WO2023234058A1 - 射出成形装置 - Google Patents
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- B29C45/13—Injection moulding apparatus using two or more injection units co-operating with a single mould
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- B29C45/54—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using injection ram or piston and plasticising screw
Definitions
- This application relates to an injection molding device.
- Patent Document 1 includes a decontamination machine that removes contaminants from thermoplastic resin flakes produced from used plastic containers, and an injection molding machine that injection molds the thermoplastic resin supplied from the decontamination machine. discloses a preform manufacturing apparatus for manufacturing a preform from thermoplastic resin flakes.
- Recycled materials are derived from used materials with different conditions of origin (use, shape, processing conditions, etc.), so compared to virgin materials manufactured under uniform manufacturing conditions, the quality of recycled materials may vary. In some cases, variations are observed. Therefore, in order to manufacture plastic containers using recycled materials, it is necessary to take measures such as adjusting manufacturing conditions to absorb variations in quality on the raw material side.
- Patent Document 1 discloses an apparatus for manufacturing a preform using a virgin material alone, a recycled material alone, or a mixture of a virgin material and a recycled material.
- a first injection molding device includes a first plasticizing device, a first plunger, and a first distributor connected to the first plasticizing device and the first plunger.
- a second injection part having a second plasticizing device, a second plunger, and a second distributor connected to the second plasticizing device and the second plunger;
- the first plasticizing device includes an injection section, a mold mounting section, and a hot runner in fluid communication with the first injection section and the second injection section; and the first plunger are in fluid communication; and the first plunger and the hot runner are in fluid communication.
- a posture in which the second plasticizing device and the second plunger are in fluid communication and a posture in which the second plunger and the hot runner are in fluid communication are selectable, and the hot A runner has a first sprue runner, a second sprue runner, and a nozzle, the nozzle being in fluid communication with the first sprue runner and the second sprue runner and attached to the mold mount. It is characterized in that it is provided so as to be able to fluidly communicate with the mold.
- a second injection molding apparatus includes an injection section having a first plasticizing device, a second plasticizing device, a plunger, and a distributor, a mold mounting section, and a hot molding device in fluid communication with the injection section.
- a runner; the distributor has a posture in which the first plasticizing device and the plunger are in fluid communication; a posture in which the second plasticizing device and the plunger are in fluid communication; and a position in which the plunger and the hot runner are in fluid communication is selectable
- the hot runner includes a first sprue runner, a second sprue runner, and a nozzle, and the nozzle is , and is provided so as to be in fluid communication with the first sprue runner and the second sprue runner, and to be in fluid communication with a mold mounted on the mold mounting section.
- the supply order and Supply conditions such as supply ratio can be adjusted. This makes it easier to stabilize the quality of the molded product obtained.
- the first distributor and the second distributor are connected, and the postures of the first distributor and the second distributor are set to the first distributor.
- a position in which the plunger is in fluid communication with at least one of the second plasticizing device and the second plunger is selectable.
- the first material supplied through the first plasticizing device and the second material supplied through the second plasticizing device can be mixed in the first plunger. Easy to adjust physical properties.
- the injection molding apparatus further includes a control device capable of controlling operations of the first plunger and the second plunger.
- the injection molding apparatus includes a first flow meter provided in a flow path between the first distributor and the hot runner, and a first flow meter provided in a flow path between the second distributor and the hot runner. a second flowmeter provided in a flow path between the flowmeters, and the control device controls the flow rate of the first flowmeter based on the indicated value of the first flowmeter and the indicated value of the second flowmeter.
- the operation of the plunger and the second plunger can be controlled.
- the injection molding apparatus includes a first displacement meter capable of detecting a displacement of a plunger of the first piston, and a second displacement meter capable of detecting a displacement of a plunger of the second piston. and a control device that controls operations of the first plunger and the second plunger based on the indicated value of the first displacement gauge and the indicated value of the second displacement gauge. It is preferable that you can.
- the hot runner has a stem that can open and close the nozzle, and an adjustment device that can adjust the position of the stem.
- the adjusting device has a servo motor and is configured to adjust the position of the stem based on the rotation speed of the servo motor.
- the adjustment device includes a magnetic displacement meter and a hydraulic device capable of moving the stem, and the adjustment device is based on the indicated value of the magnetic displacement meter.
- the hydraulic system is controlled by
- the injection molding apparatus further includes a third distributor provided between the first injection section, the second injection section, and the hot runner, As the attitude of the distributor, the first injection part and the first sprue runner are in fluid communication, and the second injection part and the second sprue runner are in fluid communication; It is preferable that a posture in which the injection section and the second sprue runner are in fluid communication, and a posture in which the second injection section and the first sprue runner are in fluid communication is selectable.
- the material supplied to the first sprue runner and the second sprue runner can be arbitrarily selected.
- the injection molding apparatus according to the present invention preferably further includes a static mixer provided in a flow path between the first plunger and the hot runner.
- the injection molding apparatus according to the present invention further includes a third plasticizing device, and the posture of the first distributor is such that the third plasticizing device and the first plunger are in fluid communication. It is preferable that it is possible to further select the posture in which the user is holding the camera.
- the first material supplied through the first plasticizing device and the third material supplied through the third plasticizing device can be mixed in the first plunger. Easy to adjust physical properties.
- a raw material supply section capable of supplying the resin in a molten state to the first plasticizing apparatus is provided.
- the material that has been pretreated in a molten state can be supplied to the first plasticizing device.
- the raw material supply section includes an extruder that can melt and extrude recycled material, and a decontamination machine that can remove foreign substances contained in the recycled material. It is preferable that the raw material supply unit includes an extruder that can melt and extrude the recycled material, and a decontamination machine that can remove foreign substances contained in the recycled material.
- the recycled material that has been decontaminated can be used as the first material supplied through the first plasticizing device.
- flaky recycled material can be used as the recycled material.
- the step of pelletizing the recycled material can be omitted.
- a preform for a plastic container is shown.
- a schematic diagram of a preprocessing section according to the first embodiment is shown.
- 1 shows a schematic diagram of an injection molding apparatus according to a first embodiment.
- (a) shows a perspective view of the first distributor,
- (b) shows a sectional view taken along line bb in (a), and
- (c) shows a sectional view taken along line cc in (a).
- (d) shows a cross-sectional view taken along line dd in (a).
- FIG. 7 shows a perspective view of a third distributor.
- (a) shows an exploded perspective view of the hot runner, and
- (b) shows a schematic diagram illustrating the relationship between the stem and the control plate.
- (a) shows a perspective view of a static mixer, and (b) shows a cross-sectional view along the bb plane of (a).
- (a) shows the first resin injection of the first preform according to this embodiment, (b) shows the next resin injection, (c) shows the molded first preform, (d ) indicates a PET bottle manufactured from the first preform.
- (a) shows the first resin injection for the second preform, (b) shows the next resin injection, (c) shows the molded second preform, and (d) shows the second resin injection. This shows a PET bottle manufactured from a preform.
- (a) shows the first resin injection for the third and fourth preforms
- (b) shows the next resin injection
- (c) shows the molded third preform
- (d) shows a plastic bottle manufactured from the third preform
- (e) shows a molded fourth preform
- (f) shows a plastic bottle manufactured from the fourth preform.
- (a) shows a modified example of the third preform
- (b) shows a PET bottle manufactured from the modified example of the third preform
- (c) shows a modified example of the fourth preform
- (d) shows a PET bottle manufactured from a modification of the fourth preform.
- (a) shows the first resin injection for the fifth preform
- (b) shows the next resin injection
- (c) shows the molded fifth preform
- (d) shows the fifth resin injection.
- (a) shows a perspective view of a third distributor according to a modified example
- (b) shows a cross-sectional view along line bb in (a)
- (c) shows a third distributor in (a).
- - shows a cross-sectional view along line c
- (d) shows a cross-sectional view along line dd in (a)
- (e) shows a cross-sectional view along line ee in (a). shows.
- (a) shows an exploded perspective view of a hot runner according to a modified example
- (b) shows a schematic diagram illustrating the relationship between the stem, the control plate, and the oil plate.
- the schematic diagram of the injection molding apparatus based on another embodiment is shown.
- the schematic diagram of the injection molding apparatus based on another embodiment is shown.
- an embodiment of an injection molding apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. Below, an example will be described in which the injection molding apparatus according to the present invention is applied to a manufacturing system 10 (an example of an injection molding apparatus) that manufactures a preform 100 (FIG. 1) used for manufacturing PET bottles. . Note that similar or corresponding elements are given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted. Further, in order to facilitate understanding, the scale of the figures may be changed for explanation.
- FIG. 1 shows a preform 100 for a plastic container.
- the plastic container is a plastic bottle mainly used to contain drinks, foods, etc., and is made of polyethylene terephthalate (PET).
- PET polyethylene terephthalate
- the plastic container is not limited to this, and may be made of plastic such as polypropylene (PP) and polyethylene (PE).
- the plastic container may also be a plant bottle made from polyethylene naphthalate (PEN), in particular a plant.
- PEN polyethylene naphthalate
- the preform 100 includes a mouth 100a that fits into the cap of a plastic container, a cylindrical body 100b formed continuously with the mouth 100a, and a bottom 100c that closes one end of the cylindrical body. It has a test tube-like shape. One end of the mouth portion 100a is open, and a male thread is formed on the outer peripheral surface of the mouth portion 100a to engage with a female thread formed on the cap of the plastic container.
- the plastic container is molded by inflating a test tube-shaped preform 100 by stretch blow molding.
- the manufacturing system 10 includes a preprocessing section 12 for preprocessing the recycled material RC as the first molten material, as shown in FIG. 2, and a molding machine 14 as shown in FIG. 3.
- the preform 100 is generally made of virgin material VM as a second molten material made from petroleum or the like, recycled material RC made from used plastic containers, or a mixture of virgin material VM and recycled material RC. It is manufactured using a molding machine 14 using such a composite material as a raw material.
- used plastic containers may be contaminated with impurities, the recycled material RC is charged into the molding machine 14 after the impurities are removed in advance in the pretreatment section 12 .
- the composite material will be explained as virgin material VM and recycled material RC, but it is not limited to this, for example, even if a plastic container is manufactured from a composite material of petroleum-derived plastic material and bioplastic material. good.
- recycled materials such as bioplastics and chemically recycled plastics, which are easy to obtain materials with relatively stable quality
- the virgin material VM or a material substituted for it is supplied to the second plasticizing device 38 via the hopper 36 as described later, so the material is in a form suitable for supply from the hopper 36, such as in the form of pellets or powder.
- the chemically recycled plastics exemplified above, commercially available pellets and powders are available, and they can also be pelletized or powdered by known methods.
- the pretreatment section 12 which is an example of the raw material supply section, includes a dryer 16, an extruder 18, and a decontamination machine 20.
- Recycled material RC is thermoplastic resin flakes as an example of flaky reused material, for example, PET flakes obtained by washing and pulverizing used PET bottles (washing machine and pulverizer are not shown). ).
- the PET flakes are small pieces of approximately 8 mm square.
- the recycled material RC is put into the tank of the dryer 16, dried in the dryer 16, and then supplied to the extruder 18.
- the recycled material RC dried in the dryer 16 is sent to the extruder 18 and heated while being stirred. Therefore, the recycled material RC is melted and plasticized.
- the extruder 18 may be supplied with virgin material VM in addition to recycled material RC. In this case, the virgin agent VM may be supplied to the dryer 16 or the extruder 18.
- the recycled material RC plasticized in the extruder 18 is sent to the decontamination machine 20.
- the decontamination machine 20 has a decontamination container connected to a vacuum pump inside, and heats the recycled material RC put into the decontamination container under vacuum to remove thermoplastic resin from the recycled material RC. Contaminants inside can be volatilized. Thereby, contaminants in the recycled material RC can be removed. Note that both the vacuum pump and the decontamination container are not shown.
