JP2019188383A - 混合撹拌ユニットと注型ナイロン成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 異物が混入しにくく、火傷を負うおそれが少なく、製品の連続生産を可能にする混合撹拌ユニットと、当該混合撹拌ユニットを備えた注型ナイロン成形装置を提供する。【解決手段】 本発明の混合撹拌ユニットは、タンク本体内の原料を混合撹拌してタンク本体外に排出するものである。タンク本体は排出口と開閉手段と昇降手段を備えている。開閉手段はタンク本体内に設けられ、タンク本体の内側で排出口を開閉することができる。本発明の注型ナイロン成形装置は、原料を貯留する原料槽と、原料槽内の原料を計量する計量手段と、前記混合撹拌ユニットと、混合撹拌ユニット内で混合撹拌された原料を流し込む成形型を備えている。原料槽、計量手段、混合撹拌ユニット及び成形型は、原料を原料槽−計量手段混合撹拌ユニット−成形型の順番に供給できるように二以上の送液管で接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、成形材料の混合撹拌に利用可能な混合撹拌ユニットと、当該混合撹拌ユニットを備えた注型ナイロン成形装置に関するものである。

従来、ナイロン成形品の製造に用いる注型ナイロン成形装置として、二つの原料槽と、それぞれの原料槽内の原料を吸引して計量する計量手段（計量ポンプ）と、それら計量手段から供給される原料を混合撹拌する混合撹拌装置と、混合撹拌装置内の原料を流し込む成形型を備えたものが知られている（特許文献１）。

特開２０１６−１６５８０２号公報

従来の注型ナイロン成形装置は、混合撹拌機のタンク本体を傾けることによって当該タンク本体内の原料を成形型内に流し込むものであり、原料の流し込み時にゴミなどの異物が混入する可能性があった。

また、従来の注型ナイロン成形装置では、使用後に混合撹拌装置のカップを取り出して洗浄をする必要があるが、使用直後のカップは１００℃程度と高温であるため、カップの取出し時に火傷を負うおそれがある。洗浄のために取出したカップは、５０℃〜６０℃程度の熱湯に１時間〜３時間ほどつけておき、その後にタワシを使って洗浄するが、その洗浄作業時にも火傷を負うおそれがある。特に、数分程度で硬化する原料を使った後は、原料が硬化する前に洗浄を終えなければならず、火傷をするリスクが大きくなる。

さらに、従来の注型ナイロン成形装置はいわゆるバッチ式の装置であり、使用の度にカップを洗浄し、恒温槽内に数時間入れて乾燥させる必要があるため、成形品の連続生産が難しく、生産性の向上という点において改善の余地がある。

本発明の解決課題は、異物が混入しにくく、火傷を負うおそれが少なく、製品の連続生産を可能にする混合撹拌ユニットと、当該混合撹拌ユニットを備えた注型ナイロン成形装置を提供することにある。

［混合撹拌ユニット］
本発明の混合撹拌ユニットは、タンク本体内の原料を混合撹拌してタンク本体外に排出するものである。タンク本体は、タンク本体内の原料を排出する排出口と、当該排出口を開閉する開閉手段と、当該開閉手段を昇降させる昇降手段を備えている。開閉手段はタンク本体内に設けられ、当該タンク本体内で昇降することによってタンク本体の内側で排出口を開閉することができる。開閉手段は、昇降手段によって排出口を閉鎖する位置と開放する位置の間を昇降できるように構成してある。本発明の混合撹拌ユニットは、主として注型ナイロン成形装置に好適に用いることができるが、それ以外の用途、例えば、食品や飲料の製造装置に搭載して使用することもできる。

［注型ナイロン成形装置］
本発明の注型ナイロン成形装置は、原料を成形型に流し込んでナイロン成形品を成型するものであり、原料を貯留する原料槽と、原料槽内の原料を計量する計量手段と、計量手段から供給される原料を混合撹拌する混合撹拌ユニットと、混合撹拌ユニット内で混合撹拌された原料を流し込む成形型を備えている。混合撹拌ユニットとして、本発明の混合撹拌ユニットを備えている。原料槽、計量手段、混合撹拌ユニット及び成形型は、原料を原料槽−計量手段混合撹拌ユニット−成形型の順番に供給できるように二以上の送液管で接続されている。

［混合撹拌ユニット］
本発明の混合撹拌ユニットは、その構成に応じて次のような効果を奏する。
（１）タンク本体の排出口を開閉手段で開閉できるように構成してあるため、タンク本体を傾ける必要がなく、原料にゴミなどの異物が混入するリスクを低減することができる。
（２）タンク本体内に洗浄液を入れて洗浄し、その洗浄液を排出口から排出するだけでタンク本体内を洗浄できるので、タンクの取出しや手作業での洗浄作業が不要であり、火傷のリスクを低減することもできる。
（３）洗浄に際してタンク本体を取り外す必要がないため、本発明の混合撹拌ユニットを搭載する注型ナイロン成形装置は、連続生産が可能なものとなる。

［注型ナイロン成形装置］
本発明の注型ナイロン成形装置は、その構成に応じて次のような効果を奏する。
（１）本発明の混合撹拌ユニットを備えているため、前記混合撹拌ユニットの効果と同様の効果を奏する。
（２）洗浄に際してタンク本体を取り外す必要のない混合撹拌ユニットを備えているため、成形品の連続生産が可能であり、生産性が向上する。

