KR101588507B1 - 용융 수지 공급 시스템과 용융 수지 공급 방법 - Google Patents

용융 수지 공급 시스템과 용융 수지 공급 방법 Download PDF

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도요세이칸 그룹 홀딩스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 수지 홀더에 용융 수지를 공급하는 데 생산성을 높이는 것.
간헐 이송 장치(9)는, 수지 홀더(20)를 구비한 이송용 유닛(3)(도 3)을 간헐 이송하기 위한 것으로서, 지지 수단에 의해, 모터(31)에 캠(32)이 축지되고, 모터(31)의 구동에 의해 캠(32)은 회전이 가능하다. 캠(32)의 스크루에는, 이동 블록(34)의 캠 팔로워(33)가 맞물려, 캠(32)의 회전에 의해 이동 블록(34)이 지지 레일을 따라 이동한다. 모터(31)는 회전 속도를 일정하게 함으로써, 캠(32)과 캠 팔로워(33)의 형상에 따라, 이송용 유닛(3)을 간헐 이송할 수 있다.

Description

용융 수지 공급 시스템과 용융 수지 공급 방법{SYSTEM FOR FEEDING MOLTEN RESIN AND METHOD OF FEEDING MOLTEN RESIN}
본 발명은, 복수의 성형 금형에 신속히 용융 수지를 공급할 수 있는 용융 수지 공급 시스템과 용융 수지 공급 방법에 관한 것이다.
종래의 압축 성형기에는 로터리 성형기와 프레스 고정형 성형기가 있다.
로터리 압축 성형기는, 회전대의 원주 방향으로 복수의 성형 금형을 배설(配設)하고, 용융 수지 공급 장치로부터 회전 반송되어 오는 수지 홀더와 성형 금형의 회전 궤도가 중복되는 교환 포인트에서, 수지 홀더가 성형 금형에 용융 수지를 투하시킴으로써, 용융 수지가 공급된다(특허문헌 1).
한편, 프레스 고정형 성형기는, 압출기의 압출구를 중심으로 하여 압축 성형 장치의 성형 금형을 대략 방사상으로 배치하고, 성형 금형과 압출구 사이에 용융 수지를 유지하는 반송 수단(수지 홀더)을 설치하고, 압출구를 대략 중심으로 하여 반송 수단을 반경 방향 외측으로 직선적으로 이동할 수 있도록 배설하고, 반송 수단의 이동에 의해 압출구로부터 커터로 절단된 용융 수지를 반송 수단에서 유지하여, 구동 기구에 의해 성형 금형에 용융 수지를 공급하도록 하고 있다(특허문헌 2).
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2007-229981호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2009-226609호 공보
이들 로터리 압축 성형기와 프레스 고정형 성형기에는 일장일단이 있어, 로터리 압축 성형기의 장점은 생산성이 높은 점이고, 단점은 고하중 성형이 곤란하고, 금형이 이동하고 있기 때문에 용융 수지의 위치 결정이 어려운 점이다.
프레스 고정형 성형기의 장점은, 고하중 성형이 가능하고, 금형이 고정되어 있기 때문에 절단된 용융 수지(드롭)의 위치 결정이 용이하고, 단점은 생산성이 낮은 점이다. 따라서, 로터리 압축 성형기와 프레스 고정형 성형기에서는 상반되는 장점과 단점을 갖는다.
우선, 프레스 고정형 성형기의 생산성에 관해 서술하면, 압출기의 압출구를 중심으로 하여 압축 성형 장치의 성형 금형을 대략 방사상으로 배치하기 때문에, 성형 금형의 수를 증가시키면 시킬수록, 성형 금형을 반경 방향 외측으로 배치해야 하고, 또한, 압출구로부터 성형 금형에 용융 수지를 반송하기 위한 길이가 길어진다.
또한, 압출 장치의 압출구로부터 배출되고 있는 용융 수지를 커터로 절단하기 위해서는, 커터 속도가 500∼2000 mm/s의 범위인 것이 바람직하고, 기계의 구성이나 생산 능력이 변하더라도, 이 절단 속도를 확보할 필요가 있다. 그리고, 생산 능력을 높이기 위해서는, 커터수를 늘려, 보다 많은 드롭을 금형에 공급하는 방법을 생각할 수 있다.
여기서, 특허문헌 2에서와 같은 프레스 고정형 성형기에서 생산 능력을 높이기 위해, 하나의 커터용 액추에이터에 2개의 커터를 직렬로 배치하고, 이들을 2000 mm/s의 등속으로 이송하는 것이 생각된다.
우선, 1분간 200개의 드롭을 절단하는 경우, 절단 사이클은 0.3 sec(60 s/200개)가 된다. 이 때, 커터의 절단 속도 2000 mm/s로부터, 직렬로 배열한 커터 사이의 거리는 600 mm(0.3 s×2000 mm/s)가 되기 때문에, 커터 사이의 간격이 커지고, 장치가 대형화되어, 실현이 곤란해진다.
다음으로, 생산 능력을 높여, 1분간 600개의 드롭을 절단하는 경우, 절단 사이클은 0.1 sec(60 s/600개)가 되는 점에서, 수지 홀더 사이의 피치(pitch)는 200 mm(0.1 s×2000 mm/s)가 되어, 피치는 작아지지만, 여전히 장치의 대형화는 피할 수 없는 상황이다.
이와 같이 커터를 등속 이송으로 한 경우, 종래의 프레스 고정형 성형기에서는, 수지 홀더 사이의 피치가 커지고, 장치가 대형화되어 실현하기 곤란하고, 생산성을 높이는 것이 곤란하다. 따라서, 생산 능력을 높이기 위해 짧은 사이클로 드롭을 절단할 수 있으며, 또한 장치의 소형화가 가능한, 새로운 용융 수지 드롭의 공급 방법이 필요해졌다.
