JPS60208209A - 混練板を備える同方向回転式ダブルスクリユ−ニ−ダ - Google Patents

混練板を備える同方向回転式ダブルスクリユ−ニ−ダ

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JPS60208209A
JPS60208209A JP59248274A JP24827484A JPS60208209A JP S60208209 A JPS60208209 A JP S60208209A JP 59248274 A JP59248274 A JP 59248274A JP 24827484 A JP24827484 A JP 24827484A JP S60208209 A JPS60208209 A JP S60208209A
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screw kneader
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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】 本発明は、特許請求の範囲第１項の前提概念に記載の同
方向回転式ダブルスクリュー二一夕に関する。
この種のダブルスクリユーニーダに於て、１３２部がほ
ぼ遊隙なしにハウジング壁のそばを通りすぎるような２
ダクト混練板を設けることに公知である。この公知のダ
ブルスクリユーニーダの欠点は、適用分野によっては最
適な溶融効率を有しない場合があることである。ポジテ
ィブにずれている混練板、即ち搬送に有効に配置埒れる
混練板から構成されている７ｊｌ練領域は、ポリオレフ
イ／、スチロールポリマー、ポリエステル、ポリエチレ
ンのような通常の熱可塑性物質を完全にＶｉ溶融せしめ
ない。完全に溶融せしめるためには、絞り部また汀逆搬
送スクリュー等のせき止め＋２素或は混線要素を使用せ
ねばならない。これ１１、搬入過程にとって不利である
。なぜなら、せき止め要素によって生じる逆圧が材料の
搬入を妨けるからである。
特に、粉末状の材料が低重量で装人嘔れる場合にこのよ
うな不都合が生じ、その結果充填効率が低下する。さら
に機械的な不都合が生じ、即ち局所的に閣耗が大きくな
る。これは、溶融がもつばらせき止め要素のすぐ前で行
なわれ、それによって溶融領域で局所的にトルクが高く
なるからである。
この種の２ダクト混練板をその頂部にて且つ該頂部の側
部にて、混練板とハウジング壁との間（遊隙が生じるよ
うに調整することも知られるようになった。この場合前
記の欠点は軽減するが、根本的になくなるわけではない
。付加的な欠点としては、自動清浄作用がないこと、で
ある。
ヨーロッパ特許公開第０　０３７　９８＝１号公報から
公知の同方向回転式ダブルスクリユーニーダでは、円形
横断面をもつ偏心板として形成されている混練板が設け
られている。このニーダでは、孔の連通領域に、２つの
隣接する混練板の間に遊隙が設けられ、さらにハウジン
グ壁に対して、上記遊隙よりも大きな遊隙が設けられて
いる。この偏心板は、横断面が円形であるため、機能を
はだすためにはハウジング壁に対して間隔分もっていな
ければならない。
ヨーロッパ特許第０００２１３１号公報から公知のダブ
ルスクリユーニーダけ２ダクトのスクリューをもち、こ
れらのスクリューのうち１つのスクリューに、ハウジン
グ壁に対してほぼ遊隙なしに延在し、−万能のスクリュ
ーはハウジング壁に対して明瞭なＭ隙を有している。両
スクリューは、自動清浄作用が生じるように互いに関係
づけられている。各スクリューに、２ないし４個のダク
トをイ１している。
米国特許第４１３１３７１号公報から公知の、同方向に
回転するスクリュー軸をもつダブルスクリユーニーダで
は、スクリューら筒部は次のように形改芒れ、即ちその
横断面の中点が、スクリュー軸線の１わりにら咋を描い
