JPH0673895B2 - 二軸押出機 - Google Patents

二軸押出機

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JPH0673895B2
JPH0673895B2 JP60086023A JP8602385A JPH0673895B2 JP H0673895 B2 JPH0673895 B2 JP H0673895B2 JP 60086023 A JP60086023 A JP 60086023A JP 8602385 A JP8602385 A JP 8602385A JP H0673895 B2 JPH0673895 B2 JP H0673895B2
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JP
Japan
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screw
meshing
zone
flight
barrel
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孝之 伊藤
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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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、同方向に回転する二軸押出機に関し、特にス
クリュ形状に特徴を有し混練機能を高め、かつ安定した
供給を可能として二軸押出機に関するものである。
(従来の技術) 2本のスクリュが軸方向の如何なる回転位置であって
も、常に互いに接しながら回転する、いわゆるセルフワ
イピング方式の同方向回転完全噛合型二軸押出機は、第
1図に示す第Iゾーン及び第IIIゾーンのスクリュ形状
をもってスクリュ全表にわたって2本のスクリュが完全
に噛み合った構造になっているので、樹脂の進みが速過
ぎ、かつ噛合部での樹脂相互の混り合いが十分とは云い
難い。このため混練の難しい原料に対しては、更に大き
な混練作用を付加することが望ましい。
そこで、この欠点を改良するために、本出願人は先に特
公昭56−37899号公報に記載されているような発明を開
発した。この発明は完全噛合型であるフィードセクショ
ンの後に、混練作用を上げるための部分噛合セクション
を設けるものであって、供給された原料はほぼ完全に噛
合ったスクリュのフィードセクションにより安定フィー
ドされ、ミキシングセクションでは混練して完全に溶融
させることができる。従って、この先の発明によると非
常に微細な樹脂粉末、または非常に微細あるいは薄片状
の無機質粉末を多量に含有した熱可塑性樹脂粉末などの
ように空気を多量に包合し易い粉末原料に対しても充分
安定した状態で溶融吐出することができるものである。
しかしながら、この先の発明にあっては、より効率的な
機能を有するスクリュの形状について、その解析が進ん
でいなかったために必ずしも満足のできるものではなか
った。
(発明が解決しようとする問題点) このように、従来の同方向回転完全噛合型二軸押出機に
あっては、原料の混練が不十分であるため、これを改良
するものとして本出願人によって開発されたフィードセ
クションに続いて部分噛合セクションを設けた二軸押出
機があるが、この押出機も未だスクリュ形状等を研究す
る余地のあるものであった。本発明は、同方向回転完全
噛合でセルフワイピング機能を保持したまま、かつ2本
のスクリュ噛合点の間隙を一定にし、バレルとのクリア
ランスより大きくすることにより、混練機能の向上を図
ることができる二軸押出機を提供せんとするものであ
る。
(問題点を解決するための手段) このため本発明は、同方向回転二軸押出機において、セ
ルフワイピング完全噛合型二軸スクリュの一部区間に一
定の噛合間隙aを有する部分噛合ゾーンを設け、この部
分噛合ゾーンのスクリュ形状を完全噛合ゾーンのフライ
ト条数より少ない条数とすると共に、前記間隙aを減じ
た際に部分噛合ゾーンのスクリュ同志は、セルフワイピ
ング完全噛合となるような形状となっているもので、こ
