JPS6097822A - ポリスチロール、ポリエチレン等のような発泡熱可塑性合成樹脂の製造装置 - Google Patents

ポリスチロール、ポリエチレン等のような発泡熱可塑性合成樹脂の製造装置

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JPS6097822A
JPS6097822A JP59207205A JP20720584A JPS6097822A JP S6097822 A JPS6097822 A JP S6097822A JP 59207205 A JP59207205 A JP 59207205A JP 20720584 A JP20720584 A JP 20720584A JP S6097822 A JPS6097822 A JP S6097822A
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JP
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extruder
cooling device
melting
cooling
homogenizing
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JP59207205A
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English (en)
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クラウス・デイーテル・コロツソウ
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Original Assignee
Hermann Berstorff Maschinenbau GmbH
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Publication date
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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項の上位概念に述べた如
き装置に関する。
この種の装置は西独国特許第ｊ１３５６５２号明細書に
よって知られている。発泡剤と混合された熱可塑性材料
は溶融兼均質化押出し機内で加工され、その後長い管會
経てスタティックすなわち静的な冷却ユニットに供給さ
れる。
冷却すべき材料は溶融兼均質化押出し機の搬送圧力によ
って比較的に小さな直径ケ有する管および冷却ユニット
から押出さなければならない。更に、冷却ユニット出口
のダイ、例えばブローヘッドの圧力に打勝たなければな
らない。
すなわち、均質化されかつ発泡剤と混合される材料全高
圧にしなければならない。従って、熱可塑性材料全加熱
する摩擦エネルギーが発生することになる。そのため、
材料の摩擦熱を取除くのに冷却ユニットの冷却出力の大
部分が費やされる。従って、冷却ユニットの本来の目的
の達成、すなわち材料と発泡剤の混合物を、発泡剤の分
解温度以下まで冷却することは、不充分でかつ全く不経
済的である。
材料と発泡剤の混合物の流れの変向は必ず材料に摩擦熱
を与える。この摩擦熱はその後（遅くとも混合物が押出
しダイスから出る前に）冷却出力？適当に大きくするこ
とによって苦労して取除かなければならない。
本発明の課眺は、発泡した材料と発泡剤混合物と発泡生
成品の最適な製造方法にきわめて正確に適合し得る装置
を提供することである。
エネルギー消費をできるだけ少なくして、冷却ユニット
内の温度調節を本装置によって最適に行うことができる
ようにすべきである。
装置の洗浄と準備を容易にできるようにすべきである。
その際、混合物の摩擦熱が有害な作用を生じないように
、材料と発泡剤の流れに、異物粒子全取除くろ過作用？
与えるべきである。
この課題は特許請求の範囲第１項の特徴部分に記載した
特徴によって解決される。
本発明の好ましい実施態様は特許請求の範囲実施態様項
に記載されている。
溶融兼均質化押出し機と冷却ユニットヲ共通の長手軸線
に沿って配設したことによって、摩擦熱を生じる変向が
すべて回避される。
調節可能な回転数で運転することができる２つの駆動ユ
