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JP7527454B2 - Gas replacement method and device for injection molding machine - Google Patents
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JP7527454B2 - Gas replacement method and device for injection molding machine - Google Patents

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JP7527454B2 JP2023175875A JP2023175875A JP7527454B2 JP 7527454 B2 JP7527454 B2 JP 7527454B2 JP 2023175875 A JP2023175875 A JP 2023175875A JP 2023175875 A JP2023175875 A JP 2023175875A JP 7527454 B2 JP7527454 B2 JP 7527454B2
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Description

本発明は、射出成形機のスクリューシリンダ内をガス置換する射出成形機のガス置換方法および装置に関するものである。
The present invention relates to a gas replacement method and device for an injection molding machine, which replaces the gas inside a screw cylinder of the injection molding machine.

プラスチック樹脂製品の製造方法として、射出成形法が現在最も普及している。上記射出成形法を実施する射出成形機は、プラスチック素材を装置内部で加熱溶融し、溶融した素材を加圧して金型に注入した後に冷却固化させて成型品を得る装置である。 Currently, injection molding is the most widely used method for manufacturing plastic resin products. An injection molding machine that carries out the injection molding method heats and melts the plastic material inside the machine, pressurizes the molten material, and then cools and solidifies it to obtain a molded product.

上記射出成形機は、樹脂素材を貯蔵、供給するためのホッパー、上記樹脂素材を加熱溶融するためのヒーター、上記樹脂素材を加圧供給するスクリュー・シリンダー、溶融させた樹脂素材を金型に注入する噴出ノズル等から構成されている。 The injection molding machine is composed of a hopper for storing and supplying the resin material, a heater for heating and melting the resin material, a screw/cylinder for pressurizing and supplying the resin material, and an ejection nozzle for injecting the molten resin material into a mold.

上記射出成形機は、スクリュー・シリンダーの内部で樹脂素材を加熱溶融するため、空気中の酸素によって樹脂素材に酸化(焼け)が発生する。これにより、成型機の内部に樹脂が焼きついたり、焼けた樹脂が成型品内に混入して不良品が発生したりするという問題が生じる。 The above-mentioned injection molding machines heat and melt the resin material inside the screw and cylinder, so the oxygen in the air causes the resin material to oxidize (burn). This can cause problems such as the resin burning inside the molding machine or the burnt resin getting into the molded product, resulting in defective products.

上記のような現象を抑制するため、ホッパーからスクリュー・シリンダー内に不活性ガス(窒素,アルゴン等)をパージガスとして注入し、スクリュー・シリンダーの内部雰囲気を置換する対策が行われてきた。 To prevent the above phenomenon, measures have been taken to inject an inert gas (nitrogen, argon, etc.) from the hopper into the screw cylinder as a purge gas to replace the atmosphere inside the screw cylinder.

このようなガス置換技術に関する先行技術文献として、本出願人は、下記の特許文献1および2を把握している。 The applicant is aware of the following patent documents 1 and 2 as prior art documents related to this type of gas replacement technology.

特開平3-248826号公報Japanese Patent Application Publication No. 3-248826 特開平9-10910号公報Japanese Patent Application Publication No. 9-10910

上記特許文献1は、「射出成形機用ガス置換装置」に関するものであり、つぎの記載がある。
〔2.特許請求の範囲〕
(1)熱可塑性樹脂を射出成形する射出成形機の樹脂射出部に、ガス吸引,噴出および樹脂射出用切換弁を設けることにより構成したことを特徴とする射出成形機用ガス置換装置。
〔公報第2頁左上欄第18行目~第20行目〕
1は射出成形機の樹脂射出部であるノズルで、このノズル1の先端部に取付け枠2を介して本発明のガス置換装置3が装備されている。
〔公報第2頁右上欄第7行目~第10行目〕
また、前記取付用ノズル体5には、前記取付け枠2に固定したモータ7の回転駆動軸8を介して回転自在にガス吸引,噴出および樹脂射出用切換え弁9が装備されている。
〔公報第2頁右下欄第8行目~第12行目〕
しかる後、ガス吸引,噴出切換バルブ13を作動して導管12の端部12bが導管15に接続されて前記ガス吸引,噴出孔11がロータリーポンプ16に連結されるとともに同ポンプ16の作動によって金型内の空気を吸引する。
〔公報第2頁右下欄第17行目~第3頁左上欄第9行目〕
そこで、前記ロータリーポンプ16を介する吸引工程の終了後、ロータリーポンプ16の停止に関連して切換バルブ13を切換えて導管12を不活性ガス噴出装置14に接続し同装置14を作動せしめて前記工程にて同装置14に貯溜される不活性ガスを吸引,噴出孔11およびノズル穴4を介して金型内に噴出してキャビティ内を不活性ガスにて置換する。
そして、前記不活性ガス噴出装置14を停止した後、再度モータ7を作動して切換弁9を回転して、再度切換弁9の樹脂射出孔10をノズル穴4および6に合致せしめて両ノズル穴4および6を連通した後、ノズル1より樹脂を射出する。
The above-mentioned Patent Document 1 relates to a "gas replacement device for an injection molding machine" and includes the following description.
2. Claims
(1) A gas replacement device for an injection molding machine, characterized in that a change-over valve for gas suction, ejection and resin injection is provided in a resin injection section of an injection molding machine for injection molding of thermoplastic resin.
[Page 2, upper left column, lines 18 to 20]
Reference numeral 1 denotes a nozzle which is a resin injecting portion of an injection molding machine, and a gas replacement device 3 of the present invention is attached to the tip of this nozzle 1 via a mounting frame 2.
[Page 2, upper right column, lines 7 to 10]
The mounting nozzle body 5 is equipped with a switching valve 9 for gas suction, ejection and resin injection, which is rotatable via a rotary drive shaft 8 of a motor 7 fixed to the mounting frame 2 .
[Page 2 of the publication, lower right column, lines 8 to 12]
Thereafter, the gas suction/ejection switching valve 13 is operated to connect the end 12b of the conduit 12 to the conduit 15, and the gas suction/ejection hole 11 is connected to the rotary pump 16, which is then operated to suck out the air from within the mold.
[Page 2, lower right column, line 17 to page 3, upper left column, line 9]
Therefore, after the suction process via the rotary pump 16 is completed, in conjunction with the stopping of the rotary pump 16, the switching valve 13 is switched to connect the conduit 12 to the inert gas injection device 14, and the device 14 is operated to suck in the inert gas stored in the device 14 in the above process and inject it into the mold through the injection hole 11 and the nozzle hole 4, thereby replacing the inside of the cavity with the inert gas.
Then, after the inert gas injection device 14 is stopped, the motor 7 is operated again to rotate the switching valve 9, and the resin injection hole 10 of the switching valve 9 is again aligned with the nozzle holes 4 and 6 to connect both the nozzle holes 4 and 6, and then the resin is injected from the nozzle 1.

