JP2023181745A - 樹脂管の製造方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】アシスト材を用いた樹脂射出成形により樹脂管を成形する際に、樹脂をより有効に利用できる樹脂管の製造方法および装置を提供する。【解決手段】モールド７に形成されたキャビティ８の一端部８ａから他端部８ｂに向かって射出機２により溶融樹脂Ｒ１を射出してキャビティ８に充填した後、キャビティ８の他端部８ｂから一端部８ａに向かってアシスト材注入機５により流体または固体のアシスト材Ａｓを注入してキャビティ８から余分な溶融樹脂Ｒ１を排出させることにより、キャビティ８に残存させた筒状の溶融樹脂Ｒ１を硬化させて樹脂管１０を製造し、キャビティ８から排出させた余分な溶融樹脂Ｒ１は射出機２の内部に逆流させて、この逆流させた溶融樹脂Ｒ１を次の新たな樹脂管１０を製造する際に、射出機２によりキャビティ８の一端部８ａから他端部８ｂに向かって射出して使用する。【選択図】図４
Description
本発明は、樹脂管の製造方法および装置に関するものである。
樹脂射出成形により樹脂管を成形する方法として、溶融樹脂をモールドのキャビティに射出した後に、窒素ガスなどの高圧ガスをキャビティに注入するガスアシスト成形方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。高圧ガスに代わって、金属球、樹脂球などの固体をアシスト材としてキャビティに高圧で注入することもある。
このようにアシスト材を用いた樹脂射出成形によって樹脂管を製造する場合、キャビティに注入されたアシスト材によって、余分な溶融樹脂がキャビティから排出される。キャビティから排出された溶融樹脂は、その後固化する。この固化した樹脂は例えば、ペレットにされて再利用される。しかしながら、再利用するには、この固化した樹脂をペレットにする加工工程が必要になり、その後の成形工程ではペレットを加熱して溶融させる必要があるので、相応のエネルギが必要になる。また、固化した樹脂に補強繊維などの補強材が混合されている場合は、再利用することが難しく、廃棄処分しなければならないこともある。そのため、アシスト材を用いた樹脂射出成形で使用される樹脂を、より有効に利用するには改善の余地がある。
本発明の目的は、アシスト材を用いた樹脂射出成形により樹脂管を成形する際に、樹脂をより有効に利用できる樹脂管の製造方法および装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の樹脂管の製造方法は、モールドに延在するキャビティの一端部から他端部に向かって溶融樹脂を射出機により射出した後、前記キャビティに流体または固体のアシスト材を注入して前記キャビティから余分な前記溶融樹脂を排出させることにより前記キャビティに残存させた筒状の前記溶融樹脂を硬化させて樹脂管を製造する樹脂管の製造方法において、前記アシスト材を前記キャビティの前記他端部から前記一端部に向かって注入して前記キャビティから排出させた余分な前記溶融樹脂を前記射出機の内部に逆流させ、次の新たな樹脂管を製造する際に、逆流させた前記溶融樹脂を前記射出機により前記キャビティの前記一端部から前記他端部に向かって射出することを特徴とする。
本発明の樹脂管の製造装置は、内部に延在するキャビティを有するモールドと、前記キャビティの一端部に射出口が接続されて前記キャビティの前記一端部から他端部に向かって溶融樹脂を射出する射出機と、前記溶融樹脂が充填されている前記キャビティに流体または固体のアシスト材を注入するアシスト材注入機と、を備えた樹脂管の製造装置において、前記アシスト材注入機の注入口が前記キャビティの前記他端部に接続されていて、前記アシスト材が前記キャビティの前記他端部から前記一端部に向かって注入されることで、前記キャビティから余分な前記溶融樹脂が前記射出機の内部に逆流されて、この逆流された前記溶融樹脂が次の新たな樹脂管を製造する際に、前記射出機により前記キャビティの前記一端部から前記他端部に向かって射出される構成にしたことを特徴とする。
