專利名稱：成形方法、清理方法以及成形機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及成形方法、清理方法以及成形機。
背景技術：
在以前的注塑機等成形機中，使用高壓對在加熱料筒內受熱而熔融的樹脂進行注射，將其填充到模具裝置的模腔內，且在該模腔內使樹脂冷卻并固化，藉此便成形為成形品。
為此，所述注塑機具有模具裝置、合模裝置以及注射裝置，所述合模裝置具有固定壓板和活動壓板，合模用缸使活動壓板前進或后退，由此可以實現(xiàn)模閉合、合模以及模打開。
另一方面，所述注射裝置具有加熱樹脂并使之熔融的加熱料筒、以及安裝在該加熱料筒前端并注射熔融樹脂的注射噴嘴，螺桿以自由旋轉、且自由進退的方式配置在所述加熱料筒內。而且通過配置在后端驅動部使該螺桿前進，藉此從注射噴嘴注射樹脂，并在所述驅動部的驅動下，通過螺桿的旋轉而進行樹脂的計量。
然而，在計量中熔融樹脂被輸送到螺桿的頂端側，而當進行反復計量時，退化的樹脂往往附著在螺桿上。至于附著的原因，這是因為熔融的樹脂為容易附著在螺桿等金屬構件上的樹脂。另外，還存在下述等原因，即螺桿的形狀呈容易產(chǎn)生樹脂滯留的形狀，樹脂就那樣滯留在該滯留場所而發(fā)生退化。而且當進行反復計量時，由于熔融樹脂的流動，也往往使附著在螺桿上的退化樹脂發(fā)生剝離，但不能完全將其去除。
另外，在所述注塑機中，為了進行模具裝置的更換、升溫等準備操作，往往中斷成形品的成形。但是，在中斷成形的期間，所述加熱料筒內的樹脂長時間暴露在高溫下，因而將產(chǎn)生退化。于是，在所述準備操作結束后，于再次進行成形品的成形之前，將進行殘留樹脂的清理，以便排出加熱料筒內殘留并退化的樹脂。另外，在成形品的成形結束時，也進行清理以防止退化的樹脂殘留在加熱料筒內。再者，在使用相同的模具裝置而更換不同的樹脂成形成形品的情況下，也進行清理以便從加熱料筒內排出殘留的更換前的樹脂(例如，參照專利文獻1特開平2-26720號公報)。
但是，以前為了去除成形中附著在螺桿上的退化樹脂，只有從加熱料筒內取出螺桿進行清掃、或者使用用于凈化的清理樹脂進行清理的手段。然而，即使進行清理也難以完全去除附著在螺桿上的退化樹脂。在上述以前的清理方法中，完全去除附著在螺桿上的樹脂是比較困難的。于是，在更換不同的樹脂而成形成形品的情況下，為了完全去除舊的樹脂，必須大量使用用于凈化的樹脂即清理用樹脂。此時，使用大量的清理用樹脂提高了成本，而且耗費了大量的進行清理的時間，因而引起成形機生產(chǎn)能力的降低。再者，為了切實地進行樹脂的更換，需要采用從加熱料筒內取出螺桿進行分解清掃的方法來去除舊的樹脂，這是比較耗工夫和和費時間的，其原因在于難以完全去除附著在螺桿的螺紋(flight)背面的樹脂。
不過，為了切實地進行清理，正如上述專利文獻1所述的那樣，也提出了如下進行清理的方法，即一邊使螺桿周期性地正反轉，一邊使螺桿和加熱料筒在軸方向作相對振動。但是，即使采用這樣的方法，也不能切實地去除附著在螺桿的螺紋背面的樹脂。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供下述的成形方法、清理方法以及成形機，其使上述以前的問題得以解決，通過給螺桿施加反向背壓(reverseback pressure)，可以切實地去除附著在螺桿的螺紋背面的樹脂。
為此，在本發(fā)明的成形方法中，向加熱料筒內供給成形材料；然后使螺桿向一個旋轉方向旋轉，且使所述成形材料的擠壓力作用在螺紋部的前面；繼而所述成形材料一邊熔融一邊向所述螺桿的前方輸送；然后使所述螺桿向另一個旋轉方向旋轉，且使所述成形材料的擠壓力作用在所述螺紋部的背面，以便向所述螺桿施加反向背壓。
在本發(fā)明的其它成形方法中，而且所述反向背壓是通過作用在使所述螺桿后退的方向上而產(chǎn)生的。
在本發(fā)明的另一成形方法中，而且一邊使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉，一邊使所述螺桿的軸向速度在零速附近。
在本發(fā)明的又一成形方法中，而且所述螺桿在所述加熱料筒內，當處在從成形材料往模具內的填充已經(jīng)結束的位置或前進限定位置到計量行程的1/2的范圍時，使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉。
在本發(fā)明的再一成形方法中，而且每進行預定次數(shù)的計量工序，就使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉。
在本發(fā)明的另一其它成形方法中，而且使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉的時間與所述計量工序的時間之比為1/10～1/1.5。
在本發(fā)明的清理方法中，向加熱料筒內供給成形材料；然后使螺桿向一個旋轉方向旋轉，且使所述成形材料的擠壓力作用在螺紋部的前面；繼而所述成形材料一邊熔融一邊向所述螺桿的前方輸送；然后使所述螺桿向另一個旋轉方向旋轉，且使所述成形材料的擠壓力作用在螺紋部的背面，以便向所述螺桿施加反向背壓。
