WO2015163320A1 - 混練装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a kneading apparatus for kneading a kneaded material supplied in a barrel, and in particular, a kneading portion composed of a plurality of segment parts detachably attached to a shaft disposed in a barrel.
  • the present invention relates to a kneading apparatus.
  • the kneading part in such a kneading apparatus is composed of parts such as a screw element mainly for conveying the kneaded material and a kneading block mainly for kneading. These parts are called segment parts, and a kneading part having the required specifications and functions is configured by selectively combining a plurality of segment parts on a shaft (for example, a spline shaft). 1).
  • each segment part is prepared as a part having a plurality of predetermined lengths.
  • three types of 30 mm, 45 mm, and 60 mm lengths are prepared for screw segment parts with an outer diameter of 50 mm, and three types of screw segment parts with an outer diameter of 90 mm are 50 mm, 80 mm, and 100 mm in length. Parts are available.
  • a small kneading apparatus is manufactured and its performance is verified, and then the small kneading apparatus is scaled up to manufacture a large kneading apparatus.
  • the length of the segment parts is set for each outer diameter so that the dimensions can be easily managed, there is no similarity between the small segment parts and the large segment parts. Even if it is done, there is a problem that it is not known whether or not scaled-up performance can be realized.
  • an object of the present disclosure is to solve the above-described problem, and in a kneading apparatus including a kneading unit including a plurality of segment parts detachably attached to a shaft disposed in a barrel, the segment parts It is an object of the present invention to provide a kneading apparatus having a segment part configuration that takes into consideration the scale-up or down of the apparatus while reducing restrictions on selection or replacement of the apparatus.
  • a barrel, a shaft that is disposed in the barrel and is driven to rotate, and a kneading unit that includes a plurality of segment parts that are detachably attached to the shaft are provided.
  • a segment part a first segment part having an outer diameter D and a first length L1 related to the outer diameter D, and a second segment having a second length L2 shorter than the outer diameter D and the first length L1.
  • the length L2 is [first length L1 / coefficient b]
  • the third length L3 is [first length L1 ⁇ coefficient b]
  • the third length L3 is [first length L1 + second].
  • Length L2] and in the kneading section, a plurality of segment parts mounted on the shaft A segment pattern is formed, and the shaft can be exchanged for one of the first segment pattern including the first and second segment parts and the second segment pattern including the third segment part with the other pattern.
  • a kneading device is provided.
  • the segment part configuration in consideration of the scale-up or down of the apparatus can be reduced while the restriction in selecting or exchanging segment parts can be reduced. realizable.
  • the kneading apparatus includes a barrel, a shaft that is disposed in the barrel and is driven to rotate, and a kneading unit that includes a plurality of segment parts that are detachably attached to the shaft.
  • a first segment part having a first length L1 related to the outer diameter D and the outer diameter D, and a second length L2 shorter than the outer diameter D and the first length L1.
  • the second length L2 is [first length L1 / coefficient b]
  • the third length L3 is [first length L1 ⁇ coefficient b]
  • the third length L3 is [first length L1 +.
  • Second length L2] and in the kneading section, a plurality of segment pads mounted on the shaft.
  • a segment pattern is formed by the parts, and one of the first segment pattern including the first and second segment parts and the second segment pattern including the third segment part can be replaced with the other pattern. It is designed to be attached to the shaft.
  • the kneading apparatus is the kneading apparatus according to the first aspect, wherein the axial length of the shaft in the second segment pattern is the same as the length of the first segment pattern.
  • the kneading apparatus is the kneading apparatus according to the first or second aspect, wherein each segment part is a screw element or a kneading block.
  • the kneading apparatus of the fourth aspect of the present disclosure is the kneading apparatus of any one of the first to third aspects, wherein the first to third segment parts are screw elements having the same pitch number. It is a thing.
  • a kneading apparatus is the kneading apparatus according to any one of the first to third aspects, in which each segment part is a screw element having the same number of screw threads S, A short segment part or a long segment part having a length (n is a natural number) obtained by multiplying the first to third lengths L1, L2, and L3 of the three segment parts by n / S. Short segment parts or long segment parts are included in at least one of the two segment patterns.
  • FIG. 1 shows a configuration of a kneading apparatus 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 shows a configuration of a kneading apparatus 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 only the main structure in the kneading apparatus 1 of this Embodiment is shown, and it abbreviate
  • a kneading apparatus (or kneading extrusion apparatus) 1 includes a barrel 11, a shaft 12 disposed in the barrel 11 and driven to rotate, and a plurality of segment parts that are detachably attached to the shaft 12.
  • the kneading part 13 comprised by these is provided.
  • the barrel 11 has a generally cylindrical shape, and a cylindrical peripheral surface near one end thereof is provided with a raw material inlet 14 into which a raw material to be kneaded by the kneading apparatus 1 is provided, and a raw material is provided at the other end.
  • a barrel extrusion port 15 serving as an outlet of the kneaded material that has been kneaded is provided.
  • a hopper 16 is provided at the raw material inlet 14 of the barrel 11 as a raw material supply device.
  • the raw material kneaded by the kneading apparatus 1 is not limited to a solid, and may be a liquid or a fluid, or a mixed material of a plurality of raw materials.
  • the raw material supply apparatus should just be a form which can supply a raw material, and is not restricted to a hopper, Various other structures, such as a feeder, are applicable.
  • the shaft 12 is disposed in the internal space of the generally cylindrical barrel 11, and for example, a spline shaft is used.
  • One end of the shaft 12 is connected to a rotation drive device 17, and the shaft 12 is rotationally driven by the rotation drive device 17.
  • the rotational drive device 17 includes a drive motor (not shown) and a gear mechanism (not shown) that converts the rotational speed of the drive motor into a set rotational speed and transmits the rotational driving force to the shaft 12.
  • the kneading unit 13 is composed of a plurality of segment parts 21 that are detachably attached to the outer periphery of the shaft 12.
  • the example of the kneading part 13 comprised using the screw element as several segment parts 21 is shown.
  • As the segment parts a kneading block mainly for kneading (or compression) of the kneaded material is used in addition to the screw element mainly for conveying the kneaded material.
  • the screw element has a function of kneading the kneaded material, and the kneading block also has a function of conveying the kneaded material. Details of the kneading unit 13 constituted by a combination of a plurality of segment parts will be described later.
  • the raw material in the hopper 16 is supplied into the barrel 11 through the raw material charging port 14.
  • the drive motor is rotationally driven at a constant rotational speed
  • the shaft 12 is rotationally driven at a set rotational speed via a gear mechanism.
  • the kneading portion 13 attached to the shaft 12 is rotated together with the shaft 12 in the barrel 11.
  • the raw material supplied to the space between the inner peripheral surface of the barrel 11 and the outer peripheral surface of the kneading unit 13 is rotated along the inner peripheral surface of the barrel 11 by the rotation of the kneading unit 13, and the front end side ( (Left side in FIG. 1).
