JPH10272668A - スクリュ式供給装置 - Google Patents

スクリュ式供給装置

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JPH10272668A
JPH10272668A JP9095005A JP9500597A JPH10272668A JP H10272668 A JPH10272668 A JP H10272668A JP 9095005 A JP9095005 A JP 9095005A JP 9500597 A JP9500597 A JP 9500597A JP H10272668 A JPH10272668 A JP H10272668A
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screw
auxiliary stirring
stirring blade
chute
diameter
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英樹 水口
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二三夫 小林
Masaharu Ishida
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/60—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for feeding, e.g. end guides for the incoming material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/60—Mixing solids with solids
    • B01F23/64—Mixing solids with solids using rotatable mixing elements at the lower end of discharge hoppers

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  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリュ式供給装置において樹脂原料と各種
添加助剤とを均一混合させることができず、合成樹脂の
溶融混練機で得られる製品の品質不良の原因となりかね
ない。 【解決手段】 基端上部にシュート部8を有し、先端下
部に排出口1aを有し、シュート部8から供給した二種
以上の原料を回転駆動装置11によつて回転駆動される
スクリュ3によつて混合しながら中心軸線方向に搬送さ
せ、排出口1aから排出・供給させるスクリュ式供給装
置であつて、シュート部8に回転自在に支持した支持軸
5と、支持軸5に取付けた補助攪拌羽根6と、支持軸5
を回転駆動する回転駆動装置12とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スクリュ式供給装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、合成樹脂の溶融混練機に対し、
スクリュ式供給装置が装備されている。このスクリュ式
供給装置は、原料供給口に供給した樹脂原料(粉体又は
粒状体)及び各種添加助剤を回転するスクリュによつて
均一に混合しながら搬送し、排出口から次工程の溶融混
練機に向けて所定量を連続供給する機能を有する。この
種のスクリュ式供給装置は、スクリュを加工した1本の
回転軸を備える単軸式が一般的に利用され、スクリュに
よる混合・分散性能を増すため、スクリュ及びフライト
形状に種々の工夫がなされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のスクリュ式供給装置にあつては、二種以上の
原料の混合・分散能力に劣るという技術的課題を有して
いる。すなわち、合成樹脂の溶融混練機(例えば押出
機)で得られる製品の品質を高めるためには、その前工
程となるスクリュ式供給装置において、樹脂原料と各種
添加助剤とを均一混合させることが重要である。しかし
ながら、特に、大型の溶融混練機において、前工程での
均一混合が十分確保されない傾向にあり、これが製品の
品質不良の原因となりかねない。近時、溶融混練機の処
理能力が30〜50T/hに向上するに伴い、混合・分
散不足に起因する製品の品質不良の問題が顕在化する傾
向にある。本発明は、大形化を抑制しながら、短時間で
の均一混合・分散を可能とするスクリュ式供給装置の提
供を目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の技術的課題に鑑みてなされたもので、その構成は、
次の通りである。請求項1の発明は、基端上部にシュー
ト部8を備え、先端下部に排出口1aを有し、シュート
部8から供給した二種以上の原料を回転駆動装置11に
よつて回転駆動されるスクリュ3によつて混合しながら
中心軸線方向に搬送させ、排出口1aから排出・供給さ
