JP4725362B2 - 溶融樹脂供給方法及び溶融樹脂供給装置 - Google Patents
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Description
本発明は、押出ノズルの押出開口から押し出された溶融状態を切断手段により切断し、切断された溶融樹脂を保持手段により保持して成形装置に供給する溶融樹脂供給方法及び溶融樹脂供給装置に関する。
飲料等のための容器として、ポリエステルなどの合成樹脂から形成された合成樹脂製容器が広く実用に供されている。ブロー成形することによって合成樹脂製容器にされる前成形体（プリフォーム）は、近年、圧縮成形装置において圧縮成形により一体成形されるものができている。
このような圧縮成形の遂行に際し、押出ノズルの押出開口から押し出された溶融状態の合成樹脂の圧縮成形装置への供給（搬送）は次のようにして行なわれる。
押出機において加熱、溶融された溶融樹脂は、押出機に備えられた押出ノズルの押出開口から押し出され、押し出された溶融樹脂は切断手段によって切断され、押出開口から切り離される。切り離された溶融樹脂（被切断溶融樹脂）は、移送機構に配設された溶融樹脂搬送手段に供給される。
このような圧縮成形の遂行に際し、押出ノズルの押出開口から押し出された溶融状態の合成樹脂の圧縮成形装置への供給（搬送）は次のようにして行なわれる。
押出機において加熱、溶融された溶融樹脂は、押出機に備えられた押出ノズルの押出開口から押し出され、押し出された溶融樹脂は切断手段によって切断され、押出開口から切り離される。切り離された溶融樹脂（被切断溶融樹脂）は、移送機構に配設された溶融樹脂搬送手段に供給される。
搬送手段は、溶融樹脂を保持する閉状態と、保持した溶融樹脂を下方に排出する開状態とに選択的に設定されると共に回転軸まわりに移動される。そして、閉状態の保持手段に受容された溶融樹脂は、圧縮成形装置に備えられた雌型の上方位置まで移動させられた後、受容手段を開状態にされることにより下方に排出され（落下され）、雌型に移送される。
雌型に移送された溶融樹脂は、圧縮成形装置に備えられた雄型と協働して圧縮成形され、所要形状のポリエステルなどの飲料ボトル用プリフォームをはじめ各種製品の成形に使用される。
特許第３６７４３３７
ＷＯ ２００５／００７８３７
雌型に移送された溶融樹脂は、圧縮成形装置に備えられた雄型と協働して圧縮成形され、所要形状のポリエステルなどの飲料ボトル用プリフォームをはじめ各種製品の成形に使用される。
押出された溶融樹脂を定量切断し、圧縮成形用金型に供給する装置として上述の特許文献１の合成樹脂供給装置等が提案されているが、特に樹脂がポリエステル樹脂の場合に、押し出された溶融樹脂表面から極微量な揮発成分が揮発し、長時間運転すると、揮発成分が、切断工具、搬送手段、金型の各表面に付着し、その表面付加物が堆積するにつれ、さらに低分子量の樹脂成分が付着することになり、搬送手段に溶融樹脂が粘着しやすくなり、溶融樹脂の金型に供給するタイミングが変わってくる問題がある。このため、従来の溶融樹脂供給装置では、長時間安定して溶融樹脂を金型に供給することができず、連続生産のためには、一定時間毎の工具及び金型の清掃が必要であった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、揮発成分が搬送手段の表面に付着することなく、長時間、安定して稼働させることができる溶融樹脂供給方法及び溶融樹脂供給装置を提供することを目的とする。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、揮発成分が搬送手段の表面に付着することなく、長時間、安定して稼働させることができる溶融樹脂供給方法及び溶融樹脂供給装置を提供することを目的とする。
本発明は、溶融樹脂供給装置を溶剤で清掃した後、溶融樹脂を連続供給し、その後中断し、溶融樹脂の挟持部などに付着した付着物の総量を分析したところ、１回の溶融樹脂の切断搬送あたり、オリゴマー成分が０．１〜０．１５μｇあり、高分子ＰＥＴ成分が０．１５μｇ程度発生していた。これに対して、エア供給圧力を０．１ＭＰａとして溶融樹脂に吹きかけたときは、１回の溶融樹脂の切断搬送あたり、オリゴマー成分が０．０４〜０．０５μｇであり、高分子ＰＥＴが０．００３μｇと減少したことに着目した結果なされたものである。
