JP3081420B2 - 可塑化装置及び可塑化方法 - Google Patents
可塑化装置及び可塑化方法Info
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Description
を高めることによって、成形品の生産量の増大と、品質
の向上を図った可塑化装置及び可塑化方法に関する。
化装置では、シリンダにベント孔を設け、このベント孔
から、材料を可塑化している途中に発生するガスをシリ
ンダ内部より脱気することによって、可塑化されつつあ
る材料から空気や揮発物及び水分等を除去し成形品の品
質を向上させている。この場合、材料の脱気を効果的に
行なうためには、ベント孔より手前側をシールして、脱
気時におけるシリンダ外部から内部への空気の流入を防
止する必要がある。このシールが適切に行なわれていな
いと、材料供給側からシリンダ外部の空気が流入した
り、シリンダ内の材料がベント孔より吸引されてしま
い、材料の脱気を効果的に行なうことができない。
すようにスクリュ101のベント孔102(ベント部)
より手前に位置する部分に、スクリュ溝を浅くしたコン
プレッション部を形成し、材料の搬送中にこのコンプレ
ッション部において材料をシリンダ103内に充満させ
てベント部のシールを行なっていた。また、特公昭45
−27912号公報に開示されている押出機のように、
押圧力によって開閉自在な押圧弁を具備した別個の可動
弁装置をフィーダに設け、ホッパ出口をこの押圧弁によ
って塞ぎ、材料供給側とのシールを行なう構成のものも
あった。一方、従来の可塑化方法にあっては、材料に含
まれている空気の脱気が十分行われていない状態で成形
が行われていた。
装置には次のような課題があった。すなわち、材料供給
側のシール手段として、スクリュにコンプレッション部
を形成したものにあっては、コンプレッション部の部分
だけスクリュの全長が長くなり、装置全体が大型かつ高
価になってしまう。また、フィーダに別個の可動弁装置
を設けたものにあっては、フィーダの構成が複雑で、し
かも高価になってしまう。
われていない材料を成形することになるため、材料の嵩
密度が低く、シリンダ内の材料が不足した状態となって
成形品の生産量が減少するとともに、成形品の品質も低
下してしまう。
れたものであり、装置の小型化とローコスト化を図りつ
つ、材料(材料間及び/又は材料内)に含まれている空
気を効果的に取り除いてシリンダ内部の真空度を高め、
成形品の生産量の増大と品質の向上を図った可塑化装置
と可塑化方法の提供を目的とする。
に、本発明の可塑化装置は、内部にスクリュを挿設した
シリンダの材料供給部にロータリバルブを介してホッパ
を密閉接続するとともに、前記ロータリバルブと前記シ
リンダの中間に空気を外部に吸引するための吸引管を接
続し、かつ、前記シリンダの材料供給部付近に、前記吸
引管からの吸引圧より大きい吸引圧で空気を外部に吸引
するための空気抜き部を設けた構成としてある。そし
て、好ましくは、前記空気抜き部を、前記シリンダの材
料供給部付近の下部に設けた構成としてある。
ため、複数のロータリバルブを密閉接続して積層させた
構成、さらに、複数のロータリバルブを連結管を介して
密封接続するとともに、この連結管から連結管内の空気
を外部に吸引する吸引ポンプを接続した構成、さらにま
た、複数のロータリバルブを材料貯蔵部を介して密閉接
続するとともに、この材料貯蔵部に、材料貯蔵部から空
気を外部に吸引する吸引ポンプを接続した構成としてあ
る。
せるための他の手段として、ロータリバルブの上部にシ
ャットアウトバルブを密閉接続した構成とし、さらに、
ロータリバルブの上部に連結管を介してシャットアウト
バルブを密閉接続するとともに、この連結管に、連結管
から空気を外部に吸引する吸引ポンプを接続した構成と
してある。
を挿設したシリンダ内に、ロータリバルブによって材料
を供給しながら可塑化を行なう方法であって、上記ロー
タリバルブを連続回転、又は、間欠回転させながら材料
をシリンダ内に供給するとともに、前記材料を前記ロー
タリバルブからシリンダ内へ供給する間に材料から空気
