JPS5889342A - 単軸押出成形機用スクリユ - Google Patents
単軸押出成形機用スクリユInfo
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- JPS5889342A JPS5889342A JP56187863A JP18786381A JPS5889342A JP S5889342 A JPS5889342 A JP S5889342A JP 56187863 A JP56187863 A JP 56187863A JP 18786381 A JP18786381 A JP 18786381A JP S5889342 A JPS5889342 A JP S5889342A
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- JP
- Japan
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- screw
- section
- groove
- resin
- kneading
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/64—Screws with two or more threads
- B29C48/65—Screws with two or more threads neighbouring threads or channels having different configurations, e.g. one thread being lower than its neighbouring thread
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、単軸押出成形機用スクリュに関するものであ
る。
る。
単軸押出成形機と駿−ては、樹脂原料をその物性を損う
ことなく均質に混練・分散して外観が良好な製品を能率
よく押出すことができるものが要求される。この目的の
ために、第１及び２図に示すように、押出機１の供給部
シリンダ２の内周面に軸方向に伸びる複数のみぞ３を設
けたものがある。このような構造にすれば樹脂とシリン
ダ内面との摩擦力が増大し、供給部の送り能力が増大す
る。しかしながら、このような供給部シリンダ２に従来
のスクリュを組み合わせて使用した場合には１次に述べ
るような問題が発生していた。
ことなく均質に混練・分散して外観が良好な製品を能率
よく押出すことができるものが要求される。この目的の
ために、第１及び２図に示すように、押出機１の供給部
シリンダ２の内周面に軸方向に伸びる複数のみぞ３を設
けたものがある。このような構造にすれば樹脂とシリン
ダ内面との摩擦力が増大し、供給部の送り能力が増大す
る。しかしながら、このような供給部シリンダ２に従来
のスクリュを組み合わせて使用した場合には１次に述べ
るような問題が発生していた。
すなわち、最も一般的に使用されている従来のスクリュ
は、第３図に示すように、供給部Ａ、圧縮部Ｂ及び計量
部Ｃから成る１条フルフライト型スクリュ４である。し
かしながら、このスクリュ４ではスクリュ回転数を増大
させて井出量を増大させると、供給部Ａにおける固体樹
脂量が増加し、このため圧縮部Ｂにおける溶融能力が不
足する。従って、計量部Ｃ中に未溶融樹脂が混入し、混
練拳分散不足のために製品品質が低下する。
は、第３図に示すように、供給部Ａ、圧縮部Ｂ及び計量
部Ｃから成る１条フルフライト型スクリュ４である。し
かしながら、このスクリュ４ではスクリュ回転数を増大
させて井出量を増大させると、供給部Ａにおける固体樹
脂量が増加し、このため圧縮部Ｂにおける溶融能力が不
足する。従って、計量部Ｃ中に未溶融樹脂が混入し、混
練拳分散不足のために製品品質が低下する。
上記のような１条フルフライト型スクリュの混練・分散
不足を改善するために、第４図に示すように、１条フル
フライト型スクリュの計量部Ｃの一部分にバリア部Ｅを
設置したバリア型スクリュ５が米国特許第３．４８６．
１９２号に開示されている゛、このバリア型スクリュ５
は、バリア部Ｅにおいて未溶融樹脂と溶融樹脂との分離
作用を行なわせると共に局所せん断効果が得られるよう
にしたものである。しかし、これによる溶融能力の増加
が供給部Ａの送り能力の増大に追いつかず、バリア部Ｅ
に大量の未溶融樹脂が充満して、その目的とする効果が
十分に得・ちれず、結果的にある程度以上押出量を増大
することができなかった。
不足を改善するために、第４図に示すように、１条フル
フライト型スクリュの計量部Ｃの一部分にバリア部Ｅを
設置したバリア型スクリュ５が米国特許第３．４８６．
１９２号に開示されている゛、このバリア型スクリュ５
は、バリア部Ｅにおいて未溶融樹脂と溶融樹脂との分離
作用を行なわせると共に局所せん断効果が得られるよう
にしたものである。しかし、これによる溶融能力の増加
が供給部Ａの送り能力の増大に追いつかず、バリア部Ｅ
に大量の未溶融樹脂が充満して、その目的とする効果が
十分に得・ちれず、結果的にある程度以上押出量を増大
することができなかった。
更に別の従来、のスクリュとして、第５図に示すように
、１条フライト型スクリュの圧縮部Ｂに未溶融樹脂と溶
融樹脂とを分離するダムフライト部Ｆを設置したダムフ
ライト型スクリュ６が特公昭４２−１１５０５号に開示
されている。しかし、このようなダムフライト型スクリ
ュ６では、供給部Ａから多量の樹脂が送られてくると、
ダムフライト部Ｆが形成するソリッドチャンネル内に未
溶融樹脂が充満し、大量の未溶融樹脂はダムフライト部
Ｆでせき止められてスクリュ先端側に輸送されず、溶融
化した溶融樹脂のみが押出される。このため、押出量が
ダムフライト部Ｆにおける溶融能力に直接的に規制され
るので、ダムフライト部Ｆの溶融能力以上には押出量を
増大することができないという問題点があった。
、１条フライト型スクリュの圧縮部Ｂに未溶融樹脂と溶
融樹脂とを分離するダムフライト部Ｆを設置したダムフ
ライト型スクリュ６が特公昭４２−１１５０５号に開示
されている。しかし、このようなダムフライト型スクリ
ュ６では、供給部Ａから多量の樹脂が送られてくると、
ダムフライト部Ｆが形成するソリッドチャンネル内に未
溶融樹脂が充満し、大量の未溶融樹脂はダムフライト部
Ｆでせき止められてスクリュ先端側に輸送されず、溶融
化した溶融樹脂のみが押出される。このため、押出量が
ダムフライト部Ｆにおける溶融能力に直接的に規制され
るので、ダムフライト部Ｆの溶融能力以上には押出量を
増大することができないという問題点があった。
本発明は、従来の単軸押出成形機用スクリュにおける上
記のような問題点に着目してなされたものであり、樹脂
原料の物性を損なうことなく、均質に混練・分散された
良好な押出物を高能率に押出すことのできる単軸押出成
形機用スクリュを得ることをその目的とするもとである
。
記のような問題点に着目してなされたものであり、樹脂
原料の物性を損なうことなく、均質に混練・分散された
良好な押出物を高能率に押出すことのできる単軸押出成
形機用スクリュを得ることをその目的とするもとである
。
以下、本発明を淫行図面に基づいて説明する。
第６図に示す本発明によるスクリュｌＯは、根元から先
端に向けて配置された供給部Ａ、溶融部Ｂ、Ｒ１Ｉ！部
Ｃ及び計量部りから構成されている。
端に向けて配置された供給部Ａ、溶融部Ｂ、Ｒ１Ｉ！部
Ｃ及び計量部りから構成されている。
供給部Ａは、フライ）１１．１２及び１３によって形成
される多条フライトを有しており、投入された固体樹脂
を予熱しながら前方に移送する部分である。なお、各フ
ライ）１１．１２及び１３のリードはスクリュ径とほぼ
