JP2014083719A - 線条樹脂成形物の製造法及びその成形物 - Google Patents

Abstract

【課題】線条樹脂成形物の成形において、樹脂糸に接着剤を塗布し金型に巻き付け、その後乾燥して金型を取り外すという方法があるが、接着剤使用のための乾燥時間の削減、製造時間の短縮などの課題があり、またノズルから直接射出した溶融樹脂には不安定さがある。これらを解決するための方法を提供する。
【解決手段】成形機９ａ，９ｂのノズルに接続したヒーター付きのフレキシブルホース２の樹脂射出口に溶融樹脂を誘導し、溶融線条樹脂を射出し冷却固化する前に金型４に巻き付け、樹脂の固化と共に成形する。更に、溶融樹脂の誘導方法や、成形の金型の取り扱い方法も提案し、低コストでデザイン性の優れた製品を成形できる方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、線条樹脂成形物の製造法及びその成形物に関する。

本出願における線条成形物とは、例えばランプシェイド等のインテリア照明機器に用いられている中空の成形物のように、樹脂糸に接着剤を塗布しながら球体金型の外周に巻き付け、乾燥した後に球体金型を取り外すことによって、製作した中空な球形状の成形物等である。

また従来、線条成形物を成形するためには、回転軸に取り付けられた金型に、接着剤を含ませた樹脂糸を、巻き付けて製造している。

また、巻き付けられた樹脂糸の接着剤が乾燥し固着するまでのある一定時間は、成形物を金型から外すことが出来ない。

更に、樹脂糸が回転する金型に対して滑らないように巻き付けるために、金型の回転速度をある一定以上に上げることが出来ない。

理想的には、接着剤を利用せず乾燥時間も必要としない、また材料費を軽減し、製造時間の短縮も達成し、高効率な線条樹脂成形物の製造工程を確立したい。

そこで、例えば射出成形機のノズルから直接溶融樹脂を線条に射出させ、直ちに金型に巻き付ける方法が考えられる。しかし、成形条件や雰囲気条件により射出状態が不安定なために、線条溶融樹脂が連続的に射出されず断裂することもあり、巻き取り金型の回転速度も定速にできず、取り扱いも困難で、安定した成形が難しい。

この課題を解決するために、線条溶融樹脂において、樹脂本来が持っている溶着性を利用し、樹脂の温度低下による自然固化も利用できるような成形条件を見出し、成形物を製造する工程が実現できれば大変有用である。

特開２０００−３３５８２５号公報 特開 昭５３−１６７７４号公報

特許文献１の線条積層成形物の製造装置において、樹脂糸に接着剤を塗布し金型に巻き付け、その後乾燥して金型を取り外すという工程では、接着剤の使用のための乾燥時間の削減、製造時間の短縮などの課題があり、これらを解決するための方法が望まれている。

特許文献２のプラスチック線条による器物成形法おいては、射出成形機のノズルから射出する溶融線条樹脂を、直ちに用いて器物成形をするため、ノズルの位置が固定されてしまい、成形品の形状に制限が出てしまう。したがって成形品のデザイン性を上げるために、ノズルと金型の相対位置関係を任意に設定できないことは、重要な解決すべき課題である。

本発明では、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、射出成形機のノズルから射出する溶融線条樹脂を、フレキシブルホースにて樹脂射出口まで、安定して誘導・供給する機能を持つ線条樹脂射出装置、および線条樹脂を様々な形状に巻き取る金型に、自在可動可能な駆動装置を具備した巻き取り金型台が必要であると考えた為、今回の発明の出願に至った。

射出成形機に取り付けられた樹脂射出ノズルから射出される溶融樹脂を、樹脂射出口まで誘導するためのホースに、フレキシブルホースを使用することを特徴とする溶融線条樹脂射出装置による溶融線条樹脂の製造法、及びそれを用いた線条樹脂成形物である。

請求項１の記載のフレキシブルホースの樹脂射出口から射出する溶融線条樹脂を、巻き付ける金型を搭載できる装置であって、当該金型をXYZ方向に直線移動、およびXZ方向に回転させる装置による成形を特徴とする請求項１に記載した製造法、及びそれを用いた線条樹脂成形物である。

請求項１の記載のフレキシブルホースに、溶融樹脂の冷却固化を防ぐ加熱保温のためのヒーターを具備したことを特徴とする請求項１、２の少なくとも一項に記載の製造法、及びそれを用いた線条樹脂成形物である。

請求項１の記載のフレキシブルホースに温度センサを具備し、溶融樹脂の冷却固化を防ぐ加熱保温のためのヒーターの温度調節制御をすることを特徴とする請求項１、２、３の少なくとも一項に記載の製造法、及びそれを用いた線条樹脂成形物である。

請求項１の記載の溶融線条樹脂射出装置を具備した複数の成形機から、樹脂の種類、色、線条径の異なる線条樹脂を射出し、複数の種類の樹脂を織り混ぜて線条成形物を成形することを特徴とする請求項１、２、３、４の少なくとも一項に記載の製造法、及びそれを用いた線条樹脂成形物である。

