JPH02307725A - 二軸スクリュー式押出機 - Google Patents
二軸スクリュー式押出機Info
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- JPH02307725A JPH02307725A JP1130592A JP13059289A JPH02307725A JP H02307725 A JPH02307725 A JP H02307725A JP 1130592 A JP1130592 A JP 1130592A JP 13059289 A JP13059289 A JP 13059289A JP H02307725 A JPH02307725 A JP H02307725A
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- Japan
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- screw
- kneading
- section
- twin
- screws
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/565—Screws having projections other than the thread, e.g. pins
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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- B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
- B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
-
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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- B29C48/41—Intermeshing counter-rotating screws
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Formation And Processing Of Food Products (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分計］
本発明は二軸スクリュー式押出機の改善に係わり、溶融
した熱可塑性プラスチック、餅菓子原料、こね粉のよう
な高粘度成分を含む混合物、または更に着色剤などの固
体状充填材を添加した高粘度泥漿状混合物等の混練能力
か大きく、混練による材料の発熱が僅かである二軸スク
リュー式押出機に関するものである。
した熱可塑性プラスチック、餅菓子原料、こね粉のよう
な高粘度成分を含む混合物、または更に着色剤などの固
体状充填材を添加した高粘度泥漿状混合物等の混練能力
か大きく、混練による材料の発熱が僅かである二軸スク
リュー式押出機に関するものである。
［従来の技術］
従来、混線能力を向上するために突起付混練部を備えた
押出機として、車軸スクリュー式押出機が知られている
。この押出機では、スクリューネジ山間で層流混合され
た高粘度材料が、該混練部の表面に設けられている突起
の近傍を通過する際に分配混合される。この場合の高粘
度材料の流れは木質的に層流であり、スクリューネジ山
間等ては混練される素材とうしが作る相界面が流れ方向
に沿って剪断変形し、相界面が分割されずに界面積のみ
が増す層流混合となっている。また、突起付混錬部内の
突起に出会った流れがいくつかの分流に分割され、突起
を通過後再び併合されるまでに相対位置の交換を行なう
点ては分配混合である。
押出機として、車軸スクリュー式押出機が知られている
。この押出機では、スクリューネジ山間で層流混合され
た高粘度材料が、該混練部の表面に設けられている突起
の近傍を通過する際に分配混合される。この場合の高粘
度材料の流れは木質的に層流であり、スクリューネジ山
間等ては混練される素材とうしが作る相界面が流れ方向
に沿って剪断変形し、相界面が分割されずに界面積のみ
が増す層流混合となっている。また、突起付混錬部内の
突起に出会った流れがいくつかの分流に分割され、突起
を通過後再び併合されるまでに相対位置の交換を行なう
点ては分配混合である。
熱可塑性プラスチックの混合物を均質に混練するために
は、突起付混線部は、材料が溶融状態にあるスクリュー
先端付近即ち計量部に設けられる。車軸スクリュー式押
出機において突起を備えたスクリューは、既に種々のも
