特許 6759707 スクリュー、押出機およびミキシングデバイス

(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】6759707

(24)【登録日】2020年9月7日

(45)【発行日】2020年9月23日

(54)【発明の名称】スクリュー、押出機およびミキシングデバイス

(51)【国際特許分類】

   B29B 7/14 20060101AFI20200910BHJP

   B29C 48/52 20190101ALI20200910BHJP

   B29C 48/66 20190101ALI20200910BHJP

【ＦＩ】

   B29B7/14

   B29C48/52

   B29C48/66

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-101533(P2016-101533)

(22)【出願日】2016年5月20日

(65)【公開番号】特開2017-205982(P2017-205982A)

(43)【公開日】2017年11月24日

【審査請求日】2019年3月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006035

【氏名又は名称】三菱ケミカル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹中 一博

【審査官】 浅野 昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２１８６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０１９０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−０４９９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０５０４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０９１３２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｂ ７／００−７／９４

Ｂ２９Ｃ ４８／００−４８／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のミキシング部が軸部材の軸方向に並んで設けられ、
前記ミキシング部には、前記軸部材の周方向に並ぶ複数のフライト部が設けられ、
前記複数のフライト部には、複数の堰き止めフライト部と、前記堰き止めフライト部よりも外径が小さい複数の溢流フライト部と、が含まれ、
前記複数の堰き止めフライト部と前記複数の溢流フライト部とは、前記周方向に交互に配置され、
隣り合う前記ミキシング部の前記フライト部どうしは軸方向に接続され、
軸方向一方側を上流側、軸方向他方側を下流側とした場合、
上流側の前記ミキシング部の前記溢流フライト部の外径よりも、下流側の前記ミキシング部の前記溢流フライト部の外径のほうが大きく、
前記軸部材の軸方向の一端部には、前記軸部材の外径が外側に向かって徐々に小さくなる第一のテーパー部が設けられ、
前記第一のテーパー部には、前記堰き止めフライト部と同じ外径を有する一以上の掻き取りフライト部が設けられている
スクリュー。

【請求項2】

前記複数のミキシング部は、前記溢流フライト部の位置を前記周方向に一つずつずらしながら前記軸方向に並んで配置されている
請求項１に記載のスクリュー。

【請求項3】

前記複数のフライト部は、前記軸部材の外周面に螺旋状に設けられている
請求項１または２に記載のスクリュー。

【請求項4】

前記掻き取りフライト部の数は、一つの前記ミキシング部に設けられた前記フライト部の数よりも少ない
請求項１から３のいずれか１項に記載のスクリュー。

【請求項5】

前記第一のテーパー部には、前記軸部材の中心軸に対して回転対称な位置に複数の前記掻き取りフライト部が設けられている
請求項４に記載のスクリュー。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載のスクリューを有する押出機。

【請求項7】

複数のミキシング部が軸部材の軸方向に並んで設けられ、
前記ミキシング部には、前記軸部材の周方向に並ぶ複数のフライト部が設けられ、
前記複数のフライト部には、複数の堰き止めフライト部と、前記堰き止めフライト部よりも外径が小さい複数の溢流フライト部と、が含まれ、
前記複数の堰き止めフライト部と前記複数の溢流フライト部とは、前記周方向に交互に配置され、
隣り合う前記ミキシング部の前記フライト部どうしは軸方向に接続され、
軸方向一方側を上流側、軸方向他方側を下流側とした場合、
上流側の前記ミキシング部の前記溢流フライト部の外径よりも、下流側の前記ミキシング部の前記溢流フライト部の外径のほうが大きく、
前記軸部材の軸方向の一端部には、前記軸部材の外径が外側に向かって徐々に小さくなる第一のテーパー部が設けられ、
前記第一のテーパー部には、前記堰き止めフライト部と同じ外径を有する一以上の掻き取りフライト部が設けられている
ミキシングデバイス。

【請求項8】

前記掻き取りフライト部の数は、一つの前記ミキシング部に設けられた前記フライト部の数よりも少ない
請求項７に記載のミキシングデバイス。

【請求項9】

前記第一のテーパー部には、前記軸部材の中心軸に対して回転対称な位置に複数の前記掻き取りフライト部が設けられている
請求項８に記載のミキシングデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スクリュー、押出機およびミキシングデバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