ニットヲ設けただけによって、材料と発泡剤の混合物の
最適な処理と温度調節が保証される。
材料全具合よく均質化するためおよび発泡剤ケ溶融材料
内に均一に分配するためには、スクリューの回転数を冷
却装置のスクリュー回転数とは無関係に調節できるよう
にしなければならない。なぜなら、例えば押出し機内の
スクリューの回転数が比較的に高いと、冷却装置に非常
に悪影響を及ぼすからである。
溶融兼均質化押出し機を例えば１８０〜２２０℃の比較
的に高い温度で、そして冷却装置ケ１８０〜４０℃の温
度で運転しなければならないので、大きな熱ひずみが発
生する。このような熱ひずみまたは熱応力を良好に克服
するために、押出し機は移動可能に形成されている。従
って、押出し機と篩交換ユニットと冷却ユニットの迅速
な分解と洗浄が同時に達成される。
材料と発泡剤の混合物のための最適な製造方法に正確に
適合させるこきは特に、篩交換ユニツＩｆ押出し機と冷
却ユニットの間に設けることによって達成される。
材料と発泡剤の混合物はプロセスの途中において成る個
所でろ過作用ケ受ける。この個所では、温度、圧力およ
び摩擦熱に対する悪影響はほとんどない。なぜなら、こ
の段階ではこのような影響に対して鈍感であるからであ
る。
従来の装置では混合物が冷却装置の端部で篩交換装Ｎを
通過する。しかし、このような手段は、背圧が発生し、
この背圧が冷却ユニット内での混合物の温度を高めると
いう欠点がある。
これｔ補償するには冷却出力を著しく増大させなければ
ならない。なぜなら、合成樹脂の熱伝導が非常に悪いか
らである。
フィルター装置が成る程度背圧音発生し、それによって
温度が成る程度高くなるので、本発明では材料流路がフ
ィルターの前と後で円錐状に拡がるように形成され、そ
の結果ろ過面積が大きくなるのでフィルタ一部分での温
度上昇が回避される。
ダイナミックすなわち動的な冷却ユニットは好壕しくに
搬送スクリューまたはコア上に搬送作用上効果的に設け
られた他の要素と固有の駆動装着によって形成されてい
る。従って、冷却ユニットは材料と発泡剤の混合物の所
望の温度に相応して運転することができる。すなわち、
動的な搬送要素の回転数を非常に低くすることができる
。
装置全体、すなわち押出し機と冷却装置の駆動ユニット
ヲ簡単にかつ機能を正しく発揮するように据付けるため
に、特許請求の範囲第３項の記載の如く据付けが行われ
る。
押出し機は好ましくは軸線方向に移動可能に形成され、
篩交換ユニットには熱応力？吸収するフランジが取付け
られている。この手段により、小さな熱ひずみがフラン
ジによって捕えらｎ、る。大きな熱応力が発生すると、
押出し機は駆動ユニットと共に軸線方向に短い距離にわ
たって移動する。従って、損傷を発生せずにこのひずみ
が補償される。
若干の場合には、押出し機の強制搬送および自己洗浄を
達成するために、溶融兼均質化押出し機を二軸押出し機
として形成すると好都合である。更に、粘性の強い熱可
塑性合成樹脂、例えばＰＶＯを発泡する場合には、溶融
兼均質化押出し機倉遊星ローラ押出し機として形成して
もよい。この遊星ローラ押出し機は非常に倹約的な均質
化加工、すなわちせん断エネルギーが少なくて済む均質
化加工を可能にする。その場合、篩交換ユニット内に搬
送する搬出部材？遊星ローラ押出し機の後に接続配置し
なければならない。
押出し機が所定の流通速度の場合に、搬送された材料を
冷却ユニットの中でゆっくりした搬送速度で冷却するた
めに、冷却装置の中空シリンダの内径を押出し機シリン
ダの内径よりも大きく形成すると好都合である。
それによって、溶融兼均質化過程をそれにとって最適な
高い回転数で実施することができるので、材料内での発
泡剤の分配がきわめて均一にかつ微細に行われる。この
高回転数の場合は搬送出力が大きくなる。しかし、冷却
過程全経済的に行うためには、混合物が冷却装置の中に
比較的に長時間滞留しなければならない。
従って、冷却シリンダの内径ケきわめて大きくする（１
００％１で）と好都合である。それによって、全装置の
流通出力が同じ場合には冷却装置内での混合物の滞留時
間を倍加することができる。この場合、混合物に摩擦エ
ネルギーが作用しないようにするために、冷却装置の搬
送要素出力を２倍小さくするかまたはそれよりもやや大
きくしなければならない。冷却装置が別々の無段調節駆
動装置を備えているので、搬送要素の回転数？この条件
に容易に合わせることができる。
