JP2000025093A - 押出機用スクリュ - Google Patents

押出機用スクリュ

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JP2000025093A
JP2000025093A JP10211974A JP21197498A JP2000025093A JP 2000025093 A JP2000025093 A JP 2000025093A JP 10211974 A JP10211974 A JP 10211974A JP 21197498 A JP21197498 A JP 21197498A JP 2000025093 A JP2000025093 A JP 2000025093A
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JP
Japan
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clearance
screw
section
extruder
fruited
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JP10211974A
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Noriyuki Suzuki
教之 鈴木
Tetsuo Yada
哲生 矢田
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Japan Steel Works Ltd
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Japan Steel Works Ltd
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/67Screws having incorporated mixing devices not provided for in groups B29C48/52 - B29C48/66
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のフルーテッド部の断面形状が同形をな
し、クリアランスが0.2〜0.1mmの範囲で同一に
設定されているため、すり潰し作用やミキシング作用に
不足を生ずる。その結果、細デニール用合成繊維の製造
を高能率に行うに際し、糸切れやケバの発生を十分に抑
制することができない。 【解決手段】 計量兼混練・混合部Cが、フルーテッド
部11,12,13を中心軸線方向に複数備え、各フル
ーテッド部11,12,13が、境界部7a,7b,1
7a,17bを挟む流入溝4及び排出溝5を周方向に交
互に有し、該境界部7a,7b,17a,17bが、各
流入溝4の両側で高さを異ならせて設けられてクリアラ
ンスδ1 ,δ2 を設定すると共に、最基端側のフルーテ
ッド部11のクリアランスδ1 の方が、最先端側のフル
ーテッド部13のクリアランスδ2 よりも大きく設定さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、押出機用スクリュ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術及びその課題】熱可塑性プラスチック原料
に、顔料、各種添加剤、リサイクルプラスチック材料等
を配合させたものを溶融材料とし、押出機を使用して押
出成形している。その際、良質の成形品を得る上で、溶
融材料の分散性、均質性等が良好であることが望まれ
る。特に、細デニール用合成繊維の製造あたつては、リ
サイクルプラスチックや添加剤等の添加物粒子が凝集し
たままで存在したり、分散性が悪い場合には、糸切れや
ケバ(毛羽)の発生原因となり、製品である繊維の品質
や生産性の低下を招く。このような糸切れやケバを抑制
可能な従来の押出機用スクリュとして、例えば特開平0
7−290555号公報に記載されるものが提案されて
いる。
【0003】この押出機用スクリュは、基端側から先端
側にかけて順次供給部、溶融促進部及び計量兼混練・混
合部を有し、供給部には主フライトが設けられ、溶融促
進部には主フライト及び主フライトによつて形成された
スクリュ溝を二分する主フライトより小径の副フライト
を有するダムフライトタイプスクリュ部が設けられ、し
かも計量兼混練・混合部には、周方向に沿つて流入溝と
