JPH05131524A - ゴム材料のための押出成形機 - Google Patents

ゴム材料のための押出成形機

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JPH05131524A
JPH05131524A JP4098452A JP9845292A JPH05131524A JP H05131524 A JPH05131524 A JP H05131524A JP 4098452 A JP4098452 A JP 4098452A JP 9845292 A JP9845292 A JP 9845292A JP H05131524 A JPH05131524 A JP H05131524A
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blade
section
outer cylinder
flow
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Paul Meyer
メイヤー ポール
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Frenkel CD AG
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 スクリュー１の出口部に装着される流れ止め
１８作用と、螺線状の流路の深さ方向に沿って均一な練
り効果を有する絞り手段を具備した押出成形機を提供す
る。 【構成】 可塑化部５がトランスファーミックス形状を
しており、トランスファーミックス内ではスクリュー１
の螺線状の溝が断面で全領域から零領域まで変化し、対
応する長さの外筒２他方の螺線溝の断面は零領域から全
領域に変化し、それにより操作において材料がスクリュ
ー１から外筒に移動して混合、可塑化され、出口部にお
いてスクリュー１は外周刃１７を有しており、刃の半径
方向の深さは螺線溝の深さに略一致し、刃の位置におい
て外筒２は、刃の底部までほぼ延設された一組の流れ止
め１８を、その周の回りに等間隔で隔設して具備し、流
れ止め１８は、外筒２に取着されると共に、スクリュー
１の刃に緩く係合しており、流れ止め１８と協働する絞
り部材１９を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷間ゴム押出成形機に関
し、特に回転自在に取着されたスクリューと協働する外
筒を具備し、押出成形される材料のための入口と、加圧
部と、可塑化部と、押出成形ヘッドに連続する出口部と
を有した種の押出成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業界において上述した種の押出成形機
は、熱間ゴム押出成形機に置き換えられてきた。然しな
がらある種の材料や応用についてはいまだ後者の種の押
出成形機が使用されている。主に可塑化部の設計上の改
良により、これまで高い粘性を有していたり（ムーニー
値）、鋭敏であったり（天然ゴム）、強固であったり、
或いは充填材を多く含有していたり、熱に対して特別の
感受性を有しているために押出成形が困難であったゴム
材料にまで適用範囲が広がってきている。可塑化部の改
良に関しては、トランスファーミックス（Transfermix)
が周知となっており、例ば英国特許公報第Ａ−２７４
４２８７号（再発行第２６１４７号）、英国特許公報第
Ａ−８４２６９２号、米国特許公報第Ａ−４１３６９６
９号、米国特許公報第Ａ４１８４７７２号に開示されて
いる。トランスファーミックスは同様の特徴を有してお
り、それはスクリューと外筒の長さに対応して形成され
た輸送領域内ではスクリューの螺線状の溝が横断面で全
領域から零領域まで変化し、前記外筒の長の他方の螺線
溝の断面は零領域から全領域に変化し、それにより輸送
領域で材料が前記スクリューから前記外筒に移動して混
合、可塑化されるというものである。可塑化部は、この
輸送部を１つ、或いはそれ以上具備しており、第２の輸
送部は、螺線の断面を変化させて外筒からスクリューに
