JPS61500902A - ポリ塩化ビニル製品を射出成形する方法および装置 - 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】 ポリ塩化ビニル製品を射出成形する方法および装置本発明は、往復動するスクリ ューを備えた可塑化装置を有する射出成形機を使用して粉末原料からポリ塩化ビ ニル製品を射出成形する方法に関する。

粉末原料からのポリ塩化ビニル製品の射出成形は、一般に知られている。この製 造技術は、特に、管継手を製造するために応用される。

ポリ塩化ビニルの粉末は、それによシ、ホッパかう射出成形機の可塑化装置の充 填開口部に供給される。回転スクリューは、粉末を吸入しそしてその粉末を射出 ノズルの方向に前方に輸送する。ポリ塩化ビニルの粉末は、回転するスクリュー によシ発生したＲ１擦力および外部から供給された熱の作用によシ可塑化され、 そして均質化されである温度の溶融した素材になる。スクリューは、回転中、ス クリューと射出ノズルとの間のスＲ−スの中に製品を成形するために必要な所定 量の溶融した材料が得ぢれるまで、後、方に移−動すみ。−その後、スクリュー の入れる準備を完了するや否や、射出ノズルに向かうスクリューの軸線方向の移 動によシ、溶融した材料が射出成形型の中に射出される。

上記の方法は、いくつかの不利点を持っている。これらの不利点の大部分は、　 ｐｖｃ粉末がるる量の空気を含んでおシかつスクリュー中の材料から空気を除去 することが極めて困難でらるという事実と関係している。ガスの除去不充分によ シ、可塑化中に溶融材料の中にガスおよび空気が混入し、その結果、射出成形さ れた製品中にガスおよび気泡の混入が生ずる。そのうえ、空気の混入のために、 可塑化された材料の均質化が不充分にな＃）、その結果、溶融した素材の温度が 局部的に極めて高温になり、高温度におけるｐｖｃの安定性が劣化した結果、　 ｐｖｃの分解が起こる。

また、文献から、射出底形装置と共に、移送スクリューの回転速度を調節するこ とにより材料供給の調節を行う単一のスクリュー移送装置を備えた付加的な予備 ゼリー状化装置を適用することが知られている。しかしながら、予備ゼリー状化 する程度はとシわけ回転速度の如何に左右されるので、この解決方法はベース材 料としてのＰｖＣ粉末に適用することができない。

ここで極めて要約的に略述したこれらの問題がもたらす結果は、　ｐｖｃ粉末か ら射出成形された製品の品質が機械的特性および外観の両方についてしばしば批 判をうけていることでろる。

従って、本発明の目的は、粉末から項化ポリビニル製品を射出成形する技術のた めに品質を改良することでらる。

強制移送中に予備ゼリー状化処理をうけ１強制移送中。

粉末原料が比較的短い時間で加熱されそして凝集され、その後この状態で可塑化 装置に供給されることを特徴としている。

従って、可塑化用スクリューの中で充分な加熱および均質化を行う必要はないが 、材料の密度が既に微視的な規模で高められると共に、巨視的な規模で粗大な材 料構造が得られる工程が付加される。

スの除去が改良され、その結果、溶融素材中の空気の混入、ひいては、射出成形 された最終製品中への空気の混入が減少してその結果最終製品の品質を改良する ことが可能になる。

材料の集塊に真空を作用させることにょシ、製品の品質をさらに改良することが できる。

一般的に述べると、原料からの空気の除去は、溶融した素材および最終製品の両 方の均質化および品質の面で多大な影響をおよぼす。

予備ゼリー状化端部と可塑化スクリューの充填開口部との間の位置に真空を作用 させるときに、５０ｋＰａよりも低い絶対圧力、好ましくは％　２　Ｑ　ｋＰａ よシも低い絶対圧力が作用せしめられる。

このようにすることによシ％原料から湿気が除去されるのみで彦＜、また凝集し た素材の中に存在する空気の量のうちの半分ないし８０％以上が除去される。

材料を強制的に移送すｂダブルスクリユーの型式の予備ゼリー状化装置を適用す ることによって、材料の流出量を非常に正確に調節することができる。これは、 特にダイス要素が出力側端部において装置を制限する場合にろてはまることであ る。

