JPS61263711A

JPS61263711A - ２軸形連続混練機

Info

Publication number: JPS61263711A
Application number: JP60103192A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Orimo; 折茂　泰而; Futashi Fukui; 二志福井; Shinichi Fukumizu; 福水　伸一
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1985-05-14
Filing date: 1985-05-14
Publication date: 1986-11-21
Also published as: JPH038927B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、２軸形連続混練機に係り、プラスチックのホ
モジナイジング、マスターバッチ、複合プラスチックの
コンパウンドの製造等に用いられる２軸形連続混練機に
関する。

（従来の技術）軸方向一端側に計量された原材料を受は入れる材料供給
部、軸方向他端側に吐出部を有する軸方向が水平方向に
延びた混練部内に、フィードスクリュ部と混練翼部とを
有する２本のロータを互いに平行で非噛合として異方向
回転自在に挿設した２軸形連続混線機がある。

この混線機はロータのスクリュ部で材料を連続して混練
部分へ送り込むとともに、混練部分ではロータと混練部
（チャンバ）内面間で強力なせん所作用と特殊ロータ形
状による押戻し作用、２本のロータの相互作用によるニ
ーディング、分散作用により十分に混練し、混練された
材料はロータ排出部のポンプ作用により吐出部に送られ
、オリフィスゲートの開度調節により、混線品質が調整
されるようにされている。

斯る構成の混線機におけるロータは第５図および第６図
に示す如（構成されている。

すなわち、ロータ１はフィードスクリュ部２とそれぞれ
ヘリカル形状とされた送り翼３と戻し翼４とからなる混
線翼部５とが軸方向に連設されて構成されている。

このロータ１の２本ははり眼鏡形とされた混練部６内に
互いに平行でかつ異方向回転自在とされている。

また、送り翼３と戻し翼４とはそれぞれ２条であり、そ
のヘリカル形状が軸方向に連続され、しかも、各ロータ
１における送り翼３の終端と戻し翼４の始端との交点７
は軸方向にずらされているばかりか２本のロータ１の交
点７もずらされ、ロータ排出端から各交点７の平均値に
おけるまでの軸方向長さし、は混練部６の内径ＤＩに対
して１゜６６Ｄとされ、ここに、２本のロータ１は混練
部６内において軸非対称形状とされるとともに、回転数
は約１：１．１４の速比とされている。

（発明が解決しようとする問題点）第５図、第６図に示されたロータ１を用いた２軸形連続
混線機にあっては、混練翼部５によるせん新作用域が長
大であることから、高密度ポリエチレンを対象とする場
合、樹脂温度が２５０℃以上となる。

特に、この現象は前述したし−が最も大きく影響するも
のであり、従って、斯る材料を対象にするには問題があ
る。

また、ロータ１の速比が異なることおよび送り翼３と戻
し翼４とが軸方向にヘリカル形状として連続しており、
軸非対称であることから、練り斑が発生するおそれがあ
り、ホモジナイジングが差程期待できないおそれがある
。

すなわち、連続翼によるシ曹−トパスが起り、これはと
くに、線状低密度ポリエチレンを対象とするとき、未溶
融樹脂ができる可能性がある。

以上のことは、超高粘度、超低粘度のようにプラスチッ
クの特性が幅広くなってきている現状にあっては、２軸
形連続混線機が各種材料を均一混練すゐという多機能が
要望されているにも拘らずいわば専用機となり、単機能
しかないことを意味し、用途の拡大を図れないものであ
った。

