CN102001174A - 螺杆捏合块及螺杆 - Google Patents

Abstract

本发明提供螺杆捏合块及螺杆。其目的在于提供一种技术：在使用同向完全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、混炼时的树脂温度的上升，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。本发明使用如下设计的螺杆捏合块：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。

Description

螺杆捏合块及螺杆

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。

(3)根据(2)所述的螺杆捏合块，在与轴向垂直方向的截面上，上述内切的圆的中心位于从缸体的中心沿上述螺棱部延伸的方向偏离规定距离的位置，将上述相互旋转而啮合的螺杆之间的距离设为Cl，将缸体的半径设为Rd，将角度φ设为cos^-1(Cl/2Rd)，将角度α设为π/n-2φ(n为1以上的整数)，将使连接上述缸体的中心和上述内切的圆的中心的直线以上述缸体的中心为中心旋转(2(n-1)φ+(2n-1)/2·α)所得到的直线设为直线A，将直线A与上述缸体的外周的交点设为点p，将使连接上述缸体的中心和上述内切的圆的中心的直线以上述缸体的中心为中心旋转-(2(n-1)φ+(2n-1)/2·α)所得到的直线设为直线B，将直线B与上述缸体的外周的交点设为点q，此时，上述第一圆弧是以上述点p为中心的半径为Cl的圆弧，上述第二圆弧是以上述点q为中心的半径为Cl的圆弧。

(4)根据(1)～(3)中任一项所述的螺杆捏合块，轴向的剖面形状沿旋转方向或反转方向连续地扭转，上述缸体的半径Rd和导程长度L满足下述关系式(1)：

[数学式1]

4Rd≤L≤20Rd…(1)

(5)根据(1)～(3)中任一项所述的螺杆捏合块，其是沿上述螺杆的轴向配置多个捏合盘而成的。

(6)一种螺杆，其为n头螺杆，n为1以上的整数，其特征在于，具备(1)～(5)中任一项所述的螺杆捏合块。

采用本发明，设计成至少一个螺棱部的顶部的规定曲率半径比用于配置螺杆的缸体的半径小，在上述螺棱部的顶部和缸体的内壁之间产生间隙。其结果，在上述间隙中，越朝向顶端间隙越小，因此，进一步提高了拉伸压缩效果。另外，因为上述间隙的变窄方式是连续的，所以熔融树脂顺利地通过上述间隙。另外，本发明中由于流路体积更大，因此流速变慢、滞留时间也变长。通过高效的扩张压缩效果、间隙中的熔融树脂的顺利输送、以及流速变慢、滞留时间变长这些效果，从而在使用同向完全啮合型的多螺杆挤出机的树脂产品的制造中，抑制了由熔融、混炼时的树脂的分解引起的树脂产品品质的降低，并且能够促进挤出机内的树脂的反应。

附图说明

图1的(a)、(b)是表示安装在缸体中的头数为2(n＝2)时的本发明的第一实施方式的螺杆捏合块的在与轴向垂直的方向的截面的图。

图2的(a)、(b)是表示头数为2(n＝2)时的以往技术的螺杆捏合块的图。

图3的(a)、(b)是表示头数为2(n＝2)时的与图1不同的第二实施方式的螺杆捏合块的图。

图4的(a)、(b)是表示第三实施方式中头数为2(即n＝2)的螺杆捏合块的图。

图5是用于说明在图4所示的螺杆捏合块中第一螺棱部顶端的正圆圆弧的中心的位置b、半径r的图。

图6的(a)是将第三实施方式的头数为3(n＝3)时的螺杆捏合块配置在缸体中的状态的在与螺杆轴向垂直的方向的截面的图。

图6的(b)是用于进一步说明图6的(a)的螺杆捏合块1、1的图。

图6的(c)是表示第一螺棱部11和第三螺棱部13在与缸体外周之间具有间隙的、头数为3的螺杆捏合块的图。

图7是用于说明在图6所示的螺杆捏合块中第一螺棱部顶端的正圆圆弧的中心的位置b、半径r的图。

图8的(a)、(b)是表示第三实施方式中头数为1(n＝1)的螺杆捏合块的图。

图9是表示沿螺杆的轴向配置多个捏合盘而成的螺杆捏合块的图。

图10是表示使用在一个捏合盘内沿螺杆旋转的方向或与旋转的方向相反的方向连续地扭转的捏合盘时的螺杆捏合块的图。

图11是表示作为完全没有扭转的捏合盘的螺杆捏合块的图。

图12的(a)、(b)、(c)是表示实施例的解析模型和比较例1、2的解析模型的图。

具体实施方式

以下，详细说明本发明的实施方式。另外，本发明并不限定于以下所述的技术方案。

<螺杆捏合块>

本发明的螺杆元件是具备相互旋转而啮合的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：在螺杆的与轴向垂直的方向的截面上，n头螺杆中的至少一个螺棱(flight)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。以下，参照附图使用具体例子进一步详细说明本发明的螺杆捏合块。具体来说，以啮合型双螺杆挤出机所使用的螺杆捏合块为例来进行说明。

图1是表示安装在缸体中的本发明的第一实施方式的螺杆捏合块的在与轴向垂直的方向的截面的图。图1的(a)是与轴向垂直的方向的截面的整体图，图1的(b)是放大螺棱部的周边的图。

如图1所示，本发明的螺杆捏合块1、1成对构成，配置在缸筒2的缸体21、21中。具体来说，一对螺杆捏合块1、1相邻并自由旋转地配置在缸体21、21中。这样，一对螺杆捏合块1、1为相同的形状，因此，在以下的说明中，以其中一个螺杆捏合块为例进行说明。

