JP3812964B2 - 2軸押出機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体あるいは粉体を高濃度に含有する樹脂原料からなる押出材料を混練し、混練済みの押出材料を連続的に押出す2軸押出機に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、微粉体原料、或いは微粉体を多量に含む合成樹脂材料の2軸押出機として特公平2−1650号公報には完全噛合型同方向回転の2軸押出機が示されている。同公報に示されている2軸押出機には平行に配置され、それぞれ噛合された2つのスクリュ本体が2軸押出機本体のバレル内に収容されている。
【0003】
また、2軸押出機本体には押出材料を供給するフィード口を備えたフィード部と、このフィード部から送られる押出材料を混練する混練部と、フィード口の下流側に配設され、混練部で混練される押出材料中に含まれる空気を放出してそのバックフローを防止する空気抜き開口部と、混練部の下流側に連結された混練済み押出材料の出口部とが形成されている。さらに、フィード部のスクリュ本体には送り用のフィードスクリュ、混練部のスクリュ本体には混練用スクリュがそれぞれ形成されている。
【0004】
そして、2軸押出機の動作時には2つのスクリュ本体の回転にともないフィード部のフィードスクリュによって混練部に送られる押出材料が混練部の混練用スクリュによって混練され、混練部で混練された混練済みの押出材料が出口部から連続的に押出されるようになっている。さらに、押出材料の混練が進行している過程で、押出材料中に含まれる空気が分離された際に、フィード口の下流側に配設された空気抜き開口部からこの空気を大気圧下で外部側に排出して除去することにより、押出材料中に含まれる空気がフィード口側に逆流するバックフローが発生することによる押し出し能力の低下を防ぐ構成になっている。
【0005】
ところで、粉体、あるいは粉体を高濃度に含有する樹脂原料を完全噛み合い型同方向回転2軸押出機で混練押出する場合、フィードスクリュとして通常は完全噛み合いプロファイルを持った2条ネジスクリュが使用される。
【0006】
また、フィードスクリュとしては2条ネジスクリュよりも完全噛み合い条件を満足し、搬送能力に優れる1条ネジスクリュも使用される。この1条ネジスクリュは例えば実開平6−68815号公報に示されるように軸体の外周面に突設された螺旋状のフライト部の両側のフライト溝部の溝側面が対称型のスクリュプロファイルに形成されている。そして、この対称型1条ネジフィードスクリュではフライト部の山幅が大きく、2軸押出機の動作時に押出材料中に含まれる空気がフィード口側に逆流するバックフローが少ない為、標準型2条ネジよりも搬送能力が優れている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、粉体、あるいは粉体を高濃度に含有する樹脂原料を上記従来構成の完全噛み合い型の2条ネジフィードスクリュを備えた同方向回転2軸押出機で混練押出する場合には、2軸押出機の動作中、押出材料に含まれる空気がフィード口側に逆流するバックフローの発生を2条ネジフィードスクリュ部において確実には防止することができないので、混練部で押出材料中に含まれる空気の一部が分離されてフィード口に向かって逆流し、フィードスクリュ部の原料を流動化する問題がある。そのため、従来から標準的に使用されている2条ネジフィードスクリュでは押出材料の搬送能力が低下して目標とする処理能力が得られないおそれがある。
【0008】
そこで、この場合には標準型2条ネジフィードスクリュよりも搬送能力に優れる実開平6−68815号公報に示されるような完全噛み合いプロファイルを持った対称型1条ネジフィードスクリュが使用される。
【0009】
ここで、2軸押出機の押出材料として使用される粉体、あるいは樹脂原料中に含有される粉体の粒子直径は近年になり、微小化している。例えば、以前は押出材料として使用される粉体、あるいは樹脂原料中に含有される粉体の粒子直径は10μm程度であったものが現在は2〜3μm、あるいは1μm以下程度に微小化している。このような押出材料の粒子径の微小化によって押出材料中の空気混入量が増大し、押出材料中に実質的に含有される粉体の密度(カサ密度)が低下するので、2軸押出機の動作中に押出材料中に含まれる空気がフィード口側に逆流するバックフローが多くなり、フィード口への空気の逆流量もさらに増大する問題がある。
