JP2014223791A

JP2014223791A - 二軸押出機を用いた混練方法

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Publication number: JP2014223791A
Application number: JP2014056683A
Authority: JP
Inventors: 昭美小林; Akiyoshi Kobayashi; 俊貴中沢; Toshiki Nakazawa; 正俊尾原; Masatoshi Ohara; 裕之齋藤; Hiroyuki Saito
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2014-12-04
Anticipated expiration: 2033-05-15
Also published as: JP5572776B1

Abstract

【課題】本発明は、樹脂原料等の材料を混練する二軸押出機に係り、特に樹脂原料と粉体状の充填剤の混練に用いられる生産性の優れた二軸押出機を提供する。【解決手段】本発明による二軸押出機は、第１スクリュ部が互いに噛み合う２条ねじを備え、軸間距離Ｃに対する第１スクリュ部の外径Ｄ１の比Ｄ１／Ｃが１．２５から１．４０までの値であり、第３スクリュ部が互いに噛み合う３条ねじを備え、軸間距離Ｃに対する第３スクリュ部の外形Ｄ３の比Ｄ３／Ｃが１．０５から１．１０までの値であり、第２スクリュ部の外径Ｄ２が第１スクリュ部から第３スクリュ部に向けて漸減するスクリュを有する。【選択図】図1

Description

本発明は、樹脂原料等の材料を混練する二軸押出機に係り、特に樹脂原料と粉体状の充填剤の混練に用いられる生産性の優れた二軸押出機に関するものである。

ペレット状や粉体状の樹脂原料等の材料を混練する二軸押出機は、材料を供給する材料供給口と、材料供給口より供給された材料が通過する挿通孔と、挿通孔を通過する間に混練された材料を吐出する吐出口が設けられたバレルを備えている。このバレルの挿通孔には、一定の軸間距離を保って平行に配置され、互いに噛み合いながら同方向に回転する２本のスクリュが挿入されている。

例えば、特許文献１には、このようなバレルとスクリュを備え、高い材料処理能力を有することにより、バレル内での材料の滞留時間を短くし、混練された材料に物性の劣化を生じさせない二軸押出機が開示されている。また、例えば、特許文献２には、このようなバレルとスクリュを備え、空気抜き装置を有することにより、生産能力を高めた二軸押出機が開示されている。

一方、このような二軸押出機のスクリュは、種々の材料を混練するために、スクリュ形状（スクリュ構成）を変更することができる組み立て式のスクリュが用いられる。組み立て式のスクリュは、同じ外径に揃えられた複数のスクリュエレメントやニーディングディスク等をスクリュ軸の外周に嵌合して組み立てられ、混練する材料に適したスクリュ形状（スクリュ構成）とされている。

従来、単位時間当たりの材料の処理量を高めるために、スクリュの外径に対しスクリュの谷径を小さくして、スクリュの混練容積を大きくした２条ねじの深溝スクリュとすると共に、スクリュの回転駆動力を大きくする改良が行われている。スクリュの谷径を小さくするためにはスクリュ軸の外径も小さくしなければならないが、スクリュの回転駆動力を大きくするためにはスクリュ軸の強度を強くしなければならない。この問題を解決するために、例えば、特許文献３には、高強度スプラインを形成した軸が開示されている。
近年では、単位時間当たりの材料の処理量を高めるためのこのような改良が進み、スクリュの谷径やスクリュ軸の外径は設計的に限界の値に達しつつある。

特表平１１−５１２６６６号公報特開２０００−２５０９４号公報特開平１０−２３８５４８号公報

二軸押出機を用いての混練としては、例えば、樹脂原料と粉体状の充填剤を材料とし、それぞれを所定の比率にて材料供給口より供給して、材料中に充填剤を均一に分散させる混練も行われる。このような混練においては、混練された材料の熱履歴による物性の劣化と材料中の充填剤の分散状態が許容範囲内であることを必要条件として、二軸押出機の運転条件が決定される。材料供給口への供給時には、粉体状の充填剤の中に空気が混入しており、二軸押出機内で溶融、混練されると混入していた空気が抜け、材料の体積が減少する。このとき、スクリュの回転数が高いと体積が減少した材料にはせん断作用が強く働くことになり、材料温度が上昇して熱による物性の劣化を生じ易い。逆に、スクリュの回転数が低いと材料に働くせん断作用が不足して、材料中の充填剤の分散状態が不均一になり易い。

