JP2002144396A

JP2002144396A - スクリュ式混練押出機

Info

Publication number: JP2002144396A
Application number: JP2000345333A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yamazawa; 隆行山澤
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2002-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、シリンダの押出し口に絞り弁を設
けることにより、混練度合の調節範囲が広く、機構が簡
素であるとともに開閉範囲が広く、輸送能力が低下しな
いスクリュ式混練押出機を提供することを目的とする。【解決手段】本発明によるスクリュ式混練押出機は、
スクリュが回転可能に内挿されたシリンダ(11)と、前記
シリンダ(11)の上流端に連結された駆動装置(12)および
前記駆動装置(12)に連結された駆動モータ(13)により構
成されるスクリュ式混練押出機において、前記シリンダ
(11)の下流の押出し口(17)に絞り弁(14)を設けた構成で
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、スクリュ式混練押
出機に関し、特に、シリンダの押出し口に絞り弁を設け
ることにより、ギヤポンプを用いることなく、混練度合
の調節範囲が広く、輸送能力を低下させないようにする
ための新規な改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、合成樹脂原料は、原料の特性を
改善したり、添加材を加えて用途に応じた特性を得るた
めに、スクリュ式混練押出機により溶融および混練が行
われ、造粒装置を経てペレット状製品に加工されてい
る。このような合成樹脂原料の溶融・混練において、従
来より使用されている一般的なスクリュ式混練押出機の
構成を図２に示す。図２において、符号１０で示される
ものは一軸または二軸のスクリュ式混練押出機であり、
このスクリュ式混練押出機１０は、図示されない一本ま
たは二本のスクリュが回転可能に内挿されたシリンダ１
１、このシリンダ１１の上流端に連結された駆動装置１
２およびこの駆動装置１２に連結された駆動モータ１３
により構成されている。前記駆動装置１２は前記シリン
ダ１１内に挿入されたスクリュに回転駆動可能に連結さ
れている。前記シリンダ１１は貫通孔が形成された長尺
の筒形状に構成され、全長にわたり温度調節可能に構成
され、上流部の上面に原料供給口１６が形成され、下流
端面の押出し口１７には図示されないダイスおよび造粒
装置が連結されている。

【０００３】さらに、前記シリンダ１１には、合成樹脂
原料の混練度合を調節するための図示されない機構が設
けられている。前記スクリュは、混練される合成樹脂原
料の性状に合わせて種々の形状のスクリュピースを組合
せ、一本のスクリュに構成されている。しかし、処理す
る合成樹脂原料が変更されたり、同一原料でも性状が変
化したりすると、必要な混練度合が変化し、スクリュピ
ースの組合せを変更する必要がある。要求される混練度
合の変化の度に、装置を停止してスクリュを引出し、変
化に合わせてスクリュピースの組替えを行うことは、生
産性を大きく低下させる。

【０００４】この合成樹脂原料の変化に対して、スクリ
ュピースの組替えを行わずに混練度合を調節する方法と
して、従来より主として２種類の機構が採用されてい
る。一つの機構は前記シリンダ１１の中間位置に、本出
願人も数件出願しているスクリュの回りを取囲むゲート
弁を設けて構成されるものである。他の一つは、本出願
人が出願している前記シリンダ１１の中間位置におい
て、シリンダ１１の内孔およびスクリュの外周が下流方
向へ小径となる円錐形に構成され、シリンダ１１とスク
リュとが軸方向へ相対移動可能に構成される機構であ
る。いずれも、前記シリンダ１１の軸方向中間部におい
て、シリンダ１１とスクリュとの隙間すなわち合成樹脂
原料の流路断面積を変化させることにより、混練度合を
調節するものである。

【０００５】以上のように構成されたスクリュ式混練押
出機１０において、合成樹脂原料が溶融・混練される作
用について、以下に説明する。まず、シリンダ１１を、
軸方向において所定の温度分布状態に温度調節する。つ
ぎに、駆動モータ１３を起動し、駆動装置１２を介して
シリンダ１１内のスクリュを回転駆動する。スクリュの
回転駆動と同時に原料供給口１６からシリンダ１１の内
孔内へ合成樹脂原料を供給する。合成樹脂原料は、回転
するスクリュの輸送作用により下流方向へ流動し押出し
口１７に到達する。

