CN101259749B - 挤出机用螺杆、轴承区段、以及双轴挤出机 - Google Patents

挤出机用螺杆、轴承区段、以及双轴挤出机 Download PDF

Info

Publication number
CN101259749B
CN101259749B CN200810003279.3A CN200810003279A CN101259749B CN 101259749 B CN101259749 B CN 101259749B CN 200810003279 A CN200810003279 A CN 200810003279A CN 101259749 B CN101259749 B CN 101259749B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
screw
flight
bearing segment
extruder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200810003279.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101259749A (zh
Inventor
山口和郎
山根泰明
吉村省二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Publication of CN101259749A publication Critical patent/CN101259749A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101259749B publication Critical patent/CN101259749B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/402—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders the screws having intermeshing parts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及具有支承螺杆主体使得在混炼中该螺杆主体不会振动的轴承区段的挤出机用螺杆、用于该挤出机用螺杆的轴承区段、以及具有该挤出机用螺杆的双轴挤出机。在挤出机用螺杆中，具有在进行混炼时在中途部支承螺杆主体的功能的轴承区段设置在与上述混炼部对应的位置或者比混炼部靠下游侧处，轴承区段在轴向上具有至少两条以上螺旋片，其中一条具有完全啮合型的截面形状，各螺旋片在旋转方向上分别均等地错开相位配置，各螺旋片的轴向长度设定为0.2D以上(D：轴承区段的旋转外径)。通过这样构成，防止螺杆主体的挠曲，抑制螺旋片和机筒的磨损。

Description

挤出机用螺杆、轴承区段、以及双轴挤出机
技术领域
本发明涉及具有支承螺杆主体使得在混炼中该螺杆主体不会振动的轴承区段的挤出机用螺杆、用于该挤出机用螺杆的轴承区段、以及具有该挤出机用螺杆的双轴挤出机。
背景技术
在挤出成形复合树脂材料时，进行在热塑性树脂的母材中添加填充剂等添加剂或不同的合成树脂的混炼。在这样的混炼中多使用连续挤出机。
连续挤出机具有：具有轴向上长的空腔部(腔)的机筒、和在轴向上插通该空腔部的螺杆体，根据螺杆体的个数，已知有单轴或双轴的挤出机。
连续挤出机向机筒内供给被混炼材料，借助马达等使螺杆体转动，混炼被混炼材料。该螺杆体在轴向上连结有多个区段，在各区段上具有特征性的螺旋片，通过该螺旋片进行被混炼材料的从上游侧向下游侧的移动、和混炼所必需的剪切力的施加。
连续挤出机，根据被混炼材料的成分而采用各种结构，一般在机筒上设置一个以上的材料供给口，而从该处适当地供给各种填充剂或合成树脂等。因此，在螺杆体上，在材料供给口的稍下游侧形成设有多个混炼区段的混炼部，所述混炼区段由具有混炼作用较大的混炼用螺旋片的捏合盘区段或转子区段构成。在设置多个混炼部时，有时也与混炼部对应而在轴向上设置多个材料供给口。在螺杆体上还设置螺杆区段，该螺杆区段具有适于将被混炼材料向下游侧输送的输送用螺旋片，混炼后的被混炼材料向下游侧移动，在设置在下游端附近的挤出部处进行加压挤出。
混炼主要通过下述方式进行，即，被混炼材料在通过形成在机筒的内壁与混炼用螺旋片的顶部(顶端部)之间的顶端间隙时，受到剪切作用。因此，为了提高混炼作用(分散性)，可使设置在机筒的内壁和螺旋片顶部之间的间隔(顶端间隙)适度地变窄，为了提高混炼作用(分配性)可适度地扩大间隔(顶端间隙)。
例如，在美国专利公开2006-3042中公开有双轴挤出机的技术，转子区段采用相对于轴向扭曲为螺旋状的两条混炼螺旋片。该螺旋片具有旋转外径较大的高位顶端部和旋转外径较小的低位顶端部，在高位顶端部距机筒内壁的顶端间隙小，在低位顶端部顶端间隙变大。
双轴挤出机可实现良好的混炼作用。
但是，双轴挤出机中，一般作为较高的混炼作用的反作用，在混炼螺杆上也作用较大的力学负荷。特别是在捏合区段和转子区段两部分，施加在螺杆体上的力学负荷非常大。
其结果，螺杆体的轴心易挠曲，螺杆体的旋转轴易振动。在旋转轴振动的螺杆体的情况下，螺旋片的顶端部易与机筒的内壁接触。可以想象，该倾向在具有顶端间隙小的捏合区段和转子区段的混炼部更为显著。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种挤出机用螺杆，其可向被混炼材料施加较大的剪切力而进行混炼，同时可防止螺杆体的挠曲，可抑制各螺旋片和机筒的磨损。
此外，本发明的目的在于提供一种可防止螺杆主体的振动的轴承区段。
进而，本发明的目的在于提供一种具有上述挤出机用螺杆的双轴挤出机。
为了实现上述目的，本发明的挤出机用螺杆采用了以下的技术方案。
即，本发明的挤出机用螺杆包括：螺杆区段，输送被混炼材料；混炼部，由混炼区段构成，上述混炼区段具有混炼由上述螺杆区段输送来的被混炼材料的两条以上的混炼用螺旋片；以及轴承区段，设置在上述混炼部内或者比上述混炼部靠下游侧处，其中，上述轴承区段在轴向上具有至少两条以上螺旋片，其中一条具有完全啮合型的截面形状，上述各螺旋片在旋转方向上分别均等地错开相位配置，上述各螺旋片的轴向长度设定为0.2D以上，其中D为轴承区段的旋转外径。