본원 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 프레스 고정형 성형기의 장점을 유지하면서, 생산성이 높은 용융 수지 공급 시스템과 용융 수지 공급 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 용융 수지 공급 시스템은, 상기 목적을 달성하기 위해, 용융 수지를 압출구로부터 압출하는 압출 장치와, 용융 수지를 상기 압출구로부터 수취하는 수지 홀더와, 복수의 상기 수지 홀더를 구비한 이송용 유닛과, 복수의 성형 금형을 갖는 압축 성형 장치를 구비한, 용융 수지의 공급 시스템에 있어서, 상기 수지 홀더의 용융 수지의 수취시에 상기 이송용 유닛의 이동 속도를 변화시키는 간헐 이송 장치를 구비하고, 상기 간헐 이송 장치에 의해, 상기 수지 홀더의 용융 수지의 수취 위치에서, 상기 이송용 유닛의 이송을 정지 혹은 수취 전보다 느리게 하여, 순차로 상기 압출구로부터 용융 수지를 상기 수지 홀더에 연속적으로 공급하도록 했다.
상기 용융 수지 공급 시스템은, 상기 압출구를 사이에 위치시키고, 상기 압출구의 양측에 상기 압축 성형 장치를 설치함과 동시에, 상기 이송용 유닛을 한쌍 설치하고, 이들 이송용 유닛에 승강 장치를 설치하고, 서로의 이송용 유닛이 다른 쪽의 이송용 유닛 아래를 지나가도록 하여, 서로의 이송용 유닛이 상기 용융 수지의 수취 위치로 교대로 이송되도록 하여, 용융 수지가 수지 홀더에 연속 공급되도록 할 수 있다.
상기 용융 수지 공급 시스템의 상기 압축 성형 장치에는, 복수열의 성형 금형을 배치하고, 상기 이송용 유닛에는, 상기 수지 홀더를 1열 상태로부터 복수열로 분열하는 분열 기구를 설치하여, 용융 수지의 압출구에서는 상기 수지 홀더를 1열로 정렬시키고, 용융 수지의 성형 금형으로의 공급시에는, 성형 금형의 위치에 대응시켜, 상기 수지 홀더를 복수열로 분열시킬 수 있다.
상기 용융 수지 공급 시스템은, 상기 이송용 유닛을 상기 성형 금형으로 직선 이동시키는 반송 장치를 설치하고, 상기 이송용 유닛에 대하여 상기 간헐 이송 장치와 상기 반송 장치의 전환을 행하는 전환 장치를 설치할 수 있다.
또한, 본 발명의 용융 수지 공급 방법은, 상기 목적을 달성하기 위해, 압출구로부터 압출된 용융 수지를 절단하고, 복수의 수지 홀더에 대하여, 상기 압출구로부터 개개의 수지 홀더에 용융 수지를 순차로 공급하고, 복수의 수지 홀더로부터 복수의 성형 금형에 용융 수지를 공급하는 용융 수지의 공급 방법에 있어서, 상기 수지 홀더의 이송 속도를 용융 수지의 절단 위치에서 이송 속도를 증가시키고, 용융 수지의 수취 위치에서 정지 혹은 수취 전보다 느리게 하여 수지 홀더를 간헐 이송하도록 했다.
상기 용융 수지의 공급 방법의 상기 복수의 수지 홀더는, 이송용 유닛이 배설됨과 동시에, 상기 이송용 유닛을 복수 설치하고, 상기 이송용 유닛이, 용융 수지를 수취하는 수지 수취 위치와, 성형 금형에 용융 수지를 공급하는 수지 공급 위치 사이를 순환하고, 순환시에 이송용 유닛이 용융 수지를 수취하고 있는 상기 수지 수취 위치에 있는 다른 이송용 유닛 아래를 통과하여 상기 수지 수취 위치에 순환하도록 배설되고, 하나의 이송 유닛의 수지 홀더가 상기 압출구로부터 용융 수지를 수취하고 있는 동안에, 적어도 하나의 이송 유닛이 용융 수지를 수취하고 있는 이송 유닛 뒤에 대기시켜 연속적으로 수지 홀더에 용융 수지를 유지시킬 수 있다.
본원 발명은, 간헐 이송 장치를 설치하여, 수지 홀더를 간헐 이송하고 있기 때문에, 수지 홀더 사이의 피치를 작게 할 수 있다. 이에 따라, 수지 홀더를 1열(직렬)로 정렬시켜도 수지 홀더 열이 길어지지 않아, 장치의 소형화가 가능하다.
간헐 이송 장치에 의해 수지 홀더를 간헐 이송하고 있기 때문에, 수지 홀더의 간헐 이송중의 정지 혹은 슬로우 상태에서 용융 수지를 수취할 수 있다.
한쌍의 이송용 유닛을 이용하고 있기 때문에, 한쪽의 이송용 유닛의 수지 홀더에 용융 수지를 수취시키고 있는 동안에, 다른 쪽의 이송용 유닛을 한쪽의 이송용 유닛 뒤에 대기시켜 둘 수 있기 때문에, 용융 수지의 연속 공급을 원활하게 할 수 있다.
이송용 유닛은 수지 홀더를 1열 상태로부터 복수열로 전환하기 때문에, 압축 성형 장치의 성형 금형의 길이를 단축시킬 수 있고, 장치의 길이를 최소한으로 억제할 수 있다.
압출구로부터 용융 수지를 수취할 때에, 이송용 유닛의 배치를 승강 수단에 의해 상하 이동시키면서 교체하고 있기 때문에, 작은 스페이스에서 이송용 유닛의 교체를 할 수 있다. 또한, 이송용 유닛의 움직임이 번잡해지지 않는다.
