JP2813258B2 - ２軸混練押出機 - Google Patents

２軸混練押出機

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健彦 田中
綱一 三宅
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に熱可塑性樹脂にか
さ比重の小さい粉体状の充填剤を混練造粒させる２軸混
練押出機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来技術の２軸混練押出機としては、図
４〜６に示すものがある。図４、５に示す従来技術１
は、フィード部２から樹脂材料と粉体状充填剤（フィラ
ー）とを同時に供給し、スクリュ１１の２ヶ所に設けた
ロータ或いはニーディングディスクの組合せによって混
練し、２つの混練部５、６毎に配置したベント口３、１
２でガス抜きをしている。
【０００３】図６に示す従来技術２は、第１フィード部
２から樹脂材料を供給し、第１混練部５で樹脂のみを溶
融させた後、第２フィード部１３から粉体状充填剤を供
給し、第２混練部６で溶融樹脂と充填剤とを混練し、第
２ベント口１２で２回目のガス抜きを行うように構成し
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】樹脂用粉体状充填剤
は、微粉化、高充填化の傾向にあり、そのような材料は
一般的にかさ比重が小さく、噴流性が強く、また混練さ
れた後は高粘性流体となるという特性を有する。
【０００５】そのため、前記従来技術１においては、流
動性の粉粒体から高粘性流体までの相変換を１ヶ所で行
うため、粉粒体側の推進力が弱く、高粘性流体を吐出側
に押し出す力が小さいため、吐出量は極端に低くなる。
また、前記従来技術２においては、樹脂材料を溶融した
後で粉体状充填剤を供給して混練するため、充填剤の混
練度合いが低く、分散状態を良好にするのが困難であ
る。
【０００６】本発明は、粉体状充填剤と樹脂材料とを可
塑化溶融する前に、１ヶ所以上の加熱圧縮部で加熱圧縮
して、エアや吸着揮発物を効果的に分離させ、粉粒体側
の推進力を強めることにより、前記従来技術の問題点を
解決できるようにした２軸混練押出機を提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明における課題解決
のための具体的手段は、バレル１に粉体状充填剤と樹脂
材料とを供給するフィード部２とベント口３とを設け、
このバレル１内に２本のスクリュ４を同方向回転自在に
配置し、各スクリュ４にベント口３を挟んで軸方向両側
に混練部５、６を形成した２軸混練押出機において、前
記スクリュ４のフィード部側混練部５とフィード部２と
の間に、加熱圧縮部を１ヶ所以上形成していることであ
る。
【０００８】
【作用】バレル１のフィード部２から粉体状充填剤と樹
脂材料とを同時に供給し、このバレル１内の２本のスク
リュ４を同方向に回転する。各スクリュ４にはフィード
部２に近い第１混練部５より手前に加熱圧縮部があり、
この加熱圧縮部によって充填剤及び樹脂材料を加熱及び
圧縮し、これによりフィード部２から巻き込んだエアや
吸着揮発物を分離し、その後第１混練部５によって可塑
化溶融し、前記エアや吸着揮発物をベント口３から抜き
取る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１、２において、２軸混練押出機は、バレル１
の基端側にフィード部２を有し、中途部と先端部近くと
に第１ベント口３と第２ベント口１２とを有し、このバ
レル１内に２本のスクリュ４が同方向回転自在に配置さ
れている。
【００１０】前記各スクリュ４には、第１ベント口３を
挟んで軸方向両側位置に第１混練部５と第２混練部６と
が形成され、フィード部２側に位置する第１混練部５と
フィード部２に対向する部分との間には、加熱圧縮部
７、８が２ヶ所形成されている。この加熱圧縮部７、８
に対応して、バレル１には加熱用ヒータ２０、２１が設
けられている。
【００１１】また、スクリュ４の前後端及び混練部５、
６と加熱圧縮部７、８との間には、フルフライト型等の
送りスクリュ部１５、１６、１７、１８、１９が形成さ
れ、樹脂材料を前送り可能にしている。前記２つの混練
部５、６は図２に示すように、送り翼を有する３翼ロー
タ（又は２翼ロータ）で形成されており、加熱圧縮部
７、８も同様に送り翼を有する３翼ロータ（又は２翼ロ
ータ）で形成されているが、それらは混練材料に応じて
ニーディングディスクその他のものでも良い。
【００１２】前記混練部５と加熱圧縮部７、８との関係
は、従来技術１の混練部５における圧縮・可塑化溶融作
用をする部分を分離し、圧縮作用をする部分を可塑化溶
融作用をする部分の前段階にもってくると共に多段にし
たものである。これにより、それぞれの部分での推進力
の差を小さくして、送り能力のない部分や逆送りの部分
を圧縮・可塑化・溶融作用をする部分に設けても、吐出
量への影響がでないようにしている。
