JPS59184635A - 強化材を充填した熱プラスチツク材を製造する方法および装置 - Google Patents

強化材を充填した熱プラスチツク材を製造する方法および装置

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JPS59184635A
JPS59184635A JP59048935A JP4893584A JPS59184635A JP S59184635 A JPS59184635 A JP S59184635A JP 59048935 A JP59048935 A JP 59048935A JP 4893584 A JP4893584 A JP 4893584A JP S59184635 A JPS59184635 A JP S59184635A
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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】 この発明は、強化材を充填すべき、粒子状で供給された
熱プラスチツク材を、その物質を溶解するスクリュー型
押出機を用いて製造するための方法および装置に関する
ものであり、その押出様においては、溶解物質を含んで
いる押出装置の混合領域に強化材が追加粒子とともに供
給されるようになっている。
ＤＥ−’０３２６０１６９６にＪ：っＴ既に知られてい
る方法によれば、熱プラスチツク材が１個のスクリュー
押出装置の入口に粒子状で供給されて、押出装置の溶融
領域で溶融され、混合領域で強化材が加えられる。この
目的のために、混合領域の始まり部分に強化材用の注入
路が設けられており、それが混合領域に沿って、材料の
均質化のために溶融熱プラスチック材と混合される。
ＤＥ−Ｏ８２６１４１３６によれば、２重スクリュー押
出装置の場合には、その混合領域にも、より多くの強化
材用注入路を設けることができる。
強化材の混合のため、材質の希望する均一性を達成する
ためには押出機に成る一定の長さが必要であるので、こ
のような公知の方法では、溶融した熱プラスチツク材を
がなりの長さの混合領域にわたって移送しなければなら
ないという、望ましくない結果が生ずるが、このことは
熱プラスチツク材の特性がしばしばもたらす不利な影響
である。
このような理由により、この種のスクリュー型押出機は
比較的回転数を小さくするか、あるいは、熱プラスチツ
ク材の長く続く過熱を抑えるために混合領域を冷却して
いる。
このような望ましくない効果を防ぐために、文献「ＰＬ
ＡＳＴＶＥＲＡＲＢＥＩＴＥＲＪ第３巻（１９８０）の
第１２５頁から１３２頁に記載の論文に、強化材として
のガラスｍｉの使用に関連して、これを追加粒子ととも
に混合領域の始めのところからスクリュー型押出機に供
給する方法が提案されている。追加粒子の添加は、混合
領域に含まれている溶融熱プラスチック材の冷却をもた
らすとともに、材料が長く高温にさらされるという効果
を妨げるように作用する。しかし、伺よりもまず、ガラ
スｌ１ｌｉと追加粒子用の注入路の中で、これら物質間
の摩擦が大ぎくなり、ガラス繊維が広範に破壊され、そ
の都度望ましくないガラス繊維の短小化が起こることに
なる。またこれ以外に、これによって注入路の壁が大き
く摩耗する。
このほかさらにＤＥ−０８１９２７２７１には、ガラス
ａ維、特に、無終端線条の形をしたものを熱プラスチツ
ク材の中に混ぜ込ませるために、溶融物押出数の混合領
域中の狭い溶融領域を用いて追加粒子と、それとは別の
ガラス繊維を混合する方法が述べられている。別に分け
て供給するこの技術は、未溶融追加粒子の粘り混ぜ装置
への過程にあるより大きな追加粒子を小さく砕く作用を
利用するという目的を果たしている。なお、この粘り混
ぜ装置はガラス繊維供給部の後ろに設けられている。ま
たこのようになる理由は、追加粒子は乾燥した固まりに
なるが、その固まりはガラス繊維を強力に砕くので、こ
れらが、望ましくない細粉の大きな部分を占め、それが
、最終製品を脆くすることになるからである。
この発明は、追加粒子のこのような細粉化作用を防ぎ、
それによって強化材を保護しなから熱プラスチツク材の
混合することを主目的としてなされている。この発明に
よれば、追加粒子は、追加粒子と強化材の注入路の間に
設けられた混合ないし粘り混ぜエレメントによって溶融
体と混ぜ合わされ、こうして表面的に溶融されるので、
強化材の供給領域において、追加粒子は事実上溶融する
ことなく固体状態で溶融体に混入保持される。
