JP5138183B2

JP5138183B2 - Injection molding method and injection molding machine

Info

Publication number: JP5138183B2
Application number: JP2006150480A
Authority: JP
Inventors: 健夫太白; 一広田代; 征士木下; 明彦萩原; 博庸栗田; 雅康大上
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2026-05-30
Also published as: JP2007022068A

Description

本発明は導光板、光学レンズ等の光学用成形品を成形するための射出成形方法および射出成形機に関する。 The present invention relates to an injection molding method and an injection molding machine for molding an optical molded product such as a light guide plate and an optical lens.

射出成形機を用いて光学用成形品を成形する場合、その成形品には一般に高透明度が要求される。しかしながら、光学用成形材料として現在、多用されるシクロオレフィン系樹脂ペレットは、射出成形機の可塑化装置内において、加熱下での混練・溶融時に当該ペレットと共にホッパーから可塑化装置内へ巻き込まれた空気中の酸素による酸化によって黄変が発生しやすい。その対策としてシクロオレフィン系樹脂ペレット製造メーカでは、その酸化を防止する目的で可塑化装置への材料供給口すなわち、ホッパー口へ窒素ガスを供給しペレット周辺に存在する空気を窒素ガスに置換するよう基本的に推奨している。（特許文献１）
本発明者等は前記の推奨にしたがい、種々の条件下にて窒素ガスをホッパー口へ供給して光学用成形品を成形し、その黄変防止効果を確認している。しかしながら、光の低波長領域における高光線透過率が要求される光学系レンズ、例えば波長が４００ｎｍ近傍のブルーレーザを用いる光学系にて使用される成形レンズにおいては、当該成形レンズの成形材料であるシクロオレフィン系樹脂ペレットの加熱下での溶融・混練時に、そこに残留している少量の空気による酸化で起こる微小な黄変のため必ずしも当該成形レンズが良品とはならないという問題がある。ここで良品の一つの目安としては、例えば、波長が４００ｎｍ近傍（３８０ｎｍ〜４３０ｎｍの青紫レーザ）での当該成形レンズの光線透過率を反射防止膜用のＡＲコートなしの状態で９１％以上に到達することが当該成形レンズを成形する射出成形機ユーザに要求されているが、本発明者等の知見によっても、ＡＲコート（Anti- Reflection Coating）なしの状態で、現状では９０％に達していない状況にある。
特開２００４−２３０７２８（図１０） When an optical molded product is molded using an injection molding machine, the molded product generally requires high transparency. However, cycloolefin-based resin pellets that are widely used at present as optical molding materials were wound from the hopper into the plasticizer together with the pellets during kneading and melting under heating in the plasticizer of the injection molding machine. Yellowing is likely to occur due to oxidation by oxygen in the air. As a countermeasure, manufacturers of cycloolefin resin pellets should supply nitrogen gas to the material supply port to the plasticizer, that is, the hopper port, to prevent the oxidation, and replace the air existing around the pellet with nitrogen gas. Basically recommended. (Patent Document 1)
In accordance with the above-mentioned recommendation, the present inventors supply nitrogen gas to the hopper port under various conditions to mold an optical molded product, and confirm its yellowing prevention effect. However, in an optical lens that requires high light transmittance in a low wavelength region of light, for example, a molded lens used in an optical system using a blue laser having a wavelength of around 400 nm, it is a molding material for the molded lens. At the time of melting and kneading the cycloolefin-based resin pellets under heating, there is a problem that the molded lens is not necessarily a non-defective product due to minute yellowing caused by oxidation with a small amount of air remaining therein. Here, as one guideline for non-defective products, for example, the light transmittance of the molded lens in the vicinity of a wavelength of 400 nm (blue-violet laser of 380 nm to 430 nm) reaches 91% or more without an AR coating for an antireflection film. However, according to the knowledge of the present inventors, it has not reached 90% at present without AR coating (Anti-Reflection Coating). Is in the situation.
JP 2004-230728 A (FIG. 10)

本発明者等は、こうした微小な黄変の生成を防止するべく鋭意検討、実験を行い、その結果、通常、ホッパー内には窒素ガス供給前に空気が存在しており、窒素ガスを供給していても空気が外部からホッパー内部に補給されていること、さらにペレットの隙間に残留している空気がホッパー口を介してペレットと共に可塑化装置内へ供給される点に着眼し、こうした残留空気を、供給した窒素ガスで必要十分に置換するためには、推奨されている窒素ガスの供給のみでなく当該残留空気をも積極的に外部へ排出することが必要であることを見出した。 The present inventors have conducted intensive studies and experiments in order to prevent the generation of such minute yellowing. As a result, air usually exists in the hopper before supplying nitrogen gas, and nitrogen gas is supplied. Even if the air is replenished into the hopper from the outside, the remaining air is further noticed in that the air remaining in the pellet gap is supplied into the plasticizer together with the pellet through the hopper port. Has been found to be necessary not only to supply the recommended nitrogen gas but also to actively discharge the residual air to the outside.

さらに、供給される不活性ガスの温度が、ホッパー内の成形材料およびその近傍雰囲気の温度に比べて低いと、供給された不活性ガスとホッパー内に存在している不活性ガスを含む気体との飽和蒸気圧の差異により、ホッパー内では僅かではあるが結露が生じ、その水滴が成形材料に付着したまま可塑化ゾーンに供給されると銀条が生じ、結果として成形品の品質を低下させる恐れがあることを見出した。 Further, when the temperature of the supplied inert gas is lower than the temperature of the molding material in the hopper and the atmosphere in the vicinity thereof, the supplied inert gas and the gas containing the inert gas present in the hopper Due to the difference in the saturated vapor pressure, slight condensation occurs in the hopper, and when the water droplets are attached to the molding material and supplied to the plasticizing zone, a silver strip is formed, resulting in deterioration of the quality of the molded product. I found out that there was a fear.

したがって、本発明の目的は、射出成形機において成形材料を可塑化装置内へ供給するに際し、空気中の酸素がペレットと共に当該可塑化装置内へ混入し、結果として成形品に黄変が生成されることを可及的に少なくするための射出成形方法および射出成形機を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to supply oxygen in the air together with pellets into the plasticizing apparatus when the molding material is supplied into the plasticizing apparatus in the injection molding machine, resulting in yellowing of the molded product. It is an object of the present invention to provide an injection molding method and an injection molding machine for minimizing the above.

また、本発明の他の目的は、前記ホッパー内にペレットと共に投入されるかまたはホッパー内で生成されるペレット微小粉末が前記可塑化装置内へ混入し、結果として成形品に銀条や白化点（以下銀条等という）が生成されることを可及的に少なくする射出成形方法および射出成形機を提供することにある。 In addition, another object of the present invention is that pellet fine powder that is put together with pellets in the hopper or produced in the hopper is mixed into the plasticizing apparatus, and as a result, silver stripes and whitening points are formed on the molded product. An object of the present invention is to provide an injection molding method and an injection molding machine that minimize the generation of (hereinafter referred to as silver strips).

さらにまた、本発明の他の目的は、ホッパー内に供給された不活性ガスに起因して成形材料の表面に結露を生じることのないように、予め不活性ガスを、所定の温度、好適にはバレル内への成形材料供給口近傍の温度に加熱して供給するようにした、射出成形方法および射出成形機を提供することにある。 Furthermore, another object of the present invention is to provide an inert gas in advance at a predetermined temperature, preferably so as not to cause condensation on the surface of the molding material due to the inert gas supplied into the hopper. An object of the present invention is to provide an injection molding method and an injection molding machine which are heated and supplied to a temperature near the molding material supply port in the barrel.

前記目的を達成するため、本発明に係る射出成形方法は、
内部にスクリュ軸を回転および進退可能に挿入してなるバレルに、ホッパーから成形材料を供給する工程と、
前記ホッパーからバレルに成形材料を供給する工程において、不活性ガス供給源から供給される不活性ガスを、前記ホッパー内からバレルに供給される成形材料を通って前記バレル内に導く不活性ガス供給工程と、
少なくとも不活性ガス供給工程をおこなう際に、前記バレル内を吸引排気する吸引排気工程とを備えて前記バレル内の空気を不活性ガスで置換することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an injection molding method according to the present invention comprises:
Supplying a molding material from a hopper to a barrel formed by inserting a screw shaft into the inside so as to be rotatable and retreatable;
In the step of supplying the molding material from the hopper to the barrel, the inert gas supply for guiding the inert gas supplied from the inert gas supply source into the barrel through the molding material supplied from the hopper to the barrel. Process,
At least when performing the inert gas supply step, the method includes a suction / exhaust step of sucking and exhausting the inside of the barrel, and replacing the air in the barrel with an inert gas.

