JPH0550488A - 成形機用スクリユー - Google Patents
成形機用スクリユーInfo
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- JPH0550488A JPH0550488A JP3310724A JP31072491A JPH0550488A JP H0550488 A JPH0550488 A JP H0550488A JP 3310724 A JP3310724 A JP 3310724A JP 31072491 A JP31072491 A JP 31072491A JP H0550488 A JPH0550488 A JP H0550488A
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- screw
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- barrier
- molding machine
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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
- 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
- B29C48/565—Screws having projections other than the thread, e.g. pins
-
- 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
-
- 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
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- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/56—Screws having grooves or cavities other than the thread or the channel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 成形機用単軸スクリュ−の押出能力を高いレ
ベルに維持しつつ、樹脂の溶融度の均一化を達成し、併
せて樹脂の焼けや熱分解を防止する。 【構成】 主たるスクリュ−フライト１と同じ捩じれ方
向のスクリュ−フライト３とこれらのフライト３と同じ
捩じれ方向で、これらのフライト間のスクリュ−溝をこ
れらのフライトよりも大きい螺旋角で斜めに分割して樹
脂流入側溝と樹脂流出側溝を創生するバリヤ−４からな
るミキシングセクションを備える。バリヤ−頂部とスク
リュー軸芯との距離を流れ方向に沿って漸次長くした
り、その横断面を階段状としたり、さらに樹脂流入側溝
の深さを流れ方向に沿って漸次浅くするとともに樹脂流
出側溝の深さを流れ方向に沿って漸次深くする。
ベルに維持しつつ、樹脂の溶融度の均一化を達成し、併
せて樹脂の焼けや熱分解を防止する。 【構成】 主たるスクリュ−フライト１と同じ捩じれ方
向のスクリュ−フライト３とこれらのフライト３と同じ
捩じれ方向で、これらのフライト間のスクリュ−溝をこ
れらのフライトよりも大きい螺旋角で斜めに分割して樹
脂流入側溝と樹脂流出側溝を創生するバリヤ−４からな
るミキシングセクションを備える。バリヤ−頂部とスク
リュー軸芯との距離を流れ方向に沿って漸次長くした
り、その横断面を階段状としたり、さらに樹脂流入側溝
の深さを流れ方向に沿って漸次浅くするとともに樹脂流
出側溝の深さを流れ方向に沿って漸次深くする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、成形機用スクリューに
関し、特に材料樹脂の均一な混練状態を維持しつつ高い
押出量や吐出量を達成するための成形機用スクリューに
関するものである。
関し、特に材料樹脂の均一な混練状態を維持しつつ高い
押出量や吐出量を達成するための成形機用スクリューに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】樹脂成形用の単軸押出機や射出成形機の
スクリューとしては、全長にわたってスクリューフライ
トを有するフルフライトスクリューが良く使われる。こ
のスクリューフライトには、加熱シリンダーなどと相ま
って、材料樹脂を輸送したり、溶融したりする機能があ
る。そこでここでは、このようなスクリューフライトを
スクリュー本体フライトと呼ぶことにする。しかしスク
リュー本体フライトに係わる形状や寸法の最適化だけで
は得られる押出能力や製品品質の均質化に限界がある。
スクリューとしては、全長にわたってスクリューフライ
トを有するフルフライトスクリューが良く使われる。こ
のスクリューフライトには、加熱シリンダーなどと相ま
って、材料樹脂を輸送したり、溶融したりする機能があ
る。そこでここでは、このようなスクリューフライトを
スクリュー本体フライトと呼ぶことにする。しかしスク
リュー本体フライトに係わる形状や寸法の最適化だけで
は得られる押出能力や製品品質の均質化に限界がある。
【０００３】そこで、これらに係わる性能を向上させる
ためスクリューの先端に各種のミキシングヘッドを付設
することが行われている。特に未溶融物がそのまま押出