图1所示的螺杆捏合块1是双头螺杆，其具有第一螺棱部11、第二螺棱部12。

第一螺棱部11的顶部是曲率半径为Ra的圆弧。而且，从缸体21的中心到第一螺棱部11的顶部的长度为Y1。

第二螺棱部12是顶部与缸体21的内壁几乎接触的螺棱部。从缸体21的中心到第二螺棱部12的顶部的长度为Y2。

而且，上述长度Y2比从缸体21的中心到第一螺棱部11的顶部的长度Y1长。

缸筒2具有用于配置螺杆捏合块1、1的缸体21、21。

如图1的(a)所示，缸体21、21的与螺杆的轴向垂直的方向的截面形成为使一对圆的圆周的一部分在两圆的中间相互重叠这样的形状。而且，如图1的(a)所示，缸体21、21的中心间距离为Cl，缸体21、21的半径(在与轴向垂直方向的截面的图上，从缸体21的中心到该缸体21的内壁的距离)都是Rd。缸体21、21只要能够供一对螺杆捏合块1、1边啮合边自由旋转地配置即可，并没有特别地限定。

缸体21、21的半径Rd比从缸体21的中心到第一螺棱部11的顶部的长度Y1长。其结果，在第一螺棱部11的顶端和缸体21之间存在间隙。如图1的(b)所示，间隙越朝向第一螺棱部11的顶部越变窄(例如图1的(b)中的Ya＞Yb＞Yc)。这样，间隙越朝向第一螺棱部11的顶部越变窄，间隙连续地变窄是本发明的特点之一。

如上所述，第二螺棱部12的顶部几乎与缸体21的内壁接触。因此，缸体21的半径Rd与从缸体21的中心到第二螺棱部12的顶部的距离Y2形成为大致相同的长度，但是为了防止第二螺棱部12和缸体21的内壁接触，Y2仅比半径Rd短0.1mm～0.9mm。

采用本实施方式，能够起到以下的作用、效果。

第一螺棱部11的顶部的曲率半径Ra比缸体21的半径Rd小。因此，如图1的(b)所示，形成在第一螺棱部11的顶部和缸体21的内壁之间的间隙越朝向第一螺棱部11的顶部越连续地变窄。其结果，拉伸压缩效果得到提高。而且，因为间隙的宽度连续地变窄，所以能顺利地输送熔融树脂。

此外，在本发明中，熔融树脂的流路体积仅增大与上述长度Y1比上述长度Y2短的量相对应的部分。其结果，熔融树脂的流速变快，滞留时间也变长。

只要是形成有上述那样的间隙的螺杆捏合块1，熔融树脂的流速虽然如上所述变慢，但是熔融树脂内的分子的移动距离变大。其结果，在伴随着挤出机内的反应进行熔融、混炼的情况下，能够促进反应。

只要是形成有上述那样的间隙的螺杆捏合块1，就能够在挤出机内充分地分配熔融树脂。由于该优良的分配性能，在伴随着挤出机内的反应进行熔融、混炼的情况下，能够促进反应。

通过形成上述那样的间隙，能够抑制由于熔融、混炼时的产生的热量导致树脂温度过度上升，并且在挤出机内伴随着反应进行熔融、混炼的情况下，能够促进反应。

通常而言，在双螺杆挤出机内促进反应的情况下，使用捏合盘进行混炼混合，但是有时也使用导程小的具有螺棱的螺杆。具有螺棱的螺杆与捏合盘相比，虽然混合效率低下，但是通过减小导程，而具有滞留时间增加，产生热量变小的优点。本发明能够应用于捏合盘、转子和具有螺棱的螺杆。

相对于此，在采用图2的(a)所示的、同向完全啮合型的螺杆捏合块(以往技术)的情况下，在螺棱部和缸体之间几乎没有间隙，因此，对树脂施加强的剪切力，容易导致树脂的温度上升。其结果，树脂的温度容易超过树脂的分解温度，从而能够导致树脂产品的品质降低。

另外，在图2的(b)所示的、专利文献1所述的螺杆捏合块的情况下，在螺杆的与轴向垂直方向的截面的图上，在一端的螺棱部和缸体之间具有间隙，因此能够抑制熔融、混炼时的树脂温度的上升。但是，在专利文献1所述的螺杆捏合块中，在像本发明的螺杆捏合块这样的、在挤出机内伴随反应进行熔融、混炼的情况下，促进挤出机内的反应的效果不及本发明。图2的(b)所示的螺杆捏合块从轴心(缸体的中心)以规定的曲率半径被切割，切割后的螺棱部和缸体的内壁之间的间隙成为恒定。

接着，说明第二实施方式的螺杆捏合块1。

在图3中示出了与图1不同的第二实施方式的螺杆捏合块。图3的(a)是将第二实施方式的螺杆捏合块配置在缸体上的状态的与螺杆轴向垂直方向的截面图。图3的(b)是放大图3的(a)的螺杆捏合块的螺棱部周边的图。以下，对与第一实施方式相对应的结构，适当地省略其说明。

如图3的(a)所示，本实施方式的螺杆捏合块1、1与第一实施方式的情况相同，成对配置在缸筒2的缸体21、21上。

图3所示的第二实施方式的螺杆捏合块1是双头螺杆，与第一实施方式的情况相同，具有第一螺棱部11、第二螺棱部12。

与第一实施方式不同之处是第一螺棱部11。如图3的(b)所示，第二实施方式的第一螺棱部11具有正圆的圆弧111、第一圆弧112、第二圆弧113。

第二螺棱部12与第一实施方式的情况相同。

缸体21与第一实施方式相同，只要是供一对螺杆捏合块1、1能够边啮合边自由旋转地配置即可，并没有特别地限定。

圆弧111是位于第一螺棱部11的顶部的正圆的圆弧，圆弧111的曲率半径Ra(正圆的半径Ra)比第一圆弧112、第二圆弧113的曲率半径小。另外，上述半径Ra比缸体21的半径Rd小。

