(57)【要約】      （修正有）【課題】成形用原料の溶着を抑制しながら、均一に加熱できる加熱搬送装置を提供する。【解決手段】加熱搬送装置２０は、樹脂粒状物が内部に導入されるドラム２１と、ドラム２１の内部を加熱するヒーター２４と、ドラム２１内部の樹脂ペレットおよび繊維を攪拌しながら、ドラム２１に設定される軸線の方向の一端側から他端側へと搬送する攪拌搬送手段４０と、を備える。攪拌搬送手段４０は、ドラム２１の周方向の複数箇所に樹脂ペレットおよび繊維を保持するとともに当該樹脂ペレットおよび繊維を軸線の周りに回転させる軸方向リブ４２と、軸方向リブ４２から樹脂ペレットおよび繊維を受け取って搬送する傾斜板４３と、を備える。【選択図】図２
2013237240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂粒状物が内部に導入される容器と、
前記容器の内部を加熱する加熱手段と、
前記容器内部の前記樹脂粒状物を攪拌しながら、前記容器に設定される軸線の方向の一端側から他端側へと搬送する攪拌搬送手段と、を備え、
前記攪拌搬送手段は、
前記容器の周方向の複数箇所に前記樹脂粒状物を保持するとともに当該樹脂粒状物を前記軸線の周りに回転させる保持回転手段と、
前記保持回転手段から前記樹脂粒状物を受け取って搬送する搬送手段と、を備える
ことを特徴とする加熱搬送装置。
【請求項２】
前記容器の内部には、繊維も導入される
請求項１に記載の加熱搬送装置。
【請求項３】
前記容器は、
前記軸線が略水平方向に沿うように配置されるとともに、前記軸線の周りに回転され、
前記保持回転手段は、
前記容器の内壁から前記周方向に間隔をおいて立ち上がり、各々が前記周方向に交差する方向に沿って延びる複数のリブとされ、
前記搬送手段は、
前記複数のリブに囲まれる空間内に、前記軸線の方向の一端側から他端側へと向かうにつれて次第に下るように配置される傾斜部材とされる
請求項１または２に記載の加熱搬送装置。
【請求項４】
前記傾斜部材は、
前記軸線の方向に間隔をおいて複数設けられる
請求項３に記載の加熱搬送装置。
【請求項５】
前記リブは、
前記容器の内壁から立ち上がるリブ本体と、前記リブ本体に対して屈曲する爪部と、を備える
請求項３または４に記載の加熱搬送装置。
【請求項６】
前記搬送手段は、
前記容器の内壁に螺旋状に形成されるスパイラルリブを備える
請求項３から５のいずれか一項に記載の加熱搬送装置。
【請求項７】
前記容器は、
前記軸線が略鉛直方向に沿うように配置され、
前記攪拌搬送手段は、
前記容器の内部を前記軸線の方向と交差する方向に沿って仕切る仕切部材と、
前記仕切部材上で前記周方向に間隔をおいて設けられるとともに、各々が前記軸線の周りを回転される複数の羽根部材と、を備え、
前記保持回転手段は、
前記仕切部材上に前記樹脂粒状物が入り込む区画をなす前記複数の羽根部材とされ、
前記搬送手段は、
前記仕切部材上の前記周方向の所定位置で、前記軸線の方向に貫通するように設けられる開口部とされる
請求項１または２に記載の加熱搬送装置。
【請求項８】
前記仕切部材は、
前記軸線の方向に間隔をおいて複数設けられ、
前記羽根部材は、
前記各仕切部材上で前記周方向に間隔をおいて設けられる
請求項７に記載の加熱搬送装置。
【請求項９】
前記複数の仕切部材の各々における前記開口部は、
前記周方向の位置を前記羽根部材の回転の向きとは逆向きに順次ずらして設けられる
請求項８に記載の加熱搬送装置。
【請求項１０】
前記羽根部材と前記仕切部材の上面との間に、前記羽根部材の回転の向きとは逆に向かうにつれて高さが次第に低くなる空間が形成される
請求項７から９のいずれか一項に記載の加熱搬送装置。
【請求項１１】
前記羽根部材は、
基端から先端まで互いに平行に延びるとともに高さが異なる複数の部材からなり、
前記複数の部材がその回転の向きとは逆に向かうにつれて、高さが次第に高くなるように配置されることによって、前記空間が形成される
請求項１０に記載の加熱搬送装置。
【請求項１２】
前記撹拌搬送手段は、
前記羽根部材よりも回転方向前方に位置する状態を維持しながら、前記羽根部材と共に回転されるとともに、前記仕切部材上の前記樹脂粒状物を上下に分断する分断部材を備える
請求項７から９のいずれか一項に記載の加熱搬送装置。
【請求項１３】
前記撹拌搬送手段は、
前記加熱搬送装置の後段に設けられる装置への前記樹脂粒状物の供給、供給停止を繰り返す成形工程の原料供給、供給停止と同期して、前記容器の内部と外部とを連通、遮断する開閉機構を備え、
前記保持回転手段は、
前記成形工程において連続して回転される
請求項１から１２のいずれか一項に記載の加熱搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形用原料を加熱するとともに搬送する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維を含有させることにより強度を高めた繊維強化プラスチックの成形品が各種の用途に用いられている。その成形には、予め、溶融樹脂に繊維を含浸あるいは混練させた繊維入りペレットが原料として用いられている。この繊維入りペレットは、繊維を含有するために射出機内で強いせん断力を受け、繊維が破断するので、当初の繊維長に対して射出時の繊維長が短くなり、製品の強度が低下してしまう。
そこで、繊維の破断を避けるため、射出機に供給する前にペレットを予熱して軟化させることも考えられるが、破断を避けられる程度にまで軟化させるためには、融点近くまでの加熱を必要とするので、ペレットが加熱装置内部に溶着したりペレット同士が溶着することによって、射出機に一定量を供給できないおそれがある。
【０００３】
そこで、予熱を行う特許文献１の射出成形方法では、射出機に繊維入り樹脂ペレットを供給するのに、正方向および逆方向の両方向に回転する筒体を備える樹脂供給装置を用いている。その樹脂供給装置は、内周面に螺旋状の突条が設けられる筒体と、筒体の外周部に設けられるヒーターと、筒体を正逆回転させる回転制御部とを備えている。このような特許文献１では、毎秒３回の正回転と逆回転とを３往復行った後、２回正回転させる動作を１サイクルとして回転制御することにより、筒体内の繊維入りペレットを揺動させて溶着を抑制しつつ加熱しながら、螺旋状の突条に沿って前方に搬送している。
【０００４】
なお、繊維を含有しない樹脂ペレットを対象として、特許文献１の樹脂供給装置と同様の構成の樹脂供給装置が提案されている（特許文献２）。この樹脂供給装置によれば、筒体の正逆回転による樹脂ペレットの揺動により溶着を抑制しつつ、軟化点を超える温度で樹脂ペレットをムラなく加熱乾燥することにより、乾燥不足による成形不良を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−９８４９９号公報
【特許文献２】特開２０１１−９８４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１および特許文献２の樹脂供給装置では、筒体を正逆回転させているが、正回転させていた筒体を逆回転させても、筒体内の下部に集団をなすペレットが一体に揺動するだけなので、ペレット同士の溶着が生じ易い。
【０００７】
本発明は、上記のような課題に基づいてなされたもので、成形用原料の溶着を抑制できる加熱搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の加熱搬送装置は、樹脂粒状物が内部に導入される容器と、容器の内部を加熱する加熱手段と、容器内部の樹脂粒状物を攪拌しながら、容器に設定される軸線の方向の一端側から他端側へと搬送する攪拌搬送手段と、を備える。
そして、本発明は、攪拌搬送手段が、容器の周方向の複数箇所に樹脂粒状物を保持するとともに当該樹脂粒状物を軸線の周りに回転させる保持回転手段と、保持回転手段から樹脂粒状物を受け取って搬送する搬送手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、容器の内部に導入される樹脂粒状物が攪拌搬送手段によって攪拌および搬送されながら、加熱手段により加熱される。
