JP4489056B2

JP4489056B2 - プラスチック押出機

Info

Publication number: JP4489056B2
Application number: JP2006178964A
Authority: JP
Inventors: 能貴上田
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2026-06-29
Also published as: JP2008006684A

Description

本発明は、プラスチック押出機に関し、さらに詳しくは、複数のノズルの一部で樹脂焼けや目詰まりが発生するのを防止できるプラスチック押出機に関する。

従来、押出機や混練機などに使用されるダイスに設けられた多数のノズルを取り巻くようにコイルを設け、そのコイルに高周波電流を通電することにより、ノズルの周りにうず電流を誘導し、ジュール熱によりノズルの周りを直接的に加熱するプラスチック押出ダイスが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−３２６５１８号公報

上記従来のプラスチック押出ダイスでは、各ノズルの周りがコイルによりほぼ均等に加熱されていた。このため、ダイス単体で試験すると、どのノズルの周りもほぼ等しい温度になっていた。
しかし、実際の運転時においては、各ノズルの周りの温度がかなり異なり、最も低い温度の箇所を適正温度にすると最も高い温度の箇所で樹脂焼けが発生し、最も高い温度の箇所を適正温度にすると最も低い温度の箇所で目詰まりが発生する問題点があった。
そこで、本発明の目的は、複数のノズルの一部で樹脂焼けや目詰まりが発生するのを防止できるプラスチック押出機を提供することにある。

第１の観点では、本発明は、ノズル加熱手段により周りを加熱された複数のノズルから棒状樹脂を押し出し、流れる冷却水で前記棒状樹脂を冷却するプラスチック押出機において、前記冷却水の上流側のノズルに対応する加熱量よりも下流側のノズルに対応する加熱量を小さくするように各ノズルに対応する加熱量を調節するためのノズル加熱量調節手段を具備したことを特徴とするプラスチック押出機を提供する。
従来のプラスチック押出ダイスにおいて、各ノズルの周りをほぼ均等に加熱しても、実際の運転時に各ノズルの周りの温度がかなり異なってくる原因は、冷却水の流れにあることが判った。すなわち、冷却水の流れの上流側では冷却水の温度が低いためノズルの周りがよく冷却されるが、冷却水の流れの下流側では冷却水の温度が上昇しているためノズルの周りが上流側に比べて冷却されない。従って、各ノズルの周りをほぼ均等に加熱していたのでは、上流側の温度が低く、下流側の温度が高くなってしまう。
そこで、上記第１の観点によるプラスチック押出機では、ノズル加熱量調節手段を設けて各ノズルに対応する加熱量を調節し、冷却水の上流側のノズルに対応する加熱量よりも下流側のノズルに対応する加熱量を小さくする。これにより、実際の運転時において、冷却水の流れの上流側でも下流側でも加熱量と冷却量をバランスさせ、すべてのノズルの周りを適正温度にできる。よって、複数のノズルの一部で樹脂焼けや目詰まりが発生するのを防止できる。

第２の観点では、本発明は、前記第１の観点によるプラスチック押出機において、前記ノズル加熱手段が前記複数のノズルを取り巻くように設置され且つ高周波電流を通電されるコイルであり、前記ノズル加熱量調節手段が前記コイルにより誘導される渦電流量を前記冷却水の上流側のノズルの周りでよりも下流側のノズルの周りで小さくするように各ノズルに対応する渦電流量を調整する渦電流量調整手段であることを特徴とするプラスチック押出機を提供する。
上記第２の観点によるプラスチック押出機では、渦電流量調節手段を設けて各ノズルに対応する渦電流量を調整し、冷却水の上流側のノズルに対応する渦電流量よりも下流側のノズルに対応する渦電流量を小さくする。これにより、冷却水の上流側のノズルに対応する加熱量よりも下流側のノズルに対応する加熱量を小さくすることが出来る。

第３の観点では、本発明は、前記第２の観点によるプラスチック押出機において、前記渦電流量調整手段が前記コイルから各ノズルの周囲に加わる磁束量を前記冷却水の上流側のノズルの周りでよりも下流側のノズルの周りで少なくするように各ノズルに対応する場所で磁束を遮蔽する磁束遮蔽板であることを特徴とするプラスチック押出機を提供する。
上記第３の観点によるプラスチック押出機では、磁束遮蔽板を設けて各ノズルに対応する磁束量を調整し、冷却水の上流側のノズルに対応する磁束量よりも下流側のノズルに対応する磁束量を小さくする。これにより、冷却水の上流側のノズルに対応する渦電流量よりも下流側のノズルに対応する渦電流量を小さくすることが出来る。

本発明のプラスチック押出機によれば、複数のノズルの一部で樹脂焼けや目詰まりが発生するのを防止できる。

以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１にかかるプラスチック押出機１００の縦断面図である。また、図２は、図１のＬ−Ｌ’断面図である。また、図３は、図１のＳ−Ｓ’端面図である。
このプラスチック押出機１００において、押出部２０は、図示せぬフィーダから供給された原材料および添加物をヒータ２１で加熱溶融し、スクリュー２２で混練し、プラスチック押出ダイス１０へ送る。

