JPH091630A - 混練押出機 - Google Patents
混練押出機Info
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- JPH091630A JPH091630A JP7151819A JP15181995A JPH091630A JP H091630 A JPH091630 A JP H091630A JP 7151819 A JP7151819 A JP 7151819A JP 15181995 A JP15181995 A JP 15181995A JP H091630 A JPH091630 A JP H091630A
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、スクリュ式二軸混練機とギァポン
プとで構成される混練押出機において、スクリュ式二軸
混練機の排出口における溶融樹脂材料の混練度を均一に
することを目的とする。 【構成】 本発明による混練押出機においては、スクリ
ュ式二軸混練機(1)の排出部(1a)におけるスクリュの掻
き出しフライト(3c)あるいは逆フライト(3e)の高さを、
高くともシリンダ(2)の内径とスクリュ(3)の溝底径との
平均値とした構成である。
プとで構成される混練押出機において、スクリュ式二軸
混練機の排出口における溶融樹脂材料の混練度を均一に
することを目的とする。 【構成】 本発明による混練押出機においては、スクリ
ュ式二軸混練機(1)の排出部(1a)におけるスクリュの掻
き出しフライト(3c)あるいは逆フライト(3e)の高さを、
高くともシリンダ(2)の内径とスクリュ(3)の溝底径との
平均値とした構成である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂材料を混練・溶融
・押出しするためのスクリュ式二軸混練機とギァポンプ
とで構成される混練押出機に関し、特に、均一な溶融状
態の樹脂材料を押出すための新規な改良に関するもので
ある。
・押出しするためのスクリュ式二軸混練機とギァポンプ
とで構成される混練押出機に関し、特に、均一な溶融状
態の樹脂材料を押出すための新規な改良に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】一般に、樹脂材料を混練・溶融・押出し
するための混練押出機は、処理能力の増大と駆動エネル
ギー効率の向上とを目的として大形化され、さらに、混
練・溶融を受け持つスクリュ式二軸混練機と押出しを受
け持つギァポンプとが組合されてきた。また、スクリュ
式二軸混練機は、スクリュとシリンダとの接触による損
傷を避けるために、スクリュの駆動側および先端側すな
わち両端が回転可能に支持される構造が採用され、ギァ
ポンプは、混練押出機の全高を低くするために、スクリ
ュ式二軸混練機の先端においてシリンダの側面に接続す
る構成が採用されてきている。例えば特公平６−３１１
３５号公報の第１図に示されているように、図８および
図９において、符号１で示されるものはスクリュ式二軸
混練機であり、水平配置されたシリンダ２と該シリンダ
２に形成された内孔２ａに回転駆動可能に内挿された２
本のスクリュ３とで構成されている。前記シリンダ２に
は、前記内孔２ａの後端部上面に供給口２ｂ、中間部上
面にベント孔２ｃ、先端部の一方の側面に排出口２ｅが
形成されている。前記内孔２ａは、その軸直角断面が２
箇の円形を水平に配置された形状であり、さらに、両円
形の隣接部が連通されている。また、前記内孔２ａの先
端部においては、前記隣接部から前記排出口２ｅ側の内
孔２ａの下側に沿って前記排出口２ｅに到る排出流路２
ｄが形成されている。２本の前記スクリュ３は、それぞ
れ、前記内孔２ａの外側の後端部および先端部において
ベアリング４により回転可能に支持されており、前記内
孔２ａの後端部から先端部へ輸送・混練・脱気・計量作
用をするフライト形状が順次形成され、先端の排出部に
は前記スクリュ３の軸方向直線状に掻き出しフライト３
ｃが形成されている。なお、前記スクリュ３の各部のフ
ライト外径は同一であり、本例の場合は２条フライトが
形成されている。また、本従来例では、混練部と脱気部
との間に前記シリンダ２の内孔２ａと前記スクリュ３の
溝底との隙間すなわち材料の流路断面積を調整するゲー
ト弁形式の混練度調整装置５が設けられている。前記排
出口２ｅには、ダイバータ弁６を介してギァポンプ７が
接続されている。以上のように構成された混練押出機に
おいて、スクリュ式二軸混練機１の供給口２ｂより供給
された樹脂材料は、内孔２ａにおいて、加熱装置（図示
せず）によるシリンダ２からの加熱および後端部を駆動
装置（図示せず）により回転駆動されるスクリュ３の剪
断作用により溶融混練されながら排出部方向へ流動し、
排出部において流動方向を９０度変更し、排出口２ｅか
らダイバータ弁６を経てギァポンプ７に排出され、ギァ
ポンプ７により昇圧されて押出される。その間、混練度
調整装置５により樹脂材料の混練度合が調整され、ベン
ト孔２ｃから樹脂材料中に残留する揮発成分および水分
が脱気される。また、ダイバータ弁６は、スクリュ式二
軸混練機１から排出される溶融状態の樹脂材料をギァポ
ンプ７へ供給するか機外へ排出するかを切り替えるもの
であり、運転初期あるいは樹脂材料の変更時等には、混
入物を含む樹脂材料が機外へ排出される。
するための混練押出機は、処理能力の増大と駆動エネル
ギー効率の向上とを目的として大形化され、さらに、混
練・溶融を受け持つスクリュ式二軸混練機と押出しを受
け持つギァポンプとが組合されてきた。また、スクリュ