上記特許文献2は、「軽合金射出材料の射出成形方法および射出成形機」に関するものであり、つぎの記載がある。
〔0005〕
・・・上記のように成形しているときも、連続して、または間欠的にホッパ内部を不活性ガス雰囲気にする。ホッパ内部を不活性ガス雰囲気にすることにより、ホッパ下のスクリュウ供給部も不活性ガス雰囲気にする。・・・
〔0012〕
成形開始準備期間中、不活性ガス置換治具50を、駆動装置例えば図に示されていない油圧ピストン機構によりスライドさせて、図1に示されているように、開口52が射出ノズル3と軸方向に整合する第1の位置にする。そうしてピストン・シリンダ装置5のピストンロッド側の油圧室8に圧油を供給する。そうすると、射出ノズル3が不活性ガス置換治具50の開口52にタッチする。そこで、第2の圧力容器41’の元栓42’を開く。そうすると、第2のガス供給管路46により、圧力調整器48で所定圧力に調整された不活性ガスが、不活性ガス置換治具50のガス通路51から開口52に供給される。これにより、射出ノズル3の先端部が不活性ガス雰囲気に置かれる。また、第1の圧力容器41の元栓42も開く。そうすると、第1のガス供給管路43により、圧力調整器44で所定圧力に調整され、そして流量調整器45により所定流量に制御された不活性ガスが、分岐管43’、43”からホッパ20の本体21と供給口24近傍とに供給される。これにより、ホッパ20の本体21の内部と、供給口24近傍と、ホッパ20下のスクリュウ供給部16とが不活性ガス雰囲気に置かれる。
The above-mentioned Patent Document 2 relates to an "injection molding method and injection molding machine for light alloy injection material" and includes the following description.
[0005]
...Even during molding as described above, the inside of the hopper is kept in an inert gas atmosphere continuously or intermittently. By keeping the inside of the hopper in an inert gas atmosphere, the screw supply section below the hopper is also kept in an inert gas atmosphere. ...
[0012]
During the preparation period for starting molding, the inert gas replacement jig 50 is slid by a drive device, for example, a hydraulic piston mechanism not shown, to the first position where the opening 52 is aligned with the injection nozzle 3 in the axial direction, as shown in FIG. 1. Then, pressure oil is supplied to the hydraulic chamber 8 on the piston rod side of the piston-cylinder device 5. Then, the injection nozzle 3 touches the opening 52 of the inert gas replacement jig 50. Then, the main valve 42' of the second pressure vessel 41' is opened. Then, the inert gas adjusted to a predetermined pressure by the pressure regulator 48 is supplied from the gas passage 51 of the inert gas replacement jig 50 to the opening 52 by the second gas supply pipe 46. This places the tip of the injection nozzle 3 in an inert gas atmosphere. The main valve 42 of the first pressure vessel 41 is also opened. Then, the inert gas, whose pressure has been adjusted to a predetermined value by the pressure regulator 44 and whose flow rate has been controlled to a predetermined value by the flow regulator 45, is supplied from the branch pipes 43', 43" to the main body 21 of the hopper 20 and the vicinity of the supply port 24. As a result, the inside of the main body 21 of the hopper 20, the vicinity of the supply port 24, and the screw supply section 16 below the hopper 20 are placed in an inert gas atmosphere.

上記特許文献1に開示された技術では、ノズル1の先端部に複雑な構造のガス置換装置3を装備し、金型のキャビティ内を、吸引したのち不活性ガスを導入してガス置換する。このように、金型のキャビティの内部だけをガス置換したとしても、上記ノズル1には、ホッパーからの樹脂材料が空気とともに供給される。したがって、ノズル1内で樹脂が溶融するときに、溶融する樹脂に生じる樹脂の焼けを防止することができない。つまり、ノズル1(スクリュー・シリンダー)の内部で加熱溶融される樹脂の焼けによる、樹脂の焼きつきや不良品が発生する問題を根本的に解決しうるものではない。 In the technology disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, a gas replacement device 3 with a complex structure is attached to the tip of the nozzle 1, and the inside of the cavity of the mold is suctioned and then an inert gas is introduced to replace the gas. In this way, even if only the inside of the cavity of the mold is gas replaced, the nozzle 1 is supplied with resin material from a hopper together with air. Therefore, when the resin melts in the nozzle 1, it is not possible to prevent the resin from burning, which occurs in the molten resin. In other words, it does not fundamentally solve the problems of resin burning and defective products caused by the burning of the resin heated and melted inside the nozzle 1 (screw/cylinder).

上記特許文献2に開示された技術は、ホッパ20の本体21と供給口24近傍に不活性ガスを供給する。しかしながら、これでは、ホッパ20下のスクリュウ供給部16が不活性ガス雰囲気に置かれるにとどまる。このため、上記特許文献2では、射出ノズル3の先端にも不活性ガス置換治具50を設け、射出ノズル3の先端部を不活性ガス雰囲気に置くことが行われている。つまり、ホッパ20の本体21と供給口24近傍に不活性ガスを供給するだけでは、溶融する樹脂に生じる樹脂の焼けを十分に防止することができないため、わざわざ射出ノズル3の先端にも不活性ガス置換治具50を設けている。このように、装置が複雑となり、その制御も複雑になるという問題がある。 The technology disclosed in the above Patent Document 2 supplies inert gas to the main body 21 of the hopper 20 and near the supply port 24. However, this only places the screw supply section 16 below the hopper 20 in an inert gas atmosphere. For this reason, in the above Patent Document 2, an inert gas replacement jig 50 is also provided at the tip of the injection nozzle 3, and the tip of the injection nozzle 3 is placed in an inert gas atmosphere. In other words, simply supplying inert gas to the main body 21 of the hopper 20 and near the supply port 24 cannot sufficiently prevent the resin from burning during melting, so the inert gas replacement jig 50 is also provided at the tip of the injection nozzle 3. As such, there is a problem that the device becomes complicated and the control thereof becomes complicated.

このように、従来のガス置換方法では、ホッパー部から不活性ガスを注入し、ホッパー内部およびホッパー下部に位置するシリンダー部の雰囲気を置換するものである。しかしながら、射出成形機はシリンダー部にガス抜き口が設けられていないため、ホッパー部から注入されたパージガスがシリンダー部を通過することができない。上記パージガスは注入箇所からシリンダー部の端部のみを通過し、その後Uターンするようにホッパー上部に抜けている。このように、従来の方法ではパージが有効に機能せず、シリンダー部の雰囲気置換に長時間を要している。このため、射出成形機が稼働を停止しているあいだもパージガスの注入を続けることが行われている。
In this way, in the conventional gas replacement method, an inert gas is injected from the hopper section to replace the atmosphere inside the hopper and in the cylinder section located at the bottom of the hopper. However, since the cylinder section of the injection molding machine is not provided with a gas vent, the purge gas injected from the hopper section cannot pass through the cylinder section. The purge gas passes only through the end of the cylinder section from the injection point, and then makes a U-turn and escapes to the top of the hopper. In this way, the purge does not function effectively in the conventional method, and it takes a long time to replace the atmosphere in the cylinder section. For this reason, the injection of the purge gas is continued even while the injection molding machine is stopped.

本発明は、上記課題を解決するため、つぎの目的をもってなされたものである。
射出成形機のスクリューシリンダ内を簡単な装置と制御で効率的にガス置換できる射出成形機のガス置換方法および装置を提供する。
The present invention has been made in order to solve the above problems and with the following objectives.
A gas replacement method and device for an injection molding machine that can efficiently replace gas inside the screw cylinder of the injection molding machine with a simple device and control.

上記目的を達成するため、請求項1記載の射出成形機のガス置換方法は、つぎの構成を採用した。
供給手段から供給された射出材料を加熱溶融する加熱溶融部と、上記加熱溶融部で溶融された射出材料を先端の射出穴に向かって押出すスクリューを有するスクリューシリンダとを備えた射出成形機において、上記スクリューシリンダ内のガスを置換する方法であって、
不活性ガスを噴出する噴出ノズルをさらに備え、
上記噴出ノズルは、上記供給手段のシュート部内に上下に延びるように配置され、上記スクリューシリンダにおける上記加熱溶融部よりも上記供給手段側において不活性ガスを噴出し、上記噴出ノズルの先端部は、上記シュート部内において、噴出する不活性ガスの噴出方向が上記スクリューシリンダの軸に対して傾斜角をもつよう屈曲され、
上記噴出ノズルのノズル開口、上記スクリューシリンダの射出穴側に向かうように上記不活性ガスを噴出する。
In order to achieve the above object, the gas replacement method for an injection molding machine according to claim 1 employs the following configuration.
1. A method for replacing gas in a screw cylinder in an injection molding machine including a heat-melting section for heating and melting an injection material supplied from a supply means, and a screw cylinder having a screw for extruding the injection material melted in the heat-melting section toward an injection hole at a tip thereof, comprising the steps of:
Further comprising a nozzle for ejecting an inert gas,
the ejection nozzle is disposed in the chute section of the supply means so as to extend vertically, and ejects the inert gas on the side of the supply means closer to the heat-melting section in the screw cylinder , and the tip of the ejection nozzle is bent in the chute section so that the ejection direction of the ejected inert gas has an inclination angle with respect to the axis of the screw cylinder,
The inert gas is ejected so that the nozzle opening of the ejection nozzle is directed toward the injection hole of the screw cylinder.