Ｌ述のＤＥ−０８１９２７２７１とは別に、これもまた
追加粒子強化材の供給部の間に混合ないし粘り混ぜエレ
メントを設けて、強化材の供給部の前で追加粒子が広範
にわたって均質に溶融体中に含まれるようになっている
′＠置が知られているが、その際、溶融体は強化材の供
給部のところで追加粒子に接触しており、強化材は特に
保護された状態で溶融体に混ぜ合わされる。その理由は
、追加粒子はこの位置で、表面的にはいくらか溶けてい
るが、内部は固体状態にあるので、追加粒子を通じて強
化材の混合が行なわれ、しかも、それは、均質的に軟化
するために、追加粒子の表面が溶けるまでごくわずかな
湾曲ないし剪断力を受けるだけで、したがって、こうし
て公知の装置の場合のように、追加粒子の強力な細粉化
作用が取り除かれているからである。追加粒子が包み込
まれるために、溶融物質によって強化材が乾燥摩擦にさ
らされることはないが、それは、追加粒子を覆っている
ｍ融体が強化材に関して潤滑作用をするからであり、こ
のことはまた保護効果をも果たし、しかも、追加粒子に
よる強力な混合作用が保たれる。さらに、溶融材の望ま
しい冷却効果がもたらされるので、大きな熱的負荷にさ
らされることはない。追加粒子には同じようなプラスッ
ク材を用いることも、また、別の、混合添加に適した物
質を使用することもできる。
３ａ加粒子の量はこの目的のためには、全粒子澄の１０
ないし６０９６、望ましくは、３０ないし５０％といっ
た量が適当である。
強化材としては、あらゆる繊維に先行して特にガラスｍ
維または炭素繊維が用いられる。
この発明はさらに、公知の方法によって押出装置の軸に
沿って注入路が多数分割講成されている上記の方法を具
体化したスクリュー型押出機にも関係している。この種
のスクリュー型押出鍬は、上述したＤＥ−０８２６１４
１３６１，：示されｒ（ｒＮるゎ この発明に基づいたスクリュー型押出機では、追加粒子
を供給する注入路が混合領域の始めの部分に設けられ、
強化材の注入路が追加粒子の供給路のすぐそばに設けら
れていて、追加粒子が事実上溶けることなく溶融体中に
混ぜ込まれ、両性入路の間でスクリューが混合ないし粘
り混ぜニレメン１〜によって分けられている。
両性入路はまた互いに、比較的接近して設けられており
、そのため、追加粒子は、強化材注入路の領域へスクリ
ュー押出装置で運ばれるとぎに、事実上溶けることなし
に′Ｓ融体に混ぜ込まれ、混合作用Ｃよ、両性入路の間
に設けられた混合ないし粘り混ぜエレメント配よって行
なわれる。
この発明に基づいた方法の実流のために用いたスクリュ
ー型押出磯は、シングルスクリユー型押出装置または２
重スクリュー押出装置として拐成されている。
目的に合わせるために、混合領域にある溶８領域ではス
クリューの直径は混合領域のところより小さくなってお
り、スクリューの回転数ｌよ混合領域よりも溶ｒａ領域
で大きくなっている。このため、ｉｌＢ加粒子粒子でな
く強化材の通過のために、混合領域で自由断面が大きく
しである。このようにし第１図に示したスクリュー型押
出機は、両渦巻３　ｄ３よび４を有するスクリュー２が
挿入されたハウジング１より偶成される。スクリュー２
は、異なる乙部直径の領域に分かれており、領域５は次
の領Ｆ４６よりも小さな乙部直径を有している。領域°
ｌおよび９は再び領域５と同じ乙部直径を有し、それに
対し、領域８と１０は領域６と同じ大きな乙部直径を有
する。小さい乙部直径を有する領域、すなわち、領域５
，７および９でスクリュー型押出機に材料が、つまり領
域５には注入路１１を通じて、供給される。その際、こ
こで問題にするのは、粒状に示されている熱プラスチツ
ク材３３で、それは領域５から領域６へ運ばれ、そのと
き、右部直径が大きくなっていることがら強い剪断力を
受けて溶ける。つまり領域５と６はこのようにして溶ｍ
領域を形成している。そこで、続く領域７には溶融プラ
スチック材が存在することになる。
この領域には注入路１２を通じて追加粒子３４が供給さ
れるが、ここでスクリュー２の右部直径が小さくなって
いるため、バックウォッシュなしに溶融熱プラスチック
材３３と混合される。続く領域８には、混合ないし混練
エレメントとして作用する突起１３が設けられており、
ここでは、右部直径がそこで大きくなっていることから
も強力な混合作用が発揮され、注入路１２より供給され
た追加粒子３４はこうして、うまく溶融熱プラスチック
材３３と混合される。続く領１９はさらに別の注入路１
４を有し、それを通じて、押出機中に移送されてきた物
