JP5181037B2 - 液状樹脂材料用成形設備 - Google Patents
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Description
射出装置に供給される樹脂材料は、樹脂ビーズ(固体)が一般的である。すなわち、樹
脂ビーズが加熱筒に投入され、加熱とスクリュー回転により可塑化・混練され、流動化材料が得られる。この流動化材料が金型へ射出され、固まって成形品となる。
主剤に硬化剤を混ぜると、硬化剤の作用により、常温では数時間〜数十時間で、又成形温度では数十秒〜数十分で所定の硬度まで硬化する。
硬化剤を使用する場合は、配管等の詰まりを避けるために、主剤に出来るだけ遅くに添加することが望まれる。
図10は従来の技術の液状樹脂材料供給装置の原理図であり、主剤201が、ポンプ202により計量シリンダ203に圧送される。この計量シリンダ203で計量したのち、主剤201は射出装置204の加熱筒205へ供給される。また、硬化剤206が、ポンプ207により計量シリンダ208に圧送される。この計量シリンダ208で計量したのち、硬化剤206は射出装置204の加熱筒205へ供給される。
射出装置204が必須であるため、液状樹脂材料用成形設備の設備費用が嵩む。
また、スクリュー209で混合(混練)すると、混合が不十分になる虞がある。
また、スクリュー209で混合(混練)すると、外の空気を巻き込む虞がある。
前記定量計量供給機構は、前記ポンプ機構で送られる前記液状混合材料を貯えるポット部並びにこのポット部へ前記液状混合材料を導入する流入口及び前記ポット部から前記液状混合材料を排出する流出口を有する本体部と、この本体部に移動自在に取付けられるプランジャと、前記本体部に設けられ前記プランジャを前進側へ押出すプランジャ押出手段と、前記ポンプ機構と前記流入口とを結ぶ第1流路に設けられ前記第1流路を開閉する流入弁と、前記流出口と前記金型とを結ぶ第2流路に設けられ前記第2流路を開閉する流出弁とからなり、前記流入口は、前記プランジャの軸方向に前記流出口より前記プランジャ押出手段側にオフセットした部位に設けられ、前記プランジャには、このプランジャが最も前進した位置にあっても前記流入口から供給される前記液状混合材料を前記プランジャの先端へ導く材料流路が設けられており、
前記型締装置は、前記第2流路の先端が連結され前記液状混合材料を受け入れる注入口と、この注入口から延びるランナーと、このランナーの先に設けられるゲートと、このゲートを開閉するニードルと、このニードルを駆動する駆動機構とを備えていることを特徴とする。
その点、本発明では流入口付近の材料をプランジャに設けた材料通路を介してポット部へ強制的に導くようにした。このため、流入口付近の材料が流入口付近に滞留する心配はない。
本発明によれば、射出装置が不要であり、材料の十分な混合が得られる液状樹脂材料用成形設備が提供される。
また、バルブゲートの開閉制御により、射出装置がない構成であっても複雑な供給制御を行うことができる。
螺旋溝であるから、直線溝よりも流路抵抗が大きく、液状混合材料の逆流防止が図れる。
連結はねじ連結が好適である。連結により、第2流路の先端が圧力で注入口から外れることを防止できる。
プランジャとプランジャ押出手段とを連結した場合には、プランジャとプランジャ押出手段とを樹脂圧で押し返す必要があり、プランジャの移動に円滑さが欠け、計量精度に悪影響が出る。
本発明では、プランジャとプランジャ押出手段とが分離されているため、プランジャ押出手段を高速で後退させることができる。プランジャは単独で樹脂圧を受けるため、移動がより滑らかになり、計量精度がより向上する。
仮に、駆動機構をニードルの移動方向に配置すると、型締装置の特定の一面に駆動部材が集中する。この型締装置の一面には樹脂材料を注入する注入口が設けられるが、注入口と駆動部材とが場所を取り合うことになり、駆動部材の配置が制限される。
本発明では、型締装置の一面と直交する他の面に駆動部材を配置するため、駆動部材の配置自由度が増す。結果、ゲートをより密に配置することが可能となる。
よって、本発明によれば、射出装置が不要であり、材料の十分な混合が得られ且つ材料に気泡を含ませないような液状樹脂材料用成形設備が提供される。
図1に示すように、液状樹脂材料用成形設備10は、金型11と、この金型11を型締めする型締装置12と、金型11へ液状樹脂材料を供給する供給装置20とからなる。
この液状樹脂材料の供給装置20は、主剤に硬化剤などの添加剤を添加した液状樹脂材料を、十分に攪拌混合する撹拌混合機構30と、得られた液状混合材料を圧送するポンプ機構50と、このポンプ機構50から第1流路51を介して送られてきた液状混合材料を一定量計量し、間欠的に第2流路61を通じて金型11へ供給する定量計量供給機構60とからなる。
