特許 6242232 連続混練装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6242232

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】連続混練装置

(51)【国際特許分類】

   B29B 7/48 20060101AFI20171127BHJP

   B01F 7/08 20060101ALI20171127BHJP

【ＦＩ】

   B29B7/48

   B01F7/08 D

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-25412(P2014-25412)

(22)【出願日】2014年2月13日

(65)【公開番号】特開2015-150752(P2015-150752A)

(43)【公開日】2015年8月24日

【審査請求日】2016年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100061745

【弁理士】

【氏名又は名称】安田 敏雄

(74)【代理人】

【識別番号】100120341

【弁理士】

【氏名又は名称】安田 幹雄

(72)【発明者】

【氏名】山口 和郎

(72)【発明者】

【氏名】黒田 好則

(72)【発明者】

【氏名】船橋 秀夫

(72)【発明者】

【氏名】福井 二志

【審査官】 関口 貴夫

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０２−０１２８２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１０−０５２８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３０９０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３２６２１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｂ ７／４８

Ｂ０１Ｆ ７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部が空洞とされたバレルと、当該バレルに収容されると共に互いに異なる方向に回転する一対の混練ロータとを備え、前記バレル内に供給された材料を混練する混練部が、前記混練ロータの軸方向に沿って複数配備されており、前記バレル内に供給された材料を軸方向に送りながら上流側の混練部から下流側の混練部までの複数の混練部で順次混練を行う連続混練装置であって、
下流側に位置する混練部に対応する前記混練ロータの混練フライトの回転外径Ｄ２が、上流側の混練部に対応する前記混練ロータの混練フライトの回転外径Ｄ１よりも大径とされて、
前記上流側の混練部における前記材料を所望の混練度に調整する絞り部を備え、
前記回転外径Ｄ２が、前記一対の混練ロータ間の軸間距離Ｌより大きく設定されていることを特徴とする連続混練装置。

【請求項2】

前記Ｄ１なる回転外径の混練部が最も上流側に配備されたものであって、前記Ｄ２なる回転外径の混練部が最も下流側に配備されたものであることを特徴とする請求項１に記載の連続混練装置。

【請求項3】

前記混練ロータには、当該混練ロータの軸方向に距離をあけて第１混練部と第２混練部との２つの前記混練部が配備され、
前記第１混練部の混練フライトの回転外径Ｄ１が、前記一対の混練ロータ間の軸間距離Ｌより小さく設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の連続混練装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂などの材料を連続して混練する連続混練装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、樹脂などの材料を連続して混練する連続混練装置としては、特許文献１に開示されたもの等がある。
特許文献１の連続混練装置は、内部が空洞とされたバレルと、このバレルに収容される混練ロータとを備えていて、この混練ロータは、軸心を略平行に向けて１対配備されており、互いに異なる方向に回転可能とされている。係る連続混練装置では、互いに異なる方向に回転する混練ロータの間に、バレル内に供給された材料を導き、導いた材料に混練ロータに設けられた混練スクリュを用いてせん断力を付与することで、材料が混練される。

【0003】

ところで、近年は、難混練性の材料を混練することが必要とされており、連続混練装置の混練能力をさらに向上させたいというニーズが存在している。このような混練能力の向上のための方法の一つに、混練ロータ同士の噛み合いを大きくするという方法がある。
例えば、特許文献１の連続混練装置でも、一対の混練ロータの軸間距離を混練フライトの回転外径より小さくなるようにして、混練ロータ同士を噛み合い状態とすることが考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−０５１３６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが、上述したように混練ロータ同士の噛み合いを大きくしようとすると、混練ロータに混練中に加わる荷重（混練荷重）も非常に大きなものとなる。つまり、噛み合いを大きくすべく混練ロータ同士を近接させると、混練ロータを互いに離反させる方向に混練荷重が加わり、この混練荷重により混練ロータや混練ロータを支持する軸受などに悪影響を及ぼす可能性がある。

