(57)【要約】      （修正有）【課題】  可塑化樹脂の熱履歴にばらつきがない状態にて射出を可能とするオンラインブレンド型射出成形機を提供する。【解決手段】流入口ＦＧ２’から背面側射出シリンダ室２０Ｃに流入した可塑化樹脂は流入圧力により鍔部２２Ａの外周およびチェックリング２６の内周を通り、プランジャチップ２８外周部溝から前面側射出シリンダ室２０Ｂに到りそこで蓄積される。射出プランジャ２２の鍔部の右方側軸部外周には軸方向に溝が形成され射出プランジャが前進限位置にあるときに同溝右端部に前記流入口が臨むように形成されている。流入した可塑化樹脂は溝によりプランジャチップ背面近傍までガイドされる。計量工程中溝に残留している可塑化樹脂はスクレーパ部材２０Ｄにより掻き取られる。射出開始が指令されると射出プランジャは左方へ前進する。射出動作中、射出背圧によりチェックリングは鍔部側面と接触するので背面側射出シリンダ室には背圧が伝達されない。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱筒内に投入された合成樹脂材料を溶融・混練して可塑化するスクリュを所定速度で回転させるスクリュ回転用モータ及び前記加熱筒内へ所要量の前記合成樹脂材料を連続的に供給制御するフィーダ部からなる前記合成樹脂材料の連続可塑化装置と、同連続可塑化装置から押出される可塑化樹脂を導く流出口に接続されたシリンダ室、同シリンダ室内に進退可能に設けられた第1プランジャおよび同第1プランジャを進退駆動する第１の駆動手段を備えたアキュムレータ装置および、同アキュムレータ装置から押出された可塑化樹脂を導く流路に接続された可塑化樹脂の流入口を有する射出シリンダ室、同射出シリンダ室の射出方向に連通して形成された射出ノズル部、前記射出シリンダ室に進退可能に設けられた第２プランジャおよび同第２プランジャを進退駆動する第２の駆動手段を備え、前記第２プランジャを射出方向へ駆動することにより前記射出ノズルから可塑化樹脂を金型キャビティ内へ射出する射出装置を有するオンラインブレンド型射出成形機において、
前記第２プランジャ先端部にはプランジャチップ部が形成されると共にその背面側には可塑化樹脂の逆流防止機能を有するチェックリングが配置され、計量工程中、前記チェックリングを介して前記可塑化樹脂を前記第２プランジャ先端部側に流動させることを特徴とするオンラインブレンド型射出成形機。
【請求項２】
請求項１に記載のオンラインブレンド型射出成形機において、前記第２プランジャの軸部には可塑化樹脂の流動を案内する流路が形成されていることを特徴とするオンラインブレンド型射出成形機。
【請求項３】
請求項２に記載のオンラインブレンド型射出成形機において、前記流路は前記第２プランジャの軸部外周面に当該第２プランジャ軸方向に形成された溝であることを特徴とするオンラインブレンド型射出成形機。
【請求項４】
請求項２に記載のオンラインブレンド型射出成形機において、前記流路は前記第２プランジャの軸部外周面と前記射出シリンダ室の本体内周面とで形成される円筒状の空間であることを特徴とするオンラインブレンド型射出成形機。
【請求項５】
請求項３に記載のオンラインブレンド型射出成形機において、前記射出シリンダ室の本体内周面には、前記溝の内面に当接し且つ摺動可能なスクレーパ部材を固定したことを特徴とするオンラインブレンド型射出成形機。
【請求項６】
請求項４に記載のオンラインブレンド型射出成形機において、前記射出シリンダ室の本体内周面には、前記第２プランジャの軸部外周面に当接し且つ摺動可能なリング状のスクレーパ部材を固定したことを特徴とするオンラインブレンド型射出成形機。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のオンラインブレンド型射出成形機において、前記射出シリンダ室の本体に形成された樹脂流入口は、前記第２プランジャが計量完了位置にあるとき少なくとも前記プランジャチップ部の背面側の軸部に臨むよう配置されていることを特徴とするオンラインブレンド型射出成形機。
