JP6795729B1 - 供給チューブ - Google Patents

Abstract

【課題】液状着色剤を補給する際に，液状着色剤が飛散すること及び製造現場を汚染することを抑制できる供給チューブを提供すること。【解決手段】供給チューブ１００は，少なくとも一部が可撓性を有するチューブ１０２，１０４，１０６及び１１０と，チューブ１０２，１０４，１０６及び１１０の一端に備えられ，液状着色剤容器１５０を接続した時に連通し、液状着色剤容器１５０を切り離した時に閉じるカプラ１０１と，チューブ１０２，１０４，１０６及び１１０より細く，一端をチューブ１０２，１０４，１０６及び１１０の中間部分で接続する圧力センサ用チューブ１０８と，圧力センサ用チューブ１０８の他端に接続し，外部の圧力センサを接続した時に連通し、圧力センサを切り離した時に閉じるセンサ用カプラ１０９と，チューブ１０２，１０４，１０６及び１１０の他端に接続し，液状着色剤を吐出するノズル１１２と，を備える。【選択図】図１

Description

本発は明供給チューブに関し、例えば，液状着色剤を注入する液状着色剤注入装に適用可能な供給チューブに関する。

種々の形状や種々の色合いを有するプラスチック材料の成形には、色むらを発生させず、また所望の発色が安定して得られるようにマスターバッチや樹脂コンパウンドが用いられている。これらの原料は、既に樹脂に着色されているため、溶融して所望の型に射出し、溶融樹脂を所定形状のノズルから押し出すことでプラスチック製品を製造できる。

一方，このような溶融樹脂の成型において，色替えが簡単にでき原料の調達も容易な技術が求められている。

特許文献１には，液状着色剤を用いることで成型品製造時の色替えを容易にすることができる液状着色剤対応溶融吐出装置が記載されている。

特開２０１７−１３３８号公報

しかしながら，従来の装置では，缶やタンクから装置に液状着色剤を補給する際に，液状着色剤が飛散し，製造現場を汚染してしまうという問題があった。

一実施形態の供給チューブは，少なくとも一部が可撓性を有するチューブと，前記チューブの一端に備えられ，液状着色剤容器を接続した時に連通し、液状着色剤容器を切り離した時に閉じるカプラと，前記チューブより細く，一端を前記チューブの中間部分で接続する圧力センサ用チューブと，前記圧力センサ用チューブの他端に接続し，外部の圧力センサを接続した時に連通し、前記圧力センサを切り離した時に閉じるセンサ用カプラと，前記チューブの他端に接続し，液状着色剤を吐出するノズルと，を備えるようにした。

一実施形態の供給チューブによれば，ノズルを含めた供給チューブをまとめて交換するので，ノズルの先端が閉じた状態で交換でき，外部に液状着色剤を飛散することがない。

また，一実施形態の供給チューブによれば，圧力センサ用チューブが送液用チューブ及びポンプ用チューブより細いことにより，圧力センサ用チューブ内の体積が減るので，デッドスペースによる液状着色剤のロスを減らすことができる。他方，チューブ内の圧力は，圧力センサ用チューブの断面積によって変化することがないので，圧力センサ用チューブの断面積が小さくなっても測定可能である。

一実施形態の供給チューブは，前記チューブは，ポンプ用チューブと送液用チューブとを接続したものであり，前記ポンプ用チューブは前記送液用チューブより可撓性が高いようにしてもよい。

一実施形態の供給チューブによれば，ポンプ用チューブが送液用チューブより可撓性が高いことにより，ポンプ用チューブに加えられたしごきの力により液体を送ることができる。また，送液用チューブは，ポンプ用チューブより可撓性が低いことにより，送液に伴う脈動等で送液用チューブが揺動することが少なく，ノズルへの送液においてエネルギー損失が少なくてすむ。