を吸引して取り除き、さらに、前記シリンダ内の材料か
ら、前記ロータリバルブとシリンダの間で吸引する圧力
より大きい吸引圧で空気を吸引しつつ可塑化する方法と
してある。なお、本明細書において空気とは、空気を含
む各種ガス等の気体一般を包含する概念である。
供給手段として、シール性の高いロータリバルブを使用
しているので、特殊なスクリュやシール装置を用いるこ
となくシリンダ内のシールを確実に行ない、かつ、各種
脱気手段を設けることによってシリンダ内の真空度を高
めることができる。また、上記本発明の可塑化方法によ
れば、シリンダ内に供給される材料から空気を取り除く
ことによって、材料の嵩密度を高めることができる。
法の実施例について図面を参照しつつ説明する。まず、
本発明の第一実施例に係る単軸スクリュ式可塑化装置に
ついて説明する。図1は本実施例に係る可塑化装置を示
す断面図である。同図において、1はホッパで、このホ
ッパ1の出口側にはロータリバルブ2が接続してある。
また、ロータリバルブ2の出口側は、連結管3を介して
シリンダ4に密閉接続してある。このロータリバルブ2
は駆動モータ2aによって回転させられ、ホッパ1内の
材料をシリンダ4に供給する。
て回転させられるスクリュ5が挿設してある。また、シ
リンダ4の、連結管3と接合する材料供給部付近、本実
施例ではシリンダ4のスクリュ根元部5aと対応するシ
リンダ下部には、シリンダ4内の空気を外部に吸引する
ための空気抜き孔(空気抜き部)4aが設けてある。こ
の空気抜き部4aは、一つ又は複数であってもよく、ま
た、一部又は全部を多孔質としてもよい。さらに、スク
リュ根元部5a近傍には、駆動部7側からの空気の流入
を防ぐための回転シール部6が設けてある。
する検出部9と、この検出部9からの信号を受けて、ロ
ータリバルブ2の駆動モータ2aの回転数を制御する制
御部10が設けてある。8はヒータであり、シリンダ4
の周面に設けられており、シリンダ4を加熱して、シリ
ンダ内の材料を溶融する。
リュ式可塑化装置を示す断面図である。本実施例の可塑
化装置は、ロータリーバルブ2とシリンダ4を連接する
連結管3の一部に吸引ポンプ11の吸引管が接続してあ
り、この吸引ポンプ11によって連結管3内の材料から
空気を吸引する構成としてある。本実施例装置による
と、シリンダに供給する前の段階でも、材料から空気を
吸引して取り除くことができる。なお、材料の流れを良
くするには、空気抜き孔4aからの吸引圧を連結管3内
からの吸引圧より大きくすることが好ましい。
リュ式可塑化装置を示す断面図である。本実施例の可塑
化装置は、二本のスクリュ5,5(一本のスクリュのみ
図示)が互いに噛み合った状態でシリンダ4内に挿設さ
れている。また、シリンダ4の上部には、シリンダ4内
の空気及び材料から発生した揮発物や水分等を外部に吸
引するためのベント孔4bが設けてある。
三実施例の可塑化装置は、ロータリバルブ2によって常
に、シリンダ4の内部と外部がシールされているので、
空気孔4a,吸引ポンプ11及びベント孔4bからの脱
気時に、材料供給側から空気が流入するのを有効に防止
する。したがって、吸引ポンプ11から空気を、空気抜
き孔4a及び/又はベント孔4bから空気,揮発物及び
水分等を効果的に吸引することができ、シリンダ4内の
材料の脱気効果が向上する。また、ロータリバルブを用
いることによって、材料を連続又は間欠といったように
任意の態様で任意の量だけ供給できる。さらに可塑化装
置が多軸のスクリュを有するものであるときには、スク
リュの回転とロータリバルブの回転を同期させて、スク
リュ回転に対応した量の材料を適切に供給することがで
きる。
来例の可塑化装置のようにスクリュにコンプレッション
部を形成したり、フィーダに複雑な構成の可動弁装置を
設けることなくシリンダ4内のシールを十分に行なえ
る。したがって、スクリュの全長を短くして装置全体を
小型かつローコスト化でき、さらにフィーダの構成を簡
素化することが可能となる。
では、一台のロータリバルブによって材料をシリンダ内
に供給する構成となっているが、材料供給側のシール性