【請求項８】
請求項５または６に記載のオンラインブレンド型射出成形機において、前記スクレーパ部材は、前記樹脂流入口の後退側近傍に配置されていることを特徴とするオンラインブレンド型射出成形機。
【請求項９】
請求項８に記載のオンラインブレンド型射出成形機において、前記第２プランジャによる射出動作に伴い前記スクレーパの前進側に形成される射出シリンダ内の樹脂の流路空間が負圧となるのを避けるように前記アキュムレータ装置の第１プランジャを射出動作と同期して動作し、所定の可塑化樹脂を前記流路空間へ供給することを特徴とするオンラインブレンド型射出成形機。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載のオンラインブレンド型射出成形機において、前記射出シリンダの流入口よりも後退側外周には可塑化樹脂を加熱保持するためのヒータを配置したことを特徴とするオンラインブレンド型射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可塑化された溶融状態の樹脂（以下可塑化樹脂という）を一時的に蓄積するアキュムレータ装置を介して連続可塑化装置と射出装置とを接続した連続可塑化式射出成形機（以下オンラインブレンド型射出成形機という）に係り、特に金型キャビティへ射出される可塑化樹脂の熱履歴を改善するオンラインブレンド型射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機の能率向上を図るため、従来、可塑化装置と射出装置とを分離すると共に、これらの間にアキュムレータを設け、可塑化装置によって可塑化された樹脂をアキュムレータに貯え、このアキュムレータから間欠的に可塑化樹脂を射出装置へ供給することにより、可塑化装置の稼働率を高めるようにした装置が提案されており、特に、可塑化装置を連続運転可能にするため、アキュムレータから射出装置へ可塑化樹脂を供給しているときにも可塑化装置から射出装置へ可塑化樹脂を供給することのできる連続可塑化式の射出成形装置すなわち、オンラインブレンド型射出成形機が提案されている。（特許文献１）
【０００３】
図４は従来のオンラインブレンド型射出成形機の主要構成部分の縦断面図を示す。図４において、参照符号１０は前述した可塑化装置を構成している２軸押出機であって、その上方に配置されているメインフィーダ装置ＭＦから主たる合成樹脂材料例えばポリプロピレン（ＰＰ）がホッパー１０Ａに供給される。その左方にはサブフィーダ装置ＳＦが配置され補助の成形材料例えばタルクが同様にホッパー１０Ａへ供給される。ホッパー１０Ａから２軸押出機１０の加熱筒１０Ｃ内に供給された成形材料は、モータ１０Ｄによりギヤボックスを介して結合された２本のスクリュ軸１０Ｂにより溶融・混練され可塑化される。なお、ＶＴ１、ＶＴ２はそれぞれオープンベント、真空ベントである。
【０００４】
前記２軸押出機１０の左端側には加熱筒１０Ｃと一体に形成されたアキュムレータ１２が配置されている。アキュムレータ１２の上部および下部シリンダ室１２Ａ、１２Ｂにはプランジャ１２Ｄの下端部に設けたプランジャチップ１２Ｃが配置されており、プランジャ１２Ｄの上端部はピストンＰＳ１と結合され油圧シリンダ装置１２Ｅにより同ピストンＰＳ１が上下に移動可能である。
図中矢視で示すように、溶融状態の樹脂すなわち可塑化樹脂は、２軸押出機１０の左端部から流出口ＦＧ１を介して前記シリンダ室１２Ｂへ流入する。２軸押出機１０の吐出圧は比較的低いのでシリンダ室１２Ｂへ流入した可塑化樹脂の流入時の樹脂圧を低く抑えるため前記ピストンＰＳは上方向へ移動されるようになっている。この間アキュムレータ１２の下部に設けたバルブＶＬ１は閉じている。なお、図示しないが、プランジャ１２Ｄの中間部にロードセルが配置されており、同ロードセルにより、シリンダ室１２Ｂ内の樹脂圧が所定の範囲あるようピストンＰＳ１が油圧制御される。
