KR20110031285A - 가소성 괴체의 압출 방법 - Google Patents

가소성 괴체의 압출 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110031285A
KR20110031285A KR1020107028466A KR20107028466A KR20110031285A KR 20110031285 A KR20110031285 A KR 20110031285A KR 1020107028466 A KR1020107028466 A KR 1020107028466A KR 20107028466 A KR20107028466 A KR 20107028466A KR 20110031285 A KR20110031285 A KR 20110031285A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
screw
barrel
zone
band
screw profile
Prior art date
Application number
KR1020107028466A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101575386B1 (ko
Inventor
토마스 쾨니크
미하엘 비르델
카르스텐 콘첸
울리히 리젠펠더
클레멘스 콜그뤼버
라이너 루돌프
요한 레흐너
Original Assignee
바이엘 머티리얼사이언스 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 바이엘 머티리얼사이언스 아게 filed Critical 바이엘 머티리얼사이언스 아게
Publication of KR20110031285A publication Critical patent/KR20110031285A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101575386B1 publication Critical patent/KR101575386B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/251—Design of extruder parts, e.g. by modelling based on mathematical theories or experiments
    • B29C48/2517—Design of extruder parts, e.g. by modelling based on mathematical theories or experiments of intermeshing screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B29B7/481—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws provided with paddles, gears or discs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B29B7/488—Parts, e.g. casings, sealings; Accessories, e.g. flow controlling or throttling devices
    • B29B7/489—Screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/27—Cleaning; Purging; Avoiding contamination
    • B29C48/2715—Cleaning; Purging; Avoiding contamination of plasticising units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/402—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders the screws having intermeshing parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/505—Screws
    • B29C48/57—Screws provided with kneading disc-like elements, e.g. with oval-shaped elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/505—Screws
    • B29C48/59—Screws characterised by details of the thread, i.e. the shape of a single thread of the material-feeding screw
    • B29C48/61—Threads having wavy profiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/505—Screws
    • B29C48/64—Screws with two or more threads
    • B29C48/65—Screws with two or more threads neighbouring threads or channels having different configurations, e.g. one thread being lower than its neighbouring thread
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/505—Screws
    • B29C48/64—Screws with two or more threads
    • B29C48/655—Screws with two or more threads having three or more threads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/505—Screws
    • B29C48/67—Screws having incorporated mixing devices not provided for in groups B29C48/52 - B29C48/66
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 가소성 괴체(mass)의 압출 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 특히 가소성 괴체, 특히 중합체 용융물, 및 중합체 용융물 혼합물, 특히 열가소성 물질 및 엘라스토머, 특히 바람직하게는 폴리카르보네이트, 및 폴리카르보네이트 블렌드의 운반, 혼련 및/또는 혼합과 또한, 예를 들면 고체, 액체, 기체 또는 다른 중합체, 또는 다른 중합체 블렌드와 같은 기타 물질의 혼입에 관한 것이다.