第一圆弧112、第二圆弧113位于以第一圆弧112、第二圆弧113夹持圆弧111的位置。而且，第一圆弧112、第二圆弧113以圆弧111与第一圆弧112、第二圆弧113内切的方式夹持圆弧111。第一圆弧112的曲率半径与第二圆弧113的曲率半径相等。而且，第一圆弧112、第二圆弧113的曲率半径比圆弧111的曲率半径大。

采用第二实施方式，第一螺棱部11的顶部的圆弧111为正圆，将第一螺棱部11的顶部的圆弧111的曲率半径Ra设为比缸体21的半径Rd小，将形成在第一螺棱部11的顶部和缸体21之间的间隙设为越朝向第一螺棱部11的顶部越连续地变窄。通过如此设计第一螺棱部11，在伴随着挤出机内的反应进行熔融、混炼的情况下，能够进一步促进反应。

接着，说明第三实施方式的螺杆捏合块1。以下，对与第一实施方式、第二实施方式相对应的结构，适当地省略其说明。

第三实施方式的螺杆捏合块与第二实施方式相同，至少一个螺棱部具有正圆的圆弧111、第一圆弧112、第二圆弧113。而且，正圆的圆弧111被第一圆弧112和第二圆弧113夹持，且与第一圆弧112、第二圆弧113内切。

第三实施方式的螺杆捏合块的特征在于：在与轴向垂直方向的截面的图上，上述圆弧111的正圆的中心位于从缸体21的中心o沿第一螺棱部11延伸的方向偏离规定距离的位置，将相互旋转啮合的螺杆捏合块1、1之间的距离设为Cl，将缸体21的半径设为Rd，将角度φ设为cos^-1(Cl/2Rd)，将角度α设为π/n-2φ(n为1以上的整数)，使连接缸体21的中心o和圆弧111的正圆的中心的直线以缸体21的中心o为中心旋转(2(n-1)φ+(2n-1)/2·α)而得到直线设为直线A，将直线A与上述缸体的外周的交点设为点p，使连接上述缸体的中心和上述内切的圆的中心的直线以上述缸体的中心为中心旋转-(2(n-1)φ+(2n-1)/2·α)而得到直线设为直线B，将直线B与缸体21的外周的交点设为点q，此时，上述第一圆弧112是以点p为中心的半径Cl的圆弧，第二圆弧113是以点q为中心的半径Cl的圆弧。

即，第三实施方式的螺杆捏合块1、1在结构上的特点为：通过确定缸体21的半径Rd、一对螺杆捏合块1、1的中心间距离Cl、螺杆捏合块1、1的头数来确定圆弧111的形状、第一圆弧112的形状、第二圆弧113的形状。另外，通过设为这样的结构，如后所述，本发明的效果进一步提高。

说明n＝2的情况。

在图4中示出了第三实施方式中头数为2(即n＝2)的螺杆捏合块1、1。图4的(a)是将第三实施方式的螺杆捏合块1、1配置在缸体21、21上的状态的与螺杆轴向垂直的截面的图。图4的(b)是用于进一步说明图4的(a)的螺杆捏合块1、1的图。

如上所述，当确定了螺杆捏合块1、1的中心间距离Cl、缸体21、21的半径Rd时，就确定了φ。另外，n＝2时，在φ和α之间存在2π＝4α+8φ的关系。如图4的(b)所示，缸体21的与轴向垂直的截面形状分别为圆。如图4的(b)所示，该圆能够以中心角为α的扇形和中心角为2φ的扇形交替排列的方式从缸体21的中心o呈放射状分割。

n＝2时，螺棱部的数量为2。以使沿第一螺棱部11延伸的方向将第一螺棱部11一分为二的直线与将中心角为α的扇形分割为中心角为α/2的两个扇形的直线C重合的方式设置第一螺棱部11。将直线C与后述的圆弧111的交点设为f。另外，将沿与第一螺棱部11相同的方向延伸的形成中心角为α的扇形的直线与圆弧111的交点设为n、e。

接着，说明第二螺棱部12的位置。以使沿第二螺棱部12延伸的方向将第二螺棱部12一分为二的直线以与直线D重合的方式设置第二螺棱部12，直线D是以缸体21的中心o为中心将直线C旋转(2α+4φ)所得到的。另外，将沿与第二螺棱部12相同的方向延伸的形成中心角为α的扇形的直线与缸体21的外周的交点设为i、h。

第一螺棱部11、第二螺棱部12的任一方的顶部的圆弧为被第一圆弧和第二圆弧夹持的正圆的圆弧，优选顶部的圆弧是与第一圆弧和第二圆弧内切的正圆的圆弧。在此，说明在第一螺棱部11的顶部设置上述圆弧的情况。

第一螺棱部11具有圆弧111、第一圆弧112、第二圆弧113。

圆弧111是正圆的圆弧，位于第一螺棱部11的顶部。该正圆的中心b位于沿第一螺棱部11延伸的方向偏离规定距离的位置。即，其中心b存在于直线C上。而且，正圆的半径r为从中心b向第一圆弧112或第二圆弧113引垂线时的该垂线的长度。将从中心b向第一圆弧112引的垂线与第一圆弧112的交点设为c1，将从中心b向第二圆弧113引的垂线与第二圆弧113的交点设为c2。从c1到c2的圆弧为圆弧111。另外，从点b到点c1的距离或从点b到点c2的距离为正圆的半径r。在位于第一螺棱部11的顶部的圆弧111和缸体21之间存在间隙。

接着，说明第一圆弧112。将以缸体21的中心o为中心使直线C旋转(2φ+3/2α)所得到的直线设为直线A，将直线A与缸体21的外周的交点设为点p。如图4的(b)所示，第一圆弧112是以点p为中心的半径为Cl的圆弧。

接着，说明第二圆弧113。将以缸体21的中心o为中心使直线C旋转-(2φ+3/2α)所得到的直线设为直线B，将直线B与缸体21的外周的交点设为点q。如图4的(b)所示，第二圆弧是以点q为中心的半径为Cl的圆弧。