【0006】

そのため、従来の連続混練装置では、混練ロータ同士の噛み合いをさらに大きくすることができず、難混練性の材料に対応することが困難となっていた。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、混練ロータに加わる混練荷重を抑制しつつも混練ロータ同士の噛み合いを大きくすることができ、難混練性の材料であっても十分な混練が可能となる連続混練装置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】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の連続混練装置は以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明の連続混練装置は、内部が空洞とされたバレルと、当該バレルに収容されると共に互いに異なる方向に噛み合い状態で回転する一対の混練ロータとを備え、前記バレル内に供給された材料を混練する混練フライトを有する混練部が、前記混練ロータの軸方向に沿って複数配備されており、前記バレル内に供給された材料を軸方向に送りながら上流側の混練部から下流側の混練部までの複数の混練部で順次混練を行う連続混練装置であって、下流側に位置する混練部に配備された混練フライトの回転外径Ｄ_２が、上流側の混練部に配備された混練フライトの回転外径Ｄ_１よりも大径とされていることを特徴とする。

【0008】

なお、好ましくは、前記Ｄ_１なる回転外径の混練部が最も上流側に配備されたものであって、前記Ｄ_２なる回転外径の混練部が最も下流側に配備されたものであるとよい。
なお、好ましくは、前記混練ロータには、当該混練ロータの軸方向に距離をあけて第１混練部と第２混練部との２つの前記混練部が配備され、前記第１混練部の混練フライトの回転外径Ｄ_１が、前記一対の混練ロータ間の軸間距離Ｌより小さく設定され、前記第２混練部の混練フライトの回転外径Ｄ_２が、前記一対の混練ロータ間の軸間距離Ｌより大きく設定されているとよい。
また、本発明に係る連続混練装置の最も好ましい形態は、内部が空洞とされたバレルと、当該バレルに収容されると共に互いに異なる方向に回転する一対の混練ロータとを備え、前記バレル内に供給された材料を混練する混練部が、前記混練ロータの軸方向に沿って複数配備されており、前記バレル内に供給された材料を軸方向に送りながら上流側の混練部から下流側の混練部までの複数の混練部で順次混練を行う連続混練装置であって、下流側に位置する混練部に対応する前記混練ロータの混練フライトの回転外径Ｄ２が、上流側の混練部に対応する前記混練ロータの混練フライトの回転外径Ｄ１よりも大径とされて、前記上流側の混練部における前記材料を所望の混練度に調整する絞り部を備え、前記回転外径Ｄ２が、前記一対の混練ロータ間の軸間距離Ｌより大きく設定されていることを特徴とする。
好ましくは、本発明に係る連続混練装置の最も好ましい形態は、前記混練ロータには、当該混練ロータの軸方向に距離をあけて第１混練部と第２混練部との２つの前記混練部が配備され、前記第１混練部の混練フライトの回転外径Ｄ１が、前記一対の混練ロータ間の軸間距離Ｌより小さく設定されているとよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明の連続混練装置によれば、混練ロータに加わる混練荷重を抑制しつつも混練ロータ同士の噛み合いを大きくすることができ、難混練性の材料であっても十分な混練が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態の連続混練装置を正面から見た正面図である。

【図2】比エネルギに対するＩＳＯの変化を実施例と従来例とで比較して示した図である。

【図3】比エネルギに対するゲル面積率の変化を実施例と従来例とで比較して示した図である。

【図4】混練ロータに加わる混練荷重を実施例と従来例とで比較して示した図である。

【図5】従来の連続混練装置を正面から見た正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の連続混練装置１の実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
図１に示すように、本実施形態の連続混練装置１は、内部が空洞に形成されたバレル２と、バレル２の内部を軸心方向に沿って挿通する一対の混練ロータ３、３とを有している。連続混練装置１では、一対の混練ロータ３、３は互いに異方向に向かって回転している。すなわち、連続混練装置１では一対の混練ロータ３、３をバレル２内で回転させると、これら一対の混練ロータ３、３とバレル２との間の材料にせん断力が付与されて、混練が行なわれる。

