JP2003080560A - 射出成形用フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 細長い形状の異物を効果的に除去し、圧力損
失が発生せず、フィルタの洗浄が効果的に行われるよう
にした射出成形用フィルタを提供する。 【解決手段】 フィルタ３５は、略円筒形状であり、溶
融樹脂を濾過して細長い異物を効果的に除去する小径の
丸孔３５ａが筒部に多数形成されている。この丸孔３５
ａは、総面積が射出成形機の流路面積よりも大きくなる
よう数が設定されているため、フィルタ３５による圧力
損失は少ない。また、フィルタ３５の洗浄時の溶融樹脂
の流れ方向に対して孔径が小さくなるように、丸孔３５
ａがテーパー形状とされているので、丸孔３５ａに詰ま
った異物も確実に取り除くことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形時に溶融
樹脂から異物を取り除く射出成形用フィルタの改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック製品の成形に用いられるペ
レットは、品質管理に十分な注意がはらわれているバー
ジンプラスチックであっても、砂粒や金属、ゴミ等の異
物の混入の懸念がある。これら異物の混入は、ペレット
の製造工程や出荷後の成形工場の貯蔵サイロ、あるいは
樹脂投入口までの搬送工程、あるいは成形工程の貯蔵サ
イロ〜成形機までの各装置や工程を通るなかで発生する
ため、効果的に防止することは困難である。

【０００３】また、近年の環境問題への関心が高まるな
かで、材料として大きな比重を占めているプラスチック
は、リサイクルの推進が緊急の課題となっており、環境
負荷低減や省エネルギー化、コストダウン等を目的とし
て再生ペレットや再生チップ等の再生プラスチックの使
用量が急速に増大している。これらは、一度市場に出た
製品の回収品を原料としていることから、汚れの付着や
異物混入が多く、リサイクル工程での選別や洗浄の各種
処理でも完全には取り除ききれない。したがって、これ
らの再生プラスチックは、前述のバージンプラスチック
と較べても異物混入がほとんど避けられず、いかに異物
混入を防ぐかがリサイクルにおける重要な課題となって
いる。

【０００４】固形でない異物については、各種の選別や
洗浄等でほぼ完全に除去できる。しかしながら、固形の
異物は除去が難しく、プラスチックと一緒に射出成形機
まで到達することも多い。固形異物が射出成形機に流入
すると、製品への異物混入によって不良品が発生すると
ともに、金型の詰まりや破損及びそれに伴う設備の停止
や稼働率低下、といった点でのダメージが非常に大きな
ものとなる。

【０００５】そこで、成形前のペレット、特にリサイク
ル用の再生ペレット等に混入している異物を除去するた
めに、射出ノズル内にフィルタを装着した射出成形機が
特開平３−１４０２２５号公報及び特開平１０−２１７
２８１公報にて発明されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
３−１４０２２５号公報記載の発明は、フィルタの樹脂
通過部分がリング状のスリットで形成されており、細長
い異物、例えば薄い金属片やフイルム片，柔らかい金属
線，軟質の紐状異物等が確実には取り除けず、異物除去
性能が劣るものであった。また、溶融樹脂を射出成形時
とは逆方向から流すことでフィルタのスリットを洗浄で
きるようになっているが、スリットに詰まった異物は、
溶融樹脂の射出圧力を高くしないと取り除けなかった。

【０００７】また、特開平１０−２１７２８１公報記載
の発明は、フィルタの圧力損失を考慮して、樹脂通過部
分にスリット状の孔を用いているが、上記特開平３−１
４０２２５号公報記載の発明と同様に、細長い形状の異
物に対する除去性能が劣っている。

【０００８】本発明は、上記各問題点を解決するための
もので、細長い形状の異物も効果的に除去でき、圧力損
失が発生せず、フィルタの洗浄が効果的に行われるよう
にした射出成形用フィルタを提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、射出成形用フィルタを略円筒形状と
し、溶融樹脂を濾過する小径の丸孔を筒部に多数形成す
るようにした。これにより、細長い異物を効果的に除去
することができる。また、圧力損失が発生しないよう
に、丸孔の総面積が射出成形機の流路面積よりも大きく
なるように丸孔の数を設定したものである。

【００１０】更に、洗浄時の溶融樹脂の流れ方向に対し
て孔径が小さくなるように、丸孔をテーパー形状とした
ので、丸孔の洗浄が行ないやすくなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を実施した射出成
形機の構成を示す概略図である。射出成形機２は、射出
ユニット３，金型ユニット４，型締ユニット５からな
り、これらが水平に配置された横型射出成形機である。
射出ユニット３は、ホッパ６，加熱シリンダ７，スクリ
ュー８，減速ギヤ９，油圧モータ１０，射出シリンダ１
１，バンドヒータ１２，ノズル１３からなる。

