WO2021149304A1 - スクリュー、押出機及び押出方法 - Google Patents

スクリュー、押出機及び押出方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021149304A1
WO2021149304A1 PCT/JP2020/036056 JP2020036056W WO2021149304A1 WO 2021149304 A1 WO2021149304 A1 WO 2021149304A1 JP 2020036056 W JP2020036056 W JP 2020036056W WO 2021149304 A1 WO2021149304 A1 WO 2021149304A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
region
screw
elastomer
barrier
spiral blade
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/036056
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
忠資 佐藤
野田　誠
Original Assignee
中田エンヂニアリング株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 中田エンヂニアリング株式会社 filed Critical 中田エンヂニアリング株式会社
Priority to US17/759,274 priority Critical patent/US20230075388A1/en
Priority to EP20914811.3A priority patent/EP4074482A4/en
Priority to KR1020227022866A priority patent/KR20220130684A/ko
Priority to CN202080091638.4A priority patent/CN114901452A/zh
Publication of WO2021149304A1 publication Critical patent/WO2021149304A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • 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
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/505—Screws
    • B29C48/64—Screws with two or more threads
    • B29C48/66—Barrier threads, i.e. comprising primary and secondary threads whereby the secondary thread provides clearance to the barrel for material movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/40—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft
    • B29B7/42—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with screw or helix
    • B29B7/422—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with screw or helix with screw sections co-operating, e.g. intermeshing, with elements on the wall of the surrounding casing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/40—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft
    • B29B7/42—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with screw or helix
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/40—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft
    • B29B7/42—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with screw or helix
    • B29B7/428—Parts or accessories, e.g. casings, feeding or discharging means
    • B29B7/429—Screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • 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
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/505—Screws
    • B29C48/59—Screws characterised by details of the thread, i.e. the shape of a single thread of the material-feeding screw
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • 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
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/505—Screws
    • B29C48/59—Screws characterised by details of the thread, i.e. the shape of a single thread of the material-feeding screw
    • B29C48/595—Screws characterised by details of the thread, i.e. the shape of a single thread of the material-feeding screw the thread having non-uniform width
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • 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
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/68—Barrels or cylinders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • 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
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/68—Barrels or cylinders
    • B29C48/685—Barrels or cylinders characterised by their inner surfaces, e.g. having grooves, projections or threads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • 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
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/68—Barrels or cylinders
    • B29C48/685—Barrels or cylinders characterised by their inner surfaces, e.g. having grooves, projections or threads
    • B29C48/687—Barrels or cylinders characterised by their inner surfaces, e.g. having grooves, projections or threads having projections with a short length in the barrel direction, e.g. pins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • 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
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/68—Barrels or cylinders
    • B29C48/681—Barrels or cylinders for single screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2021/00—Use of unspecified rubbers as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2021/00—Use of unspecified rubbers as moulding material
    • B29K2021/003—Thermoplastic elastomers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2509/00—Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2503/00 - B29K2507/00, as filler
    • B29K2509/02—Ceramics