【０００５】
参照符号１４は射出装置であって、前記バルブＶＬ１が開かれているとき、シリンダ室１２Ｂに蓄積されている可塑化樹脂を流入口ＦＧ２を介して射出装置１２の射出側に形成された射出シリンダ１４Ａ内に受け入れる。すなわち、計量工程中は前記流入口ＦＧ２から可塑化樹脂が射出シリンダ１４Ａ内に供給され、それによりプランジャ１４Ｄの左端部に設けたコーン形状のプランジャチップ１４Ｃは右方へ後退移動する。その場合、前記シリンダ室１２Ｂおよび射出シリンダ１４Ａ内の樹脂圧すなわち、２軸押出機１０の吐出圧が所定値より高くならないように、射出シリンダ装置１４Ｅへの圧油の給排によりピストンＰＳ２を後退移動させるようになっている。この計量動作中バルブＶＬ２は閉じており、計量完了後に開かれ射出シリンダ１４Ａ内の溶融樹脂はピストンＰＳ２を左方へ移動させることによりノズルＮＺを介して金型装置１６に形成された金型キャビティ内へ射出される。
【０００６】
図４に示される従来のオンラインブレンド型射出成形機において２軸押出機１０からアキュムレータ１２へ供給される可塑化樹脂は、アキュムレータ１２内においてはシリンダ室１２Ｂ内で下端部から順に蓄積されていき、計量中にはその下端部から流入口ＦＧ２を介して射出シリンダ１４Ａへ供給され、計量完了後ノズルＮＺから射出される。
【特許文献１】特許第３３０３２１３号（図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の計量工程においては、射出シリンダ１４Ａに流入する可塑化樹脂はプランジャチップ１４Ｃと共に右方へ後退していくので計量が完了した状態では、先に流入した可塑化樹脂ほど右方側にあり、最後に流入した可塑化樹脂は射出シリンダ１４Ａの左端部にある。したがって、金型キャビティへは、最後に射出シリンダ１４Ａに供給された可塑化樹脂から射出されることとなり、所謂可塑化樹脂の先入れ後出しの状態となる。このことは、可塑化樹脂の熱履歴にばらつきを生じるため成形条件として好ましいことではない。そこで可塑化樹脂の先入れ先出しのため射出シリンダ１４Ａを流入口ＦＧ２の左方側に形成しプランジャチップ１４Ｃを計量動作中後退しないようにすることも考えられるが、その場合固定金型用の固定ダイプレートがあるためロングノズルなどの特殊部品を用いてプランジャ先端位置をずらす必要があり結果として、前記固定ダイプレートとアキュムレータ１２の中心軸ＣＬの位置との間隔が大きくなり射出成形機の全長が長くなるという問題がある。
また、射出動作の際には射出圧力が発生し、この圧力が２軸押出機１０側に伝達されないようにするためにもシャットオフ用のバルブＶＬ２を設ける必要があり、装置の複雑化を招くという問題があった。
【０００８】
本発明者は、上記の問題点を解決すべく種々検討・研究を行った結果、射出シリンダへの可塑化樹脂の流入口をプランジャチップの背面側となるよう配置し、計量中、流入口から流入した可塑化樹脂をプランジャチップの背面側から前面側へ流動させてプランジャチップの前面側に蓄積されるようにすることで前記の問題点が解決できることを見出した。
したがって、本発明の目的は、熱履歴にばらつきがない状態にて射出を可能とするオンラインブレンド型射出成形機を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、アキュムレータと射出装置の中間部にある前記シャットオフバルブを不要にしたオンラインブレンド型射出成形機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明に係るオンラインブレンド型射出成形機は、
