混練装置および混練成形装置
【課題】高分子材料の劣化・分解を抑制しつつ高い剪断力を付与し、分散性のよい被混練物を生産することができる混練装置を提供すること。
【解決手段】高分子材料Ｍが供給されるシリンダ３と、シリンダ３内に配置され、回転駆動されることにより高分子材料Ｍを一方向に搬送するスクリュー２と、シリンダ３の高分子材料Ｍの搬送方向下流側に開口するように設けられ、高分子材料Ｍを排出する排出経路６と、排出経路６とシリンダ３との間に設けられ、高分子材料Ｍをシリンダ３における高分子材料Ｍの搬送方向上流側へ還流させる帰還経路９と、を備え、排出経路６と帰還経路９のそれぞれの径方向におけるそれぞれの断面積が、排出経路６の断面積＞帰還経路９の断面積とされている。
【解決手段】高分子材料Ｍが供給されるシリンダ３と、シリンダ３内に配置され、回転駆動されることにより高分子材料Ｍを一方向に搬送するスクリュー２と、シリンダ３の高分子材料Ｍの搬送方向下流側に開口するように設けられ、高分子材料Ｍを排出する排出経路６と、排出経路６とシリンダ３との間に設けられ、高分子材料Ｍをシリンダ３における高分子材料Ｍの搬送方向上流側へ還流させる帰還経路９と、を備え、排出経路６と帰還経路９のそれぞれの径方向におけるそれぞれの断面積が、排出経路６の断面積＞帰還経路９の断面積とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混練装置および混練成形装置、より詳しくは高分子材料の混練に用いられる溶融混練装置および溶融混練成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高分子材料を混練するための装置として、溶融された高分子材料に対してその温度を制御しながら剪断力を与える溶融混練装置が知られている。溶融混練装置によれば、高分子材料が均一に混練され分散性が高い被混練物が得られる。
【０００３】
このような混練装置の例として、特許文献１には、先端が縮径され互いに対向する方向に動作する２つのスクリューを備えた混練装置が記載されている。特許文献１に記載の混練装置によれば、先端が縮径されたスクリューによって高分子材料に圧力を加えるとともにスクリューが互いに噛み合う部分で高分子材料に対して剪断力を与える。その結果、溶融された高分子材料による被混練物の分散性を高めることができる。
【０００４】
しかしながら、溶融された高分子材料は、強い剪断力が加わると剪断発熱によって高分子材料自体が発熱する。また、高い圧力で剪断力を加えると高分子材料の混練性が高まる一方で剪断発熱が大きくなる。
このため、特許文献１に記載の混練装置のような従来の混練装置では、剪断発熱によって高分子材料が過剰に発熱して劣化あるいは分解してしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６１２９４５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高分子材料の発熱による劣化あるいは分解の問題を解消するためには、スクリューが配置された混練シリンダに水冷あるいは空冷等の温度制御手段を設けることが考えられる。しかしながら、特許文献１に記載されたような循環式の混練装置では、温度制御手段を用いて高分子材料を急冷しようとすると、混練シリンダによる加工間の温度調整に時間がかかるため、被混練物の生産性が悪いという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１に記載の混練装置では、スクリューが噛み合った部分で特に剪断発熱が生じるため、溶融された高分子材料の温度に偏りがある。この溶融された高分子材料の温度を水冷あるいは空冷によって冷却する場合、温度制御にかかる装置構成が非常に複雑になり、混練装置自体の製造コストが高くなってしまうという問題があった。
【０００８】
このため、高分子材料を水冷あるいは空冷で冷却するという手段では高分子材料に生じる剪断発熱を好適に抑制することが困難であった。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は高分子材料の劣化・分解を抑制しつつ高い剪断力を付与し、分散性のよい被混練物を生産することができる混練装置の提供を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の混練装置は、高分子材料が供給されるシリンダを少なくとも１つと、該各シリンダ内に配置され、回転駆動されることにより前記高分子材料を一方向に搬送するスクリューと、前記各シリンダの前記高分子材料の搬送方向下流側に開口するように設けられ、前記高分子材料を排出する排出経路と、前記排出経路と前記シリンダとの間に設けられ、前記高分子材料を前記シリンダにおける前記高分子材料の搬送方向上流側へ還流させる帰還経路と、を備え、前記排出経路と前記帰還経路とのそれぞれの断面積が、前記排出経路の断面積＞前記帰還経路の断面積とされていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の混練装置は、前記スクリューと前記シリンダとの組を複数組備え、前記排出経路は互いに合流する合流部をさらに備え、前記帰還経路は複数の前記シリンダに連通されていてもよい。
【００１２】
また、本発明の混練装置は、前記排出経路に連通され、前記高分子材料を溶融させて前記排出経路内へ搬送する材料搬送部をさらに備えてもよい。
【００１３】
本発明の混練成形装置は本発明の混練装置と、前記混練装置において前記被混練物を所定の形状に成形する成形部と、を備えることを特徴としている。
この発明によれば、混練装置に成形部が設けられていることで混練と成形との工程を連続的に行うことができるので生産リードタイムを短縮できる。また、混練された被混練物への空気の混入を抑制できるので成形された成形品への気泡の混入が抑制できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の混練装置によれば、高分子材料の劣化・分解を抑制しつつ高い剪断力を付与し、分散性のよい被混練物を生産することができる。
また、本発明の混練成形装置によれば、被混練物を成形する際の生産リードタイムを低減するとともに、成形された成形品への気泡の混入を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態の混練装置の構成を一部断面で示す平面図、（Ｂ）は同混練装置の一部の構成を拡大して示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態の混練装置の構成を一部断面で示す平面図である。
