JP5911011B2 - High shear processing apparatus and separation method thereof - Google Patents

High shear processing apparatus and separation method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP5911011B2
JP5911011B2 JP2012055914A JP2012055914A JP5911011B2 JP 5911011 B2 JP5911011 B2 JP 5911011B2 JP 2012055914 A JP2012055914 A JP 2012055914A JP 2012055914 A JP2012055914 A JP 2012055914A JP 5911011 B2 JP5911011 B2 JP 5911011B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating cylinder
internal feedback
feedback screw
screw
high shear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012055914A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013188918A (en
Inventor
晃 河田
晃 河田
吉沢　行雄
行雄 吉沢
恭平 山口
恭平 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niigata Machine Techno Co Ltd
Original Assignee
Niigata Machine Techno Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Niigata Machine Techno Co Ltd filed Critical Niigata Machine Techno Co Ltd
Priority to JP2012055914A priority Critical patent/JP5911011B2/en
Publication of JP2013188918A publication Critical patent/JP2013188918A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5911011B2 publication Critical patent/JP5911011B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、高分子材料等の各種材料を高せん断加工することによって、高分子材料等の各種材料を微細レベルに分散・混合するための高せん断加工装置とその分離方法に関する。  The present invention relates to a high shear processing apparatus and a separation method thereof for dispersing and mixing various materials such as polymer materials at a fine level by high shear processing various materials such as polymer materials.

従来、静置場では相互に溶け合わない（非相溶性）ブレンド系の材料において、相溶化剤等の余分な添加物を加えることなく、例えば数十ナノメーターサイズの分散相を有する高分子ブレンド押出し物を製造するための高せん断加工機が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
例えば特許文献１や特許文献２に記載された高せん断加工機は、内部帰還型の高せん断スクリューである内部帰還型スクリューを回転可能に収容した加熱筒を有している。 Conventionally, polymer blend extrusion having a dispersed phase of, for example, several tens of nanometers, without adding an extra additive such as a compatibilizing agent, in a blend-based material that does not melt with each other in a stationary place (incompatible) A high shearing machine for manufacturing a product is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
For example, the high shearing machine described in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 includes a heating cylinder that rotatably accommodates an internal feedback screw that is an internal feedback high shear screw.

例えば図５に示す高せん断加工機１では、略有底円筒状の加熱筒２と加熱筒２内に回転可能に収容された内部帰還型スクリュー３とを備えている。内部帰還型スクリュー３は略円柱状に形成されており、螺旋状のスクリュー羽根４を有する外周面５と、先端面６の中央から内部を回転軸線Ｏに沿って後方の基部側に延びていると共に途中で外周面５に開口するよう湾曲形成された帰還穴７とを有している。
そして、加熱筒２と内部帰還型スクリュー３との間に略有底円筒形状のクリアランス１０が樹脂溜まりとして形成されている。このクリアランス１０は、内部帰還型スクリュー３の外周面５と加熱筒２の内周面８との間の流路を構成する外周クリアランス１１と、内部帰還型スクリュー３の先端面６と加熱筒２の底面１２との間のギャップを構成する先端クリアランス１３とで形成されている。 For example, the high shearing machine 1 shown in FIG. 5 includes a substantially bottomed cylindrical heating tube 2 and an internal feedback screw 3 rotatably accommodated in the heating tube 2. The internal feedback screw 3 is formed in a substantially cylindrical shape, and extends from the center of the outer peripheral surface 5 having the spiral screw blades 4 and the front end surface 6 to the rear base side along the rotation axis O. In addition, a return hole 7 that is curved so as to open to the outer peripheral surface 5 is provided.
A substantially bottomed cylindrical clearance 10 is formed as a resin reservoir between the heating cylinder 2 and the internal feedback screw 3. The clearance 10 includes an outer peripheral clearance 11 that forms a flow path between the outer peripheral surface 5 of the internal feedback screw 3 and the inner peripheral surface 8 of the heating cylinder 2, and the tip surface 6 of the internal feedback screw 3 and the heating cylinder 2. And a tip clearance 13 that constitutes a gap between the bottom surface 12 and the bottom surface 12.

高分子材料を溶融する可塑化ユニットの射出ノズル１４から加熱筒２内の外周クリアランス１１に溶融された高分子材料を供給して、内部帰還型スクリュー３を例えば５００〜５０００ｍｉｎ−１の回転数で高速回転させて数秒間混練する。
混練に際して、溶融した高分子材料はスクリュー羽根４でせん断加工を受けながら外周クリアランス１１内を前進して、内部帰還型スクリュー３の先端面６と加熱筒２の底面１２との間の先端クリアランス１３に移動して内部帰還型スクリュー３の帰還穴７を通って後方に帰還し、外周クリアランス１１に戻されて循環移動させられる。
この循環運動によって、外周クリアランス１１内の高分子材料は旋回するスクリュー羽根４で繰り返しせん断され、ナノ分散化されて耐熱性、機械的特性、寸法安定性等に優れた高分子ブレンド押出し物を製造するようにしている。 The molten polymer material is supplied from the injection nozzle 14 of the plasticizing unit for melting the polymer material to the outer peripheral clearance 11 in the heating cylinder 2, and the internal feedback screw 3 is rotated at a rotational speed of, for example, 500 to 5000 min −1. Rotate at high speed and knead for several seconds.
At the time of kneading, the molten polymer material advances in the outer peripheral clearance 11 while being sheared by the screw blades 4, and the tip clearance 13 between the tip surface 6 of the internal feedback screw 3 and the bottom surface 12 of the heating cylinder 2. To the rear through the return hole 7 of the internal feedback screw 3 and returned to the outer clearance 11 to be circulated.
By this circulation movement, the polymer material in the outer peripheral clearance 11 is repeatedly sheared by the rotating screw blade 4 and nano-dispersed to produce a polymer blend extrudate excellent in heat resistance, mechanical properties, dimensional stability, etc. Like to do.

特開２００５−３１３６０８号公報JP-A-2005-313608 国際公開第２０１０／０８９９９７号International Publication No. 2010/089997

ところで、上述した高せん断加工機１においては、外周クリアランス１１や先端クリアランス１３の幅は高せん断加工の樹脂分散や混合の良否・生産応力を左右するため、厳しく管理されている。
そして、高せん断加工する高分子材料等の樹脂材料の種類を変更する場合、異種の材料が混合するのを防ぐために各クリアランス１１，１３内に残留したり付着したりする溶融樹脂を除去する必要があった。そのため、内部帰還型スクリュー３と加熱筒２を分離して残存する樹脂材料を掃除する必要があった。特に内部帰還型スクリュー３のスクリュー羽根４間の溝面や帰還穴７内に樹脂が残存し易いため、これらに付着する樹脂を掃除して除去する必要があり、或いは内部帰還型スクリューを交換することが必要になる。 By the way, in the high shearing machine 1 described above, the widths of the outer peripheral clearance 11 and the tip clearance 13 are strictly controlled because they influence the resin dispersion, mixing quality, and production stress of the high shearing process.
When changing the type of resin material such as a polymer material to be subjected to high shear processing, it is necessary to remove the molten resin that remains or adheres to the clearances 11 and 13 in order to prevent mixing of different materials. was there. Therefore, it is necessary to separate the internal feedback screw 3 and the heating cylinder 2 and clean the remaining resin material. In particular, since the resin tends to remain in the groove surface between the screw blades 4 of the internal feedback screw 3 and in the feedback hole 7, it is necessary to clean and remove the resin adhering to these, or replace the internal feedback screw. It will be necessary.

しかしながら、従来の高せん断加工機１では、加熱筒２と内部帰還型スクリュー３を分離するには、加熱筒２を分解して内部帰還型スクリュー３を取り出すため作業が煩雑であった。特に、加熱筒２には、高せん断時に加熱するためのヒータ用配線、加熱筒冷却用配管、温度センサー用配線、樹脂圧センサー用配線等、多くの部品や配線等があり、これらの部品や配線を取り外すことが煩雑であった。
そして、内部帰還型スクリュー３に付着した前の樹脂を除去したり、新たにスクリュー交換したりした後、再度、加熱筒２やその関連部品や配線を組み立てて内部帰還型スクリュー３を収納状態に配設する必要がある等、煩雑で手間がかかりコスト高になる欠点があった。 However, in the conventional high shearing machine 1, in order to separate the heating cylinder 2 and the internal feedback screw 3, it is complicated to disassemble the heating cylinder 2 and take out the internal feedback screw 3. In particular, the heating cylinder 2 has many parts and wirings such as heater wiring for heating at high shear, heating cylinder cooling piping, temperature sensor wiring, resin pressure sensor wiring, etc. It was cumbersome to remove the wiring.
And after removing the resin before adhering to the internal feedback screw 3 or replacing a new screw, the heating cylinder 2 and its related parts and wiring are assembled again to put the internal feedback screw 3 into the stowed state. There is a drawback in that it is necessary to dispose the apparatus and is complicated and time-consuming.

