JP2009298074A - 材料混合供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２種類又は３種類以上の樹脂材料を所定の混合比率で混合して供給することができる材料混合供給装置を提供する。
【解決手段】樹脂成形機の材料押出機１の材料投入口２に複数種類の樹脂材料を所定の混合比率で混合して供給する。材料投入口２に連通して接続される材料混合通路５を有する材料混合筒６と、材料混合筒６の外周囲に放射状に配置され、複数種類の樹脂材料をそれぞれ個別に計量して材料混合通路５に放出する複数の材料計量供給装置１１、１２、１３とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、射出成形機等の樹脂成形機の材料押出機の材料投入口に複数種類の樹脂材料を所定の混合比率で混合して供給する材料混合供給装置に関する。

従来、材料混合供給装置においては、例えば、特許文献１に開示されている。
これにおいては、ナチュラル材（Ｎ材ともいう）を貯留するＮ材ホッパータンクと、このＮ材ホッパータンクの下部に設けられ、マスターバッチ材の自動計量装置の材料排出管と、このＮ材ホッパータンクから排出されるナチュラル材を排出する排出管とを合流させる共通連通部から構成され、この共通連通部の排出側が、樹脂成形機の材料供給口に接続されている。
また、マスターバッチ材の自動計量装置の計量室内にローターが回転可能に配置される。計量ローターの外周面にはペレット状のマスターバッチ材の粒寸法に対応した孔寸法の吸着孔が設けられる。そして、計量ローターの吸着孔にマスターバッチ材が一粒だけ吸着されて計量がなされながら計量ローターの回転に基づいてマスターバッチ材が所定位置まで移送されて放出されるようになっている。
特開２０００−１７６９３９号公報

ところで、前記従来のものにおいては、ナチュラル材とマスターバッチ材との２種類の樹脂材料を所定の混合比率で混合して材料押出機の材料投入口に供給するができるが、３種類以上の樹脂材料を所定の混合比率で混合して材料押出機の材料投入口に供給することは困難である。

この発明の目的は、前記従来の問題点に鑑み、２種類又は３種類以上の樹脂材料を所定の混合比率で混合して供給することができる材料混合供給装置を提供することである。

前記目的を達成するために、この発明の請求項１に係る材料混合供給装置は、材料押出機の材料投入口に複数種類の樹脂材料を所定の混合比率で混合して供給する材料混合供給装置であって、
材料投入口に連通して接続される材料混合通路を有する材料混合筒と、
前記材料混合筒の外周囲に放射状に配置され、複数種類の樹脂材料をそれぞれ個別に計量して前記材料混合通路に放出する複数の材料計量供給装置とを備えていることを特徴とする。

前記構成によると、材料混合筒の外周囲に、２種類又は３種類以上の樹脂材料に対応する数の材料計量供給装置を放射状に配置することによって、材料押出機の材料投入口に２種類又は３種類以上の樹脂材料を所定の混合比率で混合して供給することができる。

請求項２に係る材料混合供給装置は、請求項１に記載された材料混合供給装置であって、
複数の材料計量供給装置は、それぞれ異なる樹脂材料を貯留する材料ホッパと、
前記材料ホッパの下端に連通して配置された計量容器と、
前記計量容器内に回転可能に配設された計量ホイールとを備えてユニット化された材料計量供給ユニットによって構成され、
前記各材料計量供給ユニットのそれぞれの計量ホイールの周速に比例してそれぞれ異なる樹脂材料を材料混合通路に放出する構成にしてあることを特徴とする。

前記構成によると、複数の材料計量供給装置をユニット化された材料計量供給ユニットによって構成することで、異なる樹脂材料毎にそれぞれ専用の材料計量供給装置を製作する必要がなく、異なる樹脂材料であっても材料計量供給ユニットを共通化して使用することができ、コスト低減に効果が大きい。

この発明を実施するための最良の形態について実施例にしたがって説明する。

〔実施例１〕
この発明の実施例１を図１〜図５にしたがって説明する。
図１はこの発明の実施例１に係る複数の材料計量供給装置を備えた材料混合供給装置全体を示す縦断面図である。図２は材料混合供給装置の材料混合筒と複数の材料計量供給装置との関係を示す平断面図である。図３は材料計量供給装置としての材料計量供給ユニットを示す縦断面図である。図４は材料計量供給ユニットの計量容器の材料保留空間に対し開閉部材が閉鎖位置に配置された状態を示す縦断面図である。図５は材料計量供給ユニットの計量容器の材料保留空間に対し開閉部材が開放位置に配置された状態を示す縦断面図である。