- the decontaminated recycled material RC is supplied to the molding machine 14.
- the molding machine 14 includes a first injection section 22, a second injection section 24, a hot runner 26, a mold mounting section 28, and a control device 30.
- a mold M is mounted on the mold mounting portion 28. Further, the mold M is provided with a plurality of cavities corresponding to the shapes of the preforms 100, so that a plurality of preforms 100 can be manufactured by one injection molding.
- the first injection section 22 includes a first plasticizing device 32, a first plunger 34, and a first distributor 60.
- the first plasticizing device 32 has a screw (not shown) extending along its length inside its casing 32a, and is heated by a heater.
- the thermoplastic resin of the recycled material RC supplied from the decontamination machine 20 is supplied in a molten state inside the first plasticizing device 32, and is maintained in a plasticized state by being stirred in a heated state. I can do it.
- the tip of the first plasticizing device 32 is connected to the first plunger 34 via a first distributor 60.
- the first plunger 34 has a first piston 34a configured to be slidable along the length of the first plunger 34 inside. By sliding the first piston 34a in the direction of pulling it out from the first plunger 34, the recycled material RC in the first plasticizing device 32 is sucked up into the first plunger 34. Furthermore, the recycled material RC sucked up into the first plunger 34 is pressurized toward the hot runner 26 by sliding the first piston 34a in the direction of pushing into the first plunger 34, i.e. It can be pushed out.
- the first plunger 34 is connected to the control device 30, and by controlling the slide, that is, the amount of movement of the first plunger 34, the amount of recycled material RC pushed out from the first plunger 34 can be controlled. It is configured.
- the first distributor 60 is connected to the hot runner 26 via a third distributor 62, which will be described later. Therefore, the recycled material RC pushed out by the first plunger 34 is configured to pass through the third distributor 62 and flow into the hot runner 26.
- the molding machine 14 includes a second injection section 24 for supplying the virgin material VM to the mold M installed in the mold mounting section 28, and the second injection section 24 supplies the virgin material VM in the form of pellets. It is configured to include a hopper 36 into which VM is charged, a second plasticizing device 38, a second plunger 40, and a second distributor 64.
- the second plasticizing device 38 has a screw (not shown) extending along the length inside its casing 38a, and is heated by a heater.
- the thermoplastic resin of the virgin material VM supplied in the form of pellets from the hopper 36 is plasticized by being stirred in a heated state in the second plasticizing device 38 .
- the tip of the second plasticizing device 38 is connected to the second plunger 40 via a second distributor 64, which will be described later.
- the second plunger 40 has a second piston 40a configured to be slidable along the length of the second plunger 40 inside. By sliding the second piston 40a in the direction of pulling it out from the second plunger 40, the virgin material VM in the second plasticizing device 38 is sucked up into the second plunger 40.
- the virgin material VM sucked up into the second plunger 40 is pressurized, that is, pushed out, toward the hot runner 26 by sliding the second piston 40a in the direction of pushing into the second plunger 40. I can do it.
- the second plunger 40 is connected to the control device 30, and by controlling the slide, that is, the amount of movement of the second plunger 40, the amount of virgin material VM pushed out from the second plunger 40 can be controlled. It is configured.
- the second distributor 64 is connected to the hot runner 26 via a third distributor 62, which will be described later. Therefore, the virgin material VM pushed out by the second plunger 40 is configured to pass through the third distributor 62 and flow into the hot runner 26 .
- the first distributor 60 and the second distributor 64 are connected to each other via a pipe 65, thereby allowing the first plunger 34 and the second plunger 40 to communicate fluidly. Therefore, the virgin material VM in the second plunger 40 can be flowed to the first plunger 34 via the second distributor 64, the piping 65, and the first distributor 60, and the first plasticization
- the recycled material RC supplied from the device 32 and the virgin material VM supplied from the second plasticizing device 38 via the second plunger 40 can be mixed. Moreover, on the contrary, the recycled material RC can also be supplied to the second plunger 40.
- the first distributor 60 has a first flow path 60b, a second flow path 60c, and a second flow path 60c for distributing recycled material RC and virgin material VM inside a cylindrical main body 60a.
- the three flow paths 60d have a shape in which they are spaced apart in the axial direction.
- any one of the first flow path 60b, the second flow path 60c, and the third flow path 60d is connected to the first plasticizing device 32 and the first plunger 34.
- the second distributor 64, and the third distributor 62 by changing the posture so as to align with two or three of them, it is possible to realize a fluid communication state according to the purpose.
- the shape and function of the second distributor 64 are similar to those of the first distributor 60, so a description thereof will be omitted.
- the first flow path 60b has openings on three sides spaced apart by 90° in the cross section of the main body portion 60a, and these openings are connected to the first plasticizing device 32, the first plunger 34, and the second distributor, respectively. 64, the three can be placed in fluid communication.
- the first distributor 60 and the second plunger 40 are in fluid communication.
- the recycled material RC supplied from the first plasticizing device 32 and the virgin material VM supplied from the second plasticizing device 38 via the second plunger 40 are I can guide you to 34.
- the second flow path 60c has openings on two sides separated by 180° in the cross section of the main body portion 60a, and these openings are directed toward the first plunger 34 and the hot runner 26, respectively, thereby allowing fluid communication between the two. be able to.
- the third distributor 62 is provided between the first distributor 60 and the hot runner 26, so the first distributor 60 and the third distributor 62 are in fluid communication. . In this state, material can be injected from the first plunger 34 to the hot runner 26.
- the third flow path 60d has openings on two sides separated by 90° in the cross section of the main body portion 60a, and by directing these openings toward the first plasticizing device 32 and the first plunger 34, respectively, the two can be placed in fluid communication. In this state, the recycled material RC supplied from the first plasticizing device 32 can be guided to the first plunger 34.
- FIG. 5 shows a perspective view of the third distributor 62.
- the third distributor 62 is formed in a cylindrical shape and is connected to the first distributor 60 and the second distributor 64 via piping (see FIG. 3).
- the axial direction of the third distributor 62 is the axial direction of the piping connecting the third distributor 62, the first distributor 60, and the second distributor 64, that is, the recycled material RC and the virgin material VM are connected to the piping. It is arranged perpendicular to the flow direction.
- the third distributor 62 is configured to be slidable along its axial direction by a drive mechanism (not shown).
- the third distributor 62 has through holes 62a, 62b, 62c, and 62d formed to penetrate toward the opposite side in the radial direction. Specifically, a pair of through holes 62a and 62b are formed through the radial direction on one side of the axis, and a pair of through holes are formed through the other side so as to intersect with each other in a side view. 62c and 62d. Here, the pair of through holes 62c and 62d are formed without being connected to each other internally. Therefore, the molten materials passing through the through holes 62c and 62d do not mix inside them.
- the third distributor 62 can switch the through holes 62a, 62b, 62c, and 62d connected to the first distributor 60 and the second distributor 64 by sliding along the axial direction. Specifically, when connecting to piping on one side of the third distributor 62, the through hole 62a and the first distributor 60 are connected, and the through hole 62b and the second distributor 64 are connected. . Further, when the third distributor 62 is slid and connected on the other side, the through hole 62d and the first distributor 60 are connected, and the through hole 62c and the second distributor 64 are connected. By sliding the third distributor 62 in this way, piping that connects the first distributor 60 and the second distributor 64, that is, the first injection section 22 and the second injection section 24, and the hot runner 26.
- the recycled material RC flowing from the first injection part 22 and the second injection part 24 and Virgin material VM can be cut off.
- Control of the operations of the first plunger 34 and the second plunger 40 by the control device 30 is performed based on, for example, the flow rate of the material extruded from each plunger, the displacement of the piston of each plunger, and the like.
- a first flow meter (not shown) provided in the flow path between the first distributor 60 and the hot runner 26 and a flow path between the second distributor 64 and the hot runner 26
- the respective operations of the first plunger 34 and the second plunger 40 are controlled based on the indicated values of a second flow meter (not shown) provided in the .
- the ratio of the material injected into the mold M from each of the first plunger 34 and the second plunger 40, and the mixing ratio when mixing two types of materials in the first plunger 34 are determined. , etc. can be controlled.
- the flow rate of the material can be specified based on the displacement of the piston of each plunger, and the same control as in the former example can be implemented.
- the hot runner 26 is provided with a plurality of nozzles 42 for injecting the plasticized recycled material RC and virgin material VM into the mold M installed in the mold mounting section 28. Further, inside the hot runner 26, a first sprue runner 44 and a second sprue runner 46 for flowing the thermoplastic resin are formed as separate and independent flow paths.
- the first sprue runner 44 is connected to the first plunger 34.
- the extruded recycled material RC and/or virgin material VM flows. Further, the recycled material RC and/or virgin material VM pushed out from the second plunger 40 flows into the second sprue runner 46 .
- the first sprue runner 44 has a second The recycled material RC and/or virgin material VM extruded from the plunger 40 flows. Further, the recycled material RC and/or virgin material VM pushed out from the first plunger 34 flows into the second sprue runner 46 .
- the hot runner 26 is constructed by overlapping a packing plate 26a and a manifold 26c, and a first sprue runner 44 and a second sprue runner 46 (both shown in FIG. ) are located. Further, a control plate 26b is sandwiched between the packing plate 26a and the manifold 26c.
- a static mixer 56 formed in a cylindrical shape. It is located.
- the piping in which the static mixer 56 is arranged is connected to the first sprue runner 44 and the second sprue runner 46 via a sprue bush 26d.
- a plurality of protrusions 56a are formed on the outer and inner surfaces of the cylindrical static mixer 56 along the axial direction of the static mixer 56.
- the projections 56a are formed along the circumferential direction of the static mixer 56, and adjacent projections 56a are formed to have different lengths along the axial direction of the static mixer 56.
- three protrusions 56a having different circumferential lengths are repeatedly formed along the axial direction.
- the recycled material RC and virgin material VM flowing through the pipe are disturbed by the protrusion 56a of the static mixer 56. Therefore, when the recycled material RC and the virgin material VM are mixed together and flowing through the pipe, they are disturbed and their mixing with each other is promoted. This makes it possible to make the quality of the injection material homogeneous when the recycled material RC and the virgin material VM are mixed and injection molded.
- the shape of the protrusion 56a shown in this embodiment is an example, and the shape of the protrusion 56a is not limited to this, and a protrusion of a different shape may be formed as long as it is formed to an extent that can disturb the composite material.
- a servo motor 58 (an example of an adjustment device) is disposed inside the control plate 26b to operate or slide a stem 50, which will be described later.
- Servo motor 58 is electrically connected to control device 30 .
- the nozzle 42 has a bell-shaped outer circumferential shape that decreases in diameter toward the mold M, and the tip facing the mold M is made of material. That is, an injection port 48 for injecting resin is formed. Further, a first injection path 52 is formed in the center of the nozzle 42 along its axial direction, and the end thereof is connected to the injection port 48 . Furthermore, a second injection path 54 is formed radially outward of the first injection path 52 in the axial direction of the nozzle 42 and along the outer periphery of the first injection path 52, and the end thereof is an injection port. It is connected to 48. The first injection path 52 is connected to the first sprue runner 44 and the second injection path 54 is connected to the second sprue runner 46 .
- a rod-shaped metal stem 50 is arranged along the axial direction of the nozzle 42.
- the stem 50 is configured to be slidable along the axial direction of the nozzle 42 by a servo motor 58 (see FIG. 6(b)). Therefore, the control device 30 can control the slide, that is, the amount of movement of the stem 50, by controlling, that is, operating the servo motor 58.
- the first injection path 52 can be closed or opened, and the amount of recycled material RC and/or virgin material VM injected from the first injection path 52 can be adjusted. Note that it is not necessary to provide the same number of servo motors 58 as the number of stems 50; several stems 50 may be connected to one servo motor 58, and these stems 50 may be moved simultaneously by the servo motor 58.
