始から完了までの期間に、第１リターン部７６を介して添加剤の成分を戻す。この期間に第１リターン部７６を介して添加剤の成分を戻すことで、成形材料に添加剤をよく混ぜ込むことが可能となる。さらに、制御部７９は、スクリュによる計量開始から成形材料の射出前の期間、すなわち計量工程の開始から充填工程の開始までの期間に、第２リターン部７７を介して添加剤の成分を戻す。この期間では、第２リターン部７７の成形材料に比較的に高い圧力が加わっていないので、この期間により、容易に第２リターン部７７を介して添加剤の成分を戻すことができる。

スクリュ１４の動作には、成形材料の溶融を進めながら回転することで成形材料をホッパー１２側からノズル部１３ｎ側へ搬送する計量動作と、並進によりスクリュ１４とノズル部１３ｎとの間に溜まった成形材料をノズル部１３ｎから押し出す射出動作とが含まれる。スクリュ１４の動作サイクルは、計量（回転）開始、計量中、計量（回転）終了、待機、射出（並進）開始、射出中、射出（並進）終了、保圧と、順に続く。計量中には、スクリュ１４が退く方向に並進する動作が含まれていてもよい。制御部７９は、上述のように、これらのスクリュ１４の動作タイミングと同期させて、添加剤の成分を戻す制御を行う。

なお、第２リターン部７７の替わりに、あるいは、第２リターン部７７と併用して金型４３のキャビティ内へ添加剤の成分を戻す第２リターン部７８が設けられてもよい。第２リターン部７８へ戻す添加剤の成分の種類及びタイミングは、第２リターン部７７へ戻す添加剤の成分の種類及びタイミングと同様である。

＜動作説明＞
上記のように構成された射出成形機１によれば、ホッパー１２からシリンダ１３に投入された成形材料及び添加剤は、シリンダ１３内で加熱されることで溶融し、かつ、スクリュ１４が回転することでノズル部１３ｎ側へ搬送される。溶融の際、成形材料の不要成分（樹脂合成時におけるモノマー又は副生成物など）、並びに、添加剤の一部が揮発する。成形材料の搬送中、注入部７２ａ、７２ｂからは不活性ガスが注入されており、揮発成分は不活性ガスに伴ってホッパー１２側へ送られ、取出部７１から分離部７５へ送られる。

分離部７５では、揮発成分から特定の添加剤の成分が分離され、例えば液化された添加剤の成分が、上述した添加剤の種類に応じて、第１リターン部７６又は第２リターン部７７へ振り分けられる。制御部７９は、これらをスクリュ１４の動作タイミングに同期させて、第１リターン部７６と第２リターン部７７とから溶融された成形材料へ戻す。第１リターン部７６を介して戻された添加剤の成分は、スクリュ１４により成形材料に混合され、ノズル部１３ｎ側へ送られる。第２リターン部７７を介して戻された添加剤の成分は、その後に、成形材料に伴ってノズル部１３ｎから射出され、金型４３のキャビティに成形材料が充填される際に、成形材料の表面部に多く浸透する。

成形材料が金型４３へ射出され、その後、固化されたら、型締装置３０により金型４３が開かれ、エジェクタ装置５０により成形品が金型４３から外され、成形品が搬出口へ搬送される。そして、１サイクルの成形処理が完了する。

以上のように、本実施形態の射出成形機１によれば、成形材料が溶融する際に生じる揮発成分が取り出される取出部７１と、取り出された成分が溶融された成形材料に戻される第１リターン部７６及び第２リターン部７７とを備える。これにより、揮発した成分が、高温に長く晒されることで変質したり、その一部がホッパー１２側に戻されて濃縮され、濃縮された成分が成形材料に付着したりするといった不都合を、抑制することができる。また、揮発した成分には添加剤の成分が含まれるが、これらの成分は、再度、溶融された成形材料に戻されるので、添加剤による成形品の作用が低減することを抑制できる。

さらに、揮発成分を取り出す処理のみを行った場合、揮発した添加剤が成形材料から取り除かれてしまうことから、その分、予め添加剤を多く投入する必要が生じる。しかし、本実施形態の射出成形機１によれば、取出部７１から取り出された成分は、再度、第１リターン部７６又は第２リターン部７７から戻されるので、添加剤の投入量の適正化を図ることができる。

さらに、本実施形態の射出成形機１によれば、取出部７１から取り出された成分を戻すリターン部として、シリンダ１３内のスクリュ１４の配置箇所に通じる第１リターン部７６を有する。そして、第１リターン部７６から、添加剤の成分を戻すことで、これを成形材料によく混ぜ込むことが可能となる。したがって、添加剤の成分が、成形材料の加熱時に機能する成分である場合、又は、成形品の全体へ作用するよう要求される成分である場合に、その機能を十分に発揮させることができる。

