JP2023047587A - 樹脂材料混合供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂材料の搬送路を合理化することで清掃作業の負担を軽減し、混合材を必要な量だけ供給することで余剰材の管理作業の負担を軽減し、再生材は乾燥機を通らない経路にすることで過剰な乾燥を防止できて成形品のさらなる品質向上ができる構成の樹脂材料混合供給装置を提供する。【解決手段】樹脂材料混合供給装置１は、乾燥バージン材にする乾燥ユニット５と、第１計量ユニット１１と、第１タンク１３とを有する乾燥計量機２と、粒断再生材にする粒断ユニット６と、第２計量ユニット１２と、第２タンク１４とを有する粒断計量機３と、前記乾燥バージン材と前記粒断再生材とを攪拌し混合材にして成形機５０に供給する攪拌ユニット８と、搬送ユニット９と、制御ユニット７とを備え、第１タンク１３の出口と第２タンク１４とは第１管３１が接続されており、第２タンク１４の出口と攪拌ユニット８とは第２管３２が接続されている構成である。【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂材料混合供給装置に関する。

射出成形機（以下、成形機と略す）は、加熱溶融させた樹脂材料を金型内に射出注入して冷却し固化する成形サイクルを繰り返して成形品を生産する装置であり、複雑な形状の成形品を短時間で大量生産することができる。樹脂材料には、加熱溶融する前段階のバージン材と、スプルやランナなどからなる再生材とがある。今日、成形品に求められる品質に応じて、バージン材と再生材とを一定割合で混合して成型機に供給し生産することが通例になってきている。

従来、バージン材と再生材とを計量して成型機のホッパに供給する装置が提案されている（特許文献１：特開平８－２０７０４２号公報、特許文献２：特開２００３－０８９１１３号公報）。

特開平８－２０７０４２号公報 特開２００３－０８９１１３号公報

従来は、バージン材を第１の管路で混合機に輸送し、粒断した再生材を第２の管路で混合機に輸送し、混合機にて混合した混合材を第３の管路で乾燥機に輸送し、乾燥機にて乾燥させた混合材を第４の管路で撹拌機に輸送し、撹拌機から成形機に供給していた。４系統の管路が配された複雑な構造になっていることから、これら管路の清掃作業が煩雑であった。また、生産終了時、乾燥機に残った混合材を余剰材として保管しなければならず、保管した混合材が適用される成形品の生産が開始されるまでの管理作業が煩雑であった。さらに、再生材を乾燥機にて乾燥させると過剰な乾燥になることから、成形品に要求される品質レベルの向上に伴って、再生材の過剰な乾燥に起因する黄変等の成形不良が品質上の問題になることが最近になって判明した。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、樹脂材料の搬送路を合理化することで清掃作業の負担を軽減し、混合材を必要な量だけ供給することで余剰材の管理作業の負担を軽減し、再生材は乾燥機を通らない経路にすることで過剰な乾燥を防止できて成形品のさらなる品質向上ができる構成の樹脂材料混合供給装置を提供することを目的とする。

一実施形態として以下に開示する解決策により、前記課題を解決する。

本発明に係る樹脂材料混合供給装置は、バージン材を乾燥する乾燥ユニットと、乾燥バージン材を計量する第１計量ユニットと、計量された第１輸送量の前記乾燥バージン材を貯蔵する第１タンクとを有する乾燥計量機と、再生材を粒断する粒断ユニットと、粒断再生材を計量する第２計量ユニットと、計量された第２輸送量の前記粒断再生材を貯蔵する第２タンクとを有する粒断計量機と、前記乾燥バージン材と前記粒断再生材とを攪拌し混合材にして成形機に供給する攪拌ユニットと、前記乾燥バージン材と前記粒断再生材とを前記攪拌ユニットに供給する搬送ユニットと、前記第１輸送量と前記第２輸送量とを調整する制御を行う制御ユニットとを備え、前記第１タンクの出口と前記第２タンクとは、前記乾燥バージン材を輸送する第１管が接続されており、前記第２タンクの出口と前記攪拌ユニットとは、前記粒断再生材と前記乾燥バージン材を輸送する第２管が接続されていることを特徴とする。

この構成によれば、管路が４系統から２系統に合理化できて清掃作業の負担が大幅に軽減される。バージン材と再生材とをそれぞれ計量し必要量を撹拌して混合材にして供給するので混合材の余剰が最小に抑えられて管理作業の負担が大幅に軽減される。尚且つ、再生材の過剰な乾燥が防止できて成形品のさらなる品質向上ができる。

前記搬送ユニットと前記攪拌ユニットとはエア吸引するための吸引管が接続されており、前記制御ユニットは、前記粒断再生材を前記攪拌ユニットに輸送し、続いて、前記乾燥バージン材を輸送する制御を行う構成であることが好ましい。この構成によれば、ひとつの搬送ユニットによって装置全体のエア吸引が対応できるので合理的な構成にできる。

