JP3588454B2 - 合成樹脂材料の予備処理及びその後の可塑化又は造粒用装置 - Google Patents

Description

【０００１】
この発明は、処理すべき合成樹脂材料用の供給口を備える容器であって、少なくとも１個の回転する粉砕及び／又は混合器具が設けられるものを有し、容器内で予備処理された合成樹脂材料が、この合成樹脂材料を可塑化又は造粒化（agglomerating）スクリュ、たとえば押出しスクリュのハウジングに供給され、ハウジングが、好ましくは、容器に接続される、合成樹脂材料、特に、リサイクルを目的とする、廃棄熱可塑性合成樹脂材料の予備処理及びその後の可塑化又は造粒用装置に関する。
【０００２】
この種の装置は、種々の実施形態で知られている。通常行われる合成樹脂材料の予備処理は、粉砕処理であるが、粉砕処理は、合成樹脂材料の混合、及び／又は乾燥、及び／又は結晶化（ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｉｎｇ）、及び／又は圧縮化（ｄｅｎｓｉｆｙｉｎｇ）に置き換えられるか、又は、これらのいずれかと組み合わされることがある。この種の装置の大半では、容器内で回転する器具は、予備処理された合成樹脂材料を、押出しスクリュのハウジングに直接を押し込んでおり、このハウジングは、容器に接続される。一方、容器を出た合成樹脂材料が、搬送スクリュを設けることができる管体に、初めに入るようになっている装置も知られている。次いで、この水平方向又は上下方向を向く管体により搬送される、合成樹脂材料は、押出しスクリュのハウジングに達して、これにより、合成樹脂材料は、最終的に可塑化される。
【０００３】
通常の可塑化スクリュの長さ方向部分は、３個の領域、すなわち、取入口に隣接する取入領域、次いで、取入領域に続く圧縮又は溶融領域、そして、最後に、取出又は計量領域に、大雑把に分けられる。通常、計量領域におけるスクリュのらせんの深さは、取入領域におけるらせんの深さよりも小となり、取入領域内でまだばらばらになっている材料、たとえば、フレーク状の材料を、スクリュの長さ方向部分で、徐々に圧縮する。商業用プラスチックス、たとえば、ポリエチレンを処理するためには、商業用押出成形機は、計量領域のらせんの深さが、スクリュの直径の約５％である。
【０００４】
これら公知の構造の大半は、スクリュの取出口で得られる処理済合成樹脂材料の品質の点で、及び／又はスクリュの収量の点で、必要を満たしていない。研究によれば、容器に続くスクリュ、通常、可塑化スクリュに必要な条件は、運転が一定でないことであり、このことは、処理される材料の一部分が、他の部分よりも、容器内に長時間残るという事実から明らかである。容器内で被処理材料の平均滞留時間は、単位時間当たりにおいて、容器内の充填重量をスクリュからの押出量で割ることにより算出できる。しかしながら、平均滞留時間は、すでに述べたように、一般に、処理すべき合成樹脂材料の大部分については、当てはまらず、この平均値に対して、正負の大幅な偏差が、不規則的に生ずる。偏差は、容器内に徐々に導入される材料バッチの種々の特性、たとえば、合成樹脂材料、たとえば、箔状残物など、の種々の品質又は種々の厚さ、さらには、制御不可能な偶発的要因により生ずる。
【０００５】
熱的及び機械的に均質な材料の場合、計量領域におけるスクリュのらせんの深さが、極めて大きく、スクリュの回転速度が、極めて低く維持されていると、スクリュの取出口で得られる合成樹脂材料の品質の改善がもたらされる。研究によれば、このことは、被処理材料が、このようなスクリュ形状により、低せん断作用にさらされるという事実によって説明できることが分かった。被処理材料のせん断（せん断速度）は、スクリュの周囲速度をスクリュのらせんの深さで割ることにより算出できる。このようなスクリュ形状により、被処理材料は、機械的及び熱的応力を低程度で受けるに過ぎないので、合成樹脂材料の分子鎖が、悪影響を全く又は実質的に受けないで済む。
【０００６】
