JPH09109231A

JPH09109231A - ２軸押出機

Info

Publication number: JPH09109231A
Application number: JP7272560A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Kobayashi; 昭美小林; Tatsuya Yoshikawa; 達也葭川; Yasuo Tsuchiya; ▲やす▼夫土屋
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-04-28
Anticipated expiration: 2015-10-20
Also published as: JP3812964B2

Abstract

(57)【要約】【課題】押出材料の混練押出作業時の処理能力を向上さ
せることができ、しかも成形品品質を改善することがで
きる２軸押出機を提供することを目的とする。【解決手段】軸体１６の外周面にフライト部１７が突設
された１条フライトスクリュによってフィード部１１の
２つのスクリュ７をそれぞれ構成するとともに、各フィ
ードスクリュ７のフライト部１７における押出材料Ｕの
押出面となる片側の側壁面にスクリュ６の軸心方向に対
して直交する切欠面１８を形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体あるいは粉体
を高濃度に含有する樹脂原料からなる押出材料を混練
し、混練済みの押出材料を連続的に押出す２軸押出機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、微粉体原料、或いは微粉体を多
量に含む合成樹脂材料の２軸押出機として特公平２−１
６５０号公報には完全噛合型同方向回転の２軸押出機が
示されている。同公報に示されている２軸押出機には平
行に配置され、それぞれ噛合された２つのスクリュ本体
が２軸押出機本体のバレル内に収容されている。

【０００３】また、２軸押出機本体には押出材料を供給
するフィード口を備えたフィード部と、このフィード部
から送られる押出材料を混練する混練部と、フィード口
の下流側に配設され、混練部で混練される押出材料中に
含まれる空気を放出してそのバックフローを防止する空
気抜き開口部と、混練部の下流側に連結された混練済み
押出材料の出口部とが形成されている。さらに、フィー
ド部のスクリュ本体には送り用のフィードスクリュ、混
練部のスクリュ本体には混練用スクリュがそれぞれ形成
されている。

【０００４】そして、２軸押出機の動作時には２つのス
クリュ本体の回転にともないフィード部のフィードスク
リュによって混練部に送られる押出材料が混練部の混練
用スクリュによって混練され、混練部で混練された混練
済みの押出材料が出口部から連続的に押出されるように
なっている。さらに、押出材料の混練が進行している過
程で、押出材料中に含まれる空気が分離された際に、フ
ィード口の下流側に配設された空気抜き開口部からこの
空気を大気圧下で外部側に排出して除去することによ
り、押出材料中に含まれる空気がフィード口側に逆流す
るバックフローが発生することによる押し出し能力の低
下を防ぐ構成になっている。

【０００５】ところで、粉体、あるいは粉体を高濃度に
含有する樹脂原料を完全噛み合い型同方向回転２軸押出
機で混練押出する場合、フィードスクリュとして通常は
完全噛み合いプロファイルを持った２条ネジスクリュが
使用される。

【０００６】また、フィードスクリュとしては２条ネジ
スクリュよりも完全噛み合い条件を満足し、搬送能力に
優れる１条ネジスクリュも使用される。この１条ネジス
クリュは例えば実開平６−６８８１５号公報に示される
ように軸体の外周面に突設された螺旋状のフライト部の
両側のフライト溝部の溝側面が対称型のスクリュプロフ
ァイルに形成されている。そして、この対称型１条ネジ
フィードスクリュではフライト部の山幅が大きく、２軸
押出機の動作時に押出材料中に含まれる空気がフィード
口側に逆流するバックフローが少ない為、標準型２条ネ
ジよりも搬送能力が優れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、粉体、
あるいは粉体を高濃度に含有する樹脂原料を上記従来構
成の完全噛み合い型の２条ネジフィードスクリュを備え
た同方向回転２軸押出機で混練押出する場合には、２軸
押出機の動作中、押出材料に含まれる空気がフィード口
側に逆流するバックフローの発生を２条ネジフィードス
クリュ部において確実には防止することができないの
で、混練部で押出材料中に含まれる空気の一部が分離さ
れてフィード口に向かって逆流し、フィードスクリュ部
の原料を流動化する問題がある。そのため、従来から標
準的に使用されている２条ネジフィードスクリュでは押
出材料の搬送能力が低下して目標とする処理能力が得ら
れないおそれがある。

【０００８】そこで、この場合には標準型２条ネジフィ
ードスクリュよりも搬送能力に優れる実開平６−６８８
１５号公報に示されるような完全噛み合いプロファイル
を持った対称型１条ネジフィードスクリュが使用され
る。