【００１３】しかし、従来の圧縮・可塑化溶融作用をす
る混練部の手前に、加熱圧縮作用をするゾーンを複数段
増設するようにしても良い。
【００１４】バレル１のフィード部２から粉体状充填剤
と樹脂材料とを同時に供給すると共に、２本のスクリュ
４を同方向に回転すると、供給された材料は第１送りス
クリュ部１５で第１加熱圧縮部７へ送られ、更に第２送
りスクリュ部１６を介して第２加熱圧縮部８へ送られ
る。
【００１５】この２ヶ所の加熱圧縮部７、８は第１混練
部５より手前のあり、これらの加熱圧縮部７、８によっ
て、充填剤及び樹脂材料は可塑化溶融される前に、ヒー
タ２０、２１からの熱及びスクリュ４の剪断力による熱
で加熱し、且つ段階的に圧縮する。これにより、フィー
ド部２から供給される際に巻き込んだエアや吸着揮発物
は材料から分離する。
【００１６】尚、前記加熱圧縮部７、８は１ヶ所でも３
ヶ所以上でも良く、２ヶ所以上設けて材料を多段階に加
熱圧縮すると、相乗効果が得られて好ましい。
【００１７】その後、充分に余熱された材料は、第１混
練部５によって可塑化溶融され、前記分離状態のエアや
吸着揮発物は第１ベント口３から抜き取られる。そし
て、溶融材料は第２混練部６で更に混練作用を受けて、
残っているエアや吸着揮発物を第２ベント口１２から抜
き取り、その後、第５送りスクリュ部１９を介して押し
出す。
【００１８】（実験例）表１は、本発明及び従来技術
１、２における吐出量と品質とを、ポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）２種類，ポリエチレン（ＰＥ）１種類の樹脂材料で
テストした結果を表しており、２軸混練押出機のモータ
は５５ＫＷ、回転数は最大３００ｒｐｍで駆動した。
【００１９】
【表１】
【００２０】この表１から、本発明と従来技術１とは従
来技術２に比して、充填剤の分散性が良く品質が常に良
好であり、粉体状充填剤と樹脂材料とを同時に供給する
ほうが高品質が得られることが明らかである。また、本
発明はどの材料の場合でも、従来技術１より吐出量が増
大していることが明らかになっている。
【００２１】本発明と従来技術１における吐出量の違い
を充填剤のみかけ比重との関係からみてみると、図３に
示すようになる。この図３に示すテストは、２軸混練押
出機のモータを５５ＫＷ、回転数は最大２８０ｒｐｍ、
樹脂材料はポリプロピレン（ＰＰ）８０％、充填剤はタ
ルク２０％の条件で行った。
【００２２】この図３から、充填剤のみかけ比重が小さ
くなると、従来技術１では吐出量が極端に減少するのに
対し、本発明では減少度合いが低く抑えられており、か
さ比重が小さくとも、大きい場合に近い吐出量が得られ
ることが明らかになっている。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、スクリュ
４のフィード部側混練部５とフィード部２との間に、加
熱圧縮部を１ヶ所以上形成しているので、流動性の粉粒
体から高粘性流体までの相変換を複数ヶ所で行うことに
なり、エアや吸着揮発物を効果的に分離でき、粉粒体側
の推進力が強くなって、高粘性流体を吐出側に押し出す
力が大きくなり、かさ比重の小さい充填剤でも、かさ比
重の大きい場合に近い吐出量を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す断面図である。
【図２】同混練部の断面図である。
【図３】本発明と従来技術１の充填剤のみかけ比重と吐
出量の関係を示すグラフである。
【図４】従来技術１の断面図である。
【図５】同混練部の断面図である。
【図６】従来技術２の断面図である。
【符号の説明】
１ バレル ２ フィード部 ３ ベント口 ４ スクリュ ５ 第１混練部 ６ 第２混練部 ７ 第１加熱圧縮部 ８ 第２加熱圧縮部
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29B 7/48,7/58 B29C 47/40,47/76,47/82

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バレル（１）に粉体状充填剤と樹脂材料
    とを供給するフィード部（２）とベント口（３）とを設
    け、このバレル（１）内に２本のスクリュ（４）を同方
    向回転自在に配置し、各スクリュ（４）にベント口
    （３）を挟んで軸方向両側に混練部（５）（６）を形成
    した２軸混練押出機において、 前記スクリュ（４）のフィード部側混練部（５）とフィ
    ード部（２）との間に、加熱圧縮部を１ヶ所以上形成し
    ていることを特徴とする２軸混練押出機。
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CN112045966A (zh) * 2020-08-28 2020-12-08 衡阳市中豪塑料制品有限公司 一种工程塑料加工用具有废气处理结构的造粒装置

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