されるのを防止するため、バリヤータイプのミキシング
ヘッドがよく使用される。
ためスクリューの先端に各種のミキシングヘッドを付設
することが行われている。特に未溶融物がそのまま押出
されるのを防止するため、バリヤータイプのミキシング
ヘッドがよく使用される。
【０００４】例えば、図６に示すものはバリヤータイプ
のミキシングヘッドとして最もポピュラ−なものの一つ
である。この図で５は樹脂の流入溝でありその上流側は
さらに上流のスクリュー溝２と連通しており、下流側は
閉塞されている。また、６は樹脂の流出溝であり、その
上流側は閉塞されており、下流側は開放されている。樹
脂流入溝の両側の壁の内、スクリュー回転に対して押し
側の壁はバリヤー４であり、シリンダー内壁との間隙を
通して溶融樹脂は隣の流出溝６に流れ込むことができる
ようになっている。しかし、未溶融の樹脂はこの間隙を
通過することができないので流入溝を下流に向かって流
れ、その間に受ける加熱とせん断により次第に溶融し、
より下流側から隣の流出溝６に流れ込む。バリヤー４の
頂上とシリンダー内壁との間隙は通常０．３〜１ｍｍ位
が適当とされている。
のミキシングヘッドとして最もポピュラ−なものの一つ
である。この図で５は樹脂の流入溝でありその上流側は
さらに上流のスクリュー溝２と連通しており、下流側は
閉塞されている。また、６は樹脂の流出溝であり、その
上流側は閉塞されており、下流側は開放されている。樹
脂流入溝の両側の壁の内、スクリュー回転に対して押し
側の壁はバリヤー４であり、シリンダー内壁との間隙を
通して溶融樹脂は隣の流出溝６に流れ込むことができる
ようになっている。しかし、未溶融の樹脂はこの間隙を
通過することができないので流入溝を下流に向かって流
れ、その間に受ける加熱とせん断により次第に溶融し、
より下流側から隣の流出溝６に流れ込む。バリヤー４の
頂上とシリンダー内壁との間隙は通常０．３〜１ｍｍ位
が適当とされている。
【０００５】一方、樹脂流入溝５の反対側の壁即ちスク
リュー回転に対して背面側の壁３とシリンダー壁との間
隙は上記間隙より小さく、スクリューフライト１とシリ
ンダー内壁との間隙と同程度にされており、溶融樹脂は
この間隙を通過することはできない。このようにお互い
に隣り合った樹脂の流入溝５と流出溝６はスクリューの
円周上に複数対設けられる。
リュー回転に対して背面側の壁３とシリンダー壁との間
隙は上記間隙より小さく、スクリューフライト１とシリ
ンダー内壁との間隙と同程度にされており、溶融樹脂は
この間隙を通過することはできない。このようにお互い
に隣り合った樹脂の流入溝５と流出溝６はスクリューの
円周上に複数対設けられる。
【０００６】以上のようにして上流のスクリューから供
給される未溶融樹脂を含む材料は、ミキシングヘッドに
おいて均一な溶融状態となり金型へ送られることにな
る。この種のミキシングヘッドは上述のように、樹脂の
均一溶融に関しては優れた効果を示すが、樹脂の送り能
力がないためにスクリュー全体としての押出能力や吐出
能力はかなり低下する。また、樹脂の流入溝５の深さは
流れ方向について一定なので滞留部分ができることがあ
り、そのため熱安定性の悪い樹脂の場合には、熱分解や
焼けが生じる可能性もあった。
給される未溶融樹脂を含む材料は、ミキシングヘッドに
おいて均一な溶融状態となり金型へ送られることにな
る。この種のミキシングヘッドは上述のように、樹脂の
均一溶融に関しては優れた効果を示すが、樹脂の送り能
力がないためにスクリュー全体としての押出能力や吐出
能力はかなり低下する。また、樹脂の流入溝５の深さは
流れ方向について一定なので滞留部分ができることがあ
り、そのため熱安定性の悪い樹脂の場合には、熱分解や
焼けが生じる可能性もあった。
【０００７】そこで、均一溶融の効果を維持しつつ送り
能力の不足や熱分解の問題を回避するため、図７に示す
ようなミキシングヘッドが開発された。このミキシング
ヘッドは、幾何学的には、図６に示したミキシングヘッ
ドをスクリューの芯を軸として捩じることによって得ら
れる。捩じりの方向はスクリュー本体フライト１の捩じ
り方向と同一である。従ってミキシングヘッド自体に材
料樹脂の送り能力を与えることができる。また、このミ
キシングヘッドでは、樹脂の流入溝５の深さが下流に行
くに従い浅くなるようにされているので、樹脂の滞留部
分が生じる可能性も減少する。さらに均一溶融の問題に
ついては図６のミキシングヘッドと図７のミキシングヘ
ッドでは本質的に差はないものと考えられる。
能力の不足や熱分解の問題を回避するため、図７に示す
ようなミキシングヘッドが開発された。このミキシング
ヘッドは、幾何学的には、図６に示したミキシングヘッ
ドをスクリューの芯を軸として捩じることによって得ら
れる。捩じりの方向はスクリュー本体フライト１の捩じ
り方向と同一である。従ってミキシングヘッド自体に材
料樹脂の送り能力を与えることができる。また、このミ
キシングヘッドでは、樹脂の流入溝５の深さが下流に行
くに従い浅くなるようにされているので、樹脂の滞留部
分が生じる可能性も減少する。さらに均一溶融の問題に
ついては図６のミキシングヘッドと図７のミキシングヘ
ッドでは本質的に差はないものと考えられる。
【０００８】このようにして均一溶融の効果に優れ、押
出能力の低下も少なくまた材料の熱分解の問題も少ない
ミキシングヘッドが得られたように思われていた。
出能力の低下も少なくまた材料の熱分解の問題も少ない
