JPH03505309A - 押出方法、装置と製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ”ｔ’ 本発明は、一般的にいって、押出し技術、特に、押出装置によって、押出製品、 有利には、多層押出製品を製造するための押出可能なマテリアルを処理する方法 に関するもので、該方法においては、押出可能なマテリアルは、固形形状、好ま しくは、パウダーまたは粒状体で供給され、該装置は、中央押出チャンネルと、 該チャンネルを構成する固定子手段と回転子手段とを備え；そして、また、押出 製品、有利には、多層押出製品を製造するための押出可能なマテリアルを処理す る押出装置にも関し、前記押出装置へは、押出可能なマテリアルが固形形状、好 ましくは、パウダーまたは粒状体で供給され、前記押出装置は、中央押出チャン ネルと、該チャンネルを構成する固定子手段と回転子手段とを備えている．本発 明は、また、押出製品にも関する。

伝統的な押出方法は、主として、所謂軸方向エクストルーダーによる押出と、所 謂放射方向エクストルーダーによる押出とに分けられる。

圧力負荷に対する良好な抵抗性が利点である軸方向エクストルーダーに関する欠 点として挙げられることは、回転シンメトリカルおよび／または多層製品の製造 のためには、特に、多数の軸方向エクストルーダーを押出ヘッドに接続しなけれ ばならず、これによって、押出ヘッドにおける押出可能なマスの均等で、均質的 な配分が問題を生じる点で、特に、押出可能なマスの流れの量のわずかな変動ま たは規制が処理の間に発生するときに前記のことが、はぼ困難となり、または、 全く不可能となるもので、その結果として、はぼ例外なく、エキセントリックで 不均質な押出製品が得られてしまう。

回転シンメトリックで多層の製品を製造するに良好な適性を有する利点をもつ放 射方向エクストルーダーの欠点は、圧力負荷に耐えられないことで、その結果、 該装置は、生産効率の低いものにしか使用できない、高い生産効率のために、サ イズと寸法が増加されるが、放射方向エクストルーダーの投資コストは、得られ る利点に比較し、格段に高くなる。

本発明の主な目的は、押出可能なマテリアルを処理する新規な方法と押出装置を 提供し、同時に、伝統的な押出技術の利点を組合わせ、それらに関する欠点を除 くことにある０本発明のゴールと目的は、改良された方法と、新規な装置により 、多層製品の製造と効率の向上の両者、さらには、製品における層の数の変化の 可能性を可能にすることである。

これらのゴールは、イントロダクションにおいて述べた方法により達成され、そ の結果、任意の数のバック状に密集された互い違いに配置の固定子手段と回転子 手段が押出装置に使用され、供給路にそって押出されるマテリアルは、まず最初 に、固定子手段と回転子手段との間にある径が少なくとも部分的に連続して縮径 するコニカルまたはダブルコニカルな環状供給路において、供給路の開始点の供 給後で、中央押出しチャンネルの手前で溶解され、ついで、最終押出圧力へ加圧 されるものであり；そして、イントロダクションにおいて述べた装置により、任 意の数のバック状に密集された互い違いに配置の固定子手段と回転子手段が構成 され、固定子手段と回転子手段との間にある各供給路が、径が少なくとも部分的 に連続して縮径するコニカルまたはダブルコニカルな環状供給路として構成され 、該供給路は、押出し可能なマテリアルの流れ方向において、まず、インプット ゾーン、ついで、溶解ゾーン、そして最後に中央押出チャンネルへ終る圧縮ゾー ンから構成されている。

本発明による押出製品の特徴は、前記製品が多層製品であり、製品の少なくとも 一つの層は、織り交ぜオリエンテーションフィールドを含み、このフィールドで は、プラスチックは、ヘリカル状の方向または直進方向の補強ネット状構造を製 品に形成する。

本発明による好適な実施例においては、押出可能なマテリアルの圧力は、供給ん を流れるにつれて連続的に増加し、押出可能なマテリアルは、各固定子手段にお いて、供給路を構成する固定子手段を渦電流により加熱することで、インダクシ ョン・コンダクトまたはコイルにより誘導的に溶解される。

