JP2551212Y2 - フィラー分散用二軸押出機スクリュ構造 - Google Patents

フィラー分散用二軸押出機スクリュ構造

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JP2551212Y2 JP1993010796U JP1079693U JP2551212Y2 JP 2551212 Y2 JP2551212 Y2 JP 2551212Y2 JP 1993010796 U JP1993010796 U JP 1993010796U JP 1079693 U JP1079693 U JP 1079693U JP 2551212 Y2 JP2551212 Y2 JP 2551212Y2
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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
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Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、フィラー分散用二軸押
出機スクリュに関し、特に、シリカを微量添加した場合
に発生するフィッシュアイの少ない高品質のフィルムを
得るための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種の二軸押出
機スクリュとしては、一般に図３に示す構成が採用され
ている。すなわち、図３において符号１で示されるもの
は、材料供給孔１ａ及びベント孔１ｂを有するシリンダ
であり、このシリンダ１の内腔２内には、フィード部ス
クリュ３ａ、混練部スクリュ３ｂ及び放出部スクリュ３
ｃを有するスクリュ３が回転自在に設けられている。
【０００３】前記混練部スクリュ３ｂは、複数のニーデ
ィングディスク４と逆フライトスクリュ５とを軸方向に
積層して組み合わせ、下流側のニーディングディスクも
逆フライトにした構造で構成されており、これらのニー
ディングディスク４の軸方向の幅Ｗは、前記スクリュ３
の外径Ｄの約０.２〜０.３Ｄで構成されている。従っ
て、材料供給孔１ａから供給された樹脂にフィラーを微
量添加してなる材料は、フィード部スクリュ３ａで搬送
され、混練部スクリュ３ｂで溶融・混練され、放出部ス
クリュ３ｃから外部へ放出されていた。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】従来のフィラー分散用
二軸押出機スクリュ構造は、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、一
般に、ポリプロピレン樹脂＋微量シリカのフィルムグレ
ードよりなる材料の場合、スクリュの山頂部が連続的に
変化するリードを有する構造すなわちロータ型スクリュ
が最適であるとされていたが満足できる物性値が得られ
ず、従来の標準的なニーディングディスク（０.２〜０.
３Ｄの幅Ｗを有する構造）では、十分な練り作用が行な
われず要求される物性値が得られなかった。すなわち、
ポリプロピレン樹脂に、微量シリカ（ＳiＯ2）を分散さ
せる場合、２次凝集が問題となる。つまり、シリカ（Ｓ
iＯ2）はもともと微粒子が凝集して１０〜５０μｍの１
次凝集体を構成しており、この１次凝集体が更に凝集し
て２次凝集体を構成する。その凝集体の結合を解きなが
ら、ポリマーに分散させることが必要とされるが、普
通、フィラーは、ポリマー中へ簡単には入り込んではい
かないので、ポリマー中へ練り込むような力がスクリュ
によって必要とされる。しかし長い滞留時間並びに高エ
ネルギーを与えすぎると、ポリマーの粘度が低下するこ
とより、シリカが、ポリマー中へ入っていくことが難し
くなり、シリカどうしの結合がおこりやすくなる。これ
が２次凝集であり、これを発生させることなく、効率的
にシリカを練り込み分散させることができるスクリュを
得ることが長い間の課題であった。
【０００５】本考案は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、シリカを微量添加した場合
に発生するフィッシュアイの少ない高品質のフィルムを
得ることができるためのフィラー分散用二軸押出機スク
リュを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本考案によるフィラー分
散用二軸押出機スクリュ構造は、樹脂にフィラーを微量
添加してなる材料をシリンダ内で溶融・混練するため、
フィード部スクリュ、混練部スクリュ及び放出部スクリ
ュからなるスクリュを有するフィラー分散用二軸押出機
スクリュ構造において、前記混練部スクリュが複数のニ
ーディングディスクで構成され、その軸方向の幅が、前
記スクリュの外径の約半分とした構成である。
【０００７】
【作用】本考案によるフィラー分散用二軸押出機スクリ
ュ構造においては、混練部に設けた各ニーディングディ
スクの幅Ｗがスクリュ外径Ｄの約半分（０.４Ｄ〜０.７
Ｄ）でなる幅広型であるため、従来の標準的なニーディ
ングディスクスクリュと比較して材料の逃げ（リーク）
量が少なくなり、充分な混練が行なわれてポリマー中へ
シリカが練り込まれ、滞留時間分布のムラが少ないと共
に、逆フライトスクリュを使用していないが故にシリン
ダ内のポリマーの圧力が高くなるのを防止できる等の特
徴を有している。そのため、ポリマーの溶融過程におい
て、ポリマーの粘度が急激に大きく低下することが防止
され、ポリマーの滞留時間が長くなる可能性も少なくな
る。その結果、ポリマーが長い滞留時間を持つことによ
って生じるシリカの２次凝集は発生しにくく、成形され
たフィルムのフィッシュアイ現象を少なくでき、シリカ
