JPH10166428A - 混練押出機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱可塑性合成樹脂から成るペレットや粉体等
の原料をヒータとスクリュウを用いて加熱混練して吐出
口から吐出させる混練押出機において、熱可塑性材料が
全体的に均一に加熱できるようにして加熱むらに起因す
る品質低下を防止して高品質の混練物が得られるように
する。 【解決手段】 その内部に粒子状の熱可塑性材料を供給
する為の材料供給口(31)とその下流の吐出口(11)が形成
されたシリンダ(1) と、前記シリンダ(1) を加熱するヒ
ータと、前記シリンダ(1) 内に挿入されたスクリュ(2)
とを具備する混練押出機であって、前記スクリュ(2) の
軸方向の中間部に位置するフライト部(21)と前記シリン
ダ(1) の内面の間に、前記熱可塑性材料の粒子の通過を
許容する間隙が形成されていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、熱可塑性合成樹
脂から成るペレットや粉体等の原料をヒータとスクリュ
ウを用いて加熱混練して吐出口から吐出させる混練押出
機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来の混練押出機の一例を示す
断面図である。この混練押出機は、単純円筒状の内面を
有するシリンダ(1) と、該シリンダ(1) 内に挿入された
フルフライト型のスクリュ(2) と、該スクリュ(2) に原
料を供給するホッパ(3) を具備する。

【０００３】前記シリンダ(1) の外周にはヒータ(12a)
(12b) (12c) ・・が捲回されており、該ヒータによって
シリンダ(1) 内が加熱できるようになっている。次に、
上記混練押出機の動作について説明する。上記混練押出
機では、ホッパ(3) に熱可塑性樹脂ペレット等の熱可塑
性材料(8) を充填した状態で、スクリュ(2) を回転させ
ると共にヒータ(12a) (12b) (12c) ・・・を発熱させ
る。すると、熱可塑性材料(8) がホッパ(3) の下端部に
繋がる材料供給口(31)からシリンダ(1) 内に供給され、
これがスクリュ(2) で下流側に移送されると共に、前記
ヒータ(12a) (12b) (12c) ・・・の発生熱で加熱溶融さ
れ、該溶融状態になった混練物がスクリュ(2) 先端側の
貯留部(10)に貯留される。そして、前記混練物の貯留量
が設定量に達すると、これが吐出口(11)に連設された図
示しない射出成形用の金型内に射出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものでは、熱可塑性材料(8) の各粒子を均一に加熱
することができず、その分、吐出口(11)から吐出される
混練物の品質が低下すると言う問題があった。上記問題
点について更に詳述する。

【０００５】シリンダ(1) 内で熱可塑性材料(8) が溶融
する過程を説明するタッドモア（Ｔａｄｍｏｒ）の理論
によれば、ホッパ(3) からスクリュ(2) に供給された熱
可塑性材料(8) は、先ず予備加熱ゾーン(14)のヒータ(1
2a) で加熱昇温され、その後に溶融ゾーン(15)のヒータ
(12b) (12c) (12d) で加熱される。すると、該溶融ゾー
ン(15)に進入した熱可塑性材料(8) は、シリンダ(1) 内
面に接する部分が上記ヒータ(12b) (12c) (12d) の発生
熱で溶融し始め、リシンダ(1) の内面には前記溶融によ
って形成された溶融層(81)が生じる（図８参照）。溶融
層(81)はやがてフライト(21)によって掻き取られ、図８
に示すように、フライト(21)の壁面近傍にメルトプール
(82a) となって滞留する。又、上記溶融層(81)がフライ
ト(21)で掻き取られてると、該掻き取りによって露出し
たシリンダ(1) の内壁面に未溶融の熱可塑性材料(8) が
新たに接触してこれが溶融し、これにより、新たな溶融
層(81)がシリンダ(1) の内面に形成される。このように
して、スクリュ(2) の溝部(23)内に充填された熱可塑性
材料(8) は外周に位置する粒子から溶融し、溝底(24)に
位置するものが最後に溶融する。そして、図７に示すよ
うに、上記熱可塑性材料(8) が下流側に移送されてその
溶融量が増加するに伴ってメルトプール(82a) (82b) (8
2c) が次第に成長し、これにより、熱可塑性材料(8) の
溶融した混練物がシリンダ(1) の下流端の吐出口(11)か
ら吐出される。