本発明の溶融樹脂供給方法は、上記目的を達成するために、押出ノズルの押出開口から溶融樹脂を下方へ押し出し、該押出開口の周囲に対して一定間隔を空けた環状の噴出口から溶融樹脂の外周面の表面部位に冷却用の流体を噴射した後若しくは噴射しつつ、溶融樹脂を切断工具で切断し、該切断工具によって切断された溶融樹脂を保持部材で保持しながら圧縮成形用金型の雌型まで搬送し、該雌型の直上位置で溶融樹脂を該雌型内に落下させるようにした。
また、本発明の溶融樹脂供給装置は、上記目的を達成するために、溶融樹脂を押出開口から排出する押出しノズルと、該押出しノズルの押出開口から排出された溶融樹脂を切断する切断工具と、該押出開口から排出された溶融樹脂の保持及び保持の解放機構を備えた保持部材と、該切断工具及び該保持部材を支持するとともに溶融樹脂の切断後に溶融樹脂を保持した該保持部材を圧縮成形用金型の雌型まで搬送する搬送手段とを備え、該雌型の上方位置で該保持部材が溶融樹脂を解放して該雌型内へ溶融樹脂を供給するようにした溶融樹脂供給装置において、該押出ノズルの周辺に流体を噴出する噴出手段を設け、該押出ノズルの該押出開口から該押出ノズルの押出方向へ一定間隔を空けた溶融樹脂の表面に、該噴出手段の噴出口を指向し、表面を流体によって冷却された溶融樹脂を該保持部材が保持するようにした。
上記溶融樹脂供給装置は、該噴出手段が該押出ノズルの周囲に環状に設けられ、該流体供給手段と該押出ノズルの間に断熱用の隙間を環状に形成することができる。
また、上記溶融樹脂供給装置は、該溶融樹脂がポリエステルの溶融樹脂とするとより効果的である。
本発明の溶融樹脂供給方法は、上記目的を達成するために、押出ノズルの押出開口から溶融樹脂を下方へ押し出し、該押出開口の周囲に対して一定間隔を空けた環状の噴出口から溶融樹脂の外周面の表面部位に冷却用の流体を噴射した後若しくは噴射しつつ、溶融樹脂を切断工具で切断し、該切断工具によって切断された溶融樹脂を保持部材で保持しながら圧縮成形用金型の雌型まで搬送し、該雌型の直上位置で溶融樹脂を該雌型内に落下させるようにした。
また、本発明の溶融樹脂供給装置は、上記目的を達成するために、溶融樹脂を押出開口から排出する押出しノズルと、該押出しノズルの押出開口から排出された溶融樹脂を切断する切断工具と、該押出開口から排出された溶融樹脂の保持及び保持の解放機構を備えた保持部材と、該切断工具及び該保持部材を支持するとともに溶融樹脂の切断後に溶融樹脂を保持した該保持部材を圧縮成形用金型の雌型まで搬送する搬送手段とを備え、該雌型の上方位置で該保持部材が溶融樹脂を解放して該雌型内へ溶融樹脂を供給するようにした溶融樹脂供給装置において、該押出ノズルの周辺に流体を噴出する噴出手段を設け、該押出ノズルの該押出開口から該押出ノズルの押出方向へ一定間隔を空けた溶融樹脂の表面に、該噴出手段の噴出口を指向し、表面を流体によって冷却された溶融樹脂を該保持部材が保持するようにした。
上記溶融樹脂供給装置は、該噴出手段が該押出ノズルの周囲に環状に設けられ、該流体供給手段と該押出ノズルの間に断熱用の隙間を環状に形成することができる。
また、上記溶融樹脂供給装置は、該溶融樹脂がポリエステルの溶融樹脂とするとより効果的である。
本発明の溶融樹脂供給方法は、押出ノズルの押出開口から溶融樹脂を下方へ押し出し、該押出開口の周囲に対して一定間隔を空けた環状の噴出口から溶融樹脂の外周面の表面部位に冷却用の流体を噴射した後若しくは噴射しつつ、溶融樹脂を切断工具で切断するようにし、溶融樹脂表面のオリゴマー成分や高分子ＰＥＴを吹き飛ばし、または溶融樹脂表面を冷やすことで、オリゴマー成分や高分子ＰＥＴそのものの発生を抑えることで、切断工具以降のツールにオリゴマー成分、高分子ＰＥＴが付着、伝搬しにくくなるので、切断された溶融樹脂を保持しながら圧縮成形用金型の雌型まで搬送し、該雌型の直上位置で溶融樹脂を該雌型内に落下させるときに、搬送樹脂に溶融樹脂塊のすべりを阻害する成分が付着しないので、滑り性は維持され、溶融樹脂の保持部材から円滑に落としえる連続稼働時間を長くすることができ、装置の稼働率を上昇させることができる。
本発明の溶融樹脂供給装置は、溶融樹脂を押出開口から排出する押出しノズルと、該押出しノズルの押出開口から排出された溶融樹脂を切断する切断工具と、該押出開口から排出された溶融樹脂の保持及び保持の解放機構を備えた保持部材と、該切断工具及び該保持部材を支持するとともに溶融樹脂の切断後に溶融樹脂を保持した該保持部材を圧縮成形用金型の雌型まで搬送する搬送手段とを備え、該雌型の上方位置で該保持部材が溶融樹脂を解放して該雌型内へ溶融樹脂を供給するようにした溶融樹脂供給装置において、該押出ノズルの周辺に流体を噴出する噴出手段を設け、該押出ノズルの該押出開口から該押出ノズルの押出方向へ一定間隔を空けた溶融樹脂の表面に、該噴出手段の噴出口を指向し、表面を流体によって冷却された溶融樹脂を該保持部材が保持するようにしたので、溶融樹脂の表面に内部温度と異なる冷却薄膜を形成することにより、搬送手段の溶融樹脂の保持部材に付着物がつきにくく、溶融樹脂を圧縮成形装置の雌型に落下させるときに、長時間円滑に供給することができ、溶融樹脂供給装置の稼働率を上昇させることができる。
