JPH0929814A - ２軸押出機及びその２軸押出機を利用した押出方法 - Google Patents

２軸押出機及びその２軸押出機を利用した押出方法

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JPH0929814A
JPH0929814A JP7182728A JP18272895A JPH0929814A JP H0929814 A JPH0929814 A JP H0929814A JP 7182728 A JP7182728 A JP 7182728A JP 18272895 A JP18272895 A JP 18272895A JP H0929814 A JPH0929814 A JP H0929814A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】押出材料中の空気がフィード部側にバックフロ
ーすることを防止し、高濃度にフィラーを含有する樹脂
材料の押し出し能力を向上できる２軸押出機及びその２
軸押出機を利用した押出方法を提供することを目的とす
る。 【解決手段】フライト幅Ｗ0 とスクリュ直径Ｄとの比Ｗ
0 ／Ｄを０．２〜０．４の範囲内に設定された幅広スク
リュでフィードスクリュ２４を構成し、かつ複数のニー
ディングディスクを配設して混練用スクリュ２５を構成
し、ディスク幅Ｗとスクリュ直径Ｄとの比Ｗ／Ｄを０．
３〜１．０の範囲内に設定するとともに、各ディスクを
スクリュの回転方向に捩じる捩れ角をもって順次ずらし
て配設し、その捩れ角を押出材料のバックフローを防止
できる範囲内に設定したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高濃度にフィラーを
含有する合成樹脂材料の２軸押出機及びその２軸押出機
を利用した押出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、微粉体原料、或いは微粉体を多
量に含む合成樹脂材料の２軸押出機として特公平２−１
６５０号公報には完全噛合型同方向回転の２軸押出機が
示されている。同公報に示されている２軸押出機には平
行に配置され、それぞれ噛合された２つのスクリュ本体
が２軸押出機本体のバレル内に収容されている。
【０００３】また、２軸押出機本体には押出材料を供給
するフィード口を備えたフィード部と、このフィード部
から送られる押出材料を混練する混練部と、フィード口
の下流側に配設され、混練部で混練される押出材料中に
含まれる空気を放出してそのバックフローを防止する空
気抜き開口部と、混練部の下流側に連結された混練済み
押出材料の出口部とが形成されている。さらに、フィー
ド部のスクリュ本体には送り用のフィードスクリュ、混
練部のスクリュ本体には混練用スクリュがそれぞれ形成
されている。
【０００４】そして、２軸押出機の動作時には２つのス
クリュ本体の回転にともないフィード部のフィードスク
リュによって混練部に送られる押出材料が混練部の混練
用スクリュによって混練され、混練部で混練された混練
済みの押出材料が出口部から連続的に押出されるように
なっている。さらに、押出材料の混練が進行している過
程で、押出材料中に含まれる空気が分離された際に、フ
ィード口の下流側に配設された空気抜き開口部からこの
空気を大気圧下で外部側に排出して除去することによ
り、押出材料中に含まれる空気がフィード口側に逆流す
るバックフローが発生することによる押し出し能力の低
下を防ぐ構成になっている。
【０００５】また、２軸押出機のフィード部に配設され
た送り用のフィードスクリュとしては図１０に示すよう
にスクリュ本体１の外周面に螺旋状に巻回されたフライ
ト部２が突設されるとともに、このフィード部の上流側
に配設される一方のスクリュ本体１のフライト部２が他
方のスクリュ本体１´の各フライト部２´，２´間に噛
合する１条スクリュを使用した構成のものが従来から使
用されている。
【０００６】さらに、混練部に配設された混練用スクリ
ュとしては図１１に示すように横断面形状が略小判形の
複数のニーディングディスク３をスクリュ本体１の軸方
向に配設した構成のものが従来から使用されている。こ
こで、従来の混練用スクリュではスクリュ本体１の軸方
向に配設される複数のニーディングディスク３における
前後の各ニーディングディスク３はスクリュ本体１の回
転方向と同方向に捩じれた状態で順次配設され、前後の
ニーディングディスク３，３間の捩れ角αは６０°程度
の角度に設定されている場合が多い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来構成の２軸押
