JP2014091320A - Screw for extrusion molding machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱可塑性樹脂の可塑化溶融押出成形機に用いるスクリューに関する。 The present invention relates to a screw used in a thermoplastic resin melt-extrusion molding machine.
従来から、この種の押出成形機に用いられているスクリューは、上流側である基端部から下流側である先端部に向かって原料の供給部、圧縮部、計量部を備えていると共にスクリュー軸の外周面に原料を下流側に送り出すためのスクリューフライトが設けられているが、このスクリューフライト単独では原料である熱可塑性樹脂ペレット(以下、固体樹脂という)を積極的に溶融することができず、また、溶融樹脂を均一に攪拌、混練することが困難であるため、上記計量部に溶融樹脂を混練分散させるためのミキシング部材を設けてなるスクリューが開発されている。 Conventionally, a screw used in this type of extrusion molding machine is provided with a raw material supply section, a compression section, and a metering section from a base end portion on the upstream side to a tip end portion on the downstream side, and a screw. A screw flight is provided on the outer peripheral surface of the shaft to feed the raw material downstream. This screw flight alone can actively melt the thermoplastic resin pellets (hereinafter referred to as solid resin). In addition, since it is difficult to uniformly stir and knead the molten resin, a screw having a mixing member for kneading and dispersing the molten resin in the measuring section has been developed.
このようなミキシング部材としては、例えば特許文献1、2に記載されているように、円筒形状に形成された部材本体の外周面に、基端が上流側に向かって開口し且つ先端が閉止された流入溝と、基端が閉止され、且つ先端が下流側に向かって開口した流出溝とを周方向に交互に設けていると共にこれらの流入、流出溝間に上記スクリューフライトと同一螺旋方向に傾斜した主フライトとこの主フライトよりも高さが低いサブフライトとを周方向に交互に設けてなる構造を有し、供給部に供給された原料である固体樹脂を上記圧縮部で溶融したのち、このミキシング部材の上記流入溝に該溶融樹脂を流入させ、スクリューの回転に伴って溶融樹脂をこの流入溝からサブフライトとバレル内面間の隙間を通じて上記流出溝に送り出す際に、溶融樹脂に剪断応力を作用させて混練、溶融および分散を促進させるように構成している。
As such a mixing member, for example, as described in
しかしながら、上記ミキシング部材によれば、スクリューフライトによって圧縮部側から送られてくる溶融樹脂がこのミキシング部材に設けている複数の流入溝に分れて流入すると、一つの流入溝に流入した溶融樹脂が他の流入溝に流入した溶融樹脂と混合することなくそれぞれの流出溝から流出することになり、例えば、溶融樹脂に分散性の悪い顔料が含まれている場合には、一つの流入溝に流入した溶融樹脂中の顔料の割合と、他の流入溝に流入した溶融樹脂中の顔料の割合とが異なると、それぞれの流入溝からサブフライトの頂面を通じて流出溝側に越流させた際に該溶融樹脂中に顔料を略均一に分散させることができても、それぞれの流出溝から溶融樹脂が流出して合流した際には、溶融樹脂全体の顔料の均一な分散性が損なわれて製品の品質が低下することになる。 However, according to the mixing member, when the molten resin sent from the compression unit side by screw flight is divided into a plurality of inflow grooves provided in the mixing member, the molten resin flows into one inflow groove. Will flow out from each outflow groove without mixing with the molten resin flowing into the other inflow grooves.For example, if the molten resin contains a pigment with poor dispersibility, If the ratio of the pigment in the molten resin that flows in differs from the ratio of the pigment in the molten resin that flows into the other inflow grooves, it will flow from the respective inflow grooves to the outflow groove side through the top surface of the subflight. Even if the pigment can be dispersed substantially uniformly in the molten resin, when the molten resin flows out from the respective outflow grooves and merges, the uniform dispersibility of the pigment throughout the molten resin is impaired. The quality of the goods will be reduced.