上記溶融樹脂供給装置は、該噴出手段が該押出ノズルの周囲に環状に設けられ、該流体供給手段と該押出ノズルの間に断熱用の隙間を環状に形成したので、溶融樹脂の熱を噴出手段の流体が受けにくくなり、また、押出ノズル先端を流体で極端に冷やしてしまうことがないので、溶融樹脂の安定した吐出を行いつつ、押し出された後の溶融樹脂表面の揮発成分を飛ばしたり押出樹脂表面を冷却することが可能となる。
また、上記溶融樹脂供給装置は、該溶融樹脂がポリエステルの溶融樹脂であるので、より付着物が保持部材に付きやすいため、効果的に保持部に付着物の付着を軽減できる。
本発明の溶融樹脂供給装置は、溶融樹脂を押出開口から排出する押出しノズルと、該押出しノズルの押出開口から排出された溶融樹脂を切断する切断工具と、該押出開口から排出された溶融樹脂の保持及び保持の解放機構を備えた保持部材と、該切断工具及び該保持部材を支持するとともに溶融樹脂の切断後に溶融樹脂を保持した該保持部材を圧縮成形用金型の雌型まで搬送する搬送手段とを備え、該雌型の上方位置で該保持部材が溶融樹脂を解放して該雌型内へ溶融樹脂を供給するようにした溶融樹脂供給装置において、該押出ノズルの周辺に流体を噴出する噴出手段を設け、該押出ノズルの該押出開口から該押出ノズルの押出方向へ一定間隔を空けた溶融樹脂の表面に、該噴出手段の噴出口を指向し、表面を流体によって冷却された溶融樹脂を該保持部材が保持するようにしたので、溶融樹脂の表面に内部温度と異なる冷却薄膜を形成することにより、搬送手段の溶融樹脂の保持部材に付着物がつきにくく、溶融樹脂を圧縮成形装置の雌型に落下させるときに、長時間円滑に供給することができ、溶融樹脂供給装置の稼働率を上昇させることができる。
上記溶融樹脂供給装置は、該噴出手段が該押出ノズルの周囲に環状に設けられ、該流体供給手段と該押出ノズルの間に断熱用の隙間を環状に形成したので、溶融樹脂の熱を噴出手段の流体が受けにくくなり、また、押出ノズル先端を流体で極端に冷やしてしまうことがないので、溶融樹脂の安定した吐出を行いつつ、押し出された後の溶融樹脂表面の揮発成分を飛ばしたり押出樹脂表面を冷却することが可能となる。
また、上記溶融樹脂供給装置は、該溶融樹脂がポリエステルの溶融樹脂であるので、より付着物が保持部材に付きやすいため、効果的に保持部に付着物の付着を軽減できる。
以下、本発明の実施の形態による溶融樹脂供給装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る溶融樹脂供給装置１と圧縮成形装置６、図２は、合成樹脂供給装置１の押出機２の押出ユニット４の拡大図、図３は、押出ユニット４と搬送ユニット２０との溶融樹脂の受け渡部し位置の断面図、図４は、搬送ユニット２０と圧縮成形装置６の平面図、図５は搬送ユニット２０と圧縮成形装置６との溶融樹脂の受け渡し位置の断面図である。
図１は、本発明に係る溶融樹脂供給装置１と圧縮成形装置６、図２は、合成樹脂供給装置１の押出機２の押出ユニット４の拡大図、図３は、押出ユニット４と搬送ユニット２０との溶融樹脂の受け渡部し位置の断面図、図４は、搬送ユニット２０と圧縮成形装置６の平面図、図５は搬送ユニット２０と圧縮成形装置６との溶融樹脂の受け渡し位置の断面図である。
先ず、押出機２で生成される溶融樹脂１１（図２参照）の流れについて簡単に説明する。
合成樹脂を材料とする溶融樹脂供給装置１は、シリンダ状の押出機２を設けている。押出機２は、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂素材を加熱溶融及び混練して、溶融樹脂１１をギヤポンプ３に搬送する。ギヤポンプ３では、溶融樹脂１１の供給を安定させるために、歯車の噛み合いによって、溶融樹脂１１の吐出を行うよう構成されている。ギヤポンプ３は、導管２ａを介して図２に示す下向きの押出ユニット４に接続され、押出ユニット４は、その下端部に押出開口３５ｃを形成している。押出開口３５ｃは円形断面を有し、溶融樹脂１１は、押出開口３５ｃから略円柱形状に形成されて連続的に下方に押し出される。
