JPH0459220A - 押出成形装置 - Google Patents
押出成形装置Info
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- JPH0459220A JPH0459220A JP2170850A JP17085090A JPH0459220A JP H0459220 A JPH0459220 A JP H0459220A JP 2170850 A JP2170850 A JP 2170850A JP 17085090 A JP17085090 A JP 17085090A JP H0459220 A JPH0459220 A JP H0459220A
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、熱可塑性樹脂の高速押出方法、特に、この方
法に用いられる押出成形装置のスクリュウ及びこのスク
リュウの駆動方法の改良に関する。
法に用いられる押出成形装置のスクリュウ及びこのスク
リュウの駆動方法の改良に関する。
熱可塑性樹脂から押出成形、ブロー成形、射出成形等に
よりシート、フィルム、容器等の各種成形品が得られて
いるが、これらのいずれの成形分野においても、樹脂の
加熱、溶融、混線を十分に行って均一性に優れた製品を
生産性よ(製造するためには、成形装置のスクリュウの
構造が重要な要因となっている。
よりシート、フィルム、容器等の各種成形品が得られて
いるが、これらのいずれの成形分野においても、樹脂の
加熱、溶融、混線を十分に行って均一性に優れた製品を
生産性よ(製造するためには、成形装置のスクリュウの
構造が重要な要因となっている。
従来、一般に使用されているスクリュウは、第3図に示
されるように、比較的深い溝を有する螺旋軸からなる供
給部1、順次テーパ状に溝が浅くなる圧縮部2及び浅い
溝を有する計量部3が樹脂供給側から樹脂押出側に向か
って順次一連に形成されたフルフライトスクリュウと呼
ばれる単軸スクリュウである。
されるように、比較的深い溝を有する螺旋軸からなる供
給部1、順次テーパ状に溝が浅くなる圧縮部2及び浅い
溝を有する計量部3が樹脂供給側から樹脂押出側に向か
って順次一連に形成されたフルフライトスクリュウと呼
ばれる単軸スクリュウである。
このフルフライトスクリュウの設計では、供給部長さ、
圧縮部長さ、計量部長さ、供給部溝深さ、計量部溝深さ
等を適切な数値になるように決めるのが、普通である。
圧縮部長さ、計量部長さ、供給部溝深さ、計量部溝深さ
等を適切な数値になるように決めるのが、普通である。
ところで、押出成形において、フルフライトスクリュウ
の計量部溝深さが浅過ぎる場合には、スクリュウを高速
回転すると、樹脂が過度に混練される結果、樹脂温度が
過度に上昇する。逆に、計量部溝深さが深過ぎる場合に
は、スクリュウを高速回転すると、ブレークアップ現象
が生じたり、樹脂温度が下がり過ぎて、未溶融物が現れ
るか、あるいは溶融していても、混線不良や分散不良が
生じ、また、押出安定性も悪くなる。
の計量部溝深さが浅過ぎる場合には、スクリュウを高速
回転すると、樹脂が過度に混練される結果、樹脂温度が
過度に上昇する。逆に、計量部溝深さが深過ぎる場合に
は、スクリュウを高速回転すると、ブレークアップ現象
が生じたり、樹脂温度が下がり過ぎて、未溶融物が現れ
るか、あるいは溶融していても、混線不良や分散不良が
生じ、また、押出安定性も悪くなる。
また、通常のスクリュウ回転数20〜200rpHl(
スクリュウ口径φ20〜φ90mm、周速最大57m/
分)、あるいは、20〜120rpm (スクリュウ口
径φ 100〜φ150mm、周速最大57m/分)で
、適切な寸法を有するフルフライトスクリュウであった
としても、このスクリュウを高速回転すると、過度に樹
脂温度が上昇するか、あるいは混練不良や分散不良を生
じると共に、押出安定性が悪くなるか、のどちらかであ
る。
スクリュウ口径φ20〜φ90mm、周速最大57m/
分)、あるいは、20〜120rpm (スクリュウ口
径φ 100〜φ150mm、周速最大57m/分)で
、適切な寸法を有するフルフライトスクリュウであった
としても、このスクリュウを高速回転すると、過度に樹
脂温度が上昇するか、あるいは混練不良や分散不良を生
じると共に、押出安定性が悪くなるか、のどちらかであ
る。
従って、フルフライトスクリュウを高速回転することに
よって、高品質の押出製品を生産性良く作ることはでき
ない。
よって、高品質の押出製品を生産性良く作ることはでき
ない。
ところで、本出願人は、圧縮部2と計量部3との間、あ
るいは、計量部3の先端に、剪断部、応力緩和部、混合
部等を設けて十分な混練と押出安定性(成形安定性)と
を満足させる各種スクリュウを提案している(特開昭6
2−41015号、特開昭62−41016号、特開昭
63−199623号)。
るいは、計量部3の先端に、剪断部、応力緩和部、混合
部等を設けて十分な混練と押出安定性(成形安定性)と
を満足させる各種スクリュウを提案している(特開昭6
2−41015号、特開昭62−41016号、特開昭
63−199623号)。
しかしながら、これらの既提案のスクリュウにおいても
、スクリュウのみの改良では、十分な高速回転化を図る
ことができなかった。
、スクリュウのみの改良では、十分な高速回転化を図る
ことができなかった。
本発明の目的は、スクリュウの高速回転によっても、樹
脂温度の過度の上昇や混線不良、分散不良等を生じるこ
とがなく、高押出量及び良好な押出安定性を達成でき、
従って高品質の押出製品を生産性良く製造できる熱可塑
性樹脂の高速押出方法を提供するにある。
脂温度の過度の上昇や混線不良、分散不良等を生じるこ
とがなく、高押出量及び良好な押出安定性を達成でき、
従って高品質の押出製品を生産性良く製造できる熱可塑
性樹脂の高速押出方法を提供するにある。
本発明は、スクリュウ押出部の形状を改良すると共に、
口径、長さ等を特定した単軸スクリュウに、ギアポンプ
を組み合わせることにより、前記目的を達成しようとす
るものである。