加熱筒内に投入された合成樹脂材料を溶融・混練して可塑化するスクリュを所定速度で回転させるスクリュ回転用モータ及び前記加熱筒内へ所要量の前記合成樹脂材料を連続的に供給制御するフィーダ部からなる前記合成樹脂材料の連続可塑化装置と、同連続可塑化装置から押出される可塑化樹脂を導く流出口に接続されたシリンダ室、同シリンダ室内に進退可能に設けられた第1プランジャおよび同第1プランジャを進退駆動する第１の駆動手段を備えたアキュムレータ装置および、同アキュムレータ装置から押出された可塑化樹脂を導く流路に接続された可塑化樹脂の流入口を有する射出シリンダ室、同射出シリンダ室の射出方向に連通して形成された射出ノズル部、前記射出シリンダ室に進退可能に設けられた第２プランジャおよび同第２プランジャを進退駆動する第２の駆動手段を備え、前記第２プランジャを射出方向へ駆動することにより前記射出ノズルから可塑化樹脂を金型キャビティ内へ射出する射出装置を有するオンラインブレンド型射出成形機において、
前記第２プランジャ先端部にはプランジャチップ部が形成されると共にその背面側には可塑化樹脂の逆流防止機能を有するチェックリングが配置され、計量工程中、前記チェックリングを介して前記可塑化樹脂を前記第２プランジャ先端部側に流動させることを特徴とする。
【００１１】
その場合、前記第２プランジャの軸部には可塑化樹脂の流動を案内する流路を形成することができる。
さらにその場合、前記流路は、前記第２プランジャの軸部外周面に当該第２プランジャ軸方向に形成された溝として形成することができる。
またその場合、前記流路は前記第２プランジャの軸部外周面と前記射出シリンダ室の本体内周面とで形成される円筒状の空間として形成することもできる。
その場合、前記射出シリンダ室の本体内周面には、前記溝の内面に当接し且つ摺動可能なスクレーパ部材を固定することもできる。
【００１２】
さらにまた、前記射出シリンダ室の本体内周面には、前記第２プランジャの軸部外周面に当接し且つ摺動可能なリング状のスクレーパ部材を固定することもできる。
さらにその場合、前記射出シリンダ室の本体に形成された樹脂流入口は、前記第２プランジャが計量完了位置にあるとき少なくとも前記プランジャチップ部の背面側の軸部に臨むよう配置することが好ましい。また、前記スクレーパ部材は、前記樹脂流入口の後退側近傍に配置されることができる。
その場合、前記第２プランジャによる射出動作に伴い前記スクレーパの前進側に形成される射出シリンダ内の樹脂の流路空間が負圧となるのを避けるように前記アキュムレータ装置の第１プランジャを射出動作と同期して動作し、所定の可塑化樹脂を前記流路空間へ供給するようにすることが好ましい。
また、前記射出シリンダの流入口よりも後退側外周には可塑化樹脂を加熱保持するためのヒータを配置することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、アキュムレータ装置のシリンダ室に蓄積された可塑化樹脂を、射出装置の射出シリンダ室に形成した流入口を介してプランジャチップ背面側に形成された背面側射出シリンダ室内へ流入させ、前記背面側射出シリンダ室へ流入した可塑化樹脂を順次前記プランジャチップ背面近傍へ導き、さらに、前記プランジャチップ背面近傍に達した可塑化樹脂を前記プランジャチップの前面側に形成されている射出シリンダ室へ導かれた可塑化樹脂の蓄積に対応して前記プランジャチップを所定位置まで後退させる構成としたので、金型キャビティへ射出される射出シリンダ内の可塑化樹脂は先入れ先出しが可能となって熱履歴が揃っており、成形品の成形条件を向上させることができる。
また、本発明によるオンラインブレンド型射出成形機では射出装置のプランジャチップ背面側に設けたチェックリングにより射出動作中の射出圧力は前記流入口に伝達することがないので、アキュムレータ装置と流入口との間にシャットオフ用バルブを設ける必要がなく、したがって、機械装置を簡略化できる。