根据该技术方案，该轴承区段中，螺旋片的顶端部相对于机筒的内壁具有较大的相向面积，进入该顶端部的被混炼材料起到从机筒的内壁隔开一定距离地支承螺杆主体的流体轴承功能，所以可向被混炼材料施加较大的剪切力而进行混炼，同时可防止螺杆主体的挠曲，可抑制各螺旋片和机筒的磨损。
另外，优选地，上述混炼区段的旋转外径比上述轴承区段的旋转外径小。
由此，可更可靠地避免混炼区段与机筒的内壁接触，可进一步抑制螺旋片和机筒的磨损。
此外，在沿螺杆主体的轴向相互分离地设置多个混炼部的情况下，在多个上述混炼部中位于最上游侧的第1混炼部中具有上述轴承区段为宜。进而，上述混炼部如下设置为宜，即，在螺杆主体的轴向上相互分离地设置的多个混炼部中位于最上游侧的第1混炼部的轴向长度为4.5D以上，上述轴承区段位于第1混炼部上游端的下游侧，与该上游端之间的距离在4.5D以上。另外，上述轴承区段位于第1混炼部下游端的下游侧，与该下游端之间的距离在3.0D以内为宜。
根据该技术方案，在第1混炼部设置上述轴承区段，所述第1混炼部位于多个混炼部中的最上游侧从而不易进行熔融，并且对螺杆主体作用的负荷最大，所以可更有效地防止螺杆主体的挠曲，可进一步抑制螺旋片和机筒的磨损。此外，在上述第1混炼部的轴向长度为4.5D以上时，通过使上述轴承区段位于第1混炼部上游端的下游侧，与该上游端之间的距离在4.5D以上，可使供给的被混炼材料熔解到能够容易地进入螺旋片的顶端部和机筒的内壁之间的程度，所以上述轴承区段可充分地发挥流体轴承功能。这样，上述轴承区段优选设置在与混炼部对应的位置，但即便设置在距混炼部的下游端3.0D以内的下游侧，也可充分发挥防止该螺杆主体挠曲的效果。
另外，优选地，上述轴承区段的螺旋片设定成，上述螺旋片顶端部和上述轴承区段的旋转轴之间的距离朝向上述螺杆主体的旋转方向前方慢慢变小。根据该构成，在用在挤出机上的情况下，形成朝向上述螺杆主体的旋转方向前方、该顶端部和机筒的内壁之间的间隙慢慢扩大的间隙部。因此，容易借助该间隙部向螺旋片的顶端部导入被混炼材料，可更可靠地将被混炼材料形成为膜状，所以可发挥流体轴承功能，可更可靠地抑制螺旋片和机筒的磨损。
而且，在此，本发明在轴承区段中采用了以下的技术方案。
即，本发明的轴承区段，在轴向上具有至少两条以上螺旋片，其中一条具有完全啮合型的截面形状，上述各螺旋片在旋转方向上分别均等地错开相位配置，上述各螺旋片的轴向长度设定为0.2D以上，其中D为轴承 区段的旋转外径。
根据该技术方案，该螺旋片的顶端部相对于机筒的内壁具有较大的相向面积，通过将被混炼材料导入该机筒的内壁与螺旋片的顶端部之间，该被混炼材料起到从机筒的内壁隔开一定距离地支承螺杆主体的液体轴承功能，可抑制螺杆主体的挠曲而防止振动。此外，通过形成为，朝向上述螺杆主体的旋转方向，上述螺旋片顶端部与上述轴承区段的旋转轴之间的距离慢慢变小，而在用于挤出机时设置间隙部，该间隙部形成为，沿螺杆主体的旋转方向，该顶端部和机筒的内壁之间的顶端间隙慢慢变大。因此，容易向螺旋片的顶端部导入被混炼材料，可更可靠地抑制螺旋片和机筒的磨损。
此外，本发明在双轴挤出机中采用了下述技术方案，即，为同向旋转啮合型，且具有上述的挤出机用螺杆。
根据该技术方案，是可通过大的剪切力混炼被混炼材料的双轴挤出机，同时可抑制螺杆主体和机筒的磨损。
根据本发明的挤出机用螺杆，通过在混炼部或混炼部的下游端附近设置支承螺杆主体的轴承区段，该轴承区段可防止螺杆主体的挠曲，可对被混炼材料施加大的剪切力而进行混炼，同时可抑制螺杆主体和机筒的磨损。
此外，根据本发明的轴承区段，通过将被混炼材料导入机筒的内壁与螺旋片的顶端部之间，该被混炼材料可起到从机筒的内壁隔开一定距离地支承螺杆主体的液体轴承的功能，可防止螺杆主体的振动。
进而，根据本发明的双轴挤出机，可通过大的剪切力混炼被混炼材料，同时可抑制螺杆主体和机筒的磨损。
附图说明
图1是第1实施方式的挤出机用螺杆的侧视图。
图2是从上游侧观察轴承区段时的主视图。
图3是轴承区段的侧视图。
图4是表示轴承区段和混炼室的关系的剖视图。
图5是表示现有的挤出机用螺杆的磨损量随轴向位置的变化的说明图。
图6是表示第1实施方式的挤出机用螺杆的磨损量随轴向位置的变化 的说明图。
图7是表示第2实施方式的挤出机用螺杆的磨损量随轴向位置的变化的说明图。
图8是第3实施方式的挤出机用螺杆的主视图。
具体实施方式
以下，说明本发明的挤出机用螺杆、用于该螺杆的轴承区段、以及具有挤出机用螺杆的双轴挤出机的实施方式。
图1示意性地表示组装有本发明的挤出机用螺杆1的双轴挤出机2，图上部是用于表示挤出机用螺杆1和机筒3的位置关系的机筒3的侧视图，图下部是收纳在该机筒3中的挤出机用螺杆1的侧视图。另外，在以下的说明中，称图1的左侧(供给侧)为上游侧，称图1的右侧(排出侧)为下游侧。
双轴挤出机2具有：内部具有空腔部4的机筒3、收纳在该空腔部4中的左右一对的挤出机用螺杆1、1。该机筒3以及挤出机用螺杆1分别通过在轴向上组合多个区段而构成。该空腔部4如图4所示，挖通为下述形状，即，横截面是一对圆的圆周的一部分在两者的中间处相互重合的形状(眼镜孔状)。
在机筒3的上游侧形成材料供给口8，在该材料供给口8上连接料斗9。经由该料斗9投入的被混炼材料10通过该材料供给口8而供给到空腔部4。在位于该料斗9的下游侧的机筒3上设置电加热器或使用加热了的油的加热装置(未图示)，向从该机筒3通过内部的被混炼材料10供给热量，可在熔融状态或者半熔融状态下输送该被混炼材料10。
在机筒3的下游侧设置主要用于脱挥用途的开口部11，经由该开口部11而使空腔部4变为内外连通的状态。该开口部11，为了使空腔部4内为减压状态而从被混炼材料10脱除水分等的挥发成分，可连接在真空泵等吸引装置(省略图示)上。另外，该开口部11，与混炼条件相应而适当地设置，有时根据混炼条件而不设置或者设置在其他轴向位置或者设置在多个位置上。
本发明的挤出机用螺杆1，具有在轴向上组合多个区段而构成的螺杆主体12。该螺杆主体12组合相互功能不同的区段而在轴向上具有多个发挥不同功能的部分。本实施方式的螺杆主体12上，从上游侧向下游侧设 置向下游侧输送被混炼材料10的输送部13、混炼被混炼材料10的混炼部14、以及对被混炼材料10加压而挤出的挤出部15。
输送部13，在轴心方向上连结具有输送用螺旋片的螺杆区段16而构成。螺杆区段16具有隔着旋转中心O而在径向上相互反向突出的一对螺旋片(两条螺旋片)，各螺旋片在轴心方向上扭曲为螺旋状。螺杆区段16，具有与自身的旋转对应而向下游侧输送进入到螺旋片之间所形成的槽部中的被混炼材料10的作用。
