(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に螺旋状に形成されたフライト部（３ｆ）を有する押出機用スクリュにおいて、
前記フライト部（３ｆ）は、該フライト部（３ｆ）の幅方向にわたって平坦な頂面を有し、
前記頂面は、前記幅方向の両端部（３ｆ2）の硬度が、前記両端部（３ｆ2）の間に位置する中央部（３ｆ1）の硬度よりも高く、前記中央部が、前記押出機用スクリュの母材からなることを特徴とする押出機用スクリュ。
【請求項２】
前記両端部（３ｆ2）の前記幅方向の長さの合計は、前記フライト部（３ｆ）の全幅の少なくとも２／３以上である、請求項１に記載の押出機用スクリュ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の押出機用スクリュの製造方法において、
前記両端部（３ｆ2）は、表面処理加工により形成することを特徴とする押出機用スクリュの製造方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の押出機用スクリュの製造方法において、
前記両端部（３ｆ2）は、前記押出機用スクリュの母材よりも硬度の高い部材を肉盛り加工して形成することを特徴とする押出機用スクリュの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂を搬送、混練、造粒する押出機用スクリュ及び押出機用スクリュの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
押出機のスクリュは１条、２条、多条ネジ等の種々のフライト形状を有し、これらのスクリュには表面処理が施されている。これら各形状及び表面処理はプロセス側の要求に応じた仕様が選定される。例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）樹脂あるいは高フィラー入りのコンパウンドでは粒径が小さくなればなるほど、処理能力が低下することが知られている。この対策の一例として幅広フライトを採用することで樹脂パウダーの推進流強化を図っている。また、機械的な対策として二軸押出機では樹脂を溶かす時に発生するサイドフォース（樹脂混練時にスクリュを相手シリンダに押し付ける力）の受け点に、耐磨耗性を向上させるために幅広フライトが使用される。
【０００３】
従来、幅広フライトの表面硬化は、フライト山頂部全幅に硬化処理が施されていた（例えば特許文献１）。このようなフルフライトスクリュの一例を図３に示す。図３（ａ）はフルフライトスクリュの一部拡大図を、また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示したフルフライトスクリュのフライトの模式的な断面図である。
【０００４】
フルフライトスクリュ１０３のフライト山頂部１０３ｆは全面に亘って硬化処理が施されており、フライト山頂部１０３ｆにフルフライトスクリュ１０３の母材は露出していない。
【特許文献１】特開平４−１７６６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フライト山頂部の全面を硬化する場合、施工範囲が広いために、例えば溶接或いは溶射による硬化肉盛方法では処理後の残留応力で硬化層にクラックが発生し、品質が安定しないことがある。また、硬化材は靭性が無く割れ易いのは一般的に良く知られた事実であり、硬化処理範囲が広ければ広いほど、割れが生じやすくなる。
【０００６】
そこで、本発明は、フライト部における耐磨耗性を損なうことなく靱性が確保された二軸押出機用スクリュ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の押出機用スクリュは、外周に螺旋状に形成されたフライト部を有する押出機用スクリュにおいて、フライト部は、フライト部の幅方向にわたって平坦な頂面を有する。頂面は、幅方向の両端部の硬度が、両端部の間に位置する中央部の硬度よりも高く、中央部が、押出機用スクリュの母材からなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の押出機用スクリュは、耐磨耗性を損なわないようにすべくフライト部の硬化処理は行っているものの、その両端部に硬化処理を施すに留め、中央部の硬度は両端部よりも低いものとしている。これにより、スクリュとしての靱性を確保している。
【００１０】
また、本発明の押出機用スクリュは、両端部の幅方向の長さの合計がフライト部の全幅の少なくとも２／３以上であってもよい。
【００１１】
本発明の押出機用スクリュの製造方法は、両端部は表面処理加工により形成することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の押出機用スクリュの製造方法は、両端部が、押出機用スクリュの母材よりも硬度の高い部材を肉盛り加工して形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、フライト部における耐磨耗性を損なうことなく靱性が確保された二軸押出機用スクリュ及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に本実施形態の二軸混練押出機の縦断面図を示す。
