JP2001088123A - 非噛み合い二軸スクリュ式混練機 - Google Patents

非噛み合い二軸スクリュ式混練機

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、互いに同径の一対のスクリュの回
転速度を互いに異ならせることにより、各スクリュに沿
ってそれぞれ流動して来た合成樹脂材料が同等の剪断作
用を受け、ほぼ均一な溶融混練となって材料排出口へ到
達すると共に、合成樹脂材料がシリンダ先端部の内孔の
表面付近で滞留すること無く、品質低下を起こすことの
ない、混練押出機用の非噛み合い二軸スクリュ式混練機
を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明による非噛み合い二軸スクリュ式
混練機は、シリンダ(11)の内孔(12)に一対の同径のスク
リュ(21,22)を水平かつ平行で回転駆動可能に挿入し、
前記シリンダ(11)先端部の一方の側面に材料排出口を介
してギャポンプ(38)を連通して接続した混練押出機用の
非噛み合い二軸スクリュ式混練機において、前記各スク
リュ(21,22)の回転速度に差を設け、材料排出口(23)に
対して遠い位置の前記第1スクリュ(21)の回転速度が、
前記材料排出口(23)に対して近い位置の前記第2スクリ
ュ(22)の回転速度よりも遅くなるようにした構成であ
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、非噛み合い二軸ス
クリュ式混練機に関し、特に、各スクリュの回転速度を
互いに異なるように設定することにより均一な溶融状態
の合成樹脂材料を押出すための新規な改良に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】一般に、合成樹脂材料を混練・溶融・押
出しするための混練押出機は、処理能力の増大と駆動エ
ネルギー効率の向上を目的として大型化され、さらに、
混練・溶融と押出しとを、それぞれ機能分担させた噛合
いまたは非噛み合いの二軸スクリュ式混練機およびギャ
ポンプを組合せて構成されるようになっている。また、
二軸スクリュ式混練機は、スクリュとシリンダとの接触
による損傷を避けるために、スクリュの両端が回転可能
に支持される構造が採用され、ギャポンプは、混練押出
機全体の高さを低くするために、二軸スクリュ式混練機
のシリンダの先端部の側部において、シリンダに連通し
て接続されるように構成されている。
【0003】従来の混練押出機用の非噛み合い二軸スク
リュ式混練機としては、例えば、図3および図4で示さ
れる構成が用いられていた。図において、符号10で示
されるものは非噛み合い二軸スクリュ式混練機であり、
水平配置された長尺筒形状のシリンダ11と、このシリ
ンダ11の内孔12に回転駆動可能に横並びして挿入さ
れた非噛み合い状態の2本のスクリュ21,22で構成
されている。
【0004】前記シリンダ11には、その先端部の一方
の側面に材料排出口23が形成されている。前記内孔1
2の各スクリュ21,22は、その軸直角断面が2個の
楕円形を水平に互いに接近して配置された構成であり、
前記材料排出口23にはギャポンプ(図示せず)が接続
されている。また、各スクリュ21,22のフライトの
外径は互いに異なるように構成され、第1スクリュ21
の外径d1よりも第2スクリュ22の外径d2の方が大で
あった。
【0005】以上のように構成された混練押出機用の非
噛み合い二軸スクリュ式混練機10において、材料供給
口(図示せず)から供給された合成樹脂材料は、内孔1
2内において、加熱装置(図示せず)によるシリンダ1
1からの加熱および後端部を駆動装置(図示せず)によ
り等速で回転駆動されるスクリュ21,22の剪断作用
を受ける。その結果、合成樹脂材料は、溶融混練されな
がら先端部方向へ流動し、先端部において流動方向を9
0度変更され、シリンダ11先端部の材料排出口23か
らギャポンプ(図示せず)へ排出され、このギャポンプ
により昇圧されて押出されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の混練押出機用の
非噛み合い二軸スクリュ式混練機は以上のように構成さ
れていたため、次のような課題が存在していた。すなわ
ち、樹脂の流れ方向に対して直交する方向に樹脂を排出
する場合、各スクリュの外径を互いに異ならせることに
より滞留時間の長い樹脂に高い剪断を与えないようにし
ていたが、外径が異なるために、外径の小さいスクリュ
とシリンダとの間に樹脂の滞留が起こりやすく、樹脂の
