混練機
【課題】混練物中の気孔の発生を抑制することができる混練機を提供すること。
【解決手段】混練機１において、混練軸３が、混練軸３の軸線方向における導入口４と吐出口５との間に、パドル部１１と、パドル部１１よりも吐出口５側にパイプ部１２とを備える。混練対象物Ａが、導入口４からバレル２の内部に導入されると、パドル部１１により混練対象物Ａが混練され、次いで、その混練物Ｂが、パイプ部１２を通過し、吐出口５から吐出される。
【解決手段】混練機１において、混練軸３が、混練軸３の軸線方向における導入口４と吐出口５との間に、パドル部１１と、パドル部１１よりも吐出口５側にパイプ部１２とを備える。混練対象物Ａが、導入口４からバレル２の内部に導入されると、パドル部１１により混練対象物Ａが混練され、次いで、その混練物Ｂが、パイプ部１２を通過し、吐出口５から吐出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混練機、詳しくは、粉体などを混練するために用いられる混練機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、粉体などを混練する場合、混練機が広く利用されている。
【０００３】
このような混練機としては、例えば、被処理物を投入する投入口と、排出する排出口とが設けられた筒状ケーシングと、筒状ケーシング内に配置され、投入口側から排出口側に向けて、順次フィードスクリュウ、パドル、リバーススクリュウが設けられた混練軸とを備える連続二軸混練機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
そして、そのような連続二軸混練機では、被処理物（例えば、粉体）を投入口から筒状ケーシング内に投入し、混練軸に設けられたパドルにより被処理物を混練した後、その被処理物の混練物を排出口から、リバーススクリュウにより筒状ケーシングの外部に押し出して排出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２６７４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の連続二軸混練機により、混練され排出された混練物中には、気孔（ボイド）が発生する場合がある。このような混練物中の気孔は、混練物が使用される各種産業製品において不具合となる場合がある。
【０００７】
そこで、本発明は、混練物中の気孔の発生を抑制することができる混練機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の混練機は、バレルと、前記バレル内に挿通される混練軸とを備える混練機であって、前記バレルには、一端側に、混練対象物を前記バレルの内部に導入するための導入部と、他端側に、前記混練対象物が混練された混練物を前記バレルの外部に吐出するための吐出部とが形成され、前記混練軸は、前記混練軸の軸線方向における前記導入部と前記吐出部との間に、前記混練対象物を混練する混練部分と、前記混練部分よりも前記吐出部側に配置され、前記混練軸の軸線方向に沿って、凹凸がないように延びる平滑面を有する低せん断部分とを備えることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、導入部からバレルの内部に混練対象物が導入されると、まず、混練部分により混練対象物が混練され、その後、その混練物が、凹凸がないように延びる平滑面を有する低せん断部分、すなわち、混練軸の軸線方向と交差する方向のせん断が抑制された低せん断部分を通過し、吐出部から吐出される。
【００１０】
そのため、本発明の混練機を用いて、混練対象物を混練すれば、混練対象物が混練された混練物中における気孔の発生を抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の混練機では、前記低せん断部分が、全周面にわたって凹凸がないように形成されることが好適である。
【００１２】
このような構成によれば、低せん断部分における、混練軸の軸線方向と交差する方向のせん断がさらに抑制される。その結果、混練物中の気孔の発生を、さらに抑制することができる。
【００１３】
また、本発明の混練機では、前記バレルは、前記バレル内の気体を排出するためのベント部を備え、前記ベント部は、前記低せん断部分よりも、前記混練軸の軸線方向における前記導入部側に配置されることが好適である。
【００１４】
このような構成によれば、混練物中の空気や水分などが、バレルの外部に排出された後、混練物が低せん断部分に到達する。その結果、混練物中の気孔の発生を、さらに抑制することができる。
【００１５】
また、本発明の混練機では、前記吐出部は、前記混練軸の軸線方向と直交する方向に投影したときに、前記低せん断部分と重なるように配置されていることが好適である。
【００１６】
このような構成によれば、混練物は、再度、混練軸の軸線方向と交差する方向にせん断されることなく、バレルの外部に吐出される。その結果、混練物中の気孔の発生を、さらに抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の混練機における混練軸は、混練軸の軸線方向における導入部と吐出部との間に、混練対象物を混練する混練部分と、混練部分よりも吐出部側に配置され、混練軸の軸線方向に沿って、凹凸がないように延びる平滑面を有する低せん断部分とを備えている。
【００１８】
そのため、本発明の混練機は、混練物中における気孔の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る混練機を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す混練機の吐出口側の平断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る混練機を示す概略構成図である。
【図４】図３に示す混練機の吐出口側の平断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態における混練機の吐出口側の平断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態におけるパイプ部分の断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態におけるパイプ部分の断面図である。
【図８】実施例２の混練物の断面のデジタルマイクロスコープ写真である。
【図９】比較例２の混練物の断面のデジタルマイクロスコープ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
１．第１実施形態
図１および図２に示すように、混練機１は、連続二軸混練機であり、バレル２と、２つの混練軸３とを備えている。
【００２１】
バレル２は、略楕円筒状に形成され、その一端側には、図１に示すように、混練対象物Ａをバレル２の内部に導入するための導入部の一例としての導入口４が設けられている。また、他端側には、混練対象物Ａが混練された混練物Ｂをバレル２の外部に吐出するための吐出部の一例としての吐出口５が設けられている。
【００２２】
導入口４は、バレル２の一端側において、混練軸３（後述）の径方向一方外側に、バレル２の側壁を貫通するように形成されている。
【００２３】
また、吐出口５は、バレル２の他端側において、混練軸３（後述）の径方向他方外側に、バレル２の側壁を貫通するように形成されている。
【００２４】
吐出口５の断面形状としては、例えば、矩形状、楕円形状、円形状などが挙げられ、好ましくは、楕円形状および円形状が挙げられる。
【００２５】
また、吐出口５の断面積は、バレル２の断面積に対して、例えば、７〜５０％、好ましくは、７〜２０％である。
【００２６】
また、バレル２における導入口４と吐出口５との間には、混練対象物Ａを溶融混練する溶融混練部６が形成されている。
【００２７】
溶融混練部６は、その軸線方向途中部において、溶融混練部６内の気体を排出するための複数（２つ）のベント部７を備えている。
【００２８】
各ベント部７は、混練軸３（後述）の径方向一方外側に、バレル２の側壁を貫通するように、それぞれ形成されている。つまり、各ベント部７と導入口４とは、混練軸３（後述）の径方向において、互いに並列するように形成されている。
【００２９】
