JP7307635B2 - 二軸混練押出機及びベントアダプター - Google Patents

Description

本発明は、二軸混練押出機及びベントアダプターに関する。

特許文献１には、シリンダとシリンダ内で回転するスクリュを備えた二軸混練押出機が記載されている。特許文献１の二軸混練押出機は、シリンダの所定の位置にベント孔が形成されたベントアダプターを備えており、スクリュの回転により混練される原料から生じた揮発性物質及び水分等をシリンダの外部に排出している。

特開２００４－０２５６６９号公報

ベント孔の開口部に原料が浮き出て付着するベントアップを抑制する必要がある。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態にかかる二軸混練押出機は、水平面内における第１方向に延びた第１回転軸を中心に回転する第１スクリュ、及び、前記第１スクリュに対して前記水平面内における第１方向に直交する第２方向に隣接した位置で前記第１方向に延びた第２回転軸を中心に回転する第２スクリュと、前記第１スクリュ及び前記第２スクリュを収容する前記第１方向に延びた筒状のシリンダと、前記シリンダの一端側に配置され、前記第１スクリュ及び前記第２スクリュを回転させる駆動部と、前記シリンダの他端側に配置され、前記第１スクリュ及び前記第２スクリュの回転により押し出された原料をストランドとして吐出するダイスと、前記シリンダの前記第１方向における所定の位置の上部に嵌め込まれたベントアダプターと、を備え、前記ベントアダプターは、上面及び下面を有し、前記下面は、前記第１スクリュ及び前記第２スクリュに対向し、前記下面は、前記第１スクリュ及び前記第２スクリュの外周縁が回転する軌跡に沿ったスクリュ面を含み、前記第１スクリュ及び前記第２スクリュの外周縁は、それぞれ、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の直上において、前記第２方向における前記第２スクリュから第１スクリュに向かう方向に回転し、前記スクリュ面には、前記スクリュ面から前記上面に貫通するベント孔が開口した下面開口部が形成され、前記下面開口部の前記第２スクリュ側の開口端は、前記第１回転軸及び前記第２回転軸間の中心の直上と、前記第２回転軸の直上と、の間に位置する。

また、一実施の形態にかかるベントアダプターは、上面及び前記上面の反対側の下面を備え、前記下面は、第１方向に延びた第１回転軸を中心に回転する第１スクリュ、及び、前記第１スクリュに対して前記第１方向に直交する第２方向に隣接した位置で前記第１方向に延びた第２回転軸を中心に回転する第２スクリュに、前記第１方向及び前記第２方向に直交する上方から対向し、前記下面は、前記第１スクリュ及び前記第２スクリュの外周縁が回転する軌跡に沿ったスクリュ面を含み、前記第１スクリュ及び前記第２スクリュの外周縁は、それぞれ、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の直上において、前記第２方向における前記第２スクリュから第１スクリュに向かう方向に回転し、前記スクリュ面には、前記スクリュ面から前記上面に貫通するベント孔が開口した下面開口部が形成され、前記下面開口部の前記第２スクリュ側の開口端は、前記第１回転軸及び前記第２回転軸間の中心の直上と、前記第２回転軸の直上と、の間に位置する。

前記一実施の形態によれば、ベントアップを抑制することができる二軸混練押出機及びベントアダプターを提供することができる。

実施形態に係る二軸混練押出機の構成を例示した側面図である。 実施形態に係る二軸混練押出機のシリンダを例示した断面図であり、図１のＩＩ－ＩＩ線の断面を示す。 比較例に係る二軸混練押出機のベントアダプターを例示した断面図である。 比較例に係る二軸混練押出機のベントアダプターを例示した上面図である。 実施形態に係る二軸混練押出機のベントアダプターを例示した断面図であり、図１のＶ－Ｖ線の断面を示す。 実施形態に係る二軸混練押出機のベントアダプターを例示した上面図である。

説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。図面が煩雑にならないように、ハッチングが省略されている部分がある。

（実施形態）
実施形態に係る二軸混練押出機を説明する。まず、二軸混練押出機の構成を説明する。その後、比較例に係る二軸混練押出機のベントアダプターを説明する。これにより、二軸混練押出機の課題を説明する。そして、本実施形態に係る二軸混練押出機のベントアダプターを説明し、二軸混練押出機の動作及び効果を説明する。

