JP2005053073A

JP2005053073A - 押出成形装置

Info

Publication number: JP2005053073A
Application number: JP2003286104A
Authority: JP
Inventors: Yuuji Kawamori; 裕二河守
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-08-04
Filing date: 2003-08-04
Publication date: 2005-03-03

Abstract

【課題】材料投入時の材料形状に制限されず、精密押出を可能とし、高精度の押出成形や高精度プリフォーム等を可能とすることが出来る押出成形装置を提供する。
【解決手段】ハウジング６の吐出口３と反対側には、テーパースクリュー５を回転駆動する駆動モータ８が設置され、駆動軸９を介してテーパースクリュー５を所定の回転数で回転駆動するように構成されている。ギャポンプ２は、図１及び図２に示すように、ポンプケーシング１０内に駆動ギャー１１ａと従動側のポンプギャー１１ｂとが鉛直向きに収容され、駆動ギャー１１ａは図示しない駆動モータに接続され、ポンプ入口（一次側）Ｘａからの材料Ｗを駆動ギャー１１ａ及びポンプギャー１１ｂを介してポンプ出口（二次側）Ｘｂ側に吐出させるように構成されている。なお、ポンプ出口（二次側）Ｘｂ側にダイス等を接続しておくことで、ポンプ出口（二次側）Ｘｂ側から吐出する材料を所定の形状の製品に成形することが可能である。
【選択図】【図１】

Description

この発明は、押出成形装置に係わり、更に詳しくは多軸押出しスクリューを備えた押出機の吐出口にギャポンプを直結し、精密度の押出成形及び高精度の押出成形を可能にした押出成形装置に関するものである。

従来、ゴム材料、樹脂材料等のゴム状弾性材料のスクリュー押出機には、単軸押出しスクリュー押出機や多軸押出しスクリュー押出機が知られており、多軸押出しスクリュー、特に二本のスクリューを有する押出機には、二軸テーパースクリュー押出機、二軸一軸押出機、フィダー・ルーダー等が知られている。

単軸スクリュー押出機は、容量が小さい上に、材料投入時の材料形状が限定され（ペレット状や短冊状等）、これに対して、多軸（二軸）スクリュー押出機の場合には、材料投入時の材料形状の選択肢が広く（例えば、ミキサーからのバッチオフ、ペール状等）、スクリュー形状の選定により、混練効果も期待することが出来る。

しかし、多軸（二軸）スクリュー押出機の場合には、吐出圧力が安定せず、材料の吐出量のバラツキが大きく、結果として、ペレット押出、リボン押出、熱入れ等、次工程の成形装置への供給材料の成形が限度であった。

一方、ギャポンプは、樹脂加工等においては、吐出精度を上げる手段として、樹脂用ギャポンプ、ゴム用ギャポンプと各種押出機との組合せが知られており、各種の提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。しかし、ゴム材料のギャポンプにおいては、フィードロール・単軸押出機との組合せは提案されているものの、材料の吐出精度を上げる目的ではあまり使用されてはいない。

一方、本願発明者等のこれまでのギャポンプ（樹脂用ギャポンプ、ゴム用ギャポンプ）の実験結果等により、一次側（ギャポンプの入り口側）の圧力変動に比べて、二次側（ギャポンプの出口側）は1/10程度になる事、一次側圧力を例えば、５MPa →１０MPa 等、２倍変化させても、その吐出量の変化は２％程度であることの知見を得た。

そこで、ギャポンプの一次側圧力をある程度制御することができれば、材料の吐出量の安定化を図ることが出来ることが判った。
特開平５−１１６２００号公報（第２〜第４頁、図２）

この発明はかかる従来の問題点に着目し、多軸押出しスクリューを有する押出機の吐出口にギャポンプを直結することで、材料投入時の材料形状に制限されず、精密押出を可能とし、高精度の押出成形や高精度プリフォーム等を可能とすることが出来る押出成形装置を提供することを目的とするものである。

この発明は上記目的を達成するため、多軸押出しスクリューを備えた押出成形装置において、押出機の材料吐出口にギャポンプを直結したことを要旨とするものである。

ここで、前記ギャポンプの一次圧力側に、一次圧力を検出するモニターニング装置を接続し、また前記ギャポンプの一次圧力側の圧力を常時検出しながら、前記一次圧力側の圧力が常に一定となるようにスクリュー回転数を制御することも可能である。

このように、多軸押出しスクリューを備えた押出機の吐出口にギャポンプを直結することで、材料投入時の材料形状に制限されず、精密押出を可能とし、高精度の押出成形や高精度プリフォーム等を可能とすることが出来るものである。

この発明は、上記のように多軸押出しスクリューを備えた押出機の吐出口にギャポンプを直結することで、材料投入時の材料形状に制限されず、精密押出を可能とすることが出来る。また、ギャポンプの一次圧力側に、一次圧力を検出するモニターニング装置を接続することで、スクリュー形状の選定、ギャポンプの一次圧力側の圧力設定、材料の混練状態、押出温度がコントロール可能となる。

更に、混練装置からバッチオフされた材料をそのまま用いた高精度の押出成形や、切断機との組合せによる高精度プリフォーム等を可能とすることが出来る。

以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。

図１は、この発明の第１実施形態を示すギャポンプを取付けた二軸テーパ押出機の一部断面図を示し、１は押出機本体、２は押出機の吐出口３に取付けたギャポンプを示し、前記押出機本体１は、ベース４上に二本のテーパースクリュー５（水平面上に二本並列に配設されている）を回転自在に収容したハウジング６が設置され、ハウジング６の上部には材料投入用のホッパー７が設置されている。

前記ハウジング６の吐出口３と反対側には、テーパースクリュー５を回転駆動する駆動モータ８が設置され、駆動軸９を介してテーパースクリュー５を所定の回転数で回転駆動するように構成されている。

