JP7503601B2 - 硬質塩化ビニル用射出スクリュー - Google Patents

Description

本発明は、硬質塩化ビニルの射出成形に用いる射出スクリューに関する。

樹脂製品は、押出成形法や射出成形法で、広く製造される。
押出成形法では、押出機から樹脂材料を押出す。押出機は、加熱筒と押出スクリューとスクリュー回転機構からなる。加熱筒に投入された樹脂材料は、回転する押出スクリューによる混錬と加熱筒からの加熱とにより、可塑化される。
押出スクリューは、有効スクリュー長さをＬ、外径（以下、単に径と呼ぶ。）をＤとしたときに、Ｌ／Ｄが３５程度とされる。

射出成形法では、射出機から金型へ樹脂材料を射出する。射出機は、加熱筒と射出スクリューとスクリュー回転機構とスクリュー移動機構とからなる。
加熱筒に投入された樹脂材料は、回転する射出スクリューによる混錬と加熱筒からの加熱とにより、可塑化される。可塑化された樹脂材料が加熱筒の前部に溜まり、この溜まりにより射出スクリューは後退する。一定の距離だけ後退したら、射出スクリューを前進して樹脂材料を射出する。

射出スクリューは前進の際に、軸方向の反力を受ける。この軸方向の反力が一定値を超えると、射出スクリューは座屈する。そこで、座屈が起こらないように、射出スクリューのＬ／Ｄは、２２程度に設定される。

射出スクリューは、種々のものが、実用に供されてきた（例えば、特許文献１（図１）参照）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図３は従来の射出スクリューの側面図であり、射出スクリュー１１０は、加熱筒１０１に回転可能に且つ軸方向移動可能に収納される。
加熱筒１０１は、先端にノズル１０２を備え、外周にヒータ１０３を備える。
可塑化に必要な熱の一部はヒータ１０３で供給される。可塑化した樹脂材料は、射出スクリュー１１０の前進動作により、ノズル１０２から射出される。

射出スクリュー１１０は、螺旋状のねじ山に相当するフライト１１１と、ねじの谷に相当する溝１１２を備えている。
射出スクリュー１１０の有効スクリュー長をＬ、径をＤとする。Ｌ／Ｄは１９～２１．５（特許文献１、段落番号００２１）に設定される。

このような射出スクリュー１１０は、樹脂材料の一種であるシンジオタクチックポリマーの射出に供される。
本発明者等は、射出スクリュー１１０と同等の射出スクリューを用いて、硬質塩化ビニル（ＰＶＣ）の射出を試みた。

［モデル１］
射出スクリュー１１０と同等の射出スクリュー１２０をモデル１とする。射出スクリュー１２０を、図４に示す。
図４に示すように、射出スクリュー１２０は、フライト１２１と、溝１２２とを備え、フライト１２１の幅ｔ及びピッチＰは一定であり、径はＤであり、有効スクリュー長さはＬである。

有効スクリュー長さＬは、供給部の長さＬｆと、圧縮部の長さＬｃと、計量部の長さＬｍとの和となる。
供給部の溝の深さはｈｆ、圧縮部の溝の深さはｈｃ、計量部の溝の深さはｈｍとする。

射出スクリュー１２０の諸元を、表１に示す。
最下行の圧縮比は、圧縮部での圧縮比である。
ピッチＰが一定で、フライト１２１の幅ｔが一定であるため、圧縮比は、（供給部の溝の深さｈｆ）／（計量部の溝の深さｈｍ）＝１０．５÷５．０＝２．１０の計算により、２．１０となる。

以上に述べたスクリュー１２０を用いて、硬質塩化ビニルを試験的に射出した。その際に、スクリュー１２０の回転に係る回路圧力と、ノズル（図３、符号１０２）の温度を計測した。
なお、ショットの初期においては、変動要素が多いため、ほぼ安定したと思われる８ショット目でのデータ及び状況を調べた。

８ショット目でも、射出した硬質塩化ビニルに変色が認められた。よって、モデル１では、不満足の結果となった。なお、８ショット目でのノズルの温度は、１７１．３℃であった。

詳しく調べたところ、硬質塩化ビニルは、他の汎用樹脂材料に比較して粘性が高く、攪拌時にせん断により自己発熱する。加えて、硬質塩化ビニルは、他の汎用樹脂材料に比較して、熱感受性が強く、熱分解し、そのために変色したことが判った。この変色は容認されない。