合成樹脂を材料とする溶融樹脂供給装置１は、シリンダ状の押出機２を設けている。押出機２は、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂素材を加熱溶融及び混練して、溶融樹脂１１をギヤポンプ３に搬送する。ギヤポンプ３では、溶融樹脂１１の供給を安定させるために、歯車の噛み合いによって、溶融樹脂１１の吐出を行うよう構成されている。ギヤポンプ３は、導管２ａを介して図２に示す下向きの押出ユニット４に接続され、押出ユニット４は、その下端部に押出開口３５ｃを形成している。押出開口３５ｃは円形断面を有し、溶融樹脂１１は、押出開口３５ｃから略円柱形状に形成されて連続的に下方に押し出される。
押し出された溶融樹脂１１（ドロップ）は、図３に示すように、カッタ１２によって切断され、押出開口３５ｃから切り離される。切り離された溶融樹脂１１は、移送機構に配設された溶融樹脂の搬送ユニット２０に供給される。
搬送ユニット２０は、溶融樹脂１１を保持する保持ユニット２１を開閉することによって、閉状態で溶融樹脂１１を保持し、開状態で保持した溶融樹脂１１を下方に排出するように構成されると共に、保持ユニット２１を回転軸まわりに移動させることができる。そして、閉状態の保持ユニット２１に保持された溶融樹脂１１は、圧縮成形装置６に備えられた雌型７の上方位置まで移動させられた後、保持ユニット２１を開状態にさせることにより下方に、重力作用で落下されて、図４及び図５に示す雌型７に移送される。圧縮成形装置６に設けられた図示しない雄型と雌型７とによって、容器の前成形体であるプリフォームが形成される。
なお、符号８は、成形後のプリフォームを取り出す取出機構である。
搬送ユニット２０は、溶融樹脂１１を保持する保持ユニット２１を開閉することによって、閉状態で溶融樹脂１１を保持し、開状態で保持した溶融樹脂１１を下方に排出するように構成されると共に、保持ユニット２１を回転軸まわりに移動させることができる。そして、閉状態の保持ユニット２１に保持された溶融樹脂１１は、圧縮成形装置６に備えられた雌型７の上方位置まで移動させられた後、保持ユニット２１を開状態にさせることにより下方に、重力作用で落下されて、図４及び図５に示す雌型７に移送される。圧縮成形装置６に設けられた図示しない雄型と雌型７とによって、容器の前成形体であるプリフォームが形成される。
なお、符号８は、成形後のプリフォームを取り出す取出機構である。
図２は、押出機２の押出ユニット４の拡大断面図である。
押出ユニット４は、筒状部材２９の下部に押出ノズル３０が取付けられ、これらの内部には溶融樹脂が導入され、上下方向に軸線が延びて横断面が円形の流通孔２９ａを形成している。押出ノズル３０の外周囲には、流通孔２９ａを通る溶融樹脂１１の冷却を防止するためのヒータ３１が配設されている。さらに、ヒータ３１の外周部には、筒状部材２９の下部に取付けられる支持ブラケット３３が設けられている。支持ブラケット３３は、半断面形状がほぼコ字の円筒の外面中央と上下端面の内側よりを削った形状であり、図示しない常温空気を供給するポンプなどのエア供給手段２３と接続されているエア噴出ノズル３５を、下面に支持している。
押出ノズル３０がヒータ３１に対応する位置よりも下側は、先端ノズル３０ａ（図６）で形成され、先端ノズル３０ａの下端にある先端エッジ３０ｂは、ナイフのエッジ状に鋭角に形成されている。状況によりこの部分にマイクロヒーター等を巻いたり、鋳込みヒーターとしてもよい。
押出ユニット４は、筒状部材２９の下部に押出ノズル３０が取付けられ、これらの内部には溶融樹脂が導入され、上下方向に軸線が延びて横断面が円形の流通孔２９ａを形成している。押出ノズル３０の外周囲には、流通孔２９ａを通る溶融樹脂１１の冷却を防止するためのヒータ３１が配設されている。さらに、ヒータ３１の外周部には、筒状部材２９の下部に取付けられる支持ブラケット３３が設けられている。支持ブラケット３３は、半断面形状がほぼコ字の円筒の外面中央と上下端面の内側よりを削った形状であり、図示しない常温空気を供給するポンプなどのエア供給手段２３と接続されているエア噴出ノズル３５を、下面に支持している。
押出ノズル３０がヒータ３１に対応する位置よりも下側は、先端ノズル３０ａ（図６）で形成され、先端ノズル３０ａの下端にある先端エッジ３０ｂは、ナイフのエッジ状に鋭角に形成されている。状況によりこの部分にマイクロヒーター等を巻いたり、鋳込みヒーターとしてもよい。
