JP5407873B2 - 多層樹脂形成ダイヘッドとこれをそなえた押出成形機 - Google Patents
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Description
均一性を維持させるためには、各ダイヘッドに均等な量の溶融樹脂が供給されることが必要である。複数の各ダイヘッドが同じものであれば、押出成形機の排出口からダイヘッドまでの分岐路の流通路長さを同じ距離に設定すれば、均一性が維持できると考えられるが、実際には排出口からダイヘッドまでの距離を均一にしても、各流通路とダイヘッドの加工精度、温度などのばらつきなどにより各ダイヘッドに均等な量の溶融樹脂を分岐・供給して吐出させることは困難である。また、各流通路長さを等しくできない場合もある。
そのため、ダイヘッドにプランジャーと計量室を配設し、溶融樹脂を適宜、吐出口から吐出できるようにした複合樹脂素材を形成する成形機が特許文献1に記載されている。射出成形機においては、プランジャーにサーボ機構を用いることは行われており、特許文献2などに開示されている。
また、特許文献1に開示された技術では、ダイヘッドに配設されたアキュムレータ(計量室)に溶融樹脂を供給する際に、回転機構を介して供給するようにしているので、ダイヘッドの構造が複雑となっている。特許文献2に開示された技術では、溶融樹脂を一旦、樹脂通路(計量室)に供給してリングプランジャーよって溶融樹脂を射出するようにしている。この技術によるプランジャーの動作制御を採用したのでは、計量室に溶融樹脂を供給する際に、プランジャーの後退による計量室内の負圧(大気圧に対する)により溶融樹脂に空気がまきこまれ、あるいは真空気泡などが発生したりして、ダイヘッドが複数備えられているような場合は、均一かつ良品質で押出成形をすることができない。
また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、押出成形機のダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を流通させるメイン層形成流通路と、前記ダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を間欠的に流通させるコア層形成流通路とを少なくとも備え、該コア層形成流通路から流出されるコア層の周りをメイン層形成流通路のメイン層によって被覆形成する多層樹脂形成ダイヘッドにおいて、前記メイン層形成流通路及び前記コア層形成流通路の少なくとも1つの流通路には、該流通路の上流側から溶融樹脂の圧送力によって溶融樹脂が圧入される計量室を設け、該計量室には溶融樹脂の前記圧送力を受けながら後退しつつ溶融樹脂を計量し、計量された溶融樹脂を前記流通路の下流側へ吐出させるよう前進するプランジャーを設け、該プランジャーの前進・後退を制御する制御部によって前記プランジャーによる前記計量された溶融樹脂の少なくとも吐出量と吐出開始のタイミングとを制御するようにし、前記多層樹脂形成ダイヘッドには内側可動ブロックが備えられ、前記内側可動ブロックは、前記メイン層形成流通路の開閉弁と、前記コア層の計量室とを兼ねるようにした。
さらに、本発明は、上記課題を解決することを目的として、押出成形機のダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を流通させるメイン層形成流通路と、前記ダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を間欠的に流通させるコア層形成流通路とを少なくとも備え、該コア層形成流通路から流出されるコア層の周りをメイン層形成流通路のメイン層によって被覆形成する多層樹脂形成ダイヘッドにおいて、前記メイン層形成流通路及び前記コア層形成流通路の少なくとも1つの流通路には、該流通路の上流側から溶融樹脂の圧送力によって溶融樹脂が圧入される計量室を設け、該計量室には溶融樹脂の前記圧送力を受けながら後退しつつ溶融樹脂を計量し、計量された溶融樹脂を前記流通路の下流側へ吐出させるよう前進するプランジャーを設け、該プランジャーの前進・後退を制御する制御部によって前記プランジャーによる前記計量された溶融樹脂の少なくとも吐出量と吐出開始のタイミングとを制御するようにし、前記プランジャーが、前記メイン層流通路および/またはコア層流通路の計量室への流通路開閉弁として作用するようにした。
上記多層樹脂形成ダイヘッドは、前記計量室及び前記プランジャーが前記ダイヘッドに内蔵されていることが好ましい。
