インラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置
【課題】 窒素ガスを供給する窒素ガス供給フランジがホッパーの下部に位置させていた為に、ホッパー下部の材料供給口より金型に至る間に窒素ガスを供給することやその間に滞留している空気や水蒸気及びガスを排出することが非常に困難であり、窒素ガスがホッパーから一部排出していた。 加えて、空気に含まれたまた樹脂に付着した水滴からの水蒸気によって、樹脂が溶融に際して発生したガスによって樹脂を劣化させていた。
【解決手段】 先端からメルトゾーンｚとコンプレッションゾーンｙとフィードゾーンｘを形成したスクリュー１２を加熱筒１１内に収納し、フィードゾーンｘに樹脂ｗを送り込むことが出来るように加熱筒１１の後部にホッパー１４を配設したインラインスクリュー式成形機に於いて、スクリュー１２に形成されたメルトゾーンｚの何れかの位置に窒素ガスを注入することが出来るように加熱筒１１に窒素ガス供給配管１０１を接続した。
【解決手段】 先端からメルトゾーンｚとコンプレッションゾーンｙとフィードゾーンｘを形成したスクリュー１２を加熱筒１１内に収納し、フィードゾーンｘに樹脂ｗを送り込むことが出来るように加熱筒１１の後部にホッパー１４を配設したインラインスクリュー式成形機に於いて、スクリュー１２に形成されたメルトゾーンｚの何れかの位置に窒素ガスを注入することが出来るように加熱筒１１に窒素ガス供給配管１０１を接続した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置に関する技術であって、更に詳細に述べると、射出成形機や中空成形機の成形をするのに際して使用する原料の樹脂であるペレットや粉末を溶融し成形するのに際して、空気中の酸素により樹脂が酸化することで劣化し、空気に含まれたまた樹脂に付着した水滴を加熱することで発生した水蒸気によって更に発生したガスによって樹脂の劣化や成形品が変色を起こすのを、窒素ガスを注入することによって防止する技術について述べたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置に関する技術としては、窒素ガス発生装置からの窒素ガス供給配管をホッパー下部の窒素ガス供給フランジに接続して加熱筒内に窒素ガスを注入していた。
【０００３】
以下、従来のインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置について概略を説明する。
【０００４】
インラインスクリュー式成形機としては、射出成形機や中空成形機等があるが、射出成形機の場合は、高温の溶融樹脂に圧力をかけて金型に強制的に溶融樹脂を注入する装置である。 従来の射出成形機としては、図６に示すようなものがある。 これに示されるインラインスクリュー式の射出成形機１０は、加熱筒１１Ｇと、加熱筒ヘッド２６と、これに回転可能かつ軸方向に対して移動可能にはめ合わされたスクリュー１２と、加熱筒１１Ｇの後部に取付ボルト２９によって固定されたホッパー１４と、加熱筒１１Ｇの先端に設けられたノズル１５と、スクリュー１２の先端側にそれぞれ設けられたスクリューヘッド１６、逆流防止リング１８、及び押し金１７と、加熱筒１１の外周部に設けられた複数のヒータ１９とを有している。
【０００５】
この場合、可塑化工程においては、加熱を目的として配設されたヒータ１９に通電するとともに、スクリュー１２がスクリュー駆動装置（図示せず）の回転駆動部によって回転駆動されることにより、ホッパー１４内の成形樹脂は、加熱筒１１Ｇの材料供給口１１ａを通り、スクリュー１２の螺旋溝１２ａに沿って前方のノズル１５側に移送され、加熱及びせん断作用によって溶融・混錬され、スクリューヘッド１６の前側の溶融樹脂貯留部に順次貯留される。 この間、貯留部の溶融樹脂の圧力によりスクリュー１２は後退させられる。 所定量の溶融樹脂が貯留されると、スクリュー１２の回転が停止して、可塑化工程が終了する。
【０００６】
次に、射出工程が行なわれる。 すなわち、スクリュー駆動装置（図示せず）の軸方向駆動部によってスクリュー１２が前進することにより、貯留された溶融樹脂がノズル１５を通り、金型６０のキャビテイ６０ａ内に射出される。 このとき逆流防止リング１８は、押し金１７の前端部に押し付けられることにより、貯留中の溶融樹脂がホッパー１４側に逆流するのを防止している。 従って、加熱筒１１Ｇ内の逆流防止リング１８より前方は高圧になるが、逆流防止リング１８より後方はそれほど高圧にならない。 また、逆流防止リング１８より後方は、材料供給口１１ａに近づくほど未溶融樹脂の割合が増加し、材料供給口１１ａの近傍は未溶融樹脂だけになり、未溶融樹脂が容易に分散移動し易い状態になっている。
【０００７】
ところで、所定の保圧・冷却工程に続いて型開が行なわれている間に、次の可塑化工程が開始される。 一方、金型６０からは成形品が取り出され、再び型閉じが行われて射出成形品が繰り返し成形される。
【０００８】
この様に各工程を実施している中で、窒素ガス発生装置７０からの窒素ガス供給配管１０２をホッパー１４下部の窒素ガス供給フランジ５０に接続して窒素ガスを加熱筒１１Ｇ内に注入することで空気や水蒸気や発生したガスを加熱筒１１Ｇの後部に追いやり、樹脂が溶融し成形するのに際して、空気中の酸素により樹脂が酸化して劣化するのを、空気に含まれたまた樹脂に付着した水滴を加熱することで発生した水蒸気によって更に樹脂の溶融によって発生したガスによって樹脂の劣化や成形品が変色を起こすのを防止していたのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような従来の、インラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置に関しては、以下に示すような課題があった。
【００１０】
先ず、窒素ガスを供給する窒素ガス供給フランジがホッパーの下部に位置させていた為に、ホッパー下部の材料供給口より金型に至る間に窒素ガスを供給することやその間に滞留している空気や水蒸気及びガスを排出することが非常に困難であった。 従って、樹脂であるペレットや粉末が溶融し成形するのに際して、空気中の酸素によって樹脂を酸化して劣化させ、空気に含まれたまた樹脂に付着した水滴を加熱することで発生した水蒸気によって更に樹脂の溶融によって発生したガスによって樹脂を劣化させ成形品を変色させていた。
【００１１】
また、窒素ガスを供給する窒素ガス供給フランジがホッパーの下部に位置させていた為に、窒素ガスがホッパーから一部排出していた。 加えて、空気に含まれたまた樹脂に付着した水滴を加熱することで発生した水蒸気を樹脂に付着させ、樹脂が溶融に際して発生したガスによって樹脂を劣化させていた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、先端からメルトゾーンｚとコンプレッションゾーンｙとフィードゾーンｘを形成したスクリュー１２を加熱筒１１内に収納し、前記フィードゾーンｘに樹脂ｗを送り込むことが出来るように前記加熱筒１１の後部にホッパー１４を配設したインラインスクリュー式成形機に於いて、前記スクリュー１２に形成された前記メルトゾーンｚの何れかの位置に窒素ガスを注入することが出来るように前記加熱筒１１に窒素ガス供給配管１０１を接続したことを特徴とし、更には、先端からメルトゾーンｚとコンプレッションゾーンｙとフィードゾーンｘを形成したスクリュー１２を加熱筒１１内に収納し、前記フィードゾーンｘに樹脂ｗを送り込むことが出来るように前記加熱筒１１の後部にホッパー１４を配設したインラインスクリュー式成形機に於いて、前記スクリュー１２に形成された前記コンプレッションゾーンｙの何れかの位置に窒素ガスを注入することが出来るように前記加熱筒１１に窒素ガス供給配管１０１を接続したことを特徴とし、更には、前記加熱筒１１内に注入された窒素ガスが前記ホッパー１４から流出しないように、また水蒸気や前記樹脂ｗが溶融するのに際して発生したガスが前記樹脂ｗに付着したり付着することで前記樹脂ｗと反応して不純物を作り出さないように、前記ホッパー１４と前記加熱筒１１の間にシール装置４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄを配設したことを特徴とし、更には、前記シール装置４０Ａは、回転中心軸４４を中心に回動可能なダンパー４１の一端とシリンダー４２のロッドを接続して第二ホッパー４３内で作動するようにしたものであり、前記シリンダー４２のロッドを縮めることで前記ダンパー４１を開いて前記樹脂ｗを落下させ、前記シリンダー４２のロッドを伸ばすことで前記ダンパー４１を閉じて前記樹脂ｗを前記ホッパー１４内に保持する構成であることを特徴とし、更には、前記シール装置４０Ｂは、揺動モータ４８に接続したボールバルブ４６をバルブ取付部４７に収納したものであり、前記揺動モータ４８の回転で前記ボールバルブ４６を開閉し、それによって前記ホッパー１４内の前記樹脂ｗを落下させたり保持する構成であることを特徴とし、更には、前記シール装置４０Ｃは、フィードモータ３３に接続した平行歯型フィーダー３１をフィードシリンダー３２に収納したものであり、前記平行歯型フィーダー３１には、前記フィードモータ３３の回転中心と平行に溝３１ａと山３１ｂを形成し、前記山３１ｂによって前記ホッパー１４との間を断続的に遮断する構成であることを特徴とし、更には、前記シール装置４０Ｄは、フィードモータ３８に接続したスクリュー型フィーダー３６をフィードシリンダー３７に収納したものであり、前記スクリュー型フィーダー３６には、螺旋状の溝３６ａ及び螺旋状と前記フィードモータ３８の回転中心と平行な山３６ｂを形成し、前記山３６ｂによって前記ホッパー１４との間を断続的に遮断する構成であることを特徴とすることによって、上記課題を解決したのである。