本発明の供給チューブによれば，液状着色剤を補給する際に，液状着色剤が飛散すること及び製造現場を汚染することを抑制できる。

本実施の形態にかかる供給チューブの一例を示す略図である。 本実施の形態に係る供給装置の一例を示す略図である。

本実施の形態
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は，本実施の形態にかかる供給チューブの一例を示す略図である。図１において，供給チューブ１００は，カプラ１０１と，送液用チューブ１０２と，継ぎ手１０３と，ポンプ用チューブ１０４と，継ぎ手１０５と，送液用チューブ１０６と，三方継ぎ手１０７と，センサ用チューブ１０８と，センサ用カプラ１０９と，送液用チューブ１１０と，継ぎ手１１１と，ノズル１１２とを備える。また，供給チューブ１００に接続する液状着色剤容器１５０は，容器１５１と，カプラ１５２を備える。

カプラ１０１は，液状着色剤容器１５０のカプラ１５２と接続する形状を有している。そして，カプラ１０１とカプラ１５２が接続すると，送液用チューブ１０２と容器１５１が連通する。また，カプラ１５２と接続していない時，カプラ１０１は閉じている。例えば，カプラ１０１及びカプラ１５２は，片路開閉型または両路開閉型の構造を有するカプラが好適である。

送液用チューブ１０２は，中空の配管である。送液用チューブ１０２は，例えばポリプロピレンチューブ，シリコンチューブまたはポリウレタンチューブが好適である。送液用チューブ１０２は，一端にカプラ１０１で接続し，他端で継ぎ手１０３と接続する。

継ぎ手１０３は，送液用チューブ１０２とポンプ用チューブ１０４とを接続する中空継ぎ手である。例えば，継ぎ手１０３は，ポリプロピレンコネクタが好適である。

ポンプ用チューブ１０４は，ローラーポンプなどの定量送液ポンプに適用可能なチューブである。具体的にはローラーポンプは，チューブの弾性を利用して、回転するローラーによりチューブにしごきを加えて液体を送る。したがって，ポンプ用チューブ１０４は，可撓性を有するチューブである。具体的には，ポンプ用チューブ１０４は，送液用チューブ１０２，送液用チューブ１０６及び送液用チューブ１１０よりも可撓性が高い。例えば，ポンプ用チューブ１０４は，高耐圧シリコンチューブ，フッ素ゴムチューブ，熱可塑性エラストマーのファーメド（登録商標）ＢＰＴチューブ，メディル（登録商標）チューブP640I，タイゴン（登録商標）２００１またはノルプレン（登録商標）A-60‐Fが好適である。

継ぎ手１０５は，ポンプ用チューブ１０４と送液用チューブ１０６を接続する継ぎ手である。例えば，継ぎ手１０５は，ポリプロピレンコネクタが好適である。

送液用チューブ１０６は，中空の配管である。送液用チューブ１０６は，例えばポリプロピレンチューブ，シリコンチューブまたはポリウレタンチューブが好適である。送液用チューブ１０６は，一端に継ぎ手１０５で接続し，他端で三方継ぎ手１０７と接続する。

三方継ぎ手１０７は，送液用チューブ１０６，センサ用チューブ１０８及び送液用チューブ１１０を接続する中空継ぎ手である。例えば，三方継ぎ手１０７は，ポリプロピレンコネクタが好適である。

センサ用チューブ１０８は，送液用チューブ１０２及び送液用チューブ１０６から三方継ぎ手１０７を介して分岐するチューブである。センサ用チューブ１０８は，送液用チューブ１０２，送液用チューブ１０６及び送液用チューブ１１０より細いチューブである。ここで，細いとは，中空部分の断面積がより小さいことを意味する。チューブの断面が円形である場合，細いとは内径がより小さいことを意味する。

センサ用チューブ１０８は，一端で三方継ぎ手１０７と接続詞，他端でセンサ用カプラ１０９に接続する。そして，センサ用チューブ１０８はセンサ用カプラ１０９を介して外部の圧力センサ１６１に内部の液状着色剤の圧力を伝達し，圧力センサ１６１が供給チューブ１００内の液状着色剤の圧力を計測できるようにする。

