特開 2024-8138 パージ材処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024008138

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】パージ材処理装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/17 20060101AFI20240112BHJP

【ＦＩ】

B29C45/17

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022109735

(22)【出願日】2022-07-07

(71)【出願人】

【識別番号】000241500

【氏名又は名称】トヨタ紡織株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】弁理士法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】丸山 信太郎

【テーマコード（参考）】

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F206JA07

4F206JF06

4F206JL01

4F206JL03

4F206JL04

4F206JQ86

(57)【要約】

【課題】リサイクル性に優れるパージ材処理装置を提供する。
【解決手段】射出成形機１において第１樹脂から第２樹脂への樹脂替えの際に射出成形機１の排出部３より紐状に排出されるパージ材５０を巻き取る巻取部を備えるパージ材処理装置１であって、巻取部は、第１樹脂のパージ材５０Ａを巻き取る第１巻取部１２と、第１巻取部１２の回転軸１３に沿う方向に並んで設置され、第２樹脂のパージ材５０Ｂを巻き取る第２巻取部２２と、第１巻取部１２および第２巻取部２２を排出部３に対して回転軸１３，２３に沿う方向に相対的にスライド移動させるスライド移動部３３と、を備える。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

射出成形機において第１樹脂から第２樹脂への樹脂替えの際に前記射出成形機の排出部より紐状に排出されるパージ材を巻き取る巻取部を備えるパージ材処理装置であって、
前記巻取部は、前記第１樹脂の前記パージ材を巻き取る第１巻取部と、
前記第１巻取部の回転軸に沿う方向に並んで設置され、前記第２樹脂の前記パージ材を巻き取る第２巻取部と、
前記第１巻取部および前記第２巻取部を前記排出部に対して前記回転軸に沿う方向に相対的にスライド移動させるスライド移動部と、を備えるパージ材処理装置。

【請求項2】

前記第１巻取部および前記第２巻取部の間に、前記第１樹脂および前記第２樹脂が混合した前記パージ材を受ける貯留部を備える請求項１に記載のパージ材処理装置。

【請求項3】

前記排出部から排出される前記パージ材の色を認識可能な色認識センサーを備え、
前記第１巻取部および前記第２巻取部は、前記色認識センサーの検知信号に基づいて、前記排出部に対して前記回転軸に沿う方向に前記スライド移動部により相対的にスライド移動する請求項１または請求項２に記載のパージ材処理装置。

【請求項4】

前記第１巻取部および前記第２巻取部に巻き取られた紐状の前記パージ材を当該パージ材の長さ方向と交差する方向に切断する横切断部を備える請求項１または請求項２に記載のパージ材処理装置。

【請求項5】

前記第１巻取部および前記第２巻取部に巻き取られた紐状の前記パージ材を当該パージ材の長さ方向に沿って分離する縦分離部を備える請求項１または請求項２に記載のパージ材処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示される技術は、パージ材処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、射出成形における色変えおよび材料変えの際には、シリンダー内に残留する樹脂をパージ材として排出している。パージ材は射出成形機より専用の容器に排出され、放置冷却されて、ブロック状に硬化する。

【0003】

ブロック状に硬化したパージ材は分厚く硬いため、粉砕機で粉砕することができない。このため、再利用することができず、処理メーカーまで搬送してリサイクル処理されていた。

【0004】

このような問題を解決するべく、特許文献１には、パージ材を一対の成形ロールにより圧延し、薄いシート状にした後、細かく細断する技術が提案されている。また、特許文献２には、パージ材を射出成形機から紐状に排出し、巻き取る技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平８－１４２０５５号公報

【特許文献2】特開２００１－３００９８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上述した従来技術には樹脂替え前後の樹脂を分別することについては開示されておらず、リサイクル性をより高める技術が求められている。

【0007】

本明細書に開示される技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、よりリサイクル性に優れるパージ材処理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】

