JP3170757B2 - バリヤスクリュ - Google Patents
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/64—Screws with two or more threads
- B29C48/65—Screws 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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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
- B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
- B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
- B29B7/40—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft
- B29B7/42—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with screw or helix
- B29B7/428—Parts or accessories, e.g. casings, feeding or discharging means
- B29B7/429—Screws
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
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- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/53—Screws having a varying channel depth, e.g. varying the diameter of the longitudinal screw trunk
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機、押出機並
びにブロー成形機等における熱可塑性樹脂用スクリュに
係り、特に溶融樹脂を未溶融樹脂から分離するためのバ
リヤであるサブフライトを設けたバリヤスクリュに関す
るものである。
びにブロー成形機等における熱可塑性樹脂用スクリュに
係り、特に溶融樹脂を未溶融樹脂から分離するためのバ
リヤであるサブフライトを設けたバリヤスクリュに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂用スクリュとして、
可塑化および混練効果を高めるため、標準的な１条ネジ
スクリュであるフルフライトスクリュにサブフライトを
設けたバリヤスクリュが用いられている。従来のバリヤ
スクリュは、一般にスクリュの長手方向の中間部に位置
するメルトゾーンにバリヤであるサブフライトを設け、
このメルトゾーンにおいて次第に溶融された樹脂を未溶
融のソリッド樹脂から分離し、ソリッド樹脂を効果的に
溶融させ、全部の樹脂が溶融された後に、スクリュの最
下流側に位置するメータリングゾーンへ導くようになっ
ていた。
可塑化および混練効果を高めるため、標準的な１条ネジ
スクリュであるフルフライトスクリュにサブフライトを
設けたバリヤスクリュが用いられている。従来のバリヤ
スクリュは、一般にスクリュの長手方向の中間部に位置
するメルトゾーンにバリヤであるサブフライトを設け、
このメルトゾーンにおいて次第に溶融された樹脂を未溶
融のソリッド樹脂から分離し、ソリッド樹脂を効果的に
溶融させ、全部の樹脂が溶融された後に、スクリュの最
下流側に位置するメータリングゾーンへ導くようになっ
ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにスクリュ
の長手方向のほぼ中間部にサブフライトを設けたバリヤ
スクリュは、溶融された樹脂をただちにサブフライトを
越えさせ、以降いわゆるメルトチャンネル内で練る方式
であるため、次のような欠点を生ずる。すなわち、いわ
ゆるソリッドチャンネルのバレル内圧力は高いが、メル
トチャンネルのバレル内圧力、特にメルトチャンネルの
立上がり部のバレル内圧力は低く、このメルトチャンネ
ル内で溶融が促進する樹脂から発生するガスはサブフラ
イトがバリヤの役目をするため、容易に脱揮されず、製
品表面に欠陥であるシルバストリーク（フラッシュ）を
生ずることがある。
の長手方向のほぼ中間部にサブフライトを設けたバリヤ
スクリュは、溶融された樹脂をただちにサブフライトを
越えさせ、以降いわゆるメルトチャンネル内で練る方式
であるため、次のような欠点を生ずる。すなわち、いわ
ゆるソリッドチャンネルのバレル内圧力は高いが、メル
トチャンネルのバレル内圧力、特にメルトチャンネルの
立上がり部のバレル内圧力は低く、このメルトチャンネ
ル内で溶融が促進する樹脂から発生するガスはサブフラ
イトがバリヤの役目をするため、容易に脱揮されず、製
