JP3204869B2 - 二軸混練押出機 - Google Patents
二軸混練押出機Info
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- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
塑性樹脂の原料に添加材を混練する二軸混練押出機に関
する。
は、図7及び図8に例示するものがある。この押出機2
1は、一端に原料供給口22を有し、他端に材料排出口
23を有すると共に中間にベント口24を備えたバレル
25内に、2本のスクリュー26を並列噛合して回転自
在に嵌装し、各スクリュー26にはベント口24を挟ん
で軸方向両側にフィード部27,28及び混練部29,
30が形成されている。
ー26に設けられた複数枚のニーディングディスク31
により構成されており、原料供給口22に粉粒状の樹脂
原料と粉粒状添加材(例えば、タルク、炭酸カルシウ
ム、ガラスファイバー、カーボンブラック、顔料、無機
フィラー、難燃剤等)とを同時に供給し、これら原料及
び添加材(被混練材)を、2ヵ所の混練部29,30で
混練し、混練部29,30毎に配したベント口24から
発生ガスを抜いている。
ディスク31は図8に示すように正面視略楕円形とされ
て互いに噛合されているとともに、ニーディングディス
ク31のチップ部31Aはバレル25内面に略摺接され
ており、被混練材(樹脂原料及び添加材)に確実に剪断
力を作用させて、粉粒状の被混練材を確実に剪断破壊せ
しめ、吐出材料の均質化を図り得るものである。なお、
軸方向に隣接配置されたニーディングディスク同士は、
その位相がずらされている。
28に供給口を設け、原料供給口22から樹脂原料のみ
を供給し、第1混練部29で樹脂原料のみを溶融させた
後、第2フィード部28に供給口から粉粒状添加材を供
給し、第2混練部30で溶融樹脂と粉粒状添加材とを混
練するようにした混練押出機もある。
らの実験等によって、上記前者の従来技術では、供給口
22から供給された被混練材が粉粒状のままニーディン
グディスク式混練部29,30に供給されると、ニーデ
ィングディスク31のチップ部31Aとバレル25内面
との隙間が極端に狭いために大きな剪断熱が発生し、該
チップ部31Aにおいて局部発熱が多くなり、材料の品
質が不均一になることがあるという問題があることが判
明した。かかる問題は、後者の従来技術において、第2
フィード部28の供給口から供給された添加材と溶融樹
脂とを第2混練部30で混練する際にも発生する。
ば、その構造上、確実かつ均一な混練をなし得るもので
あるが、被混練材全体にも比較的大きな剪断熱が発生す
るため、材料の温度を一定値以下に保つためにスクリュ
ー26の回転速度をさほど上げることができず、材料の
吐出量が制限されるという問題もある。そこで、本発明
は、ニーディングディスク式混練部を備えた二軸混練押
出機において、ニーディングディスクのチップ部におけ
る局部発熱を防止して、品質の均一化を図るとともに、
材料の吐出量の増大をも図ることを目的とする。
成するために、次の技術的手段を講じた。即ち、本発明
は、供給口及び排出口を有するバレル内に、供給口から
供給される原料を一定方向に搬送する2本のスクリュー
を並列噛合して嵌装し、これらスクリューの軸方向中途
部にニーディングディスク式混練部を設けた二軸混練押
出機において、前記ニーディングディスク式混練部の上
流側で前記スクリューにロータ式混練部を設け、該ロー
タ式混練部におけるロータ翼のチップ部とバレル内面と
の最小隙間を、供給口から供給される粉粒状の原料が通
過可能な大きさとしたことを特徴としている。
るバレル内に、供給口から供給される原料を一定方向に
搬送する2本のスクリューを並列噛合して嵌装し、これ
らスクリューの軸方向中途部に混練部を設けた二軸混練
押出機において、前記混練部は、ロータ翼を有するロー
タセグメントと、該ロータセグメントの下流側に接続さ
れたニーディングディスクとを各スクリューに設けてな
り、前記ロータ翼のチップ部とバレル内面との最小隙間
が、供給口から供給される粉粒状の原料が通過可能な大
きさとされており、前記ニーディングディスクによって
ロータセグメントに原料を充満させるべく原料の流れを
堰き止めるようになされていることを特徴としている。
スク式混練部に供給される前に、ロータ式混練部によっ
て粉粒状の被混練材がある程度粘性化されるため、ニー
ディングディスクのチップ部とバレル内面に生じる剪断
熱が抑えられ、チップ部において大きな局部発熱が生じ
ることが防止され、材料の品質の均一化が図られる。
おいては、ロータ式混練部によってある程度粘性化され
た原料を溶融・混練すればよいため、ニーディングディ
スクの枚数を減らすことができ、よって、ニーディング
ディスクによる剪断熱の発生が低減されるため、スクリ
ューの回転速度を大きくすることができ、これにより材
料の吐出量の増大が図られる。
の隙間を、粉粒状の原料が通過し得るため、ロータ式混
練部において局部発熱が生じることが阻止されるととも
に、かかるロータ式混練部ではニーディングディスク式
混練部に比して剪断熱の発生が小さいために、原料全体
の温度の上昇が防止される。さらに、ニーディングディ
スクが、ロータセグメントにおける被混練材の充満率を
上げて被混練材に加わる剪断仕事量を増加させる作用を