口径、長さ等を特定した単軸スクリュウに、ギアポンプ
を組み合わせることにより、前記目的を達成しようとす
るものである。
即ち、本発明による熱可塑性樹脂の高速押出方法は、単
軸スクリュウを有する押出機から熱可塑性樹脂を押出す
方法において、押出機の吐出側にギアポンプを連設し、
押出機からギアポンプを経由してダイにより熱可塑性樹
脂を押出すようにし、かつ、単軸スクリュウは、(i)
口径りが30〜150mm、(ii)長さしと口径りと
の比L/Dが20〜40とされ、(in)樹脂供給側か
ら樹脂押出側に向かって順次供給部、圧縮部及び計量部
を有する第1押出部が形成されるとともに、この第1押
出部から樹脂押出側に向かって順次混合部、剪断部及び
第2押出部が形成され、かつ、前記第2押出部の長さの
少なくとも%以上がy≧(0,046x+1)(yは第
2押出部の溝深さ(mm)、Xは第2押出部のスクリュ
ウ口径(mm)〕を満足する形状とされ、この単軸スク
リュウを周速70〜170m/分で回転させて溶融樹脂
の押出しを行なうことにより構成される。
軸スクリュウを有する押出機から熱可塑性樹脂を押出す
方法において、押出機の吐出側にギアポンプを連設し、
押出機からギアポンプを経由してダイにより熱可塑性樹
脂を押出すようにし、かつ、単軸スクリュウは、(i)
口径りが30〜150mm、(ii)長さしと口径りと
の比L/Dが20〜40とされ、(in)樹脂供給側か
ら樹脂押出側に向かって順次供給部、圧縮部及び計量部
を有する第1押出部が形成されるとともに、この第1押
出部から樹脂押出側に向かって順次混合部、剪断部及び
第2押出部が形成され、かつ、前記第2押出部の長さの
少なくとも%以上がy≧(0,046x+1)(yは第
2押出部の溝深さ(mm)、Xは第2押出部のスクリュ
ウ口径(mm)〕を満足する形状とされ、この単軸スク
リュウを周速70〜170m/分で回転させて溶融樹脂
の押出しを行なうことにより構成される。
本発明方法においては、第1押出部の樹脂押出側に順次
設けられる混合部及び剪断部より、溶融樹脂中のソリッ
ドベツドの積極的な破砕、混合がなされ、高能率の溶融
可塑化が行なわれる。
設けられる混合部及び剪断部より、溶融樹脂中のソリッ
ドベツドの積極的な破砕、混合がなされ、高能率の溶融
可塑化が行なわれる。
また、単軸スクリュウが従来よりも高速の周速で回転さ
れることから、供給部の原料送り能力が高められ、高押
出量での成形が行なわれる。この際、単軸スクリュウに
おける第2押出部の形状は、その溝深さと口径とが一定
の関係を保つように形成されているため、樹脂温度の過
度の上昇もなく、高押出量での吐出が行なわれる。
れることから、供給部の原料送り能力が高められ、高押
出量での成形が行なわれる。この際、単軸スクリュウに
おける第2押出部の形状は、その溝深さと口径とが一定
の関係を保つように形成されているため、樹脂温度の過
度の上昇もなく、高押出量での吐出が行なわれる。
押出機から高押出量で吐出された溶融樹脂は、ギアポン
プにより、定量、かつ、安定して押出され、成形品の寸
法精度が良好に保たれる。
プにより、定量、かつ、安定して押出され、成形品の寸
法精度が良好に保たれる。
ギアポンプにおいては、混合作用もあることから、ギア
ポンプによって溶融樹脂の混練、分散状態がより良好に
されて押出され、均質な成形品が得られる。ギアポンプ
に混練、分散作用があることから、単軸スクリュウによ
る過度な混線は必要とされず、押出機内の樹脂温度は低
(設定され、かつ、高速押出しがなされることから、樹
脂の押出機内での性能劣化は生じない。
ポンプによって溶融樹脂の混練、分散状態がより良好に
されて押出され、均質な成形品が得られる。ギアポンプ
に混練、分散作用があることから、単軸スクリュウによ
る過度な混線は必要とされず、押出機内の樹脂温度は低
(設定され、かつ、高速押出しがなされることから、樹
脂の押出機内での性能劣化は生じない。
ダイ入口樹脂圧力の変動幅は小さい方が安定した押出し
ができ、変動幅は±1kg/cnr以下が好ましく、特
にダイ入口樹脂圧力が100 kg/ crt未満の場
合は、ダイ入口樹脂圧力の±1%以下が好ましい。
ができ、変動幅は±1kg/cnr以下が好ましく、特
にダイ入口樹脂圧力が100 kg/ crt未満の場
合は、ダイ入口樹脂圧力の±1%以下が好ましい。
本発明において、単軸スクリュウの第2押出部の長さの
少なくとも各以上がy≧(0,046x+1)を満足し
ないと、高速回転に伴い発熱が大となり、樹脂の劣化が
生じる。
少なくとも各以上がy≧(0,046x+1)を満足し
ないと、高速回転に伴い発熱が大となり、樹脂の劣化が
生じる。
スクリュウの口径が30〜150mmの範囲に設定され
ていないと、原料の噛み込み不良、強度上の問題、設計
的制約、スペース及びコスト上の問題等を生じる。
ていないと、原料の噛み込み不良、強度上の問題、設計
的制約、スペース及びコスト上の問題等を生じる。
スクリュウの長さ、口径比L/Dが20〜40の範囲に
設定されていないと、スクリュウ設計上及び運転条件の
制約、強度上及びメンテナンス上の問題、スペース及び
コスト上の問題等を生じる。
設定されていないと、スクリュウ設計上及び運転条件の
制約、強度上及びメンテナンス上の問題、スペース及び
コスト上の問題等を生じる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図には、本発明の高速押出方法を実施する押出成形
装置の一例が示されている。
装置の一例が示されている。
第1図において、押出機21は、内部に単軸スクリュウ
10を有するとともに、この単軸スクリュウ10を回転
駆動するモータ22を備えている。
10を有するとともに、この単軸スクリュウ10を回転
駆動するモータ22を備えている。
押出機21の吐出側には、アダプタ23を介してギアポ
ンプ24の吸込側か連結され、このギアポンプ24の吐
出側にはダイ25か連結されている。
ンプ24の吸込側か連結され、このギアポンプ24の吐
出側にはダイ25か連結されている。
押出機21の吐出側とギアポンプ24の吸込側との間、
