JPH0651290B2 - 熱可塑性樹脂高混練スクリュー、単軸押出機及びそれを用いたブロー成形機 - Google Patents

熱可塑性樹脂高混練スクリュー、単軸押出機及びそれを用いたブロー成形機

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JPH0651290B2 JP2139279A JP13927990A JPH0651290B2 JP H0651290 B2 JPH0651290 B2 JP H0651290B2 JP 2139279 A JP2139279 A JP 2139279A JP 13927990 A JP13927990 A JP 13927990A JP H0651290 B2 JPH0651290 B2 JP H0651290B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱可塑性樹脂高混練スクリュー、押出機及びそ
れを用いたブロー成形機に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕
従来熱可塑性樹脂の大型成形加工品として、ポリアミド
とポリオレフィンとを共押出成形してなる多層成形体が
種々知られている。多層成形体はその用途等により、各
種層構成のものが製造されているが、燃料タンク用に
は、一般にポリオレフィン層/変性ポリオレフィン層/
ポリアミド樹脂層/変性ポリオレフィン層/ポリオレフ
ィン層の5層構造のものが製造されている。
しかしながら、このような多層成形体を製造する場合、
多量のバリが発生する。そこで、このバリ等を回収して
ポリオレフィン層用に再利用する場合、完全に均一に混
練する必要がある。しかし、通常のフルフライトスクリ
ューを有する単軸押出機では、混練能力が十分でないた
め、バリ中に含まれるポリアミド樹脂の分散が良好でな
く、ポリオレフィン層として十分な物性が得られないと
いう問題がある。
そこで、樹脂の混練に適したフライトを有するスクリュ
ーが種々提案されている(特開昭61-16812号等)。
またポリオレフィンとポリアミドとの良好な混合を得る
ために、混練スクリュー、例えば第6図に示すようにフ
ルフライトスクリューの先端部に混練用のエレメント
(ダルメージ等)を取付けたものや、第7図に示すよう
にフルフライトスクリューの中間部に未溶融の樹脂を溶
融し、均一な樹脂とするための高剪断部を設けたもの等
も用いられている。
しかしながら、従来のフライトの形状および、スクリュ
ーの構造では、いまだ十分な混練能力を有するには至っ
ていない。
したがって本発明の目的は、熱可塑性樹脂を良好に混練
することのできる高混練スクリュー、押出機及びそれを
用いたブロー成形機を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、押出機
のスクリューをホッパー側よりフィード部と、メータリ
ング部と、クロスソー部と、深溝部と、高剪断部と、ミ
キシングピンを有する末端部とからなる構造とすること
により、混練能力を大幅に向上することができることを
見出し、本発明に想到した。
すなわち本発明の熱可塑性樹脂高混練スクリューは、L
/Dが20以上であり、ホッパー側から順に熱可塑性樹脂
のフィード部と、押出量を計量するメータリング部と、
横方向に混合するクロスソー部と、樹脂を滞留させる深
溝部と、高剪断部と、ミキシングピンを有する末端部と
からなることを特徴とする。
また、本発明の熱可塑性樹脂高混練押出機は、L/Dが
20以上であり、ホッパー側から順に熱可塑性樹脂のフィ
ード部と、押出量を計量するメータリング部と、樹脂の
流れの横方向に剪断力を付与することにより混合を行う
クロスソー部と、樹脂を滞留させる深溝部と、高剪断部
と、ミキシングピンを有する末端部とからなる単軸スク
リューを有することを特徴とする。
さらに本発明のブロー成形機は、L/Dが20以上であ
り、ホッパー側から順に熱可塑性樹脂のフィード部と、
押出量を計量するメータリング部と、樹脂の流れの横方
向に剪断力を付与することにより混合を行うクロスソー
部と、樹脂を滞留させる深溝部と、高剪断部と、ミキシ
ングピンを有する末端部とからなる単軸スクリューを有
する熱可塑性樹脂高混練単軸押出機を用いたことを特徴
