(57)【要約】      （修正有）【課題】シリンダー内における混練り・分散状態が観察できて、テスト押出し期間を短縮し、成形中におけるトラブルにも適切に対策をとることが可能となる押出機のシリンダーの構造を提供する。【解決手段】押出機１のシリンダー２の一部に外部から内部を透視できる透明部３を設けてシリンダー２内部を観察できるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機のシリンダーの一部に外部から内部を透視できる透明部を設けて成ることを特徴とする押出機のシリンダーの構造。
【請求項２】
透明部が着脱自在であることを特徴とする請求項１記載の押出機のシリンダーの構造。
【請求項３】
透明部がシリンダーの軸方向に分割自在であることを特徴とする請求項２記載の押出機のシリンダーの構造。
【請求項４】
シリンダーが金属部と透明部とで構成され、金属部と透明部との間に断熱材を挟んで成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項の押出機のシリンダーの構造。
【請求項５】
透明部が耐熱性のガラスであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項の押出機のシリンダーの構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂の押出成形に使用する押出機のシリンダーの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１等に示されるような合成樹脂の押出成形に使用する押出機が知られているが、押出機のシリンダーは、１５０℃〜２５０℃のように高温で成形しなければならず、耐熱性の高い炭素鋼からなっている。
【０００３】
ところで、押出機により合成樹脂の押出成形品を生産するに当たっては、まず、テスト押出しを行い、成形材料の配合の調整、滑材の量の調整、スクリューの形状調整、スクリューの回転数の調整、温度の調整等を行って目的とする押出成形品を製造するための条件を求め、その後、本格的な生産を開始するものである。
【０００４】
上記テスト押出しに当たっては、合成樹脂材料の配合、滑材の量、スクリューの形状、回転数、温度等を変えて何度も繰り返しテスト押出しを行うようになっている。そして、テスト押出しにより目的とする合成樹脂の押出成形品を製造するための最適の条件を見出して、本格的な生産を開始する。しかしながら、従来、シリンダー内における混練り・分散状態がどうなっているのか観察できないので、テスト押出しにおける上記調整は技術者の長年の経験と技術者の感に基づいて行わなければならず、本格的な生産を開始するまでのテスト押出し期間が長くかかるという問題があった。
【０００５】
また、本格的な生産を開始した後においても、成形中におけるトラブル（例えば、材料の出が悪い、材料がやせる、分散が悪くて強度が出ない等々）が発生した場合も、トラブル発生時におけるシリンダー内における混練り・分散状態が観察できないため、トラブルに対する適切な対策をとることができないという問題があった。
【特許文献１】特開平１１−７０５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、シリンダー内における混練り・分散状態が観察できて、テスト押出し期間を短縮し、成形中におけるトラブルにも適切に対策をとることが可能となる押出機のシリンダーの構造を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明に係る押出機のシリンダーの構造は、押出機１のシリンダー２の一部に外部から内部を透視できる透明部３を設けて成ることを特徴とするものである。
【０００８】
このような構成とすることで、透明部３を介して外部からシリンダー２内を見て、シリンダー２内における混練り・分散状態を観察できる。
【０００９】
また、透明部３が着脱自在であることが好ましい。
【００１０】
このような構成とすることで、透明部３が損傷した際に、透明部を交換したり、あるいは、透明部３を金属部４と交換したりできる。
【００１１】
また、透明部３がシリンダー２の軸方向に分割自在であることが好ましい。
【００１２】
