JP2003211440A - ニーディングディスク - Google Patents
ニーディングディスクInfo
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- JP2003211440A JP2003211440A JP2002010279A JP2002010279A JP2003211440A JP 2003211440 A JP2003211440 A JP 2003211440A JP 2002010279 A JP2002010279 A JP 2002010279A JP 2002010279 A JP2002010279 A JP 2002010279A JP 2003211440 A JP2003211440 A JP 2003211440A
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- kneading
- disc
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- cylinder
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- 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
- B29C48/57—Screws provided with kneading disc-like elements, e.g. with oval-shaped elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
が中心軸線方向に延在する線分によつて切断された形状
を有し、左右対称形状をなしている。従つて、ニーディ
ングディスク自体には搬送能力がなく、混練されるコン
パウンドは、ニーディングディスクの中心軸線方向の両
側にほぼ一様に押し出されながら混練を受けるのみであ
り、整然とした流れになるため、混練機能にも限界があ
る。 【解決手段】 シリンダ20内に回転自在に配置するス
クリュ21の混練部10に複数備えるニーディングディ
スク1において、ニーディングディスク1の山頂部1a
が、中心軸線X−Xに対して傾斜して形成されている。
Description
種コンパウンド製造用の混練装置に備えられるニーディ
ングディスクに関するものである。
開平8−142159公報に記載されるものが知られて
いる。この従来例に係る混練装置は、混練部におけるシ
リンダの内面に各種の凹所を形成すると共に、混練部の
下流側端の近傍にスクリュのフライトによつて形成され
る流路の開度を調節するための流路調節手段を設けてい
る。この凹所としては、螺旋状の溝、中心軸線方向に延
びる直線溝などが例示されている。
は、シリンダの内面の凹所の位置にフライトを有するス
クリュが配置され、混練されるプラスチック原料が一方
向への搬送力を強く受けるようになるため、混練能力に
劣ることを防止する目的で、プラスチック原料の流れを
制限する流路調節手段を設けている。このように、プラ
スチック原料の通過を目的として流路調節手段を設けて
いるため、混練装置の構造が複雑になるという技術的課
題を有している。
える混練装置も一般に知られている。一般的なニーディ
ングディスク50は図6,図7に示す形状を有し、図6
に示す側面視で外形51の中心軸線からの距離d1,d
2を変化させて与えることにより、プラスチック原料に
混練を生じさせるものである。このニーディングディス
ク50にあつては、外形51の全周が中心軸線方向に延
在する線分によつて切断された形状を有し、図7に示す
正面視で左右対称形状をなしている。従つて、ニーディ
ングディスク50自体には搬送能力がなく、混練される
プラスチック原料は専ら輸送部に設けたフライトスクリ
ュのねじ山によつて送りが与えられてニーディングディ
スク50を備える混練部を通過する。
向させてニーディングディスク50を配置させたとして
も、プラスチック原料は、ニーディングディスク50の
中心軸線方向の両側にほぼ一様に押し出されながら混練
を受けるのみである。従つて、ニーディングディスク5
0によつてプラスチック原料に複雑な流れが与えられ
ず、整然とした流れになるため、混練機能にも限界があ
る。
0に中心軸線X−Xの方向に延在する溝部61を形成す
る場合、中央に示すニーディングディスク50の先端と
なる長径端部51a付近によつて押し出されるコンパウ
ンドは、矢印a,b,cに示すように流れる。この流れ
の内、溝部61に受け入れられる流れa,b、特に下流
に向かう流れbが大きく、長径端部51aを乗り越えて