押出成形機用のスクリューには、樹脂を混練するためのミキシングデバイスが設けられている。ミキシングデバイスは、混合型と破砕型に分類される。混合型のミキシングデバイスは、樹脂を不規則に流動させて、樹脂の温度を均一化する。破砕型のミキシングデバイスは、樹脂に高いせん断力を加えて、樹脂の内部の粒子および液滴を破砕する。

【0003】

破砕型のミキシングデバイスとしては、マドック型のミキシングデバイスが知られている。マドック型のミキシングデバイスには、上流側が開放された流入溝部と、下流側が開放された流出溝部と、が周方向に交互に設けられている。周方向に隣り合う溝部の境界部には、外径の小さい溢流フライト部が設けられている。溢流フライト部とシリンダーとの間には、狭いクリアランスが形成される。樹脂が溢流フライト部を乗り越えて隣の溝部に流入する際に樹脂に高いせん断力が付与される（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭６０−４９９０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

樹脂の分散性を高めるために、クリアランスの異なる複数の破砕型のミキシングデバイスが軸方向に接続されることがある。複数のミキシングデバイスは、カラーと呼ばれる円環状のパーツを介して互いに接続される。カラーによって樹脂が堰き止められないように、カラーの外径はミキシングデバイスの外径よりも小さくなっている。また、ミキシングデバイスの端部は、他の部品との干渉を抑制するために、外径が徐々に小さくなっている。そのため、ミキシングデバイスどうしの境界部に、外径の小さい領域が形成される。この領域では、シリンダーとの間のクリアランスが大きくなるため、樹脂が滞留しやすい。滞留した樹脂は、シリンダー内で長時間加熱されて劣化する。劣化した樹脂が滞留部から流出すると、異物として樹脂成形体に混入し、製品の信頼性が低下する。樹脂の分散性を高めるために樹脂に高いせん断力をかけると、せん断発熱が発生し樹脂の劣化が進む。

【0006】

本発明の目的は、樹脂の分散性を高め、樹脂の劣化を抑制し、かつ樹脂の滞留が生じにくいスクリュー、押出機およびミキシングデバイスを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係るスクリューは、複数のミキシング部が軸部材の軸方向に並んで設けられ、前記ミキシング部には、前記軸部材の周方向に並ぶ複数のフライト部が設けられ、前記複数のフライト部には、複数の堰き止めフライト部と、前記堰き止めフライト部よりも外径が小さい複数の溢流フライト部と、が含まれ、前記複数の堰き止めフライト部と前記複数の溢流フライト部とは、前記周方向に交互に配置され、隣り合う前記ミキシング部の前記フライト部どうしは軸方向に接続され、軸方向一方側を上流側、軸方向他方側を下流側とした場合、上流側の前記ミキシング部の前記溢流フライト部の外径よりも、下流側の前記ミキシング部の前記溢流フライト部の外径のほうが大きい。

【0008】

この構成によれば、複数のミキシング部が軸方向に連続的に配置される。ミキシング部どうしの境界部には、外径の小さい領域が形成されない。そのため、境界部において樹脂の滞留が生じにくい。また、上流側のミキシング部の溢流フライト部の外径よりも、下流側のミキシング部の溢流フライト部の外径が大きいため、樹脂に加わるせん断力およびせん断発熱を調整することができる。

【0009】

例えば、前記複数のミキシング部は、前記溢流フライト部の位置を前記周方向に一つずつずらしながら前記軸方向に並んで配置されている。

【0010】

この構成によれば、樹脂が溢流フライト部を乗り越える方向は全てのミキシング部において等しくなる。いずれのミキシング部においても、周方向の樹脂の流動の向きは、軸部材の回転の向きと一致する。よって、周方向の樹脂の流れが安定する。

