KR20220130684A

KR20220130684A - 스크루, 압출기 및 압출 방법

Info

Publication number: KR20220130684A
Application number: KR1020227022866A
Authority: KR
Inventors: 다다스케 사토; 마코토 노다
Original assignee: 나카타 엔지니어링 가부시키가이샤
Priority date: 2020-01-23
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2022-09-27
Also published as: JP2021115715A; WO2021149304A1; TW202128383A; EP4074482A1; CN114901452A; JP6754018B1; EP4074482A4; US20230075388A1

Abstract

품질과 생산성이 양립 가능한 엘라스토머의 적용 범위를 향상시킬 수 있는 스크루, 압출기 및 압출 방법을 제공한다. 실리카가 100 phr 이상 배합된 하이 실리카 배합의 가소성의 엘라스토머 (G) 를 혼련하면서 압출하기 위한 나선날개 (5) 를 갖는 스크루 (2) 이다. 가장 압출 방향 A 하류 측에 배치된 제 1 영역 (6) 을 가지고 있다. 제 1 영역 (6) 에는, 압출 방향 A 로 이웃하는 나선날개 (5) 의 사이를, 스크루축 방향에 대해 경사져 연장되는 배리어 (9) 가 형성되어 있다. 배리어 (9) 의 길이 방향의 길이 w 는, 제 1 영역 (6) 에 있어서의 나선날개 (5) 의 리드 길이 L1 의 1.5 ∼ 3.0 배이다. 배리어 (9) 의 높이 h 는, 나선날개 (5) 의 높이 H 보다 작고, 또한, 나선날개 (5) 의 높이 H 와 배리어 (9) 의 높이 h 의 차 (H - h) 가 2 ∼ 10 ㎜ 이다. 배리어 (9) 의 두께 t 는, 나선날개 (5) 의 높이 H 와 배리어 (9) 의 높이 h 의 차 (H - h) 의 0.9 ∼ 3.0 배이다.

Description

스크루, 압출기 및 압출 방법

본 발명은, 가소성의 엘라스토머를 혼련하면서 압출하기 위한 나선날개를 갖는 스크루, 이 스크루를 포함하는 압출기 및 압출 방법에 관한 것이다.

종래, 가소성의 엘라스토머를 혼련하면서 압출하기 위한 나선날개를 갖는 스크루가 여러 가지 알려져 있다. 예를 들어, 하기 특허문헌 1 은, 혼련 촉진 영역을 형성함으로써, 가소성의 엘라스토머의 양호한 품질을 유지하면서, 그 생산성을 향상시킬 수 있는 스크루를 제안하고 있다.

일본 공개특허공보 2019-043043호

그러나, 특허문헌 1 의 스크루는, 배리어가 스크루축 방향을 따르고 있어, 실리카가 배합된 엘라스토머 등, 혼련되는 엘라스토머의 종류에 따라서는, 생산성이 저하하는 경우가 있었다. 이 때문에, 특허문헌 1 의 스크루에 있어서도, 품질과 생산성의 양립에 대해, 추가적인 개선이 요망되고 있었다.

