JPH0733051B2 - 少なくとも１つの繊維束を供給して合成物質を製造するための押出し機 - Google Patents

少なくとも１つの繊維束を供給して合成物質を製造するための押出し機

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JPH0733051B2
JPH0733051B2 JP3084095A JP8409591A JPH0733051B2 JP H0733051 B2 JPH0733051 B2 JP H0733051B2 JP 3084095 A JP3084095 A JP 3084095A JP 8409591 A JP8409591 A JP 8409591A JP H0733051 B2 JPH0733051 B2 JP H0733051B2
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ショイリング ベルンハルト
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ヴェルナー ウント プライデラー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軸線を備えた少なくと
も１個のケーシング穴が形成されているケーシングを有
し、ケーシング穴のなかにそれぞれ押出し軸が回転駆動
可能に配置され、ケーシング穴の一端に合成物質を供給
するための供給穴が設けられ、ケーシング穴の他端に合
成物質の排出口が設けられ、ケーシング内に、繊維束
を、特にガラス繊維束をケーシング穴内へ挿入するため
の穴が搬送方向にて溶融ゾーンの後に且つ少なくとも混
合ゾーンの端部の前に設けられている、合成物質を製造
するための押出し機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ特許第６０４０８号公報（英国特
許第１１５１９６４号公報）から知られているこの種の
押出し機では、ガラス繊維束が基本的には任意の位置か
らケーシング穴内へ挿入される。個々の繊維は混合ゾー
ンにおいて所定の長さに切断される。この切断片は溶融
したプラスチックに混入される。この公知の押出し機の
構成上の欠点或いはこの押出し機に適用される方法上の
欠点は、個々の繊維が十分に湿潤されないこと、即ちプ
ラスチックと繊維の結合が不十分なことである。このた
め、この押出し機或いは方法によって製造された生産物
の機械的特性が損なわれる。
【０００３】ドイツ特許公開第１４５４７８９号公報
（英国特許第９８８５６３号公報）からは、ガラス絹糸
束またはロービング（ Roving ）とも呼ばれるこの種の
ガラス繊維束を加工または製造されるべき熱可塑性プラ
スチックの溶融液のなかに浸透させることが知られてい
る。浸透させる方法としてこの印刷物には前記ドイツ特
許第６０４０８号公報から知られているガラス繊維束を
プラスチック溶融液に混入させる方法が適用されてい
る。
【０００４】米国特許第４４３９３８７号公報からは、
プラスチックを製造、特に溶融させるための押出し機の
排出口の後方に、複数個の繊維束をプラスチックで被覆
させる装置が設けられている。繊維束は挿入管を用いて
側方から被覆ダクトのなかへ挿入される。この被覆ダク
トのなかで繊維束は少なくとも１個のカムを介して案内
されるので、無端の繊維束は熱可塑性プラスチックと十
分に接触することができる。以後繊維束は複合要素の中
心部の補強部材として複合要素のなかで保持される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、短い
繊維で補強され機械的特性に優れたプラスチックを製造
できる押出し機を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、繊維束を挿入するための前記穴がケーシン
グ内に形成される浸透ゾーンに通じており、該浸透ゾー
ンが、搬送方向にて溶融ゾーンの後方でケーシング穴か
ら出ており、該浸透ゾーンの端部は搬送方向にて該浸透
