JPH0236920A - スクリュー押出機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、スクリュー押出機、特にはゴム、プラスチッ
ク等の混練、配合された押出材料を、シート状に押出す
ためのスクリュー押出機に関する。

（従来の技術） この種のスクリュー押出機として、例えば、特公昭６１
−１１１７７号公報に記載のものが公知である。

この従来のスクリュー押出機は、第９図及び第１０図に
示す様に、シリンダケーシング２０内に１軸のスクリュ
ー２１が水平状にかつ可回動に支持されている。このス
クリュー２１はその基部側が図示省略の駆動装置に連結
されて強制回転される。前記ケ−シンク２０のスクリュ
ー基部側にホッパー２２が設けられている。このホッパ
ー２２には材料を押込むためのプッンヤ装置２３が設け
られている。同ケーシング２０のスクリュー先端部に吐
出口２４が設けられている。この吐出口２４に対面して
上下一対のローラダイ２５が配置されている。このロー
ラダイ２５は駆動装置２６により回転駆動されている。

前記スクリュー２１は、ホッパ１２２に対面する部分が
フィード部２７とされ、先端側のシリンダケーシング２
゜に閉そくされた部分がコンプレッション部２８とされ
ている。

前記従来の１軸スクリュー押出機によれば、ホッパー２
２に供給された材料を、ブツシャ装置２３の空気または
油圧シリンダ２９によりブツシャラム３゜を上下往復運
動させて、スクリュー２１のフィード部２７に強制的に
押込む。押込まれた材料は回転するスクリュー２１によ
りフィード部２７がらコンプレッション部２８に浬ばれ
、コンプレッション部２８において材料に圧力が加えら
れ、先端の吐出口２４がら押出される。押出された材料
は、ローラダイ２５の前面に幅方向に広がって溜り、ロ
ーラダイ２５を通って圧延シート３１に成形される。

（発明が解決しようとする課題） 前記従来のスクリュー押出機においては、スクリューの
フィード部への材料の噛込みが悪いため、ホッパー内の
材料をフィート部に強制的に押し込み噛み込ませるべく
、ブツシャ装置を設けていたので、装置が大がかりとな
り、コスト高になると共に、ブツシャ装置駆動のための
多大の動力を消費していた。またブツシャラムに材料が
付着したり摩耗したりする問題があった。

また、ローラダイにより幅広シートを成形するためには
、吐出口より押出される材料を、−ローラダイの幅方向
全長にわたるように流動さセな＆Ｊればならない。しか
し、吐出口はスクリュー径に対応した径の孔であり、こ
の吐出口に対してローラダイの幅は広いため、高い圧力
で押出さないと、ローラダイの幅方向全長にわたって流
動しない。

そのため、コンプレッション部で圧力を上げる必要があ
り、コンプレッション部の長さＬはスクリュー径りに対
して、Ｌ／Ｄ＝　１．３〜１．７を必要としていた。

即ち、コンプレッション部の長さＬを長くする必要があ
り、そのため、スクリュー駆動に対しても大きな動力を
必要としていた。

また、コンプレッション部で高圧にするため、材料が高
温になり、材料の性質が変化する等、温度管理も困難に
なると云う問題があった。

そこで本発明は、かかるローラダイによって押出材料を
シート状に押出成形するタイプのスクリュー押出機とし
て、フィード部における材料の噛込みおよび押出能力を
向上させ、かつ低圧押出しにより幅広に押出すことがで
きるようにすると共に、小さな動力で駆動できるように
したスクリュー押出機を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明のスクリュー押出機
においては、ケーシングにスクリューが水平状にかつ可
回動に支持され、該ケーシングのスクリュー基部側に上
方開口のホッパーが設けられ、該ケーシングのスクリュ
ー先端側にスクリュー軸心方向に開口する吐出口および
該吐出口に近接してローラダイが設けられ、前記スクリ
ューはホッパー対面部がフィード部とされ、先端側がコ
ンプレッション部とされ、ホ・ンパーから供給される押
出材料を回転するスクリューにより前記フィード部、コ
ンプレッション部を経て吐出口から、前記ローラダイに
よりシート状に押出すスクリュー押出機において、前記
スクリューは同一平面内に平行に２本配置され、前記ホ
ッパーは各スクリューのフィード部にまたがって配置さ
れ、前記スクリュー径りに対するコンプレンジョン部の
長さＬがＬ／Ｄ＝０．３〜０．６とすることにあり、更
には平行に配置される２本のスクリューは噛合状または
非噛合状であり、かつ押出材料の組成内容および特性に
対応して、０°または１８０’　（但し軸に直角の同一
断面上でねし翼のなす角度）位相を変えて配列可能に設
けられることにある。

