JP5926972B2 - 溶融混練装置およびブレンド材料の製造方法 - Google Patents
溶融混練装置およびブレンド材料の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5926972B2 JP5926972B2 JP2012023077A JP2012023077A JP5926972B2 JP 5926972 B2 JP5926972 B2 JP 5926972B2 JP 2012023077 A JP2012023077 A JP 2012023077A JP 2012023077 A JP2012023077 A JP 2012023077A JP 5926972 B2 JP5926972 B2 JP 5926972B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blend
- discharge
- unit
- plasticizing
- cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 328
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 145
- 238000004898 kneading Methods 0.000 title claims description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 24
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 69
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 31
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 17
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 15
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 3
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 3
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/375—Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages
- B29C48/385—Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages using two or more serially arranged screws in separate barrels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/365—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using pumps, e.g. piston pumps
- B29C48/37—Gear pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Description
すなわち、生産量を増加させるためにスクリュー回転数を上げると、樹脂の搬送速度が速くなり、可塑化が不充分のままシリンダへ樹脂が搬送されてしまう。また、樹脂がシリンダ内を短時間で通過してしまうことから、シリンダにおいて樹脂を混練する時間が充分確保できず、樹脂の高い分散性を確保することが困難となる。
そこでなされた本発明の目的は、分散性の高いブレンド材料を効率よく生産し、生産コストを低減することのできる溶融混練装置およびブレンド材料の製造方法を提供することである。
すなわち、本発明は、ブレンド原料を溶融混練してブレンド材料を生成する溶融混練装置であって、可塑化シリンダと、前記可塑化シリンダ内で回転駆動される可塑化スクリューとを有し、投入された前記ブレンド原料を可塑化する可塑化ユニット部と、ブレンドシリンダと、前記ブレンドシリンダ内で回転駆動されるブレンドスクリューとを有し、前記可塑化ユニット部から供給された前記ブレンド原料を混練するブレンドユニット部と、前記ブレンドユニット部に設けられ、前記ブレンドユニット部からの前記ブレンド材料の排出量が、前記可塑化ユニット部から前記ブレンドユニット部へ供給される前記ブレンド原料の供給量と略等しくなるように調節する排出量調整部とを備えることを特徴とする。
図1(a)および図1(b)に示すように、溶融混練装置10Aは、ブレンド材料の原料となる樹脂ペレットや無機粉末等(以下、「ブレンド原料」と称する。)が溶融混練されたブレンド材料を射出成形機等に供給するものであり、ブレンド原料を加熱して可塑化する可塑化ユニット部20と、可塑化ユニット部20から供給されたブレンド原料を混練してブレンド材料を生成するブレンドユニット部30とを備える。
可塑化シリンダ21の後端側には、ブレンド原料の投入口となるホッパー部24と、ホッパー部24より可塑化シリンダ21内に投入されたブレンド原料を可塑化するためのヒータ25とが設けられている。
ブレンドシリンダ31には、可塑化ユニット部20から押し出される可塑化した樹脂材料をブレンドシリンダ31の内腔へ搬送する管路31aと、ブレンドシリンダ31内の温度を調節するヒータ35とが配設されている。
可塑化スクリュー22の回転速度を上げると、可塑化シリンダ21内で可塑化していない固体状態のブレンド原料が可塑化スクリュー22によって先端側に押し出される推進力が大きくなるため、ブレンドユニット部30へのブレンド原料の供給量が多くなる。一方、可塑化スクリュー22の回転数を下げると、可塑化シリンダ21内で可塑化していない固体状態のブレンド原料が可塑化スクリュー22前方に押し出される推進力が小さくなるため、ブレンドユニット部30へのブレンド原料の供給量が少なくなる。