品表面に欠陥であるシルバストリーク（フラッシュ）を
生ずることがある。
【０００４】また、メルトチャンネル内の滞留により、
分解しやすい樹脂ではメルトチャンネル内で滞留焼けを
来たすこともある。さらにまた、上記のように溶融され
た樹脂がただちにメルトチャンネルへ移送されるため、
顔料と樹脂の融和が行われる前にバリヤを通過してしま
い、このため色分散が十分でない欠点がある。そこで、
上記サブフライトと共にメータリングゾーン内に別のミ
キシングバリヤを付加したものもある。さらにまた、上
記のようなバリヤスクリュは、スクリュ長さが長く、２
条の長い溝加工を必要とし、高度な加工技術と多くの工
数を要し、高価である欠点がある。
分解しやすい樹脂ではメルトチャンネル内で滞留焼けを
来たすこともある。さらにまた、上記のように溶融され
た樹脂がただちにメルトチャンネルへ移送されるため、
顔料と樹脂の融和が行われる前にバリヤを通過してしま
い、このため色分散が十分でない欠点がある。そこで、
上記サブフライトと共にメータリングゾーン内に別のミ
キシングバリヤを付加したものもある。さらにまた、上
記のようなバリヤスクリュは、スクリュ長さが長く、２
条の長い溝加工を必要とし、高度な加工技術と多くの工
数を要し、高価である欠点がある。
【０００５】本発明は、前述したような欠点を解決し、
比較的短いスクリュで、色分散をも含む樹脂の溶融混練
性能の向上と可塑化の均一化の向上を計り、シルバスト
リークや滞留焼け等の欠陥をも防ぐことのできるバリヤ
スクリュを提供することを目的としている。
比較的短いスクリュで、色分散をも含む樹脂の溶融混練
性能の向上と可塑化の均一化の向上を計り、シルバスト
リークや滞留焼け等の欠陥をも防ぐことのできるバリヤ
スクリュを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明によるバリヤスクリュは、フィードゾーン、コ
ンプレッションゾーンおよびメータリングゾーンからな
り、コンプレッションゾーン内の任意の位置からメータ
リングゾーンのほぼ終りまで続くサブフライトを有する
バリヤスクリュであって、サブフライトはメインフライ
トから分岐しメインフライトより大きいリード角を持っ
てメータリングゾーンのほぼ終端でメインフライトに合
流し、サブフライトによってコンプレッションゾーンの
途中から始まるメルトチャンネルの溝深さはコンプレッ
ションゾーン内に位置する部分から終端までのほぼ全域
にわたってほぼ一定であることを特徴とするものであ
る。
の本発明によるバリヤスクリュは、フィードゾーン、コ
ンプレッションゾーンおよびメータリングゾーンからな
り、コンプレッションゾーン内の任意の位置からメータ
リングゾーンのほぼ終りまで続くサブフライトを有する
バリヤスクリュであって、サブフライトはメインフライ
トから分岐しメインフライトより大きいリード角を持っ
てメータリングゾーンのほぼ終端でメインフライトに合
流し、サブフライトによってコンプレッションゾーンの
途中から始まるメルトチャンネルの溝深さはコンプレッ
ションゾーン内に位置する部分から終端までのほぼ全域
にわたってほぼ一定であることを特徴とするものであ
る。
【０００７】サブフライトは、コンプレッションゾーン
のほぼ中間位置においてメインフライトの前面底部から
立上がり、１ないし数ピッチをかけてゆるやかに幅およ
び高さを増加させ、所定の高さおよび幅に達した後にメ
ルトチャンネルを開始させることが好ましい。
のほぼ中間位置においてメインフライトの前面底部から
立上がり、１ないし数ピッチをかけてゆるやかに幅およ
び高さを増加させ、所定の高さおよび幅に達した後にメ
ルトチャンネルを開始させることが好ましい。
【０００８】また、メインフライトとサブフライトの頂
部の段差は、メルトチャンネルのほぼ全域にわたって一
定であってもよいが、メルトチャンネルの開始側から終
端側へ向けて漸次減少させることが好ましい。
部の段差は、メルトチャンネルのほぼ全域にわたって一
定であってもよいが、メルトチャンネルの開始側から終
端側へ向けて漸次減少させることが好ましい。
【０００９】さらにまた、サブフライトは、メータリン
グゾーンの開始部ないし途中でメインフライトに合流す
る第１サブフライトと、この第１サブフライトの合流点
の近傍を開始点とし、１ないし数巻の短い長さの第２サ
ブフライトから構成することが好ましい。さらに、第２
サブフライトをバリヤスクリュの長手方向に２段以上設
けてもよく、また、メインフライトと第１サブフライト
の頂部の段差より、メインフライトと第２サブフライト
の頂部の段差の方を小さくするとよい。
グゾーンの開始部ないし途中でメインフライトに合流す
る第１サブフライトと、この第１サブフライトの合流点
の近傍を開始点とし、１ないし数巻の短い長さの第２サ
ブフライトから構成することが好ましい。さらに、第２
サブフライトをバリヤスクリュの長手方向に２段以上設
けてもよく、また、メインフライトと第１サブフライト
の頂部の段差より、メインフライトと第２サブフライト
の頂部の段差の方を小さくするとよい。
【００１０】
【作用】上記本発明のバリヤスクリュは、フィードゾー
