JPS6139538Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、合成樹脂およびゴム材料等の高分
子材料を混練して押出成形する高分子材料押出用
スクリユーの改良に関するものである。

高分子材料の押出成形において良好な品質の製
品を得るには、押出される材料の混練が均一かつ
充分でしかも吐出温度は材料を劣化させない温度
に抑えねばならず、成形可能な範囲で出来るだけ
低温であることが要求される。また混練を充分に
行わせるためには、材料がスクリユー上を通過す
る間に充分な剪断を加える必要があるが、大きな
剪断を常に加えると粘性消失に基く発熱を生じ、
材料の劣化を引き起すという悪現象が生じる。練
りをよくし、熱劣化を生じないように低温で押出
すためには大きな剪断を一時的に材料に与え、小
さな剪断しか掛らない部分で発熱を吸収し、均一
分散することが考えられる。また良好な品質の製
品を得るには、押出機に供給される素材（ペレツ
ト）を早く溶融し、未溶融ペレツトが製品に残ら
ないようにすることも必要である。

このため従来種々の試みがなされており、各種
バリヤタイプのスクリユーのように局所剪断およ
びメルトとソリツドを分離するスクリーン効果を
主に狙つたもの、あるいはピン等の溝内突起物に
よる撹拌、混合効果を狙つたもの等があるが、こ
れらは単一の効果のみで全体としての効果は不充
分である。すなわちバリヤタイプではバリヤによ
る抵抗によつて押出量が減少するという欠点があ
り、突起物等によるものでは材料の滞溜、劣化と
いう問題がある。

スクリユー溝内を流れる材料の溶融メカニズム
は、一般的に第１図に示すようになることが知ら
れている。すなわち、フライト１０，１０間では
未溶融ペレツトの集合（ソリツドベツド５）がス
クリユーの進向方向前方に形成され、これのシリ
ンダ２に近接する部分がシリンダ２からの熱およ
び剪断によつて生ずる熱によつて溶融され、図示
の矢印のようにソリツドベツド５上をフイルム状
をなして流れ、溶融材料のプール（メルトプール
６）に流れ込む。したがつてこのソリツドベツド
５の溶融を早期に完了させれば、材料もそれだけ
長い時間練られることになり、このためにソリツ
ドベツドを崩壊させて溶融材料からの伝熱を良く
することが有効な手段の一つと考えられる。

この考案は以上の点に鑑みてなされたものであ
り、コンプレツシヨン部からスクリユー先端に到
るある区間において、１条もしくは複数条ねじの
ミキシングフライトを設け、このミキシングフラ
イトの頂面にスクリユーの軸方向と平行な溝また
は溝の前方がスクリユー軸に対して回転方向後方
に向く溝を所定間隔で複数個形成し、この溝を通
つて材料が隣のスクリユー溝に流れ込むように
し、これによつてソリツドベツドの崩壊を促進
し、また溝を通る材料に剪断を付与して溶融を促
進し、かつ相隣接する溝同志の変化を互いに逆に
することによつてスクリユー溝内の材料をスクリ
ユー軸の半径方向に混練するようにしたものであ
る。

以下、この考案を実施例の図面によつて説明す
る。第２図において１はスクリユー、２はシリン
ダ、３はホツパーであり、スクリユー１はホツパ
ー３側よりフイード部Ａ、コンプレツシヨン部Ｂ
およびメータリング部Ｃが形成されている。この
メータリング部Ｃにおける範囲Ｄには２条ねじの
ミキシングフライト１１，１１′が形成されてい
る。このミキシングフライト１１，１１′の頂面
には幅方向の溝１２，１２′が所定間隔で複数個
形成されている。この溝１２，１２′は第３図に
示すようにスクリユー１の軸方向に深さが変化す
るようにその底面が傾斜して形成され、かつスク
リユー１の各フライト１１，１１′の周方向およ
びスクリユー１の軸方向に相隣接する溝同志をそ
の深さの変化が互いに逆になるように形成されて
いる。すなわち溝１２ａと溝１２b′とは進行方向
前方に向うほどその深さが浅くなり、逆に溝１２
ｂと溝１２a′とは進行方向前方に向うほどその深
さが深くなるように形成されている。

このような溝１２，１２′を形成すると、スク
リユー１の回転によつてフイード部Ａから供給さ
れた材料がこの溝１２，１２′を通つて前方に押
し出されるために、後方のスクリユー溝１３，１
３′から前方のスクリユー溝１３′，１３に材料が
流され、しかも溝１２，１２′とシリンダ２の内
壁との狭い間隙を通過する際に材料は剪断を受け
て発熱溶融する。特に溝１２，１２′の前方がス
クリユー軸に対してスクリユー回転方向後方に向
くように傾斜させれば押し出し力が大きくなり、
上記効果が著しい。すなわち、材料の溶融メカニ
ズムは第４図および第５図に示すように、ソリツ
ドベツド５上からメルトプール６内に流れ込む流
れの外に、後方のフライトの溝１３，１３′から
流れ込む流れが生じるためにスクリユー溝１３′
１３内は乱流となつて良好な混練が行なわれる。
また溝１２，１２′内を流れる材料は剪断によつ
て高温になつてソリツドベツド５に供給されて熱
を放出するために、ソリツドベツド５の崩壊を早
め、かつスクリユー溝１３，１３′内の温度の均
一化が促進される。さらに各溝１２，１２′はそ
の底面が傾斜して形成されているためにスクリユ
ー軸１の半径方向に材料を分散混練させることが
できる。すなわち、第４図に示すように、スクリ
ユー溝１３内の下部の材料が溝１２ａを通つて前
方のスクリユー溝１３′内の上部に供給され、か
つ第５図に示すように、スクリユー溝１３′内の
下部の材料が溝１２b′を通つて前方のスクリユー
溝１３の上部に供給される結果、下部材料が上昇
する。また、逆に溝１２a′，１２ｂを通つて上部
材料が下降する。このような材料の上昇および下
降、すなわちスクリユー軸の半径方向の材料の混
練が、各溝１２ａ，１２a′およびこれらにフライ
ト１１，１１′の周方向に隣接する溝１２ｂ，１
２b′ごとに繰り返され、これによつてソリツドベ
ツド５の崩壊が早まり、かつ材料温度の均一化が
促進されてより均質な溶融材料が得られる。特
に、化学発泡被覆材用スクリユーでは材料温度の
均一化が要求されるのでこの考案を採用すること
によるメリツトが大きい。

なお、上記実施例では溝１２，１２′の溝幅が
均一に形成されており、溝深さの浅い部分で大き
な剪断力が加わることになるが、第６図に示すよ
うに溝１２，１２′の深さが浅くなるほど溝幅を
増加させて材料の流れ方向の前部から後部に亘つ
て溝断面積が一定になるように構成すれば、不必
要な剪断力および発熱の発生を防止することがで
き、材料の品質を良好に保つことができる。また
ミキシングフライトをコンプレツシヨン部Ｂとメ
ータリング部Ｃとに跨る範囲、またコンプレツシ
ヨン部Ｂのみに設けてもよい。さらにミキシング
フライト部を複数個所に設けることも可能であ
る。

以上説明したように、この考案はスクリユー溝
内の材料の流れが乱流となつて良好な混練が行な
われると共に材料温度の均一化が促進され、かつ
ソリツドベツドの崩壊が早まるという効果を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はスクリユー溝内の材料の溶融メカニズ
ムを示す部分断面図、第２図はこの考案の部分切
欠き側面図、第３図はその要部拡大側面図、第４
図および第５図はこの考案のスクリユー溝内の材
料の混練作用を示すためのスクリユーの部分断面
図、第６図はミキシングフライトの他の実施例を
示す斜視図である。 １……スクリユー、２……シリンダ、１１，１
１′……ミキシングフライト、１２，１２′……
溝、Ｂ……コンプレツシヨン部、Ｃ……メータリ
ング部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高分子材料押出用スクリユーにおいて、コンプ
   レツシヨン部もしくはメータリング部の少なくと
   も一方の所定範囲にわたつて、１条もしくは複数
   条ねじのミキシングフライトを設け、このフライ
   トの頂面にはスクリユーの軸方向と平行な溝また
   は溝の前方がスクリユー軸に対してスクリユーの
   回転方向後方に向く溝が所定間隔で複数個形成さ
   れ、この溝はスクリユーの軸方向に深さが変化す
   るように底面が傾斜して形成され、かつ上記フラ
   イトの軸方向およびスクリユーの軸方向に相隣接
   する溝同志の深さの変化が互いに逆になるように
   形成してなることを特徴とする高分子材料押出用
   スクリユー。