JP3208710U - 注型品製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱可塑性エラストマーの注型成形において、溶融温度以上での保持と吐出、及び吐出部の吐出方向や吐出量等のきめ細やかな調整が可能な注型品製造装置を提供する。【解決手段】エラストマーを加熱溶融して液状で保持するメルトポット部２と、メルトポット部より液状エラストマーを圧送する圧送部３と、圧送部に接続されて液状エラストマーが導通される保温性ホース４と、保温性ホースのもう一端部に接続されて吐出ノズル６ａと吐出開始・停止機構とを備えた吐出部５と、からなり、予めエラストマーの溶融温度以上に加熱し保温された成形型の開口部に吐出ノズルを挿入して液状エラストマー１０を連続的に吐出注入し、重力方向に自然流下させて充填することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本考案は、加熱溶融した熱可塑性エラストマーを注型に注入して注型品を製造する装置に関する。

熱可塑性エラストマーは、ゴム弾性を有する有機高分子材料のうち、加熱することで液状に流動化して温度の低下により固化する性質を持ったエラストマーであり、加熱液状化したうえで射出成型等により容易に成型加工ができるため、産業用部分品や民生用品などに加工され広く使用されている。

しかし、射出成型加工の多くは射出圧力に耐えうる成形型と大型機械を要し、精密成型加工である真空注型加工においても専用型及び専用装置を要するものであるので高付加価値品や大量生産品に適するものであって、低価格小ロット製品のためには割高なものとなっている。

一方、鋳造のように大きな開口部を持った注型に溶解した材料を注ぎ込む注型成形は、エラストマーのような弾性に富む材料の場合は型抜けが容易であるので、固化したうえで注型より成形品を抜き出しては繰り返し注型成形を行うことが可能であるために、低価格小ロット製品には適している。当然ながら、微細部の再現性は真空注型加工には及ばないものの、民生用品向けの熱可塑性エラストマー成形には十分有効な加工方法である。

しかし、高温の液状材料の型への注ぎ込みのスピードは、速すぎれば気泡等の成形不良が発生しやすく、逆にゆっくり注入する場合は、注入材料の温度低下が生じ成形品質が悪化する問題があり、鋳造の如くの重力注入では、溶融させた液状のエラストマーの保持と合わせて、注入速度の調整が難しいものとなっていた。

また、注型開口部の上部からの液状エラストマーの注入方法は、固定された一方向からの吐出注入の場合、型底部から型上部に単純に充填された場合、型内の細部、特に型内壁の凹部への溶融材料の入り込みに不良が発生することもあり、また、型内面の充填量の変化に応じた微妙な温度の変化によりエラストマーの固化具合が不均質となって成形不良が生じやすいものとなっていた。

このため、大きな開口部を持った注型に溶解した熱可塑性エラストマーを注入して注型成形を行ううえで、溶融エラストマーの溶融温度以上での保持と吐出、及び吐出部の吐出方向や吐出量等のきめ細やかな調整が求められていた。

熱可塑性エラストマーを大きな開口部を持った注型に吐出注入するうえで、吐出部からの吐出方向等を自在に調整できるとともに、液状エラストマーの吐出・停止を容易に操作するためには、操作者自身の手により吐出部が容易に可動でき、かつ、操作者が保持する吐出部に液状エラストマーの圧送の開始／停止を細やかに制御することができる注型品製造装置が求められる。

本考案は、エラストマーを加熱溶融して液状で保持するメルトポット部と、メルトポット部より液状エラストマーを圧送する圧送部と、圧送部に接続されて液状エラストマーが導通される保温性ホースと、保温性ホースのもう一端部に接続されて吐出ノズルと吐出開始・停止機構とを備えた吐出部と、からなり、予めエラストマーの溶融温度以上に加熱し保温された成形型の開口部に吐出ノズルを挿入して液状エラストマーを連続的に吐出注入し、重力方向に自然流下させて充填することで、吐出部からの吐出方向等を自在に調整でき、かつ液状エラストマーの圧送の開始／停止を細やかに制御することができる熱可塑性エラストマーの注型品製造装置を実現するものである。