ンから送られた未溶融樹脂が溶融を開始し初めるコンプ
レッションゾーンでゆっくり圧縮をかけ、コンプレッシ
ョンゾーンの途中から立上がるサブフライトによってさ
らに圧縮をかけつつ混練し、コンプレッションゾーンの
途中から溶融樹脂をメルトチャンネルへ移行させること
により混練と脱揮がより十分に行われる。メルトチャン
ネルの深さはほぼ一定であり、通常のバリヤスクリュの
メルトチャンネルの深さより大幅に浅く、幅は次第に増
加する。メルトチャンネルへ移行された溶融樹脂はメル
トチャンネル内で全体が十分混練され、均一な可塑化が
行われ、スクリュの終端に至る。このため滞留焼けを生
ずることもほとんどない。
ンから送られた未溶融樹脂が溶融を開始し初めるコンプ
レッションゾーンでゆっくり圧縮をかけ、コンプレッシ
ョンゾーンの途中から立上がるサブフライトによってさ
らに圧縮をかけつつ混練し、コンプレッションゾーンの
途中から溶融樹脂をメルトチャンネルへ移行させること
により混練と脱揮がより十分に行われる。メルトチャン
ネルの深さはほぼ一定であり、通常のバリヤスクリュの
メルトチャンネルの深さより大幅に浅く、幅は次第に増
加する。メルトチャンネルへ移行された溶融樹脂はメル
トチャンネル内で全体が十分混練され、均一な可塑化が
行われ、スクリュの終端に至る。このため滞留焼けを生
ずることもほとんどない。
【００１１】また、サブフライトを前記のような第１サ
ブフライトと第２サブフライトにすると、第１サブフラ
イトで溶融混練された樹脂は第２サブフライトを通過す
るとき、さらに混練され、色分散の一層の向上を計るこ
とができる。
ブフライトと第２サブフライトにすると、第１サブフラ
イトで溶融混練された樹脂は第２サブフライトを通過す
るとき、さらに混練され、色分散の一層の向上を計るこ
とができる。
【００１２】
【実施例】以下本発明の実施例について図１ないし図４
を参照して説明する。図１（ａ）は本発明によるバリヤ
スクリュ１０の形状を示しており、Ａはフィードゾー
ン、Ｂはコンプレッションゾーン、Ｃはメータリングゾ
ーンである。
を参照して説明する。図１（ａ）は本発明によるバリヤ
スクリュ１０の形状を示しており、Ａはフィードゾー
ン、Ｂはコンプレッションゾーン、Ｃはメータリングゾ
ーンである。
【００１３】１ないし数条のメインフライト（図示のも
のは１条）１１は、フィードゾーンＡからメータリング
ゾーンＣまでの全域にわたって伸びている。コンプレッ
ションゾーンＢの途中の点Ｍａからサブフライト１２が
始まっている。サブフライト１２は、メインフライト１
１の前面の底部から始まり、幅および高さを次第に増加
させる。サブフライト１２の高さは、図１（ｂ）に線１
２ａで示すように、約２ピッチをかけて線１２ｂで示す
所定の高さに達する。なお、図１（ｂ）において、線１
１ａはメインフライト１１の頂部すなわち高さを示し、
線１３ａはフィードチャンネル１３のフィードゾーンＡ
内における底部すなわち深さを示している。フィードチ
ャンネル１３の深さは、コンプレッションゾーンＢ内で
は、線１３ｂで示すように、メータリングゾーンＣに向
かって次第に浅くなり、メータリングゾーンＣ内では、
線１３ｃで示すように、比較的浅いほぼ一定値をとり、
終端部の溝底は線１３ｄで示すように、サブフライト１
２の頂部１２ｂに一致するように比較的急激に上昇す
る。
のは１条）１１は、フィードゾーンＡからメータリング
ゾーンＣまでの全域にわたって伸びている。コンプレッ
ションゾーンＢの途中の点Ｍａからサブフライト１２が
始まっている。サブフライト１２は、メインフライト１
１の前面の底部から始まり、幅および高さを次第に増加
させる。サブフライト１２の高さは、図１（ｂ）に線１
２ａで示すように、約２ピッチをかけて線１２ｂで示す
所定の高さに達する。なお、図１（ｂ）において、線１
１ａはメインフライト１１の頂部すなわち高さを示し、
線１３ａはフィードチャンネル１３のフィードゾーンＡ
内における底部すなわち深さを示している。フィードチ
ャンネル１３の深さは、コンプレッションゾーンＢ内で
は、線１３ｂで示すように、メータリングゾーンＣに向
かって次第に浅くなり、メータリングゾーンＣ内では、
線１３ｃで示すように、比較的浅いほぼ一定値をとり、
終端部の溝底は線１３ｄで示すように、サブフライト１
２の頂部１２ｂに一致するように比較的急激に上昇す
る。
【００１４】サブフライト１２の高さが所定の高さに達
し、かつ幅も所定値に達したＮａ点からメルトチャンネ
ル１４が始まる。メルトチャンネル１４は、コンプレッ
ションゾーンＢの途中から始まっている。なお、前述し
たフィードチャンネル１３のうち、Ｎａ点より下流側を
メルトチャンネル１４と対比させてソリッドチャンネル
１３Ａという。メルトチャンネル１４の深さは、混練機
能を重視した値に設定され、図１（ｂ）に線１４ａ，１
４ａで示すように、開始部を除くほぼ全域にわたってほ
ぼ一定であり、コンプレッションゾーンＢ内に位置する
部分もメータリングゾーンＣの部分の深さとほぼ等しい
深さに設定されている。なお、ソリッドチャンネル１３
ＡのメータリングゾーンＣ内における深さは、線１３ｃ
で示したように、線１４ａで示すメルトチャンネル１４
