JPS59194824A - 樹脂成形機 - Google Patents

樹脂成形機

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JPS59194824A
JPS59194824A JP58067686A JP6768683A JPS59194824A JP S59194824 A JPS59194824 A JP S59194824A JP 58067686 A JP58067686 A JP 58067686A JP 6768683 A JP6768683 A JP 6768683A JP S59194824 A JPS59194824 A JP S59194824A
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JP
Japan
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zone
screw
supply
screw groove
plasticizing
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Application number
JP58067686A
Other languages
English (en)
Inventor
Seizo Takayama
高山 征三
Kiyoshi Hashimoto
潔 橋本
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59194824A publication Critical patent/JPS59194824A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/285Feeding the extrusion material to the extruder
    • B29C48/288Feeding the extrusion material to the extruder in solid form, e.g. powder or granules
    • B29C48/2886Feeding the extrusion material to the extruder in solid form, e.g. powder or granules of fibrous, filamentary or filling materials, e.g. thin fibrous reinforcements or fillers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/53Screws having a varying channel depth, e.g. varying the diameter of the longitudinal screw trunk
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
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    • B29K2105/06Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/16Fillers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

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】 本発明は樹脂成形機に関するものである。
プラスチック材料に各種のフィラ1−を混入して均質に
分散させて、強度向上9寸法安定、コストダウン、他の
材料の代替等の種々の目的を達成させる方法としての複
合成形は近年強く望まれているところであり、押出成形
は勿論、射出成形に於けるフィラーとプラスチック材料
からなる材料を、スクリュを内臓した加熱油内に直接供
給して成形する面接複合成形の方法は、コストダウン。
省エネルギ、省力化の面に大きく寄与する。
未発明は、押出成形機や射出成形機などの樹脂成形機で