図１と図２に示すように、この実施例１に係る材料混合供給装置は、射出成型機に対応する材料押出機１の所定位置に設けられた材料投入口２に臨んで設置され、複数種類の樹脂材料を所定の混合比率で混合して供給する。
材料混合供給装置は、材料押出機１の材料投入口２の上方に直立状に接続される接続筒３と、この接続筒３の上端に連通して接続され、かつ材料混合通路５を有する材料混合筒６と、この材料混合筒６に複数種類、例えば、ナチュラル材（添加剤などが配合されていない樹脂材料）、マスターバッチ材（ナチュラル材と同等の樹脂材料と着色剤と、その他添加剤が設定の割合で配合された材料）及びリサイクル材（成形品の成形によって発生するゲート、スプル、ランナー等や廃棄樹脂製品の粉砕材）をそれぞれ計量して供給するためにユニット化された第１〜第３の材料計量供給ユニット（この発明の材料計量供給装置に相当する）１１、１２、１３を備えている。

この実施例１において、材料混合筒６は、上下に分割構成され、下側筒部分６ａの下端には、接続筒３の上端に接続される下端フランジ７ａが配置され、下側筒部分６ａの上端には中間フランジ７ｂが配置されている。
また、上側筒部分６ｂの下端は中間フランジ７ｂに支持され、上側筒部分６ｂの上端には、天蓋７ｃが配置されている。
さらに、下端フランジ７ａと中間フランジ７ｂは、下側筒部分６ａの外周に配置された複数の支柱８によって連結され、中間フランジ７ｂと天蓋７ｃは、上側筒部分６ｂの外周に配置された複数の支柱９によって連結されている。そして、天蓋７ｃの上面中心部には、アイボルト等の吊下具４が取り付けられている。
また、中間フランジ７ｂ上には、単数又は複数の取付盤１０がボルト等によって着脱交換可能に取り付けられており、この取付盤１０上には、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３を材料混合筒６を中心とする放射状をなして装着されている。

材料混合筒６の下側筒部分６ａ及び上側筒部分６ｂの筒内には、材料混合通路５が一直線に連通して形成されている。また、材料混合筒６の材料混合通路５を通過する各樹脂材料を外部から視認可能に、下側筒部分６ａ及び上側筒部分６ｂは透明部材によって形成されることが好ましく、さらに、静電気の影響を受けにくい透明ガラス材によって形成されることが望ましい。
また、上側筒部分６ｂには、次に詳述する第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の各材料供給シュート６５が挿通される貫通孔が形成されている。

図３に示すように、第１の材料計量供給ユニット１１は、材料ホッパ２０と、計量容器３０と、計量ホイール４０と、材料供給シュート６５と、開閉部材７０と、材料排出シュート７５とを備えてユニット化されている。
材料ホッパ２０は、材料供給ダクト（図示しない）を通して移送される樹脂材料としてのマスターバッチ材を保留すると共に、材料ホッパ２０の下端には、保留したマスターバッチ材を次に詳述する計量容器３０に向けて流下させる材料落下口２１が形成されている。

図３に示すように、計量容器３０は、方形箱形状に形成され、その下端部において取付盤１０上にボルト等によって取り付けられている。
計量容器３０内には、円筒状の計量ホイール４０が回転可能に配置されており、この計量ホイール４０は、駆動モータ４５を駆動源として回転されるようになっている（図２参照）。
さらに、図４に示すように、計量ホイール４０の外周面には、ローレット加工等によって凹凸面をなす材料送り面４０ａが形成されている。そして、計量ホイール４０の回転動作によって樹脂材料としてのマスターバッチ材が次に述べる材料供給路６０に沿って移送されるようになっている。

