(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース材貯留部に貯留されているベース材と、マスターバッチ材貯留部に貯留されているマスターバッチ材とによって所定の配合比の樹脂材料をつくるための樹脂材料の計量装置であって、
ベース材貯留部およびマスターバッチ材貯留部に隣接して配置され、かつ、所定の駆動源から回転力を受けて回転する計量ホイールと、計量ホイールの外周面において、一定量のマスターバッチ材を受け入れることが可能に設けられた計量部と、ベース材貯留部に貯留されているベース材を、計量ホイールの外周面に連続して供給することが可能なベース材供給口と、マスターバッチ材貯留部に貯留されているマスターバッチ材を、計量ホイールの計量部にのみ供給することが可能なマスターバッチ材供給口とを備え、
計量ホイールにおける外周面の表面粗さが、マスターバッチ材を受け入れる計量部の表面よりも粗く設定され、計量ホイールは、その外周面がマスターバッチ材供給口からベース材供給口に向かって移行する方向へ回転駆動され、その外周面に対してベース材供給口から連続して供給されるベース材と、マスターバッチ材供給口から計量部に受け入れて送られてくる一定量のマスターバッチ材とを、計量ホイールの回転によって配合しながら計量するように設定されている樹脂材料の計量装置。
【請求項２】
請求項１に記載された樹脂材料の計量装置であって、
計量ホイールの回転に伴ってその外周面から落下するベース材とマスターバッチ材とが配合された樹脂材料を受ける位置に、衝突板および空隙部が設けられている樹脂材料の計量装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された樹脂材料の計量装置であって、
計量ホイールの外周面において一定量のマスターバッチ材を受け入れるための計量部が溝形状に設定されている樹脂材料の計量装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載された樹脂材料の計量装置であって、
計量ホイールの外周面に対して複数個の計量部が周方向へ一定の間隔をもって設けられている樹脂材料の計量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂材料の計量装置に関し、詳しくはベース材とマスターバッチ材とによって所定の配合比の樹脂材料をつくるための樹脂材料の計量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置については、例えば特許文献１に開示された技術が既に知られている。この技術では、樹脂成形品の樹脂材料が、その主剤となるベース材と、このベース材とほぼ同等の原料に物性調節剤や着色剤などの添加剤を分散させたマスターバッチ材との混合によってつくられている。そして、マスターバッチ材の添加剤が全体に分散された樹脂成形品となるように、ベース材とマスターバッチ材とを正確な割合で、かつ、均一に混合する必要がある。その手段として特許文献１の技術では、回転可能なローター外周にマスターバッチ材の粒寸法に対応した孔寸法の吸着孔を設け、この吸着孔にペレット状のマスターバッチ材を一粒だけ吸着することで計量を行う。この状態でローターが回転し、吸着孔に保持されているマスターバッチ材を、ベース材が連続して供給されている通路に排出することで、ベース材とマスターバッチ材とを配合している。
【特許文献１】特開２０００−１７６９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示された技術では、マスターバッチ材は正確に計量されるものの、ベース材はそのホッパータンク内から通路に向けて直接落下させるといった供給を行っている。このため、ベース材の供給量が不安定であり、結果的にベース材とマスターバッチ材との配合比が変化することになる。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、ベース材に対してマスターバッチ材を均一に分散させた所望の配合比の樹脂材料を安定してつくり出すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の目的を達成するためのもので、以下のように構成されている。
