JP2824624B2 - 単軸押出成形機用スクリュ - Google Patents

単軸押出成形機用スクリュ

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JP2824624B2 JP6106031A JP10603194A JP2824624B2 JP 2824624 B2 JP2824624 B2 JP 2824624B2 JP 6106031 A JP6106031 A JP 6106031A JP 10603194 A JP10603194 A JP 10603194A JP 2824624 B2 JP2824624 B2 JP 2824624B2
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/64Screws with two or more threads
    • B29C48/65Screws with two or more threads neighbouring threads or channels having different configurations, e.g. one thread being lower than its neighbouring thread

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性プラスチック
の可塑化・押出成形に用いる単軸押出成形機用スクリュ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性プラスチックスからなる成形材
料に、顔料、各種添加剤またはリサイクル成形材料を配
合して押出成形を行う場合、その分散性や均質性等が良
好であることが良質の押出成形品を得るための必要条件
である。特に、細デニール用合成繊維製造工程において
は、添加剤やリサイクル成形材料の粒子に大きなものが
残ったり、分散性が悪い場合には、糸切れやケバの発生
の原因となり、繊維の品質や生産性の低下を招く。そこ
で、従来から次に説明する(イ)および(ロ)等の単軸
押出成形機用スクリュが提案されている。
【0003】(イ) 図4および図5に示すように、主
フライト12と、前記主フライト12によって形成され
るスクリュ溝14を二分する主フライト12よりも小径
の副フライト(ダムフライトともいう)13を備え、該
副フライト13によって成形材料が固相部16と溶融部
17とに分離して移送されることにより、固相部16全
体に剪断力が有効にかかるようにして溶融能力を向上さ
せたダムフライトタイプスクリュ。
【0004】(ロ) 図6に示すように、フライト22
を備え、先端部近傍に流入溝23と排出溝24とを周方
向に交互に設け、両者の間に外径がスクリュ径と同径の
境界部25aとこれより外径の小さい境界部25bとを
交互に設け、流入溝23から外径の小さい境界部25b
を越えて排出溝24に流入するときに粒子の摺りつぶし
とスクリュの回転によって発生する成形材料の回転流に
よって高い混練・混合が行われるようにしたフルーティ
ッドタイプスクリュ。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術のうち、(イ)のダムフライトタイプスクリュは、添
加剤やリサイクル成形材料を配合した成形材料に対して
は、ミクロ的粒子の摺りつぶしやミキシング効果(均質
性)が十分でないために高品質の押出成形品を得ること
ができず、また、(ロ)のフルーティッドタイプスクリ
ュは、前述と同様の成形材料について高押出量時におい
て高品質の押出成形品を成形することができないという
問題点があった。
【0006】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであって、高押出量時においても
摺りつぶしやミキシング効果が高く高品質の押出成形品
を得ることができる単軸押出成形機用スクリュを実現す
ることを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の単軸押出成形機用スクリュは、後端側から
先端側にかけて順次供給部、溶融促進部、計量および混
練・混合部を備えた単軸押出成形機用スクリュにおい
て、前記供給部には主フライトが設けられ、前記溶融促
進部には主フライトおよび主フライトによって形成され
たスクリュ溝を二分する主フライトより小径の副フライ
トを有するダムフライトタイプスクリュ部が設けられ、
しかも、前記計量および混練・混合部には、周方向に沿
って流入溝と排出溝とが交互に設けられたフルーティッ
ドタイプスクリュ部からなる混練・混合部が主フライト
を有する計量部を間に挟んで2段に設けられたことを特
徴とするものである。
【0008】また、スクリュ径Dに対して、供給部の軸
