CN1417016A - 树脂挤压机模具装置及挤压方法 - Google Patents

Abstract

一种树脂挤压机模具装置，在设于树脂挤压孔的树脂出口部、具有内部与树脂挤压孔连通的孔以及该孔的前端的喷嘴端的凸状喷嘴上安装具有与喷嘴端有间隙地嵌合的孔和空气供给口的空气吹出装置，在凸状喷嘴的外周围形成气腔，从喷嘴端挤压树脂时，通过将向气腔供给的空气从间隙吹向被挤压的的树脂表面，可安全、长时间不会产生眼屎状物，并可在不会产生因眼屎状物引起的股线切断的状态下进行挤压成型。

Description

树脂挤压机模具装置及挤压方法

技术领域

本发明涉及树脂的挤压成形，特别是粉末成形用的挤压机的模具装置及其挤压成形方法。具体涉及一种模具上设置有凸状喷嘴、通过从凸状喷嘴前端部向被挤压的树脂吹气，可防止在模具出口处产生眼屎状物、并防止股线切断等的树脂切断的模具装置及挤压成形方法。

背景技术

作为传统的树脂粉末制造方法，通常采用的方法是在从挤压机模具吐出股线状的熔合树脂的同时，将该股线冷却固化并切割后使其粉末化(造粒)。但是，在从模具喷嘴部连续吐出熔合树脂的喷嘴部附近会产生称之为所谓眼屎状物的固化附着物，堆积后会发生股线切断等，不能稳定地运转。又，一旦在粘着有眼屎状物的状态下继续运转，则眼屎状物自身变色，并在因自重落下后作为异物混入产品中，必须在粉末化后进行该异物清除工序。

眼屎状物的产生机制复杂，仍属于推测的范围，但目前推测的产生原因主要是(1)喷嘴内面与熔合树脂的磨擦、(2)熔裂等的熔合树脂的粘弹特性等。对于(1)，一般是采取向树脂添加润滑剂的方法和规定喷嘴内面的表面粗糙度的方法，但前者必须变更产品的处方本身，后者不能获得明确的改善效果。对于(2)，一般考虑在喷嘴出口部采用树脂的模锻坑，采取将喷嘴内部作成朝树脂的流动方向开口的喇叭状、使熔合树脂顺利流动的方法和将出口处进行R(圆弧)加工的方法，虽然可抑止眼屎状物产生量，但不能消除产生的本身。因此，不能说已确立了不产生眼屎状物的普遍性的技术。

另一方面，已有尝试不是不让产生眼屎状物、而是以不影响产品质量和运转那样大小的标准来除去产生的眼屎状物的方法。例如，在日本专利特开平11-254430号公报中记载有一种沿与吐出的股线平行且相同方向从模具喷出蒸气的方法。

然而，在上述技术中，股线与蒸气喷出口在结构上不能靠近，喷出口与喷嘴之间产生的眼屎状物因不能除去成长·堆积成为某种程度大小的眼屎状物，故不可避免会作为小的眼屎状物混入产品内。并且，所记载的150～450℃的蒸气属于高温，不可避免会对作业者造成危险，同时存在着树脂变质或吸湿的问题。

本发明内容

本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种安全、长时间不会产生眼屎状物且不会产生因眼屎状物引起的股线切断的装置及其方法。

本发明者为解决上述的课题，经过了深入研究的结果，找到了通过将熔合树脂出口作为凸状喷嘴，可使产生的眼屎状物与喷嘴部的接触的面积最小化，并通过与本凸状喷嘴组合，在喷嘴前端部喷出沿着喷嘴棱角线的环状的空气，并吹在股线上，完全不会产生眼屎状物，并且，由于将环状的空气吹气成保持股线形状，故可抑止股线切断的产生，直至完成本发明。