同様に、例えば、有機過酸化物を含有するエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(以下、EVA樹脂という)のシート状物を製造する場合には、樹脂温度が高くなるとEVA樹脂が溶融可塑化する際に有機過酸化物が架橋してEVA樹脂の品質が低下することになるため、成形時の樹脂温度を低くして有機過酸化物の分解を抑制しながらEVA樹脂を溶融させる必要があり、このため、上記ミキシング部材によって微細な未溶融物が溶融樹脂に混在した状態でミキシング部材の上記各流出溝から計量部側に送り出されることになるが、これらの流出溝から送りだされる溶融樹脂中に未溶融物を均等に分散させることが困難であって、この未溶融物を含む溶融樹脂によりEVA樹脂シートを製造すると未溶融物が多く点在しているシート部分が発生し、均質なEVA樹脂シートを製造することができないといった問題点がある。 Similarly, for example, when producing a sheet-like material of an ethylene-vinyl acetate copolymer resin (hereinafter referred to as EVA resin) containing an organic peroxide, when the EVA resin melts and plasticizes as the resin temperature increases. Since the organic peroxide is crosslinked to reduce the quality of the EVA resin, it is necessary to melt the EVA resin while suppressing the decomposition of the organic peroxide by lowering the resin temperature during molding. Therefore, in the state where fine unmelted material is mixed in the molten resin by the mixing member, it is sent out from the respective outflow grooves of the mixing member to the measuring unit side, but in the molten resin sent out from these outflow grooves It is difficult to disperse the unmelted material evenly, and when an EVA resin sheet is produced from the molten resin containing the unmelted material, a sheet portion where many unmelted materials are scattered is generated. , There is a problem that it is impossible to produce a homogeneous EVA resin sheet.
溶融樹脂の分散性を向上させるには、上記ミキシング部材を直列状に連結することが考えられるが、このような構造では接続部分に溶融樹脂の滞留個所が生じて樹脂が劣化する虞れがあり、また、上記ミキシング部材間に適宜長さのスクリューフライトを設ければ、樹脂を劣化させることなく分散性を向上させることができるが、スクリュー全体の長さが長くなって押出成形機が大型化するといった問題点が生じる。 In order to improve the dispersibility of the molten resin, it is conceivable to connect the mixing members in series. However, in such a structure, there is a possibility that the molten resin stays at the connection portion and the resin deteriorates. In addition, dispersibility can be improved without deteriorating the resin if a screw flight of an appropriate length is provided between the mixing members, but the length of the entire screw becomes longer and the extruder becomes larger. Problems arise.
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、溶融樹脂全体の均一な分配、分散、混練を促進しながら溶融樹脂を計量部から押し出して均質な製品を製造することができる押出成形機用スクリューを提供するにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to produce a homogeneous product by extruding the molten resin from the measuring section while promoting uniform distribution, dispersion, and kneading of the entire molten resin. It is in providing the screw for extruders which can be manufactured.
上記目的を達成するために、本発明の押出成形機用スクリューは、請求項1に記載したように、スクリュー軸の上流側となる基端側から下流側となる先端側に向かって供給部と圧縮部と計量部とを順次設けてなる押出成形機械用スクリューおいて、上記計量部に溶融樹脂の分配・分散混合部材を配設してあり、この分配・分散混合部材は、円筒形状の本体の基部側と先部側との外周面に、先端側から基端側に向かって回転方向に傾斜した複数条の送りフライトを周方向に所定間隔毎に突設して周方向に隣接する各送りフライト間に溶融樹脂の流通溝を形成していると共に、基部側の送りフライト列に対して先部側の送りフライト列を上記流通溝の溝幅方向にずらして基部側の各流通溝の先端部の溝幅方向の中央部にこれらの各流通溝に対向した先部側の送りフライトの基端部を介在させてあり、さらに、上記先部側送りフライト列と基部側送りフライト列における周方向に隣接する送りフライト間に、流通溝を上流側の溝部と下流側の溝部とに二分し、且つ、上流側の溝部から下流側の溝部に溶融樹脂を越流させる越流フライトを配設していることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the screw for an extruder according to the present invention includes, as described in claim 1, a supply portion from a base end side that is an upstream side of a screw shaft toward a distal end side that is a downstream side. In a screw for an extrusion molding machine in which a compression unit and a metering unit are sequentially provided, a distribution / dispersion mixing member for molten resin is disposed in the metering unit, and the distribution / dispersion mixing member is a cylindrical main body. A plurality of feed flights inclined in the rotational direction from the distal end side toward the proximal end side are provided on the outer peripheral surfaces of the base side and the front side of the base portion at predetermined intervals in the circumferential direction, and are adjacent to each other in the circumferential direction. In addition to forming molten resin flow grooves between the feed flights, the feed flight row on the front side is shifted in the groove width direction of the flow grooves with respect to the feed flight row on the base side, and Opposite each of these flow grooves at the center of the groove width direction of the tip A base end portion of the front-side feed flight is interposed, and a flow groove is formed between the upstream-side groove portion and the feed flight adjacent in the circumferential direction in the front-side feed flight row and the base-side feed flight row. It is characterized by being divided into a downstream groove portion and an overflow flight for allowing the molten resin to overflow from the upstream groove portion to the downstream groove portion.
