JP2004284195A

JP2004284195A - 二軸押出機のスクリュ

Info

Publication number: JP2004284195A
Application number: JP2003079428A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Endo; 邦昭遠藤; Akiyoshi Kobayashi; 昭美小林; Masami Fujita; 将巨藤田
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】セルフクリーニング作用が出来あり、局部発熱のない、適正な温度での混練押出しができる二軸押出機スクリュを提供することを提供する。
【解決手段】基部から先端にかけてフィード部Ｆ、混練部Ｃ、次いでポンピング部Ｐで構成される同方向噛合型二軸押出機スクリュにおいて、スクリュ谷径と相手スクリュの外径との噛合い隙間ΔＳが一定のとき、スクリュ外径ｄ_０とスクリュ谷径ｄ_ｉの比ｄ_０／ｄ_ｉが１．６５〜１．８５および比ｄ_０／ｄ_ｉが１．４５〜１．６３の混練用スクリュを組合わせたことを特徴とする同方向噛合型二軸押出機スクリュとした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラスチック等の押出しに用いられる同方向噛合型二軸押出機スクリュに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５および図６に示すように従来の同方向噛合型二軸押出機スクリュ１は基部から先端にかけてフィード部Ｆ、混練部Ｃ次いでポンピング部Ｐで構成されており、フィード部Ｆで材料樹脂を供給口２からバレル３内に導入し、同導入された材料樹脂を混練部Ｃで熔融、混練し、ポンピング部Ｐの計量、送り作用により先端に取付けられたダイ等から吐出するようにしている。
【０００３】
そして一般的にスクリュ外径ｄ_０、スクリュ谷径ｄ_ｉとしたとき、相手スクリュの外径との噛み合い隙間ΔＳが一定のとき、バレル内径Ｄφとスクリュ外径ｄ_０との隙間δとすると、スクリユ全長に亘り比ｄ_０／ｄ_ｉ＝１．４５〜１．８５で、あった。
【０００４】
そして前述のようなスクリュ構成は前記隙間δを大きくすると同所のせん断速度が低下し、発熱が改善することが出来、また隙間δを大きくすることにより、同所の空間容積が増大し同所を通過する樹脂の量が増加するため均一な混練を促進させる傾向にあった。参考文献を特許文献１に示す。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１１７９５４号公報
【０００６】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら、隙間δを大きくするためスクリュプロファイルをそのままにして外径のみを削って隙間δを大きくしていたためスクリュ谷径と相手スクリュの外径との噛合い隙間ΔＳが大きくなることおよびスクリュのねじ山幅が大きくなる等により混練特性に影響をおよぼした。
前者は互に相手スクリュの谷径部に樹脂が付着しやすく、同方向噛合型二軸押出機スクリュの特徴である相手スクリュの付着樹脂を掻き落すセルフクリーニング作用が低下するという欠点があった。
また後者においては混練作用が過度になり、局部発熱のため適正な温度での混練押出しが制約されるという欠点があった。
【０００７】
本発明の目的は前述のような外径のみを削って隙間δを大きくすることによりセルフクリーニング作用が低下すること、局部発熱のため適正な温度での混練押出しが制約されるという欠点を取除いた同方向噛合型二軸押出機スクリュを提供することにある。
【０００８】
発明者等は従来スクリュ外径のみを削って隙間δを広げるという前述の欠点に鑑み、スクリュ外径を削ることなく、隙間δを一定の所定寸法に保つとともに、スクリュ谷径と相手スクリュの外径との噛合い隙間ΔＳを一定にしてスクリュ外径ｄ_０とスクリュ谷径ｄ_ｉの比ｄ_０／ｄ_ｉを１．４５〜１．８５にし、即ちスクリュ谷径ｄ_ｉやスクリュ外径ｄ_０を変化させることにより目的が達成することができるという結論に達し、本発明に至った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するため本発明の第１は基部から先端にかけてフィード部、混練部次いでポンピング部で構成される同方向噛合型二軸押出機スクリュにおいて、スクリュ谷径と相手スクリュの外径との噛合い隙間ΔＳが一定のとき、スクリュ外径ｄ_０とスクリュ谷径ｄ_ｉの比ｄ_０／ｄ_ｉが１．６５〜１．８５および比ｄ_０／ｄ_ｉが１．４５〜１．６３の混練用スクリュを組合わせたことを特徴とする同方向噛合型二軸押出機スクリュとした。
【００１０】
また本発明の第２は基部から先端にかけてフィード部、混練部次いでポンピング部で構成される同方向噛合型二軸押出機スクリュにおいて、スクリュ谷径と相手スクリュの外径との噛合い隙間ΔＳが一定のとき、スクリュ外径ｄ_０とスクリュ谷径ｄ_ｉの比ｄ_０／ｄ_ｉがフィード部においては１．６５〜１．８５、他部は１．４５〜１．６３であることを特徴とする同方向噛合型二軸押出機スクリュとした。
【００１１】