上記目的を達成するため、請求項記載の射出成形機のガス置換装置は、つぎの構成を採用した。
供給手段から供給された射出材料を加熱溶融する加熱溶融部と、上記加熱溶融部で溶融された射出材料を先端の射出穴に向かって押出すスクリューを有するスクリューシリンダとを備えた射出成形機において、上記スクリューシリンダ内のガスを置換する装置であって、
不活性ガスを噴出する噴出ノズルをさらに備え、
上記噴出ノズルは、上記供給手段のシュート部内に上下に延びるように配置され、上記スクリューシリンダにおける上記加熱溶融部よりも上記供給手段側において不活性ガスを噴出し、上記噴出ノズルの先端部は、上記シュート部内において、噴出する不活性ガスの噴出方向が上記スクリューシリンダの軸に対して傾斜角をもつよう屈曲され、
上記噴出ノズルのノズル開口、上記スクリューシリンダの射出穴側に向かうように上記不活性ガスを噴出する。
In order to achieve the above object, the gas replacement device for an injection molding machine according to the second aspect of the present invention employs the following configuration.
1. An apparatus for replacing gas in a screw cylinder in an injection molding machine comprising: a heat-melting section for heating and melting an injection material supplied from a supply means; and a screw cylinder having a screw for extruding the injection material melted in the heat-melting section toward an injection hole at a tip thereof, comprising:
Further comprising a nozzle for ejecting an inert gas,
the ejection nozzle is disposed in the chute section of the supply means so as to extend vertically, and ejects the inert gas on the side of the supply means closer to the heat-melting section in the screw cylinder , and the tip of the ejection nozzle is bent in the chute section so that the ejection direction of the ejected inert gas has an inclination angle with respect to the axis of the screw cylinder,
The inert gas is ejected so that the nozzle opening of the ejection nozzle is directed toward the injection hole of the screw cylinder.

請求項1記載の射出成形機のガス置換方法は、スクリューシリンダを備えた射出成形機において、上記スクリューシリンダ内のガスを置換する方法である。上記スクリューシリンダは、加熱溶融部とスクリューを有する。上記加熱溶融部は、供給手段から供給された射出材料を加熱溶融する。上記スクリューは、上記加熱溶融部で溶融された射出材料を先端の射出穴に向かって押出す。本発明の方法は、不活性ガスを噴出する噴出ノズルをさらに備える。上記噴出ノズルは、上記スクリューシリンダにおける上記加熱溶融部よりも上記供給手段側において不活性ガスを噴出する。上記噴出ノズルのノズル開口は、上記スクリューシリンダの射出穴側に向かうように上記不活性ガスを噴出する。
このため、供給手段から供給されて溶融する前の射出材料の周りにある空気が不活性ガスと置換され、その状態の射出材料が溶融され押出されて射出される。したがって、従来に比べ、簡単な装置と制御で効率的にスクリューシリンダ内をガス置換し、樹脂の焼けによるスクリューシリンダ内の焼きつきや不良品の発生を根本的に解決できる。
また、上記噴出ノズルは、上記供給手段のシュート部内に上下に延びるように配置され、上記噴出ノズルの先端部は、上記シュート部内において、噴出する不活性ガスの噴出方向が上記スクリューシリンダの軸に対して傾斜角をもつよう屈曲されている。これにより、上記噴出ノズルのノズル開口が、上記スクリューシリンダの射出穴側に向かうように上記不活性ガスを噴出する。このようにして、スクリューシリンダの軸に対して所定の傾斜で不活性ガスを噴出すれば、スクリューシリンダ内のガスが噴出された不活性ガスに押されて排出される。これにより、効果的にガス置換できる。
The gas replacement method for an injection molding machine according to claim 1 is a method for replacing gas in a screw cylinder of an injection molding machine equipped with a screw cylinder. The screw cylinder has a heat melting section and a screw. The heat melting section heats and melts the injection material supplied from a supply means. The screw extrudes the injection material melted in the heat melting section toward an injection hole at the tip. The method of the present invention further includes an ejection nozzle for ejecting an inert gas. The ejection nozzle ejects the inert gas on the side of the supply means of the screw cylinder relative to the heat melting section. A nozzle opening of the ejection nozzle ejects the inert gas toward the injection hole of the screw cylinder.
As a result, the air around the injection material supplied from the supply means before it melts is replaced with inert gas, and the injection material in this state is melted and extruded for injection. Therefore, compared to the conventional method, the gas replacement inside the screw cylinder can be performed efficiently with simple equipment and control, fundamentally solving the problem of burning inside the screw cylinder and the occurrence of defective products due to resin burning.
The ejection nozzle is disposed so as to extend vertically within the chute of the supply means, and the tip of the ejection nozzle is bent within the chute so that the ejection direction of the ejected inert gas has an inclination angle with respect to the axis of the screw cylinder. This allows the nozzle opening of the ejection nozzle to eject the inert gas toward the injection hole of the screw cylinder. In this way, by ejecting the inert gas at a predetermined inclination with respect to the axis of the screw cylinder, the gas in the screw cylinder is pushed out by the ejected inert gas. This allows for effective gas replacement.

請求項記載の射出成形機のガス置換装置は、スクリューシリンダを備えた射出成形機において、上記スクリューシリンダ内のガスを置換する装置である。上記スクリューシリンダは、加熱溶融部とスクリューを有する。上記加熱溶融部は、供給手段から供給された射出材料を加熱溶融する。上記スクリューは、上記加熱溶融部で溶融された射出材料を先端の射出穴に向かって押出す。本発明の装置は、不活性ガスを噴出する噴出ノズルをさらに備える。上記噴出ノズルは、上記スクリューシリンダにおける上記加熱溶融部よりも上記供給手段側において不活性ガスを噴出する。上記噴出ノズルのノズル開口は、上記スクリューシリンダの射出穴側に向かうように上記不活性ガスを噴出する。
このため、供給手段から供給されて溶融する前の射出材料の周りにある空気が不活性ガスと置換され、その状態の射出材料が溶融され押出されて射出される。したがって、従来に比べ、簡単な装置と制御で効率的にスクリューシリンダ内をガス置換し、樹脂の焼けによるスクリューシリンダ内の焼きつきや不良品の発生を根本的に解決できる。
また、上記噴出ノズルは、上記供給手段のシュート部内に上下に延びるように配置され、上記噴出ノズルの先端部は、上記シュート部内において、噴出する不活性ガスの噴出方向が上記スクリューシリンダの軸に対して傾斜角をもつよう屈曲されている。これにより、上記噴出ノズルのノズル開口が、上記スクリューシリンダの射出穴側に向かうように上記不活性ガスを噴出する。このようにして、スクリューシリンダの軸に対して所定の傾斜で不活性ガスを噴出すれば、スクリューシリンダ内のガスが噴出された不活性ガスに押されて排出される。これにより、効果的にガス置換できる。
The gas replacement device for an injection molding machine according to claim 2 is a device for replacing gas in a screw cylinder of an injection molding machine equipped with a screw cylinder. The screw cylinder has a heat melting section and a screw. The heat melting section heats and melts the injection material supplied from a supply means. The screw extrudes the injection material melted in the heat melting section toward an injection hole at the tip. The device of the present invention further includes an ejection nozzle for ejecting an inert gas. The ejection nozzle ejects the inert gas on the side of the supply means of the screw cylinder relative to the heat melting section. A nozzle opening of the ejection nozzle ejects the inert gas toward the injection hole of the screw cylinder.
As a result, the air around the injection material supplied from the supply means before it melts is replaced with inert gas, and the injection material in this state is melted and extruded for injection. Therefore, compared to the conventional method, the gas replacement inside the screw cylinder can be performed efficiently with simple equipment and control, fundamentally solving the problem of burning inside the screw cylinder and the occurrence of defective products due to resin burning.
The ejection nozzle is disposed so as to extend vertically within the chute of the supply means, and the tip of the ejection nozzle is bent within the chute so that the ejection direction of the ejected inert gas has an inclination angle with respect to the axis of the screw cylinder. This allows the nozzle opening of the ejection nozzle to eject the inert gas toward the injection hole of the screw cylinder. In this way, by ejecting the inert gas at a predetermined inclination with respect to the axis of the screw cylinder, the gas in the screw cylinder is pushed out by the ejected inert gas. This allows for effective gas replacement.

