JP2009297967A - Screw - Google Patents
Screw Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009297967A JP2009297967A JP2008153418A JP2008153418A JP2009297967A JP 2009297967 A JP2009297967 A JP 2009297967A JP 2008153418 A JP2008153418 A JP 2008153418A JP 2008153418 A JP2008153418 A JP 2008153418A JP 2009297967 A JP2009297967 A JP 2009297967A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- screw
- resin
- flight
- groove
- foaming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/53—Screws having a varying channel depth, e.g. varying the diameter of the longitudinal screw trunk
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Molding Of Porous Articles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、熱可塑性樹脂及び発泡剤等からなる発泡成形品を製造する押出成形機または射出成形機に用いられるスクリューに関するものである。 The present invention relates to a screw used in an extrusion molding machine or an injection molding machine for producing a foam molded article made of a thermoplastic resin and a foaming agent.
インラインスクリュー式等の射出成形機は、熱可塑性樹脂等の材料を溶融及び可塑化し、成形品として成形するものである。詳しくは、熱可塑性樹脂は、射出スクリューの軸方向に形成された供給部、圧縮部、計量部において、加熱ヒータと射出スクリューの回転による剪断エネルギーにより溶融及び可塑化され、混練される。そしてその過程を経た熱可塑性樹脂が、金型内に射出され、熱可塑性樹脂成形体として成形される。
射出スクリューは、スクリューの全長に渡って螺旋状に巻かれたフライトを有するものであり、これまでスクリューに関して多くの工夫がされている。
An injection molding machine such as an in-line screw type melts and plasticizes a material such as a thermoplastic resin and molds it as a molded product. Specifically, the thermoplastic resin is melted and plasticized by the shearing energy generated by the rotation of the heater and the injection screw, and kneaded in a supply unit, a compression unit, and a metering unit formed in the axial direction of the injection screw. And the thermoplastic resin which passed through the process is inject | poured in a metal mold | die, and is shape | molded as a thermoplastic resin molded object.
The injection screw has a flight spirally wound over the entire length of the screw, and many ideas have been made so far regarding the screw.
また射出成形品の一つとして発泡成形品が公知である。発泡成形品は、原料樹脂に発泡剤を配合又は混合し、成形型内で樹脂を発泡させるものである。従来技術においては、このような発泡剤を配合して射出成形を行う場合についても、スクリューは前記した射出スクリューと同一のものが使用されていた。 As one of the injection-molded products, a foam-molded product is known. The foam molded product is obtained by blending or mixing a foaming agent with a raw material resin and foaming the resin in a mold. In the prior art, the same screw as the above-described injection screw has been used even when injection molding is performed by blending such a foaming agent.
このため、成形される熱可塑性発泡樹脂の素材や添加物によっては、いくつかの問題を生じる場合がある。すなわち、一般に、熱可塑性樹脂の融点に比べて発泡剤の分解温度は低い。そのため分解温度の低い発泡剤がスクリューの始点付近で分解し始める。この分解によって発泡ガスを生じるが、その発泡ガスは、ホッパー付近の未溶融率が高い熱可塑性樹脂に殆ど含浸されることなく、ホッパーを通じて外部にリークする。つまり、発泡剤の発泡ガスを効率的に有効利用できず、発泡倍率が高い熱可塑性発泡樹脂成形品を得ることができないという問題が生じていた。 For this reason, some problems may occur depending on the material and additive of the thermoplastic foam resin to be molded. That is, generally, the decomposition temperature of the foaming agent is lower than the melting point of the thermoplastic resin. Therefore, the foaming agent having a low decomposition temperature starts to decompose near the starting point of the screw. This decomposition generates foaming gas, but the foaming gas leaks to the outside through the hopper without being substantially impregnated with the thermoplastic resin having a high unmelted ratio near the hopper. That is, there has been a problem that the foamed gas of the foaming agent cannot be effectively used effectively and a thermoplastic foamed resin molded product having a high foaming ratio cannot be obtained.