  • the raw material is kneaded while being compressed by the kneading unit 13 and melted to become a kneaded material.
  • the kneaded material that has been kneaded and extruded by the kneading apparatus 1 is used for various processes and applications in addition to injection molding.
  • segment parts Next, the structure of the segment part 21 which comprises the kneading part 13 with which the kneading apparatus 1 of this Embodiment is provided is demonstrated.
  • 2A, 2B, and 2C are side views of the segment parts used in the present embodiment.
  • the first to third segment parts 21A, 21B, and 21C shown in FIGS. 2A to 2C are screw element type segment parts.
  • a first segment part 21A shown in FIG. 2 (A) has an outer diameter (the outer diameter of a screw flight) D and a first length L1 related to the outer diameter D.
  • the second segment part 21B shown in FIG. 2B has the same outer diameter D as the first segment part 21A and a second length L2 shorter than the first segment part 21A.
  • the third segment part 21C shown in FIG. 2C has the same outer diameter D as the first segment part 21A and a third length L3 longer than the first segment part 21A.
  • the second length L2 and the third length L3 are set as lengths related to the first length L1, and the first length L1 is set to a length related to the outer diameter D. Is set. Specifically, the first length L1 is set as [outer diameter D ⁇ coefficient a]. The second length L2 is set as [first length L1 / coefficient b], and the third length L3 is set as [first length L1 ⁇ coefficient b]. Further, the third length L3 is set to be [first length L1 + second length L2].
  • the first to third segment parts 21A to 21C have two (that is, the number of screw threads is two) screw flights, and the first to third lengths L1 to L3 are 2 It is set as a length corresponding to one pitch of the striped screw flight. For this reason, the lead angles of the screw flights are different from each other in the first to third segment parts 21A to 21C.
  • end surfaces of the first to third segment parts 21A to 21C can be in contact with the end surfaces of the other segment parts without any gap, for example, in the axial direction of the shaft 12 in the mounted state on the shaft 12. It is formed as a vertical surface.
  • the second segment part 21B is a part in which the screw pitch of the screw flight is set narrower than that of the first segment part 21A, and the kneading function is higher than the conveying function for the kneaded material.
  • the third segment part 21C is a part that has a wider screw pitch of screw flights than the first segment part 21A and has a higher conveying function than the kneading function for the kneaded material.
  • a plurality of segment parts are selected from the first to third segment parts 21A to 21C having such a configuration, and a segment pattern having a predetermined length in the axial direction of the shaft 12 (that is, the kneading unit 13). ) Will be described.
  • the length L0 of the segment patterns illustrated as examples is set to, for example, [first length L1 + second length L2 + third length L3] as a predetermined length.
  • the segment pattern 20A of the kneading part 13 shown in FIG. 3 is in the order of the kneaded material transport direction P (from the right side to the left side in the axial direction of the shaft 12) in order, the third segment part 21C and the first segment part 21A.
  • the second segment parts 21B are connected and combined.
  • the total length of each segment part 21 is [third length L3 + first length L1 + second length L2], which matches the predetermined length L0 of the segment pattern.
  • the segment pattern 20A in FIG. 3 has a specification in which the kneading function is higher than the conveying function in order toward the conveying direction P of the kneaded material. Therefore, by using the segment pattern 20A as the kneading part 13, it is possible to gradually increase the degree of compression or kneading of the conveyed kneaded material.
  • the segment pattern 20B of the kneading part 13 shown in FIG. 4 is formed by connecting and combining two first segment parts 21A and two second segment parts 21B in order toward the conveyance direction P of the kneaded material. Yes.
  • the total length of each segment part 21 is [(first length L1 ⁇ 2) + (second length L2 ⁇ 2)].
  • the [first length L1 + second length L2] is equal to the third length L3
  • the total length of each segment part 21 is [first length L1 + second length L2 + third length].
  • L3 which matches the predetermined length L0 of the segment pattern.
  • the segment pattern 20B in FIG. 4 has a specification in which the kneading function is enhanced more than the conveying function in order toward the conveying direction P of the kneaded material.
  • the compression function or the kneading function can be enhanced more than the segment pattern 20A of FIG.
  • segment pattern 20B of FIG. 4 is the second segment pattern including the third segment parts. It is an example.
  • the segment pattern 20A and the segment pattern 20B are mounted on the shaft 12 so that either one of the patterns can be replaced with the other pattern.
  • the segment pattern 20C of the kneading part 13 shown in FIG. 5 is configured by connecting two third segment parts 21C.
  • the total length of each segment part 21 is [third length L3 ⁇ 2]. Since the third length L3 is equal to [first length L1 + second length L2], the total length of each segment part 21 is [first length L1 + second length L2 + third length L3]. This coincides with the predetermined length L0 of the segment pattern.
  • the conveyance function for the kneaded material can be enhanced.
  • FIGS. 1 and 113 the configuration of the kneading sections 13 and 113 when the kneading apparatus 1 of the present embodiment is scaled up as a large-sized kneading apparatus 101 is shown in FIGS.
  • each segment part 121 in the large kneading apparatus 101 shown in FIG. 6B the outer diameter D of each segment part 21 in the kneading apparatus 1 in FIG. 6A is, for example, 1.5 times (that is, the outer diameter). 1.5D).
  • the first to third segment parts 21A to 21C in the kneading apparatus 1 have lengths L1 to L3 related to the outer diameter D, respectively. Also in the large-sized kneading apparatus 101, the first to third segment parts 121A to 121C each have a length related to the outer diameter 1.5D.
  • each segment part has a similar relationship between the small kneading apparatus 1 and the large kneading apparatus 101.
  • the kneading part 13 can be configured by the segment pattern 20 in which the plurality of segment parts 21 are combined.
  • the first to third segment parts 21A to 21C have the same outer diameter D, a length related to the outer diameter D, and the lengths of the first to third segment parts 21A to 21C have a specific correlation.
  • the second length L2 is set as [first length L1 / coefficient b]
  • the third length L3 is set as [first length L1 ⁇ coefficient b]
  • the third length L3 is set as [first length L3]. 1 length L1 + second length L2].
  • the kneading apparatus 1 by making the segment pattern of the kneading part 13 a pattern having a desired function and specification, the kneading material can be conveyed more easily without changing the apparatus length, or the kneading degree of the kneading material can be increased Can be adjusted.
  • the scale of the segment parts has a similar relation. Can be done up. Therefore, when manufacturing a small kneading device and demonstrating its performance, when scaling up the small kneading device to produce a large kneading device, the scaled-up performance in the large kneading device Obtainable. Note that the present invention is not limited to the case where the scale-up is performed, but can be applied to the case where the scale-down is performed, and a segment part configuration considering the scale-up or down of the apparatus can be realized.