ミキシングヘッドが得られたように思われていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図７に示すよ
うなミキシングヘッドを持つスクリューにおいても問題
点が残されている。
うなミキシングヘッドを持つスクリューにおいても問題
点が残されている。
【００１０】第１の問題点は、ミキシングヘッドへの流
入部において樹脂流路の断面積が急激に減少することで
ある。何故ならばこのミキシングヘッドには、流入溝５
と同じ本数の流出溝６があるので、通常流入溝５の深さ
はそのすぐ上流のスクリュー溝２の深さと同じ位である
ことを考慮すれば、流入溝５の流路断面積はその直前の
スクリュー溝２の流路断面積の半分以下となってしまう
からである。この結果、樹脂が流入溝に流入する時大き
な圧力損失を生ずる。従ってこのようなミキシングへっ
トを持つスクリューでは、材料樹脂の押出能力はかなり
低下してしまうことになる。
入部において樹脂流路の断面積が急激に減少することで
ある。何故ならばこのミキシングヘッドには、流入溝５
と同じ本数の流出溝６があるので、通常流入溝５の深さ
はそのすぐ上流のスクリュー溝２の深さと同じ位である
ことを考慮すれば、流入溝５の流路断面積はその直前の
スクリュー溝２の流路断面積の半分以下となってしまう
からである。この結果、樹脂が流入溝に流入する時大き
な圧力損失を生ずる。従ってこのようなミキシングへっ
トを持つスクリューでは、材料樹脂の押出能力はかなり
低下してしまうことになる。
【００１１】第２の問題点は、樹脂がバリヤー４を通過
するに際して急激なせん断と圧縮を受け過度の発熱を生
ずることである。また、第３の問題点は、半溶融状態の
樹脂はゴム状に自由に変形するのでバリヤー４とシリン
ダー内壁との間隙を比較的自由に通過してしまうことで
ある。このことは樹脂の不均一な溶融状態を招くことに
なる。
するに際して急激なせん断と圧縮を受け過度の発熱を生
ずることである。また、第３の問題点は、半溶融状態の
樹脂はゴム状に自由に変形するのでバリヤー４とシリン
ダー内壁との間隙を比較的自由に通過してしまうことで
ある。このことは樹脂の不均一な溶融状態を招くことに
なる。
【００１２】次に、このような形状のミキシングヘッド
では、押し側のスクリューフライト３に対応するバリヤ
ー４とシリンダー内壁の間隙を通して先ず溶融した樹脂
が流出し、半溶融または未溶融の樹脂は、溝中を下流に
進みつつ加熱とせん断を受ける。この場合の問題点は、
未溶融の樹脂が流入溝５のかなり下流まで流れても充分
溶融するに到らないこともあり得ることである。特に押
出量が高い場合には、このようなことが発生する可能性
がある。このような場合には、もしバリヤー４とシリン
ダー内壁との間隙が大きいと、半溶融の樹脂が間隙を通
過してしまう可能性がある。
では、押し側のスクリューフライト３に対応するバリヤ
ー４とシリンダー内壁の間隙を通して先ず溶融した樹脂
が流出し、半溶融または未溶融の樹脂は、溝中を下流に
進みつつ加熱とせん断を受ける。この場合の問題点は、
未溶融の樹脂が流入溝５のかなり下流まで流れても充分
溶融するに到らないこともあり得ることである。特に押
出量が高い場合には、このようなことが発生する可能性
がある。このような場合には、もしバリヤー４とシリン
ダー内壁との間隙が大きいと、半溶融の樹脂が間隙を通
過してしまう可能性がある。
【００１３】以上述べたように、バリヤータイプのミキ
シングヘッドを持つスクリューにおいて、均一な溶融状
態を維持しつつ、また過度の発熱を生ずることもなく高
い押出量や吐出量を達成することが強く望まれていた。
シングヘッドを持つスクリューにおいて、均一な溶融状
態を維持しつつ、また過度の発熱を生ずることもなく高
い押出量や吐出量を達成することが強く望まれていた。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、以上の点を
考慮して種々検討した結果、次のような形状のミキシン
グセクションを持つスクリューの使用により、上記課題
を解決しうることを見出し本発明に到達した。
考慮して種々検討した結果、次のような形状のミキシン
グセクションを持つスクリューの使用により、上記課題
を解決しうることを見出し本発明に到達した。
【００１５】すなわち、発明１は、スクリュー本体のス
クリューフライトと同じ捩じれ方向の２条以上のスクリ
ューフライトと、このスクリューフライト間の溝を、該
スクリューフライトと同じ捩じれ方向のより大きい螺旋
角で斜めに分割して樹脂流入側スクリュー溝と樹脂流出
側スクリュー溝とを形成する少なくとも一個のバリヤー
とからなるミキシングセクションを備えたことを特徴と
する成形機用スクリューである。
クリューフライトと同じ捩じれ方向の２条以上のスクリ
ューフライトと、このスクリューフライト間の溝を、該
スクリューフライトと同じ捩じれ方向のより大きい螺旋
角で斜めに分割して樹脂流入側スクリュー溝と樹脂流出
側スクリュー溝とを形成する少なくとも一個のバリヤー
とからなるミキシングセクションを備えたことを特徴と
する成形機用スクリューである。
【００１６】発明２は、発明１の成形機用スクリューに
おいて、バリヤーの横断面形状が樹脂の流れ方向に沿っ
て階段状に高くされ、かつ、樹脂流入側スクリュー溝の
深さが樹脂の下流方向に漸次浅くなるようにされるとと
もに樹脂流出側スクリュー溝の深さが樹脂の流れ方向に
沿って漸次深くされていることを特徴とする成形機用ス
クリューである。
おいて、バリヤーの横断面形状が樹脂の流れ方向に沿っ
て階段状に高くされ、かつ、樹脂流入側スクリュー溝の
