WO2022259662A1

WO2022259662A1 - 押出装置およびダイヘッド

Info

Publication number: WO2022259662A1
Application number: PCT/JP2022/010227
Authority: WO
Inventors: 雅之森
Original assignee: 株式会社日本製鋼所
Priority date: 2021-06-08
Filing date: 2022-03-09
Publication date: 2022-12-15
Also published as: JP2022187719A

Abstract

押出装置１は、シリンダ２と、シリンダ２に取り付けられたダイヘッド６とを含んでいる。ダイヘッド６には、溶融樹脂を吐出するための複数の孔部２１と、シリンダ２から供給される溶融樹脂を複数の孔部２１に導くための樹脂流路部２５とが設けられている。シリンダ２からダイヘッド６の樹脂流路部２５に供給される溶融樹脂は、繊維状のフィラーを含有している。樹脂流路部２５は、互いに区画された複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを含み、複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃに複数の孔部２１がそれぞれつながっている。

Description

押出装置およびダイヘッド

　本発明は、押出装置およびダイヘッドに関する。

　特開２０１６－７８１９号公報（特許文献１）には、押出機を備えるストランド製造装置に関する技術が記載されている。

特開２０１６－７８１９号公報

　押出装置から押し出される樹脂を用いて樹脂製品、例えば樹脂ペレットを製造することができる。この際、押出装置のシリンダ内に樹脂材料を供給し、シリンダに内蔵されているスクリュにより、その樹脂材料を混練、搬送し、シリンダの先端に取り付けられたダイヘッドの孔部から樹脂材料を押し出す。樹脂材料は、ガラスファイバなどの繊維状のフィラーを含有する場合がある。繊維状のフィラーを含有する樹脂材料を用いることにより、樹脂製品の性能、例えば機械的強度を向上させることができる。

　しかしながら、樹脂材料が繊維状のフィラーを含有している場合には、ダイヘッドの孔部から樹脂材料が押し出される際に、樹脂材料中の繊維状のフィラー同士が絡まっていたり、樹脂材料中の繊維状のフィラーの配向性が乱れていると、不具合が生じる場合がある。例えば、樹脂ペレットなどの樹脂製品において、形状が設計値からずれてしまう虞がある。また、樹脂ペレットなどの樹脂製品において、特性が変動してしまう虞もある。これは、押出装置を用いて製造される樹脂製品の品質の低下につながる。また、ダイヘッドの孔部において、絡まった繊維が付着してしまい、孔部の目詰まりが生じる虞もある。

　その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

　一実施の形態によれば、押出装置のダイヘッドは、繊維状のフィラーを含有する溶融樹脂を吐出するための複数の孔部と、ダイヘッドに供給される前記溶融樹脂を前記複数の孔部に導くための樹脂流路部とを、有している。前記樹脂流路部は、互いに区画された複数の流路部を含み、前記複数の流路部に前記複数の孔部がそれぞれつながっている。

　一実施の形態によれば、押出装置のダイヘッドは、繊維状のフィラーを含有する溶融樹脂を吐出するための孔部と、ダイヘッドに供給される前記溶融樹脂を前記孔部に導くための樹脂流路部とを、有している。前記樹脂流路部は、前記孔部に近づくに従って面積が徐々に小さくなる形状を有する流路部を含み、前記流路部に前記孔部がつながっている。

　一実施の形態によれば、押出装置を用いて製造される樹脂製品の品質を向上させることができる。

一実施の形態の押出装置を示す説明図である。一実施の形態の押出装置で用いられているダイヘッドの平面図である。一実施の形態の押出装置で用いられているダイヘッドの平面図である。一実施の形態の押出装置の要部断面図である。一実施の形態の押出装置の要部断面図である。一実施の形態の押出装置の要部断面図である。一実施の形態の押出装置の要部断面図である。検討例の押出装置で用いられているダイヘッドの平面図である。検討例の押出装置で用いられているダイヘッドの平面図である。検討例の押出装置の要部断面図である。検討例の押出装置の要部断面図である。他の実施の形態の押出装置で用いられているダイヘッドの平面図である。他の実施の形態の押出装置の要部断面図である。他の実施の形態の押出装置の要部断面図である。他の実施の形態の押出装置の要部断面図である。他の実施の形態の押出装置の要部断面図である。他の実施の形態の押出装置で用いられているダイヘッドの平面図である。他の実施の形態の押出装置で用いられているダイヘッドの平面図である。他の実施の形態の押出装置の要部断面図である。他の実施の形態の押出装置の要部断面図である。

　以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

　（実施の形態１）
　＜押出装置の構成例について＞
　図１は、本実施の形態の押出装置１を示す説明図（側面図）である。

　まず、図１を参照して、押出装置（押出機、樹脂押出機）１の概略構成について説明する。図１に示される押出装置１は、シリンダ（バレル）２と、シリンダ２内に回転可能に配置されたスクリュ３と、シリンダ２内のスクリュ３を回転させるための回転駆動機構４と、シリンダ２の上流側（後端側）に配置されたホッパ（樹脂材料投入部、樹脂材料供給部）５と、シリンダ２の下流側先端に取り付けられたダイヘッド（金型）６と、を有している。ホッパ５は、シリンダ２の上面に接続されており、ホッパ５を介してシリンダ２内に樹脂材料（原料樹脂）を供給できるようになっている。シリンダ２は、ヒータなどの図示しない温度調整手段（温度調節機構）によって、温度制御される。

　押出装置１は、更に、フィラー供給部７を有しており、フィラー供給部７からシリンダ２内に、フィラーを供給できるようになっている。図１の場合は、フィラー供給部７はシリンダ２の上面側に設けられているが、これに限定されず、例えばシリンダ２の側面側にフィラー供給部７を設けることもできる。また、フィラー供給部７として、フィラー供給装置を用いることもでき、その場合は、シリンダ２に接続されたフィラー供給装置からシリンダ２内にフィラーを供給することができる。シリンダ２において、フィラー供給部７が接続された位置は、ホッパ５が接続された位置よりも、下流側に位置していることが好ましい。