【０００９】ここで、２軸押出機の押出材料として使用
される粉体、あるいは樹脂原料中に含有される粉体の粒
子直径は近年になり、微小化している。例えば、以前は
押出材料として使用される粉体、あるいは樹脂原料中に
含有される粉体の粒子直径は１０μｍ程度であったもの
が現在は２〜３μｍ、あるいは１μｍ以下程度に微小化
している。このような押出材料の粒子径の微小化によっ
て押出材料中の空気混入量が増大し、押出材料中に実質
的に含有される粉体の密度（カサ密度）が低下するの
で、２軸押出機の動作中に押出材料中に含まれる空気が
フィード口側に逆流するバックフローが多くなり、フィ
ード口への空気の逆流量もさらに増大する問題がある。

【００１０】そのため、上記従来構成のものにあっては
実開平６−６８８１５号公報に示す完全噛み合いプロフ
ァイルを持った対称型１条ネジフィードスクリュを使用
したとしても２軸押出機の目標とする処理能力が得られ
ない場合が多くなっているのが実情である。

【００１１】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的は、粉体、あるいは高濃度に粉体を含有し
た樹脂原料を押出材料として使用する混練押出作業時の
処理能力を向上させることができ、しかも成形品品質を
改善することができる２軸押出機を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は平行に
配置された２つのスクリュがそれぞれ噛合状態でバレル
内に収容されて２軸押出機本体が形成されるとともに、
押出材料が供給されるフィード部と、このフィード部の
下流側に配設され、押出材料を混練する混練部と、この
混練部混練部の下流側に配設された混練済みの押出材料
の出口部とが前記２軸押出機本体に形成され、前記スク
リュの回転にともない前記フィード部から前記混練部に
送られて混練された混練済みの押出材料が前記出口部か
ら連続的に押出される２軸押出機において、軸体の外周
面に螺旋状のフライト部が突設された１条のフライトス
クリュによって前記フィード部の２つのスクリュをそれ
ぞれ構成するとともに、前記各フライトスクリュのフラ
イト部における前記押出材料の押出面となる片側の側壁
面に前記スクリュの軸心方向に対して直交する切欠面を
形成したことを特徴とする２軸押出機である。

【００１３】そして、本請求項１の発明ではフィード部
の２つのフライトスクリュのフライト部の押出面側の側
壁面にスクリュの軸心方向に対して直交する切欠面を形
成することにより、粉体、あるいは高濃度に粉体を含有
する樹脂原料からなる押出材料を混練押出しする作業
中、フィード部の２つのフライトスクリュの隣接する前
後のフライト部間のスクリュ溝内の押出材料に対してフ
ィードスクリュの押出面側から加わる搬送力の大部分を
押出材料の流れ方向と略平行に作用させることができ
る。そのため、従来の対称型１条ネジフィードスクリュ
のようにフライト部の押出面側の側壁面が完全噛み合い
プロファイルの曲面で形成されている場合に比べてフラ
イト部間のスクリュ溝内の押出材料に加わる搬送力を大
きくすることができ、フィードスクリュの押出材料の搬
送能力を高め、実質的に含有される粉体の密度（カサ密
度）が低下することなく安定した搬送能力を発揮できる
ようにしたものである。

【００１４】また、請求項２の発明は請求項１の２軸押
出機の１条のフライトスクリュにおけるフライト部の周
面幅Ｗ₀ とスクリュ直径Ｄとの比Ｗ₀ ／ＤをＷ₀ ／Ｄ＝０．２〜０．４に設定したことを特徴とする２軸押出機である。

【００１５】そして、本請求項２の発明ではフライト部
の周面幅Ｗ₀ とスクリュ直径Ｄとの比Ｗ₀ ／Ｄを０．２
〜０．４の範囲内に設定したフライト部の周面幅が幅広
の一条スクリュによって形成されたフィードスクリュを
使用してフィード部から混練部に押出材料を送ることに
より、フィード部における押出材料中に含まれる空気の
バックフローを防止して押出材料を送る搬送能力の向上
を図るようにしたものである。

【００１６】また、請求項３の発明は平行に配置された
２つのスクリュがそれぞれ噛合状態でバレル内に収容さ
れて２軸押出機本体が形成されるとともに、押出材料が
供給されるフィード部と、このフィード部の下流側に配
設され、押出材料を混練する混練部と、この混練部の下
流側に配設された混練済みの押出材料の出口部とが前記
２軸押出機本体に形成され、前記スクリュの回転にとも
ない前記フィード部から前記混練部に送られて混練され
た混練済みの押出材料が前記出口部から連続的に押出さ
れる２軸押出機において、軸体の外周面に螺旋状のフラ
イト部が突設された１条のフライトスクリュによって前
記フィード部の２つのスクリュをそれぞれ構成するとと
もに、前記一方のフライトスクリュによって前記フライ
ト部の周面幅Ｗ₀ と、隣接するフライト部間のフライト
溝部の溝幅Ｇ₀ との関係をＷ₀ ＞Ｇ₀ に設定した前記フ
ライト部の周面幅が幅広の第１のスクリュを形成し、前
記他方のフライトスクリュによって前記フライト部の周
面幅Ｗ₀ と、隣接するフライト部間のフライト溝部Ｇ₀
との関係をＷ₀ ＜Ｇ₀ に設定した前記フライト部の周面
幅が幅狭の第２のスクリュを形成したことを特徴とする
２軸押出機である。