フィラーとプラスチック材料を直接供給して成形するた
めに必要な優れた高混線分散及び安ル°した1+(塑化
を行う装置を提供する。
直接複合成形に於ける従来の問題点は、フィラーの分散
不良、特に2次凝集の発生、フィラーの切断、破損、脱
気の不良、ガス焼けや変色、可塑化計量の不安定等の種
々の問題があり、本格的実用化にいたっていないのが現
状である。
0′81図〜第3図は従来の装置の例を示す。
第1図は通常の成形機の例、第2図は、スクリュVOW
が材料で完全充満しないよう、フィーダにより材料を少
なめに供給する飢餓供給を行うことかできるようにした
例、第3図はベント式樹脂成形機の例である。図におい
て、lは加熱筒、2は材料の供給穴、3はスクリュ、4
はフィーダ、5はベント穴、6は供給ゾーン、7は可塑
化混練ゾーン、8は圧縮ゾーン、9は計量ゾーンである
。これらにおいて、供給ゾーン6と可塑化混練ゾーン7
におけるスクリュピッチはすべて同じになっている。
第1図〜第3図に示すような従来の装置では、種々のフ
ィラーの完全な複合成形が難しい。例えば、微粉タルク
とポリプロピレンペレットの直接複合成形の例では、前
記いずれの従来装置でも完全な分散は困難であり、その
成形品は表面にタルクの未分散塊が表出し、又、シルバ
ー等が現出する。種々の成形条件を調節制御しても、未
分散塊や2次凝集が発生する。
第1図にはその場合の成形時の加熱筒1内の様子も示し
、スクリュ溝10内が材料11で充満された状態を示す
。第2図や、第3図の第1ステージ部25に相当する部
分には、それらの場合の加熱筒l内の様子も示す。この
場合は、スクリュ溝io内の圧縮ゾーン8や計量ゾーン
9を含む可塑化混練ゾーン7では材料11が充満してい
るが、供給ゾーン6ではフィラーや樹脂は殆んどない。
この理由は飢餓供給の為、比較的少ない材料11の供給
能力、看いかえれば、加熱筒l前部の吐出能力に対して
、供給ゾーン6の材料輸送能力がはるかに大きく、供給
されたフィラーと樹脂は直ちに前方の可塑化混練ゾーン
7へ輸送されるためである。
第1図のように、スクリュ溝lOが材料llで充?L 
3れる方法では、供給穴2を経てスクリュ3部へ供給S
れた材料11は、スクリュ溝10の中で未溶融樹脂とフ
ィラーが固められて充填されたプラグ状のま〜で前方へ
輸送される。すなわち、供給ノーン6.圧縮ソーン8と
計量ゾーン9を含む可・W化況練ゾーン7へ移行する過
程で、スクリュ溝10内の材料11が固体状態では、フ
ィラーと樹脂はその相対位置を変えることなく順次圧縮
されてQj<。即ち、フィラーと樹脂とがそのま一加圧
された材料の圧縮塊をソリッドベッドと呼ぶことにする
と、ソリッドベッド内部は前述の如くフィラーと樹脂の
相対移動がない為、ソリッドベッド周囲からの伝熱昇温
しか期待できない。かくして、加圧されたソリッドベッ
ドは加熱筒l内面へ押しつけられ、加熱筒lからの伝熱
と、加熱筒lとの相対移動による何首作用により、加熱
筒l内面へ接触している箇所の材料11の樹脂から溶融
される。しかし、ソリ・ンドベッド内の加圧されて押し
かためられたフィラー塊は加圧状態の下では剪獣作用に
よって容易にほぐれることがない。つ     −まり
、周囲を何首作用により一気に溶融されて粘度低下した
樹脂により直ちにくるまれ、2度と分散することがない
。供給ゾーン6で材料が順次加圧される過程で、フィラ
ー間のエアが排除できない場合、エアが圧縮され酸化や
ガス焼けによる樹脂の変色や、シルバーの原因となると
いう欠点がある。
第2図、第3図のように、材料がフィーダ4により飢餓
供給される場合は、前述の如く可塑化混練ゾーン7と同
一スクリュピッチでは供給ゾーン6の輸送能力が極めて
大きいため、材料は供給されても直ちに供給ゾーン6を
通過し、可塑化混練ゾーン7へ移動し、十分予熱される
ことなく、可塑化41シ練ソーン7の構内を充満し圧縮
される。したがって、その加圧力は第1図の例に比べて
小さいか、結果的には予熱不十分の状態で加圧されたソ
リントペ・ンドは充満供給の場合のソリッドベッドの中
心部と同様に未分散、樹脂の変色、シルバーと計った問
題をひき起すのみならず、飢餓供給自体によるoT塑化
能力低下を生じる。
本発明は、可塑化能力を低fさせることのないように材
料を十分子熱し、極端な加圧をさけ、フィラーと樹脂を