温度ムラが発生し、物性の変化による製品品質の低下と
なっていた。
【0007】本発明は以上のような課題を解決するため
になされたものであり、特に、シリンダ内で左右に配置
された同径の第1、第2スクリュを用いると共に、その
回転速度を互いに異ならせることにより、合成樹脂材料
がシリンダ先端部の内孔の表面付近で滞留すること無
く、かつ品質低下を起こさないようにした非噛み合い二
軸スクリュ式混練機を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による非噛み合い
二軸スクリュ式混練機は、シリンダの内孔に一対の互い
に同径の第1、第2スクリュを水平かつ平行で回転駆動
可能に挿入し、前記シリンダ先端部の一方の側面に材料
排出口を介してギャポンプを連通して接続した非噛み合
い二軸スクリュ式混練機において、前記各スクリュの回
転速度に差を設け、前記材料排出口に対して遠い位置の
前記第1スクリュの回転速度が、前記材料排出口に対し
て近い位置の前記第2スクリュの回転速度よりも遅くな
るようにした構成である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による混
練押出機用の非噛み合い二軸スクリュ式混練機の好適な
実施の形態について説明する。なお、従来例と同一又は
同等部分には同一符号を付して説明する。図1は、図2
の矢視I−Iで示される混練押出機を構成する非噛み合
い二軸スクリュ式混練機の軸方向縦断面図であり、図2
は、図1の矢視II−IIで示される混練押出機を構成する
非噛み合い二軸スクリュ式混練機およびギャポンプの縦
断面図である。図1および図2において、符号10で示
されるものは非噛み合い二軸スクリュ式混練機であり、
この二軸スクリュ式混練機10の水平配置された長尺筒
形状のシリンダ11の内孔12には回転駆動可能に横並
びして挿入された非噛み合い状態の一対の互いに同一外
径の第1スクリュ21及び第2スクリュ22が回転自在
に内設されている。
【0010】前記シリンダ11には、このシリンダ11
の後端部上面に材料供給口13、中間部上面にベント口
14、先端部の一方の側面に材料排出口23が形成され
ている。前記内孔12は、図2のようにその軸直角断面
が2個の円形を水平に接近して配置した形状である。ま
た、前記材料排出口23側の内孔12の下側に沿って排
出流路16が形成されている。さらに、前記シリンダ1
1の後端側(図1における左側)には、図示しない駆動
装置が連結され、この駆動装置は、2本の出力軸が設け
られており、これらの出力軸により前記各スクリュ2
1,22をそれぞれ個別に回転駆動している。
【0011】前記各スクリュ21,22は、それぞれ、
前記内孔12の後端部および先端部の外側において、一
対のベアリング25により回転可能に支持されている。
前記各スクリュ21,22は、後端部から先端部へ、輸
送・混練・脱揮・計量作用をするフライト形状が順次形
成され、スクリュ21,22の先端には、排出部フライ
ト26が形成され、排出部を構成している。なお、前記
各スクリュ21,22の各部のフライト外径および溝底
径は同一であり、本例では2条のフライトが形成されて
いる。さらに、前記駆動装置の出力軸の回転速度に差を
設けることにより、前記各スクリュ21,22の回転速
度に差を設け、図2のように前記材料排出口23から遠
い位置の前記第1スクリュ21の回転速度を前記材料排
出口15から近い第2スクリュ22の回転速度よりも遅
くなるように構成している。
【0012】また、本例では、混練部と脱揮部との間
に、前記シリンダ11の内孔12と前記各スクリュ2
1,22の溝底との隙間、すなわち合成樹脂材料の流路
断面積を調節するゲート弁形式の混練度調整装置30が
設けられている。前記シリンダ11の材料排出口23に
は、ダイバータ弁31を介してギャポンプ32が接続さ
れている。
【0013】次に、動作について述べる。まず、材料供
給口13から供給された合成樹脂材料は、内孔12内に
おいて、加熱装置(図示せず)によるシリンダ11から
の加熱およびスクリュ21,22の剪断作用を受ける。
その結果、合成樹脂材料は、溶融混練されながら先端部
方向へ流動し、排出部において流動方向を90度変更さ
れ、材料排出口23からダイバータ弁31を経てギャポ
ンプ32へ排出され、ギャポンプ32により昇圧されて
押出される。
【0014】前記各スクリュ21,22により、溶融混
練された合成樹脂材料が、非噛み合い二軸スクリュ式混
練機10の先端部において、流動方向を90度変更し材
料排出口23へ流動する間に、各スクリュ21,22に
