(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可塑化シリンダの中で成形材料をスクリュの回転によって可塑化する可塑化ユニットと、前記可塑化ユニットから射出シリンダの射出室内に供給された前記成形材料を金型内に射出する射出ユニットと、前記可塑化ユニットと前記射出ユニットの動作を制御する射出制御部を備え、
前記可塑化ユニットは、前記スクリュを回転させる回転駆動装置を有し、
前記射出ユニットは、前記射出室内を往復移動するプランジャと、前記プランジャを往復移動させる射出駆動装置を有し、
前記射出制御部は、前記射出駆動装置を駆動して前記プランジャを前記射出室内で後退および前進させるとともに、前記回転駆動装置を駆動して前記スクリュを正転方向および逆転方向に交互に回転させることで、前記成形材料が前記可塑化シリンダ内から前記射出室内までの流通経路を往復するように制御することを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記射出制御部は、
前記回転駆動装置を駆動して前記スクリュを正転方向に回転させ、前記成形材料を前記可塑化シリンダ内から前記射出室内へ押し出して前記プランジャを後退させて、前記プランジャを計量完了位置で停止させ、
前記回転駆動装置を駆動して前記スクリュを逆転方向に回転させるとともに前記射出駆動装置を駆動して前記プランジャを前進させ、前記成形材料を前記射出室内から前記可塑化シリンダ内へ押し戻すことを特徴とする請求項１記載の射出成形機。
【請求項３】
前記射出制御部は、前記スクリュの正転方向、逆転方向の回転および前記プランジャの後退、前進を複数サイクル行わせることを特徴とする請求項１または２記載の射出成形機。
【請求項４】
前記流通経路に細孔板を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の射出成形機。
【請求項５】
可塑化シリンダの中で成形材料をスクリュの回転によって可塑化する可塑化ユニットと、射出室内を往復移動するプランジャを有する射出ユニットを備えた射出成形機の射出成形方法であって、
前記スクリュを正転方向に回転させて前記成形材料を前記可塑化シリンダから前記射出室内へ押し出して前記プランジャを後退させた後、前記プランジャを計量完了位置で停止させる計量工程と、
前記計量工程の後に前記スクリュを逆転方向に回転させて前記プランジャを前進させ、前記成形材料を前記射出室内から前記可塑化シリンダへ押し出す押戻し工程を行うことを特徴とする射出成形機の射出成形方法。
【請求項６】
前記計量工程と前記押戻し工程は複数サイクル行われることを特徴とする請求項５記載の射出成形機の射出成形方法。
【請求項７】
可塑化シリンダの中で成形材料をスクリュの回転によって可塑化する可塑化ユニットと、射出室内を往復移動するプランジャを有する射出ユニットを備えた射出成形機のプログラムであって、
前記スクリュを正転方向に回転させて前記成形材料を前記可塑化シリンダから前記射出室内へ押し出して前記プランジャを後退させた後、前記プランジャを計量完了位置で停止させる計量工程と、
前記計量工程の後に前記スクリュを逆転方向に回転させて前記プランジャを前進させ、前記成形材料を前記射出室内から前記可塑化シリンダへ押し出す押戻し工程を行わせることを特徴とする射出成形機のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可塑化ユニットが射出ユニットと分離されたスクリュプリプラ式射出成形機において、特に可塑性樹脂の混錬性を向上した射出成形機、射出成形機の射出成形方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機に備える射出装置の一つとして、従来、例えば特許文献３に開示されているように、熱可塑性の成形材料を可塑化スクリュで可塑化させる可塑化ユニットと、可塑化ユニットで可塑化された溶融状態の成形材料を射出軸で押して射出シリンダから金型内に射出する射出ユニットとを別個に設けてなる、いわゆるスクリュプリプラ式射出装置が知られている。また、熱硬化性の成形材料と添加剤を混合軸またはスタティックミキサで混合させる混合部と、混合部で混合された液状の成形材料を射出軸で押して金型内に射出する射出ユニットとを別箇に設けてなる、スクリュプリプラ式射出装置も知られている。射出軸は、例えば、射出プランジャまたは射出スクリュなどが使われている。