エア噴出ノズル３５は、上下に配置された環状の上板３５ａと下板３５ｂとで構成され、一端部にエア供給手段２３に接続されているエア供給口３６が設けられ、エア供給口３６は、押出ノズル３０の周囲に環状通路３７を形成している。図６の示すように、環状通路３７の内側は、環状のエア噴出ノズル３５の半径方向内側の斜め下側に向けて延び、上板３５ａと下板３５ｂとの間に形成されたエア噴出通路３７ａと連通している。エア噴出通路３７ａの下端には環状のエア噴出口３７ｂが形成されている。エア噴出口３７ｂの位置は、押出ノズル３０の先端エッジ３０ｂの位置より高い位置にあり、言い換えれば、押出ノズル３０の先端エッジ３０ｂはエア噴出口３７ｂから下方に突出して配置されている。
このエア噴出通路３７ａの傾斜角は、押出ノズル３０の先端エッジ３０ｂよりも低い位置で、エア噴出ノズル３５から噴出されたエアが先端エッジ３０ｂに吹きかからないようにする必要があり、このましくは後述する溶融樹脂１１を保持する保持ユニット２１に溶融樹脂１１が接する部分の全周囲に、エアが吹きかかるような角度に設定する必要がある。
押出ノズル３０の先端ノズル３０ａとエア噴出ノズル３５の内周面との間には、環状の隙間３８が形成されている。
押出ノズル３０の先端ノズル３０ａとエア噴出ノズル３５の内周面との間には、環状の隙間３８が形成されている。
図１に示すように、押出機２の押出ユニット４は、図示しない駆動源によって、押出開口３５ｃが、カッタ１２の刃先縁１３の回転軌跡の鉛直上方に位置する作用位置（想像線）と、該回転軌跡から水平方向に退避させられた非作用位置（実線）と移動できるように構成されている。
溶融樹脂供給装置１の搬送ユニット２０には、図３〜図５に示すように、ターンテーブル９を備えている。ターンテーブル９は、鉛直軸を有する回転軸９ａに支持され、電動モータなどの図示しない駆動源により、図４において時計方向に回転駆動される。搬送ユニット２０は、押出ノズル３０に対向する受入位置Ｐ１及び圧縮成形装置６に対向して位置する排出位置Ｐ２を通して搬送される。搬送ユニット２０には、カッタ１２及び保持ユニット２１を備えている。
溶融樹脂供給装置１の搬送ユニット２０には、図３〜図５に示すように、ターンテーブル９を備えている。ターンテーブル９は、鉛直軸を有する回転軸９ａに支持され、電動モータなどの図示しない駆動源により、図４において時計方向に回転駆動される。搬送ユニット２０は、押出ノズル３０に対向する受入位置Ｐ１及び圧縮成形装置６に対向して位置する排出位置Ｐ２を通して搬送される。搬送ユニット２０には、カッタ１２及び保持ユニット２１を備えている。
カッタ１２は、搬送ユニット２０のターンテーブルの９の下面側にある取付部１５に取付けられ、カッタ１２がターンテーブル９に取り付けられた状態で、カッタ１２の刃先縁１３は、ターンテーブル９の周縁からターンテーブル９の半径方向外方に水平に突出するよう位置付けられる。
したがって、押出ノズル３０の押出開口３５ｃから溶融樹脂１１が押し出され、ターンテーブル９が回転させられると、カッタ１２の刃先縁１３は、押出開口３５ｃの鉛直下方を所定の隙間をおいて水平に横切って、押出開口３５ｃから鉛直下方に押し出される溶融樹脂１１を切断することができる。
したがって、押出ノズル３０の押出開口３５ｃから溶融樹脂１１が押し出され、ターンテーブル９が回転させられると、カッタ１２の刃先縁１３は、押出開口３５ｃの鉛直下方を所定の隙間をおいて水平に横切って、押出開口３５ｃから鉛直下方に押し出される溶融樹脂１１を切断することができる。
図２に示すように、エア供給手段２３とエア供給口３６との間には、遮断バルブ２４が取付けられ、遮断バルブ２４は制御部２５によって開閉が制御される。また、制御部２５は、各カッタ１２の回転角度を検出することによって、カッタ１２の刃先縁１３が溶融樹脂１１を切断する回転角の所定角度の手前で遮断バルブ２４を開き、溶融樹脂１１の表面にエアを噴出するようにしている。この遮断バルブ２４の開閉度、開閉時間、開状態にするタイミングについては、制御部２５で任意に調整が可能である。
保持ユニット２１は、第一の挟持部材２１ａと第二の挟持部材２１ｂとを備えている。これらの挟持部材２１ａ，２１ｂは開閉可能に構成され、押出ノズル３０に対向する溶融樹脂の受入位置Ｐ１で、挟持部材２１ａ，２１ｂが閉じ状態となり、図３に溶融樹脂１１を挟持した状態の挟持部材２１ａ，２１ｂを示す。また、図５に示す溶融樹脂の排出位置Ｐ２では、挟持部材２１ａ，２１ｂが開状態となって、溶融樹脂１１を雌型７へ落下させている。