特許文献1には、このような問題を解消する射出成形用スクリューが開示されている。
特許文献1に記載の射出成形スクリューは、発泡ガスのリークを防ぐために、樹脂の供給側の溝の深さと、樹脂の完全溶融状態の領域(一般に計量部MZと称されている)の溝深さの比(圧縮比)を低く(1.5以下)している。
これは、計量部の圧縮比を下げることにより前段側(ホッパー側)へのガスの押し出しを抑制することを意図したものである。
しかしながら、特許文献1の発明によると、シリンダーバレル内では、混練性が不足し、熱可塑性発泡樹脂内に発泡剤が充分に分散されず、発泡ガスが均一な気泡とならないという問題がある。従って、特許文献1に記載の方策によると、成形体内における気泡の分布や大きさが不均一となる。すなわち、従来技術によると、射出成形装置内で溶融樹脂に発泡剤を効率的に分散させることができず、発泡倍率が高い樹脂成形品を成形することが困難であった。
In order to prevent the leakage of foaming gas, the injection molding screw described in Patent Document 1 has a groove depth on the resin supply side and a groove depth in a completely melted region of the resin (generally referred to as a metering section MZ). The ratio (compression ratio) is made low (1.5 or less).
This is intended to suppress the extrusion of gas to the front side (hopper side) by lowering the compression ratio of the metering section.
However, according to the invention of Patent Document 1, there is a problem that the kneadability is insufficient in the cylinder barrel, the foaming agent is not sufficiently dispersed in the thermoplastic foamed resin, and the foamed gas does not become uniform bubbles. Therefore, according to the measure described in Patent Document 1, the distribution and size of the bubbles in the molded body are not uniform. That is, according to the prior art, it was difficult to efficiently disperse the foaming agent in the molten resin in the injection molding apparatus, and it was difficult to mold a resin molded product having a high expansion ratio.
そこで本発明は、上述した欠点に鑑み、樹脂内に発泡ガスを均一にし、効率的に高発泡倍率の熱可塑性発泡樹脂成形品を成形できるスクリューを提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the screw which can shape | mold a foaming gas uniformly in resin, and can shape | mold the thermoplastic foamed resin molded product of a high foaming ratio efficiently in view of the fault mentioned above.
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、シリンダーバレルに収容されて成形機の一部を構成し、樹脂が溶融状態である領域が少なくとも1条以上のフライトで構成されるスクリューであって、前記領域は、前記フライトで構成される溝を有し、前記フライトは、蛇行形状を有し、当該蛇行形状によって、前記溝が蛇行していることを特徴とするスクリューである。 In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is a screw which is housed in a cylinder barrel and constitutes a part of a molding machine, and a region where the resin is in a molten state is composed of at least one or more flights. The region has a groove constituted by the flight, and the flight has a meandering shape, and the groove meanders by the meandering shape.
本発明におけるスクリューは、樹脂が溶融状態である領域に設けられたフライトによって樹脂が通過する溝が形成され、その溝を構成するフライト自体が蛇行形状を有する。つまり従来技術の溝に比べて、溝を通過する溶融樹脂がより混練される。また熱可塑性発泡樹脂成形であれば、溝の蛇行形状の影響を受けて、溶融された熱可塑性樹脂が充分に混練され、均一な微細ガスを熱可塑性樹脂内全体に分散させることができる。そのため、発泡倍率が高い成形品を得ることが可能となる。言い換えれば、発泡剤の増量を図らずとも効率的に発泡倍率が高い熱可塑性発泡樹脂成形品を成形することが可能となる。そのためコスト削減にも繋がる。 In the screw according to the present invention, a groove through which the resin passes is formed by a flight provided in a region where the resin is in a molten state, and the flight itself constituting the groove has a meandering shape. That is, the molten resin that passes through the groove is kneaded more than in the prior art groove. In the case of thermoplastic foamed resin molding, the melted thermoplastic resin is sufficiently kneaded under the influence of the meandering shape of the grooves, and uniform fine gas can be dispersed throughout the thermoplastic resin. Therefore, it is possible to obtain a molded product having a high expansion ratio. In other words, it is possible to efficiently mold a thermoplastic foamed resin molded article having a high foaming ratio without increasing the amount of foaming agent. This leads to cost reduction.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記フライトの頂部は、一定角度の勾配を有していることを特徴とするスクリューである。 A second aspect of the present invention is the screw according to the first aspect of the present invention, wherein the top of the flight has a constant angle gradient.
請求項2のスクリューは、フライトが一定角度の勾配を有するため、フライトを乗り越えてバレル内壁との間を通過する樹脂等に大きな剪断力を与える。詳細には、フライトの勾配を有した頂部が、溝と共に回転時に剪断力を発生させる。そのため、より混練性が増し、発泡剤及び発泡ガスが樹脂に均一に分散され、樹脂の発泡倍率が高くなる。
The screw of
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、前記フライトが構成する前記溝は、底部に比べ、開口側の幅が拡がっていることを特徴とする射出成形用スクリューである。 A third aspect of the present invention is the injection molding screw according to the first or second aspect of the present invention, wherein the groove formed by the flight has a wider width on the opening side than the bottom.