の深さとほぼ等しく設定してもよいが、必ずしも等しく
する必要はない。
し、かつ幅も所定値に達したＮａ点からメルトチャンネ
ル１４が始まる。メルトチャンネル１４は、コンプレッ
ションゾーンＢの途中から始まっている。なお、前述し
たフィードチャンネル１３のうち、Ｎａ点より下流側を
メルトチャンネル１４と対比させてソリッドチャンネル
１３Ａという。メルトチャンネル１４の深さは、混練機
能を重視した値に設定され、図１（ｂ）に線１４ａ，１
４ａで示すように、開始部を除くほぼ全域にわたってほ
ぼ一定であり、コンプレッションゾーンＢ内に位置する
部分もメータリングゾーンＣの部分の深さとほぼ等しい
深さに設定されている。なお、ソリッドチャンネル１３
ＡのメータリングゾーンＣ内における深さは、線１３ｃ
で示したように、線１４ａで示すメルトチャンネル１４
の深さとほぼ等しく設定してもよいが、必ずしも等しく
する必要はない。
【００１５】サブフライト１２は、図１（ａ）に示すよ
うに、メインフライト１１のリード角より大きなリード
角に設定され、メータリングゾーンＣの終端付近におい
て、１巻先行するメインフライト１１の後面に合流す
る。従って、メルトチャンネル１４の幅は下流側へ向っ
て次第に広くなり、ソリッドチャンネル１３Ａの幅は次
第に狭くなる。
うに、メインフライト１１のリード角より大きなリード
角に設定され、メータリングゾーンＣの終端付近におい
て、１巻先行するメインフライト１１の後面に合流す
る。従って、メルトチャンネル１４の幅は下流側へ向っ
て次第に広くなり、ソリッドチャンネル１３Ａの幅は次
第に狭くなる。
【００１６】次いで本バリヤスクリュ１０の作用につい
て説明する。フィードゾーンＡでは、図示しないホッパ
等から供給された未溶融の樹脂を下流側へ加熱しつつ送
る。コンプレッションゾーンＢに流入する当たりから樹
脂の溶融が始まる。なお、コンプレッションゾーンＢに
流入する当たりから溶融を開始させるため、樹脂の種類
によって異なるが一般的にはフィードゾーンＡのＬ／Ｄ
（Ｌ；スクリュ長さ、Ｄ：スクリュ外径）を「７」程度
に設定することが好ましい。
て説明する。フィードゾーンＡでは、図示しないホッパ
等から供給された未溶融の樹脂を下流側へ加熱しつつ送
る。コンプレッションゾーンＢに流入する当たりから樹
脂の溶融が始まる。なお、コンプレッションゾーンＢに
流入する当たりから溶融を開始させるため、樹脂の種類
によって異なるが一般的にはフィードゾーンＡのＬ／Ｄ
（Ｌ；スクリュ長さ、Ｄ：スクリュ外径）を「７」程度
に設定することが好ましい。
【００１７】溶融が始まった樹脂は、コンプレッション
ゾーンＢ内を進むに連れ圧縮されつつ混練される。一部
溶融した樹脂は、図１（ａ）に示すＭａ点に達すると、
サブフライト１２が立上がるため、さらに圧縮を加えら
れつつ混練される。こうしてコンプレッションゾーンＢ
のほぼ中間に位置するＮａ点に達すると、メルトチャン
ネル１４が始まるが、ここへ至るまでに、溶融した一部
の樹脂は相当混練が進行している。この相当混練された
溶融樹脂は、サブフライト１２を越えて徐々にメルトチ
ャンネル１４内へ移行する。
ゾーンＢ内を進むに連れ圧縮されつつ混練される。一部
溶融した樹脂は、図１（ａ）に示すＭａ点に達すると、
サブフライト１２が立上がるため、さらに圧縮を加えら
れつつ混練される。こうしてコンプレッションゾーンＢ
のほぼ中間に位置するＮａ点に達すると、メルトチャン
ネル１４が始まるが、ここへ至るまでに、溶融した一部
の樹脂は相当混練が進行している。この相当混練された
溶融樹脂は、サブフライト１２を越えて徐々にメルトチ
ャンネル１４内へ移行する。
【００１８】メルトチャンネル１４と並ぶソリッドチャ
ンネル１３Ａ内を進む一部溶融樹脂を含むソリッド樹脂
は、さらに圧縮されつつ溶融混練され、このように溶融
混練されたソリッド樹脂中の溶融樹脂が次々にメルトチ
ャンネル１４へ移行される。
ンネル１３Ａ内を進む一部溶融樹脂を含むソリッド樹脂
は、さらに圧縮されつつ溶融混練され、このように溶融
混練されたソリッド樹脂中の溶融樹脂が次々にメルトチ
ャンネル１４へ移行される。
【００１９】メルトチャンネル１４へ移行された溶融樹
脂は、メルトチャンネル１４の深さが混練に適した所定
値に設定されているため、さらに混練されつつ、メータ
リングゾーンＣへ送られ、メータリングゾーンＣを経て
本バリヤスクリュ１０の先端へ向けて送り出される。メ
ータリングゾーンＣのソリッドチャンネル１３Ａ内を進
み溶融した樹脂は、サブフライト１２を越えてメルトチ
ャンネル１４へ移行し、再びメータリング機能が与えら
れ、溶融混練の均一化が進む。
脂は、メルトチャンネル１４の深さが混練に適した所定
値に設定されているため、さらに混練されつつ、メータ
リングゾーンＣへ送られ、メータリングゾーンＣを経て
本バリヤスクリュ１０の先端へ向けて送り出される。メ
ータリングゾーンＣのソリッドチャンネル１３Ａ内を進
み溶融した樹脂は、サブフライト１２を越えてメルトチ
ャンネル１４へ移行し、再びメータリング機能が与えら
れ、溶融混練の均一化が進む。
【００２０】次に、本発明によるバリヤスクリュ１０の