本発明の最も顕著な利点として挙げられることは、この発明による改良された押 出装置の圧力負荷に対する機械的強度と抵抗力が軸方向エクストルーダーの相当 する特性に匹敵することができ、さらにまた、ノズル手前の中央チャンネル直前 の押出装置末端に至るまで、最終的な押出圧力が発生しない点で素晴らしい利点 がある。成形されるマテリアルの層の収率および／または層の数は、互い違いに バック状にして配置される固定子と回転子・モジュールの数を増やすだけでほと んどエンドレスに増加させることができる。さらに、本発明による押出装置にお いては、完全に均一に配分された中央マス配分が実現でき、これによって、その 結果として、完全に均質で、中央押出製品が得られる。

本発明は、添附の図面を参照しながら、いくつかの好適な実施例により以下に記 載されるもので、該図面において、 第１図は、この発明による押出装置の上方から見たちのを概略的に示し、 第２図は、本発明の第１の好適な実施例の部分断面を示し、 第３図は、押出し可能なマテリアルを溶解するために、本発明による押出装置に 使用される構成の有利な解決を示し、そして、 第４図は、本発明の第２の好適な実施例の部分断面を示す。

第１図に示す押出装置は、中央押出チャンネルを備え、該チャンネルは、外部か ら周辺的に区分され、固定子手段と回転子手段２．３．４が組合わされたバック 状形態の内部に互い違いに交互に配設されている。固定子と回転子をバック状に して密集させたＷ４造は、該密集体を軸方向に貫通するボルト・ナツト結合によ り確保されている。プラスチックとして後記される、押出装置へ押出されるマテ リアルは、空気として後記される搬送媒体により空気圧供給される。プラスチッ クと空気との混合体は、加圧下において、導入開口６を介して、まず回転子手段 ４の一方の側へ搬送され、そこから固定子手段と回転子手段との間に画成された プラスチック供給のための狭い供給路５への供給が開始される。アラスチックが 供給路５の開始点に供給された後は、押出装置から空気が固定子手段２．３の第 ２の放出ロアを介して流れる。

各回転子手段４の回転駆動を行なう手段は、この発明の操作にとり、あまり関係 のあるものではない、試用段階においては、電動モーター駆動９と液圧モーター とが使用され、少なくとも、それらの一つが端部が歯つきの動力伝達機構、即ち 、駆動軸８において、相互に同期する機構のもので、第２図または第４図に示す ように、回転子手段４の放射方向に伸びたフランジ状の歯つき延長部４３と連結 して、回転子手段４を回転させる。

回転子手段４を駆動する電動モーター９は、並列接続の交流モーターまたは直列 または並列接続の直流モーターのいずれかが使用され、これによって、それぞれ のプラスチック層のために、前記モーターは、一つのレギュレータにより、有利 には、一つのインバーターレギュレータによりコントロールされる。さらに、電 動モーター９に、プラスチック供給に適当な回転速度を発生させる歯車機構を付 設することが好ましい、コンパクトな構造にするために、該歯車機構を押出装置 の機枠または固定子手段２．３に一体化することができる。

押出装置の回転子手段４を駆動するハイドロリックモーターとして、回転運動が 遅いハイドロリックモーターを使用することが好ましく、これによって歯車機構 が不要となり、ハイドロリックモーターのトランスミッション軸は、駆動軸８と して回転子手段４を直接操作する。

固定子手段と回転子手段との間の環状の供給路５に押出し可能なプラスチックを 流すためには、この発明による押出装置には、流れ発生手段４３が設けられ、こ れは、Ａ）１）供給路５を構成する固定子手段の側面２１，２２゜または、 ２）供給路５を構成する回転子手段の側面４１，４２；Ｂ）　　　供給路５を構 成する固定子手段の側面２１．２２と供給路５を構成する回転子手段の側面４１ 　、４２へ配設される。

この発明の有利な実施例によれば、流れ発生手段４３は、連続または断続的に供 給路５にわたり伸び、そして、供給路５の少なくとも一つの境界面でヘリカルウ オーム、スパイラル渭またはスパイラル凹部ラインの多頭で多数ピッチ、例えば 、８ヘツドで８ピツチのような形状のヘリカルウオーム、渭または凹部からなる 。