- the first injection path 52 is opened by sliding the stem 50 toward the hot runner 26, that is, toward the side away from the injection port 48.
- the pressurization of the second plunger 40 is stopped and the recycled material RC is pressurized by the first plunger 34, only the recycled material RC is injected into the mold M from the first injection path 52. . Therefore, as shown in FIG. 8(c), it is possible to configure the first preform 101 in which the virgin material VM is disposed inside and at the bottom.
- FIG. 8(d) by inflating the first preform 101 by stretch blow molding, it is possible to mold a plastic container PB in which the virgin material VM is disposed inside and at the bottom.
- recycled materials RC and virgin materials VM are used in combination to ensure high quality, that is, to suppress or prevent the effects on the contents of the beverages etc. poured into the container, and to ensure the strength of the container.
- a plastic container PB can be produced.
- the first plunger 34 is connected to the second plunger 40 via a first distributor 60 and a second distributor 64. Therefore, the virgin material VM on the second plunger 40 side can flow to the first plunger 34 side, and mixed material MX can be created by mixing it with the recycled material RC of the first plunger 34.
- the first injection path 52 is closed by sliding the stem 50 toward the injection port 48 side.
- the virgin material VM produced on the side of the second plunger 40 is pressurized and injected from the second injection path 54 into the mold M (see FIG. 3).
- the injected virgin material VM first contacts the inner part of the mold M, and this contacted part is cooled and solidified. Therefore, the virgin material VM that is subsequently injected flows along the inside of the mold M starting from this part.
- the first injection path 52 is opened by sliding the stem 50 toward the hot runner 26.
- the pressurization of the second plunger 40 is stopped and the mixed material MX is pressurized by the first plunger 34, only the mixed material MX is injected into the mold M from the first injection path 52. I can do it. Therefore, as shown in FIG. 9(c), it is possible to configure the second preform 102 in which the virgin material VM is disposed inside and at the bottom.
- the second preform 102 configured in this manner is inflated by stretch blow molding to form a plastic container PB in which the virgin material VM is arranged inside and at the bottom. be able to.
- recycled materials RC and virgin materials VM are used in combination to ensure high quality, that is, to suppress or prevent the effects on the contents of the beverages etc. poured into the container, and to ensure the strength of the container.
- a plastic container PB can be produced.
- the first injection path 52 is opened by sliding the stem 50 toward the hot runner 26.
- the pressurization of the first plunger 34 is stopped and the virgin material VM is pressurized by the second plunger 40, only the virgin material VM is injected into the mold M from the first injection path 52. I can do it.
- the virgin material VM is placed at the bottom and the recycled material RC is placed at the top of the third mold.
- the preform 103 can be configured.
- a fourth preform is formed in which the virgin material VM is arranged at the bottom and the mixed material MX is arranged at the upper part.
- 104 can be configured.
- the third preform 103 and the fourth preform 104 are inflated by stretch blow molding to form a plastic container PB with the virgin material VM disposed at the bottom. Can be molded.
- FIG. 11(a) a modification example 103A of the third preform 103 is shown in FIG. 11(a).
- recycled material RC is arranged at the top, and a two-layer structure of recycled material RC (inside) and virgin material VM (outside) is formed at the bottom.
- the plastic container PB FIG. 11(b) obtained by expanding the modified example 103A by stretch blow molding, the recycled material RC is arranged inside the bottom, and the virgin material VM is arranged outside the bottom.
- FIG. 12 shows an injection method using a single nozzle 90 with a single injection path. Only a first injection path 92 is formed in the single nozzle 90 , and the first injection path 92 is connected to the first sprue runner 44 and/or the second sprue runner 46 and is connected to the first plunger 34 . And/or the mixed material MX produced on the second plunger 40 side can be injected.
- the fifth preform 105 can be composed of the mixed material MX in which the blending of the virgin material VM is adjusted depending on the purpose of use. Furthermore, as shown in FIG. 12(d), the plastic container PB containing the mixed material MX can be molded by inflating the fifth preform 105 by stretch blow molding. As a result, it is possible to manufacture a plastic container PB using both recycled material RC and virgin material VM so as to ensure high quality.
- the first plasticizing device 32 for melting the recycled material RC the second plasticizing device 38 for melting the virgin material VM, and the second plasticizing device 38 for melting the virgin material VM. It includes a first plunger 34 and a second plunger 40 for pressurizing recycled material RC and virgin material VM. Further, a first sprue runner 44 is connected to the first plunger 34 and the second plunger 40 via piping, and has a flow path through which the recycled material RC and virgin material VM pressurized by these are formed.
- the hot runner 26 includes a nozzle 42 that is connected to the mold M installed in the mold mounting part 28 and injects the recycled material RC and virgin material VM flowing from the first sprue runner 44 to the mold M. Therefore, materials such as the recycled material RC and the virgin material VM, which have different physical properties and require different heating times and heating temperatures for melting, can be individually melted. This makes it possible to manufacture a high-quality plastic container PB while ensuring the quality of the recycled material RC and the virgin material VM.
- the first plasticizer 30 allows the recycled material RC and/or the virgin material VM flowing from the first plasticizer 32 and the second plasticizer 38 to pass through or blocks the first plasticizer 32 and the second plasticizer 38.
- distributor 60 and a second distributor 64 Therefore, the amount of molten material extruded by the first plunger 34 and the second plunger 40 can be adjusted depending on the part of the plastic container PB to be injection molded. As a result, it is possible to selectively use the molten material depending on the part of the plastic container PB, and it is possible to manufacture a high-quality plastic container PB.
- recycled material RC can be used for at least one of the composite materials. Therefore, a high-quality plastic container PB can be manufactured by combining the recycled material RC with other materials having different physical properties.
- the first distributor 60 and the first sprue runner 44 are arranged, and the second plasticizing device 38 and the second plunger 40 are connected to the piping.
- a third distributor 62 is provided, which is connected through the third distributor 62 and allows or blocks the recycled material RC and the virgin material VM. Therefore, the amount of recycled material RC and virgin material VM flowing from the first distributor 60 to the first sprue runner 44 and the amount of recycled material RC and virgin material VM flowing from the second plunger 40 to the first sprue runner 44 are adjusted. can do.
- the third distributor 62 is connected to the second sprue runner 46 of the hot runner 26 via piping.
- the amounts of recycled material RC and virgin material VM flowing from the first distributor 60 to the second sprue runner 46 and the amount of recycled material RC and virgin material VM flowing from the second plunger 40 to the second sprue runner 46 are adjusted. can do.
- different molten materials can be injected via the first sprue runner 44 and the second sprue runner 46, and the molten materials can be used properly depending on the part of the plastic container PB.
- Container PB can be manufactured.
- the protrusions 56a are disposed in the piping between the first sprue runner 44 and the second sprue runner 46 and the third distributor 62, and the protrusions 56a are formed on the outer side thereof.
- a static mixer 56 having a cylindrical shape is provided. Therefore, the recycled material RC and the virgin material VM flowing to the first sprue runner 44 and the second sprue runner 46 via the third distributor 62 can be stirred by the protrusion 56a on the outside of the static mixer 56. . Therefore, the mixed material MX can be flowed to the first sprue runner 44 and the second sprue runner 46 in a homogeneous state. Thereby, a high quality plastic container PB can be manufactured.
- the second plasticizing device 38 and the second plunger 40 are connected via piping, and the virgin material VM is transferred to the first distributor 60 or the third distributor 62.
- a second distributor 64 is provided for allowing passage toward or blocking the passage. Therefore, the amount of molten material pushed out by the second plunger 40 can be adjusted depending on the part of the plastic container PB to be injection molded. As a result, it is possible to selectively use the molten material depending on the part of the plastic container PB, and it is possible to manufacture a high-quality plastic container PB.
- the hot runner 26 includes a stem 50 for opening and closing the nozzle 42, a servo motor 58 for operating the nozzle 42, and a stem 58 for arranging the servo motor 58.
- a control plate 26b Therefore, by operating the stem 50 to open and close the nozzle 42, the amount of recycled material RC and virgin material VM injected via the first sprue runner 44 and the second sprue runner 46 can be adjusted. . As a result, the recycled material RC and the virgin material VM can be used properly depending on the part of the plastic container PB, so that a high-quality plastic container PB can be manufactured.
- the manufacturing system 10 includes a molding machine 14 and a decontamination machine 20 that decontaminates the recycled material RC. Therefore, a high-quality plastic container PB can be manufactured after decontaminating the recycled material RC to which contaminants have adhered.
- the manufacturing system 10 can manufacture a plastic container PB made of a composite material of recycled material RC and virgin material VM so as to ensure high quality.
- the plunger is not limited to this, and the plungers may be combined into one, or three or more plungers may be used. It's okay.
- the third distributor 63 includes a first channel 63b for distributing recycled material RC and virgin material VM inside a main body 63a formed in a cylindrical shape; A second flow path 63c, a third flow path 63d, and a fourth flow path 63e are formed along the radial direction. Furthermore, the third distributor 63 is slidable along its axial direction. The first flow path 63b and the second flow path 63c are formed in straight lines that are orthogonal to each other when viewed along the axial direction of the main body portion 63a.
- the recycled material RC and/or the virgin material VM can be flowed to one of the first sprue runner 44 and the second sprue runner 46, and by rotating the main body part 63a by 90 degrees around the axial direction, the first sprue runner 44 and second sprue runner 46. Further, the third flow path 63d and the fourth flow path 63e transfer only one of the recycled material RC or the virgin material VM from the first plunger 34 or the second plunger 40 to the first sprue runner 44 or the second sprue runner 46. The flow path is curved so as not to pass through the axial center of the main body portion 63a.
- the third distributor 63 allows recycled material RC and virgin material VM to flow from the first distributor 60 to the first sprue runner 44, and recycled material RC and virgin material VM to flow from the second plunger 40 to the first sprue runner 44. The amount can be adjusted.
- the third distributor 63 also handles the recycled material RC and virgin material VM flowing from the first distributor 60 to the second sprue runner 46 and the recycled material RC and virgin material flowing from the second plunger 40 to the second sprue runner 46. The amount of material VM can be adjusted.
- molten materials can be injected through different first sprue runners 44 and second sprue runners 46, and molten materials can be used depending on the location of the plastic container PB, so that high quality A plastic container PB can be manufactured.
- the hot runner 26 is configured by sandwiching a control plate 26b and an oil plate 26e between a packing plate 26a and a manifold 26c. Further, as shown in FIG. 14(b), a magnetic displacement meter 94 for detecting the displacement of the stem 50 is disposed on the control plate 26b, and the oil plate 26e is driven by a hydraulic drive mechanism for sliding the stem 50. 96. Further, the magnetic displacement meter 94 and the drive mechanism 96 are configured to interlock with each other via the control device 30.
- the hot runner 26 includes a magnetic displacement meter 94 that detects the displacement of the stem 50, and an oil plate 26e (an example of a hydraulic device) that is connected to the magnetic displacement meter 94 and operates the drive mechanism 96 by hydraulic pressure. and. For this reason, the opening and closing of the nozzle 42 is adjusted while checking the displacement of the stem 50 detected by the magnetic displacement meter 94, and as a result, the recycled material is injected via the first sprue runner 44 and the second sprue runner 46.
- the amounts of material RC and virgin material VM can be adjusted. As a result, it is possible to selectively use the molten material to be injected depending on the location of the plastic container PB, so that a high-quality plastic container PB can be manufactured.
- a third injection section 70 is added to the manufacturing system 10 according to the above embodiment.
- the third injection unit 70 includes a hopper 76 into which the pelletized mixed material MX is input, and a third plasticizing device 78.
- the third plasticizing device 78 has a screw (not shown) extending along the length inside its casing 78a, and is heated by a heater.
- the tip of the third plasticizing device 78 is connected to the first plasticizing device 32 via piping, and can supply the mixed material MX to the first plasticizing device 32. Thereby, in the first plasticizing device 32, the recycled material RC supplied from the decontamination machine 20 and the mixed material MX supplied from the third plasticizing device 78 can be mixed.