れを問題点解決のための手段とするものである。
(作用) 同方向回転セルフワイピング完全噛合型スクリュは、二
軸の中心間距離L及びスクリュ直径、フライト条数によ
り幾何学的に断面形状が決まる。従って同一バレル内に
フライト条数の異なるスクリュを組み合わせて挿入する
ことにより、本発明のようにスクリュ噛合点の隙間を変
化させることが可能となり、供給口から供給された原料
は、スクリュの完全噛合ゾーンで確実に、かつ定量的に
送られて、一部は可塑化されながら部分噛合ゾーンへ達
する。この部分噛合ゾーンでは2本のスクリュは如何な
る回転位置においても、常にaの噛合間隙があるため、
原料はスクリュの回転に伴い間隙aを通して相互に複雑
に混り合って、混練と可塑化が効率的に促進される。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面によって説明する。
第1図は本発明の実施例である同方向回転噛合型二軸押
出機のスクリュ及びバレル部の断面図を示している。
図中1及び1aは左右のスクリュ、2はバレル、3は樹脂
等の原料供給口、4は原料可塑化後の出口部である。こ
の他、バレル2の外部に樹脂を加熱溶融させるためのヒ
ータが装着されるが、図では省略している。第2図は第
1図のA−A矢視断面及びC−C矢視断面を示すもの
で、図示例では、3条フライトの完全噛合型で、スクリ
ュ軸方向の如何なる位置にあっても2本のスクリュ1、
1aは互いにほぼ接しながら回転し、この部分は通常セル
フワイピング形と称されるものである。本実施例ではこ
のセルフワイピングの部分が、スクリュ1の原料供給側
と原料出口側に分れて第Iゾーンと第IIIゾーンを形成
している。
第3図は同じく、第1図のB−B矢視断面を示してお
り、この部分は第IIゾーンを形成し、この第IIゾーンで
は、2本のスクリュ1、1aが常に水平中心線方向(図
中、O、O′方向)にaだけ噛合間隙を持った部分噛合
となっている。第IIゾーンのスクリュ断面形状は、第4
図に示す様にバレル2の内径が第2図と同じ2Rで、2本
のスクリュの中心間距離のみがL1=L−aとなる場合に
は、バレル2内でセルフワイピング噛合となる様な形状
に作られるものである。
尚、第5図には第I、IIゾーンにおける2本のスクリュ
が噛合状態を表わす拡大平面図を、また第6図は第IIゾ
ーンにおける同様の拡大平面図を示している。
一般に、セルフワイピング形同方向回転二軸スクリュの
軸直角断面形状はバレル内径2Rと中心間距離Lが与えら
れると一義的に定められるものである。しかも、2条フ
ライトの場合は 3条フライトの場合には では設計不能であることが理論的に分っている。また、
第2図において中心間距離Lを小さくすることによって
溝深さhを大きくすると、フライト頂5の巾eが減少す
ることが分っているが、通常スクリュ輸送能力を上げる
ためにhをできるだけ大きくするので、フライト頂巾e
はスクリュ支持強度上の必要最小限に抑えて設計される
ことになる。従って、第2図と同様の3条フライトスク
リュでバレル内壁に密接しながらスクリュ相互には部分
噛合となる第3図の様な状態にするためには、溝深さh
を更に大きくする必要が生じ、実際には設計が困難又は
不可能となる。しかし、フライト条数を下げ、2条また
は1条フライトにすればこの様な設計は容易に実現でき
ることになる。
これを具体的な寸法により説明する。
第I、IIIゾーンは3条フライトスクリュでバレル穴径2
R=φ55、中心間距離L=50mmとする。
今、第IIゾーンで5mmだけ噛合間隙のあるスクリュ、即
ちa=5mmのスクリュ形状を考えると、第4図に示す如
く中心間距離をL−a=45mmとした時に互いにセルフワ
イピングになる様なスクリュ形状を採用すればよい。
この場合には、R=27.5、L1=45となり、 となるので3条フライトでは設計が不可能であるが、2
条フライトでは可能となる。当然ながら1条フライトで
も可能であることはいうまでもない。第3図及び第4図
には2条フライトの場合を例示しているが、1条フライ
トの場合も同様に示すことができる。
このように、第IIゾーンは第4図に示す如く、中心間距
離L−aでセルフワイピングになる様なスクリュ断面形
状となっているので、これを第3図および第6図に示す
