TWI594862B - 擠壓機用螺旋桿、擠壓機及擠壓方法 - Google Patents

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TWI594862B
TWI594862B TW104111610A TW104111610A TWI594862B TW I594862 B TWI594862 B TW I594862B TW 104111610 A TW104111610 A TW 104111610A TW 104111610 A TW104111610 A TW 104111610A TW I594862 B TWI594862 B TW I594862B
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auger
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passage
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extruder
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Akiyoshi Kobayashi
Shigeyuki Fujii
Takafumi Sameshima
Hiroshi Shimizu
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
Hsp Tech Inc
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Description

擠壓機用螺旋桿、擠壓機及擠壓方法
本發明,是關於對混合後的原料一面施加剪力作用及伸長作用,同時將該原料予以混煉的擠壓機用螺旋桿。再者,本發明,是關於使用上述擠壓機用螺旋桿來形成混煉物的擠壓機及擠壓方法。
例如,使用螺旋桿的旋轉數設定為300rpm左右的擠壓機,在將已混合複數種非相溶性之樹脂的原料予以混煉之情形時,必須添加與混合成分之一方或是雙方具有親和性或接著性的相溶化劑。然而,即使使用了相溶化劑,由於混合成分在分子階層並沒有相互溶解,故要提高藉由擠壓機所形成之被混煉物的性能或功能上自然有其限度。
為了消除如此的問題,於以往,開發出批次式高剪力成形裝置,用以使原料在不添加相溶化劑般的添加材料,而得以形成在奈米階層下所混煉的被混煉物。
於專利文獻1所揭示的批次式高剪力成形裝置,係具備有:收容在擠壓缸內的反饋型螺旋桿。該螺旋桿,係具有:使已混合非相溶性樹脂的原料可在螺旋桿的內部充分 地予以混煉的構造。
具體上,螺旋桿,係具有沿著原料的搬運方向之直線狀的軸線,併以該軸線為中心在擠壓缸內部進行旋轉的方式所構成。於螺旋桿的外周面,形成有呈螺旋狀扭轉的螺紋刮板。螺紋刮板,是用以將被供給至螺旋桿之基端的原料朝向螺旋桿的前端進行搬運。由螺紋刮板所搬運的原料,是被充填於:螺旋桿的前端面與將擠壓缸的開口端予以閉塞的密封構件之間的間隙。
再者,螺旋桿,於其大致中心部具有內徑為1mm至5mm左右的孔。孔,是沿著螺旋桿的軸線方向而延伸。孔的上游端,是在螺旋桿的前端面朝向上述間隙呈開口。孔的下游端,是被分歧成二股狀而朝向螺旋桿之基端的外周面呈開口。
被封閉進間隙的原料,是隨著螺旋桿的旋轉而從孔的上游端流入孔內,並且從孔的下游端返回到螺旋桿之基端的外周面。已返回後的原料,再次藉由螺紋刮板而朝向間隙被搬運。
如此地藉由將螺旋桿製成反饋型,被供給至螺旋桿的原料,在由螺紋刮板所搬運的過程中承受剪力作用,並且在通過孔內的過程中受到伸長作用。
其結果,原料,隨著剪斷流動及拉伸流動的狀態下,在擠壓缸的內部所密閉的空間進行循環。因應該原料循環所需要的時間,可以取得使原料的高分子成分被奈米分散化,在微觀下具有分散構造的混煉物。
[先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]
國際專利公開案號WO2010/061872號冊子
在專利文獻1所揭示的高剪力成形裝置中,充填於間隙之原料所流入的孔是位在螺旋桿的軸線上。依據如此之構成,由於限制孔之螺旋桿的內壁面是隨著螺旋桿的旋轉而旋轉,所以原料在通過孔時就會被孔的周方向所攪拌。
其結果,通過孔的原料,便不是只有受到伸長作用,同時也受到隨著對孔之周方向的攪拌所產生的剪力作用,而難以普遍地顯現出原料的混煉狀態。因此,在對原料之混煉條件的最佳化上,存在有改善的餘地。
本發明的目的,係在於謀得一種擠壓機用螺旋桿,可使流通在螺旋桿本體之內部通路的原料不易受到剪力作用,而且可以精度良好地控制原料的混煉程度。
本發明的另一目的,係在於謀得一種擠壓機及擠壓方法,其可以精度良好地控制原料的混煉程度,並可以使所產生的混煉物,其原料的高分子成分在微觀下具有奈米分散化的分散構造。
為了達成上述目的,本發明之一形態的擠壓機用螺旋桿,係具備有螺旋桿本體。上述螺旋桿本體,是以沿著原料之搬運方向的直線狀軸線為中心進行旋轉。於上述螺旋桿本體的外周面設有:具有螺紋刮板的搬運部。上述螺紋刮板,是在上述螺旋桿本體旋轉時以將原料朝向上述螺旋桿本體的軸向方向進行搬運之方式所構成。於上述螺旋桿本體的內部,設有通路,該通路可供由上述螺紋刮板所搬運的原料流入,並且使所流入的原料朝向上述螺旋桿本體的上述外周面流通。上述通路,是設在偏離上述螺旋桿本體之軸線的位置。
依據本發明之較佳形態,上述通路,於上述螺旋桿本體旋轉時,是以繞上述軸線的周圍進行公轉之方式所構成。
依據本發明之較佳形態,上述螺旋桿本體,係具有限定上述通路的筒狀壁面,該壁面並非以上述軸線為中心而自轉,而是以繞上述軸線的周圍進行公轉之方式所構成。
依據本發明之較佳形態,上述通路,係具有:於上述螺旋桿本體的上述外周面呈開口的入口及出口。上述入口及上述出口,是在上述螺旋桿本體的軸向方向上相互開離(分開),並且從上述入口流入上述通路的原料是從上述出口返回至上述螺旋桿本體的上述外周面。
依據本發明之較佳形態,上述螺旋桿本體,係具有障壁部,該障壁部是藉由限制由上述螺紋刮板所產生之原料 的流動來提高原料的壓力,且上述入口是位在即將到達該障壁部之跟前的位置。
依據本發明之較佳形態,上述通路,係具有連通於上述入口及上述出口的通路本體,上述通路本體的內徑是設定得比上述入口的內徑還小。
為了達成上述目的,本發明之一形態的擠壓機用螺旋桿,係具備有螺旋桿本體。上述螺旋桿本體,係具有沿著原料之搬運方向的直線狀軸線,並以該軸線為中心進行旋轉。於沿著上述螺旋桿本體之周方向的外周面係設置具有螺紋刮板的搬運部。上述螺紋刮板,在上述螺旋桿本體旋轉時,是以將原料朝向上述螺旋桿本體的軸向方向進行搬運之方式所構成。在上述螺旋桿本體的內部,設置有:當由上述螺紋刮板所搬運的原料流入之同時,使所流入的原料以返回至上述螺旋桿本體的外周面之方式流通的複數個通路。上述通路,是在偏心於上述螺旋桿本體之上述軸線的位置上相互存在有間隔地排列配置在上述螺旋桿本體的軸向方向。
依據本發明之較佳形態,上述複數個通路是相互存在有間隔地排列配置在上述螺旋桿的周方向。
依據本發明之較佳形態,於上述螺旋桿本體的內部,形成有冷媒流路,該冷媒流路流動有用以冷卻上述螺旋桿本體的冷媒。
為了達成上述另一目的,本發明之一形態的擠壓機,係藉由使用上述螺旋桿混煉原料來形成混煉物的擠壓機, 其具備有:機筒,其係收容可旋轉的上述螺旋桿、及供給口,其係設置於上述機筒,可將原料供給至上述螺旋桿、以及吐出口,其係設置於上述機筒,可擠壓出上述混煉物。
為了達成上述另一目的,本發明之一形態的擠壓方法,是將原料供給至:沿著在機筒的內部進行旋轉之螺旋桿之周方向的外周面,並且使用在上述螺旋桿的上述外周面所形成的螺紋刮板,將該原料連續性地朝向上述螺旋桿的軸向方向進行搬運。在上述螺旋桿旋轉時,將藉由上述螺紋刮板所搬運的原料導引至:在上述螺旋桿的內部隨著上述螺旋桿進行公轉的通路,並且透過上述通路使原料返回至上述螺旋桿的上述外周面,來作為其特徵。
依據本發明的形態,是藉由設置在上述螺旋桿的障壁部來限制原料的流動,藉此提高施加於原料的壓力,並將已提高該壓力後的原料從上述螺旋桿的上述外周面導入上述通路為佳。
根據本發明,螺旋桿本體的內部通路,並不會以螺旋桿本體的軸線為中心進行旋轉,而是繞著該軸線進行公轉。因此,通過通路而返回至螺旋桿本體之外周面的原料不易受到剪力作用,而使通過通路的原料所承受的主要為伸長作用。
亦即,在螺旋桿上對原料施加剪力作用的處所與對原 料施加伸長作用的處所是被確定的,可以精度良好地控制原料的混煉程度。因此,能夠使所生成的混煉物,其原料的高分子成分在微觀下具有奈米分散化的分散構造。
3‧‧‧擠壓機(第2擠壓機)
20‧‧‧機筒
21‧‧‧螺旋桿
34‧‧‧供給口
36a‧‧‧吐出口
37、200‧‧‧螺旋桿本體
38‧‧‧旋轉軸
39‧‧‧筒體
40‧‧‧第1軸部
41‧‧‧第2軸部
42‧‧‧接頭部
43‧‧‧擋止部
45a、45b‧‧‧鍵
48‧‧‧第1軸環
50‧‧‧第2軸環
51‧‧‧搬運路徑
54、101‧‧‧搬運部
55‧‧‧障壁部
56、57、84、85、105、107、110、111、112‧‧‧螺紋刮板
60、86、115、162、172、182、203‧‧‧通路
61‧‧‧第1通路要素
62‧‧‧第2通路要素
63‧‧‧第3通路要素
B‧‧‧原料投入指向
O1‧‧‧軸線
第1圖,是概略性地顯示第1實施形態之連續式高剪力加工裝置的立體圖。
第2圖,是在第1實施形態所使用之第1擠壓機的斷面圖。
第3圖,是顯示於第1實施形態中,第1擠壓機的兩根螺旋桿相互齧合之狀態的立體圖。
第4圖,是在第1實施形態所使用之第3擠壓機的斷面圖。
第5圖,是在第1實施形態所使用之第2擠壓機的斷面圖。
第6圖,是第1實施形態中之第2擠壓機的斷面圖,其共同以斷面顯示機筒及螺旋桿。
第7圖,是在第1實施形態所使用之螺旋桿的側面圖。
第8圖,是沿著第6圖之F8-F8線的斷面圖。
第9圖,是沿著第6圖之F9-F9線的斷面圖。
第10圖,是在第1實施形態中之第2擠壓機的斷面圖,其放大顯示在旋轉軸上形成有跨及相鄰之三個筒體之間的通路的狀態。
第11圖,是顯示在第1實施形態中,相對於螺旋桿之原料的流動方向的側面圖。
第12圖,是第1實施形態中之第2擠壓機的斷面圖,其概略性地顯示螺旋桿旋轉時之原料的流動方向。
第13圖,是概略性地顯示第1實施形態之變形例的第2擠壓機的斷面圖。
第14圖,是在第1實施形態之變形例中之第2擠壓機的斷面圖,其概略性地顯示更換筒體後的狀態。
第15圖,是在第2實施形態所使用之第2擠壓機的斷面圖。
第16圖,是在第3實施形態所使用之第2擠壓機的斷面圖。
第17圖,是第3實施形態中之第2擠壓機的斷面圖,其共同以斷面顯示機筒及螺旋桿。
第18圖,是沿著第17圖之F18-F18線的斷面圖。
第19圖,是在第3實施形態所使用之筒體的立體圖。
第20圖,是放大顯示在第3實施形態中,於螺旋桿本體的內部所形成之通路的構造。
第21圖,是第3實施形態中螺旋桿的側面圖,其顯示螺旋桿旋轉時之原料的流動方向。
第22圖,是第3實施形態中之第2擠壓機的斷面圖,為概略性地顯示螺旋桿旋轉時之原料的流動方向。
第23圖,是顯示第3實施形態中,障壁部之變形例 的立體圖。
第24圖,是在第4實施形態所使用之螺旋桿的側面圖。
第25圖,是在第4實施形態所使用之第2擠壓機的斷面圖。
第26圖,是第4實施形態中之第2擠壓機的斷面圖,其共同以斷面顯示機筒及螺旋桿。
第27圖,是沿著第26圖之F27-F27線的斷面圖。
第28圖,是在第4實施形態所使用之筒體的立體圖。
第29圖,是從第28圖之箭頭F29的方向所觀察之筒體的立體圖。
第30圖,是第4實施形態中之螺旋桿的側面圖,其顯示螺旋桿旋轉時之原料的流動方向。
第31圖,是第4實施形態中之第2擠壓機的斷面圖,為概略性地顯示螺旋桿旋轉時之原料的流動方向。
第32圖,是第4實施形態中,概略性地顯示螺旋桿本體之變形例1的斷面圖。