しかしながら、スクリュからの押出量の増加割合、又は、たとえば破砕機及び押出機の組み合わせ機（ｓｈｒｅｄｄｅｒ−ｅｘｔｒｕｄｅｒ−ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）の効率の増加割合を、高い数値に設定すると、スクリュの回転速度を、増加する必要があり、このため、せん断作用が、増加することになる。しかしながら、これにより、被処理材料は、スクリュにより高い機械的及び熱的応力にさらされることになり、すなわち、合成樹脂材料の分子鎖が、悪影響を受ける虞がある。この他の欠点として、特に、リサイクル材料を処理する場合、不純物、たとえば、摩耗粒子、金属片など、スクリュの金属部品およびその軸受に大きな摩耗作用を与えるもの同士が、互いにこすれ合うことにより、スクリュ及びそのハウジングの摩耗が大きくなることである。
【０００７】
早く回転するスクリュと同様に、ゆっくり回転し、カットが深い（らせんの深さが大きい）スクリュでも、スクリュに供給される各回分の合成樹脂材料のバッチが、上述したように品質を異にする場合、たとえば、合成樹脂材料の温度が異なっているか、フレークの大きさが異なっている場合、スクリュの取出口で得られる合成樹脂材料が不均質となる点で、悪影響がある。このような不均質性を均質化するに、実際には、押出機の温度プロフィールを増大させており、このため、合成樹脂材料に、エネルギを追加供給する必要があり、合成樹脂材料の上述した温度損傷とエネルギ消費の増加という結果をもたらす。さらに、押出機の取出口で得られる合成樹脂材料の粘度が、低下するため、合成樹脂材料が、流動性に富み、合成樹脂材料をさらに処理を施す場合、困難が生ずる。
【０００８】
以上のことから、スクリュの取出口で良好な材料品質を得るのに好都合な処理パラメータは、互いに矛盾することが分かる。本発明は、上述した問題点を解決し、スクリュから押出量が大きく、一定の材料品質で運転でき、又は、スクリュから押出量を一定にする場合、押出機の温度プロフィールを実質的に低く、たとえば、２０℃以下に押さえることができて、エネルギ節約と得られる材料の品質良好化とをもたらす、冒頭に述べた種類の装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、特に、容器内で処理すべき合成樹脂材料が、処理が困難な状態にある場合、この合成樹脂材料の理論的滞留時間が、大きな影響力を持つという、実験で得られた知見に起因する。容器内で、合成樹脂材料の機械的及び熱的均質性を向上できれば、スクリュには、すでに、少なくとも実質的に機械的及び熱的均質性が一定な材料が供給されることになるので、こうした均質性を、スクリュによりさらに向上させる必要がなくなり、可塑化体（plastificate）又は造粒体（agglomerate）の品質に直接好ましい影響を及ぼす。簡単に言い換えると次の通りである。容器内での合成樹脂材料の予備処理の品質が向上するに連れて、スクリュのハウジング内での合成樹脂材料の実質的な処理（可塑化体又は造粒体）中に、問題が生ずる可能性が、低くなる。実験によれば、上述した課題は、本発明に従って容器の直径にスクリュの直径に対して下記の関係を保たせることにより、簡便に完結できるという、驚くべき結果が示された。
【００１０】
【式２】

ここで、Ｄは、単位をｍｍとする、円筒容器の内径、又はこれと容量及び高さが同じ仮想円筒容器の、単位をｍｍとする内径であり、ｄは、単位をｍｍとする、スクリュの直径であり、そして、Ｋは、１９０よりも大又はこれに等しい、無次元定数である。
この関係式は、実験により得られた経験則である。したがって、等号の両辺で、次元に差異があるかどうかは、重要ではない。
【００１１】
従来の大きさに比べて、容器（多くの場合、破砕用容器）が大型化することにより、たとえ、容器内で予備処理される合成樹脂材料が、処理困難であっても、合成樹脂材料の機械的及び熱的均質性を、より均一化できるようになる。これは、絶えず供給される未処理の「冷」材料部分と、容器内に存在しすでに部分的に処理された材料部分との間の質量比が、従来における条件に比べて低下するとともに、容器内での合成樹脂材料の主滞留時間が、大幅に増加するからである。質量比の低下は、容器からスクリュのハウジングに入る合成樹脂材料の熱的及び機械的均質性に、したがって、押出機のスクリュ又は造粒化スクリュの取出口での可塑化体又は造粒体の品質に直接的に好都合な影響を及ぼす。これは、容器内での被処理合成樹脂材料の理論的滞留時間が、実質的に一定になるからである。さらに、大型化した容器を備えるプラントは、公知のプラントと比べて、供給量に合わせて容易に運転できる。
