WO2015156230A1 - 押出機用スクリュ、押出機および押出方法 - Google Patents

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WO2015156230A1
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screw
raw material
passage
flight
peripheral surface
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PCT/JP2015/060639
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昭美 小林
重行 藤井
孝文 鮫島
博 清水
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東芝機械株式会社
株式会社Hspテクノロジーズ
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    • B29K2033/00Use of polymers of unsaturated acids or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2033/04Polymers of esters
    • B29K2033/12Polymers of methacrylic acid esters, e.g. PMMA, i.e. polymethylmethacrylate
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    • B29K2069/00Use of PC, i.e. polycarbonates or derivatives thereof, as moulding material

Definitions

  • This invention relates to the screw for extruders which knead
  • a compatibilizing agent having affinity or adhesiveness with one or both of the blend components is added. It is necessary to add. However, even if a compatibilizing agent is used, the blend components are not mutually dissolved at the molecular level, so there is a limit to improving the performance and function of the kneaded product produced by the extruder.
  • the batch-type high shear molding apparatus disclosed in Patent Document 1 includes a feedback-type screw housed in a cylinder.
  • the screw has a structure in which raw materials blended with incompatible resins are sufficiently kneaded inside the screw.
  • the screw has a linear axis along the material conveyance direction, and is configured to rotate inside the cylinder about the axis.
  • a spiral twisted flight is formed on the outer peripheral surface of the screw. In the flight, the raw material supplied to the base end of the screw is conveyed toward the tip of the screw. The raw material conveyed by the flight is filled in a gap between the front end face of the screw and the sealing member that closes the opening end of the cylinder.
  • the screw has a hole with an inner diameter of about 1 mm to 5 mm at its substantially central portion.
  • the hole extends in the axial direction of the screw.
  • the upstream end of the hole is opened in the gap at the tip end surface of the screw.
  • the downstream end of the hole is bifurcated and opened on the outer peripheral surface of the base end of the screw.
  • the raw material confined in the gap flows into the hole from the upstream end of the hole as the screw rotates, and returns to the outer peripheral surface of the base end of the screw from the downstream end of the hole.
  • the returned raw material is conveyed toward the gap again by flight.
  • the raw material supplied to the screw is subjected to a shearing action in the process of being transported by flight and to an extending action in the process of passing through the hole.
  • the raw material circulates in a sealed space inside the cylinder in a state accompanied by shear flow and extension flow.
  • the polymer component of the raw material is nano-dispersed according to the time required for circulation of the raw material, and a kneaded product having a microscopic dispersion structure can be obtained.
  • the hole into which the raw material filled in the gap flows is positioned on the screw axis. According to such a configuration, since the inner wall surface of the screw that defines the hole rotates following the rotation of the screw, the raw material is agitated in the circumferential direction of the hole when passing through the hole.
  • the raw material passing through the holes is subjected not only to the elongation action but also to the shearing action accompanying the stirring in the circumferential direction of the holes, and it becomes difficult to universally express the kneaded state of the raw materials. Therefore, there remains room for improvement in optimizing the conditions for kneading the raw materials.
  • An object of the present invention is to obtain a screw for an extruder in which a raw material flowing through a passage inside a screw body is hardly subjected to a shearing action, and the degree of kneading of the raw material can be controlled with high accuracy.
  • Another object of the present invention is to provide an extruder and an extruder capable of accurately controlling the degree of kneading of the raw material and generating a kneaded product having a microscopic dispersion structure in which the polymer component of the raw material is nano-dispersed. There is to get a way.
  • an extruder screw includes a screw body.
  • the screw main body rotates around a linear axis along the conveying direction of the raw material.
  • a conveying portion having a flight is provided on the outer peripheral surface of the screw main body.
  • the said flight is comprised so that a raw material may be conveyed in the axial direction of the said screw main body at the time of the rotation of the said screw main body.
  • a passage through which the raw material conveyed by the flight flows and flows into the outer peripheral surface of the screw main body is provided inside the screw main body. The passage is provided at a position off the axis of the screw body.
  • the passage is configured to revolve around the axis when the screw body rotates.
  • the screw main body has a cylindrical wall surface that defines the passage, and the wall surface is configured to revolve around the axis without rotating about the axis. Yes.
  • the passage has an inlet and an outlet opened on the outer peripheral surface of the screw body.
  • the inlet and the outlet are separated from each other in the axial direction of the screw main body, and the raw material flowing into the passage from the inlet returns to the outer peripheral surface of the screw main body from the outlet.
  • the screw main body has a barrier portion that increases the pressure of the raw material by restricting the flow of the raw material due to the flight, and the inlet is located immediately before the barrier portion.
  • the passage has a passage main body communicated with the inlet and the outlet, and the diameter of the passage main body is set smaller than the diameter of the inlet.
  • an extruder screw includes a screw body.
  • the screw body has a linear axis along the raw material conveyance direction, and rotates about the axis.
  • a conveying portion having a flight is provided on the outer peripheral surface along the circumferential direction of the screw main body.
  • the said flight is comprised so that a raw material may be conveyed in the axial direction of the said screw main body at the time of the rotation of the said screw main body.
  • a plurality of passages are provided in the screw main body so that the raw material conveyed by the flight flows and the flowed raw material returns to the outer peripheral surface of the screw main body.
  • the passages are arranged at intervals from each other in the axial direction of the screw body at a position eccentric from the axis of the screw body.
  • the plurality of passages are arranged at intervals in the circumferential direction of the screw.
  • a refrigerant passage through which a refrigerant for cooling the screw body flows is formed inside the screw body.
  • an extruder is an extruder that generates a kneaded material by kneading raw materials using the screw, and the screw is rotatably accommodated. And a supply port that is provided in the barrel and supplies a raw material to the screw, and a discharge port that is provided in the barrel and through which the kneaded material is extruded.
  • an extrusion method supplies a raw material to an outer peripheral surface along a circumferential direction of a screw rotating inside a barrel, and supplies the raw material to the outer periphery of the screw. It conveys continuously in the axial direction of the said screw using the flight formed in the surface.
  • the raw material conveyed by the flight is guided to a path revolving following the screw inside the screw, and the raw material is returned to the outer peripheral surface of the screw through the path.
  • the pressure applied to the raw material is increased, and the raw material with the increased pressure is introduced from the outer peripheral surface of the screw into the passage. It is preferable to do.
  • the passage inside the screw body revolves around the axis without rotating about the axis of the screw body. For this reason, the raw material that passes through the passage and returns to the outer peripheral surface of the screw main body is hardly subjected to a shearing action, and the raw material that passes through the passage mainly receives an extension action.
  • a location where a shearing action is added to the raw material and a location where an elongation action is added to the raw material are determined on the screw, and the degree of kneading of the raw material can be accurately controlled. Therefore, it becomes possible to produce a kneaded product having a microscopic dispersion structure in which the raw material polymer component is nano-dispersed.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a continuous high shear processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the first extruder used in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the two screws of the first extruder are engaged with each other in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a third extruder used in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the second extruder used in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the second extruder showing both the barrel and the screw in cross section in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a side view of the screw used in the first embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a continuous high shear processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the first extruder used in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line F8-F8 in FIG.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line F9-F9 in FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the second extruder showing, in an enlarged manner, a state in which a passage is formed between three adjacent cylinders on the rotation axis in the first embodiment.
  • FIG. 11 is a side view showing the flow direction of the raw material with respect to the screw in the first embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the second extruder schematically showing the flow direction of the raw material when the screw rotates in the first embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a second extruder schematically showing a modification of the first embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a second extruder schematically showing a state where the cylinders are rearranged in the modification of the first embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of a second extruder used in the second embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a second extruder used in the third embodiment.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of a second extruder showing both a barrel and a screw in cross section in the third embodiment.
  • 18 is a cross-sectional view taken along line F18-F18 in FIG.
  • FIG. 19 is a perspective view of a cylinder used in the third embodiment.
  • FIG. 20 is an enlarged cross-sectional view showing a structure of a passage formed inside the screw main body in the third embodiment.
  • FIG. 21 is a side view of the screw showing the flow direction of the raw material when the screw rotates in the third embodiment.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of the second extruder schematically showing the flow direction of the raw material when the screw rotates in the third embodiment.
  • FIG. 23 is a perspective view showing a modification of the barrier portion in the third embodiment.
  • FIG. 24 is a side view of a screw used in the fourth embodiment.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view of a second extruder used in the fourth embodiment.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of a second extruder showing both a barrel and a screw in cross section in the fourth embodiment.
  • 27 is a cross-sectional view taken along line F27-F27 in FIG. FIG.
  • FIG. 28 is a perspective view of a cylinder used in the fourth embodiment.
  • FIG. 29 is a perspective view of the cylinder viewed from the direction of arrow F29 in FIG.
  • FIG. 30 is a side view of the screw showing the flow direction of the raw material when the screw rotates in the fourth embodiment.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view of the second extruder schematically showing the flow direction of the raw material when the screw rotates in the fourth embodiment.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view schematically showing Modification 1 of the screw body in the fourth embodiment.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view schematically showing Modification Example 2 of the screw body in the fourth embodiment.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view schematically showing Modification 3 of the screw body in the fourth embodiment.
  • 35A is an enlarged cross-sectional view showing a portion F35A in FIG. 34
  • FIG. 35B is a cross-sectional view taken along line F35B-F35B in FIG. 35A
  • 36A is an enlarged cross-sectional view showing a portion of F36A in FIG. 34
  • FIG. 36B is a cross-sectional view taken along line F36B-F36B in FIG. 36A
  • FIG. 37 is a cross-sectional view schematically showing Modification 4 of the screw body in the fourth embodiment.
  • FIG. 38 is a cross-sectional view schematically showing Modification Example 5 of the screw main body in the fourth embodiment.
  • FIG. 39 is a cross-sectional view schematically showing Modification 6 of the screw body in the fourth embodiment.
  • FIG. 40 is a cross-sectional view of the second extruder according to the fifth embodiment.
  • FIG. 41 is a cross-sectional view of the second extruder according to the sixth embodiment.
  • FIG. 42 is a cross-sectional view of the second extruder according to the seventh embodiment.
  • FIG. 43 is a cross-sectional view of the second extruder according to the eighth embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows a configuration of a continuous high shear processing apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the high shear processing apparatus 1 includes a first extruder 2, a second extruder 3, and a third extruder 4.
  • the first extruder 2, the second extruder 3, and the third extruder 4 are connected in series with each other.
  • the first extruder 2 is an element for preliminarily kneading, for example, two types of incompatible resins.
  • a methacrylate resin such as polymethyl methacrylate (PMMA) and a polycarbonate resin (PC) are used.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate resin
  • the two types of resins to be blended are supplied to the first extruder 2 in the form of pellets, for example.
  • a co-rotating biaxial kneader is used as the first extruder 2 in order to enhance the degree of resin kneading / melting.
  • 2 and 3 disclose an example of a twin-screw kneader.
  • the biaxial kneader includes a barrel 6 and two screws 7 a and 7 b housed inside the barrel 6.
  • the barrel 6 includes a cylinder portion 8 having a shape obtained by combining two cylinders.
  • the resin is continuously supplied to the cylinder portion 8 from a supply port 9 provided at one end portion of the barrel 6.
  • the barrel 6 includes a heater for heating the resin supplied to the cylinder portion 8.
  • the screws 7a and 7b are accommodated in the cylinder portion 8 while being engaged with each other.
  • the screws 7a and 7b receive torque transmitted from a motor (not shown) and rotate in the same direction.
  • the screws 7 a and 7 b each include a feed unit 11, a kneading unit 12, and a pumping unit 13.
  • the feed unit 11, the kneading unit 12 and the pumping unit 13 are arranged in a line along the axial direction of the screws 7a and 7b.
  • the feed unit 11 has a flight 14 twisted in a spiral.
  • the flights 14 of the screws 7a and 7b rotate while meshing with each other and convey two types of resins supplied from the supply port 9 toward the kneading unit 12.
  • the kneading part 12 has a plurality of disks 15 arranged in the axial direction of the screws 7a and 7b.
  • the disks 15 of the screws 7a and 7b rotate while facing each other and preliminarily knead the resin sent from the feed unit 11.
  • the kneaded resin is fed into the pumping unit 13 by the rotation of the screws 7a and 7b.
  • the pumping unit 13 has a flight 16 twisted in a spiral.
  • the flights 16 of the screws 7 a and 7 b rotate while meshing with each other, and push out the premixed resin from the discharge end of the barrel 6.
  • the resin supplied to the feed part 11 of the screws 7a and 7b is melted by receiving heat generated by the shearing heat generated by the rotation of the screws 7a and 7b and heat from the barrel 6 heated by the heater.
  • Resin melted by preliminary kneading in a biaxial kneader constitutes a blended raw material.
  • the raw material is continuously supplied to the second extruder 3 from the discharge end of the barrel 6 as indicated by an arrow A in FIG.
  • the raw material When the raw material is supplied to the second extruder 3, the raw material is melted by preliminary kneading in the first extruder 2 and has fluidity. Therefore, the burden on the second extruder 3 for kneading the raw materials in earnest can be reduced.
  • the second extruder 3 is an element for generating a kneaded material having a microscopic dispersion structure in which the raw material polymer component is nano-dispersed.
  • a single screw extruder is used as the second extruder 3.
  • the single-screw extruder includes a barrel 20 and a single screw 21.
  • the screw 21 has a function of repeatedly adding a shearing action and an elongation action to the melted raw material.
  • the configuration of the second extruder 3 including the screw 21 will be described in detail later.
  • the third extruder 4 is an element for removing gas components contained in the kneaded product extruded from the second extruder 3.
  • a single screw extruder is used as the third extruder 4.
  • the single screw extruder includes a barrel 22 and a single vent screw 23 accommodated in the barrel 22.
  • the barrel 22 includes a straight cylindrical cylinder portion 24.
  • the kneaded material extruded from the second extruder 3 is continuously supplied to the cylinder portion 24 from one end portion along the axial direction of the cylinder portion 24.
  • the barrel 22 has a vent port 25.
  • the vent port 25 is opened at an intermediate portion along the axial direction of the cylinder portion 24 and is connected to the vacuum pump 26. Further, the other end portion of the cylinder portion 24 of the barrel 22 is closed by a head portion 27.
  • the head unit 27 has a discharge port 28 through which the kneaded material is discharged.
  • the vent screw 23 is accommodated in the cylinder portion 24.
  • the vent screw 23 receives a torque transmitted from a motor (not shown) and is rotated in one direction.
  • the vent screw 23 has a flight 29 that is spirally twisted. The flight 29 rotates integrally with the vent screw 23 and continuously conveys the kneaded material supplied to the cylinder portion 24 toward the head portion 27.
  • the kneaded material When the kneaded material is conveyed to a position corresponding to the vent port 25, it receives the vacuum pressure of the vacuum pump 26. Thereby, the gaseous substance and other volatile components contained in the kneaded product are continuously removed from the kneaded product.
  • the kneaded material from which gaseous substances and other volatile components have been removed is continuously discharged from the discharge port 28 of the head portion 27 to the outside of the high shear processing apparatus 1.
  • the barrel 20 of the second extruder 3 is a straight cylinder and is disposed horizontally.
  • the barrel 20 is divided into a plurality of barrel elements 31.
  • Each barrel element 31 has a cylindrical through hole 32.
  • the barrel element 31 is integrally coupled so that the respective through holes 32 are coaxially continuous.
  • the through holes 32 of the barrel element 31 cooperate with each other to define a cylindrical cylinder portion 33 inside the barrel 20.
  • the cylinder part 33 extends in the axial direction of the barrel 20.
  • a supply port 34 is formed at one end along the axial direction of the barrel 20.
  • the supply port 34 communicates with the cylinder part 33, and the raw material blended by the first extruder 2 is continuously supplied to the supply port 34.
  • the barrel 20 includes a heater (not shown).
  • the heater adjusts the temperature of the barrel 20 so that the temperature of the barrel 20 becomes an optimum value for kneading the raw materials.
  • the barrel 20 includes a refrigerant passage 35 through which a refrigerant such as water or oil flows.
  • the refrigerant passage 35 is disposed so as to surround the cylinder portion 33. The refrigerant flows along the refrigerant passage 35 when the temperature of the barrel 20 exceeds a predetermined upper limit value, and forcibly cools the barrel 20.
  • the other end portion along the axial direction of the barrel 20 is closed by a head portion 36.
  • the head portion 36 has a discharge port 36a.
  • the discharge port 36 a is located on the opposite side of the supply port 34 along the axial direction of the barrel 20 and is connected to the third extruder 4.
  • the screw 21 includes a screw body 37.
  • the screw main body 37 of the present embodiment includes a single rotating shaft 38 and a plurality of cylindrical cylinders 39.
  • the rotary shaft 38 includes a first shaft portion 40 and a second shaft portion 41.
  • the first shaft portion 40 is located at the base end of the rotating shaft 38 that is on the one end portion side of the barrel 20.
  • the first shaft portion 40 includes a joint portion 42 and a stopper portion 43.
  • the joint part 42 is connected to a drive source such as a motor via a coupling (not shown).
  • the stopper portion 43 is provided coaxially with the joint portion 42.
  • the stopper portion 43 has a larger diameter than the joint portion 42.
  • the second shaft portion 41 extends coaxially from the end surface of the stopper portion 43 of the first shaft portion 40.
  • the second shaft portion 41 has a length that covers substantially the entire length of the barrel 20 and has a tip that faces the head portion 36.
  • the second shaft portion 41 has a solid cylindrical shape having a diameter smaller than that of the stopper portion 43. As shown in FIGS. 8 and 9, a pair of keys 45 a and 45 b are attached to the outer peripheral surface of the second shaft portion 41. The keys 45 a and 45 b extend in the axial direction of the second shaft portion 41 at positions shifted by 180 ° in the circumferential direction of the second shaft portion 41.
  • the screw body 37 has a straight axis O1.
  • the axis O1 passes through the first shaft portion 40 and the second shaft portion 41 coaxially and extends horizontally in the axial direction of the rotary shaft 38.
  • the cylinder 39 is an element that defines the outer diameter of the screw body 37 and is coaxially inserted on the second shaft portion 41. According to the present embodiment, the outer diameters D1 of all the cylinders 39 are set to be the same.
  • the cylindrical body 39 has end faces 39a at both ends along the axial direction.
  • the end surface 39a is a flat surface along a direction orthogonal to the axis O1.
  • a pair of key grooves 47 a and 47 b are formed on the inner peripheral surface of the cylindrical body 39.
  • the key grooves 47 a and 47 b extend in the axial direction of the cylindrical body 39 at positions shifted by 180 ° in the circumferential direction of the cylindrical body 39 and are opened on both end surfaces 39 a of the cylindrical body 39.
  • the cylindrical body 39 is inserted onto the second shaft portion 41 from the direction of the distal end of the second shaft portion 41 with the key grooves 47a and 47b aligned with the keys 45a and 45b of the second shaft portion 41.
  • the first collar 48 is interposed between the cylindrical body 39 inserted first on the second shaft portion 41 and the end surface of the stopper portion 43 of the first shaft portion 40.
  • the second collar 50 is fixed to the distal end surface of the second shaft portion 41 via a fixing screw 49.
  • the fixing screw 49 is an example of a fastener
  • the second collar 50 is an example of an end plate.
  • the cylindrical body 39 is not limited to being fixed to the rotary shaft 38 by the keys 45a and 45b.
  • the cylinder 39 may be fixed to the rotary shaft 38 using a spline as shown in FIG.
  • the screw 21 is accommodated in the cylinder part 33 of the barrel 20.
  • the screw main body 37 of the screw 21 is coaxially positioned with respect to the cylinder portion 33, and a conveyance path 51 is formed between the outer peripheral surface of the screw main body 37 and the inner peripheral surface of the cylinder portion 33.
  • the conveyance path 51 has a circular cross-sectional shape along the radial direction of the cylinder portion 33, and extends in the axial direction of the cylinder portion 33. Further, the joint portion 42 and the stopper portion 43 of the rotating shaft 38 protrude from the barrel 20 to the outside of the barrel 20.
  • the screw 21 when the screw 21 is viewed from the direction of the proximal end of the rotating shaft 38, the screw 21 receives the torque from the drive source and rotates counterclockwise as indicated by an arrow in FIG.
  • the rotational speed of the screw 21 is preferably 600 rpm to 3000 rpm.
  • the screw main body 37 has a plurality of conveying portions 54 that convey the raw material and a plurality of barrier portions 55 that restrict the flow of the raw material.
  • the conveyance portions 54 and the barrier portions 55 are alternately arranged in the axial direction of the screw main body 37.
  • the axial direction of the screw body 37 can be rephrased as the longitudinal direction of the screw body 37.
  • Each conveyance unit 54 has a flight 56 twisted in a spiral shape.
  • the flight 56 projects from the outer peripheral surface along the circumferential direction of the cylindrical body 39 toward the transport path 51, and the top of the flight 56 constitutes the outer peripheral surface of the transport unit 54.
  • the flight 56 is twisted so as to convey the raw material from the distal end of the screw body 37 toward the proximal end when the screw 21 rotates counterclockwise. In other words, the flight 56 is twisted to the left in the same way as the left-handed twist of the flight 56.
  • the length of the conveying portion 54 along the axial direction of the screw body 37 is appropriately set according to, for example, the type of raw material, the degree of kneading of the raw material, the production amount of the kneaded material per unit time, and the like. Further, the conveyance unit 54 is a region where the flight 56 is formed at least on the outer peripheral surface of the cylindrical body 39, but is not specified as a region between the start point and the end point of the flight 56.
  • an area outside the flight 56 on the outer peripheral surface of the cylinder 39 may be regarded as the transport unit 54, and a cylindrical spacer or a cylindrical collar is provided at a position adjacent to the cylinder 39 having the flight 56.
  • the spacer and the collar may be included in the conveyance unit 54.
  • Each barrier portion 55 has a flight 57 twisted in a spiral.
  • the flight 57 protrudes from the outer peripheral surface along the circumferential direction of the cylindrical body 39 toward the transport path 51, and the top of the flight 57 constitutes the outer peripheral surface of the barrier portion 55.
  • the flight 57 is twisted so as to convey the raw material from the proximal end of the screw body 37 toward the distal end when the screw 21 rotates counterclockwise. In other words, the flight 57 is twisted to the right in the same way as the right-handed twist of the flight 57.
  • the pitch of the flight 57 is the same as or smaller than the pitch of the flight 56. Further, a slight clearance is secured between the tops of the flights 56 and 57 and the inner peripheral surface of the cylinder part 33 of the barrel 20.
  • the length of the barrier portion 55 along the axial direction of the screw main body 37 is appropriately set according to, for example, the type of raw material, the degree of kneading of the raw material, the production amount of the kneaded material per unit time, and the like.
  • the barrier unit 55 functions to block the flow of the raw material sent by the transport unit 54. That is, the barrier portion 55 is adjacent to the conveyance portion 54 on the downstream side in the material conveyance direction, and the material fed by the conveyance portion 54 passes through the clearance between the top of the flight 57 and the inner peripheral surface of the cylinder portion 33. It is configured to prevent you from doing.
  • the barrier portion 55 is positioned at the proximal end of the screw body 37 corresponding to one end portion of the barrel 20, and the discharge flight 58 is provided at the distal end portion of the screw body 37 corresponding to the other end portion of the barrel 20. Is provided.
  • the discharge flight 58 projects from the outer peripheral surface of the cylindrical body 39 located at the tip of the screw body 37 toward the conveyance path 51.
  • the discharge flight 58 is twisted so as to convey the raw material from the proximal end to the distal end of the screw body 37.
  • the supply port 34 of the barrel 20 faces an intermediate portion along the axial direction of one transport portion 54 closest to the base end of the screw body 37.
  • the flights 56, 57, and 58 all protrude from the outer peripheral surface of the plurality of cylinders 39 having the same outer diameter D1 toward the conveyance path 51. For this reason, the outer peripheral surface of the cylindrical body 39 defines the valley diameter of the screw 21. The valley diameter of the screw 21 is maintained at a constant value over the entire length of the screw 21.
  • the screw main body 37 has a plurality of passages 60 extending in the axial direction of the screw main body 37.
  • the passages 60 are arranged at intervals in the axial direction of the screw body 37.
  • four passages 60 extending in the axial direction of the screw main body 37 are arranged at intervals of 90 ° in the circumferential direction of the screw main body 37. It is out.
  • each passage 60 has a single barrier portion 55 and two transfer portions 54 sandwiching the barrier portion 55 as a single unit. It is formed straddling between three cylindrical bodies 39 corresponding to 55.
  • each passage 60 is defined by first to third passage elements 61, 62, 63.
  • the first passage element 61 can be rephrased as the entrance of the passage 60.
  • the first passage element 61 is opened on the outer peripheral surface of the cylindrical body 39 corresponding to the transport portion 54 positioned on the proximal end side of the screw body 37 with respect to the barrier portion 55 for each unit.
  • the opening end of the first passage element 61 is near the boundary with the adjacent barrier portion 55 on the base end side of the screw body 37 relative to the conveyance portion 54 on the outer peripheral surface of the cylindrical body 39 corresponding to the conveyance portion 54. Is located. Further, the open end of the first passage element 61 is disengaged from the flight 56.
  • the first passage element 61 is formed by machining the outer peripheral surface of the cylindrical body 39 using, for example, a drill. Therefore, the first passage element 61 is a hole having a circular cross-sectional shape, and extends in the radial direction of the cylinder 39 from the outer peripheral surface of the cylinder 39 so as to be orthogonal to the axis O1.
  • the bottom 61a of the first passage element 61 is an inclined surface that is scraped into a cone at the tip of the drill.
  • the second passage element 62 can be rephrased as a passage main body through which the raw material flows.
  • the second passage element 62 extends in parallel with the axis O ⁇ b> 1 of the screw body 37 so as to straddle between the three cylinders 39 corresponding to the transport part 54 and the barrier part 55. Therefore, the second passage element 62 is provided in a straight line in the axial direction of the screw body 37 without branching in the middle, and has a predetermined overall length.
  • the second passage element 62 includes a first portion 65 a formed in the cylindrical body 39 on the proximal end side of the screw body 37 among the three cylindrical bodies 39.
  • the second portion 65b formed inside the intermediate cylinder 39 of the three cylinders 39, and the cylinder 39 on the tip side of the screw body 37 of the three cylinders 39 are formed.
  • the third portion 65c is formed.
  • the first portion 65 a, the second portion 65 b, and the third portion 65 c are arranged coaxially along the axial direction of the screw body 37.
  • the first portion 65 a of the second passage element 62 extends linearly in the axial direction of the cylindrical body 39, and is opened on the end surface 39 a on the side of the adjacent intermediate cylindrical body 39 among the cylindrical bodies 39. ing. The end of the first portion 65 a opposite to the open end is closed by the end wall 39 b of the cylindrical body 39.
  • the first portion 65 a of the second passage element 62 is formed by machining the end surface 39 a of the cylindrical body 39 using, for example, a drill. For this reason, the first portion 65a is defined by a hole having a circular cross-sectional shape.
  • the second portion 65b of the second passage element 62 is formed by machining the intermediate cylinder 39 using, for example, a drill.
  • the second portion 65 b penetrates the intermediate cylinder 39 in the axial direction, and is open to both end surfaces 39 a of the intermediate cylinder 39. Therefore, the second portion 65b is defined by a hole having a circular cross-sectional shape.
  • the third portion 65 c of the second passage element 62 extends linearly in the axial direction of the cylindrical body 39 and is opened on the end surface 39 a on the side of the adjacent intermediate cylindrical body 39 among the cylindrical bodies 39. ing. The end of the third portion 65 c opposite to the open end is closed by the end wall 39 b of the cylindrical body 39.
  • the third portion 65 c of the second passage element 62 is formed by machining the end surface 39 a of the cylindrical body 39 using, for example, a drill. For this reason, the third portion 65c is defined by a hole having a circular cross-sectional shape.
  • the opening end of the first portion 65 a, the opening end of the second portion 65 b, and the opening end of the third portion 65 c connect the three adjacent cylinders 39 to the rotation shaft 38. When tightened in the axial direction, they are abutted coaxially so as to communicate with each other.
  • the third passage element 65c can be rephrased as the exit of the passage 60.
  • the third passage element 65c is opened on the outer peripheral surface of the housing 39 corresponding to the transport part 54 positioned on the tip side of the screw body 37 with respect to the barrier part 55 for each unit.
  • the opening end of the third passage element 63 is near the boundary with the adjacent barrier portion 55 on the distal end side of the screw body 37 with respect to the outer peripheral surface of the cylindrical body 39 corresponding to the conveying portion 54. Is located. Further, the open end of the third passage element 65 c is separated from the flight 56.
  • the third passage element 63 is formed by machining the outer peripheral surface of the cylindrical body 39 using, for example, a drill. Therefore, the third passage element 63 is a hole having a circular cross-sectional shape, and extends from the outer peripheral surface of the cylinder 39 in the radial direction of the cylinder 39.
  • the bottom 63a of the third passage element 63 is an inclined surface that is scraped into a cone at the tip of the drill.
  • the opening end of the first passage element 61 and the opening end of the third passage element 63 are separated from each other in the axial direction of the screw main body 37 with the two conveying portions 54 and the one barrier portion 55 interposed therebetween.
  • the shape of the surface of the screw body 37 changes between the opening end of the first passage element 61 and the opening end of the third passage element 63.
  • the end portion of the second passage element 62 opposite to the opening end of the first portion 65 a is connected to the first passage element 61 inside the cylindrical body 39.
  • the first portions 65a of the first passage element 61 and the second passage element 62 are in communication with each other while maintaining a circular cross-sectional shape.
  • the end of the first portion 65 a of the second passage element 62 is connected to the first passage element 61 at a position off the conical bottom 61 a of the first passage element 61.
  • the first portion 65 a of the second passage element 62 may be connected to the bottom 61 a of the first passage element 61.
  • the first passage element 61 is raised in the radial direction of the cylindrical body 39 from the end of the first portion 65a of the second passage element 62 so as to open to the outer peripheral surface of the screw body 37. In other words, it can be rephrased as a rising portion of 1.
  • the end of the second passage element 62 opposite to the open end of the third portion 65 c is connected to the third passage element 63 inside the cylindrical body 39.
  • the third portion 65c of the third passage element 63 and the second passage element 62 are in communication with each other while maintaining a circular cross-sectional shape. Further, the end of the third portion 65 c of the second passage element 62 is connected to the third passage element 63 at a position off the conical bottom 63 a of the third passage element 63.
  • the third portion 65 c of the second passage element 62 may be connected to the bottom 63 a of the third passage element 63.
  • the third passage element 63 is raised in the radial direction of the cylindrical body 39 from the end of the third portion 65c of the second passage element 62 so as to open to the outer peripheral surface of the screw body 37. In other words, it can be rephrased as a rising portion of 2.
  • the first passage element 61 serving as the inlet of the passage 60 and the third passage element 63 serving as the outlet of the other adjacent passage 60 are adjacent two barrier portions. 55 leads to the conveyance path 51.
  • the passage 60 is provided in the cylindrical body 39, so that the passage 60 is eccentric with respect to the axis O1 of the screw main body 37. For this reason, the passage 60 revolves around the axis O1 when the screw main body 37 rotates.
  • the inner diameter of the hole constituting the second passage element 62 is, for example, 1 mm or more and less than 6 mm, preferably 1 mm or more and 5 mm or less. Furthermore, the internal diameter of the 2nd channel
  • the cylinder 39 has the cylindrical wall surface 66 that defines the shape of the holes constituting the first to third passage elements 61, 62, 63.
  • the first to third passage elements 61, 62, 63 surrounded by the wall surface 66 are hollow spaces that allow only the flow of the raw material, and there are no elements constituting the screw body 37 in the space. Furthermore, the wall surface 66 revolves around the axis O1 without rotating about the axis O1 when the screw body 37 rotates.
  • the cylinders 39 in which at least a part of the flights 56, 57, and 58 are formed may be referred to as screw elements. it can.
  • the screw body 37 of the screw 21 is configured by sequentially inserting a plurality of cylindrical bodies 39 as screw elements on the rotating shaft 38. For this reason, for example, according to the kneading
  • the second passage element (passage body) 62 of the passage 60 is formed by tightening the plurality of tubular bodies 39 in the axial direction of the rotary shaft 38 and bringing the end surfaces 39a of the adjacent tubular bodies 39 into close contact with each other.
  • the first passage element (inlet) 61 and the third passage element (outlet) 63 are integrally communicated with each other via the second passage element 62.
  • the first extruder 2 preliminarily kneads a plurality of resins.
  • the resin melted by the kneading is continuously supplied to the supply port 34 of the second extruder 3 as a blended raw material having fluidity.
  • the raw material supplied to the second extruder 3 is thrown into the outer peripheral surface of the conveying portion 54 closest to the base end of the screw 21 as indicated by an arrow B in FIG. Since the screw 21 rotates counterclockwise when viewed from the direction of the base end of the rotary shaft 38, the flight 56 of the transport section 54 is inserted from the supply port 34 as shown by the solid line arrow in FIG. The raw material thus conveyed is conveyed toward the adjacent barrier portion 55 on the proximal end side of the screw main body 37. That is, the flight 56 feeds back the raw material introduced from the supply port 34 toward the base end of the screw main body 37.
  • the raw material subjected to the shearing action reaches the boundary between the conveyance unit 54 and the barrier unit 55 along the conveyance path 51.
  • the flight 57 of the barrier portion 55 is twisted in the right direction so as to convey the raw material from the proximal end of the screw main body 37 toward the distal end when the screw 21 rotates counterclockwise. Dams up. In other words, the flight 57 of the barrier portion 55 restricts the flow of the raw material fed by the flight 56 when the screw 21 rotates counterclockwise, and the raw material flows between the outer peripheral surface of the barrier portion 55 and the inner peripheral surface of the cylinder portion 33. Prevents you from passing through the clearance between them.
  • FIG. 12 shows the filling rate of the raw material in the portion corresponding to the conveying portion 54 of the screw main body 37 in the conveying path 51 with gradation, and the filling rate of the raw material becomes higher as the color tone becomes darker. It has become.
  • the filling rate of the raw material increases as it approaches the barrier portion 55, and the filling rate of the raw material is 100% immediately before the barrier portion 55.
  • a raw material reservoir R having a raw material filling rate of 100% is formed immediately before the barrier portion 55.
  • the pressure of the raw material is increased by blocking the flow of the raw material.
  • the raw material whose pressure has increased flows from the first passage element 61 of the passage 60 into the second passage element 62 as shown by the broken arrows in FIGS. 11 and 12.
  • the cross-sectional area along the radial direction of the second passage element 62 is smaller than the cross-sectional area of the conveyance path 51 along the radial direction of the cylinder part 33.
  • the inner diameter of the second passage element 62 is much smaller than the outer diameter of the screw body 37, when the raw material passes through the second passage element 62, the raw material is sharply squeezed into the raw material. Elongation action is added.
  • the cross-sectional area of the second passage element 62 is sufficiently smaller than the cross-sectional area of the transport path 51, the raw material accumulated in the raw material reservoir R flows into the passage 60, but immediately before the barrier portion 55.
  • the raw material reservoir R does not disappear. For this reason, for example, even if the flow rate of the raw material fed into the barrier portion 55 by the flight 56 is slightly reduced, the reduced flow rate can be compensated with the raw material accumulated in the raw material reservoir R. Therefore, the raw material is always supplied to the passage 60 in a stable state.
  • the raw material that has passed through the second passage element 62 is returned to the adjacent conveyance section 54 on the tip side of the screw body 37 through the third passage element 63, as indicated by solid arrows in FIG.
  • the returned raw material is transported toward the base end of the screw body 37 by the flight 56 of the transport unit 54 and is subjected to a shearing action again in the course of this transport.
  • the raw material subjected to the shearing action flows from the first passage element 61 of the passage 60 into the second passage element 62 and is again subjected to the extending action in the process of flowing through the second passage element 62.
  • the plurality of transfer sections 54 and the plurality of barrier sections 55 are alternately arranged in the axial direction of the screw body 37, and the plurality of passages 60 are arranged at intervals in the axial direction of the screw body 37. Yes.
  • the raw material charged into the screw body 37 from the supply port 34 is repeatedly subjected to a shearing action and an extension action alternately as shown by arrows in FIGS. Continuously conveyed. Therefore, the degree of kneading of the raw materials is strengthened, and the dispersion of the polymer components of the raw materials is promoted.
  • the second passage elements 62 of the plurality of passages 60 are opened to the outer peripheral surface of the screw body 37 via the first passage element 61 and the third passage element 63, respectively. Therefore, in each passage 60, the raw material that has flowed into the second passage element 62 from the first passage element 61 always returns to the outer peripheral surface of the screw body 37 through the third passage element 63, and a plurality of passages The raw materials do not mix between 60.
  • the raw material that has reached the tip of the screw body 37 becomes a kneaded material that is sufficiently kneaded, and is led from the outlet 63 of the passage 60 to the gap between the cylinder portion 33 and the head portion 36. Further, the kneaded material is continuously supplied to the third extruder 4 from the discharge port 36 a of the head portion 36.
  • gaseous substances and other volatile components contained in the kneaded product are continuously removed from the kneaded product.
  • the kneaded product from which the gaseous substances and other volatile components have been removed is continuously discharged from the discharge port 28 of the head portion 27 to the outside of the high shear processing apparatus 1 without interruption.
  • the discharged kneaded material is immersed in the cooling water stored in the water tank. Thereby, a kneaded material is forcedly cooled and a desired resin molded product is obtained.
  • the raw material supplied from the first extruder 2 is conveyed while being reversed in the axial direction of the screw body 37 a plurality of times, and the raw material is subjected to shearing action and elongation in the course of this conveyance. The action is added repeatedly. In other words, since the raw material does not circulate many times at the same location on the outer peripheral surface of the screw main body 37, the raw material can be supplied from the second extruder 3 to the third extruder 4 without interruption. .
  • a sufficiently kneaded kneaded product can be continuously formed, and the production efficiency of the kneaded product can be dramatically increased in comparison with a badge type high shear molding apparatus.
  • the resin preliminarily kneaded by the first extruder 2 continues to be supplied to the second extruder 3 without interruption, so that the flow of the resin inside the first extruder 2. Will not stagnate temporarily. For this reason, it is possible to prevent temperature change, viscosity change, or phase change of the resin caused by the pre-kneaded resin staying in the first extruder 2. Therefore, a raw material having a uniform quality can always be supplied from the first extruder 2 to the second extruder 3.
  • the passage 60 that adds an extension action to the raw material extends in the axial direction of the screw body 37 at a position that is eccentric with respect to the axis O ⁇ b> 1 that is the rotation center of the screw body 37. Revolve around the axis O1.
  • the cylindrical wall surface 66 that defines the passage 60 revolves around the axis O1 without rotating about the axis O1.
  • the raw material passes through the passage 60, the raw material is not actively stirred inside the passage 60 although the raw material is subjected to centrifugal force. Therefore, the raw material that passes through the passage 60 is less likely to be subjected to a shearing action, and the raw material that passes through the passage 60 and returns to the transport unit 54 is mainly subjected to an elongation action.
  • the screw 21 of the first embodiment it is possible to clearly define the location where the shearing action is added to the raw material and the location where the elongation action is added to the raw material. From this, it is advantageous for determining the degree of kneading of the raw materials, and the degree of kneading can be accurately controlled. As a result, it is possible to produce a kneaded product having a microscopic dispersion structure in which the raw material polymer component is nano-dispersed.
  • the conveying path 51 since the outer diameters D1 of the plurality of cylinders 39 are set to be the same, the conveying path 51 has a uniform annular shape over the entire length along the axial direction of the screw body 37. It will have a cross-sectional shape. For this reason, when the shearing action and the extension action are repeatedly added to the raw material via the conveying path 51, the shearing action and the extension action can be added to the raw material successively and more uniformly and kneading can be performed. .
  • the screw 21 is a combination of the conveying unit 54, the barrier unit 55, and the passage 60 without having a plasticizing zone provided in the screw of the conventional single-screw extruder.
  • the second extruder 3 can be easily operated.
  • all the flights 57 constituting the barrier portion 55 and the transport portion 54 are constituted on the outer peripheral surface of the cylindrical body 39 provided with the second portion 65 b of the second passage element 62. Some of the flights 56 are formed continuously. That is, the second portion 65b of the second passage element 62 is positioned inside the cylinder 39 in which the two types of flights 56 and 57 are formed.
  • the flight 57 for the barrier portion 55 is formed in the entire region of the outer peripheral surface as shown in FIG. 14 as the cylindrical body 39 provided with the second portion 65b of the second passage element 62. If the dedicated cylinder 68 is prepared, the cylinder 68 can be replaced with the cylinder 39 in which two types of flights 56 and 57 are formed.
  • the ratio of the area occupied by the flight 56 for the transfer section 54 and the area occupied by the flight 57 for the barrier section 55 within the range of the lengths of the three cylinders 39 and 68 forming the passage 60 is set as, for example, a raw material. It can be changed according to the degree of kneading.
  • FIG. 15 discloses a second embodiment.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in matters relating to the rotation shaft 38 of the screw 21.
  • the other configuration of the second extruder 3 is basically the same as that of the first embodiment. Therefore, in the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • a refrigerant passage 71 is formed inside the rotary shaft 38.
  • the refrigerant passage 71 extends coaxially along the axis O ⁇ b> 1 of the rotation shaft 38.
  • One end of the refrigerant passage 71 is connected to the outlet pipe 73 through the rotary joint 72 at the joint portion 42.
  • the other end of the refrigerant passage 71 is liquid-tightly closed at the tip of the rotating shaft 38.
  • a refrigerant introduction pipe 74 is coaxially inserted into the refrigerant passage 71.
  • One end of the refrigerant introduction pipe 74 is connected to the inlet pipe 75 via the rotary joint 72.
  • the other end of the refrigerant introduction pipe 74 is opened in the refrigerant passage 71 near the other end of the refrigerant passage 71.
  • a refrigerant such as water or oil is sent from the inlet pipe 75 to the refrigerant passage 71 via the rotary joint 72 and the refrigerant introduction pipe 74.
  • the refrigerant sent into the refrigerant passage 71 returns to the joint portion 42 of the rotary shaft 38 through a gap between the inner peripheral surface of the refrigerant passage 71 and the outer peripheral surface of the refrigerant introduction pipe 74, and via the rotary joint 72. And returned to the outlet pipe 73.
  • the screw main body 37 since the refrigerant circulates along the axial direction of the rotation shaft 38, the screw main body 37 can be cooled using the refrigerant. For this reason, the temperature of the screw main body 37 in contact with the raw material can be appropriately adjusted, and the deterioration of the resin and the change of the viscosity due to the temperature rise of the raw material can be prevented in advance.
  • [Third Embodiment] 16 to 22 disclose a third embodiment.
  • the third embodiment is different from the first embodiment in matters relating to the screw body 37 of the screw 21.
  • the other configuration of the second extruder 3 is basically the same as that of the first embodiment. Therefore, in the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the plurality of cylinders 39 constituting the screw main body 37 are arranged between the first collar 48 and the second collar 50 in the same manner as in the first embodiment. It is fastened in the axial direction of the shaft portion 41, and the end surfaces 39a of the adjacent cylindrical bodies 39 are in close contact with each other without a gap.
  • the screw main body 37 has a plurality of conveying portions 81 for conveying the raw material and a plurality of barrier portions 82 for restricting the flow of the raw material.
  • the conveyance portions 81 and the barrier portions 82 are alternately arranged in the axial direction of the screw main body 37.
  • each transport unit 81 has a flight 84 twisted in a spiral.
  • the flight 84 protrudes from the outer peripheral surface along the circumferential direction of the cylindrical body 39 toward the transport path 51, and the top of the flight 84 constitutes the outer peripheral surface of the transport unit 81.
  • the flight 84 is twisted so as to convey the raw material from the proximal end to the distal end of the screw body 37 when the screw 21 rotates counterclockwise. In other words, the flight 84 is twisted to the right in the same way as the right-hand screw in the twist direction of the flight 84.
  • the length of the conveying unit 81 along the axial direction of the screw body 37 is appropriately set according to, for example, the type of raw material, the degree of kneading of the raw material, the amount of kneaded product produced per unit time, and the like. Furthermore, the conveyance unit 81 is a region where the flight 84 is formed at least on the outer peripheral surface of the cylinder 39, but is not specified as a region between the start point and the end point of the flight 84.
  • a region outside the flight 84 on the outer peripheral surface of the cylinder 39 may be regarded as the transport unit 81.
  • the spacer and the collar may be included in the transport unit 81.
  • Each barrier portion 82 has a flight 85 twisted in a spiral.
  • the flight 85 protrudes from the outer peripheral surface along the circumferential direction of the cylindrical body 39 toward the conveyance path 51, and the top of the flight 85 constitutes the outer peripheral surface of the barrier portion 82.
  • the flight 85 is twisted so as to convey the raw material from the distal end of the screw body 37 toward the proximal end when the screw 21 rotates counterclockwise. In other words, the flight 85 is twisted to the left in the same way as the left-handed twist of the flight 85.
  • the pitch of the flights 85 of the barrier section 82 is the same as or smaller than the pitch of the flights 84 of the transport section 81. Further, a slight clearance is secured between the tops of the flights 84 and 85 and the inner peripheral surface of the cylinder part 33 of the barrel 20.
  • the length of the barrier portion 82 along the axial direction of the screw main body 37 is appropriately set according to, for example, the type of raw material, the degree of kneading of the raw material, the production amount of the kneaded material per unit time, and the like.
  • the barrier unit 82 functions to block the flow of the raw material sent by the transport unit 81. That is, the barrier portion 82 is adjacent to the conveyance portion 81 on the downstream side in the material conveyance direction, and the material fed by the conveyance portion 81 passes through the clearance between the top of the flight 85 and the inner peripheral surface of the cylinder portion 33. It is configured to prevent you from doing.
  • the flow of the raw material is blocked at the position of the barrier portion 82, and the clearance between the outer peripheral surface of the barrier portion 82 and the inner peripheral surface of the cylinder portion 33 is kept. It is assumed that it will not pass through.
  • a plurality of conveying portions 81 are continuously arranged in the axial direction of the screw main body 37.
  • the supply port 34 of the barrel 20 faces an intermediate portion along the axial direction of one transport unit 81 at the base end of the screw main body 37.
  • a plurality of conveying portions 81 are continuously arranged in the axial direction of the screw main body 37.
  • the flight 84 constituting the conveyance portion 81 and the flight 85 constituting the barrier portion 82 are continuous with the outer circumferential surface along the circumferential direction of the cylindrical body 39. Is formed. That is, two types of flights 84 and 85 having different functions are continuously formed in the axial direction on the outer peripheral surface of one cylindrical body 39.
  • the flight 85 constituting the barrier portion 82 is positioned on the tip side of the screw body 37 with respect to the flight 84 constituting the transport portion 81.
  • the flights 84 and 85 all project from the outer peripheral surface of the plurality of cylinders 39 having the same outer diameter D1 toward the transport path 51. For this reason, the outer peripheral surface of the cylindrical body 39 defines the valley diameter of the screw 21. The valley diameter of the screw 21 is maintained at a constant value over the entire length of the screw 21.
  • the screw main body 37 has a plurality of passages 86 extending in the axial direction of the screw main body 37.
  • the passages 86 are aligned in a row so as to be positioned on the same straight line along the axial direction of the screw body 37.
  • Each passage 86 is formed inside the cylinder 39 so as to straddle between the two cylinders 39 in which two types of flights 84 and 85 are formed. More specifically, each passage 86 is defined by first to third passage elements 87, 88, 89.
  • the first passage element 87 can be rephrased as the entrance of the passage 86.
  • the first passage element 87 is opened on the outer peripheral surface of one of the two adjacent cylinders 39.
  • the opening end of the first passage element 87 is located at the boundary between the transport part 81 and the barrier part 82, and deviates from the flight 84 of the transport part 81 and the flight 85 of the barrier part 82.
  • the first passage element 87 is formed by machining the outer peripheral surface of one cylindrical body 39 using, for example, a drill. Therefore, the first passage element 87 is a hole having a circular cross-sectional shape, and extends in the radial direction of the cylindrical body 39 from the outer peripheral surface of one cylindrical body 39 so as to be orthogonal to the axis O1.
  • the bottom 87a of the first passage element 87 is an inclined surface that is scraped into a cone at the tip of the drill.
  • the second passage element 88 can be rephrased as a passage main body through which the raw material flows.
  • the second passage element 88 extends in parallel with the axis O ⁇ b> 1 of the screw body 37 so as to straddle between two adjacent cylindrical bodies 39. Therefore, the second passage element 88 is provided in a straight line in the axial direction of the screw body 37 without branching in the middle, and has a predetermined overall length.
  • the second passage element 88 includes a first portion 91 a formed inside one cylindrical body 39 and a second portion formed inside the other cylindrical body 39. And a portion 91b.
  • the first portion 91 a of the second passage element 88 extends linearly in the axial direction of one cylinder 39 and opens in an end surface 39 a on the other cylinder 39 side of the one cylinder 39. Has been. The end of the first portion 91 a opposite to the open end is closed by an intermediate portion along the axial direction of one cylindrical body 39.
  • the first portion 91a of the second passage element 88 is formed by machining the one cylinder 39 from the end surface 39a side of the one cylinder 39 using, for example, a drill. ing. For this reason, the first portion 91a is defined by a hole having a circular cross-sectional shape.
  • the second portion 91 b of the second passage element 88 extends linearly in the axial direction of the other cylindrical body 39 and opens on the end surface 39 a on the one cylindrical body 39 side of the other cylindrical body 39. Has been. The end of the second portion 91 b opposite to the open end is closed inside the other cylindrical body 39.
  • the second portion 91b of the second passage element 88 is formed by machining the other cylinder 39 from the end surface 39a side of the other cylinder 39, for example, using a drill. ing.
  • the 2nd part 91b is prescribed
  • the opening end of the first portion 91 a and the opening end of the second portion 91 b fasten two adjacent cylinders 39 in the axial direction of the rotary shaft 38. Sometimes they are butted coaxially so as to communicate with each other.
  • the third passage element 89 can be rephrased as the exit of the passage 86.
  • the third passage element 89 is opened on the outer peripheral surface of the other cylindrical body 39 among the two adjacent cylindrical bodies 39.
  • the opening end of the third passage element 89 is located at the upstream end of the transport unit 81 and is out of the flight 84 of the transport unit 81.
  • the opening end of the first passage element 87 and the opening end of the third passage element 89 are separated from each other in the axial direction of the screw body 37 with the barrier portion 82 interposed therebetween.
  • the third passage element 89 is formed by machining the outer peripheral surface of the other cylindrical body 39 using, for example, a drill. Therefore, the third passage element 89 is a hole having a circular cross-sectional shape, and extends in the radial direction of the cylinder 39 from the outer peripheral surface of the other cylinder 39 so as to be orthogonal to the axis O1.
  • the bottom 89a of the third passage element 89 is an inclined surface that is scraped into a cone at the tip of the drill.
  • the end of the second passage element 88 opposite to the opening end of the first portion 91a is connected to the first passage element 87 inside one cylindrical body 39.
  • the first portion 91a of the first passage element 87 and the second passage element 88 are in communication with each other while maintaining a circular cross-sectional shape.
  • the first portion 91 a of the second passage element 88 is connected to the first passage element 87 at a position off the conical bottom 87 a of the first passage element 87.
  • the first portion 91 a of the second passage element 88 may be connected to the bottom 87 a of the first passage element 87.
  • the first passage element 87 is raised in the radial direction of the casing 39 from the end of the first portion 91a of the second passage element 88 so as to open to the outer peripheral surface of the screw body 37.
  • it can be rephrased as a rising portion of 1.
  • the end of the second passage element 88 opposite to the opening end of the second portion 91 b is connected to the third passage element 89 inside the other cylindrical body 39.
  • the third passage element 89 and the second portion 91b of the second passage element 88 are in communication with each other while maintaining a circular cross-sectional shape.
  • the second portion 91 b of the second passage element 88 is connected to the third passage element 89 at a position off the conical bottom 89 a of the third passage element 89.
  • the second portion 91 b of the second passage element 88 may be connected to the bottom 89 a of the third passage element 89.
  • the third passage element 89 is raised in the radial direction of the housing 39 from the end of the second portion 91b of the second passage element 88 so as to open to the outer peripheral surface of the screw body 37. In other words, it can be rephrased as a rising portion of 2.
  • the passage 86 is eccentric with respect to the axis O ⁇ b> 1 of the screw body 37 by providing the passage 86 in the cylindrical body 39. For this reason, the passage 86 revolves around the axis O1 when the screw main body 37 rotates.
  • the inner diameter of the hole constituting the second passage element 88 is set to, for example, 1 mm or more and less than 6 mm, preferably 1 mm or more and 5 mm or less. Furthermore, the internal diameter of the 2nd channel
  • the cylindrical body 39 has the cylindrical wall surface 92 that defines the shape of the holes constituting the first to third passage elements 87, 88, 89.
  • the first to third passage elements 87, 88, 89 surrounded by the wall surface 92 are hollow spaces that allow only the flow of the raw material, and there are no elements constituting the screw body 37 in the space.
  • the wall surface 92 revolves around the axis O1 without rotating about the axis O1 when the screw body 37 rotates.
  • the plurality of cylinders 39 formed with the flights 84 and 85 are removed from the rotary shaft 38, at least one of the first passage element 87 and the third passage element 89 is provided.
  • the cylinder 39 in which the second passage element 88 is provided can be called a screw element.
  • the fluid raw material blended in the first extruder 2 is continuously supplied from the supply port 34 of the second extruder 3 to the conveyance path 51.
  • the raw material supplied to the second extruder 3 is thrown into the outer peripheral surface of one transport unit 81 located at the base end of the screw body 37 as indicated by an arrow C in FIG. Since the screw 21 rotates counterclockwise when viewed from the direction of the proximal end of the rotary shaft 38, the flight 84 of the transport unit 81 is inserted from the supply port 34 as shown by the solid line arrow in FIG.
  • the formed raw material is conveyed toward the tip of the screw body 37.
  • the raw material subjected to the shearing action reaches the boundary between the conveyance unit 81 and the barrier unit 82 along the conveyance path 51. Since the flight 85 of the barrier portion 82 conveys the raw material from the distal end of the screw main body 37 toward the proximal end when the screw 21 rotates counterclockwise, the flight 85 blocks the raw material fed by the flight 84.
  • the flight 85 of the barrier portion 82 restricts the flow of the raw material fed by the flight 84 of the transport portion 81 when the screw 21 rotates counterclockwise, and the raw material is fed to the outer peripheral surface of the barrier portion 82 and the inner periphery of the cylinder portion 33. Prevents passing through the clearance between surfaces.
  • FIG. 22 shows the filling rate of the raw material in the portion corresponding to the passage 86 in the conveyance path 51 with gradation, and the filling rate of the raw material increases as the color tone increases.
  • the filling rate of the raw material increases as it approaches the barrier portion 82, and the filling rate of the raw material is 100% immediately before the barrier portion 82.
  • a raw material reservoir R having a raw material filling rate of 100% is formed immediately before the barrier portion 82.
  • the pressure of the raw material increases as the flow of the raw material is blocked.
  • the raw material whose pressure has increased is shown in FIG. 21 and FIG. 22 by the second passage element 87 from the first passage element 87 of the passage 86 opened at the boundary between the transfer portion 81 and the barrier portion 82, as indicated by the broken arrows. It flows into the passage element 88.
  • the raw material that has flowed into the second passage element 88 flows through the second passage element 88 from the proximal end of the screw body 37 toward the distal end.
  • the cross-sectional area along the radial direction of the second passage element 88 is smaller than the cross-sectional area of the conveyance path 51 along the radial direction of the cylinder part 33.
  • the inner diameter of the second passage element 88 is much smaller than the outer diameter of the screw body 37, when the raw material passes through the second passage element 88, the raw material is sharply squeezed into the raw material. Elongation action is added.
  • the cross-sectional area of the second passage element 88 is sufficiently smaller than the cross-sectional area of the transport path 51, the raw material accumulated in the raw material reservoir R flows into the passage 86, but immediately before the barrier portion 82.
  • the raw material reservoir R does not disappear. For this reason, for example, even if the flow rate of the raw material sent to the barrier portion 82 by the flight 84 of the transport portion 81 is slightly reduced, the reduced amount of the flow rate can be compensated with the raw material accumulated in the raw material reservoir R. Therefore, the raw material is always supplied to the passage 86 in a stable state.
  • the raw material that has passed through the second passage element 88 of the passage 86 is returned from the third passage element 89 to the outer peripheral surface of the cylindrical body 39 of the adjacent conveyance section 81, as indicated by a broken line arrow.
  • the returned raw material is conveyed in the direction of the tip of the screw body 37 by the flight 84 of the adjacent conveyance unit 81, and is subjected to a shearing action again in the process of this conveyance.
  • the raw material subjected to the shearing action flows into the second passage element 88 from the first passage element 87 of the next passage 86 and is again subjected to the expansion action in the process of passing through the second passage element 88.
  • a plurality of conveying portions 81 and a plurality of barrier portions 82 are alternately arranged in the axial direction of the screw main body 37, and a plurality of passages 86 are arranged in the axial direction of the screw main body 37. They are lined up at intervals. For this reason, the raw material thrown into the screw main body 37 from the supply port 34 is continuously conveyed without interruption in the direction from the proximal end of the screw main body 37 to the distal end while alternately receiving a shearing action and an extending action. Therefore, the degree of kneading of the raw materials is strengthened, and the dispersion of the polymer components of the raw materials is promoted.
  • the second passage elements 88 of the plurality of passages 86 are opened to the outer peripheral surface of the screw body 37 via the first passage element 87 and the third passage element 89, respectively. Therefore, in each passage 86, the raw material that has flowed into the second passage element 88 from the first passage element 87 always returns to the outer peripheral surface of the screw body 37 through the third passage element 89, and a plurality of passages The raw materials do not mix between 86.
  • the passage 86 for adding an extending action to the raw material extends in the axial direction of the screw body 37 at a position eccentric with respect to the axis O1 serving as the rotation center of the screw body 37. Revolve around the axis O1. In other words, the cylindrical wall surface 92 defining the passage 86 revolves around the axis O1 without rotating about the axis O1.
  • the raw material passes through the passage 86, the raw material is not actively stirred inside the passage 86. Therefore, the raw material that passes through the passage 86 is hardly subjected to a shearing action, and the raw material that passes through the passage 86 and returns to the outer peripheral surface of the conveyance unit 81 is mainly subjected to an elongation action.
  • FIG. 23 discloses a modified example having relevance to the third embodiment.
  • the configuration of the barrier portion 82 of the screw body 37 is different from that of the third embodiment.
  • the barrier portion 82 includes a cylindrical large-diameter portion 95 that extends in the axial direction of the screw body 37.
  • the large diameter portion 95 has an outer peripheral surface 95a continuous in the circumferential direction of the screw main body 37, and the length along the axial direction of the screw main body 37 is set to be equal to the length of the barrier portion 82 along the axial direction of the screw main body 37.
  • the outer peripheral surface 95a of the large-diameter portion 95 is preferably a smooth surface with no dents or notches.
  • [Fourth Embodiment] 24 to 31 disclose a fourth embodiment.
  • the fourth embodiment is different from the first embodiment in matters relating to the screw main body 37 of the screw 21.
  • the other configuration of the second extruder 3 is basically the same as that of the first embodiment. Therefore, in the fourth embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the plurality of cylinders 39 constituting the screw main body 37 are arranged between the first collar 48 and the second collar 50 in the same manner as in the first embodiment. It is fastened in the axial direction of the shaft portion 41, and the end surfaces 39a of the adjacent cylindrical bodies 39 are in close contact with each other without a gap.
  • the screw main body 37 includes a plurality of conveying units 101 that convey the raw material, a plurality of barrier units 102 that restrict the flow of the raw material, and a plurality of circulating units 103 that temporarily circulate the raw material.
  • the conveyance unit 101, the barrier unit 102, and the circulation unit 103 are arranged side by side in the axial direction of the screw body 37.
  • Each conveyance unit 101 has a flight 105 twisted in a spiral.
  • the flight 105 protrudes from the outer peripheral surface along the circumferential direction of the cylindrical body 39 toward the transport path 51, and the top of the flight 105 constitutes the outer peripheral surface of the transport unit 101.
  • the flight 105 is twisted so as to convey the raw material from the proximal end of the screw main body 37 toward the distal end when the screw 21 rotates counterclockwise. In other words, the flight 105 is twisted to the right in the same way as the right-hand screw in the twisting direction of the flight 105.
  • a plurality of conveying units 101 are continuously arranged at the proximal end and the distal end of the screw main body 37, respectively.
  • the supply port 34 of the barrel 20 faces an intermediate portion along the axial direction of one transport unit 101 at the base end of the screw main body 37.
  • the length of the conveying unit 101 along the axial direction of the screw body 37 is appropriately set according to, for example, the type of raw material, the kneading degree of the raw material, the production amount of the kneaded material per unit time, and the like. Further, the transport unit 101 is a region where the flight 105 is formed at least on the outer peripheral surface of the cylindrical body 39, but is not specified as a region between the start point and the end point of the flight 105.
  • an area outside the flight 105 on the outer peripheral surface of the cylinder 39 may be regarded as the transport unit 101.
  • the spacer and the collar may be included in the transport unit 101.
  • the barrier portions 102 are arranged at intervals in the axial direction of the screw main body 37 at an intermediate portion between the base end and the distal end of the screw main body 37.
  • Each barrier portion 102 has a flight 107 twisted in a spiral shape.
  • the flight 107 protrudes from the outer peripheral surface along the circumferential direction of the cylindrical body 39 toward the conveyance path 51, and the top of the flight 107 constitutes the outer peripheral surface of the barrier portion 102.
  • the flight 107 is twisted so as to convey the raw material from the distal end of the screw body 37 toward the proximal end when the screw 21 rotates counterclockwise. In other words, the flight 107 is twisted to the left in the same manner as the left-handed twist of the flight 107.
  • the pitch of the flight 107 of the barrier unit 102 is the same as or smaller than the pitch of the flight 105 of the transport unit 101.
  • the overall length of the barrier portion 102 along the axial direction of the screw body 37 is shorter than the overall length of the transport portion 101.
  • the clearance between the top of the flight 107 and the inner peripheral surface of the cylinder portion 33 of the barrel 20 is slightly smaller than the clearance between the top of the flight 105 and the inner peripheral surface of the cylinder portion 33 of the barrel 20. .
  • the length of the barrier portion 102 along the axial direction of the screw body 37 is appropriately set according to, for example, the type of raw material, the degree of kneading of the raw material, the production amount of the kneaded material per unit time, and the like.
  • the barrier unit 102 functions to block the flow of the raw material sent by the transport unit 101. That is, the barrier portion 102 is configured to restrict the raw material sent by the transport portion 101 from passing through the clearance between the top portion of the flight 107 and the inner peripheral surface of the cylinder portion 33.
  • the circulation part 103 is adjacent to the barrier part 102 from the direction of the base end of the rotation shaft 38.
  • Each circulation unit 103 has first to third flights 110, 111, and 112 twisted in a spiral shape.
  • the first flight 110, the second flight 111, and the third flight 112 are arranged in this order from the barrier portion 102 toward the base end of the screw main body 37.
  • the first to third flights 110, 111, and 112 protrude from the outer peripheral surface along the circumferential direction of the cylindrical body 39 toward the conveyance path 51, and the tops of the flights 110, 111, and 112 correspond to the circulation unit 103.
  • An outer peripheral surface is formed.
  • the first to third flights 110, 111, and 112 are continuously arranged in the axial direction of the screw main body 37, and when the screw 21 rotates counterclockwise, the raw material is directed from the proximal end to the distal end of the screw main body 37. Is twisted to transport. In other words, the first to third flights 110, 111, and 112 are twisted to the right in the same way as the right-hand thread in each twist direction.
  • the pitch of the first flight 110 is the same as the pitch of the flight 107 of the adjacent barrier portion 102 or larger than the pitch of the flight 107.
  • the pitch of the second flight 111 is smaller than the pitch of the first flight 110.
  • the pitch of the third flight 112 is larger than the pitch of the second flight 111.
  • a slight clearance is secured between the tops of the first to third flights 110, 111 and 112 and the inner peripheral surface of the cylinder part 33 of the barrel 20.
  • the various flights 105, 107, 110, 111, and 112 protrude from the outer peripheral surface of the plurality of cylindrical bodies 39 having the same outer diameter D ⁇ b> 1 toward the conveyance path 51. For this reason, the outer peripheral surface of the cylindrical body 39 defines the valley diameter of the screw 21.
  • the valley diameter of the screw 21 is maintained at a constant value over the entire length of the screw 21.
  • the screw body 37 has a plurality of passages 115 extending in the axial direction of the screw body 37.
  • the passages 115 are formed inside the cylindrical body 39 at the position of the first flight 110 of the circulation portion 103 and are arranged in a line at intervals in the axial direction of the screw main body 37.
  • Each passage 115 extends in parallel with the axis O1 of the screw body 37. In other words, the passage 115 extends in a straight line in the axial direction of the cylinder 39 without branching in the middle, and has a predetermined overall length.
  • the passage 115 By providing the passage 115 inside the cylindrical body 39, the passage 115 is eccentric from the axis O 1 of the screw body 37. For this reason, the passage 115 revolves around the axis O1 when the screw body 37 rotates around the axis O1.
  • the passage 115 is defined by, for example, a hole having a circular cross-sectional shape.
  • the inner diameter of the hole constituting the passage 115 may be set to, for example, 1 mm or more and less than 6 mm, preferably 1 mm or more and 5 mm or less.
  • the cross-sectional area along the radial direction of the passage 115 is set to be much smaller than the cross-sectional area of the conveyance path 51 along the radial direction of the cylinder part 33.
  • the cylinder 39 in which the first flight 110 is formed has a cylindrical wall surface 116 that defines a hole.
  • the passage 115 surrounded by the wall surface 116 is a hollow space that allows only the flow of the raw material, and there are no elements constituting the screw body 37 in the space.
  • the wall 116 revolves around the axis O1 without rotating around the axis O1 when the screw body 37 rotates around the axis O1.
  • each passage 115 has an inlet 117 and an outlet 118.
  • the inlet 117 is positioned immediately before the barrier portion 102 adjacent to the circulation portion 103 from the direction of the tip of the rotation shaft 38.
  • a groove 120 opened on the outer peripheral surface of the cylindrical body 39 is formed on the end surface of the cylindrical body 39 constituting the circulation portion 103, and an inlet 117 is opened on the inner surface of the groove 120.
  • the exit 118 is located at the boundary between the first flight 110 and the second flight 111.
  • a groove 121 opened on the outer peripheral surface of the cylindrical body 39 is formed on the end surface of the cylindrical body 39 constituting the circulation portion 103, and an outlet 118 is opened on the inner surface of the groove 121. Therefore, the inlet 117 and the outlet 118 are separated from each other in the axial direction of the screw main body 37 at a position corresponding to the first flight 110.
  • the opening area of the inlet 117 opened on the inner surface of the groove 120 and the opening area of the outlet 118 opened on the inner surface of the groove 121 can be equal to or larger than the area along the radial direction of the passage 115. desirable.
  • the cylinder 39 provided with the first flight 110 and the passage 115 can be rephrased as a screw element.
  • a plurality of cylinders 39 formed with other flights 105, 107, 111, 112 can also be referred to as screw elements when removed from the rotary shaft 38.
  • the fluid raw material blended in the first extruder 2 is continuously supplied from the supply port 34 of the second extruder 3 to the conveyance path 51.
  • the raw material supplied to the second extruder 3 is thrown into the outer peripheral surface of one transport unit 101 located at the base end of the screw main body 37 as shown by an arrow D in FIG.
  • the flight 105 of the transport unit 101 directs the raw material charged from the supply port 34 toward the adjacent circulation unit 103.
  • the first to third flights 110, 111, and 112 of the circulation unit 103 continue to convey the raw material in the direction of the tip of the screw body 37 as indicated by solid arrows in FIGS. 30 and 31.
  • the raw material subjected to the shearing action reaches the boundary between the circulation part 103 and the barrier part 102 along the conveyance path 51.
  • the flight 107 of the barrier portion 102 conveys the raw material from the distal end of the screw body 37 toward the proximal end when the screw 21 rotates counterclockwise, so that the flight 107 blocks the raw material fed by the first flight 110.
  • the flight 107 of the barrier portion 102 restricts the flow of the raw material fed by the first flight 110 of the circulation portion 103 when the screw 21 rotates counterclockwise, and the raw material is in contact with the outer peripheral surface of the barrier portion 102 and the cylinder portion 33. To prevent it from passing through the clearance between the inner peripheral surface and the inner peripheral surface.
  • FIG. 31 shows the filling rate of the raw material in the portion corresponding to the passage 115 in the conveyance path 51 with gradation, and the filling rate of the raw material becomes higher as the color tone becomes darker.
  • the filling rate of the raw material increases as it approaches the barrier portion 102 from the second flight 111 of the circulation portion 103, and the filling rate of the raw material increases immediately before the barrier portion 102. 100%.
  • a raw material reservoir R having a raw material filling rate of 100% is formed immediately before the barrier portion 102.
  • the pressure of the raw material increases as the flow of the raw material is blocked.
  • the raw material whose pressure has increased is guided to the inlet 117 located immediately before the barrier portion 102 through the groove 120 and flows into the passage 115 from the inlet 117 as shown by the broken arrows in FIGS. 30 and 31. .
  • the raw material flowing into the passage 115 flows through the passage 115 from the distal end of the screw body 37 toward the proximal end.
  • the flow direction of the raw material in the passage 115 is opposite to the flow direction of the raw material sent by the flights 105, 110, 111, and 112.
  • the cross-sectional area along the radial direction of the passage 115 is smaller than the cross-sectional area of the conveyance path 51 along the radial direction of the cylinder part 33.
  • the inner diameter of the passage 115 is much smaller than the outer diameter of the screw body 37, the raw material is rapidly squeezed when the raw material passes through the passage 115, and an extension action is added to the raw material.
  • the cross-sectional area of the passage 115 is sufficiently smaller than the cross-sectional area of the conveyance path 51, the raw material reservoir R immediately before the barrier portion 102 is supplied even though the raw material accumulated in the raw material reservoir R flows into the passage 115. Will never disappear. For this reason, for example, even if the flow rate of the raw material fed into the barrier portion 102 via the first flight 110 is somewhat reduced, the reduced amount of the flow rate can be compensated with the raw material accumulated in the raw material reservoir R. Therefore, the raw material is always fed into the passage 115 in a stable state.
  • the raw material that has passed through the passage 115 is returned from the outlet 118 through the groove 121 onto the outer peripheral surface of the cylindrical body 39 that constitutes the circulating portion 103.
  • the returned raw material is conveyed toward the tip of the screw main body 37 by the first flight 110, and is subjected to a shearing action again in the course of this conveyance.
  • a part of the raw material conveyed toward the barrier unit 102 by the first flight 110 is again guided to the passage 115 from the inlet 117 and is temporarily circulated at the circulation unit 103.
  • the remaining raw material conveyed toward the barrier portion 102 passes through the clearance between the top portion of the flight 107 of the barrier portion 102 and the inner peripheral surface of the cylinder portion 33 and flows into the adjacent circulation portion 103.
  • the introduced raw material is conveyed in the direction of the tip of the screw main body 37 by the first to third flights 110, 111, 112 of the adjacent circulation unit 103.
  • the plurality of passages 115 are opened on the outer peripheral surface of the cylindrical body 39 of the circulation unit 103 via the inlet 117 and the outlet 118, respectively. Therefore, in each passage 115, the raw material flowing from the inlet 117 always returns to the outer peripheral surface of the cylindrical body 39 of the circulation unit 103 through the outlet 118, and the raw materials are not mixed between the plurality of passages 115. .
  • the plurality of barrier portions 102 and the plurality of circulation portions 103 are alternately arranged along the axial direction of the screw main body 37.
  • the plurality of passages 115 are arranged at intervals in the axial direction of the screw body 37 at positions corresponding to the first flights 110 of the plurality of circulation portions 103.
  • the passage 115 for adding an extending action to the raw material extends in the axial direction of the screw body 37 at a position eccentric with respect to the axis O1 serving as the rotation center of the screw body 37. Revolve around the axis O1.
  • the cylindrical wall surface 116 that defines the passage 115 revolves around the axis O1 without rotating about the axis O1.
  • FIG. 32 discloses modified example 1 having relevance to the fourth embodiment.
  • Modification 1 is different from the fourth embodiment in matters relating to the passage 115 for adding an extending action to the raw material.
  • the other configuration is basically the same as that of the fourth embodiment.
  • the first flight 110 of the circulation unit 103 is formed between two adjacent cylinders 39 on the rotation shaft 38.
  • the two cylinders 39 in which the first flight 110 is formed have the same length L along the axial direction of the rotating shaft 38.
  • the passage 115 for adding an extension action to the raw material is formed inside these two cylinders 39 so as to straddle between the two cylinders 39 on which the first flight 110 is formed. More specifically, the passage 115 is defined by first to third passage elements 131, 132, and 133.
  • the first passage element 131 can be rephrased as the entrance of the passage 115.
  • the first passage element 131 is opened on the outer peripheral surface of one of the two cylindrical bodies 39 adjacent to the barrier portion 102.
  • the opening end of the first passage element 63 is separated from the first flight 110 and is positioned immediately before the adjacent barrier portion 102.
  • the first passage element 131 is formed by machining the outer peripheral surface of one cylindrical body 39 using, for example, a drill. Therefore, the first passage element 131 is a hole having a circular cross-sectional shape, and extends in the radial direction of the cylindrical body 39 from the outer peripheral surface of one cylindrical body 39 so as to be orthogonal to the axis O1.
  • the bottom 131a of the first passage element 131 is an inclined surface that is scraped into a cone at the tip of the drill.
  • the second passage element 132 can be rephrased as a passage main body through which the raw material flows. As shown in FIG. 32, the second passage element 132 extends in parallel with the axis O ⁇ b> 1 of the screw body 37 so as to straddle between two adjacent cylindrical bodies 39. Therefore, the second passage element 132 is provided in a straight line in the axial direction of the screw body 37 without branching in the middle, and has a predetermined overall length.
  • the second passage element 132 includes a first portion 134 a formed inside one cylindrical body 39 and a second portion 134 b formed inside the other cylindrical body 39.
  • the first portion 134 a of the second passage element 132 extends linearly in the axial direction of one cylindrical body 39, and is open to the end surface 39 a on the other cylindrical body 39 side of the one cylindrical body 39. Has been.
  • the end of the first portion 134 a opposite to the open end is closed by the end wall 39 b of one cylinder 39.
  • the first portion 134a of the second passage element 131 is formed by machining the one cylindrical body 39 from the end surface 39a side of the one cylindrical body 39 using, for example, a drill. ing. For this reason, the first portion 134a is defined by a hole having a circular cross-sectional shape.
  • the second portion 134 b of the second passage element 132 extends linearly in the axial direction of the other cylindrical body 39 and opens to the end surface 39 a on the side of the one cylindrical body 39 of the other cylindrical body 39. Has been. The end of the second portion 134 b opposite to the opening end is closed by the end wall 39 b of the other cylinder 39.
  • the second portion 134b of the second passage element 132 is formed by machining the other cylinder 39 from the end surface 39a side of the other cylinder 39, for example, using a drill. ing. For this reason, the second portion 134b is defined by a hole having a circular cross-sectional shape in the same manner as the first portion 134a.
  • the opening end of the first portion 134a and the opening end of the second portion 134b are coaxially connected to each other when two adjacent cylinders 39 are tightened in the axial direction of the rotary shaft 38. It is faced.
  • the third passage element 133 can be rephrased as an exit of the passage 115.
  • the third passage element 133 is opened on the outer peripheral surface of the other cylindrical body 39 of the two adjacent cylindrical bodies 39.
  • the opening end of the third passage element 133 is separated from the first flight 110 and is positioned immediately before the second flight 111 of the circulation unit 103. Therefore, the first passage element 131 and the third passage element 133 are separated from each other in the axial direction of the screw body 37.
  • the third passage element 133 is formed by machining the outer peripheral surface of the other cylindrical body 39 using, for example, a drill. Therefore, the third passage element 133 is a hole having a circular cross-sectional shape, and extends from the outer peripheral surface of the other cylinder 39 in the radial direction of the cylinder 39.
  • the bottom 133a of the third passage element 133 is an inclined surface that is scraped off conically at the tip of the drill.
  • the end portion of the second passage element 132 opposite to the opening end of the first portion 134 a is connected to the first passage element 131 inside one cylindrical body 39. .
  • the first portion 134a of the first passage element 131 and the second passage element 132 are in communication with each other while maintaining a circular cross-sectional shape.
  • the first portion 134 a of the second passage element 132 is connected to the first passage element 131 at a position off the conical bottom 131 a of the first passage element 131.
  • the first passage element 131 is raised from the end of the first portion 134a of the second passage element 132 in the radial direction of the cylindrical body 39 so as to open to the outer peripheral surface of the screw body 37. In other words, it can be rephrased as a rising portion of 1.
  • the end of the second passage element 132 opposite to the opening end of the second portion 134b is connected to the third passage element 133 inside the other cylindrical body 39.
  • the ends of the second portion 134b of the third passage element 133 and the second passage element 132 are in communication with each other while maintaining a circular cross-sectional shape.
  • the second portion 134 b of the second passage element 132 is connected to the third passage element 133 at a position off the conical bottom 133 a of the third passage element 133.
  • the third passage element 133 is raised in the radial direction of the cylindrical body 39 from the end of the second portion 134b of the second passage element 132 so as to open to the outer peripheral surface of the screw body 37. In other words, it can be rephrased as a rising portion of 2.
  • the inner diameter of the hole constituting the second passage element 132 is set to, for example, 1 mm or more and less than 6 mm, preferably 1 mm or more and 5 mm or less. Furthermore, the internal diameter of the 2nd channel
  • the cylindrical body 39 has a cylindrical wall surface 135 that defines the shape of the holes constituting the first to third passage elements 131, 132, 133.
  • the first to third passage elements 131, 132, and 133 surrounded by the wall surface 135 are hollow spaces that allow only the flow of the raw material, and there are no elements constituting the screw body 37 in the spaces.
  • the wall surface 135 revolves around the axis O1 without rotating about the axis O1.
  • the second passage element 132 of the passage 115 is not necessarily formed parallel to the axis O1 of the screw body 37.
  • the second passage element 132 is inclined in the radial direction of the cylinder 39 with respect to the axis O1, and the second passage element 132 is opposite to the first passage element 131. You may make it open the edge part of the side directly to the outer peripheral surface of the cylinder 39.
  • the third passage element 133 serving as a material outlet can be omitted, and the shape of the passage 115 can be simplified.
  • FIG. 33 shows a second modified example having relevance to the fourth embodiment.
  • the lengths of the two cylinders 39 in which the first flight 110 is formed are different from each other. Specifically, the entire length L1 of one cylinder 39 in which the first portion 134a of the second passage element 132 is formed is equal to the other length L1 of the second passage element 132 in which the second portion 134b is formed. It is set longer than the total length L2 of the cylindrical body 39.
  • the length of the two cylinders 39 having the first flight 110 can be adjusted in three stages. More specifically, a combination of the full length L1 cylinder 39 and the full length L2 cylinder 39, a combination of the full length L1 cylinder 39 and the full length L3 cylinder 39, and a full length L2 cylinder 39 and the full length L3. Combination with the cylindrical body 39 becomes possible. Therefore, the total length of the passage 115 can be easily changed.
  • FIG. 34 to FIG. 36 illustrate a third modification having a relationship with the first modification of the fourth embodiment.
  • the first passage element has an end portion of the second passage element 132 opposite to the opening end of the first portion 134 a so as to be orthogonal to the first passage element 131.
  • 131 is connected to a conical bottom 131a.
  • the bottom 131 a of the first passage element 131 has a circular opening 140 a communicating with the second passage element 132.
  • the opening 140a faces the other part of the bottom 131a inclined so as to expand toward the outer peripheral surface of the screw body 37.
  • the end of the second passage element 132 opposite to the open end of the second portion 134b is connected to the conical bottom 133a of the third passage element 133 so as to be orthogonal to the third passage element 133. ing.
  • the bottom 133 a of the third passage element 133 has a circular opening 140 b that communicates with the second passage element 132.
  • the opening 140 b faces the other part of the bottom 133 a that is inclined so as to expand toward the outer peripheral surface of the screw body 37.
  • the raw material that has flowed into the first passage element 131 follows the inclination of the bottom 131a when it reaches the bottom 131a of the first passage element 131 as shown by an arrow in FIG. And is guided in the direction of the opening 140a. For this reason, the raw material flows smoothly into the second passage element 132 without staying at the bottom 131 a of the first passage element 131.
  • the raw material that has passed through the second passage element 132 flows into the bottom 133a of the third passage element 133 from the opening 140b.
  • the raw material that has flowed into the third passage element 133 is guided in the direction of the outer peripheral surface of the screw body 37 along the inclination of the bottom 133a, as indicated by an arrow in FIG. For this reason, the raw material smoothly returns to the outer peripheral surface of the screw main body 37 without staying at the bottom 133 a of the third passage element 133.
  • the shapes of the bottom 131a of the first passage element 131 and the bottom 133a of the third passage element 133 are not limited to a cone, and may be, for example, hemispherical.
  • FIG. 37 shows a fourth modification example that is related to the first modification example of the fourth embodiment.
  • Modification 4 is different from Modification 1 in the configuration of the second portion 134b of the second passage element 132.
  • the second portion 134b has a straight portion 134c and a tapered portion 134d.
  • the straight portion 134 c and the tapered portion 134 d are formed by cutting the cylindrical body 39 from the end surface 39 a side of the cylindrical body 39.
  • the straight portion 134 c is connected to the third passage element 133.
  • An inner diameter of the straight portion 134 c is smaller than an inner diameter of the first portion 134 a of the second passage element 132.
  • the tapered portion 134d is opened in the end surface 39a of the other cylindrical body 39 and is communicated coaxially with the straight portion 134c.
  • the taper portion 134d has an inner diameter that continuously decreases from the end surface 39a of the other cylindrical body 39 toward the straight portion 134c. For this reason, the inner diameter of the second passage element 132, which is a main element for adding an extending action to the raw material, is changed at an intermediate portion along the flow direction of the raw material.
  • the tapered portion 134d is formed, for example, by forming a prepared hole in the end surface 39a of the other cylindrical body 39 and then cutting the inner peripheral surface of the prepared hole using a tapered reamer.
  • the lower hole also serves as the straight portion 134c.
  • the second portion 134b of the second passage element 132 has a tapered portion 134d upstream of the straight portion 134c, and the tapered portion 134d is positioned at the intermediate portion of the second passage element 132. ing. For this reason, the inner diameter of the second passage element 132 is gradually reduced at the intermediate portion, and the extension action added to the raw material when the raw material passes through the second passage element 132 can be enhanced. .
  • FIG. 38 shows a fifth modified example having relevance to the fourth embodiment.
  • a passage 115 is formed in one cylindrical body 39.
  • the second passage element 132 of the passage 115 is formed by, for example, machining the tubular body 39 from the one end surface 39a side of the tubular body 39 using a drill.
  • a through-hole 150 having a circular cross-sectional shape passing through the cylinder 39 in the axial direction is formed inside the cylinder 39, and the through-hole 150 is opened on both end surfaces 39 a of the cylinder 39.
  • the through hole 150 intersects the first passage element 131 and the third passage element 133 inside the cylindrical body 39.
  • the two open ends of the through-hole 150 are individually liquid-tightly closed with plugs 151a and 151b.
  • a second passage element 132 connecting the first passage element 131 and the third passage element 133 is defined in one cylindrical body 39.
  • FIG. 39 shows a sixth modification that is a further development of the fifth modification.
  • the through-hole 150 that penetrates one cylindrical body 39 has an upstream portion 150a, a downstream portion 150b, and an intermediate portion 150c.
  • the upstream portion 150 a, the downstream portion 150 b, and the intermediate portion 150 c are aligned in a line along the axial direction of the cylindrical body 39.
  • the upstream portion 150 a intersects the first passage element 131 inside the cylindrical body 39 and is open to one end surface 39 a of the cylindrical body 39.
  • the open end of the upstream portion 150a is liquid-tightly closed with a plug 151a.
  • the downstream portion 150b has a smaller inner diameter than the upstream portion 150a.
  • the downstream portion 150 b intersects with the third passage element 133 inside the cylindrical body 39 and is opened to the other end surface 39 a of the cylindrical body 39.
  • the open end of the downstream portion 150b is liquid-tightly closed with a plug 151b.
  • the intermediate part 150c is located between the upstream part 150a and the downstream part 150b.
  • the intermediate portion 150c has a continuously decreasing inner diameter as it proceeds from the upstream portion 150a to the downstream portion 150b. For this reason, the inner diameter of the second passage element 132, which is a main element for adding an extending action to the raw material, is changed at an intermediate portion along the flow direction of the raw material.
  • the inner diameter of the second passage element 132 of the passage 115 is gradually reduced from the upstream toward the downstream. Therefore, when the raw material passes through the second passage element 132, the elongation action added to the raw material can be enhanced.
  • FIG. 40 discloses a fifth embodiment.
  • the fifth embodiment is different from the first embodiment in the configuration for adding an elongation action to the raw material.
  • Other configurations of the screw 21 are the same as those in the first embodiment.
  • a pair of grooves 161a and 161b are formed on the inner peripheral surface of the cylindrical body 39. As shown in FIG.
  • the grooves 161 a and 161 b extend in the axial direction of the screw body 37 and are separated from each other in the radial direction of the screw body 37. Further, the grooves 161 a and 161 b are opened on the inner peripheral surface of the cylindrical body 39.
  • the grooves 161 a and 161 b define a passage 162 that adds an extension action to the raw material in cooperation with the outer peripheral surface of the second shaft portion 41.
  • the passage 162 is located at the boundary between the rotating shaft 38 and the cylinder 39.
  • the passage 162 is provided in a position eccentric to the axis O1 of the rotary shaft 38 inside the screw body 37. Therefore, similarly to the first embodiment, the passage 162 revolves around the axis O1 when the screw body 37 rotates.
  • the passage 162 is formed inside the screw main body 37. Since the grooves 161a and 161b defining the passage 162 are opened in the inner peripheral surface of the cylindrical body 39, the operation of forming the grooves 161a and 161b can be easily performed.
  • FIG. 41 discloses a sixth embodiment.
  • the sixth embodiment is different from the fifth embodiment in the configuration for adding an elongation action to the raw material.
  • Other configurations of the screw 21 are the same as those of the fifth embodiment.
  • a pair of grooves 171a and 171b are formed on the outer peripheral surface of the second shaft portion 41 of the rotating shaft 38. As shown in FIG.
  • the grooves 171 a and 171 b extend in the axial direction of the second shaft portion 41 and are separated from each other in the radial direction of the second shaft portion 41. Further, the grooves 171 a and 171 b are opened on the outer peripheral surface of the second shaft portion 41.
  • the grooves 171 a and 171 b define a passage 172 for adding an extending action to the raw material in cooperation with the inner peripheral surface of the cylindrical body 39.
  • the passage 172 is located at the boundary between the rotating shaft 38 and the cylinder 39.
  • the passage 172 is provided in an eccentric position with respect to the axis O1 of the rotary shaft 38 inside the screw body 37. Accordingly, as in the fifth embodiment, the passage 172 revolves around the axis O1 when the screw body 37 rotates.
  • a passage 172 is formed inside the screw body 37 when the cylindrical body 39 is inserted on the second shaft portion 41 of the rotating shaft 38. Since the grooves 171a and 171b defining the passage 172 are opened on the outer peripheral surface of the rotating shaft 38, the operation of forming the grooves 171a and 171b can be easily performed.
  • FIG. 42 discloses a seventh embodiment.
  • the seventh embodiment is different from the first embodiment in the configuration for adding an elongation action to the raw material.
  • Other configurations of the screw 21 are the same as those in the first embodiment.
  • recesses 181a and 181b are formed on the tip surfaces of the keys 45a and 45b protruding from the outer peripheral surface of the second shaft portion 41.
  • the recesses 181a and 181b extend along the axial direction of the second shaft portion 41 and are opened at the front end surfaces of the keys 45a and 45b.
  • the open ends of the recesses 181a and 181b are closed by the inner peripheral surfaces of the key grooves 47a and 47b when the keys 45a and 45b are fitted into the key grooves 47a and 47b of the cylindrical body 39.
  • the recesses 181a and 181b define a passage 182 for adding an extending action to the raw material in cooperation with the inner peripheral surfaces of the key grooves 47a and 47b.
  • the passage 182 is located at the boundary between the keys 45 a and 45 b and the cylinder 39.
  • the passage 182 is provided in an eccentric position with respect to the axis O1 of the rotary shaft 38 inside the screw body 37. Therefore, similarly to the first embodiment, the passage 152 revolves around the axis O1 when the screw body 37 rotates.
  • the passage 182 is formed inside the screw body 37. Since the recesses 181a and 181b defining the passage 182 are opened at the front end surfaces of the keys 45a and 45b, the operation of forming the recesses 181a and 181b can be easily performed.
  • the passage 182 may be defined.
  • FIG. 43 discloses an eighth embodiment.
  • the eighth embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the screw 21 and the configuration for adding an extending action to the raw material.
  • the screw 21 includes a solid screw body 200.
  • the screw body 200 is composed of a single straight shaft-like member 201.
  • the shaft-shaped member 201 has an axis O ⁇ b> 1 that passes coaxially through the center thereof, and is coaxially accommodated in the cylinder portion 33 of the barrel 20.
  • the shaft-shaped member 201 has an outer peripheral surface 201 a that is continuous in the circumferential direction, and the outer peripheral surface 201 a faces the inner peripheral surface of the cylinder portion 33 of the barrel 20.
  • a flight 202 for conveying the raw material is formed on the outer peripheral surface 201 a of the shaft-like member 201.
  • a pair of passages 203 are formed inside the shaft-like member 201 to add an extending action to the raw material.
  • the passage 203 extends in the axial direction of the shaft-like member 201 and is disposed in parallel to each other with the axis O1 interposed therebetween. For this reason, the passage 203 is provided at a position that is eccentric with respect to the axis O ⁇ b> 1 of the shaft-like member 201 inside the screw main body 200. Therefore, as in the first embodiment, the passage 203 revolves around the axis O1 when the screw body 200 rotates.
  • the passage 203 for adding an extending action to the raw material can be formed in the screw main body 200 even when the screw main body is composed of one bar-shaped member 201. For this reason, a screw main body is not specified to the structure which combined the rotating shaft and the cylinder.
  • the passage for adding an extending action to the raw material is not limited to a hole having a circular cross-sectional shape.
  • the passage may be constituted by, for example, a hole having an elliptical shape or a polygonal sectional shape, and the sectional shape of the passage is not particularly limited.
  • the screw 21 rotates counterclockwise in the counterclockwise direction when the screw main body 37 is viewed from the direction of the proximal end of the rotating shaft 38 has been described as an example.
  • the invention is not limited to this.
  • the screw 21 may be rotated clockwise in the clockwise direction.
  • the flight 56 included in the conveying portion 54 of the screw 21 may be twisted to the right like the right screw so as to convey the raw material from the distal end of the screw main body 37 toward the proximal end.
  • the flight 57 included in the barrier portion 55 only needs to be twisted to the left in the same manner as the left-hand screw so as to convey the raw material from the proximal end of the screw body 37 toward the distal end.
  • the third extruder for removing the gas component contained in the kneaded product extruded from the second extruder 3 is not limited to a single-screw extruder, and a twin-screw extruder may be used. Good.
  • the continuous high shear processing apparatus only needs to include at least a first extruder that preliminarily kneads the raw material and a second extruder that kneads the raw material in earnest.
  • the third extruder for removing the components may be omitted.

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Abstract

 押出機用スクリュ(21)は、スクリュ本体(37)を備えている。スクリュ本体(37)は、原料の搬送方向に沿う直線状の軸線(O1)を中心に回転する。スクリュ本体(37)の外周面にフライト(56)を有する搬送部(54)が設けられている。フライト(56)は、スクリュ本体(37)の回転時に原料をスクリュ本体(37)の軸方向に搬送するように構成されている。スクリュ本体(37)の内部にフライト(56)により搬送された原料が流入するとともに、流入した原料がスクリュ本体(37)の外周面に向けて流通する通路(60)が設けられている。通路(60)は、スクリュ本体(37)の軸線(O1)を外れた位置に設けられている。

Description

押出機用スクリュ、押出機および押出方法
 本発明は、ブレンドされた原料にせん断作用および伸長作用を付加しつつ当該原料を混練する押出機用スクリュに関する。さらに、本発明は、前記押出機用スクリュを用いて混練物を生成する押出機および押出方法に関する。
 例えば、スクリュの回転数が300rpm程度に設定された押出機で複数の非相溶性の樹脂をブレンドした原料を混練する場合、ブレンド成分の一方又は両方と親和性もしくは接着性を有する相溶化剤を添加する必要がある。しかしながら、相溶化剤を用いたとしても、ブレンド成分が分子レベルで相互に溶解していないために、押出機によって生成される混練物の性能や機能を高める上で自ずと限界がある。
 このような問題を解消するため、従来、相溶化剤のような添加材を一切加えることなしに、原料がナノレベルで混練された混練物を生成し得るようにしたバッチ式の高せん断成形装置が開発されている。
 特許文献1に開示されたバッチ式の高せん断成形装置は、シリンダ内に収容されたフィードバック型のスクリュを備えている。スクリュは、非相溶性の樹脂をブレンドした原料をスクリュの内部で十分に混練させる構造を有している。
 具体的には、スクリュは、原料の搬送方向に沿う直線状の軸線を有し、当該軸線を中心にシリンダの内部で回転するように構成されている。スクリュの外周面には、螺旋状に捩じれたフライトが形成されている。フライトは、スクリュの基端に供給された原料をスクリュの先端に向けて搬送する。フライトによって搬送された原料は、スクリュの先端面とシリンダの開口端を閉塞したシール部材との間の隙間に充填される。
 さらに、スクリュは、その略中心部に内径が1mmから5mm程度の孔を有している。孔は、スクリュの軸線方向に延びている。孔の上流端は、スクリュの先端面で前記隙間に開口されている。孔の下流端は、二股状に分岐されてスクリュの基端の外周面に開口されている。
 隙間に閉じ込められた原料は、スクリュの回転に伴って孔の上流端から孔内に流入するとともに、孔の下流端からスクリュの基端の外周面に帰還される。帰還された原料は、再びフライトにより隙間に向けて搬送される。
 このようにスクリュをフィードバック型とすることで、スクリュに供給された原料は、フライトによって搬送される過程でせん断作用を受けるとともに、孔内を通過する過程で伸長作用を受ける。
 この結果、原料は、せん断流動および伸長流動を伴った状態でシリンダの内部の密閉された空間を循環する。この原料の循環に要する時間に応じて原料の高分子成分がナノ分散化され、微視的な分散構造を有する混練物を得ることができる。
国際公開番号WO2010/061872号パンフレット
 特許文献1に開示された高せん断成形装置では、隙間に充填された原料が流入する孔がスクリュの軸線上に位置されている。このような構成によると、孔を規定するスクリュの内壁面がスクリュの回転に追従して回転するので、原料が孔を通過する際に孔の周方向に攪拌されてしまう。
 この結果、孔を通過する原料は、伸長作用ばかりでなく孔の周方向への攪拌に伴うせん断作用を受けることになり、原料の混練状態を普遍的に表現することが困難となる。したがって、原料の混練の条件を最適化する上で改善の余地が残されている。
 本発明の目的は、スクリュ本体の内部の通路を流通する原料がせん断作用を受け難くなり、原料の混練の度合いを精度よく制御できる押出機用スクリュを得ることにある。
 本発明の他の目的は、原料の混練の度合いを精度よく制御することができ、原料の高分子成分がナノ分散化された微視的な分散構造を有する混練物を生成できる押出機および押出方法を得ることにある。
 前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る押出機用スクリュは、スクリュ本体を備えている。前記スクリュ本体は、原料の搬送方向に沿う直線状の軸線を中心に回転する。前記スクリュ本体の外周面にフライトを有する搬送部が設けられている。前記フライトは、前記スクリュ本体の回転時に原料を前記スクリュ本体の軸方向に搬送するように構成されている。前記スクリュ本体の内部に、前記フライトにより搬送された原料が流入するとともに、流入した原料が前記スクリュ本体の前記外周面に向けて流通する通路が設けられている。前記通路は、前記スクリュ本体の前記軸線を外れた位置に設けられている。
 本発明の好ましい形態によると、前記通路は、前記スクリュ本体が回転した時に、前記軸線の回りを公転するように構成されている。
 本発明の好ましい形態によると、前記スクリュ本体は、前記通路を規定する筒状の壁面を有し、当該壁面が前記軸線を中心に自転することなく前記軸線の回りを公転するように構成されている。
 本発明の好ましい形態によると、前記通路は、前記スクリュ本体の前記外周面に開口された入口および出口を有する。前記入口および前記出口は、前記スクリュ本体の軸方向に互いに離れているとともに、前記入口から前記通路に流入した原料が前記出口から前記スクリュ本体の前記外周面に帰還するようになっている。
 本発明の好ましい形態によると、前記スクリュ本体は、前記フライトによる原料の流動を制限することで原料の圧力を高める障壁部を有し、当該障壁部の直前に前記入口が位置されている。
 本発明の好ましい形態によると、前記通路は、前記入口および前記出口に連通された通路本体を有し、前記通路本体の径が前記入口の径よりも小さく設定されている。
 前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る押出機用スクリュは、スクリュ本体を備えている。前記スクリュ本体は、原料の搬送方向に沿う直線状の軸線を有し、当該軸線を中心に回転する。前記スクリュ本体の周方向に沿う外周面にフライトを有する搬送部が設けられている。前記フライトは、前記スクリュ本体の回転時に原料を前記スクリュ本体の軸方向に搬送するように構成されている。前記スクリュ本体の内部に、前記フライトにより搬送された原料が流入するとともに、流入した原料が前記スクリュ本体の外周面に帰還するように流通する複数の通路が設けられている。前記通路は、前記スクリュ本体の前記軸線から偏心した位置で前記スクリュ本体の軸方向に互いに間隔を存して配列されている。
 本発明の好ましい形態によると、前記複数の通路が前記スクリュの周方向に間隔を存して配列されている。
 本発明の好ましい形態によると、前記スクリュ本体の内部に、前記スクリュ本体を冷却する冷媒が流れる冷媒通路が形成されている。
 前記他の目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る押出機は、前記スクリュを用いて原料を混練することにより混練物を生成する押出機であって、前記スクリュが回転可能に収容されたバレルと、前記バレルに設けられ、前記スクリュに原料を供給する供給口と、前記バレルに設けられ、前記混練物が押し出される吐出口と、を備えている。
 前記他の目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る押出方法は、バレルの内部で回転するスクリュの周方向に沿う外周面に原料を供給するとともに、当該原料を前記スクリュの前記外周面に形成されたフライトを用いて前記スクリュの軸方向に連続的に搬送する。前記スクリュの回転時に、前記スクリュの内部で前記スクリュに追従して公転する通路に前記フライトで搬送される原料を導くとともに、前記通路を通じて原料を前記スクリュの前記外周面に帰還させることを特徴としている。
 本発明の形態によると、前記スクリュに設けた障壁部により原料の流動を制限することで、原料に加わる圧力を高め、当該圧力が高められた原料を前記スクリュの前記外周面から前記通路に導入することが好ましい。
 本発明によれば、スクリュ本体の内部の通路は、スクリュ本体の軸線を中心に回転することなく当該軸線の回りに公転する。このため、通路を通過してスクリュ本体の外周面に帰還する原料がせん断作用を受け難くなり、通路を通過する原料が受けるのは主に伸長作用となる。
 すなわち、スクリュの上で原料にせん断作用を付加する箇所および原料に伸長作用を付加する箇所が定まり、原料の混練の度合いを精度よく制御することができる。よって、原料の高分子成分がナノ分散化された微視的な分散構造を有する混練物を生成することが可能となる。
図1は、第1の実施形態に係る連続式高せん断加工装置を概略的に示す斜視図である。 図2は、第1の実施形態で用いる第1の押出機の断面図である。 図3は、第1の実施形態において、第1の押出機の二本のスクリュが互いに噛み合った状態を示す斜視図である。 図4は、第1の実施形態で用いる第3の押出機の断面図である。 図5は、第1の実施形態で用いる第2の押出機の断面図である。 図6は、第1の実施形態において、バレルおよびスクリュを共に断面で示す第2の押出機の断面図である。 図7は、第1の実施形態で用いるスクリュの側面図である。 図8は、図6のF8-F8線に沿う断面図である。 図9は、図6のF9-F9線に沿う断面図である。 図10は、第1の実施形態において、回転軸上で隣り合う三つの筒体の間に跨って通路が形成された状態を拡大して示す第2の押出機の断面図である。 図11は、第1の実施形態において、スクリュに対する原料の流動方向を示す側面図である。 図12は、第1の実施形態において、スクリュが回転した時の原料の流動方向を概略的に示す第2の押出機の断面図である。 図13は、第1の実施形態の変形例を概略的に示す第2の押出機の断面図である。 図14は、第1の実施形態の変形例において、筒体を組み替えた状態を概略的に示す第2の押出機の断面図である。 図15は、第2の実施形態で用いる第2の押出機の断面図である。 図16は、第3の実施形態で用いる第2の押出機の断面図である。 図17は、第3の実施形態において、バレルおよびスクリュを共に断面で示す第2の押出機の断面図である。 図18は、図17のF18-F18線に沿う断面図である。 図19は、第3の実施形態で用いる筒体の斜視図である。 図20は、第3の実施形態において、スクリュ本体の内部に形成された通路の構造を拡大して示す断面図である。 図21は、第3の実施形態において、スクリュが回転した時の原料の流動方向を示すスクリュの側面図である。 図22は、第3の実施形態において、スクリュが回転した時の原料の流動方向を概略的に示す第2の押出機の断面図である。 図23は、第3の実施形態において、障壁部の変形例を示す斜視図である。 図24は、第4の実施形態で用いるスクリュの側面図である。 図25は、第4の実施形態で用いる第2の押出機の断面図である。 図26は、第4の実施形態において、バレルおよびスクリュを共に断面で示す第2の押出機の断面図である。 図27は、図26のF27-F27線に沿う断面図である。 図28は、第4の実施形態で用いる筒体の斜視図である。 図29は、図28の矢印F29の方向から見た筒体の斜視図である。 図30は、第4の実施形態において、スクリュが回転した時の原料の流動方向を示すスクリュの側面図である。 図31は、第4の実施形態において、スクリュが回転した時の原料の流動方向を概略的に示す第2の押出機の断面図である。 図32は、第4の実施形態において、スクリュ本体の変形例1を概略的に示す断面図である。 図33は、第4の実施形態において、スクリュ本体の変形例2を概略的に示す断面図である。 図34は、第4の実施形態において、スクリュ本体の変形例3を概略的に示す断面図である。 図35(A)は、図34のF35Aの箇所を拡大して示す断面図、図35(B)は、図35(A)のF35B-F35B線に沿う断面図である。 図36(A)は、図34のF36Aの箇所を拡大して示す断面図、図36(B)は、図36(A)のF36B-F36B線に沿う断面図である。 図37は、第4の実施形態において、スクリュ本体の変形例4を概略的に示す断面図である。 図38は、第4の実施形態において、スクリュ本体の変形例5を概略的に示す断面図である。 図39は、第4の実施形態において、スクリュ本体の変形例6を概略的に示す断面図である。 図40は、第5の実施形態に係る第2の押出機の断面図である。 図41は、第6の実施形態に係る第2の押出機の断面図である。 図42は、第7の実施形態に係る第2の押出機の断面図である。 図43は、第8の実施形態に係る第2の押出機の断面図である。
[第1の実施形態]
 以下、第1の実施形態について、図1ないし図12を参照して説明する。
 図1は、第1の実施形態に係る連続式高せん断加工装置1の構成を概略的に示している。高せん断加工装置1は、第1の押出機2、第2の押出機3および第3の押出機4を備えている。第1の押出機2、第2の押出機3および第3の押出機4は、互いに直列に接続されている。
 第1の押出機2は、例えば二種類の非相溶性の樹脂を予備的に混練するための要素である。ブレンドされる樹脂としては、例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)のようなメタクリレート系樹脂およびポリカーボネート樹脂(PC)を使用している。ブレンドされる二種類の樹脂は、例えばペレットの状態で第1の押出機2に供給される。
 本実施形態では、樹脂の混練・溶融の度合いを強化するため、第1の押出機2として同方向回転型の二軸混練機を用いている。図2および図3は、二軸混練機の一例を開示している。二軸混練機は、バレル6と、バレル6の内部に収容された二本のスクリュ7a,7bと、を備えている。バレル6は、二つの円筒を組み合わせた形状を有するシリンダ部8を含んでいる。前記樹脂は、バレル6の一端部に設けた供給口9からシリンダ部8に連続的に供給される。さらに、バレル6は、シリンダ部8に供給された樹脂を加熱するためのヒータを備えている。
 スクリュ7a,7bは、互いに噛み合った状態でシリンダ部8に収容されている。スクリュ7a,7bは、図示しないモータから伝わるトルクを受けて互いに同方向に回転される。図3に示すように、スクリュ7a,7bは、夫々フィード部11、混練部12およびポンピング部13を備えている。フィード部11、混練部12およびポンピング部13は、スクリュ7a,7bの軸方向に沿って一列に並んでいる。
 フィード部11は、螺旋状に捩じれたフライト14を有している。スクリュ7a,7bのフライト14は、互いに噛み合った状態で回転するとともに、供給口9から供給された二種類の樹脂を混練部12に向けて搬送する。
 混練部12は、スクリュ7a,7bの軸方向に並んだ複数のディスク15を有している。スクリュ7a,7bのディスク15は、互いに向かい合った状態で回転するとともに、フィード部11から送られた樹脂を予備的に混練する。混練された樹脂は、スクリュ7a,7bの回転によりポンピング部13に送り込まれる。
 ポンピング部13は、螺旋状に捩じれたフライト16を有している。スクリュ7a,7bのフライト16は、互いに噛み合った状態で回転するとともに、予備的に混練された樹脂をバレル6の吐出端から押し出す。
 このような二軸混練機によると、スクリュ7a,7bのフィード部11に供給された樹脂は、スクリュ7a,7bの回転に伴うせん断発熱およびヒータにより加熱されたバレル6からの熱を受けて溶融する。二軸混練機での予備的な混練により溶融された樹脂は、ブレンドされた原料を構成する。原料は、図1に矢印Aで示すように、バレル6の吐出端から第2の押出機3に連続的に供給される。
 原料が第2の押出機3に供給される時点では、原料は第1の押出機2での予備的な混練により溶融されて流動性を有している。したがって、原料を本格的に混練する第2の押出機3の負担を軽減することができる。
 第2の押出機3は、原料の高分子成分がナノ分散化された微視的な分散構造を有する混練物を生成するための要素である。本実施形態では、第2の押出機3として単軸押出機を用いている。単軸押出機は、バレル20と、一本のスクリュ21と、を備えている。スクリュ21は、溶融された原料にせん断作用および伸長作用を繰り返し付加する機能を有している。スクリュ21を含む第2の押出機3の構成に関しては、後で詳細に説明する。
 第3の押出機4は、第2の押出機3から押し出された混練物に含まれるガス成分を除去するための要素である。本実施形態では、第3の押出機4として単軸押出機を用いている。図4に示すように、単軸押出機は、バレル22と、バレル22に収容された一本のベントスクリュ23と、を備えている。バレル22は、真っ直ぐな円筒状のシリンダ部24を含んでいる。第2の押出機3から押し出された混練物は、シリンダ部24の軸方向に沿う一端部からシリンダ部24に連続的に供給される。
 バレル22は、ベント口25を有している。ベント口25は、シリンダ部24の軸方向に沿う中間部に開口されているとともに、真空ポンプ26に接続されている。さらに、バレル22のシリンダ部24の他端部は、ヘッド部27で閉塞されている。ヘッド部27は、混練物を吐出させる吐出口28を有している。
 ベントスクリュ23は、シリンダ部24に収容されている。ベントスクリュ23は、図示しないモータから伝わるトルクを受けて一方向に回転される。ベントスクリュ23は、螺旋状に捩じれたフライト29を有している。フライト29は、ベントスクリュ23と一体的に回転するとともに、シリンダ部24に供給された混練物をヘッド部27に向けて連続的に搬送する。
 混練物は、ベント口25に対応する位置に搬送された時に、真空ポンプ26のバキューム圧を受ける。これにより、混練物に含まれるガス状物質やその他の揮発成分が混練物から連続的に除去される。ガス状物質やその他の揮発成分が取り除かれた混練物は、ヘッド部27の吐出口28から高せん断加工装置1の外に連続的に吐出される。
 次に、第2の押出機3について詳細に説明する。
 図5および図6に示すように、第2の押出機3のバレル20は、真っ直ぐな筒状であって、水平に配置されている。バレル20は、複数のバレルエレメント31に分割されている。
 各バレルエレメント31は、円筒状の貫通孔32を有している。バレルエレメント31は、夫々の貫通孔32が同軸状に連続するように一体的に結合されている。バレルエレメント31の貫通孔32は、互いに協働してバレル20の内部に円筒状のシリンダ部33を規定している。シリンダ部33は、バレル20の軸方向に延びている。
 供給口34がバレル20の軸方向に沿う一端部に形成されている。供給口34は、シリンダ部33に連通するとともに、当該供給口34に第1の押出機2でブレンドされた原料が連続的に供給される。
 バレル20は、図示しないヒータを備えている。ヒータは、バレル20の温度が原料の混練に最適な値となるようにバレル20の温度を調整する。さらに、バレル20は、例えば水あるいは油のような冷媒が流れる冷媒通路35を備えている。冷媒通路35は、シリンダ部33を取り囲むように配置されている。冷媒は、バレル20の温度が予め決められた上限値を超えた時に冷媒通路35に沿って流れ、バレル20を強制的に冷却する。
 バレル20の軸方向に沿う他端部は、ヘッド部36で閉塞されている。ヘッド部36は、吐出口36aを有している。吐出口36aは、供給口34に対しバレル20の軸方向に沿う反対側に位置されるとともに、第3の押出機4に接続されている。
 図5ないし図7に示すように、スクリュ21は、スクリュ本体37を備えている。本実施形態のスクリュ本体37は、一本の回転軸38と、複数の円筒状の筒体39と、で構成されている。
 回転軸38は、第1の軸部40および第2の軸部41を備えている。第1の軸部40は、バレル20の一端部の側である回転軸38の基端に位置されている。第1の軸部40は、継手部42およびストッパ部43を含んでいる。継手部42は、図示しないカップリングを介してモータのような駆動源に連結される。ストッパ部43は、継手部42に同軸状に設けられている。ストッパ部43は、継手部42よりも径が大きい。第2の軸部41は、第1の軸部40のストッパ部43の端面から同軸状に延びている。第2の軸部41は、バレル20の略全長に亘る長さを有するとともに、ヘッド部36と向かい合う先端を有している。
 第2の軸部41は、ストッパ部43よりも径が小さいソリッドな円柱状である。図8および図9に示すように、第2の軸部41の外周面に一対のキー45a,45bが取り付けられている。キー45a,45bは、第2の軸部41の周方向に180°ずれた位置で第2の軸部41の軸方向に延びている。
 さらに、スクリュ本体37は、真っ直ぐな軸線O1を有している。軸線O1は、第1の軸部40および第2の軸部41を同軸状に貫通するとともに、回転軸38の軸方向に水平に延びている。
 図6ないし図10に示すように、筒体39は、スクリュ本体37の外径を規定する要素であって、第2の軸部41の上に同軸状に挿入されている。本実施形態によると、全ての筒体39の外径D1は、互いに同一に設定されている。
 筒体39は、その軸方向に沿う両端に端面39aを有している。端面39aは、軸線O1と直交する方向に沿うフラットな面である。一対のキー溝47a,47bが筒体39の内周面に形成されている。キー溝47a,47bは、筒体39の周方向に180°ずれた位置で筒体39の軸方向に延びているとともに、筒体39の両方の端面39aに開口されている。
 筒体39は、キー溝47a,47bを第2の軸部41のキー45a,45bに合わせた状態で第2の軸部41の先端の方向から第2の軸部41の上に挿入される。本実施形態では、第2の軸部41の上に最初に挿入された筒体39と第1の軸部40のストッパ部43の端面との間に第1のカラー48が介在されている。さらに、全ての筒体39を第2の軸部41の上に挿入した後、第2の軸部41の先端面に固定ねじ49を介して第2のカラー50が固定されている。
 固定ねじ49は、締結具の一例であり、第2のカラー50は端板の一例である。第2のカラー50を第2の軸部41の先端面に固定することで、全ての筒体39が第1のカラー48と第2のカラー50との間で第2の軸部41の軸方向に締め付けられ、隣り合う筒体39の端面39aが隙間なく密着されている。
 この結果、全ての筒体39が第2の軸部41の上で同軸状に結合され、外径が一定のセグメント式のスクリュ本体37が構成される。それとともに、回転軸38と筒体39とが一体構造物として組み立てられ、筒体39が回転軸38に追従して軸線O1を中心に回転するようになっている。
 本実施形態において、筒体39は、キー45a,45bにより回転軸38に固定されることに限定されるものではない。例えば、キー45a,45bの代わりに、図2に示すようなスプラインを用いて筒体39を回転軸38に固定してもよい。
 スクリュ21は、バレル20のシリンダ部33に収容されている。スクリュ21のスクリュ本体37は、シリンダ部33に対し同軸状に位置されており、当該スクリュ本体37の外周面とシリンダ部33の内周面との間に搬送路51が形成されている。図8および図9に示すように、搬送路51は、シリンダ部33の径方向に沿う断面形状が円環形であり、シリンダ部33の軸方向に延びている。さらに、回転軸38の継手部42およびストッパ部43は、バレル20の一端部からバレル20の外に突出されている。
 本実施形態では、スクリュ21を回転軸38の基端の方向から見た時に、スクリュ21は、駆動源からのトルクを受けて図5に矢印で示すように反時計回り方向に左回転する。スクリュ21の回転数は、600rpm~3000rpmとすることが好ましい。
 図5ないし図7および図10に示すように、スクリュ本体37は、原料を搬送する複数の搬送部54と、原料の流動を制限する複数の障壁部55と、を有している。搬送部54および障壁部55は、スクリュ本体37の軸方向に交互に並べて配置されている。スクリュ本体37の軸方向は、スクリュ本体37の長手方向と言い換えることができる。
 各搬送部54は、螺旋状に捩じれたフライト56を有している。フライト56は、筒体39の周方向に沿う外周面から搬送路51に向けて張り出しており、当該フライト56の頂部が搬送部54の外周面を構成している。フライト56は、スクリュ21が左回転した時に、スクリュ本体37の先端から基端に向けて原料を搬送するように捩じれている。言い換えると、フライト56は、フライト56の捩じれ方向が左ねじと同じように左に捩じれている。
 スクリュ本体37の軸方向に沿う搬送部54の長さは、例えば原料の種類、原料の混練度合い、単位時間当たりの混練物の生産量等に応じて適宜設定される。さらに、搬送部54とは、少なくとも筒体39の外周面にフライト56が形成された領域のことであるが、フライト56の始点と終点との間に領域に特定されるものではない。
 すなわち、筒体39の外周面のうちフライト56から外れた領域も搬送部54とみなされることがあるし、フライト56を有する筒体39と隣り合う位置に円筒状のスペーサあるいは円筒状のカラーが配置された場合、当該スペーサやカラーも搬送部54に含まれることがあり得る。
 各障壁部55は、螺旋状に捩じれたフライト57を有している。フライト57は、筒体39の周方向に沿う外周面から搬送路51に向けて張り出しており、当該フライト57の頂部が障壁部55の外周面を構成している。フライト57は、スクリュ21が左回転した時に、スクリュ本体37の基端から先端に向けて原料を搬送するように捩じれている。言い換えると、フライト57は、フライト57の捩じれ方向が右ねじと同じように右に捩じれている。
 フライト57のピッチは、フライト56のピッチと同じか、フライト56のピッチよりも小さい。さらに、フライト56,57の頂部とバレル20のシリンダ部33の内周面との間には、僅かなクリアランスが確保されている。
 スクリュ本体37の軸方向に沿う障壁部55の長さは、例えば原料の種類、原料の混練度合い、単位時間当たりの混練物の生産量等に応じて適宜設定される。障壁部55は、搬送部54により送られる原料の流動を堰き止めるように機能する。すなわち、障壁部55は、原料の搬送方向の下流側で搬送部54と隣り合うとともに、搬送部54によって送られる原料がフライト57の頂部とシリンダ部33の内周面との間のクリアランスを通過するのを妨げるように構成されている。
 本実施形態では、バレル20の一端部に対応するスクリュ本体37の基端に障壁部55が位置され、バレル20の他端部に対応するスクリュ本体37の先端部には、吐出用フライト58が設けられている。吐出用フライト58は、スクリュ本体37の先端部に位置された筒体39の外周面から搬送路51に向けて張り出している。吐出用フライト58は、スクリュ本体37の基端から先端の方向に原料を搬送するように捩じれている。バレル20の供給口34は、スクリュ本体37の基端に最も近い一つの搬送部54の軸方向に沿う中間部と向かい合っている。
 本実施形態によると、フライト56,57,58は、全て外径D1が等しい複数の筒体39の外周面から搬送路51に向けて張り出している。このため、筒体39の外周面は、スクリュ21の谷径を規定している。スクリュ21の谷径は、スクリュ21の全長に亘って一定値に保たれている。
 図5ないし図7、図10に示すように、スクリュ本体37は、スクリュ本体37の軸方向に延びる複数の通路60を有している。通路60は、スクリュ本体37の軸方向に間隔を存して並んでいる。さらに、スクリュ本体37の軸方向に沿う中間部では、図9に示すように、スクリュ本体37の軸方向に延びる四つの通路60がスクリュ本体37の周方向に90°の間隔を存して並んでいる。
 図6および図10に示すように、各通路60は、一つの障壁部55と、当該障壁部55を挟んだ二つの搬送部54とを一つのユニットとした時に、これら搬送部54および障壁部55に対応する三つの筒体39の間に跨って形成されている。
 具体的に述べると、各通路60は、第1ないし第3の通路要素61,62,63で規定されている。第1の通路要素61は、通路60の入口と言い換えることができる。第1の通路要素61は、前記一つのユニット毎に障壁部55よりもスクリュ本体37の基端の側に位置された搬送部54に対応する筒体39の外周面に開口されている。第1の通路要素61の開口端は、搬送部54に対応する筒体39の外周面上において、当該搬送部54よりもスクリュ本体37の基端の側で隣り合う障壁部55との境界付近に位置されている。さらに、第1の通路要素61の開口端は、フライト56から外れている。
 本実施形態では、第1の通路要素61は、筒体39の外周面に例えばドリルを用いた機械加工を施すことにより形成されている。そのため、第1の通路要素61は、円形の断面形状を有する穴であり、軸線O1と直交するように筒体39の外周面から筒体39の径方向に延びている。第1の通路要素61の底61aは、ドリルの先端で円錐状に削り取られた傾斜面となっている。
 第2の通路要素62は、原料が流通する通路本体と言い換えることができる。第2の通路要素62は、搬送部54および障壁部55に対応する三つの筒体39の間に跨るようにスクリュ本体37の軸線O1と平行に延びている。したがって、第2の通路要素62は、途中で分岐することなくスクリュ本体37の軸方向に一直線状に設けられているとともに、予め決められた全長を有している。
 図10に最もよく示されるように、第2の通路要素62は、前記三つの筒体39のうちスクリュ本体37の基端の側の筒体39の内部に形成された第1の部分65aと、前記三つの筒体39のうち中間の筒体39の内部に形成された第2の部分65bと、前記三つの筒体39のうちスクリュ本体37の先端の側の筒体39の内部に形成された第3の部分65cと、で構成されている。第1の部分65a、第2の部分65bおよび第3の部分65cは、スクリュ本体37の軸方向に沿って同軸状に配列されている。
 第2の通路要素62の第1の部分65aは、筒体39の軸方向に直線状に延びているとともに、当該筒体39のうち隣り合う中間の筒体39の側の端面39aに開口されている。第1の部分65aの開口端とは反対側の端部は、筒体39の端壁39bで閉塞されている。本実施形態によると、第2の通路要素62の第1の部分65aは、筒体39の端面39aに例えばドリルを用いた機械加工を施すことにより形成されている。このため、第1の部分65aは、円形の断面形状を有する穴で規定されている。
 第2の通路要素62の第2の部分65bは、中間の筒体39に例えばドリルを用いた機械加工を施すことにより形成されている。第2の部分65bは、中間の筒体39を軸方向に貫通するとともに、中間の筒体39の両方の端面39aに開口されている。そのため、第2の部分65bは、円形の断面形状を有する穴で規定されている。
 第2の通路要素62の第3の部分65cは、筒体39の軸方向に直線状に延びているとともに、当該筒体39のうち隣り合う中間の筒体39の側の端面39aに開口されている。第3の部分65cの開口端とは反対側の端部は、筒体39の端壁39bで閉塞されている。本実施形態によると、第2の通路要素62の第3の部分65cは、筒体39の端面39aに例えばドリルを用いた機械加工を施すことにより形成されている。このため、第3の部分65cは、円形の断面形状を有する穴で規定されている。
 図6および図10に示すように、第1の部分65aの開口端、第2の部分65bの開口端および第3の部分65cの開口端は、隣り合う三つの筒体39を回転軸38の軸方向に締め付けた時に、互いに連通するように同軸状に突き合わされている。
 第3の通路要素65cは、通路60の出口と言い換えることができる。第3の通路要素65cは、前記一つのユニット毎に障壁部55よりもスクリュ本体37の先端の側に位置された搬送部54に対応する筐体39の外周面に開口されている。第3の通路要素63の開口端は、搬送部54に対応する筒体39の外周面上において、当該搬送部54よりもスクリュ本体37の先端の側で隣り合う障壁部55との境界付近に位置されている。さらに、第3の通路要素65cの開口端は、フライト56から外れている。
 さらに、本実施形態では、第3の通路要素63は、筒体39の外周面に例えばドリルを用いた機械加工を施すことにより形成されている。そのため、第3の通路要素63は、円形の断面形状を有する穴であり、筒体39の外周面から筒体39の径方向に延びている。第3の通路要素63の底63aは、ドリルの先端で円錐状に削り取られた傾斜面となっている。
 第1の通路要素61の開口端と第3の通路要素63の開口端とは、二つの搬送部54および一つの障壁部55を間に挟んでスクリュ本体37の軸方向に互いに離れている。言い換えると、第1の通路要素61の開口端と第3の通路要素63の開口端との間でスクリュ本体37の表面の形態が変化している。
 図10に示すように、第2の通路要素62の第1の部分65aの開口端とは反対側の端部は、筒体39の内部で第1の通路要素61に接続されている。第1の通路要素61および第2の通路要素62の第1の部分65aは、共に円形の断面形状を維持したまま互いに連通されている。さらに、第2の通路要素62の第1の部分65aの端部は、第1の通路要素61の円錐状の底61aを外れた位置で第1の通路要素61に接続されている。第2の通路要素62の第1の部分65aは、第1の通路要素61の底61aに接続してもよい。
 このため、第1の通路要素61は、スクリュ本体37の外周面に開口するように第2の通路要素62の第1の部分65aの端部から筒体39の径方向に立ち上げられた第1の立ち上がり部と言い換えることができる。
 第2の通路要素62の第3の部分65cの開口端とは反対側の端部は、筒体39の内部で第3の通路要素63に接続されている。第3の通路要素63および第2の通路要素62の第3の部分65cは、共に円形の断面形状を維持したまま互いに連通されている。さらに、第2の通路要素62の第3の部分65cの端部は、第3の通路要素63の円錐状の底63aを外れた位置で第3の通路要素63に接続されている。第2の通路要素62の第3の部分65cは、第3の通路要素63の底63aに接続してもよい。
 このため、第3の通路要素63は、スクリュ本体37の外周面に開口するように第2の通路要素62の第3の部分65cの端部から筒体39の径方向に立ち上げられた第2の立ち上がり部と言い換えることができる。
 加えて、スクリュ本体37の中間部では、通路60の入口となる第1の通路要素61と、隣り合う他の通路60の出口となる第3の通路要素63とが、隣り合う二つの障壁部55の間で搬送路51に通じている。
 それとともに、筒体39の内部に通路60を設けたことで、当該通路60は、スクリュ本体37の軸線O1に対し偏心している。このため、通路60は、スクリュ本体37が回転した時に軸線O1の回りを公転する。
 第2の通路要素62を構成する穴の内径は、例えば1mm以上、6mm未満、好ましくは1mm以上、5mm以下に設定するとよい。さらに、第2の通路要素62の内径は、入口となる第1の通路要素61の内径よりも小さい。それとともに、第2の通路要素62の径方向に沿う断面積は、シリンダ部33の径方向に沿う搬送路51の断面積よりも遥かに小さく設定されている。
 本実施形態によると、筒体39は、第1ないし第3の通路要素61,62,63を構成する穴の形状を定める円筒状の壁面66を有している。壁面66で囲まれた第1ないし第3の通路要素61,62,63は、原料の流通のみを許容する中空の空間であって、当該空間内にスクリュ本体37を構成する要素は存在しない。さらに、壁面66は、スクリュ本体37が回転した時に、軸線O1を中心に自転することなく軸線O1の回りを公転する。
 本実施形態において、複数の筒体39を回転軸38から取り外してスクリュ21を分解した際に、少なくともフライト56,57,58の一部が形成された筒体39は、スクリュエレメントと言い換えることができる。
 さらに、本実施形態によると、スクリュ21のスクリュ本体37は、回転軸38の上にスクリュエレメントとしての複数の筒体39を順次挿入することで構成される。このため、例えば原料の混練度合いに応じて搬送部54および障壁部55の交換や組み換えが可能であるとともに、交換・組み換え時の作業を容易に行なうことができる。
 加えて、複数の筒体39を回転軸38の軸方向に締め付けて隣り合う筒体39の端面39aを互いに密着させることで、通路60の第2の通路要素(通路本体)62が形成され、当該第2の通路要素62を介して第1の通路要素(入口)61と第3の通路要素(出口)63との間が一体的に連通される。
 このため、スクリュ本体37に通路60を形成するに当たっては、スクリュ本体37の全長に比べて長さが大幅に短い個々の筒体39に加工を施せばよい。よって、通路60を形成する際の作業性および取扱いが容易となる。
 このような構成の連続式高せん断加工装置1によると、第1の押出機2は、複数の樹脂を予備的に混練する。この混練により溶融された樹脂は、ブレンドされた流動性を有する原料となって第2の押出機3の供給口34に連続的に供給される。
 第2の押出機3に供給された原料は、図11に矢印Bで示すように、スクリュ21の基端に最も近い搬送部54の外周面に投入される。スクリュ21は、回転軸38の基端の方向から見た時に反時計回り方向に左回転するので、搬送部54のフライト56は、図11に実線の矢印で示すように、供給口34から投入された原料をスクリュ本体37の基端の側で隣り合う障壁部55に向けて搬送する。すなわち、フライト56は、供給口34から投入された原料をスクリュ本体37の基端に向けて逆送りする。
 この際、搬送路51内で旋回するフライト56とシリンダ部33の内周面との間の速度差によって生じるせん断作用が原料に付加されるとともに、フライト56の微妙なねじれ具合により原料が攪拌される。この結果、原料が本格的に混練され、原料の高分子成分の分散化が進行する。
 せん断作用を受けた原料は、搬送路51に沿って搬送部54と障壁部55との間の境界に達する。障壁部55のフライト57は、スクリュ21が左回転した時に、スクリュ本体37の基端から先端に向けて原料を搬送するように右方向に捩じれているので、フライト56によって送り込まれる原料をフライト57が堰き止める。言い換えると、障壁部55のフライト57は、スクリュ21が左回転した時に、フライト56によって送り込まれる原料の流動を制限するとともに、原料が障壁部55の外周面とシリンダ部33の内周面との間のクリアランスを伝って通り抜けるのを妨げる。
 この結果、搬送部54と障壁部55との境界で原料の圧力が高まる。具体的に述べると、図12は、搬送路51のうちスクリュ本体37の搬送部54に対応した箇所の原料の充満率をグラデーションで表しており、色調が濃くなる程に原料の充満率が高くなっている。図12から明らかなように、搬送路51では、障壁部55に近づくに従い原料の充満率が高まっており、障壁部55の直前では、原料の充満率が100%となっている。
 このため、障壁部55の直前に原料の充満率が100%の原料溜まりRが形成される。原料溜まりRでは、原料の流動が堰き止められたことにより原料の圧力が上昇している。圧力が上昇した原料は、図11および図12に破線の矢印で示すように、通路60の第1の通路要素61から第2の通路要素62に流入する。
 第2の通路要素62の径方向に沿う断面積は、シリンダ部33の径方向に沿う搬送路51の断面積よりも小さい。言い換えると、第2の通路要素62の内径は、スクリュ本体37の外径よりも遥かに小さいので、原料が第2の通路要素62を通過する際に原料が急激に絞られて、当該原料に伸長作用が付加される。
 加えて、第2の通路要素62の断面積が搬送路51の断面積よりも十分に小さいために、原料溜まりRに溜まった原料が通路60に流入するにも拘らず、障壁部55の直前の原料溜まりRが消滅することはない。このため、例えばフライト56によって障壁部55に送り込まれる原料の流量が多少減少したとしても、流量の減少分を原料溜まりRに溜まった原料で補填することができる。よって、原料は、常に安定した状態で通路60に供給される。
 第2の通路要素62を通過した原料は、図12に実線の矢印で示すように、第3の通路要素63を通じてスクリュ本体37の先端の側で隣り合う搬送部54に帰還される。帰還された原料は、搬送部54のフライト56によりスクリュ本体37の基端に向けて搬送され、この搬送の過程で再びせん断作用を受ける。せん断作用を受けた原料は、通路60の第1の通路要素61から第2の通路要素62に流入するとともに、当該第2の通路要素62を流通する過程で再び伸長作用を受ける。
 本実施形態では、複数の搬送部54および複数の障壁部55がスクリュ本体37の軸方向に交互に並んでいるとともに、複数の通路60がスクリュ本体37の軸方向に間隔を存して並んでいる。このため、供給口34からスクリュ本体37に投入された原料は、図10および図11に矢印で示すように、せん断作用および伸長作用を交互に繰り返し受けながらスクリュ本体37の基端から先端の方向に連続的に搬送される。よって、原料の混練の度合いが強化され、原料の高分子成分の分散化が促進される。
 複数の通路60の第2の通路要素62は、個々に第1の通路要素61および第3の通路要素63を介してスクリュ本体37の外周面に開口されている。このため、各通路60において、第1の通路要素61から第2の通路要素62に流入した原料は、必ず第3の通路要素63を通ってスクリュ本体37の外周面に帰還し、複数の通路60の間で原料が混じり合うことはない。
 よって、原料の混練度が過剰となるのを回避することができ、所望する混練度に見合った適切な混練が可能となる。
 スクリュ本体37の先端に達した原料は、十分に混練された混練物となって通路60の出口63からシリンダ部33とヘッド部36との間の隙間に導かれる。さらに、混練物は、ヘッド部36の吐出口36aから第3の押出機4に連続的に供給される。
 第3の押出機4では、既に述べたように、混練物に含まれるガス状物質やその他の揮発成分が混練物から連続的に除去される。ガス状物質やその他の揮発成分が取り除かれた混練物は、ヘッド部27の吐出口28から高せん断加工装置1の外に途切れることなく連続的に吐出される。吐出された混練物は、水槽内に蓄えられた冷却水に浸漬される。これにより、混練物が強制的に冷却されて、所望の樹脂成形品が得られる。
 第2の押出機3では、第1の押出機2から供給された原料がスクリュ本体37の軸方向に複数回に亘って反転を繰り返しながら搬送され、この搬送の過程で原料にせん断作用および伸長作用が繰り返し付加される。言い換えると、原料がスクリュ本体37の外周面上の同一の箇所で何回も循環することがないので、原料を第2の押出機3から第3の押出機4に間断なく供給することができる。
 これにより、十分に混練された混練物を連続的に成形することができ、バッジ式の高せん断成形装置との比較において、混練物の生産効率を飛躍的に高めることができる。
 それとともに、本実施形態では、第1の押出機2で予備的に混練された樹脂が途切れることなく第2の押出機3に供給され続けるので、第1の押出機2の内部で樹脂の流れが一時的に停滞することはない。このため、予備的に混練された樹脂が第1の押出機2の内部に滞留することにより生じる樹脂の温度変化、粘度変化あるいは相変化を防止することができる。よって、常に品質が均一の原料を第1の押出機2から第2の押出機3に供給することができる。
 第1の実施形態によると、原料に伸長作用を付加する通路60は、スクリュ本体37の回転中心となる軸線O1に対し偏心した位置でスクリュ本体37の軸方向に延びているので、通路60は、軸線O1の回りを公転する。言い換えると、通路60を規定する円筒状の壁面66は、軸線O1を中心に自転することなく軸線O1の回りを公転する。
 このため、原料が通路60を通過する際に、原料は遠心力を受けるものの当該原料が通路60の内部で活発に攪拌されることはない。よって、通路60を通過する原料がせん断作用を受け難くなり、通路60を通過して搬送部54に帰還する原料が受けるのは主に伸長作用となる。
 したがって、第1の実施形態のスクリュ21によれば、原料にせん断作用を付加する箇所および原料に伸長作用を付加する箇所を明確に定めることができる。このことから、原料の混練の度合いを見極める上で有利な構成となるとともに、混練の度合いを精度よく制御することができる。この結果、原料の高分子成分がナノ分散化された微視的な分散構造を有する混練物を生成することが可能となる。
 加えて、複数の通路60の全てが軸線O1に対し偏心しているので、複数の通路60を通過する原料に均等に伸長作用を付加することができる。すなわち、複数の通路60の間での混練の条件のばらつきを解消することができ、均一な混練を行なうことができる。
 第1の実施形態によると、複数の筒体39の外径D1が互いに同一に設定されているので、搬送路51は、スクリュ本体37の軸方向に沿う全長に亘って一様な円環状の断面形状を有することになる。このため、搬送路51を介して原料にせん断作用および伸長作用を繰り返し付加する際に、せん断作用および伸長作用を順次スムーズに原料に付加することができ、より一層均一な混練を行うことができる。
 さらに、第1の実施形態によると、従来の単軸押出機のスクリュが備えている可塑化ゾーンを有することなく、搬送部54、障壁部55および通路60を組み合わせて配置したスクリュ21としているので、第2の押出機3を容易に操作することができる。
[第1の実施形態の変形例]
 図13および図14は、第1の実施形態と関連性を有する変形例を開示している。
 図13に示す変形例では、第2の通路要素62の第2の部分65bが設けられた筒体39の外周面に、障壁部55を構成する全てのフライト57と、搬送部54を構成する一部のフライト56とが連続して形成されている。すなわち、二種類のフライト56,57が形成された筒体39の内部に、第2の通路要素62の第2の部分65bが位置されている。
 このような構成の場合、第2の通路要素62の第2の部分65bが設けられる筒体39として、図14に示されるような外周面の全ての領域に障壁部55用のフライト57が形成された専用の筒体68を準備すれば、当該筒体68を二種類のフライト56,57が形成された前記筒体39と入れ換えることが可能となる。
 これにより、通路60を形成する三つの筒体39,68の長さの範囲内で搬送部54用のフライト56が占める領域と障壁部55用のフライト57が占める領域との割合を、例えば原料の混練の度合いに応じて変更することができる。
[第2の実施形態]
 図15は、第2の実施形態を開示している。第2の実施形態は、スクリュ21の回転軸38に関する事項が第1の実施形態と相違している。それ以外の第2の押出機3の構成は、基本的に第1の実施形態と同様である。そのため、第2の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
 図12に示すように、冷媒通路71が回転軸38の内部に形成されている。冷媒通路71は、回転軸38の軸線O1に沿って同軸状に延びている。冷媒通路71の一端は、継手部42の箇所でロータリジョイント72を介して出口配管73に接続されている。冷媒通路71の他端は、回転軸38の先端で液密に塞がれている。
 冷媒導入管74が冷媒通路71の内部に同軸状に挿入されている。冷媒導入管74の一端は、ロータリジョイント72を介して入口配管75に接続されている。冷媒導入管74の他端は、冷媒通路71の他端付近で冷媒通路71内に開口されている。
 第2の実施形態では、水又は油等の冷媒が入口配管75からロータリジョイント72および冷媒導入管74を介して冷媒通路71に送り込まれる。冷媒通路71に送り込まれた冷媒は、冷媒通路71の内周面と冷媒導入管74の外周面との間の隙間を通って回転軸38の継手部42に帰還するとともに、ロータリジョイント72を介して出口配管73に戻される。
 第2の実施形態によると、冷媒が回転軸38の軸方向に沿って循環するので、当該冷媒を利用してスクリュ本体37を冷却することができる。このため、原料に接するスクリュ本体37の温度を適正に調節することができ、原料の温度上昇に基づく樹脂の劣化および粘度の変化等を未然に防止することができる。
[第3の実施形態]
 図16ないし図22は、第3の実施形態を開示している。第3の実施形態は、スクリュ21のスクリュ本体37に関する事項が第1の実施形態と相違している。それ以外の第2の押出機3の構成は、基本的に第1の実施形態と同様である。そのため、第3の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
 図16および図17に示すように、スクリュ本体37を構成する複数の筒体39は、第1の実施形態と同様に、第1のカラー48と第2のカラー50との間で第2の軸部41の軸方向に締め付けられ、隣り合う筒体39の端面39aが隙間なく密着されている。
 スクリュ本体37は、原料を搬送する複数の搬送部81と、原料の流動を制限する複数の障壁部82と、を有している。搬送部81および障壁部82は、スクリュ本体37の軸方向に交互に並べて配置されている。
 図17および図19に示すように、各搬送部81は、螺旋状に捩じれたフライト84を有している。フライト84は、筒体39の周方向に沿う外周面から搬送路51に向けて張り出しており、当該フライト84の頂部が搬送部81の外周面を構成している。フライト84は、スクリュ21が左回転した時に、スクリュ本体37の基端から先端に向けて原料を搬送するように捩じれている。言い換えると、フライト84は、フライト84の捩じれ方向が右ねじと同じように右に捩じれている。
 スクリュ本体37の軸方向に沿う搬送部81の長さは、例えば原料の種類、原料の混練度合い、単位時間当たりの混練物の生産量等に応じて適宜設定される。さらに、搬送部81とは、少なくとも筒体39の外周面にフライト84が形成された領域のことであるが、フライト84の始点と終点との間の領域に特定されるものではない。
 言い換えると、筒体39の外周面のうちフライト84から外れた領域も搬送部81とみなされることがある。それとともに、フライト84を有する筒体39と隣り合う位置に円筒状のスペーサあるいは円筒状のカラーが配置された場合、当該スペーサやカラーも搬送部81に含まれることがあり得る。
 各障壁部82は、螺旋状に捩じれたフライト85を有している。フライト85は、筒体39の周方向に沿う外周面から搬送路51に向けて張り出しており、当該フライト85の頂部が障壁部82の外周面を構成している。フライト85は、スクリュ21が左回転した時に、スクリュ本体37の先端から基端に向けて原料を搬送するように捩じれている。言い換えると、フライト85は、フライト85の捩じれ方向が左ねじと同じように左に捩じれている。
 障壁部82のフライト85のピッチは、搬送部81のフライト84のピッチと同じか、フライト84のピッチよりも小さい。さらに、フライト84,85の頂部とバレル20のシリンダ部33の内周面との間には、僅かなクリアランスが確保されている。
 スクリュ本体37の軸方向に沿う障壁部82の長さは、例えば原料の種類、原料の混練度合い、単位時間当たりの混練物の生産量等に応じて適宜設定される。障壁部82は、搬送部81により送られる原料の流動を堰き止めるように機能する。すなわち、障壁部82は、原料の搬送方向の下流側で搬送部81と隣り合うとともに、搬送部81によって送られる原料がフライト85の頂部とシリンダ部33の内周面との間のクリアランスを通過するのを阻止するように構成されている。
 よって、本実施形態に係る第2の押出機3では、障壁部82の位置で原料の流動が堰き止められ、原料が障壁部82の外周面とシリンダ部33の内周面との間のクリアランスを通過しないことを前提としている。
 本実施形態によると、スクリュ本体37の基端では、複数の搬送部81がスクリュ本体37の軸方向に連続して配列されている。バレル20の供給口34は、スクリュ本体37の基端において一つの搬送部81の軸方向に沿う中間部と向かい合っている。同様に、スクリュ本体37の先端では、複数の搬送部81がスクリュ本体37の軸方向に連続して配列されている。
 図17および図19に示すように、スクリュ本体37の中間部では、搬送部81を構成するフライト84および障壁部82を構成するフライト85が共通する筒体39の周方向に沿う外周面に連続して形成されている。すなわち、一つの筒体39の外周面に機能が異なる二種類のフライト84,85が軸方向に連続して形成されている。障壁部82を構成するフライト85は、搬送部81を構成するフライト84に対しスクリュ本体37の先端の側に位置されている。
 さらに、本実施形態では、フライト84,85は、全て外径D1が等しい複数の筒体39の外周面から搬送路51に向けて張り出している。このため、筒体39の外周面は、スクリュ21の谷径を規定している。スクリュ21の谷径は、スクリュ21の全長に亘って一定値に保たれている。
 図16ないし図20に示すように、スクリュ本体37は、スクリュ本体37の軸方向に延びる複数の通路86を有している。通路86は、スクリュ本体37の軸方向に沿う同一の直線上に位置するように一列に整列されている。各通路86は、二種類のフライト84,85が形成された二つの筒体39の間に跨るように、当該筒体39の内部に形成されている。具体的に述べると、各通路86は、第1ないし第3の通路要素87,88,89で規定されている。
 第1の通路要素87は、通路86の入口と言い換えることができる。第1の通路要素87は、隣り合う二つの筒体39のうちの一方の筒体39の外周面に開口されている。第1の通路要素87の開口端は、搬送部81と障壁部82との境界に位置されているとともに、搬送部81のフライト84および障壁部82のフライト85から外れている。
 さらに、本実施形態では、第1の通路要素87は、一方の筒体39の外周面に例えばドリルを用いた機械加工を施すことにより形成されている。そのため、第1の通路要素87は、円形の断面形状を有する穴であり、軸線O1と直交するように一方の筒体39の外周面から筒体39の径方向に延びている。第1の通路要素87の底87aは、ドリルの先端で円錐状に削り取られた傾斜面となっている。
 第2の通路要素88は、原料が流通する通路本体と言い換えることができる。第2の通路要素88は、隣り合う二つの筒体39の間に跨るように、スクリュ本体37の軸線O1と平行に延びている。したがって、第2の通路要素88は、途中で分岐することなくスクリュ本体37の軸方向に一直線状に設けられているとともに、予め決められた全長を有している。
 図20に最もよく示されるように、第2の通路要素88は、一方の筒体39の内部に形成された第1の部分91aと、他方の筒体39の内部に形成された第2の部分91bと、を備えている。
 第2の通路要素88の第1の部分91aは、一方の筒体39の軸方向に直線状に延びているとともに、一方の筒体39のうち他方の筒体39の側の端面39aに開口されている。第1の部分91aの開口端とは反対側の端部は、一方の筒体39の軸方向に沿う中間部で閉塞されている。本実施形態によると、第2の通路要素88の第1の部分91aは、一方の筒体39の端面39aの側から一方の筒体39に例えばドリルを用いた機械加工を施すことにより形成されている。このため、第1の部分91aは、円形の断面形状を有する穴で規定されている。
 第2の通路要素88の第2の部分91bは、他方の筒体39の軸方向に直線状に延びているとともに、他方の筒体39のうち一方の筒体39の側の端面39aに開口されている。第2の部分91bの開口端とは反対側の端部は、他方の筒体39の内部で閉塞されている。
 本実施形態によると、第2の通路要素88の第2の部分91bは、他方の筒体39の端面39aの側から他方の筒体39に例えばドリルを用いた機械加工を施すことにより形成されている。このため、第2の部分91bは、第1の部分91aと同様に円形の断面形状を有する穴で規定されている。
 図17および図20に最もよく示されるように、第1の部分91aの開口端と第2の部分91bの開口端とは、隣り合う二つの筒体39を回転軸38の軸方向に締め付けた時に、互いに連通するように同軸状に突き合わされている。
 第3の通路要素89は、通路86の出口と言い換えることができる。第3の通路要素89は、隣り合う二つの筒体39のうち他方の筒体39の外周面に開口されている。第3の通路要素89の開口端は、搬送部81の上流端に位置されるとともに、当該搬送部81が有するフライト84から外れている。この結果、第1の通路要素87の開口端と第3の通路要素89の開口端とは、障壁部82を間に挟んでスクリュ本体37の軸方向に互いに離れている。
 さらに、本実施形態では、第3の通路要素89は、他方の筒体39の外周面に例えばドリルを用いた機械加工を施すことにより形成されている。そのため、第3の通路要素89は、円形の断面形状を有する穴であり、軸線O1と直交するように他方の筒体39の外周面から筒体39の径方向に延びている。第3の通路要素89の底89aは、ドリルの先端で円錐状に削り取られた傾斜面となっている。
 図20に示すように、第2の通路要素88の第1の部分91aの開口端と反対側の端部は、一方の筒体39の内部で第1の通路要素87に接続されている。第1の通路要素87および第2の通路要素88の第1の部分91aは、共に円形の断面形状を維持したまま互いに連通されている。さらに、第2の通路要素88の第1の部分91aは、第1の通路要素87の円錐状の底87aを外れた位置で第1の通路要素87に接続されている。第2の通路要素88の第1の部分91aは、第1の通路要素87の底87aに接続してもよい。
 このため、第1の通路要素87は、スクリュ本体37の外周面に開口するように第2の通路要素88の第1の部分91aの端部から筐体39の径方向に立ち上げられた第1の立ち上がり部と言い換えることができる。
 第2の通路要素88の第2の部分91bの開口端と反対側の端部は、他方の筒体39の内部で第3の通路要素89に接続されている。第3の通路要素89および第2の通路要素88の第2の部分91bは、共に円形の断面形状を維持したまま互いに連通されている。さらに、第2の通路要素88の第2の部分91bは、第3の通路要素89の円錐状の底89aを外れた位置で第3の通路要素89に接続されている。第2の通路要素88の第2の部分91bは、第3の通路要素89の底89aに接続してもよい。
 このため、第3の通路要素89は、スクリュ本体37の外周面に開口するように第2の通路要素88の第2の部分91bの端部から筐体39の径方向に立ち上げられた第2の立ち上がり部と言い換えることができる。
 本実施形態によると、筒体39の内部に通路86を設けたことで、当該通路86は、スクリュ本体37の軸線O1に対し偏心している。このため、通路86は、スクリュ本体37が回転した時に軸線O1の回りを公転する。
 第2の通路要素88を構成する穴の内径は、例えば1mm以上、6mm未満、好ましくは1mm以上、5mm以下に設定するとよい。さらに、第2の通路要素88の内径は、入口となる第1の通路要素87の内径よりも小さい。それとともに、第2の通路要素88の径方向に沿う断面積は、シリンダ部33の径方向に沿う搬送路51の断面積よりも遥かに小さく設定されている。
 本実施形態によると、筒体39は、第1ないし第3の通路要素87,88,89を構成する穴の形状を定める円筒状の壁面92を有している。壁面92で囲まれた第1ないし第3の通路要素87,88,89は、原料の流通のみを許容する中空の空間であって、当該空間内にスクリュ本体37を構成する要素は存在しない。さらに、壁面92は、スクリュ本体37が回転した時に、軸線O1を中心に自転することなく軸線O1の回りを公転する。
 さらに、本実施形態では、フライト84,85が形成された複数の筒体39を回転軸38から取り外した時に、第1の通路要素87および第3の通路要素89の少なくともいずれか一方が設けられ、内部に第2の通路要素88が設けられた筒体39は、スクリュエレメントと言い換えることができる。
 このような構成によると、第1の押出機2でブレンドされた流動性を有する原料は、第2の押出機3の供給口34から搬送路51に連続的に供給される。第2の押出機3に供給された原料は、図21に矢印Cで示すように、スクリュ本体37の基端に位置された一つの搬送部81の外周面に投入される。スクリュ21は、回転軸38の基端の方向から見た時に反時計回り方向に左回転するので、搬送部81のフライト84は、図21に実線の矢印で示すように、供給口34から投入された原料をスクリュ本体37の先端に向けて搬送する。
 この際、搬送路51内で旋回するフライト84とシリンダ部33の内周面との間の速度差により生じるせん断作用が原料に付加されるとともに、フライト84の微妙なねじれ具合により原料が攪拌される。この結果、原料が本格的に混練され、原料の高分子成分の分散化が進行する。
 せん断作用を受けた原料は、搬送路51に沿って搬送部81と障壁部82との間の境界に達する。障壁部82のフライト85は、スクリュ21が左回転した時に、原料をスクリュ本体37の先端から基端に向けて搬送するので、フライト84によって送り込まれる原料をフライト85が堰き止める。
 すなわち、障壁部82のフライト85は、スクリュ21が左回転した時に、搬送部81のフライト84によって送り込まれる原料の流動を制限するとともに、原料が障壁部82の外周面とシリンダ部33の内周面との間のクリアランスを伝って通り抜けるのを妨げる。
 この結果、搬送部81と障壁部82との間の境界で原料の圧力が高まる。具体的に述べると、図22は、搬送路51のうち通路86に対応した箇所の原料の充満率をグラデーションで表しており、色調が濃くなる程に原料の充満率が高くなっている。図22から明らかな通り、搬送路51では、障壁部82に近づくに従い原料の充満率が高まっており、障壁部82の直前では、原料の充満率が100%となっている。
 このため、障壁部82の直前に原料の充満率が100%の原料溜まりRが形成される。原料溜まりRでは、原料の流動が堰き止められたことに伴い原料の圧力が上昇している。圧力が上昇した原料は、図21および図22に破線の矢印で示すように、搬送部81と障壁部82との間の境界に開口された通路86の第1の通路要素87から第2の通路要素88に流入する。第2の通路要素88に流入した原料は、スクリュ本体37の基端から先端に向けて第2の通路要素88を流通する。
 第2の通路要素88の径方向に沿う断面積は、シリンダ部33の径方向に沿う搬送路51の断面積よりも小さい。言い換えると、第2の通路要素88の内径は、スクリュ本体37の外径よりも遥かに小さいので、原料が第2の通路要素88を通過する際に原料が急激に絞られて、当該原料に伸長作用が付加される。
 加えて、第2の通路要素88の断面積が搬送路51の断面積よりも十分に小さいために、原料溜まりRに溜まった原料が通路86に流入するにも拘らず、障壁部82の直前の原料溜まりRが消滅することはない。このため、例えば搬送部81のフライト84によって障壁部82に送り込まれる原料の流量が多少減少したとしても、流量の減少分を原料溜まりRに溜まった原料で補填することができる。よって、原料は、常に安定した状態で通路86に供給される。
 図22に破線の矢印で示すように、通路86の第2の通路要素88を通過した原料は、第3の通路要素89から隣り合う搬送部81の筒体39の外周面に帰還される。帰還された原料は、隣り合う搬送部81のフライト84によってスクリュ本体37の先端の方向に搬送され、この搬送の過程で再びせん断作用を受ける。せん断作用を受けた原料は、次の通路86の第1の通路要素87から第2の通路要素88に流入するとともに、第2の通路要素88を通過する過程で再び伸長作用を受ける。
 スクリュ本体37の軸方向に沿う中間部では、複数の搬送部81および複数の障壁部82がスクリュ本体37の軸方向に交互に並んでいるとともに、複数の通路86がスクリュ本体37の軸方向に間隔を存して並んでいる。このため、供給口34からスクリュ本体37に投入された原料は、せん断作用および伸長作用を交互に繰り返し受けながらスクリュ本体37の基端から先端の方向に途切れることなく連続的に搬送される。よって、原料の混練の度合いが強化され、原料の高分子成分の分散化が促進される。
 複数の通路86の第2の通路要素88は、個々に第1の通路要素87および第3の通路要素89を介してスクリュ本体37の外周面に開口されている。このため、各通路86において、第1の通路要素87から第2の通路要素88に流入した原料は、必ず第3の通路要素89を通ってスクリュ本体37の外周面に帰還し、複数の通路86の間で原料が混じり合うことはない。
 よって、原料の混練度が過剰となるのを回避することができ、所望する混練度に見合った適切な混練が可能となる。
 第3の実施形態によると、原料に伸長作用を付加する通路86は、スクリュ本体37の回転中心となる軸線O1に対し偏心した位置でスクリュ本体37の軸方向に延びているので、通路86は、軸線O1の回りを公転する。言い換えると、通路86を規定する円筒状の壁面92は、軸線O1を中心に自転することなく軸線O1の回りを公転する。
 このため、原料が通路86を通過する際に、原料が通路86の内部で活発に攪拌されることはない。よって、通路86を通過する原料がせん断作用を受け難くなり、通路86を通過して搬送部81の外周面に帰還する原料が受けるのは主に伸長作用となる。
 したがって、第3の実施形態のスクリュ21においても、原料にせん断作用を付加する箇所および原料に伸長作用を付加する箇所を明確に定めることができ、前記第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
[第3の実施形態の変形例]
 図23は、第3の実施形態と関連性を有する変形例を開示している。変形例は、スクリュ本体37の障壁部82の構成が第3の実施形態と相違している。図23に示すように、障壁部82は、スクリュ本体37の軸方向に延びる円筒形の大径部95で構成されている。大径部95は、スクリュ本体37の周方向に連続する外周面95aを有するとともに、スクリュ本体37の軸方向に沿う長さがスクリュ本体37の軸方向に沿う障壁部82の長さと同等に設定されている。大径部95の外周面95aは、凹みや切欠きが存在しない滑らかな面とすることが好ましい。
[第4の実施形態]
 図24ないし図31は、第4の実施形態を開示している。第4の実施形態は、スクリュ21のスクリュ本体37に関する事項が第1の実施形態と相違している。それ以外の第2の押出機3の構成は、基本的に第1の実施形態と同様である。そのため、第4の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
 図24ないし図26に示すように、スクリュ本体37を構成する複数の筒体39は、第1の実施形態と同様に、第1のカラー48と第2のカラー50との間で第2の軸部41の軸方向に締め付けられ、隣り合う筒体39の端面39aが隙間なく密着されている。
 スクリュ本体37は、原料を搬送する複数の搬送部101と、原料の流動を制限する複数の障壁部102と、原料を一時的に循環させる複数の循環部103と、を有している。搬送部101、障壁部102および循環部103は、スクリュ本体37の軸方向に並べて配置されている。
 各搬送部101は、螺旋状に捩じれたフライト105を有している。フライト105は、筒体39の周方向に沿う外周面から搬送路51に向けて張り出しており、当該フライト105の頂部が搬送部101の外周面を構成している。フライト105は、スクリュ21が左回転した時に、スクリュ本体37の基端から先端に向けて原料を搬送するように捩じれている。言い換えると、フライト105は、フライト105の捩じれ方向が右ねじと同じように右に捩じれている。
 本実施形態では、スクリュ本体37の基端および先端に夫々複数の搬送部101が連続して配置されている。バレル20の供給口34は、スクリュ本体37の基端において一つの搬送部101の軸方向に沿う中間部と向かい合っている。
 スクリュ本体37の軸方向に沿う搬送部101の長さは、例えば原料の種類、原料の混練度合い、単位時間当たりの混練物の生産量等に応じて適宜設定される。さらに、搬送部101とは、少なくとも筒体39の外周面にフライト105が形成された領域のことであるが、フライト105の始点と終点との間の領域に特定されるものではない。
 言い換えると、筒体39の外周面のうちフライト105から外れた領域も搬送部101とみなされることがある。それとともに、フライト105を有する筒体39と隣り合う位置に円筒状のスペーサあるいは円筒状のカラーが配置された場合、当該スペーサやカラーも搬送部101に含まれることがあり得る。
 障壁部102は、スクリュ本体37の基端と先端との間の中間部においてスクリュ本体37の軸方向に間隔を存して並んでいる。各障壁部102は、螺旋状に捩じれたフライト107を有している。フライト107は、筒体39の周方向に沿う外周面から搬送路51に向けて張り出しており、当該フライト107の頂部が障壁部102の外周面を構成している。フライト107は、スクリュ21が左回転した時に、スクリュ本体37の先端から基端に向けて原料を搬送するように捩じれている。言い換えると、フライト107は、フライト107の捩じれ方向が左ねじと同じように左に捩じれている。障壁部102のフライト107のピッチは、搬送部101のフライト105のピッチと同じか、フライト105のピッチよりも小さい。
 さらに、スクリュ本体37の軸方向に沿う障壁部102の全長は、搬送部101の全長よりも短い。加えて、フライト107の頂部とバレル20のシリンダ部33の内周面との間のクリアランスは、フライト105との頂部とバレル20のシリンダ部33の内周面との間のクリアランスよりも若干小さい。
 スクリュ本体37の軸方向に沿う障壁部102の長さは、例えば原料の種類、原料の混練度合い、単位時間当たりの混練物の生産量等に応じて適宜設定される。障壁部102は、搬送部101により送られる原料の流動を堰き止めるように機能する。すなわち、障壁部102は、搬送部101によって送られる原料がフライト107の頂部とシリンダ部33の内周面との間のクリアランスを通過するのを制限するように構成されている。
 循環部103は、障壁部102に対し回転軸38の基端の方向から隣り合っている。各循環部103は、螺旋状に捩じれた第1ないし第3のフライト110,111,112を有している。本実施形態では、障壁部102からスクリュ本体37の基端に向けて第1のフライト110、第2のフライト111および第3のフライト112の順に並んでいる。
 第1ないし第3のフライト110,111,112は、夫々筒体39の周方向に沿う外周面から搬送路51に向けて張り出しており、当該フライト110,111,112の頂部が循環部103の外周面を構成している。
 第1ないし第3のフライト110,111,112は、スクリュ本体37の軸方向に連続して配置されているとともに、スクリュ21が左回転した時に、スクリュ本体37の基端から先端に向けて原料を搬送するように捩じれている。言い換えると、第1ないし第3のフライト110,111,112は、個々の捩じれ方向が右ねじと同じように右に捩じれている。
 第1のフライト110のピッチは、隣り合う障壁部102のフライト107のピッチと同じか、フライト107のピッチよりも大きい。第2のフライト111のピッチは、第1のフライト110のピッチよりも小さい。第3のフライト112のピッチは、第2のフライト111のピッチよりも大きい。第1ないし第3のフライト110,111,112の頂部とバレル20のシリンダ部33の内周面との間には、僅かなクリアランスが確保されている。
 本実施形態のスクリュ21によると、各種のフライト105,107,110,111,112は、全て外径D1が等しい複数の筒体39の外周面から搬送路51に向けて張り出している。このため、筒体39の外周面は、スクリュ21の谷径を規定している。スクリュ21の谷径は、スクリュ21の全長に亘って一定値に保たれている。
 図24ないし図26に示すように、スクリュ本体37は、スクリュ本体37の軸方向に延びる複数の通路115を有している。通路115は、循環部103の第1のフライト110の位置で筒体39の内部に形成されており、スクリュ本体37の軸方向に互いに間隔を存して一列に並んでいる。
 各通路115は、スクリュ本体37の軸線O1と平行に延びている。言い換えると、通路115は、途中で分岐することなく筒体39の軸方向に一直線状に延びており、予め決められた全長を有している。
 筒体39の内部に通路115を設けたことで、当該通路115はスクリュ本体37の軸線O1から偏心している。このため、通路115は、スクリュ本体37が軸線O1を中心に回転した時に、軸線O1の回りを公転する。
 図27に示すように、通路115は、例えば円形の断面形状を有する孔で規定されている。通路115を構成する孔の内径は、例えば1mm以上、6mm未満、好ましくは1mm以上、5mm以下に設定するとよい。通路115の径方向に沿う断面積は、シリンダ部33の径方向に沿う搬送路51の断面積よりも遥かに小さく設定されている。
 さらに、第1のフライト110が形成された筒体39は、孔を規定する円筒状の壁面116を有している。壁面116で囲まれた通路115は、原料の流通のみを許容する中空の空間であって、当該空間内にスクリュ本体37を構成する要素は存在しない。それとともに、壁面116は、スクリュ本体37が軸線O1を中心に回転した時に、軸線O1を中心に自転することなく軸線O1の回りを公転する。
 図26および図31に示すように、各通路115は、入口117および出口118を有している。入口117は、循環部103に対し回転軸38の先端の方向から隣り合う障壁部102の直前に位置されている。本実施形態では、循環部103を構成する筒体39の端面に、筒体39の外周面に開口された溝120が形成され、当該溝120の内面に入口117が開口されている。
 出口118は、第1のフライト110と第2のフライト111との間の境界に位置されている。本実施形態では、循環部103を構成する筒体39の端面に、筒体39の外周面に開口された溝121が形成され、当該溝121の内面に出口118が開口されている。このため、入口117および出口118は、第1のフライト110に対応した位置でスクリュ本体37の軸方向に互いに離れている。
 本実施形態によると、溝120の内面に開口された入口117の開口面積および溝121の内面に開口された出口118に開口面積は、通路115の径方向に沿う面積と同等もしくは大きくすることが望ましい。
 さらに、複数の筒体39を回転軸38から取り外してスクリュ21を分解した際に、第1のフライト110および通路115が設けられた筒体39は、スクリュエレメントと言い換えることができる。同様に、他のフライト105,107,111,112が形成された複数の筒体39にしても、回転軸38から取り外した状態ではスクリュエレメントと言い換えることができる。
 このような構成によると、第1の押出機2でブレンドされた流動性を有する原料は、第2の押出機3の供給口34から搬送路51に連続的に供給される。第2の押出機3に供給された原料は、図30に矢印Dで示すように、スクリュ本体37の基端に位置された一つの搬送部101の外周面に投入される。
 スクリュ21は、回転軸38の基端の方向から見た時に反時計回り方向に左回転するので、搬送部101のフライト105は、供給口34から投入された原料を隣り合う循環部103に向けて搬送する。循環部103の第1ないし第3のフライト110,111,112は、図30および図31に実線の矢印で示すように、引き続き原料をスクリュ本体37の先端の方向に搬送する。
 この際、搬送路51内で旋回するフライト105,110,111,112とシリンダ部33の内周面との間の速度差によって生じるせん断作用が原料に付加されるとともに、フライト105,110,111,112の微妙なねじれ具合により原料が攪拌される。この結果、原料が本格的に混練され、原料の高分子成分の分散化が進行する。
 せん断作用を受けた原料は、搬送路51に沿って循環部103と障壁部102との間の境界に達する。障壁部102のフライト107は、スクリュ21が左回転した時に、原料をスクリュ本体37の先端から基端に向けて搬送するので、第1のフライト110によって送り込まれる原料をフライト107が堰き止める。
 すなわち、障壁部102のフライト107は、スクリュ21が左回転した時に、循環部103の第1のフライト110によって送り込まれる原料の流動を制限するとともに、原料が障壁部102の外周面とシリンダ部33の内周面との間のクリアランスを伝って通り抜けるのを妨げる。
 この結果、循環部103と障壁部102との間の境界で原料の圧力が高まる。具体的に述べると、図31は、搬送路51のうち通路115に対応した箇所の原料の充満率をグラデーションで表しており、色調が濃くなる程に原料の充満率が高くなっている。図31から明らかなように、搬送路51では、循環部103の第2のフライト111から障壁部102に近づくに従い原料の充満率が高まっており、障壁部102の直前では、原料の充満率が100%となっている。
 このため、障壁部102の直前に原料の充満率が100%の原料溜まりRが形成される。原料溜まりRでは、原料の流動が堰き止められたことに伴い原料の圧力が上昇している。圧力が上昇した原料は、図30および図31に破線の矢印で示すように、溝120を介して障壁部102の直前に位置する入口117に導かれるとともに、当該入口117から通路115に流入する。通路115に流入した原料は、スクリュ本体37の先端から基端に向けて通路115内を流通する。通路115内での原料の流れ方向は、フライト105,110,111,112によって送られる原料の流れ方向に対し逆向きとなる。
 通路115の径方向に沿う断面積は、シリンダ部33の径方向に沿う搬送路51の断面積よりも小さい。言い換えると、通路115の内径は、スクリュ本体37の外径よりも遥かに小さいので、原料が通路115を通過する際に原料が急激に絞られて、当該原料に伸長作用が付加される。
 加えて、通路115の断面積が搬送路51の断面積よりも十分に小さいために、原料溜まりRに溜まった原料が通路115に流入するにも拘らず、障壁部102の直前の原料溜まりRが消滅することはない。このため、例えば第1のフライト110を介して障壁部102に送り込まれる原料の流量が多少減少したとしても、流量の減少分を原料溜まりRに溜まった原料で補填することができる。よって、原料は、常に安定した状態で通路115に送り込まれる。
 通路115を通過した原料は、出口118から溝121を通じて循環部103を構成する筒体39の外周面の上に帰還される。帰還された原料は、第1のフライト110によってスクリュ本体37の先端に向けて搬送され、この搬送の過程で再びせん断作用を受ける。
 本実施形態では、第1のフライト110により障壁部102に向けて搬送された原料の一部は、再び入口117から通路115に導かれ、循環部103の箇所で一時的に循環を繰り返す。障壁部102に向けて搬送された残りの原料は、障壁部102のフライト107の頂部とシリンダ部33の内周面との間のクリアランスを通過して隣り合う循環部103に流入する。流入した原料は、隣の循環部103の第1ないし第3のフライト110,111,112によってスクリュ本体37の先端の方向に搬送される。
 複数の通路115は、個々に入口117および出口118を介して循環部103の筒体39の外周面に開口されている。このため、各通路115において、入口117から流入した原料は、必ず出口118を通って循環部103の筒体39の外周面に帰還し、複数の通路115の間で原料が混じり合うことはない。
 よって、原料の混練度が過剰となるのを回避することができ、所望する混練度に見合った適切な混練が可能となる。
 本実施形態のスクリュ21によると、複数の障壁部102および複数の循環部103がスクリュ本体37の軸方向に沿って交互に並んでいる。それとともに、複数の通路115が複数の循環部103の第1のフライト110に対応した位置でスクリュ本体37の軸方向に間隔を存して並んでいる。このため、供給口34からスクリュ本体37に供給された原料は、せん断作用および伸長作用を交互に繰り返し受けながらスクリュ本体37の基端から先端の方向に途切れることなく連続的に搬送される。よって、原料の混練の度合いが強化され、原料の高分子成分の分散化が促進される。
 第4の実施形態によると、原料に伸長作用を付加する通路115は、スクリュ本体37の回転中心となる軸線O1に対し偏心した位置でスクリュ本体37の軸方向に延びているので、通路115は、軸線O1の回りを公転する。言い換えると、通路115を規定する筒状の壁面116は、軸線O1を中心に自転することなく軸線O1の回りを公転する。
 このため、原料が通路115を通過する際に、原料は遠心力を受けるものの当該原料に壁面116の自転に伴うせん断力が働くことはない。よって、通路115を通過して循環部103の筒体39の外周面に帰還する原料が受けるのは、主に伸長作用となる。
 したがって、第4の実施形態のスクリュ21においても、原料にせん断作用を付加する箇所および原料に伸長作用を付加する箇所を明確に定めることができ、前記第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
[第4の実施形態の変形例1]
 図32は、第4の実施形態と関連性を有する変形例1を開示している。
 変形例1は、原料に伸長作用を付加する通路115に関する事項が第4の実施形態と相違している。それ以外の構成は、基本的に第4の実施形態と同様である。
 図32に示すように、循環部103の第1のフライト110は、回転軸38の上で隣り合う二つの筒体39の間に跨って形成されている。第1のフライト110が形成された二つの筒体39は、回転軸38の軸方向に沿う長さLが互いに均等である。
 加えて、原料に伸長作用を付加する通路115は、第1のフライト110が形成された二つの筒体39の間に跨るように、これら二つの筒体39の内部に形成されている。具体的に述べると、通路115は、第1ないし第3の通路要素131,132,133で規定されている。
 第1の通路要素131は、通路115の入口と言い換えることができる。第1の通路要素131は、隣り合う二つの筒体39のうち障壁部102と隣り合う一方の筒体39の外周面に開口されている。第1の通路要素63の開口端は、第1のフライト110から外れているとともに、隣り合う障壁部102の直前に位置されている。
 さらに、第1の通路要素131は、一方の筒体39の外周面に例えばドリルを用いた機械加工を施すことにより形成されている。そのため、第1の通路要素131は、円形の断面形状を有する穴であり、軸線O1と直交するように一方の筒体39の外周面から筒体39の径方向に延びている。第1の通路要素131の底131aは、ドリルの先端で円錐状に削り取られた傾斜面となっている。
 第2の通路要素132は、原料が流通する通路本体と言い換えることができる。図32に示すように、第2の通路要素132は、隣り合う二つの筒体39の間に跨るように、スクリュ本体37の軸線O1と平行に延びている。したがって、第2の通路要素132は、途中で分岐することなくスクリュ本体37の軸方向に一直線状に設けられているとともに、予め決められた全長を有している。
 第2の通路要素132は、一方の筒体39の内部に形成された第1の部分134aと、他方の筒体39の内部に形成された第2の部分134bと、を備えている。第2の通路要素132の第1の部分134aは、一方の筒体39の軸方向に直線状に延びているとともに、一方の筒体39のうち他方の筒体39の側の端面39aに開口されている。第1の部分134aの開口端とは反対側の端部は、一方の筒体39の端壁39bで閉塞されている。
 本実施形態によると、第2の通路要素131の第1の部分134aは、一方の筒体39の端面39aの側から一方の筒体39に例えばドリルを用いた機械加工を施すことにより形成されている。このため、第1の部分134aは、円形の断面形状を有する穴で規定されている。
 第2の通路要素132の第2の部分134bは、他方の筒体39の軸方向に直線状に延びているとともに、他方の筒体39のうち一方の筒体39の側の端面39aに開口されている。第2の部分134bの開口端とは反対側の端部は、他方の筒体39の端壁39bで閉塞されている。
 本実施形態によると、第2の通路要素132の第2の部分134bは、他方の筒体39の端面39aの側から他方の筒体39に例えばドリルを用いた機械加工を施すことにより形成されている。このため、第2の部分134bは、第1の部分134aと同様に円形の断面形状を有する穴で規定されている。
 さらに、第1の部分134aの開口端と、第2の部分134bの開口端とは、隣り合う二つの筒体39を回転軸38の軸方向に締め付けた時に、互いに連通するように同軸状に突き合わされている。
 第3の通路要素133は、通路115の出口と言い換えることができる。第3の通路要素133は、隣り合う二つの筒体39のうちの他方の筒体39の外周面に開口されている。第3の通路要素133の開口端は、第1のフライト110から外れているとともに、循環部103の第2のフライト111の直前に位置されている。したがって、第1の通路要素131および第3の通路要素133は、スクリュ本体37の軸方向に互いに離れている。
 本実施形態では、第3の通路要素133は、他方の筒体39の外周面に例えばドリルを用いた機械加工を施すことにより形成されている。そのため、第3の通路要素133は、円形の断面形状を有する穴であり、他方の筒体39の外周面から筒体39の径方向に延びている。第3の通路要素133の底133aは、ドリルの先端で円錐状に削り取られた傾斜面となっている。
 図32に示すように、第2の通路要素132の第1の部分134aの開口端とは反対側の端部は、一方の筒体39の内部で第1の通路要素131に接続されている。第1の通路要素131および第2の通路要素132の第1の部分134aは、共に円形の断面形状を維持したまま互いに連通されている。さらに、第2の通路要素132の第1の部分134aは、第1の通路要素131の円錐状の底131aを外れた位置で第1の通路要素131に接続されている。
 このため、第1の通路要素131は、スクリュ本体37の外周面に開口するように第2の通路要素132の第1の部分134aの端部から筒体39の径方向に立ち上げられた第1の立ち上がり部と言い換えることができる。
 第2の通路要素132の第2の部分134bの開口端とは反対側の端部は、他方の筒体39の内部で第3の通路要素133に接続されている。第3の通路要素133および第2の通路要素132の第2の部分134bの端部は、共に円形の断面形状を維持したまま互いに連通されている。さらに、第2の通路要素132の第2の部分134bは、第3の通路要素133の円錐状の底133aを外れた位置で第3の通路要素133に接続されている。
 このため、第3の通路要素133は、スクリュ本体37の外周面に開口するように第2の通路要素132の第2の部分134bの端部から筒体39の径方向に立ち上げられた第2の立ち上がり部と言い換えることができる。
 第2の通路要素132を構成する穴の内径は、例えば1mm以上、6mm未満、好ましくは1mm以上、5mm以下に設定するとよい。さらに、第2の通路要素132の内径は、入口となる第1の通路要素131の内径よりも小さい。それとともに、第2の通路要素132の径方向に沿う断面積は、シリンダ部33の径方向に沿う搬送路51の断面積よりも遥かに小さく設定されている。
 さらに、筒体39は、第1ないし第3の通路要素131,132,133を構成する穴の形状を定める円筒状の壁面135を有している。壁面135で囲まれた第1ないし第3の通路要素131,132,133は、原料の流通のみを許容する中空の空間であって、当該空間内にスクリュ本体37を構成する要素は存在しない。加えて、壁面135は、スクリュ本体37が回転した時に、軸線O1を中心に自転することなく軸線O1の回りを公転する。
 このような構成の通路115においても、原料が通路115を通過する際に、原料は遠心力を受けるものの、当該原料にせん断力が働くことはなく、前記第4の実施形態と同様の効果を得ることができる。
 なお、通路115の第2の通路要素132は、必ずしもスクリュ本体37の軸線O1と平行に形成する必要はない。例えば、図32に二点鎖線で示すように、第2の通路要素132を軸線O1に対し筒体39の径方向に傾斜させ、第2の通路要素132の第1の通路要素131とは反対側の端部を筒体39の外周面に直接開口させるようにしてもよい。
 この構成によれば、原料の出口となる第3の通路要素133を省略することができ、通路115の形状を簡素化することができる。
[第4の実施形態の変形例2]
 図33は、第4の実施形態と関連性を有する変形例2を示している。
 図33に示す変形例2では、第1のフライト110が形成された二つの筒体39の長さが互いに異なっている。具体的に述べると、第2の通路要素132の第1の部分134aが形成された一方の筒体39の全長L1が、第2の通路要素132の第2の部分134bが形成された他方の筒体39の全長L2よりも長く設定されている。
 変形例2によれば、第1のフライト110が形成された二つの筒体39の他に、回転軸38の軸方向に沿う長さL3が異なる二つの他の筒体39を用意すれば、第1のフライト110を有する二つの筒体39の長さを三段階に亘って調節することができる。具体的に述べると、全長L1の筒体39と全長L2の筒体39との組み合わせ、全長L1の筒体39と全長L3の筒体39との組み合わせ、および全長L2の筒体39と全長L3の筒体39との組み合わせが可能となる。よって、通路115の全長を容易に変更することができる。
[第4の実施形態の変形例3]
 図34ないし図36は、第4の実施形態の変形例1と関連性を有する変形例3を示している。
 図34および図35に示すように、第2の通路要素132の第1の部分134aの開口端とは反対側の端部は、第1の通路要素131と直交するように第1の通路要素131の円錐状の底131aに接続されている。第1の通路要素131の底131aは、第2の通路要素132に連通された円形の開口140aを有している。開口140aは、スクリュ本体37の外周面に向けて拡開するように傾斜された底131aの他の部分と向かい合っている。
 第2の通路要素132の第2の部分134bの開口端とは反対側の端部は、第3の通路要素133と直交するように第3の通路要素133の円錐状の底133aに接続されている。第3の通路要素133の底133aは、第2の通路要素132に連通された円形の開口140bを有している。開口140bは、スクリュ本体37の外周面に向けて拡開するように傾斜された底133aの他の部分と向かい合っている。
 変形例3によると、第1の通路要素131に流れ込んだ原料は、図35(A)に矢印で示すように、第1の通路要素131の底131aに達した時点で底131aの傾斜に沿って開口140aの方向に案内される。このため、原料は、第1の通路要素131の底131aに滞留することなく円滑に第2の通路要素132に流入する。
 第2の通路要素132を通過した原料は、開口140bから第3の通路要素133の底133aに流入する。第3の通路要素133に流入した原料は、図36(A)に矢印で示すように、底133aの傾斜に沿ってスクリュ本体37の外周面の方向に案内される。このため、原料は、第3の通路要素133の底133aに滞留することなく円滑にスクリュ本体37の外周面に帰還する。
 したがって、通路115内に局所的な原料の滞留が発生するのを回避することができ、通路115を通過する原料に所望の伸長作用を付加することができる。
 変形例3において、第1の通路要素131の底131aおよび第3の通路要素133の底133aの形状は円錐に限らず、例えば半球状に形成してもよい。
[第4の実施形態の変形例4]
 図37は、第4の実施形態の変形例1と関連性を有する変形例4を示している。
 変形例4は、第2の通路要素132の第2の部分134bの構成が変形例1と相違している。図37に示すように、第2の部分134bは、およびストレート部134cおよびテーパ部134dを有している。ストレート部134cおよびテーパ部134dは、筒体39の端面39aの側から当該筒体39に切削加工を施すことにより形成されている。
 ストレート部134cは、第3の通路要素133に接続されている。ストレート部134cの内径は、第2の通路要素132の第1の部分134aの内径よりも小さい。テーパ部134dは、他方の筒体39の端面39aに開口されているとともに、ストレート部134cに同軸状に連通されている。テーパ部134dは、他方の筒体39の端面39aからストレート部134cの方向に進むに従い内径が連続的に減少している。このため、原料に伸長作用を付加する主要な要素である第2の通路要素132は、原料の流れ方向に沿う中間部で内径が変化している。
 テーパ部134dは、例えば他方の筒体39の端面39aに下孔を形成した後、テーパリーマを用いて下孔の内周面を切削することにより形成される。下孔は、ストレート部134cを兼ねている。
 変形例4によると、第2の通路要素132の第2の部分134bは、ストレート部134cの上流にテーパ部134dを有し、当該テーパ部134dが第2の通路要素132の中間部に位置されている。このため、第2の通路要素132は、その中間部で内径が次第に減じられており、原料が第2の通路要素132を通過する際に、原料に付加される伸長作用を強化することができる。
[第4の実施形態の変形例5]
 図38は、第4の実施形態と関連性を有する変形例5を示している。
 図38に示す変形例5では、一つの筒体39の内部に通路115が形成されている。通路115の第2の通路要素132は、例えば筒体39の一方の端面39aの側から筒体39にドリルを用いた機械加工を施すことにより形成されている。
 これにより、筒体39の内部に筒体39を軸方向に貫通する円形の断面形状を有する貫通孔150が形成され、当該貫通孔150が筒体39の両方の端面39aに開口されている。貫通孔150は、筒体39の内部で第1の通路要素131および第3の通路要素133と交差している。
 さらに、貫通孔150の二つの開口端は、個々に栓体151a,151bで液密に閉塞されている。これにより、一つの筒体39の内部に第1の通路要素131と第3の通路要素133との間を結ぶ第2の通路要素132が規定されている。
 なお、筒体39に貫通孔150を形成するに際して、貫通孔150の先端を筒体39の他方の端面39aに開口させずに筒体39の端壁39bで閉塞するようにしてもよい。
[第4の実施形態の変形例6]
 図39は、変形例5をさらに発展させた変形例6を示している。
 図39に示すように、一つの筒体39を貫通する貫通孔150は、上流部150a、下流部150bおよび中間部150cを有している。上流部150a、下流部150bおよび中間部150cは、筒体39の軸方向に沿って同軸状に一列に並んでいる。上流部150aは、筒体39の内部で第1の通路要素131交差するとともに、筒体39の一方の端面39aに開口されている。上流部150aの開口端は、栓体151aで液密に閉塞されている。
 下流部150bは、上流部150aよりも内径が小さく形成されている。下流部150bは、筒体39の内部で第3の通路要素133と交差するとともに、筒体39の他方の端面39aに開口されている。下流部150bの開口端は、栓体151bで液密に閉塞されている。
 中間部150cは、上流部150aと下流部150bとの間に位置されている。中間部150cは、上流部150aから下流部150bの方向に進むに従い内径が連続的に減少している。このため、原料に伸長作用を付加する主要な要素である第2の通路要素132は、原料の流れ方向に沿う中間部で内径が変化している。
 変形例6によると、通路115の第2の通路要素132は、その中間部150cの内径が上流から下流に向けて次第に減じられている。そのため、原料が第2の通路要素132を通過する際に、原料に付加される伸長作用を強化することができる。
[第5の実施形態]
 図40は、第5の実施形態を開示している。第5の実施形態は、原料に伸長作用を付加するための構成が第1の実施形態と相違している。それ以外のスクリュ21の構成は、第1の実施形態と同様である。
 図40に示すように、筒体39の内周面に一対の溝161a,161bが形成されている。溝161a,161bは、スクリュ本体37の軸方向に延びるとともに、スクリュ本体37の径方向に互いに離れている。さらに、溝161a,161bは、筒体39の内周面に開口されている。
 溝161a,161bの開口端は、筒体39を回転軸38の第2の軸部41の上に挿入した時に、第2の軸部41の外周面によって閉塞されている。そのため、溝161a,161bは、第2の軸部41の外周面と協働して原料に伸長作用を付加する通路162を規定している。本実施形態では、通路162は回転軸38と筒体39との間の境界に位置されている。
 第5の実施形態によると、通路162は、スクリュ本体37の内部で回転軸38の軸線O1に対し偏心した位置に設けられている。したがって、前記第1の実施形態と同様に、通路162は、スクリュ本体37が回転した時に軸線O1の回りを公転する。
 第5の実施形態では、筒体39を回転軸38の第2の軸部41の上に挿入した時に、スクリュ本体37の内部に通路162が形成される。通路162を規定する溝161a,161bは、筒体39の内周面に開口されているので、溝161a,161bを形成する作業を容易に行なうことができる。
 したがって、例えば通路162の断面形状を変更する必要が生じた際にも容易に対応することが可能となる。
[第6の実施形態]
 図41は、第6の実施形態を開示している。第6の実施形態は、原料に伸長作用を付加するための構成が第5の実施形態と相違している。それ以外のスクリュ21の構成は、第5の実施形態と同様である。
 図41に示すように、回転軸38の第2の軸部41の外周面に一対の溝171a,171bが形成されている。溝171a,171bは、第2の軸部41の軸方向に延びるとともに、第2の軸部41の径方向に互いに離れている。さらに、溝171a,171bは、第2の軸部41の外周面に開口されている。
 溝171a,171bの開口端は、筒体39を回転軸38の第2の軸部41の上に挿入した時に、筒体39の内周面によって閉塞されている。そのため、溝171a,171bは、筒体39の内周面と協働して原料に伸長作用を付加する通路172を規定している。本実施形態では、通路172は回転軸38と筒体39との間の境界に位置されている。
 第6の実施形態によると、通路172は、スクリュ本体37の内部で回転軸38の軸線O1に対し偏心した位置に設けられている。したがって、前記第5の実施形態と同様に、通路172は、スクリュ本体37が回転した時に軸線O1の回りを公転する。
 第6の実施形態では、筒体39を回転軸38の第2の軸部41の上に挿入した時に、スクリュ本体37の内部に通路172が形成される。通路172を規定する溝171a,171bは、回転軸38の外周面に開口されているので、溝171a,171bを形成する作業を容易に行なうことができる。
 したがって、例えば通路172の断面形状を変更する必要が生じた際にも容易に対応することが可能となる。
[第7の実施形態]
 図42は、第7の実施形態を開示している。第7の実施形態は、原料に伸長作用を付加するための構成が第1の実施形態と相違している。それ以外のスクリュ21の構成は、第1の実施形態と同様である。
 図42に示すように、第2の軸部41の外周面から突出されたキー45a,45bの先端面に凹所181a,181bが形成されている。凹所181a,181bは、第2の軸部41の軸方向に沿って延びているとともに、キー45a,45bの先端面に開口されている。凹所181a,181bの開口端は、キー45a,45bを筒体39のキー溝47a,47bに嵌合した時に、キー溝47a,47bの内周面によって閉塞されている。
 そのため、凹所181a,181bは、キー溝47a,47bの内周面と協働して原料に伸長作用を付加する通路182を規定している。本実施形態では、通路182は、キー45a,45bと筒体39との境界に位置されている。
 第7の実施形態によると、通路182は、スクリュ本体37の内部で回転軸38の軸線O1に対し偏心した位置に設けられている。したがって、前記第1の実施形態と同様に、通路152は、スクリュ本体37が回転した時に軸線O1の回りを公転する。
 第7の実施形態では、回転軸38のキー45a,45bを筒体39のキー溝47a,47bに嵌合した時に、スクリュ本体37の内部に通路182が形成される。通路182を規定する凹所181a,181bは、キー45a,45bの先端面に開口されているので、凹所181a,181bを形成する作業を容易に行なうことができる。
 したがって、例えば通路182の断面形状を変更する必要が生じた際にも容易に対応することが可能となる。
 第7の実施形態において、キー溝47a,47bの内周面に第2の軸部41の軸方向に延びる他の凹所を設け、当該他の凹所を前記凹所181a,181bと合致させることで前記通路182を規定するようにしてもよい。
[第8の実施形態]
 図43は、第8の実施形態を開示している。第8の実施形態は、スクリュ21の構成および原料に伸長作用を付加するための構成が第1の実施形態と相違している。
 図43に示すように、スクリュ21は、ソリッドなスクリュ本体200を備えている。スクリュ本体200は、真っ直ぐな一本の軸状部材201で構成されている。軸状部材201は、その中心部を同軸状に貫通する軸線O1を有するとともに、バレル20のシリンダ部33に同軸状に収容されている。
 軸状部材201は、周方向に連続する外周面201aを有し、当該外周面201aがバレル20のシリンダ部33の内周面と向かい合っている。軸状部材201の外周面201aには、原料を搬送するフライト202が形成されている。
 さらに、軸状部材201の内部に原料に伸長作用を付加する一対の通路203が形成されている。通路203は、軸状部材201の軸方向に延びているとともに、軸線O1を間に挟んで互いに平行に配置されている。このため、通路203は、スクリュ本体200の内部で軸状部材201の軸線O1に対し偏心した位置に設けられている。よって、前記第1の実施形態と同様に、通路203は、スクリュ本体200が回転した時に軸線O1の回りを公転する。
 原料に伸長作用を付加する通路203は、スクリュ本体が200一本の棒状部材201で構成される場合でも、スクリュ本体200に形成することができる。このため、スクリュ本体は、回転軸と筒体とを組み合わせた構成に特定されるものではない。
 本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
 例えば、原料に伸長作用を付加する通路は、断面形状が円形の孔に限らない。当該通路は、例えば断面形状が楕円形や多角形の孔で構成してもよく、通路の断面形状に特に制約はない。
 加えて、前記第1の実施形態では、スクリュ本体37を回転軸38の基端の方向から見た時に、スクリュ21が反時計回り方向に左回転する場合を例に掲げて説明したが、本発明はこれに制約されるものではない。例えば、スクリュ21は、時計回り方向に右回転させてもよい。
 この場合、スクリュ21の搬送部54が有するフライト56は、スクリュ本体37の先端から基端に向けて原料を搬送するように、右ねじと同様に右に捩じれていればよい。同様に、障壁部55が有するフライト57は、スクリュ本体37の基端から先端に向けて原料を搬送するように、左ねじと同様に左に捩じれていればよい。
 それとともに、第2の押出機3から押し出された混練物に含まれるガス成分を除去する第3の押出機は、単軸押出機に特定されるものではなく、二軸押出機を用いてもよい。
 本発明に係る連続式高せん断加工装置は、少なくとも原料を予備的に混練する第1の押出機および原料を本格的に混練する第2の押出機を備えていればよく、ガス状物質や揮発成分を除去する第3の押出機は省略してもよい。第3の押出機を省略する場合、第2の押出機の中間部にガス状物質や揮発成分を混練過程にある原料から取り除く少なくとも一つのベント口を設けるとよい。
 3…押出機(第2の押出機)、20…バレル、21…スクリュ、34…供給口、36a…吐出口、37,200…スクリュ本体、54,101…搬送部、56,57,84,85,105,107,110,111,112…フライト、60,86,115,162,172,182,203…通路、O1…軸線。

Claims (12)

  1.  原料を混練しつつ搬送する押出機用スクリュであって、
     原料の搬送方向に沿う直線状の軸線を有し、当該軸線を中心に回転するスクリュ本体と、
     前記スクリュ本体の周方向に沿う外周面に設けられ、前記スクリュ本体の回転時に原料を前記スクリュ本体の軸方向に搬送するフライトを有する搬送部と、
     前記スクリュ本体の内部に設けられ、前記フライトにより搬送された原料が流入するとともに、流入した原料が前記スクリュ本体の外周面に向けて流通する通路と、を含み、
     前記通路は、前記スクリュ本体の前記軸線を外れた位置に設けられた押出機用スクリュ。
  2.  前記通路は、前記スクリュ本体が回転した時に、前記軸線の回りを公転するように構成された請求項1に記載の押出機用スクリュ。
  3.  前記スクリュ本体は、前記通路を規定する筒状の壁面を有し、当該壁面が前記軸線の回りを公転する請求項1又は請求項2に記載の押出機用スクリュ。
  4.  前記通路は、前記スクリュ本体の前記外周面に開口された入口および出口を有し、前記入口および前記出口は、前記スクリュ本体の軸方向に互いに離れているとともに、前記入口から前記通路に流入した原料が前記出口から前記スクリュ本体の前記外周面に帰還する請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の押出機用スクリュ。
  5.  前記スクリュ本体は、前記フライトによる原料の流動を制限することで原料の圧力を高める障壁部を有し、当該障壁部の直前に前記入口が位置された請求項4に記載の押出機用スクリュ。
  6.  前記通路は、前記入口および前記出口に連通された通路本体を有し、前記通路本体の径が前記入口の径よりも小さい請求項4又は請求項5に記載の押出機用スクリュ。
  7.  原料を混練して連続的に搬送する押出機用スクリュであって、
     原料の搬送方向に沿う直線状の軸線を有し、当該軸線を中心に回転するスクリュ本体と、
     前記スクリュ本体の周方向に沿う外周面に設けられ、当該スクリュ本体の回転時に原料を前記スクリュ本体の軸方向に搬送するフライトを有する搬送部と、
     前記スクリュ本体の内部に設けられ、前記フライトにより搬送された原料が流入するとともに、流入した原料が前記スクリュ本体の外周面に帰還するように流通する複数の通路と、を含み、
     前記通路は、前記スクリュ本体の前記軸線から偏心した位置で前記スクリュ本体の軸方向に互いに間隔を存して配列された押出機用スクリュ。
  8.  前記通路が前記スクリュの周方向に互いに間隔を存して配列された請求項7に記載の押出機用スクリュ。
  9.  前記スクリュ本体を冷却する冷媒が流れる冷媒流路をさらに備えた請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の押出機用スクリュ。
  10.  請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載されたスクリュを備え、当該スクリュで原料を混練することにより混練物を生成する押出機であって、
     前記スクリュが回転可能に収容されたバレルと、
     前記バレルに設けられ、前記スクリュに原料を供給する供給口と、
     前記バレルに設けられ、前記混練物が押し出される吐出口と、
     を備えた押出機。
  11.  バレルの内部で回転するスクリュに原料を供給するとともに、当該原料を前記スクリュの外周面に形成されたフライトを用いて前記スクリュの軸方向に連続的に搬送し、
     前記スクリュの回転時に、前記スクリュの内部で前記スクリュに追従して公転する通路に前記フライトで搬送される原料を導くとともに、前記通路を通じて原料を前記スクリュの外周面に帰還させるようにした押出方法。
  12.  前記スクリュに設けた障壁部により原料の流動を制限することで、原料に加わる圧力を高め、当該圧力が高められた原料を前記スクリュの外周面から前記通路に導入するようにした請求項11に記載の押出方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210316492A1 (en) * 2014-10-27 2021-10-14 Shibaura Machine Co., Ltd. Screw for extruder comprising a passage crossing over between adjacent cylindrical bodies
US20210354362A1 (en) * 2014-05-08 2021-11-18 Shibaura Machine Co., Ltd. Extruder screw having paths within the screw, extruder, and extrusion method

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6446310B2 (ja) * 2014-04-10 2018-12-26 東芝機械株式会社 押出機用スクリュ、押出機および押出方法
JP6550253B2 (ja) * 2014-04-24 2019-07-24 東芝機械株式会社 押出機用スクリュ並びに押出機および押出方法
JP6527742B2 (ja) * 2014-04-24 2019-06-05 東芝機械株式会社 押出機用スクリュ並びに押出機および押出方法
JP6639799B2 (ja) * 2014-05-08 2020-02-05 東芝機械株式会社 混練装置および混練方法
JP6639798B2 (ja) * 2014-05-08 2020-02-05 東芝機械株式会社 押出機用スクリュ並びに押出機および押出方法
JP6446235B2 (ja) * 2014-10-27 2018-12-26 東芝機械株式会社 押出機および混練装置
JP6464025B2 (ja) * 2015-04-28 2019-02-06 東芝機械株式会社 押出機用スクリュ並びに押出機および押出方法
JP6746278B2 (ja) * 2015-04-28 2020-08-26 芝浦機械株式会社 押出機用スクリュ並びに押出機および押出方法
US10327477B2 (en) * 2016-07-25 2019-06-25 Altria Client Services Llc Cartridge for an aerosol-generating system with heater protection
CN106863746B (zh) * 2017-02-23 2019-06-11 太原理工大学 一种强剪切挤出机的螺杆与料筒结构
RU178275U1 (ru) * 2017-08-10 2018-03-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Экструдер для переработки строительных и разнородных полимерных материалов
JP7093681B2 (ja) * 2018-04-09 2022-06-30 芝浦機械株式会社 混練方法および混練物
KR102128817B1 (ko) * 2018-07-17 2020-07-08 (주)금강기연 초고농축 발포 마스터배치 제조시스템

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5637054B2 (ja) * 1974-04-11 1981-08-28
JPS5772838A (en) * 1980-10-23 1982-05-07 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Extruder
JPS5825943A (ja) * 1981-08-06 1983-02-16 ユニオン・カ−バイド・コ−ポレ−シヨン 熱可塑性材複合体を形成する方法
JP2011046104A (ja) * 2009-08-27 2011-03-10 Niigata Machine Techno Co Ltd 高せん断装置を用いた高せん断方法
JP2012051289A (ja) * 2010-09-02 2012-03-15 Niigata Machine Techno Co Ltd 高せん断装置及び高せん断方法
JP2013071428A (ja) * 2011-09-29 2013-04-22 Niigata Machine Techno Co Ltd 高せん断加工装置

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE638261A (ja) * 1962-10-06 1900-01-01
NL131340C (ja) * 1963-11-27 1900-01-01
US3371379A (en) * 1965-01-02 1968-03-05 Reifenhauser K G Apparatus for degassing thermoplastic material in screw presses
DE2031935A1 (de) * 1970-06-27 1972-01-05 Barmag Barmer Maschf Entgasungs-Schneckenstrangpresse mit einem Druck- und Mengenregelventil für die Kunststoffschmelze
DE2040919A1 (de) * 1970-08-18 1972-02-24 Barmag Barmer Maschf Schneckenstrangpresse mit statischem Mischer
US3924842A (en) * 1974-04-11 1975-12-09 Scient Process & Research Inc Apparatus for preparing a plasticated material
DE2419952B2 (de) * 1974-04-25 1976-06-24 Henkel & Cie GmbH, 4000 Düsseldorf Extruder zum herstellen eines zweifarbigen stranges
DE2454785A1 (de) * 1974-11-19 1976-05-20 Kiefel Gmbh Paul Schneckenstrangpresse fuer thermoplastische kunststoffe u.dgl.
US4302409A (en) * 1975-09-04 1981-11-24 Union Carbide Corporation Method for the extrusion of thermoplastic material composites
JPS5272573U (ja) 1976-05-10 1977-05-31
JPS5835096B2 (ja) 1979-09-04 1983-07-30 株式会社東芝 流出イオン交換樹脂の捕獲方法
US4290702A (en) * 1979-12-17 1981-09-22 Scientific Process & Research, Inc. Plasticating apparatus for molding devices
US4387997A (en) * 1979-12-17 1983-06-14 Scientific Process & Research, Inc. Plasticating extruder screw conveyors
US4472059A (en) * 1982-09-28 1984-09-18 Scientific Process & Research, Inc. Reduced wear plasticating extruder screw conveyors
US4637790A (en) * 1985-06-12 1987-01-20 Scientific Process & Research, Inc. Multiple-stage plasticating extruders
US4802140A (en) * 1987-04-29 1989-01-31 Eastman Kodak Company Method and molding screw for injection molding
JPH07266404A (ja) * 1994-03-31 1995-10-17 Japan Steel Works Ltd:The 押出機
JP4745684B2 (ja) 2004-03-31 2011-08-10 独立行政法人産業技術総合研究所 高分子ブレンド材の製造方法
US8048948B2 (en) * 2007-06-22 2011-11-01 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Filler-dispersed melt-kneaded products, molded resin products thereof, and production method thereof
JP2009045804A (ja) * 2007-08-20 2009-03-05 Japan Steel Works Ltd:The ポリマーとナノフィラーの混練方法
CN102227293B (zh) * 2008-11-26 2015-09-02 独立行政法人产业技术综合研究所 熔融混炼方法、挤出物及透明树脂材料
KR101310323B1 (ko) * 2009-02-05 2013-09-23 니이가타 머쉰 테크노 가부시키 가이샤 전단 발생장치 및 전단 발생방법
JP6446310B2 (ja) * 2014-04-10 2018-12-26 東芝機械株式会社 押出機用スクリュ、押出機および押出方法
JP6550253B2 (ja) * 2014-04-24 2019-07-24 東芝機械株式会社 押出機用スクリュ並びに押出機および押出方法
JP6527742B2 (ja) * 2014-04-24 2019-06-05 東芝機械株式会社 押出機用スクリュ並びに押出機および押出方法
JP6639798B2 (ja) * 2014-05-08 2020-02-05 東芝機械株式会社 押出機用スクリュ並びに押出機および押出方法
JP6639799B2 (ja) * 2014-05-08 2020-02-05 東芝機械株式会社 混練装置および混練方法
JP6639800B2 (ja) * 2014-05-08 2020-02-05 東芝機械株式会社 押出機用スクリュ並びに押出機および押出方法
JP6446235B2 (ja) * 2014-10-27 2018-12-26 東芝機械株式会社 押出機および混練装置
JP6446234B2 (ja) * 2014-10-27 2018-12-26 東芝機械株式会社 押出機用スクリュ、スクリュエレメント、押出機および押出方法
JP6464025B2 (ja) * 2015-04-28 2019-02-06 東芝機械株式会社 押出機用スクリュ並びに押出機および押出方法
JP6746278B2 (ja) * 2015-04-28 2020-08-26 芝浦機械株式会社 押出機用スクリュ並びに押出機および押出方法
JP7093681B2 (ja) * 2018-04-09 2022-06-30 芝浦機械株式会社 混練方法および混練物
JP2019199003A (ja) * 2018-05-15 2019-11-21 東芝機械株式会社 導電性複合材料の製造方法
EP3650196A1 (en) * 2018-11-07 2020-05-13 Giuseppe De Maria Apparatus and method for manufacturing articles made of recycled rubber

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5637054B2 (ja) * 1974-04-11 1981-08-28
JPS5772838A (en) * 1980-10-23 1982-05-07 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Extruder
JPS5825943A (ja) * 1981-08-06 1983-02-16 ユニオン・カ−バイド・コ−ポレ−シヨン 熱可塑性材複合体を形成する方法
JP2011046104A (ja) * 2009-08-27 2011-03-10 Niigata Machine Techno Co Ltd 高せん断装置を用いた高せん断方法
JP2012051289A (ja) * 2010-09-02 2012-03-15 Niigata Machine Techno Co Ltd 高せん断装置及び高せん断方法
JP2013071428A (ja) * 2011-09-29 2013-04-22 Niigata Machine Techno Co Ltd 高せん断加工装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210354362A1 (en) * 2014-05-08 2021-11-18 Shibaura Machine Co., Ltd. Extruder screw having paths within the screw, extruder, and extrusion method
US11813785B2 (en) * 2014-05-08 2023-11-14 Shibaura Machine Co., Ltd. Extruder screw having paths within the screw, extruder, and extrusion method
US20210316492A1 (en) * 2014-10-27 2021-10-14 Shibaura Machine Co., Ltd. Screw for extruder comprising a passage crossing over between adjacent cylindrical bodies
US11820062B2 (en) * 2014-10-27 2023-11-21 Shibaura Machine Co., Ltd. Extrusion methods wherein material is guided through a passage crossing over between adjacent cylindrical bodies

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Publication number Publication date
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