도 1은 본 발명의 용융 수지 공급 시스템의 평면도(제3 공정)이다.
도 2는 도 1의 용융 수지 공급 시스템의 평면도이다(제4 공정 : 간헐 이송 장치를 생략하고 있음).
도 3은 도 1의 이송용 유닛이 수지 홀더를 1열로 정렬시킨 상태(도면 좌측)와, 3열로 분열시킨 상태(도면 우측)를 도시한 평면도이다.
도 4의 (a)는 수지 홀더의 평면도, (b)의 상측은 수지 홀더에 커터를 배설한 측면 방향에서 본 단면도, 하측은 압출구 근처에 커터를 배설한 측면 방향에서 본 단면도이다.
도 5는 도 1의 용융 수지 공급 시스템의 전환 장치와 간헐 이송 장치가 연결된 상태의 측면도이다.
도 6은 도 1의 용융 수지 공급 시스템의 전환 장치와 간헐 이송 장치의 연결이 해제되고, 전환 장치와 반송 장치가 연결된 상태의 측면도이다.
도 7은 도 1의 용융 수지 공급 시스템의 전환 장치와 반송 장치가 연결되어 이송용 유닛이 압축 성형 장치측으로 이송되고 있는 상태를 도시한 측면도이다.
도 8은 도 1의 용융 수지 공급 시스템의 전환 장치와 반송 장치가 연결되어 이송용 유닛이 압축 성형 장치로 이송되고 있는 상태를 도시한 측면도이다.
도 9는 도 5의 간헐 이송 장치와 캠과 이동 블록의 확대도와 캠의 변위 곡선의 예를 도시한 도면이다.
도 10은 압축 성형 장치의 성형 금형의 측면도이다.
도 11은 본 발명의 실시형태에서의 용융 수지 공급 방법의 제1 공정부터 제10 공정을 도시한 개략 측면도이다.
이하, 본 발명의 용융 수지 공급 시스템과 용융 수지 공급 방법의 실시형태에 관해, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1 및 도 2는, 본 발명의 용융 수지 공급 시스템의 개략 평면도(도 2는 간헐 이송 장치를 생략하고 있음)이다. 용융 수지 공급 시스템(1)은 압출 장치(2)와, 용융 수지를 유지하는 수지 홀더(20)를 구비한 이송용 유닛(3, 4)과, 수지 홀더(20)에 용융 수지를 수취시키기 위해 이송용 유닛(3, 4)을 간헐 이동시키기 위한 간헐 이송 장치(9, 10)와, 이송용 유닛(3, 4)을 압출 장치(2)로부터 압축 성형 장치(5, 6)까지 반송하는 반송 장치(7, 8)와, 이송용 유닛(3, 4)을 간헐 이송 장치(9, 10)로부터 반송 장치(7, 8)로 전환하기 위한 전환 장치(11, 12)를 구비하고 있다.
압출 장치(2)는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 합성 수지 소재를 가열 용융 및 혼련하여, 용융 수지를 안정적으로 반송하기 위해 도시하지 않은 기어 펌프를 설치하고 있다. 기어 펌프는, 도관을 통해 압출 노즐에 접속된다. 압출 노즐은 그 노즐 하단부에 압출구(19)를 형성하고, 용융 수지는 압출구(19)로부터 대략 원기둥 형상으로 형성되어 연속적으로 하측으로 압출되는 구조로 되어 있다.
도 3을 참조로 하여, 한쌍의 이송용 유닛(3, 4)은 동일한 구조이고, 제1 이송용 유닛(3)에 관해 설명한다. 이송용 유닛(3)은 마주보게 배설되어 있는 한쌍의 프레임(15)을 설치하고, 프레임(15) 사이에는, 상기 프레임(15)과 평행한 세로 프레임(16)이 2개 설치되어 있다. 프레임(15)과 세로 프레임(16) 사이 및 세로 프레임(16)의 사이에는, 다수의 가로 프레임(17)이 프레임(15)에 대하여 직각 방향으로 설치되어 있다. 이송용 유닛(3)에는, 가로 프레임(17) 상을 상기 가로 프레임(17)의 연장 방향으로 이동 가능한 한쌍의 슬라이드바(18)가 설치되고, 슬라이드바(18)는 프레임(15)과 평행하게 배치되어 있다.
슬라이드바(18)에는, 상기 슬라이드바(18)의 이송 방향으로 연장되는 볼나사(41)와 연결되고, 볼나사(41)는 타이밍 벨트(43)를 통해 구동 모터(42)와 연결되어 있다. 구동 모터(42)가 회전하면 슬라이드바(18)는 볼나사(41)를 따라 이송용 유닛(3)의 내측(프레임(15)에 대하여 직각 방향)으로 이동한다.
세로 프레임(16) 하나와 한쌍의 슬라이드바(18)에는, 다수의 수지 홀더(20)가 구비되어 있다. 본 실시형태에서는, 세로 프레임(16)과 각 슬라이드바(18)에 각각 7개씩 배설되어 있다.
각 슬라이드바(18)를 프레임(15)의 내측으로 이송시키면, 세로 프레임(16)에 부착되어 있는 수지 홀더(20)와, 슬라이드바(18)에 부착되어 있는 합계 21개의 수지 홀더(20)가 일직선 상에 또한 등간격으로 정렬하여 배치된다.