第２図に示す、この発明の第１の実施例による押出装置においては、供給路・５ を構成する固定子手段２の内壁２１と外壁２２のすべては、平滑であるが、供給 路５を構成する回転子手段４の内壁４１と外壁４２のすべてには、他頭ヘリカル ウオームの楕遺体４３からなる流れ発生手段が設けられている。

流れ発生手段により各供給路５内にプラスチックが流れる間、該プラスチックへ の圧力を連続的に上昇させるには、供給路５が連続的に縮径している、好ましく は、コニカルまたは二重コニカル形状になっているリングチャンネルとして形成 され、この発明によれば、該チャンネル内を該プラスチックが流れる間、供給後 、そして、中央押出チャンネル１の手前で、まず溶解し、そして、好ましくは、 中央押出チャンネル１の直前で、最終の押出圧力となるよう圧縮される。供給路 ５内におけるプラスチックの流れの間、プラスチックの圧力は、次のように変化 することが有利であるニ ー供給に続く供給ゾーン５１において、圧力は、３・・・・・・７ＨＰａ、好ま しくは、約５　ＨＰａに上昇され、−供給ゾーン５１に続く溶解ゾーン５２にお いて、該圧力は、６・・・・・・１４ＨＰａ、好ましくは、約ＩＱＨＰａに上昇 され、そして、 一溶解ゾーン５２に続く、押出チャンネル１の手前の圧縮ゾーン５３において、 圧力は、１０・・・６０ＨＰａ、好ましくは、約１５・・・・・・４０　ＨＰａ に上昇される。

連続的に縮径する環状の供給路を形成し、そして、供給路の内部圧力を上昇する ためには、固定子手段と回転子手段２，３．４の間に交互に構成された供給路の 径が連続して縮径され、各固定子手段２．３は、コニカル状にテーパーのついた スリーブ部分２０を有し、各回転子４もまたコニカル状にテーパーのついたスリ ーブ部分４０を有する。前記のコニカル状にテーパーのついたスリーブ部分２０ ．４０は、相互に対応する形状をもち、その結果、互いに書誤して嵌まり合う、 さらに、第２図と第４図から分るように、放射状に延出したフランジ状の延長部 ４３が固定子手段２．３のコニカル状のテーパ一つきスリーブ部分２０の大きな 端部と、回転子手段４のそれぞれの部分に結合する。前記延長部４３の間には、 回転子手段４の回転運動を可能にするスラストベアリングが装着されており、こ れによって、回転子手段の延長部４３は、回転子手段４を回転する駆動軸８の少 なくとも一つの歯部に噛み合う。

この発明によるコンパクトな押出装置の機械的強度を保証し、同時に、プラスチ ックを溶解する手段３５を搭載可能とするため、そして、また、圧力上昇時、供 給路５を構成する壁の変形を防ぐために、各固定子２．３は、互いに隔離体３３ によって離開されて支持されている第１のコニカルな要素３１と、第２のコニカ ルな要素３２とを含み、これによって、コニカルな要素３１と要素３２との間の スペース３４に、押出可能なマテリアルを溶解する前記手段３５が装着される。

第３図に示す、本発明の好ｔしい実施例においては、押出可能なマテリアルを溶 解する手段３５は、コニカルな要素３１と要素３２との間の中間スペース３４内 に波状装着されたインダクシミン・コンダクタまたはインダクション・コイル３ ５からなり、該コンダクタまたはコイルにより、供給路を構成する固定子手段２ ．３の壁は、渦電流原理により、加熱される。

この発明の第２の有利な実施例による押出装置は、その作用において、本発明の 第１の実施例の押出装置と一致するが、固定子手段２．３と回転子手段４との間 の押出可能なマテリアルの各供給路５が角度をもつという点で第１の実施例と構 造的に若干相違し、これによって、各固定子手段２．３と回転子手段４は、スリ ーブ部分がダブルコニカルな形状のもので、互いに交互になるように適している ものとなる。この第２の実施例においては、供給Ｂ５の開始点における押出可能 なプラスチックの流れの軸方向コンポーネントは、供給路５の終点における押出 可能なプラスチックの流れの軸方向コンポーネントと比敢して反対であり、これ によって、加圧されているプラスチックによる押出装置の構造的部分に対する負 荷は、互いに一部が相殺され、より小さいスラストベアリプラスチック供給を特 に平均化するには、回転子手段４の周辺の数ケ点、好ましくは、互いに同じ間隔 をおいた数ケ点から供給路５ヘプラスチツクを供給することが有利であって、こ れによって、不均衡な供給による問題の発生を防ぐことができ、特に、最終製品 が不均衡および／または不均質となる可能性を除くことができる。