等しくしである。溶融部Ｂは、フライ）１１．１２及び
１３からそれぞれ連続するフライト１１’、１２’及び
１３′によって形成される多条フライトを有し、ており
、供給部Ａから移送されてくる固体樹脂を溶融・混線す
る部分である。フライ）１１’、１２’及び１３′のリ
ー ドはフライト１１．１２及び１３のリードと等しく
しである。また、供給部Ａ及び溶融部Ｂにおけるスクリ
ュみぞ深さはスクリュ径の５〜１０％の値としである。
される多条フライトを有しており、投入された固体樹脂
を予熱しながら前方に移送する部分である。なお、各フ
ライ）１１．１２及び１３のリードはスクリュ径とほぼ
等しくしである。溶融部Ｂは、フライ）１１．１２及び
１３からそれぞれ連続するフライト１１’、１２’及び
１３′によって形成される多条フライトを有し、ており
、供給部Ａから移送されてくる固体樹脂を溶融・混線す
る部分である。フライ）１１’、１２’及び１３′のリ
ー ドはフライト１１．１２及び１３のリードと等しく
しである。また、供給部Ａ及び溶融部Ｂにおけるスクリ
ュみぞ深さはスクリュ径の５〜１０％の値としである。
供給部Ａ及び溶融部Ｂの合計の長さはスクリュ径の１４
〜２２倍程度としである。混線部Ｃは、主フライト１４
及び副フライト１５を有しており、溶融部Ｂにおいて溶
融された溶融樹脂を混練して均質化する部分である。計
量部りは、フライト１６を有しており、溶融樹脂を更に
均質化すると共に単位時間当り一足量の樹脂を押し出す
部分である。
〜２２倍程度としである。混線部Ｃは、主フライト１４
及び副フライト１５を有しており、溶融部Ｂにおいて溶
融された溶融樹脂を混練して均質化する部分である。計
量部りは、フライト１６を有しており、溶融樹脂を更に
均質化すると共に単位時間当り一足量の樹脂を押し出す
部分である。
第７図に混、線部Ｃを拡大して示す。主フライト１４と
副フライト１５とは同じリードを有しており、両フライ
ト１４及び１５によって２つのスクリュみぞ１７及び１
８が形成されている。スクリュみぞ１７の始点（以下、
「０°の位置」とする。このＯ″の位置を基準として、
第８及び９図では時計方向にリードに沿って回転した角
度で、２′７０°の位置、３６０°の位置等として示す
、）では、スクリュみぞ１７のみぞ深さは溶融部Ｂのみ
ぞ深さと同じ÷ある。スクリュみぞ１７の深さは、第８
図に示すよ６に、０°の位置から２７０°の位置まで次
第に深くなっており、また２７０°の位置から３６０°
の位置まで次第１こ浅〈なっており、３６０”の位置で
は計量部りのみぞ深さと等しくなっている。スクリュみ
ぞ１８のみぞ深さは、第９図に示すように、０″の位置
で溶融部Ｂのみぞ深さと等しく、Ｏｏの位置から２７０
” の位置まで次第に浅くなり、２７０”の位置では副
フライト１５と同じ高さとなり、また２７０°位置から
３６０’の位置までは次第に深くなり、３６０”の位置
で計量部りのみぞ深さと等しくなっている。つまり、ス
クリュみぞ１７及び１８は、始点（０°の位置）及び終
点（３６０’の位置）では互いに同じみぞ深さで深くな
り（最深部は２７０”の位置）、逆にスクリュみぞ１８
は途中で浅くなっている（最浅部は２７０’の位置）。
副フライト１５とは同じリードを有しており、両フライ
ト１４及び１５によって２つのスクリュみぞ１７及び１
８が形成されている。スクリュみぞ１７の始点（以下、
「０°の位置」とする。このＯ″の位置を基準として、
第８及び９図では時計方向にリードに沿って回転した角
度で、２′７０°の位置、３６０°の位置等として示す
、）では、スクリュみぞ１７のみぞ深さは溶融部Ｂのみ
ぞ深さと同じ÷ある。スクリュみぞ１７の深さは、第８
図に示すよ６に、０°の位置から２７０°の位置まで次
第に深くなっており、また２７０°の位置から３６０°
の位置まで次第１こ浅〈なっており、３６０”の位置で
は計量部りのみぞ深さと等しくなっている。スクリュみ
ぞ１８のみぞ深さは、第９図に示すように、０″の位置
で溶融部Ｂのみぞ深さと等しく、Ｏｏの位置から２７０
” の位置まで次第に浅くなり、２７０”の位置では副
フライト１５と同じ高さとなり、また２７０°位置から
３６０’の位置までは次第に深くなり、３６０”の位置
で計量部りのみぞ深さと等しくなっている。つまり、ス
クリュみぞ１７及び１８は、始点（０°の位置）及び終
点（３６０’の位置）では互いに同じみぞ深さで深くな
り（最深部は２７０”の位置）、逆にスクリュみぞ１８
は途中で浅くなっている（最浅部は２７０’の位置）。
なお、主フライト１４の外径は、副フライト１５の外径
よりもわずかに大きくしである。
よりもわずかに大きくしである。
上記のようなスクリュｌＯを組み込むシリンダ２０は、
第６図に示すように、原料投入口２１ａを有する供給部
シリンダ２１と、この供給部シリンダ２１に連結される
前方シリンダ２２とから成っている。供給部２１には、
第１及び２図に示したものと同様の軸方向に伸びるみぞ
２１ｂ力く設けである。前方シリンダ２２の外周には加
熱用のヒータ２３が設けである。
第６図に示すように、原料投入口２１ａを有する供給部
シリンダ２１と、この供給部シリンダ２１に連結される
前方シリンダ２２とから成っている。供給部２１には、
第１及び２図に示したものと同様の軸方向に伸びるみぞ
２１ｂ力く設けである。前方シリンダ２２の外周には加
熱用のヒータ２３が設けである。
次に、本発明によるスクリュの作用につ（１て説明する
。
。
第６図に示すスクリ、１０をシリンダ２０内番こ組み込
んで回転させ、原料投入口２１ａ力）ら樹ｎ旨原料を投
入すると、樹脂原料は３条のフライト１１．１２及び１
３を有する供給部Ａによって７溶融部Ｂへと送られ、溶
融部Ｂにおいて急速番こ溶融・混線される。溶融・混練
されて７０〜８０％溶融が終了した樹脂原料は、次いで
、混線部Ｃ＆こ送られ、ここで更に完全に溶融・混練さ
れると共番こ分散作用を受け、計量部りに送り込まれる
。樹脂材料は計量部りにおていて最終的に均質化される
と共に計量され、単位時間当り所定量の樹脂が押し出さ
れる。
んで回転させ、原料投入口２１ａ力）ら樹ｎ旨原料を投
入すると、樹脂原料は３条のフライト１１．１２及び１
３を有する供給部Ａによって７溶融部Ｂへと送られ、溶
融部Ｂにおいて急速番こ溶融・混線される。溶融・混練
されて７０〜８０％溶融が終了した樹脂原料は、次いで
、混線部Ｃ＆こ送られ、ここで更に完全に溶融・混練さ
れると共番こ分散作用を受け、計量部りに送り込まれる
。樹脂材料は計量部りにおていて最終的に均質化される
と共に計量され、単位時間当り所定量の樹脂が押し出さ
れる。
上述の混練部Ｃにおいて樹脂原料が効率よ〈溶融・混線
される作用について更に詳細に説明する。第１０図に、
７０〜８０％溶融が終了した樹脂原料が混練部Ｃの０゛
の位置に入る直前の状態を示す、この状態では、溶融し
た液体相３１内に未溶融の固体相３２が分散している。
される作用について更に詳細に説明する。第１０図に、
７０〜８０％溶融が終了した樹脂原料が混練部Ｃの０゛
の位置に入る直前の状態を示す、この状態では、溶融し
た液体相３１内に未溶融の固体相３２が分散している。
一方のスクリュみぞ１７は２７０°の位置まで次第に深
くなると共に他方のスクリュみぞ１８は２７０°の位置
まで次第に浅くなっているので、スクリュ１０の回転に
伴なって、スクリュみぞ１７の断面積は増大し、他方ス
クリュみぞ１８の断面積は減少する。このため、スクリ
ュ１０の回転に伴なってスクリュみぞ１８内の液体相３
１は副フライト１５を乗り越えてスクリュみぞ１７に流
れ込む。
くなると共に他方のスクリュみぞ１８は２７０°の位置
まで次第に浅くなっているので、スクリュ１０の回転に
伴なって、スクリュみぞ１７の断面積は増大し、他方ス