＜二軸混練押出機の構成＞
図１は、実施形態に係る二軸混練押出機の構成を例示した側面図である。図２は、実施形態に係る二軸混練押出機のシリンダを例示した断面図であり、図１のＩＩ－ＩＩ線の断面を示す。図１では、二軸混練押出機の一部について断面が示されている。図１及び図２に示すように、二軸混練押出機１は、駆動部１０、減速機１１、シリンダ２０、スクリュ２１及び２２、フィーダ３０、ベントアダプター４０、ダイス６０、ダイスホルダ６１を備えている。二軸混練押出機１は、さらに、ベントアダプター４０ａ、ストランドバス６２、ストランドカッタ６３、真空装置７０を備えてもよい。二軸混練押出機１は、樹脂等の原料３１が溶融した溶融原料３２をダイス６０から押し出してストランド３３を形成する。形成されたストランド３３はカットされ、ペレットとなる。

ここで、二軸混練押出機１の説明の便宜のために、ＸＹＺ直交座標軸系を導入する。例えば、シリンダ２０が延びる方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向に直交する２方向を、Ｙ軸方向及びＺ軸方向とする。例えば、Ｚ軸方向は、鉛直方向であり、ＸＹ平面は、水平面である。また、＋Ｚ軸方向は、上方であり、二軸混練押出機１で原料３１が押し出される方向を＋Ｘ軸方向とする。ここで、鉛直方向及び水平方向は、厳密な鉛直方向及び水平方向に、二軸混練押出機１を設置する際の不可避な誤差を含む意味で用いている。

駆動部１０は、シリンダ２０の一端側、例えば、シリンダ２０の－Ｘ軸方向側に配置されている。駆動部１０は、スクリュ２１及び２２を回転させる。駆動部１０は、例えば、モータである。減速機１１は、駆動部１０とスクリュ２１及び２２との間に配置されている。減速機１１は、駆動部１０の回転を調整してスクリュ２１及び２２に伝達させる。よって、スクリュ２１及び２２は、減速機１１で調整された駆動部１０の動力源によって回転する。

シリンダ２０は、Ｘ軸方向に延びた筒状の部材である。シリンダ２０は、内部に中空部を有している。シリンダ２０の内部には、２つのスクリュ２１及び２２が収容されている。スクリュ２１及び２２は、シリンダ２０の－Ｘ軸方向側の開口部から挿入されている。スクリュ２１及び２２の－Ｘ軸方向側の根元部は、シリンダ２０の開口部から外側に出ており、減速機１１を介して駆動部１０に接続されている。シリンダ２０の＋Ｘ軸方向側の開口部は、ダイスホルダ６１を介して、ダイス６０に接続されている。

スクリュ２１は、Ｘ軸方向に延びた回転軸Ｃ１を中心に回転する。スクリュ２２は、スクリュ２１に対してＹ軸方向に隣接した位置でＸ軸方向に延びた回転軸Ｃ２を中心に回転する。例えば、スクリュ２２は、スクリュ２１の－Ｙ軸方向側に配置されている。スクリュ２１及び２２の外径は、例えば、同じ外径Ｄである。よって、スクリュ２１及び２２は、同じ半径である。

スクリュ２１の回転軸Ｃ１とスクリュ２２の回転軸Ｃ２は、Ｙ軸方向に間隔を空けて平行に配置されている。スクリュ２１及び２２を、－Ｘ軸方向から＋Ｘ軸方向へ向かう方向に見た位置関係から、回転軸Ｃ１をＬ軸、回転軸Ｃ２をＲ軸と呼ぶ場合もある。スクリュ２１とスクリュ２２とは、例えば、一部が重なっている。この場合には、回転軸Ｃ１と回転軸Ｃ２との間の距離は、外径Ｄ（半径＋半径）よりも小さい。

シリンダ２０の内面は、スクリュ２１及びスクリュ２２の外周縁が回転する軌跡に沿った円筒内面を含んでいる。おおまかに言えば、スクリュ２１の外周縁が回転する軌跡に沿った円筒内面と、スクリュ２２の外周縁が回転する軌跡に沿った円筒内面と、が結合したものとなっている。例えば、シリンダ２０の内面のＸ軸に直交する断面は、２つの円の一部が結合した８の字状となっている。

スクリュ２１及び２２の外周縁が回転する軌跡に沿った円筒内面をスクリュ面４４と呼ぶ。スクリュ２１の外周縁が回転する軌跡に沿ったスクリュ面をスクリュ面４４ａと呼び、スクリュ２２の外周縁が回転する軌跡に沿ったスクリュ面をスクリュ面４４ｂと呼ぶ。回転軸Ｃ１及び回転軸Ｃ２間の中心の直上４９には、スクリュ面４４ａとスクリュ面４４ｂとの交線が位置する。

シリンダ２０のＸ軸方向における－Ｘ軸方向側の上方には、フィーダ３０が配置されている。フィーダ３０は漏斗状の供給口を有している。シリンダ２０の－Ｘ軸方向側の端部近傍の上壁には、フィーダ３０の供給部が嵌め込まれている。フィーダ３０は、例えば、ペレットの原料３１をシリンダ２０の内部に投入する。ペレットの原料３１は、例えば、樹脂等である。