をより高めるため、積層した複数のロータリバルブによ
って材料を供給する構成、あるいは、ロータリバルブの
上部にシャットアウトバルブを設けて材料を供給する構
成に変更することもできる。以下、これら可塑化装置の
実施例について説明する。
置を示す部分断面図である。本実施例の可塑化装置は、
ホッパ1と連結管3の間に二台のロータリバルブ21,
22を直接密閉接続して積層した構成としてある。この
実施例によると、二台のロータリバルブを積層した構成
としてあるので、シリンダ4の外部と内部のシール性を
より向上させることができ、シリンダ4内での材料から
の脱気をさらに効果的に行なえる。なお、本実施例の可
塑化装置は、単軸スクリュ式、二軸スクリュ式のどちら
の可塑化装置でも実施することができる。
置を示す部分断面図である。本実施例の可塑化装置は、
二台のロータリバルブ21,22を連結管30を介して
互いに密閉接続するとともに、この連結管30に、連結
管30から空気を外部に吸引する第二実施例と同様の吸
引ポンプ31の吸引管を接続した構成としてある。この
実施例によると、シリンダ4へ供給する前の材料から空
気を取り除くことができる。
置を示す部分断面図である。本実施例の可塑化装置は、
二台のロータリバルブ21,22を材料貯蔵部40を介
して互いに密閉接続するとともに、この材料貯蔵部40
に、材料貯蔵部40から空気を外部に吸引する第二実施
例と同様の吸引ポンプ41の吸引管を接続した構成とし
てある。この実施例によると、ホッパ1から供給された
材料はいったん、材料貯蔵部40内に蓄積され、吸引ポ
ンプ41によって一定時間脱気が行なわれる。したがっ
て、材料をシリンダ4内に供給する前に、材料から空気
をより確実に取り除くことができ、材料の嵩密度を高め
ることができる。
のような構成としてある。すなわち、材料供給部付近に
おけるシリンダ4の壁部を、外筒である加熱シリンダ4
cと内筒である通気性シリンダ4dからなる二重円筒構
造とし、吸引ポンプ42によってシリンダ4内から空気
を外部に吸引する構成としてある。このような構成とす
ると、シリンダ4内における材料から空気を効果的に脱
気することができるとともに、材料の嵩密度をより高く
することができる。
置を示す部分断面図である。本実施例の可塑化装置は、
入口側をホッパ50に密閉接続するとともに、出口側を
シリンダ4に密閉接続した材料供給路60内において、
単一の駆動モータ20aによって回転させられる三台の
ロータリバルブ23,24,25を同一回転軸上に多列
に配置した構成としてあり、また、材料供給路60の出
口側近傍には、シリンダ4への材料押出手段として、駆
動モータ70aに回転させられるスクリュフィーダ70
が取り付けてある。この実施例によると、三台のロータ
リバルブ23,24,25を多列に配置するとともに、
シリンダ4への材料押出手段としてスクリュフィーダ7
0を取り付けた構成としてあるので、シリンダ4内の真
空度が向上し、シリンダ4内における材料から空気の脱
気が効果的に行なえ、さらには、材料の供給量を増大さ
せることができる。
タ8(図1〜図3参照)の熱がシリンダ4を介してロー
タリバルブ23,24,25に伝わると、材料供給路6
0内の材料が溶けてロータリバルブ23,24,25の
シール性が低下してしまうことがある。そこで、本実施
例では、シリンダ4の材料供給側の周面に、水等の冷媒
81を循環させる冷却部80を設けた構成としてあり、
この冷却部80によって、ヒータ8等の熱がロータリバ
ルブ23,24,25に伝わるのを防止し、ロータリバ
ルブ23,24,25のシール性を向上させている。な
お、このような冷却部80は本実施例に限らず、上述し
た第一〜第六実施例に係る可塑化装置のシリンダ4に設
けても本実施例と同様の効果を奏する。
置を示す部分断面図である。本実施例の可塑化装置は、
ホッパ1と連結管3の間にシャットアウトバルブとして
のボール弁26と、ロータリバルブ22を直接密閉接続
して積層した構成としてある。ボール弁26は、制御部
10からの信号で駆動するモータ27によって90度づ
