(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュ(41)の混練部に備えるニーディングディスクにおいて、ニーディングディスク(1)には、前記スクリュ(41)の中心軸線方向からの正面視で外形が楕円形状をなし、前記中心軸線方向と直交する前記楕円の短径方向(E)からの側面視では長径方向(F)両端部に一対の凸曲面(13,14)が形成されていることを特徴とするニーディングディスク。
【請求項２】
前記ニーディングディスク(1)には、前記側面視で、前記各凸曲面(13,14)間の両側に平行線からなると共に角部をなくして稜線のない一対の滑らかな外形線(15,16)が形成されていることを特徴とする請求項１記載のニーディングディスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックのコンパウンドの混練に好適のニーディングディスクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来、プラスチックのコンパウンドは、例えば図４に示すスクリュ式押出機を使用して製造されている。この押出機は、シリンダバレル４０内に回転自在に配置したスクリュ４１をモータ、減速機等の回転駆動装置４２によつて回転させ、シリンダバレル４０の先端のダイ４３からプラスチックのコンパウンドを押し出すものである。スクリュ４１は、螺旋溝を有するフライトスクリュ３３、第１混練部３１、フライトスクリュ３４、第２混練部３５及びフライトスクリュ３７を基端から順次に有している。
【０００３】
この押出機により、ベースポリマーとウィスカーのような針状フィラーとのコンパウンドを製造する場合、先ず、ホッパ３０より投入されたベースポリマーをフライトスクリュ３３により移送させ、第１混練部３１において可塑化させる。その後、フライトスクリュ３４に対応させて設けたサイドフィーダー等の途中から原料を投入する投入装置３２により、可塑化されたベースポリマーに対して針状フィラーを投入している。
【０００４】
これは、第１混練部３１（ベースポリマー可塑化部）において針状フィラーをベースポリマーと共に可塑化混練すると、非常に細かい針状フィラーが、可塑化時のせん断応力や圧力により折損してしまい、所望の品質の最終製品が得られなくなるという不具合を回避するためである。すなわち、ベースポリマーの可塑化後に針状フィラーを投入し、混練すれば、ベースポリマーの可塑化時のような大きなせん断応力や圧力を発生させなくて済むため、いわゆるマイルドな混練が可能になる。
【０００５】
かくして、ホッパ３０より投入されたベースポリマーを、主として第１混練部３１において可塑化させ、その後、フライトスクリュ３４により第２混練部３５に向けて輸送させるとき、第１混練部３１と第２混練部３５との間のフライトスクリュ３４の箇所から針状フィラーを投入し、この針状フィラーを、第１混練部３１において可塑化されたベースポリマーと一緒に第２混練部３５において混練させている。このスクリュ４１の第１混練部３１及び第２混練部３５には、それぞれニーディングディスク３６が使用されるのが通常である。
【０００６】
しかしながら、従来のニーディングディスク３６は、図５に示すように外周全体に環状のエッジ部３６ａを有している。
【０００７】
このため、第２混練部３５において混練される針状フィラーが、ニーディングディスク３６のエッジ部３６ａにより過度に圧縮を受け、折損する。これを子細に観察したところ、針状フィラーの折損は、主としてニーディングディスク３６の長径方向の端部側面、つまりニーディングディスク３６の回転方向Ａの前面側先端部３６ｂ（図５に斜線を付して示す部分）で生ずることが判明した。これは、周速が大きい先端部３６ｂのエッジ部３６ａが、針状フィラーの損傷に大きく関与するためであると推定される。
【０００８】
そこで、本発明は、第２混練部などで使用されるニーディングディスクの外周の少なくとも前面側先端部のエッジ部を取り除き、滑らかな曲面にて形成することにより、混練時の針状フィラー等の強化材の過度な圧縮を防止して、損傷を防ぎ、針状フィラー等の強化材の機能低下を防止しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、その構成は、次の通りである。
請求項１の発明は、スクリュの混練部に備えるニーディングディスクにおいて、ニーディングディスクには、前記スクリュの中心軸線方向からの正面視で外形が楕円形状をなし、前記中心軸線方向と直交する前記楕円の短径方向からの側面視では長径方向両端部に一対の凸曲面が形成されていることを特徴とするニーディングディスクである。
請求項２の発明は、ニーディングディスクには、前記側面視で、前記各凸曲面間の両側に平行線からなると共に角部をなくして稜線のない一対の滑らかな外形線(15,16)が形成されていることを特徴とする請求項１記載のニーディングディスクである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１〜図３は、本発明に係るニーディングディスクの１実施の形態を示す。
このニーディングディスク１は、スクリュ４１の中心軸線方向から見た正面視では、図１に示すように外形が楕円形状をなし、中心部には突起１１を有する貫通孔１２が形成されている。ニーディングディスク１は、スクリュ４１の凹部４１ａに突起１１を係合させて相対回転不可能に取付けられ、図４に示す第２混錬部３５を構成させて、スクリュ４１と共に一方向Ａに回転する。突起１１は、セレーション状に形成させ、或いは貫通孔１２に多角形断面等の円形以外の異形断面形状を与えて形成される。
【００１１】
