JPS625776B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可塑性材料の押出装置に関する。

押出技術、特に通信系用の導体を絶縁するため
の熱可塑性材料の押出しにおいて、線速度を高め
て押出機出力をより高くしたいという要望があ
る。押出機の出力率はダイ端で均等な押出物を得
ながら押出しを行ないうる最大速度によりある程
度制約される。

熱可塑性材料は押出機のバレルの内面との界面
に沿つて溶融し始める。いつたん溶融が始まる
と、押出しスクリユーのらせん状フライト
（flight）により形成されるチヤンネルの断面に３
つの異なる域が認められる。すなわち(1)未溶融の
可塑性または固体層、(2)該固体層とバレル間の薄
い溶融物フイルム、および(3)溶融材料が集まる溶
融物プールとがそれである。

「固体層」なる用語は粘性が実質により小さな
溶融材料への変換する以前の可塑性材料をさす。
この固体層は一般にスクリユーの圧縮区間内の１
点まではそのままの状態にあり、そこで初めて破
断する。この圧縮区間内での固体層崩壊が遅けれ
ば遅いほど、そのスクリユー設計は望ましいもの
である。固体層の部分部分が初期の塊から崩壊す
るにつれて、それらの部分はスクリユーの下流へ
流れて溶融し続ける。そこで押出スクリユーのら
せん状フライトが前進するにつれて該フライトは
溶融物を拭き取つて該フライトの巻きにより形成
されるチヤンネルの各区間の下流側に溶融物プー
ルを形成する。

圧縮区間のある位置において、固体層は複数の
大きな部分に崩壊する。それらの位置と部分の大
きさとは、スクリユー設計と作動条件との関数で
ある。固体層が熱くなると、可塑性材料はより粘
性の小さい溶融物に包囲されたきわめて粘性の大
きい溶融物に変化する。この粘性の大きい方の溶
融物は混合とより粘性の小さい形態への変化に抵
抗する。それ故、混合物の均質性及びそれが熱に
さらされることが妨げられる。

向上した混合と温度分布はバレル長対直径比を
大きくした押出機を使用することによつて得られ
た。この押出スクリユー設計の発展は米国特許第
3762693号に記載されている。「混合」、「分散」、
「フライト直径」等の用語は当業界周知のもので
あり、例えば米国特許第3530534号および第
3762693号に定義されている。

計量区間内のチヤンネル内へピンを突入させ、
さきに崩壊された固体層を更に崩壊させて伝導熱
溶融を増大せしめるようにしたスロツト付リング
式スクリユーは、米国特許第3486193号に例示さ
れている。この設計は計量区間内でのスクリユー
の谷径区間のまわりにピンを連続的に装着せしめ
うるように途切れたフライトを特徴とするもので
ある。これは熱可塑性材料の停滞を生じがちな望
ましくない「デツドスペース（dead space）」を
惹起せしめるものである。

米国特許第3487503号においては、溶融または
可塑性状態の材料を受取る計量または圧縮区間等
の任意の域内のチヤンネルの横断方向または長手
方向に多数のピンを配置して押出機内の熱可塑性
材料の効率的混合を得て押出物のより大きな均一
性を生んでいる。スクリユーのフライトの任意の
１巻き中のピンのうちに幾つかは、スクリユーの
軸線に直角でありうる平面内に存在するが、フラ
イトのその１巻き中の他のピンは該平面外に存在
する。このように配置されたピンは流れを過剰に
制限し、温度および従つて発泡剤の発泡を制御す
るのに決定的である押出スクリユーのRPMおよ
びせん断熱を必然的に増大せしめることが判明し
た。

均一な固体（中のつまつた、すなわち発泡して
いない）絶縁押出物は前述の米国特許第3762693
号に記載のごときピン配置を用いることによつて
得られたが、その場合にスクリユーの計量区間に
は少なくとも１群のピンが設けられ、任意の１群
内のピンのすべてはスクリユーの回転軸に直角な
平面内に存在する。これらのピンは計量区間に到
着する固体層を更に崩壊させて表面積の増大した
小部分を与え、可塑性材料に対する伝導熱の効果
を高める。

上記のそれぞれの配置、特に最後のものは、通
常の熱可塑性材料を加工しダイ端において均一な
押出物を得るには適していることが判明したが、
発泡絶縁物を押出す場合には問題が起きる。そこ
では、通常の固体（中のつまつた、すなわち発泡
していない、以下、単に「固体」と記す）絶縁物
とは異なり、押出物の順次区間の対応部の温度だ
けでなく、その熱的履歴が発泡の均一性を確実な
らしめるように制御されることが望まれる。これ
は絶縁された導体の同軸的キヤパシタンス（以下
「キヤパシタンス」と称する）と誘電体上直径
（diameter−over−dielectric、以下DODと称す
る）の変動を最小に抑える。

従来の押出スクリユーは熱可塑性材料の固体層
の連続的ではなくして間欠的な、しかも早過ぎる
断片化を与えるので望ましくない。これは化学的
発泡剤を予め導入した熱可塑性材料の場合に問題
となるものである。崩壊した固体層内の発泡剤は
固体層の連続的な片の溶融物中の発泡剤のように
は長期間にわたつて高温にさらされない。固体層
中の発泡剤の低温履歴は発泡率低下の原因とな
る。そして発泡率の変化はキヤパシタンスおよび
DODの変化の原因となつて望ましくない。

発泡絶縁物を押出す際に遭遇する問題はすでに
認識されている。米国特許第3287477号におい
て、スクリユーのスペース部分には「チヨーク」
区間を形成するように縦方向溝が設けられてい
る。なおまた、発泡絶縁材料の固体層崩壊の位置
とそれが崩壊する仕方との双方を制御する手段が
要望されている。