このような装置は広い範囲の調！Ｋｈいてシール模能を発揮するので、予備ゼリ ー状化装置の後方に作用している真空のためにこの装置から粉末材料が引き出さ れることはない。そのうえ、ダブルスクリユーの型式の装置によシ、予備ゼリー 状化処置が混練によシ可成シの程度性われ、従って、スクリューの回転速度はそ の他の予備ゼリー状化装置よシも予備ゼリー状化におよぼす影響がはるかに小さ い。

本発明による方法によシ、溶融した素材の品質が改良されるのみでなく、射出成 形機の可塑化能力を可成シ高めることもできることが判明した。

これａ、最近に１種々の措置によ）、一般的には射出成形品の成形型の冷却時間 、特Ｋ　ＰＶＣ粉末から成形された管継手のための冷却時間を短縮することが可 能で８シ、従って、サイクル時間を短縮できることが判明した現在においてます ます重要になってきた。この利点を最大限に利用できるようにするために、−回 の「射出」のために同じ量の材料をよシ短い時間で可塑化しなければならないの で、射出成形機の可塑化能力をそれに比例して高めなければならない。

一般的に述べると、可塑化装置の能力を高めるために。

種々の解決方法を実施することができる。

一つのオプションは、スクリューの回転数を増すことでわる。

コ（７）方法Ｈ、特ＫＰＶＣについては、材料の焼は全土ずるおそれが高まると いう不利点を持っている。実際に。

スクリューの周速は、らる最大価に限定されている。スクリューの周速がこの値 と越えると、スクリューと材料との摩擦が高くなシ過ぎて材料の局部的な焼けを 惹き起こす。

もう一つのオプションは、ねじの深さをよシ大きくすることによシ、スクリュー にさらに多量の材料を供給することで６る。

これらのオプションの両方共、材料に対して単位時間中に入力するエネルギーを 高めることになる。このエネルギーは、スクリューを介して発生させなければな らないが、この方法では、実際には、駆動力が限定されるために、しばしば、い くつかの問題に遭遇する。その結果、このような場合には、材料の予備的なゼリ ー状化が不充分になり、材料の均質化が不充分になる。本発明による方法によシ 、すべてのこれらの問題を大幅に解消することができる。

その結果、可塑化能力を２または２了の比率だけ高めることができ、本発明によ る方法を使用せず、そして射出成形機のサイクル時間を長くした場合よシも製品 の品質が向上する。

当然ながら、本発明はまた加熱装置を備えそして内部に軸方向に往復動するスク リｘ−がミニされかつ後部に充填開口部を有する円筒形ノ・クジングを備えた可 塑化装置を含む上記方法を実施するためのｐｖｃ製品を射出成形する装置に関係 している。本発明によれば、このよう彦装置は、加熱装置を有するスクリューフ ィーダーを備えた予備ゼリー状化装置を設け、可塑化装置の充填開口部に向かっ てスクリューフィーダーから吐出される材料を案内する装置を設けたことを特徴 としている。

スクリューフィーダーと可塑化スクリューとの間の接続部は、一般的には、簡単 な構造になっている。しかしながら、上述した方法によシ真空中で作動可能にす るために、この装置は、スクリューフィーダーの出口と可フ化装置の充填開口部 との間に、相互接続スは−スを設け。

このスば一スが雰囲気に対して密閉されかつこのス、？　−スに真空接萩部を設 けるように構成することが好ましい。

このように真空をこの装置に作用させる場合には、また、この真空がスクリュー フィーダーのホッパに向かって再び急速に消失することを阻止すると有利である 。それ故に１本発明に２いては、スクリューフィーダーをダブルスクリユー型式 とすることが好ましい。この装置はそれ自体知られておシ、２個のスクリューが ８の字形の横断面を有するハウジングの中に設けられ、２個のスクリューのねじ が相互にかみ合っている。このようなダブルスクリユーに使用される材料は、入 口端と出口端との間ではるかに高い圧力差を吸収することができる。

本発明を装置の一実施例を示した添付図面について以下に説明する。

添付図面は、本発明による予備ゼリー状化装ｆを備えた可塑化装置の縦断面を図 解的に示した図である。全体を符号１で示した可製化装置は、一般に知られてい るように、内部に可塑化スクリュー５を配置した円筒形ノ・り　−。

ジング２を備えている。該ハウジングの周囲には、加熱素子４を設けである。ハ ウジング２の前端部は、射出ノズル５を備えている。後者は、ハウジング２の内 側スペース７０大きい直径と穴８の小さい直径との間に遷移部分を構成する実質 的に円錐形の凹部６を有している。該射出ノズルは、穴８と共に、成形用型に連 結されている。