また、各ベント部７は、常時閉鎖されており、必要により適宜開放することができる。
【００３０】
複数のベント部７は、より具体的には、バレル２の一端側から他端側に向かう方向において、導入口４の他端側近傍に設けられる導入口側のベント部７と、吐出口５の一端側近傍に設けられる吐出口側のベント部７とを備えている。
【００３１】
また、吐出口５側のベント部７は、ポンプ（図示せず）と連結されており、ポンプ（図示せず）の駆動による吸引力により、溶融混練部６内の気体が吸引される。
【００３２】
また、溶融混練部６には、ヒータ（図示せず）が設けられており、溶融混練部６が、バレル２の一端側から他端側に向かう方向において、ブロック単位で適宜温度調整される。
【００３３】
混練軸３は、バレル２の内部に配置され、混練対象物Ａを混合せん断する回転軸であって、駆動軸８と、フィードスクリュー部９と、リバーススクリュー部１０と、混練部分の一例としてのパドル部１１と、低せん断部分の一例としてパイプ部１２とが一体的に形成されている。
【００３４】
詳しくは、混練軸３は、１つの駆動軸８と、複数（４つ）のフィードスクリュー部９と、複数（３つ）のリバーススクリュー部１０と、複数（３つ）のパドル部１１と、１つのパイプ部１２とを備えている。
【００３５】
なお、フィードスクリュー部９、リバーススクリュー部１０、パドル部１１、およびパイプ部１２は、必要により適宜、軸線方向長さや設置数を変更することができる。
【００３６】
複数（４つ）のフィードスクリュー部９は、混練対象物Ａを吐出口５に向けて搬送する部分であって、具体的には、第１フィード部２３、第２フィード部２４、第３フィード部２５、第４フィード部２６から形成され、それらは、駆動軸８の軸線方向に互いに間隔を隔てて配置されている。
【００３７】
第１フィード部２３は、混練軸３の一端部に配置され、導入口４および導入口４側のベント部７を駆動軸８の径方向に投影したときに、それらの投影面と重なるように配置されている。また、第１フィード部２３は、駆動軸８の軸線方向長さが、他のフィード部と比較して最も長く形成されている。
【００３８】
第４フィード部２６は、４つのフィード部のうち、最も吐出口５側に配置され、吐出口５側のベント部７を駆動軸８の径方向に投影したときに、その投影面と重なるように配置されている。また、第４フィード部２６は、駆動軸８の軸線方向長さが、第１フィード部２３の略１／２に形成されている。
【００３９】
また、第２フィード部２４および第３フィード部２５は、第１フィード部２３と第４フィード部２６との間に配置され、駆動軸８の軸線方向長さが、第１フィード部２３の略１／１０に形成されている。
【００４０】
また、フィードスクリュー部９は、図２に示すように、駆動軸８の外周面から突出するらせん状のスクリュー条２０を備えている。
【００４１】
詳しくは、フィードスクリュー部９のスクリュー条２０は、駆動軸８の回転方向（後述）と同じ方向にらせん状に形成されている。つまり、フィードスクリュー部９は、右らせんのスクリュー条２０を備えている。
【００４２】
フィードスクリュー部９におけるスクリュー条２０のピッチ間隔は、例えば、０．６〜２．０ｃｍ、好ましくは、１．５〜２．０ｃｍである。
【００４３】
複数（３つ）のリバーススクリュー部１０は、図１に示すように、第１リバース部３０、第２リバース部３１、第３リバース部３２から形成され、それらは、混練軸３の軸線方向に互いに間隔を隔てて配置されている。
【００４４】
第３リバース部３２は、混練軸３の他端部に配置され、駆動軸８の軸線方向長さが、他のリバース部と比較して最も長く形成されている。その駆動軸８の軸線方向長さは、第１フィード部２３の略１／４である。
【００４５】
第１リバース部３０は、第１フィード部２３と第２フィード部２４との間であって、第２フィード部２４と隣接配置されている。
【００４６】
また、第２リバース部３１は、第２フィード部２４と第３フィード部２５との間であって、第３フィード部２５と隣接配置されている。
【００４７】
また、第１リバース部３０および第２リバース部３１は、駆動軸８の軸線方向長さが、第３リバース部３２の略１／５に形成されている。
【００４８】
また、リバーススクリュー部１０も、フィードスクリュー部９と同様に、図２に示すように、駆動軸８の外周面から突出するらせん状のスクリュー条２０を備えている。
【００４９】
一方、リバーススクリュー部１０のスクリュー条２０は、フィードスクリュー部９のスクリュー条２０と逆方向のらせん状に形成されている。つまり、リバーススクリュー部１０は、左らせんのスクリュー条２０を備えている。
【００５０】
リバーススクリュー部１０におけるスクリュー条２０のピッチ間隔は、例えば、０．６〜１．５ｃｍ、好ましくは、１．０〜１．５ｃｍである。
【００５１】
複数（３つ）のパドル部１１は、混練対象物Ａを混練する部分であって、具体的には、第１パドル部２７、第２パドル部２８、第３パドル部２９から形成され、それらは、混練軸３の軸線方向に互いに間隔を隔てて配置されている。
【００５２】
第１パドル部２７は、第１フィード部２３と第１リバース部３０との間に配置されている。
【００５３】
第２パドル部２８は、第２フィード部２４と第２リバース部３１との間に配置されている。
【００５４】
第３パドル部２９は、第３フィード部２５と第４フィード部２６との間に配置されている。
【００５５】
また、第１パドル部２７、第２パドル部２８および第３パドル部２９は、駆動軸８の軸線方向長さが、それぞれ略同じ長さであって、第１フィード部２３の略１／３に形成されている。
【００５６】
また、パドル部１１は、図２に示すように、略楕円板状のパドル羽２１を、駆動軸８の軸線方向に沿って並列するように複数備えている。
【００５７】
より具体的には、複数のパドル羽２１は、駆動軸８の軸線方向に、それぞれ隣接するパドル羽２１の長径が、互いに約９０°変位するように並列配置されている。
【００５８】
パイプ部１２は、駆動軸８の軸線方向に沿って略円筒形状に形成され、全周面にわたって凹凸がないように形成されている。
【００５９】
また、パイプ部１２は、第４フィード部２６と第３リバース部３２との間に配置され、吐出口５を駆動軸８の径方向に投影したときに、その投影面と重なるように配置されている。また、パイプ部１２は、駆動軸８の軸線方向長さが、第１フィード部２３の略１／２に形成されている。
【００６０】
すなわち、混練軸３では、図１に示すように、駆動軸８の一端側から他端側に向けて、順次、第１フィード部２３、第１パドル部２７、第１リバース部３０、第２フィード部２４、第２パドル部２８、第２リバース部３１、第３フィード部２５、第３パドル部２９、第４フィード部２６、パイプ部１２、および、第３リバース部３２が配置されている。
【００６１】
つまり、混練軸３は、駆動軸８の一端側から他端側に向けて、フィード部、パドル部およびリバース部からなるユニットが繰り返して配置されており、他端側のユニットでは、パドル部とリバース部との間に、さらにフィード部およびパイプ部が配置されている。
【００６２】
そして、２つの混練軸３は、図２に示すように、バレル２の内部において、その軸線方向に沿って配置され、かつ、その径方向に沿って、互いに並列配置されている。
【００６３】
また、２つの混練軸３は、それぞれの部分（フィードスクリュー部９、リバーススクリュー部１０、パドル部１１）において、互いの回転駆動を妨げないように配置されている。
【００６４】
また、混練軸３の駆動軸８の両端部は、バレル２の軸線方向外方に突出している。その突出する両端部のうち、一端側は、駆動源（図示せず）に相対回転不能に連結され、他端側は、支持壁（図示せず）に相対回転可能に支持されている。つまり、混練軸３は、駆動軸８に駆動源（図示せず）から駆動力が伝達されることにより、駆動軸８の軸線周りにおいて、回転駆動する。具体的には、混練軸３は、駆動軸８の軸線方向において、導入口４側から吐出口５側に見て右回転する。
【００６５】
また、図２に示すように、バレル２の内周面と、混練軸３のフィードスクリュー部９、リバーススクリュー部１０、およびパドル部１１とは、混練軸３の径方向において僅かな間隔を隔てて対向するように配置されている。また、バレル２の内周面と、パイプ部１２とは、混練軸３の径方向において、他の部分と比較して大きな間隔を隔てて配置されている。
【００６６】
次に、混練機１による混練対象物Ａの混練について説明する。
【００６７】
