JP2019043043A

JP2019043043A - スクリュー及び押出機

Info

Publication number: JP2019043043A
Application number: JP2017168782A
Authority: JP
Inventors: 忠資佐藤; Tadashi Sato; 野田　誠; Makoto Noda; 誠野田
Original assignee: Nakata Engineering Co Ltd
Current assignee: Nakata Engineering Co Ltd
Priority date: 2017-09-01
Filing date: 2017-09-01
Publication date: 2019-03-22

Abstract

【課題】可塑性のエラストマーの良好な品質を維持しつつ、その生産性を向上させ得るスクリュー及び押出機を提供する。【解決手段】可塑性のエラストマーＧを混練しながら押し出すための螺旋翼５を有するスクリュー２である。スクリュー２は、混練促進領域６を含んでいる。混練促進領域６は、螺旋翼５が２条ねじで形成された第１促進区間７と、第１促進区間７の押出方向Ａ下流側において、螺旋翼５が１条ねじで形成された第２促進区間８と、第２促進区間８の押出方向Ａ下流側において、螺旋翼５が２条ねじで形成された第３促進区間９とを含んでいる。第１促進区間７及び第３促進区間９は、螺旋翼５に複数の切欠部１０が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、可塑性のエラストマーを混練しながら押し出すためのスクリュー及び押出機に関する。

近年、可塑性のエラストマーを混練しながら押し出すためのスクリューを含む押出機において、吐出される可塑性のエラストマーの量を増加して、生産性を向上させることが求められている。そこで、下記特許文献１は、スクリューの螺旋翼を、２条ねじと１条ねじとから構成することで、可塑性のエラストマーの吐出量を増加させ、その生産性を向上させた押出機を提案している。

特開２００４−００９４０３号公報

しかしながら、特許文献１の押出機は、可塑性のエラストマーの吐出量を増加させると、混練状態が不十分となり、品質が低下するという問題があった。そこで、押出機の技術分野において、吐出される可塑性のエラストマーの生産性と品質とを両立させるために、更なる改善が求められていた。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、可塑性のエラストマーの良好な品質を維持しつつ、その生産性を向上させ得るスクリュー及び押出機を提供することを主たる目的としている。

本発明は、可塑性のエラストマーを混練しながら押し出すための螺旋翼を有するスクリューであって、混練促進領域を含み、前記混練促進領域は、前記螺旋翼が２条ねじで形成された第１促進区間と、前記第１促進区間の押出方向下流側において、前記螺旋翼が１条ねじで形成された第２促進区間と、前記第２促進区間の押出方向下流側において、前記螺旋翼が２条ねじで形成された第３促進区間とを含み、前記第１促進区間及び前記第３促進区間は、前記螺旋翼に複数の切欠部が形成されていることを特徴とする。

本発明のスクリューにおいて、前記第２促進区間の前記螺旋翼のリード角は、前記第１促進区間及び前記第３促進区間の前記螺旋翼のリード角よりも大きいのが望ましい。

本発明のスクリューにおいて、前記混練促進領域の押出方向上流側において、前記エラストマーを前記混練促進領域に送る予備混練領域を含むのが望ましい。

本発明のスクリューにおいて、前記予備混練領域は、前記螺旋翼が多条ねじで形成された第１予備区間と、前記第１予備区間の押出方向下流側において、前記螺旋翼が１条ねじで形成された第２予備区間とを含むのが望ましい。

本発明のスクリューにおいて、前記混練促進領域の押出方向下流側において、前記エラストマーをせん断する可塑化領域を含むのが望ましい。

本発明のスクリューにおいて、前記可塑化領域は、前記螺旋翼が１条ねじで形成された第１可塑区間と、前記第１可塑区間の押出方向下流側において、リード角が９０°のバリアを含む第２可塑区間と、前記第２可塑区間の押出方向下流側において、前記螺旋翼が２条ねじで形成された第３可塑区間とを含むのが望ましい。