式二軸混練機は、スクリュとシリンダとの接触による損
傷を避けるために、スクリュの駆動側および先端側すな
わち両端が回転可能に支持される構造が採用され、ギァ
ポンプは、混練押出機の全高を低くするために、スクリ
ュ式二軸混練機の先端においてシリンダの側面に接続す
る構成が採用されてきている。例えば特公平６−３１１
３５号公報の第１図に示されているように、図８および
図９において、符号１で示されるものはスクリュ式二軸
混練機であり、水平配置されたシリンダ２と該シリンダ
２に形成された内孔２ａに回転駆動可能に内挿された２
本のスクリュ３とで構成されている。前記シリンダ２に
は、前記内孔２ａの後端部上面に供給口２ｂ、中間部上
面にベント孔２ｃ、先端部の一方の側面に排出口２ｅが
形成されている。前記内孔２ａは、その軸直角断面が２
箇の円形を水平に配置された形状であり、さらに、両円
形の隣接部が連通されている。また、前記内孔２ａの先
端部においては、前記隣接部から前記排出口２ｅ側の内
孔２ａの下側に沿って前記排出口２ｅに到る排出流路２
ｄが形成されている。２本の前記スクリュ３は、それぞ
れ、前記内孔２ａの外側の後端部および先端部において
ベアリング４により回転可能に支持されており、前記内
孔２ａの後端部から先端部へ輸送・混練・脱気・計量作
用をするフライト形状が順次形成され、先端の排出部に
は前記スクリュ３の軸方向直線状に掻き出しフライト３
ｃが形成されている。なお、前記スクリュ３の各部のフ
ライト外径は同一であり、本例の場合は２条フライトが
形成されている。また、本従来例では、混練部と脱気部
との間に前記シリンダ２の内孔２ａと前記スクリュ３の
溝底との隙間すなわち材料の流路断面積を調整するゲー
ト弁形式の混練度調整装置５が設けられている。前記排
出口２ｅには、ダイバータ弁６を介してギァポンプ７が
接続されている。以上のように構成された混練押出機に
おいて、スクリュ式二軸混練機１の供給口２ｂより供給
された樹脂材料は、内孔２ａにおいて、加熱装置（図示
せず）によるシリンダ２からの加熱および後端部を駆動
装置（図示せず）により回転駆動されるスクリュ３の剪
断作用により溶融混練されながら排出部方向へ流動し、
排出部において流動方向を９０度変更し、排出口２ｅか
らダイバータ弁６を経てギァポンプ７に排出され、ギァ
ポンプ７により昇圧されて押出される。その間、混練度
調整装置５により樹脂材料の混練度合が調整され、ベン
ト孔２ｃから樹脂材料中に残留する揮発成分および水分
が脱気される。また、ダイバータ弁６は、スクリュ式二
軸混練機１から排出される溶融状態の樹脂材料をギァポ
ンプ７へ供給するか機外へ排出するかを切り替えるもの
であり、運転初期あるいは樹脂材料の変更時等には、混
入物を含む樹脂材料が機外へ排出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の混練押出機は、
以上のように構成されていたため、次のような課題が存
在していた。本発明が対象とする樹脂材料の混練押出機
においては、均一な混練度すなわち樹脂温度の溶融材料
を押出すことが重要である。スクリュ式二軸押出機にお
いて、供給口から排出部直前までの間、樹脂材料は２本
のスクリュにより同様の溶融混練が行われ、混練度およ
び溶融温度が均一な状態で排出部に流入する。しかしな
がら、排出部において、排出口がシリンダの一方の側面
に形成されていることにより、左右に配置された２本の
スクリュに対しシリンダの内孔および排出流路の形状が
同一ではなく、それぞれのスクリュから流入した樹脂材
料が排出口へ到達する条件を異にする。すなわち、排出
部において樹脂材料が流動方向を変更して排出される際
に掻き出しフライトにより内孔との間で剪断作用を受け
るが、この剪断作用を受ける回転角度（従って作用距
離）が異なり、図９に示されるように、左スクリュ３ａ
でθ1、右スクリュ３ｂでθ2と異なる（θ1＞θ2）。ま
た左スクリュ３ａが右回転、右スクリュ３ｂが左回転す
る異方向回転の場合、排出流路２ｄにおいて、左スクリ
ュ３ａから排出される樹脂材料は下層部、右スクリュ３
ｂから排出される樹脂材料は上層部をそれぞれ流動する
ことが知られており、溶融状態において粘度の高い樹脂
材料は殆ど混合されることなく、層状になって流動す
る。従って排出口断面上では、混練度すなわち溶融温度
が部分的に異なって分布し、その後のギァポンプにおい
ても混合されることはなく、均一化されない状態で押出
されていた。ギァポンプに接続される造粒装置（図示せ
ず）においても、この状態は変わらず、物性の異なるす
なわち物性値のバラツキの大きいペレットが生産されて
いた。
以上のように構成されていたため、次のような課題が存
在していた。本発明が対象とする樹脂材料の混練押出機
においては、均一な混練度すなわち樹脂温度の溶融材料
を押出すことが重要である。スクリュ式二軸押出機にお
いて、供給口から排出部直前までの間、樹脂材料は２本
のスクリュにより同様の溶融混練が行われ、混練度およ
び溶融温度が均一な状態で排出部に流入する。しかしな
がら、排出部において、排出口がシリンダの一方の側面
に形成されていることにより、左右に配置された２本の
スクリュに対しシリンダの内孔および排出流路の形状が
同一ではなく、それぞれのスクリュから流入した樹脂材
料が排出口へ到達する条件を異にする。すなわち、排出
部において樹脂材料が流動方向を変更して排出される際
に掻き出しフライトにより内孔との間で剪断作用を受け
るが、この剪断作用を受ける回転角度（従って作用距
離）が異なり、図９に示されるように、左スクリュ３ａ
でθ1、右スクリュ３ｂでθ2と異なる（θ1＞θ2）。ま