深さが樹脂の下流方向に漸次浅くなるようにされるとと
もに樹脂流出側スクリュー溝の深さが樹脂の流れ方向に
沿って漸次深くされていることを特徴とする成形機用ス
クリューである。
【００１７】発明３は、発明１又は発明２の成形機用ス
クリューにおいて、バリヤー頂部とスクリュー軸芯との
距離がバリヤーの始端部から終端部に向かって漸次狭く
され、かつ、樹脂流入側スクリュー溝の深さが樹脂の下
流方向に漸次浅くなるようにされるとともに樹脂流出側
スクリュー溝の深さが樹脂の下流方向に漸次深くされて
いることを特徴とする成形機用スクリューである。
クリューにおいて、バリヤー頂部とスクリュー軸芯との
距離がバリヤーの始端部から終端部に向かって漸次狭く
され、かつ、樹脂流入側スクリュー溝の深さが樹脂の下
流方向に漸次浅くなるようにされるとともに樹脂流出側
スクリュー溝の深さが樹脂の下流方向に漸次深くされて
いることを特徴とする成形機用スクリューである。
【００１８】発明４は、発明１、発明２又は発明３の成
形機用スクリューにおいて、樹脂流入側スクリュー溝と
樹脂流出側スクリュー溝のいずれか一方もしくは双方に
柱状突起が設けられていることを特徴とする成形機用ス
クリューである。
形機用スクリューにおいて、樹脂流入側スクリュー溝と
樹脂流出側スクリュー溝のいずれか一方もしくは双方に
柱状突起が設けられていることを特徴とする成形機用ス
クリューである。
【００１９】そして、発明５は、発明１、発明２、発明
３又は発明４の成形機用スクリューにおいて、先端部に
ミキシングヘッド部が備えられていることを特徴とする
成形機用スクリューである。このミキシングヘッド部と
しては、従来のミキシングヘッド部と特に相違するもの
でない。
３又は発明４の成形機用スクリューにおいて、先端部に
ミキシングヘッド部が備えられていることを特徴とする
成形機用スクリューである。このミキシングヘッド部と
しては、従来のミキシングヘッド部と特に相違するもの
でない。
【００２０】
【作用】発明１のような形状のミキシングセクションを
持つスクリューを使用することにより、二つの作用が同
時に期待できる。その一つは、この部分のスクリューフ
ライトとバリヤーの捩じれ方向が、スクリュー本体フラ
イトの捩じれ方向と同じであるため、樹脂の送り能力が
発生することである。
持つスクリューを使用することにより、二つの作用が同
時に期待できる。その一つは、この部分のスクリューフ
ライトとバリヤーの捩じれ方向が、スクリュー本体フラ
イトの捩じれ方向と同じであるため、樹脂の送り能力が
発生することである。
【００２１】特に本発明の場合には、バリヤーにも捩じ
れを与えているため、送り能力が大きくなっている。二
つ目の作用は、ミキシングセクションの入口付近では、
樹脂流出側のスクリュー溝は存在しないようにすること
ができるので、樹脂流入側のスクリュー溝の合計の流路
断面積を充分大きく取れることである。これは、上記流
路断面積はミキシングセクション直前のスクリュー溝の
合計の流路断面積と殆ど変わらないものとすることがで
きることを意味する。この結果、この部分における断面
積の急激な変化による圧力損失を非常に小さくすること
が可能となるのである。
れを与えているため、送り能力が大きくなっている。二
つ目の作用は、ミキシングセクションの入口付近では、
樹脂流出側のスクリュー溝は存在しないようにすること
ができるので、樹脂流入側のスクリュー溝の合計の流路
断面積を充分大きく取れることである。これは、上記流
路断面積はミキシングセクション直前のスクリュー溝の
合計の流路断面積と殆ど変わらないものとすることがで
きることを意味する。この結果、この部分における断面
積の急激な変化による圧力損失を非常に小さくすること
が可能となるのである。
【００２２】発明２のスクリューにおいては、溶融樹脂
が樹脂流入側のスクリュー溝から樹脂流出側スクリュー
に移行するに際し、樹脂流入側スクリュー溝の深さのゆ
るやかな減少と、階段形状のバリヤーとそれに続く樹脂
流出側スクリュー溝の深さのゆるやかな増大は、この部
分を通過して流れる樹脂に対して、始めはゆるやかなせ
ん断力と圧縮力の増大を与え、次いでせん断力と圧縮力
のゆるやかな減少をもたらすことになる。この結果、急
激なせん断と圧縮の増大による過度の発熱は避けられる
と共に、バリヤーとシリンダー内壁との間隙を通過した
半溶融の樹脂に対し、継続的なせん断と圧縮を与え、完
全に溶融せしめるように働くのである。
が樹脂流入側のスクリュー溝から樹脂流出側スクリュー
に移行するに際し、樹脂流入側スクリュー溝の深さのゆ
るやかな減少と、階段形状のバリヤーとそれに続く樹脂
流出側スクリュー溝の深さのゆるやかな増大は、この部
分を通過して流れる樹脂に対して、始めはゆるやかなせ
ん断力と圧縮力の増大を与え、次いでせん断力と圧縮力
のゆるやかな減少をもたらすことになる。この結果、急
激なせん断と圧縮の増大による過度の発熱は避けられる
と共に、バリヤーとシリンダー内壁との間隙を通過した
半溶融の樹脂に対し、継続的なせん断と圧縮を与え、完
全に溶融せしめるように働くのである。
【００２３】発明３のスクリューにおいては、バリヤー
頂部とスクリュー軸芯との距離がバリヤーの始端部から
終端部に向かって漸次長くされていることにより、バリ
ヤーとシリンダー壁との間隙がバリヤーの始端部から終
端部に向かって漸次狭くされていることになり、半溶融
ないし未溶融の樹脂は、容易にバリヤーを越えることが
できずに加熱またはせん断を受け、充分に溶融してから