  • the configuration of the kneading part 13 can be geometrically similar while setting the outer diameter D of the segment part 21 to various dimensions (for example, an arbitrary dimension including a prime number), While meeting various dimensional requirements, the required device capabilities can be demonstrated.
  • the first to third segment parts 21A to 21C shown in FIG. 2 have a screw flight with a thread number S of 2, and the first to third lengths L1 to L3 are one pitch of the screw flight. Is set as the length corresponding to.
  • the length of the segment parts is not limited to the length corresponding to one pitch of the screw flight. For example, a short segment part or a long segment part having a length obtained by multiplying a length L1 to L3 corresponding to one pitch of screw flight by n / S (n is a natural number) may be used.
  • a second short segment part 22B in which the segment part 21B is 1 ⁇ 2 times longer and a third short segment part 22C in which the third segment part 21C is 1 ⁇ 2 times longer are used.
  • the third segment part 21C, the third short segment part 22C, the first short segment part 22A, and the second short segment part 22B are connected in order toward the conveyance direction P of the kneaded material. It is combined.
  • each segment part 21 and short segment part 22 is [third length L3 + (third length L3 ⁇ 1/2) + (first length L1 ⁇ 1/2) + (second length] L2 ⁇ 1/2)].
  • the [first length L1 + second length L2] is equal to the third length L3
  • the total length of the segment parts 21 and the short segment parts 22 is [first length L1 + second length].
  • L2 + third length L3 which matches the predetermined length L0 of the segment pattern.
  • the third short segment part 22C, the first long segment part 23A, and the second long segment part 23B are connected and combined in order toward the conveyance direction P of the kneaded material.
  • each short segment part 22 and long segment part 23 is [(third length L3 ⁇ 1/2) + (first length L1 ⁇ 3/2) + (second length L2 ⁇ 3). / 2)].
  • [first length L1 + second length L2] is equal to third length L3
  • the total length of each short segment part 22 and long segment part 23 is [first length L1 + second length].
  • Length L2 + third length L3 which matches the predetermined length L0 of the segment pattern.
  • the kneading function can be enhanced from a position close to the upstream side in the conveyance direction P of the kneaded material.
  • a kneading block mainly intended for kneading of the kneaded material is used as a segment part in combination with a screw element.
  • the third segment part 21C, the first segment part 24A, which is a kneading block having a length L1, and the second segment part 21B are connected in order toward the conveyance direction P of the kneaded material. It is combined.
  • the total length of the segment parts 21 and 24 also coincides with the predetermined length L0 of the segment pattern.
  • the restriction in selecting or exchanging the segment parts can be reduced, and the apparatus can be scaled up or down. It is possible to realize a segment parts configuration that takes into account.
  • a kneading part with diversified specifications can be obtained by selectively combining a screw element mainly intended for conveying the kneaded material and a kneading block mainly intended for kneading the kneaded material. realizable.
  • the case where the kneading apparatus 1 has a uniaxial configuration including one shaft 12 is taken as an example.
  • the outer diameter D and the lengths L1 to L3 of the segment parts 21 may be set in the mm unit by rounding down / rounding up / rounding off the decimal point. Such a dimensional difference has little practical effect on the specifications of the kneading section and does not cause a problem.
  • the segment patterns 20A to 20G shown in the above-described embodiments and modifications are examples, and various other segment patterns can be adopted. If the length of the segment pattern coincides with the predetermined length L0, one segment pattern can be exchanged with another segment pattern and mounted on the shaft 12.

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Abstract

バレル内に配置されたシャフトに脱着可能に装着された複数のセグメントパーツにより構成される混練部を備える混練装置が、外径Ｄに関係した第１長さＬ１を有する第１のセグメントパーツと、第１長さＬ１より短い第２長さＬ２を有する第２のセグメントパーツと、第１長さＬ１より長い第３長さＬ３を有する第３のセグメントパーツと、を備え、第１長さＬ１は［外径Ｄ×係数ａ］であり、第２長さＬ２は［第１長さＬ１／係数ｂ］であり、第３長さＬ３は［第１長さＬ１×係数ｂ］であり、第３長さＬ３は［第１長さＬ１＋第２長さＬ２］であり、混練部において、複数のセグメントパーツによりセグメントパターンが他のセグメントパターンと交換可能にシャフトに装着される。

Description

混練装置
　本発明は、バレル内に供給された混練材料に対して混練処理を行う混練装置に関し、特に、バレル内に配置されたシャフトに脱着可能に装着された複数のセグメントパーツにより構成される混練部を備える混練装置に関する。
　従来、混練材料に対する混練処理を行う混練装置として様々な構成のものが知られている。このような混練装置における混練部は、混練材料の搬送を主目的とするスクリューエレメントや混練を主目的とするニーディングブロック等の部品により構成される。これらの部品はセグメントパーツと呼ばれ、複数のセグメントパーツをシャフト（例えば、スプラインシャフト）に選択的に組み合わせて装着することにより、求める仕様・機能を有する混練部が構成される（例えば、特許文献１参照）。
　このように複数のセグメントパーツをシャフトに選択的に組み合わせて装着可能とするために、それぞれのセグメントパーツは、予め定められた複数の長さのパーツとして用意されている。例えば、外径５０ｍｍのスクリューセグメントパーツとしては、長さ３０ｍｍ、４５ｍｍ、６０ｍｍの３種類のパーツが用意され、また、外径９０ｍｍのスクリューセグメントパーツとしては、長さ５０ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍの３種類のパーツが用意されている。
特開２００８－１３２６７２号公報
　しかしながら、このような従来の混練装置では、同一外径の複数種類のセグメントパーツは、製作管理しやすい長さ、例えば、５ｍｍの整数倍の長さに製作される場合が多く、同一外径のセグメントパーツ間の相関性が少ない。そのため、異なる長さのセグメントパーツを選択してシャフトに装着するような場合、選択したセグメントパーツの組み合わせによっては、組み付け長さが変わってしまう場合があり、選択可能なセグメントパーツの制限が大きいという課題がある。
　また、大型の混練装置を製作する場合、まず小型の混練装置を製作してその性能を実証してから、小型の混練装置に対するスケールアップを行って大型の混練装置を製作する場合がある。しかしながら、セグメントパーツの長さはその外径毎に寸法管理しやすい長さが設定されているため、小型のセグメントパーツと大型のセグメントパーツとの間には相似関係がなく、装置のスケールアップを行ったとしてもスケールアップされた性能を実現できるかどうかが判らないという課題がある。
　従って、本開示の目的は、上記問題を解決することにあって、バレル内に配置されたシャフトに脱着可能に装着された複数のセグメントパーツにより構成される混練部を備える混練装置において、セグメントパーツの選択または交換における制限を少なくするとともに、装置のスケールアップまたはダウンを考慮したセグメントパーツ構成を備える混練装置を提供することにある。
　本開示の一の態様によれば、バレルと、バレル内に配置されて回転駆動されるシャフトと、シャフトに脱着可能に装着された複数のセグメントパーツにより構成される混練部とを備え、複数のセグメントパーツとして、外径Ｄと外径Ｄに関係した第１長さＬ１を有する第１のセグメントパーツと、外径Ｄと第１長さＬ１より短い第２長さＬ２を有する第２のセグメントパーツと、外径Ｄと第１長さＬ１より長い第３長さＬ３を有する第３のセグメントパーツと、を備え、第１長さＬ１は［外径Ｄ×係数ａ］であり、第２長さＬ２は［第１長さＬ１／係数ｂ］であり、第３長さＬ３は［第１長さＬ１×係数ｂ］であり、第３長さＬ３は［第１長さＬ１＋第２長さＬ２］であり、混練部において、シャフトに装着された複数のセグメントパーツによりセグメントパターンが構成され、第１および第２のセグメントパーツを含む第１セグメントパターンと、第３のセグメントパーツを含む第２セグメントパターンとのいずれか一方のパターンを他方のパターンに交換可能にシャフトに装着される、混練装置を提供する。
　本開示の態様によれば、複数のセグメントパーツにより構成される混練部を備える混練装置において、セグメントパーツの選択または交換における制限を少なくできるとともに、装置のスケールアップまたはダウンを考慮したセグメントパーツ構成を実現できる。
本開示の一の実施の形態にかかる混練装置の模式構成図 本実施の形態の混練装置に用いられるセグメントパーツの側面図 本実施の形態の混練装置のセグメントパターン２０Ａの構成図 本実施の形態の混練装置のセグメントパターン２０Ｂの構成図 本実施の形態の混練装置のセグメントパターン２０Ｃの構成図 本実施の形態のセグメントパターンの構成図であり、（Ａ）は小型の混練装置の構成図、（Ｂ）は大型の混練装置の構成図 本実施の形態の変形例１の混練装置のセグメントパターン２０Ｄの構成図 本実施の形態の変形例２の混練装置のセグメントパターン２０Ｅの構成図 本実施の形態の変形例３の混練装置のセグメントパターン２０Ｆの構成図 本実施の形態の変形例４の混練装置のセグメントパターン２０Ｇの構成図
　本開示の第１の態様の混練装置は、バレルと、バレル内に配置されて回転駆動されるシャフトと、シャフトに脱着可能に装着された複数のセグメントパーツにより構成される混練部とを備え、複数のセグメントパーツとして、外径Ｄと外径Ｄに関係した第１長さＬ１を有する第１のセグメントパーツと、外径Ｄと第１長さＬ１より短い第２長さＬ２を有する第２のセグメントパーツと、外径Ｄと第１長さＬ１より長い第３長さＬ３を有する第３のセグメントパーツと、を備え、第１長さＬ１は［外径Ｄ×係数ａ］であり、第２長さＬ２は［第１長さＬ１／係数ｂ］であり、第３長さＬ３は［第１長さＬ１×係数ｂ］であり、第３長さＬ３は［第１長さＬ１＋第２長さＬ２］であり、混練部において、シャフトに装着された複数のセグメントパーツによりセグメントパターンが構成され、第１および第２のセグメントパーツを含む第１セグメントパターンと、第３のセグメントパーツを含む第２セグメントパターンとのいずれか一方のパターンを他方のパターンに交換可能にシャフトに装着される、ようにしたものである。
　本開示の第２の態様の混練装置は、第１の態様の混練装置において、第２セグメントパターンにおけるシャフトの軸方向の長さは、第１セグメントパターンの長さと同じとしたものである。
　本開示の第３の態様の混練装置は、第１または第２の態様の混練装置において、それぞれのセグメントパーツは、スクリューエレメントまたはニーディングブロックである、としたものである。
　本開示の第４の態様の混練装置は、第１から第３のいずれか１つの態様の混練装置において、第１から第３のセグメントパーツは、同一のピッチ数を有するスクリューエレメントである、としたものである。
　本開示の第５の態様の混練装置は、第１から第３のいずれか１つの態様の混練装置において、それぞれのセグメントパーツは同じねじ条数Ｓを有するスクリューエレメントであって、第１から第３のセグメントパーツが有する第１から第３長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３を、ｎ／Ｓで乗じた長さ（ｎは自然数）を有するショートセグメントパーツまたはロングセグメントパーツをさらに備え、第１または第２セグメントパターンの少なくともいずれかにショートセグメントパーツまたはロングセグメントパーツが含まれる、としたものである。
　以下に、本開示にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
　（実施の形態）
　（混練装置の構成）
　本開示の一の実施の形態にかかる混練装置１の構成を図１の模式構成図に示す。なお、図１では、本実施の形態の混練装置１における主要な構成についてのみ示すものであり、細部の構成については省略している。
　図１に示すように、混練装置（あるいは混練押出装置）１は、バレル１１と、バレル１１内に配置されて回転駆動されるシャフト１２と、シャフト１２に脱着可能に装着された複数のセグメントパーツにより構成される混練部１３とを備える。
　バレル１１は、概ね円筒形状を有し、その一端側近傍の円筒周面には、混練装置１にて混練される原料が投入される原料投入口１４が設けられ、他端には、原料が混練処理された混練材料の出口となるバレル押出口１５が設けられている。バレル１１の原料投入口１４には、原料供給装置としてホッパ１６が設けられている。なお、混練装置１にて混練処理される原料は、固体に限られず、液体や流動体であってもよく、複数の原料の混合材料であってもよい。また、原料供給装置は原料が供給できる形態であればよく、ホッパに限られず、フィーダ等その他様々な構成を適用できる。
　シャフト１２は、概ね円筒形状のバレル１１の内部空間に配置され、例えば、スプラインシャフトが用いられる。シャフト１２の一端は回転駆動装置１７に接続されており、回転駆動装置１７によりシャフト１２が回転駆動される。回転駆動装置１７は、駆動モータ（図示せず）と、駆動モータの回転数を設定された回転数に変換してシャフト１２に回転駆動力を伝達するギヤ機構（図示せず）とを備える。
　混練部１３は、シャフト１２の外周に脱着可能に装着される複数のセグメントパーツ２１により構成される。図１に示す混練装置１では、複数のセグメントパーツ２１としてスクリューエレメントを用いて構成された混練部１３の例を示している。セグメントパーツとしては、混練材料の搬送を主目的とするスクリューエレメントの他に、混練材料の混練（あるいは圧縮）を主目的とするニーディングブロック等が用いられる。なお、スクリューエレメントは混練材料を混練する機能も有しており、ニーディングブロックは混練材料を搬送する機能も有している。複数のセグメントパーツの組み合わせにより構成される混練部１３の詳細については、後述する。
　このような構成を有する本実施の形態の混練装置１において、投入された原料を混練して溶融された状態の混練材料を押し出す動作について説明する。
　まず、混練装置１において、ホッパ１６に原料が投入されると、ホッパ１６内の原料が、原料投入口１４を通してバレル１１内に供給される。
　回転駆動装置１７では、駆動モータが一定の回転数で回転駆動され、ギヤ機構を介してシャフト１２が設定された回転数にて回転駆動される。これにより、バレル１１内において、シャフト１２に装着された混練部１３がシャフト１２とともに回転される。
　バレル１１の内周面と混練部１３の外周面との間の空間に供給された原料は、混練部１３の回転により、バレル１１の内周面に沿って周回しながらバレル１１の先端側（図１の左側）へと搬送される。この搬送過程にて混練部１３により原料が圧縮されながら混練されて溶融し、混練材料となる。なお、図１におけるシャフト１２の軸方向左向きを、混練材料の搬送方向Ｐとする。
　その後、バレル押出口１５より一定量の混練材料が連続的に押し出される。混練装置１にて混練され押し出された混練材料は、射出成形の他、様々な処理や用途に用いられる。
　（セグメントパーツ）
　次に、本実施の形態の混練装置１が備える混練部１３を構成するセグメントパーツ２１の構成について説明する。本実施の形態において用いられるセグメントパーツの側面図を図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す。
　図２（Ａ）～（Ｃ）に示す第１～第３のセグメントパーツ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは、スクリューエレメント型のセグメントパーツである。
　図２（Ａ）に示す第１のセグメントパーツ２１Ａは、外径（スクリューフライトの外径）Ｄとこの外径Ｄに関連した第１長さＬ１とを有する。図２（Ｂ）に示す第２のセグメントパーツ２１Ｂは、第１のセグメントパーツ２１Ａと同じ外径Ｄと、第１のセグメントパーツ２１Ａより短い第２長さＬ２とを有する。図２（Ｃ）に示す第３のセグメントパーツ２１Ｃは、第１のセグメントパーツ２１Ａと同じ外径Ｄと、第１のセグメントパーツ２１Ａより長い第３長さＬ３とを有する。
　また、第２長さＬ２および第３長さＬ３は、第１長さＬ１に関係付けられた長さとして設定されており、第１長さＬ１は外径Ｄに関係付けられた長さに設定されている。具体的には、第１長さＬ１は［外径Ｄ×係数ａ］として設定されている。第２長さＬ２は［第１長さＬ１／係数ｂ］として設定されており、第３長さＬ３は［第１長さＬ１×係数ｂ］として設定されている。さらに、第３長さＬ３は［第１長さＬ１＋第２長さＬ２］となるように設定されている。
　また、第１～第３のセグメントパーツ２１Ａ～２１Ｃは２条（すなわち、ねじ条数が２である。）のスクリューフライトを有しており、第１～第３長さＬ１～Ｌ３は、２条のスクリューフライトの１ピッチに相当する長さとして設定されている。そのため、第１～第３のセグメントパーツ２１Ａ～２１Ｃでは、スクリューフライトのリード角が互いに異なっている。
　また、第１～第３のセグメントパーツ２１Ａ～２１Ｃの端面は、互いに他のセグメントパーツの端面と隙間無く接することができるように、例えば、シャフト１２への装着状態において、シャフト１２の軸方向に垂直な面として形成されている。
　第２のセグメントパーツ２１Ｂは、第１のセグメントパーツ２１Ａに比べてスクリューフライトのねじピッチが狭く設定されており、混練材料に対する搬送機能よりも混練機能を高めたパーツである。第３のセグメントパーツ２１Ｃは、第１のセグメントパーツ２１Ａに比べてスクリューフライトのねじピッチが広く設定されており、混練材料に対する混練機能よりも搬送機能を高めたパーツである。
　次に、このような構成を有する第１～第３のセグメントパーツ２１Ａ～Ｃから複数のセグメントパーツを選択して、シャフト１２の軸方向に所定の長さを有するセグメントパターン（すなわち、混練部１３）が構成される例について説明する。なお、これら例示されるセグメントパターンの長さＬ０は、所定の長さとして、例えば、［第１長さＬ１＋第２長さＬ２＋第３長さＬ３］に設定されている。
　図３に示す混練部１３のセグメントパターン２０Ａは、混練材料の搬送方向Ｐに向かって（シャフト１２の軸方向右側から左側に向かって）順に、第３のセグメントパーツ２１Ｃ、第１のセグメントパーツ２１Ａ、第２のセグメントパーツ２１Ｂが連結して組み合わされている。それぞれのセグメントパーツ２１の合計長さは［第３長さＬ３＋第１長さＬ１＋第２長さＬ２］となり、これはセグメントパターンの所定長さＬ０と一致している。
　図３のセグメントパターン２０Ａでは、混練材料の搬送方向Ｐに向かって順に搬送機能よりも混練機能が高められていく仕様となっている。そのため、混練部１３としてセグメントパターン２０Ａを用いることにより、搬送される混練材料に対して徐々に圧縮あるいは混練度合いを高めていくことができる。
　図４に示す混練部１３のセグメントパターン２０Ｂは、混練材料の搬送方向Ｐに向かって順に、２個の第１のセグメントパーツ２１Ａ、２個の第２のセグメントパーツ２１Ｂが連結して組み合わされている。それぞれのセグメントパーツ２１の合計長さは、［（第１長さＬ１×２）＋（第２長さＬ２×２）］となる。ここで、［第１長さＬ１＋第２長さＬ２］は第３長さＬ３と等しいため、それぞれのセグメントパーツ２１の合計長さは［第１長さＬ１＋第２長さＬ２＋第３長さＬ３］となり、これはセグメントパターンの所定長さＬ０と一致する。
　図４のセグメントパターン２０Ｂでは、混練材料の搬送方向Ｐに向かって順に搬送機能よりも混練機能が高められていく仕様となっている。第２のセグメントパーツ２１Ｂが２個用いられていることにより、図３のセグメントパターン２０Ａよりも圧縮機能または混練機能を高めることができる。
　なお、図３のセグメントパターン２０Ａが、第１および第２のセグメントパーツを含む第１のセグメントパターンの一例であり、図４のセグメントパターン２０Ｂが、第３のセグメントパーツを含む第２のセグメントパターンの一例となっている。そして、セグメントパターン２０Ａとセグメントパターン２０Ｂとは、いずれか一方のパターンが他方のパターンに交換可能にシャフト１２に装着される。
　図５に示す混練部１３のセグメントパターン２０Ｃは、第３のセグメントパーツ２１Ｃが２個連結されて構成されている。それぞれのセグメントパーツ２１の合計長さは［第３長さＬ３×２］となる。第３長さＬ３は［第１長さＬ１＋第２長さＬ２］と等しいため、それぞれのセグメントパーツ２１の合計長さは［第１長さＬ１＋第２長さＬ２＋第３長さＬ３］となり、これはセグメントパターンの所定長さＬ０と一致する。
　図５のセグメントパターン２０Ｃでは、混練材料に対する搬送機能を高めることができる。
　次に本実施の形態の混練装置１を例えば大型の混練装置１０１としてスケールアップした場合の混練部１３、１１３の構成を図６（Ａ）および（Ｂ）に示す。
　図６（Ｂ）に示す大型の混練装置１０１におけるそれぞれのセグメントパーツ１２１では、図６（Ａ）の混練装置１におけるそれぞれのセグメントパーツ２１の外径Ｄが、例えば１．５倍（すなわち外径１．５Ｄ）にスケールアップされている。混練装置１における第１から第３のセグメントパーツ２１Ａ～２１Ｃは、それぞれ外径Ｄに関係付けられた長さＬ１～Ｌ３を有している。また、大型の混練装置１０１においても第１から第３のセグメントパーツ１２１Ａ～１２１Ｃは、それぞれ外径１．５Ｄに関係付けられた長さを有している。
　そのため、大型の混練装置１０１において、第１のセグメントパーツ１２１Ａの長さは［第１の長さＬ１×１．５］となり、第２のセグメントパーツ１２１Ｂの長さは［第２の長さＬ２×１．５］となり、第３のセグメントパーツ１２１Ｃの長さは［第３の長さＬ３×１．５］となる。したがって、小型の混練装置１と大型の混練装置１０１との間において、それぞれのセグメントパーツが相似関係を有することになる。
　このように、本実施の形態の混練装置１では、複数のセグメントパーツ２１が組み合わされたセグメントパターン２０により混練部１３を構成することができる。第１から第３のセグメントパーツ２１Ａ～２１Ｃは、同じ外径Ｄを有するとともに、この外径Ｄに関係する長さを有し、さらに互いの長さが特定の相関性を有している。特に、第２長さＬ２を［第１長さＬ１／係数ｂ］として設定し、第３長さＬ３を［第１長さＬ１×係数ｂ］として設定し、第３長さＬ３を［第１長さＬ１＋第２長さＬ２］となるように設定している。
　これにより、複数のセグメントパーツ２１が組み合わされた所定長さＬ０（組み付け長さ）に適用できるセグメントパーツ２１の組み合わせ、すなわちセグメントパターン２０の種類を増やすことができる。そのため、異なる長さのセグメントパーツ２１を交換してシャフト１２に装着するような場合であっても、所定の組み付け長さを保持しながら、セグメントパーツ２１の組み合わせを変更することができる。よって、複数のセグメントパーツ２１により構成される混練部１３を備える混練装置１において、セグメントパーツ２１の選択または交換における制限を少なくでき、装置の機能や仕様の変更における自由度を高めることができる。
　また、混練装置１において、混練部１３のセグメントパターンを所望の機能や仕様を有するパターンとすることにより、装置長さを変えることなく、混練材料の搬送性を高める、あるいは混練材料の混練度合いを調整することができる。
　また、特に第１から第３のセグメントパーツ２１Ａ～２１Ｃは、同じ外径Ｄを有するとともに、この外径Ｄに関係する長さを有しているため、相似関係を有するようにセグメントパーツのスケールアップを行うことができる。そのため、小型の混練装置を製作してその性能を実証してから、小型の混練装置に対するスケールアップを行って大型の混練装置を製作する場合に、大型の混練装置において、スケールアップされた性能を得ることができる。なお、スケールアップを行う場合に限られず、スケールダウンを行う場合においても適用でき、装置のスケールアップまたはダウンを考慮したセグメントパーツ構成を実現できる。
　特に、セグメントパーツ２１の外径Ｄとして様々な寸法に設定（例えば、素数も含めた任意の寸法に設定）しながら、混練部１３の構成を幾何学的に相似構成とすることができるため、様々な寸法要求に応えながら、求められる装置能力を発揮させることができる。
　（変形例）
　次に本実施の形態の変形例にかかるセグメントパーツおよびセグメントパターンの例について説明する。
　（変形例１）
　図２に示した第１～第３のセグメントパーツ２１Ａ～２１Ｃは、ねじ条数Ｓが２のスクリューフライトを有しており、第１～第３長さＬ１～Ｌ３が、スクリューフライトの１ピッチに相当する長さとして設定されている。セグメントパーツの長さは、スクリューフライトの１ピッチに相当する長さである場合に限られない。例えば、スクリューフライトの１ピッチに相当する長さＬ１～Ｌ３を、ｎ／Ｓ（ｎは自然数）で乗じた長さを有するショートセグメントパーツまたはロングセグメントパーツが用いられる場合であってもよい。
　図７に示す混練部１３のセグメントパターン２０Ｄでは、このようなショートセグメントパーツが用いられている。具体的には、第１のセグメントパーツ２１Ａを１／２倍（すなわち、ｎ＝１、Ｓ＝２であり、０．５倍）の長さとした第１のショートセグメントパーツ２２Ａと、第２のセグメントパーツ２１Ｂを１／２倍の長さとした第２のショートセグメントパーツ２２Ｂと、第３のセグメントパーツ２１Ｃを１／２倍の長さとした第３のショートセグメントパーツ２２Ｃとが用いられている。セグメントパターン２０Ｄでは、混練材料の搬送方向Ｐに向かって順に、第３のセグメントパーツ２１Ｃ、第３のショートセグメントパーツ２２Ｃ、第１のショートセグメントパーツ２２Ａ、第２のショートセグメントパーツ２２Ｂが連結して組み合わされている。
　それぞれのセグメントパーツ２１およびショートセグメントパーツ２２の合計長さは、［第３長さＬ３＋（第３長さＬ３×１／２）＋（第１長さＬ１×１／２）＋（第２長さＬ２×１／２）］となる。ここで、［第１長さＬ１＋第２長さＬ２］は第３長さＬ３と等しいため、それぞれのセグメントパーツ２１およびショートセグメントパーツ２２の合計長さは［第１長さＬ１＋第２長さＬ２＋第３長さＬ３］となり、これはセグメントパターンの所定長さＬ０と一致する。
　図７のセグメントパターン２０Ｄでは、セグメントパーツ２１を１／Ｓで乗じた長さを有するショートセグメントパーツ２２が用いられている。そのため、シャフト１２の軸方向に対するスクリューフライトの角度（リード角）を緩やかに大きくしていくことができ、混練機能を徐々に高めることができる。
　（変形例２）
　図８に示す混練部１３のセグメントパターン２０Ｅでは、ショートセグメントパーツ２２とロングセグメントパーツ２３とが混在して用いられている。具体的には、第１のセグメントパーツ２１Ａを３／２倍（すなわち、ｎ＝３、Ｓ＝２であり、１．５倍）の長さとした第１のロングセグメントパーツ２３Ａと、第２のセグメントパーツ２１Ｂを３／２倍の長さとした第２のロングセグメントパーツ２３Ｂとが、第３のショートセグメントパーツ２２Ｃに加えて用いられている。セグメントパターン２０Ｅでは、混練材料の搬送方向Ｐに向かって順に、第３のショートセグメントパーツ２２Ｃ、第１のロングセグメントパーツ２３Ａ、第２のロングセグメントパーツ２３Ｂが連結して組み合わされている。
　それぞれのショートセグメントパーツ２２およびロングセグメントパーツ２３の合計長さは、［（第３長さＬ３×１／２）＋（第１長さＬ１×３／２）＋（第２長さＬ２×３／２）］となる。ここで、［第１長さＬ１＋第２長さＬ２］は第３長さＬ３と等しいため、それぞれのショートセグメントパーツ２２およびロングセグメントパーツ２３の合計長さは［第１長さＬ１＋第２長さＬ２＋第３長さＬ３］となり、これはセグメントパターンの所定長さＬ０と一致する。
　このようなセグメントパターン２０Ｅでは、混練材料の搬送方向Ｐの上流側に近い位置から混練機能を高めることが可能となる。
　（変形例３）
　図９に示す混練部１３のセグメントパターン２０Ｆでは、セグメントパーツとして混練材料の混練を主目的とするニーディングブロックがスクリューエレメントと組み合わせて用いられている。
　セグメントパターン２０Ｆでは、混練材料の搬送方向Ｐに向かって順に、第３のセグメントパーツ２１Ｃ、長さＬ１を有するニーディングブロックである第１のセグメントパーツ２４Ａ、第２のセグメントパーツ２１Ｂが連結して組み合わされている。それぞれのセグメントパーツ２１、２４の合計長さも、セグメントパターンの所定長さＬ０と一致している。
　このようにセグメントパーツとしてスクリューエレメントとニーディングブロックとを組み合わせて用いることで、混練材料に対する混練機能を高めた仕様とすることができる。
　（変形例４）
　また、図１０に示すセグメントパターン２０Ｇのように、長さＬ２を有するニーディングブロックである第２のセグメントパーツ２４Ｂを組み合わせて用いるようにしてもよい。
　上述したセグメントパーツの寸法としては、例えば、次のような寸法例を採用することができる。なお、長さ寸法（ｍｍ）については小数点以下を四捨五入した値としている。また、これらの寸法例、数値例は一例であり、その他様々な寸法や数値を適用できる。
　　　外径Ｄ：４０ｍｍ
　　　係数ａ：　１
　　　係数ｂ：　１．６１８
　　　第１長さＬ１（Ｄ×ａ）：　４０ｍｍ
　　　第２長さＬ２（Ｌ１／ｂ）：２５ｍｍ
　　　第３長さＬ３（Ｌ１×ｂ）：６５ｍｍ
　このように、本実施の形態および変形例によれば、複数のセグメントパーツにより構成される混練部を備える混練装置において、セグメントパーツの選択または交換における制限を少なくできるとともに、装置のスケールアップまたはダウンを考慮したセグメントパーツ構成を実現できる。
　また、セグメントパーツとして、ねじ条数Ｓと関係付けた長さを有するショートセグメントパーツまたはロングセグメントパーツを用いることにより、様々な組み合わせを実現することができ、多様化した仕様の混練部を実現できる。
　また、セグメントパーツとして、混練材料の搬送を主目的とするスクリューエレメントと、混練材料の混練を主目的とするニーディングブロックとを選択的に組み合わせて用いることにより、多様化した仕様の混練部を実現できる。
　上述の実施の形態では、混練装置１が１本のシャフト１２を備える１軸構成である場合を例としたが、２本以上のシャフトを並列させて用いられるような多軸構成の混練装置であってもよい。
　また、セグメントパーツ２１の所定の長さがＬ０＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３である場合を例として説明したが、所定の長さＬ０はこのような場合に限られない。混練装置１の混練部１３に求められる長さに応じてセグメントパーツ２１の長さＬ０を設定すればよく、［Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３］よりも長い長さとして設定してもよい。
　また、セグメントパーツ２１の外径Ｄ、長さＬ１～Ｌ３は、ｍｍ単位において、小数点以下を切り捨てる／切り上げる／四捨五入するなどして、寸法を設定するような場合であってもよい。この程度の寸法の差異であれば、混練部の仕様に対する現実的な影響は少なく、問題とはならない。
　セグメントパーツ２１のねじ条数Ｓ＝２である場合を例として説明したが、ねじ条数Ｓ＝１であってもよく、またねじ条数Ｓ＝３以上であってもよい。１つのセグメントパターン２０内では、それぞれのセグメントパーツ２１のねじ条数が同じであることが望ましいが、異なるねじ条数のセグメントパーツを組み合わせて用いる場合であってもよい。
　上述の実施の形態および変形例にて示したセグメントパターン２０Ａ～２０Ｇは一例であり、その他様々なセグメントパターンを採用できる。セグメントパターンの長さが所定長さＬ０に一致していれば、一のセグメントパターンを他のセグメントパターンに交換してシャフト１２に装着することができる。
　なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
　本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
　１　混練装置
１１　バレル
１２　シャフト
１３　混練部
１４　原料投入口
１５　バレル押出口
１６　ホッパ
１７　回転駆動装置
２０　セグメントパターン
２１　セグメントパーツ
２２　ショートセグメントパーツ
２３　ロングセグメントパーツ

Claims (5)

  1. 　バレルと、バレル内に配置されて回転駆動されるシャフトと、シャフトに脱着可能に装着された複数のセグメントパーツにより構成される混練部とを備え、
    　複数のセグメントパーツとして、
    　　　外径Ｄと外径Ｄに関係した第１長さＬ１を有する第１のセグメントパーツと、
    　　　外径Ｄと第１長さＬ１より短い第２長さＬ２を有する第２のセグメントパーツと、
    　　　外径Ｄと第１長さＬ１より長い第３長さＬ３を有する第３のセグメントパーツと、を備え、
    　第１長さＬ１は［外径Ｄ×係数ａ］であり、第２長さＬ２は［第１長さＬ１／係数ｂ］であり、第３長さＬ３は［第１長さＬ１×係数ｂ］であり、第３長さＬ３は［第１長さＬ１＋第２長さＬ２］であり、
    　混練部において、シャフトに装着された複数のセグメントパーツによりセグメントパターンが構成され、第１および第２のセグメントパーツを含む第１セグメントパターンと、第３のセグメントパーツを含む第２セグメントパターンとのいずれか一方のパターンを他方のパターンに交換可能にシャフトに装着される、混練装置。
  2. 　第２セグメントパターンにおけるシャフトの軸方向の長さは、第１セグメントパターンの長さと同じである、請求項１に記載の混練装置。
  3. 　それぞれのセグメントパーツは、スクリューエレメントまたはニーディングブロックである、請求項１に記載の混練装置。
  4. 　第１から第３のセグメントパーツは、同一のピッチ数を有するスクリューエレメントである、請求項１から３のいずれか１つに記載の混練装置。
  5. 　それぞれのセグメントパーツは同じねじ条数Ｓを有するスクリューエレメントであって、第１から第３のセグメントパーツが有する第１から第３長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３を、ｎ／Ｓで乗じた長さ（ｎは自然数）を有するショートセグメントパーツまたはロングセグメントパーツをさらに備え、
    　第１または第２セグメントパターンの少なくともいずれかにショートセグメントパーツまたはロングセグメントパーツが含まれる、請求項１から３のいずれか１つに記載の混練装置。
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US15/303,858 US10220544B2 (en) 2014-04-22 2015-04-21 Kneading apparatus having plurality of segmented parts
RU2016145400A RU2675903C2 (ru) 2014-04-22 2015-04-21 Месильное устройство
ES15782278T ES2732857T3 (es) 2014-04-22 2015-04-21 Aparato de amasado que comprende partes de amasado segmentadas
