JP2014000757A - Screw for extruder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱可塑性樹脂の可塑化溶融押出成形機に用いるスクリューに関する。 The present invention relates to a screw used in a thermoplastic resin melt-extrusion molding machine.
従来から、この種の押出成形機に用いられているスクリューは、上流側である後端部から下流側である前端部に向かって原料の供給部、圧縮部、計量部を備えていると共にスクリュー軸の外周面に原料を下流側に送り出すためのスクリューフライトが設けられてあり、さらに、このスクリューフライト単独では原料である熱可塑性樹脂ペレットを積極的に溶融することができず、また、溶融樹脂を均一に攪拌、混練することが困難であるため、上記圧縮部に上記スクリューフライトをメインフライトとしてこのメインフライトに沿ってメインフライトよりも高さの低いバリアフライトを設けると共に上記計量部に溶融樹脂を混練分散させるためのミキシング部を設けてなるスクリューが開発されている。 Conventionally, a screw used in this type of extrusion molding machine is provided with a raw material supply unit, a compression unit, and a metering unit from a rear end portion on the upstream side to a front end portion on the downstream side, and a screw. A screw flight for feeding the raw material downstream is provided on the outer peripheral surface of the shaft. Furthermore, the screw flight alone cannot actively melt the thermoplastic resin pellet as the raw material, and the molten resin Since the screw flight is used as the main flight in the compression section, a barrier flight having a height lower than that of the main flight is provided along the main flight, and a molten resin is provided in the weighing section. A screw provided with a mixing section for kneading and dispersing is developed.
計量部に設けられるこのようなミキシング部としては、例えば、特許文献1、2に記載されているように、溶融樹脂を送り出す数条のスクリューフライトに所定の長さ間隔毎に該スクリューフライトの両壁面間に亘って貫通した切欠部を設けてなる構造のものが広く知られていて、このスクリューフライトによって圧縮部側から送られてくる溶融樹脂にスクリュー軸方向の流れと周方向の流れとを発生させて軸方向の流れにより溶融樹脂の送り出しを行うと同時に周方向の流れにより溶融樹脂の混合を行う一方、このような溶融樹脂の周方向の流れだけでは溶融樹脂の混合が充分に行われてないため、上記切欠部によって溶融樹脂の一部を剪断しながら上流側に逆流させて伸長流動を発生させ、上流側の溶融樹脂と混合させている。
As such a mixing unit provided in the measuring unit, for example, as described in
また、特許文献3には、先止まりの螺旋条溝と先が開いた螺旋条溝とを交互に複数条、設けてなるミキシングエレメントが開示されてあり、先止まりの螺旋条溝内を流動する溶融樹脂が先止まりに達すると、先が開いた上記螺旋条溝との境の山を乗り越えて先の開いた螺旋条溝内に入り、この際、溶融樹脂に剪断作用を与えて混練、溶融を促進させるように構成している。
Further,
しかしながら、上記特許文献1、2に記載の切欠部を設けたスクリューフライトでは、隣接するスクリューにおいて、スクリューの回転方向に先行するスクリューフライトによって下流側に送られる溶融樹脂がこのスクリューフライトに設けている切欠部を通じて後続するスクリューフライト側に逆流しようとしても、この後続するスクリューフライト側においても溶融樹脂が軸方向及び周方向に流動しているので、この流動圧によって逆流が妨げられて溶融樹脂の伸長流動が効果的に行われず、分散性が低下する虞れが生じると共に、溶融樹脂中に混在する未溶融樹脂の溶融の促進も充分に行うことができないために、上記特許文献3に記載されているようなミキシングエレメントを併用する必要があり、構造が複雑化するばかりでなく、スクリューの長さによっては併用することができなくなるといった問題点があった。
However, in the screw flight provided with the notch portion described in
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡単な構造によって溶融樹脂に伸長流動を効果的に発生させて分散性の向上を図ることができると共に、溶融樹脂の分配を促進し、且つ、未溶融樹脂の溶融の促進も確実に行うことができる押出成形機用スクリューを提供するにある。 The present invention has been made in view of such problems, the purpose of which is to improve the dispersibility by effectively generating an extension flow in the molten resin with a simple structure, An object of the present invention is to provide a screw for an extrusion molding machine that can promote the distribution of a molten resin and reliably promote the melting of an unmelted resin.