【0012】

なお、以降の説明において、図１の紙面の左側を連続混練装置１を説明する際の上流側とし、紙面の右側を下流側とする。また、図２の紙面の左右方向を連続混練装置１を説明する際の軸方向とする。
図１に示すように、バレル２は軸方向に沿って長い筒状に形成されており、その内部は軸垂直方向の断面が２つの円が一部繋がっためがね形状（２つの円が円周の一部同士を介して互いに重なっている場合も含む）の空洞となっている。このバレル２の内部には、上述した２つの円の中心に略一致する位置に、一対の混練ロータ３、３がそれぞれ挿入されている。

【0013】

混練ロータ３は、水平方向に向かって長尺に形成された棒状の部材であり、バレル２の両端のさらに外側でそれぞれ軸受（図示略）により支持されており、水平方向を向く軸心回りに回転自在に配備されている。また、混練ロータ３は、互いに軸心が平行となるように一対配備されている。これら一対の混練ロータ３は、互いに異なる回転方向に回転するようになっている。具体的には、軸方向の下流側から見て、左側に位置する混練ロータ３は軸心の回りを時計回り方向に回転し、右側に位置する混練ロータ３は軸心の回りを反時計回り方向に回転するようになっている。

【0014】

上述したバレル２は、軸方向に沿って複数の部分（図１の例では６つの部分）に分かれている。バレル２を構成するこれら６つの部分は、材料の流れ方向に沿って上流側から順に、第１送り部４、第１混練部５、絞り部６、第２送り部７、第２混練部８、排出部９となっている。これらの部分に位置する混練ロータ３の外周面には、異なる種類のフライトが翼形状や翼枚数などを変えて形成されている。このようなフライトには、例えば、バレル２内で材料を下流側に押し動かすような流れを形成するスクリューフライトや、材料にせん断力を付与して混練する混練フライトが挙げられる。

【0015】

次に、これらの第１送り部４、第１混練部５、絞り部６、第２送り部７、第２混練部８、排出部９について詳しく説明する。
第１送り部４は、図示を省略する材料供給口からバレル２内に供給された材料を下流側に向かって送る部分である。この材料供給口はバレル２の内外を連通するように上方に向かって開口しており、この材料供給口からバレル２内に材料を供給できるようになっている。

【0016】

また、第１送り部４に対応する混練ロータ３の外周面には、混練ロータ３の軸方向に沿
って螺旋状にねじれたスクリューフライト１０が形成されており、混練ロータ３を回転させることで上述した材料供給口から供給された材料を下流側に向かって押し動かすように送ることができる構成となっている。第１送り部４で下流側に送られた材料は、第１送り部４の下流側に位置する第１混練部５に送られる。

【0017】

第１混練部５は、バレル２内の材料に対してせん断力を付与して材料を混練する部分である。この第１混練部５に対応する混練ロータ３の外周面には、混練フライト１１が形成されている。この混練フライト１１は、バレル２の内周面や隣り合った混練ロータ３の外周面との間に狭い隙間（チップクリアランス）を備えており、この狭い隙間に材料を導いて材料にせん断力を付与可能とされている。第１混練部５で混練された材料は、第１混練部５の下流側に位置する絞り部６に送られる。

【0018】

絞り部６は、第１混練部５の下流側に位置し、バレル２と混練ロータ３との間の材料の流通を制限することで、第１混練部５に留まって混練される材料の量を調整して、材料の混練度を調整する部分である。具体的には、絞り部６は、その開口部の内径が前後にある第１混練部５あるいは第２送り部７の内径よりも小さくされており、他の部分よりも小径に形成されている。また、この絞り部６に対応した位置にある混練ロータ３の外径も、他の部分より小径に形成されている。そして、このバレル２の内周面には、混練ロータ３の軸心とは垂直となる方向に沿ってバレル２の内壁を貫通する貫通孔１２が形成されており、この貫通孔１２には材料の軸方向に沿った流通を遮断可能な板状のゲート部材１３が軸垂直方向に沿って出入り自在に収容されていて、貫通孔１２とゲート部材１３とが絞り部６を構成している。