【0011】

例えば、前記複数のフライト部は、前記軸部材の外周面に螺旋状に設けられている

【0012】

この構成によれば、軸部材の回転によって、軸方向の樹脂の流動が促進される。

【0013】

例えば、前記軸部材の軸方向の一端部には、前記軸部材の外径が外側に向かって徐々に小さくなる第一のテーパー部が設けられている。

【0014】

この構成によれば、フライト部が、軸部材に接続される他の部品と干渉しにくくなる。

【0015】

例えば、前記第一のテーパー部には、前記堰き止めフライト部と同じ外径を有する一以上の掻き取りフライト部が設けられている。

【0016】

この構成によれば、第一のテーパー部において樹脂が滞留しにくい。

【0017】

例えば、前記掻き取りフライト部の数は、一つの前記ミキシング部に設けられた前記フライト部の数よりも少ない。

【0018】

この構成によれば、軸部材に接続される他の部品と掻き取りフライト部とが干渉しにくくなる。

【0019】

例えば、第一のテーパー部には、前記軸部材の中心軸に対して回転対称な位置に複数の前記掻き取りフライト部が設けられている。

【0020】

この構成によれば、樹脂の流れが中心軸に対して対称になる。よって、樹脂の流れに偏りが生じにくい。

【0021】

本発明の一態様に係る押出機は、本発明の一態様に係るスクリューを有する。

【0022】

この構成によれば、樹脂の滞留が生じにくい押出機が提供される。

【0023】

本発明の一態様に係るミキシングデバイスは、複数のミキシング部が軸部材の軸方向に並んで設けられ、前記ミキシング部には、前記軸部材の周方向に並ぶ複数のフライト部が設けられ、前記複数のフライト部には、複数の堰き止めフライト部と、前記堰き止めフライト部よりも外径が小さい複数の溢流フライト部と、が含まれ、前記複数の堰き止めフライト部と前記複数の溢流フライト部とは、前記周方向に交互に配置され、隣り合う前記ミキシング部の前記フライト部どうしは軸方向に接続され、軸方向一方側を上流側、軸方向他方側を下流側とした場合、上流側の前記ミキシング部の前記溢流フライト部の外径よりも、下流側の前記ミキシング部の前記溢流フライト部の外径のほうが大きい。

【0024】

この構成によれば、複数のミキシング部が軸方向に連続的に配置される。ミキシング部どうしの境界部には、外径の小さい領域が形成されない。そのため、境界部において樹脂の滞留が生じにくい。また、上流側のミキシング部の溢流フライト部の外径よりも、下流側のミキシング部の溢流フライト部の外径が大きいため、樹脂に加わるせん断力およびせん断発熱を調整することができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、樹脂の分散性を高め、樹脂の劣化を抑制し、かつ樹脂の滞留が生じにくいスクリュー、押出機およびミキシングデバイスが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】図１は、一実施形態に係る押出機の断面図である。

【図2】図２は、ミキシングデバイスをスクリューの中心軸と直交する方向から見た側面図である。

【図3】図３は、ミキシングデバイスの展開図である。

【図4】図４は、第一のミキシング部の軸方向と直交する断面図である。

【図5】図５は、第二のミキシング部の軸方向と直交する断面図である。

【図6】図６は、比較例の多段ミキシングデバイスを示す図である。

【図7】図７は、本実施形態のミキシングデバイスを示す図である。

【図8】図８は、比較例の多段ミキシングデバイスのテーパー部の拡大図である。

【図9】図９は、本実施形態のミキシングデバイスの第一のテーパー部の拡大図である。

【図10】図１０は、フィルム製造装置の概略図である。

【図11】図１１は、ミキシング部の数がｎ個である例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図１は、一実施形態に係る押出機ＥＸＴの断面図である。

【0028】

押出機ＥＸＴは、スクリューＳＣＲと、シリンダーＣＹＬと、を有する。シリンダーＣＬＹの供給口ＳＰには、図示略のホッパーが取り付けられている。成形材料となる樹脂ＲＥＳは、ホッパーからシリンダーＣＹＬに投入される。シリンダーＣＬＹの外周部には図示略のヒートジャケットが取り付けられている。樹脂ＲＥＳは、ヒートジャケットによって加熱されたシリンダーＣＹＬ内を、スクリューＳＣＲの回転に伴って下流側に流動する。以下、樹脂ＲＥＳの流動方向の上流側を「上流側」といい、流動方向の下流側を「下流側」という。

【0029】

スクリューＳＣＲは、複数のメインフライトＭＦと、複数のサブフライトＳＦと、を有する。メインフライトＭＦの外径は、シリンダーＣＹＬの内径よりも僅かに小さい。樹脂ＲＥＳは、メインフライトＭＦとシリンダーＣＬＹとの間のクリアランスを通過しない。サブフライトＳＦの外径は、メインフライトＭＦの外径よりも小さい。樹脂ＲＥＳは、サブフライトＳＦとシリンダーＣＬＹとの間のクリアランスを通過することで、せん断力を付与される。メインフライトＭＦおよびサブフライトＳＦは、スクリュー軸ＳＡと一体に加工されている。

