JPH04229235A - 押出機スクリュー - Google Patents

押出機スクリュー

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JPH04229235A JP3092494A JP9249491A JPH04229235A JP H04229235 A JPH04229235 A JP H04229235A JP 3092494 A JP3092494 A JP 3092494A JP 9249491 A JP9249491 A JP 9249491A JP H04229235 A JPH04229235 A JP H04229235A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発泡プラスチックの製
品を成形するための方法および装置に関するものである
。
【０００２】
【従来の技術および課題】発泡した、微孔質のプラスチ
ックの製品を成形するときには、均一な気泡のサイズを
作り出すことが重要である。成形された製品の耐久性お
よび強度はともに、気泡のサイズの均一性に依存する。 発泡した製品の押出成形において、気泡のサイズとその
均一性を制御する通常のやり方は、発泡剤、押出の圧力
および温度を変化させることや、押出機の混合部位を変
更することを含む。様々な努力にもかかわらず、気孔ま
たは気泡が均一なサイズで分散されている発泡プラスチ
ックの製品に関してなお改善を要する点が依然として存
在する。本発明の目的は、均一な気泡のサイズをもつ発
泡プラスチックの製品を成形するための比較的簡単な方
法および装置を提供することにより、上記のような要求
を解決することである。
【０００３】
【課題を解決するための手段】ひとつの見地によれば、
本発明は、バレルの長さに伸びるスクリューを含む押出
機のバレル中に熱可塑性樹脂を導入し；実質上スクリュ
ーの全長に沿って通過するように、圧力下、気体の発泡
剤を該スクリューの駆動部側の末端に導入し；該バレル
の排出端に最も近い熱可塑性樹脂中に、該発泡剤を放射
状に排出し；そして該バレルから熱可塑性樹脂が排出さ
れる直前に、発泡剤と熱可塑性樹脂とを混合する；ステ
ップを包含する、発泡熱可塑性樹脂製品の成形方法に関
するものである。
【０００４】また、他の見地によれば、本発明は、細長
いバレルを有し、且つその１つの末端の近くからバレル
中にプラスチックを導入するための注入口を包含するタ
イプの押出機に使用するための、押出機のスクリューに
関するものであり、該スクリューは、バレル中で回転す
るための細長い円筒形の本体手段；該スクリュー手段が
回転する間に、該バレルを通してプラスチックを供給す
るための、該本体手段の実質上全長上にわたるらせん段
手段；該本体手段を通って気体の発泡剤を運ぶための、
該本体手段の一方側の末端から他の末端付近に伸びた本
体手段中の第１の軸通路手段；および該バレルからプラ
スチックを排出する直前に、これと緊密に混合するため
にスクリューから気体の発泡剤を排出するための、上記
の他の末端付近から放射状に伸びた本体手段中の第２の
通路手段；を含有している。
【０００５】本発明をさらに詳細に記載するために、図
面を用いて本発明の好適な実施態様を説明する。図１は
、本発明に従ってスクリューを取り付けた押出機の縦断
面の概要図である；図２は、図１のスクリューの排出末
端の分解した側面の概要図である；図３は、図１のスク
リューの他の実施態様における、その排出末端の分解し
た側面の概要図である；図４は、図１のスクリューのさ
らに他の実施態様における、その排出末端の分解した側
面の概要図である。
【０００６】
【実施例】図１に関して述べれば、本発明のスクリュー
１は細長い円筒形のバレル２に使用するような形状にし
てある。プラスチックは、注入口のホッパー３を経て熱
せられたバレル２中に供給され、排出口またはバレル２
の排出端５を通って排出される。スクリュー１のらせん
段６（実際にはきり状のもの）により、プラスチックは
バレル２を通って供給される。スクリュー１は、これを
回転させるために、通常の駆動装置と連結されている（
図示せず）。
【０００７】発泡剤として作用する窒素は、スクリュー
１の本体９の中央の通路８を通って供給され、バレル２
の排出端５に最も近いプラスチック中へ排出される。こ
のような目的のために、スクリュー１は、ボルト１２に
よりスクリューの本体９に連結されているヘッド１０を
包含する。このボルト１２は、通路８のねじ切りされた
下方末端１３中に伸びている。図２に最もよく示されて
いるように、ヘッド１０は、放射状に伸びている通路１
５に通じているボルト１２中の中央の、軸方向に伸びて
いる通路１４を包含する。通路１５から排出された窒素
は、環状の通路１６に入り、複数の放射状に伸びている
オリフィス１８（２つ示している）を通ってヘッド１０
から排出される。発泡剤（窒素）とプラスチックとの混
合は、ヘッド１０上のらせん段部分１９により行われる
。