【発明の効果】
【００１３】
以上の説明から明らかなように、本発明によって、以下に示すような効果をあげることが出来る。
【００１４】
第一に、スクリューを形成しているメルトゾーンまたはコンプレッションゾーンの何れかの位置に窒素ガスを注入することが出来るように窒素ガス発生装置からの窒素ガス供給配管を加熱筒に接続したことで、ホッパー下部の材料供給口より金型に至る間に滞留している空気や水蒸気や発生したガスの排出も容易になった。 従って、樹脂であるペレットや粉末が溶融し成形するのに際して、空気中の酸素によって樹脂を酸化して劣化するのを防止し、空気に含まれたまた樹脂に付着した水滴を加熱することで発生した水蒸気によって更に樹脂の溶融によって発生したガスによって樹脂を劣化させ成形品を変色するのを防止した。
【００１５】
第二に、ホッパーにシール装置を配設したことで、ホッパーからの窒素ガスの排出をかなり防止することが可能となった。 加えて、空気に含まれたまた樹脂に付着した水滴を加熱することで発生した水蒸気を樹脂に付着させ、樹脂が溶融に際して発生したガスによって樹脂が劣化するのをかなり防止出来るようになった。
【００１６】
第三に、シール装置として、シリンダーのロッドとダンパーを接続して伸縮したり、ボールバルブを揺動モータで回転したりして、ホッパーを開閉することで、ホッパーからの窒素ガスの排出をかなり防止することが可能となった。
【００１７】
第四に、シール装置として、フィードシリンダーに収納した平行歯型フィーダーやスクリュー型フィーダーをフィードモータで回転している中で、フィーダーを形成している山によって断続的に遮断することで、ホッパーからの窒素ガスの排出をかなり防止することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明のインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。
ここで、図１は、本発明の全体図であり、図２は、本発明のシール装置の第一実施例を示した図であり、図３は、本発明のシール装置の第二実施例を示した図であり、図４は、本発明のシール装置の第三実施例を示した図であり、図５は、本発明のシール装置の第四実施例を示した図である。
【００１９】
図１において、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは射出成形機でインラインスクリュー式であり、内部が中空となっている加熱筒１１、この加熱筒１１の内側に回転可能かつ軸方向に対して移動可能にはめ合わされたスクリュー１２、加熱筒１１の後部にシール装置４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄを介して取付ボルト２９で固定されたホッパー１４、加熱筒１１の先端に設けられたノズル１５、スクリュー１２の先端側にそれぞれ設けられたスクリューヘッド１６、押し金１７、及び逆流防止リング１８、加熱筒１１の外周部に加熱を目的として設けられた複数のヒータ１９、加熱筒１１とノズル１５との間に配置された加熱筒ヘッド２６等を有している。 尚、スクリュー１２はこれに連結されたスクリュー駆動装置（図示せず）によって回転させられ、また軸方向に駆動されるようになっているのである。
【００２０】
ここで、スクリュー１２に関してもう少し詳細に記載すると、一般的にスクリュー１２は、金型６０側を先端と称し、先端側から螺旋溝１２ａが浅いメルトゾーンｚと螺旋溝１２ａが除々に深く傾斜しているコンプレッションゾーンｙと螺旋溝１２ａが深いフィードゾーンｘを形成している。 そして、フィードゾーンｘでは、ペレットや粉末の樹脂ｗを予熱しながら先端に送り、コンプレッションゾーンｙでは、予熱された樹脂は螺旋溝１２ａが徐々に浅くなる中で剪断作用を受けながら外部加熱により溶融し、メルトゾーンｚでは、溶融した樹脂に混錬を加え均質にしている。
【００２１】
そして、図１に見られる様に、スクリュー１２に形成されたメルトゾーンｚとコンプレッションゾーンｙの間に窒素ガスを注入することが出来るように加熱筒１１に窒素ガス発生装置７０からの窒素ガス供給配管１０１を接続している。 この場合、加熱筒１１には窒素ガスを注入する孔が貫通してあって、加熱筒１１には継手を配設し、その継手に窒素ガス供給配管１０１を接続している。 尚、窒素ガス供給配管１０１に関しては、分離膜方式によるものでも、ＰＳＡ方式によるものでも、窒素ガスボンベによるものでも、その他の方式によるものでも構わない。
【００２２】
但し、窒素ガス供給配管１０１を接続する位置としては、前記の位置に限定する必要は全くなく、メルトゾーンｚとコンプレッションゾーンｙの何れかの位置であれば構わない。更には、一番加熱と溶融がされている位置が、最も酸化され易く排ガスが発生し易いという実態から考えて、メルトゾーンｚに窒素ガス供給配管１０１を接続するのが、更にはメルトゾーンｚの最先端が最も理想的な位置とも言えるが、コンプレッションゾーンｙでも良いし、場合によってはフィードゾーンｘでも従来に較べると格段に改善されているということは言える。
【００２３】
所で、窒素ガス供給配管１０１を接続する位置の数に関しては何等記載していないが、一箇所に限定する必要は無く、先端方向に位置を変えて複数箇所配設しても、先端方向の同じ位置に円周方向で均等に複数箇所配設しても、先端方向に位置を変えて複数箇所を更に同じ位置に円周方向で均等に複数箇所配設しても構わない。
【００２４】
特に、先端方向に位置を変えて複数箇所配設することは、射出成形機に於いてはスクリュー１２が前後方向に移動するため非常に有効であり、スクリュー１２が移動する位置に合わせて不用な方の窒素ガスの注入を一時停止すると更に有効と考えられる。 例えば、可塑化工程でスクリューヘッド１６の前側に位置している溶融樹脂貯留部に溶融樹脂が貯留されることで、スクリュー１２が後退する時点では同時に逆流防止リング１８も後退するが、少なくとも、逆流防止リング１８が通過している最中または通過した後の位置に於いては窒素ガスの供給が不要となることは明白である。
【００２５】
尚、本体に関しては、射出成形機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄに限定する必要は無く、インライン式の中空成形機でも構わない。
【００２６】
一方、シール装置４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄに関しては、以下に示す各実施例に構成を含めその内容を具体的に示す。
【００２７】
（第一実施例）
図２は、本発明のシール装置の第一実施例を示した図で、４０Ａはシール装置であり、ホッパー１４内の樹脂ｗを保持したり落下させる為に回転中心軸４４を中心に回動することが出来るダンパー４１と、ダンパー４１とロッドが移動軸４２ｂを介して移動軸４２ｂそのものがダンパー４１と共に回動可能に接続している中でロッドを構成し自身も回動するシリンダー４２と、回転中心軸４４を固定している第二ホッパー４３より構成されていて、シリンダー４２のロットを縮めることでダンパー４１を開いてペレットや粉末の樹脂ｗを落下させ、シリンダー４２のロッドを伸ばすことでダンパー４１を閉じるようになっている。
【００２８】
この場合、シリンダー４２のロッド側と反対側の端部には、例えばホッパー１４等に固定した（具体的に図示せず）固定軸４２ａによってシリンダー４２が回動可能となっている。 また、シリンダー４２のロッド側と反対側の端部をホッパー１４に固定する意味としては、ホッパー１４に直接固定するものでも、ホッパー１４に間接的に固定する（例えば、何等かの部材を介している）ものでも構わない。 ここで、シリンダー４２は空圧で作動するのが一般的であるが、電動モータと歯車を組み合わせてダンパー４１を開閉させることでも可能である。 尚、射出成形機１０Ａは、シール装置４０Ａを構成したものである。
【００２９】
本発明による、インラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置は前述したように構成されており、以下に、その動作について説明する。
