TWI594861B - 擠壓機用螺桿、擠壓機以及擠壓方法 - Google Patents

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TWI594861B
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conveying
extruder
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Akiyoshi Kobayashi
Shigeyuki Fujii
Takafumi Sameshima
Hiroshi Shimizu
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Toshiba Machine Co Ltd
Hsp Tech Inc
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Description

擠壓機用螺桿、擠壓機以及擠壓方法
本發明有關一種用以將連續供給之原料予以混煉而生成混煉物、並將該混煉物連續擠出之擠壓機用螺桿、擠壓機以及擠壓方法。
作為將原料混煉之技術，專利文獻1曾揭示一種可在不使用添加劑等之下，將原料以奈米等級予以分散化並混煉之批式混煉裝置。該批式混煉裝置具備：反饋型螺桿、及供該螺桿可旋轉地插通之缸筒。於該混煉裝置中，於將供給至缸筒內之原料自螺桿之後端送至前端之間隙後，再自該間隙回送到螺桿之後端，並重複此循環處理。
於循環處理中，原料於自螺桿之後端被送至前端之期間，係被賦與因旋轉之螺桿與缸筒內面間之速度差所產生之「剪切作用」，而且自螺桿前端之間隙沿螺桿之孔被輸送之期間，又被賦與自寬廣部位通過狹窄部位時所生之「伸長作用」。
此時，於缸筒內，原料係成為反覆進行剪切流動與伸長流動之狀態。而且，因應反覆進行剪切流動與伸長流動 之時間亦即循環時間，生產出特定之混煉物。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]國際公開編號WO2010/061872號小册
專利文獻1之裝置中，必須在將一定量之原料於缸筒內循環而予混煉，且將該混煉物自缸筒全部吐出後，才能進行下一次之混煉。換言之，於缸筒內之密閉空間將原料循環之期間，無法自該缸筒將混煉物連續吐出。因此，在提高混煉物之生產性之層面有其一定之界限。
此一情況下，準備複數台專利文獻1之裝置，對於循環處理之時刻造成差異，表面上可獲得與混煉物連續生產之情況等同量之混煉物。然而，如此一來將有必要另行耗費確保複數台裝置之設備投資或設置空間等所需之成本，結果是無法提高混煉物之生產性。
是以，本發明之目的係在提供一種可自缸筒將混煉物連續吐出，且可格外地提高混煉物之生產性之擠壓技術。
又，為了獲得分散成奈米等級之混煉物，有必要提昇原料之混煉程度。為了實現相關要求，宜增加對於原料之剪切作用與伸長作用之賦與次數。為了增加該賦與次數，例如沿螺桿之軸向設置複數個賦與剪切作用之部分及賦與伸長作用之部分即可。然而，根據此一構成，會造成螺桿 之長型化。
再者，原料之混煉程度，可根據於上述賦與次數而預先設定。但是，根據專利文獻1之裝置，因在缸筒內原料循環之次數無法計數，故而無法預先設定上述賦與次數。
是以，本發明之其他目的，係在提供一種可預先設定對於原料之剪切作用與伸長作用之賦與次數，無須將螺桿長型化下，即可格外地提昇原料之混煉程度之擠壓技術。
為了達成如此之目的，本發明之擠壓機用螺桿，係將原料一邊混煉一邊輸送，其具備：螺桿本體，係具有沿原料之輸送方向之直線狀軸線且以該軸線為中心旋轉；複數個輸送部，係沿上述螺桿本體之軸向彼此隔著間隔而設置，伴隨著上述螺桿本體之旋轉而將原料沿上述螺桿本體之遍及周向之外周面於軸向輸送；複數個阻障部，係設於上述螺桿本體，於與上述輸送部相鄰之位置限制原料之輸送；及複數個通路，係設於上述螺桿本體之內部，具有入口及出口；上述入口，為了使其輸送受上述阻障部限制而壓力提高之原料流入，係開口於上述輸送部之上述螺桿本體之外周面；上述各通路，係使自上述入口流入之原料朝上述出口，沿與上述輸送部之輸送方向相同之方向流通；且上述出口，係於與形成有上述入口之上述輸送部偏離之位置，開口於上述螺桿本體之外周面。
本發明之擠壓機，其具備上述擠壓機用螺桿，利用該 螺桿混煉原料並連續生成其混煉物而予以擠出；具有：機筒，係具有供上述螺桿可旋轉地插通之缸筒；供給口，係設於上述機筒，對於上述缸筒內供給原料；及吐出口，係設於上述機筒，供混煉物擠出。
本發明之擠壓方法，係利用上述擠壓機用螺桿混煉原料並連續生成其混煉物而予以擠出；係將原料藉由上述螺桿本體之上述輸送部沿軸向輸送；藉由上述螺桿本體之上述阻障部限制原料之輸送，而提高施加於原料之壓力；上述壓力提高後之原料，流入上述螺桿本體之內部所設之上述通路，且於該通路內沿與上述輸送部之輸送方向同向地流通；使通過上述通路後之原料，於偏離形成有上述入口之上述輸送部的位置，返回上述螺桿本體之外周面。
根據本發明，藉由設置成可自缸筒將混煉物連續吐出，可使混煉物之生產性格外地提高。
根據本發明，可預先設定對於原料之剪切作用與伸長作用之賦與次數，在無須使螺桿長型化之前提下，可格外地提昇原料之混煉程度。
20‧‧‧擠壓機用螺桿
20p‧‧‧螺桿本體
36‧‧‧筒體
37‧‧‧旋轉軸
38‧‧‧連結部
39‧‧‧支持部
40‧‧‧擋止部
41‧‧‧軸線
42‧‧‧輸送部
43‧‧‧阻障部
44‧‧‧吐出用輸送部
45‧‧‧螺紋
46‧‧‧螺紋
47‧‧‧間隙
48‧‧‧阻障用螺紋
64‧‧‧通路
65‧‧‧入口
66‧‧‧通路本體
67‧‧‧出口
第1圖係概略表示本發明一個實施方式之連續式高剪切加工裝置的整體構成之立體圖。
第2圖係第1擠壓機之縱剖視圖。
第3圖係概略表示組裝於第1擠壓機之2支螺桿的構成之立體圖。
第4圖係第3擠壓機之横剖視圖。
第5圖係表示出擠壓機用螺桿之外部構成的第2擠壓機之横剖視圖。
第6圖係表示出擠壓機用螺桿之內部構成的第2擠壓機之横剖視圖。
第7圖係沿第6圖之F7-F7線之剖視圖。
第8圖係表示擠壓機用螺桿之螺桿元件的構成例之立體圖。
第9圖係表示跨兩個筒體而形成之通路的構成之部分擴大剖視圖。
第10圖係模式性表示由擠壓機用螺桿所造成之原料之流動狀態之示意圖。
第11圖係表示第2擠壓機之缸筒內之原料的流動狀態之部分擴大剖視圖。
第12圖係概略表示本發明變化例之第2擠壓機的構成之剖視圖。
第13圖係表示本發明變化例之擠壓機用螺桿的外部構成之剖視圖。
第14圖係表示第13圖所示之阻障用圓環狀體之部分擴大立體圖。
第15圖係概略表示本發明之變化例中，沿筒體之內周面設有通路之擠壓機用螺桿的構成之縱剖視圖。
第16圖係概略表示本發明之變化例中，沿旋轉軸之外周面設有通路之擠壓機用螺桿的構成之縱剖視圖。
第17圖係概略表示本發明之變化例中，沿鍵之表面設有通路之擠壓機用螺桿的構成之縱剖視圖。