本発明の実施形態の射出成形機のガス置換装置を説明する構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a gas replacement device of an injection molding machine according to an embodiment of the present invention. 上記実施形態の射出成形機のガス置換方法を説明する線図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a gas replacement method for the injection molding machine of the above embodiment. 実施例として行った実証試験の試験装置を説明する構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a test device used in a demonstration test performed as an example. 上記試験装置を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the test device. 第2試験の噴出流量変化を説明する模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a change in the ejection flow rate in the second test.

つぎに、本発明を実施するための形態を説明する。 Next, we will explain how to implement the present invention.

〔概要〕
図1は、本発明の実施形態の射出成形機のガス置換装置を説明する構成図である。
本実施形態は、スクリューシリンダ10を備えた射出成形機において、上記スクリューシリンダ10内のガスを置換する装置および方法である。
〔overview〕
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining a gas replacement device for an injection molding machine according to an embodiment of the present invention.
The present embodiment relates to an apparatus and method for replacing gas within a screw cylinder 10 in an injection molding machine equipped with the screw cylinder 10.

〔スクリューシリンダ10〕
上記スクリューシリンダ10は、先端部がすぼまって前後に延びる円筒状のシリンダ本体10Aを有する。上記シリンダ本体10Aの先端には、加熱溶融された射出材料が射出される射出穴12が形成されている。上記スクリューシリンダ10は、加熱溶融部20とスクリュー30を有する。
[Screw cylinder 10]
The screw cylinder 10 has a cylindrical cylinder body 10A that is tapered at the tip and extends forward and backward. An injection hole 12 is formed at the tip of the cylinder body 10A, through which the heated and melted injection material is injected. The screw cylinder 10 has a heat melting part 20 and a screw 30.

〔加熱溶融部20〕
上記加熱溶融部20は、供給手段11から供給された射出材料(図示していない)を加熱溶融するためのものである。上記加熱溶融部20は、シリンダ本体10Aの先端側の外周に複数のヒータ21が設けられることにより構成される。上記ヒータ21によりシリンダ本体10Aが加熱され、内部に充填された射出材料が加熱溶融される。
[Heat melting section 20]
The heating and melting section 20 is for heating and melting the injection material (not shown) supplied from the supply means 11. The heating and melting section 20 is configured by providing a plurality of heaters 21 on the outer periphery of the tip side of the cylinder body 10A. The heaters 21 heat the cylinder body 10A, and the injection material filled inside is heated and melted.

〔スクリュー30〕
上記スクリュー30は、上記加熱溶融部20で溶融された射出材料を先端の射出穴12に向かって押出すためのものである。上記スクリュー30は、シリンダ本体10Aの内部に、シリンダ本体10Aと同軸状になるよう挿入されている。上記スクリュー30の先端は、シリンダ本体10Aのすぼまった先端部近傍に位置している。上記スクリュー30の後端は、図示しないモータに連結されている。上記スクリュー30には、シリンダ本体10の後端開口から射出材料を漏出させないためのフランジ31が設けられている。上記スクリュー30の上記フランジ31より先端側の外周には、射出材料を先端側に向かって送るためのらせん突条32が形成されている。
[Screw 30]
The screw 30 is for extruding the injection material melted in the heat melting portion 20 toward the injection hole 12 at the tip. The screw 30 is inserted into the cylinder body 10A so as to be coaxial with the cylinder body 10A. The tip of the screw 30 is located near the narrowed tip of the cylinder body 10A. The rear end of the screw 30 is connected to a motor (not shown). The screw 30 is provided with a flange 31 for preventing the injection material from leaking from the rear end opening of the cylinder body 10. A helical ridge 32 for feeding the injection material toward the tip side is formed on the outer periphery of the screw 30 on the tip side of the flange 31.

〔供給手段11〕
上記供給手段11は、一時的に貯留した射出材料を上記スクリューシリンダ10内に供給するためのものである。上記供給手段11は、この例では、ホッパ部11Aとシュート部11Bとを含んで形成されている。上記ホッパ部11Aは上広がりの漏斗状であり、射出材料を受け入れて貯留する。上記シュート部11Bは、上記ホッパ部11Aの下端開口13と上記シリンダ本体10Aに形成された供給口14を接続する管状体である。
[Supply Means 11]
The supply means 11 is for supplying the temporarily stored injection material into the screw cylinder 10. In this example, the supply means 11 is formed to include a hopper section 11A and a chute section 11B. The hopper section 11A is funnel-shaped, widening upward, and receives and stores the injection material. The chute section 11B is a tubular body that connects a lower end opening 13 of the hopper section 11A to a supply port 14 formed in the cylinder body 10A.

上記シリンダ本体10Aの供給口14は、上記加熱溶融部20よりも根元側に形成されている。つまり、スクリューシリンダ10の上記加熱溶融部20よりも根元側で、スクリュー30のフランジ31より先端側に、上記供給口14が設けられる。上記供給口14から新しい射出材料がスクリューシリンダ10内に供給される。 The supply port 14 of the cylinder body 10A is formed on the base side of the heat melting portion 20. In other words, the supply port 14 is provided on the base side of the heat melting portion 20 of the screw cylinder 10 and on the tip side of the flange 31 of the screw 30. New injection material is supplied into the screw cylinder 10 from the supply port 14.

〔射出材料〕
上記射出材料は、熱可塑性樹脂等の樹脂材料や軽合金等の金属材料を用いることができる。上記射出材料は、ペレット状の材料が供給手段11のホッパ部11Aに供給される。上記射出材料は、ペレット状のままシュート部11Bを通過してスクリューシリンダ10内に供給される。スクリューシリンダ10内で上記射出材料は、スクリュー30の回転によって先端側に徐々に送られ、加熱溶融部20に達すると加熱されて溶融する。溶融した射出材料は、射出穴12から射出され、図示しない金型のキャビティ内に注入される。
[Injection material]
The injection material may be a resin material such as a thermoplastic resin or a metal material such as a light alloy. The injection material is supplied in the form of pellets to the hopper section 11A of the supply means 11. The injection material passes through the chute section 11B while remaining in the form of pellets and is supplied into the screw cylinder 10. In the screw cylinder 10, the injection material is gradually sent to the tip side by the rotation of the screw 30, and is heated and melted when it reaches the heat melting section 20. The melted injection material is injected from the injection hole 12 and injected into the cavity of a mold (not shown).