- the injection molding apparatus includes a first plasticizing device (first plasticizing device 32), a second plasticizing device (third plasticizing device 78), a plunger (first plasticizing device 78), and a plunger (first plasticizing device 78). It may be implemented by a configuration including an injection section (first injection section 22) having a plunger 34) and a distributor (first distributor 60).
- the postures of the first plunger 34 include a posture in which the first plasticizing device and the plunger are in fluid communication, a posture in which the second plasticizing device and the plunger are in fluid communication, and a posture in which the plunger and the first plasticizing device are in fluid communication. It is sufficient if the posture in which the hot runner is in fluid communication can be selected. This allows the two types of materials to be mixed in any ratio in the plunger.
- the present invention can be used, for example, to manufacture preforms.
Landscapes
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Abstract
第1の射出部22と、第2の射出部24と、金型装着部28と、ホットランナ26と、を備え、第1のディストリビュータ60の姿勢として、第1の可塑化装置32と第1のプランジャ34とが流体連通している姿勢および第1のプランジャ34とホットランナ26とが流体連通している姿勢が選択可能であり、第2のディストリビュータ64の姿勢として、第2の可塑化装置38と第2のプランジャ40とが流体連通している姿勢および第2のプランジャ40とホットランナ26とが流体連通している姿勢が選択可能であり、ホットランナ26が、第1のスプルランナ44と、第2のスプルランナ46と、ノズル42と、を有し、ノズル42が、両スプルランナと流体連通するとともに、金型Mと流体連通できる。
Description
本願は、射出成形装置に関する。
環境負荷を低減する観点からリサイクルのプラスチック容器を再利用するニーズが一層高まっている。特許文献1には、使用済みプラスチック容器から生成された熱可塑性樹脂フレーク中の汚染物質を除去する除染機と、除染機から供給された熱可塑性樹脂を射出成形する射出成形機とを備え、熱可塑性樹脂フレークからプリフォームを製造するプリフォーム製造装置が開示されている。
リサイクル材は、その出自に係る種々の条件(用途、形状、加工条件などである。)が異なる使用済み材料に由来することから、均一な製造条件で製造されるバージン材と比較すると、その品質にばらつきが認められる場合がある。そのため、リサイクル材を用いてプラスチック容器を製造するためには、原料側における品質のばらつきを製造条件の調整によって吸収するなどの措置が必要になる。
かかる措置の一例として、リサイクル材とバージン材等とを併用してプラスチック容器を製造し、所定の品質を確保することが検討されている。たとえば特許文献1には、バージン材単独、リサイクル材単独、またはバージン材とリサイクル材との混合物、を材料としてプリフォームを製造する装置が開示されている。
特許文献1の装置においてバージン材とリサイクル材との混合物を使用するためには、バージン材とリサイクル材とをあらかじめ混合した後に、混合物を装置に供給する必要があった。そのため、プリフォームの製造中にバージン材とリサイクル材との比率を変更しにくく、リサイクル材の品質のばらつきを吸収しきれないおそれがあった。
そこで、複数種類の材料を金型に供給するにあたり、供給順序や供給比率などの供給条件を調整しやすい射出成形装置の実現が求められる。
本発明に係る第1の射出成形装置は、第1の可塑化装置、第1のプランジャ、ならびに、前記第1の可塑化装置および前記第1のプランジャと接続されている第1のディストリビュータ、を有する第1の射出部と、第2の可塑化装置、第2のプランジャ、ならびに、前記第2の可塑化装置および前記第2のプランジャと接続されている第2のディストリビュータ、を有する第2の射出部と、金型装着部と、前記第1の射出部および前記第2の射出部と流体連通するホットランナと、を備え、前記第1のディストリビュータの姿勢として、前記第1の可塑化装置と前記第1のプランジャとが流体連通している姿勢、および、前記第1のプランジャと前記ホットランナとが流体連通している姿勢、が選択可能であり、前記第2のディストリビュータの姿勢として、前記第2の可塑化装置と前記第2のプランジャとが流体連通している姿勢、および、前記第2のプランジャと前記ホットランナとが流体連通している姿勢、が選択可能であり、前記ホットランナが、第1のスプルランナと、第2のスプルランナと、ノズルと、を有し、前記ノズルが、前記第1のスプルランナおよび前記第2のスプルランナと流体連通するとともに、前記金型装着部に装着された金型と流体連通できるように設けられていることを特徴とする。
本発明に係る第2の射出成形装置は、第1の可塑化装置、第2の可塑化装置、プランジャ、およびディストリビュータを有する射出部と、金型装着部と、前記射出部と流体連通するホットランナと、を備え、前記ディストリビュータの姿勢として、前記第1の可塑化装置と前記プランジャとが流体連通している姿勢、前記第2の可塑化装置と前記プランジャとが流体連通している姿勢、および、前記プランジャと前記ホットランナとが流体連通している姿勢、が選択可能であり、前記ホットランナが、第1のスプルランナと、第2のスプルランナと、ノズルと、を有し、前記ノズルが、前記第1のスプルランナおよび前記第2のスプルランナと流体連通するとともに、前記金型装着部に装着された金型と流体連通できるように設けられていることを特徴とする。
これらの構成によれば、第1の可塑化装置を通じて供給される第1の材料と、第2の可塑化装置を通じて供給される第2の材料とを金型に供給する際に、供給順序や供給比率などの供給条件を調整できる。これによって、得られる成形体の品質が安定しやすい。
以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。
本発明に係る射出成形装置は、一態様として、前記第1のディストリビュータと前記第2のディストリビュータとが接続されており、前記第1のディストリビュータおよび前記第2のディストリビュータの姿勢として、前記第1のプランジャと、前記第2の可塑化装置および前記第2のプランジャの少なくとも一つと、が流体連通している姿勢を選択可能であることが好ましい。
この構成によれば、第1のプランジャにおいて、第1の可塑化装置を通じて供給される第1の材料と、第2の可塑化装置を通じて供給される第2の材料とを混合できるので、材料の物性を調節しやすい。
本発明に係る射出成形装置は、一態様として、前記第1のプランジャおよび前記第2のプランジャの動作を制御可能な制御装置をさらに備えることが好ましい。
この構成によれば、金型に供給される第1の材料と第2の材料との比率を制御しやすい。
本発明に係る射出成形装置は、一態様として、前記第1のディストリビュータと前記ホットランナとの間の流路に設けられた第1の流量計と、前記第2のディストリビュータと前記ホットランナとの間の流路に設けられた第2の流量計と、をさらに備え、前記制御装置が、前記第1の流量計の指示値および前記第2の流量計の指示値に基づいて、前記第1のプランジャおよび前記第2のプランジャの動作を制御できることが好ましい。
この構成によれば、射出成形装置の動作状態を反映した制御を行いやすい。
本発明に係る射出成形装置は、一態様として、前記第1のピストンのプランジャの変位を検出可能な第1の変位計と、前記第2のピストンのプランジャの変位を検出可能な第2の変位計と、をさらに備え、前記制御装置が、前記第1の変位計の指示値および前記第2の変位計の指示値に基づいて、前記第1のプランジャおよび前記第2のプランジャの動作を制御できることが好ましい。
この構成によれば、射出成形装置の動作状態を反映した制御を行いやすい。
本発明に係る射出成形装置は、一態様として、前記ホットランナが、前記ノズルを開閉可能なステムと、当該ステムの位置を調節可能な調節装置と、を有することが好ましい。
この構成によれば、第1の材料および第2の材料が金型に供給される順序、タイミング、および比率などを制御しやすい。
本発明に係る射出成形装置は、一態様として、前記調節装置が、サーボモータを有し、当該サーボモータの回転数に基づいて前記ステムの位置を調節するように構成されていることが好ましい。
この構成によれば、第1の材料および第2の材料が金型に供給される順序、タイミング、および比率などを微調整しやすい。
本発明に係る射出成形装置は、一態様として、前記調節装置が、磁気式変位計と、前記ステムを移動させることができる油圧装置と、を有し、前記磁気式変位計の指示値に基づいて前記油圧装置が制御されることが好ましい。
この構成によれば、第1の材料および第2の材料が金型に供給される順序、タイミング、および比率などを微調整しやすい。
本発明に係る射出成形装置は、一態様として、前記第1の射出部および前記第2の射出部と、前記ホットランナと、の間に設けられた第3のディストリビュータをさらに備え、前記第3のディストリビュータの姿勢として、前記第1の射出部と前記第1のスプルランナとが流体連通し、前記第2の射出部と前記第2のスプルランナとが流体連通している姿勢、および、前記第1の射出部と前記第2のスプルランナとが流体連通し、前記第2の射出部と前記第1のスプルランナとが流体連通している姿勢、が選択可能であることが好ましい。
この構成によれば、第1のスプルランナおよび第2のスプルランナに供給される材料を任意に選択できる。
本発明に係る射出成形装置は、一態様として、前記第1のプランジャと前記ホットランナとの間の流路に設けられた静止型混合器をさらに備えることが好ましい。
この構成によれば、第1のプランジャからホットランナに供給される材料を均一な状態にしやすい。
本発明に係る射出成形装置は、一態様として、第3の可塑化装置をさらに備え、前記第1のディストリビュータの姿勢として、前記第3の可塑化装置と前記第1のプランジャとが流体連通している姿勢をさらに選択可能であることが好ましい。
この構成によれば、第1のプランジャにおいて、第1の可塑化装置を通じて供給される第1の材料と、第3の可塑化装置を通じて供給される第3の材料とを混合できるので、材料の物性を調節しやすい。
本発明に係る射出成形装置は、一態様として、前記第1の可塑化装置に対して溶融状態の樹脂を供給可能な原料供給部が設けられていることが好ましい。
この構成によれば、溶融状態で前処理が行われた材料を、第1の可塑化装置に供給できる。
本発明に係る射出成形装置は、一態様として、前記原料供給部が、再利用材を溶融させて押し出すことができる押出機と、前記再利用材に含まれる異物を除去できる除染機と、を含む前記原料供給部が、再利用材を溶融させて押し出すことができる押出機と、前記再利用材に含まれる異物を除去できる除染機と、を含むことが好ましい。
この構成によれば、第1の可塑化装置を通じて供給される第1の材料として、除染処理された再利用材を利用できる。
本発明に係る射出成形装置は、一態様として、前記再利用材として、フレーク状の再利用材を使用できることが好ましい。
この構成によれば、再利用材をペレット化する工程を省略しうる。
本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。
本発明に係る射出成形装置の実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係る射出成形装置を、ペットボトルの製造に供されるプリフォーム100(図1)を製造する製造システム10(射出成形装置の例である。)に適用した例について説明する。なお、同様なまたは対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、理解を容易にするために、図の縮尺を変更して説明する場合がある。
〔製造システムの構成〕
