JP2007007864A - オンラインブレンド射出成形機の可塑化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 オンラインブレンド射出成形機の可塑化装置において、樹脂材料の分配混合及び分散混合機能が良く、特にフラフ等を混入した樹脂材料であっても安定した押出量を射出成形機に供給できるオンラインブレンド射出成形機の可塑化装置を提供すること。
【解決手段】 フィーダからの樹脂材料を可塑化装置により可塑化し、この可塑化樹脂を射出装置に供給し、射出成形を行うオンラインブレンド射出成形機の前記可塑化装置において、可塑化装置を二軸押出機とするとともに、そのスクリュは外径Ｄ、谷径ｄとしたとき形状指標Ｄ／ｄ＝１．７〜１．８を有することを特徴とするオンラインブレンド射出成形機の可塑化装置とした。
【選択図】 図１

Description

本発明はオンラインブレンド射出成形機の可塑化装置に係り、特にそのスクリュに関する。

オンラインブレンド射出成形機はこの射出成形機に供給する樹脂材料をペレット化する必要がなく、樹脂材料製造工程から直接に供給することが出来、ペレット製造工程を省略することができるので最近用いられるようになってきた。

そしてオンラインブレンド射出成形機においても樹脂材料の節約のためシート等の成形時に生ずるシート等の幅方向の両端部（耳部）を原料とする低嵩密度再生品（フラフ等）を１０％程度混入した原料を用いる成形をすることが行なわれるようになり、そのための可塑化装置、即ち押出機或いはそのスクリュに付いても種々検討されるようになった。
特開平５‐１３１５０９号公報 特開平７‐１１２４６７号公報

しかしながら従来のオンラインブレンド射出成形機の可塑化装置は単軸の押出機が多く用いられており、樹脂材料の分配混合及び分散混合機能の面で劣り安定した押出量を射出成形機に供給できなかった。特に前述のようなフラフ等を１０％程度混入した樹脂材料を用いる場合には押出機の樹脂材料供給部分の食込みが悪く、安定した押出量が得られなかった。

発明者等は前述の従来可塑化装置における原料が安定した押出量が得られないことおよびフラフ等を混入した樹脂材料の食込みが悪いという問題に付いて種々検討した結果、可塑化装置は樹脂材料の分配混合及び分散混合機能の良い二軸押出機を用いれば良い。そしてフラフ等を混入した樹脂材料の場合には従来から当社ＩＳ‐１７０‐ＫＩＳ機に用いていたようにスクリュは外径Ｄ、谷径ｄとしたとき、スクリュ形状指標Ｄ／ｄ＝１．５〜１．６ではなく、それより流路断面積が４０％増大するスクリュ形状指標Ｄ／ｄ＝１．７〜１．８とすれば良いとの結論に達し、本発明となった。

本発明の目的はオンラインブレンド射出成形機の可塑化装置において、樹脂材料の分配混合及び分散混合機能が良く、特にフラフ等を混入した樹脂材料であっても安定した押出量を射出成形機に供給できるオンラインブレンド射出成形機の可塑化装置を提供することである。

前述の目的を達成するため本発明はフィーダからの樹脂材料を可塑化装置により可塑化し、この可塑化樹脂を射出装置に供給し、射出成形を行うオンラインブレンド射出成形機の前記可塑化装置において、可塑化装置を二軸押出機とするとともに、そのスクリュは外径Ｄ、谷径ｄとしたとき形状指標Ｄ／ｄ＝１．７〜１．８を有することを特徴とするオンラインブレンド射出成形機の可塑化装置とした。

また前記スクリュは少なくともフィード部に形状指標Ｄ／ｄ＝１．７〜１．８を有することを特徴とすオンラインブレンド射出成形機の可塑化装置とした。

この発明によれば樹脂材料の分配混合及び分散混合機能が良く、特にフラフ等を混入した樹脂材料であっても安定した押出量を射出成形機に供給できるオンラインブレンド射出成形機の可塑化装置となった。

本発明の１実施形態を図１ないし図３により本発明の１実施形態を説明すると、１はオンラインブレンド射出成形機で、モータ２により駆動されるフィーダ３を備えた可塑化装置である二軸押出機４と、同二軸押出機４により可塑化した樹脂材料を通過或いは一旦溜めておくアキュムレータ５と、このアキュムレータ５から送られて来る可塑化樹脂を射出成形する射出成形機（射出装置６のみ記載）からなる。

二軸押出機４のスクリュ７の回転は歯車箱９を介してモータ８で駆動されており、フィーダ３から供給口１０を経て二軸押出機４内に供給された樹脂材料はスクリュ７の回転によるせん断熱および図示してないヒータ等の加熱装置により可塑化され、可塑化樹脂となってアキュムレータ５に溜められ、射出成形機の射出工程時に弁１１が開かれ、可塑化樹脂が射出装置６に供給され、液圧によるプランジャ１２により射出される。

スクリュ７は図２および図３に示すように基部から先端にかけてフィード部Ｆ、混練部Ｃ、次いでポンピング部Ｐで構成されており、少なくともフィード部Ｆにおいてはスクリュ外径Ｄ、スクリュ谷径ｄとするとその形状指標Ｄ／ｄ＝１．７〜１．８と成っている。

従って従来のスクリュがその形状指標Ｄ／ｄ＝１．５〜１．６であり、本発明のスクリュのスクリュ形状指標Ｄ／ｄ＝１．７〜１．８は流路断面積が４０％増大されており、押出量が増加し、かつ樹脂材料の混合、分散機能が良く、特にフラフ等を混入した樹脂材料であっても安定した押出量を得ることができ、押出機もその分１ランク下の押出機を使用することが出来、機械装置の据付面積も小型とすることが出来る。