【0010】
そのため、上記従来構成のものにあっては実開平6−68815号公報に示す完全噛み合いプロファイルを持った対称型1条ネジフィードスクリュを使用したとしても2軸押出機の目標とする処理能力が得られない場合が多くなっているのが実情である。
【0011】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、粉体、あるいは高濃度に粉体を含有した樹脂原料を押出材料として使用する混練押出作業時の処理能力を向上させることができ、しかも成形品品質を改善することができる2軸押出機を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は平行に配置された2つのスクリュがそれぞれ噛合状態でバレル内に収容されて2軸押出機本体が形成されるとともに、押出材料が供給されるフィード部と、このフィード部の下流側に配設され、押出材料を混練する混練部と、この混練部混練部の下流側に配設された混練済みの押出材料の出口部とが前記2軸押出機本体に形成され、前記2つのスクリュの同方向の回転にともない前記フィード部から前記混練部に送られて混練された混練済みの押出材料が前記出口部から連続的に押出される同方向回転の2軸押出機において、軸体の外周面に螺旋状のフライト部が突設された1条のフライトスクリュによって前記フィード部の2つのスクリュをそれぞれ構成するとともに、前記各フライトスクリュのフライト部における前記押出材料の押出面となる片側の側壁面に前記スクリュの軸心方向に対して直交する切欠面を形成したことを特徴とする2軸押出機である。
【0013】
そして、本請求項1の発明ではフィード部の2つのフライトスクリュのフライト部の押出面側の側壁面にスクリュの軸心方向に対して直交する切欠面を形成することにより、粉体、あるいは高濃度に粉体を含有する樹脂原料からなる押出材料を混練押出しする作業中、フィード部の2つのフライトスクリュの隣接する前後のフライト部間のスクリュ溝内の押出材料に対してフィードスクリュの押出面側から加わる搬送力の大部分を押出材料の流れ方向と略平行に作用させることができる。そのため、従来の対称型1条ネジフィードスクリュのようにフライト部の押出面側の側壁面が完全噛み合いプロファイルの曲面で形成されている場合に比べてフライト部間のスクリュ溝内の押出材料に加わる搬送力を大きくすることができ、フィードスクリュの押出材料の搬送能力を高め、実質的に含有される粉体の密度(カサ密度)が低下することなく安定した搬送能力を発揮できるようにしたものである。
【0014】
また、請求項2の発明は請求項1の2軸押出機の1条のフライトスクリュにおけるフライト部の周面幅W0 とスクリュ直径Dとの比W0 /Dを
W0 /D=0.2〜0.4
に設定したことを特徴とする2軸押出機である。
【0015】
そして、本請求項2の発明ではフライト部の周面幅W0 とスクリュ直径Dとの比W0 /Dを0.2〜0.4の範囲内に設定したフライト部の周面幅が幅広の一条スクリュによって形成されたフィードスクリュを使用してフィード部から混練部に押出材料を送ることにより、フィード部における押出材料中に含まれる空気のバックフローを防止して押出材料を送る搬送能力の向上を図るようにしたものである。
【0016】
また、請求項3の発明は前記2軸押出機本体は前記押出材料として無機系フィラー10〜90重量%を含有する樹脂組成物を使用し、前記押出材料を連続的に押出すものであることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の2軸押出機である。
【0017】
そして、本請求項3の発明では無機系フィラー10〜90重量%を含有する樹脂組成物を押出材料として使用し、この押出材料を連続的に押出すようにしたものである。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施の形態を図1乃至図4(B)を参照して説明する。図1は完全噛み合い型同方向回転2軸押出機1全体の概略構成を示すものである。この2軸押出機1は高濃度に微粉体のフィラーを含有した樹脂組成物からなる押出材料Uを混練押し出しするもので、本実施の形態では押出材料Uとして無機系フィラー10〜90重量%を含有する樹脂組成物が使用される。なお、本実施の形態の2軸押出機1で取り扱う押出材料Uとしては次の2種類に大別される。その1つは粉体材料がプラスチック、またはその他の有機材料の場合である。他の1つは粉体材料が無機物で、これをプラスチック、またはその他の有機材料と共に混練する場合である。その一例としては、有機材料としてPP(ポリプロピレン樹脂)を使用し、ここに無機物であるタルク等を混練するものがある。
