(57)【要約】【課題】原料プラスチックのスクリュー内への送り込みの停滞を排除して優れた溶融可塑化による混練を行うことができるプラスチック材料の混練装置を提供する。【解決手段】プラスチック材料の混練装置１は、ホッパ５に近いスクリュ−６の部分にスクリュー軸７との間が鋭角で断面山型に立ち上がるスクリュー羽根８の先端側の面を所定の曲率半径で抉った形状の波頭状の凹陥面を形成したもので、波頭状の凹陥面がホッパ内のプラスチック材料の定量をシリンダー内に規則正しく引き入れてホッパ内における停滞を無くしてプラスチック材料の可塑化混練に大きく貢献することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダー内のスクリューでプラスチック材料を加熱溶融し混練する装置であって、ホ
ッパ口に近いスクリュ−の部分にスクリュー軸との間で鋭角をなして形成されているスク
リュー羽根の断面山型に立ち上がる先端側の面を所定の曲率半径で抉った形状の波頭状の
凹陥面を形成してなることを特徴とするプラスチック材料の混練装置。
【請求項２】
前記スクリューが、スクリュー羽根の外径とピッチが一定で、スクリューの基端部より
先端部に向けて前記凹陥面が次第に小さくなり、先端部では断面の両側が略対称形となるように設定したものであることを特徴とする請求項１記載のプラスチック材料の混練装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック原料や顔料などのプラスチック材料を加熱混練して成形に適し
た優れた可塑化物とするための混練装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にプラスチック材料の混練の機構は、シリンダー内のスクリューで加熱混練して熱
可塑化したプラスチック材料をダイを通して押し出して成形する押出成形機などに包含さ
れている。
【０００３】
上記のスクリュー式の押出成形機の最も一般的な機構は、単軸スクリュー型と呼ばれるもので、ホッパ口より供給部、圧縮部、計量部と呼ばれる領域があり、供給部で充分な熱量を与えて圧縮部で溶融させ、計量部で可塑化溶融したプラスチック材料の一定量を押し出すようにしており、これに用いるスクリューとしてはスクリュー羽根のピッチを一定にしてスクリュー羽根の間の溝の深さ、換言すれば、スクリュー軸の径を先端ほど大きくしたり、前記の溝の深さを一定にしてスクリュー羽根のピッチを先端ほど小さくしたり、あるいはこの両者の併用によって成形材料が先端部に送られるにしたがって次第に緊密に圧縮されて混練できるようになっている。
かゝる混練装置の他の機構として、以下に述べるものが特許文献に存在している。
【特許文献１】特開平７−１７１８２４号公報  この特許文献１は、加熱筒壁に螺旋状のフライトを設け、加熱筒中央部の軸心方向に前記フライトと微少間隙を存して円筒状の軸を回転可能に設ける樹脂の可塑化混練装置を開示している。
【特許文献２】特開平７−２１４６２４号公報  この特許文献２は、樹脂の逆流防止弁を備えたスクリューを有する射出成形機の混練装置を開示している。
【特許文献３】特開平１０−２８６８２２号公報  この特許文献３には軟化点等の物性の異なる複数種類の熱可塑性材料の均一混合に、これら種類の異なる熱可塑性材料を別々に投入して加熱し、これを混練するスクリュー型混練機を開示している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スクリューによるプラスチック材料の混練の成否にはさまざまな要因が考えられるが、
ホッパに供給したプラスチック材料のスクリューへの食い込みのよしあしもその一つと考
えられる。
すなわち、ホッパに供給された粉末状ないし顆粒状及び液体状などのプラスチック材料は、ホッパ口からシリンダー内の供給部に流れて加熱溶融を受けながら回転するスクリューで圧縮部に送られるのであるが、スクリューの回転によってもプラスチック材料がホッパ側に跳ね返されたりして規則的に引き取られずにスクリューの実質的な空回りによって原料の送り込みが不十分となり、プラスチック材料がホッパ内に停滞するという事態が往々にして発生する。
このような事態になれば、プラスチック材料の溶融可塑化による混練は充分に行われず