本発明によれば、前記アシスト材を前記キャビティに注入することで前記キャビティから排出される余分な前記溶融樹脂を、前記射出機の内部に逆流させて次の新たな樹脂管を製造する際に利用することができる。そのため、廃棄処分になる樹脂が抑制されて樹脂をより有効に再利用できる。また、樹脂を再利用するために要するエネルギを抑制するにも有利になる。
以下、本発明の樹脂管の製造方法および装置を、図に示した実施形態に基づいて説明する。
図１、図２に例示する樹脂管の製造装置１の実施形態は、射出機２と、アシスト材注入機５と、モールド７とを備えている。図６、図７に例示する樹脂管１０がこの製造装置１を用いて製造される。樹脂管１０は、硬化樹脂Ｒ２により形成されている周壁１１を有する円筒体であり、管路１２が長手方向に延在している。図中の一点鎖線ＣＬは、樹脂管１０（管路１２）の横断面中心を通過する中心線を示している。
製造される樹脂管１０のサイズは特に限定されないが、外径は例えば５ｍｍ～３０ｍｍ程度であり、周壁１１の厚さは例えば１ｍｍ～５ｍｍ程度である。この樹脂管１０は、硬化樹脂Ｒ２の中に補強繊維ｆが散在しているが、補強繊維ｆは任意で使用されるので硬化樹脂Ｒ２の中に補強繊維ｆが存在していない樹脂管１０を製造することもできる。尚、図面では補強繊維ｆが誇張して記載されている。
射出機２は、シリンダ３と、シリンダ３に内設されたスクリュー４とを有している。射出機２としては、図に示したタイプに限定されず、プリプラ式などの公知の種々の樹脂射出成形機を用いることができる。シリンダ３の先端の射出口３ａには射出路９ａが接続されている。射出路９ａはモールド７に接続されている。使用される樹脂はシリンダ３の内部で加熱されて溶融し、回転（正回転）するスクリュー４によって射出口３ａから溶融樹脂Ｒ１がモールド７の内部に向かって射出される。
溶融樹脂Ｒ１に使用される樹脂は、射出可能な公知の様々な樹脂の中から、樹脂管１０に要求される性能等に応じて適切な種類が選択される。例えば、自動車に搭載されるエアコンディショナー用の樹脂管１０を製造する場合には、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂などが使用され、ナイロン樹脂（６６ナイロンなど）が好適である。
補強繊維ｆとして各種繊維（例えば材質はガラス繊維または炭素繊維など、短繊維であっても長繊維であっても可）を所定割合（樹脂１００質量部に対して例えば３０％～４０％質量部）で混合することもできる。短繊維の場合はサイズは例えば外径０．００１ｍｍ～１．０ｍｍ程度、長さは０．０１ｍｍ～１０ｍｍ程度である。この実施形態では、補強繊維ｆが混合された溶融樹脂Ｒ１が使用される。
アシスト材注入機５は、流体（気体および液体）または固体のアシスト材Ａｓが収容されている収容部６を有している。アシスト材注入機５としては、公知の種々の注入機を用いることができる。アシスト材Ａｓは、窒素ガス、空気などの気体、水や油などの液体または金属球や樹脂球などの固体から適切な公知の材料が選択される。
収容部６の先端の注入口６ａには注入路９ｂが接続されている。注入路９ｂはモールド７に接続されている。注入口６ａからアシスト材Ａｓがモールド７の内部に向かって所定圧力で注入される。
モールド７は、組み付けられる一方のモールド７Ａと他方のモールド７Ｂとで構成されている。互いのモールド７Ａ、７ＢはパーティングラインＰＬを境界にして当接および分離する。この実施形態では２つ割りタイプのモールド７が使用されているがその他の公知の種々のタイプのモールド７を用いることができる。