方向の長さが7〜11Dの範囲内、溶融促進部の軸方向
の長さが7〜11Dの範囲内、計量および混練・混合部
の軸方向の長さが8〜13Dの範囲内でしかも各混練・
混合部の軸方向の長さが1〜3Dの範囲内とすると効果
的である。
【0009】
【作用】本発明の単軸押出成形機用スクリュによれば、
供給部より溶融促進部へ移送された成形材料は、副フラ
イトによって固相部と溶融部とに分離して移送されるた
め、固相部に剪断力が有効にかかり剪断発熱によって溶
融能力が向上して溶融の進行が安定する。溶融促進部よ
り計量および混練・混合部へ移送された成形材料は、第
1の混練・混合部および第2の混練・混合部によって2
度にわたって添加剤粒子の摺りつぶしとミキシングを受
けて溶融成形材料が均質化される。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【0011】図1は本発明に係る単軸押出成形機用スク
リュの一実施例の平面図である。
【0012】本実施例の単軸押出成形機用スクリュは、
後端側であるバレル8に設けられた供給口1側から順次
供給部A、溶融促進部B、計量および混練・混合部Cを
備え、供給部Aには主フライト2が設けられ、溶融促進
部Bには主フライト2と該主フライト2によって形成さ
れるスクリュ溝6を2分する主フライト2よりも小径の
副フライト(ダムフライトともいう)3を有するダムフ
ライトタイプスクリュ部が設けられ、計量および混練・
混合部Cには間隔をおいて後述する構造の第1の混練・
混合部C1 および第2の混練・混合部C3 が2段に設け
られているとともに両者の間には主フライト2が設けら
れたものである。つまり、上述した従来例のダムフライ
トタイプスクリュ部と2段に設けられたフルーティッド
タイプスクリュ部とを組合わせたものである。
【0013】ここで、第1の混練・混合部C1 および第
2の混練・混合部C3 は、図2に示すように、それぞれ
流入溝4と排出溝5とが周方向に交互に設けられてお
り、両者の間には外径がスクリュ径と同程度の第1境界
部7aとこれよりも外径が小さい第2境界部7bとが交
互に設けられており、第1境界部7aの外径と第2境界
部7bの外径との差であるクリアランスS2 が形成され
たフルーティッドタイプスクリュ部からなる。
【0014】本実施例において、供給口1よりバレル8
内に投入された成形材料は供給部Aにおいて主としてバ
レル8からの熱を受けて加熱されて溶融促進部Bへ移送
される。溶融促進部Bにおいては、従来のダムフライト
タイプスクリュと同様に、成形材料は副フライト3によ
って固相部と溶融部とに分離されて移送されるため、固
相部全体に剪断力が有効にかかり剪断発熱量が増大して
溶融能力が向上する。その結果、スクリュ溝深さを深く
して高吐出押出しが可能となるとともに、溶融の進行が
安定して圧力変動が小さい安定押出しができる。
【0015】ついで、溶融促進部Bから上述した第1の
混練・混合部C1 に流入し、ここで添加剤粒子の摺りつ
ぶしと未溶融の成形材料が剪断発熱によって溶融され、
さらに主フライト2が設けられた計量部C2 を経て第2
の混練・混合部C3 において再度同様の添加剤粒子の摺
りつぶしと成形材料の溶融とが促進され、溶融成形材料
が均質化される。
【0016】本実施例において、スクリュ径Dに対して
供給部Aの長さは7〜11Dの範囲内、好ましくは8〜
10Dの範囲内、溶融促進部の長さは7〜11Dの範囲
内、好ましくは9〜11Dの範囲内、第1の混練・混合
部C1 および第2の混練・混合部C3 の長さはそれぞれ
1〜3Dの範囲内、好ましくは2Dとする。また、溶融
促進部Bにおける主フライト2の外径と副フライト3の
外径の差であるクリアランスS1 が0.2〜0.5mm
の範囲内、第1および第2の混練・混合部C1,C3
おけるクリアランスS2 が0.2〜1.0mmの範囲内
とすると極めて高い押出吐出量および均質性が得られ
る。
【0017】供給部Aの長さが7Dより小さいと、成形
材料のバレルからの伝熱による加熱が不十分となり、逆
に11Dより大きいと加熱過剰となる。
【0018】また、溶融促進部Bの長さが7Dより小さ
いと、溶融効果が不十分となり、逆に11Dより大きい
と加熱過剰となり、良質の押出成形品を成形することが
できなくなるおそれがある。さらに、第1および第2の
混練・混合部C1 ,C3 の長さが1Dより小さいと、均
質性が不十分となり、3Dより大きいと加熱過剰とな
る。
【0019】本発明の効果を確認するため、本発明の単
軸押出成形機用のスクリュ、従来のダムフライトタイプ
スクリュおよびフルーティッドタイプスクリュそれぞれ
について評価実験を行ったので、その結果を次に示す。
【0020】評価実験には、スクリュ径D;90mm、
L/D;34のスクリュを使用し、成形材料としては、
