JP2004284082A - 合成樹脂材料の切り出し・供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルから押し出された溶融状態の合成樹脂を所定量切り取って所定位置に確実に供給する。
【解決手段】押出しノズル開口部８から押し出された合成樹脂材料に対して、切断保持し搬送する保持部１と、保持部１の内部に合成樹脂材料の脱落防止のための脱落防止用の溝２と、保持部１の内径より僅かに小さい径で、かつ先端外周部の軸線方向に対して垂直な投影面の２０％以上の部分が軸線方向に後退しているエジェクターピン３を有している。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、押出ノズルから押し出された溶融状態の合成樹脂を切断・保持し、所定の位置に供給する合成樹脂材料供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、金属キャップのライナー成形や合成樹脂製キャップや容器などの成形を行う場合には、合成樹脂素材を溶融・混練したのち、押出ノズルから押し出した合成樹脂材料を成形装置で成形して、所定形状の合成樹脂製品を得ることが多い。このような合成樹脂材料を成形装置に供給するための合成樹脂供給装置として、特開２０００−１０８１２７号公報（特許文献１）に記載の発明では、押出ノズルから押し出された合成樹脂材料を切断し、保持手段により切断された合成樹脂材料を保持して搬送し、排出位置で切断された合成樹脂材料を開放し、自由落下させて所定の位置に供給している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１０８１２７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような合成樹脂材料供給装置では、排出位置において合成樹脂材料を自由落下させて供給しているため、排出された合成樹脂材料が適切なタイミングで落下せずに、所定の位置からずれて配置される場合がある。ずれて配置された合成樹脂材料の上から金型等が押し付けられ成形が行われると、合成樹脂材料の上に金型等が押し付けられない部位が発生し、確実な成形が行われない場合があった。
【０００５】
また、自由落下による供給であるために、供給後の形状あるいは形態の安定性に欠け、次工程での成形に支障がでる可能性があった。つまり、保持手段内壁に合成樹脂材料の一部が付着しながら落下し、表面にバリやひだ等の小片部分が生じたようないびつな形状で合成樹脂材料が供給された場合、そのような小片部分は熱容量が小さいため、供給されてから金型等が押し付けられる前に冷えて固まりやすく、その冷えて固まった部分が金型等で成形された合成樹脂の表面にしわとして残る場合があった。
【０００６】
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、合成樹脂材料を所定の位置に確実にかつ、形状を安定させて供給できる装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、押出ノズルから押し出された溶融状態の合成樹脂材料をその押出ノズルの開口端から切り取るとともに、所定箇所に供給する合成樹脂材料の切り出し・供給装置において、前記押出ノズルの開口端と対面する側に切断刃を有し、前記開口端と対面する側をその開口面と平行な方向に移動させることにより、前記押出ノズルから押し出されている合成樹脂材料を切り取りかつ切り取った合成樹脂材料を保持する切断・保持部材と、その切断・保持部材の内部に軸線方向に前後動自在に配置され、切断・保持部材の内部に保持された前記合成樹脂材料を所定位置に押し出して供給する排出部材とを備え、かつ前記排出部材の先端外周部のうちその軸線方向に対して垂直な投影面の２０％以上の部分が軸線方向に後退していることを特徴とする装置である。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明における前記切断・保持部材が、その中心軸線に対して垂直な方向に移動するよう構成され、かつ、その移動方向での前面側の一部が切り開かれた筒状をなすとともに、その筒状の内面に複数条の溝が形成されていることを特徴とする装置である。
【０００９】
したがって、この発明によれば、切断・保持部材によって切り出された合成樹脂材料を排出部材によって所定の位置に押し出すので、保持部に引っかかり落下のタイミングがずれて、所定の位置に収まらなかったり、所定の位置からずれて供給されたりすることがない。したがって、切断・保持部材によって切り出された合成樹脂材料を所定の位置に確実に供給することができる。
【００１０】
