JPH01171830A - 射出機の材料供給量制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、射出機の射出シリンダに、成形材料を計量
して供給するための材料供給装置を備えた射出機の材料
供給ｆｆ１ｉｌＪ制御方法及びその装置に関するも゛の
である。

（従来の技術〕 従来の通常の射出機に於ける材料供給は、材料供給部に
取付けたホッパに、成形材料を入れて行われ、その場合
の成形材料の計量は、主として射出スクリュの回転数及
び回転時間に依存する。この場合の射出シリンダには、
成形材料が充満状態にある。また、その’ｆｎ１Ｍ状態
は、主として射出スクリュの形状、特に圧縮比に依存し
、混線状態を変化させるためには、圧縮比の異なる射出
スクリュとの交換を要する。加えて、高粘度の成形材料
を使用する際には、可塑化ｔルクが定格を超過すること
があった。このような理由から、射出機の材ｔｉｔ供給
部に、スクリュフィーダ等の材料供給装置を備え、成形
材料の供給量を制御することにより、混線状態の変化或
いは可塑化トルクの定格超え等に対処し、成形品の品質
を確保するようになっている。

この材料供給装置による成形材料の供給部は、成形され
る製品及びスプルー、ランナ、ゲート等のある金型内の
材料骨だけ、即ち１シ町ット分の成形材料を出来るだけ
厳密に供給することが望ましい、このために、材料供給
装置として例えばスクリュフィーダを備える場合、その
供給時間或いはスクリュの回転数を設定して対処してい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、かかる従来の射出機の材料供給装置にあ
っては、各ショット毎の供給量を完全に一５’ｌさせる
ことは略不可能であり、その結果、成形材料の供給量は
、各ショット毎に相違し、漸増又は漸減傾向を示す、成
形材料が漸増すると、射出シリンダの成形材料が次第に
増大し、９４％的には成形材料が充満状態となり、前述
したホッパに成形材料を入れる射出機の場合と同様とな
り、材料供給装置の存在が無意味となる。また、成形材
料が漸減すると、射出シリンダの成形材料が次第に減少
し、最終的には計量部に於いて計量するための成形材料
が確保できなくなり、計量不能の事態を生じる。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕この発明は、
かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、特許
請求の′Ｒ皿第１項に記載した発明の構成は、材料供給
装置を備えた射出機にて、材料供給部へ成形材料を供給
するに際し、可塑化工程時の実際の計量時間を計量時間
検出器に。

て検出し、該計量時間と予め設定した基準計量時間との
差を判定手段にて判定し、その判定結果に基づいて材料
供給装置による材料供給量を制御する射出機の材料供給
量制御方法である。

しかして、材料供給装置から射出機の材料供給部に供給
された成形材料は、混練部にてン容融及び混練され、計
量部へ移送される。その際、計量時間検出２−によって
計量部での成形材料の実際の計量時間が検出される。こ
の計量時間が適正であるかどうかが、実際の計量時間と
予め設定した基準諷１量時間との差として判定手段にて
判定される。

そして、ナ際の計量時間が適正時間よりも長い場合には
、より多（の成形材料を射出機の材料供給部に供給す、
る、これに対し、実際の計量時間が適正時間よりも短い
場合には、より少ない成形材料を射出機の材料供給部に
供給する。このように、計量時間を把握して、材料供給
装置から供給される成形材料が適正ヱに維持される。

また、特許？ａ１求の範囲第２項に記載した発明の構成
は、材料供給装置としてのスクリュフィーダから材料供
給部へ供給された成形材料が、射出スクリュにより、混
練部にて可塑化され、計量部に移送後に、ノズルから射
出される射出機に於いて、該計量部での成形材料の実際
の計量時間を検出する８１皿時１．１検出器と、成形材
料に応じた材料ＩＪｔ給量基本制御値を設定する基本制
御値設定手段と、前記検出された計量時間と予め設定し
た基準計量時間との差を判定する判定手段と、該判定手
段の判定結果に修正係数を乗じた絶対値を１＋（ｉ正量
とし、基準計量時間よりも計量時間のほうが長いとき、
材料供給ｍ基本制御値に補正量を加算し、基準計量時間
よりも計量時間のほうが短いとき、材料供給ｍ基本制御
値から補正量を減算して、制１ｉ１１信号を得る補正手
段とを備え、該制御信号に基づいて前記スクリュフィー
ダを駆動する射出機の材料供給量制御装置である。

