JP3550699B2 - Extruder and method for supplying colorant thereto - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、成形品を着色するための液状着色剤をスクリューシリンダ内に供給する着色剤供給手段を備えた押出機及び押出機に対する着色剤の供給方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常、射出成形装置や押出成形装置などの成形装置は、合成樹脂材料を混練させながら加熱溶融して金型の成形キャビティ内やダイス側へ押し出す押出機を備えている。
ところで、成形装置により着色した成形品を製作する場合には、押出機のスクリューシリンダの後部に形成した樹脂材料供給口からペレット状の合成樹脂材料と濃縮顔料からなる固形のマスターバッチとを所定の割合で供給し、スクリューシリンダ内において両者を混練させながら加熱溶融させることで、着色した成形品を得るように構成してある。
【0003】
ところが、前記方法により着色した成形品を製作する場合には、固形のマスターバッチを供給するための大型な着色剤供給手段が必要であるとともに、固形のマスターバッチの分散性があまり良くないことから合成樹脂材料とマスターバッチとの混練不良により色むらが発生し易いという問題があった。
そこで、顔料及び又は染料と界面活性剤とからなる液状着色剤を、合成樹脂材料とともに樹脂材料供給口へ供給することで、着色剤供給手段を小型に構成し且つ成形品の色むらを防止する押出機が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記押出機では、液状着色剤を合成樹脂材料とともに樹脂材料供給口へ供給するので、樹脂材料供給口付近においてペレット状の合成樹脂材料に液状着色剤が付着し、合成樹脂材料とスクリュー間にすべりが発生して、合成樹脂材料がスクリューシリンダとスクリュー間に円滑に噛み込まれず、ショットを繰り返すうちに樹脂材料供給口付近に合成樹脂材料が序々に滞留し、10〜20時間の連続生産後には滞留した合成樹脂材料で樹脂材料供給口が閉鎖されて合成樹脂材料の供給不良が発生し、計量タイムオーバーにより押出機が停止するという問題があり、連続生産に耐え得る構成ではなかった。
【0005】
本発明の目的は、樹脂材料供給口付近における合成樹脂材料の滞留を確実に防止し得る押出機及びそれに対する着色剤の供給方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る押出機は、スクリューシリンダの外周壁に形成された樹脂材料供給口の押出方向の前端部と、スクリューシリンダに外装されたヒータよりも押出方向の後方で且つ合成樹脂材料が溶融を開始する直前位置に対応するスクリューシリンダの部位間において、スクリューシリンダ内に開口する着色剤供給口を設け、前記着色剤供給口に対して液状着色剤を供給する着色剤供給手段を設けたものである。
【0007】
ここで、請求項2のように、前記樹脂材料供給口の少なくとも前端部を別部材で構成し、この別部材のスクリューシリンダ側の端面に着色剤供給口を形成してもよい。
請求項3に係る押出機に対する着色剤の供給方法は、着色剤供給手段から供給される液状着色剤を、スクリューシリンダの外周壁に形成された樹脂材料供給口の押出方向の前端部と、スクリューシリンダに外装されたヒータよりも押出方向の後方で且つ合成樹脂材料が溶融を開始する直前位置に対応するスクリューシリンダの部位間に形成した着色剤供給口からスクリューシリンダ内に供給し、スクリューシリンダ内の合成樹脂材料に液状着色剤を混ぜ合わせるものである。
【0008】
【作用】
本発明に係る押出機においては、スクリューシリンダの外周壁に形成された樹脂材料供給口の押出方向の前端部と、スクリューシリンダに外装されたヒータよりも押出方向の後方で且つ合成樹脂材料が溶融を開始する直前位置に対応するスクリューシリンダの部位間に形成された着色剤供給口からスクリューシリンダ内へ液状着色剤を供給するので、液状着色剤はスクリューシリンダとスクリュー間に送り込まれる直前或いは送り込まれた後の合成樹脂材料に混ぜ合わされることになり、合成樹脂材料が樹脂材料供給口付近で滞留することが防止される。
【0009】
また、開口部の少なくとも前端部に別部材を設け、この別部材のスクリューシリンダ側の端面に着色剤供給口を形成した場合には、液状着色剤が別部材とスクリュー間に送り込まれた合成樹脂材料に対して混ぜ合わされることになり、合成樹脂材料が樹脂材料供給口付近で滞留することが確実に防止される。
【0010】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
本実施例は、射出成形装置や押出成形装置などの成形装置の押出機に本発明を適用した場合のものである。
図1に示すように、押出機1のスクリューシリンダ2にはスクリュー3が回転自在に且つ前後移動自在に装着され、スクリューシリンダ2の後端近傍上部にはホッパ4が設けられ、ホッパ4の下端部はスクリューシリンダ2の上壁部に形成された樹脂材料供給口5に接続され、ホッパ4に充填されたペレット状の合成樹脂材料6は、樹脂材料供給口5を介してスクリューシリンダ2とスクリュー3間の隙間に供給される。尚、前記合成樹脂材料6としては、球状、フットボールや円筒状などに成形されたペレット状の合成樹脂材料6以外に、直方体状、立方体状や平板状に形成されたものを用いることが可能である。
【0011】