た左スクリュ３ａが右回転、右スクリュ３ｂが左回転す
る異方向回転の場合、排出流路２ｄにおいて、左スクリ
ュ３ａから排出される樹脂材料は下層部、右スクリュ３
ｂから排出される樹脂材料は上層部をそれぞれ流動する
ことが知られており、溶融状態において粘度の高い樹脂
材料は殆ど混合されることなく、層状になって流動す
る。従って排出口断面上では、混練度すなわち溶融温度
が部分的に異なって分布し、その後のギァポンプにおい
ても混合されることはなく、均一化されない状態で押出
されていた。ギァポンプに接続される造粒装置（図示せ
ず）においても、この状態は変わらず、物性の異なるす
なわち物性値のバラツキの大きいペレットが生産されて
いた。
【０００４】本発明は以上のような課題を解決するため
になされたものであり、特に、スクリュ式二軸混練機の
排出口において、均一な混練度すなわち溶融温度の溶融
樹脂材料が得られる混練押出機を提供することを目的と
する。
になされたものであり、特に、スクリュ式二軸混練機の
排出口において、均一な混練度すなわち溶融温度の溶融
樹脂材料が得られる混練押出機を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による混練押出機
は、シリンダの内孔に２本のスクリュを水平かつ平行に
回転駆動可能に挿入されたスクリュ式二軸混練機とギァ
ポンプとで構成され、前記スクリュ式二軸混練機の排出
部側面に設けられた排出口に前記ギァポンプが接続され
た混練押出機において、２本の前記スクリュが前記排出
部に対応する箇所をフライトの無い円柱形状に形成され
ている構成である。
は、シリンダの内孔に２本のスクリュを水平かつ平行に
回転駆動可能に挿入されたスクリュ式二軸混練機とギァ
ポンプとで構成され、前記スクリュ式二軸混練機の排出
部側面に設けられた排出口に前記ギァポンプが接続され
た混練押出機において、２本の前記スクリュが前記排出
部に対応する箇所をフライトの無い円柱形状に形成され
ている構成である。
【０００６】また、シリンダの内孔に２本のスクリュを
水平かつ平行に回転駆動可能に挿入されたスクリュ式二
軸混練機とギァポンプとで構成され、前記スクリュ式二
軸混練機の排出部側面に設けられた排出口に前記ギァポ
ンプが接続された混練押出機において、２本の前記スク
リュが前記排出部に対応する箇所にそれぞれ掻き出しフ
ライトを形成され、該掻き出しフライトの高さが高くと
も前記排出部におけるシリンダの内径と前記スクリュの
溝底径との平均値とされている構成である。
水平かつ平行に回転駆動可能に挿入されたスクリュ式二
軸混練機とギァポンプとで構成され、前記スクリュ式二
軸混練機の排出部側面に設けられた排出口に前記ギァポ
ンプが接続された混練押出機において、２本の前記スク
リュが前記排出部に対応する箇所にそれぞれ掻き出しフ
ライトを形成され、該掻き出しフライトの高さが高くと
も前記排出部におけるシリンダの内径と前記スクリュの
溝底径との平均値とされている構成である。
【０００７】さらに詳細には、２本の前記スクリュが前
記排出部に対応する箇所の先端側にそれぞれ部分的に逆
フライトを形成され、該逆フライトの高さが高くとも前
記排出部におけるシリンダの内径と前記スクリュの溝底
径との平均値とされている構成である。
記排出部に対応する箇所の先端側にそれぞれ部分的に逆
フライトを形成され、該逆フライトの高さが高くとも前
記排出部におけるシリンダの内径と前記スクリュの溝底
径との平均値とされている構成である。
【０００８】さらに詳細には、前記掻き出しフライトお
よび前記逆フライトの高さは、前記排出口に遠いスクリ
ュにおける高さが排出口に近いスクリュにおける高さよ
りも低いようにされている構成である。
よび前記逆フライトの高さは、前記排出口に遠いスクリ
ュにおける高さが排出口に近いスクリュにおける高さよ
りも低いようにされている構成である。
【０００９】さらに詳細には、前記排出部における前記
シリンダの軸方向に直交する断面の内面形状が前記排出
口に開口する横Ｕ字形状に形成されている構成である。
シリンダの軸方向に直交する断面の内面形状が前記排出
口に開口する横Ｕ字形状に形成されている構成である。
【００１０】
【作用】本発明による混練押出機においては、スクリュ
式二軸混練機の排出部における２本のスクリュが共にフ
ライトの無い円柱形状に形成されていることにより、排
出部に流入した溶融樹脂材料は、剪断作用を受けること
がなく、混練度に差異が発生しなくなった。従って、２
本のスクリュから排出部に流入した均一な混練度の溶融
樹脂材料は、新たな剪断作用を加えられることなく均一
な混練度の状態で、排出部より上流のスクリュの搬送作
用により排出口からギァポンプへ排出される。また、ス
クリュ式二軸混練機の排出部における２本のスクリュが
共に掻き出しフライトを形成され、そのフライトの高さ
が高くとも排出部におけるシリンダの内径とスクリュの
溝底径との平均値であることにより、フライトによる剪
断作用は通常の高さのフライトの場合と比較して殆ど無
視できる程度の混練度の変化となると共に、フライトに
より掻き出し作用が発揮され、排出口への溶融樹脂材料
の流動を容易にする。例えば、掻き出しフライトがシリ
ンダの内径とスクリュの溝底径との平均値以下の高さに
形成された場合、この掻き出しフライトによる剪断作用
は、通常の高さの掻き出しフライトの場合と比較して１
／１０以下となる。さらに詳細には、２本のスクリュが
共に排出部の先端側に部分的に逆フライトを形成され、
そのフライトの高さが高くとも排出部におけるシリンダ
の内径とスクリュの溝底径との平均値であることによ
り、排出部の先端側に滞留しようとする溶融樹脂材料を