本明細書に開示される技術は、射出成形機において第１樹脂から第２樹脂への樹脂替えの際に前記射出成形機の排出部より紐状に排出されるパージ材を巻き取る巻取部を備えるパージ材処理装置であって、前記巻取部は、前記第１樹脂の前記パージ材を巻き取る第１巻取部と、前記第１巻取部の回転軸に沿う方向に並んで設置され、前記第２樹脂の前記パージ材を巻き取る第２巻取部と、前記第１巻取部および前記第２巻取部を前記排出部に対して前記回転軸に沿う方向に相対的にスライド移動させるスライド移動部と、を備える。

【0009】

上記構成によれば、第１樹脂のパージ材と第２樹脂のパージ材とを、それぞれ個別に回収することができる。しかも、紐状とされた各パージ材は、各巻取部により巻き取られた状態とされるから、従来のように塊とされる状態と比較して後処理が容易である。

【0010】

前記第１巻取部および前記第２巻取部の間に、前記第１樹脂および前記第２樹脂が混合した前記パージ材を受ける貯留部を備えていてもよい。

【0011】

上記構成によれば、パージ材が第１樹脂から第２樹脂に替わる途中の混合樹脂を、第１樹脂および第２樹脂とは別に回収することができる。つまり、第１樹脂のパージ材および第２樹脂のパージ材を、各樹脂の純度が高い状態で回収することができる。

【0012】

前記排出部から排出される前記パージ材の色を認識可能な色認識センサーを備え、前記第１巻取部および前記第２巻取部は、前記色認識センサーの検知信号に基づいて、前記排出部に対して前記回転軸に沿う方向に前記スライド移動部により相対的にスライド移動してもよい。

【0013】

前記第１巻取部および前記第２巻取部に巻き取られた紐状の前記パージ材を当該パージ材の長さ方向と交差する方向に切断する横切断部を備えていてもよい。

【0014】

上記構成によれば、紐状とされたパージ材を短く分断することができるから、パージ材の再利用が容易になる。

【0015】

前記第１巻取部および前記第２巻取部に巻き取られた紐状の前記パージ材を当該パージ材の長さ方向に沿って分離する縦分離部を備えていてもよい。

【0016】

上記構成によれば、巻取部に巻き取られて重なり合い、互いに付着した状態のパージ材を長さ方向に沿って分離することができるから、パージ材の再利用が容易になる。

【発明の効果】

【0017】

本明細書に開示される技術によれば、リサイクル性に優れるパージ材処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態のパージ材処理装置の回収部を示す斜視図

【図2】回収部において第１巻取部にパージ材を巻き取っている状態を示す平面図

【図3】回収部において貯留部にパージ材を貯留している状態を示す平面図

【図4】回収部において第２巻取部にパージ材を巻き取っている状態を示す平面図

【図5】回収部での巻取りが完了した状態を示す斜視図

【図6】回収部および破断部を組み付けた状態を示す斜視図（第１巻取部にカッターを設置した状態）

【図7】第１巻取部においてパージ材を破断している状態を示す平面図

【図8】受け部においてパージ材を破断している状態を示す平面図

【図9】第２巻取部にカッターを設置した状態を示す斜視図

【図10】第２巻取部においてパージ材を破断している状態を示す平面図

【図11】第２巻取部においてパージ材を破断している状態を示す斜視図

【発明を実施するための形態】

【0019】

一実施形態を図１から図１１によって説明する。パージ材処理装置１０は、射出成形機１において第１樹脂から第２樹脂への樹脂替えの際にシリンダ２のノズル（排出部の一例）３より排出されるパージ材５０を処理するためのものであって、回収部１１と破断部４０とを備えて構成されている。パージ材５０は、シリンダ２から水平方向に延びるノズル３の先端より紐状に排出され、放物線状のパージ材排出軌道Ｒを描きながら落下する。

