JPH0627381Y2 - 押出し機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この考案は、例えば、ウレタン、塩化ビニール、ポリエ
ステル樹脂、ポリエチレン樹脂等の合成樹脂に、マスタ
ーバッチ、炭酸カルシウム、タルク、ガラス繊維、炭素
繊維等の混合原料を混練して押出し成形する押出し機に
関する。

（ロ）従来の技術 従来、上述例の押出し機としては、例えば、加熱シリン
ダの内部に２本の各混練用回転スクリュを回転可能に軸
支した２軸式の押出し機や、混練用回転スクリュの最大
外径寸法に形成された混練部の外周面に多数の混練凹部
を刻設した押出し機がある。

（ハ）考案が解決しようとする問題点 しかし、上述の混練用回転スクリュの混練作用を高める
ため、混練部の外周面に複雑な形状の混練凹部を多数刻
設した場合、刻設時に生じた残留応力により混練凹部に
金属疲労が起きやすく、部分的に脆くなるので、混練用
回転スクリュに刻設する混練凹部の形状のみで原料の混
練作用を高めるには構造的な限界がある。

また、前述の１軸式または２軸式の押出し機を用いて、
例えば、マスターバッチや炭酸カルシウム、タルク等の
混合原料を混練した場合、混練用回転スクリュの混練部
に刻設した混練凹部のみで混合原料を強制的に混練する
ため、必要以上に高い圧力が混合原料に対して付与さ
れ、混合原料によってはその特性が損なわれたり、混合
原料の分子構造が破壊され、その分子量が低下すること
があるので、押出される混練原料の品質が悪くなるとい
う問題点も有している。

この考案は、混合原料が有する特性を損なわず、混合原
料の分子量を一定に保ちながら均一かつ充分に混練し、
混練すべき混合原料の種類や特性に応じた最適な状態に
混練することができる混練用回転スクリュの混練構造の
提供を目的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段 この考案は、一端に投入口を有し、他端に押出口を有す
る加熱シリンダの内部に、混練用回転スクリュを回転可
能に挿入した押出し機であって、上記混練用回転スクリ
ュの混練部に原料移送始端から原料移送終端にかけて原
料の流通断面積が順次小となる混練凹部を形成すると共
に、上記混練部の略全幅対応する加熱シリンダの内周面
に、前記混練用回転スクリュの螺進方向に対してその螺
進方向が逆方向となる螺旋凹溝を形成した押出し機であ
ることを特徴とする。

（ホ）作用 この考案は、混練用回転スクリュを原料移送方向に回転
して、加熱シリンダに投入された混合原料を押出口側に
移送しつつ、混練用回転スクリュの混練部においてその
原料流通断面積が順次小となるので、原料に対して順次
高圧力を付加することができ、しかも、混練用回転スク
リュの混練部に形成した混練凹部より流出する混合原料
を加熱シリンダの内周面に形成した螺進方向が逆方向の
螺旋凹溝に流入させ、さらに、加熱シリンダの螺旋凹溝
より流出する混合原料を混練用回転スクリュの混練凹部
に流入させて、混練用回転スクリュの混練凹部と加熱シ
リンダの螺旋凹溝との間で混合原料の分流および合流を
連続的に繰り返すと共に、混練用回転スクリュの混練凹
部に沿って流動する混合原料と、加熱シリンダの螺旋凹
溝に沿って流動する混合原料との流動方向を交差させ
て、交差部分の混合原料間に乱流現象を生じさせ、混練
すべき混合原料と対応した最適かつ充分な混練状態に混
練する。

（ヘ）考案の効果 この考案によれば、螺旋方向に形成した混練用回転スク
リュの混練凹部と、逆螺旋方向に形成した加熱シリンダ
の螺旋凹溝とを交差した状態で混練するので、例えば、
ポリエステル樹脂やポリエチレン樹脂等の合成樹脂にマ
スターバッチやタルク等を混合して混練する場合、混練
用回転スクリュの混練凹部を流動する混合原料に対して
必要以上に高圧力が付与されると、混合原料は混練凹部
から流出して加熱シリンダの螺旋凹溝に沿って逆流する
ため、混合原料の分子構造が壊れたりせず、その分子量
を一定に保持した状態で充分に混練することができる。

かつ、従来型の１軸式や２軸式の押出し機よりも混合原
料の有する特性が際立って良好な状態に保たれ、混練用
回転スクリュの混練凹部と加熱シリンダの螺旋凹溝とに
沿って２方向に流動するので、混練時において流動性が
低下または損なわれることがなく、相互の交差による相
乗混練作用により、混練すべき混合原料の種類や特性に
応じた適度で、かつ充分な状態に混練することができ
る。

（ト）実施例 この考案の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。

図面はポリエステル樹脂やポリエチレン樹脂等にマスタ
ーバッチやタルク等を混合した混合原料の混練に用いら
れる押出し機を示し、第３図において、この押出し機１
は、基端部（原料の移送始端側）上面に混合原料を投入
する投入口２を開口し、先端部（原料の移送終端側）に
押出口３を開口した加熱シリンダ４内部に混練用回転ス
クリュ５を回転可能に軸支している。