【０００６】ところが、上記従来のものでは、前述の如
くスクリュ(2) に形成された溝部(23)内の熱可塑性材料
(8) はシリンダ(1) の内面近傍に位置する粒子から溶融
し始め、溝部(23)の溝底(24)に位置するものが最後に溶
融する。即ち、ホッパ(3) からスクリュ(2) の外周部に
供給された熱可塑性材料(8) の粒子が最も早く溶融温度
に達し、吐出口(11)から出るまで最も長時間高温状態に
維持され、逆にホッパ(3) から溝底(24)に供給された熱
可塑性材料(8) の粒子は最も遅く溶融温度に達するから
高温状態に維持される時間は最も短くなる。即ち、上記
従来のものでは、熱可塑性材料(8) の各粒子は、スクリ
ュ(2) に形成された溝部(23)のどの深さ位置に供給され
るかによって加熱時間にバラツキが生じ、これにより、
該熱可塑性材料(8) 全体が均一に加熱できない。従っ
て、この不均一な加熱が原因して品質良好な混練物が得
られないのである。

【０００７】請求項１，２の発明は、熱可塑性材料(8)
が全体的に均一に加熱できるようにして加熱むらに起因
する品質低下を防止して高品質の混練物が得られるよう
にすることをその課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に
採用した請求項１の発明の手段は、『その内部に粒子状
の熱可塑性材料(8) を供給する為の材料供給口(31)とそ
の下流の吐出口(11)が形成されたシリンダ(1) と、前記
シリンダ(1) を加熱するヒータと、前記シリンダ(1) 内
に挿入されたスクリュ(2) とを具備する混練押出機であ
って、前記スクリュ(2) の軸方向の中間部に位置するフ
ライト部(21)と前記シリンダ(1) の内面の間に、前記熱
可塑性材料(8) の粒子の通過を許容する間隙が形成され
ている』ことである。

【０００９】上記手段は次のように作用する。スクリュ
回転時には、熱可塑性材料(8) はシリンダ(1) の内面に
押し付けられて該部分の圧力は高くなっている。熱可塑
性材料(8) はスクリュ(2) の送り力で下流側に押されて
圧力が高くなっていると共に、スクリュ(2) によって回
転される熱可塑性材料(8) にはシリンダ(1) の内面に押
し付けられる方向に遠心力が作用しているからである。

【００１０】一方、溝部(23)内に位置する熱可塑性材料
(8) にはフライト部(21)の送り力が作用してこれが下流
側に移送されるが、シリンダ(1) の内面近傍に位置する
熱可塑性材料(8) にはフライト部(21)の送り力が作用し
にくい。シリンダ(1) とフライト部(21)の間には熱可塑
性材料(8) の通過を許容する間隙が形成されているから
である。

【００１１】従って、シリンダ(1) の内面近傍に位置す
る熱可塑性材料(8) の粒子は、これよりシリンダ(1) の
軸心側に位置する粒子と同速度で下流側に移動せず、シ
リンダ(1) の内面近傍の前記粒子は前記軸心側に位置す
る粒子に対して上流側に相対移動する。即ち、シリンダ
(1) の内面近傍に位置する熱可塑性材料(8) の各粒子は
該シリンダ(1) 内面とフライト部(21)の間に形成された
間隙を介して上流側に位置するの溝部(23)内に噴出する
ように移動し、該粒子群の配列がかき乱されて、熱可塑
性材料(8) が攪拌される。従って、該攪拌によって熱可
塑性材料(8) がシリンダ(1) を介するヒータからの熱で
均一に加熱される。

