JP2013159042A - Melt kneader, and method for manufacturing blend material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブレンド原料を溶融混練してブレンド材料を生成する溶融混練装置およびブレンド材料の製造方法に関する。 The present invention relates to a melt-kneading apparatus for producing a blend material by melt-kneading a blend raw material and a method for producing the blend material.
射出成形機等に取り付けられ、樹脂を可塑化して混練する溶融混練装置は、ペレット状の樹脂材料を可塑化した後、シリンダ内でスクリューにより混練し、シリンダから押し出して排出する(例えば、特許文献1参照。)。 A melt-kneading apparatus, which is attached to an injection molding machine or the like and plasticizes and kneads a resin, plasticizes a pellet-shaped resin material, kneads it with a screw in a cylinder, pushes it out of the cylinder and discharges it (for example, Patent Document 1).
このようなスクリュー押出式の溶融混練装置において、常に課題とされているのは、樹脂の高い分散性を確保しながら、樹脂生産効率を向上させるのが困難なことである。
すなわち、生産量を増加させるためにスクリュー回転数を上げると、樹脂の搬送速度が速くなり、可塑化が不充分のままシリンダへ樹脂が搬送されてしまう。また、樹脂がシリンダ内を短時間で通過してしまうことから、シリンダにおいて樹脂を混練する時間が充分確保できず、樹脂の高い分散性を確保することが困難となる。
In such a screw extrusion type melt-kneading apparatus, it is always difficult to improve resin production efficiency while ensuring high resin dispersibility.
That is, if the screw rotation speed is increased in order to increase the production amount, the resin conveyance speed is increased, and the resin is conveyed to the cylinder with insufficient plasticization. Further, since the resin passes through the cylinder in a short time, it is not possible to secure a sufficient time for kneading the resin in the cylinder, and it becomes difficult to ensure high dispersibility of the resin.
したがって、分散性の高いブレンド材料(混練された樹脂材料)を効率よく生産することは容易ではなく、その結果、生産コストの上昇につながる。
そこでなされた本発明の目的は、分散性の高いブレンド材料を効率よく生産し、生産コストを低減することのできる溶融混練装置およびブレンド材料の製造方法を提供することである。
Therefore, it is not easy to efficiently produce a highly dispersible blend material (kneaded resin material), resulting in an increase in production cost.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a melt-kneading apparatus and a method for producing a blend material that can efficiently produce a blend material with high dispersibility and reduce production costs.
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、ブレンド原料を溶融混練してブレンド材料を生成する溶融混練装置であって、可塑化シリンダと、前記可塑化シリンダ内で回転駆動される可塑化スクリューとを有し、投入された前記ブレンド原料を可塑化する可塑化ユニット部と、ブレンドシリンダと、前記ブレンドシリンダ内で回転駆動されるブレンドスクリューとを有し、前記可塑化ユニット部から供給された前記ブレンド原料を混練するブレンドユニット部と、前記ブレンドユニット部に設けられ、前記ブレンドユニット部からの前記ブレンド材料の排出量が、前記可塑化ユニット部から前記ブレンドユニット部へ供給される前記ブレンド原料の供給量と略等しくなるように調節する排出量調整部とを備えることを特徴とする。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
That is, the present invention is a melt-kneading apparatus for producing a blend material by melting and kneading a blend raw material, and has a plasticizing cylinder and a plasticizing screw that is rotationally driven in the plasticizing cylinder. A blending unit having a plasticizing unit for plasticizing the blending material, a blending cylinder, and a blending screw driven to rotate in the blending cylinder, and kneading the blending material supplied from the plasticizing unit. Provided in the unit unit and the blend unit unit, the discharge amount of the blend material from the blend unit unit is substantially equal to the supply amount of the blend raw material supplied from the plasticizing unit unit to the blend unit unit. And a discharge amount adjusting unit that adjusts as described above.
前記排出量調整部は、前記ブレンドシリンダに交換可能に取り付けられ、前記ブレンドシリンダの排出口および排出管路の径を所定の値とする複数の管路部材で構成されてもよい。 The discharge amount adjusting unit may be replaceably attached to the blend cylinder, and may include a plurality of pipe members having a predetermined value for the diameter of the discharge port and the discharge pipe of the blend cylinder.
前記排出量調整部は、前記ブレンドシリンダの排出口に設けられたギヤポンプであり、前記ギヤポンプの回転数を制御することにより、前記ブレンド材料の排出量が前記ブレンド原料の供給量と略等しくなるように調整されてもよい。 The discharge amount adjusting unit is a gear pump provided at the discharge port of the blend cylinder, and the discharge amount of the blend material is substantially equal to the supply amount of the blend raw material by controlling the rotation speed of the gear pump. May be adjusted.
