JPS6410173B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6410173B2 JPS6410173B2 JP58072067A JP7206783A JPS6410173B2 JP S6410173 B2 JPS6410173 B2 JP S6410173B2 JP 58072067 A JP58072067 A JP 58072067A JP 7206783 A JP7206783 A JP 7206783A JP S6410173 B2 JPS6410173 B2 JP S6410173B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- screw
- flight
- melting
- solid bed
- screw groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/62—Screws characterised by the shape of the thread channel, e.g. U-shaped
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は樹脂成形用スクリユに関するものであ
る。
る。
押出成形機や射出成形機等の成形機における樹
脂の可塑化溶融は極めて重要な問題である。すな
わち、成形品の品質、生産性、不良率、人件費等
に大きい影響を与えることになるからである。し
たがつて、従来より、可塑化装置のスクリユに関
しては種々研究され、数多くの提案がなされて来
ている。
脂の可塑化溶融は極めて重要な問題である。すな
わち、成形品の品質、生産性、不良率、人件費等
に大きい影響を与えることになるからである。し
たがつて、従来より、可塑化装置のスクリユに関
しては種々研究され、数多くの提案がなされて来
ている。
本発明は可塑化装置のスクリユに関するもので
あり、その目的は、溶融効率に優れ、可塑化能力
が大きく、均一な溶融で混練性に優れた可塑化ス
クリユを提供するにある。
あり、その目的は、溶融効率に優れ、可塑化能力
が大きく、均一な溶融で混練性に優れた可塑化ス
クリユを提供するにある。
一般に成形機に供されている可塑化スクリユは
第１図に示したものが多い。第１図で、スクリユ
１は、材料供給側から、スクリユ溝２が深い供給
ゾーン３、スクリユ溝深さが軸方向前方に行くに
したがつて漸次浅くなる圧縮ゾーン４、スクリユ
溝深さが浅い計量ゾーン４ａで構成されている。
５はスクリユフライトである。このような通常の
スクリユ１に関する熱可塑性樹脂の溶融形態は、
第２図ａに示した溶融モデルによつて説明され
る。第２図ａは、スクリユ溝２中で未溶融固体
（ソリツドベツド）６とメルト（溶融体）７とが
分離共存する形態を示す。しかしながら、このよ
うな溶融形態も溶融が進行し、スクリユ溝２の幅
Ｗに対するスクリユ溝２中のソリツドベツド６の
幅Ｘの割合として示される未溶融比率Ｘ／Ｗが小
さくなると、ソリツドベツド６自体の昇温に伴う
剛性の変化、メルト７の剪断接触等により、この
溶融形態がくずれ、第２図ｂに示すように、メル
ト７中に未溶融固体片８が浮遊した形態を示す。
この形態はスクリユ１の回転を大きくした高速可
塑化の場合に顕著にあらわれ、成形品への未溶融
物の混入に伴い、成形品の強度のムラ、色調の変
化、カラーリング成形の色ムラ、流動性の変化、
気泡の混入等の多くの好ましくない結果をひき起
す。又、この形態が可塑化工程で発生しないよう
可塑化能力を制約すること、すなわち、サイクル
や連続生産量を制約することの原因になる。な
お、９は加熱筒である。
第１図に示したものが多い。第１図で、スクリユ
１は、材料供給側から、スクリユ溝２が深い供給
ゾーン３、スクリユ溝深さが軸方向前方に行くに
したがつて漸次浅くなる圧縮ゾーン４、スクリユ
溝深さが浅い計量ゾーン４ａで構成されている。
５はスクリユフライトである。このような通常の
スクリユ１に関する熱可塑性樹脂の溶融形態は、
第２図ａに示した溶融モデルによつて説明され
る。第２図ａは、スクリユ溝２中で未溶融固体
（ソリツドベツド）６とメルト（溶融体）７とが
分離共存する形態を示す。しかしながら、このよ
うな溶融形態も溶融が進行し、スクリユ溝２の幅
