JPS62264926A - プラスチツク成形機用スクリユ−材料 - Google Patents

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、プラスチック成形機用スクリューに関する。

［従来の技術］ プラスチック成形機用スクリューは、従来そのほとんど
が工具鋼等の金属材料のみでつくられている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の金属製スクリュー、表面メッキ処理スクリュー、
表面窒化処理スクリューでは、汚れ、プレートアウト等
の問題があり、これがプラスチックの加工性、成形製品
の品質に重大な影響をもたらすが、スクリュー材料自体
の価格の安さ等が理由で、それらの問題はあまりかえり
みられていなかった。

このプレートアウト、汚れは、プラスチックの加工分野
で使用される用語であって、「プレートアウト」はスク
リューの各部に滞留する添加剤等が付着し熱劣化した物
質であり、これが増加すると、押出機のモータ負荷が増
大し、遂には加工困難となる場合がある。また、「汚れ
」はスクリューにプラスチックが滞留しそれが熱劣化し
たものをいい、プレートアウト同様に問題をひき起こす
原因となる。

また、近年、プラスチックに無機質、有機質、金属等の
フィラーを混入して、プラスチックの特性を改良し、そ
の利用分野を広げようとする動きが高まりつつある。こ
のようなフィラーの入ったプラスチックの成形に従来の
金属製又は上記表面処理を行ったスクリューを使用する
と、スクリューが摩耗しやすく、その寿命がごく短くな
る。

本発明は、このような従来のプラスチック成形機用スク
リューにおける欠点を解消したもの、すなわちプレート
アウトや汚れの付着が少ない、かつ、耐摩耗性にすぐれ
たプラスチック成形機用スクリューを提供するものであ
る。

［問題点を解決するための手段およびその作用］本発明
者らは、ジルコニア焼結体は強度および硬度が高いだけ
でなく、溶融したプラスチックが付着しにくく、これを
用いることにによって上記の問題が解決される事を見出
し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、ジルコニアを４０ｖｔ％以上含む
セラミックスからなるプラスチック成形機用スクリュー
を要旨とする。

本発明が適用されるプラスチック成形機用スクリューと
して、たとえば、次のものをあげることができるが、こ
れらに限定されるものではない。

（１）単軸、２軸、２軸コニカル等の押出機用スクリュ
ー （２）インジクシジン成形機用スクリュー（３）バンバ
リー、ニーダ等の混練機用スクリュ本発明のスクリュー
は、全体がセラミックスで構成されたものであってもよ
く、また、成形を行なうプラスチックが接触する部分に
のみジルコニア含量４０ｗｔ％以上のセラミックスを使
用し、他の部分は金属材料を使用したものであってもよ
い。

即ち、金属部分とセラミックス部分とを合体できる形に
あらかじめ成形し、それらを、焼バメ、接着またはカシ
メ等の方法で支持させればよい。

このセラミックス部分の厚みは０．１　＝１ｈｍがよい
。このようして、とくに大型のスクリューを製作する場
合にその製作費を低減させることができる。

ジルコニア系セラミックスと金属との線膨張係数は近似
しているので、上記したようなセラミックス−金属を合
体したものは、プラスチック成形の際の使用温度でその
両者間の剥離がおこらない特徴がある。

本発明のスクリューのセラミックスの部分は、ジルコニ
アを４０ｖｔ％以上含まねばならない。ジルコニアと、
外のセラミックスを用いる場合、他のセラミックスとし
ては、アルミナ、スピネル、ムライト等をあげることが
できるが、アルミナとの混合セラミックスが硬度、耐摩
耗性等の点ですぐれている。また、ジルコニア含有量４
０ｗｔ％以上であれば、ジルコニアがもつプラスチック
との非親和性が維持され、プレートアウトや汚れによる
トラブルを小さくすることができる。

本発明に用いるジルコニアとしては、強度、靭性および
耐熱性のよい部分安定化シルコニアカ最モよい。部分安
定化ジルコニアに固溶サセる安定化剤の適当な量は、イ
ツトリア（Ｙ２Ｏ２）では１〜５モル％、カルシア（Ｃ
ａｂ）では２〜９モル％、マグネシア（ＭｇＯ）では８
〜ｌＯモル％セリア（ＣｅＯ２）では８〜３０モル％等
である。これらを２種以上固溶させてもよい。その中で
も、イツトリア部分安定化ジルコニアは、とくに高強度
かえられ、また２００℃付近における安定性にもすぐれ
ており、強度低下もなく、本発明の材料としてとくに適
している。

本発明のスクリューの製造にあたっては、焼結性のすぐ
れた微粉末を原料とする必要がある。

ジルコニアは湿式法で得られた１次粒子径２００〜４０
０人の微粉末を、またアルミナ、スピネル、ムライト等
は湿式法または共沈法でえられた高純度粉末を用いるの
が望ましい。

この原料粉末をラバープレス法等によって所望の形に成
形し焼成してセラミックスとする。

この焼成法としては、常圧の焼成法でもよく、さらに熱
間静水圧加圧焼成法（ＨＩＰ処理）を加えても良い。こ
のようにして得られたセラミツクス材料をダイヤモンド
砥石等で研削、研摩し、所定の寸法および表面あらさに
仕上げて、本発明に使用するセラミックス部材かえられ
る。

［発明の効果］ 本発明のスクリューをプラスチックの成形に使用するこ
とにより以下の効果を上げることができる。

（１）表面のきれいな製品を得ることができる。

（２）安定した状態での加工ができて長期連続運転を行
うことができる。

（３）運転を停止しても、プラスチックがスクリューに
付着しにくいので、清掃が容易である。

（４）かりにプラスチックがスクリューに付着しても、
スクリューの硬度が高いので、どのような工具を清掃に
用いてもスクリューを損傷することが少ない。

（５）フィラーを多く添加したプラスチックを成形して
も、スクリューが摩耗しにくいので、スクリューの取換
顛度が少ない。

（６）高吐出領域においても、付着による異常流動、異
常混線がおこりにりく、生産性の向上が可能となる。

（７）異常流動、異常混練が発生しに＜（嘱ので、従来
のスクリューでは困難であった低流動性樹脂の成形が容
易である。

［実施例］ 以下、本発明を具体例によって説明する力（、本発明は
これらに限定されるものではな（１゜実施例１〜３、比
較例１〜２ （スクリューの製造） 表１に示した原料粉末を湿式合成法により得た。

該原料粉末をラバープレス法によって成形し、表中に示
した温度で焼成して、セラミ・ソクス材料を得た。また
、一部のものは、さらに旧Ｐ処理した。

このセラミックスを研削、研摩し所定の寸法シこ仕上げ
、鋼に焼バメして樹脂との接触部をセラミックスとした
スクリューをつくった。また、比較のための鋼の表面を
クロムメ・ツキ（従来品）したスクリューも同様に試験
した。

（単軸押出機テスト） この様なスクリューを用いて樹脂シートの成形を行った
。

各成形終了後は、スクリューおよびダイスを分解して清
掃し、スクリューを交換した後、次の例の成形に移った
。

成形および測定条件は、以下のとおりである。

（１）樹脂　東洋曹達工業（株）製リューロン７００　
Ｄ　　Ｐ−１０００ （２）単軸押出機 ａ、押出機　日本製鋼社製Ｐ−４０型 スクリュー径４０ｗ５　　Ｌ／Ｄ　２２　　圧縮比（Ｃ
／Ｒ）１ｂ、ダイス　クロスヘッドタイプ 幅４ｈｖ、リップ間隙０．８ｍｍ （３）成形条件 ａ、押出温度 シリンダー　　〇−Ｉ　　　Ｃ−２Ｃ−３１５０１８５
１７５（”Ｃ） ダイス　　　　Ｄ−Ｉ　　　Ｄ−２Ｄ−３１７０１８５
２００（’Ｃ） ｂ、スクリュー回転　！１２　ｒｐｍ Ｃ，シートサイズ　４０ｍｍ　（幅）　Ｘ　　Ｏ，８ｍ
ｍ　（肉厚）（４）コンパウンド Ｃａ−Ｚｎ系安定剤（東京ファインケミカル社製　ＴＭ
Ｐ３Ｂ２）　　　３重量部 可塑剤（ＤＯＰ）　　　　１５重量部 カーボン　　　　　　３重量部 上記添加物を樹脂１００重量部に対し混合し、ヘンシェ
ルミキサーでブレンドした混合物を上記単軸押出機にて
シートを成形した。

（５）測定 連続成形時間 プレートアウト、汚れによりシート表面状態不良、もし
くはスクリューモータ負荷の増大するまでの時間。

プレーアウト、汚れ量 シート表面状態不良が発生した時点のプレートアウト、
汚れ重量。ただし１１時間経過しても表面状態が良好で
、スクリューモータ負荷が増大しない場合は、１１時間
経過時点のプレートアウト、汚れの重量。

以上のテストの結果を表１に示す。実施例１〜３では１
１ｈ「経過しても、シート表面あれ、およびスクリュー
モータ負荷の増大がなく、比較例１および２ではプレー
トアウト、汚れの発生が多くスクリューモータ負荷も増
大した。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ジルコニアを４０ｗｔ％以上含むセラミックスか
   らなるプラスチック成形機用スクリュー。
2. （２）ジルコニアが部分安定化ジルコニアである特許請
   求の範囲第（１）項記載のプラスチック成形機用スクリ
   ュー。