質に強化材３５、たとえばガラスｌ！維が供給される。
ここでも右部直径が小さくなっているため注入路１４に
パックウォッシュは生じない。次に、続く領域１ｏで溶
融熱プラスチック材３３．追加粒子３４および強化材３
５の混合が行なわれ、これによりここで追加粒子３４も
また融解され、その際、既に溶融状態にある熱プラスチ
ツク材３３から大幅に熱が奪われるので、この物質は大
きな熱負荷にさらされることはない。
以上において領域７，８．９および１ｏは混合領域をな
している。
熱プラスチックと強化材とからなる最終混合物質は、次
いで、ノズル１６を有するノズル根１５より絞り出され
る。
領域７において注入路１２より供給された追加粒子３４
は、その領域においては、まず第１にそこではスクリュ
ー２の右部直径が小さく欝成されているので、特に大き
な圧力を受けることはない。
続いて、領域８で溶融熱プラスチック材３３と追加粒子
３４の混合が行なわれるわけであるが、しかし、とりわ
けそこでは、領域が短いために追加粒子３４が事実上溶
解することはなく、注入路１４を通じて強化材３５が供
給されている領域９の中へ、そのまま入っていく。この
領域９では右部直径は再び小さくなっているので、ここ
にある物質は、まず第１に、事実上圧力なしで、右部直
径の大きな最後のより長い領域１０に達するまで移送さ
れ、そこで、与えられた長さとより大きな右部直径のた
めに、強力な完全混合が行なわれるが、強化材３５は十
分に保護される。なぜならば、それは、溶融熱プラスチ
ック材３３で既に取り囲まれているために、なおこの形
で存在する追加粒子と直接接触することがないためで、
このことば、強化材３５に関して確実な潤滑作用を果た
していることを意味している。
第２図に示したスクリュー型押出機で扱われているのは
、見た目には明らかにただ１つのスクリュー１７だけし
か描かれていない２重スクリュー型押出憔である。スク
リュー１７はハウジング２２／２３に収められているが
、゛ハウジング２２はハウジング２３より直径が小さく
なっている。これに対応して、ハウジング２２に通され
ているスクリューの端は、ハウジング２３に通されてい
るスクリューの端より、外径が小さくなっている。
注入路２４を通じて２ｍスクリュー型押出機に、粒子状
の熱プラスチツク材３３が供給され、それは、融解領域
１８で溶解される。この融解領域１８には粘り混ぜエレ
メント２５と２６が段けられ　　　□ており、溶解を助
けている。領域１８には領域１９．２０および２１が接
続されており、そこでは、融解領域１８に比べて、スク
リューの外径がより大きくなっている。また同時に、ス
クリュー１７は、混合領域１９，２０．２１を形成して
いる領域１９．２０および２１におけるよりも、融解領
域１８においてより大きな回転数を有している。
このようにすることによって、混合領域において、融解
領域１８における場合に比べてより大きな自由高面を与
え、混合領域１９，２０．２１において追加粒子３４だ
けでなく強化材３５も、バックウォッシュの危険なしに
混合できるようになる。
領域１９には注入路２７を通じて追加粒子３４が供給さ
れ、領１１２２０において、そこに設けられた粘り混ぜ
エレメント２８により溶融熱プラスチック材に混ぜ合わ
される。それに続いて、注入路２９を通じ、たとえばガ
ラス楳維のような強化材の混入が行なわれ、それは領域
２１に沿って、隣接してなおこの形で存在する追加粒子
３４の作用の下に、溶融熱プラスチック材３３と混ぜ合
わされ、その際、この混合作用は粘り混ぜエレメント３
０と３１とによって促進される。そのとき、比較的長い
領域２１において追加粒子３４の完全な溶解が、そして
それととどもに強化ｌ７１３５の混合が行なわれ、その
際、それは追加粒子３４が強化材３４と乾燥摩擦する状
態で接触することは決してないので、保護された状態で
取扱われる。このような方法で作り出された均質化され
た物質は、次に領域２１の端のところで２重スクリュー
型押出橢より出ていく。
第２図に基づく押出機では、その上、発生ガスが自由に
取り除けるような公知の方法で考ｒＩ！ｉされた徘カス
ｎ口部３６が設けられている。
第３図と第４図には、２重スクリュー型押出機の公知の
栴漬が、断面図として示されている。ここで、第３図は
、第２図における線Ａ　−Ａに沿った断面を示している
。図から明らかなように、ここでは、２つの三条スクリ
ューが示す：Ｉ″とている。
第４図は、第２図における線Ｂ−８に沿った断面゛ど示
しでおり、ここでは両スクリュー］７および３２は二条
型に構成されている。両スクリュー１７と３２は、ずっ