混練された材料の物性と分散状態の２つ条件を同時に満たすためには、供給する材料の量に応じてスクリュの回転数を適正な回転数に設定しなければならない。しかし、単位時間当たりの材料の処理量を高めることを重要視して、スクリュ、スクリュ軸、スクリュの回転駆動力の改良を行ってきた従来の二軸押出機はその性能を十分に発揮できないという問題がある。

本発明は、上述した従来技術の現状に鑑み、樹脂原料と粉体状の充填剤の材料を供給して混練する場合に、混練された材料の物性の劣化と分散状態が許容範囲内にあることを必要条件とし、さらに、単位時間当たりの材料の処理量も高い、生産性の優れた二軸押出機を提供することを課題とする。

前記目的を達成するための本発明による二軸押出機は、一端側に材料供給口を有すると共に他端側に吐出口を有するバレルに、一定の軸間距離Ｃを保って平行に配置され互いに噛み合いながら同方向に回転する２本のスクリュを有する二軸押出機において、スクリュは一端側から他端側に向けて、第１スクリュ部、第２スクリュ部、第３スクリュ部を有し、第１スクリュ部は互いに噛み合う２条ねじを備え、軸間距離Ｃに対する第１スクリュ部の外径Ｄ１の比Ｄ１／Ｃが１．２５から１．４０までの値であり、第３スクリュ部は互いに噛み合う３条ねじを備え、軸間距離Ｃに対する第３スクリュ部の外形Ｄ３の比Ｄ３／Ｃが１．０５から１．１０までの値であり、第２スクリュ部の外径Ｄ２は第１スクリュ部から第３スクリュ部に向けて漸減し、バレルは、スクリュに対応して、第１バレル部、第２バレル部、第３バレル部を有し、第１バレル部に設けられたスクリュの挿通孔は、第１スクリュ部の外径Ｄ１に対して所定の隙間を備え、第３バレル部に設けられたスクリュの挿通孔は、第３スクリュ部の外径Ｄ３に対して所定の隙間を備え、第２バレル部に設けられたスクリュの挿通孔は、第１バレル部から第３バレル部に向けて漸減することを特徴とする。

本発明によれば、一定の軸間距離Ｃを保って平行に配置され、互いに噛み合いながら同方向に回転する２本のスクリュが、外径Ｄ１が大きい２条ねじの第１スクリュ部と、外径Ｄ３が小さい３条ねじの第３スクリュ部とを有しているので、供給された樹脂原料と粉体状の充填剤の材料から混入していた空気が抜けて材料容積が小さくなっても、スクリュの回転によるせん断作用を適正に働かせることができ、混練された材料の物性の劣化と分散状態を許容範囲内に収めることができる。さらに、第１スクリュ部は、軸間距離Ｃに対する第１スクリュ部の外径Ｄ１の比Ｄ１／Ｃが１．２５から１．４０までの間の値であるので、従来の二軸押出機よりも単位時間当たりの材料の処理量が高くなる。したがって、従来の二軸押出機よりも生産性の優れた混練を行うことができる。

本発明に係る二軸押出機の概略図。本発明に係る二軸押出機の説明図であり、（Ａ）は図１のＹ−Ｙ断面図、（Ｂ）は図１のＺ−Ｚ断面図。

以下、本発明の実施の形態を図１、図２（Ａ）、（Ｂ）及び表１を参照して説明する。

図１は本発明の二軸押出機１０の概略構成を示すものである。
二軸押出機１０は、歯車箱１１を備えている。歯車箱１１は、一定の軸間距離Ｃを保って平行に配置され、同方向に回転する２本の出力軸１２を有し、接続された駆動モータ１３の回転を出力軸１２より伝達する。出力軸１２には、バレル１４に、同様に軸間距離Ｃを保って平行に配置され、互いに噛み合いながら回転する２本のスクリュ１５の基部が接続されている。２本のスクリュ１５は、それぞれ対応する出力軸１２の回転が伝達され、互いに噛み合いながら同方向に回転する。