본 발명은, 이상과 같은 실상을 감안하여 고안된 것으로, 품질과 생산성이 양립 가능한 엘라스토머의 적용 범위를 향상시킬 수 있는 스크루, 압출기 및 압출 방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 실리카가 100 phr 이상 배합된 하이 실리카 배합의 가소성의 엘라스토머를 혼련하면서 압출하기 위한 나선날개를 갖는 스크루로서, 가장 압출 방향 하류 측에 배치된 제 1 영역을 갖고, 상기 제 1 영역에는, 압출 방향으로 이웃하는 상기 나선날개의 사이를, 스크루축 방향에 대해 경사져 연장되는 배리어가 형성되고, 상기 배리어의 길이 방향의 길이는, 상기 제 1 영역에 있어서의 상기 나선날개의 리드 길이의 1.5 ∼ 3.0 배이며, 상기 배리어의 높이는, 상기 나선날개의 높이보다 작고, 또한, 상기 나선날개의 높이와 상기 배리어의 높이의 차가 2 ∼ 10 ㎜ 이며, 상기 배리어의 두께는, 상기 나선날개의 높이와 상기 배리어의 높이의 차의 0.9 ∼ 3.0 배인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스크루에 있어서, 상기 제 1 영역에는, 1 ∼ 4 장의 상기 배리어가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 스크루에 있어서, 상기 제 1 영역의 압출 방향 상류 측에 배치된 제 2 영역을 갖고, 상기 제 2 영역에는, 상기 나선날개에 핀 통과용의 절결부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 스크루에 있어서, 상기 제 2 영역의 압출 방향 상류 측에 상기 제 2 영역에 연속하여 배치된 제 3 영역을 갖고, 상기 제 3 영역은, 상기 나선날개의 적어도 일부가 1 조 (條) 나사로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 스크루에 있어서, 상기 제 3 영역의 가장 압출 방향 상류 측의 일부는, 다조 나사로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명은, 상기 서술한 스크루와, 상기 스크루를 내부에 배치하는 배럴을 포함하는 압출기로서, 상기 배럴은, 상기 제 2 영역의 상기 나선날개에 형성된 상기 절결부에 삽입되는 복수의 핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 상기 서술한 스크루와, 상기 스크루를 내부에 배치하는 배럴을 포함하는, 압출기인 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 상기 서술한 압출기를 사용하여, 상기 엘라스토머를 압출하기 위한 압출 방법으로서, 상기 배럴의 내부에, 상기 엘라스토머를 투입하는 투입 공정과, 상기 엘라스토머를 혼련하면서 압출하는 압출 공정을 포함하고, 상기 압출 공정은, 상기 배리어에 의해, 상기 엘라스토머를 박막상으로 변형시키는 변형 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스크루에 있어서, 제 1 영역에는, 압출 방향으로 이웃하는 나선날개의 사이를, 스크루축 방향에 대해 경사져 연장되는 배리어가 형성되고, 상기 배리어의 길이 방향의 길이는, 상기 제 1 영역에 있어서의 상기 나선날개의 리드 길이의 1.5 ∼ 3.0 배이며, 상기 배리어의 높이는, 상기 나선날개의 높이보다 작고, 또한, 상기 나선날개의 높이와 상기 배리어의 높이의 차가 2 ∼ 10 ㎜ 이며, 상기 배리어의 두께는, 상기 나선날개의 높이와 상기 배리어의 높이의 차의 0.9 ∼ 3.0 배이다.

이와 같은 스크루는, 특정한 길이로 경사지는 배리어에 의해 엘라스토머를 순서대로 박막상으로 변형시키면서, 엘라스토머의 통과량을 확보할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 스크루는, 엘라스토머의 과도한 발열을 억제하면서, 엘라스토머의 토출량을 확보할 수 있다.

또, 이와 같은 배리어는, 하이 실리카 배합의 엘라스토머여도, 그 내부에 기포를 발생시키지 않고, 효율적으로 반송 및 변형시킬 수 있으므로, 엘라스토머의 표면 상태를 향상시킬 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 스크루는, 품질과 생산성이 양립 가능한 엘라스토머의 적용 범위를 향상시킬 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 압출기의 일 실시형태를 나타내는 측면도이다.
도 2 는, 제 1 영역의 부분 측면도이다.
도 3 은, 도 2 의 A-A 선의 부분 단면도이다.
도 4 는, 압출 방법의 플로 차트이다.
도 5 는, 압출 공정의 플로 차트이다.
도 6 은, 다른 실시형태의 압출기의 측면도이다.

이하, 본 발명의 실시의 일형태가 도면에 근거하여 상세하게 설명된다.

도 1 은, 본 실시형태의 압출기 (1) 를 나타내는 측면도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 압출기 (1) 는, 가소성의 엘라스토머 (G) 를 혼련하면서 압출 방향 A 로 압출하기 위한 스크루 (2) 와, 스크루 (2) 를 내부에 배치하는 배럴 (3) 을 포함하고 있다.

가소성의 엘라스토머 (G) 로는, 예를 들어, 미가황 고무, 열가소성 엘라스토머 등을 들 수 있다. 엘라스토머 (G) 는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 타이어용의 고무이면, 최근의 저연비화의 요청에 따라, 실리카가, 바람직하게는, 50 phr 이상, 보다 바람직하게는, 100 phr 이상이 배합된 하이 실리카 배합인 것이 바람직하다.

본 실시형태의 스크루 (2) 는, 스크루축 (4) 과, 스크루축 (4) 으로부터 스크루 (2) 의 직경 방향 외측으로 돌출되는 나선날개 (5) 를 가지고 있다. 본 실시형태의 나선날개 (5) 는, 가소성의 엘라스토머 (G) 를 혼련하면서 압출하기 위한 것이다.

본 실시형태의 스크루 (2) 는, 압출 방향 A 하류 측에 배치된 제 1 영역 (6) 과, 제 1 영역 (6) 의 압출 방향 A 상류 측에 배치된 제 2 영역 (7) 과, 제 2 영역 (7) 의 압출 방향 A 상류 측에 배치된 제 3 영역 (8) 을 가지고 있다. 제 1 영역 (6), 제 2 영역 (7) 및 제 3 영역 (8) 은, 예를 들어, 압출 방향 A 로 연속하여 형성되어 있다.

도 2 는, 제 1 영역 (6) 의 부분 측면도이다. 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 제 1 영역 (6) 에는, 압출 방향 A 로 이웃하는 나선날개 (5) 의 사이를, 스크루축 방향에 대해 경사져 연장되는 배리어 (9) 가 형성되어 있다. 배리어 (9) 의 길이 방향의 길이 w 는, 바람직하게는, 제 1 영역 (6) 에 있어서의 나선날개 (5) 의 리드 길이 L1 의 1.5 ∼ 3.0 배이다. 여기서, 배리어 (9) 가 스크루축 방향에 대해 경사져 연장된다란, 배리어 (9) 의 길이 방향이 스크루축 방향에 대해, 0°보다 크고 90°보다 작은 각도 θ 를 갖는 것을 의미한다.

이와 같은 배리어 (9) 는, 특정한 길이로 경사져 있으므로, 엘라스토머 (G) 를 순서대로 박막상으로 변형시키면서, 엘라스토머 (G) 의 통과량을 확보할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 스크루 (2) 는, 엘라스토머 (G) 의 과도한 발열을 억제하면서, 엘라스토머 (G) 의 토출량을 확보할 수 있다. 또, 이와 같은 배리어 (9) 는, 하이 실리카 배합의 엘라스토머 (G) 이어도, 그 내부에 기포를 발생시키지 않고, 효율적으로 반송 및 변형시킬 수 있으므로, 엘라스토머 (G) 의 표면 상태를 향상시킬 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 스크루 (2) 는, 품질과 생산성이 양립 가능한 엘라스토머 (G) 의 적용 범위를 향상시킬 수 있다.

배리어 (9) 의 길이 방향의 길이 w 는, 보다 바람직하게는, 제 1 영역 (6) 에 있어서의 나선날개 (5) 의 리드 길이 L1 의 2.0 배 이상이다. 또, 배리어 (9) 의 길이 방향의 길이 w 는, 보다 바람직하게는, 제 1 영역 (6) 에 있어서의 나선날개 (5) 의 리드 길이 L1 의 2.5 배 이하이다. 이와 같은 배리어 (9) 는, 하이 실리카 배합의 엘라스토머 (G) 를, 효율적으로 반송 및 변형시키는 것에 바람직하고, 엘라스토머 (G) 의 품질과 생산성을 양립시키는 데 도움이 된다.

배리어 (9) 의 스크루축 방향에 대한 각도 θ 는, 바람직하게는, 10°이상, 보다 바람직하게는, 20°이상이며, 바람직하게는 80°이하, 보다 바람직하게는, 70°이하이다. 이와 같은 배리어 (9) 는, 하이 실리카 배합의 엘라스토머 (G) 를, 효율적으로 반송 및 변형시키는 것에 바람직하고, 엘라스토머 (G) 의 품질과 생산성을 양립시키는 데 도움이 된다.

본 실시형태의 제 1 영역 (6) 은, 나선날개 (5) 가 2 조 나사로 형성되어 있다. 제 1 영역 (6) 의 나선날개 (5) 는, 2 조 나사로 한정되는 것이 아니고, 예를 들어, 1 조 나사여도 되고, 3 조 이상의 다조 나사여도 된다. 또, 제 1 영역 (6) 은, 예를 들어, 부분적으로 조 수가 상이한 나사로 형성되어 있어도 된다.

여기서, 1 조 나사란, 스크루축 (4) 의 축 방향의 동일 부분에 있어서, 1 개의 나선날개 (5) 를 갖는 양태이다. 또, 2 조 나사란, 스크루축 (4) 의 축 방향의 동일 부분에 있어서, 2 개의 나선날개 (5) 를 갖는 양태이다. 또한, 다조 나사란, 스크루축 (4) 의 축 방향의 동일 부분에 있어서, 2 개 이상의 나선날개 (5) 를 갖는 양태이다. 2 조 나사는, 다조 나사의 일 양태이다.