本発明の一特徴によれば、可塑性材料を前進さ
せ加工する装置は基部と回転軸のまわりに生成さ
れたスクリユーねじ山により構成される側壁とを
有するチヤンネルと、該チヤンネルを前記回転軸
のまわりに回転せしめる手段と、可塑性材料を圧
縮するために減少する断面積を有する前記チヤン
ネルの１区間と、前記材料を複数の力にさらすた
めの少なくとも一群の複数のピンとを含み、前記
ピンのすべては前記スクリユーねじ山の１ピツチ
内にあり、少なくともその一部分が前記回転軸に
直角な平面内に存在し、前記スクリユーねじ山は
前記平面と交差し且つ該平面との交点において中
断されず、該装置は作動時に前記回転軸のまわり
で前記チヤンネルが回転すると、前記材料が一定
の通路に沿つて前記チヤンネルを介して前進せし
められるようになされているものである。

前記複数のピンの各々は、前記平面と交差する
かまたはその平面内にある軸を有し得る。

該装置は縦方向に延びる円筒形孔を内部に有す
るハウジングを含み、前記チヤンネルは前記孔内
に密嵌し且つほぼその一端から他端まで延びる前
記スクリユーねじ山を担持する押出スクリユーに
よつて構成され、該スクリユーは前記可塑性材料
のための受入れ区間と送出し区間と、且つ受入れ
区間から送出し区間へかけて順次に供給区間と、
前記圧縮区間と、計量区間とを含むものである。
該スクリユーは前記圧縮区間と前記計量区間との
間に圧縮逃がし区間を含んでもよい。

該装置は前記計量区間に配置された更に他の複
数のピンを含んでもよい。

前記ピンまたは各複数のピンは前記スクリユー
の周囲に配置され、それぞれの平面内にほぼ存在
する複数のピンで構成してよい。該ピンは前記回
転軸に垂直に放射状に延びてよい。

前記各ピンの高さは前記スクリユーねじ山の高
さより僅かに小さいか、それに等しくしてよい。

本発明の他の特徴によれば、可塑性材料を前進
させ加工する装置に使用されるスクリユーは自身
の回転軸と同心状の回転表面へと自身から外方へ
延びると共に、前記回転軸のまわりに生成される
スクリユーねじ山を有するコアと、前記材料を圧
縮するために増大する直径を有する前記コアの１
区間と、前記材料に複数の力を付加するためにコ
アから延びる少なくとも一群の複数のピンとから
成り、前記力ピンのすべては前記スクリユーねじ
山の１ピツチ内にあり、少なくともその一部が前
記回転軸に直角な平面内に存在し、前記スクリユ
ーねじ山は前記平面と交差し且つ該平面との交点
において中断されないでいる。

前記複数のピンは前記コアから前記回転表面へ
向けて延びる複数のピンで構成してよい。

前記各ピンの高さはスクリユーねじ山の高さよ
り僅かに小さいか、またはそれに等しくてよい。

本発明の更に他の特徴によれば、基部と回転軸
のまわりに生成されるスクリユーねじ山により構
成される側壁とを有するチヤンネルを前記回転軸
のまわりに回転せしめ、減少する断面積を有する
前記チヤンネルの１区間内で可塑性材料を圧縮
し、少なくとも一群の複数のピンにより加えられ
る複数の力を材料に付加し、このピンのすべてが
前記スクリユーねじ山の１ピツチ内にあり少なく
ともその一部が前記回転軸に直角な平面内に存在
し、前記スクリユーねじ山が前記平面と交差し且
つ該平面との交点において中断されていないこと
により、前記回転軸のまわりで前記チヤンネルが
回転すると、前記材料が一定の通路に沿つて前記
チヤンネルを介して前進せしめられるようにした
可塑性材料を前進させ加工する方法が提供される
ものである。

以下に本発明を図面によつて説明する。

さて、第１図において押出装置２０が示されて
おり、これは化学的発泡剤を内部に分散せしめて
ペレツト状の少なくとも１種類の熱可塑性材料が
その中へ給送されるホツパ２１を含む。ホツパ２
１は押出シリンダ２２と連通している。熱可塑性
材料はシリンダ２２の入口または受入端２３から
その出口または送出端２４へと前進せしめられ、
ここで押出物は該送出端の近傍の押出ヘツドを介
して連続的に前進せしめられるケーブル・コア
（不図示）の上の被覆として形成される。

第１図から明らかなように、押出シリンダはそ
れを貫通して形成され受入端２３を送出端２４に
連結する直径均等な円筒形孔２７の形態をなす回
転内面を有するバレルまたはケーシング２６を含
む。押出シリンダはまたその送出端２４にフラン
ジ２８を含み、これはアダプタ、ダイその他の補
助装備（そのいずれも不図示だが当業界で周知で
ある）の取付けを容易ならしめるものである。

熱可塑性材料をホツパ２１から押出機２０の送
出端２４へ前進させるために、押出スクリユー３
１が孔２７内に同心状に配置されている。押出ス
クリユー３１はコア３２を含み、ホツパ２１に隣
接する上流端３３と送出端２４に隣接する下流端
３４とを有する。

押出スクリユー３１は圧縮逃がし構成のもので
ある。その上流端３３に始まつて、押出スクリユ
ー３１は順次、供給区間（第１図参照）と称する
コア３２の第１の定谷径区間３６と、圧縮区間と
称する一様に増大する谷径区間３７と、圧縮逃が
し区間と称する一様に減少する谷径区間３８と、
計量区間と通称する均等谷径区間３９とを含む。

