JP2026044591A - 混練機 - Google Patents

Abstract

【課題】混練処理の効率を向上可能な混練機を提供する。
【解決手段】混練機１は、前後方向に延びる筐体１１であって、供給口１１ｄ及び排出口１１ｅを有する筐体１１と、前後方向において筐体１１内に架設された回転軸２１と、筐体１１内において回転軸２１に取り付けられ、回転軸２１の回転に伴って、供給口１１ｄから供給された材料を混練しながら排出口１１ｅに向けて搬送する回転体１３と、を備え、回転体１３は、前後方向に延び、回転軸２１の回転方向Ｃ１に旋回するにつれて回転体１３の搬送方向に向かう螺旋状に窪んだ窪み部３１ａを有する円柱形状の本体部３１と、窪み部３１ａに設けられ、窪み部３１ａに沿って配列された複数のスクレーパ３２と、を有し、複数のスクレーパ３２のそれぞれは、回転軸２１の回転により、材料を排出口１１ｅに向けて押圧するように傾斜した傾斜面３２ａを有する。
【選択図】図２

Description

本開示は、混練機に関する。

マラーホイールが混練槽内を自転しながら公転することによって、材料を混練する混練機が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の混練機では、マリングの三作用と呼ばれるニーディング（圧縮力）、スメアリング（せん断力）、及びスパチュレイティング（ヘラなで力）によって材料に複合的な外力が与えられ、混練される。

実開昭５７－１０３１２５号公報

特許文献１に記載の混練機は、その構造上、混練槽内に供給された材料を混練し、混練槽から混練物を排出するバッチ処理を行う。本技術分野においては、混練処理の効率化が望まれている。

本開示は、混練処理の効率を向上可能な混練機を説明する。

本開示の一側面に係る混練機は、一方向に延びる筐体であって、一方向における一方の端部に設けられた供給口及び一方向における他方の端部に設けられた排出口を有する筐体と、一方向において筐体内に架設された第１回転軸と、筐体内において第１回転軸に取り付けられ、第１回転軸の回転に伴って、供給口から供給された材料を混練しながら排出口に向けて搬送する第１回転体と、を備える。第１回転体は、一方向に延び、第１回転軸の回転方向に旋回するにつれて第１回転体の搬送方向に向かう螺旋状に窪んだ第１窪み部を有する円柱形状の第１本体部と、第１窪み部に設けられ、第１窪み部に沿って配列された複数の第１スクレーパと、を有する。複数の第１スクレーパのそれぞれは、第１回転軸の回転により、材料を排出口に向けて押圧するように傾斜した第１傾斜面を有する。

本開示の各側面及び各実施形態によれば、混練処理の効率を向上させることができる。

図１は、一実施形態に係る混練機を概略的に示す側面図である。 図２は、図１に示される混練機の平面図である。 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図４は、変形例に係る回転機構を含む混練機の平面図である。

以下、図面を参照しながら本開示の実施形態が詳細に説明される。なお、図面の説明において同一要素には同一符号が付され、重複する説明は省略される。各図には、ＸＹＺ座標系が示される場合がある。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向と交差（例えば、直交）する方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と交差（例えば、直交）する方向である。以下においては、一例として、Ｘ軸方向を前後方向（一方向）とし、Ｙ軸方向を左右方向とし、Ｚ軸方向を上下方向（鉛直方向）として説明する。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向は、上記方向に限られない。

図１～図３を参照しながら、一実施形態に係る混練機を説明する。図１は、一実施形態に係る混練機を概略的に示す側面図である。図２は、図１に示される混練機の平面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。図１及び図２に示される混練機１は、混練対象となる材料を連続的に混練する装置である。混練対象となる材料の例としては、電池材料、セラミックス材料、及び化学材料などが挙げられる。混練機１は、後述の供給口１１ｄの上方に設けられた供給装置２から材料を供給される。供給装置２は、定量ずつ材料を供給してもよい。なお、混練機１は、２以上の供給装置２から材料を供給されてもよい。

混練機１は、筐体１１と、回転機構１２と、回転体１３（第１回転体）と、回転体１４（第２回転体）と、を含む。なお、実際には筐体１１の内部構造は筐体１１に覆われているが、説明の便宜上、図１及び図２においては、筐体１１の内部構造が図示されている。

筐体１１は、前後方向に延びている。筐体１１は、供給装置２から供給された材料が混練されながら搬送される内部空間Ｓを画定する天板１１ａ、底板１１ｂ、及び一対の側壁１１ｃを含む。底板１１ｂは、回転体１３及び回転体１４の外形に沿った形状を有している。底板１１ｂの前後方向と交差する断面は、下に凸の二つの円弧が左右方向に連なっている形状を有している。筐体１１の後端部（一方の端部）には、内部空間Ｓに材料を供給するための供給口１１ｄが設けられている。供給口１１ｄは、供給装置２の下方に位置し、上方に開口している。筐体１１の前端部（他方の端部）には、内部空間Ｓから混練物を排出するための排出口１１ｅが設けられている。排出口１１ｅは、下方に開口している。

