WO2015025768A1

WO2015025768A1 - 密閉式混練機

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Publication number: WO2015025768A1
Application number: PCT/JP2014/071222
Authority: WO
Inventors: 康弘亀田; 泰明山根; 宮坂　和夫; 和久福谷; 孝祐東
Original assignee: 株式会社神戸製鋼所
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2015-02-26
Also published as: CN105473298A; JP2015039789A; ES2704890T3; TW201519947A; EP3037232A4; EP3037232B1; JP6000917B2; US20160200001A1; US10160140B2; KR20160043097A; KR101803669B1; CN105473298B; AR097391A1; TWI565519B; EP3037232A1

Abstract

　密閉式混練機は、被混練材料が供給される混練室と、ロータ軸を中心に回転自在となるように前記混練室内に配置されるロータと、を備え、前記ロータは、前記被混練材料を混練するための複数の混練翼を備え、全ての前記混練翼それぞれのロータ軸方向における長さは、前記ロータ軸方向における前記ロータの全長に対して４５％以下である。

Description

密閉式混練機

　本発明は、密閉式混練機に関する。

　従来より、密閉式混練機がある（下記特許文献１、２など参照）。密閉式混練機は、被混練材料が供給される混練室と、混練室内に配置されるロータと、を備える。ロータは、被混練材料を混練するための複数の混練翼を備える。ロータが回転することで、混練翼が被混練材料を混練する。

　［従来技術１］特許文献１（同文献の図２及び図４参照）には、非線形翼（１３）により、被混練材料の分配性と分散性との両立を図った技術が記載されている。同文献の段落［００１７］には、ロータ軸方向における混練翼（１２、１３）の長さが、ロータ軸方向におけるロータの全長（Ｌ）に対して、０．６５Ｌや０．７Ｌに設定されると記載されている。

　［従来技術２］特許文献２には、混練翼の頂部と混練室の内面との隙間の大きさ（チップクリアランス）を所定値にすることで、良好な品質の混練物を得ることを図った技術が記載されている。同文献の段落［００３５］には、ロータ軸方向における混練翼（１３、１４）の長さが、ロータ軸方向におけるロータの全長（Ｗ）に対して、０．７Ｗや０．６５Ｗに設定されると記載されている。

　従来技術１、２の密閉式混練機では、被混練材料の分配性能に改善の余地がある。被混練材料の分配性能が低いと、被混練材料の混練時間（被混練材料を所望の混練状態とするのに要する時間）が長くなるおそれがある。そのため、従来技術１、２の密閉式混練機では生産性に改善の余地がある。

特開２００２－１１３３６号公報特許第４５６８７８５号公報

　本発明の目的は、被混練材料の分配性能を向上させることができ、被混練材料の混練時間を短縮でき、密閉式混練機での生産性を向上させることができる、密閉式混練機を提供することである。

　本発明の一局面に従う密閉式混練機は、被混練材料が供給される混練室と、ロータ軸を中心に回転自在となるように前記混練室内に配置されるロータと、を備え、前記ロータは、前記被混練材料を混練するための複数の混練翼を備え、全ての前記混練翼それぞれのロータ軸方向における長さは、前記ロータ軸方向における前記ロータの全長に対して４５％以下である。

密閉式混練機１の断面図である。図１に示すロータ５０の全体図である。図１に示すロータ４０及びロータ５０の展開図である。混練時間とＣＶ値との関係を示すグラフである。混練時間とＣＶ値との関係を示すグラフである。混練時間とＣＶ値との関係を示すグラフである。

　図１～図６を参照して、図１に示す密閉式混練機１について説明する。

　密閉式混練機１は、被混練材料の混練を行う装置である。この被混練材料には、例えば高分子材料がある。この高分子材料には、例えばゴムや樹脂がある。被混練材料は、例えば、ゴムにシリカおよびシランカップリング剤などを配合したもの等からなる。密閉式混練機１は、バッチ式である。密閉式混練機１は、供給部１０と、混練部３０と、を備える。

