(57)【要約】【課題】 計量時における計量のバラツキが発生しない射出成形機の制御方法を提供する。【解決手段】逆流防止リング（９）が、スクリュ（３）の先端に設けられている押金（１１）と、該押金（１１）から突き出ている軸部（１２）と、該軸部（１２）に固着されているスクリュヘッド（１３）の、軸部（１２）に貫通されている射出成形機（１）の計量時の制御方法として構成する。計量によって所定の射出材料が計量されたら、スクリュ（３）の回転を停止し、スクリュ（３）の軸方向の位置を維持した状態でスクリュ（３）を逆回転する。このとき回転角度は、逆流防止リング（９）の閉鎖ストローク（ｔ）に該当する射出材料の体積と、同等の体積が逆流するのに要する回転角度とする。【選択図】図２
2014058066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱シリンダと、該加熱シリンダ内で回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュとからなり、前記スクリュの先端には、押金と、該押金から突き出ている軸部と、該軸部に固着されているスクリュヘッドと、前記軸部に貫通されている逆流防止リングとが設けられており、前記逆流防止リングは、前記スクリュヘッドに当接する位置から前記押金に着座する位置までのストロークである閉鎖ストロークだけスライド自在になっており、前記逆流防止リングが前記押金に着座すると、前記逆流防止リングと前記軸部の間に形成されている射出材料流路が閉鎖されるようになっている射出成形機において、
前記加熱シリンダに射出材料を供給して前記スクリュを回転し、前記スクリュの先端に射出材料を計量するとき、所定の射出材料が計量されたら、前記スクリュの回転を停止し、前記スクリュの軸方向の位置を維持した状態で、
2014058066.tif 000010
で与えられる体積ＶＡの射出材料を逆流させるのに必要な回転角度だけ前記スクリュを逆回転することを特徴とする射出成形機の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の制御方法において、所定の回転角度である初期停滞角αを用いて前記回転角度を次式
2014058066.tif 000011
によって与えてスクリュを逆回転することを特徴とする射出成形機の制御方法。
【請求項３】
請求項２に記載の制御方法において、前記初期停滞角αは５〜３０°であることを特徴とする射出成形機の制御方法。
【請求項４】
加熱シリンダと、該加熱シリンダ内で回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュとからなり、前記スクリュの先端には、押金と、該押金から突き出ている軸部と、該軸部に固着されているスクリュヘッドと、前記軸部に貫通されている逆流防止リングとが設けられており、前記逆流防止リングは、前記スクリュヘッドに当接する位置から前記押金に着座する位置までのストロークである閉鎖ストロークだけスライド自在になっており、前記逆流防止リングが前記押金に着座すると、前記逆流防止リングと前記軸部の間に形成されている射出材料流路が閉鎖されるようになっている射出成形機であって、前記射出成形機のコントローラの記憶装置には、前記加熱シリンダの内径、前記軸部の外径、前記閉鎖ストロークが格納され、前記コントローラによって計量工程が実施されるとき、請求項１〜３のいずれかに記載の制御方法が実施されることを特徴とする射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内に軸方向と回転方向とに駆動可能に設けられているスクリュとからなり、該スクリュの先端に逆流防止リングを備えた射出成形機の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機は、従来周知のように、加熱シリンダ、この加熱シリンダの内部に回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ、このスクリュを駆動する駆動装置等からなり、加熱シリンダの前方には射出ノズルが設けられている。