【0020】

回収部１１は、射出成形機１から排出されたパージ材５０を回収する部分であって、例えば図１から図５に示すように、第１樹脂のパージ材５０Ａを巻き取る第１巻取部１２と、第２樹脂のパージ材５０Ｂを巻き取る第２巻取部２２と、貯留部３２と、レール３３と、色認識センサー３４と、を備えている。なお、本実施形態においてパージ材５０と表記した場合には、パージ材５０の種類を区別しないものとする。

【0021】

第１巻取部１２および第２巻取部２２は、それぞれ、水平方向に延在する平坦な受け面１２Ａ，２２Ａを有するベルトコンベア状をなしている。第１巻取部１２および第２巻取部２２は、それぞれ、平行に配された一対の回転軸を有しており、第１巻取部１２の一対の第１回転軸１３と第２巻取部２２の一対の第２回転軸２３とは、同軸上に配置されている。つまり、第１巻取部１２および第２巻取部２２は、例えば図２に示すように、受け面１２Ａ，２２Ａの進行方向に対して横並びの状態で配置されている。本実施形態において、第１回転軸１３と第２回転軸２３とは同方向に回転しており、上側に配される受け面１２Ａ，２２Ａは図１の右から左に向けて進行している。

【0022】

第１巻取部１２および第２巻取部２２の間には、当該第１巻取部１２および第２巻取部２２に沿って延びる角柱状の支持部３１が受け面１２Ａ，２２Ａから上方に突出する形で設けられており、この支持部３１の上面に、第１樹脂および第２樹脂が混合された状態のパージ材５０Ｃを貯留可能な樋状の貯留部３２が設置されている。貯留部３２の長さ寸法（図２の左右方向の寸法）は、第１巻取部１２および第２巻取部２２の長さ寸法よりもやや長い寸法に設定されている。

【0023】

上述した第１巻取部１２、貯留部３２、および第２巻取部２２は一体に組付けられており、図示しないスライド駆動部によって、回転軸１３，２３に沿って延びるレール（スライド移動部の一例）３３により一体的にスライド移動可能とされている。つまり、第１巻取部１２、貯留部３２、および第２巻取部２２は、回収部１１の上方に配置されるノズル３に対して回転軸１３，２３に沿った方向に相対的にスライド移動可能とされている。

【0024】

また回収部１１は、ノズル３から排出されたパージ材５０が描くパージ材排出軌道Ｒに隣接して、パージ材５０の色を認識するための色認識センサー３４を備えている。上述したスライド駆動部は、色認識センサー３４により検知されたパージ材５０の色情報（検知信号）に基づいて駆動し、ノズル３に対する第１巻取部１２、貯留部３２、および第２巻取部２２の位置を決定するように設定されている。

【0025】

射出成形機１において第１樹脂から第２樹脂へ樹脂替えを行う際には、まず、ノズル３の下方のパージ材排出軌道Ｒ上に第１巻取部１２を配置するとともに一対の第１回転軸１３を駆動させ、ノズル３から連続的に紐状に排出される第１樹脂のパージ材５０Ａをベルトコンベア状の第１巻取部１２の受け面１２Ａで受けつつ、第１巻取部１２に巻き取る。この時ノズル３から排出された溶融状態のパージ材５０Ａは落下中にある程度冷却され、回転中の第１巻取部１２の受け面１２Ａに付着するように紐状に巻き付きつつ保持される（図１および図２参照）。

【0026】

なお、このようにして回収されるパージ材５０Ａの径は、１．８～３．８ｍｍ程度が好ましい。パージ材５０Ａの径は、ノズル３から排出するパージ材５０Ａの流速および第１巻取部１２の回転速度により調整可能である。

【0027】

また、この巻き取り途中において第１巻取部１２は、スライド駆動部により、第１回転軸１３に沿って徐々にスライド移動する。これにより、紐状の第１樹脂のパージ材５０Ａが第１巻取部１２の受け面１２Ａにおいて横方向に並びつつ巻き付いた状態とされる。