管路部材41がブレンドシリンダ31に対して交換可能であるため、可塑化ユニット部20からの供給量を考慮して所定の径の排出口および排出管路を有する管路部材を選択してブレンドシリンダ31に取り付けることで、ブレンド原料やブレンド条件等に応じてブレンドシリンダ31からのブレンド材料の排出されやすさを適切な状態に調整し、可塑化ユニット部20からの供給量とブレンドユニット部30からの排出量とが略等しくなるよう調整することができる。
調整にあたっては、予め可塑化ユニット部20からの供給量の設定値等に応じた予備検討等を行って排出口および排出管路の径の最適値を把握しておき、条件を満たす所定の管路部材をブレンドシリンダ31に取り付けるのが好ましい。
このような場合は、例えば図1(b)に示すように、管路部材41より径のより大きい排出口31bおよび排出管路36を有する管路部材42を、管路部材41に代えてブレンドシリンダ31に取り付けると、ブレンドユニット部30からブレンド材料が排出されやすくなり、ブレンド原料の供給量と略一致する結果、ブレンドスクリュー32の後端側からの漏れがなくなる。
次に、本発明の第二実施形態の溶融混練装置について、図2を参照して説明する。本実施形態の溶融混練装置10Bは、第一実施形態の溶融混練装置10Aに対し、排出量調整部の構成のみ異なるため、以下の説明においては、第一実施形態と異なる点を中心に説明を行い、第一実施形態と共通する構成については同一の符号を付して共通する説明を省略する。
ブレンドユニット部30のブレンドシリンダ31の排出口31bには、ブレンドシリンダ31からのブレンド材料の排出量を調整する排出量調整部34Bが設けられている。排出量調整部34Bは、排出口31bと連通する排出管路にギヤポンプ38が設けられた構成となっており、ブレンドスクリュー32先端からブレンドシリンダ31の外部へブレンド材料を搬送する。ギヤポンプ38は駆動部38gに接続されており、駆動部38gは、図示しないコントローラによってその動作が制御されている。
まず、可塑化ユニット部20における可塑化スクリュー22の回転数および可塑化シリンダ21の温度を、図3に示す条件1〜条件5の通りに設定し、可塑化ユニット部20から排出(すなわちブレンドユニット部に供給)されるブレンド原料の量を計測した。ブレンド原料として、汎用のポリカーボネートのペレット(三菱エンジニアリングプラスチックス社製 H4000)とポリエチレン(日本ポリエチレン社製 HY420)のペレットを1:1の配合でドライブレンドしたものを用い、排出量は1分おきに重量計測した。
結果は図3および図4に示す通りであり、可塑化スクリュー22の回転数を上げると、それに伴い排出量が増加することが確認された。いずれの条件においても1分ごとの排出量におけるばらつきは少なく、可塑化ユニット部からはブレンドユニット部に安定的にブレンド原料が供給されることが推測された。
可塑化ユニット部における動作条件を上記の条件3とし、ブレンドユニット部30におけるブレンドスクリュー32の回転数およびブレンドシリンダ31の温度を図5に示す条件AないしDの4パターン設定して、ブレンドユニット部30から排出されるブレンド材料の量およびその挙動を検討した。管路部材の交換により調節する排出口および排出管路の径はφ3、2、および1mmの3パターン検討した。
以上より、排出口および排出管路の径をφ3mmとすることで、可塑化ユニット部の条件3、かつブレンドユニット部の条件AおよびBの生産条件下において、脈動を防ぎ、安定してブレンド材料を排出することができた。
以上より、排出口および排出管路の径をφ2mmとすることで、可塑化ユニット部の条件3、かつブレンドユニット部の条件AないしDの生産条件下において、安定してブレンド材料を排出することができた。
以上より、排出口および排出管路の径をφ1mmとすることで、可塑化ユニット部の条件3、かつブレンドユニット部の条件CおよびDの生産条件下において、ブレンド原料の漏れ出しを防ぎ、安定してブレンド材料を排出することができた。
一方、条件CおよびDでは、ブレンド材料の排出量が1分ごとに大きく変動しており、排出の脈動が見られた。さらに、条件Aでは、ブレンド材料の排出がブレンド原料の供給に追いつかず、ブレンドシリンダの後端側からブレンド原料が漏れ出した。
以上より、排出口および排出管路の径をφ6mmとすることで、可塑化ユニット部の条件5、かつブレンドユニット部の条件Bの生産条件下において、脈動および樹脂の漏れ出しを防ぎ、安定してブレンド材料を排出することができた。
以上より、排出口および排出管路の径をφ4mmとすることで、可塑化ユニット部の条件5、かつブレンドユニット部の条件AないしDの生産条件下において、安定してブレンド材料を排出することができた。
以上より、排出口および排出管路の径をφ2mmとすることで、可塑化ユニット部の条件5、かつブレンドユニット部の条件CおよびDの生産条件下において、ブレンド原料の漏れ出しを防ぎ、安定してブレンド材料を排出することができた。
可塑化ユニット部における動作条件を上記の条件3とし、ブレンドユニット部30におけるブレンドスクリュー32の回転数およびブレンドシリンダ31の温度を条件AないしDの4パターン設定して、ブレンドユニット部30から排出されるブレンド材料の量およびその挙動を検討した。排出口および排出管路の径は2mmで固定し、ギヤポンプ38の回転数は15、30、および45rpmの3パターン検討した。
以上より、ギヤポンプ38の回転数を15rpmとすることで、可塑化ユニット部の条件3、かつブレンドユニット部の条件BないしDの生産条件下において、ブレンド原料の漏れ出しを防ぎ、安定してブレンド材料を排出することができた。