すなわち、アダプタ23には、樹脂圧力計26が必要に
応じて設けられ、この樹脂圧力計26による樹脂圧力の
計測信号は、モータ22に入力され、モータ22の回転
制御、ひいては、単軸スクリュウIOの回転数の制御が
行なわれている。
すなわち、アダプタ23には、樹脂圧力計26が必要に
応じて設けられ、この樹脂圧力計26による樹脂圧力の
計測信号は、モータ22に入力され、モータ22の回転
制御、ひいては、単軸スクリュウIOの回転数の制御が
行なわれている。
押出機21の要部である単軸スクリュウ10としては、
第2図に示されるような構造のものが使用される。
第2図に示されるような構造のものが使用される。
単軸スクリュウ10は、本出願人が先に特開昭63−1
99623号で提案したもので、樹脂供給側から樹脂押
出側に向かって順次、供給部11、圧縮部12及び計量
部13を有する第1押出部14を備え、更にこの第1押
出部14から樹脂押出側に向かって順次、混合部15、
剪断部16及び第2押出部17を備えている。混合部1
5と剪断部16との間には、必要に応じて小径円柱部1
8が形成される。
99623号で提案したもので、樹脂供給側から樹脂押
出側に向かって順次、供給部11、圧縮部12及び計量
部13を有する第1押出部14を備え、更にこの第1押
出部14から樹脂押出側に向かって順次、混合部15、
剪断部16及び第2押出部17を備えている。混合部1
5と剪断部16との間には、必要に応じて小径円柱部1
8が形成される。
車軸スクリュウ10は、第2押出部17の長さの少なく
もAが、y≧(0,046x+1) CVは第2押出
部17の溝深さ(mm)、Xは第2押出部17のスクリ
ュウ口径(mm)〕の式を満足すると共に、スクリュウ
口径りが30〜150mm、好ましくは40〜90mm
で、スクリュウ長さしとスクリュウ口径りとの比L/D
が20〜40、好ましくは24〜31に特定されたもの
が使用される。ここで、第2押出部17において、y≧
(0,046x + 1 )を満足する形状が形成され
る位置は、第2押出部17の先端側、すなわち、ギアポ
ンプ24側が好ましい。
もAが、y≧(0,046x+1) CVは第2押出
部17の溝深さ(mm)、Xは第2押出部17のスクリ
ュウ口径(mm)〕の式を満足すると共に、スクリュウ
口径りが30〜150mm、好ましくは40〜90mm
で、スクリュウ長さしとスクリュウ口径りとの比L/D
が20〜40、好ましくは24〜31に特定されたもの
が使用される。ここで、第2押出部17において、y≧
(0,046x + 1 )を満足する形状が形成され
る位置は、第2押出部17の先端側、すなわち、ギアポ
ンプ24側が好ましい。
第2押出部17の少なくとも外が、前記式の関係を満足
しない場合、すなわち、y< (0,046x十1)の
場合は、高速回転時、樹脂温度が過度に上昇して樹脂の
劣化を生じる。
しない場合、すなわち、y< (0,046x十1)の
場合は、高速回転時、樹脂温度が過度に上昇して樹脂の
劣化を生じる。
スクリュウ口径りについては、30mm未満の場合は、
■ホッパー口を大きくしたとしても、原料の噛み込みが
悪くなる傾向がある、■スクリュウ口径りが小さいため
、スクリュウIOが強度不足となって折損し易くなる、
また、■スクリュウ口径りが小さいため、供給部溝深さ
を設計的に深くすることが困難となり、溝深さに設計上
の制約が生じる。
■ホッパー口を大きくしたとしても、原料の噛み込みが
悪くなる傾向がある、■スクリュウ口径りが小さいため
、スクリュウIOが強度不足となって折損し易くなる、
また、■スクリュウ口径りが小さいため、供給部溝深さ
を設計的に深くすることが困難となり、溝深さに設計上
の制約が生じる。
一方、150mを超えた場合は、■押出機21そのもの
が大型化するので、省スペースとならない、■スクリュ
ウ口径りが大きいため、スクリュウ清掃等のメンテナン
スが難しい、■スクリュウ10を高速回転するためには
、それに適する大型(大容量)のモータ22が必要とな
るばかりでなく、ギアポンプ24も大型化するので、押
出装置の設備費が高くなる、更に、■押出装置の大型化
は、原料替えに時間がかかるのみならず、パージに必要
とする原料も多くなるし、また一般的に、大型化した押
出装置は、小型装置よりも操作性が悪くなる。
が大型化するので、省スペースとならない、■スクリュ
ウ口径りが大きいため、スクリュウ清掃等のメンテナン
スが難しい、■スクリュウ10を高速回転するためには
、それに適する大型(大容量)のモータ22が必要とな
るばかりでなく、ギアポンプ24も大型化するので、押
出装置の設備費が高くなる、更に、■押出装置の大型化
は、原料替えに時間がかかるのみならず、パージに必要
とする原料も多くなるし、また一般的に、大型化した押
出装置は、小型装置よりも操作性が悪くなる。
次に、スクリュウ10の長さ、口径比L/Dについては
、L/Dが20未満の場合は、■スクリュウ設計上の制
約が多くなるため不利である、■押出機21の運転範囲
が狭くなって運転条件が限定されがちとなり、不利であ
る、また、■ギアポンプ24の入口、即ち、アダプタ2
3における樹脂圧力の変動が大きくなり過ぎて、スクリ
ュウ回転数の制御ができな(なりがちである。
、L/Dが20未満の場合は、■スクリュウ設計上の制
約が多くなるため不利である、■押出機21の運転範囲
が狭くなって運転条件が限定されがちとなり、不利であ
る、また、■ギアポンプ24の入口、即ち、アダプタ2
3における樹脂圧力の変動が大きくなり過ぎて、スクリ
ュウ回転数の制御ができな(なりがちである。
一方、L/Dが40を超える場合は、■スクリュウ清掃
が片持ち支持のため、スクリュウ10のブレ、偏心、か
じり等が生じ易(、スクリュウ10がねじり強度不足に
なり易い傾向がある・■スクリュウ清掃の清掃が困難で
、操作性も悪くなりがちである、■押出機21が長大化
するため、コンパクト性が失われ、省スペースとならな
い、■L/Dが大きい分だけ、スクリュウ10の軸方向
の各部温度を設定するヒータの数も多くなるため、コス
トアップとなる、■L/Dが大きい分だけ、原料替えの
