JPS5829733B2 - 押出機 - Google Patents

押出機

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JPS5829733B2
JPS5829733B2 JP52139248A JP13924877A JPS5829733B2 JP S5829733 B2 JPS5829733 B2 JP S5829733B2 JP 52139248 A JP52139248 A JP 52139248A JP 13924877 A JP13924877 A JP 13924877A JP S5829733 B2 JPS5829733 B2 JP S5829733B2
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flights
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多軸同方向回転、完全噛合式混線押出機特に
そのスクリューの構造に関するものである。
互に噛合う両軸のスクリュー表面が、互に相手表面又は
スクリューフライトにより清掃される自己清掃型混線押
出機は、公知の装置として存在する この種の押出機は
固体輸送、可塑化区間での粉体ブロッキングによる吐出
量の不安定並びに、溶融体輸送区間での変質物の堆積或
いは流出による品質劣化を防止する機能を有し、高分子
樹脂及びその配合相成物の可塑化、溶融、混練装置とし
て、重要性を増しつつある。
一般に「自己清掃型」の条件とは、スクリュー軸直角断
面の輪郭曲線形状に関して規定されるものであり、両軸
の断面輪郭曲線が恒に１点にて接触し、同径、同方向回
転方式では、その接触点は１回転の間１度のみ全輪郭曲
線上を移動することである。
上記「自己清掃型」スクリューのネジ条数は、理論的に
は任意のｍ条につき実現する事が可能である。
たとえば、第５図及び第６図に示すのは、ネジ条数３で
あって明白にフライトと称される部分を有する「自己清
掃型」スクリューの公知のものの代表的な例である。
両軸は軸方向の任意位置に於て１点のみで相手軸と接す
る。
又その１溝に係る接触点の軌跡は連続した三次元曲線と
なる。
従って第１の軸溝と第２の軸溝は前記三次元曲線及びフ
ライトによって前記三次元曲線を境にした上下方向に完
全に隔離された空間を形成する。
従って第１の軸Ａ１溝に流入した樹脂は必然的に第２の
軸Ｂ１溝に移行し進行する。
このように樹脂が最初に流入する溝、即ち初期流入溝に
より、以降の流動経路、即ち流動溝は完全に規定され、
第１の軸Ａ、溝に流入した樹脂はメガネ状のらせん経過
Ａ１→Ｂ１→Ａ６→Ｂ６→Ａ１１をたどる。
従って溝Ａ１に流入した樹脂は溝Ａ２ ＊ Ａ３ ｓ
Ａ４ ｓ Ａ５ ｙ Ｂ２ ｙ Ｂ３ ｔ Ｂ４ ｔＢ
、内樹脂と合流し、分流することは一部ない。
即ち、自己軸内での溝間の樹脂交換並びに相手軸移行時
の溝間の樹脂交換は全く行われない。
このように、公知の自己清掃型混練押出機のスフ１）ニ
ーでは、フライトが連続したスクリュ一部に於いて、ス
クリュー軸方向溝間の樹脂交換がないため、溶融分散機
能が不足する場合が多い。
これを補うために、連続フライトスクリュ一部分とは別
に上記機能を付加するゾーンを設ける事が考案されてい
る。
これによれば、スクリュー軸方向の確定した位置での、
限定された長さ範囲に於てのみ溝間の樹脂の交換が行わ
れるに過ぎない。
そのため、短時間に急激な物理作用を受は好１しくない
結果が生じる場合がある。
公知装置のかかるゾーンは又、前方輸送力を持たない。
次に、この種の自己清掃型混線押出機に於ける剪断作用
についてみると、一般に樹脂性状、操作条件から独立し
たスクリューの剪断作用の大きさは、作用する平均剪断
速度と時間の積で与えられる。
時間は軸方向諸元の設計に依存する為、軸直角断面形状
に関与する剪断作用ファクターとして壁面剪断速度が代
表的パラメータとなる。
、 、 Ｄ 壁面剪断速度γωはγωα−で表わされる。
（Ｄ＝口径、Ｈ：溝深さ） 一定の軸芯間距離りをもつスクリュー口径の設計範囲は
、軸芯間距離り以上、ネジ条数ｍとり。
Ｌとにより決する最大限界口径以下の値である。
溝深さＨは、Ｈ＝Ｉ）−Ｌであるため、 従ってＤ−＋Ｌなるにつれ、ンωが犬となる。
しかしＤ−Ｌなる程多軸スクリュー噛合部の捏和作用分
率が低下するのみならず、吐出量の大幅減少を捷ぬかれ
ない 又、上記公知のスクリュー構造では横開距離及び口径一
定の場合、溝深さＨ＝Ｄ−Ｌは一義的に決定され、壁面
剪断速度は一義的に決定される。
即ち、公知の自己清掃型混線押出機スクリューでは、一
定の回転速度にて高剪断を与える為には、両軸の横開距
離に比して、口径を小さくし、溝深さを浅く設計するこ
とによってのみ達成される。
かかる溝形状は又、非噛合部にて前方輸送効率の低い溝
形状でしかなく、吐出量の大幅な減少を１ぬかれない。
以上の制約は、従来の自己清掃型混練押出機スクリュー
構造の場合不可避な事項と考えられてきた。
本発明は、以上の点に鑑み、スクリュー全外表面の完全
自己清掃型の必要条件を満足しつつ、スクリュー軸方向
での自己軸溝間及び相手軸移行時の樹脂の溝間交換によ
る分流合流作用並びにシリンダー壁面とスクリュー溝底
面間で高剪断作用を与える事を可能とした押出機を提供
することを目的とする。
本発明の要旨は、多軸同方向回転スクリューをもつ押出
機において、前記スクリューの全体もしくは一部におけ
る任意位置の軸直角断面に釦いて、各々のスクリューの
輪郭と他の噛み合うスクリューの輪郭とが一個所で実質
的に接触し、各スクリューは本来的に多条であってその
フライトの少なくとも一方がシリンダー内壁面と一定の
チップクリアランスを持たせたことを特徴とする押出機
に存する。
本発明は、本来的なスクリューのネジ条数が２条以上の
多条のものにつき実現されるものであるが、以下図面の
実施例を参照しながら説明する。
第１図及び第２図は、スクリューのネジ条数２の場合の
実施例であり、各スクリュー１，２の２条フライト１１
，１２，２１，２２のうちの片側フライト１２．２２は
そのフライト頂部とシリンダー３の壁面との間に一定の
チップクリアランスδをもつ軸直角断面形状を有してい
る。
各スクリュー軸１，２の断面形状は鏡像の関係にあって
、成る回転位相に於いて両軸のチップクリアランス側フ
ライＮ２，２２同志が実質的に接する点がシリンダーク
レストａ、ａ′を線上にあるようにフライト１２，２２
の第１の頂点Ａ、 Ａ’が決定され、任意の軸直角断面
に於いて一方のスクリュー１の輪郭は他のスクリュー２
の輪郭と一個所で実質的に接触する形状とされている。
第３図に示す実施例は前記実施例と同様に本来的にネジ
条数が２条のスクリューをもとにしたものであり、片方
のフライトとシリンダー壁面とのチップクリアランスを
最大にした例であり、この場合にはチップクリアランス
側フライトはフライトとして明白に存在せず他のフライ
トと合体した特殊形状のフライトとみることもでき一部
ネジのスクリュー構造となっている。
第４図はネジ条数が３条のスクリューによる実施例であ
り、軸直角断面に於いて３個のフライトのうちの一個が
そのフライト頂部とシリンダーの壁面との間に一定のチ
ップクリアランスをもたせるようにしたものである。
勿論、３個のフライトのうち二個についてチップクリア
ランスをもたせるようにすることも可能である。
これらのスクリューの軸直角断面形状についての輪郭曲
線は、軸芯を中心とする円弧群と、解析幾伺学的に決定
される軸芯以外の特定の点を中心とする円弧群とから作
図が可能であり、これより得られる曲線の数式表示関係
が「自己清掃型」の数字的条件を満たすことが証明され
る。
これにつめて本発明の第１図及び第２図に示す２条ネジ
の実施例を第５図を参照して説明する。
前記解析幾何学的に決定される軸芯以外の特定の点を中
心とする円弧群にクリアランスをもたない方のフライト
頂角の二等分線を基準線とし、その基準線からの任意の
角度０に於ける軸芯からの距離ｒ＊は次の関係にある。
但し、 Ｒｈ：軸芯からチップクリアランス側フライト捷での距
離 上記関係式からｒ ＊（ｅ ）が定１す、有限個点の連
続作図によりスクリューの軸直角断面曲線を得ることが
できる。
そして、上記により得られる軸直角断面曲線は次の数式
で表われる。
但し、 以上のと釦り本発明に於いては、各軸の全フライト数の
うち１つを除いて任意の個数及び任意の配置でチップク
リアランスをもつ形状に設計されるので、そのチップク
リアランスを通じて樹脂等が相互に交流可能となって自
己軸内樹脂交換が行なわれる。
また、樹脂が他軸に移行するとき、樹脂が二つゆ溝に分
流するか又は二つの溝の樹脂が一つの溝に合流する。
このよらに−溝内での層流剪断による混合のみならず、
軸方向の樹脂方向の樹脂混合が必然的に生じ完全混合に
近づけることが可能となる。
また、フライトのチップクリアランスを通じて溝部にお
ける樹脂がサーキュレイシヨンするがその狭いチップク
リアランスのため高い剪断作用を受け、かつその部分が
未溶融樹脂或いは高粘度樹脂が混在する場合そのチップ
クリアランス側フライト部分がフィルター作用を果たし
樹脂溶融粘度の均一化をもたらす。
特に第３図の実施例は上記高剪断作用を受ける樹脂成分
並びに時間を極大化した例であり、従来の単軸スクリュ
ーの溝形状に近い形状を有している。
かかる溝は輸送効率大なる溝形状ファクターを与え、一
定吐出量に対しては、非常に大きい全剪断量を与えらる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の押出機のスクリュ一部の平面図、第２
図は■−■線の断面図、第３図及び第４図は他のそれぞ
れの実施例の平面図、第５図はスクリュー断面曲線の説
明図、第６図は縦来の押出機のスクリュ一平面図、第７
図は第６図■−■線の断面図である。 １．２・・・スクリュー、３・・・シリンダー。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 多軸同方向回転スクリューをもつ押出機に３いて、
    前記スクリューの全体もしくは一部に釦ける任意位置の
    軸直角断面に釦いて、各々のスクリューの輪郭と他の噛
    み合うスクリューの輪郭とが一個所で実質的に接触し、
    各スクリューは本来的に多条であってそのフライトの少
    なくとも一方がバレル内壁面と実質的に接触し、他のフ
    ライトはシリンダー内壁面と一定のチップクリアランス
    を持たせたことを特徴とする押出機。
JP52139248A 1977-11-19 1977-11-19 押出機 Expired JPS5829733B2 (ja)

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Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
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JP (1) JPS5829733B2 (ja)
AU (1) AU520866B2 (ja)
CA (1) CA1124973A (ja)
DE (1) DE2861917D1 (ja)
IT (1) IT1101116B (ja)
MX (1) MX150779A (ja)
SU (1) SU1190979A3 (ja)
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