次に本発明の可塑化装置（二軸押出機）と従来の可塑化装置（二軸押出機）によるテスト結果を下記に示す。
●樹脂原料；（１）ＰＰペレット（モンテルＰＦ８１４、ＭＦＲ約４）
（２）ＰＰ＋タルク（元込３０％）：日本ミストロンＭＩＳＴＲОＮ８５０‐ＪＳ（平均粒子径４．５ミクロン）
（３）ＰＥＴフラフ（ボトルフレーク、嵩比重０．３０４）、フラフ（０・２２ｇ／ｃｃ）
●スクリュ；Ａ標準プロファイル（ＴＥＭ‐３７ＢＳ）
Ｂ深溝プロファイル（ＴＥＭ‐３７ＤＳ）
フリーボリューム
Ｄ／ｄ＝１．５２（標準スクリュ溝）、１．８０（本発明スクリュ溝）
バレル内径３７．０ｍｍ（標準）、３９．７ｍｍ（本発明）
により押出量等を比較した。
（１）ＰＰペレット
図４（イ）に示すように高粘度および高嵩密度の特性を有し、最高押出量はモータトルクによって制限されるが同一回転速度においては、本発明スクリュの比エネルギー（モータ消費動力）の低下分相当の増能力が可能で、その差は約１０％程度であった。
（２）ＰＰ＋タルク
図４（ロ）に示すように標準スクリュに比較し、本発明スクリュにおいては約１．４倍の押出量となり、スクリュボリュームの増大分に相当する。
この結果、低嵩密度の粉体原料は深溝により増能力が可能であることが理解される。
（３）ＰＥＴフラフ
図４（ハ）嵩密度が約０．３と低いため標準スクリュでは溝が浅く、大粒の原料はスクリュ溝内に入りにくく、フィード能力に劣るが、一方本発明スクリュは原料がスクリュ溝内に入りやすく、約１．６倍の押出量を得ることが出来た。
押出量の他、データの開示は省略するが、（１）ＰＰペレットにおいては最大で２０℃の温度低減が可能（６００ｍｉｎ^−１）であり、これは本発明スクリュが低せん断混練特性が優れていることを示す。
また（２）ＰＰ＋タルクにおいて、本発明スクリュは各運転条件で５℃低い値を示した。
更に（３）ＰＥＴフラフにおいては本発明スクリュは従来スクリュと比較してもＰＥＴは低溶融粘度特性を示しせん断力の影響差はなかった。

以上説明したように本発明スクリュは従来のスクリュと比較して優れた点が多く、十分にオンラインブレンド射出成形機の可塑化装置として使用可能である。

前述の説明は液圧により駆動する射出装置を説明したが、本発明は図５に示すように全電動式の装置も使用可能である。その場合は可塑化装置であるニ軸押出機２０はモータ２１により歯車箱２２を介してスクリュ２３を回転駆動させ、溶融樹脂を一時蓄積するアキュムレータ２４はモータ２５がボールネジ２６を回転させることによりプランジャ２７を進退させ、射出装置のプランジャ２８はモータ２９がボールネジ３０を回転させることにより進退し、射出装置３１内に溶融樹脂を射出および蓄積を行う。

以上の説明は可塑化装置と射出装置の間にアキュムレータを設け、可塑化した溶融樹脂をアキュムレータを介して射出装置に供給する場合に付いて述べたが、これに限らず図６に示すように可塑化装置４０から溶融樹脂を直接にパイプ４２により射出装置４１に供給する方式のオンラインブレンド射出成形機にも使用可能であることは自明である。

この発明によりオンラインブレンド射出成形機の可塑化装置は樹脂材料の分配混合及び分散混合機能が良く、特にフラフ等を混入した樹脂材料であっても安定した押出量および低温度で射出成形機に供給可能となった。

この発明によるスクリュが適用される可塑化装置を備えたオンラインブレンド射出成形機の概要を示す説明面図である。 この発明による可塑化装のスクリュが適用される概要を示す説明面図である。 この発明による可塑化装のスクリュが適用される概要を示す説明面図で、図２の断面Ａ‐Ａ図である。 本発明の可塑化装置と従来の可塑化装置による押出量のテスト結果を示すもので、（イ）（ロ）（ハ）は夫々、ＰＰペレット、ＰＰ＋タルク、ＰＥＴフラフの場合を示すグラフである。 この発明によるスクリュが適用される可塑化装置を備えたオンラインブレンド射出成形機の他の実施例を示す説明面図で、全電動式装置の概要説明図である。 この発明によるスクリュが適用される可塑化装置を備えたオンラインブレンド射出成形機の更に他の実施例を示す説明面図で、可塑化装置と射出装置の間にアキュムレータのない方式の概要説明図である。

符号の説明

１ オンラインブレンド射出成形機
２、２１、２５ モータ
３ フィーダ
４、２０、４０ 二軸押出機
５、２４ アキュムレータ
６、３１、４１ 射出装置
７、２３ スクリュ
９、２２ 歯車箱
１０ 供給口
１１ 弁
１２、２７、２８ プランジャ
２６、３０ ボールネジ
４２ パイプ

Claims (2)

1. フィーダからの樹脂材料を可塑化装置により可塑化し、この可塑化樹脂を射出装置に供給し、射出成形を行うオンラインブレンド射出成形機の前記可塑化装置において、可塑化装置を二軸押出機とするとともに、そのスクリュは外径Ｄ、谷径ｄとしたとき形状指標Ｄ／ｄ＝１．７〜１．８を有することを特徴とするオンラインブレンド射出成形機の可塑化装置。
2. 前記スクリュは少なくともフィード部に形状指標Ｄ／ｄ＝１．７〜１．８を有することを特徴とする請求項１記載のオンラインブレンド射出成形機の可塑化装置。
   
   
   
   
   

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