押出スクリユー３１はコア３２のまわりにらせ
ん状に形成され、それに沿つて縦方向に延びるス
クリユーねじ山またはフライト４１を有するよう
に製作されている。フライト４１はコア３２の谷
径表面とフライトの対向側壁４３−４３とによつ
て形成される溝またはチヤンネル４２を与えるよ
うに形成されている。フライト４１の外径および
ピツチは押出スクリユー３１の長さに沿つて該ス
クリユーの入口端３３の直前の１点からその送出
端３４へかけて一般に同一で一定である。しかし
所望とあれば、フライト４１のピツチは孔２７の
受入端２３に隣接するスクリユー部分からその送
出端２４へかけて僅かに減少するようにしてもよ
い。フライト４１の先導面は送出作用の向上を図
るためにコア３２の谷径表面に対してほぼ直角で
ある。

フライト４１の対向壁とコア３２の表面との間
に形成されるチヤンネル４２は一般に矩形状であ
る。なお、チヤンネル４２の面積は受入端３３か
ら圧縮区間３７の始めまでは一定であることは明
らかなはずである。次いで、チヤンネル４２の面
積は圧縮逃がし区間３８まで減少し、ここで面積
は短い距離にわたつて、例えば典型的には半巻分
だけの距離にわたつて増大した後、計量区間３９
全体にわたつて一定を保つ。しかし、圧縮逃がし
区間は必要ではない。

固体絶縁体には高出力押出機が必要なことは知
られている。しかし発泡絶縁体の場合には、出力
要求が減少する。もし同じ押出機を発泡絶縁体に
用いると、可塑性材料は押出機内をよりゆつくり
移動しせん断加熱とは反対に伝導による加熱のた
めの時間が増大する。

押出バレル２２は固体層をチヤンネル下流方向
へと移動せしめる傾向がある（第４図参照）。こ
れはテーパするスクリユー３１による抵抗を受け
る。圧縮区間３７の始めにおいて、固体層はチヤ
ンネル４２の底部により支持される。

可塑性材料はチヤンネル面積が圧縮区間３７に
おいて減少している割合よりも高い割合で溶解す
るのが観察されるが、理想的状態下では両割合は
実質的に相等しくあるべきである。このためコア
３２に隣接する圧縮区間３７の下流端に隣接する
固体層の下に溶融物のプールが思いがけず集まつ
て固体層を侵食する。固体層の一部が崩壊し、固
体層とこの崩壊部分との間に溶融物が集まつて圧
縮区間３７の浅い端部側でジヤム（jam）しがち
である（第５図）。

発泡絶縁体を押出す際に固体層の早過ぎる間欠
的な崩壊（第５図および第６図）は望ましくな
い。この第５図及び第６図は圧縮区間にピンが配
置されていない例である。すなわち、従来技術に
関するものであつて本発明に関するものではな
い。もし更なる崩壊が計量区間３９へと遅延した
場合には、チヤンネル内の大きな断片を含む材料
区間内にある膨張剤は、チヤンネル４２に沿う前
進中に大きな断片を含まない区間における発泡剤
と同じ温度勾配をもつことはない。このためキヤ
パシタンスおよびDODに大幅な変化が生じる。

固体層の崩壊を制御して熱可塑性材料の順次の
区間の不溶融部を一定位置において連続的に断片
化することが望ましい。その時、チヤンネルに沿
う任意の点において、そこを通過して前進する熱
可塑性材料の順次の区間の対応部は同一温度とな
る。チヤンネルに沿つて温度が変化するから各順
次区間の各部に時間−温度勾配、すなわち熱履歴
と通称されるものを与えることになる。いうまで
もなく、チヤンネルの横断方向断面内での部分の
温度も変化しうるものである。

その場合、チヤンネル４２の両端間での熱可塑
性材料の各片内または各区間における発泡剤は、
その中での固体層の断片の分布のゆえにいろいろ
な熱履歴にさらされるが、出力端での溶融物の順
次区間の対応部における熱履歴は変化しない。も
ちろん出力端での溶融物温度はほぼ一定である。
この結果、ほぼ一定比率の発泡をもつ発泡体で絶
縁された導体（不図示）が得られる。

発泡絶縁体を押出すに当つては、より短い供給
兼圧縮区間３７を用いることにより圧縮区間３７
のテーパが溶融速度と望ましく対応する。

供給および圧縮区間３６，３７をそれぞれ全体
的に短かくすることは、圧縮区間の下流端の近傍
にあるのが望ましい固体層の崩壊の位置を効果的
に制御する。なお押出スクリユー３１は固体層の
崩壊の仕方、例えば崩壊部の大きさと形状とを制
御するように変形してもよい。こうすれば押出機
２０の出力端での押出物の順次区間のほぼ均一な
熱履歴は更に確実となる。

固体層崩壊の制御された位置に有利にピンが位
置すると、従来における大きな部分へであつた崩
壊に比して比較的小さな部分への崩壊をもたらす
ことが見出された。また小さな厚切れ
（Chunks）状に崩壊することは、溶融物にさらさ
れる表面積が大きくなるのでその伝導溶融を向上
させ且つキヤパシタンスおよび／またはDODの
変化振幅を減少せしめるのが有利である。

