JP2017001338A - 液状着色剤対応溶融吐出装置および液状着色剤注入装置並びに液状着色剤対応溶融吐出装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、予め所望の色味がつけられている場合と違い、所望の製品量に応じてその都度、適応量の液状着色剤を混合するため、ロット毎に色味が異なり、安定して所望の色合いを得ることが難しいという課題が生じている。
そこで本発明は、こうした課題に対応するためになされたものであり、所望の色合いが安定して得られる装置を提供するものである。
[1]原料樹脂を溶融し吐出する溶融吐出機と、その溶融吐出機に対して液状着色剤を供給する液状着色剤注入装置と、を備える液状着色剤対応溶融吐出装置であって、
原料樹脂の供給に対して液状着色剤の供給時間と供給量とを制御する制御装置を備えるものであり、
液状着色剤注入装置は、液状着色剤貯留タンクと、この液状着色剤貯留タンクから溶融吐出機に対して送出管路を通じて液状着色剤を送り出す送出ポンプと、送出管路の開閉を行うバルブと、液状着色剤の送出量を制御するコントローラとを備えるものである液状着色剤対応溶融吐出装置。
[2]原料樹脂を溶融し吐出する溶融吐出機と、その溶融吐出機に対して液状着色剤を供給する液状着色剤注入装置と、を備える液状着色剤対応溶融吐出装置であって、
原料樹脂の供給に対して液状着色剤の供給時間と供給量とを制御する制御装置を備えるものであり、
液状着色剤注入装置は、液状着色剤貯留タンクと、この液状着色剤貯留タンクから流入する所定量の液状着色剤を貯留するバレルとを備えるものである液状着色剤対応溶融吐出装置。
[4]原料樹脂を溶融し吐出する溶融吐出機と、その溶融吐出機に対して液状着色剤を供給する液状着色剤注入装置と、を備える液状着色剤対応溶融吐出装置であって、
原料樹脂の供給に対して液状着色剤の供給時間と供給量とを制御する制御装置を備えるものであり、
液状着色剤注入装置は、液状着色剤を噴出可能なディスペンサーである液状着色剤対応溶融吐出装置。
[6]液状着色剤注入装置に設けた液状着色剤吐出管の先端を溶融吐出機に設けた原料投入口の中央に配置する上記液状着色剤対応溶融吐出装置。
[7]制御装置は、原料樹脂の供給開始と液状着色剤の供給開始、および原料樹脂の供給終了と液状着色剤の供給終了とを一致させる同時タイミング制御を行う上記液状着色剤対応溶融吐出装置。
[8]制御装置は、原料樹脂の供給開始から終了までの間に液状着色剤の供給開始から終了までを完了させて液状着色剤の供給を原料樹脂の供給よりも早く完了させる同率タイミング制御を行う上記液状着色剤対応溶融吐出装置。
液状着色剤貯留タンクと、この液状着色剤貯留タンクから溶融吐出機に対して送出管路を通じて液状着色剤を送り出す送出ポンプと、送出管路の開閉を行うバルブと、液状着色剤の送出量を制御するコントローラとを備える液状着色剤注入装置。
[10]送出ポンプがスクリューポンプまたはチューブポンプである上記液状着色剤注入装置。
[11]さらに流量計を備える上記液状着色剤注入装置。
液状着色剤貯留タンクと、この液状着色剤貯留タンクから流入する所定量の液状着色剤を貯留するバレルとを備える液状着色剤注入装置。
[13]液状着色剤貯留タンクとバレルに対してエア流通管路で接続してエアの吐出および吸引を行うエアパルス式コントローラをさらに備える液状着色剤対応溶融吐出装置。
[14]エアパルス式コントローラは液状着色剤の送出量を制御するコントローラである上記液状着色剤注入装置。
[16]原料樹脂の溶融吐出機への供給開始信号を受けて所定時間後に液状着色剤注入装置から液状着色剤の送出を開始させるステップと、設定された原料樹脂量に対する液状着色剤量を吐出するステップと、を実行し、原料樹脂の供給開始に応じて液状着色剤の適量を吐出する液状着色剤対応溶融吐出装置の制御方法。
[17]原料樹脂の溶融吐出機への供給開始信号を受けて所定時間後に液状着色剤注入装置から液状着色剤の送出を開始させるステップと、原料樹脂の供給量率に関する信号を受けてこの供給量率に対応する液状着色剤の供給量率となるように液状着色剤注入装置からの液状着色剤の送出量を制御する液状着色剤対応溶融吐出装置の制御方法。