第18圖係概略表示本發明之變化例中，螺桿本體以1支軸狀部件形成之擠壓機用螺桿的構成之縱剖視圖。
第19圖(A)係表示於本發明之變化例中，通路之入口部分的構成之擴大剖視圖，(B)係沿第19圖(A)之F19B-F19B線之剖視圖。
第20圖(A)係表示於本發明之變化例中，通路之出口部分的構成之擴大剖視圖，(B)係沿第20圖(A)之F20B-F20B線之剖視圖。
第21圖(A)係表示於本發明之變化例中，通路之入口部分的構成之擴大剖視圖，(B)係沿第21圖(A)之F21B-F21B線之剖視圖。
第22圖(A)係表示於本發明之變化例中，通路之出口部分的構成之擴大剖視圖，(B)係沿第22圖(A)之F22B-F22B線之剖視圖。
第23圖(A)係表示於本發明之變化例中，通路之入口部分的構成之擴大剖視圖，(B)係沿第23圖(A)之F23B-F23B線之剖視圖。
第24圖(A)係表示於本發明之變化例中，通路之出口部分的構成之擴大剖視圖，(B)係沿第24圖(A)之F24B-F24B線之剖視圖。
以下，茲就本發明之一個實施方式，參照所附圖面說明之。
第1圖中所示的是本實施方式之連續式高剪切加工裝置1之構成。高剪切加工裝置1係將第1擠壓機2、第2擠壓機3、與第3擠壓機4串聯連接而構成。又，第3擠壓機4並非為一定必要之裝置，可配合用途組裝於連續式高剪切加工裝置1中。
第1擠壓機2，係藉由將材料5預備混煉而予熔融化，並將該時所生成之熔融狀態的材料5作為原料連續供給至第2擠壓機3。第2擠壓機3係對由第1擠壓機2連續供給之原料賦與剪切作用及伸長作用，並將其混煉物連續擠出。第3擠壓機4係將第2擠壓機3擠出之混煉物中所含之氣體成分吸引暨除去，並將該氣體成分被吸引暨除去之混煉物吐出至機外。
又，作為由第2擠壓機3所混煉之原料，不限於聚碳酸酯樹脂(PC)與聚甲基丙烯酸甲酯樹脂(PMMA)之熔融混合原料，於熔融狀態之熱可塑性樹脂中含有碳纖維之原料等各種之原料也可應用。
〔關於第1擠壓機2〕
如第2圖所示，第1擠壓機2係以同向旋轉型之雙軸混煉機構成，備有：彼此嚙合之2支螺桿6a、6b、以及 可旋轉地收容此等2支螺桿6a、6b之機筒7。2支螺桿6a、6b係平行且筆直延伸地構成，可使其以彼此嚙合之狀態同向旋轉。機筒7備有：將彼此嚙合狀態之2支螺桿6a、6b可旋轉地收容之收容部8、及將自投入部9(參見第1圖)投入至收容部8之材料5加熱使其熔融之加熱器(圖未示)。
如第3圖所示，2支螺桿6a、6b係可藉由令其等以彼此嚙合之狀態同向旋轉，而將投入之材料5(參見第1圖)輸送，並一面對該材料5進行預備混煉。彼此成嚙合狀態之2支螺桿6a、6b上，構成有饋送部10、混煉部11以及泵送部12。
饋送部10、混煉部11以及泵送部12，於其中央部形成有鍵孔13。鍵孔13中插入有與例如馬達等之旋轉裝置(圖未示)連結之鍵軸14。藉由使鍵軸14旋轉，可令饋送部10、混煉部11以及泵送部12旋轉。第2圖中，作為鍵孔13之一例所示的是於2支螺桿6a、6b中，形成於混煉部11之混煉盤19之鍵孔13。
根據如此之構成，藉由將2支螺桿6a、6b同向旋轉，自投入部9投入收容部8之材料5係由饋送部10輸送，於由混煉部11混煉後，再由泵送部12輸送，並連續供給於第2擠壓機3。
饋送部10中，2支螺桿6a、6b上分別設有朝向材料5之輸送方向，與該螺桿6a、6b之旋轉方向為反向之螺紋狀扭轉之螺紋15。雙方之螺紋15係以相位偏移90°之 狀態下彼此嚙合，於此一狀態下藉由令2支螺桿6a、6b旋轉，可將投入之材料5輸送至混煉部11。
於泵送部12中，2支螺桿6a、6b上分別設有朝向材料5之輸送方向，與該螺桿6a、6b之旋轉方向為反向之螺紋狀扭轉之螺紋16。雙方之螺紋16係以相位偏移90°之狀態下彼此嚙合，於此一狀態下藉由令2支螺桿6a、6b旋轉，可將由混煉部11混煉過之材料5輸送。
混煉部11中，2支螺桿6a、6b上分別備有：第1混煉盤區域11a、第2混煉盤區域11b、及第3混煉盤區域11c。第1混煉盤區域11a中備有複數個混煉盤17，此等混煉盤17係以與饋送部10之螺紋15之螺紋方向一致之方式，與相鄰之混煉盤17被賦與相位差而構成。同樣地，第3混煉盤區域11c中備有複數個混煉盤18，此等混煉盤18係以與泵送部12之螺紋16之螺紋方向一致之方式，與相鄰混煉盤18被賦與相位差而構成。相對於此，第2混煉盤區域11b中備有複數個混煉盤19，此等混煉盤19係與相鄰混煉盤19成正交般地構成。
根據如此般之第1擠壓機2，藉由將自投入部9投入收容部8之材料5加熱熔融並一面予以混合，可生成具有適於第2擠壓機3之混煉的流動性之原料。經熔融混合化之原料，係自該第1擠壓機2連續被擠出。
〔關於第2擠壓機3〕
如第1圖所示，第2擠壓機3係以單軸擠壓機構成， 其具備：1支擠壓機用螺桿20、及具有可供該螺桿20可旋轉地插通的缸筒21a(參見第5圖、第6圖)之機筒21。自第1擠壓機2連續擠出之原料，係經由通路部22而連續供給至第2擠壓機3。於第2擠壓機3中，原料被賦與剪切作用及伸長作用，藉而連續生成混煉物。生成之混煉物係經由通路部23連續被供給至第3擠壓機4。又，有關備有該螺桿20之第2擠壓機3之具體構成，將於下文詳細說明。
〔關於第3擠壓機4〕
如第4圖所示，第3擠壓機4係以單軸擠壓機構成，具備：筆直狀延伸之1支抽氣螺桿24、具有可旋轉地收容此抽氣螺桿24的收容部25a之機筒25、以及將此收容部25a內抽吸成負壓之真空泵26。
抽氣螺桿24上螺紋狀設有用以將自第2擠壓機3供給之混煉物沿收容部25a輸送之螺紋27。螺紋27係自抽氣螺桿24之基端朝向前端，與該抽氣螺桿24之旋轉方向成反向地扭轉。抽氣螺桿24係連結於例如馬達等之旋轉裝置(圖未示)。藉此，自第2擠壓機3被供給之混煉物，係伴隨著抽氣螺桿24之旋轉而經由收容部25a連續輸送。
另外，機筒25上設有連結於真空泵26之排氣口(vent-port)28，排氣口28係連結於貫通該機筒25而連通於收容部25a之連通孔25h。再者，機筒25上於對向 於抽氣螺桿24之前端的位置處，設有將收容部25a閉塞之頭部29，頭部29具有用以將脫泡完成之混煉物予以吐出之吐出口29a。
根據如是般之第3擠壓機4，自第2擠壓機3供給之混煉物於藉由抽氣螺桿24經由收容部25a內而朝頭部29輸送之期間，於與排氣口28對向之位置處受到真空泵26之真空壓。藉此，含於該混煉物之氣體狀物質或其他之揮發成分等將會被吸引除去。經施以脫除氣體之混煉物，於自頭部29之吐出口29a吐出後，係被加工成因應各種用途之製品。
其次，茲就本實施方式之第2擠壓機3之具體構成說明之。
〔第2擠壓機3之概要〕
如第5圖及第6圖所示，於第2擠壓機3中，機筒21係分割成複數個機筒元件30。各機筒元件30具有供擠壓機用螺桿20可旋轉地插通之圓筒狀貫通孔30h。此一情況下，藉由以各貫通孔30h同軸狀連續之方式將複數個機筒元件30一體結合，而構成具有一列缸筒21a之機筒21。又，圖面中作為其一例，係顯示相鄰機筒元件30由螺栓31相互結合成之機筒21。