将形成位于第一螺棱部11和第二螺棱部12之间的中心角为α的扇形的直线与螺杆捏合块1的外周的交点分别设为l、m、j、d。这些中心角为α的扇形的圆弧是半径为Rs的正圆的圆弧。另外，将该半径Rs称为短径。

因此，第一圆弧112是从d到c1的圆弧，第二圆弧113是从m到c2的圆弧。

即，第一圆弧112是以点p为中心的半径为Cl的正圆的圆弧，该点p是以缸体21的中心o为中心使点u旋转(2α+2φ)后所得到的点。第二圆弧113是以点q为中心的半径为Cl的正圆的圆弧，该点q是以缸体21的中心o为中心使点t旋转-(2α+2φ)后所得到的点。

接着，说明第二螺棱部12。第二螺棱部12也与第一螺棱部11同样地具有三个圆弧。具体来说，具有点i和h之间的圆弧121、点i和j之间的圆弧122、点h和1之间的圆弧123。另外，将形成位于第一螺棱部11和第二螺棱部12之间的中心角为α的扇形的直线和缸体21的外周的交点分别设为p、q、s、g。

点i、h之间的圆弧121是中心角为α、半径为比Rd小0.1mm～0.9mm左右的正圆的圆弧。点i、j之间的圆弧122是以点g为中心的半径为Cl的正圆的圆弧。点h、l之间的圆弧123是以点s为中心的半径为Cl的正圆的圆弧。

点i、j之间的圆弧122是以点g(以缸体21的中心o为中心使点i旋转-(2α+2φ)后所得到的点)为中心的半径为Cl的正圆的圆弧。另外，点h、l之间的圆弧123是以点s(以缸体21的中心o为中心使点h旋转(2α+2φ)后所得到的点)为中心的半径为Cl的圆弧。

由此，关于夹持圆弧的两端的圆弧，第一螺棱部11和第二螺棱部12都是以下述的点为中心的半径为Cl的圆弧，上述的点为以点o为中心使沿与螺棱部相同的方向延伸的形成中心角α的扇形的直线与缸体21的外周的交点旋转移动规定的角度后所得到的点。

如上所述，圆弧111为正圆的圆弧，该正圆与第一圆弧112和第二圆弧113内切。正圆的半径r比缸体21的半径Rd小。因此，形成在第一螺棱部11的顶部和缸体21之间的间隙越朝向第一螺棱部11的顶部越连续地变窄。其结果，与第一实施方式、第二实施方式的螺杆捏合块的情况相同，能够抑制由于熔融、混炼时的产生的热量导致树脂温度过度上升，并且在挤出机内伴随反应进行熔融、混炼的情况下，能够促进反应。通过设置本实施方式这样的第一螺棱部11，能进一步提高上述效果。

本实施方式的特征在于正圆的圆弧111。因此，进一步详细说明其正圆的中心的位置、半径。

参照图5说明上述正圆的中心的位置b、半径r。

将∠opb设为θ(0＜θ＜φ)。

如上所述，第一圆弧112为半径为Cl的正圆的圆弧。而且，点b和点c1之间的距离为r。因此，点p和点b之间的距离为Cl-r。

另外，如图5所示，∠pob为：

∠pob＝∠pog+∠goe+∠eob＝∠α+2φ+α/2＝3/2·α+2φ

                                          …(I)

而且，

∠obp＝π-∠opb-∠pob＝π-θ-(3/2·α+2φ)…(II)

另外，

(点b和点p之间的距离(在图中表示为bp))/sin(∠pob)＝(点o和点p之间的距离(在图中表示为op))/sin(∠obp)

                                      …(III)

在此，将式(I)和式(II)代入(III)，得到

(Cl-r)/sin(3/2·α+2φ)＝Rd/sin(π-(θ+3/2·α+2φ))，

进一步变形，得到

(Cl-r)/sin(3/2·α+2φ)＝Rd/sin(θ+3/2·α+2φ)。

由上述推导，得到圆弧的半径r＝Cl-Rd(sin(2φ+3/2·α))/sin(θ+2φ+3/2·α)。

接着，导出从缸体21的中心o到点b的距离。

(从中心o到点b的距离(在图中表示为ob))/sin(∠opb)＝(中心o和点p之间的距离(在图中表示为op))/sin(∠obp)

                                      …(IV)

将式(II)代入式(IV)，得到

(从中心o到点b的距离)/sin(θ)＝Rd/sin(π-(θ+3/2·α+2φ))，

得到

(从中心o到点b的距离)＝Rd(sinθ/sin(θ+2φ+3/2α))。

接着，参照图6说明n＝3的情况。

图6的(a)是将第三实施方式的n＝3时的螺杆捏合块配置在缸体上的状态的在与螺杆轴向垂直的方向的截面的图，图6的(b)是用于进一步说明图6(a)的螺杆捏合块1、1的图。

n＝3时，φ和α之间存在2π＝6α+12φ的关系。因此，如图6的(a)所示，与n＝2的情况相同，能够以中心角为α的扇形和中心角为2φ的扇形交替排列的方式从缸体21的中心o呈放射状分割。

n＝3时，螺棱部的数量为3。因此，如图6的(a)、(b)所示，螺杆捏合块1具有第一螺棱部11、第二螺棱部12、第三螺棱部13。

如图6的(b)所示，以使沿第一螺棱部11延伸的方向将第一螺棱部11一分为二的直线与将中心角为α的扇形分割为中心角为α/2的两个扇形的直线C重合的方式设置第一螺棱部11。将直线C与后述的圆弧111的交点设为f。另外，将沿与第一螺棱部11相同的方向延伸的形成中心角α的扇形的直线与圆弧111的交点设为n、e。