時間が長くかかり、無駄になる原料も多くなる、また、
■樹脂の滞留時間が長くなる分、樹脂が熱劣化し易くな
り、特に、発熱サイドの時は、顕著である。
が片持ち支持のため、スクリュウ10のブレ、偏心、か
じり等が生じ易(、スクリュウ10がねじり強度不足に
なり易い傾向がある・■スクリュウ清掃の清掃が困難で
、操作性も悪くなりがちである、■押出機21が長大化
するため、コンパクト性が失われ、省スペースとならな
い、■L/Dが大きい分だけ、スクリュウ10の軸方向
の各部温度を設定するヒータの数も多くなるため、コス
トアップとなる、■L/Dが大きい分だけ、原料替えの
時間が長くかかり、無駄になる原料も多くなる、また、
■樹脂の滞留時間が長くなる分、樹脂が熱劣化し易くな
り、特に、発熱サイドの時は、顕著である。
スクリュウ10において、第1押出部14における供給
部11は、通常は圧縮比lの一定溝深さのものである。
部11は、通常は圧縮比lの一定溝深さのものである。
圧縮部12は、通常は溝深さが順次浅くなっていて、樹
脂を溶融可塑化しながら圧縮するものである。この圧縮
比は2〜4、好ましくは2〜3である。圧縮比が4を超
えると、圧縮部12の終端部での剪断応力が大きくなり
、樹脂温度の上昇、剪断応力の蓄積、ブレークアップ現
象等が生じて好ましくない。
脂を溶融可塑化しながら圧縮するものである。この圧縮
比は2〜4、好ましくは2〜3である。圧縮比が4を超
えると、圧縮部12の終端部での剪断応力が大きくなり
、樹脂温度の上昇、剪断応力の蓄積、ブレークアップ現
象等が生じて好ましくない。
計量部13は、通常は一定の溝深さのものであり、圧縮
部12での樹脂の溶融が不完全な場合に、溶融可塑化を
促進するものである。この計量部13は通常のものより
比較的溝の深さが深く、3〜16mmである。
部12での樹脂の溶融が不完全な場合に、溶融可塑化を
促進するものである。この計量部13は通常のものより
比較的溝の深さが深く、3〜16mmである。
混合部15は、計量部13から送られた溶融可塑化樹脂
を混合するものであり、主として高速押出成形の際の未
溶融樹脂(ソリッドベツド)を剪断、破壊する作用を有
するものである。
を混合するものであり、主として高速押出成形の際の未
溶融樹脂(ソリッドベツド)を剪断、破壊する作用を有
するものである。
ここで、混合部I5としては、特に制限はなく、歯車型
、ダルメージ及びこれらの類似物、例えば、切れ目を有
する逆ネジ、多ピン型等が使用できる。
、ダルメージ及びこれらの類似物、例えば、切れ目を有
する逆ネジ、多ピン型等が使用できる。
いずれの型の混合部15も、高剪断による練り作用は比
較的小さく、剪断力による樹脂の発熱異常等は生じない
ものである。なかでも、歯車型の混合部15は、構造が
簡単で、加工が容易なこと、ソリッドベツドの分断、破
壊作用が確実なこと等、多くの特徴があるため、使用上
好ましい。
較的小さく、剪断力による樹脂の発熱異常等は生じない
ものである。なかでも、歯車型の混合部15は、構造が
簡単で、加工が容易なこと、ソリッドベツドの分断、破
壊作用が確実なこと等、多くの特徴があるため、使用上
好ましい。
なお、歯車型混合部15における歯車型の種類と、して
は、平歯車型で十分であるが、ハスバ歯車型等、混合部
15を樹脂が通過する時に分断されるものであれば、制
限されるものではない。
は、平歯車型で十分であるが、ハスバ歯車型等、混合部
15を樹脂が通過する時に分断されるものであれば、制
限されるものではない。
次に、混合部15が平歯車型の場合の例について説明す
る。
る。
歯車の山の数、厚み、山の頂部とスクリュウIOを収納
するシリンダとのクリアランス等は、熱可塑性樹脂の種
類、スクリュウ10に適用される成形法の種類、成形条
件、スクリュウ10の口径り等によって異なるものであ
る。しかし一般的には、歯車の山頂とシリンダとのクリ
アランスは、0.1〜3醒とされる。0.1mm未満で
は剪断作用が強くなり、311II+を超えると、分断
、破壊作用が弱くなり過ぎ、好ましくはない。通常、歯
の厚みは、口径りの(0,1〜1)倍の範囲であり、分
断作用の点からは、0.5D以下で十分である。また、
歯車は1枚に限らず、複数枚でもよい。
するシリンダとのクリアランス等は、熱可塑性樹脂の種
類、スクリュウ10に適用される成形法の種類、成形条
件、スクリュウ10の口径り等によって異なるものであ
る。しかし一般的には、歯車の山頂とシリンダとのクリ
アランスは、0.1〜3醒とされる。0.1mm未満で
は剪断作用が強くなり、311II+を超えると、分断
、破壊作用が弱くなり過ぎ、好ましくはない。通常、歯
の厚みは、口径りの(0,1〜1)倍の範囲であり、分
断作用の点からは、0.5D以下で十分である。また、
歯車は1枚に限らず、複数枚でもよい。
剪断部16は、比較的短時間の剪断により溶融樹脂の均
一溶融、樹脂温度の均一化といった作用を有するもので
ある。
一溶融、樹脂温度の均一化といった作用を有するもので
ある。
ここで、剪断部16としては、トーピード及びトーピー
ド類似物、例えば、せき止めリング、マードック、トレ
スター等があり、剪断部16とシリンダとの間の小さな
りリアランスにより、樹脂の流動障害が生じ、剪断が大
きくなるようなものであれば、特に制限はない。しかし
、一般的には、構造が簡単、加工性等の点からトーピー
ドが好適に使用される。トーピードとしては、長さは、
スクリュウ口径りの0.05〜2倍、好ましくは0.1
〜1倍であり、トーピードとシリンダとのクリアランス
は0.3〜6mm、好ましくは0.5〜4配である。
ド類似物、例えば、せき止めリング、マードック、トレ
スター等があり、剪断部16とシリンダとの間の小さな
りリアランスにより、樹脂の流動障害が生じ、剪断が大
きくなるようなものであれば、特に制限はない。しかし
、一般的には、構造が簡単、加工性等の点からトーピー
ドが好適に使用される。トーピードとしては、長さは、
スクリュウ口径りの0.05〜2倍、好ましくは0.1
〜1倍であり、トーピードとシリンダとのクリアランス
は0.3〜6mm、好ましくは0.5〜4配である。