本発明の第二の態様は、投入された前記ブレンド原料を可塑化する可塑化ユニット部と、前記可塑化ユニット部から供給された前記ブレンド原料を混練するブレンドユニット部とを備える溶融混練装置を用いたブレンド材料の製造方法であって、前記ブレンドユニット部からの前記ブレンド材料の排出量と、前記可塑化ユニット部から前記ブレンドユニット部へ供給される前記ブレンド原料の供給量とが略等しくなるように調節することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a melt-kneading apparatus comprising a plasticizing unit portion for plasticizing the charged blend raw material, and a blend unit portion for kneading the blend raw material supplied from the plasticizing unit portion. The blend material manufacturing method used includes a discharge amount of the blend material from the blend unit section and a supply amount of the blend raw material supplied from the plasticizing unit section to the blend unit section. It is characterized by adjusting as follows.
前記ブレンドユニット部はブレンドシリンダを有し、前記ブレンドシリンダの排出口および排出管路の径を変化させることで、前記ブレンド材料の排出量が前記ブレンド原料の供給量と略等しくなるように調節してもよい。 The blend unit section includes a blend cylinder, and the discharge amount of the blend cylinder is changed so that the discharge amount of the blend material is substantially equal to the supply amount of the blend raw material. May be.
前記ブレンドユニット部はブレンドシリンダと、前記ブレンドシリンダの排出口または排出管路に設けられたギヤポンプとを有し、前記ギヤポンプの回転数を変化させることで、前記ブレンド材料の排出量が前記ブレンド原料の供給量と略等しくなるように調節してもよい。 The blend unit section includes a blend cylinder and a gear pump provided in a discharge port or a discharge pipe of the blend cylinder, and the amount of discharge of the blend material is changed by changing the rotation speed of the gear pump. You may adjust so that it may become substantially equal to the supply amount.
本発明の溶融混練装置およびブレンド材料の製造方法によれば、分散性の高いブレンド材料を効率よく生産し、生産コストを低減することができる。 According to the melt-kneading apparatus and the blend material manufacturing method of the present invention, a highly dispersible blend material can be efficiently produced, and the production cost can be reduced.
以下、添付図面を参照して、本発明による溶融混練装置の実施形態について説明する。しかし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of a melt-kneading apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited only to these examples.
(第一実施形態)
図1(a)および図1(b)に示すように、溶融混練装置10Aは、ブレンド材料の原料となる樹脂ペレットや無機粉末等(以下、「ブレンド原料」と称する。)が溶融混練されたブレンド材料を射出成形機等に供給するものであり、ブレンド原料を加熱して可塑化する可塑化ユニット部20と、可塑化ユニット部20から供給されたブレンド原料を混練してブレンド材料を生成するブレンドユニット部30とを備える。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the melt-kneading
可塑化ユニット部20は、筒状の可塑化シリンダ21と、可塑化シリンダ21内で自身の軸線周りに回転可能に設けられた可塑化スクリュー22と、可塑化スクリュー22を軸線周りに回転駆動させる駆動部23とを備える。
可塑化シリンダ21の後端側には、ブレンド原料の投入口となるホッパー部24と、ホッパー部24より可塑化シリンダ21内に投入されたブレンド原料を可塑化するためのヒータ25とが設けられている。
The plasticizing
On the rear end side of the plasticizing
ブレンドユニット部30は、筒状のブレンドシリンダ31と、ブレンドシリンダ31内で自身の軸線周りに回転可能に設けられたブレンドスクリュー32と、ブレンドスクリュー32を軸線周りに回転駆動させる駆動部33とを備える。
ブレンドシリンダ31には、可塑化ユニット部20から押し出される可塑化した樹脂材料をブレンドシリンダ31の内腔へ搬送する管路31aと、ブレンドシリンダ31内の温度を調節するヒータ35とが配設されている。
The
The
ブレンドシリンダ31の先端側に設けられたブレンド材料の排出口31b付近には、ブレンドシリンダ31からのブレンド材料の排出量を調整する排出量調整部34Aが設けられている。本実施形態の排出量調整部34Aは、ブレンドシリンダ31に交換可能に接続されて排出口31bおよび排出管路36の径を所定の値とする複数の管路部材(後述)を備えている。
In the vicinity of the blend