に溶融不良や色ムラあるいは気泡の含有などという成形不良が製品に現れることになる。
前記特許文献に開示されている混練装置のうち、特許文献１と２の混練装置は、混練のための機構として殊更複雑な機構を開示しており、特許文献３は、軟化点等の物性の異なる複数種類の熱可塑性材料の投入口をスクリュー型混練機の別々の部位から投入するようにしているが、装置そのものには格別の特殊性がないように認められる。
本発明は前記押出成形機などに使用されている混練装置の上述した問題を解消してスクリューに簡単な機構を付加することにより容易に安定した混練が可能なプラスチック材料の混練装置を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１は、シリンダー内のスクリューでプラスチック材料を加熱溶融し混練
する装置であって、ホッパ口に近いスクリュ−の部分にスクリュー軸との間で鋭角をなし
て形成されているスクリュー羽根の断面山型に立ち上がる先端側の面を所定の曲率半径で
抉った形状の波頭状の凹陥面を形成してなることを特徴とするプラスチック材料の混練装
置である。
請求項２は、前記スクリューが、スクリュー羽根の外径とピッチが一定で、スクリュー
の基端部より先端部に向けて前記凹陥面が次第に小さくなり、先端部では断面の両側が略対称形となるように設定したものであることを特徴とする請求項１記載のプラスチック材料の混練装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のプラスチック材料の混練装置は、ホッパ口に近いスクリューの部分にスクリ
ュー軸との間で鋭角をなして形成されているスクリュー羽根の面を所定の曲率半径で抉っ
た形状として波頭状の凹陥面を形成するもので、形成された波頭状の凹陥面がホッパ内の
プラスチック材料の定量をシリンダー内に規則正しく引き入れてホッパ内における停滞を
無くすることができるもので、これによってプラスチック材料の可塑化混練を著しく有効
に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のプラスチック材料の混練装置において、前記凹陥面はスクリュー軸との間で鋭
角をなして形成されているスクリュー羽根の断面山型に立ち上がる先端側の面に形成する
もので、この凹陥面はスクリュー羽根の頂部が庇状に張り出してあたかも波頭のような状
態を呈する。
この波頭状の凹陥面は、スクリューの回転によってこの凹陥面がホッパのプラスチック
材料を規則正しく引き入れてホッパ側への跳ね返りなどを起こすことなく、常時定量のプ
ラスチック材料をシリンダー内に供給することができるのである。
これに用いるスクリューとしては、従来から使用されているスクリュー羽根の外径とピ
ッチが一定で、スクリュー軸の径を基端部より先端部に向けて次第に大きくなるよう設定
したものが好ましい。
このような構造のスクリューに形成される前記波頭状の凹陥面に特別な制限はないが、
供給部の基端側で概ね４．０〜５．０ｍｍφ程度の曲率半径をもって抉った形状とすることが望ましい。
この凹陥面は、スクリューの基端部より先端部に向けて次第に小さくなり、先端部では
断面の両側が略対称形となるように設定するものであるが、その長さは計量部に至るまでの供給部と圧縮部の領域内に留めることが好ましい。
この混練装置は、従来の装置と同様にシリンダーの外周にプラスチック材料の溶融のた
めの所定の温度で加熱できる加熱装置を備えている。
【実施例１】
【０００８】
図１は押出成形のための本発明のプラスチック材料の混練装置の一実施例を示し、混練
装置１は、基本的にはシリンダー２とこのシリンダー２に内蔵されたスクリュー６からな
っている。
シリンダー２は、筒状をなし、図の左端には装置の先端部Ｙとして口径が絞られて溶融
樹脂を射出する射出口３が形成され、右端は装置の基端部Ｘとしてスクリュー６を回転さ
せ、かつ左右に往復移動させるための図示しない駆動源に繋がっている。
シリンダー２の外周には複数の加熱用のヒーター４，４・・が取り付けられ、右端近傍
の上部には原料となるプラスチック材料を投入し保有するホッパ５が設けられている。
このシリンダー２に内蔵させるスクリュー６は、基端部Ｘより先端部Ｙに向けて次第に
