(57)【要約】【課題】ヒータを備えたシリンダと、シリンダ内部に収容されたスクリューとを備えた押出機において、樹脂ペレットの溶け残りを抑制することと、スクリューの長さの短縮化とを両立する。【解決手段】シリンダ１０の基端側の材料供給口１１付近のスクリュー２０の溝２３の高さを樹脂ペレットの大きさに相当する高さとすることで、溝２３内での樹脂ペレットＲの重なりを抑制して、シリンダ１０の内壁面１０ｂから近い位置で樹脂ペレットＲに熱を供給できるようにする。さらに、スクリュー２０の溝２３の高さをシリンダ１０の基端側の材料供給口１１付近から先端部の押出口１２に向かうにつれて低くなるようにすることで、溶融状態に応じて小さくなる樹脂ペレットＲに対応してシリンダ１０の内壁面１０ｂと樹脂ペレットＲとの距離を近いままの状態にすることができるので、シリンダ１０の先端部において樹脂が十分に溶融するようになる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータを備えたシリンダと、
螺旋状の溝が外周に形成されており、前記シリンダ内部に回転可能に収容されたスクリューと、
前記シリンダの基端側に設けられた材料供給口と、
前記シリンダの先端部に設けられた押出口と、を備え、
前記材料供給口から前記シリンダ内部に投入される樹脂ペレットを、前記ヒータおよび前記スクリューによって溶融混練して溶融状態とし、その溶融樹脂を前記押出口から押し出す押出機であって、
前記材料供給口付近の前記スクリューの溝の高さが溶融前の樹脂ペレットの大きさに相当する高さであるとともに、当該スクリューの溝の高さが前記シリンダの前記材料供給口付近から前記押出口に向かうにつれて低くなるように構成されていることを特徴とする押出機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形に用いられる押出機に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成形に用いられる押出機としては、ヒータを備えたシリンダと、シリンダ内部に収容されたスクリューとを備え、ヒータによる加熱およびスクリューの回転により、熱可塑性樹脂からなる樹脂ペレットを溶融混練して溶融状態とし、その溶融樹脂を押出口から押し出す押出機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１６６４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、押出機において、スクリューのフライト間に形成された溝内に樹脂ペレットが何層にも重なった状態で充填される場合、シリンダの内壁面から遠い樹脂ペレット（溝の底に溜った樹脂ペレット）に熱が伝わりにくいため、樹脂ペレットの溶け残りが発生する場合がある。樹脂ペレットの溶け残りをなくして全ての樹脂ペレットを溶融状態とするためにはスクリュー長をある程度確保する必要があって機械設備の大型化が懸念される。
【０００５】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、ヒータを備えたシリンダと、シリンダ内部に収容されたスクリューとを備えた押出機において、樹脂ペレットの溶け残りを抑制することと、スクリュー長の短縮化とを両立することが可能な構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ヒータを備えたシリンダと、螺旋状の溝が外周に形成されており、前記シリンダ内部に回転可能に収容されたスクリューと、前記シリンダの基端側に設けられた材料供給口と、前記シリンダの先端部に設けられた押出口とを備え、前記材料供給口から前記シリンダ内部に投入される樹脂ペレットを、前記ヒータおよび前記スクリューによって溶融混練して溶融状態とし、その溶融樹脂を前記押出口から押し出す押出機において、前記材料供給口付近の前記スクリューの溝の高さが溶融前の樹脂ペレットの大きさに相当する高さであるとともに、当該スクリューの溝の高さが前記シリンダの前記材料供給口付近から前記押出口に向かうにつれて低くなるように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、材料供給口付近のスクリューの溝の高さを溶融前の樹脂ペレットの大きさに相当する高さとしているので、溝内での樹脂ペレットの重なりを抑制することができ、シリンダ内壁面から近い位置で樹脂ペレットに熱を供給することができる。これにより樹脂ペレットが溶けやすくなる。さらに、スクリューの溝の高さを、材料供給口付近から押出口に向かうにつれて低くなるようにしているので、溶融状態に応じて小さくなる樹脂ペレットに対応してシリンダ内壁面と樹脂ペレットとの距離を近いままの状態にすることができるので、シリンダの先端部において樹脂が十分に溶融するようになる。