ここで、容器内部の樹脂粒状物は、保持回転手段により容器の周方向の複数箇所に保持された状態で、容器に設定された軸線の周りに回転されるとともに、搬送手段により受け取られて軸線方向に沿って搬送される。
このように、容器内部の樹脂粒状物が、保持回転手段および搬送手段によって周方向および軸線方向に順次移動される過程で、樹脂粒状物が攪拌される。
ここで、容器内部の樹脂粒状物は、保持回転手段により容器の周方向に沿って分布するとともに、搬送手段により容器の軸線方向にも分布する。こうすることによって、樹脂粒状物を容器内の各部に分散させることができるので、加熱手段から発せられる熱が樹脂粒状物に均一に伝わり易い。
以上のように、本発明によれば、樹脂粒状物が分散した状態に攪拌されながら搬送されることにより、樹脂粒状物がムラ無く加熱される上、隣り合う粒子同士であるいは容器の内壁等に樹脂粒状物が溶着する間が与えられない。
このため、樹脂粒状物の表面が溶けて繋がる現象（オコシ、ブリッジ）の発生を抑えながら、融点近くの加熱温度で容器内の樹脂粒状物の全体を十分に、迅速に軟化させることができる。ブリッジの発生が抑制されることで、加熱搬送装置から後段の装置に向けて、一定量の樹脂粒状物を供給することができる。
【００１０】
本発明は、樹脂粒状物に加えて繊維が容器の内部に導入されるときに特に有効となる。
樹脂粒状物および繊維は、加熱搬送装置の後段に設けられる可塑化装置に供給されると圧縮、せん断力を受ける。このとき、樹脂粒状物は破断されるが、樹脂粒状物が軟化されていると繊維に加わるせん断力が緩和されるので、繊維は破断が回避されて前方に送られる。その結果、繊維の折損を抑えることができるため、長繊維を含有した射出成形品を得ることができる。
また、加熱搬送装置により、樹脂粒状物だけでなく繊維をも予熱した上で、可塑化装置に供給すると、軟化させた樹脂粒状物が繊維との接触による温度低下により硬化することなく、可塑化を安定して行える。
【００１１】
ここで、本発明の加熱搬送装置の好ましい形態として、第１の形態と、第２の形態とを示す。
第１の形態では、容器は、軸線が略水平方向に沿うように配置されるとともに、軸線の周りに回転される。また、保持回転手段は、容器の内壁から周方向に間隔をおいて立ち上がり、各々が周方向に交差する方向に沿って延びる複数のリブとされる。
そして、搬送手段は、複数のリブに囲まれる空間内に、軸線の方向の一端側から他端側へと向かうにつれて次第に下るように配置される傾斜部材とされる。
【００１２】
第１の形態では、保持回転手段および搬送手段による攪拌効果は、次のようにして得られる。容器が軸線周りに回転すると、容器内の樹脂粒状物が容器内壁から立ち上がる各リブによって保持されながら、容器内の下部空間から上部空間へと持ち上げられる。さらに、各リブから傾斜部材に向けて樹脂粒状物が順次落下し、傾斜部材上を滑り落ちて容器内壁に落下する。以上のように、容器内の樹脂粒状物がリブおよび傾斜部材によって周方向および軸線方向に順次移動される過程で、樹脂粒状物が攪拌される。このような過程により、樹脂粒状物は、リブにより持ち上げられる前とは個々の位置が入れ替わった状態にばらける。第１の形態では、「攪拌」を以上の意味で用いる。
【００１３】
ここで、傾斜部材は、軸線の方向に間隔をおいて複数設けられることが好ましい。
そうすると、リブによる樹脂粒状物の容器周方向への移動、および傾斜部材による軸線方向への移動が交互に繰り返されるので、より十分な撹拌効果が得られる。
【００１４】
第１の形態では、リブは、容器の内壁から立ち上がるリブ本体と、リブ本体に対して屈曲する爪部と、を備えることが好ましい。
このようにすると、リブ本体と爪部とがなす凹部に樹脂粒状物を多く、より確実に保持できるので、より十分に撹拌できる。
【００１５】
第１の形態では、搬送手段は、容器の内壁に螺旋状に形成されるスパイラルリブを備えることが好ましい。
これによれば、容器内の樹脂粒状物は、容器の回転に伴い、スパイラルリブにより螺旋方向に案内されることによっても搬送される。ここで、リブの存在により、樹脂粒状物が回転方向とは逆向きに、スパイラルリブに沿って滑り落ちるのが防止されるので、効率良く搬送できる。
【００１６】
次に、第２の形態では、容器は、軸線が略鉛直方向に沿うように配置される。
また、攪拌搬送手段は、容器の内部を軸線の方向と交差する方向に沿って仕切る仕切部材と、仕切部材上で周方向に間隔をおいて設けられるとともに、各々が軸線の周りを回転される複数の羽根部材と、を備える。
ここで、保持回転手段は、仕切部材上に樹脂粒状物が入り込む区画をなす複数の羽根部材とされる。搬送手段は、仕切部材上の周方向の所定位置で、軸線の方向に貫通するように設けられる開口部とされる。
【００１７】
第２の形態では、保持回転手段および搬送手段による攪拌効果は、次のようにして得られる。
容器に導入される樹脂粒状物は、仕切部材上で隣り合う羽根部材と羽根部材とがなす各区画内に入り込んで保持された状態で、羽根部材の回転に伴って容器の周方向に移動しながら、加熱手段によって加熱される。そして、各区画内の樹脂粒状物は、仕切部材の開口部まで到達すると、その開口部から次段の仕切部材上に順次落下する。
上記のような樹脂粒状物の周回と、次段の仕切部材への落下とが交互に繰り返されることによって、樹脂粒状物は搬送される。
以上のように、開口部を有する仕切部材、および羽根部材の上記作用によって容器内の樹脂粒状物が周方向および軸線方向に順次移動される過程で、樹脂粒状物が攪拌される。このような過程により、樹脂粒状物は、仕切部材上に落下したときとは個々の位置が入れ替わった状態にばらける。第２の形態では、「攪拌」を以上の意味で用いる。
【００１８】
ここで、仕切部材は、軸線の方向に間隔をおいて複数設けられ、羽根部材は、各仕切部材上で周方向に間隔をおいて設けられることが好ましい。
そうすると、羽根部材による容器周方向への移動と、上下の仕切部材に挟まれた層から開口部を通じた軸線方向への移動とが交互に繰り返されるので、より十分な撹拌効果が得られる。
【００１９】
第２の形態では、複数の仕切部材の各々における開口部は、周方向の位置を羽根部材の回転の向きとは逆向きに順次ずらして設けられることが好ましい。
これによれば、樹脂粒状物は、羽根部材により、開口部から遠い側に向けて移動し、十分な周回距離で周回してから、次段の仕切部材上に落下する。このため、周回する間に樹脂粒状物が十分に加熱される。
【００２０】
第２の形態では、羽根部材と仕切部材の上面との間に、羽根部材の回転の向きとは逆に向かうにつれて高さが次第に低くなる空間が形成されることが好ましい。
このように構成すると、開口部から仕切部材上に落下した樹脂粒状物が、羽根部材の回転によって前記空間に流入するとき、板部材によってならされる。これによって樹脂粒状物が羽根部材と羽根部材との間の範囲に広がり、低い高さで分散するので、加熱手段からの熱が樹脂粒状物により均一に伝わる。
【００２１】
第２の形態では、羽根部材は、基端から先端まで互いに平行に延びるとともに高さが異なる複数の部材からなり、複数の部材がその回転の向きとは逆に向かうにつれて、高さが次第に高くなるように配置されることによって、前記空間が形成されることが好ましい。
このように羽根部材が複数の部材から櫛歯状に形成されることにより、落下物がならされる際に板部材の間に入り込むので、撹拌効果をより高めることができる。
【００２２】
第２の形態では、撹拌搬送手段は、羽根部材よりも回転方向前方に位置する状態を維持しながら、羽根部材と共に回転されるとともに、仕切部材上の樹脂粒状物を上下に分断する分断部材を備えることが好ましい。
このように構成すると、開口部から落下し、仕切部材上の羽根部材と羽根部材との間に入り込む樹脂粒状物の落下物が、回転してきた分断部材の上下に分断されることにより、攪拌されるとともに低い高さで分散する。
以上のような攪拌、分散により、加熱手段からの熱が樹脂粒状物により均一に伝わる。
【００２３】
第１の形態および第２の形態において、撹拌搬送手段は、加熱搬送装置の後段に設けられる装置への樹脂粒状物の供給、供給停止を繰り返す成形工程の原料供給、供給停止と同期して、容器の内部と外部とを連通、遮断する開閉機構を備え、保持回転手段は、成形工程において連続して回転されることが好ましい。