のか提案されているが、これらは主に突起の形状及び配
置形式に関するものである。
は、突起付混線部は、材料が溶融状態にあるスクリュー
先端付近即ち計量部に設けられる。車軸スクリュー式押
出機において突起を備えたスクリューは、既に種々のも
のか提案されているが、これらは主に突起の形状及び配
置形式に関するものである。
例えば、特公昭５３−４１１７９号公報には、車軸スク
リュー式押出機のスクリュー計量部にスクリューネジ山
の形成されていない区分が設けられ、該区分に少なくと
も２つの互いに異なる高さを有する半径方向突起か多数
設置されている。また例えば西独のプラスチック加工研
究所（ＴＫＶ）では、車軸スクリュー式押出機のスクリ
ュー計量部に設けられた突起の種々の配列に対して、熱
可塑性プラスチックを溶融促進する効果及び混練を受け
る材料の温度を均一化する効果等が研究されている（１
１．１．ｔ、Ｋｏｓｅｌ。
リュー式押出機のスクリュー計量部にスクリューネジ山
の形成されていない区分が設けられ、該区分に少なくと
も２つの互いに異なる高さを有する半径方向突起か多数
設置されている。また例えば西独のプラスチック加工研
究所（ＴＫＶ）では、車軸スクリュー式押出機のスクリ
ュー計量部に設けられた突起の種々の配列に対して、熱
可塑性プラスチックを溶融促進する効果及び混練を受け
る材料の温度を均一化する効果等が研究されている（１
１．１．ｔ、Ｋｏｓｅｌ。
ｌｌ八 ｎｏｖｅｌ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｓ
ｉｎｇｌｅ−ｓｃｒｅｗ ｅｘｔ、ｒｕｓｉｏｎ”Ｐ
ｌａｓｔｉｃｓ ＆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ、３１９（１９
７１））。
ｉｎｇｌｅ−ｓｃｒｅｗ ｅｘｔ、ｒｕｓｉｏｎ”Ｐ
ｌａｓｔｉｃｓ ＆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ、３１９（１９
７１））。
一方、餅菓子原料やこね粉等を混練するためには、突起
付混練部の取イ」り位置はスクリュー先端付近に限定さ
れない。例えは米国特許第２６２０７５２号によれは、
多数の半径方向突起か車軸スクリュー式押出機のスクリ
ュー芯体のネジ山間に設置されており、スクリューネジ
山全長に亘ってカップ状突起の列を形成し、これらの突
起の大きさと高さは同等である。
付混練部の取イ」り位置はスクリュー先端付近に限定さ
れない。例えは米国特許第２６２０７５２号によれは、
多数の半径方向突起か車軸スクリュー式押出機のスクリ
ュー芯体のネジ山間に設置されており、スクリューネジ
山全長に亘ってカップ状突起の列を形成し、これらの突
起の大きさと高さは同等である。
車軸スクリュー式押出機に用いる混練部は種々のものが
公知（例えは、Ｇ、 Ｍａｔｔｈｅｗｓ。
公知（例えは、Ｇ、 Ｍａｔｔｈｅｗｓ。
”Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｉｘｉｎ４ Ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ”、ｐ、１４１．八１）Ｉ）ＩｉｅｄＳｃｉｅｎ
ｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、Ｌｏｎｄｏｎ（１９８２
））であるか、こわらの多くは月料に高剪断を与え主と
して層流混合を促進するのに対し、突起イ」混線部は、
僅かの剪断て材料を均質に混合（分配混合）てきるとい
う特徴を有している。従って、層流混合により生じる剪
断発熱で劣化し易い素材、例−えは塩化ビニルを含む月
料や食品用ペースト等を均質に混練するためには、突起
付混練部は必要不可欠である。しかしながら、該混練部
を有する単軸スクリュー式押出機では、混練される素材
どうしが非相溶性で分離し易い場合、もしくは粘度差或
は密度差が大きくて分離、凝集し易い場合、もしくは着
色材などの固体状充填材を添加した場合などに十分な混
練効果を得るためには、スクリューを長くして該混練部
の数を増さなければならず、押出機の大型化などで対処
しなければならないという問題があった。また、長いス
クリューの採用は材料の滞留時間の増大を招き、スクリ
ューネジ山間等ての層流混合により生しる剪断発熱量が
増大して該混練部の特徴を生かすことか困難であった。
ｏｇｙ”、ｐ、１４１．八１）Ｉ）ＩｉｅｄＳｃｉｅｎ
ｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、Ｌｏｎｄｏｎ（１９８２
））であるか、こわらの多くは月料に高剪断を与え主と
して層流混合を促進するのに対し、突起イ」混線部は、
僅かの剪断て材料を均質に混合（分配混合）てきるとい
