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(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】
(24)【登録日】2022-01-14
(45)【発行日】2022-01-25
(54)【発明の名称】様々な角度及び深さの溝を有する可塑化装置用スクリュ
(51)【国際特許分類】
B29C 45/60 20060101AFI20220118BHJP
B29C 48/56 20190101ALI20220118BHJP
B29C 48/60 20190101ALI20220118BHJP
B29B 7/42 20060101ALI20220118BHJP
B29B 7/48 20060101ALI20220118BHJP
【ＦＩ】
B29C45/60
B29C48/56
B29C48/60
B29B7/42
B29B7/48
【請求項の数】
23
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2017069588
(22)【出願日】2017-03-31
(65)【公開番号】P2017222156
(43)【公開日】2017-12-21
【審査請求日】2020-03-27
(31)【優先権主張番号】15/091,802
(32)【優先日】2016-04-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】505334086
【氏名又は名称】デイビス － スタンダード、エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100121083
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 宏義
(74)【代理人】
【識別番号】100138391
【弁理士】
【氏名又は名称】天田 昌行
(74)【代理人】
【識別番号】100137903
【弁理士】
【氏名又は名称】菅野 亨
(72)【発明者】
【氏名】クリスチアーノ ジョン ピー
【審査官】山本 雄一
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第０６４８８３９９（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】特開平０８－２１６２１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５７－１１６４２７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭５８－０３６１２２（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ ４５／００－４５／８４
Ｂ２９Ｃ ４８／００－４８／９６
Ｂ２９Ｂ ７／００－ ７／９４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
可塑化装置用のスクリュであって、前記スクリュはバレルの中で長手方向の軸の周りを回転できるように支持されており、前記スクリュは、コアと前記スクリュの長さに沿って延びる少なくとも一つのらせん状フライトを有し、前記らせん状フライトは第一のねじ方向に延びるとともに、前記長手方向の軸に直交する参考線を基準に計測される９０度より小さいらせん角の第一のらせん状経路を定義し、前記らせん状フライトはらせん状通路を定義し、
前記スクリュの一つの長手部分は少なくとも一つの閉端部を有する複数のアドバンシング溝を有し、前記複数のアドバンシング溝は前記スクリュの前記らせん状通路におけるスクリュコアに不連続にらせん状に彫り込まれて配列されており、前記複数のアドバンシング溝の各々は前記らせん状の通路において第二のらせん状経路を形成し、かつ隣接するフライトの間に全体的に配置され、また前記らせん状フライトに実質的に並行に延び、また、前記複数のアドバンシング溝は材料がらせん状通路を通って前方に運搬されるように、前記材料を受け入るのに必要な大きさになっており、
前記長手部分はさらに、少なくとも一つの前記アドバンシング溝を横切る複数の不連続なクロスカット溝を有し、
前記複数のクロスカット溝の少なくとも１つは、前記らせん状フライトと共通の前記第一のねじ方向を向き、かつ、前記長手方向の軸に直交する参考線を基準に計測されかつ前記第一のらせん角より大きく９０度より小さい第二のらせん角を有し、
前記材料が逆流でき前記長手部分を循環できるように、各クロスカット溝が前記らせん状フライトを１回又は２回横断する、スクリュ。
【請求項2】
前記複数のアドバンシング溝の少なくとも一つがアドバンシング溝深さテーパを有するか、又は前記複数のクロスカット溝の少なくとも一つがクロスカット溝深さテーパを有する請求項１記載のスクリュ。
【請求項3】
前記複数のアドバンシング溝の少なくとも一つのアドバンシング溝のアドバンシング溝深さテーパは、他の前記複数のアドバンシング溝のアドバンシング溝深さテーパとは異なる請求項２記載のスクリュ。