バレル１４の内部には、スクリュ１５が挿入される２つの挿通孔１６が設けられている。挿通孔１６は、バレル１４の長手方向に設けられた孔であり、互いに噛み合う２本のスクリュ１５が挿入可能なように周方向の一部で重なり合っている。バレル１４の長手方向の一端側は、歯車箱１１に近接し、混練される樹脂原料と粉体状の充填剤の材料を挿通孔１６に供給するための材料供給口１７が設けられている。バレル１４の長手方向の他端側には、挿通孔１６を通過する間に混練された材料を吐出するための吐出口１８が設けられている。バレル１４の外周には、バレル１４を加熱することにより挿通孔１６に供給された材料を加熱するヒータ１９が設けられている。

スクリュ１５は、材料供給口１７が設けられたバレル１４の一端側から、吐出口１８が設けられたバレル１４の他端側に向けて、第１スクリュ部２１、第２スクリュ部２２、第３スクリュ部２３を有する。バレル１４も同様に、材料供給口１７が設けられた一端側から、吐出口１８が設けられた他端側に向けて、スクリュ１５の第１スクリュ部２１、第２スクリュ部２２、第３スクリュ部２３に対応して、第１バレル部３１、第２バレル部３２、第３バレル部３３を有する。

なお、バレル１４の長手方向の全長Ｌ、第１バレル部３１と第１スクリュ部２１の長さＬ１、第２バレル部３２と第２スクリュ部２２の長さＬ２、第３バレル部３３と第３スクリュ部２３の長さＬ３は、混練する材料に応じて適宜決定される。

本発明の二軸押出機１０は、バレル１４の材料供給口１７と吐出口１８との間に、混練中に材料から発生した揮発分等をバレル１４外に排出するためのベントポート（図示せず）や、材料に混入していた空気をバレル１４外へ排出するための空気抜き機構（図示せず）を備えている。

また、本発明の二軸押出機１０のスクリュ１５は、従来の二軸押出機と同様に、種々の材料が混練されるように、スクリュエレメントの間にニーディングディスク等を配置した組み立て式のスクリュを用いている。

図２は、本発明の二軸押出機１０を説明する図であって、（Ａ）は図１の第１スクリュ部２１と第１バレル部３１のＹ−Ｙ断面を示し、（Ｂ）は図１の第３スクリュ部２３と第３バレル部３３のＺ−Ｚ断面を示す。

材料供給口１７側に設けられた第１スクリュ部２１は２条ねじを備えている。第１スクリュ部２１の外径Ｄ１は、軸間距離Ｃに対する外径Ｄ１の比Ｄ１／Ｃが１．２５から１．４０までの値（１．２５≦Ｄ１／Ｃ≦１．４０）となるように設定されている。この値は、単位時間当たりの材料の処理量を高めることを重要視した従来の二軸押出機の軸間距離Ｃに対するスクリュの外径Ｓの比Ｓ／Ｃよりも大きく設定されている。言い換えれば、本発明の二軸押出機１０と従来の二軸押出機が同一の歯車箱１１を有し、同じ軸間距離Ｃであった場合、従来の二軸押出機のスクリュの外径Ｓよりも、本発明の二軸押出機１０の第１スクリュ部２１の外径Ｄ１は大きく設定されている。
従来の二軸押出機のスクリュの谷径やスクリュ軸の外径は設計的に限界の値に達しつつあるが、樹脂原料と粉体状の充填剤の材料を混練する場合、従来の二軸押出機のスクリュやスクリュ軸の強度は過剰であり、その過剰分の強度に相当するスクリュやスクリュ軸の肉厚を落とすことにより、軸間距離Ｃに対する外径Ｄ１の比Ｄ１／Ｃを１．２５から１．４０までの値とすることが可能となる。なお、比Ｄ１／Ｃが１．４０を超える（Ｄ１／Ｃ＞１．４０）と、樹脂原料と粉体状の充填剤の材料を混練する場合であってもスクリュやスクリュ軸の強度が不足してしまうので好ましくない。

