(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
形成スクリュおよび被形成スクリュの形状は、シール領域−遷移領域−流路領域−遷移領域の順番を含み、前記シール領域は、頂部領域−側腹領域−頂部領域の順番であり、前記流路領域は、溝領域−側腹領域−溝領域の順番であり、前記遷移領域は、側腹領域に始まり側腹領域に終わるスクリュ形状領域の順番であることを特徴とする、対になって共回転し、且つ、対になって完全に自己払拭するスクリュを備えるスクリュエレメントを使用する２軸または多軸スクリュエクストルーダにおけるプラスチック組成物の押し出しプロセスであって、
前記スクリュエレメントの前記シール領域は、
前記スクリュ形状の回転中心から見て、前記側腹領域が、２つのバレル交点の間の開口角の半分以上の角度δ＿ｆｂ１を有し（δ＿ｆｂ１≧ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ））、
前記スクリュ形状の前記回転中心から見て、１つの前記頂部領域が、単行路エルドメンガースクリュ形状の頂角から前記２つのバレル交点の間の前記開口角を減じた差以下の角度δ＿ｋｂ１を有し（δ＿ｋｂ１≦π−４＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ））、
前記スクリュ形状の前記回転中心から見て、他の前記頂部領域が、単行路エルドメンガースクリュ形状の頂角から前記２つのバレル交点の間の前記開口角を減じた差以下の角度δ＿ｋｂ２を有する（δ＿ｋｂ２≦π−４＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ））、ことを特徴とし、
前記流路領域は、
前記スクリュ形状の前記回転中心から見て、前記側腹領域が、２つのバレル交点の間の開口角の半分以上の角度δ＿ｆｂ２を有し（δ＿ｆｂ２≧ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ））、
前記スクリュ形状の前記回転中心から見て、１つの前記溝領域が、単行路エルドメンガースクリュ形状の頂角から前記２つのバレル交点の間の前記開口角を減じた差以下の角度δ＿ｎｂ１を有し（δ＿ｎｂ１≦π−４＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ））、
前記スクリュ形状の前記回転中心から見て、他の前記溝領域が、単行路エルドメンガースクリュ形状の頂角から前記２つのバレル交点の間の前記開口角を減じた差以下の角度δ＿ｎｂ２を有する（δ＿ｎｂ２≦π−４＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ））、ことを特徴とするプロセス。
【請求項２】
前記シール領域の前記頂部領域および前記側腹領域の角度δ＿ｋｂ１，δ＿ｋｂ２およびδ＿ｆｂ１の合計は、δ＿ｇｚからδ＿ｇｂ＋δ＿ｇｚまでの範囲であり、前記流路領域の前記溝領域および前記側腹領域の角度δ＿ｎｂ１，δ＿ｎｂ２およびδ＿ｆｂ２の合計は、δ＿ｇｚからδ＿ｇｂ＋δ＿ｇｚまでの範囲である、ことを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記遷移領域は、側腹領域を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項４】
前記スクリュ形状は、咬合領域の線形のシールをもたらすことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプロセス。
【請求項５】
前記スクリュ形状は、前記咬合領域の点状のシールをもたらすことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のプロセス。
【請求項６】
前記スクリュ形状の前記シール領域の前記頂部領域から前記バレルまでの最大距離は、好ましくは、中心線距離の０倍から０．０５倍までの範囲であり、特に好ましくは、前記中心線距離の０倍から０．０２５倍であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のプロセス。
【請求項７】
前記スクリュエレメントは、前記スクリュ形状を螺旋状に軸方向に延伸させることによって、搬送エレメントまたは混合エレメントとして構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のプロセス。
【請求項８】
前記スクリュエレメントは、前記スクリュ形状の一部を軸方向にオフセットする方法で延伸させることによって、混練エレメントして構成されていることと特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のプロセス。
【請求項９】
前記スクリュ形状の直径に対して０．１から０．００１の範囲のクリアランスが、前記スクリュエレメントと前記バレルおよび／または隣接するスクリュエレメントの間に存在することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のプロセス。
【請求項１０】
前記プラスチック組成物は、熱可塑性プラスチックまたはエラストマであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のプロセス。
【請求項１１】
使用する前記熱可塑性プラスチックは、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、特にポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレンテレフタレート、ポリラクチド、ポリステル、ポリエーテル、熱可塑性ポリウレタン、ポリアセタール、フッ素重合体、特にポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルサルホン、ポリオレフィン、特にポリエチレンおよびポリプロピレン、ポリイミド、ポリアクリル樹脂、特にポリ（メチル）メタクリル樹脂、酸化ポリフェニレン、硫化ポリフェニレン、ポリエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、スチレンポリマー、特にポリスチレン、スチレン共重合体、特にスチレンアクリロニトリル共重合体、アクリロニトリルブタジエンスチレンブロック共重合体、塩化ポリビニル、或いは、上記熱可塑性プラスチックの少なくとも２つの混合物であることを特徴とする請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
ポリカーボネートまたはポリカーボネートを含む混合物が前記熱可塑性プラスチックとして使用されることを特徴とする請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
使用する前記エラストマは、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンアクリロニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム、酢酸エチレンビニルゴム、ポリウレタンゴム、熱可塑性ポリウレタン、グッタペルカ、アクリルゴム、フッ化ゴム、シリコンゴム、硫化ゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、或いは、上記エラストマの少なくとも２つの組み合わせであることを特徴とする請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
充填剤または補強材または高分子添加剤または有機色素または無機色素、或いは、それらの混合物が、前記高分子に添加されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載のプロセス。
【請求項１５】
少なくとも１つの製造行程が、請求項１から１１のいずれかに記載の押し出しプロセスを含んでいることを特徴とするポリカーボネートの製造プロセス。
【請求項１６】
前記ポリカーボネートは、相界面プロセスまたはエステル交換プロセスによって製造されたことを特徴とする請求項１４に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック組成物を押し出しするプロセスに関する。プロセスは、特に、プラスチック組成物、特に高分子溶融物および高分子溶融物、とりわけ、熱可塑性プラスチックおよびエラストマ、特に望ましくはポリカーボネートおよびポリカーボネート混合物、および、例えば固体、液体、気体または他の高分子または高分子混合物のような他の物質を含有するそれらの混合物の搬送、混練および／または混合に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック組成物の押し出しは、特に、高分子の製造、合成および処理における大きな役割を果たす。押し出しは、これ以降、非特許文献１に総合的に記載されているように、共に回転する２軸または多軸のスクリュエクストルーダにおいて物質または混合物質の処理を意味するものとする。
【０００３】
本出願において、多軸スクリュエクストルーダという用語は、例えば、リングエクストルーダまたは２軸スクリュエクストルーダをも含む。
【０００４】
そのロータが完全に自己払拭する共回転２軸または多軸スクリュエクストルーダは、古くから知られている（例えば、特許文献１）。自己払拭形状の原則に基づくエクストルーダは、高分子製造および高分子処理において、多くの異なった使用がなされている。これは、完全自己払拭スクリュの自己清掃作用により防止される、従来の処理温度において溶融高分子が表面に付着および経時劣化するという事実の最初の結果である。完全自己払拭スクリュの形状を製造するための規範は、非特許文献１の第９６−１０９頁に与えられている。その中には、予め定めた２軸スクリュエクストルーダの第１のスクリュのスクリュ形状が、２軸スクリュエクストルーダの第２のスクリュのスクリュ形状をどのように定めるかも記載されている。２軸スクリュエクストルーダの第２のスクリュのスクリュ形状は、２軸スクリュエクストルーダの第１のスクリュのスクリュ形状（形成スクリュ形状）に従い、このため、形成されたスクリュ形状（被形成スクリュ形状）であると知られている。多軸スクリュエクストルーダの場合、隣接するスクリュは、常に形成スクリュ形状と被形成スクリュ形状とが交互に配置される。
【０００５】
昨今の２軸スクリュエクストルーダは、コアシャフトに様々なスクリュエレメントを配設したブロック構成システムを有する。このようにして、当業者は、２軸スクリュエクストルーダを手持ちの特定の目的に適応させてもよい。
【０００６】
当業者に知られており、非特許文献１の９６−１０９頁に見られるように、従来技術に係る密に咬合する自己清掃共回転スクリュ形状（これより元の発明者ちなんでエルドメンガースクリュ形状と称する）は、３つの変数：行路数ｚ、スクリュ外側半径ｒａおよび中心線間隔ａを定めることによって曖昧でなく定められる。行路数ｚは、１以上の整数である。さらに重要なスクリュ形状の特徴的パラメータは、コア半径ｒｉである。さらに重要なスクリュ形状の特徴的パラメータは、行路深さｈである。
【０００７】
スクリュ外側半径と等しいスクリュ形状の領域は、頂部領域として知られる。コア半径と等しいスクリュ形状の領域は、溝領域として知られる。スクリュ外側半径より小さくコア半径より大きいスクリュ形状の領域は、側腹領域として知られる。２つのバレル穴が互いに貫通し合う多軸スクリュエクストルーダの領域は、咬合領域として知られる。２つのバレル穴の２つの交点は、バレル交点として知られる。
【０００８】
行路数ｚのエルドメンガースクリュ形状の頂角δ＿ｋｗは、δ＿ｋｗ＝π／ｚ−２＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ）によって計算される。但し、πは、円周率（π≒３．１４１５９）意味する（非特許文献１）。頂角を算出する式に基づいて、等しい中心線間隔および等しい外側スクリュ半径では、単行路エルドメンガースクリュ形状と２行路エルドメンガースクリュ形状との頂角は、π／２だけ異なると結論付けられるであろう。もしもバレル半径ｒｇが他の外側半径ｒａと等しいなら、２つのバレル交点の間の開口角δ＿ｇｚは、δ＿ｇｚ＝２＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ）として算出される。単行路エルドメンガースクリュ形状のために、スクリュ外側半径の中心線間隔に対する比が約０．７０７であるとき、咬合領域は、スクリュ形状の頂部領域によってシールされる。
【０００９】
２つのバレル交点の近傍バレル領域は、バレル交点領域として知られる。以下の説明のために、各バレル穴において、２つのバレル交点からの開始するこの領域は、バレル穴の中心点に対して角度δ＿ｇｂを有する。角度δ＿ｇｂは単行路エルドメンガースクリュ形状の頂角と２つのバレル交点の間の開口角との差から算出される：δ＿ｇｂ＝π−４＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ）。
【００１０】
加えて、式１は、２軸および多軸スクリュエクストルーダの構造、機能および作用を詳細に説明する。１つの章全体（２２７−２４８頁）は、スクリュエレメントおよびそれらの動作様式に費やされている。ここに、搬送エレメント、混練エレメントおよび混合エレメントの構造および機能を詳細に説明する。異なる数のスクリュエレメントの間を通過可能にするために、しばしばワッシャがスペーサとして使用される。特別な場合、行路の数が異なる２つのスクリュ形状の間を連続的に移行可能にし、各移行点に自己清掃スクリュ形状の対が与えられた「遷移エレメント」が使用される。
【００１１】
プラスチック組成物は、これ以降、変形可能な組成物を意味する。プラスチック組成物の例は、高分子溶融物、特に、熱可塑性プラスチックおよびエラストマであり、特に好ましくは、ポリカーボネートおよびポリカーボネート混合物、高分子溶融物の混合物、或いは、個体、液体または気体を分散した高分子溶融物である。
【００１２】
高分子製造の間、例えば、高分子の脱気のために（例えば非特許文献１の１９１−２１２頁参照）、押し出しが行われる。
【００１３】
高分子を合成する間、例えば、添加物を包含させるために（例えば非特許文献１の５９−９３頁参照）、押し出しが行われる。合成は、プラスチック原料を用い、充填剤および／または補強材料、可塑剤、結合剤、スリップ剤、安定剤等を添加して、高分子を最終プラスチックモールディング化合物（または組成物）に変性させることを含む。
【００１４】
押し出しの間のプラスチック組成物の処理は、１以上の作用：搬送、溶融、分散、混合、脱気、圧力形成を含む。
【００１５】
高分子の合成中、押し出しは、添加剤、助剤、補強材および色素を含む高分子の混合物を形成するために、および、例えば、化学品組成物において、分子量および分子構造の異なる高分子の混合物を形成するために（例えば非特許文献１の５９−９３頁参照）、全て使用される。合成は、従来通りに溶融されたプラスチック原料を用い、高分子に充填剤および／または補強材、可塑剤、結合剤、スリップ剤、安定剤、色素等を加えて、高分子を最終プラスチックモールディング化合物（または組成物）への変性させることを含む。合成は、しばしば、例えば空気および水のような揮発成分の除去をも含む。合成は、例えば、接合、官能基の改変または分子量の意図的増減による分子量改変のような化学反応を含んでもよい。
【００１６】
公知であり、例えば非特許文献１の１６９−１９０頁に記載されているように、混合は、分配混合と分散混合とに区別してもよい。分配混合は、所定量の様々な要素の均一な分配の意味に使用される。分配混合は、例えば、類似する高分子を混合したときに生じる。分散混合において、固形粒子、液滴または気泡が最初に細分される。細分化は、例えば、高分子と添加物との境界面の表面張力を乗り越えるために、十分に大きな剪断力を加えることをともなう。混合は、以下では常に、分配混合および分散混合を意味するものとする。
【００１７】
溶融物搬送および圧力形成は、非特許文献１の７３頁以降に記載されている。溶融物搬送領域は、製品を１つの処理領域から次の処理領域に搬送し、そして、充填剤を吸い込む役目を果たす。溶融物搬送領域は、通常、例えば、部分的に１つの処理領域から次の処理領域への製品の搬送の間、脱気の間、および、保持領域中のように、部分的に充填される。例えばエクストルーダダイ、逆搬送エレメント、混合エレメントおよび溶融物フィルタのような圧力消費部の上流に背圧領域が形成され、そこでは、完全な状態で搬送が行われ、圧力消費部を超えるための圧力が形成されなければならない。高分子溶融物に導入されるエネルギーは、溶融物を搬送する実効的力と、溶融物の温度上昇によって明示される損失である放散される力とに分けられる。このため、可能なかぎり最低限のエネルギーを溶融物搬送領域において放散させなければならない。１×内部エクスルーダ直径（１Ｄ）のピッチを有するねじエレメントが、単純な溶融物搬送に慣用されている（非特許文献１）。
【００１８】
高分子処理中に、高分子は、好ましくは、準最終製品、使用可能な製品または部品の形態に変換される。処理は、例えば、射出成型、押し出し成型、ブロー成型、カレンダ加工またはスピニング加工によってもよい。処理は、また、高分子の充填剤および外部物質および添加物との混合、および、例えば加硫のような化学的改質を含んでもよい。
【００１９】
当業者は、高分子押し出しは、２本または選択的にそれより多いスクリュを備えるエクストルーダにおいて有利にも行われることに気付く。
【００２０】
圧力形成領域は、エクストルーダのダイプレートおよび／または溶融物フィルタ上流、および、例えば混合エレメント或いは逆搬送または中立搬送混練ブロックのような圧力を消費する「流れ制限」スクリュエレメントの上流の溶融領域に配置される。流れ制限エレメントを乗り越えるために必要な圧力が、圧力形成領域において形成されなければならない。ダイプレート、工具、および、例えばフィルタのような任意の下流ユニットにおいて消費される圧力は、溶融領域において形成されねばならない。圧力形成領域において、スクリュの頂部を越える溶融物の強い逆流は、高い熱入力をもたらす（非特許文献１）。
【００２１】
スクリュの頂部において、特に大量のエネルギーが溶融物中に放散し、それが製品を局所的に過熱させることが、当業者には知られている。これは、例えば、非特許文献１の１６０頁以降に説明されている。この局所的な過熱は、匂い、色、化学組成または分子量の変化、或いは、ゲル状プラスチックまたは小片状のような製品の不均一性の形成等、製品に危害をもたらす。大きな頂角は、これについて特に有害である。
【００２２】
当業者は、同様に、従来のスクリュエレメントを使用する際、２行路エレメントの場合よりも低いエネルギー入力および短い背圧長さの単行路搬送エレメントの場合、共回転２軸スクリュエクストルーダの作用範囲の大半に亘って完全に充填された状態で、必要な圧力が形成され得ることを知っている（非特許文献１）。
【００２３】
しかしながら、単行路搬送エレメントは、非常に脈動し易い傾向にあること、つまり、それらは、例えば膨張の分割によって、処理品の膨張減衰ができないことを注記しなければならない。その理由は、２行路搬送エレメントでは、３つの製品の流れがあるのに対して、単行路搬送エレメントに１つの製品の流れしかないことにある。そのため、分配した膨張は、エクストルーダ出口における処理品を、２行路または３行路搬送エレメントよりも急速に膨張させる。１つの製品の流れだけしかないので、単行路エレメントの混合作用は、２行路または３行路搬送エレメントと比較して同様に低い。
【００２４】
当業者は、さらに、公知の単行路スクリュエレメントは、それらの広い頂部がもたらす部分的充填領域における非常に高いエネルギー入力を有することを知っている。これは、製品の品質に有害である。このため、公知の単行路スクリュエレメントは、滅多に使用されない。
【００２５】
直接自己払拭スクリュ形状は、２軸スクリュエクストルーダには直接挿入できず、スクリュエレメントとバレルとの間、および／または、スクリュエレメント同士の間にクリアランスが必要であることが、当業者には知られている。当業者は、例えば非特許文献１に説明されている公知の方法を使用して、完全自己払拭スクリュの外形に基づいて、実施するスクリュ形状のための幾何学データを得る。搬送エレメントのための様々な可能な戦略が、非特許文献１の２８頁以降に記載されている。長手方向断面または３次元オフセット法を使用するとき、例えば非特許文献１の１００頁に説明されているように、実際に製造されたスクリュの頂角ＫＷＡ０は、角度ＫＷ０に対して減少している。スクリュの間の大きなクリアランスは、特に、ＫＷＡ０の減少をもたらす。しかしながら、頂角を減少させるスクリュの間の大きなクリアランスは、スクリュの相互自己清掃作用を低減し、スクリュエレメントの表面での滞留時間を長くして局所的な製品のダメージを生じて製品の品質を損なうので好ましくない。また、クリアランスの拡大は、搬送作用および圧力形成に関してスクリュエレメントの効率に悪影響があり、もしも所定の作業目的が達成されるなら、過剰に大きなクリアランスは選択されない。
【００２６】
特許文献２は、単行路密接咬合自己清掃共回転スクリュ形状を示す。そのようなスクリュ形状は、頂部領域が咬合領域をシールし、それによって、このスクリュ形状に基づく搬送エレメント高い圧力形成能力を有するという利点を有する。そのようなスクリュ形状は、頂部領域が非常に大きく、それによって、加圧すべき粘性流体が望まない熱および機械的ストレスを受けるという欠点がある。
【００２７】
特許文献３および特許文献４は、偏芯３行路密密接咬合自己清掃共回転スクリュ形状を示す。偏芯は、常に１つの頂部だけがバレルを掻き取るようなものである。そのようなスクリュ形状は、咬合領域がシールされず、それによって、そのようなスクリュ形状に基づく搬送エレメントの圧力形成能力が低いという欠点を有する。
【００２８】
特許文献５は、３つの頂部の頂角が異なる大きさである３行路自己清掃スクリュ形状を記載する。最も大きい頂角を有する頂部だけがバレルに当接する。その湯同スクリュ形状は、咬合領域がシールされず、それによって、そのようなスクリュ形状に基づく搬送エレメントの圧力形成能力が低いという欠点を有する。
【００２９】
特許文献６は、とりわけ、２つの頂部領域がバレルを擦り取り、２つの溝領域の間に位置する側腹領域のバレルからの距離が行路深さの半分以下である密接咬合自己清掃共回転スクリュ形状を示す。そのようなスクリュ形状は、前記側腹領域のバレルからの距離が非常に小さく、前記側腹領域が流れを阻害し、そのような形状に基づく搬送エレメントの圧力形成を抑制するという欠点を有する。
【００３０】
従来の共回転２軸スクリュエクストルーダおよび多軸スクリュエクストルーダにおける圧力形成および溶融物搬送は、低いエクストルーダ効率のために、製品の加熱および製品の品質を損なう熱的ストレスを与えることが付随する。
【００３１】
ポリエチレンおよびポリエチレン共重合体の押し出しに際し、過度に高い温度が分子量の増加、分岐および架橋を引き起こす。ポリエチレンおよびポリエチレン共重合体は、さらに、当業者に知られた自動酸化サイクル（非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４、非特許文献５）において、周囲の酸素と反応し、強い臭気、並びに、例えばケトン、アルデヒド、カルボン酸、ヒドロペルオキシド、エステル、ラクトンおよびアルコールのような分裂した低分子成分を形成する。
【００３２】
ポリエチレンおよび酢酸ビニルベースの共重合体の押し出しの際、過剰な高温は、さらに、強い匂いと腐食性酢酸とをもたらす。
【００３３】
ポリプロピレンおよびポリプロピレン共重合体の押し出しの際、高温は、分子量の減少をもたらす。ポリプロピレンおよびポリプロピレン共重合体は、さらに、自動酸化サイクルにおいて周囲の酸素と反応し、強い匂いと、例えば、ケトン、アルデヒド、カルボン酸、ヒドロペルオキシド、エステル、ラクトンおよびアルコールのような分裂した低分子成分を形成する。
【００３４】
ポリ塩化ビニルの押し出しの際、過剰に高い温度は、ポリ塩化ビニルの変色、および、塩酸がさらなる塩酸の除去を触媒する腐食性塩酸ガスの除去をもたらす。
【００３５】
ポリスチレンの押し出しの際、過剰に高い温度は、分子量が減少した、機械的特性において機能しない有害なスチレン並びに二量体および三量体スチレンの形成をもたらす。
【００３６】
ポリスチレン−アクリロニトリル共重合体（ＳＡＮ）の押し出しの際、製品は、熱的ストレスに晒されて黄色味を帯びた色に変わり、透明性が減少し、分子量が減少し、機械的特性において機能しない発ガン性のある単量体アクリロニトリルおよびスチレンの形成をもたらす。
【００３７】
芳香族ポリカーボネートの押し出しの際、製品は、過剰な熱的ストレスに晒されて、特に、酸素の作用により、透明性の減少をもたらす黄色味を帯びた色に変わり、特に水の作用により、分子量の減少を呈する。例えばビスフェノールＡのような単分子体は、高温に晒されることによっても分離する。
