JP2005342989A - Ultrasonic vibration applying method and apparatus therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流路内を流れる溶融樹脂に超音波振動を印加するための超音波振動印加方法およびその装置に係り、特に溶融樹脂に超音波振動を印加してペレット製造時の物性特性を向上させる際に使用するのに好適な超音波振動印加方法およびその装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic vibration application method and apparatus for applying ultrasonic vibration to molten resin flowing in a flow path, and in particular, improves physical properties during pellet production by applying ultrasonic vibration to molten resin. The present invention relates to a method and an apparatus for applying ultrasonic vibration that are suitable for use.
従来から、汚水処理システム等においては、被処理液やスラリー等に超音波振動を印加して処理することが汎く行なわれている。
ところで、従来の超音波振動印加装置においては、その対象となる被処理液やスラリー等の流速が極めて遅く、また粘性も極めて低いため、比較的容易に超音波振動を印加することができるが、溶融樹脂の場合には、その流速が極めて速く、また粘性も高いため、従来の超音波振動印加装置をそのまま適用すると、流路内を流れる溶融樹脂全体に超音波振動を伝えることができず、ペレットを製造した際に、その物性特性に斑が生じて品質を安定させることができないと云う問題がある。 By the way, in the conventional ultrasonic vibration application device, since the flow velocity of the liquid to be processed or the slurry to be processed is extremely slow and the viscosity is extremely low, ultrasonic vibration can be applied relatively easily. In the case of a molten resin, the flow velocity is extremely fast and the viscosity is high, so if the conventional ultrasonic vibration application device is applied as it is, ultrasonic vibration cannot be transmitted to the entire molten resin flowing in the flow path, When pellets are produced, there is a problem that spots are generated in the physical properties and the quality cannot be stabilized.
本発明は、かかる現況に鑑みなされたもので、流速が速くしかも粘性が高い溶融樹脂であっても、斑なく超音波振動を印加することができる超音波振動印加方法およびその装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the present situation, and provides an ultrasonic vibration application method and apparatus capable of applying ultrasonic vibrations evenly even with a molten resin having a high flow rate and high viscosity. With the goal.
本発明の他の目的は、溶融樹脂の流速が極めて速い場合であっても、流路内を流れる総ての溶融樹脂に均等に超音波振動を印加することができるようにすることにある。 Another object of the present invention is to make it possible to apply ultrasonic vibration evenly to all the molten resin flowing in the flow path even when the flow rate of the molten resin is extremely high.
本発明のさらに他の目的は、撓み棒の長さを長くしたり、流路面積を大きくすることなく、撓み棒と溶融樹脂との接触面積を拡大することができるようにすることにある。 Still another object of the present invention is to increase the contact area between the deflection bar and the molten resin without increasing the length of the deflection bar or increasing the flow path area.
前記目的を達成するため本発明は、溶融樹脂の流路内に撓み棒を配設し、この撓み棒に超音波振動を加えて撓み振動させるようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a bending rod is disposed in the flow path of the molten resin, and the bending vibration is applied to the bending rod by applying ultrasonic vibration.
本発明はまた、撓み棒を、流路と相似形で流路とほぼ同一の断面積となるように寸法設定したことを特徴とする。 The present invention is also characterized in that the flexible rod is dimensioned so as to have a cross-sectional area similar to that of the flow path and substantially the same as the flow path.
本発明はまた、一端側から縦振動が入力される駆動ホーンの他端部に撓み棒を接続し、この撓み棒を、溶融樹脂の流路内に配置するようにしたことを特徴とする。 The present invention is also characterized in that a bending rod is connected to the other end portion of the drive horn to which longitudinal vibration is inputted from one end side, and this bending rod is arranged in the flow path of the molten resin.
本発明はさらに、撓み棒の外面や内部に、溶融樹脂との接触面積拡大用の凹凸や貫通孔を設けるようにしたことを特徴とする。 The present invention is further characterized in that irregularities or through holes for expanding the contact area with the molten resin are provided on the outer surface or inside of the bending rod.