Definitions

  • the present invention relates to a screw having a spiral blade for extruding a plastic elastomer while kneading, an extruder including this screw, and an extrusion method.
  • Patent Document 1 proposes a screw capable of improving the productivity of a plastic elastomer while maintaining good quality by providing a kneading promoting region.
  • the barrier is along the screw axial direction, and the productivity may decrease depending on the type of elastomer to be kneaded, such as an elastomer containing silica. Therefore, even in the screw of Patent Document 1, further improvement is desired for both quality and productivity.
  • the present invention has been devised in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a screw, an extruder and an extrusion method capable of improving the applicable range of an elastomer compatible with both quality and productivity. There is.
  • the present invention is a screw having a spiral blade for extruding a plastic elastomer containing 100 phr or more of silica while kneading it, and has a first region arranged on the most downstream side in the extrusion direction.
  • a barrier extending inclined with respect to the screw axis direction is formed between the spiral blades adjacent to each other in the extrusion direction, and the length of the barrier in the longitudinal direction is the spiral in the first region.
  • the lead length of the blade is 1.5 to 3.0 times
  • the height of the barrier is smaller than the height of the spiral blade
  • the difference between the height of the spiral blade and the height of the barrier is 2
  • the thickness of the barrier is about 10 mm
  • the thickness of the barrier is 0.9 to 3.0 times the difference between the height of the spiral blade and the height of the barrier.
  • the screw of the present invention has a second region arranged on the upstream side in the extrusion direction of the first region, and the spiral blade is formed with a notch for passing a pin in the second region. desirable.
  • the screw has a third region continuously arranged in the second region on the upstream side in the extrusion direction of the second region, and in the third region, at least a part of the spiral blade is one row. It is preferably formed of screws.
  • a part of the third region on the upstream side in the extrusion direction is formed of a multi-threaded screw.
  • the present invention is an extruder including the above-mentioned screw and a barrel for arranging the screw inside, and the barrel is inserted into the notch formed in the spiral blade of the second region. It is characterized by including a pin of.
  • the present invention is characterized in that it is an extruder including the above-mentioned screw and a barrel for arranging the screw inside.
  • the present invention is an extrusion method for extruding the elastomer using the above-mentioned extruder, and comprises a step of putting the elastomer into the inside of the barrel and an extrusion step of extruding the elastomer while kneading it.
  • the extrusion step is characterized by including a deformation step of deforming the elastomer into a thin film by the barrier.
  • a barrier extending in the first region so as to be inclined with respect to the screw axis direction is formed between the spiral blades adjacent to each other in the extrusion direction, and the length of the barrier in the longitudinal direction is the first. It is 1.5 to 3.0 times the lead length of the spiral blade in one region, the height of the barrier is smaller than the height of the spiral blade, and the height of the spiral blade and the height of the barrier. The difference from the height is 2 to 10 mm, and the thickness of the barrier is 0.9 to 3.0 times the difference between the height of the spiral blade and the height of the barrier.
  • Such a screw can secure the passing amount of the elastomer while sequentially deforming the elastomer into a thin film by a barrier that inclines with a specific length. Therefore, the screw of the present invention can secure the discharge amount of the elastomer while suppressing excessive heat generation of the elastomer.
  • the screw of the present invention can improve the application range of the elastomer which is compatible with both quality and productivity.
  • FIG. 1 is a side view showing the extruder 1 of the present embodiment.
  • the extruder 1 of the present embodiment includes a screw 2 for extruding the plastic elastomer G in the extrusion direction A while kneading it, and a barrel 3 for arranging the screw 2 inside. ..
  • plastic elastomer G examples include unvulcanized rubber and a thermoplastic elastomer.
  • the elastomer G is not particularly limited, but for example, in the case of rubber for tires, silica is preferably blended in an amount of 50 phr or more, more preferably 100 phr or more, due to the recent demand for fuel efficiency. It is desirable to use a high silica compound.
  • the screw 2 of the present embodiment has a screw shaft 4 and a spiral blade 5 protruding outward in the radial direction of the screw 2 from the screw shaft 4.
  • the spiral blade 5 of the present embodiment is for extruding the plastic elastomer G while kneading it.
  • the screw 2 of the present embodiment has a first region 6 arranged on the downstream side of the extrusion direction A, a second region 7 arranged on the upstream side of the extrusion direction A of the first region 6, and an extrusion direction of the second region 7. It has a third region 8 arranged on the upstream side of A.
  • the first region 6, the second region 7, and the third region 8 are provided continuously, for example, in the extrusion direction A.
  • FIG. 2 is a partial side view of the first region 6.
  • a barrier 9 is formed in the first region 6 of the present embodiment so as to extend between the spiral blades 5 adjacent to each other in the extrusion direction A so as to be inclined with respect to the screw axis direction.
  • the length w of the barrier 9 in the longitudinal direction is preferably 1.5 to 3.0 times the lead length L1 of the spiral blade 5 in the first region 6.
  • the fact that the barrier 9 extends at an angle with respect to the screw axis direction means that the longitudinal direction of the barrier 9 has an angle ⁇ greater than 0 ° and less than 90 ° with respect to the screw axis direction. ..
  • the screw 2 of the present embodiment can secure the discharge amount of the elastomer G while suppressing the excessive heat generation of the elastomer G. Further, even if the elastomer G is a high silica compound, such a barrier 9 can be efficiently conveyed and deformed without generating bubbles inside the barrier 9, so that the surface condition of the elastomer G can be improved. can. Therefore, the screw 2 of the present embodiment can improve the applicable range of the elastomer G, which is compatible with both quality and productivity.
  • the length w of the barrier 9 in the longitudinal direction is more preferably 2.0 times or more the lead length L1 of the spiral blade 5 in the first region 6. Further, the length w in the longitudinal direction of the barrier 9 is more preferably 2.5 times or less the lead length L1 of the spiral blade 5 in the first region 6.
  • Such a barrier 9 is suitable for efficiently transporting and deforming the elastomer G containing high silica, and is useful for achieving both the quality and productivity of the elastomer G.
  • the angle ⁇ of the barrier 9 with respect to the screw axis direction is preferably 10 ° or more, more preferably 20 ° or more, preferably 80 ° or less, and more preferably 70 ° or less.
  • Such a barrier 9 is suitable for efficiently transporting and deforming the elastomer G containing high silica, and is useful for achieving both the quality and productivity of the elastomer G.
  • the spiral blade 5 is formed by a double-threaded screw.
  • the spiral blade 5 of the first region 6 is not limited to the double-threaded screw, and may be, for example, a single-threaded screw or a multi-threaded screw having three or more threads. Further, the first region 6 may be formed of, for example, screws having a partially different number of threads.
  • the single-threaded screw is a mode in which one spiral blade 5 is provided at the same portion of the screw shaft 4 in the axial direction.
  • the double-threaded screw is a mode in which two spiral blades 5 are provided at the same portion of the screw shaft 4 in the axial direction.
  • the multi-threaded screw is a mode in which two or more spiral blades 5 are provided at the same portion in the axial direction of the screw shaft 4.
  • the double-threaded screw is one aspect of a multi-threaded screw.
  • 1 to 4 barriers 9 are formed in the first region 6.
  • a barrier 9 having one barrier 9 formed in the first region 6 is exemplified.
  • the extruder 1 of the present embodiment can reduce the expansion coefficient of the extruded elastomer G and improve the surface condition of the elastomer G. Therefore, the extruder 1 of the present embodiment can improve the surface condition of the elastomer G while stabilizing the shape of the elastomer G after extrusion, so that the elastomer G of high quality can be extruded.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • the height h of the barrier 9 of the present embodiment is smaller than the height H of the spiral blade 5.