（作　　用） 本発明の上記した技術的手段によれば、ケーシング内に
おいて２本のスクリューが同一平面内で平行に配置され
るとともに、両スクリューの各フィード部にまたがって
押出材料の供給ホッパーを形成したことにより、両スク
リューにおける各ねじ翼のねじれ方向を互いに逆方向と
し、また両スクリューの一方を時計方向、他方を反時計
方向のように相反方向に回動させることにより、ホッパ
ーから供給された押出材料は、両スクリューの各フィー
ド部に噛み込まれるとともに各ねじ翼の回動により吐出
口に向かって圧送され、吐出口に近接して配置されるロ
ーラダイに押入され、広幅シート状の押出成形材が得ら
れることになる。これによれば１軸スクリユ一方式のよ
うにブツシャ装置の必要はなく、また吐出口は２本のス
クリューに亘って開設されるため、従来の１軸スクリユ
ーの吐出口に比べ、横方向の開口面積も広くなるので、
高圧を必要とせず低圧押出で材料を広く押出すことがで
きる。このことはスクリューのコンプレッション部の長
さＬをＬ／Ｄ＝０．３〜０．６のように、従来のＬ／Ｄ
＝　１．３〜１．７に比しより短かくすることと相まっ
て、スクリュー駆動馬力も小さくできるし、スクリュー
全長のよりコンパクト化も可能である。更に本発明にお
いては、２本のスクリューの平行設置に当り、対象とす
る押出材料の組成内容および特性に対応して、最適の位
相設定が可能であるように、その位相を変更して配設可
能に設けることにより、その押出材料に対するスクリュ
ー側の噛み込み能力、押出能力を向上させることが可能
となるのであり、これはこの種ローラダイを用いてゴム
、プラスチック材料のシーテイング加工を行なうスクリ
ュー押出機においては大きな利点となるものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図及び第２図において、■は２軸スクリユ一押出機
のシリンダケーシングである。このケーシング１内に２
本のスクリュー２，２が同一水平面内に互いに平行に可
回動に配置されている。このケーシング１のスクリュー
基部側に上方開口のホッパー３が設けられ、スクリュー
先端部にスクリュー軸方向に開口する吐出口４が設けら
れている。

前記スクリュー２は、ホッパー対面部がフィード部５と
され、先端側がコンプレッション部６とされている。前
記ホッパー３は２本のスクリュー２．２の各フィード部
５にまたがって配置されている。コンプレッション部６
の外周は、シリンダケーシング１の内周壁により閉塞さ
れている。

前記スクリュー２のフィード部５及びコンプレッション
部６にはねし翼７が形成され、そのねじピッチはフィー
ド部５が長く、コンプレッション部６は短い不等ピッチ
とされている。各スクリュー２，２のねじ翼７のねじれ
方向は互いに逆方向とされている。ねじ翼７の外径はフ
ィード部５及びコンプレッション部６にわたって同一径
とされ、かつ、２本のスクリュー２．２のねじ翼７の外
径は同一とされている。いまこのスクリュー２のねじ翼
７の外径寸法をＤとし、前記コンプレッション部６の長
さをＬとすると、Ｌ／Ｄ＝　０．３〜０．６に設定され
ている。

前記各スクリュー２．２の基部側はケーシング１から突
出し、その突出部にギヤー８．８が形成され、このギヤ
ー８，８は互いに噛合している。このスクリュー２，２
の突出部はギヤケース９にベアリング１０、１０を介し
て、２点支持されている。そして、一方のスクリュー２
の端部に駆動装置（図示省略）が連結されている。しか
して、一対のスクリュー２．２は同速度で互いに逆方向
に回転し、この回転方向は、ホッパー９から供給された
材料を一対のスクリュー２，２間に噛み込む方向とされ
ている。

そして、前記ねじ翼７のねじれ方向は、噛み込んだ材料
を吐出口４側に搬送する方向とされている。

前記吐出口４の前方には吐出口４とわずがな間隙をもっ
てローラダイ１１が配置されている。このローラダイ１
１は、前記スクリューの軸方向に直交する水平軸心とさ
れた上下一対のローラ１２．１２がら構成されており、
このローラ１２．１２は駆動装置（図示省略）によって
強制駆動される。

前記ローラ１２．１２の軸方向長さは、前記吐出口４の
左右方向幅よりも若干長めとされており、ローラ１２．
１２の左右両側部には、吐出口４より押出された材料が
横方向へ流出しないよう防止するサイドガイド１３．１
３が設けられている。このサイドガイド１３は、ケーシ
ング１の前面にポル目４で固定され、その前部はローラ
１２．１２の周面に沿う曲面に形成されている。

