(57)【要約】【課題】  射出成形のシステムを大型化、複雑化することなく、樹脂材料を可塑化する際に発生するガスを除去することができる可塑化装置を提供すること。【解決手段】  バレル３の基端部の内部へ樹脂材料を供給する開口部の近傍を、多孔質金属や多孔質セラミックスなどの多孔質部材３２から形成するものであって、この多孔質部材はバレルに着脱自在に装着される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料を可塑化して吐出するバレルを備える樹脂材料の可塑化装置であって、前記バレルに樹脂材料を供給する開口部が形成される基端部の近傍が多孔質部材により構成されることを特徴とする樹脂材料の可塑化装置。
【請求項２】
前記バレルの内部には樹脂材料を可塑化するスクリューが配設され、前記バレルの基端部は該スクリューのフィードゾーンが収容される部位の近傍が多孔質部材より構成されることを特徴とする請求項１に記載の樹脂材料の可塑化装置。
【請求項３】
前記多孔質部材は、多孔質金属あるいは多孔質セラミックスからなることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂材料の可塑化装置。
【請求項４】
前記多孔質部材は前記バレルに着脱自在であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の樹脂材料の可塑化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型の射出成形機や押出成形機などに配設される樹脂材料の可塑化装置に関し、さらに詳しくは、樹脂材料を可塑化する際に、樹脂材料から発生する揮発成分のガスや分解ガスなどを除去排出可能な樹脂材料の可塑化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリュー式の可塑化装置においては、樹脂材料ペレットに含まれる水分や揮発成分などは、スクリューのコンプレッションゾーンで可塑化する際に気体となる。そしてバレル内を圧力が低い樹脂材料供給部の側へと移動し、ホッパーから外部に放出されるといわれている。
【０００３】
しかしながら、一般的にスクリューはメータリング部の外径Ｄ（以下、単に「外径」と記す。）は２０ｍｍ以上に、スクリューフライトが形成される部位の長さＬ（以下、「有効長」と記す。）と外径Ｄとの比Ｌ／Ｄが２０以上に設計される。このようなスクリューを用いるバレルでは、バレル内に供給されて滞留する樹脂材料の量が多く、前記のような形式での排気がうまく行われない場合がある。また、バレル内に滞留する樹脂材料が多いため、樹脂材料の熱分解によって発生する分解ガスも排出する必要があるが、分解ガスは樹脂材料の供給口から離れた位置で発生するため、供給口からの排出は望めない。
【０００４】
特にインラインスクリュー式の射出成形機においては、スクリューのフィードゾーンが長めに形成されており、樹脂材料の可塑化に伴って発生するこのようなガスをうまく排出することは困難である。
【０００５】
これらのガスは樹脂材料の劣化、樹脂成形品の外観不良あるいは強度不足などの原因ともなるため、強制的にでも排出した方がよい。
【０００６】
樹脂材料から発生するガスなどを排出する構成としては、例えば、樹脂材料を貯留するホッパーからバレルにかけてを気密構造とし、真空ポンプによりホッパー及びバレル内を減圧してガスを排出する構成（特許文献１〜７参照）が提案されている。
【０００７】
また、バレルに排気口を設けて発生するガスをバレルの外部に排出する構成（特許文献８参照）も提案されており、より効率的に排出する構成として、バレル内において樹脂材料が軟化状態から溶融状態に変化する位置の近傍に排気口を配設し、樹脂材料が溶融状態になるときに発生するガスを排出する構成（特許文献９参照）も提案されている。
【０００８】
このほかに、バレルに真空ポンプを接続し、バレルの内部を減圧しつつパージガスを間歇的にバレルの内部に導入して発生するガスを効率よく排出する構成（特許文献１０参照）も提案されている。
【０００９】
しかし、スクリューの外径Ｄが２０ｍｍ以下でＬ／Ｄが２０以下、特にＬ／Ｄが５以下に設計される小型短尺のスクリューを用いる小型の可塑化装置では、バレル内に滞留する樹脂材料が多くないため、前記一般的に使用されるバレルほどガスの発生量が多くない。また、可塑化装置が小型であると前記真空ポンプなどのような減圧あるいは排気装置の装着が困難となるほか、仮に装着できたとしても、減圧装置や濾過装置などの附随する設備により射出成形のシステム全体が大型化して占有体積が増大し、小型の可塑化装置の利点である取り回し性、フレキシブルな設備の配置性といった特徴を減殺することになる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１４４３８６号公報
【特許文献２】特開２００１−７１３６３号公報
【特許文献３】特開２００１−９８６７号公報
【特許文献４】特開２０００−８４８号公報
【特許文献５】特開２０００−８４７号公報
【特許文献６】特開２０００−８４６号公報
【特許文献７】特開平１１−１８８７６９号公報
【特許文献８】特開２００２−１３１８７４号公報