径を大きくしたスクリュー軸７と、このスクリュー軸７の外周を螺旋状に囲繞して設けら
れたスクリュー羽根８からなっている。スクリュー羽根８のピッチはいずれも等しく、羽
根の径も一定である。
たとえば、スクリュー軸７の基端部Ｘ側の径が２０ｍｍφ、先端部Ｙ側の径が３０ｍｍφとして設定し、スクリュー羽根８は外径が３６ｍｍφとしてピッチの間隔を１８ｍｍに設定したものが使用される。
図２のように、スクリュー軸７との角度が鋭角で断面山型に立ち上がるスクリュー羽根
８の先端側の面、すなわち、図の角度θの部分のスクリュー羽根８の面には、４．０ｍｍ
φの曲率半径をもって抉り取った形状の凹陥面９を形成しており、この凹陥面９によって
スクリュー羽根８の頂部が先端部Ｙ側に向けて庇状に張り出してあたかも波頭のような断
面形状を呈しているものである。
因みにこの図２の断面のスクリュー６において、凹陥面９の反対側のスクリュー羽根８
の面は、８．０ｍｍφの曲率半径をもってなだらかな湾曲傾斜面１０を形成している。
なお、このような波頭状の凹陥面９は、スクリューの基端部より先端部に向けて次第に
小さくなり、先端部では断面の両側が略対称形となるように設けられ、また、後記するシリンダー２の供給部ａから圧縮部ｂまでの領域内に留めるようにして形成されている。
かゝる構造の装置１は、以下のとおり使用される。
すなわち、ホッパ５に原料となる粉末ないし顆粒及び液体などのプラスチック材料を投入し、シリンダー２のヒーター４，４・・に通電してシリンダー２を加熱し、スクリュー６を稼働してホッパ５内のプラスチック材料をシリンダー２内に送り込む。
シリンダー２内に送り込まれたプラスチック材料は、スクリュー軸７の回転によって供
給部ａから圧縮部ｂの各領域に移行し、加熱溶融・圧縮等の所定の熱履歴を受けて混練が
行われ、計量部ｃにおいて左右にピストン移動するスクリュー６のストロークによって射
出口３から溶融樹脂が押し出されて図示しない各種の成形、たとえば、射出成形、圧縮成
形、カレンダー成形等に供することができるのである。
スクリュー羽根８に形成した前記波頭状の凹陥面９は、ホッパ５からのプラスチック材
料を規則正しく受入れてホッパ側への跳ね返りなどを起こすことなく、常時定量のプラス
チック材料をシリンダー内に供給すると共に、これを供給部ａから圧縮部ｂに送り込んで
充分に混練し、計量部ｃを経て加熱溶融可塑化された理想的な溶融樹脂として前記した各
種の成形に供することができるのである。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本発明のプラスチッツ材料の混練装置は、ホッパ口に近いスクリューの部分にスクリュ
ー軸７との間が鋭角で断面山型に立ち上がる先端側のスクリュー羽根の面を所定の曲率半
径で抉った形状の波頭状の凹陥面を形成するというすこぶる簡単な構成により、ホッパ内
のプラスチック材料の定量を常時シリンダー内に規則正しく引き入れてホッパ内における
プラスチック材料の停滞を無くしてプラスチック材料の可塑化混練に大きく貢献すること
ができるので、利用価値のきわめて高い発明である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のプラスチック材料の混練装置の構造の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１のプラスチック材料の混練装置のスクリューの部分拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００１１】
１        プラスチック材料の混練装置
２        シリンダー
３        射出口
４        ヒーター
５        ホッパ
６        スクリュー
７        スクリュー軸
８        スクリュー羽根
９        波頭状の凹陥面
１０      湾曲傾斜面
Ｘ        基端部
Ｙ        先端部
ａ        供給部
ｂ        圧縮部
ｃ        計量部
【図１】
2005169764.tif 000003
【図２】
2005169764.tif 000004