前記本発明の実施例によれば、ホッパー３に供給された
材料は、互いに逆方向にかつ、噛込み方向に回転する一
対のスクリュー２．２のフィード部５に噛み込まれ、フ
ィード部５のねし翼７によって先端側のコンプレッショ
ン部６に運ばれ、圧力が高められる。しかし、スクリュ
ー径りとコンプレッション部長さしとの比、Ｌ／Ｄ＝０
．３〜０．６とコンプレッション部６の長さが短くされ
ているので、材料は差程高圧にされず、吐出口４出口に
おいて約２０ｋｇ／ｃｒｔｌとされている。このように
低圧であっても、吐出口４の幅方向の開口面積が大きい
ので、押出された材料は、ローラダイ１０の全長にわた
り流動し、ローラダイ１０を通って幅広シートに形成さ
れる。

しかし、従来の１軸スクリュー押出機では、吐出口が小
さく、ローラダイ幅方向にわたって材料を充満させるの
に高圧押し出ししなければならず、コンプレッション部
の圧力が６０ｋｇ／ｃｆｆｌで吐出口出口で約３０ｋｇ
／Ｃｌｌ１であった。

この様に、本発明の実施例ではコンプレッション部６の
長さＬを短くし、低圧としているのでスクリュー駆動用
動力は従来の１９０　ｋｗＯものを９０にガまで低減す
ることができた。

また、コンプレンジョン部６の長さを短くし、従来のよ
うなプンシャ装置を不要としたので、機械の重量を従来
の１０トンから５．２トンまで軽減することができた。

尚、Ｌ／Ｄ＝　０．３〜０．６に限定したのは、０．３
以下であると、ケーシング１の厚みが薄くなり強度的に
弱くなるためであり、０．６以上にすれば、スクリュー
が長くなり、かつ高圧になって従来のものと差が出なく
なるからである。

尚、ホッパー３の形状は、第１図の仮想線で示すように
底広がりのテーパ形状としてもよい。

次に第３図乃至第８図に亘って、本発明におりる２本の
スクリューの位相変化を可能とする構造実施例を説示す
る。

第３図および第４図において示すように、互いに逆方向
のねじ翼７．７を存する２本のスクリュー２．２の基部
側は何れもケーシング１より突出し、同突出部はドライ
ビングシャフト２ａ、２ａとして、ケーシング１と別設
したギヤケース９内に、前後の軸受１０，１０を介して
可回動に軸架並列され、ドライビングシャフト２ａ、２
ａの各対応位置には相噛合するギヤ８．８がキー嵌合等
の手段により固定される。従って図示省略するが、何れ
か一方のドライビングシャフト２ａを適宜の原動機、減
速機等の駆動源と連結することによって、ギヤ８．８の
連動を介し両スクリュー２，２の相反方向回動が与えら
れる。この構造によれば、両ギヤ８，８の噛合位置を変
更することにより、第４図に例示するように０°の位相
下に両スクリュー２．２を配設することができ、また第
５図および第６図に例示するように、両スクリュー２，
２を１８０°の位相下に配設することもできるのである
。但しＯ°〜１８０°はスクリュー軸心に直角な同一断
面上での両ねじ翼７７のなす角度である。

第３図乃至第６図に示した各実施例においては、両スク
リュー２，２は何れも非噛合状態であるが、両スクリュ
ー２，２を第７図に例示するように噛合状態とすること
も可能であり、本発明においては、両スクリュー２，２
は噛合状態もしくは非噛合状態で平行に配列され、かつ
その位相を変えて配設可能とする点において次の特徴を
持つものである。

第８図に示したものは、本発明によるスクリュー押出機
で、かつその位相０°とした一対のスクリュー２，２に
よるもの、また位相１８０°とした一対のスクリュー２
．２によるものを用い、それぞれ供給材料として素練り
天然ゴムを押出成形した場合の押出量比較グラフ図であ
り、図において縦軸が押出量ｋｇ／ｍｍを示し、横軸に
示した数値は、その上位はスクリュー回転数（ｒｐｍ）
、下位はローラダイ側のカレンダロール回転数（ｒｐｍ
）をそれぞれ示しているが、図示実線で示した位相０°
のものによる押出量は、鎖線で示した位相１８０°によ
るものに比べ、平均６％押出量の多いことが確認された
ものである。この理由としては、１８０°位相のもので
は、両スクリュー２，２の各ねじ翼７，７が交互に材料
をスクリュー前方に押出す作用を営むが、材料自体の逃
げ（すべり）、切断等によって有効に押出せない場合が
生じるのに対し、他方のＯ。

位相のものでは、両スクリュー２，２のねし翼７．７が
同時に押出し作用を営むため、その掃き送り能力が向上
し、噛み込み性能が改善されることによるものと考えら
れ、この場合、材料が砕は易い性状の材料では、その位
相差による噛み込み性の改善は更に顕著であることも考
えられるのである。