上記多層樹脂形成ダイヘッドは、前記コア層形成流通路の外側にさらに1以上の溶融樹脂の形成流通路を備え、該形成流通路、前記メイン層形成流通路及び前記コア層形成流通路の少なくとも1つに前記計量室及びプランジャーを設けることができる。
上記多層樹脂形成ダイヘッドの前記内側可動ブロックは、さらに、コア層形成流通路の開閉弁でもあり、前記メイン層流通路とコア層流通路との開閉を切換可能とすることができる。
また、本発明の押出成形機は、上記目的を達成するために、押出成形機のダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を流通させるメイン層形成流通路と、前記ダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を間欠的に流通させるコア層形成流通路とを少なくとも備え、該コア層形成流通路から流出されるコア層の周りをメイン層形成流通路のメイン層によって被覆形成する多層樹脂形成ダイヘッドにおいて、前記メイン層形成流通路及び前記コア層形成流通路の少なくとも1つの流通路には、該流通路の上流側から溶融樹脂の圧送力によって溶融樹脂が圧入される計量室を設け、該計量室には溶融樹脂の前記圧送力を受けながら後退しつつ溶融樹脂を計量し、計量された溶融樹脂を前記流通路の下流側へ吐出させるよう前進するプランジャーを設け、該プランジャーの前進・後退を制御する制御部によって前記プランジャーによる前記計量された溶融樹脂の少なくとも吐出量と吐出開始のタイミングとを制御するようにした多層樹脂形成ダイヘッドに、
前記計量室とプランジャーとを備え、さらに前記多層樹脂形成ダイヘッドを複数個備えた。
さらに、本発明の多層ドロップ成形機は、押出成形機のダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を流通させるメイン層形成流通路と、前記ダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を間欠的に流通させるコア層形成流通路とを少なくとも備え、該コア層形成流通路から流出されるコア層の周りをメイン層形成流通路のメイン層によって被覆形成する多層樹脂形成ダイヘッドにおいて、前記メイン層形成流通路及び前記コア層形成流通路の少なくとも1つの流通路には、該流通路の上流側から溶融樹脂の圧送力によって溶融樹脂が圧入される計量室を設け、該計量室には溶融樹脂の前記圧送力を受けながら後退しつつ溶融樹脂を計量し、計量された溶融樹脂を前記流通路の下流側へ吐出させるよう前進するプランジャーを設け、該プランジャーの前進・後退を制御する制御部によって前記プランジャーによる前記計量された溶融樹脂の少なくとも吐出量と吐出開始のタイミングとを制御するようにした多層樹脂形成ダイヘッドに、該多層樹脂形成ダイヘッドから吐出された多層樹脂を周期的に切断し多層ドロップにするカッターを付随して設け、前記プランジャーの前進・後退も周期的に行なわせ、前記プランジャーの前進・後退の周期と、前記カッターの多層樹脂切断周期とを一致させることができる。
上記多層ドロップ成形機は、前記プランジャーの動作と、前記カッターの動作とを同期させることができる。
より好ましくは、プランジャーをサーボモータにより正確に駆動制御することで、より好適に計量することが可能となる。
プランジャーがダイヘッド内に内蔵されることで、吐出口近傍で計量・吐出できるので、配管の圧力損失などによるロス、ばらつきが少なくなり、空気の巻き込みや真空気泡の防止がより効果的に行える。
コア層形成流通路の外側に1以上の溶融樹脂の形成通路を備えることで、コア層を吐出口の中心寄りに配置した多層樹脂が形成できる。ここで、コア層側にプランジャーを設けた場合、空気の巻き込みや真空気泡の防止により正確に計量されたコア層溶融樹脂を重量精度よく押し出せる。また、その他の層側にプランジャーを設ける場合はプランジャーから押し出した樹脂により、コア層を押し流すクリーニングショットが可能になる。
多層樹脂形成ダイヘッドに内側可動ブロックを備え、この内側可動ブロックがメイン層形成流通路の開閉弁と、前記コア層の計量室とを兼ねることでダイヘッド構造を簡略にでき、小型化も可能になる。
内側可動ブロックが、コア層形成流通路の開閉弁でもあって、メイン層流通路とコア層流通路との開閉を切換可能とすることで、よりダイヘッド構造の簡略にでき、小型化も可能になる。
プランジャーが、メイン層流通路および/またはコア層流通路の計量室への流通路開閉弁として作用することで、ダイヘッド構造を簡略にでき、小型化も可能になる。
