JPH10264207A - 射出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱可塑性の合成樹脂や熱可塑性の生分解性プ
ラスチック等の成形品を射出成形する射出装置に関する
もので、材料の可塑化度合いたる粘度の速やかな調節を
可能にすると共に、該可塑化度合いを微妙に調節できる
ようにする。 【解決手段】 材料を加熱・混練する押出機(2) と、該
押出機(2) から吐出される材料を下流側に供給する材料
通路(44)と、前記材料通路(44)から供給されれた材料を
射出する射出ユニット(3) と、前記材料通路(44)を開状
態から閉状態まで開度調整をすることができる弁(4a)と
を具備させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は射出装置に関する
もので、例えば熱可塑性の合成樹脂や熱可塑性の生分解
性プラスチック等の成形品を射出成形する場合等に使用
できる。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の射出装置の要部断面図であ
り、このものは、樹脂材料の可塑化及び混練を行う押出
機(2) と、その吐出部に接続されたバルブユニット(4)
と、更に、該バルブユニット(4) の吐出部に接続された
射出ユニット(3) を具備している。

【０００３】上記押出機(2) は、シリンダ(22)と、これ
に装填されたスクリュ(25)を具備している。上記押出機
(2) の材料吐出口(23)に接続されるバルブユニット(4)
には、前記押出機(2) から後述の射出ユニット(3) に繋
がる材料通路(44)が貫設されている。この材料通路(44)
の途中に形成された弁室(41)にはリフト弁式の弁体(42)
が収容されていると共に、該弁体(42)とこれで開閉され
る弁口(43)によって開閉弁(4b)が構成されている。

【０００４】上記バルブユニット(4) に接続された射出
ユニット(3) は、プランジャ(32)とこれを収容する射出
用シリンダ(31)と更に該射出用シリンダ(31)の先端に連
設された先端部材(33)を具備しており、前記プランジャ
(32)は射出用シリンダ(31)の先端近傍の計量室(35)に収
容されている。上記先端部材(33)には逆Ｔ字状の材料通
路(34)が貫設されており、該材料通路(34)は、計量室(3
5)とバルブユニット(4) の材料通路(44)とノズル(5) を
相互に繋いでいる。

【０００５】このものでは、押出機(2) で可塑化された
樹脂等の材料がバルブユニット(4)及び射出ユニット(3)
の材料通路(44)(34)を介して該射出ユニット(3) の計
量室(35)に注入される。そして、該計量室(35)に注入さ
れた材料が所定量に達するまでプランジャ(32)が後退す
ると、その後、バルブユニット(4) の開閉弁(4b)が閉弁
すると共にプランジャ(32)が前方に押し出される。

【０００６】そして、上記プランジャ(32)が押し出され
ると、計量室(35)内の可塑化された材料がノズル(5) か
ら図示しない金型に射出される。このものでは、プラン
ジャ(32)を押し出す射出動作時に開閉弁(4b)を閉弁させ
るから、材料通路(34)(44)内の材料が押出機(2) 側に逆
流するのを確実に防止できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものでは、
射出ユニット(3) に供給する材料の可塑化度合い、即ち
粘度の調節は次の手法で行っていた。 押出機(2) のシリンダ(22)の外面に添設されたヒータ
(26)の発熱量を変化させて材料の加熱温度を調節する。

【０００８】スクリュ(25)の回転速度を調節してシリ
ンダ(22)からの材料吐出速度を変化させ、これにより、
該シリンダ(22)内で材料が加熱される時間を調節する。
しかしながら、押出機(2) のシリンダ(22)には所定の熱
容量があることから、前記ヒータ(26)の発熱量を変化さ
せてもシリンダ(22)内の材料が直ちに温度上昇せず、該
材料の温度が昇温し終えるまでには比較的長い時間が掛
かる。このことから、上記の手法では上記調節時の応
答性が悪く、材料の可塑化度合い（粘度）を速やかに調
節できないという問題がある。

【０００９】一方、この種射出装置では一般的にスクリ
ュ(25)の回転数は大きい（一般的には約２００ｒｐｍ〜
３００ｒｐｍ程度）ことから、スクリュ(25)の回転速度
を調節する上記の手法では、押出機(2) のシリンダ(2
2)からの材料吐出速度を微妙に調節することが困難であ
り、該シリンダ(22)内での材料の加熱時間を高い精度で
調節することができない。このとこから、材料の可塑化
度合の微妙な調節が困難である。

【００１０】本願は、係る点に鑑みて成されたもので、
材料の可塑化度合いたる粘度の速やかな調節を可能にす
ると共に、該可塑化度合いを微妙に調節できるようにす
ることをその課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に
採用した請求項１の発明の技術的手段は、『シリンダ(2
2)と該シリンダ(22)に装填された材料移送用のスクリュ
(25)と前記シリンダ(22)内を加熱するヒータを具備する
押出機(2) と、前記押出機(2) から吐出される材料を下
流側に供給する材料通路と、前記材料通路から供給され
れた材料を射出する射出ユニットと、前記材料通路を開
状態から閉状態まで開度調整をすることができる弁とを
具備する』ことである。