排出溝とが交互に設けられたフルーテッド部が主フライ
トを有する計量部を間に挟んで設けられたことを特徴と
している。
【0004】そして、フルーテッド部は、図6に示すよ
うに流入溝54と排出溝55との間の境界部57a,5
7bが、各流入溝54の両側で高さを異ならせることに
よりクリアランスδ0 を形成している。
【0005】しかしながら、このような従来の押出機用
スクリュにあつては、全てのフルーテッド部の断面形状
が同形をなし、クリアランスδ0 が0.2〜0.1mm
の範囲で同一に設定されている。このため、リサイクル
プラスチックや添加剤を配合させた溶融材料を用い、高
押出量を確保しようとする場合に、すり潰し作用やミキ
シング作用に不足を生ずる。その結果、押出機から押し
出される溶融材料の添加物粒子の微細化度合い及び均質
性に劣り、特に、細デニール用合成繊維の製造を高能率
に行うに際し、糸切れやケバ(毛羽)の発生を十分に抑
制することができないという技術的課題を有している。
【0006】
【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あり、その構成
は次の通りである。請求項1に係る発明の構成は、基端
側から先端に向けて順次に供給部A、溶融促進部B及び
計量兼混練・混合部Cを有し、供給部A及び溶融促進部
Bに主フライト2が形成されている押出機用スクリュに
おいて、前記計量兼混練・混合部Cが、フルーテッド部
11,12,13を中心軸線方向に複数備え、各フルー
テッド部11,12,13が、境界部7a,7b,17
a,17bを挟む流入溝4及び排出溝5を周方向に交互
に有し、該境界部7a,7b,17a,17bが、各流
入溝4の両側で高さを異ならせて設けられてクリアラン
スδ1 ,δ2 を形成すると共に、最基端側のフルーテッ
ド部11のクリアランスδ1 の方が、最先端側のフルー
テッド部13のクリアランスδ2 よりも大きく設定され
ていることを特徴とする押出機用スクリュである。請求
項2に係る発明は、各フルーテッド部11,12,13
のそれぞれの前側に、少なくとも0.2ピッチ分のフラ
イト14,15,16が形成されていることを特徴とす
る請求項1の押出機用スクリュである。請求項3に係る
発明は、最基端側のフルーテッド部11のクリアランス
δ1 の方が、最先端側のフルーテッド部13のクリアラ
ンスδ2 よりも0.1mm以上大きく設定されているこ
とを特徴とする請求項1又は2の押出機用スクリュであ
る。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の1実施の形態について図
1〜図5を参照して説明する。図1中において符号1は
単軸の押出機用スクリュを示し、スクリュ1が回転自在
に収容されるバレル8に溶融材料の供給口8aが形成さ
れている。スクリュ1は、供給口8aに対応する基端側
から先端に向けて順次に供給部A、溶融促進部B及び計
量兼混練・混合部Cを有している。
【0008】供給部Aには主フライト2が形成されてい
る。溶融促進部Bには、主フライト2が形成されると共
に、主フライト2が形成するスクリュ溝6の間に位置さ
せて、主フライト2よりも小径の副フライト(ダムフラ
イト)3が設けられ、ダムフライトタイプスクリュ部を
形成している。計量兼混練・混合部Cには、第1〜第3
フルーテッド部11,12,13が中心軸線方向に所定
間隔で形成され、隣合う第1,第2フルーテッド部1
1,12及び第2,第3フルーテッド部12,13の間
並びに最先端の第3フルーテッド部13の前側には、そ
れぞれ少なくとも0.2ピッチ分(好ましくは0.5ピ
ッチ以上)のフライト14,15,16が形成されてい
る。
【0009】各フルーテッド部11,12,13は、図
2に示すようにそれぞれ周方向の所定間隔で流入溝4と
排出溝5とが交互に設けられ、両溝4,5の間には、図
2及び図3,図4に示すように外径がスクリュ径と同程
度の第1境界部7a,17aと第1境界部7a,17a
よりも外径が小さい第2境界部7b,17bとが交互に
設けられ、第1境界部7a,17aの外径と第2境界部
7b,17bの外径との差によつてクリアランスδ1
δ2 が形成されている。流入溝4は、基端部が溶融促進
部Bに向けて開放されて先端部が閉じ、排出溝5は、基
端部が閉じて先端部が開放されている。これにより、溶
融促進部Bから計量兼混練・混合部Cに向けて流れる溶
融材料が、各フルーテッド部11,12,13において
流入溝4の基端部から入つて排出溝5から流出する。