第33圖,是第4實施形態中,概略性地顯示螺旋桿本體之變形例2的斷面圖。
第34圖,是第4實施形態中,概略性地顯示螺旋桿本體之變形例3的斷面圖。
第35(A)圖,是放大顯示第34圖之F35A處的斷面圖;第35(B)圖,是沿著第35(A)圖之F35B-F35B線 的斷面圖。
第36(A)圖,是放大顯示第34圖之F36A處的斷面圖;第36(B)圖,是沿著第36(A)圖之F36B-F36B線的斷面圖。
第37圖,是第4實施形態中,概略性地顯示螺旋桿本體之變形例4的斷面圖。
第38圖,是第4實施形態中,概略性地顯示螺旋桿本體之變形例5的斷面圖。
第39圖,是第4實施形態中,概略性地顯示螺旋桿本體之變形例6的斷面圖。
第40圖,是第5實施形態之第2擠壓機的斷面圖。
第41圖,是第6實施形態之第2擠壓機的斷面圖。
第42圖,是第7實施形態之第2擠壓機的斷面圖。
第43圖,是第8實施形態之第2擠壓機的斷面圖。
[第1實施形態]
以下,對於第1實施形態關於,參照第1圖至第12圖進行說明。
第1圖,是概略性地顯示第1實施形態之連續式高剪力加工裝置1的構成。高剪力加工裝置1,係具備有:第1擠壓機2、第2擠壓機3、以及第3擠壓機4。第1擠壓機2、第2擠壓機3、以及第3擠壓機4,為相互直線排列而接連。
第1擠壓機2,例如是用以將二種非相溶性的樹脂進行預備性混煉的加工要素。作為被混合之樹脂者,例如使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)般之丙烯酸甲酯系樹脂以及聚碳酸酯樹脂(PC)。所混合之二種類的樹脂,例如以粒狀的狀態供給至第1擠壓機2。
在本實施形態中,為了強化樹脂之混煉與熔融的程度,作為第1擠壓機2者是使用同方向旋轉型的雙軸混煉機。第2圖及第3圖,為揭示雙軸混煉機的一例。雙軸混煉機,係具備有機筒6、以及於機筒6的內部所容納的兩根螺旋桿7a、7b。機筒6,是包含:具有組合二個圓筒之形狀的擠壓缸部8。上述樹脂,是從設置在機筒6之一端部的供給口9連續性地被供給到擠壓缸部8。再者,機筒6,係具備有用以加熱被供給至擠壓缸部8之樹脂的加熱器。
螺旋桿7a、7b,是以相互齧合的狀態被容納在擠壓缸部8。螺旋桿7a、7b,是接受到從沒有圖示出之馬達所傳遞的力矩而相互地朝向同方向旋轉。如第3圖所示,螺旋桿7a、7b,係各別具備有:進給部11、混煉部12、以及泵送部13。進給部11、混煉部12、以及泵送部13,是沿著螺旋桿7a、7b的軸向方向排列於一列。
進給部11,係具有扭轉成螺旋狀的螺紋刮板14。螺旋桿7a、7b的螺紋刮板14,是以相互齧合的狀態下進行旋轉,並且將所供給的二種樹脂從供給口9朝向混煉部12進行搬運。
混煉部12,係具有排列於螺旋桿7a、7b之軸向方向上的複數個碟盤15。螺旋桿7a、7b的碟盤15,是以相互相向的狀態進行旋轉,並且對從進給部11所送進的樹脂進行預備性混煉。被混煉後的樹脂,係藉由螺旋桿7a、7b的旋轉而送入泵送部13。
泵送部13,係具有扭轉成螺旋狀的螺紋刮板16。螺旋桿7a、7b的螺紋刮板16,係在相互齧合的狀態下進行旋轉,並且,將預備性混煉後的樹脂從機筒6的吐出端擠出。
依據如此的雙軸混煉機,被供給至螺旋桿7a、7b之進給部11的樹脂,是受到:藉由伴隨著螺旋桿7a、7b的旋轉所產生的剪切力發熱、以及藉由來自加熱器所加熱之機筒6的熱而熔融。使得藉由在雙軸混煉機之預備性的混煉所熔融的樹脂,構成被混合的原料。原料,如第1圖中之箭頭A所示,是從機筒6的吐出端被連續地供給至第2擠壓機3。
原料在被供給於第2擠壓機3之時點,原料是藉由在第1擠壓機2之預備性的混煉所熔融而具備有流動性。因此,可以減輕正式將原料混煉之第2擠壓機3的負擔。
第2擠壓機3,此一構成要素是用以產生:使原料的高分子成分在微觀下具有奈米分散化之分散構造的混煉物。在本實施形態中,是使用單軸擠壓機來作為第2擠壓機3。單軸擠壓機,係具備有:機筒20、以及一根螺旋桿21。螺旋桿21,是具有對熔融後的原料反覆地施加剪力 作用及伸長作用的功能。有關包含螺旋桿21之第2擠壓機3的構成,將於後詳細說明之。
第3擠壓機4,此一構成要素是用以將被含混在從第2擠壓機3所擠壓出之混煉物中的氣體成分予以去除。在本實施形態中,是使用單軸擠壓機來作為第3擠壓機4。如第4圖所示,單軸擠壓機,是具備有:機筒22、以及被容納於機筒22的一根排氣螺旋桿23。機筒22,是包含有筆直的圓筒狀擠壓缸部24。從第2擠壓機3所擠壓出的混煉物,是從沿著擠壓缸部24之軸向方向的一端部連續性地被供給至擠壓缸部24。
機筒22,具備有排氣口25。排氣口25,是在沿著擠壓缸部24之軸向方向的中間部呈開口,並且接連於真空泵26。再者,機筒22之擠壓缸部24的另一端部,是由頭部27所閉塞著。頭部27,是具備有用以使混煉物吐出的吐出口28。
排氣螺旋桿23,是容納於擠壓缸部24。排氣螺旋桿23,是承受來自於沒有圖示出之馬達所傳達的力矩而朝單方向旋轉。排氣螺旋桿23,具備有螺旋狀扭轉的螺紋刮板29。螺紋刮板29,是與排氣螺旋桿23一體地旋轉,並且將被供給至擠壓缸部24的混煉物連續地朝向頭部27進行搬運。
混煉物,在被搬運至與排氣口25相對應的位置時,受到真空泵26的真空壓力。藉此,連續地將含混在混煉物中的氣態物質或其他揮發性成分從混煉物中去除。去除 掉氣態物質或其他揮發性成分的混煉物,從頭部27的吐出口28連續地吐出至高剪力加工裝置1的外部。
其次,對第2擠壓機3詳細地說明。
如第5圖及第6圖所示,第2擠壓機3的機筒20,為筆直的筒狀,且被配置呈水平。機筒20,是被分割為複數個機筒部件單元31。
各機筒部件單元31,是具備有圓筒狀的貫通孔32。機筒部件單元31,是使各個貫通孔32以連續為同軸狀之方式呈一體性地結合。機筒部件單元31的貫通孔32,相互協同動作地將圓筒狀的擠壓缸部33限制在機筒20的內部。擠壓缸部33,是朝向機筒20的軸向方向延伸。
供給口34是形成在沿著機筒20之軸向方向的一端部。供給口34,為連通於擠壓缸部33,並且由第1擠壓機2所混合後的原料被連續地供給至該供給口34。
機筒20,具備沒有圖示出的加熱器。加熱器,是用以調整機筒20的溫度以使機筒20的溫度成為最適合於原料混煉的值。再者,機筒20,係具備有可供例如水或油般之冷媒流動的冷媒通路35。冷媒通路35,是以圍住擠壓缸部33之方式而配置。冷媒,是在機筒20的溫度超過預先所決定的上限值時便沿著冷媒通路35流動,強制地冷卻機筒20。
沿著機筒20之軸向方向的另一端部,是由頭蓋部36所閉塞住。頭蓋部36,係具備有吐出口36a。吐出口36a,是相對於供給口34位在沿著機筒20之軸向方向的 相反側位置,並且接連於第3擠壓機4。
如第5圖至第7圖所示,螺旋桿21,具備有螺旋桿本體37。本實施形態的螺旋桿本體37,是由一根旋轉軸38、以及複數個圓筒狀的筒體39所構成。
旋轉軸38,係具備有第1軸部40及第2軸部41。第1軸部40,是位在:作為機筒20的一端部側之旋轉軸38的基端位置。第1軸部40,是包含接頭部42及擋止部43。接頭部42,是經由沒有圖示出的聯結器而連結於如馬達般的驅動源。擋止部43,是設成與接頭部42為同軸狀。擋止部43,其外徑比接頭部42還大。第2軸部41,是從第1軸部40之擋止部43的端面呈同軸狀地延伸。第2軸部41,係具有可及於機筒20之大致全長的長度,並且具有與頭蓋部36相互對向的前端。
第2軸部41,為外徑比擋止部43還小的實心圓柱狀。如第8圖及第9圖所示,於第2軸部41的外周面安裝有一對鍵45a、45b。鍵45a、45b,是在第2軸部41之周方向上相差180°的位置朝向第2軸部41的軸向方向延伸。
再者,螺旋桿本體37,具有筆直的軸線O1。軸線O1,是將第1軸部40及第2軸部41予以同軸狀地貫通,並且水平地延伸於旋轉軸38的軸向方向。
如第6圖至第10圖所示,筒體39,為限制螺旋桿本體37之外徑的構成要素,且同軸狀地插入在第2軸部41之上。依據本實施形態,所有的筒體39的外徑D1,是設 定為相互相同。
筒體39,於沿著其軸向方向的兩端具有端面39a。端面39a,為沿著與軸線O1垂直相交之方向的平面。一對鍵槽47a、47b是形成於筒體39的內周面。鍵槽47a、47b,是在筒體39之周方向上相差180°的位置朝向筒體39的軸向方向延伸,並且開口於筒體39之兩方的端面39a。
筒體39,是在使鍵槽47a、47b配合第2軸部41之鍵45a、45b的狀態下,從第2軸部41的前端方向插入到第2軸部41之上。在本實施形態中,在最初插入於第2軸部41之上的筒體39與第1軸部40之擋止部43的端面之間,中介有第1軸環48。再者,將全部的筒體39插入於第2軸部41之上後,藉由固定螺絲49使第2軸環50固定於第2軸部41的前端面。
固定螺絲49,為連結鎖緊具的一例;第2軸環50為端板的一例。藉由將第2軸環50固定於第2軸部41的前端面,使全部的筒體39在第1軸環48與第2軸環50之間被鎖緊在第2軸部41的軸向方向,並使相鄰之筒體39的端面39a沒有間隙地緊貼著。
其結果,全部的筒體39為同軸狀地結合在第2軸部41上,而構成外徑一定之節段式的螺旋桿本體37。與之一同地,旋轉軸38與筒體39組裝呈一體構造物,以使筒體39隨著旋轉軸38以軸線O1為中心進行旋轉。
於本實施形態中,筒體39,並非僅限定於是藉由鍵 45a、45b而被固定於旋轉軸38者。例如,取代鍵45a、45b,也可以使用第2圖所示之花鍵來將筒體39固定於旋轉軸38。
螺旋桿21,是被容納於機筒20的擠壓缸部33。螺旋桿21的螺旋桿本體37,相對於擠壓缸部33是處於同軸狀位置,且在該螺旋桿本體37的外周面與擠壓缸部33的內周面之間形成搬運路徑51。如第8圖及第9圖所示,搬運路徑51,其沿著擠壓缸部33之徑向的斷面形狀為圓環形,且朝向擠壓缸部33的軸向方向延伸。再者,旋轉軸38的接頭部42及擋止部43,是從機筒20的一端部朝向機筒20的外部突出。
在本實施形態中,從旋轉軸38的基端方向觀察螺旋桿21時,螺旋桿21,承受到來自驅動源的力矩而如第5圖之箭頭所示地朝向逆時鐘方向進行左旋轉。螺旋桿21的旋轉數,以設定在600rpm~3000rpm為佳。
如第5圖至第7圖及第10圖所示,螺旋桿本體37,係具有:搬運原料的複數個搬運部54、及限制原料流動的複數個障壁部55。搬運部54及障壁部55,是交互地排列配置於螺旋桿本體37的軸向方向。螺旋桿本體37之軸向方向,換言之亦可說是螺旋桿本體37的長邊方向。
各搬運部54,係具有呈螺旋狀扭轉的螺紋刮板56。螺紋刮板56,是從沿著筒體39之周方向的外周面朝向搬運路徑51突出,該螺紋刮板56的頂部是構成搬運部54的外周面。螺紋刮板56,在螺旋桿21進行左旋轉時,是 以使原料從螺旋桿本體37的前端朝向基端搬運之方式進行扭轉。換言之,螺紋刮板56,是以使螺紋刮板56的扭轉方向為與左螺紋相同之方式向左扭轉。
沿著螺旋桿本體37之軸向方向的搬運部54的長度,例如可因應原料的種類、原料的混煉程度、每單位時間之混煉物的生產量等而適切地設定。再者,所謂搬運部54,雖是指至少在筒體39的外周面形成有螺紋刮板56的區域,但並非是特定在螺紋刮板56的始點與終點之間的區域者。
亦即,筒體39的外周面當中,在離開螺紋刮板56的區域(螺紋刮板56的區域之外)亦會有被視為搬運部54的情形,或者在與具有螺紋刮板56之筒體39相鄰位置配置有圓筒狀的間隔物或圓筒狀的軸環之情形時,該間隔物或軸環亦可被包含在搬運部54中。
各障壁部55,係具有扭轉成螺旋狀的螺紋刮板57。螺紋刮板57,是從沿著筒體39之周方向的外周面朝向搬運路徑51突出,並以該螺紋刮板57的頂部構成障壁部55的外周面。螺紋刮板57,於螺旋桿21進行左旋轉時,是以將原料從螺旋桿本體37的基端朝向前端搬運之方式進行扭轉。換言之,螺紋刮板57,是以螺紋刮板57的扭轉方向為與右螺紋相同之方式向右扭轉。
螺紋刮板57的間距,是與螺紋刮板56的間距相同、或是比螺紋刮板56的間距還小。再者,在螺紋刮板56、57的頂部與機筒20的擠壓缸部33的內周面之間,被確 保有些微間隙。