これによれば、成形工程を通して容器や羽根部材などの回転部材を連続して回転させつつ、成形工程における原料供給、供給停止に同期したタイミングで開閉機構を開閉することにより、樹脂粒状物の溶着を抑制しながら、一定量の原料を後段の装置に供給することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、成形用原料の溶着を抑制しながら、均一に加熱できる加熱搬送装置を提供できる。
また、本発明では、保持回転手段により樹脂粒状物を一方向に回転させれば足りるので、正逆回転可能なモーターおよび制御部を必要としない。逆方向に回転させずに済むので、迅速に搬送でき、動力の無駄も生じない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態に係る成形装置の概略構成図である。
【図２】（Ａ）は加熱装置の縦断面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に対応する位置における横断面図である。
【図３】（Ａ）は加熱装置のドラムの内部を示す展開図であり、（Ｂ）はドラム内部に突設されたスパイラルリブおよび軸方向リブを模式的に示す斜視図である。
【図４】射出成形工程のタイミングチャートを示す図である。
【図５】第１実施形態の変形例を示し、図２（Ｂ）に対応する図である。
【図６】第１実施形態の別の変形例を示し、図３（Ａ）に対応する図である。
【図７】第２実施形態に係る成形装置の概略構成図である。
【図８】（Ａ）は加熱装置の上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の８Ｂ−８Ｂ線における縦断面図である。
【図９】第２実施形態の変形例に係る加熱装置を示しており、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）の９Ｂ−９Ｂ線における縦断面図である。
【図１０】第２実施形態の別の変形例に係る加熱装置を示しており、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）の１０Ｂ−１０Ｂ線における縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面に示す実施形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１に示す本実施形態の成形装置１は、樹脂ペレットＰと、繊維Ｆとを使用原料とし、繊維強化樹脂成形品を得るものである。成形装置１は、樹脂ペレットＰを乾燥させる乾燥装置１１と、繊維Ｆをカットするカッティング装置１３と、乾燥が済んだ樹脂ペレットＰとカットされた繊維Ｆとを予熱するとともに搬送する加熱搬送装置２０と、加熱搬送装置２０から供給された樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆを可塑化し、図示しない金型内に射出する射出機３０と、成形装置１の各部の動作を制御する図示しない制御装置とを備えている。
【００２７】
樹脂ペレットＰは、任意の熱可塑性樹脂材料を一旦溶融して数ｍｍ〜数十ｍｍの粒状に加工したものであり、円柱状などに形成される粒状物である。樹脂ペレットＰの集合物には、樹脂ペレットＰの製造に水が用いられるために水分が含まれているので、その水分を除去するために乾燥装置１１が用いられる。
繊維Ｆは、ガラスファイバ、カーボンファイバ等であり、本実施形態では、多数の単繊維が方向を揃えられてなるロービング材が用いられている。
【００２８】
乾燥装置１１は、樹脂ペレットＰを収容する容器１１Ａと、容器１１Ａ内を加熱する図示しないヒーターとを備えている。容器１１Ａから排出される樹脂ペレットＰは、ホッパ１４，定量フィーダ１５を介してベルト搬送部１６に送られる。
【００２９】
カッティング装置１３は、リール１２から繰り出された繊維Ｆを受け取ってカットする（刻む）ためにニップロール１３１、ゴムロール１３２、およびカッターロール１３３を備えている。繊維Ｆは、ゴムロール１３２とカッターロール１３３との間に受け取られるときにロール間で屈曲されると、略一定の長さに折れる。このようにして繊維Ｆが刻まれる。
なお、ここでは複数のリール１２から繰り出された繊維Ｆ（ロービング材）が１本に統合されたものをカットしているが、各リール１２から繰り出された繊維Ｆを別々にカットすることもできる。
カットされた繊維Ｆは、ベルト搬送部１６へと送られ、樹脂ペレットＰと共にベルト搬送部１６の端部からホッパ１７内に投入される。そして、ホッパ１７から加熱搬送装置２０の内部へと導入される。
【００３０】
加熱搬送装置２０は、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆを予熱し、ホッパ１９を介して射出機３０に供給する。この加熱搬送装置２０の詳しい構成は後述する。
【００３１】
射出機３０は、ホッパ１９に接続されるシリンダ３１と、シリンダ３１内で回転および進退されるスクリュー３２と、シリンダ３１内の樹脂ペレットＰを加熱する図示しないヒーターとを備えている。
スクリュー３２は、可塑化の進行に応じた溝深さおよびフライト幅を有する複数の部位からなる。
射出機３０に供給された樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、スクリュー３２の外周部とシリンダ３１内壁との間でせん断力を受けることで発熱し、かつヒーターにより加熱されるとともに、スクリュー３２の回転によって混練される。このようにして可塑化された樹脂および繊維Ｆの複合材料が、スクリュー３２の前端から金型内に射出される。
【００３２】
次に、図２を参照して加熱搬送装置２０の構成を説明する。
加熱搬送装置２０は、水平方向に軸線が沿うように配置される円筒状のドラム２１と、ドラム２１の軸線方向Ｄ０の一端（後端）２１Ａに設けられる後側ブロック２２と、軸線方向Ｄ０の他端（前端）２１Ｂに設けられる前側ブロック２８と、ドラム２１を軸線周りに回転させるモーター２３と、ドラム２１内部を加熱する棒状のヒーター２４と、ドラム２１内に後端２１Ａ側から導入される樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆを攪拌しながら、ドラム２１の他端（前端）２１Ｂまで搬送する攪拌搬送手段４０とを備えている。
【００３３】
ドラム２１は、内部に樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆを保持しながら回転する。なお、ドラム２１は、水平方向に対して若干傾斜していてもよい。
【００３４】
後側ブロック２２には、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが投入されるホッパ１７と、回転するドラム２１内部とに連通する導入路２２０が設けられている。また、図示を省略するが、モーター２３による回転駆動力をドラム２１に伝達する駆動力伝達部と、ヒーター２４の端子も設けられている。
モーター２３は、図示しない出力軸を介してドラム２１を一定方向に回転駆動する。
【００３５】
ヒーター２４は、ドラム２１の後端２１Ａ側からドラム２１内に挿入されており、図示しない支持手段によってドラム２１の軸線に沿って延在するように支持されている。ドラム２１内部にヒーター２４が配置されているので、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆに効率良く熱を伝えられる。このヒーター２４は、延在範囲に亘ってほぼ均一な温度の熱を発するように構成することもできるし、その長さ方向において異なる温度を発するように構成することもできる。例えは、ドラム２１の後端側から前端側に向かうにつれて次第に昇温することにより、溶着を生じさせ易い温度ムラ（樹脂ペレットＰの局所的な温度上昇）を抑えることができる。
