JPS63502650A - ロ−タリ押出し機 - Google Patents

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】 ロータリ押出し機 発明の背景 本発明はロータリ押出し機の改良に係る。熱可塑性材料の押出しに適せるロータ リ押出し機は米国特許第３．８８０，５６４号、第４，０１２，４７７号ならび に第４．５０１．５４３号に既に開示されている。

かかる押出し機の使用に当っては新しく解決を必要とする諸問題が発生している 。これらの内の成るものはロータ軸及びロータハウジングの熱膨張に帰因してい る。他の問題はポリマーをロータリ押出し機に送り込む点に伴って発生している 。更に他の問題はロータ表面に対する不十分なポリマー粘着に帰因して発生して いる。上記及びその他の諸問題は本文に開示せる本発明の実施によりその大半が 解決されている。

発明の要約 上述の如き問題及び欠点を除去する目的で、熱膨張による有害な効果を著しく低 減し、ロークリ押出し機へのポリマーの供給を実質上向上せしめ、かつロータリ 面への溶解ポリマーの一段と大きな粘着を好適にもたらすような装置が提供され る。

本発明の一実施例によると、両端部に連続的単一軸を貫通して設ける代りにそれ ぞれ間隔をおいて設けた軸部が設けられたロータリ押出し機が提供される。

本発明のもう一つの実施例によると、既に開示されている単一溝孔の代シに複数 本の軸方向にへだてられた円筒状通路よシなる吐出出口を有するロータリ押出し 機が提供される。

本発明の更にもう一つの実施例によると、ロータの各端部及びそれに関連する端 部プレートの両者には端ぐシした受け部内に納めた圧力嵌めスラストリングが設 けられそれぞれの端部におけるスラストリングは対向接触を保ち異なれる金属よ シ作られているようなロータリ押出し機が提供される。

本発明による更にもう一つの実施例によれば、一端の出口溝と他端の出口溝との 間に置かれるロータ面の部分がローレット切シに形成されているロークリ押出し 機が提供される。

本発明の更にもう一つの実施例によると、送シ入ロ開口の前方壁の下部と、流入 点におけるロータハウジングの内壁面に対する接線との間の流入角度が約４５゜ であるようなロータリ押出し機が提供される。

本発明の更にもう一つの実施例によると、ロータリ面に垂直に送シ入ロ開口を貫 通する線が鉛直線の後方約１５°の角度におかれるようにロータリ押出し機がほ ぼ水平の下方に横たわる支持部材上に取付けられているようなロータリ押出し機 が提供される。

本発明のもう一つの実施例によると、軸方向に配置され円周方向にへたてられた カートリッジヒータがロータハウジングの加熱に用いられているロータリ押出し 機が提供される。

第１図において、電気駆動モータ１２とロータリ押出し機１４を取付けた支持構 造又はフレーム１０により熱可塑性シート材を生産するように設計された装置が 示されている。駆動モータ１２及びロータリ押出し機１４にはそれぞれより延び る駆動軸１６及びロータリ軸１８と、軸１６と１８を接続し駆動モータによシ回 転をロータリ押出し機１４に伝えるための駆動ベルト２０が設けられている。カ バー２１が軸１６及び１８と駆動ベルト又はチェーン２０を破覆し操作員その他 要員に対する余分の保護装置が得られる。駆動モータ１２はノースアメリカンハ イドロリック社の製造に係るに−２５００−Ｖなどの如き可変速油圧モータで良 く、電気モータ及びポンプ（図示省略）からの油圧ライン１５より圧力流体を受 けかつ引渡す。ロータリ押出し機１４には、支持構造部又はフレーム１０に取付 けられたハウジング２２が設けられハウジングにはその頂部に取付けられ、送り 入口開口２５を介してロータリ押出し機１４に熱可塑性材料を送るようになって いる。押出し機１４の吐出端におかれたダイヘッド２６には、溶融熱可塑性材料 が押出され所要形状材を得るための細溝口形の開口２８が形成されている。

又、図示省略せるも、熱可塑性材の冷却のための水おけと、この水おけに材料を 通し貯蔵に送り込むだめの一連の対向ローラが設けられている。

本発明の使用に好適な熱可塑性材は、すべての押出し可能のプラスチック材を包 含し、例えばエチルセルローズアセテート、アセト酪酸塩、アセトプロピオン酸 塩などのようなセルローズエステル及びエーテルと、塩化ビニールや酢酸ビニル 、塩化ビニリデン樹脂ポリビニルアルコールポリビニルブチラールの重合体及び 共重合体などのようなビニル及びビニリデン重合体及び共重合体と、アクリル酸 エステル及びメタアクリル酸エステルの重合体及び共重合体と、エチレンプロピ レンブチレンなどのようなフレフィン重合体及び共重合体と、スチレン２メチル スチレン及びそれらのニジストマー共重合体の混合物の重合体及び共重合体と、 ポリへキサメチレンアジパマイド（ｐｏｌｙｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｅｎｅａｄｉ ｐａｍｊ、ｄｅ　）、ポリウンデカナマイト（ｐｏｌｙｕｎｄｅｃａｎａｍｉｄ ｅ）、ポリヘキサメチールエネセバ力ナマイド（ｐｏｌｙｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ ｅｎｅｓｅｂａｃａｍｉｄｅ　）などのようなポリアミド、共重合ポリアミドと 、ポリカーボネートと、ポリアルデヒドと、ポリエーテルと、ポリウレタンと、 ポリエステルと、天然及び合成エラストマーと、熱可塑性弗化樹脂と、シリコン 樹脂及びニジストマー、ナイロン及ヒポリエチレンテレフタル酸塩などの如きも のがあげられる。

