JPH09117954A - ２軸押出機 - Google Patents

２軸押出機

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JPH09117954A
JPH09117954A JP7277766A JP27776695A JPH09117954A JP H09117954 A JPH09117954 A JP H09117954A JP 7277766 A JP7277766 A JP 7277766A JP 27776695 A JP27776695 A JP 27776695A JP H09117954 A JPH09117954 A JP H09117954A
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JP
Japan
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screw
kneading
barrel
twin
section
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JP7277766A
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English (en)
Inventor
Kuniaki Endo
藤 邦 昭 遠
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２軸押出機において、スクリュとバレル間の
噛りを減少させるとともに、スクリュ及びバレルの寿命
を延ばし且つ押出能力を向上し得るようにすること。 【解決手段】 フィード部、混練部及び計量部からなる
完全噛合形スクリュをバレル内に配設した２軸押出機に
おいて、混練部スクリュ１１ａ，１１ｂに少なくともそ
の一部にニーディングディスク９ａ，９ｂを配設し、そ
のニーディングディスク９ａ，９ｂ及び混練部スクリュ
１１ａ，１１ｂの外径を混練部以外の部分のスクリュ外
径より小径とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂等か
らなる製品を成形するための２軸押出機に係り、特に完
全噛合型２軸スクリュ押出機に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般
に、プラスチック材料によって製品の成形を行うために
は、プラスチック材料を溶融させながら混練し、ダイか
ら押出し成形する押出成形機や、上記溶融したプラスチ
ック材を型内に射出して成形する射出成形機が使用され
る。
【０００３】上記溶融プラスチック材をダイから押出し
成形する押出機としては、複数のスクリュ軸を互いに併
設した多軸押出機があり、その多軸押出機は一般に２軸
スクリュ押出機と３軸以上のスクリュ押出機とに分類さ
れ、さらに上記２軸スクリュ押出機は完全噛合型スクリ
ュ押出機と非噛合或は不完全噛合型のスクリュ押出機に
分類されている。
【０００４】図２は、上記完全噛合型の２軸スクリュ押
出機の概略構成を示す図であり、図示しないベッド上に
一端部にホッパ２が設けられた筒状のバレル３が支承さ
れており、そのバレル３内にスクリュ４ａ，４ｂが挿入
され、バレル３の先端部にダイ５が設けられている。ま
た、上記バレル３の途中にはベントポート６が設けられ
ている。
【０００５】しかして、上記ホッパー２にプラスチック
材料を投入し、図示しないモータにより減速機構８と駆
動機構を介してスクリュ４ａ，４ｂを駆動すると、投入
された材料が回転しているスクリュ４ａ，４ｂによって
前方に輸送され、徐々にバレル側から加熱され溶融し順
次混練される。溶融した材料がベントポート６の位置に
達すると、一時的に圧力低下状態となり材料に含まれる
ガス状揮発分が排出され、その後計量部を経て加圧され
ダイ５を通過して製品の成形が行われる。
【０００６】すなわち、上記バレル３内においては、ホ
ッパー２が設けられている位置からその長手方向に順
次、フィード部、混練部、及び計量部が形成されてい
る。
【０００７】上述の如き完全噛合型の２軸スクリュ押出
機においては、両スクリュが互いに同方向に回転する同
方向回転型と互いに反対方向に回転する異方向回転型と
があり、これらの２軸スクリュ押出機においては、材料
を積極的に溶融、混練する目的で、幅の狭いディスク状
のニーディングディスクを混練部のスクリュに組み込む
ことが行われており、混練部のスクリュの一部がニーデ
ィングディスク９ａ，９ｂによって形成されている。
【０００８】ところで、このような押出機においては、
使用樹脂がまだ固く、加熱、混練されるスクリュの可塑
化ゾーンの領域では２本の噛合っているスクリュの内部
では高い圧力が発生する。したがって、この内部圧力に
よりスクリュがバレル内壁に押し付けられながら樹脂の
混練が行われその可塑化が行われる。
【０００９】ところが、この可塑化ゾーンでは樹脂はま
