JPH04219221A - バリヤスクリュ - Google Patents
バリヤスクリュInfo
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- JPH04219221A JPH04219221A JP3089480A JP8948091A JPH04219221A JP H04219221 A JPH04219221 A JP H04219221A JP 3089480 A JP3089480 A JP 3089480A JP 8948091 A JP8948091 A JP 8948091A JP H04219221 A JPH04219221 A JP H04219221A
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- 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
- B29C48/64—Screws with two or more threads
- B29C48/65—Screws with two or more threads neighbouring threads or channels having different configurations, e.g. one thread being lower than its neighbouring thread
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
- B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
- B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
- B29B7/40—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft
- B29B7/42—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with screw or helix
- B29B7/428—Parts or accessories, e.g. casings, feeding or discharging means
- B29B7/429—Screws
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
びにブロー成形機等における熱可塑性樹脂用スクリュに
係り、特に溶融樹脂を未溶融樹脂から分離するためのバ
リヤであるサブフライトを設けたバリヤスクリュに関す
るものである。
可塑化および混練効果を高めるため、標準的な1条ネジ
スクリュであるフルフライトスクリュにサブフライトを
設けたバリヤスクリュが用いられている。従来のバリヤ
スクリュは、一般にスクリュの長手方向の中間部に位置
するメルトゾーンにバリヤであるサブフライトを設け、
このメルトゾーンにおいて次第に溶融された樹脂を未溶
融のソリッド樹脂から分離し、ソリッド樹脂を効果的に
溶融させ、全部の樹脂が溶融された後に、スクリュの最
下流側に位置するメータリングゾーンへ導くようになっ
ていた。
の長手方向のほぼ中間部にサブフライトを設けたバリヤ
スクリュは、溶融された樹脂をただちにサブフライトを
越えさせ、以降いわゆるメルトチャンネル内で練る方式
であるため、次のような欠点を生ずる。すなわち、いわ
ゆるソリッドチャンネルのバレル内圧力は高いが、メル
トチャンネルのバレル内圧力、特にメルトチャンネルの
立上がり部のバレル内圧力は低く、このメルトチャンネ
ル内で溶融が促進する樹脂から発生するガスはサブフラ
イトがバリヤの役目をするため、容易に脱揮されず、製
品表面に欠陥であるシルバストリーク(フラッシュ)を
生ずることがある。
分解しやすい樹脂ではメルトチャンネル内で滞留焼けを
来たすこともある。さらにまた、上記のように溶融され
た樹脂がただちにメルトチャンネルへ移送されるため、
顔料と樹脂の融和が行われる前にバリヤを通過してしま
い、このため色分散が十分でない欠点がある。そこで、
上記サブフライトと共にメータリングゾーン内に別のミ
キシングバリヤを付加したものもある。さらにまた、上
記のようなバリヤスクリュは、スクリュ長さが長く、2