圧縮成形装置６は、回転支持体６ａ及び回転支持体６ａに配設された複数個の雌型７を含む成形型を備え、図４に示すように反時計回りに回転している。
圧縮成形装置６は、回転支持体６ａ及び回転支持体６ａに配設された複数個の雌型７を含む成形型を備え、図４に示すように反時計回りに回転している。
次に本実施形態の作用について説明する。
成形作業当初の溶融樹脂１１の供給に際しては、図１に示す押出機２の押出ユニット４が図３及び図４に示す受入位置Ｐ１に位置付けられる。ギヤポンプ３の作動により、溶融樹脂１１が連続して押出開口３５ｃから押し出される。そして、溶融樹脂の供給状態が安定すると、溶融樹脂１１が搬送手段に供給される。
図２に示すように、溶融樹脂１１が押出開口３５ｃから押し出され、カッタ１２が所定位置までくると、制御部２５が遮断バルブ２４を開状態になるように指令し、遮断バルブ２４が開弁される。これによって、エア供給手段２３からのエアがエア供給口３６に圧送され、エアが環状通路３７を通り、エア噴出通路３７ａ、エア噴出口３７ｂに送られる。このエア噴出口３７ｂから溶融樹脂の表面に一定時間、空気が噴出され、図６の矢印Ａに示すように、溶融樹脂１１の外周面を吹き付け、溶融樹脂１１から発生する揮発成分を吹き飛ばして、切断工具以降のユニット、特に保持ユニット２１の挟持部材２１ａ，２１ｂの表面への揮発成分の付着を防止する。
成形作業当初の溶融樹脂１１の供給に際しては、図１に示す押出機２の押出ユニット４が図３及び図４に示す受入位置Ｐ１に位置付けられる。ギヤポンプ３の作動により、溶融樹脂１１が連続して押出開口３５ｃから押し出される。そして、溶融樹脂の供給状態が安定すると、溶融樹脂１１が搬送手段に供給される。
図２に示すように、溶融樹脂１１が押出開口３５ｃから押し出され、カッタ１２が所定位置までくると、制御部２５が遮断バルブ２４を開状態になるように指令し、遮断バルブ２４が開弁される。これによって、エア供給手段２３からのエアがエア供給口３６に圧送され、エアが環状通路３７を通り、エア噴出通路３７ａ、エア噴出口３７ｂに送られる。このエア噴出口３７ｂから溶融樹脂の表面に一定時間、空気が噴出され、図６の矢印Ａに示すように、溶融樹脂１１の外周面を吹き付け、溶融樹脂１１から発生する揮発成分を吹き飛ばして、切断工具以降のユニット、特に保持ユニット２１の挟持部材２１ａ，２１ｂの表面への揮発成分の付着を防止する。
噴出空気を吹きかけることによる悪影響については、エア噴出通路３７ａの向きが、押出ノズル３０の先端エッジ３０ｂの高さよりも低い位置に向けられているので、先端エッジ３０ｂが空気によって冷却されず、溶融樹脂１１の表面のみを冷却し、先端エッジ３０ｂが冷却されることによる先端エッジ３０ｂの不純物の付着を防止する。なお、先端ノズル３０ａの先端エッジ３０ｂを先細りにしたので、より先端エッジ３０ｂに不純物が付着するのを防止できる。
押出ユニット４では、エア噴出ノズル３５が押出ノズル３０の先端ノズル３０ａの周囲に配設されているが、先端ノズル３０ａとエア噴出ノズル３５との間には隙間３８が形成されているので、空気が断熱材となり、先端ノズル３０ａが空気の流通によって冷却されることが防止される。同様にしてエア噴出ノズル３５から噴出されるエアも溶融樹脂１１の熱によって、温度上昇されるのを防止又は軽減がされる。こうして、押出ノズル３０から押し出された溶融樹脂１１にエアを噴出することによって生じる悪影響を防止している。
押出ユニット４では、エア噴出ノズル３５が押出ノズル３０の先端ノズル３０ａの周囲に配設されているが、先端ノズル３０ａとエア噴出ノズル３５との間には隙間３８が形成されているので、空気が断熱材となり、先端ノズル３０ａが空気の流通によって冷却されることが防止される。同様にしてエア噴出ノズル３５から噴出されるエアも溶融樹脂１１の熱によって、温度上昇されるのを防止又は軽減がされる。こうして、押出ノズル３０から押し出された溶融樹脂１１にエアを噴出することによって生じる悪影響を防止している。
図２に示すように、搬送ユニット２０の回転によりカッタ１２が溶融樹脂１１を切断すると、保持ユニット２１の挟持部材２１ａ，２１ｂが溶融樹脂１１を挟持する。
搬送ユニット２０のターンテーブル９が回転し、回転速度はターンテーブル９と圧縮成形装置６の回転支持体６ａとが、各々の駆動源により互いに同期して回転される。これらの、ターンテーブル９の回転支持体６ａの回転方向は、互いに逆回転であるので、両者の回転軌道の接点では、挟持部材２１ａ，２１ｂと雌型７とが同期して回転軌道の接点である排出位置Ｐ２は相対的に静止した状態になる。そこで、溶融樹脂１１は、雌型７の直上方に位置したときに、挟持部材２１ａ，２１ｂの挟持状態の解放によって落下し、雌型７内に供給される。このとき、溶融樹脂１１は表面に内面よりも温度が低い冷却薄膜が形成されているので、溶融樹脂１１の粘性が小さくなり、挟持部材２１ａ，２１ｂの表面に対する摩擦係数を減少させて、円滑に溶融樹脂を雌型７に供給できる。
搬送ユニット２０のターンテーブル９が回転し、回転速度はターンテーブル９と圧縮成形装置６の回転支持体６ａとが、各々の駆動源により互いに同期して回転される。これらの、ターンテーブル９の回転支持体６ａの回転方向は、互いに逆回転であるので、両者の回転軌道の接点では、挟持部材２１ａ，２１ｂと雌型７とが同期して回転軌道の接点である排出位置Ｐ２は相対的に静止した状態になる。そこで、溶融樹脂１１は、雌型７の直上方に位置したときに、挟持部材２１ａ，２１ｂの挟持状態の解放によって落下し、雌型７内に供給される。このとき、溶融樹脂１１は表面に内面よりも温度が低い冷却薄膜が形成されているので、溶融樹脂１１の粘性が小さくなり、挟持部材２１ａ，２１ｂの表面に対する摩擦係数を減少させて、円滑に溶融樹脂を雌型７に供給できる。
上述したように、挟持部材２１ａ，２１ｂには、オリゴマーや高分子ＰＥＴ等の付着物の粘着が軽減されているので、溶融樹脂供給装置１を連続運転しても、挟持部材２１ａ，２１ｂを解放して雌型７に溶融樹脂１１が落下するタイミングの変化が遅くなることを減少させる。このように、付着物を減少させることによって、溶融樹脂１１を長時間安定させて雌型７に供給することができ、プリフォームの連続生産が可能になり、保持ユニット２１などの清掃回数も減らし、溶融樹脂供給装置１の稼働率を向上させることができるようになった。
圧縮成形装置６では、溶融樹脂１１を受け入れた雌型７が、回転支持体６ａの回転により所定位置に達すると、雌型７の鉛直上方に配設された図示しない雄型が下降を開始して圧縮成形が開始され、下流側の所定位置で圧縮成形が完了する。こうして、順次、上記した溶融樹脂供給装置１の作動が繰り返される。
圧縮成形装置６では、溶融樹脂１１を受け入れた雌型７が、回転支持体６ａの回転により所定位置に達すると、雌型７の鉛直上方に配設された図示しない雄型が下降を開始して圧縮成形が開始され、下流側の所定位置で圧縮成形が完了する。こうして、順次、上記した溶融樹脂供給装置１の作動が繰り返される。
［実施例］
本実施形態に基づき、溶融樹脂供給装置の稼働を以下条件として、溶融樹脂の表面温度と溶融樹脂の連続供給回数を計測してみた。
材料：ＰＥＴ
押出量：３００ｋｇ／時間
樹脂押出口径：２０ｍｍ
エア噴射部の隙間：０．６ｍｍ
エア吹き出し部直径：２３ｍｍ
エア供給圧力０．１ＭＰａ
押出溶融樹脂量（ドロップ）：２５ｇ
計測結果として、押出機の押出開口から押し出された溶融樹脂の表面温度を放射温度計で計測したところ２５０℃〜２４０℃の範囲であった。
また、溶融樹脂供給装置を清掃し、連続稼働して、次の清掃が必要となるまでのカッタ１２と保持手段２１の１セットあたりの連続供給回数を計測した。１００００〜１５０００回程度の溶融樹脂（ドロップ）の連続供給が可能であった。
本実施形態に基づき、溶融樹脂供給装置の稼働を以下条件として、溶融樹脂の表面温度と溶融樹脂の連続供給回数を計測してみた。
材料：ＰＥＴ
押出量：３００ｋｇ／時間
樹脂押出口径：２０ｍｍ
エア噴射部の隙間：０．６ｍｍ
エア吹き出し部直径：２３ｍｍ
エア供給圧力０．１ＭＰａ
押出溶融樹脂量（ドロップ）：２５ｇ
計測結果として、押出機の押出開口から押し出された溶融樹脂の表面温度を放射温度計で計測したところ２５０℃〜２４０℃の範囲であった。
また、溶融樹脂供給装置を清掃し、連続稼働して、次の清掃が必要となるまでのカッタ１２と保持手段２１の１セットあたりの連続供給回数を計測した。１００００〜１５０００回程度の溶融樹脂（ドロップ）の連続供給が可能であった。
［比較例］
比較例として、上記実施例と、材料、押出量、樹脂押出口径及び押出溶融樹脂量を同一とし、溶融樹脂の表面にエアを吹き付けることなく、溶融樹脂の表面温度と溶融樹脂の連続供給回数を計測してみた。
計測結果として、溶融樹脂の表面温度を放射温度計で計測したところ２８８℃〜２８２℃の範囲であった。
また、溶融樹脂供給装置の溶融樹脂の連続供給回数を計測した。２０００〜３０００回程度の溶融樹脂の連続供給が可能であった。