상세하게는, 도 3(우측 도면)에 도시한 상측의 슬라이드바(18)에 부착되어 있는 수지 홀더(20)는, 등간격(a)을 두고 배설되어 있다. 이 슬라이드바(18)의 수지 홀더(20)에 대하여, 그 아래의 세로 프레임(16)에 부착되어 있는 수지 홀더(20)는 1/3a만큼 어긋나게 배치되어 있다. 그리고, 상측에 부착되어 있는 수지 홀더(20)에 대하여, 지면 하측의 슬라이드바(18)에 배설되어 있는 수지 홀더(20)는, 2/3a만큼 어긋나게 배치되어 있다. 이와 같이 하여, 이송용 유닛(3, 4)에는 수지 홀더(20)를 1열로부터 3열로 배열하는 분열 기구를 구비하고 있다.
도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 수지 홀더(20)는, 홀더 개폐 기구(50)가 한쌍의 홀더 본체(51, 52)를 개폐 가능하게 지지하고, 홀더 본체(51, 52)의 폐쇄시에 용융 수지의 유지가 가능하고, 홀더 본체(51, 52)의 개방시에는 용융 수지를 해방시킨다. 각 수지 홀더(20)에는 커터(53)가 설치되고, 커터(53)는 압출 장치(2)의 압출구(19)로부터 배출되는 용융 수지를 절단하고, 절단 후의 용융 수지(드롭)를 홀더 본체(51, 52)가 유지한다. 또, 슬라이드바(18)의 이동 전 및 이동 후에 관해서도, 홀더 본체(51, 52)는 세로 프레임(16), 가로 프레임(17)에 대하여 상하 방향으로 중복되지 않는 위치에 배치한다.
수지 홀더(20)는, 도 3의 좌측 도면에 도시한 바와 같이, 중앙에 1열로 정렬된 상태가, 압출 장치(2)의 압출구(19)로부터 용융 수지를 수취하는 수지 수취 위치가 된다. 도 3의 우측 도면에 도시한 프레임(15)측으로 이동한 상태에서는, 성형 금형에 용융 수지를 공급하는 수지 공급 위치가 된다(이에 관해서는 후술함).
다음으로, 이송용 유닛(3, 4)을 반송시키는 기구에 관해 설명한다.
도 1에 도시한 제1 이송용 유닛(3)은, 전환 장치(11)를 통해 지지 레일(22)에 지지되고, 제2 이송용 유닛(4)은, 전환 장치(12)를 통해 지지 레일(23)에 지지되어 있다. 이들 전환 장치(11, 12), 반송 장치(7, 8) 및 간헐 이송 장치(9, 10)에 관해서도 동일한 구조이기 때문에, 한쪽의 전환 장치(11), 반송 장치(7), 간헐 이송 장치(9)에 관해 설명한다.
도 5∼도 8을 참조로 하여, 한쪽의 지지 레일(22)에는, 반송 장치(7) 및 간헐 이송 장치(9)가 설치되어 있다.
이송용 유닛(3)의 프레임(15)에는, 지지 블록(25)이 설치되고, 지지 블록(25)은 지지 레일(22)에 끼워 맞추어져, 상기 지지 레일(22)을 따라 이동이 가능하다. 지지 블록(25)의 측면에는, 승강 수단인 액추에이터(26)가 설치되고, 액추에이터(26)의 구동에 의해 전환 장치(11)의 프레임(15)이 상하 이동한다. 액추에이터(26)는 에어 실린더나 모터 등의 구동 수단을 이용할 수 있다.
지지 블록(25)의 하부에는, 간헐 이송 장치(9)와의 연결용으로 이용되는 로크(lock) 부재(28)를 고정시킴과 동시에, 일단부에는 반송 장치(7)와의 연결용으로 이용되는 연결 기구(29)를 고정시키고 있다.
간헐 이송 장치(9)는, 이송용 유닛(3)을 간헐 이송하기 위한 것으로서 압출 장치(2)의 압출구의 하측이나 그 주변에 배치된다. 간헐 이송 장치(9)는 도시하지 않은 지지 수단에 의해, 모터(31)에 캠(32)이 축지되고, 캠(32)은 모터(31)의 구동에 의해 회전이 가능하고, 모터(31)가 고정된 상태로 회전한다. 캠(32)의 스크루에는 이동 블록(34)에 형성된 캠 팔로워(33)가 맞물려, 캠(32)의 회전에 의해 이동 블록(34)이 지지 레일(22)을 따라 이동한다. 모터(31)는 회전 속도를 일정하게 함으로써, 캠(32)과 캠 팔로워(33)의 형상에 따라, 이송용 유닛(3)을 간헐 이송할 수 있다.
도 9는, 간헐 이송 장치의 캠과 캠 팔로워의 확대도와 캠의 변위 곡선을 도시한다. 캠(32)은 배럴 캠을 이용하고 있다. 배럴 캠의 주위에는, 나선형의 스크루가 형성되고, 이동 블록(34)에 형성되어 있는 원기둥형 혹은 원통형의 캠 팔로워(33)가 돌출되어 있다. 스크루 사이에는, 하나의 캠 팔로워가 끼워지도록 하여 배설되어 있다.
본 실시형태에서는, 변위 곡선에 도시한 바와 같이, 동작 구간이 예 1에서 270도(할당각 270도)인 것이 도시되고, 예 2에서 180도(할당각 180도)인 것이 도시되어 있다. 예 1의 변위 곡선으로 설명하면, 캠(32)은 나선형의 스크루의 형상에 따라, 회전(위상)각이 90도까지는, 스크루의 경사를 없게 하여 이동 블록(34)이 정지한 상태가 되고, 캠(32)이 90도 회전한 상태로부터 1 회전에 이를 때까지의 사이를 이동 블록(34)이 변위(이동)하도록 하고 있다. 따라서, 모터(31)의 회전 속도가 일정하고 화살표 d에 나타낸 바와 같이 캠(32)의 회전 속도가 일정해도, 이동 블록(34)을 화살표 e와 같이 간헐 이송할 수 있다. 예 1 및 예 2의 화살표로 나타낸 부분이 이동 블록(34)의 속도가 최대점이 된다. 이 최대 속도를 커터로 용융 수지를 절단하는 타이밍에 맞추면 된다. 또, 간헐 이송의 최대 속도는 모터의 회전수로 결정되기 때문에, 커터 속도의 조정은 회전수와 캠의 스크루의 형상으로 조정이 가능하다.
