JP4484366B2 - 同時回転する双軸押し出し機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、
−ハウジングと；
−２つのほぼ三角形の範囲を形成するような互いに平行で且つ部分的に交わる２つのハウジング孔と；
−上記ハウジング孔に配設され、同じ方向に回転するように駆動可能な２本のシャフトと；
−上記シャフト上に配設されたスクリュー要素と；
−各々が所定の峰角の峰を有し各シャフトに固定されたシングルフライト混練円盤によって形成され相互に係合し各々ほぼ三角形の範囲の近傍で回転方向での回転に関して横断面で少なくとも実質的に塞がれた体積（ボリューム）を画定する少なくとも１組の混練円板対と
を備えて構成される同時回転の双軸押し出し機（ツインスクリュー押し出し成形機）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
同時回転する双軸押し出し機はとりわけ次の典型的な操作対象に対するプラスチックス処理において用いられている：
−可塑化、混合、均質化及び造粒；
−顔料及び添加剤を拡散すること；
−異なる粘性の製品を均質化すること；
−種々のプラスチック材料を混ぜて合金にすること；
−ガラス繊維、カーボン繊維、滑石、チョークなどのような充填剤や補強剤を含ませること；
−難燃性媒介剤、界面活性剤、架橋剤、膨張剤などを含ませることによってプラスチック材料を改質すること；
−フィッシュアイ（銀点）、ゲルなどを破壊すること。
【０００３】
これら複数の典型的な操作対象は基礎的な操作ステップに分類可能である：
−分配混合；
−分散混合；
−粒子を粉砕すること。
【０００４】
分配混合の間、主たる質量流れ（マスフロー）は、異なる配置・装置において再び一つになるような幾つかの部分流れに分離される。そのようにするにあたり、好ましくは狭い円板状の混練ブロックや特有の混合要素が使用される。この種の要素又はそれらの組み合わせはとりわけ補強剤や充填剤を均質化して含ませることやプラスチック材料を改質するといった操作対象を解くのに役立つ。
【０００５】
分散混合は、激しいせん断流れ及び／又は拡張流れによって隣り合う粒子の移動を必然的に伴う。主に広い円板状の混練ブロックや大きなピッチのねじ山（ピッチ角＞６０°）が用いられ、高いせん断場を有した直交流れの典型的なくさび流れが両方の場合に利用される。
【０００６】
プラスチック溶融物中での粒子の粉砕は常に激しいせん断流れ及び／又は拡張流れによってなされる。この場合、用語「粒子」は、例えば顔料や微細充填剤中に現れる固体粒子だけでなく、ポリマーブレンドやポリマーアロイの製造の際の液滴や溶融物のしずくも意味すると理解されなければならない。ゲルやフィッシュアイは主に低粘性ポリマーマトリックスにぎっしりつき、処理プロセスにおいて不十分に粉砕され拡散した高分子粒子である。例えば拡張流れは横断面で狭くなって結果的に加速して生じる。
【０００７】
重ね合わさったせん断流れと拡張流れで、粒子の粉砕は純粋なせん断流れの場合よりも非常に低いせん断率で起こる。これは、せん断率が比エネルギー入力に極度に釣り合って（superproportionally、ニュートン材料の場合に２乗して）入るので、純粋なせん断流れの場合よりも重ね合わさったせん断流れと拡張流れでの粉砕プロセスのために少ないエネルギーが変換されるべきことを意味する。プラスチック処理の実践に関して、これは溶融物の温度が低く維持され得、それ故にポリマー連鎖の熱分解を避け得ることを意味する。
【０００８】
プラスチックスと溶融物マトリックスの間で粘性が大きく異なる場合、十分に高いせん断流れと拡張流れの場が粒子の変形と粉砕のために存在しなければならない。更に、おそらく全ての粒子がこの流れの場を貫通することが確実にされなければならない。
【０００９】
ＤＥ-ＰＳ８１３１５４は、シングルフライト混練円板配列が一般的タイプの同時回転する双軸スクリュー押し出し機に入ることを教示する。頂部（クレスト）と側部（フランク）を有したこれらシングルフライト混練円板は各々、三角形表面を囲んでいる。連関する混練円板のこの三角形表面が開いている場合、１つの混練円板から他の混練円板への製品の移動が生じる一方、三角形表面が閉鎖されている場合、製品は完全に三角形表面から押し出される。この場合、製品は軸線方向、即ち上下流方向に逃げることができる。比較的弱いせん断流れと拡張流れのみが混練円板の側部から他の混練円板の側部への製品の移動の間に起こる限り、押し出しプロセスは混練プロセスである。ＤＥ-ＰＳ８１３１５４に記載された混練円板配列において、二対の混練円板はオフセット状態となり、隣接する混練円板対は一方の側で閉鎖される。ここで三角形範囲での体積の一方の側は上流若しくは下流の方向に開いている。結果として、三角形範囲での体積に位置した生成物は、三角形での体積の閉鎖されずしっかりと開いた横断面表面を通して軸線方向において練り混ぜられ得る。「混練」は、互いの方に向かって動く２つの表面の間での押し出しプロセスであると一般的に理解されるべきである。これら表面の間の体積は全ての側で閉鎖されない。押し出しプロセスの始めに、即ち、最大サイズの三角形範囲を画定する互いの方に向いた混練円板の位置において、開いた側の横断面表面はまた最大であり、混練円板が回転し続けてのみ減少する。この場合において、三角形での体積中の生成物の大部分は、しっかり開いた大きな横断面を通して押し出される。高い拡張流れのための高い変形ストレスは、拡張流れの形成に必要な加速が達成不可能なので、生じ得ない。シングルフライトの混練円板のそのような配列によって、高いパーセンテージでの全体的な生成物流れが得られるが、生成物は必要な変形ストレスにさらされない。
【００１０】
本発明の課題は、三角形範囲での体積中に位置する生成物が必要な変形ストレスにさらされるような、一般的タイプの同時回転する双軸押し出し機を具現化することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この課題は、混練円板対を構成する混練円板のいずれかの側で、閉鎖要素が上下流方向でシャフトに固定され、三角形範囲での体積が軸線の方向で上下流方向において少なくとも相当の程度で閉鎖され、それ故にスクイーザーユニットが形成されることによって達成される。
【００１２】
本発明に係るやり方によって、生成物が画定された小さなギャップを通って三角形範囲での体積から絞り出され、再び高い変形率となる高い加速にさらされることが達成するようになる。「搾りプロセス」の間、混練円板と三角形範囲でのハウジング壁の連関範囲の間の体積は全ての側で閉鎖される。概して、生成物は機械実施に必要なクリアランスによって存するギャップを通してのみ流出することができる。これらギャップは例えば混練円板の頂頭部とハウジングの間、混練円板対の２枚の混練円板の間、及び混練円板が互いに流れ過ぎることができる閉鎖要素と混練円板の軸線方向の間にある。これらギャップは特にクリアランスの選択を通して寸法決めされ得る。混練円板対と連関する閉鎖要素はスクイーザーユニットを構成する。
