JPS5838098B2

JPS5838098B2 - 混合装置

Info

Publication number: JPS5838098B2
Application number: JP55075694A
Authority: JP
Inventors: ジヨセフ・ジヨン・ドウスカ; バーナード・ズルコフ; ベニー・マイケル・ルカス
Original assignee: El Paso Polyolefins Co
Current assignee: El Paso Polyolefins Co
Priority date: 1980-06-06
Filing date: 1980-06-06
Publication date: 1983-08-20
Also published as: JPS5712625A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、押出スクリューの溶融および混合能力を、生
産容量および電力効率をそれに応じて犠牲にしないで、
改良する新期な混合装置に関する。

この本発明に従えば、改良は、中空バレル、該バレルを
通して熱可塑性材料を進行させるスクリュー、および該
スクリューと連続的にかつ同軸的に整夕１ルて該パレル
中に設置された、少なくとも１つの円筒形の回転可能な
混合装置を有する押出機において、奇数の混合装置の区画、各区画は複数の群の少なくとも
３つのらせんみそを有し、該みそは半径が一定でありか
つバレル内径の約１〜約１０倍のリードを有し、各区画
の表面中に配置されており、各奇数番目のみそはスクリ
ューの方向と同じ方向を有し、そして各偶数番目のみぞ
はスクリューの方向と反対の方向を有する；該各区画の間に存在する、みその深さにほぼ等しい深さ
のネック部分；１つの群のみそを他の群のみぞと分離し、バレル内です
き間を残すスクレーパーねじ山、該すき間は混合ヘッド
の回転により生ずる応力下に剪断を受ける熱可塑性層を
通すのには不十分である；および１つの群の中の隣接するみそを分離し、バレル内ですき
間を残すアンダーカットねじ山、該すき間は混合装置の
回転により生ずる応力下で熱可塑性材料を剪断するのに
十分である、かもなることを特徴とする押出機によって得られる。

この混合装置はバレル内にスクリューと同軸的に整列さ
せて、２つの隣接するスクリューセグメント間またはス
クリューの末端に設置できる。

２以上の混合装置を１つのバレル内に使用できる。

本発明を、添付図面を参照しながら、さらに説明する。

第１〜３図に示す本発明の特定の態様を参照すると、標
準の押出機の円筒形バレル１０は右ねじ１３をもつスク
リュー１２を有する。

混合装置１４はスクリューへ左方向にねじ切りされたス
タンド１６により取りはずし可能に連結されており、そ
してこのスタツド１６はスクリューの端のねじ穴（図示
せず）へはめ込まれる。

混合装置は奇数のらせん状のみそ付区画、この場合３つ
の区画１７，１８および１９を含有するが、５つまたは
７つの区画も可能である。

奇数番目の区画、すなわち第１区画１７および第３区画
１９のみぞ２１は右ねじ１２の方向と同じであるが、偶
数番目の区画、すなわち第２区画のみぞ２２は反対（左
）方向である。

各区画のみそは、図面に示す態様において、各群３つの
みその５群に配置されている。

しかしながら、１つの群は３より多い、たとえば４つま
たは５つのみそを含有でき、そして５群より多いまたは
少ない、たとえば３〜８群が存在できる。

群を互いに分離するスクレーパーねじ山２３はバレルの
内側にすき間を有し、このすき間は混合ヘッドの回転に
゛より生ずる応力下に剪断される熱可塑性層を通すのに
は不十分である。

典型的には、このみそはバレルの内径の約０．００１〜
約０．００６倍の間であるべきであり、その距離は混合
ヘッドとバレルとの間に所望の連続な潤滑性熱可塑性フ
イルムを通すのに十分に大きい。

各ねじ山２３０幅は耐力支持体能力を提供するのに十分
である。

これは典型的にはねじ山の幅がバレルの内径の約２０分
の１〜約４分の１の間であるとき達成される。

各群において隣接するみそは、高剪断ねじ山２４により
分離されている。

ねじ山２４はアンダーカットされていてバレル壁からす
き間を形成し、このすき間はねじ山２３とバレル壁との
間のすき間より大きく、典型的にはねじ山２３とバレル
との間のすき間よりも０．００５インチ〜約０．１００
インチ（約０．１２７ｍｍ〜約２．５４ｍｍ）大きい程
度である。