　供給部１０は、被混練材料を混練部３０に供給する部分である。供給部１０は、ホッパ１１と、材料供給筒１３と、シリンダ装置２０と、を備える。

　ホッパ１１には、密閉式混練機１の外部から被混練材料が投入される。

　材料供給筒１３は、被混練材料が通ることが可能な筒である。材料供給筒１３内の空間の上部は、ホッパ１１内の空間に連通する。

　シリンダ装置２０は、材料供給筒１３から混練部３０（後述する混練室３３）に被混練材料を押し込む装置である。シリンダ装置２０は、伸縮式のアクチュエータである。シリンダ装置２０は、例えば空圧式のアクチュエータである。シリンダ装置２０は、材料供給筒１３の上方に配置される。シリンダ装置２０は、シリンダ２１と、ピストン２３と、ピストンロッド２５と、フローティングウェイト２７と、を備える。

　シリンダ２１は、筒状の部材からなる。ピストン２３は、シリンダ２１内を往復運動可能な部材である。

　ピストンロッド２５は、ピストン２３に連結された棒である。ピストンロッド２５は、シリンダ２１の下蓋（シリンダ２１下端の蓋の部分）を気密に貫通する。

　フローティングウェイト２７は、供給部１０から混練部３０側に（下側に）被混練材料を押し込む部材である。フローティングウェイト２７は、材料供給筒１３内に配置される。フローティングウェイト２７は、ピストンロッド２５に連結される。フローティングウェイト２７は、材料供給筒１３の軸方向（上下方向）に移動自在である。

　混練部３０は、被混練材料を混練する部分である。混練部３０は、供給部１０の下に配置され、供給部１０に連結される。混練部３０は、チャンバ３１と、ドロップドア３５と、ロータ４０・５０と、を備える。

　チャンバ３１は、内部に混練室３３が形成された部分である。チャンバ３１の上部には、材料供給筒１３内の空間の下部と混練室３３とを連通させる上部供給口が形成される。チャンバ３１の底部には、密閉式混練機１の外部と混練室３３とを連通させる底部排出口が形成される。

　混練室３３は、被混練材料が供給される空間（区画）である。混練室３３は、被混練材料が混練される空間である。混練室３３の縦断面は、まゆ型である。この縦断面は、後述するロータ軸方向Ｚ（図２参照）から見た断面に相当する。

　ドロップドア３５は、チャンバ３１の底部排出口を開閉（開放および閉塞）する。ドロップドア３５は、アクチュエータにより駆動されることで、底部排出口を開閉する。ドロップドア３５を駆動するアクチュエータは、例えば回転式アクチュエータ（ロータリアクチュエータ）等である。

　ロータ４０・５０（混練ロータ）は、混練室３３内に配置される。ロータ４０・５０は、略円柱状を有する。２本のロータ４０・５０が、混練室３３内に設けられている。すなわち、密閉式混練機１は、二軸タイプである。ロータ４０の中心軸（略円柱の中心軸）が当該ロータ４０のロータ軸４０ａに相当する。ロータ５０の中心軸（略円柱の中心軸）が当該ロータ５０のロータ軸５０ａに相当する。図３に示すように、ロータ４０及びロータ５０は、それぞれ混練翼６１～６６を備える。

　２本のロータ４０・５０は、いわば左右一対に設けられる。図１に示すように、ロータ４０及びロータ５０は、ロータ軸４０ａとロータ軸５０ａとが平行になるように配置される。ロータ軸４０ａ及びロータ軸５０ａは、水平面と平行な同一平面上に配置される。ロータ４０とロータ５０とは、間隔をあけて配置される。なお、密閉式混練機１が備えるロータの数は、１のみでもよい。すなわち、密閉式混練機１は、一軸タイプでもよい。以下では、密閉式混練機１が２本のロータ４０・５０を備える場合について説明する。

　２本のロータ４０・５０は、ロータ４０・５０の内側部分が下方に移動するように、互いに異なる方向に回転する。ロータ４０・５０の内側部分は、各ロータ４０・５０のうちロータ軸４０ａとロータ軸５０ａとの間に位置する部分のことである。ロータ４０は、ロータ軸４０ａを中心に回転自在である。ロータ５０は、ロータ軸５０ａを中心に回転自在である。

　２つのロータ４０・５０のそれぞれの混練翼６１～６６は、互いに噛み合わない。すなわち、密閉式混練機１は、非噛み合い型である。

　２本のロータ４０・５０の展開形状は、図３に示すように、互いに点対称となる。さらに詳しくは、ロータ４０をロータ軸４０ａ（図１参照）まわりに展開した場合のロータ４０の形状を展開形状Ｄ４０とし、ロータ５０をロータ軸５０ａ（図１参照）まわりに展開した場合のロータ５０の形状を展開形状Ｄ５０とする。すると、展開形状Ｄ４０と展開形状Ｄ５０とは、中心点Ｏに対して互いに点対称である。展開形状Ｄ４０における混練翼６１～６６の配置と、展開形状Ｄ５０における混練翼６１～６６の配置とは、中心点Ｏに対して互いに点対称である。以下では、２本のロータ４０・５０のうち一方のロータ５０について説明し、ロータ４０の説明は省略する。