【0023】
また、2軸押出機1の本体には押出材料Uの流路を形成するバレル2が設けられている。このバレル2にはフィード口3、空気抜き口4、真空ベント口5がそれぞれ設けられている。ここで、フィード口3はバレル2の一端部側に配置されている。さらに、真空ベント口5はバレル2の他端部側に配置され、空気抜き口4はフィード口3と真空ベント口5との間に配置されている。
【0024】
また、バレル2内には平行に配置された2つのスクリュ6がそれぞれ噛合状態で収容されている。各スクリュ6にはフィードスクリュ7、混練溶融部スクリュ8、真空シール部9、2つの搬送スクリュ10がそれぞれ設けられている。ここで、フィードスクリュ7はバレル2のフィード口3と対応する位置に配置されている。さらに、2つの搬送スクリュ10はバレル2の空気抜き口4および真空ベント口5とそれぞれ対応する位置に配置されている。また、混練溶融部スクリュ8はバレル2のフィード口3と空気抜き口4との間の部分と対応する位置、真空シール部9はバレル2の空気抜き口4と真空ベント口5との間の部分と対応する位置にそれぞれ配置されている。
【0025】
そして、バレル2のフィード口3によって2軸押出機1の本体に押出材料Uを供給するフィード部11が形成されている。さらに、このフィード部11の下流側には押出材料Uを混練する混練部12が配設されている。この混練部12はバレル2内の混練溶融部スクリュ8によって形成されている。
【0026】
また、バレル2の終端部には混練済みの押出材料Uの出口部13が形成されている。なお、バレル2内の2つのスクリュ6は図示しない回転駆動装置によってそれぞれ同方向に回転駆動されるようになっている。
【0027】
また、図2は本実施の形態のフィード部11の2つのフィードスクリュ7を示すものである。各フィードスクリュ7は図3(A),(B)に示すように軸心部に配設されたスクリュ軸14と、このスクリュ軸14上に例えばスプライン嵌合、或いはキー嵌合によって組付けられたスクリュエレメント15とによって形成されている。ここで、スクリュエレメント15は軸体16の外周面に螺旋状のフライト部17が突設された1条のフライトスクリュによって形成されている。
【0028】
さらに、スクリュエレメント15のフライト部17における押出材料Uの押出面となる片側の側壁面にはスクリュ6の軸心方向に対して直交する切欠面18が形成されている。そして、このフライト部17の片側の切欠面18により、不完全噛み合い型1条ネジスクリュが形成されている。なお、スクリュエレメント15における1条フライトスクリュの不完全噛み合い型とは、フライト部17における切欠面18が形成されている片側の側壁面では反対側の側壁面に形成されている湾曲面19と対応する部分が切欠されている。そのため、この切欠面18の部分では噛合される2つのフィードスクリュ7,7間の噛合状態が不完全となるという意味である。
【0029】
また、不完全噛み合い型のフィードスクリュ7は隣接するフライト部17間の間隔であるスクリュピッチがスクリュ直径Dに対して0.7〜1.5Dに設定され、かつフライト部17の周面幅W0 が0.2〜0.4D程度に設定されている。すなわち、フライト部17の周面幅W0 とスクリュ直径Dとの比W0 /Dは
W0 /D=0.2〜0.4
程度に設定されている。
【0030】
次に、上記構成の作用について説明する。まず、2軸押出機1の動作時にはバレル2内の2つのスクリュ6は同方向に回転駆動される。この状態で、押出材料Uとして使用される粉体、あるいは高濃度に粉体を含有する樹脂原料、例えば無機系フィラー10〜90重量%を含有する樹脂組成物がフィード部11のフィード口3からバレル2内に定量供給される。
【0031】
また、フィード口3からバレル2内に供給された押出材料Uはフィードスクリュ7によって混練部12に送られ、適宜に混練溶融される。この時、押出材料Uの樹脂原料中に含まれている空気は分離され、空気抜き口4より外部に排出される。なお、ここで分離された空気の一部はフィード口3の方向へ逆流する。
【0032】
さらに、混練部12の混練溶融部スクリュ8で混練された混練済みの押出材料Uは真空シール部9を通過し、真空ベント口5で揮発成分が除去された後、搬送スクリュ10により出口部13側に搬送され、出口部13から連続的に押出される。なお、2軸押出機1の本体は押出材料Uの樹脂原料の種類および押し出される樹脂の状態によって適宜に制御される。
【0033】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、フィード部11の2つのフィードスクリュ7のフライト部17の押出面側の側壁面にスクリュ6の軸心方向に対して直交する切欠面18を形成したので、フィード部11の2つのフィードスクリュ7の隣接する前後のフライト部17間のスクリュ溝20の軸方向断面プロファイルが図4(A)に示すようにそのスクリュ溝20内の上流側と下流側とで異なる非対称プロファイルになっている。ここで、スクリュ溝20の上流側(押出材料Uの押出し側)のフライト部17の側壁面には、スクリュ溝20の谷底面(溝底面)に対し、直角面内に平面(切欠面18)が形成されているので、2つのフィードスクリュ7間の完全噛み合い条件を満足しない。また、スクリュ溝20の下流側のフライト部17の側壁面には、スクリュ溝20の谷底面に対し、2つのフィードスクリュ7の完全噛み合い条件を満足する湾曲面19が形成されている。
【0034】
そのため、押出材料Uを混練押出しする作業中、図4(A)に示すようにフィード部11の2つのフィードスクリュ7のスクリュ溝20内の押出材料Uに対してフィードスクリュ7の押出面側の切欠面18から加わる搬送力の大部分を同図中に矢印F1 で示すように押出材料Uの流れ方向と略平行に作用させることができる。これに対し、図4(B)に示す従来の対称型1条ネジフィードスクリュのようにフライト部17の押出面側の側壁面が完全噛み合いプロファイルの湾曲面19で形成されている場合にはフライト部17間のスクリュ溝20内の押出材料Uに加わる搬送力は同図中に矢印F2 で示すように湾曲面19の法線方向に沿って作用するので、押出材料Uの流れ方向と略平行に作用させることができる搬送力の分解ベクトル成分は小さくなる。
【0035】
したがって、本実施の形態の不完全噛み合い型のフィードスクリュ7では図4(B)に示す従来の対称型1条ネジフィードスクリュのようにフライト部17の押出面側の側壁面が完全噛み合いプロファイルの湾曲面19で形成されている場合に比べてフライト部17間のスクリュ溝20内の押出材料Uに加わる搬送力を大きくすることができるので、フィードスクリュ7による押出材料Uの搬送能力を高め、実質的に含有される粉体の密度(カサ密度)が低下することなく、安定した搬送能力を発揮できる。そのため、粉体、あるいは高濃度に粉体を含有した樹脂原料を押出材料Uとして使用する混練押出作業時の処理能力を向上させることができ、粉体の最高含有率および成形品品質の改善を図ることができる。
【0036】
また、2軸押出機1の1条のフライトスクリュ7におけるフライト部17の周面幅W0 とスクリュ直径Dとの比W0 /DをW0 /D=0.2〜0.4に設定したので、フライト部17の周面幅が幅広の一条スクリュによって形成されたフィードスクリュ7を使用してフィード部11から混練部12に押出材料Uを送ることができる。そのため、フィード部11における押出材料U中に含まれる空気のバレル2とフライト部17およびフライト部17とスクリュ溝20の噛合部からのバックフローを防止して押出材料Uを搬送する搬送能力の向上を図ることができる。
【0037】
また、図5乃至図7(B)は本発明の第2の実施の形態を示すものである。本実施の形態は、第1の実施の形態と同じ完全噛み合い型の同方向回転2軸押出機1におけるフィード部11の2つのフィードスクリュ7の構成を次の通り変更したものである。
【0038】
すなわち、本実施の形態では図5に示すようにフライトスクリュが右ねじれであって、フィード部11の2つのフィードスクリュ7の形状が2軸押出機1の本体の出口部13側からみて左側に配置される左軸である第1のスクリュ31と、右側に配置される右軸である第2のスクリュ32とで異なるスクリュプロファイルを持った非対称型の1条ネジスクリュとなっている。
【0039】
ここで、第1のスクリュ31は図6に示すように軸心部に配設されたスクリュ軸33と、このスクリュ軸33上に例えばスプライン嵌合、或いはキー嵌合によって組付けられたスクリュエレメント34とによって形成されている。また、スクリュエレメント34は軸体35の外周面に螺旋状のフライト部36が突設され、軸方向プロファイルが完全噛み合い条件を満足する湾曲面で形成された1条のフライトスクリュによって形成されている。
【0040】
さらに、このスクリュエレメント34はフライト部36の周面幅W0 と、隣接するフライト部36間のフライト溝部37の溝幅G0 との関係がW0 >G0 に設定されている。したがって、第1のスクリュ31はフライト部36の周面幅が幅広に形成されている。
【0041】
また、第2のスクリュ32も同様に軸心部に配設されたスクリュ軸42と、このスクリュ軸42上に例えばスプライン嵌合、或いはキー嵌合によって組付けられたスクリュエレメント38とによって形成されている。また、スクリュエレメント38は軸体39の外周面に螺旋状のフライト部40が突設され、軸方向プロファイルが完全噛み合い条件を満足する湾曲面で形成された1条のフライトスクリュによって形成されている。
【0042】
さらに、このスクリュエレメント38はフライト部40の周面幅W0 と、隣接するフライト部40間のフライト溝部41の溝幅G0 との関係がW0 <G0 に設定されている。したがって、第2のスクリュ32はフライト部40の周面幅が極端に幅狭に形成されている。
【0043】
次に、上記構成の作用について説明する。2軸押出機1の動作時には図7(A),(B)に示すようにフィード口3の上方から供給された押出材料Uの原料は、フィード部11の2つのフィードスクリュ7である第1のスクリュ31および第2のスクリュ32の各フライト溝部37,41内に流入される。そして、第1のスクリュ31および第2のスクリュ32の回転動作にともない混練部12側に送られ、適宜に混練溶融される。
【0044】
このとき、フィード口3の上方から供給された押出材料Uの原料は、後述する右ネジレの送りスクリュ(フィード部11の2つのフィードスクリュ7)の作用により2軸押出機1の本体の出口部13側から見てバレル2の内部の押出材料Uの流路の右側に偏った状態で喰い込んでいく。すなわち、供給原料である押出材料Uの喰い込み場所は、図7(B)中に示すように2軸押出機1の本体の出口部13側から見て右軸の第2のスクリュ32側の下流側領域Zとなる。
【0045】
したがって、右軸側の第2のスクリュ32のフライト部40の周面幅を極端に幅狭に形成し、隣接するフライト部40間のフライト溝部41の溝幅G0 を大きくすることにより、フライト溝部41内の押出材料Uの流路断面積(流路体積)を大きくすることで、2軸押出機1の本体の流路内により多くの押出材料Uの原料を喰い込ませることができる。
【0046】
一般に、右ネジレの送りスクリュを持つ同方向回転2軸押出機1では、2軸押出機1の本体の出口部13側からみて右側に配置される右軸と左側に配置される左軸とで押出材料Uの押出圧力が異なっていることが知られている。すなわち、右軸と、左軸とでは原料の押出材料Uの輸送量が異なっていることになる。
【0047】
したがって、フィード部11においては、バレル2の内部に供給された押出材料Uは2軸押出機1の本体の出口部13側から見て押出材料Uの流路の右側に偏った状態で喰い込んで搬送されることになる。そのため、実質的に含有される粉体の密度(カサ密度)が低下することなく安定した搬送能力を発揮できる。
【0048】
また、2軸押出機1の処理能力を増大させようとした場合、フィード部11の第1のスクリュ31および第2のスクリュ32の回転数を増加するか、またはフィード部11の第1のスクリュ31および第2のスクリュ32の各フライト溝部37,41内の押出材料Uの供給量を増大させる必要がある。ここで、フィード部11の第1のスクリュ31および第2のスクリュ32の回転数の増大は、成形品の樹脂温度上昇を招き、物性の低下を引き起こす可能性があるため、好ましくない。
【0049】
また、フィード部11の第1のスクリュ31および第2のスクリュ32の回転数を一定に保持したままの状態で、押出材料Uの処理量(供給量)を増加していくと、フィード部11の第1のスクリュ31および第2のスクリュ32の各フライト溝部37,41内では押出材料Uが充満されていく。このとき、フィード部11の第1のスクリュ31および第2のスクリュ32の各フライト溝部37,41内の押出材料Uの充満率は、押出材料Uの原料の流動特性(特に粉体の流動特性)によって決定されるため、押し込み能力に優れる標準1条スクリュを使用したとしても限界がある。