在本發(fā)明的其它清理方法中，而且在向所述螺桿施加反向背壓后，使所述加熱料筒后退。
在本發(fā)明的另一清理方法中，而且一邊使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉，一邊使所述螺桿的軸向速度在零速附近。
在本發(fā)明的又一清理方法中，而且所述螺桿在所述加熱料筒內，當處在從前進限定位置到計量行程的1/2的范圍時，使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉。
本發(fā)明的成形機具有加熱料筒；以能夠旋轉的方式配置在該加熱料筒內且在外圓面具有螺旋狀溝槽的螺桿；使該螺桿向一個旋轉方向以及向另一個旋轉方向旋轉的螺桿旋轉驅動裝置；使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉、且逆著作用在所述螺紋部背面的成形材料的擠壓力而向所述螺桿施加反向背壓的控制裝置。
在本發(fā)明的其它成形機中，還具有使所述螺桿在軸方向上進退的螺桿進退驅動裝置，所述控制裝置控制所述螺桿進退驅動裝置的動作，從而通過將力作用在使所述螺桿后退的方向上而向所述螺桿施加反向背壓。
在本發(fā)明的另一成形機中，而且所述控制裝置一邊使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉，一邊使所述螺桿的軸向速度在零速附近。
在本發(fā)明的又一成形機中，而且所述控制裝置每進行預定次數(shù)的計量工序，就使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉。
在本發(fā)明的再一成形機中，而且所述控制裝置使所述加熱料筒后退而進行清理動作。
根據(jù)本發(fā)明，使螺桿反方向旋轉并通過加熱料筒內的樹脂壓力而向螺桿施加反向背壓，藉此可以切實地去除附著在螺桿的螺紋背面的樹脂。


圖1表示在進行本發(fā)明的實施方案的清理時、注射裝置的動作。
圖2是本發(fā)明的實施方案的注塑機的示意圖。
圖3是本發(fā)明的實施方案的注塑機螺桿的側視圖。
圖4表示在進行本發(fā)明的實施方案的清理時、螺桿的動作。
圖5在向本發(fā)明的實施方案的螺桿施加反向背壓時，說明樹脂的狀態(tài)。
圖6表示向本發(fā)明的實施方案的螺桿施加反向背壓的實驗結果。
符號說明22加熱料筒24螺桿25螺桿進退裝置28螺桿回轉裝置
32固定模具 35螺紋具體實施方式
下面參照附圖就本發(fā)明的實施方案進行詳細說明。此外，本發(fā)明的成形方法、清理方法以及成形機可以適用擠出成形裝置、層壓裝置等各種成形機，而在本實施方案中，為了說明的方便，就適用注塑機的情況進行了說明。
圖2是本發(fā)明的實施方案的注塑機的示意圖；圖3是本發(fā)明的實施方案的注塑機螺桿的側視圖。
圖2表示作為成形機的注塑機，20表示注射裝置，30表示與該注射裝置20相對置而配設的合模裝置，11表示支持所述注射裝置20以及合模裝置30的成形機機架。這里，31表示作為所述合模裝置30的模具支持構件的固定壓板，其固定在所述成形機機架11上。另外，在所述固定壓板31的模具安裝面(圖2中左側的面)上，安裝著作為構成模具裝置的模具的固定模具32。再者，33表示安裝在圖中未示出的活動壓板上的活動模具。在此，所述固定模具32的分型面與活動模具33的分型面合在一起而使模處于閉合的狀態(tài)。此外，34表示將圖中未示出的肘桿支承(toggle support)與固定壓板31連接起來的連接桿(tie-bar)。
此外，21表示注射裝置主體，其以能夠沿固定在成形機機架11上的導向構件12于前后方向(圖2中的左右方向)移動的方式進行安裝。另外，13表示使所述注射裝置主體21在前后方向移動的主體驅動裝置，其固定在所述成形機機架11上。這里，所述主體驅動裝置13例如是如下的驅動器(actuator)，其以伺服馬達等電動馬達為驅動源，并具有基于滾珠螺桿機構的運動方向變換裝置，但所述主體驅動裝置13也可以是以油壓缸裝置、空壓缸裝置等作為驅動源的驅動器。此外，通過使一端安裝在注射裝置主體21上的連接桿13a進退，便使所述注射裝置主體21在前后方向移動。
另外，在所述注射裝置主體21上，朝前方(圖2中的左方)固定著加熱料筒22，在該加熱料筒22的前端(圖2中的左端)，配置著作為噴嘴的注射噴嘴23。此外，在所述加熱料筒22的外圓面上，配置著多個作為加熱裝置的加熱器26，以調節(jié)所述加熱料筒22的溫度。此外，在該加熱料筒22上配置著料斗27，同時在加熱料筒22的內部以在前后方向能夠移動且能夠旋轉的方式配置著螺桿24。這里，所述螺桿24借助于配置在后方(圖2中的右方)作為螺桿進退驅動裝置的螺桿進退裝置25進行進退即在前后方向移動，同時借助于作為螺桿旋轉驅動裝置的螺桿回轉裝置28，使其在一個旋轉方向以及在另一個旋轉方向旋轉。所述螺桿進退裝置25以及螺桿回轉裝置28作為驅動所述螺桿24的螺桿驅動裝置發(fā)揮作用。此外，所述螺桿進退裝置25例如可以是如下的驅動器，其以伺服馬達等電動馬達為驅動源，并具有基于滾珠螺桿機構的運動方向變換裝置，但所述螺桿進退裝置25也可以是以油壓缸裝置、空壓缸裝置等作為驅動源的驅動器。另外，所述螺桿回轉裝置28以伺服馬達等電動馬達為驅動源，并借助于圖中未示出的齒輪、同步帶以及鏈條等將旋轉傳遞到所述螺桿24的后方。
