JPS6052924B2 - 押出方法及び２段式単一スクリユー押出装置 - Google Patents

押出方法及び２段式単一スクリユー押出装置

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JPS6052924B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、広範囲の排出ダイ圧力に渡つての正確な計量
を与えながらプラスチック樹脂を押出すための装置及び
方法に関する。
プラスチック材料の押出のための本発明の装置及び方法
は、押出機に供給されたプラスチック樹脂粒子を溶融し
、バレルに沿つて材料を均一な速度で前進せしめ、所望
の製品を製造するのに必要な大きさと形状のダイを通し
て柔軟な溶融された・又は部分的に溶融された樹脂を排
出するように意図されている。
従来、樹脂の処理特性が硬度、溶融粘性、摩擦特性、融
解、潜熱、熱安定性及び融解温度にて大幅に変化する故
に、種々の樹脂を所期の通りに処理する押出装置を設計
することが困難であつた。本発明は、相当高いタイ圧力
に対しても作用可能な押出機にて、溶融粘性が高く、金
属に対する表面磨擦が低く、或いは熱安定然に乏しい樹
脂を相当な速さで押出すための装置及び方法を提供する
。
更にまた、本発明は、押出バレルとスクリューの双方の
形状を変えることにより、単一スクリュー押出機の性能
を改良する。ノ 単一スクリュー押出機には、唯一つの
動く部分として、円筒型バレル内で回転するスクリュー
がある。
バレルとスクリューとの間の空間に樹脂性プラスチック
材料が導入されると、スクリューの回転によつて材料が
前進せしめられる。この樹脂．の前記運動は、主として
スクリュー及びバレルに対する樹脂の粘着性又は磨擦に
よつて制御される。樹脂がバレルに良好に粘着するなら
ば、スクリューが回転する際に樹脂が前進せしめられる
。樹脂がスクリューに粘着し、バレルに粘着しない・な
らば、樹脂はスクリューと共に回転するがバレルに沿つ
て前進しない。スクリュー及びバレルに対する樹脂の粘
着性又は非粘着性は、商品として扱われている広範囲の
樹脂によつて相当変化し得る。本発明の目的は、高融点
でしかも温度によつて粘度が急激に変化するような樹脂
材料の押出しに特に有用な押出装置及び押出方法を提供
することである。
このような樹脂材料はダイを通して押出すために高い押
出圧力を必要とし、又融解したこれらの樹脂材料の押出
機のボアの内面に沿つて長さ方向に滑動するよりもむし
ろスクリューと共に回転する傾向を有するために、一定
速度の均一な押出しが困難である。本発明は従来押出し
が困難とされた上記のような樹脂材料を均一に押出すこ
とを可能にする。本発明の装置は、樹脂材料入口側の第
１領域と出口側の第２領域とを有する。
第１領域において樹脂材料をその融解点近傍の温度に保
持し、これによつて樹脂材料を高粘性状態にして樹脂の
逆流を最小限にする。第１領域のボアの内面に沿つて長
手方向の溝が形成されており、これによつて樹脂材料を
捕捉することを可能とし、そのために樹脂材料はスクリ
ューと共に回転するよりはむしろボア中を滑動して前進
する。第１領域ではボアの内面にスクリューが緊密にか
ん入されており、又スクリューのねじ山は、その深さが
スクリューの長さに沿つて減少し、そのピッチはスクリ
ューの直径よりも小さく、且つ樹脂材料に約２〜３．５
の狭い範囲の圧縮比を与える。上述のような樹脂材料の
高粘性並びにボア及びスクリューの作用によつて第１領
域では樹脂材料の前進運動は確実に維持される。第２領
域では、樹脂材料をその融点よりも高い温度に上昇せし
めて低粘性にする。
第２領域ではスクリューはバレルのボアの直径よりも相
当小さい直径を有し、且つボアの直径の少なくとも２倍
のピッチを有する多条ねじ山を有している。これらのた
めに第２領域では樹脂材料は相当な逆流を生じて混合さ
れ、従つてダイを通る時樹脂材料は非常に均一になる。
このように第１領域では高粘性の樹脂材料が回転するこ
となく高い前進圧力が与えられ、そして第２領域では高
度の混合が得られ、ダイに対する均一な押出しが達成さ
れる。
次に、添付図面を参照して、本発明の好適具体例につい
て詳細を説明する。
図示されているように、本発明に従う装置は、内側溝１
