JPH0244987Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は高分子材料（以下、単に樹脂という）
の単軸スクリユ式押出成形機に係り、特にそのシ
リンダ部分の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来、単軸スクリユ式押出成形機は、第５図に
示すように、全長にわたつて同一外径のシリンダ
２１内に１本のスクリユ２２を挿入し、このシリ
ンダ２１の入口側にホツパ２３を設けるととも
に、出口側にダイ２４を装着し、さらに、このシ
リンダ２１に温度を保持するための加熱装置及び
冷却装置を備えている。

そして、前記シリンダ２１の厚さは、一定して
はいないが、ホツパ２３側のシリンダ２１が充分
な熱エネルギを蓄えられるように、略スクリユ２
２の直径の40％ないし60％の厚さのシリンダ２１
とするのが普通である。

そして、シリンダ２１の内部圧力に対して、シ
リンダ２１が充分に耐えられる強度を保持できる
シリンダ２１の厚さは、安全率を考慮してスクリ
ユ２２の直径の約10％ないし15％の厚さにすれば
充分であるので、前記スクリユ２２の直径の40％
の厚さのシリンダ２１は、シリンダ２１の内部圧
力に対して充分に耐えることのできる厚さの約
2.6倍の厚さを備えているということになる。

そして、シリンダ２１内は入口側から出口側に
かけて、明確な境はないがおおよそ供給部２５、
溶融部２６、計量部２７とに区分されており、供
給部２５において、ホツパ２３からの樹脂はスク
リユ２２の回転により押出方向へと搬送され、こ
の搬送中にシリンダ２１からの加熱とスクリユ２
２を介して伝えられるモータ仕事とにより予熱さ
れ、さらに、溶融部２６ではスクリユ２２の深溝
が徐々に浅くなつて、予熱された樹脂はさらにシ
リンダ２１からの加熱とスクリユ２２の圧縮によ
り溶融され、最後に、溶融された樹脂は、均一化
のために混練されつつ計量部２７で計量されつつ
ダイ２４へと搬送され、所望形状の成形品に成形
される。

以上の押出成形機の機能をさらに細かく区分し
てまとめると、押出成形機は固体樹脂の搬送、
固体樹脂の予熱と圧縮、固体樹脂の溶融、
溶融樹脂の混練による均一化、溶融樹脂の計量
と搬送、といつた作用を、供給部２５から溶融部
２６を通り計量部２７へと樹脂を搬送する間に行
うものである。

そして、樹脂を溶融し、あるいは溶融状態を保
持するための熱エネルギは、先に触れたように加
熱装置からシリンダ２１を通つてくる熱伝導とそ
の輻射と、スクリユ２２の回転による機械的エネ
ルギの熱エネルギへの変換により樹脂に与えられ
る。

この熱エネルギを加熱装置によるシリンダ２１
側からと機械的エネルギによるスクリユ２２側か
らとに分け、供給部２５、溶融部２６、計量部２
７において、それぞれにどのように配分されて樹
脂に付与されているかをみると、一般に供給部２
５はシリンダ２１側からの熱エネルギが大部分で
あるのに対し、溶融部２６はシリンダ２１側から
の熱エネルギもさることながら、スクリユ２２側
からの熱エネルギが大きくなり、むしろ、実際上
はシリンダ２１側からの熱エネルギを逆に取り去
つて温度調節をする必要がある場合がある。さら
に、計量部２７となるとシリンダ２１側の熱エネ
ルギよりスクリユ２２の摩擦熱の方が大きくなつ
ており、ここでは樹脂は殆ど溶融していて、単に
この溶融状態を保持できればよいのであるから、
余分な熱をシリンダ２１側から除去する必要があ
る。

このように供給部２５はともかくとして溶融部
２６と計量部２７とでは余分な熱を除去する必要
があり、その手段として、従来のスクリユ式押出
成形機では、冷却フアンを加熱装置としてのヒー
タに組み合わせ、ヒータによるシリンダ２１側か
らの熱エネルギをヒータと冷却フアンのON−
OFF動作の繰り返しで調節している。