混炼部14具有混炼区段36，该混炼区段36具有混炼被混炼材料10的混炼用螺旋片，该混炼区段36在本实施方式中由8个转子区段17和两个捏合盘区段19构成。
转子区段17，具有两条在轴向上扭曲为螺旋状的螺旋片，使被混炼材料10通过形成在该螺旋片的顶端部和机筒3的内壁之间的顶端间隙，一边对被混炼材料施加剪切力一边进行混炼。该转子区段17形成为，在其螺旋片的顶端部处，在轴向以及周向上交替出现顶端间隙小的高位顶端部和比高位顶端部顶端间隙大的低位顶端部，通过在螺旋片上设置这些顶端部，可对被混炼材料10赋予混炼作用而进行混炼。
捏合盘区段19，在轴向上交错地具有多张厚度0.1D1(D1：捏合盘区段19的旋转外径)的平板状的混炼用螺旋片。该捏合盘区段19，采用顶端间隙比上述转子区段17小的两条翼型螺旋片。因此，通过该捏合盘区段19的被混炼材料10受到高的剪切力而被混炼。
挤出部15构成为，轴向连结有与上述输送部13同样的螺杆区段16，与上述输送部13不同之处在于，随着向下游侧接近，螺杆区段16的轴向间距慢慢变窄。由此，挤出部15中向下游侧输送被混炼材料10的速度慢慢下降，被混炼材料10充满空腔部4内而变为加压状态。
混炼部14的混炼区段36，由顶端间隙小的转子区段17以及捏合区段19构成，以能够对被混炼材料10施加大的剪切力的方式形成混炼用螺旋片。但是，由于在受到大剪切力的反作用力影响的螺杆主体12上施加非常大的力学负载，因此螺杆主体12易挠曲。其结果，在旋转中的螺杆主体12上，螺杆主体12的旋转轴易振动，该混炼区段36的混炼用螺旋片的顶端部易与机筒3的内壁接触。因此，在本发明中，设置支承螺杆主体12而使其不会挠曲的轴承区段21。
使用图2～图4详细说明轴承区段21。
图2(a)、图2(b)是从轴向观察轴承区段21的图(主视图)，图3是轴承区段21的侧视图。此外，图4是表示轴承区段21和机筒3的关系的剖视图。
如图4所示，轴承区段21、21安装成与左右一对的螺杆轴22、22分别啮合的状态，进而各轴承区段21通过在轴向上组合两条螺旋片23a、23b而构成。
在各螺旋片23a、23b上，在基端部上分别形成可插入螺杆轴22的轴孔25，在该轴孔25的内周面上设置有孔花键，该孔花键沿旋转方向R形成有跨轴向范围的多个齿槽。该螺杆轴22上设置有形成在外周面上的轴花键，该轴花键形成有多个与轴孔25的齿槽对应的齿，该螺旋片23a、23b能够与螺杆轴22的旋转对应而朝向旋转方向R一体旋转。
如图2(a)所示，螺旋片23a、23b以螺杆12的旋转轴心O为中心而在旋转方向R上分别均等(等角度间隔)地错开相位配置。即，在本实施方式这样螺旋片的轴向设置个数为两片时，相位错开180度设置，在假设螺旋片的设置个数为三片时，相位错开120度而等角度间隔地设置。
如图2(a)至图4所示，螺旋片23a、23b是形成为在径向上延伸的板状的一条盘，在以该轴承区段21的旋转外径为D时，使该盘的厚度(最大厚度)在轴向上为0.2D以上。在通常的捏合盘中，盘的厚度为0.1D以下，但通过使该盘为一条且其厚度为0.2D以上，可加大螺旋片23a、23b的顶端部27a、27b相对于机筒3(空腔部4)的内壁面所具有的相向面积，在该大面积的顶端部27a、27b熔解的被混炼材料10可扩张为膜状而作为流体轴承支承螺杆主体12。
此外，通过加大螺旋片23a、23b的顶端部27a、27b的相向面积，即便在螺杆主体12上施加与轴向垂直的方向上的力，也可降低施加在该顶端部27a、27b上的面压。因此，形成在顶端部27a、27b的膜状的被混炼材料10不易断开，不会在螺杆旋转中失去流体轴承的功能，可抑制混炼区段36的螺旋片与机筒3的内壁的磨损。
螺旋片23a、23b的截面形状形成为，以螺杆轴22的轴心为顶点，向机筒3的内壁扩张，在距螺杆主体12的旋转轴心O最远的外周面上形成圆弧状的顶端部27a、27b。该螺旋片23a、23b为完全啮合型的截面形状，即，左右任一个螺旋片的顶端部27a、27b一直与另一个螺旋片23a以及螺旋片23b的没有形成螺旋片的主体部周缘相向。通过使轴承区段21的 螺旋片23a、23b为完全啮合型，借助螺旋片23a、23b彼此，被混炼材料10被交替地刮下而进行自清洁，不会产生被混炼材料10的滞留以及由此引起的材料的变质。其结果，可抑制因滞留引起的污染。
螺旋片23a、23b，在机筒3的内壁与顶端部27a、27b之间分别形成间隙部(顶端间隙)28a、28b。该间隙部28a、28b是形成在该顶端部27a、27b和机筒3的内壁之间的空间，最窄的部分设定为0.004D2～0.01D2(D2 是混炼区段的旋转外径)，并且设定为，沿轴承区段21的旋转方向R，顶端部27a、27b与机筒3的间隔慢慢扩大。由此，若该轴承区段21旋转，则从面向旋转方向R的宽入口侧可容易地将被混炼材料10导入到间隙部28a、28b中，随着顶端部27a、27b与机筒3的间隔慢慢变窄，能使该被导入的被混炼材料10在顶端部27a、27b与机筒3之间没有间隙地扩张，在该顶端部27a、27b形成被混炼材料10的膜状物，该扩张为膜状的被混炼材料10起到轴承区段21的流体轴承作用。
进而，轴承区段21如图2(b)所示，间隙部28a、28b形成为，螺旋片23a、23b的顶端部27a、27b和机筒3的内壁之间的间隔恒定。该间隔优选设定为0.005D2～0.02D2(D2是混炼区段的旋转外径)，由此，被混炼材料10在间隙部28a、28b的顶端部27a、27b与机筒3之间没有间隙地扩张，该扩张为膜状的被混炼材料10起到轴承区段21的流体轴承作用。
另外，该混炼区段36的旋转外径，优选形成为比上述轴承区段21的旋转外径D小。换言之，通过使转子区段17以及捏合区段19的螺旋片的旋转外径比该轴承区段21的螺旋片23a、23b的旋转外径D小，可更可靠地防止该混炼区段36的螺旋片的顶端部与机筒3的内壁接触。
本发明的挤出机用螺杆1，通过在不同的轴向位置上设置上述轴承区段21，特别是通过改变与混炼部14的位置关系，可得到多个实施方式。
即，本发明的挤出机用螺杆1包括：如图1～图4以及图6所示轴承区段21设置在混炼部14内的第1实施方式的挤出机用螺杆1、图7所示那样轴承区段21设置成从混炼部14向下游侧离开的第2实施方式的挤出机用螺杆1、或者如图8所示那样在挤出机用螺杆1具有多个混炼部时在多个混炼部中位于最上游侧的第1混炼部14a内设置轴承区段21的第3实施方式的挤出机用螺杆1。