ているスクリュー線上に配置畑れているように形成され
ている。このような構成は、構造上かなり浪費的である
。
本発明は次のような認識を基点とする。即ち、可能な限
り最適な作業結果２得るためにけＤｇ／ａ比の目工能な
限り大きな値が所望の値であり、一方このような値を得
るためには、従来のダブルスクリユーニーダに於て混練
板の総数に関し制限されているという限りにおいて構造
的な制約が必要であり、同様に可能な限り均質に且つ材
料を痛めないように仕上げるという点に関しては上記の
ごとき値は所望の値ではないというのがそれである。
本発明の課題は、上記の認識を考慮して、構造的に簡単
な手段紀より、溶融均一性を口■能な限り最適にしなか
ら装入割合を最大にするこきである。
上記の課題は、本発明によれば、０グクト混線仮に対し
ては特許請求の範囲第１項の特徴部分によって、そして
特に３ダクト混練板に対しては特許請求の範囲第２項に
よって解決壊れる。本発明による頂部遊隙により、従来
の構成に比べてダクト数を多くして前述の本発明の認識
企満足させることができる。これにより、混練板が右回
転している場合、即ち材料を前方へ搬送している場合逆
圧が生じないため、装入を非常に好適にして搬入を改善
させることができる。この場合、逆搬送要素を設ける必
要はない。それにもかかわらず、所定の溶融と強力な且
つ均一なせん断とが達成される。特に部分充填の場合に
溶融が可能である。なぜなら、ダブルスクリユーニーダ
内に含まれる空気が不都合に作用せず、問題なく貫流す
るからである。このことに、従来の構成のようにある一
定の適用分野に対してせき止め要素を設ける必要はない
ということである。
このように本発明によれば、公知の混線板の幾何学的形
状が維持され、即ち混練板の最大半径と両軸の軸線間隔
との最適な比を維持し、その結果１つの平面内で瞬接す
る２つの混練板のパノキノが、従って自己清浄が保証烙
れている。
頂部遊隙の特に有利な範囲は、特許請求の範囲第３項に
よって与えられる。本発明の特徴によって、ダクトの数
が、従って混練区帯の数が大きくなり、その結果より強
力な且つより好適な混練が得られる。同時に、ハウジン
グ壁と、該ハウジング壁に関係づけられるそれぞれの頂
部の側部とのくさび角が小さくなり、これによってもよ
り集中的な混練が得られる。他方、処理づれるべき材料
は各頂部を越えて流動し、その結果材料は頻繁に且つ均
一にせん断される。この場合圧力ピークは避けられる。
せき止めを必要とせず、他方局所的な高ψ圧力ピークが
生じないため、より大きな充填度で稼ＶＪさせることが
できる。従って、より集中的な混練が可能になる。
次に、本発明をいくつかの実施列に関し添付の図面を用
いて説明する。
第１図に図示した同方向回転式ダブルスクリユーニーダ
け、ハウジング１２有し、該ハウジング１は、軸線方向
に直列に配置され且つ互いにフランジ結合しているいく
つかのハウジング部分、いわゆる筒部２，３．４から構
成されている。ハウジング内には、互いに連通し軸線平
行な２つの孔５．６が形成されている。さらにハウジン
グ１内には、孔５，６の軸線７．８に対して同心的に、
伝動装置１１を介してモータ１２によって駆動される２
つの軸９，１０が取り付けられている。ハウジング１と
、伝動装置１１と、モータ１２とは、スタンド】３を介
して地面１４で支持されている。
装人区帯として用いられる第１のハウジング筒部２には
装入ホッパ１５が通じている。装入ホッパ１５には、処
理されるべき材料が、例えばコンベア式甜泄装置として
形成される顆粒等のための配量装置１１１６、及び配量
スクリューとして形成される粉体等のための配量装置】
７の少なくともいずれか一方を介して供給される。軸９
　、　Ｉ　ＯＶｉそれぞれ、筒部２の装人区帯及び次の
ハウジング前部に形成される搬送区帯に、スクリュー幅
狭耶１８を具備するスクリュ一体１９を備えている。第
３のハウジング筒部４には混練区帯が形成され、該混練