【００１３】
「搾り」は、ぐるっと画定され閉鎖された体積に位置した生成物が既述の狭いギャップを通って完全に流れなければならず、とりわけ高い拡張流れがそれぞれのギャップへ入るに関しての加速によって達成されるという点で特に混練と異なる。この拡張流れの寸法はまたギャップの寸法決めによって特に影響され得る。
【００１４】
本発明のやりかたのために、三角形範囲での体積は少なくとも実質的に画定され、上下流方向において閉鎖される。閉鎖要素と混練円板の間のオフセット角度が混練円板の頂頭角よりも小さいか等しい場合、三角形での体積は完全に閉鎖される。この場合、生成物は、半径方向クリアランス、頂頭部-側部クリアランス又は軸方向前端クリアランスのようなクリアランスのために利用でき、場合によっては部分変更され、機械実施に必要なギャップを通って流れる。オフセット角が頂頭角を越える場合、これは上下流のオフセットギャップとなろう。この場合、生成物の一部は当該オフセットギャップを通って流れる。ギャップへの流入に関する加速のため、特に高い組み合わせとしてのせん断流れと拡張流れが起こることとなる。
【００１５】
一対のシングルフライト混練円板、スクイーザー円板がそれぞれ上下流でのシングルフライト閉鎖要素の対ごとによって画定された配置が、スクイーザーユニットと称される。
【００１６】
基本的に、本発明に係るやり方は、対のマルチフライト混練円板に適用可能であるが、三角形範囲での有効体積はフライト数が増えるにつれて減少し、絞りの既述した有利なやり方や結果は著しく低下する。このため、本発明に係るやり方はシングルフライト混練円板において非常に好ましく適切である。
【００１７】
本発明の更に有利な実施態様は従属請求項から明らかとなろう。
本発明の追加的な利点と特徴は図面に関連した例示的な実施形態の以下の記載から明らかとなろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は同時回転する双軸押し出し機１を示す。その主たる構造は従来技術に属し、ハウジング２を有する。これは軸線５，６が平行な２本のシャフト３，４を備えて構成される。同じ回転方向７でのシャフト３，４の作動は分岐伝動装置９を介してモータ８によってなされる。伝動装置９の近傍で、装填ホッパー１０（輪郭的にのみ概略される）が、押し出し機１内で溶解されるポリマーのためにハウジング２内に備えられる。このホッパー１０の下でこれに続いて、搬送スクリュー要素１２がシャフト３，４に配された供給域１１が備えられている。これに続いて溶融域１３において混練ブロック１４がシャフト３，４に回転不能に取り付けられている。この域に続いて蓄積域１５があり、ここで搬送スクリュー要素１２のスクリュー回旋方向と逆向きの回旋方向を有した戻り搬送スクリュー要素１６がシャフト３，４に取り付けられている。蓄積域１５に続いて付加域１７があり、再び搬送スクリュー要素１８がシャフト３，４に取り付けられていて、押し出し機１の搬送方向１９に搬送を行う。戻り搬送スクリュー要素１６の直後で、付加ホッパー２０（輪郭的にのみ概略される）が付加域１７に開口している。このホッパー２０を通って、充填剤やガラス繊維のような添加剤が溶融物に加えられる。
【００１９】
付加域１７に続いて混合域２１があり、ここで混練ブロック２２，２３がシャフト３，４に取り付けられている。混練ブロック１４と全く同じ混練ブロック２２，２３は、なお以下に説明される混練円板からなっている。この混合域２１に続いて吐出域２４があり、ここで抜け孔２５（輪郭的にのみ概略される）がハウジング２に形成されている。この吐出域２４において、搬送スクリュー要素２６がシャフト３，４に取り付けられ、充填剤や補強剤を混合したポリマーを搬送方向１９において、排出部材２８として所謂開口片を備えた排出域２７の方へ搬送する。シャフト３，４は部分的に交わるハウジング孔２９，３０に配設されている。
【００２０】
プロセスの途中で押し出し機１内で激しいせん断流れと拡張流れが生じるべき個所において混練ブロック１４，２２，２３が配されている。これは例えば顔料や微細な充填剤、ポリマーアロイの製造中の溶融物や液体の滴、ゲル及びフィッシュアイのような粒子がプラスチック溶融物中に粉砕されるような域である。
【００２１】
図２は混練円板対３１を示す。これはＤＥ-ＰＳ８１３１５４から公知であり、その説明は本発明の理解の先行条件を構成する。混練円板３１はそれぞれ混練ブロック１４，２２，２３に配設可能で、即ち、シャフト３，４に回転不能につながっている。等しいデザインのシングルフライト混練円板３２，３３は各々、円弧の形状をした頂頭部（クレスト）３４、同じく円弧の形状をした底部３５、及び頂頭部３４に底部３５を接合する２つの側部（フランク）３６，３７を有する。頂頭部３４はそれぞれ軸線５と６からの外側半径Ｒａを有する。底部３５はそれぞれ軸線５と６からの内側半径Ｒｉを有する。底部３５は底角αをなし、側部３６，３７はフランク角βをなし、頂頭部３４は頂頭角γをなす。それぞれのハウジング孔２９と３０は半径ＲＧを有する。頂頭角γと底角αは等しい。フランク角βの寸法と、それ故に底角αと頂頭角γの寸法は、シャフト３，４の同時回転する作動の間に混練円板対３１の混練円板３２，３３が互いにしっかりと掻き落とすために、一般的に公知の幾何学的図形の関係の結果として生じる。
【００２２】
頂頭部先端３８と３９はそれぞれ、頂頭部３４が側部３６と側部３７に移行するところで形成される。ハウジング孔２９，３０の交差の範囲において、ほぼ三角形の範囲４０，４１がハウジング２内に形成され、先端４２，４３を作る。
【００２３】
図３(ａ)〜３(ｐ)に関連してシングル回転に対する混練円板対３１の機能を説明する。混練プロセスの開始で、即ち、図２と３(ｌ)に示されるように三角形範囲での上体積４４の最大横断面表面の位置において、軸方向に開いた側の横断面は等しく最大で、回転方向７における混練円板３２，３３の更なる回転に関してのみ減少する。しかしながら、三角形範囲での上体積４４の横断面減少のために、そこに位置した生成物のごく一部が軸線５と６の方向で絶え間なく開いた大きな横断面を通って混練される。高い拡張流れに必要な高い加速度が形成されることが達成されないので、高い拡張流れのための高い変形ストレスはこれに由来しない。三角形範囲での体積４４の横断面表面を減少すること、それ故に三角形範囲での体積４４を減少することは、三角形範囲での上体積４４が図３(ａ)の位置において完全に閉鎖されるまで、図３(ｌ)、(ｍ)、(ｎ)、(ｏ)、(ｐ)の描写にしたがって起こる。図３(ｂ)と(ｃ)にしたがう混練円板３２，３３の更なる回転に関して、生成物は下側のほぼ三角形の範囲４１の近傍において一方のハウジング孔３０から他のハウジング孔２９に移されるだけである。図３(ｄ)の描写に対応して混練円板３２の先導する頂頭部先端３８が三角形範囲の下側先端４３に達して、それ故に混練円板３３に割り当てられた三角形範囲において体積４５を閉鎖する場合にのみ、上記プロセスが終わる。図３(ｅ)〜３(ｉ)に対応する回転の継続に関して、三角形範囲でのこの体積は完全に捏和される。