さらには、前記の吐出ノズルの吐出・停止機構には、任意の時間で吐出あるいは停止の状態を保持できるホールド機構を備えていることや、吐出部及び保温性ホースが、装置本体より伸びる吊りアームに伸縮性の吊り紐又はツールバランサーにより吊下げられ、前後、左右及び上下に可動自在であることにより、さらに操作性の向上した熱可塑性エラストマーの注型品製造装置を実現するものである。

上述のとおり、本考案の熱可塑性エラストマーの注型品製造装置は、吐出部の吐出ノズルを大きな開口部を持った注型に自在に挿入して、注型内での吐出方向や吐出位置（注型内での深さ、等）を容易に調整できるとともに、液状エラストマーの圧送の開始／停止を細やかに制御することができるため、熱可塑性エラストマーの注型成形の成形加工品質を向上することができる。

本願考案による熱可塑性エラストマーの注型品製造装置の構成を示す図である。

本考案の熱可塑性エラストマーの注型品製造装置は、エラストマーを加熱溶融して液状で保持するメルトポット部と、メルトポット部より液状エラストマーを圧送する圧送部と、圧送部に接続されて液状エラストマーが導通される保温性ホースと、保温性ホースのもう一端部に接続されて吐出ノズルと吐出開始・停止機構とを備えた吐出部とからなる。

メルトポット部は、投入された熱可塑性エラストマー原材料（固化ペレット、混和剤）又はコンパウンド材（予め原材料が混合された固化エラストマー）を電熱式ヒーターにより溶解温度以上に加熱して液状エラストマーとして所定量を保持するものである。当然に、混合状態や液状エラストマーの温度を設定された状態に保持するための電源及び電気制御装置（図示せず。）を備えている。

メルトポット部に保持された液状エラストマーは、電動のスクリュー式圧送機構等の圧送手段により加圧されており、吐出部と装置本体とは電気的に接続されて、吐出部に配した吐出開始・停止機構の操作によりバルブの開閉や圧送力が制御されて、圧送部に接続された保温性ホースに流送されて吐出部の吐出ノズルより吐出開始される。吐出開始・停止機構は電気的なスイッチ機構であって、操作性からは「引き金」式で、吐出部が「ガン」形式であることが望ましい。但し、吐出ガン形式に限定ざれず、吐出ノズルの方向・位置の操作性を阻害しない限り、任意・公知の機器構成としてよい。

吐出ノズルの吐出開始・停止機構は、吐出・停止を細やかに制御できるだけでなく、請求項２の本考案のように任意の時間、スイッチ機構を吐出あるいは停止の状態を保持できるホールド機構を備えることで、操作者の握力でスイッチを押し続けている負担や、操作者の作業動作上の制約を緩和することができる。

また、吐出ノズルの吐出開始・停止機構は、ＯＮ／ＯＦＦのスイッチ機構だけでなく、当然にボリューム型スイッチにより圧送部の機構を段階的あるいは無段階的に制御して、吐出量（吐出速度）を調整することもできる。こうすることで、注型への液状エラストマーの吐出注入量をきめ細やかに制御することができる。

メルトポット部は、エラストマーを加熱液状にするのみならず、本装置が作動している間は、所定量の液状エラストマーを保持して、吐出部からの吐出量が不足しないようにするためのバッファーの機能を果たす。しかしながら、長時間の加熱状態での保持は、混和剤（オイル）の変質など液状エラストマーの品質の劣化を引き起こすので、注型加工における稼動単位時間当たりの吐出量とメルトポット部の保持量を均衡させて、液状エラストマーの装置内滞留量の調整が求められる。

上記は、メルトポット部の容量を予め算出される容量とする方法のほか、メルトポット部への投入材料（熱可塑性エラストマー原材料（ペレット、オイル）又はコンパウンド材（予め原材料が混合された固化エラストマー））の投入量を調整することで対応可能であるが、請求項４の本考案のように、メルトポット部が、液状エラストマー保持部と押出機構（原材料の供給・搬送、粉砕・混練、溶融・押出）とが一体化してなり、押出量が常に電気的自動制御されることにより保持部での保持量を適切に調節できる（図２参照）。