混練対象物Ａとしては、例えば、樹脂や、それらと添加剤との混合物などが挙げられる。
【００６８】
樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アルキド樹脂などの熱硬化性樹脂、例えば、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００６９】
添加剤としては、例えば、アミン系化合物、酸無水物系化合物、フェノール樹脂などの硬化剤、例えば、イミダゾール系化合物などの硬化促進剤、例えば、シリカ、アルミナ、金属水酸化物などの充填剤、例えば、アクリル系共重合体、ポリスチレン−ポリイソブチレン共重合体、スチレンアクリレート共重合体などの可撓性付与剤、例えば、カーボンブラックなどの着色剤などが挙げられる。
【００７０】
混練機１により、混練対象物Ａを混練して混練物Ｂを調製するには、まず、混練機１の導入口４から、混練対象物Ａをバレル２の内部に導入する。
【００７１】
そして、駆動軸８に駆動源（図示せず）からの駆動力が伝達されると、混練軸３が回転駆動し、混練対象物Ａが第１フィード部２３により攪拌されながら、第１パドル部２７に向けて搬送される。
【００７２】
このとき、第１フィード部２３の外方に位置するバレル２（溶融混練部６）は、ヒータ（図示せず）により、例えば、１５〜２０℃に調整されている。また、混練対象物Ａの導入とともに、バレル２の内部に侵入した空気などは、導入口４側のベント部７を開放することにより、バレル２の外部に放出される。
【００７３】
次いで、搬送された混練対象物Ａは、第１パドル部２７において混練される。
【００７４】
このとき、第１パドル部２７の外方に位置する溶融混練部６は、ヒータ（図示せず）により、例えば、４０〜８０℃に調整されている。
【００７５】
そして、混練された混練対象物Ａは、第１フィード部２３の回転駆動により搬送される混練対象物Ａの押し出し力により、第１リバース部３０に向けて押し出される。
【００７６】
第１リバース部３０に向けて押し出された混練対象物Ａのうち、大部分は第１リバース部３０を通過し、第２フィード部２４に到達する。一方、押し出された混練対象物Ａのうち、一部は第１リバース部３０の回転駆動により、第１パドル部２７に戻され、再度混練される。
【００７７】
これによって、混練対象物Ａの混練の促進を図るとともに、混練対象物Ａの搬送速度が調整される。
【００７８】
次いで、第１リバース部３０を通過した混練対象物Ａは、第２フィード部２４により、第２パドル部２８および第２リバース部３１に向けて搬送される。
【００７９】
これによって、混練対象物Ａは、第１パドル部２７および第１リバース部３０と同様に、第２パドル部２８および第２リバース部３１を、混練されながら通過する。
【００８０】
このとき、第２パドル部２８の外方に位置する溶融混練部６は、ヒータ（図示せず）により、例えば、６０〜１２０℃に調整されている。
【００８１】
次いで、第２リバース部３１を通過した混練対象物Ａは、続く第３フィード部２５により、第３パドル部２９に搬送されて、第３パドル部２９おいてさらに混練される。これにより、混練対象物Ａは、混練物Ｂとして調製される。
【００８２】
このとき、第３パドル部２９の外方に位置する溶融混練部６は、ヒータ（図示せず）により、例えば、８０〜１４０℃に調整されている。
【００８３】
そして、混練物Ｂは、混練軸３の回転駆動により押し出されて、第４フィード部２６に到達する。
【００８４】
このとき、吐出口５側のベント部７に連結されたポンプ（図示せず）を駆動させることにより、混練物Ｂ中の水分や揮発成分などが溶融混練部６の外部に排出される。
【００８５】
これによって、混練物Ｂ中における気孔の低減を図ることができる。
【００８６】
次いで、混練物Ｂは、第４フィード部２６によりパイプ部１２に搬送される。
【００８７】
パイプ部１２では、上記したように、全周面にわたって凹凸がないように形成されている。そのため、パイプ部１２において、混練物Ｂは、混練軸３の軸線方向と交差する方向のせん断が抑制され、パイプ部１２の軸線方向に沿って円滑に移動される。
【００８８】
そして、混練物Ｂの大部分は、吐出口５から混練物Ｂが吐出される。
【００８９】
一方、吐出されることなく吐出口５を通過して、第３リバース部３２に至った混練物Ｂも、第３リバース部３２により押し戻され、吐出口５から混練物Ｂが吐出される。
【００９０】
以上によって、混練対象物Ａから、気孔の発生が抑制された混練物Ｂが調製される。
【００９１】
混練機１では、混練軸３が、その軸線方向における導入口４と吐出口５との間に、パドル部１１と、パドル部１１よりも吐出口５側に配置され、全周面にわたって凹凸がないように形成されたパイプ部１２とを備えている。
【００９２】
そのため、混練対象物Ａがパドル部１１により混練された後、その混練された混練物Ｂが、混練軸３の軸線方向と交差する方向のせん断が抑制されたパイプ部１２を通過して、吐出口５から吐出される。
【００９３】
その結果、混練物Ｂ中の気孔の発生を抑制することができる。
【００９４】
また、溶融混練部６は、導入口４側のベント部７と、吐出口５側のベント部７とを備えている。これらベント部７は、それぞれ、混練軸３の軸線方向において、パイプ部１２よりも導入口４側に配置されている。
【００９５】
そのため、混練対象物Ａおよび混練物Ｂの空気や水分などが、溶融混練部６の外部に排出された後、混練物Ｂがパイプ部１２に到達する。
【００９６】
その結果、混練物Ｂ中の気孔の発生を、さらに抑制することができる。
【００９７】
また、吐出口５は、混練軸３の軸線方向と直交する方向（径方向）に投影したときに、パイプ部１２と重なるように配置されている。
【００９８】
そのため、混練物Ｂは、再度、混練軸３の軸線方向と交差する方向にせん断されることなく、バレル２の外部に吐出される。
【００９９】
その結果、混練物Ｂ中の気孔の発生を、さらに抑制することができる。
２．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【０１００】
図３は、本発明の第２実施形態に係る混練機を示す概略構成図、図４は、図３に示す混練機の吐出口側の平断面図である。
【０１０１】
図３および図４において、図１および図２に示す各部に対応する部分には、それらの各部と同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【０１０２】
第１実施形態では、図１に示すように、吐出口５が、バレル２の他端側において、混練軸３の径方向他方外側に、バレル２の側壁を貫通するように形成されている。
【０１０３】
これに対して、第２実施形態では、図３および図４に示すように、バレル２の他端部が、吐出口５として形成されている。
【０１０４】
そのため、吐出されることなく吐出口５を通過した混練物Ｂを、吐出口５に押し戻すための第３リバース部３２を設ける必要がなく、パイプ部１２は、その遊端部が吐出口５（バレル２の他端部）から突出するように延設されている。
【０１０５】
その結果、部品点数の低減を図ることができるとともに、混練物Ｂが第３リバース部３２により押し戻されることがないので、混練物Ｂ中に気体が混入することを防止できる。従って、製造コストの低減を図ることができながら、混練物Ｂ中の気孔の発生を抑制することができる。
【０１０６】
なお、第２実施形態では、バレル２の他端部が吐出口５として形成されているので、駆動軸８の他端部は支持されておらず、駆動軸８の一端部のみが、駆動源（図示せず）に相対回転不能に連結されることにより、支持されている。これによっても、混練軸３は、バレル２に対して相対回転可能に支持されている。
【０１０７】
また、吐出口５の断面形状としては、例えば、矩形状、楕円形状、円形状などが挙げられ、好ましくは、楕円形状および円形状が挙げられる。
【０１０８】
また、吐出口５の断面積は、バレル２の断面積に対して、例えば、１５〜５０％、好ましくは、２５〜４５％である。
３．第３実施形態、第４実施形態および第５実施形態
図５は、本発明の第３実施形態における混練機の吐出口側の平断面図である。
【０１０９】
図５において、図１〜図４に示す各部に対応する部分には、それらの各部と同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【０１１０】
第１実施形態（図２参照）および第２実施形態（図４参照）では、パイプ部１２は、略円筒形状に形成されている。
