(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスターバッチを貯留したホッパータンクと、ホッパータンクに連通した材料排出管と、これらの間に回転可能に設けられ、マスターバッチの粒寸法に応じた穴寸法の吸着穴を、環状に配設した回転可能な計量ロータと、この計量ロータの吸着穴に吸引圧と、排出圧とを分配的に供給する空気圧分配制御手段と、計量ロータの回転量を計数する計数手段とを備え、上記空気分配制御手段は、計量ロータの回転に伴って、ホッパータンク内にある吸着穴に吸引圧を付与する一方、材料排出管にある吸着穴には排出圧を付与することによって、ホッパータンク内に貯留されたマスターバッチを、順次一粒単位で計数しながら、材料排出管に排出する構造としたマスターバッチの自動計量装置を備え、上記材料排出管を、ナチュラル材を貯留したホッパータンクに合流させて、樹脂成形機の材料供給口に接続する構造とした樹脂成形材料の自動供給装置であって、
上記材料排出管は、上記ナチュラル材を貯留したホッパータンクに対し、マスターバッチを一粒単位で輸送する輸送管で接続していることを特徴とする樹脂成形材料の自動供給装置。
【請求項２】
請求項１において、上記計量ロータは、その回転軸を、ホッパータンクの長手軸に垂直に配置させている樹脂成形材料の自動供給装置。
【請求項３】
請求項１において、上記計量ロータは、その回転軸を、ホッパータンクの長手軸に平行に配置させている樹脂成形材料の自動供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形機の成形材料に添加されるマスターバッチを正確に計量するマスターバッチの自動計量装置を用いた樹脂成形材料の自動供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック成形品の樹脂成形機では、供給される樹脂成形材料は、ナチュラル材（「Ｎ材」と略記することがある。）とマスターバッチ（「ＭＢ」と略記することがある。）から構成されている。このナチュラル材とは、樹脂成形材料の主剤となるもので、添加剤などを配合しないものをいい、これに対し、マスターバッチとは、このナチュラル材とほぼ同等の原料に、更に、着色剤、安定剤、帯電防止剤、難燃剤などの添加剤を高濃度に分散させたものであり、双方とも、通常、ペレット形態で供給されている。
【０００３】
これらのナチュラル材とマスターバッチは、樹脂成形機に混合して供給され、樹脂成形機内で、混合された樹脂成形材料が混練可塑化されると同時に、マスターバッチ中の添加剤が全体に分散されて樹脂成形品となるようになっている。
このため、マスターバッチを出来るだけ均一に、かつ、正確な割合でナチュラル材に混合分布させることが、良好な樹脂成形品を得るために必要であって、従来より、そのために種々の樹脂成形材料の自動供給装置が提案されている。
【０００４】
図７（ａ）、（ｂ）は、そのような従来の樹脂成形材料の自動供給装置の全体構成を示す概念構成図である。
図７（ａ）の樹脂成形材料の自動供給装置は、いわゆるバッチ式と呼ばれるもので樹脂成形機Ａの材料供給口Ｂに設けられた混合ホッパータンク１０９と、その上部にそれぞれ設けられたＭＢ計量機１０１、Ｎ材計量機１０８から構成されている。この混合ホッパータンク１０９には、混合機１１０が設置され、ＭＢ計量機１０１から供給されるマスターバッチ、Ｎ材計量機１０８から供給されるナチュラル材を混合する。なお、Ｃは、供給された樹脂成形材料を計量、可塑化し、樹脂成形金型に供給するスクリューである。
【０００５】
このバッチ式の自動供給装置では、このようにしてナチュラル材にマスターバッチを所定の割合で混合し樹脂成形材料として、樹脂成形機Ａの材料供給口Ｂに供給しており、マスターバッチの混合比は正確に設定できるが、バッチ式であるため、色替えなど、樹脂成形材料の仕様を変更する場合に、混合ホッパータンク１０９などの洗浄に時間を要し、混合ホッパータンク１０９自体も、それぞれ専用のホッパータンクを有するＮ材計量機１０８などと別に設ける必要があり、より大きい設置場所を必要としていた。
【０００６】
また、上述したようにマスターバッチには、種々の添加剤が高濃度に添加されているため、ナチュラル材に比べて比重が大きく、混合機１１０で混合すればするほどマスターバッチが下部の方へ偏る、という欠陥を有していた。