その間隙を通過して樹脂流出側スクリュー溝に移ること
になる。
頂部とスクリュー軸芯との距離がバリヤーの始端部から
終端部に向かって漸次長くされていることにより、バリ
ヤーとシリンダー壁との間隙がバリヤーの始端部から終
端部に向かって漸次狭くされていることになり、半溶融
ないし未溶融の樹脂は、容易にバリヤーを越えることが
できずに加熱またはせん断を受け、充分に溶融してから
その間隙を通過して樹脂流出側スクリュー溝に移ること
になる。
【００２４】発明４のスクャューにおいては、樹脂流入
側スクリュー溝又は（及び）樹脂流出側スクリュー溝に
柱状突起を設けることにより、樹脂の流れを乱して高温
樹脂と低温樹脂とを積極的に分離・混合して樹脂温度が
均一化されると共に、過剰せん断発熱による高温樹脂が
低温化され、樹脂の劣化が抑えられて均質な溶融樹脂が
得られる。
側スクリュー溝又は（及び）樹脂流出側スクリュー溝に
柱状突起を設けることにより、樹脂の流れを乱して高温
樹脂と低温樹脂とを積極的に分離・混合して樹脂温度が
均一化されると共に、過剰せん断発熱による高温樹脂が
低温化され、樹脂の劣化が抑えられて均質な溶融樹脂が
得られる。
【００２５】また、発明５のスクリューにおいては、ス
クューのミキシングセクションによって樹脂が完全に溶
融してから、先端のミキシングヘッド部に送られるの
で、図６や図７に示すようなミキシングヘッドを持つス
クリューの前記した問題点は解消され、このミキシング
ヘッド部は溶融樹脂の逆流を防ぐことになる。
クューのミキシングセクションによって樹脂が完全に溶
融してから、先端のミキシングヘッド部に送られるの
で、図６や図７に示すようなミキシングヘッドを持つス
クリューの前記した問題点は解消され、このミキシング
ヘッド部は溶融樹脂の逆流を防ぐことになる。
【００２６】
【実施例】以下、実施例を用いてさらに詳細に説明す
る。図１は本発明に係わる成形機用スクリューの一実施
例の部分正面図である。また、図２はこの部分の展開図
を示す。材料樹脂はスクリュー本体のフライト１により
輸送されつつシリンダーからの加熱とせん断を受け、ミ
キシングセクションＡに流入する。ミキシングセクショ
ンＡの樹脂流入側スクリュー溝５の入口付近の流路断面
積は、図２に示すように、その直前のスクリュー溝２の
流路断面積と殆ど変わらない。そこでこの入口付近での
圧力損失は非常に小さくなる。また図１、図２に示すよ
うにミキシングセクションＡのスクリューフライト３や
バリヤー４にも捩じりが与えられているため、送り能力
が発生する。この二つの理由で、ミキシングセクション
が存在するにもかかわらず、スクリュー全体としての押
出能力を高いレベルに保つことが可能となる。
る。図１は本発明に係わる成形機用スクリューの一実施
例の部分正面図である。また、図２はこの部分の展開図
を示す。材料樹脂はスクリュー本体のフライト１により
輸送されつつシリンダーからの加熱とせん断を受け、ミ
キシングセクションＡに流入する。ミキシングセクショ
ンＡの樹脂流入側スクリュー溝５の入口付近の流路断面
積は、図２に示すように、その直前のスクリュー溝２の
流路断面積と殆ど変わらない。そこでこの入口付近での
圧力損失は非常に小さくなる。また図１、図２に示すよ
うにミキシングセクションＡのスクリューフライト３や
バリヤー４にも捩じりが与えられているため、送り能力
が発生する。この二つの理由で、ミキシングセクション
が存在するにもかかわらず、スクリュー全体としての押
出能力を高いレベルに保つことが可能となる。
【００２７】ミキシングセクションＡの樹脂流入側スク
リュー溝５に流入した樹脂は、このスクリュー溝の幅と
深さが下流に行くに従って狭く浅くなっているので、先
ず溶融した部分がバリヤー４を越えて樹脂流出側スクリ
ュー溝６へ絞り出される。バリヤー４の横断面は、図３
に示したように階段状となっているので、絞り出される
樹脂は、せん断力や圧縮力の急激な増大を受けない。従
って過度の発熱をすることがなく、熱分解や焼けの問題
を生ずることがない。
リュー溝５に流入した樹脂は、このスクリュー溝の幅と
深さが下流に行くに従って狭く浅くなっているので、先
ず溶融した部分がバリヤー４を越えて樹脂流出側スクリ
ュー溝６へ絞り出される。バリヤー４の横断面は、図３
に示したように階段状となっているので、絞り出される
樹脂は、せん断力や圧縮力の急激な増大を受けない。従
って過度の発熱をすることがなく、熱分解や焼けの問題
を生ずることがない。
【００２８】樹脂流入側スクリュー溝５に残された樹脂
は、シリンダー内壁からの加熱と、せん断による内部発
熱のため、次第に溶融度を高めながら下流へと流れる。
そしてバリヤー４を越えて樹脂流出側スクリュー溝６へ
流入する。この時、たまたま半溶融のまま残った樹脂が
流れ込むのを防ぐため、バリヤー４の高さは下流へ行く
に従い高くなるように作られている。また、樹脂流出側
のスクリュー溝６の深さは、バリヤーの直後では浅く、
下流に行くに従い深くなるように作られているので、た
またま半溶融樹脂がバリヤーを越えてしまっても、かな
り高いせん断力を受けその結果溶融度を高めることがで
きる。このようにして、樹脂の溶融度の均一性を高いレ
ベルのものとすることができた。
は、シリンダー内壁からの加熱と、せん断による内部発
熱のため、次第に溶融度を高めながら下流へと流れる。
そしてバリヤー４を越えて樹脂流出側スクリュー溝６へ
流入する。この時、たまたま半溶融のまま残った樹脂が
流れ込むのを防ぐため、バリヤー４の高さは下流へ行く