【００１２】請求項２の発明のように、『前記フライト
(21)には、その外周部から下流側表面に向って前記スク
リュ(2) の中心軸に近付くように傾斜する案内面(27)が
形成されている』もので、このものでは、回転するフラ
イト部(21)の外周に形成された案内面（下流側に向って
傾斜している）に当接する熱可塑性材料(8) の各粒子
が、前記案内面でシリンダ(1) の内面側に押される。従
って、シリンダ(1) の内面とフライト部(21)の間隙部に
供給される熱可塑性材料(8) の量が増加し、該間隙を介
して上流側の隣接部の溝部(23)に噴出される熱可塑性材
料(8) の量が増加する。これにより、溝部(23)内の熱可
塑性材料(8) が一層確実に攪拌される。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明で
はシリンダ(1) 内に供給された熱可塑性材料(8) の各粒
子が均一に加熱できるから、均一加熱ができない既述従
来のものに比べて混練物の品質が向上する。請求項２の
発明では、熱可塑性材料(8) の攪拌を一層確実に行うこ
とができるから、混練物の品質を更に向上させることが
できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に上記発明の実施の形態を説明
する。 ［全体構成］図１は、本発明の実施の形態に係る混練押
出機(6) の先端に型締機構(7) を連設した射出成形装置
の縦断面図である。 ［混練押出機(6) ］本発明の実施の形態に係る混練押出
機(6) は、円筒状の内面を有するシリンダ(1) の上流端
近傍の上面に連設されたホッパ(3) と、前記シリンダ
(1) の外周に捲回されたヒータ(13a) 〜(13n) と、該シ
リンダ(1) 内に挿入されたフルフライト型のスクリュ
(2) と、更に、該スクリュ(2) を駆動させる駆動装置
(5) を具備している。又、この混練押出機では、後述の
熱可塑性材料(8) が軟化して溶融直前の状態になった時
に、これが型締機構(7) 内に射出されるように上記ヒー
タ(13a) 〜(13n) の発熱量が制御されている。

【００１５】次に、上記各構成部品の詳細を説明する。 ＊シリンダ(1) について＊シリンダ(1) は、単純な円筒
体状に形成されていると共に、その下流端の内径が絞ら
れて吐出口(11)が形成されている。又、シリンダ(1) の
上流端近傍の上壁には、上記ホッパ(3) 内に連通する材
料供給口(31)が形成されている。尚、この実施の形態で
はシリンダ(1) の内径は、３２．２mmに設定されてい
る。 ＊ホッパ(3) について＊ 上記シリンダ(1) の上流端近傍の上壁に形成された材料
供給口(31)に連設されたホッパ(3) 内には、熱可塑性合
成樹脂のペレット又は粉末状の熱可塑性材料(8) や、こ
れを着色する着色材等の添加材(80)が図示しない供給装
置から供給されるようになっている。 ＊スクリュ(2) について＊ シリンダ(1) 内に挿入されたスクリュ(2) は、円柱軸部
(28)の外周に２６．３mmのピッチでフライト部(21)が螺
旋状に捲回されたフルフライト式のものが採用されてお
り、各隣接するフライト部(21)の間が螺旋状の溝部(23)
となっている。この溝部(23)は、円柱軸部(28)に２７周
捲回するように形成されており、これにより、２７ピッ
チの溝部(23)が形成されている。そして、溝部(23)に於
ける上流端近傍（材料供給口(31)側端近傍）の第１ピッ
チ部〜第５ピッチ部の範囲は熱可塑性材料(8) を予備加
熱する為の予備加熱ゾーン(14)となっており、第６ピッ
チ部〜第１４ピッチ部の範囲は熱可塑性材料(8) を軟化
させる為の軟化ゾーン(16)となっており、更に第１５ピ
ッチ部〜第２７ピッチ部の範囲は軟化した前記熱可塑性
材料(8) を型締機構(7) 側に供給する為の最終ゾーン(1
7)となって所定範囲毎にゾーン分けされている。

【００１６】次に、予備加熱ゾーン(14)のスクリュー形
状等について説明する。予備加熱ゾーン(14)では、円柱
軸部(28)に捲回されたフライト部(21)の外周がシリンダ
(1) の内面に実質的に接触した状態になっており、該フ
ライト部(21)の外周とシリンダ(1) の内面の境界部が熱
可塑性材料(8) の侵入を許さない状態になっている。

【００１７】そして、この実施の形態では、円柱軸部(2
8)の直径は、第１ピッチ部では２１．１mmに設定され、
第２ピッチ部〜第４ピッチ部では２１mmに設定され、更
に第５ピッチ部では２１．４mmに設定されている。又、
フライト部(21)を含む直径（スクリュ(2) の外径）は、
第１〜第５ピッチ部全域において３９．１mmに設定され
ている。