本発明は、このような課題に鑑みて、加熱筒を分解することなく、内部帰還型スクリューと加熱筒を分離して掃除や交換等を容易に行えるようにした高せん断加工装置およびその分離方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of such problems, the present invention provides a high-shearing apparatus and a method for separating the internal feedback screw and the heating cylinder that can be easily cleaned and replaced without disassembling the heating cylinder. The purpose is to provide.

本発明に係る高せん断加工装置は、材料をせん断しながら循環させて分散及び混合するようにした高せん断加工装置において、内部に材料が導入される加熱筒と、加熱筒内に回転可能に配設されていて内部に帰還穴を連通させた内部帰還型スクリューと、加熱筒及び内部帰還型スクリューの間の周方向と先端方向に形成されていて材料を流動させるクリアランスと、内部帰還型スクリューと加熱筒のいずれか一方を他方から分離する方向に或いは両方を互いに分離する方向に移動させる分離手段とを備え、加熱筒には、加熱筒と内部帰還型スクリューの分離の際にクリアランスに含まれる材料を溶融させるための加熱手段が設けられ、分離手段は、内部帰還型スクリューまたは加熱筒を支持する移動可能なスライド部材と、スライド部材を移動させる移動部材と、内部帰還型スクリューが加熱筒内に挿入された所定位置でスライド部材を位置決め停止する位置決めストッパーと、を備えたことを特徴とする。
本発明による高せん断加工装置によれば、高せん断加工する材料を別の材料に交換等する場合、高せん断加工装置の内部帰還型スクリューと加熱筒との間のクリアランスや帰還穴等に材料が付着していても、分離手段によって内部帰還型スクリューと加熱筒のいずれか一方を他方から分離し、或いは両方を互いに分離させることで、内部帰還型スクリューを加熱筒と分離することができる。そのため、内部帰還型スクリューに付着した材料の掃除や材料が付着した内部帰還型スクリュー自体の交換等を容易に行うことが出来る。しかも、掃除や交換等が終了した後、分離手段によって、内部帰還型スクリューと加熱筒を互いに嵌合させて所定のクリアランスを有するように位置決めすることで、前の材料と新しい材料が混ざることなく再び高せん断加工に供することができる。 The high shear processing apparatus according to the present invention is a high shear processing apparatus in which a material is circulated while being sheared to be dispersed and mixed, and a heating cylinder into which the material is introduced and a heating cylinder arranged rotatably. An internal feedback type screw that is provided and communicated with a feedback hole therein, a clearance formed between the heating cylinder and the internal feedback type screw in a circumferential direction and a tip direction to flow the material, an internal feedback type screw, Separating means for moving either one of the heating cylinders in the direction separating the other from the other or in the direction separating them from each other. The heating cylinder is included in the clearance when the heating cylinder and the internal feedback screw are separated. A heating means for melting the material is provided, and the separating means includes a movable slide member that supports an internal feedback screw or a heating cylinder, and a slide member. A moving member for, characterized in that the internal feedback screw is provided with a positioning stopper for stopping positioning the slide member in the inserted position within the heating cylinder.
According to the high shear processing apparatus according to the present invention, when replacing the material to be subjected to high shear processing with another material, the material is in the clearance, the feedback hole, etc. between the internal feedback type screw and the heating cylinder of the high shear processing apparatus. Even if they are attached, the internal feedback screw can be separated from the heating tube by separating either the internal feedback screw or the heating tube from the other by the separating means or by separating both from each other. Therefore, it is possible to easily clean the material attached to the internal feedback screw or replace the internal feedback screw itself to which the material is attached. Moreover, after the cleaning or replacement is completed, the separating material is used to position the internal feedback screw and the heating cylinder so as to have a predetermined clearance, so that the previous material and the new material are not mixed. It can be subjected to high shear processing again.

しかも、加熱筒には、加熱筒と内部帰還型スクリューの分離の際にクリアランスに含まれる材料を溶融させるための加熱手段が設けられている。
本発明による高せん断加工装置によれば、材料を変更して高せん断加工を行うに際し、内部帰還型スクリューと加熱筒との間のクリアランスに交換前の材料が付着して固化していて、内部帰還型スクリューと加熱筒を分離することが困難な場合でも、加熱手段によって加熱筒と内部帰還型スクリューとの間の材料を加熱溶融することで、内部帰還型スクリューと加熱筒を容易に分離できる。 Moreover, the heating cylinder is, heating means for melting the material contained in the clearance time of the separation of the heating cylinder and the inner feedback type screw that is provided.
According to the high shear processing apparatus according to the present invention, when performing high shear processing by changing the material, the material before replacement adheres to the clearance between the internal feedback screw and the heating cylinder and is solidified. Even when it is difficult to separate the feedback screw and the heating cylinder, the internal feedback screw and the heating cylinder can be easily separated by heating and melting the material between the heating cylinder and the internal feedback screw by the heating means. .

また、分離手段は、内部帰還型スクリューまたは加熱筒を支持する移動可能なスライド部材と、スライド部材を移動させる移動部材と、内部帰還型スクリューが加熱筒内に挿入された所定位置でスライド部材を位置決め停止するストッパーと、を備えていることを特徴とする。
分離手段を内部帰還型スクリューに設けた場合、移動部材によってスライド部材を移動させて内部帰還型スクリューを一体移動させることによって、加熱筒から内部帰還型スクリューを引き抜いて分離できるので、その後の内部帰還型スクリューに付着した材料を除去する掃除や内部帰還型スクリューの交換を容易に行える。 Further, the separating means includes a movable slide member that supports the internal feedback screw or the heating cylinder , a moving member that moves the slide member, and a slide member at a predetermined position where the internal feedback screw is inserted into the heating cylinder. And a stopper for stopping positioning .
When the separating means is provided in the internal feedback screw, the internal feedback screw can be pulled out of the heating cylinder and separated by moving the slide member by moving the moving member and moving the internal feedback screw together. Cleaning to remove material adhering to the mold screw and replacement of the internal feedback screw can be performed easily.

また、分離手段を加熱筒に設けた場合、分離手段は、加熱筒を支持する移動可能なスライド部材と、スライド部材を移動させる移動部材と、加熱筒が内部帰還型スクリューを収容させた所定位置でスライド部材を位置決め停止するストッパーと、を備えていてもよい。
移動部材によってスライド部材を移動させて加熱筒を一体移動させることによって、内部帰還型スクリューから加熱筒を相対的に引き抜いて分離できるので、その後、内部帰還型スクリューに付着した材料を除去する掃除や内部帰還型スクリューの交換を容易に行える。 When the separating unit is provided in the heating cylinder, the separating unit includes a movable slide member that supports the heating cylinder, a moving member that moves the sliding member, and a predetermined position in which the heating cylinder accommodates the internal feedback screw. And a stopper for positioning and stopping the slide member.
By moving the slide member with the moving member and moving the heating cylinder integrally, the heating cylinder can be relatively pulled out and separated from the internal feedback screw, so that cleaning or removing the material attached to the internal feedback screw can be performed thereafter. The internal feedback screw can be replaced easily.

