JP6861082B2 - 成形機、及び発泡成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
好ましくは、第1アキュムレータは、複数に分割されている。
好ましくは、保圧用油圧機構を備え、前記保圧用油圧機構は、油圧によって駆動され、前記保圧用油圧機構は、第1及び第2金型が閉じられた状態で第1及び第2金型を保圧するように構成され、前記油圧回路は、油を蓄積する第2アキュムレータを備え、前記保圧用油圧機構は、第2アキュムレータから吐出された油によって発生した油圧によって駆動される。
好ましくは、第2アキュムレータから吐出された油によって発生した油圧は、前記開閉用油圧機構及び前記射出用油圧機構を駆動しない。
好ましくは、前記射出部内に溶融樹脂が注入される際の前記射出用油圧機構内の背圧を調整する背圧調整弁を備える。
好ましくは、前記成形機は、原料樹脂を溶融して溶融樹脂にする押出機を備え、第1アキュムレータは、前記押出機の下側であって、前記開閉用油圧機構の背面側に配置される。
本発明の別の観点によれば、上記記載の成形機を用いた発泡成形体の製造方法であって、前記射出用油圧機構によって駆動されて第1及び第2金型の間に発泡溶融樹脂を射出して発泡パリソンを形成する射出工程と、前記開閉用油圧機構によって駆動されて第1及び第2金型を閉じる型閉じ工程を備え、前記射出用油圧機構及び前記開閉用油圧機構は、第1アキュムレータから吐出された油によって発生した油圧によって、順に駆動される、発泡成形体の製造方法が提供される。
好ましくは、前記保圧用油圧機構によって第1及び第2金型を閉じた状態で保圧する保圧工程を備え、前記保圧用油圧機構は、第2アキュムレータから吐出された油によって発生した油圧によって駆動される。
本発明の一実施形態の成形機1は、図1に示すように、樹脂供給装置2と、射出部18と、第1及び第2金型21,22が装着される第1及び第2プラテン31,32と、射出用油圧機構17と、開閉用油圧機構35と、保圧用油圧機構45を備える。樹脂供給装置2は、ホッパー12と、押出機13と、インジェクタ16を備える。押出機13と射出部18は、連結管25を介して連結される。油圧機構17,35,45は、図2に示す油圧回路Cにおいて発生した油圧によって駆動される。油圧機構35は、金型22の対角線上に2つ設けられており、油圧機構45は、2つの油圧機構35の中間に配置されている。成形機1は、好ましくは、発泡成形用の発泡成形機である。
以下、各構成について詳細に説明する。
ホッパー12は、原料樹脂11を押出機13のシリンダ13a内に投入するために用いられる。原料樹脂11の形態は、特に限定されないが、通常は、ペレット状である。原料樹脂は、例えばポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂であり、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体及びその混合物などが挙げられる。原料樹脂11は、ホッパー12からシリンダ13a内に投入された後、シリンダ13a内で加熱されることによって溶融されて溶融樹脂になる。また、シリンダ13a内に配置されたスクリューの回転によってシリンダ13aの先端に向けて搬送される。スクリューは、シリンダ13a内に配置され、その回転によって溶融樹脂を混練しながら搬送する。スクリューの基端にはギア装置が設けられており、ギア装置によってスクリューが回転駆動される。シリンダ13a内に配置されるスクリューの数は、1本でもよく、2本以上であってもよい。
シリンダ13aには、シリンダ13a内に発泡剤を注入するためのインジェクタ16が設けられる。原料樹脂11を発泡させない場合は、インジェクタ16は省略可能である。インジェクタ16から注入される発泡剤は、物理発泡剤、化学発泡剤、及びその混合物が挙げられるが、物理発泡剤が好ましい。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、およびブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素などを用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度−149.1℃、臨界圧力3.4MPa以上、二酸化炭素であれば臨界温度31℃、臨界圧力7.4MPa以上とすることにより得られる。化学発泡剤としては、酸(例:クエン酸又はその塩)と塩基(例:重曹)との化学反応により炭酸ガスを発生させるものが挙げられる。化学発泡剤は、インジェクタ16から注入する代わりに、ホッパー12から投入してもよい。