さらに、請求項５および６に記載された本発明によれば、第２プランジャの後退時にスクレーパ部材の掻き取り効果により計量動作中前記溝または円筒状空間に残留する可塑化樹脂を可及的に少なくすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施例について、添付図面を参照し詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明によるオンラインブレンド型射出成形機の射出装置部分の軸方向縦断面を示す。同図１において、参照符号２０は射出シリンダ、参照符号２０Ａは射出シリンダの本体である。同本体２０Ａの右方端部には可塑化樹脂の流入口ＦＧ２’が形成されている。この流入口ＦＧ２’は図４の流入口ＦＧ２に対応するものである。すなわち、可塑化樹脂がアキュムレータ装置の中心軸ＣＬの下端部から流路ＰＳＧを経て流入口ＦＧ２’に到るよう形成されている。また図示しないが、本体２０Ａの外周部および樹脂流路ＰＳＧの外周部にはヒータが適宜配置されている。前記流路ＰＳＧは本体２０Ａと別々に形成してもよいしまた、一体的に形成してもよい。なお、参照符号ＨＴは、特に計量時に射出プランジャ２２が図の右方へすなわち、後退するとき流入口ＦＧ２’よりも右方側に位置する背面側射出シリンダ室２０Ｃに流入した可塑化樹脂の温度を保持するために配置されているヒータを示す。
【００１６】
前記本体２０Ａの内部には射出プランジャ２２が進退可能に収納されている。この射出プランジャ２２の左端部には前面側の外形がコーン状をしたプランジャチップ２８が取付けられている。プランジャチップ２８の背面２８Ａ近傍には逆流防止機能を有するチェックリング２６が配置されている。参照符号２２Ａは鍔部であってその外形は本体２０Ａの内周径より小さい。したがって、流入口ＦＧ２’を介して背面側射出シリンダ室２０Ｃに流入した可塑化樹脂は流入圧力により図の矢視で示すように、鍔部２２Ａの外周およびチェックリング２６の内周を通り、破線で示すプランジャチップ２８外周部溝から前面側射出シリンダ室２０Ｂに到りそこで蓄積されるようになっている。
【００１７】
前記射出プランジャ２２の鍔部２２Ａの右方側軸部外周面と本体２０Ａの内周面との間に形成される円筒状空間は前記可塑化樹脂の流動通路を形成している。この流動通路は、図示のように射出プランジャ２２が前進限位置にあるときすなわち、射出完了位置のときに流動通路の右端部に前記流入口ＦＧ２’が臨むように形成されている。参照符号２２Ｂは可塑化樹脂の右方への流出を防ぐ堰である。射出プランジャ２２の右方側の径細軸２２Ｃは射出プランジャ２２の進退駆動機構３０に結合されている。
【００１８】
アキュムレータ装置側から押出され前記流路ＰＳＧを経て流入口ＦＧ２’へ与えられた可塑化樹脂は前記背面側射出シリンダ室２０Ｃの円筒状空間によりガイドされ、前述したようにプランジャチップ２８の前面側射出シリンダ室２０Ｂに到りそこで蓄積される。この蓄積の増大に対応して前記進退駆動機構３０が駆動され射出プランジャ２２は右方すなわち、後退し、前面側射出シリンダ室２０Ｂの容積も増大するようになっている。
射出プランジャ２２が所定位置まで後退し計量工程が終了した状態で、前記プランジャチップ２８の背面２８Ａは流入口ＦＧ２’に達しないようになっている。
【００１９】
計量完了後、射出動作開始が指令されると射出プランジャ２２は進退駆動機構３０により左方へ前進する。その場合前面側射出シリンダ室２０Ｂ内の樹脂圧力は高くなり前記チェックリング２６は鍔部２２Ａ側面と接触し前記樹脂圧力は背面側射出シリンダ室２０Ｃに伝達されることがない。したがって、図４に示されるシャットオフ用バルブＶＬ１を設ける必要もない。なお、前記前面側射出シリンダ室２０Ｂ、背面側射出シリンダ室２０Ｃは、プランジャチップ２８により区画された射出シリンダ２０の左右の室を意味している。
【００２０】
図２は、図１と同様に、本発明によるオンラインブレンド型射出成形機の射出装置部分の軸方向縦断面を示す。図１では射出プランジャ２２の軸部外周面と本体２０Ａの内周との間の円筒状空間に樹脂の流動通路が形成されていたが、図２では、射出プランジャ２２の軸部の外周部に軸方向の溝２０Ｃ’が形成されている。