本発明による高せん断加工装置の分離方法は、材料が導入される加熱筒内に、内部に帰還穴を連通させた内部帰還型スクリューが回転可能に配設されていて、せん断力を付与しつつ循環させながら混練することで材料を分散及び混合する高せん断加工装置の分離方法であって、加熱筒と内部帰還型スクリューを分離する際に加熱筒に設けた加熱手段によって加熱することで、加熱筒及び内部帰還型スクリューの間の周方向と先端方向に形成されたクリアランスに含まれる材料を溶融させる工程と、内部帰還型スクリューと加熱筒を互いに離間する位置に相対移動させる工程とを備えたことを特徴とする。
本発明による高せん断加工装置の分離方法によれば、加熱筒と内部帰還型スクリューとの間のクリアランスに材料が付着して互いに固着していて内部帰還型スクリューと加熱筒の分離が困難であっても、加熱手段によって加熱することでクリアランス内の材料を溶融させることができて、内部帰還型スクリューと加熱筒を相対的に引き抜いて分離させることができる。そして、内部帰還型スクリューに付着した材料の掃除や内部帰還型スクリューの交換等を行える。 In the separation method of the high shear processing apparatus according to the present invention, an internal feedback screw having a feedback hole communicated therein is rotatably arranged in a heating cylinder into which material is introduced, while applying a shearing force. This is a separation method of a high shear processing device that disperses and mixes materials by circulating and kneading, and heating by heating means provided in the heating cylinder when separating the heating cylinder and the internal feedback screw. A step of melting a material contained in a clearance formed in a circumferential direction and a tip direction between the tube and the internal feedback screw, and a step of relatively moving the internal feedback screw and the heating tube to positions apart from each other. It is characterized by that.
According to the separation method of the high shear processing apparatus according to the present invention, the material adheres to the clearance between the heating cylinder and the internal feedback screw and adheres to each other, making it difficult to separate the internal feedback screw and the heating cylinder. However, the material in the clearance can be melted by heating with the heating means, and the internal feedback screw and the heating cylinder can be relatively pulled out and separated. The material attached to the internal feedback screw can be cleaned, the internal feedback screw can be replaced, and the like.

本発明による高せん断加工装置によれば、高せん断加工する材料を別の材料に交換等する場合、分離手段によって内部帰還型スクリューと加熱筒のいずれか一方を他方から分離させ、或いは両方を互いに分離させることで、内部帰還型スクリューを加熱筒から引き抜いて内部帰還型スクリューに付着した材料の掃除や材料が付着した内部帰還型スクリュー自体の交換等を容易に行うことが出来る。
しかも、掃除や交換等が終了した後、内部帰還型スクリューと加熱筒を互いに所定位置まで嵌合させることで、前の材料が除去された状態で、新しい材料を再び高せん断加工に供することができる。 According to the high shear processing apparatus of the present invention, when replacing the material to be high sheared with another material, the separation means separates one of the internal feedback screw and the heating cylinder from the other, or both are mutually connected. By separating, it is possible to easily remove the internal feedback screw from the heating cylinder, clean the material attached to the internal feedback screw, replace the internal feedback screw itself with the material attached, and the like.
Moreover, after the cleaning or replacement is completed, the internal feedback screw and the heating cylinder are fitted to each other to a predetermined position, so that the new material can be subjected to high shear processing again with the previous material removed. it can.

また、本発明による高せん断加工装置の分離方法によれば、加熱筒と内部帰還型スクリューの間のクリアランスに材料が付着し加熱筒と内部帰還型スクリューが互いに固着していて内部帰還型スクリューの引き抜きが困難であっても、加熱手段によって加熱することで溶融させることができて、内部帰還型スクリューと加熱筒を容易に分離することができる。そして、内部帰還型スクリューの掃除や交換等が終了した後、内部帰還型スクリューを加熱筒内の所定位置まで挿入させることで、再び高せん断加工に供することができる。   Further, according to the separation method of the high shear processing apparatus according to the present invention, the material adheres to the clearance between the heating cylinder and the internal feedback screw, and the heating cylinder and the internal feedback screw are fixed to each other. Even if the drawing is difficult, it can be melted by heating with a heating means, and the internal feedback screw and the heating cylinder can be easily separated. Then, after cleaning or replacement of the internal feedback screw is completed, the internal feedback screw can be inserted to a predetermined position in the heating cylinder to be subjected to high shear processing again.

本発明の第一の実施形態による高せん断加工装置の概略構成を示す要部説明図である。It is principal part explanatory drawing which shows schematic structure of the high shear processing apparatus by 1st embodiment of this invention. 図１に示す高せん断加工装置の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the high shear processing apparatus shown in FIG. 第二の実施形態による高せん断加工装置の概略構成を示す要部説明図である。It is principal part explanatory drawing which shows schematic structure of the high shear processing apparatus by 2nd embodiment. 第三の実施形態による高せん断加工装置の概略構成を示す要部説明図である。It is principal part explanatory drawing which shows schematic structure of the high shear processing apparatus by 3rd embodiment. 従来の高せん断加工装置を示す要部説明図である。It is principal part explanatory drawing which shows the conventional high shear processing apparatus.

以下、本発明の第一実施形態による高せん断加工装置について、図１及び図２に基づいて説明する。
図１に示す第一実施形態による高せん断加工装置２０は、例えば高分子材料を溶融状態にして高せん断応力を与えつつ混練することで、樹脂の内部構造をナノレベル等の微細レベルまで分散して混合するものである。 Hereinafter, a high shear processing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
The high shear processing apparatus 20 according to the first embodiment shown in FIG. 1 disperses the internal structure of the resin to a fine level such as a nano level by, for example, kneading a polymer material in a molten state while applying a high shear stress. To mix.

高せん断加工装置２０で使用される高分子材料として、例えば非相溶性ポリマーブレンド系、ポリマー／フィラー系、ポリマーブレンド／フィラー系の樹脂材料等のブレンド材料が挙げられる。非相溶性ポリマーブレンド系として、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とポリアミド１１（ＰＡ１１）の組み合わせや、ポリカーボネート（ＰＣ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の組み合わせがある。ポリマー／フィラー系としては、例えばポリ乳酸とカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の組み合わせがあり、ポリマーブレンド／フィラー系として、例えばＰＶＤＦとポリアミド６とＣＮＴとの組み合わせなどがある。
なお、本発明では高分子系材料として高分子ブレンド材料に限定されることなく、他のブレンド材料や、ブレンドしない単一の分子材料等を高せん断してナノ分散化することもできる。或いは、高分子系でない他の適宜の材料を用いることができ、この材料は樹脂等の流体や液体だけでなく粉体や粒体等でもよい。 Examples of the polymer material used in the high shear processing apparatus 20 include blend materials such as an incompatible polymer blend system, a polymer / filler system, and a polymer blend / filler system resin material. Examples of the incompatible polymer blend system include a combination of polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyamide 11 (PA11), and a combination of polycarbonate (PC) and polymethyl methacrylate (PMMA). Examples of the polymer / filler system include a combination of polylactic acid and carbon nanotubes (CNT), and examples of the polymer blend / filler system include a combination of PVDF, polyamide 6, and CNT.
In the present invention, the polymer material is not limited to the polymer blend material, and other blend materials, a single molecular material not blended, or the like can be nano-dispersed by high shear. Alternatively, other appropriate materials that are not polymer-based can be used, and this material may be not only fluid or liquid such as resin but also powder or granules.

図１及び図２に示す本実施形態による高せん断加工装置２０は、例えば固体状の高分子ブレンド系の樹脂を図示しない可塑化ユニットに投入して可塑化した溶融樹脂を射出ノズル１９によって供給口２１ａの供給バルブ２１から加熱筒２２内に注入して溶融樹脂をナノ分散化させるようにしている。
高せん断加工装置２０では、略有底円筒状の加熱筒２２と、加熱筒２２内に回転可能に配設された内部帰還型スクリュー２３とを備えている。なお、本実施形態による高せん断加工装置２０において、内部帰還型スクリュー２３の中心軸線Ｏ方向でこのスクリュー２３による送り方向前方を「前方」、「前端」、「先端」とし、その反対側を「後方」、「後端」、「基端」として統一して用いる。 The high shear processing apparatus 20 according to the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is configured to supply, for example, a molten polymer that is plasticized by introducing a solid polymer blend resin into a plasticizing unit (not shown) through an injection nozzle 19. The molten resin is nano-dispersed by being injected into the heating cylinder 22 from the supply valve 21a.
The high shear processing apparatus 20 includes a substantially bottomed cylindrical heating cylinder 22 and an internal feedback screw 23 rotatably disposed in the heating cylinder 22. In the high shear processing device 20 according to the present embodiment, the forward direction of the feed direction by the screw 23 in the direction of the central axis O of the internal feedback screw 23 is “front”, “front end”, “tip”, and the opposite side is “ They are used as “back”, “rear end” and “base end”.