請求項3のスクリューは、溝の底部に比べ、開口部の幅を拡げた構成とすることで、溝に樹脂が入り込みやすくなる。このため、樹脂等が供給される側の溝より狭い溝の構成である領域であっても、樹脂等は狭くなった溝に入り込みやすくなる。このことから樹脂は、溝の拡縮の影響を受けやすくなる。つまり溶融樹脂が混練されやすくなり、樹脂全体に発泡剤及び発泡ガスを分散することができる。
The screw according to
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明において、前記溝は、前記底部が略円弧の凹状であることを特徴とするスクリューである。 A fourth aspect of the present invention is the screw according to any one of the first to third aspects, wherein the groove has a concave shape having a substantially arc shape at the bottom.
請求項4のスクリューは、溝の底部を略円弧の凹状とすることで、溶融樹脂等が中途で引っ掛からず、通過しやすくなる。そのため、溶融樹脂がフライトの溝内に長時間滞留することを防ぐことができる。つまり、スクリューの回転エネルギーによる樹脂焼けや、発泡剤が発泡を開始して発泡作用が終息してしまうことを防止することができる。 In the screw according to the fourth aspect, the bottom of the groove has a substantially arc-shaped concave shape, so that the molten resin or the like is not caught in the middle and easily passes. Therefore, it is possible to prevent the molten resin from staying in the flight groove for a long time. That is, it is possible to prevent the resin from burning due to the rotational energy of the screw or the foaming agent from starting to foam and ending the foaming action.
請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の発明において、スクリューの回転数が100rpm以上であって、前記領域において、剪断速度が500(1/s)以上であることを特徴とするスクリューである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the screw rotation speed is 100 rpm or more, and the shear rate is 500 (1 / s) or more in the region. It is a featured screw.
従来から一般的な射出スクリュー等の剪断速度は30(1/s)〜100(1/s)程度であった。しかし、樹脂が溶融状態である領域において低い剪断速度であると、充分な混練が行われず、均一な発泡ガスを有する発泡倍率が高い熱可塑性発泡樹脂成形品を得ることができない。それに対して、請求項5のスクリューは、回転数を100rpm以上とすると、計量部の剪断速度が500(1/s)以上となり樹脂等が充分に混練され、均一な発泡ガスを有する発泡倍率が高い熱可塑性発泡樹脂成形品を得ることができる。つまり、樹脂における発泡倍率を高くするために、発泡剤の増量を図る必要がなく、コスト削減に繋がる。
Conventionally, the shear rate of a general injection screw or the like has been about 30 (1 / s) to 100 (1 / s). However, when the shear rate is low in the region where the resin is in a molten state, sufficient kneading is not performed, and a thermoplastic foamed resin molded product having a uniform foaming gas and a high foaming ratio cannot be obtained. On the other hand, the screw according to
本発明のスクリューは、樹脂が溶融状態である領域において、蛇行形状を有したフライトを設け、そのフライトによって蛇行した溝が形成され、溝内を通過する樹脂等に高い剪断力を与えることで、混練性が増し、均一な発泡ガスを有する高発泡倍率の熱可塑性発泡樹脂成形品を得ることができる。 The screw of the present invention provides a meandering flight in a region where the resin is in a molten state, a meandering groove is formed by the flight, and gives a high shearing force to the resin passing through the groove, The kneadability is increased, and a thermoplastic foamed resin molded article having a high expansion ratio and having a uniform foaming gas can be obtained.