【００１２】
たとえば、０．２２５ｋｇ／ｄｍ^３の破砕用容器内で、平均メルト・フロー・インデックス（ＭＦＩ）が０．５、平均箔厚ｓが８０μ、平均パイル重量Ｓｇのポリエチレンを処理するには、従来構造の破砕用容器では、次の数値となる。
破砕用容器の直径 Ｄ ＝１０００ｍｍ
破砕用容器の高さ Ｈ ＝１０００ｍｍ
スクリュの直径 ｄ ＝ ８０ｍｍ
スクリュの長さ Ｉ ＝１６００ｍｍ
破砕用容器内で処理される材料（フレーク） Ｚｉ＝ ３８Ｋｇ
押出機の押出量 Ｅａ＝ ３２０ｋｇ／ｈ
以上のことから、容器内での合成樹脂材料の理論的滞留時間は、Ｚｉ：Ｅａ＝３８：３２０＝０．１２ｈ＝７．１３分となる。
上記関係式によれば、この従来構造は、Ｋ＝１５７の値に該当する。
【００１３】
本発明に従って、容器の直径及び高さを、１３００ｍｍに増し、この他の点では、構造に変更を加えないとすると、結果は、次の通りである。
破砕用容器の直径 Ｄ ＝１３００ｍｍ
破砕用容器の高さ Ｈ ＝１３００ｍｍ
スクリュの直径 ｄ ＝ ８０ｍｍ
スクリュの長さ Ｉ ＝１６００ｍｍ
破砕用容器内で処理される材料（フレーク） Ｚｉ＝ ８３Ｋｇ
押出機の押出量 Ｅａ＝ ３８５ｋｇ／ｈ
以上のことから、理論的滞留時間は、Ｚｉ：Ｅａ＝８３：３８５＝０．２２ｈ＝１２．９４分となる。
この構造は、Ｋ＝３４３の値に該当する。
【００１４】
理論的滞留時間のこれら２個の数値を比べると、１．８１の率で、滞留時間が増加していることになる。また、１．２の率で、押出機の押出量が増加していることになる（１６０回／分のスクリュ速度は、変更しない）。したがって、８３％の平均滞留時間の増加により、２０％の押出機押出量の増加となる。
【００１５】
選択したＫ値が、３４３であると、上述した関係式から、通常のスクリュ直径ｄ（単位ｍｍ）に対して次の容器直径Ｄとなる。

【００１６】
押出機の押出量をさらに増加し、又は、破砕機及び押出機の組み合わせ機の容量を向上するように、数値を設定すると、同じ大きさの押出機では、したがって、スクリュ直径が同じ大きさでも、スクリュのらせんの深さが増加し、また、被処理合成樹脂材料を、スクリュ内でのせん断作用の増加にさらすことなく、スクリュの速度を増すことができる。つまり、可塑化体の温度が、大幅に、したがって、処理用エネルギ消費が、全般的に、減少する。特に、熱的に不安定な熱可塑性樹脂を処理する場合、このことは、重要である。したがって、容器の容量を増加することにより、従来の構造に比べて、破砕機及び押出機の組み合わせ機の処理量を、５０％以上も増加することができるだけでなく、相当なエネルギ節約にもなる。たとえば、密度が０．９２ｇ／ｃｍ^３であるポリエチレンのエンタルピー曲線は、２５Ｗ／ｋｇの溶融エネルギの節約（２０℃低下した処理温度）、すなわち、約１４．５％のエネルギ節約となる。
【００１７】
容器の高さを増加する（容器の直径は、変更しない）と、確かに、容器の容量が増加するが、実際上被処理材料の品質の向上にはならない。その理由は、容器内で回転する器具の作用により、循環する材料が、ある高さを越えない形状（混合コーン）になる、すなわち、容器の壁に沿って循環する合成樹脂材料が、最高高さに達してから、内側に戻りながら容器の中央領域に落下するためである。こうした理由で、通常、容器の高さは、容器の直径に等しくなるように選択する。
【００１８】
しかしながら、容器が、円筒形状であることが、実用上及び製造技術上の理由で好都合であるが、すでに述べたように、容器は、必ずしも、円筒形状である必要はない。円筒形状から変形させた形状の容器、たとえば、円錐台形状の容器、又は、楕円形又は長円形の水平方向突出部を備えた円筒形状容器は、このような仮想円筒容器の高さが、その直径等しいと仮定して、容量が同じ円筒形状容器に変換する必要がある。形成される混合コーンを実質的に越える、容器の高さは、考慮しないでよい（距離の節約としての意味はある）が、これは、過度の容器高さは、意味がなく、したがって、合成樹脂材料の処理に何等の影響も及ぼさないからである。
【００１９】
理論的には、容器の大型化には、上限はない。しかしながら、実際には、上限は、製造上の理由及び輸送上の理由からある。しかしながら、研究によれば、Ｋが、２００以上であると、とくに好ましい構造が得られることが分かった。
【００２０】