図４に示すように、計量容器３０内の上部には、材料ホッパ２０の材料落下口２１から落下されたマスターバッチ材（樹脂材料）を計量ホイール４０の上部外周面で受けて保留する材料保留空間５０が設けられている。
また、計量容器３０内の上部から片側中間にわたる部分には、計量ホイール４０の外周面との間に材料供給路６０を構成する円弧状の通路壁６２を有する案内部材６１が配置されている。
さらに、図３に示すように、材料供給路６０の一端は材料保留空間５０に連通し、同材料供給路６０の他端には、基端から先端に向けて所定角度（マスターバッチ材が自重によって流下可能な角度）をもって下傾する材料供給シュート６５が配置されている。この材料供給シュート６５の基端部は計量容器３０のフレームに固定され、先端部は、材料混合筒６の上側筒部分６ｂの貫通孔を通して上側筒部分６ｂの内部に突入されている。
そして、計量ホイール４０の周速に比例して材料保留空間５０内のマスターバッチ材を材料供給路６０に沿って移送した後、材料供給シュート６５を経て材料混合筒６の上側筒部分６ｂの内部（材料混合通路５）に供給するようになっている。

図４に示すように、計量容器３０内の材料保留空間５０は、計量ホイール４０の回転中心を通る鉛直線Ｌよりも材料供給路６０と反対側に位置する部分に設定されている。そして、計量容器３０には、材料保留空間５０内のマスターバッチ材（樹脂材料）を計量ホイール４０の外周面に沿って流下させる排出経路６８が設けられている。
排出経路６８には、図５に示すように、排出経路６８を開く開放位置と、図４に示すように、排出経路６８を閉じる閉鎖位置とに配置切換可能な開閉部材７０が配設されている。

この実施例１において、開閉部材７０は、計量容器３０の上板の片側に延長された延長部分の下面にボルト７２と長孔７３によって開閉方向（図４において左右方向）へスライド可能に取り付けられている。
さらに、この実施例１において、開閉部材７０の先端側下面は、計量ホイール４０の外周面に沿う傾斜面（又は円弧面）７０ａをなしかつ計量ホイール４０の外周面と協働して排出経路６８を開閉可能に構成している。
そして、開閉部材７０が閉鎖位置に配置されたときには、その先端部７０ｂ及び傾斜面７０ａが計量ホイール４０の外周面に接近して排出経路６８を閉じ、図５に示すように、開閉部材７０が開放位置に配置されたときには、先端部７０ｂ及び傾斜面７０ａが計量ホイール４０の外周面から所定量だけ離反して排出経路６８を開くように構成されている。

また、この実施例１において、計量容器３０には、排出経路６８の出口近傍において、材料排出シュート（この発明の排出案内部材に相当する）７５が傾斜状に配置されており、排出経路６８の出口を通過するマスターバッチ材（樹脂材料）を材料排出シュート７５によって所定位置まで流下案内するようになっている。

図１と図２に示すように、第２の材料計量供給ユニット１２及び第３の材料計量供給ユニット１３においても、第１の材料計量供給ユニット１１と同様にして構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
そして、第２の材料計量供給ユニット１２の材料ホッパ２０には樹脂材料としてのナチュラル材が材料供給ダクト（図示しない）を通して供給され、第３の材料計量供給ユニット１３の材料ホッパ２０には樹脂材料としてのリサイクル材が材料供給ダクト（図示しない）を通して供給されるようになっている。

また、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の各計量ホイール４０をそれぞれ個別に回転駆動する駆動モータ４５は、制御装置（図示しない）にそれぞれ接続されており、設定されたプログラムに基づいて作動制御されるようになっている。
例えば、マスターバッチ材と、ナチュラル材と、リサイクル材との混合比率を１：１：１の混合比率の混合材料を供給する際に、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の各計量ホイール４０のホイール外径が同じである場合、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の各計量ホイール４０の周速が同じになるように、制御装置によって第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の各駆動モータ４５が同速で作動制御される。
また、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の各計量ホイール４０のホイール外径がそれぞれ異なる場合には、各材料を等量に供給するために、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の各計量ホイール４０の周速が同じになるように各計量ホイール４０の回転数が制御される。