区帯にＱま、混練部２０に統合される混線板２１がそれ
ぞれ軸９．１０に相対回転不能に配置１れている。軸９
．】０の駆動は、回転方向を示す矢印２２に対応して同
方向に行なわれる。このような同方向回転式ダブルスク
リユーニーダの基本構成は公知であり、実際に広く用い
られている。この場合、さらに他の混線装置を備えるハ
ウジング筒部を設けることももちろん「可能である。
第３図と第４図かられかるように、混練部２０は、例え
ば３０°だけ接線方向に互いにすらきれている、一体的
にノー成された４つの混練板２１から構成づれている。
各混練板２】はそれぞれ内歯部２３を有し、該内歯ｇ２
３によって混練板２１を、対応的に形成されている軸９
或に１０に（■対回転不能に取り付けることができる。
ハウジング１内の両孔５．６ｉ、それぞれ直径Ｄ２を有
している。孔５，６の軸線７，８の間隔ａ汀、両孔５，
６が互いに連通し、しかもくさび状部２４を形成してい
るため、直径Ｄｇよりも小さい。
第３図と第５図及び第６ＩＸＪに図示し′ｆＣ，混練板
け３ダクトに形成され、即ち混練板は、互いに等しい角
度間隔で配置される３つの頂部２５を有している。頂部
２５は、第５図に図示した実施例で（１、円弧部分によ
って５°ないし１０°の開き角度βにょつて成されてい
る。頂部は、このように形成される円弧部分によって互
いに結合される。これ汀、ｒＩ）いに関連づけられる２
つの混練板２１が回転方向２２に同方向に回転する場合
、各頂部２５が孔５．６の連通領域で、即ちくさび状部
２４の間でそれぞれ他の混練板２１の円弧部分２６のそ
ば企実際に遊隙なしに通りすきることができ、その結果
１つの平面内Ｇこ配置される混練板２１が相互に清浄し
あうためである。谷頂部２５の領域での混練板２１の半
径がＲあてあり、その際このＲ１が混練板２１の最大半
径てあり、且つ混練板２１の最小ゝ（′・径がＲ１であ
り、その際このＲ１が２つの頂部２５の中央線に於ける
円弧部分２６の間隔であ第１（げ、Ｒ，＋　Ｒ１＝　ａ
であるう 孔５，６によってｍｉＪするハウジング壁２７゜２８の
領域での頂部２５の軌跡は、第５図及び第６図で破線Ｇ
こよ−）で示されている。これは、頂部２５と各ハウジ
ング壁２７．２８の間に、例えば（＋０６１え、ないし
Ｑ、０９　Ｒ，の範囲の頂部遊１僚Ｓがあることを示し
ている。
第す図に図示した実施例は、３グクト混練板２１′が、
丸味をつけられている、即ち丸味半径Ｒを有している頂
部２５′をもっている点で第５図の実雫列と異なってい
る。これには、＜ツひ状の流動が頂部２５″を介して強
められるという利点が生じる。
第７図と第８図の図式図から、本発明によるＩｆＪ部遊
隙Ｓの作用メカニズムが明らかになる。第７図と第８図
の混練板２１″では、図をｎｉ＋　６にするために、頂
部２５″は尖鋭に図示されており、ｌ！ＩＩち頂部角度
或は開き角度をＯにして図示されている。
頂部２５″は、回転矢印２２に従って（開時ｉ１！ｌ’
　Ｊｊ　１ｉ＋１に）回転し、刊つ自１ノ清浄しなから
ｉ！ｌｉ　４ｔｌノシ、即ち孔５，６の連通領域で互い
Ｇこ接触しなから通過−する。隣接する２つの頂部２５
′の間にそわそれ形成されているダクト２９内には、回
転方向２２に回転する頂部の前でせき止められる、処理
されるべき材料がある。第７図と第８図では、材料ＶＪ
細かい平行線によって示されている。材料は、ハウジン
グ壁２７或け２８での摩擦により、各ダクト２９内で転
動され、同時に頂部遊隙Ｓによって形成される隙間３０
によりせん断され、従って薄い層を成してハウジング壁
２７或は２８に滞留する。しかしながら、後続の材料と
集中的に交換され、その結果材料の理論的な滞留時間は
いくぶん長くなるが、材料の処理はより集中的に且つ材
料を傷めないように、エネルギー節約的に行なわれる。
第８図の実施例が第７図の実施例と異なる点は、両混練
板２１″がわずかな偏心率ｅでずれ、その結果軸線７′
と８′が、頂部遊＠Ｓよりも小さい、もしくはこれに等
