JPH09314641A - 熱可塑性材料の混合方法及び機械 - Google Patents

熱可塑性材料の混合方法及び機械

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JPH09314641A
JPH09314641A JP9023559A JP2355997A JPH09314641A JP H09314641 A JPH09314641 A JP H09314641A JP 9023559 A JP9023559 A JP 9023559A JP 2355997 A JP2355997 A JP 2355997A JP H09314641 A JPH09314641 A JP H09314641A
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mixing
shaft
mixing chamber
machine
section
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Vittorino Rampazzo
ヴィットリーノ ランパッツォ
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Pomini Long Rolling Mills SRL
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Pomini SpA
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 融通性があり、異なった形式のコンパウンド
を混合するために簡単に適用可能でき、異なった処理パ
ラメータ、特に混合温度の調節で精密制御をすることが
でき、更に高い生産量をもつ混合機を提供する。 【解決手段】 混合チャンバ（５）に沿って材料を送る
間にその材料（６）の圧延処理を含む少なくとも１つの
段階を含むねじ山付きシャフトをもつ連続機械の混合チ
ャンバ内で熱可塑性材料を混合する方法と、少なくとも
１つの混合チャンバ（５）と、混合チャンバ（５）内に
配置された少なくとも１対のねじ山付きシャフト（３）
を含む熱可塑性材料を連続処理する関連機械であり、ね
じ山付きシャフト（３）はねじ山の少なくとも１つのピ
ークセクション（４ａ）と、ねじ山の少なくとも１つの
コアセクション（４）をもち、これらは前記シャフト
（３）の長手方向軸線に対して非対称状に低下させられ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は混合物を押し出しヘ
ッドに向かって送る間に該混合物を圧延処理することを
含む少なくとも１つの段階を含む双子−ねじ山型式の連
続押し出し機で熱可塑性材料を混合及び連続押し出しす
る方法と、相関関係のある形状を有する１対のねじ山付
きシャフトを含む前記方法を実施する連続押し出し機械
であって、各シャフトがねじ山のピークセクションと長
手方向軸線に対して非対称状に低下しているコアセクシ
ョンをもってなる連続押し出し機械に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】熱可塑性ポリマーの処理が、他のものと
は全く異なった或る一定の特性を強化して異なった用途
に適する種々の形式を生ぜしめるために色々なフィラー
が添加される基礎ポリマーを混合することによって実施
される所望の最終組成の調製の第１段階を含む方法は既
知である。
【０００３】第２段階中に、コンパウンドは異なった要
求に望まれる方式で押し出される。
【０００４】これらの混合と押し出し段階は混合機や押
し出し機として夫々既知の単一の分離した機械によって
行われ、これらは実施される作業の形式に特に意図され
る特定の技術的特徴をもつ；更に詳細には、混合機は、
融通性があり、異なった形式のコンパウンドを混合する
ために簡単に適用可能でなければならず、異なった処理
パラメータ、特に混合温度の調節によって精密制御をす
ることができ、更に高生産量をもたなければならないと
いうことが要求される。
【０００５】更に、製品を混合すること及び押し出しの
ためにそれを送ることの両方を実施するように、予定の
長さと横断面の混合チャンバ内に互いに平行に又は傾斜
して配置されかつ協働する２つのねじ山付きシャフトを
備えた形式の押し出し機内で実施される混合及び押し出
しの二重作業は既知である。
【０００６】しかしこれらの形式の機械は特に或る形式
