JPH06506413A - 熱可塑性合成樹脂材料を押出す装置 - Google Patents

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】 熱可塑性合成樹脂材料を押出す装置 この発明は、押出機バレルであって、内部に、駆動機構により駆動される押出ス クリュを、その軸線を中心として回転自在に軸受け支持したものからなり、この 押出機バレルは、可塑化ずべき熱可塑性合成樹脂材料用の、たとえば、漏斗に接 続された入口部を備え、また、溶融体用の出口部を入口部から軸線方向に離れて 備え、さらに、ガス排出用の少なくとも１個のガス抜き孔を備え、さらにまた、 溶融体が通過する少なくとも１個の溶融体フィルタを備えるとともに、押出機バ レルは、押出スクリュの外周に設けた戻しねじ山により２個の室に分割され、一 方の室には、入口部が設けられ、他方の室には、出口部が設けられ、これら室は 、溶融体フィルタが殺けられる少なくとも１個の通路により互いに連通され、ガ ス抜き孔は、出口部を備えた室に接続され、出口部から軸線方向に離れている、 熱可塑性合成樹脂材料を押し出す装置に関する。

この種の装置は、公知である（ＵＳ−Ａ　３，３６０，８２４）。出口部から排 出された溶融体は、成形型、たとえば金型に供給されて、熱可塑性合成樹脂材料 からなる製品が製造される。

合成樹脂材料スクラップを押出機バレルに入口部から供給し、バレル内で溶融し 、フィルタにより溶融体から不純物を分離することによって、合成樹脂材料スク ラップにリサイクル処理を施すことも公知である。このリサイクル処理では、問 題があり、一方において、合成樹脂材料スクラップに含まれている不純物を除去 しなければならないということであり、他方において、可塑化中放出されるガス を除去しなければならないことである。ガスは、たとえば、合成樹脂材料に付着 している顔料（ｐｒｉｎｔｉｎｇ　ｃｏｌｏｕｒｓ）が、ある温度でガス成分全 放出するか、ガス状態にすっかり転換してしまうことにより生ずる。このような ガス成分を除去するために、公知の装置には、ガス抜き孔が設けられているが、 このガス抜き孔は、合成樹脂材料の流れ方向において、フィルタを構成する濾材 のすぐ後ろに配置される。不純物を取り除かれガスを除去した合成樹脂材料は、 第２の室に導入されて、その中を出口部に向がって送られる。研究によると、こ のような装置は満足のいがないものであることがわかった。研究によれば、処理 した合成樹脂材料のガス抜きが、不十分であり、これは、合成樹脂材料が、フィ ルタを通過するときに乱流にさらされるので、合成樹脂材料からすでに解放され 、または解放されようとしているガス成分が、再び合成樹脂材料内に入り込むた めである。

このなめ、単一室内に殺けられるワンパートスクリュ（ｏｎｅ−ｐａｒｔ−ｗｏ ｒｍ）では、合成樹脂材料から不純物を取り除くフィルタを、出口部のすぐ前に 置くことも公知である。この場合、ガス抜き孔は、フィルタの前に配置して、溶 融体が、ガス抜き後にまた不純物を含まないようにする。フィルタ、または出口 部の前で、押出スクリュは、フィルタにより、または出口部に接続した成形型に より生ずる抵抗に打ち勝つため、必要な送り出し圧力をもたらすリードを有して いなければならない。このため、押出スクリュは、この箇所では、最大抵抗に打 ち勝つことができる形状を備えなければならない。もし、この最大抵抗が、たと えば、フィルタの濾材の汚れにより過度になると、出口部を通る溶融体の押出量 が減少するため、溶融体に背圧が生じ、溶融体がガス抜き孔から排出されるとい う好ましくない事態を生ずる。

他の公知の装置には、さらに別の欠点がある。品質の高い最終製品の製造に適す るようにするため、ファインメッシュのフィルタ濾材を使用することが、合成樹 脂材料の溶融体の粘性の点から、全フィルタ面がら、さらに押出量の点から必要 とされ、種類が限定されることになる。さらに、公知の装置では、ガスが、溶融 体がガス抜き孔を通った後で、溶融体内に含まれている不純物により発生され、 最終製品が、十分にガス抜きされないままできてしまうこともある。

同様のことは、非溶融状態でガス抜き孔を通り、その後に溶融状態になる、溶融 体内の不均質物（ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｉｔｉｅｓ）にも当てはまり、これらは、 溶融するときになってガスを放出する。