在此，使用图5～图8详细说明第1～第3实施方式的挤出机用螺杆1的轴承区段21的设置位置与螺杆主体12的磨损量的关系。另外，图5～ 图8的上图(a)都表示构成螺杆主体12的各区段在轴向上如何连结，下图(b)随轴向位置表示各区段的磨损量。
该磨损量，是在向双轴挤出机供给被混炼材料10(PP：聚丙烯)并将机筒3加热到200℃的状态下以300rpm的转速连续运转一定时间后测量的。双轴挤出机是在机筒3内具有双轴螺杆主体12(最大旋转外径72mm，全长2m)的同向旋转型挤出机。
磨损量，通过从运转前的螺杆主体12的各区段的质量减去运转后的各区段的质量，并将该值除以运转前的螺杆主体12的各区段的质量而得到。该磨损量针对左右一对挤出机用螺杆1、1的每一个，即左侧和右侧的挤出机用螺杆分别求取。
图5与图1同样示意地表示不具有轴承区段21的现有的挤出机用螺杆29。另外，现有的挤出机用螺杆29没有设置轴承区段21，但除这一点以外以同样的组合设置与第1实施方式的挤出机用螺杆1相同类型的区段。
图5(a)的A1以及A2处所设置的捏合盘区段19的磨损量如图5(b)的a1以及a2所示那样为0.25％以上，在混炼部14的A1或者A2以外的区段上磨损量也几乎都为0.05％以上。与之相对，输送部13的区段和挤出部15的区段中磨损量为0.05％以下，较低。因此可知，在现有的挤出机用螺杆29中，在轴向的任意位置上都会发生磨损，在混炼部特别容易发生磨损。
图6表示第1实施方式的挤出机用螺杆1。该挤出机用螺杆1在设置在混炼部14的八个转子区段17的第7个后面设置图2(b)所示的轴承区段21。该轴承区段21设置在与混炼部14对应的位置(与混炼区段36的某一个邻接的位置)，其轴向位置在图6(a)中用B1表示，其磨损量在图6(b)中用b1表示。
图6(a)的A1以及A2处设置的捏合区段19如图6(b)的a1以及a2所示那样，磨损量为0.05％以下，明显比现有的挤出机用螺杆29的捏合区段19的磨损量低。此外，图6(b)的混炼部14的磨损量也为0.05％以下，在混炼部14的任意位置，磨损都比现有的挤出机用螺杆29得到限制。
因此可知，通过在混炼部14内设置轴承区段21，能防止螺杆主体12的挠曲，可借助该轴承区段21的流体轴承作用而抑制混炼部14处的螺旋 片23a、23b和机筒3的内壁的磨损。
此外，混炼部14的轴向长度设置在4.5D以上，轴承区段21设置在混炼部14的上游端的下游侧，与该上游端之间的距离在4.5D以上。由此，被混炼材料10在通过混炼部14期间被充分地熔解、混炼，供给的被混炼材料10熔解到能进入螺旋片23a、23b的顶端部27a、27b与机筒3的内壁之间的程度，所以可借助充分熔解了的被混炼材料10发挥流体轴承作用。
图7(a)表示第2实施方式的挤出机用螺杆1。该挤出机用螺杆1上，轴承区段21设置在混炼部14的下游端的下游侧，与该下游端之间的的距离S在3.0D以内(D：轴承区段的旋转外径)的位置，在本实施方式中，轴承区段21设置在下述位置上：轴承区段21的下游端从混炼部14的下游端向下游侧离开3.0D。
在第2实施方式的挤出机用螺杆1中，图7(a)的a1以及a2所示的捏合区段19的磨损量比第1实施方式的磨损量(图6(b)的a1以及a2的磨损量)大，但比现有的挤出机用螺杆29的磨损量(图5(b)的a1以及a2的磨损量)小。此外，在本实施方式的捏合区段19的磨损量中，靠轴承区段21近的一侧的a2的磨损量比a1小。
因此可知，通过在从混炼部14的下游端向下游侧离开3.0D以内的位置设置轴承区段21，也可防止螺杆12的挠曲，可抑制混炼部14处的螺旋片23a、23b和机筒3的磨损。
此外，在本实施方式中，挤出机用螺杆1的混炼部14轴向长度也为4.5D以上，轴承区段21设置在从混炼部14的下游端向下游侧离开3.0D以内(即图中的S在3.0以内)、并且从混炼部14的上游端向下游侧离开4.5D以上的轴向位置上。由此，即便在材料供给口8设置在混炼部14的稍上游侧的情况下，也可在通过混炼部14期间使被混炼材料10充分地熔融、混炼，供给的被混炼材料10熔解到能进入螺旋片23a、23b的顶端部27a、27b与机筒3的内壁之间的程度，借助该被混炼材料10发挥流体轴承作用。
图8表示第3实施方式的挤出机用螺杆1。该挤出机用螺杆1中，与第1输送部13a、第1混炼部14a相连地具有第2输送部13b、第2混炼部14b，在与该第1混炼部14a对应的位置上设置轴承区段21。
在第3实施方式的挤出机用螺杆1中也可确认，第1混炼部14a以及 第2混炼部14b的捏合区段19的磨损量比第2实施方式的a1以及a2的磨损量小。因此，在如本实施方式的挤出机用螺杆1那样，在螺杆主体12的轴向上相互分离地设置多个混炼部14时，至少在设置在轴向上的多个混炼部14中的最上游侧的第1混炼部14a中设置轴承区段21为宜。这是由于，被混炼材料10越位于上游侧位置，越有未熔融的比例大从而粘度高的情况，所以施加到螺杆主体12上的力学负载越大。
上述实施方式的挤出机用螺杆1也可用在反向旋转型的双轴挤出机2中。具有该挤出机用螺杆1的双轴挤出机2，可通过大剪切力混炼被混炼材料10，同时可抑制螺杆主体12或机筒3的磨损，可提高双轴挤出机2的耐久性。 
另外，在上述实施方式中，作为混炼区段36使用了转子区段17以及捏合盘区段19，但只要使用由至少一方构成的混炼区段36即可，在组合使用时组合个数可任意地限定。此外，作为转子区段17，可使用形成顶端间隙恒定的间隙部28a、28b(顶端部)的转子区段。

Claims (7)

1.一种挤出机用螺杆，包括：
螺杆区段，输送被混炼材料；
混炼部，包括混炼区段，上述混炼区段具有混炼由上述螺杆区段输送来的被混炼材料的两条以上的混炼用螺旋片；
以及轴承区段，设置在上述混炼部内或者比上述混炼部靠下游侧处，
其中，上述轴承区段在轴向上具有至少两条螺旋片，上述轴承区段的上述螺旋片具有完全啮合型的截面形状，上述轴承区段的上述各螺旋片在旋转方向上分别均等地错开相位配置，上述轴承区段的上述各螺旋片的轴向长度设定为0.2D以上，其中D为轴承区段的旋转外径，以便使得熔解的被混炼材料在各螺旋片顶端部扩张为膜状而作为流体轴承支承螺杆主体，
上述各螺旋片的截面形状形成为以上述轴承区段的旋转轴心为顶点而向外周扩张，在距上述旋转轴心最远的外周面上形成圆弧状的顶端部，