の、カラー濃縮したコンパウンド及び／又は最終コンパ
ウンドの機械的特性、可撓性の不足、低い生産性、及び
温度制御の困難性を改善するためにカーボネート又はタ
ルクを添加されたコンパウンドについては、混合能力が
低いことを含む多くの欠点をもつ。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記従
来技術の欠点を解消し、融通性があり、異なった形式の
コンパウンドを混合するために簡単に適用可能でき、異
なった処理パラメータ、特に混合温度の調節で精密制御
をすることができ、更に高い生産量をもつ混合機を提供
することにある。それ故、提起された技術的問題は熱可
塑性混合物を混合するプロセスを提供する問題と、熱可
塑性材料の押し出し用の２つのねじ山付きシャフトを提
供する問題である。これは既知形式の押し出し機に関連
する生産性の特性を、押し出される材料の混合及び均質
化の高能力と結合させる。
【０００８】この技術的問題の範囲内のその他の要求
は、特に、同じ送り速度、それ故材料の押し出し用の混
合シャフトの直径（Ｄ）に関連する長さ（Ｌ）につい
て、機械自体の全寸法を減少させる可能性をもつように
機械の同じ寸法での材料の均質化の改良された程度を得
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は、混合チャン
バに沿って送る間に材料の圧延処理を含む少なくとも１
つの段階を含む、２つのねじ山付きシャフトをもつ連続
押し出し機の混合チャンバ内で熱可塑性材料及び類似物
を混合する方法によって達成される。
【００１０】本発明はまた、少なくとも１つの混合チャ
ンバと前記混合チャンバ内に配置された少なくとも１対
のねじ山付きシャフトを含む熱可塑性材料及び類似物の
連続押し出し機械にも関する。前記ねじ山付きシャフト
は少なくとも１つのねじ山のピークセクションとねじ山
の少なくとも１つのコアセクションをもち、これらはシ
ャフトの長手方向軸線に対して非対称状に低下させられ
ている。
【００１１】以下、本発明の押し出し機械の好適実施例
を図に基づき詳述するが、本発明はこの実施例に限定さ
れるものではない。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に示す如く、双子−ねじ型連
続押し出し機と通常称される本発明の機械１はそれ自体
公知の一連の構成部分１ａ、１ｃ、１ｄ、１ｅからなる
ので、詳細には説明しないが、これらは所望長さの単一
チャンバ５を形成するようにねじ２等によって互いに長
手方向に連結される。
【００１３】前記構成部分は連続する配置中で占める位
置に依存して異なった外部形状をもち、１つの形状は各
セクションの異なった用途を決める；図１は例えば材料
を供給するためと前記材料自体のためのフィラー添加剤
を導入するために夫々使用される入口１ｇ、１ｈ及びコ
ンパウンドの脱ガス用の入口を示す。
【００１４】前記チャンバは互いに平行に配置されかつ
該機械の全長にわたって延在する２つのねじ山付きシャ
フトをその内部に収納している。図に示す例では、前記
シャフトは二条ねじ山をもち、いわゆる相互突入型式の
ものであり、即ち、回転中各々のピークの輪郭は他方の
もののピーク輪郭が辿って行く軌跡に重なり、回転中２
つのシャフト３のねじ山付き素子間の接触を避けるため
に、シャフト自体は適当な角度位相差をもって設置され
る。
【００１５】前記シャフトは同じ回転方向（同回転）
で、又はもし適当な幾何学的形状に作られるならば、異
なった回転方向（逆回転）で作動される。
【００１６】本発明によれば、図２、３に示す如く、各
シャフト３は二条ねじ山４をもち、このねじ山はシャフ
ト自体の長手方向軸線に対して即ち、押し出しヘッド１
ｆに向かう材料６の送り方向に対して非対称性をもつ。
【００１７】更に詳細には、前記非対称性は各シャフト
３のねじ山４のピークセクション４ａによって決まり、
前記ピークセクションがシャフト自体の各横断面平面に
ついてシャフト３の長手方向軸線に対してねじ山それ自
体の非対称性を生じるよう、ねじ山の公称直径に対して
適当な量だけ低下している。
【００１８】同様に、各シャフト３は前記低下したピー
クセクション４ａに隣接して、ねじ山のコアセクション
４ｂをもち、更に、このコアセクションはコア自体の公
称直径に対して低下している。
【００１９】かくして、各シャフト３は、その軸線方向
延長部に沿って、ピーク領域４ａとコア領域４ｂをも
ち、前記領域は長手方向軸線自体に対して非対称状に低