プラスチック押出ダイス１０は、多数のノズル１ａ，１ｂ，１ｃ，…から溶融樹脂を棒状にカット部３０へ押し出す。

ソレノイド型のコイル２は、ノズル１ａ，１ｂ，１ｃ，…を取り巻くように、コイルケース６に収容されて設けられている。

コイル２は、導体管４を１ターンだけ巻回してコイルとしたものであり、ノズル１の先端部のみを取り巻いている。
また、コイル２の外側および基端側（押出部２０側）には、磁性積層板からなる遮蔽板１１を設け、漏れ磁束を抑えている。
さらに、コイル２の先端側には、磁性積層板からなる副遮蔽板１１ｓを設け、ノズル１ａ，１ｂ，１ｃ，…の周りに加わる磁束量を調整している。

高周波電流３は、可変周波数インバータ４０から整合トランス４２および給電ケーブル４１を介して、コイル２に供給される。
整合トランス４２は、１ターンだけでインダクタンスが非常に小さいコイル２と可変周波数インバータ４０とのインピーダンスを整合させるトランスである。

図２に示すように、コイル冷却水５は、ポンプ９ａから供給口５ａに供給され、導体管４に流される。そして、コイル２を冷却後、排出口５ｂから放熱器９ｂを経て、ポンプ９ａに戻る。

図３に示すように、副遮蔽板１１ｓは、場所に応じてコイル２を覆う量が異なっている。すなわち、図３において６時の位置のノズル１ａに対応する場所ではコイル２をまったく覆っていないが、図３において９時の位置のノズル１ｂに対応する場所ではコイル２を１／４程度覆っており、図３において１２時の位置のノズル１ｃに対応する場所ではコイル２を１／２程度覆っており、図３において３時の位置のノズル１ｄに対応する場所ではコイル２を３／４程度覆っている。
このため、コイル２からノズル１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの周りに加わる磁束量はノズル１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの順に少なくなり、磁束により誘導される渦電流量はノズル１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの順に小さくなっている。従って、加熱量はノズル１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの順に小さくなっている。

図４に示すように、カット部３０では、ノズル１ａ，１ｂ，１ｃ，…から押し出された棒状樹脂は、回転（黒頭矢印）するプロペラ型のカッタブレード３１で切断されて、ペレットＰとされる。

冷却水Ｗは、冷却水入口３２から供給され、棒状樹脂やペレットＰを冷却しつつカッタブレード３１の回転によりカット部３０で旋回（白頭矢印）し、冷却水出口３３からペレットＰと共に排出される。

冷却水Ｗの温度は、冷却水入口３２の近傍で最も低く、旋回に伴って高くなる。つまり、ノズル１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの周りでの冷却量は、ノズル１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの順に低くなる。
ところが、前述したように、加熱量はノズル１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの順に小さくなっている。
よって、加熱量と冷却量がバランスし、すべてのノズルの周りを適正温度にすることが出来る。

実施例１のプラスチック押出機１００によれば、ノズル１ａ，１ｂ，１ｃ，…の一部で樹脂焼けや目詰まりが発生するのを防止でき、ペレットＰの品質を安定させることが出来る。

本発明のプラスチック押出機は、高融点のエンジニアリングプラスチックに対応することが出来る。

実施例１にかかるプラスチック押出機を示す縦断面図である。図１のＬ−Ｌ’断面図である。図１のＳ−Ｓ’端面図である。冷却水の流れを示す説明図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄノズル
２コイル
３高周波電流
４導体管
１０プラスチック押出ダイス
１１遮蔽板
１１ｓ副遮蔽板
３０カット部
３１カッタブレード
３２冷却水入口
３３冷却水出口
１００プラスチック押出機
Ｗ冷却水

Claims

ノズル加熱手段により周りを加熱された複数のノズルから棒状樹脂をカット部に押し出し、旋回するカッターブレードで切断し、カッターブレードの旋回に伴ってカット部内で旋回する冷却水で前記切断した樹脂を冷却するプラスチック押出機において、前記カット部への冷却水入口からカッターブレードの旋回方向に近い側のノズルに対応する加熱量よりも前記カット部への冷却水入口からカッターブレードの旋回方向に遠い側のノズルに対応する加熱量を小さくするように各ノズルに対応する加熱量を調節するためのノズル加熱量調節手段を具備したことを特徴とするプラスチック押出機。
請求項１に記載のプラスチック押出機において、前記ノズル加熱手段が前記複数のノズルを取り巻くように設置され且つ高周波電流を通電されるコイルであり、前記ノズル加熱量調節手段が前記コイルにより誘導される渦電流量を前記冷却水入口からカッターブレードの旋回方向に近い側のノズルの周りでよりも前記冷却水入口からカッターブレードの旋回方向に遠い側のノズルの周りで小さくするように各ノズルに対応する渦電流量を調整する渦電流量調整手段であることを特徴とするプラスチック押出機。
請求項２に記載のプラスチック押出機において、前記渦電流量調整手段が前記コイルから各ノズルの周囲に加わる磁束量を前記冷却水入口からカッターブレードの旋回方向に近い側のノズルの周りでよりも前記冷却水入口からカッターブレードの旋回方向に遠い側のノズルの周りで少なくするように各ノズルに対応する場所で磁束を遮蔽する磁束遮蔽板であることを特徴とするプラスチック押出機。