또 상기한 설명에서는, 동작을 규정하는 캠의 가장 바람직한 예로서, 배럴 캠 방식에 관해 서술했지만, 이밖에도, 그 자체가 공지인 여러가지 형식의 캠이나 기구(패럴렐 캠, 제네바 기구 등)를 사용할 수 있다. 그리고, 캠의 동작 곡선에 관해서도, 그 자체가 공지인 여러가지 종류의 곡선을 사용할 수 있지만, 본 발명과 같은 고속 동작에 있어서는, 변형 사다리꼴 곡선이나 변형 정현 곡선, 또는 이들을 개량한 것을 이용하는 것이 바람직하다.
도 5∼도 8로 되돌아가, 이동 블록(34)의 상부에는 연결 기구(35)가 고정되어 있다. 연결 기구(35)는, 전환 장치(11)의 로크 부재(28)와 연결, 및 연결 해제를 할 수 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 연결 기구(35)와 로크 부재(28)가 연결된 상태에서는, 전환 장치(11)(즉, 이송용 유닛(3))는 이동 블록(34)의 이동에 추종하여 간헐 이송된다. 연결 기구(35)는, 전기적인 솔레노이드의 전환 등으로 로크 부재(28)의 연결, 해제를 할 수 있다.
반송 장치(7)는, 지지 레일(22)을 따라 배설되어 있는 리니어 모터(linear motor)(37)와, 리니어 모터(37)를 따라 수평 이동하는 리니어 모터 테이블(38)을 구비하고 있다. 리니어 모터(37)는, 한쪽의 압축 성형 장치(5)의 측부로부터 다른 쪽의 압축 성형 장치(6)에 이를 때까지 연장되어 있다. 리니어 모터 테이블(38)은, 리니어 모터(37)의 일단부로부터 타단부에 걸쳐 이동할 수 있다. 리니어 모터 테이블(38)에는, 로크 부재(39)가 부착되어 있다. 로크 부재(39)는 전환 장치(11)의 연결 기구(29)와 연결, 및 연결 해제를 할 수 있다. 도 6은, 전환 장치(11)와 간헐 이송 장치(9)의 연결이 해제되고, 전환 장치(11)와 반송 장치(7)가 연결된 상태를 도시한다.
연결 기구(29)와 로크 부재(39)가 연결된 상태에서는, 전환 장치(11)(즉, 이송용 유닛(3))는 리니어 모터 테이블(38)의 이동에 추종하여 연속 이송된다(도 7 참조). 연결 기구(29)는 간헐 이송 장치(9)에 설치된 연결 기구(35)와 마찬가지로, 전기적인 솔레노이드의 전환 등으로 로크 부재(39)의 연결, 해제를 할 수 있다.
이와 같이, 모든 전환 장치(11, 12)는, 반송 장치(7, 8)와 간헐 이송 장치(9, 10)의 어느 것에도 연결 및 연결 해제가 가능하다.
도 1, 도 3 및 도 10을 참조로 하여, 용융 수지 공급 시스템(1)의 양단부에는 압축 성형 장치(5, 6)가 배설되어 있다. 압축 성형 장치(5, 6)에는, 다수의 성형 금형(45)을 설치하고 있다. 성형 금형(45)은, 이송용 유닛(3, 4)에 배설되어 있는 수지 홀더(20)와 동수의 성형 금형(45)이 설치되고, 이송용 유닛(3, 4)의 이송방향에 대하여 직선적으로 3열로 배설되고, 각 압축 성형 장치(5, 6)에 21개가 설치되어 있다. 성형 금형(45)이 배치되어 있는 장소는, 이송용 유닛(3, 4)의 슬라이드바(18)가 이송용 유닛(3, 4)의 외측에 배치되어 있을 때의 상태(도 3의 우측 참조)에서, 수지 홀더(20)의 바로 아래에 성형 금형(45)이 배치되도록 한다.
도 10에 도시한 바와 같이, 성형 금형(45)은 수형(46)이 수지 홀더(20)의 바로 아래에 배치되도록 하고, 수형(46)의 내부에는 승강 핀(48)이 배설되어 있다. 승강 핀(48)은 하강 위치에서는 상부면이 수형(46)의 정상면의 일부를 이루고, 상승 위치에서는 수형(46)으로부터 상측으로 돌출되어, 이송용 유닛(3, 4)의 하강에 의해 수지 홀더(20)에 유지된 용융 수지를 찌르고, 하강함으로써 수형(46)의 상부면에 용융 수지를 적재시킬 수 있다.
암형은 수직 방향으로 이동이 가능하여, 이송용 유닛(3, 4)이 압축 성형 장치(5, 6)로부터 떨어진 후에 수형(46)의 바로 상측으로 이송되어, 용융 수지를 압축 성형할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태의 작용에 관해 설명한다.
도 11은, 본 발명의 실시형태에서의 용융 수지 공급 방법의 제1 공정부터 제10 공정을 도시한 개략 측면도이다.
