(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ（１）と、
このシリンダ（１）内に挿通した回転自在なスクリュ（２）とを具え、
さらに前記シリンダ（１）の内周面に前記スクリュ（２）の螺旋方向と反対方向の多条の螺旋溝（８）を有する混練部（７）が形成され、
前記シリンダ（１）の元部（３）から供給された熱可塑性樹脂を混練、溶融して、この熱可塑性樹脂をシリンダ（１）の先端部から押し出す熱可塑性樹脂混練押出機であって、
前記シリンダ（１）の混練部（７）に前記螺旋溝（８）と反対方向の逆螺旋溝部分（９）を局部的に少なくとも１個所設け、
前記スクリュ（２）の混練部（１３）には前記シリンダ（１）の逆螺旋溝部分（９）にせき止めフライト（１７）によって形成される逆螺旋溝部分（１６）を有し、かつこの逆螺旋溝部分（１６）は前記シリンダ（１）の逆螺旋溝部分（９）と反対方向の螺旋を描くように形成されていることを特徴とする熱可塑性樹脂混練押出機。
【請求項２】
前記シリンダ（１）の逆螺旋溝部分（９）は、シリンダ（１）の内径の０．５乃至２倍の軸方向長さを有する請求項１記載の熱可塑性樹脂混練押出機。
【請求項３】
前記スクリュ（２）の混練部（１３）には送りフライト（１４）とせき止めフライト（１７）が互いに対称の螺旋を描いて交差して設けられている請求項１記載の熱可塑性樹脂混練押出機。
【請求項４】
前記スクリュ（２）の混練部（１３）には、送りフライト（１４）が螺旋状に連続して形成され、さらに一定間隔毎に前記送りフライト（１４）同士の間を結ぶようにせき止めフライト（１７）が断続的に設けられている請求項１記載の熱可塑性樹脂混練押出機。
【請求項５】
前記スクリュ（２）の混練部（１３）には、せき止めフライト（１７）が螺旋状に連続して形成され、さらに一定間隔毎に前記せき止めフライト（１７）同士の間を結ぶように送りフライト（１４）が断続的に設けられている請求項１記載の熱可塑性樹脂混練押出機。
【請求項６】
前記シリンダ（１）の混練部（７）と前記スクリュ（２）との間隙（δ）は、熱可塑性樹脂の粘度に比例して広狭に設定した請求項１記載の熱可塑性樹脂混練押出機。
【請求項７】
前記シリンダ（１）の混練部（７）と前記スクリュ（２）との間隙（δ）は、前記混練部（７）の前半部に比して後半部が小さく形成されている請求項６記載の熱可塑性樹脂混練押出機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、射出成形及び押出成形、その他の成形加工に用いることのできる熱可塑性樹脂材料の混練押出機、特に高混練並びに高吐出能力を備えた熱可塑性樹脂混練押出機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱可塑性樹脂混練押出機は、実開平２−６８１６号公報に開示されているように、シリンダ内にスクリュを回転可能に挿入したものである。そしてスクリュには原料移送始端から原料移送終端にかけて原料の流通断面積が順次小となる混練凹部を設け、さらにシリンダの混練部の内周面にスクリュの螺旋とは反対方向の螺旋溝を形成し、前記スクリュを反対方向のシリンダの螺旋溝と交差した状態で混練するようにしたものがある。
【０００３】
従って、上記の熱可塑性樹脂混練押出機によれば、混練用回転スクリュとシリンダの螺旋溝との間に原料樹脂の分流と合流を連続的に繰り返し、かつスクリュの溝に沿って流動する原料樹脂とシリンダの螺旋溝に沿って流動する原料樹脂との流動方向を交差させて、交差部分の原料樹脂間に乱流現象を生じさせ、混練すべき原料樹脂に対応した最適な混合状態を得ることができるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような熱可塑性樹脂混練押出機によれば、シリンダの螺旋溝のねじれ方向をスクリュのねじれ方向と反対にして混練効果を上げている。しかし、スクリューの溝を、シリンダの元部から先端にかけて徐々に浅くするのみであるので、スクリュの溝内の原料樹脂は加熱されながら徐々に圧縮され、溶融された状態のまま送られる。