下していて、相関関係にある２つのシャフトの輪郭を生
じ、即ち、回転中夫々の非対称状ねじ山間に干渉を生じ
ないで、２つの平行なシャフトを相互突入方式で組み合
わせ、組み立て中にシャフト自体を押し出しチャンバ５
内に正確な相対的位相差をもって配置させることができ
る。
【００２０】こうして実現されたシャフト配列は、少な
くともシャフト３の或る回転角度では、各シャフト３の
ねじ山４の低下したピークセクション４ａと混合チャン
バ５の内面５ａの間に比較的大きな空隙を生じる；材料
６（チャンバ５のこれらのセクション５ａの領域内の）
はシャフト３の各回転につきねじ山の低下したピークセ
クション４ａによってそれ相応にチャンバ自体の表面上
で圧延処理（即ち、前記低下したセクションの各通過運
動）を施される。
【００２１】図３に示す如く、相関関係をもつシャフト
３のねじ山の非対称性は、例えば同時回転するシャフト
の回転中、それらの位相差はチャンバ５の中心の狭い部
分５ｂで２つのシャフト間にある間隙Ｇを出来るだけ小
さく保つことを可能ならしめ、かくして材料が実質上シ
ャフト自体間を通過するのを防止する。
【００２２】かくして、該材料は送り中、“８の字”進
路全体を辿って行くよう強いられ、可能な最長の進路に
よって押し出しヘッド１ｆに送るべき製品の均質化が改
善される。
【００２３】図４ａ乃至４ｄを参照すれば、各シャフト
３の低下したピーク４ａの作用によって材料がチャンバ
５の表面セクション５ａに対して圧延処理される仕方が
示され（図３）、一方、公称高さのピーク部分４は製品
６自体を前方へ移動させ、チャンバ５の対応する表面セ
クション５ａに対する反作用によって、それを混合する
に過ぎない。
【００２４】シャフトの回転を継続すると（３０°、図
４ｂ）、他方のシャフトの相関関係にある空洞部へ各シ
ャフトのねじ山のピークが接近することによって妨害さ
れる中間通路Ｇに達する材料は、押されて、第２シャフ
ト３の下にあるチャンバ５のセクションに沿って進行を
続ける；このセクションで、材料は更に他方のシャフト
の低下したピーク４ａによってチャンバの対応する表面
上で圧延処理される。
【００２５】これに対応して、公称高さをもつ他方のピ
ークセクション４は更に、材料自体を引き続き送り、そ
の材料はチャンバ５の上部中心領域を通過して、上記の
“８字形”進路を完成し、引き続き混合するために押し
出し機ヘッド１ｆまでの送り続ける。
【００２６】それ故、双子ねじ型押し出し機１の混合チ
ャンバ５内部で材料を圧延処理するための方法は材料の
均質化の程度が“８字形”進路に沿った慣例の送り運動
中にかなり増大させることができ、この均質化の増大は
機械の全長Ｌをかなりの減少させることができ、実質
上、より短い長さで、より大きい長さの既知型式の機械
によって得られるのと同じ均質化度合いを達成すること
ができる。
【００２７】従って上記機械は連続的に押し出されるべ
き熱可塑性材料及び類似物を処理する方法を実施するの
に適しており、前記方法は混合チャンバ内で供給入口か
ら押し出しヘッドへの材料の送り運動中に該材料自体を
圧延処理することを含む少なくとも１つの段階を含む。
【００２８】セクター(sector)は現在の用語で表現する
と、材料の同じ均質化程度が既知型式の機械の対応する
比よりよりずっと小さいＬ／Ｄ比（Ｌ＝シャフト長さ；
Ｄ＝ねじ直径）で得られると言うことができる。
【００２９】本発明を構成する部品の実現化に関しては
多くの変形が請求の範囲に規定した本発明の保護範囲を
逸脱することなく導入され得る。
【００３０】例えば、低下したピークセクションは： - 任意数のねじ山と連続とする； - 夫々の相関関係のあるコアにおいても対応する変形を
もち、回転軸線に直角をなすセクション平面に沿って
（図５）と可変高さのセクションをもつねじ山のピーク
に沿っての両方においてセクションを不連続とする；こ
とができる。
【００３１】最後に、ねじ山付きシャフトもまた同回転
の代わりに逆回転とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】長手方向垂直面に沿った機械の部分断面図であ
る。
【図２】本発明の１対のねじ山付きシャフトの１実施例
の斜視図である。
【図３】図１の線III-III 上の断面図である。
【図４】（ａ）送り中の材料の圧延処理による混合の順
序の１過程を示す断面図である。 （ｂ）送り中の材料の圧延処理による混合の順序の次の
１過程を示す断面図である。 （ｃ）送り中の材料の圧延処理による混合の順序の後続