前記押出機1において、ホッパ4から供給された合成樹脂材料6は、図示外の回転手段で回転されるスクリュー3により、スクリューシリンダ2とスクリュー3間の隙間を通って前方へ送給され、スクリューシリンダ2の前半部に外装されたヒータ7により加熱溶融されてスクリューシリンダ2の前端部内に序々に充填される。そして、充填された合成樹脂材料によりスクリュー3が後退移動して、1回の成形に必要な量の合成樹脂材料6が充填されると、スクリュー3が図示外の油圧シリンダにより前方へ駆動されて充填された合成樹脂材料6がダイスや金型の成形キャビティ内に圧送され、成形品が成形されることになる。
【0012】
一方、前記押出機1には、図1〜図3に示すように、成形品を着色するための着色剤供給手段10が設けられ、この着色剤供給手段10は、顔料及び又は染料と界面活性剤とからなる液状着色剤11が充填された着色剤タンク12と、着色剤タンク12内の液状着色剤11を吸引チューブ13を介して吸引して合成樹脂材料6に対する混合比率が所定比率になるように液状着色剤11を供給チューブ14へ供給する供給装置15と、樹脂材料供給口5の押出方向の前端部付近に設けられた平面視略三日月状のブロック部材16とを備えている。
【0013】
前記ブロック部材16の下端面はスクリューシリンダ2の内周面に連なるように円弧状に形成され、供給チューブ14の下流部はブロック部材16を上下に貫通して設けられ、供給チューブ14の下流端にはブロック部材16の下端面とスクリュー3間の隙間に開口する着色剤供給口17が形成されている。但し、ブロック部材16とスクリュー3間の合成樹脂材料6はまだ加熱溶融していないので、合成樹脂材料6が着色剤供給口17へ侵入することはなく、液状着色剤11は、ペレット状の合成樹脂材料6間の隙間に供給される。
【0014】
ここで、前記ブロック部材16を省略して、供給チューブ14を、例えば図1に仮想線で示すように、樹脂材料供給口5の前端部と合成樹脂材料6が溶融する直前位置に対応するスクリューシリンダ2の部位間のスクリューシリンダ2の壁部を貫通するように設け、供給チューブ14の下流端の着色剤供給口17をスクリューシリンダ2とスクリュー3間の隙間に開口させてもよいし、樹脂材料供給口5の前端部の後側付近に設けてもよい。
【0015】
次に、前記押出機1の作用について説明する。
供給チューブ14の下流端の着色剤供給口17をブロック部材16の下端面に形成してあるので、液状着色剤11はブロック部材16とスクリュー3間の隙間に噛込まれた合成樹脂材料6に対して供給されることになり、ホッパ4から樹脂材料供給口5に対して供給された合成樹脂材料6に液状着色剤11が付着して合成樹脂材料6の摩擦係数が小さくなることによる樹脂材料供給口5における合成樹脂材料6の滞留が確実に防止される。
しかも、樹脂材料供給口5にブロック部材16を取付けて、供給チューブ14の下流端をブロック部材16とスクリュー3間に開口させるだけなので、既存の押出機に対しても本発明を容易に適用することが可能となる。
【0016】
ここで、前記押出機1を備えた横型射出成形機により成形品として歯ブラシのハンドルを成形した場合における押出機1の性能試験について説明する。
比較例としては、前記押出機1からブロック部材16を取り外した横型射出成形装置の押出機に対して、ペレット状の合成樹脂材料6と濃縮顔料からなる固形のマスターバッチを供給した。
そして、下記のテスト条件化で両者を連続90時間稼働させて「表1」に示す結果を得た。
テスト条件:合成樹脂材料6に対する液状着色剤11及びマスターバッチの混合比率1.1重量%、スクリュー3回転数60%、背圧を1%、計量値60mm、サックバック9mm
【0017】
【表1】
【0018】
性能試験の終了後、本案例の樹脂材料供給口5付近を検査したが、液状着色剤11が付着した合成樹脂材料6の滞留は確認されず、また「表1」からも液状着色剤11を使用することによる可塑化計量時間への影響がないことが判る。
また、比較例よりも本案例の方が、ハンドルの色むらによる不良品の発生率が大幅に少なくなっていることが判る。
【0019】
【発明の効果】
請求項1に係る押出機によれば、着色剤供給口を樹脂材料供給口の押出方向の前端部とスクリューシリンダに外装されたヒータよりも押出方向の後方で且つ合成樹脂材料が溶融を開始する直前位置に対応するスクリューシリンダの部位間に形成するという簡単な構成で、樹脂材料供給口付近における合成樹脂材料の滞留を防止して、押出機を長時間連続的に稼働させることが可能となる。
【0020】
請求項2に係る押出機によれば、開口部の少なくとも前縁部を構成する別部材を設け、この別部材にスクリューシリンダ内に開口する着色剤供給口を形成するという簡単な構成で、樹脂材料供給口付近における合成樹脂材料の滞留を確実に防止することが出来る。
【0021】
請求項3に係る押出機に対する着色剤の供給方法によれば、樹脂材料供給口の押出方向の前端部とスクリューシリンダに外装されたヒータよりも押出方向の後方で且つ合成樹脂材料が溶融を開始する直前位置に対応するスクリューシリンダの部位間に形成した着色剤供給口から液状着色剤を供給して、合成樹脂材料に液状着色剤を混ぜ合わせるという簡単な方法で、樹脂材料供給口付近における合成樹脂材料の滞留を防止して、押出機を長時間連続的に稼働させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】押出機のホッパ付近の縦断面図
【図2】図1の2−2線断面図
【図3】樹脂材料供給口付近の縦断面図
【符号の説明】
1 押出機
2 スクリューシリンダ
3 スクリュー
4 ホッパ
5 樹脂材料供給口
6 合成樹脂材料
7 ヒータ
10 着色剤供給手段
11 液状着色剤
12 着色剤タンク
13 吸引チューブ
14 供給チューブ
15 供給装置
16 ブロック部材