【００２４】
図４〜６は、本発明によれば、上下流で閉鎖要素４６〜４９が公知の混練円板３２，３３に割り当てられ、２つの上流閉鎖要素４６，４７と２つの下流閉鎖要素とが２つずつ互いに割り当てられる。この実施形態の例示において、それらは混練円板３２，３３であるような平坦な円板であり、横断面でのそれら幾何学的図形寸法は少なくとも実質的に混練円板３２，３３のものに等しい。それぞれ混練円板３２と３３に割り当てられた閉鎖要素４６，４８と４７，４９は、混練円板３２，３３に対して角度εだけオフセットに、即ち、回転方向７で先導している。このようなデザインで生成物の圧搾（スクイーズィング）が起こるので、２つの混練円板３２，３３と４つの閉鎖要素４６〜４９のそのような組み合わせが以下でスクイーザーユニットとして称される。
【００２５】
閉鎖要素４６〜４９が各々、頂頭部５０、２つの側部５１，５２及び底部５３を有する。閉鎖要素の頂頭角は頂頭角γに等しい。オフセット角εが頂頭角γを越える場合、これは図４(ａ)に示された組み合わせを与える。そこに示されたように、三角形範囲での上体積４４は、混練円板３２の先導する頂頭部先端３８によって閉鎖され、この体積４４はこの上下方向で閉鎖要素４７，４９によって全く閉鎖されず；むしろ所謂オフセットギャップ５４が残り、これを通って特に生成物が体積４４から搾り出され得る。三角形範囲での体積４４の減少は、図３(ｌ)に示された描写に対応し、図３(ｍ)〜３(ａ)での描写にしたがって続く。下側のほぼ三角形の範囲４１の近傍において、図３(ｄ)〜３(ｉ)に示された描写に対応して、このプロセスが繰り返され、この場合に生成物は実質的に混練円板３２と閉鎖要素４８の間のオフセットギャップ５５を通って流れる。回転方向７に関して、これらオフセットギャップ５４，５５は三角形範囲でのそれぞれ閉鎖された体積４４と４５に対して遅れて、その結果として生成物が閉鎖体積４４，４５から搾り出される際に開いたままである。
【００２６】
図４(ｂ)の描写に対応して、オフセット角εがそれぞれ混練円板３２と３３の頂頭角γに等しいならば、オフセットギャップが形成されない。しかしながら、図４(ｃ)の描写に対応して、オフセット角εが頂頭角γより小さいならば、オフセットギャップ５５がそれぞれの混練円板３２と３３とそれぞれ連関した閉鎖要素４６，４８と４７，４９の間で形成され、回転方向に先導するが、体積４４が図４(ｃ)の描写によれば更なる回転に関し速やかに閉鎖され、その結果、このオフセットギャップ５５を通る圧搾が体積４４の搾り出しプロセスの始めでのみ起こる。図４(ｃ)に示されていない三角形範囲での閉鎖された下側体積が搾り出される際に、対応する搾り出しプロセスが起こる。混練円板３２，３３は軸方向幅ｂを有する。
【００２７】
図５(ａ)〜５(ｄ)は、ε＞γが当てはまる図４(ａ)にしたがう実施形態の上側体積４４の搾り出しを示す。混練円板３３の後追い頂頭部先端３９の、三角形範囲の先端４２への到達までの回転角度の様々な位置を介した混練円板３３の頂頭部３４による体積４４の閉鎖から回転の間（図５ａ）、オフセットギャップ５４が常にそれぞれ軸線５と６の方向に開いたままであることが示されている。
【００２８】
上述のように、スクイーザーユニットが、ε＞γのオフセット角での図４(ａ)にしたがう実施形態に対する平面図を示す図６に描写される。図６(ａ)に示された描写は図４(ａ)の平面図に対応する。三角形範囲での体積４４は図６(ａ)〜６(ｆ)の描写にしたがって完全に搾り出される。図６(ｅ)〜６(ｌ)によれば、三角形範囲は完全に開き、新たに上流スクリュー要素１８を通して生成物を供給される。図６(ｍ)〜６(ｐ)にしたがう描写において、三角形範囲での体積が再び形成され、そして図６(ａ)にしたがう描写において再び閉鎖される。
【００２９】
図７は４つのスクイーザーユニット５７，５８，５９，６０を示す。それらは搬送方向１９において直接次々に配され、上記したように、即ち、オフセット角ε＞γであるように構築される。４つのスクイーザーユニット５７〜６０は搬送方向１９で見て次の上流側スクイーザーユニットに対して回転方向７と反対方向に９０°だけオフセットになっている。上流側スクイーザーユニット５７の位置は図６(ａ)に示されたものに対応する。継のスクイーザーユニット５８の位置は図６(ｉ)に示されたものに対応する。下流側スクイーザーユニット６０は図６(ｅ)にしたがって配される。
【００３０】
一方、既述された限りで本実施形態において、閉鎖要素４６，４７，４８，４９は等しく混練円板によって形成され、閉鎖要素はまたシングルフライトスクリューによって形成されてもよく、各シングルフライトスクリューは同時にスクイーザーユニットの下流側閉鎖要素として及びそれに続く次のスクイーザーユニットの上流側閉鎖要素として供される。閉鎖は、夫々上流側混練円板又は下流側混練円板の方に向けられたスクリュー要素の横断面表面を介してなされる。これら横断面表面は閉鎖機能を果たす。図８は、詳述された意義で９０°だけオフセットされた４つの連続するスクイーザーユニット５７‘、５８’、５９‘、６０の配置を示し、夫々閉鎖要素として供されたスクリュー要素６１，６２の横断面表面は閉鎖要素４６’、４７‘、４８’、４９‘として表される。他の点では、ここまでの記載のと同じ参照番号が用いられる。
【００３１】
搾りプロセスのせん断流れと拡張流れはとりわけ三角形範囲での体積４４と４５に位置し搾り出されるべき生成物体積、シャフト３，４の速度並びに生成物が絞られるギャップの幾何学的形態によって決せられる。三角形範囲での体積４４と４５に位置し搾り出されるべき生成物体積は、それぞれ半径比Ｒａ／Ｒｉ、オフセット角ε並びに混練円板３２と３３の幅ｂに依存する頂頭角γによって確定される。とりわけオフセット角εと混練円板３２，３３の幅ｂは、同時回転する双軸押し出し機の幾何学的基本形態と無関係で、それ故に搾り出されるべき生成物体積が処理プロセスの要件に対し任意に適応され得るように自由に選択可能である。生成物を搾るためのギャップは、混練円板３２，３３とハウジング２の間の、機械実施に必要な、最小クリアランスによって下って画定される。更に必要なクリアランスが夫々係合する近傍で混練円板３２，３３の間に存する。更に、軸線方向クリアランスが、混練円板３２，３３と互いに及び得る夫々隣接する閉鎖要素４６〜４９，４６‘〜４９’の間に存する。機械実施に必要な最小クリアランスは大きくしてもよく、即ち、所定の最小値に由来し、事実上自由に選択可能である。
