同方向二軸スクリュー押出機の特性とスクリュー組合せの基本原理

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噛み合った二重ねじ押出機の特長

二重ねじ押出機には多くの種類があります。その中でも、二重ねじ押出機はプラスチック産業で広く用いられている生産・加工装置です。このタイプの押出機は、二つの「ブロック」状のねじ、バレル、動力ユニット、温度制御装置などを組み合わせたもので、胴体には複数の供給口や真空／非真空の脱ガス口を設けることができます。.

噛み合った二重ねじ押出機の主な特徴は以下の通りです：

二つのねじは平行に同じ方向に回転し、接触部とバレルとの間で均一なせん断効果を生み出します。また、このせん断効果の強さはねじの組み合わせや間隔設計などによって調整可能です。.
ねじブロックの形状と共回転により、ねじは優れた材料分布と混合能力を発揮し、混合作業に適しています。材料がバレルに入り柔らかくなった後、二重ねじが噛み合っている部分では反対方向に回転するため、一方のねじが材料を噛み合った隙間に引き込み、もう一方のねじが隙間から押し出すことで、材料は片方のねじからもう片方のねじへと移動します。「∞」の動きを示すこの運動は、噛み合っている点で大きな相対速度を生み出し、材料の混合と均一化に非常に有利です。また、噛み合っている部分の隙間は小さく、混練場所のねじ溝とリブの回転方向は互いに逆であり、高いせん断効果を発揮するため、均一な可塑化が実現できます。.
3. ねじとバレルは組み合わされています。ねじ要素には、搬送要素、混練要素、せん断要素、逆ねじ要素、補助ねじ要素など多くの種類があり、それぞれ異なる役割を果たします。材料処理のニーズに応じて、各種コンポーネントをブロック単位で組み合わせ、最適化設計を行うことで、さまざまなプロセス配方の材料処理に対応できます。.
共回転型二重ねじ押出機は反応能力を持っています。これは動的なリアクターです。材料がバレル内で溶融した後、重合やグラフトなどの一連の化学反応を起こすことができます。反応性押出は主に以下のような用途に用いられます：モノマーまたはオリゴマーの重合（ラジカル重合、重合、縮合および共重合）；ポリオレフィンの制御可能な架橋および分解；ポリマーのグラフト修飾（ポリマーの機能化や極性グラウト化による材料改質および可溶化剤の調製）；各種材料の強制混合改質。また、充填、混合、靭性向上、強化といった材料の物理的改質も含まれます。.

ねじ組み合わせの基本原理

二重ねじ押出機において、ねじは主に供給部、溶着部、混合部、排気部、均一化部に分けられます。ねじ要素には、搬送、溶着、せん断、材料混合、滞留時間制御などが含まれます。二重ねじ押出機のねじコンポーネントは「ブロック」方式で組み合わされ、実際の生産ニーズに応じて調整可能であるため、ねじ組み合わせは二重ねじ押出プロセスをカスタマイズする鍵となります。.

ねじ組み合わせは、主原料および副原料の性能や形状、供給の順序と位置、排気口の位置、バレルの温度設定などを考慮する必要があります。同時に、混合の対象となる物質は多様であり、各具体的な混合プロセスごとに合理的なねじ組み合わせが必要です。とはいえ、噛み合った二重ねじ押出機のねじ組み合わせには守るべき基本的なルールがあります。.

以下に、ねじ組み合わせの基本的な原則をいくつか挙げます。.

(1) 供給口では大ピッチのねじを使用し、スムーズな排出を確保します。.
(2) 溶着部では小ピッチのねじを使用して圧力を確立し、材料を圧縮・溶着させます。90°のずれ角を持つ混練ブロックを配置して圧力をバランスさせたり、30°のずれ角を持つ混練ブロックを用いて材料を最初に分散・混合したりすることができます。.
(3) 混合部では、材料粒子を切断・精緻化・分散させることが主な目的です。このセグメントでのねじ要素の設定は非常に複雑であり、設計者の豊富な実務経験が求められます。このセクションでは、45°および60°のずれ角を持つ混練ブロックを主に使用してせん断を強化し、歯付き要素や「S」字型要素などの特殊要素を補助的に用います。.
ただし、注意すべき点として、混練要素やせん断要素を過度に多く設定したり、密接に配置したりしないようにすることです。強すぎるせん断を避けるためです。また、このセクションでの材料の搬送能力を高めるため、ねじ搬送要素は間隔を空けて配置し、混練ブロックとねじ搬送要素を交互に配置することが重要です。.
(4) 排気口または真空口の手前に逆ねじ要素または逆混練ブロックを配置し、排気口または真空口には大ピッチのねじ要素を配置し、排気口または真空口の後に小ピッチのねじ要素を配置します。.
(5) 均一化部では、ねじピッチの勾配を小さくして過充電を実現し、背圧部の長さを短縮します。同時に、シングルヘッドねじや幅広ねじの使用に注意し、排出能力を向上させるとともに充填を回避します。.