[发明专利]螺杆捏合块及螺杆

说明书

技术领域

本发明涉及螺杆捏合块及螺杆。

背景技术

同向完全啮合型双螺杆挤出机是将螺杆捏合块(screw element piece)安装在两根轴上，使螺杆穿过贯通有八字形孔的缸筒的缸体，并使该螺杆沿同向旋转的挤出机。该同向完全啮合型双螺杆挤出机基于其机械特性，输送能力、熔融-混炼能力、分离(脱水)能力优良。该同向完全啮合型双螺杆挤出机也能够连续地处理材料，因此，多用作树脂产品的制造工艺的有力的合理化部件。

上述同向完全啮合型双螺杆挤出机作为树脂用混炼·造粒机而用于工业化生产。在维持完全啮合性时，根据与缸筒内径相邻的轴的芯间距离，螺杆捏合块的与轴向成直角的截面形状的几何形状被确定，螺杆轴上的任意位置的剖面形状都是相同的(非专利文献1)。

如上所述，螺杆捏合块在与轴垂直的方向上为相同的剖面形状，表示螺棱(flight)数量的头数和与轴向成直角的剖面形状根据以轴为中心旋转的扭转角的程度的不同而不同，使螺杆捏合块产生固有的功能。将具有以轴为中心连续地旋转的扭转角的、具有输送能力的螺杆捏合块或其集合体称为具有螺棱的螺杆或转子。另外，将无扭转角、由板状的盘构成的螺杆捏合块或其集合体称为捏合螺杆。上述同向完全啮合型双螺杆挤出机的螺杆由具有螺棱的螺杆、转子、捏合盘构成。

在上述同向完全啮合型双螺杆挤出机中，在熔融、混炼时，由于由施加在树脂上的剪切力引起的树脂的温度上升，导致产生树脂的温度有时超过该树脂的分解温度的问题。当树脂的温度上升到树脂的分解温度以上时，引起解聚或树脂的主链断裂，导致树脂产品的品质恶化。因此，近年来，通过部分地消除完全啮合性功能，开发了具有特征性功能的螺杆。例如，以不产生过大的剪切应力、延长反应所需要的时间为目的，公开有增大了一个螺棱和缸筒的缸体之间的间隙的螺杆(专利文献1)。采用专利文献1所述的螺杆，在同向啮合型双螺杆挤出机中，能够抑制熔融、混炼时的树脂的温度上升。其结果，采用专利文献1所述的技术，能够防止熔融、混炼时的树脂的分解等，从而能够抑制树脂产品的品质降低。

但是，在利用上述同向完全啮合型双螺杆挤出机内或同向啮合型双螺杆挤出机内的反应而欲改善树脂的功能时，需要在挤出机内促进反应。为了促进反应，需要在规定的时间内进行混炼混合，但在混炼混合时产生剪切应力，结果导致温度上升。因此，需要探求一种在上述同向完全啮合型双螺杆挤出机中能够抑制熔融、混炼时的树脂温度的上升，抑制由树脂分解引起的树脂产品的品质降低，并且能够促进挤出机内的树脂的反应的技术。

专利文献1：国际公开第00/47393号手册

非专利文献1：Geometry of Fully Wiped Twin-screw Equipment；Poly.Eng.Sci.，973，12(18)，1978

发明内容

本发明就是为了解决上述课题而做成的，其目的在于提供一种技术：在使用啮合型的多螺杆挤出机的树脂产品的制造中，通过抑制熔融、混炼时的树脂的温度上升，从而抑制由树脂分解引起的树脂产品的品质的降低，并且能够促进挤出机内的树脂的反应。

本发明人为了解决上述课题专心地反复研究。其结果，找出了通过使用如下那样设计的螺杆捏合块能够解决上述课题的方法，从而完成了本发明：一种具有相互旋转而啮合的n头螺杆的双螺杆以上的螺杆型挤出机用的螺杆捏合块，在与轴向垂直的方向的截面上，n头螺杆中的至少一个螺棱部的顶部为具有规定的曲率半径的圆弧，上述规定的曲率半径比用于配置螺杆的缸体的与上述螺棱部的顶部相对的内壁的曲率半径小，在上述螺棱部的顶部和缸体的上述内壁之间产生间隙。更具体地说，本发明提供以下技术。

(1)一种具有相互旋转而啮合的n头螺杆的双螺杆以上的螺杆型挤出机用的螺杆捏合块，其被设计成，在与轴向垂直的方向的截面上，n头螺杆中(n为1以上的整数)的至少一个螺棱部的顶部为具有规定的曲率半径的圆弧，上述规定的曲率半径比用于配置螺杆的缸体中的与上述螺棱部的顶部相对的内壁的曲率半径小，在上述螺棱部的顶部和缸体的上述内壁之间产生间隙。

(2)根据(1)所述的螺杆捏合块，在与轴向垂直的方向的截面上，上述螺棱部具有与上述圆弧的两端连结的、曲率半径比该圆弧的曲率半径大的的第一圆弧和第二圆弧，上述圆弧为与上述第一圆弧和上述第二圆弧内切的正圆的圆弧。