反転輸送させることの代わりに適用される。スクリュー
の螺線と、外筒の螺線との間の与えられた断面領域に対
して、トランスファーミックス形状は流れの分配と再結
合に均一な作用を提供し、１つの輸送部を扱う場合には
各再分割は１回だけで繰り返されず、また他の可塑化装
置では、異なる程度に不均一であり、従って効果的では
ない。
【０００３】数学的な手続きの発達により、変化しない
数の螺線溝を各輸送経路に有したトランスファーミック
スが提供され、前記数は、ゴムに作用する剪断力に対抗
して連続的に輸送する条件により制限されている。つま
り深く細すぎて、スクリューと外筒の相対的な回転動作
によっても材料が溝の底部で前進せず、また自己清掃さ
れない溝を除去したものであった。この制限は、第２の
トランスファーミックスにより克服され、このトランス
ファーミックスでは、溝の数が同じ輸送領域内において
スクリューと外筒との間で反転して変化し、それにより
各螺線溝の幅と深さの比が、材料の流れが分配と、再結
合とを強化するような比となり、それにより重要な特徴
である自己清掃が可能となり、そしてそれは全てのトラ
ンスファーミックスの直径に対して同じ強度を作用す
る。従って「マルチカットトランスファーミックス」を
使用することにより、スケールアップをする上での問題
と同様に、押出成形が困難な材料にまで可塑化作用を拡
大し、そしてＬ／Ｄ比と同様に同じ外形の押出成形機の
範囲のあらゆる直径にデザインされるべき均一な可塑化
作用を可能とする。例えば９０ｍｍのトランスファーミ
ックスの場合、第１のトランスファーミックスで、この
サイズの通常の処理量に対してスクリューの溝の数は４
から６であり、外筒の溝の数も４から６であり、そして
１６から３６の分配を有しているのに対して、マルチカ
ットトランスファーミックスではこれが４０から８０と
なっている。
【０００４】他の種の可塑化部と比較してこの集中され
た作用は、両方の発生に対して１から５のスクリューの
直径の長さの輸送領域に作用し、そしてそれは簡単に押
出成形される材料に対して比較的低温で均一に、ダイレ
ジスタンスによってのみ制限される処理量で可塑化する
ことを可能とし、更に困難な材料に対しては、ダイレジ
スタンスに加えて様々な程度絞ることにより、均一な可
塑化を達成し、従って一般的に適用材料の領域が拡大さ
れた。反対に支持された螺線を有したトランスファーミ
ックス可塑化部は、スクリューと外筒の双方で、特に部
分的に可塑化され、従って強固な材料に対して強力なポ
ンプ効果を有しているために、流れ領域の９５％に達す
る相当な程度の絞りにより通常の数倍の処理量が得られ
る。これを実施するために有効な装置は、半径方向に配
置された一組の円錐形のピンであり、該ピンはトランス
ファーミックス部の下流のスクリューの刃に設置され、
そしてそれは、スクリューの切除部分の底部にほとんど
接するまで半径方向内側に移動して、流れの突出領域を
５％に至るまで削減し、そして半径方向外方に動作して
前記突出領域を全開する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】然しながら上記喉部
は、異なる程度に部分的に閉鎖すると異なる作用をする
ことが知られている。第１に、回転するスクリューに把
持された材料は局部的に圧力が増加し、材料の外側のリ
ングの回転が停止して前方への輸送が増加することであ
る。更に深く挿入された場合にそれは絞り始めるが、然
しこねるような動作によりスクリューの深さ方向に沿っ
て不均一となる。そこで本発明の目的は上述の問題点に
鑑み、スクリューの出口部に装着される流れ止め作用
と、螺線状の流路の深さ方向に沿って均一な練り効果を
有した絞り手段を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上述した
種の押出成形機において、前記可塑化部は、トランスフ
ァーミックス形状をしており、トランスファーミックス
内ではスクリューの螺線状の溝が断面で全領域から零領
域まで変化し、対応する長さの前記外筒他方の螺線溝の