  • the difference (Hh) between the height H of the spiral blade 5 and the height h of the barrier 9 is preferably 2 to 10 mm.
  • the difference (Hh) is 2 mm or more, it is possible to secure the discharge amount of the elastomer G while suppressing the excessive heat generation of the elastomer G, and it is possible to achieve both quality and productivity.
  • the difference (Hh) is 10 mm or less, the deformation of the elastomer G can be promoted and the quality can be improved.
  • the thickness t of the barrier 9 is preferably 0.9 to 3.0 times the difference (Hh) between the height H of the spiral blade 5 and the height h of the barrier 9.
  • Hh the difference between the height H of the spiral blade 5 and the height h of the barrier 9.
  • the thickness t is 0.9 times or more the difference (Hh)
  • the deformation of the elastomer G can be promoted and the quality can be improved.
  • the thickness t is 3.0 times or less of the difference (Hh) it is possible to secure the discharge amount of the elastomer G while suppressing the excessive heat generation of the elastomer G, and to improve the quality and productivity. It can be compatible.
  • the spiral blade 5 is formed by a double-threaded screw.
  • the spiral blade 5 of the second region 7 is not limited to the double-threaded screw, and may be, for example, a single-threaded screw or a multi-threaded screw having three or more threads. Further, the second region 7 may be formed of, for example, screws having a partially different number of threads.
  • a notch 10 for passing a pin is formed in the spiral blade 5.
  • the barrel 3 preferably includes a plurality of pins 11 inserted into the notch 10 formed in the spiral blade 5 of the second region 7.
  • the elastomer G kneaded between the screw 2 and the barrel 3 can be sheared by the pin 11 to enhance the mixing and dispersing effect of the elastomer G, and the quality of the elastomer G can be improved.
  • the pins 11 are provided in a plurality of rows, for example, 2 to 5 rows in the axial direction of the screw shaft 4. In the present embodiment, three rows of pins 11 are provided in the axial direction of the screw shaft 4 as an example. A plurality of pins 11, for example, 4 to 8 pins, are provided with respect to the same portion of the screw shaft 4 in the axial direction. Such a pin 11 is useful for enhancing the mixing and dispersing effect of the elastomer G and improving the quality of the elastomer G.
  • the plurality of pins 11 are configured so that the amount of protrusion into the barrel 3 can be changed.
  • the amount of protrusion of such a pin 11 can be individually adjusted according to the elastomer G to be kneaded.
  • the third region 8 of the present embodiment at least a part of the spiral blade 5 is formed by a single thread.
  • the carried property of the charged elastomer G is good, and the elastomer G can be efficiently sent to the second region 7 side, so that the productivity can be improved.
  • the third region 8 is preferably in the range of 20% to 40% of the total screw length L0.
  • the third region 8 is 20% or more of the total screw length L0, the elastomer G can be efficiently conveyed and the productivity can be improved.
  • the third region 8 is 40% or less of the total screw length L0, the range of the first region 6 and the second region 7 can be relatively widened, which helps to improve the quality of the elastomer G.
  • the barrel 3 of the present embodiment includes an input port 12 for charging the elastomer G and a discharge port 13 for discharging the kneaded elastomer G. It is desirable that the input port 12 is provided in a portion of the screw 2 corresponding to the third region 8. It is desirable that the discharge port 13 is provided on the downstream side of the first region 6 of the screw 2 in the extrusion direction A. Such a barrel 3 can increase the distance from the inlet 12 to the discharge port 13, and is useful for improving the quality of the elastomer G.
  • the screw 2 is rotated in one direction by the drive unit 14 arranged on the upstream side of the barrel 3 in the extrusion direction A.
  • the rotation speed of the screw 2 can be appropriately adjusted by the drive unit 14.
  • the rotation speed of such a screw 2 can be easily changed according to the operating condition of the extruder 1.
  • FIG. 4 is a flowchart of the extrusion method of the present embodiment.
  • the extrusion method of the present embodiment is suitable for using the extruder 1 to extrude an elastomer G containing high silica containing silica of preferably 50 phr or more, more preferably 100 phr or more. Is.
  • the charging step S1 in which the elastomer G is charged into the barrel 3 is performed.
  • the charging step S1 for example, the elastomer G is continuously charged. It is desirable that the charging speed of the elastomer G is appropriately adjusted according to the operating conditions of the extruder 1. In such a charging step S1, even if the elastomer G is a high silica compound, an appropriate amount of the elastomer G can be charged into the barrel 3.
  • the extrusion step S2 for extruding the elastomer G while kneading is performed.
  • the elastomer G is sequentially extruded in the extrusion direction A by rotating the screw 2.
  • Such an extrusion step S2 can be extruded so as to achieve both the quality and productivity of the elastomer G containing high silica.
  • FIG. 5 is a flowchart of the extrusion process S2.
  • a transfer step S21 for transporting the charged elastomer G to the downstream side in the extrusion direction A is performed. It is desirable that the transfer step S21 is performed in the third region 8 of the screw 2. In such a transfer step S21, the elastomer G containing high silica can be efficiently transported, and the productivity can be improved.
  • a shearing step S22 for shearing the elastomer G kneaded between the screw 2 and the barrel 3 is performed by the pin 11.
  • the shearing step S22 is preferably performed in the second region 7 of the screw 2. In such a shearing step S22, the mixing and dispersing effect of the elastomer G containing high silica can be enhanced to improve the quality.
  • a deformation step S23 for deforming the elastomer G into a thin film by the barrier 9 is performed. It is desirable that the deformation step S23 is performed in the first region 6 of the screw 2. In such a deformation step S23, it is possible to secure the discharge amount of the elastomer G while suppressing the excessive heat generation of the elastomer G, and it is possible to achieve both quality and productivity.
  • FIG. 6 is a side view of the extruder 20 of another embodiment. Elements having the same functions as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the extruder 20 of this embodiment includes a screw 21 for extruding the plastic elastomer G in the extrusion direction A while kneading it, and a barrel 22 for arranging the screw 21 inside. ..
  • the screw 21 of this embodiment has a screw shaft 4 and a spiral blade 23 protruding outward in the radial direction of the screw 21 from the screw shaft 4. Similar to the screw 2 described above, the screw 21 has a first region 6 arranged on the downstream side of the extrusion direction A, a second region 7 arranged on the upstream side of the extrusion direction A of the first region 6, and a second region. It is desirable to have a third region 8 arranged on the upstream side of the extrusion direction A of 7.
  • three barriers 9 are formed in the first region 6 as an example.
  • the molecule of the elastomer G can be cut more finely by the barrier 9, and the quality of the elastomer G can be further improved.
  • pins 11 are provided in the axial direction of the screw shaft 4 in the second region 7. Such a pin 11 can further enhance the mixing and dispersing effect of the elastomer G and further improve the quality of the elastomer G.
  • a part of the third region 8 of this embodiment on the upstream side of the extrusion direction A is formed of a multi-threaded screw.
  • a part of the third region 8 on the upstream side of the extrusion direction A is formed by a 2-thread screw and a 6-thread screw.
  • Such a third region 8 promotes mixing and dispersion while maintaining the biting property of the elastomer G charged from the charging port 12, and is useful for achieving both the quality and productivity of the elastomer G.
  • the screws of the examples shown in FIGS. 1 to 3 and 6 were prototyped based on the specifications of Tables 1 and 2.
  • a screw of Comparative Example 1 in which the third region is formed of a double-threaded screw and no barrier is provided, and a comparative example in which the third region is formed of a single-threaded screw and the barrier extends in the axial direction of the screw shaft.
  • Two screws were prototyped.
  • a test was conducted to extrude the elastomer by the extrusion method shown in FIGS. 4 and 5, and the quality and productivity of the extruded elastomer were evaluated.
  • the common items and test methods of the test are as follows.
  • the extruder of the example has an improved total value of the evaluation of the quality test and the productivity test as compared with the extruder of the comparative example, and the quality of the unvulcanized rubber containing high silica is also improved. It was confirmed that both productivity was achieved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Formation And Processing Of Food Products (AREA)