せるスクリュ式供給装置であつて、シュート部8に回転
自在に支持した支持軸5と、支持軸5に取付けた補助攪
拌羽根6と、支持軸5を回転駆動する回転駆動装置12
とを有することを特徴とするスクリュ式供給装置であ
る。請求項2は、補助攪拌羽根6の回転駆動装置12と
スクリュ3の回転駆動装置11とが、別個独立している
ことを特徴とする請求項1のスクリュ式供給装置であ
る。請求項3は、スクリュ3と補助攪拌羽根6とが噛み
合い関係にあり、スクリュ3の外周部に形成した切欠き
部3aに補助攪拌羽根6の外径部が受入れられることを
特徴とする請求項1又は2のスクリュ式供給装置であ
る。請求項4は、スクリュ3の直径をd、シュート部8
の中心軸線方向の長さをMとして、M=(2〜3)×d
を満たすと共に、補助攪拌羽根6が中心軸線方向に複数
配置されていることを特徴とする請求項1,2又は3の
スクリュ式供給装置である。請求項5は、補助攪拌羽根
6の直径をDとし、スクリュ3の直径をdとして、D/
d=1.2〜2.0の範囲に設定されていることを特徴
とする請求項1,2,3又は4のスクリュ式供給装置で
ある。請求項6は、スクリュ3の全長をL、スクリュ3
の直径をdとして、L/d=(5〜15)を充足するこ
とを特徴とする請求項1,2,3,4又は5のスクリュ
式供給装置である。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1,図2は、本発明に係
るスクリュ式供給装置の1実施の形態を示す。図中にお
いて符号1はシリンダ状をなす本体を示し、本体1内に
中心軸線を合致させてスクリュ3が回転自在に支持され
ている。スクリュ3は、スクリュ軸2の周囲に螺旋状の
羽根を有している。スクリュ軸2は、本体1の前壁及び
後壁をそれぞれ回転自在に貫通し、軸受20,21によ
つて回転自在に支持されると共に、基端部にモータ等の
回転駆動源11が接続している。本体1の先端下部には
排出口1aが形成され、先端上部には原料より空気ガス
を大気に分離するためのバッグフィルター空気分離器1
0が接続され、基端上部には供給口1bが形成されてい
る。排出口1aには、次工程となる装置、例えば合成樹
脂の溶融混練機14が接続される。この回転駆動源11
のモータには、通常、変速モータが使用され、スクリュ
3を任意の回転速度によつて駆動することが可能になつ
ている。
【0006】本体1の供給口1bには、矩形筒状をなす
シュート部8を接続させて形成させる。シュート部8
は、図2に示すようにU字状をなして上端が供給口1b
を形成する本体1の基端上部に接続部8aを介して接続
し、上端がシュート供給口8bを形成している。接続部
8aは、図2に示す側面視で上方に向けて次第に拡幅し
ている。このシュート部8には、回転自在に支持した支
持軸5と、支持軸5に取付けた補助攪拌羽根6と、支持
軸5を回転駆動する回転駆動装置12とを設ける。支持
軸5は、シュート部8の前壁及び後壁をそれぞれ回転自
在に貫通し、軸受22,23によつて回転自在に支持さ
れると共に、基端部にモータ等の回転駆動源12が接続
している。しかして、支持軸5は、スクリュ軸2の上方
に位置して中心軸線が平行をなしている。
【0007】補助攪拌羽根6は、支持軸5の中心軸線方
向に所定間隔(スクリュ3の1/2ピッチ)として複数
箇所(7箇所)に形成してあり、交互に90°だけ位置
をずらせて直径方向に突出させることにより、バランス
を考慮してある。そして、補助攪拌羽根6は、スクリュ
3と噛み合う位置関係として配置すると共に、補助攪拌
羽根6とスクリュ3との干渉を防止するために、スクリ
ュ3の外周部に所定間隔で切欠き部3aを形成してあ
る。しかして、補助攪拌羽根6の外径部が、スクリュ3
の切欠き部3aに受入れられるので、補助攪拌羽根6と
スクリュ3との相対回転が許容される。また、スクリュ
3の直径をd、シュート部8の中心軸線方向の長さをM
として、この長さMを直径dの2〜3倍の範囲、つまり
M=(2〜3)×dを充足させてある。これにより、ス
クリュ3の直径dに相関するスクリュ式供給装置の処理
能力に応じてシュート部8からの原料の供給を可能にす
ると共に、所定長さMのシュート部8に複数個の補助攪
拌羽根6の配設空間を確保し、シュート部8内の原料に
対する補助攪拌羽根6による攪拌能力を適当に確保する
ことができる。
【0008】更に、補助攪拌羽根6の直径Dをスクリュ
3の直径dよりも大きく設定し、その比は、D/d=
1.2〜2.0の範囲とする。従つて、図2に示す本体
1の円筒内面の直径d1 とシュート部8の左右方向の幅
Nとの比N/d1 も、N/d1=1.2〜2.0の範囲
になつている。これにより、スクリュ3に比して補助攪
拌羽根6が大きくなり過ぎて、シュート部8が大形化
し、かつ、シュート部8内の原料がスクリュ3に向けて
落下し難くなつてスクリュ3への原料供給が円滑になさ
れなくなることを防止しながら、補助攪拌羽根6によつ
て攪拌された比較的多量の原料がスクリュ3に向けて安
定供給されるようになる。また、スクリュ3の全長をL
として、全長Lをスクリュ3の直径dの所定倍(5〜1
