JPS6297822A - 押出機のスクリユウ - Google Patents

押出機のスクリユウ

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JPS6297822A
JPS6297822A JP61201894A JP20189486A JPS6297822A JP S6297822 A JPS6297822 A JP S6297822A JP 61201894 A JP61201894 A JP 61201894A JP 20189486 A JP20189486 A JP 20189486A JP S6297822 A JPS6297822 A JP S6297822A
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JP
Japan
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section
flights
extruder
flight
barrier
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JP61201894A
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ルシアン　デイヴィス　ヨカナ
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STERLING EKUSUTORUUDAA CORP
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STERLING EKUSUTORUUDAA CORP
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    • 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
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    • B29C48/505—Screws
    • B29C48/64—Screws with two or more threads
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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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〉 本発明はポリマーの押出し機に係り、特に押出し機の新
規なスクリュウに関する。
〈従来の技術〉 線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）は比較的安価で
、引裂き強度、孔開は抵抗、引張り強度、環境的応力割
れ抵抗などの機械的特性が優れているので広く使用され
ている。ＬＬＤＰＥ樹脂は主としてポリオレフィン樹脂
、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を代替して成長して
いる。
ＬＤＰ１１！押出し機のラインをＬＬＤＰＥ押出し機の
ラインに変更することは容易ではない。ＬＤＰＥ用スク
リュウをＬＬＤＰＥの押出しに使用すると通常のＬＤＰ
Ｅ吹出しフィルム押出し機の駆動装置より大きいトルク
、動力を必要とする。従ってＬＤＰＥ押出し機の駆動装
置を再駆動しまたは強力な駆動力を供給する必要がある
。再駆動または改造駆動装置つき押出し機の熔融温度は
フィルムの吹出しに所望の温度より高い。これはＬＤＰ
Ｈに対してＬＬＤＰＨの剪断レオロジーが異なることに
よる。　ＬＬＤＰＥは押出し機の剪断速度範囲で、ＬＤ
ＰＥより粘性が高い、従って押出しのため大きいエネル
ギを必要とする。
現在ＬＤＰＥ用に使用されている押出し機は一端に細長
い開口をもつ筒体をもち、その長さに沿う特定位置が冷
却または加熱される。押出し機スクリュウが筒体内にあ
って長さに沿って回転する。
スクリュウは表面に螺旋形のねじ山すなわちフライトを
もち、これが筒体の円筒形表面と密接嵌合する。スクリ
ュウは軸線の回りに回転しプラスチック材料に作用して
押出し機の出口端に押す。
押出し機スクリュウには、通常メタリング部、供給部、
遷移部などの複数の部分がある。供給部は押出されるポ
リマーを押出し機に供給するホッパの開口の下方に通常
設けられる。供給部は押出し機の筒体内に延びている。
供給部のスクリュウの直径すなわち根元直径は最小であ
る。従って供給部は大量のポリマー粉末またはペレット
を押出し機内に引入れこれが前方部分で圧縮されるよう
にする。この過剰供給は隣接するフライト間の空間を最
少の空隙で材料で充たすのでおしだしきの最適の性能が
得られ望ましい。
通常の押出し機スクリュウには供給部のつぎに遷移部が
ある。遷移部では根元直径が増加し。
従って空間容積が減少しポリマーは圧縮される。
遷移部のつぎに一定直径のメタリング部がある。ポリマ
ーがスクリュウの長さに沿って移動するとき、剪断と熔
融の大部分は遷移部で行われる。
押出し機スクリュウの筒体に沿って材料が移動するとき
剪断作用により熱が発生しポリマーは熔融する。熔融の
大部分は筒体の表面でおこる。
ポリマーが熔融しその後方のフライトが前進すると、熔
融したポリマーはフライトの面に沿って下方に、スクリ
ュウの根元に沿って前方に、先行するフライトの背面に
沿って上方に流れる。ポリマーの固体が、２つの隣接す
るフライトと根元部と筒体の面とに沿って流れる熔融し
たポリマーに包みこまれることがおこる。
通常の供給部遷移部メタリング部形式の押出し機スクリ
ュウは各種熱可塑性材料の押出し用に設計されている。
併しこの形式の押出し機スクリュウをＬ　Ｌ　Ｄ　Ｐ　
Ｈに使用すると消費動力と出口温度が増加し出力すなわ
ち排出量が減少する。再駆動せずに押出し機の性能を改
善するため２つの遷移部と２つのメタリング部をもつス
クリュウが開発され、米国特許４３５７２９１号に示さ
れる。このスクリュウは別々の圧縮部とメタリング部を
もっているが、適切完全な熔融が行われて固体の包みこ
みがないという保証がない。
バリヤフライト部をもつ押出し機スクリュウも提案され
ている。バリヤフライト部は熔融材料と固体との分離に
役立つ。固体部の熔融に問題がある。
〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は、低いかつ制御された温度、均等な圧力で各種
熱可塑性材料を熔融し、かつ消費動力の小さい押出し機
を開発することを目的とする。
く問題点を解決するための手段〉 本発明によれば、熱可塑性材料を押出すため予め定めた
外径の螺旋形フライトをもつ、押出し機のスクリュウで
あって、一定の根元直径をもつ供給部と、供給部に引続
いて設けられ根元直径が押出し機出口方向に増加する第
１の遷移部と、第１の遷移部に引続いて設けられフライ
トが第１の主フライトと第２のバリヤフライトとに別け
られ。
材料が該バリヤフライトを越えて後方に流れる、バリヤ
フライト部と、バリヤフライト部に引続いて設けられ根
元直径が押出し機出口方向に増加する第２の遷移部と、
を含む圧縮部と、圧縮部に引続いて設けられ一定の根元
直径をもつメタリング部と、を含む押出し機のスクリュ
ウが提供される。
く作用〉 本発明によれば、圧縮部はポリマーの熔融部と固体部と
の分離に役立つ。動力消費が従来押出し機に比して減少
し生産量が増加する。
本発明の押出し機スクリュウは供給部と、多段の圧縮部
と引続くメタリング部とをもつ。圧縮部は３つの部分す
なわち２つの遷移部とその間のバリヤフライト部とをも
つ。バリヤフライト部は主フライトとバリヤフライトす
なわち移動フライトとから成る。バリヤフライトは主フ
ライトから始まってこれから分離する。バリヤフライト
の２つの隣接するフライトに対する位置はスクリュウに
沿って変化する。位置の変化によりフライトが前方に移
動する効果が生ずる。
バリヤフライトは主フライトより低いから筒体とバリヤ
フライトとの間に間隙がある。熔融部はバリヤフライト
を越えて後方に流れ固体部はバリヤフライトと前方のフ
ライトとの間に残る。熔融部は固体部から分離され、包
みこみは防止される。バリヤフライトは固体部の圧縮に
役立ち、一実施例において根元直径は減少せしめられて
いる。
これは熔融部と固体部との分離に有効であり、材料の適
切な処理に有害な望ましくない空隙の除去に効果がある
。混合が改善され、過剰な温度を必要とせずに迅速なポ
リマーの熔融が達成され、動力消費が小である。
〈実施例〉 本発明のスクリュウ１は第１図に示すように異なる根元
直径をもつ本体を含み、筒体は概略的に示す。スクリュ
ウ１は供給部２と、圧縮部３と、メタリング部４と、混
合ヘッド６とを含む。
スクリュウ１は螺旋形フライト５をもつ。フライト５は
一定のピッチと外径とをもつ。フライト５は混合ヘッド
６で終っており、ヘッド６は当業者に公知の任意適宜の
形式とする。供給部２の根元直径は最小であり、隣接す
る２つのフライトと根元部と筒体の内面との間に大きい
区域をつくる。上述のように供給部２は押出しのためポ
リマー粉末またはペレットを受入れる。ポリマーが供給