しかして、スクリュフィーダから射出機の材料供給部に
供給された成形材料は、混練部にて熔融及び混練され、
計量部に移送される。その際、計２時間検出器によって
計量部での成形材料の実際の計量時間が検出され、この
実際の計量時間が適正であるかどうかが、予め設定した
基準計量時間との差として判定手段にて判定される。こ
の判定結果である時間差に修正係数を乗じたものの絶対
値として適正■を求め、基準計量時間よりも実際の計量
時間のほうが長いときには、スクリュフィーダから供給
される成形材料が不足ぎみであるため、基本制御値設定
手段にて設定された材料供給量基本制御値に補正量を加
算し、その補正信号によってスクリュフィーダを幾分長
目に駆動し、より多（の成形材料を射出機の材料供給部
Ｇこ供給する。これに対し、基準計量時間よりも実際の
計量時間のほうが短いときには、材料供給装置から供給
される成形材料が過剰ぎみであるため、基本制御値設定
手段にて設定された材料供給量基本制御値から補正量を
減算し、その補正信号によってスクリュフィーダを幾分
短目に駆動し、より少ない成形材料を射出機の材料供給
部に供給する。基準計１時間と実際の計量時間とが一致
するときは、実際の８１星時間が適正時間であり、スク
リュフィーダから供給される成形材料が補正量であるた
め、基本制御値設定手段にて設定された材料供給量基本
制御値に零の補正量を加算し、その補正１３号によって
材料供給装置を駆動する。なお、材料供給装置の駆動が
、可塑化工程完了時から次の可塑化工程直前までの間に
行われれば、射出機の各工程が円滑に実行される。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例について図面を参照し°ζ説明
する。

第１〜３図は、この発明の１実施例を示す、符号１は射
出機を示し、材料供給部２１にはスクリュフィーダから
なる材料供給装置２が備えられている。ホ・シバ３１か
ら供給された成形材料は、材料供給部ｒ！１．２の駆動
装置３２にて駆動される供給スクリュ３３にて計量され
て、射出機の材料供給部２１に供給される。射出機の材
料供給部２１に供給された成形材料は、射出シリング３
４と射出スクリュ３５との間の混練部２２にて溶融及び
混練され、この可塑化工程中に、計量部２３に移送され
る。この＝１量部２３には、ノズル２４から金型２５に
射出される成形材料が計量貯溜される。

計量部２３での成形材料の計量に要する時間である計量
時間を検出する計量時間検出器３が、例えば１・１出ス
クリユ３５の駆動側に設ｇられる。しかして、計量時間
検出器３は、針鼠開始から計量完了までに要する時間、
具体的には、成形材料をノズル２４から金型２５に射出
した後、射出スクリュ３５が回転を始めた可塑化工程に
て、８１星部２３に成形材料が順次に計量貯溜され、射
出スクリュ３５が次第に後退し、計量完了のりミツトス
イッチ等が作動するまでの時間を検出する検出器でＪ）
る。