제 1 영역 (6) 에는, 바람직하게는, 1 ∼ 4 장의 배리어 (9) 가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 제 1 영역 (6) 에 1 장의 배리어 (9) 가 형성된 것이 예시되어 있다. 이와 같은 제 1 영역 (6) 은, 배리어 (9) 에 의해 엘라스토머 (G) 를 박막상으로 변형시켜 압출 방향 A 하류 측으로 흐르게 할 수 있으므로, 엘라스토머 (G) 의 분자를 균일하고 미세하게 절단할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 압출기 (1) 는, 압출된 엘라스토머 (G) 의 팽창률을 저감시킴과 함께, 엘라스토머 (G) 의 표면 상태를 향상시킬 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 압출기 (1) 는, 압출 후의 엘라스토머 (G) 의 형상의 안정화를 도모하면서, 엘라스토머 (G) 의 표면 상태를 향상시킬 수 있으므로, 고품질의 엘라스토머 (G) 를 압출할 수 있다.

도 3 은, 도 2 의 A-A 선의 부분 단면도이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 배리어 (9) 의 높이 h 는, 나선날개 (5) 의 높이 H 보다 작다. 나선날개 (5) 의 높이 H 와 배리어 (9) 의 높이 h 의 차 (H - h) 는, 바람직하게는, 2 ∼ 10 ㎜ 이다. 차 (H - h) 가 2 ㎜ 이상임으로써, 엘라스토머 (G) 의 과도한 발열을 억제하면서, 엘라스토머 (G) 의 토출량을 확보할 수 있어, 품질과 생산성을 양립시킬 수 있다. 차 (H - h) 가 10 ㎜ 이하임으로써, 엘라스토머 (G) 의 변형을 촉진할 수 있고, 품질을 향상시킬 수 있다.

배리어 (9) 의 두께 t 는, 바람직하게는, 나선날개 (5) 의 높이 H 와 배리어 (9) 의 높이 h 의 차 (H - h) 의 0.9 ∼ 3.0 배이다. 두께 t 가 차 (H - h) 의 0.9 배 이상임으로써, 엘라스토머 (G) 의 변형을 촉진할 수 있고, 품질을 향상시킬 수 있다. 두께 t 가 차 (H - h) 의 3.0 배 이하임으로써, 엘라스토머 (G) 의 과도한 발열을 억제하면서, 엘라스토머 (G) 의 토출량을 확보할 수 있고, 품질과 생산성을 양립시킬 수 있다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 제 2 영역 (7) 은, 나선날개 (5) 가 2 조 나사로 형성되어 있다. 제 2 영역 (7) 의 나선날개 (5) 는, 2 조 나사로 한정되는 것이 아니고, 예를 들어, 1 조 나사여도 되고, 3 조 이상의 다조 나사여도 된다. 또, 제 2 영역 (7) 은, 예를 들어, 부분적으로 조 수가 상이한 나사로 형성되어 있어도 된다.

본 실시형태의 제 2 영역 (7) 에는, 나선날개 (5) 에 핀 통과용의 절결부 (10) 가 형성되어 있다. 배럴 (3) 은, 제 2 영역 (7) 의 나선날개 (5) 에 형성된 절결부 (10) 에 삽입되는 복수의 핀 (11) 을 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 제 2 영역 (7) 은, 핀 (11) 에 의해 스크루 (2) 와 배럴 (3) 사이에서 혼련되는 엘라스토머 (G) 를 전단하여 엘라스토머 (G) 의 혼합 분산 효과를 높여, 엘라스토머 (G) 의 품질을 향상시킬 수 있다.

핀 (11) 은, 스크루축 (4) 의 축 방향으로, 복수 열, 예를 들어, 2 ∼ 5 열 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 스크루축 (4) 의 축 방향으로 핀 (11) 이 3 열 형성된 것이 예시되어 있다. 핀 (11) 은, 스크루축 (4) 의 축 방향의 동일 부분에 대해, 복수 개, 예를 들어, 4 ∼ 8 개 형성되어 있다. 이와 같은 핀 (11) 은, 엘라스토머 (G) 의 혼합 분산 효과를 높여, 엘라스토머 (G) 의 품질을 향상시키는 데 도움이 된다.