上記目的を達成するために、本発明の押出成形機用スクリューは、請求項1に記載したように、スクリュー軸の後端側から前端側に向かって供給部と圧縮部と計量部とを順次設けてなる押出成形機用スクリューにおいて、上記計量部にミキシング部材を配設してあり、このミキシング部材は、円筒形状の本体の外周面における前後両端部と中間部とに、その外周端とバレルとの間に溶融樹脂を前方に溢流させる隙間を設けてなる溢流円形フライト部を突設していると共に、各溢流円形フライト部の数カ所から隣接する溢流円形フライト部に向かって溢流円形フライト部よりも高い高さでもってその前端から後端に向かうに従って本体の回転方向に傾斜している傾斜フライト部を設けて、隣接する傾斜フライト部間に溶融樹脂が流動する溝を形成してあり,さらに、前後に隣接する溢流円形フライト部において、前側の溢流円形フライト部から後方に突出した傾斜フライト部の後端と後側の溢流円形フライト部から前方に突出した傾斜フライト部の前端とに傾斜フライト部と同一高さで且つ傾斜フライト部の端部から周方向に拡幅した傾斜側壁面を有する突起部を設けていると共にこれらの突起部を隣接する溢流円形フライト部間の中間部において周方向に一定間隔を存して順次対向させて、周方向に隣接する突起部の対向する傾斜側壁面間の溝幅を、その傾斜側壁面の後端側から前端側に向かって漸次狭くなるように形成していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the screw for an extruder according to the present invention comprises, as described in claim 1, a supply part, a compression part, and a metering part in order from the rear end side to the front end side of the screw shaft. In the screw for an extrusion molding machine provided, a mixing member is disposed in the measuring portion, and the mixing member is arranged at the front and rear end portions and the intermediate portion of the outer peripheral surface of the cylindrical main body, and at the outer peripheral end and the barrel. In addition, there are overflow circular flight sections with a gap to allow the molten resin to overflow forward, and overflow from several locations of each overflow circular flight section toward the adjacent overflow circular flight section. An inclined flight part that is higher in height than the circular flight part and is inclined in the direction of rotation of the main body from the front end toward the rear end is formed, and a groove in which the molten resin flows is formed between adjacent inclined flight parts. Furthermore, in the overflow circular flight part adjacent to the front and rear, the rear end of the inclined flight part protruding backward from the front overflow circular flight part and the inclination protruding forward from the rear overflow circular flight part Overflow circular flight that is provided with protrusions having inclined side wall surfaces that are the same height as the inclined flight part and widen in the circumferential direction from the end part of the inclined flight part at the front end of the flight part, and adjacent these protrusions The groove width between the inclined side wall surfaces facing each other in the circumferential direction is changed from the rear end side of the inclined side wall surface to the front end side. It is characterized by being formed so as to become gradually narrower toward.
このように構成した押出成形機用スクリューにおいて、請求項2に係る発明は、上記突起部は平面四角形状に形成されてあり、その一つの角部を傾斜フライト部の端部に一体に連設させていて、前側の溢流円形フライト部から後方に突出した傾斜フライト部の後端突起部と後側の溢流円形フライト部から前方に突出した傾斜フライト部の前端突起部との本体の周方向に対向する角部を挟んで、突起部の後側で対向する傾斜側壁面間の溶融樹脂の流路溝幅を後端から前端に向かって漸次狭くし、前側で対向する傾斜側壁面間の溶融樹脂の流路溝幅を後端から前端に向かって漸次拡くなるように形成している。
In the screw for an extrusion molding machine configured as described above, the invention according to
さらに、請求項3に係る発明は、上記溢流円形フライト部の後面外周部を外周端に向かって漸次先細となる傾斜面に形成していると共に溢流円形フライト部の後面内周部を本体の外周面から上記傾斜面の内周端に向かって凹円弧状に湾曲した湾曲面に形成していることを特徴とする。
Furthermore, the invention according to
また、請求項4に係る発明は、本体の前端部に設けている溢流円形フライト部に、この溢流円形フライト部から後方に向かって突設している上記傾斜フライト部の前端にその後端を一体に連ねて本体の前端に向かって上記傾斜フライト部の延長方向に傾斜フライト端片部を突設していることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the overflow circular flight portion provided at the front end portion of the main body has a rear end at the front end of the inclined flight portion projecting rearward from the overflow circular flight portion. Inclined flight end pieces project in the direction of extension of the inclined flight portion toward the front end of the main body.