この大きい方のすき間は、押出機の運転中ねじ山２４と
バレル壁との間を通るプラスチックに高い剪断を加える
領域を提供するのに十分である。

アンダーカソトねじ山の幅は、典型的にはバレル内径の
約１００分の１〜約５分の１の間である。

各混合装置中のみそは、表面において互いに平行であり
かつらせん状に配置されていて、バレル内径の約１〜約
１０倍のリードをもつ。

好ましくは、リードは、最適のポンピングおよび混合活
動を達成するためには、バレル内径の約５〜約７倍であ
る。

一般に、みぞの幅対バレル内径の比は約１／２０〜約１
／３の間であり、そしてみその深さ対バレル内径の比は
約１／４０〜約１／６の間である。

混合装置の区画１７，１８および１９はネック区画２６
および２１により互いに分離されており、これらの各区
画は最良の性能のためにはみその深さにほぼ等しい深さ
を有する。

ネック領域は図面に半円形のみそとして描かれているが
、ネックは他の形状、たとえば、長方形、■字形または
他の機械加工容易な形状を有することができることを理
解すべきである。

ネック領域の幅は一般にバレル内径の約２０分の１〜約
３分の１の間、好ましくはみその幅にほぼ等しい。

押出機の運転において、プラスチック供給材料は回転す
るスクリュー１２により前方に運ばれ、そして混合装置
の区画１７のみぞ２１中に実質的に均一に分配される。

ねじ山２４０アンダーカットのため、材料はみそ中を前
方に運ばれるばかりでなく、かつまた１つのみそからそ
の隣接するみそへの有意の一方の流れが、それらの間に
位置するアンダーカットされた高剪断ねじ山の上に存在
する。

こうして、材料の流れは入口において各みそに対してほ
ぼ一定であるが、出口速度はかなり変化する。

流速のこれらの変動により、非剪断ねじにより分離され
るらせんみぞ中で起こることが知られている混合作用に
加えて、供給材料中に存在する隣接粒子の所望の立体的
分布の達成がさらに促進される。

区画１７からネック部分２６へ入る材料は、むしろ均一
に分配されて混合装置の区画１８のみぞ２２中に入る。

これらのみそは反対方向であるので、材料の流れの実質
的な偏向が生ずるが、この流れは混合区画１７により樹
脂材料へ及ぼされるポンピング作用のため、依然として
前進方向である。

偏向作用による円滑な前進流中のよどみならびに区画１
８中に生ずる増大した滞留時間のため、材料への混合作
用はこの区画においてさらに高められる。

区画１８から流出物はネック部分２７中に集められ、第
３混合区画１９中のみぞ２１中に均一に分配され、ここ
で最後の均質化は区画１７に関して説明したのと本質的
に同じ方法で起こる。

最後の混合ヘッド区画１９を出る最後の生成物は、典型
的にはフィルターおよびダイ（図示せず）を経て完全に
溶融されかつ均質化される。

また、押出機中のゲルの量は有意に減少し、そして残留
するゲルは供給材料中に存在するゲルに比べて大きさが
小さい。

本発明の混合装置を含有する装置を通して押出された生
成物において得られる利益に加えて、いくつかの追加の
利益が、たとえば、実用性の要件および装置の交換また
は修理の費用において得られる。

詳しくは、そそ付区画の奇数および形状のため、圧力が
全体的に発生し、そして混合装置はスクリュー上の制限
部分として作用しないで、樹脂をポンピングするであろ
う。

したがって、押出機を最犬の生産量で運転するための全
電力要件は最小に保持される。

また、混合装置のみそはすべて下流方向に開いているの
で、形成されているかもしれない混入金属は混合装置や
バレルを傷つげないで押出機から容易に出ることができ
る。

結局、押出し作業は、装置の“運転停止時間”が最小と
なるので、原価効率にすぐれる。

図面に示す態様の特定の例示として、公称１２インチ（
３０．４８ｃｒｆＬ）のプラスチック押出機は長さ約２
１フイー｝（６．４０ｍ）のバレルを有した。

約１１．２インチ（２８．４ｃｍ）の谷径を有するスク
リュー上に、長さ３６インチ（９１．４ｃｒｆＬ）の混
合装置を設置し、この混合装置は約１０インチ（２
５．４ＣｒｒＬ）の３つの混合区画を有し、各、区画は
幅約２インチ（５．０８ｃｒｆＬ）の円形ネック区画に
より分離されていた。