【請求項4】
前記複数のクロスカット溝の少なくとも一つのクロスカット溝のクロスカット溝深さテーパは、他の前記複数のクロスカット溝のクロスカット溝深さテーパとは異なる請求項２記載のスクリュ。
【請求項5】
前記複数のクロスカット溝の少なくとも一つのクロスカット溝のクロスカット溝深さテーパは、前記複数のアドバンシング溝の少なくとも一つのアドバンシング溝深さテーパとは異なる請求項２記載のスクリュ。
【請求項6】
少なくとも一つの前記クロスカット溝は、前記クロスカット溝における流れの方向において、前記クロスカット溝に沿って長手方向に延びかつ増加する深さテーパを有する請求項２記載のスクリュ。
【請求項7】
少なくとも一つの前記クロスカット溝は、前記クロスカット溝における流れの方向において、前記クロスカット溝に沿って長手方向に延びかつ減少する深さテーパを有する請求項２記載のスクリュ。
【請求項8】
少なくとも一つの前記アドバンシング溝は、前記アドバンシング溝における流れの方向において、前記アドバンシング溝に沿って長手方向に延びかつ増加する深さテーパを有する請求項２記載のスクリュ。
【請求項9】
少なくとも一つの前記アドバンシング溝は、前記アドバンシング溝における流れの方向において、前記アドバンシング溝に沿って長手方向に延びかつ減少する深さテーパを有する請求項２記載のスクリュ。
【請求項10】
可塑化装置用のスクリュであって、前記スクリュはバレルの中で長手方向の軸の周りを回転できるように支持されており、前記スクリュは、コアと前記スクリュの長さに沿って延びる少なくとも一つのらせん状フライトを有し、前記らせん状フライトは第一のねじ方向に延びるとともに、前記長手方向の軸に直交する参考線を基準に計測される９０度より小さい第一のらせん角の第一のらせん状経路を定義し、前記らせん状フライトはらせん状通路を定義し、
前記スクリュの一つの長手部分は少なくとも一つの閉端部を有する複数のアドバンシング溝を有し、前記複数のアドバンシング溝は前記スクリュの前記らせん状通路におけるスクリュコアに不連続にらせん状に彫り込まれて配列されており、前記複数のアドバンシング溝の各々は前記らせん状の通路において第二のらせん状経路を形成し、かつ隣接するフライトの間に全体的に配置されまた前記らせん状フライトに実質的に並行に延び、また、前記複数のアドバンシング溝は材料がらせん状通路を通って前方に運搬されるように、前記材料を受け入るのに必要な大きさになっており、
前記長手部分はさらに、前記複数のアドバンシング溝の内のいくつかを横切りかつ前記らせん状フライトと共通の前記第一のねじ方向を向く複数の不連続なクロスカット溝を有し、
アドバンシング溝深さテーパを有する少なくとも一つの前記複数のアドバンシング溝、及び、
クロスカット溝深さテーパを有する少なくとも一つの前記複数のクロスカット溝、の少なくとも一方を有し
前記材料が逆流でき前記長手部分を循環できるように、各クロスカット溝が前記らせん状フライトを１回又は２回横断し、少なくとも一つのクロスカット溝は前記長手方向の軸に直交する参考線を基準に計測される９０度より小さい第二のらせん角を有する、スクリュ。
【請求項11】
前記複数のアドバンシング溝の少なくとも一つのアドバンシング溝のアドバンシング溝深さテーパは、他の前記複数のアドバンシング溝のアドバンシング溝深さテーパとは異なる請求項１０記載のスクリュ。
【請求項12】
前記複数のクロスカット溝の少なくとも一つのクロスカット溝のクロスカット溝深さテーパは、他の前記複数のクロスカット溝のクロスカット溝深さテーパとは異なる請求項１０記載のスクリュ。
【請求項13】
前記複数のクロスカット溝の少なくとも一つのクロスカット溝のクロスカット溝深さテーパは、前記複数のアドバンシング溝の少なくとも一つのアドバンシング溝深さテーパとは異なる請求項１０記載のスクリュ。
【請求項14】
少なくとも一つの前記クロスカット溝は、前記クロスカット溝における流れの方向において、前記クロスカット溝において長手方向に延びかつ増加する深さテーパを有する請求項１０記載のスクリュ。
【請求項15】
少なくとも一つの前記クロスカット溝は、前記クロスカット溝における流れの方向において、前記クロスカット溝において長手方向に延びかつ減少する深さテーパを有する請求項１０記載のスクリュ。
【請求項16】
少なくとも一つの前記アドバンシング溝は、前記アドバンシング溝における流れの方向において、前記アドバンシング溝において長手方向に延びかつ増加する深さテーパを有する請求項１０記載のスクリュ。
【請求項17】
少なくとも一つの前記アドバンシング溝は、前記アドバンシング溝における流れの方向において、前記アドバンシング溝において長手方向に延びかつ減少する深さテーパを有する請求項１０記載のスクリュ。
【請求項18】