복수의 핀 (11) 은, 배럴 (3) 의 내부에의 돌출량을, 각각, 변경 가능하게 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 핀 (11) 은, 혼련되는 엘라스토머 (G) 에 따라, 돌출량을 개별적으로 조정할 수 있다.

본 실시형태의 제 3 영역 (8) 은, 나선날개 (5) 의 적어도 일부가 1 조 나사로 형성되어 있다. 이와 같은 제 3 영역 (8) 은, 투입된 엘라스토머 (G) 의 반송성이 양호하여, 엘라스토머 (G) 를 효율적으로 제 2 영역 (7) 측으로 송출할 수 있으므로, 생산성을 향상시킬 수 있다.

제 3 영역 (8) 은, 바람직하게는, 전체 나사 길이 L0 의 20 ％ ∼ 40 ％ 의 범위이다. 제 3 영역 (8) 이 전체 나사 길이 L0 의 20 ％ 이상임으로써, 엘라스토머 (G) 를 효율적으로 반송할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다. 제 3 영역 (8) 이 전체 나사 길이 L0 의 40 ％ 이하임으로써, 상대적으로 제 1 영역 (6) 및 제 2 영역 (7) 의 범위를 확장시킬 수 있어, 엘라스토머 (G) 의 품질을 향상시키는 데 도움이 된다.

본 실시형태의 배럴 (3) 은, 엘라스토머 (G) 를 투입하는 투입구 (12) 와, 혼련된 엘라스토머 (G) 를 토출하는 토출구 (13) 를 포함하고 있다. 투입구 (12) 는, 스크루 (2) 의 제 3 영역 (8) 에 대응하는 부분에 형성되는 것이 바람직하다. 토출구 (13) 는, 스크루 (2) 의 제 1 영역 (6) 의 압출 방향 A 하류 측에 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 배럴 (3) 은, 투입구 (12) 로부터 토출구 (13) 까지의 거리를 크게 할 수 있어, 엘라스토머 (G) 의 품질을 향상시키는 데 도움이 된다.

스크루 (2) 는, 배럴 (3) 의 압출 방향 A 상류 측에 배치된 구동부 (14) 에 의해, 일방향으로 회전하는 것이 바람직하다. 스크루 (2) 의 회전 속도는, 구동부 (14) 에 의해, 적절히 조정될 수 있다. 이와 같은 스크루 (2) 는, 압출기 (1) 의 운전 상황에 맞춰, 회전 속도를 용이하게 변경할 수 있다.

다음으로, 도 1 내지 도 3 을 참작하면서, 본 실시형태의 압출 방법이 설명된다.

도 4 는, 본 실시형태의 압출 방법의 플로 차트이다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 압출 방법은, 압출기 (1) 를 사용하여, 바람직하게는, 50 phr 이상, 보다 바람직하게는, 100 phr 이상의 실리카를 배합한 하이 실리카 배합의 엘라스토머 (G) 를 압출하는 데에 바람직하다.

본 실시형태의 압출 방법은, 먼저, 배럴 (3) 의 내부에, 엘라스토머 (G) 를 투입하는 투입 공정 S1 이 실시된다. 투입 공정 S1 은, 예를 들어, 엘라스토머 (G) 가 연속하여 투입된다. 엘라스토머 (G) 의 투입 속도는, 압출기 (1) 의 운전 상황에 맞춰, 적절히 조정되는 것이 바람직하다. 이와 같은 투입 공정 S1 은, 하이 실리카 배합의 엘라스토머 (G) 여도, 배럴 (3) 의 내부에 적절한 양의 엘라스토머 (G) 를 투입할 수 있다.

본 실시형태의 압출 방법은, 투입 공정 S1 다음으로, 엘라스토머 (G) 를 혼련하면서 압출하는 압출 공정 S2 가 실시된다. 압출 공정 S2 는, 스크루 (2) 를 회전시킴으로써, 압출 방향 A 를 향하여 엘라스토머 (G) 를 순차 압출하는 것이 바람직하다. 이와 같은 압출 공정 S2 는, 하이 실리카 배합의 엘라스토머 (G) 의 품질과 생산성을 양립시키도록, 압출할 수 있다.