【００１７】そして、本請求項３の発明では第１のスク
リュにおけるフライト部の周面幅を幅広に、第２のスク
リュにおけるフライト部の周面幅を幅狭にそれぞれ設定
し、フィード部の２つのスクリュを非対称形状に形成す
ることにより、２本のスクリュの噛み合い部におけるフ
ライト部の周面幅が大い第１のスクリュの噛み合い長さ
を大きくして逆流した空気によって流動化した押出材料
のバックフローを防止するようにしたものである。

【００１８】また、請求項４の発明は請求項３のフライ
トスクリュは右ねじれであって、２軸押出機本体の出口
部側からみて右側に第２のスクリュを配設したことを特
徴とする２軸押出機である。

【００１９】一般に、２軸押出機のフィード部の２つの
スクリュのフライト部間のフライト溝部内の充満率は押
出材料の流動特性（特に粉体の流動特性）によって決定
される。この場合、右ネジレの送りスクリュを持つ同方
向回転２軸押出機のフィード部の２つのフライトスクリ
ュでは、右軸側で押出材料の押出圧力が高くなり、押出
機出口側から見て右側に偏った状態で押出材料が搬送さ
れ、フィード部の２つのフライトスクリュのフライト溝
部内のカサ密度は右軸側のスクリュの方が高くなる。そ
のため、本請求項４の発明ではスクリュ回転数一定のま
まで押出材料の処理量を増加していく際に、２軸押出機
本体の出口部側からみて右軸側にフライト部の周面幅が
小さい第２のスクリュを配設し、フライト溝部の押出材
料の流路断面積（流路体積）を大きくすることにより、
右軸側の押出材料の搬送量を増やし、処理能力を改善す
るようにしたものである。さらに、左軸側に配置された
第１のスクリュの幅広のフライト部により、２本のスク
リュの噛合部分で最も多い押出材料のバックフローを低
減するようにしたものである。

【００２０】また、請求項５の発明は請求項１〜４のい
ずれかに記載の２軸押出機本体の押出材料として無機系
フィラー１０〜９０重量％を含有する樹脂組成物を使用
し、前記押出材料を連続的に押出すものであることを特
徴とする２軸押出機である。

【００２１】そして、本請求項５の発明では無機系フィ
ラー１０〜９０重量％を含有する樹脂組成物を押出材料
として使用し、この押出材料を連続的に押出すようにし
たものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図１乃至図４（Ｂ）を参照して説明する。図１は完全
噛み合い型同方向回転２軸押出機１全体の概略構成を示
すものである。この２軸押出機１は高濃度に微粉体のフ
ィラーを含有した樹脂組成物からなる押出材料Ｕを混練
押し出しするもので、本実施の形態では押出材料Ｕとし
て無機系フィラー１０〜９０重量％を含有する樹脂組成
物が使用される。なお、本実施の形態の２軸押出機１で
取り扱う押出材料Ｕとしては次の２種類に大別される。
その１つは粉体材料がプラスチック、またはその他の有
機材料の場合である。他の１つは粉体材料が無機物で、
これをプラスチック、またはその他の有機材料と共に混
練する場合である。その一例としては、有機材料として
ＰＰ（ポリプロピレン樹脂）を使用し、ここに無機物で
あるタルク等を混練するものがある。

【００２３】また、２軸押出機１の本体には押出材料Ｕ
の流路を形成するバレル２が設けられている。このバレ
ル２にはフィード口３、空気抜き口４、真空ベント口５
がそれぞれ設けられている。ここで、フィード口３はバ
レル２の一端部側に配置されている。さらに、真空ベン
ト口５はバレル２の他端部側に配置され、空気抜き口４
はフィード口３と真空ベント口５との間に配置されてい
る。

【００２４】また、バレル２内には平行に配置された２
つのスクリュ６がそれぞれ噛合状態で収容されている。
各スクリュ６にはフィードスクリュ７、混練溶融部スク
リュ８、真空シール部９、２つの搬送スクリュ１０がそ
れぞれ設けられている。ここで、フィードスクリュ７は
バレル２のフィード口３と対応する位置に配置されてい
る。さらに、２つの搬送スクリュ１０はバレル２の空気
抜き口４および真空ベント口５とそれぞれ対応する位置
に配置されている。また、混練溶融部スクリュ８はバレ
ル２のフィード口３と空気抜き口４との間の部分と対応
する位置、真空シール部９はバレル２の空気抜き口４と
真空ベント口５との間の部分と対応する位置にそれぞれ
配置されている。