本発明のスクリューにおいて、前記第２可塑区間は、複数のバリアを含むのが望ましい。

本発明のスクリューにおいて、前記バリアの高さは、前記螺旋翼の高さよりも小さいのが望ましい。

本発明は、上述のスクリューと、前記スクリューを内部に配するバレルとを含む押出機であって、前記バレルは、前記第１促進区間及び前記第３促進区間の前記螺旋翼に形成された前記切欠部に挿入される複数のピンを含むことを特徴とする。

本発明の押出機において、前記バレルは、前記エラストマーを投入する投入口を含み、前記投入口は、前記混練促進領域の押出方向上流側の予備混練領域に形成された第１予備区間に前記エラストマーを投入するのが望ましい。

本発明のスクリューにおいて、混練促進領域は、螺旋翼が２条ねじで形成された第１促進区間と、前記第１促進区間の押出方向下流側において、前記螺旋翼が１条ねじで形成された第２促進区間と、前記第２促進区間の押出方向下流側において、前記螺旋翼が２条ねじで形成された第３促進区間とを含んでいる。このような混練促進領域は、可塑性のエラストマーの吐出量を増加させ、その生産性を向上させ得る。

本発明のスクリューにおいて、第１促進区間及び第３促進区間は、螺旋翼に複数の切欠部が形成されている。このようなスクリューは、切欠部に挿入されるピンと共に、可塑性のエラストマーのせん断を促進し、その品質を向上させ得る。

本発明の押出機の一実施形態を示す側面図である。図１のスクリューの側面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき詳細に説明される。
図１は、本実施形態の押出機１を示す側面図である。図１に示されるように、本実施形態の押出機１は、可塑性のエラストマーＧを混練しながら押出方向Ａに押し出すためのスクリュー２と、スクリュー２を内部に配するバレル３とを含んでいる。ここで、可塑性のエラストマーＧは、例えば、未加硫ゴムや熱可塑性エラストマーを含んでいる。

スクリュー２は、スクリュー軸４と、スクリュー軸４からスクリュー２の径方向外側に突出する螺旋翼５とを有している。螺旋翼５は、可塑性のエラストマーＧを混練しながら押し出すためのものであり、例えば、１条ねじ、２条ねじ又は多条ねじとして形成される。

ここで、１条ねじとは、スクリュー軸４の軸方向の同一部分において、１つの螺旋翼５を有する態様である。また、２条ねじとは、スクリュー軸４の軸方向の同一部分において、２つの螺旋翼５を有する態様である。さらに、多条ねじとは、スクリュー軸４の軸方向の同一部分において、２つ以上の螺旋翼５を有する態様である。２条ねじは、多条ねじの一態様である。

図２は、図１のスクリュー２の側面図である。図２では、スクリュー２が、部分的に省略されて示されている。図１及び図２に示されるように、本実施形態のスクリュー２は、混練促進領域６を含んでいる。混練促進領域６は、複数の区間７〜９を含むのが望ましい。

本実施形態の混練促進領域６は、第１促進区間７と、第１促進区間７の押出方向Ａ下流側の第２促進区間８と、第２促進区間８の押出方向Ａ下流側の第３促進区間９とを含んでいる。このような混練促進領域６は、可塑性のエラストマーＧの吐出量を増加させ、その生産性を向上させ得る。

第１促進区間７は、螺旋翼５が２条ねじで形成されるのが望ましい。本実施形態の第１促進区間７は、螺旋翼５に複数の切欠部１０が形成されている。このような第１促進区間７は、切欠部１０に挿入される後述するピン１３と共に、可塑性のエラストマーＧのせん断を促進し、その品質を向上させ得る。

第２促進区間８は、第１促進区間７の押出方向Ａ下流側において、螺旋翼５が１条ねじで形成されるのが望ましい。このような第２促進区間８は、可塑性のエラストマーＧの吐出量を増加させ、その生産性を向上させ得る。