加熱筒２２は内部帰還型スクリュー２３を収容する内周面２５と内奧の底面２６とを有し、加熱筒２２の底面２６の中央には中心軸線Ｏと同軸に形成された排出口２７ａに排出バルブ２７が形成され、高速せん断加工された材料は排出バルブ２７から外部に排出される。また、加熱筒２２の適宜位置、例えば外周面に加熱手段としてヒータ２８が設けられている。このヒータ２８によって、加熱筒２２の内部に供給される溶融樹脂を加熱してせん断に必要な流動性を維持している。
そして、供給口２１ａに設けた供給バルブ２１は予め設定された時間等に応じて溶融樹脂の注入量を制御することが可能な自動開閉式とされ、本実施形態では排出バルブ２７の開閉動作に連動しているものとする。 The heating cylinder 22 has an inner peripheral surface 25 that accommodates the internal feedback screw 23 and a bottom surface 26 of the inner flange. A discharge valve 27 is formed, and the material subjected to high-speed shearing is discharged from the discharge valve 27 to the outside. Further, a heater 28 is provided as a heating means at an appropriate position of the heating cylinder 22, for example, on the outer peripheral surface. The heater 28 heats the molten resin supplied into the heating cylinder 22 to maintain the fluidity necessary for shearing.
The supply valve 21 provided in the supply port 21a is an automatic opening / closing type capable of controlling the injection amount of the molten resin in accordance with a preset time or the like. Assume that they are linked.

内部帰還型スクリュー２３は略円柱状に形成されており、螺旋状のスクリュー羽根２９を有する外周面３０と、加熱筒２２の底面２６に対応する先端面３１とを有している。内部帰還型スクリュー２３には、回転中心をなす中心軸線Ｏに沿って先端面３１に形成した流入口３３から後方に延びる帰還穴３４が形成されており、この帰還穴３４は途中で中心軸線Ｏから次第に離間して１または複数に分岐されて湾曲することで外周面３０に吐出口３５によって開口している。帰還穴３４の吐出口３５は供給口２１ａよりも後側または略同一位置に設けられている。  The internal feedback screw 23 is formed in a substantially cylindrical shape, and has an outer peripheral surface 30 having a spiral screw blade 29 and a tip surface 31 corresponding to the bottom surface 26 of the heating cylinder 22. The internal feedback screw 23 is formed with a feedback hole 34 extending rearward from an inlet 33 formed in the distal end surface 31 along a central axis O that forms the center of rotation. The outer circumferential surface 30 is opened by the discharge port 35 by being gradually spaced apart from one another and branched into one or more to bend. The discharge port 35 of the return hole 34 is provided behind or substantially at the same position as the supply port 21a.

また、内部帰還型スクリュー２３の後端側に設けたスピンドル３６を支持する軸受を内蔵した軸受ブロック３７を介して例えばサーボモータからなる駆動モータ３２が連結されている。内部帰還型スクリュー２３は駆動モータ３２により、例えば５００〜５０００ｍｉｎ−１の回転数で高速回転させられて溶融樹脂を混練しつつ高せん断することができる。
スピンドル３６の前側に設けたチャッキング部３６ａで内部帰還型スクリュー２３を着脱交換可能とされている。 Further, a drive motor 32 such as a servo motor is connected through a bearing block 37 having a built-in bearing for supporting the spindle 36 provided on the rear end side of the internal feedback screw 23. The internal feedback screw 23 is rotated at a high speed, for example, at a rotational speed of 500 to 5000 min −1 by the drive motor 32, and can be highly sheared while kneading the molten resin.
The internal feedback screw 23 can be attached and detached at a chucking portion 36a provided on the front side of the spindle 36.

そして、内部帰還型スクリュー２３の外周面３０と加熱筒２２の内周面２５との間には略円筒状をなす外周クリアランス３８が形成され、内部帰還型スクリュー２３の先端面３１と加熱筒２２の底面２６との間には略円板形状の先端クリアランス３９がそれぞれ形成され、流路として互いに連通している。
また、スクリュー羽根２９の間の溝面２９ａが内部帰還型スクリュー２３の中心軸線Ｏに平行であり、外周クリアランス３８における加熱筒２２の内周面２５と内部帰還型スクリュー２３の外周面３０のスクリュー羽根２９（または溝面２９ａ）との間の隙間が中心軸線Ｏ方向にわたって略一定の間隙Ｓ１となっている。内部帰還型スクリュー２３の先端面３１と加熱筒２２の底面２６との隙間を構成する先端クリアランス３９は略一定幅の間隙Ｓ２を有している。
そのため、外周クリアランス３８と先端クリアランス３９、即ち間隙Ｓ１と間隙Ｓ２とで高せん断領域が形成されている。 An outer peripheral clearance 38 having a substantially cylindrical shape is formed between the outer peripheral surface 30 of the internal feedback screw 23 and the inner peripheral surface 25 of the heating cylinder 22, and the distal end surface 31 of the internal feedback screw 23 and the heating cylinder 22 are formed. A substantially disc-shaped tip clearance 39 is formed between the bottom surface 26 and the bottom surface 26, and communicates with each other as a flow path.
Further, the groove surface 29 a between the screw blades 29 is parallel to the central axis O of the internal feedback screw 23, and the screw on the inner peripheral surface 25 of the heating cylinder 22 and the outer peripheral surface 30 of the internal feedback screw 23 at the outer peripheral clearance 38. A gap between the blades 29 (or the groove surface 29a) is a substantially constant gap S1 over the central axis O direction. A tip clearance 39 constituting a gap between the tip surface 31 of the internal feedback screw 23 and the bottom surface 26 of the heating cylinder 22 has a gap S2 having a substantially constant width.
Therefore, a high shear region is formed by the outer peripheral clearance 38 and the tip clearance 39, that is, the gap S1 and the gap S2.

帰還穴３４において、流入口３３が高せん断中に帰還穴３４内を流れる溶融樹脂の上流側となり、吐出口３５が下流側となる。つまり、外周クリアランス３８に注入された溶融樹脂は、内部帰還型スクリュー２３の回転とともに溝面２９ａに沿って先端側に送られ、先端クリアランス３９において流入口３３より帰還穴３４に流入して後方へ流れて吐出口３５より外周クリアランス３８へ吐出され、再び内部帰還型スクリュー２３の回転とともに先端側へ送られる循環がなされる。
また、内部帰還型スクリュー２３の基端部４１は、スクリュー羽根２９が形成されていない外周クリアランス３８の範囲外の後部側位置に設けられていて、スクリュー羽根２９より大径に形成された円柱状領域を有する。この基端部は加熱筒２３の内周面２５に対して液密に摺動可能となっている。 In the return hole 34, the inflow port 33 is on the upstream side of the molten resin flowing in the return hole 34 during high shear, and the discharge port 35 is on the downstream side. In other words, the molten resin injected into the outer peripheral clearance 38 is sent to the tip side along the groove surface 29 a along with the rotation of the internal feedback screw 23, flows into the return hole 34 from the inlet 33 at the tip clearance 39, and moves backward. It flows and is discharged from the discharge port 35 to the outer peripheral clearance 38, and is circulated again to the tip side along with the rotation of the internal feedback screw 23.
Further, the base end portion 41 of the internal feedback screw 23 is provided at the rear side position outside the range of the outer peripheral clearance 38 where the screw blade 29 is not formed, and is a columnar shape having a larger diameter than the screw blade 29. Has a region. The base end portion can slide in a liquid-tight manner with respect to the inner peripheral surface 25 of the heating cylinder 23.

そして、加熱筒２２は脚部を構成する加熱筒サポート部４３、４４によってベース板４５に固定され支持されている。また、内部帰還型スクリュー２３は軸受ブロック３７の後方に駆動モータ３２を内蔵する支持ブロック４７が設けられており、これら軸受ブロック３７と支持ブロック４７はスライド部材としてのスライドテーブル４８に支持されている。スライドテーブル４８の裏面にはベース板４５に対して摺動可能なＬＭガイド４９が装着されている。
また、ベース板４５には、スライドテーブル４８の端部を当接させて位置決めする位置決めストッパー５１が設けられ、位置決めストッパー５１よりも後方側には任意の位置のスライドテーブル４８を固定するテーブル固定ブロック５２が設けられている。 The heating cylinder 22 is fixed and supported on the base plate 45 by heating cylinder support portions 43 and 44 constituting leg portions. Further, the internal feedback screw 23 is provided with a support block 47 containing a drive motor 32 behind the bearing block 37, and the bearing block 37 and the support block 47 are supported by a slide table 48 as a slide member. . An LM guide 49 slidable with respect to the base plate 45 is mounted on the back surface of the slide table 48.
In addition, the base plate 45 is provided with a positioning stopper 51 for positioning by bringing the end of the slide table 48 into contact with each other, and a table fixing block for fixing the slide table 48 at an arbitrary position behind the positioning stopper 51. 52 is provided.