【００２５】そして、バレル２のフィード口３によって
２軸押出機１の本体に押出材料Ｕを供給するフィード部
１１が形成されている。さらに、このフィード部１１の
下流側には押出材料Ｕを混練する混練部１２が配設され
ている。この混練部１２はバレル２内の混練溶融部スク
リュ８によって形成されている。

【００２６】また、バレル２の終端部には混練済みの押
出材料Ｕの出口部１３が形成されている。なお、バレル
２内の２つのスクリュ６は図示しない回転駆動装置によ
ってそれぞれ同方向に回転駆動されるようになってい
る。

【００２７】また、図２は本実施の形態のフィード部１
１の２つのフィードスクリュ７を示すものである。各フ
ィードスクリュ７は図３（Ａ），（Ｂ）に示すように軸
心部に配設されたスクリュ軸１４と、このスクリュ軸１
４上に例えばスプライン嵌合、或いはキー嵌合によって
組付けられたスクリュエレメント１５とによって形成さ
れている。ここで、スクリュエレメント１５は軸体１６
の外周面に螺旋状のフライト部１７が突設された１条の
フライトスクリュによって形成されている。

【００２８】さらに、スクリュエレメント１５のフライ
ト部１７における押出材料Ｕの押出面となる片側の側壁
面にはスクリュ６の軸心方向に対して直交する切欠面１
８が形成されている。そして、このフライト部１７の片
側の切欠面１８により、不完全噛み合い型１条ネジスク
リュが形成されている。なお、スクリュエレメント１５
における１条フライトスクリュの不完全噛み合い型と
は、フライト部１７における切欠面１８が形成されてい
る片側の側壁面では反対側の側壁面に形成されている湾
曲面１９と対応する部分が切欠されている。そのため、
この切欠面１８の部分では噛合される２つのフィードス
クリュ７，７間の噛合状態が不完全となるという意味で
ある。

【００２９】また、不完全噛み合い型のフィードスクリ
ュ７は隣接するフライト部１７間の間隔であるスクリュ
ピッチがスクリュ直径Ｄに対して０．７〜１．５Ｄに設
定され、かつフライト部１７の周面幅Ｗ₀ が０．２〜
０．４Ｄ程度に設定されている。すなわち、フライト部
１７の周面幅Ｗ₀ とスクリュ直径Ｄとの比Ｗ₀ ／ＤはＷ₀ ／Ｄ＝０．２〜０．４程度に設定されている。

【００３０】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、２軸押出機１の動作時にはバレル２内の２つのス
クリュ６は同方向に回転駆動される。この状態で、押出
材料Ｕとして使用される粉体、あるいは高濃度に粉体を
含有する樹脂原料、例えば無機系フィラー１０〜９０重
量％を含有する樹脂組成物がフィード部１１のフィード
口３からバレル２内に定量供給される。

【００３１】また、フィード口３からバレル２内に供給
された押出材料Ｕはフィードスクリュ７によって混練部
１２に送られ、適宜に混練溶融される。この時、押出材
料Ｕの樹脂原料中に含まれている空気は分離され、空気
抜き口４より外部に排出される。なお、ここで分離され
た空気の一部はフィード口３の方向へ逆流する。

【００３２】さらに、混練部１２の混練溶融部スクリュ
８で混練された混練済みの押出材料Ｕは真空シール部９
を通過し、真空ベント口５で揮発成分が除去された後、
搬送スクリュ１０により出口部１３側に搬送され、出口
部１３から連続的に押出される。なお、２軸押出機１の
本体は押出材料Ｕの樹脂原料の種類および押し出される
樹脂の状態によって適宜に制御される。

【００３３】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、フィード部１１の２つのフィー
ドスクリュ７のフライト部１７の押出面側の側壁面にス
クリュ６の軸心方向に対して直交する切欠面１８を形成
したので、フィード部１１の２つのフィードスクリュ７
の隣接する前後のフライト部１７間のスクリュ溝２０の
軸方向断面プロファイルが図４（Ａ）に示すようにその
スクリュ溝２０内の上流側と下流側とで異なる非対称プ
ロファイルになっている。ここで、スクリュ溝２０の上
流側（押出材料Ｕの押出し側）のフライト部１７の側壁
面には、スクリュ溝２０の谷底面（溝底面）に対し、直
角面内に平面（切欠面１８）が形成されているので、２
つのフィードスクリュ７間の完全噛み合い条件を満足し
ない。また、スクリュ溝２０の下流側のフライト部１７
の側壁面には、スクリュ溝２０の谷底面に対し、２つの
フィードスクリュ７の完全噛み合い条件を満足する湾曲
面１９が形成されている。