スクリュー３の尖った端部９も凹部６の形状に合致するように、実質的に円錐形 である。

可塑化スクリュー３Ｆｉ、図示されていない組み合わせた駆動装置により矢印Ｐ １で示したように回転可能でろると共に、矢印Ｐ２で示したように長手方向に移 動可能になっている。

ハウジング２は、その後端部に１元項開口部１０を備えておシ、この充填開口部 を通じて、原料がスクリューのねじの間のスは−スに供給される。これらの原料 は、回転するスクリューによシ生ずる摩擦力および加熱素子４による加熱の作用 によシ加熱され、それによシ可塑化され、その結果、圧縮され、そしてスクリュ ーの回転によシ前方に圧送される。この技術は従来知られている。

充填開口部１ｖの位置において、ハウジングにホッパを設けるかわシに、充填室 １１を設けてらｐ、その内側スに一スは充填開口部の形状と合致している。この 充填室１１にぶ料が前処理装置１２から供給される。後者は、それ自体知られて いるスクリューフィーダー１３に備えている。スクリューフィーダーのスクリュ ー１４は１図示していない駆動装置によシ矢印Ｐ３の方向に回転せしめられる。

スクリューフィーダー１３は、充填開口部１５を備えておシ、その上方には、加 工用のｐｖｃ粉末を収納するホッパ１６を設けてるる。

スクリューフィーダー１３の周囲には、刀Ω熱装［１７を設けてろる。スクリュ ーフィーダー１３は充填室１１に接続されておシ、スクリューフィ−ダーの自由 な通路に比べて狭められた通路を有するダイスプレート１８が挿入されている。

充填室１１の内部に配置されたダイスプレート１８の側には、ダイスプレート１ ８の穴を越えて作動する覆数個の回転羽根１９を設けである。充填室１１の頂部 には、真空接続部２０が設けられて釦ハそして、ダイスプレートの穴の位置にお けるスクリューフィーダー１３の吐出側と可塑化装置の充填開口部１０との間の 適当なレベルに、レベルセンサ２１を設けてろる。

予備ゼリー状化装置のみを適用することによシ、真空を作用させないでも、溶融 した素材の品質、従って製品の品５を可成シ高めることができる。しかしながら 、前述した実施例の場合のように、真空をも作用させる場合には、ダブルスクリ ユー型式のスクリューフィーダー１３を使用すると有利である。この＠置は、そ れ自体、知られておシ、２個のスクリューが８の字形の横断面を有するハウジン グの中に設けられており、そして２個のスクリューのねじが相互にかみ合わされ ている。このようなダブルスクリユーの中に収納された原料は、供給側と吐出側 との間に作用する可成）高い圧力差を吸収することができる。この＠置は以下述 べるように作動する。

スクリューフィーダー１３の中では、ホッパから送られた粉末化されたＰＶＣが スクリュー１４の連続回転によシ前号に移送される。それによ５　ｐｖｃの粉末 は比較的に迅速に加熱される。スクリューフィーダー１３の全体的な寸法は、粉 末のろる程度の７グロメレーシヨンが起こシしかも閉ざされた気孔を生ずるほど には原料が溶融しないようＫなっている。

スクリューフィーダーの中のＰｖＣの適当な最高温度は約１４０℃である。

スクリューフィーダーの吐出端における凝集した原料は、回転羽根１９によシイ レットに切断され、そしてこれらのはレットは、可塑化装置の開口部１ｏにょ） 充填室１１の底部近くに集められる。充填室１１の中に真空を作用させることに よシ、Ｒレットの中に存在している空気の可成シの部分が除去される。はレット は、充填開口部１０を通って一般に知られている態様で可塑化スクリューのねじ の間の内側スは−スに到達し、その後１回転するスクリューによシ惹き起こされ る摩擦力およびスクリューの回転による加熱の作用によシ、前方に移送される。

当然のことでるるか、可塑化スクリューの中にこのようにして送入された原料は 、依然として、充填室１１中の真空の作用をうけ、従って、実際には空気の除去 工程はおそらくは依然としてさらに若干続くわけではちるけれども、−たん除去 された空気はともかくもその他の空気と入れ換わることはない。

原料から空気をうまく除去するためには、真空を作用させて絶対圧力を大気圧の 半分よシも低く、従って５０ｋＰａよシも低い値に降下嘔せなければならない、 しかしながら、本発明によれば、充填室１１の真空接続部２０の位置に、約２０ ｋＰａまたはそれよシも低い値の絶対圧力を作用させることが好ましい。