【図３】本発明の第３実施形態の混練装置の構成を一部断面で示す平面図である。
【図４】同混練装置の構成を示す側面図である。
【図５】本発明の第４実施形態の混練装置の構成を示す正面図である。
【図６】同混練装置の変形例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態の混練装置について図１（Ａ）および（Ｂ）を参照して説明する。
図１（Ａ）は、本実施形態の混練装置の概略構成図で、混練装置１００の一部を断面視した平面図である。また、図１（Ｂ）は、混練装置１００の一部の構成を拡大して示す断面図である。図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、混練装置１００は、高分子材料Ｍが供給されるシリンダ３と、シリンダ３内に配置され、駆動部１によって回転駆動されることにより高分子材料Ｍを一方向（図中ａからｂ方向）に搬送するスクリュー２とを備えている。
【００１７】
以下本明細書では、高分子材料Ｍが搬送される方向を、シリンダ３におけるａ側を上流、ｂ側を下流として説明する。
【００１８】
スクリュー２には、その外周面に沿って螺旋状に延びて設けられて凸条部１２が形成されている。凸条部１２の間は一続きの溝になっており、スクリュー２とシリンダ３との間には、高分子材料Ｍを搬送するための空間Ｃが生じている。
【００１９】
シリンダ３には、外周面に固定されたバンドヒーター４が設けられている。バンドヒーター４は例えば電力が供給されることで発熱しシリンダ３および空間Ｃを加熱する発熱体を有する。
【００２０】
シリンダ３の下流側には、押出し先端部８が固定されている。押出し先端部８には、一端が空間Ｃに連通されるように開口して形成された排出経路６が設けられている。本実施形態では、排出経路６は径方向断面の形状が直径Ｓ１を有する円形になっている。排出経路６には、排出経路６に内に高分子材料Ｍを搬入するとともに、混練された被混練物を排出経路６から排出するための搬入搬出弁５が取り付けられている。また、搬入搬出弁５には、排出経路６の内部における温度を検出するための図示しない熱電対が一体に構成されている。
【００２１】
排出経路６とシリンダ３との間には、筒状の流通管７が設けられている。流通管７の一端７ａは排出経路６に連通され、流通管７の他端７ｂはシリンダ３の空間Ｃに連通するようにシリンダ３に接続されている。流通管７の内部は、径方向断面の形状がＳ２の内径を有する円形になっており、高分子材料Ｍをシリンダ３における高分子材料Ｍの搬送方向上流側へ還流させる帰還経路９になっている。
【００２２】
図１（Ｂ）に示すように、排出経路６と帰還経路９とのそれぞれの直径はＳ１＞Ｓ２を満たしており、すなわち排出経路６の径方向における断面積＞帰還経路９の径方向における断面積である。
【００２３】
以上に説明する構成の、本実施形態の混練装置の作用について、図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照しながら説明を行う。
混練装置１００では、搬入搬出弁５を通じて高分子材料Ｍがシリンダ３へと供給される。駆動部１が駆動されるとスクリュー２が軸回りに回転動作される。スクリュー２の外周面に形成された螺旋状の凸条部１２と高分子材料Ｍとが接触された部分では、スクリュー２の回転運動がスクリュー２の軸方向への推力に変換される。すると、高分子材料Ｍがスクリュー２の先端（図１（Ａ）に示すｂ方向）へと搬送される。ここで、バンドヒーター４によって高分子材料Ｍは加熱され、溶融された状態になっている。
【００２４】
高分子材料Ｍは、スクリュー２による推力によってシリンダ３から押し出され、排出経路６内へと移動する。さらに、高分子材料Ｍは、排出経路６から帰還経路９へと押圧移動される。
【００２５】
ここで、図１（Ｂ）に示すように、排出経路６と帰還経路９との境界部Ｌ０では、直径Ｓ１を有する排出経路６内にある高分子材料Ｍが、直径Ｓ１よりも小さい直径Ｓ２を有する帰還経路９へと流入する。このとき、高分子材料Ｍには断熱圧縮が生じ、高分子材料Ｍにかかる圧力が排出経路６における圧力Ｐ０よりも高い圧力Ｐ１となる。
【００２６】
溶融された高分子材料Ｍでは、等しい温度であっても加えられる圧力が高いときには見かけの粘度が低下する。そのため、直径Ｓ２を有する帰還経路９の内部における圧力Ｐ１の高分子材料Ｍの流動性は圧力Ｐ０における流動性より高い。
【００２７】
高分子材料Ｍの種類によって圧力変化に対する見かけの粘性の変化の程度は異なるが、圧力Ｐ０よりも高い圧力Ｐ１がかけられた高分子材料Ｍは、帰還経路９の中心軸線付近では排出経路６における流速Ｖ０よりも速い流速Ｖ１で流通する。一方、帰還経路９の壁面付近では、高分子材料Ｍと帰還経路９の壁面との間の抵抗によって高分子材料Ｍの流速が流速Ｖ１よりも遅い。このため、図１（Ｂ）に符号Ｌ１〜Ｌ３で示すように、帰還経路９の中心軸線付近と帰還経路９の壁面付近との間で高分子材料Ｍの移動距離に差が生じ、中心軸線方向に剪断応力が発生する。
【００２８】
従って、境界部Ｌ０において揃って流入された高分子材料Ｍは、帰還経路９を通過する間にたとえば符号Ｌ３で示すように境界面が湾曲されており帰還経路９の中心軸線付近の高分子材料Ｍが先にシリンダ３に還流する。このように高分子材料Ｍが還流する時間に差があることで、空間Ｃ、排出経路６、および帰還経路９を通じて循環する高分子材料Ｍは分散されて均一に混練される。
【００２９】
ところで、高分子材料Ｍが帰還経路９に流入される際には、断熱圧縮されることで発熱し、また帰還経路９を高分子材料Ｍが通過する際には剪断応力を受けることで剪断発熱する。ここで、これらの発熱が生じるのは高分子材料Ｍが帰還経路９に流入してから帰還経路９から流出するまでの間である。また、高分子材料Ｍが帰還経路９から流出された際には、直径Ｓ２を有する帰還経路９よりも広い空間Ｃへ流出するとともに、帰還経路９の内壁面との間に生じていた剪断応力がなくなる。このため、空間Ｃにある高分子材料Ｍの温度は帰還経路９の内部に高分子材料Ｍがあったときよりも低下する。
【００３０】