効果を明確にするため、従来のフルフライトスクリュ
（Ｄ＝６０mm、全長Ｌ／Ｄ＝１９）、スクリュの中間部
にサブフライトを有する従来のバリヤスクリュ（Ｄ＝６
０mm、全長Ｌ／Ｄ＝１９）と、本発明によるバリヤスク
リュ（Ｄ＝６０mm、全長Ｌ／Ｄ＝１９）の性能比較テス
トの結果を示す。なお、本発明によるバリヤスクリュ
は、フィードゾーンＬ／Ｄ＝７、コンプレッションゾー
ンＬ／Ｄ＝８、メータリングゾーンＬ／Ｄ＝４であり、
サブフライト１２はＬ／Ｄがほぼ「９」の位置から立上
げ、メルトチャンネル１４はＬ／Ｄがほぼ「１１」の位
置から立上げたものであり、スクリュの圧縮比はいずれ
も２．５であった。上記各スクリュを用い、次の条件で
樹脂を溶融混練し、孔径１mmのノズルから射出速度８％
の低速でパージしたときの射出圧力の変動とノズル通過
樹脂温度の変動を測定した結果を表１と、図２、図３に
示す。
効果を明確にするため、従来のフルフライトスクリュ
（Ｄ＝６０mm、全長Ｌ／Ｄ＝１９）、スクリュの中間部
にサブフライトを有する従来のバリヤスクリュ（Ｄ＝６
０mm、全長Ｌ／Ｄ＝１９）と、本発明によるバリヤスク
リュ（Ｄ＝６０mm、全長Ｌ／Ｄ＝１９）の性能比較テス
トの結果を示す。なお、本発明によるバリヤスクリュ
は、フィードゾーンＬ／Ｄ＝７、コンプレッションゾー
ンＬ／Ｄ＝８、メータリングゾーンＬ／Ｄ＝４であり、
サブフライト１２はＬ／Ｄがほぼ「９」の位置から立上
げ、メルトチャンネル１４はＬ／Ｄがほぼ「１１」の位
置から立上げたものであり、スクリュの圧縮比はいずれ
も２．５であった。上記各スクリュを用い、次の条件で
樹脂を溶融混練し、孔径１mmのノズルから射出速度８％
の低速でパージしたときの射出圧力の変動とノズル通過
樹脂温度の変動を測定した結果を表１と、図２、図３に
示す。
【００２１】テスト条件 （１）使用樹脂：ポリプロピレン（ＰＰ） （２）計量時スクリュ回転数：１２０ｒｐｍ （３）計量時背圧：５kgf ／cm2 （４）計量ストローク：３００mm（５Ｄ）
【００２２】
【表１】
【００２３】図２（ａ）ないし（ｃ）は、各スクリュに
よる場合の射出圧力Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの線図であり、図
３（ａ）ないし（ｃ）はノズル通過樹脂温度Ｔａ，Ｔ
ｂ，Ｔｃの線図である。
よる場合の射出圧力Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの線図であり、図
３（ａ）ないし（ｃ）はノズル通過樹脂温度Ｔａ，Ｔ
ｂ，Ｔｃの線図である。
【００２４】上表および上記図から明らかなように本発
明によるバリヤスクリュは、他の２つのスクリュに比較
し、射出圧力とノズル通過樹脂温度の変動が小さい。こ
れは、射出される溶融樹脂がより均一に可塑化されてい
ることを示し、十分に混練されていることを意味してい
る。また本発明のバリヤスクリュの場合は、樹脂温度が
最も低く、無理なく均一に可塑化されていることを示し
ている。図４（ａ）ないし（ｃ）は、上記の各スクリュ
を用いて、重量２４５g の洗い桶を成形した時の射出圧
力プロファイルＰＰａ，ＰＰｂ，ＰＰｃを重ね書きした
もので、図４（ａ）は５ショット分の重ね書き、図４
（ｂ），（ｃ）は１０ショット分の重ね書きである。な
お、使用樹脂はポリプロピレン（ＰＰ）、計量時スクリ
ュ回転数１９６ｒｐｍ、背圧１５kgf ／cm2 、計量スト
ローク１１６mm、射出タイマ８秒である。 図４（ａ）
ないし（ｃ）から明らかなように、本発明によるバリヤ
スクリュは、他のスクリュに比較して繰り返し安定性が
高い。これは複雑または薄肉構造の成形品を安定して成
形可能であることを示している。また、本発明によるバ
リヤスクリュにより得られた成形品にはシルバストリー
クや滞留焼けなどの欠陥は認められず、マスタバッチの
色分散に効果があることが認められた。
明によるバリヤスクリュは、他の２つのスクリュに比較
し、射出圧力とノズル通過樹脂温度の変動が小さい。こ
れは、射出される溶融樹脂がより均一に可塑化されてい
ることを示し、十分に混練されていることを意味してい
る。また本発明のバリヤスクリュの場合は、樹脂温度が
最も低く、無理なく均一に可塑化されていることを示し
ている。図４（ａ）ないし（ｃ）は、上記の各スクリュ
を用いて、重量２４５g の洗い桶を成形した時の射出圧
力プロファイルＰＰａ，ＰＰｂ，ＰＰｃを重ね書きした
もので、図４（ａ）は５ショット分の重ね書き、図４
（ｂ），（ｃ）は１０ショット分の重ね書きである。な
お、使用樹脂はポリプロピレン（ＰＰ）、計量時スクリ
ュ回転数１９６ｒｐｍ、背圧１５kgf ／cm2 、計量スト
ローク１１６mm、射出タイマ８秒である。 図４（ａ）
ないし（ｃ）から明らかなように、本発明によるバリヤ
スクリュは、他のスクリュに比較して繰り返し安定性が
高い。これは複雑または薄肉構造の成形品を安定して成
形可能であることを示している。また、本発明によるバ
リヤスクリュにより得られた成形品にはシルバストリー
クや滞留焼けなどの欠陥は認められず、マスタバッチの
色分散に効果があることが認められた。