然しなから、ポリプロピレンやポリエチレンテレフタル酸塩若しくはポリスチレ ン及びそれらの共重合体とエラストマー例えばポリスチレン、スチレンアクリロ ニトリル共重合体（ｓＡＮ）やスチレン・ブタジェン・アクリロニトリル・共重 合体（ＡＢＳ　）　、メタクリル酸塩・スチレンゴム共重合体などを用いるのが 好ましい。

勿論、これらプラスチック材は溶融押出しを可能ならしめる状態にある限り充て ん剤や可塑剤、着色剤その他通常の添加物を混ぜで使用することができる。

ロータリ押出し機１４の詳細が第２図に示されており、ハウジング２２には、そ の中で右回転方向に回転できるよう軸方向にへたてられた回転軸部材１８（第６ 図に示す）に支持されたドラム又はロータ３０を配置するための内孔部２９が設 けられている。この内孔部２９は円筒形状で良いが、楕円形形状の内孔２９も後 述の理由より望ましいものである。ロータ３０はハウジングの全長にわたり長手 方向に延び、軸部材１８とロータ３０が一体となって回転するように軸方向にへ たてられた回転軸部材１８に対し同軸状に固定されている。ロータ３０は、ハウ ジング２２の内面とロータ３０の外面との間の間隔によシ異なった間隙を有する ２つの弧状ギャップを形成するようにハウジング２２の楕円形孔２９内に同軸状 に位置している。送り入口開口２５よシ右回転方向に始まシ先ずほぼ均等な間隙 の弧状ギャップが形成され本文では以降送りセクション３２と称し、これはほぼ 時計文字面の４時の点で終っている。次にほぼ７時の位置に始まりほぼ９時の位 置に配置された放出開口５２に向は引続き右回転方向に進むと以降圧縮セクショ ン３４と呼ばれるほぼ均等な間隙の第２の幅のせまい弧状ギャップが形成されて いる。送シセクション３２と圧縮セクション３４との間は、両セクション間に円 滑な移り変わりを形成するためのテーパ状の間隙をもった変ぜんセクション３６ になっている。送シセクションと圧縮セクションはそれぞれロータ３０の３６０ °回転角の約１７％から６６係を占めている。既述の如く、送りセクションと圧 縮セクションとの間の隙間の差異は、異なった溶融特性を有する異なったタイプ のポリマーを受入れるのに望ましいものである。隙間の間の関係はしばしば送り 間隙対圧縮間隙の比率で表わされる。例えば、ＡＢＳ材の押出し加工の場合、２ ．０から２．５対１の比率が最良のものと判明しておシ、スチレンに対しては６ ．５から４５対１の比が良く、ポリプロピレンの場合約４対１の比率が良好であ る。従って、約３０４−８＋ｕ＋（１２インチ）径のロータ径と３５５．６ｍｍ （１４インチ）の有効ロータ長即ち１２インチ×１４インチのロータリ押出し機 と呼ばれるロータリ押出し機において、ポリプロピレンの押出し加工の際約１１ ．０２ｍｍから１５．２４ｘｍ（０−４５ＣＩインｆカら０．６００イア４）（ ７）送シセクーションの間隙と約２．５４關がら６．５５朋＜　ｏ、ｉ　ｏ　ｏ インチから０．１４０インチ）の圧縮セクションの間隙が良好な成績をあげ、約 ４対１の送りセクション対圧縮セクションの比率を与える。楕円形状の内部域２ ９により更に送りセクション３２及び圧縮セクション３２の弧状形状が画成され 他方変ぜんセクション３６の弧の長さが低減する。

ハウジング２２を貫いてほぼ１２時の位置に内孔部２９に連通して送り開口２５ が設けられ、シュート２４から送られた熱可塑性材料を下方に配されたロータ３ ０上に直接向ける。送り開口２５はポンプリング８２．８４の間にハウジング２ ２を長手方向に横切り（後述の如く）、シュートから送られた熱可塑性材料を確 実にロータ３０のほぼ全長にわたり送シ込む。はぼ９時の位置におかれたグイヘ ッド２６がハウジング２２のねじ溝６０に螺合されたボルト５８によりハウジン グ２２に固定されている。グイヘッド２６には放出出口５２に通ずるダイ溝孔２ ８が含まれる。放出出口５２は、ハウジング２２の内部孔２９からグイヘッド２ ６のダイ溝孔２８の方へ外方に延びる複数本の長手方向に間隔のある円筒形通路 を含むのが好ましい。

本発明の特に好適な実施例によると、放出出口５２の円筒形通路の直径はロータ ３０の中間近くで小さくロータ３０の端部近くで大きく、それにょシダイヘッド ２６を通る熱可塑性材料の溶湯の一段とバランスのとれた流れが得られる。グイ ヘッド２６のダイ溝孔２８はフィルム状又はシート状の押出し材を得るのに十分 なせまい幅をもっている。その他のグイ型式例えばよシ型や発泡型、円筒型又は プロフィール型の如きものを本発明を損ねることなしにシート型の代シに用いて も良い。放出出口５２のための溝孔の代シの間隔をおいた円筒状通路の使用によ シ隣接する通路間に金属ウェブが保持されるので押出し中ハウジング２２の寸法 的安定性の維持が促される。