前記のようにして、樹脂の温度調節を行い押出
機のシリンダ内の各部分の樹脂温度を使用樹脂に
適した温度に制御するには、シリンダ内の樹脂の
温度を正確に測定しなければ、シリンダ内の樹脂
温度を希望する温度に精度よく保持することがで
きない。

そこで、シリンダ内の樹脂の温度を正確に測定
できる押出機として、特開昭58−126131号公報が
ある。

前記公報に記載された押出成形機は、押出成形
機のスクリユの外表面より突出する中空のピンを
設け、このピンの内部に測定素子を埋め込んで、
樹脂に近接した位置で樹脂の温度を測定するよう
にしたものである。

〔考案が解決しようとする課題〕

前記特開昭58−126131号公報に記載された押出
機は、樹脂を適正な温度に保つことができ優れた
ものである。

しかしながら、樹脂に近接した位置で樹脂の温
度を測定するために、スクリユ内に測定素子を設
ける等の構成を必要とし、構造が複雑なものとな
る。

本考案は、前記事項に鑑みなされたものであ
り、簡単な構成で樹脂を適正な温度に保持できる
ようにすると共に、押出成形機を熱エネルギ管理
上、合理的な構造にすることを技術的課題とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、前記技術的課題を解決するため、シ
リンダ１内に１本のスクリユ３を備えているとと
もに、シリンダ１に加熱装置１１及び冷却装置１
２を備えた単軸スクリユ式押出成形機において、
次のような技術的手段をとつた。

すなわち、前記シリンダ１の外径を押出側であ
る先端に行くにつれて径小に形成した。

これは、シリンダ１の供給部４から溶融部５、
計量部６へ行くにつれて段階的に径小にしてもよ
いし、また、連続的に径小にしてもよい。

〔作用〕

シリンダ１の外径がシリンダ１の先端に行くに
つれて径小となるため、シリンダ１の肉厚は先端
に行くほど薄くなりシリンダ１の体積も減る。

このため、シリンダ１の先端に行く程小容量の
加熱装置で足り、また、先端に行く程体積が少な
くなるため保熱の程度が弱く、従つて、先端に行
くほど冷却しやすく、能力の小さい冷却装置で足
りる。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を第１図乃至第４図に
基づき、65mmφ、Ｌ／Ｄ＝22の押出成形機につい
て説明する。

シリンダ１の基端である入口側に固体樹脂を供
給するホツパ２が設けられているとともに、シリ
ンダ１内にシリンダ１の先端である出口側に行く
ほど谷径の太くなるスクリユ３が内挿されてい
る。

そして、シリンダ１を基端の供給部４（Ｌ／Ｄ
＝６）、中間の溶融部５（Ｌ／Ｄ＝８）、先端の計
量部６（Ｌ／Ｄ＝８）に区分すると、シリンダ１
の内径は供給部４から計量部６に至るまで同一で
あるのに対し、シリンダ１の外径は供給部４で
115mm、溶融部５で105mm、計量部６で95mmと各部
で段階的に径小になつている。

そして、各部の外周に空冷用の溝７が形成さ
れ、溝７間が冷却用のフイン８となつている。こ
れら溝７とフイン８との周囲を取り巻いて、上部
に空気入口９を有し、下部に空気出口１０を有す
る筒状のヒータ１１が加熱装置として各部にそれ
ぞれ設けられ、空気出口１０に続いて冷却装置と
しての冷却フアン１２がそれぞれ設けられてい
る。

この各部のヒータ１１の容量はシリンダ１の外
径が先端に行くにつれて小さくなるのに比例し
て、供給部４のものより溶融部５のものの方が小
さく、溶融部５のものより計量部６のものの方が
小さくなつている。

すなわち、供給部４のヒータ容量は3.2KW、
冷却フアンモータ容量は50W、溶融部５のヒータ
容量は2.5KW、冷却フアンモータ容量は100W、
そして、計量部６のヒータ容量は2.0KW、冷却
フアンモータ容量は100Wとなつている。