クリュみぞ１８の断面積は減少する。このため、スクリ
ュ１０の回転に伴なってスクリュみぞ１８内の液体相３
１は副フライト１５を乗り越えてスクリュみぞ１７に流
れ込む。
従って、２７０”の位置付近では、第１１図に示すよう
に、スクリュみぞ１７内は大部分液体相３１となり、ス
クリュみぞ１８内にほとんどの固体相３２が残される。
に、スクリュみぞ１７内は大部分液体相３１となり、ス
クリュみぞ１８内にほとんどの固体相３２が残される。
スクリュみぞ１８は、２７０ｍの位置で最も浅くなるが
、その前後で残された固体相３２には大きなせん断作用
が働く、このため固体相３２の溶融が効率よく進行し、
みぞ深さが同じになる３６０’の位置では固体相３２は
完全に溶融される。一方、液体相３１が充満しているス
クリュみぞ１７は次第に深くなっているの、せん断作用
は小さい。従って、液体相３１の温度が必要以上に上昇
することが防止され、樹脂の劣化はほとんど生じない、
なお、混練部Ｃの主フライト１４のリードは、溶融部Ｂ
のフライト１１′のリードよりもわずかに大きくしであ
るので、スクリュみぞ１８の断面積が次第に減少しても
スクリュみぞ１８が固体相３２によって閉塞されてしま
うことはない。
、その前後で残された固体相３２には大きなせん断作用
が働く、このため固体相３２の溶融が効率よく進行し、
みぞ深さが同じになる３６０’の位置では固体相３２は
完全に溶融される。一方、液体相３１が充満しているス
クリュみぞ１７は次第に深くなっているの、せん断作用
は小さい。従って、液体相３１の温度が必要以上に上昇
することが防止され、樹脂の劣化はほとんど生じない、
なお、混練部Ｃの主フライト１４のリードは、溶融部Ｂ
のフライト１１′のリードよりもわずかに大きくしであ
るので、スクリュみぞ１８の断面積が次第に減少しても
スクリュみぞ１８が固体相３２によって閉塞されてしま
うことはない。
なお、このスクリュ１０では、溶融部Ｂにおける溶融拳
混練作用についても効率の向上が図られているが、この
溶融部Ｂにおける溶融・混練作用についても説明してお
く。第１２図に溶融部Ｂにおける樹脂原料の溶融状態を
示す、シリンダ内に投入された粒状の樹脂原料は、３条
のフライト１１．１２及び１３が形成する浅いスクリュ
みぞ内で、シリンダからの伝熱によって加熱されると共
にスクリュ１０の回転に伴なって多条のフライト１１．
１２及び１３が樹脂原料全体に作用するせん断作用によ
って加熱される。このため、粒状の樹脂原料は、非常に
早い時期に、互いに溶着して樹脂原料間の境界が消滅し
た固体相３２を形成する。この固体相３２はシリンダと
の接触部分から溶融していき、液体相３１が形成されて
いく、このような溶融状態が得られれることは次のよう
にして実際に確認した。すなわち、スクリュ径Ｄ＝６５
ｍｍの単軸押出成形機に本発明によるスクリュみぞ深さ
３ 、３Ｂ 〜６ 、５ｍｍ （Ｄの５％〜１０％）の
スクリュを組み合わせ、押出し運転中にスクリュを急停
止させ、シリンダを急冷し、スクリュみぞ内に樹脂を付
着させたままスクリュを引き抜き、樹脂原料の溶融挙動
を観察した。その結果を第１２図に示したのである。比
較のために、第３図に示した１条のフルフライト型スク
リュ４（スクリュ径り＝６５ｍｍ、スクリュみぞ深さｈ
＝ｉｏａｍ（Ｄの１５％））を用いた場合の樹脂原料の
溶融挙動を第１３図に示す、この場合は、スクリュみぞ
が深いため、個々の粒の境界がまだ明瞭な固体樹脂３３
は、シリンダに近い部分にのみ強いせん断性用を受け、
これによる発熱とシリンダから伝熱によって溶融化し、
液体相３１を形成していく。しかし、フライトは１条で
あるため、スクリュみぞの中間部付近の樹脂原料への伝
熱作用はほとんど期待できない、従って、樹脂原料の溶
融の進行は遅い。
混練作用についても効率の向上が図られているが、この
溶融部Ｂにおける溶融・混練作用についても説明してお
く。第１２図に溶融部Ｂにおける樹脂原料の溶融状態を
示す、シリンダ内に投入された粒状の樹脂原料は、３条
のフライト１１．１２及び１３が形成する浅いスクリュ
みぞ内で、シリンダからの伝熱によって加熱されると共
にスクリュ１０の回転に伴なって多条のフライト１１．
１２及び１３が樹脂原料全体に作用するせん断作用によ
って加熱される。このため、粒状の樹脂原料は、非常に
早い時期に、互いに溶着して樹脂原料間の境界が消滅し
た固体相３２を形成する。この固体相３２はシリンダと
の接触部分から溶融していき、液体相３１が形成されて
いく、このような溶融状態が得られれることは次のよう
にして実際に確認した。すなわち、スクリュ径Ｄ＝６５
ｍｍの単軸押出成形機に本発明によるスクリュみぞ深さ
３ 、３Ｂ 〜６ 、５ｍｍ （Ｄの５％〜１０％）の
スクリュを組み合わせ、押出し運転中にスクリュを急停
止させ、シリンダを急冷し、スクリュみぞ内に樹脂を付
着させたままスクリュを引き抜き、樹脂原料の溶融挙動
を観察した。その結果を第１２図に示したのである。比
較のために、第３図に示した１条のフルフライト型スク
リュ４（スクリュ径り＝６５ｍｍ、スクリュみぞ深さｈ
＝ｉｏａｍ（Ｄの１５％））を用いた場合の樹脂原料の
溶融挙動を第１３図に示す、この場合は、スクリュみぞ
が深いため、個々の粒の境界がまだ明瞭な固体樹脂３３
は、シリンダに近い部分にのみ強いせん断性用を受け、
これによる発熱とシリンダから伝熱によって溶融化し、
液体相３１を形成していく。しかし、フライトは１条で
あるため、スクリュみぞの中間部付近の樹脂原料への伝
熱作用はほとんど期待できない、従って、樹脂原料の溶
融の進行は遅い。
なお、本発明によるスクリュ１０の溶融部Ｂにおける樹
脂圧力が従来のスクリュよりも高いことも樹脂の溶融を
早める原因となっている。第１４図に本発明によるスク
リュｌＯと、第４図に示した従来のスクリュ５との各部
における樹脂圧力を示す、スクリュ１０の溶融部Ｂにお
ける樹脂圧力は、スクリュ５の溶融部における樹脂圧力
の２〜３倍となっている。これは浅いスクリュみぞによ
って多量の樹脂を移送するからである。この溶融部■に
おける高圧′力のために、粒状の樹脂原料は早い時期に
互いに溶着して固体相３２が形成され溶融が急速に進行
する。
脂圧力が従来のスクリュよりも高いことも樹脂の溶融を
早める原因となっている。第１４図に本発明によるスク
リュｌＯと、第４図に示した従来のスクリュ５との各部
における樹脂圧力を示す、スクリュ１０の溶融部Ｂにお
ける樹脂圧力は、スクリュ５の溶融部における樹脂圧力
の２〜３倍となっている。これは浅いスクリュみぞによ
って多量の樹脂を移送するからである。この溶融部■に
おける高圧′力のために、粒状の樹脂原料は早い時期に
互いに溶着して固体相３２が形成され溶融が急速に進行
する。
以上説明してきたように、本発明によると、混線部に主
フライトと副フライトとによって２つのスクリュみぞを
形成し、両スクリュみぞの混線線始点及び混線部終点に
おけるみぞ深さは、それぞれ溶融部終点及び計量部始点
におけるみぞ深さと等しくし、一方のスクリュみぞには
混練部始点及び混練部終点におけるみぞ深さよりもみぞ
深さの深い最深部を設け、この一方のスクリュみぞのみ
ぞ深さは混練部始点から最深部を通って混練部終点まで
滑らかに変化させ、他方のスクリュみぞには混練部始点
及び混練部終点におけるみぞ深さよりもみぞ深さの浅い
最浅部を設け、この他方のスクリュみぞのみぞ深さは混
練部始点から最浅部を通って混線部終点まで滑らかに変
化させたので、樹脂材料を効率良く完全に溶融させるこ
とができ、またその際、樹脂温度が過度に上昇すること
がないので、樹脂材料の物性を損なうことなく高能率の
押し出しを行なうことができるという効果が得られる。
フライトと副フライトとによって２つのスクリュみぞを