【００２１】
参照符号２０Ｄは流入口ＦＧ２’の右側近傍において本体２０Ａの内周面に固定されたスクレーパ部材であって、前記溝２０Ｃ’の内側の面に当接し、且つ摺動可能に配置されている。したがって、図示のように射出プランジャ２２が前進限位置にあるとき溝２０Ｃ’内に残留している可塑化樹脂は前記射出プランジャ２２の後退動作すなわち、計量動作中にスクレーパ部材２０Ｄによって掻き取られながらチェックリング２６を通って前面側射出シリンダ室２０Ｂへ押し出されるようになっている。参照符号ＲＭは、射出プランジャ２２の右端部に設けた堰２２Ｂとスクレーパ部材２０Ｄとの間に形成される空間であって、破線Ｚで示すように外部と繋がっており、真空状態となるのを防止している。
【００２２】
図３は、スクレーパ部材の取り付け状態を示す図であって、（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面矢視図であり、（ｂ）は図１において、リング状のスクレーパ部材２０Ｅが流入口ＦＧ２’の近傍に配置されている状態を示す。このリング状のスクレーパ部材２０Ｅにより、円筒状空間である背面側射出シリンダ室２０Ｃに残留している可塑化樹脂は、図２の場合と同様、掻き取られるようになっている。なお、前記図２および図３に示したスクレーパを配置した場合、前記射出プランジャ２２による射出動作に伴い前記スクレーパの前進側に形成される射出シリンダ室２０Ｃ内の樹脂の流路空間が負圧となるのを避けるため、前記アキュムレータ装置側のプランジャを射出動作と同期して動作し、適切な量の可塑化樹脂を前記流路空間へ供給するようにすることが好ましい。
【００２３】
以上、本発明の好適実施例について説明したが、本発明はこれら例示したものに限定されるものではなく当業者であれば種々の変形が可能である。例えば、可塑化樹脂を流入口ＦＧ２’からプランジャチップ背面２８Ａの近傍までガイドする流動通路として射出プランジャ外周部に螺旋状のフライトを形成することも可能である。さらに、アキュムレータ装置の駆動手段および前記進退駆動機構３０は電動サーボモータを用いて構成することも可能である。また、溝２０Ｃ’の断面形状は、図３（ａ）に示す四角状でなくともよく、三角形状や、また半円状またはそれらを組み合わせた形状とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明によるオンラインブレンド型射出成形機の射出装置部分の軸方向縦断面図である。
【図２】本発明によるスクレーパ部材を備えたオンラインブレンド型射出成形機の射出装置部分の軸方向縦断面図である。
【図３】スクレーパ部材の取り付け状態を示す図であって、（ａ）は、図２のＡ−Ａ線断面矢視図であり、（ｂ）は、図１においてリング状スクレーパ部材が樹脂流入口近傍に配置されている状態を示す。
【図４】従来のオンラインブレンド型射出成形機の主要構成部分の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０      ２軸押出機
１２      アキュムレータ
１４      射出装置
１６      金型装置
２０      射出シリンダ
２０Ａ    射出シリンダ本体
２０Ｂ    前面側射出シリンダ室
２０Ｃ    背面側射出シリンダ室
２０Ｃ’    溝
２０Ｄ    スクレーパ部材
２０Ｅ    リング状のスクレーパ部材
２２      射出プランジャ
２６      チェックリング
２８      プランジャチップ
２８Ａ    プランジャチップの背面
３０      進退駆動機構
【図１】
2006341527.tif 000003
【図２】
2006341527.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006341527.tif 000006