JPH0612014U - 高混練スクリュ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吐出樹脂の温度差が少なく可塑化能力のよい
高混練スクリュ。 【構成】 主フライト４と、この主フライト４の高さよ
り低い高さの副フライト２ａを有する高混練スクリュ１
５であって、副フライト２ａは形成開始点３において主
フライト４から分岐した非平行部１６と、この非平行部
１６に続く平行部１７と、この平行部１７に続く非平行
部１８とを有し、ソリッド溝７の深さは、上流側の非平
行部１６では下流側に向け漸次深く形成され、平行部１
７及びこれに続く非平行部１８では漸次浅く、かつ、副
フライト２ａのスクリュ軸に平行に主フライト４に続く
部分からは漸次深く形成されて最終溝２１に続き、メル
ト溝８の深さは、副フライト２ａの形成開始点３に続く
非平行部１６では下流側に向け漸次浅く形成され、平行
部１７では漸次深く、かつ、下流側の非平行部１８では
平行部１７の最大深さと同一の深さに形成され、さら
に、非平行部１８の終了点１９手前の所定位置より漸次
浅く形成されて最終溝２１に続いている構成となってい
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、熱可塑性樹脂を成形する成形機のスクリュに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、主フライトと副フライトとを有するスクリュとして以下に示すような２ つのスクリュが主に知られている。その第１例を図６により説明する。

【０００３】 このスクリュ１の副フライト２は、図６（ａ）に示すように副フライト２の形 成開始点３において主フライト４から分岐し、主フライト４に対して非平行な非 平行部５で形成されている。そして、主フライト４と副フライト２との高さの差 はすべて一定に形成されている。また、ソリッド溝７の深さは、、図６（ｂ）に 示すように副フライト２の形成開始点３より漸次浅くなるように形成されており 、メルト溝８の深さは、副フライト２の形成開始点３より漸次浅く形成され、所 定位置より漸次深く形成されたのちソリッド溝７の深さと同一深さになった点か ら副フライト２の終了点９に向かって漸次浅くなるように形成されている。

【０００４】 次に第２例を図７により説明する。

【０００５】 副フライト２は、図７（ａ）に示すように副フライト２の形成開始点３におい て主フライト４から非平行に分岐し、その後主フライト４に対して平行な平行部 １０で形成されている。そして、主フライト４と副フライト２との高さの差はす べて一定に形成されている。また、ソリッド溝７の深さは、図７（ｂ）に示すよ うに副フライト２の形成開始点３より漸次深く、平行部１０の形成開始点１２よ り漸次浅く形成され、平行部１０の所定位置より副フライト２の終了点９に向か って漸次深くなるように形成される。また、メルト溝８の深さは、副フライト２ の形成開始点３より漸次浅く、平行部１０の形成開始点１２より漸次深く形成さ れ、平行部１０の所定位置より副フライト２の終了点９に向かって漸次浅くなる ように形成されている。

【０００６】 スクリュ１は、このように構成したことによりメルトプールとソリッドベッド とを常に分離しながら溶融をおこなうので、副フライト２のないスクリュに較べ て効率のよい溶融をおこなうことができる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかるに上記のスクリュ１のうち、第１例のスクリュ１においては、ソリッド 溝７は、バレル１４への接触面積が下流へ向かうに従い次第に減少するため樹脂 の溶融速度が低下し、したがって、可塑化能力は低下する。また、第２例のスク リュ１においては、メルト溝８は、幅が一定であり深さは下流側へ行くにしたが って深くなっているので、可塑化能力は第１例のスクリュ１より優れているが、 最深部での樹脂の滞留が発生し樹脂替え、色替え不良や、滞留による樹脂劣化が 発生し易く、また最終部付近のメルト溝８が深い為、メルト溝内の溶融樹脂が外 部加熱を均一に受けられず、吐出樹脂の温度バラツキが大きくなる弱点があった 。