【0010】クリアランスδ1 ,δ2 は、最基端側の第
1フルーテッド部11のクリアランスδ1 の方が、次位
の第2フルーテッド部12及び最先端側の第3フルーテ
ッド部13のクリアランスδ2 よりも大きく設定されて
いる。具体的には、第1フルーテッド部11のクリアラ
ンスδ1 は、0.4mmに設定され、第2,第3フルー
テッド部12,13のクリアランスδ2 は、0.2mm
に設定されている。
【0011】なお、クリアランスδ1 ,δ2 は、最基端
側の第1フルーテッド部11の方が、最先端側の第3フ
ルーテッド部13よりも大きく設定されていればよく、
使用する溶融材料の種類によつては、第1,第2フルー
テッド部11,12のクリアランスδ1 を0.4mmに
設定させ、第3フルーテッド部13のクリアランスδ2
を0.2mmに設定させることも可能である。また、ク
リアランスδ1 ,δ2は、最基端側の第1フルーテッド
部11のクリアランスδ1 の方が、最先端側の第3フル
ーテッド部13のクリアランスδ2 よりも0.1mm以
上大きくなるように設定させればよく、両クリアランス
δ1 ,δ2 の差を0.2mm以上に大きく設定させるこ
とも可能である。
【0012】次に、1実施の形態の作用について説明す
る。バレル8の供給口8aから供給部Aに向けて溶融材
料が供給される。溶融材料は、例えばポリプロピレン
(MFR35)に粒径が30μmのカーボンを重量比で
1700:1の割合で配合したものである。供給部Aに
供給された溶融材料は、主フライト2によつて先方に移
送されながら、主としてバレル8からの加熱を受け、軟
化しながら溶融促進部Bへと移動する。
【0013】溶融促進部Bでは、通常のダムフライトタ
イプスクリュと同様に、図3に示すように溶融材料が副
フライト3によつて固相部20と溶融部21とに分離さ
れて移送され、分離された固相部20に剪断力が効果的
に作用し、剪断による発熱量が増大して溶融が促進され
る。これにより、スクリュ溝深さを深くして高吐出押出
しを行うことが可能になると共に、溶融の進行が安定す
ることになり、圧力変動が小さい安定押し出しが可能に
なる。
【0014】溶融材料は、引き続いて溶融促進部Bから
計量兼混練・混合部Cに入る。先ず、第1フルーテッド
部11に入り、添加物粒子がすり潰し作用を受けると共
に未溶融材料が剪断発熱によつて溶融させられる。第1
フルーテッド部11のクリアランスδ1 は比較的大きく
設定されているので、比較的粘性が高い状態で流入溝4
に入つた後に第2境界部7bを越えて排出溝5から流出
する溶融材料は、大きめの添加物粒子が効果的に微細化
されて分散する。第1フルーテッド部11を出た溶融材
料は、フライト14の送り作用を受けて計量されながら
第2フルーテッド部12に入り、添加物粒子等のすり潰
しと未溶融材料の剪断発熱によつて溶融が促される。ス
クリュ1は図4において矢印N方向に回転し、溶融材料
が第1境界部7a(,17a)を乗り越えてバレル8内
面との間を流れることは理論上ない。
【0015】第2フルーテッド部12では、クリアラン
スδ2 が第1フルーテッド部11のクリアランスδ1
りも小さく設定されているので、添加物粒子等が更に小
さくなつて流出する。第2フルーテッド部12を出た溶
融材料は、フライト15の送り作用を受けて計量されな
がら第3フルーテッド部13に入り、第2フルーテッド
部12と同様の添加物粒子等のすり潰しを受けると同時
に未溶融材料が剪断発熱を受け、混練・混合されて溶融
させられる。
【0016】第3フルーテッド部13では、クリアラン
スδ2 が第2フルーテッド部12と同じに設定されてい
るので、特に第2フルーテッド部12を細長い状態で通
過した添加物粒子等が良好に小さくなつて流出する。第
2,第3フルーテッド部12,13は、クリアランスδ
2 を同一に設定する場合には、長尺な一体構造を採らせ
ることも可能であるが、フライト15を介在させること
により、第2フルーテッド部12を通過した細長い状態
の添加物粒子等の姿勢が変化して第3フルーテッド部1
3の流入溝4に入り、第2フルーテッド部12とは異な
る姿勢で第2境界部17bを通過し、排出溝5から流出
するようになるので、添加物粒子等のすり潰し作用及び
未溶融材料の剪断発熱が効果的に生じる。これにより、
分散されずに残存するカーボン粒子が減少すると共に、
リサイクルプラスチックの分散・溶融性が向上する。第
3フルーテッド部13を出た溶融材料は、フライト16
の送り作用を受けて計量されながら図外のダイから押し