其中，上述轴承区段的上述螺旋片设定成，上述螺旋片顶端部和上述轴承区段的旋转轴之间的距离朝向上述轴承区段的旋转方向前方慢慢变小。
2.如权利要求1所述的挤出机用螺杆，其特征在于，上述混炼区段的旋转外径比上述轴承区段的旋转外径小。
3.如权利要求1所述的挤出机用螺杆，其特征在于，上述混炼部在上述螺杆的轴向上相互分离地设置有多个，在多个上述混炼部中位于最上游侧的第1混炼部内具有上述轴承区段。
4.如权利要求1所述的挤出机用螺杆，其特征在于，在上述螺杆的轴向上相互分离地设置的多个上述混炼部中位于最上游侧的第1混炼部的轴向长度为4.5D以上，上述轴承区段位于上述第1混炼部上游端的下游侧，与该上游端之间的距离在4.5D以上。
5.如权利要求1所述的挤出机用螺杆，其特征在于，上述轴承区段位于上述混炼部下游端的下游侧，与该下游端之间的距离在3.0D以内。
6.一种轴承区段，在轴向上具有至少两条螺旋片，上述螺旋片具有完全啮合型的截面形状，上述各螺旋片在旋转方向上分别均等地错开相位配置，上述各螺旋片的轴向长度设定为0.2D以上，其中D为轴承区段的旋转外径，以便使得熔解的被混炼材料在各螺旋片顶端部扩张为膜状而作为流体轴承支承螺杆主体，
其中，上述螺旋片设定成，上述螺旋片顶端部和上述轴承区段的旋转轴之间的距离朝向上述轴承区段的旋转方向前方慢慢变小。
7.一种同向旋转啮合型的双轴挤出机，具有权利要求1所述的挤出机用螺杆。
CN200810003279.3A 2007-01-26 2008-01-28 挤出机用螺杆、轴承区段、以及双轴挤出机 Active CN101259749B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007016361 2007-01-26
JP2007-016361 2007-01-26
JP2007016361A JP4907366B2 (ja) 2007-01-26 2007-01-26 押出機用スクリュ、これに用いられる軸受セグメント、および押出機用スクリュを備える２軸押出機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101259749A CN101259749A (zh) 2008-09-10
CN101259749B true CN101259749B (zh) 2015-07-01

Family

ID=39564071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200810003279.3A Active CN101259749B (zh) 2007-01-26 2008-01-28 挤出机用螺杆、轴承区段、以及双轴挤出机

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8403554B2 (zh)
JP (1) JP4907366B2 (zh)
CN (1) CN101259749B (zh)
DE (1) DE102007055764B4 (zh)
IT (1) ITMI20080085A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008048580B4 (de) * 2008-09-23 2014-08-21 List Holding Ag Vorrichtung zur Durchführung von mechanischen, chemischen und/oder thermischen Prozessen
DE102009059072A1 (de) * 2009-12-18 2011-06-22 Bayer Technology Services GmbH, 51373 Schneckenelemente zur Extrusion viskoelastischer Massen
CN101879777A (zh) * 2010-06-12 2010-11-10 广东轻工职业技术学院 同向旋转非一致自洁多螺杆塑化排气挤出装置及方法
JP5693269B2 (ja) 2011-02-02 2015-04-01 株式会社神戸製鋼所 混練セグメント及び混練設備
EP2842716B1 (de) * 2013-08-29 2016-07-13 Coperion GmbH Schneckenmaschine und Verfahren zur Aufbereitung von Kunststoffschmelzen
JP6242232B2 (ja) 2014-02-13 2017-12-06 株式会社神戸製鋼所 連続混練装置
EP2965889A1 (de) * 2014-07-11 2016-01-13 Covestro Deutschland AG Mischelemente mit verbesserter Dispergierwirkung
JP6735135B2 (ja) 2016-04-20 2020-08-05 株式会社神戸製鋼所 スクリュ式押出機
JP7034422B2 (ja) * 2018-02-13 2022-03-14 株式会社日本製鋼所 ２軸押出機、減速機及び押出方法
CN111391274B (zh) 2020-03-25 2022-04-05 五邑大学 一种异向差速旋转挤出装置、挤出机及物料制作方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4752135A (en) * 1986-12-01 1988-06-21 Baker Perkins, Inc. Mixing apparatus and methods
US5728337A (en) * 1995-07-19 1998-03-17 Toshiba Machine Co., Ltd. Twin screw extruder and an extruding method using the same

Family Cites Families (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE26147E (en) * 1967-01-24 Parshall et