即，本发明第1技术方案的树脂挤压机模具装置的特征在于，

由模具1、凸状喷嘴2和空气吹出装置6构成，

模具1具有1个以上的树脂挤压孔5，

凸状喷嘴2设置在树脂挤压孔5的树脂出口部，具有内部与树脂挤压孔5连通的孔3以及孔3的前端上的喷嘴端4，空气吹出装置6具有以留有间隙8地与喷嘴端4嵌合的孔7和空气供给口9，并在模具1上设置成凸状喷嘴2的外周围形成有气腔10，

从喷嘴端4挤压树脂时，将从空气供给口9向气腔10供给的空气从孔7与喷嘴端4的间隙8吹向被挤压的的树脂表面。

本发明第2技术方案的树脂挤压机模具装置的特征在于，喷嘴端4的外形是作成朝前端方向变细的锥状，锥状的倾斜角度α为75度以下。

本发明第3技术方案的树脂挤压机模具装置是在本发明第1或第2技术方案所述的树脂挤压机模具装置中，其特征在于，喷嘴前端面14的壁厚((φD-φd)/2)为2mm以下(其中、φD表示喷嘴前端面14上的喷嘴外径、φd表示喷嘴前端面14上的喷嘴孔径)。

本发明第4技术方案的树脂挤压机模具装置是在本发明第1至第3任一项技术方案所述的树脂挤压机模具装置中，其特征在于，喷嘴前端面14从空气吹出装置6的外面16凸出0～5mm。

本发明第5技术方案的树脂挤压机模具装置的特征在于，

由模具1和凸状喷嘴2构成，

模具1具有1个以上的树脂挤压孔5，

凸状喷嘴2设置在树脂挤压孔5的树脂出口部，并具有内部与树脂挤压孔5连通的孔3以及孔3的前端上的喷嘴端4，在喷嘴端4的前端面14上与孔3同心状设置具有前端面间隙18的环状孔17，环状孔17与空气供给口19连通，从空气供给口19供给的空气通过环状孔17从前端面间隙18吹向被挤压的的树脂表面。

本发明第6技术方案的树脂挤压机模具装置是在本发明第5技术方案所述的树脂挤压机模具装置中，其特征在于，环状孔17的前端方向朝树脂流动方向倾斜，与树脂流动方向形成的倾斜角度为75度以下。

本发明第7技术方案的树脂挤压机模具装置是在本发明第5或第6技术方案所述的树脂挤压机模具装置中，其特征在于，在喷嘴前端面14处环状孔17与喷嘴孔3间的喷嘴最小壁厚为2mm以下。

本发明第8技术方案的树脂挤压机模具装置是在本发明第1至第7技术方案所述的树脂挤压机模具装置中，其特征在于，从间隙8或前端面间隙18喷出的空气的线速度为2～80m/s。