条の長い溝加工を必要とし、高度な加工技術と多くの工
数を要し、高価である欠点がある。
比較的短いスクリュで、色分散をも含む樹脂の溶融混練
性能の向上と可塑化の均一化の向上を計り、シルバスト
リークや滞留焼け等の欠陥をも防ぐことのできるバリヤ
スクリュを提供することを目的としている。
の本発明によるバリヤスクリュは、フィードゾーン、コ
ンプレッションゾーンおよびメータリングゾーンからな
り、コンプレッションゾーン内の任意の位置からメータ
リングゾーンのほぼ終りまで続くサブフライトを有する
バリヤスクリュであって、サブフライトはメインフライ
トから分岐しメインフライトより大きいリード角を持っ
てメータリングゾーンのほぼ終端でメインフライトに合
流し、サブフライトによってコンプレッションゾーンの
途中から始まるメルトチャンネルの溝深さはコンプレッ
ションゾーン内に位置する部分から終端までのほぼ全域
にわたってほぼ一定であることを特徴とするものである
。
のほぼ中間位置においてメインフライトの前面底部から
立上がり、1ないし数ピッチをかけてゆるやかに幅およ
び高さを増加させ、所定の高さおよび幅に達した後にメ
ルトチャンネルを開始させることが好ましい。
部の段差は、メルトチャンネルのほぼ全域にわたって一
定であってもよいが、メルトチャンネルの開始側から終
端側へ向けて漸次減少させることが好ましい。
グゾーンの開始部ないし途中でメインフライトに合流す
る第1サブフライトと、この第1サブフライトの合流点
の近傍を開始点とし、1ないし数巻の短い長さの第2サ
ブフライトから構成することが好ましい。さらに、第2
サブフライトをバリヤスクリュの長手方向に2段以上設
けてもよく、また、メインフライトと第1サブフライト
の頂部の段差より、メインフライトと第2サブフライト
の頂部の段差の方を小さくするとよい。
ンから送られた未溶融樹脂が溶融を開始し初めるコンプ
レッションゾーンでゆっくり圧縮をかけ、コンプレッシ
ョンゾーンの途中から立上がるサブフライトによってさ
らに圧縮をかけつつ混練し、コンプレッションゾーンの
途中から溶融樹脂をメルトチャンネルへ移行させること
により混練と脱揮がより十分に行われる。メルトチャン
ネルの深さはほぼ一定であり、通常のバリヤスクリュの
メルトチャンネルの深さより大幅に浅く、幅は次第に増
加する。メルトチャンネルへ移行された溶融樹脂はメル
トチャンネル内で全体が十分混練され、均一な可塑化が
行われ、スクリュの終端に至る。このため滞留焼けを生
ずることもほとんどない。
ブフライトと第2サブフライトにすると、第1サブフラ
イトで溶融混練された樹脂は第2サブフライトを通過す
るとき、さらに混練され、色分散の一層の向上を計るこ
とができる。
を参照して説明する。図1(a)は本発明によるバリヤ
スクリュ10の形状を示しており、Aはフィードゾーン
、Bはコンプレッションゾーン、Cはメータリングゾー
ンである。
のは1条)11は、フィードゾーンAからメータリング
ゾーンCまでの全域にわたって伸びている。コンプレッ
ションゾーンBの途中の点Maからサブフライト12が
始まっている。サブフライト12は、メインフライト1
1の前面の底部から始まり、幅および高さを次第に増加
させる。サブフライト12の高さは、図1(b)に線1
2aで示すように、約2ピッチをかけて線12bで示す
所定の高さに達する。なお、図1(b)において、線1
1aはメインフライト11の頂部すなわち高さを示し、
線13aはフィードチャンネル13のフィードゾーンA
内における底部すなわち深さを示している。フィードチ
ャンネル13の深さは、コンプレッションゾーンB内で
は、線13bで示すように、メータリングゾーンCに向
かって次第に浅くなり、メータリングゾーンC内では、
線13cで示すように、比較的浅いほぼ一定値をとり、
終端部の溝底は線13dで示すように、サブフライト1
2の頂部12bに一致するように比較的急激に上昇する
。
し、かつ幅も所定値に達したNa点からメルトチャンネ
ル14が始まる。メルトチャンネル14は、コンプレッ
ションゾーンBの途中から始まっている。なお、前述し
たフィードチャンネル13のうち、Na点より下流側を
メルトチャンネル14と対比させてソリッドチャンネル
13Aという。メルトチャンネル14の深さは、混練機
能を重視した値に設定され、図1(b)に線14a,1