なお、スライドテーブル４８の移動方向は内部帰還型スクリュー２３の中心軸線Ｏ方向と一致している。そして、スライドテーブル４８の端部が位置決めストッパー５１に当接した位置で、内部帰還型スクリュー２３は加熱筒２２内に収容されて高分子材料のせん断加工位置にあり、この位置でテーブルセットボルト５３によってスライドテーブル４８を位置決めストッパー５１に固定できる。スライドテーブル４８を加熱筒２２から離間する方向に移動することで、内部帰還型スクリュー２３は加熱筒２２から抜き出される。   The moving direction of the slide table 48 coincides with the central axis O direction of the internal feedback screw 23. The internal feedback screw 23 is accommodated in the heating cylinder 22 at a position where the end portion of the slide table 48 abuts against the positioning stopper 51 and is in a shearing position of the polymer material. Thus, the slide table 48 can be fixed to the positioning stopper 51. By moving the slide table 48 away from the heating cylinder 22, the internal feedback screw 23 is extracted from the heating cylinder 22.

また、テーブル固定ブロック５２は例えば略Ｌ字形状とされ、上側の平板状の板部にテーブル固定ボルト５４を締め込むことで適宜位置にあるスライドテーブル４８を固定できる。
スライドテーブル４８の上面にはハンドル５５が取り付けられ、例えば手動でハンドル５５を操作することで、スライドテーブル４８を移動させて内部帰還型スクリュー２３を摺動させることができる。 Further, the table fixing block 52 is, for example, substantially L-shaped, and the slide table 48 at an appropriate position can be fixed by tightening the table fixing bolt 54 into the upper flat plate portion.
A handle 55 is attached to the upper surface of the slide table 48. For example, by manually operating the handle 55, the slide table 48 can be moved and the internal feedback screw 23 can be slid.

また、第一実施形態による高せん断加工装置２０において、内部帰還型スクリュー２３を支持するスライドテーブル４８，スライドテーブル４８の裏面に設けたＬＭガイド４９、位置決めストッパー５１、テーブル固定ブロック５２、これらとスライドテーブル４８を固定するボルト５３，５４、ハンドル５５は分離手段を構成する。   In the high shear processing apparatus 20 according to the first embodiment, the slide table 48 that supports the internal feedback screw 23, the LM guide 49 provided on the back surface of the slide table 48, the positioning stopper 51, the table fixing block 52, and the slide The bolts 53 and 54 for fixing the table 48 and the handle 55 constitute separation means.

本実施形態による高せん断加工装置２０は上述の構成を備えており、次に高せん断加工装置２０の分離方法について説明する。
図１及び図２に示す高せん断加工装置２０において、例えば高分子材料を可塑化させた溶融樹脂を射出ノズル１９から供給口２１を通して加熱筒２２内の外周クリアランス３８に注入する。
高せん断加工装置２０では、加熱筒２２内の内部帰還型スクリュー２３を例えば３００ｍｉｎ−１以下の低速回転で回転させて、加熱筒２２内の外周及び先端クリアランス３８，３９に溶融樹脂を注入することで加熱筒２２内の外周クリアランス３８、先端クリアランス３９、そして帰還穴３４内が溶融樹脂で満たされる。溶融樹脂の注入を完了させると、注入バルブ２１を閉じる。 The high shear processing apparatus 20 according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, a method for separating the high shear processing apparatus 20 will be described.
In the high shear processing apparatus 20 shown in FIGS. 1 and 2, for example, a molten resin obtained by plasticizing a polymer material is injected from the injection nozzle 19 into the outer peripheral clearance 38 in the heating cylinder 22 through the supply port 21.
In the high shear processing apparatus 20, the internal feedback type screw 23 in the heating cylinder 22 is rotated at a low speed rotation of, for example, 300 min −1 or less, and molten resin is injected into the outer periphery and the tip clearances 38 and 39 in the heating cylinder 22. Thus, the outer peripheral clearance 38, the tip clearance 39, and the return hole 34 in the heating cylinder 22 are filled with the molten resin. When the injection of the molten resin is completed, the injection valve 21 is closed.

次いで、高せん断加工装置２０で高せん断加工が行われる。高せん断加工装置２０では、加熱筒２２内の内部帰還型スクリュー２３を高速回転させる。高速回転数は投入される樹脂材料によって決定されるが、本実施形態では、上述した低速回転より高速回転である例えば５００〜５０００ｍｉｎ−１で回転させ、外周及び先端クリアランス３８，３９及び帰還穴３４を循環する溶融樹脂に対して、スクリュー羽根２９の高速回転によって所定の設定時間高せん断を行う。 Next, high shear processing is performed by the high shear processing apparatus 20. In the high shear processing apparatus 20, the internal feedback screw 23 in the heating cylinder 22 is rotated at a high speed. Although the high-speed rotation speed is determined by the resin material to be charged, in this embodiment, the rotation speed is higher than that of the low-speed rotation described above, for example, 500 to 5000 min −1 , and the outer periphery and tip clearances 38 and 39 and the return hole 34 are rotated. The high-speed rotation of the screw blade 29 causes the sheared resin to circulate the molten resin for a predetermined set time.

即ち、外周クリアランス３８を後方から前方へ送られる溶融樹脂は、次第に高い樹脂圧となるため高速回転する内部帰還型スクリュー２３のスクリュー羽根２９によって高いせん断力でせん断させられる。そして、外周クリアランス３８から先端クリアランス３９へ移送させられた溶融樹脂は、先端クリアランス３９内で外周側から中心軸線Ｏ上の帰還穴３４の流入口３３へ向けて大きな圧力損失を生じさせて流動性良く流れて流入口３３から帰還穴３４内に流入される。先端クリアランス３９において流入口３３での樹脂圧は最も低い圧力に制御される。   That is, since the molten resin fed from the rear to the front through the outer peripheral clearance 38 gradually increases in resin pressure, it is sheared with a high shear force by the screw blades 29 of the internal feedback screw 23 that rotates at a high speed. The molten resin transferred from the outer peripheral clearance 38 to the tip clearance 39 causes a large pressure loss from the outer peripheral side toward the inlet 33 of the return hole 34 on the central axis O in the tip clearance 39 to cause fluidity. It flows well and flows into the return hole 34 from the inlet 33. In the tip clearance 39, the resin pressure at the inlet 33 is controlled to the lowest pressure.

その後、溶融樹脂は帰還穴３４内を後方へ流れ、遠心力によって帰還穴３４の吐出口３５から内部帰還型スクリュー２３の外周面３０に流出して外周クリアランス３８に帰還する。そして、溶融樹脂は再度外周クリアランス３８内をスクリュー羽根２９で高せん断されつつ先端側に移送されるといった循環流動を高速で繰り返す。
こうして、溶融樹脂は循環流動によって混練されると共に高せん断力が付与される。この循環により溶融樹脂はナノ分散化され、高分子材料の内部構造をナノレベルで分散及び混合できる。 Thereafter, the molten resin flows backward in the return hole 34, flows out from the discharge port 35 of the return hole 34 to the outer peripheral surface 30 of the internal feedback screw 23 by centrifugal force, and returns to the outer peripheral clearance 38. Then, the molten resin repeats the circulating flow such that the molten resin is transferred to the tip side while being highly sheared by the screw blade 29 in the outer peripheral clearance 38 at a high speed.
Thus, the molten resin is kneaded by the circulating flow and given a high shearing force. By this circulation, the molten resin is nano-dispersed, and the internal structure of the polymer material can be dispersed and mixed at the nano level.

次に、設定された高せん断加工時間に到達したときには、内部帰還型スクリュー２３の回転速度を高速回転から中速回転に切り替える。中速回転とは上述した低速回転より大きく高速回転より小さい回転数領域であり、例えば２００〜１０００ｍｉｎ−１である。そして、排出バルブ２７を開けて排出口２７ａを開放する。
これにより、外周及び先端クリアランス３８，３９内のナノ分散樹脂が内部帰還型スクリュー２３の回転とともに加熱筒２２の排出口２７ａから排出され、高分子材料の溶融樹脂を高分子ブレンド押出し物として得ることができる。 Next, when the set high shear processing time is reached, the rotation speed of the internal feedback screw 23 is switched from high speed rotation to medium speed rotation. The medium speed rotation is a rotation speed region that is larger than the low speed rotation and smaller than the high speed rotation, and is, for example, 200 to 1000 min −1 . Then, the discharge valve 27 is opened to open the discharge port 27a.
As a result, the nano-dispersed resin in the outer periphery and the tip clearances 38 and 39 is discharged from the discharge port 27a of the heating cylinder 22 along with the rotation of the internal feedback screw 23, and a molten resin of a polymer material is obtained as a polymer blend extrudate. Can do.