の均一分散により、フィルム成形時の開き性を向上させ
ることができる。
【０００８】
【実施例】以下、図面と共に本考案によるフィラー分散
用二軸押出機スクリュ構造の好適な実施例について詳細
に説明する。なお、従来例と同一又は同等部分には同一
符号を付して説明する。図１及び図２は本考案によるフ
ィラー分散用二軸押出機スクリュ構造を示すもので、図
１は断面図、図２は図１の要部を示す拡大斜視図であ
る。
【０００９】図１及び図２において符号１で示されるも
のは、材料供給孔１ａ及びベント孔１ｂを有するシリン
ダであり、このシリンダ１の内腔２内には、フィード部
スクリュ３ａ、混練部スクリュ３ｂ及び放出部スクリュ
３ｃを有する二軸噛み合い型のスクリュ３（図では一方
のみ示している）が回転自在に設けられている。
【００１０】前記混練部スクリュ３ｂは、１０個のニー
ディングディスク４を軸方向に積層して使用し、そのう
ち、８個を順方向ねじれにフルフライトのフィード部ス
クリュ３ａから連続して組み込み、その後、位相を９０
度ずらせて残り２個を逆方向ねじれの状態で組み込んで
構成している。また、ニーディングディスク４の軸方向
の幅Ｗはスクリュ３の外径Ｄの約半分（０.４〜０.７
Ｄ）で構成され、混練部スクリュ３ｂの合計Ｌ／Ｄ（Ｌ
はスクリュ長さ、Ｄはスクリュ外径）長さは、０.５Ｄ
×１０となって５Ｄとなる。
【００１１】従って、この５Ｄのうち、４Ｄは順ニーデ
ィングで、残りの１Ｄは逆ニーディングであり、実験の
結果、この構成が適正な樹脂温度を保持し、最適な物性
値を確保することができるものである。なお、このニー
ディングディスク４は図２に示すように、幅広型の対向
した平面部４ａを一対有しており、この平面部４ａがポ
リマーの混練に大きな役割を果たしていると共に、中心
に形成された案内孔４ｂを介してスクリュ３に装着され
ている。
【００１２】次に、前述の構成において、ポリプロピレ
ン＋微量シリカ（０.２〜０.３重量％）よりなる材料を
材料供給孔１ａからシリンダ１内に供給すると、この材
料は、フィード部スクリュ３ａで搬送され、混練部スク
リュ３ｂで溶融・混練され、放出部スクリュ３ｃから外
部へ放出される。
【００１３】前述の場合、各ニーディングディスク４の
幅Ｗがスクリュ３の外径Ｄの約半分で構成されているた
め、従来の標準的なニーディングディスクスクリュと比
較すると逃げ（リーク）量が少なくなり、この幅広型の
一対の平面部４ａによりポリマーが速く練られて剪断さ
れ、ポリマーの滞留時間が短く、滞留時間分布のムラが
少なくなり、逆フライトスクリュを使用していないので
過度の滞留が起こらずシリンダ１内のポリマー圧力が高
くなるのを防止することができる。
【００１４】そのため、ポリマーの溶融過程において、
ポリマーの粘度が急激に大きく低下することが防止さ
れ、長い滞留時間がかけられるポリマーが発生すること
も少なくなる。その結果、ポリマーが長い滞留時間を持
つことにより生じるシリカの２次凝集は発生しにくく、
フィルム成形時のフィッシュアイを少なくでき、シリカ
の均一分散により、フィルムの開口性を向上できる。
【００１５】次に、本出願人が実験した１例について述
べる。 （実験例） ポリプロピレンＭＦＲ＝８のパウダーにシリカ（Ｓi
Ｏ2）を０.３重量％添加した材料を用い、テスト装置と
しては、本出願人製による二軸押出機（ＣＭＰ６５Ｘ−
１２ＡＷ−Ｖ型）を使用した。その結果、フィッシュア
イと開口性については、次の表１の第１表の通りとなっ
た。
【００１６】
【表１】 従って、本考案によるスクリュを採用することにより、
目標値をほぼ満足し、従来の標準スクリュの性能を大幅
に改善することができた。なお、前述の実験では、前記
ニーディングディスク４の幅Ｗを０.５Ｄとして行った
が、０.５Ｄをややプラス又はマイナスした（０.４〜
０.７Ｄ）の幅Ｗの状態で最適状態が得られた。
【００１７】
【考案の効果】本考案によるフィラー分散用二軸押出機
スクリュ構造は、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。すなわち、従来より
も幅広型のニーディングディスクを用いているため、ポ
リマー粘度の急激な低下及び長い滞留時間の発生を防止
し、さらに、シリカの２次凝集を防止してシリカの均一
分散を達成しているため、フィルム成形時のフィッシュ
アイを少なくし、開口性を向上させてポリプロピレンの
フィルムグレードの品質を大きく改良することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案によるフィラー分散用二軸押出機スクリ
ュ構造を示す断面図である。
【図２】図１の要部を示す拡大斜視図である。
【図３】従来の二軸押出機スクリュ構造を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
１ シリンダ ３ スクリュ ３ａ フィード部スクリュ ３ｂ 混練部スクリュ ３ｃ 放出部スクリュ ４ ニーディングディスク Ｗ 幅 Ｄ 外径

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 樹脂にフィラーを微量添加してなる材料
    をシリンダ(1)内で溶融・混練するため、フィード部ス
    クリュ(3a)、混練部スクリュ(3b)及び放出部スクリュ(3
    c)からなるスクリュ(3)を有するフィラー分散用二軸押
    出機スクリュ構造において、前記混練部スクリュ(3b)が
    複数のニーディングディスク(4)で構成され、その軸方
    向の幅(W)が、前記スクリュ(3)の外径(D)の約半分であ
    ることを特徴とするフィラー分散用二軸押出機スクリ
    ュ。
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