可塑化装置用のスクリュであって、前記スクリュはバレルの中で長手方向の軸の周りを回転できるように支持されており、前記スクリュは、コアと前記スクリュの長さに沿って延びる少なくとも一つのらせん状フライトを有し、前記らせん状フライトは第一のねじ方向に延びるとともに、前記長手方向の軸に直交する参考線を基準に計測される９０度より小さい第一のらせん角の第一のらせん状経路を定義し、前記らせん状フライトはらせん状通路を定義し、前記スクリュの一つの長手部分は少なくとも一つの閉端部を有する複数のアドバンシング溝を有し、前記複数のアドバンシング溝は前記スクリュの前記らせん状通路におけるスクリュコアに不連続にらせん状に彫り込まれて配列されており、前記複数のアドバンシング溝の各々は前記らせん状の通路において第二のらせん状経路を形成し、かつ隣接するフライトの間に全体的に配置されまた前記らせん状フライトに実質的に並行に延び、また、前記複数のアドバンシング溝は材料がらせん状通路を通って前方に運搬されるように、前記材料を受け入るのに必要な大きさになっており、
前記長手部分はさらに、少なくとも一つの前記アドバンシング溝を横切る複数の不連続なクロスカット溝を有し、
前記複数のクロスカット溝の少なくとも１つの第一のクロスカット溝が前記らせん状フライトと共通の前記第一のねじ方向を向き、かつ、前記長手方向の軸に直交する参考線を基準に計測される９０度より小さい第二のらせん角を有し、かつ当該複数のクロスカット溝の各々が、前記材料が逆流でき前記長手部分を循環できるように前記らせん状フライトを１回又は２回横断し、
前記複数のクロスカット溝の少なくとも１つの第二のクロスカット溝が前記長手方向の軸に直交する参考線を基準に計測される第三のらせん角を持ち、
前記第一のらせん角、前記第二のらせん角及び第三のらせん角は互いに異なる大きさである、スクリュ。
【請求項19】
前記第一のらせん角、前記第二のらせん角及び前記第三のらせん角とは異なりかつ前記長手方向の軸に対して直交して計測される第四のらせん角を有する、少なくとも一つの第三のクロスカット溝を有する請求項１８記載のスクリュ。
【請求項20】
前記複数のクロスカット溝の少なくとも一つは前記少なくとも一つの第二のクロスカット溝から軸上で下流にある請求項１８記載のスクリュ。
【請求項21】
前記アドバンシング溝の少なくとも１つは、前記アドバンシング溝における流れの方向において、前記クロスカット溝に沿って長手方向に延びかつ増加する深さテーパを有する、請求項１０記載のスクリュ。
【請求項22】
前記アドバンシング溝の少なくとも１つは、前記アドバンシング溝における流れの方向において、前記クロスカット溝に沿って長手方向に延びかつ減少する深さテーパを有する、請求項１０記載のスクリュ。
【請求項23】
前記クロスカット溝の少なくとも一つの他のクロスカット溝は、前記長手方向の軸に並行でニュートラルな方向を向き、かつ、前記長手方向の軸に直交する前記参考線を基準に計測される概ね９０度の第三のらせん角を持つ、請求項１、２から７、１０、１２から１５、２１、および２２のいずれか一項に記載の、可塑化装置用のスクリュ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バレル内で回転可能で、溶融した樹脂材料を押し出す可塑化装置用のスクリュに関する。特に本発明は、様々な角度の溝であって、様々な深さと深さのテーパ（ｔａｐｅｒ）を有する溝によって、材料を完全に混ぜて溶融するために材料を再循環させるように設計されたスクリュの長手部分に関する。
【背景技術】
【0002】
可塑化装置は、通常、ポリマー樹脂又は熱可塑性樹脂のペレット、粒又は粉末を投入口から受け入れ、その後、その樹脂を加熱しかき混ぜて、溶融状態に変化させる。溶融した材料は、加圧下で、狭い放出口又は排出口を通って運搬されて、最終物品を作成する。溶融した材料が装置から排出されるときには、完全に溶けて均一に混ざっており、均一な温度、粘度、色及び組成であることが望ましい。
【0003】
典型的な可塑化装置は、細長い円筒形のバレルを具備し、そのバレルは通常、長手方向に沿った様々な位置で加熱される。軸で支持されて軸を中心に回転するスクリュがバレルの中を長手方向に伸びている。スクリュには、材料が投入口から放出口に進む間に、材料を運搬し、溶融し、加圧し、均一化する役目がある。スクリュは、コア（ｃｏｒｅ）とその上のらせん状のフライトを具備し、フライトはバレルの円筒状の内壁と共に、樹脂を放出口へ向けて運搬するためのらせん状の通路（ｈｅｌｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌ）を形成する。
【0004】
典型的な可塑化スクリュは、軸の長手方向に沿って複数の部分に分かれており、各部分は特定の機能のために設計されている。通常、直列に、フィード部、移行部、計量部、及びミキシング部がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
