JP2004195675A

JP2004195675A - Screw extruder

Info

Publication number: JP2004195675A
Application number: JP2002363742A
Authority: JP
Inventors: Seiji Takamoto; 誠二高本; Shigeki Inoue; 茂樹井上; Nobuhisa Kobayashi; 伸久小林; Fumio Kobayashi; 二三夫小林
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2004-07-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To lower the quantity of energy applied to a molten plastic in order to suppress the generation of heat in the molten plastic. <P>SOLUTION: A screw housing part 6d, which has a cross-sectional shape wherein two circular arcs communicate with each other so as to be capable of housing two screws 7, is formed to a heatable and coolable cylinder 6. A number of grooves 15 extending in the axial direction of the cylinder are formed to the inner wall surface 6a of the cylinder 6 at an equal interval in the peripheral direction of the cylinder and the space volume between the cylinder 6 and the screws 7 is expanded as compared with a constitution having no groove parts formed thereto. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プラスチック原料を可塑化または混練押出しする二軸スクリュ押出機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ペレット製造装置の一部に使用されている、プラスチック原料用可塑化混練二軸スクリュ押出機が知られている。図５に、従来のプラスチック原料用可塑化混練二軸スクリュ押出機の一例の模式的な概略図を示す。
【０００３】
供給されたプラスチック原料を混練して溶融プラスチックとして排出する混練二軸スクリュ押出機１０１の排出口１１３側には、ダイバータ１０２、ギヤポンプ１０３、スクリーンチェンジャ１０４、およびペレット製造装置１０５が接続されている。
【０００４】
混練二軸スクリュ押出機１０１のシリンダ１０６は、概ね、固体プラスチックを後述する可塑化混練部１１０へと輸送する固体プラスチック輸送部１０９と、輸送されてきた固体プラスチックを混練することで可塑化する可塑化混練部１１０と、プラスチックの可塑化混練により発生したガスを除去するためのベント部１１１と、溶融プラスチックを排出口１１３へと輸送する溶融プラスチック輸送部１１２とからなる。このシリンダ１０６内には、図６に示すように、互いに噛合っている２本のスクリュ１０７が２本挿入されており、不図示の駆動機にて同方向に回転駆動がなされ、供給口１０８から供給された固体プラスチック原料を溶融混練し、排出口１１３から排出する。
【０００５】
なお、スクリュ１０７は２本とは限らず、２本以上のケースも考えられる。ベント部１１１は、ガス成分の除去が不要な場合、設置されないケースも考えられる。図示はしないが、供給口１０８から排出口１１３の間に、プラスチック原料混練を調整する装置を設置するケースも考えられる。
【０００６】
次に、混練二軸スクリュ押出機の動作について説明する。
【０００７】
固体プラスチック原料を供給口１０８から供給し、回転しているスクリュ１０７により固体プラスチックが下流（図５において右方向）の可塑化混練部１１０へと輸送される。輸送されてきた固体プラスチック原料は、可塑化混練部１１０にて固体から溶融体に変化する。可塑化混練部１１０にて溶融した溶融プラスチックは、ベント部１１１にてガス成分が除去され、溶融プラスチック輸送部１１２のスクリュ１０７により排出口１１３へ輸送される。
【０００８】
排出口１１３より排出された溶融プラスチックは、ダイバータ１０２を経由し、ギヤポンプ１０３へ送られる。ギヤポンプ１０３は、送られてきた溶融プラスチックを、直結しているペレット製造装置１０４へ送り、ペレット製造装置１０４にて、ペレットが製造される。ダイバータ１０２は、混練二軸スクリュ押出機１０１中のゴミを排出するのに用いられる。
