(57)【要約】【課題】遮断バルブを開く時機の設定を簡素化し、成形材料の射出成形機への供給を過剰に行うことなく、生産性を向上させる射出成形システムを提供する。【解決手段】射出成形システムには成形材料供給装置１３、真空脱気装置１４、射出成形機１５が具備されている。成形材料供給装置１３の第１のホッパ１及び第２のホッパ２には、真空計１６及び真空計１７が設けられている。また、真空計１６及び真空計１７で測定された真空度を比較する真空比較装置１８が具備されている。真空比較装置１８は、各々の真空度の差を比較し、真空度差が所定の値（圧力差によって遮断バルブ３が開となったときに少なくとも第２のホッパ２に衝撃が加えられることのない値）以下になったところで真空比較装置１８は遮断バルブ３を開とする。【選択図】図１
2011083953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形品を構成する成形材料が投入される第１のホッパと、該成形材料を該第１のホッパから受け取り射出成形機に供給するための第２のホッパと、前記第１のホッパと前記第２のホッパとを遮断する遮断バルブと、前記各々のホッパを真空状態にする真空脱気装置と、を備えた射出成形システムにおいて、
前記第１のホッパと前記第２のホッパとの真空度の差を比較し、該真空度の差が所定の値以下であるときに前記遮断バルブを開く真空比較装置をさらに備えることを特徴とする射出成形システム。
【請求項２】
前記所定の値は、第１のホッパの圧力によって、少なくとも第２のホッパに衝撃が加わることのない前記真空度の差であることを特徴とする請求項１に記載の射出成形システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、射出成形において、溶解中に成形材料から発生する水分や揮発分を効率的に除去できる真空脱気装置を含む射出成形システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形において、樹脂等の成形材料に含まれている水分や揮発分は、成形品に樹脂やけ、気泡等のさまざまな不良を生じさせる。したがって、射出する前に成形材料をあらかじめ所定の温度で予備加熱させ、水分や揮発分を除去する材料乾燥工程が必要であった。また、成形材料を射出するスクリュを内蔵し、且つ成形材料を溶解することの出来る加熱筒の途中に脱気孔が設けられたベント式射出成形機で成形する必要があった。ベント式射出成形機では、成形材料を加熱筒内で溶解しながら、水分や揮発分を自然排気させることが出来る。
【０００３】
しかしながら、これらは、成形準備に費やす時間や労力の増大を招き、製品を生産する上で生産効率を下げる要因となっていた。
【０００４】
この問題を解決するために、材料乾燥工程を省略することができる射出成形機の付帯機器として、真空脱気装置がある。真空脱気装置は、真空吸引することによって、成形材料から発生する水分や揮発分を除去するものである。
【０００５】
図２は、成形材料供給装置１３、真空脱気装置１４、及び射出成形機１５を備える従来の射出成形システムの構成を示した図である。
【０００６】
成形材料供給装置１３には、外部よりペレット状の成形材料が投入される第１のホッパ１が具備されている。第１のホッパ１の鉛直下方向には、遮断バルブ３を介して第２のホッパ２が具備されている。また、第２のホッパ２の、遮断バルブ３が具備されている箇所の反対側には、回転させることによって成形材料を送出するフィードスクリュ４を格納しているフィードスクリュ筐体５が具備されている。フィードスクリュ４の送出先には射出成形機１５に連通する供給筒６が鉛直下方向に設けられており、成形材料は射出成形機１５に落下するように送られる。
【０００７】
射出成形機１５には、成形材料に熱を加えるヒータ１０を備える加熱筒１１と、加熱筒１１内に加熱筒１１の軸方向に沿って移動可能かつ加熱筒１１の軸周りに回転可能な射出スクリュ１２とが具備されている。
【０００８】
また、供給筒６は、真空ポンプ７に第１の真空配管８を用いて接続されており、加熱筒１１、供給筒６、フィードスクリュ筐体５及び第２のホッパ２を真空状態にすることが出来る構造となっている。したがって、加熱筒１１で溶解される成形材料から発生する水分や揮発分は、真空ポンプ７によって供給筒６から吸引される。加熱筒１１で溶解された成形材料は、射出時には水分や揮発分が除去され、樹脂やけや気泡等の不良を生ずることなく、製品を成形することが可能となる。
【０００９】