【0019】

つまり、絞り部６では、貫通孔１２からのゲート部材１３を混練ロータ３側に向かって突出させると、絞り部６における材料の流路面積が減少して材料の流通速度が小さくなり、第１混練部５に材料が留まりやすくなって材料の混練度を高くすることが可能となる。また、混練ロータ３から遠ざかるようにゲート部材１３を貫通孔１２の外側に引き込むと、絞り部６における材料の流路面積が拡大して材料の流通速度が大きくなり、第１混練部５に材料が留まりにくくなって材料の混練度を低くすることが可能となる。このようにして絞り部６で所望の混練度に調整された材料は、絞り部６の下流側の第２送り部７に送られる。

【0020】

第２送り部７は、第１混練部５で混練され、絞り部６で混練度を調整された材料を下流側に向かって送る部分である。この第２送り部７に対応する混練ロータ３の外周面にも、第１送り部４と同様に混練ロータ３の軸方向に沿って螺旋状にねじれたスクリューフライト１４が形成されていて、混練ロータ３を回転させることで材料を下流側に向かって押し動かしつつ送ることができるようになっている。第２送り部７で下流側に送られた材料は、第２送り部７の下流側に位置する第２混練部８に送られる。

【0021】

第２混練部８は、第１混練部５と同様に、バレル２内の材料に対してせん断力を付与して材料を混練する部分である。この第２混練部８に対応する混練ロータ３の外周面にも、バレル２の材料にせん断力を付与可能な混練フライト１５が形成されている。第２混練部８で混練された材料は、第２混練部８の下流側に位置する排出部９に送られる。
排出部９は、上述した第１混練部５や第２混練部８で混練された材料を、バレル２外に排出する部分である。この排出部９に対応するバレル２には、バレル２の下側の内壁を貫通する排出孔１６が形成されている。この排出部９に対応する混練ロータ３には、排出孔１６を介して材料を排出するに適した排出翼１７が形成されていて、混練済みの材料をバレル２外に排出できるようになっている。

【0022】

例えば、図５に示す従来の連続混練装置１０１では、バレル１０２は、第１送り部１０４から排出部１０９までの各部の混練ロータ１０３に対応して、材料の送り方向に向かうにつれて、内径が同じままか、一部については内径が小さくなるように形成されている。また、混練ロータ１０３は相似した断面形状を備えるものではあっても、「第１混練部１０５の断面」と「第２混練部１０８の断面」とは、外径がそれぞれ異なるものとなっている。

【0023】

上述した混練ロータ１０３の回転外径を例に挙げて説明すれば、第１混練部１０５の混
練ロータ１０３の回転外径をｄ_１、第２混練部１０８の混練ロータ１０３の回転外径をｄ_２、排出部１０９の外径（排出翼の回転外径）をｄ_ｄとした場合に、次の式（１）のような関係が成立する。

【0024】

【数1】

【0025】

なお、従来の連続混練設備は通常であれば非噛み合い型であるので、混練ロータ１０３の回転外径に比べて一対の混練ロータ１０３同士の軸間距離の方が大きい。それゆえ、式（１）は、一対の混練ロータ１０３同士の軸間距離をＬ’とした場合に、次の式（２）のように表現することもできる。

【0026】

【数2】

【0027】

ところが、昨今は難混練性材料を混練するニーズが大きくなっており、混練能力をさらに向上させるべく一対の混練ロータ同士の軸間距離を小さくする、言い換えれば連続混練装置を噛み合い型にしたものが開発されている。ただし、軸心間距離を小さくしていくと、混練時に混練ロータに加わる混練荷重も非常に大きくなり、大きな混練荷重により混練ロータやこの混練ロータを支持する軸受に悪影響が及ぶ可能性も高くなる。

【0028】

そこで、本発明の連続混練装置１では、以下の式（３）に示すように、最も下流側に位置する混練部に配備された混練フライトの回転外径Ｄ_２を、最も上流側の混練部に配備された混練フライトの回転外径Ｄ_１よりも大径としている。

【0029】

【数3】

【0030】

具体的には、本実施形態の連続混練装置１では、第１混練部５と第２混練部８との２つの混練部が設けられているので、「最も下流側に位置する混練部」が第２混練部８、「最も上流側の混練部」が第１混練部５となる。そのため、上述した本発明の特徴は、第２混練部８の回転外径Ｄ_２を第１混練部５の回転外径Ｄ_１より大きくしたものということになる。なお、排出部９の外径（排出翼の回転外径）をＤ_ｄは、第２混練部８の回転外径Ｄ_２とほぼ同じものとしている。

