JPH1034721A - 成形機用スクリュ - Google Patents

成形機用スクリュ

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JPH1034721A
JPH1034721A JP8190347A JP19034796A JPH1034721A JP H1034721 A JPH1034721 A JP H1034721A JP 8190347 A JP8190347 A JP 8190347A JP 19034796 A JP19034796 A JP 19034796A JP H1034721 A JPH1034721 A JP H1034721A
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step land
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貴司 水野
Kiyoshi Kinoshita
木下  清
Tetsuo Uechi
哲男 上地
Toshihiko Kariya
俊彦 刈谷
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    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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    • B29C48/50Details of extruders
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑性の乏しい成形用材料(例えば硬質塩
ビ、無機材を多く含有する熱可塑性樹脂、木粉入りPP
等)を用いた場合でもスクリュのフライトの磨耗を防止
することができる成形機用スクリュを提供する。 【解決手段】 成形機用スクリュ11の回転方向のフラ
イト前面側のフライト頂部からの深さhS が0.5mm
以下のステップランド又はテーパーランドを有するステ
ップランドフライト又はテーパーランドフライトにおい
て、フライト頂部からの深さh1 が3.0mm以下で、
半頂角αが5〜30°で、長さaがステップランド又は
テーパーランドの長さmの90%以上の錐面からなる樹
脂導入用面取部14を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は成形機用スクリュに
関し、射出成形機や押出成形機の樹脂成形用の可塑化ス
クリュに適用して有用なものである。
【0002】
【従来の技術】可塑化スクリュの従来例を図5〜図10
に基づいて説明する。
【0003】図5〜図7には第1の従来例を示してお
り、この従来例のスクリュ1のフライト3の頂部の巾L
は、フライト3のリードWの5%以下の巾となるように
狭くし、フライト3の頂部とシリンダ2間での発熱をお
さえるようにしている。また、フィード部、圧縮部、メ
ータリング部を有するプラスチック可塑化装置におい
て、圧縮部の開始及び終了位置、並びにスクリュ先端の
3個所のスクリュ1のフライト3の頂部に、口径と同程
度の長さにわたって設けられたフライト3の頂部よりも
やや低い領域であるステップランド4の領域を設けるこ
とにより、フライト頂部の磨耗を制御している。Yはス
テップランドの加工領域である。
【0004】図8〜図10には第2の従来例を示してお
り、図8はシングルスクリュの外形図を示すものである
が、フライト3の頂部の巾Lはフライト付根の巾Xの1
/2以下にする。またステップランド4部の寸法h
S は、0.5mm以下にする。
【0005】ステップランド領域Yは、圧縮部の開始及
び終了位置及びスクリュの先端に位置する所の3個所に
設けるもので、その長さはシリンダの口径と同程度の長
さにわたり、ステップランド4の領域が設けられる。な
お、図9に示すフライトの付根の巾X及びフライト頂部
の巾Lは、スクリュ全長にわたり一定とし、図10にお
けるステップランド4の領域Sの有無のみ異なる形状と
する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】射出成形機や押出成形
機に用いられるスクリュは、樹脂の可塑化溶融、混練、
脱気、熱履歴の面から、或いはスクリュの磨耗の面か
ら、既に幾つかの提案がなされており、それぞれそれな
りの効果を上げている。
【0007】上記の従来例は、スクリュの磨耗防止の面
から提案されたもので、スクリュの回転に伴って溶融樹
脂をフライトとシリンダの間に引き込んで圧力を発生さ
せ、この圧力でスクリュをシリンダから浮上させて所謂
完全流体潤滑摩擦状態とし、スクリュとシリンダの直接
接触を防いでフライトの磨耗を防止するものである。な
お、完全潤滑(complete lubrication) とは摩擦面が液
体膜によって分離され、摩擦損失がその膜の中の内部液