う特徴を有している。従って、層流混合により生じる剪
断発熱で劣化し易い素材、例−えは塩化ビニルを含む月
料や食品用ペースト等を均質に混練するためには、突起
付混練部は必要不可欠である。しかしながら、該混練部
を有する単軸スクリュー式押出機では、混練される素材
どうしが非相溶性で分離し易い場合、もしくは粘度差或
は密度差が大きくて分離、凝集し易い場合、もしくは着
色材などの固体状充填材を添加した場合などに十分な混
練効果を得るためには、スクリューを長くして該混練部
の数を増さなければならず、押出機の大型化などで対処
しなければならないという問題があった。また、長いス
クリューの採用は材料の滞留時間の増大を招き、スクリ
ューネジ山間等ての層流混合により生しる剪断発熱量が
増大して該混練部の特徴を生かすことか困難であった。
短い滞留時間で混練効果を上げるために、バレル内に、
２本の回転スクリューをそのネジ山か僅かの間隙をもっ
て近接するように平行に配置し、かつ上記２本のスクリ
ューをそれぞれ一方のネジの山部に対し他方のネジの谷
部か列内するような相対的位相差をもって異方向回転す
るように配備構成した非噛み合い型或は不完全噛み合い
型二軸スクリュー式押出機か提案されている。（例えば
、村上健吉、゛′押出成形゛°、第六版、Ｐ、１７５
、プラスチックスエージ（１９８３））。
２本の回転スクリューをそのネジ山か僅かの間隙をもっ
て近接するように平行に配置し、かつ上記２本のスクリ
ューをそれぞれ一方のネジの山部に対し他方のネジの谷
部か列内するような相対的位相差をもって異方向回転す
るように配備構成した非噛み合い型或は不完全噛み合い
型二軸スクリュー式押出機か提案されている。（例えば
、村上健吉、゛′押出成形゛°、第六版、Ｐ、１７５
、プラスチックスエージ（１９８３））。
スクリューネジ山間に巻き（−１いた材料の一部はスク
リューの回転に伴い一方のスクリューから他方のスクリ
ューに移動し、スクリュー間隙部を通過する際に相対す
るスクリューネジ山の作用により分流が生じ、分配混合
か行なわれる。
リューの回転に伴い一方のスクリューから他方のスクリ
ューに移動し、スクリュー間隙部を通過する際に相対す
るスクリューネジ山の作用により分流が生じ、分配混合
か行なわれる。
しかしながら、従来の二軸スクリュー式押出機では、混
練される素材どうしか非相溶性で分離し易い場合、もし
くは粘度差或は密度差か大きくて分離、凝集し易い場合
、もしくは着色剤などの固体状充填材を添加した場合な
どには、分配混合の能力か尚不十分て均質な混線を行な
うことは困難であった。
練される素材どうしか非相溶性で分離し易い場合、もし
くは粘度差或は密度差か大きくて分離、凝集し易い場合
、もしくは着色剤などの固体状充填材を添加した場合な
どには、分配混合の能力か尚不十分て均質な混線を行な
うことは困難であった。
［発明が解決しようとする課題］
木発明の目的は、上記の問題を一挙に解決する二軸スク
リュー式押出機を提供することにある。即ち、高粘度材
料を均質に混練し、特に混練される素材どうしが非相溶
性で分離し易い場合、もしくは粘度差或は密度差が大き
くて分離、凝集し易い場合、もしくは着色剤などの固体
状充填材を添加した場合などにも十分な混練がなされ、
また特に混練中の剪断発熱により劣化し易い素材を熱劣
化させることなしに十分に混練できる二軸スクリュー式
押出機を提供することにある。
リュー式押出機を提供することにある。即ち、高粘度材
料を均質に混練し、特に混練される素材どうしが非相溶
性で分離し易い場合、もしくは粘度差或は密度差が大き
くて分離、凝集し易い場合、もしくは着色剤などの固体
状充填材を添加した場合などにも十分な混練がなされ、
また特に混練中の剪断発熱により劣化し易い素材を熱劣
化させることなしに十分に混練できる二軸スクリュー式
押出機を提供することにある。
［課題を解決するための手段および作用］本発明は、バ
レル内に、２本の回転スクリュ ”−をそのネジ山が僅
かの間隙をもりて近接するように平行に配置し、かつ上
記２本のスクリューをそれぞれ一方のネジの山部に対し
他方のネジの谷部が対向するような相対的位相差をもっ
て異方向回転するように配備構成した非噛み合い型或は
不完全噛み合い型二軸スクリュー式押出機において、そ
れぞれのスクリューにスクリューネジ山の形成されてい
ない混線部を互いに間隔を置いて設け、異なるスクリュ
ー上にある該混練部は相対的位相差を有するように配し
、該混練部のスクリュー芯体の表面上に多数の半径方向
突起をスクリュー軸方向に垂直な列を形成して配置する
ことにより、必要以上の材料の発熱を抑えながら十分な
混練を行なフて前記目的を達成しようとするものである
。
レル内に、２本の回転スクリュ ”−をそのネジ山が僅
かの間隙をもりて近接するように平行に配置し、かつ上