本発明は、溶融樹脂の流路内に撓み棒を配設し、この撓み棒に超音波振動を加えて撓み振動させるようにしているので、流速が速くしかも粘性が高い溶融樹脂であっても、斑なく超音波振動を印加することができる。 In the present invention, a bending rod is disposed in the flow path of the molten resin, and the bending vibration is caused by applying ultrasonic vibration to the bending rod. Therefore, even if the molten resin has a high flow rate and high viscosity, Ultrasonic vibration can be applied without spots.
本発明はまた、撓み棒を、流路と相似形で流路とほぼ同一の断面積となるように寸法設定しているので、溶融樹脂の流速が極めて速い場合であっても、流路内を流れる総ての溶融樹脂に均等に超音波振動を印加することができる。 In the present invention, the flexible rod is dimensioned to have a shape similar to that of the flow path and substantially the same cross-sectional area as the flow path. Therefore, even if the flow rate of the molten resin is extremely high, It is possible to apply ultrasonic vibrations evenly to all the molten resin flowing through the.
本発明はまた、一端側から縦振動が入力される駆動ホーンの他端部に撓み棒を接続し、この撓み棒を、溶融樹脂の流路内に配置するようにしているので、撓み振動する撓み棒の表面全域が溶融樹脂と接触することになり、駆動ホーンで直接超音波振動を印加する場合に比較して、溶融樹脂に斑なく超音波振動を印加することができる。 In the present invention, a bending rod is connected to the other end portion of the drive horn to which longitudinal vibration is input from one end side, and this bending rod is arranged in the flow path of the molten resin, so that the bending vibration occurs. The entire surface of the flexure bar comes into contact with the molten resin, and the ultrasonic vibration can be applied to the molten resin without unevenness compared to the case where the ultrasonic vibration is directly applied by the drive horn.
本発明はさらに、撓み棒の外面や内部に、溶融樹脂との接触面積拡大用の凹凸や貫通孔を設けるようにしているので、撓み棒の長さを長くしたり、あるいは流路面積を大きくすることなく、撓み棒と溶融樹脂との接触面積を拡大することができる。 In the present invention, since the unevenness and the through hole for expanding the contact area with the molten resin are provided on the outer surface and inside of the bending rod, the length of the bending rod is increased or the flow passage area is increased. Without doing so, the contact area between the flexible rod and the molten resin can be increased.
以下、本発明を図面を参照して説明する。
図1ないし図4は、本発明の第1の実施の形態に係る超音波振動印加装置を示すもので、この超音波振動印加装置1は、図示しない溶融樹脂の流路3を有するケース本体2と、このケース本体2に組込まれて溶融樹脂に超音波振動を印加する印加手段4とで構成されている。
The present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 4 show an ultrasonic vibration application device according to a first embodiment of the present invention. The ultrasonic
前記印加手段4は、図5に示すように、ノード位置に固定用フランジ6を有する駆動ホーン5と、この駆動ホーン5の図中上端部に取付られて駆動ホーン5に縦振動を入力する縦振動子7と、前記駆動ホーン5の図中下端部に逆T字状に取付けられた例えば角棒状の撓み棒8とで構成されている。
As shown in FIG. 5, the applying
一方、この印加手段4が組込まれるケース本体2は、図1ないし図4に示すように半割り状2つの単位ケース本体2a,2bを突合わせて構成されており、このケース本体2の内部には、両端部に流路入口3aおよび流路出口3bを有する流路3が設けられ、また上面には、駆動ホーン5の下部を収容して上端部に固定用フランジ6の取付け座10を有する支持筒9が設けられている。
On the other hand, the case
前記流路3は、図3および図4に示すように、前記撓み棒8と相似形をなしているとともに、撓み棒8の外面との間に2〜5mm程度の間隔が形成される程度の大きさ,すなわち撓み棒8とほぼ同一の大きさになるように寸法設定されている。そしてこれにより、流路3内を流れる溶融樹脂の流速が速くても、溶融樹脂の全量に対して超音波振動を確実に印加できるようになっている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
次に、本実施の形態の作用について説明する。
図4に示す超音波振動印加装置1において、溶融樹脂は、流路入口3aから流路3内に流入するとともに、流路3内に流入した溶融樹脂は、流路出口3bから流路3外に排出されることになるが、この際、縦振動子7に通電して駆動ホーン5に縦振動を入力すると、この縦振動は撓み棒8に伝えられて、撓み棒8が撓み振動することになる。
Next, the operation of the present embodiment will be described.