図７（ｂ）の樹脂成形材料の自動供給装置は、いわゆる逐次式と呼ばれるものでＮ材ホッパータンク１１８、ＭＢホッパータンク１１１、このＭＢホッパータンク１１１からマスターバッチを定量排出するためのロータリ計量機１１２、このロータリ計量機１１２から排出されるマスターバッチを導く材料排出管１１７、このマスターバッチの材料排出管１１７とＮ材ホッパータンク１１８からのナチュラル材を合流させる共通連通部１１９とから構成され、この共通連通部１１９が樹脂成形機Ａの材料供給口Ｂに設けられている。
【０００７】
このロータリー計量機１１２は、複数の小室１１２ａを円環状に設けた計量ロータ１１２ｂを、ＭＢホッパータンク１１１と材料排出管１１７を連通させるロータケース１１２ｃ内で回転させることで、その小室１１２ａとロータケース１１２ｃの内壁で囲まれる体積の分だけ、マスターバッチを計量するものである。つまり、ロータケース１１２ｃが、計量ロータ１１２ｂの回転にともない、小室１１２ａに収容されるマスターバッチの量を規制する堰の役割を果たしている。
【０００８】
この逐次式の自動供給装置では、順次供給されるナチュラル材に対して、所定量のマスターバッチ材がロータリ計量機１１２で計量排出されて、共通連通部１１９によって逐次混合されて、その混合された樹脂成形材料が、樹脂成形機Ａに供給されるので、マスターバッチの比重の違いによる偏りの問題は解決されているが、マスターバッチが一塊で供給されることによる偏りの問題は残されていた。
【０００９】
さらに、このロータリ計量機１１２では、マスターバッチに生じる静電気のための相互吸着力により、上記ロータケース１１２ｃの堰機能が十分に発揮されないため、マスターバッチの正確な計量が出来ず、ナチュラル材に対する添加量が、マスターバッチの最小単位であるペレットの一粒単位で要求される場合に対応することができなかった。
【００１０】
また、このロータリ計量機１１２に代わるものとして、マスフィーダーやスクリューフィーダなどもあるが、これらは、いずれも、マスターバッチを一粒単位で計数排出することができないものであった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題を解決しようとするもので、設置場所が小さく、マスターバッチの計量が一粒単位で出来、正確な添加比率でマスターバッチを自動的に計量するマスターバッチの自動計量装置を用いた樹脂成形材料の自動供給装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の樹脂成形材料の自動供給装置は、マスターバッチを貯留したホッパータンクと、ホッパータンクに連通した材料排出管と、これらの間に回転可能に設けられ、マスターバッチの粒寸法に応じた穴寸法の吸着穴を、環状に配設した回転可能な計量ロータと、この計量ロータの吸着穴に吸引圧と、排出圧とを分配的に供給する空気圧分配制御手段と、計量ロータの回転量を計数する計数手段とを備え、上記空気分配制御手段は、計量ロータの回転に伴って、ホッパータンク内にある吸着穴に吸引圧を付与する一方、材料排出管にある吸着穴には排出圧を付与することによって、ホッパータンク内に貯留されたマスターバッチを、順次一粒単位で計数しながら、材料排出管に排出する構造としたマスターバッチの自動計量装置を備え、材料排出管を、ナチュラル材を貯留したホッパータンクに合流させて、樹脂成形機の材料供給口に接続する構造とした樹脂成形材料の自動供給装置であって、材料排出管は、ナチュラル材を貯留したホッパータンクに対し、マスターバッチを一粒単位で輸送する輸送管で接続していることを特徴とする。
【００１３】
ここで、マスターバッチの最小単位であるペレットは、通常、円柱形状、あるいは楕円柱形状をしており、この円柱の直径が２〜５ミリ程度、円柱の軸方向長さが２〜５ミリ程度のものが供給されるので、ここでは、主に、そのようなペレットを例として説明する。しかしながら、本発明の自動計量装置は、このペレットの形状には、左右されないものである。また、ここでは、マスターバッチ、あるいは、ナチュラル材というときに、その集合物を指す場合もあり、また、その一粒指す場合もある。
【００１４】
このマスターバッチの自動計量装置は、回転可能な円筒状の計量ロータの外周に、マスターバッチの形状に合わせた吸着穴を配設し、この吸着穴には、たかだか１粒のマスターバッチだけが収容されるようにしておき、空気分配制御手段によって、ホッパータンク内にある吸着穴には、吸引圧を供給してマスターバッチを一粒だけ吸着穴に吸引収容し、材料排出管にある吸着穴には排出圧を供給して、その収容されたマスターバッチを排出することで、一粒単位でマスターバッチを計数して、排出することを特徴としている。
