JPWO2020148932A1 - バルブシステムと注型ナイロン成形装置 - Google Patents

Abstract

本発明のバルブシステムは、ベース体とバルブ体と回転機構と加温手段を備えている。ベース体は収容部とベース内流路を備えている。バルブ体はバルブ内流路を備えている。ベース体及びバルブ体は、加温手段で原料の融点以上に加温される。バルブ体は回転機構の動作によって収容部内で回転する。バルブ体を回転させることで開通状態と閉鎖状態を切り替えることができる。本発明の注型ナイロン成形装置は、本発明のバルブシステムを備えたものである。

Description

本発明は、原料の流路や流量等を制御可能なバルブシステムと、当該バルブシステムを備えた注型ナイロン成形装置に関する。

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たものが知られている（特許文献１）。原料槽と計量ポンプの間や計量ポンプと混合撹拌ユニットのタンク本体の間には、中を通過する原料の流路や流量等を制御するバルブが設けられている。

特許第６３９６６１９号公報

従来のバルブは構造が複雑であり、原料が残留する部分（いわゆるデッド）が多いため、メンテナンスが面倒であった。

本発明の解決課題は、従来のバルブよりも構造が簡潔でメンテナンス性に優れたバルブシステムと、当該バルブシステムを備えた注型ナイロン成形装置を提供することにある。

［バルブシステム］
本発明のバルブシステムは、液体（原料や洗浄液）が流通する流路に搭載されるバルブシステムであって、ベース体と、当該ベース体に装備されたバルブ体と、当該バルブ体を回転させる回転機構と、前記ベース体及びバルブ体を加温する加温手段を備えている。ベース体はバルブ体を収容する収容部と液体が流通するベース内流路を備え、バルブ体は液体が流通するバルブ内流路を備えている。ベース体及びバルブ体は、前記加温手段によって液体の融点以上に加温されている。バルブ体は回転機構の動作によって収容部内で回転するようにしてあり、回転機構でバルブ体を回転させることで、ベース内流路とバルブ内流路とが連通する開通状態と、両者が連通しない閉鎖状態とに切り替わるようにしてある。

［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注型ナイロン成形装置であって、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、原料槽から供給される原料の流路や流量等を制御するバルブシステムと、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。バルブシステムには本発明のバルブシステムを用いている。原料槽、計量手段、バルブシステム、混合撹拌ユニット及び成形型は、原料を原料槽−バルブシステム−計量手段−バルブシステム−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液流路で接続されている。

［バルブシステム］
本発明のバルブシステムは、従来のバルブに比して構造が簡潔であり、バルブ内流路以外にデッドが存在しないため、メンテナンス性に優れる。

［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、本発明のバルブシステムを備えているため、前記バルブシステムとの効果と同様の効果を奏する。

本発明の注型ナイロン成形装置の一例を示す概念図。 図１のＡ部拡大図。 図２のＢ矢視図。 （ａ）はバルブ内流路の入口が第一ベース内流路と連通し、バルブ内流路の出口が第二ベース内流路と連通した状態の正面説明図、（ｂ）はバルブ内流路の入口が第一ベース内流路と連通し、バルブ内流路の出口が第二ベース内流路と連通した状態の側面説明図。 （ａ）はバルブ内流路の入口が第二ベース内流路と連通し、出口が第三ベース内流路と連通した状態の正面説明図、（ｂ）はバルブ内流路の入口が第二ベース内流路と連通し、出口が第三ベース内流路と連通した状態の側面説明図。 （ａ）はバルブ体の一例を示す斜視図、（ｂ）はバルブ体の他例を示す斜視図。 （ａ）はピニオンが設けられた方の支持機構の説明図、（ｂ）はピニオンが設けられていない方の支持機構の説明図。 回転機構の一例を示す説明図。 （ａ）は図８の回転機構でバルブ体を回転させる前の状態の説明図、（ｂ）は図８の回転機構で（ａ）の位置にあるバルブ体を９０度回転させた後の説明図。 撹拌装置の概要説明図。 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。 図１のＣ部拡大図。 （ａ）は回転機構でバルブ体を回転させる前の状態の説明図、（ｂ）は回転機構で（ａ）の位置にあるバルブ体を９０度回転させた後の説明図。 （ａ）は開閉蓋上にセットした着脱ブロックの一例を示す平面図、（ｂ）は着脱ブロックを保持する保持アームとアームロックの一例を示す説明図。

（実施形態）
本発明のバルブシステム及び注型ナイロン成形装置の実施形態の一例を、図面を参照して説明する。図１は本発明のバルブシステム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は液流路、６は真空槽、７は本発明のバルブシステム、８は洗浄装置である。

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、液流路５は原料が通過する流路、真空槽６は内部を真空にするための装置、バルブシステム７は原料の流路や流量等を制御する装置、洗浄装置８は混合撹拌ユニット３を洗浄する装置である。

この実施形態では、原料が流れる流路（原料槽１の先方）と洗浄液が流れる流路（洗浄装置８の先方）にバルブシステム７が設置されている。両バルブシステム７の構成は同様であるが、説明の便宜上、以下では、前者をバルブシステム７Ｘと、後者をバルブシステム７Ｙとして区別する。

図１〜図３に示すように、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、各計量手段２ａ、２ｂ、バルブシステム７、混合撹拌ユニット３及び成形型４は、原料が原料槽１ａ、１ｂ−バルブシステム７−計量手段２ａ、２ｂ−バルブシステム７−混合撹拌ユニット３−成形型４の順に流通するように二以上の液流路５で接続されている。

また、洗浄装置８、バルブシステム７及び混合撹拌ユニット３は、洗浄液が洗浄装置８−バルブシステム７−混合撹拌ユニット３の順に供給するように二以上の液流路５で接続されている。

［原料槽］
一例として図１〜図３に示す原料槽１ａ、１ｂは原料を貯留する容器である。図示は省略しているが、原料槽１ａ、１ｂのそれぞれは、原料投入口と不活性ガス導入口と吐出口を備えている。原料投入口は原料を投入するための開口、不活性ガス導入口窒素ガス等の不活性ガスを供給するための開口、吐出口は原料を原料槽１ａ、１ｂ外に排出するための開口である。吐出口には、第一液流路５１ａ、５１ｂが設けられている。

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（図示しない）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１ａ、１ｂ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１ａ、１ｂ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及び図２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は、後述するシリンダ集合ブロック７５のポケット７５ｂと連通するように配置されている。

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。計量されたそれぞれの原料は、ピストン２２ａ、２２ｂによって、バルブシステム７に送り出される。

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（図示しない）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：ＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 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２２ａ、２２ｂ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、シールパッキンの劣化に伴う前記問題を回避することができる。

［バルブシステム］
バルブシステム７Ｘは、原料槽１ａ、１ｂ内の各原料の流路や流量等を制御するための装置である。一例として図１〜図３に示すバルブシステム７Ｘは、ベース体７１とベース体７１に装備されたバルブ体７２と、バルブ体７２を支持する支持機構７３（図７（ａ）（ｂ））と、バルブ体７２を回転させる回転機構７４（図８及び図９（ａ）（ｂ））と、シリンダ集合ブロック７５と、ベース体７１及びバルブ体７２を加温する加温手段（図示しない）を備えている。

図４（ａ）（ｂ）及び図５（ａ）（ｂ）に示すように、この実施形態のベース体７１は横長の箱型部材であり、その前面側にバルブ体７２を収容する凹陥状の収容部７１ａが横並びで二つ形成されている。各収容部７１ａは、前面側から裏面側に向けて先細りとなる截頭錐体状（錐体の頭部を底面に平行な面で切り取った形状）の凹部である。収容部７１ａの内周のテーパ面は、バルブ体７２のテーパ面と同じ角度としてある。

ベース体７１には図示しない棒ヒーターが埋設され、この棒ヒーターによってベース体７１及びベース体７１に装備されるバルブ体７２が加温されるようにしてある。棒ヒーターは、ベース体７１とバルブ体７２が、常時原料の融点以上の温度、具体的には、ε−カプロラクタムの融点である６８℃以上になるようにしてある。