前記攪拌ユニットは、前記混合材を前記成形機に供給するガラス管と前記ガラス管内の前記混合材の分量を検知するセンサとが設けられており、前記制御ユニットは、前記センサからの検知信号を受信し前記混合材の分量が設定レベルを下回ったと判断したときは前記混合材の分量が前記設定レベルに達するまで前記粒断再生材と前記乾燥バージン材を輸送する制御を行う構成であることが好ましい。この構成によれば、生産に必要な混合材を合理的な供給量で途切れなく成形機に供給することが容易にできる。

前記粒断ユニットは余剰材排出部が設けられており、前記余剰材排出部は前記再生材のうち余剰になった余剰材の自重にて開くことで前記余剰材を機外に排出する扉を有することが好ましい。この構成によれば、粒断刃に負荷が加わることが防止できて粒断再生材を必要な量だけ供給できるので、余剰材の管理作業の負担が軽減されて、粒断刃が長寿命になり、メンテナンス作業の負担が軽減される。

本発明の樹脂材料混合供給装置によれば、樹脂材料の搬送経路を合理化することで清掃作業の負担を大幅に軽減し、混合材を必要な量だけ途切れなく供給することで余剰材の管理作業の負担を軽減し、再生材は乾燥機を通らない経路にすることで過剰な乾燥を防止できて成形品のさらなる品質向上ができる。

図１は本発明の実施形態に係る樹脂材料混合供給装置の配置構成を模式的に示す構成図である。 図２は本実施形態に係る樹脂材料混合供給装置の配管構成を模式的に示す構成図である。 図３Ａ～図３Ｄは本実施形態に係る余剰材排出部の動作例を示す概略の外観図である。 図４は本実施形態に係る樹脂材料混合供給装置の動作手順の一例を示すフローチャート図である。

本発明の実施形態について図面を参照して以下に詳しく説明する。図１と図２に示すように、樹脂材料混合供給装置１は、乾燥計量機２と粒断計量機３と攪拌ユニット８とを組み合わせた構成である。乾燥計量機２は、ペレット状のバージン材４１を乾燥し乾燥バージン材にする。粒断計量機３は、スプルやランナなどの再生材４２を粒断し粒断再生材にする。攪拌ユニット８は、前記乾燥バージン材と前記粒断再生材とを攪拌し混合材にして成形機５０に供給する。樹脂材料混合供給装置１は、成形機５０を制御しない構成であって、成形機５０と独立して各機器を制御可能な構成の制御ユニット７を備える。制御ユニット７は、一例として乾燥計量機２に設けられている。樹脂材料混合供給装置１は、前記乾燥バージン材と前記粒断再生材とをそれぞれ攪拌ユニット８に供給する搬送ユニット９を備える。搬送ユニット９は、一例として乾燥計量機２に設けられている。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

乾燥計量機２は、乾燥ユニット５と第１計量ユニット１１と第１タンク１３とが連結された構成であり、制御ユニット７と搬送ユニット９とが内蔵されている。乾燥ユニット５は、材料タンク３６に貯蔵されたペレット状のバージン材４１を付設のホッパにて吸引し当該ホッパから乾燥容器に降下して当該乾燥容器内でヒータからの乾燥エアによって除湿し乾燥して乾燥バージン材にする。第１計量ユニット１１は、モータにてスクリュを所定回数回転させることで前記乾燥バージン材を計量する。第１タンク１３は、第１計量ユニット１１にて計量された第１輸送量の前記乾燥バージン材を貯蔵する。

粒断計量機３は、粒断ユニット６と第２計量ユニット１２と第２タンク１４とが連結された構成である。粒断ユニット６は、再生材４２を粒断し粒断再生材にする。第２計量ユニット１２は、モータにてスクリュを所定回数回転させることで前記粒断再生材を計量する。第２タンク１４は、第２計量ユニット１２にて計量された第２輸送量の前記粒断再生材を貯蔵する。

攪拌ユニット８は、前記乾燥バージン材と前記粒断再生材とを攪拌し混合材４３にして成形機５０に供給する。搬送ユニット９は、吸引エアによって前記乾燥バージン材と前記粒断再生材とをそれぞれ攪拌ユニット８に供給する。攪拌ユニット８は、吸引式微粉除去ホッパであり、いわゆるヘリカルホッパである。

攪拌ユニット８は、ホッパ本体から降下した混合材４３を成形機５０に供給する通路としてのガラス管３３と、ガラス管３３内の混合材４３の分量を検知するセンサ３４とが設けられている。センサ３４は、一例として静電容量式の近接センサである。制御ユニット７は、センサ３４からの検知信号を受信し混合材４３の分量が設定レベルを下回ったと判断したときは混合材４３の分量が前記設定レベルに達するまでバージン材４１と再生材４２とを攪拌ユニット８に輸送する制御を行う構成である。