請求項5に係る発明は、本体の後端部に設けている溢流円形フライト部に、この溢流円形フライト部から前方に向かって突設している上記傾斜フライト部の後端にその前端を一体に連ねて本体の後端に向かって上記傾斜フライト部の延長方向に傾斜フライト端片部を突設していることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the overflow circular flight portion provided at the rear end portion of the main body, the front end is provided at the rear end of the inclined flight portion projecting forward from the overflow circular flight portion. Inclined flight end pieces project in the direction of extension of the inclined flight portion toward the rear end of the main body.
請求項1に係る発明によれば、押出成形機用スクリューにおける溶融樹脂の混練、混合を行う計量部に配設しているミキシング部材は、円筒形状の本体の外周面における前後両端部と中間部とに溢流円形フライト部を突設しているので、溶融樹脂がこれらの溢流円形フライト部とバレル内面との間の隙間を通過する際に、溶融樹脂に含まれている未溶融物を溢流円形フライト部の外周端とバレル内面とによる剪断応力によって効果的にすり潰すことができると共に剪断発熱によって溶融させて均質な溶融樹脂を得ることができる。さらに、これらの溢流円形フライト部の数カ所に、その前端から後端に向かって本体の回転方向に傾斜している傾斜フライト部を設けて、隣接する傾斜フライト部間に溶融樹脂が流動する溝を形成しているので、溢流円形フライト部から溢流して溝内に充満した溶融樹脂を各堰止め傾斜フライト部の傾斜面によって溝幅方向に押圧して効果的に撹拌、混合しながら下流側に向かって流動させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the mixing member disposed in the measuring unit that performs kneading and mixing of the molten resin in the screw for the extrusion molding machine includes the front and rear end portions and the intermediate portion on the outer peripheral surface of the cylindrical main body. Since the overflow circular flight part protrudes into the gap between the molten resin and the inner surface of the barrel when the molten resin passes through the gap between the overflow circular flight part and the barrel inner surface, It can be effectively crushed by the shearing stress caused by the outer peripheral end of the overflow circular flight part and the inner surface of the barrel, and can be melted by shearing heat to obtain a homogeneous molten resin. In addition, inclined flight portions that are inclined in the rotation direction of the main body from the front end toward the rear end are provided at several locations of these overflow circular flight portions, and grooves in which the molten resin flows between adjacent inclined flight portions. The molten resin that overflows from the overflow circular flight part and fills the groove is pressed in the groove width direction by the inclined surface of each dammed inclined flight part, effectively stirring and mixing downstream It can be made to flow toward the side.
その上、前側の溢流円形フライト部から後方に突出した傾斜フライト部の後端と後側の溢流円形フライト部から前方に突出した傾斜フライト部の前端とに傾斜フライト部と同一高さで且つ傾斜フライト部の端部から周方向に拡幅した傾斜側壁面を有する突起部を設けていると共にこれらの突起部を隣接する溢流円形フライト部間の中間部において周方向に一定間隔を存して順次対向させて、周方向に隣接する突起部の対向する傾斜側壁面間の溝幅を、その側壁面の後端側から前端側に向かって漸次狭くなるように形成しているので、溢流円形フライト部を乗り越えて溝内に充満した溶融樹脂が上記周方向に隣接する突起部の対向する傾斜側壁面間の溝部を通過する際に、これらの傾斜側壁面によって溝幅方向に圧縮作用を受けると共に傾斜側壁面間を通過した際に溝幅が拡がって溶融樹脂が溝幅方向に拡張作用を受け、この拡縮作用の繰り返しによる伸張流動によって分散性、混練性を向上させることができ、溶融樹脂の均質化と共に温度分布の均一化を図ることができるばかりでなく、溶融樹脂中に顔料等の添加物が混在していても、溶融樹脂を全体に亘って均等に分散させながら押し出すことが可能となって均質な製品を製造することができる。 In addition, the rear end of the inclined flight part protruding backward from the front overflow circular flight part and the front end of the inclined flight part protruding forward from the rear overflow circular flight part have the same height as the inclined flight part. In addition, there are provided protrusions having inclined side wall surfaces that are widened in the circumferential direction from the end of the inclined flight part, and these protrusions are spaced at a certain interval in the intermediate part between adjacent overflow circular flight parts. The groove width between the inclined side wall surfaces facing each other in the circumferential direction is gradually narrowed from the rear end side to the front end side of the side wall surface. When the molten resin that has passed over the round circular flight part and filled in the groove passes through the groove part between the inclined side wall surfaces of the protruding parts adjacent in the circumferential direction, the inclined side wall surface compresses the groove resin in the groove width direction. On the inclined side When passing between the surfaces, the groove width expands and the molten resin undergoes an expansion action in the groove width direction, and the dispersibility and kneadability can be improved by the extension flow by repeating this expansion / contraction action. At the same time, not only can the temperature distribution be made uniform, but even when additives such as pigments are mixed in the molten resin, it is possible to extrude while uniformly dispersing the molten resin throughout. A homogeneous product can be produced.