【０００８】 本考案はこれに鑑み、吐出樹脂の温度のばらつきが少なく、可塑化能力のよい 高混練スクリュを提供することを目的としてなされたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記従来技術の課題を解決するため本考案は、主フライトとこの主フライトの 高さより低い高さに形成された副フライトとを有する高混練スクリュにおいて、 前記副フライトは、副フライトの形成開始点において前記主フライトから分岐し 、主フライトに対して非平行でメルト溝を持たない非平行部と、この非平行部に 続き主フライトに対して平行な平行部と、この平行部に続き再び主フライトに対 して非平行な非平行部とを有し該非平行部においてスクリュ軸と平行に主フライ トと接続し、ソリッド溝の深さは、上流側の非平行部では下流側に向け漸次深く 形成され、平行部及びこれに続く非平行部では漸次浅く、かつ副フライトのスク リュ軸に平行に主フライトに続く部分からは漸次深く形成されて最終溝に続き、 メルト溝の深さは副フライトの形成開始点に続く非平行部では下流側に向け漸次 浅く形成され、平行部では漸次深く、かつ下流側の非平行部では前記平行部の最 大深さと同一の深さに形成され、さらに、非平行部の終了点手前の所定位置より 漸次浅く形成されて最終溝に続いていることを特徴とする高混練スクリュとした 。そして、前記主フライトと前記副フライトとの高さの差は、主フライトと副フ ライトとが平行な部分では一定の高さの差に形成され、下流側の非平行部では、 副フライトの山の高さは主フライトの高さに漸次近づき、その後ある差をもって 一定の高さに形成したことを特徴とする請求項２記載の高混練スクリュとするも のである。

【００１０】

【作用】

上記高混練スクリュにおいて、溶融を開始した樹脂は、メルト溝上流側の非平 行部で緩やかに未溶融樹脂より分離されて平行部に送られる。平行部に送られた 溶融樹脂はその増加量をメルト溝深さで吸収されつつ下流側の非平行部へ送られ る。非平行部において溶融樹脂は、その増加量をメルト溝幅で吸収され、溝深さ が増大しないメルト溝を通過する為、滞留が少なく充分に混練溶融されてメルト 溝から下流側に吐出される。

【００１１】 また、上流側非平行部ソリッド溝内の未溶融樹脂はメルト溝へ流入する事無く 平行部へ送られ、溶融樹脂を随時メルト溝へ輸送しながら下流側の非平行部へ送 られる。非平行部で未溶融樹脂は、溝幅方向及び溝深さ方向の圧縮を受けること により溶融が促進しソリッド溝終了点にて完全に溶融を完了する。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案を図１〜図３に示す実施例を参照し、従来技術と同一の構成部材 には同一符号を用いて説明する。

【００１３】 高混練スクリュ１５は、図１（ａ）に示すように主フライト４と副フライト２ ａで構成され、ソリッド溝７とメルト溝８とが形成されている。

【００１４】 副フライト２ａは、図１（ａ）及び図２に示すように高混練スクリュ１５の上 流側（図における右側）の副フライト２ａの形成開始点３で主フライトから分岐 し、主フライト４に対して非平行な非平行部１６と、この非平行部１６に続き主 フライト４に対して平行な平行部１７と、この平行部１７に続き再び主フライト に対して非平行な非平行部１８とを有してその終端は、スクリュ軸と平行に主フ ライト４に接続している。非平行部１６では、副フライト２ａが主フライト４と 密接しておりメルト溝を形成するにはいたっていないが、ソリッド溝が副フライ ト２ａの巾分だけ縮小されその断面積を縮小する為、樹脂に圧縮佐用を与えるよ うになっている。

【００１５】 ソリッド溝７の深さは、図１（ｂ）に示すように副フライト２ａの非平行部１ ６ではバレル１４に対して漸次深く形成され、平行部１７及びこの平行部１７に 続く非平行部１８では漸次浅く形成されて、非平行部１８の終了点１９からは漸 次深く、そして、最終溝２０に続くようになっている。また、メルト溝８の深さ は、図１（ｃ）に示すように副フライト２ａの非平行部１６ではバレル１４に対 して漸次浅く形成され、平行部１７では漸次深くかつ、下流側の非平行部１８で は平行部１７の最大深さと同じ深さに形成されている。そして非平行部１８の終 了点１９の手前の所定位置より漸次浅くそして、最終溝２０に続くようになって いる。