同様に、スクリュのらせんの深さは、らせんを除いたスクリュの谷径が、スクリュに加わるトルクを引き受ける必要があるので、随意に増加することはできない。この点に関し、スクリュの軸線が、容器の断面に対して接線方向に設けられて、スクリュのハウジングが、その側壁に、スクリュにより引き受けられる必要がある合成樹脂材料用の取入口を備え、スクリュが、その一端で駆動手段に接続され、他端で、スクリュのハウジングの端部に設けた取出口、特に押出しヘッドに向かって搬送する構造の場合、いくつかの問題が生じる場合がある。このような構造では、スクリュハウジングの取入口の領域内でのスクリュのらせんの深さを、できるだけ大きくして、スクリュの取入作用を向上させることが望ましいことは、もちろんである。しかしながら、このことは、上述した理由で制限を受ける。しかしながら、本発明によれば、独特の構成により、互いに矛盾するこれらの要請に応ずることができる。このような構成は、スクリュハウジングの取入口の領域で、スクリュのハウジングが、スクリュのハウジングに取り入れる必要がある合成樹脂材料用の追加自由空間をもたらすポケットを形成し、スクリュの回転方向が、接続した容器の方に向かう、取入口の端部で、取入口に対してポケットをすっかり又は部分的に閉じる、好ましくは調節自在なリブを、設けることである。こうして、言い換えると、スクリュのらせんの深さを減少させても、スクリュの取入作用を良好にできる。
【００２１】
しかしながら、本発明において、たとえば、スクリュのらせんの深さが、スクリュのハウジングの取出口に向かって減少する、造粒化装置（agglomerating apparatus）において、スクリュの軸線を、容器の断面に対して、半径方向に、又は割線状に、配置することもできる。周知のように、可塑化装置と比べて、造粒化装置は、スクリュの長さが短く、造粒化装置のらせん形状は、可塑化装置のらせん形状とは、相違しており、造粒化装置が、取入領域及びこれに隣接する中央領域において、通常の可塑化装置に比べて、らせんの深さが大きく、取出計量領域の箇所でのみ、造粒化装置のらせんの深さが、小となっているため、合成樹脂材料が、取出計量領域の箇所でのみ、したがって、短時間だけ、強く圧縮されてせん断作用を受ける。したがって、造粒化装置は、完全には可塑化されておらず、表面でのみ粒子が溶融しており、焼結作用により粒子が、互いにくっつきあっている、材料を取出口に送り出す。
【００２２】
本発明の、この他の特徴及び特有の効果は、添付図面に概略的に示した、本発明に係る装置の例示的な実施の形態についての説明から、明らかとなる。
【００２３】
添付図面は、紙面の都合上、スケール通りでなく、実際には、容器は、通常、添付図面に示されて状態より、かなり大となる。
【００２４】
図１の実施の形態では、本発明による装置は、破砕機及び押出機の組み合わせ機を構成し、断面が円形の容器１を備え、容器の側壁２は、実質的に円筒形状である。容器１内では、支持ディスク４が、中央縦軸３を中心として回転し、支持ディスクは、矢印５の方向に回転するように、駆動手段（図示せず）により下から駆動される。支持ディスク４は、容器１の下部に設けられ、処理すべき合成樹脂材料に作用する、複数個の粉砕及び混合器具６を上面に支持するが、合成樹脂材料は、容器内に上部から、通常、リサイクル用熱可塑性材料として、粉砕及び混合状態で、導入される。実質的に、これら回転する器具６の高さで、スクリュ８のハウジング７が、容器１の側壁２に半径方向に接続され、スクリュは、スクリュの右端に設けた駆動手段（図示せず）により、スクリュ自体の軸線１１を中心として回転自在に駆動される。この実施の形態の場合、スクリュは、押出しスクリュであり、この押出しスクリュは、ハウジング７の取入口９を通じてスクリュ８に供給される合成樹脂材料を可塑化し、スクリュ８の右端に設ける押出しヘッド（図示せず）に、合成樹脂材料を可塑化状態で送る。容器１内で回転器具６の作用により容器１の側壁２に沿って舞い上がる、混合コーンの形で循環する合成樹脂材料を、取入口９に取り入れるのに好都合となるように、回転器具６の作用先端は、回転器具６の各々が、取入口９を通過する時、へらの作用をして、合成樹脂材料を取入口９に押し込むように、湾曲させるとよい。
【００２５】