【0030】

押出機ＥＸＴは、供給部１０と、圧縮部２０と、計量部３０と、を有する。供給部１０、圧縮部２０および計量部３０は、上流側から順に設けられている。供給部１０では、供給口ＳＰから供給された樹脂ＲＥＳが、メインフライトＭＦによって下流側に輸送される。圧縮部２０では、供給部１０から供給された樹脂ＲＥＳが、メインフライトＭＦおよびサブフライトＳＦによって混練および圧縮される。計量部３０では、圧縮部２０によって混練および圧縮された樹脂ＲＥＳがメインフライトＭＦによって下流側に輸送される。計量部３０を通過した樹脂ＲＥＳは、吐出口ＥＰから図示略のダイに供給される。

【0031】

計量部３０には、例えば、複数の混練部３５が設けられている。混練部３５では、スクリューＳＣＲに設けられたミキシングデバイスによって、圧縮部２０から供給された樹脂ＲＥＳがさらに均一に混練される。本実施形態では、例えば、複数の混練部３５として、第一の混練部３１と、第二の混練部３２と、が設けられている。

【0032】

第一の混練部３１には、例えば、破砕型のミキシングデバイス１００が設けられている。第二の混練部３２には、例えば、混合型のミキシングデバイス１０５が設けられている。ミキシングデバイス１００は、樹脂ＲＥＳに高いせん断力を加えて、樹脂ＲＥＳの内部の粒子および気泡を破砕する。ミキシングデバイス１０５は、樹脂ＲＥＳを不規則に流動させて、樹脂ＲＥＳの温度を均一化する。

【0033】

破砕型のミキシングデバイス１００としては、例えば、ダムリング、Ｍａｉｌｌｅｆｅｒフライト、Ｍａｄｄｏｃｋミキサー、Ｔｒｏｅｓｔｅｒミキサー、Ｄｒａｙミキサーおよびユニメルト（登録商標）ミキサーなどが用いられる。第一の混練部３１では、分散性能を高めるために、複数のミキシングデバイス１００を接続した多段ミキシングデバイスが用いられることがある。

【0034】

混合型のミキシングデバイス１０５としては、例えば、ピンスクリュー、切欠きフライト、ピンバレル、溝形ミキサー、パイナップルミキサーおよびダルメージミキサーなどが用いられる。第二の混練部３２では、分散性能を高めるために、複数のミキシングデバイス１０５を接続した多段ミキシングデバイスが用いられることがある。

【0035】

スクリューＳＣＲは、ミキシングデバイス１００およびミキシングデバイス１０５を含む複数の部品によって構成されている。それぞれの部品は一体として成形されてもよいし、互いに独立した部品として構成されてもよい。複数の部品がそれぞれ独立の部品として構成されている場合には、それぞれの部品は、カラーと呼ばれる円環状のパーツを介して互いに軸方向に接続される。独立した複数の部品を接続して得られるスクリューＳＣＲは、分割式スクリューと呼ばれる。本実施形態のスクリューＳＣＲは、例えば、分割式スクリューである。

【0036】

図２は、本実施形態のミキシングデバイス１００をスクリューＳＣＲの中心軸ＡＸと直交する方向から見た側面図である。

【0037】

ミキシングデバイス１００は、軸部材ＡＭと、ねじ部１４１と、を有する。軸部材ＡＭとねじ部１４１は一体として成形されている。ねじ部１４１は、軸部材ＡＭの一端側に設けられている。軸部材ＡＭの他端側には、ねじ穴１４２が設けられている。ねじ穴１４２の入り口の内径は他の部分よりも大きい。他の部品のインロー部は、ねじ穴１４２の入り口に嵌め込まれる。軸部材ＡＭの外径は、シリンダーＣＬＹの内径よりも僅かに小さい。軸部材ＡＭの外径は、例えば、メインフライトＭＦの外径と同じである。

【0038】

軸部材ＡＭの中心軸はスクリューＳＣＲの中心軸ＡＸと一致する。以下、符号ＡＸを軸部材ＡＭの中心軸の符号として兼用する。また、中心軸ＡＸの延在方向を軸方向という。中心軸ＡＸと直交する平面内において軸部材ＡＭの外周面に沿う方向を軸部材ＡＭの周方向という。軸方向一方側が上流側であり、軸方向他方側が下流側である。

【0039】

ミキシングデバイス１００は、軸部材ＡＭの周方向に並ぶ複数の溝１２０と、軸部材ＡＭの軸方向に並ぶ複数のダム列ＤＡと、を有する。隣り合う溝１２０の境界部は、フライト１１０である。複数の溝１２０は、周方向に並ぶ複数のフライト１１０によって仕切られている。