【０００８】スクリューのヘッドの第２の形状２０を図
３に示す。ヘッド２０は、凸状の排出端２２と、その他
の末端でスクリュー本体９にこのヘッドを連結するため
のボルト２３とを備えた円筒形の本体２１を包含する。 らせん段部分２５および多数の円筒形の撹拌フィンガー
２６は、本体２１上に設けられている。ヘッド１０の場
合と同様に、軸方向に伸びる通路２８は、ボルトの内側
の末端近くの放射状に伸びる通路２９に通じるように、
ボルト２３中に設けられている。
【０００９】短い、環状のインサート３０は、スクリュ
ー本体１の下方末端３１（ここでいう方向は、プラスチ
ックおよび窒素の流れの方向を意味する）とヘッド２０
の本体２１の上方末端３２との間に設けられている。本
体１の末端３１の凹部３３は、インサート３０上の減少
した直径の末端またはネック３５を受け入れ、インサー
ト３０を正確な位置におき、且つこれが放射状に動くこ
とを防いでいる。インサート３０は、通路２９からの窒
素を受けいれるための内側の環状溝３６、および多数の
放射状に伸びるオリフィス３８を有し、窒素は、そこを
通ってプラスチックと混合されるためにスクリューから
排出される。
【００１０】図４に関して、４０として示されている排
出ヘッドの第３の実施態様は、凸状の下方末端４３およ
び上方末端にボルト４４を備えた円形の断面の細長い本
体４１を包含し、前記ボルトは、通路８のねじ切られた
排出端４５と噛み合うようになっている。らせん段部分
４６は、スクリューの排出端までらせん段６を続けてい
る。ダイヤモンド形の断面の混合柱またはピン４８は、
本体４１の凹形のネック部分４９から外側に向かって放
射状に伸びている。
【００１１】スクリュー本体９中の通路８は、ボルト４
４中の軸方向に伸びる通路５０に通じている。この通路
５０は、ヘッド４０の本体４１中に伸びている。通路５
０を通って通過する窒素は、それぞれ一定の長さである
複数の傾斜した通路５２を経てヘッド４０から排出され
る。
【００１２】上記の装置を使用することにおいて、熱可
塑性樹脂材料は、注入口のホッパー３を経て押出機のバ
レル２中に導入され、スクリュー１によりバレルの長さ
全体に供給される。バレル２の排出端５の上方末端のす
ぐ近くで、気体の発泡剤が熱可塑性材料中に導入される
。発泡剤（Ｎ２）は、駆動部またはバレル２の注入口の
末端から、長さ方向に伸びる中央の通路８を通って供給
される。発泡剤は、熱可塑性材料とともに撹拌しまたは
撹拌され、生じた混合物は、バレル２から直ちに排出さ
れる。
【００１３】例えば、窒素ガスが、高圧縮のタンク（４
２０ｋｇ／ｃｍ２（６０００ｐｓｉ））からスクリュー
１中に押出される熱可塑性材料の溶融粘度に応じた圧力
で導入される。注入されるガスの圧力は、バレルにかか
る圧力よりも高くするべきである；そうしないと、ガス
は、プラスチックの表面を貫通しない。もちろん、圧力
は、押出される材料に適するように変化させることがで
きる。バレルの温度は、材料の化学的特性に依存する。 例えば、ポリエステル発泡体は、２０４℃（４００°Ｆ
）の温度で注入されることにより生産されるが、ＴＰＯ
ｓ（熱可塑性樹脂のポリオレフィン類）は、５６ｋｇ／
ｃｍ２（８００ｐｓｉ）および１８２℃（３６０°Ｆ）
の温度で注入される。
【００１４】上記の方法は、あらゆる加工材料の発泡し
た微孔質の熱可塑性樹脂の製品を生産するために使用す
ることができる。しかし、加工条件は、プラスチックの
化学的特性および製品設計により変化させることができ
る。この方法に使用される材料は、ポリエチレンおよび
ポリプロピレンのような簡単な商品樹脂およびポリフェ
ニレンオキサイド類、ナイロン、ポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢ
Ｔ）のようなエンジニアリング樹脂およびＴＰＯｓや熱
可塑性ポリエステル類のような他の配合材料を包含する
。最終製品の密度は、製品の用途にしたがって、均一な
気泡構造をもつ０．３〜１．２ｇ／ｃｍ３に調節するこ
とができる。
【００１５】上記に示したように、均一な気泡のサイズ
は、製品の耐久性にとって重要である。この目的のため
に、ワックス類、例えばステアリン酸亜鉛のような外部
滑剤を０〜１％熱可塑性樹脂に添加することができる。 さらにワックス類は、加工および均一なガス分散の助け
る。また、試験の結果では、いくつかの核剤が気泡のサ
イズを制御するのに役立つことを示している。核剤とし
て作用する充填剤は、タルクおよび酸化亜鉛を包含する
。核剤は、０〜５％の量において使用することができる
。非常に多量の核剤は、充填剤として作用し、製品の柔
軟性および屈曲寿命に悪影響を及ぼすので注意すべきで
ある。より高い耐摩耗性を有する製品は、熱可塑性樹脂
に粉末テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（ポリテトラフルオロ
エチレンの商品名）を３０％まで添加することにより生
産される。
【００１６】この方法の１つの適用は、一定の歪みで自