これは公知の押出機・ルーダーの制御と本装置の吐出量制御とを連携させて構成されてもよい。そのときは押出機・ルーダーの液状エラストマーの押出能力（押出量、押出圧力）を本考案の圧送部に代替させ、押出機・ルーダーの機械内の容積能力（滞留容量）をメルトポット部に代替させた構成となる。当然に、なお吐出バッファー確保のために、液状エラストマー保持部と圧送部をさらに備えることもできる。

吐出部とそれに接続された保温性ホースは、請求項３の本考案のように、装置本体より伸びる吊りアームに伸縮性の吊り紐又はツールバランサーにより吊下げられており、操作者にとってそれらの重さが軽減されるとともに、前後、左右及び上下に可動自在とすることができる。

吐出ノズルは、金属パイプなど耐熱耐圧性を有する長管状のノズルであり、注型の形状、例えば深さや凹凸形状に対応して、所定の位置から所定の方向で液状エラストマーを吐出することができれば、任意の長さ、長手方向の形状とすることができる。例えば、屈曲・湾曲したノズル形状も可能ではあるが、成型品の形状の多品種化に対応するためには、シンプルな直線形状が効率的である。

本考案の熱可塑性エラストマーの注型品製造装置の各部の機械構成は、大きな開口部を持った注型へ吐出ノズルを挿入して液状エラストマーを連続的に吐出注入し、重力方向に自然流下させて充填するための技術的思想と異ならない範囲で、公知の部材や方法を多様で自由に選択することが想定されうるが、当然にそれらも本考案の実用新案登録請求の範囲に含まれるものである。

本願考案の熱可塑性エラストマーの注型品製造装置によれば、熱可塑性エラストマーの注型成形の成形加工品質を向上することができるため、注型加工によるエラストマー成型加工品の用途の拡大することができる。

１ 装置本体
２ メルトポット部（透視表示）
３ 圧送部（透視表示）
４ 保温性ホース
５ 吐出部
６ａ 吐出ノズル
６ｂ 吐出開始・停止機構
７ 吊りアーム
８ 吊り紐又はツールバランサー
９ 注型
１０ 液状エラストマー
１１ 押出機構（透視表示）
１２ 液状エラストマー保持部（透視表示）
１３ 押出機構に附帯する原材料投入部

本願考案による熱可塑性エラストマーの注型品製造装置の構成を示す図である。 本願考案による液状エラストマー保持部と押出機構とが一体化されて液状エラストマーの吐出量に連動して押出量が自動制御される熱可塑性エラストマーの注型品製造装置の構成を示す図である。

Claims (4)

1. 熱可塑性エラストマーの注型品製造装置であって、
   エラストマーを加熱溶融して液状で保持するメルトポット部と、
   メルトポット部より液状エラストマーを圧送する圧送部と、
   圧送部に接続されて液状エラストマーが導通される保温性ホースと、
   保温性ホースのもう一端部に接続されて吐出ノズルと吐出開始・停止機構とを備えた吐出部と、からなり、
   予めエラストマーの溶融温度以上に加熱し保温された成形型の開口部に吐出ノズルを挿入して液状エラストマーを連続的に吐出注入し、重力方向に自然流下させて充填することを特徴とする注型品製造装置
2. 吐出ノズルの吐出・停止機構には、任意の時間で吐出あるいは停止の状態を保持できるホールド機構を備えていることを特徴する
   請求項１に記載の注型品製造装置
3. 吐出部及び保温性ホースは、装置本体より伸びる吊りアームに伸縮性の吊り紐又はツールバランサーにより吊下げられ、前後、左右及び上下に可動自在であることを特徴とする
   請求項１又は２に記載の注型品製造装置
4. メルトポット部は、液状エラストマー保持部と押出機構とが一体化されてなり、
   液状エラストマーの吐出量に連動して押出量が自動制御されることを特徴とする
   請求項１乃至３に記載の注型品製造装置

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