上記のように構成された溶融混練装置10Aでは、可塑化ユニット部20の可塑化スクリュー22が駆動部23からの動力により回転する。ホッパー部24から投入された樹脂ペレットや無機粉末などのブレンド原料は、可塑化スクリュー22の回転により可塑化シリンダ21内を先端側に向かって移動し、搬送される。可塑化スクリュー22の先端側へ搬送されたブレンド原料は、ヒータ25から供給される熱により溶融され、可塑化した状態で管路31aを通ってブレンドユニット部30へ搬送される。
In the melt-kneading
ブレンドユニット部30では、駆動部33からの動力によりブレンドスクリュー32が回転する。管路31aからブレンドシリンダ31内に送り込まれた可塑化されたブレンド原料は、ブレンドスクリュー32の回転によりブレンドシリンダ31内を先端側に向かって移動しながらブレンドスクリュー32により生じるせん断力が作用して分散され、ブレンド材料となる。ブレンドシリンダ31の先端側へ搬送されたブレンド材料は、排出管路36から外部に押し出される。
In the
ブレンドユニット部30へのブレンド原料の供給量は、可塑化スクリュー22の回転態様により以下のように変化する。
可塑化スクリュー22の回転速度を上げると、可塑化シリンダ21内で可塑化していない固体状態のブレンド原料が可塑化スクリュー22によって先端側に押し出される推進力が大きくなるため、ブレンドユニット部30へのブレンド原料の供給量が多くなる。一方、可塑化スクリュー22の回転数を下げると、可塑化シリンダ21内で可塑化していない固体状態のブレンド原料が可塑化スクリュー22前方に押し出される推進力が小さくなるため、ブレンドユニット部30へのブレンド原料の供給量が少なくなる。
The supply amount of the blend raw material to the
When the rotational speed of the
ブレンドユニット部30においては、ブレンドスクリュー32の回転数を高くすると、可塑化した樹脂材料に強いせん断力が作用し、分散しにくいブレンド原料であっても好適に分散させることができる。分散しやすいブレンド原料の場合は、ブレンドスクリュー32の回転数が低くても、弱いせん断力で良好に分散させることができる。
In the
また、ブレンドスクリュー32の回転数を高くすると、ブレンドユニット部30に供給されるブレンド原料は、ブレンドスクリュー32から強い推進力を受けるため、排出口31bからのブレンド材料の排出量が多くなる。しかし、可塑化ユニット部20から供給される可塑化した樹脂材料の供給量が一定であるので、可塑化ユニット部20からの供給量が不足してブレンドユニット部30からの排出量が少なくなり、その後再び多くなるような脈動を繰り返すようになる。このため、射出成形機等へのブレンド材料の供給が不安定になる。
Further, when the number of rotations of the
そこで、本発明では、ブレンドシリンダ31に排出量調整部34Aを設け、排出量調整部34Aによって可塑化ユニット部20からのブレンド原料の供給量とブレンドユニット部30からのブレンド材料の排出量とが略等しくなるようにブレンド材料の排出を制御することで上述の脈動を抑える。本実施形態では、排出口31bおよび排出管路36を有し、ブレンドシリンダ31に交換可能に取り付けられた複数の管路部材により排出量調整部34Aが構成されており、ブレンドシリンダ31に取り付けられた管路部材41の排出口31bおよび排出管路36の径によってブレンドシリンダ31からのブレンド材料の排出されやすさが変化する。
管路部材41がブレンドシリンダ31に対して交換可能であるため、可塑化ユニット部20からの供給量を考慮して所定の径の排出口および排出管路を有する管路部材を選択してブレンドシリンダ31に取り付けることで、ブレンド原料やブレンド条件等に応じてブレンドシリンダ31からのブレンド材料の排出されやすさを適切な状態に調整し、可塑化ユニット部20からの供給量とブレンドユニット部30からの排出量とが略等しくなるよう調整することができる。
調整にあたっては、予め可塑化ユニット部20からの供給量の設定値等に応じた予備検討等を行って排出口および排出管路の径の最適値を把握しておき、条件を満たす所定の管路部材をブレンドシリンダ31に取り付けるのが好ましい。
Therefore, in the present invention, the discharge
Since the
In the adjustment, a preliminary examination or the like according to the set value of the supply amount from the
ブレンドスクリュー32の回転数が高回転であると、ブレンドユニット部30からのブレンド材料の排出態様が上述の脈動を繰り返すようになることはすでに説明したが、ブレンドシリンダ31の先端部に所定の管路部材を取り付けて排出口および排出管路の径を小さくすると、ブレンドユニット部30からブレンド材料が排出されにくくなる。その結果、ブレンドスクリュー32を高回転にしてもそれに対応してブレンド材料の排出が急速に増加することが抑制される。したがって、可塑化ユニット部20からのブレンド原料の供給が追いつかなくなることがなくなって、ブレンドシリンダ31からのブレンド材料排出における脈動がなくなり、可塑化ユニット部20から供給されたブレンド原料とほぼ同一量のブレンド材料がブレンドユニット部30から安定的に排出されるようになる。
As described above, when the number of rotations of the
一方、ブレンドスクリュー32の回転数が低回転である場合、ブレンドユニット部30に供給されるブレンド原料がブレンドスクリュー32から受ける推進力は小さい。そのため、排出口および排出管路の径が小さすぎると、ブレンドユニット部30からブレンド材料が充分排出されず可塑化ユニット部20からのブレンド原料の供給量を下回る結果、ブレンド原料やブレンド材料の一部がブレンドスクリュー32の後端側から漏れだすことがある。
このような場合は、例えば図1(b)に示すように、管路部材41より径のより大きい排出口31bおよび排出管路36を有する管路部材42を、管路部材41に代えてブレンドシリンダ31に取り付けると、ブレンドユニット部30からブレンド材料が排出されやすくなり、ブレンド原料の供給量と略一致する結果、ブレンドスクリュー32の後端側からの漏れがなくなる。
On the other hand, when the rotational speed of the
In such a case, for example, as shown in FIG. 1B, a
上述した傾向に基づき、本実施形態の溶融混練装置10Aにおいては、可塑化ユニット部20からのブレンド原料の供給量に応じて、適切な径の排出口および排出管路を有する管路部材を選択してブレンドシリンダ31に取り付け、可塑化ユニット部20からのブレンド原料の供給量とブレンドユニット部30からのブレンド材料の排出量とが略等しくなる(両者の差がブレンド原料の供給量のプラスマイナス3%程度に収まる)ようにする。