機筒21之中，位於其一端之機筒元件30上設有供給口32。供給口32係貫通該機筒元件30而連通於缸筒21a。自第1擠壓機2經由通路部22而連續供給之原料， 係經由供給口32連續地供給至缸筒21a。
又，機筒21之中，於位在其另一端之機筒元件30上設有吐出口33。吐出口33係形成於以覆蓋該另一端之機筒元件30的開口端之方式結合之蓋體34。藉此，於缸筒21a內混煉之混煉物係經由吐出口33連續被擠出。
此外，各機筒元件30上設有供冷卻水流過之冷卻水通路35、圖未示之加熱器以及溫度感測器等等。此一情況下，藉由控制加熱器之ON/OFF，可將機筒21加熱控制於預先設定之溫度，藉而將缸筒21a內之原料加熱。此時，於機筒21超過設定溫度之情況下，藉由於冷卻水通路35中流過冷卻水而冷卻機筒21藉而將其調整於預先設定之溫度，可將缸筒21a內之原料冷卻。
〔關於擠壓機用螺桿20〕
如第5圖至第8圖所示，擠壓機用螺桿20具備螺桿本體20p。螺桿本體20p係由複數個圓筒狀之筒體36、及將此等筒體36支持之1支旋轉軸37所構成。又，本說明書中，螺桿本體20p(筒體36)之外周面36s，係指沿不包括該螺桿本體20p(筒體36)之長度方向之兩端面的周向之外周面。
旋轉軸37係自其基端遍及前端作筆真狀延伸。又，於擠壓機用螺桿20可旋轉地插通於機筒21之缸筒21a內的狀態下，旋轉軸37之基端係定位於設有供給口32之機筒21的一端側，旋轉軸37之前端係定位於設有吐出口 33之機筒21之另一端側。
另一種可明瞭其配置之方式如下：於將擠壓機用螺桿20可旋轉地插通於機筒21之缸筒21a內之狀態下，該擠壓機用螺桿20之基端係定位於設有供給口32之機筒21之一端側，而擠壓機用螺桿20之前端係定位於設有吐出口33之機筒21之另一端側。
旋轉軸37之基端處，設有彼此同軸狀之連結部38及擋止部40。連結部38係經由圖未示之耦合器而形成為可連結於例如馬達等之旋轉裝置。擋止部40在構成上具有較連結部38之外形輪廓為大之外形輪廓。
自旋轉軸37之前端遍及擋止部40之端面的區域，設有具圓柱形狀之支持部39(參見第6圖)。支持部39在構成上具有較擋止部40之外形輪廓為小之外形輪廓。支持部39係自擋止部40之端面同軸狀延伸，其全長具有對應於機筒21之缸筒21a全長之長度。此一旋轉軸37於來自圖未示之旋轉裝置的旋轉力傳達至連結部38時，係以自基端遍及前端之直線狀軸線41為中心作旋轉。
又，複數個圓筒狀之筒體36在構成上係分別支持於旋轉軸37之支持部39。作為相關之支持構造之一例，支持部39於其外周面上設有一對鍵51。各鍵51係嵌於沿支持部39之外周面周向偏移180°位置所形成之一對溝部50內。各溝部50係以將支持部39之外周面沿軸向部分缺損化而形成。
再者，各筒體36係構成為可沿其內周面將支持部39 同軸狀貫通。各筒體36之內周面上沿其周向偏移180°之位置處形成有鍵溝53。此等一對鍵溝53，係將該筒體36之內周面沿軸向部分缺損而形成。
此一情況下，係在將各鍵51與各鍵溝53位置對準下，於所有之筒體36之內周面將旋轉軸37之支持部39貫通之。而後，於支持部39之前端經由軸環54螺入固定螺釘55。此時，所有之筒體36係被夾持於前端軸環54與擋止部40之基端軸環56之間，藉由其夾持力而以彼此無間隙之方式保持於密接之狀態。
藉由上述支持構造，所有之筒體36將於支持部39上同軸狀結合，藉此，該各筒體36與旋轉軸37將一體組合。藉由各筒體36與旋轉軸37作一體式組合，螺桿本體20p乃構成為自基端遍及前端於軸向(長度方向)延伸之棒狀部件。
此時，可將各筒體36與旋轉軸37一起以軸線41為中心旋轉，亦即可將螺桿本體20p以軸線41為中心旋轉。再者，螺桿本體20p之基端係與旋轉軸37之基端一致，且螺桿本體20p之前端係與旋轉軸37之前端一致。
於此一狀態下，各筒體36係成為規定螺桿本體20p之外徑D1(參見第7圖)之構成要素。具體言之，沿支持部39同軸狀結合之各筒體36，其外徑D1係設定成彼此相同。螺桿本體20p(各筒體36)之外徑D1係通過旋轉軸37之旋轉中心即軸線41所規定之直徑。
藉此，乃構成螺桿本體20p(各筒體36)之外徑D1 為一定值之多段式螺桿20。多段式螺桿20可沿旋轉軸37(即支持部39)將複數個螺桿元件以自由之順序及組合保持。作為螺桿元件，例如可將至少形成有後述之螺紋45、46、48的一部分之筒體36作為1個螺桿元件規定之。
如此，藉由將螺桿20多段化，例如，針對該螺桿20之規格作變更或調整、或是保養或維修時，可格外地提昇其便利性。
又，於本實施方式中，作為將複數個筒體36與旋轉軸37止轉固定之構造，並不限於與上述般之鍵51與鍵溝53之組合相關者，代替於此，也可使用例如第2圖所示般之鍵構造。
再者，多段式之螺桿20於機筒21之缸筒21a內係以同軸狀收容。具體而言，將複數個螺桿元件沿旋轉軸37(支持部39)保持而成之螺桿本體20p，係可旋轉地收容於缸筒21a。於此一狀態下，於螺桿本體20p之外周面36s與缸筒21a之內面21s之間，乃形成用以輸送原料之輸送路徑63。輸送路徑63沿缸筒21a之徑向之剖視形狀為圓環形，且沿缸筒21a軸向延伸。
本實施方式中，螺桿本體20p上設有：輸送原料之複數個輸送部42、以及限制原料流動之複數個阻障部43。此等輸送部42及阻障部43係沿螺桿本體20p之軸向(長度方向)交替地並排配置。
亦即，對應於機筒21之一端的螺桿本體20p之基端 配置有輸送部42，自此一輸送部42，朝向螺桿本體20p之前端，阻障部43與輸送部42係交替地配置。又，與機筒21之另一端對應之螺桿本體20p之前端，配置有吐出用輸送部44。吐出用輸送部44在構成上係將於缸筒21a內被混煉之混煉物以與其他輸送部42之輸送方向同向的方向輸送。
〔自擠壓機用螺桿20之基端朝前端將混煉物擠出之構成〕
以下之說明中，螺桿本體20p之旋轉方向(左旋、右旋)係指自該螺桿本體20p之基端側觀察時之旋轉方向(左旋、右旋)。又，螺紋45、46、48之扭轉方向(順時鐘、反時鐘)係指自螺桿本體20p之基端側觀察時之該螺紋45、46、48之扭轉方向(順時鐘、反時鐘)。
各輸送部42具有螺紋狀扭轉之螺紋45。螺紋45係自沿筒體36之周向的外周面36s朝輸送路徑63突出。螺紋45係作與螺桿本體20p之旋轉方向為反向之扭轉。又，吐出用輸送部44具有螺紋狀扭轉之螺紋46。螺紋46係自沿筒體36之周向的外周面36s朝輸送路徑63突出。螺紋46係作與螺桿本體20p之旋轉方向為反向之扭轉。
此處，若將螺桿本體20p左旋而將原料混煉之情況下，各輸送部42之螺紋45係作扭轉動作以自螺桿本體20p之基端朝前端輸送原料。亦即，螺紋45之扭轉方向係與右旋螺釘相同，設定成順時鐘方向。
再者，若將螺桿本體20p左旋而將原料混煉之情況下，吐出用輸送部44之螺紋46係作扭轉動作以自螺桿本體20p之基端朝前端輸送原料。亦即，螺紋46之扭轉方向係與右旋螺釘相同，設定成順時鐘方向。
相對於此，若將螺桿本體20p右旋而將原料混煉之情況下，各輸送部42之螺紋45係作扭轉動作以自螺桿本體20p之基端朝前端輸送原料。亦即，螺紋45之扭轉方向係與左旋螺釘相同，設定成反時鐘方向。