上述の加熱シリンダ４は、基端側上面に抜気用の第１ベ
ント孔６を開口し、先端側上面に第２ベント孔７を開口
すると共に、この加熱シリンダ４の外周面に、複数本の
各バンドヒータ８…を軸方向に所定間隔を隔てて巻着
し、基端部の投入口２には原料投入用のホッパ９を連設
している。

この加熱シリンダ４には、第１図および第２図にも示す
ように、第１ベント孔６と第２ベント孔７との間であっ
て、第２ベント孔７の近傍位置に設定した原料混練部１
０の内周面１０ａ全幅にわたって、後述する混練用回転
スクリュ５の螺旋方向（螺進方向）に対してその螺進方
向が逆方向となるように適宜条数の連続する各螺旋凹溝
１１…を形成している。

前述の混練用回転スクリュ５は、第４図にも示すよう
に、上述の加熱シリンダ４の原料混練部１０と対応する
位置に設定した混練部１２の外周面に、加熱シリンダ４
の各螺旋凹溝１１…と交差する螺旋方向に沿って独立し
た多数の各混練凹部１３…を連続的に刻設している。

上述の各混練凹部１３…は、混練用回転スクリュ５の最
大外径寸法に形成された混練部１２の外周面に、混練部
１２の原料移送始端側から原料移送終端側へ向かうに従
い螺旋方向に沿って順次溝深さが浅くなるように形成し
ている。

その形成状態は、第５図に示すように、混練用回転スク
リュ５の軸中心部より上下および左右対称にそれぞれ偏
心した位置を中心として、軸中心部に向けて混練部１２
の外周面上に螺旋方向の断面形状が２角の楕円形状とな
るように形成している。

すなわち、上述の各混練凹部１３…は、螺旋方向の中央
部で溝深さが最も深くなるように形成する一方、これを
中央部として螺旋方向に離れるに従い溝深さが次第に浅
くなるように形成し、螺旋方向に沿って滑らかな凹溝形
状に形成すると共に第５図の（イ）に示すように、混練
部１２を第４図のＡ−Ａ矢視線で断面した部分と、第５
図の（ロ）に示すように、混練部１２を第４図のＢ−Ｂ
矢視線で断面した部分との間に配列した各混練凹部１３
…の中央部溝深さを、螺進方向に所定の深さｌだけ順次
溝深さが浅くなるように形成して、原料移送始端から原
料移送終端にかけて原料の流通断面積が順次小となり、
移送される原料に対して順次高圧力が付加されるように
構成している。

上述の各混練凹部１３…は、螺旋方向（螺進方向）への
混合原料の流動許容部として、螺旋方向に隣接する各混
練凹部１３…の近接部分に各第１流通路１４…を形成し
てそれぞれ接続しており、これらの各第１流通路１４…
の溝深さは、第５図の（ロ）に示すように、混練部１２
を第４図のＢ−Ｂ矢視線で断面した部分では、混練凹部
１３の中央部と略同等量の混合原料の流動を許容する溝
深さに設定し、第５図の（イ）に示すように、第４図の
Ａ−Ａ矢視線で断面した部分では少量の混合原料の流動
を許容する溝深さに設定して、螺旋方向（螺進方向）に
沿って順次溝深さが浅くなるように形成している。

さらに、上述の各混練凹部１３…は、螺旋幅方向（前後
段方向）への混合原料の流動許容部として、螺旋幅方向
に隣設する各混練凹部１３…の近接部分に各第２流通路
１５…を形成してそれぞれ接続している。

なお、前述の混練用回転スクリュ５は、その基端部を駆
動モータ等の駆動機構（図示省略）に連結して、原料移
送方向（矢印方向）に回転駆動される。

図示実施例は上記の如く構成するものにして以下作用を
説明する。

第３図に示すように、押出し機１のホッパ９に投入した
混合原料は、原料移送方向（矢印方向）に回転する混練
用回転スクリュ５の移送作用を受けて、加熱シリンダ４
内に定量供給されながら押出口３側に順次移送される。

移送途中において、混合原料は各バンドヒータ８…によ
り加熱溶融されて第１ベント孔６で抜気された後、混合
原料は混練用回転スクリュ５の混練部１２に形成した各
混練凹部１３…と、加熱シリンダ４の原料混練部１０に
形成した各螺旋凹溝１１…とを出入りして混練されなが
ら移送される。

すなわち、混合原料は混練用回転スクリュ５の混練部１
２の前段側（手前側）に刻設した溝深さが深い各混練凹
部１３…に流入し、混合原料の一部は各第１流通路１４
を介して螺旋方向（螺進方向）に隣接する溝深さが浅い
各混練凹部１３…に分流され、かつ、一部は各第２流通
路１５…を介して螺旋幅方向に隣接する溝深さが浅い各
混練凹部１３…に分流されると共に、一部は各混練凹部
１３…の周壁部を乗り越えて螺旋方向およびスクリュ軸
芯線方向に隣設する溝深さが浅い各混練凹部１３…に分
流されて、他の各混練凹部１３…より分流された混合原
料と合流する。

