[发明专利]混合搅拌用螺杆以及挤出机

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合搅拌用螺杆及具备该混合搅拌用螺杆的挤出机。

背景技术

一般地，通过下述方法制造塑料混合物等复合树脂材料：将成为母材 的高分子树脂的颗粒或粉末状的添加物供给至挤出机的筒内、借助插通在 筒内的混合搅拌用螺杆将两者一边混合一边输送至下游侧。该混合搅拌用 螺杆沿轴向组合多个不同种类的区段，而沿轴向形成发挥不同功能的部 分。在这样的发挥不同功能的部分中，例如有将材料输送至下游侧的输送 部及对材料进行混合的混合部等。

在构成混合部的区段中，使用了翻转区段和搓揉盘区段等混合区段。 这些混合区段具备混合用刮板，能够借助该混合用刮板对材料施加大的剪 切力而进行混合。但是，在这些混合用刮板上也容易作为剪切力的反力而 从材料受到大的力。

若这样地经由混合用刮板而施加在混合搅拌用螺杆上的力大，则混合 搅拌用螺杆有在弯曲的状态下旋转的可能性，容易导致混合搅拌用螺杆的 翼端与筒的内壁接触而引起称为擦伤(かじり)的破损。为了防止该擦伤， 加大筒和混合刮板的间隙(径向间隙)是有效的。

例如在特开平9-117954号中公开了一种混合搅拌用螺杆，将混合部 的混合用刮板的旋转外径形成为相对于混合部以外的部分为0.95～0.98， 使径向间隙比混合部以外的部分大。

并且，在特开2000-296517号中公开了一种混合搅拌用螺杆，以降低 胶凝的产生量为目的，将旋转外径不同的两种捏合盘区段沿轴向交互组 合。

在特开平9-117954号和特开2000-296517号中，为了避免擦伤而将 混合部中的混合搅拌用螺杆的旋转外径形成得比混合部以外的部分的旋 转外径小，其结果，在混合搅拌用螺杆中的混合部的上游侧和下游侧之间、 在径向上形成有大的阶梯差。若在混合搅拌用螺杆上设置这样的阶梯差， 则应力容易集中在设置了阶梯差的部分处，反而容易在混合搅拌用螺杆产 生弯曲或断裂。

因此，在特开平9-117954号的混合搅拌用螺杆中，采取了对旋转外 径设置下限而花键轴的应力不会变大的对策，但是在这样的小的阶梯差中 依然存在产生擦伤而产生混合用刮板的异常磨耗的可能性。

并且，在设置有阶梯差的部分处产生的应力随着混合搅拌用螺杆的旋 转反复地作用在花键轴上。因此，即使施加在阶梯差上的力是不断裂的程 度的大小，经过长期反复施加，花键轴也具有疲劳破损而折损的可能性。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种混合搅拌用螺 杆，不仅能够防止混合刮板的异常磨耗，还能够防止由于应力集中及疲劳 破坏导致的花键轴的折损。

为了实现上述目的，本发明的混合搅拌用螺杆采用了下面的技术方 法。

即，本发明的混合搅拌用螺杆具备螺杆本体，该螺杆本体设置有：输 送部，由螺杆区段构成，将要混合的材料送往下游侧；以及混合部，由混 合该材料的混合用区段构成，在上述螺杆本体中，在上述混合部和与上述 混合部邻接的其他部分的连接部分处、及上述混合部内的至少一方上具备 旋转外径沿着轴向逐渐变化的多阶梯状部。

若这样地设置旋转外径沿着轴向逐渐变化的多阶梯状部，则对混合搅 拌用螺杆局部地施加的力(弯曲应力)分散作用在构成多阶梯状部的各个 阶梯差处，不会在一个阶梯差处集中过大的力，并且不易产生疲劳破坏。 其结果，能够抑制花键轴折损(断裂)。

此外，上述多阶梯状部最好以插入在旋转外径不同的两个区段之间的 方式设置。这里所说的旋转外径不同的两个区段有时是指混合部和与该混 合部邻接的其他部分，有时是指混合部内的一部分和与该部分邻接而与该 部分旋转外径不同的混合部内的其他部分。

上述多阶梯状部可以设置在上述混合部内。

上述多阶梯状部可以设置在上述混合部和上述输送部的连接部分上。

上述螺杆本体还具备将由上述混合部混合后的材料向下游侧输送的 挤出部，上述多阶梯状部可以设置在上述混合部和上述挤出部的连接部分 处。

并且，上述多阶梯状部最好由相互旋转外径不同的多个捏合盘所形成 的混合用区段构成。

此外，在构成上述多阶梯状部的某一个区段、和与该区段相邻的区段 之间形成阶梯部时，在设穿过上述多阶梯状部的由钢材形成的花键轴的外 径为D时，上述多阶梯状部中的在径向上的各阶梯差δ最好满足式(1) 的关系