【0028】

第１樹脂がシリンダ２内から排出され、次第に第２樹脂に入れ代わる際には、第１樹脂および第２樹脂の混合樹脂のパージ材５０Ｃが排出される。この時、上述した色認識センサー３４がパージ材５０の色の変化を検知し、この検知信号に基づいて、パージ材排出軌道Ｒ上に貯留部３２が配置されるように、組付け状態の第１巻取部１２、貯留部３２、および第２巻取部２２の全体が横方向にスライド移動する。混合樹脂のパージ材５０Ｃは、貯留部３２に塊となって貯留される（図３参照）。

【0029】

さらに、混合樹脂がシリンダ２内から排出され、第２樹脂の濃度が高いパージ材５０Ｂが排出されるようになると、再び色認識センサー３４がパージ材５０の色の変化を検知し、この検知信号に基づいて、パージ材排出軌道Ｒ上に第２巻取部２２が配置されるように、第１巻取部１２、貯留部３２、および第２巻取部２２の全体がスライド移動する。これにより、ノズル３から連続的に紐状に排出される第２樹脂のパージ材５０Ｂを、第２巻取部２２の受け面２２Ａで受けつつ巻き取る。この時も、上述した第１樹脂の場合と同様に、第２巻取部２２はスライド移動部により、第２回転軸２３に沿って横方向に徐々にスライド移動する。これにより、紐状の第２樹脂のパージ材５０Ｂが第２巻取部２２の受け面２２Ａにおいて横方向に並びつつ巻き付いた状態とされる（図４および図５参照）。

【0030】

このようにして、第１樹脂のパージ材５０Ａが第１巻取部１２に巻き取られ、混合樹脂のパージ材５０Ｃが貯留部３２に貯留され、第２樹脂のパージ材５０Ｂが第２巻取部２２に巻き取られる。すなわち、第１樹脂と、混合樹脂と、第２樹脂とがそれぞれ個別に回収される。

【0031】

上述したように第１樹脂のパージ材５０Ａおよび第２樹脂のパージ材５０Ｂを第１巻取部１２および第２巻取部２２により個別に回収した回収部１１は、その後破断部４０と組み合わされる（図６参照）。なお本実施形態において、貯留部３２に貯留された混合樹脂の塊は、回収部１１と破断部４０との組付け前に処分される。

【0032】

破断部４０は、第１巻取部１２に巻き取られた第１樹脂のパージ材５０Ａおよび第２巻取部２２に巻き取られた第２樹脂のパージ材５０Ｂを充分に冷却した後、ペレット状に破断する部分である。破断部４０は、図６に示すように、横カッター（横切断部の一例）４１と、受板部４２と、縦カッター（縦分離部の一例）４６とを備えて構成されている。

【0033】

なお、破断部４０において、横カッター４１および縦カッター４６の、第１樹脂のパージ材５０Ａに対して行われる動作と、第２樹脂のパージ材５０Ｂに対して行われる動作とは同様であるため、以下、第１樹脂のパージ材５０Ａに対する動作のみを説明し、第２樹脂のパージ材５０Ｂに対する動作については説明を省略する。

【0034】

横カッター４１は、回収部１１と破断部４０とが組み合わされた状態において、まず、ベルトコンベア状の第１巻取部１２の上方に配置される。横カッター４１は、第１巻取部１２の進行方向（図７の左右方向）に対してほぼ垂直に交差する方向（図７の上下方向）に延びる超音波カッターである。

【0035】

横カッター４１は、回転状態の第１巻取部１２に対して上下方向に反復駆動され、これにより、第１巻取部１２の受け面１２Ａに複数周巻き付いた状態の紐状の第１樹脂のパージ材５０Ａを、その延び方向と交差する方向に一括に、且つ複数に切断可能とされている。切断時の長さは、３～６ｍｍ程度が好ましい。横カッター４１により短く切断されたパージ材５０Ａは、それらの一部または全部が、横方向や積層方向において互いに接するパージ材５０Ａと付着して連なった状態とされている（図７参照）。