また先に第７図に例示したように、両スクリュー２．２
を噛合状態に配置した場合、その位相は図示の１８０°
のままで、噛み込み性能の改善を図ることも、充分に期
待できるのである。

−船釣にこの種のローラダイを用いてシート状押出しを
行なうスクリュー押出機においては、その使用材料はゴ
ム、プラスチック材料が多く、例えばゴムの場合には、
ゴム原料にカーボンブラック等の充填剤を混合したＡ練
り材料（マスターハツチ）、更にはマスターハツチに更
に加硫系の薬剤を投入したＢ練り材料（ファイルバッチ
）等のように各種の成分内容、またその特性を相違する
材料を相手とするものであり、これらに対してはそれぞ
れに適応したシーテイング加工が必要であり、このさい
噛み込み性、押出し能力が材料によっては低い場合があ
り、単に一対のスクリュー２２を一定位相下で用いるこ
とは不適合のことがある。本発明によればギヤ８の噛合
位置を変えることにより、両スクリュー２，２の位相を
その材料に応じて最適のものとすることができる利点は
大きなものであり、実施例で示すように０°または１８
０″の位相の何れかに変更することだけによっても、押
出機能を改善できるのである。尚１８０°〜０°の中間
の位相の場合、２本のスクリュー２，２が等分に材料を
押出さないことが予想され、吐出口４における圧力の不
均一のおそれがあり、ローラダイでのシート成形精度不
良をきたすことがあり、また目的である噛み込み性、押
出能力の顕著な向上は期待できない。

また本発明は、前記した実施例のみに限定されるもので
ないことは勿論である。

（発明の効果） 本発明によれば、従来のローラダイを用いてシート状押
出成形品を得るためのスクリュー押出機として、次の点
において優れる。即ちケーシング内における同一水平面
内で平行に２本配置される２本のスクリュー軸２，２を
用いてホッパーよりの供給材料を吐出口側に混練圧送す
るようにしたので、スクリュー先端部のみで圧力を加え
、低圧で幅広シートの押出成形が得られ、ケーシング内
で圧力を上げる必要もないので、スクリュー駆動も小動
力で足りる。またコンプレッション部長さを従来よりも
短かくできるので、スクリュー長さもよりコンパクト化
でき、ブツシャ装置の不要と相まって必要構成も簡単化
できる。また本発明では一対の平行スクリューを押出材
料の組成内容、成分等に対応して、その位相の組替え可
能に設けるため、各種押出材料に応じてその噛み込み性
および押出能力を適切に向上させることも可能となるの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の断面正面図、第２図は同横断平
面図、第３図は同０°位相実施例の横断平面図、第４図
は第３図Ａ−Ａ線断面図、第５図は同１８０°位相実施
例の横断平面図、第６図は第５図Ａ’−Ａ”線断面図、
第７図は同噛合型スクリュー実施例の要部側断面図、第
８図は押出量比較グラフ図、第９図は従来例の平面図、
第１０図は同側面図である。 １・・・ケーシング、２・・・スクリュー、３・・・ボ
ンベ、４・・・吐出口、５・・・フィード部、６・・・
コンプレッション部、７・・・ねじ翼、８・・・ギヤ、
９・・・ギヤケース、２ａ川ドライビングシヤフト、１
２・・・ローラダイ。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所代理人　弁
　理　士　　安　１）敏　雄憾 ←＼

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケーシングにスクリューが水平状にかつ可回動に
   支持され、該ケーシングのスクリュー基部側に上方開口
   のホッパーが設けられ、該ケーシングのスクリュー先端
   側にスクリュー軸心方向に開口する吐出口および該吐出
   口に近接してローラダイが設けられ、前記スクリューは
   ホッパー対面部がフィード部とされ、先端側がコンプレ
   ッション部とされ、ホッパーから供給される押出材料を
   回転するスクリューにより前記フィード部、コンプレッ
   ション部を経て吐出口から、前記ローラダイによりシー
   ト状に押出すスクリュー押出機において、前記スクリュ
   ーは同一平面内に平行に２本配置され、前記ホッパーは
   各スクリューのフィード部にまたがって配置され、前記
   スクリュー径Ｄに対するコンプレッション部の長さＬが
   Ｌ／Ｄ＝０．３〜０．６とされることを特徴とするスク
   リュー押出機。
2. （２）平行に配置される２本のスクリューは噛合状また
   は非噛合状であり、かつ押出材料の組成内容および特性
   に対応して、０°または１８０°（但し軸に直角の同一
   断面上でねじ翼のなす角度）位相を変えて配列可能に設
   けられる請求項１記載のスクリュー押出機。