【００２５】なお、本発明によるバリヤスクリュは、図
１（ｃ）に線１２ｃで示すように、サブフライト１２の
高さを下流側に向って次第に高くし、メインフライト１
１の頂部（線１１ａ）との段差ｇを下流側へ向って漸減
させるように形成すると、可塑化の均一性を一層高める
ことができる。
１（ｃ）に線１２ｃで示すように、サブフライト１２の
高さを下流側に向って次第に高くし、メインフライト１
１の頂部（線１１ａ）との段差ｇを下流側へ向って漸減
させるように形成すると、可塑化の均一性を一層高める
ことができる。
【００２６】図５は本発明の第２の実施例によるバリヤ
スクリュ１００を示すもので、サブフライトを、第１サ
ブフライト１１２と２つの第２サブフライト１２２，１
２３としたものである。第１サブフライト１１２は、図
１に示したサブフライト１２の開始点Ｍａより１ピッチ
程度フィードゾーンＡ側へずれたＭｂ点から始まってい
る。メルトチャンネル１１４の開始点Ｎｂも図１の開始
点Ｎａより１ピッチ程度同様にずれている。この第１サ
ブフライト１１２は、スクリュ先端から２ピッチ程度コ
ンプレッションゾーンＢ側へずれた点１１２ｃでメイン
フライト１１の後面に合流している。この第１サブフラ
イト１１２は前述した実施例のサブフライト１２とほぼ
同じ機能を有するように形成される。
スクリュ１００を示すもので、サブフライトを、第１サ
ブフライト１１２と２つの第２サブフライト１２２，１
２３としたものである。第１サブフライト１１２は、図
１に示したサブフライト１２の開始点Ｍａより１ピッチ
程度フィードゾーンＡ側へずれたＭｂ点から始まってい
る。メルトチャンネル１１４の開始点Ｎｂも図１の開始
点Ｎａより１ピッチ程度同様にずれている。この第１サ
ブフライト１１２は、スクリュ先端から２ピッチ程度コ
ンプレッションゾーンＢ側へずれた点１１２ｃでメイン
フライト１１の後面に合流している。この第１サブフラ
イト１１２は前述した実施例のサブフライト１２とほぼ
同じ機能を有するように形成される。
【００２７】第２サブフライト１２２，１２３は、第１
サブフライト１１２の終端１１２ｃより先のほぼ２ピッ
チの箇所に、それぞれ１巻程度の長さにわたりスクリュ
１００の長手方向に対し直列に２段設けられている。こ
れらの第２サブフライト１２２，１２３は分散効果を高
めるためのものである。なお、この第２サブフライト
は、１ないし数巻の１段のサブフライトとしてもよい。
第２サブフライト１２２，１２３の頂部１２２ａ，１２
３ａの高さは、図５（ｂ）に示すように、第１サブフラ
イト１１２の頂部１１２ｂより順次高く形成することが
好ましく、メインフライト１１の頂部１１ａと各サブフ
ライト１１２，１２２，１２３の頂部１１２ｂ，１２２
ａ，１２３ａとのギャップｇ１ないしｇ３は、例えばＤ
＝６０mmの場合で、ｇ１＝０．７〜１．０mm，ｇ２＝
０．５mm，ｇ３＝０．３mm程度に定めるのがよい。この
実施例は、フィードチャンネル１３，ソリッドチャンネ
ル１１３Ａおよびメルトチャンネル１１４により、第１
の実施例とほぼ同様に、樹脂の溶融・混練を行い、さら
にメルトチャンネル１１４の終端部に設けた第２サブフ
ライト１２２，１２３によって溶融樹脂を混練し、分散
効果を高めるものである。この第２の実施例によれば、
特に色分散の向上を図ることができ、例えばマスタバッ
チ８０倍でも十分な色分散が得られる。このため、低背
圧化が可能となり、可塑化能力の向上を図ることができ
る。
サブフライト１１２の終端１１２ｃより先のほぼ２ピッ
チの箇所に、それぞれ１巻程度の長さにわたりスクリュ
１００の長手方向に対し直列に２段設けられている。こ
れらの第２サブフライト１２２，１２３は分散効果を高
めるためのものである。なお、この第２サブフライト
は、１ないし数巻の１段のサブフライトとしてもよい。
第２サブフライト１２２，１２３の頂部１２２ａ，１２
３ａの高さは、図５（ｂ）に示すように、第１サブフラ
イト１１２の頂部１１２ｂより順次高く形成することが
好ましく、メインフライト１１の頂部１１ａと各サブフ
ライト１１２，１２２，１２３の頂部１１２ｂ，１２２
ａ，１２３ａとのギャップｇ１ないしｇ３は、例えばＤ
＝６０mmの場合で、ｇ１＝０．７〜１．０mm，ｇ２＝
０．５mm，ｇ３＝０．３mm程度に定めるのがよい。この
実施例は、フィードチャンネル１３，ソリッドチャンネ
ル１１３Ａおよびメルトチャンネル１１４により、第１
の実施例とほぼ同様に、樹脂の溶融・混練を行い、さら
にメルトチャンネル１１４の終端部に設けた第２サブフ
ライト１２２，１２３によって溶融樹脂を混練し、分散
効果を高めるものである。この第２の実施例によれば、
特に色分散の向上を図ることができ、例えばマスタバッ
チ８０倍でも十分な色分散が得られる。このため、低背
圧化が可能となり、可塑化能力の向上を図ることができ
る。
【００２８】次に、この第２の実施例の成形例を示す。
この成形に用いたバリヤスクリュ１００は、図５に示し
かつ前述したような第１および第２サブフライト１１
２，１２２，１２３を、サブフライト１２に代えて設け
たほかは、前述の性能比較テストに用いたバリヤスクリ
ュ１０と同じである。
