JP5889115B2

JP5889115B2 - 混練押出成形装置

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Publication number: JP5889115B2
Application number: JP2012128988A
Authority: JP
Inventors: 高橋　寿明; 寿明高橋
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Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2012-06-06
Filing date: 2012-06-06
Publication date: 2016-03-22
Anticipated expiration: 2032-06-06
Also published as: JP2013252643A

Description

本発明は混練押出成形装置に関する。例えば、固体状あるいは液体状の二種以上の原料を連続して混練して混練材料を形成しつつ、この混練材料を用いて押出成形を行う混練押出成形装置に関する。

従来、固体状あるいは液体状の二種以上の原料を連続して混練して押出成形する混練押出成形装置が知られている。
このような混練押出成形装置では、安定した成形を行うためには、混練材料の供給量と、押出成形品の成形量とをバランスさせる必要がある。
しかし、混練と押出成形とでは良好な品質を得るためのそれぞれの条件があるため、それぞれの品質を満足しつつ混練材料の需給バランスを保つには、複雑な条件合わせや運転制御を行う必要がある。また、このような条件合わせや運転制御は、混練材料の種類，押出成形品の形状、押出成形品の生産量などが変わるたびに調整する必要があるため、生産計画の変更に迅速に対応できないという問題もある。
このため、特許文献１には、原料を混練して押し出すバレルの押出口とダイ部の間で混練材料の一部を排出して、混練材料の圧力を一定に保つように調整する混練押出装置が提案されている。

特開２０１１−２４５７９０号公報

しかしながら、上記のような従来の混練押出成形装置には、以下のような問題があった。
特許文献１の混練押出装置では、混練材料を排出することにより、押出口に供給する混練材料の圧力を一定に保つようにしている。このため、押出成形に必要な混練材料のみがダイ部に供給されて、安定した成形を行うことができるものの、このような運転を行うためには、混練材料の供給量が常に押出成形の必要量を超過している必要がある。
したがって、混練部で形成された混練材料の一部は必ず排出して捨て続ける必要があるため、混練材料が無駄になってしまうという問題がある。
また、排出による無駄を抑制するため、混練材料の供給量を押出成形部における必要量に近づけると、混練部のコンディションや混練能力のばらつきによって、混練部の供給量が押出成形部の消費量を下回って混練材料の圧力が低くなりすぎるおそれがある。この場合には、押出成形品の品質が低下してしまうという問題がある。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、原料の利用効率を向上することができるとともに、良好に混練された混練材料で安定した押出成形を安定して行うことができる簡素な構成の混練押出成形装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、原料を混練して混練材料を形成する混練部と、前記混練材料をダイ部に圧送して押出成形する押出成形部とを備える混練押出成形装置であって、前記混練部と前記押出成形部との間に接続され、前記混練部から前記押出成形部に前記混練材料を移動する移動管路と、該移動管路の中間部に設けられ、移動中の前記混練材料を貯留する筒状のアキュムレータ部と、該アキュムレータ部の内部で軸方向に沿って進退可能に設けられ、これにより前記アキュムレータ部の内部に容積可変の貯留空間を形成するピストン部と、該ピストン部を、前記貯留空間に移動した前記混練材料と密着した状態で、前記貯留空間に貯留される前記混練材料の増減に追従して移動するように一定圧力で加圧する加圧部と、前記貯留空間の容積が一定値以上となる領域において前記アキュムレータ部の側部に貫通して設けられた排出口と、を備える構成とする。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の混練押出成形装置において、前記排出口は、前記軸方向に細長い開口形状を有する構成とする。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の混練押出成形装置において、前記排出口は、前記軸方向に直交する周方向の開口量が、前記貯留空間に対する前記ピストン部の後退方向において漸増する開口形状を有する構成とする。

本発明の混練押出成形装置は、アキュムレータ部の内部に加圧部で加圧されたピストン部を配置して容積可変の貯留空間を形成するとともにピストン部の移動位置に応じて開閉する排出口を備えるため、内部に原料の利用効率を向上することができるとともに、良好に混練された混練材料で安定した押出成形を安定して行うことができる簡素な構成とすることができるという効果を奏する。

本発明の実施形態の混練押出成形装置の概略構成を示す模式的な構成図である。図１におけるＡ視図である。本発明の実施形態の混練押出成形装置の動作説明図である。本発明の実施形態の第１変形例および第２変形例の混練押出成形装置に用いる排出口を示す断面図である。本発明の実施形態の第３変形例および第４変形例の混練押出成形装置に用いる排出口を示す断面図である。

以下では、本発明の実施形態の混練押出成形装置について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態の混練押出成形装置の概略構成を示す模式的な構成図である。図２は、図１におけるＡ視図である。

図１に示すように、本実施形態の混練押出成形装置５０は、固体状あるいは液体状の二種以上の原料ｍを連続して混練して混練材料Ｍを形成しつつ、この混練材料Ｍを用いて押出成形を行う装置である。
混練材料Ｍは、押出成形品１６を押出成形するための材料であり、押出成形品１６に要求される材料特性に対応した適宜組成を有する。
原料ｍは、混練材料Ｍの組成を実現するのに必要な樹脂や添加物等の複数の材料から構成される。
また、押出成形品１６は、混練材料Ｍを用いた押出成形による成形品であれば、形状や種類は特に限定されず、例えば、チューブ、コーナーガード、テープ、フィルム、ヤーン、フィラメント等の例を挙げることができる。

混練押出成形装置５０の概略構成は、混練部１、押出成形部１５、移動管路７、アキュムレータ部８、排出口１０、ピストン部９、および加圧部２０を備える。

混練部１は、有底筒状の混練シリンダ５の内部に、駆動部２によって回転駆動される混練スクリュー４が隙間をあけて挿入された構成を備える。
混練スクリュー４の先端部に対向する混練シリンダ５の底部の中心には、混練材料Ｍを排出する混練出口６が設けられている。
混練シリンダ５の側部には、原料ｍを混練シリンダ５の内面と混練スクリュー４との間の隙間に供給する材料投入口５ａが設けられている。図１は模式図のため、材料投入口５ａは単に貫通孔として描いているが、図示しないホッパや供給管路などが接続されていてもよい。
また、材料投入口５ａから混練出口６までの間の混練シリンダ５の内面と混練スクリュー４との間の隙間は、原料ｍを剪断して混練する混練空間になっている。

駆動部２は、混練シリンダ５の基端側に接続された筒状の筐体内に配置されたモータ３と、モータ３の回転速度を制御するコントローラ２５とを備える。
モータ３の回転軸３ａは、混練スクリュー４の基端部に接続されており、これにより、モータ３の回転駆動力が混練スクリュー４に伝達されるようになっている。

押出成形部１５は、混練部１から供給される混練材料Ｍを押出成形して、押出成形品１６を成形する装置部分であり、混練材料Ｍを押出し成形可能な圧力まで増圧させるギアポンプ１３と、ギアポンプ１３から圧送された混練材料Ｍを押出成形するため、押出成形品１６の断面形状に対応する孔形状を有する金型部材であるダイ部１４とを備える。

移動管路７は、混練部１と押出成形部１５との間に接続され、混練部１から押出成形部１５混練材料Ｍを移動する管路である。また、移動管路７は、移動中の混練材料Ｍを硬化させないためのヒータを有している。

アキュムレータ部８は、移動管路７の中間部に設けられ、移動中の混練材料Ｍを貯留する筒状の部材である。
本実施形態では、移動管路７と接続する先端側（図１の右側）から基端側（図１の左側）に向かって、先端部８Ａと、筒状部８Ｂとを備え、中心軸が略水平（水平を含む）となるように配置されている。

先端部８Ａは、筒状部８Ｂ側から先端側に漸次縮径するすり鉢状の内周面８ａを有する。
先端部８Ａにおいて、内周面８ａが最大径となる側部には混練部１側の移動管路７と接続する流入口８ｂが貫通して設けられ、内周面８ａが最小径となる先端位置には押出成形部１５側の移動管路７と接続する供給口８ｃが設けられている。
本実施形態では、流入口８ｂは、先端部８Ａの上側の側部に設けられている。

筒状部８Ｂは、内周面８ａの最大径と等しい円筒面からなる円筒状内周面８ｄと、円筒状内周面８ｄを先端部８Ａと反対側の基端部で塞ぐ基端側内壁面８ｅとを備える有底円筒状に形成されている。
先端部８Ａと接続する筒状部８Ｂの端部には、後述するピストン部９の軸方向の移動を規制するストッパ８ｆが、円筒状内周面８ｄの内側に突設されている。
また、筒状部８Ｂの下側であって軸方向の中間部となる位置には、筒状部８Ｂの厚さ方向に貫通する排出口１０が設けられている。
排出口１０の側面視（図１におけるＡ視）の形状は、本実施形態では、図２に示すように、アキュムレータ部８の軸方向に延びる長辺と、周方向に延びる短辺とを備える矩形からなる。

ピストン部９は、アキュムレータ部８の内部でアキュムレータ部８の軸方向に沿って進退可能に設けられ、これによりアキュムレータ部８の内部に容積可変の貯留空間Ｓを形成する部材である。
本実施形態では、円筒状内周面８ｄに摺動可能に内嵌する円板状の移動壁９ａ、９ｃと、移動壁９ａ、９ｃを軸方向に一定間隔で離間させて連結する連結軸９ｂとを備える。
移動壁９ａは、アキュムレータ部８の内部で先端部８Ａに対向する位置に配置されている。また、移動壁９ｃは、アキュムレータ部８の内部で基端側内壁面８ｅに対向する位置に配置されている。

このような構成により、アキュムレータ部８の先端側の内部には、移動壁９ａと、移動壁９ａから先端部８Ａまでの円筒状内周面８ｄと、先端部８Ａの内周面８ａとで囲まれた空間である貯留空間Ｓが形成されている。また、アキュムレータ部８の基端側の内部には、移動壁９ｃと、移動壁９ｃから基端側内壁面８ｅまでの円筒状内周面８ｄと、基端側内壁面８ｅとで囲まれた空間である圧力室Ｐが形成されている。

貯留空間Ｓ、圧力室Ｐの容積は、ピストン部９の軸方向の位置によって変化する。本実施形態では、移動壁９ａがストッパ８ｆに当接する位置にピストン部９が移動すると、貯留空間Ｓの容積が最小、かつ圧力室Ｐの容積が最大となる。
このため、流入口８ｂおよび供給口８ｃは、ピストン部９が最も先端側に移動しても、ピストン部９によって閉じられることはなく、貯留空間Ｓに向かって開口されている。したがって、移動管路７を通して移動した混練材料Ｍは、流入口８ｂを通して、貯留空間Ｓに流入することが可能である。

また、移動壁９ｃが基端側内壁面８ｅに当接する位置にピストン部９が移動すると、貯留空間Ｓの容積が最大、かつ圧力室Ｐの容積が最小となる。
また、アキュムレータ部８において、少なくとも貯留空間Ｓが形成される範囲には、混練材料Ｍを硬化させないためのヒータが設けられている。

本実施形態では、連結軸９ｂの長さと、排出口１０の設置位置とを適宜設定することで、ピストン部９が最も先端側に移動したときに、排出口１０が移動壁９ａ、９ｃの間に位置し、ピストン部９が基端側に移動していく際に、移動壁９ａが排出口１０上を通過するようになっている。
このため、移動壁９ａが排出口１０上を通過していくと、排出口１０によって、貯留空間Ｓが外部に連通するようになっている。
これに対して、移動壁９ｃは、ピストン部９の全移動範囲において排出口１０上を通過することがないため、圧力室Ｐが排出口１０を通して外部に連通されることはない。このため、圧力室Ｐは、ピストン部９の全移動範囲において気密状態を保っている。

このような構成により、貯留空間Ｓは、ピストン部９の移動位置によって容積が可変とされ、流入口８ｂから流入する混練材料Ｍが供給口８ｃを通して、移動管路７に移動されるまでの間、混練材料Ｍを一時的に貯留することが可能である。
ただし、移動壁９ａが排出口１０上を移動することにより、排出口１０が一部でも貯留空間Ｓに露出して開口部が形成されると、貯留空間Ｓ内の混練材料Ｍは、開口部を形成する排出口１０を通して外部に排出される。
本実施形態では、排出口１０はアキュムレータ部８の下側に設けられているため、混練材料Ｍは、貯留空間Ｓの内圧と混練材料Ｍに作用する重力とによって、排出口１０から下方側に排出される。
そこで、排出口１０の下方には、排出された混練材料Ｍを回収する材料回収部１１が配置されている。

加圧部２０は、圧力室Ｐに一定圧力のエアを供給するもので、エアの供給源であるエア供給部２３と、エアの圧力を一定圧力に保つレギュレータ２２と、レギュレータ２２を作動させるコントローラ２４と、レギュレータ２２から供給されるエアを圧力室Ｐに導入する管路２１とを備える。管路２１は、一端がレギュレータ２２に接続され、他端が基端側内壁面８ｅに開口するようにアキュムレータ部８に接続されている。
加圧部２０の一定圧力は、貯留空間Ｓに移動した混練材料Ｍとピストン部９の移動壁９ａとが密着し、かつ、貯留空間Ｓに貯留される混練材料Ｍの増減に追従して移動する大きさに設定する。

次に、混練押出成形装置５０の動作について説明する。
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施形態の混練押出成形装置の動作説明図である。

混練部１の材料投入口５ａに原料ｍを投入し、モータ３を駆動して混練スクリュー４を回転させると、混練シリンダ５の内面と混練スクリュー４の間の隙間で、原料ｍが繰り返し剪断されることで混練されて、流動性を有する混練材料Ｍが形成される。
混練材料Ｍは、混練スクリュー４の回転とともに混練出口６に向かって移動する。この過程でさらに混練が進み、組成が均一化された状態で混練出口６に到達し、混練出口６から移動管路７に向かって押し出される。
このような混練部１による混練工程では、原料ｍの投入量や、混練の進行する時間、速さ、温度、圧力などの混練条件が、混練材料Ｍの混練性や物性に大きく影響するため、混練部１は、混練材料Ｍの組成に応じて決まる混練条件の許容範囲内で連続的に運転される。したがって、原料ｍの供給量および混練部１の混練条件を変更したとしても、混練材料Ｍの供給量をあまり大きく変えることはできない。

移動管路７に移動した混練材料Ｍは、移動管路７のヒータで保温されるため、移動管路７に沿って流動し、流入口８ｂから貯留空間Ｓ内に流入する。このとき、初期状態ではピストン部９がストッパ８ｆの位置まで進出されており、貯留空間Ｓの容積は最小である。
流入した混練材料Ｍが貯留空間Ｓを満たすと、混練材料Ｍが供給口８ｃから移動管路７に流入し、ギアポンプ１３に供給される。ギアポンプ１３は、押出成形に必要な量を必要な圧力まで増圧して、ダイ部１４に圧送する。
これにより、混練材料Ｍがダイ部１４から連続的に押し出される。押し出された混練材料Ｍは、冷却されて固化し、押出成形品１６が製造される。

押出成形部１５において、ギアポンプ１３から混練材料Ｍに掛かる圧力、混練材料Ｍの供給速さ、供給量、温度などの押出条件は、押出成形の成形性や成形品質に大きく影響する。このため、押出成形部１５で成形が行われる間、貯留空間Ｓには、略一定（一定の場合を含む）圧力の混練材料Ｍが供給されていることが好ましい。
本実施形態では、混練部１の運転条件は、押出成形部１５における混練材料Ｍの消費量を考慮して、貯留空間Ｓに最小容積以上の混練材料Ｍが貯留されるように設定される。
このため、押出成形部１５で消費される量を差し引いた、混練材料Ｍの正味の流入量に応じて、貯留空間Ｓに貯留すべき混練材料Ｍの量が変化する。

本実施形態では、混練材料Ｍが増大すると、混練材料Ｍによって移動壁９ａが押圧され、移動壁９ｃが受ける圧力室Ｐの圧と釣り合うまで、ピストン部９が軸方向に移動する。
例えば、図３（ｃ）に示すように、ピストン部９が基端側に移動して、貯留空間Ｓが最小容積よりも大きな貯留空間Ｓ_１に拡張され、貯留空間Ｓ_１内に混練材料Ｍが貯留される。本実施形態では、レギュレータ２２により圧力室Ｐ内が一定圧とされているため、貯留空間Ｓ_１内の混練材料Ｍの圧力も一定になっている。

混練材料Ｍの正味の流入量が０より大きい状態が続くと、貯留空間Ｓの混練材料Ｍが増大していくため、この増大量に応じて，ピストン部９はさらに基端側に移動する。
このようにして、ピストン部９が基端側に後退する移動が続くと、やがて、図３（ｂ）に示すように、移動壁９ａが排出口１０に重なる位置に移動して、貯留空間Ｓ_２が形成される。このとき、排出口１０の一部が貯留空間Ｓ_２内に露出されて、貯留空間Ｓ_２の下側に開口部が形成される。
この結果、貯留空間Ｓ_２内の混練材料Ｍは、排出口１０による開口部を通して、自重で落下し、アキュムレータ部８の下方に排出される。排出された混練材料Ｍは、材料回収部１１内に落下して回収される。
これにより、貯留空間Ｓ_２内への混練材料Ｍの正味の流入量が減るため、移動壁９ａの移動速度が低下する。

本実施形態では、排出口１０が軸方向に細長い矩形形状であるため、移動壁９ａが基端側に移動すると開口部の開口面積が移動量に比例して増大するため、移動量に応じて開口面積に対応する排出量が直線的に増大していく。
ただし、図３（ｃ）に示すように、移動壁９ａが排出口１０よりも基端側に移動すると、開口部の開口面積が最大となり、排出口１０の開口全体から混練材料Ｍが排出されることになる。
このように、排出口１０からの排出量が増えていくと、その分だけ混練材料Ｍの正味の流入量が低下する。
正味の流入量が０になると、ピストン部９の移動は停止する。
ここで、例えば、混練部１からの供給量が減るか、または、押出成形部１５での消費量が増えると、混練材料Ｍの正味の流入量が負になり、貯留空間Ｓの内圧が低下する。
この場合、ピストン部９は圧力室Ｐと貯留空間Ｓとの間の圧力差によって、先端側に移動する。移動壁９ａが排出口１０を通過して、排出口１０を塞ぐか、または排出口１０よりも先端側に移動すると、排出口１０からの排出が止まる。このため、例えば、図３（ａ）に示すような状態に戻る。

このように、混練押出成形装置５０によれば、混練部１による混練材料Ｍの供給量と、押出成形部１５における混練材料Ｍの消費量に差があっても、混練部１と押出成形部１５との間に設けられたアキュムレータ部８の容積可変の貯留空間Ｓに混練材料Ｍを貯留しておくことができる。貯留空間Ｓに貯留された混練材料Ｍは、押出成形部１５の消費量が増えた時点で押出成形に供することができる。
このため、混練材料Ｍの供給量を押出成形部１５における混練材料Ｍの消費量に合わせて混練部１を運転する必要がないため、混練部１では、混練材料Ｍに最適な混練条件で運転して、良好な品質の混練材料Ｍを製造することができる。
また、貯留空間Ｓが容積可変であるため、貯留空間Ｓ内の混練材料Ｍの圧力変化がほとんど発生せず、押出成形部１５のギアポンプ１３に略一定圧の混練材料Ｍを供給することができる。このため、押出成形部１５によって安定した押出成形を行うことができる。

また、混練押出成形装置５０によれば、アキュムレータ部８の軸方向の中間部に排出口１０を備えるため、例えば、圧力センサや流量計などによって混練材料Ｍの流入状態を監視していなくとも、一定量以上の混練材料Ｍが貯留空間Ｓに流入した場合には、ただちに排出口１０から排出が開始される。また、混練材料Ｍの流入量の変化に応じて移動壁９ａが移動することにより、排出口１０からの排出量が変化するため、排出量制御も不要となる。
このため、混練材料Ｍの需給バランスが変化して、貯留空間Ｓの貯留能力を超えても、混練材料Ｍの圧力は略一定に保たれるため、混練および押出成形を円滑に継続することができる。また、混練押出成形装置５０では、例えば、圧力センサ、流量計、排出弁、排出量制御手段などの装置構成が不要になるため、これらを備える従来技術の装置に比べて、装置構成が簡素になっている。

混練部１や押出成形部１５による混練材料Ｍの供給量、消費量の変動は、正常運転時の変動と、装置トラブル等の異常発生時に起こる異常時の変動とに分けることができる。
このため、排出口１０の位置は、排出口１０よりも先端側のアキュムレータ部８内の容積が正常運転時の変動を吸収可能な大きさとなるように設定しておくことが好ましい。
この場合、正常運転時に変動の範囲では、あ、排出口１０から混練材料Ｍを排出することなく混練材料Ｍを貯留することができるため、正常運転時に混練材料Ｍの無駄なく利用して押出成形を行うことができる。
また、排出口１０の開口面積は、異常時の変動による正味の流入量以上の排出量が得られる開口面積に設定することが好ましい。例えば、装置トラブルによって、押出成形部１５の動作が突然停止するといった異常に対処するためには、排出口１０の開口面積を流入口８ｂ以上の開口面積とすることで、正味の流入量を確実に抑制することができる。
この場合、移動壁９ａが排出口１０よりも基端側に移動して、排出口１０が全開状態になると、ピストン部９の移動が停止するとともに、貯留空間Ｓ内の混練材料Ｍの増圧も防止できるため、アキュムレータ部８の損傷や押出成形部１５が損傷することを防止することができる。

［第１変形例］
図４（ａ）は、本発明の実施形態の第１変形例の混練押出成形装置に用いる排出口を示す断面図である。

上記実施形態では、排出口１０の平面視形状が矩形形状を有する場合の例で説明したが、排出口１０の平面視形状は、適宜の形状を採用することができる。
本変形例の混練押出成形装置５１は、図１に示すように、上記実施形態の排出口１０に代えて、排出口３０を備える。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。

排出口３０は、図４（ａ）に示すように、平面視形状が軸方向に延びる長円形状を有している。
このため、排出口３０は、両端の半円部を移動壁９ａが通過する際に、開口形状の変化が異なるのみで、上記実施形態と同様にして混練材料Ｍをアキュムレータ部８の外部に排出することができる。
ただし、矩形形状に比べて、半円部を移動壁９ａが通過する際の、開口面積の変化率が小さいため、排出量が漸次変化し、貯留空間Ｓ内の急激な圧変化を抑制することができる。

［第２変形例］
図４（ｂ）は、本発明の実施形態の第２変形例の混練押出成形装置に用いる排出口を示す断面図である。

本変形例の混練押出成形装置５２は、図１に示すように、上記実施形態の排出口１０に代えて、排出口３１を備える。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。

排出口３１は、平面視形状が二等辺三角形状とされ、二等辺三角形の対称軸がアキュムレータ部８の軸方向と平行になり、対称軸上の頂点がアキュムレータ部８の先端側に向くように形成されている。

排出口３１よれば、移動壁９ａがアキュムレータ部８の先端側（図４（ｂ）の右側）から基端側（図４（ｂ）の左側）に向かって通過する際に、開口面積の増加率が初めは小さく、移動が進むにつれ、開口面積が移動量の二乗に比例して大きくなる点が異なるのみで、上記実施形態と同様にして混練材料Ｍをアキュムレータ部８の外部に排出することができる。
したがって、矩形形状に比べて、移動壁９ａが通過する際の、開口面積の変化が初めは小さいため、排出量が急に増大することがなく、貯留空間Ｓ内の急激な減圧を抑制することができる。また、移動壁９ａの移動量が大きくなると開口面積の急速に増大するため、移動壁９ａの移動量がわずかでも効率的に混練材料Ｍを排出できるようになる。

なお、変形例では、排出口３１の形状の一例として二等辺三角形の例で説明したが、これに限定されるものではない。例えば、１つの頂点が先端側に配置され、他の２頂点が基端側に位置する適宜の三角形形状を採用することができる。

［第３変形例］
図５（ａ）は、本発明の実施形態の第３変形例の混練押出成形装置に用いる排出口を示す断面図である。

上記実施形態では、軸方向に細長い１個の排出口１０を備える場合の例で説明したが、排出口は、軸方向に細長い形状でなくてもよいし、個数も１個には限定されない。
本変形例の混練押出成形装置５３は、図１に示すように、上記実施形態の排出口１０に代えて、図５（ａ）に示す排出口３２を備える。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。

排出口３２は、平面視形状が円形とされ、互いに離間して設けられた複数の円孔３２ａによって構成されている点が、排出口１０と異なる。
円孔３２ａの配列は正方格子状でもよいし、千鳥格子状でもよい。また、配列ピッチは一定でもよいし、規則的に変化させてもよいし、不規則ピッチとしてもよい。
また、円孔３２ａの内径は、移動壁９ａの幅より大きくても小さくてもよいが、本変形例では、移動壁９ａの幅よりも小径としている。

排出口３２は、移動壁９ａの移動量に応じて貯留空間Ｓに位置する円孔３２ａの個数が変化することにより、混練材料Ｍの排出量が変化する点が異なるのみで、上記実施形態と同様にして混練材料Ｍをアキュムレータ部８の外部に排出することができる。

［第４変形例］
図５（ｂ）は、本発明の実施形態の第４変形例の混練押出成形装置に用いる排出口を示す断面図である。

本変形例の混練押出成形装置５４は、図１に示すように、上記実施形態の排出口１０に代えて、図５（ａ）に示す排出口３３を備える。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。