本発明者等は、変色対策として、樹脂材料の温度を下げることが有効であることから、温度を下げる手法の一つとして、溝を深くすることを考えた。この考えを図面で説明する。
図５は図３の要部拡大図であり、図５に示すように、溝１１２の深さをｈとする。加熱筒１０１の温度が高く、射出スクリュー１１０の温度が低いことから、加熱筒１０１から射出スクリュー１１０へ熱が流れ、この熱で樹脂材料１１５が加熱される。

溝１１２の深さｈが小さいと、樹脂材料１１５の厚さが小さくなり、樹脂材料１１５内での温度勾配が小さくなり、射出スクリュー１１０の温度が上がる。結果、樹脂材料１１５の平均温度が高くなる。

対して、溝１１２の深さｈが大きいと、樹脂材料１１５の厚さが大きくなり、樹脂材料１１５内での温度勾配が大きくなり、射出スクリュー１１０の温度が下がる。結果、樹脂材料１１５の平均温度が低くなる。
溝１１２を深くすると、樹脂材料１１５の平均温度が下がることが期待される。溝を深くしたモデルを、モデル２とする。

［モデル２］
射出スクリュー１２０より溝を深くした射出スクリュー１３０を、図６に示す。
図６に示すように、射出スクリュー１３０は、フライト１３１と、溝１３２とを備え、フライト１３１の幅ｔ及びピッチＰは一定であり、径はＤであり、有効スクリュー長さはＬである。

射出スクリュー１３０の諸元を、表３に示す。なお、参考までに、モデル１を併記した。

すなわち、供給部の溝の深さｈｆを１０．５ｍｍから１２．８ｍｍに変更し、計量部の溝の深さｈｍを５．０ｍｍから６．４ｍｍに変更した。圧縮比を２．００程度に維持するために、圧縮部の長さＬｃを４００ｍｍから７２５ｍｍに変更した。
結果を、表４に示す。

モデル１ではノズル温度が１７１．３℃であったものが、モデル２ではノズル温度が１７０．６℃となり、０．７℃下がった。結果、変色の度合いは軽減された。しかし、やや変色が認められ、まだ不満足である。

変色は許容されないため、変色が起こらないような、硬質塩化ビニルに好適な硬質塩化ビニル用射出スクリューが求められる。

特許第４１２４１９１号公報

本発明は、硬質塩化ビニルに好適な硬質塩化ビニル用射出スクリューを提供することを課題とする。

本発明者らは、溝を深くすることに加えて、圧縮比を小さくすると、温度を下げられるのではないかと考えるに至った。圧縮比が小さいほど、圧縮による発熱が抑えられるからである。

図１はフライトの幅と溝の深さを説明する模式図である。
図１（ａ）はモデル２における供給部の溝１２を示し、この溝の長手面積Ｓｆは、（Ｐ－ｔ）×ｈｆとなる。
図１（ｂ）はモデル２における計量部の溝１２を示し、この溝の長手面積Ｓｍは、（Ｐ－ｔ）×ｈｍとなる。

圧縮比は、Ｓｆ／Ｓｍで表される。
Ｓｆ／Ｓｍ＝（（Ｐ－ｔ）×ｈｆ）／（（Ｐ－ｔ）×ｈｍ）であり、（Ｐ－ｔ）が分母分子から消去され、Ｓｆ／Ｓｍ＝ｈｆ／ｈｍとなる。
すなわち、Ｐが一定で、フライトの幅ｔが一定のときは、圧縮比は、ｈｆ／ｈｍとなる。

モデル２を改良したモデルを、モデル３とする。
図１（ｃ）はモデル３における供給部の溝１２を示し、この溝の長手面積Ｓｆは、（Ｐ－ｔｆ）×ｈｆとなる。
図１（ｄ）はモデル３における計量部の溝１２を示し、この溝の長手面積Ｓｍは、（Ｐ－ｔｍ）×ｈｍとなる。
圧縮比は、Ｓｆ／Ｓｍであり、次に示す数式で示される。

（（Ｐ－ｔｆ）×ｈｆ）／（（Ｐ－ｔｍ）×ｈｍ）において、ｔｆが大きくなると、（Ｐ－ｔｆ）が小さくなり、圧縮比は小さくなる。
すなわち、供給部のフライトの幅ｔｆを変更することで、圧縮比を変更することができ、ｔｆが大きいほど、圧縮比は小さくなる。圧縮比は小さくなると、樹脂温度が下がる。