沿著螺旋桿本體37之軸向方向的障壁部55的長度,例如可因應原料的種類、原料的混煉程度、每單位時間之混煉物的生產量等而適切地設定。障壁部55,是具有用以阻擋由搬運部54所輸送之原料的流動的功能。亦即,障壁部55,是在原料之搬運方向的下游側與搬運部54相鄰,並且是以用來妨礙:由搬運部54所輸送之原料通過螺紋刮板57的頂部與擠壓缸部33的內周面之間的間隙之方式所構成。
在本實施形態中,障壁部55是位在與機筒20之一端部對應之螺旋桿本體37的基端,而與機筒20的另一端部對應之螺旋桿本體37的前端部,設置有吐出用螺紋刮板58。吐出用螺紋刮板58,是從位在螺旋桿本體37之前端部位置之筒體39的外周面朝向搬運路徑51突出。吐出用螺紋刮板58,是以將原料從螺旋桿本體37的基端朝向前端的方向進行搬運之方式地扭轉。機筒20的供給口34,是與沿著最靠近螺旋桿本體37之基端的一個搬運部54之軸向方向的中間部相向。
依據本實施形態,螺紋刮板56、57、58,是從所有外徑D1皆相等之複數個筒體39的外周面朝向搬運路徑51突出。因此,筒體39的外周面,界定出螺旋桿21的谷徑。螺旋桿21的谷徑,是及於螺旋桿21的全長地保持在一定值。
如第5圖至第7圖、及第10圖所示,螺旋桿本體 37,係具有朝向螺旋桿本體37之軸向方向延伸的複數條通路60。通路60,是在螺旋桿本體37之軸向方向上存在有間隔地排列配置著。再者,在沿著螺旋桿本體37之軸向方向的中間部,如第9圖所示,延伸於螺旋桿本體37之軸向方向的四個通路60是在螺旋桿本體37的周方向上存在有90°的間隔而排列配置著。
如第6圖及第10圖所示,各通路60,在以一個障壁部55與夾隔著該障壁部55的兩個搬運部54作為一個單元時,是跨及於對應此等搬運部54及障壁部55的三個筒體39之間而形成。
具體來說,各通路60,是由第1至第3通路要素61、62、63所限定。第1通路要素61,可以說是通路60的入口。第1通路要素61,是開口於:每一上述一個單元中比障壁部55更位在螺旋桿本體37之基端側位置的搬運部54所對應之筒體39的外周面。第1通路要素61的開口端,在搬運部54所對應之筒體39的外周面上,是位在比該搬運部54更靠近螺旋桿本體37之基端側,且與相鄰之障壁部55的交界附近位置。再者,第1通路要素61的開口端,是離開於螺紋刮板56(並不位在螺紋刮板56之範圍內)。
在本實施形態中,第1通路要素61,是在筒體39的外周面例如藉由施以使用鑽頭的機械加工所形成。因此,第1通路要素61,為具有圓形斷面形狀的孔,並以與軸線O1垂直相交之方式從筒體39的外周面朝向筒體39的 徑向延伸。第1通路要素61的底61a,係成為由鑽頭的前端所切削掉而呈圓錐狀的傾斜面。
第2通路要素62,亦可以說是原料流通的通路本體。第2通路要素62,是以跨及搬運部54及障壁部55所對應之三個筒體39之間的方式而與螺旋桿本體37的軸線O1平行地延伸。因此,第2通路要素62,在途中無分歧且一直線狀地設置於螺旋桿本體37之軸向方向,並且具有預先所決定的全長。
於第10圖為最佳顯示方式,第2通路要素62,是由:上述三個筒體39之中在螺旋桿本體37的基端側之筒體39的內部所形成的第1部分65a、及上述三個筒體39之中在中間的筒體39的內部所形成的第2部分65b、以及上述三個筒體39之中在螺旋桿本體37的前端側之筒體39的內部所形成的第3部分65c所構成。第1部分65a、第2部分65b、以及第3部分65c,是沿著螺旋桿本體37的軸向方向而排列成同軸狀。
第2通路要素62的第1部分65a,是直線狀延伸於筒體39的軸向方向,並且朝向該筒體39之中所相鄰之中間的筒體39的側端面39a呈開口。與第1部分65a之開口端為相反側的端部,是由筒體39的端壁39b所閉塞著。依據本實施形態,第2通路要素62的第1部分65a,是在筒體39的端面39a例如藉由施以使用鑽頭的機械加工所形成。因此,第1部分65a,是由具有圓形之斷面形狀的孔所決定。
第2通路要素62的第2部分65b,是在中間的筒體39例如藉由施以使用鑽頭的機械加工所形成。第2部分65b,係將中間的筒體39朝向軸向方向貫通,並且在中間的筒體39的兩方端面39a呈開口。因此,第2部分65b,是由具有圓形之斷面形狀的孔所決定。
第2通路要素62的第3部分65c,是直線狀延伸於筒體39的軸向方向,並且朝向該筒體39中所相鄰之中間的筒體39的側端面39a呈開口。與第3部分65c之開口端為相反側的端部,是由筒體39的端壁39b所閉塞著。依據本實施形態,第2通路要素62的第3部分65c,是在筒體39的端面39a例如藉由施以使用鑽頭的機械加工所形成。因此,第3部分65c,是由具有圓形之斷面形狀的孔所決定。
如第6圖及第10圖所示,第1部分65a的開口端、第2部分65b的開口端、以及第3部分65c的開口端,將相鄰之三個筒體39鎖緊於旋轉軸38之軸向方向時,以使之相互連通之方式呈同軸狀地相抵接。
第3通路要素63,可以說是通路60的出口。第3通路要素63,是開口於:每一上述一個單元中比障壁部55更位在螺旋桿本體37之前端側位置的搬運部54所對應之筒體39的外周面。第3通路要素63的開口端,在搬運部54所對應之筒體39的外周面上,是位在比該搬運部54更靠近螺旋桿本體37之前端側,且與相鄰之障壁部55的交界附近位置。再者,第3通路要素63的開口端,是離 開於螺紋刮板56(並不在螺紋刮板56之範圍內)。
再者,在本實施形態中,第3通路要素63,是在筒體39的外周面例如藉由施以使用鑽頭的機械加工所形成。因此,第3通路要素63,為具有圓形斷面形狀的孔,並從筒體39的外周面朝向筒體39的徑向延伸。第3通路要素63的底63a,係成為由鑽頭的前端所切削掉而呈圓錐狀的傾斜面。
第1通路要素61的開口端與第3通路要素63的開口端,是將二個搬運部54及一個障壁部55夾成一間隔而在螺旋桿本體37之軸向方向上相互間隔開。換言之,在第1通路要素61的開口端與第3通路要素63的開口端之間,螺旋桿本體37的表面形態有所變化。
如第10圖所示,與第2通路要素62之第1部分65a的開口端為相反側的端部,是在筒體39的內部連接於第1通路要素61。第1通路要素61及第2通路要素62的第1部分65a,皆為保持著維持在圓形的斷面形狀下而相互連通。再者,第2通路要素62之第1部分65a的端部,是在離開第1通路要素61之圓錐狀的底61a的位置與第1通路要素61連接著。第2通路要素62的第1部分65a,也可以連接在第1通路要素61的底61a。
因此,第1通路要素61,換言之亦可以說是以開口於螺旋桿本體37的外周面之方式從第2通路要素62的第1部分65a的端部朝向筒體39的徑向方向所立起的第1立起部。
與第2通路要素62的第3部分65c的開口端為相反側的端部,是在筒體39的內部連接於第3通路要素63。第3通路要素63及第2通路要素62的第3部分65c,皆為保持著維持在圓形的斷面形狀下而相互連通。再者,第2通路要素62的第3部分65c的端部,是在離開第3通路要素63之圓錐狀的底63a的位置與第3通路要素63連接著。第2通路要素62的第3部分65c,也可以連接在第3通路要素63的底63a。
因此,第3通路要素63,換言之亦可以說是以開口於螺旋桿本體37的外周面之方式從第2通路要素62的第3部分65c的端部朝向筒體39的徑向方向所立起的第2立起部。
此外,在螺旋桿本體37的中間部中,作為通路60之入口的第1通路要素61、與作為相鄰之另一通路60之出口的第3通路要素63,是在相鄰的二個障壁部55之間連通於搬運路徑51。
此外並且,藉由在筒體39的內部設置通路60,該通路60,是相對於螺旋桿本體37的軸線O1呈偏心。因此,通路60,在螺旋桿本體37旋轉時是繞著軸線O1周圍進行公轉。
構成第2通路要素62之孔的內徑,例如可以設定為1mm以上,未滿6mm,較佳是設定為1mm以上,5mm以下。再者,第2通路要素62的內徑,是比作為入口之第1通路要素61的內徑還小。此外並且,沿著第2通路要 素62之徑向的斷面積,是設定為遠小於沿著擠壓缸部33之徑向的搬運路徑51的斷面積。
依據本實施形態,筒體39,係具有:決定構成第1至第3通路要素61、62、63之孔形狀的圓筒狀壁面66。由壁面66所圍住之第1至第3通路要素61、62、63,為僅容許原料流通的中空空間,在該空間內並不存在有構成螺旋桿本體37的構成要素。再者,壁面66,在螺旋桿本體37旋轉時,並不是以軸線O1為中心進行自轉,而是繞著軸線O1周圍進行公轉。
於本實施形態中,在將複數個筒體39從旋轉軸38卸取下而分解螺旋桿21時,至少螺紋刮板56、57、58之一部分所形成的筒體39,可以另稱之為螺旋桿部件。
再者,依據本實施形態,螺旋桿21的螺旋桿本體37,是藉由將作為螺旋桿部件的複數個筒體39依序插入旋轉軸38上而構成的。因此,例如可以因應原料的混煉程度進行搬運部54及障壁部55的更換或更改,並且可以容易進行更換及更改時的作業。
此外,藉由將複數個筒體39鎖緊於旋轉軸38的軸向方向來使相鄰之筒體39的端面39a相互緊貼,以形成通路60的第2通路要素(通路本體)62,並在第1通路要素(入口)61與第3通路要素(出口)63之間中介該第2通路要素62而一體地連通。
因此,對於在螺旋桿本體37中形成通路60,相較於螺旋桿本體37之全長,只要對長度大幅縮短的各個筒體 39施以加工即可。因此,在形成通路60時的作業性及操作變得較為容易。
依據如此構成的連續式高剪力加工裝置1,第1擠壓機2,係將複數種樹脂預備性地混煉。藉由該混煉所熔融的樹脂,成為混合後之具有流動性的原料而連續地被供給至第2擠壓機3的供給口34。
被供給至第2擠壓機3的原料,如第11圖以箭頭B所示,是被投入在搬運部54之最近於螺旋桿21基端的外周面。螺旋桿21,若從旋轉軸38基端的方向來觀察時由於是朝逆時鐘方向進行左旋轉,故搬運部54的螺紋刮板56,如第11圖以實線的箭頭所示,將從供給口34所投入的原料朝向在螺旋桿本體37的基端側所相鄰的障壁部55進行搬運。亦即,螺紋刮板56,是用以將從供給口34所投入的原料朝向螺旋桿本體37的基端逆向輸送。
此時,藉由在搬運路徑51內旋轉的螺紋刮板56與擠壓缸部33的內周面之間的速度差所產生的剪力作用施加於原料,並且藉由螺紋刮板56巧妙的扭轉狀況使原料被攪拌。其結果,原料被正式地混煉而進行原料之高分子成分的分散化。
受到剪力作用的原料,沿著搬運路徑51而到達搬運部54與障壁部55之間的交界。障壁部55的螺紋刮板57,在螺旋桿21進行左旋轉時,由於是以從螺旋桿本體37的基端朝向前端來搬運原料之方式朝向右方向扭轉,因此藉由螺紋刮板56所推送的原料將會受到螺紋刮板57 所阻擋。換言之,障壁部55的螺紋刮板57,在螺旋桿21進行左旋轉時,限制由螺紋刮板56所推送之原料的流動,並且妨礙原料循著障壁部55的外周面與擠壓缸部33的內周面之間的間隙貫通而過。
其結果,原料的壓力在搬運部54與障壁部55的交界處升高。具體敘述如下,第12圖,是以濃淡漸次表示在搬運路徑51中,螺旋桿本體37的搬運部54所對應之處的原料充滿率,色調愈濃表示原料的充滿率愈高。從第12圖可明確得知,在搬運路徑51中,隨著愈接近障壁部55原料的充滿率就愈高,在就要到達障壁部55的跟前,原料的充滿率為100%。
因此,在障壁部55跟前位置形成有原料充滿率100%的原料積留區R。在原料積留區R中,原料的流動被阻擋,藉此使得原料的壓力上昇。壓力上昇的原料,便如第11圖及第12圖中之虛線的箭頭所示,從通路60的第1通路要素61流入第2通路要素62。
沿著第2通路要素62之徑向的斷面積,是比沿著擠壓缸部33之徑向的搬運路徑51的斷面積還小。換言之,第2通路要素62的內徑,由於遠小於螺旋桿本體37的外徑,所以原料在通過第2通路要素62時,原料被劇烈地擠榨,藉此對該原料施加伸長作用。
此外,由於第2通路要素62的斷面積充分較小於搬運路徑51的斷面積,所以盡管積留在原料積留區R的原料會流入通路60,在障壁部55跟前的原料積留區R並不 會有因此而消滅之情形。因此,即使例如藉由螺紋刮板56所推送至障壁部55之原料的流量或多或少減少了一些時,還是可以由蓄積於原料積留區R的原料來填補流量所減少的量。因此,原料,是在一直保持安定的狀態下被供給至通路60。