３が形成されているボア１２を有するバレル又はハウジ
ング１１と、ボア１２内に装着されるスクリュー１４と
を具備している。
図示されているスクリュー１４は、バレル１１の入口側
（第１領域）にて１条の右ねじ１５を有し、バレル１１
の出口側（第２領域）にて多条の右ねじ１６を有してい
る。１条のねじ１５はバレルのボア１２内に緊密にかん
入されているが、多条のねじ１６はバレルのボア１２に
対して相当の間隙を有している。
更に、スクリューは、支持ブッシング１８を通つて延び
回転動力源１９に連結されている軸延長部１７を有して
いる。バレル１１は、供給口開口２０と押出ダイ２６が
取付けられる出口端２１とを有している。ブッシング１
８を支持するこのバレル１１はバレルを適当な支持体２
３上に設置し動力源１９に接続するためのフランジ２２
を有している。バレル１１には、熱電対２５と図示して
いない電力源によつて制御される適当な加熱バンド２４
が装着されている。図示されている装置は本発明の好適
具体例を構成するが、幾つかのポリマーはより容易に溶
融される故に必ずしもスクリューを一様に分割する必要
はなく、そしてまた必要に応じてより多くの加熱制御領
域を設けることもできる。
次に本発明によつて得られる改良された特性を示す実施
例について説明する。
実施例１ 長さ３６１ｎ（９１４．４？）の押出機バレルに供給開
口に隣接した部分であつて、長さが１７１ｎ（４３１．
８Ｔｆｆ！ｎ）で直径が１．９４０ｉｎ（約４９．２８
職）であり、その内面の全長に渡つてＢ個の長手方向溝
が切られた部分を形成した。
溝は、直径０．２５１ｎ（約６．３５１ｒｆｆｉ）のボ
ールカッターで深さ約０．０８０ｉｎ（約２．０３２ｍ
）に切つた。バレルの残りの１９ｉｎ（４８２．６顛）
は、滑らかな内表面であり、直径２．０５０ｉｎ（５２
．０７ｗｒ！ｎ）であつた。バレルの最初の部分に対応
するスクリューの部分には、直径が１．９３５１ｎ（４
９．１５醜）ランドの幅が０．２５０ｉｎ（６．３５０
ｍ）ピッチ１．５００ｉｎ（３８．１Ｔ１０ｎ）である
１条ねじであつて、供給開口に隣接する２ターンにては
ねじの深さが０．３３２ｉｎ（８．４３３ｍ）であり、
これに続く６ターンにてはねじの深さが０．１２０ｉｎ
（３．０４８Ｔｆｎ）まで一様に減少し、そして１７１
ｎ（４３１．８順）の残りの部分の約３１′３ターンに
てはねじの深さが０．１２０ｉｎ（３．０４８Ｔｆｎ）
であるねじを形成した。１９ｉｎ（４８２．６顛）の長
さの滑らかなバレル部分に対応するスクリューの部分に
は、直径が２．０００ｉｎ（５０．８ｗｒ！ｎ）の丸み
のついて三条Ｊ（Ｔｒｉｐｉｅｓｔａｒｔ）の右ねじで
あつて、深さが０．２３０ｉｎ（５．８４２薗）でリー
ドが４１１２ｉｎ（１１４．３ｗ＄＆）のねじを形成し
た。
この押出機には、通常のヒータ、温度制御装置、駆動機
構等を装備したが、これらについては本発明の一部分を
構成するものではないので詳述しない。１９６０年７月
２６日付のブロー（ＢｒＯ）等の米国特許第２９４６７
６３号に記載された工程によつて製造され得る溶融粘度
が１×１０１であるポリフルオロエチレン−ヘキサフル
オロプロピレン共重合体を上記の通りの押出機を通して
処理冫した結果は、第１表に示す通りであつた。
実施例２給水管の押出に通常に使用されるポリ塩化ビニ
ル重合体の１１８１ｎ３（２．０？）を実施例１にて説
明した装置を通して供給した。
その結果は、第２表に示す通りであつた。上記実施例か
ら、排出が一様であり、スクリュー速度とダイ圧力の広
範囲に渡つて信頼性があることが理解されよう。
本発明は、例えばポリプロピレン、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリカプロラクタム、ポリオキシメチレ樹脂
等の重合体の処理に適している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、押出機の縦断面図。 第２図は、第１図の線２−２に於けるパレルとスクリュ
ーの断面図。第３図は、第１図の線３−３に於けるバレ
ルとスクリューの断面図。１１・・・・・・ハウジング
、１２・・・・・ボア、１３・・・溝、１４・・・・・
・スクリュー、２０・・・・・供給口、２１・・排出口