【００３２】
図９と１０は、搾りプロセスが起こるギャップを示す。半径方向ギャップ６３は閉鎖要素４７の夫々の頂頭部５０とハウジング２の間にあり、ｓ＝ＲＧ−Ｒａがその半径方向ギャップ幅に当てはまる。機械実施に必要な半径方向クリアランスに関して、０．０００５ＲＧ≦ｓ≦０．００２５ＲＧが当てはまる（きわどい場合に０．００５ＲＧ）。ギャップ６４は混練円板の係合の範囲である。
【００３３】
材料加工処理に関して合理的なギャップ幅は大きめである。フライト深さＲａ−Ｒｉに関して次のものが当てはまる：
ｓ≦１／４・（Ｒａ−Ｒｉ）で、好ましくは
ｓ≦１／８・（Ｒａ−Ｒｉ）で、好ましくは
ｓ≦１／１６・（Ｒａ−Ｒｉ）で、好ましくは
ｓ≦１／３２・（Ｒａ−Ｒｉ）で、好ましくは
ｓ≦１／６４・（Ｒａ−Ｒｉ）で、好ましくは
ｓ≦１／１００・（Ｒａ−Ｒｉ）。
【００３４】
オフセットギャップ５４，５５のサイズはオフセット角εのサイズに依存し、次のものが当てはまる：
ε≦γ＋６０°で、好ましくは
ε≦γ＋３０°で、好ましくは
ε≦γ＋１０°で、好ましくは
ε≦γ＋５°。
【００３５】
オフセットギャップが有効でないならば、次のものがオフセット角εに当てはまる：
ε≦γ−９０°で、好ましくは
ε≦γ−６０°で、好ましくは
ε≦γ−３０°で、好ましくは
ε≦γ−１０°で、好ましくは
ε≦γ−５°で、好ましくは
ε＝γ。
【００３６】
機械実施に必要な軸線方向ギャップは、図９にあるように、図１０に非常に誇張されている。一方で混練円板３２，３３と閉鎖要素４６，４８と４７，４９の間の軸線方向ギャップ６５は、数百分の一から数十の一ミリメートルの範囲の軸線方向幅ｃを有し、そのサイズはまた機械実施の意味において対応する選択によって最適化され得る。ギャップ６３，６４，６５とオフセットギャップ５４，５５の全ての寸法は、これらの範囲での拡張流れとせん断流れのみでなく、生成物の流れにも影響を及ぼす。例えば三角形範囲での体積４４，４５の寸法とギャップ６３，６４，６５の寸法とオフセットギャップ５４，５５の寸法は、とりわけ生成物についてのひずみ、生成物の流れ並びに比エネルギー入力を制御するのに役立つ。
【００３７】
図１１に係る更なる実施形態において、混練円板として形成された閉鎖要素４６〜４９は、オフセットギャップが形成されないように、したがってε≦γが当てはまるように配設される。閉鎖要素４６〜４９の一方又は両方で、搾り出し経路６６が備えられ、即ち、夫々閉鎖要素の後追い頂頭先端６７の近傍において備えられる。これら搾り出し経路６６はオフセットギャップの代わりに、あるいはまた非常に小さなオフセットギャップに加えて備えることができる。これらは夫々閉鎖要素４６，４７と４８，４９の上流側並びに下流側に形成してもよく、それによって生成物についてのひずみ並びに生成物の流れを制御するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術で公知の開いたハウジングを備えた同時回転する双軸押し出し機の平面図である。
【図２】 押し出し機のハウジングに配設された混練円板対の、図１のII-II断面線にしたがう平面図である。
【図３】 混練円板対を示すもので、シングル回転に対する混練円板対の機能を説明するために(ａ)から(ｐ)で同じ角度量ずつ１６個の係合オフセット位置を示している。
【図４】 本発明に係るスクイーザーユニットを示すもので、(ａ)〜(ｃ)で混練円板に対する閉鎖要素のオフセット角が異なる。
【図５】 (ａ)〜(ｄ)で４つの異なる係合位置での図４(ａ)に係るスクイーザーユニットの立面図である。
【図６】 (ａ)から(ｐ)で１６個の異なる係合位置での図４(ａ)，５のスクイーザーユニットの平面図である。
【図７】 ４つのオフセットスクイーザーユニットの配置を示す平面図である。
【図８】 改変された閉鎖要素を備えた４つのオフセットスクイーザーユニットの配列を示す図である。
【図９】 半径方向クリアランスを示し、混練円板対と連関する上流側閉鎖要素とを備えてなる部分スクイーザーユニットの平面図である。
【図１０】 図７と同じであるが軸線方向クリアランスを示したスクイーザーユニットの平面図である。
【図１１】 閉鎖要素に形成された絞り出し経路を有した図９にしたがう図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
３，４ シャフト
１２，１６，１８，２６ スクリュー要素
２９，３０ ハウジング孔
３２，３３ 混練円板
４０，４１ 三角形範囲
【発明の属する技術分野】
本発明は、
−ハウジングと；
−２つのほぼ三角形の範囲を形成するような互いに平行で且つ部分的に交わる２つのハウジング孔と；
−上記ハウジング孔に配設され、同じ方向に回転するように駆動可能な２本のシャフトと；
−上記シャフト上に配設されたスクリュー要素と；
−各々が所定の峰角の峰を有し各シャフトに固定されたシングルフライト混練円盤によって形成され相互に係合し各々ほぼ三角形の範囲の近傍で回転方向での回転に関して横断面で少なくとも実質的に塞がれた体積（ボリューム）を画定する少なくとも１組の混練円板対と
を備えて構成される同時回転の双軸押し出し機（ツインスクリュー押し出し成形機）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
同時回転する双軸押し出し機はとりわけ次の典型的な操作対象に対するプラスチックス処理において用いられている：
−可塑化、混合、均質化及び造粒；
−顔料及び添加剤を拡散すること；
−異なる粘性の製品を均質化すること；
−種々のプラスチック材料を混ぜて合金にすること；
−ガラス繊維、カーボン繊維、滑石、チョークなどのような充填剤や補強剤を含ませること；
−難燃性媒介剤、界面活性剤、架橋剤、膨張剤などを含ませることによってプラスチック材料を改質すること；
−フィッシュアイ（銀点）、ゲルなどを破壊すること。
【０００３】
これら複数の典型的な操作対象は基礎的な操作ステップに分類可能である：
−分配混合；
−分散混合；
−粒子を粉砕すること。
【０００４】
分配混合の間、主たる質量流れ（マスフロー）は、異なる配置・装置において再び一つになるような幾つかの部分流れに分離される。そのようにするにあたり、好ましくは狭い円板状の混練ブロックや特有の混合要素が使用される。この種の要素又はそれらの組み合わせはとりわけ補強剤や充填剤を均質化して含ませることやプラスチック材料を改質するといった操作対象を解くのに役立つ。
