(57)【要約】  本発明は、低圧押出機段階においてスクリュ部分をワイピングするためのワイパを含むことにより、スクリュ部分のワイピングが低圧押出機段階における溶融物の搬送を改善する、改良型押出機アセンブリを提供する。本発明は、一軸スクリュ配合押出機の低圧脱気及びエントレインメント押出機段階で用いられる場合に特に有用である。本発明は、改良型押出機アセンブリを組み込んだインライン配合成形システムで用いられる押出／射出ユニットも提供する。
2008515682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機アセンブリは、バレルとスクリュと駆動装置アセンブリと第１のワイパを含み、
該バレルは、該バレル内に延びるスクリュ通路を提供する内面と、
使用の際に該スクリュ通路への第１の成形材料の送り込みに対応するために、該バレルの第１の端付近で該バレルの側壁を貫通して構成される主供給口と、
使用の際に該バレルの少なくとも一部を加熱するヒータと
を含み、
該スクリュは、該スクリュ通路内に配置され、
細長いシャンクと、
該シャンクの外面に螺旋状に配置されるスクリュねじ山と
を含み、該スクリュねじ山に隣接した該シャンクの露出外面がスクリュ芯軸を提供し、
該駆動装置アセンブリは、動作部分が該スクリュの該第１の端に連結されて、該バレルの第１の端に隣接して配置され、
該第１のワイパは、該バレルに接続されると共に低圧バレル押出機段階内に位置され、静止ワイピング要素を含み、該静止ワイピング要素の少なくとも一部が、該スクリュ通路内に配置可能であると共に、使用の際に隣接するスクリュ部分と協働して該スクリュ部分をワイピングするように構成され、
該スクリュ部分のワイピングは、該低圧押出機段階における溶融物の搬送を改善する、押出機アセンブリ。
【請求項２】
前記バレルは、使用の際に前記スクリュ通路からのガス状揮発物の脱気又は第２の成形材料の送り込みの少なくとも一方に対応するために、該バレルの両端の中間で該バレルの側壁を貫通して構成される補助ポートをさらに含む、請求項１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項３】
前記第１のワイパは、前記主供給口に隣接して構成された低圧押出機段階に構成される、請求項１又は２に記載の押出機アセンブリ。
【請求項４】
前記第１のワイパは、前記補助ポートに隣接して構成された低圧押出機段階に構成される、請求項１又は２に記載の押出機アセンブリ。
【請求項５】
前記静止ワイピング要素のうち前記スクリュ通路内に配置可能な部分は、円筒構成を有する、請求項１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項６】
前記静止ワイピング要素のうち前記スクリュ通路内に配置可能な部分は、前記スクリュねじ山のねじれ角にほぼ平行に配置される搬送面をさらに含む、請求項５に記載の押出機アセンブリ。
【請求項７】
前記静止ワイピング要素の遠位端は、半球形状を有する、請求項５に記載の押出機アセンブリ。
【請求項８】
前記静止ワイピング要素の遠位端は、前記スクリュ芯軸に近接して位置決めされると該スクリュ芯軸の輪郭に密接に従う凹状輪郭を有する、請求項５に記載の押出機アセンブリ。
【請求項９】
前記静止ワイピング要素のうち前記スクリュ通路内に配置可能な部分は、螺旋状の外形を有する、請求項１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項１０】
前記静止ワイピング要素のうち前記スクリュ通路内に配置可能な部分は、ブレード状の外形を有する、請求項１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項１１】
前記静止ワイピング要素は、前記バレルの側壁に設けられるボア内に構成され、且つ前記スクリュ通路内に延びる突出部分を含む、請求項１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの静止ワイピング要素は、前記スクリュ通路に対してほぼ垂直な向きで該スクリュ通路内に延びるように配置される、請求項１１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項１３】
前記静止ワイピング要素は、前記バレルの前記内面に形成される、請求項１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項１４】
前記静止ワイピング要素は、前記バレルの前記内面に交換可能に接続される、請求項１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項１５】
前記複数の静止ワイピング要素は、前記低圧押出機段階内に配置される、請求項１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項１６】