通過了第2通路要素62的原料,如第12圖以實線的箭頭所示地,通過第3通路要素63而返回到螺旋桿本體37之前端側所相鄰的搬運部54。返回後的原料,係藉由搬運部54的螺紋刮板56被朝向螺旋桿本體37的基端進行搬運,在此搬運的過程中再次受到剪力作用。受過剪力作用的原料,從通路60的第1通路要素61流入第2通路要素62,並且,在流通經該第2通路要素62的過程中再次受到伸長作用。
在本實施形態中,複數個搬運部54以及複數個障壁部55是在螺旋桿本體37的軸向方向上交互地排列,並且複數個通路60是在螺旋桿本體37之軸向方向上存在有間隔地排列配置著。因此,從供給口34被投入到螺旋桿本體37的原料,如第10圖及第11圖中以箭頭所示地,一面反覆交互地受到剪力作用及伸長作用,一面從螺旋桿本體37的基端朝向前端的方向被連續性地搬運。藉此,原料的混煉程度被強化,並促進原料之高分子成分的分散化。
複數個通路60的第2通路要素62,是各別地經由第1通路要素61及第3通路要素63而朝向螺旋桿本體37 的外周面呈開口。因此,於各通路60中,從第1通路要素61流入至第2通路要素62的原料,必然得通過第3通路要素63來返回到螺旋桿本體37的外周面,原料在複數個通路60之間並沒有混合。
藉此,可以迴避原料有過度混煉的情形,而能夠視所期望的混煉程度(混煉度)進行適切的混煉。
到達螺旋桿本體37之前端的原料,在已成為充分被混煉的混煉物之後,從通路60的出口63被導入至擠壓缸部33與頭蓋部36之間的間隙。進一步地,混煉物,從頭蓋部36的吐出口36a被連續性地供給於第3擠壓機4。
在第3擠壓機4中,如上所述地,用以從混煉物中連續性地去除掉被包含在混煉物中的氣態物質或其他的揮發性成分。消除掉氣態物質或其他的揮發性成分後的混煉物,便從頭部27的吐出口28被連續無中斷地吐出至高剪力加工裝置1的外部。吐出的混煉物,是被浸漬在蓄積於水槽內的冷卻水中。藉此,將混煉物強制地冷卻,以得到所期望的樹脂成形品。
於第2擠壓機3中,從第1擠壓機2所供給的原料經由複數次反覆在螺旋桿本體37的軸向方向上反轉被搬運,在該搬運過程中,原料被反覆地施加剪力作用及伸長作用。換言之,由於原料不會在螺旋桿本體37之外周面上的相同處所一直反覆進行循環,所以可以沒有間斷地將原料從第2擠壓機3供給至第3擠壓機4。
藉此,可以連續地成形充分混煉後的混煉物,相較於 批次式的高剪力成形裝置,可以飛躍性地提高混煉物的生產效率。
同時,在本實施形態中,由於在第1擠壓機2經預備性混煉過的樹脂是沒有中斷地被持續供給至第2擠壓機3,故樹脂在第1擠壓機2之內部的流動並不會有暫時性停滯的情形。因此,可以防止經預備性混煉過的樹脂因滯留在第1擠壓機2的內部而產生樹脂的溫度變化、黏度變化、或是相變化。因此,可以隨時將品質均一的原料從第1擠壓機2供給至第2擠壓機3。
依據第1實施形態,對原料施加伸長作用的通路60,由於相對於作為螺旋桿本體37之旋轉中心的軸線O1是位在偏心的位置上朝向螺旋桿本體37的軸向方向延伸,所以通路60,是繞著軸線O1周圍進行公轉。換言之,限定通路60之圓筒狀的壁面66,不會以軸線O1為中心進行自轉而是繞著軸線O1的周圍進行公轉。
因此,原料在通過通路60時,原料受到離心力作用而使該原料在通路60的內部並不會被活潑地攪拌。因此,通過通路60的原料難以受到剪力作用,通過通路60而返回到搬運部54的原料所承受的主要還是伸長作用。
因此,依據第1實施形態的螺旋桿21,可以明確地限定對原料施加剪力作用的處所以及對原料施加伸長作用的處所。據此,在分辨原料的混煉程度上成為有利的構成,並且可以精度良好地控制混煉的程度。其結果,能夠使所生成的混煉物,其原料的高分子成分在微觀下具有奈 米分散化的分散構造。
此外,由於複數個通路60全部相對於軸線O1皆呈偏心,所以可以均等地對通過複數個通路60的原料施加伸長作用。亦即,可以消除在複數個通路60之間之混煉條件的不均,而能夠執行均等的混煉。
依據第1實施形態,由於複數個筒體39的外徑D1設定為相互相同,所以搬運路徑51,係具有:及於沿螺旋桿本體37之軸向方向上的全長皆為一樣的圓環狀斷面形狀。因此,經由搬運路徑51對原料反覆施加剪力作用及伸長作用時,可以依序將剪力作用及伸長作用平順地施加於原料,而可以更進一步地執行均等混煉。
再者,依據第1實施形態,由於並沒有以往單軸擠壓機的螺旋桿所具備的可塑化區域,而是將搬運部54、障壁部55、以及通路60予以組合配置作為螺旋桿21,所以可以容易操作第2擠壓機3。
[第1實施形態的變形例]
第13圖及第14圖,是揭示與第1實施形態具有關連性的變形例。
在第13圖所示的變形例中,在設置有第2通路要素62的第2部分65b之該筒體39的外周面,連續地形成有:構成障壁部55之全部的螺紋刮板57、以及構成搬運部54之一部分的螺紋刮板56。亦即,第2通路要素62的第2部分65b是位在形成有二種類的螺紋刮板56、57 之筒體39的內部。
以如此方式構成之情形時,若是準備如第14圖所示之於外周面的全部區域皆形成作為障壁部55用的螺紋刮板57之專用的筒體68,來當作為設有第2通路要素62的第2部分65b之筒體39的話,就能夠將該筒體68與形成有二種類之螺紋刮板56、57的上述筒體39替換。
藉此,可以在形成通路60的三個筒體39、68之長度的範圍內,將作為搬運部54用的螺紋刮板56所佔之區域與作為障壁部55用的螺紋刮板57所佔之區域的比例,例如因應原料的混煉程度來加以變更。
[第2實施形態]
第15圖,是揭示第2實施形態。第2實施形態,關於螺旋桿21之旋轉軸38的事項是與第1實施形態不同。除此之外的第2擠壓機3的構成,基本上是與第1實施形態相同。因此,在第2實施形態中,對於與第1實施形態相同的構成部分標示以相同的參照符號,並省略其說明。
如第15圖所示,冷媒通路71是形成在旋轉軸38的內部。冷媒通路71,是沿著旋轉軸38的軸線O1同軸狀地延伸。冷媒通路71的一端,是在接頭部42的處所經由旋轉接頭72而連接於出口配管73。冷媒通路71的另一端,是在旋轉軸38的前端被液密(不漏液)地封塞著。
冷媒導入管74為同軸狀地插入在冷媒通路71的內部。冷媒導入管74的一端,是經由旋轉接頭72而連接於 入口配管75。冷媒導入管74的另一端,是在冷媒通路71的另一端附近朝向冷媒通路71內呈開口。
在第2實施形態中,水或是油等之冷媒從入口配管75經由旋轉接頭72及冷媒導入管74而輸送進入冷媒通路71。被輸送進入冷媒通路71的冷媒,通過在冷媒通路71的內周面與冷媒導入管74的外周面之間的間隙而返回至旋轉軸38的接頭部42,並且,經由旋轉接頭72而回到出口配管73。
依據第2實施形態,由於冷媒是沿著旋轉軸38的軸向方向而循環,所以利用該冷媒可以冷卻螺旋桿本體37。因此,可以適度地調整接觸原料之螺旋桿本體37的溫度,而能夠將由於原料的溫度上昇所造成之樹脂的劣化及黏度的變化等防範於未然。
[第3實施形態]
第16圖至第22圖,是揭示著第3實施形態。第3實施形態,其關於螺旋桿21之螺旋桿本體37的事項是與第1實施形態不同。除此之外的第2擠壓機3的構成,基本上是與第1實施形態相同。因此,在第3實施形態中,對於與第1實施形態相同的構成部分標示以相同的參照符號,並省略其說明。
如第16圖及第17圖所示,構成螺旋桿本體37的複數個筒體39,是與第1實施形態同樣地,在第1軸環48與第2軸環50之間是被鎖緊於第2軸部41的軸向方向, 使相鄰的筒體39的端面39a無間隙地緊貼著。
螺旋桿本體37,是具有:搬運原料的複數個搬運部81、以及限制原料流動的複數個障壁部82。搬運部81及障壁部82,是交互地排列配置在螺旋桿本體37的軸向方向上。
如第17圖及第19圖所示,各搬運部81,係具有扭轉成螺旋狀的螺紋刮板84。螺紋刮板84,是從沿著筒體39之周方向的外周面朝向搬運路徑51突出,該螺紋刮板84的頂部是構成搬運部81的外周面。螺紋刮板84,在螺旋桿21進行左旋轉時,是以將原料從螺旋桿本體37的基端朝向前端搬運之方式進行扭轉。換言之,螺紋刮板84,是以螺紋刮板84的扭轉方向與右螺紋相同之方式向右扭轉。
沿著螺旋桿本體37的軸向方向之搬運部81的長度,例如可因應原料的種類、原料的混煉程度、每單位時間之混煉物的生產量等而適切地設定。再者,所謂搬運部81,雖是指至少在筒體39的外周面形成有螺紋刮板84的區域,但並非是特定在螺紋刮板84的始點與終點之間的區域者。
換言之,筒體39的外周面當中,在離開螺紋刮板84的區域(螺紋刮板84的區域之外)亦會有被視為搬運部81的情形。與此同時,在與具有螺紋刮板84之筒體39相鄰位置處配置有圓筒狀的間隔物或圓筒狀的軸環之情形時,該間隔物或軸環亦可被包含在搬運部81中。
各障壁部82,係具有呈螺旋狀扭轉的螺紋刮板85。螺紋刮板85,是從沿著筒體39之周方向的外周面朝向搬運路徑51突出,並以該螺紋刮板85的頂部構成障壁部82的外周面。螺紋刮板85,於螺旋桿21進行左旋轉時,是以使原料從螺旋桿本體37的基端朝向前端搬運之方式進行扭轉。換言之,螺紋刮板85,是以使螺紋刮板85的扭轉方向為與左螺紋相同之方式向左扭轉。
障壁部82之螺紋刮板85的間距,是與搬運部81之螺紋刮板84的間距相同、或是比螺紋刮板84的間距還小。再者,在螺紋刮板84、85的頂部與機筒20的擠壓缸部33的內周面之間,被確保有些微間隙。
沿著螺旋桿本體37之軸向方向的障壁部82的長度,例如可因應原料的種類、原料的混煉程度、每單位時間之混煉物的生產量等而適切地設定。障壁部82,是具有用以阻擋由搬運部81所輸送之原料的流動的功能。亦即,障壁部82,是在原料之搬運方向的下游側與搬運部81相鄰,並且用以妨礙:由搬運部81所輸送之原料通過螺紋刮板85的頂部與擠壓缸部33的內周面之間的間隙之方式所構成。
因此,在本實施形態中的第2擠壓機3中,是在障壁部82的位置處阻擋原料的流動,並以使原料不通過障壁部82的外周面與擠壓缸部33的內周面之間的間隙為前提。
依據本實施形態,在螺旋桿本體37的基端中,複數 個搬運部81是連續地排列於螺旋桿本體37的軸向方向。機筒20的供給口34,是與:在螺旋桿本體37的基端中,沿著一個搬運部81之軸向方向的中間部相互對向。同樣地,在螺旋桿本體37的前端中,複數個搬運部81是連續地排列於螺旋桿本體37的軸向方向。
如第17圖及第19圖所示,在螺旋桿本體37的中間部,構成搬運部81的螺紋刮板84及構成障壁部82的螺紋刮板85是連續地形成於:沿著兩者共通的筒體39之周方向的外周面。亦即,在一個筒體39的外周面,於軸向方向連續地形成有功能不同的二種螺紋刮板84、85。構成障壁部82的螺紋刮板85,相對於構成搬運部81的螺紋刮板84,是位在螺旋桿本體37的前端側。
再者,在本實施形態中,螺紋刮板84、85,是從所有外徑D1皆相等之複數個筒體39的外周面朝向搬運路徑51突出。因此,筒體39的外周面,係界定出螺旋桿21的谷徑。螺旋桿21的谷徑,是及於螺旋桿21的全長地保持在一定值。
如第16圖至第20圖所示,螺旋桿本體37,是具有延伸於螺旋桿本體37之軸向方向的複數個通路86。通路86,是以位在沿著螺旋桿本體37的軸向方向的同一直線上之方式呈一列地列整。各通路86,是以跨越形成有二種類螺紋刮板84、85的二個筒體39之間之方式,形成在該筒體39的內部。具體而言,各通路86,是由第1至第3通路要素87、88、89所限定。
第1通路要素87,可以說是通路86的入口。第1通路要素87,是開口朝向相鄰之二個筒體39當中之一方的筒體39的外周面。第1通路要素87的開口端,是位在搬運部81與障壁部82的交界位置,並且離開於(不位於)搬運部81的螺紋刮板84及障壁部82的螺紋刮板85。
再者,在本實施形態中,第1通路要素87,是在一方的筒體39的外周面,例如是藉由施以使用鑽頭的機械加工所形成。因此,第1通路要素87,為具有圓形斷面形狀的孔,並以與軸線O1垂直相交之方式從一方的筒體39的外周面延伸於筒體39的徑向方向。第1通路要素87的底87a,係成為由鑽頭的前端所切削掉而呈圓錐狀的傾斜面。
第2通路要素88,亦可以說是原料流通的通路本體。第2通路要素88,是以跨及相鄰的二個筒體39之間的方式而與螺旋桿本體37的軸線O1平行地延伸。因此,第2通路要素88,在途中無分歧且一直線狀地設置於螺旋桿本體37的軸向方向,並且具有預先所決定的全長。
如第20圖最佳顯示方式,第2通路要素88,係具備有:於一方之筒體39的內部所形成的第1部分91a、以及於另一方之筒體39的內部所形成的第2部分91b。
第2通路要素88的第1部分91a,是直線狀延伸於一方的筒體39的軸向方向,並且在一方的筒體39之中之朝向另一方筒體39的側端面39a呈開口。與第1部分91a之開口端為相反側的端部,是在沿著一方的筒體39之軸 向方向的中間部被閉塞著。依據本實施形態,第2通路要素88的第1部分91a,是從一方的筒體39的端面39a之側,例如藉由施以使用鑽頭的機械加工而形成在一方的筒體39。因此,第1部分91a,是由具有圓形之斷面形狀的孔所決定。
第2通路要素88的第2部分91b,直線狀地延伸於另一方之筒體39的軸向方向,並且於另一方的筒體39之中之朝向一方的筒體39的側端面39a呈開口。與第2部分91b的開口端為相反側的端部,是在另一方的筒體39的內部被閉塞著。
依據本實施形態,第2通路要素88的第2部分91b,是從另一方之筒體39的端面39a之側,例如藉由施以使用鑽頭的機械加工而形成在該另一方的筒體39。因此,第2部分91b,與第1部分91a相同樣地,是由具有圓形斷面形狀的孔所決定。
如第17圖及第20圖最佳顯示方式,第1部分91a的開口端與第2部分91b的開口端,在將相鄰的二個筒體39鎖緊於旋轉軸38的軸向方向時,是以使之相互連通之方式呈同軸狀地相抵接。
第3通路要素89,可以說是通路86的出口。第3通路要素89,是開口於:相鄰的二個筒體39當中之另一方的筒體39的外周面。第3通路要素89的開口端,是位在搬運部81的上游端,並且離開於(不位於)具有該搬運部81的螺紋刮板84。其結果,第1通路要素87的開口 端與第3通路要素89的開口端,是夾隔著障壁部82為間隔並在螺旋桿本體37的軸向方向上相互分開。
再者,在本實施形態中,第3通路要素89,例如藉由施以使用鑽頭的機械加工而形成在另一方的筒體39的外周面。因此,第3通路要素89,係具有圓形之斷面形狀的孔,且以與軸線O1垂直相交之方式從另一方之筒體39的外周面延伸於筒體39的徑向方向。第3通路要素89的底89a,係成為由鑽頭的前端所切削掉而呈圓錐狀的傾斜面。
如第20圖如所示,與第2通路要素88之第1部分91a的開口端為相反側的端部,是在一方之筒體39的內部連接於第1通路要素87。第1通路要素87及第2通路要素88的第1部分91a,皆為保持著維持在圓形的斷面形狀下而相互連通。再者,第2通路要素88之第1部分91a,是在離開第1通路要素87之圓錐狀的底87a的位置與第1通路要素87連接著。第2通路要素88的第1部分91a,也可以連接在第1通路要素87的底87a。
因此,第1通路要素87,換言之亦可以說是以開口於螺旋桿本體37的外周面之方式從第2通路要素88的第1部分91a的端部朝向筒體39的徑向方向所立起的第1立起部。
與第2通路要素88的第2部分91b的開口端為相反側的端部,是在另一方之筒體39的內部連接於第3通路要素89。第3通路要素89及第2通路要素88的第2部 分91b,皆為保持著維持在圓形的斷面形狀下而相互連通。再者,第2通路要素88的第2部分91b,是在離開第3通路要素89之圓錐狀的底89a的位置與第3通路要素89連接。第2通路要素88的第2部分91b,也可以連接在第3通路要素89的底89a。
因此,第3通路要素89,換言之亦可以說是以開口於螺旋桿本體37的外周面之方式從第2通路要素88的第2部分91b的端部朝向筒體39的徑向方向所立起的第2立起部。
依據本實施形態,藉由在筒體39的內部設置通路86,該通路86,是相對於螺旋桿本體37的軸線O1呈偏心。因此,通路86,在螺旋桿本體37旋轉時是繞著軸線O1周圍進行公轉。
構成第2通路要素88之孔的內徑,例如可以設定為1mm以上,未滿6mm,較佳是設定為1mm以上,5mm以下。再者,第2通路要素88的內徑,是比作為入口之第1通路要素87的內徑還小。此外並且,沿著第2通路要素88之徑向的斷面積,是設定為遠小於沿著擠壓缸部33之徑向的搬運路徑51的斷面積。
依據本實施形態,筒體39,係具有:決定構成第1至第3通路要素87、88、89之孔形狀的圓筒狀壁面92。由壁面92所圍住之第1至第3通路要素87、88、89,為僅容許原料流通的中空空間,在該空間內並不存在有構成螺旋桿本體37的構成要素。再者,壁面92,在螺旋桿本 體37旋轉時,並不是以軸線O1為中心進行自轉,而是繞著軸線O1周圍進行公轉。
再者,在於本實施形態中,在將形成有螺紋刮板84、85的複數個筒體39從旋轉軸38卸取下來時,設有第1通路要素87及第3通路要素89之至少其中任一方,並於內部設有第2通路要素88的筒體39,係可以另稱之為螺旋桿部件。
依據如此之構成,在第1擠壓機2所混合之具有流動性的原料,是從第2擠壓機3的供給口34被連續性地供給至搬運路徑51。供給至第2擠壓機3的原料,如第21圖中以箭頭C所示,是被投入至位在螺旋桿本體37的基端位置的一個搬運部81的外周面。螺旋桿21,由於從旋轉軸38之基端的方向觀察時是繞逆時鐘方向進行左旋轉,所以搬運部81的螺紋刮板84,如第21圖中以實線的箭頭所示,是將從供給口34所投入的原料朝向螺旋桿本體37的前端進行搬運。
此時,在搬運路徑51內旋轉的螺紋刮板84與擠壓缸部33的內周面之間的速度差所產生的剪力作用施加於原料,並且藉由螺紋刮板84巧妙的扭轉狀況使原料被攪拌。其結果,原料被正式地混煉而進行原料之高分子成分的分散化。
受到剪力作用的原料,是沿著搬運路徑51而到達搬運部81與障壁部82之間的交界。障壁部82的螺紋刮板85,在螺旋桿21進行左旋轉時,由於是將原料從螺旋桿 本體37的前端朝向基端進行搬運,因此藉由螺紋刮板84所推送的原料將會受到螺紋刮板85所阻擋。
換言之,障壁部82的螺紋刮板85,在螺旋桿21進行左旋轉時,限制由搬運部81之螺紋刮板84所推送之原料的流動,並且妨礙原料循著障壁部82的外周面與擠壓缸部33的內周面之間的間隙貫通而過。
其結果,原料的壓力在搬運部81與障壁部82的交界處升高。具體敘述如下,第22圖,是以濃淡漸次表示在搬運路徑51中,對應通路86之處的原料充滿率,色調愈濃表示原料的充滿率愈高。從第22圖可明確得知,在搬運路徑51中,隨著愈接近障壁部82原料的充滿率就愈高,在就要到達障壁部82的跟前,原料的充滿率為100%。
因此,在障壁部82跟前位置形成有原料充滿率100%的原料積留區R。在原料積留區R中,隨著原料的流動被阻擋而使得原料的壓力上昇。壓力上昇後的原料,便如第21圖及第22圖中的虛線箭頭所示,從朝向搬運部81與障壁部82之間的交界呈開口之通路86的第1通路要素87流入第2通路要素88。流入第2通路要素88流入的原料,是從螺旋桿本體37的基端朝向前端流通過第2通路要素88。
沿著第2通路要素88之徑向的斷面積,是比沿著擠壓缸部33之徑向的搬運路徑51的斷面積還小。換言之,第2通路要素88的內徑,由於遠小於螺旋桿本體37的外 徑,所以原料在通過第2通路要素88時,原料被劇烈地擠推,藉此對該原料施加伸長作用。
此外,由於第2通路要素88的斷面積充分較小於搬運路徑51的斷面積,所以盡管積留在原料積留區R的原料會流入通路86,在障壁部82跟前的原料積留區R並不會有因此而消滅的情形。因此,即使例如藉由搬運部81的螺紋刮板84所推送至障壁部82之原料的流量或多或少減少了一些時,還是可以由蓄積於原料積留區R的原料來填補流量所減少的量。因此,原料,是在一直保持安定的狀態下被供給至通路86。
如第22圖中以虛線箭頭所示,通過了通路86之第2通路要素88的原料,從第3通路要素89返回到相鄰之搬運部81之筒體39的外周面。返回後的原料,係藉由相鄰之搬運部81的螺紋刮板84而被朝向螺旋桿本體37之前端的方向進行搬運,在此搬運的過程中再次受到剪力作用。受過剪力作用的原料,從下一個通路86的第1通路要素87流入第2通路要素88,並且,在流通經該第2通路要素88的過程中再次受到伸長作用。
在沿著螺旋桿本體37之軸向方向的中間部,複數個搬運部81以及複數個障壁部82是在螺旋桿本體37的軸向方向上交互地排列,並且複數個通路86是在螺旋桿本體37之軸向方向上存在有間隔地排列配置著。因此,從供給口34被投入到螺旋桿本體37的原料,一面反覆交互地受到剪力作用及伸長作用,並一面從螺旋桿本體37的 基端朝向前端的方向無中斷地被連續性搬運。藉此,原料的混煉程度被強化,並促進原料之高分子成分的分散化。
複數個通路86的第2通路要素88,是各別地經由第1通路要素87及第3通路要素89而朝向螺旋桿本體37的外周面呈開口。因此,於各通路86中,從第1通路要素87流入至第2通路要素88的原料,必然得通過第3通路要素89來返回到螺旋桿本體37的外周面,原料在複數個通路86之間並沒有混合。
藉此,可以迴避原料有過度混煉的情形,而能夠視所期望的混煉程度(混煉度)進行適切的混煉。
依據第3實施形態,對原料施加伸長作用的通路86,由於相對於作為螺旋桿本體37之旋轉中心的軸線O1是位在偏心的位置上朝向螺旋桿本體37的軸向方向延伸,所以通路86,是繞著軸線O1周圍進行公轉。換言之,限定通路86之圓筒狀的壁面92,不會以軸線O1為中心進行自轉而是繞著軸線O1的周圍進行公轉。
因此,原料在通過通路86時,原料在通路86的內部並不會被活潑地攪拌。因此,通過通路86的原料難以受到剪力作用,通過通路86而返回到搬運部81之外周面的原料所承受的主要還是伸長作用。
因此,依據第3實施形態的螺旋桿21,可以明確地限定對原料施加剪力作用的處所以及對原料施加伸長作用的處所,而可以取得與上述第1實施形態相同的效果。
[第3實施形態的變形例]
第23圖,是揭示與第3實施形態有關連性的變形例。變形例,其螺旋桿本體37之障壁部82的構成是與第3實施形態不同。如第23圖所示,障壁部82,是由朝向螺旋桿本體37之軸向方向延伸的圓筒形大徑部95所構成。該大徑部95,係具有連續於螺旋桿本體37之周方向的外周面95a,並且其沿著螺旋桿本體37之軸向方向的長度,是設定成與沿著螺旋桿本體37之軸向方向之障壁部82的長度為同等長度。大徑部95的外周面95a,是以製成不存在有凹部或切缺部的滑順面為佳。
[第4的實施形態]
第24圖至第31圖,是揭示第4實施形態。第4實施形態,其關於螺旋桿21之螺旋桿本體37的事項是與第1實施形態不同。除此以外之第2擠壓機3的構成,基本上是與第1實施形態相同。因此,在第4實施形態中,對於與第1實施形態相同的構成部分標示以相同的參照符號,並省略其說明。
如第24圖至第26圖所示,構成螺旋桿本體37的複數個筒體39,是與第1實施形態同樣地,在第1軸環48與第2軸環50之間是被鎖緊於第2軸部41的軸向方向,使相鄰之筒體39的端面39a無間隙地緊貼著。
螺旋桿本體37,是具有:搬運原料的複數個搬運部101、限制原料流動的複數個障壁部102、以及使原料暫 時性循環的複數個循環部103。搬運部101、障壁部102、以及循環部103,是排列配置在螺旋桿本體37的軸向方向上。
各搬運部101,係具有扭轉成螺旋狀的螺紋刮板105。螺紋刮板105,是從沿著筒體39之周方向的外周面朝向搬運路徑51突出,該螺紋刮板105的頂部是構成搬運部101的外周面。螺紋刮板105,在螺旋桿21進行左旋轉時,是以將原料從螺旋桿本體37的基端朝向前端搬運之方式進行扭轉。換言之,螺紋刮板105,是以螺紋刮板105的扭轉方向與右螺紋相同之方式向右扭轉。
在本實施形態中,在螺旋桿本體37的基端及前端分別連續地配置有複數個搬運部101。機筒20的供給口34,是與位在螺旋桿本體37的基端中,沿著一個搬運部101的軸向方向的中間部相互對向。