接着，参照图6的(b)说明第二螺棱部12的位置。以使沿第二螺棱部12延伸的方向将第二螺棱部12一分为二的直线与以缸体21的中心o为中心将直线C旋转(2α+4φ)后所得到的直线D重合的方式设置第二螺棱部12。另外，将沿与第二螺棱部12相同的方向延伸的形成中心角α的扇形的直线与螺杆捏合块1的外周的交点设为g、p。

接着，说明第三螺棱部13的位置。以使沿第三螺棱部13延伸的方向将第三螺棱部13一分为二的直线与以缸体21的中心o为中心将直线D旋转(2α+4φ)后所得到的直线E重合的方式设置第三螺棱部13。另外，将沿与第三螺棱部13相同的方向延伸的形成中心角为α的扇形的直线与螺杆捏合块1的外周的交点设为q、s。

即，如上所述，第二螺棱部12以使以缸体21的中心o为中心将直线C旋转(2φ+4α)所得到的直线与直线D重合的方式设置，第三螺棱部13以使以缸体21的中心o为中心将直线C旋转{2×(2φ+4α)}所得到的直线与直线E重合的方式设置。

第一螺棱部11、第二螺棱部12、第三螺棱部13中的至少一个螺棱部的顶部的圆弧是被第一圆弧和第二圆弧夹持的正圆的圆弧，优选上述顶部的圆弧是与第一圆弧和第二圆弧内切的正圆的圆弧。在此，说明在第一螺棱部11的顶部设置上述圆弧的情况。

第一螺棱部11具有圆弧111、第一圆弧112、第二圆弧113。

圆弧111是正圆的圆弧，位于第一螺棱部11的顶部。该正圆的中心b位于沿第一螺棱部11延伸的方向偏离规定距离的位置(点b)。即，该中心存在于直线C上。而且，正圆的半径r为与从中心b向第一圆弧112或第二圆弧113引垂线时的垂线相等的长度。将从中心b向第一圆弧112引的垂线与第一圆弧112的交点设为c1，将从中心b向第二圆弧113引的垂线与第二圆弧113的交点设为c2。因而，从点b到点c1的距离或从点b到点c2的距离为半径r。从c1到c2的圆弧为圆弧111。另外，在位于第一螺棱部11的顶部的圆弧111和缸体21之间存在间隙。间隙的最窄的部分为从第一螺棱部11的顶部的点f到缸体21的最短距离。

接着，说明第一圆弧112。将以缸体21的中心o为中心使直线C旋转(4φ+5/2α)所得到的直线与缸体21的外周的交点设为点p。如图6的(b)所示，第一圆弧112是以点p为中心的半径为Cl的圆弧。

接着，说明第二圆弧113。将以缸体21的中心o为中心使直线C旋转-(4φ+5/2α)所得到的直线与缸体21的外周的交点设为点q。如图6的(b)所示，第二圆弧是以点q为中心的半径为Cl的圆弧。

如上所述，能够认为n＝3时的第一螺棱部11与n＝2时的第一螺棱部相同。

将形成位于第一螺棱部11和第二螺棱部12之间的中心角为α的扇形的直线与螺杆捏合块1的外周的交点分别设为l、m。该中心角为α的扇形的圆弧是半径为Rs的正圆的圆弧，将该半径称为短径。能够认为第二螺棱部12和第三螺棱部13之间、第三螺棱部13和第一螺棱部11之间也相同。另外，将形成位于第二螺棱部12和第三螺棱部13之间的中心角为α的扇形的直线与螺杆捏合块1的外周的交点分别设为d、j。

因此，第一圆弧112、第二圆弧113也和n＝2时的情况相同，是从半径为Rs的正圆的圆弧的一端到圆弧111的一端的圆弧。

如上所述，能够认为形成于螺棱部和螺棱部之间的圆弧也和n＝2时的情况相同。

接着，说明第二螺棱部12、第三螺棱部13。第二螺棱部12和第三螺棱部13是相同的形状，因此，只说明第二螺棱部12。第二螺棱部12和第一螺棱部11也同样地具有三个圆弧。具体来说，具有点g、p之间的圆弧121、点g、m之间的圆弧122和点p、d之间的圆弧123。

点g、p之间的圆弧121是中心角α的半径约为Rd(比Rd小0.1mm～0.9mm)的圆的圆弧。点g、m之间的圆弧122是以点s为中心的半径为Cl的正圆的圆弧。点p、d之间的圆弧123是以点t’为中心的半径为Cl的正圆的圆弧。另外，点t’是连接点o和t’的直线与缸体21的外周的交点。

如上所述，第二螺棱部12能够与n＝2时的情况同样地设置。另外，如图7所示，第二螺棱部12和第三螺棱部13的顶部也是中心角为α、半径约为Rd的圆弧。而且，关于夹持顶部的圆弧的圆弧，是以下述的点为中心的半径为Cl的圆弧，上述的点为以点o为中心使沿与螺棱部相同的方向延伸的形成中心角α的扇形的直线与缸体21的外周的交点旋转移动规定的角度后所得到的点。

接着，参照图7详细说明圆弧111的正圆的中心的位置、半径。因为可以认为与n＝2时的情况相同，所以适当地省略说明。

如图7所示，当将∠opb设为θ(0＜θ＜2φ)时，与n＝2时的情况相同，点p和点b之间的距离为Cl-r，式(V)、式(VI)、式(VII)成立。

∠pob＝5/2·α+4φ                      …(V)

∠obp＝π-θ-(5/2·α+4φ)                 …(VI)

(点b和点p之间的距离(在图中表示为bp))/sin(∠pob)＝(点o和点p之间的距离(在图中表示为op))/sin(∠obp)

                                     …(VII)

在此，将式(V)、式(VI)代入式(VII)，得到

(Cl-r)/sin(5/2·α+4φ)＝Rd/sin(π-(θ+5/2·α+4φ))，

进一步变形，得到

(Cl-r)/sin(5/2·α+4φ)＝Rd/sin(θ+5/2·α+4φ)，由上述推导，得到圆弧的半径r＝Cl-Rd(sin(4φ+5/2·α)/sin(θ+4φ+5/2·α)。