　本実施の形態では、フィラー供給部７からシリンダ２内に供給されるフィラーとしては、繊維状のフィラーを用いる。繊維状のフィラーとしては、ガラスファイバ（ガラス繊維）やカーボンファイバ（炭素繊維）などの無機繊維、セルロース繊維などの有機繊維、あるいは、アラミド繊維などの樹脂繊維が例示される。

　なお、押出装置１に関して「下流側」および「上流側」と称する場合、「下流側」とは、押出装置１における樹脂の流れの下流側を意味し、「上流側」とは、押出装置１における樹脂の流れの上流側を意味する。このため、押出装置１において、ダイヘッド６の後述する孔部２１に近い側が下流側であり、ダイヘッド６の孔部２１から遠い側、すなわちホッパ５に近い側が上流側である。

　シリンダ２の内部には、２本のスクリュ３が回転可能に挿入されて内蔵されている。このため、押出装置１は、二軸押出装置とみなすこともできる。シリンダ２内において、２本のスクリュ３は、互いに噛み合うように配置されて回転する。シリンダ２の長軸方向と、シリンダ２内のスクリュ３の長軸方向とは、同じであり、ここではＹ方向である。なお、シリンダ２の長軸方向とは、シリンダ２の長辺方向または長手方向のことであり、筒状のシリンダ２は、シリンダ２の長軸方向であるＹ方向に延びている。また、スクリュ３の長軸方向は、スクリュ３の回転軸の軸方向に対応している。シリンダ２内において、樹脂材料は、回転するスクリュ３により、長軸方向であるＹ方向に上流側から下流側に向かって搬送される。

　また、各図面には、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向が必要に応じて示されている。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、互いに交差する方向であり、より特定的には互いに直交する方向である。このため、Ｘ方向とＹ方向とは互いに直交し、また、Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向に直交している。Ｘ方向およびＹ方向は、水平方向に対応し、Ｚ方向は上下方向（高さ方向）に対応している。Ｙ方向は、シリンダ２の長軸方向であり、従って、シリンダ２内のスクリュ３の長軸方向でもある。

　また、本実施の形態では、シリンダ２内のスクリュ３の数が２本の場合について説明しているが、他の形態として、シリンダ２内のスクリュ３の数を１本とすることもできる。しかしながら、シリンダ２内のスクリュ３の数を２本とした場合には、空間容積を大きくとれるため、同一スクリュ口径の場合、単軸（スクリュ３が１本）よりも二軸（スクリュ３が２本）の方が原料の供給能力を高くすることができる。

　ダイヘッド６は、押出装置１のシリンダ２から押し出されてくる溶融樹脂を、所定の断面形状（ここでは紐状）に成形して吐出するように機能することができる。このため、ダイヘッド６は、押出成形用のダイヘッドであり、押出成形用の金型として機能することができる。

　なお、本願において、「溶融」とは、熱で溶かす場合に限定されず、溶剤などで溶かす場合も含むものとする。このため、加熱により樹脂を溶かした場合だけでなく、溶剤で樹脂を溶かした場合や、マイクロ波により樹脂を溶かした場合なども、「溶融樹脂」に含まれ得る。また、液状樹脂も、「溶融樹脂」に含まれ得る。

　次に、図１に示される押出装置１の動作の概略について説明する。

　ホッパ５からシリンダ２内に樹脂材料（原料樹脂、熱可塑性樹脂）が供給され、フィラー供給部７からシリンダ２内に繊維状のフィラーが供給される。ホッパ５からシリンダ２内に供給された樹脂材料は、シリンダ２内でスクリュ３の回転により前方へ送られながら溶融される。そして、フィラー供給部７からシリンダ２内に繊維状のフィラーが供給されるため、樹脂材料（溶融樹脂）とフィラー供給部７から供給された繊維状のフィラーとが、スクリュ３の回転により混練されながらシリンダ２内を更に前方に送られる。これにより、シリンダ２内を搬送される溶融樹脂は、繊維状のフィラーを含有した状態になる。繊維状のフィラーを含有する溶融樹脂、すなわち、溶融樹脂と繊維状のフィラーとの混練物は、シリンダ２の先端に取り付けられたダイヘッド６（より具体的にはダイヘッド６の後述する孔部２１）から押し出される。

　ダイヘッド６から押し出された樹脂材料により、樹脂製品が製造される。例えば、繊維状のフィラーを含有する溶融樹脂は、ダイヘッド６で紐状に成形されてダイヘッド６から樹脂ストランドとして押し出され、切断装置（カッタ）で切断されることにより、樹脂製品として樹脂ペレットが製造される。この場合、製造された樹脂ペレットは、繊維状のフィラーを含有している。

　このため、押出装置１を用いて樹脂製品を製造する工程は、ホッパ５からシリンダ２内に樹脂材料を供給する工程と、フィラー供給部７からシリンダ２内に繊維状のフィラーを供給する工程と、繊維状のフィラーを供給する工程の後にシリンダ２内のスクリュ３によって樹脂材料と繊維状のフィラーとを混練する工程と、混練工程の後にシリンダ２の先端に取り付けたダイヘッド６から繊維状のフィラーを含有する樹脂材料を押し出す工程と、を有する。