【０１１１】
これに対して、図５に示す第３実施形態では、パイプ部１２は、導入口４側から吐出口５側に向けて幅狭となるテーパ状に形成されている。なお、パイプ部１２は、導入口４側から吐出口５側に向けて幅広となるように形成することもできる。
【０１１２】
なお、図５では、第１実施形態におけるパイプ部１２を、テーパ状に形成した態様を示したが、これに限定されず、第２実施形態におけるパイプ部１２（図４参照）を、テーパ状に形成することもできる。
【０１１３】
これによっても、上記した第１実施形態および第２実施形態と同様に、混練物Ｂ中の気孔の発生を抑制することができる。
【０１１４】
上記の第１実施形態〜第３実施形態においては、パイプ部１２は、全周面にわたって凹凸がないように形成されているが、混練軸３の軸線方向に沿って、凹凸がないように延びる平滑面を有すればよく、例えば、スプライン状に形成することもできる。
【０１１５】
スプライン状に形成されるパイプ部１２としては、パイプ部１２の径方向外方に放射状に延びる突起部３４を有している態様（図６）や、パイプ部１２の円周面から、径方向内側に切り欠かれる切欠部３５を有している態様（図７）が挙げられる。
【０１１６】
すなわち、図６は、本発明の第４実施形態におけるパイプ部分の断面図である。
【０１１７】
図６に示す第４実施形態では、パイプ部１２は、パイプ部１２の径方向外方に放射状に延びる、複数（８つ）の突起部３４を備えている。
【０１１８】
複数（８つ）の突起部３４は、混練軸３の軸線方向に沿って延び、パイプ部１２の外周面において、周方向に等間隔を隔てて配置されている。
【０１１９】
また、図７は、本発明の第５実施形態におけるパイプ部分の断面図である。
【０１２０】
図７に示す第５実施形態では、パイプ部１２は、パイプ部１２の径方向内側に切り欠かれる、複数（８つ）の切欠部３５を備えている。
【０１２１】
複数（８つ）の切欠部３５は、混練軸３の軸線方向に沿って延び、パイプ部１２の外周面において、周方向に等間隔を隔てて配置されている。
【０１２２】
これらによっても、上記した第１実施形態〜第３実施形態と同様に、混練物Ｂ中の気孔の発生を抑制することができる。
【０１２３】
なお、これら実施形態（第１実施形態〜第５実施形態）は、適宜組み合わせることができる。
【実施例】
【０１２４】
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、何らこれらに限定されるものではない。
【０１２５】
実施例１および２
表１に示す処方（単位：質量部）において各成分（混練対象物Ａ）を、図１に示す混練機１（第１実施形態）の導入口４からそれぞれ導入し、混練物（樹脂組成物）を得た。なお、処方例１により調製された混練物を実施例１とし、処方例２により調製された混練物を実施例２とした。
【０１２６】
実施例３
表１に示す処方例２（単位：質量部）における各成分（混練対象物Ａ）を、図３に示す混練機１（第２実施形態）の導入口４からそれぞれ導入し、混練物（樹脂組成物）を得た。
【０１２７】
比較例１および２
図１に示す混練機１のパイプ部１２を、フィードスクリュー部９に変更した混練機を用意した。
【０１２８】
その混練機の導入口４から、表１に示す処方において各成分（混練対象物Ａ）をそれぞれ導入し、混練物（樹脂組成物）を得た。なお、処方例１により調製された混練物を比較例１とし、処方例２により調製された混練物を比較例２とした。
【０１２９】
（評価）
各実施例および各比較例において得られた混練物について、混練物中の気孔数を次のように測定した。その結果を表２に示す。
（１）気孔数測定
各実施例および各比較例において得られた混練物を、軸線方向長さ１５ｍｍ〜３０ｍｍ、直径１０ｍｍ〜１３ｍｍの略円柱形状に調整した。
【０１３０】
そして、大きさを調整した各混練物を、それぞれ１７５℃に設定された乾燥機に１時間投入して硬化させた。その後、各混練物を乾燥機から取り出し、それぞれ所定容器に入れて冷却した。
【０１３１】
一方、各混練物を包埋する包埋用樹脂を用意した。具体的には、エポフィックス冷間埋込樹脂（エポキシ樹脂と硬化剤との２液混合タイプ）を、エポキシ樹脂２５質量部に対して、硬化剤３質量部を配合し、必要量の包埋用樹脂を作製した。
【０１３２】
次いで、各混練物がそれぞれ収容されている容器に、包埋用樹脂を、各混練物が完全に浸かるように流入した。そして、包埋用樹脂が完全に硬化するまで、静置した（室温、約２５℃において、７〜８時間）。これによって、内部に各混練物が包埋されているサンプル樹脂が作製された。
【０１３３】
次いで、サンプル樹脂を容器から取り出し、精密切断機（ＢＵＥＨＬＥＲ社製 Ｉｓｏｍｅｔ１０００）を使用して、混練物が切断面の中央部分に位置するように切断して、各試料片（厚さ５ｍｍ〜７ｍｍ程度）を得た。
【０１３４】
得られた各試験片の切断面を下記の装置および条件により、研磨した。
【０１３５】
研磨装置および研磨条件
研磨機：ＢＵＥＨＬＥＲ社製 ＡＵＴＯＭＥＴ３０００
１）初期研磨条件
研磨紙番手：２４０番、研磨紙台座回転数：５０ｒｐｍ（１／６０ｓ−１）、試料加圧力：５〜８、研磨時間：３〜５ｍｉｎ
２）２段階目研磨条件
研磨紙番手：６００番、研磨紙台座回転数：５０ｒｐｍ（１／６０ｓ−１）、試料加圧力：８〜１０、研磨時間３〜５ｍｉｎ
３）３段階目研磨条件
研磨紙に代えて、適量の水を混合した研磨粉（ＭＩＣＲＯＰＯＬＩＳＨ ０．３）を使用した。
【０１３６】
研磨台座回転数：６０ｒｐｍ（１／６０ｓ−１）、試料加圧力：１０〜１５、研磨時間５〜１０ｍｉｎ
研磨した各試験片における混練物の２ｍｍ×２ｍｍの範囲について、デジタルマイクロスコープ（ＫＥＹＥＮＣＥ社製：ＶＨＸ−５００、観察倍率：１００倍）により、気孔数および気孔径を観察した。図８に実施例２の混練物の断面のデジタルマイクロスコープ写真を示す。また、図９に比較例２の混練物の断面のデジタルマイクロスコープ写真を示す。
【０１３７】
実施例１、実施例３および比較例１においては、２ｍｍ×２ｍｍの範囲を５か所観察した。
【０１３８】
実施例２においては、２ｍｍ×２ｍｍの範囲を３か所観察した。
【０１３９】
比較例２においては、２ｍｍ×２ｍｍの範囲を２か所観察した。
【０１４０】
【表１】
なお、表１の略号などを以下に示す。
ＹＳＬＶ−８０ＸＹ：エポキシ樹脂（新日鐵化学社製）
ＭＥＨ７８５１ＳＳ：フェノール樹脂（明和化成社製）
２ＰＨＺ−ＰＷ：イミダゾール（四国化成工業社製）
ＳＩＢＳＴＡＲ：エラストマー（ポリスチレン−ポリイソブチレン共重合体）（カネカ社製）
充填剤：無機充填剤（溶融シリカ）（ＦＢ−９４５４、電気化学工業社製）１００質量部に対して、シランカップリング剤（ＫＢＭ４０３、信越化学工業社製）０．１質量部を添加して、表面処理したもの。
＃２０：カーボンブラック（三菱化学社製）
【０１４１】
【表２】
【符号の説明】
【０１４２】
１ 混練機
２ バレル
３ 混練軸
４ 導入口
５ 吐出口
７ ベント部
１１ パドル部
１２ パイプ部
Ａ 混練対象物
Ｂ 混練物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混練機、詳しくは、粉体などを混練するために用いられる混練機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、粉体などを混練する場合、混練機が広く利用されている。
【０００３】
このような混練機としては、例えば、被処理物を投入する投入口と、排出する排出口とが設けられた筒状ケーシングと、筒状ケーシング内に配置され、投入口側から排出口側に向けて、順次フィードスクリュウ、パドル、リバーススクリュウが設けられた混練軸とを備える連続二軸混練機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
そして、そのような連続二軸混練機では、被処理物（例えば、粉体）を投入口から筒状ケーシング内に投入し、混練軸に設けられたパドルにより被処理物を混練した後、その被処理物の混練物を排出口から、リバーススクリュウにより筒状ケーシングの外部に押し出して排出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２６７４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の連続二軸混練機により、混練され排出された混練物中には、気孔（ボイド）が発生する場合がある。このような混練物中の気孔は、混練物が使用される各種産業製品において不具合となる場合がある。
