(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の空洞部となるチャンバを有するバレルと、前記チャンバ内で回転するスクリューとを備えるとともに、前記チャンバに、混練対象物を供給する供給口と、チャンバ先端に位置し混練物を排出する混練物排出部とを形成してなるスクリュー式混練機において、
前記バレルの側部に、前記供給口よりも前記チャンバ先端側に位置し前記チャンバに連通する冷却用開口部と、該冷却用開口部よりも前記チャンバ先端側に位置し前記チャンバに連通する吸気用開口部とを貫通形成し、
前記冷却用開口部には、
揮発性を有する冷媒を前記チャンバ側に向けて吹き付ける揮発性冷媒吹き付け装置に含まれ且つ前記揮発性を有する冷媒を泡もしくは霧状に噴霧するためのノズルを設け、
前記吸気用開口部には、
前記揮発性冷媒吹き付け装置に含まれ且つ前記揮発性を有する冷媒が気化した後の気体を吸引する吸引機構部を設ける
ことを特徴とするスクリュー式混練機。
【請求項２】
請求項１に記載のスクリュー式混練機において、
前記冷却用開口部を前記バレルの上側かつ前記混練物の非充満位置に配置形成する
ことを特徴とするスクリュー式混練機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュー式混練機に関し、詳しくは、冷却構造を有するスクリュー式混練機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリュー式混練機は、混練対象物が供給された後、スクリューの回転により生じる剪断熱やヒーター熱によって混練対象物・混練物が加熱される構造になっている。ヒーター熱は、スクリューを囲むバレルを介して混練物に与えられるようになっている。一方、冷却に関しては、バレルの内部やスクリューの内部に水などを流すための流路が形成され、この流路を介してバレルやスクリューが冷却され、さらに混練物が冷却される構造になっている。
【０００３】
スクリュー式混練機は、上記のような冷却構造を備えることによって、混練物の温度上昇を抑えることに配慮することができるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２４５５３４号公報
【特許文献２】特開２００４−６６７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のスクリュー式混練機にあっては、スクリューやバレルによる熱交換制御によって混練物の温度を制御するようになっている。しかしながら、スクリューの回転により生じる剪断熱が高い場合、冷却構造による混練物の冷却が追いつかない場合があるという問題点を有している。また、従来のスクリュー式混練機にあっては、スクリュー先端部や、スクリューの混練機能を持たせた部分に、しばしば過剰な発熱が起こってしまうという問題点を有している。これら問題点に挙げた現象は、樹脂の劣化を引き起こすだけにとどまらず、混練性の悪化を引き起こすことにもつながっている。
【０００５】
尚、上記問題点の対策として、スクリューの長さ（Ｌ／Ｄ）を延長する、スクリューのエレメント部材の形状・仕様を変更する、などの案が挙げられるが、いずれにしても混練機の大型化につながり、効率的であるとは言えない。
【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、効率的な冷却をすることが可能なスクリュー式混練機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明のスクリュー式混練機は、筒状の空洞部となるチャンバを有するバレルと、前記チャンバ内で回転するスクリューとを備えるとともに、前記チャンバに、混練対象物を供給する供給口と、チャンバ先端に位置し混練物を排出する混練物排出部とを形成してなるスクリュー式混練機において、前記バレルの側部に、前記供給口よりも前記チャンバ先端側に位置し前記チャンバに連通する冷却用開口部と、該冷却用開口部よりも前記チャンバ先端側に位置し前記チャンバに連通する吸気用開口部とを貫通形成し、前記冷却用開口部には、揮発性を有する冷媒を前記チャンバ側に向けて吹き付ける揮発性冷媒吹き付け装置に含まれ且つ前記揮発性を有する冷媒を泡もしくは霧状に噴霧するためのノズルを設け、前記吸気用開口部には、前記揮発性冷媒吹き付け装置に含まれ且つ前記揮発性を有する冷媒が気化した後の気体を吸引する吸引機構部を設けることを特徴としている。
【０００８】
このような特徴を有する本発明によれば、揮発性を有する冷媒が混練物に直接吹き付けられ、これによって混練物が効率よく冷却される。また、本発明によれば、揮発性を有する冷媒が気化し易い状態で混練物に直接吹き付けられる。気化した後の冷媒は、吸気用開口部を介してチャンバの外に排気される。排気は、チャンバ内の、上記気化した後の冷媒を吸引をするような状態での排気が好ましいものとする。
【０００９】
請求項２記載の本発明のスクリュー式混練機は、請求項１に記載のスクリュー式混練機において、前記冷却用開口部を前記バレルの上側かつ前記混練物の非充満位置に配置形成することを特徴としている。
【００１０】
このような特徴を有する本発明によれば、混練物がスクリューの軸方向に移動する過程で冷却用開口部に入り込むことはない。混練物の冷却が効率的に行われることになる。
【００１１】
請求項３記載の本発明のスクリュー式混練機は、請求項１又は請求項２に記載のスクリュー式混練機において、前記揮発性を有する冷媒を泡もしくは霧状に噴霧するためのノズルを含んで前記揮発性冷媒吹き付け装置を構成することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載された本発明によれば、効率的な冷却をすることが可能なスクリュー式混練機を提供することができるという効果を奏する。さらに、本発明によれば、揮発性を有する冷媒を気化し易い状態で混練物に直接吹き付け、これによって一層効率的な冷却をすることができるという効果を奏する。
【００１４】