【０００９】
また、原料に混入している気体を安定的に排出させて処理能力を向上させ、これによって混練度も向上させるために、固体プラスチック輸送部、混練部におけるシリンダの内壁面に溝加工を施している混練スクリュ押出機も開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平０７−２０５１４２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の混練二軸スクリュ押出機では、溶融プラスチックが溶融体プラスチック輸送部から排出口、ダイバータを経由し、ギヤポンプへ送られる際、流路で発生する圧力により、溶融プラスチックが溶融プラスチック輸送部のスクリュに充満し、スクリュの回転によって溶融プラスチックにエネルギがかかってしまう。これにより、従来の混練二軸スクリュ押出機の場合、溶融プラスチック輸送部のシリンダとスクリュとの隙間が狭いため、スクリュに充満した溶融プラスチックに対し、シリンダとスクリュとの隙間で発生する高いせん断力により、溶融プラスチックの発熱が大きくなる欠点があった。
【００１２】
そこで、本発明は、溶融プラスチックの発熱を抑制するため、溶融プラスチックに与えられるエネルギ量を低下することが可能なプラスチック原料を可塑化するための混練二軸スクリュ押出機を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のスクリュ押出機は、シリンダ内に複数のスクリュを回転可能に内蔵し、供給された樹脂原料を混練により可塑化するスクリュ押出機において、
可塑化により溶融状態となった樹脂原料の輸送がなされる領域である溶融プラスチック輸送部における前記シリンダの内壁面に、前記シリンダの軸方向に延びる複数の溝が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
上記の通り、本発明のスクリュ押出機は、溶融プラスチック輸送部におけるシリンダの内壁面に、シリンダの軸方向に延びる複数の溝が形成されている。溝が形成されたことにより、溶融プラスチック輸送部におけるシリンダとスクリュとの間の空間容積が溝部が形成されていない構成のものに比べて拡大されたものとなっており、溶融プラスチックを下流に輸送する流れである推進流の流量を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明のスクリュ押出機の各溝は、内壁面（６ａ）の周方向に等間隔で形成されているものであってもよいし、その断面形状が略半楕円形状であってもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１に、ペレット製造装置に接続された、本発明の一実施形態であるプラスチック原料用を可塑化する混練二軸スクリュ押出機の模式的な概略図を示す。
【００１８】
混練二軸スクリュ押出機１の排出口１３側には、混練二軸スクリュ押出機１中のゴミを排出するのに用いられるダイバータ２と、計量部の先端に順次、押出圧力を増大させるためのギヤポンプ３と、溶融状態の樹脂材料からゴミ等の混入物を除去するスクリーンを交換可能に保持するスクリーンチェンジャ４と、溶融プラスチックをペレットとするペレット製造装置５とが接続されている。
【００１９】
混練二軸スクリュ押出機１は、プラスチック原料が供給される上流側から、混練されて溶融プラスチックとなり排出される下流側に向けて、概ね、固体プラスチックを後述する可塑化混練部１０へと輸送する固体プラスチック輸送部９と、輸送されてきた固体プラスチックを混練することで可塑化する可塑化混練部１０と、プラスチックの可塑化混練により発生したガスを除去するためのベント部１１と、溶融プラスチックを排出口１３へと輸送する溶融プラスチック輸送部１２とを有する構成となっている。
【００２０】
次に、図２に、溶融プラスチック輸送部におけるシリンダの軸直角断面図を示す。
【００２１】
加熱冷却可能なシリンダ６は、図２に示すように、２本のスクリュ７を収納可能なように、２つの円弧が連通した断面形状のスクリュ収納部６ｄが形成されている。２本のスクリュ７は、互いに噛合うように収納されており、不図示の駆動機にて同方向に回転駆動がなされ、供給口８から供給された固体プラスチック原料を溶融混練し、溶融プラスチックとして排出口１３から排出する。シリンダ６の内壁面６ａには、シリンダ６の軸方向に延びる複数の溝１５が周方向に等間隔で形成されており、溝部が形成されていない構成に比べてシリンダ６とスクリュ７との間の空間容積が拡大されたものとなっている。
【００２２】
ところで、スクリュ押出機の溶融プラスチック輸送流には、推進流、背圧流、漏洩流の３タイプがある。推進流は、溶融プラスチックを下流（図１における右方向）に輸送する流れであり、背圧流または漏洩流は、背圧によりスクリュ溝またはシリンダとスクリュ間の隙間から上流へ戻る流れである。
【００２３】