ゾーンが始まっている領域の後方にて混合ゾーンに通じ
ていることを特徴とするものである。
【０００７】糸を浸透させるために必要な十分な圧力
は、本発明の有利な構成に従って、ケーシング穴内で浸
透ダクトが始まる領域と該浸透ダクトの端部との間に絞
り装置を設けることにより得られる。絞り装置は、製造
される熱可塑性プラスチックの溶融液の一部分を浸透ダ
クトのなかへ押し込むような逆流を生じさせる。溶融液
は、搬送方向にて絞り装置の後方で、適当に圧力減少し
た後迅速に排出され、その結果繊維切断片の溶融液内へ
の侵入が特に容易になる。絞り装置が位置調整可能であ
るのが合目的であり、それによって浸透ダクト内での繊
維の圧力状態が最適になり、従って繊維の湿潤が最適に
なる。特に有利な構成によれば、絞り装置はケーシング
穴の軸方向に延びている絞り間隙を有している。その長
さはケーシングに対して押出し軸を変位させることによ
り可変である。このような絞り装置により、絞り横断面
を変化させるための部材をケーシングに設ける必要がな
い。
【０００８】繊維または繊維束を浸透ダクト内で最適に
湿潤させるためには、本発明の他の有利な構成にしたが
って、浸透ダクトの横断面が可変であるのがよい。これ
により、浸透ダクト内の圧力状態と供給される溶融液の
量とを制御することができる。浸透ダクトの横断面を可
変にするためには、浸透ダクトがケーシングの外面の方
向で位置調整可能な境界壁によって画成されているのが
よい。ケーシング穴の軸線に対して境界壁を位置調整す
ることにより、浸透ダクトの横断面積の増減が行われ
る。
【０００９】さらに、浸透ダクト内に少なくとも１個の
開拡カムが形成されているのが有利である。開拡カムを
介して少なくとも１個の繊維束が案内される。これによ
って繊維束が開拡され、その結果個々の繊維は集中的に
溶融液にさらされる。他方、繊維束を開拡カムの上に載
置する直前に、溶融液の圧力を局所的に高める楔作用が
生じる。この楔作用により、繊維の湿潤は一層集中的に
なる。この場合、少なくとも１個の開拡カムをケーシン
グ穴の軸線に対して横に位置調整可能に構成すればさら
に改善される。この場合特に有利なのは、少なくとも２
個の開拡カムを互いに相対的にケーシング穴の軸線に対
して横に位置調整可能に構成することである。これらの
開拡カムは搬送方向に相前後して配置される。このよう
な開拡カムを介して繊維束は案内と方向転換とを交互に
受ける。
【００１０】繊維束を挿入するための穴は、ノズル状の
挿入ダクトを備えた挿入管によって構成される。挿入ダ
クトの最も狭い横断面は、案内間隙を含む繊維束の横断
面に対応している。これによって外部に対する浸透ダク
トの密封も得られ、即ちこの領域では溶融液が流出しな
い。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて
説明する。
【００１２】図１に図示した押出し機は２軸式押出し機
である。押出し機はケーシング１を有している。ケーシ
ング１は通常のように互いにねじによって固定されてい
る複数個のケーシングショットまたはケーシング部分か
ら構成されている。これらのケーシング部分には機能領
域が付設されている。まず装入ゾーン２が設けられてい
る。装入ゾーン２の後には搬送ゾーン３が設けられてい
る。搬送ゾーン３の後には溶融ゾーン４が設けられてい
る。溶融ゾーン４には繊維束供給ゾーン５が接続してい
る。繊維束供給ゾーン５には混合ゾーン６が接続してい
る。混合ゾーン６の後には搬出ゾーン６’と排出穴７が
設けられている。
【００１３】ケーシング１は、その装入ゾーン２の領域
において、支柱８を介して水平方向及び鉛直方向に不動
に台板９と連結されている。またケーシング１は、その
混合領域６の領域において、別の支柱１０を介して台板
９で支持されている。
【００１４】ケーシング１は２個のケーシング穴１１，
１２を有している。ケーシング穴１１，１２の軸線１
３，１４は互いに平行に延びている。ケーシング穴１
１，１２は通常のようにその長さの大部分にわたって互
いに連通している。ケーシング穴１１，１２内には押出
し軸１５，１６が設けられている。押出し軸１５，１６