混練装置１００では、空間Ｃ、排出経路６、および帰還経路９を通じて循環する高分子材料Ｍは分散されて均一に混練され、高分子材料Ｍが均一に混練された被混練物が生産される。被混練物は、搬入搬出弁５を通じて混練装置１００の外部に搬出され、引き続いて適宜の加工工程に使用される。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態に係る混練装置１００によれば、帰還経路９の内壁面との間に生じる剪断応力によって高分子材料Ｍが混練され、高分子材料Ｍに生じる剪断発熱は帰還経路９から空間Ｃに流出する際に放熱される。このため、混練装置１００において高分子材料Ｍが循環して混練されても剪断発熱が高分子材料Ｍに蓄積されることが抑制されている。従って、高分子材料の劣化・分解を抑制しつつ高い剪断力を付与し、分散性のよい被混練物を生産することができる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の混練装置について図２を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態の混練装置１００と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
【００３３】
図２は、本実施形態の混練装置の概略構成を示す図であって、混練装置の一部を断面視した平面図である。図２に示すように、本実施形態の混練装置２００は、スクリュー２とシリンダ３との組を２組備えている点で第１実施形態の混練装置１００と構成が異なっている。
【００３４】
また、駆動部１とスクリュー２との間には、ベルト１ａ、１ｂが介在されており、駆動部１による回転力はベルト１ａによってスクリュー２ａに伝達され、スクリュー２aの回転動作がベルト１ｂによってスクリュー２ｂに伝達される。
【００３５】
また、押出し先端部８に代えて押出し先端部１８を備えている。押出し先端部１８は、排出経路６に代えて排出経路１６ａ、１６ｂを有し、それぞれ一端がシリンダ３ａ、３ｂにおける下流側に開口されている。本実施形態では、排出経路１６ａ、１６ｂのそれぞれの他端は集合された合流部１６ｃになっている。
【００３６】
また、流通管７に代えて、合流部１６ｃとシリンダ３ａ、３ｂとの間に設けられた流通管１７を備え、流通管１７の内腔には、排出経路１６ａ、１６ｂと、空間Ｃａ、Ｃｂとのそれぞれに連通する帰還経路１９が形成されている。
【００３７】
合流部１６ｃは排出経路１６ａ、１６ｂのそれぞれの径方向における断面積の総和と等しい断面積を有して合流後管路１６ｄに連通されている。合流後管路１６ｄは、排出経路の一部として機能し、排出経路１６ａ、１６ｂのそれぞれの径方向における断面積の総和と等しい断面積を有して帰還経路１９に連通されている。帰還経路１９では、合流後管路１６ｄ側の開口面積は排出経路１６ａ、１６ｂの断面積の総和よりも小さい。
【００３８】
また、帰還経路１９は、シリンダ３ａ、３ｂへと経路が分岐されているが、この分岐（分岐部１９ａ）からシリンダ３ａ、３ｂに至るまでの帰還経路１９の断面積の総和は、合流後管路１６ｄ側における断面積と等しい。
【００３９】
このように、本実施形態の混練装置２００では、排出経路１６ａ、１６ｂが集合された合流部１６ｃが合流後管路１６ｄを介して帰還経路１９と接続されている。合流後管路１６ｄと帰還経路１９とのそれぞれの断面積は、合流後管路１６ｄの断面積＞帰還経路１９の断面積を満たしている。また、排出経路１６ａ,１６のそれぞれの径方向における断面積の総和＞帰還経路１９の径方向における断面積の総和、の関係も満たされている。従って、第１実施形態の混練装置１００と同様に帰還経路１９の内壁面との間に生じる剪断応力によって高分子材料Ｍが混練され、高分子材料Ｍに生じる剪断発熱は帰還経路１９から空間Ｃａ、Ｃｂに流出する際に放熱される。このため、混練装置２００において高分子材料Ｍが循環して混練されても剪断発熱が高分子材料Ｍに蓄積されることが抑制されている。従って、高分子材料の劣化・分解を抑制しつつ高い剪断力を付与し、分散性のよい被混練物を生産することができる。また、本実施形態では合流部１９を備えており、高分子材料Ｍの合流による混練効果も有する。
【００４０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の混練装置について図３および図４を参照して説明する。
図３は本実施形態の混練装置の概略構成図であって、混練装置の一部を断面視で示す平面図である。また、図４は同混練装置の側面図である。
図３および図４に示すように、本実施形態の混練装置３００は、材料搬送部３５を備えている点で第２実施形態の混練装置２００と構成が異なっている。
材料搬送部３５は、高分子材料Ｍが供給されるシリンダ２３と、シリンダ２３内に配置され、駆動部１１によってベルト１１ａを介して回転駆動されることにより高分子材料Ｍを一方向（シリンダ３ａ、３ｂ側）に搬送するスクリュー２２とを備えている。
【００４１】
スクリュー２２はスクリュー２と同様に螺旋状の凸条部１２を有しており、スクリュー２２とシリンダ２３との間には、高分子材料Ｍを搬送するための空間Ｃｃが生じている。
【００４２】
シリンダ２３には、材料を貯留して空間Ｃｃに供給するためのホッパー３４が設けられている。また、シリンダ２３には、ヒーター２４が内蔵されている。ヒーター２４は例えば電力が供給されることで発熱しシリンダ２３および空間Ｃｃを加熱する発熱体を有する。
【００４３】
シリンダ２３の下流側には、押出し先端部１８に代えて設けられた押出し先端部２８が固定されている。押出し先端部２８では、合流部１６ｃに弁２６ｃが設けられ、弁２６ｃによってシリンダ２３と排出経路２６ａ、２６ｂとの間の投入経路３１の連通状態が開状態あるいは閉状態になるように動作される。さらに、弁２６ｃは図４に示すように混練装置３００の外部に開口する排出口３３と排出経路２６ａ、２６ｂとを連通させるように流路を選択可能に構成されている。
【００４４】
また、本実施形態では高分子材料Ｍの温度は流通管１７に設けられた熱電対２５によって測定されている。
【００４５】
本実施形態の混練装置３００では、材料搬送部３５において、ホッパー３４にストックされた高分子材料Ｍのペレットは、自重によって空間Ｃｃの内部に送られる。空間Ｃｃに送られた高分子材料Ｍは、シリンダ２３に内蔵されたヒーターによって溶融される。溶融された高分子材料Ｍは、スクリュー２２の回転動作によって押出し先端部２８に向かって搬送され、投入経路３１から排出経路２６ａ、２６ｂ、合流部１６ｃ、合流後管路１６ｄ、帰還経路１９のそれぞれを通じて空間Ｃａ、Ｃｂへと押圧移動される。
【００４６】
続いて、弁２６ｃによって投入経路３１が閉鎖され、第２実施形態の混練装置２００と同様に高分子材料Ｍが混練される。高分子材料Ｍの混練の工程が完了したら、弁２６ｃによって排出経路２６ａ、２６ｂと排出口３３とが連通され、排出口３３を通じて高分子材料Ｍが混練された被混練物が排出される。この被混練物は適宜の後工程に使用される。
