(57)【要約】【課題】原料が再吸湿する恐れがなく、原料から発生するガスを除去可能で、しかも、既存の射出成形機をそのまま適用可能な射出成形機用の粒体原料乾燥装置及び粒体乾燥方法並びに射出成形システムを提供する。【解決手段】射出成形機１の周囲の雰囲気よりも湿度の低い気体である乾燥エアを射出成形機１の原料供給口１１１からシリンダ１１内に吹き込む乾燥エア発生装置２１と、射出成形機１の樹脂射出量に応じて、原料供給口１１１からシリンダ１１内へ投入する樹脂原料の量を制御し、シリンダ１１内において溶融した樹脂と原料供給口１１１との間に乾燥エアの流路を確保する樹脂供給装置２２及び制御盤２４とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内で樹脂原料を加熱して溶融させ、射出することにより成型品を形成する射出成形機に用いる原料乾燥装置であって、
前記射出成形機の周囲の雰囲気よりも湿度の低い気体である乾燥エアを前記射出成形機の原料供給口から前記シリンダ内に吹き込む乾燥エア発生手段と、
前記射出成形機の樹脂射出量に応じて、前記原料供給口から前記シリンダ内へ投入する樹脂原料の量を制御し、前記シリンダ内において溶融した樹脂と前記原料供給口との間に前記乾燥エアの流路を確保する手段とを有することを特徴とする原料乾燥装置。
【請求項２】
前記シリンダ内を循環して前記原料供給口から前記シリンダ外へ吹き出した前記乾燥エアから異物を除去するためのフィルタを備えたことを特徴とする請求項１記載の原料乾燥装置。
【請求項３】
前記フィルタを通過した乾燥エアを、前記乾燥エア発生手段へ送り返し、前記乾燥エアとして再利用することを特徴とする請求項２記載の原料乾燥装置。
【請求項４】
前記シリンダ内へ樹脂原料を投入する樹脂供給装置を複数備え、各樹脂供給装置から供給する樹脂原料の合計量を制御して、前記シリンダ内において溶融した樹脂と前記原料供給口との間に前記乾燥エアの流路を確保することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の原料乾燥装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載の原料乾燥装置と射出成形機とを備えた射出成形システム。
【請求項６】
シリンダ内で樹脂原料を加熱して溶融させ、射出することにより成型品を形成する射出成形機における原料乾燥方法であって、
前記射出成形機の周囲の雰囲気よりも湿度の低い気体である乾燥エアを前記射出成形機の原料供給口から前記シリンダ内に吹き込むとともに、前記射出成形機の樹脂射出量に応じて、前記原料供給口から前記シリンダ内へ投入する樹脂原料の量を制御し、前記シリンダ内において溶融した樹脂と前記原料供給口との間に前記乾燥エアの流路を確保することを特徴とする原料乾燥方法。
【請求項７】
前記シリンダ内を循環して前記原料供給口から前記シリンダ外へ吹き出した前記乾燥エアから異物を除去する工程を備えたことを特徴とする請求項６記載の原料乾燥方法。
【請求項８】
前記異物を除去した乾燥エアを、前記乾燥エアとして再利用することを特徴とする請求項７記載の原料乾燥方法。
【請求項９】
前記シリンダ内へ複数の樹脂原料を投入する場合に、各樹脂原料の合計量を制御して、前記シリンダ内において溶融した樹脂と前記原料供給口との間に前記乾燥エアの流路を確保することを特徴とする請求項６から８のいずれか１項記載の原料乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機用の粒体原料乾燥装置に関し、特に、原料樹脂となる粒体を乾燥する機能を備えた射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機を用いて成型品を形成する場合、原料とするペレットに水分が含まれていると、シリンダ内でペレットを溶融させた際に水蒸気が発生し、成型品の品質が低下してしまう。また、射出成形機は容量式で樹脂量を計量するため、溶融させた際に発生した水をシリンダ外へ排出できないと、溶融した樹脂と共に水を射出することとなってしまい、射出される樹脂量が少なくなる。
このため、原料となるペレットは、成形機へ投入する前に予め乾燥させておく必要があった。
【０００３】
しかし、事前に乾燥を行うことは、リードタイムが増加する原因となっているだけでなく、事前乾燥の際にヒータを用いるため、何らかのエネルギーを必要とし消費エネルギーが大きくなってしまう。
【０００４】
しかも、このような事前乾燥を行ったとしても、乾燥機から成形機への移送工程において再吸湿してしまうことがある。再吸湿した乾燥状態の悪い樹脂で成形することは、上記同様に成型品の品質を損ねる原因となる。
【０００５】
また、原料とする樹脂の種類によっては、溶融時にガスが発生するため、溶融した樹脂中にガスが残ったまま成形されてしまい、成型品の品質が低下する恐れがあった。
【０００６】
このような問題を解決するための従来技術として、特許文献１に開示される「熱可塑性樹脂の可塑化装置及び方法」がある。
特許文献１に開示される発明は、加熱筒部の途中（原料樹脂がほぼ溶融している位置）にガス供給用孔を設け、ここから加熱筒内にイナートガスを供給することにより、加熱筒内に存在する水蒸気や原料樹脂から発生したガスを筒内から駆除するものである。
【特許文献１】特開２００２−３２６２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に開示される発明は、射出成形機の加熱筒にガス供給用孔を設けなければならないため、既存の射出成形機をそのまま用いることはできない。よって、特許文献１に開示される発明を導入するためには、射出成形機そのものを交換する必要があり、多大な設備投資が要求されることとなる。
【０００８】
このように、従来は、原料が再吸湿する恐れがなく、原料から発生するガスを除去可能で、しかも、既存の射出成形機をそのまま適用可能な乾燥装置は提供されていなかった。
【０００９】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、原料が再吸湿する恐れがなく、原料から発生するガスを除去可能で、しかも、既存の射出成形機をそのまま適用可能な射出成形機用の粒体原料乾燥装置及び粒体乾燥方法並びに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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、シリンダ内で樹脂原料を加熱して溶融させ、射出することにより成型品を形成する射出成形機に用いる原料乾燥装置であって、射出成形機の周囲の雰囲気よりも湿度の低い気体である乾燥エアを射出成形機の原料供給口からシリンダ内に吹き込む乾燥エア発生手段と、射出成形機の樹脂射出量に応じて、原料供給口からシリンダ内へ投入する樹脂原料の量を制御し、シリンダ内において溶融した樹脂と原料供給口との間に乾燥エアの流路を確保する手段とを有することを特徴とする原料乾燥装置を提供するものである。
【００１１】
本発明の第１の態様においては、シリンダ内を循環して原料供給口からシリンダ外へ吹き出した乾燥エアから異物を除去するためのフィルタを備えることが好ましく、これに加えて、フィルタを通過した乾燥エアを、乾燥エア発生手段へ送り返し、乾燥エアとして再利用することがより好ましい。
【００１２】
本発明の第１の態様の上記のいずれの構成においても、シリンダ内へ樹脂原料を投入する樹脂供給装置を複数備え、各樹脂供給装置から供給する樹脂原料の合計量を制御して、シリンダ内において溶融した樹脂と原料供給口との間に乾燥エアの流路を確保することが好ましい。
【００１３】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、上記本発明の第１の態様のいずれかの構成にかかる原料乾燥装置と射出成形機とを備えた射出成形システムを提供するものである。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第３の態様として、シリンダ内で樹脂原料を加熱して溶融させ、射出することにより成型品を形成する射出成形機における原料乾燥方法であって、
射出成形機の周囲の雰囲気よりも湿度の低い気体である乾燥エアを射出成形機の原料供給口からシリンダ内に吹き込むとともに、射出成形機の樹脂射出量に応じて、原料供給口からシリンダ内へ投入する樹脂原料の量を制御し、シリンダ内において溶融した樹脂と原料供給口との間に乾燥エアの流路を確保することを特徴とする原料乾燥方法を提供するものである。
【００１５】
本発明の第３の態様においては、シリンダ内を循環して原料供給口からシリンダ外へ吹き出した乾燥エアから異物を除去する工程を備えることが好ましく、これに加えて、異物を除去した乾燥エアを、乾燥エアとして再利用することがより好ましい。
【００１６】
本発明の第３の態様の上記のいずれの原料乾燥方法においても、シリンダ内へ複数の樹脂原料を投入する場合に、各樹脂原料の合計量を制御して、シリンダ内において溶融した樹脂と原料供給口との間に乾燥エアの流路を確保することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、原料が再吸湿する恐れがなく、原料から発生するガスを除去可能で、しかも、既存の射出成形機をそのまま適用可能な射出成形機用の粒体原料乾燥装置及び粒体乾燥方法並びに射出成形システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
〔第１の実施形態〕
本発明を好適に実施した第１の実施形態について説明する。図１に、本発明を好適に実施した射出成形システムの構成を示す。この射出成形システムは、射出成形機１と乾燥装置２とを備える。
【００１９】
射出成形機１は、従来の装置と同様の構成であり、シリンダ１１内にスクリュー１２が配置されており、シリンダ１１にはヒータ１３が設置されている。
シリンダ１１は、原料供給口に近い側から順に、供給部、圧縮部、計量部に大別される。供給部は原料が供給される部分である。圧縮部は、溶融した原料を圧縮する部分である。計量部は、溶融状態の原料を計量しながら射出する部分である。
射出成形機１の動作を制御する制御盤１４は、原料を可塑化中に「可塑化中信号」を、（乾燥機２の）制御盤２４へ出力する。
【００２０】
乾燥機２は、乾燥エア発生装置２１と、樹脂供給装置２２と、排気装置２３と、制御盤２４と、フローメータ２５とを有する。
【００２１】
乾燥エア発生装置２１は、射出成形機を取り巻く雰囲気よりも湿度の低い気体（乾燥エア）の噴射口を備えている。乾燥エアの噴射口２１１は、シリンダ１１の原料供給口に挿入した状態で配置される。
【００２２】
射出成形システムの動作について説明する。
シリンダ１１は、ヒータ１３によって加熱されている。樹脂供給装置２２から供給された原料は、原料供給口１１１からシリンダ１１内へ投入される。シリンダ１１内に供給された原料は、スクリュー１２の回転によって先端（計量部側）へ送られながら溶融していく。
【００２３】
制御盤２４は、制御盤１４から入力される可塑化中信号に基づいて原料の供給量を制御する。これにより、溶融樹脂と原料投入口との間（供給部）が樹脂で満たされることは無くなる。
【００２４】
乾燥エア発生装置２１が発生させた乾燥エアは、原料供給口１１１からシリンダ１１内へ吹き込まれる。上記のように、シリンダ１１の供給部は樹脂で満たされてはおらず、乾燥エアの通り道が確保されている。よって、図２に示すように、乾燥エアは、樹脂の間を通りながら先端方向へ向かい、溶融状態の樹脂の割合が増えて通り道が無くなったところで折り返して原料供給口１１１の方へ向かい、原料供給口１１１からシリンダ１１外へ排出される。シリンダ１１内の水蒸気やガスは、乾燥エアによってシリンダ１１内から押し出される。また、原料に付着していた粉状の異物は乾燥エア１１によって吹き飛ばされ、乾燥エアと共にシリンダ１１外へ排出される。
【００２５】
シリンダ１１の外へ排出されたエアは、排気装置２３へと向かい、排気装置２３によって処理される。
例えば、乾燥エアを大気開放するのであれば（乾燥エアとして空気を用いる場合など）、フィルタなどで粉状の異物を取り除いたのち、装置外へ放出する。また、乾燥エアを循環させるのであれば（乾燥エアとして窒素ガスを用いる場合など）、粉状の異物を取り除いた後で、乾燥エア発生装置２１へ戻し、再度乾燥エアとして利用する。
【００２６】
なお、フローメータ２５は、乾燥エアの流量を確認するために用いるが、これを省いた構成としても良い。
【００２７】
本実施形態にかかる射出成形システムは、射出成形機１のシリンダ１１内で原料を乾燥させるため、従来の乾燥機のように移送の際に再吸湿が生じる恐れがない。しかも、乾燥に用いる熱源は、射出成形機１のヒータ１３である（すなわち、樹脂の乾燥と溶融とに同一の熱源を用いる）ため、消費エネルギーの低減を図れる。しかも、従来型の射出成形機に適用可能である。
【００２８】
さらに、成形と乾燥とを並行して行えるため、作業時間の短縮を図れる。しかも、事前に乾燥を行う場合と比較して加熱時間を短縮できるため、樹脂原料の変質を抑えられる。
また、乾燥済みの原料を移し替える必要がないため、原料の欠けなどによって粉が発生する恐れがなく、粉状の異物が存在したとしてもシリンダ１１の外へ排出できる。
また、樹脂供給量を１回の成型に適した量に調整するため、成型品の品質のバラツキを抑えられる。
【００２９】
〔第２の実施形態〕
本発明を好適に実施した第２の実施形態について説明する。
図３に、本実施形態にかかる射出成形システムの構成を示す。この射出成形システムは、第１の実施形態と同様に、射出成形機１と乾燥機２’とを備える。
本実施形態において、乾燥機２’は、樹脂供給装置を複数（２２ａ、２２ｂ）備えている。
【００３０】
樹脂供給装置２２ａ、２２ｂのそれぞれには、異なる樹脂原料が蓄えられている。樹脂供給装置２２ａ、２２ｂのそれぞれは、制御盤２４からの指令に応じて、所定の割合で原料投入口に原料を投入する。
これにより、シリンダ１１内で混合された樹脂が射出されることとなる。
【００３１】
ここでは樹脂供給装置を二つ備えた構成を例としたが、３以上であっても良いことは言うまでもない。
【００３２】
複数の樹脂原料を混合可能であることを除いては第１の実施形態と同様であるため、重複する説明は割愛する。
【００３３】
なお、上記各実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはない。
例えば、第２の実施形態においては、二つの樹脂供給装置に異なる樹脂原料が蓄えられている場合を例としたが、複数の樹脂供給装置に同じ原料を蓄えておいてもよい。
このように、本発明は様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明を好適に実施した第１の実施形態に係る射出成形システムの構成を示す図である。
【図２】射出成形機のシリンダ内での乾燥エアの流れを示す図である。
【図３】本発明を好適に実施した第２の実施形態にかかる射出成形システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    射出成形機
２    乾燥機
１１    シリンダ
１２    スクリュー
１３    ヒータ
１４    射出成形機制御盤
２１    乾燥エア発生装置
２２、２２ａ、２２ｂ    樹脂供給装置
２３    排気装置
２４    樹脂供給装置制御盤
２５    フローメータ
１１１    原料供給口
２１１    乾燥エア噴射口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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