推進流は、シリンダ６とスクリュ７とで形成される空間容積を拡大することにより、流量を向上することができる。すなわち、本実施形態においては、溶融プラスチック輸送部１２におけるシリンダ６の内壁面６ａに、漏洩流量よりも推進流量を向上させる適正な溝１５を形成することで、従来の背圧流量を維持しながら、溶融プラスチックの輸送能力を向上させている。
【００２４】
なお、上述した特開平０７−２０５１４２号公報にも、シリンダ内壁面に溝加工がなされたスクリュ押出機が開示されているが、この公知技術における溝は、固体プラスチック輸送部、混練部に形成されており、またその目的はプラスチック原料に混入している気体を安定的に排出するものである。
【００２５】
一方、本願発明は、溶融プラスチックの輸送部に着目し、この溶融プラスチック輸送部に溝を設けることで輸送能力の向上を図ることを目的とする。
【００２６】
つまり、本願発明も特開平０７−２０５１４２号公報に開示された発明もシリンダ内壁面に溝加工がなされている点では同じであるが、溝加工が施されている箇所も異なり、目的も異なるものである。
【００２７】
次に、本実施形態の混練二軸スクリュ押出機の動作について説明する。
【００２８】
固体プラスチック原料を供給口８から供給し、回転しているスクリュ７により固体プラスチックが下流の可塑化混練部１０へと輸送される。輸送されてきた固体プラスチック原料は、可塑化混練部１０にて混練されることで固体から溶融体に変化する。可塑化混練部１０にて溶融体となった溶融プラスチックは、ベント部１１にてガス成分が除去され、溶融プラスチック輸送部１２のスクリュ７により排出口１３へ輸送される。この際、上述したように、溶融プラスチック輸送部１２におけるシリンダ６の内壁面６ａには溝１５が形成されているので、溶融プラスチックを下流に輸送する流れである推進流の流量が向上、すなわち、溶融プラスチック輸送能力が向上している。これにより、スクリュ７に充満している溶融プラスチック量が低下するとともに、溶融プラスチックに与えるエネルギ（比エネルギ）が低下するため、溶融プラスチックの発熱を抑制できる。
【００２９】
排出口１３より排出された溶融プラスチックは、ダイバータ２を経由し、ギヤポンプ３へ送られる。ギヤポンプ３は、送られてきた溶融プラスチックを、直結しているペレット製造装置５へ送り、ペレット製造装置５にて、ペレットが製造される。
【００３０】
なお、本実施形態では、溝１５の本数に特に制限はなく、必要に応じて増減されるものであってもよい。また、溝１５の断面形状については、図２に半楕円形状のものを一例として示したが、これに限定されるものではなく、半円形、矩形等、溶融プラスチックの輸送能力を向上させる形状であればいかなる形状であってもよい。溝深さ、幅も同様に溶融プラスチックの輸送能力を向上させる寸法であればいかなる寸法であってもよい。また、溝深さもシリンダの軸方向に一定であってもよいし、下流に向かって深くなる、あるいは浅くなるものであってもよい。また、周方向に配列されている各溝１５の溝深さは、それぞれ周方向に異なるものであってもよい。例えば、スクリュ収納部６ｄの、２つの円弧が連通する連通部６ｂ近傍に形成されている溝１５の溝深さが、側部６ｃ側に形成されている溝１５の溝深さよりも浅い、あるいは深いものであってもよい。
【００３１】
また、スクリュ７は２本以上であってもよく、ベント部１１は、ガス成分の除去が不要な場合、設置されていないものであってもよい。さらに、供給口８から排出口１３の間に、プラスチック原料混練を調整する装置が設置されているものであってもよい。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、本実施例における説明で用いる符号は、上述した実施形態で用いた符号と同一のものとする。
【００３２】
本実施例では、溝加工が施されていないシリンダ（Ａ／溝なし）と、溝加工が施されたシリンダ（Ｂ／溝深さ０．５ｍｍ、溝本数１８本、Ｃ／溝深さ１．０ｍｍ、溝本数１８本）とについて、溶融プラスチックを輸送するに要するエネルギを測定し、比較検討を行った。すなわち、溶融プラスチックを輸送するに要するエネルギに対する、溝の有無による影響、および溝深さの影響について検討を行った。なお、本実施例に示す溝深さとは、図３に示す、溝１５の一番深い部分の値Ｆを指しており、Ｂ／溝深さ０．５ｍｍのタイプのものは、１８本全ての溝１５の溝深さＦが０．５ｍｍであり、同様に、Ｃ／溝深さ１．０ｍｍのタイプのものは、１８本全ての溝１５の溝深さＦが１．０ｍｍである。また、Ｂ／溝深さ０．５ｍｍ、およびＣ／溝深さ１．０ｍｍのいずれのタイプも、各溝１５の、シリンダ６の軸方向溝深さは一定である。
【００３３】
図４に、本実施例で用いた二軸スクリュ押出機の溶融プラスチック輸送部１２の一部拡大図を、また、以下に、本実施例での検討に用いたプラスチック原料、および本実施例で用いた二軸スクリュ押出機の緒元を示す。
【００３４】
原料：ポリプロピレンパウダ（固体）／ＭＩ（ＭｅｌｔＩｎｄｅｘ）＝１．３
機種：ＣＭＰ６９ＸＩＩ（日本製鋼所製）
スクリュ直径φ６９ｍｍ噛合い同方向回転二軸スクリュ押出機
溶融プラスチック輸送部Ｌ／Ｄ：３．５（図４参照）
溶融プラスチック輸送部スクリュ：リード０．７５Ｄ２条フルフライト
溶融プラスチック輸送部シリンダ形状：３種類