とする。
〔作用〕
本発明の熱可塑性樹脂高混練スクリューは、ホッパー側
から順にフィード部と、メータリング部と、クロスソー
部と、深溝部と、高剪断部と、ミキシングピンを有する
末端部とからなるので、これを有する押出機は、樹脂の
混練能力が大幅に向上している。
これは、フィード部で熱可塑性樹脂を混練し、メータリ
ング部において樹脂の計量を行い、さらに上記各部では
不足しがちな横方向の混練をクロスソー部で行い、続い
て高剪断部で未溶融の樹脂を溶融し、さらにミキシング
ピンを有する末端部で縦方向及び横方向に混合して、送
り出しているので、このような働きをする各部の相乗効
果により、樹脂の高混練が達成できるためである。
〔実施例〕
本発明の熱可塑性樹脂高混練スクリュー及び押出機を以
下の添付図面を参照して説明する。
第1図は、本発明の一実施例による熱可塑性樹脂高混練
スクリューを示す概略図である。
第1図中において、棒状で螺旋状の突条を有するスクリ
ュー1は、ホッパー側よりフィード部2と、メータリン
グ部3と、クロスソー部4と、深溝部5と、高剪断部6
と、ミキシングピンを有する末端部7とからなる。
上記スクリューの長さは一般に長さ/直径比(L/D)
で表すのが便利であるが、L/Dは20以上とする。L/
Dが20未満では、十分な混練を行うことができない。L
/Dの上限は特に限定されないが、約40である。
以上のようなスクリューを有する単軸押出機は、例えば
第2図に示すような構造を有する。
第2図において押出機20は、円筒状のシリンダ21と、前
記シリンダ内に同軸状に回転自在に嵌合し、その外周面
上に螺旋状の突条を有するスクリュー22と、熱可塑性樹
脂を供給するホッパー23と、前記スクリューの前端に位
置するように前記シリンダに設けられ、前記ホッハーと
連通している熱可塑性樹脂供給開口部24と、前記スクリ
ューの後端に位置するように前記シリンダに設けた成形
機構25とからなる。
このような押出機において、ホッパー23から供給された
熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂供給開口部24から、スク
リュー22に送られ、溶融混練された後、成形機構25に到
るが、この溶融混練は、上述したような各部からなるス
クリューにより、良好に行われる。
以下に、熱可塑性樹脂がスクリュー各部でどのような過
程で良好に溶融混練されていくかを、熱可塑性樹脂の流
れにそって説明する。
(a)フィード部2 フィード部では、スクリューに螺旋状の溝が設けられて
おり、第1段階の溶融混練を行うとともに、樹脂を除々
に圧縮する。上記フィード部の形状は特に制限されず、
通常使用されているものを用いることができる。
このようなフィード部の長さは、L/Dで10以上が好ま
しく、特に12〜16が好ましい。L/Dが10未満では、十
分に樹脂を溶融混練するのが困難となり、また、十分に
大きい見掛け密度の樹脂とするための圧縮ができないた
め好ましくない。
(b)メータリング部3 ここでも、スクリューに螺旋状の溝が設けられており、
樹脂を均質にするとともにフィード部から送られてきた
樹脂のスクリュー1回転当たりの押出量が決定される。
上記フィード部の形状は特に制限されず、通常使用され
ているものを用いることができる。
またメータリング部の長さは、L/Dで4以上が好まし
く、特に4〜6が好ましい。L/Dが4未満では、上述
の機能を十分に果たすのが困難となり、好ましくない。
(c)クロスソー部4 クロスソー部は、上述のフィード部及びメータリング部
での混練では、樹脂の流れの横方向への混練が充分でな
いので、主に横方向に混合するための部分である。その
ため、スクリュー芯部の外径が僅かに大きくなっている
とともに、スクリューの螺旋状の突条が切り欠かれた形
状等となっている。
クロスソー部の一例を第3図に示す。
第3図において、スクリューは、螺旋状の突条を切り欠
いた形状となっている。このような切り欠き31を有する
ことにより、熱可塑性樹脂は通常の螺旋状の場合より、
横方向にはるかに強い混練を受けることになる。
このようにして、樹脂の流れの横方向に剪断力を付与す
ることにより混合することにより、溶融物を均質なもの
とするとともに、均一な温度分布のものとすることが可
能となる。
上記クロスソー部の長さは、L/Dで1以上が好まし
く、特に1〜2が好ましい。L/Dが1未満では、上述
の機能を十分に果たすのが困難となり好ましくない。
(d)深溝部5 深溝部は、前述したメータリング部やクロスソー部で発
熱した樹脂を一時貯留し、押出機のバレルによって冷却
する。このため、スクリューの軸径は、小さくなってい
る。
上記深溝部5の長さは、L/Dで0.5以上が好ましく、
特に1〜2が好ましい。L/Dが0.5未満では、上述の
機能を十分に果たすのが困難となり好ましくない。
(e)高剪断部6 高剪断部6は、フィード部2と、メータリング部3と、
クロスソー部4と、深溝部5とを通過してきた樹脂中に
未溶融のものが含まれていても、ここを通過する樹脂に
大きい剪断を与えて、未溶融の樹脂を溶融し、均質なも
のとするための箇所である。この高剪断部の形状として
は、特に制限はなく、従来から使用されているせきとめ
リング型、トピード型、マドック型等のものが挙げられ
る。特にマドック型が好ましい。また樹脂に大きい剪断
及び高い熱量を与えるためにシリンダとの間隔は狭いこ
とが必要で、軸径が上述の各部より大きくなっている。
このような高剪断部の一例としてマドック型のものを第
4図に示す。
第4図において、スクリューの軸径は大きくなってお
り、2本1組で交互に配置された縦溝41、41′が数組設
けられている。この縦溝41、41′は、連通溝42により連
通している。
熱可塑性樹脂は、縦溝41に侵入すると連通溝42を経て、
縦溝41′を通過する。この際、高剪断部のスクリュー径
は大きくなっているので、樹脂には、大きい剪断及び高
い熱量が与えられ、未溶融の樹脂が溶融され、均質なも
のとなる。
上記高剪断部の長さは、L/Dで2以上が好ましく、特
に2〜4が好ましい。L/Dが2未満では、上述の機能
を十分に果たすのが困難となり好ましくない。
(f)ミキシングピンを有する末端部7 末端部では、高剪断部で、未溶融の樹脂を溶融した樹脂
を縦方向及び横方向に混練して、均質なものとする。
末端部の一例を第5図に示す。
第5図において、スクリューは、螺旋状の突条51を有
し、その突条が形成する溝部にミキシングピン52が挿入
されている。このようなミキシングピン52を有すること
により、熱可塑性樹脂は通常の螺旋状の突条のみを有す
る場合より、横方向にも強い混練を受けることになる。
このようにして、縦方向及び横方向に強力に混合するこ
とにより、溶融物を均質なものとするとともに、均一な
温度分布のものとして、押出成形機構25へ送り出すこと
が可能となる。
上記ミキシングピンを有する末端部の長さは、L/Dで
1以上が好ましく、特に1〜2が好ましい。L/Dが1
未満では、上述の機能を十分に果たすのが困難となり好
ましくない。
このような構成のスクリューにおいて、シリンダ温度
は、混練する熱可塑性樹脂に応じて適宜設定すればよ
い。例えば熱可塑性樹脂としてポリオレフィン/ポリア
ミド組成物を用いた場合、170〜240℃の範囲内で適宜制
御すればよい。具体的にはフィード部2を170〜200℃、
メータリング部3を170〜200℃、クロスソー部4を170
〜200℃、深溝部5を170〜200℃、高剪断部6を170〜20
0℃、ミキシングピンを有する末端部7を200〜240℃と
すればよい。
なお、成形機構25は、通常、各種の押出用ダイスや射出
成形機に連通するが、本発明の押出機は、各種押出成形
機、特に共押出成形による多層成形品用パリソンを製造
するマンドレルに連通するブロー成形機の押出機として
好適である。
例えば、ポリオレフィン層/変性ポリオレフィン層/ポ
リアミド樹脂層/変性ポリオレフィン層/ポリオレフィ
ン層からなる3種5層の多層成形体を製造する際に、主
層となるポリオレフィン層用の押出機に本発明のものを
用いたブロー成形機は、ポリオレフィン層用の樹脂とし
て、この多層成形体の製造工程中に副生される再生物
と、ポリオレフィンとの混合物を使用することができ
る。
このようにバリ等の再生物を混合した場合、通常のフル
フライトスクリューを有する単軸押出機では、混練能力
が十分でない。このため、バリ中に含まれるポリアミド
樹脂の分散が良好でなく、ポリオレフィン層として十分
な物性を得るのが困難である。しかしながら、本発明の
ブロー成形機は、ポリオレフィン側に多層成形体の製造