Abstract

品質と生産性との両立可能なエラストマーの適用範囲を向上し得るスクリュー、押出機及び押出方法を提供する。　シリカが１００ｐｈｒ以上配合されたハイシリカ配合の可塑性のエラストマーＧを混練しながら押し出すための螺旋翼５を有するスクリュー２である。最も押出方向Ａ下流側に配された第１領域６を有している。第１領域６には、押出方向Ａで隣り合う螺旋翼５の間を、スクリュー軸方向に対して傾斜して延びるバリア９が形成されている。バリア９の長手方向の長さｗは、第１領域６における螺旋翼５のリード長さＬ１の１．５～３．０倍である。バリア９の高さｈは、螺旋翼５の高さＨよりも小さく、かつ、螺旋翼５の高さＨとバリア９の高さｈとの差（Ｈ－ｈ）が２～１０mmである。バリア９の厚さｔは、螺旋翼５の高さＨとバリア９の高さｈとの差（Ｈ－ｈ）の０．９～３．０倍である。

Description

スクリュー、押出機及び押出方法
　本発明は、可塑性のエラストマーを混練しながら押し出すための螺旋翼を有するスクリュー、このスクリューを含む押出機及び押出方法に関する。
　従来、可塑性のエラストマーを混練しながら押し出すための螺旋翼を有するスクリューが種々知られている。例えば、下記特許文献１は、混練促進領域を設けることで、可塑性のエラストマーの良好な品質を維持しつつ、その生産性を向上させ得るスクリューを提案している。
特開２０１９－０４３０４３号公報
　しかしながら、特許文献１のスクリューは、バリアがスクリュー軸方向に沿っており、シリカが配合されたエラストマー等、混練されるエラストマーの種類によっては、生産性が低下することがあった。このため、特許文献１のスクリューにおいても、品質と生産性との両立に対し、更なる改善が望まれていた。
　本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、品質と生産性との両立可能なエラストマーの適用範囲を向上し得るスクリュー、押出機及び押出方法を提供することを主たる目的としている。
　本発明は、シリカが１００ｐｈｒ以上配合されたハイシリカ配合の可塑性のエラストマーを混練しながら押し出すための螺旋翼を有するスクリューであって、最も押出方向下流側に配された第１領域を有し、前記第１領域には、押出方向で隣り合う前記螺旋翼の間を、スクリュー軸方向に対して傾斜して延びるバリアが形成され、前記バリアの長手方向の長さは、前記第１領域における前記螺旋翼のリード長さの１．５～３．０倍であり、前記バリアの高さは、前記螺旋翼の高さよりも小さく、かつ、前記螺旋翼の高さと前記バリアの高さとの差が２～１０mmであり、前記バリアの厚さは、前記螺旋翼の高さと前記バリアの高さとの差の０．９～３．０倍であることを特徴とする。
　本発明のスクリューにおいて、前記第１領域には、１～４枚の前記バリアが形成されているのが望ましい。
　本発明のスクリューにおいて、前記第１領域の押出方向上流側に配された第２領域を有し、前記第２領域には、前記螺旋翼にピン通過用の切欠部が形成されているのが望ましい。
　本発明のスクリューにおいて、前記第２領域の押出方向上流側に前記第２領域に連続して配された第３領域を有し、前記第３領域は、前記螺旋翼の少なくとも一部が１条ねじで形成されているのが望ましい。
　本発明のスクリューにおいて、前記第３領域の最も押出方向上流側の一部は、多条ねじで形成されているのが望ましい。
　本発明は、上述のスクリューと、前記スクリューを内部に配するバレルとを含む押出機であって、前記バレルは、前記第２領域の前記螺旋翼に形成された前記切欠部に挿入される複数のピンを含むことを特徴とする。
　本発明は、上述のスクリューと、前記スクリューを内部に配するバレルとを含む、押出機であることを特徴とする。
　本発明は、上述の押出機を用いて、前記エラストマーを押し出すための押出方法であって、前記バレルの内部に、前記エラストマーを投入する投入工程と、前記エラストマーを混練しながら押し出す押出工程とを含み、前記押出工程は、前記バリアにより、前記エラストマーを薄膜状に変形させる変形工程を含むことを特徴とする。
　本発明のスクリューにおいて、第１領域には、押出方向で隣り合う螺旋翼の間を、スクリュー軸方向に対して傾斜して延びるバリアが形成され、前記バリアの長手方向の長さは、前記第１領域における前記螺旋翼のリード長さの１．５～３．０倍であり、前記バリアの高さは、前記螺旋翼の高さよりも小さく、かつ、前記螺旋翼の高さと前記バリアの高さとの差が２～１０mmであり、前記バリアの厚さは、前記螺旋翼の高さと前記バリアの高さとの差の０．９～３．０倍である。
　このようなスクリューは、特定の長さで傾斜するバリアによりエラストマーを順に薄膜状に変形させつつ、エラストマーの通過量を確保することができる。このため、本発明のスクリューは、エラストマーの過度な発熱を抑制しつつ、エラストマーの吐出量を確保することができる。
　また、このようなバリアは、ハイシリカ配合のエラストマーであっても、その内部に気泡を発生させることなく、効率よく搬送及び変形させることができるので、エラストマーの表面状態を向上させることができる。このため、本発明のスクリューは、品質と生産性との両立可能なエラストマーの適用範囲を向上させることができる。
本発明の押出機の一実施形態を示す側面図である。 第１領域の部分側面図である。 図２のＡ－Ａ線の部分断面図である。 押出方法のフローチャートである。 押出工程のフローチャートである。 他の実施形態の押出機の側面図である。
　以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき詳細に説明される。
　図１は、本実施形態の押出機１を示す側面図である。図１に示されるように、本実施形態の押出機１は、可塑性のエラストマーＧを混練しながら押出方向Ａに押し出すためのスクリュー２と、スクリュー２を内部に配するバレル３とを含んでいる。
　可塑性のエラストマーＧとしては、例えば、未加硫ゴム、熱可塑性エラストマー等が挙げられる。エラストマーＧは、特に限定されるものではないが、例えば、タイヤ用のゴムであれば、近年の低燃費化の要請により、シリカが、好ましくは、５０ｐｈｒ以上、より好ましくは、１００ｐｈｒ以上が配合されたハイシリカ配合であるのが望ましい。
　本実施形態のスクリュー２は、スクリュー軸４と、スクリュー軸４からスクリュー２の径方向外側に突出する螺旋翼５とを有している。本実施形態の螺旋翼５は、可塑性のエラストマーＧを混練しながら押し出すためのものである。
　本実施形態のスクリュー２は、押出方向Ａ下流側に配された第１領域６と、第１領域６の押出方向Ａ上流側に配された第２領域７と、第２領域７の押出方向Ａ上流側に配された第３領域８とを有している。第１領域６、第２領域７及び第３領域８は、例えば、押出方向Ａに連続して設けられている。