形成し、両スクリュみぞの混線線始点及び混線部終点に
おけるみぞ深さは、それぞれ溶融部終点及び計量部始点
におけるみぞ深さと等しくし、一方のスクリュみぞには
混練部始点及び混練部終点におけるみぞ深さよりもみぞ
深さの深い最深部を設け、この一方のスクリュみぞのみ
ぞ深さは混練部始点から最深部を通って混練部終点まで
滑らかに変化させ、他方のスクリュみぞには混練部始点
及び混練部終点におけるみぞ深さよりもみぞ深さの浅い
最浅部を設け、この他方のスクリュみぞのみぞ深さは混
練部始点から最浅部を通って混線部終点まで滑らかに変
化させたので、樹脂材料を効率良く完全に溶融させるこ
とができ、またその際、樹脂温度が過度に上昇すること
がないので、樹脂材料の物性を損なうことなく高能率の
押し出しを行なうことができるという効果が得られる。
第１図は内面にみぞを有するシリンダを示す図、第２図
は第１図に示すシリンダのＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、
第３〜５圀はそれぞれ従来のスクリュを示す図、第６図
は本発明によるスクリュを示す図、第７図は第６図に示
したスクリュ混練部の拡大図、第８図は第７図に示した
スクリュ混線部のスクリュみぞ１７のリードに沿った断
面図、第９図は第７図に示したスクリュ混練部のスクリ
ュみぞ１８のリードに沿った断面図、第１０図は混線部
直前の樹脂の溶融状態を示す図、第１１図は混線部にお
ける樹脂の溶融状態を示す図、第１２図は本発明による
スクリュの溶融部の樹脂の溶融状態を示す図、第１３図
は従来のスクリュの溶融部の樹脂の溶融状態を示す図、
第１４図は各スクリュ位置における樹脂圧力を示す線図
である。 ｉｏΦ・・スクリュ、１１．１１’ 、１２．１２’
、１３．１３’ ・φ・フライト、１４・・・主
フライト、１５・・・副フライト、１６・・会フライト
、１７・・・スクリュみぞ、１８−、−スクリュみぞ、
２０−・・シリンダ、２１＠−・供給部シリンダ、２２
・・・前方シリンダ、２３・・瞭ヒータ、３１・・・液
体相、３２拳拳・固体相。 特許出願人 株式会社日本製鋼所 代理人 弁理士 宮内利行 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 手続補正書（方幻 昭和５７年４月１４日 特許庁長官 島 １） 春 樹 殿１、事件
の表示 昭和５６年特許願第１８７．８６３号 ２、発明の名称 単軸押出成形機用スクリュ ３、補正をする者 事件との関係 特 許 出 願 人 賭 東京都千代田区有楽町−丁目１番２号氏名（名
称）’（４２１）株式会社日本製鋼所代表者 舘
野 万 吉 ４、代理人 住所 東京都港区新橋６丁目５番３号５、補正命令
の日付 、 昭和５７年３月５日 ６、補正の対象 図面及び明細書の発明の詳細な説明の欄７、補正の内容 図面の第７．８及び９図を別紙のとおり補正する。明細
書を５１１ｍのとおり補正する。 明 細 書 １、発明の名称 単軸押出成形機用スクリュ ２、特許請求の範囲 １、根元から先端に向けて順次形成された供給部、溶融
部、混練部及び計量部を有する単軸押出成形機用スクリ
ュにおいて、 混練部に主フライトと副フライトとによって２つのスク
リュみぞを形成し、両スクリュみぞの混練部始点及び混
練部終点におけるみぞ深さは、それぞれ溶融部終点及び
計量部始点におけるみぞ深さと等しくし、一方のスク、
リュみぞには混練部始点及び混練部終点におけるみぞ深
さよりもみぞ深さの深い最深部を設け、この一方のスク
リュみぞのみぞ−深さは混練部始点から最深部を通って
混線部終点まで滑らかに変化させ、他方のスクリュみぞ
には混練部始点及び混練部終点におけるみぞ深さよりも
みぞ深さの浅い最浅部を設け、この他方のスクリュみぞ
のみぞ深さは混練部始点から最浅部を通って混線部終点
まで滑らかに変化させたことを特徴とする単軸押出成形
機用スクリュ。 ２．溶融部は多条フライトによって構成され、この多条
フライトのスクリュみぞ深さはスクリュ外径の５〜１０
％である特許請求の範囲第１項記載の単軸押出成形機用
スクリュ。 ３、発明の詳細な説明 本発明は、単軸押出成形機用スクリュに関するものであ
る。 単軸押出成形機としては、樹脂原料をその物性を損うこ
となく均質に混練・分散して外観が良好な製品を能率よ
く押出すことができるものが要求される。この目的のた
めに、第１及び２図に示すように、押出機１の供給部シ
リンダ２の内周面に軸方向に伸びる複数のみぞ３を設け
たものがある。このような構造にすれば樹脂とシリンダ
内面との摩擦力が増大し、供給部の送り能力が増大する
。しかしながら、このような供給部シ・リンダ２に従来
のスクリュを組み合わせて使用した場合には、次に述べ
るよう、な問題が発生していた。 すなわち、最も一般的に使用されている従来のスクリュ
は、第３図に示すように、供給部Ａ、圧縮部Ｂ及び計量
部Ｃから成る１条フルフライト型スクリュ４である。し
かしながら、このスクリュ４ではスクリュ回転数を増大
させて押出量を増大させると、供給部Ａにおける固体樹
脂量が増加し、このため圧縮部Ｂにおける溶融能力が不
足する。従って５、計量部Ｃ中に未溶融樹脂が混入し、
混練φ分散不足のために製品品質が低下する。 上記のような１条フルフライト型スクリュの混練・分散
不足を改善するために、第４図に示すように、１条フル
フライト型スクリュの計量部Ｃの一部分にバリア部Ｅを
設置したバリア型スクリュ５が米国特許第３，４８６，
１９２号に開示されている。このバリア型スクリュ５は
、バリア部Ｅにおいて未溶融樹脂と溶融樹脂との分離作
用を行なわせると共に局所せん断効果が得られるように
したものである。しかし、これによる溶融能力の増加が
供給部Ａの送り能力の増大に追いつかず。 バリア部Ｅに大量の未溶融樹脂が充満して、その目的と
する効果が十分に得られず、結果的にある程度以上押出
量を増大することができなかった。 更に別の従来のスクリュとして、第５図に示すように、
１条フライト型スクリュの圧縮部Ｂに未溶融樹脂と溶融
樹脂とを分離するダムフライト部Ｆを設置したダムフラ
イト型スクリュ６が特公昭４２−１１５０５号に開示さ
れている。しかし、このようなダムフライト型スクリュ
６では、供給部Ａから多量の樹脂が送られてくると、ダ
ムフライト部Ｆが形成するソリッドチャンネル内に未溶
融樹脂が充満し、大量の未溶融樹脂はダムフライト部Ｆ
でせき止められてスクリュ先端側に輸送されず、溶融化
した溶融樹脂のみが押出される。このため、押出量がダ
ムフライト部Ｆにおける溶融能力に直接的に規制される
ので、ダムフライト部Ｆの溶融能力以上には押出量を増
大することができないという問題点があった。 本発明は、従来の単軸押出、成形機用スクリュにおける
上記のような問題点に着目してなされたものであり、樹
脂原料の物性を損なうことなく、均質に混練−分散され
た良好な押出物を高能率に押出すことのできる単軸押出
成形機用スクリュを得ることをその目的とするもとであ
る。 以下、本発明を添付図面に基づいて説明する。 第６図に示す本発明によるスクリュ１ｏは、根元から先
端に向けて配置された供給部Ａ、溶融部Ｂ、混線部Ｃ及
び計量部りがら構成°されている。 供給部Ａは、フライト１１．１２及び１３によって形成
される多条フライトを有しており、投入された固体樹脂
を予熱しながら前方に移送する部分である。なお、各フ
ライト１１．１２及び１３のリードはスクリュ径とほぼ
等しくしである。溶融部Ｂは、フライト１１，１．２及
び１３からそれぞれ連続するフライト１１’、１２”’
及び１３’によって形成される多条フライトを有してお
り、供給部Ａから移送されてくる固体樹脂を溶融・混線
する部分である。フライトｌｌ’、１２’及び１３′の