如く中心間距離がLのバレルに挿入すれば、2本のスク
リュは如何なる回転位置においても、常に水平方向
(O、O′方向)にaだけ噛合間隙が生ずる様な部分噛
合状態で運転されることになる。
そして、ゾーンではスクリュ完全噛合であるため、供給
口より供給された原料は確実に、かつ定量的に送られ、
一部は可塑化されながら第IIゾーンへと達する。第IIゾ
ーンでは完全噛合となっておらず、第3図のaだけ噛合
間隙を有するので、バレル内の各場所(第3図、6〜
9)の原料はスクリュの回転に伴って間隙aを通して相
互に複雑に混り合い、混練と可塑化が効果的に促進され
ることになる。また、この間隙はスクリュのどの回転位
置でも必ず一定寸法となるので、ここを通過する原料の
量は一様となり、またこれに加わる剪断量も均等にな
る。従って常に均質な混練効果を与えることができる。
第IIIゾーンは再び完全噛合形として、押出機先端にと
りつけられるダイ抵抗に抗して押し出し易い性能を付与
するのが一般的であるが、この第IIIゾーンを第IIゾー
ンと同様部分噛合型にしても何ら差支えないものであ
る。
第1図では、第Iゾーンと第IIIゾーンを3条フライ
ト、第IIゾーンを2条フライトとしたスクリュの例を示
したが、他の例として、第7図及び第8図に示す如く、
第Iゾーン及び第IIIゾーンを2条フライト、第IIゾー
ンを1条フライトとしたスクリュを形成することもでき
る。
(発明の効果) 以上詳細に説明した如く本発明では、幾何学的制約を利
用し、例えば3条スクリュ用に設計されたバレルに、理
論上の直径より小さい2条スクリュを組合せ、スクリュ
バレル間の隙間を小さく保ち、スクリュ間のクリアラン
スを大きく、かつ噛合点の隙間を一定にするもので、ス
クリュバレルの全長にわたり、スクリュとバレルのクリ
アランスを通常と同様小さく保ち、バレル内面のワイピ
ング機能を保持し、かつ相対するスクリュ同志において
は、噛合点のクリアランスを一定にすることにより、混
練機能の向上と安定性を保有することができるものであ
る。
またフライト条数の異なるスクリュを組合せて使うこと
により、噛合隙間を有する部分においては隙間が大き
く、噛合点を通過する原料の量も増大し、一定の剪断を
かけることにより、混練機能が向上する、従って本発明
によると、原料の輸送能力が増大し、しかもスクリュの
支持強度も十分確保できるものである。更に輸送能力が
増大するにも拘らず、前記部分噛合ゾーンにおける原料
の混練作用も、従来以上のものが期待できるようになっ
た。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例を示し、第1図はバレル内における
スクリュの側面図、第2図は第1図のA−A及びC−C
の矢視断面図、第3図は第1図のB−B矢視断面図、第
4図は本発明におけるスクリュの部分噛合部の断面形状
の特徴を表わす断面図、第5図はバレル内のスクリュ完
全噛合部の拡大平面図、第6図は同バレル内のスクリュ
部分噛合部の拡大平面図、第7図は他の実施例を示すス
クリュ完全噛合部の断面図、第8図は第7図の実施例に
おけるスクリュ部分の噛合部の断面図である。 図の主要部分の説明 1,1a……スクリュ 2……バレル I……第Iゾーン II……第IIゾーン III……第IIIゾーン a……間隙 L……中心間距離

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同方向回転二軸押出機において、セルフワ
    イピング完全噛合型二軸スクリュの一部区間に一定の噛
    合間隙aを有する部分噛合ゾーンを設け、この部分噛合
    ゾーンのスクリュ形状を完全噛合ゾーンのフライト条数
    より少ない条数とすると共に、前記間隙aを減じた際に
    部分噛合ゾーンのスクリュ同志は、セルフワイピング完
    全噛合となるような形状となっていることを特徴とする
    二軸押出機。
JP60086023A 1985-04-22 1985-04-22 二軸押出機 Expired - Lifetime JPH0673895B2 (ja)

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