フィーダ３０から供給された原料３１は、回転するスクリュ２１及び２２の根元部から反対側の先端部に向かう方向、すなわち、＋Ｘ軸方向に押し出される。原料３１は、シリンダ２０の内部において、シリンダ２０に取付けられた図示しないヒータからの熱により溶融し、溶融原料３２に変化する。溶融原料３２は、シリンダ２０の＋Ｘ軸方向側の開口部及びダイスホルダ６１を通って、ダイス６０に送られる。このように、二軸混練押出機１は、溶融原料３２をダイス６０まで押し出す。

ダイス６０は、シリンダ２０の他端側、例えば、シリンダ２０の＋Ｘ軸方向側に配置されている。ダイス６０には、例えば、複数の吐出孔がＹ軸に沿って並んで形成されている。ダイス６０から押し出された溶融原料３２は、吐出孔からストランド３３として吐出される。このように、ダイス６０は、スクリュ２１及び２２の回転により押し出された原料３１をストランド３３として吐出する。吐出されたストランド３３は、ストランドバス６２で冷却される。そして、冷却されたストランド３３は、ストランドカッタ６３により切断される。これにより、ペレットが製造される。

シリンダ２０の内部で溶融原料３２が混練される際に、揮発性物質及び水分等が発生する。ベントアダプター４０は、発生された揮発性物質及び水分等を排出させるために、シリンダ２０のＸ軸方向における所定の位置の上部に嵌め込まれている。ベントアダプター４０には、ベント孔５０が形成されている。

ベント孔５０は、ベントアダプター４０の上面から下面まで貫通している。ベントアダプター４０の上面における上面開口部は、大気に解放されてもよいし、減圧されてもよい。例えば、ベントアダプター４０ａは、真空ポンプ等の真空装置７０に接続されている。以下で、実施形態のベントアダプター４０を、比較例のベントアダプターと対比して説明する。

＜比較例のベントアダプター＞
次に、比較例に係るベントアダプターを説明する。これにより、ベントアダプターの課題を明確にするとともに、本実施形態のベントアダプター４０の特徴を明確にする。

図３は、比較例に係る二軸混練押出機のベントアダプターを例示した断面図である。図４は、比較例に係る二軸混練押出機のベントアダプターを例示した上面図である。図３及び図４に示すように、ベントアダプター１４０は、上面１４１及び下面１４２を有している。ベントアダプター１４０には、上面１４１から下面１４２まで貫通するベント孔１５０が形成されている。

上面１４１は、例えば、平面状である。上面１４１におけるベント孔１５０の開口部は、上方から見て円形状である。上面の開口部を、上面開口部１４５と呼ぶ。上面開口部１４５は、上面１４１から突出したフランジ１４１ａ等で囲まれてもよい。

下面１４２は、スクリュ２１及び２２の上部に対向する。下面１４２は、スクリュ２１及び２２の外周縁が回転する軌跡に沿ったスクリュ面１４４を含んでいる。スクリュ面１４４は、スクリュ２１の外周縁が回転する軌跡に沿った円筒内面状のスクリュ面１４４ａ及びスクリュ２２の外周縁が回転する軌跡に沿った円筒内面状のスクリュ面１４４ｂを含む。回転軸Ｃ１及び回転軸Ｃ２間の中心の直上１４９には、スクリュ面１４４ａとスクリュ面１４４ｂとの交線が位置する。

スクリュ面１４４におけるベント孔１５０の開口部は、例えば、矩形状である。スクリュ面１４４におけるベント孔１５０の開口部を下面開口部１４６と呼ぶ。よって、スクリュ面１４４には、スクリュ面１４４から上面１４１に貫通するベント孔１５０の下面開口部１４６が形成されている。上面開口部１４５から下面開口部１４６までのベント孔１５０の内面は傾斜面等でつながっている。

スクリュ２１は、－Ｘ軸方向側から＋Ｘ軸方向側へ向かう向きに見て、時計の針の回転と逆方向に回転する。よって、スクリュ２１の外周縁は、スクリュ面１４４における回転軸Ｃ１の直上１４７において、＋Ｙ軸方向に回転する。したがって、スクリュ２１の外周縁は、回転軸Ｃ１の直下において、－Ｙ軸方向に回転する。

スクリュ２２は、－Ｘ軸方向側から＋Ｘ軸方向側へ向かう向きに見て、時計の針の回転と逆方向に回転する。よって、スクリュ２２の外周縁は、スクリュ面１４４における回転軸Ｃ２の直上１４８において、＋Ｙ軸方向に回転する。したがって、スクリュ２２の外周縁は、回転軸Ｃ２の直下において、－Ｙ軸方向に回転する。