冷却装置内での材料と発泡剤の混合物の最適な冷却は、
シリンダとスクリューの中を混合物の搬送方向と逆方向
に冷却媒体を案内することによって達成される。冷却出
力は冷却孔の始端部分で最大であり、そして終端部分に
向かって小さくなる。従って、最大冷却出力は始端部分
で、すなわち混合物が冷却装置から出るすぐ前において
発生するので、冷却装置からの混合物の流出温度をきわ
めて正確に制御することができる。
出口すなわち例えばブローヘッドにおけるできるだけ正
確な温度制御に、発泡箔の発泡率と表面にとってきわめ
て重要である。
本発明による装置の他の好ましい実施態様は、冷却装置
の出口とダイ例えばブローヘッドの間に歯車ポンプを設
けたことにある。歯車ポンプは混合物の定常的な搬送？
可能にする、すなわちその後に設けられたブローヘッド
で常に同じ圧力が生じ、その結果材料の流出が全く一様
となる。
歯車ポンプは小さなエネルギーでダイの前の背圧または
せき止め力に容易に打勝つことができるという重要な利
点を有する。もしそうでない場合には、ダイから出る混
合物の温度′を最適な値に保持するために、混合物の温
度を高めるかまたは冷却出力を更に犬きくす乙必要があ
る。
図に基づいて本発明の詳細な説明する。
１は溶融兼均質化押出し機である。この押出し機は駆動
ユニット２、供給ホッパー３、発泡剤噴射管４および搬
送スクリュー５を備えている。
押出し機１は篩交換ユニット６によって冷却装置１１に
連結されている。この篩交換ユニットは押出し機フラン
ジ７、冷却装置フランジ８゜フィルター収容部材すなわ
ち篩収容部材９および篩１０とからなっている。
冷却装置１１は温度調節孔１３を備えた中空シリンダ１
２、温度調節孔１５を備えた搬送スクリュー１４、無段
調節可能な駆動ユニット１６および出口１７からなって
いる。この出口には歯車ポンプ１８が接続されている。
この歯車ポンプ１８は材料をブローヘッド１９へ搬送す
る。
第３図の平面図に示した装置の場合には、出口１７に短
い変向通路２０が設けられ、この通路は歯車ポンプ２１
に通じている。
歯車ポンプは混合物をブローヘッド２２へ搬送する。混
合物はブローヘッド２２から発泡状態で泡２３として流
出し、この泡は一対のロール２４によって平たくされ、
そして巻取スリーブ２５に巻取られる。
本装置の作動態様は次の通りである。
ホッパー１には粒状の例えばポリスチロールが配量供給
され、そして発泡剤供給管４がら発泡剤例えば炭化水素
が供給される。
混合物は押出し機１内で均質化され、そして汚れを除去
するために篩交換ユニット６内に達する。フランジ７は
熱応力補償器を備えている。
この熱応力補償器は熱応カケ一定量吸収する。
熱応力が所定の値を超えると、押出し機１は駆動ユニッ
ト２と共に移動する。なぜなら、この両者が車輪２６ｉ
介してレール２７上に設けられているからである。
篩交換ユニット内でフィルター堰容部材９が搬送方向に
対して横方向に移動可能である。従って、材料と発泡剤
の混合物がその都度一方の篩１０を流通し、他方の篩を
洗浄することができる。よって、製造ケ中断せずに、篩
を交換することができる。
混合物は篩１０を通過した後で通路２９ｆ：通って冷却
装置１１内に達する。この通路はシリンダ１２の直径ま
で円錐状に拡がっている。
通路２９の流入および流出部分が円錐状に拡がっている
ので、溶融物は制動されずに冷却装置１１に達する。
材料は冷却装置内で、向流式に冷却される搬送スクリュ
ー１４とシリンダ１２によって強く冷却され、そして駆
動ユニット１６によシスクリュー１４の同転数を適切に
することによって出口１７に供給される。
歯車ポンプ１８は同様に冷却装置の搬送出力に合わせて
調節され、材料と発泡剤の混合物をブローヘッド１９か
ら押出す。
発泡されたホース状材料ウェッブ２３は第３図に示すよ
うに、上下に設けた２個のロール２４０間のｐ−ル隙間
内で平たくされ、そして巻取スリーブ２５に巻取られる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は銘水した装置の縦断面図、第２図は鍋交換装置
の一部？示す図、第３図は銘水した他の実施例の平面図
である。 １・・・溶融兼均質化押出し機 ２・・・駆動ユニット ３・・・供給ホッパー ４・・・発泡剤噴射管 ５・・・搬送スクリュー ６・・・鍋交換ユニット ７８・・・フランジ ９・・・フィルター収容部材 １０・・・篩 １１・・・冷却装置 １２・・・中空シリンダ １３・・・シリンダの温度調節孔 １４・・・搬送スクリュー １５・・・スクリューの温度調節孔 １６・・・駆動ユニット １７・・・出口 １Ｂ・・・歯車ポンプ １９・・・ブローヘッド ２０・・・変向通路 ２１・・・歯車ポンプ ２２・・・ブローヘッド ２３・・・発泡体 ２４・・・一対のロール ２５・・・巻取スリーブ ２６・・・車輪 ２７・・・レール ２Ｂ・・・共通の長手軸線 ２９・・・鍋交換ユニット内の通路 ３０・・・押出し機内径 ３１・・・冷却装置内径 代理人　江崎光好 代理人　江　崎　光　史 ０η

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　互いに縦続的に連結された溶融兼均質化押出し機
    と冷却ユニットとからなる、ポリスチロール、ポリエチ
    レン等のような発泡熱可塑性合成樹脂を製造するための
    装置において、溶融兼均質化押出し機（１）とダイナミ
    ックな冷却装置（２）が別々の駆動装置（２゜１６）を
    備え、かつ同じ長手軸線（２８）に沿って設けられ、 溶融兼均質化押出し機（１）の出口部分（７）と、冷却
    装置（１１）の入口部分（８）が鍋交換ユニット（６）
    にフランジ止めされ、鍋交換ユニット（６）内の通路（
    ２９）の直径がフィルターの後方で材料流れ方向に円錐
    状に拡がるように形成され、 溶融兼均質化押出し機（１）がその長手軸線（２８）に
    沿って移動可能に形成されていることを特徴とする装置
    。 ２、　冷却装置（２）が、搬送スクリュー（１４）また
    は搬送作用を行うようにそのコアに設けられた要素と固
    有の駆動装置（１６）’に備えたダイナミックな装置と
    して形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項記載の装置。 五　溶融兼均質化押出し機（１）の駆動ユニット（２）
    が搬送方向とは反対の押出し機（１）の側に設けられ、
    冷却装置（１１）の駆動ユニッ）　（１６）が搬送方向
    で冷却装置（１１）の後に設けられ、この押出し機（１
    ）と冷却装置（１１）と両駆動ユニット（２，１６）が
    共通の長手軸線（２８）に沿って設けられていることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項まｆｃＦｉ第２項記載
    の装置。 ４　溶融兼均質化押出し機（１）が軸線方向に移動可能
    に形成され、熱応力を吸収するフランジ（７，８）が鍋
    交換ユニット（６）に設けられていることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５　溶融兼均質化押出し機（１）が二軸押出し機として
    または遊星ｐ−シラ押出機として形成されていること全
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ６　溶融兼均質化押出し機（１）の中空シリンダの内径
    （３０）が冷却装置（１１）の中空シリンダ（１２）の
    内径（３１）よりも小さいこと全特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の装置。 ２　液状−１六にガス状の冷却媒体がスクリュー（１４
    ）の搬送方向とは反対の方向に搬送スクリュー（１４）
    と冷却装置（１１）の中空シリンダ（１２）を流通する
    ことｔ特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ａ　円形ノズル（１９）が冷却装置（１１）の出口（１
    ７）に接続されていること全特徴とする特許請求の範囲
    第１項記載の装置。 ９６　歯車ポンプ（１８，２１）が冷却装置（１１）の
    出口（１７）とグイ（１９，２２）の間に設けられてい
    ること？特徴とする特許請求の範囲第１項または第８項
    記載の装置。
JP59207205A 1983-10-05 1984-10-04 ポリスチロール、ポリエチレン等のような発泡熱可塑性合成樹脂の製造装置 Pending JPS6097822A (ja)

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