【０００７】
そこで、本発明は、混練物中の気孔の発生を抑制することができる混練機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の混練機は、バレルと、前記バレル内に挿通される混練軸とを備える混練機であって、前記バレルには、一端側に、混練対象物を前記バレルの内部に導入するための導入部と、他端側に、前記混練対象物が混練された混練物を前記バレルの外部に吐出するための吐出部とが形成され、前記混練軸は、前記混練軸の軸線方向における前記導入部と前記吐出部との間に、前記混練対象物を混練する混練部分と、前記混練部分よりも前記吐出部側に配置され、前記混練軸の軸線方向に沿って、凹凸がないように延びる平滑面を有する低せん断部分とを備えることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、導入部からバレルの内部に混練対象物が導入されると、まず、混練部分により混練対象物が混練され、その後、その混練物が、凹凸がないように延びる平滑面を有する低せん断部分、すなわち、混練軸の軸線方向と交差する方向のせん断が抑制された低せん断部分を通過し、吐出部から吐出される。
【００１０】
そのため、本発明の混練機を用いて、混練対象物を混練すれば、混練対象物が混練された混練物中における気孔の発生を抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の混練機では、前記低せん断部分が、全周面にわたって凹凸がないように形成されることが好適である。
【００１２】
このような構成によれば、低せん断部分における、混練軸の軸線方向と交差する方向のせん断がさらに抑制される。その結果、混練物中の気孔の発生を、さらに抑制することができる。
【００１３】
また、本発明の混練機では、前記バレルは、前記バレル内の気体を排出するためのベント部を備え、前記ベント部は、前記低せん断部分よりも、前記混練軸の軸線方向における前記導入部側に配置されることが好適である。
【００１４】
このような構成によれば、混練物中の空気や水分などが、バレルの外部に排出された後、混練物が低せん断部分に到達する。その結果、混練物中の気孔の発生を、さらに抑制することができる。
【００１５】
また、本発明の混練機では、前記吐出部は、前記混練軸の軸線方向と直交する方向に投影したときに、前記低せん断部分と重なるように配置されていることが好適である。
【００１６】
このような構成によれば、混練物は、再度、混練軸の軸線方向と交差する方向にせん断されることなく、バレルの外部に吐出される。その結果、混練物中の気孔の発生を、さらに抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の混練機における混練軸は、混練軸の軸線方向における導入部と吐出部との間に、混練対象物を混練する混練部分と、混練部分よりも吐出部側に配置され、混練軸の軸線方向に沿って、凹凸がないように延びる平滑面を有する低せん断部分とを備えている。
【００１８】
そのため、本発明の混練機は、混練物中における気孔の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る混練機を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す混練機の吐出口側の平断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る混練機を示す概略構成図である。
【図４】図３に示す混練機の吐出口側の平断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態における混練機の吐出口側の平断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態におけるパイプ部分の断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態におけるパイプ部分の断面図である。
【図８】実施例２の混練物の断面のデジタルマイクロスコープ写真である。
【図９】比較例２の混練物の断面のデジタルマイクロスコープ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
１．第１実施形態
図１および図２に示すように、混練機１は、連続二軸混練機であり、バレル２と、２つの混練軸３とを備えている。
【００２１】
バレル２は、略楕円筒状に形成され、その一端側には、図１に示すように、混練対象物Ａをバレル２の内部に導入するための導入部の一例としての導入口４が設けられている。また、他端側には、混練対象物Ａが混練された混練物Ｂをバレル２の外部に吐出するための吐出部の一例としての吐出口５が設けられている。
【００２２】
導入口４は、バレル２の一端側において、混練軸３（後述）の径方向一方外側に、バレル２の側壁を貫通するように形成されている。
【００２３】
また、吐出口５は、バレル２の他端側において、混練軸３（後述）の径方向他方外側に、バレル２の側壁を貫通するように形成されている。
【００２４】
吐出口５の断面形状としては、例えば、矩形状、楕円形状、円形状などが挙げられ、好ましくは、楕円形状および円形状が挙げられる。
【００２５】
また、吐出口５の断面積は、バレル２の断面積に対して、例えば、７〜５０％、好ましくは、７〜２０％である。
【００２６】
また、バレル２における導入口４と吐出口５との間には、混練対象物Ａを溶融混練する溶融混練部６が形成されている。
【００２７】
溶融混練部６は、その軸線方向途中部において、溶融混練部６内の気体を排出するための複数（２つ）のベント部７を備えている。
【００２８】
各ベント部７は、混練軸３（後述）の径方向一方外側に、バレル２の側壁を貫通するように、それぞれ形成されている。つまり、各ベント部７と導入口４とは、混練軸３（後述）の径方向において、互いに並列するように形成されている。
【００２９】
また、各ベント部７は、常時閉鎖されており、必要により適宜開放することができる。
【００３０】
複数のベント部７は、より具体的には、バレル２の一端側から他端側に向かう方向において、導入口４の他端側近傍に設けられる導入口側のベント部７と、吐出口５の一端側近傍に設けられる吐出口側のベント部７とを備えている。
【００３１】
また、吐出口５側のベント部７は、ポンプ（図示せず）と連結されており、ポンプ（図示せず）の駆動による吸引力により、溶融混練部６内の気体が吸引される。
【００３２】
また、溶融混練部６には、ヒータ（図示せず）が設けられており、溶融混練部６が、バレル２の一端側から他端側に向かう方向において、ブロック単位で適宜温度調整される。
【００３３】
混練軸３は、バレル２の内部に配置され、混練対象物Ａを混合せん断する回転軸であって、駆動軸８と、フィードスクリュー部９と、リバーススクリュー部１０と、混練部分の一例としてのパドル部１１と、低せん断部分の一例としてパイプ部１２とが一体的に形成されている。
【００３４】
詳しくは、混練軸３は、１つの駆動軸８と、複数（４つ）のフィードスクリュー部９と、複数（３つ）のリバーススクリュー部１０と、複数（３つ）のパドル部１１と、１つのパイプ部１２とを備えている。
【００３５】
なお、フィードスクリュー部９、リバーススクリュー部１０、パドル部１１、およびパイプ部１２は、必要により適宜、軸線方向長さや設置数を変更することができる。
【００３６】
複数（４つ）のフィードスクリュー部９は、混練対象物Ａを吐出口５に向けて搬送する部分であって、具体的には、第１フィード部２３、第２フィード部２４、第３フィード部２５、第４フィード部２６から形成され、それらは、駆動軸８の軸線方向に互いに間隔を隔てて配置されている。
【００３７】
第１フィード部２３は、混練軸３の一端部に配置され、導入口４および導入口４側のベント部７を駆動軸８の径方向に投影したときに、それらの投影面と重なるように配置されている。また、第１フィード部２３は、駆動軸８の軸線方向長さが、他のフィード部と比較して最も長く形成されている。
【００３８】
第４フィード部２６は、４つのフィード部のうち、最も吐出口５側に配置され、吐出口５側のベント部７を駆動軸８の径方向に投影したときに、その投影面と重なるように配置されている。また、第４フィード部２６は、駆動軸８の軸線方向長さが、第１フィード部２３の略１／２に形成されている。