その場合、前記ホッパーは、第1のホッパー領域とバレルに接続された供給領域とを上下に配置し、前記成形材料供給工程は、成形材料を一旦第１のホッパー領域に貯溜する工程と、成形材料を第１のホッパー領域からバレルに接続された供給領域に供給し、該バレルに接続された供給領域からバレル内に供給する工程とを備え、
前記不活性ガス供給工程は、成形材料を貯溜している前記第１のホッパー領域内部に不活性ガスを供給して、前記第１のホッパー領域内の空気を不活性ガスで置換する工程と、少なくとも成形材料を前記バレルに接続された供給領域からバレルに供給する際に、不活性ガスをこの成形材料を通って前記バレルに接続された供給領域から前記バレル内に導く工程とを備えて構成することができる。 In that case, the hopper arranges the first hopper region and the supply region connected to the barrel up and down, and the molding material supply step temporarily stores the molding material in the first hopper region, Supplying material from a first hopper region to a supply region connected to the barrel, and supplying material from the supply region connected to the barrel into the barrel;
The inert gas supply step includes supplying an inert gas into the first hopper region in which a molding material is stored, and replacing the air in the first hopper region with the inert gas; and A step of introducing an inert gas through the molding material from the supply region connected to the barrel into the barrel when supplying the molding material from the supply region connected to the barrel to the barrel. can do.

さらにその場合、前記不活性ガス供給工程において供給される不活性ガスは所定の温度または温度範囲に温度制御されて供給されることができる。 Further, in that case, the inert gas supplied in the inert gas supply step can be supplied with the temperature controlled to a predetermined temperature or temperature range.

その場合、前記所定の温度または温度範囲はバレルに接続された供給領域の温度に基づいて定められることができる。 In that case, the predetermined temperature or temperature range may be determined based on the temperature of the supply area connected to the barrel.

また、その場合、前記吸引排気工程は、成形材料を貯溜している第１のホッパー領域内部を吸引して、第１のホッパー領域内部の空気を不活性ガスで置換する工程と、少なくとも成形材料を前記バレルに接続された供給領域からバレルに供給する際に、バレル内を吸引排気する工程とを備えて構成することができる。 In this case, the suction / exhaust step includes a step of sucking the inside of the first hopper region storing the molding material and replacing the air inside the first hopper region with an inert gas, and at least the molding material. And a step of sucking and exhausting the inside of the barrel when supplying the barrel from the supply region connected to the barrel.

その場合、前記ホッパーは、第1のホッパー領域とバレルに接続された供給領域とを上下に配置すると共に前記供給領域とは反対側にて前記第1のホッパー領域に接続された第２のホッパー領域を有し、
前記成形材料供給工程は、成形材料を一旦第２のホッパー領域に貯溜する工程と、第２のホッパー領域に貯溜された成形材料を第１のホッパー領域に再貯溜する工程と、成形材料を第１のホッパー領域からバレルに接続された供給領域に投下し、該バレルに接続された供給領域からバレル内に供給する工程とを備え、
前記不活性ガス供給工程は、成形材料を貯溜している前記第１のホッパー領域内部に不活性ガスを供給して、前記第１のホッパー領域内の空気を不活性ガスで置換する工程と、成形材料を貯溜している前記第２のホッパー領域内部に不活性ガスを供給して、前記第２のホッパー領域内の空気を不活性ガスで置換する工程と、成形材料を前記バレルに接続された供給領域からバレルに供給する際に、不活性ガスをこの成形材料を通って前記バレルに接続された供給領域から前記バレル内に導く工程とを備えて構成することができる。 In that case, the hopper has a first hopper region and a supply region connected to the barrel arranged vertically, and a second hopper connected to the first hopper region on the opposite side of the supply region Has an area,
The molding material supply step includes the step of temporarily storing the molding material in the second hopper region, the step of re-storing the molding material stored in the second hopper region in the first hopper region, and the molding material in the first hopper region. Dropping into a supply area connected to the barrel from one hopper area and supplying into the barrel from the supply area connected to the barrel,
The inert gas supply step includes supplying an inert gas into the first hopper region in which a molding material is stored, and replacing the air in the first hopper region with the inert gas; and Supplying an inert gas into the second hopper region storing the molding material and replacing the air in the second hopper region with the inert gas; and the molding material is connected to the barrel. And supplying the inert gas through the molding material from the supply region connected to the barrel into the barrel when the supply region is supplied to the barrel.

またその場合、前記吸引排気工程は、成形材料を貯溜している第１のホッパー領域内部を吸引して、第１のホッパー領域内部の空気を不活性ガスで置換する工程と、成形材料を貯溜している第２のホッパー領域内部を吸引して、第２のホッパー領域内部の空気を不活性ガスで置換する工程と、少なくとも成形材料を前記バレルに接続された供給領域からバレルに供給する際に、バレル内を吸引排気する工程と
を備えて構成することができる。 In this case, the suction / exhaust step includes a step of sucking the inside of the first hopper region storing the molding material and replacing the air inside the first hopper region with an inert gas, and storing the molding material. Sucking the inside of the second hopper area, and replacing the air inside the second hopper area with an inert gas, and supplying at least the molding material from the supply area connected to the barrel to the barrel And a step of sucking and exhausting the inside of the barrel.

さらにその場合、前記不活性ガスは窒素ガスであることが好ましい。 In that case, the inert gas is preferably nitrogen gas.

さらにその場合、前記成形材料はシクロオレフィン系樹脂であることが好ましい。 In that case, the molding material is preferably a cycloolefin resin.

また、前記目的を達成するため、本発明に係る射出成形機は、
内部にスクリュ軸を回転および進退可能に挿入してなるバレルと、成形材料を供給し、供給された成形材料を前記バレル内に供給するホッパーと、不活性ガス供給源から供給される不活性ガスを、該ホッパー内に供給された成形材料を通って前記バレル内に導く不活性ガス供給経路と、前記バレル内を吸引排気する吸引排気経路とを備えて構成される。 In order to achieve the above object, an injection molding machine according to the present invention includes:
A barrel in which a screw shaft is rotatably inserted and retracted, a hopper for supplying a molding material and supplying the supplied molding material into the barrel, and an inert gas supplied from an inert gas supply source Is provided with an inert gas supply path for guiding the gas through the molding material supplied into the hopper into the barrel, and a suction exhaust path for sucking and exhausting the interior of the barrel.

その場合、前記不活性ガス供給源から供給される不活性ガスを所定の温度または温度範囲となるよう加熱制御する加熱制御手段を、さらに備えて構成することができる。 In that case, a heating control means for controlling the heating of the inert gas supplied from the inert gas supply source to a predetermined temperature or temperature range can be further provided.

その場合、前記加熱制御手段は、前記バレルに接続された供給領域の温度を検出する温度検出装置と、前記不活性ガス供給源から供給される不活性ガスを加熱する加熱装置と、同加熱装置を通過した前記不活性ガスの温度を検出する温度検出装置と、前記各温度検出装置により検出された供給領域の温度と前記加熱装置を通過した前記不活性ガスの温度との差が予め設定した範囲となるように前記加熱装置への供給熱量を制御する温度制御装置とを備えて構成することができる。 In that case, the heating control means includes a temperature detection device that detects the temperature of the supply region connected to the barrel, a heating device that heats the inert gas supplied from the inert gas supply source, and the heating device. A temperature detection device that detects the temperature of the inert gas that has passed through, and a difference between the temperature of the supply region detected by each of the temperature detection devices and the temperature of the inert gas that has passed through the heating device is preset. And a temperature control device that controls the amount of heat supplied to the heating device so as to be in the range.

またその場合、ホッパーは、成形材料のホッパー内への保留及びバレルヘの落下を制御するシャッターを開閉可能に装着し、且つ、このシャッターと成形材料を受入れるホッパー端部との間を密閉する蓋を装着しており、
不活性ガス供給経路は、該シャッターと蓋との間に不活性ガスを導く供給経路と、ホッパー内の該シャッターよりも下方に不活性ガスを導く供給経路とを備えて構成することができる。 Further, in that case, the hopper is provided with a shutter for controlling opening and closing of the molding material in the hopper and dropping into the barrel so that the molding material can be opened and closed, and a lid for sealing between the shutter and the hopper end portion for receiving the molding material. Wearing,
The inert gas supply path may be configured to include a supply path that guides the inert gas between the shutter and the lid, and a supply path that guides the inert gas below the shutter in the hopper.

またその場合、該シャッターと蓋との間を吸引排気する吸引排気経路を更に備えて構成することができる。 In that case, a suction exhaust path for sucking and exhausting between the shutter and the lid can be further provided.

さらにその場合、ホッパーは、第1のホッパー領域とバレルに接続された供給領域とを上下に配置すると共に前記供給領域とは反対側にて前記第1のホッパー領域に接続された第２のホッパー領域を有し、さらに、成形材料の、前記第２のホッパー領域内への保留および第２のホッパー領域から前記第１のホッパー領域への供給を制御する第１シャッターならびに、前記第１のホッパー領域内への保留およびバレルヘの落下を制御する第２シャッターを装着し、且つ、前記第１シャッターと成形材料を受入れるホッパー端部との間を密閉する蓋を装着しており、
不活性ガス供給経路は、第１シャッターと蓋との間に不活性ガスを導く第１不活性ガス供給経路と、第１シャッターと第２シャッターとの間に不活性ガスを導く第２不活性ガス供給経路と、前記第２シャッターよりも下方に位置する前記バレルに接続された供給領域に不活性ガスを導く第３不活性ガス供給経路とを備えて構成することができる。 Further, in that case, the hopper has a first hopper region and a supply region connected to the barrel arranged vertically, and a second hopper connected to the first hopper region on the opposite side of the supply region. A first shutter for controlling retention of the molding material in the second hopper region and supply from the second hopper region to the first hopper region, and the first hopper A second shutter that controls retention in the region and falling into the barrel is mounted, and a lid that seals between the first shutter and the hopper end that receives the molding material is mounted,
The inert gas supply path includes a first inert gas supply path that guides the inert gas between the first shutter and the lid, and a second inert gas that guides the inert gas between the first shutter and the second shutter. A gas supply path and a third inert gas supply path that guides an inert gas to a supply region connected to the barrel located below the second shutter can be configured.