【００１２】上記技術的手段によれば、弁で材料通路の
開度を調節すると、該材料通路を通過する材料の流量が
変化する。すると、該材料通路の上流端に接続された押
出機(2) 内を移動する材料の速度が変化し、該材料が押
出機(2) を通過する所要時間が変化する。一方、上記弁
の開度調節によって材料の流量が変化すると、押出機
(2) 内の圧力が変化する。従って、この押出機(2) 内の
圧力変化と、材料が押出機(2) 内を通過する上記所要時
間の変化によって、該材料の可塑化度合い、即ち、材料
の粘度が調節される。

【００１３】又、射出ユニットで材料を射出する際に
は、上記弁を全閉状態にして材料通路を遮断し、この状
態で射出ユニットを作動させる。又、上記技術的手段に
よれば、弁の開度調節によって押出機(2) からの材料の
吐出量を微妙に調節できるから、押出機(2) 内を材料が
通過する所要時間も微妙に調節することができる。

【００１４】前記射出ユニットは、請求項２の発明のよ
うに、『射出シリンダ(31)と該射出シリンダ(31)に装填
されたプランジャ(32)を具備する』ものとすることがで
きる。

【００１５】

【発明の効果】請求項１，請求項２の発明によれば、弁
によって材料通路の開度を調節するだけで材料の可塑化
度合いを調節することができるから、ヒータの発熱量を
変化させても材料が直ちに温度上昇しない既述従来のも
のに比べて前記可塑化度合いの調節が速やかに行える。

【００１６】弁の開度調節によって、材料が押出機(2)
内を通過する所要時間も微妙に調節することができるか
ら、材料の可塑化度合い、即ち、粘度の微妙な調節が可
能となる。押出機(2) のスクリューの回転速度を大きく
して材料の可塑化度合い（粘度）を調節する場合には、
前記スクリュの高速回転によって材料が激しく攪拌され
ることとなる。従って、材料にガラス繊維やカーボンフ
ァイバやステンレスファイバー等の繊維を添加する場合
には、この繊維が前記スクリュの回転で細かく切断され
易くなる。これに対し、請求項１，２の発明では、スク
リュ(25)の回転速度を大きくしないから、上記繊維が短
くならず、成形品中の繊維を長くすることができる。

【００１７】又、材料通路の開閉と開度調節が共通の弁
体で行えるから、これらを各別に設ける場合に比べて構
造の簡略化が図れる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、上記した発明の実施の形態
を説明する。 ［全体構成］図１は上記発明の実施の形態に係る射出装
置の全体図である。このものでは、樹脂材料の可塑化及
び混練を行う押出機(2) と、その吐出部に接続されたバ
ルブユニット(4) と、該バルブユニット(4) の吐出部に
接続された射出ユニット(3) と、これら各部を制御する
制御装置(9) を具備している。

【００１９】以下、各部の詳細を説明する。 ［押出機(2) ］押出機(2) は、円筒状の内面を有するシ
リンダ(22)の上流端近傍の上面に連設されたホッパ(20)
と、前記シリンダ(22)の外周に捲回されたヒータ(26a)
〜(26n) と、該シリンダ(22)内に装填されたフルフライ
ト型のスクリュ(25)と、更に、該スクリュ(25)を駆動さ
せる駆動装置(27)を具備している。又、この押出機(2)
では、後述の熱可塑性材料(8) が軟化して溶融直前にな
った状態でバルブユニット(4) 側に吐出されるようにヒ
ータ(26a) 〜(26n) の発熱量が制御される。 ＊シリンダ(22)について＊ シリンダ(22)は、単純な円筒体状に形成されていると共
に、その下流端の材料吐出口(23)は後述のバルブユニッ
ト(4) の材料通路(44)に接続されている。又、シリンダ
(22)の上流端近傍の上壁には、上記ホッパ(20)内に連通
する材料供給口(21)が形成されている。尚、この実施の
形態ではシリンダ(22)の内径は、３２．２ｍｍに設定さ
れている。 ＊ホッパ(20)について＊ 上記シリンダ(22)の材料供給口(21)に連設されたホッパ
(20)内には、熱可塑性樹脂のペレット又は粉末状樹脂等
の熱可塑性材料(8) や、これを着色する顔料，導電性材
料，カーボンファイバ，ステンレスファイバやガラス繊
維等の繊維が図示しない供給装置から供給されるように
なっている。

【００２０】又、熱可塑性樹脂のペレットや粉末状樹脂
に代えて、熱可塑性の生分解性プラスチックをホッパ(2
0)内に供給してもよい。生分解性プラスチックは、澱粉
等の多糖類を利用した天然ポリマー系，微生物の働きを
利用した微生物ポリエステル系，汎用プラスチックに分
解促進よう添加剤を加えたブレンド系，及び脂肪族ポリ
エステルを含む化学合成系に大別される。具体的には熱
可塑性の生分解性プラスチックとして、ポリ乳酸，ポリ
ヒドロキシアルカノエート，ラクトン樹脂，低分子量脂
肪族ジカルボン酸と低分子量脂肪族ジオールから得られ
るポリエステル等の脂肪族ポリエステル樹脂；変性デン
プン−変性ポリビニルアルコール複合体がある。

【００２１】又、必要に応じて導電性材料や発泡剤もホ
ッパ(20)に投入される。 ＊スクリュ(25)について＊ 上記シリンダ(22)内に装填されたスクリュ(25)は、円柱
軸部(28)の外周に２６．３ｍｍのピッチでフライト部(2
9)が螺旋状に捲回されたフルフライト式のものが採用さ
れており、各隣接するフライト部(29)の間は螺旋状の溝
部(280) となっている。この溝部(280) は、円柱軸部(2
8)に２７周捲回するように形成されており、これによ
り、２７ピッチの溝部(280) が形成されている。そし
て、溝部(280) に於ける上流端近傍（材料供給口(21)側
端近傍）の第１ピッチ部〜第５ピッチ部の範囲は熱可塑
性材料(8) を予備加熱する為の予備加熱ゾーン(14)とな
っており、第６〜第１４ピッチ部の範囲は熱可塑性材料
(8) を軟化させる為の軟化ゾーン(16)となっており、更
に第１５ピッチ部〜第２７ピッチ部の範囲は軟化した前
記熱可塑性材料(8) をバルブユニット(4) 側に供給する
為の最終ゾーン(17)となって、これら所定範囲毎にゾー
ン分けされている。

【００２２】次に、予備加熱ゾーン(14)のスクリュー形
状等について説明する。予備加熱ゾーン(14)では、円柱
軸部(28)に捲回されたフライト部(29)の外周がシリンダ
(22)の内面に実質的に接触した状態になっており、該フ
ライト部(29)の外周とシリンダ(22)の内面の境界部が熱
可塑性材料(8) の侵入を許さない状態になっている。

【００２３】そして、この実施の形態では、円柱軸部(2
8)の直径は、第１ピッチ部では２１．１ｍｍに設定さ
れ、第２ピッチ部〜第４ピッチ部では２１ｍｍに設定さ
れ、更に第５ピッチ部では２１．４ｍｍに設定されてい
る。又、フライト部(29)を含む直径（スクリュ(25)の外
径）は、第１〜第５ピッチ部全域に於いて３９．１ｍｍ
に設定されている。

【００２４】次に、軟化ゾーン(16)のスクリュー形状に
ついて説明する。軟化ゾーン(16)では、円柱軸部(28)に
捲回されたフライト部(29)の外周とシリンダ(22)の内面
との間に熱可塑性材料(8) の通過を許容する間隙(260)
が形成されている。そして、この実施の形態では、円柱
軸部(28)の直径は、第６ピッチ部〜第９ピッチ部では２
２．２ｍｍ，２３ｍｍ，２３．７ｍｍ，２４．４ｍｍの
順序で変化するように設定され、第１０ピッチ部〜第１
２ピッチ部では２５．２ｍｍに設定され、第１３ピッチ
部及び第１４ピッチ部では２６．４ｍｍに設定されてい
る。又、フライト部(29)を含む直径は、第６ピッチ部〜
第１１ピッチ部では２９．８ｍｍに設定され、第１２ピ
ッチ部〜第１４ピッチ部では３１．２ｍｍに設定されて
いる。従って、内径が３２．２ｍｍであるシリンダ(22)
の内面とフライト部(29)の外周の間隙(260) は、第６ピ
ッチ部〜第１１ピッチ部では１．２ｍｍに設定され、第
１２ピッチ部〜第１４ピッチ部では０．５ｍｍに設定さ
れている。そして、上記フライト部(29)の外周とシリン
ダ(22)の内面に形成される上記寸法の間隙(260) を熱可
塑性材料(8) が通過し得るようになっており、これによ
り、隣接する溝部(280) 間で熱可塑性材料(8) が移動で
きるように成っている。いる。

【００２５】図２は、軟化ゾーン(16)に於けるスクリュ
(25)とシリンダ(22)の境界部の拡大図である。シリンダ
(22)の内面とスクリュ(25)のフライト部(29)の外周との
間には、熱可塑性材料(8) の通過を許容する上記間隙(2
60) が形成されており、又、フライト部(29)の下流側
（図２に於いて左側）表面からその外周部に繋がるよう
に傾斜する案内面(270) が形成されている。スクリュ(2
5)の中心軸に対する上記案内面(270) の傾斜角度θは、
この実施の形態では１５度に設定されており、フライト
部(29)の最外周部と案内面(270) の先端部(271) の半径
方向の距離Ｌは０．６ｍｍに設定されている。又、案内
面(270) は、軟化ゾーン(16)の全域に亘ってシリンダ(2
2)の外周に連続形成されている。

【００２６】次に、最終ゾーン(17)のスクリュー形状等
について説明する。最終ゾーン(17)では、円柱軸部(28)
に捲回されたフライト部(29)の外周がシリンダ(22)の内
面に実質的に接触した状態になっており、該フライト部
(29)の外周とシリンダ(22)の内面の境界部が熱可塑性材
料(8) の侵入を許さない状態になっている。

【００２７】そして、この実施の形態では、円柱軸部(2
8)の直径は、第１５ピッチ部〜第１７ピッチ部では２７
ｍｍに設定され、第１８ピッチ部，第１９ピッチ部では
夫々２６．５ｍｍ，１９．３ｍｍに設定され、第２０ピ
ッチ部及び第第２１ピッチ部では１９．１ｍｍに設定さ
れ、第２２ピッチ部，第２３ピッチ部では２１．１ｍ
ｍ，２４．６ｍｍに設定され、第２４ピッチ部〜第２７
ピッチ部では２５ｍｍに設定されている。又、フライト
部(29)を含む直径は、第１５ピッチ部〜第２７ピッチ部
全域に於いて３１．９ｍｍに設定されている。 ＊ヒータ(26a) 〜(26n) について＊ シリンダ(22)の外周面は、その上流部から下流端に向け
て所定間隔で捲回配設されたヒータ(26a) 〜(26n) で包
囲されており、これら各ヒータ(26a) 〜(26n)の発熱量
は各別に適宜値に設定できるようになっている。

【００２８】ヒータ(26a) 〜(26n) は、スクリュ(25)の
溝部(280) に於ける第１ピッチ部〜第１８ピッチ部に対
応する範囲では４個配設されており、夫々の発熱量は２
０ＫＷ／Ｈに設定されている。又、第１９ピッチ部〜第
２２ピッチ部に対応する範囲では２個配設されており、
夫々の発熱量は２ＫＷ／Ｈに設定され、更に、第２３ピ
ッチ部〜第２７ピッチ部に対応する範囲では２個のヒー
タが配設されており、夫々の発熱量は２ＫＷ／Ｈに設定
されている。 ＊駆動装置(27)について＊ 駆動装置(27)は、スクリュー用モータ(273) と、その回
転をスクリュ(25)に伝達する減速器(272) とから構成さ
れている。 ＊押出機(2) の動作について＊ 次に、上記した押出機(2) の動作を説明する。

【００２９】ペレット（この実施の形態では２ｍｍ〜３
ｍｍの大きさの合成樹脂の粒子）状の熱可塑性材料(8)
とガラス繊維やカーボンファイバ等の繊維(80a) (80a)
と更に顔料(80b) (80b) を均一割合いでホッパ(20)から
スクリュ(25)側に供給すると共に、スクリュー用モータ
(273) を回転させ、更に、ヒータ(26a) 〜(26n) を発熱
させる。

【００３０】ホッパ(20)から供給される熱可塑性材料
(8) 等は、スクリュ(25)の外周に形成された螺旋状の溝
部(280) の第１ピッチ部に材料供給口(21)を介して供給
され、これがスクリュ(25)の送り作用で予備加熱ゾーン
(14)→軟化ゾーン(16)→最終ゾーン(17)と順次下流側に
移送される。予備加熱ゾーン(14)ではヒータ(26a) (26
b) ・・・の発熱で熱可塑性材料(8)が予備加熱され、こ
の予備加熱後の熱可塑性材料(8) が軟化ゾーン(16)に移
送される。

【００３１】予備加熱ゾーン(14)で予備加熱された熱可
塑性材料(8) 等が軟化ゾーン(16)に供給されると、熱可
塑性材料(8) 等はシリンダ(22)の外周のヒータ(26c) ・
・・で更に継続的に加熱されると共に、該熱可塑性材料
(8) 等が攪拌され、これにより、該熱可塑性材料(8) の
各ペレットが軟化点以上で且つ融点未満の温度に加熱さ
れる。

【００３２】図３は、熱可塑性材料(8) の各ペレットや
繊維(80a) や顔料(80b) が攪拌される状態を説明する為
の軟化ゾーン(16)部分の要部拡大図である。溝部(280)
の第ｎピッチ部内に入っている全ての熱可塑性材料(8)
等に、フライト部(29)の送り力が作用し、これらは同図
の左方向の下流側に移送される。ところが、シリンダ(2
2)の内面近傍に位置する熱可塑性材料(8) のペレット群
等は、フライト部(29)の送り力を受けにくく、又、フラ
イト部(29)の外周とシリンダ(22)の内周の間には間隙(2
60) が形成されていることから、シリンダ(22)の内面近
傍に位置するペレット群等は下流側に移動せず、完全に
溝部(280) 内に入っている熱可塑性材料(8) や繊維(80
a) や顔料(80b) のみが、同図の矢印(84)で示すように
下流側の第ｎ＋１ピッチ部に移送される。一方、第ｎ＋
１ピッチ部ではそのシリンダ(22)の内面近傍に位置する
熱可塑性材料(8) のペレット等が、上記第ｎピッチ部か
ら移送される来る熱可塑性材料(8) のペレット等に対し
て同図の矢印(85)の方向に相対移動する。又、図４に示
すように、フライト部(29)の案内面(270) 部分に当接す
る熱可塑性材料(8) のペレット等は、該案内面(270) を
駆け上がる方向（同図の矢印の方向）に移動し、フライ
ト部(29)の外周とシリンダ(22)の間の間隙(260) に運ば
れる。これにより、フライト部(29)の外周部に位置して
いる熱可塑性材料(8) 等だけでなく、案内面(270) で間
隙(260) 部分に運ばれた熱可塑性材料(8) 等によって間
隙(260) 部分の材料密度が高くなり、その一部が第ｎピ
ッチ部に勢い良く噴出される。尚、前記熱可塑性材料
(8) のペレットは、これよりも小さな寸法を有する間隙
(260) に侵入したときに圧縮扁平化され、その後、第ｎ
ピッチ部に勢い良く噴出される。一般的にスクリュ(25)
の回転数は大きい（この実施の形態では２８０ｒｐｍ〜
４００ｒｐｍに設定されている）ことから、熱可塑性材
料(8) には大きな遠心力が作用しており、これにより、
スクリュ(25)の外周部の圧力が高くなっていると共に、
上記案内面(270) の作用でスクリュ(25)外周の間隙(26
0) 部分に運ばれる熱可塑性材料(8) が増加することか
ら、該間隙(260) 部分の圧力が高くなっている。従っ
て、圧力の高い間隙(260)部分から第ｎピッチ部には熱
可塑性材料(8) のペレット等が勢い良く噴出される。よ
って、該噴出される熱可塑性材料(8) によって第ｎピッ
チ部内に位置する熱可塑性材料(8) が攪拌され、該ピッ
チ部内に於ける熱可塑性材料(8) 等の各ペレットの配列
位置が相互に入れ替わるように該ペレット相互の置換運
動が生じ、この現象が軟化ゾーン(16)の全域の溝部(28
0) 内で発生する。そして、熱可塑性材料(8) 全体が溝
部(280) 内で攪拌される結果、全ての熱可塑性材料(8)
がシリンダ(22)の外周のヒータ(26c) ・・・からの熱を
均一に吸収し、これにより、熱可塑性材料(8) の各ペレ
ットの温度が全て同一温度まで均一加熱されて駆動装置
(27)に供給される。

【００３３】又、軟化ゾーン(16)に於けるヒータ(26c)
・・・の発熱量は適宜に設定されており、これにより、
軟化ゾーン(16)から最終ゾーン(17)に供給される熱可塑
性材料(8) の各ペレットは溶融直前の温度状態まで可塑
化される。即ち、熱可塑性材料(8) の各ペレットの表面
層(87)（図５参照）のみが若干粘稠性を有する状態にな
って、該表面層(87)に、顔料(80b) や繊維(80a) （図３
参照）が粘着した状態になる。又、軟化ゾーン(16)から
最終ゾーン(17)に供給される熱可塑性材料(8)は、図６
に示すように、隣接する各ペレット(8a)(8b)の表面層(8
7a) (87b) が互いに若干粘着した状態になっており、こ
れにより、ペレット(8a)(8b)は溶融直前の半溶融状態で
結合している。

【００３４】尚、最終ゾーン(17)に供給される熱可塑性
材料(8) の各ペレットを溶融直前の可塑化度合いにする
には、既述した発熱容量の各ヒータを用い、４０Ｋｇ／
Ｈのポリプロピレンのペレットを処理する場合、第１ピ
ッチ部〜第１８ピッチ部でのヒータ温度を２３０℃，第
１９ピッチ部〜第２７ピッチ部のヒータ温度を２００℃
に設定すればよいことが確認された。この場合、押出機
(2) の材料吐出口(23)から吐出される各ペレットの温度
はその軟化点（約１４０℃）と融点（約１７０℃）の間
の温度（この実施の形態では約１６０℃）に調整される
ことが確認された。 ［バルブユニット(4) ］次に、バルブユニット(4) につ
いて説明する。

【００３５】バルブユニット(4) に形成された材料通路
(44)は、上記押出機(2) 側に繋がる傾斜路(441) とその
先端に続く鉛直路(442) を具備している。材料通路(44)
に於ける鉛直路(442) と傾斜路(441) の接続部たる弁口
(40)は、円柱状の弁体(42)で所定の開状態から全閉状態
まで開度調整がされるようになっており、これら弁口(4
0)と弁体(42)で弁(4a)が構成されている。具体的には、
弁(4a)の弁体(42)に連設されたロッド(43)は、バルブユ
ニット(4) のハウジング(45)を上下に摺動自在に貫通し
ていると共に、該ロッド(43)の上端は、昇降体(47)（ガ
イドポスト(46)(46)で案内されて昇降する）に調節ネジ
(48)を介して連結されている。即ち、図１，図７に示す
ように、昇降体(47)に螺入された調節ネジ(48)のネジ軸
(480) の先端の頭部(481) はロッド(43)の先端の係合凹
部(431) に回動自在に装填されている。従って、昇降体
(47)に対するネジ軸(480) の螺入量を調節すると、ロッ
ド(43)がその下端の弁体(42)と共に上下に移動し、これ
により、弁口(40)の開度、即ち、弁(4a)の開度が調節で
きる。そして、この弁(4a)の開度は、ロッド(43)の中程
に表示された開度目盛り(432) によって視覚的に確認で
きるようになっている。つまり、ハウジング(45)の頂面
からのロッド(43)の突出度合いを開度目盛り(432) で確
認することによって弁(4a)の開度が確認できる。

【００３６】上記昇降体(47)は、開閉シリンダ(49)のピ
ストンロッド(490) に連結されている。従って、開閉シ
リンダ(49)が作動すると昇降体(47)がガイドポスト(46)
(46)に案内されて昇降移動する。この昇降体(47)の昇降
移動域の両端部には上方リミットスイッチ(52)と下方リ
ミットスイッチ(53)が各別に配設されており、昇降体(4
7)からの突出板(471) が上方リミットスイッチ(52)と下
方リミットスイッチ(53)に当接するまで上下に往復移動
する。 ［射出ユニット(3) ］上記バルブユニット(4) に形成さ
れた材料通路(44)の鉛直路(442) は、射出ユニット(3)
の先端部材(33)に形成された二本の材料通路(443) (44
4) の上流端合流部に接続されており、鉛直路(442) か
らの材料はこれら材料通路(443) (444)に分配されて射
出ユニット(3) の計量室(35)に注入される。そして、上
記材料通路(444) は、略水平に設定された中心軸を具備
する円柱状の計量室(35)の底壁の下流端に位置する下部
コーナ部(351) に繋がっていると共に、該材料通路(44
4)の途中は、計量室(35)の軸線方向の下流端から引き出
された直線状の材料通路(335) を迂回するように曲成さ
れている。又、上記材料通路(335) と計量室(35)の中心
軸は一直線状に並んでいると共に、計量室(35)の下流側
の先端面(354) は円錐状に形成されており、その頂点に
材料通路(335) の上流端が繋がっている。

【００３７】上記射出シリンダ(31)の計量室(35)内に
は、プランジャ(32)が装填されている。又、プランジャ
(32)の先端面(321) は計量室(35)の上記先端面(354) と
一致する円錐状に形成されていると共に、プランジャ(3
2)は油圧シリンダ(37)のピストン(370) と連結されたロ
ッド(371) に連設されている。上記油圧シリンダ(37)
は、油圧ポンプ(38)で駆動されると共に、該油圧シリン
ダ(37)のロッド(371) の側壁から突出する腕(372) は、
前記ロッド(371) の後退距離（最進出位置からの後退距
離）を測定する距離計(36)に対して摺動自在に連結され
ている。この距離計(36)の出力は、プランジャ(32)と計
量室(35)の先端面(321) (354) 相互の距離を示してお
り、該距離は後述の制御装置(9) で監視されている。

【００３８】又、上記計量室(35)の材料を吐出する材料
通路(335) の下流端には、金型(61)に材料を供給するノ
ズル(5) が接続されていると共に、計量室(35)の外周に
はヒータ(30)が添設されている。尚、材料通路(444) を
計量室(35)の底面の下部コーナ部(351) に接続したの
は、成形品の色彩を切り替える場合には色彩変更前の古
い材料が重力で垂れ下がって下部コーナ部(351) に滞留
する傾向があることから、該滞留する古い材料を計量室
(35)全体に拡散させて早期に下流側に排出させる為であ
る。 ［制御装置(9) ］次に、制御装置(9) について説明す
る。

【００３９】スクリュー用モータ(273) や開閉シリンダ
(49)等は制御装置(9) に接続されていると共に、該制御
装置(9) に接続された操作装置(91)には、射出成形に必
要な樹脂の容量を設定する射出量設定器(92)と、該射出
量設定器(92)で設定された樹脂の容量を表示する表示器
(95)と、運転スイッチ(93)と、更に運転停止スイッチ(9
4)が設けられている。 ［射出装置の動作］上記制御装置(9) 内には、図８のフ
ローチャートに示す制御プログラムが書き込まれたマイ
クロコンピュータが格納されている。

【００４０】次に、上記射出装置の動作を図８のフロー
チャートに従って説明する。操作装置(91)に繋げられた
運転スイッチ(93)が投入されると、制御装置(9) が作動
始め、ステップ(ST1) で押出機(2) 用のヒータ(26a) 〜
(26n) と射出ユニット(3) 用の(30)が発熱される。尚、
これら各ヒータの発熱量及び温度は、図示しない設定器
で各別に設定できるようになっている。

【００４１】次に、ステップ(ST2) で、プランジャ(32)
を最進出位置にセットすると共に、弁(4a)の弁体(42)を
最上昇位置にセットする。具体的には、ロッド(371) の
最進出位置からの進出距離を測定する距離計(36)の出力
が「０」になるまで油圧ポンプ(38)を作動させて油圧シ
リンダ(37)のピストン(370) を前方に移動させると共
に、バルブユニット(4) の昇降体(47)の位置を検出する
上方リミットスイッチ(52)がＯＮ状態になるまで開閉シ
リンダ(49)を作動させて前記昇降体(47)を上昇させる。

【００４２】次に、ステップ(ST3) でスクリュー用モー
タ(273) を駆動させてホッパ(20)から熱可塑性材料(8)
と顔料(80b) と繊維(80a) を供給すると、射出ユニット
(3)が既述のように押出機(2) 内で可塑化されると共に
これと顔料(80b) や繊維(80a) が混練される。そして、
溶融直前の半溶融状態まで可塑化された熱可塑性材料
(8) と顔料(80b) 等の混練物がバルブユニット(4) の弁
口(40)からその下流側に吐出される。この場合、弁(4a)
の弁口(40)の開度が調節ネジ(48)によって適宜に設定で
きるようになっているから、該弁体(42)による弁口(40)
の開度調節によって材料通路(44)に吐出される熱可塑性
材料(8) 等の流量が調節される。即ち、該材料通路(44)
の上流端に接続された押出機(2) 内を移動する熱可塑性
材料(8) 等の速度が変化し、該熱可塑性材料(8) が押出
機(2) を通過する所要時間が変化する。そして、熱可塑
性材料(8) が押出機(2) 内を通過する所要時間の変化と
前記弁口(40)の開度調節に伴う押出機(2) 内の圧力変化
によって、該熱可塑性材料(8) と顔料(8b)等の混練物の
可塑化度合い、即ち、この混練物の粘度が調節される。
尚、前記混練物の粘度調節は、調節ネジ(48)を回転させ
た際に上下するロッド(43)の開度目盛り(432) を目視し
ながら行い、熱可塑性材料(8) 等の混練物の可塑化度合
いを大きくする場合、即ち、粘度を低下させる場合は弁
体(42)を降下させて弁口(40)の開度を小さくする。逆
に、熱可塑性材料(8) 等の可塑化度合いを小さくする場
合（粘度を高くする場合）は、弁体(42)を上昇っせて弁
口(40)の開度を増加させる。

【００４３】調節ネジ(48)によって射出に適した粘度に
調整された熱可塑性材料(8) 等が押出機(2) から吐出さ
れると、これが弁口(40)→材料通路(44)の鉛直路(442)
→先端部材(33)の材料通路(443) (444) →計量室(35)と
移動して、該計量室(35)に注入される。すると、図１の
想像線で示す初期位置にあるプランジャ(32)が、材料通
路(443) (444) から計量室(35)に注入される熱可塑性材
料(8) や顔料(80b) 等の混練物の注入圧力で徐々に後退
せしめられる。そして、射出量設定器(92)で設定された
所定量の熱可塑性材料(8) 等が計量室(35)に注入されて
プランジャ(32)が所定位置まで後退すると、これを距離
計(36)の出力に基づいて判断し（ステップ(ST4) ）、ス
テップ(ST5) でスクリュー用モータ(273) を停止させ
る。次に、ステップ(ST6) で開閉シリンダ(49)を作動さ
せてそのピストンロッド(490) を進出させ、昇降体(47)
の突出板(471) が下方リミットスイッチ(53)に当接して
該下方リミットスイッチ(53)がＯＮ状態になったときに
開閉シリンダ(49)を停止させる。すると、弁(4a)の弁体
(42)が降下して弁口(40)が全閉状態に維持される。後述
の射出時に熱可塑性材料(8) 等が押出機(2) 側に逆流す
るのを防止する為である。