【００１５】
つまり、マスターバッチの吸着穴を一粒単位に対応させたこと、この吸着穴に空気分配制御手段によって、吸引圧、排出圧を工程に応じて供給するようにしたことを特徴とする。
このようにすると、マスターバッチの吸引時には、吸着穴の形状と、吸引圧の相乗作用によって、確実にマスターバッチを一粒だけ吸着分離し、その際、空気分配制御手段によって供給された吸引圧は、その吸着されたマスターバッチによって封止され、他のマスターバッチを余分に吸着するようなことがない。
【００１６】
また、多少の外力などが吸着穴部分に作用しても、容易に吸着されたマスターバッチが、吸着穴から脱落することがない。つまり、マスターバッチなどのプラスチックペレットは、導電性がないため、しばしば静電気による相互吸着性をもち、これが、単純な計量ロータと堰機能を果たすロータケースで構成されたロータリー計量機における正確な計量を阻害していたが、本発明では、そのようなことがない。
【００１７】
また、吸着したマスターバッチを排出する場合も、排出圧の作用により、マスターバッチの静電気による吸着力に抗して、確実に排出することができる。
さらに、計量の単位をマスターバッチの最小単位である一粒単位にし、１個ずつ計数できるようにしたので、その後の制御単位が、このマスターバッチの一粒単位となり、マスターバッチの添加比率を最も細かな制御単位で制御することができ、また、計量装置自体も小型化でき、設置面積が小さくなる。
【００１８】
請求項２に記載の樹脂成形材料の自動供給装置は、請求項１において、上記計量ロータは、その回転軸を、ホッパータンクの長手軸に垂直に配置させていることを特徴とする。この自動計量装置は、計量ロータをマスターバッチのホッパータンクの長手軸に対して、その回転軸を垂直に配置させたこと、つまり、計量されるマスターバッチの流れが、ホッパータンクから材料排出管へ、垂直方向に生成されるものである。
【００１９】
すなわち、本発明のマスターバッチの計量ロータと空気分配制御手段によれば、上述したように、マスターバッチの吸着分離手段として空気圧を併用するので、計量ロータの回転軸方向、つまり、計量されるマスターバッチの流れは、重力の方向に規制されずに自由に選択することができ、この場合のように、上から下への流れとすることもでき、設計上の自由度が向上する。また、この場合、設計の要請によっては、下から上への流れとすることもできる。
【００２０】
請求項３に記載の樹脂成形材料の自動供給装置は、請求項１において、上記計量ロータは、その回転軸を、ホッパータンクの長手軸に平行に配置させていることを特徴とする。この自動計量装置は、計量ロータをマスターバッチのホッパータンクの長手軸に対して、その回転軸を平行に配置させたこと、つまり、計量されるマスターバッチの流れが、ホッパータンクから材料排出管へ、水平方向に生成されるものである。
【００２１】
つまり、請求項２と同様に、本発明のマスターバッチの計量ロータと空気分配制御手段の特徴と生かして、設計の自由度を向上させたものである。また、この特徴を生かして、斜め方向の流れとすることなどもできる。
【００２２】
請求項１〜３に記載された樹脂成形材料の自動供給装置は、上述の特徴を有するマスターバッチの計量装置を、いわゆる逐次式の樹脂成形材料の自動供給装置のマスターバッチの計量手段として用いたものである。したがって、一粒単位でマスターバッチを計数出来るという特徴が生かされ、ナチュラル材の計量に合わせて、正確な添加比率で均一にマスターバッチが混合された樹脂成形材料を樹脂成形機に供給することができる。
【００２４】
また、請求項１に記載の樹脂成形材料の自動供給装置によれば、マスターバッチの計量装置の設置位置の自由度が向上し、また、１台の計量装置で複数の樹脂成形機にマスターバッチを供給するようにすることもできる。さらに、本発明のマスターバッチの計量装置では、一粒単位でマスターバッチを分離し、計数、排出することができるので、この輸送管も、たかだか、一粒のマスターバッチを輸送するのに十分な内径、具体的には、１０ｍｍ〜１３ｍｍ程度とすることができ、輸送管のコストダウンができ、また、輸送管の設置が非常に簡単になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）は本発明のマスターバッチの自動計量装置を用いた樹脂成形材料の自動供給装置の一例の全体構成を示す概念構成図、（ｂ）は、その自動計量装置の計量ロータの要部詳細断面図である。