本発明は、混線翼部の形状、とりわけ、送り翼と戻し翼
とを軸方向に不連続とするとともに、七の両翼の交点（
アペックス位置）を特定し、更に、２本のロータを軸対
称形とするとともに等速で駆動させることによって、超
高粘度、超低粘度をとわず均一混線と安定した連続運転
が保証された２軸形連続混線機の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明が前述の目的を達成するために講じた技術的手段
の特徴とするところは、軸方向一端側に材料供給部１１
、軸方向他端側に吐出部１２を有する軸方向が水平方向
に延びた混練部１０と；フィードスクリュ部１５と、そ
れぞれヘリカル形状とされた送り翼１６と戻し翼１７と
からなる混練翼部１８と、が軸方向に連設されたロータ
１４と；を具備しており、前記ロータ１４の２軸が混練部１０内にそれぞれのフィ
ードスクリュ部１５が材料供給部１１側とされて互いに
平行で非噛合として異方向回転自在に挿設されている２
軸形連続混線機において、それぞれの混線翼部１８にお
ける送り翼１６の終端１６Ａと戻し翼１７の始端１７Ａ
とはロータ軸を横断する平面上において周方向に位相が
ずらされており、ロータ１４における吐出端から前記翼
の終始端１６＾、１７Ａが平面上において位置するアペ
ックス位置までの軸方向長さＬが混練部１０の内径りに
対して１．３Ｄ〜１．６Ｄとされており、更に、２軸のロータ１４のそれぞれは混練部ｌＯにおい
て軸対称として挿設されているとともに、ロータ１４の
それぞれを等速で回転する駆動部１９が備えられている
ところにある。

（作　　用）原材料は計量機からホッパを介して材料供給部１１に供
給される。

ロータ１４のスクリュ部１５は、入ってきた材料を連続
して混練部分へと送り込む。

混練部分でのロータ１４と混練部ｌＯすなわちチャンバ
内面間で強力なせん断作用と混線翼部１８における送り
翼１６と戻し翼１７とによる押戻し作用を受けるととも
に、２本のロータ１４の相互作用によるニーディング、
分散作用により均一な混線がなされる。

この場合、送り翼１６の終端１６＾と戻し翼１７の始端
１７Ａとがロータ軸を横断する平面上において周方向に
位相がずらされており、ここに、ダム効果により材料の
素抜けが防止される。

また、送り翼１６の終端１６Ａと戻し翼１７の始端１７
八との交点つまりアペックスの位置と吐出端との軸方向
長さしが１．３Ｄ〜１．６Ｄとされていることから、ロ
ータ１４によるせん断作用が少なくなり、ここに、低温
混線が可能とされる。

更に、２本のロータ１４は軸対称とされていることと等
速回転されていることにより、各ロータ１４のアペック
ス位置は軸方向にずらされることなく同一位置とされ、
温度むらが少なくなり、しかも、練りむらが防止されな
がら均一混練がなされる。

このように、十分に混練された材料はロータ排出部のポ
ンプ作用により吐出部１２に送られ、該吐出部１２に設
けられるゲート２３の開度調節により、混線品質が調整
される。

（実施例）以下、第１図から第４図を参照して本発明の好ましい具
体例を詳述する。

１０は混練部であり、内径りとされた略眼鏡形の内面を
有し、図外のベースプレートに支持されてその軸方向が
水平方向に延びている。

混練部ｌＯの軸方向一端側に材料供給部１１が、又、軸
方向他端側には吐出部１２がそれぞれ備えられ、しかも
、この混練部１０は上下２分割構造とされるとともに加
熱、冷却のためのジャケット１３を有している。

１４はロータであり、フィードスクリュ部１５とそれぞ
れヘリカル形状とされた送り翼１６と戻し翼１７とから
なる混線翼部１８とが軸方向に連設されて構成され、こ
のロータ１４の２本が互いに平行とされて前記混練部１
０に挿設されている。

すなわち、ロータ１４のそれぞれのフィードスクリュ部
１５が材料供給部１１側とされ、非噛合として異方向回
転自在に挿設され、その一端は駆動部１９に、他端はウ
ォータエンド部２０にそれぞれ軸受を介して支持されて
いる。

ロータ１４の送り翼１６は本例では２条とされ、また戻
し翼１７も２条とされており、送り翼１６のそれぞれの
終端１６＾と、戻し翼１７のそれぞれの始端１７Ａとは
ロータ軸を横断する平面上において周方向に位相がずら
されており、本実施例では９０°ずらされている。

更に、本例ではスクリュ部１５は２条とされており、混
練翼部１８はその戻し翼１７の終端１７Ｂに続いて軸方
向に平行なポンプ翼２１を有し、送り翼１６と戻し翼１
７のねじれ角は３０°とされ、しかも、混練翼部１８に
おける噛込角は２５＠とされている。