沿著螺旋桿本體37之軸向方向的搬運部101的長度,例如可因應原料的種類、原料的混煉程度、每單位時間之混煉物的生產量等而適切地設定。再者,所謂搬運部101,雖是指至少在筒體39的外周面形成有螺紋刮板105的區域,但並非是特定在螺紋刮板105的始點與終點之間的區域者。
換言之,筒體39的外周面當中,在離開螺紋刮板105的區域(螺紋刮板105以外的區域)亦會有被視為搬運部101的情形。與此同時,在與具有螺紋刮板105之筒體39相鄰的位置,配置有圓筒狀的間隔物或圓筒狀的軸 環之情形時,該間隔物或軸環亦可被包含在搬運部101中。
障壁部102,是在螺旋桿本體37的基端與前端之間的中間部,存在有間隔地排列配置在螺旋桿本體37的軸向方向上。各障壁部102,具有扭轉成螺旋狀的螺紋刮板107。螺紋刮板107,是從沿著筒體39之周方向的外周面朝向搬運路徑51突出,該螺紋刮板107的頂部是構成障壁部102的外周面。螺紋刮板107,在螺旋桿21進行左旋轉時,是以將原料從螺旋桿本體37的前端朝向基端搬運之方式進行扭轉。換言之,螺紋刮板107,是以螺紋刮板107的扭轉方向與左螺紋相同之方式向左扭轉。障壁部102之螺紋刮板107的間距,是與搬運部101之螺紋刮板105的間距相同、或是比螺紋刮板105的間距還小。
再者,沿著螺旋桿本體37之軸向方向的障壁部102的全長,是比搬運部101的全長還短。此外,螺紋刮板107的頂部與機筒20之擠壓缸部33的內周面之間的間隙,是比螺紋刮板105的頂部與機筒20之擠壓缸部33的內周面之間的間隙還小若干。
沿著螺旋桿本體37之軸向方向的障壁部102的長度,例如可因應原料的種類、原料的混煉程度、每單位時間之混煉物的生產量等而適切地設定。障壁部102,是具有可以阻擋由搬運部101所輸送之原料的流動的功能。亦即,障壁部102,是以限制由搬運部101所輸送之原料通過螺紋刮板107的頂部與擠壓缸部33的內周面之間的間 隙之方式所構成。
循環部103,相對於障壁部102是從旋轉軸38之基端的方向與之相鄰。各循環部103,係具有扭轉成螺旋狀的第1至第3螺紋刮板110、111、112。在本實施形態中,是從障壁部102朝向螺旋桿本體37的基端,依第1螺紋刮板110、第2螺紋刮板111、以及第3螺紋刮板112的順序排列。
第1至第3螺紋刮板110、111、112,係分別從沿著筒體39之周方向的外周面朝向搬運路徑51突出,該螺紋刮板110、111、112的頂部構成循環部103的外周面。
第1至第3螺紋刮板110、111、112,是在螺旋桿本體37的軸向方向上連續地配置,並且在螺旋桿21進行左旋轉時,是以將原料從螺旋桿本體37的基端朝向前端搬運之方式進行扭轉。換言之,第1至第3螺紋刮板110、111、112,其各個的扭轉方向是與右螺紋相同之方式向右扭轉。
第1螺紋刮板110的間距,是與相鄰之障壁部102的螺紋刮板107的間距相同、或是比螺紋刮板107的間距還大。第2螺紋刮板111的間距,是比第1螺紋刮板110的間距還小。第3螺紋刮板112的間距,是比第2螺紋刮板111的間距還大。第1至第3螺紋刮板110、111、112的頂部與機筒20之擠壓缸部33的內周面之間,被確保有些微間隙。
依據本實施形態的螺旋桿21,各種的螺紋刮板105、 107、110、111、112,是從所有外徑D1皆相等的複數個筒體39的外周面朝向搬運路徑51突出。因此,筒體39的外周面,界定出螺旋桿21的谷徑。螺旋桿21的谷徑,是及於螺旋桿21的全長地保持在一定值。
如第24圖至第26圖所示,螺旋桿本體37,係具有延伸於螺旋桿本體37之軸向方向的複數個通路115。通路115,是位在循環部103的第1螺紋刮板110的位置並形成在筒體39的內部,並於螺旋桿本體37的軸向方向上相互存在有間隔地排列配置於一列。
各通路115,是與螺旋桿本體37的軸線O1平行地延伸。換言之,通路115,在途中無分歧且一直線狀地延伸於筒體39之軸向方向,並且具有預先所決定的全長。
藉由在筒體39的內部設置通路115,該通路115,是偏心於螺旋桿本體37的軸線O1。因此,通路115,在螺旋桿本體37以軸線O1為中心進行旋轉時是繞著軸線O1周圍公轉。
如第27圖所示,通路115,例如是以具有圓形之斷面形狀的孔來決定。構成通路115之孔的內徑,例如可以設定為1mm以上,未滿6mm,較佳是設定為1mm以上,5mm以下。沿著通路115之徑向方向的斷面積,是設定為遠小於沿著擠壓缸部33之徑向方向的搬運路徑51的斷面積。
再者,形成有第1螺紋刮板110的筒體39,是具有決定孔之圓筒狀的壁面116。由壁面116所圍住的通路 115,為僅容許原料流通的中空空間,且在該空間內並不存在有構成螺旋桿本體37的構成要素。與之同時,壁面116,在螺旋桿本體37以軸線O1為中心進行旋轉時,並不是以軸線O1為中心進行自轉,而是繞著軸線O1周圍進行公轉。
如第26圖及第31圖所示,各通路115,係具有入口117及出口118。入口117,是位在:相對於循環部103是從旋轉軸38的前端方向所相鄰之障壁部102的跟前位置。於本實施形態中,在構成循環部103之筒體39的端面,形成有於筒體39的外周面呈開口的溝槽120,且入口117開口朝向該溝槽120的內面。
出口118,是位在第1螺紋刮板110與第2螺紋刮板111之間的交界位置。在本實施形態中,構成循環部103之筒體39的端面,形成有朝向筒體39之外周面呈開口的溝槽121,出口118於該溝槽121的內面呈開口。因此,入口117及出口118,是在與第1螺紋刮板110所對應的位置處,於螺旋桿本體37的軸向方向上相互開離(分開)。
依據本實施形態,開口於溝槽120之內面的入口117的開口面積及開口於溝槽121之內面之出口118的開口面積,是以同等或較大於沿著通路115之徑向方向的面積為佳。
再者,在將複數個筒體39從旋轉軸38卸取下而分解螺旋桿21時,設置有第1螺紋刮板110及通路115的筒 體39,可以另稱之為螺旋桿部件。同樣地,作為形成其他的螺紋刮板105、107、111、112之複數個筒體39,在從旋轉軸38卸取下後的狀態下,亦可稱之為螺旋桿部件。
依據如此之構成,在第1擠壓機2所混合之具有流動性的原料,是從第2擠壓機3的供給口34被連續性地供給至搬運路徑51。供給至第2擠壓機3的原料,如第30圖中以箭頭D所示,是被投入至位在螺旋桿本體37的基端位置的一個搬運部101的外周面。
螺旋桿21,由於從旋轉軸38之基端的方向觀察時是繞逆時鐘方向進行左旋轉,所以搬運部101的螺紋刮板105,是將從供給口34所投入的原料朝向相鄰的循環部103進行搬運。循環部103之第1至第3螺紋刮板110、111、112,如第30圖及第31圖以實線箭頭所示,是繼續將原料朝向螺旋桿本體37之前端的方向進行搬運。
此時,在搬運路徑51內旋轉的螺紋刮板105、110、111、112與擠壓缸部33的內周面之間的速度差所產生的剪力作用施加於原料,並且藉由螺紋刮板105、110、111、112巧妙的扭轉狀況使原料被攪拌。其結果,原料被正式地混煉而進行原料之高分子成分的分散化。
受到剪力作用的原料,是沿著搬運路徑51而到達循環部103與障壁部102之間的交界。障壁部102的螺紋刮板107,在螺旋桿21進行左旋轉時,由於是將原料從螺旋桿本體37的前端朝向基端進行搬運,因此藉由第1螺 紋刮板110所推送的原料將會受到螺紋刮板107所阻擋。
亦即,障壁部102的螺紋刮板107,在螺旋桿21進行左旋轉時,限制由循環部103的第1螺紋刮板110所推送之原料的流動,並且妨礙原料循著障壁部102的外周面與擠壓缸部33的內周面之間的間隙貫通而過。
其結果,原料的壓力在循環部103與障壁部102的交界處升高。具體敘述如下,第31圖,是以濃淡漸次表示在搬運路徑51中,對應通路115之處的原料充滿率,色調愈濃表示原料的充滿率愈高。從第31圖可明確得知,在搬運路徑51中,從循環部103的第2螺紋刮板111隨著愈接近障壁部102原料的充滿率就愈高,在就要到達障壁部102的跟前,原料的充滿率為100%。
因此,在障壁部102跟前位置形成有原料充滿率100%的原料積留區R。在原料積留區R中,隨著原料的流動被阻擋而使得原料的壓力上昇。壓力上昇後的原料,便如第30圖及第31圖中的虛線箭頭所示,經由溝槽120被導入到達障壁部102跟前位置的入口117,並且從該入口117流入通路115。流入通路115的原料,是從螺旋桿本體37的前端朝向基端而流通過通路115。在通路115內之原料的流動方向,是相對於由螺紋刮板105、110、111、112所推送之原料的流動方向成為逆向。
沿著通路115之徑向方向的斷面積,是比沿著擠壓缸部33之徑向方向的搬運路徑51的斷面積還小。換言之,通路115的內徑,由於遠小於螺旋桿本體37的外徑,所 以原料在通過通路115時,原料被劇烈地擠推,藉此對該原料施加伸長作用。
此外,由於通路115的斷面積充分較小於搬運路徑51的斷面積,所以盡管積留在原料積留區R的原料會流入通路115,在障壁部102跟前的原料積留區R並不會有因此而消滅的情形。因此,即使例如藉由第1螺紋刮板110所推送至障壁部102之原料的流量或多或少減少了一些時,還是可以由蓄積於原料積留區R的原料來填補流量所減少的量。因此,原料,是在一直保持安定的狀態下被推送至通路115。
通過了通路115的原料,是從出口118透過溝槽121而返回到構成循環部103之筒體39的外周面上。返回後的原料,係藉由第1螺紋刮板110而被朝向螺旋桿本體37之前端進行搬運,在此搬運的過程中再次受到剪力作用。
在本實施形態中,藉由第1螺紋刮板110朝向障壁部102所搬運之原料的一部分,再次從入口117被導入通路115,並在循環部103的處所暫時重複循環。朝向障壁部102被搬運剩下的原料,係通過障壁部102之螺紋刮板107的頂部與擠壓缸部33的內周面之間的間隙而流入相鄰的循環部103。流入後的原料,藉由隔鄰之循環部103的第1至第3螺紋刮板110、111、112被朝向螺旋桿本體37之前端的方向搬運。
複數個通路115,是各別地經由入口117及出口118 而朝向循環部103之筒體39的外周面呈開口。因此,於各通路115中,從入口117所流入的原料,必然得通過出口118來返回到循環部103之筒體39的外周面,故原料在複數個通路115之間並沒有混合。
藉此,可以迴避原料有過度混煉的情形,而能夠視所期望的混煉程度(混煉度)進行適切的混煉。
依據本實施形態的螺旋桿21,複數個障壁部102及複數個循環部103是沿著螺旋桿本體37的軸向方向上交互地排列。並且,複數個通路115是在與複數個循環部103之第1螺紋刮板110相對應的位置,存在有間隔地排列配置於螺旋桿本體37的軸向方向上。因此,從供給口34被供給至螺旋桿本體37的原料,一面反覆交互地受到剪力作用及伸長作用,並一面從螺旋桿本體37的基端朝向前端的方向無中斷地被連續性搬運。藉此,原料的混煉程度被強化,並促進原料之高分子成分的分散化。
依據第4實施形態,對原料施加伸長作用的通路115,由於相對於作為螺旋桿本體37之旋轉中心的軸線O1是位在偏心的位置上朝向螺旋桿本體37的軸向方向延伸,所以通路115,是繞著軸線O1周圍進行公轉。換言之,限定通路115之圓筒狀的壁面116,不會以軸線O1為中心進行自轉而是繞著軸線O1的周圍進行公轉。
因此,原料在通過通路115時,原料係承受離心力而不會有伴隨壁面116之自轉的剪力作用於原料。因此,通過通路115而返回至循環部103之筒體39的外周面的原 料,所承受的主要還是伸長作用。
因此,依據第4實施形態的螺旋桿21,可以明確地限定對原料施加剪力作用的處所以及對原料施加伸長作用的處所,而可以取得與上述第1實施形態相同的效果。
[第4實施形態的變形例1]
第32圖,是揭示與第4實施形態具有關連性的變形例1。
變形例1,其有關對原料施加伸長作用的通路115之事項是與第4實施形態不同。除此以外的構成,基本上是與第4實施形態相同。
如第32圖所示,循環部103的第1螺紋刮板110,是在旋轉軸38之上,跨及相鄰的二個筒體39之間而形成。形成有第1螺紋刮板110的二個筒體39,其沿著旋轉軸38之軸向方向的長度L為相互均等。
此外,對原料施加伸長作用的通路115,是以跨及:形成有第1螺紋刮板110的二個筒體39之間之方式,形成在此等二個筒體39的內部。具體而言,通路115,是由第1至第3通路要素131、132、133所限定。
第1通路要素131,可以說是通路115的入口。第1通路要素131,是開口於:與相鄰的二個筒體39中的障壁部102相鄰之一方的筒體39的外周面。第1通路要素131的開口端,是離開(不位在)第1螺紋刮板110,並且是位在即將到達相鄰之障壁部102的跟前位置。
再者,第1通路要素131,是在一方的筒體39的外周面例如藉由施以使用鑽頭的機械加工所形成。因此,第1通路要素131,為具有圓形斷面形狀的孔,並以與軸線O1垂直相交之方式從一方的筒體39的外周面朝向筒體39的徑向方向延伸。第1通路要素131的底131a,係成為由鑽頭的前端所切削掉而呈圓錐狀的傾斜面。
第2通路要素132,亦可以說是原料流通的通路本體。如第32圖所示,第2通路要素132,是以跨及相鄰的二個筒體39之間的方式而與螺旋桿本體37的軸線O1平行地延伸。因此,第2通路要素132,在途中無分歧且一直線狀地設置於螺旋桿本體37的軸向方向,並且具有預先所決定的全長。
第2通路要素132,係具備有:於一方之筒體39的內部所形成的第1部分134a、以及於另一方之筒體39的內部所形成的第2部分134b。第2通路要素132的第1部分134a,是直線狀延伸於一方的筒體39的軸向方向,並且在一方的筒體39之中之朝向另一方筒體39的側端面39a呈開口。與第1部分134a之開口端為相反側的端部,是在一方的筒體39的端壁39b被閉塞著。
依據本實施形態,第2通路要素131的第1部分134a,是從一方的筒體39的端面39a之側,例如藉由施以使用鑽頭的機械加工而形成在一方的筒體39。因此,第1部分134a,是由具有圓形之斷面形狀的孔所決定。
第2通路要素132的第2部分134b,直線狀地延伸 於另一方之筒體39的軸向方向,並且於另一方的筒體39之中之朝向一方的筒體39的側端面39a呈開口。與第2部分134b的開口端為相反側的端部,是在另一方的筒體39的端壁39b被閉塞著。
依據本實施形態,第2通路要素132的第2部分134b,是從另一方之筒體39的端面39a之側,例如藉由施以使用鑽頭的機械加工而形成在該另一方的筒體39。因此,第2部分134b,與第1部分134a相同樣地,是由具有圓形斷面形狀的孔所決定。
再者,第1部分134a的開口端與第2部分134b的開口端,在將相鄰的二個筒體39鎖緊於旋轉軸38的軸向方向時,是以使之相互連通之方式呈同軸狀地相抵接。
第3通路要素133,可以說是通路115的出口。第3通路要素133,是開口於:相鄰的二個筒體39當中之另一方的筒體39的外周面。第3通路要素133的開口端,是位在:離開(不位在)第1螺紋刮板110,並且是即將到達循環部103之第2螺紋刮板111的跟前。因此,第1通路要素131與第3通路要素133,是在螺旋桿本體37的軸向方向上相互分開。
在本實施形態中,第3通路要素133,例如藉由施以使用鑽頭的機械加工而形成在另一方的筒體39的外周面。因此,第3通路要素133,係具有圓形之斷面形狀的孔,且是從另一方之筒體39的外周面延伸於筒體39的徑向方向。第3通路要素133的底133a,係成為由鑽頭的 前端所切削掉而呈圓錐狀的傾斜面。
如第32圖如所示,與第2通路要素132之第1部分134a的開口端為相反側的端部,是在一方之筒體39的內部連接於第1通路要素131。第1通路要素131及第2通路要素132的第1部分134a,皆為保持著維持在圓形的斷面形狀下而相互連通。再者,第2通路要素132之第1部分134a,是在離開第1通路要素131之圓錐狀的底131a的位置與第1通路要素131連接著。
因此,第1通路要素131,換言之亦可以說是以開口於螺旋桿本體37的外周面之方式從第2通路要素132的第1部分134a的端部朝向筒體39的徑向方向所立起的第1立起部。
與第2通路要素132的第2部分134b的開口端為相反側的端部,是在另一方之筒體39的內部連接於第3通路要素133。第3通路要素133及第2通路要素132的第2部分134b的端部,皆為保持著維持在圓形的斷面形狀下而相互連通。再者,第2通路要素132的第2部分134b,是在離開(不位在)第3通路要素133之圓錐狀的底133a的位置與第3通路要素133連接。
因此,第3通路要素133,換言之亦可以說是以開口於螺旋桿本體37的外周面之方式從第2通路要素132的第2部分134b的端部朝向筒體39的徑向方向所立起的第2立起部。
構成第2通路要素132之孔的內徑,例如可以設定為 1mm以上,未滿6mm,較佳是設定為1mm以上,5mm以下。再者,第2通路要素132的內徑,是比作為入口之第1通路要素131的內徑還小。此外並且,沿著第2通路要素132之徑向方向的斷面積,是設定為遠小於沿著擠壓缸部33之徑向方向的搬運路徑51的斷面積。
再者,筒體39,係具有:決定構成第1至第3通路要素131、132、133之孔形狀的圓筒狀壁面135。由壁面135所圍住之第1至第3通路要素131、132、133,為僅容許原料流通的中空空間,在該空間內並不存在有構成螺旋桿本體37的構成要素。此外,壁面135,在螺旋桿本體37旋轉時,並不是以軸線O1為中心進行自轉,而是繞著軸線O1周圍進行公轉。
於如此之構成的通路115,亦是原料在通過通路115時,原料係承受離心力而不會有剪力作用於原料,而可以取得與上述第4實施形態相同的效果。
又,通路115的第2通路要素132,未必必須與螺旋桿本體37的軸線O1平行地形成。例如,如第32圖中的二點鏈線所示,亦可以使第2通路要素132相對於軸線O1為朝向筒體39的徑向方向傾斜,而第2通路要素132的第1通路要素131變成使其相反側的端部以直接開口於筒體39的外周面之方式實施。
依據此構成,可以省略作為原料出口的第3通路要素133,並可以將通路115的形狀予以簡單化。
[第4實施形態的變形例2]
第33圖,是揭示與第4實施形態具有關連性的變形例2。
在第33圖所示的變形例2中,形成有第1螺紋刮板110的二個筒體39的長度相互不同。具體而言,形成有第2通路要素132之第1部分134a之一方的筒體39的全長L1,是設定成比形成有第2通路要素132之第2部分134b之另一方的筒體39的全長L2還要長。
依據變形例2,除了形成有第1螺紋刮板110的二個筒體39之外,只要準備沿著旋轉軸38之軸向方向的長度L3不同的二個其他的筒體39,便可以將具有第1螺紋刮板110的二個筒體39的長度涵蓋有三段階地進行調節。具體而言,能夠是全長L1之筒體39與全長L2之筒體39的組合、全長L1之筒體39與全長L3之筒體39的組合、以及全長L2之筒體39與全長L3之筒體39的組合。因此,可以容易地變更通路115的全長。
[第4實施形態的變形例3]
第34圖至第36圖,是揭示與第4實施形態之變形例1具有關連性的變形例3。
如第34圖及第35圖所示,與第2通路要素132之第1部分134a的開口端為相反側的端部,是以與第1通路要素131垂直相交之方式連接於第1通路要素131之圓錐狀的底131a。第1通路要素131的底131a,係具有連通 於第2通路要素132之圓形的開口140a。開口140a,是與以朝向螺旋桿本體37的外周面擴開之方式所傾斜之底131a的其他部分呈相向。
與第2通路要素132之第2部分134b的開口端為相反側的端部,是以與第3通路要素133垂直相交之方式連接於第3通路要素133之圓錐狀的底133a。第3通路要素133的底133a,係具有連通於第2通路要素132之圓形的開口140b。開口140b,是與以朝向螺旋桿本體37的外周面擴開之方式所傾斜之底133a的其他部分呈相向。
依據變形例3,流入第1通路要素131的原料,如第35圖(A)中以箭頭所示,在到達第1通路要素131的底131a的時點,係沿著底131a的傾斜而被導引至開口140a的方向。因此,原料,不會滯留在第1通路要素131的底131a而圓滑地流入第2通路要素132。
通過第2通路要素132之後的原料,係從開口140b流入第3通路要素133的底133a。流入第3通路要素133的原料,如第36圖(A)以箭頭所示,是沿著底133a的傾斜而被導引至螺旋桿本體37之外周面的方向。因此,原料,不會滯留在第3通路要素133的底133a而圓滑地返回至螺旋桿本體37的外周面。
因此,於通路115內可以避免發生局部性原料滯留的情形,對於通過通路115的原料可以施加所期望的伸長作用。
於變形例3中,第1通路要素131的底131a及第3 通路要素133的底133a的形狀,並不限定於圓錐,例如亦可以形成為半球狀。
[第4實施形態的變形例4]
第37圖,是揭示與第4實施形態之變形例1具有關連性的變形例4。
變形例4,其第2通路要素132之第2部分134b的構成是與變形例1不同。如第37圖所示,第2部分134b,是具有直平部134c及錐形部134d。直平部134c及錐形部134d,是從筒體39之端面39a側藉由對該筒體39施以切削加工而形成。
直平部134c,是接連於第3通路要素133。直平部134c的內徑,是比第2通路要素132之第1部分134a的內徑還小。錐形部134d,是開口於另一方之筒體39的端面39a,並且同軸狀於連通於直平部134c。錐形部134d,其內徑是從另一方的筒體39的端面39a隨著朝向直平部134c的方向前進而連續地減少。因此,作為對原料施加伸長作用之主要要素的第2通路要素132,其內徑是在沿著原料的流動方向的中間部有所變化。
錐形部134d,例如是在另一方之筒體39的端面39a形成基本底孔後,藉由使用錐形絞刀切削基本底孔的內周面而形成。基本底孔,是兼具直平部134c。
依據變形例4,第2通路要素132的第2部分134b,是在直平部134c的上游具有錐形部134d,該錐形部134d 是位在第2通路要素132的中間部。因此,第2通路要素132,其位在該中間部的內徑是漸漸地減小,可以強化原料通過第2通路要素132時,施加於原料上的伸長作用。
[第4實施形態的變形例5]
第38圖,是揭示與第4實施形態具有關連性的變形例5。
於第38圖所示的變形例5中,是在一個筒體39的內部形成有通路115。通路115的第2通路要素132,例如是從筒體39之一方的端面39a側,藉由對筒體39施以使用鑽頭的機械加工所形成。
藉此,於筒體39的內部形成:具有將筒體39貫通於軸向方向之圓形斷面形狀的貫通孔150,且使該貫通孔150開口於筒體39之兩方的端面39a。貫通孔150,是在筒體39的內部與第1通路要素131及第3通路要素133交叉。
再者,貫通孔150的二個開口端,各個分別由栓體151a、151b呈液密性地封塞住。藉此,在一個筒體39的內部限定出連結於第1通路要素131與第3通路要素133之間的第2通路要素132。
又,於筒體39形成貫通孔150時,不使貫通孔150的前端開口於筒體39之另一方的端面39a,而由筒體39的端壁39b來封塞亦可。
[第4實施形態的變形例6]
第39圖,是顯示將變形例5進一步發展的變形例6。
如第39圖所示,將一個筒體39貫通的貫通孔150,係具有:上游部150a、下游部150b、以及中間部150c。上游部150a、下游部150b、以及中間部150c,是沿著筒體39的軸向方向呈同軸狀地排列於一列。上游部150a,是在筒體39的內部與第1通路要素131交叉,並且於筒體39之一方的端面39a呈開口。上游部150a的開口端,是由栓體151a呈液密性地封塞住。
下游部150b,其內徑是比上游部150a較小地形成有。下游部150b,是在筒體39的內部與第3通路要素133交叉,並且於筒體39之另一方的端面39a呈開口。下游部150b的開口端,是由栓體151b呈液密性地封塞住。
中間部150c,是位在上游部150a與下游部150b之間的位置。中間部150c,其內徑是從上游部150a隨著朝向下游部150b的方向前進而連續地減少。因此,作為對原料施加伸長作用之主要要素的第2通路要素132,其內徑是在沿著原料的流動方向的中間部有所變化。
依據變形例6,通路115的第2通路要素132,其中間部150c的內徑是從上游朝向下游漸漸地縮減。因此,原料在通過第2通路要素132時,可以強化施加於原料的伸長作用。
[第5實施形態]
第40圖,是顯示第5實施形態。第5實施形態,其用以對原料施加伸長作用的構成,是與第1實施形態不同。除此之外之螺旋桿21的構成,是與第1實施形態相同。
如第40圖所示,於筒體39的內周面形成有一對溝槽161a、161b。溝槽161a、161b,是延伸於螺旋桿本體37的軸向方向,並且於螺旋桿本體37的徑向方向上相互開離(分開)。再者,溝槽161a、161b,是於筒體39的內周面呈開口。
溝槽161a、161b的開口端,是在將筒體39插入於旋轉軸38的第2軸部41上時,由第2軸部41的外周面所封塞住。因此,溝槽161a、161b,是與第2軸部41的外周面協同動作來限定對原料施加伸長作用的通路162。在本實施形態中,通路162是位在旋轉軸38與筒體39之間的交界位置。
依據第5實施形態,通路162,是在螺旋桿本體37的內部且被設置在相對於旋轉軸38的軸線O1呈偏心的位置。因此,與上述第1實施形態同樣地,通路162,在螺旋桿本體37旋轉時是繞著軸線O1周圍進行公轉。
在第5實施形態中,在將筒體39插入至旋轉軸38的第2軸部41上時,於螺旋桿本體37的內部形成有通路162。限定通路162的溝槽161a、161b,由於是於筒體39 的內周面呈開口,所以可以容易地進行形成溝槽161a、161b的作業。
因此,例如必須要變更通路162的斷面形狀之情況產生時也可以容易地對應。
[第6實施形態]
第41圖,是揭示第6實施形態。第6實施形態,其用以對原料施加伸長作用的構成是與第5實施形態不同。除此之外的螺旋桿21的構成,是與第5實施形態相同。
如第41圖所示,於旋轉軸38之第2軸部41的外周面形成有一對溝槽171a、171b。溝槽171a、171b,是延伸於第2軸部41的軸向方向,並且於第2軸部41的徑向方向上相互開離(分開)。再者,溝槽171a、171b,是於第2軸部41的外周面呈開口。
溝槽171a、171b的開口端,是在將筒體39插入於旋轉軸38的第2軸部41上時,由筒體39的內周面所封塞住。因此,溝槽171a、171b,是與筒體39的內周面協同動作來限定對原料施加伸長作用的通路172。在本實施形態中,通路172是位在旋轉軸38與筒體39之間的交界位置。
依據第6實施形態,通路172,是在螺旋桿本體37的內部且被設置在相對於旋轉軸38的軸線O1呈偏心的位置。因此,與上述第5實施形態同樣地,通路172,在螺旋桿本體37旋轉時是繞著軸線O1周圍進行公轉。
在第6實施形態中,在將筒體39插入至旋轉軸38的第2軸部41上時,於螺旋桿本體37的內部形成有通路172。限定通路172的溝槽171a、171b,由於是於旋轉軸38的外周面呈開口,所以可以容易地進行形成溝槽171a、171b的作業。
因此,例如在必須要變更通路172的斷面形狀之情況產生時也可以容易地對應。
[第7實施形態]
第42圖,是揭示第7實施形態。第7實施形態,其用以對原料施加伸長作用的構成是與第1實施形態不同。除此之外的螺旋桿21的構成,是與第1實施形態相同。
如第42圖所示,在從第2軸部41的外周面所突出之鍵45a、45b的前端面形成有凹溝181a、181b。凹溝181a、181b,是沿著第2軸部41的軸向方向而延伸,並且於鍵45a、45b的前端面呈開口。凹溝181a、181b的開口端,在將鍵45a、45b嵌合至筒體39的鍵槽47a、47b時,是由鍵槽47a、47b的內周面所封塞住。
因此,溝槽181a、181b,是與鍵槽47a、47b的內周面協同動作來限定對原料施加伸長作用的通路182。在本實施形態中,通路182是位在鍵45a,45b及筒體39的交界位置。
依據第7實施形態,通路182,是在螺旋桿本體37的內部且被設置在相對於旋轉軸38的軸線O1呈偏心的位 置。因此,與上述第1實施形態同樣地,通路182,在螺旋桿本體37旋轉時是繞著軸線O1周圍進行公轉。
在第7實施形態中,在將旋轉軸38的鍵45a、45b嵌合於筒體39的鍵槽47a、47b後時,便可於螺旋桿本體37的內部形成通路182。限定通路182的凹溝181a、181b,由於是在鍵45a、45b的前端面呈開口,所以可以容易地進行形成凹溝181a、181b的作業。
因此,例如在必須要變更通路182的斷面形狀之情況產生時也可以容易地對應。
於第7實施形態中,也可以在鍵槽47a、47b的內周面設置:延伸於第2軸部41之軸向方向的其他凹溝,並藉由使其他凹溝與上述凹溝181a、181b吻合來限定上述通路182。
[第8實施形態]
第43圖,是揭示第8實施形態。第8實施形態,其螺旋桿21的構成以及用以對原料施加伸長作用的構成是與第1實施形態不同。
如第43圖所示,螺旋桿21,是具備有實心的螺旋桿本體200。螺旋桿本體200,是以筆直的一根軸狀構件201所構成。軸狀構件201,具有同軸狀地貫通其中心部的軸線O1,並且是被同軸狀地收容於機筒20的擠壓缸部33。
軸狀構件201,係於周方向具備有連續的外周面 201a,該外周面201a是與機筒20的擠壓缸部33的內周面相向。於軸狀構件201的外周面201a,形成有搬運原料的螺紋刮板202。
再者,於軸狀構件201的內部,形成有對原料施加伸長作用的一對通路203。通路203,是延伸於軸狀構件201的軸向方向,並且與軸線O1夾隔著間隔而相互平行地配置。因此,通路203,是在螺旋桿本體200的內部,且設置在相對於軸狀構件201的軸線O1呈偏心的位置。因此,與上述第1實施形態同樣地,通路203,在螺旋桿本體200旋轉時是繞著軸線O1周圍進行公轉。
對原料施加伸長作用的通路203,在螺旋桿本體200是以一根棒狀構件201所構成之情形時,亦可以形成於螺旋桿本體200。因此,螺旋桿本體,並非限定於旋轉軸與筒體所組合之構成者。
上述說明了本發明的幾個實施形態,此等實施形態,乃提示作為例示者,並無用以限定發明範圍的意圖。此等新穎的實施形態,是可以由其他各式各樣的形態所實施,在不脫離本發明之實質的範圍內,可以進行各種的省略、置換、變更。
例如,對原料施加伸長作用的通路,其斷面形狀並不限於圓形的孔。該通路,例如其斷面形狀亦可以是由橢圓形、或是多角形的孔所構成,且對通路的斷面形狀並沒有特別的限制。
除此之外,在上述第1實施形態中,從旋轉軸38的 基端方向來觀察螺旋桿本體37時,雖是舉以螺旋桿21朝向繞逆時鐘方向進行左旋轉之情形為例來說明,但本發明並非受此所限制。例如,亦可以使螺旋桿21,朝向繞順時鐘方向進行右旋轉。
此情形時,螺旋桿21之具備有搬運部54的螺紋刮板56,是以從螺旋桿本體37的前端朝向基端來搬運原料的方式,與右螺紋同樣地朝右扭轉即可。同樣地,具備有障壁部55的螺紋刮板57,是以從螺旋桿本體37的基端朝向前端來搬運原料的方式,與左螺紋同樣地朝左扭轉即可。
與此同時,用以把從第2擠壓機3擠壓出之混煉物中所包含的氣體成分予以去除的第3擠壓機,並不限定於單軸擠壓機者,亦可以使用雙軸擠壓機。
本發明中之連續式高剪力加工裝置,只要至少具備有將原料進行預備性混煉的第1擠壓機以及將原料正式地混煉的第2擠壓機即可,用以將氣態物質或者揮發性成分去除的第3擠壓機也可以省略。省略第3擠壓機之情形時,只要在第2擠壓機的中間部設置:用以從處於混煉過程中之原料將氣態物質或者揮發性成分予以抽除之至少一個排氣口即可。
21‧‧‧螺旋桿
37‧‧‧螺旋桿本體
38‧‧‧旋轉軸
39‧‧‧筒體
40‧‧‧第1軸部
42‧‧‧接頭部
43‧‧‧擋止部
48‧‧‧第1軸環
54‧‧‧搬運部
55‧‧‧障壁部
56、57‧‧‧螺紋刮板
60‧‧‧通路
61‧‧‧第1通路要素
62‧‧‧第2通路要素
63‧‧‧第3通路要素
B‧‧‧原料投入指向
O1‧‧‧軸線

Claims (9)

  1. 一種擠壓機用螺旋桿,是將原料一邊混煉同時搬運的擠壓機用螺旋桿,其特徵為包含:螺旋桿本體,其係具有沿著原料之搬運方向的直線狀軸線,並以該軸線為中心進行旋轉、及搬運部,其係設置於沿著上述螺旋桿本體之周方向的外周面,並具有在上述螺旋桿本體旋轉時,將原料朝向上述螺旋桿本體的軸向方向進行搬運的螺紋刮板、障壁部,設置在沿著上述螺旋桿本體的周方向的外周面,藉由限制以上述螺紋刮板所搬運的原料的流動,來提高該原料的壓力、以及通路,其係設置在上述螺旋桿本體的內部,當藉由上述障壁部提高了壓力的原料流入之同時,使所流入的原料朝向上述螺旋桿本體的外周面流通;上述螺旋桿本體,具有將構成上述通路的孔形狀予以限定的壁面,該壁面設置在:以繞著上述螺旋桿本體的上述軸線的周圍進行公轉的方式,相對於該軸線偏心的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的擠壓機用螺旋桿,其中,上述通路,係具有:於上述螺旋桿本體的上述外周面呈開口的入口及出口,上述入口及上述出口,是在上述螺旋桿本體的軸向方向上相互開離,並且從上述入口流入上述通路的原料是從上述出口返回至上述螺旋桿本體的上述 外周面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的擠壓機用螺旋桿,其中,上述通路的上述入口是位在即將到達該障壁部之跟前的位置。
  4. 如申請專利範圍第2或3項所述的擠壓機用螺旋桿,其中,上述通路,係具有連通於上述入口及上述出口的通路本體,上述通路本體的內徑是比上述入口的內徑還小。
  5. 一種擠壓機用螺旋桿,是將原料混煉並連續性地搬運的擠壓機用螺旋桿,其特徵為包含:螺旋桿本體,其係具有沿著原料之搬運方向的直線狀軸線,並以該軸線為中心進行旋轉、及搬運部,其係設置於沿著上述螺旋桿本體之周方向的外周面,並具有在上述螺旋桿本體旋轉時,將原料朝向上述螺旋桿本體的軸向方向進行搬運的螺紋刮板、障壁部,設置在沿著上述螺旋桿本體的周方向的外周面,藉由限制以上述螺紋刮板所搬運的原料的流動,來提高該原料的壓力、以及複數個通路,其係設置在上述螺旋桿本體的內部,當藉由上述障壁部提高了壓力的原料流入之同時,使所流入的原料以返回至上述螺旋桿本體的外周面之方式流通;上述通路,是相互存在有間隔地排列配置在上述螺旋桿本體的軸向方向; 上述螺旋桿本體,具有將構成上述通路的孔形狀予以限定的壁面,該壁面設置在:以繞著上述螺旋桿本體的上述軸線的周圍進行公轉的方式,從該軸線偏心的位置。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的擠壓機用螺旋桿,其中,上述通路是相互存在有間隔地排列配置在上述螺旋桿的周方向。
  7. 如申請專利範圍第1或5項所述的擠壓機用螺旋桿,其中,更具備有冷媒流路,該冷媒流路流動有用以冷卻上述螺旋桿本體的冷媒。
  8. 一種擠壓機,係具備有申請專利範圍第1或5項所述的螺旋桿,並藉由以該螺旋桿混煉原料而形成混煉物的擠壓機,其特徵為具備有:機筒,其係收容可旋轉的上述螺旋桿、及供給口,其係設置於上述機筒,可將原料供給至上述螺旋桿、以及吐出口,其係設置於上述機筒,可擠壓出上述混煉物。
  9. 一種擠壓方法,其特徵為:將原料供給至在機筒的內部旋轉的螺旋桿,使用在上述螺旋桿的外周面所形成的螺紋刮板,將該原料連續性地朝向上述螺旋桿的軸向方向進行搬運,並且藉由在上述螺旋桿的外周面所形成的障壁部,藉由限制以上述螺紋刮板所搬運的原料的流動,來提高該原料的壓 力;在上述螺旋桿旋轉時,將藉由上述障壁部提高了壓力的原料從上述螺旋桿的外周面導入至:在上述螺旋桿的內部隨著上述螺旋桿進行公轉的通路,並且使該原料透過上述通路返回至上述螺旋桿的外周面。
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