〔噴出ノズル40〕
本実施形態は、不活性ガスを噴出する噴出ノズル40をさらに備えている。
上記噴出ノズル40は、上記スクリューシリンダ10における上記加熱溶融部20よりも上記供給手段11側において不活性ガスを噴出する。上記噴出ノズル40のノズル開口は、上記スクリューシリンダ10の射出穴12側に向かうように上記不活性ガスを噴出する。この例では、上記噴出ノズル40は、ノズル開口41から噴出する不活性ガスの噴出方向が、上記スクリューシリンダ10の軸に対して傾斜角をもつようになっている。
[Ejection nozzle 40]
This embodiment further includes an ejection nozzle 40 for ejecting an inert gas.
The ejection nozzle 40 ejects the inert gas on the supply means 11 side of the heat melting portion 20 in the screw cylinder 10. The nozzle opening of the ejection nozzle 40 ejects the inert gas so as to face the injection hole 12 side of the screw cylinder 10. In this example, the ejection nozzle 40 is configured so that the ejection direction of the inert gas ejected from the nozzle opening 41 has an inclination angle with respect to the axis of the screw cylinder 10.

上記噴出ノズル40には、図示しない不活性ガスの供給源から不活性ガスが供給される。上記不活性ガスとしては、窒素ガスやアルゴンガスを用いることができる。 The ejection nozzle 40 is supplied with an inert gas from an inert gas supply source (not shown). The inert gas may be nitrogen gas or argon gas.

この例では、上記噴出ノズル40は、上記供給手段11のシュート部11B内に配置されている。図示した例の噴出ノズル40は、上記シュート部11B内を上下に延びるように配置され、下側の先端部が所定の傾斜角で屈曲されることにより、先端のノズル開口41から不活性ガスが、上記スクリューシリンダ10の軸に対して傾斜角をもつ噴出方向で噴出する。 In this example, the ejection nozzle 40 is disposed within the chute section 11B of the supply means 11. The ejection nozzle 40 in the illustrated example is disposed so as to extend vertically within the chute section 11B, and the lower tip is bent at a predetermined inclination angle, so that the inert gas is ejected from the nozzle opening 41 at the tip in an ejection direction that has an inclination angle with respect to the axis of the screw cylinder 10.

上記傾斜角度としてたとえば、0°を超える角度で、60°程度以下の角度に設定することができる。 The inclination angle can be set to, for example, an angle greater than 0° and less than about 60°.

上記噴出ノズル40は、上記不活性ガスの噴出流量を間欠的に切り替えることが好ましい。具体的には、上記噴出ノズル40に不活性ガスを導入するための導入路に設けた開閉弁42の開閉制御等により実現することができる。図において符号43は、上記開閉弁42を制御する制御部43である。 It is preferable that the ejection nozzle 40 intermittently switches the ejection flow rate of the inert gas. Specifically, this can be achieved by controlling the opening and closing of an on-off valve 42 provided in an introduction path for introducing the inert gas into the ejection nozzle 40. In the figure, reference numeral 43 denotes a control unit 43 that controls the on-off valve 42.

図2は、上記実施形態の射出成形機のガス置換方法の一例を説明する線図である。具体的には、上記噴出ノズル40から不活性ガスを噴出させるときの噴出流量の変化を示す。横軸が経過時間、縦軸が流量である。 Figure 2 is a diagram illustrating an example of a gas replacement method for the injection molding machine of the above embodiment. Specifically, it shows the change in the ejection flow rate when the inert gas is ejected from the ejection nozzle 40. The horizontal axis is the elapsed time, and the vertical axis is the flow rate.

この例では、上記開閉弁42の開閉制御は、弁を開く動作や閉じる動作を徐々に行うのではなく、一気に弁を開き一気に弁を閉じるオンオフ制御である。このため、弁を開いたときは急峻な増加率で流量が一気に増えて一定流量となり、弁を閉じたときは即時に流量がゼロになる。 In this example, the opening and closing control of the on-off valve 42 is not a gradual opening and closing operation, but an on-off control that opens and closes the valve all at once. Therefore, when the valve is opened, the flow rate increases suddenly at a steep rate of increase and becomes a constant flow rate, and when the valve is closed, the flow rate instantly becomes zero.

上記噴出ノズル40が不活性ガスの噴出流量を間欠的に切り替える際、不活性ガスの噴出流量が小さい時間TSを、不活性ガスの噴出流量が大きい時間TOと同等かまたはそれ以上となるよう設定するのが好ましい。たとえば、上記TSを上記TOの1.5倍以上とすることができる。また、上記TSを上記TOの4~5倍以下とすることができる。好ましくは、上記TSを上記TOの2倍以上3倍以下とすることができる。上記TSがTOよりも短くなると、スクリューシリンダ10内のガスの排出が行われにくく、置換効率が良くならないおそれがある。 When the ejection nozzle 40 intermittently switches the ejection flow rate of the inert gas, it is preferable to set the time TS during which the ejection flow rate of the inert gas is low to be equal to or longer than the time TO during which the ejection flow rate of the inert gas is high. For example, the TS can be set to 1.5 times or more the TO. Also, the TS can be set to 4 to 5 times or less the TO. Preferably, the TS can be set to 2 to 3 times the TO. If the TS is shorter than the TO, it may be difficult to exhaust the gas from inside the screw cylinder 10, and the replacement efficiency may not be improved.

上記TOは、たとえば1~2秒とすることができる。上記TSは、上述したように、上記TOに対して1.5倍以上4~5倍以下に設定できる。 The TO can be set to, for example, 1 to 2 seconds. As mentioned above, the TS can be set to 1.5 times or more and 4 to 5 times or less than the TO.

〔実施形態の効果〕 [Effects of the embodiment]

上記実施形態では、スクリューシリンダ10を備えた射出成形機において、上記スクリューシリンダ10内のガスを置換する方法および装置である。上記スクリューシリンダ10は、加熱溶融部20とスクリュー30を有する。上記加熱溶融部20は、供給手段11から供給された射出材料を加熱溶融する。上記スクリュー30は、上記加熱溶融部20で溶融された射出材料を先端の射出穴12に向かって押出す。本実施形態は、不活性ガスを噴出する噴出ノズル40をさらに備える。上記噴出ノズル40は、上記スクリューシリンダ10における上記加熱溶融部20よりも上記供給手段11側において不活性ガスを噴出する。上記噴出ノズル40のノズル開口41は、上記スクリューシリンダ10の射出穴12側に向かうように上記不活性ガスを噴出する。
このため、供給手段11から供給されて溶融する前の射出材料の周りにある空気が不活性ガスと置換され、その状態の射出材料が溶融され押出されて射出される。したがって、従来に比べ、簡単な装置と制御で効率的にスクリューシリンダ10内をガス置換し、樹脂の焼けによるスクリューシリンダ10内の焼きつきや不良品の発生を根本的に解決できる。
The above embodiment is a method and device for replacing gas in a screw cylinder 10 in an injection molding machine equipped with the screw cylinder 10. The screw cylinder 10 has a heat melting section 20 and a screw 30. The heat melting section 20 heats and melts the injection material supplied from the supply means 11. The screw 30 extrudes the injection material melted in the heat melting section 20 toward the injection hole 12 at the tip. This embodiment further includes an ejection nozzle 40 for ejecting an inert gas. The ejection nozzle 40 ejects the inert gas on the side of the supply means 11 of the heat melting section 20 in the screw cylinder 10. A nozzle opening 41 of the ejection nozzle 40 ejects the inert gas so as to be directed toward the injection hole 12 of the screw cylinder 10.
As a result, the air surrounding the injection material supplied from the supply means 11 before it melts is replaced with inert gas, and the injection material in this state is melted and extruded for injection. Therefore, compared to the conventional method, the gas replacement inside the screw cylinder 10 can be performed efficiently with a simple device and control, fundamentally solving the problem of burning inside the screw cylinder 10 and the generation of defective products due to resin burning.