合成樹脂材料の予備粉砕、予備乾燥及び予備加熱のために、容器１内での合成樹脂材料の滞留時間に関して最適な条件をもたらすには、容器１の直径Ｄが、スクリュのらせんの直径ｄに対して、次の関係にあるようにする。
【式３】

ここで、Ｄは、単位をｍｍとする、容器１の内径であり、ｄは、単位をｍｍとする、スクリュの直径であり、Ｋは、少なくとも１９０である無次元定数である。
【００２６】
図２の実施の形態は、図１の実施の形態とは、スクリュ８のハウジング７が、容器１の断面に関して、（図１中に示されているようには）半径方向に接続されておらず、容器１の側壁に割線状に接続されている点でのみ相違する。このため、スクリュ８の軸線１１は、その延長線上で容器１内部と交差する。この結果、容器１の周方向において、取入口９は、図１の実施の形態におけるものよりも、大となっており、処理すべき合成樹脂材料をスクリュ８のハウジング７に導入するのに好都合となっている。
【００２７】
図３の実施の形態では、スクリュ８のハウジング７は、容器１の側壁２に接線方向に接続されて、取入口９が、図１及び２の実施の形態における場合のように、ハウジング７の先端ではなく側壁に設けられる。図３の実施の形態によれば、スクリュ８を、概略的に図示する駆動手段１３により左端で駆動することができるので、スクリュ８の右端１４が、駆動手段による束縛を受けないで済む。このため、スクリュ８により搬送される可塑化され又は造粒化された（agglomerated）合成樹脂材料用に右端に設けた取出口１５を、たとえば、押出しヘッド（図示せず）として構成できる。したがって、合成樹脂材料を、偏りを生じることなく（これは、図１及び２における実施の形態では、容易でない）、スクリュ８により取出口１５から取出すことができる。
図２及び３では、簡明化のため、ナイフ等のような形状にした器具６を図示していない。
【００２８】
全ての実施の形態において、スクリュ８は、その谷径が、スクリュの取出端に向かって増加することにより、らせんの深さが、スクリュの取出端方向において減少するように、示されている。しかしながら、所望ならば、これとは反対の形状であってもよく、容器１のスクリュのハウジング７への接続を変えると、すでに述べた、スクリュ用の駆動手段１８の配置を変更することになる。したがって、駆動手段を、スクリュの谷径が、最高トルクを必要とする箇所に近接して設けることができる。
【００２９】
この取入箇所における、スクリュの谷径又はらせんの深さは、大抵の場合、与えられた状況に、特に、容器１内に収容した合成樹脂材料のかさ密度に合わせる必要がある。
【００３０】
図４の実施の形態は、有効高さＨが、内径Ｄに実質的に等しい容器１を示してある。支持ディスク４は、シャフト１７を介してモータ１６により駆動され、シャフトは、容器１の平らな底１８と交差し、概略的にのみ示す軸受１９により平らな底１８に軸受け支持される。容器１は、ホッパ２０となった供給口を上部に備え、この供給口を通じて、処理すべき合成樹脂材料２２、たとえば、プラスチック箔の細片を、搬送手段２３により矢印２４の方向に投入する。投入された合成樹脂材料２２は、回転する器具６により取り上げられ、混合コーン２５状になって舞い上げられるので、合成樹脂材料は、容器の縦方向側壁２に沿って上昇し、容器の有効高さＨの領域内における重力の作用により、容器の中央領域に、内側に戻りながら落下する。本発明に従って容器を大きくすると、たとえ、処理すべき合成樹脂材料が、たとえば、種類（厚さ、大きさ等）の異なる箔残物のように、処理が困難であっても、容器内での合成樹脂材料の平均滞留時間が、増加するので、かなり一定な熱的及び機械的状態（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｔｈｅｒｍｉｃ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）にある合成樹脂材料が、常時、スクリュのハウジング７の取入口９に入るという利点がある。
【００３１】