US2670188A (en) * 1949-09-23 1954-02-23 Bayer Ag Mixing and kneading machine
USRE23880E (en) * 1950-03-07 1954-09-28 Extruder
US2744287A (en) * 1952-09-24 1956-05-08 Us Rubber Co Mill
US2910726A (en) * 1957-08-20 1959-11-03 Us Rubber Co Pelletizing apparatus
CA836936A (en) * 1962-03-21 1970-03-17 A. Loomans Bernard Continuous mixer
US3335461A (en) * 1964-06-12 1967-08-15 Lester Engineering Co Reciprocating screw injection molding machine
US3287477A (en) * 1964-11-12 1966-11-22 Koppers Co Inc Process and apparatus for extruding a foamed plastic
GB1132898A (en) * 1965-08-13 1968-11-06 Werner & Pfleiderer Multi-stage screw treatment device
GB1126144A (en) * 1966-02-11 1968-09-05 Werner & Pfleiderer Improvements relating to worm mixing and kneading machines
JPS5149661Y1 (zh) * 1966-06-06 1976-11-30
US3486192A (en) * 1967-03-24 1969-12-30 Union Carbide Corp Apparatus for extrusion of thermoplastics
GB1223275A (en) * 1967-04-05 1971-02-24 Kanegafuchii Kagaku Kogyo Kabu Improvements in and relating to extruders
DE1679884B2 (de) * 1967-12-16 1971-08-26 Werner & Pfleiderer Mehrwellige kontinuierlich arbeitende misch und knetmaschine fuer plastizierbare massen
US3814563A (en) * 1969-02-25 1974-06-04 French Oil Mill Machinery Apparatus for treating elastomeric materials
US3618902A (en) * 1969-11-14 1971-11-09 Teledyne Inc Continuous mixer
DE2019522C3 (de) * 1970-04-22 1975-08-07 Windmoeller & Hoelscher, 4540 Lengerich Schneckenpresse für thermoplastische Kunststoffe und unvernetzte Elastomere
DE2043833B2 (de) * 1970-09-04 1972-03-09 Fa. Werner & Pfleiderer, 7000 Stuttgart Schneckenstrangpresse fuer die verarbeitung und behandlung von schmelzen plastischer stoffe kunststoffpulver und granu laten
US3685804A (en) * 1970-10-26 1972-08-22 Sterling Extruder Corp Mixing apparatus and method
DE2107927B1 (de) * 1971-02-19 1972-07-20 Fa Werner & Pfleiderer Verfahren zum kontinuierlichen Aufbereiten und Granulieren von duroplastischen Preßmassen
US3719350A (en) * 1971-03-22 1973-03-06 Baker Perkins Inc Self-cleaning venting section for continuous mixers
US3981658A (en) * 1972-01-14 1976-09-21 International Basic Economy Corporation Screw type apparatus for drying moist polymeric materials
US3881708A (en) * 1972-06-15 1975-05-06 Usm Corp Mixing extruders
DE2245570A1 (de) * 1972-09-16 1974-04-04 Krupp Gmbh Schneckenextruder
US3884452A (en) * 1972-09-25 1975-05-20 Manbritt Ind Inc Blow-molding plasticizing manifold
US3823921A (en) * 1972-11-14 1974-07-16 Teledyne Inc Continuous processor for treating material
US4110843A (en) * 1973-02-23 1978-08-29 Welding Engineers, Inc. Pressure restricting means for a liquid outlet of an extruder
JPS5111882A (en) * 1974-07-20 1976-01-30 Sumitomo Chemical Co Mihannotanryotaio jokyosuruhoho