この実施形態のベース体７１にはそれぞれの収容部７１ａに連通する三本（合計六本）のベース内流路７１ｂ〜７１ｄが設けられている。三本のベース内流路７１ｂ〜７１ｄのうちの一本（以下「第一ベース内流路」という）７１ｂは後述するシリンダ集合ブロック７５のブロック内流路７５ｃと収容部７１ａを繋ぐ位置に、他の一本（以下「第二ベース内流路」という）７１ｃは収容部７１ａと後述するシリンダ集合ブロック７５の縦長孔７５ａを繋ぐ位置に、他の一本（以下「第三ベース内流路」という）７１ｄは収容部７１ａと後述する液流路（第二液流路）５２ａ、５２ｂを繋ぐ位置に設けられている。ベース内流路は三本より多くすることも少なくすることもできる。

図６（ａ）に示すように、この実施形態のバルブ体７２は、テーパー状の外周面を備えた截頭錐体状（錐体の頭部を底面に平行な面で切り取った形状）のバルブ本体７２ａと、当該バルブ本体７２ａの底面側に突設された円柱状の軸部７２ｂを備えている。

この実施形態のバルブ体７２はフッ素樹脂製、具体的には、ポリテトラフルオロエチレン製である。ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂は、熱伝導性及び保温性に優れているため、原料が固化しにくく、原料の目詰まりによる不良が生じにくい。

この実施形態では、ベース体７１とバルブ体７２をε−カプロラクタムの融点である６８℃以上に保持する必要があるが、フッ素樹脂製とすることで温度保持が容易となり、Ａ原料の目詰まりや目詰まりによる不良が生じにくくなるというメリットがある。

図６（ａ）に示すように、各バルブ体７２のバルブ本体７２ａには、原料が流通する「く」字状のバルブ内流路７２ｃが設けられている。バルブ内流路７２ｃの入口及び出口は、バルブ本体７２ａのテーパー状の外周面に開口している。

ベース体７１の収容部７１ａに収容されたバルブ本体７２ａのテーパー状の外周面は、回転時及び静止時を含め、収容部７１ａのテーパー状の内周面に当接するようにしてある。バルブ本体７２ａの外周面と収容部７１ａの内周面を常時当接するようにしておくことで、原料の漏れが生じにくい。各バルブ体７２は、バルブ本体７２ａが収容部７１ａに収容されるように支持機構７３（図７（ａ）（ｂ））で支持されている。

図７（ａ）（ｂ）に示すように、この実施形態の支持機構７３は、台座部７３ａと、台座部７３ａに立設された支持板７３ｂと、支持板７３ｂを貫通する支持軸７３ｃと、支持軸７３ｃの先端側に設けられた軸受７３ｄと、軸受７３ｄの外周に取り付けられた保持具７３ｅを備えている。

保持具７３ｅは筒状であり、その先端にバルブ体７２の軸部７２ｂが挿入されている。バルブ体７２は、保持具７３ｅと軸部７２ｂの双方に挿通された連結具７３ｆで保持具７３ｅに固定されている。

図８に示すように、この実施形態の回転機構７４は、バルブ駆動モータＭ４と、当該バルブ駆動モータＭ４に接続されたリニアヘッド（図示しない）と、リニアヘッドに接続されたラック７４ａと、当該ラック７４ａとの係合によって回転するピニオン７４ｂと、一方のバルブ体７２と同じ保持具７３ｅに取り付けられたバルブ用主ギヤ７４ｃと、他方のバルブ体７２と同じ保持具７３ｅに取り付けられたバルブ用従ギヤ７４ｄを備えている。

前記バルブ駆動モータＭ４は台座部７３ａ上に設けられている。リニアヘッドには既存のものを用いることができる。この実施形態では、リニアヘッドとして、オリエンタルモーター株式会社のＬＨリニアヘッド（型番：４ＩＫ２５ＧＮ−ＳＷ２Ｍ＋４ＬＢ４５Ｎ−１）を用いている。

図７（ａ）（ｂ）に示すように、前記ピニオン７４ｂは一方のバルブ体７２（この実施形態では図８の右側のバルブ体７２）を保持する保持具７３ｅ（図７（ａ））にのみ取り付けられている。前記バルブ用主ギヤ７４ｃは支持機構７３の一方の保持体７３ｅに、バルブ用従ギヤ７４ｄは支持機構７３の他方の保持具７３ｅに取り付けられている。

前記構成のバルブシステム７Ｘは、図９（ａ）のように両バルブ体７２のバルブ内流路７２ｃの入口が同図横を向き、出口が下を向いている（第三ベース内流路７１ｄと連通している）状態でバルブ駆動モータＭ４（図８）を正方向に回転させると、図示しないリニアヘッド内のギヤが回転し、そのギヤの回転によってラック７４ａが図９（ａ）のＳ１矢印方向にスライドする。

ラック７４ａが図９（ａ）のＳ１矢印方向にスライドすると、これと係合するピニオン７４ｂ並びに当該ピニオン７４ｂと同じ保持具７３ｅ（図７（ａ））に取り付けられたバルブ体７２及びバルブ用主ギヤ７４ｃが図９（ａ）のＲ１矢印方向に９０度回転する。

バルブ用主ギヤ７４ｃが図９（ａ）のＲ１矢印方向に回転すると、これと係合するバルブ用従ギヤ７４ｄが図９（ａ）のＲ２矢印方向に９０度回転し、この回転に伴って、バルブ用従ギヤ７４ｄと同じ保持具７３ｅ（図７（ｂ））に保持されたバルブ体７２が図９（ａ）のＲ２矢印方向に９０度回転する。

この結果、両バルブ体７２は図９（ｂ）のように、バルブ内流路７２ｃの入口が上を、出口が下を向いた状態となり、図４（ａ）（ｂ）のように、当該バルブ内流路７２ｃの入口が第一ベース内流路７１ｂと連通し、出口が第二ベース内流路７１ｃと連通する。

反対に、図９（ｂ）のように両バルブ体７２のバルブ内流路７２ｃの入口が同図上を向き、出口が横を向いている状態でバルブ駆動モータＭ４（図８）を逆方向に回転させると、図示しないリニアヘッド内のギヤが回転し、そのギヤの回転によってラック７４ａが図９（ｂ）のＳ２矢印方向にスライドする。

ラック７４ａが図９（ｂ）のＳ２矢印方向にスライドすると、これと係合するピニオン７４ｂ並びに当該ピニオン７４ｂと同じ保持具７３ｅ（図７（ａ））に取り付けられたバルブ体７２及びバルブ用主ギヤ７４ｃが図９（ｂ）のＲ３矢印方向に９０度回転する。

バルブ用主ギヤ７４ｃが図９（ｂ）のＲ３矢印方向に９０度回転すると、これと係合するバルブ用従ギヤ７４ｄが図９（ｂ）のＲ４矢印方向に回転し、この回転に伴って、バルブ用従ギヤ７４ｄと同じ保持具７３ｅ（図７（ｂ））に保持されたバルブ体７２が図９（ｂ）のＲ４矢印方向に９０度回転する。

この結果、両バルブ体７２は図９（ａ）のようにバルブ内流路７２ｃの入口が同図横を向き、出口が同図下を向いた状態となり、図５（ａ）（ｂ）のように、入口が第二ベース内流路７１ｃと連通し、出口が第三ベース内流路７１ｄと連通する。

ここで説明したバルブシステム７Ｘは一例であり、バルブシステム７Ｘはこれ以外の構成とすることもできる。

［シリンダ集合ブロック］
前記シリンダ集合ブロック７５は、ベース体７１とシリンダ２１ａ、２１ｂの間に配設される平板状のブロックである。この実施形態のシリンダ集合ブロック７５は、図４（ａ）（ｂ）及び図５（ａ）（ｂ）に示すように、ベース体７１側の面に二本の縦長孔７５ａが縦向きに設けられている。二本の縦長孔７５ａは、ベース体７１に設けられた二本の第二ベース内流路７１ｃと連通するように、二本の第二ベース内流路７１ｃと等間隔で設けられている。

シリンダ集合ブロック７５のシリンダ２１ａ、２１ｂ側の面には、ポケット７５ｂが設けられている。図示は省略しているが、この実施形態のポケット７５ｂは、上下に並んだ二つの半円形状の凹部を一組として二組設けられている。それぞれのポケット７５ｂを構成する二つの凹部のうち、上側の凹部は弧状部が上側になるように、下側の凹部は弧状部が下側になるように配置されている。各凹部は第二ベース内流路７１ｃと連通するようにしてある。