モデル３の具体的な形態、諸元は、後述するが、モデル３では変色が無くなり、好ましい結果が得られた。この知見から得られた本発明は、次に述べる通りである。

請求項１に係る発明は、加熱筒に回転自在に且つ軸方向移動可能に収容され、硬質塩化ビニルを混練し射出する射出スクリューであり、フライトと溝とを有すると共に、有効スクリュー長さが供給部と圧縮部と計量部とに区分され、前記計量部のフライトの幅より前記供給部のフライトの幅が広く設定され、前記計量部の溝の深さより前記供給部の溝の深さが大きく設定されている硬質塩化ビニル用射出スクリューであって、
前記有効スクリュー長さがＬ、射出スクリューの径がＤであるときに、Ｌ／Ｄは１９．１に設定され、
前記供給部のフライトの幅がｔｆ、前記計量部のフライトの幅がｔｍであるときに、ｔｆ／ｔｍは２．５に設定され、
前記供給部の溝の深さがｈｆ、前記計量部の溝の深さがｈｍであるときに、ｈｆ／ｈｍは２．１に設定され、
前記射出スクリューのピッチがＰであるときに、（（Ｐ－ｔｆ）×ｈｆ）／（（Ｐ－ｔｍ）×ｈｍ）で計算される圧縮比が１．７４に設定されていることを特徴とする。

モデル３をベースにして、モデル４以降の複数のモデルを検討したところ、次に述べる請求項２であっても請求項１に近い作用、効果が確認できた。

すなわち、請求項２に係る発明は、加熱筒に回転自在に且つ軸方向移動可能に収容され、硬質塩化ビニルを混練し射出する射出スクリューであり、フライトと溝とを有すると共に、有効スクリュー長さが供給部と圧縮部と計量部とに区分され、前記計量部のフライトの幅より前記供給部のフライトの幅が広く設定され、前記計量部の溝の深さより前記供給部の溝の深さが大きく設定されている硬質塩化ビニル用射出スクリューであって、
前記有効スクリュー長さがＬ、射出スクリューの径がＤであるときに、Ｌ／Ｄは１７．０～１９．５の範囲に設定され、
前記供給部のフライトの幅がｔｆ、前記計量部のフライトの幅がｔｍであるときに、ｔｆ／ｔｍは２．３～３．０の範囲に設定され、
前記供給部の溝の深さがｈｆ、前記計量部の溝の深さがｈｍであるときに、ｈｆ／ｈｍは２．０～２．２の範囲に設定され、
前記射出スクリューのピッチがＰであるときに、（（Ｐ－ｔｆ）×ｈｆ）／（（Ｐ－ｔｍ）×ｈｍ）で計算される圧縮比が１．６３～１．８１の範囲に設定されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２記載の硬質塩化ビニル用射出スクリューであって、前記Ｌ／Ｄは１７．０であることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、硬質塩化ビニル用射出スクリューは、Ｌ／Ｄは１９．１に設定され、ｔｆ／ｔｍは２．５に設定され、ｈｆ／ｈｍは２．１に設定され、圧縮比は１．７４に設定される。
従来の多くの圧縮比が２．００前後であったものを、請求項１では１．７４とした。このことにより、樹脂温度が下がり、温度に敏感である硬質塩化ビニルが、変色しなくなった。

また、硬質塩化ビニルでは、他の樹脂材料に比べて粘度（粘り気）が高く、射出スクリューを回転させるための回転トルクが大きくなる。
請求項１では、圧縮比を１．７４と小さくすると共に、供給部のフライトの幅ｔｆを大きくして、樹脂材料の供給量を低減した。結果、回転トルクを低減することができた。
以上の通り、請求項１によれば、硬質塩化ビニルに好適な硬質塩化ビニル用射出スクリューが提供される。

請求項２に係る発明では、硬質塩化ビニル用射出スクリューは、Ｌ／Ｄは１７．０～１９．５の範囲に設定され、ｔｆ／ｔｍは２．３～３．０の範囲に設定され、ｈｆ／ｈｍは２．０～２．２の範囲に設定され、圧縮比は１．６３～１．８１の範囲に設定される。
従来の多くの圧縮比が２．００前後であったものを、請求項２では１．６３～１．８１とした。このことにより、樹脂温度が下がり、温度に敏感である硬質塩化ビニルが、変色しなくなった。