しかしながらこれらの値は、スクリュウIOのサイズ、
トーピードの長さとクリアランスとの組合せ、樹脂の種
類等によって最適なものを選定すればよく、必ずしもこ
れらの数値に囚われることはない。
トーピードの長さとクリアランスとの組合せ、樹脂の種
類等によって最適なものを選定すればよく、必ずしもこ
れらの数値に囚われることはない。
小径の円柱部18は、混合部15と剪断部16との構造
上のつなぎとしての役目の他、混合部15を通過した樹
脂が直ちに剪断部16に送られると、剪断部16での樹
脂の通過が困難になり易いため、円柱部18のような解
放部を設けることにより、剪断部16における樹脂の通
過を容易にできるという役目を有する。
上のつなぎとしての役目の他、混合部15を通過した樹
脂が直ちに剪断部16に送られると、剪断部16での樹
脂の通過が困難になり易いため、円柱部18のような解
放部を設けることにより、剪断部16における樹脂の通
過を容易にできるという役目を有する。
次に、第2押出部17としては、通常の押出スクリュウ
であればいかなるものでもよく、最も一般的には計量効
果のあるスクリュウが用いられる。
であればいかなるものでもよく、最も一般的には計量効
果のあるスクリュウが用いられる。
図示の例では、剪断部16に近接して溝の深い解放部が
形成され、この解放部の後流側にこれより浅い一定溝深
さの計量部が設けられている。この第2押出部17の位
置で、樹脂は、必要により冷却されながら定量押出が行
われる。
形成され、この解放部の後流側にこれより浅い一定溝深
さの計量部が設けられている。この第2押出部17の位
置で、樹脂は、必要により冷却されながら定量押出が行
われる。
第2押出部17のスクリュウ形状としては、圧縮比3〜
0.5、好ましくは2.5〜lのもので、特にポリプロ
ピレン等の結晶性樹脂から急冷により透明性の良好なシ
ートを製造するためには、圧縮比1.5以下の緩圧縮型
スクリュウを用い、溶融樹脂中の残留応力を緩和するこ
とが好ましい。通常の場合、この第2押出部17におい
ては、新たな混練は必要ないが、添加剤、着色剤等の分
散均一化のためには、第2押出部17の先端部に混合部
を設けてもよい。
0.5、好ましくは2.5〜lのもので、特にポリプロ
ピレン等の結晶性樹脂から急冷により透明性の良好なシ
ートを製造するためには、圧縮比1.5以下の緩圧縮型
スクリュウを用い、溶融樹脂中の残留応力を緩和するこ
とが好ましい。通常の場合、この第2押出部17におい
ては、新たな混練は必要ないが、添加剤、着色剤等の分
散均一化のためには、第2押出部17の先端部に混合部
を設けてもよい。
次に、第1図に示されるような押出成形装置を用いて行
われる本発明方法について説明する。
われる本発明方法について説明する。
第1図において、熱可塑性樹脂ペレットは、図示しない
ホッパ等の樹脂供給口から押出機21内に供給される。
ホッパ等の樹脂供給口から押出機21内に供給される。
この樹脂ペレットは、機内の単軸スクリュウ10(第2
図参照)上で加熱溶融されながら、70〜170m/分
という高速の所定周速で回転する前記スクリュウ10の
回転により、押出機21からギアポンプ24及びダイ2
5を経て押し出され、製品化される。
図参照)上で加熱溶融されながら、70〜170m/分
という高速の所定周速で回転する前記スクリュウ10の
回転により、押出機21からギアポンプ24及びダイ2
5を経て押し出され、製品化される。
なお、アダプタ23、ギアポンプ24及びダイ25も所
定温度に保持されている。
定温度に保持されている。
ここで、押出機21内の単軸スクリュウ10の作用及び
このスクリュウ10に供給された樹脂の挙動を、第2図
に示される単軸スクリュウ10の例で、より詳細に説明
する。
このスクリュウ10に供給された樹脂の挙動を、第2図
に示される単軸スクリュウ10の例で、より詳細に説明
する。
第1図において、樹脂ペレットは、シリンダの樹脂供給
口(図示せず)からスクリュウlOの供給部llに供給
され、加熱されながら、スクリュウ10の推進力により
圧縮部12へ圧送される。
口(図示せず)からスクリュウlOの供給部llに供給
され、加熱されながら、スクリュウ10の推進力により
圧縮部12へ圧送される。
圧縮部12へ圧送された樹脂は、圧縮部12で溶融可塑
化されながら圧縮され、計量部13へと送られて計量さ
れ、かつ混合部15へ圧送されて混合される。
化されながら圧縮され、計量部13へと送られて計量さ
れ、かつ混合部15へ圧送されて混合される。
混合部15で混合された樹脂は、必要により設けられる
小径円柱部18を通り、剪断部16に送られる。剪断部
16では、溶融樹脂が剪断されながら均一に混練される
。
小径円柱部18を通り、剪断部16に送られる。剪断部
16では、溶融樹脂が剪断されながら均一に混練される
。
次に、剪断部16において均一混練された樹脂は、第2
押出部17により、アダプタ23を介してギアポンプ2
4及びダイ25へと押出される。
押出部17により、アダプタ23を介してギアポンプ2
4及びダイ25へと押出される。
本発明方法においては、必要に応じて適当な手段でスフ
163ウ回転数を制御してもよい。具体的には、ギアポ
ンプ24の入口における樹脂圧力を一定値にセットし、
この圧力がいつも一定値になるように、スクリュウ回転
数を制御するのである。
163ウ回転数を制御してもよい。具体的には、ギアポ
ンプ24の入口における樹脂圧力を一定値にセットし、
この圧力がいつも一定値になるように、スクリュウ回転
数を制御するのである。
通常は、ギアポンプ24の入口に、第1図に示されるよ
うに、PID制御可能な樹脂圧力計26を取り付け、そ
の位置での樹脂圧力を測定し、この樹脂圧力が所望の設
定値よりも低ければ、この設定値になるように、スクリ
ュウ回転数を増加させる。
うに、PID制御可能な樹脂圧力計26を取り付け、そ
の位置での樹脂圧力を測定し、この樹脂圧力が所望の設
定値よりも低ければ、この設定値になるように、スクリ
ュウ回転数を増加させる。
一方、樹脂圧力が所望の設定値よりも高ければ、この設
定値になるようにスクリュウ回転数を減少させる。