ヒーター２４には、上部を覆うように断面半円状のカバー２５が設けられている。このカバー２５は、ヒーター２４の長さ方向に連続して設けられている。図２（Ａ）ではカバー２５の図示を省略している。
なお、本実施形態において、ヒーター２４に代えて、あるいはヒーター２４と併用して、他の加熱手段をドラム２１の外周部などに設けることもできる。
【００３６】
前側ブロック２８には、ドラム２１内の樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆを外部に排出するための排出路２９が設けられている。排出路２９を介してドラム２１の内部と外部とが連通されている。この排出路２９には、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆを通過させる又は遮断する開閉機構２７が設けられている。開閉機構２７の開閉が制御されることにより、所定のタイミングで一定量だけ、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆがドラム２１内から吐出される。その吐出量は、ドラム２１の回転速度に基づいて決まる。
【００３７】
本実施形態は、ドラム２１の内側に設けられる攪拌搬送手段４０に最も大きな特徴を有している。以下、図２および図３を参照して攪拌搬送手段４０について説明する。
攪拌搬送手段４０は、いずれもドラム２１の内壁から立ち上がるスパイラルリブ４１および軸方向リブ４２と、ドラム２１の内側空間に配置される傾斜板４３とを備えている。
【００３８】
スパイラルリブ４１は、ドラム２１の後端２１Ａから前端２１Ｂに向けて螺旋状に形成されている。
軸方向リブ４２は、スパイラルリブ４１と交差するように、ドラム２１の軸線方向Ｄ０に沿って延びており、ドラム２１の周方向において等間隔に複数（ここでは８個）が設けられている。各軸方向リブ４２は、スパイラルリブ４１の高さよりも高く、ドラム２１の内壁からドラム２１の断面中心に向けて突出している。
展開図である図３（Ａ）に示すように、スパイラルリブ４１において軸線方向Ｄ０に隣り合う部分４１Ａ，４１Ａの間を連結するように、軸方向リブ４２が形成されている。互いに交差するスパイラルリブ４１および軸方向リブ４２により、ドラム２１内部には複数のマス目が形成されている。
なお、軸方向リブ４２が延びる方向は、スパイラルリブ４１に交差する限り、軸線方向Ｄ０からずれていてもよい。
【００３９】
以上のような軸方向リブ４２の先端部には、図２（Ｂ）および図３（Ｂ）に示すように、ドラム２１内壁から垂直に立ち上がるリブ本体４２Ａに対して屈曲する爪部４２Ｂが形成されている。このように軸方向リブ４２が断面Ｌ字状に形成されることにより、軸方向リブ４２とドラム２１内壁との間には凹部４２Ｃが形成されている。
爪部４２Ｂは、リブ本体４２Ａの先端から、ドラム２１の回転方向前方（矢印方向）に向けて突出している。
【００４０】
傾斜板４３は、ドラム２１の後端２１Ａ側から前端２１Ｂ側に向かうにつれて次第に下るように傾斜しており、軸線方向Ｄ０において間隔をおいて複数設けられている。各傾斜板４３は、カバー２５よりも上方に位置するように、ヒーター２４およびカバー２５と共に、図示しない支持手段によって支持されている。
この傾斜板４３の傾斜角度および幅は、傾斜板４３周辺の軸方向リブ４２や、カバー２５に干渉することのないように決められている。傾斜角度については、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが傾斜板４３上を軸線方向Ｄ０の前方に滑るように、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆの材料や傾斜板４３の材質等も考慮して決められる。
【００４１】
以上説明した構成の成形装置１を稼働させると、乾燥装置１１により乾燥された樹脂ペレットＰと、カッティング装置１３によりカットされた繊維Ｆとが、加熱搬送装置２０の導入路２２０を通じてドラム２１内に導入される。
その樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、回転するドラム２１内で攪拌搬送手段４０によって攪拌および搬送されながら、ヒーター２４が発する熱の伝達（主として輻射）により加熱される。加熱温度は、樹脂ペレットＰの材料に応じて、十分に軟化させることのできる融点手前の温度が選択される。例えば、融点が１６５℃であるポリプロピレンの場合は約１３５℃〜約１５５℃が選択されるのが好ましい。融点が１３０℃であるポリエチレンの場合は約１００℃〜約１２０℃が選択されるのが好ましい。他の材料の場合も、目安として、融点に対して−３０℃〜−１０℃が選択されるのが好ましい。
【００４２】
ここで、ドラム２１内の樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、ドラム２１の回転に伴い、図２（Ｂ）に示すように、軸方向リブ４２とドラム２１内壁との間の凹部４２Ｃに入り込んで保持された状態でドラム２１内の下方から上方へと周方向に沿って持ち上げられ、その後、ドラム２１内空間の上部において傾斜板４３に向けて落下する。
その樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、傾斜板４３上をドラム２１の軸線方向に沿って前方に向けて滑り、傾斜板４３の前端からドラム２１内壁へと落下する。そして、再び、軸方向リブ４２によってドラム２１内の下方から上方へと持ち上げられるとともに、先程滑り落ちた傾斜板４３よりも前方に位置する傾斜板４３上に受け止められて前方へと送られる。
このように、軸方向リブ４２による周方向への移動、および傾斜板４３による軸線方向への移動が交互に繰り返されることにより、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは次第に前方に向けて搬送される。
さらに、ドラム２１内の樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、ドラム２１の回転に伴い、スパイラルリブ４１により螺旋方向に案内されることによっても前方に搬送される。このとき、軸方向リブ４２の存在により、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが回転方向とは逆向きに、スパイラルリブ４１に沿って滑り落ちるのが防止されるので、効率良く搬送できる。
【００４３】
以上のように、ドラム２１内の樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが、軸方向リブ４２、傾斜版４３、およびスパイラルリブ４１によって周方向および軸線方向に順次移動される過程で、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが攪拌される。ドラム２１内の下部に溜まる樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、各軸方向リブ４２によって小分けされた状態に保持され、保持されている間も、ドラム２１の回転に伴う軸方向リブ４２の姿勢変化によって変位しながら上方に運ばれる。その後、各軸方向リブ４２から樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが順次、傾斜板４３上に落下し、さらに傾斜板４３の前端から下方に落下してドラム２１内壁に当たると、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、軸方向リブ４２により持ち上げられる前とは個々の位置が入れ替わった状態にばらける。
【００４４】
ここで、ドラム２１内の樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、各軸方向リブ４２により持ち上げられるためにドラム２１の周方向に沿って分布するとともに、各傾斜板４３上を滑るためにドラム２１の内壁から離れた部分において軸線方向にも分布する。こうすることによって、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆをドラム２１内空間における各部に分散させることができるので、ヒーター２４から発せられる熱が樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆに均一に伝わり易い。