　図２は、第１領域６の部分側面図である。図１及び図２に示されるように、本実施形態の第１領域６には、押出方向Ａで隣り合う螺旋翼５の間を、スクリュー軸方向に対して傾斜して延びるバリア９が形成されている。バリア９の長手方向の長さｗは、好ましくは、第１領域６における螺旋翼５のリード長さＬ１の１．５～３．０倍である。ここで、バリア９がスクリュー軸方向に対して傾斜して延びるとは、バリア９の長手方向がスクリュー軸方向に対して、０°よりも大きく９０°よりも小さい角度θを有することを意味する。
　このようなバリア９は、特定の長さで傾斜しているので、エラストマーＧを順に薄膜状に変形させつつ、エラストマーＧの通過量を確保することができる。このため、本実施形態のスクリュー２は、エラストマーＧの過度な発熱を抑制しつつ、エラストマーＧの吐出量を確保することができる。また、このようなバリア９は、ハイシリカ配合のエラストマーＧであっても、その内部に気泡を発生させることなく、効率よく搬送及び変形させることができるので、エラストマーＧの表面状態を向上させることができる。このため、本実施形態のスクリュー２は、品質と生産性との両立可能なエラストマーＧの適用範囲を向上することができる。
　バリア９の長手方向の長さｗは、より好ましくは、第１領域６における螺旋翼５のリード長さＬ１の２．０倍以上である。また、バリア９の長手方向の長さｗは、より好ましくは、第１領域６における螺旋翼５のリード長さＬ１の２．５倍以下である。このようなバリア９は、ハイシリカ配合のエラストマーＧを、効率よく搬送及び変形させることに好適であり、エラストマーＧの品質と生産性とを両立させることに役立つ。
　バリア９のスクリュー軸方向に対する角度θは、好ましくは、１０°以上、より好ましくは、２０°以上であり、好ましくは８０°以下、より好ましくは、７０°以下である。このようなバリア９は、ハイシリカ配合のエラストマーＧを、効率よく搬送及び変形させることに好適であり、エラストマーＧの品質と生産性とを両立させることに役立つ。
　本実施形態の第１領域６は、螺旋翼５が２条ねじで形成されている。第１領域６の螺旋翼５は、２条ねじに限定されるものではなく、例えば、１条ねじであってもよく、３条以上の多条ねじであってもよい。また、第１領域６は、例えば、部分的に条数の異なるねじで形成されていてもよい。
　ここで、１条ねじとは、スクリュー軸４の軸方向の同一部分において、１つの螺旋翼５を有する態様である。また、２条ねじとは、スクリュー軸４の軸方向の同一部分において、２つの螺旋翼５を有する態様である。さらに、多条ねじとは、スクリュー軸４の軸方向の同一部分において、２つ以上の螺旋翼５を有する態様である。２条ねじは、多条ねじの一態様である。
　第１領域６には、好ましくは、１～４枚のバリア９が形成されている。本実施形態では、第１領域６に１枚のバリア９が形成されたものが例示されている。このような第１領域６は、バリア９によりエラストマーＧを薄膜状に変形させて押出方向Ａ下流側に流すことができるので、エラストマーＧの分子を一様に細かく切断することができる。このため、本実施形態の押出機１は、押し出されたエラストマーＧの膨張率を低減させるとともに、エラストマーＧの表面状態を向上させることができる。このため、本実施形態の押出機１は、押し出し後のエラストマーＧの形状の安定化を図りつつ、エラストマーＧの表面状態を向上させることができるので、高品質なエラストマーＧを押し出すことができる。
　図３は、図２のＡ－Ａ線の部分断面図である。図３に示されるように、本実施形態のバリア９の高さｈは、螺旋翼５の高さＨよりも小さい。螺旋翼５の高さＨとバリア９の高さｈとの差（Ｈ－ｈ）は、好ましくは、２～１０mmである。差（Ｈ－ｈ）が２mm以上であることで、エラストマーＧの過度な発熱を抑制しつつ、エラストマーＧの吐出量を確保することができ、品質と生産性とを両立させることができる。差（Ｈ－ｈ）が１０mm以下であることで、エラストマーＧの変形を促進することができ、品質を向上させることができる。
　バリア９の厚さｔは、好ましくは、螺旋翼５の高さＨとバリア９の高さｈとの差（Ｈ－ｈ）の０．９～３．０倍である。厚さｔが差（Ｈ－ｈ）の０．９倍以上であることで、エラストマーＧの変形を促進することができ、品質を向上させることができる。厚さｔが差（Ｈ－ｈ）の３．０倍以下であることで、エラストマーＧの過度な発熱を抑制しつつ、エラストマーＧの吐出量を確保することができ、品質と生産性とを両立させることができる。
　図１に示されるように、本実施形態の第２領域７は、螺旋翼５が２条ねじで形成されている。第２領域７の螺旋翼５は、２条ねじに限定されるものではなく、例えば、１条ねじであってもよく、３条以上の多条ねじであってもよい。また、第２領域７は、例えば、部分的に条数の異なるねじで形成されていてもよい。
　本実施形態の第２領域７には、螺旋翼５にピン通過用の切欠部１０が形成されている。バレル３は、第２領域７の螺旋翼５に形成された切欠部１０に挿入される複数のピン１１を含むのが望ましい。このような第２領域７は、ピン１１によりスクリュー２とバレル３との間で混練されるエラストマーＧをせん断してエラストマーＧの混合分散効果を高め、エラストマーＧの品質を向上させることができる。
　ピン１１は、スクリュー軸４の軸方向に、複数列、例えば、２～５列設けられている。本実施形態では、スクリュー軸４の軸方向にピン１１が３列設けられたものが例示されている。ピン１１は、スクリュー軸４の軸方向の同一部分に対して、複数個、例えば、４～８個設けられている。このようなピン１１は、エラストマーＧの混合分散効果を高めて、エラストマーＧの品質を向上させることに役立つ。
　複数のピン１１は、バレル３の内部への突出量を、それぞれ、変更可能に構成されるのが望ましい。このようなピン１１は、混練されるエラストマーＧに応じて、突出量を個別に調整することができる。
　本実施形態の第３領域８は、螺旋翼５の少なくとも一部が１条ねじで形成されている。このような第３領域８は、投入されたエラストマーＧの搬送性が良好であり、エラストマーＧを効率よく第２領域７側へ送り出すことができるので、生産性を向上させることができる。
　第３領域８は、好ましくは、全ねじ長Ｌ０の２０％～４０％の範囲である。第３領域８が全ねじ長Ｌ０の２０％以上であることで、エラストマーＧを効率よく搬送することができ、生産性を向上させることができる。第３領域８が全ねじ長Ｌ０の４０％以下であることで、相対的に第１領域６及び第２領域７の範囲を広げることができ、エラストマーＧの品質を向上させることに役立つ。