図1には、プラスチック容器用のプリフォーム100を示す。ここで、プラスチック容器は、主に飲料、食品等を収容するのに使用されているプラスチックボトルであって、ポリエチレンテレフタレート(PET)から構成されている。なお、プラスチック容器は、これに限らず、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等のプラスチックから構成されてもよい。また、プラスチック容器は、ポリエチレンナフタレート(PEN)、特にプラントから作られたプラントボトル等とされてもよい。
図1には、プラスチック容器用のプリフォーム100を示す。ここで、プラスチック容器は、主に飲料、食品等を収容するのに使用されているプラスチックボトルであって、ポリエチレンテレフタレート(PET)から構成されている。なお、プラスチック容器は、これに限らず、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等のプラスチックから構成されてもよい。また、プラスチック容器は、ポリエチレンナフタレート(PEN)、特にプラントから作られたプラントボトル等とされてもよい。
プリフォーム100は、プラスチック容器のキャップと嵌合する口部100aと、口部100aと連続して形成された円筒状胴部100bと円筒状胴部の一方の端部を閉塞する底部100cとからなる試験管のような形状を有する。口部100aは一方の端部が開放されており、その外周面には、プラスチック容器のキャップに形成された雌ねじと螺合する雄ねじが形成されている。プラスチック容器は、試験管状のプリフォーム100を延伸ブロー成形で膨らませることによって成形される。
図2および図3には、製造システム10の概略図を示す。製造システム10は、図2に示すように、第1の溶融材料としてのリサイクル材RCを前処理するための前処理部12と、図3に示すように成形機14と、を有する。プリフォーム100は、一般的には、石油等を原料とする第2の溶融材料としてのバージン材VM、使用済みプラスチック容器を原料とするリサイクル材RC、または、バージン材VMおよびリサイクル材RCの混合物といった複合材料を原料として、成形機14を用いて製造される。また、使用済みプラスチック容器は不純物によって汚染されている場合があるため、リサイクル材RCは、予め不純物を前処理部12で除去した上で成形機14に投入される。なお、以下の説明では、複合材料は、バージン材VMおよびリサイクル材RCとして説明するが、これに限らず、例えば、石油由来プラスチック材料とバイオプラスチック材料との複合材料によってプラスチック容器が製造されてもよい。
なお、バージン材VMに替えて、バイオプラスチックやケミカルリサイクルプラスチックなどの比較的安定した品質の材料が得られやすいリサイクル材を用いてもよい。バージン材VMまたはこれに替わる材料は、後述するようにホッパ36経由で第2の可塑化装置38に供給されるので、ペレット状や粉体状などのホッパ36からの供給に適した態様の材料であることが好ましい。上記に例示したケミカルリサイクルプラスチックなどについても、ペレット状および粉体状の市販品を入手可能であるし、公知の方法によりペレット化または粉体化することも可能である。
原料供給部の例としての前処理部12は、乾燥機16と、押出機18と、除染機20と、を備える。リサイクル材RCとは、フレーク状の再利用材の例としての熱可塑性樹脂フレーク、例えば、使用済みのPETボトルを洗浄した後に粉砕して得られるPETフレークである(洗浄機および粉砕機について不図示)。ここでは、PETフレークは、約8mm角の小片とされている。リサイクル材RCは、乾燥機16のタンクに投入され、乾燥機16において乾燥された後に押出機18に供給される。
乾燥機16において乾燥されたリサイクル材RCは、押出機18へ送られ、撹拌されながら加熱される。このため、リサイクル材RCは溶解して可塑化される。なお、押出機18に対して、リサイクル材RCに加えてバージン材VMを供給できるようにしてもよい。この場合のバージン剤VMの供給位置は、乾燥機16であってもよいし、押出機18であってもよい。
押出機18において可塑化されたリサイクル材RCは、除染機20へ送られる。除染機20は、内部に真空ポンプと接続された除染容器を有しており、除染容器に投入されたリサイクル材RCを真空下で加熱することによってリサイクル材RC中、すなわち熱可塑性樹脂中の汚染物質を揮発させることができる。これによって、リサイクル材RC中の汚染物質を除去することができる。なお、真空ポンプと除染容器はいずれも図示を省略している。
除染されたリサイクル材RCは、成形機14へ供給される。図3に示すように、成形機14は、第1の射出部22および第2の射出部24と、ホットランナ26と、金型装着部28と、制御装置30と、を備える。なお、金型装着部28には金型Mが装着されている。また、金型Mにはプリフォーム100の形状に対応したキャビティが複数箇所設けられており、一回の射出成形で複数のプリフォーム100を製造できる。
第1の射出部22は、第1の可塑化装置32と、第1のプランジャ34と、第1のディストリビュータ60と、を有する。第1の可塑化装置32は、その筐体32aの内部に長さ方向に沿って延在された図示しないスクリュを有しており、ヒータによって加熱されている。除染機20から供給されたリサイクル材RCの熱可塑性樹脂は、第1の可塑化装置32内部に溶融状態で供給され、加熱した状態で撹拌されることによって、可塑化した状態を維持することができる。
第1の可塑化装置32の先端部は、第1のディストリビュータ60を介して第1のプランジャ34と連結されている。第1のプランジャ34は、内側に第1のプランジャ34の長さ方向に沿ってスライド可能に構成された第1のピストン34aを有する。第1のピストン34aを第1のプランジャ34から引き出す方向にスライドさせることによって、第1の可塑化装置32内のリサイクル材RCが第1のプランジャ34の内部に吸い上げられる。また、第1のプランジャ34の内部に吸い上げられたリサイクル材RCは、第1のピストン34aを第1のプランジャ34の内部へ押し込む方向にスライドさせることによって、ホットランナ26へ向けて加圧する、すなわち押し出すことができる。第1のプランジャ34は、制御装置30と接続されており、第1のプランジャ34のスライド、すなわち移動量を制御することによって、第1のプランジャ34から押し出されるリサイクル材RCの量を制御可能に構成されている。
第1のディストリビュータ60は、後述する第3のディストリビュータ62を介してホットランナ26と連結されている。このため、第1のプランジャ34によって押し出されたリサイクル材RCは、第3のディストリビュータ62を通過してホットランナ26へ流れ込むように構成されている。
成形機14は、バージン材VMを金型装着部28に設置された金型Mに供給するための第2の射出部24を備えており、第2の射出部24は、ペレット状のバージン材VMが投入されるホッパ36と、第2の可塑化装置38と、第2のプランジャ40と、第2のディストリビュータ64と、を含んで構成されている。第2の可塑化装置38は、その筐体38aの内部に長さ方向に沿って延在された図示しないスクリュを有しており、ヒータによって加熱されている。ホッパ36からペレットの状態で供給されたバージン材VMの熱可塑性樹脂は、第2の可塑化装置38において加熱した状態で撹拌されることによって、可塑化される。
第2の可塑化装置38の先端部は、後述する第2のディストリビュータ64を介して第2のプランジャ40と連結されている。第2のプランジャ40は、内側に第2のプランジャ40の長さ方向に沿ってスライド可能に構成された第2のピストン40aを有する。第2のピストン40aを第2のプランジャ40から引き出す方向にスライドさせることによって、第2の可塑化装置38内のバージン材VMが第2のプランジャ40の内部に吸い上げられる。第2のプランジャ40の内部に吸い上げられたバージン材VMは、第2のピストン40aを第2のプランジャ40の内部へ押し込む方向にスライドさせることによって、ホットランナ26へ向けて加圧する、すなわち押し出すことができる。第2のプランジャ40は、制御装置30と接続されており、第2のプランジャ40のスライド、すなわち移動量を制御することによって、第2のプランジャ40から押し出されるバージン材VMの量を制御可能に構成されている。
第2のディストリビュータ64は、後述する第3のディストリビュータ62を介してホットランナ26と連結されている。このため、第2のプランジャ40によって押し出されたバージン材VMは、第3のディストリビュータ62を通過してホットランナ26へ流れ込むように構成されている。
第1のディストリビュータ60と第2のディストリビュータ64とは配管65を介して互いに連結されており、これによって、第1のプランジャ34と第2のプランジャ40とを流体連通させることができる。このため、第2のプランジャ40内のバージン材VMを、第2のディストリビュータ64、配管65、および第1のディストリビュータ60を経由して第1のプランジャ34へ流すことができ、第1の可塑化装置32から供給されるリサイクル材RCと、第2の可塑化装置38から第2のプランジャ40を経由して供給されるバージン材VMとを混合することができる。また、反対に、第2のプランジャ40に対してリサイクル材RCを供給することもできる。
図4に示すように、第1のディストリビュータ60は、円柱形状の本体部60aの内部において、リサイクル材RCおよびバージン材VMを流通させるための第1流路60b、第2流路60c、および第3流路60dが、軸方向に離間して形成された形状を有する。本体部60aを軸方向にスライド移動させて、第1流路60b、第2流路60c、および第3流路60dのいずれか一つを、第1の可塑化装置32、第1のプランジャ34、第2のディストリビュータ64、および第3のディストリビュータ62のうちの二つまたは三つと位置合わせするように姿勢変更することで、目的に応じた流体連通状態を実現できる。なお、第2のディストリビュータ64の形状および機能は、第1のディストリビュータ60と同様であるので、説明を省略する。
第1流路60bは、本体部60aの断面において90°ずつ離間した三方に開口を有し、これらの開口をそれぞれ、第1の可塑化装置32、第1のプランジャ34、および第2のディストリビュータ64に向けることで、三者を流体連通させることができる。このとき、第2のディストリビュータ64の姿勢として、第1のディストリビュータ60と第2のプランジャ40とが流体連通する姿勢を選択すると、第1の可塑化装置32、第1のプランジャ34、および第2のプランジャ40が流体連通する。この状態において、第1の可塑化装置32から供給されるリサイクル材RCと、第2の可塑化装置38から第2のプランジャ40を経由して供給されるバージン材VMとを、第1のプランジャ34に案内できる。
第2流路60cは、本体部60aの断面において180°離間した二方に開口を有し、これらの開口をそれぞれ第1のプランジャ34およびホットランナ26に向けることで、二者を流体連通させることができる。ただし本実施形態では、第1のディストリビュータ60とホットランナ26との間に第3のディストリビュータ62が設けられているので、第1のディストリビュータ60と第3のディストリビュータ62とが流体連通することになる。この状態において、第1のプランジャ34からホットランナ26に対して材料を射出できる。
第3流路60dは、本体部60aの断面において90°離間した二方に開口を有し、これらの開口をそれぞれ第1の可塑化装置32および第1のプランジャ34に向けることで、二者を流体連通させることができる。この状態において、第1の可塑化装置32から供給されるリサイクル材RCを、第1のプランジャ34に案内できる。
図5には、第3のディストリビュータ62の斜視図を示す。第3のディストリビュータ62は円柱状に形成され、第1のディストリビュータ60および第2のディストリビュータ64と配管を介して連結されている(図3参照)。第3のディストリビュータ62は、その軸方向が、第3のディストリビュータ62と、第1のディストリビュータ60および第2のディストリビュータ64とを連結する配管の軸方向、すなわちリサイクル材RCおよびバージン材VMが配管を流れる方向と直交するように配置されている。また、第3のディストリビュータ62は、図示しない駆動機構によって、その軸方向に沿ってスライド可能に構成されている。
第3のディストリビュータ62は、その径方向の反対側へ向けて貫通するように形成された貫通穴62a、62b、62c、62dを有する。具体的には、その軸方向の一方の側において径方向に沿って貫通形成された一対の貫通穴62a、62bと、他方の側において側面視で交差するように貫通形成された一対の貫通穴62c、62dと、を有する。ここで、一対の貫通穴62c、62dは、内部で互いに接続することなく形成されている。このため、貫通穴62c、62dを通過する溶融材料は、その内部で混ざらない。