なお、ヒーター２４の上部にはカバー２５が設けられているので、傾斜板４３から滑り落ちる樹脂ペレットＰがヒーター２４に触れて溶けるのが抑制されている。
【００４５】
本実施形態では、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが分散した状態に攪拌されながら搬送されることにより、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆがムラ無く加熱される上、隣り合う粒子同士であるいはドラム２１内壁等に樹脂ペレットＰが溶着する間が与えられない。
このため、過熱により軟化状態を超え、樹脂ペレットＰの表面が溶けて繋がる現象であるブリッジの発生を抑えながら、融点近くの加熱温度での予熱処理により、ドラム２１内の樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆの全体を十分に、迅速に軟化させることができる。ブリッジの発生が抑制されることで、加熱搬送装置２０から射出機３０に一定量の樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆを供給することができる。
【００４６】
以上のように、加熱搬送装置２０により予熱された樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、以下に示す射出成形工程における所定のタイミングで射出機３０に供給される。
図４に示すように、射出成形工程は、金型を閉じてから、射出、冷却を経て、金型を開けて成形品を取り出すまでが１サイクルとして行われる。
その成形サイクルにおいて、射出機３０の動作としては、スクリュー３２を前進させる射出、スクリュー３２を後退させる可塑化、スクリュー３２を進退させずに制御装置からの指令を待つ待機が繰り返される。
金型への射出後、射出機３０による可塑化、および金型内の樹脂の冷却に移行する。可塑化が完了しても、冷却が済み、金型を押さえる圧力を降下させ、金型を開けて成形品を取り出した後、再度金型を閉じて昇圧する一連の処理が完了するまで、射出機３０は射出工程には移行せずに待機状態とされる。なお、成形品の形状、大きさや材料によって、可塑化完了と冷却完了とは前後する。
【００４７】
この待機時には、加熱搬送装置２０からの射出機３０への原料供給を停止する必要がある。それには、加熱搬送装置２０の作動を停止することも選択できるが、それによってドラム２１の回転が止まり、ドラム２１内の原料が滞留することによって樹脂ペレットＰが溶着するのを避けるために、待機時にもドラム２１を回転させることが好ましい。ここで、ドラム２１を回転させると、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが搬送されて射出機３０に供給されるので、射出機３０の待機時には、加熱搬送装置２０の開閉機構２７を閉じることにより、射出機３０への樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆの供給を停止する。
制御装置からの指令に基づいて、開閉機構２７は、可塑化が完了したタイミングで閉じるように制御される。例えば、制御装置による射出実行の指令信号を受け取ってからｎ秒後に閉じるように制御される。
【００４８】
そして、開閉機構２７が、必要な待機時間後に開くように制御されることにより、スクリュー３２を前進させる射出から、スクリュー３２を後退させる可塑化までの間のみ、ドラム２１内の樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆを吐出し、ホッパ１９を介して射出機３０に供給する。
本実施形態では、射出、可塑化、および待機を通じてドラム２１を連続して回転させつつ、射出および可塑化と、待機とに同期したタイミングで開閉機構２７を開閉することにより、樹脂ペレットＰの溶着をより十分に抑制しつつ、一定量の原料を射出機３０に供給することができる。
【００４９】
なお、原料や成形品のサイズ等によって待機時間が変わるので、待機時間が短ければ溶着が生じ難いこともある。そのため、本発明は、待機時に加熱搬送装置２０の作動を停止してドラム２１の回転を止めることも許容する。
【００５０】
上述のように、射出機３０への原料供給は、射出および可塑化が行われる間のみ行われるが、成形装置１が備えるホッパや、定量フィーダ等の搬送装置が原料のバッファとなるので、射出成形工程を通して、原料は、成形装置１による製造ラインを連続して流れる。
【００５１】
なお、開閉機構２７は、本実施形態では加熱搬送装置２０の前端２１Ｂ側（出口側）に設けられているが、加熱搬送装置２０の後端２１Ａ側（入口側）に設けることもできる。例えば、後端２１Ａ側の導入路２２０に同様の開閉機構を設けることもできる。あるいは、加熱搬送装置２０に設けられるホッパ１７またはホッパ１９に開閉機構を設けることもできる。
ここで、ドラム２１の出口側には開閉機構２７が設けられており、ドラム２１の入口側には設けられていない場合には、開閉機構２７を閉じたときに、ドラム２１内が製造ラインを流れる原料のバッファとなるので、ドラム２１内の原料の量が一時的に増加する。ドラム２１の容積や、製造ラインにおける原料搬送速度にもよるが、ドラム２１内の原料の滞留量が増えると、ドラム２１内の下部に溜まる原料の自重が加担することによってブリッジが生じ易くなるおそれがある。これを避けるためには、ドラム２１の入口側にも開閉機構を設けて、待機時におけるドラム２１内への原料導入を停止することが好ましい。
【００５２】
樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは射出機３０に供給されると、シリンダ３１と、シリンダ３１に対して回転するスクリュー３２との間で圧縮、せん断力を受ける。このとき、樹脂ペレットＰはスクリュー３２の凹凸に喰い込んで破断される。一方、樹脂ペレットＰが軟化されていると樹脂ペレットＰを介して繊維Ｆに加わる圧縮、せん断力が緩和される。しかも、その力を繊維Ｆが受ける時間が、軟化による樹脂ペレットＰの早期溶融によって短くなる。したがって、一般に圧縮力およびせん断力が大きいシリンダ３１の原料供給口の付近においても、繊維Ｆはスクリュー３２の凹凸にさほど食い込まずにスクリュー３２の溝に沿って前方に送られる。このことにより、繊維Ｆが折れるのが十分に抑制されるので、溶融樹脂と混練されて射出機３０の前端から金型に射出されるときの繊維長が、カッティング装置１３により切り揃えられた長さからさほど短くならない。したがって、長繊維を含有した射出成形品を得ることができる。
【００５３】
以上説明した本実施形態によれば、軸方向リブ４２と傾斜板４３とが連携して作用することにより、上述のように、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが分散した状態に攪拌されながら搬送されるので、樹脂ペレットＰの溶着を発生させることなく、均一に加熱できる。このため、樹脂ペレットＰを十分に軟化させるとともに、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆの定量供給を実現できる。
【００５４】
また、本実施形態の軸方向リブ４２は、ドラム２１内壁に垂直なリブ本体４２Ａと爪部４２Ｂとを有することにより、断面Ｌ字形状とされているので、例えば後述する図５の軸方向リブ４５よりも樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆを多く、より確実に軸方向リブ４２に保持できる。これによってより十分に撹拌することができる。
但し、軸方向リブの形状はこれに限られず、図５に示すようにドラム２１内壁から斜めに立ち上がる軸方向リブ４５を採用することもできる。
【００５５】
軸方向リブ４５の先端４５１は、基端４５０よりもドラム２１の回転方向前方に位置している。ドラム２１の回転に伴い、軸方向リブ４５とドラム２１の内壁とがなす鋭角部分に保持される樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆがドラム２１内部の下方から上方へと持ち上げられるので、上述と同様の効果を得ることができる。
なお、軸方向リブ４５の先端に、上述の軸方向リブ４２の爪部４２Ｂと同様の爪部を設けることもできる。これにより、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆをより確実に保持することができる。
【００５６】
さらに、上述の軸方向リブ４２は、ドラム２１の後端２１Ａから前端２１Ｂまで直線状に延出しているが、それに限らず、例えば図６に示すように、軸方向リブ４２においてスパイラルリブ４１の部分４１Ａ，４１Ａ間を連結する各区間４２１〜４２５を１つおきにずらして配置することもできる。このようにしても、スパイラルリブ４１に交差する各区間４２１〜４２５によって樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが持ち上げられるので、上述と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
またさらに、本実施形態においては、攪拌搬送手段４０の傾斜板４３を省略することも許容する。そうしても、軸方向リブ４２によるドラム２１周方向への樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆの移動、およびスパイラルリブ４１による樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆの搬送が繰り返されることにより、上述のような撹拌効果を得ることができる。
【００５８】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について図７および図８を参照して説明する。
図７に示す第２実施形態の成形装置２は、上述の加熱搬送装置２０に代えて、円錐台状の加熱搬送装置５０を備える点が第１実施形態とは相違し、その他の構成は第１実施形態の成形装置１とほぼ同様である。
【００５９】
加熱搬送装置５０は、図８に示すように、軸線方向が鉛直方向に沿うように配置されるホッパ５１と、ホッパ５１内部を加熱するヒーター５２と、ホッパ５１内に導入される樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆを攪拌しながら搬送する攪拌搬送手段６０とを備えている。
【００６０】
ホッパ５１は、入口５１Ａと、入口５１Ａよりも小径の出口５１Ｂとを有している。このホッパ５１は、出口５１Ｂがシリンダ３１内に連通するように射出機３０の後端部に設けられている。
ホッパ５１の出口５１Ｂには、開閉機構５３が設けられている。
なお、ホッパ５１は、鉛直方向に対して若干傾斜していてもよい。
【００６１】
攪拌搬送手段６０は、ホッパ５１の内部を仕切る略円形の複数の仕切板６１と、ホッパ５１の軸線に沿って設けられる回転軸６２と、回転軸６２の外周部に放射状に固定される複数の羽根部材６３とを備えている。なお、図８において、羽根部材６３のハッチングの図示を省略している。図９、図１０でも同様である。
【００６２】
仕切板６１は、ホッパ５１の軸線方向に間隔をおいて、複数（６１１〜６１ｎ）が設けられており、ホッパ５１の出口５１Ｂ側に配置されるものは径が小さくされている。以下、複数の仕切板６１１〜６１ｎを区別しないときは単に仕切板６１と称する。
これらの水平方向に設けられる各仕切板６１の外周部は、ホッパ５１の内壁に固定されている。このような仕切板６１により、ホッパ５１内部には複数の加熱層Ｌｙ１〜Ｌｙｎ−１が形成されている。
仕切板６１の下面には、シート状とされるとともに遠赤外線を放射（輻射）するヒーター５２が設けられている。各加熱層Ｌｙ１〜Ｌｙｎ−１のヒーター５２は、同じ出力とされていてもよいが、互いに異なっていてもよい。本実施形態では加熱層Ｌｙ１〜Ｌｙｎ−１毎にヒーター５２が設けられるので、各加熱層における加熱温度を異ならせることが容易にできる。例えは、上層から下層に向かうにつれて次第に昇温することにより、樹脂ペレットＰの局所的な温度上昇を抑えることができる。
仕切板６１には、各々、その板上の１箇所に、厚み方向に貫通する貫通孔６１０が形成されている。この貫通孔６１０は、各仕切板において順次周方向の位置をずらして形成されている。
なお、貫通孔６１０に代わる切欠を仕切板６１に形成することもできる。
【００６３】
本実施形態では、貫通孔６１０が形成される位置、および貫通孔６１０の形状、寸法を次のようにしてある。
本実施形態の貫通孔６１０は、仕切板６１の半径に沿って延びる長丸形状とされている。最上段の仕切板６１１に貫通孔６１０が形成される角度を０度とすると、そこから回転軸６２の回転方向（矢印）とは逆向きに例えば４５度、９０度、１３５度といったように、各仕切板６１１〜６１ｎに貫通孔６１０が形成される角度をずらしている。
また、入口５１Ａに比べて出口５１Ｂ側で径が小さくなるホッパ５１を用いるために、仕切板６１の径方向に延びる貫通孔６１０の大きさも出口５１Ｂ側で小さくなっている。
本実施形態では、大径の入口５１Ａから小径の出口５１Ｂまで樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆをスムーズに搬送するため、出口５１Ｂ側では仕切板６１同士の間隔を広げることで、仕切板６１に挟まれる層（Ｌｙｎ等）の容積が大きくなるようにしてある。
【００６４】
回転軸６２は、各仕切板６１の中央部に形成された孔を貫通している。回転軸６２の上端部は図示しないモーターに接続されている。モーターが出力する回転駆動力により、回転軸６２は一定方向に回転する。
各羽根部材６３は、仕切板６１上で、回転軸６２の外周部に固定される基端６３Ａからホッパ５１内壁に対向する先端６３Ｂまで延びている。回転軸６２の回転に伴い、羽根部材６３は、その下端が仕切板６１上を摺動するように回転する。
羽根部材６３の高さは、ヒーター５２に干渉しないように設定されている。
本実施形態の羽根部材６３は、仕切板６１に対して垂直をなす板状に形成されているが、回転軸６２からホッパ５１内壁に向けて延びる限り、任意の形状となすことができる。また、羽根部材６３が延びる方向は、ホッパ５１の半径に対して傾斜していてもよい。
【００６５】
本実施形態の成形装置２を稼働させると、ベルト搬送部１６から加熱搬送装置５０のホッパ５１内に樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが導入される。
その樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、ホッパ５１内で攪拌搬送手段６０によって攪拌および搬送されながら、ヒーター５２が発する熱によって加熱される。
ホッパ５１の入口５１Ａから導入される樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、最上段に設けられた仕切板６１１に落下する。その仕切板６１１上で隣り合う羽根部材６３と羽根部材６３とがなす各区画Ｖ内に入り込んで保持された状態で、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは羽根部材６３の回転に伴ってホッパ５１の周方向に移動される。そして、各区画Ｖ内の樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、仕切板６１１の貫通孔６１０まで到達すると、その貫通孔６１０から加熱層Ｌｙ１に次々と流入する。
【００６６】