リードはフライト１１．１２及び１３のリードと等しく
しである。また、供給部Ａ及び溶融部Ｂにおけるスクリ
ュみぞ深さはスクリュ径の、５〜１０％の値としである
。供給部Ａ及び溶融部Ｂの合計の長さはスクリュ径の１
４〜２２倍程度としである一、混線部Ｃは、主フライト
１４及び副フライト１５を有しており、溶融部Ｂにおい
て溶融された溶融樹脂を混練して均質化する部分である
。計量部りは、フライ）１６を有しており、溶融樹脂を
更に均質化すると共に単位時間当り一定量の樹脂を押し
出す部分である。 第７図に混線部Ｃを拡大して示す、主フライト１４と副
フライト１５とは同じリードを有しており、両フライト
１４及び１５によって２つのスクリュみぞ１７及び１Ｂ
が形成されている。スクリュみぞ１７の始点＆（以下、
「Ｏ″の位置ａ」とする。このθ°の位置ａを基準とし
て、第８及び９図では時計方向にリードに沿って回転し
た角度で、２７０＠の位置ｂ、３６０＠の位置Ｃ等とし
て示す。）では、スクリュみぞ１７のみぞ深さは溶融部
Ｂのみぞ深さと同じである。スクリュみぞ１７の深さは
、第８図に示すように、０＠の位置ａから２７０°の位
置すまで次第に深′〈なっており、また２７０”の位置
すから３６０°の位置Ｃまで次第に浅くなっており、３
６０＠の位置Ｃでは計量部りのみぞ深さと等しくなって
いる。スクリュみぞ１８のみぞ深さは、第９図に示すよ
うに、Ｏ＠の位置ａ′で溶融部Ｂのみぞ深さと等しく、
０°の位置ａ′から２７０°の位置ｂ′まで次第に浅く
なり、２７０°の位置ｂ′では副フライトｌもと同じ高
さとなり、また２７ｏ°の位置ｂ′から３６０°の位置
Ｃ′までは次第に深くなり、３６０’の位置Ｃ′で計量
部りのみぞ深さと等しくなっている。つまり、スクリュ
みぞ１７及び−１８は、始点（０″の位置ａ及びａ′）
及び終点（３６０’の位置Ｃ及びｃ′〕では互いに同じ
みぞ深さであり、スクリュみぞ１７は途中で深くなり（
最深部は２７０’の位置ｂ）、逆にスクリュみぞ１８は
途中で浅くなっている（最浅部は２７０′″の位置ｂ′
）、なお、主フライト１４の外径は、副フライト１５の
外径よりもわずかに大きくしである。 上記のようなスクリュ１０を組み込むシリンダ２０は、
第６図に示すように、原料投入口２１ａを有する供給部
シリンダ２１と、この供給部シリンダ２１に連結される
前方シリンダ２２とから成っている。供給部２１には、
第１及び２図に示したものと同様の軸方向に伸びるみぞ
２１ｂが設けである。前方シリンダ２２の外周には加熱
用のヒータ２３が設けである。 次に、本発明によるスクリュの作用について説明する。 第６図に示すスクリュ１０をシリンダ２０内に組み込ん
で回転させ、原料投入口２１ａから樹脂原料を投入する
と、樹脂原料は３条のフライト１１．１２及び１３を有
する供給部Ａによって溶融部Ｂへと送られ、溶融部Ｂに
おいて急速に溶融・混線される。溶融・混練されて７０
〜８０％溶融が終了した樹脂原料は、次いで、混練部Ｃ
に送られ、ここで更に完全に溶融・混練されると共に分
散作用を受け、計量部りに送り込まれる。樹脂材料は計
量部りにおていて最終的に均質化されると共に計量され
、単位時間当り所定量の樹脂が押し出される。 上述の混線部Ｃにおいて樹脂原料が効率よく溶融・混線
される作用について更に詳細に説明する。第１Ｏ図に、
７０〜８０％溶融が終了した樹脂原料が混練部ＣのＯ″
の位置ａ及びａ′に入る直前の状態を示す、この状態で
は、溶融した液体相３１内に未溶融の固体相３２が分散
している。 一方のスクリュみぞ１７は２７０°の位置すまで次第に
深くなると共に他方のスクリュみぞ１８は２７０＠の位
置ｂ′まで次第に浅くなっているので、スクリュ１０の
回転に伴なって、スクリュみぞ１７の断面積は増大し、
他方スクリュみぞ１８の断面積は減少する。このため、
スクリュｌＯの回転に伴なってスクリュみぞ１８内の液
体相３１は副フライト１５を乗り越えてスクリュみぞ１
７に流れ込む。従゛って、２７０°の位置す及びｂ′付
近では、第１１図に示すように、スクリュみぞ１７内は
大部分液体相３１となり、スクリュみぞ１８内にほとん
どの固体相３２が残される。スクリュみぞ１８は、２７
０°の位置ｂ′で最も浅くなるが、その前後で残された
固体相３２には太きなせん断作用が働く。このため固体
相３２の溶融が効率よく進行し、みぞ深さが同じになる
３６０″の位置Ｃ′では固体相３２は完全に溶融される
。一方、液体相３１が充満しているスクリュみぞ１７は
次第に深くなっているの、せん断作用は小さい。従って
、液体相３１の温度が必要以上に上昇することが防止さ
れ、樹脂の劣化はほとんど生じない。なお、混線部Ｃの
主フライト１４のリードは、溶融部Ｂのフライト１１’
のリードよりもわずかに大きくしであるので、スクリュ
みぞ１８の断面積が次第に減少してもスクリュみぞ１８
が固体相３２によって閉塞されてしまうことはない。 なお、このスクリュ１０では、溶融部Ｂにおける溶融・
混練作用についても効率の向上が図られているが、この
溶融部Ｂにおける溶融・混練作用についても説明してお
く、第１２図に溶融部Ｂにおける樹脂原料の溶融状態を
示す、シリンダ内に投入された粒状の樹脂原料は、３条
のフライト１１．１２及び１３が形成する浅いスクリュ
みぞ内で、シリンダからの伝熱によって加熱されると共
にスクリュｌＯの回転に伴なって多条のフライト１１．
１２及び１３が樹脂原料全体に作用するせん断作用によ
って加熱される。このため、粒状の樹脂原料は、非常に
早い時期に、互いに溶着して樹脂原料間の境界が消滅し
た固体相３２を形成する。この固体相３２はシリンダと
の接触部分から溶融していき、液体相３１が形成されて
いく。このような溶融状態が得られれることは次のよう
にして実際に確認した。すなわち、スクリュ径Ｄ＝６５
ｍｍの単軸押出成形機に本発明によるスクリュみぞ深さ
３ 、３ｍｍ〜６ 、５ｍｍ （Ｄの５％〜１０％）の
スクリュを組み合わせ、押出し運転中にスクリュを急停
止させ、シリンダを急冷し、スクリュみぞ内に樹脂を付
着させたままスクリュを引き抜き、樹脂原料の溶融挙動
を観察した。その結果を第１２図に示したのである。比
較のために、第３図に示した１条のフルフライト型スク
リュ４（スクリュ径り＝６５ｍｍ、スクリュみぞ深さｈ
＝１０ｍｍ（Ｄの１ｂ％））を用いた場合の樹脂原料の
溶融挙動を第１３図に示す、この場合は、スクリュみぞ
が深いため、個々の粒の境界がまだ明瞭な固体樹脂３３
は、シリンダに近い部分にのみ強いせん断作用を受け、
これによる発熱とシリンダから伝熱によって溶融化し、
液体相３１を形成していく。しかし、フライトは１条で
あるため、スクリュみぞの中間部付近の樹脂原料への伝
熱作用はほとんど期待できない、従って、樹脂原料の溶
融の進行は遅い。 なお、本発明によるスクリュ１０の溶融部Ｂにおける樹
脂圧力が従来のスクリュよりも高いことも樹脂の溶融を
早める原因となっている。第１４図に本発明によるスク
リュ１０と、第４図に示した従来のスクリュ５との各部
における樹脂圧力を示す、スクリュ１０の溶融部Ｂにお
ける樹脂圧力は、スクリュ５の溶融部における樹脂圧力
の２〜３倍となっている。これは浅いスクリュみぞによ
って多量の樹脂を移送するからである。この溶融部Ｂに
おける高圧力のために、粒状の樹脂原料は早い時期に互
いに溶着して固体相３２が形成され溶融が急速に進行す
る。 以上説明してきたように、本発明によると、混線部に主
フライトと副フライトとによって２つのスクリュみぞを
形成し、両スクリュみぞの混練部始点及び混練部終点に
おけるみぞ深さは、それぞれ溶融部終点及び計量部始点
におけるみぞ深さと等しくし、一方のスクリュみぞには
混練部始点及び混練部終点におけるみぞ深さよりもみぞ
深さの深い最深部を設け、この一方のスクリュみぞのみ
ぞ深さは混練部始点から最深部を通って混線部終点まで
滑らかに変化させ、他方のスクリュみぞには混練部始点
及び混練部終点におけるみぞ深さよりもみぞ深さの浅い
最浅部を設け、この他方のスクリュみぞのみぞ深さは混
練部始点から最浅部を通って混線部終点まで滑らかに変
化させたので、樹脂材料を効率良く完全に溶融させるこ
とができ、またその際、樹脂温度が過度に上昇すること
がないので、樹脂材料の物性を損なうことなく高能率の
押し出しを行なうことができるという効果が得られる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は内面にみぞを有するシリンダを示す図、第２図
は第１図に示すシリンダのｒｒ−ｕ線に沿う断面図、第
３〜５図はそれぞれ従来のスクリュを示す図、第６図は
本発明によるスクリュを示す図、第７図は第６図に示し
たスクリュ混線部の拡大図、第８図は第７図に示したス
クリュ混練部のスクリュみぞ１７のリードに沿った断面
図、第９図は第７図に示したスクリュ混練部のスクリュ
みぞ１８のリードに沿った断面図、第１Ｏ図は混練部直
前の樹脂の溶融状態を示す図、第１１図は混線部におけ
る樹脂の溶融状態を示す図、第１２図は本発明によるス
クリュの溶融部の樹脂の溶融状態を示す図、第１３図は
従来のスクリュの溶融部の樹脂の溶融状態を示す図、第
１４図は各スクリュ位置における樹脂圧力を示す線図で
ある。 １０・・・スクリュ、１１．１１’ 、１２．１２’
、１３．１３’ ・・・フライト、１４・・・主フラ
イト、１５−−−１ｍフライト、１６１１・争フライト
、１７・・・スクリュみぞ、１８φ・・スクリュみぞ、
２０・・・シリンダ、２１ψ争・供給部シリンダ、２２
・・・前方シリンダ、２３・・−ヒータ、３１・・・液
体相、３２・・・固体相。 特許出願人 株式会社日本製鋼所 代理人 弁理士 宮内利行
は第１図に示すシリンダのＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、
第３〜５圀はそれぞれ従来のスクリュを示す図、第６図
は本発明によるスクリュを示す図、第７図は第６図に示
したスクリュ混練部の拡大図、第８図は第７図に示した
スクリュ混線部のスクリュみぞ１７のリードに沿った断
面図、第９図は第７図に示したスクリュ混練部のスクリ
ュみぞ１８のリードに沿った断面図、第１０図は混線部
直前の樹脂の溶融状態を示す図、第１１図は混線部にお
ける樹脂の溶融状態を示す図、第１２図は本発明による
スクリュの溶融部の樹脂の溶融状態を示す図、第１３図
は従来のスクリュの溶融部の樹脂の溶融状態を示す図、
第１４図は各スクリュ位置における樹脂圧力を示す線図
である。 ｉｏΦ・・スクリュ、１１．１１’ 、１２．１２’
、１３．１３’ ・φ・フライト、１４・・・主
フライト、１５・・・副フライト、１６・・会フライト
、１７・・・スクリュみぞ、１８−、−スクリュみぞ、
２０−・・シリンダ、２１＠−・供給部シリンダ、２２
・・・前方シリンダ、２３・・瞭ヒータ、３１・・・液
体相、３２拳拳・固体相。 特許出願人 株式会社日本製鋼所 代理人 弁理士 宮内利行 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 手続補正書（方幻 昭和５７年４月１４日 特許庁長官 島 １） 春 樹 殿１、事件
の表示 昭和５６年特許願第１８７．８６３号 ２、発明の名称 単軸押出成形機用スクリュ ３、補正をする者 事件との関係 特 許 出 願 人 賭 東京都千代田区有楽町−丁目１番２号氏名（名
称）’（４２１）株式会社日本製鋼所代表者 舘
野 万 吉 ４、代理人 住所 東京都港区新橋６丁目５番３号５、補正命令
の日付 、 昭和５７年３月５日 ６、補正の対象 図面及び明細書の発明の詳細な説明の欄７、補正の内容 図面の第７．８及び９図を別紙のとおり補正する。明細
書を５１１ｍのとおり補正する。 明 細 書 １、発明の名称 単軸押出成形機用スクリュ ２、特許請求の範囲 １、根元から先端に向けて順次形成された供給部、溶融
部、混練部及び計量部を有する単軸押出成形機用スクリ
ュにおいて、 混練部に主フライトと副フライトとによって２つのスク
リュみぞを形成し、両スクリュみぞの混練部始点及び混
練部終点におけるみぞ深さは、それぞれ溶融部終点及び
計量部始点におけるみぞ深さと等しくし、一方のスク、
リュみぞには混練部始点及び混練部終点におけるみぞ深
さよりもみぞ深さの深い最深部を設け、この一方のスク
リュみぞのみぞ−深さは混練部始点から最深部を通って
混線部終点まで滑らかに変化させ、他方のスクリュみぞ
には混練部始点及び混練部終点におけるみぞ深さよりも
みぞ深さの浅い最浅部を設け、この他方のスクリュみぞ
のみぞ深さは混練部始点から最浅部を通って混線部終点
まで滑らかに変化させたことを特徴とする単軸押出成形
機用スクリュ。 ２．溶融部は多条フライトによって構成され、この多条
フライトのスクリュみぞ深さはスクリュ外径の５〜１０
％である特許請求の範囲第１項記載の単軸押出成形機用
スクリュ。 ３、発明の詳細な説明 本発明は、単軸押出成形機用スクリュに関するものであ
る。 単軸押出成形機としては、樹脂原料をその物性を損うこ
となく均質に混練・分散して外観が良好な製品を能率よ
く押出すことができるものが要求される。この目的のた
めに、第１及び２図に示すように、押出機１の供給部シ
リンダ２の内周面に軸方向に伸びる複数のみぞ３を設け
たものがある。このような構造にすれば樹脂とシリンダ
内面との摩擦力が増大し、供給部の送り能力が増大する
。しかしながら、このような供給部シ・リンダ２に従来
のスクリュを組み合わせて使用した場合には、次に述べ
るよう、な問題が発生していた。 すなわち、最も一般的に使用されている従来のスクリュ
は、第３図に示すように、供給部Ａ、圧縮部Ｂ及び計量
部Ｃから成る１条フルフライト型スクリュ４である。し
かしながら、このスクリュ４ではスクリュ回転数を増大
させて押出量を増大させると、供給部Ａにおける固体樹
脂量が増加し、このため圧縮部Ｂにおける溶融能力が不
足する。従って５、計量部Ｃ中に未溶融樹脂が混入し、
混練φ分散不足のために製品品質が低下する。 上記のような１条フルフライト型スクリュの混練・分散
不足を改善するために、第４図に示すように、１条フル
フライト型スクリュの計量部Ｃの一部分にバリア部Ｅを
設置したバリア型スクリュ５が米国特許第３，４８６，
１９２号に開示されている。このバリア型スクリュ５は
、バリア部Ｅにおいて未溶融樹脂と溶融樹脂との分離作
用を行なわせると共に局所せん断効果が得られるように
したものである。しかし、これによる溶融能力の増加が
供給部Ａの送り能力の増大に追いつかず。 バリア部Ｅに大量の未溶融樹脂が充満して、その目的と
する効果が十分に得られず、結果的にある程度以上押出
量を増大することができなかった。 更に別の従来のスクリュとして、第５図に示すように、
１条フライト型スクリュの圧縮部Ｂに未溶融樹脂と溶融
樹脂とを分離するダムフライト部Ｆを設置したダムフラ
イト型スクリュ６が特公昭４２−１１５０５号に開示さ
れている。しかし、このようなダムフライト型スクリュ
６では、供給部Ａから多量の樹脂が送られてくると、ダ
ムフライト部Ｆが形成するソリッドチャンネル内に未溶
融樹脂が充満し、大量の未溶融樹脂はダムフライト部Ｆ
でせき止められてスクリュ先端側に輸送されず、溶融化
した溶融樹脂のみが押出される。このため、押出量がダ
ムフライト部Ｆにおける溶融能力に直接的に規制される
ので、ダムフライト部Ｆの溶融能力以上には押出量を増
大することができないという問題点があった。 本発明は、従来の単軸押出、成形機用スクリュにおける