【0040】

ダム列ＤＡは、周方向に並ぶ複数のダム１３０によって一本おきに溝１２０の一部を塞ぐ。複数のダム列ＤＡは、複数のダム１３０によって塞ぐ溝１２０の位置を一本ずつずらしながら軸部材ＡＭの軸方向に並ぶ。ダム列ＤＡの数は、三以上である。複数の溝１２０は、例えば、軸部材ＡＭの外周面に螺旋状に設けられている。軸部材ＡＭの回転によって、軸方向への樹脂ＲＥＳの流動が促進される。

【0041】

本実施形態では、溝１２０の数は、例えば、八つである。ダム列ＤＡの数は、例えば、三つである。複数のダム列ＤＡとして、第一のダム列ＤＡ１と第二のダム列ＤＡ２と第三のダム列ＤＡ３とが上流側から順に設けられている。第一のダム列ＤＡ１には、一本目、三本目、五本目および七本目の溝１２０の一部をそれぞれ塞ぐ四つのダム１３０が周方向に並んで配置されている。第二のダム列ＤＡ２には、二本目、四本目、六本目および八本目の溝１２０の一部をそれぞれ塞ぐ四つのダム１３０が周方向に並んで配置されている。第三のダム列ＤＡ３には、一本目、三本目、五本目および七本目の溝１２０の一部をそれぞれ塞ぐ四つのダム１３０が周方向に並んで配置されている。

【0042】

ミキシングデバイス１００は、軸方向に並ぶ複数のミキシング部ＭＰを有する。複数のミキシング部ＭＰは、複数のダム列ＤＡによって軸方向に区画されている。本実施形態では、複数のミキシング部ＭＰとして、第一のミキシング部ＭＰ１と、第二のミキシング部ＭＰ２と、が設けられている。第一のミキシング部ＭＰ１は、第一のダム列ＤＡ１と第二のダム列ＤＡ２との間に配置されている。第二のミキシング部ＭＰ２は、第二のダム列ＤＡ２と第三のダム列ＤＡ３との間に配置されている。

【0043】

図３は、ミキシングデバイス１００の展開図である。図４は、第一のミキシング部ＭＰ１の軸方向と直交する断面図である。図５は、第二のミキシング部ＭＰ２の軸方向と直交する断面図である。図４および図５において最上部に記載されたフライト部１１０Ａは、同一のフライト１１０に属するフライト部１１０Ａである。

【0044】

図３に示すように、フライト１１０は、複数のフライト部１１０Ａを有する。複数のフライト部１１０Ａは、複数のダム列ＤＡによって軸方向に区画されている。ミキシング部ＭＰには、複数の溝１２０を仕切る複数のフライト部１１０Ａが設けられている。複数のフライト部１１０Ａは、軸部材ＡＭの周方向に並ぶ。複数のフライト部１１０Ａは、例えば、軸部材ＡＭの外周面に螺旋状に設けられている。隣り合うミキシング部ＭＰのフライト部１１０Ａどうしは軸方向に接続されている。

【0045】

複数のフライト部１１０Ａには、複数の堰き止めフライト部１１１と、複数の溢流フライト部１１２と、が含まれている。溢流フライト部１１２は、堰き止めフライト部１１１よりも外径が小さい。複数の堰き止めフライト部１１１と複数の溢流フライト部１１２とは周方向に交互に配置されている。

【0046】

図４および図５に示すように、各ミキシング部ＭＰの堰き止めフライト部１１１の外径は互いに等しい。堰き止めフライト部１１１の外径Ｒ０は、シリンダーＣＹＬの内径ＲＣよりも僅かに小さい。堰き止めフライト部１１１の外径Ｒ０は、例えば、メインフライトＭＦの外径と同じである。樹脂ＲＥＳは、堰き止めフライト部１１１とシリンダーＣＬＹとの間のクリアランスを通過しない。

【0047】

溢流フライト部１１２の外径は、ミキシング部ＭＰごとに異なる。上流側のミキシング部ＭＰほど溢流フライト部１１２の外径が小さい。本実施形態では、第一のミキシング部ＭＰ１が第二のミキシング部ＭＰ２よりも上流側に配置されている。そのため、上流側の第一のミキシング部ＭＰ１の溢流フライト部１１２の外径Ｒ１よりも、下流側の第二のミキシング部ＭＰ２の溢流フライト部１１２の外径Ｒ１のほうが大きい。樹脂ＲＥＳは、溢流フライト部１１２とシリンダーＣＬＹとの間のクリアランスを通過する。溢流フライト部１１２とシリンダーＣＬＹとの間のクリアランスを樹脂ＲＥＳが通過することで、樹脂ＲＥＳにせん断力が付与される。