【００３０】
射出成形作業時には、射出成形機１０Ａが駆動されて可塑化工程が開始される。即ち、加熱を目的として配設されたヒータ１９が通電され、スクリュー１２が回転させられることにより、ホッパー１４内の成形樹脂ｗは、加熱筒１１の材料供給口１１ａを通り、スクリュー１２の螺旋溝１２ａに沿って前方のノズル１５側に移送され、加熱及びせん断作用によって溶融・混錬され、スクリューヘッド１６の前側の溶融樹脂貯留部に順次貯留される。 この間、貯留部の溶融樹脂の圧力によりスクリュー１２は後退させられる。 ここで、所定の溶融樹脂が貯留されると、スクリュー１２の回転が停止して、可塑化工程が終了する。
【００３１】
次に、スクリュー駆動装置（図示せず）の軸方向駆動部でスクリュー１２に前進方向の力が加えられることにより、貯留された溶融樹脂がノズル１５を通り、金型６０のキャビテイ６０ａ内に射出され、射出工程が行われる。 このとき、逆流防止リング１８は、押し金１７の前端部に押し付けられることにより、貯留中の溶融樹脂がホッパー１４側に逆流するのを防止しているのである。 従って、加熱筒１１内の逆流防止リング１８より前方は高圧になるが、逆流防止リング１８より後方はそれほど高圧にはならない。 また、逆流防止リング１８より後方では、材料供給口１１ａに近づくほど未溶融樹脂の割合が増加し、材料供給口１１ａの近傍では未溶融樹脂だけになっているのである。 特に、材料供給口１１ａの近傍では加熱筒１１に送り込まれた樹脂ｗは、空隙の多い状態になっているのである。
【００３２】
ここで、加熱筒１１内の成形樹脂ｗが加熱され、フィードゾーンｘでペレットや粉末の樹脂ｗを予熱しながら先端に送り、コンプレッションゾーンｙで予熱された樹脂ｗは螺旋溝１２ａが徐々に浅くなる中で剪断作用を受けながら外部加熱により溶融し、メルトゾーンｚで溶融した樹脂に混錬を加え均質にしている中で、窒素ガス発生装置７０から窒素ガス供給配管１０１を経由して、図１の場合には、コンプレッションゾーンｙとメルトゾーンｚの間に窒素ガスを供給している。
【００３３】
この様にして、窒素ガスを供給することによって、射出成形に際して使用する原料の樹脂ｗであるペレットや粉末を溶融し成形するのに際して、空気や溶融に際して発生したガスや水蒸気と窒素ガスを入れ替えることによって、空気中の酸素により溶融樹脂が酸化して劣化するのを防止し、空気中に含まれたまた樹脂に付着した水滴を加熱することで発生した水蒸気によって更に樹脂の溶融によって発生したガスによって溶融樹脂が劣化し成形品が変色するのを防止しているのである。
【００３４】
所で、ホッパー１４からの成形樹脂ｗに関して述べれば、加熱筒１１の材料供給口１１ａを通過して、スクリュー１２の螺旋溝１２ａに沿って前方のノズル１５側に移送されるが、ホッパー１４と加熱筒１１の材料供給口１１ａの間にはシール装置４０Ａを設けている。
【００３５】
この場合、シール装置４０Ａの目的とするところは、窒素ガス発生装置７０からの窒素ガス供給配管１０１を加熱筒１１に接続して加熱筒１１内に窒素ガスを供給することで、加熱筒１１とスクリュー１２の間に滞留している空気や溶融に際して発生するガスや水蒸気が加熱筒１１の後部に移動させられ、加熱筒１１後部のスクリュー１２との間やホッパー１４から排出可能になっているのである。
【００３６】
ここで、加熱筒１１の内部から材料供給口１１ａを経由して溶融に際して発生したガスや水蒸気が排出すると、ホッパー１４内の樹脂ｗに水滴が付着する可能性が有り、その場合には樹脂ｗが溶融した際に再度水蒸気を発生して不良を発生させる原因となる可能性があるし、ホッパー１４内の樹脂ｗに発生したガスが反応して不純物を作り出す可能性が有り、その場合には樹脂ｗが溶融した際には不純物を含んだり変色した成形品作り出す原因となる可能性がある。
【００３７】
そこで、ホッパー１４の下部に気体の流入を少しの間でも遮断する目的でシール装置４０Ａを設けた訳であり、シリンダー４２を構成しているロッドが移動軸４２ｂを介してダンパー４１と接続し、ダンパー４１は第二ホッパー４３に固定している回転中心軸４４を中心に移動軸４２ｂと共に回動可能にし、シリンダー４２のロッドと反対側を固定軸４２ａを介してホッパー１４に固定することでシリンダー４２を回動可能にし、シリンダー４２を伸ばすとダンパー４１がホッパー１４の下部を塞いでホッパー１４内に樹脂ｗを保持し、同時にガスや水蒸気のホッパー１４からの排出を防止し、シリンダー４２を縮めるとダンパー４１がホッパー１４の下部を開放してホッパー１４内の樹脂ｗを第二ホッパー４３に落下させているのである。
【００３８】
（第二実施例）
図３は、本発明のシール装置の第二実施例を示した図で、４０Ｂはシール装置であり、ホッパー１４内の樹脂ｗを保持したり落下させる為に、揺動モータ４８に接続したボールバルブ４６をバルブ取付部４７の内部に収納したものであり、揺動モータ４８の回転でボールバルブ４６を開閉し、それによってホッパー１４内の樹脂ｗを落下させたり保持するように構成しているのである。 尚、射出成形機１０Ｂは、シール装置４０Ｂを構成したものである。
【００３９】
本発明による、インラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置は前述したように構成されており、以下に、その動作について説明する。
【００４０】
ここで、射出成形機１０Ｂの可塑化工程や射出工程等の各工程の内容に関しては、第一実施例と同一であるので省略する。 また、窒素ガス供給の方法や効果に関しても第一実施例と同一であるので省略する。
【００４１】
所で、ホッパー１４からの成形樹脂ｗに関して述べれば、加熱筒１１の材料供給口１１ａを通過して、スクリュー１２の螺旋溝１２ａに沿って前方のノズル１５側に移送されるが、ホッパー１４と加熱筒１１の材料供給口１１ａの間にはシール装置４０Ｂを設けている。
【００４２】
この場合、シール装置４０Ｂの目的とするところは、第一実施例と同一であるので省略する。
【００４３】
そこで、ホッパー１４の下部に気体の流入を少しの間でも遮断する目的でシール装置４０Ｂを設けた訳であり、揺動モータ４８に接続したボールバルブ４６をバルブ取付部４７の内部に収納したものであり、揺動モータ４８の回転でボールバルブ４６を開閉し、それによってホッパー１４内の樹脂ｗを落下させたり保持する構成となっているのである。尚、ボールバルブ４６を開閉する時間の間隔や開放する時間に関しては、揺動モータ４８の回転速度を変更することも含め、また歯車と組合わせることも含めて、自由に設定可能と考えて良い。
【００４４】
（第三実施例）
図４は、本発明のシール装置の第三実施例を示した図で、４０Ｃはシール装置であり、ホッパー１４内の樹脂ｗを保持したり落下させる為に、フィードモータ３３に接続した平行歯型フィーダー３１をフィードシリンダー３２の内部に収納したものであり、平行歯型フィーダー３１には、フィードモータ３３の回転中心と平行に溝３１ａと山３１ｂを形成していて、山３１ｂによってホッパー１４との間を断続的に遮断する構成しているのである。 また、平行歯型フィーダー３１の両端には、樹脂ｗが平行歯型フィーダー３１よりはみ出さないように溝３１ａを形成しないシール部３１ｃを形成している。 尚、射出成形機１０Ｃは、シール装置４０Ｃを構成したものである。
【００４５】
本発明による、インラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置は前述したように構成されており、以下に、その動作について説明する。
【００４６】
ここで、射出成形機１０Ｃの可塑化工程や射出工程等の各工程の内容に関しては、第一実施例と同一であるので省略する。 また、窒素ガス供給の方法や効果に関しても第一実施例と同一であるので省略する。
【００４７】
所で、ホッパー１４からの成形樹脂ｗに関して述べれば、加熱筒１１の材料供給口１１ａを通過して、スクリュー１２の螺旋溝１２ａに沿って前方のノズル１５側に移送されるが、ホッパー１４と加熱筒１１の材料供給口１１ａの間にはシール装置４０Ｃを設けている。
【００４８】
この場合、シール装置４０Ｃの目的とするところは、第一実施例と同一であるので省略する。
【００４９】
そこで、ホッパー１４の下部に気体の流入を少しの間でも遮断する目的でシール装置４０Ｃを設けた訳であり、フィードモータ３３に接続した平行歯型フィーダー３１をフィードシリンダー３２の内部に収納したものであり、平行歯型フィーダー３１には、フィードモータ３３の回転中心と平行に溝３１ａと山３１ｂを形成していて、山３１ｂによってホッパー１４との間を断続的に遮断する構成となっているのである。
【００５０】
尚、ホッパー１４内の樹脂ｗは、平行歯型フィーダー３１が回転するのに際して、溝３１ａが上向きに位置した時には溝３１ａの中に樹脂ｗを嵌め込み、溝３１ａが下向きに位置した時に溝３１ａの中の樹脂ｗを材料供給口１１ａに落下させているのであり、樹脂ｗの供給量に関しては、溝３１ａの深さ、溝３１ａと山３１ｂの幅の大きさによって、またフィードモータ３３の速度を調整することによって変更することは可能である。