押出成形機に本発明のダイヘッドが複数備えられている場合は、流通路上流からの溶融樹脂の圧送力、あるいはプランジャーを昇降させる機構・装置(例えばサーボモータ)を適宜制御することによって、各ダイヘッドから好適の複合溶融樹脂をほぼ一様に吐出することができる。
上記多層樹脂形成ダイヘッドのプランジャーの前進・後退の動作周期と、カッターの切断周期とを一致させることで、定量、かつ、コア層樹脂が定位置に配置された状態の多層樹脂ドロップが連続して得られる成形機となる。
上記プランジャーの動作と、前記カッターの動作とを同期させるので、多層樹脂ドロップを連続して成形している中で、多層ドロップのコア層の位置がずれていくことがない。
7 ダイヘッド
20 吐出口
31,55 外側ブロック
32 内側ブロック
31c,55c 排出孔
33 昇降弁
34,58 メイン層計量室
35,41,59,65 環状プランジャー
36,42,60,66,80 昇降機構・装置(サーボモータ)
37,61 メイン層流通路
39,63 コア層計量室
43,67 コア層流通路
56 内側可動ブロック
57 軸状弁
W 開閉弁
X 第1開閉弁
Y 第2開閉弁
Z 第3開閉弁
図1は、本発明の多層樹脂ダイヘッドを備えた押出成形機による圧縮成形を実施するための一例である成形システム1の概略平面図、図2は図1の成形システムの圧縮成形部を示す部分拡大平面図である。
この成形システム1は、本発明に係わる押出成形機2、合成樹脂搬送装置3、圧縮成形装置4及び搬出装置5を備えている。
押出成形機2は、各々異なる溶融樹脂を原料とするメイン層溶融樹脂供給手段45、コア層溶融樹脂供給手段50、外側メイン層溶融樹脂供給手段83(なお、当該溶融樹脂供給手段83は、本実施形態では省略してよく、後述する第2の実施形態で用いられる)の複数の溶融樹脂供給手段45,50,83を備えている。各溶融樹脂供給手段45,50,83は、PP、PET等の合成樹脂素材や、機能的な合成樹脂素材を各々加熱溶融及び混練して、各溶融樹脂を生成する。押出成形機2の先端側は、各溶融樹脂供給手段45,50,83から溶融樹脂が供給されるダイヘッド7を含んでおり、このダイヘッド7にはその先端部下面に形成されている吐出口20(図3参照)まで延びる樹脂流通路が形成されている。すなわち、溶融樹脂供給手段45,50,83は溶融樹脂をダイヘッド7に送出し、溶融樹脂供給手段45,50,83から送出された溶融樹脂が後述の複合溶融樹脂として吐出口20から押し出される。
ダイヘッド7は、水平断面の外周形状が円形であって、外周側に外側ブロック31が配設され、外側ブロック31はほぼ環状形状であって、上下方向における中間位置に大径孔31aが形成され、大径孔31aの上側、すなわち外側ブロック31の上側に中径孔31bが形成され、大径孔31aの下側、すなわち外側ブロック31の下側には、ノズル31cが形成されている。大径孔31aの下側は、逆円錐台形状に形成されている。
中径孔31b及び大径孔31aの内部には、内側ブロック32が配設され、内側ブロック32の内部には、同一径の円柱状の内孔32aが形成され、内孔32aの下部は逆円錐台形状に形成されている。
内孔32aの中心部には、軸状の昇降弁33が軸を上下方向にして配設されている。
メイン層計量室34の内部には、メイン層計量室34内を上下方向へ前進・後退、すなわち、昇降可能な装置・機構に接続された環状プランジャー35が配設されている。プランジャー35を昇降可能にする装置・機構としては例えばエアシリンダーや油圧シリンダー、機械式カム,クランク機構,リンク機構などが挙げられ、それらをさらに公知の機構・装置、例えば上記機構の他にスプリングやダンパー、に繋いだ装置などもある。本実施形態では、環状プランジャー35にサーボモータ36が連結され、環状プランジャー35はメイン層計量室34内を上下方向へ昇降が可能である。環状プランジャー35を昇降させることにより、メイン層計量室34内の環状プランジャー35の下方に形成されるメイン層計量部34aは上下方向に拡大・縮小し、容積を増減させることが可能である。サーボモータ36は、図示しない制御手段に接続され、電気的に制御される。
コア層計量室39の内部には、コア層計量室39内を上下方向へ前進・後退、すなわち、昇降可能な装置・機構に接続された環状プランジャー41が配設されている。環状プランジャー35と同様に、本実施形態では、環状プランジャー41には、サーボモータ42が連結され、環状プランジャー41は、コア層計量室39内を上下方向へ昇降が可能である。環状プランジャー41を昇降させることにより、コア層計量室39内の環状プランジャー41下方に形成されるコア層計量部39aは上下方向に拡大・縮小し、容積を増減させることが可能である。サーボモータ42は、図示しない制御手段に接続され、電気的に制御される。