回転方向後側に向かう流れcは小さいものになる。この
ため、ニーディングディスク50によつて押し出される
プラスチック原料に溝部61によるせん断作用が良好に
与えられず、混練機能に劣るため、混練装置から押し出
されるコンパウンドの物性も劣るものになるという技術
的課題を有している。
の外形に、スクリュの中心軸線に対して傾斜する山頂部
を形成させ、ニーディングディスクによつて原料に複雑
な流れを与えるようにし、これによつて混練機能を向上
させることを目的としてなされたものである。更に、本
発明は、ニーディングディスクの山頂部をシリンダの溝
部と対向する状態で交差させて形成することにより、せ
ん断作用を良好に発揮させ、これによつて混練機能を向
上させることを目的としてなされたものである。
来の技術的課題に鑑みてなされたもので、その構成は、
次の通りである。請求項1の発明は、シリンダ20内に
回転自在に配置するスクリュ21の混練部10に複数備
えるニーディングディスク1において、ニーディングデ
ィスク1の山頂部1aが、中心軸線X−Xに対して傾斜
して形成されていることを特徴とするニーディングディ
スクである。請求項2の発明は、シリンダ20の内面
に、溝部20aが中心軸線X−Xの直交方向Y−Yに対
して一方向に傾斜して形成されると共に、ニーディング
ディスク1の山頂部1aが、中心軸線X−Xの直交方向
Y−Yに対して他方向に傾斜して形成され、該溝部20
aと該山頂部1aとが対向する状態で交差していること
を特徴とする請求項1のニーディングディスクである。
請求項3の発明は、山頂部1aが、スクリュ21の回転
により、混練原料をシリンダ20の上流に向けて送るよ
うに形成されていることを特徴とする請求項1又は2の
ニーディングディスクである。
て図1〜図5を参照して説明する。先ず、ニーディング
ディスク1が装備される混練装置の概略について説明す
る。この種の混練装置は、一般に図4に示すスクリュ式
押出機であり、シリンダ20内に回転自在に配置した2
本のスクリュ21をモータ等の回転駆動装置22及び減
速機23を介して回転させ、シリンダ20の上流側の供
給部24から供給させた混練原料であるプラスチック原
料をスクリュ21によつて溶融・混練させ、下流部のダ
イス26からコンパウンドとして押し出すものである。
27は、脱揮口である。
ように、スクリュ21の中心軸線X−Xの直交方向Y−
Yに対して、一方向に鋭角αを有して傾斜する溝部20
aが形成されている。この溝部20aは、螺旋凹状をな
し、周方向に所定間隔で複数条が形成されている。な
お、2本のスクリュ21を備える場合、スクリュ21の
中心軸線X−Xはシリンダ20内に平行に存在してい
る。
の中間部に、混練部であるニーディングディスク部10
を備えている。ニーディングディスク部10は、複数枚
のニーディングディスク1によつて構成され、ニーディ
ングディスク1のピースを中心軸線X−X回りの角度を
変えて、互いに周方向に位相をずらせて組み合わせてあ
り、後記する山頂部1aは不連続をなしている。このニ
ーディングディスク部10が、シリンダ20の溝部20
aに位置している。
部には、図1に示すようにスプラインを有する貫通孔1
gが形成されている。ニーディングディスク1は、スク
リュ軸21bの凹部21aにスプラインを係合させて相
対回転不可能に取付けられ、スクリュ21と共に一方向
(回転方向A)に回転する。このスクリュ軸21bは、
スプライン状に形成させ、或いは貫通孔1gに多角形断
面等の円形以外の異形断面形状を与えて形成される。
面視により非円形状をなし、環状の外形面1bの先端部
(大径部)に、径方向に突出する山頂部1aを有してい
る。図1に示すニーディングディスク1は、ほぼ楕円形
状の外形を有し、平面図を示す図2にも表れるように、
長径方向の先端部にそれぞれ山頂部1aを有している。
この山頂部1aが、スクリュ21の中心軸線X−Xから
最も突出している。
スクリュ21の中心軸線X−Xの直交方向Y−Yに対し
て他方向に鋭角βを有して傾斜している。従つて、ニー
ディングディスク1は、中心軸線X−X方向の左右非対
称形状をなしている。そして、山頂部1aとシリンダ2
0の1本の溝部20aとは、所定の回転位置で、図3に
示すように交差する箇所を有すると共に、山頂部1aが
対向する溝部20aの全幅を横切ることが可能な大きさ
に形成されている。なお、山頂部1aは、傾斜面をなす
山頂部前側面1cを有しており、スクリュ21の一方向
Aへの回転により、プラスチック原料をシリンダ20の
上流に向けて送るようになつている。
ングディスク1の少なくとも1枚が少なくとも1つの山