接着，导出从缸体21的中心o到点b的距离。

(从中心o到点b的距离(在图中表示为ob))/sin(∠opb)＝(中心o和点p之间的距离(在图中表示为op))/sin(∠obp)

                                  …(VIII)

将式(VI)代入式(VIII)，得到

(从中心o到点b的距离)/sin(θ)＝Rd/sin(π-(θ+5/2·α+4φ))，

得到

(从中心o到点b的距离)＝Rd(sinθ/sin(θ+4φ+5/2α))。

在以上n＝3时的说明中，只有第一螺棱部11在与缸体外周之间具有间隙。在本申请发明中，其他的螺棱部也可以设为与第一螺棱部相同的形状。例如，可以设为如图6的(c)所示的、在第一螺棱部11和第三螺棱部13与缸体外周之间具有间隙的形状。

说明n＝1的情况。优选n＝2、3，但是即使在n＝1时，也能达到本发明的效果。

在图8中示出了第三实施方式中头数为1(即n＝1)时的螺杆捏合块1。图8的(a)是将第三实施方式的螺杆捏合块1配置在缸体21中的状态的在与螺杆轴向垂直的方向的截面的图，图8的(b)是用于进一步说明图8的(a)的螺杆捏合块1的图。

如上所述，当确定了螺杆捏合块1、1的中心间距离Cl、缸体21、21的半径Rd时，就确定了φ。另外，n＝1时，在φ和α之间存在2π＝2α+4φ的关系。如图8的(b)所示，缸体21的与轴向垂直的方向的截面形状分别为圆。如图8的(b)所示，该圆能够以中心角为α的扇形和中心角为2φ的扇形交替排列的方式从缸体21的中心o呈放射状进行分割。

n＝1时，螺棱部的数量为1。以使沿第一螺棱部11延伸的方向将第一螺棱部11一分为二的直线与将中心角为α的扇形分割为中心角为α/2的两个扇形的直线C重合的方式设置第一螺棱部11。将直线C与后述的圆弧111的交点设为f。另外，将沿与第一螺棱部11相同的方向延伸的形成中心角为α的扇形的直线与圆弧111的交点设为n、e。

接着，将以缸体21的中心o为中心使直线C旋转(1/2α)所得到的直线A与缸体外周的交点设为p、i。将以缸体21的中心o为中心使直线C旋转-(1/2α)所得到的直线B与缸体外周的交点设为q、h。

第一螺棱部11的顶部的圆弧是被第一圆弧和第二圆弧夹持的正圆的圆弧，优选顶部的圆弧是与第一圆弧和第二圆弧内切的正圆的圆弧。

第一螺棱部11具有圆弧111、第一圆弧112、第二圆弧113。

圆弧111是正圆的圆弧，位于第一螺棱部11的顶部。其正圆的中心b位于沿第一螺棱部11延伸的方向偏离规定距离的位置。即，其中心b存在于直线C上。而且，正圆的半径r为从中心b向第一圆弧112或第二圆弧113引垂线时的该垂线的长度。将从中心b向第一圆弧112引的垂线与第一圆弧112的交点设为c1，将从中心b向第二圆弧113引的垂线与第二圆弧113的交点设为c2。从c1到c2的圆弧为圆弧111。另外，从点b到点c1的距离或从点b到点c2的距离为正圆的半径r。在位于第一螺棱部11的顶部的圆弧111和缸体21之间存在间隙。

接着，说明第一圆弧112。将以缸体21的中心o为中心使直线C旋转(1/2α)所得到的直线设为直线A，将直线A与缸体21的外周的交点设为点p。如图8的(b)所示，第一圆弧112是以点p为中心的半径为Cl的圆弧。

接着，说明第二圆弧113。将以缸体21的中心o为中心使直线C旋转-(1/2α)所得到的直线设为直线B，将直线B与缸体21的外周的交点设为点q。如图8的(b)所示，第二圆弧是以点q为中心的半径为Cl的圆弧。

如图8的(b)所示，直线A与螺杆捏合块的交点为e、l，直线A与缸体21的外周的交点为p、i。另外，直线B与螺杆捏合块的交点为n、m，直线B与缸体21的外周的交点为h、q。圆弧1m是中心角为α的扇形圆弧，是半径为Rs的正圆的圆弧。另外，将该半径Rs称为短径。

因此，第一圆弧112是从点1到点c1的圆弧，第二圆弧113是从点m到点c2的圆弧。

如上所述，圆弧111是正圆的圆弧，该正圆与第一圆弧112和第二圆弧113内切。正圆的半径r比缸体21的半径Rd小。因此，形成在第一螺棱部11的顶部和缸体21之间的间隙越朝向第一螺棱部11的顶部越连续地变窄。其结果，与第一实施方式、第二实施方式的螺杆捏合块的情况相同，能够抑制由于熔融、混炼时产生的热量导致树脂温度过度上升，并且在挤出机内伴随反应进行熔融、混炼的情况下，能够促进反应。通过设置本实施方式这样的第一螺棱部11，能够进一步提高上述效果。

本实施方式的特征在于正圆的圆弧111。因此，进一步详细说明该正圆的中心的位置、半径。

参照图8的(b)说明上述正圆的中心的位置b、半径r。

将∠opb设为θ(0＜θ＜φ/2)。

如上所述，第一圆弧112是半径为Cl的正圆的圆弧。而且，点b和点c1之间的距离为r。因此，点p和点b之间的距离为Cl-r。

另外，如图8所示，∠pob为：

∠pob＝1/2·α                                   …(IX)

而且，

∠obp＝π-∠opb-∠pob＝π-θ-(1/2·α)                …(X)

另外，

(点b和点p之间的距离(在图中表示为bp))/sin(∠pob)＝(点o和点p之间的距离(在图中表示为op))/sin(∠obp)