この成形に用いたバリヤスクリュ１００は、図５に示し
かつ前述したような第１および第２サブフライト１１
２，１２２，１２３を、サブフライト１２に代えて設け
たほかは、前述の性能比較テストに用いたバリヤスクリ
ュ１０と同じである。
【００２９】成形例１成形品：タッグボックス，３９５
g成形条件 （１）使用樹脂：ポリプロピレン（ＰＰ） （２）マスタバッチ：８０倍 （３）計量時スクリュ回転数：２００ｒｐｍ （４）計量時背圧：４kgf ／cm2 成形結果色分散は良好であった。また、可塑化能力を上
げることができ、従来は４０秒の成形サイクルを要して
いたのに対し、３２秒に短縮できた。
g成形条件 （１）使用樹脂：ポリプロピレン（ＰＰ） （２）マスタバッチ：８０倍 （３）計量時スクリュ回転数：２００ｒｐｍ （４）計量時背圧：４kgf ／cm2 成形結果色分散は良好であった。また、可塑化能力を上
げることができ、従来は４０秒の成形サイクルを要して
いたのに対し、３２秒に短縮できた。
【００３０】成形例２成形品：コンテナ，１９７０g成
形条件 （１）使用樹脂：ポリプロピレン（ＰＰ） （２）マスタバッチ：３０倍 （３）計量時スクリュ回転数：１２６ｒｐｍ （４）計量時背圧：オープン 成形結果背圧オープンでも色分散は良好であり、従来、
８５秒の成形サイクルを７４秒に短縮できた。
形条件 （１）使用樹脂：ポリプロピレン（ＰＰ） （２）マスタバッチ：３０倍 （３）計量時スクリュ回転数：１２６ｒｐｍ （４）計量時背圧：オープン 成形結果背圧オープンでも色分散は良好であり、従来、
８５秒の成形サイクルを７４秒に短縮できた。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、比較
的短かい長さのスクリュにより溶融混練と可塑化の均一
化を向上させることができ、色分散効果も高く、シルバ
ストリークや滞留焼け等の欠陥の発生を防止し得る効果
が得られる。また、サブフライトを前記のような第１，
第２サブフライトで構成すると、色分散効果を一層高め
ることができ、より低い背圧で可塑化能力を向上させる
ことができ、また第２サブフライトによる溶融樹脂の滞
留も発生せず、色替や樹脂替えに悪影響を及ぼすことも
ない。
的短かい長さのスクリュにより溶融混練と可塑化の均一
化を向上させることができ、色分散効果も高く、シルバ
ストリークや滞留焼け等の欠陥の発生を防止し得る効果
が得られる。また、サブフライトを前記のような第１，
第２サブフライトで構成すると、色分散効果を一層高め
ることができ、より低い背圧で可塑化能力を向上させる
ことができ、また第２サブフライトによる溶融樹脂の滞
留も発生せず、色替や樹脂替えに悪影響を及ぼすことも
ない。
【図１】本発明によるバリヤスクリュの実施例を示す図
である。
である。
【図２】従来のフルフライトスクリュ、従来のバリヤス
クリュと、本発明のバリヤスクリュによる射出圧力の変
動テストの結果を示す線図である。
クリュと、本発明のバリヤスクリュによる射出圧力の変
動テストの結果を示す線図である。
【図３】上記各スクリュによる射出圧力の変動テスト時
におけるノズル通過樹脂温度の変化を示す線図である。
におけるノズル通過樹脂温度の変化を示す線図である。
【図４】上記各スクリュを用いて成形を行ったときの射
出圧力プロファイルを数回にわたって重ね書きした線図
である。
出圧力プロファイルを数回にわたって重ね書きした線図
である。
【図５】本発明によるバリヤスクリュの他の実施例を示
す図である。
す図である。
１０，１００ バリヤスクリュ Ａ フィードゾーン Ｂ コンプレッションゾーン Ｃ メータリングゾーン １１ メインフライト １１ａ メインフライトの頂部 １２ サブフライト １２ａ サブフライト立上がり部の頂部 １２ｂ，１２ｃ サブフライトの頂部 １３ フィードチャンネル １３ａ フィードチャンネルの溝底 １３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１１３ｂ ソリッドチャンネ
ルの溝底 １３Ａ，１１３Ａ ソリッドチャンネル １４，１１４ メルトチャンネル １４ａ，１１４ａ メルトチャンネルの溝底 １１２ 第１サブフライト １１２ｂ 第１サブフライトの頂部 １２２，１２３ 第２サブフライト １２２ａ，１２３ａ 第２サブフライトの頂部
ルの溝底 １３Ａ，１１３Ａ ソリッドチャンネル １４，１１４ メルトチャンネル １４ａ，１１４ａ メルトチャンネルの溝底 １１２ 第１サブフライト １１２ｂ 第１サブフライトの頂部 １２２，１２３ 第２サブフライト １２２ａ，１２３ａ 第２サブフライトの頂部
Claims (10)
- 【請求項１】 フィードゾーン、コンプレッションゾー
ンおよびメータリングゾーンからなり、前記コンプレッ
ションゾーン内の任意の位置から前記メータリングゾー
ンのほぼ終りまで続くサブフライトを有するバリヤスク
リュであって、前記サブフライトはメインフライトから
分岐し該メインフライトより大きいリード角を持って前
記メータリングゾーンのほぼ終端で前記メインフライト
に合流し、前記サブフライトによって前記コンプレッシ
ョンゾーンの途中から始まるメルトチャンネルの溝深さ