本発明のもう一つの好適実施例によると、押出し機ハウジング２２は第２図に示 す位置より右回転方向に約１５°回されて配置するのが好ましい。このようにハ ウジング２２を回転配置すると、第２図に示すように送り開口２５の壁を特に約 ４５°の角度Ｃだけ回転方向に切り下げた時ロータリ押出し機の送シ特性が改善 されることが判明している。取付ボルト６８がハウジング２２の下側の取付ねじ 孔７０を介しハウジング２２をフレーム１０に接続しており、ハウジング２２が 右回転方向に１５°回わされるような実施例の場合とのねじ孔７０の配置は第２ 図の位置より左回転方向に１５゜回されるものである。本発明のロータリ押出し 機を下方の支持部材上に取付けるその他の装置も同様に有効であり、ただこの取 付装置は好適には押出し機・・ウジング２２との面接触ならびにそれに伴う熱損 失を最小におさえるべきものである。

ハウジング２２内の放出開口５２と送り入口開口２５との間ロータ３０の面上方 に位置して絞りパー６２がおかれている。絞シバ−６２は放出出口５２を過ぎて 回転した後ロータ３０によシ送り人口２５へ戻される溶融ポリマーの量を制限す るために設計されている。絞りパー６２は長手方向にへだたりをおいたネジ６４ によってハウジング２２に固定位置に保たれる。

絞シバ−６２とロータ３０の面との間における約０．７６２ｔｔｒｙｔ　（０， ０３０インチ）のギャップがポリプロピレンの押出し加工に良好なものと信じら れている。

本発明を損ねることなしにほぼ１１時の位置における絞りパー６２に近接して放 出出口５２及びダイヘッド２６を位置ぎめしても良いものである。そうするとと によシ、熱可塑性溶湯は余分に６０°の弧状走行を受け追加の加熱時間を得る。

本発明の一好適実施例によると第２図に示すように、複数個のカートリッジヒー タ６３が７・ウゾング２２内の円周上に間隔をおいた長手方向に延びる内孔中に 挿入されロータ３０周りにおける均一加熱を与える。約１９．０５ｍｍ　（０− ７５インチ）径で合計約ｉ　ｓ、ｏ　ｏ　ｏワットから２０，０００ワツトを送 るカートリッジヒータ６３が上述の１２インチ×１４インチのロータリ押出し機 に対し良好であると信じられている。

本発明のロータリ押出し機に対し、下記の式がその設計並びに運転に適用できる 。

出力（０，４５ｋｇ（ボンド）７時間）＝ＮＰＨＤ２にここで、Ｎは使用された ポリマーの比重、Ｐはポンプ深さ即ちロータ外面とハウジングの内面との間の距 離、Ｈはロータの毎分回転数、Ｄはハウジングの直径、Ｋは与えられたポリマー の粘度常数で例えば高インパクトのポリスチレンの粘度常数は２．６である。上 式より判るようにスクリュー押出し機を支配する基本原理は適正運転上ロータリ 押出し機にも又適用されねばならぬ。最大出力はロータの回転速度によシ制限さ れ、ロータの回転速度は高速回転の際のロータ２２を支承するベアリングにより 制限される。然しなから、一般に約５　Ｏｒｐｍから１５　Ｏｒｐｍの範囲内の ロータ速度が良好であると判明している。

更にロータリ押出し機１４及びその内部構造について説明するため、次にロータ リ押出し機の俯敞横断面を示す第３図が参照される。ハウジング内部セクション ２９内のハウジング２２の両端に左舷及び右舷のポンプリング８２及び８４が、 ハウジング内面の両端に穿設した左舷及び右舷の端ぐりされた収納部内に嵌合す る寸法で設けられており、ポンプリング８２．８４の外径は端ぐりした収納部８ ７．８９の直径より約１２．７龍（０，５インチ）程小さくなっており、軸１８ とロータ３０の軸方向位置が変わった時に若干のポンプリングの半径方向の隙間 を可能にしている。ポンプリング８２．８４は後述の如き要領で端部プレート１ ０４．１０６により端ぐシされた収納部８７．８９内の定位置に保持される。

