挤出机用螺杆、挤出机和挤出方法
【专利摘要】挤出机用螺杆(21)具备螺杆主体(37)。螺杆主体(37)以沿着原料的搬运方向的直线状的轴线(O1)为中心进行旋转。在螺杆主体(37)的外周面设置了具有螺棱(56)的搬运部(54)。螺棱(56)构造成在螺杆主体(37)旋转时将原料沿螺杆主体(37)的轴向搬运。在螺杆主体(37)的内部设置有通路(60)，被螺棱(56)搬运来的原料流入上述通路(60)，并且，流入上述通路(60)的原料朝向螺杆主体(37)的外周面流通。通路(60)设置在螺杆主体(37)的偏离轴线(O1)的位置。
【专利说明】
挤出机用螺杆、挤出机和挤出方法
技术领域
[0001]本发明涉及一边对所掺合的原料施加剪切作用和拉伸作用一边对该原料进行混炼的挤出机用螺杆。此外，本发明涉及使用上述挤出机用螺杆来生成混炼物的挤出机和挤出方法。
【背景技术】
[0002]例如，在用螺杆的转速被设定为300rpm左右的挤出机对掺合了多种非相溶性的树脂的原料进行混炼时，需要添加与掺合成分的一方或双方有亲和性或粘接性的增容剂。但是，即使使用增容剂，因为掺合成分在分子级别上彼此不溶解，所以在提高由挤出机生成的混炼物的性能及功能的方面必然存在限度。
[0003]为了消除这样的问题，以往开发了分批式的高剪切成形装置，该高剪切成形装置中，完全不添加增容剂这样的添加材料，能生成原料在纳米级别混炼而成的混炼物。
[0004]专利文献I中公开的分批式的高剪切成形装置具备收纳于缸内的回馈型的螺杆。螺杆具有使非相溶性的树脂掺合而成的原料在螺杆的内部进行充分混炼的结构。
[0005]具体而言，螺杆构造成具有沿原料的搬运方向的直线状的轴线，且以该轴线为中心在缸的内部进行旋转。在螺杆的外周面形成有呈螺旋状扭转的螺棱。螺棱将供给至螺杆的基端的原料朝着螺杆的前端搬运。由螺棱搬运来的原料填充在螺杆的前端面与将缸的开口端堵塞的密封构件之间的间隙内。
[0006]此外，螺杆在其大致中心部具有内径为Imm至5mm左右的孔。孔在螺杆的轴线方向上延伸。孔的上游端在螺杆的前端面上朝上述间隙开口。孔的下游端分岔为双叉状且在螺杆的基端的外周面上开口。
[0007]被封闭在间隙中的原料随着螺杆的旋转而从孔的上游端流入孔内，且从孔的下游端返回至螺杆的基端的外周面。返回后的原料再次被螺棱朝着间隙搬运。
[0008]通过像这样将螺杆设为回馈型，被供给至螺杆的原料在被螺棱搬运的过程中受到剪切作用，且在通过孔内的过程中受到拉伸作用。
[0009]其结果是，原料在伴随剪切流动和拉伸流动的状态下在缸的内部的密闭空间中循环。根据该原料的循环所需的时间，原料的高分子成分被纳米分散化，能得到具有微观的分散结构的混炼物。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:国际公开第2010/061872号文本
【发明内容】
[0013]发明所要解决的技术问题
[0014]在专利文献I公开的高剪切成形装置中，供填充于间隙的原料流入的孔位于螺杆的轴线上。根据这样的结构，限定孔的螺杆的内壁面追随螺杆的旋转而旋转，所以在原料通过孔时会导致原料在孔的周向上被搅拌。
[0015]其结果是，通过孔的原料不仅受到拉伸作用，还受到伴随孔的周向上的搅拌的剪切作用，难以均匀地形成原料的混炼状态。因此，在对原料的混炼条件进行最优化的方面还有改善的余地。
[0016]本发明的目的在于获得一种在螺杆主体的内部的通路中流通的原料不易受到剪切作用、且能高精度地控制原料的混炼程度的挤出机用螺杆。
[0017]本发明的其它目的在于获得能高精度地控制原料的混炼程度、且能生成具有原料的高分子成分纳米分散化的微观分散结构的混炼物的挤出机和挤出方法。
[0018]解决技术问题所采用的技术方案
[0019]为了达到上述目的，本发明的一种形态的挤出机用螺杆具备螺杆主体。上述螺杆主体以沿着原料的搬运方向的直线状的轴线为中心进行旋转。在上述螺杆主体的外周面设置了具有螺棱的搬运部。上述螺棱构造成在上述螺杆主体旋转时将原料沿上述螺杆主体的轴向搬运。在上述螺杆主体的内部设置有通路，被上述螺棱搬运来的原料流入该通路，并且，流入该通路的原料朝向上述螺杆主体的上述外周面流通。上述通路设置在上述螺杆主体的偏离上述轴线的位置。
[0020]根据本发明的优选形态，上述通路构造成在上述螺杆主体进行旋转时绕着上述轴线进行公转。
[0021]根据本发明的优选形态，上述螺杆主体构造成具有限定上述通路的筒状的壁面，该壁面不以上述轴线为中心进行自转，而是绕着上述轴线进行公转。
[0022]根据本发明的优选形态，上述通路具有在上述螺杆主体的上述外周面上开口的入口和出口。上述入口和上述出口在上述螺杆主体的轴向上彼此远离，并且，从上述入口流入上述通路的原料从上述出口返回至上述螺杆主体的上述外周面。
[0023]根据本发明的优选形态，上述螺杆主体具有通过限制由上述螺棱引起的原料的流动来提高原料的压力的屏障部，上述入口位于该屏障部的跟前。
[0024]根据本发明的优选形态，上述通路具有与上述入口和上述出口连通的通路主体，上述通路主体的直径设定得比上述入口的直径小。
[0025]为了达到上述目的，本发明的一种形态的挤出机用螺杆具备螺杆主体。上述螺杆主体具有沿着原料的搬运方向的直线状的轴线，且以该轴线为中心进行旋转。在上述螺杆主体的沿着周向的外周面上设置了具有螺棱的搬运部。上述螺棱构造成在上述螺杆主体旋转时将原料沿上述螺杆主体的轴向搬运。在上述螺杆主体的内部设置有多个通路，被上述螺棱搬运来的原料流入这些通路，并且，流入这些通路的原料以返回到上述螺杆主体的外周面的方式流通。上述通路在上述螺杆主体的相对于上述轴线偏心的位置沿上述螺杆主体的轴向以彼此存有间隔的方式排列。
[0026]根据本发明的优选形态，上述多个通路以在上述螺杆的周向上存有间隔的方式排列。
[0027]根据本发明的优选形态，在上述螺杆主体的内部形成有供对上述螺杆主体进行冷却的制冷剂流动的制冷剂通路。
[0028]为了达到上述其它的目的，本发明的一种形态的挤出机是通过使用上述螺杆对原料进行混炼来生成混炼物的挤出机，其具备:料筒，该料筒以上述螺杆能旋转的方式收纳上述螺杆;供给口，该供给口设置在上述料筒上，且向上述螺杆供给原料；以及排出口，该排出口设置在上述料筒上，且将上述混炼物挤出。
[0029]为了达到上述其它的目的，本发明的一种形态的挤出方法向在料筒的内部旋转的螺杆的沿周向的外周面供给原料，并使用在上述螺杆的上述外周面形成的螺棱将该原料沿着上述螺杆的轴向连续地搬运。上述挤出方法的特征在于，在上述螺杆旋转时，将由上述螺棱搬运的原料导入在上述螺杆的内部追随上述螺杆而进行公转的通路，并通过上述通路将原料返回至上述螺杆的上述外周面。
[0030]根据本发明的形态，优选通过利用设置于上述螺杆的屏障部来限制原料的流动，从而提高对原料施加的压力，将该压力得到提高的原料从上述螺杆的上述外周面导入上述通路。
[0031]发明效果
[0032]根据本发明，螺杆主体的内部的通路不以螺杆主体的轴线为中心进行旋转，而是围绕该轴线进行公转。因此，通过通路而返回至螺杆主体的外周面的原料不易受到剪切作用，通过通路的原料受到的主要是拉伸作用。
[0033]S卩，在螺杆上对原料施加剪切作用的部位和对原料施加拉伸作用的部位固定，能高精度地控制原料的混炼程度。因此，能生成具有原料的高分子成分纳米分散化的微观分散结构。
【附图说明】
[0034]图1是简略地表示第一实施方式的连续式高剪切加工装置的立体图。
[0035]图2是第一实施方式中使用的第一挤出机的剖视图。
[0036]图3是表不第一实施方式中第一挤出机的两根螺杆彼此嗤合的状态的立体图。
[0037]图4是第一实施方式中使用的第三挤出机的剖视图。
[0038]图5是第一实施方式中使用的第二挤出机的剖视图。
[0039]图6是同时以截面表示第一实施方式中的料筒和螺杆的第二挤出机的剖视图。
[0040]图7是第一实施方式中使用的螺杆的侧视图。
[0041 ]图8是沿图6的F8-F8线的剖视图。
[0042]图9是沿图6的F9-F9线的剖视图。
[0043]图10是放大表示第一实施方式中横跨在旋转轴上相邻的三个缸之间而形成有通路的状态的第二挤出机的剖视图。
[0044]图11是表示第一实施方式中原料相对于螺杆的流动方向的侧视图。
[0045]图12是简略地表示第一实施方式中螺杆旋转时原料的流动方向的第二挤出机的剖视图。
[0046]图13是简略表示第一实施方式的变形例的第二挤出机的剖视图。
[0047]图14是简略地表示第一实施方式的变形例中将缸重排后的状态的第二挤出机的剖视图。
[0048]图15是第二实施方式中使用的第二挤出机的剖视图。
[0049]图16是第三实施方式中使用的第二挤出机的剖视图。
[0050]图17是同时以截面表示第三实施方式中的料筒和螺杆的第二挤出机的剖视图。[0051 ]图18是沿图17的F18-F18线的剖视图。
[0052]图19是第三实施方式中使用的缸的立体图。
[0053]图20是放大表示第三实施方式中在螺杆主体的内部形成的通路的结构的剖视图。
[0054]图21是表示第三实施方式中螺杆旋转时原料的流动方向的螺杆的侧视图。
[0055]图22是简略地表示第三实施方式中螺杆旋转时原料的流动方向的第二挤出机的剖视图。
[0056]图23是表示第三实施方式中的屏障部的变形例的立体图。
[0057]图24是第四实施方式中使用的螺杆的侧视图。
[0058]图25是第四实施方式中使用的第二挤出机的剖视图。
[0059]图26是同时以截面表示第四实施方式中的料筒和螺杆的第二挤出机的剖视图。
[0060]图27是沿图26的F27-F27线的剖视图。
[0061]图28是第四实施方式中使用的缸的立体图。
[0062]图29是从图28的箭头F29的方向观察到的缸的立体图。
[0063]图30是表示第四实施方式中螺杆旋转时原料的流动方向的螺杆的侧视图。
[0064]图31是简略地表示第四实施方式中螺杆旋转时原料的流动方向的第二挤出机的剖视图。
[0065]图32是简略地表示第四实施方式中的螺杆主体的变形例I的剖视图。
[0066]图33是简略地表示第四实施方式中的螺杆主体的变形例2的剖视图。
[0067]图34是简略地表示第四实施方式中的螺杆主体的变形例3的剖视图。
[0068]图35(A)是放大表示图34的F35A的部位的剖视图，图35(B)是沿图35(A)的F35B-F35B线的剖视图。
[0069]图36(A)是放大表示图34的F36A的部位的剖视图，图36(B)是沿图36(A)的F36B-F36B线的剖视图。
[0070]图37是简略地表示第四实施方式中的螺杆主体的变形例4的剖视图。
[0071]图38是简略地表示第四实施方式中的螺杆主体的变形例5的剖视图。
[0072]图39是简略地表示第四实施方式中的螺杆主体的变形例6的剖视图。
[0073]图40是第五实施方式的第二挤出机的剖视图。
[0074]图41是第六实施方式的第二挤出机的剖视图。
[0075]图42是第七实施方式的第二挤出机的剖视图。
[0076]图43是第八实施方式的第二挤出机的剖视图。
【具体实施方式】
[0077][第一实施方式]
[0078]以下，参照图1?图12对第一实施方式进行说明。