　＜ダイヘッドの構成について＞
　次に、本実施の形態の押出装置１の先端部付近の構成、特にダイヘッド６の構成について、図２～図７を参照して説明する。

　図２および図３は、本実施の形態の押出装置１で用いられているダイヘッド６の平面図である。図２には、シリンダ２の先端に取り付けられたダイヘッド６を、図１に示される矢印８の向きから見た場合が示されている。また、図３には、図１の矢印８とは逆側からダイヘッド６を見た場合、すなわち、シリンダ２側からシリンダ２を透視してダイヘッド６を見た場合が示されている。このため、図２と図３とは、互いに逆の方向からダイヘッド６を見ていることになる。図４～図７は、本実施の形態の押出装置１の要部断面図である。図４は、図２および図３に示されるＡ１－Ａ１線の位置での断面図にほぼ対応し、図５は、図２および図３に示されるＡ２－Ａ２線の位置での断面図にほぼ対応し、図６は、図２および図３に示されるＡ３－Ａ３線の位置での断面図にほぼ対応し、図７は、図２および図３に示されるＡ４－Ａ４線の位置での断面図にほぼ対応している。なお、図２～図７では、簡略化のために、各部材を固定するための固定部材（ネジなど）については、図示を省略してある。

　なお、図２～図７および後述の各図には、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向が示されている。上述のように、Ｙ方向は、シリンダ２の長軸方向であり、また、ダイヘッド６の樹脂流路部２５内を溶融樹脂が主として流れる方向でもある。

　ダイヘッド６は、繊維状のフィラーを含有する溶融樹脂を吐出するための複数の孔部（吐出口、ノズル部、開口部）２１と、シリンダ２から供給された溶融樹脂を複数の孔部２１へ導く樹脂流路部２５と、を有している。すなわち、ダイヘッド６内に樹脂流路部２５と複数の孔部２１とが形成されている。

　本実施の形態では、ダイヘッド６に複数の孔部２１が設けられているが、一例として、図２～図７には、ダイヘッド６に設けられた孔部２１の数が３つの場合が示されている。他の形態として、ダイヘッド６に設けられた孔部２１の数を３つ以外の任意の数（但し２つ以上）とすることもできる。

　樹脂流路部２５は、シリンダ２のフランジ部２ａの開口部２６から複数の孔部２１に至る流路方向（ここではＹ方向）に延びている。ダイヘッド６において、複数の孔部２１は互いに離間しており、図２の場合は、Ｘ方向に離間して並んでいる。また、図４～図７の場合は、各孔部２１の軸方向はＹ方向であり、各孔部２１はＹ方向に延びている。

　ダイヘッド６は、互いに反対側に位置する面である注入面（上流面）２７ａと押出面（下流面）２７ｂとを有しており、ダイヘッド６の注入面２７ａが、シリンダ２の先端部であるフランジ部２ａに接続されている。孔部２１は、ダイヘッド６の押出面２７ｂに到達し、ダイヘッド６の押出面２７ｂで開口している。ダイヘッド６の押出面２７ｂの孔部２１から、繊維状のフィラーを含有する溶融樹脂が押し出される。図２は、押出面２７ｂ側からダイヘッド６を見た場合に対応し、図３は、注入面２７ａ側からダイヘッド６を見た場合に対応している。孔部２１の開口径、より特定的には、孔部２１の押出面２７ｂにおける開口径は、かなり小さく、例えば２～６ｍｍ程度である。

　各孔部２１は、樹脂流路部２５に連通している。すなわち、各孔部２１は、樹脂流路部２５と空間的につながっている。具体的には、樹脂流路部２５を構成する複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃのそれぞれに、各孔部２１がつながっている。樹脂流路部２５および複数の孔部２１は、シリンダ２からダイヘッド６に供給された溶融樹脂が流動可能な空間である。樹脂流路部２５および複数の孔部２１は、ダイヘッド６を構成する金属材料が存在しない空洞部であり、樹脂流路部２５および複数の孔部２１の周囲は、ダイヘッド６を構成する金属材料によって囲まれている。

　複数の孔部２１は、ダイヘッド６から押し出される溶融樹脂の断面形状を所定の形状に成形するように機能する。すなわち、溶融樹脂が複数の孔部２１を通過してダイヘッド６の外部に吐出されるため、溶融樹脂は孔部２１によって所定の断面形状に成形されて孔部２１からダイヘッド６の外部に吐出される。例えば、孔部２１の断面形状（孔部２１の軸方向に略垂直な断面形状）が円形状の場合は、孔部２１から吐出される溶融樹脂の断面形状（溶融樹脂の吐出方向に略垂直な断面形状）も円形状となる。また、孔部２１の直径により、孔部２１から吐出される溶融樹脂の直径を制御することもできる。但し、孔部２１から吐出される際の溶融樹脂の流速によっても、孔部２１から吐出される溶融樹脂の直径は変化する。樹脂流路部２５は、シリンダ２からダイヘッド６に供給される溶融樹脂を、複数の孔部２１に導くための樹脂流路として機能する。

　ダイヘッド６は、押出装置１のシリンダ２の先端のフランジ部２ａに取り付けられて保持されている。ダイヘッド６は、好ましくは金属材料からなる。ダイヘッド６は、例えば、ネジまたはボルトなどの固定用部材（図示せず）によりシリンダ２のフランジ部２ａに取り付けることができる。ダイヘッド６は、一体的な一つの部材により構成することもできるが、複数の部材により構成することも可能である。例えば、孔部２１などが形成されたダイスと、そのダイスを保持するダイホルダ部とにより、ダイヘッド６を構成することもできる。ダイヘッド６を複数の部材により構成する場合は、それら複数の部材を溶接などによって互いに接合してもよいし、あるいは、それら複数の部材をネジまたはボルトなどの固定部材により固定してもよい。