まず、原料樹脂を溶融し吐出する射出成形機や押出成形機等の溶融吐出機に対して液状着色剤を供給する液状着色剤注入装置について種々の実施形態に基づいて説明する。
液状着色剤貯留タンク12は、予め準備した所定の色味を有する液状着色剤(リキッドカラー)Lを蓄えておく容器である。パウチ容器やボトル容器等の利用が可能である。貯留する液状着色剤には、所望の色味を有する調色済みの液状着色剤としても良いが、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの4色を別々の液状着色剤貯留タンク12に備えておくこともでき、さらにこれ以外の色味の液状着色剤を蓄えるものとすることもできる。
なお、この液状着色剤貯留タンク12と同様の装置を、洗浄液を貯留する洗浄液貯留タンクとして備えておくこともできる。色替えが容易なことが特徴であるが、こうした洗浄液貯留タンクを設けておけば、大がかりに掃除する場合などに効果的である。
三方バルブ15を利用するときには、溶融吐出機側の管路を閉鎖し、液状着色剤貯留タンク12に戻る循環経路側の管路を開放してスクリューポンプ13を稼働すれば、液状着色剤は液状着色剤貯留タンク12から送出されてまた液状着色剤貯留タンク12に戻るため、液状着色剤中に含有される着色剤等の分散の安定性を保つことができる。
第2実施形態でのコントローラ16は、チューブポンプ23およびバルブ15と有線t3や無線で接続し、チューブポンプ23の稼働および出力(回転数等)制御とバルブ15の開閉制御を行い、クローズドループを採用した流量監視を実行する。
バレル34は、例えばワンショット分の吐出量等、所望の液量の液状着色剤を液状着色剤貯留タンク12から取り込んで一時的に貯留するものである。換言すれば、バレル34に貯留させる液状着色剤はワンショット分等の所定量の液状着色剤である。このバレル34と液状着色剤貯留タンク12とを連通する送出管路t1のバレル側端部には液状着色剤充填ノズル34aを有し、これを開放することで液状着色剤貯留タンク12からバレル34へ液状着色剤を注入可能としている。また、バレル34には溶融吐出機Fに液状着色剤を排出する吐出口34bも有している。
エアパルス式コントローラ36は、エア流通管路t2を通じて圧縮エアを送ったり吸引したりするものであり、液状着色剤貯留タンク12からバレル34への所定量の液状着色剤の供給を行い、またバレル34から溶融吐出機F側への液状着色剤の送出を行うことができる。
上述の液状着色剤注入装置11,21,31により、所定量の液状着色剤を所定時間をかけて溶融吐出機に供給することができるが、液状着色剤注入装置からの液状着色剤の供給は、原料樹脂を溶融吐出機Fに供給する供給量と供給時期とを考慮して行うことが好ましい。即ち(1)製造する成型品の重量中の液状着色剤の重量(液状着色剤の充填割合)と、(2)原料樹脂と液状着色剤の混合時期(液状着色剤の混合時期)とを考慮することにより、均一の色味を有する成型品を安定して製造することができるからである。
次に、液状着色剤の混合時期については以下に説明する種々の態様を適用することができる。溶融吐出機Fは、原料樹脂を搬入し移動させながら溶融するスクリューを有しているため、その装置機序に則した混合方法を採用することが均一の色合いを有する成型品の安定製造に結びつくからである。
次には、液状着色剤の混合時期、換言すれば、原料樹脂と液状着色剤の供給のタイミング(「供給タイミング」ともいう)について、いくつかの態様を挙げて説明する。
なお、図4では原料樹脂と液状着色剤が断続的に供給される場合を示しているが、連続成形の場合は、原料樹脂と液状着色剤がともに連続して供給されることになる。
また、原料樹脂の供給停止と液状着色剤の供給停止をほぼ同時とする解釈には、液状着色剤の供給が完全に停止してから原料樹脂の供給も停止する程度の原料樹脂供給停止の若干の遅れを含むものとする。液状着色剤の供給停止前に原料樹脂の供給が停止すると、液状着色剤は原料樹脂以外の溶融吐出機Fの機器部分に付着して、その部分を汚す恐れがあるからである。