【０００５】
分散混合は、激しいせん断流れ及び／又は拡張流れによって隣り合う粒子の移動を必然的に伴う。主に広い円板状の混練ブロックや大きなピッチのねじ山（ピッチ角＞６０°）が用いられ、高いせん断場を有した直交流れの典型的なくさび流れが両方の場合に利用される。
【０００６】
プラスチック溶融物中での粒子の粉砕は常に激しいせん断流れ及び／又は拡張流れによってなされる。この場合、用語「粒子」は、例えば顔料や微細充填剤中に現れる固体粒子だけでなく、ポリマーブレンドやポリマーアロイの製造の際の液滴や溶融物のしずくも意味すると理解されなければならない。ゲルやフィッシュアイは主に低粘性ポリマーマトリックスにぎっしりつき、処理プロセスにおいて不十分に粉砕され拡散した高分子粒子である。例えば拡張流れは横断面で狭くなって結果的に加速して生じる。
【０００７】
重ね合わさったせん断流れと拡張流れで、粒子の粉砕は純粋なせん断流れの場合よりも非常に低いせん断率で起こる。これは、せん断率が比エネルギー入力に極度に釣り合って（superproportionally、ニュートン材料の場合に２乗して）入るので、純粋なせん断流れの場合よりも重ね合わさったせん断流れと拡張流れでの粉砕プロセスのために少ないエネルギーが変換されるべきことを意味する。プラスチック処理の実践に関して、これは溶融物の温度が低く維持され得、それ故にポリマー連鎖の熱分解を避け得ることを意味する。
【０００８】
プラスチックスと溶融物マトリックスの間で粘性が大きく異なる場合、十分に高いせん断流れと拡張流れの場が粒子の変形と粉砕のために存在しなければならない。更に、おそらく全ての粒子がこの流れの場を貫通することが確実にされなければならない。
【０００９】
ＤＥ-ＰＳ８１３１５４は、シングルフライト混練円板配列が一般的タイプの同時回転する双軸スクリュー押し出し機に入ることを教示する。頂部（クレスト）と側部（フランク）を有したこれらシングルフライト混練円板は各々、三角形表面を囲んでいる。連関する混練円板のこの三角形表面が開いている場合、１つの混練円板から他の混練円板への製品の移動が生じる一方、三角形表面が閉鎖されている場合、製品は完全に三角形表面から押し出される。この場合、製品は軸線方向、即ち上下流方向に逃げることができる。比較的弱いせん断流れと拡張流れのみが混練円板の側部から他の混練円板の側部への製品の移動の間に起こる限り、押し出しプロセスは混練プロセスである。ＤＥ-ＰＳ８１３１５４に記載された混練円板配列において、二対の混練円板はオフセット状態となり、隣接する混練円板対は一方の側で閉鎖される。ここで三角形範囲での体積の一方の側は上流若しくは下流の方向に開いている。結果として、三角形範囲での体積に位置した生成物は、三角形での体積の閉鎖されずしっかりと開いた横断面表面を通して軸線方向において練り混ぜられ得る。「混練」は、互いの方に向かって動く２つの表面の間での押し出しプロセスであると一般的に理解されるべきである。これら表面の間の体積は全ての側で閉鎖されない。押し出しプロセスの始めに、即ち、最大サイズの三角形範囲を画定する互いの方に向いた混練円板の位置において、開いた側の横断面表面はまた最大であり、混練円板が回転し続けてのみ減少する。この場合において、三角形での体積中の生成物の大部分は、しっかり開いた大きな横断面を通して押し出される。高い拡張流れのための高い変形ストレスは、拡張流れの形成に必要な加速が達成不可能なので、生じ得ない。シングルフライトの混練円板のそのような配列によって、高いパーセンテージでの全体的な生成物流れが得られるが、生成物は必要な変形ストレスにさらされない。
【００１０】
本発明の課題は、三角形範囲での体積中に位置する生成物が必要な変形ストレスにさらされるような、一般的タイプの同時回転する双軸押し出し機を具現化することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この課題は、混練円板対を構成する混練円板のいずれかの側で、閉鎖要素が上下流方向でシャフトに固定され、三角形範囲での体積が軸線の方向で上下流方向において少なくとも相当の程度で閉鎖され、それ故にスクイーザーユニットが形成されることによって達成される。
【００１２】
本発明に係るやり方によって、生成物が画定された小さなギャップを通って三角形範囲での体積から絞り出され、再び高い変形率となる高い加速にさらされることが達成するようになる。「搾りプロセス」の間、混練円板と三角形範囲でのハウジング壁の連関範囲の間の体積は全ての側で閉鎖される。概して、生成物は機械実施に必要なクリアランスによって存するギャップを通してのみ流出することができる。これらギャップは例えば混練円板の頂頭部とハウジングの間、混練円板対の２枚の混練円板の間、及び混練円板が互いに流れ過ぎることができる閉鎖要素と混練円板の軸線方向の間にある。これらギャップは特にクリアランスの選択を通して寸法決めされ得る。混練円板対と連関する閉鎖要素はスクイーザーユニットを構成する。
【００１３】
「搾り」は、ぐるっと画定され閉鎖された体積に位置した生成物が既述の狭いギャップを通って完全に流れなければならず、とりわけ高い拡張流れがそれぞれのギャップへ入るに関しての加速によって達成されるという点で特に混練と異なる。この拡張流れの寸法はまたギャップの寸法決めによって特に影響され得る。
【００１４】
本発明のやりかたのために、三角形範囲での体積は少なくとも実質的に画定され、上下流方向において閉鎖される。閉鎖要素と混練円板の間のオフセット角度が混練円板の頂頭角よりも小さいか等しい場合、三角形での体積は完全に閉鎖される。この場合、生成物は、半径方向クリアランス、頂頭部-側部クリアランス又は軸方向前端クリアランスのようなクリアランスのために利用でき、場合によっては部分変更され、機械実施に必要なギャップを通って流れる。オフセット角が頂頭角を越える場合、これは上下流のオフセットギャップとなろう。この場合、生成物の一部は当該オフセットギャップを通って流れる。ギャップへの流入に関する加速のため、特に高い組み合わせとしてのせん断流れと拡張流れが起こることとなる。
【００１５】
一対のシングルフライト混練円板、スクイーザー円板がそれぞれ上下流でのシングルフライト閉鎖要素の対ごとによって画定された配置が、スクイーザーユニットと称される。
【００１６】
基本的に、本発明に係るやり方は、対のマルチフライト混練円板に適用可能であるが、三角形範囲での有効体積はフライト数が増えるにつれて減少し、絞りの既述した有利なやり方や結果は著しく低下する。このため、本発明に係るやり方はシングルフライト混練円板において非常に好ましく適切である。