5)、つまりL/d=(5〜15)を充足させる。これ
は、L/dが15を超えると、補助攪拌羽根6によつて
予め攪拌された原料がスクリュ3に向けて供給されてい
るにも関わらず、スクリュ3による混合作用が長時間に
わたり過剰に与えられることになつて無駄であり、ま
た、L/dが5未満ではピッチ等の如何によらずスクリ
ュ3による混合作用が不足するためである。
【0009】次に作用について説明する。いま、排出口
1aには合成樹脂の溶融混練機14が接続され、シュー
ト供給口8bから二種類以上の混合すべき原料として樹
脂及び各種添加助剤が供給されるものとする。回転駆動
源11によつてスクリュ軸2ひいてはスクリュ3を回転
駆動し、回転駆動装置12によつて支持軸5及び補助攪
拌羽根6を回転駆動した状態で、シュート供給口8bか
ら樹脂及び各種添加助剤を原料として供給すれば、この
原料がシュート部8内において補助攪拌羽根6によつて
攪拌され、補助的に混合・分散された状態で本体1内に
自重にて落下する。
【0010】補助攪拌羽根6は、本体1内に落下供給さ
れる原料を、予め、シュート部8内において補助的に攪
拌・混合させる機能を有し、本来の原料の混合・分散機
能はスクリュ3が有しているため、回転駆動装置12に
よる補助攪拌羽根6の回転速度は、原料の供給量の大小
によらず一定不変とすることができる。スクリュ3の直
径をd、シュート部8の中心軸線方向の長さをMとし
て、M=(2〜3)×dを満たすように、シュート部8
の内部空間を適当な大きさに確保したので、シュート部
8からスクリュ3への原料の供給不足は生じ難い。更に
は、補助攪拌羽根6の直径をDとし、スクリュの直径を
dとして、D/d=1.2〜2.0の範囲に設定し、シ
ュート部8の内部空間を適当な大きさに確保したことと
も相まつて、シュート部8からスクリュ3への供給不足
は生じ難い。
【0011】更に、補助攪拌羽根6の外径部がスクリュ
3の切欠き部3aに受入れられながら、補助攪拌羽根6
とスクリュ3とが相対回転可能である。このため、補助
攪拌羽根6によつて攪拌されながらスクリュ3側に落下
する原料は、相対回転する補助攪拌羽根6及びスクリュ
3によつて高度に攪拌・混合された後に、スクリュ3側
に移動する。しかして、スクリュ3を回転駆動する回転
駆動源11のモータを回転速度を変更可能な可変モータ
とし、補助攪拌羽根6を回転駆動する回転駆動源12の
モータを回転速度が一定の定速モータとし、必要に応じ
てスクリュ3の周速を異ならせることにより、良好な攪
拌・混合作用を得ることが可能である。補助攪拌羽根6
の回転とスクリュ3の回転とを逆方向とすれば、更なる
攪拌・混合作用の向上を図ることができる。また、両回
転駆動源11,12を共通の可変モータを備えるものと
して構成し、補助攪拌羽根6の回転速度をスクリュ3の
回転速度に連動させれば、スクリュ3の搬送能力に応じ
た攪拌・混合作用を補助攪拌羽根6に与えることが容易
になる。
【0012】
【実施例】実際に、補助攪拌羽根6の直径D=150m
m、シュート部8の長さM=300mm、シュート部8
の左右方向の幅N=170mm、スクリュ3の直径d=
100mm、スクリュ軸2の直径d2 =30mm、スク
リュ3の全長L=1200mm、スクリュ3のピッチ=
100mm、スクリュ3の回転数n=15〜150rp
m、補助攪拌羽根6の回転数=100rpm(スクリュ
3と逆回転)とするスクリュ式供給装置を使用し、排出
口1aには、次工程となる装置として合成樹脂の溶融混
練機14(押出機)を接続させた。そして、シュート供
給口8bから、原料としてPP(ポリプロピレン)パウ
ダー+30%フィラー=700〜1000kg/hを供給し
て試験した。その結果、スクリュ3の回転数が50,7
5及び100rpmにおいて、スクリュ式供給装置によ
つて良好に分散、混合された材料が排出口1aから溶融
混練機14に供給された。フィラーの分散度が良好であ
ることは、溶融混練機14から押出成形された合成樹脂
をシート状にプレスしたもので確認した。
【0013】比較のためにシュート部8に補助攪拌羽根
6を備えない従来のスクリュ式供給装置を使用し、スク
リュ3の直径d=100mm、スクリュ軸2の直径d2
=30mm、スクリュ3の全長L=1500mm、スク
リュ3のピッチ=100mm、スクリュ3の回転数n=
15〜150rpmとして同様の試験を行つた。原料と
して同様のPP(ポリプロピレン)パウダー+30%フ
ィラー=700〜1000kg/hを供給した。その結果、
スクリュ3の回転数が50,75及び100rpmにお
いても、スクリュ式供給装置における分散、混合が不十
分となつた。分散、混合が不十分であることは、溶融混
練機14から押出成形された合成樹脂をシート状にプレ
スしたもので分散度を検査し、一部に分散不良が見られ
たことで確認した。
【0014】
【発明の効果】以上の説明によつて理解されるように、
本発明に係るスクリュ式供給装置によれば、下記の効果
を奏することができる。 (1)原料供給口となるシュート部に補助攪拌羽根を配
置し、二種以上の原料を回転する補助攪拌羽根によつて
予め混合させた後にスクリュに向けて供給するため、ス