本発明は、好適な実施例にいくつかによってのみ前述された。当然なことである が、このことは、本発明を限定することを意味せず、当業者であれば、構造と、 押出可能なマテリアルの供給、溶解、加圧に関する請求の範囲内での数種のモデ ィフィケーション、バリエーションと改変が可能であることが明白である０回転 子手段と固定子手段とのたかに対向して入れ子になっている面が連続してテーパ ーがつけであるコニカル形状として形成するのみならず、前記面が折曲部分、球 面、放物面および、それらに準する形状をもちながら、該パーツ類の装着が密集 したバック状にでき、それらの間には、供給路が形成できることを強調する理由 が特にある、また、回転子手段によりセパレートされた供給路、即ち、回転子の 両側における供給路へ異なった押出可能なマテリアルを供給することができ、回 転子′手段の間の一つのシングル回転子により、２層の製品の成形が可能であり 、そして、数個のモジュールが互い違いに装着されていれば、幾層もの製品を押 出し成形できる。この場合、押出装置は、押出すべき各層に少なくとも１個の供 給開口とキャリアマテリアルの１個の放出口を含まなければならない、さらに、 品質の均質性と複数層の均等な厚さを特に保証す国際調査報告 一一一一−ａ−社−−Ｎ・　Ｐｅｉ／ＦＸ［＋９１０００９９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．押出可能なマテリアルが固体形態、好ましくは、パウダー形態または粒状体 形態で供給され、固定子手段（２，３）と回転子手段（４）により構成され、押 出可能なマテリアルに対する少なくとも一部が連続的に縮径する環状で、好まし くは、コニカルまたはダブルコニカルな供給路（５）と、該押出可能なマテリア ルのための中央押出しチャンネル（１）とを含み、特に多層の押出製品を製造す るために、固定子手段（２，３）の任意の数、少なくとも３個と、回転子手段（ ４）の任意の数、少なくとも２個を互い達いに交互にパック状に配置したものを 使用し、押出し可能なマテリアルが、中央押出チャンネルの手前の供給の後の固 定子手段（２，３）と回転子手段（４）の間における押出可能なマテリアルの各 供給路（５）において、まず最初に溶解され、その後、最終押出圧力に圧縮され ることを特徴とする押出装置において押出し可能なマテリアルを処理する方法。 ２．押出可能なマテリアルの圧力が連続的に上昇され、押出可能なマテリアルが 渦電流原理により供給路（５）を構成する固定子手段（２，３）を加熱すること によって、各固定子手段（２，３）における誘導コンダクトまたはコイルで誘導 的に溶解されることを特徴とする請求の範囲１による方法。 ３．押出し可能なマテリアルが回転子手段（４）の周辺のいくつかの、好ましく は、互いに等しい距離をもっている箇所から供給路（５）へ供給されることを特 徴とする請求の範囲１または２による方法。 ４．互いに回転子手段（４）により分離された供給路（５）へ、即ち、回転子手 段（４）の異なる側面へ、異種の押出し可能なマテリアルが供給されることを特 徴とする前記請求の範囲の項いずれかによる方法。 ５．押出製品の均質性および／またはマテリアル層の均等な厚さを確保するため に、回転子手段（４）が反対方向へ交互に回転されることを特徴とする請求の範 囲１……４のいずれかによる方法。 ６．少なくとも補強網状の構造を形成する製品において、プラスチックがヘリカ ルな向き、または直交する向きになっている製品に繊り交わすオリエンテーショ ン・フィールズを作るために、押出しでファイバーを形成するファイバーおよび ／または液状結晶ポリマーのようなポリマーと混合されて、プラスチックスが押 出し可能なマテリアルとして使用されることを特徴とする請求の範囲５による方 法。 ７．