ダイヘッド7の内側に配置されるコア層流通路43の上流側のコア層供給口49は、コア層溶融樹脂供給手段50と接続されている。該溶融樹脂供給手段50は、押出機51とその下流側に接続されているギアポンプ52とを備えている。押出機51から押し出された溶融状態のコア層溶融樹脂がギアポンプ52を介してコア層流通路43に供給される。
上述した構成により、図1に示す押出成形機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8をダイヘッド7に搬送する。
図3及び図4のAに示すように、初期状態では、昇降弁33を下降位置に配置し、開閉弁Wを閉弁状態にする。したがって、コア層流通路43は吐出口20と非連通状態となる。また、メイン層計量室34の環状プランジャー35及びコア層計量室39の環状プランジャー41は、各々下降位置に配置する。これらの環状プランジャー35,41は、各々が対応して連結されているサーボモータ36,42の制御によって、溶融樹脂の流れによって上方へ押圧力(負荷)が付与されている。この押圧力を受けて環状プランジャー35,41が上昇し、計量室39との相対位置または上昇速度が設定されている。このとき、メイン層溶融樹脂供給手段45からメイン層供給口44へ圧送され供給されたメイン層溶融樹脂は、メイン層流通路37を通り下流側のノズル31cにほぼ連続的に圧送され流れている。
このように、メイン層溶融樹脂の圧送力によって、メイン層溶融樹脂の一部はメイン層計量部34aに充填され、所定量のメイン層溶融樹脂が充填するまで、メイン層計量部34aに溶融樹脂を収容し、残りの溶融樹脂は下流側のノズル31cにほぼ連続的に流れ込む。
そして、図5のCに示すように、制御装置によってメイン層側の環状プランジャー35を下降させて、メイン層計量部34aの溶融樹脂をノズル31cへ吐出させる(以下、これをクリーニングショットと呼び、クリーニングショットによって吐出された溶融樹脂に符合cを付す)。このクリーニングショットによって吐出された溶融樹脂cは、昇降弁33の先端に付着したコア層溶融樹脂をメイン層樹脂によって流し落とす役割を果たす。
そして、上記クリーニングショット及び、図4のAの状態の戻ったときのメイン層流通路37からのメイン層溶融樹脂のノズル31cへの流れ込みにより、団子状に吐出されたコア層溶融樹脂aはメイン層溶融樹脂bによって上部も包まれ、複合溶融樹脂となる。
こうして、メイン層溶融樹脂bの中にコア層溶融樹脂aを包含させ、これらのノズル31cを流れる複合溶融樹脂は、ダイヘッド7の吐出口20から排出され、所望の位置で切断して多層溶融樹脂の塊(多層ドロップ)になる。(通常はドロップのほぼ中央にコア層溶融樹脂aが配置される状態になるよう切断する。)
なお、この多層溶融樹脂の塊(多層ドロップ)が定量、かつ、コア層樹脂がほぼ定位置に配置された状態で、連続して得られるよう、メイン層溶融樹脂供給手段45,コア層溶融樹脂供給手段50の溶融樹脂供給速度を一定にするのとともに、環状プランジャー35,41、及び、昇降弁33の往復動作を一定の周期で行うようにし、さらに、カッター17が吐出口20を通過する頻度(;カッター17による複合溶融樹脂の切断周期)も一定にし、さらに、環状プランジャー35,41、及び、昇降弁33の往復動作の周期と、カッター17による複合溶融樹脂の切断周期を一致させるのがより好ましい。その際、環状プランジャー35、と環状プランジャー41と、昇降弁33と、カッター17との動きが微妙にずれていかないよう同期を取るのが好ましく、例えば、カッター17が吐出口20を通過し終えた時を基点として、環状プランジャー35、と環状プランジャー41と、昇降弁33との動作タイミングを取り、所望の多層ドロップが得られるよう、環状プランジャー35と環状プランジャー41と昇降弁33とをそれぞれ上記基点から所望とする期間だけずらして吐出開始を指令するようにしてもよいし、環状プランジャー35または環状プランジャー41あるいは昇降弁33のある動作時期を基点として、他方のプランジャーとカッター17の動作タイミングを指令するようにしてもよい。さらには、環状プランジャー35,41、昇降弁33、及び、カッター17を逐次連動するように電気的に制御してもよいし、機械的に駆動系を連結させてもよい。