【０００３】
昨今、汎用プラスチックの弱点であった強度や耐熱性等の問題を克服した高機能プラスチックに注目が集まっている。高機能プラスチックは高い強度、耐熱性、摺動性、低摩耗性、軽量性、耐薬品性等を備えたいわゆるスーパエンプラと呼ばれる熱可塑性樹脂から形成され、スーパエンプラを成形材料として射出成形して得られた製品は、極めて高い機能性により、工業製品、医療、先端産業部品等、多くの分野で使用されている。
また従来から、成形材料として熱可塑性樹脂原料に可塑剤、充填材、着色剤、強化材、その他各種配合剤を加えて混合して射出成形することにより機能性や強度の高い製品を製造することも盛んに行われている。
【０００４】
しかしながら、スーパエンプラの種類である液晶ポリマ、ポリフェニレンスルファイド等の熱可塑性樹脂や強化繊維等の充填材を多量に配合した高充填配合の樹脂組成物は、溶融温度および溶融粘度が高いため可塑化が大変困難で、さらに均一に通常の押出成形や射出成形で成形することが難しい。
また、着色剤等の配合剤をマスターバッチペレットとして所望の熱可塑性樹脂とともに射出成形機に投入して所定の成形品を製造する場合、熱可塑性樹脂との混錬が不十分であると、可塑化が不均一となって成形品に色ムラができてしまう等の問題が生じていた。
よって、難成形樹脂を射出成形することが困難であることの問題や、配合剤の熱可塑性樹脂中への分散混合が不十分となる問題を改善するために、様々な取り組みがなされている。
【０００５】
特許文献１は、射出シリンダの内部にトーピードおよび複数のボールを設けた発明であって、ペレット状の樹脂がプランジャにより押されてトーピードの複数の穴に流入し、ボールが回転することで樹脂が撹拌、混錬される射出成形機が開示されている（その段落００２７−００２９）。
特許文献２は、可塑化工程において、スクリュの下流側に溶融樹脂を充填させた後に、スクリュを後退させながら逆転および正転させて強化繊維を撹拌させる射出成形方法が開示されており（その段落００２８−００２９、図３）、プリプラ方式の射出成形機の可塑化装置にこの発明を適用する場合は、可塑化スクリュが前進及び後退できる構造および制御とする必要があることが記載されている（その段落００６１）。
特許文献３は、射出成形法で成形する対象の樹脂が高粘度で難成形樹脂である場合、その難成形樹脂に高圧下でガスを溶解させて難成形樹脂の粘度を低下させて射出を行う構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０２０−０５９２０４号公報
【特許文献２】特許第６１２６７１９号公報
【特許文献３】特願２０２０−１０３８４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の発明においては、トーピード等の特殊な撹拌部材を射出シリンダ内に配置するため追加の部材が必要となるうえ、難成形樹脂等を使用しない場合は、射出シリンダ内から撹拌部材を取り外す作業が発生し、設定作業が煩雑化してしまう。
また、特許文献２の発明をスクリュプリプラ式射出装置に適用した場合、可塑化スクリュを前進および後退させる構造を追加する等の設計変更が必要となり、従来から使用されているプリプラ式射出装置から構造変更を余儀なくされてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、既存のスクリュプリプラ式射出装置の構造を大幅に変更することなく、簡単に熱可塑性樹脂の混錬性を向上することが可能な射出成形機、射出成形機の射出成形方法およびプログラムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の射出成形機は、可塑化シリンダの中で成形材料をスクリュの回転によって可塑化する可塑化ユニットと、前記可塑化ユニットから射出シリンダの射出室内に供給された前記成形材料を金型内に射出する射出ユニットと、前記可塑化ユニットと前記射出ユニットの動作を制御する射出制御部を備え、前記可塑化ユニットは、前記スクリュを回転させる回転駆動装置を有し、前記射出ユニットは、前記射出室内を往復移動するプランジャと、前記プランジャを往復移動させる射出駆動装置を有し、前記射出制御部は、前記射出駆動装置を駆動して前記プランジャを前記射出室内で後退および前進させるとともに、前記回転駆動装置を駆動して前記スクリュを正転方向および逆転方向に交互に回転させることで、前記成形材料が前記可塑化シリンダ内から前記射出室内までの流通経路を往復するように制御することを特徴とする。