また、硬質塩化ビニルでは、他の樹脂材料に比べて粘度（粘り気）が高く、射出スクリューを回転させるための回転トルクが大きくなる。
請求項２では、圧縮比を１．６３～１．８１と小さくすると共に、供給部のフライトの幅ｔｆを大きくして、樹脂材料の供給量を低減した。結果、回転トルクを低減することができた。
以上の通り、請求項２によれば、硬質塩化ビニルに好適な硬質塩化ビニル用射出スクリューが提供される。

請求項３に係る発明では、硬質塩化ビニル用射出スクリューは、Ｌ／Ｄは１７．０とした。
回転トルクは、スクリューの長さＬにほぼ比例する。請求項１ではＬ／Ｄは１９．１であり、請求項３ではＬ／Ｄが１７．０であるため、請求項１の回転トルクより請求項３の回転トルクは大幅に小さくなる。
また、請求項２ではＬ／Ｄは１７．０～１９．５の範囲にあり、Ｌ／Ｄを１９．５近傍に設定すると回転トルクが増加する。この点、請求項３であればＬ／Ｄが１７．０であるため、回転トルクは最小になる。

フライトの幅と溝の深さを説明する模式図であり、（ａ）はモデル２での供給部の模式図、（ｂ）はモデル２での計量部の模式図、（ｃ）はモデル３での供給部の模式図、（ｄ）はモデル３での計量部の模式図である。 本発明に係る硬質塩化ビニル用射出スクリューの側面図である。 従来の射出スクリューの側面図である。 従来の別の射出スクリューの側面図である。 図３の要部拡大図である。 従来の更に別の射出スクリューの側面図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

［モデル３］
図２に示すように、硬質塩化ビニル用射出スクリュー１０（以下、射出スクリュー１０と記す。）は、螺旋状のねじ山に相当するフライト１１と、螺旋状の溝１２とを備え、フライト１１の幅が、部位によって異なっていることを構造的な特徴とする。

フライト１１の幅は、供給部のフライトの幅をｔｆ、圧縮部のフライトの幅をｔｃ、計量部のフライトの幅をｔｍとしたときに、供給部のフライトの幅ｔｆを計量部のフライトの幅ｔｍの２～３倍に設定する。圧縮部のフライトの幅ｔｃは、供給部のフライトの幅ｔｆから計量部のフライトの幅ｔｍへ徐々に変化させる。

その他、射出スクリューの径をＤ、ピッチをＰ、有効スクリュー長さをＬとする。
有効スクリュー長さＬは、供給部の長さＬｆと、圧縮部の長さＬｃと、計量部の長さＬｍの和となる。
供給部の溝の深さをｈｆ、圧縮部の溝の深さをｈｃ、計量部の溝の深さをｈｍとする。

モデル３での射出スクリュー１０の諸元を、表５に示す。なお、参考までに、モデル２を併記した。

モデル３では、供給部のフライトの幅ｔｆを２０ｍｍと大きくし、計量部のフライトの幅ｔｍは８ｍｍのままとした。
また、有効スクリュー長さＬは１５２５ｍｍを維持しつつ、供給部の長さＬｆを７９７ｍｍと大きくし、圧縮部の長さＬｃを４８０ｍｍと縮め、計量部の長さＬｍを２４８ｍｍとした。
また、供給部の溝の深さｈｆを１２．３５ｍｍと若干浅くし、計量部の溝の深さｈｍを５．９ｍｍと若干浅くした。

圧縮比は、（（Ｐ－ｔｆ）×ｈｆ）／（（Ｐ－ｔｍ）×ｈｍ）で計算する。
（（８０－２０）×１２．３５）／（（８０－８）×５．９）＝１．７４の計算により、圧縮比は、１．７４に下がった。

以上のスクリュー１０を用いて、硬質塩化ビニルを試験的に射出した。その際に、射出スクリュー１０の回転に係る回路圧力と、ノズル（図３、符号１０２）の温度を計測した。
なお、ショットの初期においては、変動要素が多いため、ほぼ安定したと思われる８ショット目での状態を調べた。