出機にあっては押出材料がフィード部から混練部に送ら
れる過程で、図１０中に矢印で示すようにフィード部の
２軸押出機本体のバレル４の内周面とフィードスクリュ
のフライト部２の外周面との間の摺接部の部分およびフ
ィード部の２つのフィードスクリュ間の噛合部分の２箇
所で押出材料中に含まれる空気がフィード口側にバック
フローする問題がある。
【０００８】また、無機フィラーを含有する樹脂を押出
材料として押し出し成形する際に、混練部に無機フィラ
ーと共に運ばれた空気は混練部のニーディングディスク
３の部分で圧縮され、フィード口側へバックフローする
現象が見られる。ここで、混練部の前後のニーディング
ディスク３，３間の捩れ角αが６０°程度の角度に設定
されている場合には前後のニーディングディスク３，３
間に図１１に示すように比較的大きな隙間Ｓが形成され
るので、この隙間Ｓの部分から押出材料中に含まれる空
気のバックフローが生じることになる。この混練部での
バックフローの発生はフィード部に影響し、この部分に
押出材料を充満させることになるので、フィード口側へ
バックフローする空気のために原料が流動化し、フィー
ドスクリュによる押出材料の搬送能力が低下し、２軸押
出機全体の押し出し能力が低下する問題がある。特に、
最近、無機フィラーは高濃度化・微細化される傾向があ
り、この場合には上記現象が顕著となるので、２軸押出
機全体の押し出し能力を高めることが一層難しくなる問
題がある。
【０００９】さらに、フィラーが高濃度化・微細化し、
樹脂材料が高粘度である場合には従来の空気抜き押し出
し法を用いてもフィード口側へバックフローする空気を
完全には防ぐことができない問題がある。
【００１０】本発明は、上記事情に基づきなされたもの
で、その目的は、押出材料中に含まれる空気がフィード
部側にバックフローすることを防止することができ、高
濃度にフィラーを含有する樹脂材料の押し出し能力を向
上させることができる２軸押出機及びその２軸押出機を
利用した押出方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は
平行に配置された２つのスクリュ本体がそれぞれ噛合状
態でバレル内に収容されて２軸押出機本体が形成される
とともに、前記２軸押出機本体に押出材料が供給される
フィード部と、このフィード部の下流側に配設され、押
出材料を混練する混練部と、前記混練部で混練される押
出材料中に含まれる空気を放出する空気抜き開口部と、
前記混練部の下流側に連結された混練済み押出材料の出
口部とが形成され、前記スクリュ本体の回転にともない
前記フィード部から前記混練部に送られて混練された混
練済みの押出材料が前記出口部から連続的に押出される
２軸押出機において、前記フィード部の前記スクリュ本
体に配設された送り用のフィードスクリュをそのフライ
ト幅Ｗ0 とスクリュ直径Ｄとの比Ｗ0 ／Ｄを０．２〜
０．４の範囲内に設定されたフライト幅が幅広の一条ス
クリュで構成し、横断面形状が略小判形の複数のニーデ
ィングディスクを前記スクリュ軸の軸方向に配設して前
記混練部の前記スクリュ本体に配設された混練用スクリ
ュを構成し、かつその軸方向のディスク幅Ｗとスクリュ
直径Ｄとの比Ｗ／Ｄを０．３〜１．０の範囲内に設定す
るとともに、前記混練用スクリュの各ニーディングディ
スクを前記混練用スクリュの回転方向と同方向に捩じる
捩れ角をもって順次ずらして配設し、その捩れ角を少な
くとも前記押出材料のバックフローを防止できる範囲内
に設定したことを特徴とする２軸押出機である。
【００１２】本請求項１の発明ではフライト幅Ｗ0 とス
クリュ直径Ｄとの比Ｗ0 ／Ｄを０．２〜０．４の範囲内
に設定されたフライト幅が幅広の一条スクリュによって
形成されたフィードスクリュを使用してフィード部から
混練部に押出材料を送ることにより、フィード部におけ
る押出材料中に含まれる空気のバックフローを防止して
押出材料を送る搬送能力の向上を図る。さらに、軸方向
のディスク幅Ｗとスクリュ直径Ｄとの比Ｗ／Ｄを０．３
〜１．０の範囲内に設定する複数のニーディングディス
クをスクリュ軸の軸方向に配設して形成するとともに、
混練用スクリュの各ニーディングディスクを混練用スク
リュの回転方向と同方向に捩じる捩れ角をもって順次ず
らして配設し、その捩れ角を少なくとも押出材料のバッ
クフローを防止できる範囲内に設定した混練用スクリュ
を使用して押出材料を混練することにより、可塑化能力
の向上を図り、押し出し能力を向上させるようにしたも
のである。
【００１３】また、請求項２に記載の発明は請求項１に