【0036】

なお、第１巻取部１２の上側の受け面１２Ａのうち横カッター４１に対応する部分の裏側には、横カッター４１を受けるための板状の受板部４２が設置されている。受板部４２により、ベルトコンベア状の第１巻取部１２、および第１樹脂のパージ材５０Ａの撓みが抑制され、パージ材５０Ａが確実に切断される。

【0037】

第１巻取部１２の上側の受け面１２Ａの進行方向における先端側（図６の左端）の端部には、引掻部４３が設置されている。引掻部４３は、先端側が爪状に屈曲した熊手状をなしており（図９および図１１参照）、第１巻取部１２の受け面１２Ａにおいて横カッター４１により短く切断されて先端側に搬送された第１樹脂のパージ材５０Ａを、受け面１２Ａの先端部分で引っ掻いて下方にこそぎ落とすものである。引掻部４３によりこそぎ落とされた横切断状態の第１樹脂のパージ材５０Ａは、第１巻取部１２の同先端部に近接した位置から下方に向けて垂れ下がるように設置されたシート状の案内部４４により受け部４５の受け面４５Ａに案内されつつ落下する。

【0038】

受け部４５は、第１巻取部１２および第２巻取部２２と同様に、平坦な受け面４５Ａを有するベルトコンベア状をなしている。受け部４５は、第１樹脂のパージ材５０Ａを破断する際には、第１巻取部１２の下方に配置される。受け面４５Ａの進行方向は、第１巻取部１２及び第２巻取部２２の受け面１２Ａ，２２Ａの進行方向の逆方向とされている。つまり、受け部４５の上側の受け面４５Ａに落下した第１樹脂のパージ材５０は、図６の右方に搬送される。

【0039】

受け部４５の上方には、縦カッター（縦分離部の一例）４６が配置されている。縦カッター４６は、受け部４５の進行方向（図８の左右方）に沿った方向に延びる超音波カッターである。縦カッター４６は、回転状態の受け部４５に対して横方向（図８の上下方向）にスライド移動可能とされている、縦カッター４６は、受け部４５に対して僅かにスライド移動しつつ上下方向に反復駆動され、第２巻取部２２の受け面２２Ａ上で横方向に連なった短尺な紐状の第１樹脂のパージ材５０Ａを互いに分離可能としている（図８参照）。

【0040】

なお、受け部４５の上側の受け面４５Ａのうち縦カッター４６に対応する部分の裏側には、縦カッター４６を受けるための板状の受板部４２が設置されている。受板部４２により、ベルトコンベア状の受け部４５および第１樹脂のパージ材５０Ａの撓みが抑制され、パージ材５０Ａが確実に分離される。

【0041】

このように、第１巻取部１２に紐状に巻き取られた第１樹脂のパージ材５０Ａは、横カッター４１により横方向に切断され、その後縦カッター４６により延び方向に分離されることにより、細かいペレット状とされる。

【0042】

第１樹脂のパージ材５０Ａの破断が済んだ後、回収部１１をレール３３に沿って破断部４０に対して相対的に横方向に移動させ、横カッター４１を第２巻取部２２の上方に配置させる（図９参照）。そして、上述した第１樹脂のパージ材５０Ａの切断時と同様に、第２樹脂のパージ材５０Ｂに対する破断動作を行う（図１０および図１１参照）。

【0043】

このようにして、第１樹脂のパージ材５０Ａと第２樹脂のパージ材５０Ｂとが個別に破断され、ペレット状とされる。

【0044】

次に、作用効果について説明する。本実施形態のパージ材処理装置１０は、射出成形機１において第１樹脂から第２樹脂への樹脂替えの際にノズル３より紐状に排出されるパージ材５０を巻き取る巻取部を備え、巻取部は、第１樹脂のパージ材５０Ａを巻き取る第１巻取部１２と、第１巻取部１２の第１回転軸１３に沿う方向に並んで設置され、第２樹脂のパージ材５０Ｂを巻き取る第２巻取部２２と、第１巻取部１２および第２巻取部２２をノズル３に対して回転軸１３，２３に沿う方向に相対的にスライド移動させるレール３３と、を備える。