このように構成した押出成形機械用スクリューにおいて、請求項2に係る発明は、上記全ての送りフライトの先端と基端とを先鋭端に形成していることを特徴とする。
In the screw for an extrusion molding machine configured as described above, the invention according to
請求項3に係る発明は、周方向に隣接する送りフライトにおけるスクリューの回転方向に先行する側の送りフライトの先部側壁面に越流フライトの先部を連設し、この越流フライトの基部を上記送りフライトに対向する送りフライトの基部側壁面に連設していると共に該越流フライトを送りフライトの傾斜角度よりも小さい傾斜角度でもって先端側から基端側に向かって回転方向に傾斜させてあり、この越流フライトにより二分された流通溝における上流側の溝部を基端から先端に向かって溝幅が徐々に狭くなった平面三角形状の溝部に形成している一方、下流側の溝部を基端から先端に向かって溝幅が徐々に広くなった平面三角形状の溝部に形成していることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, a front portion of an overflow flight is continuously provided on a side wall surface of a front portion of a feed flight on a side preceding the rotation direction of a screw in a feed flight adjacent in the circumferential direction, and a base portion of the overflow flight is provided. Is connected to the side wall of the base portion of the feed flight facing the feed flight, and the overflow flight is inclined in the rotational direction from the distal end side to the proximal end side with an inclination angle smaller than the inclination angle of the feed flight. The upstream groove portion of the flow groove divided by the overflow flight is formed into a planar triangular groove portion whose groove width gradually decreases from the base end to the tip end, while on the downstream side The groove portion is formed into a planar triangular groove portion whose groove width gradually increases from the base end to the tip end.
さらに、請求項4に係る発明は、越流フライトの頂面を頂面を全長に亘ってスクリューの回転方向に向いている一側端縁に向かって高さが低くなるように傾斜した傾斜頂面に形成していることを特徴とする。 Furthermore, in the invention according to claim 4, the top surface of the overflow flight is inclined so that its height decreases toward the one side end edge facing the rotation direction of the screw over the entire length of the top surface. It is formed on the surface.
請求項1に係る発明によれば、押出成形機用スクリューにおける溶融樹脂の混練、分散を行う計量部に配設している分配・分散混合部材は、円筒形状の本体の基部側と先部側との外周面に、先端側から基端側に向かって回転方向に傾斜した複数条の送りフライトを周方向に所定間隔毎に突設してなる送りフライト列を突設していると共に基部側の送りフライト列に対して先部側の送りフライト列を、周方向に隣接する送りフライト間に形成している流通溝の溝幅方向にずらして基部側の各流通溝の先端部の溝幅方向の中央部にこれらの各流通溝に対向した先部側の送りフライトの基端部を介在させてあり、さらに、上記先部側送りフライト列と基部側送りフライト列における周方向に隣接する送りフライト間に、流通溝を上流側の溝部と下流側の溝部とに二分し、且つ、上流側の溝部から下流側の溝部に溶融樹脂を越流させる越流フライトを配設しているので、圧縮部側からこの分配・分散混合部材に連続的に送り込まれる溶融樹脂をこの部材本体の基部側外周面に突設している送りフライト列における各隣接する送りフライト間の流通溝内に分流させ、各流通溝に設けている越流フライトとバレルとの間の隙間を通過させて溶融樹脂中に含まれる未溶融樹脂を越流フライトとバレルとによる剪断力ですり潰しながら溶融樹脂を効果的に混練、分散させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the distribution / dispersion mixing members disposed in the metering unit for kneading and dispersing the molten resin in the screw for the extruder are the base side and the front side of the cylindrical main body. A plurality of feed flights inclined in the rotational direction from the front end side to the base end side are projected on the outer peripheral surface of the outer peripheral surface at predetermined intervals in the circumferential direction and the base side The leading edge side of the feeding flight row is shifted in the groove width direction of the circulation groove formed between the neighboring adjacent feeding flights in the circumferential direction, and the groove width at the tip of each circulation groove on the base side A proximal end portion of the forward flight that is opposed to each of the flow grooves is interposed at the center of the direction, and is adjacent to the circumferential direction in the forward flight train and the proximal flight train. Between the sending flights, the distribution groove is located upstream and downstream. In addition, an overflow flight is provided that bisects the molten resin from the upstream groove to the downstream groove. The molten resin to be fed is shunted into the flow grooves between adjacent feed flights in the feed flight row projecting on the base side outer peripheral surface of this member body, and the overflow flight and barrel provided in each flow groove The molten resin can be effectively kneaded and dispersed while the unmelted resin contained in the molten resin is crushed by the shearing force generated by the overflow flight and the barrel through the gap between the two.