シリンダ集合ブロック７５のポケット７５ｂよりも上側には、肉厚方向に貫通するブロック内流路７５ｃが間隔をあけて二本設けられている。それぞれのブロック内流路７５ｃはシリンダ２１ａ、２１ｂ側からベース体７１側に向けて下り傾斜としてある。ブロック内流路７５ｃのシリンダ２１ａ、２１ｂ側の開口（入口）は原料槽１ａ、１ｂの第一液流路５１ａ、５１ｂと連通し、ベース体７１側の開口（出口）はベース体７１の第一ベース内流路７１ｂと連通している。

この実施形態のバルブシステム７Ｘは、原料槽１ａ、１ｂ、計量手段２ａ、２ｂ及び混合撹拌ユニット３に接続されている。

具体的には、原料槽１ａ、１ｂに設けられた第一液流路５１ａ、５１ｂのそれぞれが、シリンダ集合ブロック７５のブロック内流路７５ｃ及びベース体７１の第一ベース内流路７１ｂと連通するように接続され、計量手段２ａ、２ｂのシリンダ２１ａ、２１ｂのそれぞれが、シリンダ集合ブロック７５の縦長孔７５ａ及びポケット７５ｂ並びにベース体７１の第二ベース内流路７１ｃと連通するように接続され、第二液流路５２ａ、５２ｂがベース体７１の第三ベース内流路７１ｄと連通するように接続されている。

これにより、原料槽１ａ、１ｂ内の原料は、各原料槽１ａ、１ｂ−各第一ベース内流路７１ｂ−各バルブ内流路７２ｃ−各第二ベース内流路７１ｃ−各シリンダ２１ａ、２１ｂ−各第三ベース内流路７１ｄ−第二液流路５２ａ、５２ｂの順に流通し、混合撹拌ユニット３（後述するタンク本体３１）内で混合撹拌される。

なお、この実施形態では、ベース体７１とシリンダ集合ブロック７５を別体としているが、両者は一体とすることもできる。不要な場合シリンダ集合ブロック７５は省略することができる。

［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１０及び図１１）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Ｈ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には第二液流路５２ａ、５２ｂ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。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。

図１に示す例では、第二液流路５２ａ、５２ｂが開閉蓋３２の投入口３２ａに接続され、その第二液流路５２ａ、５２ｂに第四液流路５４が合流するようにしているが、第二液流路５２ａ、５２ｂ及び第四液流路５４は、それぞれを個別に開閉蓋３２の投入口３２ａに接続することもできる。

この場合、図１６（ａ）（ｂ）に示すような着脱ブロック９を用いることもできる。この着脱ブロック９は横長方形状であり、その底面側には開閉蓋３２に設けられた三つの投入口３２ａに差し込み可能な差込み部９１が突設されている。それぞれの差込み部９１には貫通孔９２が設けられ、第二液流路５２ａ、５２ｂ及び第四液流路５４を差し込めるようにしてある。差し込まれた第二液流路５２ａ、５２ｂ及び第四液流路５４は、貫通孔９２の内周面に形成された雌ネジに螺合することで着脱ブロック９に接続される。

なお、三つの投入口３２ａの内周面にはパッキン（Ｏリング）３２ｃが設けられている。投入口３２ａに差込み部９１を差し込むと、パッキン３２ｃが差込み部９１の外周面に当接するようにしてある。

前記着脱ブロック９は、着脱ブロック９の幅方向側方を保持する二つの保持アーム９３と両保持アーム９３の上端を保持するアームロック９４によって、開閉蓋３２上に保持されるようにしてある。それぞれの保持アーム９３は立設部９３ａと立設部９３ａから内向きに突出する押さえ部９３ｂを備えている。それぞれの保持アーム９３は立設部９３ａの下端側が開閉蓋３２に軸支され、着脱ブロック９に近づく方向と着脱ブロック９から離れる方向に回動できるようにしてある。

開閉蓋３２の投入口３２ａに差込み部９１を差し込んだ状態で、両保持アーム９３を着脱ブロック９に近づく方向に回転させると、両保持アーム９３の押さえ部９３ｂが着脱ブロック９の上面に当接する。立ち上がった両保持アーム９３の上端にはアームロック９４が装着される。両保持アーム９３がアームロック９４で保持されると、両保持アーム９３の押さえ部９３ｂによって着脱ブロック９が開閉蓋３２側に押し付けられ、その位置で着脱ブロック９が保持される。

一方、アームロック９４を取り外し、両保持アーム９３を互いに離れる方向に回動させると、両保持アーム９３の押さえ部９３ｂによる保持が解放され、着脱ブロック９を開閉蓋３２から取り外すことができる。

着脱ブロック９の保持及び取り外しは、着脱ブロック９に第二液流路５２ａ、５２ｂ及び第四液流路５４を取り付けた（固定した）状態で行うことができる。これにより、第二液流路５２ａ、５２ｂ、第四液流路５４や混合撹拌ユニット３で不具合が生じた場合に、第二液流路５２ａ、５２ｂ及び第四液流路５４が取り付けられた状態で着脱ブロック９を取り外すことで、迅速な対処が可能となる。

タンク本体３１内は窒素ガス等を注入する際には加圧状態となり、原料を成形型に流し込む際に減圧状態となるが、いずれの場合も、パッキン３２ｃと差込み部９１の当接によって、加圧状態及び減圧状態が保持される。また、加圧状態では、着脱ブロック９に押し上げ方向の力が働くが、着脱ブロック９を保持する両保持アーム９３と両保持アーム９３を保持するアームロック９４によって、着脱ブロック９の不用意な脱落が防止される。

なお、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１０に混合撹拌手段３３の一例を示す。図１０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１２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１１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ー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１３（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１３（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１３（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１３（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、タンク本体３１内の原料が排出口３１ａから排出されることはない。

一方、図１３（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、タンク本体３１の排出口３１ａが開放され、タンク本体３１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を昇降させるようにすることもできる。

この実施形態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、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と異なり、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、前記実施形態の混合撹拌ユニット３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、前記実施形態の混合撹拌ユニット３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３１を取り外す必要も作業者が手作業で洗浄する必要がなく、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。

この実施形態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。

この実施形態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。

［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：ＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 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。

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。

［洗浄装置］
この実施形態の前記洗浄装置８は、図１４に示すように、タンク本体３１（図１）の洗浄に用いる洗浄液を入れておく洗浄液タンク８１と、洗浄液タンク８１の外周に装着されたヒータＨと、洗浄液タンク８１内の洗浄液を撹拌する撹拌羽根８２と、撹拌羽根８２を回転させる撹拌用モータＭ５を備えている。

この実施形態の洗浄液タンク８１は、上部に開口部を備えた有底容器である。洗浄液タンク８１の上部の開口部は蓋８３で塞がれている。蓋８３には投入口８４と、撹拌羽根８２を挿通する挿通口８５が設けられている。洗浄液タンク８１内には温度センサ８６を設けることもできる。

洗浄液タンク８１の底面には、洗浄液タンク８１内の洗浄液を排出する液流路（第三液流路）５３が設けられている。第三液流路５３の先方には、バルブシステム７Ｙが設けられている。

この実施形態のバルブシステム７Ｙは、前記バルブシステム７Ｘと同様である。異なるのは、収容部７１ａが一つであること、バルブ体７２が一つであること、バルブ内流路７２ｃが図６（ｂ）のように直線状であること、バルブ用主ギヤ７４ｃ及びバルブ用従ギヤ７４ｄがないこと、収容部７１ａに連通するベース内流路が二本（第一ベース内流路７１ｂ及び第二ベース内流路７１ｃ）であること、シリンダ集合ブロック７５がないことである。

第一ベース内流路７１ｂは洗浄液タンク８１の第三液流路５３と収容部７１ａを繋ぐ位置に、第二ベース内流路７１ｃは収容部７１ａと液流路（第四液流路）５４とを繋ぐ位置に設けられている。第四液流路５４はベース体７１と混合撹拌ユニット３とを繋ぐ流路である。

洗浄液タンク８１内の洗浄液は、タンク本体３１の洗浄に際して、当該タンク本体３１内に投入されるようにしてある。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。