さらに、第１のホッパ１も第２の真空配管９によって真空ポンプ７と接続されている。第１のホッパ１と第２のホッパ２との間には遮断バルブ３が具備されているため、第１のホッパ１と第２のホッパ２とを個別で真空状態とすることが可能である。第１のホッパ１から第２のホッパ２へ成形材料を供給するときには、第１のホッパ１を真空状態にした後で遮断バルブ３を開くことによって、供給筒６等の真空状態を保持することが出来る。また、大気圧下で第１のホッパ１に成形材料を投入するときには、遮断バルブ３を閉鎖しておけば、外気が第２のホッパ２へ流入することはない。
【００１０】
供給筒６と第１の真空配管８との接続部や、第１のホッパ１と第２の真空配管９との接続部にはフィルタ等が具備されており、成形材料が真空ポンプに吸引されないようになっている。また、第２の真空配管９には第１のホッパ１と真空ポンプ７を遮断するバルブ２５が具備されている。遮断バルブ３を閉とし、第１のホッパ１に大気圧下で成形材料を投入するとき、バルブ２５を閉とすることによって真空ポンプ７による吸引を停止することが出来る。
【００１１】
図２で示すような、射出成形システムを使用する場合、フィードスクリュ４による供給量が所定の供給量を超過すると、成形材料によって供給筒６が閉塞される。また、射出成形機１５の射出スクリュ１２の回転が停止しているときに成形材料が供給されると、射出スクリュ１２が回転を開始した際に加熱筒１１内と射出スクリュ１２との隙間を埋め、水分や揮発分を吸引する経路を塞いでしまう。
【００１２】
これらの閉塞によって、成形材料の水分や揮発分が吸引されず、水分や揮発分が成形材料に残留した状態で製品を成形することになり、不良を生じてしまう。そこで、特許文献１では、フィードスクリュ４の回転速度を変化させることによって加熱筒１１への成形材料の供給量を制御し、供給筒６等の閉塞を防止している。
【００１３】
また、特許文献２では、供給筒６の内部に供給筒６の内径よりも小さい遮蔽筒を設置することによって、供給筒６と遮蔽筒とで形成される空間を一つの経路とし、遮蔽筒内部を異なる経路としている。フィードスクリュ４によって送出される成形材料は、フィードスクリュ筐体５から鉛直下方向へ落下する。つまり、供給筒６と遮蔽筒とで形成される経路が成形材料の供給路となり、遮蔽筒が水分や揮発分の吸引路となる。したがって、加熱筒１１に供給される成形材料による吸引路の閉塞を防止することが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−３４７０５１号公報
【特許文献２】特開２００５−１１９０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
第１のホッパ１と第２のホッパ２との間に具備されている遮断バルブ３の解放は、第１のホッパ１が真空状態になるまでの時間を推定し、遮断バルブ３を開とする時間を設定することにより行っていた。しかしながら、真空配管等の接続不良や、第１のホッパ１と真空配管９との接続部等に具備されているフィルタの詰りが発生すると、第１のホッパ１が真空状態に達するまでに推定の時間よりも長い時間を必要とする。この場合、第１のホッパ１が真空状態に到達する前に遮断バルブ３が開いてしまう虞がある。
【００１６】
第１のホッパ１が真空状態に達する前に遮断バルブ３を開いた場合、つまり、第１のホッパ１と第２のホッパ２との圧力に大差がある状態で遮断バルブ３を開いた場合、第１のホッパ１の圧力によって第２のホッパ２やフィードスクリュ筐体５に衝撃が加わる。その結果、第２のホッパ２等に残存していた成形材料は、第１のホッパ１の圧力によって押し出され、射出成形機１５に直接供給されてしまう。これにより供給筒６が閉塞され、加熱筒１１での成形材料の水分や揮発分の除去が十分に行われず、成形品に不良を生ずるかもしれない。
【００１７】
特許文献１では、各々のホッパに真空計を設置し、各々の真空度が近い値になったことを確認して遮断バルブ３を開放する方法が開示されている。この方法では、第１のホッパ１の真空度と第２のホッパ２の真空度が近い値になった直後に遮断バルブ３の開放を行うことが出来ず、成形品の供給に時間がかかってしまい、生産性が低下する虞がある。
【００１８】
また、第１のホッパ１の真空度が第２のホッパ２の真空度に達してからも必要以上に真空ポンプ７を運転させるため、コストアップとなるかもしれない。大型の射出成形機では、各々の真空計の間の距離が離れると、操作員が各真空計を確認して遮断バルブ３を開く時機を決めるにあたって労力を要する問題も発生する。
【００１９】
そこで、本発明は、遮断バルブを開く時機の設定を簡素化し、成形材料の射出成形機への供給を過剰に行うことなく、生産性を向上させる射出成形システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明は、上記目的を達成するために、成形品を構成する成形材料が投入される第１のホッパと、成形材料を該第１のホッパから受け取り射出成形機に供給するための第２のホッパと、第１のホッパと第２のホッパとを遮断する遮断バルブと、各々のホッパを真空状態にする真空脱気装置と、を備えた射出成形システムにおいて、
第１のホッパと第２のホッパとの真空度差を比較し、該真空度差が所定の値以下であるときに遮断バルブを開く真空比較装置をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、遮断バルブを開く時機の設定を簡素化し、成形材料の射出成形機への供給を過剰に行うことなく、生産性を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態における射出成形システムの構成を示した図である。
【図２】従来の射出成形システムの構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、この発明の実施形態を図１に基づいて説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施形態による射出成形システムの概略構成を示す図である。射出成形システムは、成形材料供給装置１３、真空脱気装置１４、及び射出成形機１５を備えていえる。成形材料供給装置１３に具備されている第１のホッパ１、第２のホッパ２、遮断バルブ３、フィードスクリュ４、フィードスクリュ筐体５、及び供給筒６は、図２に示した成形材料供給装置１３の各構成と同様であるため、それらの説明は省略する。真空脱気装置１４に具備されている真空ポンプ７、第１の真空配管８、第２の真空配管９及びバルブ２５、並びに射出成形機１５に具備されているヒータ１０、加熱筒１１及び射出スクリュ１２についても、従来の各構成と同様であるため、説明は省略する。
【００２５】
本発明の実施形態では、第１のホッパ１及び供給筒６に各々の真空度を測定するための第１の真空計１６及び第２の真空計１７が具備されている。供給筒６と、加熱筒１１、フィードスクリュ筐体５、及び第２のホッパ２はバルブ等で区切られていないため、圧力は等しい。したがって、第２の真空計１７は第２のホッパ２の真空度を測定していることになる。
【００２６】
また、第１の真空計１６及び第２の真空計１７は、測定した真空度を比較する真空比較装置１８に接続されている。接続方法は、真空計の測定値の変換方法によるが、測定値を電気信号に変換する場合、第１の真空計１６及び第２の真空計１７と真空比較装置１８とは電気配線等で電気的に接続される。
【００２７】
真空比較装置１８は、遮断バルブ３とも電気配線等を用いて電気的に接続されており、遮断バルブ３を開閉する信号を送信することが出来るようになっている。
【００２８】
続いて、本発明における第１のホッパ１へ成形材料を投入する構成を説明する。本発明では、特許文献１で開示されているブロワを用いた投入方法を用いている。
【００２９】
第１のホッパ１は、ペレット状の成形材料を供給する材料タンク１９と搬送配管２０によって接続されている。また、材料タンク１９から第１のホッパ１に成形材料を搬送するためのブロワ２１も第１のホッパ１とブロワ配管２２を用いて接続されている。第１のホッパ１とブロワ配管２２の接続部には、第１のホッパ１にある成形材料がブロワ２１に搬送されないように、フィルタ等が具備されていても良い。搬送配管２０及びブロワ配管２２には各々の配管を開閉可能なバルブ２３、２４がそれぞれ具備されている。各々のバルブは電磁バルブ等で構成されていればよい。
【００３０】
次に、図１に示した射出成形システムによる成形材料の射出成形機１５への供給方法を説明する。
【００３１】
まず、バルブ２５及び遮断バルブ３を閉の状態にして、真空ポンプ７により供給筒６から吸引を行い、加熱筒１１、供給筒６、フィードスクリュ筐体５及び第２のホッパ２を真空状態にする。次に、バルブ２３及びバルブ２４を開にし、ブロワ２１を用いて、材料タンク１９、搬送配管２０、及び第１のホッパ１の内部に存在する雰囲気を吸引することによって、材料タンク１９から第１のホッパ１に成形材料を搬送する。第１のホッパ１とブロワ配管２２とはフィルタで隔てられているため、成形材料はブロワ２１まで搬送されず、第１のホッパ１へ滞留する。第１のホッパ１へ十分な量の成形材料が搬送されたところで、ブロワ２１を停止し、バルブ２３及びバルブ２４を閉とする。
【００３２】