さらに、部材本体の基部側の上記各流通溝を通過した溶融樹脂は、送りフライトによって先部側の送りフライト列における隣接する送りフライト間の流通溝に送り込まれるが、基部側の送りフライト列に対して先部側の送りフライト列を、流通溝の溝幅方向にずらして基部側の各流通溝の先端部の溝幅方向の中央部にこれらの各流通溝に対向した先部側の送りフライトの基端部を介在させているので、基部側の一つの流通溝の出口がこの流通溝の下流側に設けられている上記先部側における隣接する流通溝の入口に分岐した状態で連通して、基部側の流通溝から送り出された上記溶融樹脂を先部側の二つの流通溝に分配しながら送り込むことができ、従って、部材本体の基部側に設けている隣接する流通溝をそれぞれ通過中に分散、混練された溶融樹脂がこれらの流通溝から部材本体の先部側に設けている一つの流通溝内に合流させることができると共に、この先部側の流通溝を通過中に該流通溝に設けている越流フライトによってさらに剪断、混練、分散されて、部材本体から溶融樹脂全体をできる限り均一な混練、分散状態となるように押し出すことができ、優れた品質の製品を製造することができる。 Furthermore, the molten resin that has passed through each of the flow grooves on the base side of the member body is sent to the flow grooves between adjacent feed flights in the feed flight train on the front side by the feed flight, but the feed flight train on the base side On the other hand, the feed flight train on the front side is shifted in the groove width direction of the flow grooves, and the feed on the front side facing the flow grooves is centered in the groove width direction at the tip of each flow groove on the base side. Since the base end portion of the flight is interposed, the outlet of one flow groove on the base side communicates in a state of branching to the inlet of the adjacent flow groove on the front side provided on the downstream side of the flow groove. Thus, the molten resin fed from the flow groove on the base side can be fed while being distributed to the two flow grooves on the front side, and accordingly, the adjacent flow grooves provided on the base side of the member body are respectively Dispersed and kneaded while passing The molten resin can be merged from these flow grooves into one flow groove provided on the front side of the member body, and the overflow is provided in the flow groove while passing through the flow groove on the front side. It is further sheared, kneaded and dispersed by the flight, so that the entire molten resin can be extruded from the member body so as to be as uniformly kneaded and dispersed as possible, and an excellent quality product can be manufactured.
また、請求項2に係る発明によれば、上記全ての送りフライトの先端と基端とを先鋭端に形成しているので、溶融樹脂を滞留させることなく、分配・分散混合部材を円滑に流通、通過させることができる。
Further, according to the invention according to
請求項3に係る発明によれば、周方向に隣接する送りフライトにおけるスクリューの回転方向に先行する側の送りフライトの先部側壁面に越流フライトの先部を連設すると共にこの越流フライトの基部を上記送りフライトに対向する送りフライトの基部側壁面に連設して、この越流フライトにより二分された流通溝における上流側の溝部を基端から先端に向かって溝幅が徐々に狭くなった平面三角形状の溝部に形成している一方、下流側の溝部を基端から先端に向かって溝幅が徐々に広くなった平面三角形状の溝部に形成しているので、圧縮部側から供給される溶融樹脂を上流側の溝部内に円滑に流入させることができると共にこの溝部内で生じる樹脂圧力でもって越流フライトを乗り越えて溶融樹脂を下流側の溝部へと分散させることができるばかりでなく、越流フライトを送りフライトの傾斜角度よりも小さい傾斜角度でもって先端側から基端側に向かって回転方向に傾斜させているので、溶融樹脂がこの越流フライト上を斜めに横切るようにして通過させることができ、通過距離が長くなって溶融樹脂の分散、混練効果を一層向上させることができる。 According to the third aspect of the present invention, the overflow part is continuously provided on the side wall surface of the front part of the feed flight on the side preceding the rotational direction of the screw in the feed flight adjacent in the circumferential direction. Of the upstream side of the flow groove divided by the overflow flight, the groove width is gradually narrowed from the base end to the front end. On the other hand, since the groove portion on the downstream side is formed in the flat triangular groove portion whose groove width is gradually increased from the base end to the tip end, the groove portion on the downstream side is formed from the compression portion side. The supplied molten resin can smoothly flow into the upstream groove, and the resin pressure generated in the groove can overcome the overflow flight and disperse the molten resin into the downstream groove. In addition, since the overflow flight is sent and tilted in the direction of rotation from the tip side to the base end side with an inclination angle smaller than the inclination angle of the flight flight, the molten resin is slanted on the overflow flight. It can be made to pass across, and a passing distance becomes long, and the dispersion | distribution of a molten resin and the kneading | mixing effect can be improved further.