【００５１】
（第四実施例）
図５は、本発明のシール装置の第四実施例を示した図で、４０Ｄはシール装置であり、ホッパー１４内の樹脂ｗを保持したり落下させる為に、フィードモータ３８に接続したスクリュー型フィーダー３６をフィードシリンダー３７の内部に収納したものであり、スクリュー型フィーダー３６には、螺旋状の溝３６ａ及び螺旋状とフィードモータ３８の回転中心と平行な山３６ｂの両方を形成していて、山３６ｂによってホッパー１４との間を断続的に遮断する構成となっているのである。 また、スクリュー型フィーダー３６の両端には、樹脂ｗがスクリュー型フィーダー３６よりはみ出さないように溝３６ａを形成しないシール部３６ｃを形成している。 尚、射出成形機１０Ｄは、シール装置４０Ｄを構成したものである。
【００５２】
本発明による、インラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置は前述したように構成されており、以下に、その動作について説明する。
【００５３】
ここで、射出成形機１０Ｄの可塑化工程や射出工程等の各工程の内容に関しては、第一実施例と同一であるので省略する。 また、窒素ガス供給の方法や効果に関しても第一実施例と同一であるので省略する。
【００５４】
所で、ホッパー１４からの成形樹脂ｗに関して述べれば、加熱筒１１の材料供給口１１ａを通過して、スクリュー１２の螺旋溝１２ａに沿って前方のノズル１５側に移送されるが、ホッパー１４と加熱筒１１の材料供給口１１ａの間にはシール装置４０Ｄを設けている。
【００５５】
この場合、シール装置４０Ｄの目的とするところは、第一実施例と同一であるので省略する。
【００５６】
そこで、ホッパー１４の下部に気体の流入を少しの間でも遮断する目的でシール装置４０Ｄを設けた訳であり、フィードモータ３８に接続したスクリュー型フィーダー３６をフィードシリンダー３７の内部に収納したものであり、スクリュー型フィーダー３６には、螺旋状の溝３６ａ及び螺旋状とフィードモータ３８の回転中心と平行な山３６ｂを形成していて、山３６ｂによってホッパー１４との間を断続的に遮断する構成となっているのである。
【００５７】
尚、ホッパー１４内の樹脂ｗは、スクリュー型フィーダー３６が回転するのに際して、溝３６ａが上向きに位置した時には溝３６ａの中に樹脂ｗを嵌め込み、溝３６ａが下向きに位置した時にまた螺旋の送りによって溝３６ａの中の樹脂ｗを材料供給口１１ａに落下させているのであり、樹脂ｗの供給量に関しては、溝３６ａの深さ、溝３６ａと山３６ｂの幅の大きさによって、またフィードモータ３８の速度を調整することによって変更することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】 本発明の全体図
【図２】 本発明のシール装置の第一実施例を示した図
【図３】 本発明のシール装置の第二実施例を示した図
【図４】 本発明のシール装置の第三実施例を示した図
【図５】 本発明のシール装置の第四実施例を示した図
【図６】 従来の全体図
【符号の説明】
【００５９】
１０・・・・・・射出成形機
１０Ａ・・・・・射出成形機
１０Ｂ・・・・・射出成形機
１０Ｃ・・・・・射出成形機
１０Ｄ・・・・・射出成形機
１１・・・・・・加熱筒
１１Ｇ・・・・・加熱筒
１１ａ・・・・・材料供給口
１２・・・・・・スクリュー
１２ａ・・・・・螺旋溝
１４・・・・・・ホッパー
１５・・・・・・ノズル
１６・・・・・・スクリューヘッド
１７・・・・・・押し金
１８・・・・・・逆流防止リング
１９・・・・・・ヒータ
２６・・・・・・加熱筒ヘッド
２９・・・・・・取付ボルト
３１・・・・・・平行歯型フィーダー
３１ａ・・・・・溝
３１ｂ・・・・・山
３１ｃ・・・・・シール部
３２・・・・・・フィードシリンダー
３３・・・・・・フィードモータ
３６・・・・・・スクリュー型フィーダー
３６ａ・・・・・溝
３６ｂ・・・・・山
３６ｃ・・・・・シール部
３７・・・・・・フィードシリンダー
３８・・・・・・フィードモータ
４０Ａ・・・・・シール装置
４０Ｂ・・・・・シール装置
４０Ｃ・・・・・シール装置
４０Ｄ・・・・・シール装置
４１・・・・・・ダンパー
４２・・・・・・シリンダー
４２ａ・・・・・固定軸
４２ｂ・・・・・移動軸
４３・・・・・・第二ホッパー
４４・・・・・・回転中心軸
４５・・・・・・取付ボルト
４６・・・・・・ボールバルブ
４７・・・・・・バルブ取付部
４８・・・・・・揺動モータ
５０・・・・・・窒素ガス供給フランジ
６０・・・・・・金型
６０ａ・・・・・キャビティ
７０・・・・・・窒素ガス発生装置
１０１・・・・・窒素ガス供給配管
１０２・・・・・窒素ガス供給配管
ｗ・・・・・・・樹脂
ｘ・・・・・・・フィードゾーン
ｙ・・・・・・・コンプレッションゾーン
ｚ・・・・・・・メルトゾーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置に関する技術であって、更に詳細に述べると、射出成形機や中空成形機の成形をするのに際して使用する原料の樹脂であるペレットや粉末を溶融し成形するのに際して、空気中の酸素により樹脂が酸化することで劣化し、空気に含まれたまた樹脂に付着した水滴を加熱することで発生した水蒸気によって更に発生したガスによって樹脂の劣化や成形品が変色を起こすのを、窒素ガスを注入することによって防止する技術について述べたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置に関する技術としては、窒素ガス発生装置からの窒素ガス供給配管をホッパー下部の窒素ガス供給フランジに接続して加熱筒内に窒素ガスを注入していた。
【０００３】
以下、従来のインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置について概略を説明する。
【０００４】
インラインスクリュー式成形機としては、射出成形機や中空成形機等があるが、射出成形機の場合は、高温の溶融樹脂に圧力をかけて金型に強制的に溶融樹脂を注入する装置である。 従来の射出成形機としては、図６に示すようなものがある。 これに示されるインラインスクリュー式の射出成形機１０は、加熱筒１１Ｇと、加熱筒ヘッド２６と、これに回転可能かつ軸方向に対して移動可能にはめ合わされたスクリュー１２と、加熱筒１１Ｇの後部に取付ボルト２９によって固定されたホッパー１４と、加熱筒１１Ｇの先端に設けられたノズル１５と、スクリュー１２の先端側にそれぞれ設けられたスクリューヘッド１６、逆流防止リング１８、及び押し金１７と、加熱筒１１の外周部に設けられた複数のヒータ１９とを有している。
【０００５】
この場合、可塑化工程においては、加熱を目的として配設されたヒータ１９に通電するとともに、スクリュー１２がスクリュー駆動装置（図示せず）の回転駆動部によって回転駆動されることにより、ホッパー１４内の成形樹脂は、加熱筒１１Ｇの材料供給口１１ａを通り、スクリュー１２の螺旋溝１２ａに沿って前方のノズル１５側に移送され、加熱及びせん断作用によって溶融・混錬され、スクリューヘッド１６の前側の溶融樹脂貯留部に順次貯留される。 この間、貯留部の溶融樹脂の圧力によりスクリュー１２は後退させられる。 所定量の溶融樹脂が貯留されると、スクリュー１２の回転が停止して、可塑化工程が終了する。
【０００６】
次に、射出工程が行なわれる。 すなわち、スクリュー駆動装置（図示せず）の軸方向駆動部によってスクリュー１２が前進することにより、貯留された溶融樹脂がノズル１５を通り、金型６０のキャビテイ６０ａ内に射出される。 このとき逆流防止リング１８は、押し金１７の前端部に押し付けられることにより、貯留中の溶融樹脂がホッパー１４側に逆流するのを防止している。 従って、加熱筒１１Ｇ内の逆流防止リング１８より前方は高圧になるが、逆流防止リング１８より後方はそれほど高圧にならない。 また、逆流防止リング１８より後方は、材料供給口１１ａに近づくほど未溶融樹脂の割合が増加し、材料供給口１１ａの近傍は未溶融樹脂だけになり、未溶融樹脂が容易に分散移動し易い状態になっている。
【０００７】
ところで、所定の保圧・冷却工程に続いて型開が行なわれている間に、次の可塑化工程が開始される。 一方、金型６０からは成形品が取り出され、再び型閉じが行われて射出成形品が繰り返し成形される。
【０００８】
この様に各工程を実施している中で、窒素ガス発生装置７０からの窒素ガス供給配管１０２をホッパー１４下部の窒素ガス供給フランジ５０に接続して窒素ガスを加熱筒１１Ｇ内に注入することで空気や水蒸気や発生したガスを加熱筒１１Ｇの後部に追いやり、樹脂が溶融し成形するのに際して、空気中の酸素により樹脂が酸化して劣化するのを、空気に含まれたまた樹脂に付着した水滴を加熱することで発生した水蒸気によって更に樹脂の溶融によって発生したガスによって樹脂の劣化や成形品が変色を起こすのを防止していたのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような従来の、インラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置に関しては、以下に示すような課題があった。