【００３９】
また、第２フィード部２４および第３フィード部２５は、第１フィード部２３と第４フィード部２６との間に配置され、駆動軸８の軸線方向長さが、第１フィード部２３の略１／１０に形成されている。
【００４０】
また、フィードスクリュー部９は、図２に示すように、駆動軸８の外周面から突出するらせん状のスクリュー条２０を備えている。
【００４１】
詳しくは、フィードスクリュー部９のスクリュー条２０は、駆動軸８の回転方向（後述）と同じ方向にらせん状に形成されている。つまり、フィードスクリュー部９は、右らせんのスクリュー条２０を備えている。
【００４２】
フィードスクリュー部９におけるスクリュー条２０のピッチ間隔は、例えば、０．６〜２．０ｃｍ、好ましくは、１．５〜２．０ｃｍである。
【００４３】
複数（３つ）のリバーススクリュー部１０は、図１に示すように、第１リバース部３０、第２リバース部３１、第３リバース部３２から形成され、それらは、混練軸３の軸線方向に互いに間隔を隔てて配置されている。
【００４４】
第３リバース部３２は、混練軸３の他端部に配置され、駆動軸８の軸線方向長さが、他のリバース部と比較して最も長く形成されている。その駆動軸８の軸線方向長さは、第１フィード部２３の略１／４である。
【００４５】
第１リバース部３０は、第１フィード部２３と第２フィード部２４との間であって、第２フィード部２４と隣接配置されている。
【００４６】
また、第２リバース部３１は、第２フィード部２４と第３フィード部２５との間であって、第３フィード部２５と隣接配置されている。
【００４７】
また、第１リバース部３０および第２リバース部３１は、駆動軸８の軸線方向長さが、第３リバース部３２の略１／５に形成されている。
【００４８】
また、リバーススクリュー部１０も、フィードスクリュー部９と同様に、図２に示すように、駆動軸８の外周面から突出するらせん状のスクリュー条２０を備えている。
【００４９】
一方、リバーススクリュー部１０のスクリュー条２０は、フィードスクリュー部９のスクリュー条２０と逆方向のらせん状に形成されている。つまり、リバーススクリュー部１０は、左らせんのスクリュー条２０を備えている。
【００５０】
リバーススクリュー部１０におけるスクリュー条２０のピッチ間隔は、例えば、０．６〜１．５ｃｍ、好ましくは、１．０〜１．５ｃｍである。
【００５１】
複数（３つ）のパドル部１１は、混練対象物Ａを混練する部分であって、具体的には、第１パドル部２７、第２パドル部２８、第３パドル部２９から形成され、それらは、混練軸３の軸線方向に互いに間隔を隔てて配置されている。
【００５２】
第１パドル部２７は、第１フィード部２３と第１リバース部３０との間に配置されている。
【００５３】
第２パドル部２８は、第２フィード部２４と第２リバース部３１との間に配置されている。
【００５４】
第３パドル部２９は、第３フィード部２５と第４フィード部２６との間に配置されている。
【００５５】
また、第１パドル部２７、第２パドル部２８および第３パドル部２９は、駆動軸８の軸線方向長さが、それぞれ略同じ長さであって、第１フィード部２３の略１／３に形成されている。
【００５６】
また、パドル部１１は、図２に示すように、略楕円板状のパドル羽２１を、駆動軸８の軸線方向に沿って並列するように複数備えている。
【００５７】
より具体的には、複数のパドル羽２１は、駆動軸８の軸線方向に、それぞれ隣接するパドル羽２１の長径が、互いに約９０°変位するように並列配置されている。
【００５８】
パイプ部１２は、駆動軸８の軸線方向に沿って略円筒形状に形成され、全周面にわたって凹凸がないように形成されている。
【００５９】
また、パイプ部１２は、第４フィード部２６と第３リバース部３２との間に配置され、吐出口５を駆動軸８の径方向に投影したときに、その投影面と重なるように配置されている。また、パイプ部１２は、駆動軸８の軸線方向長さが、第１フィード部２３の略１／２に形成されている。
【００６０】
すなわち、混練軸３では、図１に示すように、駆動軸８の一端側から他端側に向けて、順次、第１フィード部２３、第１パドル部２７、第１リバース部３０、第２フィード部２４、第２パドル部２８、第２リバース部３１、第３フィード部２５、第３パドル部２９、第４フィード部２６、パイプ部１２、および、第３リバース部３２が配置されている。
【００６１】
つまり、混練軸３は、駆動軸８の一端側から他端側に向けて、フィード部、パドル部およびリバース部からなるユニットが繰り返して配置されており、他端側のユニットでは、パドル部とリバース部との間に、さらにフィード部およびパイプ部が配置されている。
【００６２】
そして、２つの混練軸３は、図２に示すように、バレル２の内部において、その軸線方向に沿って配置され、かつ、その径方向に沿って、互いに並列配置されている。
【００６３】
また、２つの混練軸３は、それぞれの部分（フィードスクリュー部９、リバーススクリュー部１０、パドル部１１）において、互いの回転駆動を妨げないように配置されている。
【００６４】
また、混練軸３の駆動軸８の両端部は、バレル２の軸線方向外方に突出している。その突出する両端部のうち、一端側は、駆動源（図示せず）に相対回転不能に連結され、他端側は、支持壁（図示せず）に相対回転可能に支持されている。つまり、混練軸３は、駆動軸８に駆動源（図示せず）から駆動力が伝達されることにより、駆動軸８の軸線周りにおいて、回転駆動する。具体的には、混練軸３は、駆動軸８の軸線方向において、導入口４側から吐出口５側に見て右回転する。
【００６５】
また、図２に示すように、バレル２の内周面と、混練軸３のフィードスクリュー部９、リバーススクリュー部１０、およびパドル部１１とは、混練軸３の径方向において僅かな間隔を隔てて対向するように配置されている。また、バレル２の内周面と、パイプ部１２とは、混練軸３の径方向において、他の部分と比較して大きな間隔を隔てて配置されている。
【００６６】
次に、混練機１による混練対象物Ａの混練について説明する。
【００６７】
混練対象物Ａとしては、例えば、樹脂や、それらと添加剤との混合物などが挙げられる。
【００６８】
樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アルキド樹脂などの熱硬化性樹脂、例えば、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００６９】
添加剤としては、例えば、アミン系化合物、酸無水物系化合物、フェノール樹脂などの硬化剤、例えば、イミダゾール系化合物などの硬化促進剤、例えば、シリカ、アルミナ、金属水酸化物などの充填剤、例えば、アクリル系共重合体、ポリスチレン−ポリイソブチレン共重合体、スチレンアクリレート共重合体などの可撓性付与剤、例えば、カーボンブラックなどの着色剤などが挙げられる。
【００７０】
混練機１により、混練対象物Ａを混練して混練物Ｂを調製するには、まず、混練機１の導入口４から、混練対象物Ａをバレル２の内部に導入する。
【００７１】
そして、駆動軸８に駆動源（図示せず）からの駆動力が伝達されると、混練軸３が回転駆動し、混練対象物Ａが第１フィード部２３により攪拌されながら、第１パドル部２７に向けて搬送される。
【００７２】
このとき、第１フィード部２３の外方に位置するバレル２（溶融混練部６）は、ヒータ（図示せず）により、例えば、１５〜２０℃に調整されている。また、混練対象物Ａの導入とともに、バレル２の内部に侵入した空気などは、導入口４側のベント部７を開放することにより、バレル２の外部に放出される。
【００７３】
次いで、搬送された混練対象物Ａは、第１パドル部２７において混練される。
【００７４】
このとき、第１パドル部２７の外方に位置する溶融混練部６は、ヒータ（図示せず）により、例えば、４０〜８０℃に調整されている。
【００７５】
そして、混練された混練対象物Ａは、第１フィード部２３の回転駆動により搬送される混練対象物Ａの押し出し力により、第１リバース部３０に向けて押し出される。
【００７６】
第１リバース部３０に向けて押し出された混練対象物Ａのうち、大部分は第１リバース部３０を通過し、第２フィード部２４に到達する。一方、押し出された混練対象物Ａのうち、一部は第１リバース部３０の回転駆動により、第１パドル部２７に戻され、再度混練される。
【００７７】
