(57)【要約】【課題】粘性が高く流速が速い溶融樹脂に対して、斑なく超音波振動を印加することができるようにする。【解決手段】縦振動子７で駆動される駆動ホーン５の先端に、逆Ｔ字状に撓み棒８を取付ける。この撓み棒８を流路３内に配置し、流路３内を流れる溶融樹脂に、撓み棒８を介して超音波振動を印加する。流路３の内面と、撓み棒８の外面との間の間隔を、２〜５ｍｍ程度の狭い間隔とする。これにより、粘性が高く流速が速い溶融樹脂に対しても、斑なく超音波振動を印加することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融樹脂の流路内に撓み棒を配置し、この撓み棒に超音波振動を加えて撓み振動させることを特徴とする超音波振動印加方法。
【請求項２】
撓み棒は、流路と相似形で流路とほぼ同一の断面積を有していることを特徴とする請求項１記載の超音波振動印加方法。
【請求項３】
一端側から縦振動が入力される駆動ホーンの他端部に撓み棒を接続し、この撓み棒を、溶融樹脂の流路内に配置したことを特徴とする超音波振動印加装置。
【請求項４】
撓み棒は、流路と相似形で流路とほぼ同一の断面積を有していることを特徴とする請求項３記載の超音波振動印加装置。
【請求項５】
撓み棒は、その外面に溶融樹脂との接触面積拡大用の凹凸を有していることを特徴とする請求項３または４記載の超音波振動印加装置。
【請求項６】
撓み棒は、その内部に溶融樹脂との接触面積拡大用の貫通孔を有していることを特徴とする請求項３，４または５記載の超音波振動印加装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路内を流れる溶融樹脂に超音波振動を印加するための超音波振動印加方法およびその装置に係り、特に溶融樹脂に超音波振動を印加してペレット製造時の物性特性を向上させる際に使用するのに好適な超音波振動印加方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、汚水処理システム等においては、被処理液やスラリー等に超音波振動を印加して処理することが汎く行なわれている。
【特許文献１】特開２００２−１７２３８９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来の超音波振動印加装置においては、その対象となる被処理液やスラリー等の流速が極めて遅く、また粘性も極めて低いため、比較的容易に超音波振動を印加することができるが、溶融樹脂の場合には、その流速が極めて速く、また粘性も高いため、従来の超音波振動印加装置をそのまま適用すると、流路内を流れる溶融樹脂全体に超音波振動を伝えることができず、ペレットを製造した際に、その物性特性に斑が生じて品質を安定させることができないと云う問題がある。
【０００４】
本発明は、かかる現況に鑑みなされたもので、流速が速くしかも粘性が高い溶融樹脂であっても、斑なく超音波振動を印加することができる超音波振動印加方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明の他の目的は、溶融樹脂の流速が極めて速い場合であっても、流路内を流れる総ての溶融樹脂に均等に超音波振動を印加することができるようにすることにある。
【０００６】
本発明のさらに他の目的は、撓み棒の長さを長くしたり、流路面積を大きくすることなく、撓み棒と溶融樹脂との接触面積を拡大することができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため本発明は、溶融樹脂の流路内に撓み棒を配設し、この撓み棒に超音波振動を加えて撓み振動させるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
本発明はまた、撓み棒を、流路と相似形で流路とほぼ同一の断面積となるように寸法設定したことを特徴とする。
【０００９】
本発明はまた、一端側から縦振動が入力される駆動ホーンの他端部に撓み棒を接続し、この撓み棒を、溶融樹脂の流路内に配置するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
本発明はさらに、撓み棒の外面や内部に、溶融樹脂との接触面積拡大用の凹凸や貫通孔を設けるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、溶融樹脂の流路内に撓み棒を配設し、この撓み棒に超音波振動を加えて撓み振動させるようにしているので、流速が速くしかも粘性が高い溶融樹脂であっても、斑なく超音波振動を印加することができる。
【００１２】
本発明はまた、撓み棒を、流路と相似形で流路とほぼ同一の断面積となるように寸法設定しているので、溶融樹脂の流速が極めて速い場合であっても、流路内を流れる総ての溶融樹脂に均等に超音波振動を印加することができる。
【００１３】
本発明はまた、一端側から縦振動が入力される駆動ホーンの他端部に撓み棒を接続し、この撓み棒を、溶融樹脂の流路内に配置するようにしているので、撓み振動する撓み棒の表面全域が溶融樹脂と接触することになり、駆動ホーンで直接超音波振動を印加する場合に比較して、溶融樹脂に斑なく超音波振動を印加することができる。
【００１４】
本発明はさらに、撓み棒の外面や内部に、溶融樹脂との接触面積拡大用の凹凸や貫通孔を設けるようにしているので、撓み棒の長さを長くしたり、あるいは流路面積を大きくすることなく、撓み棒と溶融樹脂との接触面積を拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図面を参照して説明する。
図１ないし図４は、本発明の第１の実施の形態に係る超音波振動印加装置を示すもので、この超音波振動印加装置１は、図示しない溶融樹脂の流路３を有するケース本体２と、このケース本体２に組込まれて溶融樹脂に超音波振動を印加する印加手段４とで構成されている。