本発明は、公知の装置の欠点を解消し、熱可塑性合成樹脂材料が、ガス抜き孔か ら出ることがなく、すべての不純物と不均質物とが、ガス抜き工程前で既に濾過 され、しかも、合成樹脂材料を確実にガス抜きできる、熱可塑性合成樹脂材料の 押出装置を提供することを目的とする。本発明は、この目的を、初めに述べた公 知の装置を基礎とし、合成樹脂材料の送り方向において、ガス抜き孔を、出口部 を備えた室と、通路との結合部の後方に配置し、押出スクリュに、この結合部と ガス抜き孔との間で、非圧縮領域をもたらすねじ山形酸部を設け、出口部を備え た室と、通路との結合部を、戻しねじ山のすぐそばに配置することにより達成す る。このため、合成樹脂材料のガス抜きは、合成樹脂材料が、溶融体フィルタを 通過したのち、再び押出機バレルに入るときにのみ行なわれる。溶融体フィルタ を通過するときから、合成樹脂材料が、１個または複数個のガス抜き孔に達する ときまで、合成樹脂材料に含まれていたガスは、合成樹脂材料から抜は出るのに 十分な時間があり、この時間間隔では、合成樹脂材料は、大きな圧力を受けるこ とがない。これは、この時間間隔中、合成樹脂材料は、押出スクリュの非圧縮領 域内にあるからである。

通路が、濾過された合成樹脂材料を、出口部に至る室に導く開口を、戻しねじ山 のすぐそばに設けることによって、合成樹脂材料は、戻しねじ山に確実に供給さ れることになる。このようなことは、上述した公知の装置ではもたらされない。

というのは、公知の装置では、濾過済みの材料が、押出機バレルに再び入れられ る開口が、押出スクリュのねじ山のリードの約半分はど後方に位置しているため である。したがって、押出スクリュは、濾過された材料を戻しねじ山がら離れる 方向に送り込もうとするので、戻しねじ山には、合成樹脂材料が十分には供給さ れないからである。この結果、２個の室は、相互間で確実に結び付けられること がなく、戻しねじ山が乾燥してしまう恐れがある。本発明によれば、この様な欠 点が回避されるのが確実であり、さらに、戻しねじ山の全リードは、絶えず、既 に濾過された材料によりクリーニングされるので、戻しねじ山を設けた領域で、 合成樹脂材料のクラッキングが生じることはない。

ガス抜き孔を、合成樹脂材料フィルタから離して設けることにより、または、合 成樹脂材料のガス抜きを、溶融体が溶融体フィルタを通過する時点から相当経っ た後になって行なうことにより、フィルタの目づまりにより背圧が生じた場合に 、合成樹脂材料が、ガス抜き孔から流出することがないという利点がある。不均 質物と不純物とは、溶融体がガス抜き孔に到達する前に、溶融体から取り除かれ るため、ガス抜き孔の通過後に、新たなガスが発生するのが回避される。さらに 、本発明によれば、出口部の領域内で溶融体に加わる供給圧力は、成形型の抵抗 だけに打ち勝てばよいので、低くなるという利点がもたらされる。

周知のように、戻しねじ山は、スクリュのねじ山に対し、リードが小さい逆方向 のピッチが短いねじ出である。この様な戻しねじ山によって、少量、たとえば、 溶融体の約１乃至１．５％が、出口部とガス抜き孔とが形成された室から、入口 部が形成された室の方へ逆方向に送り込まれる。このため、不純物を含む合成樹 脂材料が、溶融体フィルタをバイパスすることにより、出口部とガス抜き孔とを 備えた室に直接達してしまうのが、確実に回避される。

本発明の好ましい１実施例によれば、入口部を備えた室から溶融体フィルタに至 る通路の入口開口は、戻しねじ山のすぐそばに配置される。このため、合成樹脂 材料が、長時間、装置内にたまって留まることにより、合成樹脂材料に熱劣化が 生ずるデッドコーナー（ｄｅａｄ　ｃｏｒｎｅｒ）が回避される。

本発明の好ましい１実施例によれば、押出スクリュの非圧縮領域は、ガス抜き孔 まで及んでおり、押出スクリュには、この非圧縮領域に続いて、出口部まで及ぶ 排出領域をもたらすねじ山形酸部が設けられる。こうすることにより、合成樹脂 材料に、ガス抜き用に十分な時間が与えられるとともに、他方において、溶融体 が、必要な圧力で、成形型に供給されることが、出口部において確実となる。

好ましくは、非圧縮領域は、出口部を備えた室に至る通路の開口のすぐそばに位 置付けて、非圧縮領域ができるだけ長くなるようにする。

装置を、ガス抜き処理を必要としない種類の合成樹脂材料を取り扱えるようにす るには、本発明の別の実施例において、少なくとも１個のガス抜き孔を、閉塞で きるようにする。

デッドコーナーをなくすには、本発明において、入口開口、または通路の開口の 壁を、戻しねじ山が形成される押出スクリュの部分の先端面と同一平面内に位置 付けるとよい。