Based on the above-described tendency, in the melt-kneading
以上説明したように、本実施形態の溶融混練装置10Aによれば、可塑化ユニット部20からブレンドユニット部30へのブレンド原料の供給量に応じて、排出量調整部34Aにおいて複数の管路部材を適宜交換する。その結果、ブレンド原料の供給量とブレンドユニット部30からのブレンド材料の排出量とが略等しくなるため、ブレンド材料の排出における脈動を防ぎ、ブレンド材料を安定的に次工程に送り出すことができる。
As described above, according to the melt-kneading
また、一般にブレンドスクリューの回転数を上げると、ブレンド原料およびブレンド材料がブレンドシリンダ内を移動する速度が増加するため、混練時間が短くなりやすいが、排出量調整部34Aによってブレンドシリンダからのブレンド材料の排出を制御することで、混練時間をより長くすることができる。その結果、ブレンド原料を好適に分散できる程度のせん断力を生じる程度にブレンドスクリューの回転数を上げつつ、適正な混練時間を確保することで、分散性の高いブレンド材料を効率よく生産することができる。その結果、ブレンド材料の製造コストの低減も可能となる。
In general, when the rotation speed of the blend screw is increased, the speed at which the blend raw material and the blend material move through the blend cylinder increases, so that the kneading time tends to be shortened. However, the discharge
(第二実施形態)
次に、本発明の第二実施形態の溶融混練装置について、図2を参照して説明する。本実施形態の溶融混練装置10Bは、第一実施形態の溶融混練装置10Aに対し、排出量調整部の構成のみ異なるため、以下の説明においては、第一実施形態と異なる点を中心に説明を行い、第一実施形態と共通する構成については同一の符号を付して共通する説明を省略する。
(Second embodiment)
Next, the melt-kneading apparatus of 2nd embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG. Since the melt-kneading
図2(a)および図2(b)に示すように、溶融混練装置10Bは、可塑化ユニット部20と、ブレンドユニット部30とを備えており、基本的な構造は溶融混練装置10Aと共通している。
ブレンドユニット部30のブレンドシリンダ31の排出口31bには、ブレンドシリンダ31からのブレンド材料の排出量を調整する排出量調整部34Bが設けられている。排出量調整部34Bは、排出口31bと連通する排出管路にギヤポンプ38が設けられた構成となっており、ブレンドスクリュー32先端からブレンドシリンダ31の外部へブレンド材料を搬送する。ギヤポンプ38は駆動部38gに接続されており、駆動部38gは、図示しないコントローラによってその動作が制御されている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the melt-kneading
The
排出量調整部34Bは、図示しないコントローラの指令を受けて、ギヤポンプ38を所定の回転数で回転させ、可塑化ユニット部20からのブレンド原料の供給量とブレンドユニット部30からのブレンド材料の排出量とが略等しくなるように調整する。コントローラの指令は、使用者が直接入力してもよいし、使用者が入力したブレンド原料の供給量等に基づいて、予め記憶されたテーブル等から指令内容を参照するようにしてもよい。
Upon receiving a command from a controller (not shown), the discharge
排出量調整部34Bにおいては、排出口31bおよび排出管路36の径を変化させるのに代えて、ギヤポンプ38の回転数を変化させることにより、ブレンド材料のブレンドシリンダ31からの排出されやすさを調節する。すなわち、ギヤポンプ38の回転数が増加すると、ブレンド材料が排出されやすくなり、低下すると、ブレンド材料が排出されにくくなる。これにより、第一実施形態の溶融混練装置と同様に、ブレンド材料の排出における脈動を防ぐとともに、分散性の高いブレンド材料を効率よく生産することができる。
In the discharge
また、ギヤポンプ38の回転数を変更するだけで、ブレンド材料の排出されやすさを調節することができるため、第一実施形態のように、部材の交換が必要なく、容易かつ効率的に調節を行うことができる。 Further, since it is possible to adjust the ease with which the blend material is discharged simply by changing the number of revolutions of the gear pump 38, the member need not be replaced as in the first embodiment, and the adjustment can be performed easily and efficiently. It can be carried out.
本実施形態の溶融混練装置について、実施例を用いてさらに説明する。
まず、可塑化ユニット部20における可塑化スクリュー22の回転数および可塑化シリンダ21の温度を、図3に示す条件1〜条件5の通りに設定し、可塑化ユニット部20から排出(すなわちブレンドユニット部に供給)されるブレンド原料の量を計測した。ブレンド原料として、汎用のポリカーボネートのペレット(三菱エンジニアリングプラスチックス社製 H4000)とポリエチレン(日本ポリエチレン社製 HY420)のペレットを1:1の配合でドライブレンドしたものを用い、排出量は1分おきに重量計測した。
結果は図3および図4に示す通りであり、可塑化スクリュー22の回転数を上げると、それに伴い排出量が増加することが確認された。いずれの条件においても1分ごとの排出量におけるばらつきは少なく、可塑化ユニット部からはブレンドユニット部に安定的にブレンド原料が供給されることが推測された。
The melt-kneading apparatus of this embodiment is further demonstrated using an Example.