みその群を互いに分離する５つのスクレーパーねじ山は
おのおの約１．２２インチ（３．１０ｃｒｒＬ）
の幅と約０．０１８インチ（０．０４６ｃｆｒＬ）のバ
レル壁からのすき間を有し、一方各高剪断ねじ山（合計
１０）は約０．３インチ（０．７６２ｃＩｒＬ）の幅と
スクレーパーねじ山のすき間よりも約０．０２インチ（
０．０５１ＣＩｒＬ）太きいすき間を有した。

混合装置の各３つの区画中のみそのリードは約６５．３
インチ（１６５．８６ＣＩｒＬ）（バレル直径の約５．
６倍）であった。

移送スクリューのねじ山は０．３５０インチ（０．８８
９ｃｒＩＬ）であり、らせんみぞとネック領域の深さは
約０．７インチ（１．７８ｃｆｒＬ）であった。

各みその幅はほぼ１．９インチ（４．８３ｃｒｒＬ）で
あった。

本発明の改良された押出機は、種々の樹脂、たとえば、
ポリオレフィン、スチレン樹脂、ＡＢＳ重合体および他
のゴム含有樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などについて有オ
リに使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、押出機のバレルの一部分の縦方向断面図であ
り、供給スクリューとみそ付き混合装置の一部分を描く
。第２図は、この押出機中へ設置する前の混合装置を示す
。第３図は、第２図の線Ａ−Ａに沿って取った横断面図で
あり、該線はみその角ピッチに対して垂直である。１０・・・・・・円筒形ハレル、１２・・・・・・スク
リュー、１３・・・・・・右ねじ、１４・・・・・・混
合装置、１６・・・・・・左ねじスタツド、１７・・・
・・・第１区画、混合区画、１８・・・・・・第２区画
、混合区画、１９・・・・・・第３区画、混合区画、２
Ｌ２２・・・・・・みぞ。

Claims

【特許請求の範囲】１中空バレル、該バレルを通して熱可塑性材料を進行
させるスクリュー、および該スクリューと連続的にかつ
同軸的に整夕１ルて該バレル中に設置された、少なくと
も１つの円筒形の回転可能な混合装置を有する押出機に
おいて、奇数の混合装置の区画、各区画は複数の群の少なくとも
３つのらせんみそを有し、該みそは半径が一定でありか
つバレル内径の約１〜約１０倍のリードを及し、各区画
の表面中に配置されており、各奇数番目のみそはスクリ
ューの方向と同じ方向を有し、そして各偶数番目のみそ
はスクリューの方向と反対の方向を有する；該各区画の
間に存在する、みその深さにほぼ等しい深さのネック部
分；１つの群のみそを他の群のみそと分離し、バレル内
ですき間を残すねじ山、該すき間は混合ヘッドの回転に
より生ずる応力下に剪断を受ける熱可塑性層を通すのに
は不十分である：および１つの群の中の隣接するみそを
分離し、バレル内ですき間を残すアンダーカットねじ山
、該すき間は混合装置の回転により生ずる応力下で熱可
塑性材料を剪断するのに十分である、からなることを特徴とする押出機。２混合装置はスクリューの末端に取り付けられている
特許請求の範囲第１項記載の押出機。３各該区画は少なくとも３つの群のみそを含有する特
許請求の範囲第１項記載の押出機。４みぞのリードはバレル直径の約１〜約１０倍の間で
ある特許請求の範囲第１項記載の押出機。５該リードはバレル直径の約５〜約７倍の間である特
許請求の範囲第４項記載の押出機。６各スクレーパーねじ山のすき間はバレル内径の約ｏ
．ｏｏｉ〜約０．００６倍の間である特許請求の範囲第
１項記載の押出機。７各アンダーカットねじ山のすき間はスクレーパーね
じ山のすき間よりも約０．００５〜約０．１インチ
（約０．１２７〜約２．５４ｍｍ）大きい特許請求の範
囲第１項記載の押出機。８各スクレーパーねじ山の幅はバレル内径の約０．０
０５〜約０．２５倍の間である特許請求の範囲第１
項記載の押出機。９各アンダーカットねじ山の幅はバレル内径の約ｏ．
ｏｉ〜約０．２０倍である特許請求の範囲第１項記載の
押出機。１０各ネック部分はバレル内径の約０．００５〜約
０．３３倍の間である特許請求の範囲第１項記載の押出
機。１１みぞの幅はバレル内径の約２０分の１〜約３分
の１の間である特許請求の範囲第１項記載の押出機。１２みぞの深さはバレル内径の約４０分の１〜約６
分の１の間である特許請求の範囲第１項記載の押出機。