は図３の矢印１７の方向に同方向に回転するように駆動
される。従って押出し軸１５，１６はその全長にわたっ
て噛み合わない。
【００１５】押出し軸１５，１６はモータ１８により伝
動装置１９を介して駆動される。モータ１８と伝動装置
１９は往復台２０の上に配置されている。往復台２０は
スライドベアリング２１を介して台板９で支持されてい
る。伝動装置１９は液圧付勢可能な位置調整駆動装置２
２を介して、例えば液圧付勢可能なピストン・シリンダ
駆動装置を介して支柱８と連結され、位置調整駆動装置
２２を用いて支柱８に対して、従ってケーシング１に対
して位置調整方向２３に移動することができる。位置調
整方向２３は前記軸線１３，１４に平行である。なお軸
線１３，１４は押出し軸１５，１６の軸線でもある。押
出し軸１５，１６は軸方向において伝動装置１９に連結
されており、その結果モータ１８と伝動装置１９が位置
調整方向２３に移動すると押出し軸１５，１６は軸線１
３，１４の方向へケーシング１に対して移動する。
【００１６】押出し軸１５，１６は、装入ゾーン２と搬
送ゾーン３と溶融ゾーン４の開始領域において螺旋要素
として構成されている。溶融ゾーン４内には可塑化要素
２５が設けられている。可塑化要素２５は通常のように
混練円板として構成されている。繊維束供給ゾーン５に
は絞り装置２６が設けられている。混合ゾーン６にも螺
旋要素２７と混練要素２７’が設けられている。螺旋要
素２７と混練要素２７’は総じて混合・混練要素であ
る。
【００１７】絞り装置２６は、既に述べた押出し軸１
５，１６のケーシング１に対する軸方向の移動によって
操作されるいわゆる軸方向絞り装置として構成されてい
る。このため繊維束供給ゾーン５には絞りスリーブ２８
がケーシング穴１１，１２に形成されている。絞りスリ
ーブ２８の直径Ｄ２８はケーシング穴１１または１２の
残りの領域の直径Ｄ１１よりも小さい。各押出し軸１５
または１６は搬送方向２９にて下流側に絞り中心部３０
を有している。絞り中心部３０には螺旋要素２７が接続
している。絞り中心部３０の直径ｄ３０は絞りスリーブ
２８の直径Ｄ２８よりもいくぶん小さい。押出し軸１５
または１６が前述のように移動することにより絞り中心
部３０が絞りスリーブ２８のなかに引き込まれると、そ
れによって絞り中心部３０と絞りスリーブ２８の間に絞
り間隙３１が形成される。この絞り間隙３１の軸方向の
長さは可変であるので、種々の絞り作用が生じる。搬送
方向２９において絞り中心部３０の前方には、絞り中心
部３０に対して先細りになっている軸部分３２が形成さ
れる。軸部分３２の直径Ｄ３２は直径ｄ３０よりもかな
り小さく、その結果この軸部分３２と絞りスリーブ２８
の重なり領域においては、溶融ゾーン４から来る熱可塑
性プラスチックの溶融液の絞り作用は生じない。可塑化
ゾーン２５と先細りになっている軸部分３２の間にも軸
部分３３が設けられている。この軸部分３３の直径ｄ３
３は軸部分３２の直径よりも大きい。この領域ではケー
シング穴１１または１２はその標準的な直径Ｄ１１を有
しており、従ってここには、搬送方向２９にて絞りスリ
ーブ２８の方へ先細りになっている移行部分３４が形成
される。
【００１８】移行部分３４からは浸透ダクト３５が出て
いる。浸透ダクト３５は、搬送方向２９にて絞り装置２
６の下流側で、既に螺旋要素２７が既に存在している領
域で再びケーシング穴１１または１２に通じている。移
行部分３４において浸透ダクト３５が始まる部分３６の
すぐ後で、ケーシング１の上側から浸透ダクト３５に繊
維束供給ダクト３７が通じている。繊維束供給ダクト３
７には挿入管３８が装着されている。挿入管３８は、浸
透ダクト３５の方向へ先細りになっているノズル状の挿
入ダクト３９を有している。ケーシング１の外部には、
挿入ダクト３９の前方に加熱部４０が設けられ、該加熱
部４０の前方には、加熱部４０を通って挿入管３８に供
給される繊維束のための巻き戻し装置４１が設けられて
いる。
【００１９】浸透ダクト３５は、繊維束供給ダクト３７
の後方の領域で二重Ｓ字状に湾曲し、即ちほぼサインカ