4aで示すように、開始部を除くほぼ全域にわたってほ
ぼ一定であり、コンプレッションゾーンB内に位置する
部分もメータリングゾーンCの部分の深さとほぼ等しい
深さに設定されている。なお、ソリッドチャンネル13
AのメータリングゾーンC内における深さは、線13c
で示したように、線14aで示すメルトチャンネル14
の深さとほぼ等しく設定してもよいが、必ずしも等しく
する必要はない。
うに、メインフライト11のリード角より大きなリード
角に設定され、メータリングゾーンCの終端付近におい
て、1巻先行するメインフライト11の後面に合流する
。従って、メルトチャンネル14の幅は下流側へ向って
次第に広くなり、ソリッドチャンネル13Aの幅は次第
に狭くなる。
て説明する。フィードゾーンAでは、図示しないホッパ
等から供給された未溶融の樹脂を下流側へ加熱しつつ送
る。コンプレッションゾーンBに流入する当たりから樹
脂の溶融が始まる。なお、コンプレッションゾーンBに
流入する当たりから溶融を開始させるため、樹脂の種類
によって異なるが一般的にはフィードゾーンAのL/D
(L;スクリュ長さ、D:スクリュ外径)を「7」程度
に設定することが好ましい。
ゾーンB内を進むに連れ圧縮されつつ混練される。一部
溶融した樹脂は、図1(a)に示すMa点に達すると、
サブフライト12が立上がるため、さらに圧縮を加えら
れつつ混練される。こうしてコンプレッションゾーンB
のほぼ中間に位置するNa点に達すると、メルトチャン
ネル14が始まるが、ここへ至るまでに、溶融した一部
の樹脂は相当混練が進行している。この相当混練された
溶融樹脂は、サブフライト12を越えて徐々にメルトチ
ャンネル14内へ移行する。
ンネル13A内を進む一部溶融樹脂を含むソリッド樹脂
は、さらに圧縮されつつ溶融混練され、このように溶融
混練されたソリッド樹脂中の溶融樹脂が次々にメルトチ
ャンネル14へ移行される。
脂は、メルトチャンネル14の深さが混練に適した所定
値に設定されているため、さらに混練されつつ、メータ
リングゾーンCへ送られ、メータリングゾーンCを経て
本バリヤスクリュ10の先端へ向けて送り出される。メ
ータリングゾーンCのソリッドチャンネル13A内を進
み溶融した樹脂は、サブフライト12を越えてメルトチ
ャンネル14へ移行し、再びメータリング機能が与えら
れ、溶融混練の均一化が進む。
効果を明確にするため、従来のフルフライトスクリュ(
D=60mm、全長L/D=19)、スクリュの中間部
にサブフライトを有する従来のバリヤスクリュ(D=6
0mm、全長L/D=19)と、本発明によるバリヤス
クリュ(D=60mm、全長L/D=19)の性能比較
テストの結果を示す。なお、本発明によるバリヤスクリ
ュは、フィードゾーンL/D=7、コンプレッションゾ
ーンL/D=8、メータリングゾーンL/D=4であり
、サブフライト12はL/Dがほぼ「9」の位置から立
上げ、メルトチャンネル14はL/Dがほぼ「11」の
位置から立上げたものであり、スクリュの圧縮比はいず
れも2.5であった。上記各スクリュを用い、次の条件
で樹脂を溶融混練し、孔径1mmのノズルから射出速度
8%の低速でパージしたときの射出圧力の変動とノズル
通過樹脂温度の変動を測定した結果を表1と、図2、図
3に示す。
スクリュ回転数:120rpm(3)計量時背圧:5k
gf /cm2 (4)計量ストローク:300mm(
5D)
よる場合の射出圧力Pa,Pb,Pcの線図であり、図
3(a)ないし(c)はノズル通過樹脂温度Ta,Tb
,Tcの線図である。
明によるバリヤスクリュは、他の2つのスクリュに比較
し、射出圧力とノズル通過樹脂温度の変動が小さい。こ
れは、射出される溶融樹脂がより均一に可塑化されてい
ることを示し、十分に混練されていることを意味してい
る。また本発明のバリヤスクリュの場合は、樹脂温度が
最も低く、無理なく均一に可塑化されていることを示し
ている。図4(a)ないし(c)は、上記の各スクリュ
を用いて、重量245g の洗い桶を成形した時の射出
圧力プロファイルPPa,PPb,PPcを重ね書きし
たもので、図4(a)は5ショット分の重ね書き、図4
(b),(c)は10ショット分の重ね書きである。な
お、使用樹脂はポリプロピレン(PP)、計量時スクリ
ュ回転数196rpm、背圧15kgf /cm2 、
計量ストローク116mm、射出タイマ8秒である。