[0079]图1简略地表示了第一实施方式的连续式高剪切加工装置I的结构。高剪切加工装置I具备第一挤出机2、第二挤出机3和第三挤出机4。第一挤出机2、第二挤出机3和第三挤出机4相互串联地连接。
[0080]第一挤出机2是用于对例如两种非相溶性的树脂进行预混炼的单元。作为供掺合的树脂，使用例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)这样的甲基丙烯酸类树脂和聚碳酸酯树脂(PC)。供掺合的两种树脂在例如颗粒的状态下被供给至第一挤出机2。
[0081]本实施方式中，为了强化树脂的混炼和熔融的程度，作为第一挤出机2，使用同向旋转型的双轴混炼机。图2和图3揭示了双轴混炼机的一例。双轴混炼机具备料筒6、收纳于料筒6的内部的两根螺杆7a、7b。料筒6包括缸部8，该缸部8具有将两个圆筒组合而成的形状。上述树脂从设置于料筒6的一端部的供给口 9被连续地供给至缸部8。此外，料筒6还具备加热器，该加热器用于对供给至缸部8的树脂进行加热。
[0082]螺杆7a、7b以彼此啮合的状态被收纳于缸部8。螺杆7a、7b受到从未图示的马达传来的扭矩而彼此朝相同方向旋转。如图3所示，螺杆7a、7b分别具有进料部11、混炼部12和抽吸部13。进料部11、混炼部12和抽吸部13沿着螺杆7a、7b的轴向排成一列。
[0083]进料部11具有呈螺旋状扭转的螺棱14。螺杆7a、7b的螺棱14以彼此啮合的状态进行旋转，并将从供给口 9供给来的两种树脂朝向混炼部12搬运。
[0084]混炼部12具有沿螺杆7a、7b的轴向排列的多个盘片15。螺杆7a、7b的盘片15以彼此相向的状态旋转，并对从进料部11送来的树脂进行预混炼。混炼后的树脂通过螺杆7a、7b的旋转而被送入抽吸部13。
[0085]抽吸部13具有呈螺旋状扭转的螺棱16。螺杆7a、7b的螺棱16以彼此啮合的状态进行旋转，并将预混炼后的树脂从料筒6的排出端挤出。
[0086]使用这样的双轴混炼机时，被供给至螺杆7a、7b的进料部11的树脂因伴随螺杆7a、7b的旋转而产生的剪切发热和来自被加热器加热的料筒6的热而熔融。通过双轴混炼机中的预混炼而熔融的树脂构成掺合的原料。如图1中箭头A所示，原料从料筒6的排出端连续地供给至第二挤出机3。
[0087]在原料被供给至第二挤出机3的时刻，原料已通过在第一挤出机2中的预混炼而熔融，具有流动性。所以，能减轻对原料进行正式混炼的第二挤出机3的负担。
[0088]第二挤出机3是用于生成混炼物的单元，该混炼物具有原料的高分子成分呈纳米分散化的微观的分散结构。本实施方式中，作为第二挤出机3，使用单轴挤出机。单轴挤出机具备料筒20和一根螺杆21。螺杆21具有对熔融后的原料反复施加剪切作用和拉伸作用的功能。关于包含螺杆21的第二挤出机3的结构，在后面详细说明。
[0089]第三挤出机4是用于除去从第二挤出机3挤出的混炼物中所含的气体成分的单元。本实施方式中，作为第三挤出机4，使用单轴挤出机。如图4所示，单轴挤出机具备料筒22和收纳于料筒22的一根排气螺杆23。料筒22包括笔直的圆筒状的缸部24。从第二挤出机3挤出的混炼物从沿缸部24的轴向的一端部被连续地供给至缸部24。
[0090]料筒22具有排气口25。排气口25在缸部24的轴向上的中间部开口，并与真空栗26连接。此外，料筒22的缸部24的另一端部由头部27堵塞。头部27具有供混炼物排出的排出口
28 ο
[0091]排气螺杆23收纳于缸部24。排气螺杆23受到从未图示的马达传来的扭矩而朝一个方向旋转。排气螺杆23具有呈螺旋状扭转的螺棱29 ο螺棱29与排气螺杆23—体地旋转，并将供给至缸部24的混炼物朝着头部27连续地搬运。
[0092]混炼物在被搬运至与排气口25对应的位置时，受到真空栗26的真空压力。藉此，从混炼物中连续地除去混炼物中所含的气体状物质及其它挥发成分。除去气体状物质及其它挥发成分后的混炼物从头部27的排出口 28被连续地排出到高剪切加工装置I之外。
[0093]接着，对第二挤出机3进行详细说明。
[0094]如图5和图6所示，第二挤出机3的料筒20为笔直的筒状，且水平地配置。料筒20分割为多个料询兀件31。
[0095]各料筒元件31具有圆筒状的通孔32。料筒元件31以各通孔32呈同轴状连续的方式一体地结合。料筒元件31的通孔32相互配合而在料筒20的内部限定圆筒状的缸部33。缸部33沿料筒20的轴向延伸。
[0096]供给口34形成于料筒20的轴向上的一端部。供给口 34与缸部33连通，由第一挤出机2掺合后的原料被连续地供给至该供给口 34。
[0097]料筒20具备未图示的加热器。加热器调整料筒20的温度，以使得料筒20的温度达到最适于原料的混炼的值。此外，料筒20具备供例如水或油这样的制冷剂流通的制冷剂通路35。制冷剂通路35以包围缸部33的方式配置。制冷剂在料筒20的温度超过预先确定的上限值时沿着制冷剂通路35流动，对料筒20进行强制冷却。
[0098]料筒20的轴向上的另一端部由头部36堵塞。头部36具有排出口36a。排出口 36a相对于供给口 34位于料筒20的轴向上的相反侧的位置，且与第三挤出机4连接。
[0099]如图5至图7所示，螺杆21具备螺杆主体37。本实施方式的螺杆主体37由一根旋转轴38和多个圆筒状的筒体39构成。
[0100]旋转轴38具备第一轴部40和第二轴部41。第一轴部40位于料筒20的一端部侧、SP旋转轴38的基端。第一轴部40包括接头部42和限位部43。接头部42通过未图示的联接器与马达等驱动源连接。限位部43以与接头部42呈同轴状的方式设置。限位部43的直径比接头部42大。第二轴部41从第一轴部40的限位部43的端面以同轴状延伸。第二轴部41具有横跨料筒20的大致全长的长度，且具有与头部36相向的前端。
[0101]第二轴部41是直径比限位部43小的坚实的圆柱状。如图8和图9所示，在第二轴部41的外周面安装有一对键45a、45b。键45a、45b在第二轴部41的周向上错开180°的位置处沿第二轴部41的轴向延伸。
[0102]此外，螺杆主体37具有笔直的轴线01。轴线01以同轴状贯穿第一轴部40和第二轴部41，并沿旋转轴38的轴向水平地延伸。
[0103]如图6至图10所示，筒体39是限定螺杆主体37的外径的单元，且以同轴状套在第二轴部41上。根据本实施方式，所有的筒体39的外径Dl设定成彼此相同。
[0104]筒体39在其轴向上的两端具有端面39a。端面39a是沿与轴线01正交的方向的平坦的面。在筒体39的内周面形成有一对键槽47a、47b。键槽47a、47b在筒体39的周向上错开180°的位置处沿筒体39的轴向延伸，且在筒体39的两个端面39a上开口。
[0105]筒体39在使键槽47a、47b与第二轴部41的键45a、45b对齐的状态下从第二轴部41的前端的方向套在第二轴部41上。本实施方式中，在最先套在第二轴部41上的筒体39与第一轴部40的限位部43的端面之间存在有第一套环48。此外，在将全部筒体39套在第二轴部41上之后，通过固定螺钉49将第二套环50固定于第二轴部41的前端面。
[0106]固定螺钉49是紧固件的一例，第二套环50是端板的一例。通过将第二套环50固定于第二轴部41的前端面，所有的筒体39在第二轴部41的轴向上被紧固在第一套环48与第二套环50之间，相邻的筒体39的端面39a无间隙地紧贴。
[0107]其结果是，构成所有的筒体39在第二轴部41上以同轴状连接、外径固定的分段式的螺杆主体37。同时，旋转轴38和筒体39组装成一体结构物，筒体39追随旋转轴38以轴线Ol为中心进行旋转。
[0?08] 本实施方式中，筒体39并不限定于通过键45a、45b而固定于旋转轴38。例如，作为键45a、45b的替代，也可使用如图2所示的花键将筒体39固定于旋转轴38。
[0109]螺杆21被收纳于料筒20的缸部33。螺杆21的螺杆主体37设置在与缸部33呈同轴状的位置，在该螺杆主体37的外周面与缸部33的内周面之间形成有搬运路51。如图8和图9所示，搬运路51的沿缸部33的径向的截面形状为圆环形，且沿缸部33的轴向延伸。此外，旋转轴38的接头部42和限位部43从料筒20的一端部向料筒20外突出。
[0110]本实施方式中，从旋转轴38的基端的方向观察螺杆21时，螺杆21受到来自驱动源的扭矩而如图5中箭头所示沿逆时针方向朝左旋转。螺杆21的转速优选设为600rpm?3000rpmo
[0111]如图5至图7以及图10所示，螺杆主体37具有搬运原料的多个搬运部54和限制原料的流动的多个屏障部55。搬运部54和屏障部55在螺杆主体37的轴向上以交替排列的方式配置。也可将螺杆主体37的轴向说成螺杆主体37的长轴方向。
[0112]各搬运部54具有呈螺旋状扭转的螺棱56ο螺棱56从筒体39的沿周向的外周面朝向搬运路51伸出，该螺棱56的顶部构成搬运部54的外周面。螺棱56以螺杆21朝左旋转时将原料从螺杆主体37的前端朝向基端搬运的方式扭转。换言之，螺棱56以螺棱56的扭转方向与左旋螺纹相同的方式扭转。
[0113]螺杆主体37的沿轴向的搬运部54的长度可根据例如原料的种类、原料的混炼程度、单位时间内的混炼物的生产量等进行适当设定。此外，搬运部54至少是在筒体39的外周面形成有螺棱56的区域，但并不限定于螺棱56的起点与终点之间的区域。
[0114]S卩，筒体39的外周面中偏离螺棱56的区域有时也被视为搬运部54，在与具有螺棱56的筒体39相邻的位置配置有圆筒状的隔板或圆筒状的套环的情况下，该隔板、套环也可包括在搬运部54中。
[0115]各屏障部55具有呈螺旋状扭转的螺棱57。螺棱57从筒体39的沿周向的外周面朝向搬运路51伸出，该螺棱57的顶部构成屏障部55的外周面。螺棱57以螺杆21朝左旋转时将原料从螺杆主体37的基端朝向前端搬运的方式扭转。换言之，螺棱57以螺棱57的扭转方向与右旋螺纹相同的方式扭转。
[0116]螺棱57的间距与螺棱56的间距相同，或者比螺棱56的间距小。此外，在螺棱56、57的顶部与料筒20的缸部33的内周面之间确保有微小的间隙。
[0117]螺杆主体37的沿轴向的屏障部55的长度可根据例如原料的种类、原料的混炼程度、单位时间内的混炼物的生产量等进行适当设定。屏障部55起到阻止被搬运部54送来的原料流动的功能。即，屏障部55构造成在原料的搬运方向的下游侧与搬运部54相邻，并妨碍被搬运部54送来的原料通过螺棱57的顶部与缸部33的内周面之间的间隙。
[0118]本实施方式中，在与料筒20的一端部对应的螺杆主体37的基端设置有屏障部55，在与料筒20的另一端部对应的螺杆主体37的前端部设置有排出用螺棱58。排出用螺棱58从位于螺杆主体37前端部的筒体39的外周面朝向搬运路51伸出。排出用螺棱58以将原料从螺杆主体37的基端朝前端的方向搬运的方式扭转。料筒20的供给口 34与最接近螺杆主体37基端的一个搬运部54的轴向中间部相向。
[0119]根据本实施方式，螺棱56、57、58从外径Dl全都相等的多个筒体39的外周面朝向搬运路51伸出。因此，筒体39的外周面限定了螺杆21的小径。螺杆21的小径在螺杆21的全长范围内保持为固定值。
[0120]如图5至图7、图10所示，螺杆主体37具有在螺杆主体37的轴向上延伸的多个通路60。通路60在螺杆主体37的轴向上以存有间隔的方式排列。此外，在螺杆主体37的轴向上的中间部，如图9所示，在螺杆主体37的轴向上延伸的四个通路60以在螺杆主体37的周向上存有90°的间隔的方式排列。
[0121]如图6和图10所示，在将一个屏障部55和夹着该屏障部55的两个搬运部54作为一个单元时，各通路60以横跨在与这些搬运部54和屏障部55对应的三个筒体39之间的方式形成。
[0122]具体说明的话，各通路60由第一至第三通路单元61、62、63限定。第一通路单元61可说成是通路60的入口。第一通路单元61在上述每一个单元中在与比屏障部55靠近螺杆主体37的基端侧的搬运部54对应的筒体39的外周面上开口。第一通路单元61的开口端在与搬运部54对应的筒体39的外周面上位于搬运部54与比该搬运部54接近螺杆主体37的基端侧且同该搬运部54相邻的屏障部55之间的边界附近。此外，第一通路单元61的开口端偏离螺棱56。
[0123]本实施方式中，第一通路单元61通过对筒体39的外周面实施例如使用钻头的机械加工而形成。因此，第一通路单元61是具有圆形的截面形状的孔，以与轴线01正交的方式从筒体39的外周面沿筒体39的径向延伸。第一通路单元61的底部61a形成为被钻头的前端削成圆锥状的倾斜面。
[0124]第二通路单元62可说成是供原料流通的通路主体。第二通路单元62以横跨于与搬运部54和屏障部55对应的三个筒体39之间的方式与螺杆主体37的轴线01平行地延伸。所以，第二通路单元62在中途不分岔而在螺杆主体37的轴向上被设置为一直线状，并具有预先确定的全长。
[0125]如图10最好地所示，第二通路单元62由第一部分65a、第二部分65b和第三部分65c构成，上述第一部分65a形成于上述三个筒体39中靠近螺杆主体37的基端侧的筒体39的内部，上述第二部分65b形成于上述三个筒体39中的中间的筒体39的内部，上述第三部分65c形成于上述三个筒体39中靠近螺杆主体37的前端侧的筒体39的内部。第一部分65a、第二部分65b和第三部分65c沿着螺杆主体37的轴向以同轴状排列。
[0126]第二通路单元62的第一部分65a在筒体39的轴向上以直线状延伸，且在该筒体39中的靠相邻的中间的筒体39侧的端面39a上开口。第一部分65a的与开口端相反的一侧的端部被筒体39的端壁39b堵塞。根据本实施方式，第二通路单元62的第一部分65a通过对筒体39的端面39a实施例如使用钻头的机械加工来形成。因此，第一部分65a被限定为具有圆形的截面形状的孔。
[0127]第二通路单元62的第二部分65b通过对中间的筒体39实施例如使用钻头的机械加工来形成。第二部分65b在轴向上贯穿中间的筒体39，且在中间的筒体39的两个端面39a上开口。因此，第二部分65b被限定为具有圆形的截面形状的孔。
[0128]第二通路单元62的第三部分65c在筒体39的轴向上以直线状延伸，且在该筒体39中的靠相邻的中间的筒体39侧的端面39a上开口。第三部分65c的与开口端相反的一侧的端部被筒体39的端壁39b堵塞。根据本实施方式，第二通路单元62的第三部分65c通过对筒体39的端面39a实施例如使用钻头的机械加工来形成。因此，第三部分65c被限定为具有圆形的截面形状的孔。
[0129]如图6和图10所示，在将相邻的三个筒体39沿旋转轴38的轴向紧固时，第一部分65a的开口端、第二部分65b的开口端和第三部分65c的开口端以相互连通的方式呈同轴状对接。
[0130]第三通路单元65c可说成是通路60的出口。第三通路单元65c在上述每一个单元中在与比屏障部55靠近螺杆主体37的前端侧的搬运部54对应的筐体39的外周面上开口。第三通路单元63的开口端在与搬运部54对应的筒体39的外周面上位于搬运部54与比该搬运部54接近螺杆主体37的前端侧且同该搬运部54相邻的屏障部55之间的边界附近。此外，第三通路单元65c的开口端偏离螺棱56。
[0131]此外，本实施方式中，第三通路单元63通过对筒体39的外周面实施例如使用钻头的机械加工而形成。因此，第三通路单元63是具有圆形的截面形状的孔，且从筒体39的外周面沿筒体39的径向延伸。第三通路单元63的底部63a形成为被钻头的前端削成圆锥状的倾斜面。
[0132]第一通路单元61的开口端和第三通路单元63的开口端将两个搬运部54和一个屏障部55夹在中间，且在螺杆主体37的轴向上彼此分离。换言之，在第一通路单元61的开口端与第三通路单元63的开口端之间，螺杆主体37的表面的形态发生变化。
[0133]如图10所示，第二通路单元62的与第一部分65a的开口端相反一侧的端部在筒体39的内部与第一通路单元61连接。第一通路单元61和第二通路单元62的第一部分65a在一起维持圆形的截面形状的状态下彼此连通。此外，第二通路单元62的第一部分65a的端部在偏离第一通路单元61的圆锥状的底部61a的位置处与第一通路单元61连接。第二通路单元62的第一部分65a也可与第一通路单元61的底部61a连接。
[0134]因此，第一通路单元61可说成是第一立起部，该第一立起部以在螺杆主体37的外周面上开口的方式从第二通路单元62的第一部分65a的端部沿筒体39的径向立起。
[0135]第二通路单元62的与第三部分65c的开口端相反一侧的端部在筒体39的内部与第三通路单元63连接。第三通路单元63和第二通路单元62的第三部分65c在一起维持圆形的截面形状的状态下彼此连通。此外，第二通路单元62的第三部分65c的端部在偏离第三通路单元63的圆锥状的底部63a的位置处与第三通路单元63连接。第二通路单元62的第三部分65c也可与第三通路单元63的底部63a连接。
[0136]因此，第三通路单元63可说成是第二立起部，该第二立起部以在螺杆主体37的外周面上开口的方式从第二通路单元62的第三部分65c的端部沿筒体39的径向立起。
[0137]此外，在螺杆主体37的中间部，成为通路60的入口的第一通路单元61和成为相邻的其它通路60的出口的第三通路单元63在相邻的两个屏障部55之间与搬运路51连通。
[0138]与此同时，通过在筒体39的内部设置通路60，该通路60相对于螺杆主体37的轴线01偏心。因此，通路60在螺杆主体37旋转时绕着轴线01公转。
[0139]构成第二通路单元62的孔的内径可设定为例如Imm以上且小于6mm，优选设定为Imm以上且5mm以下。此外，第二通路单元62的内径比成为入口的第一通路单元61的内径小。同时，第二通路单元62的沿径向的截面面积设定得远小于沿缸部33的径向的搬运路51的截面面积。
[0140]根据本实施方式，筒体39具有圆筒状的壁面66，该圆筒状的壁面66限定构成第一至第三通路单元61、62、63的孔的形状。由壁面66包围的第一至第三通路单元61、62、63是仅允许原料流通的中空的空间，且在该空间内不存在构成螺杆主体37的单元。此外，当螺杆主体37旋转时，壁面66不以轴线01为中心自转而是绕着轴线01公转。
[0141]本实施方式中，将多个筒体39从旋转轴38拆卸而将螺杆21分解时，至少形成有螺棱56、57、58的一部分的筒体39也可称为螺杆元件。
[0142]此外，根据本实施方式，螺杆21的螺杆主体37通过将作为螺杆元件的多个筒体39依次套在旋转轴38上而构成。因此，根据例如原料的混炼程度，能实现搬运部54和屏障部55的更换或重组，并能容易地进行更换或重组时的作业。
[0143]此外，通过将多个筒体39在旋转轴38的轴向上紧固且使相邻的筒体39的端面39a彼此紧贴，可形成通路60的第二通路单元(通路主体)62，通过该第二通路单元62可使第一通路单元(入口)61与第三通路单元(出口)63之间一体地连通
[0144]因此，在螺杆主体37上形成通路60时，只要对各筒体39实施加工即可，这些筒体39的长度远小于螺杆主体37的全长。因此，形成通路60时作业性及处理会变得容易。
[0145]根据这样的结构的连续式高剪切加工装置I，第一挤出机2对多种树脂进行预混炼。通过该混炼而熔融的树脂成为掺合的具有流动性的原料，且被连续地供给至第二挤出机3的供给口 34。
[0146]如图11中箭头B所示，供给至第二挤出机3的原料被投入至螺杆21的最接近基端的搬运部54的外周面。螺杆21在从旋转轴38的基端的方向观察时沿逆时针方向朝左旋转，所以，如图11中实线的箭头所示，搬运部54的螺棱56将从供给口34投入的原料朝着在螺杆主体37的基端侧与搬运部54相邻的屏障部55搬运。即，螺棱56将从供给口 34投入的原料朝着螺杆主体37的基端反向送料。
[0147]此时，因在搬运路51内旋转的螺棱56与缸部33的内周面之间的速度差而产生的剪切作用施加于原料，并因螺棱56的微小的扭转状态而搅拌原料。其结果是，原料被正式混炼，使原料的高分子成分分散化。
[0148]受到剪切作用的原料沿着搬运路51到达搬运部54与屏障部55之间的边界。屏障部55的螺棱57以螺杆21朝左旋转时将原料从螺杆主体37的基端朝向前端搬运的方式朝右方扭转，所以螺棱57将由螺棱56送入的原料阻止。换言之，屏障部55的螺棱57在螺杆21朝左旋转时限制由螺棱56送入的原料流动，并妨碍原料经由屏障部55的外周面与缸部33的内周面之间的间隙而穿过。
[0149]其结果是，原料在搬运部54与屏障部55间的边界处的压力升高。具体而言，图12以渐变色表示搬运路51中与螺杆主体37的搬运部54对应的部位的原料的填充率，色调越深则原料的填充率越高。从图12可知，在搬运路51中，随着接近屏障部55，原料的填充率变高，在屏障部55的跟前，原料的填充率为100 %。
[0150]因此，在屏障部55的跟前形成有原料的填充率为100%的原料池R。在原料池R中，因为原料的流动被阻止，所以原料的压力升高。如图11和图12中虚线的箭头所示，压力升高后的原料从通路60的第一通路单元61流入第二通路单元62。
[0151]第二通路单元62的沿径向的截面面积比沿缸部33的径向的搬运路51的截面面积小。换言之，第二通路单元62的内径远小于螺杆主体37的外径，所以，在原料通过第二通路单元62时原料被剧烈地节流，该原料受到拉伸作用。
[0152]此外，第二通路单元62的截面面积比搬运路51的截面面积小很多，所以，尽管积存于原料池R的原料流入通路60，屏障部55跟前的原料池R也不会消失。因此，即使利用例如螺棱56送入屏障部55的原料的流量稍微减少，也能由积存于原料池R的原料来填补流量的减少量。因此，可始终以稳定的状态将原料供给至通路60。
[0153]如图12中实线的箭头所示，通过第二通路单元62后的原料经由第三通路单元63而返回至在螺杆主体37的前端侧相邻的搬运部54。返回的原料被搬运部54的螺棱56向螺杆主体37的基端搬运，在该搬运的过程中再次受到剪切作用。受到剪切作用的原料从通路60的第一通路单元61流入第二通路单元62，且在流经该第二通路单元62的过程中再次受到拉伸作用。
[0154]本实施方式中，多个搬运部54和多个屏障部55在螺杆主体37的轴向上交替排列，且多个通路60在螺杆主体37的轴向上以存有间隔的方式排列。因此，如图10和图11中的箭头所示，从供给口 34投入螺杆主体37的原料一边交替地反复受到剪切作用和拉伸作用，一边从螺杆主体37的基端被连续地向前端的方向搬运。因此，原料的混炼程度得到强化，原料的高分子成分的分散化得到促进。
[0155]多个通路60的第二通路单元62分别经由第一通路单元61和第三通路单元63而在螺杆主体37的外周面上开口。因此，在各通路60中，从第一通路单元61流入第二通路单元62的原料必定会通过第三通路单元63而返回至螺杆主体37的外周面，原料不会在多个通路60之间混合。
[0156]因此，能避免原料的混炼度过高，能实现与所要求的混炼度相应的适当的混炼。
[0157]到达螺杆主体37的前端的原料成为被充分混炼的混炼物，并从通路60的出口63被引导至缸部33与头部36之间的间隙。此外，混炼物从头部36的排出口 36a被连续地供给至第三挤出机4。
[0158]在第三挤出机4中，如已说明的那样，混炼物中所含的气体状物质及其它挥发成分被连续地从混炼物中除去。除去气体状物质及其它挥发成分后的混炼物从头部27的排出口28被不间断地连续排出到高剪切加工装置I之外。排出后的混炼物浸渍在水槽内积蓄的冷却水中。藉此，混炼物被强制冷却，可得到所要求的树脂成形品。
[0159]在第二挤出机3中，从第一挤出机2供给来的原料在螺杆主体37的轴向上经历数次地一边反复逆转一边被搬运，在该搬运的过程中对原料反复施加剪切作用和拉伸作用。换言之，原料不会在螺杆主体37的外周面上的同一部位循环多次，所以能将原料从第二挤出机3不间断地供给至第三挤出机4。
[0160]藉此，能连续地对充分混炼后的混炼物进行成形，与分批式的高剪切成形装置相比较，能飞跃性地提高混炼物的生产效率。
[0161]与此同时，在本实施方式中，由第一挤出机2预先混炼后的树脂不间断地被持续供给至第二挤出机3，所以树脂的流动不会在第一挤出机2的内部暂时停滞。因此，能防止因预先混炼后的树脂滞留在第一挤出机2的内部而引起的树脂的温度变化、粘度变化或相变化。因此，能始终将品质均匀的原料从第一挤出机2供给至第二挤出机3。
[0162]根据第一实施方式，对原料施加拉伸作用的通路60在相对于轴线01偏心的位置处沿螺杆主体37的轴向延伸，该轴线Ol为螺杆主体37的旋转中心，所以通路60绕着轴线Ol公转。换言之，限定通路60的圆筒状的壁面66不以轴线01为中心进行自转而是绕着轴线01进行公转。
[0163]因此，在原料通过通路60时，虽然原料受到离心力，但该原料在通路60的内部并没有被频繁地搅拌。因此，通过通路60的原料不易受到剪切作用，通过通路60而返回至搬运部54的原料受到的主要是拉伸作用。
[0164]因此，根据第一实施方式的螺杆21，能明确限定对原料施加剪切作用的部位和对原料施加拉伸作用的部位。因此，在确保原料的混炼程度的方面是有利的结构，并能高精度地控制混炼的程度。其结果是，能生成具有原料的高分子成分纳米分散化的微观分散结构。
[0165]此外，因为多个通路60全部相对于轴线01偏心，所以能对通过多个通路60的原料均等地施加拉伸作用。即，能消除在多个通路60之间的混炼条件的不均匀，能进行均匀的混炼。
[0166]根据第一实施方式，多个筒体39的外径Dl设定成彼此相同，所以搬运路51在螺杆主体37的轴向的全长范围内具有同样的圆环状的截面形状。因此，在通过搬运路51对原料反复施加剪切作用和拉伸作用时，能依次顺利地对原料施加剪切作用和拉伸作用，能进行更加均匀的混炼。
[0167]此外，根据第一实施方式，不具有以往的单轴挤出机的螺杆所具备的可塑化区域，而是采用将搬运部54、屏障部55和通路60组合配置的螺杆21，所以能容易地操作第二挤出机3。
[0168][第一实施方式的变形例]
[0169]图13和图14揭示了与第一实施方式具有关联性的变形例。
[0170]在图13表示的变形例中，在设置有第二通路单元62的第二部分65b的筒体39的外周面连续地形成有构成屏障部55的全部螺棱57和构成搬运部54的部分螺棱56。即，第二通路单元62的第二部分65b位于形成有两种螺棱56、57的筒体39的内部。
[0171]在这样的结构的情况下，作为设置有第二通路单元62的第二部分65b的筒体39，如果准备如图14所示的在外周面的全部区域形成有屏障部55用的螺棱57的专用的筒体68，则能用该筒体68替换形成有两种螺棱56、57的上述筒体39。
[0172]藉此，在形成通路60的三个筒体39、68的长度范围内，能根据例如原料的混炼程度来改变搬运部54用的螺棱56所占的区域和屏障部55用的螺棱57所占的区域的比例。
[0173][第二实施方式]
[0174]图15揭示了第二实施方式。第二实施方式中，与螺杆21的旋转轴38相关的事项与第一实施方式不同。除此以外的第二挤出机3的结构基本上与第一实施方式相同。因此，在第二实施方式中，对于与第一实施方式相同的结构部分标以相同的参照符号，并省略其说明。
[0175]如图12所示，在旋转轴38的内部形成有制冷剂通路71。制冷剂通路71沿着旋转轴38的轴线01以同轴状延伸。制冷剂通路71的一端在接头部42的部位通过旋转接头72与出口配管73连接。制冷剂通路71的另一端在旋转轴38的前端被液密地堵塞。
[0176]在制冷剂通路71的内部以同轴状插入有制冷剂导入管74。制冷剂导入管74的一端通过旋转接头72与入口配管75连接。制冷剂导入管74的另一端在制冷剂通路71的另一端附近在制冷剂通路71内开口。
[0177]在第二实施方式中，水或油等制冷剂从入口配管75经由旋转接头72和制冷剂导入管74被送入制冷剂通路71 ο被送入制冷剂通路71的制冷剂通过制冷剂通路71的内周面与制冷剂导入管74的外周面之间的间隙返回至旋转轴38的接头部42，并经由旋转接头72返回至出口配管73。
[0178]根据第二实施方式，制冷剂沿着旋转轴38的轴向进行循环，所以能利用该制冷剂来冷却螺杆主体37。因此，能对与原料接触的螺杆主体37的温度进行适当的调节，能在基于原料的温度上升的树脂的劣化和粘度的变化等发生之前进行防止。
[0179][第三实施方式]
[0180]图16至图22揭示了第三实施方式。第三实施方式中，与螺杆21的螺杆主体37相关的事项与第一实施方式不同。除此以外的第二挤出机3的结构基本上与第一实施方式相同。因此，在第三实施方式中，对于与第一实施方式相同的结构部分标以相同的参照符号，并省略其说明。
[0181 ]如图16和图17所不，与第一实施方式同样，构成螺杆主体37的多个筒体39在第一套环48与第二套环50之间沿第二轴部41的轴向被紧固，相邻的筒体39的端面39a无间隙地紧贴。
[0182]螺杆主体37具有搬运原料的多个搬运部81和限制原料的流动的多个屏障部82。搬运部81和屏障部82在螺杆主体37的轴向上以交替排列的方式配置。
[0183]如图17和图19所示，各搬运部81具有呈螺旋状扭转的螺棱84。螺棱84从筒体39的沿周向的外周面朝向搬运路51伸出，该螺棱84的顶部构成搬运部81的外周面。螺棱84以螺杆21朝左旋转时将原料从螺杆主体37的基端朝向前端搬运的方式扭转。换言之，螺棱84以螺棱84的扭转方向与右旋螺纹相同的方式扭转。
[0184]螺杆主体37的沿轴向的搬运部81的长度可根据例如原料的种类、原料的混炼程度、单位时间内的混炼物的生产量等进行适当设定。此外，搬运部81至少是在筒体39的外周面形成有螺棱84的区域，但并不限定于螺棱84的起点与终点之间的区域。
[0185]换言之，筒体39的外周面中的偏离螺棱84的区域有时也被视为搬运部81。同时，在与具有螺棱84的筒体39相邻的位置上配置有圆筒状的隔板或圆筒状的套环的情况下，该隔板或套环也可包含在搬运部81内。
[0186]各屏障部82具有呈螺旋状扭转的螺棱85。螺棱85从筒体39的沿周向的外周面朝向搬运路51伸出，该螺棱85的顶部构成屏障部82的外周面。螺棱85以螺杆21朝左旋转时将原料从螺杆主体37的前端朝向基端搬运的方式扭转。换言之，螺棱85以螺棱85的扭转方向与左旋螺纹相同的方式扭转。
[0187]屏障部82的螺棱85的间距与搬运部81的螺棱84的间距相同，或者比螺棱84的间距小。此外，在螺棱84、85的顶部与料筒20的缸部33的内周面之间确保有微小的间隙。
[0188]螺杆主体37的沿轴向的屏障部82的长度可根据例如原料的种类、原料的混炼程度、单位时间内的混炼物的生产量等进行适当设定。屏障部82起到阻止被搬运部81送来的原料流动的功能。即，屏障部82构造成在原料的搬运方向的下游侧与搬运部81相邻，并阻止被搬运部81送来的原料通过螺棱85的顶部与缸部33的内周面之间的间隙。
[0189]因此，在本实施方式的第二挤出机3中，前提是原料的流动在屏障部82的位置处被阻止，原料不通过屏障部82的外周面与缸部33的内周面之间的间隙。
[0190]根据本实施方式，在螺杆主体37的基端，多个搬运部81在螺杆主体37的轴向上连续地排列。料筒20的供给口34在螺杆主体37的基端与一个搬运部81的轴向中间部相向。同样地，在螺杆主体37的前端，多个搬运部81在螺杆主体37的轴向上连续地排列。
[0191 ]如图17和图19所示，在螺杆主体37的中间部，在共同的筒体39的沿周向的外周面上连续地形成有构成搬运部81的螺棱84和构成屏障部82的螺棱85。即，在一个筒体39的外周面上沿轴向连续地形成有功能不同的两种螺棱84、85。构成屏障部82的螺棱85相对于构成搬运部81的螺棱84位于螺杆主体37的前端侧。
[0192]此外，本实施方式中，螺棱84、85从外径Dl全都相等的多个筒体39的外周面朝向搬运路51伸出。因此，筒体39的外周面限定了螺杆21的小径。螺杆21的小径在螺杆21的全长范围内保持为固定值。
[0193]如图16至图20所示，螺杆主体37具有在螺杆主体37的轴向上延伸的多个通路86。通路86以位于沿螺杆主体37的轴向的同一直线上的位置的方式排成一列。各通路86以横跨在形成有两种螺棱84、85的两个筒体39之间的方式形成在该筒体39的内部。具体说明话，各通路86由第一至第三通路单元87、88、89限定。
[0194]第一通路单元87可说成是通路86的入口。第一通路单元87在相邻的两个筒体39中的一方筒体39的外周面上开口。第一通路单元87的开口端位于搬运部81与屏障部82间的边界，并偏离搬运部81的螺棱84和屏障部82的螺棱85。
[0195]此外，本实施方式中，第一通路单元87通过对一方筒体39的外周面实施例如使用钻头的机械加工而形成。因此，第一通路单元87是具有圆形的截面形状的孔，以与轴线01正交的方式从一方筒体39的外周面沿筒体39的径向延伸。第一通路单元87的底部87a形成为被钻头的前端削成圆锥状的倾斜面。
[0196]第二通路单元88可说成是供原料流通的通路主体。第二通路单元88以横跨于相邻的两个筒体39之间的方式与螺杆主体37的轴线01平行地延伸。所以，第二通路单元88在中途不分岔而在螺杆主体37的轴向上被设置为一直线状，并具有预先确定的全长。
[0197]如图20所最好地示出，第二通路单元88具备:第一部分91a，该第一部分91a形成于一方筒体39的内部;和第二部分91b，该第二部分91b形成于另一方筒体39的内部。
[0198]第二通路单元88的第一部分91a在一方筒体39的轴向上以直线状延伸，且在一方筒体39中的另一方筒体39侧的端面39a上开口。第一部分91a的与开口端相反的一侧的端部被一方筒体39的轴向上的中间部堵塞。根据本实施方式，第二通路单元88的第一部分91a通过从一方筒体39的端面39a侧对一方筒体39实施例如使用钻头的机械加工来形成。因此，第一部分91a由具有圆形的截面形状的孔限定。
[0199]第二通路单元88的第二部分91b在另一方筒体39的轴向上以直线状延伸，且在另一方筒体39中的一方筒体39侧的端面39a上开口。第二部分91b的与开口端相反的一侧的端部被另一方筒体39的内部堵塞。
[0200]根据本实施方式，第二通路单元88的第二部分91b通过从另一方筒体39的端面39a侧对另一方筒体39实施例如使用钻头的机械加工来形成。因此，第二部分91b与第一部分91a同样地由具有圆形的截面形状的孔限定。
[0201]如图17和图20所最好地示出，在将相邻的两个筒体39沿旋转轴38的轴向紧固时，第一部分91a的开口端和第二部分91b的开口端以相互连通的方式呈同轴状对接。
[0202]第三通路单元89可说成是通路86的出口。第三通路单元89在相邻的两个筒体39中的另一方筒体39的外周面上开口。第三通路单元89的开口端位于搬运部81的上游端，且偏离该搬运部81所具有的螺棱84。其结果是，第一通路单元87的开口端和第三通路单元89的开口端将屏障部82夹在中间，且在螺杆主体37的轴向上彼此分离。
[0203]此外，本实施方式中，第三通路单元89通过对另一方筒体39的外周面实施例如使用钻头的机械加工而形成。因此，第三通路单元89是具有圆形的截面形状的孔，以与轴线01正交的方式从另一方筒体39的外周面沿筒体39的径向延伸。第三通路单元89的底部89a形成为被钻头的前端削成圆锥状的倾斜面。
[0204]如图20所示，第二通路单元88的与第一部分91a的开口端相反一侧的端部在一方筒体39的内部与第一通路单元87连接。第一通路单元87和第二通路单元88的第一部分91a在一起维持圆形的截面形状的状态下彼此连通。此外，第二通路单元88的第一部分91a在偏离第一通路单元87的圆锥状的底部87a的位置处与第一通路单元87连接。第二通路单元88的第一部分91a也可与第一通路单元87的底部87a连接。
[0205]因此，第一通路单元87可说成是第一立起部，该第一立起部以在螺杆主体37的外周面上开口的方式从第二通路单元88的第一部分91a的端部沿筐体39的径向立起。
[0206]第二通路单元88的与第二部分91b的开口端相反一侧的端部在另一方筒体39的内部与第三通路单元89连接。第三通路单元89和第二通路单元88的第二部分91b在一起维持圆形的截面形状的状态下彼此连通。此外，第二通路单元88的第二部分91b在偏离第三通路单元89的圆锥状的底部89a的位置处与第三通路单元89连接。第二通路单元88的第二部分91b也可与第三通路单元89的底部89a连接。
[0207]因此，第三通路单元89可说成是第二立起部，该第二立起部以在螺杆主体37的外周面上开口的方式从第二通路单元88的第二部分91b的端部沿筐体39的径向立起。
[0208]根据本实施方式，通过在筒体39的内部设置通路86，该通路86相对于螺杆主体37的轴线01偏心。因此，通路86在螺杆主体37旋转时绕着轴线01公转。
[0209]构成第二通路单元88的孔的内径可设定为例如Imm以上且小于6mm，优选设定为Imm以上且5mm以下。此外，第二通路单元88的内径比成为入口的第一通路单元87的内径小。同时，第二通路单元88的沿径向的截面面积设定成远小于沿缸部33的径向的搬运路51的截面面积。
[0210]根据本实施方式，筒体39具有圆筒状的壁面92，该圆筒状的壁面92限定构成第一至第三通路单元87、88、89的孔的形状。由壁面92包围的第一至第三通路单元87、88、89是仅允许原料流通的中空的空间，且在该空间内不存在构成螺杆主体37的单元。此外，当螺杆主体37旋转时，壁面92不以轴线01为中心自转而是绕着轴线01公转。
[0211]此外，在本实施方式中，将形成有螺棱84、85的多个筒体39从旋转轴38拆卸下来时，设置第一通路单元87和第三通路单元89中的至少任一方且内部设有第二通路单元88的筒体39可说成是螺杆元件。
[0212]根据这样的结构，在第一挤出机2中掺合后的具有流动性的原料从第二挤出机3的供给口 34被连续地供给至搬运路51。如图21中箭头C所示，供给至第二挤出机3的原料被投入至位于螺杆37的基端的一个搬运部81的外周面。螺杆21在从旋转轴38的基端的方向观察时沿逆时针方向朝左旋转，所以，如图21中实线的箭头所示，搬运部81的螺棱84将从供给口34投入的原料朝着螺杆主体37的前端搬运。
[0213]此时，因在搬运路51内旋转的螺棱84与缸部33的内周面之间的速度差而产生的剪切作用施加于原料，且因螺棱84的微小的扭转状态而搅拌原料。其结果是，原料被正式混炼，使原料的高分子成分分散化。
[0214]受到剪切作用的原料沿着搬运路51到达搬运部81与屏障部82之间的边界。屏障部82的螺棱85在螺杆21朝左旋转时将原料从螺杆主体37的前端朝向基端搬运，所以螺棱85将由螺棱84送入的原料阻止。
[0215]S卩，在螺杆21朝左旋转时，屏障部82的螺棱85限制由搬运部81的螺棱84送入的原料流动，并妨碍原料经由屏障部82的外周面与缸部33的内周面之间的间隙而穿过。
[0216]其结果是，原料在搬运部81与屏障部82间的边界处的压力升高。具体而言，图22以渐变色表示搬运路51中与通路86对应的部位的原料的填充率，色调越深则原料的填充率越高。从图22可知，在搬运路51中，随着接近屏障部82，原料的填充率变高，在屏障部82的跟前，原料的填充率为100 %。
[0217]因此，在屏障部82的跟前形成有原料的填充率为100%的原料池R。在原料池R中，伴随着原料的流动被阻止，原料的压力升高。如图21和图22中虚线的箭头所示，压力升高后的原料从通路86的第一通路单元87流入第二通路单元88，上述通路86在搬运部81与屏障部82之间的边界开口。流入第二通路单元88的原料从螺杆主体37的基端朝向前端在第二通路单元88中流通。
[0218]第二通路单元88的沿径向的截面面积比沿缸部33的径向的搬运路51的截面面积小。换言之，第二通路单元88的内径远小于螺杆主体37的外径，所以，原料在通过第二通路单元88时原料被剧烈地节流，该原料受到拉伸作用。
[0219]此外，第二通路单元88的截面面积比搬运路51的截面面积小很多，所以，尽管积存于原料池R的原料流入通路86，屏障部82跟前的原料池R也不会消失。因此，即使利用例如搬运部81的螺棱84送入屏障部82的原料的流量稍微减少，也能由积存于原料池R的原料来填补流量的减少量。因此，可始终以稳定的状态将原料供给至通路86。
[0220]如图22中虚线的箭头所示，通过通路86的第二通路单元88后的原料从第三通路单元89返回至相邻的搬运部81的筒体39的外周面。返回的原料被相邻的搬运部81的螺棱84向螺杆主体37的前端搬运，在该搬运的过程中再次受到剪切作用。受到剪切作用的原料从接下来的通路86的第一通路单元87流入第二通路单元88，且在通过该第二通路单元88的过程中再次受到拉伸作用。
[0221]在螺杆主体37的轴向上的中间部，多个搬运部81和多个屏障部82在螺杆主体37的轴向上交替地排列，且多个通路86在螺杆主体37的轴向上以存有间隔的方式排列。因此，从供给口 34投入螺杆主体37的原料一边交替地反复受到剪切作用和拉伸作用，一边从螺杆主体37的基端被不间断地连续向前端的方向搬运。因此，原料的混炼程度得到强化，原料的高分子成分的分散化得到促进。
[0222]多个通路86的第二通路单元88分别经由第一通路单元87和第三通路单元89在螺杆主体37的外周面上开口。因此，在各通路86中，从第一通路单元87流入第二通路单元88的原料必定会通过第三通路单元89而返回至螺杆主体37的外周面，原料不会在多个通路86之间混合。
[0223]因此，能避免原料的混炼度过高，能实现与所要求的混炼度相应的适当的混炼。
[0224]根据第三实施方式，对原料施加拉伸作用的通路86在相对于轴线01偏心的位置处沿螺杆主体37的轴向延伸，该轴线01为螺杆主体37的旋转中心，所以通路86绕着轴线01公转。换言之，限定通路86的圆筒状的壁面92不以轴线01为中心进行自转而是绕着轴线01进行公转。
[0225]因此，在原料通过通路86时，原料在通路86的内部没有被频繁地搅拌。因此，通过通路86的原料不易受到剪切作用，通过通路86而返回至搬运部81的外周面的原料受到的主要是拉伸作用。
[0226]因此，第三实施方式的螺杆21中，也能明确限定对原料施加剪切作用的部位和对原料施加拉伸作用的部位，能获得与上述第一实施方式同样的效果。
[0227][第三实施方式的变形例]
[0228]图23揭示了与第三实施方式具有关联性的变形例。变形例中，螺杆主体37的屏障部82的结构与第三实施方式不同。如图23所示，屏障部82由在螺杆主体37的轴向上延伸的圆筒形的大径部95构成。大径部95具有在螺杆主体37的周向上连续的外周面95a，且螺杆主体37的沿轴向的长度被设定为与螺杆主体37的沿轴向的屏障部82的长度相等。大径部95的外周面95a优选设置成不存在凹陷或缺口的光滑的面。
[0229][第四实施方式]
[0230]图24至图31揭示了第四实施方式。第四实施方式中，与螺杆21的螺杆主体37相关的事项与第一实施方式不同。除此以外的第二挤出机3的结构基本上与第一实施方式相同。因此，在第四实施方式中，对于与第一实施方式相同的结构部分标以相同的参照符号，并省略其说明。
[0231]如图24至图26所示，与第一实施方式同样，构成螺杆主体37的多个筒体39在第一套环48与第二套环50之间沿第二轴部41的轴向被紧固，相邻的筒体39的端面39a无间隙地紧贴。
[0232]螺杆主体37具有搬运原料的多个搬运部101、限制原料的流动的多个屏障部102和使原料暂时循环的多个循环部103。搬运部101、屏障部102和循环部103在螺杆主体37的轴向上排列配置。
[0233]各搬运部101具有呈螺旋状扭转的螺棱105。螺棱105从筒体39的沿周向的外周面朝向搬运路51伸出，该螺棱105的顶部构成搬运部101的外周面。螺棱105以螺杆21朝左旋转时将原料从螺杆主体37的基端朝向前端搬运的方式扭转。换言之，螺棱105以螺棱105的扭转方向与右旋螺纹相同的方式扭转。
[0234]本实施方式中，在螺杆主体37的基端和前端分别连续配置有多个搬运部101。料筒20的供给口 34在螺杆主体37的基端与一个搬运部1I的轴向中间部相向。
[0235]螺杆主体37的沿轴向的搬运部101的长度可根据例如原料的种类、原料的混炼程度、单位时间内的混炼物的生产量等进行适当设定。此外，搬运部101至少是在筒体39的外周面形成有螺棱105的区域，但并不限定于螺棱105的起点与终点之间的区域。
[0236]换言之，筒体39的外周面中的从螺棱105偏离的区域有时也被视为搬运部101。同时，在与具有螺棱105的筒体39相邻的位置上配置有圆筒状的隔板或圆筒状的套环的情况下，该隔板或套环也可包含在搬运部101内。
[0237]屏障部102在螺杆主体37的基端与前端之间的中间部沿螺杆主体37的轴向以存有间隔的方式排列。各屏障部102具有呈螺旋状扭转的螺棱107。螺棱107从筒体39的沿周向的外周面朝向搬运路51伸出，该螺棱107的顶部构成屏障部102的外周面。螺棱107以螺杆21朝左旋转时将原料从螺杆主体37的前端朝向基端搬运的方式扭转。换言之，螺棱107以螺棱107的扭转方向与左旋螺纹相同的方式扭转。屏障部102的螺棱107的间距与搬运部101的螺棱105的间距相同，或者比螺棱105的间距小。
[0238]此外，螺杆主体37的沿轴向的屏障部102的全长比搬运部101的全长短。此外，螺棱107的顶部与料筒20的缸部33的内周面之间的间隙比螺棱105的顶部与料筒20的缸部33的内周面之间的间隙稍小。
[0239]螺杆主体37的沿轴向的屏障部102的长度可根据例如原料的种类、原料的混炼程度、单位时间内的混炼物的生产量等进行适当设定。屏障部102起到阻止被搬运部101送来的原料流动的功能。即，屏障部102构造成限制被搬运部101送来的原料通过螺棱107的顶部与缸部33的内周面之间的间隙。
[0240]循环部103从旋转轴38的基端的方向与屏障部102相邻。各循环部103具有呈螺旋状扭转的第一至第三螺棱110、111、112。本实施方式中，自屏障部102朝着螺杆主体37的基端以第一螺棱110、第二螺棱111和第三螺棱112的顺序排列。
[0241 ]第一至第三螺棱110、111、112分别从筒体39的沿着周向的外周面朝向搬运路51伸出，该螺棱110、111、112的顶部构成循环部103的外周面。
[0242]第一至第三螺棱110、111、112在螺杆主体37的轴向上连续地配置，并且，第一至第三螺棱110、111、112以螺杆21朝左旋转时将原料从螺杆主体37的基端朝向前端搬运的方式扭转。换言之，第一至第三螺棱110、111、112分别以扭转方向与右旋螺纹相同的方式朝右扭转。
[0243]第一螺棱110的间距与相邻的屏障部102的螺棱107的间距相同，或者比螺棱107的间距大。第二螺棱111的间距比第一螺棱110的间距小。第三螺棱112的间距比第二螺棱111的间距大。在第一至第三螺棱110、111、112的顶部与料筒20的缸部33的内周面之间确保有微小的间隙。
[0244]根据本实施方式的螺杆21，各种螺棱105、107、110、111、112从外径Dl全都相等的多个筒体39的外周面朝向搬运路51伸出。因此，筒体39的外周面限定了螺杆21的小径。螺杆21的小径在螺杆21的全长范围内保持为固定值。
[0245]如图24至图26所示，螺杆主体37具有在螺杆主体37的轴向上延伸的多个通路115。通路115在循环部103的第一螺棱110的位置处形成于筒体39的内部，在螺杆主体37的轴向上以彼此存有间隔的方式排成一列。
[0246]各通路115与螺杆主体37的轴线01平行地延伸。换言之，通路115在中途不分岔而在筒体39的轴向上以一直线状延伸，并具有预先确定的全长。
[0247]通过在筒体39的内部设置通路115，该通路115相对于螺杆主体37的轴线01偏心。因此，当螺杆主体37以轴线01为中心旋转时，通路115绕着轴线01公转。
[0248]如图27所示，通路115由例如具有圆形的截面形状的孔限定。构成通路115的孔的内径可设定为例如Imm以上且小于6mm，优选设定为Imm以上且5mm以下。通孔115的沿径向的截面面积设定成远小于沿缸部33的径向的搬运路51的截面面积。
[0249]此外，形成有第一螺棱110的筒体39具有限定孔的圆筒状的壁面116。由壁面116包围的通路115是仅允许原料流通的中空的空间，且在该空间内不存在构成螺杆主体37的单元。同时，当螺杆主体37以轴线01为中心旋转时，壁面116不以轴线01为中心自转而是绕着轴线01公转。
[0250]如图26和图31所示，各通路115具有入口 117和出口 118。入口 117位于从旋转轴38的前端的方向与循环部103相邻的屏障部102的跟前的位置。本实施方式中，在构成循环部103的筒体39的端面形成有槽120，该槽120在筒体39的外周面上开口，入口 117在该槽120的内表面开口。
[0251 ]出口 118位于第一螺棱110与第二螺棱111之间的边界。本实施方式中，在构成循环部103的筒体39的端面形成有槽121，该槽121在筒体39的外周面上开口，出口 118在该槽121的内表面开口。因此，入口 117和出口 118在与第一螺棱110对应的位置处在螺杆主体37的轴向上彼此分离。
[0252]根据本实施方式，在槽120的内表面开口的入口117的开口面积和在槽121的内表面开口的出口 118的开口面积优选与通路115的沿径向的面积相同或者比通路115的沿径向的面积大。
[0253]此外，将多个筒体39从旋转轴38拆卸而将螺杆21分解时，设有第一螺棱110和通路115的筒体39也可称为螺杆元件。同样地，形成有其它螺棱105、107、111、112的多个筒体39在从旋转轴38拆卸后的状态下也可称为螺杆元件。
[0254]根据这样的结构，在第一挤出机2中掺合的具有流动性的原料从第二挤出机3的供给口 34被连续地供给至搬运路51。如图30中箭头D所示，供给至第二挤出机3的原料被投入至位于螺杆37的基端的一个搬运部101的外周面。
[0255]螺杆21在从旋转轴38的基端的方向观察时沿逆时针方向朝左旋转，所以搬运部1I的螺棱105将从供给口 34投入的原料朝向相邻的循环部103搬运。如图30和图31中实线的箭头所示，循环部103的第一至第三螺棱110、111、112接着将原料朝着螺杆主体37的前端的方向搬运。
[0256]此时，因在搬运路51内旋转的螺棱105、110、111、112与缸部33的内周面之间的速度差而产生的剪切作用施加于原料，且因螺棱105、110、111、112的微小的扭转状态而搅拌原料。其结果是，原料被正式混炼，使原料的高分子成分分散化。
[0257]受到剪切作用的原料沿着搬运路51到达循环部103与屏障部102之间的边界。屏障部102的螺棱107在螺杆21朝左旋转时将原料从螺杆主体37的前端朝向基端搬运，所以螺棱107将由第一螺棱110送入的原料阻止。
[0258]S卩，在螺杆21朝左旋转时，屏障部102的螺棱107限制由循环部103的第一螺棱110送入的原料的流动，并妨碍原料经由屏障部102的外周面与缸部33的内周面之间的间隙而穿过。
[0259]其结果是，原料在循环部103与屏障部102间的边界处的压力升高。具体而言，图31以渐变色表示搬运路51中与通路115对应的部位的原料的填充率，色调越深则原料的填充率越高。从图31可知，在搬运路51中，随着从循环部103的第二螺棱111接近屏障部102，原料的填充率变高，在屏障部102的跟前，原料的填充率为100 %。
[0260]因此，在屏障部102的跟前形成有原料的填充率为100%的原料池R。在原料池R中，伴随着原料的流动被阻止，原料的压力升高。如图30和图31中的虚线箭头所示，压力升高后的原料经由槽120被导入位于屏障部102的跟前的入口 117，并从该入口 117流入通路115。流入通路115后的原料从螺杆主体37的前端朝向基端在通路115内流通。原料在通路115内的流动方向与被螺棱105、110、111、112送来的原料的流动方向相反。
[0261]通路115的沿径向的截面面积比沿缸部33的径向的搬运路51的截面面积小。换言之，通路115的内径远小于螺杆主体37的外径，所以，原料在通过通路115时原料被剧烈地节流，该原料受到拉伸作用。
[0262]此外，通路115的截面面积比搬运路51的截面面积小很多，所以，尽管积存于原料池R的原料流入通路115，屏障部102跟前的原料池R也不会消失。因此，即使通过例如第一螺棱110而送入屏障部102的原料的流量稍微减少，也能由积存于原料池R的原料来填补流量的减少量。因此，能始终以稳定的状态将原料送入通路115。
[0263]通过通路115后的原料从出口118经由槽121返回到构成循环部103的筒体39的外周面上。返回后的原料被第一螺棱110向螺杆主体37的前端搬运，在该搬运的过程中再次受到剪切作用。
[0264]在本实施方式中，由第一螺棱110朝向屏障部102搬运的原料的一部分再次从入口117被导入通路115，在循环部103的部位暂时重复循环。朝着屏障部102被搬运的其余原料通过屏障部102的螺棱107的顶部与缸部33的内周面之间的间隙，流入相邻的循环部103。流入的原料被相邻的循环部103的第一至第三螺棱110、111、112向螺杆主体37的前端搬运。
[0265]多个通路115分别经由入口 117和出口 118在循环部103的筒体39的外周面上开口。因此，在各通路115中，从入口 117流入的原料必定会通过出口 118而返回至循环部103的筒体39的外周面，原料不会在多个通路115之间混合。
[0266]因此，能避免原料的混炼度过高，且能实现与所要求的混炼度相应的适当的混炼。
[0267]根据本实施方式的螺杆21，多个屏障部102和多个循环部103沿着螺杆主体37的轴向交替地排列。与此同时，多个通路115在与多个循环部103的第一螺棱110对应的位置处沿螺杆主体37的轴向以存有间隔的方式排列。因此，从供给口 34供给至螺杆主体37的原料一边交替地反复受到剪切作用和拉伸作用，一边从螺杆主体37的基端被不间断地连续向前端的方向搬运。因此，原料的混炼程度得到强化，原料的高分子成分的分散化得到促进。
[0268]根据第四实施方式，对原料施加拉伸作用的通路115在相对于轴线01偏心的位置处沿螺杆主体37的轴向延伸，该轴线01为螺杆主体37的旋转中心，所以通路115绕着轴线01公转。换言之，限定通路115的筒状的壁面116不以轴线01为中心进行自转而是绕着轴线01进行公转。
[0269]因此，在原料通过通路115时，虽然原料受到离心力，但伴随壁面116的自转的剪切力对该原料不起作用。因此，通过通路115而返回至循环部103的筒体39的外周面的原料所受到的主要是拉伸作用。
[0270]因此，第四实施方式的螺杆21中，也能明确限定对原料施加剪切作用的部位和对原料施加拉伸作用的部位，能获得与上述第一实施方式同样的效果。
[0271][第四实施方式的变形例I]
[0272]图32揭示了与第四实施方式具有关联性的变形例I。
[0273]变形例I中，与对原料施加拉伸作用的通路115有关的事项与第四实施方式不同。除此以外的结构基本上与第四实施方式相同。
[0274]如图32所示，循环部103的第一螺棱110在旋转轴38上以横跨相邻的两个筒体39之间的方式形成。形成有第一螺棱110的两个筒体39的沿旋转轴38的轴向的长度L彼此相等。
[0275]此外，对原料施加拉伸作用的通路115以横跨形成有第一螺棱110的两个筒体39之间的方式形成在该两个筒体39的内部。具体说明的话，通路115由第一至第三通路单元131、132、133 限定。
[0276]第一通路单元131可说成是通路115的入口。第一通路单元131在相邻的两个筒体39中的与屏障部102相邻的一方筒体39的外周面上开口。第一通路单元63的开口端从第一螺棱110偏离，位于相邻的屏障部102的跟前的位置。
[0277]此外，第一通路单元131通过对一方筒体39的外周面实施例如使用钻头的机械加工而形成。因此，第一通路单元131是具有圆形的截面形状的孔，以与轴线01正交的方式从一方筒体39的外周面沿筒体39的径向延伸。第一通路单元131的底部131a形成为被钻头的前端削成圆锥状的倾斜面。
[0278]第二通路单元132可说成是供原料流通的通路主体。如图32所示，第二通路单元132以横跨于相邻的两个筒体39之间的方式与螺杆主体37的轴线01平行地延伸。所以，第二通路单元132在中途不分岔而在螺杆主体37的轴向上被设置为一直线状，并具有预先确定的全长。
[0279]第二通路单元132具备:第一部分134a，该第一部分134a形成于一方筒体39的内部;和第二部分134b，该第二部分134b形成于另一方筒体39的内部。第二通路单元132的第一部分134a在一方筒体39的轴向上以直线状延伸，且在一方筒体39中的另一方筒体39侧的端面39a上开口。第一部分134a的与开口端相反的一侧的端部被一方筒体39的端壁39b堵塞。
[0280]根据本实施方式，第二通路单元131的第一部分134a通过从一方筒体39的端面39a侧对一方筒体39实施例如使用钻头的机械加工来形成。因此，第一部分134a由具有圆形的截面形状的孔限定。
[0281]第二通路单元132的第二部分134b在另一方筒体39的轴向上以直线状延伸，且在另一方筒体39中的一方筒体39侧的端面39a上开口。第二部分134b的与开口端相反的一侧的端部被另一方筒体39的端壁39b堵塞。
[0282]根据本实施方式，第二通路单元132的第二部分134b通过从另一方筒体39的端面39a侧对另一方筒体39实施例如使用钻头的机械加工来形成。因此，第二部分134b与第一部分134a同样地由具有圆形的截面形状的孔限定。
[0283]此外，在将相邻的两个筒体39沿旋转轴38的轴向紧固时，第一部分134a的开口端和第二部分134b的开口端以相互连通的方式呈同轴状对接。
[0284]第三通路单元133可说成是通路115的出口。第三通路单元133在相邻的两个筒体39中的另一方筒体39的外周面上开口。第三通路单元133的开口端从第一螺棱110偏离，且位于循环部103的第二螺棱111的跟前的位置。因此，第一通路单元131和第三通路单元133在螺杆主体37的轴向上彼此分离。
[0285]本实施方式中，第三通路单元133通过对另一方筒体39的外周面实施例如使用钻头的机械加工而形成。因此，第三通路单元133是具有圆形的截面形状的孔，且从另一方的筒体39的外周面沿筒体39的径向延伸。第三通路单元133的底部133a形成为被钻头的前端削成圆锥状的倾斜面。
[0286]如图32所示，第二通路单元132的与第一部分134a的开口端相反一侧的端部在一方筒体39的内部与第一通路单元131连接。第一通路单元131和第二通路单元132的第一部分134a在一起维持圆形的截面形状的状态下彼此连通。此外，第二通路单元132的第一部分134a在偏离第一通路单元131的圆锥状的底部131a的位置处与第一通路单元131连接。
[0287]因此，第一通路单元131可说成是第一立起部，该第一立起部以在螺杆主体37的外周面上开口的方式从第二通路单元132的第一部分134a的端部沿筒体39的径向立起。
[0288]第二通路单元132的与第二部分134b的开口端相反一侧的端部在另一方筒体39的内部与第三通路单元133连接。第三通路单元133和第二通路单元132的第二部分134b的端部在一起维持圆形的截面形状的状态下彼此连通。此外，第二通路单元132的第二部分134b在偏离第三通路单元133的圆锥状的底部133a的位置处与第三通路单元133连接。
[0289]因此，第三通路单元133可说成是第二立起部，该第二立起部以在螺杆主体37的外周面上开口的方式从第二通路单元132的第二部分134b的端部沿筒体39的径向立起。
[0290]构成第二通路单元132的孔的内径可设定为例如Imm以上且小于6mm，优选设定为Imm以上且5mm以下。此外，第二通路单元132的内径比成为入口的第一通路单元131的内径小。同时，第二通路单元132的沿径向的截面面积设定成远小于沿缸部33的径向的搬运路51的截面面积。
[0291]此外，筒体39具有圆筒状的壁面135，该圆筒状的壁面135限定构成第一至第三通路单元131、132、133的孔的形状。由壁面135包围的第一至第三通路单元131、132、133是仅允许原料流通的中空的空间，且在该空间内不存在构成螺杆主体37的单元。此外，当螺杆主体37旋转时，壁面135不以轴线01为中心自转而是绕着轴线01公转。
[0292]在这样的结构的通路115中，原料在通过通路115时，虽然原料受到离心力，但是剪切力对该原料不起作用，也不能获得与上述第四实施方式相同的效果。
[0293]另外，通路115的第二通路单元132不一定需要以与螺杆主体37的轴线01平行的方式而形成。例如，如图32中的双点划线所示，也可使第二通路单元132相对于轴线01朝筒体39的径向倾斜，使第二通路单元132的与第一通路单元131相反一侧的端部在筒体39的外周面上直接开口。
[0294]根据该结构，能省略作为原料的出口的第三通路单元133，并能将通路115的形状简化。
[0295][第四实施方式的变形例2]
[0296]图33表示与第四实施方式具有关联性的变形例2。
[0297]在图33中示出的变形例2中，形成有第一螺棱110的两个筒体39的长度彼此不同。具体而言，形成有第二通路单元132的第一部分134a的一方筒体39的全长LI设定得比形成有第二通路单元132的第二部分134b的另一方筒体39的全长L2长。
[0298]根据变形例2，除形成有第一螺棱110的两个筒体39之外，如果还准备沿旋转轴38的轴向的长度L3不同的两个其它的筒体39，则能分三级对具有第一螺棱110的两个筒体39的长度进行调节。具体而言，可以是全长LI的筒体39和全长L2的筒体39的组合、全长LI的筒体39和全长L3的筒体39的组合以及全长L2的筒体39和全长L3的筒体39的组合。因此，能容易地改变通路115的全长。
[0299][第四实施方式的变形例3]
[0300]图34?图36表示与第四实施方式的变形例I具有关联性的变形例3。
[0301]如图34和图35所示，第二通路单元132的第一部分134a的与开口端相反一侧的端部以与第一通路单元131正交的方式与第一通路单元131的圆锥状的底部131a连接。第一通路单元131的底部131a具有与第二通路单元132连通的圆形的开口 140a。开口 140a与底部131a以外的部分相向，该底部131a以朝着螺杆主体37的外周面扩张的方式倾斜。
[0302]第二通路单元132的第二部分134b的与开口端相反一侧的端部以与第三通路单元133正交的方式与第三通路单元133的圆锥状的底部133a连接。第三通路单元133的底部133a具有与第二通路单元132连通的圆形的开口 140b。开口 140b与底部133a以外的部分相向，该底部133a以朝着螺杆主体37的外周面扩张的方式倾斜。
[0303]根据变形例3，如图35(A)中的箭头所示，流入第一通路单元131的原料在到达第一通路单元131的底部131a时沿着底部131a的斜坡被导向开口 140a的方向。因此，原料不会滞留在第一通路单元131的底部131a，而是顺利地流入第二通路单元132。
[0304]通过第二通路单元132后的原料从开口 140b流入第三通路单元133的底部133a。如图36(A)中的箭头所示，流入第三通路单元133后的原料沿着底部133a的斜坡被导向螺杆主体37的外周面的方向。因此，原料不会滞留在第三通路单元133的底部133a，而是顺利地返回至螺杆主体37的外周面。
[0305]因此，能避免在通路115内发生局部的原料滞留，且能对通过通路115的原料施加所需的拉伸作用。
[0306]在变形例3中，第一通路单元131的底部131a和第三通路单元133的底部133a的形状不限定于圆锥，也可形成为例如半球状。
[0307][第四实施方式的变形例4]
[0308]图37表示与第四实施方式的变形例I具有关联性的变形例4。
[0309]变形例4中，第二通路单元132的第二部分134b的结构与变形例I不同。如图37所示，第二部分134b具有直线部134c和锥面部134d。直线部134c和锥面部134d通过从筒体39的端面39a侧对该筒体39实施切削加工来形成。
[0310]直线部134c与第三通路单元133连接。直线部134c的内径比第二通路单元132的第一部分134a的内径小。锥面部134d朝着另一方筒体39的端面39a开口，并以同轴状与直线部134c连通。随着从另一方筒体39的端面39a朝着直线部134c的方向行进，锥面部134d的内径连续地减小。因此，对原料施加拉伸作用的主要的单元、即第二通路单元132的内径在原料的流动方向上的中间部发生变化。
[0311]锥面部134d通过例如在对另一方筒体39的端面39a形成预孔后使用锥铰刀对预孔的内周面进行切削而形成。预孔兼作直线部134c。
[0312]根据变形例4，第二通路单元132的第二部分134b中，直线部134c的上游具有锥面部134d，该锥面部134d位于第二通路单元132的中间部。因此，第二通路单元132在其中间部处内径逐渐减小，在原料通过第二通路单元132时，能强化施加于原料的拉伸作用。
[0313][第四实施方式的变形例5]
[0314]图38表示与第四实施方式具有关联性的变形例5。
[0315]在图38示出的变形例5中，在一个筒体39的内部形成有通路115。通路115的第二通路单元132通过例如从筒体39的一方端面39a侧对筒体39实施使用钻头的机械加工来形成。
[0316]藉此，在筒体39的内部形成有沿轴向贯穿筒体39的具有圆形的截面形状的通孔150，该通孔150朝着筒体39的两方端面39a开口。通孔150在筒体39的内部与第一通路单元131及第三通路单元133交叉。
[0317]此外，通孔150的两个开口端分别被栓体151a、151b液密地堵塞。藉此，在一个筒体39的内部限定出将第一通路单元131与第三通路单元133连接的第二通路单元132。
[0318]另外，在筒体39上形成通孔150时，可使通孔150的前端不在筒体39的另一端面39a开口，而是用筒体39的端壁39b堵塞。
[0319][第四实施方式的变形例6]
[0320]图39表示对变形例5进行进一步改进的变形例6。
[0321]如图39所示，贯穿一个筒体39的通孔150具有上游部150a、下游部150b和中间部150c。上游部150a、下游部150b和中间部150c沿着筒体39的轴向以同轴状排成一列。上游部150a在筒体39的内部与第一通路单元131交叉，并朝着筒体39的一方端面39a开口。上游部150a的开口端用栓体151 a液密地堵塞。
[0322]下游部150b形成为比上游部150a的内径小。下游部150b在筒体39的内部与第三通路单元133交叉，并朝着筒体39的另一方端面39a开口。下游部150b的开口端用栓体151b液密地堵塞。
[0323]中间部150c位于上游部150a与下游部150b之间的位置。随着从上游部150a向下游部150b的方向行进，中间部150c的内径连续地减小。因此，对原料施加拉伸作用的主要的单元、即第二通路单元132的内径在原料的流动方向上的中间部发生变化。