　ここで、ロータ５０に関する方向および位置を次のように定義する。図２に示すロータ５０の回転方向をロータ回転方向Ｒとする。すなわち、ロータ軸５０ａまわりの方向及び略円柱状のロータ５０の円周方向をロータ回転方向Ｒとする。ロータ回転方向Ｒにおいて、ロータ５０の回転の前側を前側Ｒｆとし、ロータ５０の回転の後側を後側Ｒｒとする。ロータ５０のロータ軸５０ａの延びる方向をロータ軸方向Ｚとする。ロータ軸方向Ｚにおける一方側を第一軸端側Ｚ１とする。ロータ軸方向Ｚにおける他方側を第二軸端側Ｚ２とする。すなわち、ロータ軸方向Ｚにおける第一軸端側Ｚ１とは逆側を第二軸端側Ｚ２とする。ロータ軸方向Ｚにおけるロータ５０の全長を全長Ｗとする。ロータ５０には、第一軸端５１と、第二軸端５２と、がある。

　第一軸端５１は、ロータ軸方向Ｚにおけるロータ５０の一端部である。第一軸端５１は、ロータ５０の第一軸端側Ｚ１の端部である。

　第二軸端５２は、ロータ軸方向Ｚにおけるロータ５０の他端部である。第二軸端５２は、ロータ５０の第二軸端側Ｚ２の端部である。すなわち、第二軸端５２は、ロータ軸方向Ｚにおける第一軸端５１とは逆側の端部である。

　混練翼６１～６６は、被混練材料を混練するための翼（羽）である。複数の混練翼６１～６６がロータ５０に設けられる。具体的には、１本のロータ５０の混練翼６１～６６の数は、６である。１本のロータ５０の混練翼６１～６６の数は、７以上や５以下でもよい（図示なし）。

　この混練翼６１～６６は、混練室３３（図１参照）を囲むチャンバ３１の内面と、当該混練翼６１～６６の頂部と、の間に隙間（チップクリアランス）ができるように構成される。上記頂部は、混練翼６１～６６の先端部である。混練翼６１～６６の先端部は、略円柱状のロータ５０の直径方向における混練翼６１～６６の外側の端部である。混練翼６１～６６は、ロータ５０の回転時にチップクリアランスを通過する被混練材料に、せん断力を付与するように構成される。混練翼６１～６６は、ロータ５０の回転時に被混練材料を押すことで、被混練材料がロータ軸方向Ｚに移動するように（流れるように）構成される。混練翼６１～６６は、ロータ軸５０ａを中心軸とする螺旋状に捩じられた形状である。混練翼６１～６６の頂部は、ロータ軸５０ａを中心軸とする螺旋状である。図３に示すように、混練翼６１～６６（の全て）は、線形翼である。線形翼とは、ロータ５０の展開形状Ｄ５０において線形（直線状）の翼である。なお、混練翼６１～６６の少なくとも一部は非線形翼でもよい（図示なし）。

　（混練翼６１～６６のロータ軸方向Ｚにおける長さＬｚ）
　図２に示すように、全ての混練翼６１～６６のロータ軸方向Ｚにおける長さＬｚは、ロータ軸方向Ｚにおけるロータ５０の全長Ｗに対して４５％以下である（Ｌｚ≦０．４５Ｗ）。混練翼６１・６２それぞれの長さＬｚ１は、全長Ｗに対して４５％以下である。混練翼６３・６４それぞれの長さＬｚ３は、全長Ｗに対して４５％以下である。混練翼６５・６６それぞれの長さＬｚ５は、全長Ｗに対して４５％以下である。

　（軸端に対する混練翼６１～６６の位置）
　複数の混練翼６１～６６には、互いに異なる軸端（第一軸端５１及び第二軸端５２）に始点（後述）が配置される翼がある。具体的には、図３に示すように、複数の混練翼６１～６６には、第一軸端側翼（混練翼６１・６２）と、第二軸端側翼（混練翼６３・６４）と、がある。また、複数の混練翼６１～６６には、第一軸端５１及び第二軸端５２のどちらにも接していない中央翼（混練翼６５・６６）がある。