さらに、請求項4に係る発明によれば、上記越流フライトの頂面を頂面を全長に亘ってスクリューの回転方向に向いている一側端縁に向かって高さが低くなるように傾斜した傾斜頂面に形成しているので、上流側の溝部から溶融樹脂をこの越流フライトの頂面上に円滑に乗り上げさせながら下流側の溝部に向かって流動させることができると共に、この傾斜頂面を通過するに従って該頂面とバレルとの対向面による剪断力が大きくなって溶融樹脂中に含まれる未溶融樹脂を確実にすり潰すことができる。 Furthermore, according to the invention which concerns on Claim 4, the top surface of the said overflow flight is inclined so that height may become low toward the one side edge which has turned the top surface to the rotation direction of a screw over the full length. Therefore, the molten resin can flow from the upstream groove to the downstream groove while smoothly riding on the top surface of the overflow flight. As it passes through the surface, the shearing force by the opposing surface of the top surface and the barrel increases, and the unmelted resin contained in the molten resin can be reliably ground.
次に、本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図1において、押出成形機用スクリューはバレル4内に回転自在に配設されてあり、上流側である基端側から下流側である先端側に向かって供給部A、圧縮部B、計量部Cを順次設けている。供給部Aは、スクリュー軸1の基部外周面にメインフライト2を突設していると共にそのスクリュー軸1の基部の径を圧縮部B及び計量部Cのスクリュー軸部の径よりも小径に形成されてなり、圧縮部Bは、スクリュー軸1の長さ方向の中間部外周面に上記供給部A側から連続したメインフライト2とこのメインフライト2よりも外径が小径に形成されたサブフライト3をメインフライト2に沿って連続螺旋状に並設してなり、計量部Cは、スクリュー軸1の先部外周面に上記圧縮部B側から連続したメインフライト2と溶融樹脂の分配・分散混合部材10と、この分配・分散混合部材10からスクリュー軸1の先端に亘って連続したフライト2'とを設けてなる。なお、このフライト2'は上記メインフライト2と同径に形成されている。
Next, a specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, the screw for the extruder is rotatably disposed in the barrel 4 and is downstream from the base end side, which is the upstream side. A supply unit A, a compression unit B, and a measuring unit C are sequentially provided toward the distal end side that is the side. The supply part A has a
計量部Cに設けている上記分配・分散混合部材10の構造を詳述すると、図2〜図4に示すように、この分配・分散混合部材10は、スクリュー軸1における計量部Cの軸径に等しい外径を有する円筒形状の部材本体11における長さ方向の一半部(後半部)に相当する基部の外周面に、先端側から基端側に向かってスクリュー軸1の回転方向に傾斜した複数条の送りフライト12、12・・・12を周方向に一定間隔毎に突設してなる基部側送りフライト列と、この基部側送りフライト列における各隣接する送りフライト12、12間に形成された一定幅を有する螺旋状の流通溝14と、各隣接する送りフライト12、12の対向する傾斜側壁面にその長さ方向の両端部を一体に連設させて上記流通溝14を上流側の溝部(以下、第1入口側溝部14a とする)と下流側の溝部(以下、第1出口側溝部14b とする)とに二分している越流フライト13とを設けている。
The structure of the distribution /
同様に、上記部材本体11における長さ方向の他半部(前半部)に相当する先部の外周面に、先端側から基端側に向かってスクリュー軸1の回転方向に傾斜した複数条の送りフライト22、22・・・22を周方向に一定間隔毎に突設してなる先部側送りフライト列と、この先部側送りフライト列における各隣接する送りフライト22、22間に形成された一定幅を有する螺旋状の流通溝24と、各隣接する送りフライト22、22の対向する傾斜側壁面にその長さ方向の両端部を一体に連設させて上記流通溝24を上流側の溝部(以下、第2入口側溝部24a とする)と下流側の溝部(以下、第2出口側溝部24b とする)とに二分している越流フライト23とを設けている。