【００３４】そのため、押出材料Ｕを混練押出しする作
業中、図４（Ａ）に示すようにフィード部１１の２つの
フィードスクリュ７のスクリュ溝２０内の押出材料Ｕに
対してフィードスクリュ７の押出面側の切欠面１８から
加わる搬送力の大部分を同図中に矢印Ｆ₁ で示すように
押出材料Ｕの流れ方向と略平行に作用させることができ
る。これに対し、図４（Ｂ）に示す従来の対称型１条ネ
ジフィードスクリュのようにフライト部１７の押出面側
の側壁面が完全噛み合いプロファイルの湾曲面１９で形
成されている場合にはフライト部１７間のスクリュ溝２
０内の押出材料Ｕに加わる搬送力は同図中に矢印Ｆ₂ で
示すように湾曲面１９の法線方向に沿って作用するの
で、押出材料Ｕの流れ方向と略平行に作用させることが
できる搬送力の分解ベクトル成分は小さくなる。

【００３５】したがって、本実施の形態の不完全噛み合
い型のフィードスクリュ７では図４（Ｂ）に示す従来の
対称型１条ネジフィードスクリュのようにフライト部１
７の押出面側の側壁面が完全噛み合いプロファイルの湾
曲面１９で形成されている場合に比べてフライト部１７
間のスクリュ溝２０内の押出材料Ｕに加わる搬送力を大
きくすることができるので、フィードスクリュ７による
押出材料Ｕの搬送能力を高め、実質的に含有される粉体
の密度（カサ密度）が低下することなく、安定した搬送
能力を発揮できる。そのため、粉体、あるいは高濃度に
粉体を含有した樹脂原料を押出材料Ｕとして使用する混
練押出作業時の処理能力を向上させることができ、粉体
の最高含有率および成形品品質の改善を図ることができ
る。

【００３６】また、２軸押出機１の１条のフライトスク
リュ７におけるフライト部１７の周面幅Ｗ₀ とスクリュ
直径Ｄとの比Ｗ₀ ／ＤをＷ₀ ／Ｄ＝０．２〜０．４に設
定したので、フライト部１７の周面幅が幅広の一条スク
リュによって形成されたフィードスクリュ７を使用して
フィード部１１から混練部１２に押出材料Ｕを送ること
ができる。そのため、フィード部１１における押出材料
Ｕ中に含まれる空気のバレル２とフライト部１７および
フライト部１７とスクリュ溝２０の噛合部からのバック
フローを防止して押出材料Ｕを搬送する搬送能力の向上
を図ることができる。

【００３７】また、図５乃至図７（Ｂ）は本発明の第２
の実施の形態を示すものである。本実施の形態は、第１
の実施の形態と同じ完全噛み合い型の同方向回転２軸押
出機１におけるフィード部１１の２つのフィードスクリ
ュ７の構成を次の通り変更したものである。

【００３８】すなわち、本実施の形態では図５に示すよ
うにフライトスクリュが右ねじれであって、フィード部
１１の２つのフィードスクリュ７の形状が２軸押出機１
の本体の出口部１３側からみて左側に配置される左軸で
ある第１のスクリュ３１と、右側に配置される右軸であ
る第２のスクリュ３２とで異なるスクリュプロファイル
を持った非対称型の１条ネジスクリュとなっている。

【００３９】ここで、第１のスクリュ３１は図６に示す
ように軸心部に配設されたスクリュ軸３３と、このスク
リュ軸３３上に例えばスプライン嵌合、或いはキー嵌合
によって組付けられたスクリュエレメント３４とによっ
て形成されている。また、スクリュエレメント３４は軸
体３５の外周面に螺旋状のフライト部３６が突設され、
軸方向プロファイルが完全噛み合い条件を満足する湾曲
面で形成された１条のフライトスクリュによって形成さ
れている。

【００４０】さらに、このスクリュエレメント３４はフ
ライト部３６の周面幅Ｗ₀ と、隣接するフライト部３６
間のフライト溝部３７の溝幅Ｇ₀ との関係がＷ₀ ＞Ｇ₀
に設定されている。したがって、第１のスクリュ３１は
フライト部３６の周面幅が幅広に形成されている。

【００４１】また、第２のスクリュ３２も同様に軸心部
に配設されたスクリュ軸４２と、このスクリュ軸４２上
に例えばスプライン嵌合、或いはキー嵌合によって組付
けられたスクリュエレメント３８とによって形成されて
いる。また、スクリュエレメント３８は軸体３９の外周
面に螺旋状のフライト部４０が突設され、軸方向プロフ
ァイルが完全噛み合い条件を満足する湾曲面で形成され
た１条のフライトスクリュによって形成されている。

【００４２】さらに、このスクリュエレメント３８はフ
ライト部４０の周面幅Ｗ₀ と、隣接するフライト部４０
間のフライト溝部４１の溝幅Ｇ₀ との関係がＷ₀ ＜Ｇ₀
に設定されている。したがって、第２のスクリュ３２は
フライト部４０の周面幅が極端に幅狭に形成されてい
る。