도 5 는, 압출 공정 S2 의 플로 차트이다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 압출 공정 S2 는, 먼저, 투입된 엘라스토머 (G) 를 압출 방향 A 하류 측으로 반송하는 반송 공정 S21 이 실시된다. 반송 공정 S21 은, 스크루 (2) 의 제 3 영역 (8) 에서 실시되는 것이 바람직하다. 이와 같은 반송 공정 S21 은, 하이 실리카 배합의 엘라스토머 (G) 를 효율적으로 반송할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 실시형태의 압출 공정 S2 는, 반송 공정 S21 다음으로, 핀 (11) 에 의해, 스크루 (2) 와 배럴 (3) 사이에서 혼련되는 엘라스토머 (G) 를 전단하는 전단 공정 S22 가 실시된다. 전단 공정 S22 는, 스크루 (2) 의 제 2 영역 (7) 에서 실시되는 것이 바람직하다. 이와 같은 전단 공정 S22 는, 하이 실리카 배합의 엘라스토머 (G) 의 혼합 분산 효과를 높여, 품질을 향상시킬 수 있다.

본 실시형태의 압출 공정 S2 는, 전단 공정 S22 다음으로, 배리어 (9) 에 의해, 엘라스토머 (G) 를 박막상으로 변형시키는 변형 공정 S23 이 실시된다. 변형 공정 S23 은, 스크루 (2) 의 제 1 영역 (6) 에서 실시되는 것이 바람직하다. 이와 같은 변형 공정 S23 은, 엘라스토머 (G) 의 과도한 발열을 억제하면서, 엘라스토머 (G) 의 토출량을 확보할 수 있어, 품질과 생산성을 양립시킬 수 있다.

도 6 은, 다른 실시형태의 압출기 (20) 의 측면도이다. 상기 서술한 실시형태와 동일한 기능을 갖는 요소는, 동일한 부호가 붙고, 그 설명이 생략된다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 이 실시형태의 압출기 (20) 는, 가소성의 엘라스토머 (G) 를 혼련하면서 압출 방향 A 로 압출하기 위한 스크루 (21) 와, 스크루 (21) 를 내부에 배치하는 배럴 (22) 을 포함하고 있다.

이 실시형태의 스크루 (21) 는, 스크루축 (4) 과, 스크루축 (4) 으로부터 스크루 (21) 의 직경 방향 외측으로 돌출되는 나선날개 (23) 를 가지고 있다. 스크루 (21) 는, 상기 서술한 스크루 (2) 와 마찬가지로, 압출 방향 A 하류 측에 배치된 제 1 영역 (6) 과, 제 1 영역 (6) 의 압출 방향 A 상류 측에 배치된 제 2 영역 (7) 과, 제 2 영역 (7) 의 압출 방향 A 상류 측에 배치된 제 3 영역 (8) 을 갖는 것이 바람직하다.

이 실시형태에서는, 제 1 영역 (6) 에 3 장의 배리어 (9) 가 형성된 것이 예시되어 있다. 이와 같은 제 1 영역 (6) 은, 배리어 (9) 에 의해 엘라스토머 (G) 의 분자를 보다 미세하게 절단하여, 엘라스토머 (G) 의 품질을 보다 향상시킬 수 있다.

이 실시형태에서는, 제 2 영역 (7) 의 스크루축 (4) 의 축 방향으로 핀 (11) 이 4 열 형성된 것이 예시되어 있다. 이와 같은 핀 (11) 은, 엘라스토머 (G) 의 혼합 분산 효과를 보다 높여, 엘라스토머 (G) 의 품질을 보다 향상시킬 수 있다.

이 실시형태의 제 3 영역 (8) 의 압출 방향 A 상류 측의 일부는, 다조 나사로 형성되어 있다. 이 실시형태에서는, 제 3 영역 (8) 의 압출 방향 A 상류 측의 일부가 2 조 나사와 6 조 나사로 형성되는 것이 예시되어 있다. 이와 같은 제 3 영역 (8) 은, 투입구 (12) 로부터 투입된 엘라스토머 (G) 의 말려들어감성을 유지하면서 혼합 분산을 촉진하여, 엘라스토머 (G) 의 품질과 생산성을 양립시키는 데 도움이 된다.

이상, 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에 대해 상세히 서술했지만, 본 발명은, 상기 서술한 실시형태로 한정되지 않고, 여러 가지의 양태로 변형하여 실시될 수 있다.