モールド７の内部には、空洞であるキャビティ８が形成されている。このキャビティ８は、製造される樹脂管１０と同様の外形で一端部８ａから他端部８ｂに延在している。キャビティ８の一端部８ａには射出路９ａを介して射出口３ａが接続され、他端部８ｂには注入路９ｂを介して注入口６ａが接続されている。射出口３ａはキャビティ８の一端部８ａに間接的または直接的に接続されていればよく、注入口６ａはキャビティ８の他端部８ｂに間接的または直接的に接続されていればよい。
次に、製造装置１を用いて樹脂管１０を製造する方法の手順の一例を説明する。
図２に例示するようにモールド７Ａ、７Ｂを互いに組み付けて型閉めした状態で、溶融樹脂Ｒ１を射出機２によりモールド７の内部に射出する。図３に例示するように、射出された溶融樹脂Ｒ１は、射出口３ａから射出路９ａを経由してキャビティ８の内部に射出される。詳述すると、キャビティ８の一端部８ａから他端部８ｂに向かって溶融樹脂Ｒ１が射出されて、キャビティ８は溶融樹脂Ｒ１によって充填された状態になる。尚、図３～図５では、溶融樹脂Ｒ１に混合されている補強繊維ｆの図示を省略している。
次いで、アシスト材Ａｓをアシスト材注入機５によりモールド７の内部に注入する。即ち、図４に例示するように、溶融樹脂Ｒ１が充填されているキャビティ８の他端部８ｂから一端部８ａに向かってアシスト材Ａｓが所定圧力で注入される。注入されたアシスト材Ａｓは、キャビティ８の内部をキャビティ８の延在方向に沿って所定圧力で通過する。
アシスト材Ａｓがキャビティ８の内部を通過することで、キャビティ８の一端部８ａから余分な溶融樹脂Ｒ１が排出され、キャビティ８ではキャビティ８に付着した溶融樹脂Ｒ１が筒状に残存する。射出機２は、アシスト材Ａｓがアシスト材注入機５から注入されると、スクリュー４を後退させてキャビティ８から排出された溶融樹脂Ｒ１を射出路９ａを経由させてシリンダ３の内部に逆流させる。
図５に例示するように、キャビティ８の内部では残存した溶融樹脂Ｒ１が硬化する。これにより、硬化樹脂Ｒ２によって樹脂管１０が成形される。この樹脂管１０の両端部には硬化樹脂Ｒ２の無駄な部分（樹脂管１０を形成しない部分）が一体化している。
次いで、モールド７Ａ、７ＢをパーティングラインＰＬで分離させてモールド７を開型して、成形された樹脂管１０を硬化樹脂Ｒ２の無駄な部分ともに取り出す。これにより、キャビティ８は空の状態になる。取り出した樹脂管１０から硬化樹脂Ｒ２の無駄な部分を切除することで図６、図７に例示する樹脂管１０が製造される。
キャビティ８が空の状態になったモールド７では、引き続き連続的に次の新たな樹脂管１０が製造される。そこで、シリンダ３に逆流させた溶融樹脂Ｒ１を、上述した同様の手順で、図３に例示するようにキャビティ８の一端部８ａから他端部８ｂに向かって射出する。次いで、上述した同様の手順で、図４に例示するように溶融樹脂Ｒ１が充填されているキャビティ８の他端部８ｂから一端部８ａに向かってアシスト材Ａｓを所定圧力で注入する。これにより、新たな樹脂管１０を成形するとともに、キャビティ８から排出された余分な溶融樹脂Ｒ１を射出路９ａを経由させてシリンダ３の内部に逆流させる。
この製造方法では、アシスト材Ａｓをキャビティ８に注入することでキャビティ８から排出される余分な溶融樹脂Ｒ１を、射出機２の内部に逆流させて次の新たな樹脂管１０を製造する際に利用することができる。そのため、廃棄処分になる樹脂が抑制されて樹脂をより有効に再利用できる。
従来のように、アシスト材Ａｓをキャビティ８の一端部８ａから他端部８ｂに向かって注入すると、キャビティ８から排出された溶融樹脂Ｒ１は射出機２に逆流することなくそのまま硬化する。これに伴い、硬化樹脂Ｒ２の無駄な部分が多量に発生することになるが上述した製造方法によれば、硬化樹脂Ｒ２の無駄な部分の量を抑制できる。この実施形態のように、補強繊維ｆが混合された溶融樹脂Ｒ１を使用すると、硬化樹脂Ｒ２には補強繊維ｆが含まれていて再利用することが難くなる。ところが、上述した製造方法では樹脂を無駄にすることなく有効利用するには特に効果的であり、高価な樹脂の場合は材料（樹脂）コストを抑制するには非常に効果的である。