上記のような問題点に着目してなされたものであり、樹
脂原料の物性を損なうことなく、均質に混練−分散され
た良好な押出物を高能率に押出すことのできる単軸押出
成形機用スクリュを得ることをその目的とするもとであ
る。 以下、本発明を添付図面に基づいて説明する。 第６図に示す本発明によるスクリュ１ｏは、根元から先
端に向けて配置された供給部Ａ、溶融部Ｂ、混線部Ｃ及
び計量部りがら構成°されている。 供給部Ａは、フライト１１．１２及び１３によって形成
される多条フライトを有しており、投入された固体樹脂
を予熱しながら前方に移送する部分である。なお、各フ
ライト１１．１２及び１３のリードはスクリュ径とほぼ
等しくしである。溶融部Ｂは、フライト１１，１．２及
び１３からそれぞれ連続するフライト１１’、１２”’
及び１３’によって形成される多条フライトを有してお
り、供給部Ａから移送されてくる固体樹脂を溶融・混線
する部分である。フライトｌｌ’、１２’及び１３′の
リードはフライト１１．１２及び１３のリードと等しく
しである。また、供給部Ａ及び溶融部Ｂにおけるスクリ
ュみぞ深さはスクリュ径の、５〜１０％の値としである
。供給部Ａ及び溶融部Ｂの合計の長さはスクリュ径の１
４〜２２倍程度としである一、混線部Ｃは、主フライト
１４及び副フライト１５を有しており、溶融部Ｂにおい
て溶融された溶融樹脂を混練して均質化する部分である
。計量部りは、フライ）１６を有しており、溶融樹脂を
更に均質化すると共に単位時間当り一定量の樹脂を押し
出す部分である。 第７図に混線部Ｃを拡大して示す、主フライト１４と副
フライト１５とは同じリードを有しており、両フライト
１４及び１５によって２つのスクリュみぞ１７及び１Ｂ
が形成されている。スクリュみぞ１７の始点＆（以下、
「Ｏ″の位置ａ」とする。このθ°の位置ａを基準とし
て、第８及び９図では時計方向にリードに沿って回転し
た角度で、２７０＠の位置ｂ、３６０＠の位置Ｃ等とし
て示す。）では、スクリュみぞ１７のみぞ深さは溶融部
Ｂのみぞ深さと同じである。スクリュみぞ１７の深さは
、第８図に示すように、０＠の位置ａから２７０°の位
置すまで次第に深′〈なっており、また２７０”の位置
すから３６０°の位置Ｃまで次第に浅くなっており、３
６０＠の位置Ｃでは計量部りのみぞ深さと等しくなって
いる。スクリュみぞ１８のみぞ深さは、第９図に示すよ
うに、Ｏ＠の位置ａ′で溶融部Ｂのみぞ深さと等しく、
０°の位置ａ′から２７０°の位置ｂ′まで次第に浅く
なり、２７０°の位置ｂ′では副フライトｌもと同じ高
さとなり、また２７ｏ°の位置ｂ′から３６０°の位置
Ｃ′までは次第に深くなり、３６０’の位置Ｃ′で計量
部りのみぞ深さと等しくなっている。つまり、スクリュ
みぞ１７及び−１８は、始点（０″の位置ａ及びａ′）
及び終点（３６０’の位置Ｃ及びｃ′〕では互いに同じ
みぞ深さであり、スクリュみぞ１７は途中で深くなり（
最深部は２７０’の位置ｂ）、逆にスクリュみぞ１８は
途中で浅くなっている（最浅部は２７０′″の位置ｂ′
）、なお、主フライト１４の外径は、副フライト１５の
外径よりもわずかに大きくしである。 上記のようなスクリュ１０を組み込むシリンダ２０は、
第６図に示すように、原料投入口２１ａを有する供給部
シリンダ２１と、この供給部シリンダ２１に連結される
前方シリンダ２２とから成っている。供給部２１には、
第１及び２図に示したものと同様の軸方向に伸びるみぞ
２１ｂが設けである。前方シリンダ２２の外周には加熱
用のヒータ２３が設けである。 次に、本発明によるスクリュの作用について説明する。 第６図に示すスクリュ１０をシリンダ２０内に組み込ん
で回転させ、原料投入口２１ａから樹脂原料を投入する
と、樹脂原料は３条のフライト１１．１２及び１３を有
する供給部Ａによって溶融部Ｂへと送られ、溶融部Ｂに
おいて急速に溶融・混線される。溶融・混練されて７０
〜８０％溶融が終了した樹脂原料は、次いで、混練部Ｃ
に送られ、ここで更に完全に溶融・混練されると共に分
散作用を受け、計量部りに送り込まれる。樹脂材料は計
量部りにおていて最終的に均質化されると共に計量され
、単位時間当り所定量の樹脂が押し出される。 上述の混線部Ｃにおいて樹脂原料が効率よく溶融・混線
される作用について更に詳細に説明する。第１Ｏ図に、
７０〜８０％溶融が終了した樹脂原料が混練部ＣのＯ″
の位置ａ及びａ′に入る直前の状態を示す、この状態で
は、溶融した液体相３１内に未溶融の固体相３２が分散
している。 一方のスクリュみぞ１７は２７０°の位置すまで次第に
深くなると共に他方のスクリュみぞ１８は２７０＠の位
置ｂ′まで次第に浅くなっているので、スクリュ１０の
回転に伴なって、スクリュみぞ１７の断面積は増大し、
他方スクリュみぞ１８の断面積は減少する。このため、
スクリュｌＯの回転に伴なってスクリュみぞ１８内の液
体相３１は副フライト１５を乗り越えてスクリュみぞ１
７に流れ込む。従゛って、２７０°の位置す及びｂ′付
近では、第１１図に示すように、スクリュみぞ１７内は
大部分液体相３１となり、スクリュみぞ１８内にほとん
どの固体相３２が残される。スクリュみぞ１８は、２７
０°の位置ｂ′で最も浅くなるが、その前後で残された
固体相３２には太きなせん断作用が働く。このため固体
相３２の溶融が効率よく進行し、みぞ深さが同じになる
３６０″の位置Ｃ′では固体相３２は完全に溶融される
。一方、液体相３１が充満しているスクリュみぞ１７は
次第に深くなっているの、せん断作用は小さい。従って
、液体相３１の温度が必要以上に上昇することが防止さ
れ、樹脂の劣化はほとんど生じない。なお、混線部Ｃの
主フライト１４のリードは、溶融部Ｂのフライト１１’
のリードよりもわずかに大きくしであるので、スクリュ
みぞ１８の断面積が次第に減少してもスクリュみぞ１８
が固体相３２によって閉塞されてしまうことはない。 なお、このスクリュ１０では、溶融部Ｂにおける溶融・
混練作用についても効率の向上が図られているが、この
溶融部Ｂにおける溶融・混練作用についても説明してお
く、第１２図に溶融部Ｂにおける樹脂原料の溶融状態を
示す、シリンダ内に投入された粒状の樹脂原料は、３条
のフライト１１．１２及び１３が形成する浅いスクリュ
みぞ内で、シリンダからの伝熱によって加熱されると共
にスクリュｌＯの回転に伴なって多条のフライト１１．
１２及び１３が樹脂原料全体に作用するせん断作用によ
って加熱される。このため、粒状の樹脂原料は、非常に
早い時期に、互いに溶着して樹脂原料間の境界が消滅し
た固体相３２を形成する。この固体相３２はシリンダと
の接触部分から溶融していき、液体相３１が形成されて
いく。このような溶融状態が得られれることは次のよう
にして実際に確認した。すなわち、スクリュ径Ｄ＝６５
ｍｍの単軸押出成形機に本発明によるスクリュみぞ深さ
３ 、３ｍｍ〜６ 、５ｍｍ （Ｄの５％〜１０％）の
スクリュを組み合わせ、押出し運転中にスクリュを急停
止させ、シリンダを急冷し、スクリュみぞ内に樹脂を付
着させたままスクリュを引き抜き、樹脂原料の溶融挙動
を観察した。その結果を第１２図に示したのである。比
較のために、第３図に示した１条のフルフライト型スク
リュ４（スクリュ径り＝６５ｍｍ、スクリュみぞ深さｈ
＝１０ｍｍ（Ｄの１ｂ％））を用いた場合の樹脂原料の
溶融挙動を第１３図に示す、この場合は、スクリュみぞ
が深いため、個々の粒の境界がまだ明瞭な固体樹脂３３
は、シリンダに近い部分にのみ強いせん断作用を受け、
これによる発熱とシリンダから伝熱によって溶融化し、
液体相３１を形成していく。しかし、フライトは１条で
あるため、スクリュみぞの中間部付近の樹脂原料への伝
熱作用はほとんど期待できない、従って、樹脂原料の溶
融の進行は遅い。 なお、本発明によるスクリュ１０の溶融部Ｂにおける樹