なし、ロータ式混練部における混練が効率化され、か
つ、ロータセグメントの下流側にダム等を別途設ける必
要がなく、構造の簡素化、部品点数の削減、コスト低減
等が図られる。
る。図1〜図5は本発明の一実施例を示しており、本実
施例の二軸混練押出機1は、一端に原料供給口2を有
し、他端に材料排出口3を有すると共に、中間に第1及
び第2ベント口4,11及び充填剤等の添加材の供給口
12を備えたバレル5内に、供給口2,12から供給さ
れる被混練材(樹脂原料及び添加材)を排出口3に向か
って一定方向に搬送する2本のスクリュー6,6を並列
噛合して回転自在に嵌装している。
も上流側に位置して第1フィード部7と第1混練部9と
が形成されているとともに、第1ベント口4よりも下流
側に位置して第2フィード部8と第2混練部10とが形
成されている。なお、各フィード部7,8は、フルフラ
イトスクリューによって構成されている。前記混練部
9,10は、フィード部7,8の下流側でスクリュー6
に形成されたロータ式混練部9A,10Aと、該ロータ
式混練部9A,10Aの下流側でスクリュー6に形成さ
れたニーディングディスク式混練部9B,10Bとから
なる。
4に示すように、3つのロータ翼13を有する3翼ロー
タセグメント14からなり、また、ニーディングディス
ク式混練部9B,10Bは、軸方向に複数のニーディン
グディスク15を各スクリュー6に設けてなる。なお、
ニーディングディスク15は、3翼ロータセグメント1
4の下流側即ち排出口3側に接続配置されている。
は、ロータセグメント14の軸方向全長にわたって連続
すると共にその周方向に若干傾斜されている。また、ロ
ータ翼13のチップ部13Aとバレル5内面との隙間C
は、従来のニーディングディスクとバレル内面との隙間
(バレル内径の1/60未満)よりも広くして、供給口
2から供給される粉粒状の原料がチップ部13Aとバレ
ル5内面との隙間Cを通過し得るようになっている。こ
の隙間Cは、バレル5内径(本実施例では58mm)の
1/60〜1/6の大きさとすることが好ましい。これ
は、1/60未満では局部発熱の発生量の低下に効果が
なく、また、1/6を超えるとロータ翼13による混練
作用が大幅に低下するためである。
プ部15Aとバレル5との隙間は、従来技術と同程度と
されている。また、ロータセグメント14は、図5に示
すように、混練材料に応じて2翼ロータとすることがで
きる。16は混練材料送出部である。上記第1実施例に
おいて、両スクリュー6,6を同方向に回転させ、原料
供給口2から樹脂原料を供給し、第1混練部9で樹脂原
料のみを溶融させ、第1ベント口4から原料内部のガス
の脱気を行った後、供給口12から第2フィード部8に
粉粒状添加材を供給し、第2混練部10で溶融樹脂原料
と添加材とを混合し、第2ベント口11から2回目のガ
ス抜きを行い、混練材料は送出部16により排出口3か
ら吐出される。
9,10のロータ式混練部9A,10Aにおけるロータ
翼13の各チップ部13Aとバレル5内面との隙間Cが
比較的大きいため、ロータ翼13のチップ部13Aにお
ける剪断発熱の発生を低減して局部発熱を防止し得るう
えに、混練部のすべてをニーディングディスクによって
構成した従来に比してロータセグメント14を採用した
本実施例では混練部9,10の内容積が大きくなるの
で、材料の流動・混練が円滑となり、さらに、ロータ翼
13のチップ部13Aがロータセグメント14の全長に
わたって連続しているため、被混練材がチップ部13A
を必ず通過し、十分な混練が行われ、品質が均一にな
る。また、混練部9,10における発熱が少なくなるの
で、スクリュー6の回転数を従来よりも20〜100%
増加させることができ、混練材料の吐出量も20〜10
0%増加させることが可能である。
における吐出量、モータ動力、出口材料温度、材料1K
g当たりの消費エネルギーを、低密度ポリエチレン及び
高密度ポリエチレンでテストした結果を示しており、さ
らには、材料混練時間に対する材料温度の上昇状態は図
6に示すとおりで発熱量が低下している。
れば、従来技術に比して、吐出量では67%〜100%
増加させているにもかかわらず、モータ動力では13〜
62%の増加に抑えることができるとともに、出口材料
温度では12%減とすることができ、単位質量あたりの
消費エネルギーは19〜32%減とすることができた。
脂原料に混練する際の温度では溶融しない固体状添加材
(例えば、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、ガラスフ
ァイバー、カーボンファイバー等のフィラー類、カーボ
ンブラック、フタロシアニンブルーなどの顔料類又は難
燃剤、安定剤等)を原料と混練する場合には、ニーディ
ングディスク9B,10Bの枚数が従来技術よりも少な
くても良いために、添加材が固体状のままで存在するこ
とによるニーディングディスク式混練部における大きな
剪断発熱を減少でき、よって混練温度上昇を少なくする
ことができるとともに省エネルギーで混練を行うことが
できる。
はなく、例えば、上記実施例における中間の供給口12
のないもの等とするなど、適宜設計変更できる。
部の上流側でスクリューにロータ式混練部を設け、該ロ
ータ式混練部におけるロータ翼のチップ部とバレル内面
との最小隙間を、供給口から供給される粉粒状の原料が
通過可能な大きさとしたので、ニーディングディスクの