前記ギャポンプ２は、図１及び図２に示すように、ポンプケーシング１０内に駆動ギャー１１ａと従動側のポンプギャー１１ｂとが鉛直向きに収容され、駆動ギャー１１ａは図示しない駆動モータに接続され、ポンプ入口（一次側）Ｘａからの材料Ｗを駆動ギャー１１ａ及びポンプギャー１１ｂを介してポンプ出口（二次側）Ｘｂ側に吐出させるように構成されている。なお、ポンプ出口（二次側）Ｘｂ側にダイス等を接続しておくことで、ポンプ出口（二次側）Ｘｂ側から吐出する材料を所定の形状の製品に成形することが可能である。

また、前記ギャポンプ２のポンプ入口（一次側）Ｘａには、ハウジング６の吐出口３から吐出した材料Ｗの一次圧力を検出するモニターニング装置１２が接続してあり、またモニターニング装置１２は、前記テーパースクリュー５を回転駆動する駆動モータ８の制御装置１３に接続されている。

従って、前記モニターニング装置１２では、ギャポンプ２の材料Ｗの一次圧力を常時検出することで、スクリュー形状の選定、ギャポンプ２の一次圧力側の圧力設定、材料の混練状態、押出温度がコントロール可能となる。

また、同時にギャポンプ２の一次圧力側の圧力を常時検出しながら、前記一次圧力側の圧力が常に一定となるように制御装置１３を介して駆動モータ８の駆動軸９の回転数、即ち、テーパースクリュー５の回転数を制御することも可能である。

このように、モニターニング装置１２で材料Ｗの一次圧力を常時検出し、スクリュー形状の選定、ギャポンプ２の一次圧力側の圧力設定、材料の混練状態、押出温度をコントロールし、更にテーパースクリュー５の回転数を制御することで、ギャポンプ２の吐出量の安定化を図ることが出来、、混練装置からバッチオフされた材料をそのまま用いた高精度の押出成形や、切断機との組合せによる高精度プリフォーム等を可能とすることが出来るものである。

次に、図３は一軸二軸押出機１４の吐出口１５にギャポンプ２を取付けたこの発明の第２実施形態を示し、この一軸二軸押出機１４は、二本のテーパースクリュー１６ａ，１６ｂと、ストレートスクリュー１７とを収容したハウジング１８の上部に材料投入用のホッパー１９が設置されている。

そして、上記第１実施形態と同様に、ギャポンプ２に一次圧力を検出するモニターニング装置１２を接続し、このモニターニング装置１２は、前記テーパースクリュー１６ａ，１６ｂを回転駆動する駆動モータ２０の制御装置２１に接続されている。

なお、その他の構成及び作用は上記第１実施形態と同様なので同一符号を付して説明は省略する。

また、図４はフィダー・ルーダー２２の吐出口２３にギャポンプ２を取付けたこの発明の第３実施形態を示し、このフィダー・ルーダー２２は、ストレートスクリュー２４を収容したハウジング２５の上部に材料投入用のホッパー２６が設置されている。

そして、上記第１実施形態と同様に、ギャポンプ２に一次圧力を検出するモニターニング装置１２を接続し、このモニターニング装置１２は、前記ストレートスクリュー２４を回転駆動する駆動モータ２７の制御装置２８に接続されている。

このように、第２実施形態及び第３実施形態では、一軸二軸押出機１４の吐出口１５にギャポンプ２を取付けた構成、及びフィダー・ルーダー２２の吐出口２３にギャポンプ２を取付けた構成とすることで、押出機の吐出圧力が安定し、材料Ｗの吐出量のバラツキも少なくなり、ギャポンプ２の吐出量の安定化を図り、混練装置からバッチオフされた材料をそのまま用いた高精度の押出成形や、切断機との組合せによる高精度プリフォーム等を可能とすることが出来るものである。

樹脂用ギャポンプ、ゴム用ギャポンプは、単軸及び多軸樹脂押出機やゴム押出機の吐出口に直結して取付けることで、材料の吐出圧力及び吐出量が安定する。

この発明の第１実施形態を示すギャポンプを取付けた二軸テーパ押出機の一部断面図である。この発明に利用したギャポンプの断面図である。一軸二軸押出機の吐出口にギャポンプを取付けたこの発明の第２実施形態を示す一部断面図である。フィダー・ルーダーの吐出口にギャポンプを取付けたこの発明の第３実施形態を示す一部断面図である。

符号の説明

１押出機本体２ギャポンプ
３吐出口４ベース
５テーパースクリュー６ハウジング
７材料投入用のホッパー８駆動モータ
９駆動軸１０ポンプケーシング
１１ａ駆動ギャー１１ｂポンプギャー
Ｘａポンプ入口（一次側）Ｘｂポンプ出口（二次側）
１２モニターニング装置１３制御装置
１４一軸二軸押出機１５吐出口
１６ａ，１６ｂテーパースクリュー
１７ストレートスクリュー１８ハウジング
１９材料投入用のホッパー２０駆動モータ
２１制御装置２２フィダー・ルーダー
２３吐出口２４ストレートスクリュー
２５ハウジング２６材料投入用のホッパー
２７駆動モータ２８制御装置

Claims

多軸押出しスクリューを備えた押出成形装置において、
押出機の材料吐出口にギャポンプを直結したことを特徴とする押出成形装置。
前記ギャポンプの一次圧力側に、一次圧力を検出するモニターニング装置を接続して成る請求項１に記載の押出成形装置。
前記ギャポンプの一次圧力側の圧力を常時検出しながら、前記一次圧力側の圧力が常に一定となるように押出機のスクリュー回転数を制御する請求項１または２に記載の押出成形装置。