Description

가소성 괴체의 압출 방법 {METHOD FOR EXTRUDING PLASTIC MASSES}
본 발명은 가소성 조성물의 압출 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 특히 가소성 조성물, 특히 중합체 용융물, 및 중합체 용융물 혼합물, 특히 열가소성 물질 및 엘라스토머, 특히 바람직하게는 폴리카르보네이트, 및 폴리카르보네이트 블렌드의 운반, 혼련 및/또는 혼합과 또한, 예를 들면 고체, 액체, 기체 또는 다른 중합체, 또는 다른 중합체 블렌드와 같은 기타 물질의 혼입에 관한 것이다.
가소성 조성물의 압출은 특히 중합체의 제조, 배합 및 가공에서 중요한 역할을 한다. 여기서 및 하기에서 압출은 문헌 [1]에 상세히 기재된 바와 같이 동방향회전(co-rotating) 이축 스크류 압출기 또는 다축 스크류 압출기에서 물질, 또는 물질 혼합물을 처리하는 것을 의미한다 ([1] = Kohlgrueber. Der gleichlaeufige Doppelschneckenextruder [The co-rotating twin-screw extruder], Hanser Verlag Munich 2007).
본 출원에서, 용어 다축 스크류 압출기는 또한, 예를 들면 고리 압출기 또는 이축 스크류 압출기를 포함한다.
동방향회전 이축 스크류 압출기 또는 임의로 다축 스크류 압출기 (이의 로터는 완전 자체-와이핑(self-wiping)됨)는 오래전부터 공지된 것이다 (예를 들면 DE 862 668 참조). 완전 자체-와이핑 프로파일의 원리를 기초로 하는 압출기는 중합체 제조 및 중합체 가공에서 여러 많은 용도로 이용되어 왔다. 이는 주로, 통상의 가공 온도에서 중합체 용융물이 표면에 들러붙고 시간이 흐름에 따라 분해된다는 점이 완전 자체-와이핑 스크류의 자체 세정 작용에 의해 방지된다는 사실에 기인한다. 완전 자체-와이핑 스크류 프로파일의 제조 규칙이, 예를 들면, 공개물 [1] (96-109면)에 제공되어 있다. 여기에는 또한 이축 스크류 압출기의 제1 스크류의 소정의 스크류 프로파일이 어떻게 이축 스크류 압출기의 제2 스크류의 스크류 프로파일을 결정하는지가 기재되어 있다. 이에 따라, 이축 스크류 압출기의 제1 스크류의 스크류 프로파일은 발생시키는(generating) 스크류 프로파일로서 알려져 있다. 이축 스크류 압출기의 제2 스크류의 스크류 프로파일은 이축 스크류 압출기의 제1 스크류의 스크류 프로파일을 따르고, 이에 따라 발생되는(generated) 스크류 프로파일이라고 알려져 있다. 다축 스크류 압출기의 경우, 이웃하는 스크류가 항상 발생시키는 스크류 프로파일 및 발생되는 스크류 프로파일로 교대로 배열된다.
최신의 이축 스크류 압출기는 여러 스크류 요소가 코어 샤프트 상에 장착되는 빌딩-블록 시스템을 갖는다. 이러한 방식으로, 당업자는 진행중인 특정 과제에 맞추어 이축 스크류 압출기를 적합화시킬 수 있다.
당업자에 공지되어 있으며, 예를 들면 문헌 [1] (96-109면)에서 찾을 수 있는 바와 같은, 선행 기술에 따라 공지된 근접 맞물림형(closely intermeshing) 자가 세정 동방향회전 스크류 프로파일 (이의 제1 발명자에 따라 이하 에르트멩거(Erdmenger) 스크류 프로파일이라 칭함)은 세 가지 변수의 지정에 의해 명백하게 정의된다: 플라이트(flight)의 수 z, 외부 스크류 반경 ra 및 중심선 거리 a. 플라이트의 수 z는 1과 같거나 그 보다 큰 정수이다. 스크류 프로파일의 추가의 중요 특성 파라미터는 코어 반경 ri이다. 스크류 프로파일의 추가의 중요 특성 파라미터는 플라이트 깊이 h이다.
외부 스크류 반경과 동일한 스크류 프로파일의 대역은 팁 대역으로서 공지되어 있다. 코어 반경과 동일한 스크류 프로파일의 대역은 오목(grooved) 대역으로서 공지되어 있다. 외부 스크류 반경보다 작고 코어 반경보다 큰 스크류 프로파일의 대역은 플랭크(flank) 대역으로서 공지되어 있다. 두 배럴 구멍이 상호관통(interpenetrate)되는 다축 스크류 압출기의 대역은 맞물림부(intermesh) 대역으로서 공지되어 있다. 두 배럴 구멍의 교차의 두 지점은 배럴 맞물림부로서 공지되어 있다.
z개의 플라이트를 갖는 에르트멩거 스크류 프로파일의 팁 각도 δ_kw는 δ_kw=π/z-2*arccos(0.5*a/ra)로서 계산되고, 여기서 π는 원주율 (π
Figure pct00001
3.14159)을 의미하는 것을 해석되어야 한다 [1]. 팁 각도의 계산을 위한 식을 기초로 할 때, 동일한 중심선 거리 및 동일한 외부 스크류 반경에서, 단일-플라이트 및 이중-플라이트 에르트멩거 스크류 프로파일의 팁 각도는 π/2까지 다를 것이다. 배럴 반경 rg가 외부 반경 ra와 같은 경우, 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각 δ_gz는 δ_gz=2*arccos(0.5*a/ra)로서 계산된다. 단일-플라이트 에르트멩거 스크류 프로파일에 있어서, 외부 스크류 반경 대 중심선 거리의 비율이 대략 0.707 미만에서, 맞물림부 대역이 스크류 프로파일의 팁 대역에 의해 밀봉된다.
두 배럴 맞물림부 근처의 배럴 대역은 배럴 맞물림부 대역으로서 공지되어 있다. 하기 설명의 취지상, 각각의 배럴 구멍에서 두 배럴 맞물림부의 각각으로부터 시작하는 상기 대역은 배럴 구멍의 중심점에 대하여 각도 δ_gb를 가지며, 이는 단일-플라이트 에르트멩거 스크류 프로파일의 팁 각도에서 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각을 뺀 차이로부터 계산된다: δ_gb=π-4*arccos(0.5*a/ra).
또한, 문헌 [1]은 이축 스크류 압출기 및 다축 스크류 압출기의 구조, 기능 및 작동을 상세히 설명한다. 전체 장 (227-248면)은 스크류 요소 및 이의 작동 모드를 집중적으로 다룬다. 여기서 운반, 혼련 및 혼합 요소의 구조 및 기능이 상세히 설명된다. 상이한 수의 플라이트를 갖는 스크류 요소 사이의 전이(transition)를 가능하게 하기 위해, 세정기가 스페이서로서 종종 사용된다. 특별한 경우, 상이한 수의 플라이트를 갖는 두 스크류 프로파일 사이의 연속 전이를 가능하게 하는 "전이 요소"가 사용되며, 스크류 프로파일의 자가 세정 짝이 전이의 각 지점에서 제공된다.
가소성 조성물은 여기서 및 이하에서 변형가능한 조성물을 의미한다. 가소성 조성물의 예는 중합체 용융물, 특히 열가소성 물질 및 엘라스토머, 특히 바람직하게는 폴리카르보네이트, 및 폴리카르보네이트 블렌드, 중합체 용융물의 혼합물 또는 중합체 용융물과 고체, 액체 또는 기체와의 분산액이다.
중합체 제조 동안, 압출을 수행하여, 예를 들면, 중합체를 탈기시킨다 (예를 들면 문헌 [1]의 191 내지 212면 참조).
중합체 배합 동안, 압출을 수행하여, 예를 들면 첨가제를 혼입시킨다 (예를 들면 문헌 [1]의 59 내지 93면 참조). 배합은 플라스틱 원료를 사용하고 충전재 및/또는 보강재, 가소제, 접합제, 슬립제, 안정화제 등을 첨가하여 중합체를 완성된 플라스틱 성형 조성물 (또는 화합물)로 전환시키는 것을 포함한다.
압출 동안의 가소성 조성물의 처리는 운반, 용융, 분산, 혼합, 탈기 및 압력 축적의 작업 중 하나 이상을 포함한다.
중합체 배합 동안, 특히 압출을 이용하여 중합체와 첨가제 및 보조제 및 보강재 및 색소(colors)의 혼합물을 제조하고, 예를 들면, 화학적 조성, 분자량 또는 분자 구조가 상이한 여러 중합체의 혼합물을 제조한다 (예를 들면 문헌 [1], 59 내지 93면 참조). 배합은 플라스틱 원료(이는 통상적으로 용융됨)를 사용하고 중합체에 충전재 및/또는 보강재, 가소제, 접합제, 슬립제, 안정화제, 색소 등을 첨가 및 혼입 및 혼합하여 중합체를 완성된 플라스틱 성형 조성물 (또는 화합물)로 전환시키는 것을 포함한다. 배합은 또한 흔히, 예를 들면 공기 및 물과 같은 휘발성 구성원의 제거를 포함한다. 배합은 또한, 예를 들면 그래프팅, 작용기의 개질, 또는 분자량을 신중하게 증가 또는 감소시키는 것에 의한 분자량 조절과 같은 화학적 반응을 포함할 수 있다.
일반적으로 공지되어 있으며, 예를 들면, 문헌 [1] 169 내지 190면에 기재된 바와 같이, 혼합은 분배적 혼합 및 분산적 혼합으로 구분할 수 있다. 분배적 혼합은, 주어진 부피에서의 다양한 성분의 균일한 분배를 의미한다. 분배적 혼합은, 예를 들면, 유사한 중합체가 혼합되는 경우, 나타난다. 분산적 혼합에서는, 고체 입자, 유체 액적 또는 기체 기포가 우선적으로 세분된다. 세분은 충분히 큰 전단력을 적절히 적용하여, 예를 들면, 중합체 용융물 및 첨가제 사이의 계면에서 표면 장력을 극복하는 것을 포함한다. 이하에서 혼합은 항상 분배적 혼합 및 분산적 혼합을 의미하는 것으로 이해된다.
용융물 운반 및 압력 축적은 공개물 [1]의 73면 이하에 기재되어 있다. 용융물 운반 대역은 한 가공 대역으로부터 다음으로 생성물을 이송하고 충전재를 연신하는 기능을 한다. 용융물 운반 대역은, 예를 들어 한 가공 대역으로부터 다음으로의 생성물의 이송 동안, 탈기 동안 및 대기(holding) 대역에서 대개 부분적으로 충전되어 있다. 예를 들어 압출기 다이, 후방 운반 요소, 혼합 요소 및 용융물 여과기와 같은 압력 소비물의 상류에서는 배압 대역이 형성되며, 여기서는 운반이 완전한 채움 상태로 수행되고, 압력 소비물을 극복하기 위한 압력이 여기서 축적되어야 한다. 중합체 용융물에 도입된 에너지는 용융물을 운반하기 위한 유효 전력, 및 용융물의 온도 증가에 의해 불리하게 나타나는 소실 전력으로 나누어진다. 따라서, 용융물 운반 대역에서 가능한 최소의 에너지가 소실되어야 한다. 1×내부 압출기 직경 (1 D)의 피치를 갖는 스레드(thread) 요소가 단순 용융물 운반에서 통상적이다 [1].
중합체 가공 동안, 중합체는 바람직하게는 반제품, 즉시 사용가능한 생성물 또는 성분의 형태로 전환된다. 가공은, 예를 들면, 사출 성형, 압출, 필름 블로잉, 캘린더링 또는 방적에 의해 수행될 수 있다. 가공은 또한 중합체와 충전재 및 보조제 물질 및 첨가제와의 혼합 뿐 아니라, 예를 들면 가황과 같은 화학적 개질을 포함할 수 있다.
당업자에게 인식되는 바, 중합체 압출은 유리하게는 둘 또는 임의로는 그 초과의 스크류를 갖는 압출기 상에서 수행된다.
압력 축적 대역은 압출기에서 계측 대역에서 다이 플레이트 및/또는 용융물 여과기의 상류에 및 임의의 압력 소비성 "흐름 제한성" 스크류 요소, 예를 들면 혼합 요소 또는 후방 운반 또는 중성 운반 혼련 블록의 상류에 위치한다. 따라서, 흐름 제한성 요소를 극복하기 위해 필요한 압력이 압력 축적 대역에서 축적되어야 한다. 다이 플레이트, 툴 (tool) 및 임의의 하류 유닛, 예를 들면 여과기에 의해 소비되는 압력은 계측 대역에서 생성되어야 한다. 압력 축적 대역에서는, 용융물의 강한 환류가 스크류 팁 상에서 발생되어, 상승된 에너지 주입이 야기된다 [1].
스크류 팁 영역에서 특히 다량의 에너지가 용융물에서 소실되어, 생성물에서 국소적으로 심각한 과열을 야기한다는 것이 당업자에게 공지되어 있다. 이는, 예를 들면, 문헌 [1] 160면 이하에 설명되어 있다. 이러한 국소 과열은, 예를 들면 냄새, 색상, 화학적 조성 또는 분자량의 변화와 같이 생성물에 유해를 초래하거나, 생성물 내에 겔 입자 또는 얼룩과 같은 비균일부를 형성시킬 수 있다. 큰 팁 각도가 특히 이러한 점에서 유해하다.
당업자는 또한, 통상의 스크류 요소를 사용할 때, 이중-플라이트 요소의 경우보다 더 낮은 에너지 주입 및 더 짧은 배압 길이를 갖는 단일-플라이트 운반 요소의 경우, 필요한 압력을 동방향회전 이축 스크류 압출기의 작업 범위의 대부분에 걸쳐 완전히 충전된 상태에서 축적할 수 있다는 것을 알고 있다 [1].
그러나, 단일-플라이트 운반 요소는 진동하는 경향이 더욱 커므로, 즉, 이는, 예를 들면 변동하는 배분에 기인하는 처리량에서의 변동을 감폭시키는 것이 대체로 불가능함을 주의해야 한다. 그 이유는, 이중-플라이트 요소에서의 세 개의 생성물 스트림과 비교하여 단일-플라이트 운반 요소에는 오직 하나의 생성물 스트림이 존재한다는 것이다. 따라서 배분에서의 변동이, 이중- 또는 삼중-플라이트 운반 요소의 경우보다, 압출기 유출구에서의 처리량을 더 빠르게 변동시킬 수 있다. 오직 하나의 생성물 스트림이 존재하기 때문에, 단일-플라이트 요소의 혼합 작용도 또한 이중- 또는 삼중-플라이트 운반 요소와 비교하여 더 불량하다.
공지된 단일-플라이트 스크류 요소는 그의 넓은 팁으로 인하여, 부분적으로 충전된 대역에서 매우 높은 에너지 주입을 갖는다는 것을 또한 당업자는 알고 있다. 이는 생성물 품질에 유해하다. 따라서, 공지된 단일-플라이트 요소는 거의 사용되지 않는다.
직접적 자체-와이핑 스크류 프로파일은 이축 스크류 압출기로 직접적으로 삽입될 수는 없지만, 유극(clearance)이 스크류 요소와 배럴 사이에서 및/또는 스크류 요소들 자체 사이에서 필요하다는 것은 당업자에게 공지되어 있다. 당업자는, 예를 들면 문헌 [1]에 설명된 바와 같이, 공지된 방법을 이용해 완전 자체-와이핑 스크류의 윤곽(contour)을 기초로 하여 지정된 스크류 기하구조에 대한 기하학적 데이터를 수득한다. 운반 요소를 위한 다양한 가능한 기법이 문헌 [1] 28면 이하에 기재되어 있다. 거기에 지시된 종단면 또는 삼차원 오프셋 방법을 이용하는 경우, 실제로 제조된 스크류의 팁 각도 KWA0이 각도 KW0에 대하여 감소되며, 이는, 예를 들면 문헌 [1], 100면에 기재되어 있다. 스크류 사이의 큰 유극은 특히 KWA0의 감소를 야기한다. 그러나, 팁 각도를 감소시키는, 스크류 사이의 큰 유극은 바람직하지 않은데, 이는 스크류의 상호 자가 세정 효과를 감소시키고, 스크류 요소의 표면 상에서의 체류 시간을 장기화시켜, 국소적인 생성물 손상을 야기하여 생성물 품질을 저하시키기 때문이다. 유극의 확대는 운반 작용 및 압력 축적에 있어서 스크류 요소의 효율에 부정적 영향을 미치므로, 주어진 공정 엔지니어링 목적을 달성해야할 경우, 과도하게 큰 유극이 선택되지 않도록 해야 하는 것이 당업자에게 또한 공지되어 있다.
DE 813 154는 단일-플라이트의 근접 맞물림형 자가 세정 동방향회전 스크류 프로파일을 보여준다. 이러한 스크류 프로파일은 팁 대역이 맞물림부 대역을 밀봉하여, 상기 스크류 프로파일을 기초로 하는 운반 요소가 상승된 압력 축적 용량을 갖도록 한다는 장점을 갖는다. 이러한 스크류 프로파일은 팁 대역이 매우 커서 가공할 점성 유체가 원치않는 열 및 기계 응력에 노출된다는 단점을 갖는다.
특허 US 4131371 A 및 DE 3412258 A1은 편심의 삼중-플라이트 근접 맞물림형 자가 세정 및 동방향회전 스크류 프로파일을 보여준다. 편심률은 항상 단지 하나의 팁에 의해 배럴이 긁히도록 만든다. 이러한 스크류 프로파일은 맞물림부 대역이 밀봉되지 않아서 상기 스크류 프로파일을 기초로 하는 운반 요소의 압력 축적 용량이 낮다는 단점을 갖는다.
특허 DE 4239220 A1은 3-플라이트 자가 세정 스크류 프로파일을 기재하고 있으며, 여기서 3개의 팁의 팁 각도는 서로 다른 크기를 갖는다. 팁 각도가 가장 큰 팁만이 배럴과 접촉한다. 이러한 스크류 프로파일은 맞물림부 대역이 밀봉되지 않어서 상기 스크류 프로파일을 기초로 하는 운반 요소의 압력 축적 용량이 낮다는 단점을 갖는다.
특허 EP 2 131 A1은 특히 두 개의 팁 대역에 의해 배럴이 긁히고, 두 오목 대역 사이에 위치한 플랭크 대역의 배럴로부터의 거리가 플라이트 깊이의 절반과 같거나 그보다 작은, 근접 맞물림형 자가 세정 동방향회전 스크류 프로파일을 보여준다. 이러한 스크류 프로파일은 배럴로부터의 상기 플랭크 대역의 거리가 너무 짧아서, 상기 플랭크 대역이 상기 스크류 프로파일을 기초로 하는 운반 요소의 압력 축적을 억제하는 흐름에 대하여 방해물로서 작용한다.
이에 따라, 지금까지 공지된 동방향회전 이축 스크류 압출기 및 다축 스크류 압출기에서는, 생성물 가열 및 열 응력으로의 노출 (요컨대 생성물 품질에 유해함)에 의한 불량한 압출기 효율에 기인하여, 압력 축적 및 용융물 운반이 동반되었다.
폴리에틸렌, 및 폴리에틸렌 공중합체를 압출할 경우, 과도하게 높은 온도는 분자량, 분지화 및 가교 증가를 야기한다. 또한, 폴리에틸렌, 및 폴리에틸렌 공중합체는 당업자에게 공지된 자동산화 사이클에서 대기중 산소와 반응하여 ([2] Hepperle, J.: Schaedigungsmechanismen bei Polymeren [Damage mechanisms in polymers], Polymeraufbereitung [Polymer compounding] 2002, VDI-K, VDI-Verlag GmbH, [3] Zweifel, H.: Stabilization of Polymeric Materials, Berlin, Springer 1997, [4] Schwarzenbach, K. et al.: Antioxidants, in Zweifel, H. (ed.): Plastics Additives Handbook, Munich, Hanser 2001, [5] Cheng, H.N., Schilling, F.C., Bovey, F.A.: 13C Nuclear Magnetic Resonance Observation of the Oxidation of Polyethylene, Macromolecules 9 (1976) pp. 363-365), 강한 악취의, 즉 파괴적 저분자량 성분, 예를 들면 케톤, 알데히드, 카르복실산, 히드로퍼옥시드, 에스테르, 락톤 및 알콜을 형성한다.
폴리에틸렌 및 비닐 아세테이트 기재 공중합체를 압출하는 경우, 과도하게 높은 온도는 또한 강한 악취의 부식성 아세트산을 형성시킨다.
폴리프로필렌, 및 폴리프로필렌 공중합체를 압출하는 경우, 높은 온도는 분자량 열화를 야기한다. 폴리프로필렌, 및 폴리프로필렌 공중합체는 또한 자동산화 사이클에서 대기중 산소와 반응하여 강한 악취의, 즉 파괴적 저분자량 성분, 예를 들면 케톤, 알데히드, 카르복실산, 히드로퍼옥시드, 에스테르, 락톤 및 알콜을 형성한다.
폴리비닐 클로라이드를 압출하는 경우, 과도하게 높은 온도는 폴리비닐 클로라이드 변색 및 부식성 기체상 염산의 제거를 야기하며, 여기서 염산은 결국 염산의 추가적 제거에 촉매작용을 한다.
폴리스티렌을 압출하는 경우, 과도하게 높은 온도는 유해 스티렌 뿐 아니라 이량체 및 삼량체 스티렌의 형성과, 분자량 열화 및 상응하는 기계적 특성의 손상을 야기한다.
폴리스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (SAN)를 압출하는 경우, 생성물은 열 응력에 노출될 경우 황색으로 변하고, 투명도가 감소하고, 발암성 단량체 아크릴로니트릴 및 또한 스티렌을 형성하고, 분자량 열화 및 기계적 특성의 손상을 일으킨다.
방향족 폴리카르보네이트를 압출하는 경우, 생성물은 과도한 열 응력에 노출될 경우, 특히 산소의 작용에 기인하여, 황색으로 변하고, 투명도가 감소하고, 특히 물의 작용에 기인하여, 분자량 열화가 나타난다. 예를 들면 비스페놀 A와 같은 단량체가 또한 승온에 노출될 경우 해리된다.
폴리에스테르, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 및 폴리락티드를 압출하는 경우, 과도한 온도 및 물의 작용은 분자량 감소 및 분자 내 말단 기의 변위를 야기한다. 이는 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 재활용시 문제가 된다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 승온에서 아세트알데히드를 잃고, 이는, 예를 들면 음료 병의 내용물의 향미 변화를 야기할 수 있다.
디엔 고무, 특히 부타디엔 고무로 충격-개질된 열가소성 물질, 특히 충격-개질 등급의 폴리스티렌 (HIPS) 및 충격-개질된 SAN (아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, ABS)을 압출하는 경우, 과도한 온도는 발암성 부타디엔 및 독성 비닐시클로헥센의 제거를 야기한다. 또한, 디엔 고무가 가교되고, 생성물의 기계적 특성이 손상된다.
폴리옥시메틸렌을 압출하는 경우, 과도한 온도는 독성 포름알데히드의 제거를 야기한다.
폴리아미드 예컨대 폴리아미드 6, 폴리아미드 6,6, 폴리아미드 4,6, 폴리아미드 11 및 폴리아미드 12를 압출하는 경우, 과도하게 높은 온도는 생성물 변색 및 분자량 열화 및 단량체 및 이량체의 개질을 야기하여, 특히 물의 존재 하에 기계적 특성의 손상을 야기한다.
열가소성 폴리우레탄을 압출하는 경우, 과도하게 높은 온도는 우레탄교환반응(transurethanization)에 의해 분자 구조의 변화를 야기하고, 물의 존재 하에, 분자량 열화를 야기한다. 이들 둘 다는 열가소성 폴리우레탄의 특성에 바람직하지 않은 영향을 미친다.
폴리메틸 메타크릴레이트를 압출하는 경우, 과도한 열 응력에 노출되면 메틸 메타크릴레이트가 제거되고, 분자량이 열화되어, 악취 공해 및 기계적 특성 손상이 야기된다.
폴리페닐렌 술피드를 압출하는 경우, 과도하게 높은 온도는 황-함유 유기 및 무기 화합물의 제거를 야기하고, 이는 악취 공해를 야기하고, 압출 다이의 부식을 야기할 수 있다. 저분자량 올리고머 및 단량체가 또한 형성되고, 분자량이 열화되어, 폴리페닐렌 술피드의 기계적 특성이 손상된다.
폴리페닐술폰을 압출하는 경우, 과도하게 높은 온도는, 특히 물의 존재 하에, 유기 화합물의 제거를 야기한다. 분자량이 또한 감소되어, 기계적 특성의 손상이 야기된다.
폴리페닐렌 에테르를 압출하는 경우, 과도하게 높은 온도는 저분자량 유기 화합물의 제거를 야기하고, 여기서 분자량이 감소한다. 이는 생성물의 기계적 특성의 손상을 야기한다.
디엔 고무, 예를 들면 폴리부타디엔 (BR), 천연 고무 (NR) 및 합성 폴리이소프렌 (IR), 부틸 고무 (IIR), 클로로부틸 고무 (CIIR), 브로모부틸 고무 (BIIR), 스티렌-부타디엔 고무 (SBR), 폴리클로로프렌 (CR), 부타디엔-아크릴로니트릴 고무 (NBR), 부분적 수소화 부타디엔-아크릴로니트릴 고무 (HNBR) 및 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체 (EPDM)를 압출하는 경우, 과도하게 높은 온도는 가교에 의한 겔 형성을 야기하고, 이는 이로부터 생성된 성분의 기계적 특성의 손상을 야기한다. 클로로- 및 브로모부틸 고무의 경우, 승온은 부식성 기체상 염산 또는 브롬화수소산의 제거를 야기할 수 있고, 이는 결국 중합체의 추가적 분해에 촉매 작용을 한다.
가황제, 예를 들면 황 또는 과산화물을 함유하는 고무 화합물을 압출하는 경우, 과도하게 높은 온도는 조기 가황을 야기한다. 이는 이들 고무 화합물로부터 임의의 생성물을 제조하는 것이 더이상 불가능하도록 한다.
과도하게 높은 온도에서 하나 이상의 중합체의 혼합물을 압출하는 경우, 개별 중합체 압출의 단점이 각 경우에 발생한다.
그러므로, 가능한 한 효율적이며, 즉 에너지 주입이 낮게 요구되면서 동시에 고압 축적이 확보되고 가소성 조성물이 적절하게 처리되는, 가소성 조성물, 특히 중합체 용융물, 및 중합체 용융물의 혼합물, 특히 열가소성 물질 및 엘라스토머, 특히 바람직하게는 폴리카르보네이트, 및 폴리카르보네이트 블렌드의 압출, 특히 용융물 운반, 혼련 및/또는 혼합을 위한 방법을 제공하는 것이 목적이었다. 한 특정 목적은 상승된 용융 온도가 비교적 긴 체류 시간과 조합되는 것이 방지되는, 폴리카르보네이트 용융물의 압출 방법을 제공하는 것이었다.
쌍으로 동방향회전하고 쌍으로 완전 자체-와이핑하는 스크류를 가지며, 발생시키는 및 발생되는 스크류 프로파일이 일련의 밀봉 대역 - 전이 대역 - 채널 대역 - 전이 대역을 포함하고, 여기서 밀봉 대역은 일련의 팁 대역 - 플랭크 대역 - 팁 대역이고, 채널 대역은 일련의 오목 대역 - 플랭크 대역 - 오목 대역이고, 전이 대역은 플랭크 대역으로 시작하여 플랭크 대역으로 종결되는 일련의 스크류 프로파일 대역인 것을 특징으로 하는 스크류 요소를 사용하는 경우, 가소성 조성물이 상승된 압력 축적 및 우수한 운반 작용 함께 낮은 에너지 주입으로 성공적으로 압출될 수 있음을 놀랍게도 발견하였다.
따라서 본 발명은 쌍으로 동방향회전하고 쌍으로 완전 자체-와이핑하는 스크류를 가지며, 발생시키는 및 발생되는 스크류 프로파일이 일련의 밀봉 대역 - 전이 대역 - 채널 대역 - 전이 대역을 포함하고, 여기서 밀봉 대역은 일련의 팁 대역 - 플랭크 대역 - 팁 대역이고, 채널 대역은 일련의 오목 대역 - 플랭크 대역 - 오목 대역이고, 전이 대역은 플랭크 대역으로 시작하여 플랭크 대역으로 종결되는 일련의 스크류 프로파일 대역인 것을 특징으로 하는 스크류 요소를 사용하는 이축 스크류 압출기 또는 다축 스크류 압출기에서 가소성 조성물을 압출하는 방법을 제공한다.
밀봉 대역은 일련의 팁 대역 - 플랭크 대역 - 팁 대역을 의미한다. 채널 대역은 일련의 오목 대역 - 플랭크 대역 - 오목 대역을 의미한다. 전이 대역은 플랭크 대역으로 시작하여 플랭크 대역으로 종결되는 일련의 스크류 프로파일 대역을 의미한다.
본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 밀봉 대역은 바람직하게는
o 스크류 프로파일의 회전 지점에 대하여, 플랭크 대역의 각도 δ_fb1이 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각의 절반과 같거나 그보다 크고 (δ_fb1≥ arccos(0.5*a/ra)), 바람직하게는 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각과 같거나 그보다 크고 (δ_fb1≥ 2*arccos(0.5*a/ra)),
o 스크류 프로파일의 회전 지점에 대하여, 하나의 팁 대역의 각도 δ_kb1이 단일-플라이트 에르트멩거 스크류 프로파일의 팁 각도에서 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각을 뺀 차이와 같거나 그보다 작고 (δ_kb1≤ π-4*arccos(0.5*a/ra)), 바람직하게는 이중-플라이트 에르트멩거 스크류 프로파일의 팁 각도와 같거나 그보다 작고 (δ_kb1≤ π/2-2*arccos(0.5*a/ra)),
o 스크류 프로파일의 회전 지점에 대하여, 다른 하나의 팁 대역의 각도 δ_kb2가 단일-플라이트 에르트멩거 스크류 프로파일의 팁 각도에서 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각을 뺀 차이와 같거나 그보다 작고 (δ_kb2≤ π-4*arccos(0.5*a/ra)), 바람직하게는 이중-플라이트 에르트멩거 스크류 프로파일의 팁 각도와 같거나 그보다 작음 (δ_kb2≤ π/2-2*arccos(0.5*a/ra))
에 의해 구별된다.
밀봉 대역의 팁 및 플랭크 대역의 각도 δ_kb1, δ_kb2 및 δ_fb1의 합은 바람직하게는 0.75*δ_gz 내지 2*δ_gb+δ_gz의 범위이다. 특히 바람직한 한 실시양태에서, 밀봉 대역의 팁 및 플랭크 대역의 각도 δ_kb1, δ_kb2 및 δ_fb1의 합은 δ_gz 내지 δ_gb+δ_gz의 범위이다.
본 발명에 따라 사용되는 스크로 요소의 채널 대역은 바람직하게는
o 스크류 프로파일의 회전 지점에 대하여, 플랭크 대역의 각도 δ_fb2가 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각의 절반과 같거나 그보다 크고 (δ_fb2≥ arccos(0.5*a/ra)), 바람직하게는 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각과 같거나 그보다 크고 (δ_fb2≥ 2*arccos(0.5*a/ra)), 스크류 반경 ra로부터의 플랭크 대역의 최소 거리가 플라이트 깊이 h의 절반보다 크고,
o 스크류 프로파일의 회전 지점에 대하여, 한 오목 대역의 각도 δ_nb1이 단일-플라이트 에르트멩거 스크류 프로파일의 팁 각도에서 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각을 뺀 차이와 같거나 그보다 작고 (δ_nb1≤ π-4*arccos(0.5*a/ra)), 바람직하게는 이중-플라이트 에르트멩거 스크류 프로파일의 팁 각도와 같거나 그보다 작고 (δ_nb1≤ π/2-2*arccos(0.5*a/ra)),
o 스크류 프로파일의 회전 지점에 대하여, 다른 하나의 오목 대역의 각도 δ_nb2가 단일-플라이트 에르트멩거 스크류 프로파일의 팁 각도에서 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각을 뺀 차이와 같거나 그보다 작고 (δ_nb2≤ π-4*arccos(0.5*a/ra)), 바람직하게는 이중-플라이트 에르트멩거 스크류 프로파일의 팁 각도와 같거나 그보다 작음 (δ_nb2≤ π/2-2*arccos(0.5*a/ra))
에 의해 구별된다.
채널 대역의 오목 대역 및 플랭크 대역의 각도 δ_nb1, δ_nb2 및 δ_fb2의 합은 바람직하게는 0.75*δ_gz 내지 2*δ_gb+δ_gz의 범위이다. 특히 바람직한 한 실시양태에서, 채널 대역의 오목 대역 및 플랭크 대역의 각도 δ_nb1, δ_nb2 및 δ_fb2의 합은 δ_gz 내지 δ_gb+δ_gz의 범위이다.
전이 대역은 플랭크 대역으로 시작하여 플랭크 대역으로 종결된다는 점에서 구별된다. 전이 대역은 바람직하게는 일련의 플랭크 대역 - 팁 대역 - 플랭크 대역 또는 일련의 플랭크 대역 - 오목 대역 - 플랭크 대역 또는 일련의 플랭크 대역 - 팁 대역 - 플랭크 대역 - 오목 대역 - 플랭크 대역 또는 일련의 플랭크 대역 - 오목 대역 - 플랭크 대역 - 팁 대역 - 플랭크 대역으로 이루어진다. 특히 바람직한 한 실시양태에서 전이 대역은 플랭크 대역으로 이루어진다. 이 경우에, 전이 대역은 이러한 하나의 상기 플랭크 대역으로 시작 및 종결된다.
스크류 요소는 본원에서 스크류 요소 및 코어 샤프트를 갖춘 스크류로 이루어지는 현재 통상의 모듈 구성 뿐 아니라 솔리드(solid) 구성의 스크류에 의하여도 제한되지 않는다. 즉, 용어 "스크류 요소"는 솔리드 구성의 스크류를 의미하는 것으로도 이해되어야 한다.
본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소는 운반 요소, 혼련 요소 및/또는 혼합 요소로서 사용될 수 있다.
운반 요소는 스크류 프로파일이 축 방향으로 연속적으로 나선형으로 회전 및 연장된다 (예를 들면 문헌 [1], 227-248면 참조)는 점에서 구별되는 것으로 공지되어 있다. 운반 요소는 우선회 또는 죄선회 플라이트를 가질 수 있다. 운반 요소의 피치는 바람직하게는 중심선 거리의 0.1 내지 10배 범위이고, 피치는 스크류 프로파일의 완전한 1회 회전에 필요한 축 길이를 의미하며, 운반 요소의 축 길이는 바람직하게는 중심선 거리의 0.1 내지 10배 범위이다.
혼련 요소는 스크류 프로파일이 혼련 디스크의 형태로 축 방향으로 불연속적으로 연장된다 (예를 들면 참조 [1], 227-248면 참조)는 점에서 구별되는 것으로 공지되어 있다. 혼련 디스크는 우선회 또는 죄선회 방식으로 또는 중립으로 배열될 수 있다. 혼련 디스크의 축 길이는 바람직하게는 중심선 거리의 0.05 내지 10배의 범위이다. 두 이웃하는 혼련 디스크 사이의 축 거리는 바람직하게는 중심선 거리는 0.002 내지 0.1배 범위이다.
공지된 바와 같이, 혼합 요소는 운반 요소가 스크류 팁에서 개구부를 갖도록 구성함으로써 형성한다 (예를 들면 문헌 [1], 227-248면 참조). 혼합 요소는 우선회 또는 죄선회될 수 있다. 그의 피치는 바람직하게는 중심선 거리의 0.1 내지 10배 범위이고, 요소의 축 길이는 바람직하게는 중심선 거리의 0.1배 내지 10배 범위이다. 개구부는 바람직하게는 U- 또는 V-형 오목부의 형태를 가질 수 있고, 이는 바람직하게는 반대-운반 또는 축 평행 방식으로 배열된다.
직접적 자체-와이핑 스크류 프로파일은 이축 스크류 압출기에 직접적으로 삽입될 수 없지만, 오히려 유극은 스크류 사이에서 요구된다는 것이 당업자에게 공지되어 있다. 이러한 목적에 대한 여러 가능한 방법이 문헌 [1]의 28면 이하에 기재되어 있다. 본 발명에 따른 스크류 요소의 스크류 프로파일에 있어서, 스크류 프로파일의 직경에 대하여 0.001 내지 0.1, 바람직하게는 0.002 내지 0.05, 특히 바람직하게는 0.004 내지 0.02 범위의 유극이 사용된다. 유극은 당업자에게 공지된 바와 같이, 스크류 및 배럴 사이, 및 스크류 및 스크류 사이에서 상이한 치수 또는 동일한 치수를 가질 수 있다. 유극은 일정하거나, 제시된 한계 내에서, 가변적일 수 있다. 유극 내에서 스크류 프로파일을 변위시키는 것이 또한 가능하다. 가능한 유극 방법은, 문헌 [1]의 28면 이하에 기재된, 중심선 거리 확대, 종단면 오프셋 및 삼차원 오프셋의 가능성이며, 이 모두는 당업자에게 공지되어 있다. 중심선 거리 확대의 경우, 비교적 작은 직경의 스크류 프로파일은 스크류 사이의 유극의 양만큼 더욱 떨어져 구성되고 간격을 갖게 된다. 종단면 오프셋 방법에서, 종단면 프로파일 곡선 (축에 평행함)은 스크류-스크류 유극의 절반만큼 안쪽으로 변위된다. 삼차원 오프셋 방법에서는, 스크류 요소가 서로 세정하는 삼차원 곡선에서 출발하는 스크류 요소가 스크류 및 스크류 사이의 유극의 절반만큼 완전 자체-와이핑 프로파일의 면에 수직인 방향으로 크기가 감소된다. 종단면 및 삼차원 오프셋 방법이 바람직하며, 삼차원 오프셋 방법이 특히 바람직하다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 스크류 요소가 다축 스크류 압출기에서 사용되는 것을 특징으로 하는, 가소성 조성물, 특히 중합체 용융물, 및 중합체 용융물의 혼합물, 특히 열가소성 물질 및 엘라스토머, 특히 바람직하게는 폴리카르보네이트, 및 폴리카르보네이트 블렌드의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 스크류 요소는 바람직하게는 이축 스크류 압출기에서 사용된다. 스크류 요소는 다축 스크류 압출기에서 혼련 또는 운반 요소의 형태로 존재할 수 있다. 하나의 압출기에서 혼련 및 운반 요소를 서로 조합하는 것이 마찬가지로 가능하다. 본 발명에 따른 스크류 요소는 또한 선행 기술에 공지된 다른 스크류 요소와 조합될 수 있다.
본 발명에 따른 신규 스크류 요소는 선행 기술에 따라 공지된 스크류 요소의 상기 단점을 나타내지 않는다는 점에서 구별된다. 특히, 본 발명에 따른 스크류 요소는 각 경우에 배럴 맞물림부 대역에 위치한 팁 대역에 의해 맞물림부 대역의 밀봉을 가능하게 하며, 이로써 상기 스크류 프로파일에 기초한 운반 요소의 압력 축적 용량이 크다. 특히, 본 발명은 팁 대역이 작은 스크류 요소를 제공하여, 생성물이 열 및 기계 응력에 노출되는 것을 최소화한다. 특히, 본 발명은 두 오목 대역 사이에 위치한 플랭크 대역이 플라이트 깊이의 절반보다 큰 배럴로부터의 거리에 있는 스크류 요소를 제공함으로써, 흐름 저항성을 낮게 유지한다. 특히, 본 발명은 다축 스크류 압출기의 모든 스크류 또는 이축 스크류 압출기의 두 스크류에 있어서 동일한 스크류 프로파일을 갖는 스크류 요소를 제공한다.
스크류 요소의 제조에서 바람직한 재료는 강철, 특히 질화강 및 특수강이다.
본 발명에 따라 고도로 효율적으로 압출될 수 있으면서 동시에 생성물의 알맞은 처리가 확보되는 가소성 조성물은, 예를 들면 현탁액, 페이스트, 유리, 세라믹 조성물, 용융물 형태의 금속, 플라스틱, 플라스틱 용융물, 중합체 용액, 엘라스토머 및 고무 조성물이다.
플라스틱 및 중합체 용액이 바람직하게 사용되고, 특히 바람직하게는 열가소성 중합체이다. 바람직한 열가소성 중합체는 바람직하게는 일련의 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 폴리에스테르, 특히 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락티드, 폴리에테르, 열가소성 폴리우레탄, 폴리아세탈, 플루오로중합체, 특히 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에테르 술폰, 폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 특히 폴리(메틸) 메타크릴레이트, 폴리페닐렌 옥시드, 폴리페닐렌 술피드, 폴리에테르 케톤, 폴리아릴에테르 케톤, 스티렌 중합체, 특히 폴리스티렌, 스티렌 공중합체, 특히 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 및 폴리비닐 클로라이드 중 하나 이상이다. 열거된 플라스틱의 블렌드 (이는 둘 이상의 플라스틱의 조합물로서 당업자에게 이해됨)가 마찬가지로 바람직하게 사용된다. 폴리카르보네이트, 및 폴리카르보네이트 함유 혼합물이 특히 바람직하고, 폴리카르보네이트가 매우 특히 바람직하며, 이는, 예를 들면 상 계면 방법 또는 용융 에스테르교환 방법을 이용하여 수득한다.
추가의 바람직한 공급 재료는 고무이다. 바람직한 고무는 바람직하게는 일련의 스티렌-부타디엔 고무, 천연 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 부타디엔-아크릴로니트릴 고무, 수소화 니트릴 고무, 부틸 고무, 할로부틸 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-비닐 아세테이트 고무, 폴리우레탄 고무, 열가소성 폴리우레탄, 구타 페르카, 아크릴레이트 고무, 플루오로고무, 실리콘 고무, 술피드 고무, 클로로술포닐-폴리에틸렌 고무 중 하나 이상이다. 열거된 고무 중 둘 이상의 조합물, 또는 하나 이상의 고무와 하나 이상의 플라스틱의 조합물이 또한 물론 가능하다.
이들 열가소성 물질 및 엘라스토머는 순수한 형태로 또는 충전재 및 보강재, 예컨대 특히 유리 섬유와의 혼합물로서, 서로간 또는 다른 중합체와의 혼합물로서, 또는 통상의 중합체 첨가제와의 혼합물로서 사용될 수 있다.
바람직한 한 실시양태에서, 플라스틱 조성물, 특히 중합체 용융물, 및 중합체 용융물의 혼합물은 이와 부가혼합된 첨가제를 갖는다. 이는 중합체와 함께 압출기 내에서 고체, 액체 또는 용액으로서 배치되거나, 첨가제의 적어도 일부 또는 첨가제 전부가 측류를 통해 압출기로 공급된다.
첨가제는 중합체에 여러 많은 특징을 부여할 수 있다. 이는, 예를 들면 착색제, 안료, 가공 보조제, 충전재, 항산화제, 보강재, UV 흡수제 및 광 안정화제, 금속 불활성화제, 과산화물 스캐빈저, 염기성 안정화제, 핵제, 안정화제 또는 항산화제로서의 벤조푸란 및 인돌리논 활성제, 이형제, 난연 첨가제, 대전방지제, 염료 제제 및 용융 안정화제일 수 있다. 그의 예는 카본 블랙, 유리 섬유, 점토, 운모, 흑연 섬유, 이산화티탄, 탄소 섬유, 탄소 나노튜브, 이온성 액체 및 천연 섬유이다.
본 발명에 따른 방법에서는, 생성물이 중합체에 의해 추정되는 형태에 따라 다양한 방식으로 압출기로 공급될 수 있다. 바람직한 변형예에서는, 중합체 이외에, 용매 및 임의로 잔류 단량체를 여전히 함유할 수 있는 액체상이 압출기에 공급된다. 반응 및 임의로는 예비 증발 이후 중합체가 수득되는 형태가 당업자에게 공지되어 있다. 예는 다음과 같다:
Figure pct00002
폴리스티렌과 잔류 스티렌 및 가능하게는 에틸벤젠, 톨루엔, 크실렌, 부타논 또는 또다른 용매
Figure pct00003
스티렌 및 아크릴로니트릴 공중합체와 잔류 스티렌, 잔류 아크릴로니트릴, 및 가능하게는 에틸벤젠, 톨루엔, 크실렌, 부타논 또는 또다른 용매
Figure pct00004
선형 저밀도 또는 고밀도 폴리에틸렌, 분지형 폴리에틸렌과 용매, 예컨대 헥산, 기술등급 헥산, 프로판, 이소부탄 및 단량체, 예컨대 프로필렌, 부텐-1, 헥센-1, 4-메틸펜텐-1, 옥텐-1 (현탁액이 수반된 프로세스는 하기이다: CX 프로세스, 미쓰이 케미칼스(Mitsui Chemicals)(헥산), 호스틀란(Hostalen) 프로세스, 바셀(Basell) (헥산), 쉐브론 필립스(Chevron Philips, 미국)(이소부탄), 보스타(Borstar) 프로세스, 보레알리스(Borealis) (프로판) 벨기에, 및 DSM (용매 프로세스 중 헥산 이용)). 이와 관련한 세부 사항이 문헌 [6] (Comparative Analysis of Various Polyethylene Production Technologies, Chem. & Petroleum Eng. vol. 44, nos. 7-8, 2008)에 기재됨.
Figure pct00005
폴리카르보네이트와 용매, 예를 들면 클로로벤젠 및 염화메틸렌
Figure pct00006
폴리메틸 메타크릴레이트와 단량체, 즉 메틸 메타크릴레이트.
본 발명에 따른 방법에서는, 압출기에, 예를 들면 또한 입자가 공급될 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 압출기는 특히 용융, 전환 및 첨가제와의 혼합 기능을 수행한다. 반응 및 임의로는 예비 증발 또는 침전 이후 중합체가 수득되는 형태가 당업자에게 공지되어 있다. 예는 다음과 같다:
Figure pct00007
중합체가 최종 반응 이후 분말의 형태로 수득된 폴리프로필렌
Figure pct00008
기체상 또는 슬러리 프로세스로부터의 고밀도 폴리에틸렌
Figure pct00009
예를 들면 침전 및 임의로는 건조 이후의 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌과 같은 에멀젼 중합체.
배합 동안의, 본 발명에 따른 이축 스크류 압출기 또는 다축 스크류 압출기는 탈기를 수반하는 과제에 특히 적합하다. 병 재료로부터 재활용된 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 직접 배합하는 동안, 특정 장점이 여기서 달성되며, 이에는 열 응력에 최소한 노출시키며 탈기시키는 것이 포함된다.
본 발명에 따른 방법은 특히 바람직하게는 폴리카르보네이트의 제조 및 배합에서 사용된다. 이는 여기서 특히 폴리카르보네이트의 색상 (이는, 비착색 폴리카르보네이트에서, 황색도 지수 (YI)로 측정됨)과 관련하여 장점을 갖는다. 본 발명에 따른 스크류 요소는 여기서 특히 바람직하게는 탈기 대역에서 사용된다.
본 발명의 목적을 위한 폴리카르보네이트는 호모폴리카르보네이트 및 코폴리카르보네이트의 둘 다이고; 폴리카르보네이트는 공지된 방식으로 선형 또는 분지형일 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는 폴리카르보네이트 (폴리에스테르 카르보네이트 포함)의 바람직한 제조 방법은 공지된 상 계면 방법 및 공지된 용융 에스테르교환 방법이다.
첫번째 경우에서, 사용되는 탄산 유도체는 바람직하게는 포스겐이고, 후자의 경우에서, 바람직하게는 디페닐 카르보네이트이다. 두 경우 모두에서의 폴리카르보네이트 제조를 위한 촉매, 용매, 후처리, 반응 조건 등이 적절히 기재되고 적절히 공지되어 있다.
본 발명에 따라 적합한 폴리카르보네이트의 카르보네이트기의 일부, 80몰％ 이하, 바람직하게는 20몰％ 내지 50몰％가 방향족 디카르복실산 에스테르기에 의해 대체될 수 있다. 이러한 폴리카르보네이트 (이는 분자쇄에 혼입된 탄산의 산 잔류물 및 방향족 디카르복실산의 산 잔류물의 둘 다를 함유함)는 정확히 명시된, 방향족 폴리에스테르 카르보네이트이다. 단순화를 위하여, 본 명세서에서는 이를 일반적 용어 "열가소성 방향족 폴리카르보네이트" 하에 포함한다.
본 발명에 따른 방법은 폴리카르보네이트의 제조에 특히 사용된다. 따라서, 본 발명은 또한 제조 방법 중 하나 이상의 단계가 본 발명에 따른 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카르보네이트의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 방법을 사용하는 폴리카르보네이트의 제조는 공지된 방식으로 디페놀, 탄산 유도체, 임의로 사슬 종결제 및 임의로 분지화제로부터 진행되며, 여기서 폴리에스테르 카르보네이트의 제조를 위하여 탄산 유도체의 일부가 방향족 디카르복실산, 또는 디카르복실산의 유도체에 의해 대체되고, 상세하게는, 방향족 폴리카르보네이트에서 대체될 카르보네이트 구조 단위에 따라, 방향족 디카르복실산 에스테르 구조 단위에 의해 대체된다.
폴리카르보네이트의 제조의 예로서, 문헌 [Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, volume 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964]이 여기서 참조될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 바람직하게 사용되는 열가소성 폴리카르보네이트 (열가소성 방향족 폴리에스테르 카르보네이트 포함)는 평균 분자량 Mw (100 ml의 CH2Cl2 당 0.5 g의 농도 및 CH2Cl2 중 25℃에서의 상대 점도의 측정에 의해 결정됨)이 12,000 내지 120,000, 바람직하게는 15,000 내지 80,000 및 특히 15,000 내지 60,000이다.
폴리카르보네이트의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법에 적합한 디페놀은 종종 선행 기술에 기재되어 있다.
적합한 디페놀은, 예를 들면 히드로퀴논, 레조르시놀, 디히드록시디페닐, 비스(히드록시페닐)알칸, 비스(히드록시페닐)시클로알칸, 비스(히드록시페닐) 술피드, 비스(히드록시페닐) 에테르, 비스(히드록시페닐) 케톤, 비스(히드록시페닐) 술폰, 비스(히드록시페닐) 술폭시드, α,α'-비스-(히드록시페닐)-디이소프로필벤젠, 및 그의 알킬화, 고리-알킬화 및 고리-할로겐화 화합물이다.
바람직한 디페놀은 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-1-페닐프로판, 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-페닐에탄, 2,2-비스-(4-히드록시페닐)프로판, 2,4-비스-(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,3-비스-[2-(4-히드록시페닐)-2-프로필]벤젠 (비스페놀 M), 2,2-비스-(3-메틸-4-히드록시페닐)-프로판, 비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-메탄, 2,2-비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-프로판, 비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐) 술폰, 2,4-비스-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,3-비스-[2-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)-2-프로필]-벤젠 및 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 (비스페놀 TMC)이다.
특히 바람직한 디페놀은 4,4'-디히드록시디페닐, 1,1-비스(4-히드록시페닐)페닐에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 (비스페놀 TMC)이다.
상기 및 추가의 적합한 다른 디히드록시아릴 화합물이, 예를 들면, DE-A 3 832 396, FR-A 1 561 518, 문헌 [H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964, p. 28 et seq.; p. 102 et seq.] 및 [D.G. Legrand, J.T. Bendler, Handbook of Polycarbonate Science and Technology, Marcel Dekker New York 2000, p. 72 et seq.]에 기재되어 있다.
호모폴리카르보네이트의 경우에는 단지 하나의 디페놀이 사용되는 한편, 코폴리카르보네이트의 경우에는 둘 이상의 디페놀이 사용되며, 여기서 가능한 한 순수한 원료를 사용하는 것이 바람직하지만, 사용된 디페놀은, 합성에 첨가된 다른 모든 화학물질 및 보조제와 마찬가지로, 그의 합성, 취급 및 보관에서부터 비롯되는 불순물로 명백히 오염될 수 있다.
용융 에스테르교환에 적합한 디히드록시아릴 화합물과의 반응에 적합한 디아릴 카르보네이트는 하기 화학식 II의 화합물이다:
<화학식 II>
Figure pct00010
상기 식에서,
R, R' 및 R"는 서로 독립적으로 동일하게 또는 상이하게 수소, 선형 또는 분지 C1-C34 알킬, C7-C34 알킬아릴 또는 C6-C34 아릴을 나타내고, R은 게다가 또한 -COO-R'''을 의미할 수 있고, 여기서 R'''는 수소, 선형 또는 분지 C1-C34 알킬, C7-C34 알킬아릴 또는 C6-C34 아릴을 지칭한다.
바람직한 디아릴 카르보네이트는, 예를 들면 디페닐 카르보네이트, 메틸페닐 페닐 카르보네이트 및 디-(메틸페닐) 카르보네이트, 4-에틸페닐 페닐 카르보네이트, 디-(4-에틸페닐) 카르보네이트, 4-n-프로필페닐 페닐 카르보네이트, 디-(4-n-프로필페닐) 카르보네이트, 4-이소-프로필페닐 페닐 카르보네이트, 디-(4-이소-프로필페닐) 카르보네이트, 4-n-부틸페닐 페닐 카르보네이트, 디-(4-n-부틸페닐) 카르보네이트, 4-이소-부틸페닐 페닐 카르보네이트, 디-(4-이소-부틸페닐) 카르보네이트, 4-tert-부틸페닐 페닐 카르보네이트, 디-(4-tert-부틸페닐) 카르보네이트, 4-n-펜틸페닐 페닐 카르보네이트, 디-(4-n-펜틸페닐) 카르보네이트, 4-n-헥실페닐 페닐 카르보네이트, 디-(4-n-헥실페닐) 카르보네이트, 4-이소-옥틸페닐 페닐 카르보네이트, 디-(4-이소-옥틸페놀) 카르보네이트, 4-n-노닐페닐 페닐 카르보네이트, 디-(4-n-노닐페닐) 카르보네이트, 4-시클로헥실페닐 페닐 카르보네이트, 디-(4-시클로헥실페닐) 카르보네이트, 4-(1-메틸-1-페닐에틸)-페닐 페닐 카르보네이트, 디-[4-(1-메틸-1-페닐에틸)-페닐] 카르보네이트, 비페닐-4-일-페닐 카르보네이트, 디-(비페닐-4-일) 카르보네이트, 4-(1-나프틸)-페닐 페닐 카르보네이트, 4-(2-나프틸)-페닐 페닐 카르보네이트, 디-[4-(1-나프틸)-페닐] 카르보네이트, 디-[4-(2-나프틸)페닐] 카르보네이트, 4-페녹시페닐 페닐 카르보네이트, 디-(4-페녹시페닐) 카르보네이트, 3-펜타데실페닐 페닐 카르보네이트, 디-(3-펜타데실페닐) 카르보네이트, 4-트리틸페닐 페닐 카르보네이트, 디-(4-트리틸페닐) 카르보네이트, 메틸 살리실레이트 페닐 카르보네이트, 디-(메틸 살리실레이트) 카르보네이트, 에틸 살리실레이트 페닐 카르보네이트, 디-(에틸 살리실레이트) 카르보네이트, n-프로필 살리실레이트 페닐 카르보네이트, 디-(n-프로필 살리실레이트) 카르보네이트, 이소-프로필 살리실레이트 페닐 카르보네이트, 디-(이소-프로필 살리실레이트) 카르보네이트, n-부틸 살리실레이트 페닐 카르보네이트, 디-(n-부틸 살리실레이트) 카르보네이트, 이소-부틸 살리실레이트 페닐 카르보네이트, 디-(이소-부틸 살리실레이트) 카르보네이트, tert-부틸 살리실레이트 페닐 카르보네이트, 디-(tert-부틸 살리실레이트) 카르보네이트, 디-(페닐 살리실레이트) 카르보네이트 및 디-(벤질 살리실레이트) 카르보네이트이다.
특히 바람직한 디아릴 화합물은 디페닐 카르보네이트, 4-tert-부틸페닐 페닐 카르보네이트, 디-(4-tert-부틸페닐) 카르보네이트, 비페닐-4-일-페닐 카르보네이트, 디-(비페닐-4-일) 카르보네이트, 4-(1-메틸-1-페닐에틸)-페닐 페닐 카르보네이트, 디-[4-(1-메틸-1-페닐에틸)-페닐] 카르보네이트 및 디-(메틸 살리실레이트) 카르보네이트이다.
디페닐 카르보네이트가 매우 특히 바람직하다.
단지 하나의 디아릴 카르보네이트가 아닌 여러 디아릴 카르보네이트가 사용될 수 있다.
디아릴 카르보네이트는 또한 그것이 제조되었던 모노히드록시아릴 화합물의 잔류 내용물을 갖는 경우 사용될 수 있다. 모노히드록시아릴 화합물의 잔류 내용물의 양은 20중량％ 이하, 바람직하게는 10중량％ 이하, 특히 바람직하게는 5중량％ 이하, 매우 특히 바람직하게는 2중량％ 이하에 이를 수 있다.
디히드록시아릴 화합물(들)에 대하여, 디아릴 카르보네이트(들)는 일반적으로 디히드록시아릴 화합물의 몰 당 1.02 내지 1.30몰, 바람직하게는 1.04 내지 1.25몰, 특히 바람직하게는 1.045 내지 1.22몰, 매우 특히 바람직하게는 1.05 내지 1.20몰의 양으로 사용된다. 상기 디아릴 카르보네이트의 혼합물이 또한 사용될 수 있으며, 이 경우 디히드록시아릴 화합물의 몰 당 상기 몰 양은 또한 디아릴 카르보네이트 혼합물의 총 몰 양에 대한 것이다.
분자량 조절에 요구되는 단일관능성 사슬 종결제, 예를 들면 페놀 또는 알킬페놀, 특히 페놀, p-tert-부틸페놀, 이소-옥틸페놀, 쿠밀페놀, 그의 클로로포름산 에스테르 또는 모노카르복실산의 산 염화물 또는 그의 사슬 종결제 혼합물은 비스페놀레이트 또는 비스페놀레이트들과의 반응으로 도입되거나 별법으로 합성 동안 임의의 바람직한 시간에 첨가되고, 단, 포스겐 또는 클로로포름산 말단기가 반응 혼합물에 존재하거나, 사슬 종결제로서의 산 염화물 및 클로로포름산 에스테르의 경우, 형성된 중합체의 충분한 페놀성 말단기가 이용가능하다. 그러나, 바람직하게는, 사슬 종결제(들)이, 포스겐화 이후에 포스겐은 더 이상 존재하지 않으나 촉매는 아직 배분되지 않은 위치 또는 시간에서 첨가된다. 별법으로, 이는 또한 촉매 이전에, 촉매와 함께 또는 그와 동시에 배분될 수 있다.
분지화제, 또는 분지화제 혼합물이 동일한 방식으로 합성에 임의로 첨가된다. 그러나, 통상적으로, 분지화제가 사슬 종결제 이전에 첨가된다. 대체로 트리- 또는 테트라카르복실산의 트리스페놀, 쿼터페놀 또는 산 염화물, 또는 폴리페놀 또는 산 염화물의 혼합물이 사용된다. 셋 또는 셋 초과의 페놀성 히드록실기를 갖는 분지화제로서 적합한 화합물의 일부는, 예를 들면 플로로글루시놀, 4,6-디메틸-2,4,6-트리-(4-히드록시페닐)-헵텐-2,4,6-디메틸-2,4,6-트리-(4-히드록시페닐)-헵탄, 1,3,5-트리(4-히드록시페닐)벤젠, 1,1,1-트리(4-히드록시페닐)에탄, 트리-(4-히드록시페닐)페닐메탄, 2,2-비스(4,4-비스(4-히드록시페닐)시클로헥실)프로판, 2,4-비스-(4-히드록시페닐이소프로필)-페놀, 테트라-(4-히드록시페닐)메탄이다.
일부 다른 삼관능성 화합물은 2,4-디히드록시벤조산, 트리메스산, 시아누르산 클로라이드 및 3,3-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)-2-옥소-2,3-디히드로인돌이다.
바람직한 분지화제는 3,3-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)-2-옥소-2,3-디히드로인돌 및 1,1,1-트리-(4-히드록시페닐)에탄이다.
폴리카르보네이트의 상 계면 합성에서 바람직하게 사용되는 촉매는 3급 아민, 특히 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리아민, N-에틸피페리딘, N-메틸피페리딘, N-i/n-프로필피페리딘, 4급 암모늄 염, 예컨대 테트라부틸암모늄, 트리부틸벤질암모늄, 테트라에틸수산화암모늄, 클로라이드, 브로마이드, 히드로겐술페이트, 테트라플루오로보레이트, 및 암모늄 화합물에 상응하는 포스포늄 화합물이다. 이들 화합물은 전형적인 상 계면 촉매로서 문헌에 기재된 바와 같고, 시중에서 입수가능하고, 당업자에게 친숙하다. 촉매는 합성에 개별적으로, 혼합물로서 또는 또한 동시에 및 연속적으로, 임의로는 또한 포스겐화 이전에 첨가될 수 있으나, 이는, 오늄 화합물, 또는 오늄 화합물의 혼합물이 촉매로서 사용되지 않는 한, 바람직하게는 포스겐의 도입 이후에 배분된다. 이 경우, 첨가는 바람직하게는 포스겐의 배분 이전에 진행된다. 촉매 또는 촉매들은 용매 없이, 불활성 용매 중에서, 바람직하게는 폴리카르보네이트 합성 용매 중에서, 또는 또한 수용액으로서, tert-아민의 경우 산, 바람직하게는 무기산, 특히 염산과의 암모늄 염으로서 배분될 수 있다. 복수의 촉매가 사용되거나 촉매의 총 량이 비율에 따라 배분될 경우, 물론 여러 배분 방법이 상이한 지점 또는 상이한 시간에 사용될 수 있다. 사용된 촉매의 총 량은 비스페놀의 도입 몰수에 대하여 0.001 내지 10몰％, 바람직하게는 0.01 내지 8몰％, 특히 바람직하게는 0.05 내지 5몰％에 이른다.
폴리카르보네이트의 제조를 위한 용융 에스테르교환 방법에서 사용될 수 있는 촉매는 문헌에 공지된 염기성 촉매, 예를 들면 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 히드록시드 및 옥시드 및/또는 오늄 염, 예를 들면 암모늄 또는 포스포늄 염이다. 오늄 염, 특히 바람직하게는 포스포늄 염이 합성에서 바람직하게 사용된다. 이러한 포스포늄 염은, 예를 들면 하기 화학식 IV의 화합물이다:
<화학식 IV>
Figure pct00011
상기 식에서,
R7-10은 동일 또는 상이한 임의로 치환된 C1-C10 알킬, C6-C14 아릴, C7-C15 아릴알킬 또는 C5-C6 시클로알킬 잔류물이고, 바람직하게는 메틸 또는 C6-C14 아릴이고, 특히 바람직하게는 메틸 또는 페닐이고,
X-는 히드록시드, 술페이트, 히드로겐술페이트, 히드로겐카르보네이트, 카르보네이트, 할라이드, 바람직하게는 클로라이드, 및 화학식 -OR11 (식 중, R11은 임의로 치환된 C6-C14 아릴, C7-C15 아릴알킬 또는 C5-C6 시클로알킬 잔류물, C1-C20 알킬, 바람직하게는 페닐을 지칭함)의 알킬레이트 또는 아릴레이트의 군으로부터 선택되는 음이온을 지칭한다.
특히 바람직한 촉매는 테트라페닐포스포늄 클로라이드, 테트라페닐포스포늄 히드록시드 및 테트라페닐포스포늄 페놀레이트이고, 테트라페닐포스포늄 페놀레이트가 매우 특히 바람직하다.
촉매는 바람직하게는 디히드록시아릴 화합물의 1몰에 대하여 10-8 내지 10-3몰의 양, 특히 바람직하게는 10-7 내지 10-4몰의 양으로 사용된다.
공촉매가 또한 임의로 사용되어 중축합의 속도를 증가시킬 수 있다.
이는, 예를 들면, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 알칼리 작용을 갖는 염, 예컨대 리튬, 나트륨 및 칼륨의 히드록시드, 임의로 치환된 C1-C10 알콕시드 및 C6-C14 아릴옥시드, 바람직하게는 나트륨의 히드록시드, 임의로 치환된 C1-C10 알콕시드 또는 C6-C14 아릴옥시드일 수 있다. 2,2-비스-(4-히드록시페닐)-프로판의 수산화나트륨, 나트륨 페놀레이트 또는 디나트륨 염이 바람직하다.
알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 이온이 그의 염의 형태로 도입되는 경우, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 이온의 양 (예를 들면 원자 흡수 분광분석법에 의해 측정됨)은 형성되는 폴리카르보네이트에 대하여 1 내지 500 ppb, 바람직하게는 5 내지 300 ppb, 가장 바람직하게는 5 내지 200 ppb에 이른다. 그러나, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시양태에서는, 알칼리 금속 염이 사용되지 않는다.
폴리카르보네이트 합성은 연속적으로 또는 불연속적으로 수행될 수 있다. 그러므로, 반응은 교반 탱크 반응기, 관형 반응기, 펌프형 순환 반응기 또는 교반 탱크 반응기의 캐스케이드 또는 그의 조합에서 진행될 수 있다. 상기 혼합 요소를 이용함으로써, 합성 혼합물의 반응이 완료될 때까지 수성상 및 유기상이 가능한 한 분리되지 않는 것이 확보되어야 하며, 즉, 이는 더이상 클로로포름산 에스테르 또는 포스겐의 임의의 비누화성 염소를 함유하지 않는다.
포스겐을 상 계면 방법에 도입한 후, 임의로 분지화제를 첨가하기 전에 (분지화제를 비스페놀레이트, 사슬 종결기 및 촉매와 함께 배분하지 않았던 경우), 특정 시간 동안 철저히 유기상 및 수성상을 혼합하는 것이 유리할 수 있다. 각각의 배분 이후 이러한 후-반응 시간이 유리할 수 있다. 이들 후-교반 시간은 10초 내지 60분, 바람직하게는 30초 내지 40분, 특히 바람직하게는 1 내지 15분에 이른다.
유기상은 하나의 용매, 또는 복수 용매의 혼합물로 이루어질 수 있다. 적합한 용매는 염소화 탄화수소 (지방족 및/또는 방향족), 바람직하게는 디클로로메탄, 트리클로로에틸렌, 1,1,1-트리클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄 및 클로로벤젠 및 그의 혼합물이다. 그러나, 방향족 탄화수소, 예컨대 벤젠, 톨루엔, m/p/o-크실렌 또는 방향족 에테르, 예컨대 아니솔이 또한 단독으로, 염소화 탄화수소와의 혼합물로서, 또는 염소화 탄화수소에 더하여서 사용될 수 있다. 합성의 또다른 실시양태는, 폴리카르보네이트를 용해시키지 않는 대신에 그를 단지 팽윤시키는 용매를 사용한다. 이에 따라 폴리카르보네이트에 대한 비용매를 용매와 조합으로 사용하는 것이 또한 가능하다. 용매 파트너가 제2 유기상을 형성하는 경우, 수성상에 가용성인 테트라히드로푸란, 1,3/1,4-디옥산 또는 1,3-디옥솔란과 같은 용매가 또한 용매로서 사용될 수 있다.
적어도 2상 반응 혼합물 (이는 반응이 완료된 것이며, 기껏해야 미량 (<2 ppm)의 클로로포름산 에스테르를 여전히 함유함)을 상 분리를 위하여 정치시킨다. 수성 알칼리성 상을 가능하게는 수성상으로서 폴리카르보네이트 합성에 전적으로 또는 부분적으로 회귀시키거나, 별법으로 용매 및 촉매 분획이 분리 및 재활용되는 폐수 처리로 보낼 수 있다. 후처리의 또다른 변형예에서, 일단 유기 불순물, 특히 용매 및 중합체 잔류물을 분리해내고, 임의로는, 예를 들어 수산화나트륨의 첨가로 특정 pH 값을 확립한 후에, 염을 분리시키고, 이를, 예를 들면 클로르-알칼리 전기분해로 보낼 수 있는 한편, 수성상은 임의로 합성으로 회귀시킬 수있다.
폴리카르보네이트를 함유하는 유기상에서 이제 알칼리성, 이온성 또는 촉매 특성의 임의의 오염원을 정제해낼 수 있다. 심지어 하나 이상의 침강 작업 후에도, 유기상은 미세 액적의 수성 알칼리상의 부분 및 촉매, 대체로 tert-아민을 여전히 함유한다. 침강 작업은 임의로는 침강 탱크, 교반 탱크 반응기, 코얼레서 (coalescer) 또는 분리기 또는 그의 조합을 통과한 유기상에 의해 도움을 받을 수 있으며, 여기서 물이, 능동 또는 수동 혼합 요소를 사용하는 특정 상황 하에, 임의로 각각의 또는 개별 분리 단계에서 배분될 수 있다.
알칼리성 수성상의 이러한 조악한 분리 이후에, 유기상을 한 번 이상 묽은 산, 무기산, 카르복실산, 히드록시카르복실산 및/또는 술폰산으로 세정한다. 수성 무기산, 특히 염산, 아인산 및 인산 또는 이들 산의 혼합물이 바람직하다. 이들 산의 농도는 0.001 내지 50중량％의 범위, 바람직하게는 0.01 내지 5중량％의 범위이어야 한다.
유기상을 또한 탈이온수 또는 증류수로 반복적으로 세정한다. 개별 세정 단계를 침강 탱크, 교반 탱크 반응기, 코얼레서 또는 분리기 또는 그의 조합을 이용하여 진행시킨 후 (여기서 세정수를 임의로는 능동 또는 수동 혼합 요소를 사용하여 세정 단계 사이에 배분시킬 수 있음), 유기상 (임의로 수성상의 부분이 분산되어 있음)을 분리시킨다.
이러한 세정 단계 사이에 또는 또한 세정 후에, 산, 바람직하게는 중합체 용액의 기재가 되는 용매 중에 용해시킨 것을 임의로 첨가할 수 있다. 기체상 염화수소 및 인산 또는 아인산 (이는 임의로는 혼합물로서 사용될 수도 있음)이 여기서 바람직하게 사용된다.
폴리에스테르 카르보네이트의 제조에 적합한 방향족 디카르복실산은, 예를 들면 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, tert-부틸이소프탈산, 3,3'-디페닐디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 4,4-벤조페논 디카르복실산, 3,4'-벤조페논 디카르복실산, 4,4'-디페닐 에테르 디카르복실산, 4,4'-디페닐술폰산 디카르복실산, 2,2-비스-(4-카르복시페닐)프로판, 트리메틸-3-페닐인단 4,5'-디카르복실산이다.
방향족 디카르복실산 중, 테레프탈산 및/또는 이소프탈산이 특히 바람직하게는 사용된다.
디카르복실산 유도체는 디카르복실산 디할라이드 및 디카르복실산 디알킬 에스테르, 특히 디카르복실산 디클로라이드 및 디카르복실산 디메틸 에스테르이다.
방향족 디카르복실산 에스테르기에 의한 카르보네이트기의 치환은, 반응 파트너의 몰비가 또한 최종 폴리에스테르 카르보네이트에서 반복되도록 실질적으로 화학량론적으로 및 또한 정량적으로 진행된다. 방향족 디카르복실산 에스테르기의 혼입은 무작위 및 블록의 둘 다로 진행될 수 있다.
본 발명의 취지상, C1-C4 알킬은, 예를 들면 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, sec-부틸, tert-부틸을 지칭하고, C1-C6 알킬은 또한, 예를 들면 n-펜틸, 1-메틸부틸, 2-메틸부틸, 3-메틸부틸, 네오펜틸, 1-에틸프로필, 시클로헥실, 시클로펜틸, n-헥실, 1,1-디메틸프로필, 1,2-디메틸프로필, 1,2-디메틸프로필, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 4-메틸펜틸, 1,1-디메틸부틸, 1,2-디메틸부틸, 1,3-디메틸부틸, 2,2-디메틸부틸, 2,3-디메틸부틸, 3,3-디메틸부틸, 1-에틸부틸, 2-에틸부틸, 1,1,2-트리메틸프로필, 1,2,2-트리메틸프로필, 1-에틸-1-메틸프로필, 1-에틸-2-메틸프로필 또는 1-에틸-2-메틸프로필을 지칭하고, C1-C10 알킬은 또한, 예를 들면 n-헵틸 및 n-옥틸, 피나실, 아다만틸, 이성질체 멘틸, n-노닐, n-데실을 지칭하고, C1-C34 알킬은 게다가, 예를 들면 n-도데실, n-트리데실, n-테트라데실, n-헥사데실 또는 n-옥타데실을 지칭한다. 상응하는 알킬 잔기, 예를 들면 아랄킬 또는 알킬아릴, 알킬페놀 또는 알킬카르보닐 잔기에도 동일하게 적용된다. 상응하는 히드록시알킬 또는 아랄킬 또는 알킬아릴 잔기 내 알킬렌 잔기는, 예를 들면 상기 알킬 잔기에 상응하는 알킬렌 잔기를 지칭한다.
아릴은 6 내지 34개의 골격 탄소 원자를 갖는 카르보시클릭 방향족 잔기를 지칭한다. 아릴알킬 잔기 (또한 아랄킬 잔기로서 공지됨)의 방향족 잔기, 및 더 복잡한 기, 예를 들면 아릴카르보닐 잔기의 아릴 성분에도 동일하게 적용된다.
C6-C34 아릴의 예는 페닐, o-, p-, m-톨릴, 나프틸, 페난트레닐, 안트라세닐 또는 플루오레닐이다.
아릴알킬 또는 아랄킬은 각 경우에 독립적으로, 상기 정의에 따른 아릴 잔기에 의해 단일치환, 다중치환 또는 완전히 치환될 수 있는, 상기 정의에 따른 직쇄형-쇄, 환형, 분지형 또는 비분지형 알킬 잔기를 의미한다.
상기 목록은 비제한적인 예로서 간주되어야 한다.
본 발명의 취지상, ppb 및 ppm은, 달리 언급되지 않는 한, 중량부를 의미하는 것으로 고려되어야 한다.
본 발명을 도면을 참조로 하여 실시예를 통해 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 도 28 내지 33을 제외한 모든 도면을 컴퓨터 소프트웨어 패키지를 이용하여 제작하였다.
스크류 프로파일 및 요소를 생성 및/또는 기술하기 위해, 무차원 특징 값을 바람직하게 사용하여 상이한 압출기 크기로의 전환성을 단순화한다. 예를 들면, 길이 또는 반경과 같은 기하학적 변수를 위한 적절한 참조 변수는 중심선 거리 a인데, 이는 상기 변수가 압출기에서 수정될 수 없기 때문이다. 무차원 중심선 거리 는 A = a/a = 1을 따른다. 스크류 프로파일의 무차원 외부 스크류 반경은 RA = ra/a를 따른다. 스크류 프로파일의 무차원 코어 반경은 RI = ri/a로서 계산된다. 스크류 프로파일의 무차원 플라이트 깊이는 H = h/a = RA - RI로서 계산된다.
도면에서 모든 기하학적 변수는 그의 무차원 형태로 사용된다. 모든 각도는 라디안으로 명시된다.
도 25는 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 스크류 프로파일의 중간 횡단면을 나타낸다. 도면의 중앙에 xy 좌표계가 위치하고, 그의 원점은 스크류 프로파일의 회전 지점에 위치한다. 스크류 프로파일의 원호는 두꺼운 연속 선에 의해 구별되고, 원호에 각각의 번호가 제공된다. 원호의 중심점은 작은 원에 의해 예시된다. 원호의 중심점은, 연합된 원호의 출발 지점 및 종결 지점 둘 다와 얇은 연속 선에 의해 연결된다. 직선 FP는 얇은 점선으로 예시된다. 외부 스크류 반경 RA는 얇은 데쉬 선에 의해 구별되고, 그의 수치값은 4자리 유효 숫자로서 도면의 우측 하단에 제시된다. 도면의 바로 우편에 반경 R, 각도 α 및 원호 중심점의 x 및 y 좌표 Mx 및 My가 각각의 원호에 대하여 각 경우에 4자리 유효 숫자로 제시된다. 이러한 세부사항은 명백하게 스크류 프로파일을 규정한다. 스크류 프로파일은, x 축에서 보여지는 절반을 미러링(mirroring)하는 것에 의해 전체 스크류 프로파일이 얻어지도록 하는, x 축에 대한 거울 대칭이다.
외부 스크류 반경과 동일한 스크류 프로파일의 대역은 팁 대역으로서 공지되어 있다. 도 25의 예에서, 원호 3'만이 외부 스크류 반경과 접촉한다. 이는 R_3'=0의 반경을 가지며, 즉 프로파일이 이 위치에서 꼬임(kink)을 갖는다. 원호 3'의 중심점은 꼬임과 일치한다. "꼬임의 크기"는 각도 α_3' (α_3'=0.8501)에 의해 측정되며, 즉 원호 3으로부터 원호 2'로의 전이가 각도 α_3'에 대한 회전에 의해 초래된다. 또는 다시 말하여: 원호 3'의 중심점에서 원호 3에 대한 탄젠트가 α_3'의 각도로 원호 3'의 중심점에서 마찬가지로 원호 2'에 대한 탄젠트와 교차한다. 그러나, 원호 3'를 고려할 때, 모든 이웃 원호 3→3', 3'→2'는 서로 접하여 합류된다.
코어 반경과 동일한 스크류 프로파일의 대역은 오목 대역으로서 공지되어 있다. 도 25의 예에서, 이는 원호 3 상의 단 하나의 지점 N이다. 지점 N은 프로파일의 회전 지점 및 원호 3의 중심점 M_3을 통과하는 직선 G를 플롯팅함으로서 수득한다. 이 직선 G는 지점 N에서 원호 3과 교차한다.
외부 스크류 반경보다 작고 코어 반경보다 큰 스크류 프로파일의 대역은 플랭크 대역으로서 공지되어 있다. 도 25의 예에서, 이는 원호 1, 원호 2, 원호 2', 원호 1' 및 원호 3 (지점 N 제외)이다. 이와 관련하여, 원호 1'로 출발하여 원호 1로 종결되는 프로파일 부분에 대하여 하기 순서의 대역이 판독될 수 있다: 플랭크 - 플랭크 - 팁 - 플랭크 - 오목 - 플랭크 - 플랭크 - 플랭크. 프로파일의 축 대칭에 기인하여, 상기 대역은 x 축에서의 미러링에 의해 복사되어, 본 발명에 따른 순서를 갖는 완전한 프로파일을 발생시킨다.
본 발명에 따르면, 프로파일은 순서 A - U - K - U를 가지며, 여기서 A는 밀봉 대역을 나타내고, U는 전이 대역을 나타내고, K는 채널 대역을 나타낸다. 밀봉 대역은 일련의 팁 대역 - 플랭크 대역 - 팁 대역을 갖는다. 채널 대역은 일련의 오목 대역 - 플랭크 대역 - 오목 대역을 갖는다. 전이 대역은 플랭크 대역을 포함한다.
밀봉 대역은 스크류 프로파일이 플랭크 대역으로부터 팁 대역까지의 전이에서 꼬임을 포함한다는 것을 특징으로 한다. 이 도면의 스크류 프로파일은 또한 밀봉 대역으로부터 전이 대역까지의 전이가 꼬임을 포함한다는 것에서 구별된다. 무차원 외부 스크류 반경 RA로부터 채널 대역의 플랭크 대역의 가장 짧은 무차원 거리는 0.1001에 이르고, 따라서 무차원 플라이트 깊이의 절반 H/2 = 0.08보다 크다.
또한, 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소가 이하에 예시된다. 명료화를 위하여, 도면에 대역 (플랭크 대역, 팁 대역, 오목 대역, 밀봉 대역, 채널 대역, 전이 대역)을 나타내지 않는다. 그러나, 도면은 대역 측정을 위한 기준으로서 사용될 수 있는 모든 세부사항을 포함한다. 또한, 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각 및 팁 각도와 같은 변수는 도면 내 세부사항을 참조로 하여 쉽게 계산할 수 있다.
도 1 내지 13은 각 경우에 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 중간 횡단면을 나타낸다. 이들 도면은 모두 동일한 구조를 가지며, 이는 이하 상세히 기재된다. 도면의 중앙에 xy 좌표계가 위치하고, 그 원점에 스크류 프로파일의 회전 지점이 위치한다. 스크류 프로파일의 원호는 두꺼운 연속 선에 의해 구별되고, 원호에 각각의 번호가 제공된다. 원호의 중심점은 작은 원에 의해 예시된다. 원호의 중심점은 연합된 원호의 출발 지점 및 종결 지점 둘 다와 얇은 연속 선에 의해 연결된다. 직선 FP는 얇은 점선으로 예시된다. 외부 스크류 반경 RA는 얇은 데쉬 선에 의해 구별되고, 그의 수치값은 4자리 유효 숫자로서 도면의 우측 하단에 제시된다. 도면의 바로 우편에 반경 R, 각도 α 및 원호 중심점의 x 및 y 좌표 Mx 및 My가 각각의 원호에 대하여 각 경우에 4자리 유효 숫자로 제시된다. 이러한 세부사항은 명백하게 스크류 프로파일을 규정한다. 스크류 프로파일은 각 경우에, x 축에 나타낸 절반을 미러링하는 것에 의해 전체 스크류 프로파일이 얻어지도록 하는, x 축에 대한 거울 대칭이다.
스크류 프로파일의 절반이 총 2개의 원호로 이루어지는 스크류 프로파일은 이하 2-원 스크류 프로파일이라 지칭한다. 스크류 프로파일의 절반이 총 4개의 원호로 이루어지는 스크류 프로파일은 4-원 스크류 프로파일이라 지칭한다. 스크류 프로파일의 절반이 총 6개의 원호로 이루어지는 스크류 프로파일은 이하 6-원 스크류 프로파일이라 지칭한다. 스크류 프로파일의 절반이 총 8개의 원호로 이루어지는 스크류 프로파일은 8-원 스크류 프로파일이라 지칭한다.
도 1: 도 1a 내지 1d는 각 경우에, 각 경우 8개의 원호로 이루어지는 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 바람직한 스크류 프로파일의 절반을 나타낸다. 도 1a 내지 1d에서, 무차원 외부 스크류 반경은 각 경우에 RA = 0.58에 이른다. 도 1a 내지 1d에서, 무차원 플라이트 깊이는 각 경우에 H = 0.16에 이른다. 스크류 프로파일을 정확히 기재하는 추가의 기하학적 변수를 도면으로부터 얻을 수 있다. 도 1a 내지 1d에서 스크류 프로파일의 특유의 특징은 밀봉 대역이 원호 1 내지 4를 포함하고, 여기서 플랭크 대역은 원호 1을 포함하고, 팁 대역은 원호 2 내지 4를 포함하고, 여기서 원호 2 및 4의 무차원 반경은 각 경우에 0이고, 원호 3의 무차원 반경은 무차원 외부 스크류 반경 RA와 같고, 여기서 팁 대역의 원호는 완전히 무차원 외부 스크류 반경 RA 상에 놓이고, 이에 따라 맞물림부 대역의 선형 밀봉이 수득된다는 것이다. 이들 스크류 프로파일의 추가의 특유의 특징은 전이 대역이 원호 4'를 포함하고, 그의 무차원 반경이 무차원 중심선 거리 A와 같다는 것이다. 이들 스크류 프로파일은 또한 채널 대역이 원호 1' 내지 3'를 포함하고, 여기서 플랭크 대역은 원호 1' 및 2'를 포함하고, 오목 대역은 원호 3'를 포함하고, 여기서 원호 2'의 무차원 반경은 무차원 중심선 거리 A와 동일하고, 원호 3'의 무차원 반경은 무차원 코어 반경 RI와 동일하고, 여기서 오목 대역의 원호는 완전히 무차원 코어 반경 RI 상에 놓이는 것을 특징으로 한다. 도 1a 내지 1d에서, 밀봉 대역은 스크류 프로파일이 각 경우에 플랭크 대역으로부터 팁 대역까지의 전이에서 꼬임을 포함한다는 것을 특징으로 한다. 또한, 이들 도면의 스크류 프로파일은 밀봉 대역으로부터 전이 대역까지의 전이가 각 경우에 꼬임을 포함한다는 것에서 구별된다. 도 1d는 무차원 외부 스크류 반경 RA로부터, 채널 대역의 플랭크 대역의 무차원 거리가 최소이다. 도 1d에서, 상기 거리는 0.0801에 이르고, 이에 따라 무차원 플라이트 깊이의 절반 H/2 = 0.08보다 크다.
밀봉 대역의 팁 대역의 크기는 조절될 수 있다는 것이 도 1a 내지 1d로부터 명백하다. 또한, 외부 스크류 반경으로부터 밀봉 대역의 플랭크 대역의 최대 거리가 조절될 수 있다는 것이 이들 도면으로부터 명백하다.
도 1b 및 1c는 원호 1의 출발 지점의 위치 및 원호 1'의 종결 지점의 위치가 각 경우에 동일하다는 것을 또한 특징으로 한다. x 축에서 도 1b 또는 도 1c를 미러링하고, 도 1b의 스크류 프로파일 및 도 1c의 미러링된 스크류 프로파일로부터 또는 도 1c의 스크류 프로파일 및 도 1b의 미러링된 스크류 프로파일로부터의 스크류 프로파일을 함께 합하면, 밀봉 대역의 팁 대역의 크기가 상이한, 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 스크류 프로파일이 나타난다.
도 2: 도 2a 내지 2d는 각 경우에, 각 경우 8개의 원호로 이루어지는 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 바람직한 스크류 프로파일의 절반을 나타낸다. 도 2a 내지 2d에서, 무차원 외부 스크류 반경은 RA = 0.55 내지 RA = 0.67의 범위에서 가변적이다. 도 2a 내지 2d에서, 무차원 플라이트 깊이는 H = 0.10 내지 H = 0.34의 범위에서 가변적이다. 스크류 프로파일을 정확히 기술하는 추가의 기하학적 변수를 도면으로부터 얻을 수 있다. 도 2a 내지 2d에서 스크류 프로파일의 특유의 특징은 밀봉 대역이 원호 1 내지 4를 포함하고, 여기서 플랭크 대역은 원호 1을 포함하고, 팁 대역은 원호 2 내지 4를 포함하고, 여기서 원호 2 및 4의 무차원 반경은 각 경우에 0이고, 원호 3의 무차원 반경은 무차원 외부 스크류 반경 RA와 같고, 여기서 팁 대역의 원호는 완전히 무차원 외부 스크류 반경 RA 상에 놓이고, 이에 따라 맞물림부 대역의 선형 밀봉이 수득된다는 것이다. 이들 스크류 프로파일의 추가의 특유의 특징은 전이 대역이 원호 4'를 포함하고, 그의 무차원 반경이 무차원 중심선 거리 A와 같다는 것이다. 이들 스크류 프로파일은 또한 채널 대역이 원호 1' 내지 3'를 포함하고, 여기서 플랭크 대역은 원호 1' 및 2'를 포함하고, 오목 대역은 원호 3'를 포함하고, 여기서 원호 2'의 무차원 반경은 무차원 중심선 거리 A와 동일하고, 원호 3'의 무차원 반경은 무차원 코어 반경 RI와 동일하고, 여기서 오목 대역의 원호는 완전히 무차원 코어 반경 RI 상에 놓이는 것을 특징으로 한다. 도 2a 내지 2d에서, 밀봉 대역은 스크류 프로파일이 각 경우에 플랭크 대역으로부터 팁 대역까지의 전이에서 꼬임을 포함한다는 것을 특징으로 한다. 또한, 이들 도면의 스크류 프로파일은 밀봉 대역으로부터 전이 대역까지의 전이가 각 경우에 꼬임을 포함한다는 것에서 구별된다. 도 2d는 무차원 외부 스크류 반경 RA로부터, 채널 대역의 플랭크 대역의 무차원 거리가 최소이다. 도 2d에서, 상기 거리는 0.06에 이르고, 이에 따라 무차원 플라이트 깊이의 절반 H/2 = 0.05보다 크다.
도 3: 도 3a 및 3b는 각 경우에, 각 경우 8개의 원호로 이루어지는 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 바람직한 스크류 프로파일의 절반을 나타낸다. 도 3a 및 3b에서, 무차원 외부 스크류 반경은 각 경우에 RA = 0.58에 이른다. 도 3a 내지 3d에서, 무차원 플라이트 깊이는 각 경우에 H = 0.16에 이른다. 스크류 프로파일을 정확히 기술하는 추가의 기하학적 변수를 도면으로부터 얻을 수 있다. 도 3a 및 3b에서 스크류 프로파일의 특유의 특징은 밀봉 대역이 원호 1 내지 4를 포함하고, 여기서 플랭크 대역은 원호 1 및 2를 포함하고, 팁 대역은 원호 3 및 4를 포함하고, 여기서 원호 3의 무차원 반경은 무차원 외부 스크류 반경 RA와 같고, 원호 4의 무차원 반경은 0이고, 여기서 팁 대역의 원호는 완전히 무차원 외부 스크류 반경 RA 상에 놓이고, 이에 따라 맞물림부 대역의 선형 밀봉이 수득된다는 것이다. 이들 스크류 프로파일의 추가의 특유의 특징은 전이 대역이 원호 4'를 포함하고, 그의 무차원 반경이 무차원 중심선 거리 A와 같다는 것이다. 이들 스크류 프로파일은 또한 채널 대역이 원호 1' 내지 3'를 포함하고, 여기서 플랭크 대역은 원호 1' 및 2'를 포함하고, 오목 대역은 원호 3'를 포함하고, 여기서 원호 3'의 무차원 반경은 무차원 코어 반경 RI와 동일하고, 여기서 오목 대역의 원호는 완전히 무차원 코어 반경 RI 상에 놓이는 것을 특징으로 한다. 도 3a 및 3b에서 밀봉 대역은 스크류 프로파일이 각 경우에 플랭크 대역으로부터 팁 대역까지의 전이에서 꼬임을 포함하지 않는다는 것을 특징으로 한다. 또한, 이들 도면의 스크류 프로파일은 밀봉 대역으로부터 전이 대역까지의 전이가 각 경우에 꼬임을 포함한다는 것에서 구별된다. 도 3b는 무차원 외부 스크류 반경 RA로부터, 채널 대역의 플랭크 대역의 무차원 거리가 최소이다. 도 3b에서, 상기 거리는 0.0924에 이르고, 이에 따라 무차원 플라이트 깊이의 절반 H/2 = 0.08보다 크다.
도 4: 도 4a 및 4b는 각 경우에, 각 경우 8개의 원호로 이루어지는 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 바람직한 스크류 프로파일의 절반을 나타낸다. 도 4a 및 4b에서, 무차원 외부 스크류 반경은 각 경우에 RA = 0.58에 이른다. 도 4a 내지 4d에서, 무차원 플라이트 깊이는 각 경우에 H = 0.16에 이른다. 스크류 프로파일을 정확히 기술하는 추가의 기하학적 변수를 도면으로부터 얻을 수 있다. 도 4a 및 4b에서 스크류 프로파일의 특유의 특징은 밀봉 대역이 원호 1 내지 3을 포함하고, 여기서 플랭크 대역은 원호 1 및 2를 포함하고, 팁 대역은 원호 3을 포함하고, 여기서 원호 3의 무차원 반경은 무차원 외부 스크류 반경 RA와 같고, 여기서 팁 대역의 원호는 완전히 무차원 외부 스크류 반경 RA 상에 놓이고, 이에 따라 맞물림부 대역의 선형 밀봉이 수득된다는 것이다. 또한 이들 스크류 프로파일의 특징은 전이 대역이 원호 4 및 4'를 포함한다는 것이다. 이들 스크류 프로파일은 또한 채널 대역이 원호 1' 내지 3'를 포함하고, 여기서 플랭크 대역은 원호 1' 및 2'를 포함하고, 오목 대역은 원호 3'를 포함하고, 여기서 원호 3'의 무차원 반경은 무차원 코어 반경 RI와 동일하고, 여기서 오목 대역의 원호는 완전히 무차원 코어 반경 RI 상에 놓이는 것을 특징으로 한다. 도 4a 및 4b에서 밀봉 대역은 스크류 프로파일이 각 경우에 플랭크 대역으로부터 팁 대역까지의 전이에서 꼬임을 포함하지 않는다는 것을 특징으로 한다. 또한, 이들 도면의 스크류 프로파일은 밀봉 대역으로부터 전이 대역까지의 전이에서 각 경우에 꼬임을 포함하지 않는다는 것에서 구별된다. 도 4a 및 4b에서 무차원 외부 스크류 반경 RA로부터, 채널 대역의 플랭크 대역의 최소 무차원 거리가 동일한 정도이다. 상기 거리는 0.0924에 이르고, 이에 따라 무차원 플라이트 깊이의 절반 H/2 = 0.08보다 크다.
도 3a, 3b, 4a 및 4b에 나타낸 스크류 프로파일에 더하여, 당업자에게 공지된 바와 같이, 원호 2의 반경이 0이고, 원호 4의 반경이 0을 초과하는 스크류 프로파일을 형성하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 플랭크 대역으로부터 팁 대역까지의 전이에서 스크류 프로파일의 밀봉 대역이 꼬임을 포함하고, 스크류 프로파일의 밀봉 대역으로부터 전이 대역까지의 전이가 꼬임을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 스크류 프로파일을 얻는다.
도 1 내지 4는 맞물림부 대역의 선형 밀봉을 갖는 스크류 요소의 스크류 프로파일을 나타낸다. 도면으로부터 명백한 바와 같이, 원호의 파라미터의 선별에 의해 선형 밀봉제(seal)의 길이를 조절할 수 있다. 팁 및 플랭크 대역 사이에서 또는 밀봉 및 전이 대역 사이에서 스크류 프로파일에 꼬임이 있거나 없도록 전이를 구성하는 것이 추가로 가능하다.
하기 도면은 맞물림부 대역의 점상형(punctiform) 밀봉을 갖는 스크류 요소의 스크류 프로파일을 나타낸다. 여기서도 팁 및 플랭크 대역 사이에서 또는 밀봉 및 전이 대역 사이에서 스크류 프로파일에 꼬임이 있거나 없도록 전이를 구성하는 것이 가능하다.
도 5: 도 5는 6개의 원호로 이루어지는, 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 바람직한 스크류 프로파일의 절반을 나타낸다. 도 5에서, 무차원 외부 스크류 반경은 RA = 0.58에 이른다. 도 5에서 무차원 플라이트 깊이는 H = 0.16에 이른다. 스크류 프로파일을 정확히 기술하는 추가의 기하학적 변수를 도면으로부터 유추할 수 있다. 스크류 프로파일은 도 25에 나타낸 것과 동일하다. 원호 3'의 반경은 0이다. 원호 3'는 외부 스크류 반경 RA 상에 놓이고, 밀봉 대역의 팁 대역을 형성한다. 스크류 프로파일이 밀봉 지점에서 꼬임을 포함하는 점상형 밀봉제가 맞물림부 대역에 제공된다. 채널 대역은 원호 2의 반경이 0이라는 것을 특징으로 한다. 그러므로, 스크류 프로파일은 이 위치에서 꼬임을 포함한다. 도 5에서 외부 스크류 반경 RA로부터, 채널 대역의 플랭크 대역의 최소 무차원 거리는, 0.1001에서, 무차원 플라이트 깊이의 절반 H/2 = 0.08보다 크다.
도 6: 도 6a 내지 6b는 각 경우에, 각 경우 6개의 원호로 이루어지는, 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 바람직한 스크류 프로파일의 절반을 나타낸다. 무차원 외부 스크류 반경은 RA=0.58에 이른다. 도 6a 및 6b에서, 무차원 플라이트 깊이는 각 경우에 H = 0.16에 이른다. 스크류 프로파일을 정확히 기술하는 추가의 기하학적 변수를 도면으로부터 얻을 수 있다. 원호 3'의 반경은 두 도면 모두에서 0.25이다. 도 6a 및 6b에서의 스크류 프로파일의 특유의 특징은 원호 3'가 하나의 지점에서 스크류 반경 RA에 대하여 탄젠트라는 것이다. 탄젠트 지점은 밀봉 대역의 팁 대역을 형성한다. 스크류 프로파일이 밀봉 지점에서 꼬임을 포함하지 않는 점상형 밀봉제가 맞물림부 대역에 제공된다. 탄젠트 지점은 원호 3'를 두 부분으로 나눈다. 한 부분은 원호 1' 및 2'와 함께 밀봉 대역에 속한다. 다른 부분은 원호 3의 부분과 함께 전이 대역에 속한다. 채널 대역은 원호 2의 반경이 0인 것을 특징으로 한다. 그러므로, 스크류 프로파일은 이 위치에서 꼬임을 포함한다. 도 6a 및 6b에서, 외부 스크류 반경 RA로부터, 채널 대역의 플랭크 대역의 최소 무차원 거리는, 각각 0.1448 또는 0.1166에서, 무차원 플라이트 깊이의 절반 H/2 = 0.08보다 크다.
도 7: 도 7은 6개의 원호로 이루어지는 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 바람직한 스크류 프로파일의 절반을 나타낸다. 무차원 외부 스크류 반경은 RA=0.58에 이른다. 도 7에서 무차원 플라이트 깊이 H = 0.16에 이른다. 스크류 프로파일을 정확히 기술하는 추가의 기하학적 변수를 도면으로부터 유추할 수 있다. 맞물림부 대역은 도 5에서와 같이 원호 3'를 통하여 밀봉된다. 도 5와 비교하여 도 7 내 채널 대역은 원호 2의 반경이 0보다 크다는 것을 특징으로 한다. 그러므로, 스크류 프로파일은 이 위치에서 꼬임을 포함하지 않는다. 도 7에서 외부 스크류 반경 RA로부터, 채널 대역의 플랭크 대역의 최소 무차원 거리는, 0.1194에서, 무차원 플라이트 깊이의 절반 H/2 = 0.08보다 크다.
도 8: 도 8a 내지 8b는 각 경우에, 각 경우 6개의 원호로 이루어지는, 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 바람직한 스크류 프로파일의 절반을 나타낸다. 무차원 외부 스크류 반경은 RA=0.58에 이른다. 도 8a 및 8b에서, 무차원 플라이트 깊이는 각 경우에 H = 0.16에 이른다. 스크류 프로파일을 정확히 기술하는 추가의 기하학적 변수를 도면으로부터 얻을 수 있다. 도 6에서 맞물림부 대역은 원호 3'에 의해 밀봉되고, 이는 한 지점에서 외부 스크류 반경 RA에 대한 탄젠트이다. 도 6과 비교하여 도 8 내 채널 대역은 원호 2의 반경이 0보다 크다는 것을 특징으로 한다. 그러므로, 스크류 프로파일이 위치에서 꼬임을 포함하지 않는다. 도 8a 및 8b에서 외부 스크류 반경 RA로부터, 채널 대역의 플랭크 대역의 최소 무차원 거리는, 각각 0.1531 또는 0.1252에서, 무차원 플라이트 깊이의 절반 H/2 = 0.08보다 크다.
도 9: 도 9는 4개의 원호로 이루어지는, 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 바람직한 스크류 프로파일의 절반을 나타낸다. 무차원 외부 스크류 반경은 RA = 0.63에 이른다. 도 9에서 무차원 플라이트 깊이는 H = 0.26에 이른다. 스크류 프로파일을 정확히 기술하는 추가의 기하학적 변수를 도면으로부터 유추할 수 있다. 원호 2'의 반경은 0이다. 원호 2'는 외부 스크류 반경 RA 상에 놓이고, 밀봉 대역의 팁 대역을 형성한다. 스크류 프로파일이 밀봉 지점에서 꼬임을 포함하는 점상형 밀봉제가 맞물림부 대역에 제공된다. 채널 대역은 원호 1의 반경이 0인 것을 특징으로 한다. 그러므로, 스크류 프로파일은 이 위치에서 꼬임을 포함한다. 도 9에서, 외부 스크류 반경 RA로부터의, 채널 대역의 플랭크 대역의 최소 무차원 거리는, 0.1473에서, 무차원 플라이트 깊이의 절반 H/2 = 0.13보다 크다.
도 10: 도 10a 내지 10b는 각 경우에, 각 경우 4개의 원호로 이루어지는, 본 발명에 따른 스크류 요소의 바람직한 스크류 프로파일의 절반을 나타낸다. 무차원 외부 스크류 반경은 RA = 0.63에 이른다. 도 10a 및 10b에서, 무차원 플라이트 깊이는 각 경우에 H = 0.26에 이른다. 스크류 프로파일을 정확히 기술하는 추가의 기하학적 변수를 도면으로부터 얻을 수 있다. 도 9에서 맞물림부 대역은 원호 2'에 의해 밀봉된다. 도 9와 비교하여, 도 10 내 채널 대역은 원호 1의 반경이 0보다 크다는 것을 특징으로 한다. 그러므로, 스크류 프로파일은 이 위치에서 꼬임을 포함하지 않는다. 도 10a 및 10b에서 외부 스크류 반경 RA로부터의, 채널 대역의 플랭크 대역의 최소 무차원 거리는, 각각 0.1650 또는 0.1888에서, 무차원 플라이트 깊이의 절반 H/2 = 0.13보다 크다.
도 11: 도 11a 내지 11b는 각 경우에, 각 경우 4개의 원호로 이루어지는 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 바람직한 스크류 프로파일의 절반을 나타낸다. 무차원 외부 스크류 반경은 RA = 0.63에 이른다. 도 11a 및 11b에서, 무차원 플라이트 깊이는 각 경우에 H = 0.26에 이른다. 스크류 프로파일을 정확히 기술하는 추가의 기하학적 변수를 도면으로부터 얻을 수 있다. 도 11a 및 11b에서 원호 2'의 반경은 0.1572 또는 0.2764이다. 도 11a 및 11b에서의 스크류 프로파일의 특유의 특징은 원호 2'가 한 지점에서 스크류 반경 RA에 대한 탄젠트라는 것이다. 탄젠트 지점은 밀봉 대역의 팁 대역을 형성한다. 스크류 프로파일이 밀봉 지점에서 꼬임을 포함하지 않는 점상형 밀봉제가 맞물림부 대역에 제공된다. 탄젠트 지점은 원호 2'를 두 부분으로 나눈다. 한 부분은 원호 1'와 밀봉 대역에 속한다. 다른 부분은 원호 2의 부분과 전이 대역에 속한다. 채널 대역은 원호 1의 반경이 0인 것을 특징으로 한다. 그러므로, 스크류 프로파일은 이 위치에서 꼬임을 포함한다. 도 11a 및 11b에서 외부 스크류 반경 RA로부터, 채널 대역의 플랭크 대역의 최소 무차원 거리는, 각각 0.1857 또는 0.2158에서, 무차원 플라이트 깊이의 절반 H/2 = 0.13보다 크다.
도 12: 도 12a 내지 12b는 각 경우에, 각 경우 4개의 원호로 이루어지는 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 바람직한 스크류 프로파일의 절반을 나타낸다. 무차원 외부 스크류 반경은 RA = 0.63에 이른다. 도 12a 및 12b에서, 무차원 플라이트 깊이는 각 경우에 H = 0.26에 이른다. 스크류 프로파일을 정확히 기술하는 추가의 기하학적 변수를 도면으로부터 얻을 수 있다. 도 11에서 맞물림부 대역은 원호 2'에 의해 밀봉되며, 이는 한 지점에서 외부 스크류 반경 RA에 대한 탄젠트이다. 도 11과 비교하여 도 12 내 채널 대역은 원호 1의 반경이 0보다 큰 것을 특징으로 한다. 그러므로, 스크류 프로파일이 이 위치에서 꼬임을 포함하지 않는다. 도 12a 및 12b에서, 외부 스크류 반경 RA로부터, 채널 대역의 플랭크 대역의 최소 무차원 거리는, 각각 0.1849 또는 0.2184에서, 무차원 플라이트 깊이의 절반 H/2 = 0.13보다 크다. 원호 2'와 외부 스크류 반경 RA의 탄젠트 지점은, 좌표 원점 및 원호 2'의 중심점을 통과하는 직선과 상기 원호 2'의 교차 지점을 계산하여 수득한다. 원호 2와 스크류 코어 반경 RI의 탄젠트 지점은, 좌표 원점 및 원호 2의 중심점을 통과하는 직선과 상기 원호 2의 교차 지점을 계산하여 수득한다.
도 1 내지 4는 맞물림부 대역의 선형 밀봉을 나타낸다. 도 5 내지 12는 맞물림부 대역의 점상형 밀봉을 나타내는데, 도 5, 7, 9 및 10에서는 스크류 프로파일이 꼬임을 가지며, 도 6, 8, 11 및 12에서는 꼬임을 갖지 않는다. 즉, 당업자에게 인식되는 바, 본 발명에 따라 사용되는 스크류 프로파일을 이용하여 가공할 점성 유체에 작업 및 가공 요건에 대하여 의도적으로 가해지는 열 및 기계 응력을 조정하는 것이 가능하다.
도 1 내지 12는 최대 8개의 원호로 이루어지는 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 스크류 프로파일의 절반을 나타낸다. 그러나, 본 발명은 8개의 원호에 제한되지 않는다. 대신에, 바람직한 만큼의 많은 원호를 사용하여 본 발명에 따라 사용되는 스크류 프로파일을 생성할 수 있다.
도 13: 모든 단일-플라이트 스크류 프로파일은 그들의 자가 세정 효과를 잃지 않으면서 x 축을 따라 특정 정도까지 정(positive) 또는 부(negative) x 방향으로 변위될 수 있는데, 이는 x 축을 따르는 변위의 결과로서, 한 지점에서의 직선 FP의 접촉 조건이 여전히 성취되기 때문이다. 도 13은 그러한 변위를 나타낸다. 도 13a 내지 13b는 각 경우에, 각 경우 8개의 원호로 이루어지는 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 바람직한 스크류 프로파일의 절반을 보여준다. 변위되지 않은 스크류 프로파일의 무차원 외부 스크류 반경은 RA = 0.6에 이른다. 도 13a 및 13b에서, 변위되지 않은 스크류 프로파일의 무차원 플라이트 깊이는 각 경우에 H = 0.2에 이른다. 스크류 프로파일을 정확히 기술하는 추가의 기하학적 변수를 도면으로부터 얻을 수 있다. 도 13a 및 13b에서 전체 스크류 프로파일이 중심선 거리의 0.01 또는 0.03배의 양으로 좌측으로 변위된다. 개별 원호의 반경 및 각도는 변위에 의해 변경되지 않음이 주목될 것이다. 원호 3에 의한 맞물림부 대역의 선형 밀봉도가 이로써 조정가능하다. 일반적으로, 맞물림부 대역의 선형 또는 점상형 밀봉도는 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 스크류 프로파일의 변위에 의해 조정가능하다. 특히, 밀봉제 대역에서 점성 유체에 적용되는 기계 및 열 응력이 의도적으로 조정될 수 있다. 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 스크류 프로파일은 바람직하게는 중심선 거리의 0 내지 0.05배의 양으로, 특히 바람직하게는 중심선 거리의 0 내지 0.025배의 양으로 변위된다.
x 방향으로 변위된 스크류 프로파일은 제2 단계에서 정 또는 부 y 방향으로 변위될 수 있으며, 이때 스크류 프로파일의 자가 세정을 결과적으로 잃지 않는다. 이러한 방식으로 맞물림부 대역의 비대칭 밀봉이 달성된다. 예를 들면 맞물림부 대역의 밀봉도는 팁 대역에서 스크류 요소의 회전 방향에 따라 좌우될 수 있다. 배럴로부터 스크류 프로파일의 밀봉 대역의 팁 대역의 최대 거리는 바람직하게는 중심선 거리의 0 내지 0.05배 범위이고, 특히 바람직하게는 중심선 거리의 0 내지 0.025배 범위이다.
도 14 내지 16은 8자형 스크류 배럴 내부의 발생시키는 및 발생되는 스크류 프로파일을 나타낸다. 두 스크류 프로파일 내에서 수치값이 하기 스크류 변수에 대하여 제공된다:
- RG: 두 배럴 구멍의 반경
- RV: 가상 배럴 반경, 이는 배럴 반경 RG와 같거나 그보다 작음
- RA: 근접 맞물림형 자가 세정 스크류 프로파일의 외부 스크류 반경
- RF: 제조될 스크류 프로파일의 외부 스크류 반경
- S: 제조할 두 스크류 프로파일 사이의 유극
- D: 제조될 스크류 프로파일 및 배럴 사이의 유극
- T: 운반, 혼합 또는 전이 요소의 피치
- VPR: 평활한 근접 맞물림형 자가 세정 스크류 프로파일의 변위의 크기 (이들이 편심 배열된 경우)
- VPW: 평활한 근접 맞물림형 자가 세정 스크류 프로파일의 변위의 각도 (방향 표시)(이들이 편심 배열된 경우)
- VLR: 유극 내에서 좌선회 스크류의 제조될 스크류 프로파일의 변위의 크기
- VLW: 유극 내에서 좌선회 스크류의 제조될 스크류 프로파일의 변위의 각도
- VRR: 유극 내에서 우선회 스크류의 제조될 스크류 프로파일의 변위의 크기
- VRW: 유극 내에서 우선회 스크류의 제조될 스크류 프로파일의 변위의 각도
서로 상호관통하는 두 구멍 (각 경우 반경 RG 및 거리 A=1)으로부터 얻어지는 스크류 배럴이 얇은 데쉬 선에 의해 예시된다. 두 배럴 구멍이 상호관통하는 경우, 두 구멍이 얇은 점선에 의해 구별된다. 두 배럴 구멍의 중심점은 스크류 프로파일의 두 회전 지점과 동일하고, 각 경우에 작은 원에 의해 구별된다. 근접 맞물림형 자가 세정 스크류 프로파일이 두꺼운 연속 선에 의해 구별된다. 만들어지는 스크류 프로파일이 얇은 연속 선에 의해 예시된다.
근접 맞물림형 자가 세정 스크류 프로파일의 외부 스크류 반경 RA, 가상 배럴 반경 RV, 제조될 두 스크류 프로파일 사이의 유극 S 및 제조될 스크류 프로파일 및 스크류 배럴 사이의 유극 D의 사이에 RA = RV - D + S/2의 관계가 적용된다는 것이 당업자에게 공지되어 있다.
제조될 스크류 프로파일의 외부 스크류 반경 RF, 가상 배럴 반경 RV 및 제조될 스크류 프로파일 및 스크류 배럴 사이의 유극 D의 사이에 RF = RV - D의 관계가 적용된다는 것이 당업자에게 추가로 공지되어 있다.
전형적으로는 가상 배럴 반경 RV가, 제시된 배럴 반경 RG와 동일하다. 가상 배럴 반경 RV가 배럴 반경 RG보다 작도록 선택되는 경우, 추가의 유극이 스크류 프로파일 및 배럴 사이에서 나타난다. 이러한 유극을 사용하여, 자가 세정은 유지시키면서 발생시키는 및 발생되는 스크류 프로파일을 편심으로 변위시킬 수 있다. 편심률은 각도 VPW의 형태의 변위 방향 및 변위의 크기 VPR에 의해 명백하게 특징지워진다.
도 14: 도 14a 내지 14d는 본 발명에 따른 스크류 요소의 스크류 프로파일의 편심성 위치설정의 바람직한 실시양태를 나타낸다. 기하학적 파라미터는 개별 도면으로부터 취해질 수 있다. 편심으로 위치한 단일-플라이트 근접 맞물림형 자가 세정 스크류 프로파일은 스크류 프로파일로부터 배럴까지의 거리가 변위 방향과 무관하게 좌선회 및 우선회 스크류에 대하여 동일하다는 점에서 구별된다. 도 14a에서의 스크류 프로파일은, 스크류 프로파일의 두 회전 지점의 연결선을 따라, 각 경우에 맞물림부 대역의 밀봉이 성취되도록 스크류 프로파일의 밀봉 대역의 팁 대역의 한 지점이 배럴과 접촉되는 정도까지 변위된다. 도 14b 내지 14d에서의 스크류 프로파일은 각 경우에 스크류 프로파일의 밀봉 대역의 팁 대역의 한 지점만이 배럴과 접촉되는 정도까지 변위된다. 이러한 목적에 요구되는 변위의 크기는 변위 방향에 따라 좌우된다. 스크류 프로파일의 밀봉 대역의 팁 대역의 어떠한 지점도 배럴과 접촉되지 않는 스크류 프로파일에 대하여 편심 위치가 추가로 선택될 수 있다. 일반적으로, 맞물림부 대역의 선형 또는 점상형 밀봉도는 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 스크류 프로파일의 편심성 위치설정에 의해 조정가능하다. 특히, 밀봉제의 영역에서 점성 유체에 가해지는 기계 및 열 응력이 의도적으로 조정될 수 있다. 예를 들면 맞물림부 대역의 밀봉도가 팁 대역에서 스크류 요소의 회전 방향에 따라 좌우될 수 있다. 배럴로부터 스크류 프로파일의 밀봉 대역의 팁 대역의 최대 거리는 바람직하게는 중심선 거리의 0 내지 0.05배 범위이고, 특히 바람직하게는 중심선 거리의 0 내지 0.025배 범위이다.
도 15: 당업자에게 공지된 바, 실제로 모든 스크류 요소는 서로에 대하여 및 배럴에 대하여 둘 다 유극도(degree of clearance)를 필요로 한다. 도 15a 내지 15d는 상이한 유극 기법을 나타낸다. 기하학적 파라미터가 개별 도면으로부터 취해질 수 있다. 도 15a는 제조될 스크류 프로파일 사이의 유극 및 제조될 스크류 프로파일과 배럴 사이의 유극이 동일한 크기인 유극 기법을 나타낸다. 도 15b는 제조될 스크류 프로파일 사이의 유극이 제조될 스크류 프로파일과 배럴 사이의 유극보다 작은 유극 기법을 나타낸다. 도 15c는 제조될 스크류 프로파일 사이의 유극이 제조될 스크류 프로파일과 배럴 사이의 유극보다 큰 유극 기법을 나타낸다. 도 15d는 특히 큰 유극을 갖는 도 15c에 따른 추가의 실시양태를 나타낸다. 제조될 스크류 프로파일 사이의 유극에 있어서, 실제로 나타나는 전형적 유극은 0.002 내지 0.1의 범위이 있다. 제조될 스크류 프로파일과 배럴 사이의 유극에 있어서, 실제로 나타나는 전형적 유극은 0.002 내지 0.1의 범위이 있다. 실제로 나타나는 전형적 유극은 스크류 프로파일의 원주에 걸쳐서 일정하다. 그러나, 스크류 프로파일의 원주에 걸쳐서 제조될 스크류 프로파일 사이의 유극 및 제조될 스크류 프로파일과 배럴 사이의 유극이 둘 다 가변적인 것이 허용될 수 있다.
도 16: 유극 내에서 제조될 스크류 프로파일을 변위시키는 것이 또한 가능하다. 도 16a 내지 16d는 가능한 변위로 선택된 것을 나타낸다. 기하학적 파라미터가 개별 도면으로부터 취해질 수 있다. 도 16a 내지 16d에서 각 경우에 제조될 스크류 프로파일의 둘 다에 대한 변위의 크기는 VLR = VRR = 0.02에 이른다. 도 16a 내지 16d에서 각 경우에 제조될 스크류 프로파일의 둘 다에 대한 변위의 방향은 VLW = VRW = 0 내지 VLW = VRW = π 사이에서 단계적으로 변한다. 제조할 두 스크류 프로파일을 서로 독립적으로 상이한 방향으로 및 상이한 정도로 변위시키는 것이 허용될 수 있다. 이는 본 발명에 따라 사용되는 스크류 프로파일의 밀봉 대역의 두 팁 대역에 의해, 중간 대역의 밀봉도를 조정하는 추가적 옵션을 당업자에게 제공한다. 특히, 밀봉제 대역 내에서 점성 유체에 가해지는 기계 및 열 응력이 의도적으로 조정될 수 있다.
도 17a는 스크류 프로파일이, 도 1 및 2에서와 같이, 8개의 원호로 이루어진, 본 발명에 따른 한 쌍의 단일-플라이트 운반 요소를 예로서 나타낸다. 배럴 반경은 RG = 0.6에 이른다. 두 운반 요소 사이의 유극은 S = 0.02에 이른다. 두 운반 요소 및 배럴 사이의 유극은 D = 0.01에 이른다. 운반 요소의 피치는 T = 1.2에 이른다. 운반 요소의 길이는 1.2에 이르고, 이는 스크류 프로파일의 2π의 각도까지의 회전에 해당한다. 배럴은 두 운반 요소의 좌측 및 우측까지 얇은 연속 선에 의해 예시된다. 가능한 계산 그리드(computational grid)가 두 운반 요소의 표면에 추가로 예시되고, 상기 그리드는 이축 스크류 압출기 및 다축 스크류 압출기에서의 흐름 계산에 사용될 수 있다.
도 17b는 스크류 프로파일이, 도 1 및 2에서와 같이, 8개의 원호로 이루어진, 본 발명에 따라 사용되는 한 쌍의 단일-플라이트 혼련 요소를 예로서 나타낸다. 배럴 반경은 RG = 0.6에 이른다. 두 혼련 요소의 혼련 디스크 사이의 유극은 S = 0.02에 이른다. 두 혼련 요소의 혼련 디스크 및 배럴 사이의 유극은 D = 0.01에 이른다. 혼련 요소는 7개의 혼련 디스크로 이루어지고, 이는 각 경우에 서로에 대하여 π/3의 각도까지 우선회 오프셋된다. 첫번째 및 마지막 혼련 디스크는 길이가 0.09이다. 중간 혼련 디스크는 길이가 0.18이다. 혼련 디스크 사이의 오목부는 길이가 0.02이다. 배럴은 두 혼련 요소의 좌측 및 우측까지 얇은 연속 선에 의해 나타내어진다. 가능한 계산 그리드가 두 혼련 요소의 표면에 추가로 예시되며, 상기 그리드는 이축 스크류 압출기 및 다축 스크류 압출기에서 흐름의 계산에 사용될 수 있다.
도 1 내지 17은 무차원 외부 스크류 반경 RA가 0.55, 0.58, 0.59, 0.6, 0.63 및 0.67 값을 갖는 스크류 프로파일 및 스크류 요소를 나탄내다. 본 발명에 따른 스크류 요소의 스크류 프로파일은 무차원 외부 스크류 반경의 이러한 개별 값에 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 방법에서는, 무차원 외부 스크류 반경이 RA = 0.51 내지 RA = 0.707의 범위이고, 바람직하게는 RA = 0.52 내지 RA = 0.7의 범위인 본 발명에 따른 단일-플라이트 스크류 프로파일이 사용될 수 있다.
놀랍게도, 삼중-플라이트 스크류 프로파일의 오목 대역의 방향에서 실질적으로 편심으로 위치된 삼중-플라이트 스크류 프로파일은 또한 일련의 밀봉 대역 - 전이 대역 - 채널 대역 - 전이 대역 및 이에 따른 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소에 이른다.
도 18 내지 20은 플라이트의 수가 3인 중앙으로 위치된 스크류 프로파일을 기재한다. 도 18 내지 20에서 3개의 플라이트를 갖는 스크류 프로파일의 1/6이 항상 보여진다.
도 18: 도 18a 내지 18d는 삼중-플라이트 스크류 프로파일의 바람직한 2-원 스크류 프로파일을 나타낸다. 도 18a 내지 18d는 외부 스크류 반경 RA가 상이하다. 도 18a 내지 18d에서 제1 원호의 반경 R_1은 외부 스크류 반경 RA에 따라 좌우된다. 도 18a 내지 18d에서 제1 원호는 각 경우에 각도 α_1 = π/6을 갖는다.
도 19: 도 19a 내지 19d는 삼중-플라이트 스크류 프로파일의 바람직한 4-원 스크류 프로파일을 나타낸다. 도 19a 내지 19d는 외부 스크류 반경 RA가 상이하다. 도 19a 내지 19d에서 제1 원호는 각 경우에 반경 R_1 = RA를 갖는다. 도 19a 내지 19d에서 제2 원호는 각 경우에 반경 R_2 = 0를 갖는다. 도 19a 내지 19d에서 제1 원호의 각도 α_1은 외부 스크류 반경 RA에 따라 좌우된다. 도 19a 내지 19d에서 제2 원호의 반경 α_2는 외부 스크류 반경 RA에 따라 좌우된다.
도 20: 도 20a 내지 20d는 삼중-플라이트 스크류 프로파일의 추가의 바람직한 4-원-스크류 프로파일을 나타낸다. 도 20a 내지 20d는 외부 스크류 반경 RA가 상이하다. 도 20a 내지 20d에서 제1 원호는 각 경우에 반경 R_1 = 0을 갖는다. 도 20a 내지 20d에서 제2 원호는 각 경우에 반경 R_2 = A = 1을 갖는다. 도 20a 내지 20d에서 제1 원호의 각도 α_1은 외부 스크류 반경 RA에 따라 좌우된다. 도 20a 내지 20d에서 제2 원호의 반경 α_2는 외부 스크류 반경 RA에 따라 좌우된다.
도 18 내지 20은 최대 4개의 원호로 이루어지는 삼중-플라이트 스크류 프로파일의 1/6을 나타낸다. 그러나, 삼중-플라이트 스크류 프로파일은 4개의 원호로 제한되지 않는다. 대신에, 바람직한 만큼의 많은 원호를 사용하여 삼중-플라이트 스크류 프로파일을 생성할 수 있다.
도 21: 도 21a 내지 21c는 삼중-플라이트 스크류 프로파일의 편심성 위치설정의 바람직한 실시양태를 나타낸다. 도 21a는 도 18c에 따른 삼중-플라이트 스크류 프로파일의 편심성 위치설정을 나타낸다. 도 21b는 도 19c에 따른 삼중-플라이트 스크류 프로파일의 편심성 위치설정을 나타낸다. 도 21c는 도 20c에 따른 삼중-플라이트 스크류 프로파일의 편심성 위치설정을 나타낸다. 가상 배럴 반경은 RV=0.5567에 이르고, 배럴 반경 RG (RG=0.63) 미만이다. 추가의 기하학적 파라미터는 개별 도면으로부터 취해질 수 있다. 편심으로 위치된 삼중-플라이트 근접 맞물림형 자가 세정 스크류 프로파일은 스크류 프로파일로부터 배럴까지의 최소 거리가 변위 방향과 관계없이 좌선회 및 우선회 스크류에 있어서 동일하다는 점에서 구별된다. 도 21a 내지 21c에서의 삼중-플라이트 스크류 프로파일은 각 경우에 스크류 프로파일의 밀봉 대역의 팁 대역의 한 지점이 배럴과 접촉하여 맞물림부 대역의 밀봉이 달성되도록 각 경우에 편심으로 위치된다. 편심으로 위치된 삼중-플라이트 스크류 프로파일은 본 발명에 따라 사용되는 스크류 프로파일이 일련의 밀봉 대역 - 전이 대역 - 채널 대역 - 전이 대역을 갖도록 한다. 따라서, 밀봉이 삼중-플라이트 스크류 요소의 세 개의 팁 중 두 개에 의해 진행된다.