に従い高くなるように作られている。また、樹脂流出側
のスクリュー溝６の深さは、バリヤーの直後では浅く、
下流に行くに従い深くなるように作られているので、た
またま半溶融樹脂がバリヤーを越えてしまっても、かな
り高いせん断力を受けその結果溶融度を高めることがで
きる。このようにして、樹脂の溶融度の均一性を高いレ
ベルのものとすることができた。
【００２９】また、前述のように、樹脂流入側のスクリ
ュー溝５は下流に行くに従い浅くなっているので、溶融
樹脂が滞留して焼けや熱分解を生ずることもなかった。
なお、図４は、本発明の他の実施例であり、図１〜図３
に示したスクリューにおいて、ミキシングセクションＡ
の樹脂流出側スクリュー溝６に、柱状突起７が複数個ほ
ぼ等間隔に設けられたものである。
ュー溝５は下流に行くに従い浅くなっているので、溶融
樹脂が滞留して焼けや熱分解を生ずることもなかった。
なお、図４は、本発明の他の実施例であり、図１〜図３
に示したスクリューにおいて、ミキシングセクションＡ
の樹脂流出側スクリュー溝６に、柱状突起７が複数個ほ
ぼ等間隔に設けられたものである。
【００３０】このように、複数個の柱状突起７を設ける
ことによって、溶融樹脂は突起７に当たってその流れが
乱れ、高温樹脂と低温樹脂とが積極的に分離・混合して
樹脂温度が均一化されると共に、過剰せん断発熱による
高温樹脂が低温化され、樹脂の劣化が抑えられて均質な
溶融樹脂が得られるものとされている。
ことによって、溶融樹脂は突起７に当たってその流れが
乱れ、高温樹脂と低温樹脂とが積極的に分離・混合して
樹脂温度が均一化されると共に、過剰せん断発熱による
高温樹脂が低温化され、樹脂の劣化が抑えられて均質な
溶融樹脂が得られるものとされている。
【００３１】図５に示すスクリューは、上記の如きミキ
シングセクションＡを設けるとともに、更にその先端に
ミキシングヘッド部Ｂを備えた発明５に係るスクリュー
の一例である。ミキシングセクションＡはバリヤー４ａ
付３条フライト３ａで構成され、ミキシングヘッド部Ｂ
としては、従来知られているバリヤータイプのミキシン
グヘッドが用いられている。このスクリューを、例えば
射出成形機用スクリューとして使用される場合、ミキシ
ングヘッド部が溶融樹脂の逆流を防ぎ、溶融樹脂を金型
のキャビティに効率的に圧入することになる。
シングセクションＡを設けるとともに、更にその先端に
ミキシングヘッド部Ｂを備えた発明５に係るスクリュー
の一例である。ミキシングセクションＡはバリヤー４ａ
付３条フライト３ａで構成され、ミキシングヘッド部Ｂ
としては、従来知られているバリヤータイプのミキシン
グヘッドが用いられている。このスクリューを、例えば
射出成形機用スクリューとして使用される場合、ミキシ
ングヘッド部が溶融樹脂の逆流を防ぎ、溶融樹脂を金型
のキャビティに効率的に圧入することになる。
【００３２】次に、図５に示すようなミキシングヘッド
部を有する本発明のスクリューを射出成形機に用いた成
形例について説明する。この成形に用いた本発明のスク
リュー（スクリュー径５５ｍｍ）は、次の２種類のもの
を用いた。
部を有する本発明のスクリューを射出成形機に用いた成
形例について説明する。この成形に用いた本発明のスク
リュー（スクリュー径５５ｍｍ）は、次の２種類のもの
を用いた。
【００３３】（ａ）供給部：圧縮部：計量部＝１：１：
０、圧縮部テーパー６／１０００、溝深さ６ｍｍ。 （ｂ）供給部：圧縮部：計量部＝１：１：０、圧縮部テ
ーパー６／１０００、溝深さ７ｍｍ。
０、圧縮部テーパー６／１０００、溝深さ６ｍｍ。 （ｂ）供給部：圧縮部：計量部＝１：１：０、圧縮部テ
ーパー６／１０００、溝深さ７ｍｍ。
【００３４】比較のため、次の３種類のスクリュー（ス
クリュー径５５ｍｍ）を使用した。 （ｃ）供給部：圧縮部：計量部＝２．５：１．５：１、
圧縮部テーパー１１／１０００、溝深さ４ｍｍ、ミキシ
ングセクションなし。
クリュー径５５ｍｍ）を使用した。 （ｃ）供給部：圧縮部：計量部＝２．５：１．５：１、
圧縮部テーパー１１／１０００、溝深さ４ｍｍ、ミキシ
ングセクションなし。
【００３５】（ｄ）供給部：圧縮部：計量部＝２．５：
１．５：１、圧縮部テーパー１１／１０００、溝深さ６
ｍｍ、ミキシングセクションなし。 （ｅ）供給部：圧縮部：計量部＝１：１：０、圧縮部テ
ーパー６／１０００、溝深さ６ｍｍ、ミキシングセクシ
ョンなし。
１．５：１、圧縮部テーパー１１／１０００、溝深さ６
ｍｍ、ミキシングセクションなし。 （ｅ）供給部：圧縮部：計量部＝１：１：０、圧縮部テ
ーパー６／１０００、溝深さ６ｍｍ、ミキシングセクシ
ョンなし。
【００３６】なお、スクリュー以外の射出成形機、成形
条件等は、いずれも共通で次のとおりとした。 成形物；硬質塩化ビニル樹脂製管継手（製品重量２６０
ｇ）。
条件等は、いずれも共通で次のとおりとした。 成形物；硬質塩化ビニル樹脂製管継手（製品重量２６０
ｇ）。
【００３７】射出成形機；バッテンフェルド社製ＢＡ−
Ｃ ２４００／１０００、型締め力２２０ｔｏｎ。 成形条件；スクリュー回転数１００ｒｐｍ、背圧４０ｋ
ｇ／ｃｍ2 、ノズル温度１８０℃、シリンダー先端温度
１８５℃、成形サイクル（射出時間８秒、冷却時間１０
秒、１サイクル２４秒）。
Ｃ ２４００／１０００、型締め力２２０ｔｏｎ。 成形条件；スクリュー回転数１００ｒｐｍ、背圧４０ｋ
ｇ／ｃｍ2 、ノズル温度１８０℃、シリンダー先端温度
１８５℃、成形サイクル（射出時間８秒、冷却時間１０
秒、１サイクル２４秒）。
【００３８】上記のとおりに成形したときの、各スクリ
