(57)【要約】【課題】多種の廃材からなる再生材をサンドイッチ成形品のコア層に使用でき、資源を有効利用できるサンドイッチ射出成形装置を提供することにある。【解決手段】２種類の樹脂を使用し、一方の樹脂を射出する連続可塑化式射出成形装置１０ａと他方の樹脂を射出するインライン射出装置１０ｂとを備え、２種類の樹脂でサンドイッチ成形品１００を成形するサンドイッチ射出成形装置であって、少なくともコア層１０２を連続可塑化式射出成形装置１０ａによって成形することを特徴とする。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種類の樹脂を使用し、一方の樹脂を射出する第１の射出装置と他方の樹脂を射出する第２の射出装置とを備え、２種類の樹脂でサンドイッチ成形品を成形するサンドイッチ射出成形装置であって、
第１と第２の射出装置の少なくとも一方を連続可塑化式射出成形装置としたことを特徴とするサンドイッチ射出成形装置。
【請求項２】
前記サンドイッチ成形品のコア層を成形する射出装置を連続可塑化式射出成形装置としたことを特徴とする請求項１記載のサンドイッチ射出成形装置。
【請求項３】
前記サンドイッチ成形品のスキン層を成形する射出装置をインライン射出装置としたことを特徴とする請求項１記載のサンドイッチ射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２種類の樹脂でサンドイッチ成形品を成形するサンドイッチ射出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コア層とスキン層とを種類の異なった樹脂を用いてサンドイッチ成形は、成形品の表面に現れないコア層に、廃材を利用した再生材を用いることが試みられている。再生材として用いる廃材には、不要となった成形製品、破損した成形製品を破砕してチップ状にしたり、パウダー状にしたものなど様々である。
【０００３】
一般的なインライン射出装置は、供給されるペレット状の合成樹脂材料を加熱しながら混練して可塑化することが可能であるが、混練能力が低いため、雑多の廃材からなるパウダー状や破砕物の再生材を加熱溶融・混練することが困難であり、コア層に用いることができる再生材は限られている。
【０００４】
一方、射出成形用金型に溶融樹脂を射出して成形品を成形する射出成形装置において、合成樹脂材料を可塑化する連続可塑化装置と、可塑化樹脂を計量して射出成形用金型に射出する射出装置との間にアキュームレータ装置を設け、連続可塑化装置から供給された可塑化樹脂をアキュームレータ装置に一時的に貯溜し、射出装置の射出タイミングに合わせてアキュームレータ装置のシリンダに貯溜されている可塑化樹脂をピストンによって射出装置に供給する連続可塑化式射出成形装置が知られている（例えば、特許文献１〜７参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３，００７，９２０号公報
【０００６】
【特許文献２】
特許第３，０６２，６２９号公報
【０００７】
【特許文献３】
特許第３，０７７，０４８号公報
【０００８】
【特許文献４】
特許第３，１４６，３６８号公報
【０００９】
【特許文献５】
特許第３，２５６，９１４号公報
【００１０】
【特許文献６】
特許第３，２８１，９９５号公報
【００１１】
【特許文献７】
特許第３，３０３，２１３号公報。
【００１２】
前述した連続可塑化式射出成形装置の連続可塑化装置は、２軸の可塑化スクリュを可塑化シリンダの内部で、同方向に同一速度で回転する。また、可塑化スクリュは軸方向の基端側から先端側に向かって例えばフィード部、混練部、圧縮部として機能するように、スクリュの形状が異なるスクリュエレメントに形成されているため、混練能力が高いことで知られている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のサンドイッチ成形品を成形するサンドイッチ射出成形装置は、２台のインライン射出装置を使用し、それぞれの射出装置から種類の異なる可塑化樹脂をサンドイッチ成形用ノズルを介して成形用金型のキャビティに射出することにより、サンドイッチ成形品を成形している。