Similarly, a plurality of strips inclined in the rotational direction of the screw shaft 1 from the distal end side toward the proximal end side are provided on the outer peripheral surface of the tip portion corresponding to the other half portion (front half portion) in the length direction of the
さらに、部材本体11の基部外周面に突設している上記基部側送りフライト列に対して上記先部側送りフライト列を部材本体11の周方向に上記流通溝14の溝幅の1/2に相当する距離だけずらした位置に配設して、基部側の各流通溝14の上記第1出口側溝部14b の先端部の溝幅方向の中央部にこれらの各流通溝14に対向した先部側の送りフライト22の基端部を介在させ、第1出口側溝部14b から送り出される溶融樹脂を先部側の送りフライト22の基端部によって二分してこの送りフライト22の両側の上記第2入口側溝部24a 、24a に分流させ、分流した溶融樹脂を、この溶融樹脂が流通する上記流通溝14に隣接した流通溝14の第1出口側溝部14b から先部側の送りフライト22の基端部によって二分されて分流する溶融樹脂と共に先部側の一つの第2入口側溝部24a に合流させるように構成している。
Further, with respect to the base side feed flight row projecting on the base outer peripheral surface of the
上記基部側送りフライト列と先部側送りフライト列とを構成している全ての送りフライト12、22は、同大、同形で細長い角棒形状に形成されてあり、基部側の送りフライト12はその長さ方向の一端部である先端部を部材本体11の長さ方向の中央部に配設されていてこの先端部から基端部に向かってスクリュー軸1と一体に回転するこの部材本体11の回転方向に傾斜させてあり、基端部を部材本体11の基端部外周面に配設している。
All the
一方、部材本体11の先部側に配設している送りフライト22は、その長さ方向の一端部である先端部を部材本体11の先端部外周面に一体に設けられていてこの先端部から基端部に向かってスクリュー軸1と一体に回転するこの部材本体11の回転方向に上記基部側の送りフライト12と同一傾斜角度でもって傾斜させてあり、該送りフライト22の基端部を部材本体11の中央部に配設して、上記基部側送りフライト列における隣接する送りフライト12、12の先端部間の中間部、即ち、これらの送りフライト12、12間で形成している上記流通溝14の第1出口側溝部14b の先端部における溝幅方向の中央部に該基端部を介在させ、流通溝14の出口を両側に分岐させている。
On the other hand, the
スクリュー軸1の中心から送りフライト12、22の頂面までの半径は、上記メインフライト2と同様に、その頂面がバレル6の内面に摺接、もしくは該内面から僅かな隙間を存した状態で移動可能な径に形成されていて、スクリュー軸1の回転にともなって溶融樹脂をこの送りフライト12、22により下流側に送り込むように構成している。
The radius from the center of the screw shaft 1 to the top surfaces of the
また、全ての送りフライト12、22の先端部における回転方向に面した一側壁面を先端に向かって徐々に先細となる傾斜側壁面12a 、22a に形成し、且つ、その先端を先鋭端に形成している。同様に全ての送りフライト12、22の基端部における上記回転方向に対して反対方向に面した他側壁面を基端に向かって徐々に先細となる傾斜側壁面12b 、22b に形成してあり、その基端を先鋭端に形成している。これらの傾斜側壁面12a 、22a 及び12b 、22b のスクリュー軸1の長さ方向に対する傾斜角度を略45度にすることによって流通溝14内への溶融樹脂の取込み及び流通溝14、24内での溶融樹脂の流動、通過が円滑に行えるように構成している。
In addition, one side wall surface facing the rotation direction at the tip of all the
流通溝14を第1入口側溝部14a と第1出口側溝部14b に二分している上記越流フライト13と、流通溝24を第2入口側溝部24a と第2出口側溝部24b に二分している上記越流フライト23とは、図6、図7に示すように上記送りフライト12、22よりも高さが低い細長角棒形状に形成されていると共に、その頂面は全長に亘ってスクリュー軸1の回転方向に向いている一側端縁に向かって高さが低くなるように傾斜した傾斜頂面13a 、23a に形成してあり、溶融樹脂をこの越流フライト13、23の傾斜頂面13a 、23a とバレル4の内周面との間の隙間を通じて上記第1、第2入口側溝部14a 、24a から第1、第2出口側溝部14b 、24b へとそれぞれ流動させ、通過中にこの越流フライト13、23とバレル4との対向面での剪断応力によって溶融樹脂に含まれる微細な未溶融物をすり潰しながら、バレル4との摩擦による剪断発熱により溶融させると共に、溶融樹脂を分散、混練するように構成している。
The
さらに、これらの越流フライト13、23は、その先部における回転方向に面した一側部を先細となる形状に形成してその一側壁面をスクリュー軸1の回転方向に先行する側の送りフライト12、22の先部における上記回転方向に対して反対方向に面した他側壁面にそれぞれ一体に連設させていると共に、基部における上記回転方向に対して反対方向に面した他側部を先細となる形状に形成してその他側壁面を上記送りフライト12、22に対して上記回転方向とは逆方向に対向する送りフライト12、22の基部における回転方向に面した一側壁面にそれぞれ一体に連設させてあり、且つ、これらの越流フライト13、23のスクリュー軸1の長さ方向に対する傾斜角度を、送りフライト13、23の傾斜角度よりも小さい傾斜角度でもって先端側から基端側に向かって回転方向に傾斜させている。