【0048】

溢流フライト部１１２の外径が大きいほど、溢流フライト部１１２とシリンダーＣＬＹとの間のクリアランス（以下、溢流フライトギャップという）は小さくなる。本実施形態では、第一のミキシング部ＭＰ１の溢流フライトギャップＧ１は、第二のミキシング部ＭＰ２の溢流フライトギャップＧ２よりも大きい。溢流フライトギャップが小さいほど樹脂ＲＥＳに加わるせん断力は大きくなる。よって、せん断力は、上流側から下流側に向けて大きくなる。樹脂ＲＥＳの内部の粒子および液滴は、下流側に流動しながら徐々に破砕される。よって、せん断発熱が小さくなる。

【0049】

第一のミキシング部ＭＰ１の溢流フライトギャップＧ１と第二のミキシング部ＭＰ２の溢流フライトギャップＧ２を調整することで、樹脂ＲＥＳに加わるせん断力とせん断発熱を調整することができる。

【0050】

ミキシングデバイス１００は、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、環状オレフィン樹脂のように熱安定性が低い樹脂や、ポリ塩化ビニル樹脂のように混練に高せん断力が必要な樹脂のスクリューＳＣＲに好適に用いることができる。なお、樹脂の熱安定性とは、押出機内での樹脂の劣化しにくさを示す。押出機内での樹脂の劣化現象としては、熱を主要因とする架橋や分解、熱や酸素を主要因とする酸化等が挙げられる。

【0051】

図３に示すように、フライト１１０には、例えば、堰き止めフライト部１１１と溢流フライト部１１２とが軸方向に交互に設けられている。複数のミキシング部ＭＰは、溢流フライト部１１２の位置を周方向に一つずつずらしながら軸方向に並んで配置されている。樹脂ＲＥＳが溢流フライト部１１２を乗り越える方向は全てのミキシング部ＭＰにおいて等しい。いずれのミキシング部ＭＰにおいても、周方向の樹脂ＲＥＳの流動の向きは、軸部材ＡＭの回転の向きと一致する。よって、周方向の樹脂ＲＥＳの流れが安定する。

【0052】

溝１２０は、複数のダム列ＤＡによって軸方向に区画された複数の溝部１２０Ａを有する。複数の溝部１２０Ａには、流入溝部１２１と流出溝部１２２とが含まれている。流入溝部１２１は、上流側が開放され、下流側がダム１３０によって塞がれた溝部１２０Ａである。流出溝部１２２は、下流側が開放され、上流側がダム１３０によって塞がれた溝部１２０Ａである。

【0053】

ミキシング部ＭＰには、複数の流入溝部１２１と複数の流出溝部１２２とが周方向に交互に配置されている。軸方向に隣り合う第一のミキシング部ＭＰ１の流入溝部１２１と第二のミキシング部ＭＰ２の流出溝部１２２とはダム１３０によって軸方向に仕切られている。軸方向に隣り合う第一のミキシング部ＭＰ１の流出溝部１２２と第二のミキシング部ＭＰ２の流入溝部１２１とは接続されている。

【0054】

圧縮部２０（図１参照）から第一のミキシング部ＭＰ１の流入溝部１２１に流入した樹脂ＲＥＳは、溢流フライト部１１２を乗り越えて、周方向に隣り合う第一のミキシング部ＭＰ１の流出溝部１２２に流入する。流出溝部１２２に流入した樹脂ＲＥＳは、軸方向に隣り合う第二のミキシング部ＭＰ２の流入溝部１２１に流入する。

【0055】

第二のミキシング部ＭＰ２の流入溝部１２１に流入した樹脂ＲＥＳは、溢流フライト部１１２を乗り越えて、周方向に隣り合う第二のミキシング部ＭＰ２の流出溝部１２２に流入する。第二のミキシング部ＭＰ２の流出溝部１２２に流入した樹脂ＲＥＳは、下流側に設けられたメインフライトＭＦによってミキシングデバイス１０５（図１参照）に供給される。