In the ultrasonic
図6(a),(b)は、撓み棒8の撓み振動の状態を、有限要素法を用いて解析した結果を示すもので、駆動ホーン5の縦振動に合わせて、撓み棒8全体が撓み振動していることが判る。
6 (a) and 6 (b) show the results of analysis of the bending vibration state of the
このように、撓み棒8が流路3内で撓み振動すると、その振動は、撓み棒8の外面に接触して流れる溶融樹脂に伝えられ、これにより、溶融樹脂に超音波振動が印加されることになる。
Thus, when the
ところで、流路3の内面と撓み棒8の外面との間には、2〜5mm程度の狭い間隔しか形成されていない。このため、溶融樹脂の粘性が高く、またその流速が速い場合であっても、流路3内を流れる溶融樹脂の全量に対して、斑なく超音波振動を印加することができる。
By the way, only a narrow space of about 2 to 5 mm is formed between the inner surface of the
図7は、本発明の第2の実施の形態を示すもので、前記第1の実施の形態における撓み棒8の外面に、溶融樹脂との接触面積を拡大するための溝11を複数条設けるようにしたものである。
なお、その他の点については、前記第1の実施の形態と同一構成となっており、作用も同一である。
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention, and a plurality of
Other points are the same as those in the first embodiment, and the operation is also the same.
しかして、撓み棒8の外面に、複数条の溝11を設けるようにしているので、撓み棒8の外形寸法を大きくしたり、あるいは長さを長くすることなく、表面積を拡大することができる。このため、より有効に溶融樹脂に超音波振動を印加することができる。
Thus, since the plurality of
なお、撓み棒8の外面に、溝11以外の凹凸を設けても、溝11と同様の効果を得ることができる。例えば、撓み棒8の外面全域に、多数の突起を設けるようにしてもよい。
In addition, even if unevenness other than the
図8は、本発明の第3の実施の形態を示すもので、前記第1の実施の形態における撓み棒8の内部に、溶融樹脂との接触面積を拡大するための貫通孔21を複数個設けるようにしたものである。
なお、その他の点については、前記第1の実施の形態と同一構成となっており、作用も同一である。
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention, and a plurality of through-
Other points are the same as those in the first embodiment, and the operation is also the same.
しかして、撓み棒8の内部に、複数個の貫通孔21を設けるようにしているので、撓み棒8の外形寸法を大きくしたり、あるいは長さを長くすることなく、表面積を拡大することができる。このため、より有効に溶融樹脂に超音波振動を印加することができる。
Thus, since the plurality of through
なお、前記第3の実施の形態においては、撓み棒8に貫通孔21のみを設ける場合について説明したが、この貫通孔21と図7に示す溝11とを組合わせて撓み棒8に設けるようにしてもよい。
In the third embodiment, the case where only the through
以上のように、本発明に係る超音波振動印加装置は、流体に超音波振動を印加する装置として有用であり、特に粘性が高く流速が速い溶融樹脂に超音波振動を印加する装置として適している。 As described above, the ultrasonic vibration application device according to the present invention is useful as a device for applying ultrasonic vibration to a fluid, and is particularly suitable as a device for applying ultrasonic vibration to a molten resin having a high viscosity and a high flow rate. Yes.
1 超音波振動印加装置
2 ケース本体
2a,2b 単位ケース本体
3 流路
3a 流路入口
3b 流路出口
4 印加手段
5 駆動ホーン
6 固定用フランジ
7 縦振動子
8 撓み棒
9 支持筒
10 取付け座
11 溝
21 貫通孔
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