再者，若將螺桿本體20p右旋而將原料混煉之情況下，吐出用輸送部44之螺紋46係作扭轉動作以自螺桿本體20p之基端朝前端輸送原料。亦即，螺紋46之扭轉方向係與左旋螺釘相同，設定成反時鐘方向。
各阻障部43具有螺紋狀扭轉之螺紋48。螺紋48係自沿筒體36之周向的外周面36s朝輸送路徑63突出。螺紋48係與螺桿本體20p之旋轉方向同向地扭轉。
此處，若將螺桿本體20p左旋而將原料混煉之情況下，各阻障部43之螺紋48係作扭轉動作以自螺桿本體20p之前端朝基端輸送原料。亦即，螺紋48之扭轉方向係與左旋螺釘相同，設定成反時鐘方向。
相對於此，若將螺桿本體20p右旋而將原料混煉之情況下，各阻障部43之螺紋48係作扭轉動作以自螺桿本體20p之前端朝基端輸送原料。亦即，螺紋48之扭轉方向係與右旋螺釘相同，設定成順時鐘方向。
各阻障部43中，螺紋48之扭轉節距係設定成與上述 各輸送部42、44之螺紋45、46之扭轉節距相同，或是較其為小。再者，螺紋45、46、48之頂部與機筒21的缸筒21a之內面21s之間，確保有微小之間隙。
此一情況下，各阻障部43之外徑部43s與缸筒21a之內面21s之間隙47(參見第11圖)宜設定於0.1mm以上且2mm以下之範圍內。更好的是，將該間隙47設定為0.1mm以上且0.7mm以下之範圍內。藉此，可確實地限制原料通過間隙47被輸送此一情事。
又，於各阻障部43中，代替設置螺紋48，也可設置沿螺桿本體20p之外周面36s周向連續之阻障用圓環狀體57(參見第13圖、第14圖)。阻障用圓環狀體57具有以軸線41為中心沿周向同心圓狀連續之圓筒面57s。圓筒面57s係自沿筒體36之周向的外周面36s朝輸送路徑63突出。圓筒面57s與缸筒21a之內面21s之間隔，係設定為上述間隙47之範圍內。
另一方面，沿螺桿本體20p之軸向之輸送部42、44的長度，可因應例如原料之種類、原料之混煉程度、每單位時間之混煉物之生產量等而適當設定。輸送部42、44係指至少於筒體36之外周面36s形成有螺紋45、46之區域，並未特定於螺紋45、46之起點與終點之間之區域。
亦即，筒體36之外周面36s中，螺紋45、46除外之區域，亦有可能被視為輸送部42、44。例如，與具有螺紋45、46之筒體36相鄰位置處配置有圓筒狀之間隔件或圓筒狀之軸環的情況下，該間隔件或軸環亦可能包含於輸 送部42、44。
又，沿螺桿本體20p之軸向之阻障部43之長度，可因應例如原料之種類、原料之混煉程度、每單位時間之混煉物之生產量等而適當設定。阻障部43之機能係將由輸送部42輸送之原料的流動予以阻擋。亦即，阻障部43係於原料之輸送方向之下游側與輸送部42相鄰且妨害由輸送部42送來之原料通過螺紋48之頂部(外徑部43s)與缸筒21a之內面21s間之間隙47。
上述螺桿20中，各螺紋45、46、48係自彼此具有相同外徑D1之複數個筒體36之外周面36s朝輸送路徑63突出。因此，沿各筒體36之周向之外周面36s，係規定該螺桿20之谷徑。螺桿20之谷徑係於螺桿20之全長保持為一定值。
另，如第5圖至第8圖所示，螺桿本體20p其內部具有軸向延伸之複數個通路64。複數個通路64係沿螺桿本體20p之軸向及周向並排。圖面中作為其一例顯示的構成是，沿螺桿本體20p之周向等間隔配置之兩個通路64，係沿軸向等間隔並排。
通路64係設於自螺桿20之旋轉中心即軸線41偏心之位置。亦即，通路64係自軸線41偏離。因此，通路64係伴隨著螺桿本體20p之旋轉而繞軸線41之周圍公轉。
針對通路64之形狀，只要是原料可流通即可，作為其剖視形狀可設定為例如圓形、矩形、橢圓形等。圖面中 作為其一例，顯示剖視為圓形之孔的通路64。此一情況下，該孔之內徑(口徑)宜設定於1mm以上且未達6mm。更好的是將該孔之內徑(口徑)設定為1mm以上且未達5mm。
螺桿本體20p之內部中，輸送部42及阻障部43之筒體36具有界定孔即通路64之筒狀壁面52。亦即，通路64係僅由中空之空間所形成之孔。壁面52係將中空之通路64於周向連續包圍。藉此，通路64係以僅容許原料流通的中空之空間構成。換言之，通路64之內部之中，構成螺桿本體20p之其他構成要素一概不存在。此一情況下，壁面52於螺桿本體20p旋轉時，非以軸線41為中心自轉而是繞軸線41公轉。
根據如此般之通路64，藉由各輸送部42經由輸送路徑63輸送之原料流通於該通路64時，對於該原料，可使自寬廣部位(輸送路徑63)通過狹窄部位(通路64)時所生之「伸長作用」有效地發揮。
以下，茲就上述通路64之具體構成說明之。
如第6圖及第9圖所示，本實施方式之擠壓機用螺桿20，其複數個輸送部42與複數個阻障部43係沿軸向(長度方向)交替並排之螺桿本體20p的內部，複數個通路64係沿軸向(長度方向)彼此隔著間隔設置。根據該相關之螺桿構造，可實現一種具備螺桿本體20p之螺桿20，該螺桿本體20p具有對於原料連續賦與剪切作用與伸長作用之機能。
於此，上述螺桿構造中，若著眼於1個阻障部43與鄰接於該阻障部43兩側之2個輸送部42，1個通路64係跨阻障部43之筒體36與2個輸送部42之筒體36而設置。該相關構成在構造上可以整合之1個單元獲得了解。
本實施方式之螺桿本體20p，係由該單元於軸向(長度方向)複數個並排而構成。藉此，可於追求特定之原料流的情況下，實現通過一次的處所不會再次通過之單向通行型之螺桿構造。
換言之，上述之1個單元，可作為在機能上整合之1個模組而掌握。作為1個模組之機能，可設想的有例如對於原料賦與剪切作用之機能、對於原料賦與伸長作用之機能、利用阻障部43阻擋原料輸送之機能、利用阻障部43將壓力被提高之原料導往通路64之機能、及在緊鄰阻障部43之前形成原料之充滿率為100%之原料積留部R之機能等等。
再者，於上述螺桿構造中，通路64具有：入口65、出口67、將入口65與出口67間連通之通路本體66。入口65及出口67於上述1個單元中，係設於1個阻障部43之兩側。亦即，入口65係設置於通路本體66之一方側(螺桿本體20p之靠基端之部分)。出口67係設於通路本體66之另一方側(螺桿本體20p之靠前端之部分)。
具體而言，相對該阻障部43自螺桿本體20p之基端側鄰接之輸送部42中，入口65係開口於該輸送部42之 外周面36s。另一方面，相對該阻障部43自螺桿本體20p之前端側鄰接之輸送部42中，出口67係開口於該輸送部42之外周面36s。
此一情況下，入口65以及出口67之形成位置可於該輸送部42之範圍內自由設定。例如，可使入口65及出口67之雙方接近阻障部43，也可自該阻障部43隔開。又，也可使入口65及出口67之任一方與阻障部43接近，或是自該阻障部43隔開。圖面中顯示之一例的構成是，令入口65接近於阻障部43，令出口67與阻障部43遠離。
入口65係自筒體36(螺桿本體20p)之外周面36s徑向挖掘之穴。入口65例如可藉由利用鑽孔機之機械加工而形成。其結果為，入口65之底部65a成為由鑽孔機之前端被削挖成圓錐狀之傾斜面。換言之，圓錐狀之底部65a係朝螺桿本體20p之外周面36s形成逐漸展開之形狀之傾斜面。