【0050】
そこで、本実施の形態のように2軸押出機1の本体の出口部13側から見て右側に配置される右軸である第2のスクリュ32のフライト部40の周面幅を極端に幅狭に形成し、隣接するフライト部40間のフライト溝部41の溝幅G0 を大きくすることにより、第2のスクリュ32のフライト溝部41内の押出材料Uの流路断面積(流路体積)を大きくし、この流路の右側に偏った状態で喰い込んでいくので、2軸押出機1の本体全体の処理能力を改善することができる。
【0051】
また、2軸押出機1の本体の出口部13側からみて左側に配置される左軸である第1のスクリュ31はフライト部36の周面幅W0 が幅広に形成されているので、フィード部11の第1のスクリュ31と第2のスクリュ32との噛合部の長さ、すなわち第2のスクリュ32のフライト溝部41と、第1のスクリュ31のフライト部36との噛み合い長さが大きくなる。そのため、第1のスクリュ31と第2のスクリュ32との噛合部で最も多く発生する逆流した空気によって流動化した押出材料Uの原料のバックフローの防止効果を高めることができる。
【0052】
また、次の表1の実験例1〜4は従来構成の2軸押出機による押出材料Uの押出し実験結果(実験例1、2)と、本発明の第1の実施の形態の2軸押出機1による押出材料Uの押出し実験結果(実験例3)と、本発明の第2の実施の形態の2軸押出機1による押出材料Uの押出し実験結果(実験例4)とを比較して示したものである。
【0053】
【表1】
【0054】
ここで、表1の押出し実験で使用される押出材料Uの原料としては、メルトフローインデックス(MI値)が5のポリプロピレンと、平均粒子径3μmのタルクを使用し、混合比はポリプロピレン:タルク=40:60である。
【0055】
また、実験例1の従来法は、フィードスクリュ7として図8(A)に示すように完全噛み合いプロファイルを持った標準的な2条ネジスクリュ51を使用した場合を示す。この実験例1では2軸押出機1の動作中、混練部12で押出材料中に含まれる空気の一部が分離され、この分離された空気の逆流により、押出材料Uの原料が流動化するために、押出材料Uの押出量100Kg/Hを得るのに300rpmのスクリュ速度が必要であった。さらに、空気抜き口4からはタルクの舞上がりが多く、押出材料Uの樹脂分のポリプロピレンと混練が不十分であった。したがって、2軸押出機1の運転安定性も良くなかった。
【0056】
また、実験例2の従来法は、フィードスクリュ7として図8(B)に示すように完全噛み合いプロファイルを持った標準的な1条スクリュ52を使用した場合を示す。この実験例2では2軸押出機1の動作中、1条スクリュの高搬送能力により、スクリュ速度250rpmで、押出材料Uの押出量120Kg/Hとなり、2軸押出機1の運転能力に多少の改善がみられ、押出材料Uの処理能力の増大とスクリュ速度の低速化が可能となった。しかしながら、この場合は空気抜き口4からはタルクの舞上がりが見られ、2軸押出機1の運転安定性は実験例1の従来法より改善されたが、満足できる程度の2軸押出機1の運転安定性を得るには今一歩であった。
【0057】
また、実験例3は本発明の第1の実施の形態の2軸押出機1のように、フィードスクリュ7として不完全噛み合い型1条ネジスクリュを使用した場合を示す。この実験例3では2軸押出機1の動作時に、スクリュ速度が350rpmで、押出材料Uの押出量170Kg/Hまでの運転が可能となった。また、実験例1および2に対し、押出量Qとスクリュ回転数Nsの積で表現できるフィード部での実質的に含有される粉体の密度比(相対カサ密度)が2となった。
【0058】
また、実験例4は本発明の第2の実施の形態の2軸押出機1のように、フィードスクリュとして非対称型の1条ネジスクリュを使用した場合を示す。この実験例4では2軸押出機1の動作時に、スクリュ速度が300rpmで、押出材料Uの押出量150Kg/Hまでの運転が可能となり、相対カサ密度は1.5となった。
【0059】
さらに、実験例3および4共、空気抜き口4からのタルクの舞上がりおよびフィード口3での押出材料Uの原料の食い込み不良はほとんど見られず、2軸押出機1の運転安定性はきわめて良好であった。
【0060】