【０００６】前記シリンダ１１内を流動する間に、合成
樹脂原料は、シリンダ１１からの加熱とスクリュの混練
作用とにより溶融し、混練されて、特性が改善される。
また、混練度調節機構により、混練される合成樹脂原料
の変更あるいは性状の変化に応じて混練度合が調節さ
れ、最適の溶融混練が行われる。すなわち、ゲート弁の
場合は弁の開度を変化させ、シリンダ１１およびスクリ
ュの円錐構造の場合はシリンダ１１とスクリュとを軸方
向へ相対移動させ、合成樹脂原料の流路断面積を変化さ
せる。その結果、合成樹脂原料の流動抵抗が変化し、定
速回転するスクリュによる混練時間（滞留時間）が変化
し、混練度合が変化し、調節される。混練を終えた溶融
状態の合成樹脂原料は、押出し口１７からダイスを経て
造粒装置であるカッティング装置１８へ押出され、造粒
装置においてペレット状の製品に加工される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のスクリュ式混練
押出機は、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、シリンダ１１の中間
位置で混練度合を調節する方法では、中間部の混練度調
節機構から上流側を部分的に調節していることにより、
調節範囲が狭く、合成樹脂原料の広範囲の性状変化に対
応することが困難であった。また、ゲート弁を設ける機
構では、ゲート弁を設ける位置がスクリュ形状により限
定される、開閉範囲が狭い、シリンダ１１の構造が複雑
になる等の問題がある。シリンダ１１とスクリュとを軸
方向へ相対移動可能に構成する機構では、相対移動のた
めの大掛かりな移動装置が必要である、機構の下流側の
スクリュ径が上流側より必然的に小径となって輸送能力
が低下する、従って、押出しのための装置、例えばギァ
ポンプをシリンダ１１の押出し口１７に設けなければな
らない場合がある。

【０００８】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、シリンダの押出し口に
絞り弁を設けることにより、混練度合の調節範囲が広
く、機構が簡素であるとともに開閉範囲が広く、輸送能
力が低下しない混練度調節機構を有するスクリュ式混練
押出機を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によるスクリュ式
混練押出機は、スクリュが回転可能に内挿されたシリン
ダと、前記シリンダの上流端に連結された駆動装置およ
び前記駆動装置に連結された駆動モータにより構成さ
れ、前記シリンダの下流の押出し口に絞り弁を連結して
設けた構成である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明によるス
クリュ式混練押出機の好適な実施の形態について説明す
る。なお、従来例と同一および同等部分については、同
一符号を用いて説明する。

【００１１】図１において、符号１０で示されるものは
一軸または二軸のスクリュ式混練押出機であり、このス
クリュ式混練押出機１０は、図示されない一本または二
本のスクリュを回転可能に内挿されたシリンダ１１と、
該シリンダ１１の上流端に連結された駆動装置１２と、
この駆動装置１２に連結された駆動モータ１３およびシ
リンダ１１の下流の押出し口１７に連結された絞り弁１
４とにより構成され、前記駆動装置１２は前記シリンダ
１１内に挿入されたスクリュに回転駆動可能に連結され
ている。すなわち、前記シリンダ１１は、貫通孔が形成
された長尺の筒形状に構成され、全長にわたり温度調節
可能に構成され、上流部の上面に原料供給口１６が形成
され、下流面に押出し口１７が開口している。この押出
し口１７には前記絞り弁１４が連結され、この絞り弁１
４の下流には図示されないダイスおよび造粒装置からな
るカッティング装置１８が連結されている。なお、前記
絞り弁１４は、周知の前記押出し口１７と前記ダイスお
よび造粒装置との間を連通する内孔を有し、この内孔の
開度を調節可能とするものであり、その構成形式を問う
ものではない。