                                        …(XI)

在此，将式(IX)和式(X)代入式(XI)，得到

(Cl-r)/sin(1/2·α)＝Rd/sin(π-(θ+1/2·α))，

进一步变形，得到

(Cl-r)/sin(1/2·α)＝Rd/sin(θ+1/2·α)，

由上，得到

圆弧的半径r＝Cl-Rd(sin(1/2·α)/sin(θ+1/2·α)。

接着，导出从缸体21的中心o到点b的距离。

(从中心o到点b的距离(在图中表示为ob))/sin(∠opb)＝(中心o和点p之间的距离(在图中表示为op))/sin(∠obp)

                                      …(XII)

将式(X)代入式(XII)，得到

(从中心o到点b的距离)/sin(θ)＝Rd/sin(π-(θ+1/2·α))，

得到

(从中心o到点b的距离)＝Rd(sinθ/sin(θ+1/2α))。

接着，简单地说明n头的情况(n＝n时)。

顶部为正圆，具有外周部和间隙的螺棱的圆弧的半径为：圆弧的半径r＝Cl-Rd(sin(2(n-1)φ+(2n-1)/2·α)/sin(θ+(2(n-1)φ+(2n-1)/2·α)。

圆弧的中心b和缸体的中心o的距离为：

(从中心o到点b的距离)＝Rd(sin θ/sin(θ+2(n-1)φ+(2n-1)/2α))。

接着，说明螺杆捏合块整体的形状。

本发明的螺杆捏合块只要在与轴垂直的方向上是相同的上述截面形状即可，没有特别地限定。

螺杆由多个螺杆捏合块组合而成。例如，使用用于输送材料的螺杆捏合块、用于熔融、混炼材料的螺杆捏合块等，基于用途来使用各种形状的螺杆捏合块。另外，螺杆捏合块的长度也设定为优选合适的长度。在本说明书中，螺杆捏合块是指构成上述那样的螺杆的独立的一个部件。如上所述，本发明的螺杆捏合块的特点是能够抑制由于熔融、混炼时产生的热量导致树脂温度过度上升，并且在挤出机内伴随反应进行熔融、混炼的情况下能够促进反应。下面，通过说明具体例子来进一步说明螺杆捏合块。

例如，能够列举沿螺杆旋转的方向或与旋转的方向相反的方向连续地扭转的螺杆捏合块。将螺杆扭转后到旋转一周(旋转360°)的螺杆轴向的导程长度设为L。一般地，上述那样的螺杆用于在挤出机内输送材料。但是，当将长度L调整为4Rd≤L≤20Rd时，也成为挤碎材料、进行熔融、混炼的螺杆。因此，在沿螺杆旋转的方向或与旋转的方向相反的方向连续地扭转的螺杆捏合块的情况下，能够将本发明优选应用于调整成满足4Rd≤L≤20Rd的螺杆捏合块。

另外，作为本发明的螺杆捏合块的一个例子，能够列举如图9所示的、沿螺杆的轴向配置多个捏合盘而成的螺杆捏合块。捏合螺杆通过其旋转对树脂材料施加较大的剪切力，用作用于熔融、混炼树脂材料的螺杆。如上所述，本发明的特点是能够抑制由于熔融、混炼时产生的热量导致树脂温度过度上升，并且在挤出机内伴随反应进行熔融、混炼的情况下能够促进反应。因此，能够将本发明优选应用于如图9所示的螺杆元件。

另外，作为沿螺杆的轴向配置多个捏合盘而成的螺杆捏合块，除了如图9所示的螺杆捏合块之外，能够列举如图10所示的螺杆捏合块。图10所示的螺杆捏合块在一个盘内沿螺杆旋转的方向或与旋转的方向相反的方向连续地扭转这一点，与图9所示的螺杆捏合块不同。另外，除了如图10所示的连续地扭转的情况之外，也可以是阶梯式地扭转的螺杆捏合块。

另外，在本发明中，如上所述，螺杆捏合块是指构成螺杆的部件。因此，只要是独立的部件，如图11所示的、完全没有扭转的捏合盘也包含在本发明的螺杆捏合块中。

<螺杆>

如上所述，具有本发明的螺杆捏合块的螺杆能够抑制由于熔融、混炼时产生的热量导致树脂温度过度上升，并且在挤出机内伴随反应进行熔融、混炼的情况下能够促进反应。

以下，示出实施例和比较例来具体说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。

使用双螺杆挤出机内三维流动解析软件(R-flow公司制的ScrewFlow-Multi)解析同向完全啮合型双螺杆挤出机内的树脂状况。

解析时使用的支配方程式为连续式(A)、纳维-斯托克斯式(B)、温度平衡式(C)。另外，下述式(A)～(E)记载于J.M.Ottino(Ottino，J.M.：The Kinematics of Mixing Stretching，Chaos  and  Transport(1989)，Cambridge University Press，Cambridge)、Yao，Weiguang(Seikei-Kakou，vol.10，No.3(1998))。

[数学式2]

$\frac{\&PartialD;\mathrm{\&rho;}}{\&PartialD;t}+\&dtri;\&CenterDot;\stackrel{\&RightArrow;}{v}=0...\left(A\right)$

[数学式3]

$-\&dtri;p+\&dtri;\&dtri;\&CenterDot;\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&tau;}}=0...\left(B\right)$

[数学式4]

$\frac{\&PartialD;T}{\&PartialD;t}+\mathrm{\&rho;}{C}_p\stackrel{\&RightArrow;}{v}\&CenterDot;\&dtri;T=k{\&dtri;}^{2}T+Q...\left(C\right)$

作为解析假定，用非压缩性流体完全熔融、完全充满。另外，粘度近似式使用了阿累尼乌斯近似和WLF近似。解析方法为有限体积法、SOR法、SIMPLE算法，作为计算，首先进行稳定解析，以此为初始值，进行非稳定解析。非稳定解析之后，配置示踪粒子(约5000个)，收集与示踪粒子相关的局部信息。