ポリプロピレン(MFR35)に粒径が30μmのカー
ボン粒子を重量比で1700:1の割合で配合されたも
のを用い、各スクリュ毎に押出された押出成形品の単位
重量当たりのカーボン粒子の大きさと個数とを調べた結
果を図3に示す。30μm以上の粒子は、カーボンが分
散されずに固まったものである。
【0021】図3から明らかなように、本発明のスクリ
ュはカーボン粒子の大きさが約5μm〜30μmの範囲
に分布しており、フルーティッドタイプスクリュおよび
ダムフライトタイプスクリュの場合に比較してカーボン
粒子の大きさは極めて小さくなるとともにその大きさの
分布幅も極めて小さい。
【0022】本発明において、主フライトまたは副フラ
イトは必要に応じて一定のピッチまたは異なるピッチの
ものとすることができる。
【0023】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
【0024】高い溶融能力と高い粒子摺りつぶしおよび
混練・混合能力を有するため、添加剤やリサイクル成形
材料が配合された成形材料であっても、高吐出量時にお
いて高い均質性を維持することができる。その結果、添
加剤やリサイクル成形材料が配合された成形材料を用い
た細デニール繊維を押出成形する場合においても、生産
性が向上するとともに糸切れやケバの発生のおそれもな
い高品質のものを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る単軸押出成形機用スクリュの一実
施例の平面図である。
【図2】図1に示す単軸押出成形機用スクリュの混練・
混合部のみを示し(a)は部分拡大平面図、(b)は
(a)のA−A線に沿う断面図である。
【図3】本発明の単軸押出成形機用スクリュ、従来のダ
ムフライトタイプスクリュおよびフルーティッドタイプ
スクリュそれぞれについての評価実験の結果を示すグラ
フである。
【図4】従来のダムフライトタイプスクリュの平面図で
ある。
【図5】図4に示すダムフライトタイプスクリュ中にお
ける成形材料の状態を示す模式部分断面図である。
【図6】従来のフルーティッドタイプスクリュの平面図
である。
【符号の説明】
1 供給口 2 主フライト 3 副フライト 4 流入溝 5 排出溝 6 スクリュ溝 7a 第1境界部 7b 第2境界部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−169337(JP,A) 特開 昭61−141512(JP,A) 特開 昭62−97822(JP,A) 特開 平4−31010(JP,A) 特開 平5−50488(JP,A) 特開 平6−198714(JP,A) 特開 平7−276462(JP,A) 特開 昭57−34936(JP,A) 特開 平5−237913(JP,A) 特開 昭60−49907(JP,A) 特開 昭62−162516(JP,A) 実開 昭58−143225(JP,U) 実開 昭60−94917(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 47/00 - 47/96 B29B 7/42 B29C 45/60

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 後端側から先端側にかけて順次供給部
    (A)、溶融促進部(B)、計量および混練・混合部
    (C)を備えた単軸押出成形機用スクリュにおいて、 前記供給部(A)には主フライト(2)が設けられ、前
    記溶融促進部(B)には主フライト(2)および主フラ
    イト(2)によって形成されたスクリュ溝(6)を二分
    する主フライト(2)より小径の副フライト(3)を有
    するダムフライトタイプスクリュ部が設けられ、しか
    も、前記計量および混練・混合部(C)には、周方向に
    沿って流入溝(4)と排出溝(5)とが交互に設けられ
    たフルーティッドタイプスクリュ部からなる混練・混合
    部(C1 ,C3 )が主フライト(2)を有する計量部
    (C2 )を間に挟んで2段に設けられたことを特徴とす
    る単軸押出成形機用スクリュ。
  2. 【請求項2】 スクリュ径Dに対して、供給部(A)の
    軸方向の長さが7〜11Dの範囲内、溶融促進部(B)
    の軸方向の長さが7〜11Dの範囲内、計量および混練
    ・混合部(C)の軸方向の長さが8〜13Dの範囲内で
    しかも各混練・混合部(C1 ,C3 )の軸方向の長さが
    1〜3Dの範囲内であることを特徴とする請求項1記載
    の単軸押出成形機用スクリュ。
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