本実施形態においても、原料樹脂と液状着色剤のそれぞれの供給開始から終了までの間、供給量率は一定であることが好ましい。液状着色剤を供給する際の吐出制御が容易になるからである。
なお、同率タイミングにおいても同時タイミングと同様に、原料樹脂の供給開始と液状着色剤の供給開始をほぼ同時とする解釈には、原料樹脂の供給を液状着色剤の供給よりも若干早める場合を含むものとする。
例えば、一サイクルごとの原料樹脂や液状着色剤の供給量率はαやβとして一定として説明したが、任意のサイクル目からαをα’にするなどの変更ができる。また、一サイクルごとの原料樹脂や液状着色剤の供給時間も一定として説明したが、任意のサイクル目から液状着色剤の供給時間を長くするなどの変更もできる。こうした変更が可能なように、特に押出成形の場合に液状着色剤の供給量率を徐々に変化させることを意図的に行えば色味の変化する成型品を作製することができる。
これまでに説明した液状着色剤注入装置11,21,31(「液状着色剤注入装置G」とも表記するものとする)は既存の溶融吐出機Fに付設して液状着色剤対応溶融吐出装置とすることができる。この液状着色剤対応溶融吐出装置について、種々の実施形態に基づいて説明する。
液状着色剤対応溶融吐出装置201では、制御装置206を有することで、原料樹脂の供給に対して液状着色剤の供給のタイミングを合わせることを可能にした液状着色剤対応溶融吐出装置である。
まず、溶融吐出機Fを稼働させるスイッチが押される等、原料樹脂の溶融吐出機Fへの供給が開始されるとその信号を受けて制御装置206が液状着色剤注入装置Gから液状着色剤の送出を開始させる。液状着色剤注入装置11であればスクリューポンプ13を稼働し、液状着色剤注入装置21であればチューブポンプ23を稼働し、液状着色剤注入装置31であればバレル34の吐出口を開放する。
まず、溶融吐出機Fを稼働させるスイッチが押される等、原料樹脂の供給を開始するとその信号に基づいて制御装置206が所定時間後(同時を含む)に液状着色剤注入装置Gから液状着色剤の送出を開始させる。液状着色剤注入装置11、21であれば送出ポンプ13,23を稼働し、液状着色剤注入装置31であればバレル34の吐出口を開放する。
先の実施形態で示した液状着色剤対応溶融吐出装置201では、既存の溶融吐出機Fに備わるスイッチ類や制御機構を利用して、そこから発せられる信号を利用して原料樹脂の供給とその停止、および供給量率等を検知し算出したが、本実施形態の液状着色剤対応溶融吐出装置301では、こうした信号を利用できないものとして、原料樹脂の供給に関するデータを独自に取得できる原料樹脂搬入量検出装置307を設けたものである。
12 液状着色剤貯留タンク
13 スクリューポンプ(送出ポンプ)
14 流量計
15 バルブ
16 コントローラ
23 チューブポンプ(送出ポンプ)
34 バレル
34a 液状着色剤充填ノズル
34b 吐出口
36 エアパルス式コントローラ
101,201 液状着色剤対応溶融吐出装置
104 ホッパー
105 ホッパー受け
206 制御装置
206a 演算処理装置
206b メモリ
307 原料樹脂搬入量検出装置
F 溶融吐出機
Fa 投入口
G 液状着色剤注入装置
Ga 吐出管
Gb 液状着色剤の吐出管の先端
L 液状着色剤(リキッドカラー)
t1 送出管路
t2 エア流通管路
t3 有線
Claims (17)
- 原料樹脂を溶融し吐出する溶融吐出機と、その溶融吐出機に対して液状着色剤を供給する液状着色剤注入装置と、を備える液状着色剤対応溶融吐出装置であって、
原料樹脂の供給に対して液状着色剤の供給時間と供給量とを制御する制御装置を備えるものであり、
液状着色剤注入装置は、液状着色剤貯留タンクと、この液状着色剤貯留タンクから溶融吐出機に対して送出管路を通じて液状着色剤を送り出す送出ポンプと、送出管路の開閉を行うバルブと、液状着色剤の送出量を制御するコントローラとを備えるものである液状着色剤対応溶融吐出装置。 - 原料樹脂を溶融し吐出する溶融吐出機と、その溶融吐出機に対して液状着色剤を供給する液状着色剤注入装置と、を備える液状着色剤対応溶融吐出装置であって、