また、ロータ１４における吐出端から前記の送り翼１６
、戻し翼１７の終始端１６Ａ、　１７Ａが平面上におい
て位置するアペックス位置までの軸方向長さＬが混練部
１０の内径りに対して１．３Ｄ〜１．６Ｄとされており
、更に、混練翼部１８の全長Ｌ°は前述の内径に対して
２．２Ｄ〜２．８Ｄとされ、ここに、フィードスクリュ
部１５が第５図に示されている前述した従来例における
１条のスクリュ部２よりも長大とされ、材料の送り能力
が約２０％向上されたものとされている。

そして、２本のロータ１４が、第２図軸対称とされて混
練部ｌＯに挿設され、ここに、ロータ１４のアペックス
位置は軸方向にずらされることなく同一位置とされてい
る。

駆動部１９はロータ１４のそれぞれを第３図、第４図で
示す矢印方向として異方向に回転するもので、電動機と
減速機とを備えて構成され、各ロータ１４は減速機を介
して電動機で駆動されるものである。

吐出部１２は三方向固定壁のオリフィスとシリンダ２２
による可動壁のゲート２３とから構成され、混練部１０
の下部後端に取付けられている。

その他、図において、２４はダストストップを示してい
る。

本発明に係る２軸形連続混練機におけるロータ１４と第
５図、第６図に示された従来例のロータ１を比較すると
次の通りである。

次　　　　　　　葉従来例　　　本発明チップ数　　　　　　　　２２トータルのＬ”／Ｄ　　　　　　５　　　　　　５翼部
のし”／Ｄ　　　　　　　　３．５　　　　　２．５６
アベツクスから端部　　　１．６６　　　　１．５２ま
でのＬ／［１翼　形　状　　　　　　　連続　　　不連続喰込角　　
　１６°　　２５゜フィードスクリュ部　　　１条　　　　２条２軸のアペ
ックス位置　ずれてる　ずれていない速　　　　比　　
　　　　　　Ｌ：１．１６　　　　　ｔｉｌねじれ角　
　　　　　　　３０°　　　　３０”ポンプ翼　　　　
　　　　なし　　　　有機に、従来例と本発明との作用
効果を比較して説明しつつ第７図を参照して実験データ
を示す。

第７図において符号Ａは、生産量３７５ｋｇ／ｈ　　。

回転数５５Ｏｒｐｍ　、オリフィス開度７５％による粘
度指数（Ｈｉｇｈ　Ｌｏａｄ　ＭＩ）　５の高密度ポリ
エチレンを混練したときの実験データを示し、符号Ｂは
生産量４５０ｋｇ／ｈ、回転数５０Ｏｒｐａ＋　、オリ
フィス開度７５％による粘度指数旧０．５の線状低密度
ポリエチレンを混練したときの実験データを示し、更に
符号Ｃは生産量５００ｋｇ／ｈ、回転数５５Ｏｒｐｍ、
オリフィス開度７５％による粘度指数ＭＩ　　１の線状
低密度ポリエチレンを混練したときの実験データを示し
ている。

この実験データからも明らかな如くアペックスから吐出
端までの軸方向長さしとＤとの関係（Ｌ／Ｄ）を、１．
３Ｄ〜１．６Ｄにする根拠が吐出部における吐出熔融樹
脂温度（Ｔｄｉｓ　’Ｃ）との関連で明らかにされる。

すなわち、符号Ａにおいて、最も好ましい温度上限はそ
の線Ａｔで示す如＜２４０℃であり、これは上下限が符
号Ａ２まで許容される。また、符号Ｂにおいて最も好ま
しい温度上限はその線Ｂ１で示す如（２２０℃であり、
これは上下限が符号Ｂ２まで許容される。更に、符号Ｃ
において温度下限線はＣ１である。

ここで、高粘度樹脂での温度上限によって１．６Ｄが規
制され、低粘度樹脂での発熱限界によって１．３Ｄが規
制されるのである。

更に、混練翼部１８の軸長がＬ′と内径りが本発明実施
例では２．５６０とされ、従来例では３．５Ｄとされて
いることから、軸長は本発明による方が短（され、ここ
に、低発熱となされる。

また、アペックスから端部までのＬ／Ｄが従来例では１
．６６　Ｄであるのに対し、本発明実施例では１．５２
Ｄとされていることから、材料のせん所作用が少なくな
り、ここに、低発熱とされる。

また、送り翼と戻し翼の形状が従来例では連続であるの
に対し、本発明では不連続であることから、本発明では
ダム効果により材料の素抜は防止となって、均一混線が
安定となる。

また、喰込角については本発明実施例では２５゜とされ
、従来例より大であることがら混練は従来例と同様であ
りながら低発熱とされる。

更に、フィードスクリュ部については、本発明実施例で
は２条であり、従来例では１条であり、このことは、低
発熱については同様であるも安定性は本発明実施例が向
上することを意味する。

また、２軸のアペックス位置が従来例では軸方向にずれ
て、しかも速比も異なるのに対し、本発明では軸方向の
ずれがなく速比も同一であることから、溶融樹脂の温度
むらおよび練りむらはそれぞれ防止されることになる。

（発明の効果）以上、要するに本発明にあっては、ロータ１４のそれぞ
れの混練翼部１８における送り翼１６の終端１６＾と戻
し翼１７の始端１７Ａとはロータ軸を横断する平面上に
おいて周方向に位相がずらされていることから、ダム効
果によって材料の棄抜けが防止され、ここに、均一混線
の安定性が向上される。

また、ロータ１４における吐出端から前記翼の終始端１
６Ａ、１７＾が平面上において位置するアペックス位置
までの軸方向長さＬが混練部１０の内径りに対して１．
３Ｄ〜１．６Ｄとされていることから、せん新作用域が
短くなり、ここに、低発熱とすることができる。

更に、２軸のロータ１４のそれぞれは混練部１０におい
て軸対称として挿設されているとともに、ロータ１４の
それぞれを等速で回転する駆動部１９が備えられている
ことから、温度むら、練りむらが防止できる。

すなわち、高粘度樹脂材料を混練するに本発明では従来
例に比べ、２０℃の低温化が達成され、ここに、低温混
練が可能とされる。

また、低粘度の樹脂材料の混練にあたり、従来例では１
８０℃以下の混線時に未溶融樹脂が多く安定した運転が
しにくかったのに対し、本発明では安定した長期運転が
可能となる。

従って、本発明では高粘度及び低粘度の樹脂をとわず１
台の混線機によって広範囲にわたる樹脂を均一混線、つ
まり、粉砕、熔融、混合、分散が保証できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の立面断面図、第２図はロータの
平面図、第３図は第２図Ａ−Ａ矢示断面図、第４図は第
２図Ｂ−Ｂ矢示断面図、第５図は従来例のロータ平面図
、第６図は第５図Ａ−Ａ矢示断面図、第７図はアペック
ス位置と溶融樹脂温度との関係データを示すグラフであ
る。１０・・・混練部、１１・・・材料供給部、１２・・・
吐出部、１４・・・ロータ、１５・・・フィードスクリ
ュ部、１６・・・送り翼、１７・・・戻し翼、１８・・
・混線翼部。

Claims

【特許請求の範囲】１、軸方向一端側に材料供給部１１、軸方向他端側に吐
出部１２を有する軸方向が水平方向に延びた混練部１０
と；フィードスクリュ部１５と、それぞれヘリカル形状とさ
れた送り翼１６と戻し翼１７とからなる混練翼部１８と
、が軸方向に連設されたロータ１４とを具備しており、前記ロータ１４の２軸が混練部１０内にそれぞれのフィ
ードスクリュ部１５が材料供給部１１側とされて互いに
平行で非噛合として異方向回転自在に挿設されている２
軸形連続混練機において、それぞれの混練翼部１８にお
ける送り翼１６の終端１６Ａと戻し翼１７の始端１７Ａ
とはロータ軸を横断する平面上において周方向に位相が
ずらされており、ロータ１４における吐出端から前記翼の終始端１６Ａ、
１７Ａが平面上において位置するアペックス位置までの
軸方向長さＬが混練部１０の内径Ｄに対して１．３Ｄ〜
１．６Ｄとされており、更に、２軸のロータ１４のそれぞれは混練部１０におい
て軸対称として挿設されているとともに、ロータ１４の
それぞれを等速で回転する駆動部１９が備えられていることを特徴とする２軸形連続混練機。