定値になるようにスクリュウ回転数を減少させる。
いずれの場合も、スクリュウ回転用モータ22に樹脂圧
力計26の圧力信号をフィードバックすることにより、
スクリュウIOの回転数が制御される。このようにして
、スクリュウ回転数を制御することにより、ギアポンプ
24の入口圧力は、常に一定値に維持される。
力計26の圧力信号をフィードバックすることにより、
スクリュウIOの回転数が制御される。このようにして
、スクリュウ回転数を制御することにより、ギアポンプ
24の入口圧力は、常に一定値に維持される。
本発明方法で使用される熱可塑性樹脂としては、特に制
限されるものでなく、例えば、高密度ポリエチレン、高
圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、
ポリプロピレン、エチレンまたはプロピレンと他のα−
オレフィンとの共重合体、ポリスチレン、ポリアミド、
ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ、塩化ビニル、
ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフェ
ニレンオキサイド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリフ
ェニレンサルファイド、ポリケトン等を例示することが
できる。
限されるものでなく、例えば、高密度ポリエチレン、高
圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、
ポリプロピレン、エチレンまたはプロピレンと他のα−
オレフィンとの共重合体、ポリスチレン、ポリアミド、
ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ、塩化ビニル、
ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフェ
ニレンオキサイド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリフ
ェニレンサルファイド、ポリケトン等を例示することが
できる。
以上のような本実施例によれば、次のような効果がある
。
。
即ち、特定の単軸スクリュウ10を、押出機21内で7
0〜170m/分(スクリュウ口径50mnで450〜
101080rpという高速の周速で回転させるから、
この高速回転によりスクリュウlOの供給部11では、
原料の送り能力が高まって、押出機21から溶融樹脂が
高押出量で、ギアポンプ24及びダイ25を経由して押
出すことができる。この時、従来のフルフライトスクリ
ュウのような樹脂温度の過度の上昇は、生じない。
0〜170m/分(スクリュウ口径50mnで450〜
101080rpという高速の周速で回転させるから、
この高速回転によりスクリュウlOの供給部11では、
原料の送り能力が高まって、押出機21から溶融樹脂が
高押出量で、ギアポンプ24及びダイ25を経由して押
出すことができる。この時、従来のフルフライトスクリ
ュウのような樹脂温度の過度の上昇は、生じない。
この高い送り能力と特定スクリュウ10の混合部15及
び剪断部16とにより、溶融樹脂中のソリッドベツドは
積極的に破砕、混合される結果、溶融可塑化能力も高め
られる。
び剪断部16とにより、溶融樹脂中のソリッドベツドは
積極的に破砕、混合される結果、溶融可塑化能力も高め
られる。
このような高押出量にも拘わらず、溶融樹脂は、ギアポ
ンプ24を経由するので、低い樹脂温度で定量的、かつ
、安定した押出しが達成できる。また、この特定スクリ
ュウ10の混練・混合作用のみならず、ギアポンプ24
にも混合効果があることから、樹脂の混練及び分散も均
一、かつ、十分に行われる。
ンプ24を経由するので、低い樹脂温度で定量的、かつ
、安定した押出しが達成できる。また、この特定スクリ
ュウ10の混練・混合作用のみならず、ギアポンプ24
にも混合効果があることから、樹脂の混練及び分散も均
一、かつ、十分に行われる。
更に、単軸スクリュウIOの口径D、長さL等が適当な
寸法に設定されているから、押出成形装置をコンパクト
に形成できる。しかも、このようにコンパクトな押出成
形装置から、簡単な操作で寸法精度が極めて高く、かつ
、良好な混練・分散状態の高品質押出製品が得られる。
寸法に設定されているから、押出成形装置をコンパクト
に形成できる。しかも、このようにコンパクトな押出成
形装置から、簡単な操作で寸法精度が極めて高く、かつ
、良好な混練・分散状態の高品質押出製品が得られる。
しかし、この特定スクリュウ10の回転数を下げ過ぎて
スクリュウ周速か70m/分未満になった場合は、高速
回転ができないため、本発明目的である高押出量を達成
できない。一方、この特定スクリュウ10の回転数を上
げ過ぎてスクリュウ10の周速が170m/分を超えた
場合は、樹脂温度の過度の上昇が生じ、樹脂の劣化を招
来することとなる。
スクリュウ周速か70m/分未満になった場合は、高速
回転ができないため、本発明目的である高押出量を達成
できない。一方、この特定スクリュウ10の回転数を上
げ過ぎてスクリュウ10の周速が170m/分を超えた
場合は、樹脂温度の過度の上昇が生じ、樹脂の劣化を招
来することとなる。
実験例
以下に、本発明、を具体的な実験例によって、更に詳し
く説明する。
く説明する。
実験例1〜8、比較例1〜5及び参考例1,2実験例1
〜8、比較例1〜5及び参考例1. 2は、基本的には
、第1図及び第2図の構造の押出成形装置を用いる。ま
た、押出機21の単軸スクリュウ10としては、下記の
形状及び大きさのもの(但し比較例5は除く)を用い、
この押出機21の後に、実験例の場合はギアポンプ24
を取り付け、比較例(但し比較例5は除く)及び参考例
の場合はギアポンプを取り付けずに、表−1に示す条件
で高速押出成形を行った。
〜8、比較例1〜5及び参考例1. 2は、基本的には
、第1図及び第2図の構造の押出成形装置を用いる。ま
た、押出機21の単軸スクリュウ10としては、下記の