【００１０】
先ず、窒素ガスを供給する窒素ガス供給フランジがホッパーの下部に位置させていた為に、ホッパー下部の材料供給口より金型に至る間に窒素ガスを供給することやその間に滞留している空気や水蒸気及びガスを排出することが非常に困難であった。 従って、樹脂であるペレットや粉末が溶融し成形するのに際して、空気中の酸素によって樹脂を酸化して劣化させ、空気に含まれたまた樹脂に付着した水滴を加熱することで発生した水蒸気によって更に樹脂の溶融によって発生したガスによって樹脂を劣化させ成形品を変色させていた。
【００１１】
また、窒素ガスを供給する窒素ガス供給フランジがホッパーの下部に位置させていた為に、窒素ガスがホッパーから一部排出していた。 加えて、空気に含まれたまた樹脂に付着した水滴を加熱することで発生した水蒸気を樹脂に付着させ、樹脂が溶融に際して発生したガスによって樹脂を劣化させていた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、先端からメルトゾーンｚとコンプレッションゾーンｙとフィードゾーンｘを形成したスクリュー１２を加熱筒１１内に収納し、前記フィードゾーンｘに樹脂ｗを送り込むことが出来るように前記加熱筒１１の後部にホッパー１４を配設したインラインスクリュー式成形機に於いて、前記スクリュー１２に形成された前記メルトゾーンｚの何れかの位置に窒素ガスを注入することが出来るように前記加熱筒１１に窒素ガス供給配管１０１を接続したことを特徴とし、更には、先端からメルトゾーンｚとコンプレッションゾーンｙとフィードゾーンｘを形成したスクリュー１２を加熱筒１１内に収納し、前記フィードゾーンｘに樹脂ｗを送り込むことが出来るように前記加熱筒１１の後部にホッパー１４を配設したインラインスクリュー式成形機に於いて、前記スクリュー１２に形成された前記コンプレッションゾーンｙの何れかの位置に窒素ガスを注入することが出来るように前記加熱筒１１に窒素ガス供給配管１０１を接続したことを特徴とし、更には、前記加熱筒１１内に注入された窒素ガスが前記ホッパー１４から流出しないように、また水蒸気や前記樹脂ｗが溶融するのに際して発生したガスが前記樹脂ｗに付着したり付着することで前記樹脂ｗと反応して不純物を作り出さないように、前記ホッパー１４と前記加熱筒１１の間にシール装置４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄを配設したことを特徴とし、更には、前記シール装置４０Ａは、回転中心軸４４を中心に回動可能なダンパー４１の一端とシリンダー４２のロッドを接続して第二ホッパー４３内で作動するようにしたものであり、前記シリンダー４２のロッドを縮めることで前記ダンパー４１を開いて前記樹脂ｗを落下させ、前記シリンダー４２のロッドを伸ばすことで前記ダンパー４１を閉じて前記樹脂ｗを前記ホッパー１４内に保持する構成であることを特徴とし、更には、前記シール装置４０Ｂは、揺動モータ４８に接続したボールバルブ４６をバルブ取付部４７に収納したものであり、前記揺動モータ４８の回転で前記ボールバルブ４６を開閉し、それによって前記ホッパー１４内の前記樹脂ｗを落下させたり保持する構成であることを特徴とし、更には、前記シール装置４０Ｃは、フィードモータ３３に接続した平行歯型フィーダー３１をフィードシリンダー３２に収納したものであり、前記平行歯型フィーダー３１には、前記フィードモータ３３の回転中心と平行に溝３１ａと山３１ｂを形成し、前記山３１ｂによって前記ホッパー１４との間を断続的に遮断する構成であることを特徴とし、更には、前記シール装置４０Ｄは、フィードモータ３８に接続したスクリュー型フィーダー３６をフィードシリンダー３７に収納したものであり、前記スクリュー型フィーダー３６には、螺旋状の溝３６ａ及び螺旋状と前記フィードモータ３８の回転中心と平行な山３６ｂを形成し、前記山３６ｂによって前記ホッパー１４との間を断続的に遮断する構成であることを特徴とすることによって、上記課題を解決したのである。
【発明の効果】
【００１３】
以上の説明から明らかなように、本発明によって、以下に示すような効果をあげることが出来る。
【００１４】
第一に、スクリューを形成しているメルトゾーンまたはコンプレッションゾーンの何れかの位置に窒素ガスを注入することが出来るように窒素ガス発生装置からの窒素ガス供給配管を加熱筒に接続したことで、ホッパー下部の材料供給口より金型に至る間に滞留している空気や水蒸気や発生したガスの排出も容易になった。 従って、樹脂であるペレットや粉末が溶融し成形するのに際して、空気中の酸素によって樹脂を酸化して劣化するのを防止し、空気に含まれたまた樹脂に付着した水滴を加熱することで発生した水蒸気によって更に樹脂の溶融によって発生したガスによって樹脂を劣化させ成形品を変色するのを防止した。
【００１５】
第二に、ホッパーにシール装置を配設したことで、ホッパーからの窒素ガスの排出をかなり防止することが可能となった。 加えて、空気に含まれたまた樹脂に付着した水滴を加熱することで発生した水蒸気を樹脂に付着させ、樹脂が溶融に際して発生したガスによって樹脂が劣化するのをかなり防止出来るようになった。
【００１６】
第三に、シール装置として、シリンダーのロッドとダンパーを接続して伸縮したり、ボールバルブを揺動モータで回転したりして、ホッパーを開閉することで、ホッパーからの窒素ガスの排出をかなり防止することが可能となった。
【００１７】
第四に、シール装置として、フィードシリンダーに収納した平行歯型フィーダーやスクリュー型フィーダーをフィードモータで回転している中で、フィーダーを形成している山によって断続的に遮断することで、ホッパーからの窒素ガスの排出をかなり防止することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明のインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。
ここで、図１は、本発明の全体図であり、図２は、本発明のシール装置の第一実施例を示した図であり、図３は、本発明のシール装置の第二実施例を示した図であり、図４は、本発明のシール装置の第三実施例を示した図であり、図５は、本発明のシール装置の第四実施例を示した図である。
【００１９】
図１において、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは射出成形機でインラインスクリュー式であり、内部が中空となっている加熱筒１１、この加熱筒１１の内側に回転可能かつ軸方向に対して移動可能にはめ合わされたスクリュー１２、加熱筒１１の後部にシール装置４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄを介して取付ボルト２９で固定されたホッパー１４、加熱筒１１の先端に設けられたノズル１５、スクリュー１２の先端側にそれぞれ設けられたスクリューヘッド１６、押し金１７、及び逆流防止リング１８、加熱筒１１の外周部に加熱を目的として設けられた複数のヒータ１９、加熱筒１１とノズル１５との間に配置された加熱筒ヘッド２６等を有している。 尚、スクリュー１２はこれに連結されたスクリュー駆動装置（図示せず）によって回転させられ、また軸方向に駆動されるようになっているのである。
【００２０】
ここで、スクリュー１２に関してもう少し詳細に記載すると、一般的にスクリュー１２は、金型６０側を先端と称し、先端側から螺旋溝１２ａが浅いメルトゾーンｚと螺旋溝１２ａが除々に深く傾斜しているコンプレッションゾーンｙと螺旋溝１２ａが深いフィードゾーンｘを形成している。 そして、フィードゾーンｘでは、ペレットや粉末の樹脂ｗを予熱しながら先端に送り、コンプレッションゾーンｙでは、予熱された樹脂は螺旋溝１２ａが徐々に浅くなる中で剪断作用を受けながら外部加熱により溶融し、メルトゾーンｚでは、溶融した樹脂に混錬を加え均質にしている。
【００２１】
そして、図１に見られる様に、スクリュー１２に形成されたメルトゾーンｚとコンプレッションゾーンｙの間に窒素ガスを注入することが出来るように加熱筒１１に窒素ガス発生装置７０からの窒素ガス供給配管１０１を接続している。 この場合、加熱筒１１には窒素ガスを注入する孔が貫通してあって、加熱筒１１には継手を配設し、その継手に窒素ガス供給配管１０１を接続している。 尚、窒素ガス供給配管１０１に関しては、分離膜方式によるものでも、ＰＳＡ方式によるものでも、窒素ガスボンベによるものでも、その他の方式によるものでも構わない。
【００２２】