US4099897A (en) * 1975-11-04 1978-07-11 Hitachi Cable, Ltd. Apparatus for producing foamed plastic insulated wires
US4118164A (en) * 1977-07-15 1978-10-03 Wenger Manufacturing High-output apparatus for producing dense, uniformly layered meat analogue product
CA1115690A (en) * 1977-08-11 1982-01-05 Henry Ellwood Mixer rotor with a shear edge
US4408887A (en) * 1981-12-07 1983-10-11 Kishihiro Yamaoka Continuous kneader
US4875847A (en) * 1984-04-23 1989-10-24 Wenger Manufacturing, Inc. Twin-screw extruder having respective conical nose screw sections
JPS6219074A (ja) * 1985-07-17 1987-01-27 Tech Res Assoc Extru Cook Food Ind 食品材料の押出加工方法及びその装置
DE3615586C1 (de) * 1986-05-09 1987-05-07 Berstorff Gmbh Masch Hermann Strangpressvorrichtung zum Herstellen von Kunststoffschmelzemischungen
US4744669A (en) * 1986-10-23 1988-05-17 Baker Perkins, Inc. Mixing and extruding apparatus and methods
US4779989A (en) * 1986-12-01 1988-10-25 Barr Robert A Transfer mixer assembly for use with an extruder screw of a polymer extruder or the like
US4842414A (en) * 1987-09-16 1989-06-27 Dray Robert F Mixing device for a feed screw
GB8804313D0 (en) * 1988-02-24 1988-03-23 Apv Plc Improvements in/relating to mixers
GB8808107D0 (en) * 1988-04-07 1988-05-11 Meyer P Method & means for improving uniformity-performance of cold feed rubber extruders
JP2578479B2 (ja) * 1988-07-26 1997-02-05 帝人株式会社 粉体添加剤含有ポリマーの製造方法
US5129729A (en) * 1990-12-20 1992-07-14 Paul Geyer Extrusion apparatus for mixing and extruding of thermo-plastic and thermo-setting materials
JPH0677679B2 (ja) * 1991-07-29 1994-10-05 ビーエイチ工業有限会社 連続捏和機
JP2915705B2 (ja) * 1991-11-25 1999-07-05 三菱重工業株式会社 成形機用スクリュの製作方法
US5332314A (en) * 1992-07-06 1994-07-26 Paul Geyer Extrusion apparatus with a backfeed extruder for mixing and extruding of thermo-plastic and thermo-setting materials
US5348388A (en) * 1992-09-15 1994-09-20 Paul Geyer Extrusion apparatus for mixing and extruding thermo-plastic materials
US5352539A (en) * 1992-10-27 1994-10-04 Friedrich Theysohn Gmbh Extruder housing for double-screw extruder having an annularly stepped internal bore covered by a hot isostatically-pressed structure, and method of making same
JP3113879B2 (ja) * 1993-07-12 2000-12-04 中央化学株式会社 連続混練押出装置
US5573332A (en) * 1993-09-02 1996-11-12 Werner & Pfleiderer Gmbh Screw element for a screw-like extrusion machine
JP2530417B2 (ja) * 1993-11-10 1996-09-04 株式会社佐藤鉄工所 真空練り出し成形方法とその装置
US5641227A (en) * 1995-04-27 1997-06-24 Geyer; Paul Extrusion and refining apparatus and method
US5965173A (en) * 1995-05-31 1999-10-12 Goldup; Frederick H. Plasticating apparatus and screw therefor
US5573331A (en) * 1995-09-08 1996-11-12 Lin; Ping H. Multiple-stage screw for blending materials