【0031】

また、本発明の連続混練装置１では、第１混練部５の混練フライト１１の回転外径Ｄ_１が、一対の混練ロータ３、３間の軸間距離Ｌ以下に設定され、第２混練部８の混練フライト１１の回転外径Ｄ_２が、一対の混練ロータ３、３間の軸間距離Ｌより大きく設定されているのが好ましい。
言い換えれば、本実施形態の連続混練装置１は、次のような式（４）を満足することが好ましい。

【0032】

【数4】

【0033】

上述した式（４）の関係は、混練ロータ３に設けられる第１混練部５の混練フライト１１の回転外径Ｄ_１を軸間距離Ｌ以下に小さくして第１混練部５を非噛み合い型とすると共に、第２混練部８の混練フライト１５の回転外径Ｄ_２を軸間距離Ｌより大きくして第２混練部８を噛み合い型としたものであるということもできる。
なお、第１混練部５の混練フライト１１や第２混練部８の混練フライト１５の回転外径を小さくし過ぎると、混練能力が大きく低下してしまう。また、第１混練部５の混練フライト１１や第２混練部８の混練フライト１５の回転外径を大きくし過ぎると、混練荷重が大きくなり過ぎるといった問題が生じる。そのため、上述した第１混練部５の混練フライト１１の回転外径Ｄ_１、第２混練部８の混練フライト１５の回転外径Ｄ_２、軸間距離Ｌの好適な数値範囲は、次の式（５）や式（６）を用いて次のように示される。

【0034】

【数5】

【0035】

また、回転外径Ｄ_１の下限については、次の式（６）のような関係が成立する。

【0036】

【数6】

【0037】

なお、式（６）の関係は、好ましくは次の式（７）のような関係であっても良い。

【0038】

【数7】

【0039】

上述した式（５）及び式（６）、好ましくは式（５）から式（７）の関係を満足する場合には、混練荷重を抑制しつつ混練能力を向上させることが可能となり、高い混練能力を発揮しつつも安定した運転を継続可能な連続混練装置１を提供することが可能となる。
つまり、上述した式を満足する回転外径を備えた連続混練装置１では、第１混練部５は非噛み合い型であるが、第２混練部８は噛み合い型となっている。そのため、両混練部５、８とも非噛み合いにするのに比べれば第２混練部８が噛み合いとなって混練能力が向上している分、連続混練装置１全体での混練能力も高くなる。一方で、混練荷重を最も受けやすい第１混練部５は非噛み合い型であるので、両混練部５、８とも噛み合いにするのに比べれば混練荷重はそれほど大きくならない。その結果、本発明の連続混練装置１では、混練ロータ３に加わる混練荷重を抑制しつつも、混練能力を向上させることができるという相乗効果を発揮することが可能となるのである。

【実施例】

【0040】

次に、実施例及び従来例を用いて、本発明の連続混練装置１の作用効果をさらに詳しく説明する。
以降に示す実施例１、実施例２及び従来例は、いずれも難混練性のＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン樹脂）の材料を５２０ｋｇ／ｈの処理量で混練したものであり、材料に加えられた比エネルギが０．２４０ｋＷｈ／ｋｇ程度になるまで混練を行ったものである。実施例１、実施例２及び従来例に用いた連続混練装置１は、それぞれ表１に示すような混練ロータ３の回転外径（表中に示す「ロータ外径」）、バレル２の内径（表中に示す「チャンバ内径」）、軸間距離、チップクリアランスを備えている。なお、表１に示すロータ外径Ｄ_１１とロータ外径Ｄ_２１は、上述の第１混練部５の混練フライト１１の回転外径Ｄ_１に相当する。また、表１に示すロータ外径Ｄ_１２とロータ外径Ｄ_２２は、上述の第２混練部８の混練フライト１５の回転外径Ｄ_２に相当する。さらに、表１に示すロータ外径Ｄ_ｒ１は、上述の第１混練部１０５の混練ロータ１０３の回転外径ｄ_１に相当し、表１に示すロータ外径Ｄ_ｒ２は、上述の第２混練部１０８の混練ロータ１０３の回転外径ｄ_２に相当する。