【００４７】
本実施形態においても、第２実施形態の混練装置２００と同様に、排出経路２６ａ、２６ｂが集合された合流部１６ｃと帰還経路１９とが合流後管路１６ｄを介して接続されている。合流後管路１６ｄと帰還経路１９とのそれぞれの断面積は、合流後管路１６ｄ＞帰還経路１９の断面積を満たしている。
従って、第２実施形態の混練装置２００と同様に帰還経路１９の内壁面との間に生じる剪断応力によって高分子材料Ｍが混練され、高分子材料Ｍに生じる剪断発熱は帰還経路１９から空間Ｃａ、Ｃｂに流出する際に放熱される。
【００４８】
このため、混練装置２００において高分子材料Ｍが循環して混練されても剪断発熱が高分子材料Ｍに蓄積されることが抑制されている。従って、高分子材料の劣化・分解を抑制しつつ高い剪断力を付与し、分散性のよい被混練物を生産することができる。
【００４９】
また、材料搬送部３５において高分子材料Ｍがヒーター２４によって溶融され、投入経路３１から順にそれぞれの経路が高分子材料Ｍで満たされていく。このため、それぞれの経路には気泡が残留することが抑制されている。
【００５０】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態の混練成形装置について図５および図６を参照して説明する。図５は本実施形態の混練成形装置の側面図である。また、図６は本実施形態の混練成形装置の変形例を示す側面図である。
【００５１】
図５に示すように、本実施形態の混練成形装置４００は、第３実施形態の混練装置３００に対して、排出口３３に連通する成形型４１と、成形型４１を通じて外部に排出された高分子材料Ｍの被混練物を成形型４１の鉛直下方に引き取る引取機４２とをさらに備えている。成形型４１と引取機４２とによって成形部４３が構成されている。
引取機４２は、被混練物の方向を変えるプーリー４２ａと、被混練物を巻き取る本体４２ｂとを有している。
【００５２】
本実施形態では、排出口３３から排出された高分子材料Ｍの被混練物は成形型４１に送られる。成形型４１では、所定の金型形状にならい、例えばチューブ状など所定の形状に被混練物が成形され、続いて成形された被混練物が成形型４１から排出される。さらに引取機４２によって成形型４１から排出された被混練物が引き取られ、空気によって冷却されて固化した成形品が生産される。
【００５３】
このように、本実施形態の混練成形装置４００によれば、排出口３３から排出される被混練物を連続的に成形して成形品を生産することができるので、成形品の生産リードタイムを短縮することができる。
【００５４】
また、成形部４３において成形型４１から排出された被混練物を鉛直下方に引き取ることができるので、被混練物が空気によって冷却されて固化する過程における成形品の撓みなどの影響を低減して成形品の成形精度を高く保つことができる。
【００５５】
（変形例）
以下では、本実施形態の混練成形装置の変形例について図６を参照して説明する。図６は本変形例の混練成形装置５００の側面図である。
図６に示すように、本変形例の混練成形装置５００は、成形部４３に代えて成形部５１を備えている。成形部５１は、成形部４３と異なり射出形成に好適に適用可能な成形部である。
【００５６】
本変形例においても、上述の第４実施形態と同様に、排出口３３から排出される被混練物を連続的に成形して成形品を生産することができるので、成形品の生産リードタイムを短縮することができる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、本発明の各実施形態では、帰還経路の直径が排出経路の直径よりも小さく構成されている例を示したが、これに限らず、帰還経路の経路上の少なくとも一部に帰還経路の断面積が排出経路の断面積よりも小さい小径部があれば本発明の効果を奏することができる。
【００５８】
また、本発明の第１実施形態では、排出経路６と帰還経路９とが径方向断面が円形である例を示したが、これに限らず排出経路の断面積＞帰還経路の断面積の関係を満たしていれば他の形状を採用することができる。例えば排出経路と帰還経路との径方向断面の形状が多角形でもよいし、排出経路と帰還経路との径方向断面の形状が互いに異なっていても構わない。
【００５９】
また、本発明の第２実施形態では、合流後管路１６ｄは排出経路の一部である構成を採用したが、これに限らず、合流部１６ｃまでが排出経路で、合流後管路１９は帰還経路の一部であり、合流後管路１６ｄの断面積が、排出経路１６ａ、１６ｂの断面積の総和および合流部１６ｃの断面積よりも小さい構成を採用しても良い。
【００６０】
また、上述の実施形態及び変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
例えば、第３実施形態において説明した材料搬送部３５は、第１実施形態の混練装置１００に対しても好適に組み合わせることができる。すなわち、搬入搬出弁５に代えて材料搬送部３５を備えることができる。この場合、材料搬送部３５は押出し先端部８において排出経路６に連通するように構成され、排出経路６や帰還経路９を通じて高分子材料Ｍをシリンダ３の内部の空間Ｃに充填することができる。
【符号の説明】
【００６１】
２、２ａ、２ｂ スクリュー
３、３ａ、３ｂ シリンダ
６、１６ａ、１６ｂ、２６ａ、２６ｂ 排出経路
９、１９ 帰還経路
１６ｃ 合流部
３５ 材料搬送部
４３、５１ 成形部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混練装置および混練成形装置、より詳しくは高分子材料の混練に用いられる溶融混練装置および溶融混練成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高分子材料を混練するための装置として、溶融された高分子材料に対してその温度を制御しながら剪断力を与える溶融混練装置が知られている。溶融混練装置によれば、高分子材料が均一に混練され分散性が高い被混練物が得られる。
【０００３】
このような混練装置の例として、特許文献１には、先端が縮径され互いに対向する方向に動作する２つのスクリューを備えた混練装置が記載されている。特許文献１に記載の混練装置によれば、先端が縮径されたスクリューによって高分子材料に圧力を加えるとともにスクリューが互いに噛み合う部分で高分子材料に対して剪断力を与える。その結果、溶融された高分子材料による被混練物の分散性を高めることができる。