出される。
【0017】そして、第1〜3フルーテッド部11〜1
3のクリアランスδ1 ,δ2 が、最基端側の第1フルー
テッド部11の方が、最先端側の第3フルーテッド部1
3よりも大きく設定されているので、第1フルーテッド
部11の負担を軽減させつつ第3フルーテッド部13か
ら流出する溶融材料の粒子を小さくすることが可能にな
る。
【0018】
【発明の効果】以上の説明によつて理解されるように、
本発明に係る押出機用スクリュによれば、次の効果が得
られる。計量兼混練・混合部に複数のフルーテッド部が
設けられ、このフルーテッド部のクリアランスが、最基
端側のフルーテッド部の方が最先端側のフルーテッド部
よりも大きく設定されているので、溶融材料の混練・混
合作用が段階的かつ次第に高度に得られる。これによ
り、最基端側のフルーテッド部の負担を軽減させつつ最
先端側のフルーテッド部から流出する溶融材料の粒子の
凝集を防止し、かつ、分散性を向上させることが、安定
的な高押出量を確保しながら可能になる。その結果、特
に、細デニール用合成繊維の製造を、安定的な高押出量
を確保しながら糸切れやケバの発生を十分に抑制し、高
能率に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の1実施の形態に係るスクリュを示す
図。
【図2】 同じくフルーテッド部を示す図。
【図3】 同じく溶融促進部の作用説明図。
【図4】 図2のI−I線断面で第1フルーテッド部を
示す図。
【図5】 図2のI−I線断面で第2,第3フルーテッ
ド部を示す図。
【図6】 従来のフルーテッド部を示す断面図。
【符号の説明】
1:スクリュ、2:主フライト、4:流入溝、5:排出
溝、7a,17a:第1境界部、7b,17b:第2境
界部、11,12,13:フルーテッド部、14,1
5,16:フライト、A:供給部、B:溶融促進部、
C:計量兼混練・混合部、δ1 ,δ2 :クリアランス。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基端側から先端に向けて順次に供給部
    (A)、溶融促進部(B)及び計量兼混練・混合部
    (C)を有し、供給部(A)及び溶融促進部(B)に主
    フライト(2)が形成されている押出機用スクリュにお
    いて、前記計量兼混練・混合部(C)が、フルーテッド
    部(11,12,13)を中心軸線方向に複数備え、各
    フルーテッド部(11,12,13)が、境界部(7
    a,7b,17a,17b)を挟む流入溝(4)及び排
    出溝(5)を周方向に交互に有し、該境界部(7a,7
    b,17a,17b)が、各流入溝(4)の両側で高さ
    を異ならせて設けられてクリアランス(δ1 ,δ2 )を
    形成すると共に、最基端側のフルーテッド部(11)の
    クリアランス(δ1 )の方が、最先端側のフルーテッド
    部(13)のクリアランス(δ2 )よりも大きく設定さ
    れていることを特徴とする押出機用スクリュ。
  2. 【請求項2】 各フルーテッド部(11,12,13)
    のそれぞれの前側に、少なくとも0.2ピッチ分のフラ
    イト(14,15,16)が形成されていることを特徴
    とする請求項1の押出機用スクリュ。
  3. 【請求項3】 最基端側のフルーテッド部(11)のク
    リアランス(δ1 )の方が、最先端側のフルーテッド部
    (13)のクリアランス(δ2 )よりも0.1mm以上
    大きく設定されていることを特徴とする請求項1又は2
    の押出機用スクリュ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002000416A1 (en) * 2000-06-27 2002-01-03 Dsm N.V. Dispersion section
JP2002301716A (ja) * 2001-04-05 2002-10-15 國男 ▲吉▼岡 プラスチック廃棄物再生用押出機
CN109927269A (zh) * 2019-03-01 2019-06-25 日丰企业集团有限公司 螺杆结构及挤出机
KR102231964B1 (ko) * 2020-12-30 2021-03-25 농업회사법인(주) 해보리 수지 고추력 단축스크류 어셈블리

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