【００１５】
二軸混練押出機１のシリンダ２内には、互いに噛み合う２本のスクリュ３ａ、３ｂが回転可能に挿入され内蔵されている。この二軸混練押出機１のシリンダ２は、混練材料が供給される上流端２Ａから下流端２Ｂへ順次材料供給部Ａ、輸送部Ｂ１、Ｂ２、混練部Ｃ、脱気部Ｄ及び吐出部Ｅで構成されている。
【００１６】
２本のスクリュ３ａ、３ｂは、二軸混練押出機１の構成に対応して、材料供給部Ａ、輸送部Ｂ１、Ｂ２、脱気部Ｄ及び吐出部Ｅがフルフライトスクリュ３Ｆ、混練部Ｃがニーディングディスク３Ｄで構成され、材料供給シリンダ２ａの端部に設けられた図示しない駆動装置により、同一回転速度で回転駆動される。図２で示される場合は２本のスクリュ３ａ、３ｂが同方向に回転駆動されるが、スクリュ３ａ、３ｂを適宜に組み合わせることにより、異方向に回転駆動されてもよい。また、２本のスクリュ３ａ、３ｂは、混練材料の混練特性に対応して混練状態を変更可能なように、組み替え可能な多数のスクリュピースを組み合わせて構成されている。
【００１７】
次に、図２（ａ）にフルフライトスクリュ３Ｆの一部拡大図を、また、図２（ｂ）に図２（ａ）に示したフルフライトスクリュ３Ｆのフライトの模式的な断面図をそれぞれ示す。
【００１８】
フルフライトスクリュ３Ｆの外周に螺旋状に形成されたフライト山頂部３ｆは、フルフライトスクリュ３Ｆの母材のままの母材部３ｆ1と、母材部３ｆ1の両側に形成された硬化処理が施された硬化処理部３ｆ2（編み目掛けで示された領域）とを有する。このように、本実施形態のフライト山頂部３ｆは全域に亘って硬化処理が施されているのではなく、フライト山頂部３ｆの中央部分は母材のままとし、両端部よりに対して硬度を下げている。このフルフライトスクリュ３Ｆの母材としては、ＳＣＭ材が用いられる。硬化処理部３ｆ2は、母材を焼き入れにより硬化処理を施す。本実施形態においては母材の硬度はＨＳ４２であり、硬化処理部３ｆ2の硬度はＨＳ７０である。なお、この硬度は、処理する材料等により適宜設定される。なお、硬化処理部３ｆ2は、母材を表面処理して硬化する以外に、母材と硬化処理材と親和性の良い材料を溶接しても良い。例えば、図２（ｂ）に示すように、フライト山頂部３ｆの中央部分が凸形状となるようにその両端部をカットする。フライト山頂部３ｆの中央部分から母材部３ｆ1を露出させ、カットされた両端部に母材と硬化処理材と親和性の良い材料を肉盛り溶接して硬化処理部３ｆ2を形成する。なお、母材が炭素綱や合金鋼の場合、肉盛りする硬化処理材としてはステライト（登録商標）が好適である。このような構成であってもフライト山頂部３ｆの一部のみを母材とすることができる。
【００１９】
硬化処理部３ｆ2の幅（Ｗａ＋Ｗｂ）は、フライト山頂部３ｆの全幅Ｗに対して、少なくとも２／３以上とするのが好ましい。この程度の硬化処理部３ｆ2の幅を確保しておくことで、フライト山頂部３ｆの全幅の全域を硬化処理したのと略同じ寿命を得ることができることがフィールドテストで確認されている。
【００２０】
硬化処理部３ｆ2の厚みｔは２〜３ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００２１】
以上のとおり、本実施形態のフルフライトスクリュ３Ｆのフライト山頂部３ｆは、全てが硬化処理されているのではなく、両端部のみを硬化処理し中央部を母材のままとすることで、相対的に硬化処理範囲を少なくしている。これにより、本実施形態のフルフライトスクリュ３Ｆは、フライト山頂部の全面を硬化させたスクリュに比べ、スクリュ全体の靭性向上とともに、硬化処理部３ｆ2にクラックが入り難くなる効果を得ることができた。
【００２２】
また、硬化処理部３ｆ2を溶接或いは溶射によって得た場合、硬化処理部３ｆ2における残留応力を減らすことができる。このため、硬化処理部３ｆ2にクラックが入る危険性が極度に減り、品質を安定させることができた。
【００２３】
なお、母材部３ｆ1と硬化処理部３ｆ2との割合は、使用目的に応じて適宜変更可能である。また、硬化処理部３ｆ2の厚みについても使用目的に応じて適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の二軸混練押出機の一実施形態の縦断面図である。
【図２】本発明のフルフライトスクリュの一部拡大図及びそのフライトの模式的な断面図である。
【図３】従来のフルフライトスクリュの一例の一部拡大図及びそのフライトの模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    二軸混練押出機
２    シリンダ
２ａ    材料供給シリンダ
２Ａ    上流端
２Ｂ    下流端
３ａ、３ｂ    スクリュ
３Ｄ    ニーディングディスク
３Ｆ    フルフライトスクリュ
３ｆ    フライト山頂部
３ｆ2    硬化処理部
３ｆ1    母材部
Ａ    材料供給部
Ｂ１、Ｂ２    輸送部
Ｃ    混練部
Ｄ    脱気部
Ｅ    吐出部
【図１】
0004839339.tif 000002
【図２】
0004839339.tif 000003
【図３】
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