請求項２に記載された本発明によれば、混練物の冷却を一層効率よく行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら説明する。図１は本発明のスクリュー式混練機の一実施の形態を示す模式的な断面図である。
【００１７】
図１において、引用符号１は本発明のスクリュー式混練機を示している。このスクリュー式混練機１は、本形態において、同方向回転噛合型の２軸混練用押出機（一例であるものとする）として構成されている。スクリュー式混練機１は、筒状の空洞部となるチャンバ２を有するバレル３と、チャンバ２内で回転するスクリュー４と、モータ及び減速機を備える駆動部５と、揮発性冷媒吹き付け装置６とを備えて構成されている。
【００１８】
バレル３は、図中左右方向にのび、この一端に駆動部５が設けられている。バレル３の他端は、チャンバ２の先端であり、このチャンバ先端に混練物を排出する混練物排出部７が形成されている。また、バレル３の側部には、例えばペレットなどの混練対象物８を供給する供給口９と、この供給口９よりもチャンバ先端側に位置してチャンバ２に連通する冷却用開口部１０とが貫通形成されている。さらに、バレル３の側部には、冷却用開口部１０よりもチャンバ先端側に位置してチャンバ２に連通する吸気用開口部１１が貫通形成されている。バレル３は、一般的な長さや直径で形成されている。
【００１９】
供給口９には、供給前の混練対象物８を入れておくホッパー部１２が連結されている。また、冷却用開口部１０及び吸気用開口部１１には、揮発性冷媒吹き付け装置６を構成する一部が連結されている。供給口９、冷却用開口部１０、及び吸気用開口部１１は、バレル３の上側に配置形成されている。冷却用開口部１０は、混練物が上がってこないような非充満位置に配置形成されている。
【００２０】
バレル３の側部やチャンバ先端には、特に図示しないが、側部の各部分や混練物の温度を計測する温度計測手段が設けられている。温度計測手段は、各々、揮発性冷媒吹き付け装置６の後述する制御部（又は混練機全体を制御する制御装置であってもよいものとする）に接続されている。
【００２１】
スクリュー４は、駆動部５が作動することにより所定方向に回転するようになっている。スクリュー４が回転することにより、供給口９からチャンバ２に供給された混練対象物８を連続的に混練することができるようになっている。混練対象物８は、混練されて混練物となり、図中左側から右側に移動して、混練物排出部６から押し出されるようになっている。
【００２２】
スクリュー４は、特に限定するものでないが、図中左側から右側に順に構成を挙げると、第一スクリュー部１３、第一混練翼部１４、第一ニーディングディスク部１５、第二スクリュー部１６、第二混練翼部１７、第二ニーディングディスク部１８、及び第三スクリュー部１９の各エレメント部材によって構成されている。
【００２３】
揮発性冷媒吹き付け装置６は、揮発性を有する冷媒２０を貯留するタンク２１と、揮発性を有する冷媒２０を流す配管２１と、揮発性を有する冷媒２０を泡もしくは霧状に噴霧することが可能なノズル２２と、揮発性を有する冷媒２０が気化した後の気体等を吸引する（排気する）吸引機構部２３と、ノズル２２及び吸引機構部２３の作動（例えばモータなどが作動する）を制御する制御部２４とを備えて構成されている。ノズル２２は、冷却用開口部１０に設けられており、泡もしくは霧状となった揮発性を有する冷媒２０を混練物に直接吹き付けることができるようになっている。
【００２４】
混練物の温度が所定の温度以上であると制御部２４が判断し、泡もしくは霧状となった揮発性を有する冷媒２０が混練物に直接吹き付けられると、この時の気化に伴って混練物の熱が奪われ、混練物が効率よく冷却されるようになっている。直接、混練物を冷却することにより、高い冷却効果を発揮することができるようになっている（従来例ではバレル３の内面に接する部分のみで吸熱が行われる。本発明では気化熱＋温度平衡となり、より均一により効率よく冷却をすることができる）。吸引機構部２３は、吸気用開口部１１に設けられている。
【００２５】
揮発性を有する冷媒２０は、多量の不純物を含まない冷媒が好ましいものとする。具体的には、水が一例として挙げられる。そして、この水を泡もしくは霧状に噴霧して使用することが好適である。尚、泡もしくは霧状とする理由は、水を大きな水滴の状態で使用すると、冷えすぎてしまうという恐れを有するからである。また、水を大きな水滴の状態で使用すると、スクリュー４が金属製であることから、急激に冷えることによって寸法がずれ、干渉が生じる（クラック発生）という恐れを有するからである。
【００２６】
以上、本発明のスクリュー式混練機１によれば、揮発性を有する冷媒２０を混練物に直接吹き付けることから、効率的な冷却をすることができるという効果を奏する。
【００２７】
この他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
【００２８】
例えば、バレル３の内部やスクリュー４の内部に水などを流すための流路を形成し、この流路を介してバレル３やスクリュー４を冷却する従来の冷却構造を、本発明に係る冷却構造に付加したり、逆に本発明に係る冷却構造を従来の冷却構造の補助的な冷却構造として使用したりすることも可能であるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のスクリュー式混練機の一実施の形態を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  スクリュー式混練機
２  チャンバ
３  バレル
４  スクリュー
５  駆動部
６  揮発性冷媒吹き付け装置
７  混練物排出部
８  混練対象物
９  供給口
１０  冷却用開口部
１１  吸気用開口部
１２  ホッパー部
１３  第一スクリュー部
１４  第一混練翼部
１５  第一ニーディングディスク部
１６  第二スクリュー部
１７  第二混練翼部
１８  第二ニーディングディスク部
１９  第三スクリュー部
２０  揮発性を有する冷媒
２１  配管
２２  ノズル
２３  吸引機構部
２４  制御部
【図１】
0005095425.tif 000002