スクリュには、その先端に逆流防止リングが設けられている。より詳しく説明すると、スクリュの先端部には所定の径のシールリングすなわち押金と、この押金から前方に所定長さ突き出た軸部と、この軸部の先端に固定されているスクリュヘッドとが設けられている。逆流防止リングは外径が加熱シリンダの内径よりわずかに小さく、その内径が軸部より十分に大きい円筒状に形成されている。この逆流防止リングが、軸部に貫通されるようにして、スクリュヘッドと押金の間で軸方向に移動可能に設けられている。逆流防止リングと軸部との間には十分な隙間が確保されていて、射出材料はこの隙間つまり射出材料流路を通ってスクリュの前方に送られるが、逆流防止リングが押金に着座すると射出材料流路が閉鎖されて射出材料は流れない。このような射出成形機において、加熱シリンダを加熱してスクリュを回転駆動し、射出材料を加熱シリンダに供給すると、射出材料は溶融して加熱シリンダの前方に送られる。射出材料は射出材料流路を流れてスクリュの先端に計量される。計量が完了したら、スクリュを軸方向に駆動する。そうすると逆流防止リングが押金に着座して射出材料流路が閉鎖され、射出材料がスクリュによって押し出され、射出ノズルから型締めされた金型のキャビテイに射出される。冷却固化を待って金型を開くと成形品が得られる。
【０００３】
ところで射出材料を計量するとき、逆流防止リングはスクリュヘッドに押し付けられる。そして計量完了時には、逆流防止リングの前後に射出材料の圧力差が発生している。これによって計量が完了しても射出材料流路が閉鎖されていないので、射出材料の圧力差によって射出材料はスクリュの前方に流れようとし、計量が安定せず成形品の重量バラツキが発生する問題がある。この問題を解決する方法が、特許文献１、２によって提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平０５−１１７４０号公報
【特許文献２】特許第４１０９２９４号公報
【０００５】
特許文献１には、計量における射出成形機の制御方法が記載されている。特許文献１に記載の方法においては、計量が完了したらスクリュの軸方向の位置が変動しないようにしてスクリュを逆方向に所定時間だけあるいは所定の回転角度だけ回転する。そうすると、逆流防止リングの上流側の射出材料の圧力が低下する。これによって計量完了後に射出材料がスクリュの先端に流れるのを防止することができ、成形品の重量バラツキを抑制することができる。
【０００６】
特許文献２にも、計量における射出成形機の制御方法が記載されている。この文献に記載の方法によると、計量が完了してスクリュの回転を停止したら、スクリュを所定のストロークだけ軸方向に前進させる。つまりわずかに射出動作をする。そうすると逆流防止リングの上流側の射出材料の圧力が低下し、下流側つまりスクリュの先端の射出材料の圧力が上昇し、逆流防止リングが押金に着座して、材料流路が閉鎖される。その後スクリュを軸方向の位置は維持した状態で逆回転する。そうすると逆流防止リングの上流側の射出材料の圧力が限りなく０に近づく。スクリュの回転を停止してスクリュを軸方向に後退させる。つまりサックバックをするとスクリュの先端部の射出材料の圧力も０に近づく。このとき、逆流防止リングが押金に着座した状態に維持されるように、射出材料の圧力は逆流防止リングの上流側よりも下流側を大きくなるように留意する。このように射出成形機を制御すると、計量後に射出材料がスクリュの前方に流れることを防止できるので、成形品の重量バラツキを抑制することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の方法によっても、あるいは特許文献２に記載の方法によっても、計量後に射出材料がスクリュの前方に流れるのを防止することができるので、重量バラツキの小さい安定した品質の成形品を得ることができる。従って計量を安定させる方法としてスクリュを逆方向に回転する点については合理的であり格別に問題はない。しかしながら解決すべき点も見受けられ、特許文献１に記載の方法も特許文献２に記載の方法も、逆回転する時間、あるいは逆回転する回転角度について具体的な言及がない。スクリュを逆回転をすると逆流防止リングの上流側の射出材料の圧力を低下させることはできるが、どの程度の時間、あるいはどの程度の回転角度だけ逆回転させればいいのかについて具体的な言及がないので、逆回転に過不足が生じる可能性がある。逆回転が少ないと逆流防止リングの上流側の圧力の低下が十分でなく、射出材料がスクリュ前方に流れて計量にバラツキが出てしまうし、逆回転が多いと圧力が下がりすぎて、樹脂や添加剤の成分が気化してシルバーストリークが発生する危険がある。さらには必要以上に長時間逆回転すると、その分だけ成形サイクルが長くなってしまい生産コストが大きくなってしまう。