射出［１の材料供給部２１に材料供給装置２を取付けた
場合、射出シリング３４内の成形材料は、充満状態には
なく、いわゆる飢餓フィードの状態にある。この飢餓フ
ィード状態にあっては、材料供給部２１ヘホツパ３１か
ら直接に材料供給部２１に成形材料を供給し、成形材料
が射出シリング３４内に充満状態となっている場合と比
較して％　３１量部２３での成形材料の計量時間は飢餓
フィードの状態に応じて異なる。しかして、このＩｌ’
ＪＩ　ＦＪｌｉ）・イード状態を−・定に維持し、成形
品の品質を一定に保つためには、材料供給部ｒＸ１２に
よる成形材料の供給量を出来るだけ一定にすることが必
要である。ここに本発明者等は、ｌショットに対応する
一定時間内に、材料供給装置２から材ｔミｌ供給部２１
に供給される成形材料が、ノズル２４から射出されるｌ
ショット分と相違する際に、理想的な飢餓フィーＩ′状
態にある時の計量時間を基準として、種々の計量時間を
検討し、その結果次のことが判明した。すなわち、計量
時間が長くなるのは、シリング３４内の成形材料が量的
に減少したためであり、一定時間内に、材料供給装置２
から材料供給部２１に供給される成形材料が、常にｌシ
ョット分よりも少ない状態となっており、射出スクリュ
３５の可塑化能力を結果的に低下させた。

一 一方、計量時間が短くなるのは、シリング３内に貯溜さ
れる成形材料の単位時間当たりの皿が増加したためであ
り、一定時間内に、材料供給装置２から材１′°ｌ供給
部２】に供給される成形材料が、常に１＞Ｅｌット分よ
りも多い状態となったためにおきる、射出シリング３４
内の成形材料の増大が原因であった。

これらの事柄から、ｌショットに逍正に対応する成形材
料を材＃ｌｌ供給部１２から材ｒｌ供給部２１に１３４
給するためには、一定の飢餓フィードの状態とし°乙！
１■時間が一定時間となるように管理すればよいことが
判明した。

このために、射出スクリュ３５の駆動側に設けた計量所
要時間検出器３によって、計量部２３での成形祠料の実
際の計量時間Ｔ、を検出し、この二１鼠時間Ｔ、と予め
設定した基準計量時間Ｔ０とを、判定手段４によって比
較し、計量時間Ｔ１と基準計量時間Ｔ、との差（”ｒ＋
　−ＴＩ　）を求め、計量時間Ｔ１が適正であるかどう
かを判定する。

その時間差の判定結果に基づき、補正手段５から制御信
号ｔを出力する。制御信号りは、基本制御値設定手段６
によって成形材料に応じて予め設定された材料供給皿基
本制御値し、に補正量を演算したものである。制御１３
号ｔは、駆動装置３２に入力され、この制御信号りに応
じて材料供給装置２が駆動され、射出機の材ｒ１供給部
２１には補正量の成形材料が供給されることになる。

この判定手段４．補正手段５及び基本制御値設定手段６
は、第２図に示すようにマイク「Ｉコンピュータ７にて
構成される。第３図にはそのフ１：１−チャートを示す
、先ず、ステップ４０において実際の計量時間Ｔ＋　＠
ａ１ｍ所要時間検出２＝３ににって検出し、メモリに予
め記ｔαさせておいた基準計■時間Ｔ、を読み出す（ス
テップ４１）。この基準計量時間Ｔ、は、成形材料の種
類に応じて複数個記憶させておき、手動による繰作信号
に応じて該当する基準計量時間Ｔ、を読み出すようにす
ることもできる０次に、ステップ４２において、検出し
力計置時間Ｔ、を判定する。すなわら、判定手段４にお
いて計量時間Ｔ、と基準計量時間Ｔ０とを比較し、両者
が等しい時間である場合、基本制御値設定手段６によっ
て予め設定された材料供給皿基本制御値ｔ、をそのまま
、すなわち補正手段５において零の補正量を加算した制
御信号ｔとする（ステップ４３）、実際の計量時間Ｔ１
が基準８１量時間Ｔ、よりも長い場合には、材料供給量
基本制御値り、に補正値Ｋ　ｘ　（Ｔ　Ｉ−Ｔ　ｏ　）
の絶対値を加１γしくステップ４４）、計量時間Ｔ、が
基≧：’、ｉＩ星時間Ｔ０よりも短い場合には、材料供
給皿基本制御値Ｌ０から補正値ＫＸ　（ＴＩ　−ＴＯ）
の絶夕・ｊ値を減算しくステップ４５）それぞれ制御信
号りを（：；る、ここに、Ｋは修正係数である。これら
のｆＩＩＩｇｌＩ信号りは、出力レジスタに移され（ス
テップ４Ｇ）、駆動装置３２に入力される。かくして、
この制御信号りに応じて材料供給装置２が駆動され、射
出成形機の材料供給部２１には所定量の成形材料が供給
される。この材料供給部２１に成形材料を供給する時期
は、成る可塑化工程完了時から次の可塑化工程直前まで
の間とする。