【００２６】
この樹脂成形材料の自動供給装置２０は、逐次式の自動供給装置であって、そのマスターバッチの自動計量手段に、本発明の特徴とするマスターバッチの自動計量装置１０を用いた点を特徴としている。
この自動計量装置１０は、マスターバッチｍを貯留するＭＢホッパータンク１、吸着穴３を備え、ＭＢホッパータンク１に貯留されたマスターバッチｍを一粒単位で吸着、分離、計数、排出する計量ロータ２、この計量ロータ２を回転可能に支持する回転軸２１、この回転軸２１を固定支持すると共に、計量ロータ２を収容するローターケース４、この計量ロータ２で排出されたマスターバッチｍを、樹脂成形機Ａの材料供給口Ｂに導く材料排出管７から構成されている。
【００２７】
ＭＢホッパータンク１には、マスターバッチｍの残量を検出して、材料補充信号を出す残量検出センサ１２が設けられ、また、交換時に残留したマスターバッチｍを全量排出するための排出口１３が設けられている。
計量ロータ２は、肉厚の円筒形状をしており、その外周には所定間隔に設けられた吸着穴３を備え、この吸着穴３には、その谷底部と、計量ロータ２の内周を接続する空気穴３１がそれぞれ設けられている。
【００２８】
この計量ロータ２は、ステンレス鋼などの金属を用いて構成してもよいし、また、樹脂成形機Ａへ供給されるナチュラル材ｎと、同様の材料を用いて構成してもよい。ステンレス鋼を用いる場合、ナチュラル材ｎやマスターバッチｍへのコンタミネーションを回避することが出来、ナチュラル材ｎと同様の材料を用いた場合、万一、計量ロータ２の微小片がマスターバッチｍに混入しても、樹脂成形品に悪影響を与えるようなことがない。
【００２９】
計量ロータ２を回転可能に支持する回転軸２１には、その回転に支障のないように、ＭＢホッパータンク１にロータケース４が開口する部分に対応させて吸引圧凹部５１と、材料排出管７にロータケース４が開口する部分に対応させて排出圧凹部５２とが設けられており、図２を用いて後述する空気圧分配制御手段５により、吸引圧凹部５１には、吸引圧つまり負圧空気が、排出圧凹部５２には排出圧つまり正圧空気が供給されている。
【００３０】
吸着穴３は、このマスターバッチの自動計量装置１０で計数することとなるマスターバッチに合わせた形状の穴に形成されており、たかだか、マスターバッチｍを一粒だけ収容することができるようになっている。たとえば、マスターバッチｍのペレット形状が、円柱形状であれば、円柱形状であり、開口縁には、なだらかな面取りを施すことが望ましい。
【００３１】
こうして、吸着穴３をマスターバッチの一粒の形状に合わせて形成しているので、この標準の寸法以外の長いミスカットのマスターバッチなどは、この吸着穴３に吸着されないままで最後まで、残ることとなり、マスターバッチの良品だけを選別して、供給することができるので、その点でも優れている。
また、その谷底部には、上述の空気孔３１の一端が開口しており、計量ロータ２の回転位置に対応して、吸着穴３が吸引圧凹部５１の位置にあるときは吸引圧が供給され、排出圧凹部５２の位置にあるときには排出圧が供給される。この空気孔３１は、吸着穴３にマスターバッチｍを吸着したときには、この吸着したマスターバッチｍにより封止され、その吸引圧が他の周りのマスターバッチｍに及ぶようなことがないようになっている。
【００３２】
ローターケース４は、計量ロータ２の外周と側面を覆うとともに、その外周を覆う部分には、ＭＢホッパータンク１への開口部と、材料排出管７への開口部が設けられている。
計量ロータ２の外周とローターケース４の内周との隙間は、マスターバッチが入り込まない程度の隙間、つまり、マスターバッチの最小外径寸法の１／２から１／４程度の寸法、具体的には、ここで説明するマスターバッチの例では、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度となっている。
【００３３】
したがって、このローターケース４のホッパー側開口部の計量ロータ２が回転する方向の端部４１が、吸着穴３に収容されマスターバッチｍ以外の余分なマスターバッチｍを排除する堰の役割をしている。この際、本発明の吸着穴３は、この位置にある時には、吸引圧凹部５１から空気孔３１を介して吸引圧を供給されているので、吸着されたマスターバッチｍが、この堰の役割をしている端部４１で排除される他のマスターバッチｍに静電気の吸着力で引き出されることがなく、確実に一粒単位で、吸着穴３に主要された状態で、この端部４１を通過し、材料排出管７の方へ向かう。