【0041】

【表1】

【0042】

表１に示すように、実施例１では、第１混練部５の混練フライト１１の回転外径Ｄ_１１が９３．５ｍｍとされており、１００ｍという軸間距離Ｌよりも小さくなっている。また、第２混練部８の混練フライト１５の回転外径Ｄ_１２が１２０．４ｍｍとされており、１００ｍｍの軸間距離Ｌや９３．５ｍｍの回転外径Ｄ_１１よりも大きくなっている。それゆえ、実施例１は、上述した式（３）及び式（４）の関係をすべて満足する。

【0043】

また、実施例２では、第１混練部５の混練フライト１１の回転外径Ｄ_２１が１００．９ｍｍとされており、１００ｍｍという軸間距離Ｌとほぼ等しくなっている。また、第２混練部８の混練フライト１５の回転外径Ｄ_２２がＤ_１２と同様に１２０．４ｍｍとされており、１０８ｍｍの軸間距離Ｌや回転外径Ｄ_２１よりも大きくなっている。それゆえ、実施例２も、上述した式（３）及び式（４）の関係をすべて満足する。

【0044】

一方、従来例は、非噛み合いのものである。それゆえ、従来例では、第１混練部５の混練フライト１１の回転外径Ｄ_ｒ１が９３．５ｍｍとされており、１００ｍｍという軸間距離Ｌより小さくなっている。また、第２混練部８の混練フライト１５の回転外径Ｄ_ｒ２も９３．５ｍｍとされており、１００ｍｍという軸間距離Ｌよりも小さくなっている。そのため、従来例は、上述した式（３）と式（４）の双方を満足しない。

【0045】

表１に示すような回転外径を備えた混練ロータ３で、上述したＨＤＰＥの材料を混練し、混練後の材料におけるゲルの発生状態を計測し、各混練ロータ３の混練性能を実施例及び従来例で比較した。なお、この混練性能の評価には、材料中でのゲルの発生状態を評価するＩＳＯ（ＩＳＯ１１４２０：１９９６年に規定された評価方法）及びＷＳＡ（ゲル面積率）を用いた。

【0046】

なお、具体的には、このＩＳＯ（ＩＳＯ１１４２０）とは、ポリオレフィン管、継手及びコンパウンドのカーボンブラックの分散度を評価する方法であり、通常、カーボンブラック粒子と、凝集体のサイズと、３％未満のカーボンブラックを含有するポリオレフィンパイプ、継手及びコンパウンド中での分散性の評価のための手順について説明するものである。

【0047】

また、ＷＳＡは、混練後の材料表面に存在するゲルを顕微鏡で確認し、予め定められた観察視野面積（１４９５μｍ×１１２８μｍ）中にゲルの面積がどの程度の割合で存在しているかを評価したものである。このＷＳＡは、例えば材料中にカーボンを混ぜて混練を行った場合に、カーボンが含まれていないゲル部分がどの程度の比率で存在するかを示したものである。図２及び図３に、ＩＳＯ及びＷＳＡの計測結果を示す。

【0048】

図２及び図３における従来例（白抜き三角形の凡例）の変化に着目すると、材料に加わ
る比エネルギが大きくなるに連れて、ＩＳＯやＷＳＡは小さくなっていき、混練を行えば行うほど材料中のゲルが少なくなっていることが分かる。ただ、従来例では、比エネルギを０．２４０ｋＷｈ／ｋｇ程度になるまで混練を行っても、ＩＳＯやＷＳＡはある程度まで下がるものの、実施例１や実施例２ほど下がることはない。

【0049】

ところが、実施例１（黒塗り丸形の凡例）や実施例２（白抜き丸形の凡例）の変化に着目すると、材料に加わる比エネルギの変化に関わらず、ＩＳＯやＷＳＡは小さいままであり、混練開始直後から大きな混練能力を発揮してゲルがほとんど無くなるまで混練ができていることが分かる。
このことから、実施例１や実施例２のように、上述した式（３）及び式（４）の関係をすべて満足する場合には、混練能力を大きく向上させることができるという優れた効果を発揮できると判断される。