前記構成のバルブシステム７Ｙは、図１５（ａ）のようにバルブ体７２のバルブ内流路７２ｃの入口が同図中左側を向き、出口が同図中右側を向いている状態でバルブ駆動モータＭ４（図８参照）を正方向に回転させると、図示しないリニアヘッド内のギヤが回転し、そのギヤの回転によってラック７４ａが図１５（ａ）のＳ３矢印方向にスライドする。

ラック７４ａが図１５（ａ）のＳ３矢印方向にスライドすると、これと係合するピニオン７４ｂ並びに当該ピニオン７４ｂと同じ保持具７３ｅ（図１４参照）に取り付けられたバルブ体７２が図１５（ａ）のＲ５矢印方向に９０度回転する。

この結果、バルブ体７２は図１５（ｂ）のように、バルブ内流路７２ｃの入口が上を、出口が下を向いた状態となり、当該バルブ体７２のバルブ内流路７２ｃの入口が第一ベース内流路７１ｂと連通し、出口が第二ベース内流路７１ｃと連通する。

反対に、図１５（ｂ）のようにバルブ体７２のバルブ内流路７２ｃの入口が同図中上側を向き、出口が同図中下側を向いている状態でバルブ駆動モータＭ４（図８参照）を逆方向に回転させると、図示しないリニアヘッド内のギヤが回転し、そのギヤの回転によってラック７４ａが図１５（ｂ）のＳ４矢印方向にスライドする。

ラック７４ａが図１５（ｂ）のＳ４矢印方向にスライドすると、これと係合するピニオン７４ｂ並びに当該ピニオン７４ｂと同じ保持具７３ｅ（図１４参照）に取り付けられたバルブ体７２が図１５（ｂ）のＲ６矢印方向に９０度回転する。

この結果、バルブ体７２は図１５（ｂ）のようにバルブ内流路７２ｃの入口が同図上を向き、出口が同図下を向いた状態となり、入口が第一ベース内流路７１ｂと連通し、出口が第二ベース内流路７１ｃと連通する。

ここで説明したバルブシステム７は一例であり、バルブシステム７はこれ以外の構成とすることもできる。

（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）バルブシステム７の両バルブ内流路７２ｃの入口と第一ベース内流路７１ｂとが連通し、両バルブ内流路７２ｃの出口と第二ベース内流路７１ｃとが連通した状態（図９（ｂ）参照）で、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）原料槽１ａ内のＡ原料と原料槽１ｂ内のＢ原料を吸引したのち、バルブシステムのバルブ駆動モータＭ４によって両バルブ体７２を９０度回転させ、各バルブ体７２のバルブ内流路７２ｃの入口が第二ベース内流路７１ｃと連通し、バルブ内流路７２ｃの出口が第三ベース内流路７１ｄと連通するようにする（図９（ａ）参照）。
（４）前記（３）の状態で、計量手段２ａ内のＡ原料と計量手段２ｂ内のＢ原料を両計量手段２ａ、２ｂ外に送り出す。送り出されたＡ原料及びＢ原料のそれぞれは、連通する第二ベース内流路７１ｃ、バルブ内流路７２ｃ及び第三ベース内流路７１ｄを通過して、タンク本体３１内に供給（投入）される。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。
（５）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。
（６）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。
（７）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。
（８）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）洗浄装置８に洗浄液を入れる。洗浄装置８は洗浄液投入前に所定温度に加温しておく。
（２）バルブシステム７のバルブ駆動モータＭ４を動作させ、バルブ内流路７２ｃの入口が第一ベース内流路７１ｂと連通し、バルブ内流路７２ｃの出口が第二ベース内流路７１ｃと連通した状態（開通状態）にする（図５（ｂ）参照）。
（３）前記（２）の開通状態になると、洗浄装置８内の洗浄液がタンク本体３１内に投入（供給）される。所定量の洗浄液が投入されると、バルブシステム７のバルブ駆動モータＭ４が動作し、バルブ内流路７２ｃの入口及び出口の双方が、第一ベース内流路７１ｂと第二ベース内流路７１ｃのいずれとも連通しない状態（閉鎖状態）となる（図５（ａ）参照）。
（４）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。
（５）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。
（６）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。
（７）洗浄液の排出後、ガス導入口３２ｂ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、次の成形を行える状態とする。

本発明のバルブシステム７Ｘ、７Ｙは、フッ素樹脂製のバルブ体を備えているため、従来のゴムパッキン等を備えたバルブに比して熱伝導性及び保温性に優れ、ε−カプロラクタムの流路が目詰まりを起こしにくい。

本発明のバルブシステム７Ｘ、７Ｙは、構造が簡潔でバルブ内流路以外にデッドが存在せず、しかも、バルブ体がフッ素樹脂製でバルブ内流路にε−カプロラクタムが残留しにくいため、メンテナンスが容易或いは不要である。また、本発明の注型ナイロン成形装置は、本発明のバルブシステムを備えているため、前記バルブシステムとの効果と同様の効果を奏する。

本発明のバルブシステム及び注型ナイロン成形装置のバルブシステムは、原料としてε−カプロラクタムを用いる場合に、特に好適に用いることができる。

１、１ａ、１ｂ 原料槽
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
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
３２ｃ パッキン
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 液流路
５１ａ、５１ｂ 液流路（第一液流路）
５２ａ、５２ｂ 液流路（第二液流路）
５３ 液流路（第三液流路）
５４ 液流路（第四液流路）
６ 真空槽
６１ 上真空室
６２ 下真空室
７、７Ｘ、７Ｙ バルブシステム
７１ ベース体
７１ａ 収容部
７１ｂ ベース内流路（第一ベース内流路）
７１ｃ ベース内流路（第二ベース内流路）
７１ｄ ベース内流路（第三ベース内流路）
７２ バルブ体
７２ａ バルブ本体
７２ｂ 軸部
７２ｃ バルブ内流路
７３ 支持機構
７３ａ 台座部
７３ｂ 支持板
７３ｃ 支持軸
７３ｄ 軸受
７３ｅ 保持具
７３ｆ 連結具
７４ 回転機構
７４ａ ラック
７４ｂ ピニオン
７４ｃ バルブ用主ギヤ
７４ｄ バルブ用従ギヤ
７５ シリンダ集合ブロック
７５ａ 縦長孔
７５ｂ ポケット
７５ｃ ブロック内流路
８ 洗浄装置
８１ 洗浄液タンク
８２ 撹拌羽根
８３ 蓋
８４ 投入口
８５ 挿通口
８６ 温度センサ
９ 着脱ブロック
９１ 差込み部
９２ 貫通孔
９３ 保持アーム
９３ａ 立設部
９３ｂ 押さえ部
９４ アームロック
Ｈ 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
Ｍ４ バルブ駆動モータ
Ｍ５ 撹拌用モータ
Ｐ２ パッキン

本発明は、原料の流路や流量等を制御可能なバルブシステムと、当該バルブシステムを備えた注型ナイロン成形装置に関する。

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たものが知られている（特許文献１）。原料槽と計量ポンプの間や計量ポンプと混合撹拌ユニットのタンク本体の間には、中を通過する原料の流路や流量等を制御するバルブが設けられている。

特許第６３９６６１９号公報

従来のバルブは構造が複雑であり、原料が残留する部分（いわゆるデッド）が多いため、メンテナンスが面倒であった。

本発明の解決課題は、従来のバルブよりも構造が簡潔でメンテナンス性に優れたバルブシステムと、当該バルブシステムを備えた注型ナイロン成形装置を提供することにある。

［バルブシステム］
本発明のバルブシステムは、液体（原料や洗浄液）が流通する流路に搭載されるバルブシステムであって、ベース体と、当該ベース体に装備されたバルブ体と、当該バルブ体を回転させる回転機構と、前記ベース体及びバルブ体を加温する加温手段を備えている。ベース体はバルブ体を収容する収容部と液体が流通するベース内流路を備え、ベース内流路として、第一ベース内流路、第二ベース内流路及び第三ベース内流路を備えている。バルブ体は液体が流通する入口と出口を備えたく字状のバルブ内流路を備えている。ベース体及びバルブ体は、前記加温手段によって液体の融点以上に加温されている。バルブ体は回転機構の動作によって収容部内で回転するようにしてあり、回転機構によってバルブ体が回転すると、原料の流路が、バルブ内流路の入口が第一ベース内流路に連通しバルブ内流路の出口が第二ベース内流路に連通した状態、又は、バルブ内流路の入口が第二ベース内流路と連通しバルブ内流路の出口が第三ベース内流路に連通した状態に切り替えられるようにしてある。