つ回転して位置を変え、材料の供給と遮断を繰り返して
行なう。この実施例によると、ボール弁26とロータリ
バルブ22を積層した構成としてあるので、シリンダ4
の外部と内部のシール性をより向上させることができ、
シリンダ4内での材料からの空気の脱気をさらに効果的
に行なえ、特に、粉末状材料の供給に適している。な
お、本実施例の可塑化装置は、単軸スクリュ式、二軸ス
クリュ式のどちらの可塑化装置でも実施することができ
る。
置を示す部分断面図である。本実施例の可塑化装置は、
ボール弁26とロータリバルブ22を連結管30を介し
て互いに密閉接続するとともに、この連結管30に、連
結管30から空気を外部に吸引する第二実施例と同様の
吸引ポンプ31の吸引管を接続した構成としてある。こ
の実施例によると、材料をシリンダ4内に供給する前に
材料から空気を取り除くことができる。
装置を示す部分断面図である。本実施例の可塑化装置
は、ボール弁26とロータリバルブ22を材料貯蔵部4
0を介して互いに密閉接続するとともに、この材料貯蔵
部40に、材料貯蔵部40から空気を外部に吸引する第
二実施例と同様の吸引ポンプ41の吸引管を接続した構
成としてある。なお、シャットアウトバルブ26として
は、ボール弁のほか、バタフライ弁,スライド弁などを
用いることもできる。
によれば、シリンダ4への材料の供給手段を、複数のロ
ータリバルブ21,22(23,24,25)を積層し
た構成、あるいは、ロータリバルブ22にシャットアウ
トバルブ26を積層した構成としてあるので、シリンダ
4のシール性をより向上させることができるとともに、
シリンダ4内における材料からの脱気をさらに効果的に
行なうことができる。また、吸引ポンプ31(41,4
2)を取り付けた構成とした場合は、シリンダへ供給す
る前の材料から空気を確実に取り除くことができ、上述
したシール性の向上の効果とあわせてシリンダ4内にお
ける材料からの脱気をより効果的に行なうことができ
る。
塑化装置を用いた可塑化方法の実施例について説明す
る。本実施例に係る可塑化方法は、ロータリバルブ22
を連続又は間欠回転させて任意の量だけシリンダ4内に
供給して可塑化する方法、又は、ロータリバルブ22の
回転速度をスクリュ5の回転速度に同期させ、スクリュ
5の回転速度に応じた適量の材料をシリンダ4内に供給
して可塑化を行なう。
転速度をスクリュ5の回転速度に同期させて材料を供給
し可塑化する場合について説明する。スクリュ5とロー
タリバルブ2の同期化は、駆動部7に設けた検出部9と
制御部10によって行なっている。すなわち、検出部9
はスクリュ5の回転数を検出して制御部10に信号を出
力し、制御部10は検出部9からの信号に基づいて駆動
モータ2aを回転させ、ロータリバルブ2の回転をスク
リュ5の回転数に対応した回転数となるようにしてい
る。これによって、スクリュ5とロータリバルブ2の回
転速度は同期化され、スクリュ5の回転速度が変化する
とロータリバルブ2の回転速度も変化して、回転速度に
応じた適量の材料が常に、シリンダ4内に供給される。
ブ2によってシールされているので、本可塑化方法を第
一実施例の可塑化装置を用いて実施する場合は、シリン
ダ4の空気抜き孔4aから材料に含まれている空気が効
果的に吸引されるとともに、空気がシリンダ4内を流
れ、この空気の流れによって材料をシリンダ4内へ良好
に吸い込む。これにより、シリンダ4内における材料の
嵩密度を高めるとともに、材料の供給が確実かつスムー
ズとなり、吐出量のばらつき等もなくなる。また、本可
塑化方法を第二実施例の可塑化装置を用いて実施する場
合は、供給前の材料から空気を取り除くことによって材
料の嵩密度を、より一層高めている。
化装置を用いて実施する場合は、シリンダ4の上部に設
けたベント孔4bから空気,揮発物及び水分等が吸引さ
れ、シリンダ4内の不純物の脱気を効果的に行なうとと
もに、材料の嵩密度を高める。またさらに、本可塑化方
法を第四〜第七実施例の可塑化装置を用いて実施する場
合は、材料供給側のシール性が高いのでシリンダ4内に
おける材料の嵩密度をより高める。
ば、ロータリバルブの高いシール性にもとづいた効果的