【００３４】
また、吸着穴３が、ローターケース４の内周に覆われた部分にある間は、この吸着穴に吸引圧が供給されないときがあるが、その場合でも、その隙間が小さいので、マスターバッチｍが脱落するようなことがない。
材料排出管７は、確認用計数検出器７１を備えており、材料排出管７に吸着穴３から排出される一粒単位のマスターバッチｍを、一粒ずつ検出し、計数することができる。
【００３５】
この確認用計数検出器７１は、万一、吸着穴３で吸着洩れなどが生じた場合に警告を発し、また、不足分を補わさせるためのものであるが、不可欠のものではない。
また、材料排出管７の先端は、先細りとなっており、この先細りの導入管７２は、樹脂成形機Ａの材料供給口Ｂの内部にまで達しており、スクリューＣの近くにマスターバッチｍを供給することができ、マスターバッチｍの偏りを最も、効果的に回避することができる。なお、後述の場合も含め、この導入管は、それを装着した場合には、上記のような効果を有するものであるが、必ずしも、設けなくともよい。
【００３６】
このような特徴を備えたマスターバッチの自動計量装置によれば、ＭＢホッパータンク１に貯留されたマスターバッチｍを、確実に一粒単位で吸着、分離して、計数し、材料排出管７に排出することができる。
樹脂成形材料の自動供給装置２０は、ナチュラル材ｎを貯留するＮ材ホッパータンク８と、このＮ材ホッパータンク８の下部に設けられ、上記のマスターバッチの自動計量装置１０の材料排出管７と、このＮ材ホッパータンク８から排出されるナチュラル材ｎを排出する排出管８１とを合流させる共通連通部９から構成され、この共通連通部９の排出側が、樹脂成形機Ａの材料供給口Ｂに接続されている。
【００３７】
こうして、この逐次式の自動供給装置２０によれば、自動計量装置１０でマスターバッチが確実に一粒単位で排出供給されるので、ナチュラル材ｎに添加するマスターバッチｍの添加比率を、その最小の制御単位で正確に制御することができる。図２は、本発明の自動計量装置の計量ロータを図１と直角の断面で縦断した要部詳細断面図、図３は、本発明の自動計量装置の計数板を示す正面図、図４は、本発明の計量ロータの種々のタイプを示す外観斜視図で、（ａ）は１列タイプ、（ｂ）は２列タイプ、（ｃ）は千鳥タイプである。なお、これまでに説明した部分と同じ部分については、同一の符号を付して、重複説明を省略する。
【００３８】
これらの図２、３、４と図１を用いて、本発明の空気圧分配制御手段と、その他の詳細、及び、これらを用いたマスターバッチの自動計量の制御、及び、樹脂成形材料の自動供給の制御について説明する。計量ロータ２には、この計量ロータ２を回転駆動するモータ２２の回転駆動力を受けるための回転力伝達穴２ａが設けられ、この回転力伝達穴にモータ２２の回転軸２２ａが嵌入し、相互に回転しないようになっており、モータ２２の回転駆動力が回転ずれなく、計量ロータ２に伝達される。このモータ２２は、回転数可変のモータを用いて、その回転数をコントロールすることによって、単位時間当たりのマスターバッチの排出数、つまり、排出量をコントロールするようになっている。
【００３９】
そのようなモータ２２としては、回転角度検知可能なステッピングモータを用いてもよいし、また、別に回転角度検知手段を設ける場合には、回転角度検知可能でないモータを用いてもよい。ここでは、計量ロータ２に、更に、計量ロータ２の外周に設けられた吸着穴３の位置に対応してスリットが設けられた図３に示すような計数板６１が設けられ、このスリットを検知する計数用近接センサ６２が設置され、この計数信号がコントローラ６３に送られている。これらの、計数板６１、計数用近接センサ６２、計数信号の処理機能を有するコントローラ６３によって、マスターバッチの計数手段６を構成している。
【００４０】
また、図４に示すように、計量ロータ２に設けられた吸着穴３は、図４（ａ）に示すように、１列だけ設けてもよいし、図４（ｂ）に示すように、２列に設けてもよいし、さらに、３列、４列と複数列設けてもよく、また、図４（ｃ）に示すように、千鳥に設けてもよい。どちらにしても、吸着穴３の円周方向間隔は、等間隔にしておく方が、計数制御がし易くなる。
【００４１】
回転軸２１には、さらに、吸引圧凹部５１、排出圧凹部５２と外部との空気の流通を阻止するために、その外周をこれらの凹部５１、５２の両側で全周に渡ってシールするシール５３ａ，５３cと、吸引圧凹部５１と排出圧凹部５２の相互間の空気の流通を阻止するために、この両シール５３ａ，５３c間を軸方向に接続したシール５３bとが設けられている。