上記第1の実施形態では、溶融樹脂のメイン層、コア層の種類を別々にして2種3層の複合溶融樹脂をダイヘッドによって形成したが、本実施形態では2種3層、または3種3層の複合溶融樹脂を形成する。
図6に示すように、ダイヘッド7は、横断面の外周形状が円形であって、外周側に外側ブロック55が配設されている。外側ブロック55はほぼ環状形状であって、上下方向における中間位置に大径孔55aが形成され、大径孔55aの上側、すなわち外側ブロック55の上側に中径孔55bが形成され、大径孔55aの下側、すなわち外側ブロック55の下側には、ノズル55cが形成されている。大径孔55aの下側は、逆円錐台形状に形成されている。
中径孔55b及び大径孔55aには、内側可動ブロック56が配設され、内側可動ブロック56の内部には、上側が同一径の円柱状の内孔56aが形成され、内孔56aの下部は逆円錐台形状に形成されている。
内孔56aの中心部には、軸状の軸状弁57が上下方向に配設されている。軸状弁57は、先端部に弁体57aを形成し、該弁体の上部に水平方向へ放射状または1方向あるいは2方向に延びる横流通路67aを形成し、弁体57aよりも上側の軸芯方向の中心部に縦流通路67bを形成したコア層流通路67を設けている。
内側可動ブロック56の内孔56aに位置させて、内側可動ブロック56と軸状弁56との間の環状領域には、コア層計量室63が形成され、コア層計量室63の下側には、弁孔72が設けられている。弁孔72は、軸状弁57の弁体57aと共にコア層流通路67を開閉し、図6に示す状態では、開閉弁(弁体57aと弁孔72を総称して第1開閉弁Xとする)Xの開弁状態を示す。なお、軸状弁57を昇降可能にして第1開閉弁Xを開閉してもよいが、本実施形態では、内側可動ブロック56が昇降して第1開閉弁Xを開閉するため、軸状弁57は昇降しない。
コア層計量室63の内部には、コア層計量室63内を上下方向へ前進・後退、すなわち、昇降可能な装置・機構に接続された環状プランジャー65が配設されている。プランジャー65を昇降可能にする装置・機構としては例えばエアシリンダーや油圧シリンダーなどもあるが、本実施形態では、環状プランジャー65には、サーボモータ66が連結され、コア層計量室63を上下方向へ昇降が可能である。環状プランジャー65を昇降させることにより、コア層計量室63内の環状プランジャー65下方に形成されるコア層計量部63aは上下方向に拡大・縮小し、容積を増減させることが可能である。サーボモータ66は、図示しない制御手段に接続され、電気的に制御される。
ダイヘッド7のメイン層流通路61の下部には、外側メイン層流通路81が形成されている。外側メイン層流通路81は、常時ノズル55cに連通し、そのさらに下流側のダイヘッド7の吐出口20に連通する。
ダイヘッド7の内側に配置されるコア層流通路67の上流側のコア層供給口73は、コア層溶融樹脂供給手段74と接続されている。該溶融樹脂供給手段74は、押出機75とその下流側に接続されているギアポンプ76とを備えている。押出機75から押し出された溶融状態のコア層溶融樹脂がギアポンプ76を介してコア層流通路67に供給される。
ダイヘッド7の下側に配置される外側メイン層流通路81の上流側のメイン層供給口82は、外側メイン層溶融樹脂供給手段83と接続されている。該溶融樹脂供給手段83は、押出機84とその下流側に接続されているギアポンプ85とを備えている。押出機84から押し出された溶融状態のメイン層溶融樹脂がギアポンプ85を介して外側メイン層流通路81に供給される。
図6及び図7のAに示すように、初期状態では、内側可動ブロック56を下降位置に配置し、第1開閉弁Xを開弁状態にする。また、コア側の環状プランジャー65は予め、あるいは、前の吐出工程により、後述する図7のCから図8のAの工程を経て既にコア層溶融樹脂を計量した状態で上昇位置に配置され、第2開閉弁Yは開弁状態である。したがって、コア層流通路67は吐出口20と連通状態となる。そして、内側可動ブロック56を下降位置に配置させることによって、第3開閉弁Zを閉弁状態にするとともに、メイン層計量室58の環状プランジャー59を下降位置に配置する。本実施形態では、メイン層溶融樹脂供給手段69及び外側メイン層溶融樹脂供給手段83から同種の溶融樹脂が圧送され、コア層溶融樹脂供給手段74から異なる種類の溶融樹脂が圧送される。