脂圧力が従来のスクリュよりも高いことも樹脂の溶融を
早める原因となっている。第１４図に本発明によるスク
リュ１０と、第４図に示した従来のスクリュ５との各部
における樹脂圧力を示す、スクリュ１０の溶融部Ｂにお
ける樹脂圧力は、スクリュ５の溶融部における樹脂圧力
の２〜３倍となっている。これは浅いスクリュみぞによ
って多量の樹脂を移送するからである。この溶融部Ｂに
おける高圧力のために、粒状の樹脂原料は早い時期に互
いに溶着して固体相３２が形成され溶融が急速に進行す
る。 以上説明してきたように、本発明によると、混線部に主
フライトと副フライトとによって２つのスクリュみぞを
形成し、両スクリュみぞの混練部始点及び混練部終点に
おけるみぞ深さは、それぞれ溶融部終点及び計量部始点
におけるみぞ深さと等しくし、一方のスクリュみぞには
混練部始点及び混練部終点におけるみぞ深さよりもみぞ
深さの深い最深部を設け、この一方のスクリュみぞのみ
ぞ深さは混練部始点から最深部を通って混線部終点まで
滑らかに変化させ、他方のスクリュみぞには混練部始点
及び混練部終点におけるみぞ深さよりもみぞ深さの浅い
最浅部を設け、この他方のスクリュみぞのみぞ深さは混
練部始点から最浅部を通って混線部終点まで滑らかに変
化させたので、樹脂材料を効率良く完全に溶融させるこ
とができ、またその際、樹脂温度が過度に上昇すること
がないので、樹脂材料の物性を損なうことなく高能率の
押し出しを行なうことができるという効果が得られる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は内面にみぞを有するシリンダを示す図、第２図
は第１図に示すシリンダのｒｒ−ｕ線に沿う断面図、第
３〜５図はそれぞれ従来のスクリュを示す図、第６図は
本発明によるスクリュを示す図、第７図は第６図に示し
たスクリュ混線部の拡大図、第８図は第７図に示したス
クリュ混練部のスクリュみぞ１７のリードに沿った断面
図、第９図は第７図に示したスクリュ混練部のスクリュ
みぞ１８のリードに沿った断面図、第１Ｏ図は混練部直
前の樹脂の溶融状態を示す図、第１１図は混線部におけ
る樹脂の溶融状態を示す図、第１２図は本発明によるス
クリュの溶融部の樹脂の溶融状態を示す図、第１３図は
従来のスクリュの溶融部の樹脂の溶融状態を示す図、第
１４図は各スクリュ位置における樹脂圧力を示す線図で
ある。 １０・・・スクリュ、１１．１１’ 、１２．１２’
、１３．１３’ ・・・フライト、１４・・・主フラ
イト、１５−−−１ｍフライト、１６１１・争フライト
、１７・・・スクリュみぞ、１８φ・・スクリュみぞ、
２０・・・シリンダ、２１ψ争・供給部シリンダ、２２
・・・前方シリンダ、２３・・−ヒータ、３１・・・液
体相、３２・・・固体相。 特許出願人 株式会社日本製鋼所 代理人 弁理士 宮内利行
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、根元から先端に向けて順次形成された供給部、溶融
部、混線部及び計量部を有する単軸押出成形機用スクリ
ュにおいて、 混線部に主フラ゛イトと副フライトとによって２つのス
クリュみぞを形成し、両スクリュみぞの混練部始点及び
混練部終点におけるみぞ深さは、それぞれ溶融部終点及
び計量線始点におけるみぞ深さと等しくし、一方のスク
リュみぞには混練部始点及び混練部終点におけるみぞ深
さよりもみぞ深さの深い最深部を設け、この一方のスク
リュみぞのみぞ深さは混練部始点から最深部を通って混
練部終点まで滑らかに変化させ、他方のスクリュみぞに
は混練部始点及び混練部終点におけるみ−ぞ深さ、より
もみぞ深さの浅い最浅部を設け、この他方のスクリュみ
ぞのみぞ深さは混練部始点から最浅部を通って混線部終
点まで滑らかに変化させたことを特徴とする単軸押出成
形機用スクリュ。 ２、溶融部は多条フライトによって構成され、この多条
フライトのスクリュみぞ深さはスクリュ外径の５〜１０
％である特許請求の範囲第１項記載の単軸押出成形機用
スクリュ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56187863A JPS5889342A (ja) | 1981-11-25 | 1981-11-25 | 単軸押出成形機用スクリユ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56187863A JPS5889342A (ja) | 1981-11-25 | 1981-11-25 | 単軸押出成形機用スクリユ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5889342A true JPS5889342A (ja) | 1983-05-27 |
Family
ID=16213528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56187863A Pending JPS5889342A (ja) | 1981-11-25 | 1981-11-25 | 単軸押出成形機用スクリユ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5889342A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61141523A (ja) * | 1984-12-14 | 1986-06-28 | Toshiba Mach Co Ltd | プラスチツク成形用スクリユ |
| US5064293A (en) * | 1990-12-28 | 1991-11-12 | Kensaku Nakamura | Rotary kneading screw |
| WO2001017751A1 (en) * | 1999-09-03 | 2001-03-15 | Davis-Standard Corporation | Extruder screw |
| JP2020514109A (ja) * | 2016-12-21 | 2020-05-21 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ | 一軸押出機および一軸押出機の使用ならびに一軸押出機を用いて高吸収性ポリマの形態を変化させる方法 |
-
1981
- 1981-11-25 JP JP56187863A patent/JPS5889342A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61141523A (ja) * | 1984-12-14 | 1986-06-28 | Toshiba Mach Co Ltd | プラスチツク成形用スクリユ |
| US5064293A (en) * | 1990-12-28 | 1991-11-12 | Kensaku Nakamura | Rotary kneading screw |
| WO2001017751A1 (en) * | 1999-09-03 | 2001-03-15 | Davis-Standard Corporation | Extruder screw |
| JP2020514109A (ja) * | 2016-12-21 | 2020-05-21 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ | 一軸押出機および一軸押出機の使用ならびに一軸押出機を用いて高吸収性ポリマの形態を変化させる方法 |
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