JP2001001387A - 押出し機構部のベント構造およびそれを用いたベントアップ防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベントアップの防止と併せて、溶融材料の、
ベントホールへの付着堆積を防止する。 【解決手段】 スクリュー１と、それを内包するシリン
ダ３とを具える押出し機構部の、前記シリンダ３に、負
圧吸引手段に接続したベントホール４を設け、このベン
トホール内に進入してベントホール４を閉止するととも
に、そこから後退してベントホール4 開放するバルブ部
材８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はプラスチックやゴ
ムの押出し可塑化中に、材料中の空気、不要揮発物質、
水蒸気等のガスをベントホールを介して負圧吸引する、
ベント式押出機、ベント式射出成形機等に用いて好適
な、押出し機構部のベント構造およびそれを用いたベン
トアップ防止方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のベント式押出機、ベント
式射出成形機等では、シリンダ内の発生ガス等の負圧吸
引に際するベントアップ、すなわち、シリンダの途中に
設けたベントホールへの溶融材料の流入を防止すべく、
ベントホールそれ自体の形状の他、スクリューの形状や
押出機構造に改善を加えることが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、このような
従来技術では、ベントアップの発生を完全に防止するこ
とは実質的に不可能であり、これがため、押出し作業中
にベントホールを、ガラス窓等を介して常時覗いてベン
トアップの兆候の有無を監視することが必要となるとい
う問題があり、その兆候を見逃してベントアップが発生
した場合には、溶融した材料が負圧配管系内へ流入する
ことになるため、復旧に当たって、多大の作業工数と時
間とが必要になるという他の問題があった。

【０００４】この一方で、とくに、低粘度のエラストマ
ーやゴムの押出しに際しては、ベントアップの発生とは
別に、粒状のエラストマーやゴムがベントホールに付着
してそこを閉塞することに起因して、ガス抜き作用が大
きく妨げられるという問題もあった。これはすなわち、
ベント機構に原因をおくものであり、ベント機構は本来
的には、負圧空間に開放されたベントホールからガスだ
けを抜き出すものであるところ、低粘度のエラストマー
やゴムは、ベントダムのスリットを通過した粒状のもの
がスクリューフライトに粘着してベントホールまで押し
上げられ、そこでベントホールに付着堆積することによ
るものである。

【０００５】さらに、従来のベント式押出機およびベン
ト式射出成形機等はいずれも、スクリューおよびシリン
ダがともに水平方向に延びるいわゆる横型であり、ベン
トダムのスリットを通過した溶融材料は、スクリューフ
ライトの回転下で、それの自重に基づいてシリンダの底
部側を移動するので、シリンダの上部に開口させたベン
トホールから、発生ガス等を負圧吸引しても、ベントア
ップを伴わないガス吸引を行うことは可能であるも、ス
クリューおよびシリンダがともに上下方向に向く、いわ
ゆる竪型のベント式押出機等に対しては、単にシリンダ
にベントホールを開口させただけの従来技術では、その
ベントホールからの、溶融材料の漏出を防止することが
できないという問題があった。

【０００６】この発明は、従来技術が抱えるこのような
問題点を解決することを課題とするものであり、それの
目的とするところは、ベント式押出機、ベント式射出成
形機等における、シリンダ内のガスの、負圧吸引による
効率的なガス排出を実現してなお、ベントアップの発生
を有効に防止し、併せて、低粘度の溶融材料がベントホ
ールに付着することがあっても、それの堆積、ひいて
は、ベントホールの閉塞を防止するとともに、竪型構造
のベント式押出機等に適用して、溶融材料のベントアッ
プを十分に防止できる押出し機構部のベント構造および
それを用いたベントアップ防止方法を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の、押出し機構
部のベント構造は、スクリューと、それを内包するシリ
ンダとを具える横型もしくは竪型の押出し機構部の、前
記シリンダの途中にベントホールを設けるとともに、そ
のベントホールを負圧吸引手段に接続したものであっ
て、並進駆動手段の作用下で、ベントホール内に進入し
てそれを閉止するとともに、そこから後退してベントホ
ールを開放するバルブ部材を設けたものである。

【０００８】このベント構造によれば、バルブ部材を、
ベントホールに対して所要に応じて開閉作動させること
により、ベントアップの発生を、そのバルブ部材をもっ
て、常時の監視の必要なしに有効に阻止することができ
る。また、低粘度の溶融材料の、ベントホールへの付着
に対しても、たとえば所定のタイミングでそのバルブ部
材を開閉作動させることで、付着した粒状材料をシリン
ダ内へ押し戻すことができ、これによってベントホール
の閉塞を確実に防止することができる。

【０００９】さらにここでは、押出し機構部が竪型のも
のである場合は、ベントダムを通過した粒状材料の、ベ
ントホールへの付着頻度が高くなるので、バルブ部材の
開閉サイクルを短くして、ベントホールの閉塞前にシリ
ンダ内へ粒状材料を押し戻すことにより、シリンダ内の
ガス抜きを十分に行ってなお、溶融材料のベントアップ
を確実に防止することができる。

【００１０】かかるベント構造においては、ベントホー
ル内に進入させたバルブ部材と、ベントホール内周面と
のクリアランスを０．００１〜１．０ｍｍとすることお
よび、ベントホールに進入させたバルブ部材の先端面
を、シリンダの内周面に整列する形状とすることが好適
である。

【００１１】前者によれば、バルブ部材の、ベントホー
ルへの進入を確実かつ円滑もものとし、併せて、ベント
ホールへの付着粒状材料の確実なる押し戻しを担保する
ことができる。いいかえれば、クリアランスが０．００
１ｍｍ未満ではバルブ部材の十分な進出作動が妨げられ
るおそれがあり、また、それが１．０ｍｍを越えると、
バルブ部材がそれ本来の機能を発揮し得なくなるおそれ
があり、バルブ部材の進出作動に基づく、付着粒状材料
の押し戻しを十分に行い得なくなるおそれがある。

【００１２】そして後者によれば、シリンダ内での溶融
材料の移動を円滑ならしめてなお、ベントホールへのそ
の溶融材料の滞留、ひいては、バルブ部材の開放に伴う
滞留材料の吸引のおそれを取り除くことができる。すな
わち、バルブ部材がシリンダ内へ突出するときは、溶融
材料の移動抵抗が大きくなる他、そのバルブ部材とベン
トホール周面との隙間からその溶融材料が押し出される
おそれがあり、一方、バルブ部材の先端面が、シリンダ
内周面に対して窪みを形成するときは、溶融材料がそこ
に付着滞留することがある。

【００１３】この発明のベントアップ防止方法は、先に
述べたベント構造において、スクリューの始動から、熱
入れが安定化するまでの準備運転中はバルブ部材を閉止
し、実稼動運転前に、バルブ部材の開放もしくは開閉作
動を開始するものである。

【００１４】押出し機や射出成形機の、とくに運転開始
初期は、投入したプラスチック、ゴムなどの材料が、そ
れ自身で剪断発熱する以前の、熱入れが不完全な状態に
あり（運転の開始時には、シリンダやスクリューの温度
調節だけでは、熱量が不足する）、前回の運転による残
留硬化材料もまた同様の状態にあるので、シリンダ内で
の材料の流動性が悪く、これによって押出し機のヘッド
圧力が増大するため、シリンダ先端の材料充満ゾーンが
ベントホールまで達することになって、ベントアップの
おそれが高くなる。

【００１５】そこでこの方法では、前回の運転時の残留
材料の全てがシリンダから押し出されるとともに、新規
に投入した材料の熱入れが安定するまでの一定時間、バ
ルブ部材を閉止してベントアップの発生を防止する一方
で、熱入れが安定して押出し機のヘッド圧力が低下した
後、ひいては、材料充満ゾーンがベントホールより前方
側へ移行した後にバルブ部材を開放もしくは開閉作動さ
せることで、ベントホールにそれ本来の機能を十分に発
揮させる。

【００１６】またこの方法において好ましくは、押出し
機構部の実稼動中にバルブ部材を開閉作動、より好適に
は定期的に開閉作動させる。これによれば、とくに、低
粘度のエラストマーやゴムの、ベントダムを通過した粒
状のものがスクリューフライトに粘着してベントホール
に付着することがあっても、それを確実にシリンダ内へ
押し戻すことができる。

【００１７】従ってここでは、ベントホールの閉塞監視
が不要になることはもちろん、竪型の押出し機等につい
ても、バルブ部材の開閉作動の下に、ベントホールに入
り込んだ粒状材料をシリンダ内に押し戻す機構を付与し
たことで、ベントアップの発生を有効に防止して、発生
ガス等の負圧吸引を十分円滑に行うことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面に示すところに基づいて説明する。図１はこの発明に
係るベント構造の実施の形態を示す要部断面図であり、
図中１は、多くはヒータを内蔵するスクリューの全体
を、２はスクリューフライトをそれぞれ示し、３は、ヒ
ータの内蔵もしくは外巻き下で、スクリュー１を所定の
クリアランスをもって内包するシリンダを示す。

【００１９】ここでは、シリンダ３の延在方向の途中
に、シリンダ３の半径方向に向くベントホール４を設
け、このベントホール４を、図示しない真空ポンプその
他の負圧吸引手段に接続した負圧室５で気密に囲繞し、
この負圧室５の負圧度をゲージ６によって監視可能とす
る。ここで、この負圧室５には、形状、寸法ともにベン
トホール４とほぼ等しいベントポート７を設け、このベ
ントポート７をベントホール４に整合させて位置させ
る。

【００２０】またここでは、ベントホール４内へ進入し
てそれを閉止し、そこから後退してベントホール４を開
放するバルブ部材８を負圧室内に配設し、このバルブ部
材８を、ここでは負圧室上に配設した複動形シリンダ９
によって進退駆動する。

【００２１】ここで好ましくは、ベントホール内に進入
させたバルブ部材８と、ベントホール内周面とのクリア
ランスを０．００１〜１．０ｍｍ、より好適には０．０
１〜０．０５ｍｍの範囲として、溶融材料の粘度の高低
にかかわらず、バルブ部材とベントホールとの間への溶
融材料の入り込みを十分に防止し、また好ましくは、ベ
ントホール内へ進入させたバルブ部材８の先端面を、シ
リンダ３の内周面に整列する形状とする。