このように溝深さが深い各混練凹部１３…から溝深さが
浅い各混練凹部１３…に混合原料が順次流入すること
で、混合原料の流動を許容する通路断面積（原料の流通
断面積）が徐々に狭くなり、流動する混合原料に対して
順次高圧力が付与され、同時に、混合原料の流速を徐々
に速めながら、混合原料の流量を第１および第２の各流
通路１４，１５…で制限して順次高い食込み力（混練作
用）を付与する。

混合原料を各混練凹部１３…に流動させた時に生じる圧
力変化と、各混練凹部１３…に分流および合流させた時
に生じる乱流現象とにより、移送途中の混合原料を積極
的に混練する。

一方、混練用回転スクリュ５の各混練凹部１３…より流
出する一部の混合原料を、加熱シリンダ４の原料混練部
１０に形成した各螺旋凹溝１１…に流入させ、かつ、加
熱シリンダ４の各螺旋凹溝１１…より流出する一部の混
合原料を、混練用回転スクリュ５の各混練凹部１３…に
再び流入させて、混練用回転スクリュ５の各混練凹部１
３…と加熱シリンダ４の各螺旋凹溝１１…との間で混合
原料の分流および合流を連続的に繰り返して行う。

これと同時に、混練用回転スクリュ５の各混練凹部１３
…に沿って流動する混合原料と、加熱シリンダ４の各螺
旋凹溝１１…に沿って逆流する混合原料との流動方向を
交互に交差させて、交差部分の混合原料間に乱流現象を
生じさせる。

このように、混練用回転スクリュ５の混練部１２に形成
した各混練凹部１３…と、加熱シリンダ４の各螺旋凹溝
１１…との交差による混練作用により、混合原料を適度
かつ充分な混練状態に混練し、この混練原料は先端部側
の第２ベント孔７において抜気した後、押出口３より順
次押出し成形する。

以上要するに原料移送始端から原料移送終端にかけて原
料の流通断面積が順次小となるように形成された混練用
回転スクリュ５の各混練凹部１３…と、逆螺旋方向に形
成した加熱シリンダ４の各螺旋凹溝１１…とを交差させ
た状態で混練するので、混練用回転スクリュ５の各混練
凹部１３…を流動する混合原料に対して必要以上に高圧
力が付与されると、混合原料の一部は各混練凹部１３…
より流出して加熱シリンダ４の各螺旋凹溝１１…に流入
し、この各螺旋凹溝１２…に沿って混合原料が流動（逆
流）するため、混練時の圧力によって混合原料の分子構
造が壊れたりせず、その分子量を一定に保持した状態で
充分に混練することができる。

かつ、従来型の１軸式や２軸式の押出し機に対して混合
原料それ自体が有する特性が際立って良好な状態に保た
れ、混練用回転スクリュ５の各混練凹部１３…と加熱シ
リンダ４の各螺旋凹溝１１…とに沿って２方向に流動す
るので、混練時において流動性が低下または損なわれる
ことがなく、相互の交差による相乗混練作用により、混
練すべき混合原料の種類や特性に応じた適度かつ充分な
状態に混練することができる。

なお、この考案は、上述の実施例の構成のみに限定され
るものではない。

例えば、上述の加熱シリンダ４に形成した各螺旋凹溝１
１…と、混練用回転スクリュ５に形成した各混練凹部１
３…との交差角度及び条数は、混練すべき混合原料の種
類や混練程度に応じて変更することもでき、 また、混練用回転スクリュ５の混練部１２の形状は上記
実施例の２角の楕円形状に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示し、 第１図は加熱シリンダの要部拡大断面図、 第２図は第１図のＣ−Ｃ線矢視断面図、 第３図は押出し機の全体構成を示す断面図、 第４図は混練用回転スクリュおよび加熱シリンダの要部
拡大図、 第５図の（イ），（ロ）は第４図のＡ−Ａ線矢視断面図
とＢ−Ｂ線矢視断面図である。 ２……投入口、３……押出口 ４……加熱シリンダ ５……混練用回転スクリュ １１……螺旋凹溝、１２……混練部 １３……混練凹部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一端に投入口（２）を有し、他端に押出口
   （３）を有する加熱シリンダ（４）の内部に、混練用回
   転スクリュ（５）を回転可能に挿入した押出し機であっ
   て、 上記混練用回転スクリュ（５）の混練部（１２）に原料
   移送始端から原料移送終端にかけて原料の流通断面積が
   順次小となる混練凹部（１３）を形成すると共に、 上記混練部（１２）の略全幅対応する加熱シリンダ
   （４）の内周面に、前記混練用回転スクリュ（５）の螺
   進方向に対してその螺進方向が逆方向となる螺旋凹溝
   （１１）を形成した 押出し機。