　本実施形態のバレル３は、エラストマーＧを投入する投入口１２と、混練されたエラストマーＧを吐出する吐出口１３とを含んでいる。投入口１２は、スクリュー２の第３領域８に対応する部分に設けられるのが望ましい。吐出口１３は、スクリュー２の第１領域６の押出方向Ａ下流側に設けられるのが望ましい。このようなバレル３は、投入口１２から吐出口１３までの距離を大きくすることができ、エラストマーＧの品質を向上させることに役立つ。
　スクリュー２は、バレル３の押出方向Ａ上流側に配された駆動部１４により、一方向に回転するのが望ましい。スクリュー２の回転速度は、駆動部１４により、適宜調整され得る。このようなスクリュー２は、押出機１の運転状況に合わせて、回転速度を容易に変更することができる。
　次に、図１ないし図３を参酌しつつ、本実施形態の押出方法が説明される。
　図４は、本実施形態の押出方法のフローチャートである。図４に示されるように、本実施形態の押出方法は、押出機１を用いて、好ましくは、５０ｐｈｒ以上、より好ましくは、１００ｐｈｒ以上のシリカを配合したハイシリカ配合のエラストマーＧを押し出すのに好適である。
　本実施形態の押出方法は、まず、バレル３の内部に、エラストマーＧを投入する投入工程Ｓ１が行われる。投入工程Ｓ１は、例えば、エラストマーＧが連続して投入される。エラストマーＧの投入速度は、押出機１の運転状況に合わせて、適宜調整されるのが望ましい。このような投入工程Ｓ１は、ハイシリカ配合のエラストマーＧであっても、バレル３の内部に適切な量のエラストマーＧを投入することができる。
　本実施形態の押出方法は、投入工程Ｓ１の次に、エラストマーＧを混練しながら押し出す押出工程Ｓ２が行われる。押出工程Ｓ２は、スクリュー２を回転させることで、押出方向Ａに向けてエラストマーＧを順次押し出すのが望ましい。このような押出工程Ｓ２は、ハイシリカ配合のエラストマーＧの品質と生産性とを両立させるように、押し出すことができる。
　図５は、押出工程Ｓ２のフローチャートである。図５に示されるように、本実施形態の押出工程Ｓ２は、まず、投入されたエラストマーＧを押出方向Ａ下流側に搬送する搬送工程Ｓ２１が行われる。搬送工程Ｓ２１は、スクリュー２の第３領域８で行われるのが望ましい。このような搬送工程Ｓ２１は、ハイシリカ配合のエラストマーＧを効率よく搬送することができ、生産性を向上させることができる。
　本実施形態の押出工程Ｓ２は、搬送工程Ｓ２１の次に、ピン１１により、スクリュー２とバレル３との間で混練されるエラストマーＧをせん断するせん断工程Ｓ２２が行われる。せん断工程Ｓ２２は、スクリュー２の第２領域７で行われるのが望ましい。このようなせん断工程Ｓ２２は、ハイシリカ配合のエラストマーＧの混合分散効果を高めて、品質を向上させることができる。
　本実施形態の押出工程Ｓ２は、せん断工程Ｓ２２の次に、バリア９により、エラストマーＧを薄膜状に変形させる変形工程Ｓ２３が行われる。変形工程Ｓ２３は、スクリュー２の第１領域６で行われるのが望ましい。このような変形工程Ｓ２３は、エラストマーＧの過度な発熱を抑制しつつ、エラストマーＧの吐出量を確保することができ、品質と生産性とを両立させることができる。
　図６は、他の実施形態の押出機２０の側面図である。上述の実施形態と同一の機能を有する要素は、同一の符号が付され、その説明が省略される。図６に示されるように、この実施形態の押出機２０は、可塑性のエラストマーＧを混練しながら押出方向Ａに押し出すためのスクリュー２１と、スクリュー２１を内部に配するバレル２２とを含んでいる。
　この実施形態のスクリュー２１は、スクリュー軸４と、スクリュー軸４からスクリュー２１の径方向外側に突出する螺旋翼２３とを有している。スクリュー２１は、上述のスクリュー２と同様に、押出方向Ａ下流側に配された第１領域６と、第１領域６の押出方向Ａ上流側に配された第２領域７と、第２領域７の押出方向Ａ上流側に配された第３領域８とを有するのが望ましい。
　この実施形態では、第１領域６に３枚のバリア９が形成されたものが例示されている。このような第１領域６は、バリア９によりエラストマーＧの分子をより細かく切断し、エラストマーＧの品質をより向上させることができる。
　この実施形態では、第２領域７のスクリュー軸４の軸方向にピン１１が４列設けられたものが例示されている。このようなピン１１は、エラストマーＧの混合分散効果をより高め、エラストマーＧの品質をより向上させることができる。
　この実施形態の第３領域８の押出方向Ａ上流側の一部は、多条ねじで形成されている。この実施形態では、第３領域８の押出方向Ａ上流側の一部が２条ねじと６条ねじとで形成されるものが例示されている。このような第３領域８は、投入口１２から投入されたエラストマーＧの噛み込み性を維持しつつ混合分散を促進し、エラストマーＧの品質と生産性とを両立させることに役立つ。
　以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施され得る。
　図１ないし図３及び図６に示される実施例のスクリューが、表１及び表２の仕様に基づき試作された。比較例として、第３領域が２条ねじで形成されかつバリアが設けられていない比較例１のスクリューと、第３領域が１条ねじで形成されかつバリアがスクリュー軸の軸方向に延びる比較例２のスクリューとが試作された。試作されたスクリューを含む押出機を用いて、図４及び図５に示される押出方法でエラストマーを押し出す試験が行われ、押し出されたエラストマーの品質と生産性とが評価された。試験の共通事項及び試験方法は、以下のとおりである。
＜共通事項＞
　エラストマー　：　シリカが１００ｐｈｒ配合された未加硫ゴム
　第１領域　：　２条ねじ
　第２領域　：　２条ねじ
＜品質試験＞
　押し出されたエラストマーの表面状態が、算術平均高さで求められる表面粗さとして測定された。結果は、表面粗さの逆数が比較例１を１００とする指数で示され、数値が大きいほど、表面状態が良好であり、品質に優れていることを示す。
＜生産性試験＞
　押し出されたエラストマーの吐出量が測定された。結果は、比較例１を１００とする指数で示され、数値が大きいほど、吐出量が大きく、生産性に優れていることを示す。
　試験の結果が表１及び表２に示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
　試験の結果、実施例の押出機は、比較例の押出機に対して、品質試験及び生産性試験の評価の合計値が向上しており、ハイシリカ配合の未加硫ゴムに対しても品質と生産性とを両立していることが確認された。
　２　　スクリュー
　５　　螺旋翼
　６　　第１領域
　９　　バリア