上記ピンは米国特許第3762693号に記載のもの
と同様に構成してよい。しかし該ピンは固体層崩
壊の発生が制御される個所に位置せしめられるも
のである。

固体層の崩壊位置はザ・ウエスタン・エレクト
リツク・エンジニア（The Western Electric
Engineer）誌の1971年７〜10月号74〜80頁に発
表されたアール・シー・ドノバン（R.C.
Donovan）とデイー・アイ・マーシヤル（D.I.
Marshall）の論文「プラスチツク エクストルー
ジヨン・パート（Plastic Extrusion−Part
）」およびイー・エス・デツカー（E.S.
Decker）、テイー・エス・ドーテイ（T.S.
Dougherty）、シー・ビー・ヘアード（C.B.
Heard）の論文「プラスチツク エクストル−ジ
ヨン・パート（Plastic Extrusion−Part）」
に記載されているように、いわゆる冷却実験によ
つて決定することができる。すなわち熱可塑性材
料中に着色剤を導入し押出機を作動せしめる。定
常状態に達すると、作動を停止させて冷却しチヤ
ンネル４２から熱可塑性材料を連続シートとして
取出し横断方向に数片に切断する。その断面状切
片が着色剤の色彩にほぼ完全に色彩を変えるチヤ
ンネルに沿う個所が本質的に固体層の崩壊個所で
ある。

押出物の順次区間が常にほぼ同じ熱履歴を経る
ように、押出スクリユー３１の圧縮区間３７には
材料に複数の力を付加するための手段（ピン）４
６が設けられている。ピンは好ましくはスクリユ
ー３１に圧縮区間３７の下流端より約１〜４巻分
だけ上流において取付けられる。

第２図に最も明瞭に見られるように、手段４６
はスクリユーの少なくとも圧縮区間に沿つて押出
スクリユー３１のコア３２に形成された穴４８〜
４８内に個々に装着される複数のピン４７〜４７
を含む。穴４８〜４８は、そのそれぞれの中心が
コア３２の縦方向回転軸に直角な平面内にほぼ存
在するように形成されている。更に、穴４８〜４
８はピン４７〜４７が関連する穴内に装着される
ときピンがコア３２の縦方向軸から半径方向外方
に向かうようにコア３２内に形成されているもの
である。

ここで留意すべきことは、フライト４１の任意
の１巻き内のピン４７〜４７のすべてがその軸の
またはピン自体の少なくとも若干部分をスクリユ
ーの回転軸に直角ないわゆるピン平面内に存在さ
せているという点において、ピン４７〜４７の配
置が公知の幾つかの配置（たとえば、スロツト付
リング）とは異なることである。

フライト４１に関してのピン４７〜４７の構造
的配置は、いわゆるスロツト付リング設計におい
て生じると思われる「デツドスペース」を最小に
するように確立される。これを達成するために、
押出スクリユー３１のフライト４１は少なくとも
ピン４７〜４７が位置するスクリユー部分におい
ては中断されていない。スクリユー３１のフライ
ト４１の壁４３〜４３は、ピン４７〜４７を含む
平面を介して連続するように該平面と交差する表
面によつて形成される。

本発明は発泡絶縁体の押出しおよび固体絶縁材
料の押出しにおける諸問題を解消するものであ
る。従来は一般にスクリユー３１の圧縮区間には
力発生素子を用いていなかつた。と言うのはそこ
には可塑性材料の溶融が生じるからである。

しかし、圧縮区間にピン４７〜４７を使用し、
好ましくは計量区間にピン５２〜５２を補充する
と均質な押出物が得られ、その各区間はほぼ同一
の熱的履歴を有することが判明した。これは特に
高出力押出機について真実である。これらの場
合、出力速度のために、計量区間３９のみにピン
を使用することはダイ（不図示）において押出物
の均一な温度を得るように小さな部分を伝導熱に
さらすに充分な程に早く小さな部分への崩壊を提
供することができない。

圧縮区間３７にピン４７〜４７を使用すると常
に固体層の適時な断片化が得られ、伝導熱にさら
すための時間もたつぷり与えられる。これはポリ
プロピレンや高密度ポリエチレン等の若干の材料
の押出し時における収縮や無用の気泡形成という
問題を解消するものである。

もちろん、ピン４７〜４７の個数、その正確な
位置、直径および間隔は、押出機２０の特定の適
用例、溶融物温度、押出されるプラスチツク形状
の種類、押出機に供給される材料の種類、スクリ
ユー３１の直径その他の変数に従つて変化しうる
ものである。ピンの群数は加熱と混の感応度に依
存する。

穴４８〜４８はピン４７〜４７の圧嵌を必要と
する直径にせん孔してよい。ピン４７〜４７は挿
入に先立つて、はんだ粉末と溶剤を関連穴４８に
入れた後、該穴にピンを押込み、ピンと隣接コア
域とに接着が生じるまで熱を加えることによつて
コア３３内に確実に係留される。ピン４７〜４７
は通常長さが大き過ぎるので、その外端面をフラ
イト４１がすれすれに擦過する回転表面と輪郭一
致するように、研削、機械加工その他によりトリ
ムされる。いうまでもなく、ピン４７〜４７はチ
ヤンネル４２の断面積をこわさなければ、いかな
る可能な方法でもコア３２に連結せしめてよい。
該ピンは円柱状でよく、好ましくは直径3/16イン
チ（0.48cm）にして、その穴４８〜４８の中心
は、コア３２のまわりの円周上に少なくとも3/16
インチ（0.48cm）の間隙をもつて離隔せしめられ
ている。ピン４７〜４７はフライト４１の高さを
もつチヤンネル４２に沿う熱可塑性材料の所定通
路内へ突入している。