First, the number of rotations of the
The results are as shown in FIGS. 3 and 4, and it was confirmed that when the number of rotations of the
(実施例1 排出口の径の調節による制御)
可塑化ユニット部における動作条件を上記の条件3とし、ブレンドユニット部30におけるブレンドスクリュー32の回転数およびブレンドシリンダ31の温度を図5に示す条件AないしDの4パターン設定して、ブレンドユニット部30から排出されるブレンド材料の量およびその挙動を検討した。管路部材の交換により調節する排出口および排出管路の径はφ3、2、および1mmの3パターン検討した。
(Example 1 Control by adjusting the diameter of the discharge port)
The operating condition in the plasticizing unit section is the
図5および図6に、排出口および排出管路の径をφ3mmとしたときの結果を示す。条件AおよびBでは、ブレンド材料の排出量がブレンド原料の供給量と略同一となり、1分ごとに計測した排出量の値も安定していた。一方、条件CおよびDでは、ブレンド材料の排出量が1分ごとに大きく変動しており、排出の脈動が見られた。
以上より、排出口および排出管路の径をφ3mmとすることで、可塑化ユニット部の条件3、かつブレンドユニット部の条件AおよびBの生産条件下において、脈動を防ぎ、安定してブレンド材料を排出することができた。
5 and 6 show the results when the diameter of the discharge port and the discharge pipe is φ3 mm. Under conditions A and B, the discharge amount of the blend material was substantially the same as the supply amount of the blend material, and the discharge value measured every minute was stable. On the other hand, under conditions C and D, the discharge amount of the blend material fluctuated greatly every minute, and discharge pulsation was observed.
As described above, by setting the diameter of the discharge port and the discharge pipeline to 3 mm, pulsation can be prevented and stably blended under the
図7および図8に、排出口および排出管路の径をφ2mmとしたときの結果を示す。条件AないしDのいずれにおいても、ブレンド材料の排出量がブレンド原料の供給量と略同一となり、1分ごとに計測した排出量の値も安定していた。
以上より、排出口および排出管路の径をφ2mmとすることで、可塑化ユニット部の条件3、かつブレンドユニット部の条件AないしDの生産条件下において、安定してブレンド材料を排出することができた。
7 and 8 show the results when the diameter of the discharge port and the discharge pipe is φ2 mm. In any of the conditions A to D, the discharge amount of the blend material was substantially the same as the supply amount of the blend raw material, and the discharge amount value measured every minute was stable.
As described above, by setting the diameter of the discharge port and the discharge pipe to φ2 mm, the blend material can be discharged stably under the production conditions of the
図9および図10に、排出口および排出管路の径をφ1mmとしたときの結果を示す。条件CおよびDでは、ブレンド材料の排出量がブレンド原料の供給量と略同一となり、1分ごとに計測した排出量の値も安定していた。一方、条件AおよびBでは、ブレンド材料の排出がブレンド原料の供給に追いつかず、ブレンドシリンダの後端側からブレンド原料が漏れ出した。
以上より、排出口および排出管路の径をφ1mmとすることで、可塑化ユニット部の条件3、かつブレンドユニット部の条件CおよびDの生産条件下において、ブレンド原料の漏れ出しを防ぎ、安定してブレンド材料を排出することができた。
9 and 10 show the results when the diameter of the discharge port and the discharge pipe is φ1 mm. Under conditions C and D, the discharge amount of the blend material was substantially the same as the supply amount of the blend raw material, and the discharge value measured every minute was also stable. On the other hand, under conditions A and B, the discharge of the blend material did not catch up with the supply of the blend material, and the blend material leaked from the rear end side of the blend cylinder.
As described above, by setting the diameter of the discharge port and the discharge pipe to φ1 mm, it is possible to prevent leakage of the blend raw material under the
次に、可塑化ユニット部における動作条件を上記の条件5としてブレンド原料の供給用を増加させ、ブレンドユニット部における動作条件を条件AないしDの4パターン設定して、ブレンドユニット部30から排出されるブレンド材料の量およびその挙動を検討した。排出口および排出管路の径はφ6、4、および2mmの3パターン検討した。
Next, the operation conditions in the plasticizing unit section are set to the
図11および図12に、排出口および排出管路の径をφ6mmとしたときの結果を示す。条件Bでは、ブレンド材料の排出量がブレンド原料の供給量と略同一となり、1分ごとに計測した排出量の値も安定していた。
一方、条件CおよびDでは、ブレンド材料の排出量が1分ごとに大きく変動しており、排出の脈動が見られた。さらに、条件Aでは、ブレンド材料の排出がブレンド原料の供給に追いつかず、ブレンドシリンダの後端側からブレンド原料が漏れ出した。
以上より、排出口および排出管路の径をφ6mmとすることで、可塑化ユニット部の条件5、かつブレンドユニット部の条件Bの生産条件下において、脈動および樹脂の漏れ出しを防ぎ、安定してブレンド材料を排出することができた。
FIG. 11 and FIG. 12 show the results when the diameter of the discharge port and the discharge pipe is φ6 mm. Under condition B, the discharge amount of the blend material was substantially the same as the supply amount of the blend raw material, and the discharge amount value measured every minute was also stable.