動車の衝突を和らげる動揺性バンパ（Ｊｏｕｎｃｅ　ｂ
ｕｍｐｅｒｓ）とよばれるものの製造である。ここに開
示した方法および装置を用いて製造したバンパは、低温
、例えば−４０℃で優れた性能を示した。最後に、出願
人により提案されたこの方法および装置は、再利用可能
な製品を生じさせ、これは、発泡熱硬化性樹脂製品より
も優れている。 １００％粉砕再生されたプラスチックが熱可塑性樹脂の
源として使用されるときでも、性能または気泡の均一性
に変化はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従ってスクリューを取り付けた押出機
の縦断面の概要図である。
【図２】図１のスクリューの排出末端の分解した側面の
概要図である。
【図３】図１のスクリューの他の実施態様における、そ
の排出末端の分解した側面の概要図である。
【図４】図１のスクリューのさらに他の実施態様におけ
る、その排出末端の分解した側面の概要図である。
【符号の説明】
１　　　　スクリュー ２　　　　バレル ３　　　　ホッパー ５　　　　排出端 ６　　　　らせん段 ８　　　　中央の通路 ９　　　　本体 １０　　　　ヘッド １２，２３，４４　　　　ボルト １８，３８　　　　オリフィス ３０　　　　インサート

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　バレルの長さに伸びるスクリューを含
    む押出機のバレル中に熱可塑性樹脂を導入し；実質上ス
    クリューの全長に沿って通過するように、圧力下、気体
    の発泡剤を該スクリューの駆動部側の末端に導入し；該
    バレルの排出端に最も近い熱可塑性樹脂中に、該発泡剤
    を放射状に排出し；および該バレルから熱可塑性樹脂が
    排出される直前に、発泡剤と熱可塑性樹脂とを混合する
    ；ステップを包含する、発泡熱可塑性樹脂製品の成形方
    法。
  2. 【請求項２】　　細長いバレルを有し、且つその１つの
    末端の近くからバレル中にプラスチックを導入するため
    の注入口を包含するタイプの押出機に使用するための、
    押出機のスクリューであり、該スクリューは、バレル中
    で回転するための細長い円筒形の本体手段；該スクリュ
    ー手段が回転する間に、該バレルを通してプラスチック
    を供給するための、該本体手段の実質上全長上にわたる
    らせん段手段；該本体手段を通って気体の発泡剤を運ぶ
    ための、該本体手段の一方側の末端から他の末端付近に
    伸びた本体手段中の第１の軸通路手段；および該バレル
    からプラスチックを排出する直前に、これと緊密に混合
    するためにスクリューから気体の発泡剤を排出するため
    の、上記の他の末端付近から放射状に伸びた本体手段中
    の第２の通路手段；を含有してなる、スクリュー。
  3. 【請求項３】　　本体手段の他の末端を決定するヘッド
    手段を包含し、該ヘッド手段は、第１の通路手段の排出
    末端および本体手段から発泡剤を排出するための第２の
    通路手段を包含する、請求項２に記載のスクリュー。
  4. 【請求項４】　　ヘッド手段が、発泡剤の流れの方向に
    おける上方末端で、本体手段の残部をねじで噛み合わす
    ためのボルト手段を包含し、該ボルト手段は、第１の通
    路手段と第２の通路手段との下方末端を包含する、請求
    項３に記載のスクリュー。
  5. 【請求項５】　　第１の通路手段と通じているボルト手
    段中に放射状に伸びる通路手段；該放射状の通路から発
    泡剤を受け入れるためのボルト手段の周辺のヘッド手段
    中の環状通路；およびスクリュー本体とバレルとの間の
    プラスチック中に、環状通路から発泡剤を排出するため
    の放射状に伸びるオリフィス手段；を包含する、請求項
    ４に記載のスクリュー。
  6. 【請求項６】　　第２の通路手段が、第１の通路手段の
    下方末端から下方の方向に発泡剤を排出するためのヘッ
    ド手段中の複数の傾斜した通路を包含する、請求項４に
    記載のスクリュー。
  7. 【請求項７】　　ヘッド手段と本体手段の下方末端との
    間で、ボルト手段の周辺の環状通路を決定する環状のイ
    ンサート手段；第１の通路手段の下方末端から該環状通
    路へ発泡剤を供給するためのボルト手段中の放射状に伸
    びる通路；および該本体手段とバレルとの間のプラスチ
    ック中に該環状通路から発泡剤を排出するための該イン
    サート手段中の放射状に伸びる多数のオリフィス；を包
    含する、請求項４に記載のスクリュー。
JP3092494A 1990-04-27 1991-04-24 押出機スクリュー Expired - Fee Related JPH0796253B2 (ja)

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