ここで、予め設定される基準計■時間Ｔ、は、次のよう
に決定される。第２図において、金型２５内の成形材料
の重量をＭ、とする、この時、計量を完了した計量部２
３内の計量値を（Ｍ−）α）ｇにする。αは、射出後の
計量部２３での残量を考慮したものである。また射出シ
リング３４と射出スクリュ３５との間の成形材料のｆｆ
１＝を（Ｍ−トβ）ｇとする。βは、成形材ｔ１の溶融
粘度、混練のｊせかたによって異なるが、Ｍに近い値と
する、更に、正確に重！ｉ！測定した成形材１４Ｍｇを
、成る可塑化工程完了時から次の可塑化工程直前までの
間に材料供給部２１に供給する。この状態で、次の可塑
化工程に移り、計量部２３での計量がなされる。この時
の計量時間を基準計量時間Ｔ、とする。

予め設定した材料供給ｍ基本制御値ｔ０は、材料供給装
置２が例えばスクリュフィーグの場合には、スクリュ回
転数を所定の回転数に固定し、その状態でＭｇの成形材
料を供給できるスクリュ回転時間として与えられる。ま
た、修正係数には、成形材料の種類、形状、大きさ、混
入物の種類等によって異なるが、主として材料供給！ｉ
１基本制御値ｔ、と基準計量時間Ｔ、との比（ｔｏ　／
Ｔｏ　）を規準として決定する。具体的には、０．１〜
５の範囲で可変設定できるのが好ましいが、０．　１〜
１の狭い範囲で可変設定できるものでもよい。

次にポリプロピレン（ｐｐ）の成形を例として具体的に
説明する。

射出機１は、１５０Ｌの型締力、　　Ｇ　ＯＯｋｇ／ｃ
シの射出圧力、２３０’Ｃのシリンダ温度とし°ζ、ｌ
ショットにて７２ｇの成形品を成形した。

この発明によらない場合、即ち、例えばスクリュフィー
ダを使用し、その駆動時間を固定した場合には、２ｔ１
部２３での実際の計量時間Ｔ１は一定とならず、漸増又
は漸減傾向を示し、漸増ｆｌＪｌ向にあっては材料不足
を招き、最終的には計り不能となり、漸減傾向にあって
は材料過多を招き、ホッパを射出機の材料供給部２１に
直接取付けた場合と同様に、射出シリンダ３４が成形材
料充満状態となり、通常成形での計量時間にまで短くな
った。この計量時間が短（なった状態での、スクリュフ
ィーダによるｌショットの供給時間は１０秒であり、λ
１星時間は、成形開始時点に１５秒であったものが最終
的に１２秒に短縮された。・七の結果、成形品にソリ、
ヒケ〜９を生じて外観が不均一となり、更には、引張８
曲げ、　１［ｆｆ１等の成形品物性値も平均・となった
。

そこで、この発明を適用し、基準計量時間Ｔ。

を１５秒、材料供給量基本制御値ｔ、を１０秒。

修正係数Ｋを０．５に設定して、成形を行った。

その結果、実際の計量時間Ｔ、は、１４．Ｇ−１５゜４
秒の間で変動したのみであり、得られた成形品の外観及
び成形品の強瓜等は良好であり、品質は、一定の良好な
範囲内におさまった。特に、ガラス繊維等を混入したポ
リプロピレンの場合、ガラスＩ！ｉｔｉ等の破損が少な
く、例えば平均ガラス繊維長０．　７１１１１１のもの
を３０重量％混入したポリプロピレンの場合、前記した
従来のホッパから成形材料を供給すると平均ガラス繊維
長が０．４〜０．４５ｍにまで低下するのに対し、この
発明によれば、平均、Ｆ／　ラスｔａ　ｍｌ長が０．５
〜０．５５ｉＩ１１となり、比較的破用が少な（、強度
面の物性値が結果的に１５〜２０％向上した。