Claims (8)

  1. 　シリカが１００ｐｈｒ以上配合されたハイシリカ配合の可塑性のエラストマーを混練しながら押し出すための螺旋翼を有するスクリューであって、
    　最も押出方向下流側に配された第１領域を有し、
    　前記第１領域には、押出方向で隣り合う前記螺旋翼の間を、スクリュー軸方向に対して傾斜して延びるバリアが形成され、
    　前記バリアの長手方向の長さは、前記第１領域における前記螺旋翼のリード長さの１．５～３．０倍であり、
    　前記バリアの高さは、前記螺旋翼の高さよりも小さく、かつ、前記螺旋翼の高さと前記バリアの高さとの差が２～１０mmであり、
    　前記バリアの厚さは、前記螺旋翼の高さと前記バリアの高さとの差の０．９～３．０倍である、
    　スクリュー。
  2. 　前記第１領域には、１～４枚の前記バリアが形成されている、請求項１に記載のスクリュー。
  3. 　前記第１領域の押出方向上流側に配された第２領域を有し、
    　前記第２領域には、前記螺旋翼にピン通過用の切欠部が形成されている、請求項１又は２に記載のスクリュー。
  4. 　前記第２領域の押出方向上流側に前記第２領域に連続して配された第３領域を有し、
    　前記第３領域は、前記螺旋翼の少なくとも一部が１条ねじで形成されている、請求項３に記載のスクリュー。
  5. 　前記第３領域の最も押出方向上流側の一部は、多条ねじで形成されている、請求項４に記載のスクリュー。
  6. 　請求項３ないし５のいずれか１項に記載のスクリューと、前記スクリューを内部に配するバレルとを含む押出機であって、
    　前記バレルは、前記第２領域の前記螺旋翼に形成された前記切欠部に挿入される複数のピンを含む、
    　押出機。
  7. 　請求項１ないし５のいずれか１項に記載のスクリューと、前記スクリューを内部に配するバレルとを含む、
    　押出機。
  8. 　請求項６又は７に記載の押出機を用いて、前記エラストマーを押し出すための押出方法であって、
    　前記バレルの内部に、前記エラストマーを投入する投入工程と、
    　前記エラストマーを混練しながら押し出す押出工程とを含み、
    　前記押出工程は、前記バリアにより、前記エラストマーを薄膜状に変形させる変形工程を含む、
    　押出方法。
     
PCT/JP2020/036056 2020-01-23 2020-09-24 スクリュー、押出機及び押出方法 WO2021149304A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/759,274 US20230075388A1 (en) 2020-01-23 2020-09-24 Screw, extruder and extrusion method
EP20914811.3A EP4074482A4 (en) 2020-01-23 2020-09-24 SCREW, EXTRUDER AND EXTRUSION PROCESS
KR1020227022866A KR20220130684A (ko) 2020-01-23 2020-09-24 스크루, 압출기 및 압출 방법
CN202080091638.4A CN114901452A (zh) 2020-01-23 2020-09-24 螺杆、挤出机以及挤出方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020008850A JP6754018B1 (ja) 2020-01-23 2020-01-23 スクリュー、押出機及び押出方法
JP2020-008850 2020-01-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021149304A1 true WO2021149304A1 (ja) 2021-07-29