次に本発明の実施形態である射出成形用スクリュー1(射出スクリュー1とも言う)について図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態である射出成形用スクリュー1を含む射出成形機11を示す概略図である。射出成形機11は、射出成形用スクリュー1とシリンダーバレル2と、加熱ヒータ3と、ホッパー5と、射出シリンダー(図示しない)とで構成されている。
射出成形機11とは、ホッパー5から樹脂や発泡剤等の原料が供給され、モータ又は油圧ポンプ(図示しない)によって設定された回転数に射出スクリュー1が回転し、混練され、可塑化、溶融された樹脂組成物がシリンダーバレル2の先端から金型4に射出され、成形品を成形できるものである。
Next, an injection molding screw 1 (also referred to as an injection screw 1) according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an
The
まず、原料として用いられる熱可塑性樹脂及び発泡剤について説明する。
発泡成形するに際して適用される熱可塑性樹脂材料は、射出成形、射出圧縮成形、射出発泡成形など一般的な射出スクリュー1で射出可能な樹脂で、特に限定されないが、ポリプロピレン,ポリエチレン,ポリスチレン、プロピレン/エチレンコポリマー等のポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。
また、化学発泡剤としては特に限定されないが、アゾジカルボンアミド(有機化合物)や重炭酸ナトリウム等の重炭酸塩(無機化合物)等が挙げられる。
また、発泡性溶融樹脂には、化学発泡剤以外に、必要に応じて、公知の発泡助剤,発泡核剤,発泡成形安定剤,安定剤,紫外線吸収剤,酸化防止剤,帯電防止剤,滑剤,着色剤,難燃剤,架橋剤及び/又は充填剤を配合することができる。因みに、発泡助剤としては、例えば、ステアリン酸ナトリウム,ステアリン酸カルシウム,ステアリン酸マグネシウム,ステアリン酸カリウム,ステアリン酸亜鉛等のステアリン酸塩,モンタン酸(オクタコサン酸のことである)カルシウム,モンタン酸亜鉛等のモンタン酸塩等の高級脂肪酸金属塩,尿素もしくは尿素系化合物,パラフィン,その他ステアロアミド等が挙げられる。
発泡核剤としては、タルク,シリカ,炭酸カルシウム,ケイ酸カルシウム等の無機フィラー等が挙げられる。
First, the thermoplastic resin and foaming agent used as raw materials will be described.
The thermoplastic resin material applied in the foam molding is a resin that can be injected by a general injection screw 1 such as injection molding, injection compression molding, injection foam molding, etc., and is not particularly limited, but polypropylene, polyethylene, polystyrene, propylene / Examples thereof include polyolefin resins such as ethylene copolymers.
The chemical foaming agent is not particularly limited, and examples thereof include azodicarbonamide (organic compound) and bicarbonates (inorganic compounds) such as sodium bicarbonate.
In addition to the chemical foaming agent, if necessary, the foamable molten resin may be a known foaming aid, foam nucleating agent, foam molding stabilizer, stabilizer, ultraviolet absorber, antioxidant, antistatic agent, Lubricants, colorants, flame retardants, crosslinking agents and / or fillers can be blended. Incidentally, as the foaming aid, for example, stearates such as sodium stearate, calcium stearate, magnesium stearate, potassium stearate, zinc stearate, montanic acid (which is octacosanoic acid) calcium, zinc montanate, etc. Higher fatty acid metal salts such as montanate, urea or urea compounds, paraffin, and other stearamides.
Examples of the foam nucleating agent include inorganic fillers such as talc, silica, calcium carbonate, and calcium silicate.
次に、射出成形機11におけるそれぞれの部材について説明する。
図1に示すように、シリンダーバレル2は、後述する射出成形用スクリュー1が収容されるもので、先端側に溶融された樹脂が射出される射出孔22と後端側に樹脂等の原料が投入される投入口23が設けられている。
またシリンダーバレル2の投入口23には、樹脂や発泡剤等の材料を供給するホッパー5が設けられている。
Next, each member in the
As shown in FIG. 1, the
Further, a
加熱ヒータ3は、上記したシリンダーバレル2の周囲を覆うように設けられている。この加熱ヒータ3が、樹脂等の溶融を促進させる。
金型4は、成形の種類によって様々な形を有するが、シリンダーバレル2の先端部より溶融樹脂が充填される位置には、充填流路24が設けられた凹状の受口25が形成されている。なお、受口25は、シリンダーバレル2の先端部が嵌り込む形状である。
The
The mold 4 has various shapes depending on the type of molding. A concave receiving
射出スクリュー1は、本体部12とチェックリング13とで構成されている。本体部12内部には、略中心にスプライン軸(図示しない)を有した略円筒形状で、本体部12の先端部に雄ネジ(図示しない)が形成されている。前記一端部の雄ネジには、略円錐形に形成されたチェックリング13が嵌合されている。
The injection screw 1 includes a
一方、他端部である射出スクリュー1の後端側は、射出シリンダーと繋がっており、射出スクリュー1をスプライン軸の軸方向に前後することができる。なお、射出シリンダーは、モータ又は油圧ポンプ(図示しない)の駆動によって稼動する。
ここでスプライン軸(図示しない)とは、射出成形用スクリュー1の回転は拘束するが、軸方向に移動自由な構成のものである。
On the other hand, the rear end side of the injection screw 1 which is the other end is connected to the injection cylinder, and the injection screw 1 can be moved back and forth in the axial direction of the spline shaft. The injection cylinder is operated by driving a motor or a hydraulic pump (not shown).