液状樹脂材料46に含まれている気泡は、上下の循環流れにより液面49へ押し上げられる。蓋42と液面49との間は、負圧であるため、気泡が液面49から上昇し、真空ポンプ44へ向かう。
図3に示すように、ポンプ機構50は、落とし蓋状の円板52と、この円板52の中心から立てた吸込管53と、この吸込管53の上端に接続されるポンプケーシング54と、このポンプケーシング54の上面に固定されポンプケーシング54に内蔵されるポンプ羽根を高速で回すポンプモータ55と、ポンプケーシング54から横へ延びる吐出管56とからなる。
この液状混合材料58の上面(液面)に載せるようにして、容器47に円板52を上から挿入する。円板52にはOリングなどのシール材59が付いており、円板52が密に容器47の内周面に嵌る。そして、ポンプモータ55を始動する。液状混合材料58が吐出管56から吐出される。この吐出に伴って液状混合材料58の上面が下がるが、円板52も一緒に下がるため、円板52の下に外気が進入する心配はなく、液状混合材料58に空気が混入することがない。
定量計量供給機構60は、図4に示すように、液状混合材料を貯えるポット部62並びにこのポット部62へ液状混合材料を導入する流入口63及びポット部62から液状混合材料を排出する流出口64を有する本体部65と、この本体部65に移動自在に取付けられポット部62に溜まった液状混合材料の圧力で後退(図では上昇)するプランジャ66と、本体部65に設けられプランジャ66を前進側へ押出すプランジャ押出手段67と、第1流路51に設けられ液状混合材料の流れを遮断又は許容する流入弁68と、第2流路61に設けられ液状混合材料の流れを遮断又は許容する流出弁69とからなる。
さらには、プランジャ66には、このプランジャ66が最も前進した位置にあっても流入口63から供給される液状樹脂材料をプランジャ66の先端へ導く材料流路71が設けられている。
螺旋溝72であるから、プランジャ66に軸直角方向の力が加わる心配が無く、プランジャ66と本体部65との摺動抵抗を下げることができる。
また、螺旋溝72であるから、直線溝よりも流路抵抗が大きく、液状混合材料の逆流防止が図れる。
図4にて、流出弁69を閉じ、流入弁68を開けると、第1流路51を通じて液状混合材料が流入口63に至る。液状混合材料58は螺旋溝72に沿って旋回しながら下降しプランジャ66の図面下方に溜まる。螺旋溝72は180°ピッチで2条設けると、流路面積が稼げると共に、軸直角方向の力が相殺され、プランジャ66にとって好ましい。
さらには、螺旋溝72であるから、直線溝よりも流路抵抗が大きく、液状混合材料が逆流しにくくなり、逆流防止が図れる。
ここで、プランジャ66の後退限における流入口63の位置は、材料流路71に当接することが望ましい。これにより、液状混合材料58が常に材料流路71を通ってポット部62に計量されるため、材料の滞留による材料硬化を確実に防止することができる。
次の材料供給では、流出弁69を開き、プランジャ押出手段67でプランジャ66を前進させる。
すると、(b)に示すように液状混合材料が第2流路61へ押出される。
材料供給が完了したら、プランジャ押出手段67を後退させる。これで、図4に戻る。
本実施例では、プランジャ66とプランジャ押出手段67とが分離されているため、プランジャ押出手段67を高速で後退させることができる。また、プランジャ66は単独で樹脂圧を受けるため、移動がより滑らかになり、計量精度がより向上する。
図6に示すように、型締装置12に、注入口78と、この注入口78から延びると共に分岐するランナー79と、このランナー79から金型11側のキャビティ81、81に向かうゲート82、82と、これらのゲート82、82の各々を開閉するニードル83、83と、このニードル83、83を個々に前進させる駆動機構(図7で説明する。)とが設けられている。
レバー88を操作することで、第2通路61と連結管85とのみを連通する第1形態と、連結管85と大気放出管87とのみを連通する第2形態とが、選択できる。
第2通路61が三方弁86から外れた状態で、工具掛け部89にスパナーなどの工具を掛けて、連結管85を注入口78にねじ込む又は注入口78から外す。
駆動部材95は、L字金具98により、金型13の他の面99(一面96と直交する面)に取付ける。
本発明では、型締装置の一面と直交する他の面99に駆動部材95を配置するため、駆動部材95の配置自由度が増す。結果、ゲート82をより密に配置することが可能となる。
図7では、ニードル83で、ゲート82が塞がれている。次に、材料供給に備えて、駆動部材95により、ドライバー部材94を後退させる(矢印(1))。
図7の作用を図8に基づいて説明する。