On the other hand, under conditions C and D, the discharge amount of the blend material fluctuated greatly every minute, and discharge pulsation was observed. Further, under condition A, the discharge of the blend material did not catch up with the supply of the blend material, and the blend material leaked from the rear end side of the blend cylinder.
From the above, by setting the diameter of the discharge port and the discharge pipe to φ6 mm, pulsation and resin leakage are prevented and stabilized under the production conditions of
図13および図14に、排出口および排出管路の径をφ4mmとしたときの結果を示す。条件AないしDのいずれにおいても、ブレンド材料の排出量がブレンド原料の供給量と略同一となり、1分ごとに計測した排出量の値も安定していた。脈動や樹脂の漏れ出しは見られなかった。
以上より、排出口および排出管路の径をφ4mmとすることで、可塑化ユニット部の条件5、かつブレンドユニット部の条件AないしDの生産条件下において、安定してブレンド材料を排出することができた。
FIG. 13 and FIG. 14 show the results when the diameter of the discharge port and the discharge pipe is φ4 mm. In any of the conditions A to D, the discharge amount of the blend material was substantially the same as the supply amount of the blend raw material, and the discharge amount value measured every minute was stable. There was no pulsation or resin leakage.
As described above, by setting the diameter of the discharge port and the discharge pipeline to φ4 mm, the blend material can be discharged stably under the production conditions of the
図15および図16に、排出口および排出管路の径をφ2mmとしたときの結果を示す。条件CおよびDでは、ブレンド材料の排出量がブレンド原料の供給量と略同一となり、1分ごとに計測した排出量の値も安定していた。一方、条件AおよびBでは、ブレンド材料の排出がブレンド原料の供給に追いつかず、ブレンドシリンダの後端側からブレンド原料が漏れ出した。
以上より、排出口および排出管路の径をφ2mmとすることで、可塑化ユニット部の条件5、かつブレンドユニット部の条件CおよびDの生産条件下において、ブレンド原料の漏れ出しを防ぎ、安定してブレンド材料を排出することができた。
15 and 16 show the results when the diameter of the discharge port and the discharge pipe is φ2 mm. Under conditions C and D, the discharge amount of the blend material was substantially the same as the supply amount of the blend raw material, and the discharge value measured every minute was also stable. On the other hand, under conditions A and B, the discharge of the blend material did not catch up with the supply of the blend material, and the blend material leaked from the rear end side of the blend cylinder.
From the above, by setting the diameter of the discharge port and the discharge pipe to φ2 mm, it is possible to prevent and stabilize the leakage of the blend raw material under the production conditions of the
以上説明したように、可塑化ユニット部およびブレンドユニット部の動作条件に応じて管路部材の交換により排出口および排出管路の径を適切な値にすることで、ブレンド材料の排出を好適に制御することができることが示された。 As described above, the discharge of the blend material is suitably performed by setting the diameters of the discharge port and the discharge pipe line to appropriate values by exchanging the pipe line members according to the operating conditions of the plasticizing unit section and the blend unit section. It was shown that it can be controlled.
(実施例2 ギヤポンプ回転数の調節による制御)
可塑化ユニット部における動作条件を上記の条件3とし、ブレンドユニット部30におけるブレンドスクリュー32の回転数およびブレンドシリンダ31の温度を条件AないしDの4パターン設定して、ブレンドユニット部30から排出されるブレンド材料の量およびその挙動を検討した。排出口および排出管路の径は2mmで固定し、ギヤポンプ38の回転数は15、30、および45rpmの3パターン検討した。
(Example 2) Control by adjusting the rotation speed of the gear pump
The operating condition in the plasticizing unit section is the
図17および図18に、ギヤポンプ38の回転数を15rpmとしたときの結果を示す。条件BないしDでは、ブレンド材料の排出量がブレンド原料の供給量と略同一となり、1分ごとに計測した排出量の値も安定していた。一方、条件Aでは、ブレンド材料の排出がブレンド原料の供給に追いつかず、ブレンドシリンダの後端側からブレンド原料が漏れ出した。
以上より、ギヤポンプ38の回転数を15rpmとすることで、可塑化ユニット部の条件3、かつブレンドユニット部の条件BないしDの生産条件下において、ブレンド原料の漏れ出しを防ぎ、安定してブレンド材料を排出することができた。
17 and 18 show the results when the rotation speed of the gear pump 38 is 15 rpm. Under conditions B to D, the discharge amount of the blend material was substantially the same as the supply amount of the blend raw material, and the discharge value measured every minute was stable. On the other hand, under condition A, the discharge of the blend material did not catch up with the supply of the blend material, and the blend material leaked from the rear end side of the blend cylinder.