EP15782278.4A EP3135448B1 (en) 2014-04-22 2015-04-21 Kneading apparatus comprising segmented kneading parts
BR112016024763-9A BR112016024763B1 (pt) 2014-04-22 2015-04-21 Aparelho de amassamento

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6198666B2 (ja) * 2014-04-22 2017-09-20 宏平 澤 混練装置
CN110394966B (zh) * 2019-07-18 2024-09-24 南京橡塑机械厂有限公司 一种脱挥螺杆及脱挥挤出机
JP7267386B1 (ja) * 2021-11-19 2023-05-01 三恵技研工業株式会社 発泡成形体製造装置及び発泡成形体製造装置用スクリュ

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH068305A (ja) * 1992-06-25 1994-01-18 Kobe Steel Ltd ２軸押出機のスクリューセグメント
JPH081660A (ja) * 1994-06-20 1996-01-09 Kobe Steel Ltd 連続混練機及びそのロータセグメント取外し用具
JPH10310647A (ja) * 1997-05-13 1998-11-24 Asahi Chem Ind Co Ltd オレフィン系熱可塑性エラストマー用押出機及びそれを用いた製造方法
JP2003245534A (ja) * 2002-02-21 2003-09-02 Kobe Steel Ltd ゴムあるいはゴム系組成物の混練装置
JP2005138567A (ja) * 2003-10-17 2005-06-02 Mitsui Chemicals Inc ２軸押出機または２軸混練機
JP2009078361A (ja) * 2007-09-25 2009-04-16 Japan Steel Works Ltd:The 二軸押出機用セグメントスクリュ
JP2012045866A (ja) * 2010-08-27 2012-03-08 Polyplastics Co シミュレーション装置、プログラム、及び記録媒体

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1281291A1 (ru) * 1984-11-05 1987-01-07 Предприятие П/Я Р-6273 Шнековый аппарат
US4752135A (en) * 1986-12-01 1988-06-21 Baker Perkins, Inc. Mixing apparatus and methods
DE4343289A1 (de) * 1992-12-23 1994-06-30 Barmag Barmer Maschf Extruder
JP2909577B2 (ja) * 1993-10-29 1999-06-23 トヨタ自動車株式会社 樹脂廃材の再生方法及び装置
JP3135056B2 (ja) * 1996-12-19 2001-02-13 株式会社神戸製鋼所 密閉型混練装置
DE19718292A1 (de) * 1997-04-30 1998-11-05 Krupp Werner & Pfleiderer Gmbh Mehrwellen-Schneckenmaschine, insbesondere Zwei-Wellen-Extruder
US6783270B1 (en) * 2000-07-31 2004-08-31 Steer Engineering (P) Limited Fractional and higher lobed co-rotating twin-screw elements
JP3656957B2 (ja) * 2001-01-16 2005-06-08 株式会社神戸製鋼所 二軸連続混練機とこれによる混練方法
EP1316399B1 (en) 2001-11-29 2010-10-06 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Kneading apparatus
JP3867974B2 (ja) * 2002-11-26 2007-01-17 株式会社日本製鋼所 スクリュ式混練押出機の分割式ロータ
US6908573B2 (en) * 2003-04-17 2005-06-21 General Electric Polymeric resin blends and methods of manufacture thereof
JP4252016B2 (ja) * 2004-06-21 2009-04-08 株式会社神戸製鋼所 押出機
DE102006014692B3 (de) * 2006-03-28 2007-08-02 Berstorff Gmbh Schneckenelement
JP4205127B2 (ja) 2006-11-28 2009-01-07 株式会社神戸製鋼所 混練スクリュー、２軸押出機、及び混練スクリューの組み立て方法
JP5137613B2 (ja) * 2008-02-25 2013-02-06 株式会社神戸製鋼所 ニーディングディスクセグメント及び２軸押出機
JP5625444B2 (ja) * 2010-03-30 2014-11-19 住友ベークライト株式会社 混練装置および半導体封止用樹脂組成物の製造方法
US20120077889A1 (en) * 2010-09-28 2012-03-29 Evans Neal A Apparatus and method for producing thermoplastic elastomer, elastomers produced thereby and articles produced from the elastomers
CN201841615U (zh) * 2010-11-11 2011-05-25 捏合机械厂股份有限公司 橡胶机混练搅拌轴结构
JP6000917B2 (ja) * 2013-08-20 2016-10-05 株式会社神戸製鋼所 密閉式混練機
JP6198666B2 (ja) * 2014-04-22 2017-09-20 宏平 澤 混練装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH068305A (ja) * 1992-06-25 1994-01-18 Kobe Steel Ltd ２軸押出機のスクリューセグメント
JPH081660A (ja) * 1994-06-20 1996-01-09 Kobe Steel Ltd 連続混練機及びそのロータセグメント取外し用具
JPH10310647A (ja) * 1997-05-13 1998-11-24 Asahi Chem Ind Co Ltd オレフィン系熱可塑性エラストマー用押出機及びそれを用いた製造方法
JP2003245534A (ja) * 2002-02-21 2003-09-02 Kobe Steel Ltd ゴムあるいはゴム系組成物の混練装置
JP2005138567A (ja) * 2003-10-17 2005-06-02 Mitsui Chemicals Inc ２軸押出機または２軸混練機
JP2009078361A (ja) * 2007-09-25 2009-04-16 Japan Steel Works Ltd:The 二軸押出機用セグメントスクリュ
JP2012045866A (ja) * 2010-08-27 2012-03-08 Polyplastics Co シミュレーション装置、プログラム、及び記録媒体

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3135448A4 *

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Publication number Publication date
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