部２を通るときポリマーとスクリュウと筒体との間の相
対運動により摩擦と剪断とが作用する。
この作用で熱が生じ、固体は軟化し熔融する。
つぎにポリマーは圧縮部３を通る。圧縮部の第１の部分
は遷移部７である。遷移部の根元直径はポリマーの流れ
の方向に増加する。遷移部７の長さはフライトの約１／
２回以上とする。根元直径は増加し、ポリマーはいくら
か圧縮される。
バリヤフライト部は単一の主フライト９で始まる。バリ
ヤフライト１０と名付ける第２のフライトが主フライト
９から離れ、主フライト９の２つの隣接する旋回の間に
位置する。バリヤフライト１０は主フライト９よりいく
らか小さい外径で異なるピッチをもつ、バリヤフライト
のピッチは１回転について主フライトより長手方向軸線
に沿って多く運動するようになされる。既に熔融したポ
リマーから成る熔融部がバリヤを越えてバリヤフライト
１０の背後の空間に流れる。バリヤフライトのピッチは
２つの隣接する主フライトの旋回間の位置が常に主フラ
イトより前方に運動するようになされる。すなわち固体
部を収容する空間は減少し熔融部を収容する空間は増大
し、固体部と熔融部との分離は改善され、固体部内に空
隙が生ずる傾向は防止される。熔融部は固体部を残して
バリヤフライトの後方に流れ、分離は良好に行われ、包
みこみは防止される。固体部は包みこまれないから充分
に処理され、多量の熔融部がつくられ、これがバリヤフ
ライト１０を越えてその後方の空間１１に流れる。固体
のポリマーが固体状態でバリヤフライトを越えるとバリ
ヤフライト１０と筒体との相対運動により強い剪断力が
作用する。
ポリマーは熔融して空間１１に達する。
バリヤフライト部の端部でバリヤフライトはその前方の
主フライトと合致し空間１１は主フライトの２つの隣接
する旋回の間の空間と同じになる。一実施例において根
元直径はバリヤフライト部の全長にわたって一定である
。別の実施例において（第３図および第４図）根元直径
はは実際に減少し、バリヤフライトの経路に沿う移動速
度が速く、熔融が短距離で行われる。
圧縮部分の最後の部分は第２の遷移部１２である。この
部分の根元直径は次第に増加し、最終最大直径となる。
第２の遷移部１２は第１の遷移部７とほぼ同様である。
併しこの部分の根元直径は最終最大直径まで増加する。
第２の遷移部１２において根元直径が増加する割合は第
１の遷移部７におけるより大であってよい、特に変形例
として根元直径がバリヤフライト部において実際に減少
している場合にこれが成り立つ。
最終部分はメタリング部４で、根元直径は一定または僅
かに増加してよい、押出し機スクリュウの最後の部分は
共通混合ヘッド６である。
望ましい実施例において、押出し機スクリュウは直径２
．５ｉｎ（６４ｍ■）、長さと直径との比は３０：１で
ある。これを５０ＨＰ、ＤＣ駆動、最高速度６５ＲＰＭ
の歯車減速つきの通常の押出し機に使用した。供給部は
９フライトの長さ、第１の遷移部は３フライトの長さ、
バリヤフライト部は７フライトの長さでバリヤフライト
自体は６フライトのみに設けられ、第２の遷移部は２フ
ライトの長さ、メタリング部は７フライトの長さ、混合
ヘッドは２フライトの長さとする。
別の実施例においてスクリュウの長さと直径との比は２
４：１である。この場合、供給部は９フライトの長さ、
第１の遷移部は２フライトの長さ、バリヤフライト部は
５フライトの長さでバリヤフライト自体は６フライトの
みに設けられ、第２の遷移部は２フライトの長さ、メタ
リング部は４．５フライトの長さ、混合ヘッドは１．５
フライトの長さとする。
これら実施例においてバリヤフライト部のバリヤフライ
トの長さは主フライトの長さより小である。これはバリ
ヤフライトのピッチが大で、−回旋当りの移動量が大き
いことによる。
第５図と第６図は単一遷移バリヤ形式（スクリュウＡ）
と本発明（スクリュウＢ）とのＬＬＤＰＥを４ＯＲＰＭ
で押出したときの熔融温度と出力効率との比較を示す、
第５図に示すように本発明の出口温度は従来技術に対比
して平均低下する。これは過剰の熱となるエネルギが節
約されることを示す、第６図は出力効率が本発明（平均
９　、３４１ｂｓ／ｈｒ／ｈｐ）は従来技術（平均８　
、３３　ｌｂｓ／ｈｒ／ｈｐ）と対比して約１２％増加
していることを示す。
〈発明の効果〉 本発明によれば、熔融部は固体部から効果的に分離され
、熔融部による固体部の包みこみは防止される。材料の
適切な処理に有害な望ましくない空隙は除去される。混
合が改善され、過剰な温度を必要とせずに迅速なポリマ
ーの熔融が達成され、動力消費が小である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による押出し機スクリュウの側両立面図
、第２図は一部を除去して示す第１図のスクリュウの詳
細図、第３図は本発明の押出し機スクリュウの別の実施
例の側両立面図、第４図は一部を除去して示す第３図の
スクリュウの詳細図、第５図は従来技術と本発明のスク
リュウの熔融温度とヘッド圧力との関係を４ＯＲＰＭで
示すグラフ、第６図は従来技術と本発明のスクリュウの
出力を４ＯＲＰＭで比較して示すグラフ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　熱可塑性材料を押出すため予め定めた外径の螺旋形
    フライトをもつ、押出し機のスクリュウにおいて、 ａ）一定の根元直径をもつ供給部と、 ｂ）供給部に引続いて設けられ、根元直径が押出し機出
    口方向に増加する第１の遷移部と、第１の遷移部に引続
    いて設けられ、前記 フライトが第１の主フライトと第２のバリヤフライトと
    に別けられ、材料が該バリヤフライトを越えて後方に流
    れる、バリヤフライト部と、 バリヤフライト部に引続いて設けられ、 根元直径が押出し機出口方向に増加する第２の遷移部と
    、を含む圧縮部と、 ｃ）前記圧縮部に引続いて設けられ、一定の根元直径を
    もつメタリング部と、を含む前記押出し機のスクリュウ
    。 ２　前記バリヤフライトが主フライトの予め定めた外径
    より小さい外径をもつ、特許請求の範囲第１項記載の押
    出し機のスクリュウ。 ３　前記第１の遷移部と第２の遷移部との直径が同じ割
    合で増加する、特許請求の範囲第２項記載の押出し機の
    スクリュウ。 ４　前記メタリング部に引続いて混合ヘッドが設けられ
    ている、特許請求の範囲第３項記載の押出し機のスクリ
    ュウ。 ５　前記バリヤフライト部が一定の根元直径をもつ、特
    許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項記載の
    押出し機のスクリュウ。 ６　前記供給部が９つのフライトをもち、 第１の遷移部が３つのフライトをもち、 バリヤフライト部が７つのフライトをもち、第２の遷移
    部が２つのフライトをもち、 メタリング部が７つのフライトをもち、 該スクリュウの長さと直径との比が３０： １である、特許請求の範囲第５項記載の押出し機のスク
    リュウ。 ７　バリヤフライト部の根元直径が押出し機出口方向に
    減少する特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
    １項記載の押出し機のスクリュウ。 ８　前記供給部が９つのフライトをもち、 第１の遷移部が３つのフライトをもち、 バリヤフライト部が７つのフライトをもち、第２の遷移
    部が２つのフライトをもち、 メタリング部が７つのフライトをもち。 該スクリュウの長さと直径との比が３０： １である、特許請求の範囲第７項記載の押出し機のスク
    リュウ。 ９　熱可塑性ポリマー固体を押出し機の供給部に導入し
    、 該ポリマーが熔融プール部を形成するよう にポリマーを圧縮し、 圧縮されたポリマーの熔融部を固体部から 分離し同時に固体部からの熔融部の形成を継続し該熔融
    部はその後に固体部から分離し、 熔融部を押出し前にさらに圧縮する、各工 程を含む、熱可塑性材料の押出し方法。 １０　熔融部が固体部から分離されるとき固体部を軽く
    圧縮する、特許請求の範囲第９項記載の熱可塑性材料の
    押出し方法。 １１　熔融部がさらにメタリング部を経る、特許請求の
    範囲第１０項記載の熱可塑性材料の押出し方法。
JP61201894A 1985-09-09 1986-08-29 押出機のスクリユウ Pending JPS6297822A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/774,196 US4733970A (en) 1985-09-09 1985-09-09 Extruder screw
US774196 1985-09-09

Publications (1)

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US (1) US4733970A (ja)
JP (1) JPS6297822A (ja)
DE (1) DE3630208A1 (ja)
FR (1) FR2586965A1 (ja)
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