【００１２】以上のように構成されたスクリュ式混練押
出機１０において、合成樹脂原料が溶融・混練される作
用について、以下に説明する。まず、シリンダ１１を、
軸方向において所定の温度分布状態に温度調節する。次
に、駆動モータ１３を起動し、駆動装置１２を介してシ
リンダ１１内のスクリュを回転駆動する。スクリュの回
転駆動と同時に原料供給口１６からシリンダ１１の内孔
内へ合成樹脂原料を供給し、合成樹脂原料は、回転する
スクリュの輸送作用により下流方向へ流動して押出し口
１７に到達する。

【００１３】前記シリンダ１１内を流動する間に、合成
樹脂原料は、シリンダ１１からの加熱とスクリュの混練
作用とにより溶融し、混練されて、特性が改善される。
また、絞り弁１４により、混練される合成樹脂原料の変
更あるいは性状の変化に応じて混練度合が調節され、最
適の溶融混練が行われる。すなわち、絞り弁１４の開度
を変化させ、押出し口１７における合成樹脂原料の流路
断面積を変化させる。その結果、合成樹脂原料の押出し
抵抗が変化し、定速回転するスクリュによる混練時間
（溶融時間）が変化し、混練度合が変化する。混練を終
えた溶融状態の合成樹脂原料は、押出し口１７から絞り
弁１４を経てカッティング装置１８へ押出され、カッテ
ィング装置１８においてペレット状の製品に加工され
る。

【００１４】

【実施例】本発明により構成されたスクリュ式混練押出
機１０による運転データを表１に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】表１において、Ｎｓはスクリュの回転数
（ｒｐｍ）、Ｑは処理量（ｋｇ／ｈ）、Ｒ／Ｖは絞り弁
１４の開度（ｍｍ）、Ｅｓｐは比エネルギー（ｋＷｈ／
ｋｇ）、Ｔｐは押出し口１７における溶融合成樹脂原料
の温度（℃）、Ｐは押出し口１７における溶融合成樹脂
原料の圧力（ＭＰａ）である。なお、Ｒ／Ｖのデータに
おいて、５０は全開を示し、３は全閉まじかに調節した
状態の部分開度３ｍｍを示している。表１に示される結
果から、スクリュの混練指標を示すＥｓｐを０．０７〜
０．１０ｋＷｈ／ｋｇ、温度を約５℃、圧力を３０〜４
０Ｍｐａ上昇させ得ることが実証された。なお、前述の
実施例で用いたスクリュ式混練押出機１は、本出願人製
の機種ＣＭＰ６９ＸＩＩ−２４ＰＷ−Ｖを用い、原材料
としてはＰＰ（Ｈｏｍｏ）を用い、ＭＩ＝２のものを採
用した。

【００１７】

【発明の効果】本発明によるスクリュ式混練押出機は、
以上のように構成されているため、次のような効果を得
ることができる。（１）シリンダの下流すなわち押出し口に絞り弁が連
結され、この絞り弁の開度を調節して混練度合を調節す
ることにより、スクリュの全長を対象として調節するこ
とが可能となり、調節範囲が広くなった。（２）合成樹脂原料の広範囲の性状変化に対し、一種
類のスクリュで対応することが可能となった。（３）従来一般に使用されているシリンダの下流端す
なわち押出し口とダイスおよび造粒装置との間に、単純
に絞り弁を挿入して構成することが可能になった。（４）シリンダおよびスクリュに混練調整用の構成が
不要となり、構造が簡素化された。（５）スクリュは全長にわたり直径を同一に構成さ
れ、混練特性および輸送特性のみを考慮した構成に単純
化され、押出しのための装置を特には必要としなくなっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスクリュ式混練押出機を示す構成
図である。

【図２】従来の一般的なスクリュ式混練押出機を示す構
成図である。

【符号の説明】

１０スクリュ式混練押出機１１シリンダ１４絞り弁１７押出し口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スクリュが回転可能に内挿されたシリン
ダ(11)と、前記シリンダ(11)の上流端に連結された駆動
装置(12)および前記駆動装置(12)に連結された駆動モー
タ(13)により構成されるスクリュ式混練押出機におい
て、前記シリンダ(11)の下流の押出し口(17)に絞り弁(1
4)を設けたことを特徴とするスクリュ式混練押出機。