次に第４図及び第５図においてポンプリング８２の細部が更に示されている。図 解上第４図の半円形リング８２Ａ及び第５図の８２Ｂに分けた左舷側リング８２ は鋼合金で作られる。左舷側ポンプ半リング８２Ａ及び８２Ｂには第３図より見 てノ・ウゾング２２の左端内に位置ぎめされ以降ボートチャネル溝８６と呼ぶ複 数本のらせん形の右回りの溝がリング内面に形成され溝８６の装置内方に位置し かつリング内面を３６０°完全に回っている中央収集溝９０に連通して設けられ ている。右回りの溝とは、第６図の押出し機の左端から眺めてボートチャネル溝 ８６の周りの右回転によりノ・ウジフグ２２内に入シ込む内方への進みが得られ 、溝８６の周りの左回転によシ外万への進みがもたらされることを意味している 。ボートリング８２Ａは中央溝９０の装置内方側に位置しかつ溝９０に連通しし かもボー）　ＩＪング８２Ａの内縁部９６に延びるらせん形右回り出口溝９４に よって８２Ｂから区別されており、ボートリング８２は出口溝９４が送りセクシ ョン３２に連通ずるようにノ・ウゾング２２内部に位置ぎめされている。次に、 第６図及び第７図において、右舷側ポンプリング８４が示されており、図解上こ のリングはハウジング２２内の軸１８の右端に位置する第６図の半円形リング８ ４Ａと第７図の８４Ｂとに分けられている。右舷側半円形リング８４Ａ及び８４ Ｂには以降スターボードチャネル溝８８と称する複数本の左回りらせん形溝がリ ング内面上に設けられ、このらせん形溝は溝８８の装置内方に位置しかつ連続６ ６Ｄ０にわたりリング８４の内面をめぐっている中央収集溝９０′に連通してい る。左回りの溝とは、第３図の押出し機の左端より軸方向に眺めてスターボード チャネル溝８８の周りの左回転がノ・ウジフグ２２内に入り込む内方前進をもた らし右回転により外方への進みがもたらせるものを意味する。スターボード半円 形ＩＪ　７グ８４Ａは、中央溝９０′の装置内方に位置し中央溝９０′に連通し かつスターボーｒ　ＩＪソング４Ａの内縁部９７に延びているらせん形の左回り の出口溝９５によってリング８４Ｂから区別されており、リング８４は出口溝９ ５が送シセクション３２に連通ずるようにハウジング２２内部に位置ぎめされて いる。らせん形溝８６．８８の幅は約２−７６８ｙ＋ｍ　（０１０９インチ）深 さは約３．１７５ｍｍ（０，１２５インチ）から４．７６２１１１１１１１（０ １８７５インチ）で、谷溝の中心線間の距離は約６−３５　ｍｍ　（０，２５イ ンチ）である。中央溝９０．９０’は約３．１７５ｍｍ（０，１２５インチ）の 深さの約１２．７龍（０，５インチ）幅のものである。出口溝９４．９５は約６ ．３５＋ｎｍ（０，２５インチ）深さの約６．６５ｍｍ（０，２５インチ）幅の ものである。その他の溝寸法も本発明を損ねることな［−に使用しても良いが、 らせん形溝８６．８８は、リング８２．８４の周りを一回転した後湾８６．８８ 内に残るすべての浴湯は中央溝９０．９０’内に向けられるよう設計されねばな らぬ。

次に再び第６図において、図示より判るようにロータ３０の表面に円周にわたり スターボードポンプリング８４及びスターボードチャネル溝８８の内側に複数本 のスターボード方向溝１０２が、ロータ３０が第６図より見て上方回転方向又は 第２図より見て右回転方向に回転する時、ベクトル力が上方回転方向ならびにハ ウジング２２の中心に向かう軸方向の両方に熱可塑性材料に対して与えられるよ うにロータ３０上に角度状に位置ぎめされている。ロータ３０が上方回転方向に 回転するにつれ方向ぎめ溝１０２は溝８８と回転組合せの下で働き、ハウジング ２２の中心に向かっての軸方向と右回転方向の両方における掃引作用により熱可 塑性材料を溝８８にそって送シ、溶湯は最後には中央溝９０′に達しそこで引続 き右回転方向に向けられる。

熱可塑性材料が方向ぎめ溝１０２により加えられた回転力により中央溝９０内に そい押しやられるにつれ、方向ぎめ溝１０２によシハウジング２２の中心に向は 更に送りセクション３２内に向は与えられる軸方向と回転方向の両方の力の組合 せによシ出ロ溝９５を通じて吐出される。

同様にボート方向ぎめ溝１００には、ボートボンシリング８２及びボートチャネ ル溝８６と反対にロータ３０の円周にそって複数本の溝が含まれる。溝８６は、 ロータ３０が第６図より見て上方回転方向又は第２図より見て右回転方向に回転 する際熱可塑性材料が上方回転方向及びハウジング２２の中心に向けた軸方向の 両方の方向にベクトル力が与えられるようにロータ３０上に角度状をなして位置 ぎめされている。ロータ３０が上方回転方向に動くにつれボート方向ぎめ溝１０ ０がボートチャネル溝８６と回転組合せの下で働き）・ウジング２２の中心に向 かう軸方向及び中央溝９０に入り込みそれにそう回転方向で熱可塑性材料を溝８ ６にそって押しやる。熱可塑性材料が中央溝９０内に集められるので、方向ぎめ 溝１００からの回転力により出口溝９４を介してハウジング２２の中心の方にそ して送りセクション３２内に吐出される。方向ぎめ溝１００゜１０２は約６．３ ５龍（０，２５インチ）の幅で谷溝の中心線間で測って約２５．４ｍｍ（１イン チ）の間隔がおかれている。第３図において溝１００，１０２を通じロータ軸線 に平行に引かれた仮想中心線が溝１００゜１０２を通じて引かれた線と交差して 形成する方向ぎめｍ１００，１０２の正確なスラスト角度は重要ではないのであ る。然しなから、溝１００．１０２は、ロータ３０が第６図で上方回転方向に回 転した時上方向及びハウジング２２の中心に向かう内方向の両方の方向にベクト ル力が熱可塑性溶湯に与えられるように角度状に位置ぎめされている。約２０° から約７０°のスラスト角度Ａにより必要な回転軸方向に向かう力が得るられる も、約２０°から約２５°のスラスト角度Ａが好ましい。