しい量ｅだけ孔５．６の軸＃ｉ１７．ｓに処［シてずれ
ていることである。このような偏心率〇によって、第８
図の孔５，６の左方上部領域かられかるように、頂部２
５゛ｅがハウジング壁２７或は２８のそばを通りすぎ、
該ハウジング壁をも清浄することが１ｊＪ能になる。即
ちこのような場合には、ＩＭ囲全全体自動清浄されるシ
ステムが得られる。
第９図には、軸線方向に直列に配、置きれるいくつかの
混練板２１″が、第８図に対応して偏心的な配置にて図
示され、この場合軸線方向に直列に配置される混練板２
１″は、第３図に因７１ｅされているように、接線方向
に４ｆいにずれている。処理さＪしるべき材料は、材料
連動矢印３］に対１’ｃ、して各＋Ｃ＋部２５″を越え
て運動し、即ち材料は、頂部２５′、に形成される隙間
３０（第８図６照）によつＣせん断場れる。ハウジング
明に対して実際に遊隙を・イ１していない頂部２５″ｅ
の前で材料がせき＋ｌめＣ２れ、軸線方向に、次の混練
板２１″の関連するダクト２９へ誘導され、その際第９
図かられかるようζ二、材料は軸線方向に隣接する混練
板２１″の領域−移＃Ｊｊした後、ｉずハウジング壁に
対して部分な訴隙企もっている２つの頂部２５″？介し
てせん断され、次に遊隙のない頂部２５″Ｃの前へ金る
ようにＣ１／ｌ成されている。
第１ＯＩＡと第１１図には、４グクト構成の混練板３２
が図示でれている。これらの混練、１７３２　ｉｔ。
それぞれ、等しい角度間隔で配４これる４つの頂部３３
３有し、回転方向矢印２２４こ対応して同／Ｊ向に回転
する。この場合も孔５．６の゛１′−径１）、Ｖｉ、該
釆径〜か頂部３３の半径Ｒ′８よりも頂部遵隙Ｓ′だけ
大きい。さらに孔５，６の軸線７，８の間隔ａ′に対し
ては、ａ’　＝　Ｒ’、　＋　Ｒ１が適用でれ、この場
合Ｒ１は、混練板３２の最小半径に対応し、即ち軸ＩＩ
Ｊ７或は８と、円弧部分３４の２つの頂部３３の中央部
との間隔に対応している。この場合もダク）　３５Ｈ１
それぞれ瞬接する２つの頂部３３の間に形成される。第
１０図に図示した実施例では、１つの平面内で隣接する
混練板が相互に清浄しあう。第１１図の構成は第１Ｏ図
の構成に対応し、その際第８図の構成と同様に、混練板
３２の軸線７゛と８゛は軸線７，８に対して偏心率ｅ′
だけずれており、その結果各項ｉ３３’は、ハウジング
２７或は２８に沿つ′Ｃν遊隙なしに運動し、その結果
完全に自動清浄的なシステムが形成される。もし他の量
がすべて不変であれば、当然遊隙Ｓ′に対する残りの頂
部３３′の頂部遊隙は大きくなり、このことは、第７図
のｈａ我と第８図の構成とを比較した場合にも適用され
る。ここでも頂部３３は第５図または第６図の頂部と同
様に形成することができる。
いずれの実施例に於ても、頂部２５　、２５’、２５’
またｔ’ｊ３３ｉｊ正の勾配または負の勾配を有するこ
とができ、即ち材料に対して、標準徹送方向３６ニテ搬
送インパルスを、またけ逆搬送イノパルスを与えること
ができる。
第２図かられかるように、比較的多数の混練板を軸線方
向に介在物なしに直列に配置することができ、通常は４
つの混練板で１つの混練部を形成する。第２図には、開
口した搬出部３７２備える、ハウジンダ筒部４内に形成
きれる溶融区帯が示されている。開口した搬出部３７は
、溶融体の自由な取り出しと、溶融体の一定のために用
いられる。
混練板の幅は、即ち混線板の延在に、（ｏ、３ｙ、ｚい
し４）×（Ｒ１−Ｒ１）の範囲にある。ここでＲ３−Ｒ
，けダクトの深でである。
以下のことはすべての実施例に適用される。ハウジング
壁２７．２８と混練板２　］　、　２１’　、２１’。
３２との間にはつきりした頂部遊隙ｓ　、　ｓ’を生じ
させるために、ｎダクト混練板２　］　、　２１’　、
　２　］’　。
３２に対する孔５．６のハウジング壁２７．２８のサイ
ズは、 が成り立つように選定されている。ここでＤｇ：各孔（
５，６）の直径 ａ：孔（５，６）の軸線の間隔 １１：各混練板（２］　、　２１’　、　２１７　、３