排出口３３は、平面視形状が軸方向に延びる長円形状を有する長孔３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅが、互いに平行に配置されている。
長孔３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅは、アキュムレータ部８の基端側となる各一端部の位置が揃えられ、他端部までの軸方向の開口長さが変化されている。
本変形例では、一例として、中心に設けられた長孔３３ｃの開口長さが最も長く、これに隣接する長孔３３ｂ、３３ｄの開口長さが２番目に長く、これらに隣接する長孔３３ａ、３３ｅの開口長さが最も短い長さとされている。これにより、全体として、上記第２変形例と同様の二等辺三角形状の領域の内側に分布するスリット群が構成されている。

排出口３３によれば、移動壁９ａが先端側から基端側に移動するにつれて、長孔３３ｃ、長孔３３ｂ、３３ｄ、長孔３３ａ、３３ｅが、順次貯留空間Ｓに現れることにより、開口面積が変化するのみで、上記実施形態と同様にして混練材料Ｍをアキュムレータ部８の外部に排出することができる。
このため、移動壁９ａの移動に伴う開口面積は、上記第２変形例と略同様の変化を示すため、上記第２変形例と同様の作用効果を備える。

なお、上記実施形態および各変形例の説明では、レギュレータ２２によって圧力室Ｐが一定の圧力に設定される場合の例で説明したが、押出成形部１５では、貯留空間Ｓの混練材料Ｍに圧力変動があっても、ギアポンプ１３による増圧動作に支障がない程度であれば、安定して良好な押出成形を行うことができる。したがって、貯留空間Ｓ内の圧力は、厳密な一定値に制御される必要はなく、押出成形の支障とならない程度の変動幅を有していてもよい。

また、上記実施形態および各変形例の説明では、レギュレータ２２によって圧力室Ｐが一定の圧力に設定していたが、圧力を一定に保つ手段は、レギュレータは限定されない。例えば、錘に作用する重力を利用して一定の圧力負荷を加える定圧押圧機構を採用してもよい。

また、上記実施形態および各変形例の説明では、ピストン部９を押圧するため、加圧部として、アキュムレータ部８に設けた圧力室Ｐの内圧をエア圧で変化させるようにした場合の例で説明したが、加圧部は、エア圧以外のガス圧を変化させる構成でもよいし、液体で加圧する構成としてもよい。
さらに、加圧部は、ピストン部９に圧力室Ｐを介して加圧する構成にも限定されず、押圧ロッドなどを介して機械的に加圧する構成としてもよい。
この場合、アキュムレータ部８は、ピストン部９が進退できる筒状部材であればよく、圧力室Ｐは不要である。したがって、アキュムレータ部８は、基端側が開放された筒状部材で構成されていてもよい。

また、上記の実施形態、各変形例で説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。

１混練部
７移動管路
８アキュムレータ部
８ａ内周面
８ｂ流入口
８ｃ供給口
８ｄ円筒状内周面
８ｅ基端側内壁面
８Ａ先端部
８Ｂ筒状部
９ピストン部
９ａ、９ｃ移動壁
１０、３０、３１、３２、３３排出口
１３ギアポンプ
１４ダイ部
１５押出成形部
１６押出成形品
２０加圧部
２２レギュレータ
２３エア供給部
５０、５１、５２、５３、５４混練押出成形装置
ｍ原料
Ｐ圧力室
Ｓ、Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３貯留空間

Claims

原料を混練して混練材料を形成する混練部と、前記混練材料をダイ部に圧送して押出成形する押出成形部とを備える混練押出成形装置であって、
前記混練部と前記押出成形部との間に接続され、前記混練部から前記押出成形部に前記混練材料を移動する移動管路と、
該移動管路の中間部に設けられ、移動中の前記混練材料を貯留する筒状のアキュムレータ部と、
該アキュムレータ部の内部で軸方向に沿って進退可能に設けられ、これにより前記アキュムレータ部の内部に容積可変の貯留空間を形成するピストン部と、
該ピストン部を、前記貯留空間に移動した前記混練材料と密着した状態で、前記貯留空間に貯留される前記混練材料の増減に追従して移動するように一定圧力で加圧する加圧部と、
前記貯留空間の容積が一定値以上となる領域において前記アキュムレータ部の側部に貫通して設けられた排出口と、
を備えることを特徴とする混練押出成形装置。
前記排出口は、
前記軸方向に細長い開口形状を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の混練押出成形装置。
前記排出口は、
前記軸方向に直交する周方向の開口量が、前記貯留空間に対する前記ピストン部の後退方向において漸増する開口形状を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の混練押出成形装置。