삼중-플라이트 스크류 프로파일은 그의 오목 대역 중 하나를 향하여 중앙 위치의 밖으로 변위된다. 도 21a 내지 21c에서 변위는 스크류 프로파일의 두 회전 지점의 연결선을 따라 발생하였다. 맞물림부 대역의 밀봉이 성취되는 변위의 크기는 선택된 스크류 프로파일에 따라 좌우된다.
도 22: 도 22a 내지 22c는 삼중-플라이트 스크류 프로파일의 편심성 위치설정의 추가의 바람직한 실시양태를 나타낸다. 도 22a는 도 18c에 따른 삼중-플라이트 스크류 프로파일의 편심성 위치설정을 나타낸다. 도 22b는 도 19c에 따른 삼중-플라이트 스크류 프로파일의 편심성 위치설정을 나타낸다. 도 22c는 도 20c에 따른 삼중-플라이트 스크류 프로파일의 편심성 위치설정을 나타낸다. 가상 배럴 반경은 RV=0.5567에 이르고, 배럴 반경 RG (RG=0.63) 미만이다. 추가의 기하학적 파라미터는 개별 도면으로부터 취해질 수 있다. 도 22a 내지 22c에서의 스크류 프로파일은 스크류 프로파일의 밀봉 대역의 팁 대역의 단지 한 지점이 배럴과 접촉하도록 각 경우에 편심으로 위치된다. 이러한 목적을 위하여 요구되는 변위의 크기는 변위 방향에 따라 좌우된다.
스크류 프로파일의 밀봉 대역의 팁 대역의 어떠한 지점도 배럴과 접촉하지 않는 스크류 프로파일에 대하여 편심 위치가 추가적으로 선택될 수 있다. 일반적으로, 맞물림부 대역의 선형 또는 점상형 밀봉도는 본 발명에 따라 사용되는 스크류 요소의 스크류 프로파일의 편심성 위치설정에 의해 조정가능하다. 특히, 밀봉제 영역 내에서 점성 유체에 가해지는 기계 및 열 응력이 의도적으로 조정될 수 있다. 예를 들면 맞물림부 대역의 밀봉도는 팁 대역에서 스크류 요소의 회전 방향에 따라 좌우될 수 있다. 배럴로부터 스크류 프로파일의 밀봉 대역의 팁 대역의 최대 거리는 바람직하게는 중심선 거리의 0 내지 0.05배 범위이고, 특히 바람직하게는 중심선 거리의 0 내지 0.025배 범위이다.
당업자에게 공지된 바, 실제로 모든 스크류 요소는 서로에 대하여 및 배럴에 대하여 둘 다 유극도를 필요로 한다. 편심으로 위치된 삼중-플라이트 스크류 프로파일 및 생성된 스크류 요소에 대하여, 도 15에 따른 상기 유극 기법 및 상기 유극 크기가 적용된다. 유극 내에서 제조될 스크류 프로파일을 변위시키는 것이 또한 가능하다. 이와 관련하여, 도 16에 따른 설명이 적용된다.
도 21 내지 22는 스크류 프로파일의 1/6이 최대 4개의 원호로 이루어지는, 편심으로 위치된 삼중-플라이트 스크류 프로파일을 나타낸다. 그러나, 본 발명은 스크류 프로파일의 1/6이 최대 4개의 원호로 이루어지는, 편심으로 위치된 삼중-플라이트 스크류 프로파일에 제한되지 않는다. 대신에, 바람직한 만큼의 많은 원호를 사용하여 본 발명에 따라 사용되는 스크류 프로파일을 생성할 수 있다.
도 23a는 도 19c에 따른 스크류 프로파일을 기초로 하는, 본 발명에 따라 사용되는 한 쌍의 편심의 삼중-플라이트 운반 요소를 예로서 나타낸다. 배럴 반경은 RG = 0.63에 이르고, 가상 배럴 반경은 RV = 0.5567에 이른다. 두 운반 요소 사이의 유극은 S = 0.02에 이른다. 두 운반 요소 및 배럴 사이의 유극은 D = 0.01에 이른다. 운반 요소의 피치는 T = 1.2에 이른다. 운반 요소의 길이는 1.2에 이르고, 이는 스크류 프로파일의 2π의 각도까지의 회전에 해당한다. 배럴은 두 운반 요소의 좌측 및 우측까지 얇은 연속 선에 의해 예시된다. 가능한 계산 그리드가 두 운반 요소의 표면에 추가로 예시되고, 상기 그리드는 이축 스크류 압출기 및 다축 스크류 압출기에서의 흐름 계산에 사용될 수 있다.
도 23b는 도 19c에 따른 스크류 프로파일을 기초로 하는, 본 발명에 따라 사용되는 한 쌍의 편심의 삼중-플라이트 혼련 요소를 예로서 나타낸다. 배럴 반경은 RG = 0.63에 이르고, 가상 배럴 반경은 RV = 0.5567에 이른다. 두 혼련 요소의 혼련 디스크 사이의 유극은 S = 0.02에 이른다. 두 혼련 요소의 혼련 디스크 및 배럴 사이의 유극은 D = 0.01에 이른다. 혼련 요소는 7개의 혼련 디스크로 이루어지고, 이는 각 경우에 서로에 대하여 π/3의 각도로 우선회 오프셋된다. 첫번째 및 마지막 혼련 디스크는 길이가 0.09이다. 중간 혼련 디스크는 길이가 0.18이다. 혼련 디스크 사이의 오목부는 길이가 0.02이다. 배럴은 두 혼련 요소의 좌측 및 우측까지 얇은 연속 선에 의해 나타내어진다. 가능한 계산 그리드가 두 혼련 요소의 표면에 추가로 예시되며, 상기 그리드는 이축 스크류 압출기 및 다축 스크류 압출기에서 흐름의 계산에 사용될 수 있다.
도 18 내지 20은 무차원 외부 스크류 반경 RA가 0.53, 0.5433, 0.5567 및 0.57 값을 갖는 삼중-플라이트 스크류 프로파일을 나타낸다. 삼중-플라이트 스크류 프로파일은 무차원 외부 스크류 반경의 이러한 개별 값에 제한되지 않는다. 대신에, 무차원 외부 스크류 반경이 RA = 0.505 내지 RA = 0.577의 범위이고, 바람직하게는 RA = 0.51 내지 RA = 0.57의 범위인 삼중-플라이트 스크류 프로파일이 사용된다.
도 21 내지 23은 무차원 배럴 반경 RG가 0.63이고, 가상 배럴 반경 RV가 0.5567인 편심으로 위치된 삼중-플라이트 스크류 프로파일 및 스크류 요소를 나타낸다. 본 발명에 따른 스크류 요소의 편심으로 위치된 삼중-플라이트 스크류 프로파일은 배럴 반경 또는 가상 배럴 반경의 상기 개별 값에 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 방법에서, 편심으로 위치된 삼중-플라이트 스크류 프로파일은 반경 RG가 0.51 내지 0.707의 범위, 바람직하게는 0.52 내지 0.7의 범위이고 여기서 가상 배럴 반경은 반경 RV가 0.505 내지 0.577의 범위이고 바람직하게는 0.51 내지 0.57의 범위인 배럴에 위치한다.
도 24a 내지 24f는 한 쌍의 이중-플라이트 스크류 프로파일로부터 한 쌍의 단일-플라이트 스크류 프로파일까지의 전이를 나타낸다. 이들 도는 모두 동일한 구조를 가지며, 이는 이하에 상세히 기술된다. 발생시키는 스크류 프로파일은 좌선회 스크류 프로파일에 의해 예시된다. 발생되는 스크류 프로파일은 우선회 스크류 프로파일에 의해 예시된다. 두 스크류 프로파일은 16개의 원호로 이루어진다. 발생시키는 및 발생되는 스크류 프로파일의 원호는 두꺼운 연속 선에 의해 구별되며, 원호에 각각의 번호가 제공된다. 복수 원호의 결과로서 및 컴퓨터 소프트웨어를 사용한 도면 생성의 결과로서, 개별 원호의 번호들이 겹쳐져서 판독이 매우 어려워질 수 있다 (예를 들면 도 24a에서 원호 3', 4' 및 원호 5', 6', 7' 참조). 때때로 개별 번호의 불량한 가독성에도 불구하고, 프로파일의 구조는 그럼에도 불구하고 이러한 설명과 관련하여 문맥으로부터 명백하다.
원호의 중심점은 작은 원에 의해 예시된다. 원호의 중심점은 연합된 원호의 출발 지점 및 종결 지점의 둘 다와 얇은 연속 선에 의해 연결된다. 외부 스크류 반경은 발생시키는 및 발생되는 스크류 프로파일에 있어서 각 경우에 대략 동일한 크기를 갖는다. 스크류 배럴의 영역에서 외부 스크류 반경은 얇은 데쉬 선에 의해 구별되고, 맞물림부 대역에서는 얇은 점선에 의해 구별된다.
도 24a는 전이가 시작되는 한 쌍의 이중-플라이트 스크류 프로파일을 나타낸다. 발생시키는 스크류 프로파일 및 발생되는 스크류 프로파일은 서로에 대하여 대칭이다. 발생시키는 스크류 프로파일의 원호 1 및 9는 그의 전체 길이에 걸쳐 외부 스크류 반경과 접촉한다. 발생시키는 스크류 프로파일의 원호 4, 5 및 12, 13은 그의 전체 길이에 걸쳐 코어 반경과 접촉한다. 발생되는 스크류 프로파일의 원호 4', 5' 및 12', 13'는 그의 전체 길이에 걸쳐 외부 스크류 반경과 접촉한다. 발생되는 스크류 프로파일의 원호 1' 및 9'는 그의 전체 길이에 걸쳐 코어 반경과 접촉한다.
도 24f는 전이가 종결되는 한 쌍의 단일-플라이트 스크류 프로파일을 나타낸다. 발생시키는 스크류 프로파일 및 발생되는 스크류 프로파일은 서로에 대하여 대칭이다. 발생시키는 스크류 프로파일의 원호 1 및 12는 그의 전체 길이에 걸쳐 외부 스크류 반경과 접촉한다. 발생시키는 스크류 프로파일의의 원호 4 및 9는 그의 전체 길이에 걸쳐 코어 반경과 접촉한다. 발생되는 스크류 프로파일의 원호 4' 및 9'는 그의 전체 길이에 걸쳐 외부 스크류 반경과 접촉한다. 발생되는 스크류 프로파일의 원호 1' 및 12'는 그의 전체 길이에 걸쳐 코어 반경과 접촉한다.
도 24b는 이중-플라이트 스크류 프로파일로부터 단일-플라이트 스크류 프로파일까지의 전이가 20％ 완료된 한 쌍의 전이 프로파일을 나타낸다. 도 24c는 전이가 40％ 완료된 한 쌍의 전이 프로파일을 나타낸다. 도 24d는 전이가 60％ 완료된 한 쌍의 전이 프로파일을 나타낸다. 도 24e는 전이가 80％ 완료된 한 쌍의 전이 프로파일을 나타낸다.
전이는 발생시키는 스크류 프로파일의 원호 1이 항상 그의 전체 길이에 걸쳐 무차원 외부 스크류 반경 RA와 접촉하여 발생되는 스크류 프로파일의 연합된 원호 1'가 그의 전체 길이에 걸쳐 무차원 코어 반경 RI'와 접촉하도록 하는 방식으로 진행된다. 전이는 발생되는 스크류 프로파일의 원호 4'가 그의 전체 길이에 걸쳐 항상 무차원 외부 스크류 반경 RA'와 접촉하여 발생시키는 스크류 프로파일의 연합된 원호 4가 무차원 코어 반경 RI와 접촉하도록 하는 방식으로 진행된다. 발생시키는 및 발생되는 스크류 프로파일의 원호가 항상 외부 스크류 반경 상에 놓이거나 그와 접촉하기 때문에, 배럴의 내부 표면의 세정이 전체 전이 동안 확보된다. 발생시키는 및 발생되는 스크류 프로파일이 비대칭하다는 것이 도 24b 내지 24e로부터 또한 명백하다. 한 쌍의 전이 요소는 항상 발생시키는 전이 프로파일에 기초하는 제1 전이 요소, 및 발생되는 전이 프로파일에 기초하는 제2 전이 요소로 이루어진다.
도 24는 발생시키는 스크류 프로파일의 무차원 외부 스크류 반경 및 발생되는 스크류 프로파일의 무차원 외부 스크류 반경이 RA = 0.6146 내지 RA = 0.6288의 범위에 있는 전이 프로파일을 나타낸다. 본 발명에 따른 방법에서는, 스크류 프로파일의 무차원 외부 스크류 반경이 0 초과의 RA 내지 1 이하의 RA 사이, 바람직하게는 RA = 0.52 내지 RA = 0.707의 범위인 스크류 프로파일이 사용될 수 있다.
도 26은 두 개의 구멍을 갖는 8자형 스크류 배럴을 나타낸다. 두 배럴 구멍이 상호관통하는 대역은 맞물림부 대역으로서 공지되어 있다. 두 배럴 구멍의 두 교차 지점은 배럴 맞물림부로서 공지되어 있다. 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각 δ_gz가 추가로 도시된다.
도 27은 본 발명에 따라 사용되는 스크류 프로파일에 관한 각도 δ_fb1, δ_fb2, δ_nb1, δ_nb2, δ_kb1, δ_kb2 및 δ_gb를 나타낸다.
도 28은 이축 스크류 압출기를 나타낸다. 압출기는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 5개의 배럴 부분 (1-5)으로 이루어진 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러 (Coperion Werner & Pfleiderer))이다. 중합체 용융물은 가열된 파이프 (6)를 통해 제1 배럴 (1)로 공급된다. 배럴 (2)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (10)을 포함한다. 배럴 (3)은 탈기 개구부 (7)를 포함한다. 배럴 (4)이 닫히고, 배럴 (5)은 이축 스크류 압출기의 8자형 구멍으로부터 파이프 (8)로 횡단면이 전환되는 플랜지(flange)이다. 용융물 온도 센서 (12)가 플랜지에 장착된다. 스로틀링(throttling) 목적을 위하여 플랜지 이후에 밸브 (9)를 둔다. 밸브 (9) 및 라인 (8)의 내부 직경은 각 경우에 15 mm에 이르고, 밸브 길이는 95 mm에 이르고, 라인 길이는 120 mm에 이른다. 번호 (13)는 압력 센서이고, 번호 (11)는 용융 라인에서의 온도 센서이다.
도 29는 이축 스크류 압출기를 나타낸다. 압출기는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 8개의 배럴 부분 (1-8)으로 이루어진 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 중합체 용융물이 가열된 파이프 (9)를 통해 제1 배럴 (1)에 공급된다. 용융물 온도 센서 (11)가 파이프에 위치한다. 배럴 (2)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (12)을 포함한다. 배럴 (3)이 닫히고, 배럴 (4)은 탈기 개구부 (10)를 포함한다. 배럴 (5)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (13)을 포함한다. 배럴 (6) 및 (7)이 닫히고, 배럴 (8)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (14)을 포함한다. 배럴 (8)이 마지막에 열리어 배럴의 8자형 구멍이 보인다. 수동 온도계 (15)가 용융물 온도 측정의 기능을 한다.
도 30은 이축 스크류 압출기를 나타낸다. 압출기는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 9개의 배럴 부분 (1-9)으로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 중합체 용융물이 가열된 파이프 (12)를 통해 제1 배럴 (1)에 공급된다. 용융물 온도 센서 (18)가 파이프에 위치한다. 배럴 (2)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (14)을 포함한다. 배럴 (3)이 닫히고, 배럴 (4)은 탈기 개구부 (13)를 포함한다. 배럴 (5)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (15)을 포함한다. 배럴 (6) 및 (7)이 닫히고, 배럴 (8)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (16)을 포함한다. 배럴 (9)은 이축 스크류 압출기의 8자형 구멍으로부터 파이프 (10) (원형)로 횡단면이 전환되는 플렌지이다. 용융물 온도 센서 (17)가 플랜지에 설치된다. 스로틀링 목적을 위하여 플렌지 후 밸브 (11)를 둔다. 밸브 (11) 및 라인 (10)의 내부 직경은 각 경우에 15 mm에 이르고, 밸브 길이는 95 mm에 이르고, 라인 길이는 120 mm에 이른다. 압력 센서 (19)가 파이프 (19)에 피팅(fitting)된다.
도 31은 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 6개의 배럴 (1-6)로 이루어진 구조를 갖는 이축 스크류 압출기를 나타낸다. 기계는 32 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 32Mc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 펠렛이 제1 배럴 (1)로 공급된다 (12). 다른 배럴 (2-6)이 닫히고, 마지막에는 편형형 필름 다이 (7)가 있다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 공급 대역 (9)에서 스크류가 42 mm 및 63.5 mm의 피치를 갖는 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 공급 대역은 배럴 (4)의 중앙만큼 멀리 연장되고, 이후 용융 대역 (10)이 시작된다. 용융 대역 (10)은 다섯번째 배럴 (5)의 끝만큼 멀리 연장되고, 삼중-플라이트 혼련 블록 및 전이 혼련 블록 (이중-플라이트로부터 삼중-플라이트로의 전이 또는 반대 경우의 전이를 제공함)으로 이루어진다. 계측 대역 (11)이 따른다.
도 32는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 11개의 배럴 (1-11)로 이루어진 구조를 갖는 이축 스크류 압출기를 나타낸다. 기계는 32 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 32Mc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 펠렛이 제1 배럴 (1)로 공급된다 (12). 배럴 (9)(여기는 탈기 개구부 (13)가 있음)을 제외한 다른 배럴 (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10)이 닫힌다. 4-홀 다이 (11)가 끝에 장착된다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 공급 대역 (14)의 첫 부분에서 스크류가 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 공급 대역 (14)은 배럴 (7)의 시작점만큼 멀리 연장되고, 이어서 용융 대역 (15)이 시작된다. 용융 대역 (15)은 배럴 (8)의 중앙만큼 멀리 연장되고, 삼중-플라이트 혼련 블록 및 전이 혼련 블록 (이중-플라이트로부터 삼중-플라이트로의 전이 또는 반대 경우의 전이를 제공함)으로 이루어진다. 계측 대역 (16) 또는 압력 축적 대역이 용융 대역 이후에 배럴 (9)의 중앙에서 시작된다.
도 33은 이축 스크류 압출기를 나타낸다. 압출기는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 7개의 배럴 (1-7)로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 중합체 용융물이 가열된 파이프 (9)를 통해 제2 배럴 (2)로 공급된다. 배럴 (3)이 닫히고, 배럴 (4)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (14)을 포함한다. 배럴 (5)은 탈기 개구부 (10)를 포함한다. 배럴 (6) 및 (7)이 닫힌다. 배럴 (8)은 이축 스크류 압출기의 8자형 구멍으로부터 파이프 (13)(원형)로 횡단면이 전환되는 플랜지이다. 스로틀링 목적을 위하여 플랜지 이후 밸브 (12)를 둔다. 밸브 및 라인의 내부 직경은 밸브 길이 95 mm 및 라인 길이 120 mm에 대하여 15 mm이다. 압력 센서 (11)가 파이프 (13)에 설치된다. 수동 온도계 (15)는 유출구에서 용융물 온도를 측정하는 기능을 한다.
실시예
실시예 1-11은 ZSK 40 Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러) 및 ZSK 32 Mc (코페리온 베르너 운트 플라이데러) 상에서의 시험을 제시한다. ZSK 32 Mc는 중심선 거리가 26.2 mm이고, 배럴 직경이 31.8 mm이다. ZSK 40 Sc는 중심선 거리가 33.4 mm이고, 배럴 직경이 40.3 mm이다. 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각 δ_gz는 ZSK 32 Mc에서 대략 69°에 이르고, ZSK 40 Sc에서 대략 68°에 이른다. 선행 기술에 따른 에르트멩거 스크류 프로파일을 갖는, 실시예에서 사용된 이중-플라이트 운반 요소는 ZSK 32 Mc 상에서 팁 각도가 대략 20°이고, ZSK 40 Sc 상에서 팁 각도가 대략 21°이다. 선행 기술에 따른 에르트멩거 스크류 프로파일을 갖는, 실시예에서 사용된 단일-플라이트 운반 요소는 ZSK 40 Sc 상에서 팁 각도가 대략 110°이다. 본 발명에 따라 실시예에서 사용된 운반 요소는 ZSK 32 Mc 상에서 밀봉 각도가 대략 106°(팁 각도 δ_kb1: 대략 9°, 플랭크 각도 δ_fb1: 대략 88° 및 팁 각도 δ_kb2: 대략 9°로 이루어짐)이고, 채널 각도가 대략 110°(오목부 각도 δ_nb1: 대략 12°, 플랭크 각도 δ_fb2: 대략 86° 및 오목부 각도: δ_kb2: 대략 12°로 이루어짐)이다. 본 발명에 따라 실시예에서 사용된 운반 요소는 ZSK 40 Sc 상에서 밀봉 각도가 대략 104°(팁 각도 δ_kb1: 대략 3°, 플랭크 각도 δ_fb1: 대략 98° 및 팁 각도 δ_kb2: 대략 3°로 이루어짐)이고, 채널 각도가 대략 110°(오목부 각도 δ_nb1: 대략 8°, 플랭크 각도 δ_fb2: 대략 94° 및 오목부 각도 δ_kb2: 대략 8°로 이루어짐)이다.
개재 플레이트(intermediate plate)가 ZSK40 Sc 상의 다수의 위치에 도입되며, 이는 측정 시스템을 수용하는 기능을 한다 (예를 들면 도 29, 개재 플레이트 (2) 참조). 단순화를 위하여, 이들 개재 플레이트도 또한 하기에서 용어 배럴로 지칭한다.
비교 실시예 1
이축 스크류 압출기 (도 28)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 5개의 배럴 부분으로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 중합체 용융물은 가열된 파이프 (6)를 통해 제1 배럴 (1)로 공급된다. 배럴 (2)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (10)을 포함한다. 배럴 (3)은 탈기 개구부 (7)를 포함한다. 배럴 (4)이 닫히고, 배럴 (5)은 이축 스크류 압출기의 8자형 구멍으로부터 파이프 (8)로 횡단면이 전환되는 플랜지이다. 스로틀링 목적을 위하여 플랜지 이후 밸브 (9)를 둔다. 밸브 (9) 및 라인 (8)의 내부 직경이 각 경우에 15 mm에 이르고, 밸브 길이는 95 mm에 이르고, 라인 길이는 120 mm에 이른다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 첫 부분에서 스크류가 각 경우에 피치 25 mm 및 길이 25 mm를 갖는 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 2개의 이중-플라이트 운반 요소가 후속된다. 이어서, 길이 30 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시(bush)가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (10) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 40 mm 및 길이 40 mm를 갖는 8개의 이중-플라이트 운반 요소 및 피치 40 mm 및 길이 20 mm를 갖는 1개의 운반 요소를 갖도록 제공된다.
마크롤론(Makrolon, 등록상표) 2805 (제조자: 바이엘 머티리얼사이언스 아게 (Bayer MaterialScience AG))의 스크류의 회전 속도 250 rpm 및 처리량 80 kg/h에서, 용융물의 온도 (12)를 압출기의 끝에서 플랜지 (5)에서, 밸브 (9)의 상류에서 압력 센서 (13)를 통해 조정된 다양한 압력에서 측정하였다. 이축 스크류 압출기로의 용융물의 유입구 온도를 또한 측정하였다 (11). 압출기 배럴 (1, 2, 3, 4, 5), 라인 (6, 8) 및 밸브 (9)를 290℃로 가열하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00012
실시예 2
압출기는 실시예 1에서와 동일한 구조를 가졌다. 실시예 1과 비교하여, 부시의 스크류 하류의 구성을 다음과 같이 바꾸었다: 피치 40 mm 및 길이 40 mm를 갖는 8개의 이중-플라이트 운반 요소 및 피치 40 mm 및 길이 20 mm를 갖는 1개의 운반 요소를 본 발명에 따른 운반 요소로 대체하였다. 피치 30 mm 및 길이 30 mm를 갖는 운반 요소 및 11개의 유닛을 스크류 상에 배치하였다. 마크롤론(등록상표) 2805 (제조자: 바이엘 머티리얼사이언스 아게)의 스크류의 회전 속도 250 rpm 및 처리량 80 kg/h에서, 용융물의 온도 (12)를 압출기의 끝에서 플랜지 (5)에서 밸브 (9)의 상류에서 다양한 압력에서 측정하였다. 이축 스크류 압출기로의 용융물의 유입구 온도 (11)를 또한 측정하였다. 압출기 배럴 (1, 2, 3, 4, 5), 라인 (6, 8) 및 밸브 (9)를 290℃로 가열하였다.
표 2의 결과에서 보여지는 바와 같이, 본 발명에 따른 스크류 요소가 사용된 경우에, 실시예 1로부터의 통상의 이중-플라이트 요소와 비교하여, 용융물 유입구 및 용융물 유출구 사이의 온도 증가가 현저히 더 낮았다.
Figure pct00013
실시예 3
압출기는 실시예 1에서와 동일한 구조를 가졌다. 실시예 1과 비교하여, 부시의 스크류 하류의 구성을 다음과 같이 바꾸었다: 피치 40 mm 및 길이 40 mm를 갖는 8개의 이중-플라이트 운반 요소 및 피치 40 mm 및 길이 20 mm를 갖는 1개의 운반 요소를 본 발명에 따른 스크류 요소 및 통상의 단일-플라이트 요소로 대체하였다. 두 유형은 모두 피치 30 mm 및 길이 30 mm를 가지며, 발명에 따른 스크류 요소의 5개의 유닛 및 이후 피치 30 mm 및 길이 30 mm를 갖는 6개의 통상의 단일-플라이트 요소를 스크류로 배치하였다. 마크롤론(등록상표) 2805 (제조자: 바이엘 머티리얼사이언스 아게)의 스크류의 회전 속도 250 rpm 및 처리량 80 kg/h에서, 용융물의 온도 (12)를 압출기의 끝에서 플랜지 (5)에서 밸브 (9)의 상류에서 다양한 압력에서 측정하였다. 이축 스크류 압출기로의 용융물의 유입구 온도 (11)를 또한 측정하였다. 압출기 배럴 (1, 2, 3, 4, 5), 라인 (6, 8) 및 밸브 (9)를 290℃로 가열하였다.
실시예에서 통상의 단일-플라이트 운반 요소를 본 발명에 따른 운반 요소와 비교한다. 표 3의 결과는 통상의 단일-플라이트 요소의 경우에 명백히 더 높은 온도를 나타낸다.
Figure pct00014
비교 실시예 4
이축 스크류 압출기 (도 29)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 8개의 배럴 부분으로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 중합체 용융물이 가열된 파이프 (9)를 통하여 제1 배럴 (1)에 공급된다. 배럴 (2)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (12)을 포함한다. 배럴 (3)이 닫히고, 배럴 (4)은 탈기 개구부 (10)를 포함한다. 배럴 (5)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (13)을 포함한다. 배럴 (6) 및 (7)이 닫히고, 배럴 (8)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (14)을 포함한다. 배럴의 8자형 구멍이 보일 수 있도록 배럴 (8)이 끝에서 열린다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 첫 부분에서 스크류가 각 경우에 피치 25 mm 및 길이 25 mm를 갖는 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 2개의 이중-플라이트 운반 요소가 후속된다. 이어서, 길이 30 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (12) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 5개의 이중-플라이트 운반 요소 및 피치 60 mm 및 길이 30 mm를 갖는 1개의 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 길이 35 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (13) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 40 mm 및 길이 40 mm를 갖는 8개의 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다.
마크롤론(등록상표) 2805 (제조자: 바이엘 머티리얼사이언스 아게)의 스크류의 다양한 회전 속도 및 처리량 80 kg/h에서, 용융물의 온도 (측정 지점 (14))를 압출기의 끝에서 측정하였다. 열린 유출구에서 용융물 내에 유지되고 있는 수동 온도계 (15)를 이용해 온도를 추가로 측정하였다. 이축 스크류 압출기로의 용융물의 유입구 온도 (측정 지점 (11))를 또한 측정하였다. 압출기 배럴 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) 및 라인 (9)을 290℃로 가열하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.
Figure pct00015
실시예 5
이축 스크류 압출기 (도 29)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 8개의 배럴 부분으로 이루어진 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 중합체 용융물은 가열된 파이프 (9)를 통하여 제1 배럴 (1)로 공급된다. 배럴 (2)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (12)을 포함한다. 배럴 (3)이 닫히고, 배럴 (4)은 탈기 개구부 (10)를 포함한다. 배럴 (5)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (13)을 포함한다. 배럴 (6) 및 (7)이 닫히고, 배럴 (8)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (14)을 포함한다. 배럴의 8자형 구멍이 보일 수 있도록 배럴 (8)이 끝에서 열린다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 첫 부분에서 스크류가 각 경우에 피치 25 mm 및 길이 25 mm를 갖는 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 2개의 이중-플라이트 운반 요소가 후속된다. 이어서, 길이 30 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (12) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 5개의 이중-플라이트 운반 요소 및 피치 60 mm 및 길이 30 mm를 갖는 1개의 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 길이 35 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (13) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 30 mm 및 길이 30 mm를 갖는 본 발명에 따른 11개의 운반 요소를 갖도록 제공된다.
마크롤론(등록상표) 2805 (제조자: 바이엘 머티리얼사이언스 아게)의 스크류의 다양한 회전 속도 및 처리량 80 kg/h에서, 용융물의 온도 (측정 지점 (14))를 압출기의 끝에서 측정하였다. 열린 유출구에서 용융물 내에 유지되고 있는 수동 온도계 (15)를 이용해 온도를 추가로 측정하였다. 이축 스크류 압출기로의 용융물의 유입구 온도 (측정 지점 (11))를 또한 측정하였다. 압출기 배럴 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) 및 라인 (9)을 290℃로 가열하였다. 표 5의 결과는 실시예 4에서의 표 4보다 명백히 더 낮은 온도, 및 유입구 (11) 및 유출구 (15) 사이의 온도 차이를 나타낸다.
Figure pct00016
실시예 6
이축 스크류 압출기 (도 29)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 8개의 배럴 부분으로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 중합체 용융물은 가열된 파이프 (9)를 통하여 제1 배럴 (1)로 공급된다. 배럴 (2)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (12)을 포함한다. 배럴 (3)이 닫히고, 배럴 (4)은 탈기 개구부 (10)를 포함한다. 배럴 (5)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (13)을 포함한다. 배럴 (6) 및 (7)이 닫히고, 배럴 (8)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (14)을 포함한다. 배럴의 8자형 구멍이 보일 수 있도록 배럴 (8)이 끝에서 열린다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 첫 부분에서 스크류가 각 경우에 피치 25 mm 및 길이 25 mm를 갖는 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 2개의 이중-플라이트 운반 요소가 후속된다. 이어서, 길이 30 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (12) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 5개의 이중-플라이트 운반 요소 및 피치 60 mm 및 길이 30 mm를 갖는 1개의 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 길이 35 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (13) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 30 mm 및 길이 30 mm를 갖는 본 발명에 따른 5개의 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 스크류가 길이 30 mm 및 피치 30 mm를 갖는 6개의 통상의 단일-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다.
마크롤론(등록상표) 2805 (제조자: 바이엘 머티리얼사이언스 아게)의 스크류의 다양한 회전 속도 및 처리량 80 kg/h에서, 용융물의 온도 (측정 지점 (14))를 압출기의 끝에서 측정하였다. 열린 유출구에서 용융물 내에 유지되고 있는 수동 온도계 (15)를 이용해 온도를 추가로 측정하였다. 이축 스크류 압출기로의 용융물의 유입구 온도 (측정 지점 (11))를 또한 측정하였다. 압출기 배럴 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) 및 라인 (9)을 290℃로 가열하였다. 표 6의 결과는 실시예 5에서의 표 5에서의 본 발명에 따른 방법보다 명백히 더 높은 온도, 및 유입구 (11) 및 유출구 (15) 사이에서의 온도 차이를 나타낸다.
Figure pct00017
비교 실시예 7
이축 스크류 압출기 (도 30)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 9개의 배럴 부분으로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 중합체 용융물은 가열된 파이프 (12)를 통하여 제1 배럴 (1)로 공급된다. 배럴 (2)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (14)을 포함한다. 배럴 (3)이 닫히고, 배럴 (4)은 탈기 개구부 (13)를 포함한다. 배럴 (5)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (15)을 포함한다. 배럴 (6) 및 (7)이 닫히고, 배럴 (8)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (16)을 포함한다. 배럴 (9)은 이축 스크류 압출기의 8자형 구멍으로부터 파이프 (10)(원형)로 횡단면이 전환되는 플랜지이다. 스로틀링 목적을 위하여 플랜지 이후 밸브 (11)를 둔다. 밸브 (11) 및 라인 (10)의 내부 직경이 각 경우에 15 mm에 이르고, 밸브 길이는 95 mm에 이르고, 라인 길이는 120 mm에 이른다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 첫 부분에서 스크류가 각 경우에 피치 25 mm 및 길이 25 mm를 갖는 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 2개의 이중-플라이트 운반 요소가 후속된다. 이어서, 길이 30 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (14) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 5개의 이중-플라이트 운반 요소 및 피치 60 mm 및 길이 30 mm를 갖는 1개의 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 길이 35 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (15) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 40 mm 및 길이 40 mm를 갖는 8개의 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다.