【0056】

軸部材ＡＭの軸方向の一端部には、軸部材ＡＭの外径が外側に向かって徐々に小さくなる第一のテーパー部ＴＰ１が設けられている。軸部材ＡＭの軸方向の他端部には、軸部材ＡＭの外径が外側に向かって徐々に小さくなる第二のテーパー部ＴＰ２が設けられている。第一のテーパー部ＴＰ１は、例えば、複数のダム列ＤＡのうち、軸方向の一端側に設けられたダム列ＤＡの外側に設けられている。第二のテーパー部ＴＰ２は、例えば、複数のダム列ＤＡのうち、軸方向の他端側に設けられたダム列ＤＡの外側に設けられている。第一のテーパー部ＴＰ１および第二のテーパー部ＴＰ２が存在することによって、ダム１３０およびフライト部１１０Ａが、軸部材ＡＭに接続される他の部品と干渉しにくくなる。

【0057】

上流側に位置する第一のテーパー部ＴＰ１には、堰き止めフライト部１１１と同じ外径を有する一以上の掻き取りフライト部１１３が設けられている。掻き取りフライト部１１３の数は、一つのミキシング部ＭＰに設けられたフライト部１１０Ａの数よりも少ない。例えば、第一のテーパー部ＴＰ１には、軸部材ＡＭの中心軸ＡＸに対して回転対称な位置に複数の掻き取りフライト部１１３が設けられている。図３では、下流側に位置する第二のテーパー部ＴＰ２には、掻き取りフライト部１１３は設けられていないが、第二のテーパー部ＴＰ２においても、第一のテーパー部ＴＰ１と同様に掻き取りフライト部１１３が設けられていてもよい。

【0058】

以下、比較例と比較しながら、本実施形態のスクリューＳＣＲの効果を説明する。図６は、比較例の多段ミキシングデバイス１０４を示す図である。図７は、本実施形態のミキシングデバイス１００を示す図である。図８は、比較例の多段ミキシングデバイス１０４のテーパー部ＴＰの拡大図である。図９は、本実施形態のミキシングデバイス１００の第一のテーパー部ＴＰ１の拡大図である。

【0059】

図６に示すように、多段ミキシングデバイス１０４は、軸方向に接続された複数のミキシングデバイス１０１を有する。ミキシングデバイス１０１には、一つのミキシング部ＭＰのみが設けられている。テーパー部ＴＰには、掻き取りフライト部は設けられていない。複数のミキシングデバイス１０１は、カラー１０３と呼ばれる円環状のパーツを介して互いに接続されている。カラー１０３によって樹脂ＲＥＳが堰き止められないように、カラー１０３の外径はミキシングデバイス１０１の外径よりも小さくなっている。

【0060】

多段ミキシングデバイス１０４では、ミキシングデバイス１０１どうしの境界部に、外径の小さい領域が形成される。この領域では、シリンダーＣＹＬとの間のクリアランスが大きくなるため、樹脂ＲＥＳが滞留しやすい。

【0061】

例えば、上流側のミキシングデバイス１０１の流出溝部１２２から流出した樹脂ＲＥＳは、境界部に沿って周方向に広がる。周方向に広がった樹脂ＲＥＳは、シリンダーＣＹＬの内周面に付着し、そのまま滞留する。滞留した樹脂ＲＥＳは、シリンダーＣＹＬ内で長時間加熱されて劣化する。劣化した樹脂ＲＥＳが滞留部から流出すると、異物として樹脂成形体に混入し、製品の信頼性が低下する。

【0062】

図７に示すように、本実施形態のミキシングデバイス１００では、複数のミキシング部ＭＰが軸方向に連続的に配置されている。ミキシング部ＭＰどうしの境界部には、外径の小さい領域が形成されない。そのため、境界部において樹脂ＲＥＳの滞留が生じにくい。

【0063】

例えば、上流側のミキシング部ＭＰの流出溝部１２２から流出した樹脂ＲＥＳは、そのまま下流側のミキシング部ＭＰの流入溝部１２１に流入する。上流側のミキシング部ＭＰの流出溝部１２２と下流側のミキシング部ＭＰの流入溝部１２１とが接続されているため、樹脂ＲＥＳが境界部に沿って周方向に広がりにくい。樹脂ＲＥＳの滞留が抑制されるため、樹脂成形体の信頼性は高い。