搬送ユニット９と攪拌ユニット８とはエア吸引するための吸引管３５が接続されている。吸引管３５は、吸引ホースであり、吸引エアは矢印ａ１方向に吸引される。第１タンク１３の出口と第２タンク１４とは乾燥バージン材を輸送する第１管３１が接続されている。第１管３１は、前記乾燥バージン材輸送ホースであり、材料は矢印ｂ１方向に乾燥ユニット５内の除湿エアで圧送すると同時に前記吸引エアにて第２タンクへ輸送される。そして、第２タンク１４の出口と攪拌ユニット８とは粒断再生材と乾燥バージン材を輸送する第２管３２が接続されている。第２管３２は、前記混合材輸送ホースであり、材料は矢印ｂ２方向に乾燥ユニット５内の除湿エアで圧送すると同時に前記吸引エアにて輸送される。ここで、制御ユニット７は、タッチパネル７ａからの条件入力に対応して、前記粒断再生材を攪拌ユニット８に輸送し、続いて、前記乾燥バージン材を攪拌ユニット８に輸送する制御を行う構成である。

乾燥計量機２は、排気用のエア切替弁３７が配されている。本実施形態は、エア切替弁３７を切替えることによって、材料搬送時に吸引すると同時に乾燥ユニット５内の除湿エアを計量された第１タンク１３内に入れて前記乾燥バージン材を圧送する。これにより、第１タンク１３内および第２タンク１４内に材料が残留しない様になっており、計量された第１輸送量の乾燥バージン材を正確な量で攪拌ユニット８に供給できる。また、本実施形態は、制御ユニット７が制御することによって、材料搬送時に吸引すると同時に乾燥ユニット５内の除湿エアを計量された第１タンク１３内および第２タンク１４内に入れて前記粒断再生材を圧送する。これにより、第１タンク１３内および第２タンク１４内に材料が残留しない様になっており、計量された第２輸送量の粒断再生材を正確な量で攪拌ユニット８に供給できる。したがって、攪拌ユニット８にて正確な割合で混合された混合材４３を材料を正確な量で成形機５０へ送ることができる。

図３Ａ～図３Ｄに示すように、粒断計量機３は、粒断ユニット６における粒断刃６ａが配された加工部の下方の排出タンク６ｂの斜面位置に、斜め下向きで余剰材排出部２１が設けられている。余剰材排出部２１は、板金加工され折り曲げられた下面と左側面と右側面とで余剰材の散乱を防止するガイド２１ｂと、Ｌ字形状に板金加工された扉２１ａとを備える。扉２１ａは、ガイド２１ｂの上面付近にて、前後方向に揺動可能に軸支されている。図３Ａと図３Ｄに示すように、再生材４２のうち余剰になった余剰材の自重にて扉２１ａが前方向に揺動して開くことで当該余剰材を機外に排出する。そして、図３Ｂと図３Ｃに示すように、前記余剰材が機外に排出されると扉２１ａが後方向に揺動して閉じる構成である。この構成によれば、粒断刃６ａに負荷が加わることが防止できて粒断再生材を必要な量だけ供給できるので、余剰材の管理作業の負担が軽減されて、粒断刃６ａが長寿命になり、メンテナンス作業の負担が軽減される。

図４は本実施形態に係る樹脂材料混合供給装置１の動作手順の一例を示すフローチャート図である。引き続き、樹脂材料混合供給装置１の動作手順について以下に説明する。

オペレータはステップＳ１にて樹脂材料の計量条件をタッチパネル７ａから指定する。樹脂材料の計量条件が指定されるとステップＳ２に進む。制御ユニット７は、ステップＳ２にて、ガラス管３３に配されたセンサ３４からの検知信号によって混合材４３の量が設定レベル未満であるか否かを判断する。混合材４３の量が設定レベル未満であるときは、ステップＳ３に進む。制御ユニット７は、ステップＳ３にて、乾燥が済んだバージン材４１の計量開始指令を乾燥計量機２に送信し、続いて、再生材４２の計量開始指令を粒断計量機３に送信する。バージン材４１の計量条件は、第１タンク１３に貯蔵される乾燥バージン材の計量時間である。再生材４２の計量条件は、第２タンク１４に貯蔵される粒断再生材の計量時間である。

乾燥計量機２は、ステップＳ４Ａにて、バージン材４１の計量開始指令を受信してステップＳ５Ａに進む。乾燥計量機２は、ステップＳ５Ａにて、乾燥バージン材を計量し第１輸送量にして第１タンク１３に貯蔵する。そして、ステップＳ６Ａにて、乾燥バージン材計量タイマーアップになり、乾燥バージン材計量スクリューが停止する。

粒断計量機３は、ステップＳ４Ｂにて、再生材４２の計量開始指令を受信してステップＳ５Ｂに進む。粒断計量機３は、ステップＳ５Ｂにて、再生材４２を粒断し粒断再生材を計量し第２輸送量にして第２タンク１４に貯蔵する。そして、ステップＳ６Ｂにて、粒断再生材計量タイマーアップになり、粒断再生材計量スクリューが停止する。

制御ユニット７は、乾燥計量機２と粒断計量機３とにおいてそれぞれ計量タイマー設定値を経過すると、ステップＳ７にて、搬送ユニット９からの吸引エアによって前記粒断再生材と前記乾燥バージン材を攪拌ユニット８に吸引搬送する。

上述の実施例では、粒断再生材を輸送し、続いて、乾燥バージン材を輸送して、攪拌ユニット８にて攪拌し混合材にして成形機５０に供給する例で説明した。乾燥バージン材と粒断再生材との混合比率は、任意の比率に設定でき、一例として、９：１であり、また、一例として、８：２である。上記以外に、成形開始時、成形機５０への初回の材料搬送を乾燥バージン材のみで輸送して、成形機５０への二回目以降の材料搬送を設定された混合比率で自動的に混合材料を搬送することもできる。

本実施形態の樹脂材料混合供給装置１によれば、樹脂材料の搬送経路を合理化することで清掃作業の負担を大幅に軽減できる。また、混合材を必要な量だけ途切れなく供給できるので余剰材の管理作業の負担を軽減できる。そして、再生材は乾燥機を通らない経路にすることで過剰な乾燥を防止できて成形品のさらなる品質向上ができる。本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。

１ 樹脂材料混合供給装置
２ 乾燥計量機
３ 粒断計量機
５ 乾燥ユニット
６ 粒断ユニット、６ａ 粒断刃、６ｂ 排出タンク
７ 制御ユニット、７ａ タッチパネル
８ 攪拌ユニット
９ 搬送ユニット
１１ 第１計量ユニット
１２ 第２計量ユニット
１３ 第１タンク
１４ 第２タンク
２１ 余剰材排出部、２１ａ 扉、２１ｂ ガイド
３１ 第１管
３２ 第２管
３３ ガラス管
３４ センサ
３５ 吸引管
３６ 材料タンク
３７ エア切替弁
４１ バージン材
４２ 再生材
４３ 混合材
５０ 成形機

Claims (4)

1. バージン材を乾燥する乾燥ユニットと、乾燥バージン材を計量する第１計量ユニットと、計量された第１輸送量の前記乾燥バージン材を貯蔵する第１タンクとを有する乾燥計量機と、再生材を粒断する粒断ユニットと、粒断再生材を計量する第２計量ユニットと、計量された第２輸送量の前記粒断再生材を貯蔵する第２タンクとを有する粒断計量機と、前記乾燥バージン材と前記粒断再生材とを攪拌し混合材にして成形機に供給する攪拌ユニットと、前記乾燥バージン材と前記粒断再生材とを前記攪拌ユニットに供給する搬送ユニットと、前記第１輸送量と前記第２輸送量とを調整する制御を行う制御ユニットとを備え、前記第１タンクの出口と前記第２タンクとは、前記乾燥バージン材を輸送する第１管が接続されており、前記第２タンクの出口と前記攪拌ユニットとは、前記粒断再生材と前記乾燥バージン材を輸送する第２管が接続されていること
   を特徴とする樹脂材料混合供給装置。
2. 前記搬送ユニットと前記攪拌ユニットとはエア吸引するための吸引管が接続されており、前記制御ユニットは、前記粒断再生材を前記攪拌ユニットに輸送し、続いて、前記乾燥バージン材を輸送する制御を行う構成であること
   を特徴とする請求項１に記載の樹脂材料混合供給装置。
3. 前記攪拌ユニットは、前記混合材を前記成形機に供給するガラス管と前記ガラス管内の前記混合材の分量を検知するセンサとが設けられており、前記制御ユニットは、前記センサからの検知信号を受信し前記混合材の分量が設定レベルを下回ったと判断したときは前記混合材の分量が前記設定レベルに達するまで前記粒断再生材と前記乾燥バージン材を輸送する制御を行う構成であること
   を特徴とする請求項１または２に記載の樹脂材料混合供給装置。
4. 前記粒断ユニットは余剰材排出部が設けられており、前記余剰材排出部は前記再生材のうち余剰になった余剰材の自重にて開くことで前記余剰材を機外に排出する扉を有すること
   を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の樹脂材料混合供給装置。

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