押出し可能なマテリアルを処理する押出装置であって、この押出装置へ、押 出可能なマテリアルが固体形態、好ましくは、パウダー形態または粒状体形態で 供給され、固定子手段（２，３）と回転子手段（４）により構成され、押出可能 なマテリアルに対する少なくとも一部が連続的に縮径する環状で、好ましくは、 コニカルまたはダブルコニカルな供給路（５）と、該押出可能なマテリアルのた めの中央押出しチャンネル（１）とを含み、特に多層の押出製品を製造するため に、固定子手段（２，３）の任意の数、少なくとも３個と、回転子手段（４）の 任意の数、少なくとも２個を互い達いに交互にパック状に配置したものを使用し 、押出し可能なマテリアルが、中央押出チャンネルの手前の供給の後の固定子手 段（２，３）と回転子手段（４）の間における押出可能なマテリアルの各供給路 （５）において、押出可能なマテリアルの流れの方向において、まず最初が溶解 ゾーン（５１）、ついで溶解ゾーン（５２）そして最終的に、中央押出チャンネ ルへ至る圧縮ゾーン（５３）であることを特徴とする押出し可能なマテリアルを 処理する押出装置。 ８．各固定子手段（２，３）が押出し可能なマテリアルの流れを生じさせるため の、好ましくは、ヘリカルウォームまたは凹所をもつ手段が内外両面（２１，２ ２）が設けてあるコニカルなテーパー状のスリーブ部分（２０）を含むことを特 徴とする請求の範囲７による押出装置。 ９．各回転子手段（４）がコニカルなテーパー状のスリーブ部分（４）を含み、 その端部がより大きな径で、フランジ状の歯つき延長部（４３）を有し、これが 前記回転手段（４）を駆動する少なくとも一つの歯つき駆動軸（８）に噛み合い 、前記スリーブ部分（４９）の内外両面（４１，４２）に押出し可能なマテリア ルの流れを生じさせるための、好ましくは、ヘリカルウォームまたは凹所をもつ 手段（４３）が設けられていることを特徴とする請求の範囲７による押出装置。 １０．各固定子手段（２，３）が互いに離間体（３３）で離された第１のコーン 要素（３１）と第２のコーン要素（３２）を含み、これによって、押出可能なマ テリアルを溶解する手段（３５）が第１と第２のコーン要素（３１，３２）の間 の中間スペース（３４）に配設されていることを特徴とする請求の範囲７による 押出装置。 １１．押出可能なマテリアルを溶解する手段は、前記中間スペース（３４）に適 合する誘導コンダクトまたはコイル（３５）からなることを特徴とする請求の範 囲１０による押出装置。 １２．固定子手段（２，３）と回転子手段（４）との間の押出し可能なマテリア ルのための各供給路（５）が角度をもち、これによって、各固定子手段（２，３ ）と回転子手段（４）とが好ましくはダブルコニカル形態で互い達いに配置され たものからなり、その結果、供給路（５）の開始点においては、押出し可能なマ テリアルの流れの軸方向成分が供給路の終点における押出し可能なマテリアルの 流れの軸方向成分に対し対向することを特徴とする先行請求の範囲７……１１の いずれかによる押出装置。 １３．押出製品の均質性および／またはマテリアル層の均等な厚さを確保するた めに、回転子手段（４）が反対方向へ交互に回転されることを特徴とする先行請 求の範囲６……１２のいずれかによる装置。 １４．製品が多層製品であり、該製品の少なくとも一つの層がインターレースの オリエンテーションフィールドを有し、そこにおいては、プラスチックがヘリカ ルな向き、または直交する向きになって補強網状の構造を製品に形成することを 特徴とする押出製品。 １５．押出し成形で、ファイバーを形成するファイバーおよび／または液状結晶 ポリマーのようなポリマーと混合されたプラスチックが各インターレースのオリ エンテーションフィールドを形成するために使用され、これによって、繊維また は繊維の形成が回転子手段の回転方向においてヘリカルな向きになることを特徴 とする請求の範囲１４による押出製品。