形状及び大きさのもの(但し比較例5は除く)を用い、
この押出機21の後に、実験例の場合はギアポンプ24
を取り付け、比較例(但し比較例5は除く)及び参考例
の場合はギアポンプを取り付けずに、表−1に示す条件
で高速押出成形を行った。
なお、押出機21に付属するシリンダ、アダプタ23、
ギアポンプ24及びダイ25の各設定温度は、220℃
とし、アダプタ23には樹脂圧力調節弁を取り付け、ま
た、スクリュウ10の最高回転数は、約101080r
p 170m /分)とした。
ギアポンプ24及びダイ25の各設定温度は、220℃
とし、アダプタ23には樹脂圧力調節弁を取り付け、ま
た、スクリュウ10の最高回転数は、約101080r
p 170m /分)とした。
50口
スクリュウ長さL/スクリュウロ径D
り6
供給部
長さ+450mm
溝深さ: 11.5mm
圧縮部
長さ:400M
計量部
長さ:35順
溝深さ:4.0mm
混合部
形状:歯車型
長さ:20mm
溝数:15
歯車外径+47.8mm
剪断部
形状ニド−ピード
長さ:10mm
トーピード外径: 46.8mm
第2押出部
溝深さ:4.Omm
(但し、比較例5のみ、溝深さを2.3mmとした。)
この表−1から、本発明に係るいずれの実験例も、スク
リュウ10の高速回転時、樹脂温度の過度の上昇がなく
、かつ、ダイ入口樹脂圧力の変動もなく、高押出量で安
定した押出しができ、特性の安定した製品が得られるこ
とが判る。
リュウ10の高速回転時、樹脂温度の過度の上昇がなく
、かつ、ダイ入口樹脂圧力の変動もなく、高押出量で安
定した押出しができ、特性の安定した製品が得られるこ
とが判る。
これに対し、比較例1〜4では樹脂温度が高いにも拘ら
ず、ギアポンプがないため、ダイ入口樹脂圧力の変動幅
が大きく、安定した押出しか困難である。比較例5では
、第2押圧部17の溝深さが浅いため、ギアポンプ24
を設けたにも拘らず、発熱が激しく、樹脂温度が300
℃を超えている。
ず、ギアポンプがないため、ダイ入口樹脂圧力の変動幅
が大きく、安定した押出しか困難である。比較例5では
、第2押圧部17の溝深さが浅いため、ギアポンプ24
を設けたにも拘らず、発熱が激しく、樹脂温度が300
℃を超えている。
参考例1及び2では回転数が低く設定されているため、
押出量が少ない。また、ギアポンプ24を設けた比較例
5を除き、前述した比較例1〜4のみならず、参考例1
及び2のいずれにおいても、ダイ入口樹脂圧力の変動幅
が大きく、安定した押出しが困難である。
押出量が少ない。また、ギアポンプ24を設けた比較例
5を除き、前述した比較例1〜4のみならず、参考例1
及び2のいずれにおいても、ダイ入口樹脂圧力の変動幅
が大きく、安定した押出しが困難である。
従って、比較例の場合は、いずれも、実験例の押出製品
に比べて品質が劣るものである。
に比べて品質が劣るものである。
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく
、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は、
本発明に含まれるものである。
、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は、
本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施例では、最も一般的な単条ネジ等ピツ
チの単軸スクリュウ10について述べたか、本発明方法
では、多条ネジ、部分多条ネジ、ピッチ変化型スクリュ
ウ等でもよく、本発明の効果を有する限り、これらに制
限されるものではない。また、圧縮比という用語は、各
々の構造部における「(樹脂流入端部の溝深さ)/(樹
脂押出端部の溝深さ)」を意味する。
チの単軸スクリュウ10について述べたか、本発明方法
では、多条ネジ、部分多条ネジ、ピッチ変化型スクリュ
ウ等でもよく、本発明の効果を有する限り、これらに制
限されるものではない。また、圧縮比という用語は、各
々の構造部における「(樹脂流入端部の溝深さ)/(樹
脂押出端部の溝深さ)」を意味する。
以上のような本発明によれば、スクリュウの高速回転に
よっても、樹脂温度の過度の上昇や混練不良、分散不良
等を生じることなく、高押出量及び良好な押出安定性を
達成でき、従って高品質の押出製品を生産性良く製造で
きるという効果がある。
よっても、樹脂温度の過度の上昇や混練不良、分散不良
等を生じることなく、高押出量及び良好な押出安定性を
達成でき、従って高品質の押出製品を生産性良く製造で
きるという効果がある。
第1図は本発明の高速押出方法を実施するための押出成
形装置の一例を示す概略図、第2図は前記押出成形装置
の押出機に用いられる単軸スクリュウの一例を示す側面
図、第3図は従来の一般的なフルフライトスクリュウの
側面図である。 10・・・単軸スクリュウ、11・・・供給部、12圧
縮部、13・・・計量部、14・・・第1押出部、15
・・・混合部、16・・・剪断部、17・・・第2押8
部、21・・・押出機、22・・・モータ、23・・・
アダプタ、24・・・ギアポンプ、25・・・ダイ、2
6・・・樹脂圧力計。
形装置の一例を示す概略図、第2図は前記押出成形装置
の押出機に用いられる単軸スクリュウの一例を示す側面
図、第3図は従来の一般的なフルフライトスクリュウの
側面図である。 10・・・単軸スクリュウ、11・・・供給部、12圧
縮部、13・・・計量部、14・・・第1押出部、15
・・・混合部、16・・・剪断部、17・・・第2押8
部、21・・・押出機、22・・・モータ、23・・・
アダプタ、24・・・ギアポンプ、25・・・ダイ、2
6・・・樹脂圧力計。
Claims (1)
- (1)単軸スクリュウを有する押出機から熱可塑性樹脂
を押出す方法において、押出機の吐出側にギアポンプを
連設し、押出機からギアポンプを経由してダイにより熱
可塑性樹脂を押出すようにし、かつ、 単軸スクリュウは、 (i)口径Dが30〜150mm、 (ii)長さLと口径Dとの比L/Dが20〜40とさ
れ、 (iii)樹脂供給側から樹脂押出側に向かって順次供