【００１６】 主フライト４と副フライト２ａの山の高さの差は、図３に示すように平行部１ ７では一定に形成し、副フライト２ａの終了点手前の非平行部１８において下流 側に向かって副フライトの山の高さを主フライトの高さに近づけ、かつ、その後 一定の高さに形成している。

【００１７】 次に、この高混練スクリュ１５の作用を説明する。

【００１８】 図示しないホッパから供給された樹脂はバレル１４からの熱に加熱されつつ図 示しないスクリュのフィードゾーンを介して図１あるいは図２の右側へ送られる 。溶融の始まった樹脂は、メルト溝を持たない非平行部１６により緩やかに未溶 融樹脂より分離され平行部メルト溝８へ輸送される。未溶融樹脂は平行部ソリッ ド溝７へ送られる。平行部ソリッド溝７では未溶融樹脂とバレルとの接触面積が 常に一定の為、高効率に熱の交換がおこなわれる。それにより溶融した樹脂は随 時平行部メルト溝８へ輸送され、平行部ソリッド溝７は常に未溶融樹脂のみで満 たされながら、未溶融樹脂に対し深さ方向の圧縮を行いつつ下流へ向かう。平行 部ソリッド溝７に対応する平行部メルト溝８は平行部ソリッド溝７より輸送され てくる溶融樹脂量の増加をその溝深さで吸収しつつ下流へ向かう。平行部ソリッ ド溝７に続く非平行部ソリッド溝７ａでは未溶融樹脂に対し主に幅方向の圧縮を 加え深さ方向の圧縮を緩和する。この緩和により未溶融樹脂厚さが過剰に薄くな ることを防ぎ未溶融樹脂の移動抵抗を低減すると共に、未溶融樹脂の分断（溶融 樹脂との混在）を防ぐ。本非平行部ソリッド溝７ａでは下流へ向かうに従いバレ ルとの接触面積が減少してゆくが、平行部ソリッド溝７にて充分な潜熱をうけて いる未溶融樹脂の溶融速度を低下させることはない。また本非平行部ソリッド溝 ７ａに於いて副フライト２ａが非平行になっているため、溶融樹脂のメルト溝へ の輸送力が増加し、それによる弊害として未溶融樹脂のメルト溝への流入が発生 するが非平行部ソリッド溝７ａ開始点より主フライト４と副フライト２ａの高さ の差を漸次浅く、かつ、その後一定とする事で本問題を解決し充分溶融した樹脂 がメルト溝へ輸送され非平行部の終了点９迄に未溶融樹脂は溶融を完了する。非 平行部ソリッド溝７ａに対応する非平行部メルト溝８ａでは平行部メルト溝８と は異なりソリッド溝より輸送された溶融樹脂量の増加を幅方向の増加で吸収し、 溝深さを平行部メルト溝８の最終深さと同一一定としてあるため、溶融樹脂厚さ が厚くならず、バレルからの給熱を溶融樹脂が均一に受けられる。また更に、溝 深さが比較的浅いため、スクリュの回転によってポンプ作用が発生し、背圧に対 し強い安定した均一溶融樹脂が吐出される。また溝底部の樹脂滞留が少なく樹脂 替え色替えに優れる。

【００１９】 次に、本考案による高混練スクリュの一実験例を図４及び図５を参照して説明 する。

【００２０】 図４の（ａ）は本考案による高混練スクリュ、（ｂ）は従来技術の第２例、（ ｃ）は従来技術の第１例のスクリュを示しいづれもφ１００のスクリュを１２８ ｒｐｍで回転させ、樹脂として低メルトインデックス（流動性が低い）ポリプロ ピレンを用いた場合を示している。

【００２１】 ここで、第１例のスクリュの吐出樹脂温度は２６４．３℃〜２６７．０℃で温 度のばらつきは２．７℃であり、第２例のスクリュの吐出樹脂温度は２４９．６ ℃〜２５６．３℃で温度のばらつきは６．７℃である。そして、本考案による高 混練スクリュの吐出樹脂温度は、２５６．１℃〜２５８．７℃で温度のばらつき は２．６℃である。すなわち、本考案の高混練スクリュにより混練溶融されたポ リプロピレンは、比較的温度上昇がなく、またその温度にばらつきを生じないで 均一に溶融されている。

