TW202202314A

TW202202314A - 射出裝置

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Publication number: TW202202314A
Application number: TW110127163A
Authority: TW
Inventors: 久保義和
Original assignee: 日商沙迪克股份有限公司
Priority date: 2019-11-11
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2022-01-16
Also published as: TW202142384A; TWI748929B; CN115972479A; TWI830037B; CN112776246B; TW202118613A; KR20210056905A; CN112776246A; US20210138707A1; TWI837433B; KR102399122B1

Abstract

本發明期望在射出裝置中準確地控制氣體的供給量，所述射出裝置在射出軸後退而向射出室內供給氣體後，使射出軸前進從而使氣體壓縮溶解於射出室內的成形材料。本發明的射出裝置在射出軸的外周面，沿軸向並列具有至少一個密封環及至少一個活塞環。

Description

射出裝置

本發明是有關於一種射出成形機的射出裝置，所述射出成形機將壓縮溶解有氣體的成形材料射出而獲得成形品。

作為射出成形機所具備的射出裝置之一，以往例如像專利文獻1～專利文獻3所公開那樣，已知有分別設置塑化部和射出部而成的、所謂的預塑化（pre-plasticizing）式射出裝置，所述塑化部利用塑化螺桿使熱塑性的成形材料塑化，所述射出部利用射出軸來擠壓在塑化部中經塑化的熔融狀態的成形材料，並射出至模具內。而且，例如像專利文獻3所公開那樣，也已知有分別設置混合部和射出部而成的預塑化式射出裝置，所述混合部利用混合軸使熱硬化性的成形材料與添加劑混合，所述射出部利用射出軸來擠壓在混合部中經混合的液狀的成形材料，並射出至模具內。而且，例如也已知有下述的分別設置混合部和射出部而成的預塑化式射出裝置，所述混合部利用靜態混合機（static mixer）使熱硬化性的成形材料與添加劑混合，所述射出部利用射出軸來擠壓在混合部中經混合的液狀的成形材料，並射出至模具內。射出軸例如使用射出柱塞或射出螺桿等。

另外，作為其他射出裝置之一，以往已知有往復螺桿（in-line screw）式射出裝置，此往復螺桿式射出裝置利用一個射出軸來進行塑化與射出兩者。而且，也已知有利用一個射出軸來進行混合與射出兩者的往復螺桿式射出裝置。射出軸例如使用往復螺桿。

通常的射出部的射出控制在射出步驟中，優先控制射出軸的移動速度，使射出軸大幅前進從而在模具內射出成形材料後，在保壓步驟中，優先控制對射出軸賦予的壓力，補充模具內的成形材料冷卻而收縮的部分。

另一方面，例如像專利文獻4所示那樣，在利用射出成形法進行成形的對象樹脂為高黏度而難成形的樹脂的情況下，已知使氣體在高壓下溶解於所述難成形樹脂而降低難成形樹脂的黏度。另外，作為使氣體溶解於難成形樹脂的方法，在專利文獻4中示出了從儲氣罐對難成形樹脂直接供給氣體的方法、或使用柱塞泵等進行加壓供給的方法。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平3-97518號公報 [專利文獻2]日本專利第2615334號公報 [專利文獻3]US-2018-0133940-A1 [專利文獻4]日本專利第4148583號公報

[發明所要解決的問題] 但是，根據本發明人等的研究得知，若在現有的射出裝置的射出部中，在收容有成形材料的射出室內使射出軸後退、前進，適用作使供給於射出室內的氣體壓縮溶解於射出室內的成形材料的方法，則可能產生難以準確地控制氣體的供給量等問題。本發明是鑒於所述情況而成，其目的在於提供一種射出裝置，可在射出裝置中準確地控制供給量，並且利用射出軸使氣體壓縮溶解於成形材料。 [解決問題的技術手段]

本發明的射出裝置將成形材料射出至模具內，包括：射出缸，形成有收容成形材料的射出室；氣體供給部，為了使氣體壓縮溶解於對射出室內所供給的成形材料，而向射出室內供給氣體；射出軸，在射出室內沿缸軸方向往返移動；射出驅動裝置，使射出軸沿缸軸方向往返移動；以及射出控制裝置，控制射出驅動裝置，以使射出室擴大、縮小的方式使射出軸在射出室內後退、前進，在射出軸後退而向射出室內供給氣體後，使射出軸前進從而使氣體壓縮溶解於射出室內的成形材料，射出軸在射出軸的外周面，沿軸向並列具有用於維持姿勢的至少一個活塞環、及用於防止氣體泄漏的至少一個密封環。 [發明的效果]