逆回転の時間、あるいは回転角度の最適値を得るためには、実際に成形を繰り返し実施してテストする必要があり、時間や労力、材料の無駄が大きい。特にスクリュを交換するような場合には、スクリュ交換後に逆回転の時間や回転角度の最適値を得る必要があり、交換の都度無駄が発生する。特許文献２に記載の方法においては、別の問題も見受けられる。すなわちこの方法においては、逆流防止リングの上流と下流における射出材料の圧力を変化させるようにしているので、この方法を正確に実施しようとすると少なくとも逆流防止リングの上流側と下流側のそれぞれに圧力センサが必要になる。そうすると圧力センサが設けられていない射出成形機においては実施ができない。
【０００８】
したがって本発明は上記のような問題を解決する射出成形機の制御方法を提供することを目的としており、具体的には計量工程において、計量のバラツキが発生せず、結果として成形品の重量バラツキを抑制できる制御方法であって、射出成形機に圧力センサを設ける必要がなく、最適な制御方法を得るために成形を繰り返してテストする必要がない、射出成形機の制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内で回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュとからなり、スクリュには逆流防止リングが設けられている射出成形機の制御方法として構成される。逆流防止リングは、スクリュの先端に設けられている押金と、該押金から突き出ている軸部と、該軸部に固着されているスクリュヘッドの、軸部に貫通されている。そしてスクリュヘッドと押金の間で所定の閉鎖ストロークだけスライド自在になっている。この逆流防止リングが押金に着座すると、逆流防止リングと軸部の間に形成されている射出材料流路が閉鎖されるようになっている。このような射出成形機において射出材料を計量するとき、所定の射出材料が計量されたら、スクリュの回転を停止し、スクリュの軸方向の位置を維持した状態でスクリュを所定の回転角度だけ逆回転する。この回転角度は、逆流防止リングの閉鎖ストロークに該当する射出材料の体積と、同等の体積が逆流するのに要する回転角度とする。
【００１０】
すなわち、請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内で回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュとからなり、前記スクリュの先端には、押金と、該押金から突き出ている軸部と、該軸部に固着されているスクリュヘッドと、前記軸部に貫通されている逆流防止リングとが設けられており、前記逆流防止リングは、前記スクリュヘッドに当接する位置から前記押金に着座する位置までのストロークである閉鎖ストロークだけスライド自在になっており、前記逆流防止リングが前記押金に着座すると、前記逆流防止リングと前記軸部の間に形成されている射出材料流路が閉鎖されるようになっている射出成形機において、前記加熱シリンダに射出材料を供給して前記スクリュを回転し、前記スクリュの先端に射出材料を計量するとき、所定の射出材料が計量されたら、前記スクリュの回転を停止し、前記スクリュの軸方向の位置を維持した状態で、
【数１】
2014058066.tif 000003
で与えられる体積ＶＡの射出材料を逆流させるのに必要な回転角度だけ前記スクリュを逆回転することを特徴とする射出成形機の制御方法として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の制御方法において、所定の回転角度である初期停滞角αを用いて前記回転角度を次式
【数２】
2014058066.tif 000004
によって与えてスクリュを逆回転することを特徴とする射出成形機の制御方法として構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の制御方法において、前記初期停滞角αは５〜３０°であることを特徴とする射出成形機の制御方法として構成される。