これによって、混練対象物Ａの混練の促進を図るとともに、混練対象物Ａの搬送速度が調整される。
【００７８】
次いで、第１リバース部３０を通過した混練対象物Ａは、第２フィード部２４により、第２パドル部２８および第２リバース部３１に向けて搬送される。
【００７９】
これによって、混練対象物Ａは、第１パドル部２７および第１リバース部３０と同様に、第２パドル部２８および第２リバース部３１を、混練されながら通過する。
【００８０】
このとき、第２パドル部２８の外方に位置する溶融混練部６は、ヒータ（図示せず）により、例えば、６０〜１２０℃に調整されている。
【００８１】
次いで、第２リバース部３１を通過した混練対象物Ａは、続く第３フィード部２５により、第３パドル部２９に搬送されて、第３パドル部２９おいてさらに混練される。これにより、混練対象物Ａは、混練物Ｂとして調製される。
【００８２】
このとき、第３パドル部２９の外方に位置する溶融混練部６は、ヒータ（図示せず）により、例えば、８０〜１４０℃に調整されている。
【００８３】
そして、混練物Ｂは、混練軸３の回転駆動により押し出されて、第４フィード部２６に到達する。
【００８４】
このとき、吐出口５側のベント部７に連結されたポンプ（図示せず）を駆動させることにより、混練物Ｂ中の水分や揮発成分などが溶融混練部６の外部に排出される。
【００８５】
これによって、混練物Ｂ中における気孔の低減を図ることができる。
【００８６】
次いで、混練物Ｂは、第４フィード部２６によりパイプ部１２に搬送される。
【００８７】
パイプ部１２では、上記したように、全周面にわたって凹凸がないように形成されている。そのため、パイプ部１２において、混練物Ｂは、混練軸３の軸線方向と交差する方向のせん断が抑制され、パイプ部１２の軸線方向に沿って円滑に移動される。
【００８８】
そして、混練物Ｂの大部分は、吐出口５から混練物Ｂが吐出される。
【００８９】
一方、吐出されることなく吐出口５を通過して、第３リバース部３２に至った混練物Ｂも、第３リバース部３２により押し戻され、吐出口５から混練物Ｂが吐出される。
【００９０】
以上によって、混練対象物Ａから、気孔の発生が抑制された混練物Ｂが調製される。
【００９１】
混練機１では、混練軸３が、その軸線方向における導入口４と吐出口５との間に、パドル部１１と、パドル部１１よりも吐出口５側に配置され、全周面にわたって凹凸がないように形成されたパイプ部１２とを備えている。
【００９２】
そのため、混練対象物Ａがパドル部１１により混練された後、その混練された混練物Ｂが、混練軸３の軸線方向と交差する方向のせん断が抑制されたパイプ部１２を通過して、吐出口５から吐出される。
【００９３】
その結果、混練物Ｂ中の気孔の発生を抑制することができる。
【００９４】
また、溶融混練部６は、導入口４側のベント部７と、吐出口５側のベント部７とを備えている。これらベント部７は、それぞれ、混練軸３の軸線方向において、パイプ部１２よりも導入口４側に配置されている。
【００９５】
そのため、混練対象物Ａおよび混練物Ｂの空気や水分などが、溶融混練部６の外部に排出された後、混練物Ｂがパイプ部１２に到達する。
【００９６】
その結果、混練物Ｂ中の気孔の発生を、さらに抑制することができる。
【００９７】
また、吐出口５は、混練軸３の軸線方向と直交する方向（径方向）に投影したときに、パイプ部１２と重なるように配置されている。
【００９８】
そのため、混練物Ｂは、再度、混練軸３の軸線方向と交差する方向にせん断されることなく、バレル２の外部に吐出される。
【００９９】
その結果、混練物Ｂ中の気孔の発生を、さらに抑制することができる。
２．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【０１００】
図３は、本発明の第２実施形態に係る混練機を示す概略構成図、図４は、図３に示す混練機の吐出口側の平断面図である。
【０１０１】
図３および図４において、図１および図２に示す各部に対応する部分には、それらの各部と同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【０１０２】
第１実施形態では、図１に示すように、吐出口５が、バレル２の他端側において、混練軸３の径方向他方外側に、バレル２の側壁を貫通するように形成されている。
【０１０３】
これに対して、第２実施形態では、図３および図４に示すように、バレル２の他端部が、吐出口５として形成されている。
【０１０４】
そのため、吐出されることなく吐出口５を通過した混練物Ｂを、吐出口５に押し戻すための第３リバース部３２を設ける必要がなく、パイプ部１２は、その遊端部が吐出口５（バレル２の他端部）から突出するように延設されている。
【０１０５】
その結果、部品点数の低減を図ることができるとともに、混練物Ｂが第３リバース部３２により押し戻されることがないので、混練物Ｂ中に気体が混入することを防止できる。従って、製造コストの低減を図ることができながら、混練物Ｂ中の気孔の発生を抑制することができる。
【０１０６】
なお、第２実施形態では、バレル２の他端部が吐出口５として形成されているので、駆動軸８の他端部は支持されておらず、駆動軸８の一端部のみが、駆動源（図示せず）に相対回転不能に連結されることにより、支持されている。これによっても、混練軸３は、バレル２に対して相対回転可能に支持されている。
【０１０７】
また、吐出口５の断面形状としては、例えば、矩形状、楕円形状、円形状などが挙げられ、好ましくは、楕円形状および円形状が挙げられる。
【０１０８】
また、吐出口５の断面積は、バレル２の断面積に対して、例えば、１５〜５０％、好ましくは、２５〜４５％である。
３．第３実施形態、第４実施形態および第５実施形態
図５は、本発明の第３実施形態における混練機の吐出口側の平断面図である。
【０１０９】
図５において、図１〜図４に示す各部に対応する部分には、それらの各部と同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【０１１０】
第１実施形態（図２参照）および第２実施形態（図４参照）では、パイプ部１２は、略円筒形状に形成されている。
【０１１１】
これに対して、図５に示す第３実施形態では、パイプ部１２は、導入口４側から吐出口５側に向けて幅狭となるテーパ状に形成されている。なお、パイプ部１２は、導入口４側から吐出口５側に向けて幅広となるように形成することもできる。
【０１１２】
なお、図５では、第１実施形態におけるパイプ部１２を、テーパ状に形成した態様を示したが、これに限定されず、第２実施形態におけるパイプ部１２（図４参照）を、テーパ状に形成することもできる。
【０１１３】
これによっても、上記した第１実施形態および第２実施形態と同様に、混練物Ｂ中の気孔の発生を抑制することができる。
【０１１４】
上記の第１実施形態〜第３実施形態においては、パイプ部１２は、全周面にわたって凹凸がないように形成されているが、混練軸３の軸線方向に沿って、凹凸がないように延びる平滑面を有すればよく、例えば、スプライン状に形成することもできる。
【０１１５】
スプライン状に形成されるパイプ部１２としては、パイプ部１２の径方向外方に放射状に延びる突起部３４を有している態様（図６）や、パイプ部１２の円周面から、径方向内側に切り欠かれる切欠部３５を有している態様（図７）が挙げられる。
【０１１６】
すなわち、図６は、本発明の第４実施形態におけるパイプ部分の断面図である。
【０１１７】
図６に示す第４実施形態では、パイプ部１２は、パイプ部１２の径方向外方に放射状に延びる、複数（８つ）の突起部３４を備えている。
【０１１８】
複数（８つ）の突起部３４は、混練軸３の軸線方向に沿って延び、パイプ部１２の外周面において、周方向に等間隔を隔てて配置されている。
【０１１９】
また、図７は、本発明の第５実施形態におけるパイプ部分の断面図である。
【０１２０】
図７に示す第５実施形態では、パイプ部１２は、パイプ部１２の径方向内側に切り欠かれる、複数（８つ）の切欠部３５を備えている。
【０１２１】
複数（８つ）の切欠部３５は、混練軸３の軸線方向に沿って延び、パイプ部１２の外周面において、周方向に等間隔を隔てて配置されている。
【０１２２】
これらによっても、上記した第１実施形態〜第３実施形態と同様に、混練物Ｂ中の気孔の発生を抑制することができる。
【０１２３】
なお、これら実施形態（第１実施形態〜第５実施形態）は、適宜組み合わせることができる。
【実施例】
【０１２４】
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、何らこれらに限定されるものではない。
【０１２５】
実施例１および２
表１に示す処方（単位：質量部）において各成分（混練対象物Ａ）を、図１に示す混練機１（第１実施形態）の導入口４からそれぞれ導入し、混練物（樹脂組成物）を得た。なお、処方例１により調製された混練物を実施例１とし、処方例２により調製された混練物を実施例２とした。
【０１２６】
実施例３
表１に示す処方例２（単位：質量部）における各成分（混練対象物Ａ）を、図３に示す混練機１（第２実施形態）の導入口４からそれぞれ導入し、混練物（樹脂組成物）を得た。
【０１２７】
比較例１および２
図１に示す混練機１のパイプ部１２を、フィードスクリュー部９に変更した混練機を用意した。
【０１２８】
その混練機の導入口４から、表１に示す処方において各成分（混練対象物Ａ）をそれぞれ導入し、混練物（樹脂組成物）を得た。なお、処方例１により調製された混練物を比較例１とし、処方例２により調製された混練物を比較例２とした。
【０１２９】
（評価）
各実施例および各比較例において得られた混練物について、混練物中の気孔数を次のように測定した。その結果を表２に示す。
（１）気孔数測定
各実施例および各比較例において得られた混練物を、軸線方向長さ１５ｍｍ〜３０ｍｍ、直径１０ｍｍ〜１３ｍｍの略円柱形状に調整した。
【０１３０】
そして、大きさを調整した各混練物を、それぞれ１７５℃に設定された乾燥機に１時間投入して硬化させた。その後、各混練物を乾燥機から取り出し、それぞれ所定容器に入れて冷却した。
【０１３１】
一方、各混練物を包埋する包埋用樹脂を用意した。具体的には、エポフィックス冷間埋込樹脂（エポキシ樹脂と硬化剤との２液混合タイプ）を、エポキシ樹脂２５質量部に対して、硬化剤３質量部を配合し、必要量の包埋用樹脂を作製した。
【０１３２】
次いで、各混練物がそれぞれ収容されている容器に、包埋用樹脂を、各混練物が完全に浸かるように流入した。そして、包埋用樹脂が完全に硬化するまで、静置した（室温、約２５℃において、７〜８時間）。これによって、内部に各混練物が包埋されているサンプル樹脂が作製された。
【０１３３】
次いで、サンプル樹脂を容器から取り出し、精密切断機（ＢＵＥＨＬＥＲ社製 Ｉｓｏｍｅｔ１０００）を使用して、混練物が切断面の中央部分に位置するように切断して、各試料片（厚さ５ｍｍ〜７ｍｍ程度）を得た。
【０１３４】
得られた各試験片の切断面を下記の装置および条件により、研磨した。
【０１３５】
研磨装置および研磨条件
研磨機：ＢＵＥＨＬＥＲ社製 ＡＵＴＯＭＥＴ３０００
１）初期研磨条件
研磨紙番手：２４０番、研磨紙台座回転数：５０ｒｐｍ（１／６０ｓ−１）、試料加圧力：５〜８、研磨時間：３〜５ｍｉｎ
２）２段階目研磨条件
研磨紙番手：６００番、研磨紙台座回転数：５０ｒｐｍ（１／６０ｓ−１）、試料加圧力：８〜１０、研磨時間３〜５ｍｉｎ
３）３段階目研磨条件
研磨紙に代えて、適量の水を混合した研磨粉（ＭＩＣＲＯＰＯＬＩＳＨ ０．３）を使用した。
【０１３６】
研磨台座回転数：６０ｒｐｍ（１／６０ｓ−１）、試料加圧力：１０〜１５、研磨時間５〜１０ｍｉｎ
研磨した各試験片における混練物の２ｍｍ×２ｍｍの範囲について、デジタルマイクロスコープ（ＫＥＹＥＮＣＥ社製：ＶＨＸ−５００、観察倍率：１００倍）により、気孔数および気孔径を観察した。図８に実施例２の混練物の断面のデジタルマイクロスコープ写真を示す。また、図９に比較例２の混練物の断面のデジタルマイクロスコープ写真を示す。
【０１３７】
実施例１、実施例３および比較例１においては、２ｍｍ×２ｍｍの範囲を５か所観察した。
【０１３８】
実施例２においては、２ｍｍ×２ｍｍの範囲を３か所観察した。
【０１３９】
比較例２においては、２ｍｍ×２ｍｍの範囲を２か所観察した。
【０１４０】
【表１】
なお、表１の略号などを以下に示す。
ＹＳＬＶ−８０ＸＹ：エポキシ樹脂（新日鐵化学社製）
ＭＥＨ７８５１ＳＳ：フェノール樹脂（明和化成社製）
２ＰＨＺ−ＰＷ：イミダゾール（四国化成工業社製）
ＳＩＢＳＴＡＲ：エラストマー（ポリスチレン−ポリイソブチレン共重合体）（カネカ社製）
充填剤：無機充填剤（溶融シリカ）（ＦＢ−９４５４、電気化学工業社製）１００質量部に対して、シランカップリング剤（ＫＢＭ４０３、信越化学工業社製）０．１質量部を添加して、表面処理したもの。
＃２０：カーボンブラック（三菱化学社製）
【０１４１】
【表２】
【符号の説明】
【０１４２】
１ 混練機
２ バレル
３ 混練軸
４ 導入口
５ 吐出口
７ ベント部
１１ パドル部
１２ パイプ部
Ａ 混練対象物
Ｂ 混練物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バレルと、前記バレル内に挿通される混練軸とを備える混練機であって、
前記バレルには、一端側に、混練対象物を前記バレルの内部に導入するための導入部と、他端側に、前記混練対象物が混練された混練物を前記バレルの外部に吐出するための吐出部とが形成され、
前記混練軸は、前記混練軸の軸線方向における前記導入部と前記吐出部との間に、前記混練対象物を混練する混練部分と、前記混練部分よりも前記吐出部側に配置され、前記混練軸の軸線方向に沿って、凹凸がないように延びる平滑面を有する低せん断部分とを備えることを特徴とする、混練機。
【請求項２】
前記低せん断部分が、全周面にわたって凹凸がないように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の混練機。
【請求項３】
前記バレルは、前記バレル内の気体を排出するためのベント部を備え、
前記ベント部は、前記低せん断部分よりも、前記混練軸の軸線方向における前記導入部側に配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載の混練機。
【請求項４】
前記吐出部は、前記混練軸の軸線方向と直交する方向に投影したときに、前記低せん断部分と重なるように配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の混練機。
【請求項１】
バレルと、前記バレル内に挿通される混練軸とを備える混練機であって、
前記バレルには、一端側に、混練対象物を前記バレルの内部に導入するための導入部と、他端側に、前記混練対象物が混練された混練物を前記バレルの外部に吐出するための吐出部とが形成され、
前記混練軸は、前記混練軸の軸線方向における前記導入部と前記吐出部との間に、前記混練対象物を混練する混練部分と、前記混練部分よりも前記吐出部側に配置され、前記混練軸の軸線方向に沿って、凹凸がないように延びる平滑面を有する低せん断部分とを備えることを特徴とする、混練機。
【請求項２】
前記低せん断部分が、全周面にわたって凹凸がないように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の混練機。
【請求項３】
前記バレルは、前記バレル内の気体を排出するためのベント部を備え、
前記ベント部は、前記低せん断部分よりも、前記混練軸の軸線方向における前記導入部側に配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載の混練機。
【請求項４】
前記吐出部は、前記混練軸の軸線方向と直交する方向に投影したときに、前記低せん断部分と重なるように配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の混練機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−６１７１（Ｐ２０１３−６１７１Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６６７５８（Ｐ２０１１−２６６７５８）
【出願日】平成２３年１２月６日（２０１１．１２．６）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月６日（２０１１．１２．６）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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