また、溢流円形フライト部から突設している傾斜フライト部の高さを溢流円形フライト部よりも高くしているので、溶融樹脂が溢流円形フライト部を乗り越える際に、溢流円形フライト部の外周端から突出した傾斜フライト部の上端部によって溶融樹脂を掻き寄せるようにして溝内に円滑に流入させることができる。 In addition, the height of the inclined flight part protruding from the overflow circular flight part is higher than that of the overflow circular flight part, so when the molten resin gets over the overflow circular flight part, the overflow circular flight The molten resin can be smoothly flowed into the groove by scraping the upper end portion of the inclined flight portion protruding from the outer peripheral end of the portion.
さらに、請求項2に係る発明によれば、上記突起部は平面四角形状に形成されてあり、その一つの角部を傾斜フライト部の端部に一体に連設させていて、前側の溢流円形フライト部から後方に突出した傾斜フライト部の後端突起部と後側の溢流円形フライト部から前方に突出した傾斜フライト部の前端突起部との本体の周方向に対向する角部を挟んで、後側で対向する傾斜側壁面間の溶融樹脂の流路溝幅を後端から前端に向かって漸次狭くし、前側で対向する傾斜側壁面間の溶融樹脂の流路溝幅を後端から前端に向かって漸次広くなるように形成しているので、溶融樹脂が周方向に隣接する突起部間を通過中に、溝幅方向への圧縮する作用と拡張作用とを連続的に付与されて、伸張流動による高い分散効果を得ることができると共に、各突起部における回転方向に面した傾斜側壁面において、後部側の傾斜側壁面を突起部の中央角部から堰止め傾斜フライト部の端部に向かって傾斜させているので、スクリューの回転に従って溝内を上流側に向かって流動する一部の溶融樹脂をこの傾斜側壁面に流突させて逆流する方向に強制的に押し戻し、その押し戻しによって溝内を流動する溶融樹脂を圧縮しながら混練性をさらに高めることができると共に、このように圧縮、混練した溶融樹脂を狭い通路部から広い通路部に連続的に送り出して均一で且つ良好な伸長流動を生じさせることができ、この伸長流動によって分散性、混練性を一層向上させることができる。
Further, according to the invention according to
請求項3に係る発明によれば、上記溢流円形フライト部の後面外周部を外周端に向かって漸次先細となる傾斜面に形成していると共に溢流円形フライト部の後面内周部を本体の外周面から上記傾斜面の内周端に向かって凹円弧状に湾曲した湾曲面に形成しているので、溶融樹脂を溝内に滞留させることなく、均一に混練、分散させた状態で溝内を上流側から下流側に向かって流通させることができる。
According to the invention of
請求項4に係る発明によれば、本体の前端部に設けている溢流円形フライト部に、この溢流円形フライト部から後方に向かって突設している上記傾斜フライト部の前端にその後端を一体に連ねて本体の前端に向かって上記傾斜フライト部の延長方向に傾斜フライト端片部を突設しているので、前端部に設けている溢流円形フライト部を乗り越えた溶融樹脂をこの傾斜フライト端片部によってスクリューヘッドに向かって円滑に送り込むことができる。
According to the invention of
同様に、請求項5に係る発明によれば、本体の後端部に設けている溢流円形フライト部に、この溢流円形フライト部から前方に向かって突設している上記傾斜フライト部の後端にその前端を一体に連ねて本体の後端に向かって上記傾斜フライト部の延長方向に傾斜フライト端片部を突設しているので、溶融樹脂の圧縮部側からスクリューフライトによってこのミキシング部材まで移送されてきた溶融樹脂をこの傾斜フライト端片部によって本体の後端部に設けている溢流円形フライト部に強制的に送り込むことができると共にこの溢流円形フライト部上から隣接する傾斜フライト部間に設けられた溝内に円滑に流入させることができる。 Similarly, according to the fifth aspect of the present invention, the inclined flight part projecting forward from the overflow circular flight part to the overflow circular flight part provided at the rear end part of the main body. Since the front end is integrally connected to the rear end and the inclined flight end piece projects in the extending direction of the inclined flight portion toward the rear end of the main body, this mixing is performed by screw flight from the compressed portion side of the molten resin. The molten resin transported to the member can be forcibly sent to the overflow circular flight portion provided at the rear end portion of the main body by the inclined flight end piece portion, and the adjacent inclination from above the overflow circular flight portion. It is possible to smoothly flow into a groove provided between the flight portions.