加熱層Ｌｙ１では、羽根部材６３と羽根部材６３とがなす区画Ｖに樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが順次入り込み、各区画Ｖに樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが保持される。このように各区画Ｖに保持される樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、回転する羽根部材６３によって掃かれるようにして周方向に移動しながら、主として仕切板６１１下面のヒーター５２から発せられる熱によって加熱される。
ここで、加熱層Ｌｙ１に流入した樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、羽根部材６３により、仕切板６１２の貫通孔６１０から遠い側に向けて移動し、仕切板６１２の貫通孔６１０まで１周近く周回してから、下段の仕切板６１３上に落下する。１周近く周回する間に、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは十分に加熱される。
上記のような羽根部材６３による樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆの周回と、貫通孔６１０を通じて行われる次の加熱層への移送とが交互に繰り返されることによって、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆはホッパ５１の出口５１Ｂ側まで搬送される。そして、最下段の仕切板６１ｎの貫通孔６１０およびホッパ５１の出口５１Ｂを通じて、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが射出機３０に供給される。
【００６７】
以上のように、ホッパ５１内の樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが貫通孔６１０を有する仕切板６１、羽根部材６３の上記作用によって周方向および軸線方向に順次移動される過程で、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが攪拌される。樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、各加熱層Ｌｙ１〜Ｌｙｎ−１において羽根部材６３と羽根部材６３との間の区画Ｖ内に保持され、保持されている間も変位しながら周方向に運ばれる。その後、各区画Ｖから貫通孔６１０を通じて下方の仕切板６１上に樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが落下すると、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、当該加熱層に流入した際とは個々の位置が入れ替わった状態にばらける。
本実施形態における「攪拌」と第１実施形態における「攪拌」とは、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆの周方向への移動と、軸線方向への移動とを交互に繰り返す点で共通する。第１実施形態および第２実施形態では、周方向への移動と、軸線方向への移動とをドラム２１やホッパ５１の一端部から他端部まで交互に繰り返すことにより、より十分な撹拌効果を得ている。
【００６８】
本実施形態では、羽根部材６３同士の間の各区画Ｖ内に保持されるために、ホッパ５１の周方向に沿って樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが分布するとともに、貫通孔６１０から落下する樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆの流れが存在するため、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが軸線方向にも分布する。このように、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆがホッパ５１内部で分散していると、ヒーター５２から発せられる熱が樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆに均一に伝わり易い。
【００６９】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが分散した状態に攪拌されながら搬送されることにより、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆがムラ無く加熱される上、隣り合う粒子同士であるいはホッパ５１内壁等に樹脂ペレットＰが溶着する間が与えられない。
したがって、第１実施形態と同様に、ブリッジの発生を抑えながら、融点近くの加熱温度での予熱処理により、ホッパ５１内の樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆの全体を十分に、迅速に軟化させることができる。そして、ブリッジの発生が抑制されることで、射出機３０に一定量の樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆを供給することができる。
【００７０】
本実施形態の加熱搬送装置５０を用いる樹脂成形工程は、第１実施形態と同様に行われる。本実施形態においても、成形サイクル全体を通して、加熱搬送装置５０の回転軸６２を連続して回転させるとともに、開閉機構５３を射出および可塑化時にのみ開き、待機時には閉じるように制御している。これにより、樹脂ペレットＰの溶着をより十分に抑制しつつ、一定量の原料を射出機３０に供給することができる。
なお、開閉機構５３は、ホッパ５１の出口５１Ｂに設けられる代わりに、最下段の仕切板６１の貫通孔６１０に設けられていてもよい。
また、ホッパ５１の入口５１Ａに開閉機構を設けることも好ましい。この入口５１Ａ側の開閉機構は、最上段の仕切板６１の貫通孔６１０に設けることもできる。
【００７１】
上述した加熱搬送装置５０を構成するホッパ５１、ヒーター５２、および攪拌搬送手段６０は、種々の形態となすことができる。例えば、ホッパ５１の代わりに、径が一定の円筒状部材を用いることもできる。その場合、複数の仕切板６１の径は同一であり、各仕切板６１に形成される貫通孔６１０も、同一の大きさに設けることができる。
また、ヒーター５２の代わりに、あるいはヒーター５２と併用して、他の加熱手段を回転軸６２に内蔵したり、ホッパ５１の外周部に設けることもできる。
【００７２】
攪拌搬送手段６０は、その攪拌効果を高めるために、図９または図１０に示すような構成とすることもできる。なお、図９および図１０では、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆを他の図よりも大きく誇張して図示している。
図９に示す例では、上述の羽根部材６３に代えて、櫛歯状の羽根部材６５が回転軸６２の外周部に固定されている。この羽根部材６５は、径方向に沿ったスリット（隙間）Ｌによって隔てられた複数の板部材（ここでは、６５１〜６５４の４つ）からなる。板部材６５１〜６５４は、互いに高さが相違する。これらの板部材６５１〜６５４は、各々の上端位置が揃えられるとともに、羽根部材６５の回転方向において（矢印方向）、背が高い方から背の順に並べられている。最も背が高い板部材６５１の下端部は、仕切板６１上を摺動する。板部材６５２〜６５４と仕切板６１との間には、羽根部材６５の回転の向きとは逆に向かうにつれて、高さが次第に低くなる階段状の空間Ｓが形成される。
【００７３】
このように構成すると、貫通孔６１０から仕切板６１上に落下した樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが、羽根部材６５の矢印方向への回転によって空間Ｓに流入するとき、板部材６５２〜６５４によってならされる。
ここで、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆは、貫通孔６１０の形状や大きさ、羽根部材６５の間隔にもよるが、ある程度まとまった量で仕切板６１上に塊状に落下する。この落下物が板部材６５２〜６５４でならされると、羽根部材６５と羽根部材６５との間の範囲に広がり、低い高さで分散するので、ヒーター５２からの熱が樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆにより均一に伝わる。したがって、ブリッジの発生をより十分に抑制して、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆの定量供給を確実なものとできる。
【００７４】
羽根部材６５が櫛歯状とされると、落下物がならされる際に板部材６５２〜６５４の間のスリットＬに樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが入り込むので、撹拌効果をより高めることができる。但し、羽根部材６５にスリットＬが形成されずに板部材６５１〜６５４が一体に形成されていても、仕切板６１との間に空間Ｓを有する限り、その空間Ｓに流入させることでならすことができるので、上述と同様の効果が得られる。
【００７５】
次に、図１０に示す例では、上述の羽根部材６３よりも回転方向前方に位置する状態を維持しながら、羽根部材６３と共に回転する棒部材６７が設けられている。棒部材６７は、羽根部材６３に対して径方向に間隔をおいて、羽根部材６３の高さ方向中央部に位置するように、その基端が回転軸６２に支持されている。この棒部材６７は、基端から、ホッパ５１内壁に対向する先端まで羽根部材６３と平行に延びている。
【００７６】
このように構成すると、貫通孔６１０から落下し、仕切板６１上の羽根部材６３と羽根部材６３との間に入り込む樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆの落下物が、回転してきた棒部材６７の上下に分断されることにより、攪拌される。このように棒部材６７が落下物を横切ることにより、落下物が崩れて低い高さで分散する。
以上のような攪拌、分散により、ヒーター５２からの熱が樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆにより均一に伝わるので、ブリッジの発生をより十分に抑制して、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆの定量供給を確実なものとできる。
【００７７】
以上説明した加熱搬送装置２０または加熱搬送装置５０により、樹脂ペレットＰだけでなく繊維Ｆをも予熱した上で、射出機３０に供給されるので、軟化させた樹脂ペレットＰが繊維Ｆとの接触による温度低下により硬化することなく、軟化状態を保ち、可塑化を安定して行える。換言すれば、樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆの双方が予熱されているからこそ、それらをホッパ１９が接続されたシリンダ３１の樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆに共通の原料供給口に供給することが有効となる。ここに、共通の原料供給口から樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが供給される簡略な装置構成のインライン式射出機３０を実現できる。
したがって、加熱搬送装置２０または加熱搬送装置５０によれば、高価な繊維入り樹脂ペレットを用いることなく、互いに別体とされた樹脂ペレットＰ、ロービング材の繊維Ｆから、品質の高い繊維強化樹脂成形品を得ることを実現する。繊維Ｆをカットして用いることにより、任意の繊維長に対応できるので、繊維強化樹脂成形品に要求される強度などの種々の要望に応えることができる。
【００７８】
勿論、繊維入り樹脂ペレットを第１、第２実施形態における原料として用いることもできる。繊維入り樹脂ペレットを加熱搬送装置２０または加熱搬送装置５０に投入し、予熱した上で射出機３０に供給することによっても、上述と同様の効果が得られる。
さらに、樹脂ペレットＰのみ（繊維Ｆなし）を原料として、樹脂成形品を得ることもできる。
なお、本発明は、上記実施形態のように、共通の原料供給口から樹脂ペレットＰおよび繊維Ｆが供給されるものには限定されない。例えば、加熱搬送装置２０，５０の後段に設けられる射出機３０などの可塑化装置において、予熱された樹脂ペレットＰが供給される供給口よりも後段側に別の供給口を設け、この後段側の供給口からは繊維Ｆを供給することを本発明は許容する。
加熱搬送装置２０または加熱搬送装置５０は、樹脂ペレットＰのみを予熱対象とすることもできる。予熱により樹脂ペレットＰが軟化されていると、樹脂ペレットＰ同士の隙間が狭まり、シリンダ３１内の空隙率が低下するので、熱伝達率が向上する。これにより、可塑化を効率良く安定して行える。
また、シリンダ３１内における樹脂の溶融状態は、シリンダ３１の後端３１Ａからシリンダ３１の前端３１Ｂに向けて、固液二相から液相へと次第に変化するのであるが、予熱により樹脂ペレットＰは軟化されているので、短時間で早期に液相に変態（溶融）する。したがって、溶融時間の短縮によって成形のサイクルタイムを短縮できる上、固相から液相に変化させるのに必要なスクリュー長を短くすることができる。
以上のように、加熱搬送装置２０または加熱搬送装置５０により樹脂ペレットＰが予熱されることにより、射出機３０内の可塑化がスムーズに迅速に行われ、かつ品質の高い成形品が得られる。
さらに、樹脂ペレットＰが早期に溶融されると、溶融樹脂との混練によって繊維Ｆの開繊が促進される。これによって樹脂への繊維の分散性が向上する。
【００７９】
なお、第１実施形態の成形装置１または第２実施形態の成形装置２の構成は、原材料や、成形品の仕様等によって種々変更できる。例えば、樹脂ペレットＰの水分含有量によっては、乾燥装置１１を省略し、加熱搬送装置２０（または加熱搬送装置５０）による予熱時に樹脂ペレットＰを乾燥させることもできる。
また、装置から装置へと原料を受け渡す搬送装置やホッパは、適所に適宜な形態で設けられていればよい。
【００８０】
本発明は、射出成形以外にも、例えば押出成形等、樹脂粒状物を用いる任意の成形に適用することができる。
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１，２  成形装置
１１    乾燥装置
１１Ａ  容器
１２    リール
１３    カッティング装置
１４    ホッパ
１５    定量フィーダ
１６    ベルト搬送部
１７    ホッパ
１９    ホッパ
２０    加熱搬送装置
２１    ドラム（容器）
２１Ａ  後端
２１Ｂ  前端
２２    ブロック
２３    モーター
２４    ヒーター（加熱手段）
２５    カバー
２７    開閉機構
２９    排出路（連通部）
３０    射出機
３１    シリンダ
３２    スクリュー
４０    攪拌搬送手段
４１    スパイラルリブ
４１Ａ  部分
４２    軸方向リブ
４２１〜４２５  区間
４２Ａ  リブ本体
４２Ｂ  爪部
４２Ｃ  凹部
４３    傾斜板（傾斜部材）
４５    軸方向リブ
５０    加熱搬送装置
５１    ホッパ（容器）
５１Ａ  入口
５１Ｂ  出口
５２    ヒーター（加熱手段）
５３    開閉機構
６０    攪拌搬送手段
６１    仕切板（仕切部材）
６１１〜６１ｎ  仕切板
６２    回転軸
６３    羽根部材
６３Ａ  基端
６３Ｂ  先端
６５    羽根部材
６５１〜６５４  板部材
６７    棒部材（分断部材）
１３１  ニップロール
１３２  ゴムロール
１３３  カッターロール
２２０  導入路
４５０  基端
４５１  先端
６１０  貫通孔（開口部）
Ｂ      基準線
Ｄ０    軸線方向
Ｆ      繊維
Ｌ      スリット
Ｌｙ１〜Ｌｙｎ−１  加熱層
Ｐ      樹脂ペレット（樹脂粒状物）
Ｓ      空間
Ｖ      区画
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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