本発明の注型ナイロン成形装置の一例を示す概念図。 撹拌装置の概要図。 撹拌装置及び昇降手段の概要説明図。 開閉栓の内部構造説明図。 混合撹拌タンクの排出口を開閉する開閉栓の動作説明図であって、（ａ）は排出口が開閉栓で閉じられた状態を示すもの、（ｂ）は開閉栓が上昇して排出口が開かれた状態を示すもの。

（実施形態）
本発明の実施形態の一例を、図面を参照して説明する。図１は本発明の混合撹拌ユニットを備えた注型ナイロン成形装置の概要説明図である。図１において、１は原料槽、２は計量手段、３は混合撹拌ユニット、４は成形型、５は送液管、６は真空槽である。原料槽１は原料を貯留するためのもの、計量手段２は原料槽１内の原料を吸引及び計量して混合撹拌ユニット３に供給するもの、混合撹拌ユニット３は計量手段２から供給される原料を混合撹拌して成形型４に供給するもの、成形型４は供給される原料を所定形状に成形するためのもの、送液管５は原料が通過する通路、真空槽６は内部を真空にするための装置である。

この実施形態の注型ナイロン成形装置は、原料槽１を二つ（以下、一方を「原料槽１ａ」と、他方を「原料槽１ｂ」という）、計量手段２を二つ（以下、一方を「計量手段２ａ」と、他方を「計量手段２ｂ」という）、混合撹拌ユニット３を一つ、成形型４を一つ備えている。各原料槽１ａ、１ｂは、送液管（第一送液管）５１ａ、５１ｂを介して計量手段２ａ、２ｂと接続され、各計量手段２ａ、２ｂは送液管（第二送液管）５２ａ、５２ｂを介して混合撹拌ユニット３と接続されている。

［原料槽］
一例として図１に示す原料槽１ａ、１ｂは原料を貯留する容器であり、それぞれ原料投入口１１ａ、１１ｂと不活性ガス導入口１２ａ、１２ｂと吐出口１３ａ、１３ｂを備えている。原料投入口１１ａ、１１ｂは原料を投入するための開口、不活性ガス導入口１２ａ、１２ｂは窒素ガス等の不活性ガスを供給するための開口、吐出口１３ａ、１３ｂは原料を原料槽１ａ、１ｂ外に排出するための開口である。吐出口１３ａ、１３ｂには、第一送液管５１ａ、５１ｂの一端側が接続されている。

この実施形態では、それぞれの原料槽１ａ、１ｂの外周にヒータＨ１ａ、Ｈ１ｂが装着してあり、内部の原料を所定温度に保持できるようにしてある。原料槽１にはジャケットを備えたものを用いることもできる。この場合、原料槽１の温度は熱媒やスチーム等によって昇温される。いずれの場合も、８０〜１４０℃の温度範囲で温調保持されるようにするのが好ましい。それぞれの原料槽１ａ、１ｂには、モータＭ１ａ、Ｍ１ｂで駆動する撹拌羽根１４ａ、１４ｂが設けられ、原料槽１ａ、１ｂ内の原料が撹拌されるようにしてある。

この実施形態の原料槽１ａ、１ｂでは、原料が貯留されているか否かにかかわらず、外界の水分や酸素による悪影響を防ぐため、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で保持されるようにしてある。原料に添加されている触媒や開始剤は空気中の水分や酸素の影響を受けることがあり、水分や酸素の影響を受けると重合活性が低下したり、消失したりする。触媒の重合活性が低下或いは消失した場合、良好な注型ナイロン成形品を得ることが難しくなるので好ましくない。

ナイロン成形品の成型に際しては、これら原料槽１ａ、１ｂに原料となる材料が貯留される。具体的には、一方の原料槽１ａにはＡ原料が貯留され、他方の原料槽１ｂにはＢ原料が貯留される。Ａ原料は、実質的に無水のε−カプロラクタムと所定量の触媒との混合物である。必要に応じて、２０重量％以下の範囲であれば、ω−ラウロラクタムや重合反応を阻害しない液状ポリエーテル、液状ポリブタジエン等の柔軟成分を添加することができる。Ａ原料は常温では固体である。Ａ原料は、原料槽１ａに投入する前に、図示しない設備でε−カプロラクタムの融点約６８℃以上の温度で溶融して液体化することも、固体状態で原料槽１ａに投入し、原料槽１ａ内で溶融して液体化することもできる。Ａ原料は原料槽１ａ内で、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で、８０〜１４０℃、好ましくは９０〜１２０℃の温度で撹拌下に温調保持される。

実質的に無水のε−カプロラクタムは、固体状態あるいは溶融状態のε−カプロラクタムを真空ポンプ等により減圧して、ε−カプロラクタムに含まれる水分を除去することで得られる。Ａ原料に配合される触媒には、例えば、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、水素化ナトリウムやナトリウムアルコラート等のアルカリ金属誘導体、アルカリ土類金属やアルカリ土類金属誘導体、アルカリ金属誘導体やアルカリ土類金属誘導体とε−カプロラクタムとの反応生成物等公知のω−ラクタムの触媒等を用いることができる。触媒の添加量はε−カプロラクタムに対して０．５〜５モル％の範囲であり、注型ナイロン成形品の重量や肉厚を考慮して適宜決定することができる。