前記複数の静止ワイピング要素は、前記低圧押出機段階内に等間隔で直線状に配置される、請求項１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項１７】
ワイピングされる前記スクリュ部分は、使用の際に前記静止ワイピング要素を通過する前記スクリュねじ山の回転に他の形で対応するために、該スクリュねじ山に延びるクリアランス部分を含む、請求項１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項１８】
ワイピングされる前記スクリュ部分は、前記スクリュ芯軸の一部を含む、請求項１７に記載の押出機アセンブリ。
【請求項１９】
前記クリアランス部分と、前記静止ワイピング要素のうち前記スクリュ通路内の部分とは、相補的な構成を有する、請求項１７に記載の押出機アセンブリ。
【請求項２０】
前記クリアランス部分は、前記スクリュねじ山を一組の個別のスクリュねじ山部分に細分する、請求項１８に記載の押出機アセンブリ。
【請求項２１】
前記クリアランス部分は、倣い加工されたスクリュねじ山に沿って構成され、前記スクリュねじ山は、その下で連続したままとなる、請求項１７に記載の押出機アセンブリ。
【請求項２２】
前記静止ワイピング要素は、前記ボア内に摺動可能に配置され、前記第１のワイパは、動作部分が前記静止ワイピング要素に接続されて、前記スクリュの回転と同期して後退位置と伸長位置との間で前記静止ワイピング要素を位置決めするための駆動装置をさらに含むことにより、前記静止ワイピング要素のうち前記スクリュ通路内で機能する部分を、使用の際にスクリュねじ山部分がその下を通過するのを妨げることのないように前記ボア内に間欠的に後退させることができる、請求項１１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項２３】
前記ワイピング要素を位置決めするための駆動装置は、前記静止ワイピング要素の位置を付勢するためのばねと、前記静止ワイピング要素の往復運動を駆動して前記スクリュの回転と同期させるカム装置とを含む、請求項２２に記載の押出機アセンブリ。
【請求項２４】
第２のワイパが、前記バレルに接続されると共に、前記補助ポートに隣接して構成された前記低圧押出機段階内に位置付けられ、
該第２のワイパは、使用の際に該押出機のスクリュと平行な回転軸を中心に回転するように該バレル内に構成される回転可能なワイピング要素を含み、
該回転可能なワイピング要素の少なくとも一部が、前記スクリュ通路内に配置可能であると共に、使用の際に隣接する押出機スクリュ部分と協働して該押出機スクリュ部分をワイピングするように構成され、
該スクリュ部分のワイピングは、該低圧押出機段階における溶融物の搬送を改善する、
請求項１又は２に記載の押出機アセンブリ。
【請求項２５】
前記回転可能なワイピング要素は、前記押出機のスクリュねじ山と実質的に相補的な構成のスクリュねじ山を有する補助スクリュとして構成され、且つ相補的なスクリュねじ山同士を噛み合い関係にするように配置される、請求項２４に記載の押出機アセンブリ。
【請求項２６】
前記回転可能なワイピング要素は、ハウジングに沿って設けられるスロット内で一対のスピンドルによって回転可能に支持され、該ハウジングは、前記バレルの前記側壁に設けられる相補的な形状の開口に受け止められる、請求項２４に記載の押出機アセンブリ。
【請求項２７】
前記バレル及び前記スクリュ通路は、複数の押出機スクリュを収容するように構成される、請求項１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項２８】
前記ワイパは、前記押出機のスクリュと平行な軸を中心とした前記ワイピング要素の長手方向往復運動に対応するように構成される、請求項１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項２９】
前記複数の静止ワイピング要素は、前記低圧押出機段階内に列状に配置される、請求項１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項３０】
前記第２の成形材料を供給するためのサイドラム押出機を含む、請求項２に記載の押出機アセンブリ。
【請求項３１】
前記バレルは、モジュール式構造である、請求項１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項３２】
前記ワイパを含むバレルモジュールは、スプリットシェル構造である、請求項３１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項３３】
前記スクリュは、少なくとも１つのミキサをさらに含む、請求項１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項３４】