相対移動させて材料中のフィラーの分lt&を向上させ
ることができるようにしたものである。
つぎに、図面に示した実施例によって本発明を説明する
本発明の1実施例を第4図に示す。加熱筒l内には回転
自在もしくは回転自在で軸線方向に摺動自在のスクリュ
3を内蔵した。スクリュ3部は材料供給穴2部から順次
供給ゾーン5 、 ’tif塑化混練ツーンジー形成し
、供給ゾーン6への材料11の供給を飢餓供給とし、供
給ゾーン6のスクリュ溝10の材料は、所望の可塑化能
力のための輸送能力を維持しつつ、自由境界面を有し、
予熱されながら漸次可塑化混練ゾーン7へ輸送されるよ
う、供給ゾーン6のスクリュリード12を小さくして、
又、スクリュ溝深さ13を深くし、前述の輸送空間を確
保する。可塑化混練ゾーン7のスクリュ溝深さ14は所
望の浅い溝深さ15になるまで順次浅くシ、スクリュピ
ッチ16は所定の溝深さ15と相まって所望の可塑化能
力となるよう所定のスクリュピッチ17まで漸次大きく
する。
このことをさらに詳しく説明すると、供給ゾーン6のス
クリュピッチ12を小さくすることにより、供給ゾーン
6のスクリュ溝lOの展開長さを大きくし、いいかえれ
ば、供給ゾーン6における材料の予熱区間を長くとり、
予熱を十分に行えるようにし、スクリュ溝深さ13を大
きくして、スクリュピッチ12は小さいが輸送空間18
を大きくして供給ゾーン6のスクリュ溝10中の材料に
自由移動できるような自由境界面をもさせることにより
、スクリュ溝10中でスクリュ回転とあいまってフィラ
ーと樹脂が相対的移動し、ちょうどタンブラ中のフィラ
ーと樹脂のようによく混合されることにより、材料全体
が一様に均一に加熱され、r熱効率がよくなる。又、供
給ゾーン6ではスクリュ溝10が材料で充満されないた
め、水分、揮発分が逃げやすく、脱気効果がある。かく
して、材料は十分子熱され、フィラーも樹脂もほぼ均質
に融点近くまで)1温し、脱気もしやすい状態で+jf
 17’!I化況練ツーン7に入って溶融される。この
時、11f Qj化況練ゾーン7でar塑化する能力に
応じたjllだけ材料か供給穴2より供給され、供給ン
ー76を経てくることが重要である。
+1工塑化混練ツーン7では、スクリュ溝深さ14が浅
くなると同時にスクリュ3部・ンチ16が広がる為、全
体的に材料はスクリュ溝10の中で伸展されるように大
きく変形を受けると同時に受熱面積か広がり、−・層の
溶融が促進される。よって、材料のIif fdj化及
び混線分散は小さな溶融圧でよく、大きな剪幣作用も必
要とせずに十分にフィラーの分散が可能で、そのため、
フィラ゛−の粉塊又は2次凝集も発生せず、しかも、大
きな可塑化能力が得られ、かつ、フィラーの破損が少な
いという極めて大きい効果がある。又、同様に、特に材
料の内の樹脂が結晶性樹脂でなく溶融時粘度の高い樹脂
の場合、可塑化混練ゾーン7のスクリュ溝lOが次第に
浅くなる領域において通過断面が一定となるよう、スク
リュピッチ16を大きくすると、フィラーの2次凝集が
なく、樹脂の変色も少ないという良い効果が得られる。
なお、19はペントゾーン又は脱気ゾーン、20は第2
ステージである。
更に、フィラーの分散混練能力を向上させた実施例とし
て、前述の第4図の供給ゾーン6の可塑化混練ゾーン7
へ移行する前から可塑化混練ゾーン7の領域において、
第5図の(a)、(b)。
(C)の順序で示すように、スクリュフライトに沿って
前方へ進むにつれてスクリュ溝lOの底が半径方向に変
位するようなスクリュ3がある。これは、スクリュ溝l
Oの中で材料の複雑な移動な一種のもちつき作用により
起させて、フィラーを分散させるものである。
又、同様に、第6図、第71Kに示すように、隣合った
スクリュフライト21の間のスクリュ溝部を分割し、ス
クリュ溝底22を交りに半径方向に変位させた形状を供
給ゾーン6の後半から可塑化混練ゾーン7に設けた場合
、フィラーの分散の向トは極めて人きく、ソリッドベン
ド破壊による溶融の効率が向」−シ、可塑化能力が増加
するだけでなく、低圧iiJ塑化が行え、フィラーの破
損、例えば、カラス繊維の切断等が少ないという大きい
利点が(1にられる。
又、第8図、第9図に示すように、弔−もしくは#i数