도 11의 제1 공정에 도시한 바와 같이, 용융 수지 공급 시스템(1)의 가동의 스타트시에는, 압출 장치(2)의 압출구(19)의 하측에 제1 이송용 유닛(3)을 배설하고, 제2 이송용 유닛(4)을 제1 이송용 유닛(3) 뒤에 배치한다. 이송용 유닛(3, 4)은, 구동 모터(42)를 회전시킴으로써, 도 3에 도시한 바와 같이, 슬라이드바(18)를 내측으로 이동시키고, 수지 홀더(20)를 1열(21개)로 병설시킨다. 제1 이송용 유닛(3)의 전환 장치(11)는, 간헐 이송 장치(9)와 연결되고, 제2 이송용 유닛(4)의 전환 장치(12)는, 반송 장치(8)와 연결되어 있다. 성형 금형(45)은 개방 상태로 해 둔다.
이러한 상태로부터, 압출 장치(2)는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 합성 수지 소재를 가열 용융 및 혼련하여, 합성 수지를 압출 노즐의 압출구(19)에 반송한다. 제1 이송용 유닛(3)은 간헐 이송 장치(9)를 구동시켜 이송용 유닛(3)을 간헐 이송한다. 이송용 유닛(3, 4)의 홀더 본체(51, 52)는, 미리 폐쇄 상태로 해 둔다. 그리고, 1열의 선두의 수지 홀더(20)가 압출구(19)의 바로 아래까지 반송되면, 압출구(19)로부터 압출된 합성 수지는, 커터(53)에 의해 절단되어, 압출구(19)로부터 분리된다. 합성 수지가 분리되었을 때에는, 폐쇄 상태에 있는 홀더 본체(51, 52)에서 받음으로써 합성 수지를 유지한다. 간헐 이송 장치(9)는, 용융 수지가 절단될 때에 수지 홀더(20)의 이송 속도를 크게 하고, 절단한 직후에 이송 속도를 0 혹은 저속 상태로 한다. 선두의 수지 홀더(20)에서 받음으로써 용융 수지가 유지되면, 그것에 계속되는 수지 홀더(20)를 순차로, 압출구(19)의 바로 아래에 간헐 이송한다(제2 공정).
모든 용융 수지가 수지 홀더(20)에 유지되면, 제1 이송용 유닛(3)의 전환 장치(11)는, 반송 장치(7)와 연결되고, 간헐 이송 장치(9)와의 연결이 해제된다. 즉, 로크 부재(39)와 연결 기구(29)가 연결되고, 로크 부재(28)와 연결 기구(35)의 연결이 해제된다.
한편, 제2 이송용 유닛(4)의 전환 장치(12)는, 간헐 이송 장치(10)와 연결되고, 반송 장치(8)와의 연결이 해제되고, 압출구(19)의 바로 아래에 제2 이송용 유닛(4)의 선두의 수지 홀더(20)가 배치된다. 제1 이송용 유닛(3)을 반송 장치(7)에 의해, 압축 성형 장치(5)에 반송한다(제3 공정 : 도 1 참조).
계속해서, 압축 성형 장치(5)에 제1 이송용 유닛(3)을 반송하고, 수지 홀더(20)를 대응하는 성형 금형(45)의 바로 상측에 배치한다. 이 때, 수형(46)은 승강 핀(48)을 상승 위치에 배치하고, 제1 이송용 유닛(3)은, 수지 홀더(20)를 하측으로 내려, 승강 핀(48)에 용융 수지를 얼마쯤 찌르도록 하여 배치한다. 그 후, 수지 홀더(20)는 홀더 본체(51)를 개방 상태로 하여 용융 수지를 해방시키고, 제1 이송용 유닛(3)을 상승시킨다. 수형(46)은 승강 핀(48)을 하강시켜 수형 상에 용융 수지를 적재시킨다.
한편, 제2 이송용 유닛(4)은, 간헐 이송 장치(10)에 의해 간헐 이송시켜, 압출구(19)로부터 배출되는 용융 수지를 제1 이송용 유닛(3)이 실시한 것과 동일한 순서로 유지한다(제4 공정 : 도 2 참조).
제2 이송용 유닛(4)의 수지 홀더(20)에 용융 수지가 유지되고 있는 동안에, 용융 수지를 수형(46)에 공급한 제1 이송용 유닛(3)은, 성형 금형(45)으로부터 떨어진 위치에서, 제2 이송용 유닛(4)의 높이보다, 액추에이터(26)에 의해 하강 위치에 배치된다. 계속해서, 반송 장치(7)의 구동에 의해 반대측의 압축 성형 장치(6)측으로, 제2 이송용 유닛(4)의 하측을 지나가도록 하여 반송된다. 압축 성형 장치(5)에서는, 암형(47)의 하강이 시작된다(제5 공정).
그리고, 제1 이송용 유닛(3)은, 제2 이송용 유닛(4)을 지나간 곳에서, 액추에이터(26)에 의해 상승 위치에 배치되고, 제2 이송용 유닛(4)의 바로 뒤의 상류측 위치에 배열되도록 하여 배치된다. 여기서, 구동 모터(42)를 구동함으로써, 한쌍의 슬라이드바(18)를 외측으로 이동하고, 1열로 배열되어 있던 수지 홀더(20)를 3열로 분열시킨다. 제1 이송용 유닛(3)의 전환 장치(11)는, 간헐 이송 장치(9)와 연결되고, 반송 장치(7)와의 연결이 해제된다.
또, 제1 이송용 유닛(3)이 제2 이송용 유닛(4) 뒤에, 대기 상태로 되었을 때에는, 제2 이송용 유닛(4)의 최후에 배치되어 있는 수지 홀더(20)와 제1 이송용 유닛(3)의 최초에 배치되어 있는 수지 홀더(20)의 간격에 관해서도, 간헐 이송의 피치와 동일한 간격으로 하여 동기(synchronism)를 취하도록 해도 좋지만, 타이밍이 맞지 않을 때에는, 모터(31)의 회전 속도의 조정 등에 의해 타이밍을 도모할 수 있다.