記載の前記２軸押出機本体が完全噛合型同方向回転２軸
押出機により形成されるとともに、押出材料として無機
系フィラー１０〜９０重量％を含有する樹脂組成物を連
続的に押し出すものであることを特徴とする２軸押出機
である。
【００１４】本請求項２の発明では完全噛合型同方向回
転２軸押出機により形成される２軸押出機本体を使用し
て無機系フィラー１０〜９０重量％を含有する樹脂組成
物からなる押出材料を連続的に押し出すようにしたもの
である。
【００１５】また、請求項３に記載の発明は請求項１に
記載の前記混練用スクリュの各ニーディングディスク間
の捩れ角は１８°〜３０°の範囲内に設定されたもので
あることを特徴とする２軸押出機である。
【００１６】本請求項３の発明では各ニーディングディ
スク間の捩れ角が１８°〜３０°の範囲内に設定された
混練用スクリュを使用して押出材料を混練するようにし
たものである。
【００１７】また、請求項４に記載の発明は完全噛合型
の同方向回転２軸押出機により形成される２軸押出機本
体のフィード部に供給された押出材料をフライト幅Ｗ0
とスクリュ直径Ｄとの比Ｗ0 ／Ｄが０．２〜０．４の範
囲内に設定されたフライト幅が幅広の一条スクリュで構
成された送り用のフィードスクリュの回転にともない前
記フィード部に連設された混練部に搬送する押出材料の
搬送工程と、横断面形状が略小判形の複数のニーディン
グディスクが前記スクリュの軸方向に配設されて構成さ
れ、かつその軸方向のディスク幅Ｗと前記スクリュの直
径Ｄとの比Ｗ／Ｄが０．３〜１．０の範囲内に設定さ
れ、さらに前記各ニーディングディスクが前記２軸押出
機本体のスクリュの回転方向と同方向に捩じる捩れ角を
もって順次ずらして配設され、その捩れ角が少なくとも
前記押出材料のバックフローを防止できる範囲内に設定
された混練用スクリュの回転にともない前記フィード部
から送られる押出材料を混練する混練工程と、この混練
工程で混練される押出材料中に含まれる空気を前記２軸
押出機本体の空気抜き開口部から放出しながら前記混練
部で混練された混練済み押出材料を前記混練部の下流側
に連結された混練済み押出材料の出口部から連続的に押
出す押出し工程とを具備したことを特徴とする２軸押出
機を利用した押出方法である。
【００１８】本請求項４の発明では押出材料の搬送工程
で、完全噛合型の同方向回転２軸押出機により形成され
る２軸押出機本体のフィード部に供給された押出材料を
フライト幅Ｗ0 とスクリュ直径Ｄとの比Ｗ0 ／Ｄが０．
２〜０．４の範囲内に設定されたフライト幅が幅広の一
条スクリュで構成された送り用のフィードスクリュの回
転にともないフィード部に連設された混練部に搬送す
る。続いて、混練工程が行われ、スクリュの軸方向に配
設され、かつ軸方向のディスク幅Ｗとスクリュの直径Ｄ
との比Ｗ／Ｄが０．３〜１．０の範囲内に設定された複
数のニーディングディスクを備え、さらに各ニーディン
グディスクが２軸押出機本体のスクリュの回転方向と同
方向に捩じる捩れ角をもって順次ずらして配設され、そ
の捩れ角が少なくとも押出材料のバックフローを防止で
きる範囲内に設定された混練用スクリュの回転にともな
いフィード部から送られる押出材料を混練する。その
後、押出し工程が行われ、混練工程で混練される押出材
料中に含まれる空気を２軸押出機本体の空気抜き開口部
から放出しながら混練済み押出材料を混練部の下流側に
連結された混練済み押出材料の出口部から連続的に押出
すようにしたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１乃至図９を参照して説明する。図１は本実施の形態の
完全噛合型同方向回転２軸押出機により形成された２軸
押出機１１全体の概略構成を示すものである。この２軸
押出機１１は高濃度に微粉体のフィラーを含有した樹脂
組成物からなる押出材料を混練押し出しするもので、本
実施の形態では押出材料として無機系フィラー１０〜９
０重量％を含有する樹脂組成物が使用される。
【００２０】この２軸押出機１１の本体１２にはバレル
１３内に平行に配置された２つのスクリュ本体１４がそ
れぞれ噛合状態で収容されている。この２つのスクリュ
本体１４は図示しない回転駆動装置によってそれぞれ同
方向に回転駆動されるようになっている。さらに、２軸
押出機本体１２には押出材料が供給されるフィード部１
５と、このフィード部１５の下流側に配設され、押出材
料を混練する混練部１６と、混練部１６で混練される押
出材料中に含まれる空気を放出する空気抜き開口部１７
と、混練部１６の下流側に連結された混練済み押出材料
の出口部１８とが形成されている。そして、スクリュ本
体１４の回転にともないフィード部１５から混練部１６
に送られて混練された混練済みの押出材料が出口部１８
から連続的に押出されるようになっている。
【００２１】また、２軸押出機本体１２のフィード部１
５にはバレル１３の側壁面にフィード口１９が形成され
ている。そして、押出材料として使用される例えば無機
系フィラー１０〜９０重量％を含有する樹脂組成物がこ
のフィード口１９からフィード部１５に供給されるよう
になっている。
【００２２】さらに、２軸押出機本体１２の空気抜き開
口部１７と混練済み押出材料の出口部１８との間には真
空シール部２０が配設されている。この真空シール部２
０の下流側にはバレル１３の側壁面に真空ベント口２１
が形成されている。
【００２３】また、スクリュ本体１４はスクリュ軸２２
と、このスクリュ軸２２上に例えばスプラインおよびキ
ー嵌合によって組付けられた複数のスクリュエレメント
２３とによって形成されている。ここで、スクリュエレ
メント２３にはフィード部１５のスクリュ本体１４に配
設された送り用のフィードスクリュ２４と、混練部１６
に配設された混練用スクリュ２５と、真空シール部２０
に配設された真空シール用スクリュ２６と、この真空シ
ール部２０の両側に配設された２組の送り用スクリュ２
７とがそれぞれ設けられている。
【００２４】さらに、フィードスクリュ２４は図２およ
び図３（Ａ），（Ｂ）に示すようにフライト幅が幅広の
一条スクリュによって一体形として構成されている。す
なわち、このフィードスクリュ２４の外周面には螺旋状
に巻回されたフライト部２８が突設されている。そし
て、このフィードスクリュ２４は図３（Ｂ）に示すフラ
イト部２８のフライト幅Ｗ0 と、図３（Ａ）に示すスク
リュ直径Ｄとの比Ｗ0 ／Ｄが０．２〜０．４の範囲内に
設定されている。
【００２５】なお、このフィードスクリュ２４の内周面
にはスクリュ軸２２上に形成されたスプラインに嵌合す
るスプライン嵌合溝２９が形成されている。そして、フ
ィード部１５の２つのスクリュ本体１４は図２に示すよ
うに一方のスクリュ本体１４のフライト部２８が他方の
スクリュ本体１４の各フライト部２８，２８間に挿入さ
れた状態で噛合されている。
【００２６】また、混練用スクリュ２５は図５および図
６（Ａ），（Ｂ）に示すように横断面形状が略小判形の
複数のニーディングディスク３０ａ〜３０ｅがスクリュ
軸２２の軸方向に配設された状態で一体形として構成さ
れている。ここで、各ニーディングディスク３０ａ〜３
０ｅは図６（Ｂ）に示すその軸方向のディスク幅Ｗと、
図６（Ａ）に示すスクリュ直径Ｄとの比Ｗ／Ｄが０．３
〜１．０の範囲内に設定されている。さらに、混練用ス
クリュ２５の各ニーディングディスク３０ａ〜３０ｅは
混練用スクリュ２５の回転方向と同方向に捩じる捩れ角
をもって順次ずらして配置され、その捩れ角αは１８°
〜３０°の範囲内程度の少なくとも押出材料のバックフ
ローを防止できる範囲内の角度に設定された状態で一体
形に成形加工されている。
【００２７】なお、この混練用スクリュ２５の各ニーデ
ィングディスク３０ａ〜３０ｅの内周面にはスクリュ軸
２２上に形成されたスプラインに嵌合するスプライン嵌
合溝３１が形成されている。そして、混練部１６の２つ
のスクリュ本体１４はそれぞれ回転周期を９０°ずらし
た位置関係を保持する状態で回転駆動されている。すな
わち、一方のスクリュ本体１４における混練用スクリュ
２５の各ニーディングディスク３０ａ〜３０ｅのうちの
１つ、例えば図４中で、右側のニーディングディスク３
０ａが横向きの回転位置に移動した時点では他方のスク
リュ本体１４における混練用スクリュ２５の各ニーディ
ングディスク３０ａ〜３０ｅのうちの１つ、図４では左
側のニーディングディスク３０ａが縦向きの回転位置に
移動されるようになっている。そのため、図４の時点で
は、右側の横向きのニーディングディスク３０ａの大径
部３２が左側の縦向きのニーディングディスク３０ａの
小径部３３に近接された位置関係で保持されている。
【００２８】次に、上記構成の本実施の形態の２軸押出
機１１を利用した高濃度にフィラーを含有した樹脂組成
物からなる押出材料の押出方法について説明する。ま
ず、２軸押出機１１の使用時には２軸押出機１１の２つ
のスクリュ本体１４がそれぞれ同方向に回転駆動され
る。この状態で、フィード部１５のフィード口１９から
フィード部１５のバレル１３内に押出材料が供給され
る。このとき、バレル１３は押出材料の樹脂の種類及び
押し出される樹脂の状態により、適宜な好適温度に制御
される。
【００２９】そして、フィード部１５のバレル１３内に
供給された押出材料はフィードスクリュ２４の回転にと
もない混練部１６に搬送される（押出材料の搬送工
程）。このとき、フィードスクリュ２４はフライト部２
８のフライト幅Ｗ0 と、スクリュ直径Ｄとの比Ｗ0 ／Ｄ
が０．２〜０．４の範囲内に設定されたフライト幅が幅
広の一条スクリュによって形成されているので、図７
（Ａ）に示すようにフィード部１５のバレル１３の内周
面とフィードスクリュ２４のフライト部２８の外周面と
の間の摺接部の部分およびフィード部１５の２つのスク
リュ本体１４のフィードスクリュ２４間の噛合部分の２
箇所のシール効果を高めることができる。そのため、図
７（Ａ）中に白抜き矢印Ｒで示すようにフィード部１５
内を左方向に搬送される押出材料の搬送工程中に、従来
のように押出材料中に含まれる空気が図７（Ａ）中に矢
印で示すようにフィード部１５のバレル１３の内周面と
フィードスクリュ２４のフライト部２８の外周面との間
の摺接部の部分およびフィード部１５の２つのスクリュ
本体１４のフィードスクリュ２４間の噛合部分からフィ
ード口１９側にバックフローすることを防ぐことができ
る。
【００３０】続いて、混練部１６で押出材料の混練工程
が行われる。このとき、混練部１６の２つの混練用スク
リュ２５はそれぞれ回転周期を９０°ずらした位置関係
を保持する状態で回転駆動されている。そして、２つの
混練用スクリュ２５の回転にともないフィード部１５か
ら送られる押出材料が混練される。
【００３１】この押出材料の混練工程では２つの混練用
スクリュ２５の各ニーディングディスク３０ａ〜３０ｅ
の回転によってバレル１３内に押出材料が完全に充満す
ることなく混練され、適宜に可塑化される。このとき、
混練用スクリュ２５の各ニーディングディスク３０ａ〜
３０ｅ自身の軸方向のディスク幅Ｗと、スクリュ直径Ｄ
との比Ｗ／Ｄが０．３〜１．０の範囲内に設定され、各
ニーディングディスク３０ａ〜３０ｅ自身の軸方向幅が
幅広になっているので、バレル１３の内周面と各ニーデ
ィングディスク３０ａ〜３０ｅの大径部３２の外端部と
の間で押出材料の原料樹脂の剪断および伸長溶融を行い
易くすることができる。そのため、混練部１６内に送ら
れる押出材料の原料樹脂を大部分溶融させておくことが
できるので、押出材料中の空気抜きを行い易くすること
ができる。
【００３２】また、混練部１６内の押出材料はフィード
部１５側から連続的に送られる新たな押出材料からの押
圧力によって下流側にさらに圧送される。このとき、混
練用スクリュ２５の各ニーディングディスク３０ａ〜３
０ｅは混練用スクリュ２５の回転方向と同方向に捩じる
捩れ角をもって順次ずらして配置され、かつ各ニーディ
ングディスク３０ａ〜３０ｅ間の捩れ角αは１８°〜３
０°の範囲内程度の少なくとも押出材料のバックフロー
を防止できる範囲内の角度に設定されているので、混練
部１６内の押出材料が各ニーディングディスク３０ａ〜
３０ｅを通過する際に、下流側に配置された各ニーディ
ングディスク３０ａ〜３０ｅの上流側に配置されたニー
ディングディスク、例えば図７（Ｂ）に示すように下流
側ディスクがニーディングディスク３０ａの場合には下
流側ディスク３０ａの押出材料の通過溝のすぐ横にこの
ディスク３０ａの上流側のニーディングディスク３０ｂ
の壁面が配置されることになる。そのため、混練部１６
内の押出材料が下流側ディスク３０ａの押出材料の通過
溝を通過して下流側に流れる際にこの下流側ディスク３
０ａの横の上流側のニーディングディスク３０ｂの壁面
によって押出材料が上流側に流れることをせき止め、バ
ックフローを防ぐことができるので、混練部１６内の押
出材料を確実に下流側に送ることができる。その結果、
混練部１６からフィード部１５への押出材料のバックフ
ローを防止できるので、フィード部１５に押出材料がバ
ックフローされる場合のようにフィード部１５の部分に
押出材料が充満され、押出材料の押し出し能力が低下す
ることを防止することができる。
【００３３】また、押出材料がフィード部１５から混練
部１６に送られて混練される過程で、押出材料のフィラ
ー中から分離した空気はフィード部１５のフィードスク
リュ２４及び混練部１６の各ニーディングディスク３０
ａ〜３０ｅの高いシール効果により、フィード部１５の
フィード口１９側にバックフローすることが防止され
る。そのため、押出材料のフィラー中から分離した空気
を混練部１６の下流側（図１において混練部１６の左
側）に導き、空気抜き開口部１７より外部に確実に排出
させることができる。
【００３４】そして、２つの混練用スクリュ２５の各ニ
ーディングディスク３０ａ〜３０ｅの回転部を通過する
際に、可塑化された押出材料の樹脂は真空シール部２０
を通過し、真空域で脱揮されたのち、さらに下流側に導
かれ、次の押出し工程が行われる。この押出し工程では
混練部１６で混練された混練済み押出材料が送り用スク
リュ２７の回転によって混練部１６の下流側に圧送さ
れ、混練済み押出材料の出口部１８から連続的に押し出
される。
【００３５】そこで、上記構成の本実施の形態の２軸押
出機１１では次の効果を奏する。すなわち、フィード部
１５のフィードスクリュ２４をフライト部２８のフライ
ト幅Ｗ0 と、スクリュ直径Ｄとの比Ｗ0 ／Ｄが０．２〜
０．４の範囲内に設定されたフライト幅が幅広の一条ス
クリュによって形成したので、フィード部１５のバレル
１３の内周面とフィードスクリュ２４のフライト部２８
の外周面との間の摺接部の部分およびフィード部１５の
２つのスクリュ本体１４のフィードスクリュ２４間の噛
合部分の２箇所のシール効果を高めることができ、フィ
ード部１５内を下流側に搬送される押出材料の搬送工程
中に、従来のように押出材料中に含まれる空気がフィー
ド口１９側にバックフローすることを防ぐことができ
る。
【００３６】さらに、混練用スクリュ２５の各ニーディ
ングディスク３０ａ〜３０ｅ自身の軸方向のディスク幅
Ｗと、スクリュ直径Ｄとの比Ｗ／Ｄを０．３〜１．０の
範囲内に設定し、各ニーディングディスク３０ａ〜３０
ｅ自身の軸方向幅を幅広に形成したので、バレル１３の
内周面と各ニーディングディスク３０ａ〜３０ｅの大径
部３２の外端部との間で押出材料の原料樹脂の剪断およ
び伸長溶融を行い易くすることができる。そのため、混
練部１６内に送られる押出材料の原料樹脂を大部分溶融
させておくことができるので、押出材料中の空気抜きを
行い易くすることができる。
【００３７】また、混練用スクリュ２５の各ニーディン
グディスク３０ａ〜３０ｅを混練用スクリュ２５の回転
方向と同方向に捩じる捩れ角をもって順次ずらして配置
し、かつ各ニーディングディスク３０ａ〜３０ｅ間の捩
れ角αを１８°〜３０°の範囲内程度の少なくとも押出
材料のバックフローを防止できる範囲内の角度に設定し
たので、混練部１６内の押出材料が下流側ディスク３０
ａの押出材料の通過溝を通過して下流側に流れる際に下
流側ディスク３０ａの横の上流側のニーディングディス
ク３０ｂの壁面によって押出材料が上流側に流れること
をせき止め、バックフローを防ぐことができる。そのた
め、混練部１６内の押出材料を確実に下流側に送ること
ができ、混練部１６からフィード部１５への押出材料の
バックフローを防止できるので、フィード部１５に押出
材料がバックフローされる場合のようにフィード部１５
の部分に押出材料が充満され、押出材料の押し出し能力
が低下することを防止することができる。
【００３８】また、本実施の形態の２軸押出機１１では
フィード部１５のフィードスクリュ２４及び混練部１６
の各ニーディングディスク３０ａ〜３０ｅの部分で高い
シール効果が得られるので、押出材料がフィード部１５
から混練部１６に送られて混練される過程で、押出材料
のフィラー中から分離した空気がフィード部１５のフィ
ード口１９側にバックフローすることが防止される。そ
のため、押出材料のフィラー中から分離した空気を混練
部１６の下流側の空気抜き開口部１７から外部に確実に
排出させることができるので、高濃度にフィラーを含有
する樹脂材料の押し出し能力を向上させることができ
る。
【００３９】また、次の表１〜表５は本実施の形態の２
軸押出機１１の効果を確認するための実験結果を示すも
のである。まず、表１の実験例１〜３は従来構成の２軸
押出機による押出材料（ＰＰ（ポリプロピレン）ペレッ
ト）の押出し作業結果（実験例１）と、本発明の実施の
形態の２軸押出機１１の実施例１および実施例２による
押出材料（ＰＰペレット）の押出し作業結果（実験例
２，３）とを示すものである。なお、表１中で、タルク
は押出材料の樹脂中に含有される無機系フィラーとして
のケイ酸マグネシウム、Ｑは押出材料の吐出量、Ｎｓは
２軸押出機のスクリュー回転数である。
【００４０】
【表１】
【００４１】この表１に示す通り、従来構成の２軸押出
機では１００ｋｇ／Ｈの吐出量Ｑを得るためにスクリュ
ー回転数３００ｒｐｍを必要とした。これに対して本発
明の実施の形態の２軸押出機１１の実施例１および実施
例２では吐出量Ｑは増加し、更にスクリュー回転数Ｎｓ
を低減させることができた。
【００４２】また、次の表２の実験例４〜７は同様に従
来構成の２軸押出機による押出材料の押出し作業結果
（実験例４）と、本発明の実施の形態の２軸押出機１１
の構成を一部変更した場合の押出材料の押出し作業結果
（実験例５，６）と、本発明の実施の形態の２軸押出機
１１の実施例３による押出材料の押出し作業結果（実験
例７）とを比較して示したものである。
【００４３】
【表２】
【００４４】この表２の実験例５，６のようにフィード
部１５のフィードスクリュ２４および混練部１６の混練
用スクリュ２５のうちの一方のみを従来構成のスクリュ
と組み合わせて使用した場合には実験例７の本発明の実
施の形態の２軸押出機１１の実験結果に比べて吐出量Ｑ
が低く、スクリュー回転数Ｎｓが高くなっている。その
ため、本発明の実施の形態の２軸押出機１１のフィード
部１５のフィードスクリュ２４および混練部１６の混練
用スクリュ２５のうちの一方のみを従来構成のスクリュ
に組み合わせただけでは本発明の効果は少なく、本発明
の実施の形態の２軸押出機１１のフィード部１５のフィ
ードスクリュ２４および混練部１６の混練用スクリュ２
５の両方を組み合わせることで顕著な効果が得られるこ
とは明らかである。また、次の表３の実験例８〜１３は
フィード部１５のフィードスクリュ２４のフライト部２
８のＷ0 ／Ｄと、Ｑ／Ｎｓとの間の関係を示すものであ
る。
【００４５】
【表３】
【００４６】さらに、図８はこの表３の実験例８〜１３
の実験データをグラフ化したものである。そして、この
図８に示す通りＷ0 ／Ｄが０．２〜０．４の範囲内に設
定されている場合にはＱ／Ｎｓが０．４以上となり２軸
押出機１１の能力が高くなることは明らかである。ま
た、次の表４の実験例１４〜１９は混練部１６の混練用
スクリュ２５のＷ／Ｄと、Ｑ／Ｎｓとの間の関係を示す
ものである。
【００４７】
【表４】
【００４８】さらに、図９はこの表４の実験例１４〜１
９の実験データをグラフ化したものである。そして、こ
の図９に示す通りＷ／Ｄが０．３〜１．０の範囲内に設
定されている場合にはＱ／Ｎｓが大きくなり、２軸押出
機１１の能力が高くなることは明らかである。なお、Ｗ
／Ｄが１．０以上の場合には混練部１６の混練用スクリ
ュ２５が破損する等のおそれがある。
【００４９】また、次の表５は混練用スクリュ２５の各
ニーディングディスク３０ａ〜３０ｅ間の捩れ角αを６
０°に設定した場合と、α＝２２．５°に設定した場合
との押出材料の押出し作業結果を比較して示したもので
ある。
【００５０】
【表５】
【００５１】この表５から混練用スクリュ２５の各ニー
ディングディスク３０ａ〜３０ｅ間の捩れ角αを６０°
に設定した場合には２軸押出機１１の能力が低下すると
ともに５６％以上のタルク添加が不可能となる。なお、
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できること
は勿論である。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、押出材料中に含まれる
空気がフィード部側にバックフローすることを防止する
ことができ、高濃度にフィラーを含有する樹脂材料の押
し出し能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の２軸押出機全体の概略
構成図。
【図２】同実施の形態のフィードスクリュの斜視図。
【図３】（Ａ）は同実施の形態のフィードスクリュの端
面を示す平面図、（Ｂ）はフィードスクリュの側面図。
【図４】同実施の形態の２軸押出機本体のバレル内に収
容された混練用スクリュの噛合状態を示す横断面図。
【図５】同実施の形態の混練用スクリュの斜視図。
【図６】（Ａ）は同実施の形態の混練用スクリュの端面
を示す平面図、（Ｂ）は混練用スクリュの側面図。
【図７】（Ａ）は同実施の形態のフィードスクリュの作
用を説明するための説明図、（Ｂ）は混練用スクリュの
作用を説明するための説明図。
【図８】同実施の形態のフィードスクリュのＷ0 ／Ｄと
Ｑ／Ｎｓとの間の関係を示す特性図。
【図９】同実施の形態の混練用スクリュのＷ／ＤとＱ／
Ｎｓとの間の関係を示す特性図。
【図１０】従来の２軸押出機のフィードスクリュを示す
要部の側面図。
【図１１】従来の２軸押出機の混練用スクリュの端面を
示す平面図。
【符号の説明】
１２…２軸押出機本体、１４…スクリュ本体、１５…フ
ィード部、１６…混練部、１７…空気抜き開口部、１８
…出口部、２４…フィードスクリュ、２５…混練用スク
リュ、３０ａ〜３０ｅ…ニーディングディスク。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年８月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】また、混練用スクリュ２５は図５および図
６（Ａ），（Ｂ）に示すように横断面形状が略小判形の
