JP7288378B2 - 樹脂用押出機、ロータ型スクリュ及び樹脂製造方法 - Google Patents
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Description
<樹脂用押出機の全体構成>
まず、図1を参照して、実施の形態1に係る樹脂用押出機の全体構成について説明する。
次に、ロータ型スクリュ33及び34の構成について説明する。
図2は、図1に示すロータ型スクリュの破線Aで囲んだ部分の拡大図である。図2に示すように、ロータ型スクリュ33及び34は、フライト33a及び34aが軸線に対し螺旋状にねじれた形状を有する。フライト33a及び34aは、山頂部33b及び34bを有している。また、ロータ型スクリュ33及び34には、回転軸37及び38(図1参照)と嵌め合う穴33c及び34cが形成されている。ロータ型スクリュ33及び34の外径や形状は同じである。
次に、実施の形態1に係る樹脂用押出機1の動作について説明する。なお、以下の説明では、図1について適宜参照する。
ホッパ13からシリンダ20に粉末の状態で投入された樹脂材料51は、上流側搬送スクリュ31及び32によって+X軸方向に移送され、シリンダ20の内部において、シリンダ20に取付けられた図示しないヒータからの熱およびロータ型スクリュ33及び34によって混練されることにより溶融する。混練された樹脂は、下流側搬送スクリュ35及び36によってさらに+X軸方向に搬送されて排出口14から排出される。
次に、発明者が事前に検討した比較例1に係るロータ型スクリュについて説明する。
図3は、比較例1に係るロータ型スクリュの軸線方向に垂直な断面の形状を示す図である。当該断面は、図1に示す樹脂用押出機1のV-V線に沿う断面に相当する。図3に示すように、ロータ型スクリュ533は矢印R51の方向に回転し、ロータ型スクリュ534は矢印R52の方向に回転する。ロータ型スクリュ533及び534の外径や形状は同じである。よって、以下ではロータ型スクリュ533を例に形状を説明する。
次に、実施の形態1に係るロータ型スクリュについて説明する。
図5は、実施の形態1に係るロータ型スクリュの軸線方向に垂直な断面の形状を示す図である。当該断面は、図1に示す樹脂用押出機1のV-V線に沿う断面に相当する。図5に示すように、ロータ型スクリュ33は矢印R1の方向に回転し、ロータ型スクリュ34は矢印R2の方向に回転する。ロータ型スクリュ33及び34の外径や形状は同じである。よって、以下ではロータ型スクリュ33を例に形状を説明する。
次に、実施の形態1に係るロータ型スクリュと比較例に係るロータ型スクリュの混練性能を比較した試験について説明する。
本試験では、樹脂用押出機として、日本製鋼所製の二軸スクリュ押出機CMP69を用いた。二軸スクリュ押出機CMP69のシリンダの内径は69mmであり、スクリュ回転速度は240rpm、シリンダ設定温度は200℃、原料処理量は300kg/hに設定した。また、樹脂材料としてブロックコポリマーポリプロピレン(230℃、2.16kg荷重でのMFR(Melt Flow Rate):3)を使用した。
次に、実施の形態1に係るロータ型スクリュ33、34(図5及び図6参照)の変形例1について説明する。
次に、実施の形態1に係るロータ型スクリュ33、34(図5及び図6参照)の変形例2について説明する。
に、実施の形態1に係るロータ型スクリュ33、34(図5及び図6参照)の変形例3について説明する。
10 駆動部
11 減速機
13 ホッパ
14 排出口
20 シリンダ
21、22 スクリュ
31、32 上流側搬送スクリュ
33、34、133、233、333 ロータ型スクリュ
35、36 下流側搬送スクリュ
33a、133a、233a、333a フライト
33b、133b、233b、333b 山頂部
33c 穴
37、38 回転軸
51 樹脂材料
Claims (15)
- シリンダと、
前記シリンダ内に配置され、樹脂材料を混練するロータ型スクリュと、を備え、
前記ロータ型スクリュは、軸線方向に垂直な断面で、フライトの山頂部が、回転方向の前方の点から後方の点に向かって前記山頂部と前記シリンダの内面との間隙の大きさが漸次増加するように形成されている、樹脂用押出機。 - 前記前方の点の前記間隙の大きさと前記後方の点の前記間隙の大きさとの比の値が1/2以下である、請求項1に記載の樹脂用押出機。
- 前記前方の点の前記間隙の大きさが前記シリンダの径の1/10以下である、請求項1または2に記載の樹脂用押出機。
- 前記フライトのリードが前記シリンダの直径の4倍以上である、請求項1から3のいずれか一項に記載の樹脂用押出機。
- 前記山頂部と前記シリンダの内面との間隙の大きさは、回転方向の前方の点から後方の点に向かって漸次増加した後に漸次減少するように形成されている、
請求項1から4のいずれか一項に記載の樹脂用押出機。 - 軸線方向に垂直な断面で、フライトの山頂部が、回転方向の前方の点から後方の点に向かって前記山頂部とシリンダの内面との間隙の大きさが漸次増加するように形成されている、樹脂を混練する押出機用のロータ型スクリュ。
- 前記前方の点の前記間隙の大きさと前記後方の点の前記間隙の大きさとの比の値が1/2以下である、請求項6に記載のロータ型スクリュ。
- 前記前方の点の前記間隙の大きさが前記シリンダの径の1/10以下である、請求項6又は7に記載のロータ型スクリュ。
- 前記フライトのリードが前記シリンダの直径の4倍以上である、請求項6から8のいずれか一項に記載のロータ型スクリュ。
- 前記山頂部と前記シリンダの内面との間隙の大きさは、回転方向の前方の点から後方の点に向かって漸次増加した後に漸次減少するように形成されている、
請求項6から9のいずれか一項に記載のロータ型スクリュ。 - シリンダ内に配置され、軸線方向に垂直な断面で、フライトの山頂部が、回転方向の前方の点から後方の点に向かって前記山頂部と前記シリンダの内面との間隙の大きさが漸次増加するように形成されているロータ型スクリュを回転させて、前記間隙に存在する樹脂材料を前記回転方向の前方から後方に向かって細長く伸長させるようにする、樹脂製造方法。
- 前記前方の点の前記間隙の大きさと前記後方の点の前記間隙の大きさとの比の値が1/2以下である、請求項11に記載の樹脂製造方法。
- 前記前方の点の前記間隙の大きさが前記シリンダの径の1/10以下である、請求項11または12に記載の樹脂製造方法。
- 前記フライトのリードが前記シリンダの直径の4倍以上である、請求項11から13のいずれか一項に記載の樹脂製造方法。
- 前記ロータ型スクリュは、山頂部と前記シリンダの内面との間隙の大きさが、回転方向の前方の点から後方の点に向かって漸次増加した後に漸次減少するように形成されている、請求項11から14のいずれか一項に記載の樹脂製造方法。
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