上記実施形態は、上記噴出ノズル40が、ノズル開口41から噴出する不活性ガスの噴出方向が、上記スクリューシリンダ10の軸に対して傾斜角をもつ。
スクリューシリンダ10の軸に対して所定の傾斜で不活性ガスを噴出すれば、スクリューシリンダ10内のガスが噴出された不活性ガスに押されて排出される。これにより、効果的にガス置換できる。
In the above embodiment, the ejection direction of the inert gas ejected from the nozzle opening 41 of the ejection nozzle 40 has an inclination angle with respect to the axis of the screw cylinder 10 .
If the inert gas is ejected at a predetermined inclination with respect to the axis of the screw cylinder 10, the gas in the screw cylinder 10 is pushed out by the ejected inert gas, thereby enabling effective gas replacement.

上記実施形態は、上記噴出ノズル40が不活性ガスの噴出流量を間欠的に切り替える。
不活性ガスの噴出流量を間欠的に切り替えれば、スクリューシリンダ10内に大きい噴出流量で不活性ガスを送り込み、噴出流量が小さいあいだにスクリューシリンダ10内のガスが排出される。たとえば、不活性ガスの噴出と停止を間欠的に繰り返せば、不活性ガスの噴出によってスクリューシリンダ10内に不活性ガスを送り込み、噴出を停止しているあいだにスクリューシリンダ10内のガスが排出される。これにより、効果的にガス置換できる。
In the above embodiment, the ejection nozzle 40 intermittently switches the ejection flow rate of the inert gas.
By intermittently switching the ejection flow rate of the inert gas, the inert gas is fed into the screw cylinder 10 at a large ejection flow rate, and the gas in the screw cylinder 10 is discharged while the ejection flow rate is small. For example, by repeatedly ejecting and stopping the ejection of the inert gas intermittently, the inert gas is fed into the screw cylinder 10 by the ejection of the inert gas, and the gas in the screw cylinder 10 is discharged while the ejection is stopped. This allows for effective gas replacement.

上記実施形態は、上記噴出ノズル40が不活性ガスの噴出流量を間欠的に切り替える際、不活性ガスの噴出流量の小さい時間TSが、不活性ガスの噴出流量の大きい時間TOと同等かまたはそれ以上となるよう設定されている。
上記噴出流量が小さい時間TSのあいだにスクリューシリンダ10内のガスが排出され、その後の上記噴出流量が大きい時間TOのあいだに不活性ガスがスクリューシリンダ10内に送り込まれる。これにより、効果的にガス置換できる。
In the above embodiment, when the ejection nozzle 40 intermittently switches the ejection flow rate of the inert gas, the time TS during which the ejection flow rate of the inert gas is low is set to be equal to or longer than the time TO during which the ejection flow rate of the inert gas is high.
During the time TS when the ejection flow rate is small, the gas in the screw cylinder 10 is discharged, and during the subsequent time TO when the ejection flow rate is large, the inert gas is fed into the screw cylinder 10. This allows for effective gas replacement.

〔実施例〕
▽試験装置
図3は、実施例として行った実証試験の試験装置を説明する構成図である。
この試験装置では、上述したシリンダ本体10Aとシュート部11Bを樹脂製のパイプ材によって模型にしたモデルシリンダ50を準備した。上記モデルシリンダ50は、シリンダ本体10Aに対応するシリンダモデル部50Aと、シュート部11Bに対応するシュートモデル部50Bとを有している。
〔Example〕
Test Equipment FIG. 3 is a configuration diagram for explaining the test equipment used in the demonstration test carried out as an embodiment of the present invention.
In this test apparatus, a model cylinder 50 was prepared in which the above-mentioned cylinder body 10A and chute portion 11B were modeled using resin pipe material. The model cylinder 50 has a cylinder model portion 50A corresponding to the cylinder body 10A and a chute model portion 50B corresponding to the chute portion 11B.

図4は、上記試験装置を説明する図であり、モデルシリンダ50の詳細を示す。(A)は第1例であり、(B)は第2例である。 Figure 4 is a diagram explaining the above-mentioned test equipment, showing details of the model cylinder 50. (A) is the first example, and (B) is the second example.

上記シリンダモデル部50Aとシュートモデル部50Bは、いずれも樹脂パイプを所定の長さに切断したものを用いて作成した。上記シリンダモデル部50Aの根元側に上記シュートモデル部50Bを90°の角度で接合した。上記シリンダモデル部50Aの先端は先キャップ51で閉塞し、上記シリンダモデル部50Aの根元端部も根元キャップ52で閉塞した。上記シュートモデル部50Bの上部開口を、排気管55つきの栓53で閉塞した。 The cylinder model part 50A and the chute model part 50B were both created using resin pipes cut to a specified length. The chute model part 50B was joined at a 90° angle to the base side of the cylinder model part 50A. The tip of the cylinder model part 50A was closed with a tip cap 51, and the base end of the cylinder model part 50A was also closed with a base cap 52. The upper opening of the chute model part 50B was closed with a plug 53 with an exhaust pipe 55.

上記栓53に上記噴出ノズル40に対応するノズル管を設けた。図4(A)第1例が第1ノズル管54A、図4(B)第2例が第2ノズル管54Bである。 The plug 53 is provided with a nozzle tube corresponding to the ejection nozzle 40. The first example in FIG. 4(A) is the first nozzle tube 54A, and the second example in FIG. 4(B) is the second nozzle tube 54B.

図4(A)第1例の第1ノズル管54Aは、先端部を45°屈曲させ、不活性ガスの噴出方向がシリンダモデル部50Aの先端側に向かうようにした。
図4(B)第2例の第2ノズル管54Bは、不活性ガスの噴出方向がシリンダモデル部50Aの軸に対して直交するようにした。
The tip of the first nozzle pipe 54A in the first example of FIG. 4A is bent at 45 degrees so that the direction of ejection of the inert gas is directed toward the tip side of the cylinder model part 50A.
In the second example of FIG. 4B, the second nozzle pipe 54B ejects the inert gas in a direction perpendicular to the axis of the cylinder model portion 50A.

図3に戻って説明すると、上記ノズル管には、窒素ガスボンベ61から不活性ガスとして窒素ガスが導入される。上記窒素ガスボンベ61には窒素ガス製造装置65から窒素ガスが補充される。窒素ガスの導入管62には、流量制御器63と開閉弁64を並列で接続した。上記開閉弁64が、図1の装置における開閉弁42に相当する。上記ノズル管からの窒素ガスの連続的な噴出に上記流量制御器63を用い、上記ノズル管からの窒素ガスの間欠的な噴出に開閉弁64を用いた。 Returning to FIG. 3, nitrogen gas is introduced into the nozzle pipe as an inert gas from a nitrogen gas cylinder 61. The nitrogen gas cylinder 61 is replenished with nitrogen gas from a nitrogen gas production device 65. A flow controller 63 and an on-off valve 64 are connected in parallel to the nitrogen gas introduction pipe 62. The on-off valve 64 corresponds to the on-off valve 42 in the device of FIG. 1. The flow controller 63 is used for continuous ejection of nitrogen gas from the nozzle pipe, and the on-off valve 64 is used for intermittent ejection of nitrogen gas from the nozzle pipe.