　第一軸端側翼（混練翼６１・６２）は、ロータ回転方向Ｒにおける前側Ｒｆの端部（始点６１ｓ・６２ｓ）が、第一軸端５１に配置される翼である。第一軸端側翼（混練翼６１・６２）は、ロータ５０の回転時に、第一軸端５１から第二軸端側Ｚ２に被混練材料を流す。第一軸端側翼（混練翼６１・６２）は、複数枚（２枚以上）設けられる。例えば、第一軸端側翼は、２枚設けられる。２枚の第一軸端側翼（混練翼６１・６２）の長さＬｚ１は、互いに同じである。展開形状Ｄ５０において、２枚の第一軸端側翼（混練翼６１・６２）の、ロータ回転方向Ｒに対する角度は、互いに同じである。２枚の第二軸端側翼（混練翼６３・６４）及び２枚の中央翼（混練翼６５・６６）についても同様である。

　第二軸端側翼（混練翼６３・６４）は、ロータ回転方向Ｒにおける前側Ｒｆの端部（始点６３ｓ・６４ｓ）が第二軸端５２に配置される翼である。第二軸端側翼（混練翼６３・６４）は、ロータ５０の回転時に第二軸端５２から第一軸端側Ｚ１に被混練材料を流す。第二軸端側翼（混練翼６３・６４）は、複数枚設けられ、例えば２枚設けられる。２枚の第二軸端側翼（混練翼６３・６４）の長さＬｚ３は、互いに同じである。

　中央翼（混練翼６５・６６）は、第一軸端５１よりも第二軸端側Ｚ２のみに配置され、かつ、第二軸端５２よりも第一軸端側Ｚ１のみに配置される。中央翼（混練翼６５・６６）は、第一軸端側翼（混練翼６１・６２）の第二軸端側Ｚ２に配置される。中央翼（混練翼６５・６６）は、第二軸端側翼（混練翼６３・６４）の第一軸端側Ｚ１に配置される。中央翼（混練翼６５・６６）は、ロータ５０の回転時に、第一軸端側翼（混練翼６１・６２）から第二軸端側翼（混練翼６３・６４）に向かって、第二軸端側Ｚ２に被混練材料を流す。なお、中央翼（混練翼６５・６６）は、ロータ５０の回転時に第一軸端側Ｚ１に被混練材料を流すように構成されてもよい（図示なし）。中央翼（混練翼６５・６６）は、複数枚設けられる。例えば、中央翼は、２枚設けられる。２枚の中央翼（混練翼６５・６６）の長さＬｚ５は、互いに同じである。

　（混練翼６１～６６の長さＬｚの種類）
　複数の混練翼６１～６６には、互いに長さＬｚが異なる翼がある。複数の混練翼６１～６６には、短翼と、その長さＬｚが短翼の長さよりも大きい長翼と、がある。中央翼（混練翼６５・６６）の長さＬｚ５は、第一軸端側翼（混練翼６１・６２）の長さＬｚ１よりも大きく、第二軸端側翼（混練翼６３・６４）の長さＬｚ３よりも大きい。第二軸端側翼（混練翼６３・６４）の長さＬｚ３は、第一軸端側翼（混練翼６１・６２）の長さＬｚ１よりも大きい。

　短翼（例えば混練翼６１・６２）は、複数枚設けられる。例えば、短翼は、２枚設けられる。長翼（例えば混練翼６３・６４）は、複数枚設けられる。例えば、長翼は、２枚設けられる。

　（混練翼６１～６６のロータ回転方向Ｒの間隔）
　複数の混練翼６１～６６は、ロータ回転方向Ｒに互いに間隔（スペース）を開けて配置される。具体的には、複数の混練翼６１～６６には、前翼と後翼とがある。

　前翼を混練翼６３とする。前翼（混練翼６３）には、前翼終点６３ｅがある。前翼終点６３ｅは、ロータ回転方向Ｒにおける前翼（混練翼６３）の後側Ｒｒの端部である。

　後翼（混練翼６５）は、前翼終点６３ｅに対して後側Ｒｒに（真後ろに）隣接する。後翼（混練翼６５）と前翼終点６３ｅとは、ロータ回転方向Ｒに互いに間隔φ１をあけて配置される。具体的には、前翼終点６３ｅと後翼（混練翼６５）のうちロータ回転方向Ｒにおいて前翼終点６３ｅの真後ろに位置する部分との間に、間隔φ１が設けられている。間隔φ１の大きさは、ロータ軸５０ａ（図２参照）回りの位相差で４０°～１６０°の範囲内の所定の位相差に相当する。すなわち、間隔φ１の大きさは、ロータ軸５０ａ回りの位相差で４０°以上且つ１６０°以下の所定の位相差に相当する。