【００２２】 図５は、φ１００の高混練スクリュを回転数１２８ｒｐｍにて低メルトインデ ックスのポリプロピレンを計量した場合の可塑化能力の比較を示す。 本考案スクリュは、従来の第２例スクリュと同等の可塑化能力を有し、第１例の スクリュに対し１０％の可塑化能力の向上を示している。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案による高混練スクリュは、副フライトが形成開始点 において主フライトから分岐し、主フライトに対する非平行部と、この非平行部 に続く平行部と、この平行部に続く非平行部とを有し該非平行部においてスクリ ュ軸と平行に主フライトと接続し、ソリッド溝の深さは、上流側の非平行部では 下流側に向け漸次深く形成され、平行部及びこれに続く非平行部では漸次浅く、 かつ、副フライトのスクリュ軸に平行に主フライトに続く部分からは漸次深く形 成されて最終溝に続き、メルト溝の深さは副フライトの形成開始点に続く非平行 部では下流側に向け漸次浅く形成され、平行部では漸次深く、かつ、下流側の非 平行部では平行部の最大深さと同一の深さに形成され、さらに、非平行部の終了 点手前の所定位置より漸次浅く形成されて最終溝に続いているようにしたので、 メルト溝をもたない上流側の非平行部から平行部のメルト溝に急激な断面積変化 を生じさせずに接続し、平行副フライトによる高い溶融効率と、非平行副フライ トのソリッドベッド幅方向の絞り込み効果により、ソリッドベッドの溶融を促進 する。また、下流側非平行部のメルト溝の最深部を浅くしたことによるバレルか らの熱の伝達向上により溶融樹脂の滞留は軽減され、可塑化能力が向上する。さ らに、メルト溝の下流側非平行部に一定の溝深さを軸線方向に設けたことにより スクリュの回転による高い周速度が連続して形成され、溶融樹脂の吐出効果をよ くすることができるなどの優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の高混練スクリュの一実施例を示す説明
図。

【図２】主フライト及び副フライトの展開図。

【図３】主フライトと副フライトの高さ関係を示す説明
図。

【図４】本考案の高混練スクリュと従来のスクリュとの
吐出樹脂温度の状態を示す説明図。

【図５】本考案の高混練スクリュと従来のスクリュとの
可塑化能力を示す説明図。

【図６】従来のスクリュの説明図。

【図７】従来のスクリュの説明図。

【符号の説明】

１ スクリュ ２ 副フライト ２ａ 副フライト ４ 主フライト ７ ソリッド溝 ８ メルト溝 １４ バレル １５ 高混練スクリュ １６ 非平行部 １７ 平行部 １８ 非平行部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 鈴 木 謙 克 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】主フライトとこの主フライトの高さより低
   い高さに形成された副フライトとを有する高混練スクリ
   ュにおいて、前記副フライトは、副フライトの形成開始
   点において前記主フライトから分岐し、主フライトに対
   して非平行でメルト溝を持たない非平行部と、この非平
   行部に続き主フライトに対して平行な平行部と、この平
   行部に続き再び主フライトに対して非平行な非平行部と
   を有し該非平行部においてスクリュ軸と平行に主フライ
   トと接続し、ソリッド溝の深さは、上流側の非平行部で
   は下流側に向け漸次深く形成され、平行部及びこれに続
   く非平行部では漸次浅く、かつ副フライトのスクリュ軸
   に平行に主フライトに続く部分からは漸次深く形成され
   て最終溝に続き、メルト溝の深さは副フライトの形成開
   始点に続く非平行部では下流側に向け漸次浅く形成さ
   れ、平行部では漸次深く、かつ下流側の非平行部では前
   記平行部の最大深さと同一の深さに形成され、さらに、
   非平行部の終了点手前の所定位置より漸次浅く形成され
   て最終溝に続いていることを特徴とする高混練スクリ
   ュ。
2. 【請求項２】前記主フライトと前記副フライトとの高さ
   の差は、主フライトと副フライトとが平行な部分では一
   定の高さの差に形成され、下流側の非平行部では、副フ
   ライトの山の高さは主フライトの高さに漸次近づき、そ
   の後ある差をもって一定の高さに形成したことを特徴と
   する請求項１記載の高混練スクリュ。