の１過程を示す断面図である。 （ｄ）送り中の材料の圧延処理による混合の順序の更に
後続の１過程を示す断面図である。
【図５】本発明のシャフトの第２実施例を示す図であ
る。
【符号の説明】
１ 機械 １ｆ 押し出し機ヘッド １ｇ、１ｈ 入口 ２ ねじ ３ シャフト ４ 二条ねじ山 ４ａ ピークセクション ４ｂ コアセクション ５ 単一チャンバ ６ 材料

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２つのねじ山付きシャフトをもつ連続押
    し出し機械の混合チャンバ内で熱可塑性材料及び類似物
    を混合する方法であって、 - 混合チャンバ（５）内に押し出されるべき材料（６）
    を供給し； - 一次供給入口（１ｈ）及び／又は二次供給入口から混
    合チャンバ出口への材料自体の送り中に回転するねじ山
    付きシャフト（３）によって材料（６）を混合する；工
    程を含んでなる方法において、 - 前記混合方法が前記混合チャンバ（５）に沿う材料の
    送り中に前記材料（６）の圧延処理を含む少なくとも１
    つの段階を含むことを特徴とする混合方法。
  2. 【請求項２】 材料の前記圧延処理は混合チャンバ
    （５）の内面上で行われることを特徴とする請求項１に
    記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記圧延処理は各シャフト（３）のねじ
    山（４）の低下したたピークセクション（４ａ）によっ
    て行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 圧延処理された材料は混合チャンバ
    （５）内の混合進路の終端で連続的に押し出されること
    を特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 少なくとも１つの混合シャフト（５）と
    前記混合チャンバ（５）内に配置された少なくとも１対
    のねじ山付きシャフト（３）を含む、請求項１に記載の
    方法により熱可塑性材料及びその類似物を連続押し出し
    するための連続押し出し機械において、前記ねじ山付き
    シャフト（３）がねじ山の少なくとも１つのピークセク
    ション（４ａ）と、ねじ山の少なくとも１つのコアセク
    ション（４ｂ）をもち、それらは、相関関係のある前記
    シャフトの表面と、混合チャンバ出口に向かっての材料
    （６）の送り中にチャンバ（５）自体の表面（５ａ）の
    少なくとも１セクションで材料の圧延処理を行うよう前
    記低下したねじ山セクション（４ａ）とチャンバ（５）
    の内面間に空隙を作るよう、シャフト（３）の長手方向
    軸線に対して非対称状に低下していることを特徴とする
    連続押し出し機械。
  6. 【請求項６】 押し出しヘッド（１ｆ）は混合チャンバ
    （５）の端部に配置されることを特徴とする請求項５に
    記載の機械。
  7. 【請求項７】 前記ねじ山付きシャフト（３）は互いに
    平行に配置されることを特徴とする請求項５に記載の機
    械。
  8. 【請求項８】 前記ねじ山付きシャフト（３）は互いの
    方に向かって収斂するよう配置されることを特徴とする
    請求項５に記載の機械。
  9. 【請求項９】 前記ねじ山付きシャフトは互いに突入し
    合う型式であることを特徴とする請求項５に記載の機
    械。
  10. 【請求項１０】 前記ねじ山付きシャフト（３）は同回
    転することを特徴とする請求項５に記載の機械。
  11. 【請求項１１】 前記ねじ山付きシャフトは逆回転する
    ことを特徴とする請求項５に記載の機械。
  12. 【請求項１２】 前記低下したピークセクションは実質
    上連続していることを特徴とする請求項５に記載の機
    械。
  13. 【請求項１３】 前記低下したピークセクションはねじ
    山の延長部に沿って不連続となっていることを特徴とす
    る請求項５に記載の機械。
  14. 【請求項１４】 前記低下したピークセクションは回転
    軸線に対して直角をなす平面に沿って不連続となってい
    ることを特徴とする請求項５に記載の機械。
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