はコンプレッションゾーン内に位置する部分から終端ま
でのほぼ全域にわたってほぼ一定であることを特徴とす
るバリヤスクリュ。 - 【請求項２】 前記サブフライトは、コンプレッション
ゾーンのほぼ中間位置において前記メインフライトの前
面底部から立上がり、１ないし数ピッチをかけてゆるや
かに幅および高さを増加させ、所定の高さおよび幅に達
した後に前記メルトチャンネルを開始させることを特徴
とする請求項１のバリヤスクリュ。 - 【請求項３】 前記メインフライトとサブフライトの頂
部の段差は、前記メルトチャンネルのほぼ全域にわたっ
て一定であることを特徴とする請求項１または２のバリ
ヤスクリュ。 - 【請求項４】 前記メインフライトとサブフライトの頂
部の段差は、前記メルトチャンネルの開始側から終端側
へ向けて漸次減少されていることを特徴とする請求項１
または２のバリヤスクリュ。 - 【請求項５】 フィードゾーン、コンプレッションゾー
ンおよびメータリングゾーンからなり、前記コンプレッ
ションゾーン内の任意の位置から前記メータリングゾー
ンのほぼ終りまでの範囲内に順次設けられた複数のサブ
フライトを有するバリヤスクリュであって、第１サブフ
ライトはメインフライトから分岐し該メインフライトよ
り大きいリード角を持って前記メータリングゾーンの開
始部ないし途中で前記メインフライトに合流し、第２以
降のサブフライトは１ないし数巻の短い長さを有し前記
第１サブフライトの合流点の近傍と前記メータリングゾ
ーンのほぼ終端との間に順次設けられた１ないし複数の
サブフライトからなり、前記第１および第２以降の各サ
ブフライトによって前記コンプレッションゾーンの途中
および前記メータリングゾーンの開始部ないし途中から
それぞれ始まるメ ルトチャンネルの溝深さは長手方向の
ほぼ全域にわたってほぼ一定であることを特徴とするバ
リヤスクリュ。 - 【請求項６】 前記第１サブフライトは、コンプレッシ
ョンゾーンのほぼ中間位置において前記メインフライト
の前面底部から立上がり、１ないし数ピッチをかけてゆ
るやかに幅および高さを増加させ、所定の高さおよび幅
に達した後に前記メルトチャンネルを開始させることを
特徴とする請求項５のバリヤスクリュ。 - 【請求項７】 前記メインフライトと第１サブフライト
の頂部の段差は、該第１サブフライトにより形成される
メルトチャンネルのほぼ全域にわたって一定であること
を特徴とする請求項５または６のバリヤスクリュ。 - 【請求項８】 前記メインフライトと第１サブフライト
の頂部の段差は、該第１サブフライトにより形成される
メルトチャンネルの開始側から終端側へ向けて漸次減少
されていることを特徴とする請求項５または６のバリヤ
スクリュ。 - 【請求項９】 前記メインフライトと第１サブフライト
の頂部の段差より、前記メインフライトと第２以降のサ
ブフライトの頂部の段差の方が小さいことを特徴とする
請求項５、６、７または８のバリヤスクリュ。 - 【請求項１０】 前記第２以降のサブフライトが２段以
上設けられ、前記メインフライトと第２以降の各サブフ
ライトの頂部の段差が、前記メータリングゾーンの終端
側に向かって順次小さく形成されていることを特徴とす
る請求項９のバリヤスクリュ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08948091A JP3170757B2 (ja) | 1990-08-31 | 1991-03-28 | バリヤスクリュ |
| US07/753,080 US5141326A (en) | 1990-08-31 | 1991-08-30 | Barrier screw |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-231842 | 1990-08-31 | ||
| JP23184290 | 1990-08-31 | ||
| JP08948091A JP3170757B2 (ja) | 1990-08-31 | 1991-03-28 | バリヤスクリュ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04219221A JPH04219221A (ja) | 1992-08-10 |
| JP3170757B2 true JP3170757B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=26430904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08948091A Expired - Fee Related JP3170757B2 (ja) | 1990-08-31 | 1991-03-28 | バリヤスクリュ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5141326A (ja) |
| JP (1) | JP3170757B2 (ja) |
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