請求項４に記載の発明は、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内で回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュとからなり、前記スクリュの先端には、押金と、該押金から突き出ている軸部と、該軸部に固着されているスクリュヘッドと、前記軸部に貫通されている逆流防止リングとが設けられており、前記逆流防止リングは、前記スクリュヘッドに当接する位置から前記押金に着座する位置までのストロークである閉鎖ストロークだけスライド自在になっており、前記逆流防止リングが前記押金に着座すると、前記逆流防止リングと前記軸部の間に形成されている射出材料流路が閉鎖されるようになっている射出成形機であって、前記射出成形機のコントローラの記憶装置には、前記加熱シリンダの内径、前記軸部の外径、前記閉鎖ストロークが格納され、前記コントローラによって計量工程が実施されるとき、請求項１〜３のいずれかに記載の制御方法が実施されることを特徴とする射出成形機として構成される。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によると、逆流防止リングを備えた射出成形機において、所定量の射出材料が計量されたら、スクリュの回転を停止して、スクリュの軸方向の位置を維持した状態で、スクリュを逆回転するように構成されている。計量直後には逆流防止リングはスクリュヘッド側に押し付けられていると共に、射出材料の圧力は逆流防止リングの上流側の方が下流側よりも高くなっているが、スクリュを逆回転するので射出材料がスクリュによって逆流して射出材料の圧力が上流側が低くなる。そうすると逆流防止リングが押金に着座することになる。つまり計量完了後に射出材料がスクリュ先端に流れ込むことを防止することができ、計量のバラツキ、成形品の重量バラツキを抑制することができる。そして本発明によると、スクリュを逆回転するときの回転角度は明確に与えられている。つまり所定の式によって与えられる射出材料の体積が、ちょうど逆流するだけの回転角度でスクリュを逆回転すればよい。そうすると適切な回転角度を得るために、成形を繰り返してテストする必要がない。計量のバラツキや成形品の重量バラツキを抑制するために、必要十分な最適な回転角度を得られることになる。そしてこの与えられた式には、パラメータとして射出材料の圧力は含まれていない。従って本発明を実施する上で、圧力センサを格別に設ける必要がない。従って、加熱シリンダ、スクリュ、逆流防止リングの寸法や仕様から、スクリュを逆回転する回転角度を一意的に算出することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る射出成形機を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る射出成形機において、計量後にスクリュを逆回転させたときの回転角度と逆流防止リングによる閉鎖率との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態に係る射出成形機において実験した結果を示すグラフであり、その（ア）は射出材料としてポリプロピレンを使用して背圧１０ＭＰａにて計量したときの、その（イ）は射出材料としてポリプロピレンを使用して背圧５ＭＰａにて計量したときの、その（ウ）は射出材料としてポリスチレンを使用して背圧１０ＭＰａにて計量したときの、それぞれ計量後にスクリュを逆回転させたときの回転角度と逆流防止リングによる閉鎖率との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態に係る射出成形機において実験した結果を示すグラフであり、その（ア）は閉鎖ストロークが標準のスクリュ、その（イ）は閉鎖ストロークが１．５倍のスクリュ、その（ウ）は閉鎖ストロークが２倍のスクリュのそれぞれについて、計量後にスクリュを逆回転させたときの回転角度と逆流防止リングによる閉鎖率との関係を示すグラフであり、その（エ）はこれらの結果をまとめたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施の形態に係る制御方法は、スクリュに逆流防止リングが設けられているほとんどの射出成形機において実施が可能である。図１によって本実施の形態に係る射出成形機１を説明する。本実施の形態に係る射出成形機１も従来の射出成形機と同様に、加熱シリンダ２、この加熱シリンダ２内に設けられているスクリュ３、等から構成されている。図１には示されていないが加熱シリンダにはヒータが巻かれて加熱されるようになっており、先端にはアダプタ５と射出ノズル６が設けられている。図において駆動機構１８が簡略的に示されているが、スクリュ３は、駆動機構１８によって回転方向と軸方向とに独立して駆動されるようになっており、コントローラ１９からの指令によって正確に制御されるようになっている。スクリュ３にはフライト７が形成されており、加熱シリンダ２の後方のホッパから射出材料を供給してスクリュ３を回転すると射出材料が溶融してスクリュ３の前方に送り出され、スクリュ３の先端に計量されるようになっている。そして計量後、スクリュ３を軸方向に駆動すると射出材料が射出ノズル６から射出されるようになっている。