［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注型ナイロン成形装置であって、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、原料槽から供給される原料の流路を制御するバルブシステムと、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。バルブシステムには本発明のバルブシステムを用いている。原料槽、計量手段、バルブシステム、混合撹拌ユニット及び成形型は、原料を原料槽−バルブシステム−計量手段−バルブシステム−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液流路で接続されている。

［バルブシステム］
本発明のバルブシステムは、従来のバルブに比して構造が簡潔であり、バルブ内流路以外にデッドが存在しないため、メンテナンス性に優れる。

［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、本発明のバルブシステムを備えているため、前記バルブシステムとの効果と同様の効果を奏する。

本発明の注型ナイロン成形装置の一例を示す概念図。 図１のＡ部拡大図。 図２のＢ矢視図。 （ａ）はバルブ内流路の入口が第一ベース内流路と連通し、バルブ内流路の出口が第二ベース内流路と連通した状態の正面説明図、（ｂ）はバルブ内流路の入口が第一ベース内流路と連通し、バルブ内流路の出口が第二ベース内流路と連通した状態の側面説明図。 （ａ）はバルブ内流路の入口が第二ベース内流路と連通し、出口が第三ベース内流路と連通した状態の正面説明図、（ｂ）はバルブ内流路の入口が第二ベース内流路と連通し、出口が第三ベース内流路と連通した状態の側面説明図。 （ａ）はバルブ体の一例を示す斜視図、（ｂ）はバルブ体の他例を示す斜視図。 （ａ）はピニオンが設けられた方の支持機構の説明図、（ｂ）はピニオンが設けられていない方の支持機構の説明図。 回転機構の一例を示す説明図。 （ａ）は図８の回転機構でバルブ体を回転させる前の状態の説明図、（ｂ）は図８の回転機構で（ａ）の位置にあるバルブ体を９０度回転させた後の説明図。 撹拌装置の概要説明図。 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。 図１のＣ部拡大図。 （ａ）は回転機構でバルブ体を回転させる前の状態の説明図、（ｂ）は回転機構で（ａ）の位置にあるバルブ体を９０度回転させた後の説明図。 （ａ）は開閉蓋上にセットした着脱ブロックの一例を示す平面図、（ｂ）は着脱ブロックを保持する保持アームとアームロックの一例を示す説明図。

（実施形態）
本発明のバルブシステム及び注型ナイロン成形装置の実施形態の一例を、図面を参照して説明する。図１は本発明のバルブシステム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は液流路、６は真空槽、７は本発明のバルブシステム、８は洗浄装置である。

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、液流路５は原料が通過する流路、真空槽６は内部を真空にするための装置、バルブシステム７は原料の流路や流量等を制御する装置、洗浄装置８は混合撹拌ユニット３を洗浄する装置である。

この実施形態では、原料が流れる流路（原料槽１の先方）と洗浄液が流れる流路（洗浄装置８の先方）にバルブシステム７が設置されている。両バルブシステム７の構成は同様であるが、説明の便宜上、以下では、前者をバルブシステム７Ｘと、後者をバルブシステム７Ｙとして区別する。

図１〜図３に示すように、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、各計量手段２ａ、２ｂ、バルブシステム７、混合撹拌ユニット３及び成形型４は、原料が原料槽１ａ、１ｂ−バルブシステム７−計量手段２ａ、２ｂ−バルブシステム７−混合撹拌ユニット３−成形型４の順に流通するように二以上の液流路５で接続されている。

また、洗浄装置８、バルブシステム７及び混合撹拌ユニット３は、洗浄液が洗浄装置８−バルブシステム７−混合撹拌ユニット３の順に供給するように二以上の液流路５で接続されている。

［原料槽］
一例として図１〜図３に示す原料槽１ａ、１ｂは原料を貯留する容器である。図示は省略しているが、原料槽１ａ、１ｂのそれぞれは、原料投入口と不活性ガス導入口と吐出口を備えている。原料投入口は原料を投入するための開口、不活性ガス導入口窒素ガス等の不活性ガスを供給するための開口、吐出口は原料を原料槽１ａ、１ｂ外に排出するための開口である。吐出口には、第一液流路５１ａ、５１ｂが設けられている。

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（図示しない）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１ａ、１ｂ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１ａ、１ｂ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及び図２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は、後述するシリンダ集合ブロック７５のポケット７５ｂと連通するように配置されている。

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。計量されたそれぞれの原料は、ピストン２２ａ、２２ｂによって、バルブシステム７に送り出される。

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（図示しない）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２２ａ、２２ｂ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、シールパッキンの劣化に伴う前記問題を回避することができる。

［バルブシステム］
バルブシステム７Ｘは、原料槽１ａ、１ｂ内の各原料の流路や流量等を制御するための装置である。一例として図１〜図３に示すバルブシステム７Ｘは、ベース体７１とベース体７１に装備されたバルブ体７２と、バルブ体７２を支持する支持機構７３（図７（ａ）（ｂ））と、バルブ体７２を回転させる回転機構７４（図８及び図９（ａ）（ｂ））と、シリンダ集合ブロック７５と、ベース体７１及びバルブ体７２を加温する加温手段（図示しない）を備えている。

図４（ａ）（ｂ）及び図５（ａ）（ｂ）に示すように、この実施形態のベース体７１は横長の箱型部材であり、その前面側にバルブ体７２を収容する凹陥状の収容部７１ａが横並びで二つ形成されている。各収容部７１ａは、前面側から裏面側に向けて先細りとなる截頭錐体状（錐体の頭部を底面に平行な面で切り取った形状）の凹部である。収容部７１ａの内周のテーパ面は、バルブ体７２のテーパ面と同じ角度としてある。

ベース体７１には図示しない棒ヒーターが埋設され、この棒ヒーターによってベース体７１及びベース体７１に装備されるバルブ体７２が加温されるようにしてある。棒ヒーターは、ベース体７１とバルブ体７２が、常時原料の融点以上の温度、具体的には、ε−カプロラクタムの融点である６８℃以上になるようにしてある。

この実施形態のベース体７１にはそれぞれの収容部７１ａに連通する三本（合計六本）のベース内流路７１ｂ〜７１ｄが設けられている。三本のベース内流路７１ｂ〜７１ｄのうちの一本（以下「第一ベース内流路」という）７１ｂは後述するシリンダ集合ブロック７５のブロック内流路７５ｃと収容部７１ａを繋ぐ位置に、他の一本（以下「第二ベース内流路」という）７１ｃは収容部７１ａと後述するシリンダ集合ブロック７５の縦長孔７５ａを繋ぐ位置に、他の一本（以下「第三ベース内流路」という）７１ｄは収容部７１ａと後述する液流路（第二液流路）５２ａ、５２ｂを繋ぐ位置に設けられている。ベース内流路は三本より多くすることも少なくすることもできる。

図６（ａ）に示すように、この実施形態のバルブ体７２は、テーパー状の外周面を備えた截頭錐体状（錐体の頭部を底面に平行な面で切り取った形状）のバルブ本体７２ａと、当該バルブ本体７２ａの底面側に突設された円柱状の軸部７２ｂを備えている。

この実施形態のバルブ体７２はフッ素樹脂製、具体的には、ポリテトラフルオロエチレン製である。ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂は、熱伝導性及び保温性に優れているため、原料が固化しにくく、原料の目詰まりによる不良が生じにくい。

この実施形態では、ベース体７１とバルブ体７２をε−カプロラクタムの融点である６８℃以上に保持する必要があるが、フッ素樹脂製とすることで温度保持が容易となり、Ａ原料の目詰まりや目詰まりによる不良が生じにくくなるというメリットがある。

図６（ａ）に示すように、各バルブ体７２のバルブ本体７２ａには、原料が流通する「く」字状のバルブ内流路７２ｃが設けられている。バルブ内流路７２ｃの入口及び出口は、バルブ本体７２ａのテーパー状の外周面に開口している。

ベース体７１の収容部７１ａに収容されたバルブ本体７２ａのテーパー状の外周面は、回転時及び静止時を含め、収容部７１ａのテーパー状の内周面に当接するようにしてある。バルブ本体７２ａの外周面と収容部７１ａの内周面を常時当接するようにしておくことで、原料の漏れが生じにくい。各バルブ体７２は、バルブ本体７２ａが収容部７１ａに収容されるように支持機構７３（図７（ａ）（ｂ））で支持されている。

図７（ａ）（ｂ）に示すように、この実施形態の支持機構７３は、台座部７３ａと、台座部７３ａに立設された支持板７３ｂと、支持板７３ｂを貫通する支持軸７３ｃと、支持軸７３ｃの先端側に設けられた軸受７３ｄと、軸受７３ｄの外周に取り付けられた保持具７３ｅを備えている。

保持具７３ｅは筒状であり、その先端にバルブ体７２の軸部７２ｂが挿入されている。バルブ体７２は、保持具７３ｅと軸部７２ｂの双方に挿通された連結具７３ｆで保持具７３ｅに固定されている。

図８に示すように、この実施形態の回転機構７４は、バルブ駆動モータＭ４と、当該バルブ駆動モータＭ４に接続されたリニアヘッド（図示しない）と、リニアヘッドに接続されたラック７４ａと、当該ラック７４ａとの係合によって回転するピニオン７４ｂと、一方のバルブ体７２と同じ保持具７３ｅに取り付けられたバルブ用主ギヤ７４ｃと、他方のバルブ体７２と同じ保持具７３ｅに取り付けられたバルブ用従ギヤ７４ｄを備えている。

前記バルブ駆動モータＭ４は台座部７３ａ上に設けられている。リニアヘッドには既存のものを用いることができる。この実施形態では、リニアヘッドとして、オリエンタルモーター株式会社のＬＨリニアヘッド（型番：４ＩＫ２５ＧＮ−ＳＷ２Ｍ＋４ＬＢ４５Ｎ−１）を用いている。

図７（ａ）（ｂ）に示すように、前記ピニオン７４ｂは一方のバルブ体７２（この実施形態では図８の右側のバルブ体７２）を保持する保持具７３ｅ（図７（ａ））にのみ取り付けられている。前記バルブ用主ギヤ７４ｃは支持機構７３の一方の保持体７３ｅに、バルブ用従ギヤ７４ｄは支持機構７３の他方の保持具７３ｅに取り付けられている。

前記構成のバルブシステム７Ｘは、図９（ａ）のように両バルブ体７２のバルブ内流路７２ｃの入口が同図横を向き、出口が下を向いている（第三ベース内流路７１ｄと連通している）状態でバルブ駆動モータＭ４（図８）を正方向に回転させると、図示しないリニアヘッド内のギヤが回転し、そのギヤの回転によってラック７４ａが図９（ａ）のＳ１矢印方向にスライドする。

ラック７４ａが図９（ａ）のＳ１矢印方向にスライドすると、これと係合するピニオン７４ｂ並びに当該ピニオン７４ｂと同じ保持具７３ｅ（図７（ａ））に取り付けられたバルブ体７２及びバルブ用主ギヤ７４ｃが図９（ａ）のＲ１矢印方向に９０度回転する。

バルブ用主ギヤ７４ｃが図９（ａ）のＲ１矢印方向に回転すると、これと係合するバルブ用従ギヤ７４ｄが図９（ａ）のＲ２矢印方向に９０度回転し、この回転に伴って、バルブ用従ギヤ７４ｄと同じ保持具７３ｅ（図７（ｂ））に保持されたバルブ体７２が図９（ａ）のＲ２矢印方向に９０度回転する。

この結果、両バルブ体７２は図９（ｂ）のように、バルブ内流路７２ｃの入口が上を、出口が下を向いた状態となり、図４（ａ）（ｂ）のように、当該バルブ内流路７２ｃの入口が第一ベース内流路７１ｂと連通し、出口が第二ベース内流路７１ｃと連通する。

反対に、図９（ｂ）のように両バルブ体７２のバルブ内流路７２ｃの入口が同図上を向き、出口が横を向いている状態でバルブ駆動モータＭ４（図８）を逆方向に回転させると、図示しないリニアヘッド内のギヤが回転し、そのギヤの回転によってラック７４ａが図９（ｂ）のＳ２矢印方向にスライドする。

ラック７４ａが図９（ｂ）のＳ２矢印方向にスライドすると、これと係合するピニオン７４ｂ並びに当該ピニオン７４ｂと同じ保持具７３ｅ（図７（ａ））に取り付けられたバルブ体７２及びバルブ用主ギヤ７４ｃが図９（ｂ）のＲ３矢印方向に９０度回転する。

バルブ用主ギヤ７４ｃが図９（ｂ）のＲ３矢印方向に９０度回転すると、これと係合するバルブ用従ギヤ７４ｄが図９（ｂ）のＲ４矢印方向に回転し、この回転に伴って、バルブ用従ギヤ７４ｄと同じ保持具７３ｅ（図７（ｂ））に保持されたバルブ体７２が図９（ｂ）のＲ４矢印方向に９０度回転する。

この結果、両バルブ体７２は図９（ａ）のようにバルブ内流路７２ｃの入口が同図横を向き、出口が同図下を向いた状態となり、図５（ａ）（ｂ）のように、入口が第二ベース内流路７１ｃと連通し、出口が第三ベース内流路７１ｄと連通する。

ここで説明したバルブシステム７Ｘは一例であり、バルブシステム７Ｘはこれ以外の構成とすることもできる。

［シリンダ集合ブロック］
前記シリンダ集合ブロック７５は、ベース体７１とシリンダ２１ａ、２１ｂの間に配設される平板状のブロックである。この実施形態のシリンダ集合ブロック７５は、図４（ａ）（ｂ）及び図５（ａ）（ｂ）に示すように、ベース体７１側の面に二本の縦長孔７５ａが縦向きに設けられている。二本の縦長孔７５ａは、ベース体７１に設けられた二本の第二ベース内流路７１ｃと連通するように、二本の第二ベース内流路７１ｃと等間隔で設けられている。

シリンダ集合ブロック７５のシリンダ２１ａ、２１ｂ側の面には、ポケット７５ｂが設けられている。図示は省略しているが、この実施形態のポケット７５ｂは、上下に並んだ二つの半円形状の凹部を一組として二組設けられている。それぞれのポケット７５ｂを構成する二つの凹部のうち、上側の凹部は弧状部が上側になるように、下側の凹部は弧状部が下側になるように配置されている。各凹部は第二ベース内流路７１ｃと連通するようにしてある。

シリンダ集合ブロック７５のポケット７５ｂよりも上側には、肉厚方向に貫通するブロック内流路７５ｃが間隔をあけて二本設けられている。それぞれのブロック内流路７５ｃはシリンダ２１ａ、２１ｂ側からベース体７１側に向けて下り傾斜としてある。ブロック内流路７５ｃのシリンダ２１ａ、２１ｂ側の開口（入口）は原料槽１ａ、１ｂの第一液流路５１ａ、５１ｂと連通し、ベース体７１側の開口（出口）はベース体７１の第一ベース内流路７１ｂと連通している。

この実施形態のバルブシステム７Ｘは、原料槽１ａ、１ｂ、計量手段２ａ、２ｂ及び混合撹拌ユニット３に接続されている。

具体的には、原料槽１ａ、１ｂに設けられた第一液流路５１ａ、５１ｂのそれぞれが、シリンダ集合ブロック７５のブロック内流路７５ｃ及びベース体７１の第一ベース内流路７１ｂと連通するように接続され、計量手段２ａ、２ｂのシリンダ２１ａ、２１ｂのそれぞれが、シリンダ集合ブロック７５の縦長孔７５ａ及びポケット７５ｂ並びにベース体７１の第二ベース内流路７１ｃと連通するように接続され、第二液流路５２ａ、５２ｂがベース体７１の第三ベース内流路７１ｄと連通するように接続されている。

これにより、原料槽１ａ、１ｂ内の原料は、各原料槽１ａ、１ｂ−各第一ベース内流路７１ｂ−各バルブ内流路７２ｃ−各第二ベース内流路７１ｃ−各シリンダ２１ａ、２１ｂ−各第三ベース内流路７１ｄ−第二液流路５２ａ、５２ｂの順に流通し、混合撹拌ユニット３（後述するタンク本体３１）内で混合撹拌される。

なお、この実施形態では、ベース体７１とシリンダ集合ブロック７５を別体としているが、両者は一体とすることもできる。不要な場合シリンダ集合ブロック７５は省略することができる。

［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１０及び図１１）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Ｈ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には第二液流路５２ａ、５２ｂ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。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。

図１に示す例では、第二液流路５２ａ、５２ｂが開閉蓋３２の投入口３２ａに接続され、その第二液流路５２ａ、５２ｂに第四液流路５４が合流するようにしているが、第二液流路５２ａ、５２ｂ及び第四液流路５４は、それぞれを個別に開閉蓋３２の投入口３２ａに接続することもできる。

この場合、図１６（ａ）（ｂ）に示すような着脱ブロック９を用いることもできる。この着脱ブロック９は横長方形状であり、その底面側には開閉蓋３２に設けられた三つの投入口３２ａに差し込み可能な差込み部９１が突設されている。それぞれの差込み部９１には貫通孔９２が設けられ、第二液流路５２ａ、５２ｂ及び第四液流路５４を差し込めるようにしてある。差し込まれた第二液流路５２ａ、５２ｂ及び第四液流路５４は、貫通孔９２の内周面に形成された雌ネジに螺合することで着脱ブロック９に接続される。

なお、三つの投入口３２ａの内周面にはパッキン（Ｏリング）３２ｃが設けられている。投入口３２ａに差込み部９１を差し込むと、パッキン３２ｃが差込み部９１の外周面に当接するようにしてある。

前記着脱ブロック９は、着脱ブロック９の幅方向側方を保持する二つの保持アーム９３と両保持アーム９３の上端を保持するアームロック９４によって、開閉蓋３２上に保持されるようにしてある。それぞれの保持アーム９３は立設部９３ａと立設部９３ａから内向きに突出する押さえ部９３ｂを備えている。それぞれの保持アーム９３は立設部９３ａの下端側が開閉蓋３２に軸支され、着脱ブロック９に近づく方向と着脱ブロック９から離れる方向に回動できるようにしてある。

開閉蓋３２の投入口３２ａに差込み部９１を差し込んだ状態で、両保持アーム９３を着脱ブロック９に近づく方向に回転させると、両保持アーム９３の押さえ部９３ｂが着脱ブロック９の上面に当接する。立ち上がった両保持アーム９３の上端にはアームロック９４が装着される。両保持アーム９３がアームロック９４で保持されると、両保持アーム９３の押さえ部９３ｂによって着脱ブロック９が開閉蓋３２側に押し付けられ、その位置で着脱ブロック９が保持される。

一方、アームロック９４を取り外し、両保持アーム９３を互いに離れる方向に回動させると、両保持アーム９３の押さえ部９３ｂによる保持が解放され、着脱ブロック９を開閉蓋３２から取り外すことができる。

着脱ブロック９の保持及び取り外しは、着脱ブロック９に第二液流路５２ａ、５２ｂ及び第四液流路５４を取り付けた（固定した）状態で行うことができる。これにより、第二液流路５２ａ、５２ｂ、第四液流路５４や混合撹拌ユニット３で不具合が生じた場合に、第二液流路５２ａ、５２ｂ及び第四液流路５４が取り付けられた状態で着脱ブロック９を取り外すことで、迅速な対処が可能となる。

タンク本体３１内は窒素ガス等を注入する際には加圧状態となり、原料を成形型に流し込む際に減圧状態となるが、いずれの場合も、パッキン３２ｃと差込み部９１の当接によって、加圧状態及び減圧状態が保持される。また、加圧状態では、着脱ブロック９に押し上げ方向の力が働くが、着脱ブロック９を保持する両保持アーム９３と両保持アーム９３を保持するアームロック９４によって、着脱ブロック９の不用意な脱落が防止される。

なお、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１０に混合撹拌手段３３の一例を示す。図１０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１２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１１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ー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１３（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１３（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１３（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１３（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、タンク本体３１内の原料が排出口３１ａから排出されることはない。

一方、図１３（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、タンク本体３１の排出口３１ａが開放され、タンク本体３１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を昇降させるようにすることもできる。

この実施形態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、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と異なり、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、前記実施形態の混合撹拌ユニット３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、前記実施形態の混合撹拌ユニット３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３１を取り外す必要も作業者が手作業で洗浄する必要がなく、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。

この実施形態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。

この実施形態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。

［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。

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。

［洗浄装置］
この実施形態の前記洗浄装置８は、図１４に示すように、タンク本体３１（図１）の洗浄に用いる洗浄液を入れておく洗浄液タンク８１と、洗浄液タンク８１の外周に装着されたヒータＨと、洗浄液タンク８１内の洗浄液を撹拌する撹拌羽根８２と、撹拌羽根８２を回転させる撹拌用モータＭ５を備えている。

この実施形態の洗浄液タンク８１は、上部に開口部を備えた有底容器である。洗浄液タンク８１の上部の開口部は蓋８３で塞がれている。蓋８３には投入口８４と、撹拌羽根８２を挿通する挿通口８５が設けられている。洗浄液タンク８１内には温度センサ８６を設けることもできる。

洗浄液タンク８１の底面には、洗浄液タンク８１内の洗浄液を排出する液流路（第三液流路）５３が設けられている。第三液流路５３の先方には、バルブシステム７Ｙが設けられている。

この実施形態のバルブシステム７Ｙは、前記バルブシステム７Ｘと同様である。異なるのは、収容部７１ａが一つであること、バルブ体７２が一つであること、バルブ内流路７２ｃが図６（ｂ）のように直線状であること、バルブ用主ギヤ７４ｃ及びバルブ用従ギヤ７４ｄがないこと、収容部７１ａに連通するベース内流路が二本（第一ベース内流路７１ｂ及び第二ベース内流路７１ｃ）であること、シリンダ集合ブロック７５がないことである。

第一ベース内流路７１ｂは洗浄液タンク８１の第三液流路５３と収容部７１ａを繋ぐ位置に、第二ベース内流路７１ｃは収容部７１ａと液流路（第四液流路）５４とを繋ぐ位置に設けられている。第四液流路５４はベース体７１と混合撹拌ユニット３とを繋ぐ流路である。

洗浄液タンク８１内の洗浄液は、タンク本体３１の洗浄に際して、当該タンク本体３１内に投入されるようにしてある。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。

前記構成のバルブシステム７Ｙは、図１５（ａ）のようにバルブ体７２のバルブ内流路７２ｃの入口が同図中左側を向き、出口が同図中右側を向いている状態でバルブ駆動モータＭ４（図８参照）を正方向に回転させると、図示しないリニアヘッド内のギヤが回転し、そのギヤの回転によってラック７４ａが図１５（ａ）のＳ３矢印方向にスライドする。

ラック７４ａが図１５（ａ）のＳ３矢印方向にスライドすると、これと係合するピニオン７４ｂ並びに当該ピニオン７４ｂと同じ保持具７３ｅ（図１４参照）に取り付けられたバルブ体７２が図１５（ａ）のＲ５矢印方向に９０度回転する。

この結果、バルブ体７２は図１５（ｂ）のように、バルブ内流路７２ｃの入口が上を、出口が下を向いた状態となり、当該バルブ体７２のバルブ内流路７２ｃの入口が第一ベース内流路７１ｂと連通し、出口が第二ベース内流路７１ｃと連通する。

反対に、図１５（ｂ）のようにバルブ体７２のバルブ内流路７２ｃの入口が同図中上側を向き、出口が同図中下側を向いている状態でバルブ駆動モータＭ４（図８参照）を逆方向に回転させると、図示しないリニアヘッド内のギヤが回転し、そのギヤの回転によってラック７４ａが図１５（ｂ）のＳ４矢印方向にスライドする。

ラック７４ａが図１５（ｂ）のＳ４矢印方向にスライドすると、これと係合するピニオン７４ｂ並びに当該ピニオン７４ｂと同じ保持具７３ｅ（図１４参照）に取り付けられたバルブ体７２が図１５（ｂ）のＲ６矢印方向に９０度回転する。

この結果、バルブ体７２は図１５（ｂ）のようにバルブ内流路７２ｃの入口が同図上を向き、出口が同図下を向いた状態となり、入口が第一ベース内流路７１ｂと連通し、出口が第二ベース内流路７１ｃと連通する。

ここで説明したバルブシステム７は一例であり、バルブシステム７はこれ以外の構成とすることもできる。

（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）バルブシステム７の両バルブ内流路７２ｃの入口と第一ベース内流路７１ｂとが連通し、両バルブ内流路７２ｃの出口と第二ベース内流路７１ｃとが連通した状態（図９（ｂ）参照）で、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）原料槽１ａ内のＡ原料と原料槽１ｂ内のＢ原料を吸引したのち、バルブシステムのバルブ駆動モータＭ４によって両バルブ体７２を９０度回転させ、各バルブ体７２のバルブ内流路７２ｃの入口が第二ベース内流路７１ｃと連通し、バルブ内流路７２ｃの出口が第三ベース内流路７１ｄと連通するようにする（図９（ａ）参照）。
（４）前記（３）の状態で、計量手段２ａ内のＡ原料と計量手段２ｂ内のＢ原料を両計量手段２ａ、２ｂ外に送り出す。送り出されたＡ原料及びＢ原料のそれぞれは、連通する第二ベース内流路７１ｃ、バルブ内流路７２ｃ及び第三ベース内流路７１ｄを通過して、タンク本体３１内に供給（投入）される。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。
（５）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。
（６）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。
（７）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。
（８）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）洗浄装置８に洗浄液を入れる。洗浄装置８は洗浄液投入前に所定温度に加温しておく。
（２）バルブシステム７のバルブ駆動モータＭ４を動作させ、バルブ内流路７２ｃの入口が第一ベース内流路７１ｂと連通し、バルブ内流路７２ｃの出口が第二ベース内流路７１ｃと連通した状態（開通状態）にする（図５（ｂ）参照）。
（３）前記（２）の開通状態になると、洗浄装置８内の洗浄液がタンク本体３１内に投入（供給）される。所定量の洗浄液が投入されると、バルブシステム７のバルブ駆動モータＭ４が動作し、バルブ内流路７２ｃの入口及び出口の双方が、第一ベース内流路７１ｂと第二ベース内流路７１ｃのいずれとも連通しない状態（閉鎖状態）となる（図５（ａ）参照）。
（４）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。
（５）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。
（６）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。
（７）洗浄液の排出後、ガス導入口３２ｂ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、次の成形を行える状態とする。

本発明のバルブシステム７Ｘ、７Ｙは、フッ素樹脂製のバルブ体を備えているため、従来のゴムパッキン等を備えたバルブに比して熱伝導性及び保温性に優れ、ε−カプロラクタムの流路が目詰まりを起こしにくい。

本発明のバルブシステム７Ｘ、７Ｙは、構造が簡潔でバルブ内流路以外にデッドが存在せず、しかも、バルブ体がフッ素樹脂製でバルブ内流路にε−カプロラクタムが残留しにくいため、メンテナンスが容易或いは不要である。また、本発明の注型ナイロン成形装置は、本発明のバルブシステムを備えているため、前記バルブシステムとの効果と同様の効果を奏する。

本発明のバルブシステム及び注型ナイロン成形装置のバルブシステムは、原料としてε−カプロラクタムを用いる場合に、特に好適に用いることができる。

１、１ａ、１ｂ 原料槽
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
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
３２ｃ パッキン
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 液流路
５１ａ、５１ｂ 液流路（第一液流路）
５２ａ、５２ｂ 液流路（第二液流路）
５３ 液流路（第三液流路）
５４ 液流路（第四液流路）
６ 真空槽
６１ 上真空室
６２ 下真空室
７、７Ｘ、７Ｙ バルブシステム
７１ ベース体
７１ａ 収容部
７１ｂ ベース内流路（第一ベース内流路）
７１ｃ ベース内流路（第二ベース内流路）
７１ｄ ベース内流路（第三ベース内流路）
７２ バルブ体
７２ａ バルブ本体
７２ｂ 軸部
７２ｃ バルブ内流路
７３ 支持機構
７３ａ 台座部
７３ｂ 支持板
７３ｃ 支持軸
７３ｄ 軸受
７３ｅ 保持具
７３ｆ 連結具
７４ 回転機構
７４ａ ラック
７４ｂ ピニオン
７４ｃ バルブ用主ギヤ
７４ｄ バルブ用従ギヤ
７５ シリンダ集合ブロック
７５ａ 縦長孔
７５ｂ ポケット
７５ｃ ブロック内流路
８ 洗浄装置
８１ 洗浄液タンク
８２ 撹拌羽根
８３ 蓋
８４ 投入口
８５ 挿通口
８６ 温度センサ
９ 着脱ブロック
９１ 差込み部
９２ 貫通孔
９３ 保持アーム
９３ａ 立設部
９３ｂ 押さえ部
９４ アームロック
Ｈ 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
Ｍ４ バルブ駆動モータ
Ｍ５ 撹拌用モータ
Ｐ２ パッキン

Claims (9)

1. 原料が流通する流路に搭載されるバルブシステムであって、
   ベース体と、当該ベース体に装備されたバルブ体と、当該バルブ体を回転させる回転機構と、前記ベース体及びバルブ体を加温する加温手段を備え、
   前記ベース体はバルブ体を収容する収容部と原料が流通するベース内流路を備え、
   前記バルブ体は原料が流通するバルブ内流路を備え、
   前記ベース体及びバルブ体は、前記加温手段によって原料の融点以上に加温され、
   前記バルブ体は前記回転機構の動作によって収容部内で回転可能であり、
   前記回転機構でバルブ体を回転させることによって、ベース内流路とバルブ内流路とが連通する開通状態と、両者が連通しない閉鎖状態とに切り替えられる、
   ことを特徴とするバルブシステム。
2. 請求項１記載のバルブシステムにおいて、
   バルブ体はフッ素樹脂製である、
   ことを特徴とするバルブシステム。
3. 請求項１記載のバルブシステムにおいて、
   ベース体の収容部に収容されたバルブ体の外周面が当該収容部の内周面に当接している、
   ことを特徴とするバルブシステム。
4. 請求項１記載のバルブシステムにおいて、
   バルブ体はテーパー状の外周面を備えた截頭錐体状であり、
   ベース体の収容部は前記テーパー状の外周面に当接する内周面を備えた、
   ことを特徴とするバルブシステム。
5. 請求項１記載のバルブシステムにおいて、
   ベース体に二つの収容部が設けられ、
   前記二つの収容部の夫々にバルブ体が収容され、
   一方のバルブ体にバルブ用主ギヤが、他方のバルブ体に当該バルブ用主ギヤと係合するバルブ用従ギヤが設けられ、
   前記バルブ用主ギヤが設けられたバルブ体は、当該バルブ用主ギヤが回転することによって当該バルブ用主ギヤと同方向に回転し、
   前記バルブ用従ギヤが設けられたバルブ体は、前記バルブ用主ギヤの回転によって当該バルブ用主ギヤに係合するバルブ用従ギヤが当該バルブ用主ギヤと反対方向に回転することによって当該バルブ用従ギヤと同方向に回転する、
   ことを特徴とするバルブシステム。
6. 請求項１記載のバルブシステムにおいて、
   ベース内流路として、第一ベース内流路、第二ベース内流路及び第三ベース内流路を備え、
   バルブ体は、そのバルブ内流路の入口が第一ベース内流路と連通し、出口が第二ベース内流路と連通する位置と、バルブ内流路の入口が第二ベース内流路と連通し、出口が第三ベース内流路と連通する位置との間で回転する、
   ことを特徴とするバルブシステム。
7. 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、
   前記原料槽から供給される原料の流路や流量等を制御するバルブシステムと、
   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、
   前記バルブシステムは請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のバルブシステムであり、
   前記原料槽、計量手段、バルブシステム、混合撹拌ユニット及び成形型は、原料を原料槽−バルブシステム−計量手段−バルブシステム−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液流路で接続された、
   ことを特徴とする注型ナイロン成形装置。
8. 請求項７記載の注型ナイロン成形装置において、
   洗浄液を貯留する洗浄液タンクを備え、
   前記洗浄液タンクと混合撹拌ユニットは液流路で接続され、
   前記液流路にバルブシステムが設けられた、
   ことを特徴とする注型ナイロン成形装置。
9. 請求項７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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