ューの可塑化能力、成形物の表面に現れるゲル化模様の
有無、成形物のヤケ及び分解の有無については、それぞ
れ次のとおりであった。
ューの可塑化能力、成形物の表面に現れるゲル化模様の
有無、成形物のヤケ及び分解の有無については、それぞ
れ次のとおりであった。
【００３９】実施例（ａ） 可塑化能力１４０ｋｇ／ｈｒ、ゲル化模様なし、ヤケ及
び分解なし。 実施例（ｂ） 可塑化能力１５５ｋｇ／ｈｒ、ゲル化模様なし、ヤケ及
び分解なし。
び分解なし。 実施例（ｂ） 可塑化能力１５５ｋｇ／ｈｒ、ゲル化模様なし、ヤケ及
び分解なし。
【００４０】比較例（ｃ） 可塑化能力 ８５ｋｇ／ｈｒ、ゲル化模様なし、ヤケ及
び分解は部分的に薄く発生。
び分解は部分的に薄く発生。
【００４１】比較例（ｄ） 可塑化能力１２０ｋｇ／ｈｒ、ゲル化模様１筋発生、ヤ
ケ及び分解なし。 比較例（ｅ） 可塑化能力１４５ｋｇ／ｈｒ、ゲル化模様２筋以上発
生、ヤケ及び分解なし。
ケ及び分解なし。 比較例（ｅ） 可塑化能力１４５ｋｇ／ｈｒ、ゲル化模様２筋以上発
生、ヤケ及び分解なし。
【００４２】以上のとおり、本発明によるスクリューを
用いる場合には、いずれも、可塑化能力に優れ、成形物
にゲル化模様やヤケ及び分解がなかった。
用いる場合には、いずれも、可塑化能力に優れ、成形物
にゲル化模様やヤケ及び分解がなかった。
【００４３】
【発明の効果】発明１のスクリューにおいては、前記し
たとおりの形状のミキシングセクションを有しているの
で、樹脂の溶融度の均一性を高めつつ、同時にハイレベ
ルの押出能力を達成できる。しかも従来のように、単に
ミキシングセクションに樹脂の送り能力を与えただけで
なく、この部分での圧力損失を非常に小さくすることも
可能となったので、押出能力は従来のものより非常に高
いものとすることができる。
たとおりの形状のミキシングセクションを有しているの
で、樹脂の溶融度の均一性を高めつつ、同時にハイレベ
ルの押出能力を達成できる。しかも従来のように、単に
ミキシングセクションに樹脂の送り能力を与えただけで
なく、この部分での圧力損失を非常に小さくすることも
可能となったので、押出能力は従来のものより非常に高
いものとすることができる。
【００４４】発明２のスクリューにおいては、上記効果
を奏する他、階段形状のバリヤーとそれに続く樹脂流出
側スクリュー溝の深さのゆるやかな増大により、急激な
せん断と圧縮の増大による過度の発熱は避けられると共
に、バリヤーとシリンダー内壁との間隙を通過した半溶
融の樹脂に対し、継続的なせん断と圧縮を与え、樹脂が
完全に溶融するようになる。
を奏する他、階段形状のバリヤーとそれに続く樹脂流出
側スクリュー溝の深さのゆるやかな増大により、急激な
せん断と圧縮の増大による過度の発熱は避けられると共
に、バリヤーとシリンダー内壁との間隙を通過した半溶
融の樹脂に対し、継続的なせん断と圧縮を与え、樹脂が
完全に溶融するようになる。
【００４５】発明３のスクリューにおいては、上記効果
を奏する他、バリヤーの高さを下流に行くに従い高く
し、シリンダー内壁との間隙を小さくすることにより、
半溶融ないし未溶融の樹脂は、容易にバリヤーを越える
ことができずに加熱またはせん断を受け、充分に溶融し
てから間隙を通過するようになる。
を奏する他、バリヤーの高さを下流に行くに従い高く
し、シリンダー内壁との間隙を小さくすることにより、
半溶融ないし未溶融の樹脂は、容易にバリヤーを越える
ことができずに加熱またはせん断を受け、充分に溶融し
てから間隙を通過するようになる。
【００４６】発明４のスクリューにおいては、上記効果
を奏する他、樹脂流入側スクリュー溝又は（及び）樹脂
流出側スクリュー溝に柱状突起を設けることにより、樹
脂の流れを乱して高温樹脂と低温樹脂とを積極的に分離
・混合して樹脂温度が均一化されると共に、過剰せん断
発熱による高温樹脂が低温化され、樹脂の劣化が抑えら
れて均質な溶融樹脂が得られる。
を奏する他、樹脂流入側スクリュー溝又は（及び）樹脂
流出側スクリュー溝に柱状突起を設けることにより、樹
脂の流れを乱して高温樹脂と低温樹脂とを積極的に分離
・混合して樹脂温度が均一化されると共に、過剰せん断
発熱による高温樹脂が低温化され、樹脂の劣化が抑えら
れて均質な溶融樹脂が得られる。
【００４７】また、発明５のスクリューにおいては、上
記効果を奏する他、ミキシングヘッド部が溶融樹脂の逆
流を防ぎ、溶融樹脂を金型に効率的に送ることができ
る。以上のように本発明は、単軸押出機や射出成形機の
ような成形機のスクリューの能力を非常に高めたもので
あり、その結果、単軸スクリューを使用する各種の成形
法における生産性や製品の均一性は非常に向上した。こ
のように本発明の工業的意義は極めて大きい。
記効果を奏する他、ミキシングヘッド部が溶融樹脂の逆
流を防ぎ、溶融樹脂を金型に効率的に送ることができ
る。以上のように本発明は、単軸押出機や射出成形機の
ような成形機のスクリューの能力を非常に高めたもので
あり、その結果、単軸スクリューを使用する各種の成形
法における生産性や製品の均一性は非常に向上した。こ
のように本発明の工業的意義は極めて大きい。
【図１】本発明の成形機用スクリューの一実施例を示す
部分正面図である。
部分正面図である。
【図２】図１の展開図である。
【図３】図２におけるIII −III 断面図である。
【図４】他の実施例を示す部分断面図である。
【図５】さらに他の実施例の正面図である。
【図６】従来例の成形機用スクリューの部分正面図であ
る。
る。