センサ用カプラ１０９は，外部の圧力センサ１６１と接続する形状を有している。そしてセンサ用カプラ１０９と圧力センサ１６１が接続すると，センサ用チューブ１０８と圧力センサ１６１が連通する。また，圧力センサ１６１と接続していない時，センサ用カプラ１０９は閉じている。例えば，センサ用カプラ１０９は，片路開閉型の構造を有するカプラが好適である。

送液用チューブ１１０は，中空の配管である。送液用チューブ１１０は，例えばポリプロピレンチューブ，シリコンチューブまたはポリウレタンチューブが好適である。送液用チューブ１１０は，一端に三方継ぎ手１０７で接続し，他端で継ぎ手１１１と接続する。
継ぎ手１１１は，送液用チューブ１１０とノズル１１２とを接続する継ぎ手である。

ノズル１１２は，継ぎ手１１１を介して送液用チューブ１１０と接続し，液状着色剤を射出するノズルである。例えば，ノズル１１２は，シリンダーとピストンを備え，内部または外部に備えたアクチュエータの動力によりピストンを動かし，シリンダーの射出口から液状着色剤を射出する。

これらの送液用チューブ１０２，継ぎ手１０３，ポンプ用チューブ１０４，継ぎ手１０５，送液用チューブ１０６，三方継ぎ手１０７，送液用チューブ１１０及び継ぎ手１１１の構成により，液状着色剤を供給する配管が構成される。

液状着色剤容器１５０は，予め準備した所定の色味を有する液状着色剤（リキッドカラー）を蓄えておく容器である。

容器１５１は，開口を有する中空の容器であり，内部に液状着色剤を蓄えることが可能である。また，容器１５１は，液状着色剤が変質しない素材で構成されていることが望ましい。また，容器１５１は，パウチ容器やボトル容器が好適である。また，容器１５１は，バッグインザボックスの態様で提供されてもよい。

カプラ１５２は，容器１５１の開口に設けられる。そして，カプラ１５２がカプラ１０１と接続することにより，容器１５１と送液用チューブ１０２が連通する。

以上の構成により供給チューブ１００が構成される。次に供給チューブ１００を供給装置に接続した例について説明する。図２は，本実施の形態に係る供給装置の一例を示す略図である。図２において，供給装置２００は，ポンプ２０１と，圧力センサ２０２と，アクチュエータ２０３と，ホッパー２０４と，フランジ２０５と，コントローラ２０６とを備える。また図１と同一の構成については，同じ番号を付し，説明を省略する。

ポンプ２０１は，液状着色剤を送出するポンプである。例えば，ポンプ２０１は，ローラーポンプなどの定量送液ポンプを備える。そして，ポンプ２０１のローラーに送液用チューブ１０６が固定される。ポンプ２０１は，送液用チューブ１０６をしごくことにより，液状着色剤を送出する。

圧力センサ２０２は，供給チューブ１００内の圧力を測定する圧力センサである。圧力センサ２０２は，センサ用カプラ１０９と接続される。また，圧力センサ２０２は，コントローラ２０６と電気配線で接続する。そして圧力センサ２０２は，測定した圧力のデータをコントローラ２０６に出力する。
アクチュエータ２０３は，ノズル１１２内のピストンを駆動するアクチュエータである。

ホッパー２０４は，原料樹脂が投入されるホッパーである。例えば，ホッパー２０４は，中空の円錐台形状を有する。ホッパー２０４において，原料樹脂が投入される開口の径が，フランジ２０５に接続する口の径より大きい。

フランジ２０５は，中空の円筒形状を有するフランジである。フランジ２０５は，開口の一方をホッパー２０４に接続する。また，フランジ２０５は，もう一方の開口を溶融装置等に接続する。また，フランジ２０５は円筒の側面にノズル１１２を受け入れ可能な開口を有する。供給チューブ１００のノズル１１２が側面の開口からフランジ２０５内に挿入されることにより，ホッパー２０４から投入された原料樹脂と，ノズル１１２から噴射された液状着色剤とが混合される。