第３促進区間９は、第２促進区間８の押出方向Ａ下流側において、螺旋翼５が２条ねじで形成されるのが望ましい。本実施形態の第３促進区間９は、螺旋翼５に複数の切欠部１０が形成されている。このような第３促進区間９は、切欠部１０に挿入される後述するピン１３と共に、可塑性のエラストマーＧのせん断を促進し、その品質を向上させ得る。

次に、本実施形態の押出機１において、可塑性のエラストマーＧの生産性と品質とを両立するためのより好ましい態様が説明される。図１に示されるように、バレル３は、例えば、略一定の内径を有する略円筒状に形成されている。バレル３は、可塑性のエラストマーＧを投入する投入口１１と、混練されたエラストマーＧを吐出する吐出口１２とを含むのが望ましい。

バレル３は、第１促進区間７及び第３促進区間９の螺旋翼５に形成された切欠部１０に挿入される複数のピン１３を含むのが望ましい。本実施形態のバレル３は、螺旋翼５の１つの切欠部１０に複数のピン１３が挿入されている。ピン１３の挿入量は、適宜変更可能であるのが望ましい。このようなピン１３は、可塑性のエラストマーＧのせん断を促進し、その品質を向上させ得る。

スクリュー２は、バレル３の押出方向Ａ上流側に配された駆動部１４により、一方向に回転するのが望ましい。スクリュー２の回転速度は、駆動部１４により、適宜調整され得る。このようなスクリュー２は、押出機１の運転状況に合わせて、回転速度を容易に変更することができる。

本実施形態のスクリュー２において、混練促進領域６の第１促進区間７は、例えば、螺旋翼５の４ヶ所に切欠部１０が形成されている。また、第３促進区間９は、例えば、螺旋翼５の３ヶ所に切欠部１０が形成されている。切欠部１０の形成箇所の数は、これに限定されるものではなく、押し出される可塑性のエラストマーＧの種類に応じて、適宜変更され得る。

図２に示されるように、第２促進区間８の螺旋翼５のリード角θ２は、第１促進区間７の螺旋翼５のリード角θ１及び第３促進区間９の螺旋翼５のリード角θ３よりも大きいのが望ましい。本実施形態の第１促進区間７のリード角θ１は、第３促進区間９のリード角θ３に略等しい。このような混練促進領域６は、可塑性のエラストマーＧの吐出量を増加させ、その生産性を向上させることができる。

図１及び図２に示されるように、本実施形態のスクリュー２は、混練促進領域６の押出方向Ａ上流側において、可塑性のエラストマーＧを混練促進領域６に送る予備混練領域１５を含んでいる。予備混練領域１５は、複数の区間１６〜１７を含むのが望ましい。

本実施形態の予備混練領域１５は、バレル３の投入口１１から可塑性のエラストマーＧが投入される第１予備区間１６と、第１予備区間１６の押出方向Ａ下流側の第２予備区間１７とを含んでいる。すなわち、バレル３の投入口１１は、予備混練領域１５に形成された第１予備区間１６に可塑性のエラストマーＧを投入するのが望ましい。

第１予備区間１６は、螺旋翼５が多条ねじで形成されるのが望ましい。このような第１予備区間１６は、投入された可塑性のエラストマーＧを、投入口１１からあふれさせずに、バレル３内に確実に送り込むことができる。

第２予備区間１７は、第１予備区間１６の押出方向Ａ下流側において、螺旋翼５が１条ねじで形成されるのが望ましい。このような第２予備区間１７は、可塑性のエラストマーＧの吐出量を増加させ、その生産性を向上させ得る。

本実施形態のスクリュー２は、混練促進領域６の押出方向Ａ下流側において、可塑性のエラストマーＧをせん断する可塑化領域１８を含んでいる。可塑化領域１８は、複数の区間１９〜２１を含むのが望ましい。

本実施形態の可塑化領域１８は、混練促進領域６の押出方向Ａ下流側の第１可塑区間１９と、第１可塑区間１９の押出方向Ａ下流側の第２可塑区間２０と、第２可塑区間２０の押出方向Ａ下流側の第３可塑区間２１とを含んでいる。

第１可塑区間１９は、混練促進領域６の押出方向Ａ下流側において、螺旋翼５が１条ねじで形成されるのが望ましい。このような第１可塑区間１９は、可塑性のエラストマーＧの吐出量を増加させ、その生産性を向上させ得る。なお、第１可塑区間１９は、螺旋翼５が２条ねじで形成されていてもよい。

第２可塑区間２０は、第１可塑区間１９の押出方向Ａ下流側において、少なくとも１つ、本実施形態では１つのバリア２２を含んでいる。バリア２２は、例えば、リード角が９０°である。バリアの高さＨ１は、螺旋翼の高さＨ２よりも小さいのが望ましい。このような第２可塑区間２０は、可塑性のエラストマーＧのせん断を促進し、その品質を向上させ得る。なお、第２可塑区間２０は、複数のバリア２２を含んでいてもよい。

第３可塑区間２１は、第２可塑区間２０の押出方向Ａ下流側において、螺旋翼５が２条ねじで形成されるのが望ましい。このような第３可塑区間２１は、可塑性のエラストマーＧをバレル３の吐出口１２から安定して吐出させることができ、可塑性のエラストマーＧの生産性と品質とを両立することができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。

２スクリュー
５螺旋翼
６混練促進領域
７第１促進区間
８第２促進区間
９第３促進区間
１０切欠部

Claims

可塑性のエラストマーを混練しながら押し出すための螺旋翼を有するスクリューであって、
混練促進領域を含み、
前記混練促進領域は、前記螺旋翼が２条ねじで形成された第１促進区間と、前記第１促進区間の押出方向下流側において、前記螺旋翼が１条ねじで形成された第２促進区間と、前記第２促進区間の押出方向下流側において、前記螺旋翼が２条ねじで形成された第３促進区間とを含み、
前記第１促進区間及び前記第３促進区間は、前記螺旋翼に複数の切欠部が形成されている、
スクリュー。
前記第２促進区間の前記螺旋翼のリード角は、前記第１促進区間及び前記第３促進区間の前記螺旋翼のリード角よりも大きい、請求項１に記載のスクリュー。
前記混練促進領域の押出方向上流側において、前記エラストマーを前記混練促進領域に送る予備混練領域を含む、請求項１又は２に記載のスクリュー。
前記予備混練領域は、前記螺旋翼が多条ねじで形成された第１予備区間と、前記第１予備区間の押出方向下流側において、前記螺旋翼が１条ねじで形成された第２予備区間とを含む、請求項３に記載のスクリュー。
前記混練促進領域の押出方向下流側において、前記エラストマーをせん断する可塑化領域を含む、請求項１〜４のいずれかに記載のスクリュー。
前記可塑化領域は、前記螺旋翼が１条ねじで形成された第１可塑区間と、前記第１可塑区間の押出方向下流側において、リード角が９０°のバリアを含む第２可塑区間と、前記第２可塑区間の押出方向下流側において、前記螺旋翼が２条ねじで形成された第３可塑区間とを含む、請求項５に記載のスクリュー。
前記第２可塑区間は、複数のバリアを含む、請求項６に記載のスクリュー。
前記バリアの高さは、前記螺旋翼の高さよりも小さい、請求項６又は７に記載のスクリュー。
請求項１〜８のいずれかに記載のスクリューと、前記スクリューを内部に配するバレルとを含む押出機であって、
前記バレルは、前記第１促進区間及び前記第３促進区間の前記螺旋翼に形成された前記切欠部に挿入される複数のピンを含む、
押出機。
前記バレルは、前記エラストマーを投入する投入口を含み、
前記投入口は、前記混練促進領域の押出方向上流側の予備混練領域に形成された第１予備区間に前記エラストマーを投入する、請求項９に記載の押出機。