頂部1aを有していればよい。従つて、複数枚のニーデ
ィングディスク1の内の他のニーディングディスク1
は、従来公知の外形を有するものであつてもよい。
らシリンダ20に投入させたプラスチック原料は、回転
駆動装置22によつて回転されるスクリュ21によつて
移送され、ニーディングディスク部10において複数枚
のニーディングディスク1によつて混練される。そのと
き、ニーディングディスク1の環状の外形面1bに接す
るプラスチック原料は圧縮を受け、山頂部前側面1cに
接することにより、シリンダ20の上流に向けて送りを
与えられながら混練される。ニーディングディスク1の
山頂部1aに山頂部前側面1cが接続しており、せん断
速度が高い箇所に傾斜面が形成されていることになるの
で、混練機能の向上が効果的になされる。
所では、溝部20aから中心軸線X−Xの方向、特に下
流(図上で右方)への流出が抑制されながら、山頂部1
aを乗り越えて混練され、回転方向後側に向かう流れ
(図3に示す矢印A1方向)を生じ、溝部20aによる
せん断を受けながら良好に混練される。原料に対して矢
印A1方向への送りを増大させることは、原料の溝部2
0aに沿う上流への還流がフライトスクリュによつて抑
制された状態で、原料の溝部20aに沿う下流への流出
が山頂部1aによつて抑制されることによつて効果的に
実現される。山頂部1aが溝部20aの全幅を横切る箇
所では、これらの作用が更に良好に得られる。
傾斜して形成される山頂部1aを有するニーディングデ
ィスク1の存在により、従来のニーディングディスク5
1と比較して、山頂部1aを通過するプラスチック原料
の量が増大し、複数枚のニーディングディスク1を備え
るニーディングディスク部10による混練機能が向上す
ることになる。
ラスチック原料は、スクリュ21の螺旋溝を有するフラ
イトスクリュによつて下流に送られ、ダイス26から外
部へと流出する。
交方向Y−Yに対して逆方向に傾斜している山頂部(1
a)が存在し、プラスチック原料が、シリンダ20の下
流に向けて送りを与えられるニーディングディスク1を
一部に有する場合であつても、ニーディングディスク部
10における原料の流れが増大するので、ニーディング
ディスク部10における混練機能が向上することにな
る。
回転により、プラスチック原料をシリンダ20の下流に
向けて送りを与えるものであつてもよい。その場合、ニ
ーディングディスク部10による搬送能力が、スクリュ
21の連続的なフライトスクリュに比して小さいことは
勿論である。
リュ式押出機で溝部20aが形成されているものと形成
されていないものとを準備し、ニーディングディスク部
10を山頂部1aが形成されているものと形成されてい
ない従来例のものとで交換しながら、1000kg/h
にて押出成形を行つた。原料は、ABS(アクリルニト
リル・ブタジエン・スチレン)とAS(アクリルニトリ
ル・スチレン)とを混合したものである。但し、各スク
リュ21の回転方向は、同方向(A方向)にした。
ディングディスク部10は、図5に示すようにそれぞれ
5枚の楕円形状をなすニーディングディスク1(1i〜
1v,1I〜1V)によつて構成させた。隣合うニーデ
ィングディスク1(1i〜1v,1I〜1V)の山頂部
1aは、黒塗りで示すように周方向の位相をずらせて配
置してあり、全ての山頂部1aが、溝部20aと対向す
る状態になつたときに交差するように形成されている。
従つて、各ニーディングディスク1の山頂部1aの回転
方向Aの前側面に形成される山頂部前側面1cにより、
プラスチック原料は、シリンダ20の上流に向けて送り
を与えられながら混練される。シリンダ20の溝部20
aにおいては、溝部20aに沿つて上流にも送られなが
ら混練される。
に係るスクリュ21を備えるものでは、螺旋状の溝部2
0aを有するものが混練状態が最良であり、螺旋状の溝
部20aを有しないものでも混練状態が良であり、従来
例に係るニーディングディスク部を備えるものでは、螺
旋状の溝部20aを有するものが混練状態が良であり、
螺旋状の溝部20aを有しないものは混練状態が不良で
あつた。
ーディングディスク部10における原料の流れが、山頂
部1aを乗り越えて混練されて回転方向後側に向かう流
れ(図3に示す矢印A1方向)を効果的に生じると共
に、より複雑なものとなることで、特に溝部20aによ
るせん断を受けるなどして、ニーディングディスク部1
0における混練機能が向上することが分かる。
示す側面視により外形の中心軸線からの距離が変化して
非円形状をなしていればよく、楕円形状のみならず、三
角形状等を与えることも可能である。
本発明に係るニーディングディスクによれば、ニーディ