〔発明の効果〕

以上の、；３Ｌ明によって理解されるように、この発明
によれば、下記の効果が得られる。

（１）材料供給装置を備え、飢餓フィード状態にて成形
する射出機に於いて、成形中の可塑化工程での計量時間
のバラツキが最小限度に抑制されるので、成形品の外観
１強度等の品質が向上しかつその均質化が得られる。特
に、ガラス繊維、カーボン繊維等の充填物を含んだ成形
材料に於い°ζ、充凪物の破１ｎが軽減するので、成形
品の晶質が著しく向上する。

（２）構造が簡素であり、材料供給装置を備える通常の
射出機に、容易に通用できる。

（３）成形材料の計量値、射出シリンダ内の材料の皿、
各ショット毎の成形材料供給量が略−・定になるので、
成形材料の熱的履歴が略等しくなり、熱的に不安定な成
形材料の成形にも有効である。

（４）計量時間の設定変更により、成形材料の混線状態
を容易に変えることができる。即ち、計量時間の設定変
更により、射出シリンダ内の打釘１の証が変わり、ＭＦ
ａフィード状態も変化する。これにより、射出スクリュ
の圧縮比が変化するので、射出スクリュ壱変えることな
（、ｗＡなったＩＲ線状態が得られる。また、高粘度の
成形材料を用いる際、可塑化トルクの定格越えを防止で
きる。

（５）成形材料の供給時期は、可り化工程完了時点から
次の可ザ化工程開始直前までの間とすれば、良好に上記
諸効果が発渾される。また、この間の任意の時期に成形
材ｆ’）を供給でき、成形工程の管理が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の１実施例を示すプＬ２ツク図、第
２図は、同じく構成要素の配置図、第３図は、同じ（フ
ローチャートである。 ｌ：射出機、２：材料供給装置、３：計■時間検出器、
４：判定手段、５：補正手段、６：基本側ｊ１ｊ値設定
手段、２１：祠料供給部、２２：混練部２３：計皿部、
２４：ノズル、２５：金型。 Ｔ、：実際の計ｎ時間、Ｔ、：基準計量時間。 Ｌｏ：＋Ａ料供給量基本制御値、ｔ：制ｊ１１信号。 Ｋ　：　ｌｉヌ正係数。 代理人　弁理士　前　１）宏　之 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、材料供給装置を備えた射出機にて、材料供給部へ成
   形材料を供給するに際し、可塑化工程時の実際の計量時
   間を計量時間検出器にて検出し、該計量時間と予め設定
   した基準計量時間との差を判定手段にて判定し、その判
   定結果に基づいて材料供給装置による材料供給量を制御
   することを特徴とする射出機の材料供給量制御方法。 ２、材料供給装置としてのスクリュフィーダから材料供
   給部へ供給された成形材料が、射出スクリュにより、混
   練部にて可塑化され、計量部に移送後に、ノズルから射
   出される射出機に於いて、該計量部での成形材料の実際
   の計量時間を検出する計量時間検出器と、成形材料に応
   じた材料供給量基本制御値を設定する基本制御値設定手
   段と、前記検出された計量時間と予め設定した基準計量
   時間との差を判定する判定手段と、該判定手段の判定結
   果に修正係数を乗じた絶対値を補正量とし、基準計量時
   間よりも計量時間のほうが長いとき、材料供給量基本制
   御値に補正量を加算し、基準計量時間よりも計量時間の
   ほうが短いとき、材料供給量基本制御値から補正量を減
   算して、制御信号を得る補正手段とを備え、該制御信号
   に基づいて前記スクリュフィーダを駆動することを特徴
   とする射出機の材料供給量制御装置。 ３、材料供給装置の駆動が、可塑化工程完了時から次の
   可塑化工程直前までの間に行われる特許請求の範囲第２
   項記載の射出機の材料供給量制御装置。