【0050】

一方、図４は、実施例及び従来例の混練ロータ３に加わる混練荷重をさまざまな運転条件下で計測し、計測結果を実施例と従来例とで比較して示した図である。
なお、図４に示す従来例の結果は、非噛み合い状態とされた従来例の混練ロータ３に加わる混練荷重を示したものである。この混練ロータ３に加わる混練荷重は、７００ｋｇｆ〜１７００ｋｇｆとなっており、混練ロータ３に加わる耐荷重の設計上限である３０００ｋｇｆを下回るものとなっている。

【0051】

ところが、回転外径Ｄ_１や回転外径Ｄ_２が軸間距離Ｌを上回るまで混練ロータ３同士を近接させて噛み合い状態にすると、この混練荷重の値は２倍から３倍程度まで上昇し、耐荷重の設計上限である３０００ｋｇｆを上回ることになり、混練ロータ３が破損する、あるいは混練ロータ３を支持する軸受が破損するといった可能性を無視できなくなる。
このような従来例に対して、上述した式（３）及び式（４）を満足する実施例１及び実施例２では、既に噛み合い状態となっているにも関わらず、混練ロータ３に加わる混練荷重は、１３００ｋｇｆ〜２５００ｋｇｆの範囲に収まっており、耐荷重の設計上限である３０００ｋｇｆを上回ることがない。このことから、実施例１や実施例２のように、上述した式式（３）及び式（４）の関係をすべて満足する場合には、混練能力の向上に加えて、混練荷重の抑制という優れた効果を発揮できることがわかる。

【0052】

以上述べたように、連続混練装置１において、下流側に位置する混練部に配備された混練フライト１５の回転外径Ｄ_２を、上流側の混練部に配備された混練フライト１１の回転外径Ｄ_１よりも大径とすることで、混練ロータ３に加わる混練荷重を抑制しつつも混練ロータ３同士の噛み合いを大きくすることができ、難混練性の材料であっても十分な混練が可能となる。

【0053】

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。

【0054】

なお、上述した実施形態では、軸方向に沿って複数設けられた混練部のうち、最も上流側の混練部に配備された混練フライトの回転外径をＤ_１とし、最も下流側に位置する混練部に配備された混練フライトの回転外径をＤ_２とした場合に、式（３）〜式（７）を満足する例を挙げた。しかし、本発明の連続混練装置は、最も上流側の混練部と最も下流側の混練部との間に上述した式（３）〜式（７）が成立するものだけに限定されない。つまり、最も上流側や最も下流側以外の混練部であっても、それらの混練フライトの回転外径同士の間に式（３）〜式（７）の関係さえ成立すれば、本発明の連続混練装置に含むと考えることができる。

【符号の説明】

【0055】

１ 連続混練装置
２ バレル
３ 混練ロータ
４ 第１送り部
５ 第１混練部
６ 絞り部
７ 第２送り部
８ 第２混練部
９ 排出部
１０ 第１混練部のスクリューフライト
１１ 第１混練部の混練フライト
１２ 貫通孔
１３ ゲート部材
１４ 第２混練部のスクリューフライト
１５ 第２混練部の混練フライト
１６ 排出孔
１７ 排出翼
Ｌ’ 従来の連続混練装置に設けられた混練ロータ同士の軸間距離
Ｄ_１ 第１混練部の混練フライトの回転外径
Ｄ_２ 第２混練部の混練フライトの回転外径
L 混練ロータ間の軸間距離
１０１ 従来の連続混練装置
１０２ 従来の連続混練装置に設けられたバレル
１０３ 従来の連続混練装置に設けられた混練ロータ
１０４ 従来の連続混練装置に設けられた第１送り部
１０５ 従来の連続混練装置に設けられた第１混練部
１０８ 従来の連続混練装置に設けられた第２混練部
１０９ 従来の連続混練装置に設けられた排出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】