次に、本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図1において、押出成形機用スクリューは、上流側である後端側から下流側である前端側に向かって供給部A、圧縮部B、計量部Cを順次設けてなり、バレル4内に回転自在に配設されている。供給部Aはスクリュー軸1の後部外周面にメインフライト2を突設していると共にそのスクリュー軸1の後部の径を圧縮部B及び計量部Cのスクリュー軸部の径よりも小径に形成している。圧縮部Bはスクリュー軸1の長さ方向の中間部外周面に上記供給部A側から連続したメインフライト2とこのメインフライト2よりも外径が小径に形成されたサブフライト3をメインフライト2に沿って連続螺旋状に並設してなり、計量部Cは、スクリュー軸1の前部外周面に上記圧縮部B側から連続したメインフライト2とミキシング部材10とを備えている。
Next, a specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, a screw for an extruder is supplied from a rear end side that is an upstream side to a front end side that is a downstream side, The compression part B and the measurement part C are provided in order, and are disposed in the
計量部Cに配設している上記ミキシング部材10の構造を詳述すると、このミキシング部材10は、図2〜図4に示すように、外径が上記圧縮部Bのスクリュー軸1の外径に等しい円筒形状の本体11の外周面における前後両端部と中間部との3個所に、その外周端とバレル4との間に溶融樹脂を前方に溢流させることができる隙間を設けてなる周方向に連続した一定高さ(一定外径)の溢流円形フライト部12を本体1の長さ方向に一定間隔毎に突設していると共に、これらの各溢流円形フライト部12の数カ所(図においては3個所)から隣接する溢流円形フライト部12に向かって、溢流円形フライト部12よりも高い高さでもってその前端から後端に向かうに従って本体11の回転方向に傾斜している傾斜フライト部13、13' を周方向に一定間隔毎に本体11上に突設してあり、本体1の周方向に隣接する傾斜フライト部13、13' の対向側壁面間に溶融樹脂が流動する溝15を設けている。
The structure of the mixing
なお、上記本体11の前端部に設けている溢流円形フライト部12の前方側と本体11の後端部に設けている溢流円形フライト部12の後方側とには溢流円形フライト部は存在しないから、前端側の溢流円形フライト部12からは後方に向かって後側傾斜フライト部13' のみを突設していると共に、本体11の後端部に設けている溢流円形フライト部12からは前方に向かって前側傾斜フライト部13のみを突設している一方、中間部の溢流円形フライト部12にはその前後に隣接する溢流円形フライト部12、12に向かって前後傾斜フライト部13、13'
を突設してあり、これらの前後傾斜フライト部13、13' は中間溢流円形フライト部12を介して前後方向に直状に連続している。
Note that the overflow circular flight part is on the front side of the overflow
These front and rear
また、溶融樹脂の混練、分散効果を高めるためには、前端から後端に向かって本体11の周方向に傾斜しているこれらの傾斜フライト部13、13' の本体11の軸線に対する傾斜角度を20〜45度、好ましくは30度に設定している。この傾斜角度が45度以上になると、傾斜フライト部13、13' による溶融樹脂の前方への送り出し速度が早くなって混練、分散効果が低下し、20度以下になると、溶融樹脂の前方への送り出し速度が遅くなって吐出量の低下や樹脂の劣化を招く虞れがある。
Further, in order to increase the kneading and dispersing effect of the molten resin, the inclination angle of the