下面開口部１４６は、スクリュ面１４４における回転軸Ｃ１の直上１４７から回転軸Ｃ２の直上１４８までの範囲を含むように開口している。下面開口部１４６のスクリュ２１側（＋Ｙ軸方向側）の開口端１４６ａは、Ｙ軸方向において、回転軸Ｃ１の直上１４７よりも＋Ｙ軸方向側に位置する。下面開口部１４６のスクリュ２２側（－Ｙ軸方向側）の開口端１４６ｂは、Ｙ軸方向において、回転軸Ｃ２の直上１４８よりも－Ｙ軸方向側に位置する。

ベント孔１５０は、Ｙ軸方向の内径が下面開口部１４６の内径及び上面開口部１４５の内径よりも小さい絞り部１５１を有する。絞り部１５１から下面開口部１４６のスクリュ２１側の開口端１４６ａまでの内面と、スクリュ２１の外周縁が回転する軌跡との間に空間１５２が形成されている。絞り部１５１のＹ軸方向におけるスクリュ２１側（＋Ｙ軸方向側）の端部１５１ａは、回転軸Ｃ１及び回転軸Ｃ２間の中心の直上１４９よりもスクリュ２１側（＋Ｙ軸方向側）に位置する。具体的には、絞り部１５１のＹ軸方向におけるスクリュ２１側の端部１５１ａは、Ｙ軸方向において、直上１４９と、直上１４７との間に位置する。絞り部１５１のＹ軸方向におけるスクリュ２２側（－Ｙ軸方向側）の端部１５１ｂは、例えば、開口端１４６ｂの直上または、開口端１４６ｂよりも－Ｙ軸方向側に位置する。

絞り部１５１の内周面は、上方から見て、例えば、矩形状である。上方から見た絞り部１５１における矩形状の長辺は、Ｘ軸方向に対して傾いている。なお、上方から見た絞り部１５１における矩形状の長辺は、Ｘ軸方向に沿っていてもよい。上方から見た絞り部１５１における矩形状の断面において、－Ｙ軸方向側の長辺は、断崖状に鉛直方向に沿った内面上、または、鉛直方向に対して傾斜した内面上に位置している。

ベント孔１５０は、絞り部１５１から上面開口部１４５に漏斗状に拡がるような形状を有する。また、ベント孔１５０は、絞り部１５１から下面開口部１４６の開口端１４６aに空間１５２を含むような拡がる形状を有する。このような形状のベント孔１５０を介して、シリンダ２０の内部で発生する揮発性物質及び水分等を排出する。

比較例のベントアダプター１４０を備えた二軸混練押出機では、時間経過とともにベントアップが発生する。よって、安定して長時間の運転ができない。比較例のベントアダプター１４０では、下面開口部１４６のスクリュ２２側（－Ｙ軸方向側）の開口端１４６ｂが、回転軸Ｃ２の直上１４８よりも－Ｙ軸方向側、すなわち、Ｙ軸方向において、スクリュ２１とは反対側に位置する。よって、スクリュ２２側（－Ｙ軸方向側）からスクリュ２１側（＋Ｙ軸方向側）に溶融原料３２が移動する際に、溶融原料３２は、開口端１４６ｂから、上方の成分を持つ速度ＶＣで噴出する。これにより、開口端１４６ｂから浮き出た溶融原料３２は、絞り部１５１の端部１５１ａに付着する。

具体的には、スクリュ２２の回転によって回転する溶融原料３２を抑える機能を有するスクリュ面１４４ｂが、回転軸Ｃ２の直上１４８よりも－Ｙ軸方向側で途切れているので、溶融原料３２は、上方の成分を持つ速度ＶＣでベント孔１５０に噴出し、ベント孔１５０の内面に付着する。その結果、スクリュ２１へ溶融原料３２が巻き込まれない。よって、ベント孔１５０の内面に溶融原料３２が付着し、溶融原料３２が成長する。これにより、ベント孔１５０が閉塞する。

この問題は、比較的ガス量の多い原料３１、例えば、高濃度（４０％以上）のフィラーを含む熱可塑性樹脂で発生する場合がある。また、上面開口部１４５、下面開口部１４６及び絞り部１５１の内径が小さくなるほど、ガス流速が速くなるため、ベントアップの進行が速くなる。

＜実施形態のベントアダプター＞
次に、本実施形態のベントアダプター４０を説明する。図５は、実施形態に係る二軸混練押出機のベントアダプターを例示した断面図であり、図１のＶ－Ｖ線の断面を示す。図６は、実施形態に係る二軸混練押出機のベントアダプターを例示した上面図である。図５及び図６に示すように、ベントアダプター４０は、上面４１及び下面４２を有している。ベントアダプター４０には、上面４１から下面４２まで貫通するベント孔５０が形成されている。

上面４１は、例えば、平面状である。上面４１におけるベント孔５０の開口部を上面開口部４５と呼ぶ。よって、上面４１は、ベント孔５０が上面４１に開口した上面開口部４５を有している。上面開口部４５は、上方から見て、例えば、円形状である。上面開口部４５は、上面４１から突出したフランジ４１ａ等で囲まれてもよい。

下面４２は、スクリュ２１及び２２に対向する。下面４２は、スクリュ２１及び２２の外周縁が回転する軌跡に沿ったスクリュ面４４を含んでいる。スクリュ面４４は、スクリュ２１の外周縁が回転する軌跡に沿った円筒内面状のスクリュ面４４ａ及びスクリュ２２の外周縁が回転する軌跡に沿った円筒内面状のスクリュ面４４ｂを含む。回転軸Ｃ１及び回転軸Ｃ２間の中心の直上４９には、スクリュ面４４ａとスクリュ面４４ｂとの交線が位置する。

スクリュ面４４におけるベント孔５０の開口部は、例えば、矩形状である。スクリュ面４４におけるベント孔５０の開口部を下面開口部４６と呼ぶ。よって、スクリュ面４４には、スクリュ面４４から上面４１に貫通するベント孔５０が開口した下面開口部４６が形成されている。上面開口部４５から下面開口部４６までのベント孔５０の内面は傾斜面等でつながっている。

スクリュ２１は、－Ｘ軸方向側から＋Ｘ軸方向側へ向かう向きに見て、時計の針の回転と逆方向に回転する。よって、スクリュ２１の外周縁は、スクリュ面４４における回転軸Ｃ１の直上４７において、Ｙ軸方向におけるスクリュ２２からスクリュ２１に向かう方向、すなわち、＋Ｙ軸方向に回転する。したがって、スクリュ２１の外周縁は、回転軸Ｃ１の直下において、Ｙ軸方向におけるスクリュ２１からスクリュ２２に向かう方向、すなわち、－Ｙ軸方向に回転する。

スクリュ２２は、－Ｘ軸方向側から＋Ｘ軸方向側へ向かう向きに見て、時計の針の回転と逆方向に回転する。よって、スクリュ２２の外周縁は、スクリュ面４４における回転軸Ｃ２の直上４８において、Ｙ軸方向におけるスクリュ２２からスクリュ２１に向かう方向、すなわち、＋Ｙ軸方向に回転する。したがって、スクリュ２２の外周縁は、回転軸Ｃ２の直下において、Ｙ軸方向におけるスクリュ２１からスクリュ２２に向かう方向、すなわち、－Ｙ軸方向に回転する。

下面開口部４６は、スクリュ面４４における回転軸Ｃ１の直上４７から回転軸Ｃ１及びＣ２間の中心の直上４９までの範囲を含むように開口している。下面開口部４６のスクリュ２１側の開口端４６ａは、Ｙ軸方向において、回転軸Ｃ１の直上４７よりも＋Ｙ軸方向側、すなわち、回転軸Ｃ１の直上４７よりもスクリュ２２とは反対側に位置する。下面開口部４６のスクリュ２２側の開口端４６ｂは、回転軸Ｃ１及び回転軸Ｃ２間の中心の直上４９と、回転軸Ｃ２の直上４８と、の間に位置する。具体的には、開口端４６ｂは、Ｙ軸方向において、回転軸Ｃ２の直上４８よりも＋Ｙ軸方向側に位置してもよいし、開口端４６ｂは、回転軸Ｃ２の直上４８に位置してもよい。

ベント孔５０は、Ｙ軸方向の内径が下面開口部４６の内径及び上面開口部４５の内径よりも小さい内径の絞り部５１を有する。絞り部５１から下面開口部４６のスクリュ２１側の開口端４６ａまでの内面と、スクリュ２１の外周縁が回転する軌跡との間に空間５２が形成されている。絞り部５１のＹ軸方向におけるスクリュ２１側（＋Ｙ軸方向側）の端部５１ａは、回転軸Ｃ１及び回転軸Ｃ２間の中心の直上４９よりもスクリュ２１側に位置する。具体的には、絞り部５１の端部５１ａは、Ｙ軸方向において、直上４９と、直上４７との間に位置する。絞り部５１のＹ軸方向におけるスクリュ２２側（－Ｙ軸方向側）の端部５１ｂは、例えば、開口端４６ｂよりも－Ｙ軸方向側に位置する。