原料樹脂の供給に対して液状着色剤の供給時間と供給量とを制御する制御装置を備えるものであり、
液状着色剤注入装置は、液状着色剤貯留タンクと、この液状着色剤貯留タンクから流入する所定量の液状着色剤を貯留するバレルとを備えるものである液状着色剤対応溶融吐出装置。 - 液状着色剤貯留タンクとバレルに対してエア流通管路で接続してエアの吐出および吸引を行うエアパルス式コントローラをさらに備える請求項2記載の液状着色剤対応溶融吐出装置。
- 原料樹脂を溶融し吐出する溶融吐出機と、その溶融吐出機に対して液状着色剤を供給する液状着色剤注入装置と、を備える液状着色剤対応溶融吐出装置であって、
原料樹脂の供給に対して液状着色剤の供給時間と供給量とを制御する制御装置を備えるものであり、
液状着色剤注入装置は、液状着色剤を噴出可能なディスペンサーである液状着色剤対応溶融吐出装置。 - 溶融吐出機に付設する原料樹脂搬入量検出装置をさらに備える請求項1〜請求項4何れか1項記載の液状着色剤対応溶融吐出装置。
- 液状着色剤注入装置に設けた液状着色剤吐出管の先端を溶融吐出機に設けた原料投入口の中央に配置する請求項1〜請求項5何れか1項記載の液状着色剤対応溶融吐出装置。
- 制御装置は、原料樹脂の供給開始と液状着色剤の供給開始、および原料樹脂の供給終了と液状着色剤の供給終了とを一致させる同時タイミング制御を行う請求項1〜請求項6何れか1項記載の液状着色剤対応溶融吐出装置。
- 制御装置は、原料樹脂の供給開始から終了までの間に液状着色剤の供給開始から終了までを完了させて液状着色剤の供給を原料樹脂の供給よりも早く完了させる同率タイミング制御を行う請求項1〜請求項6何れか1項記載の液状着色剤対応溶融吐出装置。
- 原料樹脂を溶融し吐出する溶融吐出機に対して液状着色剤を供給する液状着色剤注入装置であって、
液状着色剤貯留タンクと、この液状着色剤貯留タンクから溶融吐出機に対して送出管路を通じて液状着色剤を送り出す送出ポンプと、送出管路の開閉を行うバルブと、液状着色剤の送出量を制御するコントローラとを備える液状着色剤注入装置。 - 送出ポンプがスクリューポンプまたはチューブポンプである請求項9記載の液状着色剤注入装置。
- さらに流量計を備える請求項9または請求項10記載の液状着色剤注入装置。
- 原料樹脂を溶融し吐出する溶融吐出機に対して液状着色剤を供給する液状着色剤注入装置であって、
液状着色剤貯留タンクと、この液状着色剤貯留タンクから流入する所定量の液状着色剤を貯留するバレルとを備える液状着色剤注入装置。 - 液状着色剤貯留タンクとバレルに対してエア流通管路で接続してエアの吐出および吸引を行うエアパルス式コントローラをさらに備える請求項12記載の液状着色剤注入装置。
- エアパルス式コントローラは液状着色剤の送出量を制御するコントローラである請求項12または請求項13記載の液状着色剤注入装置。
- 原料樹脂の溶融吐出機への供給開始信号を受けて所定時間後に液状着色剤注入装置から液状着色剤の送出を開始させるステップと、
原料樹脂の供給終了信号を受けて液状着色剤注入装置から液状着色剤の送出をストップさせるステップと、を実行し、原料樹脂の供給開始に応じて液状着色剤の供給を開始し、原料樹脂の供給終了に応じて液状着色剤の供給を終了する液状着色剤対応溶融吐出装置の制御方法。 - 原料樹脂の溶融吐出機への供給開始信号を受けて所定時間後に液状着色剤注入装置から液状着色剤の送出を開始させるステップと、
設定された原料樹脂量に対する液状着色剤量を吐出するステップと、を実行し、原料樹脂の供給開始に応じて液状着色剤の適量を吐出する液状着色剤対応溶融吐出装置の制御方法。 - 原料樹脂の溶融吐出機への供給開始信号を受けて所定時間後に液状着色剤注入装置から液状着色剤の送出を開始させるステップと、
原料樹脂の供給量率に関する信号を受けてこの供給量率に対応する液状着色剤の供給量率となるように液状着色剤注入装置からの液状着色剤の送出量を制御する液状着色剤対応溶融吐出装置の制御方法。
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