出口67係自筒體36(螺桿本體20p)之外周面36s徑向挖掘之穴。出口67例如可藉由利用鑽孔機之機械加工而形成。其結果為，出口67之底部67a成為由鑽孔機之前端被削挖成圓錐狀之傾斜面。換言之，圓錐狀之底部67a係朝螺桿本體20p之外周面36s形成逐漸展開之形狀之傾斜面。
本實施方式中，1個筒體36之外周面36s上，軸向排列有1個輸送部42與1個阻障部43(參見第8圖)。而且，藉由將該筒體36沿軸向並排，可構成複數個輸送部 42與複數個阻障部43沿軸向(長度方向)交替並排之螺桿本體20p。
通路本體66係遍及彼此鄰接之兩個筒體36而形成。通路本體66係由第1及第2部分66a、66b所構成。第1部分66a係形成於一方之筒體36之內部。第2部分66b係形成於另一方筒體36之內部。
一方之筒體36中，第1部分66a係沿與阻障部43對向之區域而形成。第1部分66a係沿軸線41平行延伸。第1部分66a之一端係於該筒體36之端面36a開口。另一方面，第1部分66a之另一端係於該筒體36之內部被閉塞。另外，第1部分66a之另一端係連通於上述入口65而連接。
另一方之筒體36中，第2部分66b係沿對向於輸送部42之區域而形成。第2部分66b係沿軸線41平行延伸。第2部分66b之一端係於該筒體36之端面36a開口。另一方面，第2部分66b之另一端係於該筒體36之內部被閉塞。另外，第2部分66b之另一端係連通於上述出口67而連接。
通路本體66可藉由將形成有第1部分66a之筒體36與形成有第2部分66b之筒體36軸向鎖緊，並將其諸個端面36a相互密接而形成。於此一狀態下，通路本體66係沿螺桿本體20p之軸向以在途中不分歧之方式連續成一直線狀延伸。而且，該通路本體66之兩側係連通於上述入口65及出口67而連接。
此一情況下，通路本體66之口徑可設定為較入口65及出口67之口徑為小，也可設定為相同之口徑。不管是任一情況，由該通路本體66之口徑所規定之通路剖面積，係設定為遠小於沿上述圓環形輸送路徑63之徑向之圓環剖面積。
本實施方式中，可將形成有螺紋45、46、48之至少一部分之各筒體36，作為與各輸送部42、44或阻障部43對應之螺桿元件掌握。第8圖中，作為螺桿元件之一例，顯示的是1個輸送部42與1個阻障部43沿外周面36s並排之筒體36。
如此，螺桿20之螺桿本體20p可藉由於旋轉軸37(支持部39)之外周上依序配置作為螺桿元件之複數個筒體36而構成。因此，例如可因應原料之混煉程度進行輸送部42、44或阻障部43之更換以及重組，而且可使更換及重組時之作業容易地進行。
進而，藉由將作為螺桿元件之複數個筒體36於軸向鎖緊並相互密接，可形成各通路64之通路本體66，而且經由該通路本體66，自通路64之入口65以至出口67一體連通。因此，於螺桿本體20p形成通路64之際，對於與螺桿本體20p之全長相比長度充分短之各個筒體36，施加供設置通路64之加工即可。因此，形成通路64時之加工及處理容易。
其次，茲說明利用具有如是構成之擠壓機用螺桿20將原料混煉之動作。於此動作說明中，係設想一面將擠壓 機用螺桿20反時鐘左旋，一面自螺桿本體20p之基端朝前端將混煉物擠壓而出之情況。此一情況下，對於具備擠壓機用螺桿20之第2擠壓機3，係自第1擠壓機2連續被供給原料。該原料於第1擠壓機2中，係將複數個材料預備混煉所生成之熔融狀態之原料。
如第10圖及第11圖所示，供給至第2擠壓機3之原料，係自機筒21之供給口32(參見第5圖及第6圖)連續供給於螺桿本體20p之外周面36s。經供給之原料，係利用輸送部42之螺紋45自螺桿本體20p之基端朝前端於S1方向輸送。
於S1方向輸送之期間，原料上係被賦與沿輸送路徑63旋轉之輸送部42的螺紋45與缸筒21a的內面21s之間之速度差所生之「剪切作用」，且被賦與伴隨著螺紋狀之螺紋45本身之旋轉的攪拌作用。藉此，對於該原料之奈米分散化獲得促進。
S1方向輸送之原料，其輸送係由阻障部43所限制。亦即，阻障部43之螺紋48係以將原料於S1方向之反向，自螺桿本體20p之前端朝基端輸送之方式作用。其結果為，該原料係因阻障部43而其流動受到阻擋。
此時，於輸送部42與阻障部43之邊界，原料之壓力增高。具體說明如下：第11圖中，輸送路徑63之中與螺桿本體20p之輸送部42對應之部位的原料之充滿率係以色調濃淡表示。亦即，於該輸送路徑63中，色調愈濃表示原料之充滿率愈高。由第11圖可知，與輸送部42對應 之輸送路徑63中，隨著接近阻障部43，原料之充滿率增高。於緊鄰阻障部43之前，原料之充滿率成為100%。
因此，於緊鄰阻障部43之前，形成有原料之充滿率成為100%之「原料積留部R」。原料積留部R中，原料之流動受到阻擋，因此該原料之壓力上昇。壓力上昇之原料，係自開口於輸送部42(筒體36)之外周面36s之入口65連續地流入通路本體66，並於該通路本體66內以與S1方向同向之方式，自螺桿本體20p之基端朝向前端於S2方向流通。
如上所述，由通路本體66之口徑所規定之通路剖面積，係遠較沿缸筒21a之徑向之輸送路徑63之圓環剖面積為小。作為其他之明瞭其細節之說法為：依存於通路本體66之口徑之展開區域，係遠較圓環形狀之輸送路徑63之展開區域為小。因此，自入口65流入通路本體66時，原料將被急劇絞壓，因此該原料被賦與「伸長作用」。
進而，由於通路剖面積較圓環剖面積充分為小，因此原料積留部R中積留之原料不會消滅。亦即，積留於原料積留部R之原料，其一部分係連續地流入入口65。此一期間，新原料係由輸送部42之螺紋45朝阻障部43被送入。其結果為，原料積留部R之緊鄰阻障部43之前之充滿率經常維持於100%。此時，即使利用螺紋45之原料之輸送量發生若干變動，其變動狀態也會由原料積留部R中殘存之原料所吸收。藉此，可將原料連續安定地供給至通路本體66。因此，於該通路本體66中，對於原料可不中 斷地連續賦與伸長作用。
通過通路本體66後之原料，係自出口67流出至螺桿本體20p之外周面36s。由於螺桿本體20p上於軸向交替並排有上述輸送部42與阻障部43，因此藉由上述般之一連串之剪切暨伸長動作之重複，缸筒21a內之原料將以重複作剪切流動與伸長流動之狀態下，自螺桿本體20p之基端朝前端連續地輸送。藉此，原料之混煉之程度獲得強化。
螺桿本體20p之前端係輸送經奈米等級混煉之混煉物。所輸送之混煉物，係由吐出用輸送部44之螺紋46於S1方向輸送後，自吐出口33(參見第5圖及第6圖)連續被擠出。
自第2擠壓機3之吐出口33被擠出之混煉物，係於第3擠壓機4中，於該混煉物中所含之氣體成分被吸引除去後，被吐出至機外。吐出之混煉物，例如係浸漬在蓄存於水槽內之冷卻水內而被強制冷卻。如此，獲得所期望之樹脂成型品。
此處，茲就由上述剪切暨伸長動作混煉原料之情況，針對對於其混煉物所進行之高分散確認試驗之結果說明之。