と貫通して１：３］じ＠間隔ａを有している。
【図面の簡単な説明】
第１図はシングルスクリユー押出機を示す。 第２図は、スクリュー直径が段階を有する２重スクリュ
ー押出様を示す。 第３図は、第２図の線Ａ−Ａに沿った断面図を示す。 第４図は、第′２図の線Ｂ−８に沿った断面図を示す。 図において、１はハウジング、２はスクリュー、３およ
び４は渦巻、３３は熱プラスチツク材、１２は注入路、
３４は追加粒子３５は強・止材、を示す。 特許出願人　アウトマチイック・アパラーテ・マシーネ
ンバウ・ゲゼルシャフト ・ミツト・ベシュレンクタ・ ハワソング 代　　理　　人　　弁理士　　深　　見　　久　　部（
ほか２名）

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　強化材を充填すべき、粒子状で供給された熱プ
    ラスチツク物質を、その物質を溶解するスクリュー型押
    出瀕を用いて製造するための方法であって、前記押出機
    において、溶解物の押出装置の混合領域の中で、追加粒
    子と、それに続いてそれから分かれて強化材が供給され
    るようになっており、 追加粒子（３４）が、追加粒子（３４）と強化材（３５
    ）の供給部（１２，１４＞の間に設けられた混合エレメ
    ントと粘り混じエレメント（１３２８）により溶融体と
    混合され、かつ、表面的に非常に広く溶解されるように
    、強化材（３５）の供給領域において追加粒子（３４）
    が、事実上溶解されることなしに固体状のままで溶融体
    の中に保持されていることを特徴とする、熱プラスチツ
    ク物質を製造する方法。
  2. （２）　追加粒子が、全粒子量の１０ないし６０％、望
    ましくは、３０ないし５０％であることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の方法。
  3. （３）　強化材（３５）としてｔｉ維が、特に、ガラス
    または炭素繊維が用いられることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項または第２項に記載の方法。
  4. （４）　強化材（３５）としてガラス球が用いられるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記
    載の方法。
  5. （５）　強化材を充填した熱プラスチツク物質を製造す
    るためのスクリュー型押出憬であって、押出機の軸に沿
    って分割された多数の注入路（１２，２７）を有し、 追加粒子（３４）のための注入路（１２，２７＞が混合
    領域（７，８，９，１０；１９，２０．２１）の始めの
    ところにあり、かつ、強化材（３５）のための注入路（
    １４，２９＞が追加粒子（３４）のだめの注入路（１２
    ，２７）の後に密接しているために追加粒子（３４）が
    事実上溶解することなく溶融体中に埋め込まれ、その際
    、両性入路（１２，２７；１４．２９）の間にスクリュ
    ー（２：　１７．３２＞が混合ないし粘り混ぜエレメン
    ト（１３，２８）によって中断されることを特徴とする
    、スクリュー型押出機。
  6. （６）　１個のスクリュー押出部材（２）で構成される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載のスクリ
    ュー型押出機。
  7. （７）　２重スクリュー押出部材（１７，３２）で構成
    されることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の
    スクリュー型押出機。
  8. （８）　混合領域（１９，２０，２１）に先行する溶解
    領域（１８）においてスクリュー直径が、混合領域（１
    ９，２０，２１）における場合より小さく、溶融領域（
    １８）においてスクリュー　・（１７，３２）が、混合
    領域（１９，２０，２１）における場合より大きな回転
    数を有することを特徴とする特許請求の！！囲第７項に
    記載のスクリュー型押出機。
JP59048935A 1983-03-14 1984-03-13 強化材を充填した熱プラスチツク材を製造する方法および装置 Granted JPS59184635A (ja)

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