吐出口１８側に設けられた第３スクリュ部２３は３条ねじを備えている。第３スクリュ部２３の外径Ｄ３は、軸間距離Ｃに対する外径Ｄ３の比Ｄ３／Ｃが１．０５から１．１０までの値（１．０５≦Ｄ３／Ｃ≦１．１０）となるように設定されている。この値は、単位時間当たりの材料の処理量を高めることを重要視した従来の二軸押出機の軸間距離Ｃに対するスクリュの外径Ｓの比Ｓ／Ｃよりも、小さく設定されている。言い換えれば、本発明の二軸押出機１０と従来の二軸押出機が同一の歯車箱１１を有し、同じ軸間距離Ｃであった場合、従来の二軸押出機のスクリュの外径Ｓよりも、本発明の二軸押出機１０の第３スクリュ部２３の外径Ｄ３は小さくなっている。
なお、比Ｄ３／Ｃが１．０５より小さくなる（Ｄ３／Ｃ＜１．０５）と、スクリュの谷部が浅くなり、材料を移送する能力が劣るので好ましくない。

相対的に、外径Ｄ１が大きい第１スクリュ部２１と、外径Ｄ３が小さい第３スクリュ部２３とを滑らかに接続するように、互いに噛み合う第２スクリュ部２２の外径Ｄ２は第１スクリュ部２１から第３スクリュ部２３に向けて漸減している。

材料供給口１７側に設けられ第１スクリュ部２１に対応する第１バレル部３１の挿通孔１６は、第１スクリュ部２１の外径Ｄ１に対して、所定の隙間ａ１を設けた穴径Ｆ１（Ｆ１＝Ｄ１＋２×ａ１）に設定されている。なお、第１バレル部３１の隙間ａ１は、軸間距離Ｃに対する隙間ａ１の比ａ１／Ｃが、０．００５から０．０１５までの値（０．００５≦ａ１／Ｃ≦０．０１５）になるように設定されている。

吐出口１８側に設けられ第３スクリュ部２３に対応する第３バレル部３３の挿通孔１６は、第３スクリュ部３１の外径Ｄ３に対して、所定の隙間ａ３を設けた穴径Ｆ３（Ｆ３＝Ｄ３＋２×ａ３）になるように設定されている。相対的には、第１バレル部３１の挿通孔１６の穴径１よりも、第３バレル部３３の挿通孔１６の穴径Ｆ３は小さい。なお、第３バレル部３３の隙間ａ３は、軸間距離Ｃに対する隙間ａ３の比ａ３／Ｃが、隙間ａ１と同様に、０．００５から０．０１５までの値（０．００５≦ａ３／Ｃ≦０．０１５）になるように設定されている。

穴径Ｆ１が大きい第１バレル部３１の挿通孔１６と、穴径Ｆ３が小さい第３バレル部３３の挿通孔１６とを滑らかに接続するように、第２バレル部３２の挿通孔１６の穴径Ｆ２は第１バレル部３１から第３バレル部３３に向けて漸減している。

互いに噛み合う２本のスクリュ１５の第１スクリュ部２１は、噛み合い隙間ｂ１が設けられている。第１スクリュ部２１の噛み合い隙間ｂ１は、軸間距離Ｃに対する隙間ｂ１の比ｂ１／Ｃが、０．０１から０．０２までの値（０．０１≦ｂ１／Ｃ≦０．０２）になるように設定されている。
第１スクリュ部２１の谷径Ｅ１は、Ｃ＝ｂ１＋（Ｄ１＋Ｅ１）／２の関係にある。

第３スクリュ部２３にも、噛み合い隙間ｂ３が設けられている。第３スクリュ部２３の噛み合い隙間ｂ３は、軸間距離Ｃに対する隙間ｂ３の比ｂ３／Ｃが、０．０１から０．０２までの値（０．０１≦ｂ３／Ｃ≦０．０２）になるように設定されている。
第３スクリュ部２３の谷径Ｅ３も、Ｃ＝ｂ３＋（Ｄ３＋Ｅ３）／２の関係にある。

次に、本発明の二軸押出機１０の作用について説明する。
二軸押出機１０のバレル１４は、あらかじめ所定の温度となるように、ヒータ１９にて加熱されている。バレル１４の２つの挿通孔１６に挿入された２本のスクリュ１５は、駆動モータ１３が回転駆動することにより、互いに噛み合いながら同方向に回転している。

