JPS6017304Y2 - 単軸押出機スクリュ− - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は単軸押出機スクリューに関するものであり、こ
の目的は単軸押出機スクリューにおける原料の混合、混
練性能を、その押出量を低下させることなく向上させよ
うとするものである。

単軸押出機は、二軸押出機等の多軸押出機に比較して構
造が簡単なこと、耐久性があること、安価であること等
の利点のために多用される傾向にあるが、従来はその用
途が主として汎用性のある熱可塑性樹脂を押出す場合に
限られていた。

一方、最近では高速で高品質の製品を押出成形すること
が強く要請されているが、これに対処するのに単軸押出
機を用いるとは不十分であるとされていた。

すなわち従来の単軸押出機では、原料樹脂の均一な可塑
化溶融状態を得ることが困難であったため、良品を得に
くいという欠点があったからである。

単軸押出機の性能を向上させるためには、原料樹脂に十
分な混合、混練作用を与え、これを均一に可塑化溶融さ
せ得る機能を備えさせることが肝要であり、その目的に
対して多種、多様なスクリュー混練機構が提案されてい
る。

これらの多くは、樹脂送流路内に推進力のない抵抗体を
介在させ、それにより樹脂の移送遅れを生じさせるもの
である。

しかしそれによっても十分な混合、混線状態を得ること
ができないばかりか、新たに押出量の低下を招き、押出
しの高速化、高容量化に逆行し、さらに原料樹脂の物性
変化を生じる場合もある。

本考案は以上に鑑みてなされたものであり、単軸押出機
における高速化、高容量化、製品の高品質化を同時に達
威し、またその用途も従来の熱可塑性樹脂の押出成形に
限らず、粘度や形状の異なる複合材料、増量材や添加剤
入りの熱可塑性樹脂に対しても十分に適用することので
きる単軸押出機スクリューを提案するのである。

以下本考案の実例を第１図〜第４図に基づき説明する。

第１図にいて、１はスクリューであり、２はその回転軸
、３は同スクリューブレードである。

スクリュー１はその基端部が原料樹脂のフィード部Ｆ１
その端部がメータリング部Ｍとして作用するが、これら
の中間部に樹脂の混合、混練部Ａとしての機能が有せし
められる。

すなわちこの中間部の適所においスクリューブレード３
が切欠かれ、その部分に多角形状部４が形成される。

第２図〜第４図より明らかなように、多角形状部４は前
半部４Ａと後半部４Ｂとに分割され、後半部４Ｂが前半
部４Ａに対し拡がり部４Ｃを介して連続する。

前半部４Ａ並びに後半部４Ｂにおける各稜部５Ａ、５Ｂ
には一定幅Ｓ１．Ｓ２の条面６Ａ、６Ｂが形成され、そ
してこれらの幅Ｓ１．Ｓ２はＳＬ＜３２なる関係に設定
されている。

前半部４Ａにおける各稜部５Ａ、５Ｂ間の外面７Ａ上に
、その対角線に沿ってリード角が０１ となるように各
１枚づつの羽根体８Ａが設けられる。

そしてこれらの羽根体８Ａの外周部に、その軸心方向に
一定間隔をあけて複数の切欠溝９Ａが形成される。

一方、後半部４Ｂにおける各稜部５Ｂ間の外面７Ｂ上で
、かつ該外面７Ｂから当該外面７Ｂに拡がり部４Ｃを介
して連続する前記外面７Ａにかけてリード角が０２とな
るように各１枚づつの羽根体８Ｂが設けられる。

なお、θ、〉θ２ととな、っている。そして前半部羽根
体８Ａの外周面及び前半部条面６Ａ、後半部羽根体８Ｂ
の外周面及び後半部条面６Ｂはそれぞれ同一の仮想円筒
面上にあるように構成されると共に、前半部羽根体８Ａ
の外径Ｄ１と後半部羽根体８Ｂの外径Ｄ２とはＤｌ〈Ｄ
２また前半部外面７Ａと同羽根体８Ａ外局面との間の溝
深さｈｌと後半部外面７Ｂと同羽根体８Ｂ外周面との間
の溝深さｈ２とはｈｌ〉ｈ２の関係に設定される。

以上において混合、混練部Ａに送流された樹脂Ｐは、前
半部羽根体８Ａあるいは後半部羽根体８Ｂの軸心周りの
回転によりそのリード角θ１．θ２に応じてこられ羽根
体８Ａ、８Ｂに沿って前進するが、その一部は前半部羽
根体８Ａの切欠溝９Ａ並びにその外周面、あるいは後半
部羽根体８Ｂの外周面上を相対的に乗り越え、さらに各
条面６Ａ、６Ｂを乗り越えて隣接する外面７Ａ、７Ｂ上
へ移り、同じ作用が繰り返される。