ピン４７〜４７のすべては、その一部だけを関
連平面内に有しておればよい。すなわち、ピン４
７〜４７は半径方向外方に向けて該平面内に実質
的に存在する代りに、フライト４１と交差する平
面から横断方向に突出すればよい。あるいは、ピ
ン４７〜４７は前記平面内に含まれてもよいが、
必らずしもコア３２の回転軸から半径方向外方に
向かなくてもよい。

顆粒状、粉末状またはペレツト状のポリエチレ
ン、重合塩化ビニール等の熱可塑性材料を適当な
充填材および／または顔料ならびにアゾジカルボ
ンアミドとともに、押出機２０のホツパ２１内に
導入する。押出スクリユー３１は第１図で見て左
から右へ、フライト４１の壁間のチヤンネル４２
を介して熱可塑性材料を前進させる。

典型的な一配置例においては、押出装置２０は
直径２・1/2インチ（6.35cm）、長さ66インチ
（167.64cm）のバレルを有するスクリユー３１を
含む。供給区間３６は13インチ（33.02cm）にわ
たつて延び375ミル（0.9525cm）の深さを有す
る。圧縮および圧縮逃がし区間３７，３８は、そ
れぞれ15インチ（38.1cm）と約２インチ（5.08
cm）づつにわたつて延び、最小100ミル（0.254
cm）の深さを有する。最後に計量区間は36インチ
（91.44cm）にわたつて延び、145ミル（0.3683
cm）の均等深さを有する。

スクリユー３１に対する溶融材料の一般的方向
は蔓巻チヤンネル４２の長手方向である。説明の
目的上、チヤンネル４２はフライト４１の隣り合
う巻き間の中途でチヤンネルの長手方向に延びる
らせん軸を有するものとみなしてもよい。この運
動のほかに、材料は横断方向に且つ軸のまわりを
曲線状に流れる。材料の微細な各要素はらせん状
の軸を中心とする渦巻きを有するらせん状の通路
をたどる。この運動は、バレル内面２７と可塑性
材料の外面との摩擦係合によつて発生するもので
ある。スクリユーフライト４１と摩擦発熱に伴う
渦巻表面との界面における熱伝達のためか、ある
いは加熱または冷却装置により、軸から界面へ外
方に変化する温度勾配が通常存在する。

熱可塑性材料が圧縮区間３７内へ前進するにつ
れて、圧縮、軟化、溶融および混合がチヤンネル
４２の断面積の減少に伴つて材料に生じる。圧縮
区間３７内での材料は速度変化しつつ引出されが
ちである。また、第７図からもわかるように、ピ
ン４７〜４７は第６図示の間欠的崩壊とは異り、
固体層を小さな部分へと連続的に断片化する。こ
れにより溶融物の順次区間の対応部内の発泡剤は
チヤンネルの長さに沿つてほぼ同一の温度勾配に
さらされキヤパシタンス及びDODの変動を最小
にする。

材料が圧縮区間３７内のピン４７〜４７の平面
を通つて前進するにつれ、ピンはチヤンネル４２
内の材料を突刺して材料の正常な断面流を分裂さ
せて材料の崩壊を生ぜしめる。

次いで材料は圧縮逃がし区間３８に進入する
と、やや後退しがちでそれに伴つて速度が変化す
る。計量区間３９はそこを前進する材料全体にわ
たつて温度、組成および着色に関して更に均一性
をもたらそうとする機能を果たす。

計量区間３９内で使用しうるピン５２〜５２は
可塑性材料の混合を生ぜしめ溶融物がフライト４
１の先導または押し面へと上流に泳動する傾向に
打勝つ傾向がある。溶融物はフライトの追尾面に
向けて押されて固体と混合し均質な押出物を得
る。圧縮区間にピン４７〜４７を用い計量区間に
もピンを補充することにより、押出物の高度の熱
的均一性が得られる。

ここで留意すべきことは、従来においては容認
しうる程度の熱的均一性の達成は、主として計量
区間３９内のチヤンネル４２の深さを減少せしめ
ることによつて得られたということである。これ
は当然押出機２０の送出し能力を低下させるとい
う不都合な効果を有し、押出物のほぼすべての熱
履歴における均一性を促進するために固体層を効
果的に崩壊させるには不適当であつた。

本発明の利点は現在使用されているスクリユー
を区間長の相対変化を生ぜしめ且つピン４７〜４
７を含めるように変更しうるということにある。
これにより現在の工場投下資本を継続使用するこ
とが可能となると同時に、二重絶縁導体およびジ
ヤケツトを生産する際の現在の装備の有効性を増
大せしめることも可能となるものである。

以下の例は45％の発泡率をもつ高密度ポリエチ
レンの約0.20mm（８ミル）壁上に固体高密度ポリ
エチレンの約0.0508mm（２ミル）外皮を押出させ
た22ゲージ二重絶縁導体の製造に関するものであ
る（許容変化：DOD±約0.0254mm（１ミル）、キ
ヤパシタンス±1.5pf／ft）。

第１例において、スクリユー３１は深さ
0.425″（1.0795cm）で長さ18″（45.72cm）の供給
区間３６と、浅い端での深さが0.11″（0.2794
cm）で長さ24″（60.96cm）の圧縮区間３７と、深
さ0.11″（0.2794cm）で長さ約23″（58.42cm）の計
量区間３９とを含む。深さ寸法とはフライト４１
の頂からチヤンネル４２の底までの距離をさす。
発泡可能な絶縁体の適用は線速度3000fpm
（915mpm）、スクリユー速度39RPM、ヘツド圧力
4200lbs.／sq.in.（295.3Kg／cm²）および供給区間
の始めの325〓（約163℃）からヘツドの410〓
（約211℃）の範囲のバレル温度で行なわれる。溶
融物温度は433〓（約223℃）であつた。DODの
変化は公称値から±0.2ミル（0.000508cm）で、
キヤパシタンスの変化は±1.5pf／ftであつた。

第２例では、スクリユー３１は深さ
0.375″（0.9525cm）で長さ13″（33.02cm）の供給
区間３６と、浅い端での深さが0.1″（0.254cm）
で長さ15″（38.1cm）の圧縮区間３７と、長さ
1.25″（3.175cm）の逃がし区間３８と、長さ約
36″（91.44cm）で深さ0.145″（0.3683cm）の計量
区間３９とを含む。発泡可能な絶縁体は線速度
5000fpm（1525mpm）スクリユー速度56RPM、
ヘツド圧力5700lbs.／sq.in.（400.7Kg／cm²）およ
び供給区間３６の始めで400〓（約204℃）からヘ
ツドで400〓（約204℃）の範囲の温度で溶融物温
度445〓（約229℃）にて適用された。DODの変
化は公称値から±約0.00508mm（0.2ミル）、キヤ
パシタンスの変化は公称値から±1.5pf／ftであ
つた。

注目すべきことは、第２例におけるスクリユー
３１を計量区間３９にのみリング状のピン５２〜
５２を用い圧縮区間３７にはピンを全く用いずに
まず変形した場合にも、第２例で記録したものを
超える有意なDOD変化やキヤパシタンス変化は
認められないという点である。

もう１つの例では第２例のスクリユー３１を変
形して各々直径3/16″（0.476cm）、中心間の間隔
3/8″（0.952cm）、供給区間３６の上流端からの距
離約25−1/2″（64.77cm）のリング状のピン４７
〜４７と、計量区間３９に供給区間の上流端から
約31″（78.74cm）の距離リング状のピン５２〜５
２を含むようにした。計量区間３９のピンもコア
表面の周方向で測つた中心間の距離は3/8
″（0.952cm）で直径は3/16″（0.476cm）のもので
ある。発泡可能な絶縁層は線速度5000fpm
（1525mpm）、スクリユー速度59RPM、ヘツド圧
力5750lbs.／sp.in（404.2Kg／cm²）一定バレル温
度395〓（約202℃）および溶融物温度440〓を
（約227℃）にて適用される。DODとキヤパシタ
ンスの変化は驚くべきことにはそれぞれ僅か±
0.2ミル（0.000508cm）と±0.4pf／ftであつた。
ピン４７〜４７の高さはチヤンネル４２の底での
コア表面からフライト４１の頂までの距離より僅
かに小さい。

次の例は45％の発泡率をもつ高密度ポリエチレ
ンの10ミル（0.0254cm）被覆上に高密度ポリエチ
レンの約0.00508mm（２ミル）外皮で絶縁した20
ゲージ・アルミニウムの製造に関するものであ
る。

スクリユー３１は深さ0.4″（1.016cm）で長さ
24.5″（62.23cm）の供給区間３６と、長さ
31.5″（80.01cm）で下流端での深さが0.1″（0.254
cm）の圧縮区間と、長さ1.75″（4.445cm）の圧縮
逃がし区間３８と、長さ33.625″（85.4075cm）で
深さ0.135″（0.3429cm）の計量区間３９とを含
む。間隔が3/16″（0.476cm）で直径が3/16
″（0.476cm）のリング状ピンを供給区間の始めか
ら42″（106.68cm）の距離においてスクリユー３
１に連結する。発泡可能な絶縁体は線速度
4000fpm（1220mpm）、スクリユー速度31RPM、
バレル温度は供給区間の225〓（約107℃）からヘ
ツド395〓（約202℃）の範囲で適用される。
DODとキヤパシタンスの変化は夫々±0.2ミル
（0.000508cm）と±0.5pf／ftであつた。

以上本発明を要約すると次の通りである。

１ 細長物品に適用するための溶融物を与えるべ
く熱可塑性材料を前進させ加工する方法は下記
の工程を含む： 回転軸のまわりに供給端から下流方向に出力
端へとらせん状に延び中断されない側部境界を
有するとともに、一部分が下流方向において断
面積を連続的に減少しているチヤンネルを介し
て熱可塑性材料を前進させる工程； 熱可塑性材料を圧縮加熱して該熱可塑性材料
の順次区間の部分を漸次溶融せしめる工程；そ
してそれと同時に、 断面積が減少するチヤンネル部分内のピン−
チヤンネルの任意の一部にある該ピンの各々は
その一部分が回転軸に直角な平面内に存在する
−により加えられる力を熱可塑性材料に付加し
て熱可塑性材料の順次区間の未溶融部分を連続
的に断片化して出力端においてほぼ一定温度の
溶融物を与え該溶融物の順次区間の対応部分に
はほぼ同一の熱履歴を有せしめるようにする工
程。

２ 上記第１項の方法において、熱可塑性材料は
チヤンネルを回転軸のまわりに回転せしめるこ
とにより前進せしめられ、チヤンネルの任意の
一部分は側部境界間を回転軸に沿つて一定距離
だけ延びている。

３ 上記第１項の方法において、熱可塑性材料は
まず固体層として圧縮された後、該固体層は更
に圧縮され加熱されて、側部境界間で幅が漸増
する溶融物プールを形成し、これに伴つて側部
境界間の固体層の幅が減少し、固体層はピンに
よつて連続的に断片化されて表面積を増大させ
て溶融を容易ならしめるに充分に小さな部分と
なる。