根據本發明的射出裝置，可正確地控制氣體的供給量。其詳細原因將隨後在實施方式中進行詳細說明。

以下，將以熱塑性樹脂作為成形材料的預塑化式射出裝置作為一例，參照圖式對本發明的實施方式加以說明。圖1為表示本發明的一實施方式的預塑化式射出裝置1（以下簡稱為射出裝置1）的概略結構的圖。所述射出裝置1包括：塑化部2，將成形材料塑化；射出部3，將從塑化部2供給的經塑化的熔融狀態的成形材料（以下簡稱為成形材料）射出至模具4的模腔空間41內；連通路3a、連通路5a，將塑化部2及射出部3的各內部空間連通；以及氣體供給部8。塑化部2及射出部3由連結構件5連結。連結構件5中形成有連通路5a。此外，射出成形機是至少由射出裝置1、搭載模具4的未圖示的鎖模裝置、及控制這些裝置的未圖示的控制裝置所構成。射出裝置1及鎖模裝置配置於未圖示的機臺上。此外，以下以使用熱塑性樹脂作為成形材料的情況為例進行說明。成形材料除了熱塑性樹脂以外，也可使用熱硬化性樹脂、或這些樹脂與金屬的複合材料等，並無特別限定。塑化部2為將成形材料供給於射出部3的供給部。此外，以下以採用塑化部2作為供給部的情況為例進行說明。供給部除了塑化部2以外，例如若成形材料為熱硬化性樹脂，則也可採用將熱硬化性樹脂與添加劑混合後，將混有添加劑的熱硬化性樹脂供給於射出部3的混合部等，並無特別限定。另外，供給部也可為僅將成形材料供給於射出部3的裝置。

塑化部2具有塑化缸20、配置於塑化缸20的內部的塑化螺桿21、使塑化螺桿21旋轉的旋轉驅動裝置22、及防倒流機構6。而且，設有用於從塑化缸20的後端側供給樹脂材料的料斗7。料斗7、塑化缸20及防倒流機構6安裝於料斗安裝構件2a。旋轉驅動裝置22安裝於防倒流機構6。料斗7的材料排出口與塑化缸20的材料供給口在料斗安裝構件2a的內部連通。塑化缸20例如由捲繞在外周的加熱器加熱至缸內部。此外，以熱硬化性樹脂材料作為成形材料的預塑化式射出裝置的混合部例如包含混合軸、及收容混合軸的混合缸。混合缸可在外周捲繞有流動冷卻媒體的配管而進行冷卻。

塑化缸20的內部經由連結構件5的連通路5a及射出部3的連通路3a而與射出部3的射出室34連通。連通路5a的塑化部側開口5b位於塑化螺桿21的軸線上。塑化螺桿21的前端形成為尖銳的圓錐狀。若將旋轉驅動裝置22驅動，則經由配置於防倒流機構6及料斗安裝構件2a內的、未圖示的驅動傳遞機構而塑化螺桿21旋轉。從料斗7供給於塑化缸20的成形材料例如因加熱器對塑化缸20的加熱及伴隨塑化螺桿21的壓縮和旋轉的剪切放熱而熔融。連結構件5例如由捲繞在外周的加熱器加熱至構件內部。此外，以熱硬化性樹脂材料作為成形材料的預塑化式射出裝置的連結構件5可在外周捲繞有流動冷卻媒體的配管而進行冷卻。

防倒流機構6是為了在利用後述的射出柱塞31對射出室34內施加壓力時，防止射出室34內的成形材料向塑化缸20內倒流而設置。作為其具體結構，例如像US-2018-0133940-A1所示，可採用利用防倒流機構6使塑化螺桿21前進，以塑化螺桿21的前端堵塞連通路5a的塑化部側開口5b的結構等。而且，防倒流機構6也可採用堵塞連通路5a的中途的止回閥（check valve）、旋轉閥（rotary valve）或針閥（needle valve）等開閉閥。

射出部3具有射出缸30、配置於射出缸30的內部的射出軸31、及安裝於射出缸30的前端的射出噴嘴32。在射出噴嘴32，遍及所述射出噴嘴32的全長而穿設有射出孔32a，此射出孔32a與形成於射出缸30的內部的射出室34連通，且在外部開口。在射出噴嘴32的前端部，設有開閉射出孔32a的射出孔開閉閥33。射出孔開閉閥33例如也可採用止回閥、旋轉閥或針閥等。此外，射出缸30及射出噴嘴32例如由捲繞在外周的加熱器加熱至缸內部。此外，以熱硬化性樹脂材料作為成形材料的預塑化式射出裝置的射出部例如也可在射出缸及射出噴嘴的外周捲繞有流動冷卻媒體的配管而進行冷卻。