さらに、前側溢流円形フライト部12と中間溢流円形フライト部12間の長さと、この中間溢流円形フライト部12と後側溢流円形フライト部12間の長さを同一長さ、即ち、前後に隣接する溢流円形フライト部12、12間の間隔を同一間隔に形成していると共に、溢流円形フライト部12から突出した上記傾斜フライト部13、13' の突出長を、隣接する溢流円形フライト部12、12間の長さの1/2よりも短く形成してあり、溢流円形フライト部12から後方に突出した後側傾斜フライト部13' の後端と、溢流円形フライト部12から前方に突出した前側傾斜フライト部13の前端とに、傾斜フライト部13、13' と同一高さの平面四角形状の突起部14、14' を一体に設けて、これらの突起部14、14' を前後に隣接する溢流円形フライト部12、12間の中間部上に配設していると共に周方向に隣接する前後傾斜フライト部13、13' の突起部14、14' を周方向に一定間隔毎に順次対向させている。
Furthermore, the length between the front overflow
平面四角形状の上記突起部14、14' は、その一つの角部、即ち、溢流円形フライト部12から前方に突設している前側傾斜フライト部13の前端に対してはその後端側の角部を、溢流円形フライト部12から後方に突設している後側傾斜フライト部13の後端に対してはその前端角部をそれぞれ一体に連設させている。
The planar
従って、溢流円形フライト部12から前方に突設している前側傾斜フライト部13の前端に連なった上記突起部14においては、この前側傾斜フライト部13の両側壁面に連なる両側壁面を、この突起部14の両側角部に向かって互いに離間する方向に傾斜した後側傾斜壁面14a 、14a と、突起部14の両側角部から該突起部14の前端側角部に向かって互いに接近する方向に傾斜した前側傾斜壁面14b 、14b とに形成してあり、溢流円形フライト部12から後方に突設している後側傾斜フライト部13' の後端に連なった突起部14' においては、この後側傾斜フライト部13' の両側壁面に連なる両側壁面を、この突起部14' の両側角部に向かって互いに離間する方向に傾斜した前側傾斜壁面14a'、14a'と、突起部14' の両側角部から該突起部14' の後端側角部に向かって互いに接近する方向に傾斜した後側傾斜壁面14b'、14b'とに形成している。
Therefore, in the
さらに、前後に隣接する溢流円形フライト部12、12において、前側の溢流円形フライト部12から後方に突出した傾斜フライト部13' の突起部14' における後側傾斜壁面14b'と、この後側傾斜壁面14b'に対して本体1の周方向に一定の間隔を存して対向している後側溢流円形フライト部12から前方に突出した傾斜フライト部13の突起部14における後側傾斜壁面14a 間の溶融樹脂が流動する溝部15b の幅は、後端から前端、即ち、上流側から下流側に向かって漸次狭くなっており、本体1の周方向に一定間隔を存して対向している上記突起部14、14' における前部傾斜側壁面14a'、14b 間の溶融樹脂が流動する溝部15c の幅は、これらの突起部14、14' の対向する角部から前方に向かって、即ち、上流側から下流側に向かって漸次拡くなっている。
Furthermore, in the overflow
前後に隣接する溢流円形フライト部12、12間に設けられている溶融樹脂の流路溝15は、後側の溢流円形フライト部12から前方に突設している隣接する前側傾斜フライト部13、13間によって形成された広幅の後側溝部15a と、前側の溢流円形フライト部12から後方に突設している隣接する後側傾斜フライト部13' 、13' 間によって形成された同じく広幅の前側溝部15d と、これらの前後溝部15a 、15d 間に設けられた上記溝部15b 、15c とから形成されている。
The molten resin
また、溢流円形フライト部12は、その後面外周部を外周端に向かって漸次先細となる傾斜面12a に形成していると共に、溢流円形フライト部12の後面内周部を本体11の外周面、即ち、溝15d の溝底面から上記傾斜面12a に向かって凹円弧状に湾曲した湾曲面12b に形成して、溶融樹脂を溝15c から溢流円形フライト部12の外周端に向かって円滑に流動させるように構成している。
In addition, the overflow
さらに、本体11の前端部に設けている溢流円形フライト部12に、この溢流円形フライト部12から後方に向かって突設している上記後側傾斜フライト部13' の前端にその後端を一体に連設させて、本体11の前端に向かって上記後側傾斜フライト部13' の延長方向に、この後側傾斜フライト部13' と同一高さ、同一厚みの傾斜フライト端片部13a を突設している。
Further, the overflow
同様に、本体11の後端部に設けている溢流円形フライト部12に、この溢流円形フライト部12から前方に向かって突設している上記前側傾斜フライト部13の後端にその前端を一体に連設させて、本体11の後端に向かって上記前側傾斜フライト部13の延長方向に、この前側傾斜フライト部13と同一高さ、同一厚みの傾斜フライト端片部13b を突設している。
Similarly, an overflow
なお、傾斜フライト部13、13は、上記メインフライト2と同一高さに形成されていて、溢流円形フライト部12上に交差している部分を溢流円形フライト部12の外周端から僅かに突出させていると共に、その頂面を全長に亘ってバレル4の内周面に摺接又は僅かな隙間を介して近接させてあり、本体11の回転によって溶融樹脂を下流側に送り込むように構成している。
The
このように構成したミキシング部材10は、計量部Cの長さ方向の中間部に装着されてあり、このミキシング部材10の先端からスクリュー軸1の先端に至る該スクリュー軸1の外周面には、上記メインフライト2と同径のフライト2'を設けている。なお、このフライト2'に代えてミキシング部材4とは別な構造の分散、混練部材を装着しておいてもよい。
The mixing
次に、計量部Cに上記ミキシング部材10を備えた本発明押出成形機用スクリューの動作を説明すると、ホッパ(図示せず)を通じて供給部Aに供給された原料である固体樹脂は、スクリューの回転にともなってメインフライト2により圧縮部B側に移送され、その移送途上においてバレル4側からの伝熱と、バレル4の内面との摩擦熱や樹脂同士の剪断作用による発熱とによって溶融を開始しながら圧縮部Bに送られる。
Next, the operation of the screw for the extruder of the present invention provided with the mixing
この圧縮部Bを通過中に、バレル4の内面と接する部分に溶融された薄い樹脂層を形成しながらこの溶融樹脂層は、サブフライト3を乗り越えて該サブフライト3とこのサブフライト3の背面側のメインフライト2との間の溝部5内に流入する。この溝部5の幅は圧縮部Bの先端に向かうに従って大きくなるようにサブフライト3をスクリュー軸1に螺旋巻きしてあり、従って、圧縮部Bを通過中に徐々に増大する溶融樹脂をこの溝部5内に収容しながら計量部Cに送り込む。
While passing through the compression portion B, a molten resin layer is formed on the portion in contact with the inner surface of the
計量部Cに送られた溶融樹脂は、メインフライト2によってミキシング部材10に搬送され、このミキシング部材10の本体11の後端側溢流円形フライト部12から後方に突設している傾斜フライト端片部13b によって掻き寄せられるようにして該溢流円形フライト部12の後面の円弧状に湾曲した湾曲面12b からこの湾曲面12b の外周端に連なった傾斜面12a 上を流動して溢流円形フライト部12上を前方に溢流する。この際、溶融樹脂に含まれている未溶融物を溢流円形フライト部12の外周端とバレル内面とによる剪断応力によってすり潰すと共に剪断発熱によって溶融させる。溢流円形フライト部12の外周端から下流側に溢流した溶融樹脂は、この溢流円形フライト部12から前方に突設している周方向に隣接する前側傾斜フライト部13、13間の溝部15a に流入してミキシング部材10の回転に伴って回転方向に面したこれらの前側傾斜フライト部13の傾斜側壁面により溶融樹脂は周方向と下流側とに向かう押圧力を受けて溝部15a 内で混練、分散しながら下流側の溝部15b に向かって流動する。
The molten resin sent to the measuring section C is transported to the mixing