個のタルメータ23都を、供給ゾーン6の後半から回り
化混練ゾーン7の領域に設けるとフィラーの分散に効果
的である。特に、スクリュ3のに流の供給ゾーン6では
、加熱筒lの内面との間のシェアリングフライトキャン
プ24aを大きくし、Ijf塑化混練ゾーン7を下流に
進むに従ってシェアリングフライトギャップ24aを小
さくし、最終的にダルメージフライトクリアランス24
に等しくすれば、上流のグルメ−923部では、溶融樹
脂の粘度も高く、剪断がかかりやすいため、過大な剪断
作用により一気に粘度が低下した樹脂でフィラーをくる
むような事態がさけられ、おおまかな混合作用により、
フィラーと樹脂をませ込み、かつ、低圧状態での混合を
行うことができ、フィラーの破損をふせぐ°ことができ
る等の大きな利点が得られる。また、ダルメージフライ
トクリアランス24のうちの少なくとも1つ以上を、ス
クリュフライトクリアランスよりも大きくすることがで
きる。
その他、供給ゾーン6の後半から可塑化混練ゾーン7の
、スクリュ溝10の底に複数個のピンを植込んだり、キ
ーを植込んだりして、スクリュ溝10中の材料の動きを
複雑に乱し、分散混線を向上させることもできる。
このように、本発明においては、特許請求の範囲に記載
したような構成にし、材料にあまり圧力をかけず、予熱
を十分にし、かつ、フィラーと樹脂の相対移動も十分に
行わせうるようにしたので、複合成形の場合であっても
、フィラーを均一に分散させ、材ネ?Iの可塑化混練を
t”分に、かつ、確実容易に行うことができ、良質の成
形品を得ることかできるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1〜3図は本発明に類した従来の装置のそれぞれ異な
った他の例を示す縦断面図、第4図は本発明の1実施例
を示す縦断面図、第5図(a)〜(c)は未発リノの第
2実施例を示す横断面図、第6図は本発明の第3実施例
を示す正面図、第7図は第6図の■−■線断面図、第8
図は本発明の第4実施例を示す正面図、第9図は第8図
のIX−IX線断面図である。 l・・・加熱筒、2・・・供給穴、3・・・スクリュ。 4・・・ツイータ、6・・・供給ゾーン、7・・・可塑
化混練ゾーン、10・・・スクリュ溝、11・・・材料
特許出願人  宇部興産株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (i)加熱筒内に回転自在、もしくは、回転自在で11
    11線力向に摺動自在なスクリュを内設し、該スクリュ
    は供給大側から供給ゾーン、可塑化混練シーンを形成し
    、該j+J塑化混練ツージーn1蝦化能力に対応する材
    料を供給ゾーンに供給した際、該供給シーンのスクリュ
    溝の中で材料が自由境界面を有しつつ予熱されて前カへ
    I噛込されるように、少くとも該1桂塑化Ji!練ゾー
    ンより該供給ゾーンのスクリュピンチを小さくし、スク
    リュ溝深さを深くしたことを特徴とする樹脂成形機。 (2)+Jl情化Jd練ゾーンのスクリュピッチを、樹
    脂υ1出方向に向けてスクリュ溝深さが践くなるに従っ
    て、大きくしたことを特徴とする牡、+′I−請求の範
    囲第1ザ1記載の樹脂成形機。 (3)Ljl塑化程練ツージースクリュ溝が漸次浅くな
    る領域において、スクリュ溝の材料の通過断面積か一定
    となるようにスクリュピンチを漸次大きくしたことを特
    徴とする特許請求の範囲第2項記載の樹脂成形機。 (4)供給ゾーン及び可塑化混練ゾーンにおいて、スク
    リュ溝深さが半径方向に変位することを#+j徴とする
    特許請求の範囲第1項または第2項記載の樹脂成形機。 (5)供給ジーン及び可塑化混練ゾーンにおいて、スク
    リュ溝を分割し、分割溝深さが半径方向に交互に変位す
    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
    記載の樹脂成形機。
JP58067686A 1983-04-19 1983-04-19 樹脂成形機 Pending JPS59194824A (ja)

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