さらにまた第３の発明として基部から先端にかけてフィード部、混練部次いでポンピング部で構成される同方向噛合型二軸押出機スクリュにおいて、スクリュ谷径と相手スクリュの外径との噛合い隙間ΔＳが一定のとき、スクリュ外径ｄ_０とスクリュ谷径ｄ_ｉの比ｄ_０／ｄ_ｉがポンピング部においては１．６５〜１．８５、他部は１．４５〜１．６３であることを特徴とする同方向噛合型二軸押出機スクリュとした。
【００１２】
これによりセルフクリーニング作用が確保され、局部発熱のない、従って適正な温度での混練押出しが可能となった。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図１ないし図４により説明する。
スクリュ１０は基部から先端にかけてフィード部Ｆ、混練部Ｃ、次いでポンピング部Ｐで構成され、バレル１１の内径Ｄφに対し、スクリュ外径ｄ_０、スクリュ谷径ｄ_ｉでバレル１１内径部にバレル内径Ｄφとスクリュ外径ｄ_０との隙間δを保持し、かつ相手スクリュ谷径ｄ_ｉとの間に噛合い隙間ΔＳ、２個のスクリュねじ山の側面同志隙間Δｆを確保しつつ、回転自在に挿入されている。そしてバレル１１のフィード部Ｆの上流には材料樹脂を供給する供給口１２が設けてある。
【００１４】
スクリュ１０のフィード部Ｆおよびポンピング部Ｐは同一形状の送り用ねじのスクリュエレメント１３であり、スクリュ外径ｄ_０とスクリュ谷径ｄ_ｉの比ｄ_０／ｄ_ｉ＝１．６５〜１．８５、好ましくは１．７５〜１．８５が良い。
また、混練部Ｃはスクリュ外径ｄ_０とスクリュ谷径ｄ_ｉの比ｄ_０／ｄ_ｉ＝１．４５〜１．６３、好ましくは１．５０〜１．５５が良く、噛合い隙間ΔＳ、ねじ山の側面同志の隙間Δｆは同一寸法とし、特定領域フィード部Ｆから混練部Ｃにおいてはバレル内径Ｄφとスクリュ外径ｄ_０との隙間δはポンピング部Ｐのそれより大きくして同所を通過する樹脂の量を増加させて均一な混練を促進させてあるので、２個のスクリュ間のセルフクリーニング作用は行なうことができる。
【００１５】
前述のようにフィード部Ｆのスクリュ外径ｄ_０とスクリュ谷径ｄ_ｉ比ｄ_０／ｄ_ｉは１．６５〜１．８５、好ましくは１．７５〜１．８５で混練部Ｃのそれより大き構成となりスクリュの溝深さが大きくなるため、材料樹脂の搬送作用が大きく、嵩比重の小さいプラスチック原料や無機フィラーの混練押出しの場合に優れた効果が発揮できる。
【００１６】
さらにポンピング部Ｐをスクリュ外径ｄ_０とスクリュ谷径ｄ_ｉの比ｄ_０／ｄ_ｉは１．６５〜１．８５、好ましくは１．７５〜１．８５としてねじ溝を深くすることにより、ねじ溝内のせん断速度が低減、せん断発熱が低下するため、低温押出しが可能で、省エネおよび樹脂材料に熱的なダメージを加えないで済む。
【００１７】
また図４のような基部から先端にかけてフィード部Ｆ、混練部Ｃ、次いでポンピング部Ｐで構成されるスクリュ１５に例えばフィード部Ｆとポンピング部Ｐにスクリュ外径ｄ_０とスクリュ谷径ｄ_ｉの比ｄ_０／ｄ_ｉは１．６５〜１．８５、好ましくは１．７５〜１．８５の送り用ねじスクリュ１７を用い、混練部Ｃにはスクリュ外径ｄ_０とスクリュ谷径ｄ_ｉの比ｄ_０／ｄ_ｉ＝１．４５〜１．６３のニーディングディスク１６を設け、ある種の樹脂材料の混練・押出しに対応するスクリュ１５とすることも可能である。この時、フィード部Ｆとポンピング部Ｐのスクリュ外径は混練部Ｃのスクリュ外径よりは大きく、フィード部Ｆとポンピング部Ｐのスクリュ谷径は混練部Ｃのスクリュ谷径よりは小さい関係となる。
【００１８】
以上説明したようにフィード部Ｆとポンピング部Ｐの両方に或いはいずれか１側をスクリュ外径ｄ_０とスクリュ谷径ｄ_ｉの比ｄ_０／ｄ_ｉは１．６５〜１．８５、好ましくは１．７５〜１．８５とし、混練部Ｃにニーディングディスク或いは他の混練スクリュエレメントを挿入することにより種々の樹脂材料に対応ができる同方向噛合型ニ軸スクリュとすることができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は当初に掲げた欠点が取除かれ、セルフクリーニング作用が確保され、局部発熱のない、従って適正な温度での混練押出しが可能な同方向噛合型ニ軸スクリュとすることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態例を示すニ軸スクリュの概略の説明図である。
【図２】本発明の１実施形態例を示すニ軸スクリュの概略の説明図で、図１の拡大したＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の１実施形態例を示すニ軸スクリュの概略の説明図で、図１の“イ”部の拡大した説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態例を示すニ軸スクリュの概略説明図である。
【図５】従来のニ軸スクリュの概略の説明図である。
【図６】従来の従来のニ軸スクリュの概略の説明図で、図５の拡大したＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１０、１５スクリュ
１１バレル
１２供給口
１３スクリュエレメント（送り用ねじ）
１６ニーディングディスク
１７送り用ねじスクリュ