図５の実施の形態は、図４のものとは、器具６用の支持ディスク４の上に、支持ディスク４と同軸でシャフト１７に接続した別個の支持ディスク２７を設けてある点で相違する。この支持ディスク２７も、器具６を支持しており、この支持ディスクの構成及び配置は、支持ディスク４の構成及び配置と同じでよいが、器具６は、合成樹脂材料を取入口９に押し込むだけの詰込み器具であってもよい。支持ディスク２７は、合成樹脂材料２２を容器１に導入する予備処理作用をして、合成樹脂材料が、予備処理後においてのみ、支持ディスク２７の周囲と容器１の側壁２との間の環状間隙２８を通過して、下方の支持ディスク４の領域に達することにより、容器１内で予備処理された合成樹脂材料の熱的及び機械的均質性が、一層向上されてから、合成樹脂材料が、スクリュ８のハウジング７に導入される。この実施の形態では、器具６を備えた支持ディスク４は、予備処理された合成樹脂材料を、スクリュのハウジング７の取入口９に案内する。
この場合、容器１の有効高さＨは、混合コーン２５が、この支持ディスク２７の上に展開するので、上方の支持ディスク７から計算する必要がある。
【００３２】
図６及び図７の実施の形態では、スクリュ８のハウジング７が、容器１に接線方向に接続され、容器１の内部と取入口９を介して直接接続している。スクリュ８のらせんは、取入口９を越えて搬送方向（矢印２６）と反対方向に突出し、シーリングとして作用するねじ山２９となっており、スクリュのねじ山２９の方向は、スクリュのねじ山３０の方向と同じであるが、スクリュのねじ山２９は、らせん間隔が狭くなっている。スクリュ８又はそのハウジング９には、加熱手段及び／又は冷却手段を設けて処理される合成樹脂材料を所望の温度に保つことができるようにしてもよい。実質的に方形の取入口９を、容器の取出口３７にすぐ隣接して、スクリュのハウジング７の側壁に設けるが、この方形の取入口は、図示の実施の形態では、スクリュのらせん３０の約２個分に渡るように、比較的大きさが大きくなっている。取入口９の高さは、容器１の軸線方向において、スクリュのねじ山３０の直径と実質的に同じ大きさである。こうして、スクリュ８は、供給手段３１を構成する器具６により取入口９に押し込まれる合成樹脂材料を多量に受け取ることができる。取入口９の箇所には、スクリュのねじ山３０に加えて、スクリュのハウジング７内に、自由空間が設けられ、この自由空間は、スクリュのハウジング７のポケット状拡大部３２により形成される。この拡大部３２は、スクリュのハウジング７の周囲の大部分に渡って中空円筒形状を有し、スクリュ８の軸線方向に、スクリュの少なくとも１個のらせん３０、図示（図６）の実施の形態ではスクリュのらせん約２．５個に渡って延びている。拡大部３２は、取入口９と直接接続する。拡大部３２の幅は、スクリュ８の周方向において、その全長に渡って好ましくは一定で、拡大部３２により形成されるポケットの深さが、いずれの箇所でも実質的に等しい大きさとなっている。拡大部３２は、シーリングとして作用するスクリュのねじ山２９に直接隣接し、取入口９の両側で取入口を越えてスクリュ８の軸線方向に延びている。拡大部３２の深さは、スクリュ８の半径方向において、スクリュ８の直径の約５ないし１０％である。取入口９の下端３３（図７）では、拡大部３２は、取入口９に段差なしで移行し、支持ディスク４の上面と、実質的に水平方向において連続する。取入口の下端からは、湾曲した取入部３５が、平らな底１８に通じている。スクリュ８の回転方向（矢印３４）が、容器１に向かう端部となる、取入口９の上端に、拡大部３２は、取入口９に対して拡大部３２をすっかり又は部分的に閉じる壁部３８を備える。この壁部３８には、スクリュのハウジング７に形成したスロット状案内部４０中を案内される、調節自在なリブ３９を設け、調節手段４１、たとえば、ねじによりリブをスクリュ８に対して接近したりこれから離れたり無段調節可能にするとよい。調節箇所は、好ましくは、ポケット２２の半径方向深さ全体を占め、リブ３９は、スクリュ１３に向かって最も突出した位置では、スクリュのらせん３０の周囲と先端面で接し、スクリュが回転すると、スクリュ８により受け取れる合成樹脂材料に、大きな抵抗をもたらす。リブが突出した状態では、特に、リブ３９が、容器１の内部に対してポケット状拡大部３２を閉じた状態では、リブは、スクリュとともに移動する合成樹脂材料に対して、大きな抵抗をもたらして、合成樹脂材料が、スクリュ８のらせん３０間に連続して押し込まれて、スクリュと一緒に回転することができなくなるが、スクリュにより軸線方向に運ばれる。しかしながら、リブ３９が引っ込んだ状態では、取入口でスクリュ８により受け取られる合成樹脂材料の一部が、取入口９に再び戻るので、スクリュ８の矢印２６方向への搬送は、減少する。リブ３９を中間位置に位置選択すると、スクリュ８の搬送効率を、最大から最小の間で自由に調節でき、与えられた条件に適合できる。これは、合成樹脂材料が、品質の点で変化する場合、たとえば、密度が変化する場合、スクリュ８及びその駆動手段が過負担となるのを回避できるので、極めて有効である。