実施例は比較例と比較して、溶融樹脂の表面温度で約４２℃〜３８℃の温度を低下させることによって、溶融樹脂の連続供給回数は、約５倍の連続供給が可能となる好結果となった。
比較例として、上記実施例と、材料、押出量、樹脂押出口径及び押出溶融樹脂量を同一とし、溶融樹脂の表面にエアを吹き付けることなく、溶融樹脂の表面温度と溶融樹脂の連続供給回数を計測してみた。
計測結果として、溶融樹脂の表面温度を放射温度計で計測したところ２８８℃〜２８２℃の範囲であった。
また、溶融樹脂供給装置の溶融樹脂の連続供給回数を計測した。２０００〜３０００回程度の溶融樹脂の連続供給が可能であった。
実施例は比較例と比較して、溶融樹脂の表面温度で約４２℃〜３８℃の温度を低下させることによって、溶融樹脂の連続供給回数は、約５倍の連続供給が可能となる好結果となった。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術的思想に基づいて、勿論、本発明は種々の変形又は変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、押出ノズル３０の先端ノズル３０ａとエア噴出ノズル３５の内周面との間には、断熱材として、環状空間の隙間３８が形成したが、この隙間３８の空気に変えて断熱材として断熱性を有する個体材料を配設してもよい。また、一定半径の円運動でない、連続回転する供給装置へ適用し、エアも運転中は連続に噴射してもよい。
また、上記実施形態では、冷却用流体としてエアを用いたが、冷却用流体としては、エアの他、不活性ガスや、液体蒸気を含む圧縮空気や不活性ガスとすることができる。
例えば、上記実施形態では、押出ノズル３０の先端ノズル３０ａとエア噴出ノズル３５の内周面との間には、断熱材として、環状空間の隙間３８が形成したが、この隙間３８の空気に変えて断熱材として断熱性を有する個体材料を配設してもよい。また、一定半径の円運動でない、連続回転する供給装置へ適用し、エアも運転中は連続に噴射してもよい。
また、上記実施形態では、冷却用流体としてエアを用いたが、冷却用流体としては、エアの他、不活性ガスや、液体蒸気を含む圧縮空気や不活性ガスとすることができる。
１ 溶融樹脂供給装置
４ 押出ユニット
６ 圧縮成形装置
７ 雌型
９ ターンテーブル
１１ 溶融樹脂
１２ カッタ
２０ 搬送ユニット
２１ 保持ユニット
２１ａ，２１ｂ 挟持部材
２３ エア供給手段
３０ 押出ノズル
３０ａ 先端エッジ
３５ エア噴出ノズル
３７ｂ エア噴出口
３８ 隙間
４ 押出ユニット
６ 圧縮成形装置
７ 雌型
９ ターンテーブル
１１ 溶融樹脂
１２ カッタ
２０ 搬送ユニット
２１ 保持ユニット
２１ａ，２１ｂ 挟持部材
２３ エア供給手段
３０ 押出ノズル
３０ａ 先端エッジ
３５ エア噴出ノズル
３７ｂ エア噴出口
３８ 隙間
Claims (4)
- 押出ノズルの押出開口から溶融樹脂を下方へ押し出し、
該押出開口の周囲に対して一定間隔を空けた環状の噴出口から溶融樹脂の外周面の表面部位に冷却用の流体を噴射した後若しくは噴射しつつ、溶融樹脂を切断工具で切断し、
該切断工具によって切断された溶融樹脂を保持部材で保持しながら圧縮成形用金型の雌型まで搬送し、該雌型の直上位置で溶融樹脂を該雌型内に落下させるようにした溶融樹脂供給方法。 - 溶融樹脂を押出開口から排出する押出しノズルと、
該押出しノズルの押出開口から排出された溶融樹脂を切断する切断工具と、
該押出開口から排出された溶融樹脂の保持及び保持の解放機構を備えた保持部材と、
該切断工具及び該保持部材を支持するとともに溶融樹脂の切断後に溶融樹脂を保持した該保持部材を圧縮成形用金型の雌型まで搬送する搬送手段とを備え、
該雌型の上方位置で該保持部材が溶融樹脂を解放して該雌型内へ溶融樹脂を供給するようにした溶融樹脂供給装置において、
該押出ノズルの周辺に流体を噴出する噴出手段を設け、
該押出ノズルの該押出開口から該押出ノズルの押出方向へ一定間隔を空けた溶融樹脂の表面に、該噴出手段の噴出口を指向し、表面を流体によって冷却された溶融樹脂を該保持部材が保持するようにしたことを特徴とする溶融樹脂供給装置。 - 該噴出手段が該押出ノズルの周囲に環状に設けられ、該流体供給手段と該押出ノズルの間に断熱用の隙間を環状に形成したことを特徴とする請求項２に記載の溶融樹脂供給装置。
- 該溶融樹脂がポリエステルの溶融樹脂であることを特徴とする請求項２又は３に記載の溶融樹脂供給装置。
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