【００１４】
しかし、インライン射出装置は、混練能力が低いため、雑多の廃材からなる再生材を使用することができず、コア層に用いることができる再生材の種類は限られているのが実情である。
【００１５】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、混練能力が高い連続可塑化式射出成形装置によって多種の廃材からなる再生材をサンドイッチ成形品のコア層に使用でき、資源を有効利用できるサンドイッチ射出成形装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前述した目的を達成するために、請求項１は、２種類の樹脂を使用し、一方の樹脂を射出する第１の射出装置と他方の樹脂を射出する第２の射出装置とを備え、２種類の樹脂でサンドイッチ成形品を成形するサンドイッチ射出成形装置であって、第１と第２の射出装置の少なくとも一方を連続可塑化式射出成形装置としたことを特徴とする。
【００１７】
請求項２は、請求項１の前記サンドイッチ成形品のコア層を成形する射出装置を連続可塑化式射出成形装置としたことを特徴とする。
【００１８】
請求項３は、請求項１の前記サンドイッチ成形品のスキン層を成形する射出装置をインライン射出装置としたことを特徴とする。
【００１９】
前記構成によれば、インライン射出装置からサンドイッチ成形用金型のキャビティに射出される可塑化樹脂によってスキン層が形成され、連続可塑化式射出成形装置からサンドイッチ成形用金型のキャビティに射出される可塑化樹脂によってコア層が形成される。
【００２０】
連続可塑化式射出成形装置は、混練能力が高く、雑多の廃材からなる再生材を使用することができ、しかも、スキン層によって覆われるコア層に用いることができる再生材の種類に限定されるものではない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１及び図２は第１の実施形態を示し、図１はサンドイッチ射出成形装置の概略的構成図である。まず、概略的構成を説明すると、サンドイッチ射出成形装置は、連続可塑化式射出成形装置１０ａとインライン射出装置１０ｂと、サンドイッチ成形用ノズル１０ｃとから構成されている。
【００２３】
連続可塑化式射出成形装置１０ａは、合成樹脂材料を可塑化する連続可塑化装置１１と、この連続可塑化装置１１と連通して設けられ、供給された可塑化樹脂を一時的に貯溜するアキュームレータ装置１２と、このアキュームレータ装置１２から供給された可塑化樹脂を計量・射出する射出装置１３とから構成されている。
【００２４】
次に、前記連続可塑化装置１１について説明すると、横型の可塑化シリンダ１５の内部には平行２軸の可塑化スクリュ１６が設けられている。可塑化シリンダ１５の基端側における上部には材料供給ホッパ１７を有するフィーダ１８が設けられている。可塑化シリンダ１５の先端側には流出路１９が設けられている。また、可塑化シリンダ１５の周囲にはヒータ１５ａが巻装され、可塑化シリンダ１５の内部の合成樹脂材料を加熱溶融するようになっている。
【００２５】
可塑化シリンダ１５の材料供給ホッパ１７は、合成樹脂材料からなる成形品を破砕したチップ状、パウダー状等の廃材からなる再生材を供給できるようになっており、必要に応じてマイカ等の強化材あるいは充填材を供給することもできる。
【００２６】
前記平行２軸の可塑化スクリュ１６は、インバータモータ２６の回転軸２７からギアボックス２８を介して回転力が伝達され、同方向に同一速度で回転するようになっている。この可塑化スクリュ１６は軸方向の基端側から先端側に向かって例えばフィード部、混練部、圧縮部として機能するように、スクリュの形状が異なるスクリュエレメントに分割されている。しかも、平行２軸の可塑化スクリュ１６が可塑化シリンダ１５の内部で接触しながら同方向に連続回転して合成樹脂材料をヒータ１５ａによって加熱しながら混練するようになっている。
【００２７】
従って、連続可塑化装置１１は、供給される再生材がパウダー、粉砕物でも加熱しながら混練して可塑化することが可能である。従来の一般的な可塑化装置は、１軸の可塑化スクリュであるため混練能力が低い。このため、パウダー状の合成樹脂材料を加熱・混練してペレット状に造粒し、ペレット状の合成樹脂を可塑化装置に供給しているが、本装置の連続可塑化装置１１によれば、パウダー状の合成樹脂材料を可塑化できることから造粒工程が省け、省力化、省エネルギー化を図ることができる。
【００２８】
次に、前記アキュームレータ装置１２について説明すると、縦型のシリンダ３０を備え、シリンダ３０の内部にはピストン３１が上下方向に移動自在に設けられている。シリンダ３０の周囲にはヒータ３０ａが巻装され、内部の可塑化樹脂を加熱して可塑化状態に保つようになっている。
【００２９】
シリンダ３０の側壁には開口が設けられ、この開口は可塑化シリンダ１５の流出路１９と連通している。さらに、シリンダ３０の下端部には樹脂流出路３２が設けられ、この樹脂流出路３２にはロータリバルブからなる第１の開閉バルブ３３が設けられている。
【００３０】
ピストン３１のピストンロッド３４はシリンダ３０から上方へ突出しており、ピストンロッド３４は駆動装置としての油圧シリンダ３５のプランジャ３６に連結されている。油圧シリンダ３５の上室３５ａは第１のリリーフ弁３９、第１の切換え弁４０を介してタンク４１に接続されている。そして、上室３５ａの圧力が第１のリリーフ弁３９の設定圧力Ｐ１を越えると、上室３５ａ内の圧油をタンク４１へ逃すとともに、第１の切換え弁４０を切換えることにより、第１の油圧源４２から所定の圧力及び流量に制御された圧油を第１の切換え弁４０、チェック弁４３を介して供給されるようになっている。油圧シリンダ３５の下室３５ｂは、第１の切換え弁４０に接続されている。
【００３１】
次に、前記射出装置１３について説明すると、横型の射出シリンダ４４の内部には射出プランジャ４５が進退自在に設けられている。射出シリンダ４４の周囲には内部の可塑化樹脂を加熱して溶融状態を保つヒータ４６が巻装されている。さらに、射出シリンダ４４の先端側の内腔には計量室４７が形成され、この計量室４７はアキュームレータ装置１１のシリンダ３０に設けられた樹脂流出路３２と連通している。計量室４７はロータリバルブからなる第２の開閉バルブ４８を介して射出ノズル４９に接続されている。
【００３２】
射出シリンダ４４の後端部から射出プランジャ４５のプランジャロッド５０が貫通しており、射出駆動部としての油圧シリンダ５１のプランジャ５２に連結されている。
【００３３】
油圧シリンダ５１の後室５１ａは第２のリリーフ弁５３、第２の切換え弁５４を介してタンク５５に接続されている。そして、後室５１ａの圧力が第２のリリーフ弁５３の設定圧力Ｐ２を越えると、後室５１ａ内の圧油をタンク５５へ逃すとともに、第２の切換え弁５４を切換えることにより、第２の油圧源５６から所定の圧力及び流量に制御された圧油を第２の切換え弁５４、チェック弁５７を介して供給されるようになっている。油圧シリンダ５１の前室５１ｂは、第２の切換え弁５４に接続されている。
【００３４】
前記第１、第２のリリーフ弁３９，５３の設定圧力Ｐ１，Ｐ２は、連続可塑化装置１１の流出路１９から押出される可塑化樹脂の圧力すなわち連続可塑化装置１１の背圧を可塑化に適した適宜な値に保つように設定され、該背圧を所望の値に保ちつつアキュームレータ装置１２のシリンダ３０、計量室４７への可塑化樹脂の流入に従ってピストン３１、射出プランジャ４５がそれぞれ後退されるようになっている。
【００３５】
前記フィーダ１８、連続可塑化装置１１のインバータモータ２６、第１の開閉バルブ３３、第２の開閉バルブ４８は制御部（図示しない）によって制御されるようになっている。
【００３６】
次に、インライン射出装置１０ｂについて説明する。横型の射出シリンダ６４の内部には可塑化樹脂を混練するスクリュ６５が軸方向に進退自在に設けられている。また、射出シリンダ６４の周囲には内部の可塑化樹脂を加熱して溶融状態を保つヒータ６４ａが巻装されている。さらに、射出シリンダ６４の先端側の内腔には計量室６６が形成され、射出シリンダ６４の基端側は合成樹脂材料を供給する第３のホッパ６７が設けられている。
【００３７】
スクリュ６５のロッド７０は射出シリンダ６４の後端部を貫通し、ロッド７０は射出駆動部としての油圧シリンダ７１のプランジャ７２に連結されている。
【００３８】
油圧シリンダ７１の後室７１ａは第３のリリーフ弁７３、第３の切換え弁７４を介してタンク７５に接続されている。そして、後室７１ａの圧力が第３のリリーフ弁７３の設定圧力Ｐ２を越えると、後室７１ａ内の圧油をタンク７５へ逃すとともに、第３の切換え弁７４を切換えることにより、第３の油圧源７６から所定の圧力及び流量に制御された圧油を第３の切換え弁７４、チェック弁７７を介して供給されるようになっている。油圧シリンダ７１の前室７１ｂは、第３の切換え弁７４に接続されている。
【００３９】
前記インライン射出装置１０ｂのスクリュ６５は回転駆動部８１ａによって回転駆動されるようになっている。すなわち、図２に示すように、スクリュ６５のロッド７０は、スクリュ側ロッド７０ａとプランジャ側ロッド７０ｂとに２分割されている。スクリュ側ロッド７０ａの基端部にはガイド部材８２に設けられたベアリング８３に回転自在に支持されている。ピストン側ロッド７０ａにはスプライン８４が設けられている。このスプライン８４にはベアリング支持部材８５に支持されたベアリング８６に回転自在に支持された従動プーリ８７がスプライン係合している。
【００４０】
また、ガイド部材８２にはガイド孔８２ａが設けられ、このガイド孔８２ａには油圧シリンダ７１に取付けられたガイドバー８２ｂが相対的に移動自在挿入されている。すなわち、ガイド部材８３はガイドバー８２ｂをガイドとして進退移動できるようになっている。
【００４１】
さらに、駆動源としてのエンコーダ付きのサーボモータ８８がフレーム等に固定されている。このサーボモータ８８の回転軸には駆動プーリ８８ａが嵌着されている。そして、駆動プーリ８８ａと従動プーリ８７との間にはタイミングベルト８９が掛け渡され、サーボモータ８８の回転をロッド７０に伝達させるようになっている。
【００４２】
次に、サンドイッチ成形用ノズル１０ｃについて説明すると、ノズル本体９０には連続可塑化式射出成形装置１０ａの射出ノズル４９と接合する第１のノズルタッチ面９１とインライン射出装置１０ｂの射出ノズル６４と接合する第２のノズルタッチ面９２が設けられている。第１及び第２のノズルタッチ面９１，９２は樹脂流通路９１ａ，９２を介して樹脂合流通路９３を介して樹脂射出口９４に連通している。
【００４３】
また、サンドイッチ成形用ノズル１０ｃの樹脂射出口９４はサンドイッチ成形金型９５のノズルタッチ面９６に接合されるようになっている。サンドイッチ成形金型９５にはノズルタッチ面９６と連通するキャビティ９７が設けられている。また、キャビティ９７の周囲には冷却水を循環してキャビティ９７に充填された可塑化樹脂を冷却する冷却水路９８が設けられている。
【００４４】