米国特許６，４９８，３９９号に開示され、図１に記載されているように、可塑化スクリュ１００には、その内部に配置されるらせん状フライト１１３と加熱されるバレルの内壁（不図示）とにより形成されるメイン通路がある。図１に示すように、従来技術であるスクリュ１００は、メイン通路内に配置される、複数の不連続のアドバンシング溝（ａｄｖａｎｃｉｎｇ ｇｒｏｏｖｅｓ）１３０を少しずつずらした列を有する長手部分を具備する。アドバンシング溝１３０の各列の軸は、長手部分の隣接するらせん状フライト１１３のらせん状の軸と実質的に平行であり、矢印１４０で示される方向の流れを促進する。そこに不連続のらせん状通路が、らせん状フライト１１３の方向とは反対方向に横切るように形成されている。その通路は複数のリトラクティング溝（ｒｅｔｒａｃｔｉｎｇ ｇｒｏｏｖｅｓ）１３７を有する。リトラクティング溝１３７の目的は、メイン通路において、ポリマー樹脂又は熱可塑性樹脂のペレットの混合を促進することであるが、混合が不十分な場合がある。
【0006】
上記に鑑み、本発明の目的は、ポリマー樹脂又は熱可塑性樹脂のペレットの混合を促進するスクリュを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、可塑化装置用のスクリュの一形態に関する。可塑化装置は、投入口から放出口までの軸の長さを有するバレルを具備する。バレルには内壁がある。スクリュには長手方向の軸があり、スクリュはその長手方向の軸の周りを回転するようバレル内で回転可能に支持されている。スクリュにはコアとスクリュの長さに沿って延びる一つ以上のらせん状フライトがある。らせん状フライトは第一のねじ方向に延びるとともに長手方向の軸に直交する参照線に対する第一のらせんの角度を規定し、９０度より小さい第一のらせん角の方向を向く第一のらせん状経路（ｈｅｌｉｃａｌ ｐａｔｈ）を規定する。らせん状フライトはらせん状通路（ｈｅｌｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌ）を規定する。スクリュは、投入口を有するフィード部、中間溶融部、及び／又は、放出口を有する計量部を具備する。スクリュの長手部分（例えば、フィード部、中間溶融部、及び／又は計量部）には、そこに形成された複数のアドバンシング溝がある。各アドバンシング溝の一端又は両端は閉じている。アドバンシング溝は、スクリュのらせん状通路におけるスクリュコアに不連続にらせん状に彫り込まれて配列されている。複数のアドバンシング溝は、材料がらせん状通路を通って放出口へ運搬されるように、材料を受け入るのに必要な大きさになっている。長手部分にはさらに、一つ以上のアドバンシング溝を横断する、複数の不連続なクロスカット溝（ｃｒｏｓｓ－ｃｕｔ ｇｒｏｏｖｅｓ）がある。一つ以上のクロスカット溝は、第一のらせん角より大きく９０度より小さい第二のらせん角（長手方向の軸に直交する参考線を基準として計測される）を有し、及び／又は、一つ以上の他のクロスカット溝は概ね９０度の第三のらせん角（長手方向の軸に直交する参考線を基準として計測される）を有する。
【0008】
一実施例においては、各クロスカット溝が、らせん状フライトを１回又は２回横断し、その結果、材料が逆流でき、長手部分内を再循環できる。
【0009】
一実施例においては、複数のアドバンシング溝の内の一つ以上は、アドバンシング溝の深さにテーパがあり、及び／又は、複数のクロスカット溝の内の一つ以上は、クロスカット溝の深さにテーパがある。
【0010】
本発明は、可塑化装置用のスクリュの他の一形態にも関連する。可塑化装置は、投入口から放出口までの軸の長さを有するバレルを具備する。バレルには内壁がある。スクリュには長手方向の軸があり、スクリュはその長手方向の軸の周りを回転するようバレル内で回転可能に支持されている。スクリュにはコアとスクリュの長さに沿って延びる一つ以上のらせん状フライトがある。らせん状フライトは長手方向の軸に直交する参考線に対する第一のらせんの角度を規定し、９０度より小さい第一のらせん角の方向を向く第一のらせん状経路を規定する。らせん状フライトはらせん状通路（チャネル）を規定する。スクリュは、投入口を有するフィード部、中間溶融部、及び／又は、放出口を有する計量部を具備する。スクリュの長手部分（例えば、フィード部、中間溶融部、及び／又は計量部）には、そこに形成された複数のアドバンシング溝がある。各アドバンシング溝の一端又は両端は閉じている。アドバンシング溝は、スクリュのらせん状通路におけるスクリュコアに不連続にらせん状に彫り込まれて配列されている。複数のアドバンシング溝は、材料がらせん状通路を通って放出口へ運搬されるように、材料を受け入るのに必要な大きさになっている。長手部分にはさらに、いくつかのアドバンシング溝を横断する、複数の不連続なクロスカット溝がある。複数のアドバンシング溝の内の一つ以上は、アドバンシング溝の深さにテーパがあり、及び／又は、複数のクロスカット溝の内の一つ以上は、クロスカット溝の深さにテーパがある。
【0011】