コントローラ２０６は，ノズル１１２から液状着色剤を送出する量を制御する。コントローラ２０６は，圧力センサ２０２の測定した圧力に基づいてポンプ２０１の送出量が一定となるように制御する。たとえば，圧力センサ２０２の測定した圧力が所定の目標値より高い（または目標範囲の上限より高い）場合，コントローラ２０６は，ポンプ２０１の送出量を減少させる。また，圧力センサ２０２の測定した圧力が所定の目標値より低いい（または目標範囲の下限より低い）場合，コントローラ２０６は，ポンプ２０１の送出量を増加させる。コントローラ２０６はＭＣＵ（Micro Controller Unit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）の電子回路で構成されることが望ましい。

また，コントローラ２０６は，ノズル１１２の動作も制御する。例えば，コントローラ２０６は，ホッパー２０４に投入された原料樹脂を着色するタイミングに合わせてノズル１１２を駆動するようにしてもよい。また，コントローラ２０６は，ポンプ２０１による液状着色剤の送出にあわせてノズル１１２を駆動するようにしてもよい。

コントローラ２０６は，ポンプ２０１，圧力センサ２０２及びアクチュエータ２０３と電気配線で接続される。また，コントローラ２０６は，ポンプ２０１，圧力センサ２０２及びアクチュエータ２０３と無線信号で信号を送受信してもよい。

このように本実施の形態の供給チューブによれば，ノズルを含めた供給チューブをまとめて交換するので，ノズルの先端が閉じた状態で交換でき，外部に液状着色剤を飛散することがない。

また，本実施の形態の供給チューブによれば，圧力センサ用チューブが送液用チューブ及びポンプ用チューブより細いことにより，圧力センサ用チューブ内の体積が減るので，デッドスペースによる液状着色剤のロスを減らすことができる。他方，チューブ内の圧力は，圧力センサ用チューブの断面積によって変化することがないので，圧力センサ用チューブの断面積が小さくなっても測定可能である。

また，ポンプ用チューブが送液用チューブより可撓性が高いことにより，ポンプ用チューブに加えられたしごきの力により液体を送ることができる。また，送液用チューブは，ポンプ用チューブより可撓性が低いことにより，送液に伴う脈動等で送液用チューブが揺動することが少なく，ノズルへの送液においてエネルギー損失が少なくてすむ。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、供給チューブに流量計を備え，積算した流量が所定量を超えた場合，ポンプの駆動を止めるようにしてもよい。

１００ 供給チューブ
１０１ カプラ
１０２，１０６，１１０ 送液用チューブ
１０３，１０５，１１１ 継ぎ手手
１０４ ポンプ用チューブ
１０７ 三方継ぎ手
１０８ センサ用チューブ
１０９ センサ用カプラ
１１２ ノズル
１５０ 液状着色剤容器
１５１ 容器
１５２ カプラ
１６１ 圧力センサ
２００ 供給装置
２０１ ポンプ
２０２ 圧力センサ
２０３ アクチュエータ
２０４ ホッパー
２０５ フランジ
２０６ コントローラ

Claims (2)

1. 少なくとも一部が可撓性を有するチューブと，
   前記チューブの一端に備えられ，液状着色剤容器を接続した時に連通し、液状着色剤容器を切り離した時に閉じるカプラと，
   前記チューブより細く，一端を前記チューブの中間部分で接続する圧力センサ用チューブと，
   前記圧力センサ用チューブの他端に接続し，外部の圧力センサを接続した時に連通し、前記圧力センサを切り離した時に閉じるセンサ用カプラと，
   前記チューブの他端に接続し，液状着色剤を吐出するノズルと，を備える供給チューブ。
2. 前記チューブは，前記供給チューブが供給装置に装着される時に前記供給装置のポンプのローラーに固定されるポンプ用チューブと，前記カプラと前記ポンプ用チューブとを接続，及び前記ポンプ用チューブと前記ノズルを接続する送液用チューブとを接続したものであり，前記ポンプ用チューブは前記送液用チューブより可撓性が高い請求項１に記載の供給チューブ。

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