また、排出部材の先端部分が、先端外周部のうちその軸線方向に対して垂直な投影面の２０％以上の部分が軸線方向に後退している。したがって、保持された合成樹脂材料を対象物に押し出す際には、押し出された合成樹脂材料の周辺部に薄膜状もしくはひだ状に立ち上がった部分が生じず、その結果、押し出された合成樹脂材料を次工程で成型するときにバリやひだが生じるの防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、この発明を具体例に基づいて説明する。図５および図６は、この発明で対象とする装置の全体的な構成を示す概略図である。押出ノズル９は、その押出ノズル開口部８より溶融状態の合成樹脂材料５を押し出すよう構成されている。押出ノズル９の上部には保持部１が水平方向に移動可能なように配置されている。また、保持部１の進行方向の所定の位置には、アルミニウム合金板や表面処理鋼板等の金属板をプレス等により絞り成形することで、円形の天板部と円筒状のスカート部とをカップ状に一体成形し、絞り成形の後でベントスリットやタンパーエピテンスバンドなどの加工を適宜おこなった金属シェル６が、天板部を底にした状態で配置されており、保持部１はこの位置まで移動する。
【００１２】
図１に保持部１を示す。半円筒状の保持部１の上方は円筒状となっており、その内部に円筒内を上下方向に移動可能なエジェクターピン３が形成されている。このエジェクターピン３の外径は、保持部１の内径よりも僅かに小さく、また、押出ノズル開口部８の内径よりも僅かに大きくなっている。さらに、エジェクターピン３の先端面は、半球面状に形成されている。すなわち、先端中央から外周側の全体が円弧状に後退している。そして、さらにガス噴出孔４が形成されている。本実施例では、エジェクターピン３の外径が１０．５ｍｍ、保持部１の内径が１１．５ｍｍ、押出ノズル開口部８の内径が９．５ｍｍである。
【００１３】
保持部１は、進行方向の前面側の一部が切り開かれた半円筒状となっており、その内面下方には、保持部１により合成樹脂材料５を保持できるように、半円状に押出ノズル開口部８に平行に縦断面略Ｖ字状の脱落防止用溝２が形成されている。本実施例では、Ｏ．１ｍｍ幅で６本である。なお、脱落防止用溝２の形状は、保持部１の軸線方向に対して略垂直方向に延在していることが好ましく、連続でも不連続でも良く、縦断面形状も矩形状や円弧状であっても良い。また、保持部１の内面は、押出しノズル開口部８に対して略垂直に形成されており、この保持部１の内面の下端が、押出ノズル開口部８から押し出された合成樹脂材料５を切断できるような切断刃となっている。この保持部１がこの発明における切断・保持部材に相当する。
【００１４】
合成樹脂材料５は溶融・混練されてから、略円形状の押出ノズル９から押出ノズル開口部８に送り込まれる。押出ノズル開口部８から押し出された合成樹脂材料５は、押出ノズル開口部８の内径よりも僅かに大きい内径を有する半円筒状の保持部１によって密着した状態で保持され、そこからさらに、保持部１が前進することにより、その保持部１の内面の下端に押し出された合成樹脂材料５は、保持部１の下端の切断刃によってせん断されるように切断される。また、保持部１は、押し出されて切断された合成樹脂材料５を保持し、排出する所定の位置、つまり、金属シェル６が配置されている位置まで搬送し、保持された合成樹脂材料５がエジェクターピン３により押し出され、金属シェル６に合成樹脂材料５が乗せられる。
【００１５】
エジェクターピン３は先端面が半球状となっている。そのため、エジェクターピン３の先端面によって合成樹脂材料５が金属シェル６に押し広げられたときには、押し広げられた合成樹脂材料５が、そのエジェクターピン３の先端面に沿うようになめらかな曲面に変形し、合成樹脂材料５の外周部にバリやひだ等の小片部分が発生することを防止できる。
【００１６】
図２ないし４にライナー成形工程の様子を示す。金属シェル６にライナー材を成形する場合は、形成された金属シェル６は天板部を底にした状態で搬送され、所定の位置で上記合成樹脂材料５を乗せられたあと、金型７の下方に置かれる（図２）。その後、金型７が上方から合成樹脂材料５に押し付けられ（図３）、成形される（図４）。このとき、乗せられた合成樹脂材料５がバリやひだなどの小片部分が発生したいびつな形状であったり、金属シェル６内の所定の位置に正確に押し付けられていなかったりすると、均一に成形されず、ライナー成形時にライナー表面にしわが発生したり、合成樹脂材料５が金型の隅々にまで完全に行き渡らず所定形状のライナーが成形されなかったりする可能性がある。この結果、美観を損ねたり、しわや成形不良部がライナーの密封部に相当する部分に存在する場合は密封不良が発生したりするおそれがある。
【００１７】
押出ノズル開口部８から押し出される合成樹脂材料５は、所定量押し出された後、保持部１の移動により切断されるが、この切断された合成樹脂材料５は、高さと直径の比を略１：１とすることが好ましい。これは、切断された合成樹脂材料５の高さが直径よりも大きすぎると、所定の位置に合成樹脂材料５を排出した際に、排出される合成樹脂材料５が正置せずに傾いたり、転倒したりする。そのため、不必要な部分に合成樹脂材料５が付着したり、形状がいびつとなったりするおそれがあるためである。
【００１８】
また、保持部１の移動により切断された合成樹脂材料５の直径が高さよりも大きすぎると、この切断された合成樹脂材料５が保持部に保持され難くなり、受入位置から排出位置まで搬送する間に、切断された合成樹脂材料５が脱落するおそれがある。
【００１９】
さらに、保持部１の下面と押出ノズル開口部８との隙間は、可及的に小さくし、理想的には零がよい。本実施例ではＯ．１ｍｍ以下としている。これによって、合成樹脂材料５の切断時に、保持部１の移動によって切断された合成樹脂材料５と、押出ノズル内に残っている合成樹脂材料５との間で、糸引き状態となることなく確実に切断できる。したがって、合成樹脂材料５が金属シェル６の不必要な個所に付着したり、合成樹脂材料５の表面に小片部分が発生したりすることがなく、金属キャップの美観を損ねたり、ライナー形成時にしわが発生したりすることを防止することができる。
【００２０】
保持部１の内面には、脱落脱落防止用溝２を形成することが好ましく、これにより、合成樹脂材料５を保持部１の内面に当接させるだけで、溶融され軟らかくなっている合成樹脂材料５が脱落防止用溝２の入り込んで密着し、重力に対する抵抗となるため、複雑な機構を用いることなく、合成樹脂材料５が自由落下することを確実に防止することができる。
【００２１】
この脱落防止用溝２の幅や深さや数は保持される合成樹脂材料５の重さや粘性等によって適宜変更される。脱落防止用溝２の幅は０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲が好ましく、脱落防止用溝２の幅が０．２ｍｍよりも大きいと、切断された合成樹脂材料５が溝部に密着しすぎて、保持部１の移動により切断された合成樹脂材料５を所定位置に供給する際に、合成樹脂材料５の一部が変形したり、溝に付着したまま残ったりしてしまう。そのため、所定位置に供給された合成樹脂材料５がいびつな形状となり、ライナー成形後のしわの発生の原因となる可能性がある。逆に溝の幅が０．０５ｍｍより小さいと、合成樹脂材料５を保持部に保持して移送する途中で、切断された合成樹脂材料５が脱落するおそれがある。
【００２２】
また、脱落防止用溝２の深さは０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲が好ましく、脱落防止用溝２の深さが０．２ｍｍより深いと、合成樹脂材料５が所定位置に供給される際に、溝の奥にまで入り込んだ合成樹脂材料５が変形したり、溝に付着したまま残ったりして、いびつな形状となり、ライナー成形後のしわの発生の原因となる可能性がある。逆に、溝部の幅が０．０５ｍｍよりも浅いと、溝部が重力に対する抵抗となり難く、合成樹脂材料５を保持部１に保持する途中で、切断された合成樹種材料５が脱落するおそれがある。
【００２３】
エジェクターピン３は、保持部１の移動により切断された合成樹脂材料５を保持する工程では、その切断された合成樹脂材料５と接触しない程度に上方に位置しており、合成樹脂材料５を所定の位置で排出するときに、下方に移動し、その先端で保持されている合成樹脂材料５を下方に押し下げ、保持部１から分離する。
【００２４】
図７に所定位置で金属シェル６に合成樹脂材料５を押し付けた時の様子を示す。金属シェル６の真上に保持部１が位置したときに、合成樹脂材料５をエジェクターピン３によって押し下げ、保持部１から排出する。そして、排出されたその合成樹脂材料５を金属シェルの天板部の内面側の略中央に押し当てる。その後、エジェクターピン３の先端に形成されたガス噴出孔４から圧縮空気を噴射して、エジェクターピン３と合成樹脂材料５とを確実に分離する。
【００２５】
エジェクターピン３の先端外周部のうちその軸線方向に対して垂直な投影面の２０％未満の部分しか軸線方向に後退していない場合は、合成樹脂材料５をエジェクターピン３の先端面で押し付けたときに、エジェクターピン３の先端中央面からはみだした合成樹脂材料５がエジェクターピン３の側壁面に沿って垂直に切り立つように成形され、その部分がバリやひだのような小片部分となるおそれがあるので、エジェクターピン３の先端外周部のうちその軸線方向に対して垂直な投影面の２０％以上の部分が軸線方向に後退している必要がある。
【００２６】
エジェクターピン３の径が、切断された合成樹脂材料５の径に比べて小さすぎると、保持部に保持されている合成樹脂材料５を押し下げる際に、その合成樹脂材料５を確実に真下に押し下げることができない。そのため、所定の位置からずれた位置に切断された合成樹脂材料５が供給されるおそれがあるので、エジェクターピン３の径は、押出ノズル開口部８の開口径以上であることが好ましい。
【００２７】
さらに、エジェクターピン３と、保持部１の内壁の間の隙間は、可及的に小さい方がよい。押出ノズル開口部８より押し出された合成樹脂材料５を保持部１の移動により切断する時には、保持部１の移動方向とは逆の方向に偏って保持部１の内部下方に付着する。このとき、エジェクターピン３と保持部１の内壁の隙間を大きくしていると、合成樹脂材料５の一部がその隙間に入りこんでしまう。そのため、エジェクターピン３が下方に移動し合成樹脂材料５を排出する時に、いびつな形状で排出され、ライナー成形時のしわの発生の原因となる可能性がある。
【００２８】
このように保持部１に保持された合成樹脂材料５をエジェクターピン３で金属シェル６の天板部の略中央に押し当てることにより、合成樹脂材料５を自由落下させる場合に比べて、一定のタイミングで確実に所定の位置に合成樹脂材料５を金属シェル６に供給することができる。
【００２９】
また、排出位置において、保持部１自体を下方に移動させ、所定の位置に近づけておくことで、エジェクターピン３によって押し下げられる合成樹脂材料５が、保持部から所定の位置に到達するまでの時間差を少なくすることができ、これにより、合成樹脂材料５を所定の位置に確実に供給できる。
【００３０】
なお、本発明で使用される合成樹脂材料は、特に限定されるものでなく、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、エラストマー系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ナイロン系樹脂、塩化ビニル系樹脂等の周知の合成樹脂が使用できる。また、そのなかでも、容器口部を密封するキャップのライナー用の樹脂材料としては、例えば、耐熱性に優れたポリプロピレン樹脂や、耐熱性、耐衝撃性、密封性に優れたエラストマー樹脂等を基に、低密度ポリエチレンとエチレンープロピレン共重合体合成ゴムのブレンド材、ポリプロピレンとスチレン系エラストマーのブレンド材、ポリエステル系エラストマー等を好適に使用することができる。また、これらの樹脂に、炭化水素油等の軟化剤、顔料、充填剤、潤滑剤等を適宜含有させることができる。
【００３１】
また、エジェクターピン３は上記実施例に限定されず、エジェクターピン３の先端外周部のうちその軸線方向に対して垂直な投影面の２０％以上の部分が軸線方向に後退していればよい。例えば、エジェクターピン３の先端中央部のうち、その軸線方向に対して垂直な投影面の８０％未満の範囲が平面となっており、その平面の周辺部から円弧状または直線状に後退するようにしても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明によれば、保持された合成樹脂材料を排出部材によって押し出すため、落下のタイミングがずれることがない。そのため、所定の位置に確実に合成樹脂材料を供給することができる。
【００３３】
また、排出部材の先端部分の、排出部材の先端外周部のうちその軸線方向に対して垂直な投影面の２０％以上の部分が軸線方向に後退している。そのため、保持された合成樹脂材料を、排出部材の先端面で押し下げ、所定の位置に押し付ける際に、先端面の後退部に沿うように合成樹脂材料の表面が成形されるので、押し出された合成樹脂材料を次工程で成形するときに、しわの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による保持部の一例の説明図である。
【図２】金属シェルにライナー材を成形する場合のライナー成形前の説明図である。
【図３】金属シェルにライナー材を成形する場合のライナー成形中の説明図である。
【図４】金属シェルにライナー材を成形する場合のライナー成形後の説明図である。
【図５】この発明で対象とする装置の全体的な構成を示す合成樹脂材料切断前の概略図である。
【図６】この発明で対象とする装置の全体的な構成を示す合成樹脂材料切断後の概略図である。
【図７】所定位置で合成樹脂材料を押し付けた時の様子を示す図である。
【符号の説明】
１…保持部、 ２…脱落防止用溝、 ３…エジェクターピン、 ５…合成樹脂材料、 ８…押出ノズル開口部、 ９…押出ノズル。

Claims (2)

1. 押出ノズルから押し出された溶融状態の合成樹脂材料をその押出ノズルの開口端から切り取るとともに、所定箇所に供給する合成樹脂材料の切り出し・供給装置において、
   前記押出ノズルの開口端と対面する側に切断刃を有し、前記開口端と対面する側をその開口面と平行な方向に移動させることにより、前記押出ノズルから押し出されている合成樹脂材料を切り取りかつ切り取った合成樹脂材料を保持する切断・保持部材と、
   その切断・保持部材の内部に軸線方向に前後動自在に配置され、切断・保持部材の内部に保持された前記合成樹脂材料を所定位置に押し出して供給する排出部材とを備え、かつ
   前記排出部材の先端外周部のうちその軸線方向に対して垂直な投影面の２０％以上の部分が軸線方向に後退していることを特徴とする合成樹脂材料の切り出し・供給装置。
2. 前記切断・保持部材が、その中心軸線に対して垂直な方向に移動するよう構成され、かつ、その移動方向での前面側の一部が切り開かれた筒状をなすとともに、その筒状の内面に複数条の溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂材料の切り出し・供給装置。

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