試驗時，係將聚碳酸酯樹脂(PC)及聚甲基丙烯酸甲酯樹脂(PMMA)之二種材料5供給至第1擠壓機2，藉由預備混煉而生成熔融狀態之材料5。而後，將該熔融狀態之材料5作為第2擠壓機3之原料，自第1擠壓機2連 續供給至第2擠壓機3。
於該試驗中，將擠壓機用螺桿20構成為可重複上述剪切暨伸長動作8次。而且，擠壓機用螺桿20之規格係如下般之設定。亦即，將螺桿徑設為36mm，將螺桿有效長(L/D)設為16.7，將螺桿旋轉數設為2300rpm，將原料供給量設為10.0kg/h，並將機筒設定溫度設為240℃。
根據該相關試驗，可連續地獲得目的之透明性混煉物。
以上，根據本實施方式之螺桿20，藉由使剪切作用區域與伸長作用區域軸向交替連續，可在對原料賦與剪切作用及伸長作用下，連續生成混煉物。此一情況下，可自第1擠壓機2對於第2擠壓機3無滯留地連續供給原料。藉此，並非表面上之連續生產，而是可作混煉物之完全連續生產。
其結果為，可一面將第1擠壓機2與第2擠壓機3之運轉條件相互建立關連，一面將各者設定為最適之運轉條件。例如，以第1擠壓機2將樹脂預備混煉之情況下，將螺桿旋轉數與先前同樣地設定於100rpm至300rpm。因此，樹脂之充分加熱與熔融、以及預備混煉將成為可能。此時，於第2擠壓機3中，可將螺桿20以600rpm至3000rpm之高速旋轉。因此，相對樹脂可交替有效地賦與剪切作用及伸長作用。
進而，本實施方式之螺桿20，於追求特定之原料流的情況下，具有可實現通過一次的處所不會再次通過之單 向通行型之螺桿構造。因此，於決定螺桿20之構造之階段，可預先設定對於原料之剪切作用及伸長作用之賦與次數。藉此，可在不將該螺桿20長型化下，增加對於原料之剪切作用與伸長作用之賦與次數及賦與時間。其結果為，可以相應於目的之混煉程度將原料混煉。
再者，根據本實施方式，由於係通過一次的處所不會再次通過之單向通行型之螺桿構造，因此相對特定之原料流，不會混入於其前方或後方之混煉狀態不同之原料流。是以，可將原料均一地混煉。
另外，根據本實施方式，係將螺桿本體20p(各筒體36)之外徑D1設定於一定值，換言之，係將螺桿20之谷徑遍及該螺桿20之全長設定於一定值，藉此可實現將複數個螺桿元件以自由之順序及組合保持之多段式螺桿20。藉由將螺桿20多段化，例如針對該螺桿20之規格變更或調整、或是其保養或維修時，可格外地提高其便利性。
而且，藉由將螺桿20之谷徑遍及該螺桿20之全長設定為一定值，用以輸送原料之輸送路徑63遍及螺桿20之全長係形成相同之圓環形之剖視形狀，於對原料交替賦與剪切作用及伸長作用時，可依序圓滑地進行賦與，可實施均一之混煉。
再者，根據本實施方式，通路64(通路本體66)之剖面積係設定為遠較用以輸送原料的輸送路徑63之剖面積為小，藉此，相對通過該通路64(通路本體66)之原 料，可圓滿無礙地安定且高效率地賦與伸長作用。
又，本實施方式並不具有先前之單軸擠壓機的螺桿所具備之可塑化區域，且使用將輸送部42與阻障部43與通路64組合配置之螺桿20，因此可容易地操作第2擠壓機3。
以上，係就本發明之一個實施方式所為之說明，然本發明不受該實施方式之限定，以下般之變化例亦包含於本發明之技術範圍內。
〔自擠壓機用螺桿20之前端朝基端擠壓混煉物之構成〕
以下之說明中，螺桿本體20p之旋轉方向(左旋、右旋)係指自該螺桿本體20p之基端側觀察之情況之旋轉方向(左旋、右旋)。又，螺紋60、61、62a、62b之扭轉方向(順時鐘、反時鐘)係指自螺桿本體20p之基端側觀察之情況下之該螺紋60、61、62a、62b之扭轉方向(順時鐘、反時鐘)。
第12圖中所示的是，本發明之變化例之第2擠壓機3、以及應用於該第2擠壓機3之本發明變化例之擠壓機用螺桿20的構成。
本變化例之第2擠壓機3中，供給口32係設於機筒21之另一端側，吐出口33係設於機筒21之一端側。又，擠壓機用螺桿20上，複數個輸送部58與複數個阻障部59a、59b、59c，係自螺桿本體20p之前端朝基端交替配置。
又，於本變化例之擠壓機用螺桿20可旋轉地插通於機筒21之缸筒21a的狀態下，擠壓機用螺桿20及螺桿本體20p之基端係定位於設有吐出口33之機筒21之一端側，擠壓機用螺桿20及螺桿本體20p之前端係定位於設有供給口32之機筒21之另一端側。
此一情況下，各輸送部58係構成為將自供給口32供給而來之原料朝吐出口33以S1方向輸送。基端阻障部59b與前端阻障部59c之間所配置之各阻障部59a，在構成上係限制各輸送部58所為之原料之輸送。又，基端阻障部59b係設於螺桿本體20p之基端，將由與該基端阻障部59b鄰接之輸送部58輸送而來之混煉物限制成朝向吐出口33。另一方面，前端阻障部59c係設於螺桿本體20p之前端，將由供給口32所供給之原料限制成朝向輸送方向S1。
各輸送部58上，設有沿螺桿本體20p之外周面36s螺紋狀扭轉之螺紋60，該各螺紋60係自螺桿本體20p之基端朝前端與該螺桿本體20p之旋轉方向同向地扭轉。
第12圖中所示的是，將螺桿本體20p左旋而將原料混煉之情況的構成。此一情況下，螺紋60之扭轉方向係與左旋螺釘相同設定為反時鐘方向，以自螺桿本體20p之前端朝基端輸送原料。又，將螺桿本體20p右旋而據以將原料混煉之情況下，將螺紋60之扭轉方向設定為與上述左旋之情況反向即可。
再者，於各阻障部59a、59b、59c中，可設置沿螺桿 本體20p之外周面36s周向連續之阻障用圓環狀體57(參見第13圖及第14圖)，或是設置沿螺桿本體20p之外周面36s螺紋狀扭轉之阻障用螺紋61a、61b、61c(參見第12圖)。
於設置阻障用螺紋61a、61b、61c之情況下，配置於螺桿本體20p之基端的基端阻障部59b上，自螺桿本體20p之基端朝向前端設有與該螺桿本體20p之旋轉方向為反向扭轉之阻障用螺紋61b。另一方面，配置於螺桿本體20p之前端之前端阻障部59c上，自螺桿本體20p之基端朝向前端設有與該螺桿本體20p之旋轉方向為同向扭轉之阻障用螺紋61c。再者，此等兩個阻障部59b、59c之間所設之各阻障部59a上，自螺桿本體20p之基端朝向前端，設有與該螺桿本體20p之旋轉方向為反向扭轉之阻障用螺紋61a。
此處，於將螺桿本體20p左旋而據以將原料混煉之情況下，前端阻障部59c之阻障用螺紋61c的扭轉方向，自螺桿本體20p之基端朝向前端，與左旋螺釘相同係設定於反時鐘方向。另一方面，除此之外之各阻障部59a、59b之阻障用螺紋61a、61b的扭轉方向，自螺桿本體20p之基端朝向前端，係與右旋螺釘相同，設定為順時鐘方向。又，將螺桿本體20p右旋而據以混煉原料之情況下，各阻障用螺紋61a、61b、61c之扭轉方向設定成與上述左旋之情況反向即可。
又，有關除此以外之構成(例如，通路64之構 成)，可基於上述「自擠壓機用螺桿20之基端朝前端擠壓混煉物之構成」之細節而設定，因此省略其說明。
其次，茲就利用具有如此構成之擠壓機用螺桿20混煉原料之動作進行說明。於此動作說明中，係設想一面將擠壓機用螺桿20反時鐘方向左旋，並一面自螺桿本體20p之前端朝向基端擠壓混煉物之情況。