【００１７】
本発明の更に有利な実施態様は従属請求項から明らかとなろう。
本発明の追加的な利点と特徴は図面に関連した例示的な実施形態の以下の記載から明らかとなろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は同時回転する双軸押し出し機１を示す。その主たる構造は従来技術に属し、ハウジング２を有する。これは軸線５，６が平行な２本のシャフト３，４を備えて構成される。同じ回転方向７でのシャフト３，４の作動は分岐伝動装置９を介してモータ８によってなされる。伝動装置９の近傍で、装填ホッパー１０（輪郭的にのみ概略される）が、押し出し機１内で溶解されるポリマーのためにハウジング２内に備えられる。このホッパー１０の下でこれに続いて、搬送スクリュー要素１２がシャフト３，４に配された供給域１１が備えられている。これに続いて溶融域１３において混練ブロック１４がシャフト３，４に回転不能に取り付けられている。この域に続いて蓄積域１５があり、ここで搬送スクリュー要素１２のスクリュー回旋方向と逆向きの回旋方向を有した戻り搬送スクリュー要素１６がシャフト３，４に取り付けられている。蓄積域１５に続いて付加域１７があり、再び搬送スクリュー要素１８がシャフト３，４に取り付けられていて、押し出し機１の搬送方向１９に搬送を行う。戻り搬送スクリュー要素１６の直後で、付加ホッパー２０（輪郭的にのみ概略される）が付加域１７に開口している。このホッパー２０を通って、充填剤やガラス繊維のような添加剤が溶融物に加えられる。
【００１９】
付加域１７に続いて混合域２１があり、ここで混練ブロック２２，２３がシャフト３，４に取り付けられている。混練ブロック１４と全く同じ混練ブロック２２，２３は、なお以下に説明される混練円板からなっている。この混合域２１に続いて吐出域２４があり、ここで抜け孔２５（輪郭的にのみ概略される）がハウジング２に形成されている。この吐出域２４において、搬送スクリュー要素２６がシャフト３，４に取り付けられ、充填剤や補強剤を混合したポリマーを搬送方向１９において、排出部材２８として所謂開口片を備えた排出域２７の方へ搬送する。シャフト３，４は部分的に交わるハウジング孔２９，３０に配設されている。
【００２０】
プロセスの途中で押し出し機１内で激しいせん断流れと拡張流れが生じるべき個所において混練ブロック１４，２２，２３が配されている。これは例えば顔料や微細な充填剤、ポリマーアロイの製造中の溶融物や液体の滴、ゲル及びフィッシュアイのような粒子がプラスチック溶融物中に粉砕されるような域である。
【００２１】
図２は混練円板対３１を示す。これはＤＥ-ＰＳ８１３１５４から公知であり、その説明は本発明の理解の先行条件を構成する。混練円板３１はそれぞれ混練ブロック１４，２２，２３に配設可能で、即ち、シャフト３，４に回転不能につながっている。等しいデザインのシングルフライト混練円板３２，３３は各々、円弧の形状をした頂頭部（クレスト）３４、同じく円弧の形状をした底部３５、及び頂頭部３４に底部３５を接合する２つの側部（フランク）３６，３７を有する。頂頭部３４はそれぞれ軸線５と６からの外側半径Ｒａを有する。底部３５はそれぞれ軸線５と６からの内側半径Ｒｉを有する。底部３５は底角αをなし、側部３６，３７はフランク角βをなし、頂頭部３４は頂頭角γをなす。それぞれのハウジング孔２９と３０は半径ＲＧを有する。頂頭角γと底角αは等しい。フランク角βの寸法と、それ故に底角αと頂頭角γの寸法は、シャフト３，４の同時回転する作動の間に混練円板対３１の混練円板３２，３３が互いにしっかりと掻き落とすために、一般的に公知の幾何学的図形の関係の結果として生じる。
【００２２】
頂頭部先端３８と３９はそれぞれ、頂頭部３４が側部３６と側部３７に移行するところで形成される。ハウジング孔２９，３０の交差の範囲において、ほぼ三角形の範囲４０，４１がハウジング２内に形成され、先端４２，４３を作る。
【００２３】
図３(ａ)〜３(ｐ)に関連してシングル回転に対する混練円板対３１の機能を説明する。混練プロセスの開始で、即ち、図２と３(ｌ)に示されるように三角形範囲での上体積４４の最大横断面表面の位置において、軸方向に開いた側の横断面は等しく最大で、回転方向７における混練円板３２，３３の更なる回転に関してのみ減少する。しかしながら、三角形範囲での上体積４４の横断面減少のために、そこに位置した生成物のごく一部が軸線５と６の方向で絶え間なく開いた大きな横断面を通って混練される。高い拡張流れに必要な高い加速度が形成されることが達成されないので、高い拡張流れのための高い変形ストレスはこれに由来しない。三角形範囲での体積４４の横断面表面を減少すること、それ故に三角形範囲での体積４４を減少することは、三角形範囲での上体積４４が図３(ａ)の位置において完全に閉鎖されるまで、図３(ｌ)、(ｍ)、(ｎ)、(ｏ)、(ｐ)の描写にしたがって起こる。図３(ｂ)と(ｃ)にしたがう混練円板３２，３３の更なる回転に関して、生成物は下側のほぼ三角形の範囲４１の近傍において一方のハウジング孔３０から他のハウジング孔２９に移されるだけである。図３(ｄ)の描写に対応して混練円板３２の先導する頂頭部先端３８が三角形範囲の下側先端４３に達して、それ故に混練円板３３に割り当てられた三角形範囲において体積４５を閉鎖する場合にのみ、上記プロセスが終わる。図３(ｅ)〜３(ｉ)に対応する回転の継続に関して、三角形範囲でのこの体積は完全に捏和される。
【００２４】
図４〜６は、本発明によれば、上下流で閉鎖要素４６〜４９が公知の混練円板３２，３３に割り当てられ、２つの上流閉鎖要素４６，４７と２つの下流閉鎖要素とが２つずつ互いに割り当てられる。この実施形態の例示において、それらは混練円板３２，３３であるような平坦な円板であり、横断面でのそれら幾何学的図形寸法は少なくとも実質的に混練円板３２，３３のものに等しい。それぞれ混練円板３２と３３に割り当てられた閉鎖要素４６，４８と４７，４９は、混練円板３２，３３に対して角度εだけオフセットに、即ち、回転方向７で先導している。このようなデザインで生成物の圧搾（スクイーズィング）が起こるので、２つの混練円板３２，３３と４つの閉鎖要素４６〜４９のそのような組み合わせが以下でスクイーザーユニットとして称される。
【００２５】