このような構成とすることで、簡単な構成でシリンダー２の一部を透明部３として分割自在とすることができる。
【００１３】
また、シリンダー２が金属部４と透明部３とで構成され、金属部４と透明部３との間に断熱材５を挟むことが好ましい。
【００１４】
金属部４と透明部３とは熱膨張率が異なるが、断熱材５を間に介在することで、熱膨張率の差を吸収し、シリンダー２に透明部３を設けてもシリンダー２としての機能を損なわないようにできる。
【００１５】
また、透明部３が耐熱性のガラスであることが好ましい。
【００１６】
このような構成とすることで、シリンダー２の一部に簡単に透明部３を構成でき、しかも、熱で損傷しないようにできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上記のようにシリンダーの一部に外部から内部を透視できる透明部を設けてあるので、シリンダー内における混練り・分散状態を観察することができ、テスト押出しにおける各種調整がシリンダー内における混練り・分散状態と対応しながらできて、テスト押出し期間を短縮することができ、また、成形中におけるトラブルにも適切に対策をとることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。
【００１９】
押出機１は図１に示すように、シリンダー２と、成形材料をシリンダー２に供給するためのホッパ６と、シリンダー２内に供給された成形材料を混練しながらシリンダー２の前端部側に移送するためのスクリュー７（図２に示す）と、スクリュー７を回転するための回転装置８とを備えたものであり、シリンダー２の前端部にはダイ（図示せず）が取付けられる。
【００２０】
シリンダー２は押出機１の基枠１０に前後方向に距離をおいて設けた一対の固定板１０ａ間に配置され、両固定板１０ａに設けた孔１１に固定軸１２を挿通してナット１３を締結することで、シリンダー２を取付けるようになっている。
【００２１】
シリンダー２の一部には、外部から内部を透視できる透明部３が設けてある。つまり、シリンダー２は耐熱性の高い炭素鋼などからなる金属部４と、耐熱性を有するガラスよりなる透明部３とで構成してある。透明部３を構成するために使用するガラスとしては、例えば、石英ガラス、ソーダガラス、ホウ珪酸ガラス、鉛ガラス等が使用できる。なお、透明部３はシリンダー２全体の５０パーセント以下とする。
【００２２】
シリンダー２の一部に透明部３を設けるに当たっては、透明部３を着脱自在に取り外すことができるようにすることが好ましい。
【００２３】
図２に示す実施形態においては、シリンダー２を軸方向に複数の筒状ブロック１４に分割してある。複数の筒状ブロック１４は、耐熱性の高い炭素鋼などからなる金属部４を構成する図４（ａ）に示すような金属筒状ブロック１４ａと、図４（ｂ）に示すような耐熱性を有するガラスよりなる透明部３を構成する透明筒状ブロック１４ｂとに分かれていて、１乃至複数の金属筒状ブロック１４ａと、１乃至複数の透明筒状ブロック１４ｂとを軸方向に組み合わせてシリンダー２を構成している。
【００２４】
筒状ブロック１４（金属筒状ブロック１４ａ、透明筒状ブロック１４ｂ）にはそれぞれ、軸方向の端面に開口する嵌め込み孔９が設けてあり、ピン１６を対向する筒状ブロック１４の嵌め込み孔９に嵌め込むことで、金属筒状ブロック１４ａ同士、金属筒状ブロック１４ａと透明筒状ブロック１４ｂ、透明筒状ブロック１４ｂ同士を連結してシリンダー２を組み立てるようになっている。
【００２５】
また、シリンダー２の軸方向の両端部においては、図３に示すように、固定板１０ａに設けた嵌め込み孔１７と、これと対向する端部に位置する筒状ブロック１４の嵌め込み孔９とにピン１６をはめ込んでシリンダー２の端部と固定板１０ａとを連結するようになっている。
【００２６】
ここで、金属筒状ブロック１４ａの端面と透明筒状ブロック１４ｂの端面との間には薄板リング状をした断熱材５を介在して連結するようになっており、断熱材５には上記ピン１６を挿通するための孔が設けてある。
【００２７】
ここで、金属筒状ブロック１４ａの端面と透明筒状ブロック１４ｂの端面との間に断熱材５を介在したのは以下の理由による。
【００２８】
