JPH07241851A - 不定形な成形材料の供給方法 - Google Patents

不定形な成形材料の供給方法

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JPH07241851A
JPH07241851A JP6059788A JP5978894A JPH07241851A JP H07241851 A JPH07241851 A JP H07241851A JP 6059788 A JP6059788 A JP 6059788A JP 5978894 A JP5978894 A JP 5978894A JP H07241851 A JPH07241851 A JP H07241851A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】供給スクリュの回転数に対応する可塑化スクリ
ュの回転トルクの動向を把握し、それにより供給スクリ
ュの回転を一定の密度を保持した状態で材料供給が行え
るように設定して不定形な成形材料の安定供給を可能と
する。 【構成】シリンダ内に可塑化スクリュを備えた射出また
は押出等の成形機の材料供給部に供給スクリュを配設
し、その供給スクリュの回転により形状及び大きさ等が
不揃いな不定形の熱可塑化樹脂の成形材料をシリンダ内
に強制供給するにあたり、上記供給スクリュの材料供給
中の回転数に対応する可塑化スクリュの回転トルクを検
出する。その回転トルクの変曲点を目安に供給スクリュ
の回転数を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＰＥＴボトルの粉砕
材のようなフレーク状，小粒状，粉状等で大きさが不揃
いな熱可塑性樹脂の不定形の成形材料、あるいはそれら
の混合成形材料等をシリンダ内に可塑化スクリュを備え
た射出または押出等の成形機に供給する方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】フレーク状や粉状の成形材料を自然落下
によりホッパーから成形機に供給するとブリッジを形成
して供給量が不安定となるため、スクリュによる強制供
給を採用するようにしている。射出または押出等の成形
機の材料供給部に供給スクリュを配設し、その供給スク
リュの回転制御により熱可塑性樹脂の成形材料を成形機
に強制供給する方法としては、特開昭６０−１１６４２
４号公報，特開平５−３１８５３１号公報などに記載さ
れている。
【０００３】上記特開昭６０−１１６４２４号公報に記
載の手段は、押出機に配設したスクリュ式強制フィーダ
の下部及び押出機内のスクリュ基部での樹脂原料の圧力
をセンサで検出し、そのセンサの出力により樹脂原料の
圧力が常に一定になるように強制フィーダスクリュの回
転数を制御して、粉体原料さらには粉体とペレットの混
合原料、フレーク状原料等の安定供給を行えるようにし
ている。
【０００４】また特開平５−３１８５３１号公報に記載
の手段は、射出スクリュの回転を妨げる反力を逐次検出
し、その反力の増減に対応させてペレットフィーダの送
り速度の増減制御し、これによりペレットの供給を制御
するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】樹脂原料の圧力を検出
して強制フィーダスクリュの回転数を制御するという方
法では、強制フィーダスクリュによる送り出し力をもっ
て、粉状の場合よりもかさ密度が大きいフレーク状の成
形材料の圧力を一定に維持することは困難で、その圧力
は変動し易い。このための回転制御が頻繁に行われるこ
とになり、また応答性の問題から樹脂原料の圧力の検出
による回転制御を採用してもフレーク状の成形材料の安
定供給を実施することはできない。また射出スクリュの
回転を妨げる反力を逐次検出して、成形材料の送り速度
を増減制御する場合も同様であり、フレーク状の不定形
な成形材料の安定供給を図るには新たな手段が必要とさ
れている。
【０００６】この発明は上記従来の課題を解決するため
に考えられたものであって、その目的は、供給スクリュ
の材料供給中の回転数に対応する可塑化スクリュの回転
トルクの動向を把握し、それにより供給スクリュの回転
を一定の密度を保持した状態で材料供給が行えるように
設定して、フレーク状の不定形の成形材料は勿論のこ
と、他の不定形の成形材料であっても同様に安定供給す
ることができる新たな方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的によるこの発明
の特徴は、シリンダ内に可塑化スクリュを備えた射出ま