【０００５】
一方、混練部の終端は、スクリュの溝が浅くなっているために吐出量が低くなる。ところが吐出量を上げようとして、前記溝を深くしたり、またスクリュの回転を速くし過ぎると、原料樹脂が未溶融のまま押し出されてしまうという問題があった。また原料樹脂がシリンダの溝に沿って未溶融のまま押し出されてしまうという問題もあった。
【０００６】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、きわめて簡単な構造のシリンダとスクリュを組み合わせて用いることにより、十分な混練と迅速な樹脂搬送を満足させると同時に、原料樹脂を逆方向に戻すことにより未溶融樹脂の先端側への進行を阻止して、原料樹脂の練り返しにより混練効果を高めることを可能とした熱可塑性樹脂混練押出機を提供することを第１の課題とする。
【０００７】
さらに、上記効果を一層向上させると共に、原料樹脂の十分な吐出量を確保することを可能とする熱可塑性樹脂混練押出機課題を提供することを第２の課題とする。
【０００８】
さらに、過大な剪断発熱を防止することにより原料樹脂の粘度に応じた熱可塑性樹脂混練押出機課題を提供することを第３の課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
＜本発明の要旨＞
本発明は、シリンダと、このシリンダ内に挿通した回転自在なスクリュとを具え、さらに前記シリンダの混練部の内周面に前記スクリュの螺旋方向と反対方向の多条の螺旋溝が形成され、前記シリンダの元部から供給された熱可塑性樹脂を混練、溶融して、この熱可塑性樹脂をシリンダの先端部から押し出す熱可塑性樹脂混練押出機であって、前記シリンダの混練部に前記螺旋溝と反対方向の逆螺旋溝部分を局部的に少なくとも１個所設けた熱可塑性樹脂混練押出機である。
【００１０】
要は未溶融の原料樹脂が先方に進むのを防止し、練り返しにより混練を強めるために、シリンダの混練部に逆螺旋溝部分を設けたものである。このような機能を果たすものであれば、シリンダの混練部のピッチ、リード、ねじれ角、条数等のネジ条件と、スクリュのこれらのネジ条件とはそれぞれ異なって設定することが可能である。
【００１１】
〔シリンダの混練部〕
シリンダの内周面に形成された混練部には、原料樹脂を前進させる多条の螺旋溝と原料樹脂を逆に戻す逆螺旋溝部分が設けられるが、混練部の軸方向の長さはスクリュの外径の数倍から十数倍の範囲であることが好ましい。また、前記螺旋溝と逆螺旋溝部分のピッチ、リード、ねじれ角、条数等のネジ条件は原料樹脂の粘度により適宜選択することができる。
【００１２】
また、充分な吐出量を得るために、前記螺旋溝の長さは逆螺旋溝部分の１．５倍以上、好ましく２倍以上あることが望ましい。逆螺旋溝部分の局部的設定位置及び個数も原料樹脂に応じて任意に選択可能である。
【００１３】
その他、前記混練部に設けられる螺旋溝や逆螺旋溝部分の断面形状は通常円弧形であるが、三角形や四角形その他の多角形状とすることもできるが、原料樹脂が隅部に残留するのを防ぐため溝隅部を曲面に形成することが好ましい。
【００１４】
〔スクリュ〕
スクリュは混練部以外では通常１条ないし２条の螺旋溝で構成するが、混練部では送りフライトを多条にして螺旋溝を形成することが好ましい。この送りフライトのピッチ、リード、ねじれ角等のネジ条件は原料樹脂によって適宜選択可能である。また、前記シリンダのネジ条件とは異なるネジ条件を選択して実施することも可能である。
【００１５】
＜本発明における付加的構成要件＞
本発明は、前記必須の構成要素からなるが、以下の構成を付加した上でも、成立する。
【００１６】
〔第１の付加的構成要素〕
前記シリンダの逆螺旋溝部分は、シリンダ内径の０．５乃至２倍の軸方向長さとする。このようにしたのは、前記値が０．５倍以下であれば原料樹脂を戻す効果が不十分であり、前記値が２倍以上であると吐出量が大幅に少なくなるということを防止するためである。
【００１７】
〔第２の付加的構成要素〕