한편, 제2 이송용 유닛(4)에서는, 수지 홀더(20)에 대한 용융 수지의 공급이 종료되고, 제2 이송용 유닛(4)의 전환 장치(12)는, 반송 장치(8)와 연결되고, 간헐 이송 장치(10)와의 연결이 해제된다(제6 공정).
제1 이송용 유닛(3)의 수지 홀더에 용융 수지의 공급이 개시되면, 제2 이송용 유닛(4)은 액추에이터(26)에 의해 하강 위치에 배치된다. 한편, 압축 성형 장치(5)에서는 수형(46) 상에 암형(47)이 중첩되어 압축 성형이 행해진다(제7 공정).
계속해서, 제2 이송용 유닛(4)은, 제1 이송용 유닛(3)의 하측을 지나가도록 하여, 다른 쪽의 압축 성형 장치(5)측으로 반송된다. 제1 이송용 유닛(3)에서는, 간헐 이송 이동에 의해 수지 홀더(20)에 용융 수지가 유지된다(제8 공정).
제1 이송용 유닛(3)에서 압출구(19)로부터 배출되는 용융 수지가 수지 홀더(20)에 유지되고 있을 때에, 제2 이송용 유닛(4)은, 다른 쪽의 압축 성형 장치(6)에 반송된다. 그리고, 용융 수지가 수지 홀더(20)로부터 성형 금형(45)의 수형(46) 상에 용융 수지가 적재된다. 한쪽의 압축 성형 장치(5)에서는, 성형 금형(45)이 개방된다(제9 공정).
제2 이송용 유닛(4)은, 수형(46)에 대한 용융 수지의 교환이 종료되면, 제2 이송용 유닛(4)을 압출구(19)측으로 이동하여, 제1 이송용 유닛(3) 뒤(상류측)에 배치시킨다. 다른 쪽의 압축 성형 장치(6)에서는, 암형(47)의 하강이 개시된다(제10 공정).
이 제10 공정이 종료되면, 제3 공정으로 되돌아간다. 제1 공정 및 제2 공정은 스타트시만의 공정이고, 1 사이클 이후의 공정에서는 생략되어, 이후에는 제3 공정∼제10 공정이 1 사이클로 순환된다.
상세하게는, 제2 순번째의 제3 공정에서는, 전회의 사이클에서 압축 성형 장치(5)에 의해 성형된 성형품이 취출되고(화살표 b), 제4 공정 및 제5 공정에서는, 다른 쪽의 압축 성형 장치(6)에 의해 압축 성형된다. 그리고, 제7 공정에서는, 성형된 성형품의 냉각이 행해지고, 제8 공정에서는 전회의 사이클에서 압축 성형 장치(6)에 의해 압축된 성형품이 취출된다(화살표 b).
본원 발명은, 간헐 이송 장치를 설치하여, 수지 홀더(20)(이송용 유닛(3, 4))를 간헐 이송하고 있기 때문에, 수지 홀더(20) 사이의 피치를 작게 할 수 있다. 이에 따라, 수지 홀더(20)를 1열로 정렬시켜도 수지 홀더 열이 길어지지 않아, 장치의 소형화가 가능하다.
간헐 이송 장치에 의해 수지 홀더(20)를 간헐 이송하고 있기 때문에, 수지 홀더(20)의 간헐 이송중의 정지시에 용융 수지를 수취할 수 있다. 비교적 경량인 수지 홀더를 간헐 이송시키기 때문에, 고속으로의 이송 동작이 가능해지는 이점이 있다.
한쌍의 이송용 유닛을 이용하고 있기 때문에, 한쪽의 이송용 유닛의 수지 홀더에 용융 수지를 수취시키고 있는 동안에, 다른 쪽의 이송용 유닛을 한쪽의 이송용 유닛 뒤(상류측)에 대기시켜 둘 수 있기 때문에, 용융 수지의 연속 공급이 가능해진다.
이송용 유닛(3, 4)은, 구동 모터(42)를 회전시킴으로써, 도 3에 도시한 바와 같이, 슬라이드바(18)를 외측으로 이동시키고, 수지 홀더(20)를 1열로부터 3열로 정렬할 수 있기 때문에, 압축 성형 장치(5, 6)의 성형 금형(45)을 배치하고 있는 개소의 길이를 약 1/3(1/복수열)로 단축시킬 수 있다. 장치의 길이가 한 방향으로 길어지지 않는다.
압출구(19)로부터의 용융 수지의 수취를 한 방향으로 행하고 있으며(도 5의 화살표 c 방향), 또한 한쌍의 이송용 유닛(3, 4)의 배치의 교체를 승강 수단에 의해 상하 이동시키면서 행하고 있기 때문에, 작은 스페이스의 순환식의 이송용 유닛의 교체를 할 수 있다. 또한, 이송용 유닛(3, 4)의 움직임이 번잡해지지 않고, 에너지 절약화할 수 있는 효과도 있다.
이상, 본 발명을 실시형태에 기초하여 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 또 다른 변형 혹은 변경이 가능하다.
상기 실시형태에서는, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 수지 홀더(20)에 커터(53)를 배설했지만, 커터에 관해서는, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 압출구(19)의 근처에 커터(53)를 배설하고, 용융 수지를 절단하도록 해도 좋다. 수지 홀더(20)에 관해서는, 승강 핀(48)으로 용융 수지를 얼마쯤 찌르도록 배치했지만, 수지 홀더(20)로부터 투하시키도록 해도 좋다.
상기 실시형태에서는, 2개의 압축 성형 장치(5, 6)를 설치했지만, 한쪽의 압축 성형 장치만을 설치하여 압축 성형을 행해도 좋다.