つまり、金属筒状ブロック１４ａには加熱手段が設けてあり、加熱しながら成形材料を混練するのであるが、このように加熱しながら成形材料を混練する際、両者を直接付き合わせると、金属筒状ブロック１４ａからガラス製の透明筒状ブロック１４ｂに熱が伝わり、また、金属製の金属筒状ブロック１４ａと、耐熱性を有するガラス製の透明筒状ブロック１４ｂとは熱膨張率が異なるため、ガラス製の透明筒状ブロック１４ｂに大きな歪が生じ、亀裂が発生したりする原因となり、また、シリンダー２の内面の両者の突合せ部分に段差が生じ、シリンダー２内における成形材料の流れを阻害する原因となる。
【００２９】
そこで、本発明においては、金属筒状ブロック１４ａの端面と透明筒状ブロック１４ｂの端面との間に断熱材５を介在させることで、金属筒状ブロック１４ａに設けた加熱手段の熱が直接透明筒状ブロック１４ｂに伝わらないようにすると共に、断熱材５で上記両者の熱膨張率の差を吸収するようにしている。これにより、ガラス製の透明筒状ブロック１４ｂに大きな歪が生じて亀裂が発生したりするのを防止し、また、シリンダー２の内面の両者の突合せ部分に段差が生じないようにできる。
【００３０】
また、断熱材５としてシール性に優れたものを用いると、断熱材５を介在することで連結部分におけるシール性を確実にすることもできる。
【００３１】
上記例では金属筒状ブロック１４ａの端面と透明筒状ブロック１４ｂの端面との間に断熱材５を介在させているが、金属筒状ブロック１４ａの端面と金属筒状ブロック１４ａの端面との間、透明筒状ブロック１４ｂの端面と透明筒状ブロック１４ｂの端面との間にも断熱材５を介在させるようにしてもよい。
【００３２】
上記のようにして組み立てたシリンダー２は前述のようにして、一対の固定板１０ａ間に配置して固定軸１２により一対の固定板１０ａ間に連結固定するのであるが、図３、図４に示す実施形態では、金属筒状ブロック１４ａには貫通孔２０を設けて、該貫通孔２０、両固定板１０ａに設けた孔１１に固定軸１２を挿通してナット１３を締結することで、シリンダー２を取付けるようになっている。
【００３３】
上記のような構成のシリンダー２を備えた押出機１で合成樹脂の成形材料を混練して押出成形品を成形する。
【００３４】
押出機１により合成樹脂の押出成形品を生産するに当たっては、既に述べたように、まず、テスト押出しを行う。
【００３５】
テスト押出しにおいては、成形材料の配合の調整、滑材の量の調整、スクリューの形状、スクリューの回転数、温度の調整等を行って目的とする押出成形品を製造するための条件を求め、その後、本格的な生産を開始する。
【００３６】
上記、テスト押出しに当たって、本発明においては、ホッパ６から成形材料をシリンダー２内の後部に供給し、スクリュー７を回転して、シリンダー２内で成形材料を加熱して混練・分散させながら、前方に移送し、ダイから押出す。
【００３７】
この場合、ダイから押出された合成樹脂の押出成形品が目的とする断面形状で、目的とする強度等を備えたものとするため、成形材料の配合の調整、滑材の量の調整、スクリューの形状、スクリューの回転数、温度の調整等を任意におこなって、その度にテスト押出しを行うものである。
【００３８】
このテスト押出しの際、本発明においては、透明筒状ブロック１４ｂ部分でシリンダー２内における成形材料の混練・分散、移送状態を観察でき、上記各種調整と、シリンダー２内における成形材料の挙動と、押出された合成樹脂の押出成形品との相互の関係がわかり、この結果、上記各種調整をするに当たり、従来のように技術者の経験や感だけで行うのではなく、実際のシリンダー２内における成形材料の挙動との関係を確認しながら各種調整ができることになり、従来よりもテスト押出し回数を短くでき、テスト押出しに要する期間を短縮できる。
【００３９】
上記のようなテスト押出しを行うことで、目的とする合成樹脂の押出成形品を押出成形するための、各種条件を求め、これが完了すると、押出機１により本格的な生産を開始することになる。
【００４０】
本格的な生産を開始した後においても、成形中におけるトラブル（例えば、材料の出が悪い、材料がやせる、分散が悪くて強度が出ない等々）が発生することがあるが、この場合はトラブル発生時におけるシリンダー内における混練り・分散状態が観察できるため、該観察結果に基づいて発生したトラブルに対して適切な対策をとることができる。
【００４１】