押し戻して排出口への流動を容易にすると共に、逆フラ
イトによる剪断作用は殆んど無視できる程度に小さなも
のとなる。さらに詳細には、掻き出しフライトおよび逆
フライトは、排出口に遠いスクリュにおける高さが排出
口に近いスクリュにおける高さよりも低いことにより、
シリンダの内孔とスクリュのフライトとの対面距離の長
さの差異による剪断作用の差異を平均化する。すなわ
ち、剪断作用は、シリンダの内孔とスクリュのフライト
との間隔（隙間）が小さい程大きく、対面距離が長い程
大きい。従って、対面距離の長い排出口に遠いスクリュ
のフライトの高さを対面距離の短い排出口に近いスクリ
ュのフライトの高さよりも低くすることにより、剪断作
用を均一化する。さらに詳細には、スクリュ式二軸混練
機の排出部におけるシリンダの軸方向に直交する断面の
内面形状が２本のスクリュを含んで排出口に開口する横
Ｕ字形状に形成されていることにより、内孔の２つの円
の接合部に形成されていた突起部が無くなり、流動抵抗
が無くなるので溶融樹脂材料が滞留することなく容易に
排出口へ流動する。
式二軸混練機の排出部における２本のスクリュが共にフ
ライトの無い円柱形状に形成されていることにより、排
出部に流入した溶融樹脂材料は、剪断作用を受けること
がなく、混練度に差異が発生しなくなった。従って、２
本のスクリュから排出部に流入した均一な混練度の溶融
樹脂材料は、新たな剪断作用を加えられることなく均一
な混練度の状態で、排出部より上流のスクリュの搬送作
用により排出口からギァポンプへ排出される。また、ス
クリュ式二軸混練機の排出部における２本のスクリュが
共に掻き出しフライトを形成され、そのフライトの高さ
が高くとも排出部におけるシリンダの内径とスクリュの
溝底径との平均値であることにより、フライトによる剪
断作用は通常の高さのフライトの場合と比較して殆ど無
視できる程度の混練度の変化となると共に、フライトに
より掻き出し作用が発揮され、排出口への溶融樹脂材料
の流動を容易にする。例えば、掻き出しフライトがシリ
ンダの内径とスクリュの溝底径との平均値以下の高さに
形成された場合、この掻き出しフライトによる剪断作用
は、通常の高さの掻き出しフライトの場合と比較して１
／１０以下となる。さらに詳細には、２本のスクリュが
共に排出部の先端側に部分的に逆フライトを形成され、
そのフライトの高さが高くとも排出部におけるシリンダ
の内径とスクリュの溝底径との平均値であることによ
り、排出部の先端側に滞留しようとする溶融樹脂材料を
押し戻して排出口への流動を容易にすると共に、逆フラ
イトによる剪断作用は殆んど無視できる程度に小さなも
のとなる。さらに詳細には、掻き出しフライトおよび逆
フライトは、排出口に遠いスクリュにおける高さが排出
口に近いスクリュにおける高さよりも低いことにより、
シリンダの内孔とスクリュのフライトとの対面距離の長
さの差異による剪断作用の差異を平均化する。すなわ
ち、剪断作用は、シリンダの内孔とスクリュのフライト
との間隔（隙間）が小さい程大きく、対面距離が長い程
大きい。従って、対面距離の長い排出口に遠いスクリュ
のフライトの高さを対面距離の短い排出口に近いスクリ
ュのフライトの高さよりも低くすることにより、剪断作
用を均一化する。さらに詳細には、スクリュ式二軸混練
機の排出部におけるシリンダの軸方向に直交する断面の
内面形状が２本のスクリュを含んで排出口に開口する横
Ｕ字形状に形成されていることにより、内孔の２つの円
の接合部に形成されていた突起部が無くなり、流動抵抗
が無くなるので溶融樹脂材料が滞留することなく容易に
排出口へ流動する。
【００１１】
【実施例】以下、図面と共に本発明による混練押出機の
好適な実施例について詳細に説明する。なお、従来例と
同一又は同等部分には同一の符号を付して説明する。図
１および図２は、本発明の第１実施例を示している。図
において符号１で示されるものはスクリュ式二軸混練機
であり、水平に配置されたシリンダ２と該シリンダ２に
形成された内孔２ａに回転駆動可能に内挿された２本の
スクリュ３とで構成されている。前記シリンダ２には、
前記内孔２ａの後端部上面に供給口２ｂ、中間部上面に
ベント孔２ｃ、先端部の一方の側面に排出口２ｅが形成
されている。前記内孔２ａは、その軸直角断面が２箇の
円形を水平に配置された形状であり、さらに、両円形の
隣接部が連通されている。また、前記内孔２ａの先端部
においては、前記隣接部から前記排出口２ｅ側の内孔２
ａの下側に沿って前記排出口２ｅに到る排出流路２ｄが
形成されている。２本の前記スクリュ３は、それぞれ、
前記内孔２ａの外側の後端部および先端部においてベア
リング４により回転可能に支持されており、前記内孔２
ａの後端部から先端部へ輸送・混練・脱気・計量作用を
するフライト形状が順次形成され、先端の排出部１ａ
は、フライトの無い円柱形状３ｄとなっている。本実施
例の場合は、前記円柱形状３ｄが排出部直前のスクリュ
３の溝底部を延長した形状となっているが、前記溝底部
よりも小径であっても良い。また、混練部と脱気部との
間には、前記シリンダ２の内孔２ａと前記スクリュ３の
溝底との隙間すなわち材料の流路断面積を調整するゲー
ト弁形式の混練度調整装置５が設けられている。前記排
出口２ｅには、ダイバータ弁６を介してギァポンプ７が
接続されている。
好適な実施例について詳細に説明する。なお、従来例と
同一又は同等部分には同一の符号を付して説明する。図
１および図２は、本発明の第１実施例を示している。図
において符号１で示されるものはスクリュ式二軸混練機
であり、水平に配置されたシリンダ２と該シリンダ２に
形成された内孔２ａに回転駆動可能に内挿された２本の