第１の発明は、ベース材貯留部に貯留されているベース材と、マスターバッチ材貯留部に貯留されているマスターバッチ材とによって所定の配合比の樹脂材料をつくるための樹脂材料の計量装置であって、ベース材貯留部およびマスターバッチ材貯留部に隣接して配置され、かつ、所定の駆動源から回転力を受けて回転する計量ホイールと、計量ホイールの外周面において、一定量のマスターバッチ材を受け入れることが可能に設けられた計量部と、ベース材貯留部に貯留されているベース材を、計量ホイールの外周面に連続して供給することが可能なベース材供給口と、マスターバッチ材貯留部に貯留されているマスターバッチ材を、計量ホイールの計量部にのみ供給することが可能なマスターバッチ材供給口とを備えている。そして、計量ホイールにおける外周面の表面粗さが、マスターバッチ材を受け入れる計量部の表面よりも粗く設定されている。また計量ホイールは、その外周面がマスターバッチ材供給口からベース材供給口に向かって移行する方向へ回転駆動され、その外周面に対してベース材供給口から連続して供給されるベース材と、マスターバッチ材供給口から計量部に受け入れて送られてくる一定量のマスターバッチ材とを、計量ホイールの回転によって配合しながら計量するように設定されている。
【０００６】
このように、計量ホイールの外周面に供給されるベース材と、該計量ホイールの計量部に受け入れた一定量のマスターバッチ材とを計量ホイールの回転によって配合しながら計量することにより、ベース材に対してマスターバッチ材を均一に分散させた所望の配合比の樹脂材料を安定してつくり出すことができる。
また、計量ホイールにおける外周面の表面粗さを粗くすることで、ベース材供給口から計量ホイールの外周面に供給されるベース材が滑りにくくなり、このベース材が計量ホイールの回転によって的確に運ばれる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、計量ホイールの回転に伴ってその外周面から落下するベース材とマスターバッチ材とが配合された樹脂材料を受ける位置に、衝突板および空隙部が設けられている。
この構成により、既に所定の比率で配合されているベース材とマスターバッチ材とが衝突板に当たるとともに空隙部で混ざり合うこととなり、これらのマスターバッチ材とベース材とが効率よく混合される。
【０００８】
第３の発明は、１又は２の発明において、計量ホイールの外周面において一定量のマスターバッチ材を受け入れるための計量部が溝形状に設定されている。
これにより、マスターバッチ材とベース材とを所望の比率で配合するためのマスターバッチ材の計量が正確となる。
【０００９】
第４の発明は、１、２又は３の発明において、計量ホイールの外周面に対して複数個の計量部が周方向へ一定の間隔をもって設けられている。
これにより、計量部の個数（ピッチ）を変えるだけで、ベース材に対するマスターバッチ材の配合比を容易に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて説明する。
実施の形態１
まず、本発明における実施の形態１を図１および図２によって説明する。
図１は、樹脂材料の計量装置を表した概要図である。この図面において、ハウジング１０の上部には、ベース材Ａが貯留された第１ホッパー１２と、マスターバッチ材Ｂが貯留された第２ホッパー１６とがそれぞれ設置されている。つまり、第１ホッパー１２は本発明の「ベース材貯留部」に相当し、第２ホッパー１６は本発明の「マスターバッチ材貯留部」に相当する。また、ハウジング１０内の上方部位には、計量ホイール２０が組み込まれている。この計量ホイール２０は、モータなどの駆動源から回転力を受けて図面の矢印方向へ連続して回転することが可能である。
なお、第１ホッパー１２の供給口１４および第２ホッパー１６の供給口１８は、それぞれ計量ホイール２０の外周面２２に接近した位置で開放している。そして、計量ホイール２０の回転方向は、外周面２２が第２ホッパー１６の供給口１８から第１ホッパー１２の供給口１４に向かって移行するようになっている。
【００１２】
図２に計量ホイール２０が外観斜視図で示されている。この図面から明らかなように、計量ホイール２０の外周面２２における片側の端面寄りには、複数個（4個）の計量部２４が周方向へ一定の間隔で設けられている。これらの各計量部２４は、第２ホッパー１６から供給されるマスターバッチ材Ｂを計量するためのもので、それぞれ溝形状（凹形状）に設定されている。なお、計量ホイール２０の外周面２２において、各計量部２４を除いた表面はローレット加工が施されている。