17 着色剤供給口[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an extruder provided with a colorant supply unit for supplying a liquid colorant for coloring a molded article into a screw cylinder, and a method of supplying a colorant to the extruder.
[0002]
[Prior art]
Usually, a molding apparatus such as an injection molding apparatus or an extrusion molding apparatus is provided with an extruder that heats and melts a synthetic resin material while kneading it and extrudes the synthetic resin material into a molding cavity of a mold or a die side.
By the way, when producing a colored molded product by a molding apparatus, a solid master batch composed of a synthetic resin material in the form of a pellet and a concentrated pigment is passed through a resin material supply port formed at the rear of a screw cylinder of an extruder to a predetermined amount. The mixture is supplied at a predetermined ratio, and is heated and melted while kneading the two in a screw cylinder, whereby a colored molded product is obtained.
[0003]
However, when producing a colored molded article by the above method, a large colorant supply means for supplying a solid master batch is required, and the dispersibility of the solid master batch is not so good. There is a problem that color unevenness is likely to occur due to poor kneading of the synthetic resin material and the master batch.
Therefore, by supplying a liquid colorant comprising a pigment and / or a dye and a surfactant to a resin material supply port together with a synthetic resin material, the colorant supply means is made compact and color unevenness of a molded product is prevented. Extruders have been proposed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the extruder, since the liquid colorant is supplied to the resin material supply port together with the synthetic resin material, the liquid colorant adheres to the pellet-shaped synthetic resin material in the vicinity of the resin material supply port, and the liquid colorant adheres between the synthetic resin material and the screw. Slip occurs and the synthetic resin material does not bite smoothly between the screw cylinder and the screw. During repeated shots, the synthetic resin material gradually stays near the resin material supply port, resulting in continuous production for 10 to 20 hours. Later, the resin material supply port was closed by the accumulated synthetic resin material, and the supply failure of the synthetic resin material occurred, and there was a problem that the extruder stopped due to measurement time over, and the configuration was not endurable for continuous production.