JP3373154B2 (ja) * 1998-06-09 2003-02-04 住友ベークライト株式会社 単軸連続式混練機
US6116770A (en) * 1998-10-02 2000-09-12 Krupp Werner & Pfleiderer Corporation Mixing element for screw extruder
DE19860256A1 (de) * 1998-12-24 2000-06-29 Krupp Werner & Pfleiderer Gmbh Zwei-Wellen-Extruder
US6170975B1 (en) * 1999-02-08 2001-01-09 Krupp Werner & Pfleiderer Multi-shaft extruder kneading discs, kneading disc blocks and extruder
JP2000296517A (ja) * 1999-04-15 2000-10-24 Japan Steel Works Ltd:The ニーディングスクリュピース体
JP3798595B2 (ja) * 2000-01-25 2006-07-19 株式会社神戸製鋼所 混練用ロータ、スクリューセット及び２軸押出機
US6783270B1 (en) * 2000-07-31 2004-08-31 Steer Engineering (P) Limited Fractional and higher lobed co-rotating twin-screw elements
JP3656957B2 (ja) * 2001-01-16 2005-06-08 株式会社神戸製鋼所 二軸連続混練機とこれによる混練方法
JP4252016B2 (ja) 2004-06-21 2009-04-08 株式会社神戸製鋼所 押出機
JP4782507B2 (ja) * 2004-10-26 2011-09-28 住友化学株式会社 熱可塑性エラストマー組成物の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4752135A (en) * 1986-12-01 1988-06-21 Baker Perkins, Inc. Mixing apparatus and methods
US5728337A (en) * 1995-07-19 1998-03-17 Toshiba Machine Co., Ltd. Twin screw extruder and an extruding method using the same

Also Published As

Publication number Publication date
ITMI20080085A1 (it) 2008-07-27
US8403554B2 (en) 2013-03-26
DE102007055764B4 (de) 2019-01-24
JP4907366B2 (ja) 2012-03-28
US20080181051A1 (en) 2008-07-31
DE102007055764A1 (de) 2008-07-31
JP2008183721A (ja) 2008-08-14
CN101259749A (zh) 2008-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101259749B (zh) 挤出机用螺杆、轴承区段、以及双轴挤出机
US11820062B2 (en) Extrusion methods wherein material is guided through a passage crossing over between adjacent cylindrical bodies
US11229889B2 (en) Extruder screw with alternately-arranged conveyance portions and extruders and extrusion methods using the extruder screw
JP2732920B2 (ja) 熱可塑性プラスチック溶融体に粉末状又は織維状の添加剤を混合するための単軸又は二軸スクリュー型押出し機
JP2020520825A5 (zh)
JP4205127B2 (ja) 混練スクリュー、２軸押出機、及び混練スクリューの組み立て方法
KR101086079B1 (ko) 혼련 디스크 세그먼트 및 트윈-스크류 압출기
JP5860973B2 (ja) 押出機混合要素
US7566163B2 (en) Screw set for extruder
US20080267003A1 (en) Extrusion method and apparatus
TW201813803A (zh) 用於擠出機中之螺桿及擠出機
JP5683457B2 (ja) 多軸押出機
BRPI0718603B1 (pt) extrusor de eixos múltiplos.
JP2004522627A (ja) スクリューポンプとこのようなスクリューポンプを備えた多軸スクリュー押出機
CN102497969A (zh) 挤压机
CN102626980A (zh) 混匀段及混匀设备
US7425090B2 (en) Device for dispersing and melting flowable materials
CN107685436A (zh) 一种超高分子量聚乙烯塑化螺杆挤出机
EP1148987B1 (en) Multi-shaft extruder screw bushing and extruder
JPH11513626A (ja) 押出機
CN105936119B (zh) 一种短螺杆挤出机
CN101462313B (zh) 混合搅拌用螺杆以及挤出机
CN107471594A (zh) 塑料管材及板材通用锥形同向双螺杆挤出机
JPS61242822A (ja) 二軸押出機
CN113524632A (zh) 薄膜吹塑装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant