JP3034700B2 - ロータ - Google Patents

ロータ

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JP3034700B2
JP3034700B2 JP4222013A JP22201392A JP3034700B2 JP 3034700 B2 JP3034700 B2 JP 3034700B2 JP 4222013 A JP4222013 A JP 4222013A JP 22201392 A JP22201392 A JP 22201392A JP 3034700 B2 JP3034700 B2 JP 3034700B2
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公雄 井上
二志 福井
好則 黒田
泰明 山根
良太 港
浩司 上田
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/41Intermeshing counter-rotating screws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/30Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/465Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft each shaft comprising rotor parts of the Banbury type in addition to screw parts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は合成樹脂等の高分子材料
の混練に用いる混練機、又は、混練押出機のロータに関
する。
【0002】
【従来の技術】合成樹脂等の高分子材料の混練に用いる
混練機29としては、図3に示すものが知られている。
図3に於いて、21はロータ、22は送り翼、23は戻
し翼、24はアペックス、25はバレル、26冷却通
路、27は供給口、28は排出口である。
【0003】2本のロータ21は、図4に示すように、
スクリュー供給部Aと混練部Bと排出部Cとが長手方向
に一体に製造されている。そして、混練部Bはバレルと
最適値のクリアランスを保ちつつ順方向・逆方向とに捩
じれた3条の送り翼22・戻り翼23で構成されてお
り、それらの稜線が交差してアペックス24を形成して
いる。供給部Aは3条のネジが形成されている供給スク
リューで、排出部Cは軸に平行な3条の平行翼で構成さ
れている。
【0004】図3のバレル25は、一端に材料供給口2
7を、他端に吐出オリフィスが挿入されている排出口2
8を備えている。該バレル25の壁内には、材料温度を
調整する為の冷却通路26が設けられている。該冷却通
路26に水等の温調媒体を流すことにより材料温度を調
整する。
【0005】このような構造の混練機29は、材料が供
給口27よりバレル25内に供給され、ロータ21の回
転によりスクリュー供給部Aから混練部Bへと送られ
る。混練部Bでは、ロータ21の回転に伴い順方向の送
り翼22に沿って材料がアペックス24側へと移動させ
られる。アペックス24を過ぎた材料は今度は逆方向の
戻し翼23により、押し戻されてアペックス24側へと
移動させられる。この様にして、アペックス24を中心
にして材料が行ったり来たりして混練が行われる。その
後、混練された材料が排出部Cへ送られ排出口28の吐
出オリフィスに設けられた開閉自在の絞り機構により排
出抵抗を調整されながら排出される。この混練工程の
間、必要に応じてバレル壁25内の冷却通路26に水等
の温調媒体を流して混練による発熱を冷却する。尚、吐
出オリフィスに代わり、ギアポンプの背圧により排出を
調整することもある。
【0006】又、上述のような混練機29は、材料の混
練のみならず、ポリプロピレンブロック・コポリマー等
の耐衝撃性を向上させるゲル消去に使用されることもあ
る。この様なゲル消去は、主として図5に示すバレル2
5とロータ21の送り翼22及び戻し翼23とのクリア
ランスhを材料であるポリプロピレンブロック・コポリ
マー等に通過させて剪断力を加えることにより達成され
る。図5は図3のD−D断面図である。
【0007】ところで、バレル25とロータ21の送り
翼22及び戻し翼23とのクリアランスhは、図6に示
すように、ゲル消去に対して最適値hopt が存在する。
クリアランスhが、小さすぎると材料が通過できない、
また、大きすぎると材料に対して十分な剪断力が加わら
ないからである。この最適値は材料及びロータの回転数
によっても異なる。その為、材料が代わる度に、クリア
ランスhを最適値hopt にするためにロータ21全体を
交換していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多品種
の材料に応じて、最適値のクリアランスhopt を得るに
はロータ21も多種用意しなけらばならず、そのような
ことは現実には難しいという問題がある。
【0009】又、混練部Bでは、送り翼22及び戻し翼
23とにより、アペックス24を中心にして材料を行っ
たり来たりさせて混練しているものの、翼と翼との間の
溝を移動するのみで、クリアランスhopt を通過しない
材料が出てくる場合があり、材料の全量がクリアランス
opt を通過するとは限らないという問題もある。
【0010】本発明は上記問題に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、多品種の材料に応じて、材料
の全量に効率よく剪断力を加わえることのできるゲル消
去に適したロータを提供しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のロータは、順方向・逆方向とに捩じれた送
り翼・戻し翼で構成され、それら送り翼・戻し翼が交差
してアペックスを形成している混練部を有し、混練機、
又は、混練押出機のバレル内で並列に回転自在に嵌装さ
れている2本のロータにおいて、前記ロータの混練部
を、ロータ中心軸に入れ換え可能な送り翼セグメント
と、戻し翼セグメントと、ストレート翼のアペックスセ
グメントに分けて構成したものである。
【0012】更に、アペックスセグメントのストレート
翼とバレルとのクリアランスを最適値とし、送り翼セグ
メント及び戻し翼セグメントの送り翼・戻し翼とバレル
とのそれぞれのクリアランスを前記最適値より小さくし
たものである。
【0013】
【作用】ロータの混練部を、送り翼セグメントと、戻し
翼セグメントと、ストレート翼のアペックスセグメント
に分けて構成し、アペックスセグメントのストレート翼
とバレルとのクリアランスを最適値とし、送り翼セグメ
ント及び戻し翼セグメントの送り翼・戻し翼とバレルと
のそれぞれのクリアランスを前記最適値より小さくする
と、材料に応じてセグメントを入れ換えるだけで、ゲル
消去に最適なクリアランスを得て、材料の全量にクリア
ランス部を通過させる。そして、効率よく剪断力を加え
る。
【0014】
【実施例】次に本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。図1は、本発明のロータ8を示す図であり、図2
は本発明のロータ8のクリアランス示す図である。図1
に於いて、図4と同一の働きをするものは同一の符号を
付してその説明を省略する。図1に於いて、図4と異な
る点はロータがセグメントで形成され、アペックス部分
はストレート翼7となっていることである。
【0015】図1において、1は送り翼セグメント、2
は戻し翼セグメント、3はアペックスセグメント、4は
ロータ軸、5は供給スクリューセグメント、6は平行翼
セグメント、7はストレート翼である。
【0016】各セグメントはロータ中心軸4にスプライ
ン等で嵌入され、入れ換え自在である。混練部Bは、3
条の順方向に捩じれた送り翼22が形成されている送り
翼セグメント1と、3条の逆方向に捩じれた戻し翼23
が形成されている戻し翼セグメント2と、3条の軸方向
に延びたストレート翼7が形成されているアペックスセ
グメント3との3つにより構成され、供給部Aは3条ネ
ジが形成されている供給スクリューセグメントで、排出
部Cは軸に平行な平行翼セグメントで、それぞれが構成
されている。
【0017】混練部Bの送り翼22・戻し翼23・スト
レート翼7の3つの翼とバレル25とのクリアランスh
1・h2・hopt は、図2に示すように、hopt >h1
かつhopt >h2となるように材料に合わせてセグメン
トを選択する。hopt は材料のゲル消去に最適な値であ
る。加えて、混練機の条件を材料の溶融点がアペックス
セグメント3上になるようにする。材料の溶融し始めに
剪断力を加えるとゲル消去の効果がより向上するからで
ある。
【0018】この様に材料に合わせてセグメントを選択
して構成された混練部Bでは、送り翼セグメント1及び
戻し翼セグメント2とバレル25のクリアランスh1・
h2が小さいので、この間h1・h2を通過する材料は
少なく、その為、ロータの回転に伴い、順方向の送り翼
22はバレル25内の材料を殆ど強制的に掃きだすよう
にしてアペックスセグメント3側へと移動させ、逆方向
の戻し翼23はアペックスセグメント3を通過しようと
する材料を関き止めるようにしてアペックスセグメント
3側へと押し戻そうとする。その結果、アペックスセグ
メント3に材料が滞留する時間が長くなり、ゲル消去に
最適なクリアランスhopt を有するストレート翼7で材
料の全量に十分な剪断力が与えられて、ゲルが消去され
る。