【００３３】
ポケット状拡大部３２にすぐ隣接して、内面に複数個の溝４３を形成した、スクリュのハウジング７の一部分４２が設けられ、溝は、この部分の被覆壁から突出する、複数個の剛性固定リブ４４により互いに分離されている。これら溝４３とリブ４４は、スクリュの軸線１１の方向２６に延びていて、この軸線を中心としてらせん状に形成されていてもよいが、長さ方向の大部分が常にスクリュの軸線１１の方向に延びている。リブ４４は、リブのスクリュ８に面する面でスクリュのらせん３０の周囲と接することにより、いわば、上記部分４２でスクリュ８用の支持台となる高さを有する。溝４３の深さは、ポケット状拡大部３２から遠ざかる方向に行くに従って、好ましくは、連続かつ段差なしで、減少する。好ましくは、溝４３は、搬送される合成樹脂材料が入り込む端部での深さが、半径方向において拡大部３２の深さに等しい深さを有し、拡大部３２と溝４３との間の移行部では、段差がないが、リブ４４の各々は、段差をもたらす深さを有する。上記部分４２の他方の端部では、溝４３が、スクリュの外径に滑らかに連なって、溝４３の底が、リブ４４の上端面に達する。溝４３の側壁は、スクリュ８により運ばれる合成樹脂材料への捕捉作用を持つ。好ましくは、溝４３の各々の側壁は、スクリュ８の回転方向（矢印３４）において、スクリュの回転方向とは反対方向に傾斜する。このため、溝間にあるリブは、ほぼ台形の断面を有する。溝４３の幅は、好ましくは、全ての溝において同一で、このことは、リブ４４についても同様である。溝４３の幅とリブ４４の幅と間の比は、スクリュ８の周方向において、０．５：１ないし２：１となる。溝４３を、交換容易なスリーブ４５として（図６）、スクリュのハウジング７とは別体として構成するとよい。このスリーブを、スクリュのハウジング７の円筒状凹部４６に挿入し、たとえば、くさびなどにより（図示せず）、この凹部に回転しないように固定する。スリーブ４５は、摩損部品となるので、対摩耗性材料、特に、超硬合金製とする。スリーブ４５を容易に交換できるようにするには、スリーブを、フランジ４７で互いに固定した、スクリュのハウジング７の２個の部分７‘、７“の間に設ける。
【００３４】
取入口９の下流側端は、好ましくは、円錐形状をした傾斜面４８で構成され、リブ４４又は溝４３の先端の各々に滑らかに連なる。リブ４４の上流側端４９は、好ましくは、傾斜面４８に整合するように、面取りされて、合成樹脂材料のスクリュ８のらせんへの取り込みに好都合となるようにする。
【００３５】
本発明に従って大型化された容器に、可塑化スクリュを接続するプラントの多くでは、取出口１５に隣接する箇所で、可塑化スクリュ８は、らせんの深さが、スクリュの直径の少なくとも５％、好ましくは、７％となるとよいことが、実験により示された。特に好ましい数値は、スクリュの直径の７．５％ないし８．５％の範囲であることが、実験で示された。
【図面の簡単な説明】
【図１】容器に対して半径方向に接続された、スクリュのハウジングを備える、第１実施の形態による、水平方向断面図である。
【図２】図１と同様な図であって、スクリュの軸線が、割線のように、容器の断面と交差する、変形態様を示すものである。
【図３】スクリュのハウジングが、容器に対して接線方向に接続された、別の変形態様を示すものである。
【図４】器具を支持する、回転ディスクを１個備えた容器の縦断面図である。
【図５】器具を支持する、回転ディスクを２個備えた容器の同様な縦断面図である。
【図６】図３と同様な図であって、スクリュのハウジングにおける取入口の箇所に変更を加えたものを示すものである。
【図７】図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面図である。

Claims (14)