【００１４】
本実施の形態に係る射出成形機１においても、射出材料の計量時には射出材料の流路を確保し、射出時には射出材料の逆流を防止する逆流防止リング９が設けられている。逆流防止リング９は円筒状を呈し、次のようにスクリュ３に設けられている。すなわちスクリュ３の先端には所定の径のシールリング、つまり押金１１が設けられ、この押金１１には所定長さの軸部１２が前方に突き出ている。そして軸部１２の先端にはスクリュヘッド１３が固定されている。逆流防止リング９は、この軸部１２に挿通されるように設けられている。逆流防止リング９はスクリュヘッド１３に当接する位置と、押金１１に着座する位置の間で所定のストロークだけ、つまり閉鎖ストロークｔだけスクリュ３に対してスライド可能になっている。逆流防止リング９の外径は加熱シリンダ２の内径Ｄよりわずかに小さく、内径は軸部１２の外径ｄよりも十分に大きい。従って逆流防止リング９の外周面と加熱シリンダ２の内周面との間において射出材料の漏れは生じないが、逆流防止リング９と軸部１２の間には十分な隙間が確保されることになり、射出材料が流れるようになっている。つまりこの隙間が射出材料流路１４になっている。スクリュヘッド１３には切欠１６、１６が形成されているので、逆流防止リング９がスクリュヘッド１３に当接していても射出材料流路１４は閉鎖されない。しかしながら逆流防止リング９が押金１１に着座すると、射出材料流路１４は閉鎖されることになる。本実施の形態に係る射出成形機１においては、コントローラ１９の記憶装置には、加熱シリンダ２の内径、軸部１２の外径、閉鎖ストロークｔ、そしてスクリュ３のフライト高さ、フライトのピッチ、フライトのリード角等が格納され、計量工程において本実施の形態に係る制御方法を実施できるようになっている。
【００１５】
本実施の形態に係る制御方法は、計量工程に特徴がある。計量工程は、途中までは従来周知のように実施する。すなわち加熱シリンダ２をヒータによって加熱し、スクリュ３に所定の背圧を掛けながら回転する。加熱シリンダ２の後方のホッパから射出材料を供給すると、加熱シリンダ２の熱とスクリュ３の回転によるせん断の熱で射出材料が溶融し、スクリュ３によって前方に送られる。射出材料は射出材料流路１４を通ってスクリュヘッド１３の前方に送られる。すなわち計量され、スクリュ３がその分だけ軸方向に後退する。このとき射出材料の圧力は、逆流防止リング９の上流側の方が下流側よりも大きいので、逆流防止リング９はスクリュヘッド１３に押し付けられている。所定量の射出材料が計量されたら、スクリュ３の回転を停止する。
【００１６】
本実施の形態に係る制御方法では、この後、スクリュ３の軸方向の位置が維持されるようにして、スクリュ３を所定の回転角度だけ逆方向に回転する。回転角度は、逆回転によって逆流する射出材料の体積を基準に決定する。本発明においては、この体積を、逆流防止リング９が閉鎖ストロークｔだけスライドすることによって移動する樹脂材料の体積ＶＡとする。この体積ＶＡは、高さｔ、外径Ｄ、内径ｄの円筒の体積で与えられるので、次の１式のようになる。
【数３】
2014058066.tif 000005
【００１７】
なお一般的に、押金１１や逆流防止リング９は、それぞれの着座面がテーパ状に形成されているが、逆流防止リング９の閉鎖ストロークｔに対応する樹脂材料の体積ＶＡは着座面の形状に拘わらず１式で与えられる。本実施の形態に係る制御方法では、１式で与えられる体積ＶＡだけ逆流させるようにスクリュ３を逆回転する。そうすると逆流防止リング９の上流側の射出材料の圧力が低下して逆流防止リング９が押金１１に着座して、射出材料流路１４が閉鎖する。あるいは着座しない場合でも、逆流防止リング９が押金１１の近傍にスライドする。そうすると実質的に射出材料流路１４が閉鎖され、逆流防止リング９の上流側の射出材料の圧力は十分に低下しているので射出材料がスクリュ３の先端に流れることがない。これによって計量のバラツキ、成形品の重量バラツキを抑制することができる。