　ダイヘッド６は、シリンダ２の先端のフランジ部２ａの開口部２６とダイヘッド６の樹脂流路部２５とが連通するように、シリンダ２のフランジ部２ａに取り付けられている。開口部２６は、シリンダ２からの溶融樹脂の出口である。このため、シリンダ２内をスクリュ３により混練しながら搬送された溶融樹脂は、シリンダ２の先端のフランジ部２ａの開口部２６から押し出されて、ダイヘッド６の樹脂流路部２５に供給され、樹脂流路部２５を通って複数の孔部２１に流入し、複数の孔部２１からダイヘッド６の外部に吐出される。

　樹脂流路部２５は、フランジ部２ａの開口部２６から押し出された溶融樹脂が供給される樹脂供給部（樹脂流入部）２３と、隔壁部２４により互いに区画された複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃと、を有している。複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃの間には、隔壁部２４が存在している。樹脂供給部２３は、フランジ部２ａの開口部２６の下流側に位置して、フランジ部２ａの開口部２６と連通している。樹脂供給部２３は、フランジ部２ａの開口部２６と同形状の開口形状を有していることが好ましい。複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、樹脂供給部２３の下流側に位置して、樹脂供給部２３と連通している。複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、平面視において、樹脂供給部２３に内包されている。ここで、平面視とは、孔部２１に近づく方向（ここではＹ方向）に略垂直な平面で見た場合に対応している。複数の孔部２１は、複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃの下流側に位置して、複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃとそれぞれ連通している。シリンダ２のフランジ部２ａの開口部２６から押し出されてダイヘッド６の樹脂供給部２３に供給された溶融樹脂は、複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを通って複数の孔部２１に流入し、複数の孔部２１からダイヘッド６の外部に吐出される。

　隔壁部２４によって区画された複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃの数は、ダイヘッド６が有する孔部２１の数と一致し、区画された複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃのそれぞれに、１つの孔部２１が連通していることが好ましい。例えば、図２～図７の場合は、ダイヘッド６が有する孔部２１の数が３つであるが、その場合は、樹脂流路部２５は、隔壁部２４によって区画された３つの流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを有し、その３つの流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃのそれぞれに、１つの孔部２１が連通している。流路部２２ａに連通する孔部２１を、孔部２１ａと称し、流路部２２ｂに連通する孔部２１を、孔部２１ｂと称し、流路部２２ｃに連通する孔部２１を、孔部２１ｃと称することとする。

　複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ同士は、孔部２１に近づく方向（ここではＹ方向）に略垂直な面で見たときに、隔壁部２４を介して隣り合っている。図３の場合は、流路部２２ａと流路部２２ｂとは、隔壁部２４を介してＸ方向に隣り合っており、流路部２２ｂと流路部２２ｃとは、隔壁部２４を介してＸ方向に隣り合っており、流路部２２ａと流路部２２ｃとの間に、流路部２２ｂが配置されている。流路部２２ａと流路部２２ｂとの間には、流路部２２ａと流路部２２ｂとを区画する隔壁部２４が存在し、流路部２２ｂと流路部２２ｃとの間には、流路部２２ｂと流路部２２ｃとを区画する隔壁部２４が存在している。

　孔部２１の数を変更した場合は、それに合わせて隔壁部２４によって区画される流路部の数を変更することができる。例えば、孔部２１の数が２つの場合は、隔壁部２４によって区画される流路部の数は２つとすることができ、その２つの流路部のそれぞれに１つの孔部２１が連通する。また、孔部２１の数が４つの場合は、隔壁部２４によって区画される流路部の数は４つとすることができ、その４つの流路部のそれぞれに１つの孔部２１が連通する。

　互いに区画された複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、共通の樹脂供給部２３につながり、その樹脂供給部２３は、シリンダ２のフランジ部２ａの開口部２６とつながっている。このため、シリンダ２内をスクリュ３により混練しながら搬送された溶融樹脂は、シリンダ２の先端のフランジ部２ａの開口部２６から押し出されて、ダイヘッド６の樹脂供給部２３に供給され、樹脂供給部２３から複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃに流入することになる。樹脂供給部２３から流路部２２ａに流入した溶融樹脂は、流路部２２ａを通って孔部２１ａに流入し、孔部２１ａからダイヘッド６の外部に吐出される。樹脂供給部２３から流路部２２ｂに流入した溶融樹脂は、流路部２２ｂを通って孔部２１ｂに流入し、孔部２１ｂからダイヘッド６の外部に吐出される。樹脂供給部２３から流路部２２ｃに流入した溶融樹脂は、流路部２２ｃを通って孔部２１ｃに流入し、孔部２１ｃからダイヘッド６の外部に吐出される。

　流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、隔壁部２４によって分けられているため、隔壁部２４を越えて溶融樹脂が流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ間で移動するのを防止することができる。このため、樹脂供給部２３から流路部２２ａに流入した溶融樹脂は、ほとんどが孔部２１ａに流入して孔部２１ａからダイヘッド６の外部に吐出されることになり、樹脂供給部２３から流路部２２ａに流入した溶融樹脂が孔部２１ｂ，２１ｃに流入するのを防止することができる。また、樹脂供給部２３から流路部２２ｂに流入した溶融樹脂は、ほとんどが孔部２１ｂに流入して孔部２１ｂからダイヘッド６の外部に吐出されることになり、樹脂供給部２３から流路部２２ｂに流入した溶融樹脂が孔部２１ａ，２１ｃに流入するのを防止することができる。また、樹脂供給部２３から流路部２２ｃに流入した溶融樹脂は、ほとんどが孔部２１ｃに流入して孔部２１ｃからダイヘッド６の外部に吐出されることになり、樹脂供給部２３から流路部２２ｃに流入した溶融樹脂が孔部２１ａ，２１ｂに流入するのを防止することができる。つまり、孔部２１ａから吐出される溶融樹脂は、流路部２２ａを通った溶融樹脂に制限され、孔部２１ｂから吐出される溶融樹脂は、流路部２２ｂを通った溶融樹脂に制限され、孔部２１ｃから吐出される溶融樹脂は、流路部２２ｃを通った溶融樹脂に制限される。