如第12圖所示，自機筒21之供給口32連續供給至螺桿本體20p之外周面36s的原料，係藉由輸送部58之螺紋60自螺桿本體20p之前端朝基端以S1方向輸送。
於以S1方向輸送之期間，原料上係被賦與因沿輸送路徑63旋轉之輸送部58的螺紋60與缸筒21a的內面21s之間之速度差所生之「剪切作用」，且被賦與伴隨著螺紋狀之螺紋60本身之旋轉之攪拌作用。藉此，對於該原料之奈米分散化獲得促進。
沿輸送路徑63於S1方向輸送之原料，其輸送係由阻障部59a所限制。亦即，阻障部59a之螺紋61a係作扭轉動作以將原料以與S1方向為相反之方向自螺桿本體20p之基端朝前端輸送。其結果為，該原料係因阻障部59a其流動受到阻擋。
因原料之流動受到阻擋，加諸該原料之壓力增高。特別是如圖未示般，本變化例亦如同上述實施方式，於緊鄰阻障部59a之前，原料之充滿率成為100%，且該原料之壓力上昇。壓力上昇之原料，係自入口65連續地流入通路本體66，且經由該通路本體66內，以與S1方向同向 地自螺桿本體20p之前端朝向基端於S2方向流通。於以S2方向流通之期間，原料上係被賦與上述之「伸長作用」。
通過通路本體66後之原料，係自出口67流出至螺桿本體20p之外周面36s。螺桿本體20p上，上述輸送部58與阻障部59a係於軸向交替並排，因此藉由上述般之一連串之剪切暨伸長動作之重複，缸筒21a內之原料係於重複作剪切流動伸長流動之狀態下，自螺桿本體20p之前端朝向基端連續地輸送。藉此，原料之混煉之程度獲得強化。
而後，自鄰接於基端阻障部59b輸送部58之出口67，經奈米等級混煉之混煉物流出。流出之混煉物由該輸送部58之螺紋60於S1方向被輸送後，於其輸送被基端阻障部59b限制下，自吐出口33連續被擠出。
又，本變化例之第2擠壓機3及擠壓機用螺桿20之效果，係與上述之一個實施方式相同，故省略其說明。
〔其他之變化例〕
上述之一個實施方式中，係設想將通路64(具體而言，通路本體66)構成於螺桿本體20p(筒體36)之內部之情況，但代替於此，也可沿構成螺桿本體20p之各筒體36之內周面將旋轉軸37之支持部39貫通時，於各筒體36與旋轉軸37之邊界部分形成通路64(通路本體66)。又，作為本變化例之構成，第15圖至第18圖中，顯示有與第7圖對應之部分之構成。
第15圖所示之通路64，係由將筒體36之內周面之一部分沿軸向凹入成凹狀之壁面52a所構成。此一情況下，藉由於筒體36之內周面貫通以旋轉軸37(支持部39)，可界定由壁面52a與支持部39之外周面所圍成之通路64。
第16圖所示之通路64，係由將旋轉軸37(支持部39)之外周面之一部分沿軸向凹入成凹狀之壁面52b所構成。此一情況下，藉由於筒體36之內周面貫通以旋轉軸37(支持部39)，可界定由壁面52b與筒體36之內周面所圍成之通路64。
第17圖中所示之通路64，係由將鍵51之外周面之一部沿軸向凹入成凹狀之壁面52c所構成。此一情況下，藉由於筒體36之內周面貫通以旋轉軸37(支持部39)，可界定由壁面52c與鍵溝53之溝底面所圍成之通路64。
不管是任一通路64中，只憑藉將露出至外部之部分凹狀加工，即可形成壁面52a、52b、52c，因此形成作業可容易地進行。此一情況下，作為凹狀之壁面52a、52b、52c的形狀，例如可應用半圓形、三角形、橢圓形、矩形等各種之形狀。
又，上述之一個實施方式中，係將螺桿本體20p由複數個筒體36與旋轉軸37構成，但代替於此，如第18圖所示，也可以筆直之1支軸狀部件20t構成螺桿本體20p。此一情況下，係於該實心的螺桿本體20p之外周面設置上述輸送部或阻障部，於該螺桿本體20p之內部設置 上述通路64。又，圖面中作為其一例，顯示出設於相對軸線41為偏心之位置，由筒狀之壁面52d所界定之一對通路64，由此可知各通路64之配置不受限定。
又，於上述之一個實施方式中，係設想兩端完全閉塞之通路64，但代替於此，也可應用兩端可開放之通路64。此相關通路64可應用下述般之形成方法。亦即，預先形成軸向貫通螺桿本體20p之通路構成部。其次，沿著該一連串之通路構成部，將複數個閉塞體以彼此隔著間隔之方式拔出自如地插入。藉此，可以相鄰閉塞體形成兩端可開放之通路構成部。又，藉由將通路構成部之兩側於螺桿本體20p之外周面36s開口，可形成本變化例之通路64。
上述一個實施方式中，作為第2擠壓機3，係設想採用搭載有1支擠壓機用螺桿20之單軸擠壓機，但代替於此，也可將第2擠壓機3以搭載有2支擠壓機用螺桿20之雙軸擠壓機構成。
另外，於上述一個實施方式中，第6圖及第9圖中係顯示通路本體66之兩側於自入口65及出口67之底部65a、67a偏離之位置連接於該入口65及出口67之通路64。然而，通路本體66與入口65及出口67之連接關係，不受上述一個實施方式之限定，以下所述般之連接關係亦包含於本發明之技術範圍內。
第19圖至第24圖中，作為其一例係顯示通路本體66之兩側連接於入口65及出口67之底部65a、67a之通 路64。具體而言，通路本體66之一方側，亦即上述第1部分66a之另一端係連接於入口65之底部65a。再者，通路本體66之另一方側，亦即上述第2部分66b之另一端係連接於出口67之底部67a。
第19圖(A)、(B)及第20圖(A)、(B)中顯示第1變化例之通路64。於該通路64中，入口65之底部65a上連接有通路本體66之一方側(第1部分66a之另一端)之端面。底部65a上形成有與通路本體66(第1部分66a)連通之1個開口65b。另一方面，出口67之底部67a上連接有通路本體66之另一方側(第2部分66b之另一端)之端面。底部67a上形成有與通路本體66(第2部分66b)連通之1個開口67b。
入口65之1個開口65b，係形成於與朝螺桿本體20p之外周面36s成逐漸展開之形狀的底部65a對向之區域。另一方面，出口67之1個開口67b，係形成於與朝螺桿本體20p之外周面36s成逐漸展開之形狀的底部67a對向之區域。
此一情況下，流入於入口65之原料，係沿底部65a之傾斜朝開口65b被引導。其結果為，原料係在不滯留於該入口65內之情形下全部連續圓滑地流入通路本體66。通過通路本體66後之原料，而後流入於出口67。流入於出口67之原料，係沿底部67a之傾斜朝螺桿本體20p之外周面36s被引導。其結果為，原料係於不在該出口67內滯留之情形下，全部連續圓滑地流出至螺桿本體20p之 外周面36s。
藉此，可避免於通路64內原料局部地滯留，且對於通過該通路64之原料，無遺漏且圓滿地連續賦與伸長作用。
第21圖(A)、(B)及第22圖(A)、(B)係顯示第2變化例之通路64。於該通路64中，入口65之底部65a上，連接有偏靠通路本體66之一方側(第1部分66a之另一端)之端面66s的部分，亦即端面66s之近前之部分。底部65a上形成有與通路本體66(第1部分66a)連通之兩個開口65b。另一方面，出口67之底部67a上，連接有偏靠通路本體66之另一方側(第2部分66b之另一端)之端面66s的部分，亦即端面66s之近前之部分。底部67a上形成有與通路本體66(第2部分66b)連通之兩個開口67b。
入口65之兩個開口65b，係形成於與朝螺桿本體20p之外周面36s成逐漸展開之形狀的底部65a對向之區域。另一方面，出口67之兩個開口67b，係形成於與朝螺桿本體20p之外周面36s成逐漸展開之形狀的底部67a對向之區域。又，第2變化例之通路64之作用及效果，係與上述第1變化例之通路64相同，因此省略其說明。
於上述一個實施方式及變化例中，入口65及出口67之開口方向，係設想為與軸線41正交之方向，但不受此限定。例如，如第23圖(A)、(B)及第24圖(A)、(B)所示，入口65及出口67之開口方向，也可設定為 與軸線41交叉之方向(虛線所示方向)。此一情況下，係自通路本體之兩側於複數個方向開口，藉此，可設置複數個入口65、65-1及複數個出口67、67-1。
再者，有關入口65，宜將其設成較螺桿本體20p之外周面36s為凹入之構成。藉此，可使原料更容易流入於入口65。
另外，於上述實施方式及變化例中，係設想具備與軸線41平行之通路本體66的通路64，但不受此限定，具備與軸線41交叉之通路本體66的通路64亦包含於本發明之技術範圍內。例如，藉由免除出口67，可令一方側與入口65連接之通路本體66的另一方側直接開口於螺桿本體20p(筒體36)之外周面36s。此一情況下，乃構成一方側朝另一方側具有上坡坡度之通路本體66。
根據該相關構成，自入口65流入通路本體66之原料，係受到螺桿本體20p旋轉時之離心作用，藉此可更進一步圓滑地流通經過通路本體66，並流出至螺桿本體20p(筒體36)之外周面36s。此時，相對原料可更有效率地連續地賦與伸長作用。其結果為，可進一步強化原料之混煉程度。
3‧‧‧第2擠壓機
20‧‧‧擠壓機用螺桿
20p‧‧‧螺桿本體
21‧‧‧機筒
21a‧‧‧缸筒
21s‧‧‧內面
30‧‧‧機筒元件
30h‧‧‧圓筒狀貫通孔
31‧‧‧螺栓
32‧‧‧供給口
33‧‧‧吐出口
34‧‧‧蓋體
35‧‧‧冷卻水通路
36‧‧‧筒體
36s‧‧‧外周面
37‧‧‧旋轉軸
38‧‧‧連結部
39‧‧‧支持部
40‧‧‧擋止部
41‧‧‧軸線
42‧‧‧輸送部
43‧‧‧阻障部
44‧‧‧吐出用輸送部
45‧‧‧螺紋
46‧‧‧螺紋
47‧‧‧間隙
48‧‧‧阻障用螺紋
54‧‧‧軸環
55‧‧‧固定螺釘
56‧‧‧基端軸環
63‧‧‧輸送路徑
64‧‧‧通路
65‧‧‧入口
66‧‧‧通路本體
67‧‧‧出口

Claims (12)

  1. 一種擠壓機用螺桿，係將原料一邊混煉一邊輸送，其具備：螺桿本體，係具有沿原料之輸送方向之直線狀軸線，以該軸線為中心旋轉；複數個輸送部，係沿上述螺桿本體之軸向彼此隔著間隔而設置，伴隨著上述螺桿本體之旋轉而將原料沿上述螺桿本體之偏及周向之外周面於軸向輸送；複數個阻障部，係設於上述螺桿本體，於與上述輸送部相鄰之位置限制原料之輸送；及複數個通路，係設於上述螺桿本體之內部，具有入口及出口；上述入口，為了使其輸送受上述阻障部限制而壓力提高之原料流入，係開口於上述輸送部之上述螺桿本體之外周面；上述各通路，係使自上述入口流入之原料朝上述出口，沿與上述輸送部之輸送方向相同之方向流通；且上述出口，係於與形成有上述入口之上述輸送部偏離之位置，開口於上述螺桿本體之外周面。
  2. 如申請專利範圍第1項之擠壓機用螺桿，其中，上述各通路之口徑，係設定為與該各通路之上述入口之口徑相同，或是較其為小。
  3. 如申請專利範圍第1項之擠壓機用螺桿，其中，上述各通路之口徑係設定為1mm以上且未達6mm。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之擠壓機用螺桿，其中，上述螺桿本體係自連結於旋轉裝置之基端遍及前端沿軸向延伸；在上述輸送部，設有沿上述螺桿本體之外周面螺紋狀扭轉之螺紋；上述螺紋，自上述螺桿本體之基端朝向前端，係與從上述基端側觀察之情況之該螺桿本體的旋轉方向成反向扭轉。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之擠壓機用螺桿，其中，上述螺桿本體係自連結於旋轉裝置之基端遍及前端沿軸向延伸；在上述輸送部，設有沿上述螺桿本體之外周面螺紋狀扭轉之螺紋；上述螺紋，自上述螺桿本體之基端朝向前端，係與從上述基端側觀察之情況之該螺桿本體的旋轉方向成同向扭轉。
  6. 如申請專利範圍第4項之擠壓機用螺桿，其中，在上述各阻障部，設有沿上述螺桿本體之外周面於周向連續之阻障用圓環狀體；上述阻障用圓環狀體構成為，具有以軸線為中心沿周向呈同心圓狀連續之圓筒面。
  7. 如申請專利範圍第4項之擠壓機用螺桿，其中，在上述各阻障部，設有沿上述螺桿本體之外周面螺紋狀扭轉之阻障用螺紋； 上述阻障用螺紋，自上述螺桿本體之基端朝向前端，係與從上述基端側觀察之情況之該螺桿本體的旋轉方向成同向扭轉。
  8. 如申請專利範圍第5項之擠壓機用螺桿，其中，在上述各阻障部，設有沿上述螺桿本體之外周面於周向連續之阻障用圓環狀體；上述阻障用圓環狀體構成為，具有以軸線為中心沿周向同心圓狀連續之圓筒面。
  9. 如申請專利範圍第5項之擠壓機用螺桿，其中，在上述各阻障部，設有沿上述螺桿本體之外周面螺紋狀扭轉之阻障用螺紋；上述阻障用螺紋，自上述螺桿本體之基端朝向前端，係與從上述基端側觀察之情況之該螺桿本體的旋轉方向成反向扭轉。
  10. 一種擠壓機，係具備如申請專利範圍第1至9項中任一項之擠壓機用螺桿，利用該螺桿混煉原料並連續生成其混煉物而予以擠出；其具有：機筒，係具有供上述螺桿可旋轉地插通之缸筒；供給口，係設於上述機筒，對於上述缸筒內供給原料；及吐出口，係設於上述機筒，供混煉物擠出。
  11. 一種擠壓方法，係利用如申請專利範圍第1至9項中任一項之擠壓機用螺桿混煉原料並連續生成其混煉物而予以擠出； 係將原料藉由上述螺桿本體之上述輸送部於軸向輸送；藉由上述螺桿本體之上述阻障部限制原料之輸送，而提高施加於原料之壓力；上述壓力提高後之原料，流入上述螺桿本體之內部所設之上述通路，且於該通路內沿與上述輸送部之輸送方向同向地流通；使通過上述通路後之原料，於偏離形成有上述入口之上述輸送部的位置，返回上述螺桿本體之外周面。
  12. 一種擠壓機用螺桿，係將原料一邊混煉一邊輸送；其具備螺桿本體，該螺桿本體具有沿原料之輸送方向之直線狀軸線且以該軸線為中心而旋轉；在上述螺桿本體遍及複數個部位設有：輸送原料之輸送部、限制原料輸送之阻障部、及供原料流通之通路；於其中之至少1個部位，上述通路係設於上述螺桿本體之內部，具有入口及出口；上述入口，為了使其輸送受上述阻障部限制而壓力提高之原料流入，係開口於上述輸送部之上述螺桿本體之外周面；上述通路構成為，使自上述入口流入之原料朝上述出口，沿與上述輸送部之輸送方向相同之方向流通，且上述出口，係於與形成有上述入口之上述輸送部偏離 之位置，開口於上述螺桿本體之外周面。
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