第１ホッパー１２内に貯留されているベース材Ａは、該第１ホッパー１２の供給口１４から計量ホイール２０の外周面２２に連続して供給される。これに対し、第２ホッパー１６内に貯留されているマスターバッチ材Ｂは、第２ホッパー１６の供給口１８から計量ホイール２０の各計量部２４にのみ供給される。すなわち、第２ホッパー１６の供給口１８は、計量ホイール２０の外周面２２にほとんど接触する状態に接近しており、各計量部２４の間では計量ホイール２０の外周面２２によって閉ざされた状態に保持される。
【００１３】
ハウジング１０内における計量ホイール２０の下方部位には、衝突板２６が設けられ、この衝突板２６の下方は空隙部２８になっている。これにより、後述するように計量ホイール２０の外周面２２から落下するベース材Ａおよびマスターバッチ材Ｂは、衝突板２６に当たってから空隙部２８に落下する。このため、空隙部２８において材料同士が衝突し合いながらランダムな運動が与えられ、ベース材Ａおよびマスターバッチ材Ｂが効率よく混合される。
【００１４】
このように構成された樹脂材料の計量装置において、モータなどの駆動源を起動させて計量ホイール２０を図1の矢印方向へ回転させると、その外周面２２に第１ホッパー１２の供給口１４から一定量のベース材Ａが連続して供給されるとともに、第２ホッパー１６の供給口１８からマスターバッチ材Ｂが計量部２４にのみ供給される。そして、既に説明したように計量ホイール２０の回転方向は、その外周面２２が第２ホッパー１６の供給口１８から第１ホッパー１２の供給口１４に向かって移行するように設定されている。このため、第２ホッパー１６の供給口１８から計量部２４に受け入れた一定量のマスターバッチ材Ｂが第１ホッパー１２の供給口１４に向けて送られ、この供給口１４から連続して供給される一定量のベース材Ａと配合される。
すなわち、計量ホイール２０の回転によってベース材Ａとマスターバッチ材Ｂとが配合されながら計量される。これにより、ベース材Ａに対してマスターバッチ材Ｂが均一に分散された樹脂材料が、計量ホイール２０の外周面２２からハウジング１０内の下方へ落下する。
【００１５】
ベース材Ａの供給量（配合量）は、計量ホイール２０の径や外周面２２の幅、その回転数、供給口１４と外周面２２との隙間によって決定される。特に供給口１４と外周面２２との隙間については、ベース材Ａの供給量の微調整が可能である。なお、計量ホイール２０における外周面２２のローレット加工により、この外周面２２からベース材Ａが滑りにくく、計量ホイール２０の回転に伴ってベース材Ａが適正に計量され、かつ、適正に送られる。
一方、マスターバッチ材Ｂの供給量（配合量）は、計量ホイール２０の回転数、あるいは各計量部２４の容積、個数、ピッチによって決定される。この計量部２４の個数については、1〜10個程度から配合比に応じて適宜に選定すればよい。また、計量ホイール２０の各計量部２４の形状は矩形に限らず、円形あるいは楕円形でもよい。これらの計量部２４に関する変更事項は、後述する実施の形態２における計量部２５においても適用することができる。
【００１６】
ハウジング１０内の下方へ落下する樹脂材料は、既に述べたように衝突板２６に当たってから空隙部２８に落下することで、樹脂材料の落下方向が変化し、材料同士が衝突し合いながらランダムな運動が与えられ、ベース材Ａおよびマスターバッチ材Ｂが効率よく混合される。このように、計量ホイール２０の回転によってベース材Ａにマスターバッチ材Ｂを均一に分散させた状態で配合し、かつ、これらを衝突板２６および空隙部２８によって混合することにより、良好な樹脂材料がつくられる。したがって、計量装置とは別に混合機を設ける必要がなく、設備コストを抑えることが可能になる。
【００１７】
実施の形態２
つづいて、本発明における実施の形態２を図３および図４によって説明する。
図３は、実施の形態２における樹脂材料の計量装置を表した概要図である。図４は、同じく実施の形態２における計量ホイール２０を表した外観斜視図である。これらの図面で示す実施の形態２では、ハウジング１０の上部に設置されている第１ホッパー１２（ベース材貯留部）と第２ホッパー１６（マスターバッチ材貯留部）との間において、もう一つの第３ホッパー３０が設置されている。この第３ホッパー３０内には、例えば第２ホッパー１６内に貯留されているマスターバッチ材Ｂとは異なる種類のマスターバッチ材Ｃが貯留されている。