Ｗに対するスクリユ溝２中のソリツドベツド６の
幅Ｘの割合として示される未溶融比率Ｘ／Ｗが小
さくなると、ソリツドベツド６自体の昇温に伴う
剛性の変化、メルト７の剪断接触等により、この
溶融形態がくずれ、第２図ｂに示すように、メル
ト７中に未溶融固体片８が浮遊した形態を示す。
この形態はスクリユ１の回転を大きくした高速可
塑化の場合に顕著にあらわれ、成形品への未溶融
物の混入に伴い、成形品の強度のムラ、色調の変
化、カラーリング成形の色ムラ、流動性の変化、
気泡の混入等の多くの好ましくない結果をひき起
す。又、この形態が可塑化工程で発生しないよう
可塑化能力を制約すること、すなわち、サイクル
や連続生産量を制約することの原因になる。な
お、９は加熱筒である。
このような溶融形態の改善をしたものに第３図
に示すものがある。すなわち、スクリユ溝底を半
径方向に変位させて通路断面積を変化させたもの
である。第４図ａ，ｂは第３図のＡ−Ａ断面およ
びＢ−Ｂ断面を示したのであるが、断面形状が第
３図の如く円形のものでも多角形状でもよいが、
要は、スクリユ溝通路断面積を変化させることに
より、溶融初期の第２図ａの形態のソリツドベツ
ド６を圧縮、弛緩を繰り返すことにより、ソリツ
ドベツド６に強い押圧作用を与えて変形させた
り、メルト７のみを優先的に前方へ輸送したりし
て、溶融の効率をはかろうとするものである。こ
の溶融形態は、溶融の初期では溶融促進の効果が
あり、溶融の後期の末溶融固体片８が浮遊する段
階では、スクリユギヤツプをより浅くして未溶融
固体片８を選別的に溶融するという効果がある。
に示すものがある。すなわち、スクリユ溝底を半
径方向に変位させて通路断面積を変化させたもの
である。第４図ａ，ｂは第３図のＡ−Ａ断面およ
びＢ−Ｂ断面を示したのであるが、断面形状が第
３図の如く円形のものでも多角形状でもよいが、
要は、スクリユ溝通路断面積を変化させることに
より、溶融初期の第２図ａの形態のソリツドベツ
ド６を圧縮、弛緩を繰り返すことにより、ソリツ
ドベツド６に強い押圧作用を与えて変形させた
り、メルト７のみを優先的に前方へ輸送したりし
て、溶融の効率をはかろうとするものである。こ
の溶融形態は、溶融の初期では溶融促進の効果が
あり、溶融の後期の末溶融固体片８が浮遊する段
階では、スクリユギヤツプをより浅くして未溶融
固体片８を選別的に溶融するという効果がある。
しかしながら、第１図に示した通常型の従来の
スクリユ１と同様に根本的に溶融のメカニズムの
改善はなされてなく、高速回転においてスクリユ
溝２がすべてソリツドベツド６で満たされ、可塑
化能力の低下もしくは変動をひき起す。すなわ
ち、スクリユ溝２で形成されたソリツドベツド６
は、加熱筒９内壁との接触面において、スクリユ
溝内圧により、加熱筒内壁に押圧され、加熱筒内
壁から受熱するとともに、スクリユ回転による加
熱筒内壁とソリツドベツドとの間の剪断作用によ
る樹脂の発熱により溶融し、メルトフイルムを形
成する。したがつて、溶融はソリツドベツドが加
熱筒内壁との接触面から順次行われる形態であ
る。つまり、ソリツドベツドはソリツドベツドの
外周から熱伝導による昇温が期待できるのみで、
しかも、樹脂は熱の不良導体であり、多くは期待
できないという溶融メカニズムの欠点がある。
スクリユ１と同様に根本的に溶融のメカニズムの
改善はなされてなく、高速回転においてスクリユ
溝２がすべてソリツドベツド６で満たされ、可塑
化能力の低下もしくは変動をひき起す。すなわ
ち、スクリユ溝２で形成されたソリツドベツド６
は、加熱筒９内壁との接触面において、スクリユ
溝内圧により、加熱筒内壁に押圧され、加熱筒内
壁から受熱するとともに、スクリユ回転による加
熱筒内壁とソリツドベツドとの間の剪断作用によ
る樹脂の発熱により溶融し、メルトフイルムを形
成する。したがつて、溶融はソリツドベツドが加
熱筒内壁との接触面から順次行われる形態であ
る。つまり、ソリツドベツドはソリツドベツドの
外周から熱伝導による昇温が期待できるのみで、
しかも、樹脂は熱の不良導体であり、多くは期待
できないという溶融メカニズムの欠点がある。
本発明はこの点に鑑み、上流でソリツドベツド
を積極的に破壊して溶融効率を上げ、又、下流で
は、メルトはそのまま通過させ、溶融していない
ものは溶融させるという選別的溶融を行うべく、
第５図に示す如く、スクリユ溝底２をスクリユフ