な脱気作用によって、シリンダ4内の材料を常に嵩密度
の高い状態とするとともに、材料から不純物(空気,揮
発物,水分等)を除去し、成形品の生産量増大と、品質
の向上を可能とする。
リュ式のようにスクリュの谷が深く、材料がシリンダの
下部のみに存在するような場合に特に有効に作用する。
は上述した実施例に限定されるものではない。例えば、
本発明の可塑化装置は上述した単軸式あるいは二軸式の
ものに限定されず、二軸以上のスクリュを有する多軸ス
クリュ式に変更することもできる。この場合、第二実施
例の可塑化装置と同様に、シリンダ4の上部にベント孔
4bを設けるとシリンダ4内の不純物を効果的に脱気す
ることができる。このベント孔は単軸式の可塑化装置に
設けることも勿論可能である。また、本可塑化装置及び
可塑化方法は、粉末状あるいは粒状等の各種材料を可塑
化する場合に広く適用できる。
置によれば、装置の小型化を図りつつ、シリンダ内部の
真空度を高めることができる。また、本発明の可塑化方
法によれば、十分脱気を行なった材料による成形が可能
となって成形品の生産量の増大と品質の向上を図れる。
た可塑化装置を示す縦断面図である。
た可塑化装置を示す縦断面図である。
た可塑化装置を示す縦断面図である。
分断面図である。
分断面図である。
分断面図である。
分断面図である。
分断面図である。
分断面図である。
部分断面図である。
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 内部にスクリュを挿設したシリンダの材
料供給部にロータリバルブを介してホッパを密閉接続す
るとともに、前記ロータリバルブと前記シリンダの中間
に空気を外部に吸引するための吸引管を接続し、かつ、
前記シリンダの材料供給部付近に、前記吸引管からの吸
引圧より大きい吸引圧で空気を外部に吸引するための空
気抜き部を設けたことを特徴とする可塑化装置。 - 【請求項2】 前記空気抜き部を、前記シリンダの材料
供給部付近の下部に設けた請求項1記載の可塑化装置。 - 【請求項3】 ロータリバルブを複数積層して設けた請
求項1又は2記載の可塑化装置。 - 【請求項4】 複数のロータリバルブを連結管を介して
密閉接続するとともに、この連結管に、連結管から空気
を外部に吸引するための吸引ポンプを接続した請求項3
記載の可塑化装置。 - 【請求項5】 複数のロータリバルブを材料貯蔵部を介
して密閉接続するとともに、この材料貯蔵部に、材料貯
蔵部から空気を外部に吸引するための吸引ポンプを接続
した請求項4記載の可塑化装置。 - 【請求項6】 ロータリバルブの上部にシャットアウト
バルブを密閉接続した請求項1又は2記載の可塑化装
置。 - 【請求項7】 ロータリバルブの上部に連結管を介して
シャットアウトバルブを密閉接続するとともに、この連
結管に、連結管から空気を外部に吸引する吸引ポンプを
接続した請求項6記載の可塑化装置。 - 【請求項8】 スクリュを挿設したシリンダ内に、ロー
タリバルブによって材料を供給しながら可塑化を行なう
方法であって、 上記ロータリバルブを連続回転、又は、間欠回転させな
がら材料をシリンダ内に供給するとともに、前記材料を
前記ロータリバルブからシリンダ内へ供給する間に材料
から空気を吸引して取り除き、さらに、前記シリンダ内
の材料から、前記ロータリバルブとシリンダの間で吸引
する圧力より大きい吸引圧で空気を吸引しつつ可塑化す
ることを特徴とした可塑化方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05203031A JP3081420B2 (ja) | 1992-08-31 | 1993-07-23 | 可塑化装置及び可塑化方法 |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25571892 | 1992-08-31 | ||
JP32129192 | 1992-11-05 | ||
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