Here, the spline shaft (not shown) has a configuration in which the rotation of the injection molding screw 1 is restrained but is movable in the axial direction.
また図1に示すように、射出スクリュー1の本体部12には、フライト21が螺旋状に設けられている。フライト21同士に挟まれた溝16には、樹脂等が通過する。このフライト21は、切削加工により形成されている。
なお、本実施形態の射出スクリュー1は、軸方向に供給部FZ、圧縮部CZ、計量部MZが形成されており、樹脂が完全溶融状態である領域を主に計量部MZとしている。
As shown in FIG. 1, a
In the injection screw 1 of the present embodiment, a supply unit FZ, a compression unit CZ, and a metering unit MZ are formed in the axial direction, and a region where the resin is completely melted is mainly used as the metering unit MZ.
また本実施形態の射出スクリュー1は、供給部FZ及び圧縮部CZにおいて、分解した発泡ガスがリークし難い構成としている。詳しく説明すると、供給部FZにおける、樹脂が溶融し始める位置に一定長さのガスリーク防止部(図示しない)を任意の箇所に設ける。ガスリーク防止部とは、本体部12とフライト21とを合わせた径をDとし、螺旋形状のフライト21が1回転する際に進む長さをΔL(リード)とすると、ΔL/D<1であるフライト21が設けられた部位である。供給部FZにおけるその他の箇所はΔL/D=1とする。つまり、このような構成とすることで射出スクリュー1とシリンダーバレル2との間で、発泡ガスの充満率が高まり、半溶融状の樹脂によってガスが含浸及び封止され、リーク防止作用が強まる。そして、樹脂がさらに混練され、完全な溶融状態となると、計量部MZで発泡剤及び発泡ガスがさらに樹脂内に分散される。
Further, the injection screw 1 of the present embodiment has a configuration in which the decomposed foam gas hardly leaks in the supply unit FZ and the compression unit CZ. More specifically, a gas leak prevention unit (not shown) having a certain length is provided at an arbitrary location at a position where the resin starts to melt in the supply unit FZ. The gas leak prevention unit is ΔL / D <1, where D is the combined diameter of the
本実施形態の射出スクリュー1では、樹脂が完全溶融状態の領域、つまり計量部MZでの射出スクリュー1の構成に特徴がある。次に、これについて詳しく説明する。なお、計量部MZにおけるフライト7及び溝8は、上記したフライト21及び溝16と構成が異なるため、便宜上番号を変更している。
The injection screw 1 of the present embodiment is characterized by the structure of the injection screw 1 in the region where the resin is in a completely molten state, that is, in the measuring unit MZ. Next, this will be described in detail. In addition, since the
計量部MZでは、図2の射出スクリュー1の展開図が示すように3条のフライト7があり、これらのフライト7の間で図2の網掛け部が示す溝8が螺旋状に形成されている。そのフライト7の螺旋角度(射出スクリュー1の本体部12と垂直な角度から半時計周りの角度)は、30度〜75度とするが、好ましくは45度〜60度である。
またそれぞれのフライト7は、それ自身が蛇行形状を有しており、フライト7が構成する溝8も蛇行している。
In the measuring portion MZ, there are three
Each
本実施形態では、フライト7の幅tと溝8の幅wの関係は、フライト幅tが、溝幅wの1倍〜5倍とするが、好ましくは3倍〜4倍である。それぞれの前記幅は、一定値を維持する。
また、図3に示すようにフライト7の頂部14は、一定角度の勾配αを有している。本実施形態の勾配αは、フライト7の幅方向で、射出スクリュー1の先端に向かって上り勾配αを有する構成で、その勾配αは3%〜12%で,好ましくは4%〜8%とする。ここでの勾配αとは、(変位した高さΔh)/(フライト7の幅t)である。なお、勾配αを算出するにあたって、後述する角度θの勾配は無視する。
In the present embodiment, the relationship between the width t of the
Further, as shown in FIG. 3, the top portion 14 of the
また、上記した構成以外に、溝8を構成するフライト7の側面は、図3に示すように、一定角度θの勾配を有している。その角度θは、7度〜12度で、好ましくは10度程度である。さらに、溝8の底は略円弧の凹状である。
このような構成を有するため、計量部MZを通過する樹脂等は、供給部FZ及び圧縮部CZよりも溝幅が狭い構成であっても溝8に入り込みやすい。そのため、溝8の拡縮の影響を受けやすく、発泡ガスは溶融した樹脂に含浸されやすい。また、底が略円弧状であるため、樹脂等がスムーズに通過し、溝8内で樹脂等が無駄に長時間滞留することを防止できる。つまり、このことによる射出スクリュー1の剪断エネルギーによる樹脂の樹脂焼けや、発泡剤が発泡を開始して発泡が終息してしまうことを防止することができる。
In addition to the above-described configuration, the side surface of the