【００１８】次に、軟化ゾーン(16)のスクリュー形状に
ついて説明する。軟化ゾーン(16)では、円柱軸部(28)に
捲回されたフライト部(21)の外周とシリンダ(1) の内面
との間に熱可塑性材料(8) の通過を許容する間隙(26)が
形成されている。そして、この実施の形態では、円柱軸
部(28)の直径は、第６ピッチ部〜第９ピッチ部では２
２．２mm，２３mm，２３．７mm，２４．４mmの順序で変
化するように設定され、第１０ピッチ部〜第１２ピッチ
部では２５．２mmに設定され、第１３ピッチ部及び第１
４ピッチ部では２６．４mmに設定されている。又、フラ
イト部(21)を含む直径は、第６ピッチ部〜第１１ピッチ
部では２９．８mmに設定され、第１２ピッチ部〜第１４
ピッチ部では３１．２mmに設定されている。従って、内
径が３２．２mmであるシリンダ(1) の内面とフライト部
(21)の外周の間隙(26)は、第６ピッチ部〜第１１ピッチ
部では１．２mmに設定され、第１２ピッチ部〜第１４ピ
ッチ部では０．５mmに設定されている。そして、上記フ
ライト部(21)の外周とシリンダ(1) の内面に形成される
上記寸法の間隙(26)を熱可塑性材料(8)が通過し得るよ
うになっており、これにより、該熱可塑性材料(8) が隣
接するピッチの溝部(23)間で移動できるように成ってい
る。

【００１９】図２は、軟化ゾーン(16)に於けるスクリュ
(2) とシリンダ(1) の境界部の拡大図である。シリンダ
(1) の内面とスクリュ(2) のフライト部(21)の外周との
間には、熱可塑性材料(8) の通過を許容する上記間隙(2
6)が形成されており、又、フライト部(21)の下流側（図
２に於いて左側）表面からその外周部に繋がるように傾
斜する案内面(27)が形成されている。スクリュ(2) の中
心軸に対する上記案内面(27)の傾斜角度θは、この実施
の形態では１５度に設定されており、フライト部(21)の
最外周部と案内面(27)の先端部(271) の半径方向の距離
Ｌは０．６mmに設定されている。又、上記案内面(27)
は、軟化ゾーン(16)の全域に亘ってフライト部(21)の外
周に連続形成されている。

【００２０】次に、最終ゾーン(17)のスクリュー形状等
について説明する。最終ゾーン(17)では、円柱軸部(28)
に捲回されたフライト部(21)の外周がシリンダ(1) の内
面に実質的に接触した状態になっており、該フライト部
(21)の外周とシリンダ(1) の内面の境界部が熱可塑性材
料(8) の侵入を許さない状態になっている。

【００２１】そして、この実施の形態では、円柱軸部(2
8)の直径は、第１５ピッチ部〜第１７ピッチ部では２７
mmに設定され、第１８ピッチ部，第１９ピッチ部では夫
々２６．５mm，１９．３mmに設定され、第２０ピッチ部
及び第２１ピッチ部では１９．１mmに設定され、第２２
ピッチ部，第２３ピッチ部では２１．１mm，２４．６mm
に設定され、第２４ピッチ部〜第２７ピッチ部では２５
mmに設定されている。又、フライト部(21)を含む直径
は、第１５ピッチ部〜第２７ピッチ部全域に於いて３
１．９mmに設定されている。 ＊ヒータ(13a) 〜(13n) について＊ シリンダ(1) の外周面は、その上流部から下流端に向け
て所定間隔で捲回配設されたヒータ(13a) 〜(13n) で包
囲されており、これら各ヒータ(13a) 〜(13n)の発熱量
は各別に適宜値に設定できるようになっている。

【００２２】ヒータ(13a) 〜(13n) は、スクリュ(2) の
溝部(23)に於ける第１ピッチ部〜第１８ピッチ部に対応
する範囲では４個配設されており、夫々の発熱容量は２
０ＫＷ／Ｈ に設定されている。又、第１９ピッチ部〜
第２２ピッチ部に対応する範囲では２個配設されてお
り、夫々の発熱量は２ＫＷ／Ｈ に設定され、更に、第
２３ピッチ部〜第２７ピッチ部に対応する範囲では２個
のヒータが配設されており、夫々の発熱量は２ＫＷ／Ｈ
に設定されている。 ＊駆動装置(5) について＊ 次に駆動装置(5) の構成について説明する。

【００２３】駆動装置(5) は、モータ(51)と、その回転
をスクリュ(2) に伝達する減速機(52)と、更にスクリュ
(2) を軸線方向に進退させる射出シリンダ(53)から構成
されている。 ［型締機構(7) について］次に、型締機構(7) について
説明する。

【００２４】型締機構(7) は、上記混練押出機のシリン
ダ(1) の先端に取付けられたダイセット(77)とこれに固
定された金型(71)から構成されている。ダイセット(77)
は、四本のガイドポスト(76a) (76b) と、該ガイドポス
ト(76a) (76b) で案内さて移動する可動プレート(73)か
ら構成されている。この可動プレート(73)は、固定プレ
ート(74)を摺動自在に貫通するピストンロッド(713) で
駆動される。

【００２５】金型(71)は、上記可動プレート(73)に固定
される雄型(711) と、これと組み合わされ且つ固定プレ
ート(75)に固定される雌型(712) から構成されている。
そして該雌型(712) の樹脂注入孔(714) は混練押出機を
構成するシリンダ(1) の先端の吐出口(11)に接続されて
いる。 ［動作の実際について］次に、上記射出成形装置の動作
を説明する。

【００２６】ペレット（この実施の形態では２mm〜３mm
の大きさの合成樹脂の粒子）状の熱可塑性材料(8) と添
加材(80)を均一割合でホッパ(3) からスクリュ(2) 側に
供給すると共に、モータ(51)を回転させ、更にヒータ(1
3a) 〜(13n) を発熱させる。又、金型(71)の雄型(711)
と雌型(712) を組み合わせた状態に維持しておく。ホッ
パ(3) から供給される熱可塑性材料(8) 等は、スクリュ
(2) の外周に形成された螺旋状の溝部(23)の第１ピッチ
部に材料供給口(31)を介して供給され、これがスクリュ
(2) の送り作用で予備加熱ゾーン(14)→軟化ゾーン(16)
→最終ゾーン(17)→と順次下流側に移送される。

【００２７】予備加熱ゾーン(14)ではヒータ(13a) (13
b) ・・の発生熱で熱可塑性材料(8)が予備加熱され、こ
の予備加熱後の熱可塑性材料(8) が軟化ゾーン(16)に移
送される。又、この予備加熱ゾーン(14)では、スクリュ
(2) の溝部(23)内に充填状態にある熱可塑性材料(8) 等
はフライト部(21)の外周とシリンダ(1) の内面の境界部
に侵入することがなく、隣接するピッチ間で移動するこ
とはない。既述したように予備加熱ゾーン(14)では、フ
ライト部(21)の外周とシリンダ(1) の内面が実質的に接
触した状態になっているからである。

【００２８】予備加熱ゾーン(14)で予備加熱された熱可
塑性材料(8) 等が軟化ゾーン(16)に供給されると、該熱
可塑性材料(8) 等はシリンダ(1) 外周のヒータ(13c) ・
・・で更に継続的に加熱されると共に、該熱可塑性材料
(8) 等が攪拌され、これにより、該熱可塑性材料(8) の
各ペレットが軟化点以上で且つ融点未満の温度に加熱さ
れる。

【００２９】図３は、熱可塑性材料(8) の各ペレットや
添加材(80)が攪拌される状態を説明する為の軟化ゾーン
(16)部分の要部拡大図である。溝部(23)の第ｎピッチ部
内に入っている全ての熱可塑性材料(8) 等に、フライト
部(21)の送り力が作用し、これらは同図の左方向の下流
側に移送される。ところが、シリンダ(1) の内面近傍に
位置する熱可塑性材料(8) のペレット群は、フライト部
(21)の送り力を受けにくく、又、フライト部(21)の外周
とシリンダ(1)の内周の間には間隙(26)が形成されてい
ることから、シリンダ(1) の内面近傍に位置するペレッ
ト群は下流側に移動せず、完全に溝部(23)内に位置して
いる熱可塑性材料(8) のペッレットのみが、同図の矢印
(84)で示すように下流側の第ｎ＋１ピッチ部に移送され
る。一方、第ｎ＋１ピッチ部ではそのシリンダ(1) の内
面近傍に位置する熱可塑性材料(8) のペレットが、上記
第ｎピッチ部から移送されて来る熱可塑性材料(8) のペ
レットに対して同図の矢印(85)の方向に相対移動する。
又、図４に示すように、フライト部(21)の案内面(27)部
分に当接する熱可塑性材料(8) のペレットは、該案内面
(27)を駆け上がる方向（同図の矢印の方向）に移動し、
フライト部(21)の外周とシリンダ(1) の間の間隙(26)側
に運ばれる。これにより、スクリュ(2) の外周部に位置
している熱可塑性材料(8) 等だけでなく、案内面(27)で
間隙(26)部分に運ばれた熱可塑性材料(8) 等によって該
間隙(26)部分の原料密度が高くなり、その一部が第ｎピ
ッチ部に勢いよく噴出される。尚、前記ペレットは、こ
れよりも小さな寸法を有する間隙(26)に侵入したときに
圧縮扁平化され、その後、第ｎピッチ部に勢いよく噴出
される。一般的にスクリュ(2) の回転数は大きい（この
実施の形態では２８０ｒｐｍに設定されている）ことか
ら、熱可塑性材料(8) には大きな遠心力が作用してお
り、これにより、スクリュ(2) の外周部の圧力は高くな
っていると共に、上記案内面(27)の作用でスクリュ(2)
外周の間隙(26)部分に運ばれる熱可塑性材料(8) が増え
ることから、該間隙(26)部分の圧力が高くなっている。
従って、圧力の高い間隙(26)部分から第ｎピッチ部には
熱可塑性材料(8) のペレットが勢いよく噴出される。よ
って、該噴出される熱可塑性材料(8) によって第ｎピッ
チ部内に位置する熱可塑性材料(8) 等が攪拌され、該ピ
ッチ部内に於ける熱可塑性材料(8) の各ペレットの配列
位置が相互に入れ替わるように該ペレット相互の置換運
動が生じ、この現象が軟化ゾーン(16)の全域の溝部(23)
内で発生する。そして、熱可塑性材料(8) 全体が溝部(2
3)内で攪拌される結果、全ての熱可塑性材料(8) がシリ
ンダ(1) 外周のヒータ(13c) ・・・からの熱を均一に吸
収し、これにより、熱可塑性材料(8) の各ペレットの温
度が全て同一温度まで加熱されて最終ゾーン(17)に供給
される。

【００３０】又、軟化ゾーン(16)に於けるヒータ(13c)
・・・の発熱量は適宜に設定されており、これにより、
該軟化ゾーン(16)から最終ゾーン(17)に供給される熱可
塑性材料(8) の各粒子は溶融直前の温度状態に調整され
る。即ち、熱可塑性材料(8)の各ペレットの表面層(87)
（図５参照）のみが若干粘稠性を呈する状態になって、
該表面層(87)に、着色材等の添加材(80)が粘着した状態
なる。又、軟化ゾーン(16)から最終ゾーン(17)に供給さ
れる熱可塑性材料(8) は、図６に示すように、隣接する
各ペレット(8a)(8b)の表面層(87a) (87b) が互いに若干
粘着した状態になっており、これにより、各ペレット(8
a)(8b)は溶融直前の半溶融状態で結合している。

【００３１】尚、最終ゾーン(17)に供給される熱可塑性
材料(8) の各ペレットを溶融直前の状態にするには、既
述した発熱容量の各ヒータを用い、４０Ｋｇ／Ｈのポリ
プロピレンのペレットを処理する場合、第１ピッチ部〜
第１８ピッチ部でのヒータ温度を２３０℃，第１９ピッ
チ部〜第２７ピッチ部のヒータ温度を２００℃に設定す
ればよい。この場合、金型(71)に供給される各ペレット
の温度はその軟化点（約１４０℃）と融点（約１７０
℃）の間の温度（この実施の形態では約１６０℃）に調
整されることが確認された。

【００３２】このようにして、溶融直前の熱可塑性材料
(8) が最終ゾーン(17)部分に貯留され、この溶融直前の
状態に保たれる。そして、前記貯留量が設定量に達する
と、射出シリンダ(53)が動作してスクリュ(2) が前方に
所定ストローク進出される。すると、このスクリュ(2)
の進出によってシリンダ(1) の先端部に貯留された熱可
塑性材料(8) が圧縮されてその内圧が上昇し、該圧力上
昇や材料相互の剪断熱等によって熱可塑性材料(8) が２
０ｄｅｇ程度昇温せしめられる。すると、この時の温度
上昇によって熱可塑性材料(8) が溶融状態になり、この
溶融した樹脂が吐出口(11)から金型(71)内に注入され
る。これにより、射出成形が完了し、その後、ピストン
ロッド(713) を後退させて雄型(711) と雌型(712) を分
離して成形品を取り出す。

【００３３】このものでは、軟化ゾーン(16)に於いて熱
可塑性材料(8) の各ペレットの温度が全て同一温度まで
均一に加熱されて最終ゾーン(17)に供給されるから、熱
可塑性材料(8) が均一加熱できない既述従来のものに比
べ、吐出口(11)から吐出される混練物の品質が向上す
る。又、シリンダ(1) の先端部に貯留された熱可塑性材
料(8) を金型(71)に注入する際の圧力上昇にによって該
熱可塑性材料(8) を昇温させることによってこれを一時
的に溶融させ、該溶融状態にある樹脂を金型(71)で成形
するから、最終ゾーン(17)に移送された時点で既に溶融
状態になっている為に長時間にわたって熱可塑性材料
(8) が溶融状態に維持される既述従来のものに比べて、
該熱可塑性材料(8) が熱劣化しにくく成形品の品質が更
に向上する。

【００３４】尚、上記実施の射出成形装置では、単軸型
の混練押出機を用いたが、二本のスクリュ(2) が並設さ
れた二軸押出機に本願発明を適用してもよい。又、上記
実施の形態では、フライト部(21)の外周に案内面(27)を
形成しているが、これを形成しない場合でも、遠心力で
シリンダ(1) の内面側に押し付けられた熱可塑性材料
(8) のペレットが間隙(26)に密集しその上流側の溝部(2
3)に勢いよく噴出する。従って、案内面(27)を形成しな
いものでも、軟化ゾーン(16)に於いて熱可塑性材料(8)
が攪拌されてこれが均一に加熱できる。

【００３５】又、上記実施の形態では、着色材等の添加
材(80)を熱可塑性材料(8) と共に混練したが、熱可塑性
材料(8) のみを溶融させて金型(71)に供給する場合にも
本発明は適用できる。更に、本願発明は、熱可塑性材料
であれば、合成樹脂以外に非鉄金属の材料であっても適
用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を説明する射出成形装置の
断面図

【図２】図１に現れる軟化ゾーン(16)でのシリンダ(1)
とフライト部(21)の境界部を説明する部分拡大図

【図３】図１に現れる軟化ゾーン(16)での熱可塑性材料
(8) の挙動を示す説明図

【図４】図３に現れるフライト部(21)の案内面(27)と部
分に接触した熱可塑性材料(8)の挙動を説明する概略図

【図５】軟化ゾーン(16)で処理された熱可塑性材料(8)
の粒子の状態を説明する図

【図６】図５の熱可塑性材料(8) の粒子が粘着状態にあ
る説明図

【図７】従来例の説明図

【図８】従来例の説明図

【符号の説明】

(1) ・・・シリンダ (2) ・・・スクリュ (3) ・・・ホッパ (6) ・・・混練押出機 (7) ・・・型締機構 (8) ・・・熱可塑性材料 (21)・・・フライト部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その内部に粒子状の熱可塑性材料(8) を
   供給する為の材料供給口(31)とその下流の吐出口(11)が
   形成されたシリンダ(1) と、 前記シリンダ(1) を加熱するヒータと、 前記シリンダ(1) 内に挿入されたスクリュ(2) とを具備
   する混練押出機であって、 前記スクリュ(2) の軸方向の中間部に位置するフライト
   部(21)と前記シリンダ(1) の内面の間に、前記熱可塑性
   材料(8) の粒子の通過を許容する間隙が形成されている
   混練押出機。
2. 【請求項２】 前記フライト(21)には、その外周部から
   下流側表面に向って前記スクリュ(2) の中心軸に近付く
   ように傾斜する案内面(27)が形成されている請求項１の
   混練押出機。