JPH10225967A - 可塑化スクリュ - Google Patents
可塑化スクリュInfo
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Abstract
好適の可塑化スクリュに関し、シリンダ内壁とミキシン
グ部との金属接触を防止できるようにする。 【解決手段】 シリンダの内部で回転し複数条の溝部7
a,7bが形成されたミキシング部7を有する可塑化ス
クリュにおいて、ミキシング部7の溝部7a,7bを除
く外周面7d上に、回転方向前方の溝部7a,7bと連
通したステップ状又はスロープ状の切り欠き部2,3を
形成するように構成する。
Description
樹脂材料を可塑化して金型へ射出成形又は押出成形する
射出成形機や押出成形機に用いて好適の、可塑化スクリ
ュに関する。
可塑化して射出成形又は押出成形する射出成形機又は押
出成形機が広く知られている。このような射出成形機や
押出成形機には、樹脂材料を溶融・混練するためのスク
リュが取り付けられており、このスクリュを回転させる
ことにより、溶融可塑化された樹脂材料の溶融や混合が
促進される。
は、例えば特公昭43−24493号公報に開示された
ものがある。この技術では、図7に示すように、スクリ
ュ101の先端にミキシング部107が設けられてお
り、シリンダ103とミキシング部107との間には微
小な隙間が形成されている。また、図8(a)に示すよ
うに、ミキシング部107の外周面107dには、螺旋
状に溝107a,107bがそれぞれ複数条形成されて
おり、それぞれ連通しないように交互に配設されてい
る。また、図9は図8(a)におけるA−A断面図であ
って、この図9に示すように、ミキシング部7の略中央
部分では、溝107aと溝107bとが交互に等間隔と
なるように形成されている。
ついて、図8(b),(c)を用いて説明する。なお、
図8(b),(c)は、それぞれ図8(a)におけるA
1 −A1 断面図及びA2 −A2 断面図である。図8
(a)に示すように、溝107aの一端は、ミキシング
部107の先端側(図中左側)のテーパ部107cにま
で達しており、また、図8(a),(b)に示すよう
に、他端はミキシング部107の後端側(図中右側)の
テーパ部107eに達することなく外周面107d上で
途切れている。
(a),(C)に示すように、溝107bの一端は、ミ
キシング部107の先端側のテーパ部107cにまで達
することなく外周面107d上で途切れている。また、
図8(a)に示すように、他端がミキシング部107の
後端側のテーパ部107eにまで達するように形成され
ている。
する可塑化スクリュ101の動作について簡単に説明す
ると、図7に示す原料供給用ホッパ108から図示しな
い原料が供給されると、過熱用ヒータによりシリンダ1
03が所定温度に過熱される。そして、図示しないスク
リュ駆動装置によりスクリュ101を回転させることに
より、原料供給用ホッパ108の樹脂原料がシリンダ1
03の先端方向に送られる。また、過熱用ヒータによる
シリンダ103からの熱とスクリュ101の溝内の原料
の剪断発熱とにより、シリンダ103内の樹脂原料の溶
融が徐々に進むのである。
が不十分な場合も考えられるが、上述のミキシング部1
07により、十分な溶融混練が行なわれる。すなわち、
ミキシング部107の後端側のテーパ部107eから溝
107b内に侵入した原料は、ミキシング部107の回
転作用により溝107a内に移動し、この溝107aか
らミキシング部107の先端側のテーパ部107cへと
送出されるが、このように溝107aから溝107b内
に原料が移動することで、原料がさらに剪断力と分割作
用を受けて良好な混練・分散が行なわれるのである。な
お、このようなミキシング部107は、一般にマドック
型と呼ばれるものであるが、このマドック型ミキシング
部には、上述以外にも種々の公知例がある。
93号公報に開示された技術では、ミキシング部107
とシリンダ103との間隔は微小であり、スクリュ10
1での樹脂原料の溶融が不十分な場合や、ミキシング部
107での溶融が多いPVC(ポリ塩化ビニル)樹脂等
においては、ミキシング部107の円周方向において樹
脂圧力のバランスが崩れて、ミキシング部107がシリ
ンダ103と金属接触し、所謂かじり磨耗が発生する場
合がある。
5号公報には、このようなかじり磨耗を防止するように
した技術が開示されている。この技術では、図10に示
すスクリュ201のフライト202の頂部に、図11に
示すようなテーパ状のランド部204′や、図12に示
すようなステップ状のランド部204を設けたものであ
り、このようなランド部204,204′を設けること
により、シリンダ203とスクリュフライト202との
間に、溶融した樹脂材によって潤滑圧力を強制的に発生
させるものであり、これにより、スクリュフライト20
2とシリンダ203との間のかじり磨耗を防止するもの
である。なお、図13は、このような潤滑圧力の発生状
態を示す図である。
述のかじり磨耗を防止するようにした技術が開示されて
いる。この技術では、図14に示すように、所謂バリア
型スクリュのバリヤ部開始部分あるいは終了部分又は両
部分のフライト幅を幅広に形成し、この幅広頂部をスク
リュ回転方向に小径から大径となるテーパ状(スロープ
状)又はステップ状の切り欠き部を設けることにより、
溶融樹脂で潤滑圧力を発生させかじり磨耗を防止するよ
うにしたものである。
特公平6−84035号公報及び特公平4−77611
号公報に開示された技術のように、スクリュフライト頂
部のランド部をスクリュ本体だけに設けた場合には、ミ
キシング部は、短い距離の間でアンバランス荷重を受け
ながら回転することになり、ミキシング部でのかじり磨
耗を完全には防止てきないという課題がある。
融・混練・分散を向上させるために設けられているが、
ミキシング部の円周方向において部分的に溶融状態が異
なる場合があり、このため、ミキシング部に作用する円
周方向の樹脂圧力のバランスが崩れてしまうのである。
この場合、ミキシング部を円周方向に強く押し付ける力
が発生し、シリンダの内壁とミキシング部とが金属接触
することにより、ミキシング部にかじり磨耗が発生した
り、樹脂が局部的に過熱されて劣化するという課題があ
った。
たもので、ミキシング部での樹脂圧力のバランスが崩れ
ても、シリンダ内壁とミキシング部との金属接触を防止
するようにした可塑化スクリュを提供することを目的と
する。
の本発明の可塑化スクリュは、シリンダの内部で回転し
複数条の溝部が形成されたミキシング部を有する可塑化
スクリュにおいて、該ミキシング部の該溝部を除く外周
面上に、回転方向前方の該溝部と連通したステップ状又
はスロープ状の切り欠き部が形成されていることを特徴
としている。
クリュが回転すると、ミキシング部の回転方向に向かっ
て、溝部,切り欠き部及び外周面の順に徐々にシリンダ
とミキシング部との間の隙間が減少することになる。し
たがって、溝部に侵入した原料が切り欠き部からミキシ
ング部の外周面上に移動することで、シリンダとミキシ
ング部との間に強制的に潤滑圧力が発生する。この潤滑
圧力は、ミキシング部の円周方向に均等に作用するの
で、この潤滑圧力によりシリンダとミキシング部との金
属接触が防止されるのである。
上記請求項1記載の構成に加えて、該切り欠き部の深さ
が、該ミキシング部の外周面から1.5mm以下となる
ように設定されていることを特徴としている。このよう
な構成によれば、あらゆる条件のもとで必要な潤滑圧力
を得ることができる。
実施形態としての可塑化スクリュについて、図1〜図5
を用いて説明すると、図1(a)〜(c)に示すミキシ
ング部7は、マドック型ミキシング部であって、図8
(a)〜(c)を用いて説明した従来の技術のミキシン
グ部と略同様に構成されており、図示しないスクリュの
先端に設けられている。
シング部7の外周面7d上には、螺旋状に溝(溝部)7
a,7bがそれぞれ複数条形成されており、それぞれ連
通しないように交互に配設されている。図1(b),
(c)は、それぞれ図1(a)におけるC1 −C1 断面
図,C2 −C2 断面図であって、溝7a,7bの中心線
(図示省略)に対して直交方向から見た模式的な断面図
である。
の一端は、ミキシング部7の先端側(図中左側)のテー
パ部7cにまで達するように形成され、また、溝7aの
他端はミキシング部7の後端側(図中右側)のテーパ部
7eに達することなく外周面7d上で途切れている。ま
た、この溝7aとは逆に、図1(a),(c)に示すよ
うに、溝7bの一端は、ミキシング部7の先端側のテー
パ部7cにまで達することなく外周面7d上で途切れて
おり、他端がミキシング部7の後端側のテーパ部7eに
まで達するように形成されている。
面図であり、この図2に示すように、ミキシング部7の
略中央部分では、溝7aと溝7bとが交互に等間隔とな
るように形成されている。次に、本発明の可塑化スクリ
ュの要部構成について説明すると、図1(a)に示すよ
うに、このミキシング部7の先端側では、溝7aと溝7
aとの間に切り欠き部2が設けられ、ミキシング部7の
後端側では、溝7bと溝7bとの間に切り欠き部3が設
けられている。
たものであり、以下、切り欠き部2に着目して説明す
る。ここで、図3は図1(a)におけるD−D断面図で
あり、図4は図3におけるE部を拡大して示す図であ
る。図3に示すように、切り欠き部2は、全ての溝7a
と溝7aとの間に均等に設けられており、回転方向前方
の溝7aと連通している。また、切り欠き部2の回転方
向後方では、切り欠き部2がステップ状に変化して外周
面7dに接続されている。
は、ミキシング部7の外周面7dから1.5mm以下と
なるように形成されている。これは、経験的及び実験的
に得られた値であって、このような深さ寸法に設定する
ことにより、あらゆる条件のもとでミキシング部7を良
好な回転状態に保つことができるのである。なお、切り
欠き部3についても上述の切り欠き部2と同様に構成さ
れている。また、切り欠き部2,3の断面形状は、図4
に示すようなステップ状のものに限定されるものではな
く、図5に示すように、外周面7dに対して徐々に接続
するようなスロープ状の切り欠き部2として形成しても
よい。
リュは、上述のように構成されているので、図示しない
原料供給用ホッパ原料が供給されてミキシング部7が回
転すると、ミキシング部7の後端側のテーパ部7eから
溝7b内に侵入した原料は溝7a内に移動し、この溝7
aからミキシング部7の先端側のテーパ部7cへと移動
する。そして、このような溝7aから溝7bに原料が移
動することで、原料が剪断力と分割作用を受けて良好な
混練・分散が行なわれるのである。
ミキシング部7の回転力により、切り欠き部3内へ移動
して、その後、切り欠き部3の回転方向後側の外周面7
d上に送られる。また、これと同様に、溝7a内に侵入
した原料の一部は、ミキシング部7の回転力により、切
り欠き部2を介して回転方向後側の外周面7d上に送ら
れる。
ンダとミキシング部7との間の隙間が、溝7a,7b、
切り欠き部2,3、外周面7dの順で徐々に狭くなり、
相対的にミキシング部7の回転半径が小径から大径へと
変化することになる。これにより、図示しないシリンダ
とミキシング部7との間に樹脂原料による潤滑圧力が発
生する。この潤滑圧力は、ミキシング部7の円周方向に
均等に作用するので、この潤滑圧力によりシリンダとミ
キシング部7との金属接触が防止されるのである。ま
た、これにより、さまざまな運転状況下でのシリンダ及
びミキシング部7の損傷や可塑化樹脂の劣化を防止する
ことができるのである。
1.5mm以下に設定されているので、あらゆる条件の
もとで、必要な潤滑圧力を得ることができるとともに、
ミキシング部7を良好な回転状態に保つことができるの
である。次に、本発明の第2実施形態について図6を用
いて説明すると、この第2実施形態では、ミキシング部
7には溝7fが形成されており、この溝7fの両端はと
もにミキシング部7の前側及び後側のテーパ部7c,7
eにまで達するように構成されている。
ぞれ切り欠き部4が形成されている。この切り欠き部4
は、上述の第1実施形態と同様に構成されたものであ
り、回転方向前方の溝7fと連通し、また、切り欠き部
4の回転方向後方では、ステップ状又はスロープ状に変
化して外周面7dに接続されている。また、この切り欠
き部4の深さ寸法ΔHも、ミキシング部7の外周面7d
から1.5mm以下となるように形成されている。
リュは、上述のように構成されているので、上述の第1
実施形態と同様の作用,効果が得られる。また、この第
2実施形態では、切り欠き部4は長さ方向の距離を十分
に長くすることができるため、幅方向(ミキシング部7
の回転方向)距離が小さくても、第1実施形態の切り欠
き部2,3と同等の切り欠き部面積を確保することがで
きる。また、このため、溝7fのピッチをあまり大きく
設定する必要なもく、樹脂原料の混練性能低下を最小限
に抑制することができる。
の軸心(図示省略)に対して所定角度を有するように形
成されているが、溝7fをミキシング部7の軸心に対し
て平行となるように形成してもよい。また、上述した第
1実施形態及び第2実施形態では、図示しないスクリュ
の先端部にミキシング部7を設けた場合について説明し
たが、このミキシング部7はスクリュの中間部等の他の
位置に配設するようにしてもよい。
発明の可塑化スクリュによれば、可塑化スクリュが回転
すると、ミキシング部の回転方向に向かって、溝部,切
り欠き部及び外周面の順に徐々にシリンダとミキシング
部との間の隙間が減少するので、溝部に侵入した原料が
切り欠き部からミキシング部の外周面上に移動すること
により、シリンダとミキシング部との間に円周方向に均
等な潤滑圧力を発生させることができる利点がある。そ
して、このような強制的な潤滑圧力により、シリンダと
ミキシング部との金属接触(かじり磨耗)を防止するこ
とができるという利点がある。
リュによれば、切り欠き部の深さがミキシング部の外周
面から1.5mm以下であれば、あらゆる条件のもとで
必要な潤滑圧力を得ることができるとともに、ミキシン
グ部を良好な回転状態に保つことができるのである。
におけるミキシング部を示す図であり、(a)はその外
観を示す模式図、(b)はその溝部の形状を示す模式的
な断面図であって(a)におけるC1 −C1 断面図、
(c)は他の溝部の形状を示す模式的な断面図であって
(a)におけるC2 −C2 断面図である。
におけるミキシング部の形状を示す模式的な断面図であ
って、図1(a)におけるC−C断面図である。
におけるミキシング部の形状を示す模式的な断面図であ
って、図1(a)におけるD−D断面図である。
における要部構成を示す模式的な断面図であって、図3
のE部を拡大して示す図である。
における変形例を示す模式的な断面図であって、図4に
対応する図である。
におけるミキシング部を示す図である。
図である。
図である。
図である。
の図である。
の図である。
の図である。
の図である。
の図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 シリンダの内部で回転し複数条の溝部が
形成されたミキシング部を有する可塑化スクリュにおい
て、 該ミキシング部の該溝部を除く外周面上に、回転方向前
方の該溝部と連通したステップ状又はスロープ状の切り
欠き部が形成されていることを特徴とする、可塑化スク
リュ。 - 【請求項2】 該切り欠き部の深さが、該ミキシング部
の外周面から1.5mm以下となるように設定されてい
ることを特徴とする、請求項1記載の可塑化スクリュ。
Priority Applications (9)
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JP03246497A JP4021967B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 可塑化スクリュ |
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