複数のニーディングディスク３０ａ〜３０ｅがスクリュ
軸２２の軸方向に配設された状態で一体形として構成さ
れている。ここで、各ニーディングディスク３０ａ〜３
０ｅは図６（Ｂ）に示すその軸方向のディスク幅Ｗと、
図６（Ａ）に示すスクリュ直径Ｄとの比Ｗ／Ｄが０．３
〜１．０の範囲内に設定されている。さらに、混練用ス
クリュ２５の各ニーディングディスク３０ａ〜３０ｅは
混練用スクリュ２５の回転方向と同方向に捩じる捩れ角
をもって順次ずらして配置され、その捩れ角αは１８°
〜３０°の範囲内程度の少なくとも押出材料のバックフ
ローを防止できる範囲内の角度に設定された状態で機械
加工によって一体形に構成されている。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平行に配置された２つのスクリュ本体が
    それぞれ噛合状態でバレル内に収容されて２軸押出機本
    体が形成されるとともに、前記２軸押出機本体に押出材
    料が供給されるフィード部と、このフィード部の下流側
    に配設され、押出材料を混練する混練部と、前記混練部
    で混練される押出材料中に含まれる空気を放出する空気
    抜き開口部と、前記混練部の下流側に連結された混練済
    み押出材料の出口部とが形成され、前記スクリュ本体の
    回転にともない前記フィード部から前記混練部に送られ
    て混練された混練済みの押出材料が前記出口部から連続
    的に押出される２軸押出機において、 前記フィード部の前記スクリュ本体に配設された送り用
    のフィードスクリュをそのフライト幅Ｗ0 とスクリュ直
    径Ｄとの比Ｗ0 ／Ｄを０．２〜０．４の範囲内に設定さ
    れたフライト幅が幅広の一条スクリュで構成し、 横断面形状が略小判形の複数のニーディングディスクを
    前記スクリュ軸の軸方向に配設して前記混練部の前記ス
    クリュ本体に配設された混練用スクリュを構成し、かつ
    その軸方向のディスク幅Ｗとスクリュ直径Ｄとの比Ｗ／
    Ｄを０．３〜１．０の範囲内に設定するとともに、 前記混練用スクリュの各ニーディングディスクを前記混
    練用スクリュの回転方向と同方向に捩じる捩れ角をもっ
    て順次ずらして配設し、その捩れ角を少なくとも前記押
    出材料のバックフローを防止できる範囲内に設定したこ
    とを特徴とする２軸押出機。
  2. 【請求項２】 前記２軸押出機本体は完全噛合型の同方
    向回転２軸押出機により形成されるとともに、前記押出
    材料として使用される無機系フィラー１０〜９０重量％
    を含有する樹脂組成物を連続的に押し出すものであるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の２軸押出機。
  3. 【請求項３】 前記混練用スクリュの各ニーディングデ
    ィスク間の捩れ角は１８°〜３０°の範囲内に設定され
    たものであることを特徴とする請求項１に記載の２軸押
    出機。
  4. 【請求項４】 完全噛合型の同方向回転２軸押出機によ
    り形成される２軸押出機本体のフィード部に供給された
    押出材料をフライト幅Ｗ0 とスクリュ直径Ｄとの比Ｗ0
    ／Ｄが０．２〜０．４の範囲内に設定されたフライト幅
    が幅広の一条スクリュで構成された送り用のフィードス
    クリュの回転にともない前記フィード部に連設された混
    練部に搬送する押出材料の搬送工程と、 横断面形状が略小判形の複数のニーディングディスクが
    前記スクリュの軸方向に配設して構成され、かつその軸
    方向のディスク幅Ｗと前記スクリュの直径Ｄとの比Ｗ／
    Ｄが０．３〜１．０の範囲内に設定され、さらに前記各
    ニーディングディスクが前記２軸押出機本体のスクリュ
    の回転方向と同方向に捩じる捩れ角をもって順次ずらし
    て配設され、その捩れ角が少なくとも前記押出材料のバ
    ックフローを防止できる範囲内に設定された混練用スク
    リュの回転にともない前記フィード部から送られる押出
    材料を混練する混練工程と、 この混練工程で混練される押出材料中に含まれる空気を
    前記２軸押出機本体の空気抜き開口部から放出しながら
    前記混練部で混練された混練済み押出材料を前記混練部
    の下流側に連結された混練済み押出材料の出口部から連
    続的に押出す押出し工程とを具備したことを特徴とする
    ２軸押出機を利用した押出方法。
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