JP2583823B2 - 熱可塑性合成樹脂材料を押出す装置 - Google Patents

熱可塑性合成樹脂材料を押出す装置

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、押出機バレルであって、内部に、駆動機
構により駆動される押出スクリュを、その軸線を中心と
して回転自在に軸受け支持したものからなり、この押出
機バレルは、可塑化すべき熱可塑性合成樹脂材料用の、
たとえば、漏斗に接続された入口部を備え、また、溶融
体用の出口部を入口部から軸線方向に離れて備え、さら
に、ガス排出用の少なくとも１個のガス抜き孔を備え、
さらにまた、溶融体が通過する少なくとも１個の溶融体
フィルタを備えるとともに、押出機バレルは、押出スク
リュの外周に設けた戻しねじ山により２個の室に分割さ
れ、一方の室には、入口部が設けられ、他方の室には、
出口部が設けられ、これら室は、溶融体フィルタが設け
られる少なくとも１個の通路により互いに連通され、ガ
ス抜き孔は、出口部を備えた室に接続され、出口部から
軸線方向に離れていて、この出口を備えた室では、押出
スクリュは、非圧縮領域をもたらすねじ山形成部を備え
る、熱可塑性合成樹脂材料を押し出す装置に関する。
この種の装置は、公知である（US-A3,360,824）。出
口部から排出された溶融体は、成形型、たとえば金型に
供給されて、熱可塑性合成樹脂材料からなる製品が製造
される。
合成樹脂材料スクラップを押出機バレルに入口部から
供給し、バレル内で溶融し、フィルタにより溶融体から
不純物を分離することによって、合成樹脂材料スクラッ
プにリサイクル処理を施すことも公知である。このリサ
イクル処理では、問題があり、一方において、合成樹脂
材料スクラップに含まれている不純物を除去しなければ
ならないということであり、他方において、可塑化中放
出されるガスを除去しなければならないことである。ガ
スは、たとえば、合成樹脂材料に付着している顔料（pr
inting colours）が、ある温度でガス成分を放出する
か、ガス状態にすっかり転換してしまうことにより生ず
る。このようなガス成分を除去するために、公知の装置
には、ガス抜き孔が設けられているが、このガス抜き孔
は、合成樹脂材料の流れ方向において、フィルタを構成
する濾材のすぐ後ろに配置される。不純物を取り除かれ
ガスを除去した合成樹脂材料は、第２の室に導入され
て、その中を出口部に向かって送られる。研究による
と、このような装置は満足のいかないものであることが
わかった。研究によれば、処理した合成樹脂材料のガス
抜きが、不十分であり、これは、合成樹脂材料が、フィ
ルタを通過するときに乱流にさらされるので、合成樹脂
材料からすでに解放され、または解放されようとしてい
るガス成分が、再び合成樹脂材料内に入り込むためであ
る。
このため、単一室内に設けられるワンパートスクリュ
（one-part-worm）では、合成樹脂材料から不純物を取
り除くフィルタを、出口部のすぐ前に置くことも公知で
ある。この場合、ガス抜き孔は、フィルタの前に配置し
て、溶融体が、ガス抜き後にまた不純物を含まないよう
にする。フィルタ、または出口部の前で、押出スクリュ
は、フィルタにより、または出口部に接続した成形型に
より生ずる抵抗に打ち勝つため、必要な送り出し圧力を
もたらすリードを有していなければならない。このた
め、押出スクリュは、この箇所では、最大抵抗に打ち勝
つことができる形状を備えなければならない。もし、こ
の最大抵抗が、たとえば、フィルタの濾材の汚れにより
過度になると、出口部を通る溶融体の押出量が減少する
ため、溶融体に背圧が生じ、溶融体がガス抜き孔から排
出されるという好ましくない事態を生ずる。
他の公知の装置には、さらに別の欠点がある。品質の
高い最終製品の製造に適するようにするため、ファイン
メッシュのフィルタ濾材を使用することが、合成樹脂材