Claims

基部から先端にかけてフィード部、混練部、次いでポンピング部で構成される同方向噛合型二軸押出機スクリュにおいて、スクリュ谷径と相手スクリュの外径との噛合い隙間ΔＳが一定のとき、スクリュ外径ｄ_０とスクリュ谷径ｄ_ｉの比ｄ_０／ｄ_ｉが１．６５〜１．８５および１．４５〜１．６３の混練用スクリュを組合わせたことを特徴とする同方向噛合型二軸押出機スクリュ。
基部から先端にかけてフィード部、混練部次いでポンピング部で構成される同方向噛合型二軸押出機スクリュにおいて、スクリュ谷径と相手スクリュの外径との噛合い隙間ΔＳが一定のとき、スクリュ外径ｄ_０とスクリュ谷径ｄ_ｉの比ｄ_０／ｄ_ｉがフィード部においては１．６５〜１．８５、他部は１．４５〜１．６３であることを特徴とする同方向噛合型二軸押出機スクリュ。
基部から先端にかけてフィード部、混練部次いでポンピング部で構成される同方向噛合型二軸押出機スクリュにおいて、スクリュ谷径と相手スクリュの外径との噛合い隙間ΔＳが一定のとき、スクリュ外径ｄ_０とスクリュ谷径ｄ_ｉの比ｄ_０／ｄ_ｉがポンピング部においては１．６５〜１．８５、他部は１．４５〜１．６３であることを特徴とする同方向噛合型二軸押出機スクリュ。