２　）のダクト数 である。
第５．６．７図の実施例ではｎ＝＋３でおり、第１０．
１１図の実施例ではｎ＝４である。
【図面の簡単な説明】
第１図は同方向回転式ダブルスクリユーニーダの図式側
面図、第２図（１第１図のニーダの垂直ｉ■り分断面図
、第３図は１つの混練部に一体的に統合されたいくつか
の混練板の、第４図の矢印画による正Ｉｍ図、第４図は
第３図の矢印１ｖによる混練部の側面図、第５図は３ダ
クト混練板をもつ第１図の装置の垂直断面図、第６図は
頂部が丸味をおびている混練板をもつ装置の第５図に対
応する図、第７図は混線板による材料処理を説明するた
めの、第５図及び第６図に対応する図式図、第８図に混
線板が偏心的にずれている構成を示す図式図、第９図は
１つの混練部に統合された第８図の混練板を材料の運動
とともに示した図、第１０図は・１グクト混練板をもつ
第１図の装置のＷ４断面図、ＷＪ】１図は偏心的にずれ
た混練板をもつ装置の第１０図に対応する図である。 １・・・ハウジング　５．６　孔 ９．１０・・軸 ２１　、２１’　、　２　］’　、　３２・・混練板２
４−・くさび状部 ２５　、２５’　、　２５’　、　３３−・頂部２７．
２８　ハウジング壁 ｓ　、　ｓ’　頂部遊隙

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）＜さひ状部の形成のもとに互いに軸線平行に連通
    しハウジング壁によって成される２つの孔と、該孔内に
    軸線平行に配置され同方向に駆動ｉＪ能な２つの軸と、
    該軸の長さの少なくとも一部分にわたって該軸に相対回
    転不能に取り付けられ、ハウジング壁に関係づけられる
    頂部２具備する多グクト混練板とを備えるハウジングを
    有し、混練板が、それぞれ軸線に対して垂直な面内で対
    ごとに互いに関係づけられ、且つ孔の連通領域にて互い
    にほとんど遊隙なしに通り過ぎる、同方向回転式ダブル
    スクリユーニーダに於て、ハウジング壁（２７１２８）
    と混練板（２］。 ２１′、　２］’　、　３２　）との間に明瞭な頂部遊
    隙（Ｓ。 Ｓ′）が生じるように構成し、ｎダクト混練板（２１、
    ２］’　、　２１’　、　３２　）に対するハウジング
    壁（２７、２８）のサイズが、それぞれの孔（５゜６）
    の直径をり、孔（５、６）の軸線の間隔２ａ１各混練板
    （２］　、　２１′、　２＋’　、　３２　）のダクト
    数をｎとした場合、 Ｄ、＞　１ 　− 四ｉ「 が成り立つように選定されていることを特徴とするダブ
    ルスクリユーニーダ。 であることを特徴とする、３グクト混練板を有する特許
    請求の範囲第１項に記載のダブルスクリユーニーダ。 （３）頂部遊隙（Ｓ、Ｓ′）が、混練板（２１，２１’
    。 ２１７　、３２　）の大きな半径（Ｒ１）のほぼ０．０
    ６倍ないし０．０９倍であることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項または第２項に記載のダブルスクリユーニ
    ーダ。 （４）　混練板（２１″）の軸線（７’　、　ｓ’　）
    が、孔（５゜６）の軸線（７，８）に対して偏心率（ｅ
    ）で偏心し、該偏心率（ｅ）が、前記軸線が整列してい
    る場合の頂部隙間（Ｓ、Ｓ’）よりも小さいことを特徴
    とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１
    つに記載のダブルスクリユーニーダ。
JP59248274A 1984-04-02 1984-11-26 混練板を備える同方向回転式ダブルスクリユ−ニ−ダ Granted JPS60208209A (ja)

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