JPH0648827U - 連続捏和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】材料を滞留させて材料の焼けや熱分解等を発生
させることがなく、且つ材料の剪断・圧縮作用による捏
和作用を効率よく行わせて材料を連続して完全に均一に
混練させることができる連続捏和機を提供する。 【構成】連続捏和機１ａは、固定円板１７ａの先端側の
外周縁部及びそれに相対する回転円板１４ａの基端部と
スクリュー１２ａとのコーナー部、及び固定円板１８ａ
の先端側の外周縁部及びそれに相対する回転円板１５ａ
の基端部とスクリュー１２ａとのコーナー部に、周方向
に沿って丸みを設けている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、材料をシリンダー内に滞留させることなく連続して完全に均一に混 練することができる連続捏和機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、シリンダー内にスクリューが回転可能に設けられた連続捏和機として、 スクリュー形状を種々工夫した様々な連続捏和機が一般に用いられてきた。 しかし、例えば、熱可塑性樹脂マトリックスに充填剤を混合・分散させる系や 、異なる粘度を有する樹脂同士を均一分散させる系等においては、従来の一般の 連続捏和機を用いたのでは、材料を連続して完全に均一に混練することはできな かった。 そこで、近年、各種材料を完全に均一に混練することができる混練技術の出現 が要望されている。

【０００３】 この要望に対して、材料の剪断・圧縮作用による捏和作用を効率よく行わせる ことができる連続捏和機として、例えば、特公昭５４─２４７４３号公報や特公 昭５５─４１１３９号公報に記載の如く、シリンダー内で回転する軸に固着した 回転円板と、この回転円板に対向してシリンダーに固着した固定円板との間に材 料を通過させつつ、それぞれの円板の面上に形成した山と谷との相互作用によっ て、圧縮及び剪断応力がかけられるようにしたものや、更に、特開平２─９２号 公報に記載の如く、回転円板と固定円板の表面間に形成される空間が押出機先端 側に行く程小さくなるようにして、適度の混練が一層効率的に行われるようにし たもの等が提案されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記の従来の連続捏和機中においては、回転円板１４ｄ、１５ ｄの外周縁部並びにそれに相対する固定円板１７ｄ、１８ｄの基端部とシリンダ ー１１ｄの内周面とのコーナー部、及び固定円板１７ｄ、１８ｄの外周縁部並び にそれに相対する回転円板１４ｄ、１５ｄの基端部とスクリュー１２ｄとのコー ナー部が全て略直角をなすように形成されており、材料の流れが略直角をなすよ うに変化させられるため、材料を各コーナー部に滞留させ易く、焼けや熱分解等 を引き起こさせて、得られる製品の外観や物性に悪影響を及ぼし易いという問題 点がある。

【０００５】 本考案は上記の如き従来の問題点を解消し、材料を滞留させて材料の焼けや熱 分解等を発生させることがなく、且つ材料の剪断・圧縮作用による捏和作用を効 率よく行わせて材料を連続して完全に均一に混練させることができる連続捏和機 を提供することを目的としてなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、シリンダー内にスクリューが回転可能に設けられ、スクリューに複 数の回転円板が相互間に間隔を有し且つシリンダーの内周面との間に間隙を有し て設けられ、シリンダーに固定円板が上記回転円板間に相互の表面間及びスクリ ューの外周面との間に間隙を有して設けられ、その内部にて材料を連続的に混練 して吐出する連続捏和機において、回転円板の外周縁部並びにそれに相対する固 定円板の基端部とシリンダーの内周面とのコーナー部、もしくは固定円板の外周 縁部並びにそれに相対する回転円板の基端部とスクリューの外周面とのコーナー 部に、周方向に沿って丸みが設けられているか、又は、回転円板の外周縁部並び にそれに相対する固定円板の基端部とシリンダーの内周面とのコーナー部、及び 固定円板の外周縁部並びにそれに相対する回転円板の基端部とスクリューの外表 面とのコーナー部に、周方向に沿って丸みが設けられている連続捏和機である。

【０００７】 本考案において、材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ リスチレン、ポリカーボネート、硬質塩化ビニル樹脂、軟質塩化ビニル樹脂、ポ リアミド、ポリビニルアセタール、アクリル樹脂、アセタール樹脂、ポリエステ ル等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等の熱硬化性樹脂等の樹脂材 料（尚、樹脂材料中には、可塑剤、充填剤等が添加されてもよい）、セメントモ ルタル等の無機質材料、食品材料などが使用される。