さらに、本実施形態の射出成形機１によれば、制御部７９は、第１リターン部７６から成分を戻す場合に、スクリュ１４による成形材料の計量中に成分が戻るように制御する。したがって、第１リターン部７６から戻す成分を、成形材料によく混ぜ込むことが可能となる。

さらに、本実施形態の射出成形機１によれば、取出部７１から取り出された成分を戻すリターン部として、シリンダ１３内の射出動作前のスクリュ１４の先端よりもノズル部１３ｎ側の箇所に通じる第２リターン部７７を有する。あるいは、金型４３のキャビティ内に通じる第２リターン部７８を有する。そして、第２リターン部７７、７８から添加剤の成分を戻すことで、添加剤を成形品の内部よりも表面部に多く浸透させることができる。したがって、添加剤の成分が、成形品の表面部で作用するよう要求される成分である場合に、その機能を十分に発揮させることができる。

さらに、本実施形態の射出成形機１によれば、制御部７９は、第２リターン部７７、７８からの成分の戻しが、スクリュ１４による成形材料の計量開始から射出前までの期間に行われるように制御する。このような同期制御により、第２リターン部７７、７８の圧力が低い段階で容易に成分を溶融された成形材料へ戻すことが可能となる。

さらに、本実施形態の射出成形機１によれば、取出部７１から取り出された揮発成分から、添加剤の成分を分離させる分離部７５を備え、分離された添加剤の成分が第１リターン部７６と第２リターン部７７、７８とに送られる。このような構成により、不要な揮発成分が成形材料に戻されることを省いて、成形不良の発生をより抑制することができ、さらに、揮発成分に含まれる添加剤の成分を、その種類に応じて適した期間及び適した箇所へ戻すことが可能となる。

さらに、本実施形態の射出成形機１によれば、第１リターン部７６からは、添加剤の成分として、一次酸化防止剤、リン系の二次酸化防止剤、金属不活性化材、充填剤、相溶化材、透明化剤及び導電材のいずれか一つ又は複数が戻される。したがって、これらの成分が、成形材料の高温時に成形材料によく混ぜ込まれるので、添加剤の機能を十分に発揮させることができる。

さらに、本実施形態の射出成形機１によれば、第２リターン部７７、７８からは、添加剤の成分として、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、難燃剤、防曇剤、抗菌剤及び防黴剤のいずれか一つ又は複数が戻される。したがって、これらの成分が、成形材料の成形時に成形材料の表面部に多く浸透されるので、添加剤の機能を十分に発揮させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、取り出した揮発成分から添加剤の成分を分離して戻す構成を示したが、分離を行わずに取り出した揮発成分を戻すようにしてもよい。この場合でも、揮発成分が長く高温に晒されてしまうことを抑制し、揮発成分が濃縮されて成形材料に付着してしまうことを抑制できる。また、上記実施形態では、不活性ガスを注入することで、溶融した成形材料の揮発成分を取り出す構成を示したが、例えば真空引きによる揮発成分の取出しなど、様々な手法を用いて揮発成分の取出しを行ってもよい。また、上記実施形態では、第１リターン部７６と第２リターン部７７、７８の両方を有する構成を示したが、これらはいずれか一方のみを有する構成としてもよい。また、取出部の位置、リターン部の位置は、図に示した位置に限られず、例えば、リターン部が取出部よりも上流側に設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、成形材料の計量と射出とを１つのシリンダ及び１つのスクリュにより行うインライン式の射出装置に本発明を適用した例を示したが、本発明は、図３に示すように、成形材料を溶融して搬送する可塑化シリンダ８１と、溶融された成形材料を金型のキャビティに射出する射出シリンダ８５とを、別に備えるプリプラ式の射出装置８０に適用してもよい。図３は、実施形態の変形例に係る射出装置の構成を示す図である。プリプラ式の射出装置８０は、例えば、可塑化シリンダ８１及びこの中で回転及び進退可能なスクリュ８２と、射出シリンダ８５及びこの中で進退可能なプランジャ８６と、金型に成形材料を射出する射出ノズル８９と、成形材料の通路を切り替える切替部８８とを備える。スクリュ８２が回転することで（回転しながらスクリュ８２が後退してもよい）、成形材料が溶融されながらスクリュ８２のフィン間の溝８２ａに沿って送られ、成形材料が可塑化シリンダ８１の先端部に溜められる。切替部８８は、内部の流路部８８ａが回転駆動可能に構成され、第１の回転角度（図３の角度）で可塑化シリンダ８１のノズル部８１ｈと射出シリンダ８５のノズル部８５ｈとの通路を連通させる。可塑化シリンダ８１の先端部に設定量の成形材料が溜められたら、流路部８８ａが第１回転角度の状態で、スクリュ８２が前進する。これにより、溶融された成形材料が可塑化シリンダ８１から射出シリンダ８５へ送られ、射出シリンダ８５の先端部に溶融された成形材料が溜められる（プランジャ８６が後退されながら成形材料が溜められてもよい）。射出シリンダ８５の先端部に成形材料が溜められたら、流路部８８ａが第２の回転角度（図３の矢印方向に９０°回転した角度）に回転駆動され、これにより射出シリンダ８５のノズル部８５ｈと射出ノズル８９との通路が連通する。そして、この状態で、射出シリンダ８５のプランジャ８６が前進することで、射出シリンダ８５の先端部に溜められた成形材料が射出ノズル８９から金型のキャビティに射出される。このようなプリプラ式の射出装置８０の場合、可塑化シリンダ８１のスクリュ８２が配置される位置に、実施形態の第１リターン部７６に相当するリターン部９１を設けてもよい。さらに、可塑化シリンダ８１の成形材料を溜める先端部に通じるリターン部９２、可塑化シリンダ８１と切替部８８との間に介在する通路に通じるリターン部９３、切替部８８の流路部８８ａの通路に通じるリターン部９４、射出シリンダ８５において成形材料が溜められる先端部に通じるリターン部９５、射出ノズル８９の通路に通じるリターン部９６を、実施形態の第２リターン部７７に相当するリターン部として設けてもよい。リターン部９４は、流路部８８ａが第１の回転角度に回転したときと、第２の回転角度に回転したときとの両方で、成形材料の通路に連通するように設けられている。

なお、可塑化シリンダ８１から切替部８８までの成形材料の流路から取り出した揮発成分（又は揮発成分に含まれる添加剤の成分）は、リターン部を介して戻してもよいが、切替部８８よりも以降の成形材料の流路から取り出した揮発成分（又は揮発成分に含まれる添加剤の成分）は、リターン部を介して戻さない方がよい。切替部８８よりも以降の成形材料の流路で放出された揮発成分は、熱により劣化している可能性が高いからである。切替部８８よりも以降の成形材料の流路とは、切替部８８から射出シリンダ８５の成形材料の流路、並びに、切替部８８から射出ノズル８９への成形材料の流路が含まれる。切替部８８よりも以降の成形材料の流路で揮発成分を取り出す場合、この揮発成分を成形材料に戻さない分、当初に投入される添加剤の量を多めにしてもよい。このような構成によれば、揮発成分の取り出しにより、熱で劣化した揮発成分を除去することができ、加えて、当初の添加剤の投入量を多めにすることで、添加剤の不足を補うことができる。ホッパー１２から当初に投入される添加剤の量は、途中での揮発成分の取出しと、添加剤の成分のリターンとのバランスを考慮して決定すればよい。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ 射出成形機
１０射出装置
１２ ホッパー
１３ シリンダ
１３ｎ ノズル部
１４ スクリュ
４３ 金型
７１ 取出部
７２ａ、７２ｂ 注入部
７３ ガス供給部
７５ 分離部
７６ 第１リターン部
７７、７８ 第２リターン部
７９ 制御部

Claims (6)

1. 成形材料を溶融して射出する射出装置と、
   前記成形材料を溶融させる際に揮発した成分を取り出す取出部と、
   前記取出部から取り出された前記成分を前記取出部と異なる位置から前記溶融された成形材料に戻すリターン部と、
   を備える射出成形機。
2. 前記射出装置は、シリンダと、スクリュと、成形材料を射出するノズル部とを有し、
   前記リターン部は、前記シリンダ内の前記スクリュの配置箇所、前記シリンダ内の前記スクリュよりもノズル部側の箇所、金型のキャビティの少なくとも一つに通じる、
   請求項１記載の射出成形機。
3. 前記リターン部から前記成分を戻す制御を行う制御部を更に備え、
   前記制御部は、
   前記スクリュによる計量開始から成形材料の射出前までに前記リターン部から前記成分を戻す、
   請求項２記載の射出成形機。
4. 取り出された前記成分から特定の成分を分離する分離部を更に備え、
   前記分離部から前記リターン部へ分離された成分が送られる、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の射出成形機。
5. 取り出された前記成分から特定の成分を分離する分離部を更に備え、
   前記分離部により分離された、一次酸化防止剤、リン系の二次酸化防止剤、金属不活性化材、充填剤、相溶化材、透明化剤及び導電材のいずれか一つ又は複数が、前記シリンダ内の前記スクリュの配置箇所に通じる前記リターン部から戻される請求項２又は請求項３に記載の射出成形機。
6. 取り出された前記成分から特定の成分を分離する分離部を更に備え、
   前記分離部により分離された、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、難燃剤、防曇剤、抗菌剤及び防黴剤のいずれか一つ又は複数が、前記シリンダ内の前記スクリュよりもノズル部側の箇所、又は、前記キャビティに通じる前記リターン部から戻される請求項２又は請求項３に記載の射出成形機。

Images