封闭式混炼机的制作方法

本发明涉及混炼机，尤其涉及封闭式混炼机。
背景技术：
：作为由封闭式混炼机混炼的材料之一，存在电线的包覆材料。现今，电线包覆材料大多使用卤素材料。但是，近年来，为了防止燃烧时的有毒气体的产生，或者减少环境负荷物质的使用量，大多替代卤素材料而使用非卤材料(无卤材料)作为电线包覆材料。对于作为电线包覆材料而使用的非卤材料，需求与现有的卤素材料同等的性能，该所需求的性能之一是阻燃性。作为对非卤材料赋予与现有的卤素材料同等的阻燃性的方法，公知对聚烯烃树脂100重量部配合200重量部左右的金属水合物的方法。具体而言，将预定量的聚烯烃树脂、金属水合物以及其它添加物(例如着色剂、防氧化剂、加工助剂等)在混炼机中进行混炼而成为混合物。上述的混炼作业使用非啮合式的封闭式混炼机。封闭式混炼机具备混炼槽和在混炼槽内旋转的一对转子，并在各个转子设有叶片(混炼叶片)。投入至混炼槽的混炼材料(例如聚烯烃树脂、金属水合物以及添加物)伴随转子的旋转而在混炼槽内被混炼。具体而言，若转子在投入有混炼材料的混炼槽内旋转，则在混炼槽内产生混炼材料的流动(分散流以及分配流)。也就是说，混炼材料在混炼槽内进行分散混合以及分配混合而成为混合物。此时，为了在短时间内得到均匀的混合物，需要对分散流(分散混合)与分配流(分配混合)的平衡进行控制。因此，在现有的封闭式混炼机中，为了使分散流(分散混合)与分配流(分配混合)平衡，对混炼叶片的形状、尺寸、扭转角度等实施了研究。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2017-13469号公报技术实现要素：发明所要解决的技术问题但是，在现有的封闭式混炼机中，难以使分散流(分散混合)与分配流(分配混合)的比例、流速充分地平衡，若增强分散流则分配流变弱，若增强分配流则分散流变弱。因此，对于在聚烯烃树脂中添加有大量的金属水合物的电线包覆材料等的混炼使用现有的封闭式混炼机的情况下，若增强分散流，则变得分配不足，从而局部地产生填充有比目的更多的金属水合物的部位。另一方面，若增强分配流，则变得分散不足，从而产生金属水合物的凝结块。这样，在现有的封闭式混炼机中，分散能与分配能处于权衡关系。因此，为了得到均匀的混合物，需要将分散流以及分配流双方抑制为某程度以下并缓慢地进行混炼，直至混炼完成为止需要较长时间，作业效率降低。上述课题并不限于电线包覆材料的混炼，是将在聚合物中添加有大量的填料的材料使用现有的封闭式混炼机进行混炼时等产生一样的课题。本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于实现能够高效地获得均匀的混合物的封闭式混炼机。用于解决技术问题的方案本发明的封闭式混炼机具备混炼槽和一对转子。上述一对转子分别具有轴部、设于上述轴部的表面的第一混炼叶片、第二混炼叶片以及突起部。上述突起部在上述轴部的周向上位于上述第一混炼叶片与上述第二混炼叶片之间，上述突起部的高度比上述第一混炼叶片以及上述第二混炼叶片的高度低，若上述转子旋转，则混炼材料一边与上述突起部接触一边在上述第一混炼叶片与上述第二混炼叶片之间流动。发明的效果如下。根据本发明，实现能够高效地获得均匀的混合物的封闭式混炼机。附图说明图1是示出应用本发明的封闭式混炼机的一个例子的整体图。图2是图1所示的封闭式混炼机所具备的转子的俯视图。图3是示意性地示出图1所示的封闭式混炼机的混炼槽内的混炼材料的流动的说明图。图4是示意性地示出现有的封闭式混炼机的混炼槽内的混炼材料的流动的说明图。