樹脂原料と粉体状の充填剤を混練する材料とし、材料供給装置（図示せず）により、単位時間当たりに所定の重量だけ材料が材料供給口１７に供給される。供給された材料は、２条ねじを備えた第１スクリュ部２１、第１バレル部３１にて、加熱、溶融、混練されつつ、第２スクリュ部２２、第２バレル部３２に移送される。このとき、ベントポート（図示せず）より、材料から発生したの揮発分の排出を行い、空気抜き機構（図示せず）より、材料に混入していた空気の排出が行われる。
第１スクリュ部２１は、２条ねじを備え、軸間距離Ｃに対する外径Ｄ１の比Ｄ１／Ｃが１．２５から１．４０までの値に設定されているので、従来の二軸押出機に比べ、スクリュの混練容積が大きく、単位時間当たりの材料の移送量、混練量が大きい。

第１スクリュ部２１、第１バレル部３１で溶融、混練することにより、混入していた空気が抜けて体積が減少した材料は、外径Ｄ２が外径Ｄ１から外径Ｄ３に漸減する第２スクリュ部２２、穴径Ｆ２が穴径Ｆ１からＦ３に漸減する第２バレル部２２を通過し、第３スクリュ部２３、第３バレル部３３に移送される。

第３スクリュ部２３は、軸間距離Ｃに対する外径Ｄ３の比Ｄ３／Ｃが１．０５から１．１０までの値に設定されているので、材料の体積の減少に合わせてスクリュの混練容積も小さくなっている。第３スクリュ部２３は３条ねじを備えているので、２条ねじに比べて、溶融した材料中に粉体状の充填剤を均一に分散することができる。
また、第３スクリュ部２３の外径Ｄ３は、第１スクリュ部２１の外径Ｄ１よりも小さいので、第３スクリュ部２３のねじ山の周速は、第１スクリュ部２１のねじ山の周速よりも遅くなる。したがって、単位時間当たりの材料の処理量を高めるためにスクリュ１５の回転数を増加させても、第３スクリュ部２３では材料中に含まれる樹脂に過度のせん断作用が働かず、物性の劣化が許容範囲内に収まるように材料温度の上昇を小さくすることができる。

次に、表１に示した実施例および比較例により、さらに説明する。

［実施例１］
スクリュ外形の呼び径が４８ｍｍである東芝機械株式会社製の従来の二軸押出機、型式ＴＥＭ−４８を基に、バレル１４の挿通孔１６、スクリュ１５の形状を変更して、軸間距離Ｃに対する第１スクリュ部２１の外径Ｄ１の比Ｄ１／Ｃが１．２６（Ｄ１／Ｃ＝１．２６）、軸間距離Ｃに対する第３スクリュ部２３の外径Ｄ３の比Ｄ３／Ｃが１．０９（Ｄ３／Ｃ＝１．０９）である本発明の二軸押出機１０を用意した。
混練する材料を、メルトフローインデックス（ＭＩ値）が２５のペレット状のポリプロピレン（ＰＰ）と、粒径が５μｍの粉体状のタルクとし、ポリプロピレン７０重量％中にタルク３０重量％を分散させる混練を行った。
本発明の二軸押出機１０は、スクリュ回転数３４０ｍｉｎ−１にて、２００Ｋｇ／Ｈ（毎時２００Ｋｇ）の処理量を示した。そのときの吐出口１８での材料温度は２３０．３℃であり、混練された材料中のタルクの分散状態は均一で良好な状態（○印）であった。

［実施例２］
実施例１と同じ本発明の二軸押出機１０を用い、実施例１と同じ材料にて混練を行った。
本発明の二軸押出機１０は、スクリュ回転数５００ｍｉｎ−１にて、３００Ｋｇ／Ｈ（毎時３００Ｋｇ）の処理量を示した。そのときの吐出口１８での材料温度は２３５．７℃であり、混練された材料中のタルクの分散状態は均一で良好な状態（○印）であった。

［比較例１］
スクリュ外形の呼び径が４８ｍｍである東芝機械株式会社製の従来の二軸押出機、型式ＴＥＭ−４８を用い、実施例１、実施例２と同じ材料にて混練を行った。なお、この二軸押出機のスクリュは基部から先端に渡り同一外径の２条ねじを備え、軸間距離Ｃに対するスクリュの外径Ｓの比Ｓ／Ｃは１．１８である。
この二軸押出機は、スクリュ回転数３８０ｍｉｎ−１にて、２００Ｋｇ／Ｈ（毎時２００Ｋｇ）の処理量を示した。そのときの吐出口での材料温度は２３２．６℃であり、混練された材料中のタルクの分散状態については、ところどころにタルクの凝集物が見られ、分散不良な状態（×印）であった。