【０００４】
しかしながら、溶融された高分子材料は、強い剪断力が加わると剪断発熱によって高分子材料自体が発熱する。また、高い圧力で剪断力を加えると高分子材料の混練性が高まる一方で剪断発熱が大きくなる。
このため、特許文献１に記載の混練装置のような従来の混練装置では、剪断発熱によって高分子材料が過剰に発熱して劣化あるいは分解してしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６１２９４５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高分子材料の発熱による劣化あるいは分解の問題を解消するためには、スクリューが配置された混練シリンダに水冷あるいは空冷等の温度制御手段を設けることが考えられる。しかしながら、特許文献１に記載されたような循環式の混練装置では、温度制御手段を用いて高分子材料を急冷しようとすると、混練シリンダによる加工間の温度調整に時間がかかるため、被混練物の生産性が悪いという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１に記載の混練装置では、スクリューが噛み合った部分で特に剪断発熱が生じるため、溶融された高分子材料の温度に偏りがある。この溶融された高分子材料の温度を水冷あるいは空冷によって冷却する場合、温度制御にかかる装置構成が非常に複雑になり、混練装置自体の製造コストが高くなってしまうという問題があった。
【０００８】
このため、高分子材料を水冷あるいは空冷で冷却するという手段では高分子材料に生じる剪断発熱を好適に抑制することが困難であった。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は高分子材料の劣化・分解を抑制しつつ高い剪断力を付与し、分散性のよい被混練物を生産することができる混練装置の提供を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の混練装置は、高分子材料が供給されるシリンダを少なくとも１つと、該各シリンダ内に配置され、回転駆動されることにより前記高分子材料を一方向に搬送するスクリューと、前記各シリンダの前記高分子材料の搬送方向下流側に開口するように設けられ、前記高分子材料を排出する排出経路と、前記排出経路と前記シリンダとの間に設けられ、前記高分子材料を前記シリンダにおける前記高分子材料の搬送方向上流側へ還流させる帰還経路と、を備え、前記排出経路と前記帰還経路とのそれぞれの断面積が、前記排出経路の断面積＞前記帰還経路の断面積とされていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の混練装置は、前記スクリューと前記シリンダとの組を複数組備え、前記排出経路は互いに合流する合流部をさらに備え、前記帰還経路は複数の前記シリンダに連通されていてもよい。
【００１２】
また、本発明の混練装置は、前記排出経路に連通され、前記高分子材料を溶融させて前記排出経路内へ搬送する材料搬送部をさらに備えてもよい。
【００１３】
本発明の混練成形装置は本発明の混練装置と、前記混練装置において前記被混練物を所定の形状に成形する成形部と、を備えることを特徴としている。
この発明によれば、混練装置に成形部が設けられていることで混練と成形との工程を連続的に行うことができるので生産リードタイムを短縮できる。また、混練された被混練物への空気の混入を抑制できるので成形された成形品への気泡の混入が抑制できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の混練装置によれば、高分子材料の劣化・分解を抑制しつつ高い剪断力を付与し、分散性のよい被混練物を生産することができる。
また、本発明の混練成形装置によれば、被混練物を成形する際の生産リードタイムを低減するとともに、成形された成形品への気泡の混入を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態の混練装置の構成を一部断面で示す平面図、（Ｂ）は同混練装置の一部の構成を拡大して示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態の混練装置の構成を一部断面で示す平面図である。
【図３】本発明の第３実施形態の混練装置の構成を一部断面で示す平面図である。
【図４】同混練装置の構成を示す側面図である。
【図５】本発明の第４実施形態の混練装置の構成を示す正面図である。
【図６】同混練装置の変形例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態の混練装置について図１（Ａ）および（Ｂ）を参照して説明する。
図１（Ａ）は、本実施形態の混練装置の概略構成図で、混練装置１００の一部を断面視した平面図である。また、図１（Ｂ）は、混練装置１００の一部の構成を拡大して示す断面図である。図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、混練装置１００は、高分子材料Ｍが供給されるシリンダ３と、シリンダ３内に配置され、駆動部１によって回転駆動されることにより高分子材料Ｍを一方向（図中ａからｂ方向）に搬送するスクリュー２とを備えている。
【００１７】
以下本明細書では、高分子材料Ｍが搬送される方向を、シリンダ３におけるａ側を上流、ｂ側を下流として説明する。
【００１８】
スクリュー２には、その外周面に沿って螺旋状に延びて設けられて凸条部１２が形成されている。凸条部１２の間は一続きの溝になっており、スクリュー２とシリンダ３との間には、高分子材料Ｍを搬送するための空間Ｃが生じている。
【００１９】
シリンダ３には、外周面に固定されたバンドヒーター４が設けられている。バンドヒーター４は例えば電力が供給されることで発熱しシリンダ３および空間Ｃを加熱する発熱体を有する。
【００２０】
シリンダ３の下流側には、押出し先端部８が固定されている。押出し先端部８には、一端が空間Ｃに連通されるように開口して形成された排出経路６が設けられている。本実施形態では、排出経路６は径方向断面の形状が直径Ｓ１を有する円形になっている。排出経路６には、排出経路６に内に高分子材料Ｍを搬入するとともに、混練された被混練物を排出経路６から排出するための搬入搬出弁５が取り付けられている。また、搬入搬出弁５には、排出経路６の内部における温度を検出するための図示しない熱電対が一体に構成されている。
【００２１】