この実施例１に係る材料計量供給装置は上述したように構成される。
したがって、材料供給時には、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の各材料ホッパ２０内のマスターバッチ材と、ナチュラル材と、リサイクル材とがそれぞれの材料落下口２１から計量容器３０内の材料保留空間５０に流れ落ちた後、各計量ホイール４０の回転による送り作用によって各計量ホイール４０の周速に比例した量のマスターバッチ材と、ナチュラル材と、リサイクル材とがそれぞれの材料供給路６０に沿って移送される。その後、各樹脂材料は各材料供給シュート６５を経て材料混合筒６の上側筒部分６ｂの内部（材料混合通路５）に供給され、これによって、マスターバッチ材と、ナチュラル材と、リサイクル材とが設定された混合比率で混合されて混合樹脂材料となり材料混合筒６の材料混合通路５内を落下する。
その後、混合樹脂材料は、接続筒３内を落下して射出成型機に対応する材料押出機１の材料投入口２に投入される。

前記したように、材料混合筒６の外周囲に、マスターバッチ材と、ナチュラル材と、リサイクル材との３種類の樹脂材料に対応する数の第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３を放射状に配置することによって、材料押出機１の材料投入口２にマスターバッチ材と、ナチュラル材と、リサイクル材との３種類の樹脂材料を所定の混合比率で混合して供給することができる。
また、この実施例１において、ユニット化された第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３によって第１〜第３の材料計量供給装置を構成することで、異なる樹脂材料毎にそれぞれ専用の材料計量供給装置を製作する必要がなく、異なる樹脂材料であっても材料計量供給ユニットを共通化して使用することができ、コスト低減に効果が大きい。

また、この実施例１において、装置（射出成型機、材料押出機、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３等の装置）が故障したり、あるいは、第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３の材料ホッパ２０内のマスターバッチ材、ナチュラル材、リサイクル材の樹脂材料を他の樹脂材料と変更する場合などにおいて、例えば、第１の材料計量供給ユニット１１の材料ホッパ２０内のマスターバッチ材を取り出すときには、まず、ボルト７２を所定量だけ緩める。

次に、図５に示すように、開閉部材７０を、その長孔７３においてボルト７２に沿って開放方向へスライドして開放位置に配置させる。
すると、材料ホッパ２０の材料落下口２１から計量容器３０内の材料保留空間５０に流下されたマスターバッチ材が計量ホイール４０の外周面に沿う排出経路６８を流下する。
その後、マスターバッチ材は、排出経路６８の出口を経た後、排出案内部材としての材料排出シュート７５に案内されて所定の排出位置まで排出される。
このようにして、開閉部材７０を開放位置に配置させる簡単な操作によって材料ホッパ２０内及び計量容器３０の材料保留空間５０内のマスターバッチ材を容易にかつ迅速に排出することができる。
また、第２又は第３の材料計量供給ユニット１２、１３の材料ホッパ２０内のナチュラル材又はリサイクル材を取り出すときにも、前記と同様の操作によって各樹脂材料を容易にかつ迅速に取り出す（排出する）ことができる。

〔実施例２〕
次に、この発明の実施例２を図６にしたがって説明する。
図６は材料混合供給装置の材料混合筒の外周囲に第１〜第４の材料計量供給ユニットを放射状に配置した状態を示す平断面図である。
図６に示すように、この実施例２においては、材料混合筒１０６の上側筒部分１０６ｂに、第１〜第４の材料計量供給ユニット１１１、１１２、１１３、１１４の各材料供給シュート１６５が挿通される四つの貫通孔が９０度の角度を隔てて形成されている。
また、材料混合筒１０６の中間フランジ１０７ｂ上にボルト等によって着脱交換可能に取り付けられる取付盤１１０上に、マスターバッチ材、ナチュラル材、リサイクル材、及びその他第４の樹脂材料に対する第１〜第４の材料計量供給ユニット１１１、１１２、１１３、１１４が着脱可能に取り付けられる。
第１〜第４の材料計量供給ユニット１１１、１１２、１１３、１１４は、前記実施例１で述べた第１〜第３の材料計量供給ユニット１１、１２、１３と共通のユニットが使用され、第１〜第４の材料計量供給ユニット１１１、１１２、１１３、１１４の各材料供給シュート１６５が材料混合筒１０６の上側筒部分１０６ｂの各貫通孔に挿通される。
この実施例２のその他の構成は、実施例１と同様に構成されると共に、第１〜第４の材料計量供給ユニット１１１、１１２、１１３、１１４の各計量ホイール１４０をそれぞれ個別に回転駆動する駆動モータ１４５は、制御装置（図示しない）によって設定されたプログラムに基づいて作動制御されるようになっている。

したがって、この実施例２においては、材料供給時には、第１〜第４の材料計量供給ユニット１１１、１１２、１１３、１１４各材料ホッパ１２０内のマスターバッチ材と、ナチュラル材と、リサイクル材と、第４の樹脂材料とがそれぞれの材料落下口から計量容器内の材料保留空間に流れ落ちた後、各計量ホイール１４０の回転による送り作用によって各計量ホイール１４０の周速に比例した量のマスターバッチ材と、ナチュラル材と、リサイクル材と、第４の樹脂材料とがそれぞれの材料供給路に沿って移送された後、各材料供給シュート１６５を経て材料混合筒１０６の上側筒部分１０６ｂの内部（材料混合通路１０５）に供給され、これによって、マスターバッチ材と、ナチュラル材と、リサイクル材と、第４の樹脂材料とが設定された混合比率で混合されて混合樹脂材料となり材料混合筒６の材料混合通路１０５内を落下した後、材料押出機の材料投入口に投入される。

前記したように、この実施例２においては、材料混合筒１０６の外周囲に、マスターバッチ材と、ナチュラル材と、リサイクル材と、第４の樹脂材料との４種類の樹脂材料に対応する数の第１〜第４の材料計量供給ユニット１１１、１１２、１１３、１１４を放射状に配置することによって、材料押出機の材料投入口にマスターバッチ材と、ナチュラル材と、リサイクル材と、第４の樹脂材料との４種類の樹脂材料を所定の混合比率で混合して供給することができる。

なお、この発明は前記実施例１及び２に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない領域内において、種々なる形態で実施することもできる。
例えば、マスターバッチ材と、ナチュラル材との２種類の樹脂材料を所定の混合比率で混合して供給する場合においてもこの発明の材料混合供給装置を適応することが可能である。

この発明の実施例１に係る複数の材料計量供給装置を備えた材料混合供給装置全体を示す縦断面図である。 同じく材料混合供給装置の材料混合筒と複数の材料計量供給装置との関係を示す平断面図である。 同じく材料計量供給装置としての材料計量供給ユニットを示す縦断面図である。 同じく材料計量供給ユニットの計量容器の材料保留空間に対し開閉部材が閉鎖位置に配置された状態を示す縦断面図である。 同じく材料計量供給ユニットの計量容器の材料保留空間に対し開閉部材が開放位置に配置された状態を示す縦断面図である。 この発明の実施例２に係る材料混合供給装置の材料混合筒の外周囲に第１〜第４の材料計量供給装置としての第１〜第４の材料計量供給ユニットを放射状に配置した状態を示す平断面図である。

符号の説明

１ 材料押出機
２ 材料投入口
６ 材料混合筒
１１、１２、１３ 第１〜第３の材料計量供給ユニット（材料計量供給装置）
２０ 材料ホッパ
２１ 材料落下口
３０ 計量容器
４０ 計量ホイール
５０ 材料保留空間
６５ 材料供給シュート

Claims (2)

1. 樹脂成形機の材料押出機の材料投入口に複数種類の樹脂材料を所定の混合比率で混合して供給する材料混合供給装置であって、
   材料投入口に連通して接続される材料混合通路を有する材料混合筒と、
   前記材料混合筒の外周囲に放射状に配置され、複数種類の樹脂材料をそれぞれ個別に計量して前記材料混合通路に放出する複数の材料計量供給装置とを備えていることを特徴とする材料混合供給装置。
2. 請求項１に記載された材料混合供給装置であって、
   複数の材料計量供給装置は、それぞれ異なる樹脂材料を貯留する材料ホッパと、
   前記材料ホッパの下端に連通して配置された計量容器と、
   前記計量容器内に回転可能に配設された計量ホイールとを備えてユニット化された材料計量供給ユニットによって構成され、
   前記各材料計量供給ユニットのそれぞれの計量ホイールの周速に比例してそれぞれ異なる樹脂材料を材料混合通路に放出する構成にしてあることを特徴とする材料混合供給装置。

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