【００１８】
ところで、スクリュ３を軸方向の位置が維持されるようにして回転させるとき、スクリュ３によって軸方向に送り出される射出材料の時間あたりの流量Ｑは、加熱シリンダの内径Ｄ、スクリュ３のフライト７の高さｈ、ピッチｔｆ、リード角φ、スクリュの回転数Ｎ、射出材料の粘度μ、スクリュの軸方向の射出材料の圧力勾配ｄＰ／ｄλによって、次の２式のように与えられる。
【数４】
2014058066.tif 000006
【００１９】
２式はスクリュ３における射出材料の流量を表す周知な式であり、その第１項はいわゆるｄｒａｇ  ｆｌｏｗ、第２項はｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｌｏｗになっている。スクリュ３を逆回転して射出材料を逆流させるときにおいて、流量Ｑに対する第２項のｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｌｏｗの寄与の度合いは実質的にゼロとすることができる。これを確認するために次の実験を行った。
【実施例１】
【００２０】
加熱シリンダ２の一部を耐熱硝子から形成して、加熱シリンダ２の内部を視認できるようにした射出成形機１を使用して、次のＡ１〜Ａ３の実験を行った。この実験の目的は、射出材料の圧力勾配ｄＰ／ｄλや粘度μを変化させたときに、スクリュ３によって送られる射出材料の量に変化があるか否かを確認し、それによってｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｌｏｗの寄与の度合いを評価することである。
実験Ａ１：
射出成形機１において、射出材料としてポリプロピレンＰＰを供給し、スクリュ３に背圧１０ＭＰａを印加してスクリュ３を回転して所定量の計量を実施した。スクリュ３の回転を停止した状態から、スクリュ３の軸方向の位置が維持されるようにして逆回転して、回転角度と閉鎖率の関係を得た。実験では、スクリュ３の逆回転の速度を３０ｒｐｍ、６０ｒｐｍ、１２０ｒｐｍと変えて３回テストした。グラフを図３の（ア）に示す。なお、閉鎖率は逆流防止リング９の閉鎖ストロークｔに対するスライド位置の割合を示しており、スクリュヘッド１３に当接している状態が０％、押金１１に着座している状態が１００％である。
実験Ａ２：
実験Ａ１と同じ射出材料のポリプロピレンＰＰを供給して計量したが、計量時の背圧は５ＭＰａとした。他の条件は全て実験Ａ１と同様とした。逆回転の回転角度と閉鎖率の関係のグラフを図３の（イ）に示す。
実験Ａ３：
実験Ａ１と異なる射出材料であるポリスチレンＰＳを供給して計量した。計量時の背圧は実験Ａ１と同様の１０ＭＰａとし、他の条件は全て実験Ａ１と同様とした。逆回転の回転角度と閉鎖率の関係のグラフを図３の（ウ）に示す。
【００２１】
実験Ａ１と実験Ａ２は、計量時の背圧が相違している。つまり射出材料のスクリュ３の軸方向の圧力勾配ｄＰ／ｄλが実験Ａ２では実験Ａ１よりも２倍大きいと言える。また実験Ａ１と実験Ａ２とは、射出材料が相違している。つまり異なる粘度μによって実験をしたことになる。しかしながら、いずれの実験Ａ１〜Ａ３においても、回転角度が１５〜２０°に達するまでは閉鎖率が０％であり、閉鎖率が１００％に達するのは回転角度が８０〜９５°であって、閉鎖率の変化は圧力勾配ｄＰ／ｄλや粘度μによる影響を受けないことが分かった。閉鎖率の変化は、スクリュ３によって逆流する射出材料の流量と密接に関係しているので、２式の流量Ｑにおいて圧力勾配ｄＰ／ｄλや粘度μを含んだ第２項、つまりｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｌｏｗの寄与は実質的にゼロと見なすことができ、無視することができることが確認できた。
【００２２】
２式から第２項を消去した式を次の３式に示す。また３式において、時間を両辺に乗じて時間の次元を消去すると４式が得られる。すなわちスクリュ３を逆回転させたときの回転角度θと射出材料の送り量ＶＢの関係が得られる。
【数５】
2014058066.tif 000007
【００２３】
１式で与えられる閉鎖ストロークｔによる射出材料の体積ＶＡと、４式で与えられるスクリュ３の送り量ＶＢとが等しいとしてスクリュ３の回転角度θを解くと、回転角度θは５式で与えられる。
【数６】
2014058066.tif 000008
【００２４】