絞り部５１の内周面は、上方から見て、矩形状である。上方から見た絞り部５１における矩形状の長辺は、Ｘ軸方向に対して傾いている。なお、絞り部５１における矩形状の長辺は、Ｘ軸方向に沿っていてもよい。上方から見た絞り部５１における矩形状のスクリュ２２側（－Y軸方向側）の長辺は、鉛直方向に対して傾斜した内面上に位置する。なお、絞り部５１における矩形状のスクリュ２２側の長辺は、断崖状の鉛直方向に沿った内面上に位置してもよい。

ベント孔５０は、絞り部５１から上面開口部４５に漏斗状に拡がるような形状を有する。また、ベント孔５０は、絞り部５１から下面開口部４６に空間５２を含むように拡がる形状を有する。このような形状のベント孔５０を介して、シリンダ２０の内部で発生した揮発性物質及び水分等を排出する。

本実施形態のベントアダプター４０では、下面開口部４６のスクリュ２２側（－Ｙ軸方向側）の開口端４６ｂが、回転軸Ｃ２の直上４８よりも＋Ｙ軸方向側、すなわち、Ｙ軸方向において、スクリュ２１側に位置する。よって、スクリュ２２側からスクリュ２１側に溶融原料３２が移動する際に、溶融原料３２は、開口端４６ｂから、＋Ｙ軸方向、または、＋Ｙ軸方向及び－Ｚ軸方向の成分を有する速度ＶＤで移動する。これにより、開口端４６ｂから噴出した溶融原料３２は、回転軸Ｃ１側のスクリュ２１へ巻き込まれる。すなわち、溶融原料３２は、開口端４６ｂから、上方の成分を持つ速度で噴出しない。よって、開口端４６ｂから噴出した溶融原料３２は、絞り部５１の端部５１ａに付着しない。したがって、ベントアップの発生を抑制することができる。

このようなことから、実施形態の二軸混練押出機１は、安定して長時間の運転をすることができる。

ガスの発生が多い場合にも対応できるように、下面開口部４６のスクリュ２１側の形状は、比較例と同様の形状としている。これにより、特に、比較的ガス量の多い原料３１、例えば、高濃度（４０％以上）のフィラーを含む熱可塑性樹脂の場合に、シリンダ２０の内部で発生した揮発性物質及び水分等を排出することができる。

＜二軸混練押出機の動作＞
次に、本実施形態の二軸混練押出機１の動作を説明する。駆動部１０及び減速機１１を作動させ、スクリュ２１及び２２をシリンダ２０内で回転させる。フィーダ３０から原料３１をシリンダ２０内に供給する。シリンダ内２０に供給された原料３１をスクリュ２１及び２２で混練するとともに、図示しないヒータにより原料３１を溶解させる。溶解させた溶融原料３２をスクリュ２１及び２２の回転によりダイス６０から押し出す。これにより、ストランド３３を形成する。ダイス６０から押し出されたストランド３３をストランドバス６２で冷却した後、ストランドカッタ６３で切断する。このようにして、ペレットを形成することができる。

次に、本実施形態の二軸混練押出機１の効果を説明する。二軸混練押出機１は、ベントアダプター４０を備えている。ベントアダプター４０のスクリュ面４４における下面開口部４６の開口端４６ｂは、Ｙ軸方向において、回転軸Ｃ１及び回転軸Ｃ２間の中心の直上４９と、回転軸Ｃ２の直上４８と、の間に位置する。よって、開口端４６ｂにおける溶融原料３２は、上方の成分を持つ速度で噴出しない。これにより、ベントアップを抑制することができる。

例えば、特許文献１のベントアダプターでは、スクリュ２２側の開口端が、Ｙ軸方向において、回転軸Ｃ２の直上４８よりも－Ｙ軸方向側、すなわち、スクリュ２１とは反対側に位置する。よって、スクリュ２２側からスクリュ２１側に溶融原料３２が移動する際に、溶融原料３２は、発生した揮発性物質及び水分等とともに、スクリュ２２側の開口端から、上方の成分を持つ速度で噴出する。したがって、特許文献１のベントアダプターでは、ベントアップを抑制することができない。

また、特許文献１の他のベントアダプターでは、スクリュ２２側の開口端が、Ｙ軸方向において、回転軸Ｃ１及び回転軸Ｃ２間の中心の直上４９よりも＋Ｙ軸方向側、すなわち、スクリュ２１側に位置する。このように、開口端４６ｂを含むスクリュ面４４ｂが完全にスクリュ２２を覆うような場合には、下面開口部４６の断面積は小さくなる。よって、揮発性物質及び水分等の排出を阻害する。

本実施形態のベントアダプター４０の開口端４６ｂは、回転軸Ｃ１及び回転軸Ｃ２間の中心の直上４９と、回転軸Ｃ２の直上４８と、の間に位置するので、ベントアップを抑制し、揮発性物質及び水分等を十分に排出することができる。例えば、開口端４６ｂが、回転軸Ｃ２の直上４８に位置すると、ベントアップを抑制しつつ、揮発性物質及び水分等を最大限に排出することができる。