その場合、第１シャッターと蓋との間を吸引排気する吸引排気経路と、第１シャッターと第２シャッターとの間を吸引排気する吸引排気経路とを更に備えて構成することができる。 In that case, a suction exhaust path for sucking and exhausting between the first shutter and the lid, and a suction exhaust path for sucking and exhausting between the first shutter and the second shutter can be further provided.

さらにその場合、吸引排気経路は、真空ポンプまたは圧縮空気を用いて真空を発生するタイプの真空発生器を備えて構成することができる。 Further, in that case, the suction / exhaust path can be configured to include a vacuum generator that generates a vacuum using a vacuum pump or compressed air.

請求項１記載の本発明による射出成形方法によれば、バレル内の空気は不活性ガスで置換され、さらに、バレル内を吸引排気するようにしたので、バレル内に残留する空気は不活性ガスとともに強制的に吸引され外部に排出されるので、バレルの可塑化領域への空気の混入がほとんどなくなり、結果として成形材料の溶融・混練時に空気中の酸素による成形材料の黄変を防止することできるという効果を奏する。また、ホッパー内のペレット微小粉末も同様に不活性ガスとともに強制的に吸引され外部に排出されるので、前記可塑化領域へ混入し、結果として成形品に銀条等が生成されることを可及的に少なくするという効果を奏する。
また、請求項１記載の本発明による射出成形方法によれば、不活性ガス供給工程において供給される不活性ガスは所定の温度または温度範囲に温度制御されて供給されるので、ホッパー内に供給されたとき成形材料に結露するのを防止するという効果を奏する。
また、請求項１記載の本発明による射出成形方法によれば、所定の温度または温度範囲はバレルに接続された供給領域の温度に基づいて定められようになっているので、当該供給領域の温度が変化してもその変化に追従した温度の不活性ガスをホッパーへ供給することができ、それにより成形材料に結露するのを防止することが可能となる。
さらにまた、請求項１記載の本発明による射出成形方法によれば、ホッパー内へ供給された不活性ガスとホッパー内に存在している不活性ガスを含む気体との飽和蒸気圧の差異により、ホッパー内の成形材料の表面に結露が生じることを防止することができる。 According to the injection molding method of the present invention as set forth in claim 1, since the air in the barrel is replaced with the inert gas and the inside of the barrel is sucked and exhausted, the air remaining in the barrel is the inert gas. At the same time, it is forcibly sucked and discharged to the outside, so that almost no air is mixed into the plasticizing area of the barrel. There is an effect that can be done. In addition, the pellet fine powder in the hopper is also forcibly sucked together with the inert gas and discharged to the outside, so that it can be mixed into the plasticized region, resulting in the formation of silver strips in the molded product. The effect is to reduce as much as possible.
According to the injection molding method of the present invention as set forth in claim 1, since the inert gas supplied in the inert gas supply step is supplied while being controlled to a predetermined temperature or temperature range, it is supplied into the hopper. When it is done, it has the effect of preventing condensation on the molding material.
According to the injection molding method of the present invention, the predetermined temperature or temperature range is determined based on the temperature of the supply area connected to the barrel. Even if it changes, it can supply the inert gas of the temperature which followed the change to a hopper, and it becomes possible to prevent that it forms on a molding material by it.
Furthermore, according to the injection molding method of the present invention as set forth in claim 1, due to the difference in the saturated vapor pressure between the inert gas supplied into the hopper and the gas containing the inert gas present in the hopper, It is possible to prevent condensation from forming on the surface of the molding material in the hopper.

また、請求項２記載の本発明による射出成形方法によれば、前述の効果に加え、第１のホッパー領域に貯溜された成形材料を貯溜した第１のホッパー領域内に不活性ガスを供給して、第１のホッパー領域内の空気を不活性ガスで置換するようにしたので、該第１のホッパー領域内に残留する空気すなわち、酸素の量を可及的に少なくした状態で成形材料がバレルに供給され、前記黄変の発生や銀条等の生成をさらに一層少なくする効果を奏する。 According to the injection molding method of the present invention, the inert gas is supplied into the first hopper region in which the molding material stored in the first hopper region is stored. Thus, since the air in the first hopper region is replaced with an inert gas, the molding material can be obtained in a state where the amount of air remaining in the first hopper region, that is, oxygen is as small as possible. Supplied to the barrel, it has the effect of further reducing the occurrence of yellowing and the production of silver stripes.

また、請求項２記載の本発明による射出成形方法によれば、成形材料を一旦第１のホッパー領域に貯溜し、同貯溜した第１のホッパー領域内に不活性ガスを供給するとともに該第１のホッパー領域内を吸引排気して、第１のホッパー領域内の空気を不活性ガスで置換するようにしたので、より短時間で置換を達成することができる。 According to the injection molding method of the present invention as set forth in claim 2 , the molding material is temporarily stored in the first hopper region, the inert gas is supplied into the stored first hopper region, and the first Since the air in the first hopper region is sucked and exhausted to replace the air in the first hopper region with the inert gas, the replacement can be achieved in a shorter time.

また、請求項３記載の本発明による射出成形方法によれば、不活性ガスとして窒素ガスを用いるので比較的安価である。 In addition, according to the injection molding method of the present invention described in claim 3, since nitrogen gas is used as the inert gas, it is relatively inexpensive.

また、請求項４記載の本発明による射出成形方法によれば、成形材料はシクロオレフィン系樹脂であり、その成形品は光学的な透明性があるばかりでなく、とくに吸水性がアクリル樹脂に比べ非常に低いので、光学レンズとして使用される場合でも組成が変質しないという利点がある。 Further, according to the injection molding method of the present invention as set forth in claim 4 , the molding material is a cycloolefin resin, and the molded product is not only optically transparent, but also has a water absorption property in comparison with an acrylic resin. Since it is very low, there is an advantage that the composition does not change even when used as an optical lens.

さらに、請求項５記載の本発明による射出成形機によれば、内部にスクリュ軸を回転および進退可能に挿入してなるバレルと、成形材料を供給し、供給された成形材料を前記バレル内に供給するホッパーと、不活性ガスを、該ホッパー内に供給された成形材料を通って前記バレル内に導く不活性ガス供給経路と、前記バレル内を吸引排気する吸引排気経路とを備えているので、前述した請求項１記載の効果と同様な効果を奏する。 Further, according to the injection molding machine of the present invention as set forth in claim 5 , a barrel formed by inserting a screw shaft in a rotatable and advancing and retracting manner, a molding material is supplied, and the supplied molding material is placed in the barrel. Since it has a hopper to be supplied, an inert gas supply path for introducing an inert gas into the barrel through the molding material supplied into the hopper, and a suction exhaust path for sucking and exhausting the inside of the barrel The same effects as those of the first aspect described above can be obtained.

さらに、請求項５記載の本発明による射出成形機によれば、不活性ガス供給源から供給される不活性ガスを所定の温度または温度範囲となるよう加熱制御する加熱制御手段を備えているので、不活性ガス供給源から供給される不活性ガスの温度がバレルに接続される供給領域の温度より低い場合であっても加熱制御手段により所定の温度まで加熱された状態でホッパーへ供給されるので、成形材料に結露することを防止することが可能となる。
さらにまた、請求項５記載の本発明による射出成形機によれば、第１のホッパー領域に供給される不活性ガスの温度が、前記供給領域内の温度または温度範囲となるように、前記加熱工程を制御するので、ホッパー内へ供給された不活性ガスとホッパー内に存在している不活性ガスを含む気体との飽和蒸気圧の差異により、ホッパー内の成形材料の表面に結露が生じることを防止することができる。 Further, according to the injection molding machine of the present invention as set forth in claim 5 , since the heating control means for controlling the heating of the inert gas supplied from the inert gas supply source to a predetermined temperature or temperature range is provided. Even when the temperature of the inert gas supplied from the inert gas supply source is lower than the temperature of the supply region connected to the barrel, the inert gas is supplied to the hopper while being heated to a predetermined temperature by the heating control means. Therefore, it is possible to prevent condensation on the molding material.
Furthermore, according to the injection molding machine of the present invention as set forth in claim 5, the temperature of the inert gas supplied to the first hopper region is set to the temperature or temperature range in the supply region. Since the process is controlled, condensation occurs on the surface of the molding material in the hopper due to the difference in saturated vapor pressure between the inert gas supplied into the hopper and the gas containing the inert gas present in the hopper. Can be prevented.

さらに、本発明方法及び装置により製造された光学用途成形品は、成形材料の溶融・混練時に空気中の酸素の混入や成形材料の微粉末の混入を防止しているので黄変の発生や銀条等の生成を可及的に少なくすることができる。 Furthermore, the present invention method and more manufactured optical application molded articles apparatus, yellowing occurs Ya because it prevents mixing of fine powder of oxygen contamination and the molding material in the air at the time of melting and kneading of the molding material The production of silver strips can be reduced as much as possible.