調べた結果を、表６に示す。なお、モデル２を併記した。

モデル２では圧縮比が２．００であったものを、モデル３では圧縮比が１．７４に下がったため、モデル３では、次に述べる効果が得られた。
先ず、回路圧力が１４．６ＭＰａから１２．３ＭＰａに下がった。
次に、変色が認められなかった。すなわち、変色の不具合が解消された。ノズルの温度が１７０．６℃から１６９．７℃に下がったためと思われる。

すなわち、モデル３では、計量部のフライトの幅ｔｃを８ｍｍに据え置き、供給部のフライトの幅ｔｆを２０ｍｍとすることで、圧縮比が下がり、変色の不具合が解消された。加えて、可塑化が良好であると共に、回転トルクを下げることができた。
結果、モデル３により、硬質塩化ビニルに好適な硬質塩化ビニル用射出スクリューが提供される。

すなわち、モデル３によれば、次に述べる構成の射出スクリュー１０が提供される。
加熱筒１０１に回転自在に且つ軸方向移動可能に収容され、硬質塩化ビニルを混練し射出する射出スクリュー１０であり、フライト１１と溝１２とを有すると共に、有効スクリュー長さＬが供給部と圧縮部と計量部とに区分され、前記計量部のフライトの幅ｔｍより前記供給部のフライトの幅ｔｆが広く設定され、前記計量部の溝の深さｈｍより前記供給部の溝の深さｈｆが大きく設定されている硬質塩化ビニル用射出スクリュー１０であって、
前記有効スクリュー長さがＬ、射出スクリューの径がＤであるときに、Ｌ／Ｄは、１５２５／８０＝１９．０６の計算から得られる１９．１に設定され、
前記供給部のフライトの幅がｔｆ、前記計量部のフライトの幅がｔｍであるときに、ｔｆ／ｔｍは、２０／８＝２．５の計算から得られる２．５に設定され、
前記供給部の溝の深さがｈｆ、前記計量部の溝の深さがｈｍであるときに、ｈｆ／ｈｍは、１２．３５／５．９＝２．０９の計算から得られる２．１に設定され、
前記射出スクリューのピッチがＰであるときに、（（Ｐ－ｔｆ）×ｈｆ）／（（Ｐ－ｔｍ）×ｈｍ）で計算される圧縮比が１．７４（具体的な計算は既に述べたので省略する。）に設定されていることを特徴とする硬質塩化ビニル用射出スクリューが提供される。

次に、モデル３をベースにして、モデルの拡張を図る。そのために、モデル４以降について、検討した。その結果を、表７に示す。

［モデル４］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル４では、供給部のフライトの幅ｔｆを１８ｍｍと狭めた。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル４の評価）
モデル４では、圧縮比は１．８０とやや増加したが、変色は発生しなかった。可塑化は良好であったので、評価は○である。

［モデル５］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル５では、供給部のフライトの幅ｔｆを１６ｍｍと更に狭めた。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル５の評価）
モデル５では、圧縮比は１．８６と増加した。そのため、変色が認められた。結果、評価はＸである。

［モデル６］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル６では、供給部のフライトの幅ｔｆを２４ｍｍと広げた。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル６の評価）
モデル６では、圧縮比は１．６３に下がったので、変色は発生しなかった。可塑化は良好であったので、評価は○である。

［モデル７］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル７では、供給部のフライトの幅ｔｆを２８ｍｍと更に広げた。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル７の評価）
モデル７では、圧縮比は１．５１に下がり、変色は発生しなかった。しかし、可塑化は不良であった。圧縮不足と思われる。結果、評価はＸである。

［モデル８］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル８では、供給部の溝の深さｈｆを１２．８５ｍｍと深くした。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル８の評価）
モデル８では、圧縮比は１．８１とやや増加したが、変色は発生しなかった。可塑化は良好であったので、評価は○である。

［モデル９］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル９では、供給部の溝の深さｈｆを１３．１５ｍｍと更に深くした。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル９の評価）
モデル９では、変色が認められた。圧縮比が１．８９に増加したためと思われる。結果、評価はＸである。

［モデル１０］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル１０では、供給部の溝の深さｈｆを１２．０５ｍｍと浅くした。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル１０の評価）
モデル１０では、圧縮比は１．６７に下がったので、変色は発生しなかった。可塑化は良好であったので、評価は○である。