射出軸31為射出柱塞31或未圖示的射出螺桿等。從這裏開始，以射出柱塞31為一例進行說明。在射出柱塞31的中心部，穿設有遍及所述射出柱塞31的全長而延伸的氣體供給孔31a，在所述氣體供給孔31a的前端部（射出噴嘴32側的端部），收容有可開閉氣體供給孔31a的彈簧式閥31b。氣體供給孔31a將從氣體供給部8供給的氣體引導至射出室34內。

圖1中，概略地表示射出部3的以上所說明的結構。圖2為更詳細地表示以上的結構的截面圖。此外，所述圖2中，表示射出柱塞31盡可能地位於射出噴嘴32側的狀態。如所述圖2所示，彈簧式閥31b由線圈彈簧31s向圖中右方施壓，若無外力作用，則藉由所述施壓力來維持關閉氣體供給孔31a的狀態。而且如所述圖所示，在概略圓柱狀的射出柱塞31的外周面，沿射出柱塞31的軸向並列嵌著有至少一個密封環31c及至少一個活塞環31d。射出柱塞31藉由這些密封環31c及活塞環31d與射出缸30的內周面滑接，從而可在與射出缸30之間保持氣密狀態地沿所述射出缸30的缸軸方向相對移動。密封環31c主要防止射出室34內的氣體從射出缸30的內周面與射出柱塞31的外周面之間泄漏。活塞環31d主要對在射出缸30內滑接的射出柱塞31進行調心且維持射出柱塞31的姿勢，使射出柱塞31的移動順利，並且使射出缸30的內周面與射出柱塞31的外周面之間的間隙均勻，密封環31c將所有的間隙可靠地密封而防止射出室34內的氣體從間隙泄漏。

密封環31c中的至少一個例如材質可為金屬。優選在射出柱塞31的外周面，可沿射出柱塞31的軸向並列嵌著有三個以上的金屬製的密封環31c。作為具體例，在圖14中示出沿射出柱塞31的軸向並列嵌著有三個金屬製密封環31c的示例。此外，所述圖14中，對與上文所說明的圖2中的元件同等的元件標注相同編號，只要不特別需要，則有關這些元件的說明省略（以下相同）。

密封環31c中的至少一個例如也可由可撓性構件被覆施壓構件而構成。施壓構件例如為彈簧。可撓性構件例如可具有高耐熱性及高耐磨耗性，進而具有高潤滑性。可撓性構件的材質例如可含有氟樹脂。圖15中，示出以由可撓性構件132被覆施壓構件130而構成的方式形成的密封環131c的一例。這樣構成的密封環131c為了防止以必要以上的程度變形而從安裝位置移動，也可與擋圈（back-up ring）131b一起安裝於射出柱塞31。

進而，如圖16中示出一例那樣，可在射出柱塞31的外周，在相對於密封環231c而更靠射出柱塞31的前進側的部分，沿射出柱塞31的軸向與密封環231c並列而形成有至少一個環狀槽231b。

以下，回到圖1及圖2繼續進行說明。如圖2所示，射出缸30可在後端部包括冷卻裝置42。冷卻裝置42抑制由加熱器加熱的射出缸30的後端部的熱膨脹。熱膨脹得到抑制的射出缸30的後部的內周面、與面向所述內周面的射出柱塞31的外周面之間的間隙因加熱器的加熱而變大的情況得到抑制，而防止射出室34內的氣體從所述間隙泄漏。

冷卻裝置42例如也可為包括冷卻配管43而安裝於射出缸30的後端部的刮油環（scraper ring）。包括冷卻配管43的刮油環可利用從冷卻配管43的入口供給並從出口排出的冷卻媒體將射出缸30的後端部冷卻。此外，刮油環為用於供射出柱塞31貫穿，將附著於射出柱塞31的外周面的薄膜狀的成形材料去除的裝置。冷卻裝置42也可為與刮油環分開的單體的裝置。

射出缸30的內部空間中，較射出柱塞31更靠前側即射出噴嘴32側的空間被設為上文所述的射出室34。而且，在射出缸30的後方側即圖1中在右側，設有驅動裝置保持部35，在所述驅動裝置保持部35保持有射出驅動裝置36。

射出驅動裝置36例如由油壓式等的活塞缸裝置等形成，構成為使杆37沿射出柱塞31的軸向移動。所述杆37連結於射出柱塞31。因此，若所述杆37如所述那樣移動，則射出柱塞31前進、後退。若射出柱塞31前進則射出室34的容積縮小，若射出柱塞31後退則射出室34的容積擴大。此處，所謂前進為圖1中向左方的移動，所謂後退為所述圖中向右方的移動。射出柱塞31的位置例如可由線性編碼器（linear encoder）、旋轉編碼器等未圖示的位置檢測器進行檢測。射出驅動裝置36的驅動是由射出控制裝置38控制。射出控制裝置38也可包含於對射出成形機總體進行控制的上文所述的控制裝置。射出控制裝置38可基於上文所述的位置檢測器的檢測值而控制射出驅動裝置36。此外，射出驅動裝置36除了油壓式以外，例如也能以空壓式、電動式等各種方式構成。