記２本のスクリューをそれぞれ一方のネジの山部に対し
他方のネジの谷部が対向するような相対的位相差をもっ
て異方向回転するように配備構成した非噛み合い型或は
不完全噛み合い型二軸スクリュー式押出機において、そ
れぞれのスクリューにスクリューネジ山の形成されてい
ない混線部を互いに間隔を置いて設け、異なるスクリュ
ー上にある該混練部は相対的位相差を有するように配し
、該混練部のスクリュー芯体の表面上に多数の半径方向
突起をスクリュー軸方向に垂直な列を形成して配置する
ことにより、必要以上の材料の発熱を抑えながら十分な
混練を行なフて前記目的を達成しようとするものである
。
以下、本発明を図面に基づきながら更に詳細に説明する
。
。
第１図に、本発明に係わる二軸スクリュー式押出機内部
のスクリューの例を示した。図の左側が材料供給側、右
側が材料押出側であり、スクリュー全長の一部を示しで
ある。連続的に高粘度材料を処理する２本のスクリュー
１．２は、加熱ヒータを装着し所望の温度に制御できる
バレル３内に組込まれる。バレル３の内孔は、第２図の
断面に示すように眼鏡状の輪郭を呈していて８孔の中に
スクリュー１．２がそれぞれ入っている。バレル３の左
端付近には材料供給口、右端には材料押出口が備えられ
ており、第１図にはこれらを示していない。材料供給口
から供給された材料は、必要に応じて加熱・可塑化され
、スクリューの推進力によりスクリュー先端部の材料押
出口の方へ圧送される。スクリュー１．２は、それぞれ
スクリュー芯体４，５と、スクリューネジ山６，７とを
持ち、各スクリューの混練部８，９にはネジ出は形成さ
れていない。スクリュー１上にある混線部８は互いに間
隔を置いて設けられており、隣り合う混線部の間にはス
クリューネジ山部１０が形成されている。スクリュー２
上にある混線部９、ネジ山部１１の相対的配置も同様で
ある。
のスクリューの例を示した。図の左側が材料供給側、右
側が材料押出側であり、スクリュー全長の一部を示しで
ある。連続的に高粘度材料を処理する２本のスクリュー
１．２は、加熱ヒータを装着し所望の温度に制御できる
バレル３内に組込まれる。バレル３の内孔は、第２図の
断面に示すように眼鏡状の輪郭を呈していて８孔の中に
スクリュー１．２がそれぞれ入っている。バレル３の左
端付近には材料供給口、右端には材料押出口が備えられ
ており、第１図にはこれらを示していない。材料供給口
から供給された材料は、必要に応じて加熱・可塑化され
、スクリューの推進力によりスクリュー先端部の材料押
出口の方へ圧送される。スクリュー１．２は、それぞれ
スクリュー芯体４，５と、スクリューネジ山６，７とを
持ち、各スクリューの混練部８，９にはネジ出は形成さ
れていない。スクリュー１上にある混線部８は互いに間
隔を置いて設けられており、隣り合う混線部の間にはス
クリューネジ山部１０が形成されている。スクリュー２
上にある混線部９、ネジ山部１１の相対的配置も同様で
ある。
異なるスクリュー上にある突起付混練部８と９は相対的
位相差（食い違い）を有して配されている。混線部の表
面上には多数のスクリュー半径方向突起１２がスクリュ
ー軸方向に垂直な列１３を形成して配されている。
位相差（食い違い）を有して配されている。混線部の表
面上には多数のスクリュー半径方向突起１２がスクリュ
ー軸方向に垂直な列１３を形成して配されている。
本発明の二軸押出機を用いて非常に効果的な混練を行な
うためには、層流混合を行なうスクリューネジ山部と分
配混合を行なう突起付混練部とを、材料が交互に通過す
るように配置しなければならない。最初にスクリューネ
ジ山部に入った材料はバレル面に沿った剪断変形を受け
、混練される素材どうしが作る相界面がバレル面に次第
に平行に近く配向するため、界面積の増大速度が遅くな
り材料の層流混合の効率が低下してゆく。しかし、材料
は次に突起付混練部内に入って相界面の再配置と回転が
よく行なわれるため、該混練部を出て二番目のネジ山部
に進んだ材料は再び効果的に層流混合される。
うためには、層流混合を行なうスクリューネジ山部と分
配混合を行なう突起付混練部とを、材料が交互に通過す
るように配置しなければならない。最初にスクリューネ
ジ山部に入った材料はバレル面に沿った剪断変形を受け
、混練される素材どうしが作る相界面がバレル面に次第
に平行に近く配向するため、界面積の増大速度が遅くな
り材料の層流混合の効率が低下してゆく。しかし、材料
は次に突起付混練部内に入って相界面の再配置と回転が
よく行なわれるため、該混練部を出て二番目のネジ山部
に進んだ材料は再び効果的に層流混合される。
このようなサイクルの繰り返しにより非常に効果的な混
練が達成される。木発明の二軸押出機では、スクリュー
の回転に伴い、スクリュー芯体の表面に巻き付いた材料
の一部は同一スクリューの表面上を進み、他の一部は一