［モデル１１］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル１１では、供給部の溝の深さｈｆを１１．３５ｍｍと更に浅くした。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル１１の評価）
モデル１１では、圧縮比は１．５３に下がり、変色は発生しなかった。しかし、可塑化が不良であった。圧縮不足と思われる。結果、評価はＸである。

・（モデル４～モデル１１から判明した事項）：
モデル４～モデル１１から、次の点が判明した。
フライトの幅の比（ｔｆ／ｔｍ）は、２．３～３．０が推奨される。
溝の深さ比（ｈｆ／ｈｍ）は、２．０～２．２が推奨される。
圧縮比は、１．６３～１．８１が推奨される。

次に、比（Ｌ／Ｄ）の推奨範囲を検討する。そのために、モデル１２以降について、検討した。その結果を、表８に示す。

［モデル１２］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル１２では、有効スクリュー長さＬを１５６０ｍｍと３５ｍｍ長くした。Ｌ／Ｄは１９．５となった。長さの変更に伴ってＬｆ、Ｌｃ、Ｌｍも変更した。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル１２の評価）
モデル１２では、有効スクリュー長さＬが増加したので、回路圧力が１２．７ＭＰａとやや増加したが、変色は発生しなかった。可塑化は良好であった。回路圧力の期待値を１３．０ＭＰａ以下とする。回路圧力が１２．７ＭＰａなので、評価は○である。

［モデル１３］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル１３では、有効スクリュー長さＬを１６１５ｍｍと更に長くした。Ｌ／Ｄは２０．２となった。長さの変更に伴ってＬｆ、Ｌｃ、Ｌｍも変更した。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル１３の評価）
モデル１３では、有効スクリュー長さＬが更に増加したので、回路圧力が１３．１ＭＰａと増加したが、変色は発生しなかった。可塑化は良好であった。しかし、回路圧力が１３．１ＭＰａとなり、回路圧力の期待値１３．０ＭＰａを超えたので、評価は×である。

［モデル１４］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル１４では、有効スクリュー長さＬを１４４５ｍｍと短くした。Ｌ／Ｄは１８．１となった。長さの変更に伴ってＬｆ、Ｌｃ、Ｌｍも変更した。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル１４の評価）
モデル１４では、有効スクリュー長さＬが減少したので、回路圧力が１１．８ＭＰａと減少し、変色は発生しなかった。評価は○である。

［モデル１５］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル１５では、有効スクリュー長さＬを１３６０ｍｍと更に短くした。Ｌ／Ｄは１７．０となった。長さの変更に伴ってＬｆ、Ｌｃ、Ｌｍも変更した。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル１５の評価）
モデル１５では、有効スクリュー長さＬが更に減少したので、回路圧力が１０．８ＭＰａと減少し、変色は発生しなかった。評価は○である。

［モデル１６］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル１６では、有効スクリュー長さＬを１３２５ｍｍと更に短くした。Ｌ／Ｄは１６．６となった。長さの変更に伴ってＬｆ、Ｌｃ、Ｌｍも変更した。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル１６の評価）
モデル１６では、有効スクリュー長さＬが更に減少したので、回路圧力が１０．３ＭＰａと減少した。変色は発生しなかったが、可塑化不良が認められた。有効スクリュー長さＬが不足したと思われる。結果、評価は×である。

・（モデル１２～モデル１６から判明した事項）：
モデル１２～モデル１６から、次の点が判明した。
表８の最下行のＬ／Ｄと、その上の評価とから、スクリューの長さ比（Ｌ／Ｄ）は、１７．０～１９．５が推奨される。

以上に述べたモデル４～１１と、モデル１２～１６を総合すると、次の点が判明した。
・（モデル４～モデル１６から判明した事項）：
スクリューの長さ比（Ｌ／Ｄ）は、１７．０～１９．５が推奨される。
フライトの幅の比（ｔｆ／ｔｍ）は、２．３～３．０が推奨される。
溝の深さ比（ｈｆ／ｈｍ）は、２．０～２．２が推奨される。
圧縮比は、１．６３～１．８１が推奨される。

因みに、表７に記載したモデル５は、（ｔｆ／ｔｍ）が２．０であり、上記範囲（２．３～３．０）の外にある。
表７に記載したモデル７は、（ｔｆ／ｔｍ）が３．５であり、上記範囲（２．３～３．０）の外にある。