此外，上文所述的鎖模裝置成為下述結構：具有使模具4開閉的機構，在模具4中填充有成形材料時施加充分的壓力（鎖模力）。藉由施加鎖模力，熔解的樹脂材料不會低於進入模具4時的壓力，樹脂材料不會從模具4向外滲出。

氣體供給部8例如具有：高壓儲氣罐80，作為蓄積二氧化碳等氣體的氣體供給源；氣體通路81，將從所述高壓儲氣罐80噴出的氣體經由所述杆37的內部通路（未圖示）而送至射出柱塞31的氣體供給孔31a內；以及減壓閥82、壓力計83及切換閥84，從高壓儲氣罐80的一側起依次插設於氣體通路81。氣體供給部8還具有：分支通路85，在切換閥84的下游側即與高壓儲氣罐80相反的一側，從氣體通路81分支；以及切換閥86，插設於所述分支通路85。此外，氣體通路81與上文所述的射出柱塞31的氣體供給孔31a一起構成本發明的氣體通路。

本例中，通常打開切換閥84並且關閉切換閥86，將蓄積在高壓儲氣罐80的氣體送至氣體供給孔31a內。這樣送至氣體供給孔31a內的氣體的壓力可藉由減壓閥82的操作而設定為優選值。而且，所述氣體的壓力可利用壓力計83來確認。另一方面，例如為了保養、管理射出部3等，也可與上文所述相反地，關閉切換閥84並且打開切換閥86，使從氣體供給孔31a到切換閥86的氣體通路81內的氣體的一部分排出至外部，將從氣體供給孔31a到切換閥86的氣體通路81內的氣體的壓力減壓至大氣壓。而且，氣體供給部8視需要也可在氣體通路81的必要部位，例如包括至少一個泄壓閥（relief valve）等壓力控制閥92。此外，圖1中示出包括兩個壓力控制閥92的示例。壓力控制閥92以下述方式進行控制，即：若氣體通路81內的氣體的壓力成為規定的壓力值以上則將氣體排出至外部，使氣體通路81內的氣體的壓力不成為規定的壓力值以上。

氣體供給部8例如還具有：流量傳感器88，在分支通路85的下游側插設於氣體通路81；累計流量控制器89，連接於所述流量傳感器88；以及累計流量監控器90，連接於所述累計流量控制器89。流量傳感器88、累計流量控制器89及累計流量監控器90構成測量氣體的累計流量的氣體累計流量測量裝置91，所述氣體累計流量測量裝置91連接於上文所述的射出控制裝置38。例如，表示通過氣體通路81送至氣體供給孔31a內的氣體的累計流量的信號從累計流量監控器90輸入至射出控制裝置38。累計流量控制器89和累計流量監控器90也可包含於射出控制裝置38或上文所述的控制裝置。流量傳感器88可為質量流量計（mass flow meter）。而且，氣體供給部8也可代替流量傳感器88而包括質量流量控制器，此質量流量控制器可檢測氣體的流量並且控制氣體的流量。質量流量控制器包括流量傳感器、流量控制閥、及基於流量傳感器的輸出而控制流量控制閥的控制部。氣體供給部8可藉由質量流量控制器以所需的一定流量供給氣體。此外，質量流量計中，有具備累計流量控制器89的功能的質量流量計。質量流量計中，有具備累計流量監控器90的功能的質量流量計。質量流量控制器中，有具備累計流量控制器89的功能的質量流量控制器。質量流量控制器中，有具備累計流量監控器90的功能的質量流量控制器。累計流量控制器89也可利用質量流量計或質量流量控制器所具有的累計流量控制器89的功能。累計流量監控器90也可利用質量流量計或質量流量控制器所具有的累計流量監控器90的功能。

以下，一方面參照圖3～圖13，一方面對所述射出裝置1的作用進行說明。一般來說，射出成形依次進行關模及鎖模、射出、保壓、冷卻、計量、開模、取出的各步驟，獲得反復進行所述成形循環而成形的製品。圖3～圖13按照時間經過，概略性地表示從每當成形一個製品而所述保壓結束的時間點開始，到成形下一製品時的保壓為止的射出柱塞31、彈簧式閥31b及射出孔開閉閥33的狀態。此外，圖3中對圖中的所有元件標注編號來表示，但圖4～圖13中為了避免圖式的煩雜化，僅對說明所需要的元件標注編號而表示。