From the above, by setting the rotation speed of the gear pump 38 to 15 rpm, the blending material is prevented from leaking out under the production conditions of the
図19および図20に、ギヤポンプ38の回転数を30rpmとしたときの結果を示す。条件AないしDのいずれにおいても、ブレンド材料の排出量がブレンド原料の供給量と略同一となり、1分ごとに計測した排出量の値も安定していた。
以上より、ギヤポンプ38の回転数を30rpmとすることで、可塑化ユニット部の条件3、かつブレンドユニット部の条件AないしDの生産条件下において、安定してブレンド材料を排出することができた。
19 and 20 show the results when the rotation speed of the gear pump 38 is 30 rpm. In any of the conditions A to D, the discharge amount of the blend material was substantially the same as the supply amount of the blend raw material, and the discharge amount value measured every minute was stable.
From the above, by setting the rotation speed of the gear pump 38 to 30 rpm, it was possible to discharge the blend material stably under the production conditions of
図21および図22に、ギヤポンプ38の回転数を45rpmとしたときの結果を示す。条件AおよびBでは、ブレンド材料の排出量がブレンド原料の供給量と略同一となり、1分ごとに計測した排出量の値も安定していた。一方、条件CおよびDでは、ブレンド材料の排出量が1分ごとに大きく変動しており、排出の脈動が見られた。
以上より、ギヤポンプ38の回転数を45rpmとすることで、可塑化ユニット部の条件3、かつブレンドユニット部の条件AおよびBの生産条件下において、脈動を防ぎ、安定してブレンド材料を排出することができた。
21 and 22 show the results when the rotation speed of the gear pump 38 is 45 rpm. Under conditions A and B, the discharge amount of the blend material was substantially the same as the supply amount of the blend material, and the discharge value measured every minute was stable. On the other hand, under conditions C and D, the discharge amount of the blend material fluctuated greatly every minute, and discharge pulsation was observed.
As described above, by setting the rotational speed of the gear pump 38 to 45 rpm, pulsation is prevented and the blend material is discharged stably under the production conditions of the
次に、可塑化ユニット部における動作条件を上記の条件5としてブレンド原料の供給用を増加させ、ブレンドユニット部における動作条件を条件AないしDの4パターン設定して、ブレンドユニット部30から排出されるブレンド材料の量およびその挙動を検討した。ギヤポンプ38の回転数は30、60、および90rpmの3パターン検討した。
Next, the operation conditions in the plasticizing unit section are set to the
図23および図24に、ギヤポンプ38の回転数を30rpmとしたときの結果を示す。条件BないしDでは、ブレンド材料の排出量がブレンド原料の供給量と略同一となり、1分ごとに計測した排出量の値も安定していた。一方、条件Aでは、ブレンド材料の排出がブレンド原料の供給に追いつかず、ブレンドシリンダの後端側からブレンド原料が漏れ出した。
以上より、ギヤポンプ38の回転数を30rpmとすることで、可塑化ユニット部の条件5、かつブレンドユニット部の条件BないしDの生産条件下において、ブレンド原料の漏れ出しを防ぎ、安定してブレンド材料を排出することができた。
23 and 24 show the results when the rotation speed of the gear pump 38 is 30 rpm. Under conditions B to D, the discharge amount of the blend material was substantially the same as the supply amount of the blend raw material, and the discharge value measured every minute was stable. On the other hand, under condition A, the discharge of the blend material did not catch up with the supply of the blend material, and the blend material leaked from the rear end side of the blend cylinder.
From the above, by setting the rotation speed of the gear pump 38 to 30 rpm, it is possible to prevent the blend raw material from leaking out under the
図25および図26に、ギヤポンプ38の回転数を60rpmとしたときの結果を示す。条件AないしDのいずれにおいても、ブレンド材料の排出量がブレンド原料の供給量と略同一となり、1分ごとに計測した排出量の値も安定していた。
以上より、ギヤポンプ38の回転数を60rpmとすることで、可塑化ユニット部の条件5、かつブレンドユニット部の条件AないしDの生産条件下において、安定してブレンド材料を排出することができた。
25 and 26 show the results when the rotation speed of the gear pump 38 is 60 rpm. In any of the conditions A to D, the discharge amount of the blend material was substantially the same as the supply amount of the blend raw material, and the discharge amount value measured every minute was stable.
From the above, by setting the rotation speed of the gear pump 38 to 60 rpm, it was possible to discharge the blend material stably under the production conditions of
図27および図28に、ギヤポンプ38の回転数を90rpmとしたときの結果を示す。条件AおよびBでは、ブレンド材料の排出量がブレンド原料の供給量と略同一となり、1分ごとに計測した排出量の値も安定していた。一方、条件CおよびDでは、ブレンド材料の排出量が1分ごとに大きく変動しており、排出の脈動が見られた。
以上より、ギヤポンプ38の回転数を90rpmとすることで、可塑化ユニット部の条件5、かつブレンドユニット部の条件AおよびBの生産条件下において、脈動を防ぎ、安定してブレンド材料を排出することができた。
27 and 28 show the results when the rotation speed of the gear pump 38 is 90 rpm. Under conditions A and B, the discharge amount of the blend material was substantially the same as the supply amount of the blend material, and the discharge value measured every minute was stable. On the other hand, under conditions C and D, the discharge amount of the blend material fluctuated greatly every minute, and discharge pulsation was observed.