【００１２】ホッパ６には、例えば、プラスチック製品
のリサイクルプラントによって、粗破砕，異物除去，細
破砕，洗浄，乾燥，金属除去等が施された、破砕樹脂１
４が投入される。ホッパ６に投入された破砕樹脂は、加
熱シリンダ７内に供給される。加熱シリンダ７内には、
スクリュー８が組み込まれている。スクリュー８は、後
端の軸部８ａに取り付けられた減速ギヤ９と、この減速
ギヤ９に噛合する油圧モータ１０とによって加熱シリン
ダ７内で回転される。また、軸部８ａの後端に取り付け
られた油圧式の射出シリンダ１１によって、加熱シリン
ダ７内を前進または後退される。

【００１３】加熱シリンダ７内に供給された破砕樹脂
は、加熱シリンダ７の外周に巻かれたバンドヒータ１２
の加熱と、スクリュー８の回転時の剪断発熱とによって
溶融される。溶融された破砕樹脂１４は、スクリュー８
の前進によってノズル１３に送り込まれる。ノズル１３
は、加熱シリンダ７の先端に取り付けられており、金型
ユニット４の固定側取付板１５に設けられたスプルブシ
ュ１６に接して溶融樹脂の金型ユニット４への流路を形
成する。

【００１４】金型ユニット４は、固定側取付板１５と、
この固定側取付板１５に取り付けられた固定側型１７
と、固定側取付板１５に一端が保持された複数本のスラ
イドシャフト１８と、このスライドシャフト１８により
固定側取付板１５に対して移動自在とされた可動側取付
板１９と、この可動側取付板１９に取り付けられた可動
側型２０及び受け板２１とからなる。なお、符合２２
は、成形品を可動側型から取り外すイジェクタピンを駆
動させるイジェクタシリンダである。

【００１５】型締めユニット５は、スライドシャフト１
８の他端を保持する保持板２４と、この保持板２４と可
動側取付板１９との間に組み込まれたトグル機構２５
と、このトグル機構２５を動作させて可動側取付板１９
をスライドシャフト１８に沿って移動させる型締めシリ
ンダ２６とからなる。

【００１６】図２に断面を示すように、ノズル１３は、
加熱シリンダ７に取り付けられる略円筒形状のノズルケ
ース３０と、このノズルケース３０の先端に取り付けら
れてスプルブシュ１６に押しつけられるノズルヘッド３
１と、ノズルケース３０内に組み込まれる第１キャップ
３２及び第２キャップ３３と、プラスチックの流入経路
を切り替える転換シャフト３４と、フィルタ３５とから
なる。

【００１７】図３に示すように、フィルタ３５は、円筒
形状に形成した金属薄板の外周面に小径の丸孔３５ａが
無数に形成されたものである。フィルタ３５は、射出成
形機２のシリンダ最大圧力によって破壊されない耐圧強
度を得るために、超強力鋼を用いて形成されており、そ
の厚みｔは約２ｍｍとなっている。

【００１８】フィルタ３５の要部断面図である図４に示
すように、孔３５ａは、例えば、従来のペレット成形用
の押出機で使用されていた♯２００程度の金網フィルタ
の目開きサイズを参考とし、直径ｄが例えば０．２ｍｍ
となっており、細長い異物も確実に除去することができ
る。この場合、（肉厚／孔径）比は、約１０倍となる。

【００１９】また、孔ピッチＰは孔形成の限界に近い
０．５ｍｍとしている。このとき、フィルタ３５のサイ
ズが外径Ｄをφ４５ｍｍ，長さＬを３０ｍｍとし、開口
率を１１％とすると、孔３５ａの数は１５４１４個とな
る。そして、この孔３５ａの総開口面積は、φ２４．８
ｍｍの孔面積に相当し、一般的な射出成形機や金型の樹
脂流路面積より大きいので、フィルタ３５の流路抵抗を
考慮しても、圧損は問題のないレベルとなる。

【００２０】フィルタ３５の孔３５ａは、孔径，ピッ
チ，孔数，肉厚，フィルタ形状等の特殊性や、孔精度，
加工時間，コスト等から鑑みて、通常のドリルによる機
械加工や放電加工等で形成することは困難である。ま
た、レーザー加工の応用が考えられるが、レーザー加工
では瞬間時のパワーが低く、孔開けに時間が掛かってし
まう。そのため、隣り合う孔が熱変形して歪んでしま
い、短時間に効率よく、かつ精度よく形成することはで
きなかった。

【００２１】本実施形態では、ビームを微小径に絞って
瞬間的な大エネルギー加工が可能な電子ビーム加工を用
いることで、精度よく効率的に加工を行なうことができ
た。また、電子ビーム加工の際に加工の条件を調整する
ことで孔形状をテーパー状に形成した。フィルタ３５の
孔３５ａは、外側の孔径ｄよりも内側の孔径ｄ２が小さ
くされたテーパー形状となっており、そのテーパー度は
約２０％である。

【００２２】射出成形時には、加熱シリンダ７から供給
された溶融樹脂がノズルケース３０後端の流入部３０ａ
に流し込まれる。流入部３０ａに流し込まれた溶融樹脂
は、転換シャフト３４を押圧してノズル先端に向けてス
ライドさせる。これにより、転換シャフト３４の後端部
に形成された第１接続経路３４ａが第１キャップ３２の
中央経路３２ａに接続される。第１キャップ３２から流
れ出た溶融樹脂は、フィルタ３５の小孔３５ａを通過し
て、フィルタ３５の内側から外側に流れ出る。その際
に、溶融樹脂に混入していた異物がフィルタ３５の孔３
５ａに引っ掛かり、フィルタ３５の内側に留まって射出
成形される樹脂から除去される。