Further, these
そして、これらの越流フライト13、23により二分された流通溝14、24における上記第1、第2入口側溝部14a 、24a を基端側から先端に向かって溝幅が徐々に狭くなった平面三角形状の溝部に形成している一方、上記第1、第2出口側溝部14b 、24b を基端側から先端に向かって溝幅が徐々に広くなった平面三角形状の溝部に形成している。
The first and second inlet-
次に、上記のように構成した分配・分散混合部材10を備えた本発明押出成形機用スクリューの作用を説明すると、ホッパ(図示せず)を通じて供給部Aに供給された原料である固体樹脂は、スクリュー軸1の回転にともなってメインフライト2により圧縮部B側に移送され、その移送途上においてバレル4側からの伝熱と、バレル4の内面との摩擦熱や樹脂同士の剪断作用による発熱とによって溶融を開始しながら圧縮部Bに送られる。
Next, the operation of the screw for an extruder of the present invention provided with the distribution /
この圧縮部Bを通過中に、バレル4の内面と接する部分に溶融された薄い樹脂層を形成しながらこの溶融樹脂層は、サブフライト3を乗り越えて該サブフライト3とこのサブフライト3の背面側のメインフライト2との間の溝部5内に流入する。この溝部5の幅は圧縮部Bの先端に向かうに従って大きくなるようにサブフライト3をスクリュー軸1に螺旋巻きしてあり、従って、圧縮部Bを通過中に徐々に増大する溶融樹脂をこの溝部5内に収容しながら計量部Cに送り込む。
While passing through the compression portion B, a molten resin layer is formed on the portion in contact with the inner surface of the barrel 4, and the molten resin layer passes over the subflight 3 and the subflight 3 and the back surface of the subflight 3. It flows into the groove 5 between the
計量部Cに送られた溶融樹脂は、メインフライト2によって分配・分散混合部材10に送り込まれ、この分配・分散混合部材10の部材本体11の基部側外周面に設けている各隣接する送りフライト12、12間の第1入口側溝部14a 内に流入する。この第1入口側溝部14a は下流側に行くに従って幅狭くなる平面三角形状に形成されているので、第1入口側溝部14a 内に流入した溶融樹脂の樹脂圧が下流側に向かうに従って増大しながらスクリュー軸1と一体に回転するこの分配・分散混合部材10の回転に伴ってその樹脂圧により越流フライト13の傾斜頂面13a を部材本体11の長さ方向に斜めに横切るようにしながら乗り越えて第1出口側溝部14b 内に流入する。
The molten resin sent to the measuring section C is sent to the distribution /
この際、越流フライト13の傾斜頂面13a とバレル4の内周面との間の隙間は、分配・分散混合部材10の回転方向に対して逆方向に向かって狭くなる楔形状の空隙部に形成されているので、溶融樹脂中に含まれる未溶融樹脂を大きな剪断力でもって確実にすり潰しながらバレル4との摩擦による剪断発熱により溶融させると共に、この越流フライト13から第1出口側溝部14b 内に溶融樹脂を分散、混練させながら流入させることができ、さらに、第1出口側溝部14b は、溝部先端側の出口に行くに従って徐々に幅広くなるように形成しているので、この第1出口側溝部14b を通過中に溶融樹脂はさらに均一に拡散、混練される。
At this time, the gap between the inclined
溶融樹脂が第1出口側溝部14b 内を下流側に向かって流動してこの第1出口側溝部14b
の先端部に達すると、該第1出口側溝部14b の先端部の中央部に、部材本体11の長さ方向の他半部である先部側の上記先部側送りフライト列における送りフライト22の基端部が介在しているため、分配・分散混合部材10の回転に従って送りフライト12の傾斜側壁面により下流側に押し進められる溶融樹脂は、図5に矢印で示すように、上記下流側の第1出口側溝部14b から流出する際に、上記先部側送りフライト22の基端部によって分配されてこの先部側送りフライト22の両側に設けている先部側流通溝24における第2入口側溝部24a
、24a に分流する。この溶融樹脂の分配、分流は、基部側に設けている全ての流通溝14の第1出口側溝部14b から送り出される溶融樹脂に対して行われる。
The molten resin flows in the first
When the leading end of the first
To 24a. The distribution and distribution of the molten resin are performed on the molten resin sent out from the first
この時、溶融樹脂が先端側に行くに従って徐々に幅広くなっている上記第1入口側溝部14a を通過中に上述したように拡散、混練されるが、先部側送りフライト22の基端部によって二分される際に、この先部側送りフライト22の基端部両側面とこの基端部両側面に対向する両側の基部側送りフライト12、12の側面との間の第1出口側溝部14b の先端出口の幅が狭くなっているので、先部側送りフライト22によって二分されているこの先端出口部分を通過中に、溶融樹脂が圧縮作用を受けてさらに均一に混練される。