以上より、ギヤポンプ38の回転数を30rpmとすることで、可塑化ユニット部の条件3、かつブレンドユニット部の条件AないしDの生産条件下において、安定してブレンド材料を排出することができた。
以上より、ギヤポンプ38の回転数を45rpmとすることで、可塑化ユニット部の条件3、かつブレンドユニット部の条件AおよびBの生産条件下において、脈動を防ぎ、安定してブレンド材料を排出することができた。
以上より、ギヤポンプ38の回転数を30rpmとすることで、可塑化ユニット部の条件5、かつブレンドユニット部の条件BないしDの生産条件下において、ブレンド原料の漏れ出しを防ぎ、安定してブレンド材料を排出することができた。
以上より、ギヤポンプ38の回転数を60rpmとすることで、可塑化ユニット部の条件5、かつブレンドユニット部の条件AないしDの生産条件下において、安定してブレンド材料を排出することができた。
以上より、ギヤポンプ38の回転数を90rpmとすることで、可塑化ユニット部の条件5、かつブレンドユニット部の条件AおよびBの生産条件下において、脈動を防ぎ、安定してブレンド材料を排出することができた。
例えば、排出量調整部については、ブレンド材料のブレンドシリンダからの排出しやすさを調節することができるものであれば、上述した以外のいかなる構成が用いられてもよい。
したがって、本発明の実施時には、実際の溶融混練装置の構成に基づき、最適な排出口および排出管路の径やギヤポンプの回転数を予備実験等により把握して設定するのが好ましい。
20 可塑化ユニット部
21 可塑化シリンダ
22 可塑化スクリュー
23 駆動部
24 ホッパー部
25 ヒータ
30 ブレンドユニット部
31 ブレンドシリンダ
31a 管路
31b 排出口
32 ブレンドスクリュー
33 駆動部
34A、34B 排出量調整部
35 ヒータ
36 排出管路
38 ギヤポンプ
38g 駆動部
41、42 管路部材
Claims (6)
- ブレンド原料を溶融混練してブレンド材料を生成する溶融混練装置であって、
可塑化シリンダと、前記可塑化シリンダ内で回転駆動される可塑化スクリューとを有し、投入された前記ブレンド原料を可塑化する可塑化ユニット部と、
ブレンドシリンダと、前記ブレンドシリンダ内で回転駆動されるブレンドスクリューとを有し、前記可塑化ユニット部から供給された前記ブレンド原料を混練するブレンドユニット部と、
前記ブレンドユニット部に設けられ、前記ブレンドユニット部からの前記ブレンド材料の排出量が、前記可塑化ユニット部から前記ブレンドユニット部へ供給される前記ブレンド原料の供給量と略等しくなるように調節する排出量調整部と、
を備えることを特徴とする溶融混練装置。 - 前記排出量調整部は、前記ブレンドシリンダに交換可能に取り付けられ、前記ブレンドシリンダの排出口および排出管路の径を所定の値とする複数の管路部材で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の溶融混練装置。
- 前記排出量調整部は、前記ブレンドシリンダの排出口に設けられたギヤポンプであり、前記ギヤポンプの回転数を制御することにより、前記ブレンド材料の排出量が前記ブレンド原料の供給量と略等しくなるように調整されることを特徴とする請求項1に記載の溶融混練装置。
- 投入された前記ブレンド原料を可塑化する可塑化ユニット部と、前記可塑化ユニット部から供給された前記ブレンド原料を混練するブレンドユニット部とを備える溶融混練装置を用いたブレンド材料の製造方法であって、
前記ブレンドユニット部からの前記ブレンド材料の排出量と、前記可塑化ユニット部から前記ブレンドユニット部へ供給される前記ブレンド原料の供給量とが略等しくなるように調節することを特徴とするブレンド材料の製造方法。 - 前記ブレンドユニット部はブレンドシリンダを有し、前記ブレンドシリンダの排出口および排出管路の径を変化させることで、前記ブレンド材料の排出量が前記ブレンド原料の供給量と略等しくなるように調節することを特徴とする請求項4に記載のブレンド材料の製造方法。
- 前記ブレンドユニット部はブレンドシリンダと、前記ブレンドシリンダの排出口または排出管路に設けられたギヤポンプとを有し、前記ギヤポンプの回転数を変化させることで、前記ブレンド材料の排出量が前記ブレンド原料の供給量と略等しくなるように調節することを特徴とする請求項4に記載のブレンド材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012023077A JP5926972B2 (ja) | 2012-02-06 | 2012-02-06 | 溶融混練装置およびブレンド材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012023077A JP5926972B2 (ja) | 2012-02-06 | 2012-02-06 | 溶融混練装置およびブレンド材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013159042A JP2013159042A (ja) | 2013-08-19 |
JP5926972B2 true JP5926972B2 (ja) | 2016-05-25 |
Family