　複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃのそれぞれの先端面において、孔部２１が開口している。ここで、流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃの先端面とは、下流側の端面であり、具体的には、Ｙ方向の端面である。本実施の形態では、複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃのそれぞれにおいて、内壁はＹ方向に略平行である。このため、複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃのそれぞれは、孔部２１に近づいても、面積（Ｙ方向に略垂直な断面における面積）はほぼ一定となっている。

　＜検討例について＞
　図８および図９は、本発明者が検討した検討例の押出装置１０１で用いられているダイヘッド１０６の平面図であり、上記図２および図３にそれぞれに相当するものである。図１０および図１１は、検討例の押出装置１０１の要部断面図である。図１０は、図８および図９に示されるＢ１－Ｂ１線の位置での断面図にほぼ対応し、図１１は、図８および図９に示されるＢ２－Ｂ２線の位置での断面図にほぼ対応している。

　検討例の押出装置１０１において、シリンダ１０２の先端のフランジ部１０２ａにダイヘッド１０６が取り付けられている。ダイヘッド１０６は、上記ダイヘッド６に相当するものであるが、検討例の押出装置１０１に用いられているダイヘッド１０６においては、上記隔壁部２４に相当するものは形成されていない。このため、検討例のダイヘッド１０６においては、上記流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを合わせたもの全体が、１つの流路部１２２となっており、流路部１２２内で溶融樹脂の移動は制限されない。従って、検討例のダイヘッド１０６においては、１つの流路部１２２に対して、複数の孔部１２１が連通した状態になっている。

　検討例の押出装置１０１において、シリンダ１０２内をスクリュにより混練しながら搬送された溶融樹脂は、シリンダ１０２の先端のフランジ部１０２ａの開口部１２６から押し出されて、ダイヘッド１０６の樹脂供給部１２３に供給され、流路部１２２を通って複数の孔部１２１に流入し、複数の孔部１２１からダイヘッド１０６の外部に吐出される。

　しかしながら、シリンダ１０２からダイヘッド１０６に供給される溶融樹脂が、繊維状のフィラーを含有している場合には、次のような不具合が生じる虞があることが、本発明者の検討により分かった。

　すなわち、シリンダ１０２からダイヘッド１０６の樹脂供給部１２３に供給された溶融樹脂は、流路部１２２内を主として複数の孔部１２１に向かって流れて、複数の孔部１２１に流入するが、流路部１２２内で溶融樹脂の流れが乱れると、溶融樹脂に含まれる繊維状のフィラー同士が絡まりやすくなる。流路部１２２内で溶融樹脂に含まれる繊維状のフィラー同士が絡まってしまうと、複数の孔部１２１から吐出される溶融樹脂中でも、繊維状のフィラー同士が絡まった状態になってしまい、複数の孔部１２１から吐出される溶融樹脂を用いて製造される樹脂製品（例えば樹脂ペレット）の品質が低下する虞がある。例えば、樹脂ペレットなどの樹脂製品において、形状が設計値（目標形状）からずれてしまう虞がある。また、樹脂ペレットなどの樹脂製品において、特性が変動してしまう虞もある。また、ダイヘッド１０６の複数の孔部１２１において、絡まった繊維が付着してしまい、孔部１２１の目詰まりが生じる虞もある。このため、シリンダ１０２からダイヘッド１０６に供給される溶融樹脂が、繊維状のフィラーを含有している場合には、流路部１２２内における溶融樹脂の流れの乱れを抑制または防止することが望まれる。

　＜主要な特徴と効果について＞
　本実施の形態の押出装置１は、シリンダ２と、シリンダ２に取り付けられたダイヘッド６とを含んでいる。ダイヘッド６には、シリンダ２から供給される溶融樹脂を複数の孔部２１に導くための樹脂流路部２５と、溶融樹脂を吐出するための複数の孔部２１とが、設けられている。

　本実施の形態の主要な特徴のうちの一つは、シリンダ２からダイヘッド６の樹脂流路部２５に供給される溶融樹脂が、繊維状のフィラーを含有していることである。本実施の形態の主要な特徴のうちの他の一つは、ダイヘッド６の樹脂流路部２５は、互いに区画された複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを含んでおり、それら複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃに複数の孔部２１がそれぞれつながっていることである。

　本実施の形態では、ダイヘッド６の樹脂流路部２５が、互いに区画された複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを含み、それら複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃに複数の孔部２１がそれぞれつながっていることにより、複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ内における溶融樹脂の流れの乱れを抑制することができる。

　すなわち、上記図８～図１１に示される検討例の場合は、シリンダ１０２からダイヘッド１０６に供給された溶融樹脂は、流路部１２２全体を制限なく流れることができるため、流路部１２２において溶融樹脂の流れに乱れが生じやすい。それに対して、本実施の形態の場合は、シリンダ２からダイヘッド６の樹脂流路部２５に供給された溶融樹脂は、互いに区画された複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを通ってそれら複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃにつながる複数の孔部２１ａ，２１ｂ，２１ｃに流入するため、溶融樹脂が流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ間で移動するのを抑制または防止することができる。

　このため、本実施の形態では、シリンダ２から流路部２２ａに供給された溶融樹脂は、移動範囲が流路部２２ａ内に制限され、ほとんどが孔部２１ａに流入することになる。同様に、シリンダ２から流路部２２ｂに供給された溶融樹脂は、移動範囲が流路部２２ｂ内に制限され、ほとんどが孔部２１ｂに流入することになる。同様に、シリンダ２から流路部２２ｃに供給された溶融樹脂は、移動範囲が流路部２２ｃ内に制限され、ほとんどが孔部２１ｃに流入することになる。これにより、ダイヘッド６の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃにおいて、各孔部２１ａ，２１ｂ，２１ｃへ向かう溶融樹脂の流れが乱れにくくなる。流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃの間の隔壁部２４は、隔壁部２４を越えるような溶融樹脂の流れを防ぎ、ダイヘッド６の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃにおける溶融樹脂の流れを整える整流板として機能することができる。