第3のディストリビュータ62は、軸方向に沿ってスライドすることによって、第1のディストリビュータ60および第2のディストリビュータ64と連結される貫通穴62a、62b、62c、62dを切り替えることができる。具体的には、第3のディストリビュータ62の一方の側において配管と連結するときは、貫通穴62aと第1のディストリビュータ60とが接続され、貫通穴62bと第2のディストリビュータ64とが接続される。また、第3のディストリビュータ62をスライドさせ、他方の側において連結するときは、貫通穴62dと第1のディストリビュータ60とが接続され、貫通穴62cと第2のディストリビュータ64とが接続される。このように第3のディストリビュータ62をスライドさせることによって、第1のディストリビュータ60および第2のディストリビュータ64、すなわち、第1の射出部22および第2の射出部24とホットランナ26とを連結する配管を切り替えることができる。さらに、第3のディストリビュータ62をその貫通穴62a、62b、62c、62dと配管とが接続しない位置にスライドさせることによって、第1の射出部22および第2の射出部24から流れるリサイクル材RCおよびバージン材VMを遮断することができる。
制御装置30による第1のプランジャ34および第2のプランジャ40の動作の制御は、たとえば、各プランジャから押し出された材料の流量や各プランジャのピストンの変位などに基づいて実施される。前者の例では、第1のディストリビュータ60とホットランナ26との間の流路に設けられた第1の流量計(不図示)と、第2のディストリビュータ64とホットランナ26との間の流路に設けられた第2の流量計(不図示)と、の指示値に基づいて、第1のプランジャ34および第2のプランジャ40のそれぞれの動作が制御される。これによって、たとえば、第1のプランジャ34および第2のプランジャ40のそれぞれから金型Mに対して射出される材料の比率や、第1のプランジャ34において二種類の材料を混合する際の混合比、などを制御できる。また、後者の例では、各プランジャのピストンの変位に基づいて材料の流量を特定して、前者の例と同様の制御を実施できる。
図3に示すように、ホットランナ26には、可塑化したリサイクル材RCおよびバージン材VMを金型装着部28に設置された金型Mへ射出するためのノズル42が複数設けられている。また、ホットランナ26の内部には、熱可塑性樹脂を流すための第1のスプルランナ44と第2のスプルランナ46とが個別の独立した流路として形成されている。
第1のディストリビュータ60および第2のディストリビュータ64と第3のディストリビュータ62の一方の側の貫通穴62a、62bとが連結されているときは、第1のスプルランナ44には、第1のプランジャ34から押し出されたリサイクル材RCおよび/またはバージン材VMが流れる。また、第2のスプルランナ46には、第2のプランジャ40から押し出されたリサイクル材RCおよび/またはバージン材VMが流れる。
これに対し、第1のディストリビュータ60および第2のディストリビュータ64と第3のディストリビュータ62の他方の側の貫通穴62c、62dとが連結されているときは、第1のスプルランナ44には、第2のプランジャ40から押し出されたリサイクル材RCおよび/またはバージン材VMが流れる。また、第2のスプルランナ46には、第1のプランジャ34から押し出されたリサイクル材RCおよび/またはバージン材VMが流れる。
図6(a)に示すように、ホットランナ26は、パッキンプレート26aとマニホールド26cとを重ね合わせて構成されており、この内部に第1のスプルランナ44および第2のスプルランナ46(いずれも図3参照)が配置されている。また、パッキンプレート26aとマニホールド26cとの間には制御プレート26bが挟み込まれている。
第3のディストリビュータ62とホットランナ26、すなわち第3のディストリビュータ62と第1のスプルランナ44および第2のスプルランナ46とを連結する配管の内部には、円筒状に形成された静止型混合器56が配置されている。静止型混合器56が配置された配管は、スプリューブッシュ26dを介して第1のスプルランナ44および第2のスプルランナ46と連結されている。図7に示すように、円筒状に形成された静止型混合器56の外面および内面には、静止型混合器56の軸方向に沿って複数の突起56aが形成されている。突起56aは、それぞれ静止型混合器56の周方向に沿って形成されており、静止型混合器56の軸方向に沿って隣り合う突起56aの長さは異なるように形成されている。ここでは、異なる周方向長さの3つの突起56aが軸方向に沿って繰り返し形成されている。配管を流れるリサイクル材RCおよびバージン材VMは、静止型混合器56の突起56aによって攪乱される。このため、リサイクル材RCとバージン材VMとが混ざり合って配管を流れている場合には、これらは攪乱され、互いに混ざり合うことが促進される。これによって、リサイクル材RCとバージン材VMを混合して射出成形する場合の射出材料の材質を均質にすることができる。なお、本実施形態において示される突起56aの形状は例示であり、これに限らず、複合材料を攪乱できる程度に成形されていれば異なる形状の突起が形成されてもよい。
図6(b)に示すように、制御プレート26b内部には、後述するステム50を作動させる、すなわちスライドさせるためのサーボモータ58(調節装置の例である。)が配置されている。サーボモータ58は、制御装置30と電気的に接続されている。
図3および図8(a)に示すように、ノズル42は、その外周形状が金型Mへ向けて縮径する釣鐘状に形成されており、金型Mと対向する先端部には、材料、すなわち樹脂を射出するための射出口48が形成されている。また、ノズル42の中心部には、その軸方向に沿って第1の射出経路52が形成されており、その端部は射出口48と接続されている。さらに、第1の射出経路52の径方向外側には、ノズル42の軸方向かつ第1の射出経路52の外周に沿って第2の射出経路54が形成されており、その端部は射出口48と接続されている。第1の射出経路52は、第1のスプルランナ44と接続され、第2の射出経路54は、第2のスプルランナ46と接続されている。
第1の射出経路52の内部には、棒状に形成された金属製のステム50がノズル42の軸方向に沿って配置されている。ステム50は、サーボモータ58(図6(b)参照)によってノズル42の軸方向に沿ってスライド可能に構成されている。このため、制御装置30はサーボモータ58を制御、すなわち作動させることによって、ステム50のスライド、すなわち移動量を制御することができる。これによって、第1の射出経路52を塞いだり、または、開いたりすることができ、第1の射出経路52から射出するリサイクル材RCおよび/またはバージン材VMの量を調整することができる。なお、サーボモータ58をステム50と同数設ける必要はなく、一つのサーボモータ58にいくつかのステム50を接続し、これらのステム50を当該サーボモータ58によって同時に動かすようにしてもよい。
〔製造システムの使用方法〕
続いて、本実施形態に係る製造システム10を使用して、複合材料としてリサイクル材RCとバージン材VMとを用いた第1のプリフォーム101から第5のプリフォーム105を成形するための射出方法について説明する。
続いて、本実施形態に係る製造システム10を使用して、複合材料としてリサイクル材RCとバージン材VMとを用いた第1のプリフォーム101から第5のプリフォーム105を成形するための射出方法について説明する。
(第1のプリフォーム101)
ここでは、第3のディストリビュータ62を調整、すなわちスライドすることで、第1のプランジャ34と第1のスプルランナ44とが接続され、第2のプランジャ40と第2のスプルランナ46とが接続されている。はじめに、図8(a)に示すように、ステム50を射出口48側へスライドさせることによって、第1の射出経路52を塞ぐ。この状態で、第2のプランジャ40によってバージン材VMを加圧し、第2の射出経路54から金型M(図3参照)へ射出する。射出されたバージン材VMは、最初に金型Mの内側部分に接触し、この接触した部分が冷却されて固まる。このため、続いて射出されたバージン材VMは、この部分を起点に金型Mの内側に沿って流れる。
ここでは、第3のディストリビュータ62を調整、すなわちスライドすることで、第1のプランジャ34と第1のスプルランナ44とが接続され、第2のプランジャ40と第2のスプルランナ46とが接続されている。はじめに、図8(a)に示すように、ステム50を射出口48側へスライドさせることによって、第1の射出経路52を塞ぐ。この状態で、第2のプランジャ40によってバージン材VMを加圧し、第2の射出経路54から金型M(図3参照)へ射出する。射出されたバージン材VMは、最初に金型Mの内側部分に接触し、この接触した部分が冷却されて固まる。このため、続いて射出されたバージン材VMは、この部分を起点に金型Mの内側に沿って流れる。
つぎに、図8(b)に示すように、ステム50をホットランナ26側へ、すなわち、射出口48から離れる側へスライドさせることによって、第1の射出経路52を開放する。この状態で、第2のプランジャ40の加圧を停止すると共に、第1のプランジャ34によってリサイクル材RCを加圧すると、第1の射出経路52からリサイクル材RCだけが金型Mへ射出される。このため、図8(c)に示すように、内側かつ底部にバージン材VMが配置された第1のプリフォーム101を構成することができる。さらに、図8(d)に示すように、第1のプリフォーム101を延伸ブロー成形で膨らませることによって内側かつ底部にバージン材VMを配置したプラスチック容器PBを成形することができる。これによって、高品質を確保できるように、すなわち容器に注入する飲料等の内容物に及ぼす影響を抑制または防止し、かつ、容器の強度を確保できるようにリサイクル材RCとバージン材VMとを併用したプラスチック容器PBを製造することができる。
(第2のプリフォーム102)
図3に示すように、第1のプランジャ34は、第1のディストリビュータ60および第2のディストリビュータ64を介して第2のプランジャ40と接続されている。このため、第2のプランジャ40側のバージン材VMを第1のプランジャ34側へ流すことができ、第1のプランジャ34のリサイクル材RCと混合させることによって混合材MXを作り出すことができる。
図3に示すように、第1のプランジャ34は、第1のディストリビュータ60および第2のディストリビュータ64を介して第2のプランジャ40と接続されている。このため、第2のプランジャ40側のバージン材VMを第1のプランジャ34側へ流すことができ、第1のプランジャ34のリサイクル材RCと混合させることによって混合材MXを作り出すことができる。
ここでは、第3のディストリビュータ62を調整、すなわちスライドすることで、第1のプランジャ34と第1のスプルランナ44とが接続され、第2のプランジャ40と第2のスプルランナ46とが接続されている。はじめに、図9(a)に示すように、ステム50を射出口48側へスライドさせることによって、第1の射出経路52を塞ぐ。この状態で、第2のプランジャ40の側で作り出されたバージン材VMを加圧し、第2の射出経路54から金型M(図3参照)へ射出する。射出されたバージン材VMは、最初に金型Mの内側部分に接触し、この接触した部分が冷却されて固まる。このため、続いて射出されたバージン材VMは、この部分を起点に金型Mの内側に沿って流れる。
つぎに、図9(b)に示すように、ステム50をホットランナ26側へスライドさせることによって、第1の射出経路52が開放される。この状態で、第2のプランジャ40の加圧を停止すると共に、第1のプランジャ34によって混合材MXを加圧すると、第1の射出経路52から混合材MXだけを金型Mへ射出させることができる。このため、図9(c)に示すように、内側かつ底部にバージン材VMが配置された第2のプリフォーム102を構成することができる。さらに、図9(d)に示すように、このようにして構成された第2のプリフォーム102を延伸ブロー成形で膨らませることによって内側かつ底部にバージン材VMを配置したプラスチック容器PBを成形することができる。これによって、高品質を確保できるように、すなわち容器に注入する飲料等の内容物に及ぼす影響を抑制または防止し、かつ、容器の強度を確保できるようにリサイクル材RCとバージン材VMとを併用したプラスチック容器PBを製造することができる。
(第3のプリフォーム103および第4のプリフォーム104)
ここでは、第3のディストリビュータ62をスライドさせることによって、第1のプランジャ34と第2のスプルランナ46とが接続され、第2のプランジャ40と第1のスプルランナ44とが接続されている。はじめに、図10(a)に示すように、ステム50を射出口48側へスライドさせることによって、第1の射出経路52を塞ぐ。この状態で、第1のプランジャ34側のリサイクル材RCを加圧し、第2の射出経路54から金型M(図3参照)へ大量に射出する。大量に射出されたリサイクル材RCは、金型Mの内側部分に接触しても固まることなく、金型Mの奥へと流れる。
ここでは、第3のディストリビュータ62をスライドさせることによって、第1のプランジャ34と第2のスプルランナ46とが接続され、第2のプランジャ40と第1のスプルランナ44とが接続されている。はじめに、図10(a)に示すように、ステム50を射出口48側へスライドさせることによって、第1の射出経路52を塞ぐ。この状態で、第1のプランジャ34側のリサイクル材RCを加圧し、第2の射出経路54から金型M(図3参照)へ大量に射出する。大量に射出されたリサイクル材RCは、金型Mの内側部分に接触しても固まることなく、金型Mの奥へと流れる。