第３ホッパー３０の供給口３２についても、第１ホッパー１２および第２ホッパー１６の供給口１４，１８と同様に計量ホイール２０の外周面２２に接近した位置で開放している。そして、計量ホイール２０の回転により、その外周面２２は第２ホッパー１６の供給口１８から第３ホッパー３０の供給口３２を経て第１ホッパー１２の供給口１４に向かって移行する。
【００１８】
計量ホイール２０の外周面２２には、各計量部２４とは反対側の端面寄りにおいて複数個（4個）の計量部２５が周方向へ一定の間隔で設けられている。これらの各計量部２５は、第３ホッパー３０から供給されるマスターバッチ材Ｃを計量するためのもので、それぞれ溝形状（凹形状）に設定されている。この第３ホッパー３０の供給口３２は、計量ホイール２０の外周面２２にほとんど接触する状態に接近しており、各計量部２５の間では計量ホイール２０の外周面２２によって閉ざされた状態に保持される。したがって、第３ホッパー３０内に貯留されているマスターバッチ材Ｃは、供給口３２から計量ホイール２０の各計量部２５にのみ供給される。
なお、計量ホイール２０の外周面２２において、各計量部２４，２５を除いた表面にローレット加工が施され、またハウジング１０内における計量ホイール２０の下方部位に、衝突板２６および空隙部２８が設けられているのは実施の形態１と同じである。
【００１９】
実施の形態２における計量装置において、計量ホイール２０を図３の矢印方向へ回転させると、その外周面２２に第１ホッパー１２の供給口１４から一定量のベース材Ａが連続して供給されるとともに、第２ホッパー１６の供給口１８からマスターバッチ材Ｂが計量部２４にのみ供給され、第３ホッパー３０の供給口３２からマスターバッチ材Ｃが計量部２５にのみ供給される。これにより、計量部２４に受け入れた一定量のマスターバッチ材Ｂと、計量部２５に受け入れた一定量のマスターバッチ材Ｃとが第１ホッパー１２の供給口１４から連続して供給される一定量のベース材Ａと配合ながら計量される。
計量ホイール２０の回転により、ベース材Ａに対してマスターバッチ材Ｂ，Ｃが均一に分散された樹脂材料は、この計量ホイール２０の外周面２２からハウジング１０内の下方へ落下する。この樹脂材料が衝突板２６に当たることで材料の落下方向が変化し、空隙部２８で三種類の材料同士が衝突し合いながらランダムな運動が与えられて効率よく混合される。
【００２０】
実施の形態３
つぎに、本発明における実施の形態３を図５によって説明する。
図５は、実施の形態３における計量装置の一部を表した概要図である。図６は、同じく実施の形態３における計量ホイール２０を表した外観斜視図である。これらの図面で示すように実施の形態３では、例えば実施の形態１の計量装置における計量ホイール２０の各計量部２４を突起形状の計量部３６に代えている。つまり、これらの計量部３６についても、計量ホイール２０の外周面２２において周方向へ一定の間隔で設けられている。そこで、計量ホイール２０を図５の矢印方向へ回転させると、突起形状の計量部３６が第２ホッパー１６の供給口１８からマスターバッチ材Ｂを受け取って計量するとともに、そのマスターバッチ材Ｂが実施の形態１の場合と同様にベース材Ａと配合される。
なお、実施の形態３においても、計量ホイール２０の外周面２２にローレット加工が施されている。このローレット加工は、既に説明したように計量ホイール２０における外周面２２の表面粗さを高めてベース材Ａを滑りにくくするための一手段であるから、実施の形態１〜３のローレット加工に代えて外周面２２にウレタンゴムなどを貼ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１における樹脂材料の計量装置を表した概要図
【図２】実施の形態１における計量ホイールを表した外観斜視図
【図３】実施の形態２における樹脂材料の計量装置を表した概要図
【図４】実施の形態２における計量ホイールを表した外観斜視図
【図５】実施の形態３における計量装置の一部を表した概要図
【図６】実施の形態３における計量ホイールを表した外観斜視図
【符号の説明】
【００２２】
１２ 第１ホッパー（ベース材貯留部）
１４ ベース材供給口
１６ 第２ホッパー（マスターバッチ材貯留部）
１８ マスターバッチ材供給口
２０ 計量ホイール
２２ 外周面
２４ 計量部
Ａ   ベース材
Ｂ   マスターバッチ材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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