At this time, the molten resin is diffused and kneaded as described above while passing through the first inlet
先部側送りフライト22の基端部によって分流させらた第1出口側溝部14b からの一方の溶融樹脂は、この溶融樹脂が流通する流通溝14の一側方に隣接した流通溝14の第1出口側溝部14b の先端部において先部側送りフライト22の基端部で二分された他方の溶融樹脂と共にこれらの第1出口側溝部14b 、14b が連通する先部側流通溝24の第2入口側溝部24a
内に合流し、同様に、先部側送りフライト22の基端部によって分流させらた第1出口側溝部14b からの他方の溶融樹脂は、この溶融樹脂が流通する流通溝14の他方側に隣接した流通溝14の第1出口側溝部14b の先端部において先部側送りフライト22の基端部で二分された一方の溶融樹脂と共にこれらの第1出口側溝部14b 、14b が連通する先部側流通溝24の第2入口側溝部24a 内に合流し、隣接する上流側の流通溝14、14から送りだされた溶融樹脂が互いに混合して一層均一に混練、分散する。
One molten resin from the first outlet
Similarly, the other molten resin from the first
さらに、先部側の各流通溝24における第2入口側溝部24a 内に合流した溶融樹脂がこの第2入口側溝部24a を通過中に、該第2入口側溝部24a は上記第1入口側溝部14a と同様に下流側に行くに従って幅狭くなる平面三角形状に形成されているので、その樹脂圧を下流側に向かうに従って増大させながらスクリュー軸1と一体に回転する分配・分散混合部材10の回転に伴って越流フライト23の傾斜頂面23a を部材本体11の長さ方向に斜めに横切るようにしながら乗り越えて第2出口側溝部24b 内に流入する。
Further, while the molten resin merged into the second
この際、越流フライト23の傾斜頂面23a とバレル4の内周面との間の隙間は、上記基部側送りフライト列側に設けている越流フライト13と同様に、分配・分散混合部材10の回転方向に対して逆方向に向かって狭くなる楔形状の空隙部に形成されているので、溶融樹脂中に含まれる未溶融樹脂を大きな剪断力でもって確実にすり潰しながらバレル4との摩擦による剪断発熱により溶融させると共に、この越流フライト23から第2出口側溝部24b 内に溶融樹脂を分散、混練させながら流入させることができ、さらに、第2出口側溝部24b
も、溝部先端側の出口に行くに従って徐々に幅広くなるように形成しているので、この第1出口側溝部14b を通過中に溶融樹脂はさらに均一に拡散、混練されながら第2出口側溝部24b の先端から計量部Cの先端部に送り出され、フライト2'によってスクリューの先端から所定の圧力でもってダイに供給される。
At this time, the gap between the inclined
However, since it is formed so that it gradually becomes wider as it goes to the outlet on the front end side of the groove part, the molten resin is more uniformly diffused and kneaded while passing through the first outlet
なお、以上の実施例においては、送りフライト12、22の条数を6条としているが、3〜20条、好ましくは6〜12条、設けておくことが望ましい。送りフライト12、22の条数が少ない場合は溶融樹脂の分配作用が少なくなるため、温度分布が悪くなり、且つ、分散性も低下し、また、条数が多い場合は流路壁面の面積が増大して溶融樹脂の滞留時間が長くなり、その結果、反応性の樹脂や劣化しやすい樹脂に対して悪影響を及ぼす虞がある。
In the embodiment described above, the number of
A 供給部
B 圧縮部
C 計量部
1 スクリュー軸
2 メインフライト
3 サブフライト
4 バレル
5 溝部
10 分配・分散混合部材
11 部材本体
12、22 送りフライト
13、23 越流フライト
14、24 流通溝
14a 第1入口側溝部
14b 第1出口側溝部
24a 第2入口側溝部
24b 第2出口側溝部
A Supply part B Compression part C Weighing part 1
10 Distributing / dispersing mixing parts
11 Material body
12, 22 feed flights
13, 23 Overflow flight
14, 24 Distribution channel
14a 1st inlet side groove
14b First outlet side groove
24a Second inlet side groove
24b Second outlet groove
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---|---|---|---|
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2012
- 2012-11-07 JP JP2012245220A patent/JP2014091320A/en active Pending
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