【００４４】次に、ステップ(ST8) で油圧シリンダ(37)
を作動させてプランジャ(32)を同図の想像線で示す最進
出位置まで押し出す（ステップ(ST9) ）。すると、プラ
ンジャ(32)の進出時に計量室(35)内の圧力が上昇し、該
圧力上昇に伴って計量室(35)内の熱可塑性材料(8) 等の
混練物が温度上昇してこれが溶融し、該溶融物がノズル
(5) から金型(61)に射出されて成形品が得られる。次
に、ステップ(ST10)ステップ(ST11)で、上方リミットス
イッチ(52)がＯＮ状態になるまでバルブユニット(4) の
昇降体(47)を上昇させて初期状態に復帰させ、運転停止
スイッチ(94)が操作されていない場合はステップ(ST12)
からステップ(ST3) に制御動作が戻されて再びスクリュ
ー用モータ(273) が駆動せしめられる。

【００４５】以上説明したように、上記実施の形態に係
る射出装置では、弁(4a)の弁体(42)によって弁口(40)の
開閉と該弁口(40)の開度調節ができる。即ち、射出時に
於ける押出機(2) 側への熱可塑性材料(8) 等の逆流防止
と、熱可塑性材料(8) 等の可塑化度合い（粘度）の調節
が共通の弁体(42)で行える。又、弁体(42)によって材料
通路の開度を調節するだけで材料の可塑化度合い（粘
度）を調節することができるから、ヒータ(26)の発熱量
を変化させてる既述従来のものに比べて前記可塑化度合
いの調節が速やかに行える。

【００４６】上記実施の形態に係る射出装置を用いる
と、熱可塑性材料(8) にカーボンファイバー，スレンレ
スファイバー，ガラス繊維等の繊維を添加した場合に
は、成形品中に残存する前記繊維の長さが約０．５ｍｍ
〜約１．２ｍｍとなることが確認できた。即ち、これら
の繊維が短くならず、成形品の強度向上が図れる。又、
上記実施の形態の射出装置では、繊維(80a) や顔料(80
b) を熱可塑性材料(8) と共にホッパ(20)に直接に投入
することによって、繊維(80a) 等が混入した材質の成形
品を成形する所謂ダイレクト成形が可能となる。

【００４７】又、アルミニウム等の非鉄金属を用いて成
形するダイキャスト成形をする場合でも上記射出装置を
適用することができる。又、上記実施の形態では、押出
機(2) には単一のスクリュ(25)が装填されているものを
例示的に説明したが、シリンダ(22)内に平行な二本のス
クリュ(25)が装填された二軸スクリュー式の押出機(2)
を用いることができることは言うまでもない。

【００４８】上記実施の形態のものは、計量室(35)で熱
可塑性材料(8) 等を計量する計量式の容量成形である。
従って、弁(4a)の開度調整によって押出機(2) 内で熱可
塑性材料(8) と発泡剤等を均一に混練しながら加熱時間
の調整と押出機(2) 内の圧力調整（弁(4a)による）でこ
れらの発泡倍率と粘度を調整し、これによって前記混練
物（発泡剤で発泡されている）を計量室(35)に導いて射
出する発泡成形（ガス発泡・化学発泡・大豆粕残水分発
泡）をする場合でも上記射出装置を適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る射出装置の全体説明
図

【図２】図１に現れる押出機(2) の軟化ゾーン(16)での
シリンダ(22)とフライト部(29)の境界部を説明する部分
拡大図

【図３】図１に現れる押出機(2) の軟化ゾーン(16)での
熱可塑性材料(8) の挙動を示す説明図

【図４】図３に現れるフライト部(29)の案内面(270) の
部分に接触した熱可塑性材料(8) の挙動を説明する概略
図

【図５】図１に現れる押出機(2) の軟化ゾーン(16)で処
理された熱可塑性材料(8) の粒子の状態を説明する図

【図６】図５の熱可塑性材料(8) 熱可塑性材料(8) が粘
着した状態の説明図

【図７】図１に現れるバルブユニット(4) の昇降体(47)
部分に螺入されたネジ軸(480)とロッド(43)の結合部の
拡大図

【図８】図１の射出装置の制御動作を説明するフローチ
ャート

【図９】従来例の説明図

【符号の説明】

(2) ・・・押出機 (3) ・・・射出ユニット (4) ・・・バルブユニット (4a)・・・弁 (44)・・・材料通路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ(22)と該シリンダ(22)に装填さ
   れた材料移送用のスクリュ(25)と前記シリンダ(22)内を
   加熱するヒータを具備する押出機(2) と、 前記押出機(2) から吐出される材料を下流側に供給する
   材料通路と、 前記材料通路から供給されれた材料を射出する射出ユニ
   ットと、 前記材料通路を開状態から閉状態まで開度調整をするこ
   とができる弁とを具備する射出装置。
2. 【請求項２】 前記射出ユニットは、射出シリンダ(31)
   と該射出シリンダ(31)に装填されたプランジャ(32)を具
   備する請求項１の射出装置。
3. 【請求項３】 前記材料は、熱可塑性の合成樹脂材料で
   ある請求項１又は請求項２の射出装置。
4. 【請求項４】 前記材料は、熱可塑性の生分解性プラス
   チックである請求項１又は請求項２の射出装置。