[0324]根据变形例6，通路115的第二通路单元132的中间部150c的内径从上游朝着下游逐渐减小。因此，在原料通过第二通路单元132时，可强化施加于原料的拉伸作用。
[0325][第五实施方式]
[0326]图40揭示了第五实施方式。第五实施方式中，用于对原料施加拉伸作用的结构与第一实施方式不同。除此以外的螺杆21的结构与第一实施方式相同。
[0327]如图40所不，在筒体39的内周面形成有一对槽161a、161b。槽161a、161b在螺杆主体37的轴向上延伸，且在螺杆主体37的径向上彼此远离。此外，槽16Ia、16Ib在筒体39的内周面上开口。
[0328]在将筒体39套在旋转轴38的第二轴部41上时，槽161a、161b的开口端被第二轴部41的外周面堵塞。因此，槽161a、161b与第二轴部41的外周面配合，从而限定对原料施加拉伸作用的通路162。本实施方式中，通路162位于旋转轴38与筒体39之间的边界。
[0329]根据第五实施方式，通路162在螺杆主体37的内部设置在相对于旋转轴38的轴线01偏心的位置。因此，与上述第一实施方式相同，通路162在螺杆主体37旋转时绕着轴线01公转。
[0330]第五实施方式中，在将筒体39套在旋转轴38的第二轴部41上时，在螺杆主体37的内部形成通路162。限定通路162的槽161a、161b在筒体39的内周面上开口，所以能容易地进行形成槽161a、161b的作业。
[0331]因此，在例如需要改变通路162的截面形状时，也能容易地进行应对。
[0332][第六实施方式]
[0333]图41揭示了第六实施方式。第六实施方式中，用于对原料施加拉伸作用的结构与第六实施方式不同。除此以外的螺杆21的结构与第五实施方式相同。
[0334]如图41所示，在旋转轴38的第二轴部41的外周面形成有一对槽171a、171b。槽171a、171b在第二轴部41的轴向上延伸，且在第二轴部41的径向上彼此远离。此外，槽171a、171b在第二轴部41的外周面上开口。
[0335]在将筒体39套在旋转轴38的第二轴部41上时，槽171a、171b的开口端被筒体39的内周面堵塞。因此，槽171a、171b与筒体39的内周面配合，从而限定对原料施加拉伸作用的通路172。本实施方式中，通路172位于旋转轴38与筒体39之间的边界。
[0336]根据第六实施方式，通路172在螺杆主体37的内部设置在相对于旋转轴38的轴线01偏心的位置。因此，与上述第五实施方式相同，通路172在螺杆主体37旋转时绕着轴线01公转。
[0337]第六实施方式中，在将筒体39套在旋转轴38的第二轴部41上时，在螺杆主体37的内部形成通路172。限定通路172的槽171a、171b在旋转轴38的外周面上开口，所以能容易地进行形成槽171a、171b的作业。
[0338]因此，在例如需要改变通路172的截面形状时，也能容易地进行应对。
[0339][第七实施方式]
[0340]图42揭示了第七实施方式。第七实施方式中，用于对原料施加拉伸作用的结构与第一实施方式不同。除此以外的螺杆21的结构与第一实施方式相同。
[0341]如图42所示，在从第二轴部41的外周面突出的键45a、45b的前端面形成有凹部181a、181b。凹部181a、181b沿着第二轴部41的轴向延伸，且在键45a、45b的前端面上开口。在将键45a、45b嵌合在筒体39的键槽47a、47b中时，凹部181&、18113的开口端被键槽47&、47匕的内周面堵塞。
[0342]因此，凹部181a、181b与键槽47a、47b的内周面配合，从而限定对原料施加拉伸作用的通路182。本实施方式中，通路182位于键45a、45b与筒体39的边界。
[0343]根据第七实施方式，通路182在螺杆主体37的内部设置在相对于旋转轴38的轴线01偏心的位置。因此，与上述第一实施方式相同，通路152在螺杆主体37旋转时绕着轴线01公转。
[0344]在第七实施方式中，在将旋转轴38的键45a、45b嵌合在筒体39的键槽47a、47b中时，在螺杆主体37的内部形成通路182。限定通路182的凹部181a、181b在键45a、45b的前端面上开口，所以能容易地进行形成凹部181a、181b的作业。
[0345]因此，在例如需要改变通路182的截面形状时，也能容易地进行应对。
[0346]在第七实施方式中，也可在键槽47a、47b的内周面设置沿第二轴部41的轴向延伸的其它凹部，通过使该其它凹部与上述凹部181a、181b匹配，从而限定上述通路182。
[0347][第八实施方式]
[0348]图43揭示了第八实施方式。第八实施方式中，螺杆21的结构及用于对原料施加拉伸作用的结构与第一实施方式不同。
[0349]如图43所示，螺杆21具备坚实的螺杆主体200。螺杆主体200由笔直的一根轴状部材201构成。轴状部材201具有以同轴状贯穿其中心部的轴线01，并以同轴状收纳于料筒20的缸部33。
[0350]轴状部材201具有沿周向连续的外周面201a，该外周面201a与料筒20的缸部33的内周面相向。在轴状部材201的外周面201a形成有搬运原料的螺棱202。
[0351 ]此外，在轴状部材201的内部形成有对原料施加拉伸作用的一对通路203。通路203在轴状部材201的轴向上延伸，并以将轴线01夹在中间且彼此平行的方式配置。因此，通路203在螺杆主体200的内部设置在相对于轴状部材201的轴线01偏心的位置。因此，与上述第一实施方式相同，通路203在螺杆主体200旋转时绕着轴线01公转。
[0352]在螺杆主体200由一根棒状部材201构成的情况下，对原料施加拉伸作用的通路203也能形成在螺杆主体200上。因此，螺杆主体并不限定于将旋转轴与筒体组合的结构。
[0353]以上说明了本发明的若干实施方式，但这些实施方式仅为例举，不表示对发明范围的限定。这些新的实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。
[0354]例如，对原料施加拉伸作用的通路并不限定于截面形状呈圆形的孔。该通路可由例如截面形状呈椭圆形或多边形的孔构成，对通路的截面形状没有特别限定。
[0355]此外，在上述第一实施方式中，以从旋转轴38的基端的方向观察螺杆主体37时螺杆21沿逆时针方向朝左旋转的情况为例进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，也可使螺杆21沿顺时针方向朝右旋转。
[0356]在该情况下，螺杆21的搬运部54所具有的螺棱56只要以将原料从螺杆主体37的前端朝着基端搬运的方式与右旋螺纹同样地朝右扭转即可。同样地，屏障部55所具有的螺棱57只要以将原料从螺杆主体37的基端朝向前端搬运的方式与左旋螺纹同样地朝左扭转即可。
[0357]同时，用于将从第二挤出机3挤出的混炼物中所含的气体成分除去的第三挤出机并不限定于单轴挤出机，也可使用双轴挤出机。
[0358]本发明的连续式高剪切加工装置只要至少具备对原料进行预混炼的第一挤出机和对原料进行正式混炼的第二挤出机即可，可省略用于除去气体状物质及挥发成分的第三挤出机。在省略第三挤出机的情况下，可在第二挤出机的中间部设置从处于混炼过程中的原料除去气体状物质及挥发成分的至少一个排气口。
[0359]符号说明
[0360]3…挤出机(第二挤出机)，20…料筒，21...螺杆，34...供给口，36a…排出口，37、200 …螺杆主体，54、101."搬运部，56、57、84、85、105、107、110、111、112丨螺棱，60、86、115、162、172、182、203 …通路，01...轴线。
【主权项】
1.一种挤出机用螺杆，其对原料一边进行混炼一边进行搬运，其特征在于，包括: 螺杆主体，该螺杆主体具有沿着原料的搬运方向的直线状的轴线，且以该轴线为中心进行旋转； 搬运部，该搬运部设置在所述螺杆主体的沿周向的外周面上且具有螺棱，该螺棱在所述螺杆主体进行旋转时将原料沿着所述螺杆主体的轴向搬运;以及 通路，该通路设置在所述螺杆主体的内部，被所述螺棱搬运来的原料流入所述通路，并且，流入所述通路的原料朝向所述螺杆主体的外周面流通； 所述通路设置在所述螺杆主体的偏离所述轴线的位置。2.如权利要求1所述的挤出机用螺杆，其特征在于，所述通路构造成在所述螺杆主体进行旋转时绕着所述轴线进行公转。3.如权利要求1或2所述的挤出机用螺杆，其特征在于，所述螺杆主体具有限定所述通路的筒状的壁面，该壁面绕着所述轴线进行公转。4.如权利要求1至3中任一项所述的挤出机用螺杆，其特征在于，所述通路具有在所述螺杆主体的所述外周面上开口的入口和出口，所述入口和所述出口在所述螺杆主体的轴向上彼此远离，并且，从所述入口流入所述通路的原料从所述出口返回至所述螺杆主体的所述外周面。5.如权利要求4所述的挤出机用螺杆，其特征在于，所述螺杆主体具有通过限制由所述螺棱引起的原料的流动来提高原料的压力的屏障部，所述入口位于该屏障部的跟前。6.如权利要求4或5所述的挤出机用螺杆，其特征在于，所述通路具有与所述入口和所述出口连通的通路主体，所述通路主体的直径比所述入口的直径小。7.一种挤出机用螺杆，其对原料进行混炼后进行连续搬运，其特征在于，包括: 螺杆主体，该螺杆主体具有沿着原料的搬运方向的直线状的轴线，且以该轴线为中心进行旋转； 搬运部，该搬运部设置在所述螺杆主体的沿周向的外周面上且具有螺棱，该螺棱在所述螺杆主体进行旋转时将原料沿着所述螺杆主体的轴向搬运;以及 多个通路，该多个通路设置在所述螺杆主体的内部，被所述螺棱搬运来的原料流入所述多个通路，并且，流入所述多个通路的原料以返回至所述螺杆主体的外周面的方式流通； 所述通路在所述螺杆主体的相对于所述轴线偏心的位置沿所述螺杆主体的轴向以彼此存有间隔的方式排列。8.如权利要求7所述的挤出机用螺杆，其特征在于，所述通路在所述螺杆的周向上以彼此存有间隔的方式排列。9.如权利要求1至8中任一项所述的挤出机用螺杆，其特征在于，还具备供对所述螺杆主体进行冷却的制冷剂流动的制冷剂流路。10.—种挤出机，其具备权利要求1至9中任一项所述的螺杆，通过用该螺杆对原料进行混炼来生成混炼物，其特征在于，具备: 料筒，该料筒以所述螺杆能旋转的方式收纳所述螺杆； 供给口，该供给口设置在所述料筒上，且向所述螺杆供给原料；以及 排出口，该排出口设置在所述料筒上，且将所述混炼物挤出。11.一种挤出方法，其向在料筒的内部进行旋转的螺杆供给原料，并使用在所述螺杆的外周面形成的螺棱将该原料沿着所述螺杆的轴向连续地搬运； 在所述螺杆旋转时，将由所述螺棱搬运的原料导入在所述螺杆的内部追随所述螺杆而进行公转的通路，并通过所述通路将原料返回至所述螺杆的外周面。12.如权利要求11所述的挤出方法，其特征在于，通过设置于所述螺杆的屏障部来限制原料的流动，从而提高对原料施加的压力，将该压力得到提高的原料从所述螺杆的外周面导入所述通路。
【文档编号】B29B7/38GK105960319SQ201580007094
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2015年4月3日
【发明人】小林昭美, 藤井重行, 鲛岛孝文, 清水博
【申请人】东芝机械株式会社, 株式会社Hsp技术