双螺杆挤出机以及使用双螺杆挤出机的搅拌方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用来搅拌树脂原料等材料的双螺杆挤出机，特别地，涉及用来搅拌树 脂原料与粉末状填充剂的双螺杆挤出机以及使用双螺杆挤出机的搅拌方法。
【背景技术】
[0002] 已知有搅拌颗粒状或粉末状树脂原料等材料的双螺杆挤出机。一般而言，该双螺 杆挤出机包括：材料供给口，其用于材料的供给；插通孔，其供从材料供给口供给来的材料 通过；以及设有排出口的筒，其中，排出口用于将通过插通孔期间被搅拌的材料排出。在上 述筒的插通孔内插有两根螺杆，这两根螺杆保持一定轴间距离地被平行配置，一边相互啮 合一边向着相同的方向旋转。
[0003] 例如，专利文献1公开了一种双螺杆挤出机，其具有上述的筒和上述的两根螺杆， 且因其具有高的材料处理能力，从而减少了材料滞留在筒内的时间，使得搅拌过的材料不 发生物理性能的劣化。此外，例如，专利文献2公开了一种双螺杆挤出机，其具有上述的筒 和上述的两根螺杆，且因其具有排气装置，从而提高了生产能力。
[0004] 此外，作为设在上述双螺杆挤出机上的螺杆，为了搅拌各种材料，采用了可以改变 螺旋形状（螺旋结构）的组合式螺杆。组合式螺杆通过将具有相同外径的多个螺旋元件、 搅拌盘等嵌合在螺杆轴的外周组合而成。像这样组合的组合式螺杆形成为适合所搅拌材料 的螺旋形状（螺旋结构）。
[0005] 在现有的双螺杆挤出机中，为提高单位时间内的材料处理量，正在采取以下改良 措施：采用通过相对于螺杆的外径减小螺杆的螺纹内径来增大螺杆搅拌容积的双头螺纹的 深槽螺杆，并增大螺杆的旋转驱动力。如要减小螺杆的螺纹内径，则必须减小螺杆轴的外 径。另一方面，如要增大螺杆的旋转驱动力，则必须增强螺杆轴的强度。为了解决像这样既 要减小螺杆轴的外形又要增强螺杆轴强度的问题，例如可以想到采用由专利文献3公开的 形成有高强度花键的轴。
[0006] 随着如上所述的用于增加双螺杆挤出机单位时间材料处理量的改良的进行，近年 来，在螺杆的螺纹内径、螺杆轴的外径的设计方面正逐渐趋近极限值。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :日本专利特表平11 一 512666号公报
[0010] 专利文献2 :日本专利特开2000 - 25094号公报
[0011] 专利文献3 :日本专利特开平10 - 238548号公报
【发明内容】
[0012] 发明所要解决的技术问题
[0013] 在双螺杆挤出机中，例如，将树脂原料与粉末状的填充剂作为材料，将树脂原料与 粉末状填充剂按规定的比率经由材料供给口供给，然后进行使填充剂均匀地分散在材料中 的搅拌。在这种搅拌中，以搅拌过的材料的由热过程所致的物理性能劣化以及材料中的填 充剂的分散状态分别在允许范围内作为必要条件，来决定双螺杆挤出机的运转条件。在向 材料供给口供给时，在粉末状的填充剂中有空气混入，如果在双螺杆挤出机内进行熔融、搅 拌，则会使混入的空气排出，从而使材料的体积减小。此时，如果螺杆的转速高，则会导致剪 切作用强烈地作用在体积减小的材料上，使得材料温度升高，从而容易因热而导致材料的 物理性能劣化。相反，若螺杆转速低，则会导致作用在材料上的剪切作用不足，从而容易导 致材料中填充剂的分散状态不均匀。
[0014] 在双螺杆挤出机中，为了同时满足搅拌过的材料的物理性能和分散状态这两个条 件，必须对应供给材料的量将螺杆的转速设定为适当的转速。但是，在以提高单位时间的材 料处理量为重点对螺杆、螺杆轴、螺杆的旋转驱动力进行了改良的现有双螺杆挤出机中，存 在不能充分发挥性能的问题。
[0015] 本发明是鉴于上述现有技术的现状而完成的，其目的在于提供一种双螺杆挤出机 以及使用双螺杆挤出机的搅拌方法，使得在对供给来的材料进行搅拌的情况下，搅拌过的 材料的物理性能的劣化和分散状态都能在允许范围内，并且，单位时间内的材料处理量也 多，生产率卓越。
[0016] 解决技术问题所采用的技术方案