【００４３】次に、上記構成の作用について説明する。
２軸押出機１の動作時には図７（Ａ），（Ｂ）に示すよ
うにフィード口３の上方から供給された押出材料Ｕの原
料は、フィード部１１の２つのフィードスクリュ７であ
る第１のスクリュ３１および第２のスクリュ３２の各フ
ライト溝部３７，４１内に流入される。そして、第１の
スクリュ３１および第２のスクリュ３２の回転動作にと
もない混練部１２側に送られ、適宜に混練溶融される。

【００４４】このとき、フィード口３の上方から供給さ
れた押出材料Ｕの原料は、後述する右ネジレの送りスク
リュ（フィード部１１の２つのフィードスクリュ７）の
作用により２軸押出機１の本体の出口部１３側から見て
バレル２の内部の押出材料Ｕの流路の右側に偏った状態
で喰い込んでいく。すなわち、供給原料である押出材料
Ｕの喰い込み場所は、図７（Ｂ）中に示すように２軸押
出機１の本体の出口部１３側から見て右軸の第２のスク
リュ３２側の下流側領域Ｚとなる。

【００４５】したがって、右軸側の第２のスクリュ３２
のフライト部４０の周面幅を極端に幅狭に形成し、隣接
するフライト部４０間のフライト溝部４１の溝幅Ｇ₀ を
大きくすることにより、フライト溝部４１内の押出材料
Ｕの流路断面積（流路体積）を大きくすることで、２軸
押出機１の本体の流路内により多くの押出材料Ｕの原料
を喰い込ませることができる。

【００４６】一般に、右ネジレの送りスクリュを持つ同
方向回転２軸押出機１では、２軸押出機１の本体の出口
部１３側からみて右側に配置される右軸と左側に配置さ
れる左軸とで押出材料Ｕの押出圧力が異なっていること
が知られている。すなわち、右軸と、左軸とでは原料の
押出材料Ｕの輸送量が異なっていることになる。

【００４７】したがって、フィード部１１においては、
バレル２の内部に供給された押出材料Ｕは２軸押出機１
の本体の出口部１３側から見て押出材料Ｕの流路の右側
に偏った状態で喰い込んで搬送されることになる。その
ため、実質的に含有される粉体の密度（カサ密度）が低
下することなく安定した搬送能力を発揮できる。

【００４８】また、２軸押出機１の処理能力を増大させ
ようとした場合、フィード部１１の第１のスクリュ３１
および第２のスクリュ３２の回転数を増加するか、また
はフィード部１１の第１のスクリュ３１および第２のス
クリュ３２の各フライト溝部３７，４１内の押出材料Ｕ
の供給量を増大させる必要がある。ここで、フィード部
１１の第１のスクリュ３１および第２のスクリュ３２の
回転数の増大は、成形品の樹脂温度上昇を招き、物性の
低下を引き起こす可能性があるため、好ましくない。

【００４９】また、フィード部１１の第１のスクリュ３
１および第２のスクリュ３２の回転数を一定に保持した
ままの状態で、押出材料Ｕの処理量（供給量）を増加し
ていくと、フィード部１１の第１のスクリュ３１および
第２のスクリュ３２の各フライト溝部３７，４１内では
押出材料Ｕが充満されていく。このとき、フィード部１
１の第１のスクリュ３１および第２のスクリュ３２の各
フライト溝部３７，４１内の押出材料Ｕの充満率は、押
出材料Ｕの原料の流動特性（特に粉体の流動特性）によ
って決定されるため、押し込み能力に優れる標準１条ス
クリュを使用したとしても限界がある。

【００５０】そこで、本実施の形態のように２軸押出機
１の本体の出口部１３側から見て右側に配置される右軸
である第２のスクリュ３２のフライト部４０の周面幅を
極端に幅狭に形成し、隣接するフライト部４０間のフラ
イト溝部４１の溝幅Ｇ₀ を大きくすることにより、第２
のスクリュ３２のフライト溝部４１内の押出材料Ｕの流
路断面積（流路体積）を大きくし、この流路の右側に偏
った状態で喰い込んでいくので、２軸押出機１の本体全
体の処理能力を改善することができる。

【００５１】また、２軸押出機１の本体の出口部１３側
からみて左側に配置される左軸である第１のスクリュ３
１はフライト部３６の周面幅Ｗ₀ が幅広に形成されてい
るので、フィード部１１の第１のスクリュ３１と第２の
スクリュ３２との噛合部の長さ、すなわち第２のスクリ
ュ３２のフライト溝部４１と、第１のスクリュ３１のフ
ライト部３６との噛み合い長さが大きくなる。そのた
め、第１のスクリュ３１と第２のスクリュ３２との噛合
部で最も多く発生する逆流した空気によって流動化した
押出材料Ｕの原料のバックフローの防止効果を高めるこ
とができる。