可塑化装置１の中の原料を射出成形のために適当な；ンシステンシーとするため の加熱は、予備ゼリー状化装置１２の中で、混合作用、予熱２よびアグロメレー ションによシ、可塑化スクリューの行程の頻度、従って射出成形のサイクル時間 が２倍に々るときてすらも射出ノズルの位置における溶融した素材の全般的な温 度を若干高めることができるような均一性で行われる。従来の理想的でない均一 性を考慮して、温度は２１０±２０℃の値に保持された０本発明の概念を応用す る場合には、温度を２２０＝１０℃のＩＩに保持することができる。

本発明による装置は、予備ゼリー状化装置１２の作動速度を可塑化装ａ１の能力 に見合う頃よりも若干高くするように調節することができる。その場合には１元 項開口部１０の前方に光分な量の予備ゼリー状化した原料が供給されていること をセンサー２１が検出したときに。

制御信号が発生して予備ゼリー状化装置１２の作動速度を低減するようになって いる。かくして予備ゼリー状化装［１２は回転し続ける。このようにして１品質 の劣化する原因をなくすことができる。

国除調交報告 、１ｏ、ａ＋ｘ、、、−＋、・、　ＰＣＴ／ＮＬ　８５１０００ｏ２＾ごごζＺ ＸＴＯ’ｈξｉ：Ｅより”’：Ｔ、Ｒご；λτＺＯ；Ｕ１．５ＺＡＲＣ：ＥＲＥ ＰＯＲτＯＮ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．粉末化された原料が強制移送中に予備ゼリー状化処理をうけ、強制移送中に 粉末化された原料が加熱されて比較的短い時間で凝集せしめられ、その後この状 態で可塑化装置に供給されることを特徴とする、往復動するスクリユーを備えた 可塑化装置を有する射出成形機を使用して粉末化された原料からポリ塩化ビニル 製品を射出成形する方法。
2. ２．凝集した原料に真空を作用させることを特徴とする請求の範囲第１項に記載 の方法。
3. ３．予備ゼリー状化に伴つて粉末化された原料および凝集した粉末粒子のそれぞ れの混合および均質化がなされることを特徴とする、請求の範囲第１項または第 ２項に記載の方法。
4. ４．予備ゼリー状化の終りにダイス成形がなされ、その後凝集塊がペレツトに切 断されることを特徴とする、請求の範囲第１項から第３項までのいずれかに記載 の方法。
5. ５．原料が予備ゼリー状化中に約１４０℃に加熱されることを特徴とする、請求 の範囲第１項から第４項までのいずれかに記載の方法。
6. ６．予備ゼリー状化処理の終端部と可塑化スクリユーの充填開口部との間の位置 に絶対圧力を５０ｋＰａよりも低い値に降下させるまで真空を作用させることを 特徴とする、請求の範囲第２項から第５項までのいずれかに記載の方法。
7. ７．２０ｋＰａよりも低い絶対圧力を作用させることを特徴とする、請求の範囲 第６項に記載の方法。
8. ８．加熱装置を備えかつ内部に軸線方向に往復動するスクリユーが配置されかつ 後部に充填開口部を有する円筒形のハウジングを備えた可塑化装置を有する請求 の範囲第１項から第７項までのいずれかに記載の方法を実施するためのポリ塩化 ビニル製品を射出成形する装置において、加熱装置を備えたスクリユーフイーダ ーを含む予備ゼリー状化装置を設け、かつ可塑化装置の充填開口部に向かつてス クリユーフイーダーから吐出される原料を導くための装置を設けたことを特徴と するポリ塩化ビニル製品を射出成形する装置。
9. ９．前記スクリユーフイーダーの出口と前記可塑化装置の充填開口部との間に相 互接続スペースを設け、前記相互後続スペースが雰囲気に対して密閉されかつ真 空接続部を備えていることを特徴とする、請求の範囲第８項に記載の装置。
10. １０．前記スクリユーフイーダーがダブルスクリユーの型式であることを特徴と する、請求の範囲第９項に記載の装置。
11. １１．前記スクリユーフイーダーの端末にダイスプレートを設け、ダイスプレー トの背後に少くとも１個の切断用羽根を設けたことを特徴とする請求の範囲第８ 項から第１０項までのいずれかに記載の装置。
12. １２．複数個の回転羽根を設けたことを特徴とする、請求の範囲第１１項に記載 の装置。