而且如圖3所示，所述螺桿24在周圍具有遍及整個螺桿而且連續(xù)的作為螺旋狀螺紋部的螺紋35、以及該螺紋35之間的溝槽即通道36。此外，所述螺桿24也可以是任何種類的螺桿，例如也可以是具有阻流銷的子螺紋螺桿(subflight screw)、具有混合段(mixing section)的帶混合段的螺桿等，但在本實施方案中，就最一般的全螺線螺桿的情況進行說明。另外，所述螺紋35可以是多條的，其條數(shù)為2條或以上，也可以是螺距在中途變化的可變導程式螺紋，但在本實施方案中，就條數(shù)為1條且螺距也恒定的螺紋35進行了說明。
此外，所述螺桿24從底部向頂端(圖3中的左端)被分為供給部37、壓縮部38以及計量部39這3個區(qū)段。而且所述供給部37是下述的區(qū)域，在該區(qū)域一邊對作為由料斗27供給的顆粒狀成形粉末的樹脂進行加熱，一邊進行輸送。另外，所述壓縮部38是對在供給部37預熱并部分熔融的樹脂進行加壓和壓縮、從而通過供給機械能而促進熔融的區(qū)域。再者，所述計量部39是促進在壓縮部38中熔融已經(jīng)基本結束的樹脂的均質化且調整流動的區(qū)域。此外，所述3個區(qū)段的劃分并不是嚴格的，只是為了敘述的方便。
這里，所述螺紋35的外徑比加熱料筒22的內徑只是稍微小一些，所以，所述螺紋35的外圓面和加熱料筒22的內壁面之間幾乎沒有間隙。因此，當使所述螺桿24旋轉時，樹脂在螺紋35之間的螺旋狀通道36內推向螺紋35的正面?zhèn)?圖2以及圖3的左側)的側壁，由此被送向螺桿24的頂端。
而且從所述料斗27投入到加熱料筒22內的固相樹脂在供給部37中，一邊混煉和熔融，一邊通過所述螺紋35送往壓縮部38。在該壓縮部38中，樹脂迅速混煉和熔融而送往計量部39。再者，在該計量部39中，樹脂完全熔融而向螺桿24的頂端輸送。然后，被送到螺桿24的頂端側的樹脂滯留在螺桿24的頂端側的加熱料筒22內而使壓力升高，在該壓力的作用下，向螺桿24施加后退力而使螺桿24后退。使螺桿24在計量方向旋轉也使螺紋35的正面?zhèn)仁艿綐渲瑝毫?，在該壓力的作用下，向螺桿24施加后退力而產(chǎn)生使螺桿24后退的作用。在螺桿進退裝置25中，逆著該螺桿24的后退力而向該螺桿24施加背壓(作用于使螺桿24前進的方向上的操作力)。
下面就所述構成的注射裝置20的動作進行說明。
首先，在計量工序中，螺桿回轉裝置28驅動螺桿24而使之旋轉，并驅動螺桿進退裝置25而使所述螺桿24后退(向圖2中的右方移動)至預定的位置。此時，由料斗27供給的樹脂在加熱料筒22內受熱而熔融，并伴隨著螺桿24的后退而停留在該螺桿24的前方。
這里，所述樹脂既可以是熱塑性樹脂，也可以是熱固性樹脂，例如有PVC(聚氯乙烯)、PS(聚苯乙烯)、發(fā)泡聚苯乙烯、PP(聚丙烯)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、HDPE(高密度聚乙烯)、AS(苯乙烯/丙烯腈)、ABS樹脂、甲基丙烯酸樹脂以及生物降解性樹脂等，不過，也可以是任何樹脂。另外，也可以是高耐熱性樹脂、超級工程塑料、添加有阻燃劑的樹脂、混合有玻璃纖維等填料的樹脂、添加有化學發(fā)泡劑的樹脂等。
其次，在注射工序中，主體驅動裝置13驅動注射裝置主體21而使之前進，并將配置在加熱料筒22前端的注射噴嘴23推向固定模具32。而且螺桿進退裝置25驅動所述螺桿24而使之前進，因而停留在該螺桿24的前方的樹脂從注射噴嘴23注射出來，并填充在固定模具32和活動模具33之間形成的圖中未示出的模腔空間內。
下面就所述合模裝置30進行說明。
該合模裝置30包括固定壓板31，圖中未示出的肘桿支承，架設在所述固定壓板31和肘桿支承之間的連接桿34，與所述固定壓板31相對置而配置的、以沿所述連接桿34進退自如的方式進行配置且圖中未示出的活動壓板、以及配置在該活動壓板與所述肘桿支承之間的肘桿機構。而且所述固定模具32與活動模具33分別以相互對置的方式安裝在所述固定壓板31以及活動壓板上。
此外，所述肘桿機構為聯(lián)桿機構，其構成包括以搖動自如的方式受到橫頂板(crosshead)所支撐的連肘桿；以搖動自如的方式受到肘桿支承所支撐的連肘桿；以搖動自如的方式受到所述活動壓板所支撐的肘臂。在伺服馬達的驅動下，使橫頂板在肘桿支承與活動壓板之間前進或后退，由此使該活動壓板沿連接桿34前進或后退，使活動模具33接近或離開固定模具32，從而實現(xiàn)模閉合、合模以及模打開。