回転機構１２は、回転体１３及び回転体１４を回転する機構である。回転機構１２は、回転軸２１（第１回転軸）と、回転軸２２（第２回転軸）と、軸受２３と、軸受２４と、カップリング２５と、駆動装置２６と、歯車２７と、歯車２８と、を含む。

回転軸２１及び回転軸２２は、前後方向に延び、前後方向において筐体１１内に架設されている。回転軸２１と回転軸２２とは、左右方向に並設されている。回転軸２１及び回転軸２２は、筐体１１を前後方向に貫通している。軸受２３は、回転軸２１を支持する部材であり、筐体１１の外部に設けられている。本実施形態では、回転軸２１の前後両端部に一対の軸受２３が設けられている。軸受２４は、回転軸２２を支持する部材であり、筐体１１の外部に設けられている。本実施形態では、回転軸２２の前後両端部に一対の軸受２４が設けられている。

回転軸２１の後端には、カップリング２５を介して駆動装置２６の駆動軸が接続されている。駆動装置２６は、例えば、モータである。回転軸２１の後端部には、駆動歯車である歯車２７が設けられている。歯車２７は、回転軸２１に固定されており、回転軸２１の回転とともに回転軸２１の軸線回りに回転する。回転軸２２の後端部には、被動歯車である歯車２８が設けられている。歯車２８は、回転軸２２に固定されており、回転軸２２の回転とともに回転軸２２の軸線回りに回転する。歯車２７と歯車２８とは互いに噛み合っている。

駆動装置２６によって回転軸２１が回転されることにより、歯車２７によって歯車２８が回転駆動され、回転軸２２が回転される。歯車２７の歯数は、歯車２８の歯数と同じであってもよく、異なっていてもよい。つまり、回転軸２１の回転速度（回転数）は、回転軸２２の回転速度（回転数）と同じであってもよく、異なっていてもよい。回転軸２１の回転方向Ｃ１は、回転軸２２の回転方向Ｃ２と反対である。本実施形態では、後方から見て、回転方向Ｃ１は反時計回り（左回り）であり、回転方向Ｃ２は時計回り（右回り）である。

回転体１３は、筐体１１内において回転軸２１に取り付けられ、回転軸２１の回転に伴って、供給装置２から供給された材料を混練しながら排出口１１ｅに向けて搬送する部材である。回転体１３は、回転軸２１に固定されており、回転軸２１の回転とともに回転軸２１の軸線回りに回転する。具体的に説明すると、回転体１３は、本体部３１（第１本体部）と、複数のスクレーパ３２（第１スクレーパ）と、を含む。

本体部３１は、前後方向に延びる円柱形状を有している。本体部３１は、窪み部３１ａ（第１窪み部）を有している。窪み部３１ａは、円柱の外周面に設けられ、外周面上を回転方向Ｃ１に旋回するにつれて、回転体１３の搬送方向（前方）に向かう螺旋状に窪んでいる。つまり、窪み部３１ａの巻き方向は、回転方向Ｃ１と同じである。本実施形態では、窪み部３１ａは、外周面上を反時計回りに旋回するにつれて、前方に向かう左巻きの螺旋状に窪んでいる。

より具体的には、本体部３１は、複数の分割ロール３３（第１分割ロール）を含む。各分割ロール３３は、前後方向に中心軸を有する円柱状のロールである。各分割ロール３３は、分割ロール３３の前後方向における全長にわたり、円柱の外周面が欠落した欠落部３３ａを有している。欠落部３３ａは、例えば、円柱の中心軸に沿って、円柱の外周面が平坦に窪んだ部分である。複数の分割ロール３３は、前後方向に同軸に配列されて回転軸２１に固定されており、回転軸２１の回転とともに回転軸２１の軸線回りに回転する。各分割ロール３３の外周面は、底板１１ｂから所定の距離だけ離れている。分割ロール３３の外周面と筐体１１の底板１１ｂとの間には、領域Ｒ１が形成されている。

前後方向に隣り合う二つの分割ロール３３において、前に位置する分割ロール３３の欠落部３３ａが、後に位置する分割ロール３３の欠落部３３ａから、回転方向Ｃ１に所定の角度（本実施形態では、１５°）だけずれるように、複数の分割ロール３３は配置されている。前に位置する分割ロール３３の欠落部３３ａが設けられている円周（外周面）上の位置と、後に位置する分割ロール３３の欠落部３３ａが設けられている円周（外周面）上の位置とは、前後方向から見て、部分的に重複している。このように、複数の分割ロール３３が前後方向に隙間なく配列されることで、本体部３１が形成され、複数の分割ロール３３の欠落部３３ａによって、螺旋状の窪み部３１ａが形成される。

複数のスクレーパ３２は、窪み部３１ａに設けられており、窪み部３１ａに沿って配列されている。具体的には、スクレーパ３２は、分割ロール３３の欠落部３３ａに設けられている。各欠落部３３ａには、一つのスクレーパ３２が設けられている。各スクレーパ３２は、傾斜面３２ａ（第１傾斜面）を有している。傾斜面３２ａは、回転軸２１の回転により、材料を排出口１１ｅに向けて押圧するように傾斜している。