Ａ／溝なし
Ｂ／溝深さ０．５ｍｍ、溝数１８本
Ｃ／溝深さ１．０ｍｍ、溝数１８本
（なお、溝深さは、一番深い部分の値Ｆ）
スクリュ７の先端における圧力は、溶融プラスチック圧力計２０にて測定し、混練二軸スクリュ押出機１の下流に設置されているギヤポンプ３での圧力が０．２ＭＰａで一定になるように制御した。
【００３５】
以上の条件における実験結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】

【００３７】
輸送能力は、溝加工が施されていないシリンダ（Ａ／溝なし）に比べ、溝加工が施されたシリンダ（Ｂ／溝深さ０．５ｍｍ、溝本数１８本）が２％向上し、溝加工が施されたシリンダ（Ｃ／溝深さ１．０ｍｍ、溝本数１８本）も３％向上した。
【００３８】
また、比エネルギは、溝加工が施されていないシリンダ（Ａ／溝なし）に比べ、溝加工が施されたシリンダ（Ｂ／溝深さ０．５ｍｍ、溝本数１８本）が２％低下し、溝加工が施されたシリンダ（Ｃ／溝深さ１．０ｍｍ、溝本数１８本）も４％低下した。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、溶融プラスチック輸送部におけるシリンダの内壁面に溝が形成されているため、シリンダとスクリュとの間の空間容積が拡大されたものとなっている。これにより、溶融プラスチックを下流に輸送する流れである推進流の流量の向上、すなわち、溶融プラスチック輸送能力を向上させることができる。さらに、溶融プラスチック輸送能力が向上したことで、スクリュに充満している溶融プラスチック量が低下するとともに、機械が溶融プラスチックに与えるエネルギ（比エネルギ）が低下するため、溶融プラスチックの発熱を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるプラスチック原料用を可塑化する混練二軸スクリュ押出機の模式的な概略図である。
【図２】図１に示した混練二軸スクリュ押出機の溶融プラスチック輸送部におけるシリンダの軸直角断面図である。
【図３】本発明の一実施例である混練二軸スクリュ押出機のシリンダに形成された溝の溝深さＦを示す図である。
【図４】本発明の一実施例である混練二軸スクリュ押出機の溶融プラスチック輸送部の一部拡大図である。
【図５】従来の、プラスチック原料用を可塑化する混練二軸スクリュ押出機の一例の模式的な概略図である。
【図６】従来の、混練二軸スクリュ押出機の溶融プラスチック輸送部におけるシリンダの軸直角断面図である。
【符号の説明】
１混練二軸スクリュ押出機
２ダイバータ
３ギヤポンプ
４スクリーンチェンジャ
５ペレット製造装置
６シリンダ
６ａ内壁面
７スクリュ
８供給口
９固体プラスチック輸送部
１０可塑化混練部
１１ベント部
１２溶融プラスチック輸送部
１３排出口
１５溝
２０溶融プラスチック圧力計[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a twin-screw extruder for plasticizing or kneading and extruding a plastic raw material.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, a plasticizing and kneading twin-screw extruder for a plastic raw material, which is used in a part of a pellet manufacturing apparatus, is known. FIG. 5 shows a schematic diagram of an example of a conventional plasticizing and kneading twin-screw extruder for plastic raw materials.
[0003]
The diverter 102, the gear pump 103, the screen changer 104, and the pellet manufacturing device 105 are connected to the outlet 113 side of the kneading twin screw extruder 101 that kneads the supplied plastic raw material and discharges it as molten plastic.
[0004]