そして、塩化ビニルホースを実際に押し出した
ところ、ヒータ１１及び冷却フアンモータの消費
電力は在来機のそれよりも約20％も節約できた。
従つて、当然のことながら溶融部５、計量部６に
おけるヒータ１１のON−OFF間隔が長くなり、
穏やかな温度調節ができるようになつた。

また、シリンダ１は先端に行くにつれて径小と
なるから、シリンダ１の質量も先端に行くに連れ
て少なくなり、供給部４を従来どおりの質量とし
てこれを100％とすると、溶融部５は75％、計量
部６は50％となり、全体として従来機より25％も
質量を節約できた。

そして、シリンダ１の外径は、前記した如く供
給部４で115mm、計量部６で95mmであるので、シ
リンダ１の厚さは、供給部４で約22.8mm、計量部
６で約12.8mmとなり、外径が小径となつたシリン
ダ２１の計量部６の厚さでも、シリンダ２１の内
部圧力に対して充分に耐えることのできる厚さの
1.4倍の厚さを備えており、充分な強度を備えて
いる。

なお、加熱装置としては、油加熱法、抵抗加熱
法、インダクシヨン加熱法等による装置が適用で
き、また、冷却装置としては冷却管に冷却水を循
環させるもの等を使用してもよい。この場合もシ
リンダ１の径が小さくなるのに比例して加熱・冷
却能力を小さくする。

また、最近は種々のスクリユ設計がなされ、押
出方向に対して部分的に種々の機能を持たせてい
るものもでている。このようなものについては、
この実施例のように３段階に径小にしていくので
はなく、その各種機能に応じてさらに細かく段階
的径小にしてもよく、場合によつては連続的に径
小にしていつてもよい。

さらに、本考案は単軸のスクリユ式押出成形機
において、シリンダの外径を先端に行くにつれて
小さくしているが、２軸のスクリユ式押出成形機
についても、同様にシリンダの径を先端に行くに
つれて小さくし、本考案同様の効果を得ることも
できる。

〔考案の効果〕

本考案は、シリンダの外径が先端に行く程小さ
くなり、その体積が減少するため、先端に行く程
ヒータの容量が小さいものとなつても、単位体積
当たりの加熱量は殆どシリンダのどの部分でも変
わらない。従つて、押出成形機の始動等の場合で
も、シリンダの加熱にばらつきが生じて樹脂の溶
融むら等が生じたりしない。また、各部の温度上
昇の立ち上がり時間も同一であるから、各部の温
度調節に操作上の区別を付ける必要がなく、一律
に扱える。そして、先端部分程体積が少ないた
め、保熱能力が小さく、従つて、容量の小さな冷
却フアンでも十分に温度調節できる。

このように、シリンダの外径を先端に行く程小
さくすることにより、その熱管理がしやすくな
り、また、加熱装置や冷却装置の能力を小さいも
のにできるため、熱エネルギ的に経済的である。

また、先端に行くほどシリンダの質量を節約で
きるので、成形機の製造原材料を節約できて安価
にすることができるとともに、軽量化を図れ、運
搬や工場での設置作業が容易となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のスクリユ式押出成形機の縦断
面図、第２図はその供給部部分の軸直角断面図、
第３図はその溶融部部分の軸直角断面図、第４図
はその計量部部分の軸直角断面図、第５図は従来
のスクリユ式押出成形機の縦断面図である。 １……シリンダ、３……スクリユ、１１……加
熱装置としてのヒータ、１２……冷却装置として
の冷却フアン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) シリンダ内に１本のスクリユを備えていると
   ともに、シリンダに加熱装置及び冷却装置を備
   えた単軸スクリユ式押出成形機において、 前記シリンダの外径を押出側である先端に行
   くにつれて径小に形成したことを特徴とするス
   クリユ式押出成形機。 (2) 前記加熱装置及び冷却装置の加熱及び冷却能
   力をシリンダの外径が小さくなるのに比例し
   て、シリンダの先端に行くほど小さくしたこと
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
   載のスクリユ式押出成形機。