而且，如上文所述，射出缸30內的射出柱塞31的前進、後退位置是由藉由射出控制裝置38進行控制的射出驅動裝置36的動作而規定。但是以下的說明中，除了特別需要的情況以外，也有時不對射出控制裝置38的控制及射出驅動裝置36的動作逐一進行說明，而僅說明射出柱塞31的動作或位置。

首先，在所述保壓步驟結束的時間點，射出柱塞31的位置成為圖3所示的狀態。另外，射出孔開閉閥33成為打開射出噴嘴32的射出孔32a的狀態。此時，在射出柱塞31前的射出室34中，成形材料殘留。而且此時，防倒流機構6關閉連通路5a。所述防倒流機構6的動作例如由射出控制裝置38控制，但不限於此，也可由對射出成形機總體的動作進行控制的控制裝置來控制。

繼以上的狀態後，如圖4所示，例如包含電磁閥等的射出孔開閉閥33改變為關閉射出噴嘴32的射出孔32a的狀態。所述射出孔開閉閥33的動作例如由射出控制裝置38控制，但不限於此，也可由對射出成形機總體的動作進行控制的控制裝置來控制。射出孔開閉閥33改變為以上的狀態後，進行在鎖模裝置打開模具4的開模步驟、及從打開的模具4中取出經冷卻的成形品的取出步驟。

接下來如圖5所示，通過圖1所示的氣體通路81向氣體供給孔31a內送入氣體，同時使射出柱塞31以規定的速度後退至規定的位置。此時的氣體的壓力由圖1所示的減壓閥82設定為例如5 MPa以下的程度。由於所述氣體的壓力及伴隨射出柱塞31的後退的負壓，彈簧式閥31b抵抗線圈彈簧31s的施壓力而打開氣體供給孔31a。由此，從氣體供給孔31a向射出缸30的內部空間（射出室34）輸送氣體。所述氣體的壓力為所述程度而並不那麼高，因而基本上避免溶解於射出室34內殘留的成形材料的情況。

接下來如圖6所示，使射出柱塞31以規定的壓力前進規定的時間。由此，被送至射出室34的氣體壓縮溶解於所述射出室34中殘留的成形材料。此外，彈簧式閥31b具有如圖2所示的結構，因而可防止被送至射出室34的氣體向氣體供給孔31a倒流。若射出室內的氣體的壓力與線圈彈簧31s的施壓力相加的壓力大於氣體供給孔31a內的氣體的壓力，則彈簧式閥31b將氣體供給孔31a關閉。

接下來如圖7所示，與圖5所示同樣地，使射出柱塞31以規定的速度後退至規定的位置。由此，從氣體供給孔31a向射出缸30的射出室34輸送氣體。此時也基本上避免氣體溶解於射出室34內殘留的成形材料的情況。

接下來如圖8所示，與圖6所示同樣地，使射出柱塞31以規定的壓力前進規定的時間。由此，被送至射出室34的氣體壓縮溶解於所述射出室34中殘留的成形材料。

如以上那樣，反復進行多個循環的射出柱塞31的後退及前進。在此期間中，圖1所示的流量傳感器88檢測在氣體通路81中流動的氣體的流量，累計流量控制器89根據所述氣體的流量而算出累計流量。另外，所述累計流量由累計流量監控器90監視，表示所述累計流量的信號輸入至射出控制裝置38。若所述信號表示的累計流量達到目標值（欲供給於射出室34內的所需量），則射出控制裝置38控制射出驅動裝置36的動作，使射出柱塞31的位置回到最初的保壓步驟結束的時間點的位置。圖9表示此時的狀態。累計流量監控器90也可在累計流量達到預先設定的目標值時，將表示這一情況的信號輸出至射出控制裝置38。射出控制裝置38若輸入有表示累計流量達到預先設定的目標值的信號，則以使射出柱塞31的位置回到最初的保壓步驟結束的時間點的位置的方式來控制射出驅動裝置36的動作。射出控制裝置38也可含有累計流量監控器90，輸入有表示由累計流量控制器89所算出的累計流量的信號，若累計流量達到預先設定的目標值，則以使射出柱塞31的位置回到最初的保壓步驟結束的時間點的位置的方式控制射出驅動裝置36的動作。射出控制裝置38也可包含累計流量控制器89及累計流量監控器90，輸入有表示由流量傳感器88所檢測的氣體的流量的信號，根據所述氣體的流量而算出累計流量，若累計流量達到預先設定的目標值，則以使射出柱塞31的位置回到最初的保壓步驟結束的時間點的位置的方式來控制射出驅動裝置36的動作。