【０００８】 本考案においては、回転円板の外周縁部並びにそれに相対する固定円板の基端 部のシリンダー内周面とのコーナー部に周方向に沿って丸みが設けられていても よいし、固定円板の外周縁部並びにそれに相対する回転円板の基端部とスクリュ ーとのコーナー部に周方向に沿って丸みが設けられていてもよいし、その両者に 周方向に沿って丸みが設けられていてもよい。

【０００９】 尚、回転円板の外周縁部並びにそれに相対する固定円板の基端部のシリンダー 内周面とのコーナー部に周方向に沿って設けられる丸みは、必ずしも連続捏和機 中の全部である必要はなく、その一部であってもよい。 又、固定円板の外周縁部並びにそれに相対する回転円板の基端部とスクリュー とのコーナー部に周方向に沿って設けられる丸みも、必ずしも連続捏和機中の全 部である必要はなく、その一部であってもよい。 その両者に周方向に沿って設けられる丸みも、必ずしも連続捏和機中の全部で ある必要はなく、その一部であってもよい。

【００１０】 固定円板の外周縁部に周方向に沿って設けられる丸みの曲率半径は、混練する 材料の差により差があるため特に限定されるものではないが、例えば、混練する 材料が硬質塩化ビニル系組成物である場合には、スクリューの直径の１／１０〜 １／４が好ましく、１／８〜１／５が更に好ましい。

【００１１】 尚、その外周縁部に相対する回転円板の基端部とスクリューとのコーナー部に 周方向に沿って設けられる丸みの曲率半径は、固定円板の外周縁部に周方向に沿 って設けられる丸みの曲率半径に対応して、両者間に均一が間隙が形成されるよ うな大きさとされる。

【００１２】 固定円板の外周縁部に周方向に沿って設けられる丸みの曲率半径がスクリュー の直径の１／４を超える場合には、回転円板と固定円板との間隙にて材料に剪断 を与える面積が小さくなり、逆に、１／１０未満の場合には、丸みを設けた効果 が小さくなる。

【００１３】 回転円板の外周縁部に周方向に沿って設けられる丸みの曲率半径は、混練する 材料の差により差があるため特に限定されるものではないが、例えば、混練する 材料が硬質塩化ビニル系組成物である場合には、回転円板の厚さの１／５〜１／ ２が好ましく、１／４〜１／２が更に好ましい。

【００１４】 尚、その外周縁部に相対する固定円板の基端部とシリンダーとのコーナー部に 周方向に沿って設けられる丸みの曲率半径は、回転円板の外周縁部に周方向に沿 って設けられる丸みの曲率半径に対応して、両者間に均一が間隙が形成されるよ うな大きさとされる。

【００１５】 回転円板の外周縁部に周方向に沿って設けられる丸みの曲率半径が回転円板の 厚みの曲率半径の１／２を超える場合には、回転円板と固定円板との間隙にて材 料に剪断を与える面積が小さくなり、逆に、１／５未満の場合には、丸みを設け た効果が小さくなる。

【００１６】 以下、本考案の例を図面を参照して説明する。 図１は、本考案の連続捏和機の例の全体構成を説明する模式図である。

【００１７】 連続捏和機１には、シリンダー１１内に、スクリュー１２が回転可能に設けら れている。スクリュー１２には、相互間に間隔を有し且つシリンダー１１の内周 面と間隙を有して複数の回転円板１３〜１６が固着されている。シリンダー１１ には、回転円板１３〜１６の間に相互の表面間及びスクリュー１２の外周面と間 隙を有して複数の固定円板１７〜１９が固着されている。

【００１８】 尚、回転円板１３〜１６と、固定円板１７〜１９のそれぞれ対向する表面には 、それぞれ図示しない適宜山部と谷部等の凹凸が設けられている。 そして、連続捏和機１内に送られてくる材料に、それぞれの円板表面の間で圧 縮及び剪断応力がかけられ、適度の混練が効果的に行われた後、押出部を経て、 図示しないノズル及び金型を経て、押出成形されて製品とされる。