前記スクリュは、少なくとも１つの剪断部分をさらに含む、請求項１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項３５】
押出機アセンブリは、バレルとスクリュと駆動装置アセンブリとワイパを含み、
該バレルは、
該バレル内に延びるスクリュ通路を提供する内面と、
使用の際に該スクリュ通路への第１の成形材料の送り込みに対応するために、該バレルの第１の端付近で該バレルの側壁を貫通して構成される主供給口と、
使用の際に該スクリュ通路からのガス状揮発物の脱気又は第２の成形材料の送り込みの少なくとも一方に対応するために、該バレルの両端の中間で該バレルの側壁を貫通して構成される補助ポートと、
使用の際に該バレルの少なくとも一部を加熱するヒータ
を含み、
該スクリュは、該スクリュ通路内に配置され、
細長いシャンクと、
該シャンクの外面に螺旋状に配置されるスクリュねじ山と
を含み、該スクリュねじ山に隣接した該シャンクの露出外面がスクリュ芯軸を提供し、
該駆動装置アセンブリは、動作部分が該スクリュの該第１の端に連結されて、該バレルの第１の端に隣接して配置され、
該ワイパは、該バレルに接続されると共に、該補助ポートに隣接して構成された低圧バレル押出機段階内に位置し、使用の際に隣接するスクリュ部分をワイピングし、
該スクリュ部分のワイピングは、該低圧押出機段階における溶融物の搬送を改善する、
押出機アセンブリ。
【請求項３６】
前記ワイパは、
静止ワイピング要素を備え、
前記静止ワイピング要素の少なくとも一部が、前記スクリュ通路内に配置可能であると共に、使用の際に隣接するスクリュ部分と協働して該スクリュ部分をワイピングするように構成される、請求項３５に記載の押出機アセンブリ。
【請求項３７】
ワイピングされる前記スクリュ部分は、使用の際に前記静止ワイピング要素を通過する前記スクリュねじ山の回転に他の形で対応するために、該スクリュねじ山に延びるクリアランス部分を含む、請求項３５に記載の押出機アセンブリ。
【請求項３８】
ワイピングされる前記スクリュ部分は、前記スクリュ芯軸の一部を含む、請求項３７に記載の押出機アセンブリ。
【請求項３９】
前記クリアランス部分と、前記静止ワイピング要素のうち前記スクリュ通路内の部分とは、相補的な構成を有する、請求項３７に記載の押出機アセンブリ。
【請求項４０】
前記静止ワイピング要素は、前記バレル内に設けられたボア内に摺動可能に配置され、前記ワイパは、動作部分が前記静止ワイピング要素に接続されて、前記スクリュの回転と同期して後退位置と伸長位置との間で前記静止ワイピング要素を位置決めするための駆動装置をさらに含むことにより、前記静止ワイピング要素のうち前記スクリュ通路内で機能する部分を、使用の際にスクリュねじ山部分がその下を通過するのを妨げることのないように前記ボア内に間欠的に後退させることができる、請求項３６に記載の押出機アセンブリ。
【請求項４１】
前記ワイパは、使用の際に前記押出機のスクリュと平行な回転軸を中心に回転するように前記バレル内に構成される回転可能なワイピング要素を含み、
前記回転可能なワイピング要素の少なくとも一部が、前記スクリュ通路内に配置可能であると共に、使用の際に隣接する押出機スクリュ部分と協働して該押出機スクリュ部分をワイピングするように構成され、
前記スクリュ部分のワイピングは、前記低圧押出機段階における溶融物の搬送を改善する、請求項３５に記載の押出機アセンブリ。
【請求項４２】
前記回転可能なワイピング要素は、前記押出機のスクリュねじ山と実質的に相補的な構成のスクリュねじ山を有する補助スクリュとして構成され、且つ相補的なスクリュねじ山同士を噛み合い関係にするように配置される、請求項４１に記載の押出機アセンブリ。
【請求項４３】
前記回転可能なワイピング要素は、ハウジングに沿って設けられるスロット内で一対のスピンドルによって回転可能に支持され、前記ハウジングは、前記バレルの前記側壁に設けられる相補的な形状の開口に受け止められる、請求項４２に記載の押出機アセンブリ。
【請求項４４】
請求項１乃至４３のいずれか１項に記載の押出機アセンブリを含むインライン配合成形機の押出／射出ユニット。
【請求項４５】
請求項１乃至４４のいずれか１項に記載のワイパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、成形材料の溶融物を作製するための改良型押出機アセンブリに関する。より詳細には、限定はされないが、本発明は、成形材料の確実な搬送を促すために、脱揮ベント又は補助添加剤供給ポート付近等の押出機スクリュ通路の低圧領域に少なくとも１つのワイピング要素が設けられる、一軸スクリュ配合押出機の改良に関する。本発明は、添加剤を伴う溶融物、例えば長ガラス繊維強化ポリプロピレンの作製のための装置及びステップが必要な、インライン配合の分野で特に有用である。
【背景技術】
【０００２】
［発明の背景］