つまりスクリュ３を逆回転するとき、スクリュ３を５式で与えられる回転角度θだけ回転すると、閉鎖ストロークｔに対応する射出材料を逆流させることができる。そうすると逆流防止リング９は押金１１に着座するはずである。しかしながら、実験Ａ１〜Ａ３によって、スクリュ３を逆回転した直後には、所定の回転角度に達するまで閉鎖率は変化しないことが判明している。すなわち閉鎖率は図２のグラフに示されているように変化するが、スクリュ３を逆回転した直後には、回転角度θが所定の初期停滞角αに達するまで閉鎖率は０％のままである。その後、閉鎖率が上昇して１００％に達するが、閉鎖率の変化開始から１００％に達するのに要する閉鎖角βにおいては、スクリュ３の回転角度θと閉鎖率の変化は比例している。そこで初期停滞角αを考慮し、これを５式に加えて６式を得た。すなわち６式で与えられているスクリュ３の回転角度Θは、逆流防止リング９が実質的に押金１１に着座するのに必要なスクリュ３の回転角度を表している。なお、初期停滞角αは、樹脂の種類、スクリュ３の逆回転の回転数、閉鎖ストロークｔに関係なく概ね１５〜２０°の範囲であるが、他の条件によっては５〜３０°の範囲も見込まれる。従って本発明においては初期停滞角αの範囲は５〜３０°とする。
【実施例２】
【００２５】
閉鎖ストロークｔが標準幅、標準幅の１．５倍、標準幅の２倍の、それぞれ異なるスクリュ３を用意し、スクリュ３の逆回転の回転角度と閉鎖率の変化を調べた。なお使用した射出材料はポリプロピレンＰＰであり、計量時の背圧は１０ＭＰａとし、スクリュ３の回転数は３０ｒｐｍ、６０ｒｐｍ、１２０ｒｐｍの３種類でテストした。図４の（ア）、（イ）、（ウ）は、閉鎖ストロークｔが標準幅、標準幅の１．５倍、標準幅の２倍のそれぞれにおけるスクリュ３の逆回転の回転角度と閉鎖率の変化を示すグラフである。得られた結果から、初期停滞角αは１５〜２０°であり、その後の閉鎖率の上昇の傾きは、閉鎖ストロークｔが大きくなると、小さくなることが分かる。これらの実験から、閉鎖ストロークｔと閉鎖角βの関係を得、図４の（エ）に示す。この閉鎖角βは、図４の（ア）〜（ウ）において、閉鎖率が１００％に達した回転角度から初期停滞角αを差し引いた角度である。図４の（エ）から閉鎖ストロークｔと閉鎖角βは比例していることが分かる。次いで５式によって、それぞれの閉鎖ストロークｔにおける閉鎖角βの理論値θを計算した。上記の実験から得られた閉鎖角βと理論値θとの比較を表１に示す。表における角度の単位は度である。これらの比較から、実験で得られた閉鎖角βと理論値θがよく適合していることが分かる。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
本発明においては計量が完了した後に、スクリュ３を逆回転して、閉鎖ストロークｔに対応する体積の樹脂材料が逆流するようにスクリュ３を所定の回転角度Θだけ逆回転するようにしている。これによって逆流防止リング９が押金１１に着座して射出材料流路１４が閉鎖されるように説明した。しかしながら必ずしも、逆流防止リング９が押金１１に着座することは要求されない。すなわち６式で与えられる回転角度Θだけスクリュ３を逆回転させても逆流防止リング９が押金１１に着座しない場合もある。この場合でも逆流防止リング９は押金１１の近傍にスライドし、逆流防止リング９の上流側の射出材料の圧力は十分に低下するので、射出材料がスクリュ３の先端に流れ込むのを防止できる。このように逆流防止リング９が完全に押金１１に着座していない場合であっても、スクリュ３を軸方向に駆動して射出するときは、速やかに逆流防止リング９が押金１１に着座して、射出材料の漏れがなく射出することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１      射出成形機              ２      加熱シリンダ
３      スクリュ                ６      射出ノズル
７      フライト                ９      逆流防止リング  
１１      押金                  １２      軸部
１３      スクリュヘッド        １４      射出材料流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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