ここで、透明部３を着脱自在としたものにおいては、特に、テスト押出し、又は、テスト押出し後における本格的な生産段階で、シリンダー２内の成形材料の挙動を観察する必要がない場合は、透明部３を取り外し、図５に示すように、透明部３に代えて少なくとも内周形状が透明部３と同じ形状、大きさの金属製の交換部１８を取付けるようにすることができる。
【００４２】
これにより、必要な時にのみ高価な耐熱ガラス製の透明部３を使用することができ、透明部３の損傷を抑制することができる。
【００４３】
また、シリンダー２の複数個所に透明部３を設けることができるようにしたものにおいては、複数個所に透明部３を取付ける場合、複数個所のうちいずれかを選択して透明部３を取付ける場合を選択できる。
【００４４】
シリンダー２はその軸方向において、後部は、ホッパ６から供給された成形材料を攪拌混合する領域であり、中間部分は、成形材料が半溶融状態から溶融状態に移行しながら混練・分散が行われる領域であり、前部は、溶融状態の成形材料の混練・分散を行ってダイ側に安定して供給するための領域である。
【００４５】
したがって、シリンダー２の軸方向の複数個所に透明部３を設けると、上記各段階におけるシリンダー２内における成形材料の動きが観察でき、前述の各種調整と、各段階における成形材料の実際の挙動との関係がわかり、前述の各種調整が簡単に行えることになる。
【００４６】
ここで、シリンダー２の前部は溶融状態の成形材料がダイ側に供給されるので、この部分における成形材料の流れ状態は、成形される合成樹脂の押出成形品の良否に最も影響を与えるので、特に、シリンダー２の前部に透明部３を設けて、シリンダー２の内部の前部における成形材料の挙動を観察できるようにするのが好ましい。
【００４７】
また、添付図面に示す実施形態のように、透明筒状ブロック１４ｂで透明部３を構成するものにおいては、シリンダー２の軸方向の一部の周方向におけるスクリュー７の回転による成形材料の混練・分散、回転しながらの移送の様子が観察でき、前述の調整作業がよりいっそう容易となる。
【００４８】
また、添付図面に示す実施形態においては、シリンダー２が２軸押出機の例を示しているが、必ずしも２軸押出機にのみ限定されず、１軸押出機であってもよい。
【００４９】
なお、２軸押出機の場合、２軸間の中間部分（２軸間の谷部分）において成形材料がスムーズに流れて混練・分散することが重要であり、このため、２軸間の中間部分（２軸間の谷部分）における成形材料の挙動を観察できるように２軸間の中間部分に透明部３を設けるのが好ましい。
【００５０】
この点に関し、添付図面に示す実施形態においては、前述のように、透明筒状ブロック１４ｂで透明部３を構成し、シリンダー２の軸方向の一部を周方向において観察できるようにしているので、当然、２軸間の中間部分における成形材料の挙動を観察できて、前述の調整作業がよりいっそう容易に行える。
【００５１】
なお、添付図面に示す実施形態においてはスクリュー７を軸方向に複数のスクリューブロック７ａに分割してある。各スクリューブロック７ａはそれぞれスクリューの形状、ピッチを異ならせてあり、長手方向において、連結するスクリューブロック７ａの形状やスクリューの異なるものを任意に選択して使用することができるようにしてある。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の押出機の側面図である。
【図２】同上のシリンダー（スクリューを挿入した状態）の一実施形態の断面図である。
【図３】同上の複数の筒状ブロックの連結及び固定板への取付けを示し、（ａ）は軸と概略側面断面図であり、（ｂ）は概略正面断面図である。
【図４】（ａ）は金属筒状ブロックの概略正面図であり、（ｂ）は透明筒状ブロックの概略正面図である。
【図５】図２の実施形態のシリンダーにおける透明部を金属製の交換部と入れ替えた例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  押出機
２  シリンダー
３  透明部
４  金属部
５  断熱材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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