但し、窒素ガス供給配管１０１を接続する位置としては、前記の位置に限定する必要は全くなく、メルトゾーンｚとコンプレッションゾーンｙの何れかの位置であれば構わない。更には、一番加熱と溶融がされている位置が、最も酸化され易く排ガスが発生し易いという実態から考えて、メルトゾーンｚに窒素ガス供給配管１０１を接続するのが、更にはメルトゾーンｚの最先端が最も理想的な位置とも言えるが、コンプレッションゾーンｙでも良いし、場合によってはフィードゾーンｘでも従来に較べると格段に改善されているということは言える。
【００２３】
所で、窒素ガス供給配管１０１を接続する位置の数に関しては何等記載していないが、一箇所に限定する必要は無く、先端方向に位置を変えて複数箇所配設しても、先端方向の同じ位置に円周方向で均等に複数箇所配設しても、先端方向に位置を変えて複数箇所を更に同じ位置に円周方向で均等に複数箇所配設しても構わない。
【００２４】
特に、先端方向に位置を変えて複数箇所配設することは、射出成形機に於いてはスクリュー１２が前後方向に移動するため非常に有効であり、スクリュー１２が移動する位置に合わせて不用な方の窒素ガスの注入を一時停止すると更に有効と考えられる。 例えば、可塑化工程でスクリューヘッド１６の前側に位置している溶融樹脂貯留部に溶融樹脂が貯留されることで、スクリュー１２が後退する時点では同時に逆流防止リング１８も後退するが、少なくとも、逆流防止リング１８が通過している最中または通過した後の位置に於いては窒素ガスの供給が不要となることは明白である。
【００２５】
尚、本体に関しては、射出成形機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄに限定する必要は無く、インライン式の中空成形機でも構わない。
【００２６】
一方、シール装置４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄに関しては、以下に示す各実施例に構成を含めその内容を具体的に示す。
【００２７】
（第一実施例）
図２は、本発明のシール装置の第一実施例を示した図で、４０Ａはシール装置であり、ホッパー１４内の樹脂ｗを保持したり落下させる為に回転中心軸４４を中心に回動することが出来るダンパー４１と、ダンパー４１とロッドが移動軸４２ｂを介して移動軸４２ｂそのものがダンパー４１と共に回動可能に接続している中でロッドを構成し自身も回動するシリンダー４２と、回転中心軸４４を固定している第二ホッパー４３より構成されていて、シリンダー４２のロットを縮めることでダンパー４１を開いてペレットや粉末の樹脂ｗを落下させ、シリンダー４２のロッドを伸ばすことでダンパー４１を閉じるようになっている。
【００２８】
この場合、シリンダー４２のロッド側と反対側の端部には、例えばホッパー１４等に固定した（具体的に図示せず）固定軸４２ａによってシリンダー４２が回動可能となっている。 また、シリンダー４２のロッド側と反対側の端部をホッパー１４に固定する意味としては、ホッパー１４に直接固定するものでも、ホッパー１４に間接的に固定する（例えば、何等かの部材を介している）ものでも構わない。 ここで、シリンダー４２は空圧で作動するのが一般的であるが、電動モータと歯車を組み合わせてダンパー４１を開閉させることでも可能である。 尚、射出成形機１０Ａは、シール装置４０Ａを構成したものである。
【００２９】
本発明による、インラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置は前述したように構成されており、以下に、その動作について説明する。
【００３０】
射出成形作業時には、射出成形機１０Ａが駆動されて可塑化工程が開始される。即ち、加熱を目的として配設されたヒータ１９が通電され、スクリュー１２が回転させられることにより、ホッパー１４内の成形樹脂ｗは、加熱筒１１の材料供給口１１ａを通り、スクリュー１２の螺旋溝１２ａに沿って前方のノズル１５側に移送され、加熱及びせん断作用によって溶融・混錬され、スクリューヘッド１６の前側の溶融樹脂貯留部に順次貯留される。 この間、貯留部の溶融樹脂の圧力によりスクリュー１２は後退させられる。 ここで、所定の溶融樹脂が貯留されると、スクリュー１２の回転が停止して、可塑化工程が終了する。
【００３１】
次に、スクリュー駆動装置（図示せず）の軸方向駆動部でスクリュー１２に前進方向の力が加えられることにより、貯留された溶融樹脂がノズル１５を通り、金型６０のキャビテイ６０ａ内に射出され、射出工程が行われる。 このとき、逆流防止リング１８は、押し金１７の前端部に押し付けられることにより、貯留中の溶融樹脂がホッパー１４側に逆流するのを防止しているのである。 従って、加熱筒１１内の逆流防止リング１８より前方は高圧になるが、逆流防止リング１８より後方はそれほど高圧にはならない。 また、逆流防止リング１８より後方では、材料供給口１１ａに近づくほど未溶融樹脂の割合が増加し、材料供給口１１ａの近傍では未溶融樹脂だけになっているのである。 特に、材料供給口１１ａの近傍では加熱筒１１に送り込まれた樹脂ｗは、空隙の多い状態になっているのである。
【００３２】
ここで、加熱筒１１内の成形樹脂ｗが加熱され、フィードゾーンｘでペレットや粉末の樹脂ｗを予熱しながら先端に送り、コンプレッションゾーンｙで予熱された樹脂ｗは螺旋溝１２ａが徐々に浅くなる中で剪断作用を受けながら外部加熱により溶融し、メルトゾーンｚで溶融した樹脂に混錬を加え均質にしている中で、窒素ガス発生装置７０から窒素ガス供給配管１０１を経由して、図１の場合には、コンプレッションゾーンｙとメルトゾーンｚの間に窒素ガスを供給している。
【００３３】
この様にして、窒素ガスを供給することによって、射出成形に際して使用する原料の樹脂ｗであるペレットや粉末を溶融し成形するのに際して、空気や溶融に際して発生したガスや水蒸気と窒素ガスを入れ替えることによって、空気中の酸素により溶融樹脂が酸化して劣化するのを防止し、空気中に含まれたまた樹脂に付着した水滴を加熱することで発生した水蒸気によって更に樹脂の溶融によって発生したガスによって溶融樹脂が劣化し成形品が変色するのを防止しているのである。
【００３４】
所で、ホッパー１４からの成形樹脂ｗに関して述べれば、加熱筒１１の材料供給口１１ａを通過して、スクリュー１２の螺旋溝１２ａに沿って前方のノズル１５側に移送されるが、ホッパー１４と加熱筒１１の材料供給口１１ａの間にはシール装置４０Ａを設けている。
【００３５】
この場合、シール装置４０Ａの目的とするところは、窒素ガス発生装置７０からの窒素ガス供給配管１０１を加熱筒１１に接続して加熱筒１１内に窒素ガスを供給することで、加熱筒１１とスクリュー１２の間に滞留している空気や溶融に際して発生するガスや水蒸気が加熱筒１１の後部に移動させられ、加熱筒１１後部のスクリュー１２との間やホッパー１４から排出可能になっているのである。
【００３６】
ここで、加熱筒１１の内部から材料供給口１１ａを経由して溶融に際して発生したガスや水蒸気が排出すると、ホッパー１４内の樹脂ｗに水滴が付着する可能性が有り、その場合には樹脂ｗが溶融した際に再度水蒸気を発生して不良を発生させる原因となる可能性があるし、ホッパー１４内の樹脂ｗに発生したガスが反応して不純物を作り出す可能性が有り、その場合には樹脂ｗが溶融した際には不純物を含んだり変色した成形品作り出す原因となる可能性がある。
【００３７】
そこで、ホッパー１４の下部に気体の流入を少しの間でも遮断する目的でシール装置４０Ａを設けた訳であり、シリンダー４２を構成しているロッドが移動軸４２ｂを介してダンパー４１と接続し、ダンパー４１は第二ホッパー４３に固定している回転中心軸４４を中心に移動軸４２ｂと共に回動可能にし、シリンダー４２のロッドと反対側を固定軸４２ａを介してホッパー１４に固定することでシリンダー４２を回動可能にし、シリンダー４２を伸ばすとダンパー４１がホッパー１４の下部を塞いでホッパー１４内に樹脂ｗを保持し、同時にガスや水蒸気のホッパー１４からの排出を防止し、シリンダー４２を縮めるとダンパー４１がホッパー１４の下部を開放してホッパー１４内の樹脂ｗを第二ホッパー４３に落下させているのである。
【００３８】
（第二実施例）
図３は、本発明のシール装置の第二実施例を示した図で、４０Ｂはシール装置であり、ホッパー１４内の樹脂ｗを保持したり落下させる為に、揺動モータ４８に接続したボールバルブ４６をバルブ取付部４７の内部に収納したものであり、揺動モータ４８の回転でボールバルブ４６を開閉し、それによってホッパー１４内の樹脂ｗを落下させたり保持するように構成しているのである。 尚、射出成形機１０Ｂは、シール装置４０Ｂを構成したものである。
【００３９】
本発明による、インラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置は前述したように構成されており、以下に、その動作について説明する。
【００４０】