【特許文献９】特開２００３−５５４７０号公報
【特許文献１０】特開２００２−１０３５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記実情に鑑み、本願発明が解決しようとする課題は、射出成形のシステムを大型化、複雑化することなく、樹脂材料を可塑化する際に発生するガスを除去することができる可塑化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、樹脂材料を可塑化して吐出するバレルを備える樹脂材料の可塑化装置であって、前記バレルに樹脂材料を供給する開口部が形成される基端部の近傍が多孔質部材により構成されることを要旨とするものである。
【００１３】
ここで、請求項２に記載のように、前記バレルの内部には樹脂材料を可塑化するスクリューが配設され、前記バレルの基端部は該スクリューのフィードゾーンが収容される部位の近傍が多孔質部材より構成されることが好ましい。
【００１４】
また、請求項３に記載のように、前記多孔質部材は、多孔質金属あるいは多孔質セラミックスを好適に適用することができる。
【００１５】
そして請求項４に記載のように、前記多孔質部材は前記バレルに着脱自在であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、バレル内で樹脂材料を可塑化する際に発生する水蒸気、揮発成分や分解ガスは、バレルの基端部の近傍を構成する多孔質部材を通じてバレルの外部に排出することができる。このため、バレルに排気口を形成する構成に比較してバレルの構造を単純化でき、バレルの大型化を招くことがない。また、真空ポンプ等の減圧装置やそのほかの附帯的な設備が不要で、射出成形のシステム全体の大型化や複雑化も招くことがない。したがって、取り回し性やフレキシブルな設備の配置性といった小型の射出成形装置の利点を損なうことなく、発生するガスを除去排出することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明はスクリュー式の可塑化装置に適用するものであり、バレル内に供給された樹脂材料ペレットは、スクリューの回転によりフィードゾーンからコンプレッションゾーンに送られて可塑化される。このときに発生するガスは樹脂材料の圧力が高いコンプレッションゾーンから圧力が低いフィードゾーン側に向けて流れる。そしてバレルの基端部のフィードゾーンが収容される部位の近傍を構成する多孔質部材の連続泡あるいは細径孔を通じて外部に排出される。このため、樹脂材料を可塑化する際に発生するガスを効率よく排出することができる。
【００１８】
また、多孔質部材の表面は多数の連続泡や細径孔により微細な凹凸が形成されており摩擦係数が高い。このため、スクリューが短尺でフィードゾーンの長さが短いものであったとしても、樹脂材料ペレットと多孔質部材との表面の摩擦力により樹脂材料の供給を安定させることができる。
【００１９】
ここで、請求項３に記載のように、多孔質部材として多孔質金属や多孔質セラミックスを用いると、樹脂材料の可塑化時における温度や圧力に対する耐性に優れるとともに、適度な通孔が得られやすい。
【００２０】
また、請求項４に記載のように、多孔質部材により構成される部位をバレルの本体から着脱自在に装着するものであれば、メンテナンス性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る樹脂材料の可塑化装置（以下、「本可塑化装置」と記すことがある。）の要部の構造を模式的に示した断面図で、（ａ）は一側方から見た図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ａの側から見た図である。本可塑化装置１は、樹脂材料ペレットを貯留するホッパー２と、このホッパー２から樹脂材料の供給を受けて可塑化し、その可塑化した樹脂材料を先端部の吐出ノズル３３より吐出するバレル３を備え、このバレル３の外部には樹脂材料を加熱するヒータ４が装着され、バレル３の内部にはスクリュー５が回転可能に配設される。
【００２２】
バレル３の基端部側寄りにはホッパー２が配設され、ホッパー２に貯留される樹脂材料をバレル３内に供給する開口部３１が形成される。この開口部３１の近傍あるいはスクリューのフィードゾーンが収納される部位部位の近傍は多孔質部材３２により構成される。この多孔質部材３２は多数の連続泡や細径孔などを有し、樹脂材料が可塑化する際に発生する水蒸気、揮発成分が気化したガス、あるいは樹脂材料が熱分解して発生したガスなど（以下、これらの気体を「発生ガス」と記す。）は通過できるが、樹脂材料ペレット、あるいは可塑化した樹脂材料は通過することはできないものである。
【００２３】
前記機能を確保するための連続泡の泡径や細径孔の孔径の寸法範囲は、適用する樹脂材料ペレットのサイズ、樹脂材料の種類、バレル内の温度や圧力により相違するため、これらを勘案して適宜調整すればよい。また、通孔の形態は連続泡や細径孔に限られるものではなく、前記機能を確保することができればいずれの形態に限られるものでない。
【００２４】