スクリュ３とで構成されている。前記シリンダ２には、
前記内孔２ａの後端部上面に供給口２ｂ、中間部上面に
ベント孔２ｃ、先端部の一方の側面に排出口２ｅが形成
されている。前記内孔２ａは、その軸直角断面が２箇の
円形を水平に配置された形状であり、さらに、両円形の
隣接部が連通されている。また、前記内孔２ａの先端部
においては、前記隣接部から前記排出口２ｅ側の内孔２
ａの下側に沿って前記排出口２ｅに到る排出流路２ｄが
形成されている。２本の前記スクリュ３は、それぞれ、
前記内孔２ａの外側の後端部および先端部においてベア
リング４により回転可能に支持されており、前記内孔２
ａの後端部から先端部へ輸送・混練・脱気・計量作用を
するフライト形状が順次形成され、先端の排出部１ａ
は、フライトの無い円柱形状３ｄとなっている。本実施
例の場合は、前記円柱形状３ｄが排出部直前のスクリュ
３の溝底部を延長した形状となっているが、前記溝底部
よりも小径であっても良い。また、混練部と脱気部との
間には、前記シリンダ２の内孔２ａと前記スクリュ３の
溝底との隙間すなわち材料の流路断面積を調整するゲー
ト弁形式の混練度調整装置５が設けられている。前記排
出口２ｅには、ダイバータ弁６を介してギァポンプ７が
接続されている。
【００１２】以上のように構成された混練押出機におい
て、スクリュ式二軸混練機１の供給口２ｂより供給され
た樹脂材料は、内孔２ａにおいて、加熱装置（図示せ
ず）によるシリンダ２からの加熱および後端部を駆動装
置（図示せず）により回転駆動されるスクリュ３の剪断
作用により溶融混練されながら排出部１ａ方向へ流動
し、排出部１ａにおいて流動方向を９０度変更し、排出
口２ｅからダイバータ弁６を経てギァポンプ７に排出さ
れ、ギァポンプ７により昇圧されて押出される。その
間、混練度調整装置５により樹脂材料の混練度合が調整
され、ベント孔２ｃから樹脂材料中に残留する揮発成分
および水分が脱気される。また、ダイバータ弁６は、運
転初期あるいは樹脂材料の変更時等の混入物を含む樹脂
材料を機外へ排出し、定常運転時は、排出口２ｅから排
出される樹脂材料をギァポンプ７へ供給する。
て、スクリュ式二軸混練機１の供給口２ｂより供給され
た樹脂材料は、内孔２ａにおいて、加熱装置（図示せ
ず）によるシリンダ２からの加熱および後端部を駆動装
置（図示せず）により回転駆動されるスクリュ３の剪断
作用により溶融混練されながら排出部１ａ方向へ流動
し、排出部１ａにおいて流動方向を９０度変更し、排出
口２ｅからダイバータ弁６を経てギァポンプ７に排出さ
れ、ギァポンプ７により昇圧されて押出される。その
間、混練度調整装置５により樹脂材料の混練度合が調整
され、ベント孔２ｃから樹脂材料中に残留する揮発成分
および水分が脱気される。また、ダイバータ弁６は、運
転初期あるいは樹脂材料の変更時等の混入物を含む樹脂
材料を機外へ排出し、定常運転時は、排出口２ｅから排
出される樹脂材料をギァポンプ７へ供給する。
【００１３】本実施例の場合、スクリュ式二軸混練機１
の排出部１ａでは、２本のスクリュ３ａ，３ｂが共にフ
ライトの無い円柱形状に形成されていることにより、排
出部１ａに流入した溶融樹脂材料は円柱の回転による非
常に小さな無視できる程度の剪断作用を受ける。従っ
て、２本のスクリュ３ａ，３ｂで同一条件で混練された
樹脂材料は、排出部１ａにおいて混練度の差異を生じる
ことなく、排出部１ａより上流のスクリュ３の搬送作用
により排出口２ｅから排出される。図３および図４は、
本発明の第２実施例を示している。本実施例では、排出
部１ａにおいて、２本のスクリュ３ａ，３ｂそれぞれに
１条の掻き出しフライト３ｃが形成されている。掻き出
しフライト３ｃの高さは、シリンダ２の内孔２ａとスク
リュ３の溝底径３ｄとの平均値（中間値）以下とされて
いる。さらに、排出口２ｅに遠いスクリュ３ａのフライ
トの高さｈａが排出口２ｅに近いスクリュ３ｂのフライ
トの高さｈｂよりも低く形成されている。すなわち、２
本のスクリュ３ａ，３ｂの掻き出しフライト３ｃの頂部
と内孔２ａとの隙間をそれぞれｃａ，ｃｂとすると、ｈ
ａ≦ｃａ、ｈｂ≦ｃｂ、ｈａ≦ｈｂとなっている。
の排出部１ａでは、２本のスクリュ３ａ，３ｂが共にフ
ライトの無い円柱形状に形成されていることにより、排
出部１ａに流入した溶融樹脂材料は円柱の回転による非
常に小さな無視できる程度の剪断作用を受ける。従っ
て、２本のスクリュ３ａ，３ｂで同一条件で混練された
樹脂材料は、排出部１ａにおいて混練度の差異を生じる
ことなく、排出部１ａより上流のスクリュ３の搬送作用
により排出口２ｅから排出される。図３および図４は、
本発明の第２実施例を示している。本実施例では、排出
部１ａにおいて、２本のスクリュ３ａ，３ｂそれぞれに
１条の掻き出しフライト３ｃが形成されている。掻き出
しフライト３ｃの高さは、シリンダ２の内孔２ａとスク
リュ３の溝底径３ｄとの平均値（中間値）以下とされて
いる。さらに、排出口２ｅに遠いスクリュ３ａのフライ
トの高さｈａが排出口２ｅに近いスクリュ３ｂのフライ
トの高さｈｂよりも低く形成されている。すなわち、２
本のスクリュ３ａ，３ｂの掻き出しフライト３ｃの頂部
と内孔２ａとの隙間をそれぞれｃａ，ｃｂとすると、ｈ
ａ≦ｃａ、ｈｂ≦ｃｂ、ｈａ≦ｈｂとなっている。
【００１４】以上のように構成されたスクリュ式二軸混
練機１の排出部１ａにおいては、掻き出しフライト３ｃ
により、第１実施例の場合よりもより効果的に排出が行
われる。しかしながら、剪断作用は、フライトと内孔２
ａとの隙間が大きい程小さく、掻き出しフライト３ｃの
高さが内孔２ａとスクリュ３の溝底径との平均値以下の
１条フライトなので、フライトによる剪断作用は通常の
高さ（隙間が小さい場合）の２条フライトの場合に比較
して約１／２０以下となり、殆ど無視できる程度の剪断
力を作用するのみとなる。また、排出口２ｅに遠いスク
リュ３ａのフライトが内孔２ａと対面する回転角度θａ
と排出口２ｅに近いスクリュ３ｂのフライトが内孔２ａ
と対面する回転角度θｂとは、θｂ＜θａの関係にあ
り、ｈａ＜ｈｂとすることにより、小さな剪断作用では
あるが、２本のスクリュ３ａ，３ｂの作用する距離（回
転角度）の差によって発生する剪断作用の差異をさらに
平均化している。
練機１の排出部１ａにおいては、掻き出しフライト３ｃ
により、第１実施例の場合よりもより効果的に排出が行
われる。しかしながら、剪断作用は、フライトと内孔２
ａとの隙間が大きい程小さく、掻き出しフライト３ｃの
高さが内孔２ａとスクリュ３の溝底径との平均値以下の
１条フライトなので、フライトによる剪断作用は通常の
高さ（隙間が小さい場合）の２条フライトの場合に比較
して約１／２０以下となり、殆ど無視できる程度の剪断
力を作用するのみとなる。また、排出口２ｅに遠いスク
リュ３ａのフライトが内孔２ａと対面する回転角度θａ
と排出口２ｅに近いスクリュ３ｂのフライトが内孔２ａ
と対面する回転角度θｂとは、θｂ＜θａの関係にあ
り、ｈａ＜ｈｂとすることにより、小さな剪断作用では
あるが、２本のスクリュ３ａ，３ｂの作用する距離（回
転角度）の差によって発生する剪断作用の差異をさらに
平均化している。
【００１５】図５は、本発明の第３実施例を示してい
る。本実施例は、第１実施例において、排出部１ａにお
けるスクリュ３の先端側に部分的に逆フライト３ｅが形
成されたものである。なお、シリンダ２の内孔２ａ、ス
クリュ３の溝底径３ｄおよび逆フライト３ｅの高さの関
係については、第２実施例と同様である。以上のように
構成されたスクリュ式二軸混練機１の排出部１ａにおい
ては、スクリュ３の軸方向に作用する搬送作用により排
出部の先端側に滞留しようとする溶融樹脂材料を押し戻
すことにより、排出口への流動を容易にする。なお、逆
フライト３ｅの頂部と内孔２ａとの隙間が大きく、第２
実施例と同様に無視し得る程度の剪断力が作用するのみ
である。
る。本実施例は、第１実施例において、排出部１ａにお
けるスクリュ３の先端側に部分的に逆フライト３ｅが形
成されたものである。なお、シリンダ２の内孔２ａ、ス
クリュ３の溝底径３ｄおよび逆フライト３ｅの高さの関
係については、第２実施例と同様である。以上のように
構成されたスクリュ式二軸混練機１の排出部１ａにおい
ては、スクリュ３の軸方向に作用する搬送作用により排
出部の先端側に滞留しようとする溶融樹脂材料を押し戻
すことにより、排出口への流動を容易にする。なお、逆
フライト３ｅの頂部と内孔２ａとの隙間が大きく、第２
実施例と同様に無視し得る程度の剪断力が作用するのみ
である。
【００１６】図６は、本発明の第４実施例を示してい
る。本実施例は、第２実施例と第３実施例とを組み合わ
せたものであり、排出部１ａにおけるスクリュ３におい
て、掻き出しフライト３ｃおよび先端側に逆フライト３
ｅが形成されたものである。なお、各フライトの高さ
は、第２実施例および第３実施例と同様である。以上の
ように構成されたスクリュ式二軸混練機１の排出部１ａ
においては、掻き出しフライト３ｃによる掻き出し作用
と逆フライト３ｅによる押し戻し作用とにより、さらに
効果的な溶融樹脂材料の排出が行われる。また、剪断作
用は前述の実施例と同様に非常に小さく、混練度合の均
一な溶融樹脂材料が排出される。なお、本実施例では排
出部１ａの内孔２ａ’が排出部１ａ直前の内孔２ａより
も大径に、また、スクリュ３の溝底径３ｄ’が排出部１
ａ直前の溝底径３ｄよりも小径に形成されている。内孔
２ａと溝底径３ｄとの隙間が小さい場合には、高さを低
くしたフライト３ｃ，３ｅの剪断作用が無視できなくな
るため、このように内孔２ａおよび溝底径３ｄを、ある
いはどちらか一方を排出部１ａ直前より変化させること
により、隙間を大きくしてフライト３ｃ，３ｅの剪断作
用を小さくすることが可能となる。これらは前述の第
１、第２、第３実施例にも適用可能である。
る。本実施例は、第２実施例と第３実施例とを組み合わ
せたものであり、排出部１ａにおけるスクリュ３におい
て、掻き出しフライト３ｃおよび先端側に逆フライト３
ｅが形成されたものである。なお、各フライトの高さ
は、第２実施例および第３実施例と同様である。以上の
ように構成されたスクリュ式二軸混練機１の排出部１ａ
においては、掻き出しフライト３ｃによる掻き出し作用
と逆フライト３ｅによる押し戻し作用とにより、さらに
効果的な溶融樹脂材料の排出が行われる。また、剪断作
用は前述の実施例と同様に非常に小さく、混練度合の均
一な溶融樹脂材料が排出される。なお、本実施例では排
出部１ａの内孔２ａ’が排出部１ａ直前の内孔２ａより
も大径に、また、スクリュ３の溝底径３ｄ’が排出部１
ａ直前の溝底径３ｄよりも小径に形成されている。内孔
２ａと溝底径３ｄとの隙間が小さい場合には、高さを低
くしたフライト３ｃ，３ｅの剪断作用が無視できなくな
るため、このように内孔２ａおよび溝底径３ｄを、ある
いはどちらか一方を排出部１ａ直前より変化させること
により、隙間を大きくしてフライト３ｃ，３ｅの剪断作
用を小さくすることが可能となる。これらは前述の第
１、第２、第３実施例にも適用可能である。
【００１７】図７は、本発明の第５実施例を示してい
る。本実施例は、第４実施例において、排出部１ａにお
けるシリンダ２の内孔２ａの軸直角断面形状が、排出口
２ｅに開口する横Ｕ字形状に形成されたものである。排
出部１ａにおけるスクリュ３の形状は、図７において