As described above, by setting the rotation speed of the gear pump 38 to 90 rpm, pulsation is prevented and the blend material is discharged stably under the production conditions of the
以上説明したように、可塑化ユニット部およびブレンドユニット部の動作条件に応じてギヤポンプの回転数を適切な値にすることで、ブレンド材料の排出を好適に制御することができることが示された。 As described above, it has been shown that the discharge of the blend material can be suitably controlled by setting the rotation speed of the gear pump to an appropriate value in accordance with the operating conditions of the plasticizing unit portion and the blending unit portion.
以上、本発明の各実施形態および各実施例について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。
例えば、排出量調整部については、ブレンド材料のブレンドシリンダからの排出しやすさを調節することができるものであれば、上述した以外のいかなる構成が用いられてもよい。
The embodiments and examples of the present invention have been described above. However, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and combinations of components may be changed without departing from the spirit of the present invention. Various changes can be added to or deleted from each component.
For example, as for the discharge amount adjusting unit, any configuration other than those described above may be used as long as the ease of discharging the blend material from the blend cylinder can be adjusted.
また、上記実施形態では、排出口および排出管路の径や、ギヤポンプの回転数について具体的な数値を挙げているが、これは溶融混練装置10A、10Bの各部の寸法や条件に応じて最適値が異なる可能性があるため、あくまで一例に過ぎない。
したがって、本発明の実施時には、実際の溶融混練装置の構成に基づき、最適な排出口および排出管路の径やギヤポンプの回転数を予備実験等により把握して設定するのが好ましい。
Moreover, in the said embodiment, although the specific numerical value is mentioned about the diameter of a discharge port and a discharge pipeline, and the rotation speed of a gear pump, this is optimal according to the dimension and conditions of each part of the melt-kneading
Therefore, at the time of carrying out the present invention, it is preferable to determine and set the optimum outlet and outlet pipe diameter and gear pump rotation speed through preliminary experiments and the like based on the actual melt-kneader configuration.
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。 In addition to this, the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate without departing from the gist of the present invention.
10A、10B 溶融混練装置
20 可塑化ユニット部
21 可塑化シリンダ
22 可塑化スクリュー
23 駆動部
24 ホッパー部
25 ヒータ
30 ブレンドユニット部
31 ブレンドシリンダ
31a 管路
31b 排出口
32 ブレンドスクリュー
33 駆動部
34A、34B 排出量調整部
35 ヒータ
36 排出管路
38 ギヤポンプ
38g 駆動部
41、42 管路部材
10A, 10B Melting and kneading
Claims (6)
可塑化シリンダと、前記可塑化シリンダ内で回転駆動される可塑化スクリューとを有し、投入された前記ブレンド原料を可塑化する可塑化ユニット部と、
ブレンドシリンダと、前記ブレンドシリンダ内で回転駆動されるブレンドスクリューとを有し、前記可塑化ユニット部から供給された前記ブレンド原料を混練するブレンドユニット部と、
前記ブレンドユニット部に設けられ、前記ブレンドユニット部からの前記ブレンド材料の排出量が、前記可塑化ユニット部から前記ブレンドユニット部へ供給される前記ブレンド原料の供給量と略等しくなるように調節する排出量調整部と、
を備えることを特徴とする溶融混練装置。 A melt-kneading apparatus for producing a blend material by melt-kneading a blend raw material,
A plasticizing cylinder, a plasticizing screw that is rotationally driven in the plasticizing cylinder, and a plasticizing unit that plasticizes the blended raw material that has been charged,
A blend unit having a blend cylinder and a blend screw that is rotationally driven in the blend cylinder, and kneading the blend raw material supplied from the plasticizing unit;
Provided in the blend unit section, and adjust the discharge amount of the blend material from the blend unit section to be substantially equal to the supply amount of the blend raw material supplied from the plasticizing unit section to the blend unit section. An emission control section;
A melt-kneading apparatus comprising:
前記ブレンドユニット部からの前記ブレンド材料の排出量と、前記可塑化ユニット部から前記ブレンドユニット部へ供給される前記ブレンド原料の供給量とが略等しくなるように調節することを特徴とするブレンド材料の製造方法。 A method for producing a blend material using a melt kneading apparatus comprising a plasticizing unit section for plasticizing the charged blend raw material and a blend unit section for kneading the blend raw material supplied from the plasticizing unit section. And
The blending material is adjusted so that a discharge amount of the blending material from the blending unit portion is substantially equal to a supply amount of the blending raw material supplied from the plasticizing unit portion to the blending unit portion. Manufacturing method.
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