押出機バレルを横断する、通路の部分の形成を簡易化するには、本発明において 、入口開口、または開口を備えた通路の部分が、押出機バレルに半径方向に突出 するようにするとよい。

添付図面には、本発明を、本発明による装置を長さ方向断面で示した、例示的な 実施例により概略的に示しである。

本発明による装置は、押出機バレルｌを備え、この中には、適切な駆動機構（図 示せず）により駆動される押出スクリュ２が、その軸線を中心として回転自在に 軸受は支持されている。可塑化すべき合成樹脂材料は、入口ホッパ４に接続した 入口部３を通じて、押出スクリュに供給される。この可塑化によりできた溶融体 は、出口部５を通じて押出機バレル１から出るが、出口部には、成形型６が接続 される。

入口部３と出口部５とから軸線方向に離れた箇所で、押出スクリュ２には、戻し ねじ山７が形成され、この戻しねじ山は、向かい合ったねじ山間のピッチが、押 出スクリュ２のピッチよりも小であるねじ山からなり、押出スクリュ２の外周と 押出機バレル１の内壁との間に微小間隙をもたらして、押出機バレル内に、２個 の室８および９を形成する。入口部３と接続する室８内では、押出スクリュは、 合成樹脂材料が可塑化され、フィルタ抵抗に打ち勝つのに必要な圧力がもたらさ れる形状（ねじ山の深さ、位置）を有する。室８の、戻しねじ山７のすぐそばに 位置する端部には、複数個の半径方向に突出する通路部１０の開口１０′が、押 出機バレル１の壁に形成され、これら通路部は、押出機バレル１の壁を貫通し、 押出機バレル１に固定した複数個のフィルタ収容部１２内の通路１１の一部分１ １′と接続する。各フィルタ収容部１２には、各通路の一部分１１′が開口する 中空部１３を備える。少なくとも１個の溶融体フィルタ１４が、各中空部内に設 けられるが、このフィルタは、構造は任意である。したがって、溶融体フィルタ は、１個またはそれ以上の濾材で形成してもよく、すなわち単体品または複合品 でもよく、さらに、複数個のフィルタ部材が、前後に設けられていてもよい。好 ましくは、逆洗可能で、濾材交換位置に移動できるフィルタを用いる。

溶融体は、溶融体フィルタ１４を通過した後、中空部１３からフィルタ収容部１ ２のもう一方の通路部１５に流入し、そこから、押出機バレル１を貫通して半径 方向に突出する通路部１６を介して、室９に流入する。複数個の通路部１６の開 口１６’が、戻しねじ山７のすぐそばに配置される。通路部１０および１６の戻 しねじ山７に近接する箇所の壁２０は、戻しねじ山７の前方面２１と同一平面内 に位置にするとよい。

１個またはそれ以上のガス抜き孔１７を、通路部１６の開口１６′から軸線方向 に離れた位置で、室９に設ける。処理された合成樹脂材料から出るガスは、好ま しくは、ガス抜き孔１７に管２２を介して接続された真空引きポンプにより、ガ ス抜き孔を通じて排出できるようにする。ガス抜き孔１７には、適切な閉塞機構 を設けてもよい。ガス抜き孔１７の閉塞は、ガスが発生しない合成樹脂材料を処 理する場合に行なう。通路１１の開口１６′とガス抜き孔１７どの間に位置する 、室９の長さ方向の部分で、押出スクリュ２に、合成樹脂材料用の膨張力解放部 （ｔｅｎｓｉｏｎ−ｒｅｌｅａｓｅ　５ｐａｃｅ）をもたらす非圧縮領域１８が 形成される形状をした部分を設けて、ガス抜きを強化する。添付図面に図示しで あるように、押出スクリュ２には、この部分で、ねじ山の高さがかなり増大して いることが好ましい。このため開口１６′を通じて供給される合成樹脂材料は、 この非圧縮領域１８にただ送り込まれるにすぎず、はとんど加圧されない。この ため、合成樹脂材料内に含まれているガスには、合成樹脂材料から出て、押出ス クリュ２の外周、すなわち押出機バレル１の内壁２３に達するのに十分な時間が もたらされ、押出機バレルの内壁２３から、ガスは、ガス抜き孔１７を通じて流 出する。同時に、こうすることによって、合成樹脂材料溶融体が、室９からガス 抜き孔１７を通じて流出するという好ましくない状態が回避される。

非圧縮領域１８に続いて、押出スクリュ２は、非圧縮領域１８に比べてねじ山の 高さが低い排出領域１９を備え、この排出領域１９では、成形型６の抵抗に打ち 勝つのに必要な圧力が形成される。