接下來，射出控制裝置38打開連通路5a，藉由射出驅動裝置36對射出柱塞31施加規定的背壓，同時使圖1的旋轉驅動裝置22驅動而使塑化螺桿21旋轉，從料斗7將經熔融的成形材料供給於塑化缸20內。此外，除了像這樣射出控制裝置38直接控制旋轉驅動裝置22的驅動以外，也可設置控制旋轉驅動裝置22的驅動的、專用的旋轉驅動控制部，射出控制裝置38控制所述旋轉驅動控制部。供給至塑化缸20內的成形材料由旋轉的塑化螺桿21一邊混煉一邊向前方、即連通路5a的方向進給。從連結構件5的塑化部側開口5b送至連通路5a內的成形材料經過連通路3a而送至射出部3的射出室34。

圖10表示此時的狀態，如圖所示，射出柱塞31由被供給至射出室34的成形材料擠壓而後退。對於新供給至射出室34的成形材料，使其在射出室34中與已壓縮溶解有氣體的成形材料混合，由此被供給至所述射出室34的氣體在高壓下壓縮溶解。圖1所示的射出控制裝置38使射出柱塞31在計量完成的位置、即所計量的成形材料的量達到規定量的位置停止。圖9及圖10中的符號L1表示從圖9的位置到所述停止的位置的、射出柱塞31的後退長度。

在所述計量完成而防倒流機構6關閉連通路5a後，射出控制裝置38使射出柱塞31以規定的壓力前進，直到開始進行將成形材料射出至模具4內的步驟為止。圖11表示進行了所述前進之後的狀態。圖10及圖11中的符號L2表示所述前進的長度。藉由這樣使射出柱塞31前進，從而成形材料及氣體進一步被壓縮，促進氣體向成形材料的溶解，另外維持氣體壓縮溶解於成形材料的狀態。成形材料藉由這樣溶解有氣體從而黏度降低，塑化性提高。

接下來，射出控制裝置38將例如儲存於內部儲存器的、成形材料計量完成時的射出柱塞31的位置，修正為進行了所述前進之後的位置。成形材料計量完成時的射出柱塞31的位置為將成形材料射出至模具4內時，射出柱塞31開始前進的位置。

接下來，射出孔開閉閥33改變為打開射出噴嘴32的射出孔32a的狀態後，射出控制裝置38如圖12所示，使射出柱塞31以規定的速度前進規定的距離。圖11及圖12中的符號L3表示所述前進的長度。藉由這樣使射出柱塞31前進，從而氣體溶解而黏度變低的成形材料通過射出噴嘴32的射出孔32a而射出至模具4中。

接下來，如圖13所示，射出控制裝置38進行使射出柱塞31以規定的壓力前進規定時間的保壓，直到模具4中的澆口部分的成形材料冷卻固化為止。圖12及圖13中的符號L4表示此時的射出柱塞31的前進長度。

射出控制裝置38或上文所述的控制裝置可依據能實現本發明的射出裝置1的射出裝置的氣體溶解方法來控制射出裝置1。射出控制裝置38或上文所述的控制裝置可依據能實現本發明的射出裝置1的射出裝置的程序來控制射出裝置1，所述程序是使用未圖示的讀出裝置從保存有所述程序的儲存媒體39讀出。

本實施方式中，在射出柱塞31穿設有氣體供給孔31a。氣體供給孔31a在射出柱塞31的前端面開口，若射出柱塞31後退，則和射出室34內的、射出柱塞31的前端面與射出室34內的成形材料之間的空間連通。關於氣體供給孔31a所連通的空間，藉由使射出柱塞31後退而容積擴大，由此產生的負壓導致空間內的壓力降低。由負壓導致空間內的壓力較氣體供給孔31a內的壓力變小，由此氣體從氣體供給孔31a的開口被供給於射出室34內。

一般來說，在保壓步驟後的射出噴嘴32內及射出室34內，成形材料殘留。例如在氣體供給孔31a在射出噴嘴32內開口的情況下，或者氣體供給孔31a在面向射出柱塞31的前端面的、射出室34的壁面開口的情況下，氣體將覆蓋氣體供給孔31a的開口的成形材料暫時推開，到達因負壓而內部壓力降低的空間。

從氣體供給孔31a向因負壓而內部壓力降低的空間內流動的氣體隨著因負壓而內部壓力降低的空間內的壓力與氣體供給孔31a內的壓力之間的壓力差變小而流量變小，有時無法將覆蓋氣體供給孔31a的開口的成形材料推開。再次覆蓋氣體供給孔31a的開口的至少一部分的成形材料有時會導致從氣體供給孔31a的氣體供給在中途停止。