【００１９】 図２は、図１に示す連続捏和機１における要部の一例を拡大して示す一部断面 模式図である。 この例の連続捏和機１ａにおいては、固定円板１７ａの先端側の外周縁部及び それに相対する回転円板１４ａの基端部とスクリュー１２ａとのコーナー部、及 び固定円板１８ａの先端側の外周縁部及びそれに相対する回転円板１５ａの基端 部とスクリュー１２ａとのコーナー部に、周方向に沿って丸みが設けられている 。

【００２０】 連続捏和機１ａ内において、材料を混練する際に、固定円板１７ａとスクリュ ー１２ａとの間隙を通過した材料は、固定円板１７ａと回転円板１４ａとの間隙 へ略直角に流れ方向を変化するが、固定円板１７ａの先端側の外周縁部及びそれ に相対する回転円板１４ａの基端部とスクリュー１２ａとのコーナー部に周方向 に沿って丸みが設けられているので、その部分に材料が滞留することがなく、材 料は固定円板１７ａと回転円板１４ａとの間隙へ送られ、圧縮及び剪断応力がか けられて混練が行われる。

【００２１】 同様にして、材料は、固定円板１８ａの先端側の外周縁部及びそれに相対する 回転円板１５ａの基端部とスクリュー１２ａとのコーナー部の周方向に沿って丸 みが設けられている部分に滞留することがない。

【００２２】 図３は、図１に示す連続捏和機１における要部の別の例を拡大して示す一部断 面模式図である。 この例の連続捏和機１ｂにおいては、回転円板１４ｂ、１５ｂの両外周縁部、 及びそれにそれぞれ相対する固定円板１７ｂ、１８ｂの基端部とシリンダー１１ ｂの内周面とのコーナー部に、周方向に沿って丸みが設けられている。

【００２３】 連続捏和機１ｂ内において、材料を混練する際に、固定円板１７ｂと回転円板 １４ｂとの間隙にて圧縮及び剪断応力がかけられて混練が行われた材料は、回転 円板１４ｂとシリンダー１１ｂの内周面との間隙へ略直角に流れを変化し、次い で回転円板１４ｂと固定円板１８ｂとの間隙へ略直角に流れを変化するが、回転 円板１４ｂの両外周縁部、及びそれに相対する固定円板１７ｂ、１８ｂの基端部 とシリンダー１１ｂの内周面とのコーナー部に周方向に沿って丸みが設けられて いるので、材料がその部分に滞留することがなく、材料は回転円板１４ｂと固定 円板１８ｂとの間隙へ送られて圧縮及び剪断応力がかけられて混練が行われる。

【００２４】 同様にして、材料は、回転円板１５ｂの両外周縁部、及びそれに相対する固定 円板１８ｂの基端部とシリンダー１１ｂの内周面とのコーナー部の周方向に沿っ て丸みが設けられている部分に滞留することがない。

【００２５】 図４は、図１に示す連続捏和機１における要部の更に別の例を拡大して示す一 部断面模式図である。 この例の連続捏和機１ｃは、図２に示す構成と図３に示す構成の両者を兼ね備 えた構成であり、この連続捏和機１ｃ内において材料を混練する場合の材料の流 れも両者の場合を兼ね備えた場合に相当するので、詳細な説明は省略する。

【００２６】

【作用】

本考案の連続捏和機は、回転円板の外周縁部並びにそれに相対する固定円板の 基端部とシリンダーの内周面とのコーナー部、もしくは固定円板の外周縁部並び にそれに相対する回転円板の基端部とスクリューの外周面とのコーナー部に、周 方向に沿って丸みが設けられているか、又は、回転円板の外周縁部並びにそれに 相対する固定円板の基端部とシリンダーの内周面とのコーナー部、及び固定円板 の外周縁部並びにそれに相対する回転円板の基端部とスクリューの外表面とのコ ーナー部に、周方向に沿って丸みが設けられていることにより、その中で材料を 混練する際に、丸みが設けられている部分に材料を滞留させることがないので、 材料の焼けや熱分解等を発生させることがなく、且つ回転円板と固定円板の間隙 にて材料の剪断・圧縮作用による捏和作用を効率よく行わせて材料を連続して完 全に均一に混練させることができ、外観に優れ且つ物性に優れた製品を得ること ができる。