　なお、前翼を混練翼６５とすれば、後翼は混練翼６４である。この場合、前翼（混練翼６５）には、前翼終点６５ｅがある。前翼終点６５ｅは、ロータ回転方向Ｒにおける前翼（混練翼６５）の後側Ｒｒの端部である。後翼（混練翼６４）は、前翼終点６５ｅに対して後側Ｒｒに（真後ろに）隣接する。後翼（混練翼６４）と前翼終点６５ｅとは、ロータ回転方向Ｒに互いに間隔φ２をあけて配置される。具体的には、前翼終点６５ｅと後翼（混練翼６４）のうちロータ回転方向Ｒにおいて前翼終点６５ｅの真後ろに位置する部分との間に、間隔φ２が設けられている。後翼（混練翼６４）と前翼終点６５ｅとのロータ回転方向Ｒの間隔φ２は、ロータ軸５０ａ（図２参照）回りの位相差で４０°～１６０°の範囲内の所定の位相差に相当する。このような位相差の条件は、例えば全ての混練翼６１～６６間について成り立つ。

　（動作）
　図１に示す密閉式混練機１の動作は次の（ａ）～（ｈ）の通りである。（ａ）ドロップドア３５がチャンバ３１に密接させられる。その結果、チャンバ３１の底部排出口が閉じられる。（ｂ）シリンダ２１の下部が加圧される。その結果、フローティングウェイト２７が、チャンバ３１から供給部１０側に移動（上昇）する。その結果、チャンバ３１の上部供給口が開く。（ｃ）被混練材料が、密閉式混練機１の外部からホッパ１１を介して材料供給筒１３内に供給される。（ｄ）シリンダ２１の上部が加圧される。その結果、フローティングウェイト２７が混練部３０側に移動（下降）する。その結果、被混練材料が、材料供給筒１３内から混練室３３内に押し込まれる（装填又は圧入される）。（ｅ）チャンバ３１の上部供給口が、フローティングウェイト２７により閉じられる。（ｆ）ロータ４０・５０が互いに逆方向に回転する。その結果、チャンバ３１の内面と混練翼６１～６６（図２参照）の頂部との隙間（チップクリアランス）を被混練材料が通るときに、被混練材料にせん断力が加えられる。また、被混練材料が、混練翼６１～６６（図２参照）に押されることで、ロータ軸方向Ｚに移動する。また、被混練材料が、２つのロータ４０・５０間で移動する。これらの結果、被混練材料が均一に分散していく。（ｇ）被混練材料の混練が所定時間行われると、被混練材料が所望の混練状態となる。（ｈ）ドロップドア３５がチャンバ３１から離される（離隔される）。その結果、チャンバ３１の底部排出口が開かれる。その結果、混練物（混練済みの被混練材料）が密閉式混練機１の外部に排出させられる。

　（実験１）
　図２に示す混練翼６１～６６、及び比較例の混練翼（６１～６６）について、分配性能（被混練材料中における成分の分散度合い）を調べた。

　分配性能の評価に用いた混練翼（６１～６６）は次の（Ａ）～（Ｃ）の通りである。

　（Ａ：［従来技術１］）（比較例）上述した従来技術１（特開２００２－１１３３６）に記載の混練翼。従来技術１の混練翼には、１本のロータあたり、１枚の非線形翼と３枚の線形翼とがある。特許文献１の段落［００１７］に記載のように、従来技術１の混練翼には、ロータ軸方向Ｚにおける長さＬｚがロータの全長Ｗの７０％の線形翼がある。また、従来技術１のロータには、長さＬｚが全長Ｗの６５％の非線形翼がある。

　（Ｂ：［４９％］）（比較例）複数の混練翼（６１～６６）の長さＬｚの最大値が、全長Ｗの４９％のもの。全ての混練翼（６１～６６）は線形翼である。

　（Ｃ）次の（Ｃ１）～（Ｃ３）の３種類の混練翼６１～６６。

　（Ｃ１：［４５％］）複数の混練翼６１～６６の長さＬｚの最大値が全長Ｗの４５％のもの。

　（Ｃ２：［４３％］）複数の混練翼６１～６６の長さＬｚの最大値が全長Ｗの４３％のもの。

　（Ｃ３：［４０％］）複数の混練翼６１～６６の長さＬｚの最大値が全長Ｗの４０％のもの。

　上記（Ｃ１）、（Ｃ２）、及び（Ｃ３）の３種類の混練翼６１～６６は全て線形翼である。

　被混練材料は、カルボキシ・メチル・セルロース（ＣＭＣ）の３０％水溶液に、ビーズを投入したものである。

　分配性能の評価は、上島製作所製の加硫試験機「ＦＤＲ（登録商標）」VR-3110 Seriesでの加硫測定に基づいて行われた。なお、実験１に用いた密閉式混練機１は、実機を模擬したもの（実験用の機械）である。

　図４に分配性能の評価の結果を示す。図４は、混練時間（横軸）と、ＣＶ値（縦軸）と、の関係を示すグラフである。図５及び図６も同様に混練時間とＣＶ値との関係を示すグラフである。ＣＶは、coefficient of variationの略である。ＣＶ値の詳細については後述する。図４のグラフに示すように、全ての混練翼６１～６６の長さＬｚがロータ４０・５０の全長Ｗの４５％以下である場合に、従来技術１や上記（Ｂ：［４９％］）の場合よりも混合性能が向上することが分かった。また、全長Ｗに対する長さＬｚが短いほど、分配性能が良くなった。具体的には、（Ｃ１：［４５％］）、（Ｃ２：［４３％］）、（Ｃ３：［４０％］）の順に分配性能が良くなることが分かった。

　ＣＶ値は、被混練材料中における成分の分散度合いを表す指標となる値である。このＣＶ値が低いほど、上記分散が進行している（言い換えれば、被混練材料の混合が促進されている）ことを表す。このＣＶ値は、以下の式（１）で求められる。

　ＣＶ＝ρ／Ｍ・・・（１）

　この式（１）において、ＣＶは、ＣＶ値である。式（１）において、Ｍは、混練室３３（図１参照）内に収容された被混練材料中における成分の質量分率の平均値である。式（１）において、ρは、混練室３３内に収容された被混練材料中における成分の質量分率の標準偏差である。

　（実験２）
　図２に示す長さＬｚが全長Ｗの４５％以下である混練翼６１～６６の分配性能と、上記「（Ａ：［従来技術１］）」の混練翼の分配性能とを比較した。

　被混練材料の配合内容は、表１の通りである。

　表１中のＰＨＲ（Parts per hundred rubber）は、ゴム重量１００に対する各種配合剤の重量部である。ＳＢＲは、スチレンブタジエンゴムである。ＢＲは、ブタジエンゴムである。

　図５及び図６に分配性能の評価の結果を示す。これらのグラフより、長さＬｚが全長Ｗの４５％以下である混練翼６１～６６では、従来技術１に比べ、特に混練初期（混練時間が５０秒未満など）で分配性能を向上できることがわかった。

　（効果１）
　図１に示す密閉式混練機１による効果を説明する。密閉式混練機１は、被混練材料が供給される混練室３３と、ロータ軸５０ａを中心に回転自在となるように混練室３３内に配置されるロータ５０と、を備える。図２に示すように、ロータ５０は、被混練材料を混練するための複数の混練翼６１～６６を備える。

　［構成１］全ての混練翼６１～６６それぞれのロータ軸方向Ｚにおける長さＬｚは、ロータ軸方向Ｚにおけるロータ５０の全長Ｗに対して４５％以下である。

　上記［構成１］の混練翼６１～６６では、上記の従来技術１等（従来技術１、及び、全長Ｗに対して長さＬｚが４５％を超えるもの）よりも分配性能を向上させることができる（上記実験１及び実験２参照）。よって、密閉式混練機１では、従来技術１等よりも早い時間で被混練材料を所望の混練状態にすることができる。その結果、被混練材料の混練時間（練り時間）を短縮できる。その結果、密閉式混練機１での生産性を、従来技術１等よりも向上させることができる。

　（効果２）
　［構成２－１］複数の混練翼６１～６６には、短翼（例えば混練翼６１・６２）と、ロータ軸方向Ｚにおける短翼（混練翼６１・６２）の長さよりもロータ軸方向Ｚにおける長さＬｚが大きい長翼（例えば混練翼６３・６４）と、がある。