断面は零領域から全領域に変化し、それにより操作にお
いて材料が前記スクリューから前記外筒に移動して混
合、可塑化され、前記出口部において前記スクリューは
外周刃を有しており、該刃の半径方向の深さは前記螺線
溝の深さに略一致し、前記刃の位置において前記外筒
は、前記刃の底部までほぼ延設された一組の流れ止め
を、その周の回りに等間隔で隔設して具備し、前記流れ
止めは、前記外筒に取着されると共に前記スクリューの
刃に緩く係合しており、前記流れ止めと協働する絞り部
材を具備し、前記絞り部材は、最小絞りの場合には半径
方向外方に、そして最大絞りの場合には半径方向内側に
移動する位置決め手段により半径方向に移動可能に取着
されている。前記絞り部材は前記流れ止めの周囲に緊密
に係合して、内側に動作するとき、特に操作の最後に清
掃サイクルの一部として、同流れ止めに対して清掃作用
をなす。更に、前記流れ止めは丸形のピンであって、前
記絞り部材は、より大きな直径を有した半径方向の最も
内側の端部が円錐形をした丸形のピンであり、半径方向
内側に動作するとき前記円錐形の端部が、前記スクリュ
ーの断面流路をほぼ閉塞するように構成されている。代
替的に、前記絞り部材は、矩形断面を有する半径方向の
最も内側の端部が内側に傾斜したピンであってる。前記
流れ止めは、材料の流れの方向を変更する翼（ベーン）
（２６）により構成しても良い。
【０００７】
【実施例】図１を参照すると本発明による押出成形機
は、外筒ハウジング２に回転自在に支持されたスクリュ
ー１（断面にせず）を具備し、押し出される材料のため
の供給口３と、加圧部４と、可塑化部５と、出口部６と
を有している。前記外筒ハウジング２は、夫々加熱流体
／冷却流体のための経路７、８を有している。前記スク
リュー１に隣接する外筒要素は、スリーブにより形成さ
れている。前記出口部６には、単純な円筒形のスリーブ
９が備えられ、また可塑化／混合部５には米国特許公報
第Ａ−４１３６９６９号、かつ／または米国特許公報第
Ａ−４１８４７７２号に開示されている前記スクリュー
のトランスファーミックス部１１に対応するトランスフ
ァーミックススリーブ１０が備えられている。スリーブ
１３内において供給ポケット１４が入口開口部の下側で
備えられ、スリーブ１２内のスパラルのアンダーカット
１５内に延設されて、前記加圧部の終わる直前まで続い
ている。そして前記スリーブ１２において、前記スクリ
ューは外筒に入り込み、米国特許公報第Ａ４４６２６９
２号に示されるように、前記供給ポケットは、スクリュ
ーの周囲３６０゜に渡って幅が連続的に減少している。
【０００８】少なくとも前記入口開口部３の長さに渡っ
て、また図１に示すように前記加圧部４の長さの一部
に、前記スクリューの羽には該スクリューの進み角（リ
ードアングル）よりも相当大きな角度、好ましくは通常
のスクリューの進み角２０゜から２５゜に対して４５゜
の進み角で切欠部１６を具備している。これらの切欠部
はスクリューの羽の深さの約１／２の深さから始まっ
て、特に前記加圧部において最終的な逃げ（ラン アウ
ト）量の深さまで漸次減少し、そしてそれにより前記加
圧部のスパイラルアンダーカットにより備えられたスク
リューと平行なスクリューの長さに沿って体積が減少す
るように成っている。例えば、スクリューの羽に沿って
測定して長さは２０から３０ｍｍ、そして同じ長さ離隔
した切欠部が効果を発揮する。該切欠部の機能主たる機
能は、新しく供給された材料を把持する端部を提供し、
材料が回転速度に比例してスクリューに引き込まれるこ
とを確実にすることである。然しながら、前記アンダー
カットと協働する前記切欠部は、また固い材料に対して
先行する可塑化作用を提供し、それにより可塑化されて
いない材料の部分の各間に充填するためのスカッシュ−
バックを形成する伝播部分を提供する。
【０００９】前記トランスファーミックス可塑化部５に
引き続いて直ぐ、該押出成形機の出口部６で前記スクリ
ュー１は、ほぼ溝の底部まで延設された外周刃１７と、
該外周刃内に配置された８本のピン１８から成る一対の
流れ止めとを有している。前記ピン１８は前記外筒に対