発泡剤が添加されている溶融樹脂(発泡溶融樹脂)11a又は添加されていない溶融樹脂(ソリッド溶融樹脂)11aは、シリンダ13aの樹脂押出口から押し出され、連結管25を通じて射出部18内に注入される。射出部18は、シリンダ18aと、その内部で摺動可能なピストン18bと、マンドレル18cを備えており、シリンダ18a内に溶融樹脂11aが貯留可能になっている。そして、シリンダ18a内に溶融樹脂11aが所定量貯留された後にピストン18bを移動させることによって溶融樹脂11aを射出部18の先端に設けられたダイスリットから射出して垂下させてパリソン23を形成する。図1においてはパリソン23の形状は、円筒状であるが、当該例に限定されず、他の形状(例えばシート状)であってもよい。なお、図1では、射出部18は、ヘッド内にアキュムレータが設けられているダイ内アキュムレータ式の射出部を示しているが、射出部18は、ヘッドに隣接してアキュムレータが設けれたサイドアキュムレータ式の射出部であってもよい。
ピストン18bの一端は、射出用油圧機構17に連結されている。射出部18は、油圧機構17によって駆動されて金型21,22の間に溶融樹脂11aを射出してパリソン23を形成する。油圧機構17は、シリンダ17aと、その内部で摺動可能なピストン17bを備える。ピストン17bは、連結プレート17cを介してピストン18bに連結されている。ピストン17bは、シリンダ17a内の油圧を制御することによって駆動可能になっている。ピストン17bを駆動するための油圧回路Cは、後述する。
図1に示すように、パリソン23を金型21,22の間に配置した状態で金型21,22を閉じて、好ましくは保圧することによって成形体を形成することができる。金型21,22を用いた成形の方法は特に限定されず、金型21,22のキャビティ内にエアーを吹き込んで成形を行うブロー成形であってもよく、金型21,22のキャビティの内面からキャビティ内を減圧してパリソンの成形を行う真空成形であってもよく、その組合せであってもよい。溶融樹脂が発泡剤を含有する場合、パリソンは、発泡パリソンとなる。
金型21,22は、プラテン31,32に装着される。金型22は、プラテン32を介して開閉用油圧機構35及び保圧用油圧機構45に連結されている。プラテン31,32は、開閉用油圧機構35によって駆動されて金型21,22を開閉可能に構成されている。前記保圧用油圧機構は、金型21,22が閉じられた状態で金型21,22を保圧するように構成されている。
続いて、各工程目的別に油圧回路Cにおける油の導通経路について説明する。油圧回路Cは、油圧を発生させる油を導通させる回路である。
図2は、本発明の実施形態に係る油圧回路Cの全体回路図である。図3〜図8は、油圧回路Cの主要構成部分のみを示す回路図である。油圧回路Cは、タンクTと、ポンプPと、弁V1〜V17と、第1アキュムレータA1と、第2アキュムレータA2を備える。各構成要素は、配管で連結されている。タンクTには、油圧回路Cに送出される油が貯蔵されている。ポンプPは、配管を通じてタンクTと接続され、タンクTから油を吸い出して下流側へ油を送出する。弁V1は、ロジック弁であり、開閉により油の導通可否を制御する。ロジック弁は、図示しない電磁弁を用いて開閉制御可能になっている。弁V2〜V7は、逆止弁であり、上流(「<」側)から下流(「○」側)にのみ流体を通し、下流から上流への流れを阻止する。弁V8〜V13は、方向制御弁であり、油の流れを電磁制御する。弁V14〜V15は、リリーフ弁であり、設定値を超える圧力が加わったときに開状態になって圧力を解放する。弁V16〜V17は、減圧弁であり、上流側の圧力を減圧して下流側に伝達する。アキュムレータA1,A2は、油を蓄積し、必要時に蓄積した油を放出する機能を有する。アキュムレータ内にはガスが封入されており、アキュムレータが接続されている配管内の油圧がアキュムレータ内の気圧よりも高いときはアキュムレータ内に油が蓄積され、低いときはアキュムレータ内の油が吐出される。図1に示すように、アキュムレータA1,A2は、押出機13の下側であって、油圧機構35の背面側に配置される。アキュムレータA1,A2は、通常、サイズが大きいが、このように配置することによって成形機1の設置スペースを増大させることなく、アキュムレータA1,A2を設置することが可能になる。また、アキュムレータA1は、複数に分割されている。分割された各アキュムレータA1は、それぞれ、並列に配管に接続されている。このため、アキュムレータA1のうちの一つが故障しても成形機1の稼働を継続することができる。
成形機1では、油の蓄積工程、溶融樹脂11aの射出工程、金型21,22の型閉じ工程、金型21,22の保圧工程、金型21,22の型開き工程、射出部18への溶融樹脂注入工程が実施される。以下、各工程での油の導通経路について説明する。
図3は、アキュムレータA1,A2に油を蓄積する際の、油の導通経路を示す。弁V1,V8が閉じられている。ポンプPから送出された油は、弁V2を通じてアキュムレータA1に蓄積され、さらに弁V3を通じてアキュムレータA2に蓄積される。
図4は、溶融樹脂11aの射出時の油の導通経路を示す。弁V8,V11,V13が閉じられており、弁V1,V12が開かれている。
図5は、金型21,22を閉じる際の油の導通経路を示す。弁V8,V10,V12が閉じられており、弁V1,V11,V14が開かれている。
金型21,22が互いに接触(型閉じ)した後も、更に互いに閉じる方向に圧力を付加する工程が行われる。かかる工程を保圧と称する。図6は、金型21,22を保圧(型締め)する際の油の導通経路を示す。弁V10,V12が閉じられており、弁V1,V8,V9,V11,V14が開かれている。
図7は、金型21,22を開く際の油の導通経路を示す。弁V12が閉じられており、弁V1,V9,V11,V14が開かれている。弁V9,V11は、金型21,22の保圧工程とは経路が切り替えられている。つまり、弁V9,V11は、金型21,22の保圧工程では、両端の配管を平行に接続したが、金型21,22の型開き工程では、両端の配管を交差させて接続させている。
図8は、射出部18へ溶融樹脂を注入する際の油の導通経路を示す。弁V12が閉じられ、弁V13,V15が開かれている。押出機13を作動させて射出部18内に溶融樹脂11aを注入すると、溶融樹脂11aの圧力によってピストン18bが押し上げられる。ピストン18bが押し上げられると、ピストン17bがシリンダ17a内に押し込まれる。すると、シリンダ17a内のピストン17bの背面側の油が押し出され、弁V13,V15,V5を通じて、シリンダ17a内のピストン17bの前面側に移動する。シリンダ17a内のピストン17bの背面側から前面側までの配管中での圧力は、弁(背圧調整弁)15によって規定されており、これによって、ピストン17bの背面側の圧力(背圧)が調整される。
上記の成形機1は、射出及び型閉じを高速で行うことが可能であり、発泡成形体の製造に活用した場合、破泡を抑制して発泡成形体の発泡倍率を高めることができる。
2 :樹脂供給装置
11 :原料樹脂
11a :溶融樹脂
12 :ホッパー
13 :押出機
13a :シリンダ
16 :インジェクタ
17 :射出用油圧機構
17a :シリンダ
17b :ピストン
17c :連結プレート
18 :射出部
18a :シリンダ
18b :ピストン
18c :マンドリル
21 :第1金型
22 :第2金型
23 :パリソン
25 :連結管
31 :第1プラテン
32 :第2プラテン
35 :開閉用油圧機構
35a :シリンダ
35b :ピストン
45 :保圧用油圧機構
45a :シリンダ
45b :ピストン
A1 :第1アキュムレータ
A2 :第2アキュムレータ
Claims (8)
- 油圧回路と、射出用油圧機構と、開閉用油圧機構と、射出部と、第1及び第2金型が装着される第1及び第2プラテンを備え、
前記油圧回路は、油圧を発生させる油を導通させ、
前記射出用油圧機構及び前記開閉用油圧機構は、油圧によって駆動され、
前記射出部は、前記射出用油圧機構によって駆動されて第1及び第2金型の間に溶融樹脂を射出してパリソンを形成し、
第1及び第2プラテンは、前記開閉用油圧機構によって駆動されて第1及び第2金型を開閉可能に構成され、
前記油圧回路は、油を蓄積する第1アキュムレータを備え、
前記射出用油圧機構及び前記開閉用油圧機構は、第1アキュムレータから吐出された油によって発生した油圧によって、順に駆動され、
前記油圧は、前記射出用油圧機構を駆動する際には前記開閉用油圧機構を駆動せず、前記開閉用油圧機構を駆動する際には前記射出用油圧機構を駆動しない、成形機。 - 第1アキュムレータは、複数に分割されている、請求項1に記載の成形機。
- 保圧用油圧機構を備え、
前記保圧用油圧機構は、油圧によって駆動され、
前記保圧用油圧機構は、第1及び第2金型が閉じられた状態で第1及び第2金型を保圧するように構成され、
前記油圧回路は、油を蓄積する第2アキュムレータを備え、
前記保圧用油圧機構は、第2アキュムレータから吐出された油によって発生した油圧によって駆動される、請求項1又は請求項2に記載の成形機。 - 第2アキュムレータから吐出された油によって発生した油圧は、前記開閉用油圧機構及び前記射出用油圧機構を駆動しない、請求項3に記載の成形機。
- 前記射出部内に溶融樹脂が注入される際の前記射出用油圧機構内の背圧を調整する背圧調整弁を備える、請求項1〜請求項4の何れか1つに記載の成形機。
- 前記成形機は、原料樹脂を溶融して溶融樹脂にする押出機を備え、
第1アキュムレータは、前記押出機の下側であって、前記開閉用油圧機構の背面側に配置される、請求項1〜請求項5の何れか1つに記載の成形機。 - 請求項1〜請求項6の何れか1つに記載の成形機を用いた発泡成形体の製造方法であって、
前記射出用油圧機構によって駆動されて第1及び第2金型の間に発泡溶融樹脂を射出して発泡パリソンを形成する射出工程と、
前記開閉用油圧機構によって駆動されて第1及び第2金型を閉じる型閉じ工程を備え、
前記射出用油圧機構及び前記開閉用油圧機構は、第1アキュムレータから吐出された油によって発生した油圧によって、順に駆動される、発泡成形体の製造方法。 - 前記保圧用油圧機構によって第1及び第2金型を閉じた状態で保圧する保圧工程を備え、
前記保圧用油圧機構は、第2アキュムレータから吐出された油によって発生した油圧によって駆動される、請求項3又は請求項4を引用する請求項7に記載の方法。
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