請求項１の記載のフレキシブルホースを複数の成形機に接続させ、ホースの途中で合流させ、または前記樹脂射出口の手前で合流させ、その合流場所に切り替え弁を具備し、使用する溶融樹脂のみに切り替え弁で切り替え、前記樹脂射出口から射出させ成形した後、他方に切り替え、他の溶融樹脂を射出させることを特徴とする請求項１、２、３、４、５の少なくとも一項に記載の製造法、及びそれを用いた線条樹脂成形物である。勿論切り替え後は、新規の溶融樹脂が出るまで廃棄するか、差し支えなければそのまま使用する。

請求項１の記載のフレキシブルホースに接続された樹脂射出口をロボットの腕に具備し、自在移動可能な状態にして、固定した金型上に線条樹脂を射出し、自在な形状の成形物を成形することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６の少なくとも一項に記載の製造法、及びそれを用いた線条樹脂成形物である。

本発明のフレキシブルホースに接続の樹脂射出口を具備する線条樹脂射出装置から射出される溶融線条樹脂と、自在可動可能な駆動装置を具備した巻き取り金型を利用する成形方法により、製造時間の短縮や接着剤を利用しない成形を可能にする。また接着剤を利用しないため成形後の乾燥時間も必要としない。低コスト、高効率な成形品の製造と、デザイナーの欲する形状の成形・製造が可能となる。更に、器物の形状の金型を利用する他の成形方法に比べ、金型製作費も低く抑えられるため、多品種少量生産品への対応も容易になる。

本発明に係る全体概念図である。 本発明に係るフレキシブルホースと樹脂射出ノズルに関する斜視図である。 本発明に係る樹脂射出ノズル部の断面図である。 本発明に係る巻き取り金型及び周辺機器の関連図である。 本発明に係るフレキシブルホースのヒーター装置に関する外観図である。 本発明に係る複数の線条樹脂射出装置に関する外観図である。 本発明に係るフレキシブルホースの断面形状に関する外観図である。

図1は、本発明に係る全体概念図である。成形機A９a及び成形機B９bから溶融樹脂を、フレキシブルホース２を介して巻き取り金型４へ誘導する。この時、フレキシブルホース２はスライダック８及びリボンヒーター７で加熱されており、溶融樹脂が固化しないように工夫されている。巻き取り金型４は可動式巻き取り台a ５aの上に設置された可動式巻き取り台b ５bに接続されており、可動式巻き取り台5 の動きにより、X、Y、Z方向に移動可能、X軸、Z軸周りに回転可能であるため、誘導されてきた溶融樹脂を巻き取り金型４上において巻き取ることが可能となる。

図２は、本発明に係るフレキシブルホース２と樹脂射出ノズル１に係る斜視図である。図２は、樹脂射出ノズル１とフレキシブルホース２とを具備しており、市販の配管用テーパねじを用いて連結部３で結合されている。樹脂射出ノズル１は樹脂導入部１a側を射出成形機のノズルに取り付け、溶融樹脂を樹脂射出ノズル１内に取り込み、連結部３より、フレキシブルホース２へ樹脂を送り込む構造となっている。フレキシブルホース２は、中空パイプ構造であり、金型へ樹脂を誘導する樹脂射出口２aを具備しており、蛇腹形状を利用して、あらゆる方向に移動が可能な構造である。

図３は、本発明に係るフレキシブルホース２の樹脂射出ノズル１の断面図である。図２、図３を参照して、樹脂射出ノズル１は、射出成形機側から樹脂を取り込む樹脂導入部１a、射出成形機に樹脂射出ノズル１を取り付けるための成形機連結用雄ねじ１ｂ、フレキシブルホース２を連結するために利用する連結部雌ねじ１cを具備している。これにより、射出成形機から溶融樹脂を、フレキシブルホース２へ送り込むことが可能である。

図４は本発明に係る巻き取り台金型４及び周辺機器の関連図である。巻き取り金型4は可動式巻き取り台5に設置され、可動式巻き取り台5は制御装置6によって、動きを制御されている。巻き取り金型4は射出成形機のフレキシブルホース２から溶融樹脂の供給を受けるものである。さらに、巻き取り金型4及び可動式巻き取り台５はX、Y、Z方向に移動可能、X軸、Z軸周りに回転可能に制御装置6で制御されている。これらの制御により、溶融線条樹脂を金型に巻き取ることができる。動作を以下に説明する。射出成形機のシリンダー内で溶かされた樹脂を、シリンダー先端に取り付けられた樹脂射出ノズル１から、連結部３を通してフレキシブルホース２へ送り込む。フレキシブルホース２内を通過した溶融樹脂は、溶融線条樹脂射出口２ａから排出され、可動式巻取り台５に設置された巻き取り金型４によって受け止められる。溶融線条樹脂射出口２aと巻き取り金型４の相対位置を変えることにより、デザイナーの欲する形状の線条樹脂成形物が製造できる。