【００４２】
また、回転軸２１の吸引圧凹部５１、排出圧凹部５２には、この回転軸２１の外側端面に向けて導出された空気孔５１ａ，５２ａがそれぞれ開口している。
空気孔５１ａには、吸引圧管路５１ｂが接続され、この吸引圧管路５１ｂには正圧管路５１ｆから正圧空気の供給を受けて、負圧空気を発生させる負圧発生器５１ｅ、例えば、エジェクターなどが設置されている。吸引圧管路５１ｂには、その中間部に負圧空気の流量を調節するためのバルブ５１ｃが設けられている。
【００４３】
この正圧管路５１ｆには、コンプレッサーなどで構成された空気源５３からの正圧空気が元空気管路５４、吸引制御弁５１ｄを介して供給されている。
空気孔５２ａには、排出圧管路５２ｂが接続され、この排出圧管路５２ｂには空気源５３からの正圧空気が元空気管路５４、排出制御弁５１ｄ介して、直接供給されている。また、排出圧管路５２ｂには、その中間部に正圧空気の流量を調節するためのバルブ５２ｃが設けられている。
【００４４】
吸引制御弁５１ｄと排出制御弁５２ｄには、それぞれコントローラ６３からの信号線が接続され、必要に応じて、吸引圧の断切、あるいは、排出圧の断切がなされるようになっている。
上述の吸引圧凹部５１、排出圧凹部５２、それぞれの空気孔５１ａ，５２ａ、・・・、吸引制御弁５１ｄ、排出制御弁５２ｄ、・・・、負圧発生器５１ｅ、各種のシール５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、空気源５４、元空気管路５５で、空気圧分配制御手段５を構成している。
【００４５】
また、この自動計量装置１０では、ＭＢホッパータンク１の長手軸１１に対して、計量ロータ２の回転軸２１は垂直となっており、ＭＢホッパータンク１から、材料排出口７へ、計量ロータ２で計数されるマスターバッチｍは上下方向に流れるようになっている。このような構成の自動計量装置１０を用いた樹脂成形材料の自動供給装置２０においては、以下のような手順で、マスターバ自動計量供給の制御が行われる。
【００４６】
まず、制御のために以下のデータを収集記録する。
１．製品重量：成形される樹脂成形品の重量である。
２．マスターバッチ倍率：ナチュラル材に対する添加比率を示すもので、通常、１のマスターバッチで、その何倍の量のナチュラル材に有効であるかを示す倍数の数字で示される。例えば、５０倍の場合、ナチュラル材５０に対して、マスターバッチ１の割合で添加されるものであることを示している。
【００４７】
３．マスターバッチ１粒の重量
４．計量ロータの１列の吸着穴数：これは、通常、その制御のし易さから、外周を等分して吸着穴が設けられるので、その等分数が対応する。
５．吸着穴の列数
６．成形機計量時間：これは、樹脂成形機のスクリューによる樹脂成形材料の計量時間であり、これによって、樹脂成形のために供給される樹脂成形材料の総量が決定される。
【００４８】
以上のデータを元に行う制御方法は、以下の３種類ある。
１）回転数可変モータ２２と、計数手段６による制御
まず、マスターバッチ供給量（＝製品重量／マスターバッチ倍率）、この供給量に対応するマスターバッチの個数、つまり、計数手段の目的カウント数（＝マスターバッチ供給量／（マスターバッチ１粒の重量＊吸着穴の列数））、その目的カウント数を生成するモータ回転数（目的カウント数＊６０／（計量ロータの１列の吸着穴数＊成形機計量時間））を求め、これらの目的カウント数と、モータ回転数を、この自動供給装置２０を制御しているコントローラ６３に入力する。なお、ここでは、記号「＊」で掛算を、記号「／」で割算を示している。
【００４９】
こうして、成形機計量時間信号に応じて、モータ回転数を制御して、その時間内にモータ２２の回転数が、上記モータ回転数になるように制御すると、樹脂成形のために供給される樹脂成形材料の総量に対して、所定のマスターバッチ比率のマスターバッチが計数されて、供給混合され、樹脂成形機Ａに供給される。このとき、材料排出管７に確認用計数検出器７１を設けて、計量ロータ２により計数排出されたマスターバッチｍを計数し、目的カウント数との整合性を確認し、整合しない場合には、警報を出力して、計量結果の良否判別をするようにしてもよい。また、この際、実計量数が不足している場合には、不足分を追加計数して、補足することができる。
【００５０】