方のスクリューから他方のスクリューに移動する。同一
スクリュー上にある混練部は互いに間隔を置いて設けら
れており、隣り合う混練部の間にはスクリユーネジ山部
が形成されているため、同一スクリュー上を進む材料は
、例えば第１図のＡ−Ｂ→Ｃ−Ｄ→Ｅ→・・・・・・の
順にスクリューネジ山部と突起付混線部とを交互に通過
することができる。また、異なるスクリュー上にある突
起イ」混練部は相対的位相差（食い違い）を有して配さ
れており、一方のスクリュー上の混練部には必ず他方の
スクリュー上のネジ山部が対向しているため、一方のス
クリューから他方のスクリューに移動する第４料も、例
えば第１図のＢ−４Ｆ−Ｇ−Ｃ→Ｄ−・・・・・・の順
にスクリューネジ山部と突起付混線部とを交互に通過す
ることができる。
練が達成される。木発明の二軸押出機では、スクリュー
の回転に伴い、スクリュー芯体の表面に巻き付いた材料
の一部は同一スクリューの表面上を進み、他の一部は一
方のスクリューから他方のスクリューに移動する。同一
スクリュー上にある混練部は互いに間隔を置いて設けら
れており、隣り合う混練部の間にはスクリユーネジ山部
が形成されているため、同一スクリュー上を進む材料は
、例えば第１図のＡ−Ｂ→Ｃ−Ｄ→Ｅ→・・・・・・の
順にスクリューネジ山部と突起付混線部とを交互に通過
することができる。また、異なるスクリュー上にある突
起イ」混練部は相対的位相差（食い違い）を有して配さ
れており、一方のスクリュー上の混練部には必ず他方の
スクリュー上のネジ山部が対向しているため、一方のス
クリューから他方のスクリューに移動する第４料も、例
えば第１図のＢ−４Ｆ−Ｇ−Ｃ→Ｄ−・・・・・・の順
にスクリューネジ山部と突起付混線部とを交互に通過す
ることができる。
同一スクリュー上て隣合う混練部に挟まれたネジ山部の
スクリュー軸方向長さは、同一スクリュー上を進む材料
を十分に混練する目的から、スクリュー直径の０５〜５
．０倍の範囲にあることが好ましい。この長さがスクリ
ュー直径の０５倍よりも短い場合は、混練部から該ネジ
山部に進んた材料は十分な層流混合がなされないうちに
ネジ山部を出てしまい、効果的な混線が達成されない。
スクリュー軸方向長さは、同一スクリュー上を進む材料
を十分に混練する目的から、スクリュー直径の０５〜５
．０倍の範囲にあることが好ましい。この長さがスクリ
ュー直径の０５倍よりも短い場合は、混練部から該ネジ
山部に進んた材料は十分な層流混合がなされないうちに
ネジ山部を出てしまい、効果的な混線が達成されない。
また、この長さがスクリュー直径の５０倍よりも長い場
合は、利料か該ネジ山部を通過する時間が長く、ネジ山
部の末尾近くで材料の相界面がバレル面にほぼ平行に配
向するため層流混合の効率が著しく低下して効果的な混
練が達成されない。
合は、利料か該ネジ山部を通過する時間が長く、ネジ山
部の末尾近くで材料の相界面がバレル面にほぼ平行に配
向するため層流混合の効率が著しく低下して効果的な混
練が達成されない。
異なるスクリュー上にある突起付混練部の相対的配置は
、両者の相対的位相差（食い違いの大きさ）がスクリュ
ー直径の０２５〜５０倍の範囲にあることが好ましい。
、両者の相対的位相差（食い違いの大きさ）がスクリュ
ー直径の０２５〜５０倍の範囲にあることが好ましい。
この相対的位相差かスクリュー直径の０．２５倍よりも
小さい部位では、異なるスクリュー上にある混練部が十
分に° 離れていないため、材料の一部は一方のスクリ
ュー上にある混線部から他方のスクリュー」二にあるＹ
毘練部に直接に穆勅し、スクリューネジ山部と突起付混
練部とを交互に通過することができない。また、この相
対的位相差がスクリュー直径の５０倍よりも大きい部位
では、材料の一部は一方のスクリュー上にある混練部か
ら他方のスクリュー上にある対向するネジ山部に移動す
るが、該ネジ山部のスクリュー軸方向長さがスクリュー
直径の５０倍よりも長いため、既に述べた理由により、
該ネジ山部では層流混合の効率が著しく低下して効果的
な混練が達成されない。
小さい部位では、異なるスクリュー上にある混練部が十
分に° 離れていないため、材料の一部は一方のスクリ
ュー上にある混線部から他方のスクリュー」二にあるＹ
毘練部に直接に穆勅し、スクリューネジ山部と突起付混
練部とを交互に通過することができない。また、この相
対的位相差がスクリュー直径の５０倍よりも大きい部位
では、材料の一部は一方のスクリュー上にある混練部か
ら他方のスクリュー上にある対向するネジ山部に移動す
るが、該ネジ山部のスクリュー軸方向長さがスクリュー
直径の５０倍よりも長いため、既に述べた理由により、
該ネジ山部では層流混合の効率が著しく低下して効果的
な混練が達成されない。
スクリューに設ける混練部の数か多いほどより良い混練