此外，在本實施方案中，所述注塑機具有圖中未示出的控制裝置。該控制裝置為計算機，其包括CPU、MPU等運算手段；磁盤、半導體存儲器等記憶手段；用于輸入反方向的轉數(shù)以及轉動量等的鍵盤、鼠標、按鈕、觸摸屏等輸入手段；用于顯示反方向的轉數(shù)以及轉動量等的CRT、液晶顯示器、LED(發(fā)光二極管Light Emitting Diode)顯示器等顯示手段；通訊界面等。此外，所述控制裝置既可以是單獨構成的，也可以是與其它控制裝置一體構成的。而且所述控制裝置集中控制整個所述注塑機的動作，所述注射裝置20控制合模裝置30等各種裝置的動作。
下面就實施所述構成的注塑機的清理動作進行說明。在注塑機中，為了進行模具裝置的更換、升溫等準備操作，往往中斷成形品的成形，在再次進行成形品的成形之前，有時也進行殘留樹脂的清理，以便排出加熱料筒22內殘留并退化的樹脂，另外，在成形品的成形結束時，也進行清理以防止退化的樹脂殘留在加熱料筒22內，但這里僅就以下的動作進行說明，即在使用相同的模具裝置而更換不同的樹脂成形成形品的情況下，從加熱料筒22內排出所有殘留的更換前的樹脂。
圖1表示在進行本發(fā)明的實施方案的清理時、注射裝置的動作；圖4表示在進行本發(fā)明的實施方案的清理時、螺桿的動作；圖5在向本發(fā)明的實施方案的螺桿施加反向背壓時，說明樹脂的狀態(tài)；圖6表示向本發(fā)明的實施方案的螺桿施加反向背壓的實驗結果。
在進行成形品的成形時，首先進行樹脂的計量工序，驅動螺桿回轉裝置28使螺桿24旋轉，并驅動螺桿進退裝置25使所述螺桿24后退到預定的位置。然后，樹脂以樹脂顆粒等形態(tài)從料斗27供給至加熱料筒22內。由料斗27供給的樹脂在加熱料筒22內受熱而熔融，伴隨著螺桿24的后退而停留在該螺桿24的前方。然后，當預定量的樹脂停留在所述螺桿24的前方時，主體驅動裝置13驅動注射裝置主體21而使之前進，并將配置在加熱料筒22前端的注射噴嘴23推向固定模具32的背面，從而產(chǎn)生噴嘴接觸。此后，進入注射工序。
接著在該注射工序中，螺桿進退裝置25驅動所述螺桿24而使之前進，因而停留在該螺桿24的前方的樹脂從注射噴嘴23注射出來，并通過所述固定模具32上形成的圖中未示出的注入口，填充在固定模具32和活動模具33之間形成的圖中未示出的模腔空間內。
接著，當填充在該模腔空間內的樹脂經(jīng)冷卻而成形為成形品時，伺服馬達驅動橫頂板而使之后退，且活動壓板沿連接桿34后退，所以活動模具33離開固定模具32而進行模的打開。然后，當從所述模腔取出所述成形品時，所述伺服馬達再次驅動橫頂板而使之前進，從而活動壓板沿連接桿34前進。由此，由固定模具32和活動模具33構成的模具裝置再次處于模閉合狀態(tài)。然后再次進入注射工序。以后反復進行所述動作，便可以成形出多個成形品。此外，注塑機中進行成形品的成形的動作既可以通過操作工人的手動操作來進行，也可以通過控制裝置的控制自動地進行。
接著，在成形出預定數(shù)目的成形品后，停止成形而對加熱料筒22內殘留的樹脂進行清理。此時，操作工人操作所述控制裝置的輸入手段，例如通過按該輸入手段所配置的樹脂更換按鈕，開始樹脂更換的動作。當樹脂更換的動作開始時，首先主體驅動裝置13驅動注射裝置主體21而使之后退，從而如圖2所示，配置在加熱料筒22前端的注射噴嘴23到達比固定壓板31的背面更后方的位置。
然后，操作工人將用于收納被清理樹脂等的托盤等被清理樹脂收納構件設置在預定的位置。另外，操作工人將防飛濺板等防飛濺構件優(yōu)選設置在諸如把所述被清理樹脂收納構件以及注射噴嘴23圍起來的位置。這樣，注塑機及其周圍不會因被清理的樹脂等而受到污染。此外，所述被清理樹脂收納構件以及防飛濺構件也可以不依賴于操作工人的操作，而是自動地對其進行設置。
接著開始殘留樹脂的清理，首先，螺桿回轉裝置28驅動螺桿24而使之如圖1中箭頭A所示的那樣在作為一個旋轉方向的正方向旋轉。這里，該正方向是指在所述計量工序中使螺桿24旋轉的方向，由此，熔融樹脂41在螺紋35之間的螺旋狀通道36內被推向圖4所示的螺紋35的正面35a，藉此被送向螺桿24的頂端。然后，螺桿進退裝置25驅動所述螺桿24而使之如圖1中箭頭C所示的那樣向前進方向移動。由此，加熱料筒22內殘留的熔融樹脂41從注射噴嘴23排出。此時，所述螺桿24移動到前后方向移動范圍內的最前端位置即螺桿行程的前進限定位置。
接著螺桿回轉裝置28驅動螺桿24而使之如圖1中箭頭B所示的那樣在作為另一個旋轉方向的反方向旋轉。這里，該反方向是指在所述計量工序中與螺桿24旋轉的方向相反的方向，由此，熔融樹脂41在螺紋35之間的螺旋狀通道36內被推向圖4所示的螺紋35的背面35b，藉此被送向與螺桿24的頂端相反的方向。
此時，所述螺桿進退裝置25驅動所述螺桿24而將其固定在軸方向上的螺桿行程的前進限定位置。這里，在所述螺桿進退裝置25不驅動而螺桿24可能前進或后退的狀態(tài)下，即在軸方向處于自由的狀態(tài)下，如果使螺桿24反方向旋轉，則螺紋35的背面35b受到熔融樹脂41的反作用力，因而螺桿24向前進方向移動。于是，所述螺桿進退裝置25驅動螺桿24而主動地將其固定在螺桿行程的前進限定位置?？傊嬷噲D使螺桿24前進的力而將力作用在使螺桿24后退的方向上，即向螺桿24施加了反向背壓。