体摩擦に起因している場合に起こる潤滑である。
【0008】しかし、成形材料が例えば硬質塩ビ、無機
材を多く含有する熱可塑性樹脂、木粉入りPP(ポリプ
ロピレン)のような溶融の遅い樹脂又は潤滑性(濡れ
性)の乏しい成形用材料を用いた場合には、スクリュと
シリンダの間に溶融樹脂が十分に送り込まれないで、レ
イノルズ理論に基づく圧力の上昇は得られず、逆に樹脂
の詰まりに起因する異常に大きい圧力低下が生じてスク
リュを浮上させる力は発生せず、スクリュとシリンダは
混合摩擦状態となって磨耗を早め、スクリュの寿命を短
くする。
【0009】従って本発明は上記従来技術に鑑み、潤滑
性の乏しい成形用材料(例えば硬質塩ビ、無機材を多く
含有する熱可塑性樹脂、木粉入りPP等)を用いた場合
でもスクリュのフライトの磨耗を防止することができる
成形機用スクリュを提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の成形機用スクリュは、成形機用スクリュの回転方向
のフライト前面側のフライト頂部からの深さが0.5m
m以下のステップランド又はテーパーランドを有するス
テップランドフライト又はテーパーランドフライトにお
いて、フライト頂部からの深さが3.0mm以下で、半
頂角が5〜30°で、長さがステップランド又はテーパ
ーランドの長さの90%以上の錐面からなる樹脂導入用
面取部を設けたことを特徴とする。
【0011】従って、上記構成の成形機用スクリュによ
れば、フライト前面部では樹脂導入用面取部によってフ
ライトとシリンダの隙間は適宜に広げられているので、
潤滑性の乏しい材料でもこの導入用面取部の開口部から
容易に入り込んで圧力を高め、後流のフライトとシリン
ダの隙間に生ずる異常な圧力の低下を防ぐことができ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。なお、本発明はスクリュのフ
ライトの断面形状に関するものであり、スクリュ全体の
構造はほぼ前述の従来例のスクリュと同様であるため、
ここでは図5を流用することとしてスクリュ全体の図示
は省略する。
【0013】図1及び図2は本発明の実施の形態に係る
スクリュのフライトを長手方向に直角(図5のA−A参
照)に截った断面図で、図1にはステップランドフライ
トを基準としたフライト13を、図2にはテーパーラン
ドフライトを基準としたフライト13´を示しており、
11はスクリュ(本体部)、12はシリンダであり、フ
ライト13及び13´の頂部は隙間δを隔ててシリンダ
12と対向している(図3参照)。
【0014】図1において、2点鎖線は前述のステップ
ランドフライト3のステップランド4を示しており、ス
テップランド4の深さhS は0.5mm以下に決められ
る。これに対して本実施の形態に係るスクリュのフライ
ト13は、先端における深さh1 が3.0mm以下、半
頂角αが5〜30°、長さaがステップランドの長さm
の90%以上の錐面で面取りした樹脂の導入用面取部1
4を備えている。
【0015】図2において、2点鎖線は前述のステップ
ランドフライト3と共に公知のテーパーランドフライト
3´のテーパーランド4´を示しており、図1に示すス
テップランド4の段部をテーパーランド4´で置き換え
たもので、テーパーランド先端部の深さhS はステップ
ランドフライト3の場合と同様に決められる。これに対
して本発明の実施の形態に係るスクリュのフライト13
´は、先端における深さh2 が3.0mm以下、半頂角
αが5〜30°、長さaがテーパーランドの長さmの9
0%以上の錐面で面取りした導入用面取部14´を備え
ている。
【0016】上記断面形状のフライト13及び13´を
有するスクリュの作用を図3及び図4によって説明す
る。
【0017】図3は従来例の図6に対応する断面図(シ
リンダ軸を含む断面と見ても大差はない)で、11(1
としてもよい)はスクリュ、12(2としてもよい)は
シリンダ、3は従来例のステップランドフライト、15
は溶融樹脂の詰まったスクリュ溝を示しており、フライ
ト3の頂部は狭い隙間δを隔ててシリンダ12の内壁と
対向している。断面図の上側のダイアグラムはスクリュ
11の位置に対応させてシリンダ12の内壁で計測した
樹脂の静圧Pを定性的に示したものであり、基線は図示
を省略してある。
【0018】同図3において、フライト3は左方向に移
動してスクリュ溝15内の溶融樹脂をフライト3の前面
(フライト3の左側面)で押圧し、押圧されたスクリュ
溝15内の溶融樹脂の圧力は左側が低く右側が高い分布
を示す。右側の圧力の高い溶融樹脂の一部はフライト3
とシリンダ12の隙間δの間隙を通って隣のスクリュ溝
15に流出する。
【0019】同図3に2点鎖線で示すように、フライト
3のステップランド4の領域を埋めた場合は、シリンダ
12との間の長さX、隙間δの狭い通路を通過するとき
に、2点鎖線で示す圧力曲線16のように摩擦によって
ほぼ通過距離に比例して圧力を失い、右側の出口でスク