だ溶融されておらずスクリュとバレルの間には溶融膜が
存在しない領域のため、スクリュはバレル内面に金属接
触しながら回転している。このスクリュのバレル内面へ
の押し付け力（接圧力）は運転条件によっても変わる
が、スクリュの寸法も含めたスクリュ構成の影響が大き
く、適正なスクリュ構成でないと、スクリュ混練ゾーン
部での剪断作用による混練むら、局部発熱等により押出
性能が頭打ちになるとともに、接圧力が大きくなり、ス
クリュとバレル間にかじりが発生する等の問題がある。
【００１０】さらに、この接圧力が大きくなることによ
りスクリュの摩耗速度が速くなり、摩耗の進行過程でス
クリュ軸に曲げ荷重がかかるともに、スクリュエレメン
トにも負担荷重がかかり場合によってはスクリュ軸また
はスクリュエレメントの破損が発生する等の問題があ
る。
【００１１】図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、上記２軸
押出機におけるニーディングディスク内における溶融樹
脂の流れを示す図であり、バレル３の中央部近くでは両
ニーディングディスク９ａ，９ｂに挟まれる樹脂により
両ニーディングディスクに外側方に向く力Ｆ1 が働ら
き、両ニーディングディス９ａ，９ｂがバレル３の内面
に特に強く押付けられる。したがって、混練部では特に
スクリュとバレル間に噛り現象による摩耗が発生する。
【００１２】そこで、図４に示すように、スクリュ４
ａ，４ｂをその全長にわたって小径としバレル３の内面
との間の間隙を大きくしたものも提案されている。しか
し、このようにスクリュ４ａ，４ｂの径を小さくした場
合にはバレルに対する接圧力及び剪断応力を緩和するこ
とはできる。しかし、フィード部でのスクリュの芯振
れ、計量部での昇圧能力の低下のため押出量が低下する
等の問題がある。
【００１３】また、図５に示すように、バレル３の内径
を混練部のところだけ他に比べて大きくした大径部１０
とすることも提案されている。しかし、この場合混練部
においてはスクリュ４ａ，４ｂとバレル３の内面との間
隔が大きくなるので、スクリュとバレル内面との間の噛
りは少なくまたスクリュの芯振れも少なく押出量も十分
確保することができるけれども、両スクリュ４ａ，４ｂ
間の間隙は従来のものと同じように比較的小さいため、
樹脂圧力が混練部の左右の両スクリュの軸に曲げ荷重と
して従来と同じ大きさで働らく。したがって、上記曲げ
荷重によって早期破損につながる等の問題がある。
【００１４】本発明はこのような点に鑑み、スクリュと
バレル間の噛りを減少させるとともに、スクリュ及びバ
レルの寿命を延ばし且つ押出能力を向上し得るようにし
た２軸押出機を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、フィード部、
混練部及び計量部からなる完全噛合形スクリュをバレル
内に配設した２軸押出機において、上記混練部スクリュ
の少なくともその一部にニーディングディスクを配設す
るとともに、そのニーディングディスク７及び混練部ス
クリュ外径を混練部以外の部分のスクリュ外径より小径
としたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図１を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
【００１７】図１は、本発明に係る２軸押出機の平断面
図であり、一端にホッパ２が設けられたバレル３内には
互いに噛合する同方向回転完全噛合形の一対のスクリュ
４ａ，４ｂが回転自在に収容されており、上記スクリュ
４ａ，４ｂはホッパ２に近接する部分から順次フィード
部、混練部及び計量部により構成されている。また、上
記バレル３の下流端にはダイ５が設けられるとともに、
上記混練部の直下流側のバレル３にはベントポート６が
設けられている。
【００１８】ところで、上記混練部におけるスクリュ１
１ａ，１１ｂには少なくともその一部に樹脂材料を混練
溶融させるためのニーディングディスク９ａ，９ｂが組
込まれている。そして、上記混練部のスクリュ１１ａ，
１１ｂ及びニーディングディスク９ａ，９ｂの外径が、
フィード部及び計量部におけるスクリュ４ａ，４ｂの外
径より小径としてある。すなわち、バレル３の内径をＤ
ｏとしたとき、混練部におけるスクリュ１１ａ，１１
ｂ、ニーディングディスク９ａ，９ｂの外径は（０．９
５〜０．９８）Ｄｏとしてある。
【００１９】しかして、押出機のバレルに投入された材
料は回転しているスクリュ４ａ，４ｂによってフィード
部を経て混練部に送られ、その混練部でスクリュ１１
ａ，１１ｂ及びニーディングディスク９ａ，９ｂによっ
て溶融混練され、さらにスクリュ４ａ，４ｂにより計量
部を経てダイから押出される。
【００２０】ところで、上記混練部では、特に前述のよ
うにスクリュ１１ａ，１１ｂが互いに離間する方向の力
を受け、特にそのニーディグディスク９ａ，９ｂが離間
する方向に強い力を受けるけれども、上記混練部スクリ