、２６・・・・・押出ダイ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （ａ）ねじ山が装着されている第１領域スクリュー部材
    を有する、押出機のボアの第１領域にプラスチック樹脂
    材料を供給することと、（ｂ）該樹脂材料をその融解点
    近傍の温度に保持して、高粘性の材料にし該第１領域に
    ての逆流を最小限度にすることと、（ｃ）該材料に約２
    乃至３．５の圧縮比を及ぼすことによつて該ボアを通し
    て該材料を前進せしめることと、（ｄ）該材料の温度を
    その融解点より相当高い温度に上昇せしめて低粘性にし
    て該ボアの第２の領域に前進せしめ、そして該第２領域
    にて該第１領域のねじ山のピッチよりも大きなピッチの
    多条ねじ山を有し該第２領域内にて相当な逆流を生ぜし
    める第２領域スクリュー部材によつて該樹脂材料を混合
    することと、（ｅ）混合された溶融樹脂材料を押出ダイ
    を通して案内することとから成ることを特徴とするプラ
    スチック材料押出方法。 ２ プラスチック樹脂材料を押し出すための押し出し装
    置にして、（ａ）一端近傍に供給口を有し、他端に排出
    口を有する管状バレン部材であつて、該供給口と該排出
    口との間の実質上全長に渡つて延び両者間にボアを形成
    している内面を有し、該ボアが高粘性の入口側第１領域
    と低粘性の出口側第２領域とから構成され、該第１領域
    にはその内面に沿つて長手方向の溝が形成されており、
    該第１領域および第２領域の各々において該ボアの直径
    が一定であるところの管状バレン部材と、（ｂ）該バレ
    ル部材の該ボア内に回転可能に設置された、２つの領域
    円有するスクリュー部材であつて、該バレル部材の該ボ
    アの有効長さと実質上同一の有効長さを有すると共に、
    該ボアの該第１領域と該第２領域の各々に対して所定の
    ねじ山、方向、ランド、ピッチ及び直径を有し、その第
    １領域は該バレル部材の該ボアの該内面に緊密にかん入
    され、該第１領域のスクリューのねじ山はスクリューの
    長さに沿つて減少する深さを有し約２乃至３．５の範囲
    内の圧縮比を生成するものであり且つそのピッチはスク
    リューの直径よりも小さく、その第２領域は該バレン部
    材の該ボアの直径よりも相当小さい直径を有し、該第２
    領域のスクリューは該ボアの直径の少なくとも２倍のピ
    ッチを有する多条ねじ山を有しているところのスクリュ
    ー部材と、（ｃ）該スクリュー部材に接続された、該ス
    クリュー部材を回転するための手段と（ｄ）該バレル部
    材に装着された該ボア内の樹脂材料の温度を所定の温度
    に保持するための加熱手段と、（ｅ）該管状バレル部材
    の該排出口に装着された押出ダイとを具備することを特
    徴とする押出装置。 ３ 該ボアの該第１の領域の長さが該ボアの全長の３／
    ８之至５／８である特許請求の範囲第２項記載の押出装
    置。 ４ 該ボアの該第１領域が該スクリュー部材の該第１領
    域と同延である特許請求の範囲第２項記載の押出装置。 ５ 該ボアの該第２領域が該スクリュー部材の該第２領
    域と同延である特許請求の範囲第２項記載の押出装置。
    ６ 該スクリューの該第１領域のねじ山のピッチが該ボ
    アの該第１領域の直径の０．５乃至１．０倍の範囲であ
    る特許請求の範囲第２項記載の押出装置。７ 該スクリ
    ュー部材の該第２領域が該スクリュー部材の該第１領域
    のねじ山のピッチの少なくとも２倍のピッチの三条のね
    じ山を有する特許請求の範囲第２項記載の押出装置。 ８ 該第２領域内の該スクリュー部材のねじ山が該ボア
    の該第２領域に直径よりも０．０５０ｉｎ（１．２７０
    ｍｍ）乃至０．１００ｉｎ（２．５４０ｍｍ）小さい直
    径を有する特許請求の範囲第２項記載の押出装置。
JP51000049A 1975-01-06 1976-01-05 押出方法及び２段式単一スクリユー押出装置 Expired JPS6052924B2 (ja)

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