本発明は、可塑化装置用のスクリュの他の一形態に関する。可塑化装置は、投入口から放出口までの軸の長さを有するバレルを具備する。バレルには内壁がある。スクリュには長手方向の軸があり、スクリュはその長手方向の軸の周りを回転するようバレル内で回転可能に支持されている。スクリュにはコアとスクリュの長さに沿って延びる一つ以上のらせん状フライトがある。らせん状フライトは長手方向の軸に直交する参考線に対する第一のらせんの角度を規定し、９０度より小さい第一のらせん角の方向を向く第一のらせん状経路を規定する。らせん状フライトはらせん状通路（チャネル）を規定する。スクリュは、投入口を有するフィード部、中間溶融部、及び／又は、放出口を有する計量部を具備する。スクリュの長手部分（例えば、フィード部、中間溶融部、及び／又は計量部）には、そこに形成された複数のアドバンシング溝がある。各アドバンシング溝の一端又は両端は閉じている。アドバンシング溝は、スクリュのらせん状通路におけるスクリュコアに不連続にらせん状に彫り込まれて配列されている。複数のアドバンシング溝は、材料がらせん状通路を通って放出口へ運搬されるように、材料を受け入るのに必要な大きさになっている。長手部分にはさらに、一つ以上のアドバンシング溝を横断する、複数の不連続なクロスカット溝がある。複数のクロスカット溝の中には、第二のらせん角（長手方向の軸に直交する参考線を基準として計測される）を有する一つ以上の第一のクロスカット溝と、第三のらせん角（長手方向の軸に直交する参考線を基準として計測される）を有する一つ以上の第二のクロスカット溝がある。第一のらせん角と、第二のらせん角と、第三のらせん角とは、異なっている。
【0012】
一実施例において、可塑化装置は第四のらせん角を有する一以上の第三のクロスカット溝を具備し、その第四のらせん角は、第一のらせん角、第二のらせん角及び第三のらせん角と、異なっている。
【0013】
本発明は、可塑化装置用のスクリュの他の一形態にも関連する。可塑化装置は、投入口から放出口までの軸の長さを有するバレルを具備する。バレルには内壁がある。スクリュには長手方向の軸があり、スクリュはその長手方向の軸の周りを回転するようバレル内で回転可能に支持されている。スクリュにはコアとスクリュの長さに沿って延びる一つ以上のらせん状フライトがある。らせん状フライトは第一のねじ方向に延びるとともに長手方向の軸に直交する参考線に対する第一のらせんの角度を規定し、９０度より小さい第一のらせん角の方向を向く第一のらせん状経路を規定する。らせん状フライトはらせん状通路（チャネル）を規定する。スクリュは、投入口を有するフィード部、中間溶融部、及び／又は、放出口を有する計量部を具備する。スクリュの長手部分（例えば、フィード部、中間溶融部、及び／又は計量部）には、そこに形成された複数のアドバンシング溝がある。各アドバンシング溝の一端又は両端は閉じている。アドバンシング溝は、スクリュのらせん状通路におけるスクリュコアに不連続にらせん状に彫り込まれて配列されている。複数のアドバンシング溝は、材料がらせん状通路を通って放出口へ運搬されるように、材料を受け入るのに必要な大きさになっている。長手部分にはさらに、フライト表面から半径方向内側に位置する一つ以上のアンダーカット表面がある。アンダーカット表面の深さは、アドバンシング溝と平行な長手方向において、及び／又は、長手方向を横切る方向において、変化する。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】従来の可塑化装置用スクリュの表面の一部の概略図を示す。
【図2】本発明に係る可塑化装置用のスクリュのバレルの断面図を示す。
【図3】本発明に係る可塑化装置用スクリュの表面の一部の概略図であって、スクリュ上のクロスカット溝がニュートラル（ｎｅｕｔｒａｌ）な方向を向いている例を示す。
【図4A】本発明に係る可塑化装置用スクリュの表面の一部の概略図であって、スクリュ上の複数のクロスカット溝がフライトに対して共通の方向を向いており、各クロスカット溝が一つのフライトを横断する例を示す。
【図4B】本発明に係る可塑化装置用スクリュの表面の一部の概略図であって、スクリュ上の複数のクロスカット溝がフライトに対して共通の方向を向いており、各クロスカット溝が二つのフライトを横断する例を示す。
【図5】本発明に係る可塑化装置用スクリュの表面の一部の概略図であって、ニュートラルな方向を向いているクロスカット溝と複数の方向を向いているクロスカット溝との組合せの例を示す。
【図6】本発明に係る可塑化装置用スクリュの表面の一部の概略図であって、アドバンシング溝が様々な深さ及び深さテーパを有する例を示す。
【図9】本発明に係る可塑化装置用スクリュの表面の一部の概略図であって、クロスカット溝が様々な深さ及び深さテーパを有する例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図２において、可塑化装置は２００で示されている。可塑化装置は円筒状のバレル２を具備しており、バレル２は内部表面３を規定する。バレル２は投入口４を具備しており、投入口４にはフィードホッパー７が接続されている。フィードホッパー７と投入口４から、一つ以上の固体微粒子からなる樹脂材料及び添加物又は薬剤がバレル２に供給される。バレル２は、可塑化され溶解した押出成形物を鋳型又は金型（不図示）に排出するための放出口６を具備している。加熱素子１１がバレル２の外側に配置され、バレル２を加熱する。
【0016】
図２に示すように、スクリュ１０が、バレル２の中で長手方向の軸Ａ１に沿って回転できるよう支持されている。スクリュ１０は、投入口４から放出口６まで延びている。スクリュ１０は、コア（ｃｏｒｅ）１２から半径方向に拡がり、コア１２に第一の方向（例えば右ねじの方向）で巻き付いている、らせん状フライト１３を具備している。らせん状フライト１３には半径方向で最も外側のフライト表面１４（例えば、フライトランドとも呼ばれる）があり、それはバレル２の内側表面３と密接に連携して動く。らせん状フライト１３は、フライト１３、バレル２の内側表面３及びコア１２の表面で仕切られているらせん状通路（チャネル）１８を規定する。らせん状通路１８の深さは、コア１２の表面からバレル２の内側表面３までの半径方向の長さで測定され、ルート深さＲＤとして参照される。スクリュ１０の回転と共に、らせん状通路１８が樹脂材料の流れを矢印４０の方向における前方に押し進める。
【0017】
図２に示すように、スクリュ１０には、ルート深さが比較的深く、固体樹脂を受け入れ、加熱し、かき混ぜるためのフィード部Ｂと、溶融して固体粒子の間の空気が除去されることで減少する樹脂の体積に適合するためにルート深さを減らしていく移行部Ｃと、ルート深さが比較的浅い計量部とがあり、ここにおいて樹脂は、溶融した材料と溶融していない材料との組合せである。計量部Ｄには、長手部分Ａが含まれている。典型的には、投入口４が上流にあるフィード部Ｂの最も後方部分に位置し、放出口６が下流にある計量部Ｄの最も前方部分に位置している。
【0018】
図３に示すように、コア１２の表面の長手部分Ａには、複数の不連続なアドバンシング溝３０がある。アドバンシング溝３０は、前方へのらせん状の小道（ｐａｔｈｗａｙ）をらせん状通路１８に形成するよう配置されている。アドバンシング溝３０は、コア１２の表面に彫り込まれている。通路毎に複数の隣接する溝３０があり、図に示す通り３つが好ましいが、これに限定されない。アドバンシング溝３０は楕円状に先細りになっている。アドバンシング溝３０は、らせん状フライト１３と平行で、同じらせんピッチと第一のらせん角Ｈ１を有する。第一のらせん角Ｈ１は、長手方向の軸Ａ１に直交する参考線を基準に計測される。アドバンシング溝３０は、放出口６への樹脂材料の流れを促進する。
【0019】
図３に示すように、コア１２の表面の長手部分Ａには、少しずつずらして配列された複数の不連続なクロスカット溝３７Ｎがあり、それらはコア１２の表面に彫り込まれ、一つのフライト１３を横断している。各クロスカット溝３７Ｎの軸は、他のクロスカット溝３７Ｎと平行（すなわち、長手方向の軸に直交する参考線に対して約９０度にある）になっている。クロスカット溝３７Ｎは、長手方向の軸Ａ１と平行であって、ニュートラルな方向を向いている。クロスカット溝３７Ｎは、樹脂材料が放出口６に向かって運ばれる間に、樹脂材料の混合を促進する。ここで、クロスカット溝３７Ｎが一つのフライト１３を横断することを図示し述べたが、本発明はこれに限定されず、クロスカット溝３７Ｎは一以上のフライト１３を横断してもよい。例えば、図４Ｂに示すように二つのフライト１３（例えば、通路１８の前方のフライト及び後方のフライト）を横断してもよい。
【0020】
図４Ａに示すように、コア１２の表面の長手部分Ａには、少しずつずらして配列された複数の不連続なクロスカット溝３７Ｃがあり、それらはコア１２の表面に彫り込まれ、一つのフライト１３を横断している。各クロスカット溝３７Ｃの軸は、他のクロスカット溝３７Ｃと平行になっている。クロスカット溝３７Ｃは他のクロスカット溝３７Ｃと平行であると図示し述べたが、他と異なる角度であってもよい。複数のクロスカット溝３７Ｃは、らせん状フライトに対して共通の方向である第一の方向を向いている（すなわち右ねじの方向）。クロスカット溝３７Ｃは、アドバンシング溝３０とらせん状フライト１３の向きである第一のらせん角Ｈ１とは異なる第二のらせん角Ｈ２の方向を向いている。第二のらせん角Ｈ２は、図４に示すように、第一のらせん角Ｈ１より大きいが、一実施例においては、第二のらせん角Ｈ２は第一のらせん角Ｈ１より大きく、かつ９０度より小さくてもよい。クロスカット溝３７Ｃは、樹脂材料が放出口６に向かって運ばれる間に、樹脂材料の混合を促進する。ここで、クロスカット溝３７Ｃが一つのフライト１３を横断することを図示し述べたが、本発明はこれに限定されず、クロスカット溝３７Ｃは一以上のフライト１３を横断してもよい。例えば、図４Ｂに示すように二つのフライト１３（例えば、通路１８の前方のフライト及び後方のフライト）を横断してもよい。
【0021】
図５に示すように、コア１２の表面の長手部分Ａには、複数のクロスカット溝３７Ｎと複数のクロスカット溝３７Ｃとが、コア１２の表面に彫り込まれてあってもよい。複数のクロスカット溝３７Ｎのそれぞれ及び複数のクロスカット溝３７Ｃのそれぞれは一つまたは両方のフライト１３を横断している。複数のクロスカット溝３７Ｎのそれぞれは、約９０度の第三のらせん角Ｈ３の方向を向いている。複数のクロスカット溝３７Ｃには、第二のらせん角Ｈ２’の方向のものと、他の第二のらせん角Ｈ２’’のものがある。ここで、第二のらせん角Ｈ２’と他の第二のらせん角Ｈ２’’とは異なる。第二のらせん角Ｈ２’と他の第二のらせん角Ｈ２’’は、フライト１３の第一のらせん角Ｈ１よりも大きい。クロスカット溝３７Ｎ及びクロスカット溝３７Ｃは、樹脂材料が放出口６に向かって運ばれる間に、樹脂材料の混合を促進する。
【0022】
図６に示すように、アドバンシング溝３０は、流れの方向Ｑ１において、アドバンシング溝３０の長手方向の軸に沿って異なる深さ及び異なる深さテーパを有している。深さは、バレル２の内側表面３からアドバンシング溝３０の最も半径方法内側のポイントまでを測定する。アドバンシング溝３０の異なる深さ及び異なる深さテーパは樹脂材料の混合を、例えばアドバンシング溝３０に渡って速度分布を異ならせることにより、促進する。図２および図４Ａから図６に示されるように、アドバンシング溝３０は、矢印４０の方向の流れを促進する。
【0023】
例えば図７Ａに示すように、三つの隣接するアドバンシング溝３０はそれぞれ異なる深さであって、それぞれ均一の深さＤ１、Ｄ２及びＤ３を有する。一実施例において、Ｄ１及びＤ３の値はＤ２より大きく、浅い深さＤ２を有するアドバンシング溝３０は、より深い深さＤ１及びＤ３を有する二つのアドバンシング溝３０の間に配置されている。図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示すように、ランド深さＬＤよりも大きい値の深さＤ６６に形成される（例えば機械により削られる）アンダーカット表面がある。すなわちアンダーカット表面６６は、フライト表面１４から半径方向内側に位置している。図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示すアンダーカット表面は、一定の深さＤ６６を有する。
【0024】
図７Ｂに示すように、三つの隣接するアドバンシング溝３０はそれぞれ異なる深さであって、それぞれ均一の深さＤ４、Ｄ５及びＤ６を有する。一実施例において、Ｄ５及びＤ６の値はＤ４より大きく、浅い深さＤ４を有するアドバンシング溝３０は、より深い深さＤ５及びＤ６を有する二つの隣接するアドバンシング溝３０に隣接して配置されている。
【0025】
図７Ｃに示すように、三つの隣接するアドバンシング溝３０はそれぞれ異なる深さであって、それぞれ均一の深さＤ７、Ｄ８及びＤ９を有する。一実施例において、Ｄ７及びＤ８の値はＤ９より大きく、浅い深さＤ９を有するアドバンシング溝３０は、より深い深さＤ７及びＤ８を有する二つの隣接するアドバンシング溝３０に隣接して配置されている。
【0026】
図７Ａ、７Ｂ及び７Ｃには、アンダーカット表面が一定の深さＤ６６を有するように示されているが、本発明はこれに限定されない。例えば図７Ｄに示すように、アンダーカット表面は、流れの方向Ｑ１に沿った長手方向を横切る方向において変化するアンダーカット溝深さを有しており、１）フライト１３に隣接するアンダーカット表面６６はそれぞれ深さＤ６６を有し、２）アンダーカット表面６６’は深さＤ６６よりも小さくランド深さＬＤよりも大きい値の深さＤ６６’を有し、３）アンダーカット表面６６’’は深さＤ６６’よりも大きい値の深さＤ６６’’を有する。アンダーカット表面６６、６６’及び６６’’の深さが長手方向を横切る方向で異なることは、樹脂材料の混合を、例えばアドバンシング溝３０に渡って速度分布を異ならせることにより、促進する。
【0027】
一実施例において、図６及び７Ｅに示すように、アンダーカット表面は、流れの方向Ｑ１に沿った長手方向において変化する深さを有しており、例えば、１）アンダーカット表面６６の部分は、一定の深さＤ６６を有し、２）他のアンダーカット表面６６Ｉの部分は、アドバンシング溝３０において流れの方向Ｑ１の長手方向に沿って増加する深さテーパを有し、ここで増加する深さテーパはＤ６６より大きい値の深さＤ６６Ｉを有し、３）他のアンダーカット表面６６’’の部分は、深さＤ６６及び深さＤ６６Ｉよりも大きい値の、一定の深さＤ６６’’を有し、４）他のアンダーカット表面６６Ｄの部分は、アドバンシング溝３０において流れの方向Ｑ１の長手方向に沿って減少する深さテーパを有し、ここで減少する深さテーパはＤ６６’’より小さい値の深さＤ６６Ｄを有し、５）他のアンダーカット表面６６’の部分は、深さＤ６６’’より小さい値の深さＤ６６’を有する。
【0028】
図８Ａに示すように、アドバンシング溝３０は矢印Ｑ１で示される第一の方向において（すなわち、アドバンシング溝を通る流れの方向におけるアドバンシング溝に沿った長手方向）減少する深さテーパを有する。例えば、減少する深さテーパは、深さＤ１０より大きい値の深さＤ１１により定義される。図８Ｂに示すように、アドバンシング溝３０は矢印Ｑ１で示される第一の方向において一定の深さテーパを有する。例えば、一定の深さテーパは不変の深さＤ１２で定義される。
【0029】
図８Ｃに示すように、アドバンシング溝３０は矢印Ｑ１で示される第一の方向において増加する深さテーパを有する。例えば、増加する深さテーパは、深さＤ１４より小さい値の深さＤ１３により定義される。