ュ１１ａ，１１ｂ及びニーディングディスク９ａ，９ｂ
の外径がその他の部分のスクリュの外径より小径として
あり、混練部スクリュ１１ａ，１１ｂ及びニーディング
ディスク９ａ，９ｂとバレル３の内面との間の間隙が大
きくなっているため、上記混練部スクリュ１１ａ，１１
ｂ及びニーディングディスク９ａ，９ｂとバレル３の内
面との接圧力が小さく、それらに噛りによる摩耗が発生
することが低減される。
【００２１】また、混練部スクリュ１１ａ，１１ｂ等が
小径としてあるため、当該部では左右のスクリュ１１
ａ，１１ｂ及びニーディングディスク９ａ，９ｂ間の間
隙が大きくなっており、そのため両スクリュ１１ａ，１
１ｂ及びニーディングディスク９ａ，９ｂ間に挟み込ま
れる樹脂の圧力が比較的小さくなり、混練部スクリュ１
１ａ，１１ｂ等に加わる曲げ荷重が小さくなり、当該部
の早期破損等を確実に防止することができる。
【００２２】しかも、スクリュ軸全体はその両端でバレ
ル３の内面で支承される形となるためスクリュ全体の芯
振れも少く、押出能力を向上させることもできる。
【００２３】
【表１】 なお、表１は混練部スクリュ及びニーディングディスク
の径を０．９８Ｄｏとしたもの（実施例１）、０．９４
Ｄとしたもの（実施例２）及び従来のものとの実験結果
を示す表であり、混練部スクリュ等の外径を（０．９８
〜１．０）Ｄｏとした場合にはスクリュの早期破損が生
じ０．９５Ｄｏ未満の場合には混練不良が生じた。ま
た、０．９５〜０．９８の数値設定については樹脂、運
転状況により異なるが、小径の場合は０．９５Ｄｏに近
く、大径につれ０．９８Ｄｏに近くなる。
【００２４】なお、上記実施の形態においては同方向回
転形の２軸押出機について説明したが、異方向回転形の
２軸押出機についても適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は完全噛合
形の２軸押出機において、混練部におけるニーディング
ディスク及びスクリュの外径をその他の部分のスクリュ
の外径より小さくしたので、上記スクリュ及びニーディ
ングディスクとバレル内面との金属接触による噛りを減
少させるとともに、スクリュの曲げ荷重を低下させるこ
とができ、スクリュ及びバレルの寿命を延ばすとともに
押出能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の２軸押出機の平断面図。
【図２】従来の２軸押出機の平断面図。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は２軸押出機のニーデ
ィングディスク部における溶融樹脂の流を示す図。
【図４】従来の２軸押出機の他の例を示す図。
【図５】従来の２軸押出機のさらに他の例を示す図。
【符号の説明】
２ ホッパ ３ バレル ４，４ａ，４ｂ スクリュ ６ ベントポート ９ａ，９ｂ ニーディングディスク １１ａ，１１ｂ 混練部のスクリュ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】フィード部、混練部及び計量部からなる完
    全噛合形スクリュをバレル内に配設した２軸押出機にお
    いて、上記混練部スクリュの少なくともその一部にニー
    ディングディスクを配設するとともに、そのニーディン
    グディスク及び混練部スクリュ外径を混練部以外の部分
    のスクリュ外径より小径としたことを特徴とする２軸押
    出機。
  2. 【請求項２】ニーディングディスク及び混練部スクリュ
    外径をバレル内径Ｄｏに対して（０．９５〜０．９８）
    Ｄｏとしたことを特徴とする、請求項１記載の２軸押出
    機。
  3. 【請求項３】小径とされた混練部スクリュの長さは、バ
    レル内径をＤｏとしたとき（３〜６）Ｄｏであることを
    特徴とする、請求項１または２記載の２軸押出機。
JP7277766A 1995-10-25 1995-10-25 ２軸押出機 Pending JPH09117954A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7277766A JPH09117954A (ja) 1995-10-25 1995-10-25 ２軸押出機

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JP7277766A JPH09117954A (ja) 1995-10-25 1995-10-25 ２軸押出機

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004509793A (ja) * 2000-10-10 2004-04-02 ビユーラー・アクチエンゲゼルシヤフト 多軸押出機と充填材と混合したエラストマ−を再生及び／又は加工する方法
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