して固定されており、ほぼスクリュー溝の底部まで半径
方向に延設され、該溝において緩く装着されている。前
記各ピン１８は、絞り部材内に配置されており、該絞り
部材は位置決め手段により半径方向に動作させるために
備えられた絞りピン１９を具備している。前記各絞りピ
ン１９は、円錐形をした半径方向の最内側の端部を有し
ており、該端部は、前記絞りピンが半径方向に最も内側
に移動するとき、前記刃１７の環状の空間にほぼ近接す
るように形成されている。このことは図２に明らかに図
示するように、中心線から上側に図示されており、これ
に対して中心線から下側では、前記絞りピンを移動させ
て図示している。
【００１０】図３は、前記出口部６の端部フランジの外
側を、中心線から上方で前記絞りピン１９を図示するた
めに部分的に断面にして示しており、また該図において
中心線から下側で、ピンを引き抜いて前記絞りピンの１
つを部分的に断面にして示してある。前記絞りピンを内
外に動作させるための位置決め手段は、前記外筒におい
て回転自在に取着され、前記各絞りピン上の丸形のノブ
２２と係合する湾曲したスロット２１を有した２つの環
状の板２０を具備している。前記環状の板２０は相互に
外側のリング２３により支持されており、該リング２３
は、前記各板と同様に２つの部分から成り、全体の装置
は組み立てられボルトにより螺着可能に構成されてい
る。前記環状の板２０をある円の回りに１／８回転さ
せ、前記絞りピンを内外に動作させ、そしてこれらを様
々な位置の間で止めるための手段を参照番号２４で示
す。
【発明の効果】
【００１１】使用に際して本押出成形機は、喉部を解放
して使用され、このとき通常の押出成形材料の領域はカ
バーされる。更に困難な材料に対しては、クーラーラム
を伴った充分に練られていない押出物が、より多量に押
し出される。前記喉部を絞ることにより押出物は充分に
滑らかで均一となる。他の形式の押出成形機では可塑化
不可能な、固く強固な高負荷の材料に対しては、これは
経路面積の９５％まで締切らなければならないが、この
場合でも押出成形機の寸法に対して良好な処理量が提供
される。半径方向に動作可能なピンを有した喉部上の流
れ止めピン１８による利点は、処理量に積極的な効果が
ある付加的な圧力を発生することの他、前記絞りピン１
９が中心方向に引き込まれている、或いは外方に伸長し
ているに関わらず、スクリューの羽の深さに渡って一様
に作用する点である。９５ｍｍのトランスファーミック
スを使用した近時のテストによれば、前記絞りピンを８
５％引き込んだ状態で、以前に可能であった最高のスク
リュー速度において、可塑化温度が低くても強固な成形
材料を１０％多く処理できた。本発明による押出成形機
により、許容される可塑化温度に至るまでスクリュー速
度を増加した場合、更に１２％処理量が増加し、押出成
形物の品質が２０％程度改善された。
【００１２】トランスファーミックス可塑化部は、単一
スクリューの押出成形機では清掃されない粘着性の材料
に対しては自己清掃能力を有していないが、本発明によ
る流れ止めピンを有した喉部は、動作の最後に自己清掃
可能である。トランスファーミックスによる自己清掃を
許容するために前記絞りピン１９が開放された後に、該
絞りピンの間に捕らえられた材料を排出するために、該
絞りピンは徐々に閉鎖され、前記流れ止めピンから材料
を掻き落としていく。ピンと外筒経験から周知のよう
に、すでに可塑化した材料はピンの後端部、特にスクリ
ュー端部近傍のピンと板内に侵入してくる。前記喉部を
徐々に開放すると、材料は解放され前記スクリューに採
り込まれ、転がる小さな塊内に移動する。
【００１３】図４は、湾曲した翼（ベーン）２６として
形成された流れ止めを有した、矩形の絞りピンによる本
発明の代替実施例を示しており、前記翼２６は材料の流
れの方向を変更して、回転するスクリューと同様に軸流
ポンプの一組みの静翼に再び材料が把持されるように作
用する。前記絞りピンの矩形断面は、前記スクリューの
刃１７の幅と略一致する長さの流路を提供することによ