他方の原料槽１ｂに貯留されるＢ原料は、実質的に無水のε−カプロラクタムと所定量の開始剤との混合物である。必要に応じて、２０重量％以下の範囲であれば、ω−ラウロラクタムや重合反応を阻害しない液状ポリエーテル、液状ポリブタジエン等の柔軟成分を添加することができる。Ｂ原料は常温では固体である。Ｂ原料は、原料槽１ｂに投入する前に、図示しない設備でε−カプロラクタムの融点約６８℃以上の温度で溶融して液体化することも、固体状態で原料槽１ｂに投入し、原料槽１ｂ内で溶融して液体化することもできる。Ｂ原料は原料槽１ｂ内で、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下、８０〜１４０℃、好ましくは９０〜１２０℃の温度で、撹拌下に温調保持される。

Ｂ原料に配合される開始剤には、例えば、Ｎ−アセチルカプロラクタム、酸クロライド類、イソシアネート類、カーボネート類、イソシアヌレート類等など公知のω−ラクタムの開始剤等を用いることができる。その添加量はε−カプロラクタムに対して０．２〜３モル％の範囲であり、注型ナイロン成形品の重量や肉厚を考慮して適宜決定することができる。

［計量手段］
一例として図１に示す計量手段２ａ、２ｂは、シリンダ２１ａ、２１ｂとピストン２２ａ、２２ｂを備えている。シリンダ２１ａ、２１ｂは８０〜１４０℃、好ましくは９０〜１２０℃の温度範囲に加熱温調保持される。シリンダ２１ａ、２１ｂの加熱熱源は、シリンダ２１ａ、２１ｂがジャケット構造の場合には熱媒あるいはスチームが、ジャケット構造でない場合は電気ヒータが使用される。シリンダ２１ａ、２１ｂには、原料をシリンダ２１ａ、２１ｂ内に吸入するための原料吸入口２３ａ、２３ｂと、計量された所定量の原料を吐出するための原料吐出口２４ａ、２４ｂが設けられている。

原料吸入口２３ａ、２３ｂには第一送液管５１ａ、５１ｂの他端側が接続され、原料吐出口２４ａ、２４ｂには第二送液管５２ａ、５２ｂの一端側が接続されている。原料はピストン２２ａ、２２ｂの移動位置及び往復回数によって計量される。計量手段２ａ、２ｂには、上記の計量及び送液が可能なポンプを使用することができる。具体例としては、ピストンポンプやプランジャーを有する回転ポンプ等を用いることができる。なお、この実施形態では、第二送液管５２ａ、５２ｂが継手部５３で連結され、第二送液管５２ａ、５２ｂを移動したＡ原料及びＢ原料が、当該継手部５３に接続された投入管５４を通って混合撹拌ユニット３のタンク本体３１に投入されるようにしてあるが、第二送液管５２ａ、５２ｂの他端側をタンク本体３１内に導入し、第二送液管５２ａ、５２ｂを移動したＡ原料及びＢ原料が直接タンク本体３１内に投入されるようにすることもできる。

図１に示すピストン２２ａ、２２ｂは、駆動装置（駆動モータ）Ｍ２ａ、Ｍ２ｂと、駆動モータＭ２ａ、Ｍ２ｂの出力シャフトに取り付けられた主ギヤ２６ａ、２６ｂと、主ギヤ２６ａ、２６ｂと噛み合う中継ギヤ２７ａ、２７ｂと、中継ギヤ２７ａ、２７ｂと噛み合う二つの従動ギヤ２８ａ、２８ｂを備えている。それぞれの従動ギヤ２８ａ、２８ｂの挿通孔には駆動軸２９ａ、２９ｂが挿通され、それぞれの従動ギヤ２８ａ、２８ｂは当該駆動軸２９ａ、２９ｂに固定されている。駆動軸２９ａ、２９ｂの先端にはピストンヘッド２５ａ、２５ｂが設けられている。ピストンヘッド２５ａ、２５ｂの外周にはシールパッキンＰ１ａ、Ｐ１ｂが取り付けられ、静置時及び前進後退の摺動時のシリンダ２１ａ、２１ｂとピストン２２ａ、２２ｂの密閉性が確保されるようにしてある。

シールパッキンＰ１ａ、Ｐ１ｂには、樹脂製やゴム製等の既存のものを用いることができる。本件出願人が先に開発したシリコーン樹脂製のもの、具体的には、反応性液状シリコーン、例えば、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社のシリコーンＲＴＶゴム（例えば、ＴＳＥ３４７７（ＲＴＶ：Ｒｏｏｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ：常温（室温）硬化タイプ））や、信越化学工業株式会社のシリコーンＲＴＶゴム（例えば、ＫＥ−１４１７、ＫＥ−１３１４）などのシリコーン樹脂に八チタン酸カリウム繊維又は六チタン酸カリウム繊維が５〜２５重量％混練されたシリコーン樹脂製のものを用いることもできる。