つぎに、図10(b)に示すように、ステム50をホットランナ26側へスライドさせることによって、第1の射出経路52が開放される。この状態で、第1のプランジャ34の加圧を停止すると共に、第2のプランジャ40によってバージン材VMを加圧すると、第1の射出経路52からバージン材VMだけを金型Mへ射出させることができる。このため、図10(c)に示されるように、リサイクル材RCが金型Mの奥へと押し流されるため、底部にバージン材VMが配置され、上部にはリサイクル材RCが配置された第3のプリフォーム103を構成することができる。また、第1のプランジャ34側で混合材MXを作り出し、これを金型Mへ射出することによって、底部にバージン材VMが配置され、上部には混合材MXが配置された第4のプリフォーム104を構成することができる。さらに、図10(d)および(f)に示すように、第3のプリフォーム103および第4のプリフォーム104を延伸ブロー成形で膨らませることによって底部にバージン材VMを配置したプラスチック容器PBを成形することができる。これによって、高品質を確保できるようにリサイクル材RCとバージン材VMとを併用したプラスチック容器PBを製造することができる。
また、第3のプリフォーム103の変形例103Aを図11(a)に示す。変形例103Aでは、上部にリサイクル材RCが配置され、底部にはリサイクル材RC(内側)とバージン材VM(外側)との二層構造が形成されている。変形例103Aを延伸ブロー成形で膨らませて得られるプラスチック容器PB(図11(b))では、底部の内側にリサイクル材RCが配置され、底部の外側にバージン材VMが配置されている。底部の強度を高めるという観点からは、第3のプリフォーム103のように底部の全部をバージン材VMにするほか、変形例103Aのように底部を部分的にバージン材VMとする構成も採用できる。なお、第4のプリフォーム104の変形例104A(図11(c))、および、これから得られるプラスチック容器PB(図11(d))、についても同様である。
(第5のプリフォーム105)
図12には、射出経路を単一にしたノズルとしての単一ノズル90を使用した射出方法を示す。単一ノズル90には、第1の射出経路92だけが形成されており、第1の射出経路92は、第1のスプルランナ44および/または第2のスプルランナ46と接続され、第1のプランジャ34および/または第2のプランジャ40側で作り出された混合材MXを射出することができる。
図12には、射出経路を単一にしたノズルとしての単一ノズル90を使用した射出方法を示す。単一ノズル90には、第1の射出経路92だけが形成されており、第1の射出経路92は、第1のスプルランナ44および/または第2のスプルランナ46と接続され、第1のプランジャ34および/または第2のプランジャ40側で作り出された混合材MXを射出することができる。
このため、図12(a)から(c)に示すように、使用目的に応じてバージン材VMの配合が調整された混合材MXで第5のプリフォーム105を構成することができる。さらに、図12(d)に示すように、第5のプリフォーム105を延伸ブロー成形で膨らませることによって混合材MXを配置したプラスチック容器PBを成形することができる。これによって、高品質を確保できるようにリサイクル材RCとバージン材VMとを併用したプラスチック容器PBを製造することができる。
〔本実施形態の作用効果〕
続いて、第1実施形態に係る製造システム10の作用および効果を以下に説明する。
続いて、第1実施形態に係る製造システム10の作用および効果を以下に説明する。
本実施形態に係る製造システム10によれば、リサイクル材RCを溶融するための第1の可塑化装置32と、バージン材VMを溶融するための第2の可塑化装置38と、これらにおいて溶融されたリサイクル材RCおよびバージン材VMを加圧するための第1のプランジャ34および第2のプランジャ40と、を備える。また、第1のプランジャ34および第2のプランジャ40と配管を介して接続され、これらによって加圧されたリサイクル材RCおよびバージン材VMが通過する流路が形成された第1のスプルランナ44と、金型装着部28に設置された金型Mと接続され、第1のスプルランナ44から流入するリサイクル材RCおよびバージン材VMを金型Mへ射出するノズル42と、を有するホットランナ26を備える。このため、リサイクル材RCとバージン材VMのように物性が異なるために溶融に必要な加熱時間や加熱温度の異なる材料を個別に溶融させることができる。これによって、リサイクル材RCおよびバージン材VMの品質を確保したうえで高品質のプラスチック容器PBを製造することができる。
また、本実施形態に係る製造システム10によれば、第1の可塑化装置32および第2の可塑化装置38から流れるリサイクル材RCおよび/若しくはバージン材VMを通過させ、または、遮断する第1のディストリビュータ60および第2のディストリビュータ64を備える。このため、射出成形するプラスチック容器PBの部位に応じて第1のプランジャ34および第2のプランジャ40によって押し出される溶融材料の量を調整することができる。これによって、プラスチック容器PBの部位に応じて溶融材料の使い分けをすることができ、高品質のプラスチック容器PBを製造することができる。
さらに、本実施形態に係る製造システム10によれば、複合材料のうちの少なくとも1つにリサイクル材RCを用いることができる。このため、リサイクル材RCとこれとは物性が異なる他の材料とを組み合わせて高品質のプラスチック容器PBを製造することができる。
また、本実施形態に係る製造システム10によれば、第1のディストリビュータ60と第1のスプルランナ44との間に配置されると共に、第2の可塑化装置38および第2のプランジャ40と配管を介して接続され、リサイクル材RCおよびバージン材VMを通過させ、または、遮断する第3のディストリビュータ62を備える。このため、第1のディストリビュータ60から第1のスプルランナ44へ流れるリサイクル材RCおよびバージン材VM、並びに、第2のプランジャ40から第1のスプルランナ44へ流れるリサイクル材RCおよびバージン材VMの量を調整することができる。また、第3のディストリビュータ62は、ホットランナ26の第2のスプルランナ46と配管を介して接続されている。このため、第1のディストリビュータ60から第2のスプルランナ46へ流れるリサイクル材RCおよびバージン材VM、並びに、第2のプランジャ40から第2のスプルランナ46へ流れるリサイクル材RCおよびバージン材VMの量を調整することができる。これによって、異なる溶融材料を第1のスプルランナ44および第2のスプルランナ46を介して射出することができ、プラスチック容器PBの部位に応じて溶融材料の使い分けをすることができるため、高品質のプラスチック容器PBを製造することができる。
さらに、本実施形態に係る製造システム10によれば、第1のスプルランナ44および第2のスプルランナ46と第3のディストリビュータ62との間の配管内にそれぞれ配置され、外側部に突起56aが形成された円柱形状の静止型混合器56を備える。このため、第3のディストリビュータ62を経由して第1のスプルランナ44および第2のスプルランナ46へ流れるリサイクル材RCおよびバージン材VMを静止型混合器56の外側部の突起56aによって攪拌することができる。このため、混合材MXを均質にした状態で第1のスプルランナ44および第2のスプルランナ46へ流すことができる。これによって、高品質のプラスチック容器PBを製造することができる。
また、本実施形態に係る製造システム10によれば、第2の可塑化装置38および第2のプランジャ40と配管を介して接続され、バージン材VMを第1のディストリビュータ60または第3のディストリビュータ62へ向けて通過させ、または、遮断する第2のディストリビュータ64を備える。このため、射出成形するプラスチック容器PBの部位に応じて第2のプランジャ40によって押し出される溶融材料の量を調整することができる。これによって、プラスチック容器PBの部位に応じて溶融材料の使い分けをすることができ、高品質のプラスチック容器PBを製造することができる。
また、本実施形態に係る製造システム10によれば、ホットランナ26は、ノズル42を開閉するためのステム50と、ノズル42を作動するためのサーボモータ58と、サーボモータ58を配置するための制御プレート26bと、を備える。このため、ステム50を作動させてノズル42を開閉することによって、第1のスプルランナ44および第2のスプルランナ46を経由して射出されるリサイクル材RCおよびバージン材VMの量を調整することができる。これによって、プラスチック容器PBの部位に応じてリサイクル材RCおよびバージン材VMの使い分けをすることができるため、高品質のプラスチック容器PBを製造することができる。
また、本実施形態に係る製造システム10によれば、製造システム10は、成形機14と、リサイクル材RCを除染する除染機20と、を備える。このため、汚染物質が付着したリサイクル材RCを除染した上で高品質なプラスチック容器PBを製造することができる。
以上の説明のとおり、本実施形態に係る製造システム10によって、高品質を確保できるようにリサイクル材RCとバージン材VMとの複合材料によるプラスチック容器PBを製造することができる。
なお、ここでは、プランジャとして第1のプランジャ34および第2のプランジャ40が用いられるものとして説明したが、これに限らず、プランジャは1つに集約されてもよく、また、3つ以上用いられてもよい。
〔第3のディストリビュータの変形例〕
図13に示すように、本変形例に係る第3のディストリビュータ63は、円柱状に形成された本体部63aの内部に、リサイクル材RCおよびバージン材VMを流通させるための第1流路63b、第2流路63c、第3流路63dおよび第4流路63eが径方向に沿って形成されている。また、第3のディストリビュータ63は、その軸方向に沿ってスライド可能とされている。第1流路63bと第2流路63cとは、本体部63aの軸方向に沿って見たときに互いに直交する直線状に形成されている。このため、リサイクル材RCおよび/またはバージン材VMを第1のスプルランナ44および第2のスプルランナ46の一方へ流すことができ、本体部63aを軸方向回りに90度回転させることによって第1のスプルランナ44および第2のスプルランナ46の他方へ流すことができる。また、第3流路63dおよび第4流路63eは、第1のプランジャ34または第2のプランジャ40からのリサイクル材RCまたはバージン材VMの一方だけを第1のスプルランナ44または第2のスプルランナ46へ流すために本体部63aの軸中心を通らないカーブした形状の流路とされている。
図13に示すように、本変形例に係る第3のディストリビュータ63は、円柱状に形成された本体部63aの内部に、リサイクル材RCおよびバージン材VMを流通させるための第1流路63b、第2流路63c、第3流路63dおよび第4流路63eが径方向に沿って形成されている。また、第3のディストリビュータ63は、その軸方向に沿ってスライド可能とされている。第1流路63bと第2流路63cとは、本体部63aの軸方向に沿って見たときに互いに直交する直線状に形成されている。このため、リサイクル材RCおよび/またはバージン材VMを第1のスプルランナ44および第2のスプルランナ46の一方へ流すことができ、本体部63aを軸方向回りに90度回転させることによって第1のスプルランナ44および第2のスプルランナ46の他方へ流すことができる。また、第3流路63dおよび第4流路63eは、第1のプランジャ34または第2のプランジャ40からのリサイクル材RCまたはバージン材VMの一方だけを第1のスプルランナ44または第2のスプルランナ46へ流すために本体部63aの軸中心を通らないカーブした形状の流路とされている。
第3のディストリビュータ63は、第1のディストリビュータ60から第1のスプルランナ44へ流れるリサイクル材RCおよびバージン材VM、並びに、第2のプランジャ40から第1のスプルランナ44へ流れるリサイクル材RCおよびバージン材VMの量を調整することができる。また、第3のディストリビュータ63は、第1のディストリビュータ60から第2のスプルランナ46へ流れるリサイクル材RCおよびバージン材VM、並びに、第2のプランジャ40から第2のスプルランナ46へ流れるリサイクル材RCおよびバージン材VMの量を調整することができる。これによって、異なる溶融材料を異なる第1のスプルランナ44および第2のスプルランナ46を介して射出することができ、プラスチック容器PBの部位に応じて溶融材料の使い分けをすることができるため、高品質のプラスチック容器PBを製造することができる。
〔ステムの調節装置の変形例〕
上記の実施形態では、ステム50を動作させるための調節装置としてサーボモータ58が設けられている例について説明した。以下では、かかる調節装置の変形例について説明する。
上記の実施形態では、ステム50を動作させるための調節装置としてサーボモータ58が設けられている例について説明した。以下では、かかる調節装置の変形例について説明する。
図14(a)に示すように、本変形例に係るホットランナ26は、パッキンプレート26aとマニホールド26cとの内部に制御プレート26bおよびオイルプレート26eを挟み込んで構成されている。また、図14(b)に示すように、制御プレート26bにはステム50の変位を検出するための磁気式変位計94が配置され、オイルプレート26eはステム50をスライドさせるために油圧によって駆動機構96を作動できるように構成されている。また、磁気式変位計94および駆動機構96は、制御装置30を介して連動するように構成されている。
ホットランナ26は、ステム50の変位を検出する磁気式変位計94と、磁気式変位計94と接続され、油圧によって駆動機構96を作動させるためのオイルプレート26e(油圧装置の例である。)と、を備える。このため、磁気式変位計94によって検出されたステム50の変位を確認しながらノズル42の開閉を調整し、この結果、第1のスプルランナ44および第2のスプルランナ46を経由して射出されるリサイクル材RCおよびバージン材VMの量を調整することができる。これによって、プラスチック容器PBの部位に応じて射出する溶融材料の使い分けをすることができるため、高品質のプラスチック容器PBを製造することができる。
〔別実施形態〕
図15に示す別実施形態では、上記の実施形態に係る製造システム10に、第3の射出部70が加えられている。第3の射出部70は、ペレット状の混合材MXが投入されるホッパ76と、第3の可塑化装置78と、を有する。第3の可塑化装置78は、その筐体78aの内部に長さ方向に沿って延在された図示しないスクリュを有しており、ヒータによって加熱されている。第3の可塑化装置78の先端部は第1の可塑化装置32と配管を介して接続されており、第1の可塑化装置32に対して混合材MXを供給できる。これによって、第1の可塑化装置32において、除染機20から供給されたリサイクル材RCと、第3の可塑化装置78から供給された混合材MXとを混合できる。
図15に示す別実施形態では、上記の実施形態に係る製造システム10に、第3の射出部70が加えられている。第3の射出部70は、ペレット状の混合材MXが投入されるホッパ76と、第3の可塑化装置78と、を有する。第3の可塑化装置78は、その筐体78aの内部に長さ方向に沿って延在された図示しないスクリュを有しており、ヒータによって加熱されている。第3の可塑化装置78の先端部は第1の可塑化装置32と配管を介して接続されており、第1の可塑化装置32に対して混合材MXを供給できる。これによって、第1の可塑化装置32において、除染機20から供給されたリサイクル材RCと、第3の可塑化装置78から供給された混合材MXとを混合できる。
図16に示す別実施形態は、図15の別実施形態から第2の射出部24が省略された構成を有する。このように、本発明に係る射出成形装置を、第1の可塑化装置(第1の可塑化装置32)、第2の可塑化装置(第3の可塑化装置78)、プランジャ(第1のプランジャ34)、およびディストリビュータ(第1のディストリビュータ60)を有する射出部(第1の射出部22)を備える構成により実施してもよい。この場合、第1のプランジャ34の姿勢として、第1の可塑化装置とプランジャとが流体連通している姿勢、第2の可塑化装置とプランジャとが流体連通している姿勢、および、プランジャとホットランナとが流体連通している姿勢、が選択可能であればよい。これによって、プランジャにおいて二種類の材料を任意の比率で混合できる。
その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。
本発明は、たとえばプリフォームの製造に利用できる。
10 :製造システム
12 :前処理部
14 :成形機
16 :原料前処理部
18 :押出機
20 :除染機
22 :第1の射出部
24 :第2の射出部
26 :ホットランナ
26a :パッキンプレート
26b :制御プレート
26c :マニホールド
26d :スプリューブッシュ
26e :オイルプレート
28 :金型装着部
30 :制御装置
32 :第1の可塑化装置
32a :筐体
34 :第1のプランジャ
34a :第1のピストン
36 :ホッパ
38 :第2の可塑化装置
38a :筐体
40 :第2のプランジャ
40a :第2のピストン
42 :ノズル
44 :第1のスプルランナ
46 :第2のスプルランナ
48 :射出口
50 :ステム
52 :第1の射出経路
54 :第2の射出経路
56 :静止型混合器
56a :突起
58 :サーボモータ
60 :第1のディストリビュータ
60a :本体部
60b :第1流路
60c :第2流路
60d :第3流路
62 :第3のディストリビュータ
62a :貫通穴
62b :貫通穴
62c :貫通穴
62d :貫通穴
63 :第3のディストリビュータ
63a :本体部
63b :第1流路
63c :第2流路
63d :第3流路
63e :第4流路
64 :第2のディストリビュータ
65 :配管
70 :第3の射出部
76 :ホッパ
78 :第3の可塑化装置
78a :筐体
90 :単一ノズル
92 :第1の射出経路
94 :磁気式変位計
96 :駆動機構
M :金型
100 :プリフォーム
100a :口部
100b :円筒状胴部
100c :底部
101 :第1のプリフォーム
102 :第2のプリフォーム
103 :第3のプリフォーム
104 :第4のプリフォーム
105 :第5のプリフォーム
MX :混合材
RC :リサイクル材
VM :バージン材
PB :プラスチック容器
12 :前処理部
14 :成形機
16 :原料前処理部
18 :押出機
20 :除染機
22 :第1の射出部
24 :第2の射出部
26 :ホットランナ
26a :パッキンプレート
26b :制御プレート
26c :マニホールド
26d :スプリューブッシュ
26e :オイルプレート
28 :金型装着部
30 :制御装置
32 :第1の可塑化装置
32a :筐体
34 :第1のプランジャ
34a :第1のピストン
36 :ホッパ
38 :第2の可塑化装置
38a :筐体
40 :第2のプランジャ
40a :第2のピストン
42 :ノズル
44 :第1のスプルランナ
46 :第2のスプルランナ
48 :射出口
50 :ステム
52 :第1の射出経路
54 :第2の射出経路
56 :静止型混合器
56a :突起
58 :サーボモータ
60 :第1のディストリビュータ
60a :本体部
60b :第1流路
60c :第2流路
60d :第3流路
62 :第3のディストリビュータ
62a :貫通穴
62b :貫通穴
62c :貫通穴
62d :貫通穴
63 :第3のディストリビュータ
63a :本体部
63b :第1流路
63c :第2流路
63d :第3流路
63e :第4流路
64 :第2のディストリビュータ
65 :配管
70 :第3の射出部
76 :ホッパ
78 :第3の可塑化装置
78a :筐体
90 :単一ノズル
92 :第1の射出経路
94 :磁気式変位計
96 :駆動機構
M :金型
100 :プリフォーム
100a :口部
100b :円筒状胴部
100c :底部
101 :第1のプリフォーム
102 :第2のプリフォーム
103 :第3のプリフォーム
104 :第4のプリフォーム
105 :第5のプリフォーム
MX :混合材
RC :リサイクル材
VM :バージン材
PB :プラスチック容器
Claims (15)
- 第1の可塑化装置、第1のプランジャ、ならびに、前記第1の可塑化装置および前記第1のプランジャと接続されている第1のディストリビュータ、を有する第1の射出部と、
第2の可塑化装置、第2のプランジャ、ならびに、前記第2の可塑化装置および前記第2のプランジャと接続されている第2のディストリビュータ、を有する第2の射出部と、
金型装着部と、
前記第1の射出部および前記第2の射出部と流体連通するホットランナと、を備え、
前記第1のディストリビュータの姿勢として、前記第1の可塑化装置と前記第1のプランジャとが流体連通している姿勢、および、前記第1のプランジャと前記ホットランナとが流体連通している姿勢、が選択可能であり、
前記第2のディストリビュータの姿勢として、前記第2の可塑化装置と前記第2のプランジャとが流体連通している姿勢、および、前記第2のプランジャと前記ホットランナとが流体連通している姿勢、が選択可能であり、
前記ホットランナが、第1のスプルランナと、第2のスプルランナと、ノズルと、を有し、
前記ノズルが、前記第1のスプルランナおよび前記第2のスプルランナと流体連通するとともに、前記金型装着部に装着された金型と流体連通できるように設けられている射出成形装置。 - 前記第1のディストリビュータと前記第2のディストリビュータとが接続されており、
前記第1のディストリビュータおよび前記第2のディストリビュータの姿勢として、前記第1のプランジャと、前記第2の可塑化装置および前記第2のプランジャの少なくとも一つと、が流体連通している姿勢を選択可能である請求項1に記載の射出成形装置。 - 前記第1のプランジャおよび前記第2のプランジャの動作を制御可能な制御装置をさらに備える請求項1に記載の射出成形装置。
- 前記第1のディストリビュータと前記ホットランナとの間の流路に設けられた第1の流量計と、
前記第2のディストリビュータと前記ホットランナとの間の流路に設けられた第2の流量計と、をさらに備え、
前記制御装置が、前記第1の流量計の指示値および前記第2の流量計の指示値に基づいて、前記第1のプランジャおよび前記第2のプランジャの動作を制御できる請求項3に記載の射出成形装置。 - 前記第1のプランジャのピストンの変位を検出可能な第1の変位計と、
前記第2のプランジャのピストンの変位を検出可能な第2の変位計と、をさらに備え、
前記制御装置が、前記第1の変位計の指示値および前記第2の変位計の指示値に基づいて、前記第1のプランジャおよび前記第2のプランジャの動作を制御できる請求項3に記載の射出成形装置。 - 前記ホットランナが、前記ノズルを開閉可能なステムと、当該ステムの位置を調節可能な調節装置と、を有する請求項1~5のいずれか一項に記載の射出成形装置。
- 前記調節装置が、サーボモータを有し、当該サーボモータの回転数に基づいて前記ステムの位置を調節するように構成されている請求項6に記載の射出成形装置。
- 前記調節装置が、磁気式変位計と、前記ステムを移動させることができる油圧装置と、を有し、前記磁気式変位計の指示値に基づいて前記油圧装置が制御される請求項6に記載の射出成形装置。
- 前記第1の射出部および前記第2の射出部と、前記ホットランナと、の間に設けられた第3のディストリビュータをさらに備え、
前記第3のディストリビュータの姿勢として、
前記第1の射出部と前記第1のスプルランナとが流体連通し、前記第2の射出部と前記第2のスプルランナとが流体連通している姿勢、および、
前記第1の射出部と前記第2のスプルランナとが流体連通し、前記第2の射出部と前記第1のスプルランナとが流体連通している姿勢、が選択可能である請求項1に記載の射出成形装置。 - 前記第1のプランジャと前記ホットランナとの間の流路に設けられた静止型混合器をさらに備える請求項1に記載の射出成形装置。
- 第3の可塑化装置をさらに備え、
前記第1のディストリビュータの姿勢として、前記第3の可塑化装置と前記第1のプランジャとが流体連通している姿勢をさらに選択可能である請求項1に記載の射出成形装置。 - 前記第1の可塑化装置に対して溶融状態の樹脂を供給可能な原料供給部が設けられている請求項1に記載の射出成形装置。
- 前記原料供給部が、再利用材を溶融させて押し出すことができる押出機と、前記再利用材に含まれる異物を除去できる除染機と、を含む請求項12に記載の射出成形装置。
- 前記再利用材として、フレーク状の再利用材を使用できる請求項13に記載の射出成形装置。
- 第1の可塑化装置、第2の可塑化装置、プランジャ、およびディストリビュータを有する射出部と、
金型装着部と、
前記射出部と流体連通するホットランナと、を備え、
前記ディストリビュータの姿勢として、前記第1の可塑化装置と前記プランジャとが流体連通している姿勢、前記第2の可塑化装置と前記プランジャとが流体連通している姿勢、および、前記プランジャと前記ホットランナとが流体連通している姿勢、が選択可能であり、
前記ホットランナが、第1のスプルランナと、第2のスプルランナと、ノズルと、を有し、
前記ノズルが、前記第1のスプルランナおよび前記第2のスプルランナと流体連通するとともに、前記金型装着部に装着された金型と流体連通できるように設けられている射出成形装置。
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JPH10138292A (ja) * | 1996-11-01 | 1998-05-26 | Univ Brunel | 成形品の製造方法及び同方法により製造された成形品 |
JP2012116047A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Takiron Co Ltd | 射出成形方法及び射出成形装置 |
-
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Patent Citations (3)
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