此外，也可以不必將螺桿24嚴格地固定在軸方向上。此時，螺桿24可以設定為幾乎不在軸方向上移動的狀態(tài)，或者設定為即使移動也是移動速度極慢的狀態(tài)。換言之，螺桿24在軸方向上的移動速度可以是接近于零的值即在零速附近。另外，將螺桿24固定在軸方向上的位置、或者將軸方向上的移動速度設定在零速附近的位置也可以不必是嚴格意義上的螺桿行程的前進限定位置，而可以在前進限定位置的附近。再者，所述位置也可以是往固定模具32與活動模具33之間形成的模腔空間內填充熔融樹脂41的過程已經(jīng)結束時的螺桿24在軸方向上的位置，即成形材料往模具內的填充已經(jīng)結束的位置。
由此，加熱料筒22內熔融樹脂41的壓力施加在螺桿24的螺紋35的背面35b上。另外，熔融樹脂41強烈受到螺紋35的背面35b的推壓而承受壓力。下面對其進行更詳細的說明。正如圖1中箭頭A所示的那樣，當螺桿24向正方向旋轉時，即在計量工序中使螺桿24旋轉時，正如圖5(a)所示的那樣，螺紋35之間的螺旋狀通道36內的熔融樹脂41在接近螺紋35的正面35a的部分即E的部分如箭頭所示的那樣流動，因而在所述E的部分產(chǎn)生樹脂的壓力。與此相反，在接近螺紋35的背面35b的部分即F的部分，熔融樹脂41處于滯留狀態(tài)，因而不會產(chǎn)生樹脂的壓力。
但是，如圖1中的箭頭B所示，當使螺桿24向反方向旋轉時，正如圖5(b)所示的那樣，螺紋35之間的螺旋狀通道36內的熔融樹脂41在接近螺紋35的正面35a的部分即E的部分處于滯留狀態(tài)，因而不會產(chǎn)生樹脂的壓力。與此相反，在接近螺紋35的背面35b的部分即F的部分，熔融樹脂41如箭頭所示的那樣流動，因而在所述F的部分產(chǎn)生樹脂的壓力。因此，附著在所述螺紋35的背面35b上的樹脂也與所述熔融樹脂41一起而受到壓力，因而從所述背面35b得以去除。此時，一般認為受到壓力的熔融樹脂41在強力推向螺紋35的背面35b的狀態(tài)下與該背面35b相互摩擦，藉此使附著的樹脂從背面35b去除下來。
而且在螺桿回轉裝置28使螺桿24以預定的轉數(shù)向反方向旋轉后，再次使螺桿24向正方向旋轉，且螺桿進退裝置25使所述螺桿24如圖1中的箭頭D所示的那樣向后退方向移動。由此，殘留在螺桿24的供給部37范圍內的固相樹脂一邊混煉和熔融，一邊通過螺紋35送往壓縮部38以及計量部39而熔融。而且伴隨著螺桿24的后退而使預定量的熔融樹脂41停留在該螺桿24的前方時，螺桿進退裝置25再次驅動所述螺桿24而使之向前進方向移動，從而將所述熔融樹脂41從注射噴嘴23排出。
接著，再次將螺桿24固定在軸方向上的螺桿行程的前進限定位置，并使螺桿24向反方向旋轉。此后反復進行所述動作，直至排完所有的殘留樹脂。當從加熱料筒22內排完所有的殘留樹脂之后，將更換后的樹脂即新的樹脂從料斗27供給至加熱料筒22內，從而進行樹脂的計量工序。由此，新的樹脂在加熱料筒22內受熱而熔融，并伴隨著螺桿24的后退而停留在該螺桿24的前方。在預定量的新樹脂停留在所述螺桿24的前方時，便可以開始采用新樹脂的成形品的成形。
另外，根據(jù)需要，也可以使用用于凈化加熱料筒22以及螺桿24等的樹脂即清理用樹脂。此時，當從加熱料筒22內排完所有的殘留樹脂之后，將清理用樹脂從料斗27供給至加熱料筒22內，從而進行樹脂的計量工序。接著進行所述清理用樹脂的清理，從而對加熱料筒22的內面以及螺桿24的表面進行凈化。此時也反復進行與前述殘留樹脂的清理同樣的動作。即反復進行下述的動作使螺桿24向前進方向移動，在將熔融清理用樹脂從注射噴嘴23排出后，將螺桿24固定在螺桿行程的前進限定位置，再使螺桿24向反方向旋轉。由此，可以切實地去除附著在螺紋35的背面35b上的樹脂。當從加熱料筒22內排完清理用樹脂之后，將新的樹脂從料斗27供給至加熱料筒22內，正如前面所敘述的那樣，便可以開始進行采用新樹脂的成形品的成形。
另外，也可以像下面那樣進行樹脂的更換。此時，在上次成形結束后，首先使注射裝置主體21后退。繼而在遮斷料斗27與加熱料筒22之間的樹脂供給通路之后，進行通常的清理動作。也就是說，反復進行使螺桿24向正方向旋轉的動作以及使螺桿24向前進方向移動而從注射噴嘴23排出殘留樹脂的動作，從而使上次成形中所使用的樹脂的排出得以完成。此后，向加熱料筒22內供給新的樹脂。然后，進行使螺桿24向正方向旋轉的動作、使螺桿24向反方向旋轉的動作以及使螺桿24向前進方向移動而從注射噴嘴23排出樹脂的動作。由此，附著在螺紋35的背面35b上的上次成形中所使用的樹脂被新的樹脂所去除。此時，與以下的情況相比，可以在更短的時間內進行樹脂的更換，即在上次成形中所使用的樹脂存在于加熱料筒22內的狀態(tài)下使螺桿24向反方向旋轉，從而通過上次成形中所使用的樹脂將附著在螺紋35的背面35b上的樹脂去除。
再者，也可以像下面那樣進行樹脂的更換。此時，在上次成形結束后，首先使注射裝置主體21后退。繼而在上次成形中所使用的樹脂充分殘留在加熱料筒22內的時候，從料斗27向加熱料筒22內供給新的樹脂。然后在上次成形中所使用的樹脂與新的樹脂于加熱料筒22內混合存在的狀態(tài)下，進行使螺桿24向正方向旋轉的動作、使螺桿24向反方向旋轉的動作以及使螺桿24向前進方向移動而從注射噴嘴23排出樹脂的動作。