今、第１のホッパ１は大気圧となっているため、第１のホッパ１に滞留している成形材料を第２のホッパ２へ移動させるには、第１のホッパ１を個別に真空にしなければならない。そこで、バルブ２５を開とし、真空ポンプ７によって第１のホッパ１の雰囲気を吸引する。
【００３３】
第１のホッパ１に具備されている第１の真空計１６と、供給筒６に具備されている第２の真空計１７の測定値は真空比較装置１８に送られる。真空計１６と真空計１７との測定値の差が所定の値以下になったとき、すなわち、第１のホッパ１と第２のホッパ２との真空度差が所定の真空度差以下となったとき、真空比較装置１８は遮断バルブ３を開く信号を遮断バルブ３へ与える。
【００３４】
真空比較装置１８からの信号により遮断バルブ３が開となり、第１のホッパ１に滞留している成形材料は第２のホッパ２へと移動する。このとき、所定の値を第１のホッパ１の圧力によって、第２のホッパ２及びフィードスクリュ筐体５に衝撃が加わることのない圧力値とする。第２のホッパ２の圧力に近い値に設定する方がよい。
【００３５】
第１のホッパ１から第２のホッパ２へ成形材料が移動を完了したところで、遮断バルブ３及びバルブ２５を閉とする。第２のホッパ２に移動した成形材料は、フィードスクリュ４によって供給筒６に押し出され、供給筒６の内部を落下することによって射出成形機１５の加熱筒１１に供給される。
【００３６】
加熱筒１１に供給された成形材料は、射出スクリュ１２の回転に伴って発生する摩擦熱やせん断熱と、加熱筒１１の外周に設けられたヒータ１０から加えられる熱とによって、溶解される。そのとき、成形材料に含まれていた水分や揮発分を放出する。放出された水分や揮発分は、真空ポンプ７によって供給筒６から吸引される。したがって、加熱筒１１に水分や揮発分が滞留することなく成形材料を溶解でき、成形材料からの水分や揮発分の除去が可能になる。よって、成形品の製造にあたり、樹脂やけ、気泡等の不良を発生させることなく成形することができる。
【００３７】
第２のホッパ２に成形材料を追加するときには、再度、材料タンク１９から第１のホッパ１へ成形材料を搬送しなければならない。あらかじめ第２のホッパ２へ成形材料を追加しなければならないことが分かっている場合には、第１のホッパ１から第２のホッパ２への成形材料の移動が完了したところで、材料タンク１９から第１のホッパ１への搬送を開始してもよい。
【００３８】
バルブ２３及びバルブ２４を開とし、ブロワ２１を運転し、材料タンク１９から第１のホッパ１へ成形材料を搬送する。搬送後、ブロワ２１を停止し、バルブ２３及びバルブ２４を閉とする。続いてバルブ２５を開とし、真空ポンプ７によって第１のホッパ１を真空状態とする。
【００３９】
第１のホッパ１と第２のホッパ２との真空度差が所定の値以下となったところで遮断バルブ３は開となる。所定の値は、第１のホッパ１の圧力によって第２のホッパ２及びフィードスクリュ筐体５に衝撃が加わることのない値である。したがって、遮断バルブ３が開となるときに、第２のホッパ２及びフィードスクリュ筐体５に残存する成形材料に衝撃が加わることなく、第１のホッパ１の成形材料を第２のホッパ２に移動させることができる。
【００４０】
また、第１のホッパ１の真空度と第２のホッパ２の真空度の比較は真空比較装置１８によって行われる。さらに、遮断バルブ３の開も真空比較装置１８からの信号によって行われる。したがって、遮断バルブ３を開にする時機の精度を高めることが可能であり、第１のホッパ１の真空度が十分な値に達した後の、必要以上の真空ポンプの運転を削減することができる。また、大型の射出成形機において、各々の真空計の間の距離が離れていたとしても、真空比較装置１８が各々の真空度を比較して遮断バルブ３を開閉するため、真空度の確認に操作員の労力を必要としない。
【００４１】
以上により、遮断バルブを開く時機の設定を簡素化し、成形材料の射出成形機への供給を過剰に行うことなく、生産性を向上させることが出来る。
【符号の説明】
【００４２】
１      ホッパ
２      ホッパ
３      遮断バルブ
４      フィードスクリュ
５      フィードスクリュ筐体
６      供給筒
７      真空ポンプ
８      真空配管
９      真空配管
１０    ヒータ
１１    加熱筒
１２    射出スクリュ
１３    成形材料供給装置
１４    真空脱気装置
１５    射出成形機
１６    真空計
１７    真空計
１８    真空比較装置
１９    材料タンク
２０    搬送配管
２１    ブロワ
２２    ブロワ配管
２３    バルブ
２４    バルブ
２５    バルブ
【図１】
2011083953.tif 000003
【図２】
2011083953.tif 000004