ID=49171688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012023077A Active JP5926972B2 (ja) | 2012-02-06 | 2012-02-06 | 溶融混練装置およびブレンド材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5926972B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6470323B2 (ja) * | 2017-01-23 | 2019-02-13 | ファナック株式会社 | 情報表示システム |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63159015A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-01 | Kobe Steel Ltd | ギヤポンプ付き混練機の制御装置 |
JP3831261B2 (ja) * | 2002-01-17 | 2006-10-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 連続混練押出装置 |
JP4155146B2 (ja) * | 2003-03-17 | 2008-09-24 | 住友化学株式会社 | 熱可塑性エラストマー組成物の製造方法 |
WO2010089997A1 (ja) * | 2009-02-05 | 2010-08-12 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 高せん断装置および高せん断方法 |
JP5379584B2 (ja) * | 2009-07-15 | 2013-12-25 | オリンパス株式会社 | 混練機及び成形装置 |
JP5458376B2 (ja) * | 2009-08-27 | 2014-04-02 | 株式会社ニイガタマシンテクノ | 高せん断装置を用いた高せん断方法 |
-
2012
- 2012-02-06 JP JP2012023077A patent/JP5926972B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013159042A (ja) | 2013-08-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9199393B2 (en) | High-shear melt-kneader and method of high shearing | |
JP4662349B2 (ja) | 植物性原料の可塑化装置 | |
JP5729587B2 (ja) | 高せん断装置及び高せん断方法 | |
JP5458376B2 (ja) | 高せん断装置を用いた高せん断方法 | |
JP5822119B2 (ja) | 高せん断加工装置 | |
JP5541563B2 (ja) | 高せん断装置 | |
JP2011500392A (ja) | ポリマー材料の加工装置と方法 | |
JP2017222156A (ja) | 様々な角度及び深さの溝を有する可塑化装置用スクリュ | |
JP5926972B2 (ja) | 溶融混練装置およびブレンド材料の製造方法 | |
CN102225317A (zh) | 锥形双转子连续混炼机组 | |
CN109049602A (zh) | 一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机 | |
CN210453801U (zh) | 变径螺杆及采用变径螺杆的热塑性颗粒材料熔融挤出装置 | |
CN202155160U (zh) | 锥形双转子连续混炼机组 | |
TW201116397A (en) | Resin supply device, injection molding device and method of manufacturing resin molded product | |
JP2010280128A (ja) | 混練装置および成形機 | |
JP2013188671A (ja) | 高せん断加工装置 | |
JP4295419B2 (ja) | 樹脂押出機用スクリューおよび樹脂押出機 | |
CN221365732U (zh) | 用于粉、块混合料的干式押出装置 | |
CN111531824B (zh) | 一种合成膜生产线 | |
JP5822120B2 (ja) | 高せん断加工機の回転速度制御装置と回転速度制御方法 | |
JP2009023223A (ja) | 押出機の原料供給制御方法及び装置 | |
JP7089970B2 (ja) | スクリュ、押出機および混練補助エレメント | |
JP4402352B2 (ja) | 押出機および押出方法 | |
CN207789409U (zh) | 一种热塑性弹性体生产用双螺杆混炼机 | |
JP7257235B2 (ja) | 射出成形方法と、その方法を使用する射出成形機、及び、それらに用いられる射出成形用スクリュー |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150116 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150914 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151006 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20151202 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160412 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160425 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5926972 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |