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JP2002210731A - 二軸連続混練機とこれによる混練方法 - Google Patents

二軸連続混練機とこれによる混練方法

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JP2002210731A
JP2002210731A JP2001008302A JP2001008302A JP2002210731A JP 2002210731 A JP2002210731 A JP 2002210731A JP 2001008302 A JP2001008302 A JP 2001008302A JP 2001008302 A JP2001008302 A JP 2001008302A JP 2002210731 A JP2002210731 A JP 2002210731A
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kneading
segment
flight
tip portion
screw
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公雄 井上
Tsunaichi Miyake
綱一 三宅
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 添加物を安定的に供給できるようにして、生
産量を大幅に向上できる二軸連続混練機とこれによる混
練方法を提供する。 【解決手段】 混練室内に添加物を供給すべくバレル３
の上流側端部又は中流部に接続された第二供給手段８を
備え、各混練スクリュー２，２における第二供給手段８
よりも下流側に、混練ゾーン１６が設けられている二軸
連続混練機において、その混練ゾーン１６を、次の条件
（ａ）及び（ｂ）を充足する複数のロータセグメント２
２を軸心方向に並設してなるセグメント群とする。 （ａ） セグメント群は、送りセグメント２２Ｆのみ、
または、これに中立セグメント２２Ｎを付加することに
よって構成されている。 （ｂ） 各ロータセグメント２２のフライトは、高位チ
ップ部と、低位チップ部とを軸心方向に交互に並設する
ことによって構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、添加物を混入した
プラスチックやゴム等の高分子樹脂材料を効率よく混練
してプラスチックコンパウンドやゴムコンパウンドを得
るのに適した二軸連続混練機とこれによる混練方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、プラスチックコンパウンドやゴ
ムコンパウンド等の複合樹脂材料は、混練押出機のバレ
ル内にタルク等の粉体状の添加物を供給し、そのバレル
内に挿通された混練スクリューによって高分子樹脂より
なる混練材料を添加物と一緒に混練しながら下流側へ押
し出し、造粒機等の後処理装置によって成形することに
よって製造される。かかる複合樹脂材料を製造するため
の二軸連続混練機は、互いに連通する左右一対の混練室
を内部に有するバレルと、混練室内に回転自在に挿通さ
れた左右一対の混練スクリューと、混練室内に混練材料
を供給すべくバレルの上流側端部に接続されたスクリュ
ーフィーダ等よりなる第一供給手段と、混練室内に添加
物を供給すべくバレルの中流部に接続されたサイドフィ
ーダ等よりなる第二供給手段と、を備えており、各混練
スクリューにおける第二供給手段よりも下流側の部分に
は、添加物を混練材料に練り込むための混練ゾーンが設
けられている。
【０００３】一方、上記混練ゾーンには、低温下でも混
練材料に高い剪断力を付与できるようにするため、混練
材料が積極的に通過するチップクリアランスを有するロ
ータセグメントが採用されているが、かかる混練ゾーン
には、材料充満度を制御するために、材料の戻り方向に
位相をずらした複数枚のニーディングディスクや、同戻
し方向に捩じれたフライトを有するスクリューセグメン
トを設けるのが通常である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、添加物を添
加した直後の混練ゾーンに上記のような樹脂流れの戻し
作用を有するニーディングディスクやスクリューセグメ
ントを配置すると、当該混練ゾーンにおいて局所的に材
料の充満度が上がって下流側へのガス抜けが阻害され、
このためサイドフィーダから添加物を供給できなくなっ
て送り能力が低下し、安定した運転を行えなくなる場合
がある。そこで、かかる問題を解消する手段として、添
加物を添加した直後の混練ゾーンについては、上記ニー
ディングディスクやスクリューセグメントを設けずに、
送り方向に捩じれたフライトを有するロータセグメント
のみで構成することが考えられる。
【０００５】しかし、前述の通り、ロータセグメント
は、他の混練セグメントに比べてチップクリアランスが
比較的大きく設定されているので、添加物を添加した直
後の混練ゾーンをすべてそのような従来のロータセグメ
ントで構成すると、チップクリアランスを通過した混練
材料が混練室の内面に層状に付着してその有効径を縮小
させ、これによって生産量が低下したり、添加物の練り
込みが悪くなることがある。また、他の混練セグメント
に比べてチップクリアランスが比較的大きいロータセグ
メントを連続的に配置した混練ゾーンを採用すると、回
転に伴う混練スクリューの触れが大きくなって機械的損
傷を受け易くなるので、当該混練スクリューを高速で回
転することができず、この点でも生産量を向上できなく
なるという問題がある。
【０００６】なお、上記した課題は、混練材料に粉体状
の添加物を練り込む場合だけでなく、混練材料そのもの
が嵩密度の非常に小さい粉体状のものである場合におい
てもそのまま当てはまる課題である。本発明は、このよ
うな実情に鑑み、生産量の低下を招来することなく粉体
状の添加物や粉体状の混練材料を安定的に供給できるよ
うにして、高品質なコンパウンドの生産量を大幅に向上
できる二軸連続混練機とこれによる混練方法を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は次の技術的手段を講じた。すなわち、本発明
は、混練室内に添加物を供給すべくバレルの上流側端部
又は中流部に接続された第二供給手段を備えており、各
混練スクリューにおける第二供給手段よりも下流側の部
分に、前記添加物を混練材料に練り込むための混練ゾー
ンが設けられている二軸連続混練機において、その混練
ゾーンを、次の条件（ａ）及び（ｂ）を充足する複数の
ロータセグメントを軸心方向に並設してなるセグメント
群より構成したことを特徴とする。
【０００８】（ａ） 前記セグメント群は、前記混練ス
クリューの回転によって混練材料を下流側に送る方向に
捩じれたフライトを有する送りセグメントのみ、また
は、これに前記混練スクリューの軸心方向と平行なフラ
イトを有する中立セグメントを付加することによって構
成されている。 （ｂ） 前記各ロータセグメントのフライトは、混練室
の内面とのチップクリアランスが比較的小さい高位チッ
プ部と、同チップクリアランスが比較的大きい低位チッ
プ部とを軸心方向に交互に並設することによって構成さ
れている。
【０００９】上記の本発明によれば、混練ゾーンを構成
するために複数のロータセグメントを軸心方向に並設し
てなるセグメント群が、前記送りセグメントのみまたは
これに前記中立セグメントを付加して構成されており、
樹脂流れの戻り作用を有するセグメントが存在しないの
で、当該混練ゾーンにおいて局所的に材料の充満度が上
がって下流側へのガス抜けが阻害されることがない。こ
のため、第二供給手段から添加物が供給できなくなって
送り能力が低下することがなく、安定した運転を行うこ
とができる。
【００１０】また、本発明によれば、各ロータセグメン
トのフライトが前記高位チップ部と低位チップ部とを軸
心方向に交互に並設することによって構成されているの
で、混練材料が低位チップ部の比較的大きいチップクリ
アランスを通過する際に添加物の練り込みが促進され、
その一方で、かかる低位チップ部のチップクリアランス
の通過の際に混練室の内面に混練材料が付着しても、比
較的小さいチップクリアランスの高位チップ部によって
その混練材料が混練室の内面から掻き取られることにな
る。このため、添加物の練り込み効果を向上させつつ、
混練材料が層状に付着することによる有効径の縮小が防
止され、コンパウンドの生産量を大幅に向上させること
ができる。
【００１１】なお、混練材料に対する添加物の練り込み
を有効に行うためには、上記低位チップ部のチップクリ
アランスは、０．０１５Ｄ〜０．１５０Ｄ（Ｄはバレル
内径：以下同じ。）に設定しておけばよい。また、混練
室の内面からの混練材料の掻き取りを有効に行うために
は、上記高位チップ部のチップクリアランスは、０．０
０１Ｄ〜０．０２０Ｄに設定しておけばよい。上記の本
発明において、セグメント群を構成する各ロータセグメ
ントは、三つのフライトを有する三条翼タイプの混練ス
クリューであってもよいし、径方向で互いに反対向きに
突出する一対のフライトを有する二条翼タイプであって
もよいが、生産量の増加を図る観点からは、混練室内の
有効面積がより大きく取れる後者の方が好ましい。
【００１２】もっとも、二条翼タイプのロータセグメン
トは、三条翼タイプに比べて、横断面積が小さいため高
速回転時における触れが比較的大きく機械的損傷を受け
やすいことから、混練スクリューを高速で回転すること
ができず、この点で、混練室内の有効面積が大きいにも
拘わらず、生産量をさほど向上させることができないと
いう矛盾があった。そこで、特に、前記セグメント群を
構成する各ロータセグメントとして、径方向で互いに反
対向きに突出する一対のフライトを有する二条翼タイプ
を採用する場合には、そのうちの一方のフライトが高位
チップ部である軸方向区間では他方のフライトが低位チ
ップ部となっており、一方のフライトが低位チップ部で
ある軸方向区間では他方のフライトが高位チップ部とな
っているものを採用することが好ましい。
【００１３】この場合、一対のフライトのうちの双方が
ともに低位チップ部になることがないので、低位チップ
部を形成することに伴うロータセグメントの断面欠損を
可及的に最小限に抑えることができる。このため、混練
スクリューを高速で回転させてもロータセグメントが機
械的損傷を受け難くなるので、二条翼タイプのロータセ
グメントを採用しているにも拘わらず、混練スクリュー
を高速回転することでコンパウンドの生産量を向上させ
ることができる。上記の本発明において、左右一対の混
練スクリューとして、そのフライトがバレル内において
互いに噛み合う用に配置された噛み合いタイプを採用し
た場合には、両混練スクリュー同士が互いに溶融した混
練材料を相手方の混練スクリューから掻き取ってその付
着を防止するので、混練材料が混練室内に滞留すること
による劣化を防止できる点で好ましい。
【００１４】しかるに、かかる噛み合い式の混練スクリ
ューを採用した場合において、混練ゾーンのセグメント
群を構成するロータセグメントの断面形状が大きく異な
っていたり、それらが不連続に接合されていたりする
と、各セグメントの接合部に生じた段差によって混練材
料の流れが阻害され、同材料が混練室内に滞留しやすく
なる。そこで、噛み合い式の混練スクリューを採用する
場合には、混練ゾーンのセグメント群を構成する各ロー
タセグメントとして、すべて、チップ部を除いて断面形
状が同一のものを採用し、軸方向で隣り合うロータセグ
メントに対して段差ができないように連続的に接合する
ことが望まれる。
【００１５】なお、本発明は、混練材料に粉体状の添加
物を練り込む場合だけでなく、それ自体が嵩密度の小さ
い粉体状の混練材料を扱う二軸連続混練機やこれによる
混練方法にも採用することができ、この場合には、前記
サイドフィーダ等よりなる第二供給手段は必ずしも設け
なくてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図４は本発明に係る二軸連
続混練機の第一実施形態を示している。図１に示すよう
に、本実施形態の混練機１は、左右一対の混練スクリュ
ー２，２と、これらの混練スクリュー２，２を回転自在
に支持するバレル３とを有している。本実施形態のバレ
ル３は複数のバレルセグメントを軸心方向に接続してな
る分割タイプのものが採用されており、このバレル３の
外面壁には、混練材料を冷却するための図示しない冷却
配管が接合されている。
【００１７】一方、バレル３の内部には、その上流側
（図１の右側）から下流側（図１の右側）に向かって当
該バレル３を軸心方向に貫通する左右一対の混練室４，
４が形成されている。そして、バレル３の上流側端部に
は、ゴムやプラスチック等の混練材料を混練室４，４に
供給するための材料供給口５が形成されており、この供
給口５に接続したホッパー６にスクリューフィーダ等よ
りなる混練材料の第一供給手段７が設けられている。ま
た、バレル３の中流部のやや上流側よりには、混練室４
内にタルク等の補強パウダーを供給するための第二供給
手段８が設けられており、本実施形態の第二供給手段８
は、バレル３の側面に接続された内部に搬送スクリュー
を回転自在に有するサイドフィーダよりなる。更に、バ
レル３の中流部の下流側よりには、混練室４の内部を大
気開放によって脱気するためのオープンベント９が設け
られ、このベント９の更に下流側には、混練室４の内部
を真空引きによって脱気するための真空ベント１０が設
けられている。
【００１８】図１に示すように、混練スクリュー２，２
には、合計四つのフィードゾーン１１〜１４と合計三つ
の混練ゾーン１５〜１７が軸心方向に交互に配列されて
いる。このうち、最も上流側の第一フィードゾーン１１
は第一供給手段７が接続されているバレルセグメントに
ほぼ対応する範囲に配置されており、第一混練ゾーン１
５は上記第一フィードゾーン１１の下流端から前記第二
供給手段８の手前に至る範囲に配置されている。また、
第二フィードゾーン１２は第二供給手段８が接続されて
いるバレルセグメントにほぼ対応する範囲に配置されて
おり、第二混練ゾーン１６は上記第二フィードゾーン１
２の下流端から前記オープンベント９の手前に至る範囲
に配置されている。更に、第三フィードゾーン１３はオ
ープンベント９が形成されているバレルセグメントにほ
ぼ対応する範囲に配置されており、第三混練ゾーン１７
は上記第三フィードゾーン１３の下流端から前記真空ベ
ント１０の手前に至る範囲に配置されている。そして、
最も下流側の第四フィードゾーン１４は真空ベント１０
が設けられているバレルセグメントからバレル３の下流
端に形成された材料排出口１８に至る範囲に配置されて
いる。
【００１９】図２に示すように、各混練室４，４は横断
面がほぼ円形に形成されており、それらの一部分同士を
バレル３中央部の連通部１９において互いに連通させる
ことによって、当該バレル３の内部がめがね孔状にくり
抜かれている。そして、これらの各混練室４，４の内部
に前記各混練スクリュー２，２がそれぞれ回転自在に挿
通されている。両混練スクリュー２，２は、その軸心同
士が互いに平行となるように配置されており、バレル３
の外部において図示しない駆動機構に連結され、この駆
動機構により同じ方向に回動駆動される。駆動機構によ
る両混練スクリュー２，２の回転中心（軸心）Ｏは、バ
レル３内部の各混練室４，４の中心に一致している。な
お、混練室４の中心とは、断面円弧形状に形成された当
該混練室４の壁面から等距離に位置した中心点のことを
意味する。
【００２０】各混練スクリュー２，２は、混練材料を下
流側へ搬送して押し出すための二条翼タイプのスクリュ
ーセグメント２１と、混練材料を混合及び分散する二条
翼タイプのロータセグメント２２と、混練材料を主に混
合する二条翼タイプのニーディングディスクセグメント
２３と、を備えている。なお、本実施形態では、左右一
対の混練スクリュー２，２として、そのフライトがバレ
ル３内において互いに噛み合う用に配置された噛み合い
タイプのものを採用している。このため、両混練スクリ
ュー２，２同士が互いに溶融した混練材料を相手方の混
練スクリュー２，２から掻き取ることにより同材料の付
着が防止され、これによって混練材料が混練室４，４，
内に滞留することによる劣化を防止するようにしてい
る。
【００２１】このうち、スクリューセグメント２１は回
転中心Ｏを挟んで径方向で互いに反対向きに突出する一
対のフライトを有し、これらのフライトは混練室４の内
面に対するチップクリアランスが極めて小さい状態で軸
心方向に螺旋状に捩じれている。そして、前記各フィー
ドゾーン１１〜１４は、かかるスクリューセグメント２
１をそのフライト同士が連続するように複数個接合して
構成されていて、このため、スリューセグメント２１の
フライト間で形成された溝部で混練材料を下流側に搬送
する機能を有しているが、同混練材料を混練する機能は
有していない。
【００２２】他方、ニーディングディスクセグメント２
３は平板状の複数枚のニーディングディスクを互いに接
合することによって構成されている。この各ニーディン
グディスクのフライトは、上記スクリューセグメント２
１と同じ断面を有するチップクリアランスの極めて小さ
い二条翼タイプであるが、軸心方向に平行に延びた形状
に形成されている。このため、当該ニーディングディス
クセグメント２３を通過する混練材料は、ディスクのフ
ライトの小さいチップクリアランスを通過する際に高い
剪断力を受けて混練される。
【００２３】本実施形態では、前記ロータセグメント２
２として、送りセグメント２２Ｆ、中立セグメント２２
Ｎ及び戻しセグメント２２Ｂの三種類が採用されてい
る。このうち、送りセグメント２２Ｆは、図３に示すよ
うに、混練材料を下流側に向かって前進させるべくフラ
イト２４が軸心方向に対して螺旋状に捩じれており、混
練材料を積極的に送りながら混練することで生産能力を
高める機能を有する。これに対して、中立セグメント２
２Ｎは、図４に示すように、混練材料を下流側及び上流
側のいずれにも勢いづけないように、フライト２４が軸
心方向に平行に延びており、このため、上記送りセグメ
ント２２Ｆに比べて、混練材料を送る機能がない分だけ
混練材料の混練度合いを高める機能を有する。
【００２４】更に、戻しセグメント２２Ｂは、図３に示
す送りセグメント２２Ｆのフライト２４をちょうど逆向
きに捩じった形状に形成されており、混練材料を上流側
に戻しながら混練することで混練室４内の混練材料の充
満率を増大させて混練度合いを高める機能を有する。図
２〜図４に示すように、上記各ロータセグメント２２
（送り、中立及び戻しセグメント２２Ｆ，２２Ｎ，２２
Ｂ）のフライト２４は、混練室４の内面とのチップクリ
アランスが比較的小さい高位チップ部２５と、同チップ
クリアランスが比較的大きい低位チップ部２６とを軸心
方向に交互に並設することによって構成されている。こ
れらの各チップ部２５，２６のうち、高位チップ部２５
は、混練スクリュー２が回転したときに一部の混練材料
を比較的小さいチップクリアランスに通過させて大きな
剪断力をその混練材料に付与するとともに、混練室４の
内面に付着した混練材料の表層を掻き落とす機能を有す
る。
【００２５】一方、低位チップ部２６は、高位チップ部
２５に比べて大きなチップクリアランスが出現するよう
に径方向の突出度合いが小さくなっている。このため、
混練スクリュー２が回転したとき、チップクリアランス
における混練材料により小さな剪断力を加えて混練材料
の通過量を増加させ、混練室４内における混練材料の流
動を促進して材料の混合度合いを高めるとともに、混練
材料に局所的に大きな剪断力が付与されるのを防止し
て、混練材料の過剰な昇温を抑制する機能を有する。
【００２６】なお、本実施形態では、混練材料に対する
添加物の練り込みを有効に行うために、低位チップ部２
６のチップクリアランスを０．０１５Ｄ〜０．１５０Ｄ
に設定し、混練室の内面からの混練材料の掻き取りを有
効に行うために、高位チップ部２５のチップクリアラン
スを０．００１Ｄ〜０．０２０Ｄに設定してある。ま
た、送りセグメント２２Ｆ（図４）のフライト２４の捩
じれ角度は軸心方向に対して約３０度に設定され、か
つ、戻しセグメント２２Ｂのフライトの捩じれ角度はそ
の逆の約−３０度に設定されている。
【００２７】また、図１の例では、各混練ゾーン１５，
１６，１６のセグメント群を構成する各ロータセグメン
ト２２Ｎ，２２Ｆ，２２Ｂは、隣り合うセグメントに対
して不連続に接合された状態で描かれているが、実際に
は、これらの核ロータセグメント２２Ｆ，２２Ｎ，２２
Ｂは、すべて、チップ部を除いて断面形状が同一のもの
が採用され、しかも、軸方向で隣り合うロータセグメン
トに対して段差ができないように連続的に接合されてい
る。このため、本実施形態では、噛み合い式の混練スク
リュー２，２を採用した場合において、混練ゾーン１
５，１６，１７のセグメント群を構成するロータセグメ
ント２２Ｆ，２２Ｎ，２２Ｂの断面形状が大きく異なっ
ていたり、それらが不連続に接合されていたりすること
に伴う接合部の段差が生じることがなく、これにより、
混練材料の流れが阻害されて滞留することに伴う材料劣
化を有効に防止するようにしている。
【００２８】図３及び図４に示すように、前記各ロータ
セグメント２２（送り、中立及び戻しセグメント２２
Ｆ，２２Ｎ，２２Ｂ）は、径方向で互いに反対向きに突
出する一対のフライト２４を有する二条翼タイプである
とともに、そのうちの一方のフライト２４が高位チップ
部２５である軸方向区間においては、他方のフライト２
４が低位チップ部２６となっており、一方のフライト２
４が低位チップ部２６である軸方向区間においては、他
方のフライト２４が高位チップ部２５となっている。
【００２９】図１に示すように、前記した三つの混練ゾ
ーン１５〜１７のうち、混練材料のみの混練を行う第一
混練ゾーン１５については、上流側から順に、ニーディ
ングディスクセグメント２３、送りロータセグメント２
２Ｆ、ニーディングディスクセグメント２３、戻しロー
タセグメント２２Ｂ及びニーディングディスクセグメン
ト２３を軸心方向に並設することによって構成され、最
も下流側の第三混練ゾーン１７については、上流側から
順に、送りロータセグメント２２Ｆ、ニーディングディ
スクセグメント２３及び戻しロータセグメント２２Ｂを
軸心方向に並設することによって構成されている。
【００３０】これに対して、添加物を供給する第二供給
手段８の直ぐ下流側において混練を行う第二混練ゾーン
１６については、合計九つの送りロータセグメント２２
Ｆを続けて軸心方向に並設し、その下流側に更に二つの
中立ロータセグメント２２Ｎを接合することによって構
成されており、当該第二混練ゾーン１６においては、混
練材料の充満度が上がる原因となるニーディングディス
クセグメント２３や戻しロータセグメント２２Ｂはまっ
たく採用されていない。次に、上記構成に係る二軸連続
混練機１の作用を説明する。
【００３１】当該混練機１によってプラスチックコンパ
ウンドやゴムコンパウンド等の複合樹脂材料を製造する
には、まず、合成樹脂製のペレット等よりなる混練材料
を第一供給手段７によってバレル３の上流側端部のホッ
パー６に供給し、その混練材料を第一フィードゾーン１
１で下流側にフィードして第一混練ゾーン１５において
一次的に混練して溶融させる。その後、一次的に混練さ
れた混練材料が第二混練ゾーン１６に至る手前の第二フ
ィードゾーン１２において、同ゾーン１２に対応するバ
レル３の中流部に設けた第二供給手段８によって強化粉
末よりなる添加物を混練室４に供給する。すると、第二
混練ゾーン１６における混練材料の二次的な混練の際に
その添加物が混練材料に練り込まれる。
【００３２】そして、上記添加物が練り込まれた混練材
料は、オープンベント９を通過する際に脱気されて第三
混練ゾーン１７に至って三次的な混練を受け、その後、
第四フィードゾーン１４において真空ベント１０によっ
て強制的に脱気及び脱水され、排出口１８から外部の後
処理装置に送られることになる。このさい、本実施形態
の二軸連続混練機１によれば、添加物の練り込みを行う
第二混練ゾーン１６を構成するセグメント群が、前記送
りセグメント２２Ｆに中立セグメント２２Ｎを付加した
構成になっており、樹脂流れの戻り作用を有する戻しセ
グメント２２Ｂやニーディングディスクセグメント２３
等が存在しないので、当該混練ゾーン１６において局所
的に材料の充満度が上がって下流側へのガス抜けが阻害
されることがない。このため、第二供給手段８から添加
物が供給できずに送り能力が低下することがなく安定し
た運転を行える。
【００３３】また、当該混練機１によれば、各ロータセ
グメント２２Ｆ，２２Ｎのフライト２４が高位チップ部
２５と低位チップ部２６とを軸心方向に交互に並設する
ことによって構成されているので、混練材料が低位チッ
プ部２６の比較的大きいチップクリアランスを通過する
際に添加物の練り込みが促進され、その一方で、かかる
低位チップ部２６のチップクリアランスの通過の際に混
練室４の内面に混練材料が付着しても、比較的小さいチ
ップクリアランスの高位チップ部２５によってその混練
材料が混練室４の内面から掻き取られる。このため、添
加物の練り込み効果を向上させつつ、混練材料が層状に
付着することによる有効径の縮小が防止され、コンパウ
ンドの生産量を大幅に向上させることができる。
【００３４】更に、本実施形態の混練機１では、第二混
練ゾーン１６を構成する二条翼タイプのロータセグメン
ト２２が、一方のフライト２４が高位チップ部２５であ
る軸方向区間では他方のフライト２４が低位チップ部２
６となっており、一方のフライト２４が低位チップ部２
６である軸方向区間では他方のフライト２４が高位チッ
プ部２５となっているので、一対のフライト２４のうち
の双方がともに低位チップ部２６になることがなく、低
位チップ部２６を形成することに伴うロータセグメント
２２の断面欠損を可及的に最小限に抑えることができ
る。このため、混練スクリュー２を高速で回転させても
ロータセグメント２２が機械的損傷を受け難くなり、二
条翼タイプのロータセグメント２２を採用しているにも
拘わらず、混練スクリュー２を高速回転することでコン
パウンドの生産量を向上させることができる。
【００３５】図５は、本発明の第二実施形態に係る二軸
連続混練機１を示している。本実施形態の混練機１が第
一実施形態のものと異なる点は、添加物の第二供給手段
８がバレル３の上流側端部のホッパー６に接続されたス
クリューフィーダよりなり、添加物が供給当初の混練材
料と一緒にバレル３の混練室４内に供給される点にあ
る。このため、本実施形態では、最初に混練材料を溶融
させる第一混練ゾーン１５において添加物の練り混みが
行われることになるので、当該第一混練ゾーン１５を構
成するセグメント群を、送りロータセグメント２２Ｆと
中立ロータセグメント２２Ｎとで構成し、その後の第二
混練ゾーン１６や第三混練ゾーン１７を構成するセグメ
ント群には、戻しロータセグメント２２Ｂやニーディン
グディスクセグメント２３を採用している。
【００３６】なお、その他の構成は第一実施形態とほぼ
同様であるから、第一実施形態の場合と同じ構造ないし
機能の部材については、同一の符号を図５に付すること
により、冗長な説明を省略する。図６は、本発明の第三
実施形態に係る二軸連続混練機１を示している。本実施
形態では、混練スクリュー２に対して接近及び離反可能
な上下一対のゲート板を有するゲート装置２７がバレル
３の中途部に設けられていて、かかるゲート装置２７に
よって混練材料の混練溶融と同時に添加物の練り混みを
行う混練ゾーン１５での混練材料の充満度合いを調節す
るようにしている。
【００３７】なお、本実施形態では、ゲート装置２７の
上流側に混練ゾーン１５を一つだけ配置しているので、
第二実施形態の場合と同様に、添加物の第二供給手段８
がバレル３の上流側端部のホッパー６に接続されてお
り、添加物を供給当初の混練材料と一緒にバレル３の混
練室４内に供給するようにしている。なお、本発明は前
記した各実施形態に限定されるものではない。例えば、
図例では、すべて、添加物の練り混みを行う混練ゾーン
に関して中立ロータセグメント２２Ｎを採用したものを
例示したが、送りロータセグメント２２Ｆのみを軸心方
向に並設して当該混練ゾーンを構成するようにしてもよ
い。また、本発明は三条翼タイプの混練スクリュー２を
採用した混練機１にも採用することができる。
【００３８】また、上記した各実施形態は、すべて、混
練材料に粉体状の添加物を練り込む場合を例示してお
り、このため、混練機１には混練材料の供給手段とは別
に添加物用の第二供給手段８を設けているが、本発明は
それ自体が嵩密度の小さい粉体状の混練材料をロータセ
グメントによる剪断力で溶融する場合にも採用すること
ができ、この場合には、必ずしも添加物を供給するため
の当該第二供給手段８を設ける必要はない。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
生産量の低下を招来することなく添加物を安定的に供給
できるので、高品質なコンパウンドの生産量を大幅に向
上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態に係る二軸連続混練機の概略構成
図である。
【図２】同混練機の拡大横断面図である。
【図３】（ａ）は送りセグメントの正面図であり、
（ｂ）は送りセグメントの側面図である。
【図４】（ａ）は中立セグメントの正面図であり、
（ｂ）は中立セグメントの側面図である。
【図５】第二実施形態に係る二軸連続混練機の概略構成
図である。
【図６】第三実施形態に係る二軸連続混練機の概略構成
図である。
【符号の説明】
１ 二軸連続混練機 ２ 混練スクリュー ３ バレル ４ 混練室 ７ 第一供給手段 ８ 第二供給手段 １５ 第一混練ゾーン １６ 第二混練ゾーン １７ 第三混練ゾーン ２２ ロータセグメント ２２Ｆ 送りロータセグメント ２２Ｎ 中立ロータセグメント ２２Ｂ 戻しロータセグメント ２４ フライト ２５ 高位チップ部 ２６ 低位チップ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F201 AB11 AC01 AC04 AL03 BC01 BC02 BC12 BC37 BK02 BK13 BK27 BK36 BK49 BK50 BK75 BQ50 4G078 AA13 AB06 AB07 BA01 BA07 CA01 CA05 CA12 CA17 DA10 DB03 EA10

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに連通する左右一対の混練室を内部
    に有するバレルと、前記混練室内に回転自在に挿通され
    た左右一対の混練スクリューと、前記混練室内に混練材
    料を供給すべく前記バレルの上流側端部に接続された第
    一供給手段と、前記混練室内に添加物を供給すべく前記
    バレルの上流側端部又は中流部に接続された第二供給手
    段と、を備えており、前記各混練スクリューにおける前
    記第二供給手段よりも下流側の部分に、前記添加物を前
    記混練材料に練り込むための混練ゾーンが設けられてい
    る二軸連続混練機において、 前記混練ゾーンは、次の条件（ａ）及び（ｂ）を充足す
    る複数のロータセグメントを軸心方向に並設してなるセ
    グメント群より構成されていることを特徴とする二軸連
    続混練機。（ａ） 前記セグメント群は、前記混練スク
    リューの回転によって混練材料を下流側に送る方向に捩
    じれたフライトを有する送りセグメントのみ、または、
    これに前記混練スクリューの軸心方向と平行なフライト
    を有する中立セグメントを付加することによって構成さ
    れている。 （ｂ） 前記各ロータセグメントのフライトは、混練室
    の内面とのチップクリアランスが比較的小さい高位チッ
    プ部と、同チップクリアランスが比較的大きい低位チッ
    プ部とを軸心方向に交互に並設することによって構成さ
    れている。
  2. 【請求項２】 前記セグメント群は、更に次の条件
    （ｃ）を充足することを特徴とする請求項１に記載の二
    軸連続混練機。 （ｃ） 当該セグメント群を構成する各ロータセグメン
    トは径方向で互いに反対向きに突出する一対のフライト
    を有する二条翼タイプであり、そのうちの一方のフライ
    トが高位チップ部である軸方向区間では他方のフライト
    が低位チップ部となっており、一方のフライトが低位チ
    ップ部である軸方向区間では他方のフライトが高位チッ
    プ部となっている。
  3. 【請求項３】 左右一対の混練スクリューは、そのフラ
    イトがバレル内において互いに噛み合うように配置され
    た噛み合いタイプであり、かつ、前記セグメント群は、
    更に次の条件（ｄ）を充足することを特徴とする請求項
    ２に記載の二軸連続混練機。 （ｄ） 当該セグメント群を構成する各ロータセグメン
    トは、チップ部を除いて断面形状が同一であり、かつ、
    軸方向で隣り合うロータセグメントに対して段差ができ
    ないように連続的に接合されている。
  4. 【請求項４】 バレル内に形成された互いに連通する左
    右一対の混練室の内部に混練材料と添加物を供給し、そ
    の各混練室に回転自在に挿通された左右一対の混練スク
    リューによって前記混練材料及び添加物を下流側にフィ
    ードしながら、当該混練スクリューに形成された混練ゾ
    ーンにおいて前記添加物を前記混練材料に練り込むよう
    にした二軸連続混練機による混練方法において、 前記混練ゾーンは、次の条件（ａ）及び（ｂ）を充足す
    る複数のロータセグメントを軸心方向に並設してなるセ
    グメント群より構成されていることを特徴とする二軸連
    続混練機による混練方法。 （ａ） 前記セグメント群は、前記混練スクリューの回
    転によって混練材料を下流側に送る方向に捩じれたフラ
    イトを有する送りセグメントのみ、または、これに前記
    混練スクリューの軸心方向と平行なフライトを有する中
    立セグメントを付加することによって構成されている。 （ｂ） 前記各ロータセグメントのフライトは、混練室
    の内面とのチップクリアランスが比較的小さい高位チッ
    プ部と、同チップクリアランスが比較的大きい低位チッ
    プ部とを軸心方向に交互に並設することによって構成さ
    れている。
  5. 【請求項５】 前記セグメント群は、更に次の条件
    （ｃ）を充足することを特徴とする請求項４に記載の二
    軸連続混練機による混練方法。 （ｃ） 当該セグメント群を構成する各ロータセグメン
    トは径方向で互いに反対向きに突出する一対のフライト
    を有する二条翼タイプであり、そのうちの一方のフライ
    トが高位チップ部である軸方向区間では他方のフライト
    が低位チップ部となっており、一方のフライトが低位チ
    ップ部である軸方向区間では他方のフライトが高位チッ
    プ部となっている。
  6. 【請求項６】 左右一対の混練スクリューは、そのフラ
    イトがバレル内において互いに噛み合うように配置され
    た噛み合いタイプであり、かつ、前記セグメント群は、
    更に次の条件（ｄ）を充足することを特徴とする請求項
    ５に記載の二軸連続混練機による混練方法。 （ｄ） 当該セグメント群を構成する各ロータセグメン
    トは、チップ部を除いて断面形状の同一であり、かつ、
    軸方向で隣り合うロータセグメントに対して段差ができ
    ないように連続的に接合されている。
  7. 【請求項７】 互いに連通する左右一対の混練室を内部
    に有するバレルと、前記混練室内に回転自在に挿通され
    た左右一対の混練スクリューと、前記混練室内に粉末状
    の混練材料を供給すべく前記バレルの上流側端部に接続
    された供給手段と、を備えており、前記粉末状の混練材
    料に剪断力を加えて溶融させるための混練ゾーンが前記
    混練スクリューの軸方向中途部に設けられている二軸連
    続混練機において、 前記混練ゾーンは、次の条件（ａ）及び（ｂ）を充足す
    る複数のロータセグメントを軸心方向に並設してなるセ
    グメント群より構成されていることを特徴とする二軸連
    続混練機。 （ａ） 前記セグメント群は、前記混練スクリューの回
    転によって混練材料を下流側に送る方向に捩じれたフラ
    イトを有する送りセグメントのみ、または、これに前記
    混練スクリューの軸心方向と平行なフライトを有する中
    立セグメントを付加することによって構成されている。 （ｂ） 前記各ロータセグメントのフライトは、混練室
    の内面とのチップクリアランスが比較的小さい高位チッ
    プ部と、同チップクリアランスが比較的大きい低位チッ
    プ部とを軸心方向に交互に並設することによって構成さ
    れている。
  8. 【請求項８】 前記セグメント群は、更に次の条件
    （ｃ）を充足することを特徴とする請求項７に記載の二
    軸連続混練機。 （ｃ） 当該セグメント群を構成する各ロータセグメン
    トは径方向で互いに反対向きに突出する一対のフライト
    を有する二条翼タイプであり、そのうちの一方のフライ
    トが高位チップ部である軸方向区間では他方のフライト
    が低位チップ部となっており、一方のフライトが低位チ
    ップ部である軸方向区間では他方のフライトが高位チッ
    プ部となっている。
  9. 【請求項９】 左右一対の混練スクリューは、そのフラ
    イトがバレル内において互いに噛み合うように配置され
    た噛み合いタイプであり、かつ、前記セグメント群は、
    更に次の条件（ｄ）を充足することを特徴とする請求項
    ８に記載の二軸連続混練機。 （ｄ） 当該セグメント群を構成する各ロータセグメン
    トは、チップ部を除いて断面形状の同一であり、かつ、
    軸方向で隣り合うロータセグメントに対して段差ができ
    ないように連続的に接合されている。
  10. 【請求項１０】 バレル内に形成された互いに連通する
    左右一対の混練室の内部に粉末状の混練材料を供給し、
    その各混練室に回転自在に挿通された左右一対の混練ス
    クリューによって前記粉末状の混練材料を下流側にフィ
    ードしながら、当該混練スクリューに形成された混練ゾ
    ーンにおいて前記粉末状の混練材料に剪断力を加えて溶
    融させるようにした二軸連続混練機による混練方法にお
    いて、 前記混練ゾーンは、次の条件（ａ）及び（ｂ）を充足す
    る複数のロータセグメントを軸心方向に並設してなるセ
    グメント群より構成されていることを特徴とする二軸連
    続混練機による混練方法。 （ａ） 前記セグメント群は、前記混練スクリューの回
    転によって混練材料を下流側に送る方向に捩じれたフラ
    イトを有する送りセグメントのみ、または、これに前記
    混練スクリューの軸心方向と平行なフライトを有する中
    立セグメントを付加することによって構成されている。 （ｂ） 前記各ロータセグメントのフライトは、混練室
    の内面とのチップクリアランスが比較的小さい高位チッ
    プ部と、同チップクリアランスが比較的大きい低位チッ
    プ部とを軸心方向に交互に並設することによって構成さ
    れている。
  11. 【請求項１１】 前記セグメント群は、更に次の条件
    （ｃ）を充足することを特徴とする請求項１０に記載の
    二軸連続混練機による混練方法。 （ｃ） 当該セグメント群を構成する各ロータセグメン
    トは径方向で互いに反対向きに突出する一対のフライト
    を有する二条翼タイプであり、そのうちの一方のフライ
    トが高位チップ部である軸方向区間では他方のフライト
    が低位チップ部となっており、一方のフライトが低位チ
    ップ部である軸方向区間では他方のフライトが高位チッ
    プ部となっている。
  12. 【請求項１２】 左右一対の混練スクリューは、そのフ
    ライトがバレル内において互いに噛み合うように配置さ
    れた噛み合いタイプであり、かつ、前記セグメント群
    は、更に次の条件（ｄ）を充足することを特徴とする請
    求項１１に記載の二軸連続混練機による混練方法。 （ｄ） 当該セグメント群を構成する各ロータセグメン
    トは、チップ部を除いて断面形状の同一であり、かつ、
    軸方向で隣り合うロータセグメントに対して段差ができ
    ないように連続的に接合されている。
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