クリュ式供給装置の分散・混合能力が著しく向上する。 (2)原料供給口となるシュート部での分散、混合能力
が生ずるので、スクリュの全長を短くして、従来のスク
リュ式供給装置と同様の分散、混合能力を確保すること
ができた。
【0015】(3)請求項2によれば、補助攪拌羽根の
回転駆動装置とスクリュの回転駆動装置とが別個独立し
ているので、補助攪拌羽根及びスクリュを別個独立の回
転速度で回転させて所要の分散、混合能力を確保するこ
とが容易にできる。加えて、スクリュの回転駆動装置に
は可変モータを使用し、補助攪拌羽根の回転駆動装置に
は定速モータを使用することができる。これにより、両
回転駆動装置の構造を簡素にしながら、低コストを実現
することができる。 (4)請求項3によれば、スクリュと補助攪拌羽根とが
噛み合い関係にあるので、分散、混合能力が向上する。 (5)請求項4によれば、スクリュの直径に相関するス
クリュ式供給装置の処理能力に応じてシュート部からの
原料の供給が可能になると共に、複数個の補助攪拌羽根
の配設により、シュート部内の原料に対する補助攪拌羽
根による攪拌能力を適当に確保することができる。 (6)請求項5によれば、スクリュ及び補助攪拌羽根が
異径となつて周速の違いを生じるので、分散、混合能力
が高まる。加えて、補助攪拌羽根の直径の方がスクリュ
の直径よりも適当に大きくなるので、補助攪拌羽根の周
辺に比較的多量の原料を収容可能であり、補助攪拌羽根
によつて攪拌された原料がスクリュに向けて安定供給さ
れるようになる。 (7)請求項6によれば、スクリュの全長をL、スクリ
ュの直径をdとして、L/d=(5〜15)を充足させ
るので、分散、混合作用が適当に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の1実施の形態に係るスクリュ式供給
装置を示す断面図。
【図2】 図1のII−II線断面図。
【符号の説明】
1:本体、1a:排出口、1b:供給口、2:スクリュ
軸、3:スクリュ、3a:切欠き部、5:支持軸、6:
補助攪拌羽根、8:シュート部、11:回転駆動装置、
12:回転駆動装置、d:スクリュの直径、D:補助攪
拌羽根の直径、L:スクリュの全長、M:シュート部の
長さ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基端上部にシュート部(8)を備え、先
    端下部に排出口(1a)を有し、シュート部(8)から
    供給した二種以上の原料を回転駆動装置(11)によつ
    て回転駆動されるスクリュ(3)によつて混合しながら
    中心軸線方向に搬送させ、排出口(1a)から排出・供
    給させるスクリュ式供給装置であつて、シュート部
    (8)に回転自在に支持した支持軸(5)と、支持軸
    (5)に取付けた補助攪拌羽根(6)と、支持軸(5)
    を回転駆動する回転駆動装置(12)とを有することを
    特徴とするスクリュ式供給装置。
  2. 【請求項2】 補助攪拌羽根(6)の回転駆動装置(1
    2)とスクリュ(3)の回転駆動装置(11)とが、別
    個独立していることを特徴とする請求項1のスクリュ式
    供給装置。
  3. 【請求項3】 スクリュ(3)と補助攪拌羽根(6)と
    が噛み合い関係にあり、スクリュ(3)の外周部に形成
    した切欠き部(3a)に補助攪拌羽根(6)の外径部が
    受入れられることを特徴とする請求項1又は2のスクリ
    ュ式供給装置。
  4. 【請求項4】 スクリュ(3)の直径をd、シュート部
    (8)の中心軸線方向の長さをMとして、M=(2〜
    3)×dを満たすと共に、補助攪拌羽根(6)が中心軸
    線方向に複数配置されていることを特徴とする請求項
    1,2又は3のスクリュ式供給装置。
  5. 【請求項5】 補助攪拌羽根(6)の直径をDとし、ス
    クリュ(3)の直径をdとして、D/d=1.2〜2.
    0の範囲に設定されていることを特徴とする請求項1,
    2,3又は4のスクリュ式供給装置。
  6. 【請求項6】 スクリュ(3)の全長をL、スクリュ
    (3)の直径をdとして、L/d=(5〜15)を充足
    することを特徴とする請求項1,2,3,4又は5のス
    クリュ式供給装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005016362A1 (de) * 2005-04-09 2006-10-12 Profine Gmbh Vorrichtung zum Mischen schüttfähiger Materialien
CN108556302A (zh) * 2018-05-11 2018-09-21 袁连忠 挤出造粒机用压力推进喂料器
CN112793123A (zh) * 2021-02-24 2021-05-14 浙江永久电缆有限公司 用于电缆加工的塑料外皮挤出机构

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