【0030】
図８Ｄに示すように、アドバンシング溝３０は矢印Ｑ１で示される第一の方向において変化する深さテーパを有する。例えば、変化する深さテーパは、１）深さＤ１５’の値が深さＤ１５より小さいような減少する深さテーパの部分と、２）一定の深さＤ１６の部分と、３）深さＤ１７’の値が深さＤ１７より大きいような増加する深さテーパの部分と、により定義される。
【0031】
図８Ｅに示すように、アドバンシング溝３０は矢印Ｑ１で示される第一の方向において変化する深さテーパを有する。例えば、変化する深さテーパは、１）一定の深さＤ１８の部分と、２）深さＤ１９’の値が深さＤ１９より大きいような増加する深さテーパの部分と、３）一定の深さＤ２０の部分と、４）深さＤ２１の値が深さＤ２１’より小さいような減少する深さテーパの部分と、５）一定の深さＤ１８の部分と、により定義される。
【0032】
図８Ｆに示すように、アドバンシング溝３０は波形パターン又は正弦曲線パターンのように継続して変化する深さＤ２２とＤ２４を有する。
【0033】
異なる深さ及び異なる深さテーパを有するアドバンシング溝３０を図示し述べてきたが、本発明はこれに限定されない。クロスカット溝も、異なる深さ及び異なる深さテーパを有してもよい。例えば、図９、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ及び１１Ｆに示すように、クロスカット溝３７Ｎ及び３７Ｃは、クロスカット溝３７Ｃにおける流れの方向Ｑ３及びクロスカット溝３７Ｎにおける流れの方向Ｑ２において、クロスカット溝の長手方向軸にそって異なる深さ及び異なる深さテーパを有する。深さは、バレル２の内側表面３からクロスカット溝３７Ｎ又は３７Ｃの最も半径方法内側のポイントまでを測定する。クロスカット溝３７Ｎ又は３７Ｃの異なる深さ及び異なる深さテーパは樹脂材料の混合を、例えばクロスカット溝３７Ｎ又は３７Ｃに渡って速度分布を異ならせることにより、促進する。
【0034】
図９、１０Ａ及び１１Ａに示すように、クロスカット溝３７Ｃは、流れの方向Ｑ３におけるクロスカット溝の長手方向軸に沿って、一定の深さＤ３０を有する。図９、１０Ｂ及び１１Ｂに示すように、クロスカット溝３７Ｃは、流れの方向Ｑ３におけるクロスカット溝３７Ｃの長手方向軸に沿って、一定の深さＤ３２を有する。図９、１０Ｃ及び１１Ｃに示すように、クロスカット溝３７Ｎは、流れの方向Ｑ３におけるクロスカット溝の長手方向軸に沿って、一定の深さＤ３３を有する。深さＤ３０の値は深さＤ３２より大きく、深さＤ３２の値は深さＤ３３より大きい。従って、クロスカット溝３７Ｃ及びクロスカット溝３７Ｎは、他のクロスカット溝３７Ｃ及びクロスカット溝３７Ｎの深さと比べて異なる深さを有する。クロスカット溝３７Ｃ及びクロスカット溝３７Ｎは異なる深さを有することを図示し述べてきたが、本発明はこれに限定されず、クロスカット溝３７Ｃ及びクロスカット溝３７Ｎは等しい深さでもよく、又は一部のクロスカット溝３７Ｃ及びクロスカット溝３７Ｎが等しい深さで、他のクロスカット溝３７Ｃ及びクロスカット溝３７Ｎが異なる深さであってもよい。
【0035】
図９、１１Ｄ、１１Ｅ及び１１Ｆに示すように、クロスカット溝３７Ｃ及びクロスカット溝３７Ｎは異なる深さテーパを有する。図９、１１Ｄに示すように、クロスカット溝３７Ｃは、流れの方向Ｑ３におけるクロスカット溝３７Ｃの長手方向軸に沿って、増加する深さテーパを有する（例えば、クロスカット溝３７Ｃはその一端の近傍が深さＤ４０で、他端の近傍が深さＤ４１であり、深さＤ４１の値は深さＤ４０より大きい。）。図９、１１Ｅに示すように、クロスカット溝３７Ｃは、流れの方向Ｑ３におけるクロスカット溝３７Ｃの長手方向軸に沿って、減少する深さテーパを有する（例えば、クロスカット溝３７Ｃはその一端の近傍が深さＤ４４で、他端の近傍が深さＤ４３であり、深さＤ４４の値は深さＤ４３より大きい。）。図９、１１Ｆに示すように、クロスカット溝３７Ｎは、流れの方向Ｑ３におけるクロスカット溝３７Ｃの長手方向軸に沿って、変化する深さテーパを有する。例えば、１）クロスカット溝３７Ｎはその一端の近傍が深さＤ５０で、そこに隣接する部分は深さＤ５３であり、深さＤ５３の値は深さＤ５０より大きく、増加する深さテーパとなっており、２）クロスカット溝３７Ｎはその中心部分においては一定の深さＤ５５を有しており、深さＤ５５の値は深さＤ５３より大きく、３）クロスカット溝３７Ｎは他端の近傍が深さＤ５２で、そこに隣接する部分は深さＤ５３であり、深さＤ５３の値は深さＤ５２より大きく、減少する深さテーパとなっている。
【0036】
ここまで、本発明を特定の実施例を参照して述べたが、当業者であれば、本明細書を読み理解すれば、開示された実施例の数多くのバリエーションと改変が本発明の範囲及び特許請求の範囲内になることを理解するであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図8F】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図11E】
【図11F】