更に、ボンノリング１１６，１１７の内面とロータ３０の外面との間の距離は熱 可塑性材料の押出しのための側当り０−１２７ｍｍ（０−００５インチ）から０ 　、５０８ｍｍ（０，０２０インチ）で、ポリプロピレン押出しに対しては側当 り約ＣＬ２０３ｍｍ（０，００８インチ）のへだたりが好ましい。それより隙間 が小さいとロータ３０上に過大な引張りを与え、大きな隙間ではハウジング２２ からの洩れをもたらす。

第６図において、ロータ３０には内孔３１を形成するのが好ましい。３０４−８ ｍｍ（１２インチ）径のロータ３０と約１７７．８＋ｍｉ　（フインチ）の内孔 ３１が好ましい。軸１８は米国特許第４．５０１，５４３号に開示せる如き一本 の軸ではなく２本の軸方向にへたてられた軸部材１８．１８’よシ構成するのが 好ましい。この一本の軸の代に２本のへだたりをおいた軸部材１８゜１８′をロ ータ３０の両端にそれぞれ固定して接続した構成はロータリ押出し機の運転に係 って従来発生せる問題の解決に好適のものであると信じられている。リング８２ ．８４の間のロータ３０の外面上にローレット３３が形成されておりノ・ウジフ グ２２内のロータ３０の回転によシ孔２９（第２図参照）を引き出されるポリマ ーの量を増加させる。スラストリング１０９′がスラストリング１０９と反対の ロータ３０の端部に端ぐり形成した凹部に締まり嵌めされている。スラストリン グ１０９をＡｌ５ＩのＨ１３工具鋼（硬化研磨を施した）より作シスラストリン グ１０９′をアルミニウムブロンズ（ライスコン−キャストＷＣＦ　１７５　） よシ作った場合、ロータ３０の端部とハウジング２２の端部シレー）１０４，１ ０６との間における摩擦減少という点で特に好ましき結果が達成される。端部プ レート１０４及び１０６にはロータリ軸１８を貫通挿入するための内孔１０７が 形成されており、端部プレートはねじ装着孔１１０にねじ込まれたボルト１０８ によシハウジング２２に固定される。ロータリ軸部材１８゜１８′はそれぞれボ ート側及びスターボード側ベアリングハウジング１１６及び１１７内に位置ぎめ され、シールリング１１３で両側よシ定位置に保たれたベアリング１１９により 回転できるよう支持されている。シールリング１１３は又、ベアリングからの潤 滑油の洩れを防止し押出し機や外部から汚物がベアリングに混入するのを防ぐ働 きをする。端部シレー）　１０４゜１０６の外面に端ぐシ形成した凹部１１５に 嵌合したベアリングハウジング１１６，１１７によりハウジング２２の両端でロ ータリ軸１８，１８’が支持されている。ベアリングハウジング１１６，１１７ は、ベアリング・・ウジフグ孔１２０に挿入され更に端部プレートねじ孔１２２ にねじ込まれたボルト１２３によシそれぞれ端部プレー）１０４，１０６の外面 に固定される。

ベアリング・・ウジング１１６．１１７はロータリ軸部材１８．１８’を両端に 支持するため約４５，０００ｋｌ？（１００，０００ボンド）定格のローラ型ベ アリングを収納する。又、このベアリング・・ウジング内にはこのハウジング１ １６，１１７に冷却水を循環させるだめの水冷孔１２１が設けられている。ペア リングツ・ウジング１１６，１１７は循環冷却剤を含有する外部カラーの追加に よっても効果的に冷却することが可能である。

第６図及び第８図に示す好適実施例の場合、ベアリングハウジング軸チャネル１ １８がペアリングツ・ウゾング１１６，１１７内部の軸方向中心よシ外れて位置 している。端部プレート１０４，１０６には複数個のペアリングツ・ウジ／グ再 位置ぎめ孔１２０が、端部プレー）１０４，１０６に対するさまざまな位置にベ アリング・・ウジング１１６，１１７を再位置ぎめするためのボルト１２３をね じ込んで設けられ、再位置ぎめ孔１２０は軸孔１０７と同心状でペアリングツ・ ウジフグ孔１２２に整列しておりボルトを貫通係合できるように構しである。更 に詳しく観察すると判るように、再位置ぎめ孔１２０を用いるペアリングツ・ウ ジング１１６．１１７の端部プレート１０４，１０６に対する回転再位置ぎめに おいてチャネル１１８の心外れ位置により軸部材１８．１８’従ってノ・ウジフ グ２２内のロータ３０の位置を変えることができ、それにより送りセクション３ ２及び圧縮セクション３４０寸法及び形状を変更する。内孔１０７の直径は軸部 材１８゜１８′の横方向再位置ぎめを可能ならしめるよう十分に大きい。以上の 如く、ロータリ押出し機の送りセクション及び圧縮セクションを変え押出しする 熱可塑性材料の色々なタイプのものを受け入れる簡単な方法が達成される。事実 、再位置孔１２０に対するベアリングハウジング１１６，１１７の位置はペアリ ングツ・ウジングの再位置ぎめが比較的簡単なように一定比率を達成し標識を付 けるよう計算され、それにより他のｏ　−タリ押出し機に伴う微細調節の必要性 及び心外れなしに正確な所定の供給を達成する。８個の再位置ぎめ孔１２０を用 いた第８図に示す好適実施例においては、ベアリング・・ウゾング・１１６，１ １７を回転させることにより送り対吐出の比率を変えることが可能である。

ベアリングハウジング１１６，１１７は単に端部プレート１０４，１０６のボル ト１０８をゆるめポンプリング８２．８４をそれぞれ横方向に動かせるようにし 次いでベアリングハウジング１１６，１１７を保持するボルト１２３を取外しす ることによシこれらを再位置ぎめし所望の送シ・圧縮比率を達成することができ る。次に、ボルト１２３をベアリングハウジング孔１２２に差し込み再位置ぎめ 孔１２０にねじ込ませ、ボルト１０８を端部プレー）１０４，１０６内に締め直 す。既述の如く、ポンプリング１０４，１０６の外径は端ぐシした凹部８７，８ ９の内径よシ約１２−７ｍｊ！（０，５インチ）小さくリング１０４，１０６の 半径方向の再整列を可能ならしめハウジング２２の内面とロータ３０との間にロ ータ３０の再位置ぎめ後における適当なヌペースが得られる。送υ対吐出比率を 変える時ポンプリングは同位置に留まらねばならない。

端部プレー）１０４，１０６には、ハウジング２２よシすべての連発物を逃がす だめの複数個の溢れ出し孔１２７が内孔１０７の周りに同心状に位置して設けら れている。孔１２７は又ボンデリング故障の場合における熱可塑性溶湯の非常用 浴出し口としての役割も果たす。

次に、第１図において、送り組立体１３０には押出し機ハウジング２２の頂部に おかれた送りシュート２４が含まれこのシュートは上部位置の送シホツパ−１３ ２からの熱可塑性材料を下方のエンドレスベルト１３４へ自然落下流によシ受け 、送シベルト１３４は駆動軸１３８及びローラ１４０により送シベルト１３４に 接続された送りモータ１３６によって駆動される。

驚くべきことには、多量の熱可塑性材料をハウジング２２及びロータ３０にどっ と溢れ送ると押出し機の適正作動が阻止される。ロータ３０の面にくっつく熱可 塑性溶湯に対するペレットの接触はその適切な加熱及び剪断にとシ重要なもので ある点が判明している。溢れ送りによシロータ面には余りにも多くのペレットが 付き、その結果ロータ３０の表面上方にペレットが累積し、他方ハウジング２２ に選択的にペレットを送ることによシペレットと溶湯間の一段と大きな接触が確 保される。送りシュート２４は送り入口開口２５を被っておシ開口２５はロータ ３０の全長の大半を熱可塑性材斜送シにさらけ出しそれによυロータ３０全長に わたる材料配分が確保される点評価さるべきである。

送りベルト１３４は送りシュート２４よシ僅かに幅が小さくロータ３０にわたる 熱可塑性材料の分布を促進する。送りシュート２４内に複数枚の送り分布板１３ ５が垂直位置に設けられシュート２４を横方向に分割している。分布板１３５は シュート２４の中央に向は内方に曲げられシュートの中央からその端部に向かう 熱可塑性材料をそらせ口・−夕３０にわたる一段と均等な送り材の配分を形成す る。上方配置の送りホッパー１３２には先端に送りノズル１４６を有する逆円錐 形部１４４が含まれている。ホッパー１３２よりの送す出し量はベルト１３４の 速度でコントロールされる。

ベルト１３４に対する送りノズル１４６の垂直位置は、送りホッパー１３２の− に下調整により熱可塑性材料ペレットのす・イズの変動に備えて自由に調節がで きる。

送りノズル１４６の先端と送りベルト１３２との間のペレットサイズの約１１／ ２倍の垂直距離により熱可塑性材料がベルト１３２から溢ｉ１出すようなことな しに適切な送り量をベル）１３２１τ対（７て保証する。送りシュート２４には 又そこに保持した送り材に熱が集積するのを防止するため水の循環のだめの水冷 却孔（図示省略）が設けられる。更に、熱気導管１４８によりヒータファン（図 示省略）からの約７９．４°Ｃ（１７５′Ｆ）の熱気が送りノズル１４６近くの 送りホッパー１３２に送られる。熱気により押出し熱可塑性フィルム上にしばし ばあばだ状に現われる熱可塑性材料の粒子１６１の水分が除かれる。熱気の温度 はホッパー１３２内に熱可塑性材の送りの溶融が行われないように十分低く保た れる。然しなから、プラスチック材料はその溶融温度近くに上げられるので上昇 温度により一段と大きな生産量が得られる。

本装置の運転は下記の如く行われる。第１図において、コンベヤーベルトその他 の機械的装置若しくは手動操作により熱可塑性材料が上方配置の送シホツパ−１ ３２に送られる。この熱可塑性材の供給分は、自然落下流により送りノズル１４ ６を介し回転する送りベルト１３４の表面にそしてベルト１３４からベルトが第 １図に示すように右回転方向に回転する際ベルトの送り端のすぐ下方に位置する 送りシュート２４内へ落下する。送りシュートに対する熱可塑性送りの引渡し量 はベルト１３４の回転速度により決められる。送シモータ１３６及び送りベルト １３４は熱可塑性材の送り分を送りシュート２４に引渡せるよう開口を穿設して 有するたな部材１５４上に支持されている。

送りシュー）２４−にの熱可塑性材料の供給開始前に熱気がヒータファンから導 管１４８に送られる。駆動モータ１２が動かされ駆動ベルト２０を介しロータリ 押出し機１４へ回転力を伝える。ロータリ押出し機１４が作動速度に達すると、 送りシュート２４に対する熱可塑性材料の引渡しが開始する。