したがって、上記表1からも明らかなように本発明の第1の実施の形態の2軸押出機1および第2の実施の形態の2軸押出機1ではフィードスクリュ7のスクリュ速度が同一の場合、従来構成の2軸押出機に比べて1.5乃至2倍程度の押出材料Uの処理能力の向上が図れる。また、2軸押出機1の押出量Qとフィードスクリュ7のスクリュ速度Nsとの比Q/Ns値は押出材料Uの樹脂温度の指標となるが、本発明の第1の実施の形態の2軸押出機1および第2の実施の形態の2軸押出機1ではQ/Ns値が大きくなっており、押出材料Uの樹脂温度が低下し、成形品の物性が改善されていることが推測される。
【0061】
さらに、実験例2の従来法と比較した場合、実験例3および4では安定運転が可能な処理能力の上限が改善されており、搬送能力が改善された本発明の不完全噛み合い型1条ネジスクリュおよび非対称型1条ネジスクリュの効果が充分に発揮されている。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、さらに、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。
【0062】
【発明の効果】
本発明によれば、粉体、あるいは高濃度に粉体を含有した樹脂原料を押出材料として使用する混練押出作業時の処理能力を向上させることができ、しかも成形品品質を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における2軸押出機全体の概略構成図。
【図2】第1の実施の形態の2軸押出機のフィード部の2つのフィードスクリュの噛合状態を示す側面図。
【図3】(A)は第1の実施の形態の2軸押出機のフィードスクリュの切欠面を示す側面図、(B)は(A)の3B−3B線断面図。
【図4】(A)は第1の実施の形態のフィードスクリュによる押出材料の押出し作用を説明するための説明図、(B)は完全噛合い型フィードスクリュによる押出材料の押出し作用を説明するための説明図。
【図5】本発明の第2の実施の形態の2軸押出機のフィード部の2つのフィードスクリュの噛合状態を示す側面図。
【図6】第2の実施の形態の2つのフィードスクリュの噛合状態を示す要部の縦断面図。
【図7】(A)は第2の実施の形態の2軸押出機におけるフィード口の位置の2つのフィードスクリュの噛合部分を示す概略構成図、(B)は同フィード口から2つのフィードスクリュの噛合部分を見た状態を示す概略構成図。
【図8】(A)は実験例1の標準型2条ネジスクリュの噛合状態を示す側面図、(B)は実験例2の標準型1条ネジスクリュの噛合状態を示す側面図。
【符号の説明】
U…押出材料、2…バレル、6…スクリュ、7…フィードスクリュ、11…フィード部、12…混練部、13…出口部、17…フライト部、18…切欠面、31…第1のスクリュ、32…第1のスクリュ。
Claims (3)
- 平行に配置された2つのスクリュがそれぞれ噛合状態でバレル内に収容されて2軸押出機本体が形成されるとともに、押出材料が供給されるフィード部と、このフィード部の下流側に配設され、押出材料を混練する混練部と、この混練部の下流側に配設された混練済みの押出材料の出口部とが前記2軸押出機本体に形成され、前記2つのスクリュの同方向の回転にともない前記フィード部から前記混練部に送られて混練された混練済みの押出材料が前記出口部から連続的に押出される同方向回転の2軸押出機において、
軸体の外周面に螺旋状のフライト部が突設された1条のフライトスクリュによって前記フィード部の2つのスクリュをそれぞれ構成するとともに、前記各フライトスクリュのフライト部における前記押出材料の押出面となる片側の側壁面に前記スクリュの軸心方向に対して直交する切欠面を形成したことを特徴とする2軸押出機。 - 前記1条のフライトスクリュは、そのフライト部の周面幅W0 とスクリュ直径Dとの比W0 /Dを
W0 /D=0.2〜0.4
に設定したことを特徴とする請求項1に記載の2軸押出機。 - 前記2軸押出機本体は前記押出材料として無機系フィラー10〜90重量%を含有する樹脂組成物を使用し、前記押出材料を連続的に押出すものであることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の2軸押出機。
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