この実施形態では、駆動モータＭ２ａ、Ｍ２ｂがピストンの外側であって、その往復移動軸（図１に二点鎖線で示す軸線Ｌ）よりも上側（高い位置）に設けられている。シールパッキンＰ１ａ、Ｐ１ｂは消耗部品であり、使用回数が多くなると劣化する。劣化した場合、原料が駆動モータＭ２ａ、Ｍ２ｂ側に漏出して駆動モータＭ２ａ、Ｍ２ｂに付着することがある。原料が漏出すると、計量が不安定になるだけでなく、ピストン２２や駆動モータＭ２ａ、Ｍ２ｂに作動トラブルが発生することがある。本実施形態のように、駆動モータＭ２ａ、Ｍ２ｂを往復移動軸Ｌよりも高い位置に設けることで、シールパッキンＰ１ａ、Ｐ１ｂの劣化に伴う前記問題を回避することができる。

［混合撹拌ユニット］
一例として図１に示す混合撹拌ユニット３は、計量手段２ａ、２ｂから供給される原料を貯留するタンク本体３１と、タンク本体３１の上方の開口部を開閉する開閉蓋３２と、タンク本体３１内の原料を混合撹拌する混合撹拌手段３３と、混合撹拌手段３３を昇降させる昇降手段３４（図３）を備えている。

この実施形態のタンク本体３１は上方に開口部を備えた筒状であり、底部に原料を排出するための排出口３１ａを備えている。タンク本体３１は、周壁部分から排出口３１ａに向けてなだらかな傾斜面を備えており、原料が滞りなく排出口３１ａに導かれるようにしてある。タンク本体３１の外周にはヒータＨ２が装着してあり、タンク本体３１の内部が８０〜１４０℃、好ましくは９０〜１２０℃の温度に保持できるようにしてある。混合撹拌ユニット３にはジャケットを備えたものを用いることもできる。この場合、原料槽１の場合と同様に、温度は熱媒やスチーム等によって昇温される。この場合も、８０〜１４０℃、好ましくは９０〜１２０℃の温度範囲で温調保持されるようにするのが好ましい。図示は省略しているが、タンク本体３１の外周には火傷防止用のカバー等を設けることもできる。

タンク本体３１の上方の開口部は開閉蓋３２で開閉できるようにしてある。開閉蓋３２には、タンク本体３１内に原料を取り入れる投入口３２ａが設けられている。投入口３２ａには継手部５３に接続された投入管５４が差し込まれ、計量手段２ａ、２ｂで計量されたＡ原料及びＢ原料がタンク本体３１内に投入されるようにしてある。開閉蓋３２には、顔料や各種フィラー（ガラスファイバー、カーボンファイバー等）を投入するための投入口（図示しない）を設けてもよい。本発明では、従来のミキシングヘッドとは異なり、タンク本体３１内に顔料や各種フィラーを投入し、タンク本体３１内で混合することができる。タンク本体３１内に顔料やフィラーを投入できるようにすることで、顔料やフィラーごとに原料槽１ａ、１ｂを変えなくても、タンク本体３１を変えるだけで複数種類の原料を製造することができるため、低コストで様々な種類の成型品を製造することができ、従来の各種装置と比較して拡張性が高いといえる。顔料やフィラー等は、タンク本体３１の開口部から投入できるようにしてもよい。開閉蓋３２には、タンク本体３１内に窒素ガス等のガスを注入する際に用いるガス導入口３２ｂを設けてもよい。この場合、ガス導入口３２ｂにガス噴射手段（図示しない）を導入し、当該ガス噴射手段でガスを噴射することで、タンク本体３１内にガスを導入（噴射）することができる。なお、噴射するものは水分を含まない（実質的に無水の）気体（乾燥気体）であれば窒素ガス以外であってもよい。開閉蓋３２は、タンク本体３１の構造や真空槽６の構造などによっては省略することもできる。この実施形態では、タンク本体３１は載置台３５上に載置してある。載置台３５は必要に応じて設ければよく、不要な場合には省略することもできる。載置台３５には加温用のヒータ（図示しない）が内蔵されている。加温用ヒータは必要に応じて設ければよく、不要な場合には省略することもできる。

この実施形態では、タンク本体３１に温度センサ３６が挿入され、タンク本体３１内の原料の温度を計測できるようにしてある。温度センサ３６は必要に応じて設ければよく、不要な場合は省略することもできる。

タンク本体３１内の原料は、混合撹拌手段３３で混合撹拌されるようにしてある。図２に混合撹拌手段３３の一例を示す。図２において、３３ａはタンク本体３１内に挿入される撹拌軸、３３ｂは撹拌軸３３ａに着脱可能に設けられた撹拌羽根、３３ｃは撹拌軸３３ａの先端（下端）に設けられた開閉栓（開閉手段）、３３ｄは撹拌軸３３ａの上方に設けられたスプライン軸、３３ｅは開閉栓３３ｃを下方向に押圧する押圧スプリング、３３ｆは撹拌軸３３ａとスプライン軸３３ｄを連結又は分離するカップリング、Ｍ３は連結されたスプライン軸３３ｄ及び撹拌軸３３ａ（以下、両者をまとめて「回転軸」という）を回転させる駆動モータ、３３ｇは駆動モータＭ３の出力シャフトに固定された第一プーリー、３３ｈはスプライン軸３３ｄの外周に固定された第二プーリー、３３ｉは第一プーリー３３ｇと第二プーリー３３ｈの外周に周回された伝達ベルト、３３ｊはスプライン軸３３ｄに固定されたベアリング、３３ｋはケーシングである。