本发明第9技术方案是一种挤压成形方法，其特征在于，按照在从树脂挤压机挤压的树脂表面上不实质性产生眼屎状物的形态进行吹气。

本发明第10技术方案的挤压成形方法是在本发明第9技术方案所述的挤压成形方法中，其特征在于，采用本发明第1至第8任一项技术方案所述的挤压机模具装置。

采用本发明，不会从挤压机模具喷嘴产生眼屎状物。因此不会产生因眼屎状物引起的股线切断和眼屎状物本身混入产品中的现象，可连续稳定地进行挤压。

附图的简单说明

图1为表示本发明树脂挤压机模具装置中使用的凸状喷嘴一例的剖面图。

图2(a)为本发明树脂挤压机模具装置一例的树脂流动方向的剖面图。

图2(b)为凸状喷嘴以及与其嵌合的空气吹出装置的孔部分的放大图。

图3(a)为空气吹出装置的外侧平面图。

图3(b)为空气吹出装置的内侧平面图。

图4为本发明树脂挤压机模具装置中使用的凸状喷嘴一例的剖面图。

图5为本发明树脂挤压机模具装置中使用的凸状喷嘴一例的剖面图。

图6为实施例2中使用的挤压机模具装置的从上到下依次为外侧平面图、正面图和侧面图(在外侧平面图中从右侧看的图)。

具体实施方式

下面说明本发明的实施形态。

图1为表示本发明树脂挤压机模具装置中使用的凸状喷嘴2一例的剖面图。

图2(a)为本发明树脂挤压机模具装置一例的树脂流动方向的剖面图，在模具1上设置有凸状喷嘴2，在模具1上将空气吹出装置6设置成在凸状喷嘴2的外周围形成气腔10，设置在空气吹出装置6上的孔7与凸状喷嘴2的喷嘴端4嵌合，如图2(b)所示，在孔7与喷嘴端4间形成间隙8。

如图1所示，凸状喷嘴2是一种熔合树脂的出口部凸起的形状。其中，2-1是挤压机侧的熔合树脂入口，2-2是股线侧的熔合树脂出口，3是树脂入口2-1与树脂出口2-2间形成的孔。凸状喷嘴2的树脂出口侧前端的喷嘴端4的外形是朝前端方向变细的锥状体。凸状喷嘴2既可安装在模具1上，也可与模具1一体制作。

在图2(a)中。空气吹出装置6安装在模具1上，具有与喷嘴端4嵌合后形成间隙8的孔7，用于在与模具1间的凸状喷嘴2的外周围形成气腔10。在空气吹出装置6上设置有空气供给口9(例如参照图6)，从空气供给口9吹入的空气充满在气腔10内，从设置于出口即喷嘴端4与孔7间的间隙8喷射，并从喷嘴端4吹向被挤压的树脂的表面，将正要向喷嘴前端部附着·成长的眼屎状物的核挤压在股线树脂本体上，具有抑止向喷嘴前端部的附着的作用，又，例如，即使在喷嘴前端部附着有眼屎状物的核，也可在长大成为眼屎状物之前将其吹飞。

在图1中，孔3可采用任何形状，无论树脂入口2-1侧朝向入口形成扩大的喇叭状、还是树脂出口2-2侧朝向出口形成扩大的喇叭状均可，也可采取出口部形成R的方法来取代扩大的喇叭状。

凸状喷嘴2的树脂出口侧前端的喷嘴端4的外形作成朝前端方向变细的锥状，锥状的倾斜角度α以75度以下为宜，最好是20～60度。角度α若大于75度，则在吹向股线的周围的环状空气因作用于切断股线的方向，故不好。又，角度α若太小，则前端部锐利，不利于强度。又，若以喷嘴前端部的外形为φD，以内径为φd，则喷嘴前端部的壁厚((φD-φd)/2)在2mm以下为宜，最好是薄至不损坏机械强度那种程度。若前端部的壁厚大于2mm，则加大了喷嘴与产生的眼屎状物的接触面积，不能除去成长至一定程度大小的眼屎状物，同时将吹附的空气扩散至与树脂接触，会明显降低本发明的效果。

图3(a)表示空气吹出装置的外侧平面图，图3(b)表示从空气吹出装置6的模具1侧看的内侧平面图。

在图3(a)、3(b)所示的空气吹出装置6中，孔7的内径只要稍大于凸状喷嘴的嵌合部分的外径即可。又，装置6的本体无论是什么形状均可。又，空气供给口9无论处在装置6上哪个位置均可，不作特别限定(参照图6)。

图2(b)为凸状喷嘴2以及与其嵌合的装置6的孔7部分的放大图。在图2(b)中，孔7与凸状喷嘴2的间隙8的间隔Z(图2(b)中箭头正确地相对于间隙8为直角)只要设定在喷出的空气线速为2～80m/s的范围即可，也可根椐可供给的空气量和气压，但最好是0.2～1.5mm左右。当具有多个树脂挤压孔5时，所有孔的间隙Z不必同一，从各间隙8喷出的空气线速的容许偏差范围为2～80m/s。

又，凸状喷嘴2的前端面14必须从空气吹出装置6的外面16凸出0～5mm，最好是0～3mm。凸出的长度不足0mm即凸状喷嘴2的前端面14比空气吹出装置6的外面16凹陷时，则树脂有可能将间隙8堵塞，又，若凸出长度大于5mm，则喷出空气在与树脂接触之前扩散，会降低本发明的效果。

图4为本发明树脂挤压机模具装置中使用的凸状喷嘴2另一例的树脂流动方向的剖面图。

在喷嘴端4的前端面14上设置与孔3同心状的前端面具有间隙18的环状孔17，环状孔17与空气供给口19连通，从空气供给口19供给的空气可通过环状孔17从前端面间隙18吹向被挤压的的树脂表面。喷嘴端4在凸状喷嘴2的本体部分上的固定方法无限制，可采用切口螺入、局部焊接或粘接等方法。空气从切口螺入的切口部、局部焊接或粘接的非焊接或非粘接部分供给。

在图4中，对空气向空气供给口19的供给无特别的限定，例如，也可设置与图1类似的空气吹出装置6’，将喷嘴端4作成锥状并具有与喷嘴端4密合嵌合形状的孔7’，在与模具1之间的凸状喷嘴2的外周围形成气腔10’。或者也可用配管将空气供给口19与空气源结合以取代空气吹出装置6’。

在图4的例中，前端面间隙18的间隙Z容易固定在一定值，也容易通过向空气吹出装置6’的孔7’的嵌合而密接。又，通过采用切口螺入的方法安装喷嘴端4，可使间隙Z和凸出量变化。为此，模具1在圆面上具有多个树脂挤压孔5，可在想要尽可能保持各喷嘴的间隙Z时以及想得到断面呈复杂形状的挤压成形品时使用。

图5为本发明树脂挤压机模具装置中使用的凸状喷嘴2又一例的树脂流动方向的剖面图。

图5是图4的变形例，喷嘴端4为袋螺帽状。在袋螺帽的侧面至少设置有1个、最好是4个以上的空气供给口19，从前端面间隙18喷出的空气通过环状孔17吹向被挤压的的树脂表面。

在图5的例中，将前端面间隙18的间隙Z和凸出长度调节在一定值，容易固定；经填片21与空气吹出装置6’的孔7’嵌合也容易进行密接。

在图5中，对空气向空气供给口19的供给无特别的限定，例如，也可设置与图1类似的空气吹出装置6’，具有与喷嘴端4的台阶密接嵌合的孔7’，在与模具1之间的凸状喷嘴2的外周围形成气腔10’。也可不嵌合，不将环状孔17堵塞，而设置与喷嘴前端面14密接的孔7’。

或者也可用配管将空气供给口19与空气源结合，以取代空气吹出装置6’。

作为空气，可列举大气、非活性气体等，虽然是广义，但最好是大气。也可是干燥空气、经温·湿度调节后的空气等。

对吹向树脂的空气温度无特别的限定。温度可以是原来的外气温度，但通过使用经温度调节后的空气例如适度加热的空气，因可减少模具喷嘴部的温度的下降，故可抑止因过度的冷却引起喷嘴部的树脂固化。

对本发明使用的树脂无特别的限定，既可为常用树脂、工程树脂、也可是生分解性树脂，或者也可为含有纤维和充填剂之类的强化材料。本发明对于聚苯撑亚硫酸盐之类的容易产生眼屎状物的树脂特别有效。

实施例

下面通过实施例具体说明本发明，但本发明不限定于此。

(实施例1)

以合金工具钢SKD11实施淬火后的材料作为基材，使用图1所示的φD＝3.6mm、φd＝3.0mm、α＝28°的凸起喷嘴以及Z＝0.4mm的环状空气吹出装置，将喷嘴前端面设定成从空气吹出装置的外面凸出长度0.5mm，以向挤压树脂表面吹气的速度20m/s将被挤压的的股线切断为粉末。作为挤压机使用池贝制PCM45，条件设定为挤压量20kg/h，螺杆转速150rpm。使用树脂是含有玻璃纤维25wt％的聚苯撑亚硫酸盐(PPS)。实验结果表明，连续运转6小时，完全没有产生眼屎状物，能持续进行稳定的运转。