　このため、上記検討例に比べて、本実施の形態の場合は、ダイヘッド６の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ内において溶融樹脂の流れが乱れるのを抑制または防止することができ、溶融樹脂に含まれる繊維状のフィラー同士が絡まるのを抑制または防止することができる。従って、ダイヘッド６の複数の孔部２１から吐出される溶融樹脂中で、繊維状のフィラー同士が絡まった状態になるのを抑制または防止することができるため、ダイヘッド６の複数の孔部２１から吐出される溶融樹脂を用いて製造される樹脂製品（例えば樹脂ペレット）の品質を向上させることができる。例えば、樹脂ペレットなどの樹脂製品において、形状が設計値（目標形状）からずれてしまうのを抑制または防止することができる。また、樹脂ペレットなどの樹脂製品において、特性が変動してしまうのを抑制または防止することができる。また、ダイヘッド６の複数の孔部２１において、絡まった繊維の付着に起因して孔部２１の目詰まりが生じるのを、抑制または防止することができる。このため、押出装置を管理しやすくなる。

　（実施の形態２）
　図１２は、本実施の形態２の押出装置１で用いられているダイヘッド６の平面図であり、上記図３に相当し、シリンダ２側からシリンダ２を透視してダイヘッド６を見た場合が示されている。シリンダ２の先端に取り付けられたダイヘッド６を、上記図１に示される矢印８の向きから見た場合の平面図は、本実施の形態２の場合も、上記図２と同様となる。図１３～図１７は、本実施の形態２の押出装置１の要部断面図であり、上記図４～図７にそれぞれ相当している。図１３は、図１２に示されるＡ１－Ａ１線の位置での断面図にほぼ対応し、図１４は、図１２に示されるＡ２－Ａ２線の位置での断面図にほぼ対応し、図１５は、図１２に示されるＡ３－Ａ３線の位置での断面図にほぼ対応し、図１６は、図１２に示されるＡ４－Ａ４線の位置での断面図にほぼ対応している。なお、上記図２～図７と同様に、図１２～図１７でも、簡略化のために、各部材を固定するための固定部材（ネジなど）については、図示を省略してある。

　以下では、本実施の形態２の押出装置１を、符号１ａを付して押出装置１ａと称し、本実施の形態２の押出装置１ａに用いられているダイヘッド６を、符号６ａを付してダイヘッド６ａと称することとする。

　本実施の形態２の押出装置１ａが上記実施の形態１の押出装置１と相違しているのは、ダイヘッド６ａの構造である。以下では、主として上記実施の形態１との相違点について説明する。

　本実施の形態２においても、ダイヘッド６ａの樹脂流路部２５が、互いに区画された複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを有し、それら複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃに複数の孔部２１がそれぞれつながっている点は、上記実施の形態１と同じであるが、本実施の形態２では、複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃの形状が、上記実施の形態１と相違している。

　すなわち、本実施の形態２では、複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、それぞれ、孔部２１に近づくに従って、面積が徐々に小さくなる形状を有している。ここでいう「面積」とは、孔部２１に近づく方向（ここではＹ方向）に略垂直な断面における面積に対応している。このため、流路部２２ａは、孔部２１ａに近づくに従って、面積が徐々に小さくなる形状を有し、また、流路部２２ｂは、孔部２１ｂに近づくに従って、面積が徐々に小さくなる形状を有し、また、流路部２２ｃは、孔部２１ｃに近づくに従って、面積が徐々に小さくなる形状を有している。

　つまり、本実施の形態２では、複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、先細りの形状を有している。言い換えると、各流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、テーパ形状を有している。このため、本実施の形態２では、各流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、内壁がＹ方向に対して傾斜している。図１２～図１６の場合は、各流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、略円錐状の形状を有しており、その円錐形状の頂点（下流側先端）に孔部２１が接続されている。また、図１２～図１６の場合は、各流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを構成する円錐形状の軸方向（回転軸方向）は、Ｙ方向となっている。

　各流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃの入口（上流側端部）の平面寸法（平面積）、すなわち、各流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを構成する円錐形状の底面の平面寸法は、孔部２１の開口面積よりも大きい。各流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃの入口は、例えば直径２０～４０ｍｍ程度の円形状とすることができる。また、各流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃのＹ方向の寸法は、例えば４０～８０ｍｍ程度とすることができる。各流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃにつながる各孔部２１の直径は、例えば２～６ｍｍ程度とすることができる。

　本実施の形態２のダイヘッド６ａおよびそれを用いた押出装置１ａの他の構成は、上記実施の形態１と同様であるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。

　本実施の形態２では、複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、孔部２１に近づくに従って、面積が徐々に小さくなる形状を有している。つまり、複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、先細りの形状を有している。このため、シリンダ２から流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃに供給された溶融樹脂の流れは、流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃのそれぞれ内において、孔部２１に向かって収束する。これにより、溶融樹脂中に含まれる繊維状のフィラーは、孔部２１に向かう方向に配向した状態で、流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃから孔部２１に流入することができる。このため、孔部２１に入る繊維状のフィラーは、一方向に揃い、曲がらずに伸びた状態で孔部２１を通過することができる。従って、本実施の形態２の場合は、上記実施の形態１よりも、溶融樹脂に含まれる繊維状のフィラー同士が絡まるのを更に的確に抑制または防止することができる。