ライト５に沿つて半径方向に変位させてスクリユ
溝２の通路断面積を変化させ、上流の通路断面積
が漸次大きくなり、やがて小さくなる範囲のスク
リユ溝底にスクリユフライト５に沿つて単一もし
くは複数個の凹部１０又は溝を設け、選別溶融を
行う領域では該凹部１０等を設けないようにし
た。
を積極的に破壊して溶融効率を上げ、又、下流で
は、メルトはそのまま通過させ、溶融していない
ものは溶融させるという選別的溶融を行うべく、
第５図に示す如く、スクリユ溝底２をスクリユフ
ライト５に沿つて半径方向に変位させてスクリユ
溝２の通路断面積を変化させ、上流の通路断面積
が漸次大きくなり、やがて小さくなる範囲のスク
リユ溝底にスクリユフライト５に沿つて単一もし
くは複数個の凹部１０又は溝を設け、選別溶融を
行う領域では該凹部１０等を設けないようにし
た。
第６図はその概念図を示す。つまり、スクリユ
溝２をスクリユフライト５に沿つて展開し、凹部
１０をスクリユフライト５に沿つた断面として示
したモデル図である。
溝２をスクリユフライト５に沿つて展開し、凹部
１０をスクリユフライト５に沿つた断面として示
したモデル図である。
第６図においては、スクリユ溝底２ａが次第に
浅くなり続いて次第に深くなる１周部分Ｐに凹部
１０を設けた実施例を示した。ただし、第６図で
は左右方にのみ、かなり縮めた状態で示した。な
お、この例ではＰの長さはスクリユ１の１周分の
長さであるが、これは、スクリユ溝底２ａが次第
に浅くなり続いて次第に深くなる部分がスクリユ
１の半周分とが２周分であれば、それに応じて長
さを適宜変えて設けることができる。
浅くなり続いて次第に深くなる１周部分Ｐに凹部
１０を設けた実施例を示した。ただし、第６図で
は左右方にのみ、かなり縮めた状態で示した。な
お、この例ではＰの長さはスクリユ１の１周分の
長さであるが、これは、スクリユ溝底２ａが次第
に浅くなり続いて次第に深くなる部分がスクリユ
１の半周分とが２周分であれば、それに応じて長
さを適宜変えて設けることができる。
第７図は第５図におけるスクリユフライト５に
沿つた軸断面の一例である。
沿つた軸断面の一例である。
このように構成したスクリユ１の動作につい
て、第８図ａ〜ｄにより詳細に説明する。
て、第８図ａ〜ｄにより詳細に説明する。
溶融の初期段階で、第８図ａに示す如く、スク
リユ溝２に形成したソリツドベツド６は、本発明
のソリツドベツド破壊ゾーンにおけるスクリユ溝
２が半径方向に変位して、スクリユ溝通路断面積
が漸次減少し再び増加する範囲に、スクリユフラ
イトに沿つて複数の凹部１０を設けているため、
第８図ｂに示す如く、ソリツドベツド６はこの凹
部１０に陥没し、凹部１０周縁を起点として破壊
する。一方、凹部１０以外の漸次通路面積が減少
するスクリユ溝底２ａ上を移動するソリツドベツ
ド６は加熱筒９内壁に押圧され押圧接触面から溶
融するとともに、陥没ソリツドベツド６の上に重
ね合わさつていく。この過程で、ソリツドベツド
６の陥没破壊面にメルト７が接触するため、この
複数の破壊面から熱いメルト７の熱が冷いソリツ
ドベツド６へ移るという授熱が起り、ソリツドベ
ツド６の昇温軟化が促進するとともに、メルト７
の過熱が防止され、熱いメルト７と冷いソリツド
ベツド６の画然とした分離併存から、より熱的な
接近、均質化が両者の間に起り、溶融の促進と混
合が行われる。こうして、一度破壊したソリツド
ベツド６は、ソリツドベツド６同士の相対位置の
変化を加えながら、スクリユ溝底２ａに凹部１０
のない範囲で、再び新しいソリツドベツド６を第
８図ｃに示す如く形成する。この形成されたソリ
ツドベツド６は、第８図ｄに示す如く、次の段階
で再び、新しい陥没破壊面を形成する。このよう
な破壊面でのメルト７との剪断接触が、より良好
なソリツドベツド６の昇温、溶融の促進、混合の
向上等という前述の効果を高める。次に、繰り返
しソリツドベツド６を破壊し、溶融されたメメル
ト７はスクリユ１の前方へ輸送され、下流の計量
ゾーン４ａともほぼ共通する溶融選別ゾーン１２
において、より狭いスクリユギヤツプδで未溶融
固体片８に選別的に強い剪断作用を与えて溶融
し、混合し、混練して均質化を行う。なお、１１
はスクリユギヤツプの比較的大きいソリツドベツ
ド破壊ゾーンである。
リユ溝２に形成したソリツドベツド６は、本発明
のソリツドベツド破壊ゾーンにおけるスクリユ溝