が達成されるが、材料を混練する際の粘度特性、要求さ
れる混練度、滞留時間、押出量、スクリュー駆動力等の
諸条件を考慮して最適な数を決める。混練部のスクリュ
ー軸方向長さは、突起１２の直径、一つの混練部が有す
る突起列１３の数、隣合う突起列が作る距離１４．１つ
の混線部の中で最も端にある突起列とネジ山端部とが作
る距離１５等により調節する。
が達成されるが、材料を混練する際の粘度特性、要求さ
れる混練度、滞留時間、押出量、スクリュー駆動力等の
諸条件を考慮して最適な数を決める。混練部のスクリュ
ー軸方向長さは、突起１２の直径、一つの混練部が有す
る突起列１３の数、隣合う突起列が作る距離１４．１つ
の混線部の中で最も端にある突起列とネジ山端部とが作
る距離１５等により調節する。
混線部の表面上にある突起の直径は互いに異なっていて
も良いか、いずれもスクリュー直径の０．１（Ｑ以下で
あることか好ましい。突起の直径が大きいと材料が分断
される際の粘性抵抗が大きく、不必要な剪断発熱が生し
るからである。
も良いか、いずれもスクリュー直径の０．１（Ｑ以下で
あることか好ましい。突起の直径が大きいと材料が分断
される際の粘性抵抗が大きく、不必要な剪断発熱が生し
るからである。
一つの列の中で隣合う突起が作る距ｌ！１１１６は、着
目している二つの突起のうち細い方の直径以上で、かつ
スクリュー直径の０．５倍以下であることが好ましい。
目している二つの突起のうち細い方の直径以上で、かつ
スクリュー直径の０．５倍以下であることが好ましい。
何故なら、不必要な剪断発熱を生じさせずに効果的な分
配混合を行なうためには、突起どうしの間隔をある程度
確保しつつ、できるたり多数の突起をスクリュー軸方向
に垂直に並へることが重要であるからである。
配混合を行なうためには、突起どうしの間隔をある程度
確保しつつ、できるたり多数の突起をスクリュー軸方向
に垂直に並へることが重要であるからである。
突起頭部の面とバレル内面との間隙は０１〜３．０ｍｍ
の範囲にあることが好ましい。何故なら、０．１ｍｍ以
下だと大きな剪断作用のために不必要に材料のン晶度か
上昇し、また３、０ｍｍを越えると突起の上部を通過す
る材料の割合か増えて分配混合が効率良く行なわれない
からである。
の範囲にあることが好ましい。何故なら、０．１ｍｍ以
下だと大きな剪断作用のために不必要に材料のン晶度か
上昇し、また３、０ｍｍを越えると突起の上部を通過す
る材料の割合か増えて分配混合が効率良く行なわれない
からである。
一つの混練部か有する突起列の数には制限かないが、２
列以下にして混線部のスクリュー軸方向長さを短くする
ことが好ましい。このような場合、限られたスクリュー
長に対し多数の混線部を設けることがてき、ＮＪ料かス
クリューネジ山部と突起付混練部を交互に通過する機会
が多くなるため非常に効果的な混練を行なうことかでき
る。
列以下にして混線部のスクリュー軸方向長さを短くする
ことが好ましい。このような場合、限られたスクリュー
長に対し多数の混線部を設けることがてき、ＮＪ料かス
クリューネジ山部と突起付混練部を交互に通過する機会
が多くなるため非常に効果的な混練を行なうことかでき
る。
一つの混練部の中で互いに隣合う突起列が作る距離１４
、及び一つの混練部の中で最も端にある突起列とネジ山
端部とが作る距１１ｔ１５は、着目している突起列にあ
る突起の中で最も細いものの直径以上で、かつスクリュ
ー直径の０５倍以下であることが好ましい。何故なら、
不必要な剪断発熱を生じさせないためには隣合う突起列
が作る距離をある程度確保する必要があり、また隣り合
う突起列が作る距離や突起列とネジ山端部とが作る距離
は、混練部のスクリュー軸方向長さを必要以上に長くし
ないように決めなければならないからである。
、及び一つの混練部の中で最も端にある突起列とネジ山
端部とが作る距１１ｔ１５は、着目している突起列にあ
る突起の中で最も細いものの直径以上で、かつスクリュ
ー直径の０５倍以下であることが好ましい。何故なら、
不必要な剪断発熱を生じさせないためには隣合う突起列
が作る距離をある程度確保する必要があり、また隣り合
う突起列が作る距離や突起列とネジ山端部とが作る距離
は、混練部のスクリュー軸方向長さを必要以上に長くし
ないように決めなければならないからである。
該混練部の構成要素は、円筒形状のピンとしてスクリュ
ー芯体に取付けられている。このようなピンは構造が簡
単て、スクリュー製作後に各スクリューに取付けること
ができる。
ー芯体に取付けられている。このようなピンは構造が簡
単て、スクリュー製作後に各スクリューに取付けること
ができる。
［実施例及び比較例コ
第１表に示す形状の二軸スクリュー（直径Ｄ＝ ３０ｍ
ｍ、スクリュー全長りとＤとの比Ｌ／Ｄ ＝２７．５）
と孔径３ｍｍ、５木取のストランドダイを用いて、完全