　このため、本実施の形態２では、ダイヘッド６ａの複数の孔部２１から吐出される溶融樹脂中で、繊維状のフィラー同士が絡まった状態になるのを、より的確に抑制または防止することができるため、ダイヘッド６ａの複数の孔部２１から吐出される溶融樹脂を用いて製造される樹脂製品（例えば樹脂ペレット）の品質を更に向上させることができる。また、ダイヘッド６ａの複数の孔部２１において、絡まった繊維の付着に起因して孔部２１の目詰まりが生じるのを、更に的確に抑制または防止することができる。このため、押出装置を更に管理しやすくなる。

　また、流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、孔部２１に近づくに従って、面積が徐々に小さくなる形状を有しており、多角錐状（例えば四角錐状）の形状とすることもできるが、円錐状の形状を有していれば、より好ましい。流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃが円錐状の形状を有している場合は、流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃのそれぞれ内における溶融樹脂の流れは、孔部２１に向かって効率的に収束し、溶融樹脂中に含まれる繊維状のフィラーが、孔部２１に向かう方向により的確に配向した状態で、流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃから孔部２１に流入することができる。このため、孔部２１に入る繊維状のフィラーは、一方向に的確に揃い、曲がらずに伸びた状態で孔部２１を通過することができる。従って、流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃが円錐状の形状を有していれば、溶融樹脂に含まれる繊維状のフィラー同士が絡まるのを抑制または防止する効果を、より的確に得ることができる。これについては、後述の実施の形態３の流路部２２についても同様である。

　（実施の形態３）
　図１７は、本実施の形態３の押出装置１で用いられているダイヘッド６の平面図であり、上記図２に相当し、シリンダ２の先端に取り付けられたダイヘッド６を、上記図１に示される矢印８の向きから見た場合が示されている。図１８は、本実施の形態３の押出装置１で用いられているダイヘッド６の平面図であり、上記図３に相当し、シリンダ２側からシリンダ２を透視してダイヘッド６を見た場合が示されている。図１９および図２０は、本実施の形態３の押出装置１の要部断面図であり、上記図４および図６にそれぞれ相当している。図１９は、図１７および図１８に示されるＣ１－Ｃ１線の位置での断面図にほぼ対応し、図２０は、図１７および図１８に示されるＣ２－Ｃ２線の位置での断面図にほぼ対応している。なお、上記図２～図７と同様に、図１７～図２０でも、簡略化のために、各部材を固定するための固定部材（ネジなど）については、図示を省略してある。

　以下では、本実施の形態３の押出装置１を、符号１ｂを付して押出装置１ｂと称し、本実施の形態３の押出装置１ｂに用いられているダイヘッド６を、符号６ｂを付してダイヘッド６ｂと称することとする。

　本実施の形態２の押出装置１ｂが上記実施の形態２の押出装置１ａと相違しているのは、ダイヘッド６ｂの構造である。以下では、主として上記実施の形態２との相違点について説明する。

　上記実施の形態２では、ダイヘッド６ａが有する孔部２１の数は、複数であったが、本実施の形態３では、ダイヘッド６ｂが有する孔部２１の数は、１つである。このため、上記実施の形態２では、孔部２１に近づくに従って面積が徐々に小さくなる形状を有する流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃは複数設けられていたが、本実施の形態３では、孔部２１に近づくに従って面積が徐々に小さくなる形状を有する流路部２２は、１つだけ設けられており、その１つの流路部２２に１つの孔部２１がつながっている。つまり、上記実施の形態２のダイヘッド６ａにおいて、複数の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃを、１つの流路部２２に変更し、孔部２１の数も１つに変更したものが、本実施の形態３のダイヘッド６ｂに対応している。

　このため、本実施の形態３のダイヘッド６ｂは、シリンダ２から供給される溶融樹脂を孔部２１に導くための樹脂流路部２５と、溶融樹脂を吐出するための孔部２１とを有しているが、孔部２１の数は１つである。そして、樹脂流路部２５は、フランジ部２ａの開口部２６から押し出された溶融樹脂が供給される樹脂供給部２３と、孔部２１に近づくに従って面積が徐々に小さくなる形状を有する流路部２２とを有しており、その流路部２２に孔部２１がつながっている。

　上記実施の形態２の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃと同様に、本実施の形態３の流路部２２も、孔部２１に近づくに従って面積が徐々に小さくなる形状を有しているため、先細りの形状（テーパ形状）を有しており、流路部２２の内壁は、Ｙ方向に対して傾斜している。

　上記実施の形態２の流路部２２ａ，２２ｂ，２２ｃと同様に、本実施の形態３の流路部２２も、多角錐状（例えば四角錐状）の形状とすることもできるが、円錐状の形状を有していれば、より好ましい。図１７～図２０の場合は、流路部２２は、略円錐状の形状を有しており、その円錐形状の先端部（頂点部）に孔部２１が接続されている。

　流路部２２は、樹脂供給部２３につながり、その樹脂供給部２３は、シリンダ２のフランジ部２ａの開口部２６とつながっている。シリンダ２内をスクリュ３により混練しながら搬送された溶融樹脂は、シリンダ２の先端のフランジ部２ａの開口部２６から押し出されて、ダイヘッド６の樹脂供給部２３に供給され、樹脂供給部２３から流路部２２に流入する。流路部２２に流入した溶融樹脂は、流路部２２を通って孔部２１に流入し、孔部２１からダイヘッド６の外部に吐出される。

　本実施の形態３のダイヘッド６ｂおよびそれを用いた押出装置１ｂの他の構成は、上記実施の形態２と同様であるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。

　本実施の形態３では、流路部２２は、孔部２１に近づくに従って、面積が徐々に小さくなる形状を有している。つまり、流路部２２は、先細りの形状を有している。このため、シリンダ２から流路部２２に供給された溶融樹脂の流れは、流路部２２内において、孔部２１に向かって収束する。これにより、溶融樹脂中に含まれる繊維状のフィラーは、孔部２１に向かう方向に配向した状態で、流路部２２から孔部２１に流入することができる。このため、孔部２１に入る繊維状のフィラーは、一方向に揃い、曲がらずに伸びた状態で孔部２１を通過することができる。従って、溶融樹脂に含まれる繊維状のフィラー同士が絡まるのを抑制または防止することができる。