ングディスクに所定の山頂部を中心軸線に対して傾斜さ
せて形成するという簡素な構造により、混練部における
山頂部とシリンダ内面との間を流れる原料の量を増大さ
せることができ、混練装置の混練部による混練機能を向
上させることができる。
が形成されているので、ニーディングディスクの山頂部
によつて送られる原料が溝部との間で効果的にせん断を
受けながら混練されることになる。その結果、混練機能
が向上し、ひいてはコンパウンドの物性が向上する。
ィスクを示す左側面図。
示す平面図。
部前側面、10:ニーディングディスク部(混練部)、
20:シリンダ、20a:溝部、21:スクリュ、A:
回転方向、X−X:中心軸線、Y−Y:直交方向。
Claims (3)
- 【請求項1】 シリンダ(20)内に回転自在に配置す
るスクリュ(21)の混練部(10)に複数備えるニー
ディングディスク(1)において、ニーディングディス
ク(1)の山頂部(1a)が、中心軸線(X−X)に対
して傾斜して形成されていることを特徴とするニーディ
ングディスク。 - 【請求項2】 シリンダ(20)の内面に、溝部(20
a)が中心軸線(X−X)の直交方向(Y−Y)に対し
て一方向に傾斜して形成されると共に、ニーディングデ
ィスク(1)の山頂部(1a)が、中心軸線(X−X)
の直交方向(Y−Y)に対して他方向に傾斜して形成さ
れ、該溝部(20a)と該山頂部(1a)とが対向する
状態で交差していることを特徴とする請求項1のニーデ
ィングディスク。 - 【請求項3】 山頂部(1a)が、スクリュ(21)の
回転により、混練原料をシリンダ(20)の上流に向け
て送るように形成されていることを特徴とする請求項1
又は2のニーディングディスク。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002010279A JP3746996B2 (ja) | 2002-01-18 | 2002-01-18 | ニーディングディスク部 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2003211440A true JP2003211440A (ja) | 2003-07-29 |
JP3746996B2 JP3746996B2 (ja) | 2006-02-22 |
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---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007237679A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Japan Steel Works Ltd:The | プラスチック原料の可塑化混練押出機 |
JP2009298110A (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Japan Steel Works Ltd:The | 混練スクリュ |
JP2018008416A (ja) * | 2016-07-13 | 2018-01-18 | 株式会社日本製鋼所 | ニーディングディスク、スクリュエレメント及び押出機 |
CN115972544A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-04-18 | 都江堰市江宁机械有限公司 | 一种偏心三头螺杆混炼元件 |
-
2002
- 2002-01-18 JP JP2002010279A patent/JP3746996B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018012046A1 (ja) * | 2016-07-13 | 2018-01-18 | 株式会社日本製鋼所 | ニーディングディスク、スクリュエレメント及び押出機 |
US11376760B2 (en) | 2016-07-13 | 2022-07-05 | The Japan Steel Works, Ltd. | Kneading disc having band portion with bent part, screw element and extruder |
CN115972544A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-04-18 | 都江堰市江宁机械有限公司 | 一种偏心三头螺杆混炼元件 |
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