また本発明は、可塑化シリンダの中で成形材料をスクリュの回転によって可塑化する可塑化ユニットと、射出室内を往復移動するプランジャを有する射出ユニットを備えた射出成形機の射出成形方法であって、前記スクリュを正転方向に回転させて前記成形材料を前記可塑化シリンダから前記射出室内へ押し出して前記プランジャを後退させた後、前記プランジャを計量完了位置で停止させる計量工程と、前記計量工程の後に前記スクリュを逆転方向に回転させて前記プランジャを前進させ、前記成形材料を前記射出室内から前記可塑化シリンダへ押し出す押戻し工程を行うことを特徴とする。
さらに本発明は、可塑化シリンダの中で成形材料をスクリュの回転によって可塑化する可塑化ユニットと、射出室内を往復移動するプランジャを有する射出ユニットを備えた射出成形機のプログラムであって、前記スクリュを正転方向に回転させて前記成形材料を前記可塑化シリンダから前記射出室内へ押し出して前記プランジャを後退させた後、前記プランジャを計量完了位置で停止させる計量工程と、前記計量工程の後に前記スクリュを逆転方向に回転させて前記プランジャを前進させ、前記成形材料を前記射出室内から前記可塑化シリンダへ押し出す押戻し工程を行わせることを特徴とする。
ここで、「スクリュ」とは実施例において可塑化スクリュを指し、また「プランジャ」とは実施例において射出プランジャを指すものとする。
【００１０】
本発明によれば、可塑化計量工程において射出プランジャが繰り返し前後に移動し、可塑化スクリュが正転方向および逆転方向に交互に回転することによって溶融樹脂が射出室と可塑化シリンダの間の流通経路を往復移動する。このような射出成形機の駆動制御により、溶融樹脂の可塑化溶融が促進して可塑性樹脂と配合剤を均一に混合することが可能であり、また溶融温度および溶融粘度が高い難成形樹脂であっても簡単に成形することが可能となる。
【００１１】
本発明の前記射出制御部は、前記回転駆動装置を駆動して前記スクリュを正転方向に回転させ、前記成形材料を前記可塑化シリンダ内から前記射出室内へ押し出して前記プランジャを後退させて、前記プランジャを計量完了位置で停止させ、前記回転駆動装置を駆動して前記スクリュを逆転方向に回転させるとともに前記射出駆動装置を駆動して前記プランジャを前進させ、前記成形材料を前記射出室内から前記可塑化シリンダ内へ押し戻すことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、既存のスクリュプリプラ式射出装置の構造を利用して溶融樹脂を射出室と可塑化シリンダの間で往復移動させているため、既存の構造を変更することなく駆動制御の方法を変更するだけで簡単に熱可塑性樹脂の混錬性を向上することが可能となる。
【００１３】
本発明の前記射出制御部は、前記スクリュの正転方向、逆転方向の回転および前記プランジャの後退、前進を複数サイクル行わせることを特徴とする。
また本発明の射出成形方法は、前記計量工程と前記押戻し工程は複数サイクル行われることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、スクリュの正転方向、逆転方向の回転およびプランジャの後退、前進を複数回行い計量工程と押戻し工程を複数サイクル繰り返すことで、熱可塑性樹脂の混錬性をさらに向上することが可能となる。
【００１５】
本発明の射出成形機は、前記流通経路に細孔板を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、可塑化シリンダ内から射出室内までの流通経路に孔板を備えることにより、溶融樹脂が複数の細孔を通して往復移動し溶融樹脂が分散および撹拌され、混錬性をさらに向上することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、可塑化計量工程において射出プランジャが繰り返し前後に移動し、さらに可塑化スクリュが正転方向および逆転方向に交互に回転することによって、溶融樹脂が射出室と可塑化シリンダの間を往復移動し、溶融樹脂の可塑化溶融が促進する。上述の構成を採用することにより、既存のスクリュプリプラ式射出装置の構造を大幅に変更することなく可塑性樹脂と配合剤を均一に混合することが可能となるうえ、溶融温度および溶融粘度が高い難成形樹脂であっても簡単に成形することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態における射出成形機１を示す概略図である。
【図２】上記実施形態の射出成形機１の型締装置２を示す概略図である。
【図３】上記実施形態の射出成形機１の射出装置３を示す概略側面図である。
【図４】上記実施形態の射出成形機１の射出装置３を示す概略斜視図である。
【図５】上記実施形態の制御装置４の構成を示すブロック図である。
【図６】上記実施形態の可塑化計量工程における射出装置３の動作を説明するための説明図（その１）である。
【図７】上記実施形態の可塑化計量工程における射出装置３の動作を説明するための説明図（その２）である。
【図８】上記実施形態の可塑化計量工程の流れを示すフロー図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における射出成形機１００の要部を示す概略図である。
【図１０】上記実施形態の細孔板７０を示す斜視図である。
【図１１】上記実施形態の細孔板７０を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜１． 本発明の第１の実施形態＞
（１．１  射出成形機１の全体構成）
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の射出成形機１を示す概略構成図である。本発明の射出成形機１は、機台９上に、型締装置２、射出装置３が配置され、さらに、制御装置４の本体が機台９内に設けられ、制御装置４の操作パネルユニット４０が型締装置２と射出装置３の間に設けられる。また、制御装置４の本体は、操作パネルユニット４０内に設けられてもよい。
【００２０】
型締装置２は、金型を開閉させる機構を有し、金型に樹脂材料を充填した時に十分な圧力（型締力）をかける構造になっている。型締力をかけることで溶けた樹脂材料が金型に入ってくる時の圧力に負けないようにして、金型から樹脂材料が外に出ないようにする。一方、射出装置３は、樹脂材料を加熱しながら可塑化して溶融し、その溶融樹脂を高圧で射出して型締装置２に搭載された金型内のキャビティ空間に充填し、そのキャビティ空間内の溶融樹脂を冷却し固化させて成形品を得る。
【００２１】
図２は、本発明の実施形態における射出成形機１の型締装置２の概略図である。
型締装置２は、タイバ１０によって連結された固定プラテン１１とバックプラテン１２と、それらのプラテン間で移動する可動プラテン１３、そして、可動プラテン１３を固定プラテン１１に対して進退させて押圧する型締駆動装置１４を機台９の上に備える。固定プラテン１１には、金型２０の固定側金型２０ａが取り付けられ、可動プラテン１３には、金型２０の可動側金型２０ｂが取り付けられる。金型２０の取り付けは、複数個の金型取り付け部材１６によって固定プラテン１１側または可動プラテン１３側に締め付けて固定するようにされる。型締駆動装置１４は、可動プラテン１３を可動側金型２０ｂとともに進退させて型開閉し、押圧して型締めする装置であり、例えば油圧駆動あるいは電動油圧駆動の直圧式型締装置やトグル式型締装置などがある。成形材料を可塑化して射出する射出装置３は、型締装置２の固定プラテン１１側に配置される。
【００２２】
図３は本発明の実施形態における射出成形機１の射出装置３を示す概略側面図であり、図４は本発明の実施形態における射出成形機１の射出装置３を示す概略斜視図である。
射出装置３では、樹脂材料を可塑化して溶融する可塑化ユニット５と、その溶融樹脂を金型２０内のキャビティ空間２１に向かって射出充填する射出ユニット６とが別設され、それらが溶融樹脂の連通路７ａを有する連結部材７で接続されている。
【００２３】
可塑化ユニット５は、可塑化シリンダ５０と、可塑化シリンダ５０内の可塑化スクリュ５１と、可塑化スクリュ５１を回転させる回転駆動装置５２と、可塑化スクリュ５１を僅かに進退させる逆止駆動装置５３を有する。ホッパ８が、可塑化シリンダ５０の後端側から樹脂材料を供給するために設けられる。
【００２４】
可塑化シリンダ５０の内部は、連通路７ａおよび射出ユニット６の連通路６２ａを介して、射出ユニット６の射出室６５と連通している。連通路７ａの可塑化ユニット側の開口７ｂは、可塑化スクリュ５１の軸線上に位置している。可塑化スクリュ５１の先端は先鋭した円錐状に形成されている。回転駆動装置５２が駆動されると、可塑化スクリュ５１が正転方向ＣＷ（時計回り方向）または逆転方向ＣＣＷ（反時計回り方向）に回転する。
【００２５】
逆止駆動装置５３は、後述される射出プランジャ６１によって射出室６５内に圧力が掛けられた際に、射出室６５内の成形材料が可塑化シリンダ５０内に逆流することを防止するために設けられている。その具体的な構成としては、例えば特許第６２８１９９９号公報に示されているように、空圧シリンダ等の駆動部により可塑化スクリュ５１を前進させて、可塑化スクリュ５１の先端で連通路７ａの可塑化ユニット側の開口７ｂを閉塞する構成等を採用することができる。また、逆止駆動装置５３は、上述の構成に限られず、連通路７ａの途中を閉塞するチェック弁、ロータリ弁またはニードル弁などの開閉弁を採用してもよい。
【００２６】
射出ユニット６は、射出シリンダ６０と、射出シリンダ６０の射出シリンダ孔６０ａ内の射出プランジャ６１と、射出プランジャ６１を進退させる射出駆動装置６４と、射出シリンダ６０の前端にノズルシリンダ６２を介して取り付けられる射出ノズル６３とを有する。ノズルシリンダ６２の射出シリンダ６０側端面には、射出プランジャ６１の先端面６１ａと略等しい形状の前壁６２ｂが形成されている。その前壁６２ｂと射出シリンダ６０の射出シリンダ孔６０ａと射出プランジャ６１の先端面６１ａとで囲まれた空間として射出室６５が形成される。そして、射出室６５には、連結部材７の連通路７ａを介して可塑化シリンダ５０内と連通する連通路６２ａや射出ノズル６３の先端にまで連通する射出孔６３ａが開口している。カップリング６６は、射出プランジャ６１と射出駆動装置６４の駆動ロッドを連結する。
【００２７】
射出ユニット６の各種駆動装置は、油圧式または空圧式または電動式などで適宜構成される。
【００２８】
可塑化シリンダ５０、射出シリンダ６０、ノズルシリンダ６２、連結部材７、射出ノズル６３などの外周には、バンドヒータ等の加熱器６９（以下、単にヒータという）が設けられる。例えば、各シリンダは、先端部、中間部、後端部のように軸方向に複数のゾーンに分けられて、それぞれにヒータ６９が巻かれる。また、射出ノズル６３にもヒータ６９が巻かれる。図３は、便宜上、可塑化シリンダ５０にヒータ６９が巻かれた状態を示しているが、射出シリンダ６０、ノズルシリンダ６２、連結部材７、射出ノズル６３にも巻かれる。ホッパ８から可塑化シリンダ５０に供給された成形材料は、ヒータによる可塑化シリンダ５０等の加熱および可塑化スクリュ５１の圧縮と回転に伴う剪断発熱によって溶融される。
【００２９】
（１．２．制御装置４の構成）
図５は、本発明の実施形態における制御装置４の構成を示すブロック図である。
制御装置４は、操作パネルユニット４０が設けられ、ハードディスクなどの記憶装置（記憶部）４１、基板に配設された少なくとも１つのＣＰＵ（Central Processing Unit）とキャッシュメモリ（二次キャッシュ）を含む演算装置、専用のスロットに差し込まれた増設のＲＡＭ（Random Access  Memory）、各種インターフェースのような付属部品が１つの収納された筐体とで構成される。
【００３０】
また、記憶装置４１には、オペレーティングシステムなどの基本ソフトウェアに加え、専用ソフトウェアがインストールされ、演算装置のＣＰＵによって実行されることにより、制御装置４が制御部４２として機能する。
【００３１】
制御部４２は、型締装置２の動作を制御する型締制御部４２２、射出装置３の動作を制御する射出制御部４２３、および、型締制御部４２２と射出制御部４２３で型締装置２と射出装置３を制御して型閉および型締め、射出、保圧、可塑化計量、型開、取出の順番で成形品の成形を行う成形制御部４２１が設けられる。
【００３２】
型締制御部４２２は、可動側金型２０ｂとともに可動プラテン１３を進退させて型開閉し、さらに、型工程では閉じられた金型２０ａ、２０ｂの密着後に所定の型締力まで昇圧するように型締駆動装置１４を制御する。
【００３３】
射出制御部４２３は、射出プランジャ６１が移動した位置や速度を逐次検出するための位置検出装置および射出プランジャ６１が射出室６５内の溶融樹脂に与える圧力を逐次検出するための圧力検出装置の実際の検出値を読み込み、それら検出値と予め設定された成形条件などとを比較しながら、予め設定された成形条件や動作手順に従って動作するように指令を出して射出駆動装置６４を制御する。位置検出装置としては、図３に示すようなリニアスケール６８などを用いても良いし、射出駆動装置６４がモータであればロータリエンコーダで検出した回転数から算出するようにしても良い。速度の実測値は、例えば、位置検出装置から逐次検出される位置情報を、演算装置の基準クロックを参照して速度情報に変換して求めることができる。また、圧力検出装置としては、図３に示すように射出プランジャ６１後端と射出駆動装置６４の駆動ロッド前端との間にロードセル６７を用いても良いし、射出駆動装置６４が油圧シリンダであれば射出プランジャ６１を前進させる側の油室の圧力を検出するようにしても良いし、射出駆動装置６４がモータであれば電流計測器やトルク計測器で検出したモータの入力電流や回転トルクから算出するようにしても良い。
また、射出制御部４２３は回転駆動装置５２を駆動して、可塑化スクリュ５１を正転方向ＣＷまたは逆転方向ＣＣＷに回転制御を行う。
【００３４】
成形制御部４２１は、型締制御部４２２で型締装置２の型締駆動装置１４を制御して型閉および型締めを行い、射出制御部４２３で各種駆動装置５２、５３、６４を制御して射出、保圧、可塑化計量を行う。最後に、型締制御部４２２で、型締装置２に取り付けられた金型２０の型締を開放し型開すると、成形品が取り出される。
【００３５】
操作パネルユニット４０は、表示装置、キーボードや各種ボタンが設けられた操作盤が配設され、成形条件等の各種設定が可能である。少なくとも後述する押戻し工程における射出プランジャ６１の前進時間や計量工程と押戻し工程の繰り返し回数を設定することができる。
【００３６】
（１．３．  射出成形機１の成形サイクル）
図６は、上記実施形態の可塑化計量工程における射出装置３の動作を説明するための説明図（その１）であり、図７は、上記実施形態の可塑化計量工程における射出装置３の動作を説明するための説明図（その２）である。図８は、上記実施形態の可塑化計量工程の流れを示すフロー図である。
本実施形態においては、以上のように構成された射出成形機１を使用して射出工程（Ｓ０１）、保圧工程（Ｓ０２）、可塑化計量工程（Ｓ０３）の順に成形サイクルが繰り返し行われる。以下の説明においては発明の技術的特徴である可塑化計量工程（Ｓ０３）について主に説明を行う。
【００３７】
可塑化計量工程（Ｓ０３）においては、最初にホッパ８から供給された樹脂材料が、回転駆動装置５２により正転方向ＣＷに回転している可塑化スクリュ５１による剪断発熱とヒータ６９による加熱によって可塑化溶融され、連通路７ａの開口７ｂへ押し出される（Ｓ３０１）。逆止駆動装置５３は、押し出す溶融樹脂に作用する背圧により可塑化スクリュ５１の後退を許容して、可塑化シリンダ５０側の連通路７ａの開口７ｂを開く（可塑化工程：Ｓ３０２、図６）。
溶融樹脂は、可塑化スクリュ５１の正転方向ＣＷの回転によって連通路７ａ、６２ａを通して射出室６５内へ押し出され、溶融樹脂が射出室６５に送り出されるに伴って射出プランジャ６１が溶融樹脂の背圧により後退し、その後退量がリニアスケール６８等の位置検出装置で検出される（Ｓ３０３）。やがて、射出プランジャ６１の後退位置が計量完了位置に達したときに可塑化スクリュ５１の回転を停止する（計量工程：Ｓ３０４）。
次に、射出駆動装置６４により射出プランジャ６１を予め設定された時間だけ前進させるとともに、可塑化スクリュ５１を逆転方向ＣＣＷに回転させる（押戻し工程：Ｓ３０５）。射出室６５内の溶融樹脂は射出プランジャ６１からの圧力および可塑化スクリュ５１の逆転方向ＣＣＷの回転により、射出室６５内から連通路６２ａ、７ａを通して連通路７ａの開口７ｂから可塑化シリンダ５０内に押し戻される。このとき、逆止駆動装置５３は、押し戻される溶融樹脂に作用する圧力により可塑化スクリュ５１の後退を許容して、可塑化シリンダ５０側の連通路７ａの開口７ｂは開いた状態となっている（図７）。溶融樹脂は、連通路７ａ、６２ａを介しての射出室６５内から可塑化シリンダ５０への移動やヒータ６９による加熱、逆転方向ＣＣＷに回転している可塑化スクリュ５１による剪断発熱によって可塑化溶融が促進する。
そして、射出駆動装置６４は射出プランジャ６１の前進動作を停止して、回転駆動装置５２は可塑化スクリュ５１の回転を停止し（Ｓ３０６）、今度は可塑化スクリュ５１を正転方向ＣＷに回転する（Ｓ３０８）。溶融樹脂は可塑化スクリュ５１による剪断発熱とヒータ６９による加熱によってさらに可塑化溶融され、可塑化スクリュ５１の正転方向ＣＷの回転によって連通路７ａ、６２ａを通して射出室６５内へ押し出され、射出プランジャ６１が溶融樹脂の背圧により後退し、その後退量がリニアスケール６８等の位置検出装置で検出される。やがて、射出プランジャ６１の後退位置が計量完了位置に達したときに可塑化スクリュ５１の回転を停止する（Ｓ３０３−Ｓ３０４）。
計量工程および押戻し工程は、あらかじめ設定された回数繰り返し行われる（Ｓ３０７）。
【００３８】
このように、可塑化計量工程において射出プランジャ６１が繰り返し前後に移動し、そして可塑化スクリュ５１が正転方向ＣＷおよび逆転方向ＣＣＷに交互に回転することによって、溶融樹脂は、射出室６５内から可塑化シリンダ５０へ、可塑化シリンダ５０から射出室６５内へ往復移動し、さらに可塑化スクリュ５１の交互回転による剪断発熱によって可塑化溶融が促進される。
よって難成形樹脂であっても簡単に射出成形することが可能で、可塑性樹脂と配合剤を均一に混合することが可能となる。
【００３９】
射出工程（Ｓ０１）においては、射出プランジャ６１が前進して、溶融樹脂を射出ノズル６３から金型２０内のキャビティ空間２１に向かって充填する。予め設定された充填速度条件に従って、充填速度、例えば射出プランジャ６１の前進速度が優先されて制御された状態で、溶融樹脂を金型２０内のキャビティ２１内の空間に向けて充填する。なお、その充填の前には、逆止駆動装置５３が可塑化スクリュ５１を前進させて、可塑化シリンダ５０側の連通路７ａの開口を閉塞して逆流防止が行われ、射出ノズル６３からの鼻垂れを防止するサックバック、すなわち射出プランジャ６１を僅かに後退させる動作が行われる。
【００４０】
その後の保圧工程（Ｓ０２）では、例えば射出プランジャ６１が溶融樹脂に付与する所定の圧力が優先されて制御された状態で、その金型２０内に充填された溶融樹脂の冷却にともなう熱収縮分も含め、金型２０内で不足している分の溶融樹脂が充填される。さらに、保圧工程ではキャビティ空間２１に隣接する金型２０内のゲート部分の溶融樹脂が固化するまでキャビティ空間２１内の溶融樹脂に圧力を付与して逆流を防止する。
【００４１】
＜２． 本発明の第２の実施形態＞
図９は、本発明の第２の実施形態における射出成形機１００の要部を示す概略図であり、図１０は、上記実施形態の細孔板７０を示す斜視図である。図１１は、上記実施形態の細孔板７０を示す平面図である。
本発明の第２の実施形態における射出成形機１００は、混錬性を向上するために溶融樹脂の流通経路に細孔板７０を設けたものであって、その他の構成は第１の実施形態の射出成形機１と同様であるため、同様の機能および構成を有するものに関しては、第１の実施形態と同様の符号を付して、その説明を省略する。
【００４２】
本発明の細孔板７０は、溶融樹脂の流路に設けられた円盤状の平板であり、中央部７１に厚さ方向に貫通する所定の径の細孔７１ａが多数設けられている。細孔板７０は細孔７１ａ内を溶融樹脂が通過するように、溶融樹脂の流通経路方向に対して立設するように設けられている。本実施の形態では、細孔板７０は、溶融樹脂の流通経路上でかつ可塑化スクリュ５１や射出プランジャ６１の移動に邪魔にならない位置である射出シリンダ６０とノズルシリンダ６２の間に設けられている（図９）。
細孔板７０の細孔７１ａの径や形状および数は、対象とする溶融樹脂や混在する配合剤の種類に基づいて適宜設定することができ、細孔７１ａの形状は、円形状や楕円形状、線状等、種々の形状を組み合わせて使用することが可能である。
【００４３】
計量工程において、溶融樹脂は可塑化シリンダ５０から複数の細孔７１ａを通して射出室６５内へ流入し、押戻し工程において射出室６５内から細孔７１ａを通して可塑化シリンダ５０に流入する。このように溶融樹脂が流通経路上を往復移動する際に複数の細孔７１ａを通して移動するため、溶融樹脂が分散するとともに細孔板７０によって乱流が発生して溶融樹脂が撹拌され、混錬性をさらに向上することが可能となる。
【００４４】
以上、本実施形態では、熱可塑性の成形材料を使用するスクリュプリプラ式射出成形機について説明を行ったが、成形材料にガスを圧縮溶解できる射出装置や、熱硬化性の成形材料と添加剤を混合軸またはスタティックミキサで混合させる混合部を有するスクリュプリプラ式射出装置適用可能である。
【００４５】
以上説明した本発明は、この発明の精神および必須の特徴的事項から逸脱することなく他のいろいろな形態で実施することができる。したがって、本明細書に記載した実施例は例示的なものであり、これに限定して解釈されるべきものではない。
【符号の説明】
【００４６】
１ 射出成形機
２ 型締装置
３ 射出装置
４ 制御装置
５ 可塑化ユニット
６ 射出ユニット
７ 連結部材
７ａ 連通路
８ ホッパ
９ 機台
１０ タイバ
１１ 固定プラテン
１２ バックプラテン
１３ 可動プラテン
１４ 型締駆動装置
１６ 部材
２０ 金型
２０ａ 固定側金型
２０ｂ 可動側金型
２１ キャビティ空間
４０ 操作パネルユニット
４１ 記憶部
４２ 制御部
４２１ 成形制御部
４２２ 型締制御部
４２３ 射出制御部
５０ 可塑化シリンダ
５１ 可塑化スクリュ
５２ 回転駆動装置
５３ 逆止駆動装置
６０ 射出シリンダ
６０ａ 射出シリンダ孔
６１ 射出プランジャ
６１ａ 先端面
６２ ノズルシリンダ
６２ａ 連通路
６２ｂ 前壁
６３ 射出ノズル
６３ａ 射出孔
６４ 射出駆動装置
６５ 射出室
６６ カップリング
６７ ロードセル
６８ リニアスケール
６９ 加熱器（ヒータ）
７０ 細孔板
【要約】      （修正有）【課題】既存のスクリュプリプラ式射出装置の構造を大幅に変更することなく、簡単に熱可塑性樹脂の混錬性を向上することが可能な射出成形機および射出成形機の射出成形方法を提供する。【解決手段】可塑化シリンダ５０内でスクリュ５１を回転させて成形材料を可塑化する可塑化ユニット５と、射出ユニット６を備えた射出成形機であって、射出ユニット６は、射出室６５内を往復移動するプランジャ６１と、プランジャ６１を往復移動させる射出駆動装置６４を有し、射出駆動装置６４を駆動してプランジャ６１を射出室６５内で後退および前進させるとともに、回転駆動装置５２を駆動してスクリュ５１を正転方向および逆転方向に交互に回転させることで、成形材料が可塑化シリンダ５０から射出室６５までの間を往復するように制御することを特徴とする。【選択図】図３【図１】
0006940665.tif 000002
【図２】
0006940665.tif 000003
【図３】
0006940665.tif 000004
【図４】
0006940665.tif 000005
【図５】
0006940665.tif 000006
【図６】
0006940665.tif 000007
【図７】
0006940665.tif 000008
【図８】
0006940665.tif 000009
【図９】
0006940665.tif 000010
【図１０】
0006940665.tif 000011
【図１１】
0006940665.tif 000012