メイン層流通路61では、環状プランジャー59の先端部がメイン層流通路61に臨む位置の下降位置に配置され、環状プランジャー59には溶融樹脂の圧送力によって上方への押圧力を作用させる。環状プランジャー59は、サーボモータ60によって作動されているので、溶融樹脂の押圧力に抗しているが、サーボモータ60は、この押圧力を受けたまま環状プランジャー59を徐々に上昇させ、図7のBに示すように、メイン層計量室58の所定高さまでプランジャー59を上昇させて、メイン層溶融樹脂をメイン層計量部58aに収容し、計量する。この作用によって、メイン層計量部58aに収容されたメイン層溶融樹脂は、所定の圧力を受けた状態で隙間無くメイン層計量部58aに充填される。
このように、メイン層溶融樹脂の圧送力によって、メイン層溶融樹脂はメイン層計量部58aに充填され、所定量のメイン層溶融樹脂が充填するまで、メイン層計量室58に溶融樹脂を収容する。
次いで、図8のAに示すように、コア層計量部63aでコア層溶融樹脂の計量を開始する。すなわち、コア層流通路67の横流通路67aでは、環状プランジャー65の先端部がコア層流通路67に臨む位置に配置されている。この状態では第1開閉弁Xが閉弁状態であるので、コア層側の環状プランジャー65にはコア層溶融樹脂の圧送力によって上方への押圧力が作用する。
一方、メイン層計量室58では、制御装置によってメイン層側の環状プランジャー59を下降させて、メイン層計量部58aの溶融樹脂を吐出させて、昇降弁57の先端部をクリーニングショットによって、溶融樹脂cを吐出し、昇降弁53の先端に付着したコア層溶融樹脂をメイン層樹脂によって流し落としている。このメイン層溶融樹脂cは、外側メイン層溶融樹脂dの内側に、コア層溶融樹脂aの後に続いて押し出される。
ダイヘッド7の吐出口20から押し出されたコア層を含んだ複合溶融樹脂8は、上記第1の実施形態と同様に、吐出口20から切り離された後に、圧縮成形装置4の金型(雌型)30に搬送され、多層ドロップ8が金型30に供給されて、プリフォームが圧縮成形される。このように、本実施形態によっても、上記第1の実施形態と同様に複合溶融樹脂を成形することができる。また、外側メイン層溶融樹脂,コア層溶融樹脂と異なるメイン層溶融樹脂(;異種溶融樹脂)をメイン層溶融樹脂供給手段69(;異種溶融樹脂供給手段69)から圧送・供給することで団子状のコア層の上に異種溶融樹脂を配置する、3種3層の複合溶融樹脂を形成することも可能となる。
なお、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様、複合溶融樹脂を切断するカッター付設させ、その切断周期を、環状プランシャー59,65、及び、内側可動ブロック56の動作周期と一致させたり、同期をとったりすると、定量、かつ、コア層樹脂がほぼ定位置に配置された状態で多層ドロップ連続して得られるので好ましい。
例えば、上記第1の実施形態では、2種3層の複合溶融樹脂、第2の実施形態では2種3層、または3種3層の複合溶融樹脂を形成したが、その他の多種多層の複合溶融樹脂を形成することができ、例えば、コア層溶融樹脂の計量室のさらに内方(中央寄り)に新たな計量室,プランジャー,開閉弁,流通路を設けたり、メイン層流通路や外側メイン層脂流通路の外周にさらに別の樹脂流通路を配置するなどして、層の種類や数を増やすことが可能である。また、上記各実施形態では、溶融樹脂の計量時に環状プランジャー35,41,59,65にサーボモータ36,42,60,66によって負荷をかけて計量したが、サーボモータに公知の機構を組み合わせてもよいし、サーボモータの代わりに前述の昇降可能にする装置・機構を用いてもよい。また、サーボモータを省略して、溶融樹脂供給手段の押出機、ギアポンプの溶融樹脂吐出圧を制御してプランジャーの上昇(後退)に合わせ、溶融樹脂の押圧力のみの負荷によって、溶融樹脂の計量をするようにしてもよい。
なお、環状プランジャーの昇降制御を行うことによって負荷をかけて溶融樹脂を計量する場合は、溶融樹脂供給手段のギアポンプを省略することも可能である。
また、多層ドロップを用いる圧縮成形機としては、本実施形態のロータリー式(カルーセル)圧縮成形機に限らず、1個取り圧縮成形でもよいし、バッチ式多数個取り圧縮成形機でもよい。また、多層ドロップは圧縮成形に用いるのに限らず、例えば、ペレットとして用いてもよい。さらには、複合溶融樹脂を団子状コア層1個ずつを備えた状態で切断せず、コア層を半分にした多層ドロップとしてもよいし、複数個コア層を含んだ長物状態で切断してもよい。その際、コア層を半分にした多層ドロップを定量で得るためには、カッターの切断周期を、プランジャー及び弁機構の動作周期の2倍に設定することで可能となる。また、複数個コア層を含んだ長物状態の多層ドロップとするためには、プランジャー及び弁機構の動作周期をカッターの切断周期の整数倍(2以上の整数)とすることで可能となる。また、プランジャー及び弁機構の作動タイミングとカッター切断タイミングとを調整して、コア層の位置をドロップ中心から上または下にずらしてもよいし、さらにずらして多層ドロップの上端と下端にコア層を分断させて配置させ、中心にはメイン層のみの配置構成としてもよい。