以下、本発明の好適実施例について、添付図面を参照し詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明による射出成形機における成形材料の供給装置の要部を示すバレル軸方向縦断面図である。同図において、参照符号１０はその内部にて成形材料を加熱、溶融・混練する加熱筒（以下バレルと称する）であって、同図の右端側に配置されたバレル支持台１６により支持固定されている。参照符号１８はバレル支持台１６の側面に取付けられたバレル押えである。前記バレル１０の内部を貫通する孔には、スクリュ部１２Ａおよび軸部１２Ｂからなるスクリュ軸１２が回転および進退可能に配置されており、軸部１２Ｂの右方側は当該スクリュ軸１２の回転および進退用駆動機構３２と結合されている。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view in the barrel axis direction showing a main part of a molding material supply device in an injection molding machine according to the present invention. In the figure, reference numeral 10 is a heating cylinder (hereinafter referred to as a barrel) for heating, melting and kneading the molding material therein, and is supported and fixed by a barrel support 16 disposed on the right end side of the figure. ing. Reference numeral 18 denotes a barrel presser attached to the side surface of the barrel support 16. A screw shaft 12 consisting of a screw portion 12A and a shaft portion 12B is disposed in a hole penetrating the inside of the barrel 10 so as to be able to rotate and advance and retract. The right side of the shaft portion 12B is the rotation of the screw shaft 12 and It is coupled to the advance / retreat drive mechanism 32.

参照符号１４は、バレル１０の外周部に取付けられたホッパー台であって、その上端部には、ペレット状をした成形材料ＭＴを外部から受入れる投入口２４Ｂを有するホッパー２４の下端部を保持固定するプレート２６が取付けられている。前記ホッパー台１４およびバレル１０には図示のようにホッパー２４の下端部から落下する成形材料ＭＴをバレル１０内部へ導く孔がそれぞれ形成されている。参照符号２０はバレル１０に形成された前記孔であって、成形材料の材料供給口を構成している。 Reference numeral 14 denotes a hopper base attached to the outer peripheral portion of the barrel 10, and the lower end portion of the hopper 24 having a charging port 24 </ b> B for receiving the pellet-shaped molding material MT from the outside is held and fixed at the upper end portion thereof. A plate 26 is attached. The hopper base 14 and the barrel 10 are respectively formed with holes for guiding the molding material MT falling from the lower end of the hopper 24 into the barrel 10 as shown in the figure. Reference numeral 20 denotes the hole formed in the barrel 10 and constitutes a material supply port for the molding material.

なお、材料供給口２０を含む、前記ホッパー台１４およびバレル１０に形成され成形材料ＭＴをバレル１０内部へ導く孔は、本発明における「バレルに接続された供給領域」を構成する。 The hole including the material supply port 20 and formed in the hopper base 14 and the barrel 10 to guide the molding material MT into the barrel 10 constitutes a “supply region connected to the barrel” in the present invention.

参照符号１４Ａは、ホッパー台１４の側面に設けられた置換用の不活性ガスの導入口であって、置換用ガスとして使用する不活性ガスである窒素ガスは太い実線で示される管路Ｐ１により窒素ガス供給源２２から導入口１４Ａを介して側方からホッパー台１４内部の孔へ導かれ、さらにバレル１０に形成された前記材料供給口２０内を下方へ所定深さまで導かれている。この所定深さ位置の放出口から前記窒素ガスがスクリュ部１２Ａの外周に向けて放出されるようになっている。その場合、管路Ｐ１は材料供給口２０の領域において複数に分岐されていてもよい。また、図示しないが、ホッパー２４の側壁には、ホッパー２４内に貯溜されている成形材料ＭＴであるペレットの残量が目視できるよう上下方向に透明な窓を設けることもある。前記所定深さすなわち、管路Ｐ１の放出口はバレルの内周面からみて数ミリ〜１０ミリ程度離れた位置に配置される。 Reference numeral 14A is a replacement inert gas inlet provided on the side surface of the hopper base 14, and nitrogen gas, which is an inert gas used as a replacement gas, is connected to a pipe P1 indicated by a thick solid line. The nitrogen gas supply source 22 is led from the side to the hole in the hopper base 14 through the inlet 14A, and further led down the material supply port 20 formed in the barrel 10 to a predetermined depth. The nitrogen gas is discharged from the discharge port at the predetermined depth toward the outer periphery of the screw portion 12A. In that case, the pipe line P <b> 1 may be branched into a plurality in the region of the material supply port 20. Although not shown, a transparent window may be provided on the side wall of the hopper 24 in the vertical direction so that the remaining amount of pellets, which is the molding material MT stored in the hopper 24, can be visually observed. The predetermined depth, that is, the discharge port of the pipe line P1 is arranged at a position separated by several to 10 mm when viewed from the inner peripheral surface of the barrel.

参照符号ＥＸは、太い破線で示されるように、前記材料供給口２０の底部からバレル１０内周面とスクリュ軸１２との間隙を通り、さらにリング状溝１６Ａ、１８Ａを介してバレル支持台１６およびバレル押え１８のそれぞれ内部に形成した通路から接続口１６Ｂ、１８Ｂを経て真空発生器２８、３０に到る窒素ガスの排出通路である。この排出通路ＥＸには材料供給口２０内の放出口から放出される窒素ガスによって放出口近傍にあるペレットの隙間に残留している空気が引き込まれ、窒素ガスと共に真空発生器２８、３０によって強制的に吸引され、適宜の回収装置を介してあるいは直接大気中へ放出されるようになっている。 As indicated by a thick broken line, the reference symbol EX passes from the bottom of the material supply port 20 through the gap between the inner peripheral surface of the barrel 10 and the screw shaft 12, and further through the ring-shaped grooves 16A and 18A. And a discharge passage for nitrogen gas from the passages formed inside the barrel presser 18 to the vacuum generators 28 and 30 through the connection ports 16B and 18B. Air remaining in the gap between the pellets in the vicinity of the discharge port is drawn into the discharge passage EX by the nitrogen gas discharged from the discharge port in the material supply port 20 and forced by the vacuum generators 28 and 30 together with the nitrogen gas. The air is sucked automatically and discharged to the atmosphere through an appropriate recovery device or directly.

前記真空発生器２８、３０としては、例えばシーケーディー（株）社製のＶＰＥ（商品名）シリーズを使用することができる。この種の真空発生器は、工場内で通常設備されている圧縮空気を利用して吸引力を発生させるものであり、比較的コンパクトであって射出成形機の適宜位置に取付けることが可能である。なお、参照符号Ｌは、バレル押え１８と前記回転および進退用駆動機構３２とのバレル軸方向の間隔であって、排出通路ＥＸが上方へ導かれるよう形成されることにより、真空発生器２８、３０を当該間隔の近傍に配置し、結果としてスクリュ軸１２の全長が長くなるのを回避することができる。 As the vacuum generators 28 and 30, for example, VPE (trade name) series manufactured by CKD Corporation can be used. This type of vacuum generator generates suction force using compressed air that is normally installed in a factory, is relatively compact, and can be attached to an appropriate position of an injection molding machine. . The reference symbol L is a distance between the barrel presser 18 and the rotation and advance / retreat drive mechanism 32 in the barrel axis direction, and is formed so that the discharge passage EX is guided upward, whereby the vacuum generator 28, 30 can be disposed in the vicinity of the interval, and as a result, the overall length of the screw shaft 12 can be avoided.

次に図１に示す装置の作動について説明する。 Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be described.

図１において、射出成形機のスクリュ軸１２が回転および進退駆動装置３２により図の左方へ射出動作を行った後、計量工程に入ると、スクリュ軸１２はバレル１０内で回転し、それに伴って材料供給口２０からスクリュ部１２Ａの溝部分へ成形材料ＭＴのペレットが供給される。スクリュ軸２０の回転によりペレットは可塑化ゾーンの方へ送られそこで加熱溶融されると共に混練されながらバレル先端部（図示しない）に可塑化された溶融樹脂として蓄積され、その蓄積量の増大に対応して、スクリュ軸２０は回転されつつ右方へ後退する。 In FIG. 1, after the screw shaft 12 of the injection molding machine performs the injection operation to the left of the drawing by the rotation and advance / retreat drive device 32, the screw shaft 12 rotates in the barrel 10 when entering the metering process. Then, pellets of the molding material MT are supplied from the material supply port 20 to the groove portion of the screw portion 12A. As the screw shaft 20 rotates, the pellets are sent to the plasticizing zone where they are heated and melted, and are kneaded and accumulated as plasticized molten resin at the barrel tip (not shown). Then, the screw shaft 20 moves backward while being rotated.

この計量動作中、前記材料供給口２０では大気圧より若干高い（例えば１０％程度）圧力で窒素ガスが管路Ｐ１を介してバレル内へ供給されるとともに、材料供給口２０およびバレル１０内と連通している排出通路ＥＸを真空発生器２８、３０により吸引している。したがって、前述したように、材料供給口２０内に配置されている管路Ｐ１の放出口から放出される窒素ガスによって放出口近傍にあるペレットの隙間に残留している空気やペレット微粉末が引き込まれ、窒素ガスと共に排出通路ＥＸを通って強制的に吸引される。 During this metering operation, nitrogen gas is supplied into the barrel through the pipe P1 at a pressure slightly higher than atmospheric pressure (for example, about 10%) at the material supply port 20, and between the material supply port 20 and the barrel 10. The communicating exhaust passage EX is sucked by the vacuum generators 28 and 30. Therefore, as described above, air and pellet fine powder remaining in the gap between the pellets in the vicinity of the discharge port are drawn in by the nitrogen gas released from the discharge port of the pipe line P1 disposed in the material supply port 20. And is forcibly sucked through the discharge passage EX together with the nitrogen gas.