［比較例２］
比較例１と同じ従来の二軸押出機を用い、比較例１と同じ材料にて混練を行った。
この二軸押出機は、スクリュ回転数６２０ｍｉｎ−１にて、３００Ｋｇ／Ｈ（毎時３００Ｋｇ）の処理量を示した。そのときの吐出口での材料温度は２４６．２℃であり、混練された材料中のタルクの分散状態については、ところどころにタルクの凝集物が見られ、分散不良な状態（×印）であった。

実施例１と比較例１、実施例２と比較例２との比較から分かるように、本発明の二軸押出機１０による材料の混練では、より低いスクリュ回転数で所定の単位時間当たりの処理量が得られること、すなわち単位時間当たりの処理量が高いこと、および混練された材料の物性の劣化に関与する材料温度が低いこと、混練された材料中のタルクの分散状態が良好な状態であることより、本発明の二軸押出機１０の効果が十分に発揮されている。
また、単位時間当たりの処理量を２００Ｋｇ／Ｈから３００Ｋｇ／Ｈに増やした場合の実施例１から実施例２への変化の度合いと、比較例１から比較例２への変化の度合いを比較した場合、本発明の二軸押出機１０の方が、スクリュ回転数の上昇が少なく、材料温度の上昇も少ない。
ゆえに、本発明の二軸押出機１０は、混練された材料の物性の劣化と分散状態を許容範囲内に収めることができ、単位時間当たりの材料の処理量も高くなるので、従来の二軸押出機よりも生産性の優れた混練を行うことができる。

実施例１、実施例２で用いた本発明の二軸押出機１０の歯車箱１１は、比較例１、比較例２で用いた従来の押出機の歯車箱と同一であり、軸間距離Ｃも同一である。単位時間当たりの処理量を重要視した従来の二軸押出機のスクリュ、スクリュ軸の過剰強度分の肉厚を落とし、バレル１４の挿通孔１６、スクリュ１５の形状を変更すれば、本発明の二軸混練機１０を構成することができる。したがって、本発明の二軸押出機１０の設計、製作にあたっては、新たに一からの設計、製作を行わなくても、従来の二軸押出機を基として、バレル１４の挿通孔１６、スクリュ１５を変更してもよい。また、既に設備されている従来の二軸押出機のバレル、スクリュを改造して、本発明の押出機１０とすることも可能である。
ただし、本発明の二軸押出機１０とするための従来の二軸押出機のスクリュ、バレルの変更は、第１スクリュ部２１、第１バレル部３１を従来通りの外径、内径として変更せずに、第３スクリュ部２３、第３バレル部３３の外径、内径のみを小さくする変更や、第３スクリュ部２３、第３バレル部３３を従来通りの外径、内径として変更せずに、第１スクリュ部２１、第１バレル部３１の外径、内径のみを大きくする変更では、本発明の二軸押出機１０の効果は得られない。

なお、上述の実施例は混練する材料としてペレット状のポリプロピレンと粉体状のタルクの場合を示したが、本発明の二軸押出機１０で混練される材料はこれに限らず、種々の樹脂原料と紛体状の充填剤等の混練に適用される。さらに、粉体状の樹脂原料の混練にも適用することが可能である。

１０二軸押出機
１１歯車箱
１２出力軸
１３駆動モータ
１４バレル
１５スクリュ
１６挿通孔
１７材料供給口
１８吐出口
１９ヒータ
２１第１スクリュ部
２２第２スクリュ部
２３第３スクリュ部
３１第１バレル部
３２第２バレル部
３３第３バレル部

本発明は、上述した従来技術の現状に鑑み、樹脂原料と粉体状の充填剤の材料を供給して混練する場合に、混練された材料の物性の劣化と分散状態が許容範囲内にあることを必要条件とし、さらに、単位時間当たりの材料の処理量も高い、生産性の優れた二軸押出機を用いた混練方法を提供することを課題とする。