Since it has such a configuration, the resin or the like that passes through the measuring unit MZ easily enters the
このように、射出スクリュー1を上記した構成とすることで、表1に示すように、スクリューの回転数に比例して、計量部MZにおける剪断速度が大きく上昇する。具体的には、スクリューの回転数を100rpm以上とすると、剪断速度が500(1/s)以上となる。さらに、このうちスクリューの回転数を200rpm以上としたときに最も好ましい発泡成形品を得ることができる。詳しくは、計量部MZでの剪断速度が1000(1/s)以上となり、樹脂内に気泡径が微細且つ安定した発泡ガスが均一に分散される。つまり、本実施形態の射出スクリュー1を用いれば、スクリューの回転数を100rpm以上に上げても樹脂を充分に混練することができる。そして、その結果成形された熱可塑性発泡樹脂成形品は、混練により微細にされた発泡ガスが樹脂内に均一に分散されているため、高発泡倍率とすることが可能である。
下記の表に示すように、具体的な発泡倍率は、2.0以上である。なお、ここで言う発泡倍率とは、(成形品の見かけの体積)/(原料樹脂重量)である。
Thus, by setting the injection screw 1 as described above, as shown in Table 1, the shear rate in the measuring unit MZ is greatly increased in proportion to the rotational speed of the screw. Specifically, when the rotation speed of the screw is 100 rpm or more, the shear rate is 500 (1 / s) or more. Furthermore, the most preferable foamed molded product can be obtained when the rotational speed of the screw is 200 rpm or more. Specifically, the shear rate at the measuring unit MZ is 1000 (1 / s) or more, and the foaming gas having a fine and stable bubble diameter is uniformly dispersed in the resin. That is, if the injection screw 1 of the present embodiment is used, the resin can be sufficiently kneaded even if the rotational speed of the screw is increased to 100 rpm or more. And as a result, the molded foamed thermoplastic foamed resin product can have a high foaming ratio because the foamed gas made fine by kneading is uniformly dispersed in the resin.
As shown in the following table, the specific expansion ratio is 2.0 or more. In addition, the expansion ratio said here is (apparent volume of a molded article) / (raw material resin weight).
一方、比較例としては、計量部MZ以外の条件を実施例と同条件としたスクリューを用いる。そこで、スクリューには、従来技術である下記条件の射出スクリュー1を用いる。比較例には、一般的に用いられる汎用のスクリュー(比較例1)と、計量部MZの一部にダルメージ型を用いたスクリュー(比較例2)と、計量部MZの一部にバリア型を用いたスクリュー(比較例3)としている。 On the other hand, as a comparative example, a screw having the same conditions as in the example except for the weighing unit MZ is used. Therefore, the injection screw 1 under the following conditions, which is a conventional technique, is used as the screw. The comparative examples include a general-purpose screw (Comparative Example 1) that is generally used, a screw that uses a dull mage type for a part of the weighing unit MZ (Comparative Example 2), and a barrier type for a part of the weighing unit MZ. The screw used (Comparative Example 3).
表1に示すように、各比較例では、計量部MZにおける剪断速度は135〜670(1/s)程度である。詳しくは、実施例と同じくスクリューの回転数を100rpm以上に上げると、それに比例して剪断速度の数値は緩やかに上がっていく。しかし、それらと略反比例するように発泡倍率は低下している。 As shown in Table 1, in each comparative example, the shear rate in the measuring unit MZ is about 135 to 670 (1 / s). Specifically, as in the embodiment, when the screw rotation speed is increased to 100 rpm or more, the value of the shear rate gradually increases in proportion thereto. However, the expansion ratio is reduced so as to be approximately inversely proportional to them.