表７に記載したモデル９は、（ｈｆ／ｈｍ）が２．３であり、上記範囲（２．０～２．２）の外にある。
表７に記載したモデル１１は、（ｈｆ／ｈｍ）が１．８であり、上記範囲（２．０～２．２）の外にある。

表８に記載したモデル１３は、（Ｌ／Ｄ）が、２０．２であり、上記範囲（１７．０～１９．５）の外にある。
表８に記載したモデル１６は、（Ｌ／Ｄ）が、１６．６であり、上記範囲（１７．０～１９．５）の外にある。
モデル４、モデル６、モデル８、モデル１０、モデル１２、モデル１４及びモデル１５は、諸数値が上記範囲群に収まっている。

すなわち、モデル４、モデル６、モデル８、モデル１０、モデル１２、モデル１４及びモデル１５によれば、次の構成の射出スクリュー１０が提供される。
加熱筒１０１に回転自在に且つ軸方向移動可能に収容され、硬質塩化ビニルを混練し射出する射出スクリュー１０であり、フライト１１と溝１２とを有すると共に、有効スクリュー長さＬが供給部と圧縮部と計量部とに区分され、前記計量部のフライトの幅tｍより前記供給部のフライトｈｆの幅が広く設定され、前記計量部の溝の深さｔｍより前記供給部の溝の深さｔｆが大きく設定されている硬質塩化ビニル用射出スクリュー１０であって、
前記有効スクリュー長さがＬ、射出スクリューの径がＤであるときに、Ｌ／Ｄは１７．０～１９．５の範囲に設定され、
前記供給部のフライトの幅がｔｆ、前記計量部のフライトの幅がｔｍであるときに、ｔｆ／ｔｍは２．３～３．０の範囲に設定され、
前記供給部の溝の深さがｈｆ、前記計量部の溝の深さがｈｍであるときに、ｈｆ／ｈｍは２．０～２．２の範囲に設定され、
前記射出スクリューのピッチがＰであるときに、（（Ｐ－ｔｆ）×ｈｆ）／（（Ｐ－ｔｍ）×ｈｍ）で計算される圧縮比が１．６３～１．８１の範囲に設定されていることを特徴とする硬質塩化ビニル用射出スクリューが提供される。

本発明者らは、経験的に、計量部が長いときや圧縮部が長いときは、樹脂材料の温度が上昇して不具合が起こることを知見している。
そこで、次に、供給部の長さＬｆ、圧縮部の長さＬｃ、計量部の長さＬｍについて、モデル１７以降に基づいて検討した。結果を表９に示す。

［モデル１７］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル１７では、Ｌｆを７７７ｍｍと短くし、Ｌｃを４１０ｍｍと短くし、Ｌｍを３３８ｍｍと長くした。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル１７の評価）
モデル１７では、計量部の長さＬｍが大きく増加したため、微小の変色が認められた。Ｌｍの増加により、樹脂材料の温度が増大したためと思われる。ただし、変色は僅かであり、許容範囲内であるため、評価は〇である。

［モデル１８］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル１８では、Ｌｆを８６７ｍｍと大幅に伸ばし、Ｌｃを４２０ｍｍと短くし、Ｌｍを２３８ｍｍと大幅に短くした。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル１８の評価）
モデル１８では、計量部の長さＬｍが大きく減少したため、変色は全く起こらなかった。Ｌｍが大幅に減少したことで、樹脂材料の温度が低下したためと思われる。結果、評価は〇より上の◎である。

［モデル１９］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル１９では、Ｌｆを８２７ｍｍと若干伸ばし、Ｌｃを４９０ｍｍと若干伸ばし、Ｌｍを２０８ｍｍと大幅に短くした。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル１９の評価）
モデル１９では、計量部の長さＬｍが大きく減少したため、変色は全く起こらなかった。Ｌｍが大幅に減少しことで、樹脂材料の温度が低下したためと思われる。結果、評価は〇より上の◎である。

［モデル２０］
・（モデル３との相違点及び類似点）：
モデル２０では、Ｌｆを８７７ｍｍと伸ばし、Ｌｃを５００ｍｍと若干伸ばし、Ｌｍを１４８ｍｍと大幅に短くした。その他はモデル３と同じにした。

・（モデル２０の評価）
モデル２０では、可塑化不良が僅かに認められた。Ｌｍの減少によると思われる。ただし、可塑化不良は僅かであり、許容範囲内であるため、評価は〇である。