次に第２図において、ロータ３０が右回転方向に動かされる状態で熱可塑性材供 給分は送り入口開口２５を通じてロータ３０の表面上に自然落下する。絞りパー ６２が、ロータ３０にくっつく熱可塑性溶湯の一部が送シ開口２５に戻りそれに より熱可塑性材供給分がくっつくだめの粘着面が形成されるよう位置ぎめされ、 それにより一段と早い生産速度ならびにロータ３０の面にくっついた熱可塑性材 料にこすシつくゆるやかな熱可塑性材料に帰因する成る剪断作用がもたらされる 。

若し溶湯流出金型２６に若干の溶融していない若しくは一部融けたペレットが含 有した場合には、絞りパー６２を上昇せしめ溝孔２８よシ押し出す材料の量を減 らし、それによりハウジング２２内におけるより大きい溶湯と熱を維持する。他 方、若し溶湯流出金型２６の温度が余シにも高いと、絞りパー６２を下げてよシ 多くの溶湯をハウジング２２より吐出せしめ、それによシハウジング内の全体の 溶湯と熱を低減することができる。調節ネジを設けた絞シバ−６２が使用できる けれどガタガタ鳴る音の問題が伴っており、従って固定式絞りパーの使用ができ るだけ好ましい。

ロータ３０の右回転方向の動きによシ供給分が送りセクション３２に運ばれそこ で加熱を受ける。ペレットがロータ３０にくっついている粘着性の熱可塑性溶湯 に衝突するのでペレットは迅速に加熱される。加熱溶湯からの蒸気ならびに加熱 ペレットの周シの拡がった空気よりの蒸気は入口２５及び送りシュート２４の外 へ追い出さｎる。ロータ３０が引続き回転すると、一部加熱された熱可塑性供給 材はロータと一緒に転移領域３６を通じ幅のせまい圧縮セクション３４内へ運び 込まれ、そこでロータ３０とノ・ウゾング２２との間のせまくなった隙間及びこ れに伴う増加せる内部圧力によシ供給材の加熱溶融の大半が行われる。送りセク ション３２と圧縮セクション３４との間には明瞭に画成された境がないので既述 した加熱作用の一部は中間の転移セクション３６でも行われるものである。ロー タ３０が更に右回転方向に回ると、熱可塑性材料は吐出出口５２に運ばれ、そこ で材料は金型５６より押し出される。引続き吐出出口５２を通過しようとする供 給材はロータ３０の面の上方に位置する絞シバ−６２により封鎖される。絞りパ ー６２を、小部分の供給材が絞９バーを過ぎて回転し既述の如くロータ３０上に 連続状の溶湯の薄層を形成できるようにセットすることが好ましい。次に、熱可 塑性溶湯は吐出出口５２を通じ金型溝孔５６に押込められ、供給材が金型溝孔２ ８で決まる最終形状に押し出される。

既述の如く、他の押出し機の場合、熱可塑性溶湯が軸孔１０７を通りハウジング ２２の両端から押し出される時に顕著な問題が発生している。本発明においては 、端部プレー）１０４，１０６及びボートとスターボード側のポンプリング８２ ．８４により熱可塑性溶湯の軸方向外方への流れに対する障害が形成される。

第３図から第７図に示すように、ボンシリング８２゜８４は熱可塑性溶湯を端部 プレートから遠ざけ送シセクション３２へ戻すように再方向づけしかつ再誘動す る点で斬新性をもっている。この余分の熱可塑性溶湯のリサイクルはポンプリン グ８２．８４の内面上に配されたチャネル溝８６．８８によυ達成され、矢印１ ５２はポンプリング８２．８４の周りにおける溶湯の走行方向を示している。既 述の如く、ボート側ポンプリング８２は、回転軸部材１８．１８’の回転方向の 成分とハウジング２２の中心に向けた端部プレート１０４から遠ざかる軸方向の 成分とを有する右回りのらせん溝８６を含んでいる。これとは逆にスターボード 側のポンプリング８４には、熱可塑性溶湯をハウジング２２の中心に向かう方向 に端部プレート１０６から遠ざかるように向ける左回シのらせん溝８８が含まれ ている。溶湯は内方に向けられるので、送シセクション３２内に出る出口溝９４ ．９５と連通ずる大きな中央採集チャネル９０．９０’に溶湯は集められる。

ロータ３０のボート側及びスターボード側端部に位置して６溝及びポンプリング ８２．８４と連動して方向づけ溝１００及び１０２が設けられロータ３０と共に 回転し、熱可塑性溶湯を溝８６．８８にそって中央溝９０．９０’に更に出口溝 ９４．９５にそして送りセクション３２内へ押しやる力を与える。ポンプリング 及び方向づけ溝のスラスト力及び軸方向の力の組合せにより熱可塑性溶湯を端部 プレートから遠ざけ送りセクション３２内へ押しやる必要な力が得られる。

第９図に示す本発明のもう１つの実施例においては、圧力吐出増加装置１５６が 吐出端のロータリ押出し機１４に連通して配置されている。ロータリ押出し機１ ４からの吐出圧は一般に既述の熱可塑性材料の押出しに十分な１５．７５に９／ ｃｍ”から１７．５に９／ｃｍ２（２２５ｐｓｉから２５０ｐｓｉ　）の範囲内 のものである。然し、場合によυ最大重　４０　ｋｇ／　ｃ７ｒＬ”（２，［］ 　００　ｐｓｉ　）の押出し吐出圧を必要とする撚り金型などのような高圧押出 し型で押出し加工するのには一段と高い吐出圧が必要なものと判明している。こ の高吐出圧の達成にはロータリ押出し機１４の吐出端に位置するヒータ１６４に 導管１６２を介して直接連通するロータリギヤポンプ１６０が設けられている。