すなわち樹脂流れが前進流と分流とに分散することと、
両者が合流することとが交互に繰り返される。

かかる挙動により、高度の分散、混合作用と、混練作用
が奏せられ、樹脂が均一な可塑化溶融状態となる。

第１図に示されるように、多角形状部４をスクリュー１
のメータリング部Ｍに近付けて設けることによって、樹
脂の混練並びに度均−化、あるいは製品の均質化が助長
され、また反対にフィード部Ｆに近付けて設けることに
より、複合材料における分散、混合効果が向上する。

さらにいずれの場合においても、前半部羽根体８Ａの切
欠溝９Ａの作用により樹脂の分流量が増大するため、混
合、混練作用が顕著なものとなる。

図示例では、Ｄ□＜Ｄ２．Ｓｌ＜Ｓ２．θ１〉θ２ ？
ｈ、＞ｈ２なる関係にあるが、このようにすれば混合
、混練部Ａへの樹脂の流入がスムーズに行なわれ、前半
部４Ａでは、溶融開始後の粘度の高い樹脂でも均一に混
合、混練される。

これに対し、後半部４Ｂでは、前記の関係から高い剪断
作用、つまり高い混練作用が樹脂に与えられるため、溶
融樹脂中に浮遊している未溶融物が効果的に溶融し、均
質化が助長される。

さらに各羽根体８Ａ、８Ｂはそれらがリード角θ０．θ
２を有していることから、樹脂を逆送したりあるいは送
流を阻止するとはなく、樹脂を推進作用を与える。

以上の説明から明らかなように、本考案によれば、内部
が円筒状空間のシリンダーに挿入される単軸押出機スク
リューであるので、内部が多角形状空間のシリンダーに
挿入されるものと異なり、シリンダーに相当の工作技術
を要求しなくて済み、コストを低く抑えることができる
。

また、回転軸の中間部に形成した中間部を前半部と後半
部とに分割し、前半部の外面上に外周部に複数の切欠溝
を形成した羽根体を設けるとともに後半部の外面上に前
半部の外面にかかる羽根体を設けたので、前半部の羽根
体と切欠溝の作用により樹脂の分流量を増大して混合、
混練作用を顕著なものとするとかできる一方、後半部の
羽根体で高い剪断作用（混練作用）を樹脂に与えて溶融
樹脂中に浮遊している未溶融物を効果的に溶融腰均質化
を助長することができる。

さらに角羽根体にリード角θ１．θ２を有せしめたので
、樹脂を逆送したりあるいは送流を阻止することがなく
、樹脂に推進作用を与えることができる。

したがって、単軸押出機スクリューの押出容量を従来の
ものと同程度あるいはそれ以上に維持し得るものであり
ながら、原料の均一な可塑化溶融状態を得ることができ
る。

したがってそれにより近年の押出成形の高容量化、高速
化、製品の高品質化を各種の原料に対して遠戚し得る。

なお図示例では多角形状部４として六角形のものが示さ
れているが、これに限らず原料の種類等に応じてその角
数を変化させることができ、また羽根体８Ａ、８Ｂの数
、形状も種々のものに変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案実施例を示しており、第１図は
概略側面図、第２図は要部の拡大側面図、第３図は第２
図におけるＸ−Ｘ断面矢視図、第４図は要部の拡大斜視
図である。 １・・・・・・スクリュー、２・・・・・・回転軸、４
・・・・・・多角形状部、４Ａ・・・・・・前半部、４
Ｂ・・・・・・後半部、４Ｃ・・・・・・拡がり部、５
Ａ、５Ｂ・・・・・・稜部、６Ａ、６Ｂ・・・・・・条
面、７Ａ、７Ｂ・・・・・・外面、８Ａ、８Ｂ・・・・
・・羽根体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内部が円筒状空間のシリンダーに挿入される単軸押出機
   スクリューであって、回転軸の中間部に、前半部と後半
   部とに分割され、後半部が前半部に対し拡がり部を介し
   て連続する多角形状部を形威し、この多角形状部の前記
   前半部における各稜部間の外面上に、リード角が０１と
   あるように各１枚づつの羽根体を設け、これら羽根体の
   外周部に一定間隔おきに数の切欠溝を形威し、一方、多
   角形状部の前記後前半部における各稜部間の外面上で、
   かつ該外面から当該外面に拡がり部を介して連続する前
   記前半部の稜部間の外面にかけてリード角が前記羽根体
   のリード角θ１より小さいθ２となるように各１枚づつ
   の羽根体を設けたとを特徴とする単軸押出機スクリュー
   。