閉鎖要素４６〜４９が各々、頂頭部５０、２つの側部５１，５２及び底部５３を有する。閉鎖要素の頂頭角は頂頭角γに等しい。オフセット角εが頂頭角γを越える場合、これは図４(ａ)に示された組み合わせを与える。そこに示されたように、三角形範囲での上体積４４は、混練円板３２の先導する頂頭部先端３８によって閉鎖され、この体積４４はこの上下方向で閉鎖要素４７，４９によって全く閉鎖されず；むしろ所謂オフセットギャップ５４が残り、これを通って特に生成物が体積４４から搾り出され得る。三角形範囲での体積４４の減少は、図３(ｌ)に示された描写に対応し、図３(ｍ)〜３(ａ)での描写にしたがって続く。下側のほぼ三角形の範囲４１の近傍において、図３(ｄ)〜３(ｉ)に示された描写に対応して、このプロセスが繰り返され、この場合に生成物は実質的に混練円板３２と閉鎖要素４８の間のオフセットギャップ５５を通って流れる。回転方向７に関して、これらオフセットギャップ５４，５５は三角形範囲でのそれぞれ閉鎖された体積４４と４５に対して遅れて、その結果として生成物が閉鎖体積４４，４５から搾り出される際に開いたままである。
【００２６】
図４(ｂ)の描写に対応して、オフセット角εがそれぞれ混練円板３２と３３の頂頭角γに等しいならば、オフセットギャップが形成されない。しかしながら、図４(ｃ)の描写に対応して、オフセット角εが頂頭角γより小さいならば、オフセットギャップ５５がそれぞれの混練円板３２と３３とそれぞれ連関した閉鎖要素４６，４８と４７，４９の間で形成され、回転方向に先導するが、体積４４が図４(ｃ)の描写によれば更なる回転に関し速やかに閉鎖され、その結果、このオフセットギャップ５５を通る圧搾が体積４４の搾り出しプロセスの始めでのみ起こる。図４(ｃ)に示されていない三角形範囲での閉鎖された下側体積が搾り出される際に、対応する搾り出しプロセスが起こる。混練円板３２，３３は軸方向幅ｂを有する。
【００２７】
図５(ａ)〜５(ｄ)は、ε＞γが当てはまる図４(ａ)にしたがう実施形態の上側体積４４の搾り出しを示す。混練円板３３の後追い頂頭部先端３９の、三角形範囲の先端４２への到達までの回転角度の様々な位置を介した混練円板３３の頂頭部３４による体積４４の閉鎖から回転の間（図５ａ）、オフセットギャップ５４が常にそれぞれ軸線５と６の方向に開いたままであることが示されている。
【００２８】
上述のように、スクイーザーユニットが、ε＞γのオフセット角での図４(ａ)にしたがう実施形態に対する平面図を示す図６に描写される。図６(ａ)に示された描写は図４(ａ)の平面図に対応する。三角形範囲での体積４４は図６(ａ)〜６(ｆ)の描写にしたがって完全に搾り出される。図６(ｅ)〜６(ｌ)によれば、三角形範囲は完全に開き、新たに上流スクリュー要素１８を通して生成物を供給される。図６(ｍ)〜６(ｐ)にしたがう描写において、三角形範囲での体積が再び形成され、そして図６(ａ)にしたがう描写において再び閉鎖される。
【００２９】
図７は４つのスクイーザーユニット５７，５８，５９，６０を示す。それらは搬送方向１９において直接次々に配され、上記したように、即ち、オフセット角ε＞γであるように構築される。４つのスクイーザーユニット５７〜６０は搬送方向１９で見て次の上流側スクイーザーユニットに対して回転方向７と反対方向に９０°だけオフセットになっている。上流側スクイーザーユニット５７の位置は図６(ａ)に示されたものに対応する。継のスクイーザーユニット５８の位置は図６(ｉ)に示されたものに対応する。下流側スクイーザーユニット６０は図６(ｅ)にしたがって配される。
【００３０】
一方、既述された限りで本実施形態において、閉鎖要素４６，４７，４８，４９は等しく混練円板によって形成され、閉鎖要素はまたシングルフライトスクリューによって形成されてもよく、各シングルフライトスクリューは同時にスクイーザーユニットの下流側閉鎖要素として及びそれに続く次のスクイーザーユニットの上流側閉鎖要素として供される。閉鎖は、夫々上流側混練円板又は下流側混練円板の方に向けられたスクリュー要素の横断面表面を介してなされる。これら横断面表面は閉鎖機能を果たす。図８は、詳述された意義で９０°だけオフセットされた４つの連続するスクイーザーユニット５７‘、５８’、５９‘、６０の配置を示し、夫々閉鎖要素として供されたスクリュー要素６１，６２の横断面表面は閉鎖要素４６’、４７‘、４８’、４９‘として表される。他の点では、ここまでの記載のと同じ参照番号が用いられる。
【００３１】
搾りプロセスのせん断流れと拡張流れはとりわけ三角形範囲での体積４４と４５に位置し搾り出されるべき生成物体積、シャフト３，４の速度並びに生成物が絞られるギャップの幾何学的形態によって決せられる。三角形範囲での体積４４と４５に位置し搾り出されるべき生成物体積は、それぞれ半径比Ｒａ／Ｒｉ、オフセット角ε並びに混練円板３２と３３の幅ｂに依存する頂頭角γによって確定される。とりわけオフセット角εと混練円板３２，３３の幅ｂは、同時回転する双軸押し出し機の幾何学的基本形態と無関係で、それ故に搾り出されるべき生成物体積が処理プロセスの要件に対し任意に適応され得るように自由に選択可能である。生成物を搾るためのギャップは、混練円板３２，３３とハウジング２の間の、機械実施に必要な、最小クリアランスによって下って画定される。更に必要なクリアランスが夫々係合する近傍で混練円板３２，３３の間に存する。更に、軸線方向クリアランスが、混練円板３２，３３と互いに及び得る夫々隣接する閉鎖要素４６〜４９，４６‘〜４９’の間に存する。機械実施に必要な最小クリアランスは大きくしてもよく、即ち、所定の最小値に由来し、事実上自由に選択可能である。
【００３２】
図９と１０は、搾りプロセスが起こるギャップを示す。半径方向ギャップ６３は閉鎖要素４７の夫々の頂頭部５０とハウジング２の間にあり、ｓ＝ＲＧ−Ｒａがその半径方向ギャップ幅に当てはまる。機械実施に必要な半径方向クリアランスに関して、０．０００５ＲＧ≦ｓ≦０．００２５ＲＧが当てはまる（きわどい場合に０．００５ＲＧ）。ギャップ６４は混練円板の係合の範囲である。
【００３３】
材料加工処理に関して合理的なギャップ幅は大きめである。フライト深さＲａ−Ｒｉに関して次のものが当てはまる：
ｓ≦１／４・（Ｒａ−Ｒｉ）で、好ましくは
ｓ≦１／８・（Ｒａ−Ｒｉ）で、好ましくは
ｓ≦１／１６・（Ｒａ−Ｒｉ）で、好ましくは
ｓ≦１／３２・（Ｒａ−Ｒｉ）で、好ましくは
ｓ≦１／６４・（Ｒａ−Ｒｉ）で、好ましくは
ｓ≦１／１００・（Ｒａ−Ｒｉ）。
【００３４】
オフセットギャップ５４，５５のサイズはオフセット角εのサイズに依存し、次のものが当てはまる：
ε≦γ＋６０°で、好ましくは
ε≦γ＋３０°で、好ましくは
ε≦γ＋１０°で、好ましくは
ε≦γ＋５°。
【００３５】
オフセットギャップが有効でないならば、次のものがオフセット角εに当てはまる：
ε≦γ−９０°で、好ましくは
ε≦γ−６０°で、好ましくは
ε≦γ−３０°で、好ましくは
ε≦γ−１０°で、好ましくは
ε≦γ−５°で、好ましくは
ε＝γ。
【００３６】