図4(a)ないし(c)から明らかなように、本発明
によるバリヤスクリュは、他のスクリュに比較して繰り
返し安定性が高い。これは複雑または薄肉構造の成形品
を安定して成形可能であることを示している。また、本
発明によるバリヤスクリュにより得られた成形品にはシ
ルバストリークや滞留焼けなどの欠陥は認められず、マ
スタバッチの色分散に効果があることが認められた。
1(c)に線12cで示すように、サブフライト12の
高さを下流側に向って次第に高くし、メインフライト1
1の頂部(線11a)との段差gを下流側へ向って漸減
させるように形成すると、可塑化の均一性を一層高める
ことができる。
スクリュ100を示すもので、サブフライトを、第1サ
ブフライト112と2つの第2サブフライト122,1
23としたものである。第1サブフライト112は、図
1に示したサブフライト12の開始点Maより1ピッチ
程度フィードゾーンA側へずれたMb点から始まってい
る。メルトチャンネル114の開始点Nbも図1の開始
点Naより1ピッチ程度同様にずれている。この第1サ
ブフライト112は、スクリュ先端から2ピッチ程度コ
ンプレッションゾーンB側へずれた点112cでメイン
フライト11の後面に合流している。この第1サブフラ
イト112は前述した実施例のサブフライト12とほぼ
同じ機能を有するように形成される。
サブフライト112の終端112cより先のほぼ2ピッ
チの箇所に、それぞれ1巻程度の長さにわたりスクリュ
100の長手方向に対し直列に2段設けられている。こ
れらの第2サブフライト122,123は分散効果を高
めるためのものである。なお、この第2サブフライトは
、1ないし数巻の1段のサブフライトとしてもよい。 第2サブフライト122,123の頂部122a,12
3aの高さは、図5(b)に示すように、第1サブフラ
イト112の頂部112bより順次高く形成することが
好ましく、メインフライト11の頂部11aと各サブフ
ライト112,122,123の頂部112b,122
a,123aとのギャップg1ないしg3は、例えばD
=60mmの場合で、g1=0.7〜1.0mm,g2
=0.5mm,g3=0.3mm程度に定めるのがよい
。この実施例は、フィードチャンネル13,ソリッドチ
ャンネル113Aおよびメルトチャンネル114により
、第1の実施例とほぼ同様に、樹脂の溶融・混練を行い
、さらにメルトチャンネル114の終端部に設けた第2
サブフライト122,123によって溶融樹脂を混練し
、分散効果を高めるものである。この第2の実施例によ
れば、特に色分散の向上を図ることができ、例えばマス
タバッチ80倍でも十分な色分散が得られる。このため
、低背圧化が可能となり、可塑化能力の向上を図ること
ができる。
かつ前述したような第1および第2サブフライト112
,122,123を、サブフライト12に代えて設けた
ほかは、前述の性能比較テストに用いたバリヤスクリュ
10と同じである。
g成形条件 (1)使用樹脂:ポリプロピレン(PP)(2)マスタ
バッチ:80倍 (3)計量時スクリュ回転数:200rpm(4)計量
時背圧:4kgf /cm2 成形結果色分散は良好で
あった。また、可塑化能力を上げることができ、従来は
40秒の成形サイクルを要していたのに対し、32秒に
短縮できた。
形条件 (1)使用樹脂:ポリプロピレン(PP)(2)マスタ
バッチ:30倍 (3)計量時スクリュ回転数:126rpm(4)計量
時背圧:オープン 成形結果背圧オープンでも色分散は良好であり、従来、
85秒の成形サイクルを74秒に短縮できた。
的短かい長さのスクリュにより溶融混練と可塑化の均一
化を向上させることができ、色分散効果も高く、シルバ
ストリークや滞留焼け等の欠陥の発生を防止し得る効果
が得られる。また、サブフライトを前記のような第1,
第2サブフライトで構成すると、色分散効果を一層高め
ることができ、より低い背圧で可塑化能力を向上させる
ことができ、また第2サブフライトによる溶融樹脂の滞
留も発生せず、色替や樹脂替えに悪影響を及ぼすことも
ない。
である。
クリュと、本発明のバリヤスクリュによる射出圧力の変
動テストの結果を示す線図である。
におけるノズル通過樹脂温度の変化を示す線図である。
出圧力プロファイルを数回にわたって重ね書きした線図
である。
す図である。
c サブフライトの頂部13 フィードチャンネル 13a フィードチャンネルの溝底 13b,13c,13d,113b ソリッドチャン