具体的には、傾斜面３２ａは、搬送方向に対して傾斜しており、かつ、スクレーパ３２が設けられている位置における回転方向Ｃ１の接線方向に対して傾斜している。傾斜面３２ａは、回転方向Ｃ１に向いており、かつ、搬送方向に向いている。言い換えると、傾斜面３２ａは、スクレーパ３２が設けられている位置における回転方向Ｃ１の接線方向と、搬送方向と、を合成した方向を向いている。複数のスクレーパ３２の傾斜面３２ａの傾斜角は、互いに同じでもよく、互いに異なっていてもよい。

本実施形態では、各スクレーパ３２は、板状の形状を有しており、欠落部３３ａに立った状態で設けられている。各スクレーパ３２は、スクレーパ３２の両端の角部が分割ロール３３の外周面と同心円上に位置するように、欠落部３３ａから突出している。前後方向に隣り合う二つのスクレーパ３２のうちの、前方のスクレーパ３２の後端は、後方のスクレーパ３２の前端よりも回転方向Ｃ１に進んだ位置に設けられている。前方のスクレーパ３２の後端は、後方のスクレーパ３２の前端と前後方向において実質的に同じ位置である。後方のスクレーパ３２の前端は、前方のスクレーパ３２の後端よりも前に位置してもよい。

この構成により、後方のスクレーパ３２が底板１１ｂに沿って移動する際に、傾斜面３２ａによって、前方の分割ロール３３の欠落部３３ａと底板１１ｂとの間の空間における、前方のスクレーパ３２の後（傾斜面３２ａとは反対側）に材料が供給される。なお、スクレーパ３２は、傾斜面３２ａを有していればよく、スクレーパ３２の形状は板状に限られない。

回転体１４は、筐体１１内において回転軸２２に取り付けられ、回転軸２２の回転に伴って、供給装置２から供給された材料を混練しながら排出口１１ｅに向けて搬送する部材である。回転体１４は、回転軸２２に固定されており、回転軸２２の回転とともに回転軸２２の軸線回りに回転する。具体的に説明すると、回転体１４は、本体部４１（第２本体部）と、複数のスクレーパ４２（第２スクレーパ）と、を含む。

本体部４１は、前後方向に延びる円柱形状を有している。本体部４１は、窪み部４１ａ（第２窪み部）を有している。窪み部４１ａは、円柱の外周面に設けられ、外周面上を回転方向Ｃ２に旋回するにつれて、回転体１４の搬送方向（前方）に向かう螺旋状に窪んでいる。つまり、窪み部４１ａの巻き方向は、回転方向Ｃ２と同じである。本実施形態では、窪み部４１ａは、外周面上を時計回りに旋回するにつれて、前方に向かう右巻きの螺旋状に窪んでいる。

より具体的には、本体部４１は、複数の分割ロール４３（第２分割ロール）を含む。各分割ロール４３は、前後方向に中心軸を有する円柱状のロールである。各分割ロール４３は、分割ロール４３の前後方向における全長にわたり、円柱の外周面が欠落した欠落部４３ａを有している。欠落部４３ａは、例えば、円柱の中心軸に沿って、円柱の外周面が平坦に窪んだ部分である。複数の分割ロール４３は、前後方向に同軸に配列されて回転軸２２に固定されており、回転軸２２の回転とともに回転軸２２の軸線回りに回転する。各分割ロール４３の外周面は、底板１１ｂから所定の距離だけ離れている。分割ロール４３の外周面と筐体１１の底板１１ｂとの間には、領域Ｒ２が形成されている。

前後方向に隣り合う二つの分割ロール４３において、前に位置する分割ロール４３の欠落部４３ａが、後に位置する分割ロール４３の欠落部４３ａから、回転方向Ｃ２に所定の角度（本実施形態では、１５°）だけずれるように、複数の分割ロール４３は配置されている。前に位置する分割ロール４３の欠落部４３ａが設けられている円周（外周面）上の位置と、後に位置する分割ロール４３の欠落部４３ａが設けられている円周（外周面）上の位置とは、前後方向から見て、部分的に重複している。このように、複数の分割ロール４３が前後方向に隙間なく配列されることで、本体部４１が形成され、複数の分割ロール４３の欠落部４３ａによって、螺旋状の窪み部４１ａが形成される。

複数のスクレーパ４２は、窪み部４１ａに設けられており、窪み部４１ａに沿って配列されている。具体的には、スクレーパ４２は、分割ロール４３の欠落部４３ａに設けられている。各欠落部４３ａには、一つのスクレーパ４２が設けられている。各スクレーパ４２は、傾斜面４２ａ（第２傾斜面）を有している。傾斜面４２ａは、回転軸２２の回転により、材料を排出口１１ｅに向けて押圧するように傾斜している。

具体的には、傾斜面４２ａは、搬送方向に対して傾斜しており、かつ、スクレーパ４２が設けられている位置における回転方向Ｃ２の接線方向に対して傾斜している。傾斜面４２ａは、回転方向Ｃ２に向いており、かつ、搬送方向に向いている。言い換えると、傾斜面４２ａは、スクレーパ４２が設けられている位置における回転方向Ｃ２の接線方向と、搬送方向と、を合成した方向を向いている。複数のスクレーパ４２の傾斜面４２ａの傾斜角は、互いに同じでもよく、互いに異なっていてもよい。

本実施形態では、各スクレーパ４２は、板状の形状を有しており、欠落部４３ａに立った状態で設けられている。各スクレーパ４２は、スクレーパ４２の両端の角部が分割ロール４３の外周面と同心円上に位置するように、欠落部４３ａから突出している。前後方向に隣り合う二つのスクレーパ４２のうちの、前方のスクレーパ４２の後端は、後方のスクレーパ４２の前端よりも回転方向Ｃ２に進んだ位置に設けられている。前方のスクレーパ４２の後端は、後方のスクレーパ４２の前端と前後方向において実質的に同じ位置である。後方のスクレーパ４２の前端は、前方のスクレーパ４２の後端よりも前に位置してもよい。

この構成により、後方のスクレーパ４２が底板１１ｂに沿って移動する際に、傾斜面４２ａによって、前方の分割ロール４３の欠落部４３ａと底板１１ｂとの間の空間における、前方のスクレーパ４２の後（傾斜面４２ａとは反対側）に材料が供給される。なお、スクレーパ４２は、傾斜面４２ａを有していればよく、スクレーパ４２の形状は板状に限られない。

本実施形態では、回転体１３と回転体１４とは、左右対称に構成されている。つまり、回転体１３と回転体１４とは、回転体１３と回転体１４との間に位置する、左右方向と垂直な対称面に対して面対称である。回転体１３と回転体１４とは、左右対称でなくてもよい。分割ロール３３の外周面と分割ロール４３の外周面とは、左右方向において、材料が通過可能な程度に離れている。左右方向に互いに向かい合う分割ロール３３の外周面と分割ロール４３の外周面との間には、領域Ｒ３が形成されている。

混練機１は、排気装置１５と、ダブルダンパ１６と、ダブルダンパ１７と、を更に含む。排気装置１５は、筐体１１に接続され、筐体１１内（内部空間Ｓ）から気体を排出することで、内部空間Ｓを負圧状態にする。排気装置１５は、例えば、真空ポンプである。

ダブルダンパ１６は、供給口１１ｄに設けられている。ダブルダンパ１６は、上下方向に設けられた弁体１６ａ及び弁体１６ｂを含む。ダブルダンパ１６は、弁体１６ａ及び弁体１６ｂを交互に開閉することにより、内部空間Ｓの気密性を維持しながら、供給装置２から供給された材料を内部空間Ｓに供給する。

ダブルダンパ１７は、排出口１１ｅに設けられている。ダブルダンパ１７は、上下方向に設けられた弁体１７ａ及び弁体１７ｂを含む。ダブルダンパ１７は、弁体１７ａ及び弁体１７ｂを交互に開閉することにより、内部空間Ｓの気密性を維持しながら、内部空間Ｓから混合物を排出する。

次に、図１～図３を参照しながら、混練機１の動作を説明する。ここでは、真空混練が説明される。まず、排気装置１５が起動され、内部空間Ｓが減圧されて負圧状態に設定される。なお、弁体１６ａは開状態に設定され、弁体１６ｂは閉状態に設定されている。弁体１７ａは開状態に設定され、弁体１７ｂは閉状態に設定されている。

そして、駆動装置２６が起動される。駆動装置２６によって回転軸２１が回転されることにより、歯車２７によって歯車２８が回転駆動され、回転軸２２が回転される。これにより、回転軸２１と回転軸２２とが互いに逆方向に回転する。具体的には、回転軸２１が回転方向Ｃ１に回転し、回転軸２２が回転方向Ｃ２に回転する。

続いて、供給装置２が材料を定量ずつ供給する。このとき、弁体１６ａが開状態に設定され、弁体１６ｂが閉状態に設定されているので、内部空間Ｓの負圧状態が維持されたまま、供給装置２から供給された材料がダブルダンパ１６内に収容される。そして、弁体１６ａが閉状態に設定され、弁体１６ｂが開状態に設定されることで、内部空間Ｓの負圧状態が維持されたまま、ダブルダンパ１６内に収容されている材料が供給口１１ｄから内部空間Ｓに供給される。

続いて、内部空間Ｓに供給された材料は、供給口１１ｄの下に位置する分割ロール３３と分割ロール４３との間を通過して筐体１１の底部に移動する。筐体１１の底部に堆積した材料には、回転体１３及び回転体１４によって、圧縮力、せん断力、及びヘラなで力が加えられて、混練（マリング）が行われる。

具体的に説明すると、分割ロール３３の外周面と筐体１１の底板１１ｂとの間（領域Ｒ１）に材料が挟み込まれるので、領域Ｒ１において材料には圧縮力が加わる。このとき、筐体１１は静止しており、分割ロール３３は回転しているので、底板１１ｂと分割ロール３３の外周面との間に速度差が生じる。この速度差によって、領域Ｒ１において材料にはせん断力が加わる。同様に、分割ロール４３の外周面と底板１１ｂとの間（領域Ｒ２）に材料が挟み込まれるので、領域Ｒ２において材料には圧縮力が加わる。このとき、底板１１ｂと分割ロール４３の外周面との間に生じる速度差によって、領域Ｒ２において材料にはせん断力が加わる。

左右方向に互いに向かい合う分割ロール３３の外周面と分割ロール４３の外周面との間（領域Ｒ３）にも材料が挟み込まれるので、領域Ｒ３において材料には圧縮力が加わる。このとき、回転軸２１の回転速度と回転軸２２の回転速度とが互いに異なる場合には、分割ロール３３の外周面と分割ロール４３の外周面との間に速度差が生じるので、この速度差によって、領域Ｒ３において材料にはせん断力が加わる。

材料は各スクレーパ３２の傾斜面３２ａによって排出口１１ｅに向けて前方に押圧されるので、領域Ｒ１において、材料は前方に搬送されながら分割ロール３３の外周面と底板１１ｂとの間に挟み込まれる。このとき、材料と分割ロール３３の外周面とは、前後方向において相対的に移動する。つまり、分割ロール３３は、材料に対して相対的に横滑りする。これにより、領域Ｒ１において材料にはヘラなで力が加わる。同様に、材料は各スクレーパ４２の傾斜面４２ａによって排出口１１ｅに向けて前方に押圧されるので、領域Ｒ２において、材料は前方に搬送されながら分割ロール４３の外周面と底板１１ｂとの間に挟み込まれる。このとき、分割ロール４３は、材料に対して相対的に横滑りするので、領域Ｒ２において材料にはヘラなで力が加わる。

そして、スクレーパ３２によって、分割ロール３３と底板１１ｂとの間の材料が掻き取られ、解砕されながら、一つ前に位置する分割ロール３３の欠落部３３ａと底板１１ｂとの間の空間に供給される。複数のスクレーパ３２は、回転方向Ｃ１に旋回するにつれて、前方に向かう螺旋状に配列されているので、スクレーパ３２によって掻き取られた材料は、一つ前に位置するスクレーパ３２の後（傾斜面３２ａとは反対側）に供給される。これにより、材料は、分割ロール３３によって圧縮力、せん断力、及びヘラなで力を受けた後に、次の分割ロール３３に移動する。

同様に、スクレーパ４２によって、分割ロール４３と底板１１ｂとの間の材料が掻き取られ、解砕されながら、一つ前に位置する分割ロール４３の欠落部４３ａと底板１１ｂとの間の空間に供給される。複数のスクレーパ４２は、回転方向Ｃ２に旋回するにつれて、前方に向かう螺旋状に配列されているので、スクレーパ４２によって掻き取られた材料は、一つ前に位置するスクレーパ４２の後（傾斜面４２ａとは反対側）に供給される。これにより、材料は、分割ロール４３によって圧縮力、せん断力、及びヘラなで力を受けた後に、次の分割ロール４３に移動する。

以上の動作を繰り返しながら、材料は混練されながら前方に搬送され、混練物が生成される。最も前に位置する分割ロール３３及び分割ロール４３まで到達した混練物は、排出口１１ｅから排出される。このとき、弁体１７ａが開状態に設定され、弁体１７ｂが閉状態に設定されているので、内部空間Ｓの負圧状態が維持されたまま、排出口１１ｅから排出された混練物がダブルダンパ１７内に収容される。そして、弁体１７ａが閉状態に設定され、弁体１７ｂが開状態に設定されることで、内部空間Ｓの負圧状態が維持されたまま、ダブルダンパ１７内に収容されている混練物が混練機１の外部に排出される。

以上説明した混練機１においては、供給口１１ｄから筐体１１の内部空間Ｓに供給された材料は、回転軸２１の回転に伴って、回転体１３によって混練されながら排出口１１ｅに向けて搬送される。回転軸２１の回転に伴い、回転体１３が回転すると、本体部３１の円柱部分の外周面と筐体１１との間に材料が挟み込まれるので、材料には圧縮力が加わる。このとき、静止状態の筐体１１と回転している本体部３１の外周面との間に速度差が生じるので、本体部３１の外周面と筐体１１との間において、材料にはせん断力が加わる。さらに、材料はスクレーパ３２の傾斜面３２ａによって排出口１１ｅに向けて押圧されるので、材料が排出口１１ｅに移動しながら本体部３１の外周面と筐体１１との間に挟み込まれる。このとき、材料にはヘラなで力が加わる。

混練機１においては、複数のスクレーパ３２が、回転方向Ｃ１に旋回するにつれて搬送方向に向かう螺旋状に窪んだ窪み部３１ａに沿って設けられている。このため、回転軸２１の回転に伴い、スクレーパ３２の傾斜面３２ａによって、一つ前に位置するスクレーパ３２の後に材料が供給される。これにより、材料は、圧縮力、せん断力、及びヘラなで力を受けながら排出口１１ｅに向けて搬送され、排出口１１ｅから排出される。したがって、マリングの三作用を維持しながら、連続的に混練処理を行うことができる。その結果、混練処理の効率を向上させることが可能となる。

同様に、供給口１１ｄから筐体１１の内部空間Ｓに供給された材料は、回転軸２２の回転に伴って、回転体１４によって混練されながら排出口１１ｅに向けて搬送される。回転軸２２の回転に伴い、回転体１４が回転すると、本体部４１の円柱部分の外周面と筐体１１との間に材料が挟み込まれるので、材料には圧縮力が加わる。このとき、静止状態の筐体１１と回転している本体部４１の外周面との間に速度差が生じるので、本体部４１の外周面と筐体１１との間において、材料にはせん断力が加わる。さらに、材料はスクレーパ４２の傾斜面４２ａによって排出口１１ｅに向けて押圧されるので、材料が排出口１１ｅに移動しながら本体部４１の外周面と筐体１１との間に挟み込まれる。このとき、材料にはヘラなで力が加わる。さらに、左右方向において互いに向かい合う回転体１３（分割ロール３３）の外周面と回転体１４（分割ロール４３）の外周面との間においても、材料に圧縮力が加わる。

混練機１においては、複数のスクレーパ４２が、回転方向Ｃ２に旋回するにつれて搬送方向に向かう螺旋状に窪んだ窪み部４１ａに沿って設けられている。このため、回転軸２２の回転に伴い、スクレーパ４２の傾斜面４２ａによって、一つ前に位置するスクレーパ４２の後に材料が供給される。これにより、材料は、圧縮力、せん断力、及びヘラなで力を受けながら排出口１１ｅに向けて搬送され、排出口１１ｅから排出される。したがって、マリングの三作用を維持しながら、連続的に混練処理を行うことができる。以上のように、並設された回転体１３及び回転体１４によって、混練処理の効率を更に向上させることが可能となる。

それぞれにスクレーパ３２が設けられた複数の分割ロール３３を前後方向に配列するだけで、回転体１３が作製される。同様に、それぞれにスクレーパ４２が設けられた複数の分割ロール４３を前後方向に配列するだけで、回転体１４が作製される。したがって、混練機１の製造を簡単化することができる。

スクレーパ３２が底板１１ｂに沿って移動する際に、傾斜面３２ａによって、次の分割ロール３３の欠落部３３ａと底板１１ｂとの間の空間における、スクレーパ３２の後に材料が供給される。このため、材料は、分割ロール３３によって圧縮力、せん断力、及びヘラなで力を受けた後に、次の分割ロール３３に移動する。したがって、材料が十分に混練されずに搬送されることがなく、均一な混練を行いつつ、材料を搬送することができる。同様に、スクレーパ４２が底板１１ｂに沿って移動する際に、傾斜面４２ａによって、次の分割ロール４３の欠落部４３ａと底板１１ｂとの間の空間における、スクレーパ４２の後に材料が供給される。このため、材料は、分割ロール４３によって圧縮力、せん断力、及びヘラなで力を受けた後に、次の分割ロール４３に移動する。したがって、均一な混練を行いつつ、材料を搬送することができる。

回転軸２１の回転速度が回転軸２２の回転速度と異なる場合には、左右方向において互いに向かい合う分割ロール３３の外周面と分割ロール４３の外周面との間に速度差が生じる。このため、互いに向かい合う分割ロール３３の外周面と分割ロール４３の外周面との間（領域Ｒ３）においても、材料にはせん断力が加わる。したがって、せん断効果を向上させることができる。

混練機１においては、回転機構１２のうち、回転軸２１及び回転軸２２を除いた部分が筐体１１の外部に設けられている。このため、混練機１の構造は比較的単純であるので、清掃及び保守を容易に行うことができる。したがって、混練機１のメンテナンス性を向上させることができる。つまり、混練機１のメンテナンスに要する時間及びコストを削減することができる。

混練機１においては、軸受２３，２４が筐体１１の外部に設けられている。このため、軸受２３，２４に塗布されるグリス及び軸受２３，２４において発生し得る金属摩耗粉などの異物が、内部空間Ｓ内の材料に混入するコンタミネーションが生じる可能性を低減することができる。

粉体などの小さいかさ密度を有する材料が供給装置２から供給される場合には、筐体１１の内面と分割ロール３３の外周面との間に材料を挟み込めないことがある。同様に、筐体１１の内面と分割ロール４３の外周面との間に材料を挟み込めないことがある。これに対し、混練機１では、排気装置１５によって内部空間Ｓを負圧状態とすることで、材料が筐体１１の内面に張り付けられるので、筐体１１の内面と分割ロール３３（又は分割ロール４３）の外周面との間に材料を挟み込みやすくなる。これにより、圧縮力、せん断力、及びヘラなで力がより確実に材料に加えられるので、混練処理の効率を更に向上させることが可能となる。

なお、本開示に係る混練機は、上記実施形態に限定されない。

本体部３１は、複数の分割ロール３３に代えて、一つのロールで構成されていてもよい。同様に、本体部４１は、複数の分割ロール４３に代えて、一つのロールで構成されていてもよい。

混練機１は、回転体１４を含んでいなくてもよい。この場合、回転機構１２は、回転軸２２、軸受２４、歯車２７、及び歯車２８を含んでいなくてもよい。

真空混練を行わないのであれば、混練機１は、排気装置１５、ダブルダンパ１６、及びダブルダンパ１７を含んでいなくてもよい。

回転機構１２は、回転体１３と回転体１４とを個別に回転駆動してもよい。例えば、図４に示されるように、回転機構１２は、歯車２７及び歯車２８に代えて、カップリング２９及び駆動装置３０を含む。回転軸２２の後端に、カップリング２９を介して駆動装置３０の駆動軸が接続される。駆動装置３０は、例えば、モータである。

この場合、駆動装置２６によって回転軸２１が回転され、駆動装置３０によって回転軸２２が回転される。つまり、回転軸２１（回転体１３）と回転軸２２（回転体１４）とは個別に回転駆動される。このため、回転軸２１と回転軸２２とを同じ回転速度にすることも、異なる回転速度にすることもできる。さらに、回転方向Ｃ１と回転方向Ｃ２とを同じ回転方向にすることも、異なる回転方向にすることもできる。したがって、多彩な混練パターンを実現することが可能となる。各回転軸の回転方向を時計回りと反時計回りとで繰り返し交互に設定することで、材料を内部空間Ｓに留めることができ、混練時間を増加させることが可能となる。

本開示において使用される「第１」、及び「第２」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量又は順序を全般的に限定しない。これらの呼称は、二つ以上の要素間を区別する便利な方法として本開示において使用され得る。したがって、第１及び第２の要素への参照は、二つの要素のみが採用され得ること、何らかの形で第１の要素が第２の要素に先行しなければならないことのいずれをも意味しない。第１の要素が単独で使用される場合に、第２の要素の存在を前提としているわけではなく、第２の要素が単独で使用される場合に、第１の要素の存在を前提としているわけではない。

最後に、本開示の実施形態の概要を説明する。

（条項１）
一方向に延びる筐体であって、前記一方向における一方の端部に設けられた供給口及び前記一方向における他方の端部に設けられた排出口を有する前記筐体と、
前記一方向において前記筐体内に架設された第１回転軸と、
前記筐体内において前記第１回転軸に取り付けられ、前記第１回転軸の回転に伴って、前記供給口から供給された材料を混練しながら前記排出口に向けて搬送する第１回転体と、
を備え、
前記第１回転体は、
前記一方向に延び、前記第１回転軸の回転方向に旋回するにつれて前記第１回転体の搬送方向に向かう螺旋状に窪んだ第１窪み部を有する円柱形状の第１本体部と、
前記第１窪み部に設けられ、前記第１窪み部に沿って配列された複数の第１スクレーパと、を有し、
前記複数の第１スクレーパのそれぞれは、前記第１回転軸の回転により、前記材料を前記排出口に向けて押圧するように傾斜した第１傾斜面を有する、混練機。

（条項２）
前記第１本体部は、前記一方向に配列された複数の第１分割ロールを含み、
前記複数の第１スクレーパは、前記複数の第１分割ロールにそれぞれ設けられる、条項１に記載の混練機。

（条項３）
前記一方向において前記筐体内に架設され、前記第１回転軸と並設された第２回転軸と、
前記筐体内において前記第２回転軸に取り付けられ、前記第２回転軸の回転に伴って、前記材料を混練しながら前記排出口に向けて搬送する第２回転体と、
を更に備え、
前記第２回転体は、
前記一方向に延び、前記第２回転軸の回転方向に旋回するにつれて前記第２回転体の搬送方向に向かう螺旋状に窪んだ第２窪み部を有する円柱形状の第２本体部と、
前記第２窪み部に設けられ、前記第２窪み部に沿って配列された複数の第２スクレーパと、を有し、
前記複数の第２スクレーパのそれぞれは、前記第２回転軸の回転により、前記材料を前記排出口に向けて押圧するように傾斜した第２傾斜面を有する、条項１又は条項２に記載の混練機。

（条項４）
前記第２本体部は、前記一方向に配列された複数の第２分割ロールを含み、
前記複数の第２スクレーパは、前記複数の第２分割ロールにそれぞれ設けられる、条項３に記載の混練機。

（条項５）
前記第１回転軸の回転速度は、前記第２回転軸の回転速度と異なる、条項３又は条項４に記載の混練機。

（条項６）
前記筐体の外部に設けられ、前記第１回転軸を支持する軸受を更に備える、条項１～条項５のいずれか一項に記載の混練機。

条項１に記載の混練機においては、供給口から供給された材料は、第１回転軸の回転に伴って、第１回転体によって混練されながら排出口に向けて搬送される。第１回転軸の回転に伴い、第１回転体が回転すると、第１本体部の円柱部分の外周面と筐体との間に材料が挟み込まれるので、材料には圧縮力が加わる。このとき、静止状態の筐体と回転している第１本体部の外周面との間に速度差が生じるので、第１本体部の外周面と筐体との間において、材料にはせん断力が加わる。さらに、材料は第１スクレーパの第１傾斜面によって排出口に向けて押圧されるので、材料が排出口に移動しながら第１本体部の外周面と筐体との間に挟み込まれる。このとき、材料にはヘラなで力が加わる。