排出経路６とシリンダ３との間には、筒状の流通管７が設けられている。流通管７の一端７ａは排出経路６に連通され、流通管７の他端７ｂはシリンダ３の空間Ｃに連通するようにシリンダ３に接続されている。流通管７の内部は、径方向断面の形状がＳ２の内径を有する円形になっており、高分子材料Ｍをシリンダ３における高分子材料Ｍの搬送方向上流側へ還流させる帰還経路９になっている。
【００２２】
図１（Ｂ）に示すように、排出経路６と帰還経路９とのそれぞれの直径はＳ１＞Ｓ２を満たしており、すなわち排出経路６の径方向における断面積＞帰還経路９の径方向における断面積である。
【００２３】
以上に説明する構成の、本実施形態の混練装置の作用について、図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照しながら説明を行う。
混練装置１００では、搬入搬出弁５を通じて高分子材料Ｍがシリンダ３へと供給される。駆動部１が駆動されるとスクリュー２が軸回りに回転動作される。スクリュー２の外周面に形成された螺旋状の凸条部１２と高分子材料Ｍとが接触された部分では、スクリュー２の回転運動がスクリュー２の軸方向への推力に変換される。すると、高分子材料Ｍがスクリュー２の先端（図１（Ａ）に示すｂ方向）へと搬送される。ここで、バンドヒーター４によって高分子材料Ｍは加熱され、溶融された状態になっている。
【００２４】
高分子材料Ｍは、スクリュー２による推力によってシリンダ３から押し出され、排出経路６内へと移動する。さらに、高分子材料Ｍは、排出経路６から帰還経路９へと押圧移動される。
【００２５】
ここで、図１（Ｂ）に示すように、排出経路６と帰還経路９との境界部Ｌ０では、直径Ｓ１を有する排出経路６内にある高分子材料Ｍが、直径Ｓ１よりも小さい直径Ｓ２を有する帰還経路９へと流入する。このとき、高分子材料Ｍには断熱圧縮が生じ、高分子材料Ｍにかかる圧力が排出経路６における圧力Ｐ０よりも高い圧力Ｐ１となる。
【００２６】
溶融された高分子材料Ｍでは、等しい温度であっても加えられる圧力が高いときには見かけの粘度が低下する。そのため、直径Ｓ２を有する帰還経路９の内部における圧力Ｐ１の高分子材料Ｍの流動性は圧力Ｐ０における流動性より高い。
【００２７】
高分子材料Ｍの種類によって圧力変化に対する見かけの粘性の変化の程度は異なるが、圧力Ｐ０よりも高い圧力Ｐ１がかけられた高分子材料Ｍは、帰還経路９の中心軸線付近では排出経路６における流速Ｖ０よりも速い流速Ｖ１で流通する。一方、帰還経路９の壁面付近では、高分子材料Ｍと帰還経路９の壁面との間の抵抗によって高分子材料Ｍの流速が流速Ｖ１よりも遅い。このため、図１（Ｂ）に符号Ｌ１〜Ｌ３で示すように、帰還経路９の中心軸線付近と帰還経路９の壁面付近との間で高分子材料Ｍの移動距離に差が生じ、中心軸線方向に剪断応力が発生する。
【００２８】
従って、境界部Ｌ０において揃って流入された高分子材料Ｍは、帰還経路９を通過する間にたとえば符号Ｌ３で示すように境界面が湾曲されており帰還経路９の中心軸線付近の高分子材料Ｍが先にシリンダ３に還流する。このように高分子材料Ｍが還流する時間に差があることで、空間Ｃ、排出経路６、および帰還経路９を通じて循環する高分子材料Ｍは分散されて均一に混練される。
【００２９】
ところで、高分子材料Ｍが帰還経路９に流入される際には、断熱圧縮されることで発熱し、また帰還経路９を高分子材料Ｍが通過する際には剪断応力を受けることで剪断発熱する。ここで、これらの発熱が生じるのは高分子材料Ｍが帰還経路９に流入してから帰還経路９から流出するまでの間である。また、高分子材料Ｍが帰還経路９から流出された際には、直径Ｓ２を有する帰還経路９よりも広い空間Ｃへ流出するとともに、帰還経路９の内壁面との間に生じていた剪断応力がなくなる。このため、空間Ｃにある高分子材料Ｍの温度は帰還経路９の内部に高分子材料Ｍがあったときよりも低下する。
【００３０】
混練装置１００では、空間Ｃ、排出経路６、および帰還経路９を通じて循環する高分子材料Ｍは分散されて均一に混練され、高分子材料Ｍが均一に混練された被混練物が生産される。被混練物は、搬入搬出弁５を通じて混練装置１００の外部に搬出され、引き続いて適宜の加工工程に使用される。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態に係る混練装置１００によれば、帰還経路９の内壁面との間に生じる剪断応力によって高分子材料Ｍが混練され、高分子材料Ｍに生じる剪断発熱は帰還経路９から空間Ｃに流出する際に放熱される。このため、混練装置１００において高分子材料Ｍが循環して混練されても剪断発熱が高分子材料Ｍに蓄積されることが抑制されている。従って、高分子材料の劣化・分解を抑制しつつ高い剪断力を付与し、分散性のよい被混練物を生産することができる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の混練装置について図２を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態の混練装置１００と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
【００３３】
図２は、本実施形態の混練装置の概略構成を示す図であって、混練装置の一部を断面視した平面図である。図２に示すように、本実施形態の混練装置２００は、スクリュー２とシリンダ３との組を２組備えている点で第１実施形態の混練装置１００と構成が異なっている。
【００３４】
また、駆動部１とスクリュー２との間には、ベルト１ａ、１ｂが介在されており、駆動部１による回転力はベルト１ａによってスクリュー２ａに伝達され、スクリュー２aの回転動作がベルト１ｂによってスクリュー２ｂに伝達される。
【００３５】
また、押出し先端部８に代えて押出し先端部１８を備えている。押出し先端部１８は、排出経路６に代えて排出経路１６ａ、１６ｂを有し、それぞれ一端がシリンダ３ａ、３ｂにおける下流側に開口されている。本実施形態では、排出経路１６ａ、１６ｂのそれぞれの他端は集合された合流部１６ｃになっている。
【００３６】
また、流通管７に代えて、合流部１６ｃとシリンダ３ａ、３ｂとの間に設けられた流通管１７を備え、流通管１７の内腔には、排出経路１６ａ、１６ｂと、空間Ｃａ、Ｃｂとのそれぞれに連通する帰還経路１９が形成されている。
【００３７】
合流部１６ｃは排出経路１６ａ、１６ｂのそれぞれの径方向における断面積の総和と等しい断面積を有して合流後管路１６ｄに連通されている。合流後管路１６ｄは、排出経路の一部として機能し、排出経路１６ａ、１６ｂのそれぞれの径方向における断面積の総和と等しい断面積を有して帰還経路１９に連通されている。帰還経路１９では、合流後管路１６ｄ側の開口面積は排出経路１６ａ、１６ｂの断面積の総和よりも小さい。
【００３８】
また、帰還経路１９は、シリンダ３ａ、３ｂへと経路が分岐されているが、この分岐（分岐部１９ａ）からシリンダ３ａ、３ｂに至るまでの帰還経路１９の断面積の総和は、合流後管路１６ｄ側における断面積と等しい。
【００３９】
このように、本実施形態の混練装置２００では、排出経路１６ａ、１６ｂが集合された合流部１６ｃが合流後管路１６ｄを介して帰還経路１９と接続されている。合流後管路１６ｄと帰還経路１９とのそれぞれの断面積は、合流後管路１６ｄの断面積＞帰還経路１９の断面積を満たしている。また、排出経路１６ａ,１６のそれぞれの径方向における断面積の総和＞帰還経路１９の径方向における断面積の総和、の関係も満たされている。従って、第１実施形態の混練装置１００と同様に帰還経路１９の内壁面との間に生じる剪断応力によって高分子材料Ｍが混練され、高分子材料Ｍに生じる剪断発熱は帰還経路１９から空間Ｃａ、Ｃｂに流出する際に放熱される。このため、混練装置２００において高分子材料Ｍが循環して混練されても剪断発熱が高分子材料Ｍに蓄積されることが抑制されている。従って、高分子材料の劣化・分解を抑制しつつ高い剪断力を付与し、分散性のよい被混練物を生産することができる。また、本実施形態では合流部１９を備えており、高分子材料Ｍの合流による混練効果も有する。
【００４０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の混練装置について図３および図４を参照して説明する。
図３は本実施形態の混練装置の概略構成図であって、混練装置の一部を断面視で示す平面図である。また、図４は同混練装置の側面図である。
図３および図４に示すように、本実施形態の混練装置３００は、材料搬送部３５を備えている点で第２実施形態の混練装置２００と構成が異なっている。
材料搬送部３５は、高分子材料Ｍが供給されるシリンダ２３と、シリンダ２３内に配置され、駆動部１１によってベルト１１ａを介して回転駆動されることにより高分子材料Ｍを一方向（シリンダ３ａ、３ｂ側）に搬送するスクリュー２２とを備えている。
【００４１】
スクリュー２２はスクリュー２と同様に螺旋状の凸条部１２を有しており、スクリュー２２とシリンダ２３との間には、高分子材料Ｍを搬送するための空間Ｃｃが生じている。
【００４２】
シリンダ２３には、材料を貯留して空間Ｃｃに供給するためのホッパー３４が設けられている。また、シリンダ２３には、ヒーター２４が内蔵されている。ヒーター２４は例えば電力が供給されることで発熱しシリンダ２３および空間Ｃｃを加熱する発熱体を有する。
【００４３】
シリンダ２３の下流側には、押出し先端部１８に代えて設けられた押出し先端部２８が固定されている。押出し先端部２８では、合流部１６ｃに弁２６ｃが設けられ、弁２６ｃによってシリンダ２３と排出経路２６ａ、２６ｂとの間の投入経路３１の連通状態が開状態あるいは閉状態になるように動作される。さらに、弁２６ｃは図４に示すように混練装置３００の外部に開口する排出口３３と排出経路２６ａ、２６ｂとを連通させるように流路を選択可能に構成されている。
【００４４】
また、本実施形態では高分子材料Ｍの温度は流通管１７に設けられた熱電対２５によって測定されている。
【００４５】
本実施形態の混練装置３００では、材料搬送部３５において、ホッパー３４にストックされた高分子材料Ｍのペレットは、自重によって空間Ｃｃの内部に送られる。空間Ｃｃに送られた高分子材料Ｍは、シリンダ２３に内蔵されたヒーターによって溶融される。溶融された高分子材料Ｍは、スクリュー２２の回転動作によって押出し先端部２８に向かって搬送され、投入経路３１から排出経路２６ａ、２６ｂ、合流部１６ｃ、合流後管路１６ｄ、帰還経路１９のそれぞれを通じて空間Ｃａ、Ｃｂへと押圧移動される。
【００４６】
続いて、弁２６ｃによって投入経路３１が閉鎖され、第２実施形態の混練装置２００と同様に高分子材料Ｍが混練される。高分子材料Ｍの混練の工程が完了したら、弁２６ｃによって排出経路２６ａ、２６ｂと排出口３３とが連通され、排出口３３を通じて高分子材料Ｍが混練された被混練物が排出される。この被混練物は適宜の後工程に使用される。
【００４７】
本実施形態においても、第２実施形態の混練装置２００と同様に、排出経路２６ａ、２６ｂが集合された合流部１６ｃと帰還経路１９とが合流後管路１６ｄを介して接続されている。合流後管路１６ｄと帰還経路１９とのそれぞれの断面積は、合流後管路１６ｄ＞帰還経路１９の断面積を満たしている。
従って、第２実施形態の混練装置２００と同様に帰還経路１９の内壁面との間に生じる剪断応力によって高分子材料Ｍが混練され、高分子材料Ｍに生じる剪断発熱は帰還経路１９から空間Ｃａ、Ｃｂに流出する際に放熱される。
【００４８】
このため、混練装置２００において高分子材料Ｍが循環して混練されても剪断発熱が高分子材料Ｍに蓄積されることが抑制されている。従って、高分子材料の劣化・分解を抑制しつつ高い剪断力を付与し、分散性のよい被混練物を生産することができる。
【００４９】
また、材料搬送部３５において高分子材料Ｍがヒーター２４によって溶融され、投入経路３１から順にそれぞれの経路が高分子材料Ｍで満たされていく。このため、それぞれの経路には気泡が残留することが抑制されている。
【００５０】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態の混練成形装置について図５および図６を参照して説明する。図５は本実施形態の混練成形装置の側面図である。また、図６は本実施形態の混練成形装置の変形例を示す側面図である。
【００５１】
図５に示すように、本実施形態の混練成形装置４００は、第３実施形態の混練装置３００に対して、排出口３３に連通する成形型４１と、成形型４１を通じて外部に排出された高分子材料Ｍの被混練物を成形型４１の鉛直下方に引き取る引取機４２とをさらに備えている。成形型４１と引取機４２とによって成形部４３が構成されている。
引取機４２は、被混練物の方向を変えるプーリー４２ａと、被混練物を巻き取る本体４２ｂとを有している。
【００５２】
本実施形態では、排出口３３から排出された高分子材料Ｍの被混練物は成形型４１に送られる。成形型４１では、所定の金型形状にならい、例えばチューブ状など所定の形状に被混練物が成形され、続いて成形された被混練物が成形型４１から排出される。さらに引取機４２によって成形型４１から排出された被混練物が引き取られ、空気によって冷却されて固化した成形品が生産される。