图5的(a)～(c)是示出突起部的一个例子的放大图。图6的(a)～(c)是示出突起部的其它例子的放大图。符号的说明1—封闭式混炼机，2—混炼槽，3、3a、3b—转子，4—加压盖，10—开口部，11—第一侧壁，12—第二侧壁，11a、12a—内表面，20—轴部，21—第一混炼叶片，22—第二混炼叶片，21a、22a—前端面，21b、22b—后端面，21c、22c—上端面，23、23a、23b—突起部，24—侧面(接触面)，25—上表面(接触面)。具体实施方式接下来，参照附图对本发明的封闭式混炼机的实施方式的一个例子进行详细说明。如图1所示，本实施方式的封闭式混炼机1具备混炼槽2、一对转子3a、3b、以及加压盖4。在以下的说明中，将“转子3a”以及“转子3b”统称为“转子3”。加压盖4配置于混炼槽2的上方，能够上下动。若使加压盖4向上方移动，则设于混炼槽2的上部的开口部10敞开，能够向混炼槽2内投入混炼材料。另一方面，若在向混炼槽2内投入混炼材料后使加压盖4向下方移动，则混炼槽2的开口部10关闭，并且对混炼槽2内的混炼材料进行加压。转子3具有圆筒状或者圆柱状的轴部20、设于轴部20的表面(外周面)的第一混炼叶片21、第二混炼叶片22以及突起部23。转子3由未图示的驱动源进行旋转驱动。具体而言，若经由动力传递机构向转子3的轴部20输入从驱动源输出的驱动力，则轴部20沿其周向旋转。伴随该轴部20的旋转，第一混炼叶片21、第二混炼叶片22以及突起部23以轴部20的中心轴x(图2)作为旋转轴在混炼槽2内旋转(回转)。通过这样的转子3(第一混炼叶片21、第二混炼叶片22以及突起部23)的旋转，在混炼槽2内产生混炼材料的分散流、分配流以及伸长流，从而将混炼材料进行混炼。换言之，混炼槽2内的混炼材料通过分散混合、分配混合以及伸长混合进行混炼。此外，转子3a和转子3b相互朝反向地被旋转驱动。也就是说，在转子3a沿图中顺时针方向被旋转驱动的情况下，转子3b沿图中逆时针方向被旋转驱动。另一方面，在转子3a沿图中逆时针方向被旋转驱动的情况下，转子3b沿图中顺时针方向被旋转驱动。在本实施方式中，转子3a沿顺时针方向被旋转驱动，转子3b沿逆时针方向被旋转驱动。在转子3a、3b分别设有两个突起部23。上述两个突起部23具有相同的形状以及尺寸，另一方面配置于在转子3a、3b的旋转方向上相互180度不同的位置。在以下的说明中，有时将设于各个转子3a、3b的两个突起部23中的一方称作“突起部23a”并将另一方称作“突起部23b”进行区别。然而，这样的区别只不过是为了便于说明的区别。并且，在不特别区别突起部23a、23b的情况下，将上述突起部23a、23b统称为“突起部23”。如图2所示，设有转子3a、3b的混炼槽2具备相互对置的第一侧壁11以及第二侧壁12，转子3a、3b的轴部20的一端侧贯通第一侧壁11，并且另一端侧贯通第二侧壁12。此外，出于方便绘图的理由，图1所示的转子3a、3b的旋转角与图2所示的转子3a、3b的旋转角不一致。如图2所示，设于各个转子3a、3b的第一混炼叶片21以及第二混炼叶片22在轴部20的长度方向上位于第一侧壁11与第二侧壁12之间。然而，第一混炼叶片21配置于比第二混炼叶片22接近第一侧壁11的位置，第二混炼叶片22配置于比第一混炼叶片21接近第二侧壁12的位置。也就是说，在本实施方式中，两个混炼叶片中，相对地接近第一侧壁11的混炼叶片是第一混炼叶片21，相对地接近第二侧壁12的混炼叶片是第二混炼叶片22。然而，这样的区别也只不过是为了便于说明的区别。第一混炼叶片21以及第二混炼叶片22以轴部20的中心轴x作为旋转轴呈螺旋状或者大致呈螺旋状地延伸。换言之，第一混炼叶片21以及第二混炼叶片22以与轴部20的中心轴x交叉的方式扭转。另外，换言之，第一混炼叶片21以及第二混炼叶片22具有预定的扭转角度。另外，第一混炼叶片21具有大致无间隙地与第一侧壁11的内表面11a对置的前端面21a、与前端面21a相反一侧的后端面21b、以及连结上述前端面21a与后端面21b的上端面21c。同样，第二混炼叶片22具有大致无间隙地与第二侧壁12的内表面12a对置的前端面22a、与前端面22a相反一侧的后端面22b、以及连结上述前端面22a与后端面22b的上端面22c。突起部23在轴部20的周向上位于第一混炼叶片21与第二混炼叶片22之间。虽然在图2中仅示出在轴部20的周向上位于第一混炼叶片21与第二混炼叶片22之间的突起部23a，但参照图1能够理解：突起部23a以及突起部23b分别在轴部20的周向上位于第一混炼叶片21与第二混炼叶片22之间。并且，在轴部20的中心轴方向上，突起部23比第一混炼叶片21的前端面21a远离第一侧壁11的内表面11a，并且比第二混炼叶片22的前端面22a远离第二侧壁12的内表面12a。换言之，在突起部23与第一侧壁11的内表面11a之间，存在有比第一混炼叶片21的前端面21a与第一侧壁11的内表面11a之间的间隙大的间隙(间隙)。并且，在突起部23与第二侧壁12的内表面12a之间，存在有比第二混炼叶片22的前端面22a与第二侧壁12的内表面12a之间的间隙大的间隙(间隙)。再次参照图2。突起部23是具备伴随转子3的旋转而与混炼材料接触的多个接触面的多面体。具体而言，突起部23是具有从轴部20的外周面向内倾斜地立起的大致梯形的四个侧面24、和使各侧面24的上底为一边的大致正方形的上表面25的五面体。在以下的说明中，有时将侧面24称作“接触面24”，将上表面25称作“接触面25”。也就是说，突起部23具备混炼材料(混炼材料的流动)所接触的五个接触面，上述接触面的至少一部分(接触面24)是相对于轴部20的中心轴x倾斜的平面(斜面)，接触面的其它部分(接触面25)是相对于轴部20的中心轴x平行的平面(平坦面)。如图1所示，多个第一混炼叶片21以及第二混炼叶片22全部具有相同的高度h。虽然在图1中仅示出设于转子3a的第一混炼叶片21的高度h，但设于转子3a的第二混炼叶片22、设于转子3b的第一混炼叶片21以及第二混炼叶片22全部具有与所图示出的第一混炼叶片21的高度h相同的高度h。并且，多个突起部23全部具有相同的高度h。虽然在图1中仅示出设于转子3a的突起部23a的高度h，但设于转子3a的突起部23b、设于转子3b的突起部23a、23b全部具有与所图示出的突起部23a的高度h相同的高度h。此处，第一混炼叶片21或者第二混炼叶片22的高度h是指，在垂直于轴部20的中心轴x(图2)的截面内的从轴部20的外周面至第一混炼叶片21的上端面21c为止的最短直线距离或者从轴部20的外周面至第二混炼叶片22的上端面22c为止的最短直线距离。从图1能够理解：第一混炼叶片21或者第二混炼叶片22的高度h与在垂直于轴部20的中心轴x(图2)的截面内的从轴部20的外周面至混炼槽2的内表面为止的最短直线距离大致相等。并且，突起部23的高度h是指，在垂直于轴部20的中心轴x(图2)的截面内的从轴部20的外周面至突起部23的上表面25为止的最短直线距离。在本实施方式中，一个第一混炼叶片21或者一个第二混炼叶片22的高度是恒定的，但在不恒定的情况下，将最大值作为该第一混炼叶片21或者该第二混炼叶片22的高度h。同样，在本实施方式中，一个突起部23的高度是恒定的，但在不恒定的情况下，将最大值作为该突起部23的高度h。如图1所示，突起部23的高度h比第一混炼叶片21以及第二混炼叶片22的高度h低。换言之，突起部23与混炼槽2的内表面之间的间隙比第一混炼叶片21以及第二混炼叶片22与混炼槽2的内表面之间的间隙大。具体而言，突起部23的高度h设定为：该高度h除以第一混炼叶片21或者第二混炼叶片22的高度h所得的值在0.3以上0.7以下的范围内。也就是说，在突起部23的转子旋转方向两侧存在有高度比突起部23的高度高的第一混炼叶片21以及第二混炼叶片22。换言之，突起部23设于被高度比其自身的高度高的第一混炼叶片21与第二混炼叶片22所夹持的区域。在具有以上的构造的本实施方式的封闭式混炼机1中，若转子3在投入有混炼材料的混炼槽2内旋转，则产生分散流以及分配流，除此之外还产生在现有的封闭式混炼机中不会产生的伸长流。也就是说，由于发现分散混合、分配混合以及伸长混合的三种混合，因而混炼材料在短时间内均匀地混合，提高混炼作业的效率。此外，由于转子3a、3b相互向相反方向旋转，所以在转子3a的周围产生的分散流、分配流以及伸长流的朝向与在转子3b的周围产生的分散流、分配流以及伸长流的朝向是相反方向。以下，对在混炼槽2内产生的分散流、分配流以及伸长流具体地进行说明。图3是示意性地示出在本实施方式的封闭式混炼机1的混炼槽2内产生的混炼材料的流动的说明图。如图示，若设有第一混炼叶片21、第二混炼叶片22以及突起部23的转子3a、3b在投入有混炼材料的混炼槽2内旋转，则产生以点划线箭头示意性地示出的分散流f1、以虚线箭头示意性地示出的分配流f2、以及以实线箭头示意性地示出的伸长流f3的三种流动。其中，分散流f1是当混炼材料在第一混炼叶片21的上端面21c(图2)与混炼槽2的内表面之间的微小的间隙(几mm)和在第二混炼叶片22的上端面22c(图2)与混炼槽2的内表面之间的微小的间隙(几mm)移动时产生的流动。分配流f2是当混炼材料在第一混炼叶片21与第二混炼叶片22之间移动时产生的流动，且是在混炼槽2内产生的混炼材料的流动的主流。伸长流f3是在第一混炼叶片21与第二混炼叶片22之间移动的混炼材料与突起部23接触而产生的流动。换言之，伸长流f3是分配流f2在与该突起部23的周围接触的同时通过突起部23而产生的流动。也就是说，作为混炼材料的流动的主流的分配流f2在越过阻碍其流动的突起部23之上，或者在突起部23的左侧、右侧绕过地先行前进，此时拉长混炼材料产生伸长流f3。其结果，与仅产生分散流f2的情况相比，促进添加至混炼材料的填料的集合体、凝结块的粉碎或者分散，在短时间内均匀地在聚合物中分配填料。图4是示意性地示出在图3所示的转子3a、3b未设置图3所示的突起部23的情况下的混炼材料的流动的说明图。也就是说，图4示意性地示出在现有的封闭式混炼机的混炼槽内产生的混炼材料的流动。如图示，当在转子3a、3b未设置突起部23的情况下，产生分散流f1以及分配流f2，但不产生图3所示的伸长流f3，不进行伸长混合。其结果，若为了缩短作业时间而增强分配流，则填料的集合体、凝结块的粉碎或者分散变得不充分，产生填料的集合体、凝结块。另一方面，若增强分散流，则向聚合物进行的填料的分配变得不充分，局部地产生填充有比目的更多的填料的部位。如上所述，图3所示的伸长流f3因分配流f2在突起部23上越过、或者绕过突起部23的同时流动而产生。也就是说，突起部23会位于分散流f2的流动中，受到较大的压力。