此外，使螺桿24向反方向旋轉的所述預定轉數(shù)可以進行適當?shù)脑O定，但為了一處不漏地去除附著在螺紋35的背面35b上的樹脂，優(yōu)選設定為1轉或以上。另外，所述預定轉數(shù)的最大值優(yōu)選設定為計量部39的熔融樹脂41不會進入螺桿24的供給部37的范圍內。在即將使螺桿24向反方向旋轉的時候，熔融樹脂41存在于計量部39的范圍內，但通過使螺桿24向反方向旋轉，熔融樹脂41被送往與螺桿24的頂端相反的方向上，而向壓縮部38以及供給部37移動。而且熔融樹脂41的移動量與使螺桿24向反方向旋轉的轉數(shù)大致成正比，所以通過適當?shù)卦O定該轉數(shù)，便可以使熔融樹脂41不進入供給部37的范圍內。
正如前面所敘述的那樣，在用于成形的動作中，樹脂24在螺桿24的供給部37的范圍內還是原來的固相，所以供給部37于包含螺紋35的背面35b在內的螺桿24的表面沒有樹脂的殘留。當熔融樹脂41索性進入供給部37時，縱然使螺桿24向正方向旋轉而將樹脂送往前方，它也不能充分地送往前方而使計量變得不穩(wěn)定。與此相反，在壓縮部38的范圍內，在用于成形的動作中，由于樹脂產(chǎn)生了熔融，因而可以認為樹脂在某種程度上附著在螺紋35的背面35b上。因此，通過使螺桿24向反方向旋轉，可以獲得的效果是進入壓縮部38的熔融樹脂41在強力推向螺紋35的背面35b的狀態(tài)下與該背面35b相互摩擦，藉此使附著的樹脂得以去除。
此外，使螺桿24向反方向旋轉的所述預定轉數(shù)的適當值依樹脂的種類、注射裝置20以及螺桿24等裝置的種類、尺寸和運轉條件等的變化而變化，難以一概而論，但在本發(fā)明的發(fā)明者使用實際的注射裝置所進行的實驗的情況下，大約為5轉左右。
在該實驗中，所使用的螺桿是直徑為14[mm]的全螺線螺桿。另外，螺桿的轉速在正方向旋轉以及反方向旋轉中均為100[轉/分]，在計量工序中，使螺桿24向正方向旋轉的時間為12秒，加熱料筒的溫度為200℃。而且將在作為更換前的樹脂的聚苯乙烯(PS)中添加有紅色母料(master batch)的樹脂清理掉，然后進行更換成作為更換后的新樹脂的無色聚苯乙烯(PS)的操作。此時，將螺桿固定在螺桿行程的前進限定位置而改變使之向反方向旋轉的時間，把更換樹脂的操作進行多次。每當上述的操作結束后，從加熱料筒內取出螺桿，用肉眼確定更換前樹脂的附著狀態(tài)。
其結果可以確認當將螺桿固定在螺桿行程的前進限定位置并使之向反方向旋轉的時間為3秒左右時，即當計量時間與向反方向旋轉的時間之比為1/4、且使螺桿向反方向旋轉的轉數(shù)為5轉左右時，則完全沒有更換前的樹脂的附著。另外，當向所述反方向旋轉的時間為8秒左右時，即當計量時間與向反方向旋轉的時間之比為1/1.5、且使螺桿向反方向旋轉的轉數(shù)為10轉左右時，則可以確認熔融樹脂已經(jīng)進入螺桿的供給部。
再者，本發(fā)明的發(fā)明者使用注射裝置進行了追加實驗。在該實驗中，所使用的螺桿是直徑為50[mm]的進行過鍍硬鉻處理的螺桿。另外，螺桿向反方向旋轉的轉速是50[轉/分]，在計量工序中使螺桿向正方向旋轉的時間即計量時間為6秒，加熱料筒的溫度為240[℃]。而且進行了下述的操作將在作為更換前的樹脂的聚丙烯(PP)中添加有紅色母料的樹脂(混合比為10∶1)更換為在作為新樹脂的聚丙烯(PP)中添加有白色母料的樹脂(混合比為10∶1)。此時，采用由注射噴嘴注射的樹脂成形為平板，并測定該平板的色調由紅色變?yōu)榘咨枰臉渲俊４送?，色調的測定通過由分光測色計對a值的測定來進行。另外，計量值為50[mm]。再者，使螺桿向反方向旋轉的時間即反向旋轉時間為3秒，與計量時間之比為1/2。
根據(jù)所述追加實驗已經(jīng)確認與以前的方法相比較，使用的樹脂量可以減少20～30[％]。更為詳細地說，根據(jù)所述追加實驗，可以獲得如圖6所示的結果。圖6所示的表是在改變反向旋轉時間與計量時間之比的情況下殘留樹脂的去除效果以及受到向供給部的逆流所影響的計量穩(wěn)定性的評價結果。在圖6所示的表中，其評價結果是×表示不良，○表示良好，以及◎表示非常良好。
由圖6可知如果不充分延長使螺桿向反方向旋轉的時間，則不能充分去除殘留樹脂。另一方面還可知如果過分延長使螺桿向反方向旋轉的時間，則熔融樹脂進入螺桿的供給部，導致計量穩(wěn)定性的下降。具體地說已經(jīng)知道，如果反向旋轉時間與計量時間之比為1/10或以上，則可以充分去除殘留樹脂。另外還可知如果反向旋轉時間與計量時間之比為1/5或以上，則可以非常有效地去除殘留樹脂。另一方面還可知如果反向旋轉時間與計量時間之比達到1/1.2，則熔融樹脂進入螺桿的供給部而對計量穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響。由此可以說，如果反向旋轉時間與計量時間之比為1/10～1/1.5，則可以獲得充分的效果。另外還可以說，如果反向旋轉時間與計量時間之比為1/5～1/1.5，則可以獲得更為良好的效果。