【図７】他の従来例の成形機用スクリューの部分正面図
である。
である。
１ スクリュー本体のスクリューフライト ２ スクリュー本体のスクリュー溝 ３、３ａ ミキシングセクションのスクリューフライト ４、４ｂ バリヤー ５ 樹脂流入側スクリュー溝 ６ 樹脂流出側スクリュー溝 ７ 柱状突起 Ａ ミキシングセクション Ｂ ミキシングヘッド
Claims (5)
- 【請求項１】 スクリュー本体のスクリューフライトと
同じ捩じれ方向の２条以上のスクリューフライトと、こ
のスクリューフライト間の溝を、該スクリューフライト
と同じ捩じれ方向のより大きい螺旋角で斜めに分割して
樹脂流入側スクリュー溝と樹脂流出側スクリュー溝とを
形成する少なくとも一個のバリヤーとからなるミキシン
グセクションを備えたことを特徴とする成形機用スクリ
ュー。 - 【請求項２】 バリヤーの横断面形状が樹脂の流れ方向
に沿って階段状に高くされ、かつ、樹脂流入側スクリュ
ー溝の深さが樹脂の下流方向に漸次浅くなるようにされ
るとともに樹脂流出側スクリュー溝の深さが樹脂の流れ
方向に沿って漸次深くされていることを特徴とする請求
項１記載の成形機用スクリュー。 - 【請求項３】 バリヤー頂部とスクリュー軸芯との距離
がバリヤーの始端部から終端部に向かって漸次長くさ
れ、かつ、樹脂流入側スクリュー溝の深さが樹脂の下流
方向に漸次浅くなるようにされるとともに樹脂流出側ス
クリュー溝の深さが樹脂の下流方向に漸次深くされてい
ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の成形機
用スクリュー。 - 【請求項４】 樹脂流入側スクリュー溝と樹脂流出側ス
クリュー溝のいずれか一方もしくは双方に柱状突起が設
けられていることを特徴とする請求項１、請求項２又は
請求項３記載の成形機用スクリュー。 - 【請求項５】 スクリューの先端部にミキシングヘッド
部が備えられていることを特徴とする請求項１、請求項
２、請求項３又は請求項４記載の成形機用スクリュー。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32455290 | 1990-11-26 | ||
| JP3-138947 | 1991-06-11 | ||
| JP13894791 | 1991-06-11 | ||
| JP2-324552 | 1991-06-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0550488A true JPH0550488A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=26471873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3310724A Pending JPH0550488A (ja) | 1990-11-26 | 1991-11-26 | 成形機用スクリユー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0550488A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007101740A1 (de) * | 2006-03-08 | 2007-09-13 | Kraussmaffei Technologies Gmbh | Extruderschnecke mit verbesserten eigenschaften |
| JP2017511270A (ja) * | 2014-01-17 | 2017-04-20 | ライフェンホイザー ゲーエムベーハー ウント ツェーオー カーゲー マシーネンファブリーク | プラスチック押出スクリュー用のミキシングセクション |
| JP2017205982A (ja) * | 2016-05-20 | 2017-11-24 | 三菱ケミカル株式会社 | スクリュー、押出機およびミキシングデバイス |
| CN117301475A (zh) * | 2023-10-07 | 2023-12-29 | 浙江天风塑料机械有限公司 | 一种挤出机螺杆 |
-
1991
- 1991-11-26 JP JP3310724A patent/JPH0550488A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007101740A1 (de) * | 2006-03-08 | 2007-09-13 | Kraussmaffei Technologies Gmbh | Extruderschnecke mit verbesserten eigenschaften |
| JP2017511270A (ja) * | 2014-01-17 | 2017-04-20 | ライフェンホイザー ゲーエムベーハー ウント ツェーオー カーゲー マシーネンファブリーク | プラスチック押出スクリュー用のミキシングセクション |
| JP2017205982A (ja) * | 2016-05-20 | 2017-11-24 | 三菱ケミカル株式会社 | スクリュー、押出機およびミキシングデバイス |
| CN117301475A (zh) * | 2023-10-07 | 2023-12-29 | 浙江天风塑料机械有限公司 | 一种挤出机螺杆 |
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