たは押出等の成形機の材料供給部に供給スクリュを配設
し、その供給スクリュの回転により形状及び大きさ等が
不揃いな不定形の熱可塑化樹脂の成形材料をシリンダ内
に強制供給するにあたり、上記供給スクリュの材料供給
中の回転数に対応する可塑化スクリュの回転トルクを検
出し、その回転トルクの変曲点を目安に供給スクリュの
回転数を設定して材料供給量を行うとにある。
【０００８】この発明による上記方法は、可塑化スクリ
ュの駆動源を油圧とし、供給スクリュの駆動源を電動機
とする油圧式成形機、可塑化スクリュと供給スクリュの
両方の駆動源を電動機とする電動式成形機のいずれにも
採用することができる。
【０００９】油圧式成形機の場合には、可塑化スクリュ
を回転駆動するオイルモータの入口と出口の油圧差を、
可塑化スクリュの回転トルクとして検出する。また電動
式成形機の場合には、可塑化スクリュの電動機の電流値
を測定し、その測定値を回転トルクとして検出する。
【００１０】
【作 用】可塑化スクリュの回転速度を一定にし、材料
供給中の供給スクリュの回転数を徐々に上げて材料供給
量を増してゆくと、可塑化スクリュの回転トルクもその
回転数に対応して高くなってゆく、しかしある回転数に
達すると回転トルクは急激に上昇変化する。この発明で
はその変化部位を回転トルクの変曲点として、供給スク
リュの回転数の設定の目安としているのであるが、その
変曲点となる回転数を超えた回転数では、著しい回転ト
ルクの上昇により可塑化スクリュの回転が困難となって
最終的には停止する。
【００１１】しかし、変曲点前後の範囲の回転数による
材料供給では、供給スクリュによる成形材料の密度が適
度に保たれて、可塑化スクリュの回転による成形材料の
喰い込みにバラツキが起こらず、長時間にわたる成形に
おいても常時所定量の成形材料の供給がなされて可塑化
が安定し、射出成形機では不定形の成形材料の課題であ
った計量時間の不安定さが解消される。
【００１２】
【実施例】以下この発明を射出成形機の場合を例として
説明する。図中１は可塑化スクリュで、外周囲にバンド
ヒータ（図示せず）を備えた加熱シリンダ２に回転かつ
進退自在に内装されている。また加熱シリンダ２の後部
上には材料供給口３が設けられ、その材料供給口３に供
給スクリュ４を内部中央に垂直に備えた材料ホッパー５
が、下部に形成したシリンダの先端部を該材料供給口３
に嵌合して取り付けてある。これにより供給スクリュ４
の先端は上記可塑化スクリュ１の近傍に所要の間隙を空
けて位置している。
【００１３】材料ホッパー５の上部には、上記供給スク
リュ４のモータ６が設けてあり、そのモータ６による供
給スクリュ４の回転により、材料ホッパー内の不定形の
成形材料７を材料供給口３に強制供給できるようにして
ある。
【００１４】８は可塑化スクリュ１を回転駆動する油圧
モータで、可塑化スクリュ１を前進移動する射出シリン
ダ９の後端部に接続してあり、その油圧モータ８の入口
側と出口側の油圧路に圧力計１０，１１が設けてある。
なお、１２は油圧ポンプを示す。
【００１５】上記構成の射出成形機において、形状や大
きさが異なるフレーク状の再生ポリエチレンテレフタレ
ートによる不定形の成形材料７を材料ホッパー５に貯
え、上記可塑化スクリュ１の回転数を一定にして、上記
供給スクリュ４の回転により成形材料７を材料供給口３
に強制供給すると、成形材料７は可塑化スクリュ１の回
転により加熱シリンダ２内に順次取り込まれて前方へ移
送される。さらに溶融，混練（可塑化）されながらスク
リュ先端部へ圧送され、その先端部に溜る溶融材料の圧
力により可塑化スクリュ１は徐々に後退して計量を行
う。
【００１６】可塑化スクリュ１に対する成形材料７の供
給量は、供給スクリュ４の回転数に比例して増すが、そ
の回転数は可塑化スクリュ１の回転数を考慮して行わね
ば供給過剰となって材料供給口３に強く圧縮され、これ
が可塑化スクリュ１の回転に大きな負荷を与えて、結果
的に好ましくない状態となる。
【００１７】そこで、一定回転数の可塑化スクリュ１に
対する材料供給量の負荷を、供給スクリュ４の回転数ご
とに調べたところ、図３に示すような回転トルクが明ら
かとなった。この可塑化スクリュ１の回転トルクは、上
記油圧モータ８の圧力計１０，１１における圧力差によ
る。
【００１８】上記実施例における可塑化スクリュ１と、
供給スクリュ４の設計数値は次の通りである。 ・可塑化スクリュ スクリュ径 ３６．０mm 溝深さ ５．０mm（フィードゾーン） Ｌ／Ｄ １９．０ 回転数 １５０．０rpm ・供給スクリュ スクリュ径 ３２．０mm 溝深さ ６．０mm Ｐ／Ｄ ０．６ ・回転数ごとの供給量 回転数（rpm ） ２０ ３０ ４０ ５０ 供給量（g ／Sec ） ３．１ ４．１ ５．４ ６．３ ・可塑化スクリュに対する供給スクリュの先端間隙