另外，螺桿的旋轉速度雖然希望較高一些，但熔融樹脂的移動量因為依存于螺桿的旋轉速度，所以，當以高于100[轉/分]的旋轉速度使螺桿向反方向旋轉時，熔融樹脂恐怕進入螺桿的供給部。因此，當螺桿的旋轉速度在50～100[轉/分]的范圍內使螺桿向反方向旋轉時，則在維持計量穩(wěn)定性的同時，可以在短時間內將殘留樹脂去除。
此外，進行注塑機的清理的動作既可以通過操作工人的手動操作來進行，也可以通過控制裝置的控制自動地進行。
這樣一來，在本實施方案中，在對殘留在加熱料筒22內的樹脂進行清理時，將螺桿24固定在軸方向上的螺桿行程的前進限定位置并使之向反方向旋轉。由此，加熱料筒22內熔融樹脂41的壓力施加在螺桿24的螺紋35的背面35b上。而且受到壓力的熔融樹脂41在強力推向螺紋35的背面35b的狀態(tài)下與該背面35b相互摩擦，藉此使附著的樹脂從背面35b去除下來。因此，以前的方法難以去除的附著在螺紋35的背面35b上的樹脂也可以去除下來，從而使切實去除附著在螺桿24上的樹脂成為可能。因此，可以在短時間內完全清理掉殘留在加熱料筒22內的樹脂。
殘留在加熱料筒22內的熔融樹脂41雖然附著在加熱料筒22的內面和螺桿24上，但通過在計量工序中使螺桿24向正方向旋轉、或者在注射工序中使螺桿24前進，因為與流動的熔融樹脂41產(chǎn)生摩擦，所以殘留在加熱料筒22內的熔融樹脂41比較容易地得以去除。一般認為其原因在于在這種情況下，通過使螺桿24向正方向旋轉或者使之前進，熔融樹脂41在推向加熱料筒22的內面、螺桿24中通道36的底面以及螺紋35的正面35a的狀態(tài)下進行流動。但是，縱然使螺桿24向正方向旋轉或者使之前進，熔融樹脂41也不會推向螺紋35的背面35b。因此，在以前的方法中不能去除附著在螺紋35的背面35b上的樹脂。與此相反，在本實施方案中，通過將螺桿24固定在軸方向上的螺桿行程的前進限定位置并使之向反方向旋轉，受到壓力的熔融樹脂41在強力推向螺紋35的背面35b的狀態(tài)下與該背面35b相互摩擦，因而可以使附著在背面35b上的樹脂得以去除。
另外，將使螺桿24向正方向旋轉的動作以及使之向反方向旋轉的動作重復若干次，藉此可以更加切實地去除附著在螺桿24上的樹脂。此外，使螺桿24向反方向旋轉時，將螺桿24固定在軸方向上的位置也可以不一定是螺桿行程的前進限定位置。正如前面所敘述的那樣，可以在前進限定位置的附近，而且也可以是成形材料往模具內的填充已經(jīng)結束的位置。再者，也可以是處在縱然使螺桿24向反方向旋轉也不會產(chǎn)生向供給部37的逆流的范圍內即到螺桿行程的一半的范圍內。也就是說，也可以在成形材料往模具內的填充已經(jīng)結束的位置或者在從前進限定位置到計量行程的1/2的范圍內，在使螺桿24向后退方向移動后對其加以固定，并使螺桿24向反方向旋轉。另外，如前所述，即使不將螺桿24嚴格固定在軸方向上，螺桿24也可以處于在軸方向上幾乎不移動的狀態(tài)，即螺桿24在軸方向上的速度在零速附近。
此外，在本實施方案中，作為上述清理方法，雖然采用使螺桿24前進的方法從注射噴嘴23排出熔融樹脂41，但也可以事先將螺桿24固定在一定位置，然后使螺桿24向正方向旋轉而從注射噴嘴23排出熔融樹脂41。另外，在進行樹脂的更換等時，雖然就全部排出加熱料筒22內的樹脂時的動作進行了說明，但本發(fā)明對于進行成形品的成形的情況也可以適用。也就是說，在進行成形品的成形時，也可以從該背面35b去除并除去附著在螺桿24的螺紋35的背面35b上的樹脂。
例如，在進行成形品的成形時，在進行計量工序之前，將螺桿24固定在軸方向上的螺桿行程的前進限定位置并使之向反方向旋轉。由此，因為加熱料筒22內熔融樹脂41受到壓力，故而可以使附著在螺桿24的螺紋35的背面35b上的樹脂得以去除。而且去除的樹脂混入熔融樹脂41內，所以在下次的注射工序中，從注射噴嘴23注射出來而從加熱料筒22內得以去除。此外，在所有的成形注射(shot)中，通過進行使螺桿24向反方向旋轉的動作，便可以穩(wěn)定地進行計量。
另外，所述螺桿24向反方向的旋轉也可以每隔預定次數(shù)的計量工序進行1次。此時，與在所有的成形注射中進行使螺桿24向反方向旋轉的動作相比，可以縮短成形周期。再者，也可以在縱然使螺桿24向反方向旋轉也不會產(chǎn)生向供給部37的逆流的范圍內即從前進限定到螺桿行程的一半的范圍內，在使螺桿24向后退方向移動后對其加以固定，并使螺桿24向反方向旋轉。
附著在該螺紋35的背面35b上的樹脂在加熱料筒22內長時間受熱，也就是經(jīng)歷了一個長時間的熱過程，因而產(chǎn)生退化的可能性較大。而且當退化的樹脂因某種原因從螺紋35的背面35b上剝離并脫落而混入熔融樹脂41內時，便將導致成形品質量的下降。于是，在進行成形品的成形時，正如前面所敘述的那樣，定期地對附著在螺紋35的背面35b上的樹脂進行去除，由此便可以防止因退化的樹脂混入熔融樹脂41內而導致的成形品質量的下降。
此外，所述預定次數(shù)可以進行適當?shù)脑O定。例如也可以在每次進行計量工序之前，將螺桿24固定在軸方向上的螺桿行程的前進限定位置并使之向反方向旋轉。由此，可以防止樹脂長時間附著在螺紋35的背面35b上。