(a)は、ドライバー部材94により、ニードル83が前進しているところの弁閉状態を示す。
(b)に示すように、ドライバー部材94を移動し(矢印(2))、ランナー79へ液状混合材料58を供給すると、ニードル83は供給圧力と圧縮コイルばね107の付勢力との合力で、後退し、弁開状態になり、状混合材料58がキャビティ81へ供給される。
図9に示すように、液状樹脂材料を、真空ポンプを備える攪拌混合機構で十分に真空撹拌混合する(ST01)。容器を移動し(ST02)、この容器にポンプ機構をセットする(ST03)。並行して第2流路の先端を型締装置に連結する(ST04)。これで準備工程が終了する。
流出弁を閉じ(ST06)、流入弁を開き(ST07)、ポンプ機構を運転し液状混合材料を送出する(ST08)。この工程が送出工程となる。
送出される液状混合材料の圧力でプランジャが後退する。このプランジャが所定の位置まで後退するか、送出し時間が所定の時間に達するか、又はポット部の圧力を監視し、この圧力が所定値に達したら、計量が完了したと判断して(ST09)、流入弁を閉じる(ST10)。これで定量計量工程が完了した。
その次に、流出弁を開き(ST12)、プランジャ押出手段でプランジャを前進させる(ST13)。すると、金型のキャビティへ液状混合材料が注入される(ST14)。プランジャが前進限まで前進するか、又は供給時間が所定の時間に達したら(ST15)、キャビティへの材料注入(材料供給)工程が完了する(ST16)。
その後、プランジャ押出手段を強制的に後退させる(ST18)。
そして、最後に流出弁を閉じる(ST19)。こうすることで、圧力抜きを行うことができ、型締装置や第2流路への負荷を低減することができ、設備の長寿命化を図ることできる。
所定時間が経過すると金型内の材料が硬化する(ST20)。この硬化の後に金型を開き(ST21)、成形品を突出して、成形品を得る(ST22)。
ST23で、運転を続ける必要がなければ、このフローを終わり、運転を続ける必要があれば、ST05に戻す。
Claims (6)
- 主剤に硬化剤などの添加剤を添加した液状樹脂材料を、十分に攪拌混合する撹拌混合機構と、得られた液状混合材料を圧送するポンプ機構と、送られてきた液状混合材料を一定量計量し、間欠的に送出する定量計量供給機構と、この定量計量供給機構で供給される液状混合材料により成形品を得る金型と、この金型を型締めする型締装置とからなる液状樹脂材料用成形設備であって、
前記定量計量供給機構は、前記ポンプ機構で送られる前記液状混合材料を貯えるポット部並びにこのポット部へ前記液状混合材料を導入する流入口及び前記ポット部から前記液状混合材料を排出する流出口を有する本体部と、この本体部に移動自在に取付けられるプランジャと、前記本体部に設けられ前記プランジャを前進側へ押出すプランジャ押出手段と、前記ポンプ機構と前記流入口とを結ぶ第1流路に設けられ前記第1流路を開閉する流入弁と、前記流出口と前記金型とを結ぶ第2流路に設けられ前記第2流路を開閉する流出弁とからなり、前記流入口は、前記プランジャの軸方向に前記流出口より前記プランジャ押出手段側にオフセットした部位に設けられ、前記プランジャには、このプランジャが最も前進した位置にあっても前記流入口から供給される前記液状混合材料を前記プランジャの先端へ導く材料流路が設けられており、
前記型締装置は、前記第2流路の先端が連結され前記液状混合材料を受け入れる注入口と、この注入口から延びるランナーと、このランナーの先に設けられるゲートと、このゲートを開閉するニードルと、このニードルを駆動する駆動機構とを備えていることを特徴とする液状樹脂材料用成形設備。 - 前記材料流路は、前記プランジャの外周面に螺旋状に設けられた螺旋溝であることを特徴とする請求項1記載の液状樹脂材料用成形設備。
- 前記第2流路は、前記型締装置に設けられる注入口に、着脱自在に連結されることを特徴とする請求項1記載の液状樹脂材料用成形設備。
- 前記プランジャと前記プランジャ押出手段とは、分離されている特徴とする請求項1記載の液状樹脂材料用成形設備。
- 前記駆動機構は、前記ニードルの基部を押して前進させる傾斜部及び前記ニードルの後退動を許容するポケット部を含むカム面を有するドライバー部材と、このドライバー部材を、前記ニードルの移動方向に直交する方向へ移動させる駆動部材と、前記ニードルを後退側へ付勢する弾性部材とからなることを特徴とする請求項1記載の液状樹脂材料用成形設備。
- 前記撹拌混合機構は、撹拌混合中に、前記液状樹脂から気泡を除去する真空ポンプを備えていることを特徴とする請求項1記載の液状樹脂材料用成形設備。
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