【００１６】
前記印加手段４は、図５に示すように、ノード位置に固定用フランジ６を有する駆動ホーン５と、この駆動ホーン５の図中上端部に取付られて駆動ホーン５に縦振動を入力する縦振動子７と、前記駆動ホーン５の図中下端部に逆Ｔ字状に取付けられた例えば角棒状の撓み棒８とで構成されている。
【００１７】
一方、この印加手段４が組込まれるケース本体２は、図１ないし図４に示すように半割り状２つの単位ケース本体２ａ，２ｂを突合わせて構成されており、このケース本体２の内部には、両端部に流路入口３ａおよび流路出口３ｂを有する流路３が設けられ、また上面には、駆動ホーン５の下部を収容して上端部に固定用フランジ６の取付け座１０を有する支持筒９が設けられている。
【００１８】
前記流路３は、図３および図４に示すように、前記撓み棒８と相似形をなしているとともに、撓み棒８の外面との間に２〜５ｍｍ程度の間隔が形成される程度の大きさ，すなわち撓み棒８とほぼ同一の大きさになるように寸法設定されている。そしてこれにより、流路３内を流れる溶融樹脂の流速が速くても、溶融樹脂の全量に対して超音波振動を確実に印加できるようになっている。
【００１９】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
図４に示す超音波振動印加装置１において、溶融樹脂は、流路入口３ａから流路３内に流入するとともに、流路３内に流入した溶融樹脂は、流路出口３ｂから流路３外に排出されることになるが、この際、縦振動子７に通電して駆動ホーン５に縦振動を入力すると、この縦振動は撓み棒８に伝えられて、撓み棒８が撓み振動することになる。
【００２０】
図６（ａ），（ｂ）は、撓み棒８の撓み振動の状態を、有限要素法を用いて解析した結果を示すもので、駆動ホーン５の縦振動に合わせて、撓み棒８全体が撓み振動していることが判る。
【００２１】
このように、撓み棒８が流路３内で撓み振動すると、その振動は、撓み棒８の外面に接触して流れる溶融樹脂に伝えられ、これにより、溶融樹脂に超音波振動が印加されることになる。
【００２２】
ところで、流路３の内面と撓み棒８の外面との間には、２〜５ｍｍ程度の狭い間隔しか形成されていない。このため、溶融樹脂の粘性が高く、またその流速が速い場合であっても、流路３内を流れる溶融樹脂の全量に対して、斑なく超音波振動を印加することができる。
【００２３】
図７は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、前記第１の実施の形態における撓み棒８の外面に、溶融樹脂との接触面積を拡大するための溝１１を複数条設けるようにしたものである。
なお、その他の点については、前記第１の実施の形態と同一構成となっており、作用も同一である。
【００２４】
しかして、撓み棒８の外面に、複数条の溝１１を設けるようにしているので、撓み棒８の外形寸法を大きくしたり、あるいは長さを長くすることなく、表面積を拡大することができる。このため、より有効に溶融樹脂に超音波振動を印加することができる。
【００２５】
なお、撓み棒８の外面に、溝１１以外の凹凸を設けても、溝１１と同様の効果を得ることができる。例えば、撓み棒８の外面全域に、多数の突起を設けるようにしてもよい。
【００２６】
図８は、本発明の第３の実施の形態を示すもので、前記第１の実施の形態における撓み棒８の内部に、溶融樹脂との接触面積を拡大するための貫通孔２１を複数個設けるようにしたものである。
なお、その他の点については、前記第１の実施の形態と同一構成となっており、作用も同一である。
【００２７】
しかして、撓み棒８の内部に、複数個の貫通孔２１を設けるようにしているので、撓み棒８の外形寸法を大きくしたり、あるいは長さを長くすることなく、表面積を拡大することができる。このため、より有効に溶融樹脂に超音波振動を印加することができる。
【００２８】
なお、前記第３の実施の形態においては、撓み棒８に貫通孔２１のみを設ける場合について説明したが、この貫通孔２１と図７に示す溝１１とを組合わせて撓み棒８に設けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように、本発明に係る超音波振動印加装置は、流体に超音波振動を印加する装置として有用であり、特に粘性が高く流速が速い溶融樹脂に超音波振動を印加する装置として適している。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波振動印加装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の分解斜視図である。
【図３】単位ケース本体内に印加手段が組込まれている状態を示す斜視図である。
【図４】図３の正面図である。
【図５】印加手段の構成を示す説明図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、図５に示す印加手段の振動状態を有限要素法による解析結果で示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態を示す図５相当図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態を示す図５相当図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  超音波振動印加装置
２  ケース本体
２ａ，２ｂ  単位ケース本体
３  流路
３ａ  流路入口
３ｂ  流路出口
４  印加手段
５  駆動ホーン
６  固定用フランジ
７  縦振動子
８  撓み棒
９  支持筒
１０  取付け座
１１  溝
２１  貫通孔
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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