ベントアダプター４０の上面４１における上面開口部４５を大気に開放することにより、揮発性物質及び水分等を排出することができる。また、上面開口部４５を、真空ポンプに接続することにより、揮発性物質及び水分等の排出を促進させることができる。

下面開口部４６のスクリュ２１側の開口端４６ａを、回転軸Ｃ１の直上４７よりも外側に位置させることにより、下面開口部４６を拡げることができる。よって、揮発性物質及び水分等の排出を促進させることができる。

ベント孔５０は、絞り部５１を有する。これにより、絞り部５１の下方に空間５２を形成することができる。よって、スクリュ２２の回転により移動される溶融原料３２をスクリュ２１に巻き込ませることができる。また、空間５２を通って、揮発性物質及び水分等の排出を促進させることができる。さらに、絞り部５１のスクリュ２１側の端部５１ａは、直上４９よりもスクリュ２１側（＋Ｙ軸方向側）に位置するので、揮発性物質及び水分等の排出を促進させることができる。

絞り部５１の内周面は、上方から見て、矩形状であるので、スクリュ２２の回転により移動される溶融原料３２の方向に沿うようにすることができる。よって、溶融原料３２をスクリュ２２からスクリュ２１に巻き込ませることができ、ベントアップを抑制することができる。スクリュ２２の回転により移動される溶融原料３２の方向がＹ軸方向に対して傾いている場合には、絞り部５１における矩形状の長辺を、Ｘ軸方向に対して傾ける。これにより、溶融原料３２をスクリュ２１に巻き込ませることができる。

上方から見て、絞り部５１における矩形状のスクリュ２２側（－Ｙ軸方向側）の長辺は、鉛直方向に対して傾斜した内面に位置する。これにより、揮発性物質及び水分等の排出を促進させることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１ 二軸混練押出機
１０ 駆動部
１１ 減速機
２０ シリンダ
２１、２２ スクリュ
３０ フィーダ
３１ 原料
３２ 溶融原料
３３ ストランド
４０、４０ａ ベントアダプター
４１ 上面
４１ａ フランジ
４２ 下面
４４、４４ａ、４４ｂ スクリュ面
４５ 上面開口部
４６ 下面開口部
４６ａ、４６ｂ 開口端
４７、４８、４９ 直上
５０ ベント孔
５１ 絞り部
５１ａ、５１ｂ 端部
５２ 空間
６０ ダイス
６１ ダイスホルダ
６２ ストランドバス
６３ ストランドカッタ
７０ 真空装置
１４０ ベントアダプター
１４１ 上面
１４１ａ フランジ
１４２ 下面
１４４、１４４ａ、１４４ｂ スクリュ面
１４５ 上面開口部
１４６ 下面開口部
１４６ａ、１４６ｂ 開口端
１４７、１４８、１４９ 直上
１５０ ベント孔
１５１ 絞り部
１５１ａ 端部
１５２ 空間
Ｃ１、Ｃ２ 回転軸
Ｄ 外径

Claims (18)