特に言及しなかったが、図9に示すように押出成形機2に複数のダイヘッド7を備えることができる。この例では前述の第2の実施形態に基いた形態のダイヘッド7が示され、ダイヘッド7は、2個のダイヘッド部7a,7bを備え、各ダイヘッド部7a,7bは、メイン層溶融樹脂供給手段45(または69)、コア層溶融樹脂供給手段50(または74)、外側メイン層溶融樹脂供給手段83の各々と流通路を介して接続されている。なお、メイン層溶融樹脂供給手段45の流通路は実線、コア層溶融樹脂供給手段50の流通路は点線、外側メイン層溶融樹脂供給手段83の流通路は一点鎖線で示す。なお、第1の実施形態に沿った形態のダイヘッド7の場合は、外側メイン層溶融樹脂供給手段83を適宜割愛してもよいし、稼働を中止させてもよい。
また、ダイヘッドが3個以上備わるときは、直線的,格子的,環状的,放射状等、適宜並べて配置することも可能である。
このように複数のダイヘッド7を備えている場合は、溶融樹脂供給手段などによる流通路上流からの溶融樹脂の圧送力、あるいは、プランジャーを昇降させる機構・装置(例えばサーボモータ)を適宜制御することによって、各ダイヘッド7から好適の複合溶融樹脂をほぼ一様に吐出することができる。
Claims (9)
- 押出成形機のダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を流通させるメイン層形成流通路と、前記ダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を間欠的に流通させるコア層形成流通路とを少なくとも備え、該コア層形成流通路から流出されるコア層の周りをメイン層形成流通路のメイン層によって被覆形成する多層樹脂形成ダイヘッドにおいて、
前記メイン層形成流通路及び前記コア層形成流通路の少なくとも1つの流通路には、該流通路の上流側から溶融樹脂の圧送力によって溶融樹脂が圧入される計量室を設け、該計量室には溶融樹脂の前記圧送力を受けながら後退しつつ溶融樹脂を計量し、計量された溶融樹脂を前記流通路の下流側へ吐出させるよう前進するプランジャーを設け、
該プランジャーの前進・後退を制御する制御部によって前記プランジャーによる前記計量された溶融樹脂の少なくとも吐出量と吐出開始のタイミングとを制御するようにし、
前記プランジャーがサーボモータで駆動され、溶融樹脂が前記計量室内に圧送される際に、前記制御部は前記サーボモータを制御して、前記プランジャーが、前記計量室に圧入される溶融樹脂により後退圧をうけた状態でプランジャーを後退させるとともに、該プランジャーの後退位置を規制するようにしたことを特徴とする多層樹脂形成ダイヘッド。 - 押出成形機のダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を流通させるメイン層形成流通路と、前記ダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を間欠的に流通させるコア層形成流通路とを少なくとも備え、該コア層形成流通路から流出されるコア層の周りをメイン層形成流通路のメイン層によって被覆形成する多層樹脂形成ダイヘッドにおいて、
前記メイン層形成流通路及び前記コア層形成流通路の少なくとも1つの流通路には、該流通路の上流側から溶融樹脂の圧送力によって溶融樹脂が圧入される計量室を設け、該計量室には溶融樹脂の前記圧送力を受けながら後退しつつ溶融樹脂を計量し、計量された溶融樹脂を前記流通路の下流側へ吐出させるよう前進するプランジャーを設け、
該プランジャーの前進・後退を制御する制御部によって前記プランジャーによる前記計量された溶融樹脂の少なくとも吐出量と吐出開始のタイミングとを制御するようにし、
前記多層樹脂形成ダイヘッドには内側可動ブロックが備えられ、前記内側可動ブロックは、前記メイン層形成流通路の開閉弁と、前記コア層の計量室とを兼ねていることを特徴とする多層樹脂形成ダイヘッド。 - 押出成形機のダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を流通させるメイン層形成流通路と、前記ダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を間欠的に流通させるコア層形成流通路とを少なくとも備え、該コア層形成流通路から流出されるコア層の周りをメイン層形成流通路のメイン層によって被覆形成する多層樹脂形成ダイヘッドにおいて、