２）計数手段６のみによる制御
この方法は、コントローラで成形機計量時間を自動的に計測し、その結果と目的カウント数から、モータの回転数を自動演算して、計量する方法である。
この場合、マスターバッチ供給量（＝製品重量／マスターバッチ倍率）、計数手段６の目的カウント数（＝マスターバッチ供給量／（マスターバッチ１粒の重量＊吸着穴の列数））を求め、これらの目的カウント数を、この自動供給装置１０を制御しているコントローラ６３に入力する。
【００５１】
こうして、成形機計量時間信号をコントローラに自動入力し、コントローラ演算機能によって、モータ回転数を自動演算させ、その結果をモータ２２に出力し、目的カウント数の分だけ、計量ロータ２を連続計数回転させる。また、この方法においても、上述の確認用計数検出器７１を設けて、同様のチェック、補足をすることができる。
【００５２】
３）ステッピングモータを使用した場合の制御
モータ２２自身に、回転角度検知手段を備えたステッピングモータを使用した場合、必要なデータは、上記２）の方法と同様である。
この場合、成形機計量時間信号をコントローラに自動入力し、コントローラ演算機能によって、目的カウント数との関係から、モータの回転パルス数を計算して、その成形機計量時間内にそのパルス数となるように、モータ２２を回転させればよい。
【００５３】
このようなステッピングモータを使用したときには、基本的には、計数手段６を別途、設ける必要はないが、噛み込みなどのために、ステッピングモータの脱調などが発生したときには、目的カウント数との整合性を確認するために、計数手段６が有効な場合がある。また、この場合も、上述の確認用計数検出器７１を設けて、同様のチェック、補足をすることができる。
【００５４】
なお、ステッピングモータの代わりに、サーボモータや、他の回転角度検知可能なモータを用いても、同様の制御が可能であることは言うまでもない。
図５は、本発明のマスターバッチの自動計量装置を用いた樹脂成形材料の自動供給装置の他例の全体構成を示す概念構成図である。
この樹脂成形材料の自動供給装置２０Ａでは、図１、２で説明した自動供給装置２０に比べ、自動計量装置１０Ａの計量ロータ２Ａが、ＭＢホッパータンク１Ａの長手軸１１に平行に設けられた回転軸２１を中心に、水平回転する点が相違する。
【００５５】
この自動計量装置１０Ａでは、計量ロータ２Ａが水平回転するのに対応させて、吸着穴３Ａは、この計量ロータ２Ａの外周ではなく、側面の外周付近に設けられ、これに対応して、ローターケース４Ａも、この計量ロータ２Ａの外周ではなく、この吸着穴３Ａの設けられた側面の外周付近に対応して、ＭＢホッパータンク１Ａと材料排出管７とへの開口部が設けられている。また、Ｎ材ホッパータンク８Ａも、このような自動計量装置１０Ａに対応したものとなっている。
【００５６】
本発明のマスターバッチの計量ロータと空気分配制御手段によれば、上述したように、マスターバッチの吸着分離手段として空気圧を併用するので、計量ロータの回転軸方向、つまり、計量されるマスターバッチの流れ方向は、重力の方向に規制されずに自由に選択することができ、自動計量装置１０のように、上から下への流れとすることもでき、この自動計量装置１０Ａの計量ロータ２Ａのように、その回転軸２１をＭＢホッパータンク１Ａの長手軸１１に平行に配置させ、計量されるマスターバッチの流れが、ホッパータンク１Ａから材料排出管７へ、水平方向に生成されるようにもすることができ、自動計量装置及び、自動供給装置の設計の自由度が向上する。
【００５７】
さらに、この特徴を生かして、例えば、斜め方向の流れや、下から上への流れとすることなどもできる。
図６は、本発明のマスターバッチの自動計量装置を用いた樹脂成形材料の自動供給装置の更に他例の全体構成を示す概念構成図である。
この樹脂成形材料の自動供給装置２０Ｂは、マスターバッチの自動計量装置１０Ｂを樹脂成形機Ａに対して別置きとし、この自動計量装置１０Ｂの材料排出管７Ａと、樹脂成形機Ａの材料供給口に設けられた共通連通部の役割も果たすＮ材ホッパータンク８Ｂとを輸送管７５で接続したものである。
【００５８】
輸送管７５の輸送元側には、コンプレッサーなどの空気源７５ｂと、その空気源７５ｂを断接する輸送用制御弁７５ａが設けられ、コントローラ６３Ａによって、計量されたマスターバッチを空気力によって、Ｎ材ホッパータンク８Ｂまで輸送する。輸送管７５の輸送先側には、輸送空気とマスターバッチｍを分離する分離器７６が設けられ、その先端は、導入管７２Ａとして形成されて、樹脂成形機ＡのスクリューＣのすぐ近くにマスターバッチｍを供給する。