【００３８】
例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートおよびポリラクチドのようなポリエステルの押し出しの際、過剰に高い温度および水の作用は、分子量の減少および分子の末端基の置換をもたらす。これは、ポリエチレンテレフタレートのリサイクルの際に、特に問題である。ポリエチレンテレフタレートは、高温において、例えば飲料ボトルの中身の香りを変化させるかもしれないアセトアルデヒドを排出する。
【００３９】
ジエンゴム、特にブタジエンゴムによる耐衝撃性改質熱可塑性プラスチック、特にポリスチレンの耐衝撃性改質品（ＨＩＰＳ）および耐衝撃性改質ＳＡＮ（アクロニトリルブタジレンスチレン、ＡＢＳ）の押し出しの際、過剰に高い温度は、発ガン性ブタジエンおよび有毒なビニルシクロヘキセンの分離をもたらす。さらに、ジエンゴムの架橋は、製品の機械的特性の低下をもたらす。
【００４０】
ポリオキシメチレンの押し出しの際、過剰に高い温度は、有毒なホルムアルデヒドの分離をもたらす。
【００４１】
ポリアミド６、ポリアミド６，６、ポリアミド４，６、ポリアミド１１およびポリアミド１２のようなポリアミドの押し出しの際、過剰に高い温度は、製品の脱色および分子量減少をもたらし、単量体および二量体の変成をもたらし、特に、水の存在下で機械的特性の低下をもたらす。
【００４２】
ポリウレタン熱可塑性プラスチックの押し出しに際し、過剰に高い温度は、トランスウレタン化による分子構造の変化、および、水の存在下における分子量の減少をもたらす。これらの両方は、熱可塑性ポリウレタンの特性に悪影響を与える。
【００４３】
ポリメチルメタクリレートの押し出しに際し、リメチルメタクリレートは、過剰な熱的ストレスに晒されて、分離され、分子量が減少し、不快な匂いおよび機械的特性の低下をもたらす。
【００４４】
硫化ポリフェニレンの押し出しに際し、過剰に高い温度は、不快な匂いをもたらし、押し出しダイの腐食をもたらすかもしれない含硫有機物および無機化合物の分離をもたらす。低分子量オリゴマーおよび単量体も形成されて分子量が減少し、硫化ポリフェニレンの機械的特性を低下させる。
【００４５】
ポリフェニルサルホンの押し出しに際し、過剰に高い温度は、特に水の存在下における有機化合物の分離をもたらす。分離量も減少し、機械的特性が低下する。
【００４６】
ポリフェニレンエーテルの押し出しにおいて、過剰に高い温度は、低分子有機化合物の分離をもたらし、分子量が減少する。これは、製品の機械的特性の低下をもたらす。
【００４７】
例えば、ポリブタジエン（ＢＲ）天然ゴム（ＮＲ）および、合成ポリイソプレン（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）クロロブチルゴム（ＣＩＩＲ）、ブロモブチルゴム（ＢＩＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリクロロプレン（ＣＲ）、ブタジエンアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）部分水素化アクリロニトリルゴム（ＨＮＢＲ）およびエチレンプロピレンジエン共重合体（ＥＰＤＭ）のようなジエンゴムの押し出しに際し、過剰に高い温度は、架橋によるゲル化をもたらし、それにより製造された部品の機械的特性を低下させる。クロモブチルゴムおよびブロモブチルゴムの場合、高い温度は、塩酸または臭化水素酸腐食性ガスをもたらして、高分子のさらなる分解を触媒するかもしれない。
【００４８】
硫黄または過酸化物のような加硫剤を含むゴム化合物の押し出しに際し、過剰に高い温度は、早すぎる硫化をもたらす。これは、それらのゴム化合物からそれ以上何も製造できないという結果をもたらす。
【００４９】
１以上の高分子の混合物の過剰に高い温度での押し出しに際し、個々の高分子の押し出しの欠点がそれぞれの場合に生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５０】
【特許文献１】独国特許発明第８６２６６８号明細書
【特許文献２】独国特許発明第８１３１５４号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第４１３１３７１号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第３４１２２５８号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第４２３９２２０号明細書
【特許文献６】欧州特許第２１３１号明細書
【非特許文献】
【００５１】
【非特許文献１】コールグルーバー（Kohlgruber）、「共回転２軸エクストルーダ（Der gleichlaufige Doppelschneckenextruder）」、ハンサー出版、ミュンヘン、２００７年
【非特許文献２】ヘッパール（Hepperle, J.）、「高分子の損傷メカニズム（Schadigungsmechanismen bei Polymeren ）」、「高分子コンピューティング（Polymeraufbereitung）」、ＶＤＩ−Ｋ、ＶＤＩ−フェルラーク社（VDI-K, VDI-Verlag GmbH）、２００２年
【非特許文献３】ツヴァイフェル（Zweifel, H.）、「高分子材料の安定化（Stabilization of Polymeric Materials）」、シュプリンガー社、ベルリン、１９９７年
【非特許文献４】シュヴァルツェンバッハ（Schwarzenbach, K.）ら、「抗酸化物質（Antioxidants）」、ツヴァイフェル（Zweifel, H.）編、「プラスチック添加物ハンドブック（Plastics Additives Handbook）」、ハンサー出版、ミュンヘン、２００１年
【非特許文献５】チェン（Cheng, H.N.）・シリング（Schilling, F.C.）・ボベイ（Bovey, F.A.）、「ポリエチレン酸化の１３Ｃ核磁気共鳴観察（13C Nuclear Magnetic Resonance Observation of the Oxidation of Polyethylene）」、「高分子（Macromolecules）９」、１９７６年、ｐ．３６３−３６５
【非特許文献６】「多様なポリエチレン製造技術の比較分析」「化学と石油工学（Chem. & Petroleum Eng.）」、４４巻、７−８号、２００８年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００５２】
このため、特に高分子溶融物および高分子溶融物の混合物のようなプラスチック化合物、特に溶融物の搬送、混練および／または混合のための、押し出し処理を提供するという課題が生じる。全ての熱可塑性プラスチックおよびエラストマは、特に好ましくは、できるだけ効率のよい、つまり、低いエネルギー入力しか要求せず、高い圧力形成が保証され、プラスチック組成物が優しく取り扱われるポリカーボネートおよびポリカーボネート混合物である。顕著な課題は、比較的長い滞留時間と組み合わされた高い温度を防止するポリカーボネートの押し出し処理を提供することにあった。
【課題を解決するための手段】
【００５３】
驚くべきことに、対になって共回転し、且つ、対になって完全に自己払拭するスクリュを備えるスクリュエレメントを使用したときに、低いエネルギー入力で、高い圧力形成および良好な搬送作用を両立し、成功裡にプラスチック組成物を押し出しできることが発見された。それは、形成スクリュおよび被形成スクリュの形状が、シール領域−遷移領域−流路領域−遷移領域の順番を含み、前記シール領域は、頂部領域−側腹領域−頂部領域の順番であり、前記流路領域は、溝領域−側腹領域−溝領域の順番であり、前記遷移領域は、側腹領域に始まり側腹領域に終わるスクリュ形状領域の順番であることを特徴とする。
【００５４】
したがって、本発明は、形成スクリュおよび被形成スクリュの形状が、シール領域−遷移領域−流路領域−遷移領域の順番を含み、前記シール領域は、頂部領域−側腹領域−頂部領域の順番であり、前記流路領域は、溝領域−側腹領域−溝領域の順番であり、前記遷移領域は、側腹領域に始まり側腹領域に終わるスクリュ形状領域であることを特徴とする、対になって共回転し、且つ、対になって完全に自己払拭するスクリュを備えるスクリュエレメントを使用する２軸または多軸スクリュエクストルーダにおけるプラスチック組成物の押し出しプロセスを提供する。
【００５５】
シール領域は、頂部領域−側腹領域−頂部領域の順番をとると理解される。流路領域は、溝領域−側腹領域−溝領域の順番をとると理解される。遷移領域は、側腹領域に始まり側腹領域に終わるスクリュ形状領域であると理解される。
【００５６】
本発明によると、好ましくは、使用すべきスクリュエレメントのシール領域は、
−前記スクリュ形状の回転中心から見て、前記側腹領域が、２つのバレル交点の間の開口角の半分以上の角度δ＿ｆｂ１を有し（δ＿ｆｂ１≧ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ）））、好ましくは、角度δ＿ｆｂ１は、前記２つのバレル交点の開口角以上であり（δ＿ｆｂ１≧２＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ）））、
−前記スクリュ形状の前記回転中心から見て、１つの前記頂部領域が、単行路エルドメンガースクリュ形状の頂角から前記２つのバレル交点の間の前記開口角を減じた差以下の角度δ＿ｋｂ１を有し（δ＿ｋｂ１≦π−４＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ））、好ましくは、角度δ＿ｋｂ１は、２行路エルドメンガースクリュ形状の頂角から前記２つのバレル交点の間の前記開口角を減じた差以下であり（δ＿ｋｂ１≦π／２−２＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ））、
−前記スクリュ形状の前記回転中心から見て、他の前記頂部領域は、単行路エルドメンガースクリュ形状の頂角から前記２つのバレル交点の間の前記開口角を減じた差以下の角度δ＿ｋｂ２を有し（δ＿ｋｂ２≦π−４＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ））、好ましくは、角度δ＿ｋｂ２は、２行路エルドメンガースクリュ形状の頂角から前記２つのバレル交点の間の前記開口角を減じた差以下である（δ＿ｋｂ２≦π／２−２＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ））、ことを特徴とする。
【００５７】
シール領域の頂部領域および側腹領域の角度δ＿ｋｂ１，δ＿ｋｂ２およびδ＿ｆｂ１の合計は、δ＿ｇｚからδ＿ｇｂ＋δ＿ｇｚまでの範囲である。
【００５８】
本発明によると、好ましくは、使用すべきスクリュエレメントの流路領域は、
−前記スクリュ形状の前記回転中心から見て、前記側腹領域が、２つのバレル交点の間の開口角の半分以上の角度δ＿ｆｂ２を有し（δ＿ｆｂ２≧ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ））、好ましくは、前記角度δ＿ｆｂ２は、前記２つのバレル交点の開口角以上であり（δ＿ｆｂ２≧２＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ）））、前記側腹領域から前記バレル交点までの距離は、行路深さｈの半分よりも大きく、
−前記スクリュ形状の前記回転中心から見て、１つの前記頂部領域が、単行路エルドメンガースクリュ形状の頂角から前記２つのバレル交点の間の前記開口角を減じた差以下の角度δ＿ｎｂ１を有し（δ＿ｎｂ１≦π−４＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ））、好ましくは、前記角度δ＿ｎｂ１は、２行路エルドメンガースクリュ形状の頂角から前記２つのバレル交点の間の前記開口角を減じた差以下であり（δ＿ｎｂ１≦π／２−２＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ））、
−前記スクリュ形状の前記回転中心から見て、他の前記頂部領域が、単行路エルドメンガースクリュ形状の頂角から前記２つのバレル交点の間の前記開口角を減じた差以下の角度δ＿ｎｂ２を有する（δ＿ｎｂ２≦π−４＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ））、好ましくは、前記角度δ＿ｎｂ２は、２行路エルドメンガースクリュ形状の頂角から前記２つのバレル交点の間の前記開口角を減じた差以下である（δ＿ｎｂ２≦π／２−２＊ａｒｃｃｏｓ（０．５＊ａ／ｒａ））、ことを特徴とする。
【００５９】
流路領域の溝領域および側腹領域の角度δ＿ｎｂ１，δ＿ｎｂ２およびδ＿ｆｂ２の合計は、δ＿ｇｚからδ＿ｇｂ＋δ＿ｇｚまでの範囲である。
【００６０】
遷移領域は、側腹領域に始まり、側腹領域に終わることを特徴とする。遷移領域は、好ましくは、側腹領域−頂部領域−側腹領域の順番、側腹領域−溝領域−側腹領域の順番、側腹領域−頂部領域−側腹領域−溝領域−側腹領域の順番、または、側腹領域−溝領域−側腹領域−頂部領域の順番からなる。特に好ましい１つの実施形態において、遷移領域は、１つの側腹領域からなる。この場合、遷移領域は、この１つの前記側腹領域に始まり、この１つの前記側腹領域に終わる。
【００６１】
スクリュエレメントは、ここでは、スクリュエレメントとコアシャフトを備えるスクリュ構成の従来のモジュール構造に限定せず、一体構造のスクリュも含む。このため、「スクリュエレメント」という用語は、一体構造のスクリュも意味する。
【００６２】
本発明によれば、使用するスクリュエレメントは、搬送エレメント、混練エレメントおよび／または混合エレメントとして使用してもよい。
【００６３】
搬送エレメントは、スクリュ形状が軸方向に螺旋状に連続して回転および延伸すること（例えば非特許文献１の２２７−２４８頁参照）を特徴とするものとして知られている。搬送エレメントは、右側または左側の行路を有してもよい。搬送エレメントのピッチは、好ましくは、中心線距離の０．１倍から１０倍の範囲であり、ピッチとは、スクリュ形状の完全な１回転のために必要な軸方向の長さを意味し、搬送エレメントの軸方向の長さは、好ましくは、中心線間隔の０．１倍から１０倍の範囲である。
【００６４】
混練エレメントは、スクリュ形状が、軸方向に不連続に延伸する混練ディスクの形態であること（例えば非特許文献１の２２７−２４８頁参照）を特徴とするものとして知られている。混練ディスクは、右側または左側或いは中立に配置されてもよい。混練ディスクの軸方向の長さは、好ましくは、中心線距離の０．０５倍から１０倍の範囲である。２つの隣接する混練ディスクの間の軸方向の距離は、好ましくは、中心距離の０．００２倍から０．１倍の範囲である。
【００６５】
公知であるように、混合エレメントは、スクリュ頂部に開口を備える搬送エレメントを構成することによって形成される（例えば非特許文献１の２２７−２４８頁参照）。混合エレメントは、右側でも左側でもよい。それらのピッチは、好ましくは、中心線距離の０．１倍から１０倍の範囲であり、エレメントの軸方向の長さは、好ましくは、中心線距離の０．１倍から１０倍の範囲である。開口は、好ましくは、Ｕ型またはＶ型の溝の形態をとり、好ましくは、逆搬送するようにまたは軸方向に平行に配設される。
【００６６】
直接自己払拭するスクリュ形状は、２軸スクリュエクストルーダには直接挿入できず、スクリュの間にクリアランスが必要であることが当業者には知られている。このために可能な多様な戦略は、非特許文献１の２３頁以降に記載されている。本発明に係るスクリュエレメントのスクリュ形状のために、スクリュ形状の直径に対して０．００１から０．１の範囲の、好ましくは、０．００２から０．０５の範囲の、特に好ましくは、０．００４から０．０２の範囲のクリアランスが使用される。クリアランスは、当業者には知られているように、スクリュとバレルの間、および、スクリュとスクリュの間で異なる寸法または同じであってもよい。クリアランスは、一定であっても、所定限度内で変化してもよい。スクリュ形状をクリアランス内で変化させることも可能である。可能なクリアランス戦略は、非特許文献１の２８頁以降に記載されている、すべてが当業者に知られた中心線距離の延長、長手方向断面オフセットおよび３次元オフセットの可能性である。中心線距離の延長の場合、比較的小さい径のスクリュ形状は、スクリュの間のクリアランスの大きさによりさらに離れて構成および距離を開けられる。長手方向断面オフセット法では、長手方向断面形状曲線（軸に平行）は、スクリュ−スクリュクリアランスの半分だけ内側に移動させられる。３次元オフセット法では、スクリュエレメントは、スクリュエレメントが互いに清掃し合う３次元曲線から、完全自己払拭形状の面に直角な方向に、スクリュ−スクリュクリアランスの半分だけサイズが減じられる。長手方向断面オフセット法および３次元オフセット法が好ましく、３次元オフセット法が特に好ましい。
【００６７】
本発明は、さらに、プラスチック組成物、特に、高分子溶融物および高分子溶融物の混合物、とりわけ、熱可塑性プラスチックおよびエラストマ、特に好ましくは、ポリカーボネートおよびポリカーボネート混合物を製造する、多軸スクリュエクストルーダにおいて用いられることを特徴とするプロセスを提供する。本発明に係るスクリュエレメントは、好ましくは２軸スクリュエクストルーダに使用される。スクリュエレメントは、多軸スクリュエクストルーダ中に混練エレメントまたは搬送エレメントの形態で存在する。混練エレメントおよび搬送エレメントを１つのエクストルーダ内で組み合わせることも可能である。本発明に係るスクリュエレメントは、従来技術で知られた他のスクリュエレメントと組み合わせてもよい。
【００６８】
本発明に係る新規なスクリュエレメントは、それらが従来技術により公知のスクリュエレメントの上述の欠点を呈しないことを特徴とする。特に、本発明に係るスクリュエレメントは、いずれの場合もバレルの咬合領域に位置する頂部領域によって咬合領域のシールを可能にし、それにより、そのようなスクリュ形状の搬送エレメントの圧力形成能力が高い。特に、本発明は、その頂部領域が小さく、それにより、製品が熱的ストレスおよび機械的ストレスに晒されることを最小化したスクリュエレメントを提供する。特に、本発明は、２つの溝領域の間に位置する側腹領域のバレルからの距離が行路深さの半分より大きく、それにより、流れ抵抗が低く保持される。特に、本発明は、多軸スクリュエクストルーダの全てのスクリュまたは２軸スクリュエクストルーダの２本のスクリュのために同一のスクリュ形状を有するスクリュエレメントを提供する。
【００６９】
スクリュエレメントを製造するために好ましい材料は、鋼、特に窒化鋼および特殊鋼である。
【００７０】
本発明によって高効率に押し出しされるであろうが、同時に製品の処理が穏やかであるプラスチック組成物は、例えば、懸濁液、ペースト、ガラス、セラミック組成物、溶融した状態の金属、プラスチック、プラスチック溶融物、高分子溶液、エラストマおよびゴム組成物である。
【００７１】
好ましくはプラスチックおよび高分子溶液が、特に好ましくは熱可塑性高分子が使用される。好ましい熱可塑性プラスチックは、好ましくは、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、特にポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレンテレフタレート、ポリラクチド、ポリステル、ポリエーテル、熱可塑性ポリウレタン、ポリアセタール、フッ素重合体、特にポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルサルホン、ポリオレフィン、特にポリエチレンおよびポリプロピレン、ポリイミド、ポリアクリル樹脂、特にポリ（メチル）メタクリル樹脂、酸化ポリフェニレン、硫化ポリフェニレン、ポリエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、スチレンポリマー、特にポリスチレン、スチレン共重合体、特にスチレンアクリロニトリル共重合体、アクリロニトリルブタジエンスチレンブロック共重合体、塩化ポリビニルの少なくとも１つである。列挙したプラスチックの混合物は、同様に好ましく使用され、当業者には２以上のプラスチックの組み合わせがあると理解される。特に優先されるものとして、ポリカーボネートおよびポリカーボネートを含む混合物が挙げられ、特に、相境界プロセスまたは溶融エステル交換プロセスを使用して得られるポリカーボネートが好適である。
【００７２】
さらに好ましい供給材料は、ゴムである。好ましいゴムは、好ましくは、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンアクリロニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ゴム、フロロプレンゴム、酢酸エチレンビニルゴム、ポリウレタンゴム、熱可塑性ポリウレタン、グッタペルカ、アクリルゴム、フッ化ゴム、シリコンゴム、硫化ゴム、クロロスルホニルポリエチレンゴムの少なくとも１つである。上記ゴムの２つ以上の組み合わせ、または、１つ以上のゴムと１以上のプラスチックの組み合わせが、当然に可能である。
【００７３】
熱可塑性プラスチックおよびエラストマは、純粋体、或いは、特にグラスファイバのような充填剤および補強材との混合物、異なる高分子との混合物または従来の高分子添加剤との混合物の形態で使用されてもよい。
【００７４】
１つの好ましい実施形態において、プラスチック組成物、特に高分子溶融物および高分子溶融物の混合物は、添加剤が混合されている。それらは、エクストルーダの中に固体、液体または溶液で供給されてもよく、高分子または全ての添加剤の少なくともいくらかは、エクストルーダに側部流れを介して供給されてもよい。
【００７５】
添加剤は、高分子に多くの異なる特性を与える。それらは、例えば、着色剤、色素、加工助剤、充填剤、抗酸化剤、補強材、紫外線吸収剤および光安定剤、金属不活性剤、過酸化捕集剤、基礎安定剤、核形成剤、安定剤または抗酸化剤として作用するベンゾフランおよびインドリノン、モールド剥離剤、難燃剤、帯電防止剤、ダイ処理剤および溶融安定剤である。これらの例は、カーボンブラック、グラスファイバ、クレイ、マイカ、グラファイトファイバ、酸化チタン、カーボンファイバ、カーボンナノチューブ、イオン液および天然繊維である。
【００７６】
本発明によるプロセスにおいて、エクストルーダは、想定される高分子の形態に応じた様々な製品が供給されてもよい。好ましい変形において、高分子に加えて、溶剤および選択的に残留単量体を含んだままの液体が供給される。高分子が反応および選択的に予備蒸発して得られる高分子の形態は、当業者には公知である。例えば、
−残留スチレンおよび場合によりエチルベンゼン、トルエン、キシレン、ブタノンまたは他の溶剤を含むポリスチレン、
−残留スチレン、残留アクリロニトリルおよび場合によりエチルベンゼン、トルエン、キシレン、ブタノンまたは他の溶剤を含むスチレン共重合体およびアクリロニトリル共重合体、
−ヘキサン、テクニカルヘキサン、プロパン、イソブタン、および、プロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１、４−メチルペンテン−１、オクテン−１のような単量体溶剤を含む鎖状低密度ポリエチレンまたは鎖状高密度ポリエチレン、分岐ポリエチレン（懸濁を含むプロセスは、三井化学ＣＸプロセス（ヘキサン）、バゼルのホスタレンプロセス（ヘキサン）、米国シェブロンフィリップス（イソブタン）、ベルギーボレアリスのボルスター（Borstar）プロセス（プロパン）、および、溶剤プロセス中で使用するヘキサンのＤＳＭであり、これに関する詳細は、非特許文献６に記載されている）、
−クロロベンゼンおよび塩化メチレンの等の溶剤を含むポリカーボネート、
−単量体、つまり、メタクリル酸メチルを含むポリメチルメタクリル樹脂、である。
【００７７】
本発明によるプロセスにおいて、エクストルーダは、例えば、粒子が供給されてもよい。この場合、本発明に係るエクストルーダは、とりわけ、変換および添加剤との混合のための溶融の機能を果たす。高分子が反応および選択的に予備蒸発または沈殿して得られる高分子の形態は、当業者には公知である。例えば、
−高分子が最終反応後に粉末形態で得られるポロプロピレン、
−気相プロセスまたはスラリープロセスからの高密度ポリスチレン、
−沈殿および選択的に乾燥後のアクリロニトリルブタジエンスチレンのようなエマルジョン高分子、である。
【００７８】
合成の間、本発明による２軸または多軸スクリュエクストルーダは、特に脱気を含む役割に適する。顕著な利点は、ボトル材料からの再生ポリエチレンテレフタレートの直接合成の間に達せられる熱的ストレスに晒されることが最低限度の脱気を含む。
【００７９】
本発明によるプロセスは、特に好ましくは、ポリカーボネートの製造および合成に使用される。それは、とりわけ、無色のポリカーボネートにおいて、黄色度（ＹＩ）によって測定されるポリカーボネートの色に関する利点を有する。本発明によるスクリュエレメントは、特に、脱気領域に用いられることが特に好ましい。
【００８０】
本発明の目的のポリカーボネートは、ホモポリカーボネートおよびコポリカーボネートであり、ポリカーボネートは、直鎖または分岐の態様が知られている。
【００８１】
本発明に使用する炭酸ポリエステルを含むポリカーボネートの好ましい製造方法は、公知の相境界プロセスおよび公知の溶融エステル交換プロセスである。
【００８２】
使用する炭酸誘導体は、好ましくは、第１にはホスゲンであり、最後には炭酸ジフェニルである。ポリカーボネート製造のための触媒、溶剤、検査、反応条件等は、いずれの場合も、十分に説明され、十分に公知である。
【００８３】
本発明に係る好ましいポリカーボネートにおいて、８０％／ｍｏｌまで、好ましくは２０％／ｍｏｌから５０％／ｍｏｌまでの炭酸塩基は、芳香族ジカルボン酸エステル塩基によって置換されてもよい。分子鎖に取り込まれた炭酸の酸残留物および芳香族時カルボン酸の酸残留物の両方を含むそのようなポリカーボネートは、芳香族ポリエステルカーボネートとしてまさに定義されている。簡略化のために、それらは、本願において、「熱可塑性プラスチック、芳香族ポリカーボネート」という包括的用語に含まれる。
【００８４】
本発明に係るプロセスは、特に、ポリカーボネートの製造に使用される。したがって、本発明は、本発明に係る押し出しプロセスを含む製造プロセスの少なくとも１つの行程を特徴とするポリカーボネートの製造プロセスも提供する。
【００８５】
本発明に係るプロセスを使用するポリカーボネートの製造は、ジフェノール、炭酸誘導体、選択的に連鎖停止剤、および、選択的に分岐剤から公知の方で進行され、ポリエステルカーボネートの製造のために、具体的には、芳香族ポリカーボネートにおいて芳香族ジカルボン酸エステル構成単位に置換すべきカーボネート構成単位に応じて、炭酸誘導体のいくつかが芳香族カルボン酸またはジカルボン酸誘導体に置き換えられる。
【００８６】
ポリカーボネートの製造の例として、スネル（Schnell）の「ポリカーボネートの化学と物理（Chemistry and Physics of Polycarbonates）」、「高分子評論（Polymer Reviews）」第９巻、インターサイエンス出版、ニューヨーク、ロンドン、シドニー、１９６４年が、ここに参照される。
【００８７】
好ましくは本発明に係るプロセスに使用される熱可塑性プラスチック、芳香族ポリエステルカーボネートを含む熱可塑性ポリカーボネートは、１２０００から１２００００、好ましくは１５０００から８００００、特に１５０００から６００００の平均分子量ＭＷ（２５℃のＣＨ２Ｃｌ２および１００ｍｌあたり０．５ｇのＣＨ２Ｃｌ２濃度における相対粘度の測定により定められる）を有する。
【００８８】
ポリカーボネートの製造のための本発明に係るプロセスに好ましいジフェニルは、しばしば従来技術に記載されている。
【００８９】
好ましいジフェニルは、例えば、ヒドロキノン、レゾルシノール、ジヒドロキシジフェニル、ビス−（ヒドロキシフェニル）アルカン、ビス−（ヒドロキシフェニル）シクロアルカン、ビス−（ヒドロキシフェニル）硫化物、ビス−（ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス−（ヒドロキシフェニル）ケトン、ビス−（ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス−（ヒドロキシフェニル）スルホキシド、α，α’−ビス−（ヒドロキシフェニル）ジイソプロピルベンゼンおよびそれらのアルキル化物、環状アルキル化物および環状ハロゲン化物である。
【００９０】
好ましいジフェノールは、４，４’−ジヒドロキシジフェニル、２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニルプロパン、１，１−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−フェニルエタン、２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，４−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−２−メチルブタン、１，３−ビス［２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−プロピル］−ベンゼン（ビスフェノールＭ）、２，２−ビス−（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロパン、ビス−（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）−メタン、２，２−ビス−（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）−２−メチルブタン、１，ビス−（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）スルホン、２，４−ビス−（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）−２−メチルブタン、１，３−ビス−［２−（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）−２−プロピル］−ベンゼン、および、１−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン（ビスフェノールＴＭＣ）である。
【００９１】
特に好ましジフェノールは、４，４’−ヒドロキシフェニル、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルエタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（４ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、および、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン（ビスフェノールＴＭＣ）である。
【００９２】
これらおよび他の好ましいジヒドロキシアリール化合物は、例えば、ＤＥ−Ａ３８３２３９６、ＦＲ−Ａ１５６１５１８、スネルの「ポリカーボネートの化学と物理（Chemistry and Physics of Polycarbonates）」、２８頁以下、１０２ページ以下、インターサイエンス出版、ニューヨーク、１９６４年、および、レグランドおよびベンドラー（D.G. Legrand, J.T. Bendler）の「（Handbook of Polycarbonate Science and Technology）」、マルセルデッカー社（Marcel Dekker）ニューヨーク、７２頁以下に記載されている。
【００９３】
コポリカーボネートの場合は２以上のジフェノールが使用されるのに、ホモポリカーボネートの場合は１つのジフェノールだけが使用される。合成に加えられる他の化学品および助剤の全てのように使用されるジフェノールは、明らかに、それらの合成、輸送および保管に由来する不純物が混入してもよいが、最も清浄な原材料を使用することが好ましい。
【００９４】
溶融エステル交換に適するジヒドロキシアリール化合物との反応に好ましいジアリールカーボネートは、化学式１であり、
【００９５】
【化１】
0005425898.tif 000002
但し、
Ｒ，Ｒ’およびＲ”は、相互に独立して、または、別々に、水素、直鎖または分岐Ｃ１−Ｃ３４アルキル、Ｃ７−Ｃ３４アルキルアリールまたはＣ６−Ｃ３４アリールを示し、Ｒは、さらに、−ＣＯＯＲ'''（Ｒ'''は、水素、直鎖または分岐Ｃ１−Ｃ３４アルキル、Ｃ７−Ｃ３４アルキルアリールまたはＣ６−Ｃ３４アリールを示す）であってもよい。
【００９６】
好ましいジアリ−ルカーボネートは、例えば、ジフェニルカーボネート、メチルフェニルフェニルカーボネート、ジ−（メチルフェニル）カーボネート、４−エチルフェニルフェニルカーボネート、ジ−（４−エチルフェニル）カーボネート、４−ｎ−プロピルフェニルフェニルカーボネート、ジ−（４−ｎ−プロピルフェニル）カーボネート、４−イソ−プロピルフェニルフェニルカーボネート、ジ−（４−イソ−プロピルフェニル）カーボネート、４−ｎ−ブチルフェニルフェニルカーボネート、ジ−（４−ｎ−ブチルフェニル）カーボネート、４−イソ−ブチルフェニルフェニルカーボネート、ジ−（４−イソ−ブチルフェニル）カーボネート、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルフェニルカーボネート、ジ−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）カーボネート、４−ｎ−ペンチルフェニルフェニルカーボネート、ジ−（４−ｎ−ペンチルフェニル）カーボネート、４−ｎ−ヘキシルフェニルフェニルカーボネート、ジ−（４−ｎ−ヘキシルフェニル）カーボネート、４−イソ−オクチルフェニルフェニルカーボネート、ジ−（４−イソ−オクチルフェノール）カーボネート、４−ｎ−ノニルフェニルフェニルカーボネート、ジ−（４−ｎ−ノニルフェニル）カーボネート、４−シクロヘキシルフェニルフェニルカーボネート、ジ−（４−シクロヘキシルフェニル）カーボネート、４−（１−メチル−１−フェニルエチル）−フェニルフェニルカーボネート、ジ−［４−（１−メチル−１−フェニルエチル）−フェニル］カーボネート、ビフェニル４−ｙｌ−フェニルカーボネート、ジ−（ビフェニル４−イル）カーボネート、４−（１−ナフチル）−フェニルフェニルカーボネート、４−（２−ナフチル）−フェニルフェニルカーボネート、ジ−［４−（１−ナフチル）−フェニル］カーボネート、ジ−［４−（２−ナフチル）フェニル］カーボネート、４−フェノキシフェニルフェニルカーボネート、ジ−（４−フェノキシフェニル）カーボネート、３−ペンタデシルフェニルフェニルカーボネート、ジ−（３−ペンタデシルフェニル）カーボネート、４−トリチルフェニルフェニルカーボネート、ジ−（４−トリチルフェニル）カーボネート、メチルサリチル酸フェニルカーボネート、ジ−（サリチル酸メチル）カーボネート、サリチル酸エチルフェニルカーボネート、ジ−（サリチル酸エチル）カーボネート、ｎ−サリチル酸プロピルフェニルカーボネート、ジ−（ｎ−サリチル酸プロピル）カーボネート、イソ−サリチル酸プロピルフェニルカーボネート、ジ−（イソ−サリチル酸プロピル）カーボネート、ｎ−サリチル酸ブチルフェニルカーボネート、ジ−（ｎ−サリチル酸ブチル）カーボネート、イソ−サリチル酸ブチルフェニルカーボネート、ジ−（イソ−サリチル酸ブチル）カーボネート、ｔｅｒｔ−サリチル酸ブチルフェニルカーボネート、ジ−（ｔｅｒｔ−サリチル酸ブチル）カーボネート、ジ−（サリチル酸フェニル）カーボネート、および、ジ−（サリチル酸ベンジル）カーボネートである。
【００９７】
特に好ましいジアリール化合物は、ジフェニルカーボネート、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルフェニルカーボネート、ジ−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）カーボネート、ビフェニル−４−イル）カーボネート、４−（１メチル−１−フェニルエチル）−フェニルカーボネート、ジ−［４−（１−メチル−１−フェニルエチル）−フェニル］カーボネート、および、ジ−（サリチル酸メチル）カーボネートである。
【００９８】
ジフェニルカーボネートは、非常に好ましい。
【００９９】
１つのジアリールカーボネートだけでなく、様々なジアリールカーボネートを使用してもよい。
【０１００】
ジアリールカーボネートも、それらが製造時のモノヒドロキシアリール化合物の残留物を有していれば使用できる。モノヒドロキシアリール化合物の残留物は、２０重量％まで、好ましくは、１０重量％まで、特に好ましくは、５重量％まで、よりさらに好ましくは２重量％までの量であるかもしれない。
【０１０１】
ジヒドロキシアリール化合物に関し、ジアリールカーボネートが、ジヒドロキシアリール化合物のモル当たり、１．０２から１．３０ｍｏｌ、好ましくは１．０４から１．２５ｍｏｌ、特に好ましくは１．０４５から１．２２ｍｏｌ、よりさらに好ましくは１．０４から１．２０ｍｏｌの量で通常使用される。ジアリールカーボネート混合物の全分子量に関する上述のジヒドロキシアリール化合物のモル当たりの分子量である場合に、上記ジアリールカーボネートの混合物を使用してもよい。
【０１０２】
例えば、フェノールまたはアルキルフェノール、特に、フェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、イソ-オクチルフェノール、クミルフェノール、それらのクロロギ酸エステル、モノカルボン酸の酸塩化物、または、それら連鎖停止剤の混合物のような、分子量の制御に必要な単官能基連鎖停止剤は、いずれも、合成の間の所望の時間に、ホスゲンまたはクロロギ酸末端基を提供する１または複数のビスフェノラートと反応させられ、或いは加えられ、連鎖停止剤としてクロロ酸塩およびクロロギ酸エステルが反応混合物中に存在するようにし、形成されている高分子が十分なフェノール末端基を利用できるようにする。しかしながら、好ましくは、連鎖停止剤は、ホスゲン化の後、ホスゲンがもはや存在しないが、触媒が未だ分散されていない場所および時間に加えられる。代案として、それらは、触媒の前、触媒と共に、または、平行して分散されてもよい。
【０１０３】
分岐剤または分岐剤混合物は、選択的に、同じ方法で合成に加えられる。しかしながら、従来、分岐剤は、連鎖停止剤の前に加えられる。トリスフェノール、クオターフェノール或いはトリまたはテトラカルボン酸の酸塩化物或いはポリへノースまたは酸塩化物の混合物が使用される。分岐剤として好ましい３以上のフェノール性水酸基を有する化合物のいくつかは、例えば、フロログルシノール、１，６−ジメチル−２，４，６−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ヘプテン−２、４，６−ジメチル−２，４，６−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）ヘプテン、１，３，５−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ベンゼン、１，１，１−トリ（４−ヒドロキシフェニル）エタン、トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−フェニルメタン、２，２−（４，４−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキシル）プロパン、２，４−ビス−（４−ヒドロキシフェニル−イソプロピル）−フェノール、テトラ−（４−ヒドロキシフェニル）メタンである。
【０１０４】
他のいくつかの三官能基化合物は、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、トリメシン酸、塩化シアヌル、および、３，３−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）−２−オキソ−２，３−ジヒドロインドールである。
【０１０５】
好ましい分岐剤は、３，３−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）−２−オキソ−ジヒドロインドールおよび１，１，１−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）エタンである。
【０１０６】
ポリカーボネートの相界面合成に好適に使用される触媒は、三級アミン、特に、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、Ｎ−エチルピペリジン、Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ−ｉ／ｎ−プロピルピペリジン、テトラブチルアンモニウム、トリブチルベンジルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム水酸化物、塩化物、臭化物、硫酸水素化物、テトラフルオロホウ酸塩のような第四アンモニウム塩、および、アンモニウム化合物に対応するホスホニウム化合物である。典型的な相界面触媒として文献に記載されているこれらの化合物は、市場入手可能であり、当業者にはなじみ深いものである。触媒は、合成に、別に、合物として、或いは、平行してまたは連続して、選択的には、ホスゲン化の前にも、加えられてもよいが、それらは、好ましくはホスゲン化の後には分散され、オニウム化合物またはオニウム化合物の混合物が触媒として使用される。この場合、添加は、ホスゲンが分散される前に行うことが好ましい。１または複数の触媒は、溶剤なしに、不活性溶剤中に、好ましくは、ポリカーボネート合成溶剤中に分散してもよく、また、酸、好ましくは鉱酸、典型的には塩酸とそれらのアンモニウム塩であるｔｅｒｔ−アミンの場合は、水溶液として分散してもよい。複数の触媒を使用するとき、または、触媒の総量が比例して分配されるとき、当然に、異なる場所または異なる時間で分散の異なる方法が使用されてもよい。触媒の総量は、導入されたビスフェノールのモル数に対して０．００１から１０モル％、好ましくは０．１から８モル％、特に好ましくは０．０５から５モル％の量で使用される。
【０１０７】
ポリカーボネートの製造のための溶融エステル交換プロセスに使用されるであろう触媒は、例えばアルカリ金属、およびアルカリ土類金属水酸化物および酸化物、および／または、アンモニウム塩またはホスホニウム塩のようなオニウム塩のように、文献から公知の基本的触媒である。オニウム塩、好ましくはホスホニウム塩が、好ましくは合成に使用される。そのようなホスホニウム塩は、例えば、一般化学式２に表され、
【０１０８】
【化２】
0005425898.tif 000003
但し、
Ｒ７−１０は、同一または異なる、場合により置換されたＣ１−Ｃ１０アルキル、Ｃ６−Ｃ１４アリール、Ｃ７−Ｃ１５アリールアルキル、または、Ｃ５−Ｃ６シクロアルキル残留物、好ましくはメチルまたはＣ６−Ｃ１４アリール、特に好ましくは、メチルまたはフェニルを示し、
Ｘ−は、水酸化物、硫化物、硫酸水素塩、炭素水素塩、炭酸塩、ハロゲン化物、好ましくは塩化物、および、アルキル化物またはアリール化物、化学式で、ＯＲ１１（Ｒ１１は、選択的に、置換されたＣ６−Ｃ１４アリール、Ｃ７−Ｃ１５アリールアルキルまたはＣ７−Ｃ６シクロアルキル残留物、Ｃ１−Ｃ２０アルキル好ましくはフェノールである）を示す。
【０１０９】
特に好ましい触媒は、塩化テトラフェニルホスホニウム、水酸化テトラフェニルホスホニウムおよびテトラフェニルホスホニウムフェノラートであり、テトラフェニルホスホニウムフェノラートが非常に好ましい。
【０１１０】
触媒は、ジヒドロキシアリール１ｍｏｌに対して、好ましくは、１０−８から１０−３ｍｏｌの量、特に好ましくは１０−７から１０−４ｍｏｌの量、で使用される。
【０１１１】
触媒は、選択的に、重縮合速度を増大させるために使用されてもよい。
【０１１２】
それらは、例えば、選択的に、リチウム、ナトリウム、およびポタジウムの置換されたＣ１−Ｃ１０アルコキシドおよびＣ６−Ｃ１４アリールオキシド水酸化物、好ましくは、選択的に、ナトリウムの置換されたＣ１−Ｃ１０アルコキシドおよびＣ６−Ｃ１４アリールオキシド水酸化物のような、アルカリ金属およびアルカリ土類金属のアルカリ作用を有する塩類であってもよい。水酸化ナトリウム、ナトリウムフェノラートまたは２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−プロパンの二ナトリウム塩が好ましい。
【０１１３】
アルカリ金属またはアルカリ土類金属イオンは、それらの塩の形態で導入され、例えば、原子吸光分光法によって測定されるアルカリ金属またはアルカリ土類金属イオンの量は、形成すべきポリカーボネートに対して、１から５００ｐｐｂ、好ましくは５ｋら３００ｐｐｂ、最も好ましくは５から２００ｐｐｂの量である。しかしながら、本発明に係るプロセスの好ましい実施形態では、アルカリ金属塩は使用しない。
【０１１４】
ポリカーボネート合成は、連続的または不連続に行われてもよい。このため、反応は、撹拌タンク反応器、チューブ反応器、ポンプ循環反応器、または、撹拌タンク反応器の連続、或いは、それらの組み合わせにおいて進行する。ここで、上記混合エレメントの使用により、合成混合物が完全に反応するまで、含水性且つ有機性の相が可能なかぎり分離しないこと、つまり、ホスゲンまたはクロロギ酸エステルのけん化性塩素を含まないことを確実にしなければならない。
【０１１５】
ホスゲンを相界面プロセスに導入した後、選択的に分岐剤を加える前に、もし、分岐剤がビスフェノラート、連鎖停止剤および触媒と一緒に分散されなければ、しばらくの間じっくりと有機相と水相とを混合することが有利であるかもしれない。そのような反応後時間は、核分散の後に有効であるかもしれない。これらの反応後時間は、１０秒から６０分、好ましくは３０秒から４０分、特に好ましくは１分から１５分である。
【０１１６】
有機相は、１つの溶剤または複数の溶剤の混合物からなってもよい。好ましい溶剤は、塩素化炭化水素（脂肪族および／または芳香族）、好ましくは、ジクロロメタン、トリクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタンおよびクロロベンゼンおよびそれらの混合物である。しかし、ベンゼン、トルエン、ｍ／ｐ／ｏ−キシレンまたはアニソールのような芳香族エーテルなどの芳香族塩素化炭化水素は、単独で、塩素化炭化水素との混合物で、または、塩素化炭化水素に添加しても使用できる。ポリカーボネートを溶解しない溶剤を使用する合成の他の実施形態は、むしろそれを増大させるだけである。このため、溶剤と組み合わせてポリカーボネートに対する非溶剤をしようすることもできる。溶剤パートナーが第２の有機相を形成するのであれば、水相に溶解可能なテトラヒドラフラン、１，３／１，４−ジオキサンまたは１，３−ジオキソランのような溶剤を溶剤としてここで使用してもよい。
【０１１７】
完全に反応してもせいぜい微量（＜２ｐｐｍ）ではあるがクロロギ酸エステルを含んでいる少なくとも二層性反応混合物が、相分離したままになる。水性アルカリ相は、全体的または部分的に水相としてポリカーボネート合成に戻すことができ、或いは、溶剤および少量の触媒を分離および再循環する排水処理に送ってもよい。他の変形例において、一度有機性不純物、特に溶剤および高分子残留物が分離され、選択的に、例えば水酸化ナトリウムを加えることにより特定のｐＨ値に調整した後、水相が必要であれば合成に戻される一方、例えば塩素アルカリ電気分解に送られ得る塩類が分離される。
【０１１８】
ポリカーボネートを含む有機相は、アルカリ、イオンまたは触媒の混入物が取り除かれてもよい。１以上の沈殿処理の後も、有機相は、ある割合の微細な水滴の水性アルカリ相および触媒、通常はｔｅｒｔ−アミンを依然として含む。沈殿処理は、必要であれば沈殿タンク、撹拌タンク反応器、コアレッサーまたは分離器或いはそれらの組み合わせを通過する有機相によって補助してもよく、それぞれまたは個別の分離行程において能動的または受動的混合エレメントを使用する所定の状況で水を分散してもよい。
【０１１９】
このアルカリ、水相のコア分離の後、有機相は、１回以上希酸、鉱酸、カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸および／またはスルホン酸で洗浄される。水性鉱酸が好ましく、特に塩酸、亜リン酸およびリン酸、または、それらの混合物が好ましい。これらの酸の濃度は、０．００１から５０重量％でなければならず、好ましくは０．０１から５重量％である。
【０１２０】
有機相は、さらに、脱イオン蒸留水で繰り返し洗浄される。必要であれば水相が分散された有機相の分離は、個々の洗浄行程の後で、沈殿タンク、撹拌タンク反応器、コアレッサーまたは分離器、或いはそれらの組み合わせによって進行し、洗浄水が洗浄行程の間に必要に応じて能動的または受動的混合エレメントを使用して分散される。
【０１２１】
これらの洗浄行程の間、或いは、洗浄後にも、必要に応じて、酸が、好ましくは高分子溶液の基礎となる溶剤に溶解したものが加えられる。ここでは、必要に応じて混合物としても使用される塩化水素ガスおよびリン酸または亜リン酸が、好ましくは使用される。
【０１２２】
ポリエステルカーボネートの製造に適する芳香族ジカルボン酸は、例えば、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ｔｅｒｔ−ブチルイソフタル酸、３，３’−ジフェニルジカルボン酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸、４，４−ベンゾフェノンジカルボン酸、３，３’−ベンゾフェノンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、４，４’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、２−２−ビス−（４−カルボキシフェニル）プロパン、トリメチル−３−-フェニルインダン４，５’ジカルボン酸である。
【０１２３】
芳香族ジカルボン酸の、テレフタル酸および／またはイソフタル酸が特に好ましく使用される。
【０１２４】
ジカルボン酸誘導体は、ジカルボン酸ジハロゲン化物、ジカルボン酸ジアルキルエステル、特にジカルボン酸ジ塩化物およびジカルボン酸ジメチルエステルである。
【０１２５】
芳香族ジカルボン酸エステル基による炭酸基の置換は、反応物のモル比が完成したポリエステルカーボネートにおいても維持されるように、化学量的および定量的に進行する。芳香族ジカルボン酸エステル基の取り込みは、ランダムおよびブロック単位で進行するかもしれない。
【０１２６】
本発明のために、Ｃ１−Ｃ４アルキルは、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソ−プロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチルを表す。さらに、Ｃ１−Ｃ６アルキルは、例えば、ｎ−ペンチル、１−メチルブチル、２−メチルブチル、３−メチルブチル、ネオペンチル、１−エチルプロピル、シクロヘキシル、シクロペンチル、ｎ−ヘキシル、１，１−ジメチルプロピル、１，２−ジメチルプロピル、１，２−ジメチルプロピル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、３−メチルペンチル、４−メチルペンチル、１，１−ジメチルブチル、１，２−ジメチルブチル、１，３−ジメチルブチル、２，２−ジメチルブチル、２，３−ジメチルブチル、３，３−ジメチルブチル、１−エチルブチル、２−エチルブチル、１，１，２−トリメチルプロピル、１，２，２−トリメチルプロピル、１−エチル−１−メチルプロピル、１−エチル−２−メチルプロピルまたは１−エチル−２−メチルプロピルを表す。さらに、Ｃ１−Ｃ１０アルキルは、例えば、ｎ−ヘプチルおよびｎ−オクチル、ピナシル、アダマンチル、イソメリックメンチル、ｎ−ノニル、ｎ−デシルを表す。さらに、Ｃ１−Ｃ３４アルキルは、例えば、ｎ−ドデシル、ｎ−トリデシル、ｎ−テトラデシル、ｎ−ヘキサデシルまたはｎ−オクタデシルを現す。同じことが、対応するアルキル残留物、例えば、アラルキルまたはアルキルアリール内の、アルキルフェノールまたはアルキルカルボニル残留物に適用される。対応するヒドロキシアルキルまたはアラルキルまたはアルキルアリール中のアルキレン残留物は、例えば、前記アルキル残留物に対応するアルキレン残留物を表す。
【０１２７】
アリールは、６から３６の炭素骨格原子を有する炭素環式芳香族残留物を表す。同じことが、アルキルアリール残留物として知られたアリールアルキル残留物の芳香族部分、および、例えばアリールカルボニル残留物のようなより複雑な官能基のアルキル要素に適用される。
【０１２８】
Ｃ６−Ｃ３４アリールの例は、フェニル、Ｏ−，ｐ−，ｍ−トリル、フェナントレニル、アントラセニルまたはフルオレニルである。
【０１２９】
アリールアルキルまたはアラルキルは、上記定義によれば、それぞれの場合に独立して、上記定義によるアリール残留物によって一置換、多置換または全置換されるかもしれない直鎖、環状、分岐または非分岐アルキル残留物を意味する。
【０１３０】
上述の列挙は、非限定的例として参照されなければならない。
【０１３１】
本発明のために、ｐｐｂおよびｐｐｍは、明示する場合を除いて、重量割合を意味するものとして用いられなければならない。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
本発明は、例示の方法ではあるがそれらに限定されない図を参照しながら以下に詳細に説明される。図２８から３３を除いて、全ての図は、コンピュータソフトウェアパッケージを利用して作成されている。
【図１ａ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図１ｂ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図１ｃ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図１ｄ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図２ａ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図２ｂ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図２ｃ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図２ｄ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図３ａ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図３ｂ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図４ａ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図４ｂ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図５】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図６ａ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図６ｂ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図７】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図８ａ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図８ｂ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図９】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図１０ａ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図１０ｂ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図１１ａ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図１１ｂ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図１２ａ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図１２ｂ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図１３ａ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図１３ｂ】本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示す図である。
【図１４ａ】本発明に係るスクリュエレメントのスクリュ形状の偏芯配置の好ましい実施形態を示す図である。
【図１４ｂ】本発明に係るスクリュエレメントのスクリュ形状の偏芯配置の好ましい実施形態を示す図である。
【図１４ｃ】本発明に係るスクリュエレメントのスクリュ形状の偏芯配置の好ましい実施形態を示す図である。
【図１４ｄ】本発明に係るスクリュエレメントのスクリュ形状の偏芯配置の好ましい実施形態を示す図である。
【図１５ａ】スクリュ形状の異なる配置を示す図である。
【図１５ｂ】スクリュ形状の異なる配置を示す図である。
【図１５ｃ】スクリュ形状の異なる配置を示す図である。
【図１５ｄ】スクリュ形状の異なる配置を示す図である。
【図１６ａ】スクリュ形状の異なる配置を示す図である。
【図１６ｂ】スクリュ形状の異なる配置を示す図である。
【図１６ｃ】スクリュ形状の異なる配置を示す図である。
【図１６ｄ】スクリュ形状の異なる配置を示す図である。
【図１７ａ】本発明に使用される単行路搬送エレメントの対を例示する図である。
【図１７ｂ】本発明に使用される単行路混練エレメントの対を例示する図である。
【図１８ａ】３行路スクリュ形状の好ましい２円スクリュ形状を示す図である。
【図１８ｂ】３行路スクリュ形状の好ましい２円スクリュ形状を示す図である。
【図１８ｃ】３行路スクリュ形状の好ましい２円スクリュ形状を示す図である。
【図１８ｄ】３行路スクリュ形状の好ましい２円スクリュ形状を示す図である。
【図１９ａ】３行路スクリュ形状の好ましい４円スクリュ形状を示す図である。
【図１９ｂ】３行路スクリュ形状の好ましい４円スクリュ形状を示す図である。
【図１９ｃ】３行路スクリュ形状の好ましい４円スクリュ形状を示す図である。
【図１９ｄ】３行路スクリュ形状の好ましい４円スクリュ形状を示す図である。
【図２０ａ】さらなる３行路スクリュ形状の好ましい４円スクリュ形状を示す図である。
【図２０ｂ】さらなる３行路スクリュ形状の好ましい４円スクリュ形状を示す図である。
【図２０ｃ】さらなる３行路スクリュ形状の好ましい４円スクリュ形状を示す図である。
【図２０ｄ】さらなる３行路スクリュ形状の好ましい４円スクリュ形状を示す図である。
【図２１ａ】３行路スクリュ形状の偏芯配置の好ましい実施形態示す図である。
【図２１ｂ】３行路スクリュ形状の偏芯配置の好ましい実施形態示す図である。
【図２１ｃ】３行路スクリュ形状の偏芯配置の好ましい実施形態示す図である。
【図２２ａ】さらなる３行路スクリュ形状の偏芯配置の好ましい実施形態示す図である。
【図２２ｂ】さらなる３行路スクリュ形状の偏芯配置の好ましい実施形態示す図である。
【図２２ｃ】さらなる３行路スクリュ形状の偏芯配置の好ましい実施形態示す図である。
【図２３ａ】本発明に使用される３行路搬送エレメントの対を例示する図である。
【図２３ｂ】本発明に使用される３行路混練エレメントの対を例示する図である。
【図２４ａ】２行路スクリュ形状の対から単行路スクリュ形状の対への移行を示す図である。
【図２４ｂ】２行路スクリュ形状の対から単行路スクリュ形状の対への移行を示す図である。
【図２４ｃ】２行路スクリュ形状の対から単行路スクリュ形状の対への移行を示す図である。
【図２４ｄ】２行路スクリュ形状の対から単行路スクリュ形状の対への移行を示す図である。
【図２４ｅ】２行路スクリュ形状の対から単行路スクリュ形状の対への移行を示す図である。
【図２４ｆ】２行路スクリュ形状の対から単行路スクリュ形状の対への移行を示す図である。
【図２５】本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントのスクリュ形状の半分の断面を示す図である。
【図２６】２つの穴を有する８の字型のスクリュバレルを示す図である。
【図２７】本発明に使用されるスクリュ形状に関する角度δ＿ｆｂ１，δ＿ｆｂ２，δ＿ｎｂ１，δ＿ｎｂ２，δ＿ｋｂ１，δ＿ｋｂ２およびδ＿ｇｂを示す図である。
【図２８】２軸スクリュエクストルーダを示す図である。
【図２９】２軸スクリュエクストルーダを示す図である。
【図３０】２軸スクリュエクストルーダを示す図である。
【図３１】２軸スクリュエクストルーダを示す図である。
【図３２】２軸スクリュエクストルーダを示す図である。
【図３３】２軸スクリュエクストルーダを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１３３】
スクリュ形状およびエレメントを形成および説明するために、異なるエクストルーダサイズへの転用性を簡単にするように、無次元特性値が、好ましくは使用される。例えば長さまたは半径のような幾何学的変数の変更の適切な基準変数は、エクストルーダにおいて変更できない変数である中心線間隔である。無次元中心線間隔は、Ａ＝ａ／ａ＝１である。スクリュ形の状無次元外側スクリュ半径は、ＲＡ＝ｒａ／ａである。スクリュ形状の無次元コア半径は、ＲＩ＝ｒｉ／ａである。スクリュ形状の無次元行路深さは、Ｈ＝ｈ／ａ＝ＲＡ−ＲＩである。
【０１３４】
図において、全ての幾何学的変数は、無次元数を用いて表す。全ての角度は、ラジアンで表す。
【０１３５】
図２５は、本発明に係るスクリュエレメントをスクリュ形状の断面の半分を示す。図の中央にｘｙ座標が配置されて、その原点は、スクリュ形状の回転中心に位置する。スクリュ形状の円弧は、太い実線により記載され、それぞれの円弧の番号が与えられている。円弧の中心点は、小さい点によって図示されている。円弧の中心点は、関連する円弧の始点および終点と細い実線で接続されている。直線ＦＰは、細い破線で図示されている。外側スクリュ半径ＲＡは、細い細線により識別され、その数値が図の右下に有効数字４桁で示されている。図の右には、半径Ｒの隣に、角度αと、中心点のｘ座標Ｍｘおよびｙ座標Ｍｙが、各円弧のためにそれぞれ有効数字４桁で記載されている。これらの詳細は、スクリュ形状を明確に定義する。スクリュ形状は、ｘ軸に対して線対称であり、スクリュ形状全体は、ｘ軸上に図示した半分を鏡写しにすることで得られる。
【０１３６】
外側スクリュ半径と等しいスクリュ形状の領域は、頂部領域として知られている。図２５の例では、頂部領域は、外側スクリュ半径に接触する円弧３’のみである。それは、半径Ｒ＿３’＝０つまり、形状はこの位置で角を有する。円弧３’の中心点は、角に一致する。角の大きさは、角度α＿３’（α＿３’＝０．８５０１）により定められ、つまり、円弧３から円光２’への変化が角度α＿３’の回転によりもたらされる。換言すると、円弧３’の中心点における円弧３の接線は、円弧３’の中心点における円弧２’の接線と角度α＿３’で交差する。しかしながら、円弧３’を考慮して、全ての隣接する円弧３→３’、３’→２’は、互いに結合する。
【０１３７】
スクリュ形状のコア径と等しい領域は、溝領域として知られる。図２５の例では、溝領域は、円弧３の点Ｎだけである。点Ｎは、円光３の中心点Ｍ＿３および回転中心を通る直線Ｇを描くことによって得られる。この直線Ｇは点Ｎにおいて円弧３と交差する。
【０１３８】
スクリュ形状の外側スクリュ半径より小さくコア半径より大きい領域は、側腹領域として知られる。図２５の例では、円弧１、円弧２、円弧２’、円弧１’および点Ｎを除く円弧３がある。これに関し、次の領域の順番が、円弧１’で始まり、円弧１で終わる図示した形状のために読み取られるであろう：側腹−側腹−頂部−側腹−溝−側腹−側腹−側腹。形状に軸対称性により、領域は、ｘ軸について鏡写しにコピーされ、本発明に係る順番を有する完全な形状を与える。
【０１３９】
本発明によれば、図示した形状は、順番Ａ−Ｕ−Ｋ−Ｕを有する。但し、Ａはシール領域、Ｕは遷移領域、Ｋは流路領域を表す。シール領域は、頂部領域−側腹領域−頂部領域の順番を有する。流路領域は、溝領域−側腹領域−溝領域の順番を有する。遷移領域は、側腹領域を有する。
【０１４０】
シール領域は、スクリュ形状が側腹領域から頂部領域への移行部に角を含むことを特徴とする。この図のスクリュ形状は、さらに、シール領域から遷移領域への移行部が角を含むことを特徴とする。無次元外側スクリュ半径ＲＡからの流路領域の側腹領域の無次元距離は、０．１００１であり、無次元行路深さの半分Ｈ／２＝０．０８よりも大きい。
【０１４１】
さらに、本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントは、以下に示される。明確化のために、領域（側腹領域、頂部領域、溝領域、シール領域、流路領域、遷移領域）は図には記載しない。しかしながら、図は、領域を決定するための原則を用いた詳細の全てを含む。加えて、２つのバレル交点の間の開口角度と、頂角とが、図の記載に基づいて簡単に算出され得る。
【０１４２】
図１から１３は、それぞれの場合について、本発明に使用されるスクリュエレメントのスクリュ形状の半分の断面を示す。これらの図は、すべて、以下に詳細に説明する同じ構造を有する。図の中程には、ｘｙ座標が配置されており、その原点は、スクリュ形状の回転中心である。スクリュ形状の円弧は、太い実線で記載され、それぞれ円弧の番号が与えられている。円弧の中心は、小さい点で図示されている。円弧の中心は、細い実線で関連する円弧の始点および終点に接続されている。直線ＦＰは、細い破線で図示されている。外側スクリュ半径ＲＡは、細い細線により識別され、その数値が図の右下に有効数字４桁で示されている。図の右には、半径Ｒの隣に、角度αと、中心点のｘ座標Ｍｘおよびｙ座標Ｍｙが、各円弧のためにそれぞれ有効数字４桁で記載されている。これらの詳細は、スクリュ形状を明確に定義する。スクリュ形状は、それぞれの場合について、ｘ軸に対して線対称であり、スクリュ形状全体は、ｘ軸上に図示した半分を鏡写しにすることで得られる。
【０１４３】
スクリュ形状の半分に合計２つの円弧を含むスクリュ形状は、これ以降、２円スクリュ形状と呼ぶ。スクリュ形状の半分に合計４つの円弧を含むスクリュ形状は、これ以降、４円スクリュ形状と呼ぶ。スクリュ形状の半分に合計６つの円弧を含むスクリュ形状は、これ以降、６円スクリュ形状と呼ぶ。スクリュ形状の半分に合計８つの円弧を含むスクリュ形状は、これ以降、８円スクリュ形状と呼ぶ。
【０１４４】
図１：
図１ａから１ｄは、それぞれの場合の、本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分を示し、その形状は、それぞれ、８つの円弧からなる。図１ａから１ｄにおいて、それぞれ、無次元外側スクリュ半径はＲＡ＝０．５８である。図１ａから１ｄにおいて、それぞれ、無次元行路深さはＨ＝０．１６である。スクリュ形状を正確に記述するさらなる幾何学変数は、図から得られる。図１ａから１ｄのスクリュ形状の特徴は、シール領域が１から４の円弧を含み、そこでは、側腹領域が円弧１を含み、頂部領域が円弧２から４を含み、円弧２および４の無次元半径がそれぞれ０に等しく、円弧３の無次元半径が外側スクリュ半径の無次元半径ＲＡに等しく、頂部領域の円弧が無次元外側スクリュ半径ＲＡに一致して延伸し、これにより、咬合領域の線状のシールが得られる。これらのスクリュ形状のさらなる特徴は、遷移領域が無次元中心線距離Ａと等しい無次元半径の円弧４’を含むことである。これらのスクリュ形状は、さらに、流路領域が円弧１’，３’を含み、その側腹領域が円弧１’および２’を含むこと、および、溝領域が円弧３’を含み、その円弧２’の無次元半径が無次元中心距離Ａと等しく、その円弧３’の無次元コア半径ＲＩと等しく、溝領域の円弧が無次元コア半径の上に完全に一致することを特徴とする。図１ａから１ｄにおいて、シール領域は、それぞれの場合にスクリュ形状が側腹領域から頂部領域への移行部に角を有することを特徴とする。加えて、これらの図のスクリュ形状は、それぞれの場合にシール領域から遷移領域への移行部が角を有することを特徴とする。図１ｄは、無次元外側スクリュ半径ＲＡから流路領域の側腹領域までの距離が最も小さい。図１ｄにおいて、前記距離は、０．０８０１までであり、よって、無次元行路深さの半分Ｈ／２＝０．０８より大きい。
【０１４５】
図１ａから１ｄより、シール領域の頂部領域の大きさを調節してもよいことが明らかである。さらに、これらの図から、シール領域の側腹領域の外側スクリュ半径からの距離を調節してもよいことが明らかである。
【０１４６】
図１ｂおよび１ｃは、さらに、円弧１の始点の位置および円弧１’の終点の位置が、それぞれの場合で同一であることを特徴とする。図１ｂまたは図１ｃをｘ軸で鏡写しにすること、および、図１ｂのスクリュ形状と鏡写しにした図１ｃのスクリュ形状とを、或いは、図１ｃのスクリュ形状と鏡写しにした図１ｂのスクリュ形状とを繋ぎ合わせることは、シール領域の頂部領域が異なる大きさである本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントのスクリュ形状を形成する。
【０１４７】
図２：
図２ａから２ｄは、それぞれ８つの円弧からなる本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分をそれぞれの場合について示す。図２ａから２ｄにおいて、無次元外側スクリュ半径はＲＡ＝０．５５からＲＡ＝０．６７まで変化する。図２ａから２ｄにおいて、無次元行路深さは、Ｈ＝０．１０からＨ＝０．３４まで変化する。スクリュ形状を正確に記述するさらなる幾何学変数は、図から得られるであろう。図２ａから２ｄの特徴は、シール領域が円弧１から４を含み、その円弧２および４の無次元半径はそれぞれ０と等しく、円弧３の無次元半径が無次元外側スクリュ半径ＲＡと等しく、頂部領域の円弧が完全に無次元外側スクリュ半径ＲＡの上に位置し、それにより咬合領域の線状のシールが得られることである。これらのスクリュ形状のさらなる特徴は、遷移領域が、無次元中心線間隔Ａと等しい無次元半径の円弧４’を含むことである。これらのスクリュ形状は、さらに、流路領域が円弧１’から３’を含み、その側腹領域が円弧１’および２’を含み、溝領域が円弧３’を含み、円弧２’の無次元半径が無次元中心距離と等しく、円弧３’の無次元半径が無次元コア半径ＲＩと等しく、溝領域の円弧が完全に無次元コア半径ＲＩの上に位置することを特徴とする。
【０１４８】
図２ａから２ｄにおいて、シール領域は、それぞれの場合に、スクリュ形状が側腹領域から頂部領域への移行部に角を有することを特徴とする。加えて、これらの図のスクリュ形状は、それぞれの場合に、シール領域から遷移領域への移行部が角を有することを特徴とする。図２ｄは、流路領域の側腹領域までの無次元外側スクリュ半径ＲＡからの無次元距離が最も小さい。図２ｄにおいて、前記距離は、０．０６であり、よって無次元行路深さの半分Ｈ／２＝０．０５よりも大きい。
【０１４９】
図３：
図３ａおよび図３ｂは、それぞれ８つの円弧からなる本発明に使用されるスクリュエレメントの好ましいスクリュ形状の半分をそれぞれ示す。図３ａおよび３ｂにおいて、無次元外側スクリュ半径は、それぞれＲＡ＝０．５８である。図３ａから３ｄにおいて、無次元行路深さは、それぞれＨ＝０．１６である。スクリュ形状を正確に記述するさらなる幾何学的変数は、図から得られるであろう。図３ａおよび３ｂのスクリュ形状の特徴は、シール領域が円弧１から４を含み、その側腹領域が円弧１および２を含み、頂部領域が円弧３および４を含み、円弧３の無次元半径が無次元外側スクリュ半径ＲＡに等しく、円弧４の無次元半径が０に等しく、頂部領域の円弧が完全に無次元外側スクリュ半径ＲＡ上に位置し、それにより咬合領域の線状のシールが得られることである。これらのスクリュ形状のさらなる特徴は、遷移領域が、無次元半径が無次元中心距離Ａに等しい円弧４’を含むことである。これらのスクリュ形状は、さらに、流路領域が円弧１’から３’を含み、その側腹領域が円弧１’および２’を含み、溝領域が円弧３’を含み、円弧３’の無次元半径が無次元コア半径ＲＩと等しく、溝領域の円弧が完全に無次元コア半径ＲＩの上に位置することである。図３ａおよび３ｂにおいて、シール領域は、スクリュ形状がそれぞれ側腹領域から頂部領域への移行部に角を有しないことを特徴とする。加えて、これらの図のスクリュ形状は、シール領域から側腹領域への移行部がそれぞれ角を有することを特徴とする。図３ｂは、流路領域の側腹領域までの無次元外側スクリュ半径ＲＡからの距離が最も小さい。図３ｂにおいて、前記距離は、０．０９２４であり、このため、無次元行路深さの半分Ｈ／２＝０．０８よりも大きい。
【０１５０】
図４：
図４および４ｂは、それぞれ、本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントのそれぞれ８つの円弧からなる好ましいスクリュ形状の半分を示す。図４ａおよび４ｂにおいて、無次元外側スクリュ半径は、それぞれＲＡ＝０．５８である。図４ａから４ｄにおいて、無次元行路深さは、それぞれＨ＝０．１６である。スクリュ形状を正確に記述するさらなる幾何学的変数は、図から得られるであろう。図４ａおよび４ｂのスクリュ形状の特徴は、シール領域が円弧１から３を含み、その側腹領域が円弧１および２を含み、頂部領域が円弧３を含み、円弧３の無次元半径が無次元外側スクリュ半径ＲＡに等しく、頂部領域の円弧が完全に無次元外側スクリュ半径ＲＡ上に位置し、それにより咬合領域の線状のシールが得られることである。遷移領域が円弧４および４’を含むこともこれらのスクリュ形状の特徴である。これらのスクリュ形状は、さらに、流路領域が円弧１’から３’を含み、その側腹領域が円弧１’および２’を含み、溝領域が円弧３’を含み、円弧３’の無次元半径は、無次元コア半径ＲＩに等しく、溝領域の円弧が完全に無次元コア半径ＲＩの上に位置することを特徴とする。図４ａおよび４ｂにおいて、シール領域は、それぞれのスクリュ形状が側腹領域から頂部領域への移行部に角を有しないことを特徴とする。加えて、これらの図のスクリュ形状は、シール領域から遷移領域への移行部にそれぞれ角を有しないことを特徴とする。流路領域の側腹流域の無次元外側スクリュ半径ＲＡからの最も小さい無次元距離は、図４ａおよび４ｂにおける大きさと等しい。前記距離は、０．０９２４であり、このため無次元行路深さの半分Ｈ／２＝０．０８よりも大きい。
【０１５１】
図３ａ，３ｂ，４ａおよび４ｂのスクリュ形状に加えて、当業者が知っているように、円弧２の半径が０に等しく、円弧４の半径が０より大きいスクリュ形状を形成することもできる。このように、スクリュ形状の側腹領域から頂部領域までのシール領域が角を有し、スクリュ形状のシール領域から遷移領域までの移行部が角を有しないことを特徴とするスクリュ形状が得られる。
【０１５２】
図１から４は、咬合領域の線状のシールをするスクリュエレメントのスクリュ形状を示す。図から明らかなように、線状のシールの長さは、円弧のパラメータの選択によって調節してもよい。さらに、スクリュ形状の頂部領域と側腹領域との間またはシール領域と遷移領域との間の移行部を、角を有するようにも角を有しないようにも形成できる。
【０１５３】
以下の図は、咬合領域の点状にシールするスクリュエレメントのスクリュ形状を示す。ここでは、スクリュ形状の頂部領域と側腹領域との間またはシール領域と遷移領域との間の移行部も、角を有するようにも角を有しないようにも形成できる。
【０１５４】
図５：
図５は、本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントの６つの円弧からなる好ましいスクリュ形状の半分を示す。図５において、無次元外側スクリュ半径はＲＡ＝０．５８である。図５において、無次元行路深さは、Ｈ＝０．１６である。スクリュ形状を正確に記述するさらなる幾何学的変数は、図から得られるであろう。スクリュ形状は、図２５に示したものと同一である。円弧３’の半径は０に等しい。円弧３’は、外側スクリュ半径ＲＡの上に位置し、シール領域の先端領域を形成する。咬合領域は、点状にシールが設けられ、スクリュ形状がシール点において角を有する。流路領域は、円弧２の半径が０に等しいことを特徴とする。このため、スクリュ形状は、この位置に角を有する。図５において、流路領域の側腹領域までの外側スクリュ半径ＲＡまでの最も小さい無次元距離は、０．１００１であり、無次元行路深さの半分Ｈ／２＝０．０８よりも大きい。
【０１５５】
図６：
図６ａから６ｂは、それぞれ、本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントのそれぞれ６つの円弧からなる好ましいスクリュ形状の半分を示す。無次元外側スクリュ半径は、ＲＡ＝０．５８である。図６ａおよび６ｂにおいて、無次元行路深さは、Ｈ＝０．１６である。スクリュ形状を正確に記述するさらなる幾何学的変数は、図から得られるであろう。両方の図において、図６ａおよび６ｂのスクリュ形状の特徴は、円弧３’の半径が、一点でスクリュ半径ＲＡに接することである。接点は、シール領域の頂部領域を形成する。咬合領域は、点状のシールが提供され、そこでは、スクリュ形状がシール点に角を有しない。接線は円弧３’を２つの部分に分割する。一方の部分は、円弧１’および２’と共にシール領域に属する。他方の部分は、円弧３の一部と共に遷移領域に属する。流路領域は、円弧２の半径が０に等しいことを特徴とする。このため、スクリュ形状は、この位置に角を有する。図６ａおよび６ｂにおいて、外側スクリュ半径ＲＡからの流路領域の側腹領域までの最も小さい距離は、それぞれ０．１４４８または０．１１６６であり、無次元行路深さの半分Ｈ／２＝０．０８よりも大きい。
【０１５６】
図７：
図７は、本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントのそれぞれ６つの円弧からなる好ましいスクリュ形状の半分を示す。無次元外側スクリュ半径は、ＲＡ＝０．５８である。図７において、無次元行路深さは、Ｈ＝０．１６である。スクリュ形状を正確に記述するさらなる幾何学的変数は、図から得られるであろう。咬合領域は、図５と同様に、円弧３’によってシールされている。図７の流路領域は、図５と比較して、円弧２の半径が０より大きいことを特徴とする。このため、スクリュ形状は、この位置に角を有しない。図７において、外側スクリュ半径ＲＡからの流路領域の側腹領域までの最も小さい距離は、０．１１９４であり、無次元行路深さの半分Ｈ／２＝０．０８よりも大きい。
【０１５７】
図８：
図８ａから８ｂは、それぞれ、本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントのそれぞれ６つの円弧からなる好ましいスクリュ形状の半分を示す。無次元外側スクリュ半径は、ＲＡ＝０．５８である。図８ａおよび８ｂにおいて、無次元行路深さは、Ｈ＝０．１６である。スクリュ形状を正確に記述するさらなる幾何学的変数は、図から得られるであろう。咬合領域は、図６と同様に、一点で外側スクリュ半径ＲＡに接する円弧３’によってシールされている。図６と比較すると、図８の流路領域は、円弧２の半径が０より大きいことを特徴とする。このため、スクリュ形状は、この位置に角を有しない。図８ａおよび８ｂにおいて、外側スクリュ半径ＲＡからの流路領域の側腹領域までの最も小さい距離は、それぞれ０．１５３１または０．１２５２であり、無次元行路深さの半分Ｈ／２＝０．０８よりも大きい。
【０１５８】
図９：
図９は、本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントのそれぞれ４つの円弧からなる好ましいスクリュ形状の半分を示す。無次元外側スクリュ半径は、ＲＡ＝０．６３である。図９において、無次元行路深さは、Ｈ＝０．２６である。スクリュ形状を正確に記述するさらなる幾何学的変数は、図から得られるであろう。円弧２’の半径は０に等しい。円弧２’は、外側スクリュ半径ＲＡの上に位置し、シール領域の頂部領域を形成する。咬合領域は、点状のシールが提供され、スクリュ形状はシール点に角を有する。流路領域は、円弧１の半径が０に等しいことを特徴とする。このため、スクリュ形状は、この位置に角を有する。図９において、外側スクリュ半径ＲＡからの流路領域の側腹領域までの最も小さい距離は、０．１４７３であり、無次元行路深さの半分Ｈ／２＝０．１３よりも大きい。
【０１５９】
図１０：
図１０ａから１０ｂは、それぞれ、本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントのそれぞれ４つの円弧からなる好ましいスクリュ形状の半分を示す。無次元外側スクリュ半径は、ＲＡ＝０．６３である。図１０ａおよび１０ｂにおいて、無次元行路深さは、Ｈ＝０．２６である。スクリュ形状を正確に記述するさらなる幾何学的変数は、図から得られるであろう。咬合領域は、図９と同様に、一点で外側スクリュ半径ＲＡに接する円弧２’によってシールされている。図９と比較すると、図１０の流路領域は、円弧１の半径が０より大きいことを特徴とする。このため、スクリュ形状は、この位置に角を有しない。図１０ａおよび１０ｂにおいて、外側スクリュ半径ＲＡからの流路領域の側腹領域までの最も小さい距離は、それぞれ０．１６５０または０．１８８８であり、無次元行路深さの半分Ｈ／２＝０．１３よりも大きい。
【０１６０】
図１１ａから１１ｂは、それぞれ、本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントのそれぞれ４つの円弧からなる好ましいスクリュ形状の半分を示す。無次元外側スクリュ半径は、ＲＡ＝０．６３である。図１１ａおよび１１ｂにおいて、無次元行路深さは、Ｈ＝０．２６である。スクリュ形状を正確に記述するさらなる幾何学的変数は、図から得られるであろう。図１１ａおよび１１ｂにおいて、円弧２’は、０．１５７２または０．２７６４に等しい。図１１ａおよび１１ｂのスクリュ形状の特徴は、円弧２’が一点でスクリュ半径ＲＡに接することである。接点は、シール領域の頂部領域を形成する。咬合領域は、点状のシールが提供されており、スクリュ形状は、シール点に角を有しない。接点は、円弧２’を２つの部分に分割する。一方の部分は円弧１’と共にシール領域に属する。他方の部分は、円弧２の一部と共に遷移領域に属する。流路領域は、円弧１の半径が０に等しいことを特徴とする。このため、スクリュ形状は、この位置に角を有する。図１１ａおよび１１ｂにおいて、外側スクリュ半径ＲＡからの流路領域の側腹領域までの最も小さい距離は、それぞれ０．１８５７または０．２１５８であり、無次元行路深さの半分Ｈ／２＝０．１３よりも大きい。
【０１６１】
図１２ａから１２ｂは、それぞれ、本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントのそれぞれ４つの円弧からなる好ましいスクリュ形状の半分を示す。無次元外側スクリュ半径は、ＲＡ＝０．６３である。図１１ａおよび１１ｂにおいて、無次元行路深さは、Ｈ＝０．２６である。スクリュ形状を正確に記述するさらなる幾何学的変数は、図から得られるであろう。咬合領域は、図１１と同様に、一点で外側スクリュ半径ＲＡに接する円弧２’によってシールされている。図１１と比較すると、図１２の流路領域は、円弧１の半径が０より大きいことを特徴とする。このため、スクリュ形状は、この位置に角を有しない。図１２ａおよび１２ｂにおいて、外側スクリュ半径ＲＡからの流路領域の側腹領域までの最も小さい距離は、それぞれ０．１８４９または０．２１８４であり、無次元行路深さの半分Ｈ／２＝０．１３よりも大きい。円弧２’の外側スクリュ半径ＲＡとの接点は、座標原点および円弧２’の中心を通る直線と、前記円弧２’との交点を算出することによって得られる。円弧２とスクリュコア半径ＲＩとの接点は、座標原点と円弧２の中心とを通る直線と、前記円弧２との交点を算出することによって得られる。
【０１６２】
図１から４は、咬合領域の線状のシールを示し、図５から１２は、咬合領域の点状のシールを示し、スクリュ形状は、図５，７，９および１０では角を有し、図６，８，１１および１２では角を有しない。当業者であれば分かるように、本発明にしたがって使用されるスクリュ形状で、処理すべき粘性流体が目的を持って作用および処理要求に晒される熱的および機械的ストレスに合わせることができる。
【０１６３】
図１から１２は、最大８つの円弧からなる本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントのスクリュ形状の半分を示す。しかしながら、本発明は、８つの円弧までに限られない。むしろ、説明したような多くの円弧を、本発明にしたがって使用されるスクリュ形状を形成するのに使用してもよい。
【０１６４】
図１３：
全ての単行路スクリュ形状は、それらの自己清掃効果をなくすことなく、ある範囲でｘ軸に沿ってｘの正方向または負方向に移動されてもよい。ｘ軸に沿った移動の後も直線ＦＰとの１点での接触条件が満たされたままになるからである。図１３は、そのような移動を示す。図１３ａから１３ｂは、それぞれ、本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントのそれぞれ８つの円弧からなる好ましいスクリュ形状の半分を示す。無次元外側スクリュ半径は、ＲＡ＝０．６である。図１３ａおよび１３ｂにおいて、無次元行路深さは、Ｈ＝０．２である。スクリュ形状を正確に記述するさらなる幾何学的変数は、図から得られるであろう。図１３ａおよび１３ｂにおいて、スクリュ形状全体は、中心線距離の０．０１倍または０．０３倍だけ左側に移動させられている。それぞれの円弧の半径および角度は、移動によって変化していないことを注記する。円弧３による咬合領域の直線状シールの度合いは、これによって調節可能である。通常、咬合領域の線状または点状のシールは、本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントのスクリュ形状の移動によって調節可能である。特に、シールの範囲において粘性流体に与えられる機械的および熱的ストレスが、好ましくは調節されてもよい。本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントのスクリュ形状は、好ましくは、中心線距離の０から０．０５倍だけ、好ましくは中心間距離の０から０．０２５倍だけ移動させられる。
【０１６５】
スクリュ形状のｘ方向への移動は、スクリュ形状の自己清掃を結果的に失うことのない正または負のｙ方向への移動の第２ステップに遅らせてもよい。このようにして、咬合領域の非対称なシールが達成される。例えば、咬合領域のシールの度合いは、スクリュエレメントの回転方向の頂部領域において行ってもよい。スクリュ形状のシール領域の頂部領域までのバレルからの最大距離は、好ましくは中心線距離の０から０．５倍の範囲、特に好ましくは中心線距離の０から０．０２５倍の範囲である。
【０１６６】
図１４から１６は、８の字型スクリュバレルの内側のスクリュ形状の形成および形成されたものを示す。２つのスクリュ形状の変数は、次のスクリュ変数として与えられる。
ＲＧ：２つのバレル穴の半径
ＲＶ：バレル半径ＲＧ以下の実バレル半径、
ＲＡ：密に咬合し、自己清掃するスクリュ形状の外側スクリュ半径
ＲＦ：製造すべきスクリュ形状の外側スクリュ半径
Ｓ：製造すべき２つのスクリュ形状の間のクリアランス
Ｄ：製造すべきスクリュ形状とバレルとの間のクリアランス
Ｔ：搬送エレメント、混合エレメントまたは移送エレメントのピッチ
ＶＰＲ：それらを偏芯して配置する場合のスムーズで密に咬合する自己清掃スクリュ形状の移動の大きさ
ＶＰＷ：それらを偏芯して配置する場合のスムーズで密に咬合する自己清掃スクリュ形状の移動の角度（方向の表示）
ＶＬＲ：左回転の製造すべきスクリュ形状のクリアランスの中での移動の大きさ
ＶＬＷ：左回転の製造すべきスクリュ形状のクリアランスの中での移動の角度
ＶＲＲ：右回転の製造すべきスクリュ形状のクリアランスの中での移動の大きさ
ＶＲＷ：右回転の製造すべきスクリュ形状のクリアランスの中での移動の角度
【０１６７】
両者の半径ＲＧおよび距離Ａが１である相互に貫通し合う２つの穴から得られるスクリュバレルは、細い破線で図示されている。２つのバレル穴が貫通し合う部分は、細い点線で区別されている。１つのバレル穴の中心点は、スクリュ形状の回転の２点と同一であり、それぞれ小さい円で示されている。密に咬合し、自己清掃するスクリュ形状は、太い実線で示されている。製品におけるスクリュ形状は、細い実線で示されている。
【０１６８】
当業者には、密に咬合し自己清掃するスクリュ形状の外側スクリュ半径ＲＡと、実バレル半径ＲＶと、製造すべき２つのスクリュ形状の間のクリアランスＳと、製造すべきスクリュ形状とスクリュバレルとの間のクリアランスＤとの間に次の関係が適用されることが知られている：ＲＡ＝ＲＶ−Ｄ＋Ｓ／２。
【０１６９】
さらに、当業者には、製造すべきスクリュ形状の外側スクリュ半径ＲＦと、実バレル半径ＶＲと、製造すべきスクリュ形状とスクリュバレルとの間のクリアランスＤとの間に次の関係が適用されることが知られている：ＲＦ＝ＲＶ−Ｄ。
【０１７０】
典型的には、実バレル半径ＲＶは、前記バレル半径ＲＧと等しい。もしも、実バレル半径ＲＶがバレル半径ＲＧより小さいものが選択されたなら、スクリュ形状とバレルとの間にさらなるクリアランスが生じる。このクリアランスを、自己清掃を維持しながら偏芯させてスクリュ形状の形成、および、形成したスクリュ形状を移動させるのに使用してもよい。偏芯は、移動の大きさＶＰＲと、角度ＶＰＷの形の移動の方向とによって明確に定義される。
【０１７１】
図１４：
図１４ａから１４ｄは、本発明に係るスクリュエレメントのスクリュ形状の偏芯配置の好ましい実施形態を示す。幾何学的パラメータは、個々の図から得られるであろう。偏芯して配置された単行路の密に咬合し自己清掃するスクリュ形状は、スクリュ形状からバレルまでの距離が、移動の方向に関係なく右側でも左側でも同一であることを特徴とする。図１４ａのスクリュ形状は、スクリュ形状の２つの回転点の接続線にそって移動させられ、咬合領域のシールが達成できるようにそれぞれスクリュ形状のシール領域の頂部領域の一点がバレルに当接している。図１４ａから１４ｂのスクリュ形状は、それぞれ、スクリュ形状のシール領域の頂部領域の一点がバレルに当接するように移動させられている。このために必要な移動の大きさは、移動の方向による。偏芯位置は、さらに、スクリュ形状のシール領域の頂部領域の点がバレルに当接しないスクリュ形状によって選択されてもよい。通常、咬合領域の線状または点状のシールの度合いは、本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントのスクリュ形状の偏芯した配置により調節可能である。特に、シールの領域で粘性流体に加わる機械的および熱的ストレスは、意図的に調節されてもよい。例えば、咬合領域のシールの度合いは、スクリュエレメントの回転方向の頂部領域に依存してもよい。スクリュ形状のシール領域の頂部領域までのバレルからの最大距離は、好ましくは中心線距離の０から０．０５倍の範囲、特に好ましくは中心線距離の０から０．０２５倍の範囲である。
【０１７２】
図１５：
当業者に知られているように、実際問題、全てのスクリュエレメントは、互いに対して、およびバレルに対して、ある程度のクリアランスが必要である。図１５ａから１５ｄは、異なるクリアランス戦略を示す。幾何学的パラメータは、個々の図から得られるであろう。図１５ａは、製造すべきスクリュ形状の間のクリアランスおよび製造すべきスクリュ形状とバレルとの間のクリアランスが等しい大きさであるクリアランス戦略を示す。図１５ｂは、製造すべきスクリュ形状の間のクリアランスが製造すべきスクリュ形状とバレルとの間のクリアランスよりも小さいクリアランス戦略を示す。図１５ｃは、製造すべきスクリュ形状の間のクリアランスが製造すべきスクリュ形状とバレルとの間のクリアランスよりも大きいクリアランス戦略を示す。図１５ｄは、特に大きいクリアランスを有する図１５ｃに係るさらなる実施形態を示す。製造すべきスクリュ形状の間のクリアランスのために、実際に発生する典型的なクリアランスは、０．００２から０．１の範囲にある。製造すべきスクリュ形状とバレルとの間のクリアランスのために、実際に発生する典型的なクリアランスは、０．００２から０．１の範囲にある。実際に発生する典型的なクリアランスは、スクリュ形状の周りで一定である。しかしながら、スクリュ形状の周囲の、製造すべきスクリュ形状の間のクリアランス、および、製造すべきスクリュ形状とバレルとの間のクリアランスは、変化が許容される。
【０１７３】
図１６：
さらに、製造すべきスクリュ形状をクリアランスの中で移動できる。図１６ａから１６ｄは、可能な移送の選択肢を示す。図１６ａは、幾何学的パラメータは、個々の図から得あれるであろう。図１６ａから１６ｄにおいて、それぞれ両方の製造すべきスクリュ形状の移動の大きさは、ＶＬＲ＝ＶＲＲ＝０．０２である。図１６ａから１６ｄにおいて、それぞれ両方の製造すべきスクリュ形状の移動の方向は、ＶＬＷ＝ＶＲＷ＝０と、ＶＬＷ＝ＶＲＷ＝πとの間で段階的に変化する。製造すべき２つのスクリュ形状を相互に独立して異なる方向に異なる量だけ移動することが許容される。これは、当業者に、本発明にしたがって使用されるスクリュ形状のシール領域の頂部領域による咬合領域のシールの度合の調節のさらなる選択肢を提供する。特に、シールの領域で粘性流体に作用する機械的および熱的ストレスを、意図的に調節してもよい。
【０１７４】
図１７ａ：
図１７ａは、本発明にしたがって使用されるそのスクリュ形状が図１および２のように８つの円弧からなる単行路搬送エレメントの対を例示する。バレル半径はＲＧ＝０．６である。２つの搬送エレメントの間のクリアランスは、Ｓ＝０．０２である。２つの搬送エレメントとバレルとの間のクリアランスは、Ｄ＝０．０１である。搬送エレメントのピッチは、Ｔ＝１．２である。搬送エレメントの長さは、スクリュ形状の角度２πの回転に対して１．２である。バレルは、２つの搬送エレメントの左右に細い実線で図示されている。可能なコンピュータによるグリッドが２つの搬送エレメントの表面にさらに図示されており、このグリッドは、２軸および多軸スクリュエクストルーダにおける流れの計算に用いられてもよい。
【０１７５】
図１７ｂ：
図１７ｂは、本発明にしたがって使用されるそのスクリュ形状が図１および２のように８つの円弧からなる単行路混練エレメントの対を例示する。バレル半径はＲＧ＝０．６である。２つの混練ディスクの間のクリアランスは、Ｓ＝０．０２である。２つの混練ディスクとバレルとの間のクリアランスは、Ｄ＝０．０１である。混練エレメントは、それぞれ互いにπ／３だけ右回りにオフセットされた７つの混練ディスクからなる。最初と最後の混練ディスクは、０．０９の長さを有する。間のディスクは、０．１８の長さを有する。混練ディスクの間の溝は、０．０２の長さを有する。バレルは、２つの混練ディスクの左右に細い実線で図示されている。可能なコンピュータによるグリッドが２つの混練ディスクの表面にさらに図示されており、このグリッドは、２軸および多軸スクリュエクストルーダにおける流れの計算に用いられてもよい。
【０１７６】
図１から１７は、スクリュエレメントのスクリュ形状を示す。無次元外側スクリュ半径ＲＡが０．５５，０．５８，０．５９，０．６，０．６３および０．６７の値を有する。本発明に係るスクリュエレメントのスクリュ形状は、これら個別の値の無次元外側スクリュ半径に限定されない。本発明に係るプロセスにおいて、本発明に係る単行路スクリュ形状は、ＲＡ＝０．５１からＲＡ＝０．７０７の範囲、好ましくはＲＡ＝０．５２からＲＡ＝０．７の範囲の無次元外側スクリュ半径を有するものが使用されてもよい。
【０１７７】
驚くべきことに、３行路スクリュ形状であって実質的に３行路スクリュ形状の溝領域の方向に偏芯して配置されたものも、シール領域−遷移領域−溝領域−遷移領域−の順番をもたらし、それにより本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントをもたらす。
【０１７８】
図１８から２０は、３つの行路数を有する中心に配置されたスクリュ形状を記述する。図１８から２０において、３行路のスクリュ形状の６分の１が示されている。
【０１７９】
図１８：
図１８ａから１８ｄは、３行路スクリュ形状の好ましい２円スクリュ形状を示す。図１８ａから１８ｄは、外側スクリュ半径ＲＡが異なる。図１８ａから１８ｄにおいて、第１円弧の半径Ｒ＿１は、外側スクリュ半径ＲＡに依存する。図１８ａから１８ｄにおいて、第１円弧は、それぞれ角度α＿１＝π／６を有する。
【０１８０】
図１９：
図１９ａから１９ｄは、３行路スクリュ形状の好ましい４円スクリュ形状を示す。図１９ａから１９ｄは、外側スクリュ半径ＲＡが異なる。図１９ａから１９ｄにおいて、第１円弧の半径は、Ｒ＿１＝ＲＡである。図１９ａから１９ｄにおいて、第２円弧の半径は、Ｒ＿２＝０である。図１９ａから１９ｄにおいて、第１円弧の角度α＿１は、外側スクリュ半径ＲＡに依存する。図１９ａから１９ｄにおいて、第２円弧の角度α＿２は、外側スクリュ半径ＲＡに依存する。
【０１８１】
図２０：
図２０ａから２０ｄは、３行路スクリュ形状のさらなる好ましい４円スクリュ形状を示す。図２０ａから２０ｄは、外側スクリュ半径ＲＡが異なる。図２０ａから２０ｄにおいて、第１円弧の半径は、Ｒ＿１＝０である。図２０ａから２０ｄにおいて、第２円弧の半径は、Ｒ＿２＝Ａ＝１である。図２０ａから２０ｄにおいて、第１円弧の角度α＿１は、外側スクリュ半径ＲＡに依存する。図２０ａから２０ｄにおいて、第２円弧の角度α＿２は、外側スクリュ半径ＲＡに依存する。
【０１８２】
図１８から２０は、最大４つの円弧からなる３行路スクリュ形状の６分の１を示す。しかしながら、３行路スクリュ形状は、４つの円弧までに限定されない。むしろ、多数の説明したような円弧を３行路スクリュ形状を形成するのに使用してもよい。
【０１８３】
図２１：
図２１ａから２１は、３行路スクリュ形状の偏芯配置の好ましい実施形態を示す。図２１ａは、図１８ｃに係る３行路スクリュ形状の偏芯配置を示す。図２１ｂは、図１９ｃに係る３行路スクリュ形状の偏芯配置を示す。図２１ａは、図２０ｃに係る３行路スクリュ形状の偏芯配置を示す。実バレル半径は、ＲＶ＝０．５５６７であり、バレル半径ＲＧ（ＲＧ＝０．６３）よりも小さい。さらなる幾何学的パラメーは、個々の図から得られるであろう。偏芯して配置した３行路の密に咬合して自己清掃するスクリュ形状は、スクリュ形状からバレルまでの最小距離が、移動方向に関係なく左周りのスクリュと右側のスクリュとで同一であることを特徴とする。図２１ａから２１ｃの３行路スクリュ形状は、それぞれ、咬合領域のシールを達成するように、スクリュ形状のシール領域の頂部領域の一点がバレルに当接するように偏芯している。偏芯して配置された３行路スクリュ形状は、シール領域−遷移領域−流路領域遷移領域の順番を有する本発明にしたがって使用されるスクリュ形状をもたらす。こうして、シールは、３行路スクリュエレメントの３つの頂部の２つにより行われる。
【０１８４】
３行路スクリュ形状は、中心位置から外れて、それらの溝領域に向かって移動させられている。図２１ａから２１ｃにおいて、移動は、スクリュ形状に回転点の接続線に沿って行われている。咬合領域のシールができる移動の大きさは、選択したスクリュ形状に依存して得られる。
【０１８５】
図２２：
図２２ａから２２は、３行路スクリュ形状の偏芯配置のさらなる好ましい実施形態を示す。図２２ａは、図１８ｃに係る３行路スクリュ形状の偏芯配置を示す。図２２ｂは、図１９ｃに係る３行路スクリュ形状の偏芯配置を示す。図２２ａは、図２０ｃに係る３行路スクリュ形状の偏芯配置を示す。実バレル半径は、ＲＶ＝０．５５６７であり、バレル半径ＲＧ（ＲＧ＝０．６３）よりも小さい。さらなる幾何学的パラメーは、個々の図から得られるであろう。図２２ａから２２ｃのスクリュ形状は、それぞれ、スクリュ形状のシール領域の頂部の一点だけがバレルに当接するように偏芯して配置されている。移動の大きさは、このため、移動方向に依存する。
【０１８６】
偏芯位置は、スクリュ形状のシール領域の頂部領域のどの点もバレルに当接しないスクリュ形状のためにさらに選択されてもよい。通常、咬合領域の線状または点状のシールの度合いは、本発明にしたがって使用されるスクリュエレメントのスクリュ形状の偏芯配置により調節される。特に、シールの領域において粘性流体に作用する機械的および熱的ストレスは、意図的に調節されてもよい。例えば、咬合領域のシールの度合いは、スクリュエレメントの回転方向の頂部領域に依存してもよい。バレルからのスクリュ形状のシール領域の頂部領域までの距離は、好ましくは中心線距離の０から０．０５倍の範囲であり、特に好ましくは中心線距離の０から０．０２５倍の範囲である。
【０１８７】
当業者に知られているように、現実に、全てのスクリュエレメントは、ある程度のクリアランスが必要である。偏芯して配置された３行路スクリュ形状および結果的に得られるスクリュ形状のために、図１５に関する上述のクリアランスの戦略および上述のクリアランスの大きさが適用される。クリアランス内で製造すべきスクリュ形状の移動が加えて可能である。これについては、図１６に関する記述が適用される。
【０１８８】
図２１から２２は、スクリュ形状の６分の１が最大４つの円弧からなる偏芯して配置された３行路スクリュ形状を示す。しかしながら、本発明は、スクリュ形状の６分の１が最大４つの円弧からなる偏芯して配置された３行路スクリュ形状に限定されない。代わって、所望の多数の円弧を、本発明にしたがって使用されるスクリュ形状を形成するのに使用してもよい。
【０１８９】
図２３ａ：
図２３ａは、例として、本発明にしたがって使用される図１９ｃに係るスクリュ形状を基にした偏芯した３行路搬送エレメントの対を示す。バレル半径は、ＲＧ＝０．６３であり、実バレル半径は、ＲＶ＝０．５５６７である。２つの搬送エレメントの間のクリアランスは、Ｓ＝０．０２である。２つの搬送エレメントとバレルとの間のクリアランスは、Ｄ＝０．０１である。搬送エレメントのピッチは、Ｔ＝１．２である。搬送エレメントの長さは、角度２πのスクリュ形状の回転に対応する１．２である。バレルは、２つの搬送エレメントの左右に細い実線で図示されている。可能なコンピュータによるグリッドが２つの搬送エレメントの表面にさらに図示されており、このグリッドは、２軸および多軸スクリュエクストルーダにおける流れの計算に用いられてもよい。
【０１９０】
図２３ｂ：
図２３ｂは、例として、本発明にしたがって使用される図１９ｃに係るスクリュ形状を基にした偏芯した３行路混練エレメントの対を示す。バレル半径は、ＲＧ＝０．６３であり、実バレル半径は、ＲＶ＝０．５５６７である。２つの混練エレメントの混練ディスクの間のクリアランスは、Ｓ＝０．０２である。２つの混練エレメントの混練ディスクとバレルとの間のクリアランスは、Ｄ＝０．０１である。混練エレメントは、互いに角度π／３だけ右回りにずらされた７つの混円ディスクからなる。最初と最後の混練ディスクは、０．０９の長さを有する。中間の混練ディスクは、０．１８の長さを有する。混練ディスクの間の溝は０．０２の長さを有する。バレルは、２つの搬送エレメントの左右に細い実線で図示されている。可能なコンピュータによるグリッドが２つの搬送エレメントの表面にさらに図示されており、このグリッドは、２軸および多軸スクリュエクストルーダにおける流れの計算に用いられてもよい。
【０１９１】
図１８から２０は、無次元外側スクリュ半径ＲＡが０．５３、０．５４３３、０．５５６７および０．５７である３行路スクリュ形状を示す。３行路スクリュ形状は、これらの個別の値の無次元外側スクリュ半径に限定されない。しかし、ＲＡ＝０．５０５からＲＡ＝０．５７７までの範囲、好ましくは、ＲＡ＝０．５１からＲＡ＝０．５７までの範囲の無次元外側スクリュ半径を有する３行路スクリュ形状が使用される。
【０１９２】
図２１から２３は、偏芯して配置された、無次元バレル半径ＲＧが６．６３に等しく、実バレル半径ＲＶが０．５５６７に等しい３行路スクリュ形状およびスクリュエレメントを示す。本発明に係るスクリュエレメントの偏芯して配置された３行路スクリュ形状は、この個別のバレル半径または個別の実半径に限定されない。本発明に係るプロセスにおいて、偏芯して配置された３行路スクリュ形状は、半径ＲＧが０．５１から０．７０７の範囲の、好ましくは、０．５２から０．７の範囲であるバレルの中に配置され、そこでは、実バレル半径ＲＶが０．５０５から０．５７７の範囲、好ましくは０．５１から０．５７の範囲である。
【０１９３】
図２４：
図２４ａから２４ｆは、２行路スクリュ形状の対から単行路スクリュ形状の対までの変形を示す。これら全ての図は、以下に詳述する同じ構成を有する。形成スクリュ形状は、左側のスクリュ形状により図示されている。被形成スクリュ形状は、右側スクリュ形状により図示されている。２つのスクリュ形状は、１６本の円弧からなる。形成スクリュ形状および被形成スクリュ形状は、それぞれの円弧に番号が付けられた太い実線で図示されている。複数の円弧の結果およびコンピュータソフトウェアを使用した作図の結果、例えば図２４ａにおける円弧３’，４’や円弧５’，６’，７’のように、個々の円弧の番号が重なり、それ故非常に分かり易くはないかもしれない。ときに個々の数字の低い判読性にもかかわらず、この説明との関連により形状の構成は明確である。
【０１９４】
円弧の中心点は、小さい円によって図示されている。円弧の中心点は、関連する円弧の始点と終点との両方に細い実線で接続されている。外側スクリュ半径は、それぞれ形成スクリュ形状と被形成スクリュ形状とでは略等しい。外側スクリュ半径は、スクリュバレルの部分では細い破線で示され、咬合領域では細い点線で示されている。
【０１９５】
図２４ａは、変形を開始した２行路スクリュ形状の対を示す。形成スクリュと被形成スクリュとは、互いに対称である。形成スクリュ形状の円弧１および９は、それらの全長に亘って外側スクリュ半径に当接する。形成スクリュ形状の円弧４，５および１２，１３は、それらの全長に亘ってコア半径に当接する。被形成スクリュ形状の円弧４’，５’および１２’，１３’は、それらの全長に亘って外側スクリュ半径に当接する。被形成スクリュ形状の円弧１’および９’は、それらの全長に亘ってコア半径に当接する。
【０１９６】
図２４ｆは、変形を終えた２行路スクリュ形状の対を示す。形成スクリュと被形成スクリュとは、互いに対称である。形成スクリュ形状の円弧１および１２は、それらの全長に亘って外側スクリュ半径に当接する。形成スクリュ形状の円弧４および９は、それらの全長に亘ってコア半径に当接する。被形成スクリュ形状の円弧４’および９’は、それらの全長に亘って外側スクリュ半径に当接する。被形成スクリュ形状の円弧１’および１２’は、それらの全長に亘ってコア半径に当接する。
【０１９７】
図２４ｂは、２行路スクリュ形状から単行程スクリュ形状への変形が２０％完了した変形中の形状の対を示す。図２４ｃは、変形が４０％完了した変形中の形状の対を示す。図２４ｄは、変形が６０％完了した変形中の形状の対を示す。図２４ｅは、変形が８０％完了した変形中の形状の対を示す。
【０１９８】
変形は、形成スクリュ形状の円弧１が常にその全長に亘って無次元外側スクリュ半径ＲＡに当接し、それにより、関連する被形成スクリュ形状の円弧１’が全長に亘って無次元コア半径ＲＩ’に当接するように進行する。変形は、被形成スクリュ形状の円弧４’が常にその全長に亘って無次元外側スクリュ半径ＲＡに当接し、それにより、関連する形成スクリュ形状の円弧４が全長に亘って無次元コア半径ＲＩ’に当接するように進行する。作スクリュ形状および被形成スクリュ形状の円弧が常に外側スクリュ半径新地または当接するので、全ての変形の間のバレルの内面の清掃が確保される。加えて、形成スクリュ形状と被形成スクリュ形状とが非対称であることは、図２４ｂから２４ｅより明らかである。変形エレメントの対は、常に、形成変形形状に基づく第１変形エレメントと、被形成変形形状に基づく第２変形エレメントとからなる。
【０１９９】
図２４は、形成スクリュ形状の無次元外側スクリュ半径および被形成スクリュ形状の無次元外側スクリュ半径がＲＡ＝０．６１４６からＲＡ＝０．６２８８の範囲である変形形状を示す。本発明に係るプロセスにおいて、スクリュ形状の無次元外側スクリュ半径が０より大きいＲＡ且つ１以下のＲＡ、好ましくはＲＡ＝０．５２からＲＡ＝０．７０７の範囲であるスクリュ形状が使用されてもよい。
【０２００】
図２６：
図２６は、２つの穴を有する８の字型スクリュバレルを示す。２つのバレル穴が貫通し合う領域は、咬合領域として知られる。２つのバレル交点の間の開口角度δ＿ｇｚが、さらに示されている。
【０２０１】
図２７：
図２７は、本発明したがって使用されるスクリュ形状に関する角度δ＿ｆｂ１，δ＿ｆｂ２，δ＿ｎｂ１，δ＿２ｂ２，δ＿ｋｂ１，δ＿ｋｂ２およびδ＿ｇｂを示す。
【０２０２】
図２８：
図２８は、２軸スクリュエクストルーダを示す。エクストルーダは、その中に共回転して咬合するスクリュが配置された５つのバレル部（１−５）からなる構成を含む。装置は、バレル直径が４０ｍｍのコペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（６）によって第１バレル（１）に供給される。バレル（２）は、溶融物温度センサのための測定点（１０）を有する。バレル（３）は、脱気開口（７）を有する。バレル（４）は、閉鎖されており、バレル（５）は、２軸スクリュエクストルーダの８の字型穴からパイプ（８）に断面を変化させるフランジである。溶融物温度センサ（１２）が、フランジに配設されている。フランジの後に、調整のためのバルブ（９）が設けられている。バルブ（９）およびライン（８）の内径はともに１５ｍｍであり、バルブの長さは９５ｍｍであり、ラインの長さは１２０ｍｍである。溶融物ラインにおいて、符号（１３）は圧力センサであり、符号（１１）は、温度センサである。
【０２０３】
図２９：
図２９は、２軸スクリュエクストルーダを示す。エクストルーダは、その中に共回転して咬合するスクリュが配置された８つのバレル部（１−８）からなる構成を含む。装置は、バレル直径が４０ｍｍのコペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（９）によって第１バレル（１）に供給される。溶融物温度センサ（１１）は、パイプの内部に位置する。バレル（２）は、溶融物温度センサのための測定点（１２）を有する。バレル（３）は閉鎖されており、バレル（４）は脱気開口（１０）を有する。バレル（５）は、溶融物温度センサのための測定点（１３）を有する。バレル（６）および（７）は閉鎖されており、バレル（８）は溶融物温度センサのための測定点（１４）を有する。バレル（８）は、バレルの８の字型穴が見えるように端部で開放されている。手持ち温度計（１５）が溶融物温度を測定する機能を果たす。
【０２０４】
図３０：
図３０は、２軸スクリュエクストルーダを示す。エクストルーダは、その中に共回転して咬合するスクリュが配置された９つのバレル部（１−９）からなる構成を含む。装置は、バレル直径が４０ｍｍのコペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（１２）によって第１バレル（１）に供給される。溶融物温度センサ（１８）は、パイプの内部に位置する。バレル（２）は、溶融物温度センサのための測定点（１４）を有する。バレル（３）は閉鎖されており、バレル（４）は脱気開口（１３）を有する。バレル（５）は、溶融物温度センサのための測定点（１５）を有する。バレル（６）および（７）は閉鎖されており、バレル（８）は溶融物温度センサのための測定点（１６）を有する。バレル（９）は、２軸スクリュエクストルーダの８の字型穴からパイプ（丸形）（１０）に断面を変化させるフランジである。溶融物温度センサ（１７）が、フランジに配設されている。フランジの後に、調整のためのバルブ（１１）が設けられている。バルブ（１１）およびライン（１０）の内径はともに１５ｍｍであり、バルブの長さは９５ｍｍであり、ラインの長さは１２０ｍｍである。圧力センサ（１９）が、パイプ（１９）に取り付けられている。
【０２０５】
図３１：
図３１は、その中に共回転して咬合するスクリュが配置された６つのバレル（１−６）からなる構成を含む２軸スクリュエクストルーダを示す。装置は、バレル直径が３２ｍｍのコペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ３２Ｓｃである。ペレットが、第１バレル（１）に供給される（１２）。他のバレル（２−６）は閉鎖され、端部にフラットフィルムダイ（７）がある。
【０２０６】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。供給領域（９）において、スクリュは、４２ｍｍおよび６３．５ｍｍのピッチの２行路搬送エレメントを備える。供給領域は、第４バレル（４）の半ばまで延伸し、そこから溶融領域（１０）が始まる。溶融領域（１０）は、第５バレル（５）の終盤まで延伸し、３行路混練ブロックと２行路から３行路またはその逆の変形を提供する変形混練ブロックとからなる。
【０２０７】
図３２：
図３２は、その中に共回転して咬合するスクリュが配置された１１のバレル（１−１１）からなる構成を含む２軸スクリュエクストルーダを示す。装置は、バレル直径が３２ｍｍのコペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ３２Ｓｃである。ペレットが、第１バレル（１）に供給される（１２）。脱気開口（１３）のあるバレル（９）を除く他のバレル（２，３，４，５，６，７，８，１０）は閉鎖されている。４穴ダイ（１１）が端部に配設されている。
【０２０８】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。供給領域（１４）のスクリュは、最初に、２行路搬送エレメントを備える。供給領域（１４）は、バレル（７）の始めまで延伸し、そこから溶融領域（１５）が始まる。溶融領域（１５）は、バレル（８）の半ばまで延伸し、３行路混練ブロックと２行路から３行路またはその逆の変形を提供する変形混練ブロックとからなる。圧力形成領域の測定領域（１６）は、溶融領域の後のバレル（９）の半ばから始まる。
【０２０９】
図３３：
図３３は、２軸スクリュエクストルーダを示す。エクストルーダは、その中でスクリュが共回転および咬合する７つのバレル（１−７）からなる構成を含む。装置は、バレル直径が４０ｍｍのコペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（９）によって第２バレル（２）に供給される。バレル（３）は閉鎖されており、バレル（４）は溶融物温度センサのための測定点（１４）を有する。バレル（５）は、脱気開口（１０）を有する。バレル（６）および（７）は閉鎖されている。バレル（８）は、２軸スクリュエクストルーダの８の字型穴からパイプ（丸形）（１３）に断面を変化させるフランジである。フランジの後に、調整のためのバルブ（１２）が設けられている。バルブおよびラインの内径はともに１５ｍｍであり、バルブの長さは９５ｍｍであり、ラインの長さは１２０ｍｍである。圧力センサ（１１）が、出口における溶融物温度を測定する役目を果たす。
【０２１０】
例：
例１−１１は、コペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ４０Ｓｃ、および、コペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ３２Ｓｃの試験を示す。ＺＳＫ３２Ｓｃは、２６．２ｍｍの中心線距離と３１．８ｍｍのバレル直径を有する。ＺＳＫ４０Ｓｃは、３３．４ｍｍの中心線距離と４０．３ｍｍのバレル直径を有する。２つのバレル交点の間の角度δ？ｇｚは、ＺＳＫ３２Ｓｃにおいて約６９°、ＺＳＫ４０Ｓｃにおいて約６８°である。従来技術によるエルドメンガースクリュ形状を備える例において使用される２行路搬送エレメントは、ＺＳＫ３２Ｓｃにおいて約２０°、ＺＳＫ４０Ｓｃにおいて約２１°の頂角を有する。従来技術によるエルドメンガースクリュ形状を備える例において使用される単行路搬送エレメントは、ＺＳＫ４０Ｓｃにおいて約１１０°の頂角を有する。本発明により例において使用される搬送エレメントは、ＺＳＫ３２Ｓｃにおいて、約９°の頂角δ＿ｋｂ１、約８８°の側腹角δ＿ｆｂ１および約９°の頂角δ＿ｋｂ２からなる約１０６°のシール角と、約１２°の溝角δ＿ｎｂ１、約８６°の側腹角δ＿ｆｂ２および約１２°の溝角δ＿ｎｂ２からなる約１１０°の流路角とを有する。本発明により例において使用される搬送エレメントは、ＺＳＫ４０Ｓｃにおいて、約３°の頂角δ＿ｋｂ１、約９８°の側腹角δ＿ｆｂ１および約３°の頂角δ＿ｋｂ２からなる約１０４°のシール角と、約８°の溝角δ＿ｎｂ１、約９４°の側腹角δ＿ｆｂ２および約８°の溝角δ＿ｎｂ２からなる約１１０°の流路角とを有する。
【０２１１】
中間プレートが、ＺＳＫ４０Ｓｃの多くの位置に導入され、測定システムを収容する役目を果たす（図２９の中間プレート（２）参照）。これらの中間プレートは、以降のバレルでも同様に、簡素化して記載されている。
【０２１２】
比較例１
２軸スクリュエクストルーダ（図２８）は、その中に共回転して咬合するスクリュが配置された共５つのバレル部からなる構成を有する。装置は、バレル直径が４０ｍｍのコペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（６）によって第１バレル（１）に供給される。バレル（２）は、溶融物温度センサのための測定点（１０）を有する。バレル（３）は、脱気開口（７）を有する。バレル（４）は、閉鎖されており、バレル（５）は、２軸スクリュエクストルーダの８の字型穴からパイプ（８）に断面を変化させるフランジである。フランジの後に、調整のためのバルブ（９）が設けられている。バルブ（９）およびライン（８）の内径はともに１５ｍｍであり、バルブの長さは９５ｍｍであり、ラインの長さは１２０ｍｍである。
【０２１３】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。スクリュは、最初に、それぞれ２５ｍｍのピッチと２５ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントを備える。そして、２５ｍｍのピッチと２５ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントが後に続く。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１０）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後に続く。スクリュは、ピッチ４０ｍｍで長さ４０ｍｍの８つの２行路搬送エレメントと、ピッチ４０ｍｍで長さ２０ｍｍの１つの搬送エレメントとが設けられている。
【０２１４】
２５０ｒｐｍのスクリュ回転速度および登録商標マクロロン（Makrolon）２８０５（バイエルマテリアルサイエンス社（Bayer MaterialScience AG）製）を８０ｋｇ／ｈの処理量において、溶融物の温度（１２）は、エクストルーダの最後においてフランジ（５）内で、バルブ（９）の上流の圧力センサによって調整された様々な圧力で測定された。溶融物の２軸エクストルーダへの入口温度も測定された（１１）。エクストルーダバレル（１，２，３，４，５）、ライン（６，８）およびバルブ（９）は、２９０°に加熱された。結果は、表１に示す。
【０２１５】
【表１】
0005425898.tif 000004
【０２１６】
例２
エクストルーダは、例１と同じである。例１と比べて、ブシュの下流のスクリュの構成が次のように変更されている。４０ｍｍのピッチと４０ｍｍの長さを有する８つの２行路搬送エレメントと、４０ｍｍのピッチと２０ｍｍの長さを有する１つの搬送エレメントとが、本発明の搬送エレメントに置き換えられている。搬送エレメントは、３０ｍｍのピッチと３０ｍｍの長さを有し、スクリュ上に１１ユニットが配置されている。２５０ｒｐｍのスクリュ回転速度および登録商標マクロロン（Makrolon）２８０５（バイエルマテリアルサイエンス社（Bayer MaterialScience AG）製）を８０ｋｇ／ｈの処理量において、溶融物の温度（１２）は、エクストルーダの最後においてフランジ（５）内で、バルブ（９）の上流で測定された。溶融物の２軸エクストルーダへの入口温度（１１）も測定された。エクストルーダバレル（１，２，３，４，５）、ライン（６，８）およびバルブ（９）は、２９０°に加熱された。
【０２１７】
溶融物の入口温度と溶融物の出口温度との間の増加は、本発明によるスクリュエレメントを使用するとき、例１の従来の２行路エレメントの場合と比較して、表２の結果に示されるように、明らかに低い。
【０２１８】
【表２】
0005425898.tif 000005
【０２１９】
例３
エクストルーダは、例１と同じである。例１と比べて、ブシュの下流のスクリュの構成が次のように変更されている。４０ｍｍのピッチと４０ｍｍの長さを有する８つの２行路搬送エレメントと、４０ｍｍのピッチと２０ｍｍの長さを有する１つの搬送エレメントとが、本発明の搬送エレメントと従来の単行路エレメントとに置き換えられている。両種類のエレメントは、３０ｍｍのピッチと３０ｍｍの長さを有し、スクリュ上に、５ユニットの保発明に係るスクリュエレメントと、その後に６つの３０ｍｍのピッチで３０ｍｍの長さの従来の単行路エレメントとが配置されている。２５０ｒｐｍのスクリュ回転速度および登録商標マクロロン（Makrolon）２８０５（バイエルマテリアルサイエンス社（Bayer MaterialScience AG）製）を８０ｋｇ／ｈの処理量において、溶融物の温度（１２）は、エクストルーダの最後においてフランジ（５）内で、バルブ（９）の上流で測定された。溶融物の２軸エクストルーダへの入口温度（１１）も測定された。エクストルーダバレル（１，２，３，４，５）、ライン（６，８）およびバルブ（９）は、２９０°に加熱された。
【０２２０】
この例は従来の単行路搬送エレメントを本発明による搬送エレメントと比較する。表３の結果は、従来の単行路エレメントの場合に明らかに高い温度を明示する。
【０２２１】
【表３】
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【０２２２】
比較例４
エクストルーダ（図２９）は、その中に共回転して咬合するスクリュが配置された８つのバレル部（１−８）からなる構成を含む。装置は、バレル直径が４０ｍｍのコペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（９）によって第１バレル（１）に供給される。バレル（２）は、溶融物温度センサのための測定点（１２）を有する。バレル（３）は閉鎖されており、バレル（４）は脱気開口（１０）を有する。バレル（５）は、溶融物温度センサのための測定点（１３）を有する。バレル（６）および（７）は閉鎖されており、バレル（８）は溶融物温度センサのための測定点（１４）を有する。バレル（８）は、バレルの８の字型穴が見えるように端部で開放されている。
【０２２３】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。スクリュは、最初に、それぞれ２５ｍｍのピッチと２５ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントを備える。そして、６０ｍｍのピッチと６０ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントが後に続く。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１２）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後に続く。スクリュは、ピッチ６０ｍｍで長さ６０ｍｍの５つの２行路搬送エレメントと、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの１つの搬送エレメントとが設けられている。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１３）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後にその後に続く。そして、スクリュは、ピッチ４０ｍｍで長さ４０ｍｍの８つの２行路搬送エレメントが設けられている。
【０２２４】
多様なスクリュ回転速度および登録商標マクロロン（Makrolon）２８０５（バイエルマテリアルサイエンス社（Bayer MaterialScience AG）製）を８０ｋｇ／ｈの処理量において、溶融物の温度（測定点（１４））は、エクストルーダの最後において測定された。温度はさらに、開放出口において溶融物内に保持された手持ち温度計（１５）で測定された。溶融物の２軸エクストルーダへの入口温度（１１）も測定された。エクストルーダバレル（１，２，３，４，５）、ライン（６，８）およびバルブ（９）は、２９０°に加熱された。結果は表４に示される。
【０２２５】
【表４】
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【０２２６】
例５
エクストルーダ（図２９）は、その中に共回転して咬合するスクリュが配置された８つのバレル部（１−８）からなる構成を含む。装置は、バレル直径が４０ｍｍのコペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（９）によって第１バレル（１）に供給される。バレル（２）は、溶融物温度センサのための測定点（１２）を有する。バレル（３）は閉鎖されており、バレル（４）は脱気開口（１０）を有する。バレル（５）は、溶融物温度センサのための測定点（１３）を有する。バレル（６）および（７）は閉鎖されており、バレル（８）は溶融物温度センサのための測定点（１４）を有する。バレル（８）は、バレルの８の字型穴が見えるように端部で開放されている。
【０２２７】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。スクリュは、最初に、それぞれ２５ｍｍのピッチと２５ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントを備える。そして、６０ｍｍのピッチと６０ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントが後に続く。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１２）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後に続く。スクリュは、ピッチ６０ｍｍで長さ６０ｍｍの５つの２行路搬送エレメントと、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの１つの搬送エレメントとが設けられている。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１３）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後にその後に続く。そして、スクリュは、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの１１の２行路搬送エレメントが設けられている。
【０２２８】
多様なスクリュ回転速度および登録商標マクロロン（Makrolon）２８０５（バイエルマテリアルサイエンス社（Bayer MaterialScience AG）製）を８０ｋｇ／ｈの処理量において、溶融物の温度（測定点（１４））は、エクストルーダの最後において測定された。温度はさらに、開放出口において溶融物内に保持された手持ち温度計（１５）で測定された。溶融物の２軸エクストルーダへの入口温度（１１）も測定された。エクストルーダバレル（１，２，３，４，５）、ライン（６，８）およびバルブ（９）は、２９０°に加熱された。結果は表５に示される。表５の結果は、例４の表４のものよりも明らかに低い温度および入口（１１）と出口（１５）との間の温度差を明示する。
【０２２９】
【表５】
0005425898.tif 000008
【０２３０】
例６
エクストルーダ（図２９）は、その中に共回転して咬合するスクリュが配置された８つのバレル部（１−８）からなる構成を含む。装置は、バレル直径が４０ｍｍのコペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（９）によって第１バレル（１）に供給される。バレル（２）は、溶融物温度センサのための測定点（１２）を有する。バレル（３）は閉鎖されており、バレル（４）は脱気開口（１０）を有する。バレル（５）は、溶融物温度センサのための測定点（１３）を有する。バレル（６）および（７）は閉鎖されており、バレル（８）は溶融物温度センサのための測定点（１４）を有する。バレル（８）は、バレルの８の字型穴が見えるように端部で開放されている。
【０２３１】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。スクリュは、最初に、それぞれ２５ｍｍのピッチと２５ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントを備える。そして、６０ｍｍのピッチと６０ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントが後に続く。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１２）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後に続く。スクリュは、ピッチ６０ｍｍで長さ６０ｍｍの５つの２行路搬送エレメントと、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの１つの搬送エレメントとが設けられている。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１３）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後にその後に続く。そして、スクリュは、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの５つの２行路搬送エレメントが設けられている。そして、スクリュは、長さ３０ｍｍでピッチ３０ｍｍの６つの従来の単行路搬送エレメントが設けられている。
【０２３２】
多様なスクリュ回転速度および登録商標マクロロン（Makrolon）２８０５（バイエルマテリアルサイエンス社（Bayer MaterialScience AG）製）を８０ｋｇ／ｈの処理量において、溶融物の温度（測定点（１４））は、エクストルーダの最後において測定された。温度はさらに、開放出口において溶融物内に保持された手持ち温度計（１５）で測定された。溶融物の２軸エクストルーダへの入口温度（１１）も測定された。エクストルーダバレル（１，２，３，４，５）、ライン（６，８）およびバルブ（９）は、２９０°に加熱された。結果は表５に示される。表５の結果は、例５の表５の本発明によるプロセスよりも明らかに低い温度および入口（１１）と出口（１５）との間の温度差を明示する。
【０２３３】
【表６】
0005425898.tif 000009
【０２３４】
比較例７
エクストルーダ（図３０）は、その中に共回転して咬合するスクリュが配置された９つのバレル部からなる構成を含む。装置は、バレル直径が４０ｍｍのコペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（１２）によって第１バレル（１）に供給される。バレル（２）は、溶融物温度センサのための測定点（１４）を有する。バレル（３）は閉鎖されており、バレル（４）は脱気開口（１３）を有する。バレル（５）は、溶融物温度センサのための測定点（１５）を有する。バレル（６）および（７）は閉鎖されており、バレル（８）は溶融物温度センサのための測定点（１６）を有する。バレル（９）は、２軸スクリュエクストルーダの８の字型穴からパイプ（１０）（丸形）に断面を変化させるフランジである。溶融物温度センサ（１７）が、フランジに配設されている。フランジの後に、調整のためのバルブ（１１）が設けられている。バルブ（１１）およびライン（１０）の内径はともに１５ｍｍであり、バルブの長さは９５ｍｍであり、ラインの長さは１２０ｍｍである。
【０２３５】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。スクリュは、最初に、それぞれ２５ｍｍのピッチと２５ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントを備える。そして、６０ｍｍのピッチと６０ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントが後に続く。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１２）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後に続く。スクリュは、ピッチ６０ｍｍで長さ６０ｍｍの５つの２行路搬送エレメントと、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの１つの搬送エレメントとが設けられている。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１５）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後にその後に続く。そして、スクリュは、ピッチ４０ｍｍで長さ４０ｍｍの８つの２行路搬送エレメントが設けられている。
【０２３６】
多様なスクリュ回転速度およびベイブレンド（bayblend）（登録商標）Ｔ４５（バイエルマテリアルサイエンス社（Bayer MaterialScience AG）製）を８０ｋｇ／ｈの処理量において、溶融物の温度（測定点（１７））は、エクストルーダの最後において測定された。溶融物の２軸エクストルーダへの入口温度（測定点（１８））も測定された。エクストルーダバレル（１，２，３，４，５，６，７，８，９）、ライン（１０，１２）およびバルブ１１）は、２４０°に加熱された。バルブ（１１）は完全に開放されている。結果は表７に示される。
【０２３７】
【表７】
0005425898.tif 000010
【０２３８】
例８
エクストルーダ（図３０）は、その中に共回転して咬合するスクリュが配置された９つのバレル部からなる構成を含む。装置は、バレル直径が４０ｍｍのコペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（１２）によって第１バレル（１）に供給される。バレル（２）は、溶融物温度センサのための測定点（１４）を有する。バレル（３）は閉鎖されており、バレル（４）は脱気開口（１３）を有する。バレル（５）は、溶融物温度センサのための測定点（１５）を有する。バレル（６）および（７）は閉鎖されており、バレル（８）は溶融物温度センサのための測定点（１６）を有する。バレル（９）は、２軸スクリュエクストルーダの８の字型穴からパイプ（１０）（丸形）に断面を変化させるフランジである。溶融物温度センサ（１７）が、フランジに配設されている。フランジの後に、調整のためのバルブ（１１）が設けられている。バルブ（１１）およびライン（１０）の内径はともに１５ｍｍであり、バルブの長さは９５ｍｍであり、ラインの長さは１２０ｍｍである。
【０２３９】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。スクリュは、最初に、それぞれ２５ｍｍのピッチと２５ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントを備える。そして、６０ｍｍのピッチと６０ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントが後に続く。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１２）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後に続く。スクリュは、ピッチ６０ｍｍで長さ６０ｍｍの５つの２行路搬送エレメントと、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの１つの搬送エレメントとが設けられている。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１５）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後にその後に続く。そして、スクリュは、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの１１の２行路搬送エレメントが設けられている。
【０２４０】
多様なスクリュ回転速度およびベイブレンド（bayblend）（登録商標）Ｔ４５（バイエルマテリアルサイエンス社（Bayer MaterialScience AG）製）を８０ｋｇ／ｈの処理量において、溶融物の温度（測定点（１７））は、エクストルーダの最後において測定された。溶融物の２軸エクストルーダへの入口温度（測定点（１８））も測定された。エクストルーダバレル（１，２，３，４，５，６，７，８，９）、ライン（１０，１２）およびバルブ１１）は、２４０°に加熱された。バルブ（１１）は完全に開放されている。結果は表８に示され、例７の表７よりも低い温度を明示する。
【０２４１】
【表８】
0005425898.tif 000011
【０２４２】
比較例９
エクストルーダ（図３０）は、その中に共回転して咬合するスクリュが配置された９つのバレル部からなる構成を含む。装置は、バレル直径が４０ｍｍのコペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（１２）によって第１バレル（１）に供給される。バレル（２）は、溶融物温度センサのための測定点（１４）を有する。バレル（３）は閉鎖されており、バレル（４）は脱気開口（１３）を有する。バレル（５）は、溶融物温度センサのための測定点（１５）を有する。バレル（６）および（７）は閉鎖されており、バレル（８）は溶融物温度センサのための測定点（１６）を有する。バレル（９）は、２軸スクリュエクストルーダの８の字型穴からパイプ（１０）（丸形）に断面を変化させるフランジである。溶融物温度センサ（１７）が、フランジに配設されている。フランジの後に、調整のためのバルブ（１１）が設けられている。バルブ（１１）およびライン（１０）の内径はともに１５ｍｍであり、バルブの長さは９５ｍｍであり、ラインの長さは１２０ｍｍである。
【０２４３】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。スクリュは、最初に、それぞれ２５ｍｍのピッチと２５ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントを備える。そして、６０ｍｍのピッチと６０ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントが後に続く。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１２）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後に続く。スクリュは、ピッチ６０ｍｍで長さ６０ｍｍの５つの２行路搬送エレメントと、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの１つの搬送エレメントとが設けられている。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１５）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後にその後に続く。そして、スクリュは、ピッチ４０ｍｍで長さ４０ｍｍの８つの２行路搬送エレメントが設けられている。
【０２４４】
２５０ｒｐｍのスクリュ回転速度およびベイブレンド（bayblend）（登録商標）Ｔ４５（バイエルマテリアルサイエンス社（Bayer MaterialScience AG）製）を８０ｋｇ／ｈの処理量において、溶融物の温度（測定点（１７））は、エクストルーダの最後において測定された。溶融物の２軸エクストルーダへの入口温度（測定点（１８））も測定された。エクストルーダバレル（１，２，３，４，５，６，７，８，９）、ライン（１０，１２）およびバルブ（１１）は、２４０°に加熱された。結果は表９に示される。
【０２４５】
【表９】
0005425898.tif 000012
【０２４６】
例１０
エクストルーダ（図３０）は、その中に共回転して咬合するスクリュが配置された９つのバレル部からなる構成を含む。装置は、バレル直径が４０ｍｍのコペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（１２）によって第１バレル（１）に供給される。バレル（２）は、溶融物温度センサのための測定点（１４）を有する。バレル（３）は閉鎖されており、バレル（４）は脱気開口（１３）を有する。バレル（５）は、溶融物温度センサのための測定点（１５）を有する。バレル（６）および（７）は閉鎖されており、バレル（８）は溶融物温度センサのための測定点（１６）を有する。バレル（９）は、２軸スクリュエクストルーダの８の字型穴からパイプ（１０）（丸形）に断面を変化させるフランジである。溶融物温度センサ（１７）が、フランジに配設されている。フランジの後に、調整のためのバルブ（１１）が設けられている。バルブ（１１）およびライン（１０）の内径はともに１５ｍｍであり、バルブの長さは９５ｍｍであり、ラインの長さは１２０ｍｍである。
【０２４７】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。スクリュは、最初に、それぞれ２５ｍｍのピッチと２５ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントを備える。そして、６０ｍｍのピッチと６０ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントが後に続く。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１２）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後に続く。スクリュは、ピッチ６０ｍｍで長さ６０ｍｍの５つの２行路搬送エレメントと、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの１つの搬送エレメントとが設けられている。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１５）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後にその後に続く。そして、スクリュは、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの１１の２行路搬送エレメントが設けられている。
【０２４８】
２５０ｒｐｍのスクリュ回転速度およびベイブレンド（bayblend）（登録商標）Ｔ４５（バイエルマテリアルサイエンス社（Bayer MaterialScience AG）製）を８０ｋｇ／ｈの処理量において、溶融物の温度（測定点（１７））は、エクストルーダの最後において測定された。溶融物の２軸エクストルーダへの入口温度（測定点（１８））も測定された。エクストルーダバレル（１，２，３，４，５，６，７，８，９）、ライン（１０，１２）およびバルブ（１１）は、２４０°に加熱された。結果は表１０に示され、例９の表９よりも低い温度を明示する。
【０２４９】
【表１０】
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【０２５０】
例１１
エクストルーダ（図３０）は、その中に共回転して咬合するスクリュが配置された９つのバレル部からなる構成を含む。装置は、バレル直径が４０ｍｍのコペリオンウェルナアンドフライドラー社（Coperion Werner & Pfleiderer）のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（１２）によって第１バレル（１）に供給される。バレル（２）は、溶融物温度センサのための測定点（１４）を有する。バレル（３）は閉鎖されており、バレル（４）は脱気開口（１３）を有する。バレル（５）は、溶融物温度センサのための測定点（１５）を有する。バレル（６）および（７）は閉鎖されており、バレル（８）は溶融物温度センサのための測定点（１６）を有する。バレル（９）は、２軸スクリュエクストルーダの８の字型穴からパイプ（１０）（丸形）に断面を変化させるフランジである。溶融物温度センサ（１７）が、フランジに配設されている。フランジの後に、調整のためのバルブ（１１）が設けられている。バルブ（１１）およびライン（１０）の内径はともに１５ｍｍであり、バルブの長さは９５ｍｍであり、ラインの長さは１２０ｍｍである。
【０２５１】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。スクリュは、最初に、それぞれ２５ｍｍのピッチと２５ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントを備える。そして、６０ｍｍのピッチと６０ｍｍの長さを有する２行路搬送エレメントが後に続く。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１２）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後に続く。スクリュは、ピッチ６０ｍｍで長さ６０ｍｍの５つの２行路搬送エレメントと、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの１つの搬送エレメントとが設けられている。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１５）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後にその後に続く。そして、スクリュは、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの５つの本発明に係る搬送エレメントが設けられている。そして、その後に、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの６つの従来の単行路搬送エレメントが続く。
【０２５２】
２５０ｒｐｍのスクリュ回転速度およびベイブレンド（bayblend）（登録商標）Ｔ４５（バイエルマテリアルサイエンス社（Bayer MaterialScience AG）製）を８０ｋｇ／ｈの処理量において、溶融物の温度（測定点（１７））は、バルブ１１の上流で、測定センサ（１９）エクストルーダの最後においてフランジ（９）の中で様々な圧力（測定点（１８））において測定された。溶融物の２軸エクストルーダへの入口温度（測定点（１８））も測定された。エクストルーダバレル（１，２，３，４，５，６，７，８，９）、ライン（１０，１２）およびバルブ（１１）は、２４０°に加熱された。結果は表１１に示され、例１０の表１０よりも低い温度を明示する。
【０２５３】
【表１１】
0005425898.tif 000014
【０２５４】
図１２および１３において、溶融は、ＺＳＫ３２Ｍｃ（コペリオンウェルナアンドフライドラー社）においてマクロロン（登録商標）３１０８（バイエルマテリアルサイエンス社製）およびＯＤＳ（登録商標）２０１５（バイエルマテリアルサイエンス社製）を用いて行われる。マクロロン（登録商標）３１０８は、１％の着色マクロロン（登録商標）４２０により紫色に着色されている。実験は図３１の構成で行われた。マクロロン（登録商標）３１０８とＯＤＳ（登録商標）２０１５は、２５％：７５％（％＝質量％）である。
【０２５５】
エクストルーダは、２４Ｌ／Ｄの長さを有する。エクストルーダは、搬送エレメントを備える供給領域（９）と、混練ブロックに占有された溶融領域（１０）と、多様な構成の測定領域（１１）とからなる。ペレットが供給される。エクストルーダ出口のダイ（７）は、１ｍｍのスロット高さで１４０ｍｍの幅のフラットフィルムダイである。
【０２５６】
ダイから出現する高分子フィルムは、ＣＣＤカメラによって撮影され、光源で逆光になる。カメラは、１２８０×９６０ピクセルで２９μｍ／ピクセルの解像度を有する。高分子フィルムの画像は、毎秒、１実験当たり合計１８０画像撮影される。
【０２５７】
最も高粘度のマクロロン（登録商標）３１０８が完全に溶融しなければ、高分子フィルム中の暗い紫色の染みがカメラにより記録される。高分子フィルムの端は、カメラによって認知され、画像中の高分子フィルムの面積が計算される。前記面積の暗い紫色の染みの面積に対する比が計算される。これは、スクリュ構成の溶融能力の測定の役目を果たす。溶融していないペレットの比率が大きいと、スクリュの形成がよくない。
【０２５８】
比較例１２
２軸スクリュエクストルーダ（図３１）は、その中に共回転して攻防するスクリュが配置される６つのバレル（１−６）の構成を有する。装置は、バレル直径が３２ｍｍのコペリオンウェルナアンドフライドラー社のＺＳＫ３２Ｓｃである。ペレットが第１バレル（１）に供給される（１２）。他のバレル（２−６）は閉鎖され、最後にフラットフィルムダイ（７）がある。
【０２５９】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。供給領域（９）において、スクリュは、４２ｍｍおよび６３．５ｍｍのピッチの２行路搬送エレメントを備える。供給領域は、第４バレル（４）の半ばまで延伸し、そこから測定領域（１０）が始まる。溶融領域（１０）は、第５バレル（５）の終盤まで延伸し、３行路混練ブロックと２行路から３行路またはその逆の変形を提供する変形混練ブロックとからなる。流れは、溶融領域の最後においてＺＭＥエレメントおよび／または右側の混練ブロックによって制限される。
【０２６０】
測定領域（１１）または圧力形領域は、第５バレルの終わりから始まる。それは、長さ２８ｍｍでピッチ２８ｍｍの２行路搬送エレメントからなる。そして、長さ４２ｍｍでピッチ４２ｍｍの２つの搬送エレメントが続いている。そして、ピッチ２８ｍｍで長さ４２ｍｍのスクリュ頂部が続いている。
【０２６１】
１３０ｋｇ／ｈの処理量および４００ｒｐｍのスクリュ回転速度で、溶融していないペレットが高分子フィルムの面積の４．５３％を占める（表１２参照）。
【０２６２】
例１３
構成は比較例と同じである。測定領域または圧力形成領域だけが、本発明によるスクリュエレメントを備える。
【０２６３】
搬送領域（１１）は、第１バレルの終わりで開始する。それは、長さ２８ｍｍでピッチ２８ｍｍの本発明による５つのスクリュエレメントからなる。
【０２６４】
正確に同じ運転条件が比較実験において達成された。それは驚くべきことに、溶融していないペレットの染みの割合が１．８９％であることが分かった。このため、本発明によるスクリュエレメントは、従来技術と比較して溶融の間の明かな改善を示す。
【０２６５】
【表１２】
0005425898.tif 000015
【０２６６】
合成に関する例１４および１５は、ＺＳＫ３２Ｓｃ（コペリオンウェルナアンドフライドラー社）において行われた。実験は、図３２の構成で行われた。組成物は、４０．１７質量％の組物成Ａ、４７．６０質量％の組成物Ｂおよび３．３３質量％の組成物Ｃからなる。
【０２６７】
組成物Ａ
２５℃の溶液であるＣＨ２Ｃｌ２中で０．５ｇ／１００ｍｌの濃度で測定したηｒｅｌ＝１．２７５の相対溶液粘度を有するビスフェノールＡベースの直鎖ポリカーボネート。
【０２６８】
組成物Ｂ
２７重量％のアクリロニトリルと７３重量％のスチレンとの混合物のＡＢＳポリマーに対して５０重量％のエマルジョン重合による微粒子架橋ポリブタジエンゴム（平均粒子径ｄ５０＝０．３５μｍ）がＡＢＳポリマーに対して５０重量％存在するＡＢＳポリマー製品。
【０２６９】
組成物Ｃ
７２：２８の重量比のスチレンアクリロニトリルを有し、０．５５ｄｌ／ｇの固有粘度（２０℃のジメチルホルムアミド中で測定）を有するスチレンアクリロニトリル共重合体。
【０２７０】
組成物Ｄ
組成物Ｃは、金型剥離剤および熱安定剤のような添加物からなる。
【０２７１】
エクストルーダは、４０Ｌ／Ｄの長さを有し、搬送エレメントを備える供給領域（１４）と、混練ブロックに占有された溶融領域（１５）と、ダイ（１１）の上流の多様な構成の測定領域（１６）とからなる。ペレットが供給される。エクストルーダ出口のダイ（１１）は、４穴ダイである。ダイ（１１）の下流において、ベイブレンド（Bayblend）は、水槽を通して引き抜かれペレット化される。
【０２７２】
ペレットのサンプルは、達成された運転点において採取された。５０粒が顕微鏡で分析された。円筒形のペレットは、端面に照明を当てられ、反対側から顕微鏡で観察された。ペレットは不透明であるが、スクリュの形成および運転点に依存して溶融していないポリカーボネートの領域が光輝いて視認可能である。これらの領域は、ウィンドウとして知られる。５０粒のサンプル当たりのウィンドウの数が溶融の測定である。理想的には、ウィンドウはない。
【０２７３】
比較例１４
２軸スクリュエクストルーダ（図３２）は、その中に共回転して咬合するスクリュが配置された１１のバレルからなる構成を含む。装置は、３２ｍｍのバレル直径を有するコペリオンウェルナアンドフライドラー社のＺＳＫ３２Ｓｃである。ペレットが、第１バレル（１）に供給される（１２）。脱気開口（１３）のあるバレル（９）を除く他のバレル（２，３，４，５，６，７，８，１０）は閉鎖されている。４穴ダイ（１１）が端部に配設されている。
【０２７４】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。供給領域（１４）のスクリュは、最初に、２行路搬送エレメントを備える。供給領域（１４）は、バレル（７）の始めまで延伸し、そこから溶融領域（１５）が始まる。溶融領域（１５）は、バレル（８）の半ばまで延伸し、３行路混練ブロックと２行路から３行路またはその逆の変形を提供する変形混練ブロックとからなる。流れは、溶融領域の最後においてＺＭＥエレメントおよび／または右側の混練ブロックによって制限される。
【０２７５】
測定領域（１６）または圧力形領域は、溶融領域の後のバレル（９）の半ばに始まる。それは、長さ２８ｍｍでピッチ２８ｍｍの２行路搬送エレメントからなる。そして、１３ｍｍの長さと１３．５ｍｍのピッチを有する２つのＺＭＥエレメントが続いている。そして、長さ４２ｍｍでピッチ２８ｍｍの３つの２行路搬送エレメントが続いている。そして、その後にピッチ２８ｍｍで長さ１４ｍｍの搬送エレメントが続く長さ２８ｍｍでピッチ４２ｍｍの３つの２行路搬送エレメントがある。最後に、長さ４２ｍｍでピッチ２８ｍｍのスクリュ頂部がある。
【０２７６】
１４５ｋｇ／ｈの処理量および６００ｒｐｍのスクリュ回転速度で、５０粒中に１００ウィンドウが視認可能であった（表１３参照）。１６０ｋｇ／ｈの処理量および６００ｒｐｍのスクリュ回転速度で、５０粒中に２１１ウィンドウが視認可能であった。
【０２７７】
例１５
２軸スクリュエクストルーダ（図３２）は、その中に共回転して咬合するスクリュが配置された１１のバレルからなる構成を含む。装置は、３２ｍｍのバレル直径を有するコペリオンウェルナアンドフライドラー社のＺＳＫ３２Ｓｃである。ペレットが、第１バレル（１）に供給される（１２）。脱気開口（１３）のあるバレル（９）を除く他のバレル（２，３，４，５，６，７，８，１０）は閉鎖されている。４穴ダイ（１１）が端部に配設されている。
【０２７８】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。供給領域（１４）のスクリュは、最初に、２行路搬送エレメントを備える。供給領域（１４）は、バレル（７）の始めまで延伸し、そこから溶融領域（１５）が始まる。溶融領域（１５）は、バレル（８）の半ばまで延伸し、３行路混練ブロックと２行路から３行路またはその逆の変形を提供する変形混練ブロックとからなる。流れは、溶融領域の最後においてＺＭＥエレメントおよび／または右側の混練ブロックによって制限される。
【０２７９】
測定領域（１６）または圧力形領域は、溶融領域の後のバレル（８）の半ばに始まる。それは、長さ２８ｍｍでピッチ２８ｍｍの本発明によるスクリュエレメントからなる。そして、１３ｍｍの長さと１３．５ｍｍのピッチを有する２つのＺＭＥエレメントが続いている。そして、１０の長さ２８ｍｍでピッチ２８ｍｍの本発明によるスクリュエレメントが続いている。
【０２８０】
正確に同じ運転条件が比較実験において達成された。それは驚くべきことに、新規なスクリュエレメントによりウィンドウの数が明らかに減少させられることが分かった（表１３）。このため、本発明によるスクリュエレメントは、従来技術と比較してベイブレンド（登録商標）Ｔ４５の溶融の間の明かな改善を示す。
【０２８１】
【表１３】
0005425898.tif 000016
【０２８２】
高分子搬送に関する例１６−１９は、ＺＳＫ４０Ｓｃ（コペリオンウェルナアンドフライドラー社）において行われた。実験は、図３３の構成で行われた。
【０２８３】
２軸エクストルーダ（図３３）は、その中でスクリュが共回転および咬合する７つのバレル（１−７）からなる構成を含む。装置は、４０ｍｍのバレル直径を有する。高分子溶融物が、加熱パイプ（９）によって第２バレル（２）に供給される。バレル（３）は閉鎖されており、バレル（４）は溶融物温度センサのための測定点（１４）を有する。バレル（５）は、脱気開口（１０）を有する。バレル（６）および（７）は閉鎖されている。バレル（８）は、２軸スクリュエクストルーダの８の字型穴からパイプ（丸形）（１３）に断面を変化させるフランジである。フランジの後に、調整のためのバルブ（１２）が設けられている。バルブおよびラインの内径はともに１５ｍｍであり、バルブの長さは９５ｍｍであり、ラインの長さは１２０ｍｍである。バルブ（１２）の上流において、センサ（１１）によって圧力が測定される。出口における溶融物温度は、圧力センサ（１１）に保持された手持ち温度計で測定される。
【０２８４】
比較例１６
エクストルーダ（図３３）は、その中でスクリュが共回転および咬合する７つのバレルからなる構成を含む。装置は、４０ｍｍのバレル直径を有するコペリオンウェルナアンドフライドラー社のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（９）によって第２バレル（２）に供給される。バレル（３）は閉鎖されており、バレル（４）は溶融物温度センサのための測定点（１４）を有する。バレル（５）は、脱気開口（１０）を有する。バレル（６）および（７）は閉鎖されている。バレル（８）は、２軸スクリュエクストルーダの８の字型穴からパイプ（丸形）（１３）に断面を変化させるフランジである。フランジの後に、調整のためのバルブ（１２）が設けられている。バルブおよびラインの内径はともに１５ｍｍであり、バルブの長さは９５ｍｍであり、ラインの長さは１２０ｍｍである。
【０２８５】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。スクリュは、最初に、それぞれ２５ｍｍのピッチと２５ｍｍの長さを有する３つの２行路搬送エレメントを備える。そして、６０ｍｍのピッチと６０ｍｍの長さを有する５つの２行路搬送エレメントが後に続く。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１４）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後に続く。スクリュは、ピッチ６０ｍｍで長さ６０ｍｍの５つの２行路搬送エレメントと、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの１つの搬送エレメントとが設けられている。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１５）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後にその後に続く。そして、スクリュは、ピッチ６０ｍｍで長さ６０ｍｍの２つの２行路搬送エレメントと、ピッチ６０ｍｍで長さ３０ｍｍの１つの搬送エレメントが設けられている。
【０２８６】
そして、スクリュは、４０ｍのピッチと４０ｍｍの長さを有する８つの２行路搬送エレメントを備える。
【０２８７】
２５０ｒｐｍのスクリュ回転速度および８０ｋｇ／ｈの処理量において、温度の上昇が様々な圧力で測定された（バルブ（１２）の上流の圧力測定センサ（１１））。次の材料を取り扱った：ポリプロピレン（登録商標（Polypropylen））、ポリスチロール（登録商標）（Polystyrol）、ポカン（登録商標）（Pocan）。温度は、さらに、チューブの出口において手持ち温度計（１５）で測定された。温度計はチューブの中の溶融物内に保持された。表１４は、（１４）から（１５）までの温度上昇を示す。
【０２８８】
【表１４】
0005425898.tif 000017
温度上昇（Ｋ）
【０２８９】
例１７
エクストルーダ（図３３）は、その中でスクリュが共回転および咬合する７つのバレルからなる構成を含む。装置は、４０ｍｍのバレル直径を有するコペリオンウェルナアンドフライドラー社のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（９）によって第２バレル（２）に供給される。バレル（３）は閉鎖されており、バレル（４）は溶融物温度センサのための測定点（１４）を有する。バレル（５）は、脱気開口（１０）を有する。バレル（６）および（７）は閉鎖されている。バレル（８）は、２軸スクリュエクストルーダの８の字型穴からパイプ（丸形）（１３）に断面を変化させるフランジである。フランジの後に、調整のためのバルブ（１２）が設けられている。バルブおよびラインの内径はともに１５ｍｍであり、バルブの長さは９５ｍｍであり、ラインの長さは１２０ｍｍである。
【０２９０】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。スクリュは、最初に、それぞれ２５ｍｍのピッチと２５ｍｍの長さを有する３つの２行路搬送エレメントを備える。そして、６０ｍｍのピッチと６０ｍｍの長さを有する５つの２行路搬送エレメントが後に続く。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１４）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後に続く。スクリュは、ピッチ６０ｍｍで長さ６０ｍｍの５つの２行路搬送エレメントと、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの１つの搬送エレメントとが設けられている。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１５）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後にその後に続く。そして、スクリュは、ピッチ６０ｍｍで長さ６０ｍｍの２つの２行路搬送エレメントと、ピッチ６０ｍｍで長さ３０ｍｍの１つの搬送エレメントが設けられている。
【０２９１】
そして、スクリュは、３０ｍのピッチと３０ｍｍの長さを有する１１の２行路搬送エレメントを備える。
【０２９２】
２５０ｒｐｍのスクリュ回転速度および８０ｋｇ／ｈの処理量において、温度の上昇が様々な圧力で測定された（バルブ（１２）の上流の圧力測定センサ（１１））。次の材料を取り扱った：ポリプロピレン（登録商標）、ポリスチロール（登録商標）、ポカン（登録商標）（Pocan）。温度は、さらに、チューブの出口において手持ち温度計（１５）で測定された。温度計はチューブの中の溶融物内に保持された。表１５は、（１４）から（１５）までの温度上昇を示す。新規な発明は、全ての製品において低い温度上昇を示す。
【０２９３】
【表１５】
0005425898.tif 000018
温度上昇（Ｋ）
【０２９４】
比較例１８
エクストルーダ（図３３）は、その中でスクリュが共回転および咬合する７つのバレルからなる構成を含む。装置は、４０ｍｍのバレル直径を有するコペリオンウェルナアンドフライドラー社のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（９）によって第２バレル（２）に供給される。バレル（３）は閉鎖されており、バレル（４）は溶融物温度センサのための測定点（１４）を有する。バレル（５）は、脱気開口（１０）を有する。バレル（６）および（７）は閉鎖されている。バレル（８）は、２軸スクリュエクストルーダの８の字型穴からパイプ（丸形）（１３）に断面を変化させるフランジである。フランジの後に、調整のためのバルブ（１２）が設けられている。バルブおよびラインの内径はともに１５ｍｍであり、バルブの長さは９５ｍｍであり、ラインの長さは１２０ｍｍである。
【０２９５】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。スクリュは、最初に、それぞれ２５ｍｍのピッチと２５ｍｍの長さを有する３つの２行路搬送エレメントを備える。そして、６０ｍｍのピッチと６０ｍｍの長さを有する５つの２行路搬送エレメントが後に続く。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１４）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後に続く。スクリュは、ピッチ６０ｍｍで長さ６０ｍｍの５つの２行路搬送エレメントと、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの１つの搬送エレメントとが設けられている。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１５）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後にその後に続く。そして、スクリュは、ピッチ６０ｍｍで長さ６０ｍｍの２つの２行路搬送エレメントと、ピッチ６０ｍｍで長さ３０ｍｍの１つの搬送エレメントが設けられている。
【０２９６】
そして、スクリュは、４０ｍのピッチと４０ｍｍの長さを有する８つの２行路搬送エレメントを備える。
【０２９７】
１５０から３５０ｒｐｍの間のスクリュ回転速度および８０ｋｇ／ｈの処理量において、温度の上昇を張る津（１２）を開放して測定した。次の材料を取り扱った：イネオス社（Ineos）のルストラン（登録商標）（Lustran）ＤＮ５０、ポリプロピレン（登録商標）、ポリスチロール（登録商標）。２軸スクリュエクストルーダ内の溶融物の温度（測定点１４）が測定された。温度は、さらに、チューブの出口において手持ち温度計（１５）で測定された。温度計はチューブの中の溶融物内に保持された。表１６は、（１４）から（１５）までの温度上昇を示す。
【０２９８】
【表１６】
0005425898.tif 000019
温度上昇（Ｋ）
【０２９９】
例１９
エクストルーダ（図３３）は、その中でスクリュが共回転および咬合する７つのバレルからなる構成を含む。装置は、４０ｍｍのバレル直径を有するコペリオンウェルナアンドフライドラー社のＺＳＫ４０Ｓｃである。高分子溶融物が、加熱パイプ（９）によって第２バレル（２）に供給される。バレル（３）は閉鎖されており、バレル（４）は溶融物温度センサのための測定点（１４）を有する。バレル（５）は、脱気開口（１０）を有する。バレル（６）および（７）は閉鎖されている。バレル（８）は、２軸スクリュエクストルーダの８の字型穴からパイプ（丸形）（１３）に断面を変化させるフランジである。フランジの後に、調整のためのバルブ（１２）が設けられている。バルブおよびラインの内径はともに１５ｍｍであり、バルブの長さは９５ｍｍであり、ラインの長さは１２０ｍｍである。
【０３００】
２つのスクリュ（不図示）は、対称にスクリュエレメントが設けられている。スクリュは、最初に、それぞれ２５ｍｍのピッチと２５ｍｍの長さを有する３つの２行路搬送エレメントを備える。そして、６０ｍｍのピッチと６０ｍｍの長さを有する５つの２行路搬送エレメントが後に続く。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１４）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後に続く。スクリュは、ピッチ６０ｍｍで長さ６０ｍｍの５つの２行路搬送エレメントと、ピッチ３０ｍｍで長さ３０ｍｍの１つの搬送エレメントとが設けられている。取り付けられた状態で溶融物温度センサ（１５）の下に配置される３０ｍｍの長さと２６ｍｍの直径とを有するブシュが後にその後に続く。そして、スクリュは、ピッチ６０ｍｍで長さ６０ｍｍの２つの２行路搬送エレメントと、ピッチ６０ｍｍで長さ３０ｍｍの１つの搬送エレメントが設けられている。
【０３０１】
そして、スクリュは、２８ｍのピッチと２８ｍｍの長さを有する１１のスクリュエレメントを備える。
【０３０２】
１５０から３５０ｒｐｍの間のスクリュ回転速度および８０ｋｇ／ｈの処理量において、温度の上昇を張る津（１２）を開放して測定した。次の材料を取り扱った：イネオス社（Ineos）のルストラン（登録商標）（Lustran）ＤＮ５０、ポリプロピレン（登録商標）、ポリスチロール（登録商標）。２軸スクリュエクストルーダ内の溶融物の温度（測定点１４）が測定された。温度は、さらに、チューブの出口において手持ち温度計（１５）で測定された。温度計はチューブの中の溶融物内に保持された。表１６は、（１４）から（１５）までの温度上昇を示す。本発明によるスクリュエレメントでの温度上昇は、従来技術よりも低い。
【０３０３】
【表１７】
0005425898.tif 000020
温度上昇（Ｋ）
【図１ａ−１ｄ】
0005425898.tif 000021
【図２ａ−２ｄ】
0005425898.tif 000022
【図３ａ−４ｂ】
0005425898.tif 000023
【図５−７】
0005425898.tif 000024
【図８ａ−９】
0005425898.tif 000025
【図１０ａ−１１ｂ】
0005425898.tif 000026
【図１２ａ−１３ｂ】
0005425898.tif 000027
【図１４ａ】
0005425898.tif 000028
【図１４ｂ】
0005425898.tif 000029
【図１４ｃ】
0005425898.tif 000030
【図１４ｄ】
0005425898.tif 000031
【図１５ａ】
0005425898.tif 000032
【図１５ｂ】
0005425898.tif 000033
【図１５ｃ】
0005425898.tif 000034
【図１５ｄ】
0005425898.tif 000035
【図１６ａ】
0005425898.tif 000036
【図１６ｂ】
0005425898.tif 000037
【図１６ｃ】
0005425898.tif 000038
【図１６ｄ】
0005425898.tif 000039
【図１７ａ】
0005425898.tif 000040
【図１７ｂ】
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【図１８ａ−１８ｄ】
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【図１９ａ−１９ｄ】
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【図２０ａ−２０ｄ】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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【図２１ｃ】
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【図２２ａ】
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【図２２ｂ】
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【図２２ｃ】
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【図２３ａ】
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【図２３ｂ】
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【図２４ａ】
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【図２４ｂ】
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【図２４ｃ】
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【図２４ｄ】
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【図２４ｅ】
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【図２４ｆ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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