前記スクリュは送りフライトのみを有するものとすることができる。この場合には、原料樹脂の粘度が大であればねじれ角を小さく、また粘度が小であればねじれ角を大きくするように原料樹脂の粘度に応じて送りフライトのネジ条件を選択することが好ましい。
【００１８】
〔第３の付加的構成要素〕
前記スクリュの混練部には前記シリンダの逆螺旋溝部分に対応する位置にせき止めフライトによって形成される逆螺旋溝部分を有し、かつこの逆螺旋溝部分は前記シリンダの逆螺旋溝部分と反対方向の螺旋を描くように形成することができる。
【００１９】
〔第４の付加的構成要素〕
前記スクリュの混練部には送りフライトとせき止めフライトが互いに対称の螺旋を描いて交差するように設けることができる。
【００２０】
〔第５の付加的構成要素〕
前記スクリュの混練部には、送りフライトを螺旋状に連続して形成し、さらに一定間隔毎に前記送りフライト同士の間を結ぶようにせき止めフライトを断続的に設けることができる。
【００２１】
〔第６の付加的構成要素〕
前記スクリュの混練部には、せき止めフライトを螺旋状に連続して形成し、さらに一定間隔毎に前記せき止めフライト同士の間を結ぶように送りフライトを断続的に設けることができる。
【００２２】
〔第７の付加的構成要素〕
前記シリンダの混練部と前記スクリュとの間隙δは、熱可塑性樹脂の粘度に比例して広狭に設定することができる。
【００２３】
〔第８の付加的構成要素〕
前記シリンダの混練部と前記スクリュとの間隙δは、前記混練部の前半部に比して後半部が小さくなるように形成することができる。
【００２４】
〔各構成要素の組み合わせ〕
以上、本発明の必須要件に前記の各付加的構成要素を択一的に組み合わせることができる。例えば、必須要件に第１の付加的構成要素と第２の付加的構成要素の組み合わせや、必須要件に第７の付加的構成要素と第８の付加的構成要素の組み合わせなどである。
【００２５】
＜本発明の押出機において扱われる原材料＞
本発明の押出機において扱われる熱可塑性樹脂材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン，ＡＢＳ等のエチレン系樹脂、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリ塩化ビニール、その他の熱可塑性樹脂単体及びこれらの混合物に、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、ガラス繊維、炭素繊維等の充填剤や酸化防止剤、顔料、難燃剤、可塑剤等の添加剤を一種以上配合してなる複合材料を例示することができる。
【００２６】
【作用】
＜本発明の必須構成要素による作用＞
シリンダ１内に供給された原料樹脂は、スクリュ２の回転によって、次第に先端に向けて送られる。そしてこの原料樹脂が混練部７、１３に至ると、シリンダ１の螺旋溝８とスクリュ２の送り方向の螺旋溝１５との間を行き来して、溶融と混練が加えられながら次第に押出機の先端に向けて移送される。
【００２７】
しかし、原料樹脂がシリンダ１の逆螺旋溝部分９に至ると、原料樹脂が逆に戻される。この結果、未溶融樹脂の前進が阻まれて練り返しが行われる。このように練り返しが行われた原料樹脂は、このシリンダの逆螺旋溝部分９を通過し、さらに前方に移送される。
【００２８】
このために、未溶融樹脂の先方への移行が防止され、同時に原料樹脂の練り返しにより、混練が強化される。
＜付加構成要素を付加した場合の作用＞
１）前記シリンダ１の逆螺旋溝部分９を、シリンダ１の内径Ｄの０．５〜２倍の軸方向長さとした場合には、原料樹脂の充分な練り返し作用が行われ、満足のいく吐出量が確保される。
【００２９】
２）さらに、スクリュ２にシリンダ１の逆螺旋溝部分９に対応する位置にせき止めフライト１７によって形成される逆螺旋溝部分１６を設けた場合には、スクリュ２の逆螺旋溝部分１６はシリンダ１の逆螺旋溝部分９とは反対方向の螺旋を描くために、前記逆螺旋部分９、１６の相互作用によって原料樹脂を確実に後方に戻し、練り返しを行う。
【００３０】
３）また、ａ）スクリュの混練部１３には、送りフライト１４とせき止めフライト１７を互いに対称の螺旋を描いて交差して設けたり、
ｂ）あるいはスクリュ２の混練部１３に、送りフライト１４を螺旋状に連続して形成し、さらに一定間隔毎に送りフライト同士を結ぶようにせき止めフライト１７を断続的に設けたり、
ｃ）または、スクリュー２の混練部１３にせき止めフライト１７を螺旋状に連続して形成し、さらに一定間隔毎にせき止めフライト１７同士の間を結ぶように送りフライト１４を断続的に設けた場合には、
原料樹脂はせき止めフライト１７を乗り越えて分流される。また分流される直前に高圧に圧縮されて高い剪断力がかかる。このために、スクリュにおける分配、分散効果が大きく、原料樹脂の溶融、混練能力が高い。しかし、このようなスクリュであっても未溶融状態が生ずることがあり、この場合でも、シリンダ１の逆螺旋溝部分９により逆方向に戻されて、原料樹脂の練り返しにより混練を強める。
【００３１】
４）シリンダ１の混練部７とスクリュ２の間隙δは、熱可塑性樹脂の粘度に比例して、即ち粘度の大きな場合には大きく、粘度の小さい場合には小さく設定すると、樹脂の粘度が大であるとせき止めフライト１７を乗り越えて原料樹脂が後方に戻りやすくなり、粘度に応じた高混練が行われる。このために未溶融樹脂の先方への移動が確実に防止されて充分な練り返しにより混練を強める。
【００３２】
さらにシリンダ１の混練部７とスクリュ２との間隙δを、混練部の前半部に比して後半部を小さくすることによっても、剪断発熱によって原料樹脂の溶融状態の粘度が次第に小さくなるのに応じて前記の間隙δが小さくなり、粘度に応じた適切な混練押し出しが実現する。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。なお、実施例１乃至５においては、混練部７に逆螺旋溝部９を有するシリンダ１に挿通されるスクリュ２の種々の構造と、シリンダ１の混練部７とスクリュ２との間隙δを広狭にしたものを示す。そして、実施例１では原料樹脂の推進力が最も大であり、樹脂の練り返しが最も小である。そして、実施例２では実施例１に比して原料樹脂の推進力がさらに小となり、練りが返しがさらに強くなる。この関係は実施例３から実施例４へ、さらに実施例５へとその傾向が大きくなる。つまり、実施例５では原料樹脂の推進力が最も小となり、樹脂の練り返しが最も強くなるものを示す。
【００３４】
【実施例１】
第１の実施例を図１から図５を参照して説明する。
〔実施例１の概要〕
この熱可塑性樹脂混練押出機は、図５に示すように円筒形のシリンダ１の内側にスクリュ２が挿通されるとともに、シリンダ１には多条の螺旋溝８をもった混練部７が設けられている。このシリンダ１の元部３には上方に開口した材料供給口４が、同じく中間部には脱気口５がそれぞれ設けられている。前記材料供給口４は、先端が拡開した漏斗状のホッパである。また、前記シリンダ１の外周面はヒータ６が一定間隔をおいて複数並設されている。このヒータ６によってシリンダ１内において原料樹脂が加熱され溶融する。また、前記スクリュ２は図示しない電動機等の回転駆動装置から回転力が伝達されて矢印方向に回転駆動される。
【００３５】
〔シリンダの説明〕
シリンダ１は、図５から明らかなように中間の混練部７を除いて内周面は単純円筒形である。そしてこの混練部７の長さＭはこのシリンダ１の内径Ｄの数倍から十数倍の範囲から構成されている。シリンダ１の混練部７は図１に示すようにシリンダ１の内周面に螺旋溝８が形成される。この螺旋溝８はスクリュ２の螺旋方向とは逆方向の螺旋を描く。
【００３６】
さらに、この混練部７には逆螺旋溝部分９が局部的に設けられている。図１〜図３に例示するシリンダ１は４条の螺旋溝を設けたものである。図１に示すようにシリンダ１の混練部７に形成された４条の螺旋溝８は断面が半円形であって溝隅部に原料樹脂が残留することを防止する。図１のＸ−Ｘ線によって切断して示す図２から明らかなように、前記螺旋溝８を区画するフライト１１に所定の幅をもたせた。
【００３７】
さらに、混練部７の中間に前記の螺旋溝８に対して逆向きフライト１２によって区画された逆螺旋溝部分９が局部的に形成される。この逆螺旋溝部分９は頂部に所定の幅をもつ逆向きフライト１２により区画される。そして、この逆螺旋溝部分９の軸方向の長さＬａはシリンダ１の内径Ｄの０．５〜２倍の範囲から選択された寸法を有する。また、前記螺旋溝８側の軸方向長さは前記逆螺旋溝部分９の軸方向長さＬａの２倍以上に設定される。
【００３８】
なお、図３に示すのは図１のＣ部で軸方向に切断して示す展開図である。図３から明かなように、本実施例では逆螺旋溝部分９は２個所設けられている。また、この逆螺旋溝部分９の軸方向の長さＬａはシリンダ１の内径Ｄの０．５〜２倍の範囲から設定される。なお、Ｌは螺旋のリードを示す。逆螺旋溝部分９の始端部となるシリンダのフライト１１と逆向きフライト１２とのコーナを１０にて示す。また、∠θはねじれ角を示す。
【００３９】
〔スクリュの説明〕
スクリュ２は前記シリンダ１の内側に図４に示すように回転可能に挿通される。そしてスクリュ２の混練部１３には螺旋状に連続する多条の送りフライト１４のみが設けられる。この送りフライト１４は前記シリンダ１の多条の螺旋溝８と反対方向の螺旋を描くとともに、送り方向の螺旋溝１５を形成する。従って、送りフライト１４はシリンダ１の逆螺旋溝部分９においてはこの逆螺旋溝部分９と同方向の螺旋を描く。
【００４０】
またシリンダ１のフライト１１の頂部とスクリュ２の送りフライト１４との間隙δは、シリンダ１の内径が５０ｍｍの場合には０．１ｍｍ程度のきわめて僅かな値である。
【００４１】
〔実施例１の作用・効果〕
シリンダ基部の材料供給口４から供給された原料樹脂は、図４、図５に矢印Ｆで示すように、スクリュ２の回転に伴って次第にシリンダ１の先端へと送られる。そして、シリンダ１の混練部７の内周面に設けられた多条の螺旋溝８は通常の螺旋形状のスクリュと同じ働きをする。このために、シリンダ１の螺旋溝８と、この螺旋溝８と逆向きのスクリュ２の送りフライト１４によって形成された送り方向の螺旋溝１５との間を、原料樹脂が大きな推進力によって移送される。従って、原料樹脂は前記シリンダの１の螺旋溝８とスクリュ２の螺旋溝１５との間を行き来して混練されながら十分な速さで先方に送られる。そして、原料樹脂にはさらに剪断が負荷され高混練と高吐出が実現する。
【００４２】
そして、原料樹脂がシリンダ１の逆螺旋溝部分９の位置に至ると、この逆螺旋溝部分９によって原料樹脂の前進が阻止される。そこで、原料樹脂はスクリュ２の送りフライト１４を越えて戻され、未溶融樹脂の先方への移送が防止されることになる。そのために、原料樹脂はこの逆螺旋溝部分９で十分な練り返しがなされた後、再びシリンダ１の螺旋溝８とこれと反対方向のスクリュ２の送り方向の螺旋溝１５によって再び先方に移送される。
【００４３】
【実施例２】
本実施例における押出機は前記の実施例と略同一の構造を有するので、図６と図７を参照して前記実施例との相違点を中心として第２の実施例を説明する。
【００４４】
〔実施例２の概要〕
この実施例は前記の実施例１と異なって、スクリュ２にはシリンダ１に軸方向の長さＬａを有する逆螺旋溝部分９に対応する位置にスクリュ２の送り方向の螺旋溝１５と反対方向の逆螺旋溝部分１６を設ける。このため、この逆螺旋溝部分１６はシリンダ１の逆螺旋溝部分９とは逆方向の螺旋を描くことになる。そして、前記スクリュ２の前記逆螺旋溝部分１６はせき止めフライト１７によって形成される。また、本実施例は図７に示すようにシリンダ１の螺旋溝８は８条の螺旋溝から形成されている。またシリンダ１の内径Ｄとスクリュ２の外径との間には、実施例１と同様に僅小な隙間δを有する。
【００４５】
〔実施例２の作用・効果〕
シリンダ１の混練部７において、原料樹脂は螺旋溝８と、この螺旋溝８に対して逆向きのスクリュ２の螺旋溝１５との間に挟まれた状態でスクリュ２の回転によって図６の矢印Ｆの方向へ移送される。このとき原料樹脂は前記シリンダの１の螺旋溝８とスクリュ２の螺旋溝１５とを行き来して混練されながら十分な速さで先方に送られる。そして、原料樹脂にはさらに剪断が負荷され高混練と高吐出が実現する。
【００４６】
しかし、シリンダ１の混練部７の逆螺旋溝部分９においては、シリンダ１の逆螺旋溝部分９とスクリュ２の逆螺旋溝部分１６とが作用して、原料樹脂をスクリュ２の回転にともなって挟んだ状態で原料樹脂を確実に戻す。このために、未溶融樹脂の先方への移送が完全に防止され、原料樹脂の練り返しが行われて混練は一層強められる。本実施例では実施例１に比して樹脂の推進力が小で、練り返しの強さは大きくなる。
【００４７】
【実施例３】
実施例３を図８及び図９に付いて説明する。
〔実施例３の概要〕
この押出機は、前記実施例１及び２に示すものと略同一構造を有する。従って相違点に付いてのみ記する。
【００４８】
〔シリンダの説明〕
前記実施例１及び２と同様に、図８に示すように、円筒形のシリンダ１の中央部には、混練部７が設けられ、この混練部７には図９に示すように断面が半円形の螺旋溝８と逆螺旋溝部分９とが形成されている。そして、スクリュ２を囲む内周面に形成された混練部７には、多条（本実施例では８条）の螺旋状溝８が設けられている。
【００４９】
〔スクリュの説明〕
一方、スクリュ２には図８に示すように、送りフライト１４とせき止めフライト１７とを備えており、送りフライト１４は螺旋状に連続するように形成され、せき止めフライト１７は一定間隔毎に、前記送りフライト１４同士の間を結ぶように設けられている。これらは相互に同一角度で交差するように設けられているが、せき止めフライト１７は連続せず、等しい間隔をおいて送りフライト１４、１４間を結び、各条の間では一パターンの半分の間隔でずれるように配置されている。そして、この送りフライト１４は前記シリンダ１の混練部７の螺旋溝８と反対方向の螺旋を描いている。
【００５０】
〔スクリュとシリンダの間隔の説明〕
本実施例では前記実施例１及び２と異なって、スクリュ２のフライト１４、１７の頂部とシリンダ２側のフライト１１、１２の頂部との間隙δを大きく設定した。さらに、シリンダの前部と後部とで異なる間隙δを設けた。例えば、シリンダ１の内径が５０ｍｍ／φの装置では、スクリュ２の外径が前部では４５ｍｍ／φ、後部では４８ｍｍ／φとし、間隙δは前部で２．５ｍｍ，後部で１ｍｍとした。
【００５１】
その他、シリンダの内径が１００ｍｍ／φの装置では、スクリュ２の外径が前部で９４ｍｍ／φ、後部では９７ｍｍ／φとし、間隙δは前部で３ｍｍ、後部で１．５ｍｍとすることもできる。
【００５２】
〔実施例３の作用・効果〕
本実施例では、原料樹脂は図８に矢印Ｆで示すようにスクリュ２の回転によりシリンダ１の先端に向けて送られる。このとき本実施例ではスクリュ２の最深部にある原料樹脂がせき止めフライト１７へ移動するとき、この樹脂の移動する流路が狭まるので、図８及び図９の間隙δを通じて原料樹脂はフライト１７を乗り越えて矢印方向へ分流される。これらは分流される直前に高圧に圧縮されて高い剪断力がかかるために、樹脂の位置交換と混練が促進される。その後、原料樹脂が分流されることにより分配混合される。
【００５３】
また、前記の間隙δで送りフライト１４の頂部と、シリンダ１側の螺旋溝８のフライト１１頂部による樹脂のすり潰し作用が負担され、混練作用が一段と高まる。分流後は圧力が開放されるので、樹脂温度が剪断発熱により必要以上に上昇することはない。よって樹脂の物性に変化がなく、スクリュ２の高速回転による高吐出化を可能とする。
【００５４】
さらに、原料樹脂がシリンダ１の逆螺旋溝部分９の位置に至ると、この逆螺旋溝部分９によって前進が阻止される。この結果、原料樹脂の練り返しが充分に行われ未溶融樹脂の先方への移送が防止される。この逆螺旋溝部分９で十分な練り返しがなされた後、原料樹脂は再びシリンダ１の螺旋溝８とこれと反対方向のスクリュー２の螺旋溝１５によって再び漸次先方に移送される。
【００５５】
なお、本実施例では、原料樹脂の粘度が大である場合に好適である。また、混練部の前部では粘度が比較的高いので大きな間隙δをとるが、後部に至ると原料樹脂が高温となり粘度が比較的小となるために隙間δを小さくとったので、粘度に応じた適切な練り返しが実現された。本実施例は前記実施例２に比してさらに原料樹脂の推進力が小さく、逆に樹脂の練り返しの強さが大きくなる。
【００５６】
【実施例４】
〔実施例４の概要〕