また、前記中心軸線方向と直交する楕円の短径方向Ｅから見た側面視では、図２に示すように楕円の長径方向Ｆに沿う上下両端部（長径方向両端部）が、一対の凸曲面１３，１４をなすと共に、両凸曲面１３，１４を平行線からなる外形線１５，１６で表れるように角部を無くして滑らかに結んだ外形をなし、稜線は存在していない。ここで、凸曲面１３，１４は、一般には、凸円弧形状又は凸楕円形状に形成される。また、凸曲面１３，１４をなす長径方向の両端部の間は、稜線のない滑らかな外形線で結ばれていれば良く、上記外形線１５，１６には、各種直線のみならず曲線で表れるものを含むものである。更に、ニーディングディスク１が三角形状をなして、回転方向Ａの前面側先端部を３箇所有する場合には、隣接する回転方向Ａの前面側先端部の凸曲面１３，１４の間が、滑らかな外形線１５，１６で結ばれていれば良い。
【００１２】
上述したように、スクリュ４１の中心軸線方向から見た正面視ではニーディングディスク１の外形が楕円形状をなしているので、前記凸曲面１３，１４は、正面視でも凸曲面をなしている。但し、ニーディングディスク１の凸曲面１３，１４に接続する背後部分は、混練に際して圧縮力を作用させ難いので、凸曲面１３，１４は、ニーディングディスク１の前記長径方向両端部にのみ形成すれば十分に効果的であり、ニーディングディスク１の回転方向Ａの後面側先端部の形状は、任意のもので良い。
【００１３】
すなわち、このニーディングディスク１は、従来のニーディングディスクと比較して、正面視で上下両端部（長径方向両端部）の角部を切除して全体として楕円形状の滑らかな外形を与えるのみならず、図３に破線５０で示すように、側面視で上下両端部（長径方向両端部）の角部を切除して全体として長円形状の滑らかな外形を与えてある。従つて、図１，図２に示すニーディングディスク１は、外周部の径方向断面が全周で凸円弧形状又は凸楕円形状を形成している。
【００１４】
このようなニーディングディスク１を第２混練部３５に備えれば、外周部にエッジ部を有しないので、一方向Ａに回転するニーディングディスク１によつて針状フィラーに過度な圧縮力が作用することが抑制され、針状フィラーに折損を生ずることが良好に防止される。特に、ニーディングディスク１の回転方向Ａの前面側に位置する溶融状態のベースポリマーと針状フィラーは、図３において外径方向に押し出されながら先端部に至り、凸曲面１３，１４によつて過度の圧縮を受けることなく、矢印Ｂ，Ｃ方向に分岐し、混練を受ける。しかも、スクリュ４１の中心軸線方向から見た正面視でも、凸曲面１３，１４をなす回転方向Ａの前面側先端部は凸曲面をなしているため、外径方向に押し出されるベースポリマーと針状フィラーは、矢印Ｂ，Ｃ方向に円滑に分岐しながら混練を受ける。
【００１５】
その結果、ベースポリマーとウィスカーのような針状フィラーとをコンパウンドさせた製品の品質を向上させることができる。このニーディングディスク１によれば、針状フィラーに限られず、その他の強化材をベースポリマーと混練させるときであつても、その強化材の損傷が抑制されることは、勿論である。
【００１６】
なお、ニーディングディスク１は、押出機、射出機等の混練部に１枚備えさせても良いが、互いに周方向に位相をずらせた２枚以上のニーディングディスク１を備えさせることも可能である。
【００１７】
【実施例】
実際に、このニーディングディスク１を図４に示す二軸押出機の第２混練部３５に１枚使用すると共に、ベースポリマーとしてＰＯＭ（アセタール樹脂）ペレットを用い、針状フィラーとしてチタン酸カリウムウィスカーを用い、これらを７：３の割合で混練した。
【００１８】
ＰＯＭペレットは、ホッパー３０から投入し、第１混練部３１で可塑化させ、チタン酸カリウムウィスカーは、第１混練部３１よりも後位置となる投入装置３２から途中投入させた。第２混練部３５を通過し、二軸押出機の先端部（ダイ４３）から押し出される溶融状態のコンパウンドを観察したところ、従来のニーディングディスクによつて第２混練部を構成した場合と比較して、チタン酸カリウムウィスカーの折損が著しく減少していることが確認された。これは、第２混練部３５においてニーディングディスク１によつて混練される際、ニーディングディスク１による過度の圧縮力がチタン酸カリウムウィスカーに作用しなかつた結果であると推定される。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明によつて理解されるように、本発明に係るニーディングディスクによれば、このニーディングディスクを混練部に備える押出機、射出成形機等において、針状フィラー等の強化材の損傷が抑制されるので、ベースポリマーとのコンパウンドとする際に、芯材としての機能が良好に維持されることになり、所望の強度を有するコンパウンドが得られるという効果を奏する。また、強化材の損傷を抑制させながら、スクリュの回転数を高めて能率的にコンパウンドを製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施の形態に係るニーディングディスクを示す正面図。
【図２】 図１の拡大側面図である。
【図３】 図１の作用拡大説明図である。
【図４】 従来及び本発明によるニーディングディスクを適用する押出機を断面で示す概略図である。
【図５】 従来のニーディングディスクを示す斜視図である。
【符号の説明】
１    ニーディングディスク
１３，１４    凸曲面
１５，１６    外形線
４１    スクリュ
Ａ    回転方向
Ｅ 短径方向
Ｆ 長径方向
【図１】
0004312363.tif 000002
【図２】
0004312363.tif 000003
【図３】
0004312363.tif 000004
【図４】
0004312363.tif 000005
【図５】
0004312363.tif 000006