今日のプラスチックの大部分は、相当量の充填材（例えば、ガラス、炭素、及び天然繊維、鉱物、着色剤、有機添加剤等）と混合される。これらの成形材料は、通常、Rauwendaal他による米国特許第６，１３６，２４６号に記載されているような噛合型二軸スクリュ配合押出機等の配合押出機を用いて製造される。通常、押出機は、成形配合物のペレット又はビレットを製造するように構成され、その後ペレット又はビレットは、実質的に分離形態で通常の射出成形機又は圧縮成形機に入れられる供給原料として用いられる。代替的に、配合押出機は、溶融した成形配合物を成形機に直接供給するように構成される場合もあり、このプロセスは、「インライン配合」又は「直接押し出し」として一般に知られている。例えば、Boissonnat他による米国特許第５，３５８，６８０号には、強化繊維とブレンドされる熱可塑性樹脂の成形配合物を製造するように構成される二軸スクリュ配合押出機と、成形配合物を押出機から直接受け取るように構成されているがそれ以外は既知の方法で成形品を製造する射出成形機とを含む、インライン配合システムが記載されている。
【０００３】
従来、二軸スクリュ配合押出機は、いくつかの重大な欠点（例えば、はるかに高価であること、スクリュが磨耗すること、下流圧送の必要があること等）があるにもかかわらず、その多用性及び効率により、一軸スクリュのものよりも好まれてきた。二軸スクリュ押出機に固有の利点の一部としては、噛み合うスクリュねじ山及びスクリュシャンクの外面のセルフワイピング、低溶融圧力領域における成形材料の確実な搬送、優れた分散及び分配混合、小型性（すなわち、短いＬ／Ｄ）、柔軟なプロセス制御（すなわち、スターブドフィード動作による）、及び高処理量が挙げられる。二軸スクリュ配合押出機が好まれてきた別の理由は、最適な配合プロセスを得るために加工セクションを単に追加又は除去するだけで押出機を柔軟に構成できるような、モジュール式スクリュ及びバレルを利用可能であるからであった。一般に利用可能なバレルモジュールの例としては、主供給セクション、プレーンセクション、ベントセクション、サイドスタッフセクション、及び補助供給セクションが挙げられる。同様に、いくつかの一般に利用可能なスクリュセクションとしては、種々のねじ山要素（すなわち、供給、圧縮、脱気、圧送等）、混合要素、及び区画要素（すなわち、押出機内の動作を隔離する）が挙げられる。
【０００４】
これに対して、一軸スクリュ配合押出機は、従来、加工柔軟性が限られており、加工窓がはるかに狭いとみなされてきた。Rauwendaal Extrusion Engineering IncorporatedのChris Rauwendaalによる「New Single Screw Compounding Extruder」と題する最近の論文において詳述されているように、一軸スクリュ押出機に対するこの認識は、押出機へのフラッドフィードが一般に行われていること、押出機長さに実用上の制限があること、複数の供給ポートを有するように構成される押出機がないこと、一体構造の（すなわち、構成を変更し難い）スクリュ及びバレルが用いられることから生じている。この論文は、これらの制限のうちのいくつに対処できるかも提案している。例えば、二軸スクリュ押出機技術から得られるモジュール式のスクリュ・バレル構成を用いて、さらなる加工柔軟性を提供することができる。さらに、本明細書で後述するように、付加的なミキサ及び／又はより効率的なミキサをスクリュ及び／又はバレルに組み込んで、許容可能なレベルの添加剤分配及び分散を達成するのに必要な押出機長さを最短にすることができる。同じく、この押出機は、配合材料の段階的追加及び揮発除去のために、バレルに沿って一連のベント／補助ポートを含むように構成することができる。この論文では、加工性が高く押出機へのスターブドフィードを行うステップを含む、一軸スクリュ押出機での配合の方法も提案されている。
【０００５】
本明細書で上述したように、一軸スクリュ配合押出機において、その混合効率を高め、それにより押出機長さを最短にするように構成可能な多種多様のミキサ／混練機設計が当該技術分野で利用可能である。ミキサは、スクリュ、バレル、又はこれら両方に直接形成又は一体化することができる。例えば、Rauwendaalによる米国特許第５，９３２，１５９号には、スクリュと直接一体化するミキサが記載されている。このミキサは、「ＣＲＤミキサ（登録商標）」（Rauwendaal Extrusion Engineering Inc.の登録商標）として一般に知られており、ねじ山の前押当面がバレルのスクリュ通路の内面と相互作用して徐々に狭まる通路を形成し、この通路を通って材料が伸長及び剪断応力の高い複数の領域に押し込められることにより分散及び分配混合が行われるように、スクリュねじ山の構成を単に変更するだけで実現される。