この溝部15b は、上記のように、前後に隣接する溢流円形フライト部12、12において、前側の溢流円形フライト部12、即ち、本体1の長さ方向の中間部に設けている溢流円形フライト部12から後方に突出した傾斜フライト部13' の突起部14' における後側傾斜壁面14b'と、この後側傾斜壁面14b'に対して本体1の周方向に一定の間隔を存して対向している後側溢流円形フライト部12から前方に突出した傾斜フライト部13の突起部14における後側傾斜壁面14a 間によって形成され、その溝幅は、後端から前端、即ち、上流側から下流側に向かって漸次狭くなっているので、この溝部15b を溶融樹脂が通過する際に、これらの傾斜側壁面14a 、14b'によって溝幅方向に圧縮作用を受けると共に該傾斜側壁面14a 、14b'は上流側に向かって傾斜した状態で向けられているので、これらの傾斜側壁面14a 、14b'に流突した一部の溶融樹脂は上流側に向かって逆流する方向に強制的に押し戻される作用を受けて一層圧縮され、傾斜フライト部13によって下流側に押し進められる溶融樹脂と共に全体に亘って満遍なく均一に混練させられる。
As described above, the
さらに、下流側に向かって徐々に溝幅が狭くなる上記溝部15b に引き続いて本体1の周方向に一定間隔を存して対向している上記突起部14、14' における前部傾斜側壁部14a'、14b 間には、下流側に向かって徐々に溝幅が拡くなる上記溝部15c が設けられているので、上記溝部15b を通過した溶融樹脂はこの溝部15c を通過時に拡張して伸長流動となり、溶融樹脂が均等に分散しながら前側の溢流円形フライト部12、即ち、本体11の長さ方向の中間部に設けている溢流円形フライト部12から後方に突設している周方向に隣接する後側傾斜フライト部13' 13' 間の溝部15d に流入し、ミキシング部材10の回転に伴って回転方向に面したこれらの後側傾斜フライト部13' の傾斜側壁面により溶融樹脂は掻き寄せられるようにして該溢流円形フライト部12の後面の円弧状に湾曲した湾曲面12b からこの湾曲面12b の外周端に連なった傾斜面12a 上を流動して溢流円形フライト部12上を前方に溢流する。この際、溶融樹脂に含まれている未溶融物を溢流円形フライト部12の外周端とバレル内面とによる剪断応力によってすり潰すと共に剪断発熱によって溶融させる。
Further, the front inclined
本体1の長さ方向の中間部に設けている上記溢流円形フライト部12上を前方に溢流して該溢流円形フライト部12とこの溢流円形フライト部12の前方に隣接する溢流円形フライト部12との間の溝15内に流入した溶融樹脂は、上記後端側の溢流円形フライト部12と中間部の溢流円形フライト部12の溝15内を上流側から下流側に流動した際と同様に、中間部の溢流円形フライト部12から前方に突出している前端に突起部14を有する前側傾斜フライト部13と、前端側の溢流円形フライト部12から後方に突出している後端に突起部14' を有する後側傾斜フライト部14' とによって伸長流動を誘因し、混練性、分配、分散性をさらに向上させると共に温度分布を全体に亘って均一化しながら前端側の溢流円形フライト部12から溢流し、この溢流円形フライト部12から前方に向かって突設している傾斜フライト端片部13a によってスクリューの前端側に溶融樹脂を送り出し、スクリューの先端から所定の圧力でもって押し出して良質の成形品を製造することができる。
The overflow
なお、上記のように構成したミキシング部材10において、本体1の前後端部に設けている溢流円形フライト部12、12間には、中間溢流円形フライト部12として一つの溢流円形フライト部を設けているが、2つ以上、設けておいてもよく、また、傾斜フライト部13、13' の突出端に一体に設けている上記突起部14、14' の平面形状としては四角形状に限定されることなく、楕円形状、六角形状等のように、周方向に対向する側壁面間の溝幅が上流側から下流側に向かって漸次狭くなるように傾斜していれば本発明を満足させることができる。
In addition, in the mixing
A 供給部
B 圧縮部
C 計量部
1 スクリュー軸
2 メインフライト
3 バリアフライト
4 バレル
10 ミキシング部材
11 本体
12 溢流円形フライト部12
13、13' 傾斜フライト部
14、14' 突起部
14a 、14a'、14b 、14b' 傾斜側壁面
15a 〜15d 溝部
A Supply unit B Compression unit C Weighing unit 1
10 Mixing material
11 Body
12 Overflow
13, 13 'Inclined flight section
14, 14 'protrusion
14a, 14a ', 14b, 14b' inclined side wall surface
15a to 15d groove
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