に非相溶性であるポリスチレン（新日鐵化学■製エスチ
レンＧ−１１５）とポリプロピレン（住友化学工業■製
ノーブレン）の３・１トライブレンド物を、バレル温度
２２０℃、ダイ温度２００℃、スクリュー回転数１２Ｏ
ｒ、、ｐ、ｍ、の条件下で混練した。実施例、比較例に
用いたスクリューの側面図をそれぞれ第３図と第４図に
示す。図中、樹脂供給側から樹脂押出側に向かって順吹
、供給部１７．１７’、圧縮部１８．１８’、計量部１
９．１９°が形成されており、第３図のスクリューの計
量部には、各スクリュー共５ケ所に突起付混練部２０が
備えられている。第３図と第４図それぞれの場合につい
て、スクリュー先端部での樹脂温度を測定し、得られた
ストランド中のポリプロピレン分散粒子の大きさと形状
の評価を透過型電子顕微鏡を用いて行なった。結果を第
２表に示す。
ｍ、スクリュー全長りとＤとの比Ｌ／Ｄ ＝２７．５）
と孔径３ｍｍ、５木取のストランドダイを用いて、完全
に非相溶性であるポリスチレン（新日鐵化学■製エスチ
レンＧ−１１５）とポリプロピレン（住友化学工業■製
ノーブレン）の３・１トライブレンド物を、バレル温度
２２０℃、ダイ温度２００℃、スクリュー回転数１２Ｏ
ｒ、、ｐ、ｍ、の条件下で混練した。実施例、比較例に
用いたスクリューの側面図をそれぞれ第３図と第４図に
示す。図中、樹脂供給側から樹脂押出側に向かって順吹
、供給部１７．１７’、圧縮部１８．１８’、計量部１
９．１９°が形成されており、第３図のスクリューの計
量部には、各スクリュー共５ケ所に突起付混練部２０が
備えられている。第３図と第４図それぞれの場合につい
て、スクリュー先端部での樹脂温度を測定し、得られた
ストランド中のポリプロピレン分散粒子の大きさと形状
の評価を透過型電子顕微鏡を用いて行なった。結果を第
２表に示す。
第２表から明らかなように、本発明の方が、スクリュー
先端部での樹脂温度が低く、かつポリプロピレン粒子の
平均径が小さく粒子形状のばらつきが少ない。即ち、突
起付混練部を有する二軸スクリュー式押出機を用いると
、非相溶性の材料を、剪断発熱を抑制しつつ十分に混練
できる。
先端部での樹脂温度が低く、かつポリプロピレン粒子の
平均径が小さく粒子形状のばらつきが少ない。即ち、突
起付混練部を有する二軸スクリュー式押出機を用いると
、非相溶性の材料を、剪断発熱を抑制しつつ十分に混練
できる。
［発明の効果］
本発明の二軸スクリュー式押出機により、高粘度材料を
均質に混練し、従来の単軸及び二軸スクリュー式押出機
では十分な混練が困難であった非相溶性で分離し易い素
材どうし、もしくは粘度差或は密度差が大きくて分離、
凝集し易い素材どうし、もしくは着色剤などの固体状充
填詞を添加した材料をも十分に混練し、また特に混練中
の剪断発熱により劣化し易い素材を熱劣化させることな
しに十分に混練することができるようになった。
均質に混練し、従来の単軸及び二軸スクリュー式押出機
では十分な混練が困難であった非相溶性で分離し易い素
材どうし、もしくは粘度差或は密度差が大きくて分離、
凝集し易い素材どうし、もしくは着色剤などの固体状充
填詞を添加した材料をも十分に混練し、また特に混練中
の剪断発熱により劣化し易い素材を熱劣化させることな
しに十分に混練することができるようになった。
第１図は本発明に係わる二軸スクリュー式押自機内部に
装着されたスクリューの例の一部の図、第２図はバレル
をスクリュー軸に垂直に切断した場合の正面図、第３図
は本発明の二軸スクリューの側面図、第４図は従来の二
軸スクリューの側面図である。 １．２・・・スクリュー ３・・・バレル ４．５・・・スクリュー芯体 ６．７・・・スクリューネジ山 ８．９．２０・・・突起付混練部 １０．１１・・・スクリューネジ山部 １２・・・突起 １３・・・突起列 １４・・・１つの混練部の中て隣合う突起列か作る距１
１＋＋１５・・・１つの混練部の中で最も端にある突起
列とネジ山端部とが作る距離 １６・・・１つの突起列の中で隣合う突起が作る距離１
７．１７’・・・供給部 １８．１８’・・・圧縮部 １！１．１９°・・・計量部
装着されたスクリューの例の一部の図、第２図はバレル
をスクリュー軸に垂直に切断した場合の正面図、第３図
は本発明の二軸スクリューの側面図、第４図は従来の二
軸スクリューの側面図である。 １．２・・・スクリュー ３・・・バレル ４．５・・・スクリュー芯体 ６．７・・・スクリューネジ山 ８．９．２０・・・突起付混練部 １０．１１・・・スクリューネジ山部 １２・・・突起 １３・・・突起列 １４・・・１つの混練部の中て隣合う突起列か作る距１
１＋＋１５・・・１つの混練部の中で最も端にある突起
列とネジ山端部とが作る距離 １６・・・１つの突起列の中で隣合う突起が作る距離１
７．１７’・・・供給部 １８．１８’・・・圧縮部 １！１．１９°・・・計量部
