JP4968828B2 - 樹脂押出機用スクリュー、樹脂押出機、およびペレット製造方法 - Google Patents
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- B29C48/52—Screws with an outer diameter varying along the longitudinal axis, e.g. for obtaining different thread clearance
Description
[1]加熱手段を備えたシリンダー(50)内に回転駆動可能に収容され、ホッパー(60)からシリンダー(50)内に投入された原料樹脂を回転送りしながら溶融ないし混練し、シリンダー(50)外に押出し成形するための樹脂押出機用スクリュー(10)において、
スクリュー本体(10a)で螺旋羽根(12)が周回する有効長さ部位(11)は、前記ホッパー(60)を配置する基端側より回転送り方向に向かって順に、
前記ホッパー(60)から投入された原料樹脂を取り込みつつ送り出す喰い込み部(11a)と、
前記喰い込み部(11a)より漸次径が拡大し、加熱された原料樹脂を加圧しながら溶解を開始させる高圧縮加圧溶解開始部(11b)と、
前記高圧縮加圧溶解開始部(11b)の最大径と同径以上で、原料樹脂をさらに加圧しながら全て溶解させる高圧縮加圧2次溶解部(11c)と、
下流側の部位の最大径と同径以上で、かつスクリュー本体(10a)の螺旋羽根(12)を分断して、該螺旋羽根(12)の代わりに歯車状に並列の複数の凹凸を有して成る高圧縮加圧超高混練部(11s−1)と、
前記高圧縮加圧2次溶解部(11c)より径が小さく、原料樹脂を減圧して内部のガスを脱気するガス抜き用減圧部(11d)と、
前記ガス抜き用減圧部(11d)の最大径と同径以下で、原料樹脂にフィラーを投入するフィラー投入用減圧部(11e)と、
前記フィラー投入用減圧部(11e)より漸次径が拡大し、フィラーを混入した原料樹脂を加圧しながら再び混練する高圧縮加圧再混練開始部(11g)と、
前記高圧縮加圧再混練開始部(11g)の最大径と同径以上で、フィラーを混入した原料樹脂をさらに加圧しながら混練する下流側の部位の最大径と同径以上で、かつスクリュー本体(10a)の螺旋羽根(12)を分断して、該螺旋羽根(12)の代わりに歯車状に並列の複数の凹凸を有して成る高圧縮加圧超高混練部(11s−2)と、
該高圧縮加圧超高混練部(11s−2)より径が小さく、フィラーを混入した原料樹脂をシリンダー(50)外に押出し成形する減圧押出部(11i)を設けたことを特徴とする樹脂押出機用スクリュー(10)。
前記樹脂押出機用スクリュー(10)のスクリュー本体(10a)における螺旋羽根(12)の外周径、および前記高圧縮加圧超高混練部(11s−1,2)の外周径は、それぞれ略同一に形成され、
前記シリンダー(50)の内径は、前記スクリュー本体(10a)における螺旋羽根(12)の外周端、および前記高圧縮加圧超高混練部(11s−1,2)の外周端に対して、所定の隙間が生じる大きさに一律に形成されたことを特徴とする樹脂押出機(1)
ガス抜き用減圧部(11d)と、フィラー投入用減圧部(11e)と、油投入用減圧部(11f)が設けられた樹脂押出機用スクリュー(10)を、シリンダー(50)内に回転可能に収納して成る樹脂押出機(1)であって、
前記スクリュー本体(10a)のうち前記ガス抜き用減圧部(11d)に対応する前記シリンダー(50)途中に、外部にガスを排出するためのガス抜き口(52)を設け、
前記スクリュー本体(10a)のうち前記フィラー投入用減圧部(11e)に対応する前記シリンダー(50)途中に、繊維状物質を混入するためのフィラー投入口(53)を設けたことを特徴とする[4]に記載の樹脂押出機(1)。
前記[1]に記載の樹脂押出機用スクリュー(10)によれば、シリンダー(50)内のスクリュー本体(10a)を回転駆動させて、ホッパー(60)から原料樹脂を投入すると、原料樹脂はスクリュー本体(10a)の先ず喰い込み部(11a)により取り込まれつつ送り出されて、該喰い込み部(11a)より漸次径が拡大する高圧縮加圧溶解開始部(11b)へ送られる。高圧縮加圧溶解開始部(11b)では、加熱された原料樹脂が加圧されながら溶解を開始する。
ここで、前記[8]に記載したように、フィラーとしてカーボン繊維を混入した導電性を有する熱可塑性ペレットを製造する場合、かかるカーボン繊維を破損させることなく樹脂内部に分散させて平均化させる混練が可能となる。従って、成形品の優れた強度および導電性を実現することができる。
さらに、高圧縮加圧超高混練部が、減圧押出部の直前に設けられているので、フィラーが混入された原料樹脂はいっそう強固かつ十分に混練されることになる。従って、原料樹脂に混入されたフィラーを破損させることなく、樹脂内部に満遍なく分散させて平均化させることが可能となり、フィラー混入による成形品の品質を向上させることができる。
図1〜図11は、本発明の第1実施の形態を示している。
本実施の形態に係る樹脂押出機用スクリュー10は、加熱手段を備えたシリンダー50内に回転駆動可能に収容され、ホッパー60からシリンダー50内に投入された原料樹脂を回転送りしながら溶融ないし混練し、シリンダー50外に押出し成形するためのものである。
高圧縮加圧溶解開始部11bは、前記喰い込み部11aより漸次径が拡大し、加熱された原料樹脂を加圧しながら溶解を開始させる部位である。
減圧押出部11iは、前記高圧縮加圧再混練開始部11gの最大径と同径で延びる後述の高圧縮加圧超高混練部11s−2より径が急に漸次縮径した後に延出して、フィラーや油を混入した混練後の原料樹脂をシリンダー50外に押出し成形するための部位である。
図1に示す樹脂押出機1によれば、原料樹脂の硬度(すなわち落下速度)に応じた所定速度で樹脂押出機用スクリュー10を回転駆動させた状態で、ホッパー60から原料樹脂を投入する。ここで原料樹脂には、産業廃棄物である使用済みの合成樹脂材であるスプルランナーが該当する。シリンダー50内に投入された原料樹脂は、スクリュー本体10aの先ず喰い込み部11aにより取り込まれつつ送り出されて、該喰い込み部11aより漸次径が拡大する高圧縮加圧溶解開始部11bへ送られる。高圧縮加圧溶解開始部11bでは、加熱された原料樹脂が加圧されながら溶解を開始する。
150〜210℃(180℃)
本実施の形態に係る樹脂押出機用スクリュー10Bは、基本的には第1実施の形態に係る樹脂押出機用スクリュー10と同一であるが、高圧縮加圧超高混練部11s−2の形状が、前述した第1実施の形態の高圧縮加圧超高混練部11s−2とは多少異なり、1列目110と2列目120だけから構成されており、3列目130はない。また、フライト部11の有効長さLと直径Dの比率(L/D)は18に設定されている。
10…樹脂押出機用スクリュー
10a…スクリュー本体
10A…樹脂押出機用スクリュー
10B…樹脂押出機用スクリュー
10C…樹脂押出機用スクリュー
11…フライト部
11a…喰い込み部
11b…高圧縮加圧溶解開始部
11c…高圧縮加圧2次溶解部
11d…ガス抜き用減圧部
11e…フィラー投入用減圧部
11f…油投入用減圧部
11g…高圧縮加圧再混練開始部
11i…減圧押出部
11s−1,2…高圧縮加圧超高混練部
12…螺旋羽根
13…シャンク部
50…シリンダー
51…原料投入口
52…ガス抜き口
53…フィラー投入口
54…油投入口
60…ホッパー
70…ダイスヘッド
71…凹部
72…押出口
72a…入口側大径部
72b…出口側小径部
73…ノズル
80…ダイスヘッド
81…凹部
82…細幅押出口
83…鋼線
110…1列目
111…進入溝
112…排出溝
113…山部
114…環状壁
115…環状溝
120…2列目
130…3列目
Claims (8)
- 加熱手段を備えたシリンダー内に回転駆動可能に収容され、ホッパーからシリンダー内に投入された原料樹脂を回転送りしながら溶融ないし混練し、シリンダー外に押出し成形するための樹脂押出機用スクリューにおいて、
スクリュー本体で螺旋羽根が周回する有効長さ部位は、前記ホッパーを配置する基端側より回転送り方向に向かって順に、
前記ホッパーから投入された原料樹脂を取り込みつつ送り出す喰い込み部と、
前記喰い込み部より漸次径が拡大し、加熱された原料樹脂を加圧しながら溶解を開始させる高圧縮加圧溶解開始部と、
前記高圧縮加圧溶解開始部の最大径と同径以上で、原料樹脂をさらに加圧しながら全て溶解させる高圧縮加圧2次溶解部と、
下流側の部位の最大径と同径以上で、かつスクリュー本体の螺旋羽根を分断して、該螺旋羽根の代わりに歯車状に並列の複数の凹凸を有して成る高圧縮加圧超高混練部と、
前記高圧縮加圧2次溶解部より径が小さく、原料樹脂を減圧して内部のガスを脱気するガス抜き用減圧部と、
前記ガス抜き用減圧部の最大径と同径以下で、原料樹脂にフィラーを投入するフィラー投入用減圧部と、
前記フィラー投入用減圧部より漸次径が拡大し、フィラーを混入した原料樹脂を加圧しながら再び混練する高圧縮加圧再混練開始部と、
前記高圧縮加圧再混練開始部の最大径と同径以上で、フィラーを混入した原料樹脂をさらに加圧しながら混練する下流側の部位の最大径と同径以上で、かつスクリュー本体の螺旋羽根を分断して、該螺旋羽根の代わりに歯車状に並列の複数の凹凸を有して成る高圧縮加圧超高混練部と、
該高圧縮加圧超高混練部より径が小さく、フィラーを混入した原料樹脂をシリンダー外に押出し成形する減圧押出部を設けたことを特徴とする樹脂押出機用スクリュー。 - 前記高圧縮加圧超高混練部を形成する前記複数の凸凹は、スクリュー本体の軸方向に対して傾斜した進入溝と、排出溝と、これらの間の部位である山部とが、交互に並んで形成ないしスクリュー本体の軸方向に対して略直角となる進入溝と、排出溝と、これらの間の部位である山部とが、交互に並んで形成された各凹凸を軸方向に少なくとも2以上列設して成ることを特徴とする請求項1に記載の樹脂押出機用スクリュー。
- 請求項1または2に記載の樹脂押出機用スクリューを、シリンダー内に回転可能に収容して成る樹脂押出機であって、
前記樹脂押出機用スクリューのスクリュー本体における螺旋羽根の外周径、および前記高圧縮加圧超高混練部の外周径は、それぞれ略同一に形成され、
前記シリンダーの内径は、前記スクリュー本体における螺旋羽根の外周端、および前記高圧縮加圧超高混練部の外周端に対して、所定の隙間が生じる大きさに一律に形成されたことを特徴とする樹脂押出機。 - 前記シリンダーの内壁と前記スクリュー本体の外周との隙間のうち、前記高圧縮加圧2次溶解部の隙間を前記喰い込み部の隙間に対して約1/3に設定したことを特徴とする請求項3に記載の樹脂押出機。
- 前記スクリュー本体のうち前記前後の高圧縮加圧超高混練部間に
ガス抜き用減圧部に対応する前記シリンダー途中に、外部にガスを排出するためのガス抜き口を設け、
前記スクリュー本体のうち前記フィラー投入用減圧部に対応する前記シリンダー途中に、繊維状物質を混入するためのフィラー投入口を設けたことを特徴とする請求項4に記載の樹脂押出機。 - 前記スクリュー本体のうち前記フィラー投入用減圧部に対応する前記シリンダー途中に、前記フィラー投入口の下流側で油を混入するための油投入口を設けたことを特徴とする請求項5に記載の樹脂押出機。
- 請求項3,4,5または6に記載の樹脂押出機を用いて、熱可塑性ペレットを製造するペレット製造方法。
- 請求項5または6に記載の樹脂押出機を用いて、フィラーとしてカーボン繊維を混入した導電性を有する熱可塑性ペレットを製造するペレット製造方法。
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