２が半径方向に変位して、スクリユ溝通路断面積
が漸次減少し再び増加する範囲に、スクリユフラ
イトに沿つて複数の凹部１０を設けているため、
第８図ｂに示す如く、ソリツドベツド６はこの凹
部１０に陥没し、凹部１０周縁を起点として破壊
する。一方、凹部１０以外の漸次通路面積が減少
するスクリユ溝底２ａ上を移動するソリツドベツ
ド６は加熱筒９内壁に押圧され押圧接触面から溶
融するとともに、陥没ソリツドベツド６の上に重
ね合わさつていく。この過程で、ソリツドベツド
６の陥没破壊面にメルト７が接触するため、この
複数の破壊面から熱いメルト７の熱が冷いソリツ
ドベツド６へ移るという授熱が起り、ソリツドベ
ツド６の昇温軟化が促進するとともに、メルト７
の過熱が防止され、熱いメルト７と冷いソリツド
ベツド６の画然とした分離併存から、より熱的な
接近、均質化が両者の間に起り、溶融の促進と混
合が行われる。こうして、一度破壊したソリツド
ベツド６は、ソリツドベツド６同士の相対位置の
変化を加えながら、スクリユ溝底２ａに凹部１０
のない範囲で、再び新しいソリツドベツド６を第
８図ｃに示す如く形成する。この形成されたソリ
ツドベツド６は、第８図ｄに示す如く、次の段階
で再び、新しい陥没破壊面を形成する。このよう
な破壊面でのメルト７との剪断接触が、より良好
なソリツドベツド６の昇温、溶融の促進、混合の
向上等という前述の効果を高める。次に、繰り返
しソリツドベツド６を破壊し、溶融されたメメル
ト７はスクリユ１の前方へ輸送され、下流の計量
ゾーン４ａともほぼ共通する溶融選別ゾーン１２
において、より狭いスクリユギヤツプδで未溶融
固体片８に選別的に強い剪断作用を与えて溶融
し、混合し、混練して均質化を行う。なお、１１
はスクリユギヤツプの比較的大きいソリツドベツ
ド破壊ゾーンである。
第９図、第１０図は他の実施例で、溶融選別ゾ
ーン１２で、スクリユ溝底２ａに半径方向の変位
を与えて加熱筒内壁と狭いスリツトを形成する代
りに、それぞれ、第２のフライト１３、バリア１
４を設けて、加熱筒内壁と狭スリツトを形成し、
溶融選別を行うようにしたものである。ただし、
このスリツトクリアランスは、スクリユフライト
５と加熱筒９内壁とのフライトクリアランスより
は少くとも大きくしてあり、主として樹脂の種類
によつてクリアランスは決定される。このように
すると、前記したものとほぼ同様な効果が得られ
る。
ーン１２で、スクリユ溝底２ａに半径方向の変位
を与えて加熱筒内壁と狭いスリツトを形成する代
りに、それぞれ、第２のフライト１３、バリア１
４を設けて、加熱筒内壁と狭スリツトを形成し、
溶融選別を行うようにしたものである。ただし、
このスリツトクリアランスは、スクリユフライト
５と加熱筒９内壁とのフライトクリアランスより
は少くとも大きくしてあり、主として樹脂の種類
によつてクリアランスは決定される。このように
すると、前記したものとほぼ同様な効果が得られ
る。
このように、本発明によれば、早期ソリツドベ
ツドの破壊とこれに引続く選別溶融により、熱的
にも物理的にも均質にして熱効率のよい可塑溶融
を行うことが出来る。特に、結晶性低粘度樹脂で
は可塑化能力の向上が著しく、非晶性高粘度樹脂
ではスクリユ駆動トルクの軽減がい著しく、省エ
ネルギ化を達成できる。
ツドの破壊とこれに引続く選別溶融により、熱的
にも物理的にも均質にして熱効率のよい可塑溶融
を行うことが出来る。特に、結晶性低粘度樹脂で
は可塑化能力の向上が著しく、非晶性高粘度樹脂
ではスクリユ駆動トルクの軽減がい著しく、省エ
ネルギ化を達成できる。
第１図および第３図は本発明に類する従来の装
置のそれぞれ異なる例を示す正面図、第２図ａ，
ｂは第１図に示すスクリユにおける樹脂の溶融形
態を示す溶融モデル図、第４図ａ，ｂは第３図の
Ａ−Ａ線およびＢ−Ｂ線断面図、第５図は本発明
の１実施例を示す正面図、第６図は第５図に示し
たスクリユをスクリユフライトに沿つて展開して
示した展開断面図、第７図は第５図の−線断
面図、第８図ａ〜ｄは樹脂の溶融形態を示す説明
図、第９図および第１０図は本発明のそれぞれ異
なる実施例を示す正面図である。 １……スクリユ、２……スクリユ溝、５……ス
クリユフライト、６……ソリツドベツド、７……
メルト、９加熱筒、１０……凹部、１３……第２
フライト、１４……バリア。
置のそれぞれ異なる例を示す正面図、第２図ａ，
ｂは第１図に示すスクリユにおける樹脂の溶融形
態を示す溶融モデル図、第４図ａ，ｂは第３図の
Ａ−Ａ線およびＢ−Ｂ線断面図、第５図は本発明
の１実施例を示す正面図、第６図は第５図に示し
たスクリユをスクリユフライトに沿つて展開して
示した展開断面図、第７図は第５図の−線断
面図、第８図ａ〜ｄは樹脂の溶融形態を示す説明
図、第９図および第１０図は本発明のそれぞれ異
なる実施例を示す正面図である。 １……スクリユ、２……スクリユ溝、５……ス
クリユフライト、６……ソリツドベツド、７……
メルト、９加熱筒、１０……凹部、１３……第２
フライト、１４……バリア。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ スクリユの溝底を半径方向に変位させてスク
リユ溝の通路断面積を変化させる領域を設けて、
該領域内の上流で、該通路断面積が漸次減少し増
加する範囲に、スクリユフライトに沿つて単一も
しくは複数個の凹部を設けた樹脂成形スクリユ。 ２ スクリユが、凹部を設けた部分の下流で、ス
クリユフライトから第２のフライトを派生させて
再びスクリユフライトに接合させ、第２のフライ
ト部に、少なくとも前記スクリユフライトと加熱
筒内壁とのクリアランスよりも大きいクリアラン
スを有する構造になつている特許請求の範囲第１
項記載の樹脂成形用スクリユ。 ３ スクリユが、凹部を設けた部分の下流で、ス
クリユ溝部に軸線方向に沿つたバリアを有し、バ
リア部に、スクリユフライトと加熱筒内壁とのク
リアランスよりも大きいクリアランスを有する構
造になつている特許請求の範囲第１項記載の樹脂
成形用スクリユ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58072067A JPS59198132A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 樹脂成形用スクリユ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58072067A JPS59198132A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 樹脂成形用スクリユ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59198132A JPS59198132A (ja) | 1984-11-09 |
| JPS6410173B2 true JPS6410173B2 (ja) | 1989-02-21 |
Family
ID=13478676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58072067A Granted JPS59198132A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 樹脂成形用スクリユ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59198132A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5342125A (en) * | 1992-05-14 | 1994-08-30 | Great Lakes Feedscrews, Inc. | Feedscrew for injection molding and extrusion |
| US6132076A (en) * | 1998-12-09 | 2000-10-17 | General Electric Company | Single extruder screw for efficient blending of miscible and immiscible polymeric materials |
-
1983
- 1983-04-26 JP JP58072067A patent/JPS59198132A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59198132A (ja) | 1984-11-09 |
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