The cylinder 106 of the kneading twin screw extruder 101 generally includes a solid plastic transport section 109 for transporting the solid plastic to a plasticizing kneading section 110 described below, and a plasticizer for plasticizing the transported solid plastic by kneading. A kneading and kneading unit 110, a vent unit 111 for removing gas generated by plasticizing and kneading of plastic, and a molten plastic transport unit 112 for transporting molten plastic to an outlet 113. As shown in FIG. 6, two screws 107 meshing with each other are inserted into the cylinder 106, and are rotationally driven in the same direction by a driving device (not shown). Is melt-kneaded and discharged from the outlet 113.
[0005]
The number of screws 107 is not limited to two, and a case of two or more screws can be considered. If removal of the gas component is unnecessary, the vent 111 may not be installed. Although not shown, a case may be considered in which a device for adjusting the kneading of the plastic raw material is provided between the supply port 108 and the discharge port 113.
[0006]
Next, the operation of the kneading twin screw extruder will be described.
[0007]
The solid plastic raw material is supplied from the supply port 108, and the solid plastic is transported by the rotating screw 107 to the plasticizing kneading unit 110 on the downstream side (rightward in FIG. 5). The transported solid plastic raw material changes from a solid to a melt in the plasticizing and kneading section 110. The gas component of the molten plastic melted in the plasticizing kneading section 110 is removed in the vent section 111 and transported to the discharge port 113 by the screw 107 of the molten plastic transport section 112.
[0008]
The molten plastic discharged from the discharge port 113 is sent to the gear pump 103 via the diverter 102. The gear pump 103 sends the sent molten plastic to the directly connected pellet manufacturing apparatus 104, where pellets are manufactured. The diverter 102 is used for discharging dust in the kneading twin screw extruder 101.
[0009]
In addition, in order to improve the processing capacity by stably discharging the gas mixed with the raw material and thereby improve the kneading degree, the solid plastic transport section, the inner wall surface of the cylinder in the kneading section is subjected to groove processing. Some kneading screw extruders are also disclosed (for example, see Patent Document 1).