リュ溝15の左側の低い圧力につながる。また、実線で
示すステップランド4を有するフライト3の場合は、溶
融樹脂はシリンダ12の内壁に付着してステップランド
4の領域の隙間に入り込み、レイノルズ理論による潤滑
圧と同様に実線で示す圧力曲線17のように圧力が高く
なり、この圧力(以下、潤滑圧と略称する)によってフ
ライト3はシリンダ12の内壁から離されて所謂完全流
体潤滑摩擦状態となり、フライト3の頂部とシリンダ1
2の金属同士の直接接触が避けられる。
【0020】しかし、潤滑性の乏しい成形用材料(例え
ば硬質塩ビ、無機材を多く含有する熱可塑性樹脂、木粉
入りPP等)を用いた場合は、1点鎖線で示す圧力曲線
18のように潤滑圧が発生しないばかりでなく、樹脂の
詰まりに起因する以上に大きい圧力低下が発生して所謂
混合摩擦状態ないしは固体摩擦状態に近くなり、フライ
ト3の頂部とシリンダ12とが直接接触して磨耗が促進
される。
【0021】図4はステップランドフライトを基準とし
たフライト13を有するスクリュの場合の図3に対応す
る図である。同図に示すように、ステップランドフライ
ト3の前面が導入用面取部14によって開口寸法が大き
くなっており、潤滑性の乏しい溶融樹脂でもこの隙間に
容易に入り込み、実線で示す圧力曲線19のように詰ま
りに起因する異常な圧力の落ち込みが消滅し、入口側に
はいくばくかの潤滑圧を得ることができる。
【0022】テーパーランドフライトを基準としたフラ
イト13´を有するスクリュの場合の挙動もほぼ図4と
同様であり、図示は省略した。図4中には圧力曲線19
と比較対照するために図3中の圧力曲線16を再掲して
ある。
【0023】なお、本実施の形態に係るスクリュのフラ
イト13,13´の導入用面取部14,14´はスクリ
ュの磨耗防止を目的とするものであるため、スクリュの
圧縮部の開始位置からスクリュの先端までの全長にわた
って設けるのが好ましいが、条件によっては前述の従来
例のようにスクリュの一部に限定してもよい。
【0024】
【発明の効果】以上発明の実施の形態と共に具体的に説
明したように、本発明の成形機用スクリュによれば、潤
滑性の乏しい成形用材料(例えば硬質塩ビ、無機材を多
く含有する熱可塑性樹脂、木粉入りPP等)を用いた場
合でも、フライト頂部とシリンダ間に樹脂が引き込まれ
て潤滑圧力を発生し、フライトの磨耗防止効果が向上す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る成形機用スクリュの
フライトの断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る成形機用スクリュの
フライトの断面図である。
【図3】従来の成形機用スクリュの場合の樹脂の圧力分
布を示す説明図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る成形機用スクリュの
場合の圧力分布を示す説明図である。
【図5】第1の従来例の成形機用スクリュの側面図であ
る。
【図6】図5のA−A線矢視拡大断面図である。
【図7】図5のB−B線矢視拡大断面図である。
【図8】第2の従来例の成形機用スクリュの側面図であ
る。
【図9】図8のC−C線矢視拡大断面図である。
【図10】図8のD−D線矢視拡大断面図である。
【符号の説明】
3 ステップランドフライト 3´ テーパーランドフライト 4 ステップランド 4´ テーパーランド 11 スクリュ 12 シリンダ 13,13´ フライト 14,14´ 樹脂導入用面取部
フロントページの続き (72)発明者 刈谷 俊彦 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道1番地 三菱重工業株式会社名古屋機器製作所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成形機用スクリュの回転方向のフライト
    前面側のフライト頂部からの深さが0.5mm以下のス
    テップランド又はテーパーランドを有するステップラン
    ドフライト又はテーパーランドフライトにおいて、フラ
    イト頂部からの深さが3.0mm以下で、半頂角が5〜
    30°で、長さがステップランド又はテーパーランドの
    長さの90%以上の錐面からなる樹脂導入用面取部を設
    けたことを特徴とする成形機用スクリュ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012117861A1 (ja) * 2011-02-28 2012-09-07 富士フイルム株式会社 射出成形方法
CN110239059A (zh) * 2019-08-01 2019-09-17 安徽普瑞斯电工机械有限公司 高阻燃低烟无卤电缆料挤出专用螺杆

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