上記シリンダモデル部50Aには、先端近傍に先端ポート72を設け、先端と根元の中間部分に中間ポート71を設けた。上記中間ポート71には、サンプリングポンプ73と酸素濃度計74を接続し、シリンダモデル部50Aからサンプリングしたガスの酸素濃度を測定するように、上記サンプリングポンプ73には、パージライン75を接続し、酸素濃度計74の窒素パージを可能とした。上記中間ポート71からサンプリングしたガスの酸素濃度を酸素濃度計74で計測し、ガス置換の評価を行った。上記先端ポート72には空気パージライン77と空気圧縮機76を接続し、シリンダモデル部50A内部の空気によるパージを可能とした。一度の測定が終了するごとに、シリンダモデル部50A内部を空気でパージして状態をリセットした。 The cylinder model part 50A was provided with a tip port 72 near the tip, and an intermediate port 71 in the middle between the tip and the base. A sampling pump 73 and an oxygen concentration meter 74 were connected to the intermediate port 71, and a purge line 75 was connected to the sampling pump 73 to measure the oxygen concentration of the gas sampled from the cylinder model part 50A, allowing the oxygen concentration meter 74 to be purged with nitrogen. The oxygen concentration of the gas sampled from the intermediate port 71 was measured with the oxygen concentration meter 74, and gas replacement was evaluated. An air purge line 77 and an air compressor 76 were connected to the tip port 72, allowing the inside of the cylinder model part 50A to be purged with air. After each measurement, the inside of the cylinder model part 50A was purged with air to reset the state.

▽第1試験
まず、上記シリンダモデル部50Aに空気を入れた状態から、ノズル管から窒素ガスを一定時間噴出したのち、中間ポート71からサンプリングしたガスの残留酸素濃度を測定した。ガス置換の程度を、その最大値で評価した。この数値が小さいほど、ノズル管から窒素ガスを噴出することによって、シリンダモデル部50Aの内部が良好にガス置換されたと評価した。ノズル管から窒素ガスを噴出するときの流量は全て10L/分で統一した。連続噴出は、流量10L/分で連続して窒素ガスを噴出した。間欠噴出では、窒素ガスの噴出をON/OFFさせ、平均の噴出流量が10L/分となるようにした。同じ時間であれば第1例も第2例も同じ量の窒素が噴出されている。その結果をつぎの表1に示す。
First test: First, air was poured into the cylinder model part 50A, and nitrogen gas was ejected from the nozzle tube for a certain period of time. The residual oxygen concentration of the gas sampled from the intermediate port 71 was then measured. The degree of gas replacement was evaluated by its maximum value. The smaller this value, the better the gas replacement inside the cylinder model part 50A was evaluated to be by ejecting nitrogen gas from the nozzle tube. The flow rate when ejecting nitrogen gas from the nozzle tube was all standardized to 10 L/min. In the continuous ejection, nitrogen gas was ejected continuously at a flow rate of 10 L/min. In the intermittent ejection, the ejection of nitrogen gas was turned ON/OFF so that the average ejection flow rate was 10 L/min. If the time was the same, the first and second examples ejected the same amount of nitrogen. The results are shown in Table 1 below.

Figure 0007527454000001
Figure 0007527454000001

表1からわかるように、噴出時間が長くなると残留酸素濃度が低下する傾向がある。つまり、噴出時間が長いほどシリンダモデル部50A内部のガス置換が進むことがわかる。また、連続噴出と間欠噴出を比較すると、間欠噴出のほうが残留酸素濃度が低く、ガス置換が進んでいることがわかる。また、噴出方向を比較すると、下向きの第2例よりも傾斜角度をもたせた第1例のほうが残留酸素濃度が低く、ガス置換が進んでいる。たとえば、120分後の結果は第2例の連続噴射で残留酸素濃度が73,000ppm、第1例の間欠噴射が47,700ppmである。第2例と第1例を比較すると、第1例の残留酸素濃度が約35%低い。 As can be seen from Table 1, the longer the ejection time, the lower the residual oxygen concentration tends to be. In other words, the longer the ejection time, the more gas replacement inside the cylinder model section 50A progresses. In addition, when comparing continuous ejection with intermittent ejection, the intermittent ejection has a lower residual oxygen concentration, and gas replacement is more advanced. In addition, when comparing the ejection directions, the first example, which has an inclination angle, has a lower residual oxygen concentration than the downward second example, and gas replacement is more advanced. For example, after 120 minutes, the result is a residual oxygen concentration of 73,000 ppm for the continuous ejection of the second example, and 47,700 ppm for the intermittent ejection of the first example. Comparing the second example with the first example, the residual oxygen concentration is about 35% lower.

▽第2試験
つぎに、窒素ガスの噴出流量を間欠的に切り替えるときの噴出流量を変化させてパージ効果を比較した。
Second Test Next, the purging effect was compared by changing the nitrogen gas ejection flow rate when the ejection flow rate was switched intermittently.

図5は、第2試験の噴出流量変化を説明する模式図である。
図5(A)は、実験例1の噴出流量変化を説明する図である。間欠噴出流量(図示の斜線Aの領域)を10L/分とし、連続噴出流量をゼロL/分とした。つまり、一時的に噴出流量がゼロとなる間欠パターンである。
図5(B)は、実験例2~6の噴出流量変化を説明する図である。間欠噴出流量(図示の斜線Aの領域)を9L/分、8L/分、7L/分、6L/分、5L/分、と変化させ、連続噴出流量(図示の斜線Bの領域)を1L/分、2L/分、3L/分、4L/分、5L/分、と変化させた。つまり、一定量が連続的に噴出されているところに間欠的に噴出量を増加させたパターンである。
図5(C)は、実験例7の噴出流量変化を説明する図である。連続噴出流量(図示の斜線Bの領域)を10L/分とした。つまり、一定量が連続的に噴出されているパターンである。
いずれのパターンにおいても噴出流量の平均は、10L/分あり、同じ時間であれば同じ量の窒素ガスが噴出される。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the change in the ejection flow rate in the second test.
5A is a diagram illustrating the change in the jetting flow rate in Experimental Example 1. The intermittent jetting flow rate (area A in the figure) was set to 10 L/min, and the continuous jetting flow rate was set to zero L/min. In other words, this is an intermittent pattern in which the jetting flow rate temporarily becomes zero.
5B is a diagram illustrating the change in the ejection flow rate in Experimental Examples 2 to 6. The intermittent ejection flow rate (area A in the figure) was changed to 9 L/min, 8 L/min, 7 L/min, 6 L/min, and 5 L/min, and the continuous ejection flow rate (area B in the figure) was changed to 1 L/min, 2 L/min, 3 L/min, 4 L/min, and 5 L/min. In other words, this is a pattern in which a constant amount is ejected continuously and the ejection amount is increased intermittently.
5C is a diagram illustrating the change in the ejection flow rate in Experimental Example 7. The continuous ejection flow rate (area B in the figure) was set to 10 L/min. In other words, this is a pattern in which a constant amount is ejected continuously.
In all patterns, the average ejection flow rate is 10 L/min, and the same amount of nitrogen gas is ejected for the same period of time.

上記実験例1~7において、それぞれ噴出時間を30分、60分、120分とした後のシリンダモデル部50Aの酸素濃度の測定値を下記の表2に示す。 In the above experimental examples 1 to 7, the measured oxygen concentration in the cylinder model part 50A after the ejection time was set to 30 minutes, 60 minutes, and 120 minutes, respectively, is shown in Table 2 below.

Figure 0007527454000002
Figure 0007527454000002

上記表2に示すように、窒素ガスを噴出流量を間欠的に切り替えた場合(実験例1~6)は、窒素ガスを連続噴出した場合(実験例7)に比べて良好な結果が得られている。間欠噴出流量が少なくなるにつれて結果は悪くなる傾向にある。窒素ガスの噴出を一時的に完全に止めることで、シリンダモデル部50Aのガスの流動を促進していると考えることができる。 As shown in Table 2 above, when the nitrogen gas ejection flow rate was switched intermittently (Experimental Examples 1 to 6), better results were obtained than when nitrogen gas was ejected continuously (Experimental Example 7). The results tended to worsen as the intermittent ejection flow rate decreased. It can be considered that the flow of gas in the cylinder model section 50A was promoted by temporarily and completely stopping the ejection of nitrogen gas.