目的を達成するための本発明による二軸押出機の混練方法は、一端側に材料供給口を有すると共に他端側に吐出口を有するバレルに、一定の軸間距離Ｃを保って平行に配置され互いに噛み合いながら同方向に回転する２本のスクリュを有し、スクリュは一端側から他端側に向けて、第１スクリュ部、第２スクリュ部、及び第３スクリュ部を有すると共に、バレルは第１スクリュ部、第２スクリュ部、及び第３スクリュ部に対応して、第１バレル部、第２バレル部、及び第３バレル部を有し、材料供給口から供給される材料を２本のスクリュにより混練しつつ吐出口へ移送し、吐出口から混練された材料を吐出する二軸押出機を用いた混練方法であって、第１スクリュ部は、互いに噛み合う２条ねじを備えると共に、軸間距離Ｃに対する第１スクリュ部の外径Ｄ１の比Ｄ１／Ｃが１．２５から１．４０までの値で構成され、第１バレル部に設けられるスクリュの挿通孔は、第１スクリュ部の外径Ｄ１に対して所定の隙間を有しており、第１スクリュ部は、第１スクリュ部と第１バレル部とから構成される第１部分を通過するように、材料供給口から供給される材料を移送し、第２スクリュ部は、外径Ｄ２が第１スクリュ部から第３スクリュ部に向けて漸減するように構成され、第２バレル部に設けられたスクリュの挿通孔は第１バレル部から第３バレル部に向けて漸減するように構成されており、第２スクリュ部は、第２スクリュ部と第２バレル部とから構成される第２部分を通過するように、第１部分から移送される材料を移送し、第３スクリュ部は、互いに噛み合う３条ねじを備えると共に、軸間距離Ｃに対する第３スクリュ部の外形Ｄ３の比Ｄ３／Ｃが１．０５から１．１０までの値で構成され、第３バレル部に設けられるスクリュの挿通孔は、第３スクリュ部の外径Ｄ３に対して所定の隙間を有しており、第３スクリュ部は、第３スクリュ部と第３バレル部とから構成される第３部分を通過するように、第２部分から移送される材料を移送する、混練方法。

樹脂原料と粉体状の充填剤を混練する材料とし、材料供給装置（図示せず）により、単位時間当たりに所定の重量だけ材料が材料供給口１７に供給される。供給された材料は、２条ねじを備えた第１スクリュ部２１、第１バレル部３１にて、加熱、溶融、混練されつつ、第２スクリュ部２２、第２バレル部３２に移送される。このとき、ベントポート（図示せず）より、材料から発生した揮発分の排出を行い、空気抜き機構（図示せず）より、材料に混入していた空気の排出が行われる。
第１スクリュ部２１は、２条ねじを備え、軸間距離Ｃに対する外径Ｄ１の比Ｄ１／Ｃが１．２５から１．４０までの値に設定されているので、従来の二軸押出機に比べ、スクリュの混練容積が大きく、単位時間当たりの材料の移送量、混練量が大きい。

Claims

一端側に材料供給口を有すると共に他端側に吐出口を有するバレルに、一定の軸間距離Ｃを保って平行に配置され互いに噛み合いながら同方向に回転する２本のスクリュを有する二軸押出機において、前記スクリュは前記一端側から前記他端側に向けて、第１スクリュ部、第２スクリュ部、第３スクリュ部を有し、前記第１スクリュ部は互いに噛み合う２条ねじを備え、前記軸間距離Ｃに対する前記第１スクリュ部の外径Ｄ１の比Ｄ１／Ｃが１．２５から１．４０までの値であり、前記第３スクリュ部は互いに噛み合う３条ねじを備え、前記軸間距離Ｃに対する前記第３スクリュ部の外形Ｄ３の比Ｄ３／Ｃが１．０５から１．１０までの値であり、前記第２スクリュ部の外径Ｄ２は前記第１スクリュ部から前記第３スクリュ部に向けて漸減し、前記バレルは、前記スクリュに対応して、第１バレル部、第２バレル部、第３バレル部を有し、前記第１バレル部に設けられた前記スクリュの挿通孔は、前記第１スクリュ部の外径Ｄ１に対して所定の隙間を備え、前記第３バレル部に設けられた前記スクリュの挿通孔は、前記第３スクリュ部の外径Ｄ３に対して所定の隙間を備え、前記第２バレル部に設けられた前記スクリュの挿通孔は、前記第１バレル部から前記第３バレル部に向けて漸減することを特徴とする二軸押出機。