【００５３】
このように、本実施形態の混練成形装置４００によれば、排出口３３から排出される被混練物を連続的に成形して成形品を生産することができるので、成形品の生産リードタイムを短縮することができる。
【００５４】
また、成形部４３において成形型４１から排出された被混練物を鉛直下方に引き取ることができるので、被混練物が空気によって冷却されて固化する過程における成形品の撓みなどの影響を低減して成形品の成形精度を高く保つことができる。
【００５５】
（変形例）
以下では、本実施形態の混練成形装置の変形例について図６を参照して説明する。図６は本変形例の混練成形装置５００の側面図である。
図６に示すように、本変形例の混練成形装置５００は、成形部４３に代えて成形部５１を備えている。成形部５１は、成形部４３と異なり射出形成に好適に適用可能な成形部である。
【００５６】
本変形例においても、上述の第４実施形態と同様に、排出口３３から排出される被混練物を連続的に成形して成形品を生産することができるので、成形品の生産リードタイムを短縮することができる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、本発明の各実施形態では、帰還経路の直径が排出経路の直径よりも小さく構成されている例を示したが、これに限らず、帰還経路の経路上の少なくとも一部に帰還経路の断面積が排出経路の断面積よりも小さい小径部があれば本発明の効果を奏することができる。
【００５８】
また、本発明の第１実施形態では、排出経路６と帰還経路９とが径方向断面が円形である例を示したが、これに限らず排出経路の断面積＞帰還経路の断面積の関係を満たしていれば他の形状を採用することができる。例えば排出経路と帰還経路との径方向断面の形状が多角形でもよいし、排出経路と帰還経路との径方向断面の形状が互いに異なっていても構わない。
【００５９】
また、本発明の第２実施形態では、合流後管路１６ｄは排出経路の一部である構成を採用したが、これに限らず、合流部１６ｃまでが排出経路で、合流後管路１９は帰還経路の一部であり、合流後管路１６ｄの断面積が、排出経路１６ａ、１６ｂの断面積の総和および合流部１６ｃの断面積よりも小さい構成を採用しても良い。
【００６０】
また、上述の実施形態及び変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
例えば、第３実施形態において説明した材料搬送部３５は、第１実施形態の混練装置１００に対しても好適に組み合わせることができる。すなわち、搬入搬出弁５に代えて材料搬送部３５を備えることができる。この場合、材料搬送部３５は押出し先端部８において排出経路６に連通するように構成され、排出経路６や帰還経路９を通じて高分子材料Ｍをシリンダ３の内部の空間Ｃに充填することができる。
【符号の説明】
【００６１】
２、２ａ、２ｂ スクリュー
３、３ａ、３ｂ シリンダ
６、１６ａ、１６ｂ、２６ａ、２６ｂ 排出経路
９、１９ 帰還経路
１６ｃ 合流部
３５ 材料搬送部
４３、５１ 成形部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子材料が供給されるシリンダを少なくとも一つと、
該各シリンダ内に配置され、回転駆動されることにより前記高分子材料を一方向に搬送するスクリューと、
前記各シリンダの前記高分子材料の搬送方向下流側に開口するように設けられ、前記高分子材料を排出する排出経路と、
前記排出経路と前記シリンダとの間に設けられ、前記高分子材料を前記シリンダにおける前記高分子材料の搬送方向上流側へ還流させる帰還経路と、
を備え、
前記排出経路と前記帰還経路のそれぞれの径方向におけるそれぞれの断面積が
前記排出経路の断面積＞前記帰還経路の断面積
とされている、
混練装置。
【請求項２】
前記スクリューと前記シリンダとの組を複数組備え、
前記排出経路は互いに合流する合流部をさらに備え、
前記帰還経路は複数の前記シリンダに連通されている、
請求項１に記載の混練装置。
【請求項３】
前記排出経路に連通され、前記高分子材料を溶融させて前記排出経路内へ搬送する材料搬送部をさらに備える請求項１または２に記載の混練装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の混練装置と、
前記混練装置において前記被混練物を所定の形状に成形する成形部と、
を備える混練成形装置。
【請求項１】
高分子材料が供給されるシリンダを少なくとも一つと、
該各シリンダ内に配置され、回転駆動されることにより前記高分子材料を一方向に搬送するスクリューと、
前記各シリンダの前記高分子材料の搬送方向下流側に開口するように設けられ、前記高分子材料を排出する排出経路と、
前記排出経路と前記シリンダとの間に設けられ、前記高分子材料を前記シリンダにおける前記高分子材料の搬送方向上流側へ還流させる帰還経路と、
を備え、
前記排出経路と前記帰還経路のそれぞれの径方向におけるそれぞれの断面積が
前記排出経路の断面積＞前記帰還経路の断面積
とされている、
混練装置。
【請求項２】
前記スクリューと前記シリンダとの組を複数組備え、
前記排出経路は互いに合流する合流部をさらに備え、
前記帰還経路は複数の前記シリンダに連通されている、
請求項１に記載の混練装置。
【請求項３】
前記排出経路に連通され、前記高分子材料を溶融させて前記排出経路内へ搬送する材料搬送部をさらに備える請求項１または２に記載の混練装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の混練装置と、
前記混練装置において前記被混練物を所定の形状に成形する成形部と、
を備える混練成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−３１５４３（Ｐ２０１１−３１５４３Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８１５４０（Ｐ２００９−１８１５４０）
【出願日】平成２１年８月４日（２００９．８．４）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月４日（２００９．８．４）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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