は、第２実施例の１条掻き出しフライト３ｃであるが、
第１実施例、第３実施例および第４実施例についても同
様に適用可能である。 以上のように構成されたスクリ
ュ式二軸混練機１の排出部１ａにおいては、内孔２ａの
２つの円の接合部に形成される上下の突起部が無くな
り、突起部による流動抵抗が発生しなくなったので、溶
融樹脂材料の排出口２ｅへの流動が容易になる。以上の
各実施例における排出部１ａでは、その上流部で２本の
スクリュ３ａ，３ｂにより均一に溶融混練されて流入し
た溶融樹脂材料に対し、剪断作用を殆ど加えることがな
いので、樹脂材料は均一な混練状態すなわち溶融温度で
排出される。また、排出部１ａにた対応するスクリュ３
に形成される掻き出しフライト３ｃおよび逆フライト３
ｅは２条以上設けられてもよいが条数が、多くなるほど
剪断作用が大きくなるので、好ましくは１条がよい。な
お、以上の実施例において、２本のスクリュ３ａ，３ｂ
の回転方向による差異はなく、本発明は同方向回転、異
方向回転のどちらの場合にも適用される。
る。本実施例は、第４実施例において、排出部１ａにお
けるシリンダ２の内孔２ａの軸直角断面形状が、排出口
２ｅに開口する横Ｕ字形状に形成されたものである。排
出部１ａにおけるスクリュ３の形状は、図７において
は、第２実施例の１条掻き出しフライト３ｃであるが、
第１実施例、第３実施例および第４実施例についても同
様に適用可能である。 以上のように構成されたスクリ
ュ式二軸混練機１の排出部１ａにおいては、内孔２ａの
２つの円の接合部に形成される上下の突起部が無くな
り、突起部による流動抵抗が発生しなくなったので、溶
融樹脂材料の排出口２ｅへの流動が容易になる。以上の
各実施例における排出部１ａでは、その上流部で２本の
スクリュ３ａ，３ｂにより均一に溶融混練されて流入し
た溶融樹脂材料に対し、剪断作用を殆ど加えることがな
いので、樹脂材料は均一な混練状態すなわち溶融温度で
排出される。また、排出部１ａにた対応するスクリュ３
に形成される掻き出しフライト３ｃおよび逆フライト３
ｅは２条以上設けられてもよいが条数が、多くなるほど
剪断作用が大きくなるので、好ましくは１条がよい。な
お、以上の実施例において、２本のスクリュ３ａ，３ｂ
の回転方向による差異はなく、本発明は同方向回転、異
方向回転のどちらの場合にも適用される。
【００１８】
【発明の効果】本発明による混練押出機は、以上のよう
に構成されているため、次のような効果を得ることがで
きる。 (1) スクリュ式二軸混練機の排出部におけるスクリュ
をフライトの無い円柱形状としたことにより、排出部に
おいて溶融樹脂材料に対する剪断作用が殆ど無くなり、
溶融樹脂材料は、排出部に流入した均一な混練状態のま
まで排出口に到り排出される。 (2) スクリュ式二軸混練機の排出部におけるスクリュ
に掻き出しフライトを設けたことにより、溶融樹脂材料
の排出作用が強制的に行われ、フライトの外径がシリン
ダの内径とスクリュの溝底径との平均値以下であること
により、溶融樹脂材料は、無視し得る程度の小さな剪断
作用を受けるのみで、ほぼ均一な混練状態で排出口に到
り排出される。 (3) スクリュ式二軸混練機の排出部におけるスクリュ
の先端側に逆フライトを設けたことにより、排出部の先
端側に滞留しようとする溶融樹脂材料が押し戻され、滞
留することなく排出口へ流動し、フライトの外径がシリ
ンダ内径とスクリュの溝底径との平均値以下であること
により、溶融樹脂材料は、無視し得る程度の小さな剪断
作用を受けるのみで、ほぼ均一な混練状態で排出口に到
り排出される。 (4) スクリュ式二軸混練機の排出部における前述の掻
き出しフライトおよび逆フライトは、排出口に遠いスク
リュのフライト外径が排出口に近いスクリュのフライト
外径よりも小さいことにより、排出口に遠いスクリュか
ら排出部に流入した溶融樹脂材料と排出口に近いスクリ
ュから排出部に流入した溶融樹脂材料とに排出部におい
て受ける剪断作用の差異を殆ど発生させず、ほぼ均一な
混練状態で排出口に到り排出される。 (5) スクリュ式二軸混練機の排出部におけるシリンダ
の内孔の軸に直交する断面の内面形状が、２本のスクリ
ュを含んで排出口に開口する横Ｕ字形状であることによ
り、溶融樹脂材料は滞留することなく容易に排出口に到
り排出される。 すなわち、本発明による混練押出機においては、均一な
混練度すなわち溶融温度の溶融樹脂材料が排出口より押
出される。
に構成されているため、次のような効果を得ることがで
きる。 (1) スクリュ式二軸混練機の排出部におけるスクリュ
をフライトの無い円柱形状としたことにより、排出部に
おいて溶融樹脂材料に対する剪断作用が殆ど無くなり、
溶融樹脂材料は、排出部に流入した均一な混練状態のま
まで排出口に到り排出される。 (2) スクリュ式二軸混練機の排出部におけるスクリュ
に掻き出しフライトを設けたことにより、溶融樹脂材料
の排出作用が強制的に行われ、フライトの外径がシリン
ダの内径とスクリュの溝底径との平均値以下であること
により、溶融樹脂材料は、無視し得る程度の小さな剪断
作用を受けるのみで、ほぼ均一な混練状態で排出口に到
り排出される。 (3) スクリュ式二軸混練機の排出部におけるスクリュ
の先端側に逆フライトを設けたことにより、排出部の先
端側に滞留しようとする溶融樹脂材料が押し戻され、滞
留することなく排出口へ流動し、フライトの外径がシリ
ンダ内径とスクリュの溝底径との平均値以下であること
により、溶融樹脂材料は、無視し得る程度の小さな剪断
作用を受けるのみで、ほぼ均一な混練状態で排出口に到
り排出される。 (4) スクリュ式二軸混練機の排出部における前述の掻