り、絞り作用をより強固にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】トランスファーミックス可塑化部の下流に喉部
を具備した押出成形機の断面側面図である。
【図２】図１に示した絞り手段の拡大図である。
【図３】図２に示した絞り手段の部分断面図である。
【図４】代替実施例による絞り部材と、流れ止めを具備
した喉部の断面図である。
【符号の説明】
１…スクリュー ２…外筒 ３…入口 ４…加圧部 ５…可塑化部 ６…出口部 １７…外周刃 １８…流れ止め １９…絞り部材 ２１…位置決め手段 ２４…位置決め手段

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外筒（２）を具備し、該外筒（２）内で
    スクリュー（１）が回転自在に取着され、前記外筒
    （２）と協働するために駆動される押出成形機であっ
    て、 前記押出成形機は、押出成形されるゴム材料のための入
    口（３）と、 加圧部（４）と、 可塑化部（５）と、 出口部（６）とを連続して具備して成り、 前記可塑化部（５）は、トランスファーミックス形状を
    しており、該トランスファーミックス内では前記スクリ
    ュー（１）の螺線状の溝が横断面において全領域から零
    領域まで変化し、対応する長さの前記外筒（２）では他
    方の螺線溝の断面は零領域から全領域に変化し、それに
    より操作において材料が前記スクリュー（１）から前記
    外筒（２）に移動しながら混合、可塑化され、 前記出口部（６）において前記スクリュー（１）は外周
    刃（１７）を有しており、該刃（１７）の半径方向の深
    さは前記螺線溝の深さに略一致し、 前記刃（１７）の位置において前記外筒（２）は、前記
    刃（１７）の底部までほぼ延設された一組の流れ止め
    （１８）を、その周の回りに等間隔で隔設して具備する
    押出成形機において、 前記流れ止め（１８）は、前記外筒（２）に取着される
    と共に前記スクリュー（１）の刃（１７）に緩く係合
    し、 前記流れ止めと協働する絞り部材（１９）を具備し、 前記絞り部材（１９）は、最小絞りの場合には半径方向
    外方に、そして最大絞りの場合には半径方向内側に移動
    する位置決め手段（２１、２４）により半径方向に移動
    可能に取着されていることを特徴とする押出成形機。
  2. 【請求項２】 前記絞り部材（１９）は前記流れ止め
    （１８）の周囲に緊密に係合して、動作するとき同流れ
    止め（１８）に対して清掃作用をなす請求項１に記載の
    押出成形機。
  3. 【請求項３】 前記流れ止めは丸形のピン（１８）であ
    って、前記絞り部材は、より大きな直径を有した半径方
    向の最も内側の端部が円錐形をした丸形のピン（１９）
    であり、半径方向内側に動作するとき前記円錐形の端部
    が、前記スクリュー（１）の断面流路をほぼ閉塞するよ
    うに構成されている請求項１または２に記載の押出成形
    機。
  4. 【請求項４】 前記絞り部材は、矩形断面を有する半径
    方向の最も内側の端部が内側に傾斜したピン（２５）で
    あって、内側に動作するとき前記傾斜した端部が前記ス
    クリュー内の刃の略全長に渡って断面流路をほぼ閉塞す
    るように構成されている請求項１または２に記載の押出
    成形機。
  5. 【請求項５】 前記流れ止めは、材料の流れの方向を変
    更する翼（ベーン）（２６）により構成されている請求
    項１、２、４の何れか１項に記載の押出成形機。
  6. 【請求項６】 前記外周刃（１７）は、ほぼスクリュー
    の溝の底部まで延設されている請求項１から５の何れか
    １項に記載の押出成形機。
JP4098452A 1991-04-19 1992-04-20 ゴム材料のための押出成形機 Pending JPH05131524A (ja)

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