【0045】

上記構成によれば、第１樹脂のパージ材５０Ａと第２樹脂のパージ材５０Ｂとを、それぞれ個別に回収することができる。しかも、紐状とされた各パージ材５０Ａ，５０Ｂは、各巻取部１２，２２により巻き取られた状態とされるから、従来のように塊とされる状態と比較して後処理が容易である。

【0046】

またパージ材処理装置１０は、第１巻取部１２および第２巻取部２２の間に、第１樹脂および第２樹脂が混合したパージ材５０Ｃを受ける貯留部３２を備えている。

【0047】

上記構成によれば、第１樹脂から第２樹脂に替わる途中の混合樹脂のパージ材５０Ｃを、第１樹脂および第２樹脂のパージ材５０Ａ，５０Ｂとは別に回収することができる。つまり、第１樹脂のパージ材５０Ａおよび第２樹脂のパージ材５０Ｂを、各樹脂の純度が高い状態で回収することができる。

【0048】

またパージ材処理装置１０の回収部１１は、ノズル３から排出されるパージ材５０の色を認識可能な色認識センサー３４を備え、第１巻取部１２および第２巻取部２２は、色認識センサー３４の検知信号に基づいて、ノズル３に対して回転軸１３，２３に沿う方向にレール３３により相対的にスライド移動する。

【0049】

第１巻取部１２および第２巻取部２２に巻き取られた紐状のパージ材５０を当該パージ材５０の長さ方向と交差する方向に切断する横カッター４１を備える。

【0050】

上記構成によれば、紐状とされたパージ材５０を短く分断することができるから、パージ材５０の再利用が容易になる。

【0051】

また、第１巻取部１２および第２巻取部２２に巻き取られた紐状のパージ材５０を当該パージ材５０の長さ方向に沿って分離する縦カッター４６を備える。

【0052】

上記構成によれば、巻取部１２，２２に巻き取られて重なり合い、互いに付着した状態のパージ材５０を長さ方向に沿って分離することができるから、パージ材５０の再利用が容易になる。

【0053】

＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。

【0054】

（１）上記実施形態では、回収部１１にレール３３を設け、巻取部１２，２２を横方向にスライド移動可能な構成としたが、射出成形機１側に設けたスライド移動部により、射出成形機１のノズル３と回収部１１とを相対的に移動させる構成としてもよい。

【0055】

（２）上記実施形態で示した第１樹脂および第２樹脂は、同一材料で樹脂の色が異なるものでもよく、樹脂自体の種類が異なるものでもよい。樹脂の種類としては、例えばポリプロピレンを例示することができる。

【0056】

（３）貯留部や色認識センサー、破断部を備えないパージ材処理装置も、技術的範囲に含まれる。

【0057】

（４）回収部の横方向への移動機構は上記実施形態に限るものでない。

【0058】

（５）上記実施形態では、パージ材を横方向に切断した後、縦方向に分離する方法を示したが、パージ材を縦方向に分離した後、横方向に切断する形態とすることもできる。

【符号の説明】

【0059】

１：射出成形機、２：シリンダ、３：ノズル（排出部）、１０：パージ材処理装置、１１：回収部、１２：第１巻取部、１３：第１回転軸、２２：第２巻取部、２３：第２回転軸、３２：貯留部、３３：レール（スライド移動部） 、３４：色認識センサー、４０：破断部、４１：横カッター（横切断部）、４３：引掻部、４５：受け部、４６：縦カッター（縦分離部）、５０：パージ材、５０Ａ：第１樹脂のパージ材、５０Ｂ：第２樹脂のパージ材、５０Ｃ：混合樹脂のパージ材、Ｒ：パージ材排出軌道

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】