JP2002509785A - 内部バッチ混練装置およびロータ - Google Patents

内部バッチ混練装置およびロータ

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Abstract

(57)【要約】 内部バッチ混練装置(20)は、ミキシングチャンバーと、互いに反対に駆動される第一および第二ロータ(22、24)とを含む。第一ロータは、その第一および第三コドラント(quadrant、四分の一区分)に設けられた一対の突出部(96、98;100、102)を有する。第二ロータは、その第二および第四コドラントに設けられた一対の突出部(120、122;124、126)を有する。各対の一方の突出部(96、100、120、124)は、他方よりも長く、相関二重らせんをなす鋭角な角度をもって他方の突出部(98、102、122、126)の方へ下流方向に延出する。長い突出部の前縁は、そのロータの一方の端部の近くにあり、短い突出部の前縁は、他方の端部上にある。各突出部対の長い方の突出部に隣接した材料は、それが設けられているロータの端部から、そのロータの他方の端部の方へ押し離される。さらに、各突出部対の後縁は、合流した材料が後縁同士の間を通って押し絞られた後に解放されることにより材料をさらに混練する乱流を付加するような空間を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 《発明の背景》 本発明は、ミキシングチャンバーと、材料を混練するために一対のロータを互
いに反対方向に回転させる駆動機構とを有する内部バッチ混練装置に関し、また
、このような装置に用いられるロータの構造に関する。
【0002】 内部バッチ混練装置においては、均一なかたまり(mass)として混練すべき一
バッチ分の材料は、垂直方向のシュートを介してミキシングチャンバーに供給さ
れ、シュート内に配置されたラムによって加圧下でミキシングチャンバー内へ押
し下げられる。このラムは、油圧式であっても空気圧式であっても、またはその
他いかなる適当な方式の機構によってもよい。ラムが、材料のバッチを混練する
間におけるその作動中の位置まで下げられると、ラムの下面はミキシングチャン
バーの上方閉止手段を形成する。製造された原料の混練物は、チャンバーの底部
に設けられた排出用開口部へのドアを開けることによってミキシングチャンバー
から取り除くことができる。そして、次の材料のバッチをミキシングチャンバー
へ導入する前にこのドアを閉止する。
【0003】 内部バッチ混練装置は、一対のロータを用いることによって材料を混練する。
このロータ対は、材料のバッチが混練される間、互いに反対方向に回転する。こ
れらのロータは、モータと、モータをロータに連結するための駆動機構と、モー
タの停止、作動および速度制御のための制御手段とを含む駆動システムにより回
転される。それぞれのロータは、駆動システムに連結される駆動側端部と、例え
ば水等の冷却剤を通過させてロータ内に循環させるための冷却剤用または水用端
部とを有する。それぞれのロータは、材料を混練するための複数の突出部(lobe
)、すなわち、その最小の直径または小径からのロータの延出部または突起部を
有する。この突出部は、翼部(wing)、すなわち一般にその丈方向に沿って細め
られた上端面を有する細長い延出部であっても、ノッグ(nog)、すなわち一般 に平坦な上端面を有する細長い延出部であってもよい。
【0004】 本発明は、互いに噛合するタイプのロータ、または互いに噛合しないタイプの
ロータを含む内部バッチ混練装置に関する。噛合型ロータは、一方のロータの突
出部が他方のロータの突出部間または突出部内の空間に入り込むように構成され
、そのような装置に取り付けられる。非噛合型ロータは、一方のロータの突出部
の端部または大径が、他方のロータの突出部が回転する空間内に入って回転する
ことがないように構成され取り付けられる。内部バッチ混練装置においては、噛
合型ロータは、必ず、互いに同期する関係にて同じ回転速度で駆動されなければ
ならない。非噛合型ロータは、同じ回転速度で駆動されてもよいし、あるいは、
原料のバッチに対して異なる効果を達成するために、ときに摩擦比動作モード(
friction ratio operation mode)と呼ばれる、互いに異なる回転速度で駆動さ れてもよい。
【0005】 内部バッチ混練装置は、例えばゴムのようなポリマー材料を混練するためによ
く知られている。これらの装置のうち最も古いものは、1916年に発行された
米国特許第1,200,070号に示されている。種々のデザインのロータに基
づく多くの異なる内部バッチ混練装置が存在するが、これら装置に投入される材
料を更に激しく混練し、更に速く均一なかたまりを得て、よってこれら装置の生
産性を向上させるために、引き続き内部バッチ混練装置を提供する必要がある。 《発明の概要》 本発明の内部バッチ混練装置は、第一ロータ及び第二ロータが平行且つ水平な
軸線上に設けられるように構成されたミキシングチャンバーをその内部に有する
ハウジングを含む。ハウジングは、ミキシングチャンバー内で混練される材料を
受け入れる受入口と、混練された材料をミキシングチャンバーから排出するため
の排出口とを含む。混練装置は、二つのロータをミキシングチャンバー内で互い
に反対方向に回転させることのできる駆動システムをさらに含む。
【0006】 二つのロータはそれぞれ、回転の軸線と、第一の軸方向端部と、第二の軸方向
端部とを有する。これらの端部のうち一方が駆動システムに連結されて駆動端部
と呼ばれる。他方の端部はロータのための冷却剤を受け入れ、ときに冷却剤用端
部と呼ばれる。ロータが混練装置に取り付けられると、両ロータの第一の軸方向
端部が互いに隣り合い、また、両ロータの第二の軸方向端部が互いに隣り合う。
各ロータの外周部は、そのロータが回転すべき方向とは反対の方向に区切られた
、連続する第一、第二、第三および第四のコドラント(quadrant、四分の一区分
)に分割される。本発明の好ましい実施形態においては、これら四つのコドラン
トは、それぞれロータの外周部の90°分を占有することとなる。しかし、各コ
ドラントは、本発明の特殊な適用に望まれるいかなる大きさであってもよい。
【0007】 本発明の一態様にしたがって、各ロータは、ロータの一つおきのコドラントに
、独立した一対の突出部を有することができる。各突出部は前縁と後縁とを有す
る。本発明のこのような形態において、第一のロータはその第一および第三コド
ラントに突出部の対を有し、第二のロータはその第二および第四コドラントに突
出部の対を有する。各突出部対の一方の突出部は、他方のものよりも長い。本発
明の他の形態においては、第一ロータは、第一コドラントおよび第三コドラント
のいずれか一方に一対の突出部を有するとともに、他方に長い方の突出部を少な
くとも有し、第二ロータは、第二コドラントおよび第四コドラントのいずれか一
方に一対の突出部を有するとともに、他方に長い方の突出部を少なくとも有する
。本発明の好適な実施形態においては、各突出部対は、一方の突出部がそれ自身
が設けられているロータの一方の軸方向端部にその前縁を有し、他方の突出部が
そのロータの他方の軸方向端部にその前縁を有するようになっている。第一ロー
タの第一コドラントおよび第三コドラントの長い方の突出部の前縁を、第一ロー
タの反対側の軸方向端部に設けるのが好ましい。どちらの長い方の突出部が駆動
端部を起点としても、また、どちらの長い方の突出部が冷却剤用端部を起点とし
ても構わない。しかし、本発明の好適な実施形態にしたがって、両方の長い方の
突出部が、第一ロータの同じ側の端部を起点としても、混練の際に顕著な利点が
得られる。
【0008】 本発明の好適な実施形態にかかる第一ロータにおいてどのような突出部の配置
を用いても、第二ロータの第二および第四コドラントの長い方の突出部は、その
前縁を、それぞれ、第一および第三コドラントの長い方の突出部がその前縁を有
している軸方向端部とは反対側の軸方向端部上に有する。両ロータ上の各突出部
は、それ自身が設けられているロータが回転すべき方向とは反対方向に、その前
縁を通り且つそのロータの回転の軸線に平行な直線に対して鋭角な角度をもって
延出する。
【0009】 さらに本発明にしたがって、各突出部対の突出部は、各突出部対のうち長い方
の突出部に隣接する材料を、その前縁が設けられているロータの軸方向端部から
そのロータの他方の軸方向端部の方へと押し離すとともに、各突出部対の両者に
隣接して流動する材料が合流する空間を、各突出部対の後縁同士の間に形成する
ために、個々(respective)の長さと、その突出部が設けられているロータのコ
ドラント内における起点の位置と、突出部が延出する、相関二重らせんをなす鋭
角とをそれぞれ有する。両突出部の後縁同士の間に形成される空間は、合流した
材料が各突出部対の両突出部の後縁の間を押し通され両突出部の後縁の間の空間
から流れ出るような寸法をもって形成される。この結果、各ロータの一対の突出
部を有する各コドラントが回転すると、混練される材料は、押し絞られた後に、
各突出部対の後縁の間の空間から解き放たれ、材料がロータの一方の軸方向端部
から他方へと流動する際に材料をさらに混練するための乱流を付与する。
【0010】 本発明の他の実施形態によれば、各ロータの長突出部の前縁は、ロータの反対
側の軸方向端部ではなく、むしろ端部の近くの位置にあってもよい。本発明のこ
のような実施形態においては、各短突出部の軸方向の長さは、各長突出部の前縁
と、その前縁が近接しているロータの軸方向端部との間の空間の長さよりも長く
あるべきである。各短突出部は、長突出部の前縁と、その前縁が近接しているロ
ータの軸方向端部との間を通過する材料を、材料が押し通され解き放たれる空間
の方へそらせる。
【0011】 本発明の好適な実施形態は、上述したように別個の突出部対を一つおきのコド
ラントにそれぞれ収容する噛合型のロータを利用するものだが、本発明は、同様
に、異なるロータの構成も考慮したものである。例えば、本発明の原理にしたが
って、一方または両方のロータの、一つのコドラントから短突出部を取り除いて
内部バッチ混練装置を構成することができる。この結果、一方または両方のロー
タは、三つの突出部のみを有することになる。このうちの二つは、本発明の原理
にしたがって構成される、ロータの一つのコドラント内にある一対の突出部であ
る。さらに、本発明の原理にしたがって構成された全てのロータの配置は、噛合
型の装置においても、非噛合型のロータとしても用いることができる。
【0012】 したがって、本発明は、上記および「好適な実施形態の説明」に開示され、あ
るいは以下にクレームした内部バッチ混練機およびロータのある一つの特徴に属
するものでもない。むしろ、本発明は、開示された内部バッチ混練機およびロー
タの特徴の特定の組み合わせにより従来技術から区別されるものである。本発明
の重要な特徴は、現在までに熟慮された、本発明を実施するにあたってのベスト
モードを説明するために、以下に示し記載した本発明の「好適な実施形態の説明
」に開示されている。
【0013】 当業者であれば、本発明がここに示した実施形態とは異なる形態をとることが
でき、また、本発明の範囲から逸脱することなく、内部バッチ混練機およびロー
タの構造の細部を種々の態様に変更することができることを理解するであろう。
したがって、これら図面や記載は、本質的に例証となるものであって、本発明の
範囲を限定するものではないとみなされるべきである。したがって、特許請求の
範囲は、本発明の精神および範囲から逸脱しなければ、内部バッチ混練機および
ロータと均等なものを含むとみなされるべきである。
【0014】 《好適な実施形態の説明》 図面を参照されたい。図面に示したいくつかの図を通して、同一の参照番号お
よび文字は、同一または対応する部分を指し示すものである。
【0015】 図1は、上述したタイプの内部バッチ混練装置20を示す。混練装置20は、
本発明の原理にしたがって構成された一対のロータ22および24を含む。混練
装置20は、ラム26をさらに含む。ラムは、斜線の外形で示した持ち上げられ
た位置26’と、ロータ22および24が材料を混練している間に求められる、
図示のような降ろされた位置との間を垂直に往復動することができる。ラム26
は、混練すべき材料を、混練装置20の受入口にあるホッパー28からミキシン
グチャンバー30内まで下方向へ移動させるために用いられる。ミキシングチャ
ンバー30は、ロータ22および24が互いに平行で且つ水平な軸線32および
34のまわりをそれぞれ回転するように形づくられている。ラム26は、ミキシ
ングチャンバー30を閉止するその作動中の位置にあると、ロータ22および2
4がミキシングチャンバー30内の材料を満遍なく且つ激しく混練する際に、材
料から及ぼされる力に対向する。
【0016】 ロータ22および24は、それぞれの水平軸線32および34のまわりを互い
に反対方向に回転するため、反対回転する、としばしば称される。この回転を矢
印36および38で示す。矢印36は、図1に示す右側のロータ22が反時計方
向に回転することを指し示し、矢印38は、左側のロータ24が時計方向に回転
することを指し示す。
【0017】 ミキシングチャンバー30はハウジング40内に設けられ、右側のロータ22
が設けられる右側の空洞42と、左側のロータ24が設けられる左側の空洞44
とを有する。空洞42および44は、一般に円形で且つ円筒状の形状であり、互
いに水平に隣り合って延在する。空洞42および44が交わる領域に、中央部4
6が位置する。この中央部46は、二つのロータ22および24が回転する際に
互いに最も近接する平面において、連係動作の窓(window of interaction)を 形成する。連係動作の窓は、一般に、ラム26の底面と、ミキシングチャンバー
30のドア48の上面と間にあって、回転の軸線32および34の間の空間から
なる。この空間は、混練の際に材料が左側の空洞と右側の空洞との間を移動する
ことを許容するものである。
【0018】 図1に示すロータ22および24は、それぞれのロータの突出部が他方のロー
タの突出部の間の空間に入り込むという、噛合型の取付けになっている。本発明
にかかる混練装置およびロータの構成に関していえば、噛合型にロータを取り付
けるのが好ましいが、本発明の利点の多くは、本発明の原理に従って構成された
ロータ対を非噛合型のロータとして取り付けることによっても達成することがで
きる。すなわち、このようなタイプの取付けにあっては、それぞれの非噛合型ロ
ータの突出部の端部は、他方のロータの突出部が回転する空間に入って回転する
ことはない。一例として、図8および9に示すような、本発明にしたがって構成
されたロータの非噛合型の配置を参照されたい。従来技術にかかる非噛合型ロー
タ対を、本発明の原理にしたがって構成された非噛合型のロータ対と交換するこ
とにより、既存の内部バッチ混練装置を再構成して改善することが特に有利であ
ろう。
【0019】 混練機20のハウジング40は、ミキシングチャンバー30の底部に位置する
ドア48を含む。ドア48は、混練作業中、ラッチ52を含む施錠機構50によ
り、図1に示すような閉止状態の位置に保持される。ドア48はヒンジ軸54上
に設けられる。当業者により知られているいかなるタイプの適当な機構によって
も、ドアをヒンジ軸54まわりに回動させることができる。一例としては、ヒン
ジ軸54の互いに反対側の端部に取り付けられる一対の油圧式のトルクモータが
ある。施錠機構50によりラッチ52が排出用ドア48と接触している状態から
引っ込められると、混練された材料をミキシングチャンバー30から落下させる
ために、排出用ドア48をミキシングチャンバー30の底部から回動により離す
ことができる。
【0020】 混練すべき材料は、ラム26が持ち上げられた位置26’にある間に、はじめ
にホッパー28に供給される。そして混練すべき材料は、ホッパー28を介して
ミキシングチャンバー30の受入口、ひいてはミキシングチャンバー30の中央
部46内に入ることができる。その後、混練すべき材料をミキシングチャンバー
30内に押し下げるとともに、材料をそのミキシングチャンバー30内に留める
ために、ラム26が図1に示す位置まで下げられる。
【0021】 ラム26は、その持ち上げられた位置26’とその降ろされた位置との間の往
復動を制御できるようないかなる適当な機構によっても動作させることができる
。例として、混練装置20のハウジング40の上方に設けられた流体作動式の駆
動シリンダ56によりラム26を作動するよう示してある。駆動シリンダ56は
、例えば、油圧式であっても空気圧式であってもよい。駆動シリンダは、複動式
ピストン58を含み、このピストンは、ラム6を昇降させるために、それ自身と
ラム26との間に連結されたピストンロッド60を有する。ピストン58を押し
下げてラム26を図1に示した作動中の位置まで降ろすために、例えば油や空気
等の加圧された作動流体が、図示しない供給ラインを介して駆動シリンダ56の
上部へ供給される。混練作業の完了後、ラム26は、ピストン58の下方にある
図示しない供給ラインを介して駆動シリンダ56の下端部に供給される流体によ
り、その持ち上げられた位置26’まで後退させられる。
【0022】 図2は、図1に示した混練装置20の2−2線に沿ってとられた断面図である
が、ここにはロータ22および24が完全に示されている。ロータ22および2
4は、駆動モータおよび制御手段64と、ギア機構66とを備えた駆動システム
62によって、互いに反対の方向35および36に回転される。好ましくは、ギ
ア機構66は、ロータ22および24を同じ速度で、すなわち同期する速度で駆
動するための同一の噛合ギアを備える。あるいは、非噛合型ロータが用いられた
場合、ギア機構66は、ロータを異なる速度で回転させるためにピッチ円直径の
多少異なる噛合ギアを備えてもよい。駆動モータの制御手段は、モータを所望通
りに停止させたり動作させたりすることができ、また、混練すべき材料、その温
度および粘性状態や、ロータが伝達すべき所望の混練力の割合(rate of mixing
power)に応じて、モータつまりはロータ22および24の回転速度を変化させ
ることができる。この種の駆動システムは、内部バッチ混練装置の設計および製
造に詳しい者にとってはよく知られたものである。
【0023】 混練機20をその冷却剤用端部から見た場合、ロータ22は駆動システム62
によって反時計方向に回転され、ロータ24は時計方向に回転される。この回転
方向により、材料は、図1に示したラム26から混練機20の底部にあるドア4
8の方へ、中央部46を通って下方向へ移動させられる。混練される材料は、ロ
ータ22および24によって動かされ、右側空洞42および左側空洞44の内面
に沿ってミキシングチャンバー30の上部へ移動される。この材料は、ラム26
の底面とドア48の上面との間の連係動作の窓を通過する。
【0024】 本発明のロータ22および24の構造および動作は、図2および図3を参照す
ることにより最もよく理解される。ロータ22は、ときにロータの駆動端部と呼
ばれる第一軸方向端部72と、しばしばロータの冷却剤用端部と称される第二軸
方向端部74とを有する。ロータ24は、ロータ22の駆動端部72の隣りに位
置する第一軸方向端部、すなわち駆動端部76を有する。また、ロータ24は、
ロータ24の冷却剤用端部74の隣に設けられる第二軸方向端部、すなわち冷却
剤用端部78を有する。
【0025】 各ロータ22および24の外周部は、そのロータが回転すべき方向とは反対の
方向に区切られた、連続する四つの90°のコドラントに分割される。図3は、
ロータ22および24の外周部の覆いが展開され且つ水平に広げられた状態の各
ロータの図を含む。各ロータの突出部は、例証のため、それぞれの大径を示す長
方形により表されている。図3Aは左側ロータ24を示し、図3Bは右側ロータ
22を示す。図3Cは、ロータ22および24がその回転の軸線のまわりを回転
する際の、連係動作の窓内における右側ロータおよび左側ロータの突出部の先端
の連係動作を示す。ここで、左側ロータ24は、反時計方向に連続的に延在する
第一コドラント80、次いで第二コドラント82、第三コドラント84および第
四コドラント86を有する。同様に、右側ロータ22は、時計方向に連続的に延
在する第一コドラント88、第二コドラント90、第三コドラント92および第
四コドラント94を有する。
【0026】 図3Cは、ロータ22および24のコドラントが連係動作の窓を通って回転す
る際の、右側ロータおよび左側ロータの各コドラントの突出部の連係動作を示す
。図3Cに示した第一コドラント80/88は、ロータのこれらコドラントがラ
ム26の底面とドア48の上面との間にあり、ロータ22の第一コドラント88
がロータ24の第一コドラント80に近接するときに起こる、二つのロータの第
一コドラント80および88の組み合わせである。これは、図1に概略的に示し
たロータ22および24の位置である。図3Cを再び参照すると、第二コドラン
ト82/90は、ロータの第二コドラント82および90の組み合わせであり、
第三コドラント84/92は、第三コドラント84および92の組み合わせであ
り、第四コドラント86/94は、第四コドラント86および94の組み合わせ
である。
【0027】 本発明の一態様によれば、各ロータ22および24は、ロータの一つおきのコ
ドラントに、一対の個別の突出部を有することができる。つまり、図3Bに示し
た右側ロータ22は、その第一コドラントに設けられた長突出部96および短突
出部98と、その第三コドラントに設けられた長突出部100および短突出部1
02とを有する。突出部96は、前縁104および後縁106を有し、突出部9
8は前縁108および後縁110を有し、突出部100は前縁112および後縁
114を有し、突出部102は前縁116および後縁118を有する。同様に図
3Aは、左側ロータ24が、その第二コドラントに設けられた長突出部120お
よび短突出部122を有し、その第四コドラント86に設けられた長突出部12
4および短突出部126を有することを示す。長突出部120は前縁128およ
び後縁130を有し、短突出部122は前縁132および後縁134を有し、長
突出部124は前縁136および後縁138を有し、短突出部126は前縁14
0および後縁142を有する。個々の突出部の大まかな形状は図2に示してある
。ここで突出部自身はその突出部先端により表されている。好適な実施形態にお
いて示す突出部は、先細りした先端を有する翼部である。図示の突出部または翼
部は、各ロータ22および24の外周部まわりに形成されていることから、一般
に螺旋状または渦巻状の形状を有する。ロータの外周部を平坦に広げると、突出
部の個々別々の先端は、図3に示すようにほぼ直線状となる。本発明にしたがっ
て用いることのできる突出部、すなわち翼部またはノッグの形状は、内部バッチ
混練装置を設計し組み立てる当業者にとってはよく知られたものである。
【0028】 ロータ22および24上の各突出部は、その前縁が、それ自身が設けられたロ
ータの一つの軸方向端部にある。図2および3Bを参照し、ロータ22の第一コ
ドラント88の突出部96および98を突出部対の一例として用いると、突出部
96の前縁104はロータ22の冷却剤用端部74に位置し、突出部98の前縁
108はロータ22の駆動端部72に位置する。前縁104および108、なら
びにそれぞれの長い方の突出部96および100の位置と、短い方の突出部98
および102の前縁108および116の位置とを、所望により反転することが
できる。しかし、長突出部96および100のそれぞれの前縁104および11
2は、ロータ22の反対側の軸方向端部に設けられるのが好ましい。
【0029】 前縁104および112が実際にどちらの軸方向端部に設けられているかに関
わらず、左側ロータ24の第二コドラント82および第四コドラント86にある
長い方の突出部は、それぞれ、第一および第三コドラントにある長い方の突出部
のそれぞれの前縁が置かれている軸方向端部とは反対側の、左側ロータ24の軸
方向端部に好ましくは設けられていなければならない。したがって、右側ロータ
22の第一コドラント88の長い方の突出部96は、そのロータの冷却剤用端部
74の方にその前縁104を有する。左側ロータ24の第二コドラントにある長
い方の突出部120は、その前縁128がそのロータの駆動端部76の方に設け
られていなければならない。同様に、ロータ22の第三コドラント92に設けら
れている長突出部100は、その前縁112がロータ22の駆動端部72の方に
ある。したがって、左側ロータ24の第四コドラント86に設けられている長突
出部124は、その前縁136がそのロータの冷却剤用端部78の位置にある。
【0030】 突出部96、98、100、102、120、122、124および126は
、各々、それが設けられたロータが回転すべき方向とは反対の方向に延出する。
各突出部は、そのロータの回転の軸線と平行であり且つ突出部の前縁を通る直線
に対して鋭角をなして延在する。図3Bに示すように、長い方の突出部96の鋭
角Lは、短い方の突出部98の鋭角Sよりも小さい。図3Bに示した好適な
実施形態においては、ロータ22の長い方の突出部96および100は、角度L にて時計方向に延出し、一方、短い方の突出部98および102は、そのロー
タにおいて角度Sにて時計方向に延出する。図3Aに示すロータ24において
は、長突出部120および124はそれぞれ角度Lにて反時計方向に延出し、
一方、短突出部122および126はそれぞれ角度Sにて反時計方向に延出す
る。
【0031】 突出部対それぞれの突出部は、各突出部対のうち長い方の突出部の前縁に隣接
する材料を、長い方の突出部の前縁が設けられている軸方向端部からそのロータ
の他方の軸方向端部の方へと押し離すために、個々(respective)の長さと、突
出部が設けられているロータのコドラント内における起点の位置と、突出部が延
出する、相関二重らせんをなす鋭角とをそれぞれ有しなければならない。各突出
部対の個々の長さと、起点の位置と、相関二重らせんをなす鋭角とは、さらに、
これら突出部の後縁同士の間に適当な寸法の空間を形成する。これにより両突出
部の前縁に隣接する材料はこれら後縁の間を押し通されて圧縮される。そして材
料は、両突出部の後縁同士の間の空間から流れ出し、圧縮が緩和され、材料の混
練を強めるような乱流を引き起こす。
【0032】 本発明の原理にしたがって構成されたロータを用いることによる混練の様子は
、図4A−4Cと、これらの図の下にある注釈とを参照することにより最もよく
理解される。図4A−4Cは、本発明にしたがって混練装置内に構成されたロー
タの動作に含まれる材料の流れの様子を示す様々な矢印を除けば、図3A−3C
と同一の図である。まず、図4Bに示すロータ22の第一コドラント88を参照
すると、長突出部96の先頭側、すなわちこの突出部の、回転方向と対面する側
に沿う矢印は、この突出部がロータ22の冷却用端部74からこのロータの駆動
端部72の方へ移動する、回転する材料の一群(rolling bank of material)を
生成することにより、分配的な混練または混合を引き起こすことを示す。回転す
る材料の一群が長突出部96と短突出部98との間の空間に達すると、この材料
は、短突出部98の先頭側に沿って流れる材料と合流する。この領域では、材料
は押し絞られ圧縮される。そして材料は、押し絞りによる材料への圧縮が緩和さ
れる、突出部96および98の後縁の間の空間を通って流れる。これにより、材
料への原料の混練を強めるような、その材料に対する付加的な乱流が生じる。各
突出部の先端部を跨ぐように示した円形の矢印は、突出部96および98の先頭
側にある材料のうちある特定の分量が、突出部の上面と、ミキシングチャンバー
30の内面との間を通過する際に、高い剪断を受けることを示す。
【0033】 突出部96および98の間から延出する長い矢印は、これらの突出部の間を通
過する材料が駆動端部72の近くにある突出部100の前縁の方へ流れることを
表すものである。そしてこの材料は、長突出部100の先頭側に沿って右側ロー
ラ22の冷却剤用端部74の方へと動かされるにつれて更に混練あるいは混合さ
れる、回転する一群の一部となる。この材料の一部は、同様に、突出部100の
上面とミキシングチャンバー30の空洞42の内面との間を通過する際に高い剪
断を受ける。回転する一群中の材料の残りは、長突出部100と短突出部102
との間の空間に到達する。この領域では、材料は、短突出部102の先頭側に沿
って流れる材料と合流し、ここで材料は押し絞られ圧縮される。そして材料は、
突出部100および102の後縁の間の空間を通って流れる。押し絞りによる材
料への圧縮は緩和され、材料の混練を強めるような乱流が再度生じる。同様の動
作は、図4Aに示すように左側ロータ24がミキシングチャンバー30の内面に
隣り合うように回転する際に、左側ロータの表面上の突出部においても起こる。
【0034】 右側ロータ22の突出部と、左側ロータ24の突出部との間にある連係動作の
窓内における材料の流れを図4Cに示した。回転する材料の一群は、図4Bに示
した流れに似た挙動で、長突出部96の先頭側に沿って流動する。しかし、連係
動作の窓内においては、突出部はミキシングチャンバー30の空洞の内面と隣り
合っておらず、したがって、材料の一部が突出部の上部を越えて流れたとしても
、図4Bに示した高い剪断の混練は起こらない。しかし、連係動作の窓内におい
ては、突出部96の前縁に隣接する回転する材料の一群は、突出部98に隣接す
る回転する材料の一群と合流して、突出部96および98の間の空間を材料が通
過すると緩和される、上述したような材料の押し絞りまたは圧縮を引き起こす。
この材料は、各ロータの第二コドラントが連係動作の窓に進入するにつれて、長
突出部120からの作用を受ける。材料は、突出部120の先頭面に沿ってこの
突出部と短突出部122との間の空間の方へと流れる回転する材料の一群となる
。この領域内においては、突出部120および122に沿う回転する層は、これ
ら突出部の間の空間を通過する際に押し絞られながらの流動と緩和とを受ける。
そして、材料は、第三コドラントにおける、突出部100および102の間の空
間に近づく領域において回転する材料の一群と合流する。同様にこの材料は、こ
れら突出部の間の空間を通過する際に、押し絞られながらの流動と緩和とを受け
る。
【0035】 その後、各ロータ22および24の第四コドラントが連係動作の窓へ進入する
。突出部100および102の間の空間を介した乱流による混練を受けた材料は
、突出部124の先頭側に沿って突出部124および126の間の空間の方へ移
動する、回転する材料の一群の一部となる。材料がこの空間を通過して、押し絞
りによる流動と、蓄積された圧力の緩和とを受けると、第一コドラントが再び連
係動作の窓へ進入する。連係動作の窓内におけるこの高強度の混練は、各ロータ
の突出部が連係動作の窓を介して回転するにあたり、一方のロータから他方のロ
ータへの材料の効率的な移動を引き起こす突出部に対して、材料を完全に横切ら
せる結果となる。
【0036】 ロータ22および24の一方の軸方向端部から他方への材料の前後方向の流動
と、材料の押し絞りと、材料が長突出部および短突出部の後縁同士の間の空間を
通過する際に材料が受ける緩和とは、図17に記した、およその長さの範囲を有
する突出部を用いることと、図17に示した、相関二重らせんをなす鋭角θ
よびθのおよその範囲内になるよう配向された突出部を用いることとにより達
成することができる。図17から見て取れるように、長突出部の軸方向の長さl は、ロータ本体の長さL全体の約0.6倍より僅かでも小さくなるべきではな
く、また、ロータ本体の長さL全体の約0.95倍より僅かでも大きくなるべき
ではない。同様に、短突出部の軸方向の長さlは、ロータ本体の長さL全体の
約0.05倍より僅かでも小さくなるべきではなく、また、本体の長さL全体の
約0.4倍より僅かでも大きくなるべきではない。
【0037】 したがって、図3Bから見て取れるように、右側ロータ22の短突出部98お
よび102と、図3Aから見て取れるように、左側ロータ24の短突出部122
および126とは、回転の軸線と平行な線に対して相関二重らせんをなす鋭角S に保たれる。この相関二重らせんをなす鋭角Sは、図17に示したθと等
しいものであり、約10°より僅かでも小さくなるべきではなく、40°より僅
かでも大きくなるべきではない。また、図3Bから見て取れるように、右側ロー
タ22の長突出部96および100と、図3Aから見て取れるように、左側ロー
タ24の長突出部120および124とは、相関二重らせんをなす鋭角Lに保
たれる。この相関二重らせんの角度Lは、図17に示したθと等しいもので
あり、約10°より僅かでも小さくなるべきではなく、60°より僅かでも大き
くなるべきではない。
【0038】 対応する相関二重らせんの角度についてのおよその範囲と、ロータ全体の長さ
に対する長突出部および短突出部の対応する長さの比についてのおよその範囲と
については、同じ範囲が、以下に説明する本発明の他の実施形態にかかる突出部
にも適用される。
【0039】 各コドラントにおける長突出部および短突出部は、その前縁がロータの周方向
に関して同じ位置にあり、また、その両前縁がロータの軸方向端部にあるように
図2−4に示してある。しかし、本発明のロータおよび内部バッチ混練装置は、
様々な種類の材料を混練するために使用されるものである。したがって、当業者
は、短突出部および長突出部の前縁を、互いに周方向にずらして設けることが有
効であると認識することができる。さらに、突出部の前縁は、突出部が設けられ
ているロータの軸方向端部にある必要はない。例として、長突出部の前縁が、こ
れら突出部が設けられているロータの軸方向端部上に設けられていない図19A
−19Cおよび図20A−20Cを参照されたい。したがって、本発明にしたが
って構成されたロータは、各突出部の対のうち長突出部の前縁が、その長突出部
が設けられているコドラントにおける軸方向の二つの半部(halves)のうちの一
方に位置するように設けられている。ロータは、各突出部の対のうち短突出部の
前縁が、その短突出部が設けられているコドラントにおける軸方向の二つの半部
のうちの他方に位置するように設けられている。各突出部対の各突出部は、その
突出部対の他方の突出部に向かって相関二重らせんをなす鋭角にて下流方向へ延
出する。個々の長さと、突出部の前縁の位置と、突出部が延出する相関二重らせ
んの鋭角とは、ロータの一方の軸方向端部から他方の方へと材料を押すとともに
、各突出部対のそれぞれの突出部に隣接して流動する材料を合流させる。各突出
部対の後縁の間の空間により、合流した材料は、これら後縁の間を通って絞られ
る。したがって、この空間から材料が流出する際に軽減される圧力が蓄積され、
これにより材料の混練を強めるような乱流が引き起こされる。
【0040】 図5に、一対の噛合型ロータ22’および24’を有する内部バッチ混練装置
20’に適用された本発明の他の実施形態の一部概略的な水平断面図を示す。ロ
ータ22’および24’の外周部の覆いを展開したものを図6A−6Cおよび図
7A−7Cに示す。これらには、ロータ22’および24’が回転する際に起こ
る流動および混練の様子も示す。
【0041】 混練装置20’の右側ロータ22’および左側ロータ24’は、右側ロータ2
2’の第三コドラントと、左側ロータ24’の第四コドラントとにおける突出部
対の配置を除けば、図2−4に示したロータ22および24と同一である。した
がって、図5に示した内部バッチ混練装置20’の全ての構成要素は、右側ロー
タ22’の第三コドラントと、左側ロータ24’の第四コドラントとに設けられ
ている突出部を除いては、図2に示した内部バッチ混練装置の番号と同じ番号に
よって示してある。
【0042】 本発明のこの実施形態によれば、各ロータの二つの長突出部は、その前縁をそ
のロータの同じ軸方向端部上に有する。この結果、各ロータ上に設けられている
二つの短突出部は、同様に、その前縁をそのロータの同じ軸方向端部上に有する
。したがって、長突出部96および100’の両者は、それぞれの前縁104お
よび112’を右側ロータ22’の冷却剤用端部74に有し、短突出部98およ
び102’の両者は、それぞれの前縁108および116’が右側ロータ22’
の駆動端部72上に配される。同様に、長突出部120および124’は、それ
ぞれの前縁128および136’が左側ロータ24’の駆動端部76上に配され
、短突出部122および126’は、その前縁132および140’が左側ロー
タ24’の冷却剤用端部78上に配される。
【0043】 図6Aおよび6Bに示すように、一つのロータの全ての長突出部がロータの一
方の軸方向端部を起点とするようにし、全ての短突出部をロータの他方の軸方向
端部で連係動作させた結果、各ロータ22’および24’のそれぞれについて非
対称な流動パターンとなる。例えば、図7Bは、押し絞り流動およびその緩和の
結果として生じる強められた混練を材料に与える空間である、長突出部96およ
び短突出部98の間の空間を通って流動する材料を示す。この材料は、長突出部
100’および短突出部102’の間の空間の方へほぼ直行するように流動する
。この流動の経路により、図2−4に示したロータ22および24によってなさ
れる混練と比較した場合、発生する混練の度合いは軽減される。
【0044】 しかし、図7Cは、連係動作の窓においては、発生する混練がより対称的にな
ることを示す。突出部96および98の間から連係動作の窓内へ流動する材料は
、その後、突出部120の先頭側に沿ってロータの冷却剤用端部の方へ下方向へ
流動する。そして、材料は、突出部120および122の間の空間を通って流動
する。その後、突出部102’の先頭側に沿って流動し、突出部100’および
102’の後縁の間の空間を通って突出部124’の前縁の方へ流動する。材料
は、その後突出部124’および126’の間の開口部の方へ流動し、ここを通
って流動する。この動作の中で、材料は、材料が一対の突出部の間を通る度に、
材料の混練を強めるような乱流を引き起こすような押し絞り流動およびその緩和
を受ける。
【0045】 図8は、ロータ22および24が非噛合型となる態様で取り付けられた、図2
に示すタイプの内部バッチ混練装置の概略的な水平断面図である。これらのロー
タは、ロータが連係動作の窓を通って接線方向(tangentially)に回転する際に
中央部46においてロータからロータへ材料の一部のみが移送されることを除け
ば、図2に示した噛合型のロータにより引き起こされるものと同じ様相の混練を
提供する。しかし、従来技術にかかる非噛合型の混練機に比べれば、中央部46
において強められた混練を受けることとなる。これは、ロータ間にある連係動作
の窓と、ミキシングチャンバー30の空洞42および44の内面に隣接した、ロ
ータの残りの回転の間との両方において、非噛合型のロータにより実現される押
し絞り流動およびその緩和に起因する。
【0046】 図9は、図5に示した突出部の形状に従って構成された一対の非噛合型のロー
タを有する内部バッチ混練装置を示す概略図の水平断面を示す。図8に示した非
噛合型のロータについての記述は、図9に示した非噛合型のロータについても等
しく適用される。
【0047】 本発明は、一方または両方のロータ上に三つの突出部が設けられた内部バッチ
混練装置を構成するのに用いられることができる。図10および11に示すよう
に、このような構成は、ロータ22および24の一方または両方から、一つの短
突出部を除くことにより達成される。図10においては、短突出部102が右側
ロータ22の第三コドラントから除かれている。図11においては、短突出部1
02と、ロータ24の第四コドラントの短突出部122とが共に取り除かれてい
る。本発明にかかる長突出部および短突出部の間で発生する押し絞り流動および
その緩和が、三つの突出部を有するロータでは、一つのコドラントにおいてのみ
起こる結果となる。しかし、ロータの少なくとも一つのコドラントに設けられて
いる一対の長突出部および短突出部により引き起こされる押し絞り流動およびそ
の緩和の存在により、そのロータの動作は、従来技術にかかるロータの動作に比
べれば、向上する。
【0048】 米国特許第4,284,358号は、図12と、図13Aおよび13Bに図示
の展開された外周部の覆いとに描かれた形状の翼部を有する反対回転式の一対の
ロータを用いた従来技術にかかる内部バッチ混練装置を開示している。これら従
来技術のロータ200および202は、ロータ上に示した翼部の配置および構成
が原因で、非噛合型または互いに接するようなタンジェンシャル(tangential)
な取付においてのみ使用することができる。ロータ200は、駆動端部204お
よび冷却剤用端部206を有する。このロータの第一コドラントにおいては、長
翼208は冷却剤用端部206を起点とする。短翼210は、第二コドラントの
駆動端部204を起点とし、起点はロータの周に沿って約115°のところにあ
る。長翼212は右側ロータ200の第三コドラントの冷却剤用端部206を起
点とし、短翼214はロータ200の第四コドラントの駆動端部を起点とする。
短翼214は、第四コドラントの始点から約25°ずらされており、短翼210
は第二コドラントの始点からずらされている。
【0049】 ロータ202の翼部は、右側ロータ200の翼部と同様の態様にてそのロータ
の回転の方向に配置される。しかし、両方の長翼212および214は、ロータ
202の駆動端部216を起点とし、短翼218および220は冷却剤用端部2
22を起点とする。長翼212はロータ202の第一コドラントに設けられ、短
翼218はそのロータの第二コドラントに設けられ、長翼214は第三コドラン
トに設けられ、短翼220はそのロータの第四コドラントに設けられている。短
翼218および220は、第二および第四コドラントの始点に対して、短翼21
0および214が図13Bに示したようにずらされているのと同様に、約25°
それぞれずらされている。
【0050】 図13Aおよび13Bは、米国特許第4,284,358号が示す従来技術の
混練機内において、ロータ200および202が回転する際に起こる混練の様子
を示す。右側ロータ200についての図13Bを参照すると、回転する材料の一
群は、翼部208の先頭側の面に沿ってそのロータの駆動端部204の方へ流動
する。円形の矢印は、材料の一部がロータの翼部の先端を越えて通過する際に、
高い剪断の混練が起こることを示す。しかし、回転する材料の一群は、駆動端部
204に近づくにつれて、駆動端部204から短翼210の方へ反射され、ここ
で短翼210の先頭側に形成された回転する材料の一群と合流する。しかし、材
料が長翼208の先頭側から短翼210の先頭側へと通過する際に、押し絞り流
動およびその緩和は発生しない。従来技術のロータにおいて例えば翼部208お
よび210のような長翼および短翼の間の領域で発生することが知られている流
れの阻害や詰まりを最小限に留めるか無くすために、短翼210はずらされてい
る。本発明がなされる以前は、もし長突出部と短突出部とが、ロータの両側の軸
方向端部に配され、且つそのロータの同一のコドラント内またはこれと非常に近
い状態に配された場合、材料の流れが詰まってしまうと考えられてきた。ロータ
200および202は、そのような概念を念頭において開発された。
【0051】 図13Bを参照して説明を続けると、短翼210の先頭側の回転する層を離れ
た材料は、長突出部212の先頭側の方へ進み、そこでその突出部の先頭側に隣
接する回転する材料の一群の一部となる。その後この材料は、長突出部208に
隣接する回転する材料の一群における材料が駆動端部204および短突出部21
0を経て流動したのと同じ様態で、駆動端部204および短突出部214を経て
流動する。
【0052】 図13Aは、左側ロータ202についての材料の流れが、右側ロータ200に
ついて説明したのと同じであることを示す。これにより、以前には十分であった
混練の度合いが得られる結果となったが、これは本発明により得られる混練ほど
強大で有効なものではなかった。図12および13に示した従来技術のロータは
、本発明の設計および原理にしたがった突出部対が生じる押し絞り流動およびそ
の緩和により引き起こされる強められた乱流を生じない。さらに、ロータ同士が
噛合していないため、ロータ200および202の間の中央領域における材料の
ロータ間の移送はさほど有効ではない。
【0053】 米国特許第4,834,543号は、従来技術にかかる別の内部バッチ混練装
置を示す。図14は、その特許に示された形状の翼部を有し互いに反対回転する
ロータ対を示し、図13Aおよび13Bは、その特許に示された突出部が描かれ
た、展開された外周部の覆いである。これらのロータ224および226は、非
噛合型の取付でなければ取り付けることができない。ロータ224は、駆動端部
228および冷却剤用端部230を有する。ロータは、その第一コドラントに冷
却剤用端部230を起点とする長翼232を有する。短翼234は、第二コドラ
ントのほぼ中間地点の冷却剤用端部230を起点とする。長翼236は第三コド
ラントの駆動端部228を起点とし、短翼238はロータ224の第四コドラン
トのほぼ中間地点の駆動端部を起点とする。
【0054】 左側ロータ226のの翼部は、右側ロータ224の翼部が配置されているのと
同じ様態で、そのロータの回転方向に対して配置される。しかし、左側ロータの
それぞれのコドラントに設けられている翼部は、ロータ224中の対応するコド
ラントにおける翼部の起点の位置とは反対側となるロータ226の端部を起点と
する。したがって、長翼240は、ロータ226の第一コドラントにおける駆動
端部241を起点とし、短翼242は、そのロータの第二コドラントのほぼ中間
地点の同じ側の端部を起点とする。長翼242は左側ロータ226の冷却剤用端
部245を起点とし、短翼246はコドラントのほぼ中間地点の冷却剤用端部2
45を起点とする。 米国特許第4,834,543号が示す従来技術の混練機において、ロータ2
24および226の回転によって引き起こされる混練を図15Aおよび15Bに
示す。図15Bに示す右側ロータ224の第一コドラントからはじめると、回転
する材料の一群は、長翼232の先頭側の面に沿ってそのロータの駆動端部22
8の方へ流動する。円形の矢印は、材料の一部がロータの翼部の先端を越えて通
過する際の高い剪断の混練を指し示す。駆動端部228は、そこにある回転する
層を長翼236に隣接する回転する層と合流させる。回転する材料の一群は、短
翼234の先頭側の面に沿って長翼236の後縁の方へ流動する。しかし、短翼
234は、長翼236との間で押し絞り流動を引き起こすには、長翼からあまり
にも離れすぎている。短翼234は、長翼236が設けられている第三コドラン
トに置かれた場合、詰まってしまう心配があるため、第二コドラントに意図的に
置かれたのである。
【0055】 左側ロータ246についての材料も、右側ロータ224について直上の部分に
説明したのと同じ様態にて流動する。ロータ224および226が提供する混練
は、以前の場合は十分な度合いのものであった。しかし、本発明の原理にかかる
突出部対が生じる押し絞り流動およびその緩和によって引き起こされる乱流が生
じるものほど強大で有効な度合いの混練は含まれなかった。ロータ224および
226が互いに噛合しないため、これらロータの間の中央領域における材料の移
送は、本発明にしたがって用いられる噛合型のロータ間で起こる移送ほど有効で
はない。
【0056】 図16A−16Cは、ロータを三通りに配置した際に混練装置において発生す
る混練の様子の比較を示す。図16Aは、混練装置に噛合型のロータとして取り
付けられた本発明のロータ22および24を示し、図16Bは非噛合型のロータ
として用いられた本発明のロータ22および24を示し、図16Cは非噛合型の
ロータとして使われなければならない、米国特許第4,834,543号のロー
タ224および226を示す。図16Aは、回転する層に起因する材料の混合と
、ロータ22および混練用の空洞の間の領域における押し絞り流動およびその緩
和に起因するより強い混練とを含む非常に広範囲な混練(high extensive mixin
g)を示す。さらに図16Aは、突出部の大径の先端および混練用の空洞の内面 の間の高い剪断の結果として、高強度の混練が発生する場所を指し示す。明らか
に、噛合型のロータは、材料が完全に横断することと、ロータ22および24の
間の連係動作の窓において発生する押し絞り流動およびその緩和との結果として
、非常に広範囲な混練を生じる。この領域では、混練される材料は、ロータ間で
停滞することなく、回転する一方のロータから他方へと有効に移送される。
【0057】 図16Bを参照されたい。本発明のロータ22および24を非噛合型またはタ
ンジェンシャルな配置にて用いることにより、材料の非常に有効な混練がもたら
される。しかし、発生する混練は、図16Aに示したように同じロータを噛合型
として取り付けたときに発生するものほど有効ではない。材料の部分的な横断の
結果として、連係動作の窓において停滞が発生する。図16Cに示した従来技術
のロータを用いたときの混練と比べると、この領域で発生する押し絞り流動およ
びその緩和により混練は強められる。強められた混練を生じさせる押し絞り流動
およびその緩和がないため、性能の低減は、連係動作の窓においてだけでなく、
従来技術のロータと混練用の空洞の内面との間で発生する混合の領域においても
存在する。
【0058】 上記で説明した本発明の一実施形態においては、ロータ22および24の各突
出部は、それが設けられているロータの軸方向の端部にその前縁を有する。図1
9および20に示す本発明の他の実施形態においては、長突出部は、その前縁が
ロータの軸方向端部上に設けられていない。図19および20を図3および4と
比較することができる。図19および20に示すロータは、図19および20に
示すロータの長い方の突出部の前縁がそのロータの軸方向端部上に設けられてい
ないという点を除けば、図3および4に示すロータと本質的に同一である。例と
して、図3Bにおいて、右側ロータ22の第一コドラントにおける長突出部96
は、右側ロータ22の冷却剤用端部74上に位置する前縁104を有する。しか
し、図19Bに示した本発明の実施形態においては、ロータ22の第一コドラン
ト88における長突出部96は、その前縁104が右側ロータ22の冷却剤用端
部74上に位置するように有してはいない。代わりに、長突出部96の前縁10
4は、右側ロータ22の冷却剤用端部74の近くに設けられている。前縁104
と、右側ロータ22の冷却剤用端部74との間の空間の長さは、その空間を通過
する混練材料に所望の流量に基づく。
【0059】 同様に、本発明の本実施形態によれば、図19Bおよび20Bに示す左側ロー
タ24の第二コドラントにおける長い方の突出部120は、その前縁128が左
側ロータ24の駆動端部76上ではなく、その近くに設けられている。長突出部
100は右側ロータ22の第三コドラントに設けられ、その前縁112は右側ロ
ータ22の駆動端部72上ではなくその近くに設けられている。長突出部124
は、左側ロータ24の第四コドラントに設けられ、その前縁136は左側ロータ
24の冷却剤両端部78上ではなくその近くに設けられている。
【0060】 各短突出部98、102、122および126の軸方向の長さは、それより上
流にある長突出部の前縁と、その前縁が近接しているロータの軸方向端部との間
の空間を通過する材料をロータの中間地点の方へ材料をそらせるために、この空
間の長さよりも長くあるべきである。この材料は、一対の突出部の後縁の間の空
間へと流動し、その際に、長突出部に隣接して流動する材料と合流する。本発明
によれば、合流した材料は、長突出部および短突出部の両方の後縁の間の空間を
介して流動する際に押し絞られる。その空間において材料に蓄積された圧力は、
材料がその空間から流出する際に緩和され、それにより材料の混練が強められる
【0061】 したがって、図19Bを参照すると、右側ロータ22の第三コドラント92に
おける短突出部102の軸方向の長さは、右側ロータ22の第一コドラント88
における長突出部96の前縁104と、右側ロータ22の冷却剤用端部74との
間の空間の長さよりも長くあるべきである。同様に、右側ロータ22の第一コド
ラント88における短突出部98の軸方向の長さは、右側ロータ22の第三コド
ラント92における長突出部100の前縁112と、右側ロータ22の駆動端部
72との間の空間の長さよりも長くあるべきである。また、図19Aの左側ロー
タ24の第二コドラント82における短突出部122の軸方向の長さは、左側ロ
ータ24の第四コドラント86における長突出部124の前縁136と、左側ロ
ータ24の冷却剤用端部78との間の空間の長さよりも長くあるべきである。ま
た、短突出部126の軸方向の長さは、左側ロータ24の第二コドラント82に
おける長突出部120の前縁128と、左側ロータ24の駆動端部76との間の
空間の長さよりも長くあるべきである。
【0062】 図19A−19Cに示した突出部の材料の流れを図20A−20Cに描いた。
図20A−20Cに示した材料の流れは、本発明の先述した実施形態について図
4に示した材料の流れと本質的に類似している。先述した実施形態と同様に、図
20は、右側ロータ22の長突出部96および短突出部98の間と、右側ロータ
22の長突出部100および短突出部102の間と、左側ロータ24の長突出部
120および短突出部122の間と、左側ロータ24の長突出部124および短
突出部126の間とに材料を注ぎ通すというような漏斗様の効果を明らかにする
ものである。しかし、これに加えて材料は、長突出部の前縁を通り過ぎて、材料
の流れの下流側の短突出部に衝突する。
【0063】 図20Bから見て取れるように、材料は長突出部の前縁の間の空間から流出し
、ロータの同じ側において、材料の流れの下流側の短突出部に衝突する。材料は
、長突出部100の前縁112と、右側ロータ22の第三コドラント92の駆動
端部72との間を通って、右側ロータ22の第一コドラント88における短突出
部98に衝突する。また、右側ロータ22においては、材料は、長突出部96の
前縁104と、右側ロータ22の第一コドラント88の冷却剤用端部74との間
を流動して、右側ロータ22の第三コドラント92における短突出部102に衝
突する。同様に、左側ロータ24においては、図20Aに示すように、材料は、
長突出部120の前縁128と、左側ロータ24の第二コドラント82の駆動端
部76との間を流動し、左側ロータ22の第四コドラント86における短突出部
126に衝突する。同じように、左側ロータ24においては、図20Aに示すよ
うに、材料は、長突出部124の前縁136と、左側ロータ24の第四コドラン
ト86の冷却剤用端部78の間を流動し、左側ロータ22の第二コドラント82
における短突出部122に衝突する。
【0064】 当業者であれば、上述の本発明の好適な実施形態に示したロータに対して、本
発明の精神および範囲を逸脱することなく多くの変更を加えることができること
を認めるだろう。各突出部対の突出部の後縁の間の空間の寸法は、異なる種類の
ポリマー材料を加工するために変更することができる。一般に、タイヤを製造す
るためのゴムを加工するためにはより大きな空間が必要であり、機械用部品を製
造するためのゴムを加工するためにはより小さな空間が必要である。さらに、図
3Aおよび3Bは、全ての突出部が、その突出部が設けられているコドラントの
開始点を起点とすることを示している。したがって、図3Bに示す右側ロータ2
2の第一コドラントにおける突出部96および98は、その前縁104および1
08がそれぞれ周の回転にして0°に位置するようになっている。これら突出部
の一方あるいは両方を、そのコドラント内において、内部バッチ混練装置におい
て混練すべき材料の十分な混練を得るのに望まれる起点の位置に移動することが
できる。同様に、長突出部および短突出部の長さを所望に応じて変えることがで
きる。異なる種類、粘性および温度の材料に対応するために、回転の方向から外
れて延出する鋭角の角度も変えることができる。
【0065】 当業者であれば、上述した本発明の種々の特徴を、既存の混練装置を改造する
ために用いられる交換用のロータ対においても、新しい内部バッチ混練装置の組
立においても、共に用いることができることを認めるだろう。本発明を、添付の
図面に示した詳細と、構成部品の配置と、ある特定の実施形態とに関して説明し
た。当業者であれば、これらの実施形態に対して、本発明の精神および範囲を逸
脱することなく、多くの変更を加えることができる。したがって、添付の請求の
範囲は、本発明の精神および範囲を逸脱しないロータおよび内部バッチ混練装置
の均等物を包含するものと解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明にしたがって構成された内部バッチ混練装置の概略図の部分断
面図である。
【図2】 図2は、図1に示す混練装置の2−2線に沿った水平断面図である。
【図3A−3C】 図3A−3Cは、ロータの翼部を含む外周部の覆いを展開することにより作成
される、図2に示すロータの突出部の配向の概略図である。
【図4A−4C】 図4A−4Cは、ロータにより発生する混練の様子の概略的な描写を含む、図
3に示す展開されたロータ突出部の外周部の覆いである。
【図5】 図5は、本発明にしたがって構成されたロータを示す混練装置の水平断面図で
ある。
【図6A−6C】 図6A−6Cは、ロータの突出部を含む外周部の覆いを展開することにより作
成される、図5に示すロータの突出部の配向の概略図である。
【図7A−7C】 図7A−7Cは、ロータを用いることによって発生する混練の様子の概略的な
描写を伴う、図6に示した展開された外周部の覆いである。
【図8】 図8は、本発明にしたがって構成され混練装置に取り付けられる一対のロータ
を示す水平断面図である。
【図9】 図9は、本発明にしたがって構成され混練装置に取り付けられる一対のロータ
を示す水平断面図である。
【図10A−10C】 図10A−10Cは、ロータの突出部を含む外周部の覆いを展開することによ
り作成される、本発明にしたがって構成されたロータの突出部の配向の概略図で
ある。
【図11A−11C】 図11A−11Cは、ロータの突出部を含む外周部の覆いを展開することによ
り作成される、本発明にしたがって構成されたロータの突出部の配向の概略図で
ある。
【図12】 図12は、一対の従来技術のロータ上の翼部の配置を示す。
【図13A−13C】 図13A−13Cは、ロータの突出部を含む外周部の覆いを展開することによ
り作成される、図12に示したロータの突出部の配向の概略図である。
【図14】 図14は、一対の従来技術のロータ上の翼部の配置を示す。
【図15A−15C】 図15A−15Cは、ロータの突出部を含む外周部の覆いを展開することによ
り作成される、図14に示したロータの突出部の配向の概略図である。
【図16A−16C】 図16A−16Cは、従来技術のロータと比較して、本発明のロータを二通り
に配置することにより混練装置において生じる混練を示す概略図である。
【図17】 図17は、突出部の鋭角および長さのおよその変化の範囲を示す、展開したロ
ータの外周部の覆いの概略図である。
【図18】 図18は、本発明の他の態様にしたがって構成され混練装置に取り付けられる
一対のロータを示した、混練装置の水平断面図である。
【図19A−19C】 図19A−19Cは、ロータの突出部を含む外周部の覆いを展開することによ
り作成される、図18に示したロータの突出部の配向の概略図である。
【図20A−20C】 図20A−20Cは、ロータを用いることによって発生する混練の様子の概略
的な描写を伴う、図19に示した展開された外周部の覆いである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB ,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,GE,G H,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR, TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZW

Claims (77)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロータを互いに平行に取り付ける一対の空洞を有するミキシ
    ングチャンバーと、材料を混練するために上記ロータを互いに反対方向に回転す
    る駆動システムとを有する内部バッチ混練装置において用いられる一対のロータ
    であり、上記ロータ対は、組み合わせとして以下を備える: 回転の軸線と、第一の軸方向端部(axial end)と、第二の軸方向端部とを有 する第一ロータであり;前記第一ロータは、前記第一ロータが回転すべき方向と
    は反対の方向に区切られた、連続する第一、第二、第三および第四のコドラント
    (quadrant)に分割された外周部(circumference)を有し;前記第一ロータは 、第一コドラントに設けられ第一コドラントの長突出部(long lobe)および第 一コドラントの短突出部(short lobe)からなる一対の突出部と、第三コドラン
    トに設けられ第三コドラントの長突出部および第三コドラントの短突出部からな
    る一対の突出部とを有し; 回転の軸線と、第一の軸方向端部と、第二の軸方向端部とを有する第二ロータ
    であり;前記第二ロータの前記第一軸方向端部および前記第二軸方向端部は、そ
    れぞれ、前記第一ロータの前記第一軸方向端部および前記第二軸方向端部に隣接
    して回転するのに適合し;前記第二ロータは前記第二ロータが回転すべき方向と
    は反対の方向に区切られた、連続する第一、第二、第三および第四のコドラント
    に分割された外周部を有し;前記第二ロータは、第二コドラントに設けられ第二
    コドラントの長突出部および第二コドラントの短突出部からなる一対の突出部と
    、第四コドラントに設けられ第四コドラントの長突出部および第四コドラントの
    短突出部からなる一対の突出部とを有し; 各突出部は前縁および後縁を有し;各突出部の対の前記長突出部は、その突出
    部の対が設けられているコドラントにおける軸方向の二つの半部(two axial ha
    lves)のうちの一方にその前縁が位置するように設けられ、各突出部の対の前記
    短突出部は、その突出部の対が設けられているコドラントにおける軸方向の二つ
    の半部のうち他方にその前縁が位置するように設けられ;各突出部の対の前記突
    出部はそれぞれ、その突出部の対の他方の突出部の方へ向かって相関二重らせん
    をなす鋭角な角度(acute cohelix angle)をもって下流方向へ延出し; 前記第二コドラントの長突出部は、前記第一コドラントの長突出部の前記前縁
    が設けられている、前記第一ロータの第一コドラントの軸方向の半部とは反対側
    となる、前記第二ロータの第二コドラントの軸方向の半部にその前縁が設けられ
    ;前記第四コドラントの長突出部は、前記第三コドラントの長突出部の前記前縁
    が設けられている、前記第一ロータの第三コドラントの軸方向の半部とは反対側
    となる、前記第二ロータの第四コドラントの軸方向の半部にその前縁が設けられ
    ; 各突出部の対の前記突出部は、各突出部対のうち前記長突出部に隣接する材料
    をそのロータの一方の軸方向端部からそのロータの他方の軸方向端部の方へと押
    し離し、且つ、各突出部対の前記後縁同士の間の空間であって、そこに合流した
    材料が各突出部の対の両突出部の後縁の間を押し通されそこから流れ出るような
    寸法を有する空間を形成するために、個々の長さと、前記前縁が設けられている
    ロータのコドラントの半部における個々の前縁の位置と、前記突出部が延出する
    、相関二重らせんをなす鋭角な角度とをそれぞれ有する。
  2. 【請求項2】 前記第一および第二のロータの各コドラントは、そのロータ
    の周の回転にして約90°にわたって延在する請求項1に記載の一対のロータ。
  3. 【請求項3】 各突出部の対の前記短突出部はその前縁を前記ロータの一方
    の軸方向端部に有しており、各突出部の対の前記長突出部はその前縁を前記ロー
    タの他方の軸方向端部に有する請求項1に記載の一対のロータ。
  4. 【請求項4】 各突出部の対の前記短突出部はその前縁を前記ロータの一方
    の軸方向端部に有し、各突出部の対の前記長突出部はその前縁を前記ロータの他
    方の軸方向端部の近くに有する請求項1に記載の一対のロータ。
  5. 【請求項5】 各短突出部の軸方向の長さは、その突出部が設けられている
    前記ロータの軸方向の長さの約0.05倍からそのロータの軸方向の長さの約0
    .40倍までの範囲内にあり、各長突出部の軸方向の長さは、その突出部が設け
    られている前記ロータの軸方向の長さの約0.60倍からそのロータの軸方向の
    長さの約0.95倍までの範囲内にある請求項1に記載の一対のロータ。
  6. 【請求項6】 各短突出部の相関二重らせんをなす角度は、約10°から約
    60°までの範囲内にあり、各長突出部の相関二重らせんをなす角度は、約10
    °から約40°までの範囲内にある請求項1に記載の一対のロータ。
  7. 【請求項7】 各短突出部の軸方向の長さは、その突出部が設けられている
    前記ロータの軸方向の長さの約0.05倍からそのロータの軸方向の長さの約0
    .40倍までの範囲内にあり、各長突出部の軸方向の長さは、その突出部が設け
    られている前記ロータの軸方向の長さの約0.60倍からそのロータの軸方向の
    長さの約0.95倍までの範囲内にあり、各短突出部の相関二重らせんをなす角
    度は、約10°から約60°までの範囲内にあり、各長突出部の相関二重らせん
    をなす角度は、約10°から約40°までの範囲内にある請求項1に記載の一対
    のロータ。
  8. 【請求項8】 各ロータ上の二つの長突出部は、各々、その前縁を、他方の
    長突出部がその前縁を有している軸方向の半部とは反対側となる、そのロータの
    一方の軸方向の半部に有している請求項1に記載の一対のロータ。
  9. 【請求項9】 各ロータ上の二つの長突出部は、各々、その前縁を、他方の
    長突出部がその前縁を有しているそのロータの軸方向の半部と同じ半部に有して
    いる請求項1に記載の一対のロータ。
  10. 【請求項10】 前記突出部は、各々翼部(wing)である請求項1に記載の
    一対のロータ。
  11. 【請求項11】 前記各ロータの前記突出部は、ロータが回転する際に、他
    方の前記ロータの前記突出部と噛合しうるように構成されている請求項1に記載
    の一対のロータ。
  12. 【請求項12】 前記各ロータの前記突出部は、前記ロータが回転する際に
    、他方の前記ロータの前記突出部と噛合せずに動作するように構成されている請
    求項1に記載の一対のロータ。
  13. 【請求項13】 前記各突出部対の各突出部の前記前縁は、その突出部が設
    けられているロータ上の周方向に関してほぼ同じ位置に設けられている請求項1
    に記載の一対のロータ。
  14. 【請求項14】 前記各突出部対の各突出部の前記前縁は、その突出部が設
    けられているロータ上の周方向に関して異なる位置に設けられている請求項1に
    記載の一対のロータ。
  15. 【請求項15】 ロータを互いに平行に取り付ける一対の空洞を有するミキ
    シングチャンバーと、材料を混練するために上記ロータを互いに反対方向に回転
    する駆動システムとを有する内部バッチ混練装置において用いられる一対のロー
    タであり、上記ロータ対は、組み合わせとして以下を備える: 回転の軸線と、第一の軸方向端部と、第二の軸方向端部とを有する第一ロータ
    であり;前記第一ロータは、前記第一ロータが回転すべき方向とは反対の方向に
    区切られた、連続する第一、第二、第三および第四のコドラントに分割された外
    周部を有し;前記第一ロータは、第一コドラントに設けられ第一コドラントの長
    突出部および第一コドラントの短突出部からなる一対の突出部と、第三コドラン
    トに設けられた、少なくとも一つの第三コドラントの長突出部とを有し; 回転の軸線と、第一の軸方向端部と、第二の軸方向端部とを有する第二ロータ
    であり;前記第二ロータの前記第一軸方向端部および前記第二軸方向端部は、そ
    れぞれ、前記第一ロータの前記第一軸方向端部および前記第二軸方向端部に隣接
    して回転するのに適合し;前記第二ロータは、前記第二ロータが回転すべき方向
    とは反対の方向に区切られた、連続する第一、第二、第三および第四のコドラン
    トに分割された外周部を有し;前記第二ロータは、第二コドラントに設けられ第
    二コドラントの長突出部および第二コドラントの短突出部からなる一対の突出部
    と、第四コドラントに設けられた、少なくとも一つの第四コドラントの突出部と
    を有し; 各突出部は前縁および後縁を有し;前記長突出部は、それが設けられているコ
    ドラントにおける軸方向の二つの半部のうちの一方にその前縁が位置するように
    設けられ、各突出部の対の前記短突出部は、その突出部の対が設けられているコ
    ドラントにおける軸方向の二つの半部のうち他方にその前縁が位置するように設
    けられ;前記各突出部は、その突出部の前縁が設けられている軸方向の半部とは
    反対側にある、コドラントの軸方向の半部の方に向かって相関二重らせんをなす
    鋭角な角度をもって下流方向へ延出し; 前記第二コドラントの長突出部は、前記第一コドラントの長突出部の前記前縁
    が設けられている、前記第一ロータの第一コドラントの軸方向の半部とは反対側
    となる、前記第二ロータの第二コドラントの軸方向の半部にその前縁が設けられ
    ;前記第四コドラントの突出部は、対応する第三コドラントの突出部の前記前縁
    が設けられている、前記第一ロータの第三コドラントの軸方向の半部とは反対側
    となる、前記第二ロータの第四コドラントの軸方向の半部にその前縁が設けられ
    ; 各突出部の対の前記突出部は、各突出部対のうち前記長突出部に隣接する材料
    をそのロータの一方の軸方向端部からそのロータの他方の軸方向端部の方へと押
    し離し、且つ、各突出部対の前記後縁同士の間の空間であって、そこに合流した
    材料が各突出部の対の両突出部の後縁の間を押し通されそこから流れ出るような
    寸法を有する空間を形成するために、個々の長さと、前記前縁が設けられている
    、ロータのコドラントの半部における個々の前縁の位置と、前記突出部が延出す
    る、相関二重らせんをなす鋭角な角度とをそれぞれ有する。
  16. 【請求項16】 前記第一および第二のロータの各コドラントは、そのロー
    タの周の回転にして約90°にわたって延在する請求項17に記載の一対のロー
    タ。
  17. 【請求項17】 各突出部の対の前記短突出部はその前縁を前記ロータの一
    方の軸方向端部に有しており、各突出部の対の前記長突出部はその前縁を前記ロ
    ータの他方の軸方向端部に有する請求項17に記載の一対のロータ。
  18. 【請求項18】 各突出部の対の前記短突出部はその前縁を前記ロータの一
    方の軸方向端部に有し、各突出部の対の前記長突出部はその前縁を前記ロータの
    他方の軸方向端部の近くに有する請求項17に記載の一対のロータ。
  19. 【請求項19】 各短突出部の軸方向の長さは、その突出部が設けられてい
    る前記ロータの軸方向の長さの約0.05倍からそのロータの軸方向の長さの約
    0.40倍までの範囲内にあり、各長突出部の軸方向の長さは、その突出部が設
    けられている前記ロータの軸方向の長さの約0.60倍からそのロータの軸方向
    の長さの約0.95倍までの範囲内にある請求項17に記載の一対のロータ。
  20. 【請求項20】 各短突出部の相関二重らせんをなす角度は、約10°から
    約60°までの範囲内にあり、各長突出部の相関二重らせんをなす角度は、約1
    0°から約40°までの範囲内にある請求項17に記載の一対のロータ。
  21. 【請求項21】 各短突出部の軸方向の長さは、その突出部が設けられてい
    る前記ロータの軸方向の長さの約0.05倍からそのロータの軸方向の長さの約
    0.40倍までの範囲内にあり、各長突出部の軸方向の長さは、その突出部が設
    けられている前記ロータの軸方向の長さの約0.60倍からそのロータの軸方向
    の長さの約0.95倍までの範囲内にあり、各短突出部の相関二重らせんをなす
    角度は、約10°から約60°までの範囲内にあり、各長突出部の相関二重らせ
    んをなす角度は、約10°から約40°までの範囲内にある請求項17に記載の
    一対のロータ。
  22. 【請求項22】 各ロータ上の二つの長突出部は、各々、その前縁を、他方
    の長突出部がその前縁を有している軸方向の半部とは反対側となる、そのロータ
    の一方の軸方向の半部に有している請求項17に記載の一対のロータ。
  23. 【請求項23】 各ロータ上の二つの長突出部は、各々、その前縁を、他方
    の長突出部がその前縁を有しているそのロータの軸方向の半部と同じ半部に有し
    ている請求項17に記載の一対のロータ。
  24. 【請求項24】 前記突出部は、各々翼部である請求項17に記載の一対の
    ロータ。
  25. 【請求項25】 前記各ロータの前記突出部は、ロータが回転する際に、他
    方の前記ロータの前記突出部と噛合しうるように構成されている請求項17に記
    載の一対のロータ。
  26. 【請求項26】 前記各ロータの前記突出部は、前記ロータが回転する際に
    、他方の前記ロータの前記突出部と噛合せずに動作するように構成されている請
    求項17に記載の一対のロータ。
  27. 【請求項27】 前記各突出部対の各突出部の前記前縁は、その突出部が設
    けられているロータ上の周方向に関してほぼ同じ位置に設けられている請求項1
    7に記載の一対のロータ。
  28. 【請求項28】 前記各突出部対の各突出部の前記前縁は、その突出部が設
    けられているロータ上の周方向に関して異なる位置に設けられている請求項17
    に記載の一対のロータ。
  29. 【請求項29】 前記第四コドラントの突出部は長突出部である請求項17
    に記載の一対のロータ。
  30. 【請求項30】 材料を混練するためにロータを互いに反対方向に回転する
    駆動システムを有する内部バッチ混練装置において用いられる一対のロータであ
    り、上記ロータは、組み合わせとして以下を備える: 回転の軸線と、第一の軸方向端部と、第二の軸方向端部とを有する第一ロータ
    であり;前記第一ロータは、前記第一ロータが回転すべき方向とは反対の方向に
    区切られた、連続する90°の第一、第二、第三および第四のコドラントに分割
    された外周部を有し;前記第一ロータは、第一コドラントに設けられた一対の突
    出部と、第三コドラントに設けられた一対の突出部とを有し、 回転の軸線と、第一の軸方向端部と、第二の軸方向端部とを有する第二ロータ
    であり;前記ロータの前記第一軸方向端部および前記第二軸方向端部は、それぞ
    れ、前記第一ロータの前記第一軸方向端部および前記第二軸方向端部に隣接して
    回転するのに適合し;前記第二ロータは、前記第二ロータが回転すべき方向とは
    反対の方向に区切られた、連続する90°の第一、第二、第三および第四のコド
    ラントに分割された外周部を有し;前記第二ロータは、第二コドラントに設けら
    れた一対の突出部と、第四コドラントに設けられた一対の突出部とを有し、 各突出部は前縁および後縁を有し;各突出部対の一方の突出部はそれが設けら
    れたロータの一方の軸方向端部上の位置にその前縁を有し;各突出部対の他方の
    突出部はそれが設けられたロータの他方の軸方向端部上の位置にその前縁を有し
    ;各突出部対の一方の前記突出部は他方よりも長く;前記第二ロータの第二およ
    び第四コドラントのそれぞれにおいて、長い方の各突出部は、それぞれ、その前
    縁を、第一ロータの第一および第三コドラントにある長い方の前記突出部がその
    前縁を有している前記第一ロータ上の対応する軸方向端部とは反対側となる、第
    二ロータの軸方向端部上の位置に有し; 前記各突出部対の突出部は、前記突出部対の長い方の突出部に隣接する材料を
    、その突出部の前縁が設けられている軸方向端部からそのロータの他方の軸方向
    端部の方へ押し離し、且つ、前記突出部の後縁同士の間にある十分な大きさの空
    間であって、各突出部対の前記突出部の両方に隣接する材料が前記突出部の両方
    の前記後縁の間の空間を押し通されそこから流れ出るようにする空間を形成する
    ために、個々の長さと、前記突出部が設けられているロータのコドラント内にお
    ける起点の位置(location of origin)と、前記突出部が延出する鋭角な角度と
    を有する。
  31. 【請求項31】 各突出部対の短い方の各突出部の軸方向の長さは、その突
    出部が設けられている前記ロータの軸方向の長さの約0.05倍からそのロータ
    の軸方向の長さの約0.40倍までの範囲内にあり、長い方の突出部の軸方向の
    長さは、その突出部が設けられている前記ロータの軸方向の長さの約0.60倍
    からそのロータの軸方向の長さの約0.95倍までの範囲内にある請求項34に
    記載の一対のロータ。
  32. 【請求項32】 各突出部対の短い方の各突出部の相関二重らせんをなす角
    度は、約10°から約60°までの範囲内にあり、長い方の各突出部の相関二重
    らせんをなす角度は、約10°から約40°までの範囲内にある請求項34に記
    載の一対のロータ。
  33. 【請求項33】 各短突出部の軸方向の長さは、その突出部が設けられてい
    る前記ロータの軸方向の長さの約0.05倍からそのロータの軸方向の長さの約
    0.40倍までの範囲内にあり、各長突出部の軸方向の長さは、その突出部が設
    けられている前記ロータの軸方向の長さの約0.60倍からそのロータの軸方向
    の長さの約0.95倍までの範囲内にあり、短い方の各突出部の相関二重らせん
    をなす角度は、約10°から約60°までの範囲内にあり、長い方の各突出部の
    相関二重らせんをなす角度は、約10°から約40°までの範囲内にある請求項
    34に記載の一対のロータ。
  34. 【請求項34】 各ロータ上の二つの長い方の突出部は、各々、その前縁を
    、他方の長い方の突出部がその前縁を有している軸方向の半部とは反対側となる
    、そのロータの一方の軸方向の半部に有している請求項34に記載の一対のロー
    タ。
  35. 【請求項35】 各ロータ上の二つの長い方の突出部は、各々、その前縁を
    、他方の長い方の突出部がその前縁を有しているそのロータの軸方向の半部と同
    じ半部に有している請求項34に記載の一対のロータ。
  36. 【請求項36】 前記突出部は、各々翼部である請求項34に記載の一対の
    ロータ。
  37. 【請求項37】 前記各ロータの前記突出部は、ロータが回転する際に、他
    方の前記ロータの前記突出部と噛合しうるように構成されている請求項34に記
    載の一対のロータ。
  38. 【請求項38】 前記各ロータの前記突出部は、前記ロータが回転する際に
    、他方の前記ロータの前記突出部と噛合せずに動作するように構成されている請
    求項34に記載の一対のロータ。
  39. 【請求項39】 前記各突出部対の各突出部の前記前縁は、その突出部が設
    けられているロータ上の周方向に関してほぼ同じ位置に設けられている請求項3
    4に記載の一対のロータ。
  40. 【請求項40】 前記各突出部対の各突出部の前記前縁は、その突出部が設
    けられているロータ上の周方向に関して異なる位置に設けられている請求項34
    に記載の一対のロータ。
  41. 【請求項41】 材料を混練する内部バッチ混練装置であり: 混練機本体と; 前記混練機本体内に設けられた一対の空洞と; 前記一対の空洞に、互いに平行に取り付けられる第一ロータおよび第二ロータ
    と; 前記空洞内において材料を混練するために、前記ロータを互いに反対方向に、
    制御可能に回転させる駆動システムとを組み合わせとして備え; 前記第一ロータは、回転の軸線と、第一の軸方向端部と、第二の軸方向端部と
    を有し;前記第一ロータは、前記第一ロータが回転すべき方向とは反対の方向に
    区切られた、連続する第一、第二、第三および第四のコドラントに分割された外
    周部を有し;前記第一ロータは、第一コドラントに設けられ第一コドラントの長
    突出部および第一コドラントの短突出部からなる一対の突出部と、第三コドラン
    トに設けられ第三コドラントの長突出部および第三コドラントの短突出部からな
    る一対の突出部とを有し; 前記第二ロータは、回転の軸線と、第一の軸方向端部と、第二の軸方向端部と
    を有し;前記第二ロータの前記第一軸方向端部および前記第二軸方向端部は、そ
    れぞれ、前記第一ロータの前記第一軸方向端部および前記第二軸方向端部に隣接
    して回転するように取り付けられ;前記第二ロータは前記第二ロータが回転すべ
    き方向とは反対の方向に区切られた、連続する第一、第二、第三および第四のコ
    ドラントに分割された外周部を有し;前記第二ロータは、第二コドラントに設け
    られ第二コドラントの長突出部および第二コドラントの短突出部からなる一対の
    突出部と、第四コドラントに設けられ第四コドラントの長突出部および第四コド
    ラントの短突出部からなる一対の突出部とを有し; 各突出部は前縁および後縁を有し;各突出部の対の前記長突出部は、その突出
    部の対が設けられているコドラントにおける軸方向の二つの半部のうちの一方に
    その前縁が位置するように設けられ、各突出部の対の前記短突出部は、その突出
    部の対が設けられているコドラントにおける軸方向の二つの半部のうち他方にそ
    の前縁が位置するように設けられ;各突出部の対の前記突出部はそれぞれ、その
    突出部の対の他方の突出部の方へ向かって相関二重らせんをなす鋭角な角度をも
    って下流方向へ延出し; 前記第二コドラントの長突出部は、前記第一コドラントの長突出部の前記前縁
    が設けられている、前記第一ロータの第一コドラントの軸方向の半部とは反対側
    となる、前記第二ロータの第二コドラントの軸方向の半部にその前縁が設けられ
    ;前記第四コドラントの長突出部は、前記第三コドラントの長突出部の前記前縁
    が設けられている、前記第一ロータの第三コドラントの軸方向の半部とは反対側
    となる、前記第二ロータの第四コドラントの軸方向の半部にその前縁が設けられ
    ; 各突出部の対の前記突出部は、各突出部対のうち前記長突出部に隣接する材料
    をそのロータの一方の軸方向端部からそのロータの他方の軸方向端部の方へと押
    し離し、且つ、各突出部対の前記後縁同士の間の空間であって、そこに合流した
    材料が各突出部の対の両突出部の後縁の間を押し通されそこから流れ出るような
    寸法を有する空間を形成するために、個々の長さと、前記前縁が設けられている
    ロータのコドラントの半部における個々の前縁の位置と、前記突出部が延出する
    、相関二重らせんをなす鋭角な角度とをそれぞれ有する。
  42. 【請求項42】 前記第一および第二のロータの各コドラントは、そのロー
    タの周の回転にして約90°にわたって延在する請求項47に記載の内部バッチ
    混練装置。
  43. 【請求項43】 各突出部の対の前記短突出部はその前縁を前記ロータの一
    方の軸方向端部に有しており、各突出部の対の前記長突出部はその前縁を前記ロ
    ータの他方の軸方向端部に有する請求項47に記載の内部バッチ混練装置。
  44. 【請求項44】 各突出部の対の前記短突出部はその前縁を前記ロータの一
    方の軸方向端部に有し、各突出部の対の前記長突出部はその前縁を前記ロータの
    他方の軸方向端部の近くに有する請求項47に記載の内部バッチ混練装置。
  45. 【請求項45】 各短突出部の軸方向の長さは、その突出部が設けられてい
    る前記ロータの軸方向の長さの約0.05倍からそのロータの軸方向の長さの約
    0.40倍までの範囲内にあり、各長突出部の軸方向の長さは、その突出部が設
    けられている前記ロータの軸方向の長さの約0.60倍からそのロータの軸方向
    の長さの約0.95倍までの範囲内にある請求項47に記載の内部バッチ混練装
    置。
  46. 【請求項46】 各短突出部の相関二重らせんをなす角度は、約10°から
    約60°までの範囲内にあり、各長突出部の相関二重らせんをなす角度は、約1
    0°から約40°までの範囲内にある請求項47に記載の内部バッチ混練装置。
  47. 【請求項47】 各短突出部の軸方向の長さは、その突出部が設けられてい
    る前記ロータの軸方向の長さの約0.05倍からそのロータの軸方向の長さの約
    0.40倍までの範囲内にあり、各長突出部の軸方向の長さは、その突出部が設
    けられている前記ロータの軸方向の長さの約0.60倍からそのロータの軸方向
    の長さの約0.95倍までの範囲内にあり、各短突出部の相関二重らせんをなす
    角度は、約10°から約60°までの範囲内にあり、各長突出部の相関二重らせ
    んをなす角度は、約10°から約40°までの範囲内にある請求項47に記載の
    内部バッチ混練装置。
  48. 【請求項48】 各ロータ上の二つの長突出部は、各々、その前縁を、他方
    の長突出部がその前縁を有している軸方向の半部とは反対側となる、そのロータ
    の一方の軸方向の半部に有している請求項47に記載の内部バッチ混練装置。
  49. 【請求項49】 各ロータ上の二つの長突出部は、各々、その前縁を、他方
    の長突出部がその前縁を有しているそのロータの軸方向の半部と同じ半部に有し
    ている請求項47に記載の内部バッチ混練装置。
  50. 【請求項50】 前記突出部は、各々翼部である請求項47に記載の内部バ
    ッチ混練装置。
  51. 【請求項51】 前記各ロータの前記突出部は、ロータが回転する際に、他
    方の前記ロータの前記突出部と噛合しうるように構成されている請求項47に記
    載の内部バッチ混練装置。
  52. 【請求項52】 前記各ロータの前記突出部は、前記ロータが回転する際に
    、他方の前記ロータの前記突出部と噛合せずに動作するように構成されている請
    求項47に記載の内部バッチ混練装置。
  53. 【請求項53】 前記各突出部対の各突出部の前記前縁は、その突出部が設
    けられているロータ上の周方向に関してほぼ同じ位置に設けられている請求項4
    7に記載の内部バッチ混練装置。
  54. 【請求項54】 前記各突出部対の各突出部の前記前縁は、その突出部が設
    けられているロータ上の周方向に関して異なる位置に設けられている請求項47
    に記載の内部バッチ混練装置。