そして、別の材料を高せん断加工装置２０内に供給して高せん断加工する場合、外周及び先端クリアランス３８，３９内に残存する前に処理した材料と混ざらないように、内部帰還型スクリュー２３を加熱筒２２から抜き出して残存する樹脂を除去する必要がある。
そのため、内部帰還型スクリュー２３の回転が停止した後、図１において、テーブルセットボルト５３とテーブル固定ボルト５４を緩めることでスライドテーブル４８をスライド可能状態にする。そして、ハンドル５５を例えば作業者が手動で引くことで、スライドテーブル４８を加熱筒２２から離間する方向に移動させ、内部帰還型スクリュー２３を実線で示す加熱筒２２内に装着された位置から、二点鎖線で示す加熱筒２２から完全に引き抜かれた位置に移動させる。 When another material is supplied into the high shear processing apparatus 20 for high shear processing, the internal feedback screw 23 is set so as not to be mixed with the material processed before remaining in the outer periphery and the tip clearances 38 and 39. It is necessary to remove the resin extracted from the heating cylinder 22 and remaining.
Therefore, after the rotation of the internal feedback screw 23 is stopped, the slide table 48 is made slidable by loosening the table setting bolt 53 and the table fixing bolt 54 in FIG. Then, for example, when the operator manually pulls the handle 55, the slide table 48 is moved away from the heating cylinder 22, and the position where the internal feedback screw 23 is mounted in the heating cylinder 22 indicated by a solid line is It moves to the position completely pulled out from the heating cylinder 22 shown by a two-dot chain line.

この位置で、テーブル固定ブロック５２にテーブル固定ボルト５４を締め込むことでスライドテーブル４８を停止させることができる。そして、内部帰還型スクリュー２３のスクリュー羽根２９間の溝面や帰還穴３４等に付着した溶融樹脂や固化した樹脂を掃除して除去する。或いは、チャッキング部３６ａを緩めて内部帰還型スクリュー２３を着脱交換する。また、加熱筒２２内も掃除するが、内部は内周面２５と底面２６からなる略円筒状であるから、樹脂が付着することは少ない。   At this position, the slide table 48 can be stopped by tightening the table fixing bolt 54 into the table fixing block 52. Then, the molten resin or the solidified resin adhering to the groove surface between the screw blades 29 of the internal feedback screw 23 or the feedback hole 34 is cleaned and removed. Alternatively, the chucking portion 36a is loosened and the internal feedback screw 23 is removed and replaced. The inside of the heating cylinder 22 is also cleaned, but since the inside is a substantially cylindrical shape composed of the inner peripheral surface 25 and the bottom surface 26, the resin hardly adheres.

その後、テーブル固定ブロック５２からテーブル固定ボルト５４を緩めて、スライドテーブル４８を加熱筒２２方向に移動させて内部帰還型スクリュー２３を加熱筒２２内に挿入させる。スライドテーブル４８の端部が位置決めストッパー５１に当接した位置で、内部帰還型スクリュー２３が加熱筒２２内の正規の位置に挿入保持される。この位置でテーブルセットボルト５３を位置決めストッパー５１を介してスライドテーブル４８に締め込む。その位置で、テーブル固定ボルト５４をテーブル固定ブロック５２に締め込むことでスライドテーブル４８を固定する。
その後、高せん断加工装置２０に新たな材料を投入しても異種の材料が混ざることなく再度高せん断加工できる。 Thereafter, the table fixing bolt 54 is loosened from the table fixing block 52, the slide table 48 is moved in the direction of the heating cylinder 22, and the internal feedback screw 23 is inserted into the heating cylinder 22. The internal feedback screw 23 is inserted and held at a regular position in the heating cylinder 22 at a position where the end of the slide table 48 abuts against the positioning stopper 51. At this position, the table set bolt 53 is fastened to the slide table 48 via the positioning stopper 51. At that position, the slide table 48 is fixed by tightening the table fixing bolt 54 into the table fixing block 52.
Thereafter, even if a new material is introduced into the high shear processing apparatus 20, high shear processing can be performed again without mixing different kinds of materials.

次に、材料を別のものに交換して高せん断加工する場合、内部帰還型スクリュー２３を加熱筒２２から引き抜こうとしても、外周及び先端クリアランス３８，３９内に残存する前の溶融樹脂が固化して内部帰還型スクリュー２３と加熱筒２２とが固着していることがある。この場合、ハンドル５５を操作してスライドテーブル４８を移動させて内部帰還型スクリュー２３を引き抜こうとしても、固化した樹脂が加熱筒２２と内部帰還型スクリュー２３を固着してしまい、引き抜きが困難な場合がある。
このような場合、内部帰還型スクリュー２３の引き抜きに先立って、加熱筒２２に設けたヒータ２８を加熱することで固化した樹脂を予め溶融させるとよい。固化した樹脂を溶融させることで、スライドテーブル４８による内部帰還型スクリュー２３の引き抜きが容易になる。 Next, when the material is replaced with another material for high shear processing, the molten resin before remaining in the outer periphery and the tip clearances 38 and 39 is solidified even if the internal feedback screw 23 is pulled out of the heating cylinder 22. In some cases, the internal feedback screw 23 and the heating cylinder 22 are fixed. In this case, even if the handle 55 is operated to move the slide table 48 and the internal feedback screw 23 is pulled out, the solidified resin adheres the heating cylinder 22 and the internal feedback screw 23 and is difficult to pull out. There is a case.
In such a case, the resin solidified by heating the heater 28 provided in the heating cylinder 22 is preferably melted in advance before the internal feedback screw 23 is pulled out. By melting the solidified resin, the internal feedback screw 23 can be easily pulled out by the slide table 48.

上述のように本実施形態による高せん断加工装置２０及び分離方法によれば、せん断加工する材料を別の種類のものに交換等する場合、スライドテーブル４８を移動させて内部帰還型スクリュー２３を加熱筒２２から引き抜くことで、内部帰還型スクリュー２３に付着した樹脂の掃除や樹脂が付着した内部帰還型スクリュー２３自体の交換等を容易に行うことができる。そのため、内部帰還型交換スクリュー２３と加熱筒２２を分離する際、加熱筒２２を分解したり、加熱筒２２に設けたヒータ用配線、加熱筒冷却用配管、温度センサー用配線、樹脂圧センサー用配線等の部品や配線等を取り外す必要がない。
しかも、掃除や交換等が終了して前の残った樹脂を除去した後、スライドテーブル４８を移動させて位置決めストッパー５１に当接させることで内部帰還型スクリュー２３を加熱筒２２内に配設させて位置決めでき、新しい材料をせん断加工に供することができる。 As described above, according to the high shearing device 20 and the separation method according to the present embodiment, when the material to be sheared is replaced with another type, the slide table 48 is moved to heat the internal feedback screw 23. By pulling out from the tube 22, cleaning of the resin attached to the internal feedback screw 23, replacement of the internal feedback screw 23 itself to which the resin is attached, and the like can be easily performed. Therefore, when the internal feedback type exchange screw 23 and the heating cylinder 22 are separated, the heating cylinder 22 is disassembled, the heater wiring provided in the heating cylinder 22, the heating cylinder cooling pipe, the temperature sensor wiring, and the resin pressure sensor There is no need to remove wiring components or wiring.
Moreover, after the cleaning or replacement is completed and the remaining resin is removed, the slide table 48 is moved and brought into contact with the positioning stopper 51 to dispose the internal feedback screw 23 in the heating cylinder 22. New materials can be subjected to shearing.

また、内部帰還型スクリュー２３を引き抜く際、加熱筒２２との間に樹脂が固化していたとしても、加熱筒２２に設けたヒータ２８によって加熱筒２２内の固化した樹脂を加熱溶融することで、その後の内部帰還型スクリュー２３の引き抜きが容易になる。   Further, when the internal feedback screw 23 is pulled out, even if the resin is solidified with the heating cylinder 22, the solidified resin in the heating cylinder 22 is heated and melted by the heater 28 provided in the heating cylinder 22. Thereafter, the internal feedback screw 23 can be easily pulled out.