その結果、前記可塑化ゾーンの方へは、窒素ガスおよび空気、微粉末の混入が妨げられるので、バレル先端部に蓄積される可塑化された溶融樹脂には黄変が発生せず、また銀条等の生成を抑制する。 As a result, the plasticization zone is prevented from being mixed with nitrogen gas, air, and fine powder, so that the plasticized molten resin accumulated at the barrel tip does not yellow, and silver Suppresses the generation of strips.

なお、置換用ガスとしての不活性ガスは窒素ガス以外にもアルゴンガス等を使用することは可能であるが、実用的にはコストの点から窒素ガスの方が好ましい。 In addition to nitrogen gas, argon gas or the like can be used as an inert gas as a replacement gas, but nitrogen gas is more preferable from the viewpoint of cost in practice.

なお、図４に示すグラフは、反射防止膜用のコーティングであるＡＲコートを施す前の状態に対応しており、そのうちのグラフａは、バレル後部から真空発生器で吸引はせず、窒素ガスのみを供給する従来方式の実際の結果を示す。破線で示されるグラフｂは、図１に示される本発明の実施例に対応し、窒素ガスを供給しながらバレル後部からの吸引を行う場合の推定値を示す。さらに破線で示されるグラフｃは、図２に示される本発明の実施例に対応し、窒素ガスを供給しながらバレル後部からの吸引を行うことに加え、ホッパー内での窒素ガスによる置換を行う場合の推定値をそれぞれ示す。特に、グラフｃでは低波長領域である４００ｎｍ近傍での光線透過率が向上することを推定値として示す。前記グラフｂは、グラフａに比べ吸引排気による効果が期待できることを示す。また、グラフｃは、グラフｂに比べ密閉したホッパー内での置換による効果がさらに加わることによるものである。 Note that the graph shown in FIG. 4 corresponds to the state before the AR coating, which is a coating for the antireflection film, and the graph a of which is not sucked by the vacuum generator from the rear of the barrel, and is a nitrogen gas. The actual results of the conventional system that supplies only the above are shown. A graph b indicated by a broken line corresponds to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and shows an estimated value in the case of performing suction from the rear of the barrel while supplying nitrogen gas. Further, a graph c shown by a broken line corresponds to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2, and in addition to performing suction from the rear of the barrel while supplying nitrogen gas, replacement with nitrogen gas in the hopper is performed. The estimated values are shown for each case. In particular, graph c shows that the light transmittance in the vicinity of 400 nm, which is a low wavelength region, is improved as an estimated value. The graph b shows that the effect of suction exhaust can be expected compared to the graph a. Graph c is due to the addition of the effect of replacement in a sealed hopper compared to graph b.

図２は、図１と同様な構成を有する、本発明による射出成形機における成形材料の供給装置の要部を示すバレル軸方向縦断面図である。同図２中の各参照符号のうち、図１と同一参照符号は同一の構成部分を示しておりしたがって、それらの説明は重複するので省略する。図２において図１と相違する点は、プレート２６にシャッター４２を設けたこと、投入口から空気が混入するのを防ぐためホッパー２４の成形材料投入口に密閉用の蓋４０を設けたこと、ならびに、窒素ガス供給源２２からホッパー２４の側壁部に設けた導入口４４を介してホッパー２４の内側へ窒素ガスを導きさらに下方の所定深さ位置にて窒素ガスを下方に向け放出するようにしていること、さらに前記導入口４４と異なる側壁部に排気口４６を設けたことである。なお、前記排気口４６に等価なものとして蓋４０自体に排気口を設けてもよい。 FIG. 2 is a longitudinal sectional view in the barrel axis direction showing the main part of the molding material supply device in the injection molding machine according to the present invention having the same configuration as FIG. Among the reference numerals in FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same components. 2 differs from FIG. 1 in that a shutter 42 is provided on the plate 26 and a sealing lid 40 is provided at the molding material inlet of the hopper 24 to prevent air from entering from the inlet. In addition, the nitrogen gas is guided from the nitrogen gas supply source 22 to the inside of the hopper 24 through the introduction port 44 provided in the side wall portion of the hopper 24, and further, the nitrogen gas is released downward at a predetermined depth position. Furthermore, an exhaust port 46 is provided in a side wall portion different from the introduction port 44. Note that an exhaust port may be provided in the lid 40 itself as an equivalent to the exhaust port 46.

前述したように、窒素ガスは太い実線で示される管路Ｐ２により窒素ガス供給源２２から導入口４４を介してホッパー２４内部下方に導かれ放出される。管路Ｐ２により供給される窒素ガスの圧力および流量は管路Ｐ１のそれと必ずしも同一である必要はない。また、排気通路ＥＸはバレル支持台１６には形成されておらず、バレル押え１８のみに形成され真空発生器３０にて吸引されるようになっているが、これは排気通路を単純化した例を示すものである。 As described above, the nitrogen gas is guided and released from the nitrogen gas supply source 22 to the inside of the hopper 24 through the introduction port 44 through the pipe line P2 indicated by a thick solid line. The pressure and flow rate of the nitrogen gas supplied through the pipe line P2 are not necessarily the same as that of the pipe line P1. The exhaust passage EX is not formed in the barrel support 16 but is formed only in the barrel retainer 18 and is sucked by the vacuum generator 30. This is an example in which the exhaust passage is simplified. Is shown.

次に、図２に示す装置の作動について図１の場合と相違する点を中心に説明する。 Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 2 will be described focusing on differences from the case of FIG.

図２に示す例においては、蓋４０を開いてペレットを投入後、同蓋４０を密閉した状態において管路Ｐ２から供給される窒素ガスによりホッパー２４内の空気が排気口４６から窒素ガスと共に放出されるので、所定時間経過後にはホッパー２４内に残存する空気量は極めて少なくなり、そのような状態下でシャッター４２を適宜開くことによりホッパー台１４の孔および材料供給口２０内部に与えられるペレットの隙間にある残留空気の量は図１の場合と比べ格段に少なくなっており、その上さらに管路Ｐ１からの窒素ガスにより図１のような排気通路ＥＸを介して真空発生器３０により吸引される。 In the example shown in FIG. 2, after the lid 40 is opened and pellets are charged, the air in the hopper 24 is discharged together with the nitrogen gas from the exhaust port 46 by the nitrogen gas supplied from the pipe P <b> 2 in a state where the lid 40 is sealed. Therefore, after the predetermined time has elapsed, the amount of air remaining in the hopper 24 becomes extremely small, and the pellets provided in the holes of the hopper base 14 and the material supply port 20 by appropriately opening the shutter 42 in such a state. The amount of residual air in the gap is much smaller than that in the case of FIG. 1, and further, suction is performed by the vacuum generator 30 through the exhaust passage EX as shown in FIG. 1 by nitrogen gas from the pipe P1. Is done.

その結果、ペレットと共に可塑化ゾーンへ混入する残留空気はさらに一層少なくなる。 As a result, the residual air mixed with the pellets into the plasticizing zone is further reduced.

なお、図２においては、ホッパー２４の蓋４０を密閉した状態において管路Ｐ２から供給される窒素ガスによりホッパー２４内の空気が排気口４６から窒素ガスと共に放出される状態を例示しているが、図示しない吸引排気手段を排気口４６に接続して、ホッパー２４に窒素ガスを供給しながらさらに吸引排気を同時に行うことにより、置換の効率を高めることができる。 2 illustrates a state in which the air in the hopper 24 is released together with the nitrogen gas from the exhaust port 46 by the nitrogen gas supplied from the pipe line P2 in a state where the lid 40 of the hopper 24 is sealed. By connecting a suction / exhaust means (not shown) to the exhaust port 46 and supplying the nitrogen gas to the hopper 24 and simultaneously performing suction / exhaust, the efficiency of replacement can be increased.

図２において、ホッパー２４内部での置換の効果のみを確認するため、真空発生器３０を作動させていない状態で、ホッパー２４に窒素ガスを供給し排気口４６から空気と共に排出するようにしたテストを行ったところ、１％以上の光線透過率向上を確認した。そのときのテスト条件として、電動型射出成形機ＥＣ４０Ｎ（東芝機械（株）製）を用い、サイクルタイムが約２分、供給窒素ガスの流量は３リットル／分、樹脂はシクロオレフィン、成形品は光学レンズである。なお、窒素ガスを供給するための元圧として工場エアーを用いた。 In FIG. 2, in order to confirm only the effect of replacement in the hopper 24, a test in which nitrogen gas is supplied to the hopper 24 and discharged together with air from the exhaust port 46 without operating the vacuum generator 30. As a result, an improvement in light transmittance of 1% or more was confirmed. As test conditions at that time, an electric injection molding machine EC40N (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) was used, the cycle time was about 2 minutes, the flow rate of supplied nitrogen gas was 3 liters / minute, the resin was cycloolefin, and the molded product was It is an optical lens. Factory air was used as a source pressure for supplying nitrogen gas.