【０００８】
このように本発明によれば、樹脂ペレットを効率よく溶融することができるので、スクリュー長を短くしても、樹脂ペレットの溶け残りを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ヒータを備えたシリンダと、シリンダ内部に収容されたスクリューとを備えた押出機において、樹脂ペレットの溶け残りを抑制することと、スクリュー長の短縮化とを両立することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を適用する押出機の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の押出機に用いるスクリューの側面図である。
【図３】図３（Ａ）は図２のＡ部に相当する拡大図、図３（Ｂ）は図２のＢ部に相当する拡大図、図３（Ｃ）は図２のＣ部に相当する拡大図である。
【図４】スクリューの従来例を示す側面図である。
【図５】図５（Ｄ）は図４のＤ部に相当する拡大図、図５（Ｅ）は図４のＥ部に相当する拡大図、図５（Ｆ）は図４のＦ部に相当する拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明を適用する押出機１の概略構成図である。図２は図１の押出機１に用いるスクリュー２０の側面図である。
【００１３】
押出機１は、シリンダ１０、スクリュー２０、ヒータ３０、ホッパ４０、および回転機構５０などを備えている。
【００１４】
シリンダ１０は、円筒部材であって内部に円筒状空間１０ａが形成されている。シリンダ１０の基端側には、上方に向けて開口する材料供給口１１が設けられている。シリンダ１０の先端部には押出口１２が設けられている。
【００１５】
シリンダ１０の内部（円筒状空間１０ａ内）にはスクリュー２０が収容されている。スクリュー２０のスクリュー軸２１の外周にはフライト２２が螺旋状に形成されている。この螺旋状のフライト２２によってスクリュー２０の外周に螺旋状の溝２３が形成されている。
【００１６】
スクリュー２０は、シリンダ１０内部において回転可能であるとともに、進退移動可能である。スクリュー２０は、モータなどを有する回転機構５０によってシリンダ１０内部において回転される。また、スクリュー２０は、進退機構（図示せず）によって進退移動される。
【００１７】
シリンダ１０の外周部にはヒータ３０が巻かれている。ヒータ３０は、例えば、ヒータコントローラ（図示せず）によって駆動制御され、このヒータ３０の駆動制御によりシリンダ１０内部の温度を、樹脂ペレットＲを溶融することが可能な温度に制御することができる。
【００１８】
材料供給口１１の上方にはホッパ４０が配置されている。ホッパ４０の内部は材料供給口１１を通じてシリンダ１０内部に連通している。ホッパ４０には熱可塑性樹脂からなる樹脂ペレットＲが充填される。
【００１９】
以上の押出機１において、ホッパ４０に充填された樹脂ペレットＲがシリンダ１０の材料供給口１１を通じてシリンダ１０内部に投入される。シリンダ１０内部に投入された樹脂ペレットＲはシリンダ１０の内壁面１０ｂからの熱（ヒータ３０による加熱）およびスクリュー２０の回転により溶融混練されて溶融状態となり、その溶融樹脂が押出口１２から押し出される。そして、押出口１２から押し出された溶融樹脂は射出成形金型（図示せず）内のキャビティに充填され、そのキャビティ内で溶融樹脂が冷却されることにより樹脂成形体が製造される。
【００２０】
−特徴部分−
次に、本実施形態の押出機１の特徴部分について図１〜図３を参照して説明する。
【００２１】
なお、図３（Ａ）は図２のＡ部に相当する拡大図、図３（Ｂ）は図２のＢ部に相当する拡大図、図３（Ｃ）は図２のＣ部に相当する拡大図である。
【００２２】