1. 処理すべき合成樹脂材料用の供給口（２１）を備える容器（１）であって、少なくとも１個の回転する粉砕及び／又は混合器具（６）が設けられるものを有し、容器（１）内で予備処理された合成樹脂材料が、この合成樹脂材料を可塑化又は造粒化スクリュ（８）のハウジング（７）に供給される、合成樹脂材料の予備処理及びその後の可塑化又は造粒用装置において、容器（１）の直径（Ｄ）は、スクリュの直径（ｄ）に対して、次の関係にあることを特徴とする装置。
   

   

   ここで、Ｄは、単位をｍｍとする、円筒容器（１）の内径、又はこれと容量及び高さが同じ仮想円筒容器の、単位をｍｍとする内径であり、ｄは、単位をｍｍとする、スクリュ（８）の直径であり、そして、Ｋは、１９０よりも大又はこれに等しい、無次元定数である。
2. 前記合成樹脂は、リサイクルを目的とする、廃棄熱可塑性合成樹脂材料であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記スクリュ（８）は、押出しスクリュであることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記ハウジング（７）が、前記容器（１）に接続されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の装置。
5. Ｋが、２００よりも大であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１に記載の装置。
6. 前記スクリュ（８）の軸線（１１）が、前記容器（１）の断面に対して、半径方向に又は割線に位置することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１に記載の装置。
7. 前記スクリュ（８）の軸前（１１）が、前記容器（１）の断面に対して、接線方向に位置することにより、前記スクリュ（８）のハウジング（７）が、その側壁に、スクリュ（８）により搬送される、前記合成樹脂材料用の取入口（９）を備え、スクリュ（８）が、一方の先端で、駆動手段（１３）に接続され、他方の先端で、ハウジング（７）に設けた取出口（１５）に向かって搬送を行うことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１に記載の装置。
8. 前記スクリュ（８）が、前記他方の先端で、ハウジング（７）に設けた押出しヘッドに向かって搬送を行うことを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１に記載の装置。
9. 前記可塑化スクリュ（８）が、前記取入口（９）に隣接する箇所で、スクリュの他の箇所と比べて、らせんの深さが増大していることを特徴とする、請求項７又は８に記載の装置。
10. 前記可塑化スクリュ（８）が、前記取出口（９）に隣接する箇所で、前記スクリュの直径の少なくとも５％となる、らせんの深さを有することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１に記載の装置。
11. 前記可塑化スクリュ（８）が、前記取出口（９）に隣接する箇所で、前記スクリュの直径の７％よりも大となる、らせんの深さを有することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１に記載の装置。
12. 前記可塑化スクリュ（８）が、前記取出口（９）に隣接する箇所で、前記スクリュの直径の７．５％ないし８．５％となる、らせんの深さを有することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１に記載の装置。
13. 前記ハウジング（７）が、前記取入口（９）に箇所で、ポケット状拡大部（３２）を有し、このポケット状拡大部は、前記スクリュのハウジング（７）に取り込まれる、前記合成樹脂材料用に追加自由空間をもたらし、これにより、スクリュ（８）の回転方向が、前記隣接する容器（１）の方に向かっている、取入口（９）の端部において、この拡大部（３２）を取入口（９）に対してすっかり又は部分的に閉じるリブ（３９）が、設けられることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１に記載した装置。
14. 前記リブ（３９）は、調節自在なリブであることを特徴とする、請求項１３に記載した装置。

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