Claims (1)
- １ バレル内に、２本の回転スクリューをそのネジ山が
僅かの間隙をもって近接するように平行に配置し、かつ
上記２本のスクリューをそれぞれ一方のネジの山部に対
し他方のネジの谷部が対向するような相対的位相差をも
って異方向回転するように配備構成した非噛み合い型或
は不完全噛み合い型二軸スクリュー式押出機において、
それぞれのスクリューにスクリューネジ山の形成されて
いない混練部が互いに間隙を置いて設けられており、異
なるスクリュー上にある該混練部は相対的位相差を有し
て配されており、該混練部のスクリュー芯体の表面上に
多数の半径方向突起がスクリュー軸方向に垂直な列を形
成して配置されていることを特徴とする二軸スクリュー
式押出機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1130592A JPH02307725A (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 二軸スクリュー式押出機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1130592A JPH02307725A (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 二軸スクリュー式押出機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02307725A true JPH02307725A (ja) | 1990-12-20 |
| JPH0554807B2 JPH0554807B2 (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=15037892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1130592A Granted JPH02307725A (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 二軸スクリュー式押出機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02307725A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7531126B2 (en) | 2002-07-02 | 2009-05-12 | Jae-Wan Oh | Powder fabricating apparatus |
| CN109866399A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-06-11 | 舟山德玛吉实业有限公司 | 激光熔覆双螺杆 |
| WO2020180862A1 (en) * | 2019-03-04 | 2020-09-10 | Integrated Composite Products, Inc. | Screw designs for use when molding products that include sheer sensitive materials |
-
1989
- 1989-05-24 JP JP1130592A patent/JPH02307725A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7531126B2 (en) | 2002-07-02 | 2009-05-12 | Jae-Wan Oh | Powder fabricating apparatus |
| WO2020180862A1 (en) * | 2019-03-04 | 2020-09-10 | Integrated Composite Products, Inc. | Screw designs for use when molding products that include sheer sensitive materials |
| CN109866399A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-06-11 | 舟山德玛吉实业有限公司 | 激光熔覆双螺杆 |
| CN109866399B (zh) * | 2019-04-01 | 2021-04-13 | 舟山德玛吉实业有限公司 | 激光熔覆双螺杆 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0554807B2 (ja) | 1993-08-13 |
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