【００２３】フィルタ３５を通過した溶融プラスチック
は、第２キャップ３３の外周経路３３ａを経てノズルヘ
ッド３１内に流れ込む。ノズルヘッド３１に流れ込んだ
溶融樹脂は、ノズル経路３１ａ，スプルブシュ１６を通
過して固定側型１７内に圧入される。

【００２４】また、ノズル１３のフィルタ３５が目詰ま
りしてきて圧損が大きくなった場合には、ノズル１３を
分解せずにフィルタ３５を洗浄して圧損の原因や目詰ま
りを解消することができる。図５に示すように、フィル
タ３５の洗浄を行なう際には、ノズルヘッド３１のノズ
ル経路３１ａに洗浄プランジャー４０の洗浄ノズル４０
ａを差し込み、洗浄プランジャー４０を固定側取付板１
５に押し付ける。洗浄ノズル４０ａは、その先端で転換
シャフト３４を押圧し、加熱シリンダ７側に向けてスラ
イドさせる。

【００２５】転換シャフト３４の加熱シリンダ７側への
スライドにより、第１接続経路３４ａが第１キャップ３
２の外周経路３２ｂに接続する。その後、加熱シリンダ
７から溶融樹脂を流し込むと、溶融樹脂は第１キャップ
３２の外周経路３２ｂを通ってフィルタ３５の外側に流
れ込む。そして、フィルタ３５の孔３５ａの目詰まりを
解消しながらフィルタ３５の内部に流れ込む。フィルタ
３５内に流れ込んだ溶融樹脂は、転換シャフト３４の先
端部の第２接続経路３４ｂを通過して洗浄プランジャー
４０の洗浄ノズル４０ａ内に流れ込み、排出口４０ｂか
ら排出される。

【００２６】これにより、ノズル１３を分解しないでフ
ィルタ３５の洗浄を行なうことができるので、作業復帰
までの時間を短縮することができる。また、洗浄プラン
ジャー４０の挿入だけで洗浄を行なえるので、危険で煩
雑な作業を少なくすることができる。更に、フィルタ３
５の孔３５ａをテーパー形状としたので、孔３５ａに詰
まった異物も除去しやすくなり、洗浄時に射出圧力を高
くする必要もない。

【００２７】なお、フィルタ３５の孔径は、小さい程異
物除去性能がよいが、加工が困難になり、加工コストと
成形時の圧損とが増加する。

【００２８】更に、上記実施形態では、破砕樹脂から成
形を行なう射出成形機のノズルにフィルタを組み込んだ
が、このフィルタは、再生ペレットやバージン樹脂を使
用して成形を行なう一般の射出成形機にも用いることが
でき、同様に異物混入によるトラブルを未然に防ぐこと
ができる。

【００２９】また、フィルタ通過時に溶融樹脂をミキシ
ングする効果もあるため、バージン樹脂とマスターバッ
チとのミキシングを行なう装置を省略することができ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の射出成形
用フィルタは、溶融樹脂の濾過に小径の丸孔を用いたの
で、細長い異物を効果的に除去することができる。ま
た、丸孔の総面積が射出成形機の流路面積よりも大きく
なるように丸孔の数を設定したので、フィルタによる圧
力損失は少なく、問題とならない。

【００３１】更に、洗浄時の溶融樹脂の流れ方向に対し
て孔径が小さくなるように丸孔をテーパー形状としたの
で、丸孔に詰まった異物が取り除きやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】射出成形機の構成を示す概略図である。

【図２】射出成形時のノズルの要部断面図である。

【図３】ノズルのフィルタの外観斜視図である。

【図４】フィルタの要部断面図である。

【図５】洗浄時のノズルの要部断面図である。

【符号の説明】

２ 射出成形機 ３ 射出ユニット ４ 金型ユニット １３ ノズル ３５ フィルタ ３５ａ 丸孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 信行 神奈川県南足柄市中沼210番地 富士写真 フイルム株式会社内 Ｆターム(参考） 4F206 AM10 JA07 JM04 JQ51 JQ55 JQ90

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形機のノズル内に組み込まれ、金
   型への充填時に溶融樹脂を濾過するとともに、ノズル内
   の流路切替によって濾過方向と逆の方向から溶融樹脂が
   流されて洗浄される射出成形用フィルタにおいて、 略円筒形状で、溶融樹脂を濾過する小径の丸孔が筒部に
   多数形成されてなり、該丸孔の総面積が前記射出成形機
   の流路面積よりも大きくなるような数の丸孔を形成した
   ことを特徴とする射出成形用フィルタ。
2. 【請求項２】 前記洗浄時の溶融樹脂の流れ方向に対し
   て孔径が小さくなるように、前記丸孔をテーパー形状と
   したことを特徴とする請求項１記載の射出成形用フィル
   タ。