예컨대, 도 11의, 한쪽의 압축 성형 장치(5)만을 이용한 경우(압축 성형 장치(6)는 생략함)에는, 제1 공정으로부터 제6 공정의 순서를 반복함으로써 실시할 수 있다. 다만, 제1 공정과 제6 공정에서는, 제1 이송용 유닛(3)과 제2 이송용 유닛(4)의 순서가 반대가 된다.
본 실시형태에서는, 전환 장치(11, 12)를 설치하고, 반송 장치(7, 8)와 간헐 이송 장치(9, 10)의 연결, 해제를 행했지만, 간헐 이송과 압축 성형 장치로의 연속 이송을 리니어 모터만으로 행해도 좋다. 즉, 상기 실시예에서는 수지 홀더(20)의 간헐 이송을 캠 기구에 의해 행했지만, 리니어 모터의 ON-OFF나 속도 조정으로 행하는 것도 가능하다. 또한, 리니어 모터 대신에 모터와 볼나사를 이용한 전동 액추에이터 등을 사용하는 것도 가능하다.
1 : 용융 수지 공급 시스템
2 : 압출 장치
3, 4 : 이송용 유닛
5, 6 : 압축 성형 장치
7, 8 : 반송 장치
9, 10 : 간헐 이송 장치
11, 12 : 전환 장치
15 : 프레임
18 : 슬라이드바
19 : 압출구
20 : 수지 홀더
22, 23 : 지지 레일
25 : 지지 블록
26 : 액추에이터
28, 39 : 로크 부재
29, 35 : 연결 기구
32 : 캠
33 : 캠 팔로워
34 : 이동 블록
37 : 리니어 모터
38 : 리니어 모터 테이블
45 : 성형 금형
46 : 수형
47 : 암형
48 : 승강 핀
51, 52 : 홀더 본체
53 : 커터

Claims (6)

  1. 용융 수지를 압출구로부터 압출하는 압출 장치와,
    용융 수지를 상기 압출구로부터 수취하는 수지 홀더와,
    복수의 상기 수지 홀더를 구비한 이송용 유닛과,
    복수의 성형 금형을 갖는 압축 성형 장치를 구비한, 용융 수지의 공급 장치에 있어서,
    압출구의 하측이나 그 주변에 배치되고, 모터에 축지된 캠 및 이동 블록에 형성된 캠 팔로워가 맞물린 구성으로 이루어지고, 상기 수지 홀더의 용융 수지의 수취시에 상기 이송용 유닛의 이동 속도를 변화시키는 간헐 이송 장치를 구비하고,
    상기 간헐 이송 장치에 의해, 상기 수지 홀더의 용융 수지의 수취 위치에서, 상기 이송용 유닛의 이송을 정지 혹은 수취 전보다 느리게 하여, 순차로 상기 압출구로부터 용융 수지를 상기 수지 홀더에 연속적으로 공급하고,
    상기 압출구를 상기 압축 성형 장치 사이에 위치시키고, 상기 압출구의 양측에 상기 압축 성형 장치를 설치함과 동시에, 상기 이송용 유닛을 한쌍 설치하고,
    이들 이송용 유닛에 승강 장치를 설치하고, 서로의 이송용 유닛이 다른 쪽의 이송용 유닛의 아래를 지나가도록 하여, 서로의 이송용 유닛이 상기 용융 수지의 수취 위치로 교대로 이송되도록 하여, 용융 수지가 수지 홀더에 연속 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 용융 수지 공급 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 압축 성형 장치에는, 복수열의 성형 금형을 배치하고,
    상기 이송용 유닛에는, 상기 수지 홀더를 1열 상태로부터 복수열로 분열하는 분열 기구를 설치하여, 용융 수지의 압출구에서는 상기 수지 홀더를 1열로 정렬시키고, 용융 수지의 성형 금형으로의 공급시에는, 성형 금형의 위치에 대응시켜, 상기 수지 홀더를 복수열로 분열시키도록 한 용융 수지 공급 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이송용 유닛을 상기 성형 금형으로 직선 이동시키는 반송 장치를 설치하고,
    상기 이송용 유닛에 대하여 상기 간헐 이송 장치와 상기 반송 장치의 전환을 행하는 전환 장치를 설치한 용융 수지 공급 장치.
  5. 압출구로부터 압출된 용융 수지를 절단하고, 복수의 수지 홀더에 대하여, 상기 압출구로부터 개개의 수지 홀더에 용융 수지를 순차로 공급하고, 복수의 수지 홀더로부터 복수의 성형 금형에 용융 수지를 공급하는 용융 수지의 공급 방법에 있어서,
    상기 수지 홀더의 이송 속도를 용융 수지의 절단 위치에서 이송 속도를 증가시키고, 용융 수지의 수취 위치에서 정지 혹은 수취 전보다 느리게 하여 수지 홀더를 간헐 이송하도록 하고,
    상기 복수의 수지 홀더는 이송용 유닛에 배설됨과 동시에, 상기 이송용 유닛을 복수 설치하고,
    상기 이송용 유닛은, 상기 수지 홀더가 용융 수지를 수취하는 수지 수취 위치와, 상기 수지 홀더가 상기 성형 금형에 용융 수지를 공급하는 수지 공급 위치 사이를 순환하고,
    하나의 이송용 유닛의 수지 홀더가 용융 수지를 수취하고 있는 동안에, 다른 이송용 유닛을 하나의 이송용 유닛 아래를 통과시켜 상기 하나의 이송용 유닛 뒤에 대기시키고, 하나의 이송용 유닛의 최후의 수지 홀더에 용융 수지를 공급한 후, 다른 이송용 유닛의 수지 홀더에 연속적으로 순차, 용융 수지를 유지시키도록 한 용융 수지 공급 방법.
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