本実施形態の押出機１では、図３（Ａ）に示すように、シリンダ１０の材料供給口１１付近のスクリュー２０の溝２３の高さｈを、溶融前の樹脂ペレットＲの大きさに相当する高さとしている。さらに、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように、スクリュー２０の溝２３の高さを、シリンダ１０の材料供給口１１付近から押出口１２に向かうにつれて低くなるように構成している点に特徴がある。なお、スクリュー２０のフライト２２の外径は軸方向において一定である。
【００２３】
スクリュー２０の溝２３をこのような形状とすることにより、スクリュー２０の長さを短くしても、樹脂ペレットＲの溶け残りを抑制することができる。この点について以下に説明する。
【００２４】
まず、図４に示すスクリュー１２０（従来例）において、図５（Ｄ）（図４のＤ部に相当する拡大図）に示すように、スクリュー１２０のフライト１２２間の溝１２３内に樹脂ペレットＲが複数層重なった状態で充填される場合、シリンダ１１０の内壁面１１０ｂから遠い樹脂ペレットＲ（溝１２３の底に溜った樹脂ペレットＲ）に熱が伝わりにくい。さらに、スクリュー１２０の軸方向の中央部においても、図５（Ｅ）（図４のＥ部に相当する拡大図）に示すように、シリンダ１１０の内壁面１１０ｂから遠い樹脂ペレットＲに熱が伝わりにくくなるので樹脂ペレットＲが溶けにくい。そして、スクリュー１２０の先端部においては、図５（Ｆ）（図４のＦ部に相当する拡大図）に示すように、スクリュー１２０の溝１２３の高さが高くて容積が大きいため樹脂ペレットＲが完全に溶けるまで時間がかかる。このため、樹脂ペレットＲの溶け残りをなくして全ての樹脂ペレットＲを溶融状態とするには、スクリュー１２０の長さをある程度確保する必要があって、機械設備の大型化が懸念される。なお、スクリュー１２０の長さが短くて、樹脂ペレットＲの溶け残りが発生すると、その溶け残り樹脂（未溶融樹脂）による成形不良が懸念される。
【００２５】
これに対し、本実施形態では、図３（Ａ）に示すように、シリンダ１０の材料供給口１１付近のスクリュー２０の溝２３の高さｈを、溶融前の樹脂ペレットＲの大きさに相当する高さとしているので、溝２３内での樹脂ペレットＲの重なりを抑制することができる。これにより、シリンダ１０の内壁面１０ｂから近い位置で全ての樹脂ペレットＲに熱を供給することができる。
【００２６】
さらに、スクリュー２０の溝２３の高さを、シリンダ１０の材料供給口１１付近から押出口１２に向かうにつれて低くなるように構成しているので、スクリュー２０の軸方向の中央部においては、図３（Ｂ）に示すように、シリンダ１０の内壁面１０ｂと樹脂ペレットＲとの距離を近いままの状態にすることができる。さらに溝２３内の樹脂ペレットＲ（溶融状態に応じて小さくなった樹脂ペレットＲ）がシリンダ１０の内壁面１０ｂにて潰されるので、内壁面１０ｂからの伝熱面積が増加する。これにより樹脂ペレットＲの溶融が加速される。そして、スクリュー２０の先端部では、図３（Ｃ）に示すように、溝２３の高さが低くて溝２３の容積が小さいので、樹脂ペレットＲが十分に溶融するようになる。
【００２７】
このように、本実施形態の押出機１によれば、樹脂ペレットＲを効率よく溶融することができるので、樹脂ペレットＲの溶け残りを抑制することと、スクリュー２０の長さの短縮化とを両立することが可能になる。そして、スクリュー２０の長さを短縮化できることにより、機械設備の小型化をはかることが可能になる。
【００２８】
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、樹脂成形に用いられる押出機に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  押出機
１０  シリンダ
１０ａ  円筒状空間
１０ｂ  内壁面
１１  材料供給口
１２  押出口
２０  スクリュー
２１  スクリュー軸
２２  フライト
２３  溝
３０  ヒータ
４０  ホッパ
５０  回転機構
Ｒ  樹脂ペレット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2018196970.tif 000006
【図５】
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