　このため、本実施の形態３では、ダイヘッド６ｂの孔部２１から吐出される溶融樹脂中で、繊維状のフィラー同士が絡まった状態になるのを、抑制または防止することができるため、ダイヘッド６ｂの孔部２１から吐出される溶融樹脂を用いて製造される樹脂製品（例えば樹脂ペレット）の品質を向上させることができる。また、ダイヘッド６ｂの孔部２１において、絡まった繊維の付着に起因して孔部２１の目詰まりが生じるのを、抑制または防止することができる。このため、押出装置を管理しやすくなる。

　以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

１，１ａ，１ｂ　押出装置
２　シリンダ
２ａ　フランジ部
３　スクリュ
４　回転駆動機構
５　ホッパ
６　ダイヘッド
７　フィラー供給部
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ　孔部
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ　流路部
２３　樹脂供給部
２４　隔壁部
２５　樹脂流路部
２６　開口部
１０１　押出装置
１０２　シリンダ
１０２ａ　フランジ部
１０６　ダイヘッド
１２１　孔部
１２２　流路部
１２３　樹脂供給部
１２６　開口部

Claims

　以下を含む押出装置：
　シリンダ；
　前記シリンダに取り付けられたダイヘッド；
　前記ダイヘッドに設けられ、溶融樹脂を吐出するための複数の孔部；および
　前記ダイヘッドに設けられ、前記シリンダから供給される前記溶融樹脂を前記複数の孔部に導くための樹脂流路部、
　ここで、前記溶融樹脂は、繊維状のフィラーを含有し、
　前記樹脂流路部は、互いに区画された複数の流路部を含み、
　前記複数の流路部に前記複数の孔部がそれぞれつながっている。
　請求項１記載の押出装置において、
　前記複数の流路部の間には、隔壁部が配置されている、押出装置。
　請求項１記載の押出装置において、
　前記複数の孔部の数と前記複数の流路部の数とは、同じである、押出装置。
　請求項１記載の押出装置において、
　前記樹脂流路部は、前記シリンダから前記溶融樹脂が供給される樹脂供給部を含み、
　前記複数の流路部は、前記樹脂供給部につながっており、
　前記シリンダから前記樹脂供給部に供給された前記溶融樹脂は、前記複数の流路部を通って前記複数の孔部に流入する、押出装置。
　請求項１記載の押出装置において、
　前記複数の流路部のそれぞれは、前記孔部に近づくに従って面積が徐々に小さくなる形状を有する、押出装置。
　請求項５記載の押出装置において、
　前記複数の流路部のそれぞれは、内壁が前記シリンダの長軸方向に対して傾斜している、押出装置。
　請求項５記載の押出装置において、
　前記複数の流路部のそれぞれは、円錐状の形状を有する、押出装置。
　以下を含む押出装置：
　シリンダ；
　前記シリンダに取り付けられたダイヘッド；
　前記ダイヘッドに設けられ、溶融樹脂を吐出するための孔部；および
　前記ダイヘッドに設けられ、前記シリンダから供給される前記溶融樹脂を前記孔部に導くための樹脂流路部、
　ここで、前記溶融樹脂は、繊維状のフィラーを含有し、
　前記樹脂流路部は、前記孔部に近づくに従って面積が徐々に小さくなる形状を有する流路部を含み、
　前記流路部に前記孔部がつながっている。
　請求項８記載の押出装置において、
　前記流路部の内壁は、前記シリンダの長軸方向に対して傾斜している、押出装置。
　請求項８記載の押出装置において、
　前記流路部は、円錐状の形状を有する、押出装置。
　以下を含む、押出成形用のダイヘッド：
　溶融樹脂を吐出するための複数の孔部；および
　供給された前記溶融樹脂を前記複数の孔部に導くための樹脂流路部、
　ここで、前記溶融樹脂は、繊維状のフィラーを含有し、
　前記樹脂流路部は、互いに区画された複数の流路部を含み、
　前記複数の流路部に前記複数の孔部がそれぞれつながっている。
　請求項１１記載のダイヘッドにおいて、
　前記複数の流路部の間には、隔壁部が配置されている、ダイヘッド。
　請求項１１記載のダイヘッドにおいて、
　前記複数の孔部の数と前記複数の流路部の数とは、同じである、ダイヘッド。
　請求項１１記載のダイヘッドにおいて、
　前記樹脂流路部は、前記溶融樹脂が供給される樹脂供給部を含み、
　前記複数の流路部は、前記樹脂供給部につながっており、
　前記樹脂供給部に供給された前記溶融樹脂は、前記複数の流路部を通って前記複数の孔部に流入する、ダイヘッド。
　請求項１１記載のダイヘッドにおいて、
　前記複数の流路部のそれぞれは、前記孔部に近づくに従って面積が徐々に小さくなる形状を有する、ダイヘッド。
　請求項１５記載のダイヘッドにおいて、
　前記複数の流路部のそれぞれは、円錐状の形状を有する、ダイヘッド。
　以下を含む、押出成形用のダイヘッド：
　溶融樹脂を吐出するための孔部；および
　供給された前記溶融樹脂を前記孔部に導くための樹脂流路部、
　ここで、前記溶融樹脂は、繊維状のフィラーを含有し、
　前記樹脂流路部は、前記孔部に近づくに従って面積が徐々に小さくなる形状を有する流路部を含み、
　前記流路部に前記孔部がつながっている。
　請求項１７記載のダイヘッドにおいて、
　前記流路部は、円錐状の形状を有する、ダイヘッド。