前記メイン層形成流通路及び前記コア層形成流通路の少なくとも1つの流通路には、該流通路の上流側から溶融樹脂の圧送力によって溶融樹脂が圧入される計量室を設け、該計量室には溶融樹脂の前記圧送力を受けながら後退しつつ溶融樹脂を計量し、計量された溶融樹脂を前記流通路の下流側へ吐出させるよう前進するプランジャーを設け、
該プランジャーの前進・後退を制御する制御部によって前記プランジャーによる前記計量された溶融樹脂の少なくとも吐出量と吐出開始のタイミングとを制御するようにし、前記プランジャーが、前記メイン層流通路および/またはコア層流通路の計量室への流通路開閉弁として作用することを特徴とする多層樹脂形成ダイヘッド。 - 前記計量室及び前記プランジャーが前記ダイヘッドに内蔵されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の多層樹脂形成ダイヘッド。
- 前記コア層形成流通路の外側にさらに1以上の溶融樹脂の形成流通路を備え、該形成流通路、前記メイン層形成流通路及び前記コア層形成流通路の少なくとも1つに前記計量室及びプランジャーを設けるようにしたことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の多層樹脂形成ダイヘッド。
- 前記内側可動ブロックは、さらに、コア層形成流通路の開閉弁でもあり、前記メイン層流通路とコア層流通路との開閉を切換可能としたことを特徴とする、請求項2に記載の多層樹脂形成ダイヘッド。
- 押出成形機のダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を流通させるメイン層形成流通路と、前記ダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を間欠的に流通させるコア層形成流通路とを少なくとも備え、該コア層形成流通路から流出されるコア層の周りをメイン層形成流通路のメイン層によって被覆形成する多層樹脂形成ダイヘッドにおいて、前記メイン層形成流通路及び前記コア層形成流通路の少なくとも1つの流通路には、該流通路の上流側から溶融樹脂の圧送力によって溶融樹脂が圧入される計量室を設け、該計量室には溶融樹脂の前記圧送力を受けながら後退しつつ溶融樹脂を計量し、計量された溶融樹脂を前記流通路の下流側へ吐出させるよう前進するプランジャーを設け、 該プランジャーの前進・後退を制御する制御部によって前記プランジャーによる前記計量された溶融樹脂の少なくとも吐出量と吐出開始のタイミングとを制御するようにした多層樹脂形成ダイヘッドに、
前記計量室とプランジャーとを備え、さらに前記多層樹脂形成ダイヘッドを複数個備えたことを特徴とする押出成形機。 - 押出成形機のダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を流通させるメイン層形成流通路と、前記ダイヘッドに流通し前記ダイヘッドのノズルに溶融樹脂を間欠的に流通させるコア層形成流通路とを少なくとも備え、該コア層形成流通路から流出されるコア層の周りをメイン層形成流通路のメイン層によって被覆形成する多層樹脂形成ダイヘッドにおいて、前記メイン層形成流通路及び前記コア層形成流通路の少なくとも1つの流通路には、該流通路の上流側から溶融樹脂の圧送力によって溶融樹脂が圧入される計量室を設け、該計量室には溶融樹脂の前記圧送力を受けながら後退しつつ溶融樹脂を計量し、計量された溶融樹脂を前記流通路の下流側へ吐出させるよう前進するプランジャーを設け、該プランジャーの前進・後退を制御する制御部によって前記プランジャーによる前記計量された溶融樹脂の少なくとも吐出量と吐出開始のタイミングとを制御するようにした多層樹脂形成ダイヘッドに、
該多層樹脂形成ダイヘッドから吐出された多層樹脂を周期的に切断し多層ドロップにするカッターを付随して設け、前記プランジャーの前進・後退も周期的に行なわせ、前記プランジャーの前進・後退の周期と、前記カッターの多層樹脂切断周期とを一致させることを特徴とする、多層ドロップ成形機。 - 前記プランジャーの動作と、前記カッターの動作とを同期させることを特徴とする、請求項8に記載の多層ドロップ成形機。
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