時に発生するバリ等の再生物を混合しても、押出機の樹
脂混練能力が大幅に向上しているので、ポリオレフィン
樹脂中のポリアミド樹脂の分散が均一かつ微細であり、
このため得られる多層成形体の耐衝撃性等の諸物性の劣
化が極めて少ない。
以上本発明を添付図面を参照して説明してきたが、本発
明はこれに限定されることなく、例えばスクリュー各部
の形状はそれぞれ上述したような作用を発揮しうる形状
であれば、種々変更可能である。
[発明の効果] 以上に詳述したように、本発明の熱可塑性樹脂高混練ス
クリューは、フィード部と、メータリング部と、クロス
ソー部と、深溝部と、高剪断部と、ミキシングピンを有
する末端部とを組み合わせてなるので、混練能力が大幅
に向上している。
またこのようなスクリューを有する本発明の押出機は、
単軸であっても熱可塑性樹脂の高混練に好適である。
さらにこの押出機を用いた本発明のブロー成形機は、自
動車のガソリンタンク等の多層成形品のパリソンを共押
出機形法により成形するのに使用するのに、特に好適で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による熱可塑性樹脂高混練ス
クリューを示す概略図であり、 第2図は本発明の一実施例による熱可塑性樹脂高混練押
出機を示す一部破断概略図であり、 第3図はクロスソー部の一例を示す概略図であり、 第4図は高剪断部の一例を示す概略図であり、 第5図はミキシングピンを有する末端部の一例を示す概
略図であり、 第6図及び第7図は従来の高混練押出機のスクリューを
示す概略図である。 1,22……スクリュー 2……フィード部 3……メータリング部 4……クロスソー部 5……深溝部 6……高剪断部 7……ミキシングピンを有する末端部 20……押出機 21……シリンダ 22……スクリュー 23……ホッパー 24……熱可塑性樹脂供給開口部 25……押出成形機構

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】L/Dが20以上であり、ホッパー側から順
    に熱可塑性樹脂のフィード部と、押出量を計量するメー
    タリング部と、樹脂の流れの横方向に剪断力を付与する
    ことにより混合を行うクロスソー部と、樹脂を滞留させ
    る深溝部と、高剪断部と、ミキシングピンを有する末端
    部とからなることを特徴とする熱可塑性樹脂高混練スク
    リュー。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の熱可塑性樹脂高混練スク
    リューにおいて、前記フィード部のL/Dが10以上であ
    り、前記メータリング部のL/Dが4以上であり、前記
    クロスソー部のL/Dが1以上であり、前記深溝部のL
    /Dが0.5以上であり、前記高剪断部のL/Dが2以上
    であり、前記ミキシングピンを有する末端部のL/Dが
    1以上であることを特徴とする熱可塑性樹脂高混練スク
    リュー。
  3. 【請求項3】L/Dが20以上であり、ホッパー側から順
    に熱可塑性樹脂のフィード部と、押出量を計量するメー
    タリング部と、樹脂の流れの横方向に剪断力を付与する
    ことにより混合を行うクロスソー部と、樹脂を滞留させ
    る深溝部と、高剪断部と、ミキシングピンを有する末端
    部とからなる単軸スクリューを有することを特徴とする
    熱可塑性樹脂高混練単軸押出機。
  4. 【請求項4】L/Dが20以上であり、ホッパー側から順
    に熱可塑性樹脂のフィード部と、押出量を計量するメー
    タリング部と、樹脂の流れの横方向に剪断力を付与する
    ことにより混合を行うクロスソー部と、樹脂を滞留させ
    る深溝部と、高剪断部と、ミキシングピンを有する末端
    部とからなる単軸スクリューを有する熱可塑性樹脂高混
    練単軸押出機を用いたことを特徴とするブロー成形機。
JP2139279A 1990-05-29 1990-05-29 熱可塑性樹脂高混練スクリュー、単軸押出機及びそれを用いたブロー成形機 Expired - Lifetime JPH0651290B2 (ja)

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