[0010]
[Patent Document 1]
JP 07-205142 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional kneading twin-screw extruder, when the molten plastic is sent from the molten plastic transport section to the gear pump via the discharge port and the diverter, the molten plastic is transported by the pressure generated in the flow path. The screw is filled, and the rotation of the screw applies energy to the molten plastic. As a result, in the case of the conventional kneading twin screw extruder, the gap between the cylinder and the screw in the molten plastic transport section is narrow, so the high shear force generated in the gap between the cylinder and the screw against the molten plastic filled in the screw As a result, there is a disadvantage that the heat generated by the molten plastic increases.
[0012]
Therefore, an object of the present invention is to provide a kneading twin-screw extruder for plasticizing a plastic raw material capable of reducing the amount of energy given to the molten plastic in order to suppress heat generation of the molten plastic. I do.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the screw extruder of the present invention is a screw extruder that incorporates a plurality of screws rotatably in a cylinder and plasticizes the supplied resin material by kneading,
A plurality of grooves extending in the axial direction of the cylinder are formed on the inner wall surface of the cylinder in a molten plastic transporting section, which is a region where the resin material in a molten state is transported by plasticization. .
[0014]
As described above, in the screw extruder of the present invention, a plurality of grooves extending in the axial direction of the cylinder are formed on the inner wall surface of the cylinder in the molten plastic transport section. Due to the formation of the groove, the volume of space between the cylinder and the screw in the molten plastic transport section is enlarged compared to the configuration without the groove, and the molten plastic is transported downstream. It is possible to improve the flow rate of the propulsion flow, which is the flow that flows.
[0015]
Each groove of the screw extruder of the present invention may be formed at equal intervals in the circumferential direction of the inner wall surface (6a), or may have a substantially semi-elliptical cross-sectional shape. .
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a kneading twin-screw extruder for plasticizing plastic material according to an embodiment of the present invention, which is connected to a pellet manufacturing apparatus.
[0018]
On the discharge port 13 side of the kneading twin-screw extruder 1, a diverter 2 used for discharging dust in the kneading twin-screw extruder 1 and a diverter for increasing the extrusion pressure sequentially at the tip of the measuring section. A gear pump 3, a screen changer 4 for exchangeably holding a screen for removing contaminants such as dust from a molten resin material, and a pellet manufacturing apparatus 5 for pelletizing molten plastic are connected.
[0019]
The kneading twin-screw extruder 1 generally transports the solid plastic to the plasticizing kneading unit 10 described later from the upstream side where the plastic raw material is supplied to the downstream side where the plastic material is kneaded to become molten plastic and discharged. A solid plastic transporting section 9; a plasticizing kneading section 10 for plasticizing by kneading the transported solid plastic; a vent section 11 for removing gas generated by plasticizing kneading of the plastic; It has a configuration having a molten plastic transport section 12 for transporting to a discharge port 13.
[0020]
Next, FIG. 2 shows a cross-sectional view perpendicular to the axis of the cylinder in the molten plastic transport section.
[0021]
As shown in FIG. 2, the cylinder 6 capable of heating and cooling is provided with a screw housing portion 6d having a sectional shape in which two arcs communicate with each other so that two screws 7 can be housed. The two screws 7 are housed so as to mesh with each other, and are rotationally driven in the same direction by a driving device (not shown) to melt and knead the solid plastic raw material supplied from the supply port 8 to obtain molten plastic. It is discharged from the discharge port 13. On the inner wall surface 6a of the cylinder 6, a plurality of grooves 15 extending in the axial direction of the cylinder 6 are formed at equal intervals in the circumferential direction. Is expanded.
[0022]
By the way, there are three types of molten plastic transport flow of a screw extruder: a propulsion flow, a back pressure flow, and a leakage flow. The propulsion flow is a flow for transporting the molten plastic downstream (to the right in FIG. 1), and the back pressure flow or the leakage flow is a flow returning upstream from the screw groove or the gap between the cylinder and the screw due to the back pressure.
[0023]
The flow rate of the propulsion flow can be improved by enlarging the space volume formed by the cylinder 6 and the screw 7. That is, in the present embodiment, by forming an appropriate groove 15 for improving the propulsion flow rate rather than the leakage flow rate on the inner wall surface 6a of the cylinder 6 in the molten plastic transport section 12, the conventional back pressure flow rate is maintained. , Has improved the transport capacity of molten plastic.