４ 発泡可能な熱可塑性材料を押出す方法は下記
の工程から成る： らせん状フライトを形成したコアを回転軸の
まわりに回転運動させて発泡可能な熱可塑性材
料を一部分が断面積を下流方向に連続的に減少
せしめている通路に沿つて供給端から出力端へ
と下流方向に前進させる工程； 発泡可能な熱可塑性材料を圧縮加熱して該発
泡可能な熱可塑性材料の順次区間の部分を漸次
溶融させる工程； 発泡可能な熱可塑性材料の未溶融部分を前記
断面積が連続的に減少する通路部分に沿つて断
片化させる工程；それと同時に、 ピンにより加えられる力を熱可塑性材料に付
加し、前記フライトのどの巻きにおいても該素
子のすべては少なくともその一部が回転軸に直
角な平面内にありフライトはこの平面を通つて
連続していて熱可塑性材料の順次区間の未溶融
部分の断片化を連続的ならしめて出力端におい
て一定温度の溶融物を与えると共に該溶融物の
順次区間の対応部分にはほぼ同一の熱履歴を有
せしめる工程。

５ 発泡可能な熱可塑性材料を押出す方法は下記
の工程から成る： ハウジング内に回転自在に装着されらせん状
フライトを形成したスクリユーの供給帯域と係
合するように発泡可能な熱可塑性材料を導く工
程； 前記スクリユーを回転軸のまわりで回転運動
させて、熱可塑性材料をフライトにより形成さ
れるチヤンネルを介して、ほぼ固体の層内をス
クリユーに沿つて縦方向にスクリユーの圧縮帯
域へと供給する工程； 熱可塑性材料が圧縮帯域内を前進中に該材料
を該帯域内で圧縮すると同時に、スクリユーの
表面のまわりに間隔をおいて配置され且つチヤ
ンネル内へ延びているピン−階段の任意の１巻
きにおける該ピンのすべてはスクリユーの回転
軸に直角で、且つフライトと交叉しない平面内
に存在する−により加えられる力を材料に付加
する工程；および 計量帯域を介して熱可塑性材料を前進させる
工程、前記各帯域の長さ、および深さが圧縮帯
域内での材料の断片化を生ぜしめ、前記ピンは
熱可塑性材料の順次区間の未溶融部分の断片化
を連続的となるように制御して一定温度を有す
る計量帯域の出力端において溶融物を与え該溶
融物の順次区間の対応部分はほぼ同一の熱履歴
を有する。

６ 熱可塑性材料を前進させ加工する装置は下記
を含む： 供給端から出力端へと下流方向に回転軸のま
わりにらせん状に延び、且つ中断されない側部
境界を有するとともに一部が熱可塑性材料を前
進させるために断面積を下流方向において連続
的に減少させているチヤンネルを含む手段； 熱可塑性材料を圧縮加熱して熱可塑性材料の
順次区間の部分を漸次溶融させる手段；および 少なくともチヤンネルの断面積減少部分内の
ピンを含む手段、チヤンネルの任意の一部にお
ける該ピンの各々は熱可塑性材料の順次区間の
未溶融部分を連続的に断片化して出力端にほぼ
一定温度の溶融物を与えるために回転軸に全体
的に直角な平面内にその一部分が存在し、溶融
物の順次区間の対応部分はほぼ同一の熱履歴を
有する。

７ 発泡可能な熱可塑性材料を押出す装置は下記
から成る： 軸のまわりに延びるらせん状フライトにより
形成されるチヤンネルを有するコア、該チヤン
ネルは供給端から出力端へと下流方向に延び、
チヤンネルの一部は断面積が下流方向において
連続的に減少している； コアを軸のまわりに回転可能に装着する手
段； コアを回転運動させて発泡可能熱可塑性材料
をチヤンネル沿いに供給端から出力端へと前進
させる手段； 発泡可能熱可塑性材料を圧縮加熱して該発泡
可能熱可塑性材料の順次区間の部分を漸次溶融
させる手段； 発泡可能熱可塑性材料の未溶融部分を断面積
が連続的に減少する通路部分に沿つて断片化さ
せる手段；および 熱可塑性材料に力を付加するために少なくと
もチヤンネルの断面積減少部分内のピンを含み
コアに連結された手段、フライトの任意の巻き
における該ピンのすべては少なくともその一部
が回転軸に直角な平面内に存在し、フライトは
該平面を通つて連続していて、熱可塑性材料の
順次区間の未溶融部分の断片化を連続になさし
めて出力端に溶融物を与え、その順次区間の対
応部分はほぼ同一の熱履歴を有する。

８ 上記第７項の装置において、熱可塑性材料の
順次区間の未溶融部分の連続的断片化は断面積
が連続的に減少しているチヤンネル部分に沿つ
て発生を開始せしめられる。

９ 上記第８項の装置において、少なくとも一方
の複数のピンをコに連結し、そこで熱可塑性材
料の順次区間の未溶融部分の断片化が発生を開
始せしめられる。

10 上記第８項の装置において、断面積が連続的
に減少するチヤンネル部分の下流のチヤンネル
部分に少なくとも一群の複数のピンを更に含
む。

11 発泡剤を有する発泡可能熱可塑性材料を押出
す装置は下記から成る： 縦方向に延びる円筒形孔を内部に形成したハ
ウジング； 前記孔内に密接しほぼその一端から他端へ延
びスクリユーの回転軸のまわりにらせん状に生
成されたチヤンネルを有する押出スクリユー、
該スクリユーの一端は受入れ端で他端は送出端
であつて、該スクリユーはその受入れ端から送
出端へ熱可塑性材料を前進させ該材料を均質化
するためのものである； 該スクリユーは受入れ端から送出端へかけて
順次に供給区間、圧縮区間、圧縮逃がし区間お
よび計量区間を形成されている； 熱可塑性材料に複数の力を付加するために少
なくとも圧縮区間内のチヤンネル内にある複数
のピン、そのチヤンネルの任意の１巻き中のす
べての該ピンは少なくともその一体的部分をス
クリユーの回転軸に直角な一平面内に配置せし
められており、チヤンネルの壁は前記平面を通
つて連続し中断しないように該平面と交差する
表面によつて形成されている。

12 上記第11項の装置において、チヤンネル内の
材料を加熱する手段を更に含み、スクリユーの
相対長および直径と前記区間におけるチヤンネ
ルの相対深さは、熱可塑性材料の順次区間の部
分が、一般に、給送区間の下流端で漸次溶融を
開始せしめられ、熱可塑性材料の順次区間の未
溶融部分が圧縮区間内で断片化されるように選
ばれており、前記ピンは断片化を連続的ならし
めて順次区間がほぼ同一の熱履歴を経た押出物
を与える。

13 上記第11項の装置において、前記ピンはスク
リユーの周囲に配置された少なくとも一群の複
数のピンを含む。

14 上記第13項の装置において、前記ピンは、回
転軸の半径方向垂直に向けられている。

15 上記第14項の装置において、計量区間にも少
なくとも一群の複数のピンを含む。

16 上記第15項の装置において、ピンの高さはフ
ライトの高さよりも僅かに小さい。

17 上記第15項の装置において、ピンの高さはフ
ライトの高さにほぼ等しい。

18 上記第15項の装置において、ピンは直径3/16
″（0.476cm）でありピンの軸はコアの周方向に
軸に沿つて約3/8″（0.952cm）づつ離隔してい
る。

19 上記第15項の装置において、コアの任意の一
部における突起間の谷表面の面積とピンの外部
露出表面の面積との比は０と１の間にある。

20 発泡剤を有する発泡可能熱可塑性材料を前進
させ、加工する押出スクリユーは下記から成
る： 回転軸を有するコア； コアから該コアの回転軸と同心状の回転表面
へと外方に延びるらせん状フライト、該フライ
トは横断方向で測つてフライトの隣り合う巻き
間にチヤンネルを画成し且つ縦方向においては
スクリユーの長手方向にらせん状通路をなして
延びる； 前記スクリユーは少なくとも供給区間、圧縮
区間、圧縮逃がし区間および計量区間を形成さ
れており、その相対長は圧縮区間の下流端の近
傍で該圧縮区間内の熱可塑性材料の順次区間の
未溶融部分の連続的断片化を生ぜしめように選
ばれている；および 断片化が発生する圧縮区間内でコアに連続さ
れ且つコアから回転表面へ向けて外方へ延びる
少なくとも一群の複数のピン、フライトの任意
の１巻きにおけるピンのすべてはコアの回転軸
に直角な平面内に実質的に配置され、らせん状
フライトは少なくともピンを含むスクリユーの
区間では連続的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を採用した圧縮逃がし式押出ス
クリユーの一部断面した立面図、第２図は第１図
示の押出スクリユーの一部の拡大断片詳図でスク
リユーのコアにその圧縮区間内で連続された一群
のピンを示す図、第３図は第１図示の押出しスク
リユーとその関連バレルの３−３線に沿つて見た
拡大断面図でスクリユーの縦方向軸から半径方向
外方に向かい且つ該軸に直角な平面内にほぼ存在
する複数のピンを示し、スクリユーのフライトは
該ピンを含むスクリユーの区間では中断されてい
ないことを示す図、第４図および第５図は圧縮区
間の近傍での拡大立面図であつて固体層と称する
ものの崩壊の状態を示す一連の図、第６図は押出
スクリユーのらせん状チヤンネルをそれからほど
いた場合の平面図で溶融物と固体材料との面積を
示す図、第７図は第６図のほどかれたチヤンネル
上にピンを重ね合わせて示し且つこれらのピンの
効果を示す図、 〔主要部分の符号の説明〕、２０……押出装
置、２２……シリンダ、２６……バレル、２７…
…孔、３１……スクリユー、３２……コア、３６
……供給区間、３７……圧縮区間、３８……圧縮
逃がし区間、３９……計量区間、４１……スクリ
ユーねじ山（フライト）、４２……チヤンネル、
４７……ピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性材料の流れの下流方向において前記
   供給区間よりはなれている圧縮区間、 計量区間、 ハウジング内で回転駆動されていて、中断され
   ないらせん状フライトを有し、そのコアが供給端
   から出口端へ延びているスクリユー、および 前記ハウジングの内壁と前記スクリユーのコア
   との間にあり、かつ該スクリユーの前記フライト
   によつて軸方向に制限されている熱可塑性材料用
   のチヤンネルを有し、 前記チヤンネルが、断面積が出口方向に向つて
   減少する圧縮区間と、前記スクリユーのコア上に
   設けられ、かつ少なくともその一部がスクリユー
   軸に対し垂直な平面内にあつて前記チヤネル内の
   熱可塑性材料の流路内へ突出しているピンとを有
   している発泡可能な発泡熱可塑性物質を押出すた
   めの装置において、 材料を加工し、かつ破断するために、前記ピン
   を、前記材料がなお固体状である供給区間３６よ
   りはなれて、圧縮区間３７に配置することを特徴
   とする押出装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
   前記ピン４７の高さはスクリユーのフライト４１
   より低い。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
   前記ピン４７とスクリユーのフライト４１とは同
   じ高さを有している。