【００２２】このように構成してなるベント構造によれ
ば、バルブ部材８の進出変位によってベントホール４を
閉止することで、ベントアップの発生を防止することが
でき、バルブ部材８の後退変位によってそれを開放する
ことで、シリンダ内のガスを負圧吸引することができ
る。そして、バルブ部材８の、所要に応じたこのような
進退変位をもたらすことで、低粘度の溶融材料がベント
ホール４に付着することがあっても、それをシリンダ内
へ押し戻すことができ、これによってベントホール４の
閉塞のおそれを取り除くことができる。

【００２３】このようなベント構造を、竪型の押出し機
構部に適用した場合には、バルブ部材の開閉サイクルを
短く連続運動させることにより、ベントホールに入り込
んだ粒状材料を押し戻すことで溶融材料の自重に基づ
く、シリンダ先端側へのそれの偏りに対しても、ベント
アップの発生を有効に防止することができる。

【００２４】ところで、かかるベント構造におけるバル
ブ部材８の実際の作動に当たっては、スクリュー１の始
動から、投入材料への熱入れが安定するまでの一定時間
の準備運転中はバルブ部材８を閉止してベントアップを
防止し、ベント効果を受けた材料が押し出された後に実
稼動を開始する。一般的には実稼動運転の５〜１０分前
に、バルブ部材８の開放もしくは開閉作動を開始して、
それまでに発生したガス等を負圧吸引することが好まし
い。

【００２５】また、押出し機構部の実稼動中にはバルブ
部材８を定期的に開閉作動させて、ガスの負圧吸引と、
ベントホール４への付着材料の押し戻しとの両者を併せ
て実現することが好ましい。

【００２６】図２は、この発明に係る構造の他の実施形
態を示す要部断面図であり、これはベントホール４の延
在方向を、シリンダ３の半径方向に対して傾けて、シリ
ンダ内周面のほぼ接線方向としたものであり、これによ
れば、シリンダ３の肉厚が薄くても、ベントホール４の
長さを確保して、負圧室５内への溶融材料の入り込みを
有効に防止することができる。

【００２７】またここでは、ベントホール４がシリンダ
内周面のほぼ接線方向に延びることから、スクリュー３
の回転方向による、材料を介しての荷重による、バルブ
部材片側の偏摩耗を緩和することができる。

【００２８】以上この発明に係るベント構造を図面に示
すところに基づいて説明したが、ベントホールを、シリ
ンダ軸線を含む面内でシリンダの先端側もしくは後端側
へ傾けて延在させることもできる。

【００２９】また、ベントホールの輪部形状は、円形も
しくは楕円形が、機械加工に当たって、バルブ部材との
クリアランス精度を出しやすく好適であるが、四角を含
む多角形輪部形状とすることもできる。

【００３０】

【発明の効果】かくして、この発明によれば、とくには
バルブ部材の作用により、シリンダ内のガスの負圧吸引
を行ってなお、ベントアップの発生を十分に防止するこ
とができる他、ベントホールの、溶融材料の付着堆積に
起因する閉塞のおそれを取り除くことができる。しか
も、これによれば、押出し機構部が竪型のものであって
もまた、ベントアップの発生を効果的に防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係るベント構造の実施形態を示す
要部断面図である。

【図２】 ベント構造の他の実施形態を示す要部断面図
である。 １ スクリュー ２ スクリューフライト ３ シリンダ ４ ベントホール ５ 負圧室 ７ ベントポート ８ バルブ部材 ９ 複動形シリンダ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリューと、それを内包するシリンダ
   とを具える押出し機構部の、前記シリンダにベントホー
   ルを設けるとともに、そのベントホールを負圧の吸引手
   段に接続したものであり、 ベントホール内に進入してベントホールを閉止するとと
   もに、そこから後退してベントホールを開放するバルブ
   部材を設けてなる押出し機構部のベント構造。
2. 【請求項２】 ベントホール内に進入させたバルブ部材
   と、ベントホール内周面とのクリアランスを０．００１
   〜１．０ｍｍの範囲としてなる請求項１に記載の押出し
   機構部のベント構造。
3. 【請求項３】 ベントホール内に進入させたバルブ部材
   の先端面を、前記シリンダの内周面に整列する形状とし
   てなる請求項１もしくは２に記載の押出し機構部のベン
   ト構造。
4. 【請求項４】 押出し機構部を、スクリューおよびシリ
   ンダが上下方向に向く竪型としてなる請求項１〜３のい
   ずれかに記載の押出し機構部のベント構造。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のベント構造において、
   スクリューの始動から、熱入れが安定化するまでの準備
   運転中はバルブ部材を閉止し、実稼動運転前に、バルブ
   部材の開放もしくは開閉作動を開始することを特徴とす
   るベントアップ防止方法。
6. 【請求項６】 押出し機構部の実稼動中にバルブ部材を
   開閉作動させることを特徴とする請求項５に記載のベン
   トアップ防止方法。