次に、前述のように構成されたサンドイッチ射出成形装置の作用について説明する。まず、インライン射出装置１０ｂが駆動する。インライン射出装置１０ｂの第３のホッパ６７から射出シリンダ６４にサンドイッチ成形品１００のスキン層１０１を成形する合成樹脂材料を供給する。そして、サーボモータ８８を回転駆動すると、駆動プーリ８８ａ、タイミングベルト８９、従動プーリ８７を介してスクリュ側ロッド７０ａが回転し、射出シリンダ６４内のスクリュ６５が回転駆動する。
【００４５】
射出シリンダ６４はヒータ６４ａによって加熱されているため、合成樹脂材料は加熱溶融・混練されて可塑化樹脂となって計量室６６に導かれる。このようにして１回の射出に必要な所定量の可塑化樹脂が計量されると、第３の開閉バルブ６８を開き、第３の切換え弁７４を図示の位置から左方へ移動させて右方の切換え位置に切換え、第３の油圧源７６からチェック弁７７を介して油圧シリンダ７１の後室７１ａへ圧油を供給する。
【００４６】
従って、油圧シリンダ７１によってスクリュ６５が前進し、計量室６６内の可塑化樹脂を射出ノズル６９からサンドイッチ成形用ノズル１０ｃの樹脂流通路９２ａ、樹脂合流通路９３を介して樹脂射出口９４から射出させる。樹脂射出口９４はサンドイッチ成形金型９５のノズルタッチ面９６からキャビティ９７に圧送され、その射出圧力によって可塑化樹脂はキャビティ９７の内周面に沿って樹脂層が形成され、この樹脂層は冷却水路９８を流通する冷却水によって冷却固化されてスキン層１０１が成形される。
【００４７】
次に、連続可塑化式射出成形装置１０ａが駆動する。連続可塑化式射出成形装置１０ａのフィーダ１８から可塑化シリンダ１５の内部に廃材となった合成樹脂成形品を破砕した破砕物、パウダー、チップ状の再生材を供給する。このとき、インバータモータ２６は連続駆動しており、インバータモータ２６の回転軸２７の回転はギアボックス２８を介して２軸の可塑化スクリュ１６に伝達される。可塑化スクリュ１６は軸方向にフィード部、混練部、圧縮部としての機能するスクリュを持ち、可塑化シリンダ１５の内部で接触しながら同方向に連続回転し、しかもヒータ１５ａによって加熱されているため、再生材は均一に加熱溶融・混練されて可塑化樹脂となる。
【００４８】
アキュームレータ装置１２のシリンダ３０の第１の開閉バルブ３３を閉じ、第１の切換え弁４０が図示の状態で、アキュームレータ装置１２に可塑化樹脂を蓄積される。従って、可塑化シリンダ１５の流出路１９から可塑化樹脂が押出され、アキュームレータ装置１２のシリンダ３０に押出されると、可塑化樹脂はピストン３１を押し上げる。
【００４９】
このとき、ピストン３１の上昇は、第１のリリーフ弁３９の設定圧力により制御されつつアキュームレータ室２９を拡大させて、その内部に可塑化樹脂が蓄積される。
【００５０】
この間、射出装置１３の射出プランジャ４５は１サイクル前の射出及び保圧工程を行っている。この保圧工程が完了したところで、第２の開閉バルブ４８を閉じ、第２の切換え弁５４を図示の中立位置に戻し、第１の開閉弁３３を開く。
【００５１】
次に、第１の切換え弁４０を図示の位置から左方へ移動させて右方の切換え位置に切換え、第１の油圧源４２から所定圧力且つ所定流量の圧油をチェック弁４３を介して油圧シリンダ３８の上室３８ａへ供給する。これによりピストン３１は所定の速度で下降する。このとき、油圧シリンダ５１の後室５１ａは第２のリリーフ弁５３、第２の切換え弁５４を介してタンク５５に接続され、第２のリリーフ弁５３は前述したように第１のリリーフ弁３９と同様に流出路１９の背圧を所定値に保つようにその設定圧力Ｐ２が設定されているため、アキュームレータ室２９内の可塑化樹脂は流出路１９からの可塑化樹脂の供給を阻止することなく、下方の流出路３２から第１の開閉バルブ３３を通って計量室４７に流入し、射出プランジャ４５を後退させる。
【００５２】