[0024]
The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-205142 also discloses a screw extruder in which a groove is formed in the inner wall surface of a cylinder. However, the groove in this known technique is formed in a solid plastic transport section and a kneading section. Its purpose is to stably discharge gas mixed in plastic raw materials.
[0025]
On the other hand, an object of the present invention is to focus on a transport section of molten plastic and to improve the transport capacity by providing a groove in the transport section of the molten plastic.
[0026]
In other words, the invention of the present application and the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-205142 are the same in that a groove is formed in the inner wall surface of the cylinder, but the location where the groove is formed is different, and the purpose is different. It is.
[0027]
Next, the operation of the kneading twin-screw extruder of the present embodiment will be described.
[0028]
The solid plastic raw material is supplied from a supply port 8, and the solid plastic is transported to the downstream plasticizing and kneading section 10 by the rotating screw 7. The transported solid plastic raw material changes from a solid to a melt by being kneaded in the plasticizing kneading section 10. The molten plastic that has become a molten material in the plasticizing and kneading section 10 is transported to the outlet 13 by the screw 7 of the molten plastic transport section 12 after the gas component is removed in the vent section 11. At this time, as described above, since the groove 15 is formed in the inner wall surface 6a of the cylinder 6 in the molten plastic transport section 12, the flow rate of the propulsion flow that is the flow for transporting the molten plastic downstream is improved, that is, The ability to transport molten plastic is improving. As a result, the amount of molten plastic filling the screw 7 decreases, and the energy (specific energy) given to the molten plastic decreases, so that heat generation of the molten plastic can be suppressed.
[0029]
The molten plastic discharged from the discharge port 13 is sent to the gear pump 3 via the diverter 2. The gear pump 3 sends the sent molten plastic to the pellet manufacturing apparatus 5 which is directly connected, and the pellet manufacturing apparatus 5 produces pellets.
[0030]
In the present embodiment, the number of the grooves 15 is not particularly limited, and may be increased or decreased as needed. Further, the cross-sectional shape of the groove 15 is shown in FIG. 2 as an example of a semi-elliptical shape. Any shape may be used. Similarly, the groove depth and width may be any dimensions as long as the dimensions improve the ability to transport the molten plastic. Further, the groove depth may be constant in the axial direction of the cylinder, or may be deeper or shallower toward the downstream. Further, the groove depth of each groove 15 arranged in the circumferential direction may be different in the circumferential direction. For example, the groove depth of the groove 15 formed near the communication portion 6b where the two arcs communicate with each other in the screw storage portion 6d is smaller than the groove depth of the groove 15 formed on the side portion 6c side, or It may be deep.
[0031]
Further, the number of screws 7 may be two or more, and the vent portion 11 may not be provided when it is not necessary to remove a gas component. Further, a device for adjusting the kneading of the plastic raw material may be provided between the supply port 8 and the discharge port 13.
(Example)
Hereinafter, an example of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto. Note that the reference numerals used in the description of the present embodiment are the same as those used in the above-described embodiment.
[0032]
In the present embodiment, a cylinder with no groove processing (A / no groove) and a cylinder with groove processing (B / groove depth 0.5 mm, 18 grooves, C / groove depth 1. (0 mm, 18 grooves), the energy required to transport the molten plastic was measured and compared. That is, the effect of the presence or absence of the groove and the effect of the groove depth on the energy required to transport the molten plastic were examined. The groove depth shown in the present embodiment refers to the value F of the deepest portion of the groove 15 shown in FIG. 3, and the type having a B / groove depth of 0.5 mm has all 18 grooves. The groove depth F of the groove 15 is 0.5 mm, and similarly, in the case of the C / groove depth 1.0 mm type, the groove depth F of all 18 grooves 15 is 1.0 mm. In each of the types B / groove depth 0.5 mm and C / groove depth 1.0 mm, the axial groove depth of the cylinder 6 of each groove 15 is constant.