[0005]
An object of the present invention is to provide an extruder that can surely prevent stagnation of a synthetic resin material near a resin material supply port and a method of supplying a colorant to the extruder.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Extrusion machine according to claim 1, the front end portion of the extrusion direction of the resin material feed port formed in the outer peripheral wall of the screw cylinder, and the synthetic resin material is melted behind the extrusion direction than armored heater screw cylinder Between the parts of the screw cylinder corresponding to the position immediately before the start of the process, a colorant supply port opened in the screw cylinder is provided, and a colorant supply means for supplying a liquid colorant to the colorant supply port is provided. It is.
[0007]
Here, as in
A method for supplying a colorant to an extruder according to
[0008]
[Action]
In the extruder according to the present invention, the extrusion direction of the front end portion of the outer peripheral wall which is formed on the resin material feed port of the screw cylinder, and the synthetic resin material is melted behind the extrusion direction than the heater which is externally mounted on the screw cylinder The liquid colorant is supplied into the screw cylinder from the colorant supply port formed between the portions of the screw cylinder corresponding to the position immediately before starting, so that the liquid colorant is fed immediately before or between the screw cylinder and the screw. The synthetic resin material is mixed with the synthetic resin material after the mixing, so that the synthetic resin material is prevented from staying near the resin material supply port.
[0009]
Furthermore, provided the separate member on at least the front end portion of the opening, in the case of forming the coloring agent supply port to the end surface of the screw cylinder side of the other member, synthetic resin liquid colorant is fed between the separate members and the screw As a result, the synthetic resin material is reliably prevented from staying near the resin material supply port.
[0010]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In this embodiment, the present invention is applied to an extruder of a molding device such as an injection molding device or an extrusion molding device.
As shown in FIG. 1, a
[0011]
In the extruder 1, the
[0012]
On the other hand, as shown in FIGS. 1 to 3, the extruder 1 is provided with a colorant supply means 10 for coloring a molded product.
[0013]
The lower end surface of the
[0014]
Here, the
[0015]
Next, the operation of the extruder 1 will be described.
Since the
In addition, since the
[0016]
Here, a performance test of the extruder 1 when the handle of the toothbrush is molded as a molded product by the horizontal injection molding machine having the extruder 1 will be described.
As a comparative example, a solid master batch composed of a pellet-shaped
Then, both were operated continuously for 90 hours under the following test conditions, and the results shown in Table 1 were obtained.
Test conditions: mixing ratio of
[0017]
[Table 1]
[0018]
After the performance test, the vicinity of the resin
Further, it can be seen that the occurrence rate of defective products due to uneven color of the handle is significantly smaller in the present example than in the comparative example.
[0019]
【The invention's effect】
According to the extrusion machine according to claim 1, and a synthetic resin material in the extrusion direction of the rearward of the coloring agent supply port are externally mounted on the extrusion direction of the front end portion and the screw cylinder of the resin material feed port heater starts to melt With the simple configuration of forming between the screw cylinder portions corresponding to the immediately preceding position, it is possible to prevent the synthetic resin material from staying near the resin material supply port and to operate the extruder continuously for a long time. .
[0020]
According to the extruder according to
[0021]
According to the method of supplying the colorant for an extruder according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view near a hopper of an extruder. FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG. 1. FIG. 3 is a longitudinal sectional view near a resin material supply port.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記着色剤供給口に対して液状着色剤を供給する着色剤供給手段を設けたことを特徴とする押出機。 Screw the front end portion of the extrusion direction of the outer peripheral wall which is formed on the resin material feed port of the screw cylinder, and a synthetic resin material behind the extrusion direction than armored heater screw cylinder corresponding to the immediately preceding position to start the melting Between the parts of the cylinder, provided a colorant supply port opened in the screw cylinder,
An extruder comprising a colorant supply means for supplying a liquid colorant to the colorant supply port.
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