実施例４を図１０により説明する。押出機の構造は前記実施例１〜３と同様な構造を有するので、特徴部分のみを説明する。
【００５７】
前記実施例と同様に、円筒形のシリンダ１の中央部には、混練部７が設けられ、この混練部７には断面が半円形の螺旋溝８と軸方向長さＬａの逆螺旋溝部分９とが形成されている。そして、スクリュ２を囲む内周面に形成された混練部７には、多条の螺旋状溝８が設けられている。
【００５８】
ここでは、スクリュ２に形成されたフライトは、送りフライト１４とせき止めフライト１７が互いに対称の螺旋を描いて交差するように設けられている。すなわちこれらは共に連続して、同一角度で交差しており、スクリュ２の混練部１３の表面には多数の菱形が形成されている。
【００５９】
これらの送りフライト１４とせき止めフライト１７は４条になっており、送りフライト１４はシリンダ１の内部の螺旋溝８に対して反対方向の螺旋を描くとともに、この送りフライト１４はシリンダの逆螺旋溝部分９では同一方向の螺旋を描くようになる。また、せき止めフライト１７はシリンダ１の螺旋溝８に対しては同方向の螺旋を描き、同じく逆螺旋溝部分９では反対方向の螺旋を描く。
【００６０】
また、実施例３と同様に、スクリュ２のフライト１４、１７の頂部とシリンダ２側のフライト１１、１２の頂部との間隙δを大きく設定した。また、原料樹脂の流れは矢印のようになる。
【００６１】
〔実施例４の作用・効果〕
本実施例では、両フライト１４、１７には推進力は殆どなく、シリンダの多条の螺旋溝８との組み合わせによって樹脂が移送される。本実施例では、スクリュにおける樹脂の推進力は比較的小さく混練効果が大きいので、樹脂の粘度が低いものに適しているが、このような混練スクリュを用いても、シリンダの螺旋溝８に沿って未溶融樹脂が前方に移行する虞がある。しかし、本実施例によればシリンダ１の逆螺旋溝部分９において原料樹脂の前方への移行が妨げられて、未溶融樹脂の練り返しが確実に行われる。本実施例は前記実施例３に比してさらに原料樹脂の推進力が小さく、逆に樹脂の練り返しの強さが大きくなる。
【００６２】
【実施例５】
〔実施例５の概要〕
実施例５を図１１により説明する。押出機の構造は前記実施例１〜４と同様な構造を有するので、特徴部分のみを説明する。
【００６３】
さらに、前記各実施例と同様に、円筒形のシリンダ１の中央部には、混練部７が設けられ、この混練部７には断面が半円形の多条の螺旋溝８と軸方向の長さＬａである逆螺旋溝部分９とが形成されている。
【００６４】
スクリュ２には、送りフライト１４とせき止めフライト１７が設けられる。せき止めフライト１７は螺旋状に連続するように形成され、送りフライト１４は一定間隔毎に、前記せき止めフライト１７同士の間を結ぶように設けられている。これらは互いに同一角度で交差するように設けられているが、送りフライト１４は連続せず、等間隔をおいてせき止めフライト１７、１７間を結び、各条の間では一パターンの半分の間隔でずれるように配置されている。前記せき止めフライト１７は前記シリンダ１の内面の逆螺旋溝部分９と反対方向の螺旋を描くように形成される。また、送りフライト１４はシリンダ１の逆螺旋溝部分９と反対方向の螺旋を描く。
【００６５】
また、実施例３、４と同様に、スクリュ２のフライト１４、１７の頂部とシリンダ２側のフライト１１、１２の頂部との間隙δを大きく設定した。
〔実施例５の作用・効果〕
本実施例は、この明細書において開示した実施例の内でスクリュ２の両フライト１４、１７による推進力が最も小さい場合であり、シリンダの多条の螺旋溝８との組み合わせによって樹脂が図１１の矢印Ｆの方向に移送される。すなわち、本実施例ではスクリュにおける樹脂の推進力は非常に小さいため、混練効果が実施例中最大であり、樹脂の粘度が低いものに適している。しかし、このようなスクリューを用いてもシリンダの螺旋溝８に沿って未溶融樹脂が前方に移行する虞がある。この場合でもシリンダ１の逆螺旋溝部分９において樹脂の前方への移行が妨げられて、未溶融樹脂の練り返しが確実に行われる。
【００６６】
【発明の効果】
（１）上記のように本発明の必須構成要件によれば、シリンダ１の混練部７に螺旋溝８と逆方向の逆螺旋溝部分９を局部的に少なくとも１個所設けたので、未溶融樹脂の先方への移行が防止され、同時に原料樹脂の練り返しにより、混練を強めることができる、という効果が生じる。
【００６７】
（２）付加的要件によれば、前記シリンダ１の逆螺旋溝部分９を、シリンダ１の内径Ｄの０．５〜２倍の軸方向長さとしたので、原料樹脂の充分な練り返し作用が行われ、満足のいく送り量が確保される。
【００６８】
（３）さらに付加的要件によれば、スクリュ２にシリンダ１の逆螺旋溝部分９に対応する位置にせき止めフライト１７によって形成される逆螺旋溝部分１６を設けたので、スクリュ２の逆螺旋部分１６はシリンダ１の逆螺旋溝部分９とは反対方向の螺旋を描くことにより前記逆螺旋部分９、１６の相互作用によって原料樹脂を確実に後方に戻し、練り返しを強化することができる。
【００６９】
（４）その他に付加適要件として、ａ）スクリュの混練部１３には、送りフライト１４とせき止めフライト１７を互いに対称の螺旋を描いて交差して設けたり、
ｂ）あるいはスクリュ２の混練部１３に、送りフライト１４を螺旋状に連続して形成し、一定間隔毎に送りフライト同士を間を結ぶようにせき止めフライト１７を断続的に設けたり、ｃ）または、スクリュー２の混練部１３にせき止めフライト１７を螺旋状に連続して形成し、さらに一定間隔毎にせき止めフライト１７の間を結ぶように送りフライト１４を断続的に設けたりしたので、
スクリュの混練効果が大きく、粘度の小さな樹脂の混練押し出しに好適なものを提供することができる。そして、未溶融状態が生じないように、シリンダ１の逆螺旋溝部分９により逆方向に戻されて、原料樹脂の練り返しにより混練を強めることができる。
【００７０】
（５）さらに別の付加的要件として、シリンダ１の混練部７とスクリュ２の間隙δを熱可塑性樹脂の粘度に比例して、即ち粘度の大きな場合には大きく、粘度の小さい場合には小さく設定したので、樹脂の粘度が大であるとせき止めフライト１６を乗り越えて原料樹脂が後方に戻りやすくなり、粘度に応じた高混練が行われる。このために未溶融樹脂の先方への移動が確実に防止されて充分な練り返しにより混練を強める。
【００７１】
（６）さらに他の付加的要件として、シリンダ１の混練部７とスクリュ２との間隙δを、混練部の前半部に比して後半部を小さくしたので、剪断加熱によって原料樹脂の溶融状態の粘度が次第に小さくなるのに応じて前記の間隙δが小さくなり、粘度に応じた適切な混練押し出しが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシリンダの縦断面図である。
【図２】図１のシリンダのＸ−Ｘ線による断面図である。
【図３】図１のシリンダの長手方向の展開図である。
【図４】本発明の要部の断面図である。
【図５】本発明に係る混練押出機の全体を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施例の要部の断面図である。
【図７】図６の縦断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施例の要部の断面図である。
【図９】図８の縦断面図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施例の要部の断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施例の要部の断面図である。
【符号の説明】
１    シリンダ
２    スクリュ
３    元部
７    混練部（シリンダ）
８    螺旋溝（シリンダ）
９    逆螺旋溝部分（シリンダ）
１３  混練部（スクリュ）
１４  送りフライト（スクリュ）
１６  逆螺旋溝部分（スクリュ）
１７  せき止めフライト（スクリュ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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