　［構成２－２］短翼（例えば混練翼６１・６２）は２枚以上設けられる。長翼（例えば混練翼６３・６４）は２枚以上設けられる。

　上記［構成２－１］により、複数の混練翼６１～６６の長さＬｚが１種類しかない場合に比べ、被混練材料の流れが複雑化する。さらに、上記［構成２－２］により、短翼（例えば混練翼６１・６２）が１枚のみ設けられる場合や、長翼（例えば混練翼６３・６４）が１枚のみ設けられる場合に比べ、被混練材料の流れが複雑化する。よって、被混練材料の分配性能をより向上させることができる。その結果、被混練材料の混練時間をより短縮できる。その結果、密閉式混練機１での生産性をより向上させることができる。

　（効果３）
　ロータ５０は、ロータ軸方向Ｚにおけるロータ５０の一端部である第一軸端５１と、ロータ軸方向Ｚにおけるロータ５０の他端部である第二軸端５２と、を備える。図３に示すように、複数の混練翼６１～６６には、第一軸端側翼（混練翼６１・６２）と第二軸端側翼（混練翼６３・６４）とがある。

　［構成３－１］第一軸端側翼（混練翼６１・６２）は、ロータ回転方向Ｒにおける前端部（前側Ｒｆの端部、始点６１ｓ・６２ｓ）が第一軸端５１に配置される翼である。

　［構成３－２］第二軸端側翼（混練翼６３・６４）は、ロータ回転方向Ｒにおける前端部（前側Ｒｆ端部、始点６３ｓ・６４ｓ）が第二軸端５２に配置される翼である。

　上記［構成３－１］の第一軸端側翼（混練翼６１・６２）により、被混練材料は、第一軸端５１から第二軸端側Ｚ２に移動する。また、上記［構成３－２］の第二軸端側翼（混練翼６３・６４）により、被混練材料は、第二軸端５２から第一軸端側Ｚ１に移動する。よって、第一軸端５１および第二軸端５２での材料残り（被混練材料が残ること）を抑制できる。

　（効果４）
　ロータ５０は、第一軸端５１と、第二軸端５２と、を備える。

　［構成４］複数の混練翼６１～６６には、第一軸端５１よりも第二軸端側Ｚ２のみに配置され、かつ、第二軸端５２よりも第一軸端側Ｚ１のみに配置される中央翼（混練翼６５・６６）がある。

　上記［構成４］により、中央翼（混練翼６５・６６）がない場合に比べ、被混練材料の流れが複雑化する。よって、被混練材料の分配性能をより向上させることができる。その結果、被混練材料の混練時間をより短縮できる。その結果、密閉式混練機１での生産性をより向上させることができる。

　（効果５）
　複数の混練翼６１～６６には、前翼（例えば混練翼６３）と、後翼（例えば混練翼６５）と、がある。後翼（混練翼６５）は、ロータ回転方向Ｒにおける前翼（混練翼６３）の後端部である前翼終点６３ｅに対して、ロータ回転方向Ｒにおける後側Ｒｒに隣接する。

　［構成５］前翼終点６３ｅと後翼（混練翼６５）とは、ロータ回転方向Ｒに互いに間隔φ１をあけて配置される。間隔φ１の大きさは、ロータ軸５０ａ（図２参照）回りの位相差で４０°～１６０°の範囲内の所定の位相差に相当する。

　上記［構成５］により、前翼終点６３ｅと後翼（混練翼６５）との間のスペースが確保される。よって、間隔φ１の位相差が４０°未満の場合に比べ、このスペースでの被混練材料の流れを促進させることができる。また、間隔φ１の位相差が１６０°を超える場合に比べ、被混練材料の流れが簡素になりすぎることを抑制できる。ロータ４０・５０の数が２の場合は、間隔φ１の位相差が４０°未満の場合に比べ、ロータ４０・５０間での被混練材料の受け渡しを促進させることができる。

　（他の効果）
　［構成６］全ての混練翼６１～６６の展開形状は線形である。

　上記［構成６］では、混練翼６１～６６の少なくとも一部の展開形状が非線形の場合（上記従来技術１参照）に比べ、混練翼６１～６６を容易に製作できる。それにもかかわらず、上記（効果１）のように、従来技術１に比べて被混練材料の分配性能を向上させることができる。