Family

ID=72333465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/036056 WO2021149304A1 (ja) 2020-01-23 2020-09-24 スクリュー、押出機及び押出方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230075388A1 (ja)
EP (1) EP4074482A4 (ja)
JP (1) JP6754018B1 (ja)
KR (1) KR20220130684A (ja)
CN (1) CN114901452A (ja)
TW (1) TW202128383A (ja)
WO (1) WO2021149304A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020118648A1 (zh) * 2018-12-14 2020-06-18 湖南中烟工业有限责任公司 一种成型装置、卷烟滤棒及其制备方法
KR102475090B1 (ko) * 2022-05-17 2022-12-08 (주)청솔씨앤티 포장재 생활계 폐기물용 용융기

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5889341A (ja) * 1981-11-20 1983-05-27 Toshiba Mach Co Ltd 熱可塑性樹脂成形用押出装置
JPS63122513A (ja) * 1986-11-13 1988-05-26 Toshiba Mach Co Ltd 射出成形用高分散スクリユ
JPH0515369B2 (ja) * 1987-08-28 1993-03-01 Nissei Plastics Ind Co
JPH05309720A (ja) * 1992-05-12 1993-11-22 Ube Ind Ltd 樹脂成形機用スクリュ
JPH081738A (ja) * 1994-06-24 1996-01-09 Sekisui Chem Co Ltd 樹脂成形用スクリュー
CN104589618B (zh) * 2015-01-12 2017-01-18 安徽普瑞斯电工机械有限公司 电线电缆挤出机专用两段bm式螺杆
JP2019043043A (ja) 2017-09-01 2019-03-22 中田エンヂニアリング株式会社 スクリュー及び押出機
JP2019119050A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 連続混練単軸押出機およびゴム組成物の製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5265173A (en) * 1975-11-25 1977-05-30 Shin Nippon Koki Co Ltd Method of cold reedrawing and squeezing of cylindrical body
JPS5829732B2 (ja) * 1977-11-22 1983-06-24 三菱重工業株式会社 高混練押出機
JPS5518180A (en) * 1978-07-26 1980-02-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Tuner
JPS5557443A (en) * 1978-10-23 1980-04-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd High mixing extruding machine
JPH0628889B2 (ja) * 1986-11-11 1994-04-20 積水化成品工業株式会社 スチレン系樹脂発泡シ−トの製造方法
US4944906A (en) * 1988-10-11 1990-07-31 Spirex Corporation Methods of injection molding and extruding wet hygroscopic ionomers
JP3170757B2 (ja) * 1990-08-31 2001-05-28 東芝機械株式会社 バリヤスクリュ
JP3026857B2 (ja) * 1991-07-05 2000-03-27 ナガセ生化学工業株式会社 新規プルラナーゼおよびその製造法
JP3659685B2 (ja) * 1995-04-03 2005-06-15 中央化学株式会社 熱可塑性樹脂混練押出機
JP6736899B2 (ja) * 2016-02-05 2020-08-05 住友ゴム工業株式会社 ゴム部材の製造方法
CN206124181U (zh) * 2016-08-21 2017-04-26 舟山市定海双力塑料机械厂 一种挤塑螺杆

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5889341A (ja) * 1981-11-20 1983-05-27 Toshiba Mach Co Ltd 熱可塑性樹脂成形用押出装置
JPS63122513A (ja) * 1986-11-13 1988-05-26 Toshiba Mach Co Ltd 射出成形用高分散スクリユ
JPH0515369B2 (ja) * 1987-08-28 1993-03-01 Nissei Plastics Ind Co
JPH05309720A (ja) * 1992-05-12 1993-11-22 Ube Ind Ltd 樹脂成形機用スクリュ
JPH081738A (ja) * 1994-06-24 1996-01-09 Sekisui Chem Co Ltd 樹脂成形用スクリュー
CN104589618B (zh) * 2015-01-12 2017-01-18 安徽普瑞斯电工机械有限公司 电线电缆挤出机专用两段bm式螺杆
JP2019043043A (ja) 2017-09-01 2019-03-22 中田エンヂニアリング株式会社 スクリュー及び押出機
JP2019119050A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 連続混練単軸押出機およびゴム組成物の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4074482A4

Also Published As

Publication number Publication date
TW202128383A (zh) 2021-08-01
JP6754018B1 (ja) 2020-09-09
US20230075388A1 (en) 2023-03-09
EP4074482A1 (en) 2022-10-19
KR20220130684A (ko) 2022-09-27
EP4074482A4 (en) 2024-02-21
CN114901452A (zh) 2022-08-12
JP2021115715A (ja) 2021-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021149304A1 (ja) スクリュー、押出機及び押出方法
US11400632B2 (en) Extruder screw with conveying portions and barrier portions and extrusion methods using the extruder screw and a plurality of barrel blocks
KR100204118B1 (ko) 모듈믹싱장치들을 갖춘 멀티스크류의 압출-혼합기계
EP1757420A1 (en) Continuous kneading device and kneading system using the same
US8753002B2 (en) Kneading segment and kneading equipment
EP3915758A1 (en) Screw and extruder
EP1710072B1 (en) Screw extruder
CN109476043B (zh) 捏合盘、螺杆元件和挤出机
US20220324152A1 (en) Resin extruder, rotor-type screw, and resin manufacturing method
US20190160722A1 (en) Screw-type extruder
CN210733220U (zh) 一种非对称同向多螺杆挤出装置及其挤出机
JP2011201311A (ja) 連続混練装置
US20210023759A1 (en) Asymmetric co-rotating multi-screw extrusion device, extruder and processing method thereof
JP4781725B2 (ja) 連続混練装置
JP3598072B2 (ja) 混練リング及びスクリュ式混練押出機
JP2019043043A (ja) スクリュー及び押出機
JP3077001U (ja) 押出機のスクリュ
JP5554546B2 (ja) 二軸スクリュ式押出機の混練方法及び装置
JPH06122120A (ja) 原料の混練・混合方法及びスクリュシリンダ構造
JP2009298110A (ja) 混練スクリュ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20914811

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020914811

Country of ref document: EP

Effective date: 20220711

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE