(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料をせん断しながら循環させて分散及び混合するようにした高せん断加工装置において、
内部に材料が導入される加熱筒と、  
該加熱筒内に回転可能に配設されていて内部に帰還穴を連通させた内部帰還型スクリューと、
前記加熱筒及び前記内部帰還型スクリューの間の周方向と先端方向に形成されていて材料を流動させるクリアランスと、
前記内部帰還型スクリューと前記加熱筒のいずれか一方を他方から分離する方向に或いは両方を互いに分離する方向に移動させる分離手段とを備え、
前記加熱筒には、前記加熱筒と内部帰還型スクリューの分離の際に前記クリアランスに含まれる材料を溶融させるための加熱手段が設けられ、
前記分離手段は、前記内部帰還型スクリューまたは前記加熱筒を支持する移動可能なスライド部材と、前記スライド部材を移動させる移動部材と、前記内部帰還型スクリューが加熱筒内に挿入された所定位置で前記スライド部材を位置決め停止する位置決めストッパーと、を備えたことを特徴とする高せん断加工装置。
【請求項２】
材料が導入される加熱筒内に、内部に帰還穴を連通させた内部帰還型スクリューが回転可能に配設されていて、せん断力を付与しつつ循環させながら混練することで材料を分散及び混合する高せん断加工装置の分離方法であって、
前記加熱筒と前記内部帰還型スクリューを分離する際に前記加熱筒に設けた加熱手段によって加熱することで、前記加熱筒及び前記内部帰還型スクリューの間の周方向と先端方向に形成されたクリアランスに含まれる前記材料を溶融させる工程と、
前記内部帰還型スクリューと前記加熱筒を互いに離間する位置に相対移動させる工程と
を備えたことを特徴とする高せん断加工装置の分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子材料等の各種材料を高せん断加工することによって、高分子材料等の各種材料を微細レベルに分散・混合するための高せん断加工装置とその分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静置場では相互に溶け合わない（非相溶性）ブレンド系の材料において、相溶化剤等の余分な添加物を加えることなく、例えば数十ナノメーターサイズの分散相を有する高分子ブレンド押出し物を製造するための高せん断加工機が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
例えば特許文献１や特許文献２に記載された高せん断加工機は、内部帰還型の高せん断スクリューである内部帰還型スクリューを回転可能に収容した加熱筒を有している。
【０００３】
例えば図５に示す高せん断加工機１では、略有底円筒状の加熱筒２と加熱筒２内に回転可能に収容された内部帰還型スクリュー３とを備えている。内部帰還型スクリュー３は略円柱状に形成されており、螺旋状のスクリュー羽根４を有する外周面５と、先端面６の中央から内部を回転軸線Ｏに沿って後方の基部側に延びていると共に途中で外周面５に開口するよう湾曲形成された帰還穴７とを有している。
そして、加熱筒２と内部帰還型スクリュー３との間に略有底円筒形状のクリアランス１０が樹脂溜まりとして形成されている。このクリアランス１０は、内部帰還型スクリュー３の外周面５と加熱筒２の内周面８との間の流路を構成する外周クリアランス１１と、内部帰還型スクリュー３の先端面６と加熱筒２の底面１２との間のギャップを構成する先端クリアランス１３とで形成されている。
【０００４】
高分子材料を溶融する可塑化ユニットの射出ノズル１４から加熱筒２内の外周クリアランス１１に溶融された高分子材料を供給して、内部帰還型スクリュー３を例えば５００〜５０００ｍｉｎ−１の回転数で高速回転させて数秒間混練する。
混練に際して、溶融した高分子材料はスクリュー羽根４でせん断加工を受けながら外周クリアランス１１内を前進して、内部帰還型スクリュー３の先端面６と加熱筒２の底面１２との間の先端クリアランス１３に移動して内部帰還型スクリュー３の帰還穴７を通って後方に帰還し、外周クリアランス１１に戻されて循環移動させられる。
この循環運動によって、外周クリアランス１１内の高分子材料は旋回するスクリュー羽根４で繰り返しせん断され、ナノ分散化されて耐熱性、機械的特性、寸法安定性等に優れた高分子ブレンド押出し物を製造するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１３６０８号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／０８９９９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した高せん断加工機１においては、外周クリアランス１１や先端クリアランス１３の幅は高せん断加工の樹脂分散や混合の良否・生産応力を左右するため、厳しく管理されている。
そして、高せん断加工する高分子材料等の樹脂材料の種類を変更する場合、異種の材料が混合するのを防ぐために各クリアランス１１，１３内に残留したり付着したりする溶融樹脂を除去する必要があった。そのため、内部帰還型スクリュー３と加熱筒２を分離して残存する樹脂材料を掃除する必要があった。特に内部帰還型スクリュー３のスクリュー羽根４間の溝面や帰還穴７内に樹脂が残存し易いため、これらに付着する樹脂を掃除して除去する必要があり、或いは内部帰還型スクリューを交換することが必要になる。
【０００７】
しかしながら、従来の高せん断加工機１では、加熱筒２と内部帰還型スクリュー３を分離するには、加熱筒２を分解して内部帰還型スクリュー３を取り出すため作業が煩雑であった。特に、加熱筒２には、高せん断時に加熱するためのヒータ用配線、加熱筒冷却用配管、温度センサー用配線、樹脂圧センサー用配線等、多くの部品や配線等があり、これらの部品や配線を取り外すことが煩雑であった。
そして、内部帰還型スクリュー３に付着した前の樹脂を除去したり、新たにスクリュー交換したりした後、再度、加熱筒２やその関連部品や配線を組み立てて内部帰還型スクリュー３を収納状態に配設する必要がある等、煩雑で手間がかかりコスト高になる欠点があった。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みて、加熱筒を分解することなく、内部帰還型スクリューと加熱筒を分離して掃除や交換等を容易に行えるようにした高せん断加工装置およびその分離方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る高せん断加工装置は、材料をせん断しながら循環させて分散及び混合するようにした高せん断加工装置において、内部に材料が導入される加熱筒と、加熱筒内に回転可能に配設されていて内部に帰還穴を連通させた内部帰還型スクリューと、加熱筒及び内部帰還型スクリューの間の周方向と先端方向に形成されていて材料を流動させるクリアランスと、内部帰還型スクリューと加熱筒のいずれか一方を他方から分離する方向に或いは両方を互いに分離する方向に移動させる分離手段とを備え、加熱筒には、加熱筒と内部帰還型スクリューの分離の際にクリアランスに含まれる材料を溶融させるための加熱手段が設けられ、分離手段は、内部帰還型スクリューまたは加熱筒を支持する移動可能なスライド部材と、スライド部材を移動させる移動部材と、内部帰還型スクリューが加熱筒内に挿入された所定位置でスライド部材を位置決め停止する位置決めストッパーと、を備えたことを特徴とする。
本発明による高せん断加工装置によれば、高せん断加工する材料を別の材料に交換等する場合、高せん断加工装置の内部帰還型スクリューと加熱筒との間のクリアランスや帰還穴等に材料が付着していても、分離手段によって内部帰還型スクリューと加熱筒のいずれか一方を他方から分離し、或いは両方を互いに分離させることで、内部帰還型スクリューを加熱筒と分離することができる。そのため、内部帰還型スクリューに付着した材料の掃除や材料が付着した内部帰還型スクリュー自体の交換等を容易に行うことが出来る。しかも、掃除や交換等が終了した後、分離手段によって、内部帰還型スクリューと加熱筒を互いに嵌合させて所定のクリアランスを有するように位置決めすることで、前の材料と新しい材料が混ざることなく再び高せん断加工に供することができる。
【００１０】
しかも、加熱筒には、加熱筒と内部帰還型スクリューの分離の際にクリアランスに含まれる材料を溶融させるための加熱手段が設けられている。
本発明による高せん断加工装置によれば、材料を変更して高せん断加工を行うに際し、内部帰還型スクリューと加熱筒との間のクリアランスに交換前の材料が付着して固化していて、内部帰還型スクリューと加熱筒を分離することが困難な場合でも、加熱手段によって加熱筒と内部帰還型スクリューとの間の材料を加熱溶融することで、内部帰還型スクリューと加熱筒を容易に分離できる。
【００１１】
また、分離手段は、内部帰還型スクリューまたは加熱筒を支持する移動可能なスライド部材と、スライド部材を移動させる移動部材と、内部帰還型スクリューが加熱筒内に挿入された所定位置でスライド部材を位置決め停止するストッパーと、を備えていることを特徴とする。
分離手段を内部帰還型スクリューに設けた場合、移動部材によってスライド部材を移動させて内部帰還型スクリューを一体移動させることによって、加熱筒から内部帰還型スクリューを引き抜いて分離できるので、その後の内部帰還型スクリューに付着した材料を除去する掃除や内部帰還型スクリューの交換を容易に行える。
【００１２】
また、分離手段を加熱筒に設けた場合、分離手段は、加熱筒を支持する移動可能なスライド部材と、スライド部材を移動させる移動部材と、加熱筒が内部帰還型スクリューを収容させた所定位置でスライド部材を位置決め停止するストッパーと、を備えていてもよい。
移動部材によってスライド部材を移動させて加熱筒を一体移動させることによって、内部帰還型スクリューから加熱筒を相対的に引き抜いて分離できるので、その後、内部帰還型スクリューに付着した材料を除去する掃除や内部帰還型スクリューの交換を容易に行える。
【００１３】
本発明による高せん断加工装置の分離方法は、材料が導入される加熱筒内に、内部に帰還穴を連通させた内部帰還型スクリューが回転可能に配設されていて、せん断力を付与しつつ循環させながら混練することで材料を分散及び混合する高せん断加工装置の分離方法であって、加熱筒と内部帰還型スクリューを分離する際に加熱筒に設けた加熱手段によって加熱することで、加熱筒及び内部帰還型スクリューの間の周方向と先端方向に形成されたクリアランスに含まれる材料を溶融させる工程と、内部帰還型スクリューと加熱筒を互いに離間する位置に相対移動させる工程とを備えたことを特徴とする。
本発明による高せん断加工装置の分離方法によれば、加熱筒と内部帰還型スクリューとの間のクリアランスに材料が付着して互いに固着していて内部帰還型スクリューと加熱筒の分離が困難であっても、加熱手段によって加熱することでクリアランス内の材料を溶融させることができて、内部帰還型スクリューと加熱筒を相対的に引き抜いて分離させることができる。そして、内部帰還型スクリューに付着した材料の掃除や内部帰還型スクリューの交換等を行える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による高せん断加工装置によれば、高せん断加工する材料を別の材料に交換等する場合、分離手段によって内部帰還型スクリューと加熱筒のいずれか一方を他方から分離させ、或いは両方を互いに分離させることで、内部帰還型スクリューを加熱筒から引き抜いて内部帰還型スクリューに付着した材料の掃除や材料が付着した内部帰還型スクリュー自体の交換等を容易に行うことが出来る。
しかも、掃除や交換等が終了した後、内部帰還型スクリューと加熱筒を互いに所定位置まで嵌合させることで、前の材料が除去された状態で、新しい材料を再び高せん断加工に供することができる。
【００１５】
また、本発明による高せん断加工装置の分離方法によれば、加熱筒と内部帰還型スクリューの間のクリアランスに材料が付着し加熱筒と内部帰還型スクリューが互いに固着していて内部帰還型スクリューの引き抜きが困難であっても、加熱手段によって加熱することで溶融させることができて、内部帰還型スクリューと加熱筒を容易に分離することができる。そして、内部帰還型スクリューの掃除や交換等が終了した後、内部帰還型スクリューを加熱筒内の所定位置まで挿入させることで、再び高せん断加工に供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一の実施形態による高せん断加工装置の概略構成を示す要部説明図である。
【図２】図１に示す高せん断加工装置の要部拡大図である。
【図３】第二の実施形態による高せん断加工装置の概略構成を示す要部説明図である。
【図４】第三の実施形態による高せん断加工装置の概略構成を示す要部説明図である。
【図５】従来の高せん断加工装置を示す要部説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の第一実施形態による高せん断加工装置について、図１及び図２に基づいて説明する。
図１に示す第一実施形態による高せん断加工装置２０は、例えば高分子材料を溶融状態にして高せん断応力を与えつつ混練することで、樹脂の内部構造をナノレベル等の微細レベルまで分散して混合するものである。
【００１８】
高せん断加工装置２０で使用される高分子材料として、例えば非相溶性ポリマーブレンド系、ポリマー／フィラー系、ポリマーブレンド／フィラー系の樹脂材料等のブレンド材料が挙げられる。非相溶性ポリマーブレンド系として、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とポリアミド１１（ＰＡ１１）の組み合わせや、ポリカーボネート（ＰＣ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の組み合わせがある。ポリマー／フィラー系としては、例えばポリ乳酸とカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の組み合わせがあり、ポリマーブレンド／フィラー系として、例えばＰＶＤＦとポリアミド６とＣＮＴとの組み合わせなどがある。
なお、本発明では高分子系材料として高分子ブレンド材料に限定されることなく、他のブレンド材料や、ブレンドしない単一の分子材料等を高せん断してナノ分散化することもできる。或いは、高分子系でない他の適宜の材料を用いることができ、この材料は樹脂等の流体や液体だけでなく粉体や粒体等でもよい。
【００１９】
図１及び図２に示す本実施形態による高せん断加工装置２０は、例えば固体状の高分子ブレンド系の樹脂を図示しない可塑化ユニットに投入して可塑化した溶融樹脂を射出ノズル１９によって供給口２１ａの供給バルブ２１から加熱筒２２内に注入して溶融樹脂をナノ分散化させるようにしている。
高せん断加工装置２０では、略有底円筒状の加熱筒２２と、加熱筒２２内に回転可能に配設された内部帰還型スクリュー２３とを備えている。なお、本実施形態による高せん断加工装置２０において、内部帰還型スクリュー２３の中心軸線Ｏ方向でこのスクリュー２３による送り方向前方を「前方」、「前端」、「先端」とし、その反対側を「後方」、「後端」、「基端」として統一して用いる。
【００２０】
加熱筒２２は内部帰還型スクリュー２３を収容する内周面２５と内奧の底面２６とを有し、加熱筒２２の底面２６の中央には中心軸線Ｏと同軸に形成された排出口２７ａに排出バルブ２７が形成され、高速せん断加工された材料は排出バルブ２７から外部に排出される。また、加熱筒２２の適宜位置、例えば外周面に加熱手段としてヒータ２８が設けられている。このヒータ２８によって、加熱筒２２の内部に供給される溶融樹脂を加熱してせん断に必要な流動性を維持している。
そして、供給口２１ａに設けた供給バルブ２１は予め設定された時間等に応じて溶融樹脂の注入量を制御することが可能な自動開閉式とされ、本実施形態では排出バルブ２７の開閉動作に連動しているものとする。
【００２１】
内部帰還型スクリュー２３は略円柱状に形成されており、螺旋状のスクリュー羽根２９を有する外周面３０と、加熱筒２２の底面２６に対応する先端面３１とを有している。内部帰還型スクリュー２３には、回転中心をなす中心軸線Ｏに沿って先端面３１に形成した流入口３３から後方に延びる帰還穴３４が形成されており、この帰還穴３４は途中で中心軸線Ｏから次第に離間して１または複数に分岐されて湾曲することで外周面３０に吐出口３５によって開口している。帰還穴３４の吐出口３５は供給口２１ａよりも後側または略同一位置に設けられている。
【００２２】
また、内部帰還型スクリュー２３の後端側に設けたスピンドル３６を支持する軸受を内蔵した軸受ブロック３７を介して例えばサーボモータからなる駆動モータ３２が連結されている。内部帰還型スクリュー２３は駆動モータ３２により、例えば５００〜５０００ｍｉｎ−１の回転数で高速回転させられて溶融樹脂を混練しつつ高せん断することができる。
スピンドル３６の前側に設けたチャッキング部３６ａで内部帰還型スクリュー２３を着脱交換可能とされている。
【００２３】
そして、内部帰還型スクリュー２３の外周面３０と加熱筒２２の内周面２５との間には略円筒状をなす外周クリアランス３８が形成され、内部帰還型スクリュー２３の先端面３１と加熱筒２２の底面２６との間には略円板形状の先端クリアランス３９がそれぞれ形成され、流路として互いに連通している。
また、スクリュー羽根２９の間の溝面２９ａが内部帰還型スクリュー２３の中心軸線Ｏに平行であり、外周クリアランス３８における加熱筒２２の内周面２５と内部帰還型スクリュー２３の外周面３０のスクリュー羽根２９（または溝面２９ａ）との間の隙間が中心軸線Ｏ方向にわたって略一定の間隙Ｓ１となっている。内部帰還型スクリュー２３の先端面３１と加熱筒２２の底面２６との隙間を構成する先端クリアランス３９は略一定幅の間隙Ｓ２を有している。
そのため、外周クリアランス３８と先端クリアランス３９、即ち間隙Ｓ１と間隙Ｓ２とで高せん断領域が形成されている。
【００２４】
帰還穴３４において、流入口３３が高せん断中に帰還穴３４内を流れる溶融樹脂の上流側となり、吐出口３５が下流側となる。つまり、外周クリアランス３８に注入された溶融樹脂は、内部帰還型スクリュー２３の回転とともに溝面２９ａに沿って先端側に送られ、先端クリアランス３９において流入口３３より帰還穴３４に流入して後方へ流れて吐出口３５より外周クリアランス３８へ吐出され、再び内部帰還型スクリュー２３の回転とともに先端側へ送られる循環がなされる。
また、内部帰還型スクリュー２３の基端部４１は、スクリュー羽根２９が形成されていない外周クリアランス３８の範囲外の後部側位置に設けられていて、スクリュー羽根２９より大径に形成された円柱状領域を有する。この基端部は加熱筒２３の内周面２５に対して液密に摺動可能となっている。
【００２５】
そして、加熱筒２２は脚部を構成する加熱筒サポート部４３、４４によってベース板４５に固定され支持されている。また、内部帰還型スクリュー２３は軸受ブロック３７の後方に駆動モータ３２を内蔵する支持ブロック４７が設けられており、これら軸受ブロック３７と支持ブロック４７はスライド部材としてのスライドテーブル４８に支持されている。スライドテーブル４８の裏面にはベース板４５に対して摺動可能なＬＭガイド４９が装着されている。
また、ベース板４５には、スライドテーブル４８の端部を当接させて位置決めする位置決めストッパー５１が設けられ、位置決めストッパー５１よりも後方側には任意の位置のスライドテーブル４８を固定するテーブル固定ブロック５２が設けられている。
【００２６】
なお、スライドテーブル４８の移動方向は内部帰還型スクリュー２３の中心軸線Ｏ方向と一致している。そして、スライドテーブル４８の端部が位置決めストッパー５１に当接した位置で、内部帰還型スクリュー２３は加熱筒２２内に収容されて高分子材料のせん断加工位置にあり、この位置でテーブルセットボルト５３によってスライドテーブル４８を位置決めストッパー５１に固定できる。スライドテーブル４８を加熱筒２２から離間する方向に移動することで、内部帰還型スクリュー２３は加熱筒２２から抜き出される。
【００２７】
また、テーブル固定ブロック５２は例えば略Ｌ字形状とされ、上側の平板状の板部にテーブル固定ボルト５４を締め込むことで適宜位置にあるスライドテーブル４８を固定できる。
スライドテーブル４８の上面にはハンドル５５が取り付けられ、例えば手動でハンドル５５を操作することで、スライドテーブル４８を移動させて内部帰還型スクリュー２３を摺動させることができる。
【００２８】
また、第一実施形態による高せん断加工装置２０において、内部帰還型スクリュー２３を支持するスライドテーブル４８，スライドテーブル４８の裏面に設けたＬＭガイド４９、位置決めストッパー５１、テーブル固定ブロック５２、これらとスライドテーブル４８を固定するボルト５３，５４、ハンドル５５は分離手段を構成する。
【００２９】
本実施形態による高せん断加工装置２０は上述の構成を備えており、次に高せん断加工装置２０の分離方法について説明する。
図１及び図２に示す高せん断加工装置２０において、例えば高分子材料を可塑化させた溶融樹脂を射出ノズル１９から供給口２１を通して加熱筒２２内の外周クリアランス３８に注入する。