料の溶融体の粘性の点から、全フィルタ面から、さらに
押出量の点から必要とされ、種類が限定されることにな
る。さらに、公知の装置では、ガスが、溶融体がガス抜
き孔を通った後で、溶融体内に含まれている不純物によ
り発生され、最終製品が、十分にガス抜きされないまま
できてしまうこともある。同様のことは、非溶融状態で
ガス抜き孔を通り、その後に溶融状態になる、溶融体内
の不均質物（inhomogenities）にも当てはまり、これら
は、溶融するときになってガスを放出する。
本発明は、公知の装置の欠点を解消し、熱可塑性合成
樹脂材料が、ガス抜き孔から出ることがなく、すべての
不純物と不均質物とが、ガス抜き工程前で既に濾過さ
れ、しかも、合成樹脂材料を確実にガス抜きできる、熱
可塑性合成樹脂材料の押出装置を提供することを目的と
する。本発明は、この目的を、初めに述べた公知の装置
を基礎とし、合成樹脂材料の送り方向において、ガス抜
き孔を、出口部を備えた室と、通路との結合部の後方に
配置し、押出スクリュに、この結合部とガス抜き孔との
間で、非圧縮領域をもたらすねじ山形成部を設け、出口
部を備えた室と、通路との結合部を、戻しねじ山のすぐ
そばに配置することにより達成する。このため、合成樹
脂材料のガス抜きは、合成樹脂材料が、溶融体フィルタ
を通過したのち、再び押出機バレルに入るときにのみ行
なわれる。溶融体フィルタを通過するときから、合成樹
脂材料が、１個または複数個のガス抜き孔に達するとき
まで、合成樹脂材料に含まれていたガスは、合成樹脂材
料から抜け出るのに十分な時間があり、この時間間隔で
は、合成樹脂材料は、大きな圧力を受けることがない。
これは、この時間間隔中、合成樹脂材料は、押出スクリ
ュの非圧縮領域内にあるからである。本発明による非圧
縮領域は、合成樹脂材料の流れ方向において、ガス抜き
孔よりも前に設けられるが、先に述べた公知の装置で
は、ガス抜き孔よりも後に設けられている。
通路が、濾過された合成樹脂材料を、出口部に至る室
に導く開口を、戻しねじ山のすぐそばに設けることによ
って、合成樹脂材料は、戻しねじ山に確実に供給される
ことになる。このようなことは、上述した公知の装置で
はもたらされない。というのは、公知の装置では、濾過
済みの材料が、押出機バレルに再び入れられる開口が、
押出スクリュのねじ山のリードの約半分ほど変位してい
るためである。したがって、押出スクリュは、濾過され
た材料を戻しねじ山から離れる方向に送り込もうとする
ので、戻しねじ山には、合成樹脂材料が十分には供給さ
れないからである。この結果、２個の室は、相互間で確
実に結び付けられることがなく、戻しねじ山が乾燥して
しまう恐れがある。本発明によれば、この様な欠点が回
避されるのが確実であり、さらに、戻しねじ山の全リー
ドは、絶えず、既に濾過された材料によりクリーニング
されるので、戻しねじ山を設けた領域で、合成樹脂材料
のクラッキングが生じることはない。
ガス抜き孔を、合成樹脂材料フィルタから離して設け
ることにより、または、合成樹脂材料のガス抜きを、溶
融体が溶融体フィルタを通過する時点から相当経った後
になって行なうことにより、フィルタの目づまりにより
背圧が生じた場合に、合成樹脂材料が、ガス抜き孔から
流出することがないという利点がある。不均質物と不純
物とは、溶融体がガス抜き孔に到達する前に、溶融体か
ら取り除かれるため、ガス抜き孔の通過後に、新たなガ
スが発生するのが回避される。さらに、本発明によれ
ば、出口部の領域内で溶融体に加わる供給圧力は、成形
型の抵抗だけに打ち勝てばよいので、低くなるという利
点がもたらされる。
周知のように、戻しねじ山は、スクリュのねじ山に対
し、リードが小さい逆方向のピッチが短いねじ山であ
る。この様な戻しねじ山によって、少量、たとえば、溶
融体の約１乃至1.5％が、出口部とガス抜き孔とが形成