ヒータ１６４は電気抵抗タイプのヒータで熱可塑性材料がポンプ１６２に確実に 溶融状態で保たられるのに要する熱を提供する。ロータリギヤポンプ１６０は約 １４０１Ｖ／ｃｒｎ２（２０００ｐｓｉ　）の吐出圧を有し型１６２を通じて吐 出する。ロータリギヤポンプ１６０は約１５馬力の出力をもつ電気ＤＣ駆動モー タ１７０によシ駆動され、このモータは可変速ベルト１６４を介して減速ギヤ１ ７２に作用し減速ギヤはチェーン１６６を動かし型１６２を通ずる所要の押出し 圧を得る。驚くべきことには、ポンプ増加装置１５６の追加の利点は、ポンプ１ ６０による成る「吸引作用」に帰因する金型２６から・・ウジフグ２２内への背 圧の減少にある。減少された背圧により・・ウゾング２２内圧の減少がもたらさ れ、この内圧減少により溶湯がロータ軸にそいノ・ウゾング端部プレートへ走行 する傾向が減少する。ポンプリング８２．８４とポンプ増加装置１５６の組合せ により端部プレー）１０４，１０６の周りにおけるすべての熱可塑性溶湯の洩れ が効果的に除かれる。

本発明の原理を離脱することなしにさまざまなその他の修正や改良を本文記載の 装置に実施することができる。本発明の原理は熱可塑性材料の処理に限られるも のではない点注記さるべきである。洩れ問題をかかえるあらゆるタイプのロータ リ装置には本発明の溝つきポンプリング及びロータに示された再チャネル概念を 利用することができる。装置内の材料の粘度が減るにつれロータの回転速度は増 加する必要があるけれど更に粘性のある熱可塑性材料に対しては回転速度は減少 する。粘着性の熱可塑性材料を押出す時この再チャネルの概念は１００　ｒｐｍ の低回転速度で働く点が判明しておシ、そのためハウジング端部よりの洩れの発 生する油など粘着性材料を送るポンプの場合本発明原理が役に立つ。従って、本 文に説明し添付図面に示した装置は単に例示的なものであり、本発明の範囲を制 限するものではない。

図面の簡単な説明 本発明の装置について次の図面を参照にして詳しく説明する。

第１図は送ｐ組立体、ロータリ押出し機及び支持構成を概略図示せる斜視図、 第２図は本発明のロータリ押出し機の横断面図、第６図は本発明のロータリ押出 し機の横断頂面図、第４図及び第５図はチャネル溝、中央回集溝及び出口溝を示 す左舷側ポンプリングの横断面図、第６図及び第７図は右舷側ポンプリングの横 断面図、第８図は端部プレート及びロータリ押出し機の軸承ハウジングの軸方向 図、 第９図は直接圧力増大装置へ接続されたロータリ押出し機の斜視図である。

ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、８ （り Ｕ− 手続ネ市正書 昭和６３年７月２ｚ日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．熱可塑性材料などを可塑化するための装置にして、 ａ．全体に楕円形の内部凹所と、入口と、前記凹所に連通する型開口を有するハ ウジングと、ｂ．該ハウジング内の前記凹所内に回転可能に取付けた押出し部材 にして、前記の全体に楕円形の凹所内におかれた円筒形ロータを含み第１の間隙 域と対向する第２の小間隙域とを画成し、該間隙域の両者は前記ハクジングの内 面と前記ロータの外面との間における前記ロータの軸方向長さにそつて延びる前 記押出し部材と、 ｃ．前記ロータを軸方向に回転し前記間隙域内の熱可塑性材料を可塑化し前記間 隙域から可塑化された材料を前記型開口を通じて送り出すための装置と、 ｄ．型開口と前記ハクジングの間にこれと連通して位置し前記型開口を通ずる熱 可塑性溶湯の圧力を増加し前記ハウジング内の内部圧力を減少する装置を包含す る可塑化装置。
2. ２．圧力増加装置はロータリギヤポンプを有する請求の範囲第１項による装置。
3. ３．円筒形ロータは長手方向にへだてられた軸部材により回転可能に取付けられ 前記軸部材の１つは前記ロータの端部に固定されて接続されている請求の範囲第 １項による装置。
4. ４．前記ロータの外面の大部分は刻みが付けられている請求の範囲第１項による 装置。
5. ５．前記ハウジングは前記凹所と前記型開口との間における流体連通を形成する 吐出出口を有し、該吐出出口は更に複数本の長手方向にへだてられた円筒形通路 を有する請求の範囲第１項による装置。
6. ６．前記ハウジングは更に、前記ロータの各端部におかれたスラストリングに接 触対向しておかれたスラストリングを有し、前記ハウジング内のスラストリング 及び前記ロータ内のスラストリングは異なれる金属より作られる請求の範囲第１ 項による装置。
7. ７．前記入口は更に、前記ロータの回転方向にアンダーカツトされた壁を有する 請求の範囲第１項による装置。
8. ８．前記入口は垂直線より前記ロータの回転方向に約１５°の角度でおかれてい る請求の範囲第１項による装置。
9. ９．前記ハクジングは更に、複数個の長手方向におかれ円周方向にへだてられた カートリツジヒータを有する請求の範囲第１項による装置。