ーブ状に延びている。この場合個々の波山は、繊維束４
２を案内するいわゆる開拡カム４３，４４または４５，
４５’を形成している。
【００２０】装入ゾーン２には、供給装置５３から供給
穴５４を介してプラスチックグラニュール５２が供給さ
れ、溶融ゾーン４で溶融される。絞り装置２６の位置調
整に応じて、即ち絞りスリーブ２８に対する絞り中心部
３０の軸方向における位置に応じて、溶融された熱可塑
性プラスチックの一部が浸透ダクト３５に圧入され、そ
こで挿入管３８と供給ダクト３７から挿入された繊維束
４２と接触する。この場合、開拡カム４３，４４，４
５，４５’で広げられる個々の繊維５５は、図３からわ
かるように溶融されたプラスチックにより湿気を帯び
る。この湿潤作用または浸透作用は、開拡カム４３，４
４，４５，４５’と個々の繊維５５との間にそれぞれ、
図２において圧縮ばね５６によって示されている楔作用
により一層助長される。開拡カム４３，４４と開拡カム
４５，４５’との重なりが大きければ大きいほど、この
楔作用は大きくなり、従って浸透作用は大きくなる。即
ちこの楔作用または浸透作用は、浸透ダクト３５の下部
境界壁４６に対する上部境界壁４７の位置調整によって
影響を受ける。また楔作用または浸透作用は、浸透ダク
ト３５内での溶融したプラスチックの圧力によって影響
を受ける。プラスチックの圧力は、上述のように絞り装
置２６を位置調整することにより変化させることができ
る。
【００２１】開拡され浸透作用を受けた繊維束４２は、
浸透ダクト３５の端部５７から出た後それぞれの螺旋要
素２７の作用を受けて引き込まれ、その際切断される。
その結果個々の繊維束部分は混合ゾーン６において溶融
プラスチックに混入される。
【００２２】繊維束４２としてガラスファイバーからな
る束が使用される。このガラスファイバーはガラス絹糸
束またはロービングとも呼ばれる。このガラス繊維束
は、上記で繊維５５と記した無端の紡糸から成ってい
る。この紡糸は束ねたフィラメントであり、即ち互いに
結合されていない自然糸である。図１からわかるよう
に、引き込まれた繊維束は、溶融液のなかの糸含有量に
応じて、複数個の繊維束を集めることにより同じ細さの
糸または異なる細さの糸に仕上げることができる。
【００２３】図２からわかるように、挿入管３８は繊維
束供給ダクト３７にねじ込まれている。即ち挿入管３８
は、使用される繊維束４２に応じて交換することができ
る。この場合挿入ダクト３９の最も狭い横断面は、小さ
な案内間隙を含めた繊維束４２の横断面に相当するよう
に選定されている。この領域及び巻き戻し装置４１では
繊維束４２に対しある程度の制動力が作用し、その結果
繊維束４２は十分な押圧力で開拡カム４３，４４，４
５，４５’を介して引っ張られる。挿入管３８は、密封
作用及び制動作用に影響を与えるための温度調整剤を案
内するダクト５８を有している。
【００２４】繊維束が加熱部４０によりケーシング１に
挿入される前に加熱されることにより、繊維束４２とぶ
つかる溶融液の表面が凍結することが防止される。
【００２５】次に、本発明の実施態様を列記しておく。
【００２６】（１）浸透ダクト（３５）が始まる領域
（３６）と該浸透ダクト（３５）の端部（５７）との間
にしてケーシング穴（１１，１２）のなかに絞り装置
（２６）が設けられていることを特徴とする、請求項１
に記載の押出し機。
【００２７】（２）絞り装置（２６）が位置調整可能で
あることを特徴とする、上記第１項に記載の押出し機。
【００２８】（３）絞り装置（２６）が、ケーシング穴
（１１，１２）の軸線（１３，１４）の方向に延びてい
る絞り間隙（３１）を有し、該絞り間隙（３１）の長さ
が押出し軸（１５，１６）をケーシング（１）に対して
変位させることにより可変であることを特徴とする、上
記第２項に記載の押出し機。
【００２９】（４）浸透ダクト（３５）が可変な横断面
を有していることを特徴とする、請求項１に記載の押出
し機。
【００３０】（５）浸透ダクト（３５）が、ケーシング
（１）の外面の方向で位置調整可能な境界壁（４７）に
よって画成されていることを特徴とする、上記第４項に
記載の押出し機。
【００３１】（６）浸透ダクト（３５）のなかに、繊維
束（４２）を案内する少なくとも１個の開拡カム（４
３，４４，４５，４５’）が形成されていることを特徴
とする、請求項１に記載の押出し機。
【００３２】（７）少なくとも１個の開拡カム（４３，
４４）がケーシング穴（１１，１２）の軸線（１３，１
４）に対して横に位置調整可能に形成されていることを
特徴とする、上記第６項に記載の押出し機。
【００３３】（８）少なくとも２個の開拡カム（４３，
４４；４５，４５’）が互いに相対的にケーシング穴
（１１，１２）の軸線（１３，１４）に対して横に位置
調整可能に形成され、これらの開拡カム（４３，４４；
４５，４５’）は搬送方向（２９）に相前後して配置さ
れていることを特徴とする、上記第７項に記載の押出し
機。
【００３４】（９）繊維束（４２）を挿入するための穴
が、ノズル状の挿入ダクト（３９）を備えた挿入管（３
８）によって形成されていることを特徴とする、請求項
１に記載の押出し機。
【００３５】
【発明の効果】本発明による構成によれば、熱可塑性プ
ラスチックの溶融液の一部分はケーシング穴から引出さ
れて、浸透ダクト内で無端の繊維を被覆するために使用
され、即ち個々の繊維を湿潤させるために用いられる。
次に、この湿潤した繊維はこの溶融液とともに混合ゾー
ンに供給され、そこで個々の無端の繊維は一定間隔で設
けられている混合・混練要素により溶融液のなかに混入
され、所定の長さに切断される。ここで繊維とは通常ガ
ラス繊維であり、即ち無機的な繊維であるが、有機的な
繊維及び炭素繊維でもよい。繊維が溶融液と混合して分
断される前に完全に湿潤させられるので、混合ゾーンの
なかで溶融液に作用する剪断力はわずかしか繊維を破壊
しない。個々の繊維の間にある溶融液は滑動剤のような
作用を有し、従って個々の繊維間の摩擦が減少し、よっ
て繊維相互間の破壊が減少する。既に浸透作用を受けた
繊維束は混合ゾーンのなかで混合・混練要素により分断
され、溶融液のなかに均一に分布する。従って溶融液内
の繊維含有量が高くなり、総じて繊維を損傷させること
が全くない。
【図面の簡単な説明】
【図１】押出し機の部分破断図である。
【図２】繊維束供給ゾーンの拡大図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩによる繊維束供給ゾー
ンの横断面図である。
【符号の説明】
１ ケーシング ４ 溶融ゾーン ６ 混合ゾーン ７ 排出穴 １１，１２ ケーシング穴 １５，１６ 押出し軸 ３５ 浸透ゾーン ４２ 繊維束

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸線（１３，１４）を備えた少なくとも
    １個のケーシング穴（１１，１２）が形成されているケ
    ーシング（１）を有し、ケーシング穴（１１，１２）の
    なかにそれぞれ押出し軸（１５，１６）が回転駆動可能
    に配置され、ケーシング穴（１１，１２）の一端に合成
    物質を供給するための供給穴（５４）が設けられ、ケー
    シング穴（１１，１２）の他端に合成物質の排出口
    （７）が設けられ、ケーシング（１）内に、繊維束（４
    ２）をケーシング穴（１１，１２）内へ挿入するための
    穴が搬送方向（２９）にて溶融ゾーン（４）の後に且つ
    少なくとも混合ゾーン（６）の端部の前に設けられてい
    る、合成物質を製造するための押出し機において、繊維
    束（４２）を挿入するための前記穴がケーシング（１）
    内に形成される浸透ゾーン（３５）に通じており、該浸
    透ゾーン（３５）が、搬送方向（２９）にて溶融ゾーン
    （４）の後方でケーシング穴（１１，１２）から出てお
    り、該浸透ゾーン（３５）の端部（５７）は搬送方向
    （２９）にて該浸透ゾーン（３５）が始まっている領域
    （３６）の後方にて混合ゾーン（６）に通じていること
    を特徴とする押出し機。
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