モデル３は、モデル１８、１９と同評価であり、モデル１７、２０より好評価であるため、表９では、評価を◎と記した。

・（モデル３、モデル１７～モデル２０から判明した事項）：
モデル３、モデル１７～モデル２０は、評価が◎又は〇であるため、何れも採用可能である。ただし、モデル１７、２０よりも、モデル３、モデル１８及びモデル１９は好評価である。このようなモデル３、モデル１８及びモデル１９から、次の点が判明した。
供給部の長さＬｆは、有効スクリュー長さＬの（０．５２～０．５７）倍、すなわち（５２％～５７％）が望ましい。

また、圧縮部の長さＬｃは、有効スクリュー長さＬの（０．２８～０．３２）倍、すなわち、（２８％～３２％）が望ましい。
また、計量部の長さＬｍは、有効スクリュー長さＬの（０．１４～０．１６）倍、すなわち、（１４％～１６％）が望ましい。

本発明の射出スクリューは、硬質塩化ビニルの射出成形に好適である。

１０…硬質塩化ビニル用射出スクリュー（射出スクリュー）、１１…フライト、１２…溝、１０１…加熱筒、Ｌ…有効スクリュー長さ、Ｌｆ…供給部の長さ、Ｌｃ…圧縮部の長さ、Ｌｍ…計量部の長さ、Ｄ…スクリューの径、ｔｆ…供給部のフライトの幅、ｔｍ…計量部のフライトの幅、Ｐ…ピッチ、ｈｆ…供給部の溝の深さ、ｈｍ…計量部の溝の深さ。

Claims (3)

1. 加熱筒に回転自在に且つ軸方向移動可能に収容され、硬質塩化ビニルを混練し射出する射出スクリューであり、フライトと溝とを有すると共に、有効スクリュー長さが供給部と圧縮部と計量部とに区分され、前記計量部のフライトの幅より前記供給部のフライトの幅が広く設定され、前記計量部の溝の深さより前記供給部の溝の深さが大きく設定されている硬質塩化ビニル用射出スクリューであって、
   前記有効スクリュー長さがＬ、射出スクリューの径がＤであるときに、Ｌ／Ｄは１９．１に設定され、
   前記供給部のフライトの幅がｔｆ、前記計量部のフライトの幅がｔｍであるときに、ｔｆ／ｔｍは２．５に設定され、
   前記供給部の溝の深さがｈｆ、前記計量部の溝の深さがｈｍであるときに、ｈｆ／ｈｍは２．１に設定され、
   前記射出スクリューのピッチがＰであるときに、（（Ｐ－ｔｆ）×ｈｆ）／（（Ｐ－ｔｍ）×ｈｍ）で計算される圧縮比が１．７４に設定されていることを特徴とする硬質塩化ビニル用射出スクリュー。
2. 加熱筒に回転自在に且つ軸方向移動可能に収容され、硬質塩化ビニルを混練し射出する射出スクリューであり、フライトと溝とを有すると共に、有効スクリュー長さが供給部と圧縮部と計量部とに区分され、前記計量部のフライトの幅より前記供給部のフライトの幅が広く設定され、前記計量部の溝の深さより前記供給部の溝の深さが大きく設定されている硬質塩化ビニル用射出スクリューであって、
   前記有効スクリュー長さがＬ、射出スクリューの径がＤであるときに、Ｌ／Ｄは１７．０～１９．５の範囲に設定され、
   前記供給部のフライトの幅がｔｆ、前記計量部のフライトの幅がｔｍであるときに、ｔｆ／ｔｍは２．３～３．０の範囲に設定され、
   前記供給部の溝の深さがｈｆ、前記計量部の溝の深さがｈｍであるときに、ｈｆ／ｈｍは２．０～２．２の範囲に設定され、
   前記射出スクリューのピッチがＰであるときに、（（Ｐ－ｔｆ）×ｈｆ）／（（Ｐ－ｔｍ）×ｈｍ）で計算される圧縮比が１．６３～１．８１の範囲に設定されていることを特徴とする硬質塩化ビニル用射出スクリュー。
3. 請求項２記載の硬質塩化ビニル用射出スクリューであって、
   前記Ｌ／Ｄは１７．０であることを特徴とする硬質塩化ビニル用射出スクリュー。
   

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