チップ部における局部発熱の発生を防止して材料の品質
の均一化を図ることができるとともに、十分な混練作用
を確保しつつもニーディングディスク式混練部及びロー
タ式混練部全体での剪断発熱量を低下させて、消費エネ
ルギーの低減、スクリュー回転数の増大等から材料吐出
量を増加させることができ、混練効率を高めることがで
きる。
ータセグメントに原料を充満させるべく原料の流れを堰
き止めるようになされているので、ロータセグメントの
下流側にダム等を別途設ける必要がなく、構造の簡素
化、部品点数の削減、コスト低減等を図ることができ
る。
る。
応断面図である。
験機による発熱量の比較図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 供給口(2,12)及び排出口(3)を
有するバレル(5)内に、供給口(2,12)から供給
される被混練材を一定方向に搬送する2本のスクリュー
(6)を並列噛合して嵌装し、これらスクリュー(6)
の軸方向中途部にニーディングディスク式混練部(9
B,10B)を形成した二軸混練押出機において、 前記ニーディングディスク式混練部(9B,10B)の
上流側で前記スクリュー(6)にロータ式混練部(9
A,10A)を形成し、該ロータ式混練部(9A,10
A)におけるロータ翼(13)のチップ部(13A)と
バレル(5)内面との最小隙間(C)を、供給口(2,
12)から供給される粉粒状の被混練材が通過可能な大
きさとしたことを特徴とする二軸混練押出機。 - 【請求項2】 供給口(2,12)及び排出口(3)を
有するバレル(5)内に、供給口(2,12)から供給
される被混練材を一定方向に搬送する2本のスクリュー
(6)を並列噛合して嵌装し、これらスクリュー(6)
の軸方向中途部に混練部(9,10)を形成した二軸混
練押出機において、 前記混練部(9,10)は、ロータ翼(13)を有する
ロータセグメント(14)と、該ロータセグメント(1
4)の下流側に接続されたニーディングディスク(1
5)とを各スクリュー(6)に設けてなり、前記ロータ
翼(13)のチップ部(13A)とバレル(5)内面と
の最小隙間(C)が、供給口(2,12)から供給され
る粉粒状の被混練材が通過可能な大きさとされており、
前記ニーディングディスク(15)によってロータセグ
メント(14)に被混練材を充満させるべく被混練材の
流れを堰き止めるようになされていることを特徴とする
二軸混練押出機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07350295A JP3204869B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 二軸混練押出機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07350295A JP3204869B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 二軸混練押出機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08267539A JPH08267539A (ja) | 1996-10-15 |
JP3204869B2 true JP3204869B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=13520102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07350295A Expired - Lifetime JP3204869B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 二軸混練押出機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3204869B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SG96260A1 (en) * | 2000-11-17 | 2003-05-23 | Mitsui Chemicals Inc | Method for manufacturing olefinic thermoplastic elastomer composition |
JP4636729B2 (ja) * | 2001-05-01 | 2011-02-23 | 武蔵エンジニアリング株式会社 | 液体材料の吐出方法およびその装置 |
JP2003247583A (ja) * | 2002-02-21 | 2003-09-05 | Nifco Inc | 回転ダンパ |
JP4746014B2 (ja) * | 2007-07-09 | 2011-08-10 | 株式会社日本製鋼所 | 溶融混練脱揮押出機 |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP07350295A patent/JP3204869B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08267539A (ja) | 1996-10-15 |
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