前記撹拌羽根３３ｂはタンク本体３１内の原料を混合撹拌するものである。この実施形態では、撹拌羽根３３ｂが一枚の場合を一例としているが、撹拌羽根３３ｂは二枚以上とすることもできる。撹拌羽根３３ｂは用途に応じて大きさや形状の異なるものに取り換えられるようにしてある。

前記開閉栓３３ｃは、タンク本体３１に設けられた排出口３１ａを開閉するものである。この実施形態の開閉栓３３ｃは排出口３１ａの内周に嵌合する大きさ及び形状の部材である。撹拌軸３３ａの下端側は開閉栓３３ｃ内に回転可能に保持されている。撹拌軸３３ａのうち、開閉栓３３ｃ内に差し込まれた部分にはベアリング３７及びオイルシール３８が設けられている。開閉栓３３ｃの外周には、開閉栓３３ｃと排出口３１ａの間を密閉するリング状のパッキンＰ２（密閉部材）が装着され、排出口３１ａの内周面と開閉栓３３ｃの外周面の間からの原料の不用意な漏出を防止できるようにしてある。この実施形態では、パッキンＰ２としてＯリングを用いている。図４に示すように、この実施形態では、開閉栓３３ｃのテーパー角（傾斜角）と排出口３１ａのテーパー角は異なる角度にしてあり、開閉栓３３ｃによって排出口３１ａが閉鎖されたときに、パッキンＰ２及び開閉栓３３ｃのパッキンＰ２よりも上側が排出口３１ａの内面に触れるが、パッキンＰ２よりも下側は排出口３１ａの内面に触れないようにしてある。これにより、タンク本体３１内で開閉栓３３ｃが熱膨張した場合にも、液漏れ等の不具合が生じにくくなるというメリットがある。この実施形態では、開閉栓３３ｃとしてアルミ製のものを用いているが、所定の耐熱性や耐薬品性を備えるものであれば、アルミ製以外のものであってもよい。この実施形態では、撹拌軸３３ａ及び撹拌羽根３３ｂが回転し、開閉栓３３ｃ自体は回転しないように構成してあるため、パッキンＰ２が摺動によって摩耗することがない。これにより、パッキンＰ２が破損して原料に混入するリスクが低減される。なお、この実施形態では、開閉栓３３ｃを撹拌軸３３ａに設ける場合を一例としているが、撹拌軸３３ａに代えて不回転の支持軸の先端に開閉栓３３ｃを設けて、撹拌軸３３ａ及び撹拌羽根３３ｂを別の機構で回転するように構成してもよい。この実施形態のように、開閉栓３３ｃを用いる方式（以下「びんせん方式」という）では、バルブを用いる方法（以下「バルブ方式」という）ではできなかったセルフクリーニングによって、原料の目詰まりを防止することができる。すなわち、従来のバルブ方式では排出用のパイプ（排出パイプ）に原料が固着した場合、その原料によって目詰まりが発生し、バルブ洗浄のために装置の停止を余儀なくされることがあったが、びんせん方式では排出口３１ａに固着した原料を開閉栓３３ｃで外部に押し出す（クリーニングする）ことができるため、目詰まりが発生しにくく、バルブ方式のような装置の停止が必要なく、連続的な運転が可能となる。

前記カップリング３３ｆは撹拌軸３３ａとスプライン軸３３ｄを連結又は分離するものである。撹拌軸３３ａとスプライン軸３３ｄは、動作時（撹拌時や洗浄時など撹拌羽根３３ｂを回転させるとき）は連結しておくが、タンク本体３１を取り外す場合等には、カップリング３３ｆを分離させることで、両者を縁切りすることができる。

この実施形態では、タンク本体３１、撹拌軸３３ａ、撹拌羽根３３ｂ、開閉栓３３ｃ等、原料が接触する部分に、メッキ処理、具体的には、膜厚を均一又は略均一にできる無電解ニッケルメッキ処理を施して、原料や洗浄液等がこれら部材に付着しにくくなるようにしてある。タンク本体３１、撹拌軸３３ａ、撹拌羽根３３ｂ、開閉栓３３ｃ等の原料や洗浄液等が接触する部分には、メッキ以外の方法で原料が付着しにくいようにすることもできる。撥液加工はタンク本体３１、撹拌軸３３ａ、撹拌羽根３３ｂ、開閉栓３３ｃ等の原料が接触するすべての部材に施すことも、いずれか一又は二以上に施すこともできる。本願では、このような原料や洗浄液等が付着しにくくなるような加工を撥液加工と表現する。ここでいう原料や洗浄液等が付着しにくくなるという概念には、原料や洗浄液等が付着してもエア（前記ガス噴射手段から噴射されるガス）を導入（噴射）することで、原料や洗浄液等を噴き落とせる程度も含まれる。なお、本願でいう撥液加工には、シートの貼付や塗料の塗布等によって原料や洗浄液等を付着しにくくすることも含まれる。

前記駆動モータＭ３は回転軸を回転させる駆動源、第一プーリー３３ｇ、第二プーリー３３ｈ及び伝達ベルト３３ｉは、駆動モータＭ３の動力を回転軸に伝達して当該回転軸を回転させるものである。駆動モータＭ３を動作させると、その動力が第一プーリー３３ｇ−伝達ベルト３３ｉ−第二プーリー３３ｈの順に伝達され、回転軸が回転する。スプライン軸３３ｄの外周には、回転軸の回転をスムーズにするためのベアリング３３ｊが設けられている。第一プーリー３３ｇ及び第二プーリー３３ｈには、例えば既存のタイミングプーリー等を、伝達ベルト３３ｉには、例えば既存のタイミングベルト等を、ベアリング３３ｊには、例えば既存のラジアル軸受等を用いることができる。

前記昇降手段３４は、混合撹拌手段３３を昇降させることによって、開閉栓３３ｃをタンク本体３１内で昇降させ、タンク本体３１の排出口３１ａをタンク本体３１の内部から開閉するものである。一例として図３に示す昇降手段３４は、ガイド体３４ａと、ガイド体３４ａに沿って昇降するスライダ３４ｂと、スライダ３４ｂを昇降させるアクチュエータ３４ｃを備えている。ガイド体３４ａ及びスライダ３４ｂには既存のリニアガイド、例えば、株式会社ミスミのリニアガイド（型番：ＳＳＥ２ＢＴ１６−２３０）等を、アクチュエータ３４ｃには既存の電動アクチュエータ、例えば、オリエンタルモータ株式会社の電動アクチュエータ（品名：ＬＡＳ２Ｆ９０ＭＷ−２）等を用いることができる。

図５（ａ）（ｂ）に昇降手段３４で混合撹拌手段３３を昇降させる前後の説明図を示す。図５（ａ）は混合撹拌手段３３を上昇させる前の状態を示すもの、図５（ｂ）は混合撹拌手段３３を昇降手段３４で上昇させた状態を示すものである。図５（ａ）に示すように、混合撹拌手段３３を上昇させる前は、開閉栓３３ｃによって混合撹拌ユニット３の排出口３１ａが閉鎖され、混合撹拌ユニット３内の原料が排出口３１ａから排出されることはない。一方、図５（ｂ）に示すように、混合撹拌手段３３を昇降手段３４で上昇させた状態では、混合撹拌ユニット３の排出口３１ａが開放され、混合撹拌ユニット３内の原料が排出口３１ａから排出される。

この実施形態では、昇降手段３４によって混合撹拌手段３３が自動で昇降するようにしてある。具体的には、計量手段２からタンク本体３１内への原料の供給開始後、所定時間が経過したタイミングで、降下位置にある開閉栓３３ｃを自動的に上昇し、上昇後、所定時間経過したタイミングで、上昇位置にある開閉栓３３ｃが自動的に元の位置（閉鎖位置）まで降下するようにしてある。昇降手段３４はこれ以外のタイミングで昇降するように設定することもできる。例えば、タンク本体３１内に当該タンク本体３１内の原料の粘度を検知する粘度検知器（図示しない）を設置し、その粘度検知器によって原料の粘度が予め設定していた粘度に達したタイミングで、昇降手段３４が昇降するように設定することもできる。粘度検知器には、例えば既存のトルクメータ等を用いることができる。昇降手段３４を手動操作することによって混合撹拌手段３３昇降させるようにすることもできる。

［成形型］
前記成形型４には、一般的な金属型のほか、例えば、本件出願人である株式会社二幸技研が特許権を取得したシリコーン成形型等を用いることができる。このシリコーン成形型は合わせ型であり、注入口４１、ガス抜き４２、合わせ面４３を備えている。シリコーン成形型は、市販の反応性液状シリコーン、例えば、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社のシリコーンＲＴＶゴム（例えば、ＴＳＥ３４７７（ＲＴＶ：Ｒｏｏｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ：常温（室温）硬化タイプ））や、信越化学工業株式会社のシリコーンＲＴＶゴム（例えば、ＫＥ−１４１７、ＫＥ−１３１４）などのシリコーン樹脂を用いて製造することができる。シリコーン樹脂に八チタン酸カリウム繊維又は六チタン酸カリウム繊維が５〜２５重量％混練されたシリコーン樹脂、例えば、本件出願人が先に開発したシリコーン樹脂製成形型（特許第５７４７１３８号）用シリコーン樹脂を用いることもできる。成形型４は金属型やシリコーン型以外であってもよい。

［真空槽］
前記真空槽６は混合撹拌ユニット３や成形型４等を収容するケースであり、内部を真空状態にできるものである。一例として図１に示す真空槽６は、混合撹拌ユニット３が収容された上真空室６１と成形型４が配置される下真空室６２を備えている。真空槽６は、密閉構造で−０．０９ＭＰａ以下まで減圧可能なものが好ましい。なお、説明の便宜上、図１では原料槽１ａ、１ｂ及び計量手段２ａ、２ｂを真空槽６から離れた位置に示しているが、実際の製品化に際しては、真空槽６の上部（真空槽外）に配置することができる。

前記混合撹拌ユニット３及びその混合撹拌ユニット３を備えた注型ナイロン成形装置の構成は一例であり、これ以外の構成とすることもできる。また、混合撹拌ユニット３及び注型ナイロン成形装置の各構成はすべてが必須の構成というわけではなく、必要に応じて適宜省略することができる。特に、本発明の混合撹拌ユニット３は、タンク本体３１に排出口３１ａを設けるとともに、その排出口３１ａを開閉栓３３ｃで開閉できるようにしたことに特徴を有するものであり、その作用効果を奏する構成であれば、前記した構成以外の構成とすることもできる。なお、前記実施形態では説明を省略しているが、タンク本体３１の近傍に、タンク本体３１の洗浄に用いる洗浄液を入れておくタンク（洗浄液タンク）を設けておき、タンク本体３１の洗浄に際して、当該洗浄液タンク内の洗浄液がタンク本体３１内に投入されるようにすることもできる。洗浄液には、例えば、カプロラクタム等を用いることができる。洗浄後、タンク本体３１等に付着した洗浄液は、窒素ガス等のガスを噴射することによって除去することができる。

（使用例）
前記実施形態の注型ナイロン成形装置の使用例について説明する。
（１）原料槽１ａにＡ原料を入れ、原料槽１ｂにＢ原料を入れる。原料槽１ａ及び１ｂは原料投入前に所定温度に加温しておく。
（２）原料槽１ａ内のＡ原料を計量手段２ａ内に、原料槽１ｂ内のＢ原料を計量手段２ｂ内に吸入し、それぞれの原料を計量する。
（３）計量手段２ａ内のＡ原料と計量手段２ｂ内のＢ原料をタンク本体３１内に投入する。タンク本体３１は両原料の投入前に所定温度に加温しておく。
（４）タンク本体３１内に投入された両原料を所定時間混合撹拌する。
（５）所定時間経過後、昇降手段３４によって混合撹拌手段３３を自動的に上昇させ、開閉栓３３ｃで閉鎖されている排出口３１ａを開放してタンク本体３１内の混合材料を成形型４内に流し込む。成形型４は事前に所定温度に加温しておく。なお、上昇した混合撹拌手段３３は、所定時間経過後に自動的に元の位置まで降下し、開閉栓３３ｃによって排出口３１ａが閉鎖される。
（６）成形型４に混合材料を流し込んだのち、真空槽６を開放して真空破壊を行い、真空槽６内を大気圧へ戻す。このときに生じる差圧によって、成形型４に流し込まれた混合材料が成形型４の細部まで確実に流入する。
（７）成形型４を真空槽６から取り出し、所定時間経過後に脱型する。脱型して取り出したナイロン成形品を整形して完成させる。なお、脱型はタンク本体３１の洗浄中に行うこともできる。

次に、成形後のタンク本体３１の洗浄方法について説明する。
（１）混合材料の流し込み後、開閉栓３３ｃによって排出口３１ａが閉鎖されていることを確認し、タンク本体３１内に洗浄液を投入する。
（２）洗浄液の投入後、投入口３２ａを図示しない投入口３２ａ用の蓋で閉じ、駆動モータＭ３を動作させる。これにより、タンク本体３１内で撹拌羽根３３ｂが回転し、撹拌される洗浄液によって、タンク本体３１の内部が洗浄される。
（３）洗浄完了後、駆動モータＭ３を停止して撹拌羽根３３ｂを停止させる。
（４）撹拌羽根３３ｂが停止していることを確認したのち、昇降手段３４によって混合撹拌手段３３を上昇させ、開閉栓３３ｃで閉鎖されている排出口３１ａを開放してタンク本体３１内の洗浄液をタンク本体３１外に排出する。このとき、排出口３１ａの下方に洗浄液回収用の回収容器を用意しておくことで、この回収容器内に洗浄液を排出することができる。
（５）洗浄液の排出後、ガス導入口から窒素ガス等のガスを導入してタンク本体３１内に付着する原料や洗浄液などを噴き落とし、次の成型を行える状態とする。

本発明の混合撹拌ユニットを備えた注型ナイロン成形装置は、混合撹拌装置を傾けて原料を成形型内に流し込んでいた従来の注型ナイロン成形装置のように、原料の流し込み時にゴミなどの異物が混入する可能性が低い。また、従来の注型ナイロン成形装置では、使用の度に混合撹拌装置のカップを取り出して洗浄し、乾燥させる必要があったが、本発明の混合撹拌ユニットを備えた注型ナイロン成形装置では、タンク本体３１を取り外すことなく、そのまま洗浄及び乾燥を行えるため、従来の注型ナイロン成形装置の課題であったカップ取り出し時やカップ洗浄時の火傷のリスクも低い。さらに、本発明の混合撹拌ユニットを備えた注型ナイロン成形装置では、洗浄の度にタンク本体を取り外す必要も作業者が手作業で洗浄する必要もないため、これまで洗浄作業に要していた時間を他の作業（例えば、脱型作業）に費やすことができるため、作業効率が格段に向上する。本発明の混合撹拌ユニット３を導入することで、従来のバッチ方式の注型ナイロン成形装置ではなし得なかった、連続的な成形が可能な連続式注型ナイロン成形装置を実現することができる。

本発明の混合撹拌ユニット３は、注型ナイロン成形装置における成形材料の混合撹拌手段として好適に用いることができるほか、ミックスジュースやホットケーキ等の飲食料品の製造、セメントやモルタル等の製造、液体状洗剤やシャンプー、ボディソープの製造等、各種用途に利用することもできる。また、本発明の混合撹拌ユニット３を備えた注型ナイロン成形装置は、連続的な成形が可能な連続式注型ナイロン成形装置として実用化することができる。

１、１ａ、１ｂ 原料槽
１１ａ、１１ｂ 原料投入口
１２ａ、１２ｂ 不活性ガス導入口
１３ａ、１３ｂ 吐出口
１４ａ、１４ｂ 撹拌羽根
２、２ａ、２ｂ 計量手段
２１ａ、２１ｂ シリンダ
２２ａ、２２ｂ ピストン
２３ａ、２３ｂ 原料吸入口
２４ａ、２４ｂ 原料吐出口
２５ａ、２５ｂ ピストンヘッド
２６ａ、２６ｂ 主ギヤ
２７ａ、２７ｂ 中継ギヤ
２８ａ、２８ｂ 従動ギヤ
２９ａ、２９ｂ 駆動軸
３ 混合撹拌ユニット
３１ タンク本体
３１ａ 排出口
３２ 開閉蓋
３２ａ 投入口
３２ｂ ガス導入口
３３ 混合撹拌手段
３３ａ 撹拌軸
３３ｂ 撹拌羽根
３３ｃ 開閉栓（開閉手段）
３３ｄ スプライン軸
３３ｅ 押圧スプリング
３３ｆ カップリング
３３ｇ 第一プーリー
３３ｈ 第二プーリー
３３ｉ 伝達ベルト
３３ｊ ベアリング
３３ｋ ケーシング
３４ 昇降手段
３４ａ ガイド体
３４ｂ スライダ
３４ｃ アクチュエータ
３５ 載置台
３６ 温度センサ
３７ ベアリング
３８ オイルシール
４ 成形型
４１ 注入口
４２ ガス抜き
４３ 合わせ面
５ 送液管
５１ａ、５１ｂ 送液管（第一送液管）
５２ａ、５２ｂ 送液管（第二送液管）
５３ 継手部
５４ 投入管
６ 真空槽
６１ 上真空室
６２ 下真空室
Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ ヒータ
Ｈ２ ヒータ
Ｍ１ａ、Ｍ１ｂ モータ
Ｍ２ａ、Ｍ２ｂ 駆動装置（駆動モータ）
Ｍ３ 駆動モータ
Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ シールパッキン
Ｐ２ パッキン

Claims (7)

1. タンク本体内の原料を混合撹拌してタンク本体外に排出する混合撹拌ユニットであって、
   前記タンク本体はタンク本体内の原料を排出する排出口と、当該排出口を開閉する開閉手段と、当該開閉手段を昇降させる昇降手段を備え、
   前記開閉手段は前記タンク本体内に設けられ、当該タンク本体内で昇降することによって当該タンク本体の内側で排出口を開閉可能であり、
   前記開閉手段は、前記昇降手段によって前記排出口を閉鎖する位置と開放する位置の間を昇降可能である、
   ことを特徴とする混合撹拌ユニット。
2. 請求項１記載の混合撹拌ユニットにおいて、
   タンク本体の内面に撥液加工が施されている、
   ことを特徴とする混合撹拌ユニット。
3. 請求項１又は請求項２記載の混合撹拌ユニットにおいて、
   タンク本体内にガスを噴射可能なガス噴射手段を備えた、
   ことを特徴とする混合撹拌ユニット。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項記載の混合撹拌ユニットにおいて、
   タンク本体内の原料を混合撹拌する混合撹拌手段を備え、
   前記混合撹拌手段は回転軸と当該回転軸に設けられた撹拌羽根を備え、
   前記タンク本体の排出口を開閉する開閉手段が前記回転軸に設けられた、
   ことを特徴とする混合撹拌ユニット。
5. 請求項４記載の混合撹拌ユニットにおいて、
   開閉手段は、タンク本体の排出口に嵌合可能な開閉栓と、当該開閉栓と排出口の間を密閉する密閉部材を備え、
   前記開閉栓は、回転軸の回転に伴って回転しないように、当該回転軸の下端側に回転可能に保持された、
   ことを特徴とする混合撹拌ユニット。
6. 原料を成形型に流し込んでナイロン成形品を成型する注型ナイロン成形装置において、
   原料を貯留する原料槽と、
   前記原料槽内の原料を計量する計量手段と、
   前記計量手段から供給される原料を混合撹拌する混合撹拌ユニットと、
   前記混合撹拌ユニット内で混合撹拌された原料を流し込む成形型を備え、
   前記混合撹拌ユニットは請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の混合撹拌ユニットであり、
   前記原料槽、計量手段、混合撹拌ユニット及び成形型は、原料を原料槽−計量手段混合撹拌ユニット−成形型の順番に供給できるように二以上の送液管で接続された、
   ことを特徴とする注型ナイロン成形装置。
7. 請求項６記載の注型ナイロン成形装置において、
   原料槽として、第一の原料を貯留する第一の原料槽と、第二の原料を貯留する第二の原料槽を備え、
   計量手段として、前記第一の原料槽内の原料を計量する第一の計量手段と、前記第二の原料槽内の原料を計量する第二の計量手段を備えた、
   ことを特徴とする注型ナイロン成形装置。

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