保壓步驟後殘留在射出室34內的成形材料的量在每個成形循環有偏差。保壓步驟後覆蓋氣體供給孔31a的開口的成形材料的量在每個成形循環有偏差。因上文所述的原因而氣體供給停止的時機有時在每個成形循環有偏差。有時氣體的供給停止的時機偏差會導致供給於射出室34內的氣體的供給量在每個成形循環有偏差。

本實施方式中，在射出柱塞31的前端面設置氣體供給孔31a的開口，在供給氣體時使射出柱塞31後退，因而在供給氣體的中途，氣體供給孔31a的開口的至少一部分不會被成形材料覆蓋。本實施方式中，可在每個成形循環將規定量的氣體準確地供給於射出室34內，可正確地控制氣體的供給量。

本實施方式中，射出柱塞31剛開始後退後，立即在氣體供給孔31a的開口的前方形成空間。本實施方式中，即便在射出柱塞31剛開始後退後，只要存在上文所述的壓力差，則可開始供給氣體，因而可縮短射出柱塞31後退的行程（stroke）。

本實施方式中，為了使規定量的氣體壓縮溶解於射出室34內的成形材料，而進行多個循環的射出柱塞31的後退、前進。

一般來說，在保壓步驟後的射出噴嘴32內及射出室34內，成形材料殘留。保壓步驟中，將成形材料射出至模具內後，以射出柱塞31經由射出室34內殘留的成形材料及射出噴嘴32內殘留的成形材料而對模具內的成形材料賦予規定的保持壓力。此時，射出室34內的成形材料視成形材料的彈性而收縮。若保壓步驟完成，則射出柱塞31不賦予保持壓力。在射出室34內收縮的成形材料欲還原而產生反斥力。若保壓步驟完成，則射出柱塞31因成形材料的彈性所致的反斥力而向後退方向被推回。

保壓步驟後的射出室34內殘留的成形材料的量在每個成形循環有偏差。保壓步驟後因反斥的成形材料而向後退方向移動的射出柱塞31的行程在每個成形循環有偏差。有時這些偏差導致負壓產生前的射出室34內的壓力在每個成形循環有偏差。然後使射出柱塞31後退時，有時因負壓而內部壓力降低的射出室34內的壓力也在每個成形循環有偏差。如上文所述，氣體是藉由壓力差而從氣體供給孔31a的開口向射出室34內供給。在使射出柱塞31僅後退一次而將規定量的氣體以一次供給於射出室34內的情況下，氣體的供給量有時在每個成形循環有偏差。

本實施方式中，反復進行下述操作直到將規定量的氣體供給於射出室34內為止，即：將較規定量的氣體更少量的氣體供給於射出室34內後，將氣體壓縮溶解於射出室34內的成形材料，從而可在每個成形循環將規定量的氣體準確地供給於射出室34內，可正確地控制氣體的供給量。

本實施方式中，與使射出柱塞31僅進行一次後退、前進的情況相比，可將射出柱塞31的往返移動的行程設定得更短。

一般而言，為了將射出柱塞31的往返移動的行程設定得相對較長，需要以具有相對較長的全長的方式來形成射出缸30。若這樣射出缸30的全長相對較長，則射出柱塞31遠離塑化缸20或射出室34，也通過成為低溫的射出缸30的一部分。此種情況下，有時射出室34中附著於射出柱塞31的熔融狀態的成形材料冷卻而薄薄地固化。

若所述固化的成形材料不均勻地殘留於射出缸30的內周面，則射出缸30的內周面與射出柱塞31的外周面之間的間隙變得不均勻。所述不均勻的間隙有時也無法由安裝於射出柱塞31的密封環31c密封，而導致射出室34內的氣體泄漏。若將射出柱塞31的往返移動的行程設定得相對較長，則有時產生無法正確地控制氣體的供給量的不良狀況。相對於此，若可將射出柱塞31的往返移動的行程設定得更短，則可避免所述那樣的不良狀況，正確地控制氣體的供給量。

本發明的射出裝置不限定於所述實施方式，可在不偏離本發明的主旨的範圍內適當變更。

1:預塑化式射出裝置 2:塑化部 2a:料斗安裝構件 3:射出部 3a:射出部的連通路 4:模具 5:連結構件 5a:連結構件的連通路 5b:塑化部側開口 6:防倒流機構 7:料斗 8:氣體供給部 20:塑化缸 21:塑化螺桿 22:旋轉驅動裝置 30:射出缸 31:射出柱塞（射出軸） 31a:氣體供給孔 31b:彈簧式閥 31c,131c,231c:密封環 31d:活塞環 31s:線圈彈簧 32:射出噴嘴 32a:射出孔 33:射出孔開閉閥 34:射出室 35:驅動裝置保持部 36:射出驅動裝置 37:杆 38:射出控制裝置 39:儲存媒體 41:模腔空間 42:冷卻裝置 43:冷卻配管 80:高壓儲氣罐 81:氣體通路 82:減壓閥 83:壓力計 84:切換閥 85:分支通路 86:切換閥 88:流量傳感器 89:累計流量控制器 90:累計流量監控器 91:氣體累計流量測量裝置 92:壓力控制閥 130:施壓構件 131b:擋圈 132:可撓性構件 231b:環狀槽 L1:後退長度 L2,L3,L4:前進長度

圖1為表示本發明的一實施方式的預塑化式射出裝置的氣體注入裝置的概略結構的圖。圖2為將所述氣體注入裝置的一部分放大表示的截面圖。圖3為表示前一次保壓步驟結束的狀態的概略圖。圖4為表示關閉射出噴嘴的射出孔的狀態的概略圖。圖5為表示通過氣體供給孔向射出室內送入氣體同時射出柱塞後退至規定位置的狀態的概略圖。圖6為表示射出柱塞前進從而射出室內的氣體壓縮溶解於射出室內的成形材料的狀態的概略圖。圖7為表示通過氣體供給孔向射出室內送入氣體同時射出柱塞後退至規定位置的狀態的概略圖。圖8為表示射出柱塞前進從而射出室內的氣體壓縮溶解於射出室內的成形材料的狀態的概略圖。圖9為表示使規定量的氣體壓縮溶解於射出室內的成形材料後，使射出柱塞回到前一次保壓步驟結束的時間點的位置的狀態的概略圖。圖10為表示計量步驟結束的狀態的概略圖。圖11為表示下述狀態的概略圖，即，射出柱塞前進從而促進氣體向射出室內的成形材料的壓縮溶解，並且維持氣體壓縮溶解於射出室內的成形材料的狀態。圖12為表示打開射出噴嘴的射出孔的狀態並且表示射出步驟結束的狀態的概略圖。圖13為表示保壓步驟結束的狀態的概略圖。圖14為表示射出柱塞與射出缸之間的密封結構的另一例的概略圖。圖15為表示所述密封結構的進而另一例的概略圖。圖16為表示所述密封結構的進而另一例的概略圖。

1:預塑化式射出裝置

2:塑化部

2a:料斗安裝構件

3:射出部

3a:射出部的連通路

4:模具

5:連結構件

5a:連結構件的連通路

5b:塑化部側開口

6:防倒流機構

7:料斗

8:氣體供給部

20:塑化缸

21:塑化螺桿

22:旋轉驅動裝置

30:射出缸

31:射出柱塞(射出軸)

31a:氣體供給孔

31b:彈簧式閥

31c:密封環

31d:活塞環

32:射出噴嘴

32a:射出孔

33:射出孔開閉閥

34:射出室

35:驅動裝置保持部

36:射出驅動裝置

37:杆

38:射出控制裝置

39:儲存媒體

41:模腔空間

80:高壓儲氣罐

81:氣體通路

82:減壓閥

83:壓力計

84:切換閥

85:分支通路

86:切換閥

88:流量傳感器

89:累計流量控制器

90:累計流量監控器

91:氣體累計流量測量裝置

92:壓力控制閥

Claims

一種射出裝置，將成形材料射出至模具內，包括：射出缸，形成有收容所述成形材料的射出室；氣體供給部，為了使氣體壓縮溶解於對所述射出室內所供給的所述成形材料，而向所述射出室內供給所述氣體；射出軸，在所述射出室內沿缸軸方向往返移動；射出驅動裝置，使所述射出軸沿缸軸方向往返移動；以及射出控制裝置，控制所述射出驅動裝置，以使所述射出室擴大、縮小的方式使所述射出軸在所述射出室內後退、前進，在所述射出軸後退而對所述射出室內供給所述氣體後，使所述射出軸前進從而使所述氣體壓縮溶解於所述射出室內的所述成形材料，所述射出軸在所述射出軸的外周面，沿軸向並列具有：至少一個活塞環，用於維持姿勢；以及至少一個密封環，用於防止所述氣體的泄漏。
如請求項1所述的射出裝置，其中，所述密封環中的至少一個為金屬製。
如請求項1所述的射出裝置，其中，所述密封環中的至少一個包含施壓構件、及覆蓋所述施壓構件的可撓性構件。
如請求項1所述的射出裝置，其中，所述射出軸在相對於所述密封環而更靠所述射出軸的前進側的部分且所述射出軸的外周面，沿軸向與所述密封環並列而形成有至少一個環狀槽。
如請求項1所述的射出裝置，其中，所述射出缸在後端部包括冷卻裝置。
如請求項1所述的射出裝置，包括：供給部，將所述成形材料供給於所述射出室內，所述射出軸為射出柱塞。