沿ってそれぞれ流動して来た合成樹脂材料は、排出部フ
ライト26から受ける剪断作用および流動距離が異なる
が、各スクリュ21,22の回転速度に差を設けている
ため、材料排出口23から遠い位置の第1スクリュ21
の回転速度が材料排出口23から近い位置の第2スクリ
ュ22の回転速度よりも遅くなるように構成されている
ことにより、回転速度の遅い第1スクリュ21による剪
断作用は、回転速度の速い第2スクリュ22の剪断作用
よりも小さくなる。
【0015】図2において、第1スクリュ21に沿って
流動して来た合成樹脂材料は、第2スクリュ22に沿っ
て流動して来た合成樹脂材料に比較して排出部フライト
26により剪断作用を受ける距離および流動時間が長い
が、第1スクリュ21の排出部フライト26から受ける
剪断作用は第2スクリュ22の排出部フライト26から
受けるそれよりも小さくされている。すなわち、第1ス
クリュ21と第2スクリュ22との回転速度に適宜の差
異を設けることにより、非噛み合い二軸スクリュ式混練
機10の先端部において、合成樹脂材料が流動方向を9
0度変更し材料排出口23へ流動する間に受ける剪断作
用が互いに同等となる。その結果、物性の均一な合成樹
脂材料が材料排出口23から排出される。
【0016】前述の混練の間、混練度調整装置30を操
作して流路断面積を変化させることにより合成樹脂材料
の混練度合が調節され、ベント口14から合成樹脂材料
中に残留する揮発成分および水分が排出される。また、
ダイバータ弁31は、非噛み合い二軸スクリュ式混練機
10から排出される溶融状態の合成樹脂材料をギャポン
プ32へ供給するか、機外へ排出するかを切替えるもの
であり、運転初期あるいは合成樹脂材料の変更時など
に、混入物等を含む合成樹脂材料を機外へ排出すること
ができる。
【0017】
【発明の効果】本発明による混練押出機用の非噛み合い
二軸スクリュ式混練機は以上のように構成されているこ
とにより、以下のような効果を得ることができる。すな
わち、各スクリュが互いに同径でかつ互いに回転速度が
異なるように構成されているため、合成樹脂材料がシリ
ンダ先端部の内孔の表面付近で滞留することが無く、品
質低下を起こすことが無くなり、左右に配置された2本
のスクリュに沿ってそれぞれ流動して来た合成樹脂材料
が同等の剪断作用受け、ほぼ均一な溶融混練状態となっ
て材料排出口へ到達することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2の矢視I−Iで示される混練押出機を構成
する非噛み合い二軸スクリュ式混練機の軸方向縦断面図
である。
【図2】図1の矢視II−IIで示される混練押出機を構成
する非噛み合い二軸スクリュ式混練機およびギャポンプ
の横断面図である。
【図3】従来の混練押出機を構成する非噛み合い二軸ス
クリュ式混練機のシリンダの横断面図である。
【図4】図3の要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
10 非噛み合い二軸スクリュ式混練機 11 シリンダ 12 内孔 23 材料排出口 21,22 第1、第2スクリュ 26 排出部フライト

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダ(11)の内孔(12)に一対の互いに
    同径の第1、第2スクリュ(21,22)を水平かつ平行で回
    転駆動可能に挿入し、前記シリンダ(11)先端部の一方の
    側面に材料排出口(23)を介してギャポンプ(32)を連通し
    て接続した非噛み合い二軸スクリュ式混練機において、
    前記各スクリュ(21,22)の回転速度に差を設け、前記材
    料排出口(23)に対して遠い位置の前記第1スクリュ(21)
    の回転速度が、前記材料排出口(23)に対して近い位置の
    前記第2スクリュ(22)の回転速度よりも遅くなるように
    構成したことを特徴とする非噛み合い二軸スクリュ式混
    練機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013520525A (ja) * 2010-02-22 2013-06-06 イネオス コマーシャル サービシズ ユーケイ リミテッド 改良されたポリオレフィンの製造方法
CN117681328A (zh) * 2024-02-02 2024-03-12 泉州积力管道有限公司 一种具有原料自动配比功能的pvc管加工装置

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