ここで、射出成形機１０Ｂの可塑化工程や射出工程等の各工程の内容に関しては、第一実施例と同一であるので省略する。 また、窒素ガス供給の方法や効果に関しても第一実施例と同一であるので省略する。
【００４１】
所で、ホッパー１４からの成形樹脂ｗに関して述べれば、加熱筒１１の材料供給口１１ａを通過して、スクリュー１２の螺旋溝１２ａに沿って前方のノズル１５側に移送されるが、ホッパー１４と加熱筒１１の材料供給口１１ａの間にはシール装置４０Ｂを設けている。
【００４２】
この場合、シール装置４０Ｂの目的とするところは、第一実施例と同一であるので省略する。
【００４３】
そこで、ホッパー１４の下部に気体の流入を少しの間でも遮断する目的でシール装置４０Ｂを設けた訳であり、揺動モータ４８に接続したボールバルブ４６をバルブ取付部４７の内部に収納したものであり、揺動モータ４８の回転でボールバルブ４６を開閉し、それによってホッパー１４内の樹脂ｗを落下させたり保持する構成となっているのである。尚、ボールバルブ４６を開閉する時間の間隔や開放する時間に関しては、揺動モータ４８の回転速度を変更することも含め、また歯車と組合わせることも含めて、自由に設定可能と考えて良い。
【００４４】
（第三実施例）
図４は、本発明のシール装置の第三実施例を示した図で、４０Ｃはシール装置であり、ホッパー１４内の樹脂ｗを保持したり落下させる為に、フィードモータ３３に接続した平行歯型フィーダー３１をフィードシリンダー３２の内部に収納したものであり、平行歯型フィーダー３１には、フィードモータ３３の回転中心と平行に溝３１ａと山３１ｂを形成していて、山３１ｂによってホッパー１４との間を断続的に遮断する構成しているのである。 また、平行歯型フィーダー３１の両端には、樹脂ｗが平行歯型フィーダー３１よりはみ出さないように溝３１ａを形成しないシール部３１ｃを形成している。 尚、射出成形機１０Ｃは、シール装置４０Ｃを構成したものである。
【００４５】
本発明による、インラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置は前述したように構成されており、以下に、その動作について説明する。
【００４６】
ここで、射出成形機１０Ｃの可塑化工程や射出工程等の各工程の内容に関しては、第一実施例と同一であるので省略する。 また、窒素ガス供給の方法や効果に関しても第一実施例と同一であるので省略する。
【００４７】
所で、ホッパー１４からの成形樹脂ｗに関して述べれば、加熱筒１１の材料供給口１１ａを通過して、スクリュー１２の螺旋溝１２ａに沿って前方のノズル１５側に移送されるが、ホッパー１４と加熱筒１１の材料供給口１１ａの間にはシール装置４０Ｃを設けている。
【００４８】
この場合、シール装置４０Ｃの目的とするところは、第一実施例と同一であるので省略する。
【００４９】
そこで、ホッパー１４の下部に気体の流入を少しの間でも遮断する目的でシール装置４０Ｃを設けた訳であり、フィードモータ３３に接続した平行歯型フィーダー３１をフィードシリンダー３２の内部に収納したものであり、平行歯型フィーダー３１には、フィードモータ３３の回転中心と平行に溝３１ａと山３１ｂを形成していて、山３１ｂによってホッパー１４との間を断続的に遮断する構成となっているのである。
【００５０】
尚、ホッパー１４内の樹脂ｗは、平行歯型フィーダー３１が回転するのに際して、溝３１ａが上向きに位置した時には溝３１ａの中に樹脂ｗを嵌め込み、溝３１ａが下向きに位置した時に溝３１ａの中の樹脂ｗを材料供給口１１ａに落下させているのであり、樹脂ｗの供給量に関しては、溝３１ａの深さ、溝３１ａと山３１ｂの幅の大きさによって、またフィードモータ３３の速度を調整することによって変更することは可能である。
【００５１】
（第四実施例）
図５は、本発明のシール装置の第四実施例を示した図で、４０Ｄはシール装置であり、ホッパー１４内の樹脂ｗを保持したり落下させる為に、フィードモータ３８に接続したスクリュー型フィーダー３６をフィードシリンダー３７の内部に収納したものであり、スクリュー型フィーダー３６には、螺旋状の溝３６ａ及び螺旋状とフィードモータ３８の回転中心と平行な山３６ｂの両方を形成していて、山３６ｂによってホッパー１４との間を断続的に遮断する構成となっているのである。 また、スクリュー型フィーダー３６の両端には、樹脂ｗがスクリュー型フィーダー３６よりはみ出さないように溝３６ａを形成しないシール部３６ｃを形成している。 尚、射出成形機１０Ｄは、シール装置４０Ｄを構成したものである。
【００５２】
本発明による、インラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置は前述したように構成されており、以下に、その動作について説明する。
【００５３】
ここで、射出成形機１０Ｄの可塑化工程や射出工程等の各工程の内容に関しては、第一実施例と同一であるので省略する。 また、窒素ガス供給の方法や効果に関しても第一実施例と同一であるので省略する。
【００５４】
所で、ホッパー１４からの成形樹脂ｗに関して述べれば、加熱筒１１の材料供給口１１ａを通過して、スクリュー１２の螺旋溝１２ａに沿って前方のノズル１５側に移送されるが、ホッパー１４と加熱筒１１の材料供給口１１ａの間にはシール装置４０Ｄを設けている。
【００５５】
この場合、シール装置４０Ｄの目的とするところは、第一実施例と同一であるので省略する。
【００５６】
そこで、ホッパー１４の下部に気体の流入を少しの間でも遮断する目的でシール装置４０Ｄを設けた訳であり、フィードモータ３８に接続したスクリュー型フィーダー３６をフィードシリンダー３７の内部に収納したものであり、スクリュー型フィーダー３６には、螺旋状の溝３６ａ及び螺旋状とフィードモータ３８の回転中心と平行な山３６ｂを形成していて、山３６ｂによってホッパー１４との間を断続的に遮断する構成となっているのである。
【００５７】
尚、ホッパー１４内の樹脂ｗは、スクリュー型フィーダー３６が回転するのに際して、溝３６ａが上向きに位置した時には溝３６ａの中に樹脂ｗを嵌め込み、溝３６ａが下向きに位置した時にまた螺旋の送りによって溝３６ａの中の樹脂ｗを材料供給口１１ａに落下させているのであり、樹脂ｗの供給量に関しては、溝３６ａの深さ、溝３６ａと山３６ｂの幅の大きさによって、またフィードモータ３８の速度を調整することによって変更することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】 本発明の全体図
【図２】 本発明のシール装置の第一実施例を示した図
【図３】 本発明のシール装置の第二実施例を示した図
【図４】 本発明のシール装置の第三実施例を示した図
【図５】 本発明のシール装置の第四実施例を示した図
【図６】 従来の全体図
【符号の説明】
【００５９】
１０・・・・・・射出成形機
１０Ａ・・・・・射出成形機
１０Ｂ・・・・・射出成形機
１０Ｃ・・・・・射出成形機
１０Ｄ・・・・・射出成形機
１１・・・・・・加熱筒
１１Ｇ・・・・・加熱筒
１１ａ・・・・・材料供給口
１２・・・・・・スクリュー
１２ａ・・・・・螺旋溝
１４・・・・・・ホッパー
１５・・・・・・ノズル
１６・・・・・・スクリューヘッド
１７・・・・・・押し金
１８・・・・・・逆流防止リング
１９・・・・・・ヒータ
２６・・・・・・加熱筒ヘッド
２９・・・・・・取付ボルト
３１・・・・・・平行歯型フィーダー
３１ａ・・・・・溝
３１ｂ・・・・・山
３１ｃ・・・・・シール部
３２・・・・・・フィードシリンダー
３３・・・・・・フィードモータ
３６・・・・・・スクリュー型フィーダー
３６ａ・・・・・溝
３６ｂ・・・・・山
３６ｃ・・・・・シール部
３７・・・・・・フィードシリンダー
３８・・・・・・フィードモータ
４０Ａ・・・・・シール装置
４０Ｂ・・・・・シール装置
４０Ｃ・・・・・シール装置
４０Ｄ・・・・・シール装置
４１・・・・・・ダンパー
４２・・・・・・シリンダー
４２ａ・・・・・固定軸
４２ｂ・・・・・移動軸
４３・・・・・・第二ホッパー
４４・・・・・・回転中心軸
４５・・・・・・取付ボルト
４６・・・・・・ボールバルブ
４７・・・・・・バルブ取付部
４８・・・・・・揺動モータ
５０・・・・・・窒素ガス供給フランジ
６０・・・・・・金型
６０ａ・・・・・キャビティ
７０・・・・・・窒素ガス発生装置
１０１・・・・・窒素ガス供給配管
１０２・・・・・窒素ガス供給配管
ｗ・・・・・・・樹脂
ｘ・・・・・・・フィードゾーン
ｙ・・・・・・・コンプレッションゾーン
ｚ・・・・・・・メルトゾーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端からメルトゾーン（ｚ）とコンプレッションゾーン（ｙ）とフィードゾーン（ｘ）を形成したスクリュー（１２）を加熱筒（１１）内に収納し、前記フィードゾーン（ｘ）に樹脂（ｗ）を送り込むことが出来るように前記加熱筒（１１）の後部にホッパー（１４）を配設したインラインスクリュー式成形機に於いて、前記スクリュー（１２）に形成された前記メルトゾーン（ｚ）の何れかの位置に窒素ガスを注入することが出来るように前記加熱筒（１１）に窒素ガス供給配管（１０１）を接続したことを特徴とするインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置。
【請求項２】
先端からメルトゾーン（ｚ）とコンプレッションゾーン（ｙ）とフィードゾーン（ｘ）を形成したスクリュー（１２）を加熱筒（１１）内に収納し、前記フィードゾーン（ｘ）に樹脂（ｗ）を送り込むことが出来るように前記加熱筒（１１）の後部にホッパー（１４）を配設したインラインスクリュー式成形機に於いて、前記スクリュー（１２）に形成された前記コンプレッションゾーン（ｙ）の何れかの位置に窒素ガスを注入することが出来るように前記加熱筒（１１）に窒素ガス供給配管（１０１）を接続したことを特徴とするインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置。
【請求項３】
前記加熱筒（１１）内に注入された窒素ガスが前記ホッパー（１４）から流出しないように、また水蒸気や前記樹脂（ｗ）が溶融するのに際して発生したガスが前記樹脂（ｗ）に付着したり付着することで前記樹脂（ｗ）と反応して不純物を作り出さないように、前記ホッパー（１４）と前記加熱筒（１１）の間にシール装置（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ）を配設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置。
【請求項４】
前記シール装置（４０Ａ）は、回転中心軸（４４）を中心に回動可能なダンパー（４１）の一端とシリンダー（４２）のロッドを接続して第二ホッパー（４３）内で作動するようにしたものであり、前記シリンダー（４２）のロッドを縮めることで前記ダンパー（４１）を開いて前記樹脂（ｗ）を落下させ、前記シリンダー（４２）のロッドを伸ばすことで前記ダンパー（４１）を閉じて前記樹脂（ｗ）を前記ホッパー（１４）内に保持する構成であることを特徴とする請求項３に記載のインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置。
【請求項５】
前記シール装置（４０Ｂ）は、揺動モータ（４８）に接続したボールバルブ（４６）をバルブ取付部（４７）に収納したものであり、前記揺動モータ（４８）の回転で前記ボールバルブ（４６）を開閉し、それによって前記ホッパー（１４）内の前記樹脂（ｗ）を落下させたり保持する構成であることを特徴とする請求項３に記載のインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置。
【請求項６】
前記シール装置（４０Ｃ）は、フィードモータ（３３）に接続した平行歯型フィーダー（３１）をフィードシリンダー（３２）に収納したものであり、前記平行歯型フィーダー（３１）には、前記フィードモータ（３３）の回転中心と平行に溝（３１ａ）と山（３１ｂ）を形成し、前記山（３１ｂ）によって前記ホッパー（１４）との間を断続的に遮断する構成であることを特徴とする請求項３に記載のインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置。
【請求項７】
前記シール装置（４０Ｄ）は、フィードモータ（３８）に接続したスクリュー型フィーダー（３６）をフィードシリンダー（３７）に収納したものであり、前記スクリュー型フィーダー（３６）には、螺旋状の溝（３６ａ）及び螺旋状と前記フィードモータ（３８）の回転中心と平行な山（３６ｂ）を形成し、前記山（３６ｂ）によって前記ホッパー（１４）との間を断続的に遮断する構成であることを特徴とする請求項３に記載のインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置。
【請求項１】
先端からメルトゾーン（ｚ）とコンプレッションゾーン（ｙ）とフィードゾーン（ｘ）を形成したスクリュー（１２）を加熱筒（１１）内に収納し、前記フィードゾーン（ｘ）に樹脂（ｗ）を送り込むことが出来るように前記加熱筒（１１）の後部にホッパー（１４）を配設したインラインスクリュー式成形機に於いて、前記スクリュー（１２）に形成された前記メルトゾーン（ｚ）の何れかの位置に窒素ガスを注入することが出来るように前記加熱筒（１１）に窒素ガス供給配管（１０１）を接続したことを特徴とするインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置。
【請求項２】
先端からメルトゾーン（ｚ）とコンプレッションゾーン（ｙ）とフィードゾーン（ｘ）を形成したスクリュー（１２）を加熱筒（１１）内に収納し、前記フィードゾーン（ｘ）に樹脂（ｗ）を送り込むことが出来るように前記加熱筒（１１）の後部にホッパー（１４）を配設したインラインスクリュー式成形機に於いて、前記スクリュー（１２）に形成された前記コンプレッションゾーン（ｙ）の何れかの位置に窒素ガスを注入することが出来るように前記加熱筒（１１）に窒素ガス供給配管（１０１）を接続したことを特徴とするインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置。
【請求項３】
前記加熱筒（１１）内に注入された窒素ガスが前記ホッパー（１４）から流出しないように、また水蒸気や前記樹脂（ｗ）が溶融するのに際して発生したガスが前記樹脂（ｗ）に付着したり付着することで前記樹脂（ｗ）と反応して不純物を作り出さないように、前記ホッパー（１４）と前記加熱筒（１１）の間にシール装置（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ）を配設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置。
【請求項４】
前記シール装置（４０Ａ）は、回転中心軸（４４）を中心に回動可能なダンパー（４１）の一端とシリンダー（４２）のロッドを接続して第二ホッパー（４３）内で作動するようにしたものであり、前記シリンダー（４２）のロッドを縮めることで前記ダンパー（４１）を開いて前記樹脂（ｗ）を落下させ、前記シリンダー（４２）のロッドを伸ばすことで前記ダンパー（４１）を閉じて前記樹脂（ｗ）を前記ホッパー（１４）内に保持する構成であることを特徴とする請求項３に記載のインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置。
【請求項５】
前記シール装置（４０Ｂ）は、揺動モータ（４８）に接続したボールバルブ（４６）をバルブ取付部（４７）に収納したものであり、前記揺動モータ（４８）の回転で前記ボールバルブ（４６）を開閉し、それによって前記ホッパー（１４）内の前記樹脂（ｗ）を落下させたり保持する構成であることを特徴とする請求項３に記載のインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置。
【請求項６】
前記シール装置（４０Ｃ）は、フィードモータ（３３）に接続した平行歯型フィーダー（３１）をフィードシリンダー（３２）に収納したものであり、前記平行歯型フィーダー（３１）には、前記フィードモータ（３３）の回転中心と平行に溝（３１ａ）と山（３１ｂ）を形成し、前記山（３１ｂ）によって前記ホッパー（１４）との間を断続的に遮断する構成であることを特徴とする請求項３に記載のインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置。
【請求項７】
前記シール装置（４０Ｄ）は、フィードモータ（３８）に接続したスクリュー型フィーダー（３６）をフィードシリンダー（３７）に収納したものであり、前記スクリュー型フィーダー（３６）には、螺旋状の溝（３６ａ）及び螺旋状と前記フィードモータ（３８）の回転中心と平行な山（３６ｂ）を形成し、前記山（３６ｂ）によって前記ホッパー（１４）との間を断続的に遮断する構成であることを特徴とする請求項３に記載のインラインスクリュー式成形機の不良発生防止装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１０３２９５（Ｐ２００６−１０３２９５Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１９８５０（Ｐ２００４−３１９８５０）
【出願日】平成１６年１０月６日（２００４．１０．６）
【出願人】（０００１５４５２１）株式会社フクハラ (87)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月６日（２００４．１０．６）
【出願人】（０００１５４５２１）株式会社フクハラ (87)
【Ｆターム（参考）】
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