【００２７】

【実施例】

実施例１ 図２に示す連続捏和機１ａを用い、材料として、硬質塩化ビニル樹脂（徳山積 水社製、商品名「ＴＳ１０００Ｒ」、平均重合度１０００）１００重量部に、オ クチル錫メルカプト安定剤（日東化成社製、商品名「ＴＶＳ＃８８３１」）１． ０重量部と、ステアリン酸及びポリエチレンワックス等の複合滑剤３．０重量部 とを添加したものを用いて、シリンダー温度１７０℃、金型温度１９０℃の条件 にて、押出成形を行い、幅１０００ｍｍ、肉厚５ｍｍの硬質塩化ビニル板を製造 した。 尚、固定円板の外周縁部に周方向に沿って設けられた丸みの曲率半径のスクリ ューの直径に対する割合を表１に示す。 得られた硬質塩化ビニル板について、目視により単位面積当りの樹脂焼けの個 数を観察した。その結果を表１に示す。

【００２８】 実施例２ 図３に示す連続捏和機１ｂを用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例 と同様の硬質塩化ビニル板を製造した。 尚、回転円板の外周縁部に周方向に沿って設けられた丸みの曲率半径の回転円 板の厚さに対する割合を表１に示す。 得られた硬質塩化ビニル板について、目視により単位面積当りの樹脂焼けの個 数を観察した。その結果を表１に示す。

【００２９】 実施例３ 図４に示す連続捏和機１ｃを用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例 と同様の硬質塩化ビニル板を製造した。 尚、固定円板の外周縁部に周方向に沿って設けられた丸みの曲率半径のスクリ ューの直径に対する割合、及び回転円板の外周縁部に周方向に沿って設けられた 丸みの曲率半径の回転円板の厚さに対する割合を表１に示す。 得られた硬質塩化ビニル板について、目視により単位面積当りの樹脂焼けの個 数を観察した。その結果を表１に示す。

【００３０】 比較例１ 図４に示す連続捏和機１ｄを用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例 と同様の硬質塩化ビニル板を製造した。 得られた硬質塩化ビニル板について、目視により単位面積当りの樹脂焼けの個 数を観察した。その結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】 表１から明らかな如く、本願の実施例１〜３の場合には、連続捏和機１ａ〜１ ｃ内部における溶融樹脂の滞留が少なく、且つ溶融樹脂の完全に均一な混練が行 われており、得られた硬質塩化ビニル板の外観は樹脂焼けが少なくて良好である のに対して、比較例１の場合には、連続捏和機１ｄ内部における溶融樹脂の滞留 が多く、得られた硬質塩化ビニル板外観は樹脂焼けが多数発生した悪いものであ る。

【００３３】

【考案の効果】

本考案の連続捏和機は、上記の如き構成とされているので、外観に優れ且つ物 性に優れた製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の連続捏和機の例の全体構成を説明する
模式図である。

【図２】図１に示す連続捏和機における要部の一例を拡
大して示す一部断面模式図である。

【図３】図１に示す連続捏和機における要部の別の例を
拡大して示す一部断面模式図である。

【図４】図１に示す連続捏和機における要部の更に別の
例を拡大して示す一部断面模式図である。

【図５】従来の連続捏和機における要部を拡大して示す
一部断面模式図である。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 連続捏和機 １１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ シリンダー １２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ スクリュー １３〜１６、１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１５ａ、
１５ａ、１６ｃ 回転円板 １７〜１９、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１８ａ、１８
ｂ、１８ｃ 固定円板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダー内にスクリューが回転可能に
   設けられ、スクリューに複数の回転円板が相互間に間隔
   を有し且つシリンダーの内周面との間に間隙を有して設
   けられ、シリンダーに固定円板が上記回転円板間に相互
   の表面間及びスクリューの外周面との間に間隙を有して
   設けられ、その内部にて材料を連続的に混練して吐出す
   る連続捏和機において、回転円板の外周縁部並びにそれ
   に相対する固定円板の基端部とシリンダーの内周面との
   コーナー部、もしくは固定円板の外周縁部並びにそれに
   相対する回転円板の基端部とスクリューの外周面とのコ
   ーナー部に、周方向に沿って丸みが設けられているか、
   又は、回転円板の外周縁部並びにそれに相対する固定円
   板の基端部とシリンダーの内周面とのコーナー部、及び
   固定円板の外周縁部並びにそれに相対する回転円板の基
   端部とスクリューの外表面とのコーナー部に、周方向に
   沿って丸みが設けられていることを特徴とする連続捏和
   機。