以上、第一の実施形態による高せん断加工装置２０について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。次に、本発明の他の実施形態について説明するが、上述した実施形態と同一または同様な部材、部分には同一の符号を用いてその説明を省略する。   As mentioned above, although the high shear processing apparatus 20 by 1st embodiment was demonstrated, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably. Next, other embodiments of the present invention will be described. However, the same or similar members and parts as those of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

次に、図３に基づいて本発明の第二の実施形態による高せん断加工装置６０について説明する。
本第二実施形態では、内部帰還型スクリュー２３は軸受ブロック３７及び支持ブロック４７を介してベース板４５に固定されている。一方、加熱筒２２を支える加熱筒サポート部４３，４４は移動可能なスライドテーブル６１に支持されている。スライドテーブル６１の裏面にはベース板４５に対して摺動可能なＬＭガイド４９が装着されている。 Next, a high shear processing apparatus 60 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, the internal feedback screw 23 is fixed to the base plate 45 via a bearing block 37 and a support block 47. On the other hand, the heating cylinder support portions 43 and 44 that support the heating cylinder 22 are supported by a movable slide table 61. An LM guide 49 slidable with respect to the base plate 45 is mounted on the back surface of the slide table 61.

また、ベース板４５には、スライドテーブル６１の端部に設けたストッパー６２を当接させて位置決めするテーブル位置決めストッパー６３が設けられている。このテーブル位置決めストッパー６３には雄ねじが切られた回動軸６５が回転可能に支持されている。回動軸６５の先端部はストッパー６２に形成されたねじ穴６２ａに螺合されており、その先端に位置決めストッパー６８が固定されている。回動軸６５のテーブル位置決めストッパー６３を挟む他端部にはハンドル６６が設けられている。また、回動軸６５にはテーブル位置決めストッパー６３に当接させた係止部６７が設けられている。
そして、回動軸６５のハンドル６６を回転させることで、スライドテーブル６１は前方（図３で右方）に移動可能であり、スライドテーブル６１に支持された加熱筒２２は中心軸線Ｏに沿って移動可能とされている。
第二実施形態による高せん断加工装置６０において、スライドテーブル６１、ＬＭガイド４９、ストッパー６２、テーブル位置決めストッパー６３、回動軸６５、ハンドル６６、位置決めストッパー６８は分離手段を構成する。 Further, the base plate 45 is provided with a table positioning stopper 63 for positioning by contacting a stopper 62 provided at an end of the slide table 61. The table positioning stopper 63 rotatably supports a rotating shaft 65 having a male thread. The distal end portion of the rotation shaft 65 is screwed into a screw hole 62a formed in the stopper 62, and a positioning stopper 68 is fixed to the distal end. A handle 66 is provided at the other end of the rotation shaft 65 with the table positioning stopper 63 interposed therebetween. Further, the rotation shaft 65 is provided with a locking portion 67 that is brought into contact with the table positioning stopper 63.
Then, by rotating the handle 66 of the rotation shaft 65, the slide table 61 can be moved forward (rightward in FIG. 3), and the heating cylinder 22 supported by the slide table 61 extends along the central axis O. It can be moved.
In the high shear processing apparatus 60 according to the second embodiment, the slide table 61, the LM guide 49, the stopper 62, the table positioning stopper 63, the rotating shaft 65, the handle 66, and the positioning stopper 68 constitute a separating means.

従って、本第二実施形態による高せん断加工装置６０によれば、高せん断加工する材料の種類を交換する際、残った樹脂を除去するために、加熱筒２２を内部帰還型スクリュー２３から相対的に引き抜く際、図３に示す実線位置から回動軸６５のハンドル６６を回転させることで回動軸６５にガイドされてストッパー６２とスライドテーブル６１が移動させられ、これと一体に加熱筒２２が内部帰還型スクリュー２３から引き抜かれて中心軸線Ｏに沿って移動させられる。
そして、二点鎖線で示すように、加熱筒２２が内部帰還型スクリュー２３から引き抜かれて分離された位置で、スライドテーブル６１のストッパー６２が回動軸６５のテーブル位置決めストッパー６３に当接することで停止する。 Therefore, according to the high shear processing apparatus 60 according to the second embodiment, when exchanging the type of material to be subjected to the high shear processing, the heating cylinder 22 is relative to the internal feedback screw 23 in order to remove the remaining resin. 3, the handle 66 of the rotating shaft 65 is rotated from the solid line position shown in FIG. 3 to be guided by the rotating shaft 65, and the stopper 62 and the slide table 61 are moved. It is pulled out from the internal feedback screw 23 and moved along the central axis O.
As indicated by a two-dot chain line, the stopper 62 of the slide table 61 comes into contact with the table positioning stopper 63 of the rotating shaft 65 at a position where the heating cylinder 22 is pulled out from the internal feedback screw 23 and separated. Stop.

この状態で、内部帰還型スクリュー２３のスクリュー羽根２９間の溝面や帰還穴３４等に付着した溶融樹脂や固化した樹脂を掃除して除去する。或いは、チャッキング部３６ａを緩めて内部帰還型スクリュー２３を着脱交換する。
次に、ハンドル６６を逆方向に回転させることで、ストッパー６２とスライドテーブル６１が回動軸６５にガイドされつつ内部帰還型スクリュー２３方向に移動する。そして、ストッパー６２が回動軸６５の先端に固定した位置決めストッパー６８に当接する位置で、加熱筒２２は内部帰還型スクリュー２３を挿入させて高せん断加工可能な正規の位置に保持される。 In this state, the molten resin or solidified resin adhering to the groove surface between the screw blades 29 of the internal feedback screw 23, the feedback hole 34, or the like is cleaned and removed. Alternatively, the chucking portion 36a is loosened and the internal feedback screw 23 is removed and replaced.
Next, by rotating the handle 66 in the reverse direction, the stopper 62 and the slide table 61 are moved in the direction of the internal feedback screw 23 while being guided by the rotation shaft 65. The heating cylinder 22 is held at a regular position where high shearing can be performed by inserting the internal feedback screw 23 at a position where the stopper 62 abuts a positioning stopper 68 fixed to the tip of the rotating shaft 65.

なお、外周及び先端クリアランス３８，３９内に残存する溶融樹脂が固化して内部帰還型スクリュー２３と加熱筒２２を固着させた場合、加熱筒２２の引き抜きに先立って、加熱筒２２に設けたヒータ２８を加熱することで固化した樹脂を予め溶融させる。これによって樹脂が溶融して、スライドテーブル６１による加熱筒２２の引き抜きが容易になる。   In addition, when the molten resin remaining in the outer periphery and the tip clearances 38 and 39 is solidified and the internal feedback screw 23 and the heating cylinder 22 are fixed, the heater provided in the heating cylinder 22 before the heating cylinder 22 is pulled out. The resin solidified by heating 28 is melted in advance. As a result, the resin is melted and the heating cylinder 22 can be easily pulled out by the slide table 61.

なお、上述の各実施形態では、内部帰還型スクリュー２３と加熱筒２２のいずれか一方のみを移動可能とすることで、加熱筒２２から内部帰還型スクリュー２３を引き抜くようにしたが、このような構成に代えて、第三の実施形態による高せん断加工装置７０として、図４に示すように、内部帰還型スクリュー２３と加熱筒２２の両方を互いに離間する方向と互いに接近する方向にスライドテーブル４８、６１によって移動可能に構成してもよい。   In each of the above embodiments, only one of the internal feedback screw 23 and the heating cylinder 22 is movable so that the internal feedback screw 23 is pulled out from the heating cylinder 22. Instead of the configuration, as shown in FIG. 4, as the high shear processing apparatus 70 according to the third embodiment, the slide table 48 is arranged so that both the internal feedback screw 23 and the heating cylinder 22 are separated from each other and close to each other. , 61 may be configured to be movable.

この場合、図４において、内部帰還型スクリュー２３を加熱筒２２に対して移動させる分離手段として、第一実施形態と同様に、スライドテーブル４８，スライドテーブル４８の裏面に設けたＬＭガイド４９、位置決めストッパー５１、テーブル固定ブロック５２、これらとスライドテーブル４８を固定するボルト５３，５４、ハンドル５５を備えている。
また、加熱手段２２を内部帰還型スクリュー２３から移動させる分離手段として、第二実施形態と同様に、スライドテーブル６１、ＬＭガイド４９、ストッパー６２、テーブル位置決めストッパー６３、回動軸６５、ハンドル６６、位置決めストッパー６８を備えている。 In this case, in FIG. 4, as the separation means for moving the internal feedback screw 23 relative to the heating cylinder 22, as in the first embodiment, the LM guide 49 provided on the back surface of the slide table 48 and the slide table 48, positioning A stopper 51, a table fixing block 52, bolts 53 and 54 for fixing these and the slide table 48, and a handle 55 are provided.
Further, as the separating means for moving the heating means 22 from the internal feedback screw 23, as in the second embodiment, the slide table 61, the LM guide 49, the stopper 62, the table positioning stopper 63, the rotating shaft 65, the handle 66, A positioning stopper 68 is provided.