실시예

도 1 내지 도 3 및 도 6 에 나타내는 실시예의 스크루가, 표 1 및 표 2 의 사양에 근거하여 시작 (試作) 되었다. 비교예로서, 제 3 영역이 2 조 나사로 형성되고 또한 배리어가 형성되어 있지 않은 비교예 1 의 스크루와, 제 3 영역이 1 조 나사로 형성되고 또한 배리어가 스크루축의 축 방향으로 연장되는 비교예 2 의 스크루가 시작되었다. 시작된 스크루를 포함하는 압출기를 사용하여, 도 4 및 도 5 에 나타내는 압출 방법으로 엘라스토머를 압출하는 시험이 실시되고, 압출된 엘라스토머의 품질과 생산성이 평가되었다. 시험의 공통 사항 및 시험 방법은, 이하와 같다.

＜공통 사항＞

엘라스토머 : 실리카가 100 phr 배합된 미가황 고무

제 1 영역 : 2 조 나사

제 2 영역 : 2 조 나사

＜품질 시험＞

압출된 엘라스토머의 표면 상태가, 산술 평균 높이로 구해지는 표면 조도로서 측정되었다. 결과는, 표면 조도의 역수가 비교예 1 을 100 으로 하는 지수로 나타내고, 수치가 클수록, 표면 상태가 양호하고, 품질이 우수한 것을 나타낸다.

＜생산성 시험＞

압출된 엘라스토머의 토출량이 측정되었다. 결과는, 비교예 1 을 100 으로 하는 지수로 나타내고, 수치가 클수록, 토출량이 크고, 생산성이 우수한 것을 나타낸다.

시험의 결과가 표 1 및 표 2 에 나타난다.

시험의 결과, 실시예의 압출기는, 비교예의 압출기에 대해, 품질 시험 및 생산성 시험의 평가의 합계치가 향상되어 있고, 하이 실리카 배합의 미가황 고무에 대해서도 품질과 생산성을 양립시키고 있는 것이 확인되었다.

2 : 스크루
5 : 나선날개
6 : 제 1 영역
9 : 배리어

Claims

실리카가 100 phr 이상 배합된 하이 실리카 배합의 가소성의 엘라스토머를 혼련하면서 압출하기 위한 나선날개를 갖는 스크루로서,
가장 압출 방향 하류 측에 배치된 제 1 영역을 갖고,
상기 제 1 영역에는, 압출 방향으로 이웃하는 상기 나선날개의 사이를, 스크루축 방향에 대해 경사져 연장되는 배리어가 형성되고,
상기 배리어의 길이 방향의 길이는, 상기 제 1 영역에 있어서의 상기 나선날개의 리드 길이의 1.5 ∼ 3.0 배이며,
상기 배리어의 높이는, 상기 나선날개의 높이보다 작고, 또한, 상기 나선날개의 높이와 상기 배리어의 높이의 차가 2 ∼ 10 ㎜ 이며,
상기 배리어의 두께는, 상기 나선날개의 높이와 상기 배리어의 높이의 차의 0.9 ∼ 3.0 배인, 스크루.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 영역에는, 1 ∼ 4 장의 상기 배리어가 형성되어 있는, 스크루.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 영역의 압출 방향 상류 측에 배치된 제 2 영역을 갖고,
상기 제 2 영역에는, 상기 나선날개에 핀 통과용의 절결부가 형성되어 있는, 스크루.
제 3 항에 있어서,
상기 제 2 영역의 압출 방향 상류 측에 상기 제 2 영역에 연속하여 배치된 제 3 영역을 갖고,
상기 제 3 영역은, 상기 나선날개의 적어도 일부가 1 조 나사로 형성되어 있는, 스크루.
제 4 항에 있어서,
상기 제 3 영역의 가장 압출 방향 상류 측의 일부는, 다조 나사로 형성되어 있는, 스크루.
제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 스크루와, 상기 스크루를 내부에 배치하는 배럴을 포함하는 압출기로서,
상기 배럴은, 상기 제 2 영역의 상기 나선날개에 형성된 상기 절결부에 삽입되는 복수의 핀을 포함하는, 압출기.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 스크루와, 상기 스크루를 내부에 배치하는 배럴을 포함하는, 압출기.
제 6 항 또는 제 7 항에 기재된 압출기를 사용하여, 상기 엘라스토머를 압출하기 위한 압출 방법으로서,
상기 배럴의 내부에, 상기 엘라스토머를 투입하는 투입 공정과,
상기 엘라스토머를 혼련하면서 압출하는 압출 공정을 포함하고,
상기 압출 공정은, 상기 배리어에 의해, 상기 엘라스토머를 박막상으로 변형시키는 변형 공정을 포함하는, 압출 방법.