された室から、入口部が形成された室の方へ逆方向に送
り込まれる。このため、不純物を含む合成樹脂材料が、
溶融体フィルタをバイパスすることにより、出口部とガ
ス抜き孔とを備えた室に直接達してしまうのが、確実に
回避される。
本発明の好ましい１実施例によれば、入口部を備えた
室から溶融体フィルタに至る通路の入口開口は、戻しね
じ山のすぐそばに配置される。このため、合成樹脂材料
が、長時間、装置内にたまって留まることにより、合成
樹脂材料に熱劣化が生ずるデッドコーナー（dead corne
r）が回避される。
本発明の好ましい１実施例によれば、押出スクリュの
非圧縮領域は、ガス抜き孔まで及んでおり、押出スクリ
ュには、この非圧縮領域に続いて、出口部まで及ぶ排出
領域をもたらすねじ山形成部が設けられる。こうするこ
とにより、合成樹脂材料に、ガス抜き用に十分な時間が
与えられるとともに、他方において、溶融体が、必要な
圧力で、成形型に供給されることが、出口部において確
実となる。好ましくは、非圧縮領域は、出口部を備えた
室に至る通路の開口のすぐそばに位置付けて、非圧縮領
域ができるだけ長くなるようにする。
装置を、ガス抜き処理を必要としない種類の合成樹脂
材料を取り扱えるようにするには、本発明の別の実施例
において、少なくとも１個のガス抜き孔を、閉塞できる
ようにする。
デッドコーナーをなくすには、本発明において、入口
開口、または通路の開口の壁を、戻しねじ山が形成され
る押出スクリュの部分の先端面と同一平面内に位置付け
るとよい。
押出機バレルを横断する、通路の部分の形成を簡易化
するには、本発明において、入口開口、または開口を備
えた通路の部分が、押出機バレルに半径方向に突出する
ようにするとよい。
添付図面には、本発明を、本発明による装置を長さ方
向断面で示した、例示的な実施例により概略的に示して
ある。
本発明による装置は、押出機バレル１を備え、この中
には、適切な駆動機構（図示せず）により駆動される押
出スクリュ２が、その軸線を中心とて回転自在に軸受け
支持されている。可塑化すべき合成樹脂材料は、入口ホ
ッパ４に接続した入口部３を通じて、押出スクリュに供
給される。この可塑化によりできた溶融体は、出口部５
を通じて押出機バレル１から出るが、出口部には、成形
型６が接続される。
入口部３と出口部５とから軸線方向に離れた箇所で、
押出スクリュ２には、戻しねじ山７が形成され、この戻
しねじ山は、向かい合ったねじ山間のピッチが、押出ス
クリュ２のピッチよりも小であるねじ山からなり、押出
スクリュ２の外周と押出機バレル１の内壁との間に微小
間隙をもたらして、押出機バレル内に、２個の室８およ
び９を形成する。入口部３と接続する室８内では、押出
スクリュは、合成樹脂材料が可塑化され、フィルタ抵抗
に打ち勝つのに必要な圧力がもたらされる形状（ねじ山
の深さ、位置）を有する。室８の、戻しねじ山７のすぐ
そばに位置する端部には、複数個の半径方向に突出する
通路部10の開口10′が、押出機バレル１の壁に形成さ
れ、これら通路部は、押出機バレル１の壁を貫通し、押
出機バレル１に固定した複数個のフィルタ収容部12内の
通路11の一部分11′と接続する。各フィルタ収容部12に
は、各通路の一部分11′が開口する中空部13を備える。
少なくとも１個の溶融体フィルタ14が、各中空部内に設
けられるが、このフィルタは、構造は任意である。した
がって、溶融体フィルタは、１個またはそれ以上の濾材
で形成してもよく、すなわち単体品または複合品でもよ
く、さらに、複数個のフィルタ部材が、前後に設けられ
ていてもよい。好ましくは、逆洗可能で、濾材交換位置
に移動できるフィルタを用いる。
溶融体は、溶融体フィルタ14を通過した後、中空部13
からフィルタ収容部12のもう一方の通路部15に流入し、
そこから、押出機バレル１を貫通して半径方向に突出す
る通路部16を介して、室９に流入する。複数個の通路部
16の開口16′が、戻しねじ山７のすぐそばに配置され
る。通路部10および16の戻しねじ山７に近接する箇所の
壁20は、戻しねじ山７の前方面21と同一平面内に位置に
するとよい。
１個またはそれ以上のガス抜き孔17を、通路部16の開
口16′から軸線方向に離れた位置で、室９に設ける。処
理された合成樹脂材料から出るガスは、好ましくは、ガ
ス抜き孔17に管22を介して接続された真空引きポンプに
より、ガス抜き孔を通じて排出できるようにする。ガス
抜き孔17には、適切な閉塞機構を設けてもよい。ガス抜
き孔17の閉塞は、ガスが発生しない合成樹脂材料を処理
する場合に行なう。通路11の開口16′とガス抜き孔17と
の間に位置する、室９の長さ方向の部分で、押出スクリ
ュ２に、合成樹脂材料用の膨張力解放部（tension-rele
ase space）をもたらす非圧縮領域18が形成される形状
をした部分を設けて、ガス抜きを強化する。添付図面に
図示してあるように、押出スクリュ２には、この部分
で、ねじ山の高さがかなり増大していることが好まし
い。このため開口16′を通じて供給される合成樹脂材料
は、この非圧縮領域18にただ送り込まれるにすぎず、ほ
とんど加圧されない。このため、合成樹脂材料内に含ま
れているガスには、合成樹脂材料から出て、押出スクリ
ュ２の外周、すなわち押出機バレル１の内壁23に達する
のに十分な時間がもたらされ、押出機バレルの内壁23か
ら、ガスは、ガス抜き孔17を通じて流出する。同時に、
こうすることによって、合成樹脂材料溶融体が、室９か
らガス抜き孔17を通じて流出するという好ましくない状
態が回避される。
非圧縮領域18に続いて、押出スクリュ２は、非圧縮領
域18に比べてねじ山の高さが低い排出領域19を備え、こ
の排出領域19では、成形型６の抵抗に打ち勝つのに必要
な圧力が形成される。
戻しねじ山７により、少量の溶融体が、室９から室８
へ戻されるため、溶融体が、溶融体フィルタ14をバイパ
スすることによって室８から室９に到達し、不純物と不
均質物とが成形型６に供給されてしまうという状態を、
確実に回避する。
添付図面に概略的に示したフィルタ収容部12の各々
は、押出機バレル１から簡単に外すことができ、分解し
てクリーニングまたは溶融体フィルタ14の交換を行なう
ことができる。
実施例の好ましい態様によれば、戻しねじ山７が形成
された押出スクリュ２の部分の前方面21は開口16′に突
出する。この前方面21が開口16′に突出する距離は、で
きるだけ短くして、開口16′が不必要に覆われることが
ないようにする。この距離は、戻しねじ山７の一山分、
または、その一部までとするとよい。この様な小さな重
複部分によって、戻しねじ山７の最後のねじ山が、濾過
された合成樹脂材料を連れていくのが確実となる。こう
することによって、戻しねじ山７は、締まりが向上し、
新鮮な濾過済み合成樹脂材料により連続してクリーニン
グされることが確実となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュルツ ヘルムト オーストリア共和国 サンクトフロリア ン Ａ―4490 バツトストラツセ 20 (72)発明者 ウエンデリン ジエオルグ オーストリア共和国、リンツ、Ａ−4033 ヴァルトボッテン ヴェグ 84 (56)参考文献 特開 平２−92516（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−80117（ＪＰ，Ｕ) 米国特許3360824（ＵＳ，Ａ) 仏国発明特許1579277（ＦＲ，Ａ)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】押出機バレル（１）であって、内部に、駆
    動機構により駆動される押出スクリュ（２）を、その軸
    線を中心として回転自在に軸受け支持したものからな