従来のスクリューは、フライト21同士により構成された溝幅が大きく、その溝幅に対するフライト21の幅の比率も小さい構成が多い。そのため、回転数を上げるとそれに略比例して時間あたりの樹脂の押し出し量を増やす構成である。要するに、従来のスクリューでは、回転数を100rpm以上の高速回転にしても、計量部MZにおいて、溶融された樹脂は充分混練されることがない。そのため、発泡ガスが樹脂内に均一に分散されず、スクリューの前方に押し出される。従って、従来技術のスクリューは、回転数を上げると剪断速度は僅かに上昇するが、発泡ガスを均一に分散できず、発泡成形品の発泡倍率を高くすることができない。具体的には、発泡倍率は1.02〜1.80程度であり、2.0以上にすることはできない。
Many conventional screws have a large groove width formed by the
実施例及び比較例において用いた成形機、金型、成形条件は以下の通りである。
使用射出成形機:EC−160(東芝機械(株)製)
スクリュー口径φ36 L/D=22(Lはスクリューの有効長さである)
シリンダーバレル設定温度
供給部FZ 180℃(摂氏180度)
圧縮部CZ 200℃(摂氏200度)
計量部MZ 190℃(摂氏190度)
熱可塑性樹脂:ポリプロピレン 100重量部
化学発泡剤:重炭酸ナトリウム 3重量部
使用金型:330mm×116mm×1.5mm
The molding machines, molds, and molding conditions used in the examples and comparative examples are as follows.
Used injection molding machine: EC-160 (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.)
Screw diameter φ36 L / D = 22 (L is the effective length of the screw)
Cylinder barrel set temperature
Supply unit FZ 180 ° C (180 degrees Celsius)
Compression section CZ 200 ° C (200 degrees Celsius)
Weighing section MZ 190 ° C (190 degrees Celsius)
Thermoplastic resin: 100 parts by weight of polypropylene Chemical foaming agent: 3 parts by weight of sodium bicarbonate Mold used: 330 mm × 116 mm × 1.5 mm
上記した実施例及び比較例1〜3の実験結果を示した表である。
このことから、本実施形態の射出スクリュー1は、剪断速度の飛躍的向上により、同量の発泡剤を用いても計量部MZにおいて効率的に発泡ガスを取り込むことが可能な構成である。つまり、供給部FZにおいてガスリーク防止部を設け、ガスのリークを防止した構成にしても、計量部MZで樹脂内に発泡ガスを含浸あるいは封止させることができなければ、本実施形態のような発泡倍率を高くした成形品を得ることができない。言い換えれば、発泡剤を増量しても、計量部MZで効率的に樹脂内に取り込み、分散させることができなければ、原料が無駄になる懸念がある。 From this, the injection screw 1 of the present embodiment is configured to be able to efficiently take in the foaming gas in the measuring unit MZ even if the same amount of foaming agent is used due to a dramatic improvement in the shear rate. In other words, even if the gas leakage prevention unit is provided in the supply unit FZ and the gas leakage is prevented, if the foaming gas cannot be impregnated or sealed in the resin by the metering unit MZ, as in the present embodiment. A molded product with a high expansion ratio cannot be obtained. In other words, even if the amount of the foaming agent is increased, the raw material may be wasted if it cannot be efficiently taken into and dispersed in the resin by the measuring unit MZ.
以上のことから、本実施形態の射出スクリュー1であれば、ガスリーク防止部によって確保された発泡ガスを、計量部MZにおいて、効率的に樹脂内に取り込むことができ、ガス気泡が均一な高発泡倍率の熱可塑性発泡樹脂成形品を得ることができる。 From the above, with the injection screw 1 of the present embodiment, the foaming gas secured by the gas leak prevention unit can be efficiently taken into the resin in the measuring unit MZ, and the gas bubbles are uniform and highly foamed. A thermoplastic foamed resin molded article having a magnification can be obtained.
上記実施形態の射出成形用スクリュー1は、本体部12における供給部FZ,圧縮部CZ,計量部MZが一体化した構成を示したが、本発明はこれに限定されるわけではない。
例えば、供給部FZ,圧縮部CZ,計量部MZ毎にセグメントにして繋いだものや、ΔL(フライト21が1回転する際に軸方向に進む長さ)/D(本体部12とフライトを合わせた径)毎にセグメントにして繋いだ構成であっても構わない。その場合であっても、上記実施形態と同様に、供給部FZにガスリーク防止部を設け、計量部MZに上記した構成を備えることが必要である。
Although the screw 1 for injection molding of the said embodiment showed the structure which the supply part FZ in the main-
For example, the supply unit FZ, the compression unit CZ, and the measurement unit MZ are connected in segments, or ΔL (the length that travels in the axial direction when the
上記実施形態の射出成形用スクリュー1は、3条のフライト7で構成された計量部MZを示したが、本発明はこれに限定されるわけではない。
例えば、2条であったり、4条のフライト7で構成された計量部MZであっても構わない。しかし、上記した効果を得るためには、フライト7が3条より少ない場合は、フライト7の幅を大きくしたり、フライト7が1回転する際に進む長さΔLを小さくする必要があり、フライト7が3条より多い場合は、フライト7の幅を小さくしたり、ΔLを大きくする必要がある。
Although the screw 1 for injection molding of the said embodiment showed the measurement part MZ comprised by the three
For example, the measuring section MZ may be composed of two or four
上記実施形態の射出成形用スクリュー1は、円柱状の鉄系素材等に上記実施形態に示したような溝を切削により形成し、フライト及び溝を形成したものであってもよい。 The injection molding screw 1 of the above embodiment may be formed by forming grooves and grooves as shown in the above embodiment by cutting a cylindrical iron-based material or the like.
1 射出成形用スクリュー
2 シリンダーバレル
3 加熱ヒータ
4 金型
5 ホッパー
7 フライト
8 溝
11 射出成形機
12 本体部
13 チェックリング
14 頂部
16 溝
α 勾配
θ 角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Screw for
Claims (5)
前記領域は、前記フライトで構成される溝を有し、
前記フライトは、蛇行形状を有し、当該蛇行形状によって、前記溝が蛇行していることを特徴とするスクリュー。 A screw that is housed in a cylinder barrel and constitutes a part of a molding machine, and a region in which the resin is in a molten state is composed of at least one or more flights,
The region has a groove constituted by the flight,
The flight has a meandering shape, and the groove meanders by the meandering shape.
前記領域において、剪断速度が500(1/s)以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のスクリュー。 The rotational speed of the screw is 100 rpm or more,
The screw according to any one of claims 1 to 4, wherein a shear rate is 500 (1 / s) or more in the region.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008153418A JP2009297967A (en) | 2008-06-11 | 2008-06-11 | Screw |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008153418A JP2009297967A (en) | 2008-06-11 | 2008-06-11 | Screw |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009297967A true JP2009297967A (en) | 2009-12-24 |
Family
ID=41545380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008153418A Pending JP2009297967A (en) | 2008-06-11 | 2008-06-11 | Screw |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009297967A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2535165B1 (en) * | 2011-06-16 | 2015-09-30 | Hans Weber Maschinenfabrik GmbH | Twin screw extruder with wavy screw thread |
-
2008
- 2008-06-11 JP JP2008153418A patent/JP2009297967A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2535165B1 (en) * | 2011-06-16 | 2015-09-30 | Hans Weber Maschinenfabrik GmbH | Twin screw extruder with wavy screw thread |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4436435B1 (en) | Molding material for extrusion foam molding and method for manufacturing the same, wood foam molded body manufactured using the molding material, method for manufacturing the wood foam molded body, and manufacturing apparatus | |
JP6436900B2 (en) | Lightweight article, composite material composition, and method of manufacturing the same | |
JP6022144B2 (en) | Glass run channel, its assembly and manufacturing method | |
JP2013545628A (en) | Polymer pellets containing supercritical fluids and methods for their production and use | |
JP6560470B1 (en) | Foam molded body manufacturing apparatus, foam molded body manufacturing method, and foam molded body manufacturing apparatus screw | |
JP2008272999A (en) | Screw in vinyl chloride type resin foam molding machine | |
JP5255330B2 (en) | screw | |
JP2009297967A (en) | Screw | |
JP7164170B2 (en) | Concrete formwork wall extrusion method and concrete formwork wall extrusion apparatus | |
US11820063B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing device for foam molded article | |
JP2012051268A (en) | Method of manufacturing expandable plastic molding, expandable plastic molding, and injection molding machine | |
JP4951894B2 (en) | Injection device | |
JP2010137452A (en) | Screw and method of manufacturing interior finishing member for vehicle | |
JP2005144750A (en) | Injection foam molding method and foamed molded product | |
JP2008142997A (en) | Method for manufacturing injection-foamed article and molding obtained by the method | |
JP2009144122A (en) | Foaming agent master batch | |
AU2004245248A1 (en) | Continuous method for producing solid, hollow or open profiles | |
Garbacz et al. | Porophors used in the extrusion process | |
JP2012081675A (en) | Method and machine for extrusion molding of foaming agent-containing plastic | |
JP2002321256A (en) | Mold for foam injection molding and foamed molded product | |
JP2007131693A (en) | Foaming master batch, method for producing the same, and method for producing injection-molded, foamed article by using the same | |
JP2007320718A (en) | Screw for foam molding | |
JP2002240124A (en) | Method for producing three-layered resin pipe | |
JP4550646B2 (en) | Method for producing foamed molded article made of thermoplastic resin or mixture thereof | |
JP2011026397A (en) | Resin powder mixed with foaming agent and manufacturing method for foamed resin molded product |