【0019】この様に本発明のロータ8は、材料に合わ
せてセグメントを選択することで、多品種の材料に応じ
て、バレル25とセグメントで形成されている翼とのゲ
ル消去に最適なクリアランスを得ることができ、材料の
全量に効率よく剪断力を加わえることができる。その結
果、ゲル消去を効率よく行う。
【0020】又、混練部Bにおいて、材料に剪断力を与
えてゲルを消去させる部分をスレート翼7のアペックス
セグメント3としたので、材料の剪断よる発熱や材料の
溶融点の温度制御をこの範囲に限って行えるように冷却
通路26を区分すると、混練機29自体の運転も効率よ
く行える。
【0021】尚、本実施例では、ロータセグメントを3
条としたが2条等の任意の条数にすることができる。
又、混練機のみを例にしたが、もともとスクリュー中心
軸にスクリューセグメントを嵌めるようになっている混
練押出機であって、送り翼・戻し翼で構成され、それら
送り翼・戻し翼が交差してアペックスを形成している一
つのロータセグメントを使用する機械であれば、このロ
ータセグメントを送り翼セグメント・戻し翼セグメント
・ストレート翼のアペックスセグメントの3つに分割す
ることにより、混練押出機等にも適用が可能である。
【0022】
【発明の効果】本発明のロータは、その混練部を、送り
翼セグメントと、戻し翼セグメントと、ストレート翼の
アペックスセグメントに分けて構成することにより、材
料に応じてセグメントを入れ換えるだけで、ゲル消去等
に最適なクリアランスを得ることができる。又、アペッ
クスセグメントのストレート翼とバレルとのクリアラン
スを前記最適値とし、送り翼セグメント及び戻し翼セグ
メントの送り翼・戻し翼とバレルとのそれぞれのクリア
ランスを前記最適値より小さくすることにより、材料の
全量がクリアランス部を通過するようにして、材料の全
量に効率よく剪断力を加わえる。その結果、ゲル消去等
を効率よく行う。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のロータセグメントを示す図である。
【図2】本発明のロータセグメントのクリアランスを示
す図である。
【図3】混練機を示す図である。
【図4】従来のロータを示す図である。
【図5】ゲル消去作用を示す図である。
【図6】ゲル−クリアランスの関係を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
1 送り翼セグメント 2 戻し翼セグメント 3 アペックスセグメント 4 ロータ中心軸 7 ストレート翼 8 ロータ 22 送り翼 23 戻し翼 25 バレル B 混練部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山根 泰明 兵庫県神戸市灘区日ノ出町4丁目1番1 号 株式会社神戸製鋼所 岩屋工場内 (72)発明者 港 良太 兵庫県神戸市灘区日ノ出町4丁目1番1 号 株式会社神戸製鋼所 岩屋工場内 (72)発明者 上田 浩司 兵庫県神戸市灘区日ノ出町4丁目1番1 号 株式会社神戸製鋼所 岩屋工場内 (56)参考文献 実開 昭57−181338(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29B 7/00 - 7/94 B01F 7/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 順方向・逆方向とに捩じれた送り翼・戻
    し翼で構成され、それら送り翼・戻し翼が交差してアペ
    ックスを形成している混練部を有し、混練機、又は、混
    練押出機のバレル内で並列に回転自在に嵌装されている
    2本のロータにおいて、 前記ロータの混練部を、ロータ中心軸に入れ換え可能な
    送り翼セグメントと、戻し翼セグメントと、ストレート
    翼のアペックスセグメントに分けて構成したことを特徴
    とするロータ。
  2. 【請求項2】 アペックスセグメントのストレート翼と
    バレルとのクリアランスを最適値とし、送り翼セグメン
    ト及び戻し翼セグメントの送り翼・戻し翼とバレルとの
    それぞれのクリアランスを前記最適値より小さくしたこ
    とを特徴とするロータ。
JP4222013A 1992-07-28 1992-07-28 ロータ Expired - Lifetime JP3034700B2 (ja)

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US6062719A (en) * 1996-09-24 2000-05-16 The Dow Chemical Company High efficiency extruder
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