高せん断加工装置２０では、加熱筒２２内の内部帰還型スクリュー２３を例えば３００ｍｉｎ−１以下の低速回転で回転させて、加熱筒２２内の外周及び先端クリアランス３８，３９に溶融樹脂を注入することで加熱筒２２内の外周クリアランス３８、先端クリアランス３９、そして帰還穴３４内が溶融樹脂で満たされる。溶融樹脂の注入を完了させると、注入バルブ２１を閉じる。
【００３０】
次いで、高せん断加工装置２０で高せん断加工が行われる。高せん断加工装置２０では、加熱筒２２内の内部帰還型スクリュー２３を高速回転させる。高速回転数は投入される樹脂材料によって決定されるが、本実施形態では、上述した低速回転より高速回転である例えば５００〜５０００ｍｉｎ−１で回転させ、外周及び先端クリアランス３８，３９及び帰還穴３４を循環する溶融樹脂に対して、スクリュー羽根２９の高速回転によって所定の設定時間高せん断を行う。
【００３１】
即ち、外周クリアランス３８を後方から前方へ送られる溶融樹脂は、次第に高い樹脂圧となるため高速回転する内部帰還型スクリュー２３のスクリュー羽根２９によって高いせん断力でせん断させられる。そして、外周クリアランス３８から先端クリアランス３９へ移送させられた溶融樹脂は、先端クリアランス３９内で外周側から中心軸線Ｏ上の帰還穴３４の流入口３３へ向けて大きな圧力損失を生じさせて流動性良く流れて流入口３３から帰還穴３４内に流入される。先端クリアランス３９において流入口３３での樹脂圧は最も低い圧力に制御される。
【００３２】
その後、溶融樹脂は帰還穴３４内を後方へ流れ、遠心力によって帰還穴３４の吐出口３５から内部帰還型スクリュー２３の外周面３０に流出して外周クリアランス３８に帰還する。そして、溶融樹脂は再度外周クリアランス３８内をスクリュー羽根２９で高せん断されつつ先端側に移送されるといった循環流動を高速で繰り返す。
こうして、溶融樹脂は循環流動によって混練されると共に高せん断力が付与される。この循環により溶融樹脂はナノ分散化され、高分子材料の内部構造をナノレベルで分散及び混合できる。
【００３３】
次に、設定された高せん断加工時間に到達したときには、内部帰還型スクリュー２３の回転速度を高速回転から中速回転に切り替える。中速回転とは上述した低速回転より大きく高速回転より小さい回転数領域であり、例えば２００〜１０００ｍｉｎ−１である。そして、排出バルブ２７を開けて排出口２７ａを開放する。
これにより、外周及び先端クリアランス３８，３９内のナノ分散樹脂が内部帰還型スクリュー２３の回転とともに加熱筒２２の排出口２７ａから排出され、高分子材料の溶融樹脂を高分子ブレンド押出し物として得ることができる。
【００３４】
そして、別の材料を高せん断加工装置２０内に供給して高せん断加工する場合、外周及び先端クリアランス３８，３９内に残存する前に処理した材料と混ざらないように、内部帰還型スクリュー２３を加熱筒２２から抜き出して残存する樹脂を除去する必要がある。
そのため、内部帰還型スクリュー２３の回転が停止した後、図１において、テーブルセットボルト５３とテーブル固定ボルト５４を緩めることでスライドテーブル４８をスライド可能状態にする。そして、ハンドル５５を例えば作業者が手動で引くことで、スライドテーブル４８を加熱筒２２から離間する方向に移動させ、内部帰還型スクリュー２３を実線で示す加熱筒２２内に装着された位置から、二点鎖線で示す加熱筒２２から完全に引き抜かれた位置に移動させる。
【００３５】
この位置で、テーブル固定ブロック５２にテーブル固定ボルト５４を締め込むことでスライドテーブル４８を停止させることができる。そして、内部帰還型スクリュー２３のスクリュー羽根２９間の溝面や帰還穴３４等に付着した溶融樹脂や固化した樹脂を掃除して除去する。或いは、チャッキング部３６ａを緩めて内部帰還型スクリュー２３を着脱交換する。また、加熱筒２２内も掃除するが、内部は内周面２５と底面２６からなる略円筒状であるから、樹脂が付着することは少ない。
【００３６】
その後、テーブル固定ブロック５２からテーブル固定ボルト５４を緩めて、スライドテーブル４８を加熱筒２２方向に移動させて内部帰還型スクリュー２３を加熱筒２２内に挿入させる。スライドテーブル４８の端部が位置決めストッパー５１に当接した位置で、内部帰還型スクリュー２３が加熱筒２２内の正規の位置に挿入保持される。この位置でテーブルセットボルト５３を位置決めストッパー５１を介してスライドテーブル４８に締め込む。その位置で、テーブル固定ボルト５４をテーブル固定ブロック５２に締め込むことでスライドテーブル４８を固定する。
その後、高せん断加工装置２０に新たな材料を投入しても異種の材料が混ざることなく再度高せん断加工できる。
【００３７】
次に、材料を別のものに交換して高せん断加工する場合、内部帰還型スクリュー２３を加熱筒２２から引き抜こうとしても、外周及び先端クリアランス３８，３９内に残存する前の溶融樹脂が固化して内部帰還型スクリュー２３と加熱筒２２とが固着していることがある。この場合、ハンドル５５を操作してスライドテーブル４８を移動させて内部帰還型スクリュー２３を引き抜こうとしても、固化した樹脂が加熱筒２２と内部帰還型スクリュー２３を固着してしまい、引き抜きが困難な場合がある。
このような場合、内部帰還型スクリュー２３の引き抜きに先立って、加熱筒２２に設けたヒータ２８を加熱することで固化した樹脂を予め溶融させるとよい。固化した樹脂を溶融させることで、スライドテーブル４８による内部帰還型スクリュー２３の引き抜きが容易になる。
【００３８】
上述のように本実施形態による高せん断加工装置２０及び分離方法によれば、せん断加工する材料を別の種類のものに交換等する場合、スライドテーブル４８を移動させて内部帰還型スクリュー２３を加熱筒２２から引き抜くことで、内部帰還型スクリュー２３に付着した樹脂の掃除や樹脂が付着した内部帰還型スクリュー２３自体の交換等を容易に行うことができる。そのため、内部帰還型交換スクリュー２３と加熱筒２２を分離する際、加熱筒２２を分解したり、加熱筒２２に設けたヒータ用配線、加熱筒冷却用配管、温度センサー用配線、樹脂圧センサー用配線等の部品や配線等を取り外す必要がない。
しかも、掃除や交換等が終了して前の残った樹脂を除去した後、スライドテーブル４８を移動させて位置決めストッパー５１に当接させることで内部帰還型スクリュー２３を加熱筒２２内に配設させて位置決めでき、新しい材料をせん断加工に供することができる。
【００３９】
また、内部帰還型スクリュー２３を引き抜く際、加熱筒２２との間に樹脂が固化していたとしても、加熱筒２２に設けたヒータ２８によって加熱筒２２内の固化した樹脂を加熱溶融することで、その後の内部帰還型スクリュー２３の引き抜きが容易になる。
【００４０】
以上、第一の実施形態による高せん断加工装置２０について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。次に、本発明の他の実施形態について説明するが、上述した実施形態と同一または同様な部材、部分には同一の符号を用いてその説明を省略する。
【００４１】
次に、図３に基づいて本発明の第二の実施形態による高せん断加工装置６０について説明する。
本第二実施形態では、内部帰還型スクリュー２３は軸受ブロック３７及び支持ブロック４７を介してベース板４５に固定されている。一方、加熱筒２２を支える加熱筒サポート部４３，４４は移動可能なスライドテーブル６１に支持されている。スライドテーブル６１の裏面にはベース板４５に対して摺動可能なＬＭガイド４９が装着されている。
【００４２】
また、ベース板４５には、スライドテーブル６１の端部に設けたストッパー６２を当接させて位置決めするテーブル位置決めストッパー６３が設けられている。このテーブル位置決めストッパー６３には雄ねじが切られた回動軸６５が回転可能に支持されている。回動軸６５の先端部はストッパー６２に形成されたねじ穴６２ａに螺合されており、その先端に位置決めストッパー６８が固定されている。回動軸６５のテーブル位置決めストッパー６３を挟む他端部にはハンドル６６が設けられている。また、回動軸６５にはテーブル位置決めストッパー６３に当接させた係止部６７が設けられている。
そして、回動軸６５のハンドル６６を回転させることで、スライドテーブル６１は前方（図３で右方）に移動可能であり、スライドテーブル６１に支持された加熱筒２２は中心軸線Ｏに沿って移動可能とされている。
第二実施形態による高せん断加工装置６０において、スライドテーブル６１、ＬＭガイド４９、ストッパー６２、テーブル位置決めストッパー６３、回動軸６５、ハンドル６６、位置決めストッパー６８は分離手段を構成する。
【００４３】
従って、本第二実施形態による高せん断加工装置６０によれば、高せん断加工する材料の種類を交換する際、残った樹脂を除去するために、加熱筒２２を内部帰還型スクリュー２３から相対的に引き抜く際、図３に示す実線位置から回動軸６５のハンドル６６を回転させることで回動軸６５にガイドされてストッパー６２とスライドテーブル６１が移動させられ、これと一体に加熱筒２２が内部帰還型スクリュー２３から引き抜かれて中心軸線Ｏに沿って移動させられる。
そして、二点鎖線で示すように、加熱筒２２が内部帰還型スクリュー２３から引き抜かれて分離された位置で、スライドテーブル６１のストッパー６２が回動軸６５のテーブル位置決めストッパー６３に当接することで停止する。
【００４４】
この状態で、内部帰還型スクリュー２３のスクリュー羽根２９間の溝面や帰還穴３４等に付着した溶融樹脂や固化した樹脂を掃除して除去する。或いは、チャッキング部３６ａを緩めて内部帰還型スクリュー２３を着脱交換する。
次に、ハンドル６６を逆方向に回転させることで、ストッパー６２とスライドテーブル６１が回動軸６５にガイドされつつ内部帰還型スクリュー２３方向に移動する。そして、ストッパー６２が回動軸６５の先端に固定した位置決めストッパー６８に当接する位置で、加熱筒２２は内部帰還型スクリュー２３を挿入させて高せん断加工可能な正規の位置に保持される。
【００４５】
なお、外周及び先端クリアランス３８，３９内に残存する溶融樹脂が固化して内部帰還型スクリュー２３と加熱筒２２を固着させた場合、加熱筒２２の引き抜きに先立って、加熱筒２２に設けたヒータ２８を加熱することで固化した樹脂を予め溶融させる。これによって樹脂が溶融して、スライドテーブル６１による加熱筒２２の引き抜きが容易になる。
【００４６】
なお、上述の各実施形態では、内部帰還型スクリュー２３と加熱筒２２のいずれか一方のみを移動可能とすることで、加熱筒２２から内部帰還型スクリュー２３を引き抜くようにしたが、このような構成に代えて、第三の実施形態による高せん断加工装置７０として、図４に示すように、内部帰還型スクリュー２３と加熱筒２２の両方を互いに離間する方向と互いに接近する方向にスライドテーブル４８、６１によって移動可能に構成してもよい。
【００４７】
この場合、図４において、内部帰還型スクリュー２３を加熱筒２２に対して移動させる分離手段として、第一実施形態と同様に、スライドテーブル４８，スライドテーブル４８の裏面に設けたＬＭガイド４９、位置決めストッパー５１、テーブル固定ブロック５２、これらとスライドテーブル４８を固定するボルト５３，５４、ハンドル５５を備えている。
また、加熱手段２２を内部帰還型スクリュー２３から移動させる分離手段として、第二実施形態と同様に、スライドテーブル６１、ＬＭガイド４９、ストッパー６２、テーブル位置決めストッパー６３、回動軸６５、ハンドル６６、位置決めストッパー６８を備えている。
【００４８】
本実施形態による高せん断加工装置７０では、内部帰還型スクリュー２３と加熱筒２２のそれぞれの移動ストロークは上述の第一及び第二実施形態に示す場合よりも短くできる。
また、引き抜きに先立って、加熱筒２２に設けたヒータ２８を加熱させてもよい。
【００４９】
なお、上述の各実施形態において、せん断加工時に用いるヒータ２８と、加熱筒２２から内部帰還型スクリュー２３を引き抜く場合のヒータとを別個に設けてもよい。
また、上述の各実施形態では、ＬＭガイド４９を設けたスライドテーブル４８，６１を移動させる手段をハンドル５５，回動軸６５に設けたハンドル６６として手動で移動させるようにしたが、正逆回転可能なモータ等で伝動機構を介してスライドテーブル４８，６１を移動させるようにしてもよい。これらはいずれも移動部材を構成する。
【符号の説明】
【００５０】
２０，６０、７０  高せん断加工装置
２２  加熱筒
２３  内部帰還型スクリュー
２８  ヒータ
３８  外周クリアランス
３９  先端クリアランス
４５  ベース部材
４８，６１  スライドテーブル
４９  ＬＭガイド
５１，６８  位置決めストッパー
５５、６６  ハンドル
６２  ストッパー
６３  テーブル位置決めストッパー
６５  回動軸
【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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