【００５９】
このような自動供給装置２０Ｂによれば、マスターバッチの自動計量装置１０Ａの設置位置の自由度が向上し、また、１台の計量装置で複数の樹脂成形機にマスターバッチを供給するようにすることもできる。さらに、本発明のマスターバッチの計量装置では、一粒単位でマスターバッチを分離し、計数、排出することができるので、この輸送管７５も、たかだか、一粒のマスターバッチｍを輸送するのに十分な内径、具体的には、８ｍｍ〜１３ｍｍ程度とすることができ、輸送管のコストダウンができ、また、輸送管の設置が非常に簡単になる。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１に記載の樹脂成形材料の自動供給装置によれば、マスターバッチの自動計量装置が、マスターバッチの吸着穴を一粒単位に対応させ、この吸着穴に空気分配制御手段によって、吸引圧、排出圧を工程に応じて供給するようにしたので、確実にマスターバッチを一粒だけ吸着分離し、排出することができる。また、計量の単位をマスターバッチの最小単位である一粒単位にし、１個ずつ計数できるようにしたので、計量装置自体も小型化でき、設置面積が小さくなる上に、その後の制御単位が、このマスターバッチの一粒単位となり、マスターバッチの添加比率を最も細かな制御単位で制御することができる。さらに、マスターバッチの計量装置を利用した逐次式の樹脂成形材料の自動供給装置であるので、装置設計の自由度が向上し、マスターバッチの添加比率を最も細かな制御単位である一粒単で制御することができる。また、マスターバッチの計量装置を樹脂成形機に対して別置きとし、この計量装置の材料排出管と、樹脂成形機の材料供給口に設けられた共通連通部とを輸送管で接続したので、マスターバッチの計量装置の設置位置の自由度が向上し、また、１台の計量装置で複数の樹脂成形機にマスターバッチを供給するようにすることもできる。さらに、本発明のマスターバッチの計量装置では、一粒単位でマスターバッチを分離し、計数、排出することができるので、この輸送管も、たかだか、一粒のマスターバッチを輸送するのに十分な内径、具体的には、１０ｍｍ〜１３ｍｍ程度とすることができ、輸送管のコストダウンができ、また、輸送管の設置が非常に簡単になる。
【００６１】
請求項２、３に記載の樹脂成形材料の自動供給装置によれば、請求項１に記載の樹脂成形材料の自動供給装置の効果に加え、計量されるマスターバッチの流れは、重力の方向に規制されずに自由に選択することができ、ホッパータンクから材料排出管へ、垂直方向に生成されるようにも、ホッパータンクから材料排出管へ、水平方向に生成されるようにもでき、設計の自由度が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明のマスターバッチの自動計量装置を用いた樹脂成形材料の自動供給装置の一例の全体構成を示す概念構成図、（ｂ）は、その自動計量装置の計量ロータの要部詳細断面図
【図２】本発明の自動計量装置の計量ロータを図１と直角の断面で縦断した要部詳細断面図
【図３】本発明の自動計量装置の計数板を示す正面図
【図４】本発明の計量ロータの種々のタイプを示す外観斜視図で、（ａ）は１列タイプ、（ｂ）は２列タイプ、（ｃ）は千鳥タイプ
【図５】本発明のマスターバッチの自動計量装置を用いた樹脂成形材料の自動供給装置の他例の全体構成を示す概念構成図
【図６】本発明のマスターバッチの自動計量装置を用いた樹脂成形材料の自動供給装置の更に他例の全体構成を示す概念構成図
【図７】（ａ）、（ｂ）は従来の樹脂成形材料の自動供給装置の全体構成を示す概念構成図
【符号の説明】
１ ＭＢホッパータンク
１１ 長手軸
２ 計量ロータ
２１ 回転軸
３ 吸着穴
４ ローターケース
５ 空気圧分配制御手段
６ 計数手段
７ 材料排出管
７５ 輸送管
８ Ｎ材ホッパータンク
９ 共通連通部
１０ 自動計量装置
２０ 自動供給装置
Ａ 樹脂成形機
Ｂ 材料供給口
Ｃ スクリュー
ｍ マスターバッチ（ＭＢ）
ｎ ナチュラル材（Ｎ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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【図７】
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