給部、圧縮部及び計量部を有する第1押出部が形成され
るとともに、この第1押出部から樹脂押出側に向かって
順次混合部、剪断部及び第2押出部が形成され、かつ、
前記第2押出部の長さの少なくとも1/2以上がy≧(
0.046x+1)〔yは第2押出部の溝深さ(mm)
、xは第2押出部のスクリュウ口径(mm)〕を満足す
る形状とされ、この単軸スクリュウを周速70〜170
m/分で回転させて溶融樹脂の押出しを行なうことを特
徴とする熱可塑性樹脂の高速押出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2170850A JP2816356B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 押出成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2170850A JP2816356B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 押出成形装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0459220A true JPH0459220A (ja) | 1992-02-26 |
JP2816356B2 JP2816356B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=15912482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2170850A Expired - Lifetime JP2816356B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 押出成形装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2816356B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101954732A (zh) * | 2010-09-30 | 2011-01-26 | 北京化工大学 | 具有平行螺杆头段的锥形单螺杆挤出机 |
WO2015113529A1 (de) * | 2013-02-15 | 2015-08-06 | Reifenhäuser GmbH & Co. KG Maschinenfabrik | Einschnecken-plastifizi ermaschine und set einer baureihe; verfahren zum plastifizieren eines ausgansmaterials |
WO2020021875A1 (ja) | 2018-07-26 | 2020-01-30 | ダイキン工業株式会社 | 樹脂成形体の製造方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4670173B2 (ja) * | 2000-05-12 | 2011-04-13 | 株式会社デンソー | 押出成形装置 |
CN102310496A (zh) * | 2011-08-24 | 2012-01-11 | 昆山科信橡塑机械有限公司 | 内外屏蔽电缆料生产装置 |
CN103587100A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-19 | 江苏美电电工机械科技有限公司 | 一种强制推料型挤橡机螺杆 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63199623A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-18 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 熱可塑性樹脂成形用スクリユ− |
-
1990
- 1990-06-28 JP JP2170850A patent/JP2816356B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63199623A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-18 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 熱可塑性樹脂成形用スクリユ− |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN101954732A (zh) * | 2010-09-30 | 2011-01-26 | 北京化工大学 | 具有平行螺杆头段的锥形单螺杆挤出机 |
WO2015113529A1 (de) * | 2013-02-15 | 2015-08-06 | Reifenhäuser GmbH & Co. KG Maschinenfabrik | Einschnecken-plastifizi ermaschine und set einer baureihe; verfahren zum plastifizieren eines ausgansmaterials |
WO2020021875A1 (ja) | 2018-07-26 | 2020-01-30 | ダイキン工業株式会社 | 樹脂成形体の製造方法 |
EP3815876A4 (en) * | 2018-07-26 | 2022-03-23 | Daikin Industries, Ltd. | METHOD FOR PRODUCTION OF A RESIN MOLDING |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2816356B2 (ja) | 1998-10-27 |
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