　［実施の形態の概要］
　前記実施形態をまとめると、以下の通りである。

　前記実施形態による密閉式混練機は、被混練材料が供給される混練室と、ロータ軸を中心に回転自在となるように前記混練室内に配置されるロータと、を備え、前記ロータは、前記被混練材料を混練するための複数の混練翼を備え、全ての前記混練翼それぞれのロータ軸方向における長さは、前記ロータ軸方向における前記ロータの全長に対して４５％以下である。

　前記密閉式混練機において、前記複数の混練翼は、２枚以上の短翼と、２枚以上の長翼と、を含み、前記ロータ軸方向における前記長翼の各々の長さのいずれかは、前記ロータ軸方向における前記短翼の各々の長さのいずれかよりも大きいことが好ましい。

　前記密閉式混練機において、前記ロータは、前記ロータ軸方向における前記ロータの一端部である第一軸端と、前記ロータ軸方向における前記ロータの他端部である第二軸端と、を備え、前記複数の混練翼は、前記ロータの回転方向における前端部が前記第一軸端に配置される第一軸端側翼と、前記ロータの回転方向における前端部が前記第二軸端に配置される第二軸端側翼と、を含むことが好ましい。

　前記密閉式混練機において、前記ロータは、前記ロータ軸方向における前記ロータの一端部である第一軸端と、前記ロータ軸方向における前記ロータの他端部である第二軸端と、を備え、前記複数の混練翼は、前記第一軸端よりも前記第二軸端側のみに配置され、かつ、前記第二軸端よりも前記第一軸端側のみに配置される中央翼を含むことが好ましい。

　前記密閉式混練機において、前記複数の混練翼は、前翼と、前記ロータの回転方向における前記前翼の後端部である前翼終点に対して前記ロータの回転方向で後側に隣接する後翼と、を含み、前記前翼終点と前記後翼とは、前記ロータの回転方向において互いに間隔をあけて配置され、前記前翼終点と前記後翼との間の間隔の大きさは、前記ロータ軸回りの位相差で４０°～１６０°に相当することが好ましい。

　前記実施形態によれば、被混練材料の分配性能を向上させることができ、被混練材料の混練時間を短縮でき、密閉式混練機での生産性を向上させることができる。

Claims

　被混練材料が供給される混練室と、
　ロータ軸を中心に回転自在となるように前記混練室内に配置されるロータと、を備え、
　前記ロータは、前記被混練材料を混練するための複数の混練翼を備え、
　全ての前記混練翼それぞれのロータ軸方向における長さは、前記ロータ軸方向における前記ロータの全長に対して４５％以下である、密閉式混練機。
　請求項１に記載の密閉式混練機において、
　前記複数の混練翼は、
　２枚以上の短翼と、
　２枚以上の長翼と、を含み、
　前記ロータ軸方向における前記長翼の各々の長さのいずれかは、前記ロータ軸方向における前記短翼の各々の長さのいずれかよりも大きい、密閉式混練機。
　請求項１または２に記載の密閉式混練機において、
　前記ロータは、
　前記ロータ軸方向における前記ロータの一端部である第一軸端と、
　前記ロータ軸方向における前記ロータの他端部である第二軸端と、を備え、
　前記複数の混練翼は、前記ロータの回転方向における前端部が前記第一軸端に配置される第一軸端側翼と、前記ロータの回転方向における前端部が前記第二軸端に配置される第二軸端側翼と、を含む、密閉式混練機。
　請求項１～３のいずれか１項に記載の密閉式混練機において、
　前記ロータは、
　前記ロータ軸方向における前記ロータの一端部である第一軸端と、
　前記ロータ軸方向における前記ロータの他端部である第二軸端と、を備え、
　前記複数の混練翼は、前記第一軸端よりも前記第二軸端側のみに配置され、かつ、前記第二軸端よりも前記第一軸端側のみに配置される中央翼を含む、密閉式混練機。
　請求項１～４のいずれか１項に記載の密閉式混練機において、
　前記複数の混練翼は、
　前翼と、
　前記ロータの回転方向における前記前翼の後端部である前翼終点に対して前記ロータの回転方向で後側に隣接する後翼と、を含み、
　前記前翼終点と前記後翼とは、前記ロータの回転方向において互いに間隔をあけて配置され、
　前記前翼終点と前記後翼との間の間隔の大きさは、前記ロータ軸回りの位相差で４０°～１６０°の範囲内の所定の位相差に相当する、密閉式混練機。