[0033]
FIG. 4 is a partially enlarged view of the molten plastic transport section 12 of the twin-screw extruder used in the present embodiment, and the plastic raw materials used in the study in the present embodiment, and The specifications of the twin screw extruder used are shown.
[0034]
Raw material: polypropylene powder (solid) / MI (Melt Index) = 1.3
Model: CMP69XII (manufactured by Japan Steel Works)
Screw diameter φ69mm Meshing co-rotating twin screw extruder molten plastic transport section L / D: 3.5 (see FIG. 4)
Molten plastic transport section screw: Lead 0.75D 2-row full flight molten plastic transport section Cylinder shape: 3 types A / No groove B / Groove depth 0.5mm, 18 grooves C / Groove depth 1.0mm, groove Number 18 (the groove depth is the value F at the deepest part)
The pressure at the tip of the screw 7 was measured by a molten plastic pressure gauge 20 and controlled so that the pressure at the gear pump 3 installed downstream of the kneading twin screw extruder 1 was constant at 0.2 MPa.
[0035]
Table 1 shows the experimental results under the above conditions.
[0036]
[Table 1]

[0037]
The transport capacity of the grooved cylinder (B / groove depth 0.5 mm, number of grooves 18) is improved by 2% compared to the cylinder without groove processing (A / without groove). The processed cylinder (C / groove depth 1.0 mm, number of grooves 18) also improved by 3%.
[0038]
In addition, the specific energy of the grooved cylinder (B / groove depth 0.5 mm, the number of grooves 18) is reduced by 2% as compared with the cylinder without the groove processing (A / no groove). In addition, the cylinder with grooves (C / groove depth 1.0 mm, number of grooves 18) also decreased by 4%.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the groove is formed on the inner wall surface of the cylinder in the molten plastic transport section, the volume of space between the cylinder and the screw is enlarged. Thereby, it is possible to improve the flow rate of the propulsion flow, which is the flow for transporting the molten plastic downstream, that is, to improve the molten plastic transport capability. Further, since the molten plastic transport capacity is improved, the amount of molten plastic filling the screw is reduced, and the energy (specific energy) given to the molten plastic by the machine is reduced, so that heat generation of the molten plastic can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a kneading twin-screw extruder for plasticizing plastic material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a cylinder in a molten plastic transporting section of the kneading twin-screw extruder shown in FIG.
FIG. 3 is a view showing a groove depth F of a groove formed in a cylinder of a kneading twin screw extruder according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a partially enlarged view of a molten plastic transport section of a kneading twin screw extruder according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram of an example of a conventional kneading twin screw extruder for plasticizing plastic materials.
FIG. 6 is a sectional view perpendicular to the axis of a cylinder in a molten plastic transporting section of a conventional kneading twin screw extruder.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 kneading twin screw extruder 2 diverter 3 gear pump 4 screen changer 5 pellet manufacturing device 6 cylinder 6a inner wall surface 7 screw 8 supply port 9 solid plastic transport section 10 plasticizing kneading section 11 vent section 12 molten plastic transport section 13 discharge port 15 Groove 20 Molten plastic pressure gauge

Claims

In a screw extruder that incorporates multiple screws rotatably in a cylinder and plasticizes the supplied resin raw material by kneading,
A plurality of cylinders extending in the axial direction of the cylinder (6) are provided on the inner wall surface (6a) of the cylinder (6) in the molten plastic transport section (12), which is a region where the resin raw material in a molten state is transported by plasticization. A screw extruder characterized in that a groove (15) is formed.

The screw extruder according to claim 1, wherein the grooves (15) are formed at equal intervals in a circumferential direction of the inner wall surface (6a).

The screw extruder according to claim 1 or 2, wherein the cross-sectional shape of the groove (15) is substantially semi-elliptical.