1. 水平面内における第１方向に延びた第１回転軸を中心に回転する第１スクリュ、及び、前記第１スクリュに対して前記水平面内における第１方向に直交する第２方向に隣接した位置で前記第１方向に延びた第２回転軸を中心に回転する第２スクリュと、
   前記第１スクリュ及び前記第２スクリュを収容する前記第１方向に延びた筒状のシリンダと、
   前記シリンダの一端側に配置され、前記第１スクリュ及び前記第２スクリュを回転させる駆動部と、
   前記シリンダの他端側に配置され、前記第１スクリュ及び前記第２スクリュの回転により押し出された原料をストランドとして吐出するダイスと、
   前記シリンダの前記第１方向における所定の位置の上部に嵌め込まれたベントアダプターと、
   を備え、
   前記ベントアダプターは、上面及び下面を有し、
   前記下面は、前記第１スクリュ及び前記第２スクリュに対向し、
   前記下面は、前記第１スクリュ及び前記第２スクリュの外周縁が回転する軌跡に沿ったスクリュ面を含み、
   前記第１スクリュ及び前記第２スクリュの外周縁は、それぞれ、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の直上において、前記第２方向における前記第２スクリュから第１スクリュに向かう方向に回転し、
   前記スクリュ面には、前記スクリュ面から前記上面に貫通するベント孔が開口した下面開口部が形成され、
   前記下面開口部の前記第２スクリュ側の開口端は、前記第１回転軸及び前記第２回転軸間の中心の直上と、前記第２回転軸の直上と、の間に位置し、
   前記ベント孔は、前記第２方向の内径が前記下面開口部の内径及び前記ベント孔が前記上面に開口した上面開口部の内径よりも小さい内径の絞り部を有する、
   二軸混練押出機。
2. 前記ベントアダプターの前記上面における上面開口部は、大気に解放される、
   請求項１に記載の二軸混練押出機。
3. 前記ベントアダプターの前記上面における上面開口部は、真空ポンプに接続される、
   請求項１に記載の二軸混練押出機。
4. 前記スクリュ面は、前記第１スクリュの外周縁が回転する軌跡に沿った円筒内面状の第１スクリュ面及び前記第２スクリュの外周縁が回転する軌跡に沿った円筒内面状の第２スクリュ面を含み、
   前記第１回転軸及び前記第２回転軸間の中心の直上には、前記第１スクリュ面と前記第２スクリュ面との交線が位置する、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の二軸混練押出機。
5. 前記下面開口部の前記第１スクリュ側の開口端は、前記第２方向において、前記第１回転軸の直上よりも前記第２スクリュとは反対側に位置する、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の二軸混練押出機。
6. 前記絞り部から前記下面開口部の前記第１スクリュ側の開口端までの内面と、前記第１スクリュの外周縁が回転する軌跡との間に空間が形成された、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の二軸混練押出機。
7. 前記絞り部の前記第２方向における前記第１スクリュ側の端部は、前記第１回転軸及び前記第２回転軸間の中心の直上よりも前記第１スクリュ側に位置する、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の二軸混練押出機。
8. 前記絞り部の内周面は、上方から見て、矩形状である、
   請求項１～７のいずれか１項に記載の二軸混練押出機。
9. 前記絞り部における矩形状の長辺は、前記第１方向に対して傾いている、
   請求項８に記載の二軸混練押出機。
10. 前記絞り部における矩形状の前記第２スクリュ側の長辺は、鉛直方向に対して傾斜した内面上に位置する、
    請求項８または９に記載の二軸混練押出機。
11. 上面及び前記上面の反対側の下面を備え、
    前記下面は、第１方向に延びた第１回転軸を中心に回転する第１スクリュ、及び、前記第１スクリュに対して前記第１方向に直交する第２方向に隣接した位置で前記第１方向に延びた第２回転軸を中心に回転する第２スクリュに、前記第１方向及び前記第２方向に直交する上方から対向し、
    前記下面は、前記第１スクリュ及び前記第２スクリュの外周縁が回転する軌跡に沿ったスクリュ面を含み、
    前記第１スクリュ及び前記第２スクリュの外周縁は、それぞれ、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の直上において、前記第２方向における前記第２スクリュから第１スクリュに向かう方向に回転し、
    前記スクリュ面には、前記スクリュ面から前記上面に貫通するベント孔が開口した下面開口部が形成され、
    前記下面開口部の前記第２スクリュ側の開口端は、前記第１回転軸及び前記第２回転軸間の中心の直上と、前記第２回転軸の直上と、の間に位置し、
    前記ベント孔は、前記第２方向の内径が前記下面開口部の内径及び前記ベント孔が前記上面に開口した上面開口部の内径よりも小さい内径の絞り部を有する、
    ベントアダプター。
12. 前記スクリュ面は、前記第１スクリュの外周縁が回転する軌跡に沿った円筒内面状の第１スクリュ面及び前記第２スクリュの外周縁が回転する軌跡に沿った円筒内面状の第２スクリュ面を含み、
    前記第１回転軸及び前記第２回転軸間の中心の直上には、前記第１スクリュ面と前記第２スクリュ面との交線が位置する、
    請求項１１に記載のベントアダプター。
13. 前記下面開口部の前記第１スクリュ側の開口端は、前記第２方向において、前記第１回転軸の直上よりも前記第２スクリュとは反対側に位置する、
    請求項１１または１２に記載のベントアダプター。
14. 前記絞り部から前記下面開口部の前記第１スクリュ側の開口端までの内面と、前記第１スクリュの外周縁が回転する軌跡との間に空間が形成された、
    請求項１１～１３のいずれか１項に記載のベントアダプター。
15. 前記絞り部の前記第２方向における前記第１スクリュ側の端部は、前記第１回転軸及び前記第２回転軸間の中心の直上よりも前記第１スクリュ側に位置する、
    請求項１１～１４のいずれか１項に記載のベントアダプター。
16. 前記絞り部の内周面は、上方から見て、矩形状である、
    請求項１１～１５のいずれか１項に記載のベントアダプター。
17. 前記絞り部における矩形状の長辺は、前記第１方向に対して傾いている、
    請求項１６に記載のベントアダプター。
18. 前記絞り部における矩形状の前記第２スクリュ側の長辺は、鉛直方向に対して傾斜した内面上に位置する、
    請求項１６または１７に記載のベントアダプター。

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