    り、この押出機バレルは、可塑化すべき熱可塑性合成樹
    脂材料用の入口部（３）を備え、また、溶融体用の出口
    部（５）を入口部（３）から軸線方向に離れて備え、さ
    らに、ガス排出用の少なくとも１個のガス抜き孔（17）
    を備え、さらにまた、溶融体が通過する少なくとも１個
    の溶融体フィルタ（14）を備えるとともに、押出機バレ
    ル（１）は、押出スクリュの外周に設けた戻しねじ山
    （７）により２個の室（８、９）に分割され、一方の室
    には、入口部（３）が設けられ、他方の室には、出口部
    （５）が設けられ、これら室は、溶融体フィルタ（14）
    が設けられる少なくとも１個の通路（11）により互いに
    連通され、ガス抜き孔（17）は、出口部（５）を備えた
    室（９）に接続され、出口部（５）から軸線方向に離れ
    ており、一方の室（９）内で、押出スクリュ（２）は、
    非圧縮領域（18）をもたらすねじ山形成部を備える、熱
    可塑性合成樹脂材料を押し出す装置において、ガス抜き
    孔（17）は、合成樹脂材料の送り方向において、出口部
    （５）を備えた室（９）内で、通路（11）の開口（1
    6′）の後に配置され、非圧縮領域（18）は、この開口
    （16′）とガス抜き孔（17）との間に位置し、戻しねじ
    山（７）は、戻しねじ山（７）が、出口部（５）を備え
    た室（９）からの可塑化された合成樹脂材料を絶えず供
    給されるように、出口部（５）を備えた室（９）に通路
    （11）が出る開口（16′）の壁まで実質的に達すること
    を特徴とする装置。
  2. 【請求項２】請求項１の記載において、前記入口部
    （３）を備えた室（８）から前記溶融体フィルタ（14）
    に通じる、前記通路（11）の入口開口（10′）もまた、
    前記戻しねじ山（７）のすぐそばに配置されることを特
    徴とする装置。
  3. 【請求項３】請求項１または２の記載において、前記押
    出スクリュ（２）の非圧縮領域（18）は、前記ガス抜き
    孔（17）まで及び、押出スクリュ（２）は、非圧縮領域
    （18）を介して、前記出口部（５）まで及ぶ排出領域
    （19）を形成する、ねじ山形状を備えることを特徴とす
    る装置。
  4. 【請求項４】請求項３の記載において、前記非圧縮領域
    （18）は、前記出口部（５）を備えた室（９）に通じ
    る、前記通路（11）の開口（16′）のすぐそばに位置す
    ることを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかの記載におい
    て、少なくとも１個のガス抜き孔（17）は、閉塞できる
    ようになっていることを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】請求項１ないし５のいずれかの記載におい
    て、前記入口開口（10′）、または前記開口（16′）の
    壁（20）は、前記戻しねじ山（７）を備えた押出機
    （２）の部分の先端面（21）とつらいちであることを特
    徴とする装置。
  7. 【請求項７】請求項１ないし６のいずれかの記載におい
    て、入口開口（10′）または開口（16′）を備えた通路
    部（10、16）は、前記押出機バレル（１）内で半径方向
    に突出することを特徴とする装置。
  8. 【請求項８】請求項１ないし５、または７のいずれかの
    記載において、前記戻しねじ山（７）を備えた押出機
    （２）の部分の先端面が、前記開口（16′）と多少重複
    することを特徴とする装置。
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