[0017] 根据本发明的一个方式，双螺杆挤出机在筒内具有两根螺杆，其中，所述筒在一端 侧具有材料供给口，且在另一端侧具有排出口，所述两根螺杆保持一定轴间距离C被平行 配置，且一边相互啮合一边向着相同的方向旋转，螺杆从一端侧向着另一端侧具有第一螺 旋部、第二螺旋部、第三螺旋部。所述第一螺旋部具有相互啮合的双头螺纹，第一螺旋部的 外径Dl与轴间距离C的比D1/C为1. 25至1. 40的值。所述第三螺旋部具有相互啮合的三 头螺纹，第三螺旋部的外径D3与轴间距离C的比D3/C为1. 05至1. 10的值。所述第二螺 旋部的外径D2从第一螺旋部向第三螺旋部逐渐减小。所述筒对应螺杆具有第一筒部、第二 筒部、第三筒部。设在所述第一筒部的螺杆的插通孔相对于第一螺旋部的外径Dl具有规定 的间隙。设在所述第三筒部的螺杆的插通孔相对于第三螺旋部的外径D3具有规定的间隙。 设在所述第二筒部的螺杆的插通孔从第一筒部向第三筒部逐渐减小。
[0018] 此外，根据本发明的一个方式，在使用双螺杆挤出机的搅拌方法中，所述双螺杆挤 出机在筒内具有两根螺杆，其中，所述筒在一端侧具有材料供给口，且在另一端侧具有排出 口，所述两根螺杆保持一定轴间距离C地平行配置，且一边相互啮合一边向着相同的方向 旋转，所述螺杆从所述一端侧向着所述另一端侧具有第一螺旋部、第二螺旋部、第三螺旋 部，并且，所述筒对应所述第一螺旋部、第二螺旋部和第三螺旋部具有第一筒部、第二筒部 和第三筒部，所述双螺杆挤出机将从材料供给口供给来的材料通过所述两根螺杆一边搅拌 一边移送至所述排出口，从所述排出口将搅拌过的所述材料排出。所述第一螺旋部具有相 互啮合的双头螺纹，并且，所述第一螺旋部的外径Dl与所述轴间距离C的比D1/C为1. 25 至1. 40的值，设于所述第一筒部的所述螺杆的插通孔相对于所述第一螺旋部的外径Dl具 有规定的间隙，所述第一螺旋部移送从所述材料供给口供给来的材料，以使其通过由所述 第一螺旋部和所述第一筒部构成的第一部分。所述第二螺杆部以外径D2从所述第一螺旋 部向所述第三螺旋部逐渐减小的方式构成，设于所述第二筒部的所述螺杆的插通孔以从所 述第一筒部向所述第三筒部逐渐减小的方式构成，所述第二螺旋部移送从所述第一部分移 送来的所述材料，以使其通过由所述第二螺旋部和所述第二筒部构成的第二部分。所述第 三螺旋部具有相互啮合的三头螺纹，并且，所述第三螺旋部的外径D3与所述轴间距离C的 比D3/C为1. 05至I. 10的值，设于所述第三筒部的所述螺杆的插通孔相对于所述第三螺旋 部的外径D3具有规定的间隙，所述第三螺旋部移送从所述第二部分移送来的所述材料，以 使其通过由所述第三螺旋部和所述第三筒部构成的第三部分。
[0019] 在所述双螺杆挤出机以及使用所述双螺杆挤出机的搅拌方法中，两根螺杆保持一 定轴间距离C地平行配置，且一边相互啮合一边向着相同的方向旋转，并且，两根螺杆具有 外径Dl大的双头螺纹的第一螺旋部以及外径D3小的三头螺纹的第三螺旋部，因此，即使因 为从供给的树脂原料和粉末状填充剂的材料中排出混入的空气而使容积变小，也能够适当 发挥由螺杆的旋转而形成的剪切作用，将搅拌过的材料的物理性能的劣化和分散状态控制 在允许范围内。
[0020] 此外，在所述双螺杆挤出机以及使用所述双螺杆挤出机的搅拌方法中，第一螺旋 部采用了第一螺旋部的外径Dl与轴间距离C的比D1/C为1. 25至1. 40的值的结构，因此， 相比于现有的双螺杆挤出机，单位时间的材料处理量有所增加。因此，可以进行比现有的双 螺杆挤出机的生产率更卓越的搅拌。
[0021] 发明效果
[0022] 根据本发明的双螺杆挤出机以及使用双螺杆挤出机的搅拌方法，在搅拌所供给的 材料的情况下，可以将搅拌过的材料的物理性能的劣化和分散状态控制在允许范围内，此 外，可以增加单位时间的材料处理量，从而提高生产率。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明实施方式的双螺杆挤出机的示意图。
[0024] 图2是图1的I-I线剖视图。
[0025] 图3是图1的II-II线剖视图。
【具体实施方式】
[0026] 以下，参照图1、图2、图3以及表1来说明本发明的实施方式。
[0027] 图1示出了本发明实施方式的双螺杆挤出机10的大体结构。
[0028] 双螺杆挤出机10包括齿轮箱11。齿轮箱11具有保持一定轴间距离C地平行配置 并向着相同的方向旋转的两根输出轴12,将从连接于该齿轮箱11的驱动电动机13获得的 旋转力经由输出轴12传递到两根螺杆15。输出轴12连接有两根螺杆15的基部。两根螺 杆15在筒内与两根输出轴12 -样地保持轴间距离C平行配置。并且，驱动电动机13的旋 转经分别对应于两根螺杆15的输出轴12传