【0064】

また、図８に示すように、多段ミキシングデバイス１０４では、テーパー部ＴＰに掻き取りフライト部が設けられていない。そのため、メインフライトＭＦによって圧縮部２０から供給された樹脂ＲＥＳは、テーパー部ＴＰに沿って周方向に広がる。周方向に広がった樹脂ＲＥＳは、シリンダーＣＬＹの内周面に付着し、そのまま滞留する。

【0065】

図９に示すように、本実施形態のミキシングデバイス１００では、第一のテーパー部ＴＰ１に、一以上の掻き取りフライト部１１３が設けられている。そのため、周方向に広がった樹脂ＲＥＳは、掻き取りフライト部１１３によってただちに掻き取られる。よって、第一のテーパー部ＴＰ１において樹脂ＲＥＳが滞留しにくい。

【0066】

また、本実施形態では、掻き取りフライト部１１３の数は、一つのミキシング部ＭＰに設けられたフライト部１１０Ａの数よりも少ない。そのため、軸部材ＡＭに接続される他の部品と掻き取りフライト部１１３とが干渉しにくくなる。また、第一のテーパー部ＴＰ１には、軸部材ＡＭの中心軸ＡＸに対して回転対称な位置に複数の掻き取りフライト部１１３が設けられている。そのため、樹脂ＲＥＳの流れが中心軸ＡＸに対して対称になる。よって、樹脂ＲＥＳの流れに偏りが生じにくい。

【0067】

図１０は、本実施形態のスクリューＳＣＲを有するフィルム製造装置１０００の概略図である。

【0068】

フィルム製造装置１０００は、押出機１００１と、ギヤポンプ１００２と、フィルターチェンジャー１００３と、ダイ１００４と、フィルム成形部１００５と、異物検査器１００６と、巻き取り機１００７と、を有する。押出機１００１として、上述した本実施形態の押出機ＥＸＴが用いられている。本実施形態のフィルム製造装置１０００では、押出機１００１に本実施形態のスクリューＳＣＲが用いられているため、信頼性の高いフィルムが製造される。

【0069】

以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。上述した発明を基にして当業者が適宜設計変更して実施しうる全ての発明も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の技術的範囲に属する。

【0070】

例えば、上記の実施形態では、スクリューＳＣＲが互いに独立した複数の部品によって構成されている例について説明したが、スクリューＳＣＲの構成はこれに限定されない。例えば、スクリューＳＣＲは、複数の部品が一体として成形された一体型のスクリューでもよい。

【0071】

また、上記の実施形態では、溝１２０の数が八つである例が示されたが、溝１２０の数はこれに限定されない。流入溝部１２１および流出溝部１２２は同じ数ずつ設けられるため、溝１２０の数は偶数となる。樹脂ＲＥＳの分散性を高めるためには、溝１２０は、四つ以上設けられることが好ましい。

【0072】

また、上記の実施形態では、ミキシング部ＭＰの数が二つである例が示されたが、ミキシング部ＭＰの数はこれに限定されない。ミキシング部ＭＰの数は二つ以上であればよい。例えば、図１１は、ミキシング部ＭＰの数がｎ個（ｎは２以上の任意の整数）である例を示す図である。

【0073】

ミキシングデバイス１００には、（ｎ＋１）本のダム列ＤＡが軸方向に並んで設けられている。（ｎ＋１）本のダム列ＤＡによって、ｎ個のミキシング部ＭＰが軸方向に区画されている。（ｎ＋１）本のダム列ＤＡは、複数のダム１３０によって塞ぐ溝１２０の位置を一本ずつずらしながら軸部材ＡＭの軸方向に並んでいる。ｎ個のミキシング部ＭＰは、溢流フライト部１１２の位置を周方向に一つずつずらしながら軸方向に並んで配置されている。

【0074】

ｎ個のミキシング部ＭＰの溢流フライト部１１２の外径は、複数のミキシング部ＭＰの並び順に沿って順に大きくなっている。例えば、下流側に位置するミキシング部ＭＰほど溢流フライト部１１２の外径は大きい。これにより、シリンダーＣＬＹと溢流フライト部１１２との間のクリアランスは、上流側に位置するミキシング部ＭＰほど大きくなる。

【符号の説明】

【0075】

１００ ミキシングデバイス
１１０Ａ フライト部
１１１ 堰き止めフライト部
１１２ 溢流フライト部
１１３ 掻き取りフライト部
ＡＭ 軸部材
ＥＸＴ 押出機
ＭＰ ミキシング部
ＳＣＲ スクリュー
ＴＰ１ 第一のテーパー部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】