図５は、本発明に係るフレキシブルホース２のヒーター装置に関する外観図である。図２、図５を参照して、フレキシブルホース２内には溶融樹脂が充填されているため、溶融状態を保つためにはフレキシブルホース２を加熱保温しておく必要がある。リボンヒーター７は広く市販され、その種類も豊富であり、これを利用することが最も効率的であり、フレキシブルホース２の全体を囲むように巻き付ける。リボンヒーター７は電源コード７aを具備し、電源に接続されているスライダック８に接続され、スライダック８による電圧調節によりリボンヒーター７の温度調節を行うことができ、フレキシブルホース２内の溶融樹脂の温度と状態を制御することが可能である。また、フレキシブルホース２に温度センサを具備し、自動温度調節制御することもできる。なおヒーターの温度調節には、他の温度調節制御装置も利用できる。

図６は、本発明に係る複数の線条樹脂射出装置に関する外観図である。図２、図６を参照して、複数の種類の樹脂、色、線条径等を織り混ぜて利用するための手法として、複数の成形機A９ａ、成形機B９ｂから異なる樹脂を、フレキシブルホース２を介して誘導することで、複数の種類の樹脂を織り混ぜて成形物を製造することができる。これによって例えばＰＰ（ポリプロピレン）とＰＣ（ポリカーボネート）、などの異種、異色の樹脂材料を織り撚ることが可能となる。複数の種類とは図６のように２種類に限らず、２種類以上である。

図７は、本発明に係るフレキシブルホース２の形状及び断面形状に関する外観図である。図２、図７を参照して、フレキシブルホース２の目的は樹脂射出口２aを自由に移動するために、フレキシブルホース２の形状は限定しない。図２では蛇腹状のフレキシブルホース２を示したが、直線形状１０ａでも円弧形状１０ｂでも可能である。また、樹脂射出口２aにさまざまな断面形状をしたアタッチメントを付け替え可能にすることにより、線条樹脂の断面形状を変えて成形物を製造することができる。断面形状は円形、楕円形、三角形以上の多角形である。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、射出成形機の他に、押し出し成形機等も使用することが出来る。

また、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成を取り得ることは勿論である。

１ 樹脂射出ノズル、
１a 樹脂導入部、
１b 成形機連結用雄ねじ、
１c 連結部雌ねじ、
２ フレキシブルホース、
２a 樹脂射出口、
３ 連結部、
４ 巻き取り金型、
５ 可動式巻き取り台、
５a 可動式巻き取り台a、
５b 可動式巻き取り台b、
６ 制御装置、
７ リボンヒーター、
７a 電源コード、
８ スライダック
9ａ 成形機A、
9ｂ 成形機B、
１0ａ 直線形状、
１0ｂ 円弧形状、

Claims (7)

1. 射出成形機に取り付けられた樹脂射出ノズルから射出される溶融樹脂を、樹脂射出口まで誘導するためのホースに、フレキシブルホースを使用することを特徴とする溶融線条樹脂射出装置による溶融線条樹脂の製造法、及びそれを用いた線条樹脂成形物。
2. 請求項１の記載のフレキシブルホースの樹脂射出口から射出する溶融線条樹脂を、巻き付ける金型を搭載できる装置であって、当該金型をXYZ方向に直線移動、およびXZ方向に回転させる装置による成形を特徴とする請求項１に記載した製造法、及びそれを用いた線条樹脂成形物。
3. 請求項１の記載のフレキシブルホースに、溶融樹脂の冷却固化を防ぐ加熱保温のためのヒーターを具備したことを特徴とする請求項１、２の少なくとも一項に記載の製造法、及びそれを用いた線条樹脂成形物。
4. 請求項１の記載のフレキシブルホースに温度センサを具備し、溶融樹脂の冷却固化を防ぐ加熱保温のためのヒーターの温度調節制御をすることを特徴とする請求項１、２、３の少なくとも一項に記載の製造法、及びそれを用いた線条樹脂成形物。
5. 請求項１の記載の溶融線条樹脂射出装置を具備した複数の成形機から、樹脂の種類、色、線条径の異なる線条樹脂を射出し、複数の種類の樹脂を織り混ぜて線条成形物を成形することを特徴とする請求項１、２、３、４の少なくとも一項に記載の製造法、及びそれを用いた線条樹脂成形物。
6. 請求項１の記載のフレキシブルホースを複数の成形機に接続させ、ホースの途中で合流させ、または前記樹脂射出口の手前で合流させ、その合流場所に切り替え弁を具備し、使用する溶融樹脂のみに切り替え弁で切り替え、前記樹脂射出口から射出させ成形した後、他方に切り替え、他の溶融樹脂を射出させることを特徴とする請求項１、２、３、４、５の少なくとも一項に記載の製造法、及びそれを用いた線条樹脂成形物。勿論切り替え後は、新規の溶融樹脂が出るまで廃棄するか、差し支えなければそのまま使用する。
7. 請求項１の記載のフレキシブルホースに接続された樹脂射出口をロボットの腕に具備し、自在移動可能な状態にして、固定した金型上に線条樹脂を射出し、自在な形状の成形物を成形することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６の少なくとも一項に記載の製造法、及びそれを用いた線条樹脂成形物。