戻しねじ山７により、少量の溶融体が、室９から室８へ戻されるため、溶融体が 、溶融体フィルタ１４をバイパスすることによって室８から室９に到達し、不純 物と不均質物とが成形型６に供給されてしまうという状態を、確実に回避する。

添付図面に概略的に示したフィルタ収容部１２の各々は、押出機バレル１から簡 単に外すことができ、分解してクリーニングまたは溶融体フィルタ１４の交換な 行なうことができる。

実施例の好ましい態様によれば、戻しねじ山７が形成された押出スクリュ２の部 分の前方面２１は開口１６′に突出する。この前方面２１が開口１６′に突出す る距離は、できるだけ短くして、開口１６゛が不必要に覆われることがないよう にする。この距離は、戻しねじ山７の一山分、または、その一部までとするとよ い。この様な小さな重複部分によって、戻しねじ山７の最後のねじ山が、濾過さ れた合成樹脂材料を連れていくのが確実となる。こうすることによって、戻しね じ山７は、締まりが向上し、新鮮な濾過済み合成樹脂材料により連続してクリー ニングされることが確実となる。

今素τ嘩−ＦＭり＝−ｌ柔引舌ｐコＦｒｚ土旦）４Ｊ３動【ｔルキ賃を、・ン」 二値ＩＱＡ冬の只）明細書 禰止冒の与（翻〜又又月疋０：Ｉ肯（刊１ｆイムルｌｏ罎木Ｖ／　Ｏ）平成６年 ２月２４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．押出機バレル（１）であって、内部に、駆動機構により駆動される押出スク リュ（２）を、その軸線を中心として回転自在に軸受け支持したものからなり、 この押出機バレルは、可塑化すべき熱可塑性合成樹脂材料用の、たとえば、漏斗 に接続された入口部（３）を備え、また、溶融体用の出口部（５）を入口部（３ ）から軸線方向に離れて備え、さらに、ガス排出用の少なくとも１個のガス抜き 孔（１７）を備え、さらにまた、溶融体が通過する少なくとも１個の溶融体フィ ルタ（１４）を備えるとともに、押出機バレル（１）は、押出スクリュの外周に 設けた戻しねじ山（７）により２個の室（８、９）に分割され、一方の室には、 入口部（３）が設けられ、他方の室には、出口部（５）が設けられ、これら室は 、溶融体フィルタ（１４）が設けられる少なくとも１個の通路（１１）により互 いに連通され、ガス抜き孔（１７）は、出口部（５）を備えた室（９）に接続さ れ、出口部（５）から軸線方向に離れている、熱可塑性合成樹脂材料を押し出す 装置において、ガス抜き孔（１７）は、合成樹脂材料の送り方向において、出口 部（５）を備えた室（９）内の通路（１１）の開口（１６′）の後ろに配置され 、押出スクリュ（２）は、この開口（１６′）とガス抜き孔（１７）との間で、 非圧縮領域（１８）を形成するねじ山形成都を備え、出口部（５）を備えた室（ ９）内の通路（１１）の開口（１６′）は、戻しねじ山（７）のすぐそばに配置 されることを特徴とする装置。 ２．請求項１の記載において、前記入口部（３）を備えた室（８）から前記溶融 体フィルタ（１４）に通じる、前記通路（１１）の入口開口（１０′）もまた、 前記戻しねじ山（７）のすぐそばに配置されることを特徴とする装置。 ３．請求項１または２の記載において、前記押出スクリュ（２）の非圧縮領域（ １８）は、前記ガス抜き孔（１７）まで及び、押出スクリュ（２）は、非圧縮領 域（１８）を介して、前記出口部（５）まで及ぶ排出領域（１９）を形成する、 ねじ山形状を備えることを特徴とする装置。 ４．請求項３の記載において、前記非圧縮領域（１８）は、前記出口部（５）を 備えた室（９）に通じる、前記通路（１１）の開口（１６′）のすぐそばに位置 することを特徴とする装置。 ５．請求項１ないし４のいずれかの記載において、少なくとも１個のガス抜き孔 （１７）は、閉塞できるようになっていることを特徴とする装置。 ６．請求項１ないし５のいずれかの記載において、前記入口開口（１０′）、ま たは前記開口（１６′）の壁（２０）は、前記戻しねじ山（７）を備えた押出機 （２）の部分の先端面（２１）とつらいちであることを特徴とする装置。 ７．請求項１ないし６のいずれかの記載において、入口開口（１０′）または開 口（１６′）を備えた通路部（１０、１６）は、前記押出機バレル（１）内で半 径方向に突出することを特徴とする装置。 ８．請求項１ないし５、または７のいずれかの記載において、前記戻しねじ山（ ７）を備えた押出機（２）の部分の先端面が、前記開口（１６′）と多少重複す ることを特徴とする装置。