베이블렌드(Bayblend, 등록상표) T45 (제조자: 바이엘 머티리얼사이언스 아게)의 스크류의 다양한 회전 속도 및 처리량 80 kg/h에서, 용융물의 온도 (측정 지점 (17))를 압출기의 끝에서 측정하였다. 이축 스크류 압출기로의 용융물의 유입구 온도 (측정 지점 (18))를 또한 측정하였다. 압출기 배럴 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), 라인 (10, 12) 및 밸브 (11)를 240℃로 가열하였다. 밸브 (11)가 완전히 열린다. 결과를 표 7에 나타낸다.
Figure pct00018
실시예 8
이축 스크류 압출기 (도 30)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 9개의 배럴 부분으로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 중합체 용융물은 가열된 파이프 (12)를 통하여 제1 배럴 (1)로 공급된다. 배럴 (2)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (14)을 포함한다. 배럴 (3)이 닫히고, 배럴 (4)은 탈기 개구부 (13)를 포함한다. 배럴 (5)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (15)을 포함한다. 배럴 (6) 및 (7)이 닫히고, 배럴 (8)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (16)을 포함한다. 배럴 (9)은 이축 스크류 압출기의 8자형 구멍으로부터 파이프 (10)(원형)로 횡단면이 전환되는 플랜지이다. 스로틀링 목적을 위하여 플랜지 이후 밸브 (11)를 둔다. 밸브 (11) 및 라인 (10)의 내부 직경이 각 경우에 15 mm에 이르고, 밸브 길이는 95 mm에 이르고, 라인 길이는 120 mm에 이른다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 첫 부분에서 스크류가 각 경우에 피치 25 mm 및 길이 25 mm를 갖는 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 2개의 이중-플라이트 운반 요소가 후속된다. 이어서, 길이 30 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (14) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 5개의 이중-플라이트 운반 요소 및 피치 60 mm 및 길이 30 mm를 갖는 1개의 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 길이 35 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (15) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 30 mm 및 길이 30 mm의, 본 발명에 따른 11개의 운반 요소를 갖도록 제공된다.
베이블렌드(등록상표) T45 (제조자: 바이엘 머티리얼사이언스 아게)의 스크류의 다양한 회전 속도 및 처리량 80 kg/h에서, 용융물의 온도 (측정 지점 (17))를 압출기의 끝에서 측정하였다. 이축 스크류 압출기로의 용융물의 유입구 온도 (측정 지점 (18))를 또한 측정하였다. 압출기 배럴 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), 라인 (10, 12) 및 밸브 (11)를 240℃로 가열하였다. 밸브 (11)가 완전히 열린다. 결과를 표 8에 나타내었고, 이는 실시예 7의 표 7보다 더 낮은 온도를 나타낸다.
Figure pct00019
비교 실시예 9
이축 스크류 압출기 (도 30)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 9개의 배럴 부분으로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 중합체 용융물은 가열된 파이프 (12)를 통하여 제1 배럴 (1)로 공급된다. 배럴 (2)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (14)을 포함한다. 배럴 (3)이 닫히고, 배럴 (4)은 탈기 개구부 (13)를 포함한다. 배럴 (5)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (15)을 포함한다. 배럴 (6) 및 (7)이 닫히고, 배럴 (8)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (16)을 포함한다. 배럴 (9)은 이축 스크류 압출기의 8자형 구멍으로부터 파이프 (10)(원형)로 횡단면이 전환되는 플랜지이다. 스로틀링 목적을 위하여 플랜지 이후 밸브 (11)를 둔다. 밸브 (11) 및 라인 (10)의 내부 직경이 각 경우에 15 mm에 이르고, 밸브 길이는 95 mm에 이르고, 라인 길이는 120 mm에 이른다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 첫 부분에서 스크류가 각 경우에 피치 25 mm 및 길이 25 mm를 갖는 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 2개의 이중-플라이트 운반 요소가 후속된다. 이어서, 길이 30 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (14) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 5개의 이중-플라이트 운반 요소 및 피치 60 mm 및 길이 30 mm를 갖는 1개의 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 길이 35 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (15) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 40 mm 및 길이 40 mm의, 8개의 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다.
베이블렌드(등록상표) T45 (제조자: 바이엘 머티리얼사이언스 아게)의 스크류의 회전 속도 250 rpm 및 처리량 80 kg/h에서, 용융물의 온도 (측정 지점 (17))를 압출기의 끝에서 플랜지 (9)에서 밸브 (11)의 상류에서 다양한 압력 (압력 측정 센서 (19))에서 측정하였다. 이축 스크류 압출기로의 용융물의 유입구 온도 (측정 지점 (18))를 또한 측정하였다. 압출기 배럴 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), 라인 (10, 12) 및 밸브 (11)를 240℃로 가열하였다. 결과를 표 9에 나타낸다.
Figure pct00020
실시예 10
이축 스크류 압출기 (도 30)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 9개의 배럴 부분으로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 중합체 용융물은 가열된 파이프 (12)를 통하여 제1 배럴 (1)로 공급된다. 배럴 (2)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (14)을 포함한다. 배럴 (3)이 닫히고, 배럴 (4)은 탈기 개구부 (13)를 포함한다. 배럴 (5)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (15)을 포함한다. 배럴 (6) 및 (7)이 닫히고, 배럴 (8)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (16)을 포함한다. 배럴 (9)은 이축 스크류 압출기의 8자형 구멍으로부터 파이프 (10)(원형)로 횡단면이 전환되는 플랜지이다. 스로틀링 목적을 위하여 플랜지 이후 밸브 (11)를 둔다. 밸브 (11) 및 라인 (10)의 내부 직경이 각 경우에 15 mm에 이르고, 밸브 길이는 95 mm에 이르고, 라인 길이는 120 mm에 이른다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 첫 부분에서 스크류가 각 경우에 피치 25 mm 및 길이 25 mm를 갖는 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 2개의 이중-플라이트 운반 요소가 후속된다. 이어서, 길이 30 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (14) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 5개의 이중-플라이트 운반 요소 및 피치 60 mm 및 길이 30 mm를 갖는 1개의 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 길이 35 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (15) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 30 mm 및 길이 30 mm의, 본 발명에 따른 11개의 운반 요소를 갖도록 제공된다.
베이블렌드(등록상표) T45 (제조자: 바이엘 머티리얼사이언스 아게)의 스크류의 회전 속도 250 rpm 및 처리량 80 kg/h에서, 용융물의 온도 (측정 지점 (17))를 압출기의 끝에서 플랜지 (9)에서 밸브 (11)의 상류에서 다양한 압력 (압력 측정 센서 (19))에서 측정하였다. 이축 스크류 압출기로의 용융물의 유입구 온도 (측정 지점 (18))를 또한 측정하였다. 압출기 배럴 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), 라인 (10, 12) 및 밸브 (11)를 240℃로 가열하였다. 결과를 표 10에 나타내었고, 이는 실시예 9의 표 9보다 더 낮은 온도를 나타낸다.
Figure pct00021
실시예 11
이축 스크류 압출기 (도 30)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 9개의 배럴 부분으로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 중합체 용융물은 가열된 파이프 (12)를 통하여 제1 배럴 (1)로 공급된다. 배럴 (2)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (14)을 포함한다. 배럴 (3)이 닫히고, 배럴 (4)은 탈기 개구부 (13)를 포함한다. 배럴 (5)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (15)을 포함한다. 배럴 (6) 및 (7)이 닫히고, 배럴 (8)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (16)을 포함한다. 배럴 (9)은 이축 스크류 압출기의 8자형 구멍으로부터 파이프 (10)(원형)로 횡단면이 전환되는 플랜지이다. 스로틀링 목적을 위하여 플랜지 이후 밸브 (11)를 둔다. 밸브 (11) 및 라인 (10)의 내부 직경이 각 경우에 15 mm에 이르고, 밸브 길이는 95 mm에 이르고, 라인 길이는 120 mm에 이른다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 첫 부분에서 스크류가 각 경우에 피치 25 mm 및 길이 25 mm를 갖는 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 2개의 이중-플라이트 운반 요소가 후속된다. 이어서, 길이 30 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (14) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 5개의 이중-플라이트 운반 요소 및 피치 60 mm 및 길이 30 mm를 갖는 1개의 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 길이 35 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (15) 아래에 배열된다. 이어서, 스크류가 피치 30 mm 및 길이 30 mm의, 본 발명에 따른 5개의 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 피치 30 mm 및 길이 30 mm의 6개의 통상의 단일-플라이트 운반 요소가 후속된다.
베이블렌드(등록상표) T45 (제조자: 바이엘 머티리얼사이언스 아게)의 스크류의 회전 속도 250 rpm 및 처리량 80 kg/h에서, 용융물의 온도 (측정 지점 (17))를 압출기의 끝에서 플랜지 (9)에서 밸브 (11)의 상류에서 다양한 압력 (압력 측정 센서 (19))에서 측정하였다. 이축 스크류 압출기로의 용융물의 유입구 온도 (측정 지점 (18))를 또한 측정하였다. 압출기 배럴 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), 라인 (10, 12) 및 밸브 (11)를 240℃로 가열하였다. 결과를 표 11에 나타내었고, 이는 실시예 10의 표 10보다 더 높은 온도를 나타낸다.
Figure pct00022
실시예 12 및 13에서, ZSK 32Mc (코페리온 베르너 운트 플라이데러) 상에서 마크롤론(등록상표) 3108 (제조자: 바이엘 머티리얼사이언스 아게) 및 ODS(등록상표) 2015 (제조자: 바이엘 머티리얼사이언스 아게)의 혼합물로 용융을 수행하였다. 마크롤론(등록상표) 3108은 1％의 착색(colored) 마크롤렉스(Makrolex, 등록상표) 420으로 보라색으로 착색되었다. 도 31의 구조를 사용해 실험을 수행하였다. 마크롤론(등록상표) 3108 및 ODS(등록상표) 2015의 비율은 25％:75％ (％=질량％)에 이른다.
압출기는 24 L/D의 길이를 갖는다. 압출기는 운반 요소가 제공된 공급 대역 (9), 혼련 블록으로 점유되는 용융 대역 (10) 및 계측 대역 (11) (이의 배치는 다양하였음)으로 이루어진다. 펠렛을 예비건조시켰다. 압출기 유출구에서의 다이 (7)는 슬롯 높이 1 mm 및 폭 140 mm를 갖는 편형형 필름 다이이다.
다이로부터 나오는 중합체 필름을 CCD 카메라와 광원을 이용한 배면광에 의해 사진찍었다. 카메라는 1280×960 화소 및 해상도 29 μm/화소를 가졌다. 중합체 필름의 이미지를 매초마다 찍어서, 시험 당 총 180개의 이미지를 얻었다.
가장 고도로 점성인 마크롤론(등록상표) 3108이 완전히 용융되지 않은 경우, 중합체 필름 내에 짙은 보라색 결점이 카메라에 의해 기록된다. 중합체 필름의 연부(edge)가 카메라에 의해 인식되고, 이미지 내 중합체 필름의 대역이 계산된다. 상기 대역 대 짙은 보라색 결점 대역의 비율이 계산된다. 이는 스크류 배치의 용융 성능의 척도로서 기능한다. 용융되지 않은 펠렛의 비율이 높을수록 스크류 구성은 불량한 것이다.
비교 실시예 12
이축 스크류 압출기 (도 31)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 6개의 배럴 (1-6)의 구조를 갖는다. 기계는 32 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 32Mc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 펠렛이 제1 배럴 (1)로 공급된다 (12). 다른 배럴 (2-6)이 닫히고, 끝에 편형형 필름 다이 (7)가 있다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 공급 대역 (9)에서 스크류가 42 mm 및 63.5 mm의 피치를 갖는 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 공급 대역은 배럴 (4)의 중앙만큼 멀리 연장되고, 이후 용융 대역 (10)이 시작된다. 용융 대역 (10)은 다섯번째 배럴 (5)의 끝만큼 멀리 연장되고, 삼중-플라이트 혼련 블록 및 전이 혼련 블록 (이중-플라이트로부터 삼중-플라이트로의 전이 또는 반대 경우의 전이를 제공함)으로 이루어진다. 흐름은 ZME 요소 및/또는 죄선회 혼련 블록에 의해 용융 대역의 끝에서 제한되었다.
계측 대역 (11) 또는 압력 축적 대역은 다섯번째 배럴의 끝에서 시작된다. 이는 길이 28 mm 및 피치 28 mm를 갖는 이중-플라이트 운반 요소로 이루어진다. 이어서, 길이 42 mm 및 피치 42 mm를 갖는 2개의 운반 요소가 후속된다. 이어서, 피치 28 mm 및 길이 42 mm를 갖는 스크류 팁이 후속된다.
처리량 130 kg/h 및 스크류의 회전 속도 400 rpm에서, 용융되지 않은 펠렛이 중합체 필름 영역의 4.53％를 차지한다 (표 12 참조).
실시예 13
구조가 참조 실시예에서와 동일하다. 계측 대역 또는 압력 축적 대역만이 본 발명에 따른 스크류 요소를 갖도록 제공되었다.
운반 대역 (11)이 다섯번째 배럴의 끝에서 시작된다. 이제 이는 길이 28 mm 및 피치 28 mm의, 본 발명에 따른 5개의 스크류 요소로 이루어진다.
참조 시험에서와 정확히 동일한 작업 조건을 설정하였다. 놀랍게도, 용융되지 않은 펠렛의 비율이 1.89％로 떨어진 것을 발견하였다. 즉, 본 발명에 따른 스크류 요소는 통용되는 선행 기술과 비교하여 용융 동안 명백히 개선을 나타낸다.
Figure pct00023
배합과 관련하여 실시예 14 및 15를 ZSK 32Mc (코페리온 베르너 운트 플라이데러) 상에서 수행하였다. 도 32의 구조를 이용하여 실험을 수행하였다. 조성물은 40.17질량％의 성분 A, 47.60질량％의 성분 B, 8.90질량％ 성분 C의 및 3.33 질량％의 성분 D로 이루어진다.
성분 A
비스페놀 A 기재 선형 폴리카르보네이트 (용매로서의 CH2Cl2 중에서 25℃에서 0.5 g/100 ml의 농도에서 측정된 용액의 상대 점도가 η상대 = 1.275임)
성분 B
ABS 중합체 (미립자인 가교결합된 폴리부타디엔 고무 (평균 입경 d50 = 0.35 μm) 50중량％ (ABS 중합체 기준)의 존재 하에, 27중량％의 아크릴로니트릴 및 73중량％의 스티렌의 혼합물 50중량％ (ABS 중합체 기준)의 유화 중합에 의해 제조됨).
성분 C
스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (스티렌-아크릴로니트릴의 중량비 72:28 및 고유 점도 0.55 dl/g (20℃에서 디메틸포름아미드 중에서 측정).
성분 D
이형제 및 열 안정화제와 같은 첨가제로 이루어진 성분 D.
압출기는 길이가 40 L/D이고, 이는 다이 (11)의 상류에서, 운반 요소가 제공된 공급 대역 (14), 혼련 블록으로 점유되는 용융 대역 (15) 및 계측 대역 (16) (이의 배치는 다양하였음)으로 이루어진다. 펠렛을 예비건조시켰다. 압출기의 유출구에서의 다이 (11)는 4-홀 다이이다. 다이 (11)의 하류에서, 베이블렌드는 수조를 통해 인출되어 펠렛화된다.
펠렛의 시료를 확정된 작업 지점에서 취하였다. 50개의 펠렛을 현미경 하에서 분석하였다. 원통형 펠렛을 단부면에서 조광하였고, 현미경 하에 반대측으로부터 관찰하였다. 스크류 구성 및 작업 지점에 따라, 용융되지 않은 폴리카르보네이트 대역 (이를 통해 빛이 비추어짐)이 다른 불투명 펠렛에서 보일 수 있다. 이들 대역은 윈도우(window)로 공지되어 있다. 50개의 펠렛의 시료에 대한 윈도우의 수는 용융의 척도이다. 이상적으로는 윈도우가 없는 것이다.
비교 실시예 14
이축 스크류 압출기 (도 32)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 11개의 배럴로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 32 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 32Mc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 펠렛이 제1 배럴 (1)로 공급된다 (12). 배럴 (9)(여기는 탈기 개구부 (13)가 있음)을 제외한 다른 배럴 (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10)이 닫힌다. 4-홀 다이 (11)가 끝에 장착된다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 공급 대역 (14)의 첫 부분에서 스크류가 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 공급 대역 (14)은 배럴 (7)의 시작점만큼 멀리 연장되고, 이어서 용융 대역 (15)이 시작된다. 용융 대역 (15)은 배럴 (8)의 중앙만큼 멀리 연장되고, 삼중-플라이트 혼련 블록 및 전이 혼련 블록 (이중-플라이트로부터 삼중-플라이트로의 전이 또는 반대 경우의 전이를 제공함)으로 이루어진다. 흐름은 ZME 요소 및/또는 죄선회 혼련 블록에 의해 용융 대역의 끝에서 제한되었다.
계측 대역 (16) 또는 압력 축적 대역은 용융 대역 이후 배럴 (9)의 중앙에서 시작된다. 이는 길이 28 mm 및 피치 28 mm를 갖는 이중-플라이트 운반 요소로 이루어진다. 이어서, 길이 13 mm 및 피치 13.5 mm를 갖는 2개의 ZME 요소가 후속된다. 이어서, 피치 42 mm 및 길이 42 mm를 갖는 3개의 이중-플라이트 운반 요소가 후속된다. 이어서, 피치 28 mm 및 길이 28 mm를 갖는 3개의 이중-플라이트 운반 요소가 있고, 이후 피치 28 mm 및 길이 14 mm를 갖는 운반 요소가 후속된다. 최종적으로, 길이 42 mm 및 피치 28 mm를 갖는 스크류 팁이 있다.
처리량 145 kg/h 및 스크류의 회전 속도 600 rpm에서는, 50개의 펠렛에서 100개의 윈도우를 볼 수 있었다 (표 13 참조). 처리량 160 kg/h 및 스크류의 회전 속도 600 rpm에서는, 50개의 펠렛에서 211개의 윈도우를 볼 수 있었다.
실시예 15
이축 스크류 압출기 (도 32)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 11개의 배럴로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 32 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 32Mc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 펠렛이 제1 배럴 (1)로 공급된다 (12). 배럴 (9)(여기는 탈기 개구부 (13)가 있음)을 제외한 다른 배럴 (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10)이 닫힌다. 4-홀 다이 (11)가 끝에 장착된다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 공급 대역 (14)의 첫 부분에서 스크류가 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 공급 대역 (14)은 배럴 (7)의 시작점만큼 멀리 연장되고, 이어서 용융 대역 (15)이 시작된다. 용융 대역 (15)은 배럴 (8)의 중앙만큼 멀리 연장되고, 삼중-플라이트 혼련 블록 및 전이 혼련 블록 (이중-플라이트로부터 삼중-플라이트로의 전이 또는 반대 경우의 전이를 제공함)으로 이루어진다. 흐름은 ZME 요소 및/또는 죄선회 혼련 블록에 의해 용융 대역의 끝에서 제한되었다.
계측 대역 (16) 또는 압력 축적 대역은 용융 대역 이후 배럴 (8)의 중앙에서 시작된다. 이는 길이 28 mm 및 피치 28 mm의 본 발명에 따른 스크류 요소로 이루어진다. 이어서, 길이 13 mm 및 피치 13.5 mm를 갖는 2개의 ZME 요소가 후속된다. 이어서, 피치 28 mm 및 길이 28 mm를 갖는 본 발명에 따른 10개의 스크류 요소가 후속된다.
참조 시험에서와 정확히 동일한 작업 조건을 설정하였다. 놀랍게도, 신규한 스크류 요소를 이용했을 때 원도우의 수가 현저히 감소할 수 있다는 것을 발견하였다 (표 13 참조). 즉, 본 발명에 따른 스크류 요소는 통용되는 선행 기술과 비교하여 베이블렌드(등록상표) T45의 용융 동안 명백히 개선을 나타낸다.
Figure pct00024
중합체 운반에 관한 실시예 16-19는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러) 상에서 수행하였다. 도 33의 구조를 이용하여 실험을 수행하였다.
이축 스크류 압출기 (도 33)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 7개의 배럴 (1-7)로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 배럴 직경이 40 mm이다. 중합체 용융물이 가열된 파이프 (9)를 통하여 제2 배럴 (2)로 공급된다. 배럴 (3)이 닫히고, 배럴 (4)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (14)을 포함한다. 배럴 (5)은 탈기 개구부 (10)를 포함한다. 배럴 (6) 및 (7)이 닫힌다. 배럴 (8)은 이축 스크류 압출기의 8자형 구멍으로부터 파이프 (13)(원형)로 횡단면이 전환되는 플랜지이다. 스로틀링 목적을 위하여 플랜지 이후 밸브 (12)를 둔다. 밸브 및 라인의 내부 직경이 밸브 길이 95 mm 및 라인 길이 120 mm에 대하여 15 mm에 이른다. 밸브 (12)의 상류에서, 압력이 센서 (11)를 통하여 측정된다. 용융물의 유출구 온도는 밸브 (12)의 개구부에서 유지되고 있는 수동 온도계로써 측정된다.
비교 실시예 16
이축 스크류 압출기 (도 33)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 7개의 배럴로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 중합체 용융물이 가열된 파이프 (9)를 통하여 제2 배럴 (2)로 공급된다. 배럴 (3)이 닫히고, 배럴 (4)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (14)을 포함한다. 배럴 (5)은 탈기 개구부 (10)를 포함한다. 배럴 (6) 및 (7)이 닫힌다. 배럴 (8)은 이축 스크류 압출기의 8자형 구멍으로부터 파이프 (13)(원형)로 횡단면이 전환되는 플랜지이다. 스로틀링 목적을 위하여 플랜지 이후 밸브 (12)를 둔다. 밸브 및 라인의 내부 직경이 밸브 길이 95 mm 및 라인 길이 120 mm에 대하여 15 mm에 이른다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 첫 부분에서 스크류가 각 경우에 피치 25 mm 및 길이 25 mm를 갖는 3개의 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 5개의 이중-플라이트 운반 요소가 후속된다. 이어서, 길이 30 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (14) 아래에 배열된다. 부시의 하류에 길이 20 mm 및 피치 10 mm를 갖는 ZME 요소가 위치한다. 이어서, 스크류가 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 2개의 이중-플라이트 운반 요소 및 피치 60 mm 및 길이 30 mm를 갖는 1개의 운반 요소를 갖도록 제공된다.
이어서, 스크류가 피치 40 mm 및 길이 40 mm를 갖는 8개의 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다.
스크류의 회전 속도 250 rpm 및 처리량 80 kg/h에서, 밸브 (12)의 상류에서 다양한 압력 (압력 측정 센서 (11))에서 온도 증가를 측정하였다. 하기 재료를 취급하였다: 폴리프로필렌(Polypropylen, 등록상표), 폴리스티롤(Polystyrol, 등록상표), 포칸 (Pocan, 등록상표). 이축 스크류 압출기 내 용융물의 온도 (측정 지점 14)를 측정하였다. 온도를 튜브의 유출구에서 수동 온도계 (15)로 추가로 측정하였다. 온도계를 튜브 내 용융물 중에 유지시켰다. 표 14는 (14)로부터 (15)까지의 온도 증가를 나타낸다.
Figure pct00025
실시예 17
이축 스크류 압출기 (도 33)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 7개의 배럴로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 중합체 용융물이 가열된 파이프 (9)를 통하여 제2 배럴 (2)로 공급된다. 배럴 (3)이 닫히고, 배럴 (4)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (14)을 포함한다. 배럴 (5)은 탈기 개구부 (10)를 포함한다. 배럴 (6) 및 (7)이 닫힌다. 배럴 (8)은 이축 스크류 압출기의 8자형 구멍으로부터 파이프 (13)(원형)로 횡단면이 전환되는 플랜지이다. 스로틀링 목적을 위하여 플랜지 이후 밸브 (12)를 둔다. 밸브 및 라인의 내부 직경이 밸브 길이 95 mm 및 라인 길이 120 mm에 대하여 15 mm에 이른다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 첫 부분에서 스크류가 각 경우에 피치 25 mm 및 길이 25 mm를 갖는 3개의 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 5개의 이중-플라이트 운반 요소가 후속된다. 이어서, 길이 30 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (14) 아래에 배열된다. 부시의 하류에 길이 20 mm 및 피치 10 mm를 갖는 ZME 요소가 위치한다. 이어서, 스크류가 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 2개의 이중-플라이트 운반 요소 및 피치 60 mm 및 길이 30 mm를 갖는 1개의 운반 요소를 갖도록 제공된다.
이어서, 스크류는 피치 30 mm 및 길이 30 mm를 갖는 본 발명에 따른 11개의 스크류 요소를 갖도록 제공된다.
스크류의 회전 속도 250 rpm 및 처리량 80 kg/h에서, 밸브 (12)의 상류에서 다양한 압력 (압력 측정 센서 (11))에서 온도 증가를 측정하였다. 하기 재료를 취급하였다: 폴리프로필렌(등록상표), 폴리스티롤(등록상표), 포칸(등록상표). 이축 스크류 압출기 내 용융물의 온도 (측정 지점 14)를 측정하였다. 온도를 튜브의 유출구에서 수동 온도계 (15)로 추가로 측정하였다. 온도계를 튜브 내 용융물 중에 유지시켰다. 표 15는 (14)로부터 (15)까지의 온도 증가를 나타낸다. 새로운 개발은 모든 생성물에서 더 낮은 온도 증가를 나타낸다.
Figure pct00026
비교 실시예 18
이축 스크류 압출기 (도 33)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 7개의 배럴로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 중합체 용융물이 가열된 파이프 (9)를 통하여 제2 배럴 (2)로 공급된다. 배럴 (3)이 닫히고, 배럴 (4)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (14)을 포함한다. 배럴 (5)은 탈기 개구부 (10)를 포함한다. 배럴 (6) 및 (7)이 닫힌다. 배럴 (8)은 이축 스크류 압출기의 8자형 구멍으로부터 파이프 (13)(원형)로 횡단면이 전환되는 플랜지이다. 스로틀링 목적을 위하여 플랜지 이후 밸브 (12)를 둔다. 밸브 및 라인의 내부 직경이 밸브 길이 95 mm 및 라인 길이 120 mm에 대하여 15 mm에 이른다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 첫 부분에서 스크류가 각 경우에 피치 25 mm 및 길이 25 mm를 갖는 3개의 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 5개의 이중-플라이트 운반 요소가 후속된다. 이어서, 길이 30 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (14) 아래에 배열된다. 부시의 하류에 길이 20 mm 및 피치 10 mm를 갖는 ZME 요소가 위치한다. 이어서, 스크류가 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 2개의 이중-플라이트 운반 요소 및 피치 60 mm 및 길이 30 mm를 갖는 1개의 운반 요소를 갖도록 제공된다.
이어서, 스크류가 피치 40 mm 및 길이 40 mm를 갖는 8개의 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다.
150 내지 350 rpm의 스크류의 다양한 회전 속도 및 처리량 80 kg/h에서, 열린 밸브 (12)로 온도 증가를 측정하였다. 하기 재료를 취급하였다: 이네오스 루스트란(Ineos Lustran, 등록상표) DN 50, 폴리프로필렌(등록상표), 폴리스티롤(등록상표). 이축 스크류 압출기 내 용융물의 온도 (측정 지점 14)를 측정하였다. 온도를 튜브의 유출구에서 수동 온도계 (15)로 추가로 측정하였다. 온도계를 튜브 내 용융물 중에 유지시켰다. 표 16은 (14)로부터 (15)까지의 온도 증가를 나타낸다.
Figure pct00027
실시예 19
이축 스크류 압출기 (도 33)는 동방향회전 맞물림형 스크류가 배열된, 7개의 배럴로 이루어지는 구조를 포함한다. 기계는 40 mm 배럴 직경을 갖는 ZSK 40Sc (코페리온 베르너 운트 플라이데러)이다. 중합체 용융물이 가열된 파이프 (9)를 통하여 제2 배럴 (2)로 공급된다. 배럴 (3)이 닫히고, 배럴 (4)은 용융물 온도 센서를 위한 측정 지점 (14)을 포함한다. 배럴 (5)은 탈기 개구부 (10)를 포함한다. 배럴 (6) 및 (7)이 닫힌다. 배럴 (8)은 이축 스크류 압출기의 8자형 구멍으로부터 파이프 (13)(원형)로 횡단면이 전환되는 플랜지이다. 스로틀링 목적을 위하여 플랜지 이후 밸브 (12)를 둔다. 밸브 및 라인의 내부 직경이 밸브 길이 95 mm 및 라인 길이 120 mm에 대하여 15 mm에 이른다.
두 개의 스크류 (도시하지 않음)가 대칭적으로 스크류 요소를 갖도록 제공된다. 첫 부분에서 스크류가 각 경우에 피치 25 mm 및 길이 25 mm를 갖는 3개의 이중-플라이트 운반 요소를 갖도록 제공된다. 이어서, 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 5개의 이중-플라이트 운반 요소가 후속된다. 이어서, 길이 30 mm 및 직경 26 mm를 갖는 부시가 후속되고, 이는 설치된 상태에서 용융물 온도 센서 (13) 아래에 배열된다. 부시의 하류에 길이 20 mm 및 피치 10 mm를 갖는 ZME 요소가 위치한다. 이어서, 스크류가 피치 60 mm 및 길이 60 mm를 갖는 2개의 이중-플라이트 운반 요소 및 피치 60 mm 및 길이 30 mm를 갖는 1개의 운반 요소를 갖도록 제공된다.
이어서, 스크류는 피치 28 mm 및 길이 28 mm를 갖는 본 발명에 따른 11개의 스크류 요소를 갖도록 제공된다.
150 내지 350 rpm의 스크류의 다양한 회전 속도 및 처리량 80 kg/h에서, 열린 밸브 (12)로 온도 증가를 측정하였다. 하기 재료를 취급하였다: 이네오스 루스트란(등록상표) DN 50, 폴리프로필렌(등록상표), 폴리스티롤(등록상표). 이축 스크류 압출기 내 용융물의 온도 (측정 지점 14)를 측정하였다. 온도를 튜브의 유출구에서 수동 온도계 (15)로 추가로 측정하였다. 온도계를 튜브 내 용융물 중에 유지시켰다. 표 17은 (14)로부터 (15)까지의 온도 증가를 나타낸다. 본 발명에 따른 스크류 요소를 이용했을 때의 온도 증가는 선행 기술보다 더 낮았다.
Figure pct00028

Claims (17)

  1. 쌍으로 동방향회전하고 쌍으로 완전 자체-와이핑하는 스크류를 가지며, 발생시키는 및 발생되는 스크류 프로파일이 일련의 밀봉 대역 - 전이 대역 - 채널 대역 - 전이 대역을 포함하고, 여기서 밀봉 대역은 일련의 팁(tip) 대역 - 플랭크(flank) 대역 - 팁 대역이고, 채널 대역은 일련의 오목 대역 - 플랭크 대역 - 오목 대역이고, 전이 대역은 플랭크 대역으로 시작하여 플랭크 대역으로 종결되는 일련의 스크류 프로파일 대역인 것을 특징으로 하는 스크류 요소를 사용하는 이축 스크류 압출기 또는 다축 스크류 압출기에서 가소성 조성물을 압출하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 스크류 요소의 밀봉 대역은
    o 스크류 프로파일의 회전 지점에 대하여, 플랭크 대역의 각도 δ_fb1이 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각의 절반과 같거나 그보다 크고 (δ_fb1≥ arccos(0.5*a/ra)),
    o 스크류 프로파일의 회전 지점에 대하여, 하나의 팁 대역의 각도 δ_kb1이 단일-플라이트 에르트멩거 스크류 프로파일의 팁 각도에서 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각을 뺀 차이와 같거나 그보다 작고 (δ_kb1≤ π-4*arccos(0.5*a/ra)),
    o 스크류 프로파일의 회전 지점에 대하여, 다른 하나의 팁 대역의 각도 δ_kb2가 단일-플라이트 에르트멩거 스크류 프로파일의 팁 각도에서 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각을 뺀 차이와 같거나 그보다 작음 (δ_kb2≤ π-4*arccos(0.5*a/ra))
    에 의해 구별되고,
    채널 대역은
    o 스크류 프로파일의 회전 지점에 대하여, 플랭크 대역의 각도 δ_fb2가 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각의 절반과 같거나 그보다 크고 (δ_fb2≥ arccos(0.5*a/ra)),
    o 스크류 프로파일의 회전 지점에 대하여, 한 오목 대역의 각도 δ_nb1이 단일-플라이트 에르트멩거 스크류 프로파일의 팁 각도에서 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각을 뺀 차이와 같거나 그보다 작고 (δ_nb1≤ π-4*arccos(0.5*a/ra)),
    o 스크류 프로파일의 회전 지점에 대하여, 다른 하나의 오목 대역의 각도 δ_nb2가 단일-플라이트 에르트멩거 스크류 프로파일의 팁 각도에서 두 배럴 맞물림부 사이의 개구각을 뺀 차이와 같거나 그보다 작음 (δ_nb2≤ π-4*arccos(0.5*a/ra))
    에 의해 구별되는 것
    을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 밀봉 대역의 팁 및 플랭크 대역의 각도 δ_kb1, δ_kb2 및 δ_fb1의 합이 바람직하게는 0.75*δ_gz 내지 2*δ_gb+δ_gz의 범위이고, 특히 바람직하게는 δ_gz 내지 δ_gb+δ_gz의 범위이고, 채널 대역의 오목 및 플랭크 대역의 각도 δ_nb1, δ_nb2 및 δ_fb2의 합이 바람직하게는 0.75*δ_gz 내지 2*δ_gb+δ_gz이고, 특히 바람직하게는 δ_gz 내지 δ_gb+δ_gz인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전이 대역이 플랭크 대역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 스크류 프로파일이 맞물림부 대역의 선형 밀봉을 야기하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 스크류 프로파일이 맞물림부 대역의 점상형(punctiform) 밀봉을 야기하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 배럴로부터 스크류 프로파일의 밀봉 대역의 팁 대역의 최대 거리가 바람직하게는 중심선 거리의 0 내지 0.05배 범위이고, 특히 바람직하게는 중심선 거리의 0 내지 0.025배의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 스크류 프로파일이 축 방향으로 나선형으로 연장됨으로써 스크류 요소가 운반 요소 또는 혼합 요소로서 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 스크류 프로파일이 축 방향으로 오프셋 방식으로 부분적으로 연장됨으로써 스크류 요소가 혼련 요소로서 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 스크류 프로파일의 직경에 대하여 0.1 내지 0.001배의 범위인 유극이 스크류 요소와 배럴 사이에 및/또는 이웃하는 스크류 요소들 사이에 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 가소성 조성물이 열가소성 물질 또는 엘라스토머인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 사용된 열가소성 물질이 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 폴리에스테르, 특히 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락티드, 폴리에테르, 열가소성 폴리우레탄, 폴리아세탈, 플루오로중합체, 특히 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에테르 술폰, 폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 특히 폴리(메틸)메타크릴레이트, 폴리페닐렌 옥시드, 폴리페닐렌 술피드, 폴리에테르 케톤, 폴리아릴에테르 케톤, 스티렌 중합체, 특히 폴리스티렌, 스티렌 공중합체, 특히 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 폴리비닐 클로라이드 또는 상기 열가소성 물질 중 둘 이상의 블렌드인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 폴리카르보네이트, 또는 폴리카르보네이트를 함유하는 블렌드가 열가소성 물질로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 사용된 엘라스토머가 스티렌-부타디엔 고무, 천연 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 부타디엔-아크릴로니트릴 고무, 수소화 니트릴 고무, 부틸 고무, 할로부틸 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-비닐 아세테이트 고무, 폴리우레탄 고무, 열가소성 폴리우레탄, 구타 페르카, 아크릴레이트 고무, 플루오로고무, 실리콘 고무, 술피드 고무, 클로로술포닐-폴리에틸렌 고무 또는 상기 엘라스토머 중 둘 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 충전재 또는 보강재 또는 중합체 첨가제 또는 유기 또는 무기 안료, 또는 이의 혼합물이 중합체에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 생산 방법 중의 하나 이상의 단계가 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 압출 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는, 폴리카르보네이트의 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서, 폴리카르보네이트가 상 계면 방법 또는 용융 에스테르교환 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020107028466A 2008-06-20 2009-05-30 가소성 괴체의 압출 방법 KR101575386B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008029306.7 2008-06-20
DE102008029306A DE102008029306A1 (de) 2008-06-20 2008-06-20 Schneckenelemente mit reduziertem Energieeintrag beim Druckaufbau

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110031285A true KR20110031285A (ko) 2011-03-25
KR101575386B1 KR101575386B1 (ko) 2015-12-07

Family

ID=41264296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107028466A KR101575386B1 (ko) 2008-06-20 2009-05-30 가소성 괴체의 압출 방법

Country Status (15)

Country Link
US (2) US9738025B2 (ko)
EP (2) EP2291278B1 (ko)
JP (2) JP5425898B2 (ko)
KR (1) KR101575386B1 (ko)
CN (2) CN102131627B (ko)
BR (1) BRPI0914163A2 (ko)
CA (1) CA2728442C (ko)
DE (1) DE102008029306A1 (ko)
ES (2) ES2392766T3 (ko)
HU (1) HUE040172T2 (ko)
PL (1) PL2291278T3 (ko)
RU (2) RU2496643C9 (ko)
SG (1) SG192413A1 (ko)
TW (1) TWI556940B (ko)
WO (2) WO2009152947A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10139323B2 (en) 2014-12-08 2018-11-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for separating micro-particles

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3868757B2 (ja) * 2001-04-25 2007-01-17 株式会社神戸製鋼所 ゴム系組成物の混練装置および混練方法
WO2010061619A1 (ja) * 2008-11-28 2010-06-03 住友化学株式会社 半導体基板の製造方法、半導体基板、電子デバイスの製造方法、および反応装置
CN102210010A (zh) * 2008-11-28 2011-10-05 住友化学株式会社 半导体基板的制造方法、半导体基板、电子器件的制造方法、及反应装置
CN102341889A (zh) 2009-03-11 2012-02-01 住友化学株式会社 半导体基板、半导体基板的制造方法、电子器件、和电子器件的制造方法
CN102439696A (zh) 2009-05-22 2012-05-02 住友化学株式会社 半导体基板及其制造方法、电子器件及其制造方法
EP2256146A1 (de) 2009-05-30 2010-12-01 Bayer MaterialScience AG Polycarbonate mit extrem hoher Reinheit und guter Eigenfarbe und thermischer Beständigkeit sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung
EP2255859A1 (de) 2009-05-30 2010-12-01 Bayer MaterialScience AG Vorrichtung und Verfahren zum Entgasen von lösungshaltigen Polycarbonatlösungen
EP2255860A1 (de) 2009-05-30 2010-12-01 Bayer MaterialScience AG Vorrichtung und Verfahren zum Entgasen von lösungsmittelhaltigen Polycarbonatlösungen
KR101643021B1 (ko) 2009-06-05 2016-07-26 내셔날 인스티튜트 오브 어드밴스드 인더스트리얼 사이언스 앤드 테크놀로지 반도체 기판, 광전 변환 디바이스, 반도체 기판의 제조 방법 및 광전 변환 디바이스의 제조 방법
KR20120035144A (ko) 2009-06-05 2012-04-13 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 광 디바이스, 반도체 기판, 광 디바이스의 제조 방법 및 반도체 기판의 제조 방법
WO2010140373A1 (ja) 2009-06-05 2010-12-09 住友化学株式会社 センサ、半導体基板、および半導体基板の製造方法
JP5318709B2 (ja) * 2009-08-26 2013-10-16 ポリプラスチックス株式会社 スクリューエレメントピース及びスクリュー
DE102009040047A1 (de) 2009-09-04 2011-03-17 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur Einarbeitung von Feststoffen in Polymere
JP5762446B2 (ja) * 2010-03-17 2015-08-12 エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＥｖｏｎｉｋ Ｒｏｅｈｍ ＧｍｂＨ 光学的品質の高い耐化学薬品性フィルム
JP5860973B2 (ja) * 2012-02-28 2016-02-16 スティア エンジニアリング プライベート リミテッド 押出機混合要素
AT512974B1 (de) 2012-05-23 2015-02-15 Josef A Ing Blach Mehrwellenextruder
JP6513647B2 (ja) * 2013-06-24 2019-05-15 コベストロ、ドイチュラント、アクチエンゲゼルシャフトＣｏｖｅｓｔｒｏ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ Ａｇ 多軸スクリュー式機械用のスクリューエレメント
CN104527025B (zh) 2014-12-29 2017-05-17 广东轻工职业技术学院 带有折流板的同向自洁双螺杆挤出机及其加工方法
CN105058743B (zh) 2015-07-24 2018-06-26 广东轻工职业技术学院 头数渐变全程自洁的同向自洁双螺杆挤出机及其加工方法
CN105690688A (zh) * 2016-03-16 2016-06-22 华南理工大学 一种双轴或三轴偏心转子体积脉动形变塑化加工方法及设备
CN107139424B (zh) * 2017-07-07 2023-07-21 中国石油大学(华东) 一种全光滑的双螺杆挤出机螺杆转子
WO2019070796A1 (en) * 2017-10-05 2019-04-11 Corning Incorporated MIXING ELEMENTS FOR EXTRUSION APPARATUS AND METHODS OF MANUFACTURING HONEYCOMB BODY
US11169192B2 (en) * 2018-04-23 2021-11-09 The Government Of The United States, As Represented By The Secretary Of The Army Trigonometry dependent plot creation
CN113453866A (zh) * 2019-02-27 2021-09-28 科思创知识产权两合公司 具有轴向不对称的螺杆轮廓的螺杆元件，该轮廓具有位于螺杆轮廓内的至少两个构造点
FR3093457A1 (fr) * 2019-03-06 2020-09-11 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Machine de Mélangeage et d’Extrusion à Bi-Vis avec Éléments Amovibles
US20230390986A1 (en) * 2020-10-22 2023-12-07 Covestro Deutschland Ag Extruder comprising a particular arrangement of asymmetrical screw elements on screw shafts
JP7075707B1 (ja) 2021-12-28 2022-05-26 株式会社Steer Japan 溶融混練押出装置の運転の際に必要なエネルギーを低減可能とする方法

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE862668C (de) 1944-07-07 1953-01-12 Bayer Ag Vorrichtung zum Verkneten, Gelatinieren und Verpressen von plastischen Massen
US2670188A (en) * 1949-09-23 1954-02-23 Bayer Ag Mixing and kneading machine
DE813154C (de) 1949-09-29 1951-09-06 Bayer Ag Misch- und Knetvorrichtung
US3122356A (en) * 1958-08-23 1964-02-25 Bayer Ag Worm arrangement
US3146493A (en) * 1960-07-25 1964-09-01 Bergwerksgesellschaft Hibernia Process and apparatus for the production of polyolefine granulates
DE1180718B (de) 1962-04-11 1964-11-05 Bayer Ag Knetvorrichtung mit zwei oder mehr Schnecken
NL152889B (nl) 1967-03-10 1977-04-15 Gen Electric Werkwijze ter bereiding van een lineair polycarbonaatcopolymeer, alsmede orienteerbare textielvezel van dit copolymeer.
DE1679884B2 (de) * 1967-12-16 1971-08-26 Werner & Pfleiderer Mehrwellige kontinuierlich arbeitende misch und knetmaschine fuer plastizierbare massen
CA1036744A (en) * 1973-03-30 1978-08-15 Heinrich Haupt Process for preparing halogen-substituted aromatic polycarbonates
US3900187A (en) * 1973-10-29 1975-08-19 Baker Perkins Inc Continuous mixing and/or kneading machine with co-wiping single lead screws
DE2653143C2 (de) * 1976-11-23 1985-01-31 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Thermoplastische Formmassen
US4131371A (en) 1977-08-03 1978-12-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Co-rotating multiple screw processor
JPS5829733B2 (ja) * 1977-11-19 1983-06-24 積水化学工業株式会社 押出機
DE3206325C2 (de) * 1982-02-22 1985-10-10 AUTOMATIK Apparate-Maschinenbau GmbH, 8754 Großostheim Mehrwellige, kontinuierlich arbeitende Misch- und Knetmaschine für plastifizierbare Massen
DE3412258A1 (de) * 1984-04-02 1985-10-10 Werner & Pfleiderer, 7000 Stuttgart Gleichdrall-doppelschneckenkneter mit knetscheiben
NO170326C (no) * 1988-08-12 1992-10-07 Bayer Ag Dihydroksydifenylcykloalkaner
US5227458A (en) * 1988-08-12 1993-07-13 Bayer Aktiengesellschaft Polycarbonate from dihydroxydiphenyl cycloalkane
DE3832396A1 (de) 1988-08-12 1990-02-15 Bayer Ag Dihydroxydiphenylcycloalkane, ihre herstellung und ihre verwendung zur herstellung von hochmolekularen polycarbonaten
DE4239220C2 (de) 1992-11-21 1996-08-22 Blach Verfahrenstechnik Gmbh Gleichdrall - Doppelschneckenextruder
US5573332A (en) * 1993-09-02 1996-11-12 Werner & Pfleiderer Gmbh Screw element for a screw-like extrusion machine
US5487602A (en) * 1994-06-03 1996-01-30 Farrel Corporation Multi-screw, extrusion-compounding machine with modular mixing elements
WO1997030760A1 (en) * 1996-02-21 1997-08-28 Extruder Vitrification Group, L.L.C. Vitrification of nuclear and other toxic wastes
DE19718292A1 (de) * 1997-04-30 1998-11-05 Krupp Werner & Pfleiderer Gmbh Mehrwellen-Schneckenmaschine, insbesondere Zwei-Wellen-Extruder
EP1121238B1 (de) * 1998-10-05 2002-05-15 Coperion Werner & Pfleiderer GmbH & Co. KG Gleichdralldoppelschneckenextruder
DE19860256A1 (de) * 1998-12-24 2000-06-29 Krupp Werner & Pfleiderer Gmbh Zwei-Wellen-Extruder
DE19950917A1 (de) * 1999-10-21 2001-04-26 Degussa Doppelschneckenextruder mit neuen Schneckenelementen
JP3798595B2 (ja) * 2000-01-25 2006-07-19 株式会社神戸製鋼所 混練用ロータ、スクリューセット及び２軸押出機
US6974620B1 (en) * 2000-02-28 2005-12-13 Toray Industries, Inc. Polyester film for heat-resistant capacitor, metallized film thereof, and heat-resistant film capacitor containing the same
IT1319996B1 (it) * 2000-03-23 2003-11-12 Maris Flli Spa Elemento di miscelazione per vite di estrusore bivite corotante edestrusore che lo comprende.
US6783270B1 (en) * 2000-07-31 2004-08-31 Steer Engineering (P) Limited Fractional and higher lobed co-rotating twin-screw elements
JP4297601B2 (ja) * 2000-09-13 2009-07-15 株式会社日本製鋼所 同方向回転二軸押出機
DE10057164A1 (de) * 2000-11-16 2002-05-23 Basf Ag Pigmentzubereitungen
DE10114727B4 (de) 2001-03-22 2005-05-12 Berstorff Gmbh Schneckenelement für gleichsinnig drehende Mehrschneckenextruder
US7015299B2 (en) * 2001-04-30 2006-03-21 Wilkinson W Kenneth Melt spun thermoplastic polyurethanes useful as textile fibers
DE10149765B4 (de) * 2001-10-02 2004-03-18 Krauss-Maffei Kunststofftechnik Gmbh Kämmelement
DE60237872D1 (de) * 2001-11-29 2010-11-18 Kobe Seiko Sho Kobe Steel Kk Knetapparat
US7188992B2 (en) * 2003-07-30 2007-03-13 Americhem, Inc. Kneading element and related articles
DE50312862D1 (de) * 2003-08-22 2010-08-19 Coperion Gmbh Schneckenmaschine mit Misch- und Knet-Scheiben
JP4613508B2 (ja) * 2004-04-06 2011-01-19 横浜ゴム株式会社 酸素吸収剤を含む空気入りタイヤ
US8344058B2 (en) * 2005-08-26 2013-01-01 CID Centro de Investigación y Desarrollo Technológico S.A. de C.V. Reactive block copolymers as additives for the preparation of silicate-polymer composites
US7759456B2 (en) * 2006-06-30 2010-07-20 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Branched polycarbonate resins and processes to prepare the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10139323B2 (en) 2014-12-08 2018-11-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for separating micro-particles

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0914163A2 (pt) 2015-10-20
WO2009152974A3 (de) 2011-03-10
ES2691402T3 (es) 2018-11-27
CN102131627A (zh) 2011-07-20
CN102131627B (zh) 2014-12-17
JP5425898B2 (ja) 2014-02-26
RU2516552C2 (ru) 2014-05-20
CA2728442C (en) 2016-10-11
RU2011101760A (ru) 2012-07-27
TWI556940B (zh) 2016-11-11
JP2011524278A (ja) 2011-09-01
EP2291278A2 (de) 2011-03-09
WO2009152947A2 (de) 2009-12-23
EP2291279A2 (de) 2011-03-09
WO2009152947A3 (de) 2011-03-17
JP2011524282A (ja) 2011-09-01
TW201016439A (en) 2010-05-01
CN102333635A (zh) 2012-01-25
US9808978B2 (en) 2017-11-07
CA2728442A1 (en) 2009-12-23
RU2496643C9 (ru) 2014-09-27
JP5508406B2 (ja) 2014-05-28
US20110180949A1 (en) 2011-07-28
EP2291279B1 (de) 2018-07-18
US9738025B2 (en) 2017-08-22
WO2009152974A2 (de) 2009-12-23
PL2291278T3 (pl) 2013-01-31
HUE040172T2 (hu) 2019-02-28
ES2392766T3 (es) 2012-12-13
RU2516552C9 (ru) 2015-03-10
US20110160381A1 (en) 2011-06-30
RU2496643C2 (ru) 2013-10-27
KR101575386B1 (ko) 2015-12-07
RU2011101761A (ru) 2012-07-27
EP2291278B1 (de) 2012-09-05
CN102333635B (zh) 2015-04-01
SG192413A1 (en) 2013-08-30
DE102008029306A1 (de) 2009-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101575386B1 (ko) 가소성 괴체의 압출 방법
US10836076B2 (en) Process for extruding plastic compositions
KR101614176B1 (ko) 가소성 물질 압출 방법
US20110112255A1 (en) Single-Flighted Screw Elements With a Reduced Tip Angle
ES2654438T3 (es) Dispositivo y procedimiento para la fabricación de productos a partir de mezclas poliméricas que contienen pigmentos
WO2023203914A1 (ja) ガラス繊維強化ポリエステル系樹脂組成物の製造方法
CN114761476B (zh) 生产具有改进的表面性质的模塑料的方法
WO2023203913A1 (ja) ガラス繊維強化ポリエステル系樹脂組成物の製造方法
CN114746495B (zh) 生产具有改进的性质的母料和模塑料的方法
JP5173601B2 (ja) ポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181129

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191127

Year of fee payment: 5