另外，本發(fā)明并不限于上述的實施方案，可以基于本發(fā)明的宗旨進行各種改變，本發(fā)明并不將它們排除在本發(fā)明的范圍內。
本發(fā)明可以適用于擠出成形裝置、層壓裝置等各種成形機。
權利要求
1.一種成形方法，其特征在于，該成形方法包括(a)向加熱料筒內供給成形材料；(b)使螺桿向一個旋轉方向旋轉，且使所述成形材料的擠壓力作用在螺紋部的前面；(c)所述成形材料一邊熔融一邊向所述螺桿的前方輸送；(d)使所述螺桿向另一個旋轉方向旋轉，且使所述成形材料的擠壓力作用在所述螺紋部的背面，以便向所述螺桿施加反向背壓。
2.根據(jù)權利要求1所述的成形方法，其中所述反向背壓是通過作用在使所述螺桿后退的方向上而產(chǎn)生的。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的成形方法，其中一邊使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉，一邊使所述螺桿的軸向速度在零速附近。
4.根據(jù)權利要求1～3的任一項所述的成形方法，其中所述螺桿在所述加熱料筒內，當處在從成形材料往模具內的填充已經(jīng)結束的位置或前進限定位置到計量行程的1/2的范圍時，使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉。
5.根據(jù)權利要求4所述的成形方法，其中每進行預定次數(shù)的計量工序，就使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉。
6.根據(jù)權利要求5所述的成形方法，其中使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉的時間與所述計量工序的時間之比為1/10～1/1.5。
7.一種清理方法，其特征在于，所述清理方法包括(a)向加熱料筒內供給成形材料；(b)使螺桿向一個旋轉方向旋轉，且使所述成形材料的擠壓力作用在螺紋部的前面；(c)所述成形材料一邊熔融一邊向所述螺桿的前方輸送；(d)使所述螺桿向另一個旋轉方向旋轉，且使所述成形材料的擠壓力作用在所述螺紋部的背面，以便向所述螺桿施加反向背壓。
8.根據(jù)權利要求7所述的清理方法，其中在向所述螺桿施加反向背壓后，使所述加熱料筒后退。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的清理方法，其中一邊使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉，一邊使所述螺桿的軸向速度在零速附近。
10.根據(jù)權利要求7～9的任一項所述的清理方法，其中所述螺桿在所述加熱料筒內，當處在從前進限定位置到計量行程的1/2的范圍時，使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉。
11.一種成形機，其特征在于，所述成形機具有(a)加熱料筒；(b)以能夠旋轉的方式配置在所述加熱料筒內且在外圓面具有螺旋狀溝槽的螺桿；(c)使該螺桿向一個旋轉方向以及向另一個旋轉方向旋轉的螺桿旋轉驅動裝置；(d)使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉、且逆著作用在所述螺紋部背面的成形材料的擠壓力而向所述螺桿施加反向背壓的控制裝置。
12.根據(jù)權利要求11所述的成形機，其中具有使所述螺桿在軸方向上進退的螺桿進退驅動裝置，所述控制裝置控制所述螺桿進退驅動裝置的動作，從而通過將力作用在使所述螺桿后退的方向上而向所述螺桿施加反向背壓。
13.根據(jù)權利要求11或12所述的成形機，其中所述控制裝置一邊使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉，一邊使所述螺桿的軸向速度在零速附近。
14.根據(jù)權利要求11～13的任一項所述的成形機，其中所述控制裝置每進行預定次數(shù)的計量工序，就使所述螺桿向所述另一個旋轉方向旋轉。
15.根據(jù)權利要求11～14的任一項所述的成形機，其中所述控制裝置使所述加熱料筒后退而進行清理動作。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供可以切實地去除附著在螺紋背面的樹脂的成形方法、清理方法以及成形機，其中包括向加熱料筒內供給成形材料；然后使螺桿向一個旋轉方向旋轉，且使所述成形材料的擠壓力作用在螺紋部的前面；繼而所述成形材料一邊熔融一邊向所述螺桿的前方輸送；然后使所述螺桿向另一個旋轉方向旋轉，且使所述成形材料的擠壓力作用在螺紋部的背面，以便向所述螺桿施加反向背壓。
文檔編號B29C45/50GK1822942SQ20048002054
公開日2006年8月23日 申請日期2004年7月16日 優(yōu)先權日2003年7月17日
發(fā)明者寺田真司, 丸本洋嗣, 常深浩基, 今野政昭 申請人:住友重機械工業(yè)株式會社