ネルの溝底 13A,113A ソリッドチャンネル14,114
メルトチャンネル 14a,114a メルトチャンネルの溝底112
第1サブフライト 112b 第1サブフライトの頂部 122,123 第2サブフライト
Claims (7)
- 【請求項1】 フィードゾーン、コンプレッションゾ
ーンおよびメータリングゾーンからなり、前記コンプレ
ッションゾーン内の任意の位置から前記メータリングゾ
ーンのほぼ終りまで続くサブフライトを有するバリヤス
クリュであって、前記サブフライトはメインフライトか
ら分岐し該メインフライトより大きいリード角を持って
前記メータリングゾーンのほぼ終端で前記メインフライ
トに合流し、前記サブフライトによって前記コンプレッ
ションゾーンの途中から始まるメルトチャンネルの溝深
さはコンプレッションゾーン内に位置する部分から終端
までのほぼ全域にわたってほぼ一定であることを特徴と
するバリヤスクリュ。 - 【請求項2】 前記サブフライトは、コンプレッショ
ンゾーンのほぼ中間位置において前記メインフライトの
前面底部から立上がり、1ないし数ピッチをかけてゆる
やかに幅および高さを増加させ、所定の高さおよび幅に
達した後に前記メルトチャンネルを開始させることを特
徴とする請求項1のバリヤスクリュ。 - 【請求項3】 前記メインフライトとサブフライトの
頂部の段差は、前記メルトチャンネルのほぼ全域にわた
って一定であることを特徴とする請求項1又は2のバリ
ヤスクリュ。 - 【請求項4】 前記メインフライトとサブフライトの
頂部の段差は、前記メルトチャンネルの開始側から終端
側へ向けて漸次減少されていることを特徴とする請求項
1または2のバリヤスクリュ。 - 【請求項5】 前記サブフライトは、前記メータリン
グゾーンの開始部ないし途中で前記メインフライトに合
流する第1サブフライトと、該第1サブフライトの合流
点の近傍を開始点とし、1ないし数巻の短い長さの第2
サブフライトからなる請求項1,2,3または4のバリ
ヤスクリュ。 - 【請求項6】 前記第2サブフライトが、バリヤスク
リュの長手方向に2段以上設けられている請求項5のバ
リヤスクリュ。 - 【請求項7】 前記メインフライトと第1サブフライ
トの頂部の段差より、前記メインフライトと第2サブフ
ライトの頂部の段差の方が小さいことを特徴とする請求
項5または6のバリヤスクリュ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08948091A JP3170757B2 (ja) | 1990-08-31 | 1991-03-28 | バリヤスクリュ |
| US07/753,080 US5141326A (en) | 1990-08-31 | 1991-08-30 | Barrier screw |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-231842 | 1990-08-31 | ||
| JP23184290 | 1990-08-31 | ||
| JP08948091A JP3170757B2 (ja) | 1990-08-31 | 1991-03-28 | バリヤスクリュ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04219221A true JPH04219221A (ja) | 1992-08-10 |
| JP3170757B2 JP3170757B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=26430904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08948091A Expired - Fee Related JP3170757B2 (ja) | 1990-08-31 | 1991-03-28 | バリヤスクリュ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5141326A (ja) |
| JP (1) | JP3170757B2 (ja) |
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