また、上述した製造方法では、キャビティ８から排出された余分な溶融樹脂Ｒ１を、引き続き成形工程で射出材料として使用する。そのため、発生した硬化樹脂Ｒ２の無駄な部分を再利用するためにペレットにする加工工程や、その後にペレットを溶融する必要がなく、樹脂を再利用するために要するエネルギを抑制するにも有利になる。
上述した実施形態で製造される樹脂管１０は管路１２が直線状の直管であるが、樹脂管１０の形状は特に限定されない。アシスト材Ａｓを用いて樹脂管１０を成形するので、図８に例示する樹脂管１０のように、屈曲した管路１２を有する非直管を製造するには好適である。上述した製造方法では、屈曲部を複数有する樹脂管１０であっても生産性よく製造することが可能である。
１ 樹脂管の製造装置
２ 射出機
３ シリンダ
３ａ 射出口
４ スクリュー
５ アシスト材注入機
６ 収容部
６ａ 注入口
７（７Ａ、７Ｂ） モールド
８ キャビティ
８ａ 一端部
８ｂ 他端部
９ａ 射出路
９ｂ 注入路
１０ 樹脂管
１１ 周壁
１２ 管路
Ｒ１ 溶融樹脂
Ｒ２ 硬化樹脂
Ａｓ アシスト材
ｆ 補強繊維
２ 射出機
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５ アシスト材注入機
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６ａ 注入口
７（７Ａ、７Ｂ） モールド
８ キャビティ
８ａ 一端部
８ｂ 他端部
９ａ 射出路
９ｂ 注入路
１０ 樹脂管
１１ 周壁
１２ 管路
Ｒ１ 溶融樹脂
Ｒ２ 硬化樹脂
Ａｓ アシスト材
ｆ 補強繊維
Claims (4)
- モールドに延在するキャビティの一端部から他端部に向かって溶融樹脂を射出機により射出した後、前記キャビティに流体または固体のアシスト材を注入して前記キャビティから余分な前記溶融樹脂を排出させることにより前記キャビティに残存させた筒状の前記溶融樹脂を硬化させて樹脂管を製造する樹脂管の製造方法において、
前記アシスト材を前記キャビティの前記他端部から前記一端部に向かって注入して前記キャビティから排出させた余分な前記溶融樹脂を前記射出機の内部に逆流させ、
次の新たな樹脂管を製造する際に、逆流させた前記溶融樹脂を前記射出機により前記キャビティの前記一端部から前記他端部に向かって射出する樹脂管の製造方法。 - 補強繊維が混合された前記溶融樹脂を使用する請求項１に記載の樹脂管の製造方法。
- 前記樹脂管が屈曲した管路を有する非直管である請求項１または２に記載の樹脂管の製造方法。
- 内部に延在するキャビティを有するモールドと、前記キャビティの一端部に射出口が接続されて前記キャビティの前記一端部から他端部に向かって溶融樹脂を射出する射出機と、前記溶融樹脂が充填されている前記キャビティに流体または固体のアシスト材を注入するアシスト材注入機と、を備えた樹脂管の製造装置において、
前記アシスト材注入機の注入口が前記キャビティの前記他端部に接続されていて、前記アシスト材が前記キャビティの前記他端部から前記一端部に向かって注入されることで、前記キャビティから余分な前記溶融樹脂が前記射出機の内部に逆流されて、この逆流された前記溶融樹脂が次の新たな樹脂管を製造する際に、前記射出機により前記キャビティの前記一端部から前記他端部に向かって射出される構成にした樹脂管の製造装置。
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