【００５２】また、次の表１の実験例１〜４は従来構成
の２軸押出機による押出材料Ｕの押出し実験結果（実験
例１、２）と、本発明の第１の実施の形態の２軸押出機
１による押出材料Ｕの押出し実験結果（実験例３）と、
本発明の第２の実施の形態の２軸押出機１による押出材
料Ｕの押出し実験結果（実験例４）とを比較して示した
ものである。

【００５３】

【表１】

【００５４】ここで、表１の押出し実験で使用される押
出材料Ｕの原料としては、メルトフローインデックス
（ＭＩ値）が５のポリプロピレンと、平均粒子径３μｍ
のタルクを使用し、混合比はポリプロピレン：タルク＝
４０：６０である。

【００５５】また、実験例１の従来法は、フィードスク
リュ７として図８（Ａ）に示すように完全噛み合いプロ
ファイルを持った標準的な２条ネジスクリュ５１を使用
した場合を示す。この実験例１では２軸押出機１の動作
中、混練部１２で押出材料中に含まれる空気の一部が分
離され、この分離された空気の逆流により、押出材料Ｕ
の原料が流動化するために、押出材料Ｕの押出量１００
Ｋｇ／Ｈを得るのに３００ｒｐｍのスクリュ速度が必要
であった。さらに、空気抜き口４からはタルクの舞上が
りが多く、押出材料Ｕの樹脂分のポリプロピレンと混練
が不十分であった。したがって、２軸押出機１の運転安
定性も良くなかった。

【００５６】また、実験例２の従来法は、フィードスク
リュ７として図８（Ｂ）に示すように完全噛み合いプロ
ファイルを持った標準的な１条スクリュ５２を使用した
場合を示す。この実験例２では２軸押出機１の動作中、
１条スクリュの高搬送能力により、スクリュ速度２５０
ｒｐｍで、押出材料Ｕの押出量１２０Ｋｇ／Ｈとなり、
２軸押出機１の運転能力に多少の改善がみられ、押出材
料Ｕの処理能力の増大とスクリュ速度の低速化が可能と
なった。しかしながら、この場合は空気抜き口４からは
タルクの舞上がりが見られ、２軸押出機１の運転安定性
は実験例１の従来法より改善されたが、満足できる程度
の２軸押出機１の運転安定性を得るには今一歩であっ
た。

【００５７】また、実験例３は本発明の第１の実施の形
態の２軸押出機１のように、フィードスクリュ７として
不完全噛み合い型１条ネジスクリュを使用した場合を示
す。この実験例３では２軸押出機１の動作時に、スクリ
ュ速度が３５０ｒｐｍで、押出材料Ｕの押出量１７０Ｋ
ｇ／Ｈまでの運転が可能となった。また、実験例１およ
び２に対し、押出量Ｑとスクリュ回転数Ｎｓの積で表現
できるフィード部での実質的に含有される粉体の密度比
（相対カサ密度）が２となった。

【００５８】また、実験例４は本発明の第２の実施の形
態の２軸押出機１のように、フィードスクリュとして非
対称型の１条ネジスクリュを使用した場合を示す。この
実験例４では２軸押出機１の動作時に、スクリュ速度が
３００ｒｐｍで、押出材料Ｕの押出量１５０Ｋｇ／Ｈま
での運転が可能となり、相対カサ密度は１．５となっ
た。

【００５９】さらに、実験例３および４共、空気抜き口
４からのタルクの舞上がりおよびフィード口３での押出
材料Ｕの原料の食い込み不良はほとんど見られず、２軸
押出機１の運転安定性はきわめて良好であった。

【００６０】したがって、上記表１からも明らかなよう
に本発明の第１の実施の形態の２軸押出機１および第２
の実施の形態の２軸押出機１ではフィードスクリュ７の
スクリュ速度が同一の場合、従来構成の２軸押出機に比
べて１．５乃至２倍程度の押出材料Ｕの処理能力の向上
が図れる。また、２軸押出機１の押出量Ｑとフィードス
クリュ７のスクリュ速度Ｎｓとの比Ｑ／Ｎｓ値は押出材
料Ｕの樹脂温度の指標となるが、本発明の第１の実施の
形態の２軸押出機１および第２の実施の形態の２軸押出
機１ではＱ／Ｎｓ値が大きくなっており、押出材料Ｕの
樹脂温度が低下し、成形品の物性が改善されていること
が推測される。

【００６１】さらに、実験例２の従来法と比較した場
合、実験例３および４では安定運転が可能な処理能力の
上限が改善されており、搬送能力が改善された本発明の
不完全噛み合い型１条ネジスクリュおよび非対称型１条
ネジスクリュの効果が充分に発揮されている。なお、本
発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、さら
に、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形
実施できることは勿論である。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、粉体、あるいは高濃度
に粉体を含有した樹脂原料を押出材料として使用する混
練押出作業時の処理能力を向上させることができ、しか
も成形品品質を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における２軸押出機
全体の概略構成図。

【図２】第１の実施の形態の２軸押出機のフィード部の
２つのフィードスクリュの噛合状態を示す側面図。

【図３】（Ａ）は第１の実施の形態の２軸押出機のフィ
ードスクリュの切欠面を示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）の
３Ｂ−３Ｂ線断面図。

【図４】（Ａ）は第１の実施の形態のフィードスクリュ
による押出材料の押出し作用を説明するための説明図、
（Ｂ）は完全噛合い型フィードスクリュによる押出材料
の押出し作用を説明するための説明図。

【図５】本発明の第２の実施の形態の２軸押出機のフィ
ード部の２つのフィードスクリュの噛合状態を示す側面
図。

【図６】第２の実施の形態の２つのフィードスクリュの
噛合状態を示す要部の縦断面図。

【図７】（Ａ）は第２の実施の形態の２軸押出機におけ
るフィード口の位置の２つのフィードスクリュの噛合部
分を示す概略構成図、（Ｂ）は同フィード口から２つの
フィードスクリュの噛合部分を見た状態を示す概略構成
図。

【図８】（Ａ）は実験例１の標準型２条ネジスクリュの
噛合状態を示す側面図、（Ｂ）は実験例２の標準型１条
ネジスクリュの噛合状態を示す側面図。

【符号の説明】

Ｕ…押出材料、２…バレル、６…スクリュ、７…フィー
ドスクリュ、１１…フィード部、１２…混練部、１３…
出口部、１７…フライト部、１８…切欠面、３１…第１
のスクリュ、３２…第１のスクリュ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平行に配置された２つのスクリュがそれ
ぞれ噛合状態でバレル内に収容されて２軸押出機本体が
形成されるとともに、押出材料が供給されるフィード部
と、このフィード部の下流側に配設され、押出材料を混
練する混練部と、この混練部の下流側に配設された混練
済みの押出材料の出口部とが前記２軸押出機本体に形成
され、前記スクリュの回転にともない前記フィード部か
ら前記混練部に送られて混練された混練済みの押出材料
が前記出口部から連続的に押出される２軸押出機におい
て、軸体の外周面に螺旋状のフライト部が突設された１条の
フライトスクリュによって前記フィード部の２つのスク
リュをそれぞれ構成するとともに、前記各フライトスク
リュのフライト部における前記押出材料の押出面となる
片側の側壁面に前記スクリュの軸心方向に対して直交す
る切欠面を形成したことを特徴とする２軸押出機。
【請求項２】前記１条のフライトスクリュは、そのフ
ライト部の周面幅Ｗ₀ とスクリュ直径Ｄとの比Ｗ₀ ／Ｄ
をＷ₀ ／Ｄ＝０．２〜０．４に設定したことを特徴とする請求項１に記載の２軸押出
機。
【請求項３】平行に配置された２つのスクリュがそれ
ぞれ噛合状態でバレル内に収容されて２軸押出機本体が
形成されるとともに、押出材料が供給されるフィード部
と、このフィード部の下流側に配設され、押出材料を混
練する混練部と、この混練部混練部の下流側に配設され
た混練済みの押出材料の出口部とが前記２軸押出機本体
に形成され、前記スクリュの回転にともない前記フィー
ド部から前記混練部に送られて混練された混練済みの押
出材料が前記出口部から連続的に押出される２軸押出機
において、軸体の外周面に螺旋状のフライト部が突設された１条の
フライトスクリュによって前記フィード部の２つのスク
リュをそれぞれ構成するとともに、前記一方のフライトスクリュによって前記フライト部の
周面幅Ｗ₀ と、隣接するフライト部間のフライト溝部の
溝幅Ｇ₀ との関係をＷ₀ ＞Ｇ₀ に設定した前記フライト
部の周面幅が幅広の第１のスクリュを形成し、前記他方のフライトスクリュによって前記フライト部の
周面幅Ｗ₀ と、隣接するフライト部間のフライト溝部Ｇ
₀ との関係をＷ₀ ＜Ｇ₀ に設定した前記フライト部の周
面幅が幅狭の第２のスクリュを形成したことを特徴とす
る２軸押出機。
【請求項４】前記フライトスクリュは右ねじれであっ
て、前記２軸押出機本体の出口部側からみて右側に前記
第２のスクリュを配設したことを特徴とする請求項３に
記載の２軸押出機。
【請求項５】前記２軸押出機本体は前記押出材料とし
て無機系フィラー１０〜９０重量％を含有する樹脂組成
物を使用し、前記押出材料を連続的に押出すものである
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の２軸
押出機。