機械実施に必要な軸線方向ギャップは、図９にあるように、図１０に非常に誇張されている。一方で混練円板３２，３３と閉鎖要素４６，４８と４７，４９の間の軸線方向ギャップ６５は、数百分の一から数十の一ミリメートルの範囲の軸線方向幅ｃを有し、そのサイズはまた機械実施の意味において対応する選択によって最適化され得る。ギャップ６３，６４，６５とオフセットギャップ５４，５５の全ての寸法は、これらの範囲での拡張流れとせん断流れのみでなく、生成物の流れにも影響を及ぼす。例えば三角形範囲での体積４４，４５の寸法とギャップ６３，６４，６５の寸法とオフセットギャップ５４，５５の寸法は、とりわけ生成物についてのひずみ、生成物の流れ並びに比エネルギー入力を制御するのに役立つ。
【００３７】
図１１に係る更なる実施形態において、混練円板として形成された閉鎖要素４６〜４９は、オフセットギャップが形成されないように、したがってε≦γが当てはまるように配設される。閉鎖要素４６〜４９の一方又は両方で、搾り出し経路６６が備えられ、即ち、夫々閉鎖要素の後追い頂頭先端６７の近傍において備えられる。これら搾り出し経路６６はオフセットギャップの代わりに、あるいはまた非常に小さなオフセットギャップに加えて備えることができる。これらは夫々閉鎖要素４６，４７と４８，４９の上流側並びに下流側に形成してもよく、それによって生成物についてのひずみ並びに生成物の流れを制御するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術で公知の開いたハウジングを備えた同時回転する双軸押し出し機の平面図である。
【図２】 押し出し機のハウジングに配設された混練円板対の、図１のII-II断面線にしたがう平面図である。
【図３】 混練円板対を示すもので、シングル回転に対する混練円板対の機能を説明するために(ａ)から(ｐ)で同じ角度量ずつ１６個の係合オフセット位置を示している。
【図４】 本発明に係るスクイーザーユニットを示すもので、(ａ)〜(ｃ)で混練円板に対する閉鎖要素のオフセット角が異なる。
【図５】 (ａ)〜(ｄ)で４つの異なる係合位置での図４(ａ)に係るスクイーザーユニットの立面図である。
【図６】 (ａ)から(ｐ)で１６個の異なる係合位置での図４(ａ)，５のスクイーザーユニットの平面図である。
【図７】 ４つのオフセットスクイーザーユニットの配置を示す平面図である。
【図８】 改変された閉鎖要素を備えた４つのオフセットスクイーザーユニットの配列を示す図である。
【図９】 半径方向クリアランスを示し、混練円板対と連関する上流側閉鎖要素とを備えてなる部分スクイーザーユニットの平面図である。
【図１０】 図７と同じであるが軸線方向クリアランスを示したスクイーザーユニットの平面図である。
【図１１】 閉鎖要素に形成された絞り出し経路を有した図９にしたがう図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
３，４ シャフト
１２，１６，１８，２６ スクリュー要素
２９，３０ ハウジング孔
３２，３３ 混練円板
４０，４１ 三角形範囲
Claims (9)
- ａ）ハウジング（１）と；
ｂ）互いに平行で部分的に交わり２つの三角形の範囲（４０，４１）を形成する２つのハウジング孔（２９，３０）と；
ｃ）上記ハウジング孔（２９，３０）に配設され同じ回転方向に回転駆動可能な２本のシャフト（３，４）と；
ｄ）上記シャフト（３，４）に配設されたスクリュー要素（１２，１６，１８，２６）と；
ｅ）相互に係合し回転方向（７）での回転に際して上記三角形の範囲（４０，４１）の近傍で少なくとも実質的に横断面閉鎖された体積（４４，４５）を画定するような、頂頭角γの頂頭部（３４）を有し上記シャフト（３，４）各々に相対回転不能に取り付けられたシングルフライト混練円板（３２，３３）によって形成された少なくとも１組の混練円板対（３１）と
を備えて構成される同時回転する双軸押し出し機（１）において、
押し出し機の搬送方向（１９）の上流と下流で、混練円板対（３１）を構成する混練円板（３２，３３）のどちら側にも、それぞれ閉鎖要素（４６〜４９，４６’〜４９’）が上記シャフト（３，４）上に相対回転不能に配設されており、上記体積（４４，４５）が上記搬送方向（１９）の上流と下流で閉鎖されて、上記混練円板（３２，３３）と上記閉鎖要素（４６〜４９，４６’〜４９’）とで成るスクイーザーユニット（５７〜６０，５７’〜６０’）を形成することを特徴とする双軸押し出し機。 - 上記閉鎖要素（４６〜４９）が、お互いに同一の幾何図形的横断面であって、混練円板（３２，３３）とも同一の幾何図形的横断面を有することを特徴とする請求項１に記載の同時回転する双軸押し出し機。
- 上記閉鎖要素（４６〜４９）が、夫々の混練円板（３２，３３）に対してオフセット角εだけオフセットされ夫々のシャフト（３，４）上に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の同時回転する双軸押し出し機。
- ε＞γの関係の場合で、オフセットギャップ（５４，５５）が形成され、上流方向及び／又は下流方向で上記体積（４４，４５）に部分的に連通することを特徴とする請求項３に記載の同時回転する双軸押し出し機。
- ε≦γが頂頭角γに対するオフセット角εに当てはまることを特徴とする請求項３に記載の同時回転する双軸押し出し機。
- 絞り出し路（６６）が少なくとも１つの閉鎖要素（４６〜４９）に形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の同時回転する双軸押し出し機。
- 上記閉鎖要素（４６’〜４９’）がスクリュー要素（６１，６２）であることを特徴とする請求項１に記載の同時回転する双軸押し出し機。
- 上記閉鎖要素（４６〜４９，４６’〜４９）とハウジング（２）の間で画定される半径方向ギャップ（６３）が形成され、及び／又は画定された半径方向ギャップ（６４）が混練円板対（３１）の混練円板（３２，３３）の係合範囲にて形成され、及び／又は混練円板対（３１）の混練円板（３２，３３）と２つずつ互いに割り当てられた閉鎖要素（４６〜４９，４６’〜４９’）の間で画定される閉鎖要素軸線方向ギャップ（６５）が形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の同時回転する双軸押し出し機。
- 幾つかのスクイーザーユニット（５７〜６０，５７’〜６０’）が軸線方向で直ぐに続いて、且つ回転方向（７）に関して互いにオフセットして配設されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の同時回転する双軸押し出し機。
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