き出しフライトおよび逆フライトは、排出口に遠いスク
リュのフライト外径が排出口に近いスクリュのフライト
外径よりも小さいことにより、排出口に遠いスクリュか
ら排出部に流入した溶融樹脂材料と排出口に近いスクリ
ュから排出部に流入した溶融樹脂材料とに排出部におい
て受ける剪断作用の差異を殆ど発生させず、ほぼ均一な
混練状態で排出口に到り排出される。 (5) スクリュ式二軸混練機の排出部におけるシリンダ
の内孔の軸に直交する断面の内面形状が、２本のスクリ
ュを含んで排出口に開口する横Ｕ字形状であることによ
り、溶融樹脂材料は滞留することなく容易に排出口に到
り排出される。 すなわち、本発明による混練押出機においては、均一な
混練度すなわち溶融温度の溶融樹脂材料が排出口より押
出される。
【図１】本発明の第１実施例を示す軸方向縦断面図（図
２のI−I断面図）である。
２のI−I断面図）である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】本発明の第２実施例の主要部を示す軸方向縦断
面図である。
面図である。
【図４】図３のIV−IV断面図である。
【図５】本発明の第３実施例の主要部を示す軸方向縦断
面図である。
面図である。
【図６】本発明の第４実施例の主要部を示す軸方向縦断
面図である。
面図である。
【図７】本発明の第５実施例の主要部を示す軸直角方向
縦断面図である。
縦断面図である。
【図８】従来例を示す軸方向縦断面図（図９のVIII−VI
II断面図）である。
II断面図）である。
【図９】図８のIX−IX断面図である。
１ スクリュ式二軸混練機 １ａ 排出部 ２ シリンダ ２ａ 内孔 ２ｅ 排出口 ３ スクリュ ３ｃ 掻き出しフライト ３ｄ 円柱形状（溝底径） ３ｅ 逆フライト ７ ギァポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今村 幸生 広島県広島市安芸区船越南１丁目６番１号 株式会社日本製鋼所内 (72)発明者 吉田 稔 広島県広島市安芸区船越南１丁目６番１号 株式会社日本製鋼所内
Claims (5)
- 【請求項１】 シリンダ(2)の内孔に２本のスクリュ(3)
を水平かつ平行に回転駆動可能に挿入されたスクリュ式
二軸混練機(1)とギァポンプ(7)とで構成され、前記スク
リュ式二軸混練機の排出部(1a)側面に設けられた排出口
(2e)に前記ギァポンプ(7)が接続された混練押出機にお
いて、 ２本の前記スクリュ(3)が前記排出部(1a)に対応する箇
所をフライトの無い円柱形状に形成されていることを特
徴とする混練押出機。 - 【請求項２】 シリンダ(2)の内孔に２本のスクリュ(3)
を水平かつ平行に回転駆動可能に挿入されたスクリュ式
二軸混練機(1)とギァポンプ(7)とで構成され、前記スク
リュ式二軸混練機の排出部(1a)側面に設けられた排出口
(2e)に前記ギァポンプ(7)が接続された混練押出機にお
いて、 ２本の前記スクリュ(3)が前記排出部(1a)に対応する箇
所にそれぞれ掻き出しフライト(3c)を形成され、該掻き
出しフライト(3c)の高さが高くとも前記排出部(1a)にお
けるシリンダ(2)の内径と前記スクリュ(3)の溝底径との
平均値であることを特徴とする混練押出機。 - 【請求項３】 ２本の前記スクリュ(3)が前記排出部(1
a)に対応する箇所の先端側にそれぞれ部分的に逆フライ
ト(3e)を形成され、該逆フライト(3e)の高さが高くとも
前記排出部(1a)におけるシリンダ(2)の内径と前記スク
リュ(3)の溝底径との平均値であることを特徴とする請
求項１または２に記載の混練押出機。 - 【請求項４】 前記掻き出しフライト(3c)および前記逆
フライト(3e)の高さは、前記排出口(2e)に遠いスクリュ
(3)における高さが排出口(2e)に近いスクリュ(3)におけ
る高さよりも低いように構成されていることを特徴とす
る請求項２または３に記載の混練押出機。 - 【請求項５】 前記排出部(1a)における前記シリンダ
(2)の軸方向に直交する断面の内面形状が前記排出口(2
e)に開口する横Ｕ字形状に形成されていることを特徴と
する請求項１ないし４のいずれかに記載の混練押出機。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7151819A JP2999689B2 (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 混練押出機 |
| US08/662,372 US5829872A (en) | 1995-06-19 | 1996-06-12 | Kneading and extruding machine |
| US09/116,219 US5890801A (en) | 1995-06-19 | 1998-07-16 | Kneading and extruding machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7151819A JP2999689B2 (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 混練押出機 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36249098A Division JP3165680B2 (ja) | 1995-06-19 | 1998-12-21 | 混練押出機 |
Publications (2)
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