本実施形態による高せん断加工装置７０では、内部帰還型スクリュー２３と加熱筒２２のそれぞれの移動ストロークは上述の第一及び第二実施形態に示す場合よりも短くできる。
また、引き抜きに先立って、加熱筒２２に設けたヒータ２８を加熱させてもよい。 In the high shear processing apparatus 70 according to the present embodiment, the movement strokes of the internal feedback screw 23 and the heating cylinder 22 can be made shorter than those shown in the first and second embodiments.
Further, the heater 28 provided in the heating cylinder 22 may be heated prior to the drawing.

なお、上述の各実施形態において、せん断加工時に用いるヒータ２８と、加熱筒２２から内部帰還型スクリュー２３を引き抜く場合のヒータとを別個に設けてもよい。
また、上述の各実施形態では、ＬＭガイド４９を設けたスライドテーブル４８，６１を移動させる手段をハンドル５５，回動軸６５に設けたハンドル６６として手動で移動させるようにしたが、正逆回転可能なモータ等で伝動機構を介してスライドテーブル４８，６１を移動させるようにしてもよい。これらはいずれも移動部材を構成する。 In each of the above-described embodiments, the heater 28 used at the time of shearing and a heater for pulling out the internal feedback screw 23 from the heating cylinder 22 may be provided separately.
In each of the above-described embodiments, the means for moving the slide tables 48 and 61 provided with the LM guide 49 is manually moved as the handle 55 and the handle 66 provided on the rotating shaft 65. The slide tables 48 and 61 may be moved via a transmission mechanism with a possible motor or the like. All of these constitute a moving member.

２０，６０、７０ 高せん断加工装置
２２ 加熱筒
２３ 内部帰還型スクリュー
２８ ヒータ
３８ 外周クリアランス
３９ 先端クリアランス
４５ ベース部材
４８，６１ スライドテーブル
４９ ＬＭガイド
５１，６８ 位置決めストッパー
５５、６６ ハンドル
６２ ストッパー
６３ テーブル位置決めストッパー
６５ 回動軸 20, 60, 70 High shearing device 22 Heating cylinder 23 Internal feedback screw 28 Heater 38 Outer peripheral clearance 39 End clearance 45 Base member 48, 61 Slide table 49 LM guide 51, 68 Positioning stopper 55, 66 Handle 62 Stopper 63 Table positioning Stopper 65 rotation axis

Claims (2)

材料をせん断しながら循環させて分散及び混合するようにした高せん断加工装置において、
内部に材料が導入される加熱筒と、
該加熱筒内に回転可能に配設されていて内部に帰還穴を連通させた内部帰還型スクリューと、
前記加熱筒及び前記内部帰還型スクリューの間の周方向と先端方向に形成されていて材料を流動させるクリアランスと、
前記内部帰還型スクリューと前記加熱筒のいずれか一方を他方から分離する方向に或いは両方を互いに分離する方向に移動させる分離手段とを備え、
前記加熱筒には、前記加熱筒と内部帰還型スクリューの分離の際に前記クリアランスに含まれる材料を溶融させるための加熱手段が設けられ、
前記分離手段は、前記内部帰還型スクリューまたは前記加熱筒を支持する移動可能なスライド部材と、前記スライド部材を移動させる移動部材と、前記内部帰還型スクリューが加熱筒内に挿入された所定位置で前記スライド部材を位置決め停止する位置決めストッパーと、を備えたことを特徴とする高せん断加工装置。 In a high shear processing apparatus in which materials are circulated while being sheared to disperse and mix,
A heating cylinder into which material is introduced;
An internal feedback screw that is rotatably disposed in the heating cylinder and communicates a feedback hole therein;
Clearance between the heating cylinder and the internal feedback screw is formed in the circumferential direction and the tip direction and allows the material to flow,
Separating means for moving either the internal feedback screw and the heating cylinder in a direction to separate from the other or in a direction to separate both from each other ;
The heating cylinder is provided with a heating means for melting the material contained in the clearance when the heating cylinder and the internal feedback screw are separated.
The separating means includes a movable slide member that supports the internal feedback screw or the heating cylinder, a moving member that moves the slide member, and a predetermined position where the internal feedback screw is inserted into the heating cylinder. A high shearing apparatus comprising a positioning stopper for positioning and stopping the slide member . 材料が導入される加熱筒内に、内部に帰還穴を連通させた内部帰還型スクリューが回転可能に配設されていて、せん断力を付与しつつ循環させながら混練することで材料を分散及び混合する高せん断加工装置の分離方法であって、
前記加熱筒と前記内部帰還型スクリューを分離する際に前記加熱筒に設けた加熱手段によって加熱することで、前記加熱筒及び前記内部帰還型スクリューの間の周方向と先端方向に形成されたクリアランスに含まれる前記材料を溶融させる工程と、
前記内部帰還型スクリューと前記加熱筒を互いに離間する位置に相対移動させる工程と
を備えたことを特徴とする高せん断加工装置の分離方法。 Inside the heating cylinder into which the material is introduced, an internal feedback screw with a return hole communicating therewith is rotatably arranged, and the material is dispersed and mixed by kneading while circulating while applying a shearing force. A separation method for a high shear processing device,
Clearance formed in the circumferential direction and the tip direction between the heating cylinder and the internal feedback screw by heating with heating means provided in the heating cylinder when separating the heating cylinder and the internal feedback screw Melting the material contained in
And a step of relatively moving the internal feedback screw and the heating cylinder to positions separated from each other.
JP2012055914A 2012-03-13 2012-03-13 High shear processing apparatus and separation method thereof Expired - Fee Related JP5911011B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012055914A JP5911011B2 (en) 2012-03-13 2012-03-13 High shear processing apparatus and separation method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012055914A JP5911011B2 (en) 2012-03-13 2012-03-13 High shear processing apparatus and separation method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013188918A JP2013188918A (en) 2013-09-26
JP5911011B2 true JP5911011B2 (en) 2016-04-27

Family

ID=49389701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012055914A Expired - Fee Related JP5911011B2 (en) 2012-03-13 2012-03-13 High shear processing apparatus and separation method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5911011B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6925931B2 (en) * 2017-10-20 2021-08-25 日本スピンドル製造株式会社 How to replace the blades in a batch type kneader and a batch type kneader
JP7407039B2 (en) 2020-03-24 2023-12-28 日本スピンドル製造株式会社 kneading equipment

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5780036A (en) * 1980-11-06 1982-05-19 Toshiba Mach Co Ltd Extruder for molding plastics material
JP3643285B2 (en) * 2000-03-16 2005-04-27 株式会社栗本鐵工所 How to attach / detach the rotating body of rotating equipment
JP4745684B2 (en) * 2004-03-31 2011-08-10 独立行政法人産業技術総合研究所 Method for producing polymer blend material

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013188918A (en) 2013-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101310323B1 (en) Shear generating apparatus and method
JP5458376B2 (en) High shear method using high shear device
JP5822119B2 (en) High shear processing equipment
KR102301593B1 (en) Injection molding system and method of fabricating a component
JP2012051289A (en) High shear device and high shear method
US20160158980A1 (en) Injection molding system and method of fabricating a component
JP2011046103A (en) High shear apparatus
JP2015123622A (en) Production method of transparent resin composition including polycarbonate resin and acrylic resin
JP5911011B2 (en) High shear processing apparatus and separation method thereof
JP2018535858A (en) Molding machine and component molding method
JP5773302B2 (en) High shear device and high shear method
CN1822942A (en) Molding method, purging method, and molding machine
JP2013188671A (en) High-shear processing apparatus
JP5822120B2 (en) Rotational speed control device and rotational speed control method for high shearing machine
JP5911010B2 (en) Cooling mechanism of high shear processing equipment
JP2010280128A (en) Kneading device and molding machine
KR101624745B1 (en) High shearing apparatus and high shearing method
JP5408489B2 (en) Plasticizing part injection method and plasticizing apparatus
JPH08156070A (en) Material feeding device
JP2023040635A (en) Resin changeover method for inline injection molding machine
JP2023027789A (en) Back-flow prevention device of injection molder
WO2019208663A1 (en) Injection molding method and injection molding machine using said method, and injection molding screw used therewith
JP2000071284A (en) Method for controlling injecting unit for injection molding machine and injecting unit for injection molding machine
JP2019104203A (en) Highly dispersion kneading apparatus and method thereof
JP3174632U (en) Temperature measurement mechanism of high shear processing equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150812

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150818

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151016

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160223

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160322

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5911011

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees