JP2003525769A - ゴム混合物を処理するための押出機 - Google Patents

ゴム混合物を処理するための押出機

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Abstract

(57)【要約】 エラストマ製品、特に連続的に製造されるエラストマ異形材のためのゴム混合物を処理するための押出機であって、シリンダ（１）と、ゴム混合物を引込み、搬送し、均一にするための、前記シリンダ（１）内に回転可能に支承されたスクリュ（２）と、挿入された押し出し工具（５）を備えた射出ヘッド（３）とを有している形式のものにおいて、ゴム混合物が押出機工具（５）への軌道で、熱放散により温度上昇し、これにより押出物の温度が、加硫温度に近づくように、スクリュ（２）が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、請求項１の上位概念および請求項１０の上位概念に記載の形式の、
加硫によってエラストマ製品、特にエラストマ異形材を製造することができるゴ
ム混合物を処理する押出機およびこのようなゴム混合物を処理する方法に関する
。
【０００２】 エラストマ製品の製造時には、品質を保証するために、加硫プロセス中にほぼ
均一な架橋程度が目標とされている。この場合、押出物の温度と、加硫媒体の温
度との差は大きすぎてはならない。実際には押出機を出た約７０℃〜１００℃の
押し出し物は、約１３０℃〜１８０℃の加硫の開始時に高い初期温度レベルにも
たらされる。
【０００３】 このために、剪断ヘッド法が行われる。この方法では、回転する剪断マンドレ
ルの機械的エネルギが、押出物の温度上昇のために利用される。
【０００４】 さらにＵＨＦ技術を使用することもできるが、この技術は、無極性のＥＰＤＭ
ポリマを主体とした混合物では特に手間のかかる処理が必用である。
【０００５】 本発明の課題は、ゴム異形材が均一に架橋するのを保証するために、ゴム異形
材の温度をほぼ加硫レベルにもたらすことである。
【０００６】 この課題を解決するために本発明の構成では、ゴム混合物が押出機工具への軌
道で、熱放散により温度上昇し、これにより押出物の温度が、加硫温度に近づく
ように、スクリュが形成されているようにした。
【０００７】 本発明により、押出機流出後に温度を高めるために剪断ヘッドまたはＵＨＦ装
置のような複雑な装置を省くことができるという利点が得られる。
【０００８】 本発明の有利な構成では、押出機スクリュが直径に応じて多条に形成されてい
て、この場合、スクリュの直径が拡大された場合にねじ条数は増加する。有利に
は、スクリュのリード角とねじ山高さとは、押出機において、圧力が上昇する入
口区分に、一定の圧力の、または減圧する出口区分が続いているように選択され
ている。
【０００９】 この場合、押出機スクリュは、出口区分において、有利には約７°〜１４°の
範囲の小さなねじ山リード角φを備えた低出力スクリュとして構成することがで
きる。
【００１０】 小さなねじ山リード角φとは選択的にまたは組み合わせて、押し出しスクリュ
の出口区分に小さなねじ山高さＨを設けることもできる。従って有利には、この
ねじ山高さＨは、Ｈ＜０．１５×スクリュの直径であるように選択されている。
【００１１】 特に押出機の出口区分のシリンダ温度を、方法技術的に必用なレベルに調節し
、この場合、入口区分に影響を与えないためには、押し出しシリンダは、絶縁リ
ングによって熱的に互いに分離された複数の構成ユニットから成っている。
【００１２】 本発明の別の有利な構成では、押圧エネルギを変換することによりスクリュ通
路および射出ヘッドで圧力を適合させるもしくは高めることによりゴム混合物の
混合温度をさらに高め、混合物の温度が上昇する際に平均的な滞留時間を短縮さ
せるために、押出機の射出ヘッドに押圧部材が挿入されている。
【００１３】 さらに本発明の課題を解決するために本発明の方法では、エラストマ製品、特
にエラストマ異形材の製造を準備するスクリュ押出機においてゴム混合物を処理
するための方法であって、ゴム混合物を押出機に供給し、該押出機で可塑化し、
押出機工具で使用目的に応じた形状にし、次いで押出機への熱の導入により加硫
プロセスを行う形式のものにおいて、ゴム混合物を、押出機への軌道でほぼ継続
的に加熱し、これにより押出物の温度を、押し出し機から出た後に加硫温度に近
づけるようにした。
【００１４】 有利な方法の実施によれば、押し出し物温度をほぼ加硫レベルにまで高めるた
めにスクリュが使用される。このスクリュのジオメトリは、ゴム混合物における
温度の上昇が熱放散により行われるように形成されている。
【００１５】 有利には、この場合、ゴム混合物における熱放散は、貫流量が比較的小さい場
合にスクリュの回転数が高められることにより行われる。
【００１６】 次に図面につき本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１７】 図１に示した押出機は主として、シリンダ１と、このシリンダ１内に回転可能
に配置されたスクリュ２と、組み込まれた押圧部材４を備えた射出ヘッド３と、
押し出し工具５とから成っている。
【００１８】 シリンダ１は、絶縁リング６によってシリンダ入口区分７とシリンダ出口区分
８とに分割されている。これらの区分は、シリンダ１のテンパリングのための中
空室９，１０を有している。
【００１９】 スクリュ２は、スクリュ入口区分１１とスクリュ出口区分１２とから成ってお
り、これらの区分は、ねじ山のリード角φとねじ山の高さＨとは互いに異なって
いる。従ってスクリュ出口区分１２はスクリュ入口区分１１よりも小さな７°〜
１４°のリード角φと、スクリュ入口区分１１よりも小さなねじ山の高さＨとを
有している。
【００２０】 流れ技術的に良好に成形された射出ヘッド３を設けることにより、挿入された
押圧部材４との関連で、押圧エネルギの変換によって、スクリュ通路および射出
ヘッド３において圧力の適合もしくは上昇が可能であり、混合物温度が上昇する
際に押出機における混合物の平均的な滞留時間が減少する。
【００２１】 押出機の運転中には、ゴム混合物が、スクリュ２の入口区分１１からスクリュ
２の出口区分１２の方向に搬送され、この場合、リード角φとねじ山高さＨを本
発明のように選択することにより、シリンダ入口区分７によってシリンダ出口区
分８の乗り越えられ、これにより圧力の流れと漏れの流れの減少が行われ、ひい
ては熱的な処理過程が改善される。
【００２２】 さらに本発明により生じる出口区分１２における表面比および体積比の拡大に
より、ゆっくり流れる壁領域における混合物温度は比較的正確に制御される。
【００２３】 上記作用をもたらすスクリュ２は例えば次のような寸法を有している。
【００２４】
【表１】
【００２５】 図２には、このようなスクリュ２の特性曲線として搬送量が圧力に関して示さ
れている。ゴム混合物としてはＥＰＤＭを主体とした混合物が使用された。図２
には、種々異なるスクリュの回転数における種々異なる特性曲線が示されている
。ゴム混合物の架橋特性は、この場合、１４０℃で３分以上で１０％の架橋が得
られるように調節されているのが有利である。
【００２６】 本発明により構成されたスクリュ２を備えた押出機の運転中に達せられる質量
体温度は、ＥＰＤＭを主体とした混合物のための種々様々な圧力および温度でス
クリュ２の回転数に関して図３に示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるスクリュを有した押出機を示した図である。
【図２】 このようなスクリュの特性マップを示すグラフである。
【図３】 押出機の定常的な運転状態で得られる混合物温度を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── 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，ＴＲ)，ＡＬ，Ａ Ｍ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ， ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＵ，ＩＤ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＷ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エラストマ製品、特に連続的に製造されるエラストマ異形材
    のためのゴム混合物を処理するための押出機であって、シリンダ（１）と、ゴム
    混合物を引込み、搬送し、均一にするための、前記シリンダ（１）内に回転可能
    に支承されたスクリュ（２）と、挿入された押し出し工具（５）を備えた射出ヘ
    ッド（３）とを有している形式のものにおいて、 ゴム混合物が押出機工具（５）への軌道で、熱放散により温度上昇し、これに
    より押出物の温度が、加硫温度に近づくように、スクリュ（２）が形成されてい
    ることを特徴とする、ゴム混合物を処理するための押出機。
  2. 【請求項２】 押出機スクリュ（２）が、その直径に応じて多条に形成され
    ていて、この場合、スクリュ（２）の直径が拡大された場合にねじ条数は増加す
    る、請求項１記載の押出機。
  3. 【請求項３】 スクリュ（２）のねじ山リード角とねじ山高さとを選択する
    ことにより、押出機において、ゴム混合物における圧力が上昇する入口区分（１
    １）と、ゴム混合物における圧力が一定のもしくは減少する出口区分（１２）と
    が形成される、請求項１または２記載の押出機。
  4. 【請求項４】 押し出しスクリュが、出口区分（１２）において小さなねじ
    山リード角φを有する低出力スクリュ（２）として形成されている、請求項１ま
    たは３記載の押出機。
  5. 【請求項５】 出口区分におけるねじ山リード角φが約７°〜１４°である
    、請求項４記載の押出機。
  6. 【請求項６】 押し出しスクリュ（２）の出口区分（１２）が小さなねじ山
    高さＨを有している、請求項１または３記載の押出機。
  7. 【請求項７】 ねじ山高さＨが、０．１５×スクリュ（２）の直径よりも小
    さい、請求項６記載の押出機。
  8. 【請求項８】 シリンダ（１）が、熱的に分離するための絶縁リング（６）
    によって互いに分割された少なくとも２つの構成ユニットから成っている、請求
    項１記載の押出機。
  9. 【請求項９】 射出ヘッド（３）には、自由容積を減じるための、かつ場合
    によっては圧力を高めるための押圧部材（４）が挿入されている、請求項１記載
    の押出機。
  10. 【請求項１０】 エラストマ製品、特にエラストマ異形材の製造を準備する
    スクリュ押出機においてゴム混合物を処理するための方法であって、ゴム混合物
    を押出機に供給し、該押出機で可塑化し、押出機工具で使用目的に応じた形状に
    し、次いで押出物への熱の導入により加硫プロセスを行う形式のものにおいて、 ゴム混合物を、押出機への軌道でほぼ継続的に加熱し、これにより押出機を出
    た後の押し出し物の温度を加硫温度に近づけることを特徴とする、ゴム混合物を
    処理するための方法。
  11. 【請求項１１】 押し出し温度を、ほぼ加硫レベルにまで高めるためにスク
    リュを使用し、該スクリュのジオメトリは、熱放散によりゴム混合物における温
    度が上昇するように形成されている、請求項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 ゴム混合物における熱放散は、比較的少ない流量において
    スクリュの回転数が上昇することにより得られる、請求項１１記載の方法。
JP2001538155A 1999-11-13 2000-11-10 ゴム混合物を処理するための押出機 Withdrawn JP2003525769A (ja)

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