(实施例2)

使用以超硬材料为基材的φD＝4.0mm、φd＝3.2mm、α＝26.5°的喷嘴以及Z＝0.5mm的环状空气吹出装置，将喷嘴前端面设定成从空气吹出装置的外面凸出长度0.5mm，以向挤压树脂表面吹气的速度15m/s实施挤压造粒(参照图6)。作为挤压机使用的是日本制钢所制TEX65，条件设定为挤压量200kg/h，螺杆转速90rpm。使用树脂与实施例1相同。实验结果表明，连续运转72小时，完全没有产生眼屎状物，能持续进行稳定的运转。

Claims (10)

1.一种挤压机模具装置，其特征在于，

由模具(1)、凸状喷嘴(2)和空气吹出装置(6)构成，

所述模具(1)具有1个以上的树脂挤压孔(5)，

所述凸状喷嘴(2)设置在树脂挤压孔(5)的树脂出口部，具有内部与树脂挤压孔(5)连通的孔(3)以及孔(3)的前端上的喷嘴端(4)，

所述空气吹出装置(6)具有以留有间隙(8)地与喷嘴端(4)嵌合的孔(7)和空气供给口(9)，并在模具(1)上设置成凸状喷嘴(2)的外周围形成有气腔(10)，

从所述喷嘴端(4)挤压树脂时，将从所述空气供给口(9)向气腔(10)供给的空气从孔(7)与喷嘴端(4)的间隙(8)吹向被挤压的的树脂表面。

2.如权利要求1所述的挤压机模具装置，其特征在于，所述喷嘴端(4)的外形作成朝前端方向变细的锥状，所述锥状的倾斜角度α为75度以下。

3.如权利要求1或2所述的挤压机模具装置，其特征在于，所述喷嘴前端面(14)的壁厚((φD-φd)/2)为2mm以下(其中、φD表示喷嘴前端面(14)上的喷嘴外径、φd表示喷嘴前端面(14)上的喷嘴孔径)。

4.如权利要求1至3中任一项所述的挤压机模具装置，其特征在于，所述喷嘴前端面(14)从空气吹出装置(6)的外面(16)凸出0～5mm。

5.一种挤压机模具装置，其特征在于，

由模具(1)和凸状喷嘴(2)构成，

模具(1)具有1个以上的树脂挤压孔(5)，

凸状喷嘴(2)设置在树脂挤压孔(5)的树脂出口部，并具有内部与树脂挤压孔(5)连通的孔(3)以及孔(3)的前端上的喷嘴端(4)，在所述喷嘴端(4)的前端面(14)上与孔(3)同心状设置具有前端面间隙(18)的环状孔(17)，所述环状孔(17)与空气供给口(19)连通，从所述空气供给口(19)供给的空气通过所述环状孔(17)从所述前端面间隙(18)吹向被挤压的的树脂表面。

6.如权利要求5所述的挤压机模具装置，其特征在于，所述环状孔(17)的前端方向朝树脂流动方向倾斜，且与树脂流动方向形成的倾斜角度为75度以下。

7.如权利要求5或6所述的挤压机模具装置，其特征在于，所述喷嘴前端面(14)处所述环状孔(17)与所述喷嘴孔(3)间的喷嘴最小壁厚为2mm以下。

8.如权利要求1至7中任一项所述的挤压机模具装置，其特征在于，从所述间隙(8)或所述前端面间隙(18)喷出的空气的线速度为2～80m/s。

9.一种挤压成形方法，其特征在于，按照在从树脂挤压机挤压的树脂表面上不实质性产生眼屎状物的形态进行吹气。

10.如权利要求9所述的挤压成形方法，其特征在于，采用如权利要求第1至8中任一项所述的挤压机模具装置。

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