上記のテストからも、前記図４に示される破線グラフｂ、ｃのように推定したことには合理性があると考えられる。 From the above test, it is considered that there is a rationality for the estimation as shown by the broken line graphs b and c shown in FIG.

図３は、図２と同様な構成を有する、本発明による射出成形機における成形材料の供給装置の要部を示すバレル軸方向縦断面図である。同図３では、図２においてホッパー２４の上にさらにもう一つのホッパー２４Ａを配置した例を示す。すなわち、ホッパー２４の上部にシャッター４２Ａを有するプレート２６Ａが搭載され、同プレート２６Ａにもう一つのホッパー２４Ａが取付けられている。ホッパー２４Ａには窒素ガスの導入口４４Ａおよび排気口４６Ａが設けられており、さらにその投入口には密閉用の蓋４０Ａが配置されている。窒素ガス供給源２２からは管路Ｐ３により窒素ガスがホッパー２４Ａ内部に導かれさらに下方の所定深さ位置にて放出されるようになっている。 FIG. 3 is a longitudinal sectional view in the barrel axis direction showing the main part of the molding material supply device in the injection molding machine according to the present invention having the same configuration as FIG. FIG. 3 shows an example in which another hopper 24A is arranged on the hopper 24 in FIG. That is, a plate 26A having a shutter 42A is mounted on the hopper 24, and another hopper 24A is attached to the plate 26A. The hopper 24A is provided with a nitrogen gas inlet 44A and an exhaust port 46A, and a sealing lid 40A is disposed at the inlet. Nitrogen gas is guided from the nitrogen gas supply source 22 into the hopper 24A through the pipe line P3 and further discharged at a predetermined depth position below.

なお、シャッター４２Ａは本発明における第１シャッターを構成し、シャッター４２は本発明における第２シャッターを構成している。また、前記管路Ｐ３は本発明における第１不活性ガス供給経路を構成し、前記管路Ｐ２は本発明における第２不活性ガス供給経路を構成し、さらに、前記管路Ｐ１は本発明における第３不活性ガス供給経路を構成している。 The shutter 42A constitutes the first shutter in the present invention, and the shutter 42 constitutes the second shutter in the present invention. The pipe P3 constitutes a first inert gas supply path in the present invention, the pipe P2 constitutes a second inert gas supply path in the present invention, and the pipe P1 in the present invention. A third inert gas supply path is configured.

次に、図３に示す装置の作動について図１、図２の場合と相違する点を中心に説明する。 Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 3 will be described with a focus on differences from the case of FIGS.

図３に示される構成の場合は、最上部のホッパー２４Ａにペレットが投入された後、蓋４０Ａが閉じられた状態で管路Ｐ３により窒素ガスが供給される。したがって、ホッパー２４Ａ内の空気は窒素ガスにより置換され排気口４６Ａから排出されるので所定時間後にはホッパー２４Ａ内の残存空気量は図２における場合と同様に極めて少なくなり、その状態でシャッター４２Ａを開いてホッパー２４へ与えられるようになっている。そしてこの間すなわち、ホッパー２４Ａへのペレットの投入動作時間およびその後の前記所定時間のあいだシャッター４２Ａは遮断した状態に保持されているので、ホッパー２４内のペレットの材料供給口２０への供給は前記ホッパー２４Ａへの投入動作に影響されることなく連続的に行うことが可能である。 In the case of the configuration shown in FIG. 3, after the pellets are put into the uppermost hopper 24A, nitrogen gas is supplied through the pipe P3 with the lid 40A closed. Therefore, since the air in the hopper 24A is replaced with nitrogen gas and discharged from the exhaust port 46A, the amount of remaining air in the hopper 24A becomes extremely small after a predetermined time as in the case of FIG. It is opened and fed to the hopper 24. During this time, that is, during the operation time for feeding the pellets into the hopper 24A and for the predetermined time thereafter, the shutter 42A is held in the closed state, so that the pellets in the hopper 24 are supplied to the material supply port 20 in the hopper 24A. It is possible to carry out continuously without being affected by the input operation to 24A.

なお、図３においては、ホッパー２４Ａはホッパー２４の真上に配置されており、射出成形機の高さがそれだけ高くなる。これを避けるため、ホッパー２４Ａを別の例えば低い場所に配置し、同配置されたホッパー２４Ａとプレート２６Ａとを管路で接続するようにしてもよい。この場合にはホッパー２４Ａからホッパー２４への成形材料の供給に重力を利用できないので窒素ガスを成形材料の搬送に利用することが可能である。 In FIG. 3, the hopper 24A is disposed directly above the hopper 24, and the height of the injection molding machine is increased accordingly. In order to avoid this, the hopper 24A may be arranged in another low place, for example, and the hopper 24A and the plate 26A arranged in the same place may be connected by a pipe line. In this case, since gravity cannot be used for supplying the molding material from the hopper 24A to the hopper 24, nitrogen gas can be used for conveying the molding material.

なお、本発明におけるホッパーとは、図１、図２において例示された単体としてのホッパー２４、２４だけでなく、図３に例示した２つのホッパー２４、２４Ａを１つのホッパーとみなしており、したがって、図３のホッパー２４および２４Ａは、本発明におけるホッパーの第１のホッパー領域および第２のホッパー領域を構成している。 Note that the hopper in the present invention is not limited to the single hoppers 24 and 24 illustrated in FIGS. 1 and 2, but the two hoppers 24 and 24A illustrated in FIG. 3 are regarded as one hopper. The hoppers 24 and 24A in FIG. 3 constitute a first hopper region and a second hopper region of the hopper according to the present invention.

バレルの可塑化ゾーンでは、一般に、バレル外周にバンドヒータが巻かれ、バレルを２５０〜３４０℃程度に加熱している。また、成形材料のバレルへの供給部は、バレルの端部に設けられているため、この供給部はバレルの可塑化ゾーンからの伝熱により徐々に暖められる。一例として成形運転開始時には４０℃位であっても、２〜３時間連続して成形運転を行なうと６０℃位まで温度上昇する。そのため本発明では、ホッパー下部の成形材料供給部に温度センサを設置し、供給される不活性ガスの温度が前記センサの検出温度とほぼ同一となるように、制御する加熱装置を備えるようにしている。 In the plasticizing zone of the barrel, generally, a band heater is wound around the outer periphery of the barrel to heat the barrel to about 250 to 340 ° C. Moreover, since the supply part to the barrel of a molding material is provided in the edge part of the barrel, this supply part is gradually warmed by the heat transfer from the plasticization zone of a barrel. As an example, even if it is about 40 ° C. at the start of the molding operation, the temperature rises to about 60 ° C. when the molding operation is continued for 2 to 3 hours. Therefore, in the present invention, a temperature sensor is installed in the molding material supply section below the hopper, and a heating device is provided to control so that the temperature of the supplied inert gas is substantially the same as the detected temperature of the sensor. Yes.

図５は、供給される不活性ガスに起因して、すなわち、ホッパー内へ供給された不活性ガスとホッパー内に存在している不活性ガスを含む気体との飽和蒸気圧の差異により、ホッパー内の成形材料の表面に結露が生じることを防止するため、ホッパーに供給される不活性ガスの温度を制御する加熱制御手段を備えた構成を例示し、図５の（ａ）は、図２において、窒素ガス供給用の管路にヒータを配置した構成を示し、（ｂ）は、当該ヒータの加熱制御のブロック図である。 FIG. 5 shows the hopper due to the difference in saturated vapor pressure due to the inert gas supplied, that is, the inert gas supplied into the hopper and the gas containing the inert gas present in the hopper. In order to prevent dew condensation from occurring on the surface of the molding material inside, a configuration including a heating control means for controlling the temperature of the inert gas supplied to the hopper is illustrated. FIG. FIG. 2 shows a configuration in which a heater is disposed in a nitrogen gas supply pipe, and FIG. 4B is a block diagram of heating control of the heater.

同図（ａ）において、内部を模式的に示したヒータＨＴ２の右端部出口側には温度センサＴＳ２が配設され、ヒータＨＴ２で加熱制御された管路Ｐ２を流れる窒素ガスの温度θ2を検出するようになっている。また、バレルに接続された供給領域すなわち、成形材料供給口２０内の温度θを検出する温度センサＴＳが図示のように配設されている。 In FIG. 5A, a temperature sensor TS2 is disposed on the outlet side of the right end of the heater HT2 schematically showing the inside, and the temperature θ2 of the nitrogen gas flowing through the pipe P2 controlled to be heated by the heater HT2 is detected. It is supposed to be. Further, a temperature sensor TS for detecting a temperature θ in a supply region connected to the barrel, that is, the molding material supply port 20, is arranged as shown in the figure.

同様に、ヒータＨＴ１の右端部出口側には温度センサＴＳ１が配設され、ヒータＨＴ１で加熱制御された管路Ｐ１を流れる窒素ガスの温度θ1を検出するようになっている。 Similarly, a temperature sensor TS1 is provided on the outlet side of the right end of the heater HT1, and detects the temperature θ1 of the nitrogen gas flowing through the pipe P1 that is heated and controlled by the heater HT1.

同図（ｂ）において、温度制御装置５０には、成形材料供給口２０近傍の温度θに対応する信号と、ヒータＨＴ２の出口側における窒素ガスの温度θ2に対応する信号がそれぞれ入力されている。さらに、温度制御装置５０はヒータＨＴ２への通電指令信号ＣＭＤによってヒータＨＴ２の電気抵抗Ｒへの電力供給、すなわち、供給熱量が制御される。 In FIG. 5B, the temperature control device 50 is supplied with a signal corresponding to the temperature θ in the vicinity of the molding material supply port 20 and a signal corresponding to the temperature θ2 of the nitrogen gas on the outlet side of the heater HT2. . Further, the temperature control device 50 controls the supply of electric power to the electric resistance R of the heater HT2, that is, the amount of heat supplied, by the energization command signal CMD to the heater HT2.

温度制御装置５０では、射出成形機の運転中は、通常、θはθ2より大きい値であり、一例として、両検出温度θとθ2との差が所定値δ以下となるように、前記通電指令信号ＣＭＤが形成される。ここで、所定値δを極く小さい値に設定すれば温度θ2は温度θの変化に対し追従することとなる。 In the temperature control device 50, during operation of the injection molding machine, θ is normally a value larger than θ2, and as an example, the energization command is set so that the difference between the detected temperatures θ and θ2 is not more than a predetermined value δ. A signal CMD is formed. Here, if the predetermined value δ is set to a very small value, the temperature θ2 follows the change of the temperature θ.

また、図示しないが、ヒータＨＴ１に対しても図（ｂ）と同様な制御ブロックにより加熱制御が行われるようになっている。その場合、ヒータＨＴ１における所定値δとヒータＨＴ２における所定値δは同一であってもよいし、異なる値であってもよい。 Although not shown, the heater HT1 is also controlled by the same control block as in FIG. In that case, the predetermined value δ in the heater HT1 and the predetermined value δ in the heater HT2 may be the same or different.

また、図５（ａ）、（ｂ）においては、ヒータＨＴ１、ＨＴ２を窒素ガス供給用の管路Ｐ１、Ｐ２にそれぞれ対応して設けるようにしたが、温度θ1、温度θ2を同一温度に制御する場合は、窒素ガス供給源２２内で、あるいは、管路Ｐ１、Ｐ２上で、それぞれ単一のヒータ内を通過するようにして窒素ガスを所定温度に加熱制御するようにしてもよい。そうすることによりヒータおよび温度制御装置は１つで対応させることができる。 5 (a) and 5 (b), the heaters HT1 and HT2 are provided corresponding to the nitrogen gas supply pipes P1 and P2, respectively, but the temperature θ1 and the temperature θ2 are controlled to the same temperature. In this case, the nitrogen gas may be controlled to be heated to a predetermined temperature by passing through a single heater in the nitrogen gas supply source 22 or on the pipes P1 and P2. By doing so, one heater and temperature control device can be made to correspond.

なお、図５（ｂ）に示した窒素ガスの加熱制御の構成では、成形材料供給口２０近傍の温度θに対してそれぞれの管路Ｐ１、Ｐ２から供給される窒素ガスの温度θ1、温度θ2が所定値δを超えないよう制御するものである。しかし、本実施例の趣旨は結露を防止することにあり、また、射出成形機が定常運転状態に達したときの成形材料供給口２０近傍の温度は前述したようにほぼ６０℃前後であることが予め分かっている場合には、前記窒素ガスの温度θ1、θ2が当該一定値６０℃となるように温度制御装置５０を操作することも可能である。この場合は、温度センサＴＳの検出信号θを制御用として利用していない。 In the configuration of the nitrogen gas heating control shown in FIG. 5B, the temperature θ1 and the temperature θ2 of the nitrogen gas supplied from the respective pipes P1 and P2 with respect to the temperature θ in the vicinity of the molding material supply port 20. Is controlled so as not to exceed a predetermined value δ. However, the purpose of this embodiment is to prevent condensation, and the temperature in the vicinity of the molding material supply port 20 when the injection molding machine reaches a steady operation state is approximately 60 ° C. as described above. Is known in advance, it is also possible to operate the temperature control device 50 so that the temperatures θ1 and θ2 of the nitrogen gas become the constant value 60 ° C. In this case, the detection signal θ of the temperature sensor TS is not used for control.

また、図５（ｂ）において、温度制御装置５０中の所定値δの演算式は、θとθ2の差の絶対値として示される。射出成形機の運転開始直後は、特に冬季において、バレルの温度も低く、従って温度θが温度θ2より低い場合があり得る。そのような状態では、温度制御装置５０からのヒータＨＴ２への通電指令信号ＣＭＤを供給しないように制御することも可能である。 Further, in FIG. 5B, the arithmetic expression of the predetermined value δ in the temperature control device 50 is shown as an absolute value of the difference between θ and θ2. Immediately after the start of the operation of the injection molding machine, particularly in the winter season, the temperature of the barrel is also low, so the temperature θ may be lower than the temperature θ2. In such a state, it is possible to perform control so that the energization command signal CMD from the temperature control device 50 to the heater HT2 is not supplied.

上述した実施例は射出成形機に関するものとして説明したが、特に図１に示す材料供給の下端近傍に窒素ガスを供給すると共にそこから真空発生器のような減圧手段により残留空気を窒素ガスと共に排出するという本発明の主要部分は押出機にも適用できることは明らかである。 The above-described embodiment has been described as relating to an injection molding machine. In particular, nitrogen gas is supplied near the lower end of the material supply shown in FIG. 1, and residual air is discharged together with nitrogen gas by a decompression means such as a vacuum generator. Obviously, the main part of the present invention is also applicable to an extruder.

以上、本発明の好適実施例について説明したが、本発明はこれら例示したものに限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、排出通路ＥＸをバレル支持台側にのみ配置すること、バレル内周面とスクリュ軸外周との間隙による排出通路部分の空気抵抗を少なくするためその部分にペレットが進入しない範囲で適宜深溝等の通路を形成すること、さらに吸引力を強くするため複数の真空発生器を配置すること、ホッパー内のペレット残量を自動的に検出しそれに関連させて各シャッターの開閉動作を自動的に制御すること、具体的には、成形材料の供給をローダにて自動供給する場合シャッター開はホッパー内が十分窒素ガスで置換されたことをタイマーで確認して行うこと、また、真空発生器の吸引力を調整可能とし、および／または管路Ｐ１による窒素ガスの供給圧および流量を調整可能とし、さらに前記吸引力と窒素ガス供給圧または供給量とを関連させて最も効率のよい吸引状態を設定すること、可塑化ゾーン側の適宜バレル位置にベント口を設け可塑化ゾーン側に混入した微量の残留空気をさらに排出するようにすることなどは当業者であれば容易に採用することが可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to those illustrated and can be variously modified. For example, disposing the discharge passage EX only on the barrel support base side, reducing the air resistance of the discharge passage portion due to the gap between the barrel inner peripheral surface and the screw shaft outer periphery, as appropriate deep groove as long as the pellet does not enter the portion A vacuum passage, multiple vacuum generators to increase the suction force, automatically detect the remaining amount of pellets in the hopper, and automatically control the opening and closing of each shutter Specifically, when automatically supplying the molding material with a loader, the shutter should be opened by checking with a timer that the inside of the hopper has been sufficiently replaced with nitrogen gas, and the suction of the vacuum generator The force can be adjusted and / or the supply pressure and flow rate of the nitrogen gas through the pipe line P1 can be adjusted, and the suction force and the nitrogen gas supply pressure or supply amount are related to each other. Those skilled in the art will be able to set the most efficient suction state and to vent a small amount of residual air mixed into the plasticizing zone by providing a vent at an appropriate barrel position on the plasticizing zone. It can be easily adopted.

本発明による射出成形機における成形材料の供給装置の要部を示すバレル軸方向縦断面図である。It is a barrel axial direction longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the supply apparatus of the molding material in the injection molding machine by this invention. 図１と同様な構成を有する、本発明による射出成形機における成形材料の他の供給装置の要部を示すバレル軸方向縦断面図である。It is a barrel axial direction longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the other supply apparatus of the molding material in the injection molding machine by this invention which has the structure similar to FIG. ２つのホッパーを備えた本発明による射出成形機における成形材料のさらに他の供給装置の要部を示すバレル軸方向縦断面図である。It is a barrel axial direction longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the further another supply apparatus of the molding material in the injection molding machine by this invention provided with two hoppers. 従来方式と本発明による方式による光学用途成形品における光線透過率の光波長に対する関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship with respect to the light wavelength of the light transmittance in the optical use molded article by the conventional system and the system by this invention. ホッパーに供給される不活性ガスの温度を制御する加熱制御手段を備えた構成を例示し、（ａ）は、図２において窒素ガス供給用の管路にそれぞれヒータを配置した構成を示し、（ｂ）は、当該ヒータの加熱制御の構成を示す制御ブロック図である。An example of a configuration provided with a heating control means for controlling the temperature of the inert gas supplied to the hopper is shown, (a) shows a configuration in which heaters are respectively arranged in the nitrogen gas supply pipes in FIG. b) is a control block diagram showing the configuration of the heating control of the heater.

符号の説明Explanation of symbols

１０バレル
１２スクリュ軸
１４ホッパー台
１６バレル支持台
１８バレル押え
２０成形材料供給口
２２窒素ガス供給源
２４ホッパー
２６プレート
２８真空発生器
３０真空発生器
３２回転および進退用駆動機構
４０蓋
４２シャッター
４４導入口
４６排気口
５０温度制御装置
ＣＭＤ通電指令信号
ＥＸ排気通路
ＨＴ１、ＨＴ２ヒータ
Ｐ１管路
Ｐ２管路
Ｐ３管路
Ｒ電気抵抗
ＴＳ、ＴＳ１、ＴＳ２温度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Barrel 12 Screw shaft 14 Hopper stand 16 Barrel support stand 18 Barrel presser 20 Molding material supply port 22 Nitrogen gas supply source 24 Hopper 26 Plate 28 Vacuum generator 30 Vacuum generator 32 Rotation and advance / retreat drive mechanism 40 Lid 42 Shutter 44 Introduction Port 46 Exhaust port 50 Temperature controller CMD Energization command signal EX Exhaust passage HT1, HT2 Heater P1 Pipe line P2 Pipe line P3 Pipe line R Electrical resistance TS, TS1, TS2 Temperature sensor

Claims

内部にスクリュ軸を回転および進退可能に挿入してなるバレルに、ホッパーから成形材料を供給する工程と、
前記ホッパーからバレルに成形材料を供給する工程において、不活性ガス供給源から供給される不活性ガスを、前記ホッパー内からバレルに供給される成形材料を通って前記バレル内に導く不活性ガス供給工程と、
少なくとも不活性ガス供給工程をおこなう際に、前記バレル内を吸引排気する吸引排気工程と、
前記不活性ガス供給工程において供給される不活性ガスを、バレルに接続された供給領域の温度に基づいて定められる所定の温度または温度範囲に温度制御して供給する工程とを備えた、前記バレル内の空気を不活性ガスで置換する射出成形方法であって、
前記ホッパーは、第1のホッパー領域とバレルに接続された前記供給領域とを上下に配置し、前記成形材料供給工程は、成形材料を一旦第１のホッパー領域に貯溜する工程と、成形材料を第１のホッパー領域からバレルに接続された前記供給領域に供給し、該バレルに接続された前記供給領域からバレルに供給する工程とを備え、
前記不活性ガス供給工程は、成形材料を貯溜している前記第１のホッパー領域内部に不活性ガスを供給して、前記ホッパー内の空気を不活性ガスで置換する工程と、少なくとも成形材料を前記バレルに接続された前記供給領域からバレルに供給する際に、不活性ガスをこの成形材料を通って前記バレルに接続された供給領域から前記バレル内に導く工程とを備え、
前記不活性ガス供給工程において供給される不活性ガスを、バレルに接続された供給領域の温度に基づいて定められる所定の温度または温度範囲に温度制御して供給する工程は、
バレルに接続された前記供給領域内を所定の温度または温度範囲に制御する工程と、
前記第１のホッパー領域に供給される不活性ガスを加熱する工程と、
前記加熱工程で加熱された、前記第１のホッパー領域に供給される不活性ガスの温度を測定する工程と、
前記測定工程で測定された不活性ガスの温度に基づき、前記第１のホッパー領域に供給される不活性ガスの温度が、前記供給領域内の温度または温度範囲となるように、前記加熱工程を制御する工程と、
を備えたことを特徴とする射出成形方法。 Supplying a molding material from a hopper to a barrel formed by inserting a screw shaft into the inside so as to be rotatable and retreatable;
In the step of supplying the molding material from the hopper to the barrel, the inert gas supply for guiding the inert gas supplied from the inert gas supply source into the barrel through the molding material supplied from the hopper to the barrel. Process,
When performing at least an inert gas supply process, a suction exhaust process for sucking and exhausting the inside of the barrel; and
The inert gas supplied in the inert gas supply step, with a predetermined temperature or temperature range that is determined based on the temperature of the feed region connected to the barrel and a step of supplying temperature controlled, said barrel An injection molding method for replacing the air inside with an inert gas,
The hopper vertically arranges a first hopper region and the supply region connected to the barrel, and the molding material supply step includes a step of temporarily storing the molding material in the first hopper region, and a molding material Supplying from the first hopper region to the supply region connected to the barrel, and supplying the barrel from the supply region connected to the barrel,
The inert gas supply step includes a step of supplying an inert gas into the first hopper region in which a molding material is stored and replacing air in the hopper with an inert gas, and at least a molding material. Guiding the inert gas through the molding material from the supply region connected to the barrel into the barrel when supplying the barrel from the supply region connected to the barrel;
The step of supplying the inert gas supplied in the inert gas supply step by controlling the temperature to a predetermined temperature or a temperature range determined based on the temperature of the supply region connected to the barrel,
Controlling the inside of the supply area connected to the barrel to a predetermined temperature or temperature range;
Heating an inert gas supplied to the first hopper region;
Measuring the temperature of the inert gas heated in the heating step and supplied to the first hopper region;
Based on the temperature of the inert gas measured in the measurement step, the heating step is performed so that the temperature of the inert gas supplied to the first hopper region becomes a temperature or a temperature range in the supply region. A controlling step;
An injection molding method comprising:

前記吸引排気工程は、成形材料を貯溜している第１のホッパー領域内部を吸引して、第１のホッパー領域内部の空気を不活性ガスで置換する工程と、少なくとも成形材料を前記バレルに接続された供給領域からバレルに供給する際に、バレル内を吸引排気する工程とを備えている請求項１記載の射出成形方法。 The suction exhaust process includes sucking the inside of the first hopper region storing the molding material and replacing the air inside the first hopper region with an inert gas, and connecting at least the molding material to the barrel. It has been when supplying the barrel from the feed region, the injection molding method of and according to claim 1 and a step of sucking evacuating the barrel.

前記不活性ガスは窒素ガスである請求項１乃至２のいずれかに記載の射出成形方法。 The injection molding method according to any one of claims 1 to 2 inert gas is nitrogen gas.

前記成形材料はシクロオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の射出成形方法。 Injection molding method according to any one of claims 1 to 3, wherein the molding material is a cycloolefin resin.

内部にスクリュ軸を回転および進退可能に挿入してなるバレルと、
成形材料を供給し、供給された成形材料を前記バレル内に供給するホッパーと、
不活性ガス供給源から供給される不活性ガスを、該ホッパー内に供給された成形材料を通って前記バレル内に導く不活性ガス供給経路と、
前記バレル内を吸引排気する吸引排気経路と、
前記不活性ガス供給源から供給される不活性ガスを所定の温度または温度範囲となるよう加熱制御する加熱制御手段とを備え、
前記ホッパーは、第1のホッパー領域とバレルに接続された前記供給領域とを上下に配置し、前記成形材料供給経路には、成形材料を一旦第１のホッパー領域に貯溜する手段と、成形材料を第１のホッパー領域からバレルに接続された前記供給領域に供給し、該バレルに接続された前記供給領域からバレルに供給する手段とが設けられ、
前記不活性ガス供給経路には、成形材料を貯溜している前記第１のホッパー領域内部に不活性ガスを供給して、前記ホッパー内の空気を不活性ガスで置換する手段と、少なくとも成形材料を前記バレルに接続された前記供給領域からバレルに供給する際に、不活性ガスをこの成形材料を通って前記バレルに接続された前記供給領域から前記バレル内に導く手段とが設けられ、
前記不活性ガス供給源から供給される不活性ガスを所定の温度または温度範囲となるよう加熱制御する加熱制御手段は、
バレルに接続された前記供給領域内を所定の温度または温度範囲に制御する手段と、
前記第１のホッパー領域に供給される不活性ガスを加熱する手段と、
前記加熱工程で加熱された、前記第１のホッパー領域に供給される不活性ガスの温度を測定する手段と、
前記測定工程で測定された不活性ガスの温度に基づき、前記第１のホッパー領域に供給される不活性ガスの温度が、前記供給領域内の温度または温度範囲となるように、前記加熱工程を制御する手段と、
を備えた射出成形機。 A barrel formed by inserting a screw shaft into the inside so as to be able to rotate and advance and retract;
A hopper for supplying a molding material and supplying the supplied molding material into the barrel;
An inert gas supply path for introducing an inert gas supplied from an inert gas supply source into the barrel through the molding material supplied into the hopper;
A suction exhaust path for sucking and exhausting the inside of the barrel;
Heating control means for controlling the heating of the inert gas supplied from the inert gas supply source to a predetermined temperature or temperature range;
The hopper has a first hopper region and the supply region connected to the barrel arranged vertically, and in the molding material supply path, means for temporarily storing the molding material in the first hopper region, and a molding material Means for supplying from the first hopper region to the supply region connected to the barrel, and to supply the barrel from the supply region connected to the barrel,
Means for supplying an inert gas into the first hopper region in which a molding material is stored in the inert gas supply path, and replacing the air in the hopper with the inert gas; and at least the molding material Means for guiding an inert gas through the molding material from the supply region connected to the barrel into the barrel when supplying the barrel from the supply region connected to the barrel;
A heating control means for controlling the heating of the inert gas supplied from the inert gas supply source to a predetermined temperature or temperature range,
Means for controlling the supply area connected to the barrel to a predetermined temperature or temperature range;
Means for heating an inert gas supplied to the first hopper region;
Means for measuring the temperature of the inert gas heated in the heating step and supplied to the first hopper region;
Based on the temperature of the inert gas measured in the measurement step, the heating step is performed so that the temperature of the inert gas supplied to the first hopper region becomes a temperature or a temperature range in the supply region. Means for controlling;
Injection molding machine equipped with.