このような多孔質部材３２としては、具体的には多孔質アルミニウムや多孔質ステンレス、燒結金属などの多孔質金属、ゼオライトなどの多孔質セラミックスなどが適用できる。より具体的には、「メタポール−ＭＥＴＡＰＯＲ（商品名）」（Ｐｏｎｔｃ  Ｌｔｄ．スイス社製）、「ヒポラス（商品名）」（（株）神戸製鋼所製）などが挙げられる。
【００２５】
なお、バレル３の基端部側は、円周方向の全周にわたって多孔質部材３２により構成されるものであっても良く、円周方向の一部が多孔質部材３２により構成されるものであっても良い。ここで、多孔質部材３２により構成される部位をネジどめ、クランプどめ、嵌合式あるいは組み立て式として、バレル３の本体から着脱自在に構成されるものであれば、メンテナンス性に優れる。
【００２６】
本可塑化装置１は、小型の射出成形機や押出成形機に適用されるものであり、バレル３の長さを短くするため、バレル３内に配設されるスクリュー５はＬ／Ｄが１０以下に設計されるものであることが好ましく、特にＬ／Ｄが５以下に設計されるものであることが好ましい。
【００２７】
バレル３の外周面には、樹脂材料を加熱するヒータ４が装着される。バレル３の基端部側の温度が高くなりすぎると樹脂材料ペレットの表面が軟化して樹脂材料ペレット同士の摩擦力が大きくなったり、軽く溶着したりして樹脂材料ペレットの供給が滞る場合がある。したがって、基端部側を低温に、具体的には樹脂材料の表面が軟化する温度以下に維持する必要がある。このため、ヒータ４はバレルの先端寄りに配設される。この際、多孔質部材３２による発生ガスの排気を確保するため、バレル３の多孔質部材３２からなる部分をヒータ４で覆わないようにすることが望ましい。また、バレル３の基端部の多孔質部材３２として、熱伝導率の低い材料、例えば多孔質セラミックスを用いれば、基端部側を低温に維持しやすく樹脂材料の供給を安定させることができる。
【００２８】
このような構成によれば、バレル３の開口部３１の近傍は多孔質部材３２により構成されており、多孔質部材３２の表面には連続泡や細径孔などが現れて微細な凹凸があり摩擦係数が大きくなっている。このため、バレル３の内周面にグルーブを形成した場合と同様の効果が得られ、樹脂材料とバレル３の内周面との摩擦力が大きくなって樹脂材料の供給を安定させることができる。特に小型短尺のスクリューでは充分な長さのフィードゾーン５１ａを形成することが困難であるが、このような構成であれば樹脂材料の供給が不安定となることがない。
【００２９】
バレル３内に供給された樹脂材料はコンプレッションゾーン５１ｂに送られて可塑化される。Ｌ／Ｄの値が小さいスクリューは必然的にコンプレッションゾーン５１ｂでの谷径の増加率が大きくなるため、樹脂材料は急激に圧縮される。このため一般的なＬ／Ｄが２０程度以上のスクリューに比較して、発生ガスはフィードゾーン５１ａ側に流れやすい。そしてフィードゾーン５１ａ側に流れた発生ガスは、バレル３の基端部の多孔質部材３２を通じてバレル３の外部に排出される。
【００３０】
このように、バレル３の基端部の近傍を多孔質部材３２により構成すれば、この多孔質部材３２を通じて発生ガスをバレル３の外部に排出することができる。このため従来のバレルに排気口を形成する構成に比較してバレル３の構造を単純化でき、かつ真空ポンプのような附帯的な設備も必要ない。したがって小型の可塑化装置の利点を減殺することなく、発生ガスの排出を行うことができる。
【００３１】
また小型の可塑化装置では、一般的なサイズの可塑化装置に比較して樹脂材料の圧力が低いことから、バレル３の強度に対する要求も厳しくなく、バレル３の一部又は全部を多孔質部材３２により構成しても強度不足となることはない。したがって多孔質部材３２により構成される部位の面積を大きくすれば、その分だけバレル３内部からの発生ガスの排出を促進することができる。
【００３２】
なお、発生ガスに臭気成分などが含まれるおそれがある場合などには、多孔質部材からなる部位の近傍に吸引機や工場の局所排気管を配設して発生ガスを屋外に排出したり、例えば活性炭フィルターなどの臭気成分を除去できるフィルターを有する吸引機６を配設したりすると良い。フィルターを有する吸引機としては、具体的には例えば「卓上集塵機ＰＳ−１００（商品名）」（ダイヘン産業販売）などが適用できる。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明したが、本発明は前記実施の気体に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能であることはいうまでもない。例えば、多孔質部材により構成されるのはバレルの基端部側の一部位に限られるものではなく、バレル全体を多孔質部材により構成するものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係る樹脂材料の可塑化装置の要部の断面構造を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  樹脂材料の可塑化装置
２  ホッパー
３  バレル
４  ヒータ
５  スクリュー
６  吸引機
３１  バレルの開口部
３２  多孔質部材
５１ａ  スクリューのフィードゾーン
５１ｂ  スクリューのコンプレッションゾーン
【図１】
2005169887.tif 000003