このようにして１回の射出に必要な所定量の可塑化樹脂が計量されると、第１の開閉バルブ３３を閉じるとともに、第２の開閉バルブ４８を開き、第２の切換え弁５４を図示の位置から左方へ移動させて右方の切換え位置に切換え、第２の油圧源５６からチェック弁５７を介して油圧シリンダ５１の後室５１ａへ圧油を供給し、射出プランジャ４５を前進させ、計量室４７内の可塑化樹脂を射出ノズル４９からサンドイッチ成形用ノズル１０ｃの樹脂流通路９１ａ、樹脂合流通路９３を介して樹脂射出口９４から射出させる。樹脂射出口９４はサンドイッチ成形金型９５のノズルタッチ面９６からキャビティ９７に圧送され、その射出圧力によって可塑化樹脂はキャビティ９７の内周面に沿って予め成形されたスキン層１０１の内部に充填される。スキン層１０１の内部に充填された可塑化樹脂も冷却水路９８を流通する冷却水によって冷却固化されてスキン層１０１の内部にコア層１０２が成形されてサンドイッチ成形品１００が完成する。
【００５３】
ついで、再び、第１の開閉バルブ３３を閉じると同時に第１の切換え弁４０を図示の中立位置に切換え、流出路１９から連続的に送り出される可塑化樹脂を再びアキュームレータ室２９内に蓄積する。
【００５４】
前述したように、連続可塑化装置１１が連続運転するのに対し、射出装置１３は間欠的に動作して可塑化樹脂を射出成形用金型９５に射出して成形を行うため、連続可塑化装置１１から連続的に送り出される可塑化樹脂をアキュームレータ装置１２に一時的に貯溜し、射出装置１３の計量タイミングに合わせてアキュームレータ装置１２から可塑化樹脂を計量室４７に流入することができる。
【００５５】
前記実施形態においては、アキュームレータ装置１２、射出装置１３及びインライン射出成形装置１０ｂに油圧シリンダ３５，５１及び７１を用い、油圧によって駆動するようにしたが、駆動装置としてはサーボモータとボールねじ・ナットによって回転運動を直線運動に変換して駆動するようにしてもよい。
【００５６】
なお、前記実施形態においては、コア層に連続可塑化式射出成形装置を用い、スキン層にインライン射出装置を用いたが、再生材の種類によってはスキン層の成形に連続可塑化式射出成形装置を用いてもよく、両方を連続可塑化式射出成形装置といてもよい。
【００５７】
また、前記実施形態においては、アキュームレータ装置１２のシリンダ３０内のピストン３１をシリンダ３０の内周面に密接する円柱状に形成したが、ピストン３１の形状は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、ピストン３１の本体部の下面に傾斜面を設け、傾斜面より下方に突出してシリンダ３０の内径より小径の突出小径部を設けてもよい。このようなピストン３１を用いることにより、ピストン３１が下限位置にあるとき、傾斜面の最も高い位置が連続可塑化装置１１の流出路より上部に位置し、突出小径部とシリンダ３０の内周面との間に環状流路が形成される。従って、ピストン３１の下限位置にあるとき、流出路１９と樹脂流出路３２とを連通させることができる。
【００５８】
なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合わせてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、２種類の樹脂を使用してサンドイッチ成形品を成形する際に、少なくとも一方を混練能力が高い連続可塑化式射出成形装置とすることにより、多種の廃材からなる再生材をサンドイッチ成形品のコア層に使用でき、資源を有効利用できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す連続可塑化式射出成形装置の概略的構成図。
【図２】同実施形態を示す回転駆動部の縦断側面図。
【符号の説明】
１０ａ…連続可塑化式射出成形装置、１０ｂ…インライン射出装置、１０ｃ…サンドイッチ成形用ノズル、１１…連続可塑化装置、１２…アキュームレータ装置、１３…射出装置
【図１】
2004291354.tif 000003
【図２】
2004291354.tif 000004