因此，从防止突起部23的破损的观点看，优选对邻接的侧面24彼此相接的角部、侧面24与上表面25相接的角部实施倒角。换言之，优选将上述角部设为圆弧面(曲面)。然而，存在于该突起部23的多个角部从分散流f2受到的压力不一样。因此，考虑从分散流f2受到的压力的大小(强弱)，也可以仅对一部分角部实施倒角。例如，也可以仅对存在于该突起部23的多个角部中的位于分散流f2的上游侧的几个角部实施倒角，不对位于下游侧的剩余角部实施倒角。【实施例】接下来，对本发明的几个实施例进行说明，但本发明不限定于以下的实施例。(实施例1)在图1等所示的转子3a、3b至少各一个地设有图5的(a)所示的半球形状的突起部23。(实施例2)在图1等所示的转子3a、3b至少各一个地设有图5的(b)所示的1/4球形状的突起部23。图5的(b)所示的突起部23是将图5的(a)所示的突起部23分成一半而形成的。(实施例3)在图1等所示的转子3a、3b至少各一个地设有图5的(c)所示的大致1/4球形状的突起部23。图5的(c)所示的突起部23是使图5的(b)所示的突起部23的上部为平坦而形成的。上述实施例1～3中的突起部23在与混炼材料接触的接触面的至少一个是曲面这一点上是共同的。另一方面，实施例1中的突起部23(图5的(a))仅具有一个接触面这一点与作为具备两个以上的接触面的多面体的实施例2、3中的突起部23(图5的(b)、(c))是不同的。(实施例4)在图1等所示的转子3a、3b至少各一个地设有图6的(a)所示的四面体的突起部23。本实施例中的突起部23具有从图2所示的轴部20的外周面向内倾斜地立起的三个侧面24和使各侧面24的上边为一边的三角形的上表面25。另外，上表面25相对于轴部20的中心轴x倾斜。(实施例5)在图1等所示的转子3a、3b至少各一个地设有图6的(b)所示的四面体的突起部23。本实施例中的突起部23具有从图2所示的轴部20的外周面向内倾斜地立起的三个侧面24和使各侧面24的上边为一边的三角形的上表面25。另外，上表面25与轴部20的中心轴x平行。(实施例6)在图1等所示的转子3a、3b至少各一个地设有图6的(c)所示的五面体的突起部23。本实施例中的突起部23具有从图2所示的轴部20的外周面垂直地立起的一个侧面2和从上述轴部20的外周面向内侧、倾斜地立起的三个侧面24以及使各侧面24的上边为一边的正方形的上表面25。上表面25与轴部20的中心轴x平行。上述实施例4～6中的突起部23在具备与混炼材料接触的两个以上的接触面(侧面24、上表面25)的多面体这一点上是共同的。并且，在接触面的至少一个是从轴部20的外周面倾斜立起的倾斜面这一点上也是共同的。另一方面，实施例4中的突起部23(图6的(a))的上表面25相对于轴部20的中心轴x倾斜这一点与上表面25平行于轴部20的中心轴x的实施例5、6中的突起部23(图6的(b)、(c))不同。[评价试验]接下来，说明为了确认本发明的效果而进行的评价试验。在此次试验中，利用应用了本发明的封闭式混炼机(评价对象)和其它封闭式混炼机(比较对象)分别对同一材料进行混炼来制造树脂混合物，并比较了混炼作业所需要的时间、制造出的树脂混合物的状态。并且，使用制造出的树脂混合物作为包覆材料来制成电线，并比较了包覆的外观、耐油性。以下，具体地进行说明。＜评价对象以及比较对象＞准备了表1所示的比较对象(no.1)和评价对象(no.2～no.11)。比较对象(no.1)与评价对象(no.2～no.11)，除转子3中的突起部23的有无之外全部具备相同的结构。并且，在评价对象(no.2～no.11)中，关于突起部23的形状、配置、个数、高度存在表1所记载那样的差异。此外，表1中的“突起部配置”一栏的记载示出设于转子3的突起部23的位置。具体而言，同栏中的“中心”的记载示出图2所示的突起部23的位置，该图所示的突起部23的中心点位于轴部20的中心轴x与将轴部20进行对分的直线y的交点上。表1中的“突起部配置”中的“e侧”或者“f侧”的记载示出该评价对象中的突起部23的中心点从中心轴x与直线y的交点偏离的情况。另外，“e侧”的记载示出该评价对象中的突起部23的中心点相比图2所示的突起部23的中心点向第一混炼叶片21侧位移的情况。并且，“f侧”的记载示出该评价对象中的突起部23的中心点相比图2所示的突起部23的中心点向第二混炼叶片22侧位移的情况。表1(*1：突起部个数是一个转子中突起部的个数)(*2：突起部高度是突起部高度除以叶片高度所得的值)＜材料以及配合＞在表4所示的条件下，对按照表3所示的比例配合表2所示的材料而成的材料进行了混炼。表2分类名称详细制造商聚合物ev260evamfr:6,va:28,tm:72,ρ0.95三井-杜邦聚合化学(株)聚合物mh7020mha-ebrmi1.5(230℃)ρ0.873三井化学(株)聚合物45xevamfr:100,va46三井-杜邦聚合化学(株)交联辅助剂tmpt三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯新中村化学工业(株)氢氧化镁magseedss4表面处理氢氧化镁神岛化学工业(株)防氧化剂ao18苯酚、硫酯系复合品(株)adeka防氧化剂songnox1010苯酚系日本basf(株)碳asahithermalft碳旭carbon(株)润滑剂zn-st硬脂酸锌日东化成工业(株)润滑剂ke76s有机硅信越化学工业(株)表3表4＜电线＞在表5所示的条件下使用由比较对象(no.1)以及评价对象(no.2～no.11)的混炼而制造出的树脂混合物作为包覆材料，制成电线。表5＜评价内容以及判定＞对于使用了比较对象(no.1)以及评价对象(no.2～no.11)的混炼作业和在表5所示的条件下制成的电线，进行了表6所示的评价。表6＜评价结果＞表7示出表6所示的评价的结果。关于比较对象(no.1)，在所有评价项目中判定为“×”。另一方面，关于评价对象(no.2～4、6、8～11)，在所有的评价项目中判定为“○”。并且，关于评价对象(no.5、7)，在平均比重的项目中判定为“△”，但在除此以外的所有项目中判定为“○”。表7项目no.1no.2no.3no.4no.5no.6no.7no.8no.9no.10no.11混炼完成时间×○○○○○○○○○○平均比重×○○○△○△○○○○电线外观×○○○○○○○○○○irm903油浸渍试验×○○○○○○○○○○本发明不限定于上述实施方式，在不变更其主旨的范围内能够进行各种变更。例如，应用了本发明的封闭式混炼机能够用于电线的包覆材料以外的材料的混炼，在该情况下也能够起到与上述相同的作用以及效果。多个突起部不需要全部形成为相同的形状以及尺寸(包括高度)，也能够混有形状、尺寸不同的多个突起部。并且，突起部的个数、配置能够适当地变更。例如，图2所示的突起部23不仅能够向该图所示的箭头e方向、箭头f方向移动，也能够向中心轴x方向、直线y方向移动。然而，若向中心轴x方向的移动量过大，则在第一混炼叶片21与第二混炼叶片22之间流动的分配流与突起部23的接触不足，有不能产生足够的伸长流的担忧。因而，突起部23的向中心轴x方向的移动量优选考虑分散流、分配流以及伸长流的比例来定。当前第1页12