また、窒素ガスの噴出を完全に止めなくても、噴出流量を間欠的に切り替えることで、結果が良好になる傾向がある。具体的には、間欠噴出流量の割合が90%以上(実験例2)であれば、実験例1と同程度の効果がある。一方、間欠噴出流量の割合が80%以下(実験例3~6)では効果が小さくなる。
In addition, even if the nitrogen gas jetting is not completely stopped, the results tend to be better by intermittently switching the jetting flow rate. Specifically, if the intermittent jetting flow rate is 90% or more (Experimental Example 2), the effect is similar to that of Experimental Example 1. On the other hand, if the intermittent jetting flow rate is 80% or less (Experimental Examples 3 to 6), the effect is smaller.

〔まとめ〕
窒素ガスをシリンダモデル部50Aに斜め上方向から噴出することにより、シリンダモデル部50A内のガスを水平方向に押して動かす作用が生じ、窒素ガスを間欠的に噴出することでシリンダモデル部50Aのガスを押さえ込むことなく、流動させることができたためと考えられる。
〔summary〕
It is believed that by spraying nitrogen gas diagonally from above into the cylinder model part 50A, the gas inside the cylinder model part 50A is pushed and moved horizontally, and by spraying nitrogen gas intermittently, the gas in the cylinder model part 50A can be made to flow without being suppressed.

〔変形例〕
以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明したが、本発明は図示した実施形態に限定する趣旨ではなく、各種の態様に変形して実施することができ、本発明は各種の変形例を包含する趣旨である。
[Modifications]
Although the above describes a particularly preferred embodiment of the present invention, the present invention is not intended to be limited to the illustrated embodiment, but can be modified and embodied in various forms, and the present invention is intended to encompass various modified embodiments.

たとえば、上記各実験例では、不活性ガスの噴出流量を間欠的に切り替える場合、噴出流量が小さいときの流量と、噴出流量が大きいときの流量をそれぞれ固定したが、噴出流量が小さいときの流量と、噴出流量が大きいときの流量を、それぞれ段階的に設定することもできる。
For example, in each of the above experimental examples, when the ejection flow rate of the inert gas is switched intermittently, the flow rate when the ejection flow rate is small and the flow rate when the ejection flow rate is large are fixed, but the flow rate when the ejection flow rate is small and the flow rate when the ejection flow rate is large can also be set in stages.

10:スクリューシリンダ
10A:シリンダ本体
11:供給手段
11A:ホッパ部
11B:シュート部
12:射出穴
13:下端開口
14:供給口
20:加熱溶融部
21:ヒータ
30:スクリュー
31:フランジ
32:らせん突条
40:噴出ノズル
41:ノズル開口
42:開閉弁
43:制御部
50:モデルシリンダ
50A:シリンダモデル部
50B:シュートモデル部
51:先キャップ
52:根元キャップ
53:栓
54A:第1ノズル管
54B:第2ノズル管
55:排気管
61:窒素ガスボンベ
62:導入管
63:流量制御器
64:開閉弁
65:窒素ガス製造装置
71:中間ポート
72:先端ポート
73:サンプリングポンプ
74:酸素濃度計
75:パージライン
76:空気圧縮機
77:空気パージライン
10: Screw cylinder 10A: Cylinder body 11: Supply means 11A: Hopper section 11B: Chute section 12: Injection hole 13: Lower end opening 14: Supply port 20: Heating and melting section 21: Heater 30: Screw 31: Flange 32: Spiral protrusion 40: Spray nozzle 41: Nozzle opening 42: Opening and closing valve 43: Control section 50: Model cylinder 50A: Cylinder model section 50B: Chute model section 51: Tip cap 52: Base cap 53: Plug 54A: First nozzle pipe 54B: Second nozzle pipe 55: Exhaust pipe 61: Nitrogen gas cylinder 62: Introduction pipe 63: Flow rate controller 64: Opening and closing valve 65: Nitrogen gas production device 71: Intermediate port 72: Tip port 73: Sampling pump 74: Oxygen concentration meter 75: Purge line 76: Air compressor 77: Air purge line

Claims (2)

供給手段から供給された射出材料を加熱溶融する加熱溶融部と、上記加熱溶融部で溶融された射出材料を先端の射出穴に向かって押出すスクリューを有するスクリューシリンダとを備えた射出成形機において、上記スクリューシリンダ内のガスを置換する方法であって、
不活性ガスを噴出する噴出ノズルをさらに備え、
上記噴出ノズルは、上記供給手段のシュート部内に上下に延びるように配置され、上記スクリューシリンダにおける上記加熱溶融部よりも上記供給手段側において不活性ガスを噴出し、上記噴出ノズルの先端部は、上記シュート部内において、噴出する不活性ガスの噴出方向が上記スクリューシリンダの軸に対して傾斜角をもつよう屈曲され、
上記噴出ノズルのノズル開口、上記スクリューシリンダの射出穴側に向かうように上記不活性ガスを噴出する
ことを特徴とする射出成形機のガス置換方法。
1. A method for replacing gas in a screw cylinder in an injection molding machine including a heat-melting section for heating and melting an injection material supplied from a supply means, and a screw cylinder having a screw for extruding the injection material melted in the heat-melting section toward an injection hole at a tip thereof, comprising the steps of:
Further comprising a nozzle for ejecting an inert gas,
the ejection nozzle is disposed in the chute section of the supply means so as to extend vertically, and ejects the inert gas on the side of the supply means closer to the heat-melting section in the screw cylinder , and the tip of the ejection nozzle is bent in the chute section so that the ejection direction of the ejected inert gas has an inclination angle with respect to the axis of the screw cylinder,
a nozzle opening of the ejection nozzle ejecting the inert gas toward an injection hole of the screw cylinder.
供給手段から供給された射出材料を加熱溶融する加熱溶融部と、上記加熱溶融部で溶融された射出材料を先端の射出穴に向かって押出すスクリューを有するスクリューシリンダとを備えた射出成形機において、上記スクリューシリンダ内のガスを置換する装置であって、
不活性ガスを噴出する噴出ノズルをさらに備え、
上記噴出ノズルは、上記供給手段のシュート部内に上下に延びるように配置され、上記スクリューシリンダにおける上記加熱溶融部よりも上記供給手段側において不活性ガスを噴出し、上記噴出ノズルの先端部は、上記シュート部内において、噴出する不活性ガスの噴出方向が上記スクリューシリンダの軸に対して傾斜角をもつよう屈曲され、
上記噴出ノズルのノズル開口、上記スクリューシリンダの射出穴側に向かうように上記不活性ガスを噴出する
ことを特徴とする射出成形機のガス置換装置。
1. An apparatus for replacing gas in a screw cylinder in an injection molding machine comprising: a heat-melting section for heating and melting an injection material supplied from a supply means; and a screw cylinder having a screw for extruding the injection material melted in the heat-melting section toward an injection hole at a tip thereof, comprising:
Further comprising a nozzle for ejecting an inert gas,
the ejection nozzle is disposed in the chute section of the supply means so as to extend vertically, and ejects the inert gas on the side of the supply means closer to the heat-melting section in the screw cylinder , and the tip of the ejection nozzle is bent in the chute section so that the ejection direction of the ejected inert gas has an inclination angle with respect to the axis of the screw cylinder,
a nozzle opening of the ejection nozzle ejecting the inert gas toward an injection hole of the screw cylinder.
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