５０mm ・成形材料 ＰＥＴ容器粉砕材（フレーク
状）
【００１９】図３に示す結果から明らかなように、可塑
化スクリュ１の回転トルクは、供給スクリュ４の回転数
が４０rpm を境に急変上昇し、回転数５０rpm を超える
と停止した。上記急変部位の回転数を回転トルクの変曲
点として、上記不定形の成形材料７の供給を行ったとこ
ろ、急変部位の回転数を若干過ぎたあたりまでの回転数
では、成形材料７の食い込み状態はよくスムーズで、供
給量にバラツキが起こらず、毎回の計量時間もほぼ一定
であった。
【００２０】しかし回転数が少いと上記のように供給量
も少なくなり計量に時間を要するので、計量時間の短縮
という点からは、低回転での供給は好ましいものではな
い。また変曲点を大幅に上回る回転トルクが発生する部
位の回転数での供給では、その理由は明らかではない
が、計量時間にバラツキが生ずるようになり、消費エネ
ルギーも増大してくる。
【００２１】上記回転トルクの変曲点となる回転数４０
回転数４０rpm での材料供給では、エネルギーの消費も
それほど増加せず、また適度な供給量によって安定した
材料供給がなされ、計量時間も許容される範囲となる。
また回転数３５rpm あたりでは、計量時間が若干長めに
なるだけで回転数４０rpm と他に差はなく、回転数４２
rpm では回転トルクが増すが、供給量のバラツキはな
く、安定した計量が得られる。
【００２２】したがって、変曲点となる回転数を目安と
して、その前後の範囲内にて成形材料７の強制供給を実
施する限り、かさ密度に影響を受け易い不定形な成形材
料であっても安定供給が可能となる。
【００２３】上記変曲点の検出は、供給スクリュ４の回
転数を変えながら回転数ごとの可塑化スクリュ１の回転
トルクをグラフに記録し、そのグラフから変曲点を決定
してモータ６における回転数の設定を行うことを基本と
するが、図２のように圧力計１０，１１による差圧を電
気的に演算して回転数ごとの回転トルクを読み取り、そ
の値をグラフ処理して変曲点を決定し、その部位の回転
数を出力するように上記モータ６に指令する制御装置１
３を配設することにより、回転数の自動設定をも行うこ
ともできる。
【００２４】
【発明の効果】この発明は上述のように、上記供給スク
リュの材料供給中の回転数に対応する可塑化スクリュの
回転トルクを検出し、その回転トルクの変曲点を目安に
供給スクリュの回転数を設定して材料供給量を行うの
で、これまで喰い込みの悪さから供給量にバラツキが生
じ易い粉砕材によるフレーク状の再生樹脂であつても、
適度な密度の維持の下に材料供給がなされ、その結果、
可塑化及び計量が安定して良品の成形が可能となる。ま
た変曲点を検出してその部位の回転数で計量を行うだけ
でよいので、技術的にも複雑な操作を要せず、成形材料
が変わってもその成形材料に適合した変曲点を検出して
回転数の設定が簡単にできるので、形状等が異なった複
数の成形材料の混合物にも適用して安定供給を実施する
ことができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る不定形の成形材料の供給方法
を実施し得る射出成形機の略示説明図である。
【図２】 他の実施例の射出成形機の略示説明図であ
る。
【図３】 可塑化スクリュの回転トルクと供給スクリュ
の回転数との相関関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 可塑化スクリュ ２ 加熱シリンダ ３ 材料供給口 ４ 供給スクリュ ５ ホッパー ６ モータ ７ 成形材料 ８ 油圧モータ ９ 射出シリンダ １０ 圧力計 １１ 圧力計 １３ 制御装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダ内に可塑化スクリュを備えた射
    出または押出等の成形機の材料供給部に供給スクリュを
    配設し、その供給スクリュの回転により形状及び大きさ
    等が不揃いな不定形の熱可塑化樹脂の成形材料をシリン
    ダ内に強制供給するにあたり、 上記供給スクリュの材料供給中の回転数に対応する可塑
    化スクリュの回転トルクを検出し、その回転トルクの変
    曲点を目安に供給スクリュの回転数を設定して材料供給
    量を行うことを特徴とする不定形材料の供給方法。
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