(粒子示踪解析)

影响反应的进行的平均拉伸变形是利用以下的式(D)、(E)求出与各粒子相关的混合效率、进行平均后的值。

[数学式5]

(局部混合效率) $e_{\mathrm{\&eta;}}=\frac{D:\mathrm{nn}}{\sqrt{D:D}}...\left(D\right)$

D：变形速度张量、n：界面的取向矢量

[数学式6]

(积分混合效率) $M_{\mathrm{eff}}=\frac{1}{t}{\&Integral;}_0^{t_{\mathrm{res}}}\left|e_{\mathrm{\&eta;}}\right|\mathrm{dt}...\left(E\right)$

t_res：粒子的滞留时间

在图12中示出了解析模型。

解析模型1(实施例)：为沿螺杆轴向配置作为与螺杆的轴向垂直的方向的截面形状是图5所示的形状的多个捏合盘而成的螺杆捏合块(图12的(a))。各捏合盘之间的扭转角(相位角)为90°。

另外，缸筒内径为69mm，从第一螺棱部11的顶部到缸体21的最短距离为5.305mm。

解析模型2(比较例1)：为沿螺杆轴向配置作为与螺杆的轴向垂直的方向的截面形状是图2的(a)所示的形状的多个捏合盘而成的螺杆捏合块。各捏合盘之间的扭转角(相位角)为90°(图12的(b))。缸筒内径为69mm，螺棱部的顶端部和缸体之间的间隔是等间隔，其大小为0.75mm(因为间隔非常小，所以在图2的(a)中记载为螺棱部的顶端部和缸体的内壁接触)。

解析模型3(比较例2)：为沿螺杆轴向配置作为与螺杆的轴向垂直的方向的截面形状是图2的(b)所示的形状的多个捏合盘而成的螺杆捏合块。各捏合盘之间的扭转角(相位角)为90°。缸筒内径为69mm，螺棱部的顶端部和缸体之间的间隔是等间隔(图2的(b)中的箭头部分之间的长度)，其大小为5.305mm。

在上述解析模型中，解析了0.5D×4块的2D尺寸的各种模型和本发明的3D尺寸、4D尺寸的模型。另外，D是缸体的直径(D＝2Rd)。在表示结果的表1中示为L/D。如上所述，L是从螺杆扭转后到旋转一周(旋转360°)的螺杆轴向导程的长度。

边界条件为固定根据挤出量和流入面上的流路截面积求出的流入速度，作为温度初始值，树脂的流入初始温度为200℃、缸筒温度为180℃。

作为解析条件，挤出机使用在缸筒内径Φ为69mm的同向完全啮合型双螺杆挤出机，流量Q＝600kg/hr、螺杆转速Ns＝300rpm，树脂使用POM的Duracon M90-44，在表1中示出解析结果。

[表1]

将实施例的解析模型和比较例1的解析模型进行比较时(关于相同的L/D)，作为分配指标的“拉伸变形”和作为关于碰撞次数的指标的挤出机内的“粒子移动量”大致相等。但是，在实施例的解析模型的情况下，流出面的温度降低，滞留时间增加至120％。这可以说本发明虽然在搅拌和分配效果上与比较例1相同，但是具有能够抑制树脂温度的上升、滞留时间也变长、非常适于反应的特点。当流出面的树脂温度有限制、比较例1和实施例形成为相同的流出面温度时，本发明能够具有比较例1的180％的滞留时间。

另一方面，将实施例的解析模型和比较例2的解析模型时(关于相同的L/D)进行比较时，虽然流出面的树脂温度相等，但是比较例2在搅拌和分配效果上较差，滞留时间也变短，因此，可以说本发明更适于反应。

Claims (6)

1.一种螺杆捏合块，其用于具有相互旋转并啮合的n头螺杆的双螺杆以上的螺杆型挤出机，n为1以上的整数，其特征在于，

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。

2.根据权利要求1所述的螺杆捏合块，其特征在于，

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第一圆弧和第二圆弧，该第一圆弧和第二圆弧具有比该圆弧的曲率半径大的曲率半径；

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。

3.根据权利要求2所述的螺杆捏合块，其特征在于，

在与轴向垂直的方向的截面上，上述内切的圆的中心位于从缸体的中心沿上述螺棱部延伸的方向偏离规定距离的位置；

将上述相互旋转并啮合的螺杆之间的距离设为Cl，

将缸体的半径设为Rd，

将角度φ设为cos^-1(Cl/2Rd)，

将角度α设为π/n-2φ，n为1以上的整数，

将使连接上述缸体的中心和上述内切的圆的中心的直线以上述缸体的中心为中心旋转(2(n-1)φ+(2n-1)/2·α)所得到直线设为直线A，将该直线A与上述缸体的外周的交点设为点p，将使连接上述缸体的中心和上述内切的圆的中心的直线以上述缸体的中心为中心旋转-(2(n-1)φ+(2n-1)/2·α)所得到的直线设为直线B，将该直线B与上述缸体的外周的交点设为点q，此时，

上述第一圆弧是以上述点p为中心的半径为Cl的圆弧；

上述第二圆弧是以上述点q为中心的半径为Cl的圆弧。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的螺杆捏合块，其特征在于，

与轴向垂直的方向的截面形状沿旋转方向或旋转方向的相反方向连续地扭转；

上述缸体的半径Rd和导程长度L满足下述关系式(1)：

4Rd≤L≤20Rd…(1)。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的螺杆捏合块，其特征在于，

该螺杆捏合块是沿上述螺杆的轴向配置多个捏合盘而成的。

6.一种螺杆，其为n头螺杆，n为1以上的整数，其特征在于，该螺杆具有权利要求1～5中任一项所述的捏合块。

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