  55. 【請求項55】 材料を混練する内部バッチ混練装置であり: 混練機本体と; 前記混練機本体内に設けられた一対の空洞と; 前記一対の空洞に、互いに平行に取り付けられる第一ロータおよび第二ロータ
    と; 前記空洞内において材料を混練するために、前記ロータを互いに反対方向に、
    制御可能に回転させる駆動システムとを組み合わせとして備え; 前記第一ロータは、回転の軸線と、第一の軸方向端部と、第二の軸方向端部と
    を有し;前記第一ロータは、前記第一ロータが回転すべき方向とは反対の方向に
    区切られた、連続する第一、第二、第三および第四のコドラントに分割された外
    周部を有し;前記第一ロータは、第一コドラントに設けられ第一コドラントの長
    突出部および第一コドラントの短突出部からなる一対の突出部と、第三コドラン
    トに設けられた、少なくとも一つの第三コドラントの長突出部とを有し; 前記第二ロータは、回転の軸線と、第一の軸方向端部と、第二の軸方向端部と
    を有し;前記第二ロータの前記第一軸方向端部および前記第二軸方向端部は、そ
    れぞれ、前記第一ロータの前記第一軸方向端部および前記第二軸方向端部に隣接
    して回転するように取り付けられ;前記第二ロータは、前記第二ロータが回転す
    べき方向とは反対の方向に区切られた、連続する第一、第二、第三および第四の
    コドラントに分割された外周部を有し;前記第二ロータは、第二コドラントに設
    けられ第二コドラントの長突出部および第二コドラントの短突出部からなる一対
    の突出部と、第四コドラントに設けられた、少なくとも一つの第四コドラントの
    突出部とを有し; 各突出部は前縁および後縁を有し;前記長突出部は、それが設けられているコ
    ドラントにおける軸方向の二つの半部のうちの一方にその前縁が位置するように
    設けられ、各突出部の対の前記短突出部は、その突出部の対が設けられているコ
    ドラントにおける軸方向の二つの半部のうち他方にその前縁が位置するように設
    けられ;前記各突出部は、その突出部の前縁が設けられている軸方向の半部とは
    反対側にある、コドラントの軸方向の半部の方に向かって相関二重らせんをなす
    鋭角な角度をもって下流方向へ延出し; 前記第二コドラントの長突出部は、前記第一コドラントの長突出部の前記前縁
    が設けられている、前記第一ロータの第一コドラントの軸方向の半部とは反対側
    となる、前記第二ロータの第二コドラントの軸方向の半部にその前縁が設けられ
    ;前記第四コドラントの突出部は、対応する第三コドラントの突出部の前記前縁
    が設けられている、前記第一ロータの第三コドラントの軸方向の半部とは反対側
    となる、前記第二ロータの第四コドラントの軸方向の半部にその前縁が設けられ
    ; 各突出部の対の前記突出部は、各突出部対のうち前記長突出部に隣接する材料
    をそのロータの一方の軸方向端部からそのロータの他方の軸方向端部の方へと押
    し離し、且つ、各突出部対の前記後縁同士の間の空間であって、そこに合流した
    材料が各突出部の対の両突出部の後縁の間を押し通されそこから流れ出るような
    寸法を有する空間を形成するために、個々の長さと、前記前縁が設けられている
    、ロータのコドラントの半部における個々の前縁の位置と、前記突出部が延出す
    る、相関二重らせんをなす鋭角な角度とをそれぞれ有する。
  56. 【請求項56】 前記第一および第二のロータの各コドラントは、そのロー
    タの周の回転にして約90°にわたって延在する請求項63に記載の一対のロー
    タ。
  57. 【請求項57】 各突出部の対の前記短突出部はその前縁を前記ロータの一
    方の軸方向端部に有しており、各突出部の対の前記長突出部はその前縁を前記ロ
    ータの他方の軸方向端部に有する請求項63に記載の一対のロータ。
  58. 【請求項58】 各突出部の対の前記短突出部はその前縁を前記ロータの一
    方の軸方向端部に有し、各突出部の対の前記長突出部はその前縁を前記ロータの
    他方の軸方向端部の近くに有する請求項63に記載の一対のロータ。
  59. 【請求項59】 各短突出部の軸方向の長さは、その突出部が設けられてい
    る前記ロータの軸方向の長さの約0.05倍からそのロータの軸方向の長さの約
    0.40倍までの範囲内にあり、各長突出部の軸方向の長さは、その突出部が設
    けられている前記ロータの軸方向の長さの約0.60倍からそのロータの軸方向
    の長さの約0.95倍までの範囲内にある請求項63に記載の一対のロータ。
  60. 【請求項60】 各短突出部の相関二重らせんをなす角度は、約10°から
    約60°までの範囲内にあり、各長突出部の相関二重らせんをなす角度は、約1
    0°から約40°までの範囲内にある請求項63に記載の一対のロータ。
  61. 【請求項61】 各短突出部の軸方向の長さは、その突出部が設けられてい
    る前記ロータの軸方向の長さの約0.05倍からそのロータの軸方向の長さの約
    0.40倍までの範囲内にあり、各長突出部の軸方向の長さは、その突出部が設
    けられている前記ロータの軸方向の長さの約0.60倍からそのロータの軸方向
    の長さの約0.95倍までの範囲内にあり、各短突出部の相関二重らせんをなす
    角度は、約10°から約60°までの範囲内にあり、各長突出部の相関二重らせ
    んをなす角度は、約10°から約40°までの範囲内にある請求項63に記載の
    一対のロータ。
  62. 【請求項62】 各ロータ上の二つの長突出部は、各々、その前縁を、他方
    の長突出部がその前縁を有している軸方向の半部とは反対側となる、そのロータ
    の一方の軸方向の半部に有している請求項63に記載の一対のロータ。
  63. 【請求項63】 各ロータ上の二つの長突出部は、各々、その前縁を、他方
    の長突出部がその前縁を有しているそのロータの軸方向の半部と同じ半部に有し
    ている請求項63に記載の一対のロータ。
  64. 【請求項64】 前記突出部は、各々翼部である請求項63に記載の一対の
    ロータ。
  65. 【請求項65】 前記各ロータの前記突出部は、ロータが回転する際に、他
    方の前記ロータの前記突出部と噛合しうるように構成されている請求項63に記
    載の一対のロータ。
  66. 【請求項66】 前記各ロータの前記突出部は、前記ロータが回転する際に
    、他方の前記ロータの前記突出部と噛合せずに動作するように構成されている請
    求項63に記載の一対のロータ。
  67. 【請求項67】 前記各突出部対の各突出部の前記前縁は、その突出部が設
    けられているロータ上の周方向に関してほぼ同じ位置に設けられている請求項6
    3に記載の一対のロータ。
  68. 【請求項68】 前記各突出部対の各突出部の前記前縁は、その突出部が設
    けられているロータ上の周方向に関して異なる位置に設けられている請求項63
    に記載の一対のロータ。
  69. 【請求項69】 前記第四コドラントの突出部は長突出部である請求項63
    に記載の一対のロータ。
  70. 【請求項70】 材料を混練する内部バッチ混練装置であり: 混練機本体と; 前記混練機本体内に設けられた一対の空洞と; 前記一対の空洞に、互いに平行に取り付けられる第一ロータおよび第二ロータ
    と; 前記空洞内において材料を混練するために、前記ロータを互いに反対方向に、
    制御可能に回転させる駆動システムとを組み合わせとして備え; 前記第一ロータは、回転の軸線と、第一の軸方向端部と、第二の軸方向端部と
    を有し;前記第一ロータは、前記第一ロータが回転すべき方向とは反対の方向に
    区切られた、連続する90°の第一、第二、第三および第四のコドラントに分割
    された外周部を有し;前記第一ロータは、第一コドラントに設けられた一対の突
    出部と、第三コドラントに設けられた一対の突出部とを有し、 前記第二ロータは、回転の軸線と、第一の軸方向端部と、第二の軸方向端部と
    を有し;前記ロータの前記第一軸方向端部および前記第二軸方向端部は、それぞ
    れ、前記第一ロータの前記第一軸方向端部および前記第二軸方向端部に隣接して
    回転するのに適合し;前記第二ロータは、前記第二ロータが回転すべき方向とは
    反対の方向に区切られた、連続する90°の第一、第二、第三および第四のコド
    ラントに分割された外周部を有し;前記第二ロータは、第二コドラントに設けら
    れた一対の突出部と、第四コドラントに設けられた一対の突出部とを有し、 各突出部は前縁および後縁を有し;各突出部対の一方の突出部はそれが設けら
    れたロータの一方の軸方向端部上の位置にその前縁を有し;各突出部対の他方の
    突出部はそれが設けられたロータの他方の軸方向端部上の位置にその前縁を有し
    ;各突出部対の一方の前記突出部は他方よりも長く;前記第二ロータの第二およ
    び第四コドラントのそれぞれにおいて、長い方の各突出部は、それぞれ、その前
    縁を、第一ロータの第一および第三コドラントにある長い方の前記突出部がその
    前縁を有している前記第一ロータ上の対応する軸方向端部とは反対側となる、第
    二ロータの軸方向端部上の位置に有し; 前記各突出部対の突出部は、前記突出部対の長い方の突出部に隣接する材料を
    、その突出部の前縁が設けられている軸方向端部からそのロータの他方の軸方向
    端部の方へ押し離し、且つ、前記突出部の後縁同士の間にある十分な大きさの空
    間であって、各突出部対の前記突出部の両方に隣接する材料が前記突出部の両方
    の前記後縁の間の空間を押し通されそこから流れ出るようにする空間を形成する
    ために、個々の長さと、前記突出部が設けられているロータのコドラント内にお
    ける起点の位置と、前記突出部が延出する鋭角な角度とを有する。
  71. 【請求項71】 各突出部対の短い方の各突出部の軸方向の長さは、その突
    出部が設けられている前記ロータの軸方向の長さの約0.05倍からそのロータ
    の軸方向の長さの約0.40倍までの範囲内にあり、長い方の突出部の軸方向の
    長さは、その突出部が設けられている前記ロータの軸方向の長さの約0.60倍
    からそのロータの軸方向の長さの約0.95倍までの範囲内にある請求項80に
    記載の内部バッチ混練装置。
  72. 【請求項72】 各突出部対の短い方の各突出部の相関二重らせんをなす角
    度は、約10°から約60°までの範囲内にあり、長い方の各突出部の相関二重
    らせんをなす角度は、約10°から約40°までの範囲内にある請求項80に記
    載の内部バッチ混練装置。
  73. 【請求項73】 各短突出部の軸方向の長さは、その突出部が設けられてい
    る前記ロータの軸方向の長さの約0.05倍からそのロータの軸方向の長さの約
    0.40倍までの範囲内にあり、各長突出部の軸方向の長さは、その突出部が設
    けられている前記ロータの軸方向の長さの約0.60倍からそのロータの軸方向
    の長さの約0.95倍までの範囲内にあり、短い方の各突出部の相関二重らせん
    をなす角度は、約10°から約60°までの範囲内にあり、長い方の各突出部の
    相関二重らせんをなす角度は、約10°から約40°までの範囲内にある請求項
    80に記載の内部バッチ混練装置。
  74. 【請求項74】 各ロータ上の二つの長い方の突出部は、各々、その前縁を
    、他方の長い方の突出部がその前縁を有している軸方向の半部とは反対側となる
    、そのロータの一方の軸方向の半部に有している請求項80に記載の内部バッチ
    混練装置。
  75. 【請求項75】 各ロータ上の二つの長い方の突出部は、各々、その前縁を
    、他方の長い方の突出部がその前縁を有しているそのロータの軸方向の半部と同
    じ半部に有している請求項80に記載の内部バッチ混練装置。
  76. 【請求項76】 前記突出部は、各々翼部である請求項80に記載の内部バ
    ッチ混練装置。
  77. 【請求項77】 前記各ロータの前記突出部は、ロータが回転する際に、他
    方の前記ロータの前記突出部と噛合しうるように構成されている請求項80に記
    載の内部バッチ混練装置。
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