上記混練機においては、複数の第１スクレーパが、第１回転軸の回転方向に旋回するにつれて第１回転体の搬送方向に向かう螺旋状に窪んだ窪み部に沿って設けられている。このため、第１回転軸の回転に伴い、第１スクレーパの第１傾斜面によって、搬送方向に隣り合う第１スクレーパの後に材料が供給される。これにより、材料は、圧縮力、せん断力、及びヘラなで力を受けながら排出口に向けて順次搬送され、排出口から排出される。したがって、マリングの三作用を維持しながら、連続的に混練処理を行うことができる。その結果、混練処理の効率を向上させることが可能となる。

条項２に記載の混練機においては、それぞれに第１スクレーパが設けられた複数の第１分割ロールを一方向に配列するだけで、第１回転体が作製される。したがって、混練機の製造を簡単化することができる。

条項３に記載の混練機においては、供給口から供給された材料は、第２回転軸の回転に伴って、第２回転体によって混練されながら排出口に向けて搬送される。このため、第１回転体に加えて、第２回転体によっても、マリングの三作用を維持しながら、連続的に混練処理を行うことができる。その結果、混練処理の効率を更に向上させることが可能となる。

条項４に記載の混練機においては、それぞれに第２スクレーパが設けられた複数の第２分割ロールを一方向に配列するだけで、第２回転体が作製される。したがって、混練機の製造を簡単化することができる。

条項５に記載の混練機においては、互いに向かい合う第１本体部の外周面と第２本体部の外周面との間に速度差が生じる。このため、互いに向かい合う第１本体部の外周面と第２本体部の外周面との間においても、材料にはせん断力が加わる。したがって、せん断効果を向上させることができる。

条項６に記載の混練機においては、軸受が筐体の外部に設けられるので、軸受に塗布されるグリス及び軸受において発生し得る金属摩耗粉などの異物が、材料に混入する可能性を低減することができる。

１…混練機、１１…筐体、１１ｄ…供給口、１１ｅ…排出口、１３…回転体（第１回転体）、１４…回転体（第２回転体）、２１…回転軸（第１回転軸）、２２…回転軸（第２回転軸）、２３…軸受、２４…軸受、３１…本体部（第１本体部）、３１ａ…窪み部（第１窪み部）、３２…スクレーパ（第１スクレーパ）、３２ａ…傾斜面（第１傾斜面）、３３…分割ロール（第１分割ロール）、４１…本体部（第２本体部）、４１ａ…窪み部（第２窪み部）、４２…スクレーパ（第２スクレーパ）、４２ａ…傾斜面（第２傾斜面）、４３…分割ロール（第２分割ロール）。

Claims (6)

1. 一方向に延びる筐体であって、前記一方向における一方の端部に設けられた供給口及び前記一方向における他方の端部に設けられた排出口を有する前記筐体と、
   前記一方向において前記筐体内に架設された第１回転軸と、
   前記筐体内において前記第１回転軸に取り付けられ、前記第１回転軸の回転に伴って、前記供給口から供給された材料を混練しながら前記排出口に向けて搬送する第１回転体と、
   を備え、
   前記第１回転体は、
   前記一方向に延び、前記第１回転軸の回転方向に旋回するにつれて前記第１回転体の搬送方向に向かう螺旋状に窪んだ第１窪み部を有する円柱形状の第１本体部と、
   前記第１窪み部に設けられ、前記第１窪み部に沿って配列された複数の第１スクレーパと、を有し、
   前記複数の第１スクレーパのそれぞれは、前記第１回転軸の回転により、前記材料を前記排出口に向けて押圧するように傾斜した第１傾斜面を有する、混練機。
2. 前記第１本体部は、前記一方向に配列された複数の第１分割ロールを含み、
   前記複数の第１スクレーパは、前記複数の第１分割ロールにそれぞれ設けられる、請求項１に記載の混練機。
3. 前記一方向において前記筐体内に架設され、前記第１回転軸と並設された第２回転軸と、
   前記筐体内において前記第２回転軸に取り付けられ、前記第２回転軸の回転に伴って、前記材料を混練しながら前記排出口に向けて搬送する第２回転体と、
   を更に備え、
   前記第２回転体は、
   前記一方向に延び、前記第２回転軸の回転方向に旋回するにつれて前記第２回転体の搬送方向に向かう螺旋状に窪んだ第２窪み部を有する円柱形状の第２本体部と、
   前記第２窪み部に設けられ、前記第２窪み部に沿って配列された複数の第２スクレーパと、を有し、
   前記複数の第２スクレーパのそれぞれは、前記第２回転軸の回転により、前記材料を前記排出口に向けて押圧するように傾斜した第２傾斜面を有する、請求項１又は請求項２に記載の混練機。
4. 前記第２本体部は、前記一方向に配列された複数の第２分割ロールを含み、
   前記複数の第２スクレーパは、前記複数の第２分割ロールにそれぞれ設けられる、請求項３に記載の混練機。
5. 前記第１回転軸の回転速度は、前記第２回転軸の回転速度と異なる、請求項３に記載の混練機。
6. 前記筐体の外部に設けられ、前記第１回転軸を支持する軸受を更に備える、請求項１又は請求項２に記載の混練機。