代替例として、「Ｂｕｓｓ  Ｋｏ−Ｋｎｅａｄｅｒ」（Coperion Holding GmbHの登録商標）が、米国特許第６，７０９，１４７号の背景部分で概説されており、当該特許には、スクリュ及びバレルの両方と一体化する要素を有するミキサが記載されている。特に、このミキサでは、押出機のバレルが、押出機の高圧段階におけるスクリュ通路の内面に沿って配置される１つ又は複数の軸方向の混練要素列と、スクリュねじ山に形成される相補的な形状のスロットとを含むことが必要である。動作の際には、混練要素がスクリュねじ山のスロット内を移動して、これらの間で圧送される溶融物の効率的な混合作用を生み出す。混練要素、歯、又はピンは、多くの場合、押出機のバレルに圧入又は螺入される。混練要素を、設置及び整備を容易にするためにクラムシェル構造を有するように構成されるモジュール式バレル部分に一体化させることも慣例である。
【０００６】
したがって、適切に構成された場合、一軸スクリュ配合押出機は、はるかに少ない資本コスト及び運転コストで二軸スクリュ押出機の加工性に匹敵する可能性が高い。この見込みにもかかわらず、少なくとも１つの大きな問題が残っている。特に、一軸スクリュ配合押出機のスクリュねじ山及びスクリュシャンクでワイピングが行われないことが、スクリュの境界面（すなわち、スクリュ芯軸又はねじ山）に沿って粘着又は他の形で付着する傾向を示す少なくとも１つの成形材料と共に加工する場合の低圧押出機段階（すなわち、ベント及び補助ポート付近）における深刻な溶融物の流れの問題を引き起こし得る。残念ながら、この問題は、押出機がスターブドフィードされているときに特に深刻となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、ベント及び／又は補助ポートに隣接した一軸スクリュ配合押出機の低圧段階におけるスクリュねじ山及び／又はスクリュシャンクの少なくとも一部をワイピングするためのワイパを設けて、成形材料の適切な搬送を促すことが、当該技術分野で必要とされる。この問題は、一軸スクリュ押出機（すなわち、非配合）でも全く同じ理由で明らかである。
【０００８】
目的通りに構成及び使用される場合、本明細書で上述したような従来技術の「Ｂｕｓｓ  Ｋｏ−Ｋｎｅａｄｅｒ」（Coperion Holding GmbHの登録商標）の混合ピンは、溶融物がピンとスクリュねじ山セクションとの間で剪断されるときに溶融物の完全な混合／混練を行うのに必要な程度まで溶融物が流れ続けることを確実にするのに十分なほど高い溶融圧力で、押出機段階に位置付けられる。しかしながら、停滞した成形材料をスクリュねじ山及び／又はスクリュシャンクから掻き落とすか又は他の方法で拭い落としてスクリュ部分及びバレル部分とのさらなる相互作用を促すことで低圧押出機段階の効率的な移行を確保するという全く異なる目的を果たすために、押出機の比較的低圧の段階（すなわち、周囲圧力付近）において同様の構成を用いることは、当該技術分野では全く知られていない。特に、一軸スクリュ配合押出機の脱気／エントレインメント押出機段階にスクリュワイピング要素を設置することは、当該技術分野では全く知られていない。
【０００９】
特定の供給原料を押出機の主供給口に供給する場合、供給原料が加熱時にスクリュ外面に粘着する傾向がある「粘着質」となることにより、成形材料の送り込みが妨害又は阻止されるといった同様の問題が生じることが知られている。この問題に対する解決手段階は、Smithによる米国特許第３，９２９，３２３号において扱われている。特に、Smithは、成形材料の確実な搬送を確保するために押出機スクリュのスクリュねじ山をワイピングする機能を果たす補助供給スクリュを含む、一軸スクリュ押出機を記載している。
【００１０】
以下は、インライン配合成形システムで行った実験の説明であり、この実験の結果は、本明細書で上述し、且つ本明細書で後述するような本発明の実施形態による押出機の改良を実施することによってここで有利に対処され得る問題を示している。
【００１１】
図１を参照すると、インライン配合成形システム１０が、Ｈｕｓｋｙ（登録商標）（Husky Injection Molding Systems Ltd.の登録商標）ＧＬ３００ＰＥＴクランプユニット１２に連結された実験用Ｈｕｓｋｙ（登録商標）（Husky Injection Molding Systems Ltd.の登録商標）Ｐ１００／１１０  Ｅ１００  ２段押出／押出／射出ユニット１４を含むことが分かる。
【００１２】
クランプユニットは、射出成形システムに典型的なものであり、固定プラテン１６が一端に固定保持されたクランプベース１８と、クランプベース１８の反対端に摺動可能に接続されるクランプブロック２２と、固定プラテン１６及びクランプブロック２２を他の形で相互接続する一組のタイバー３２上でこれらの間を並進するように配置される可動プラテン２０とを含むことが分かる。既知のように、クランプユニット１２はさらに、間に配置された射出成形金型部分２６、２７を開閉するために可動プラテン２０を固定プラテンに対してストローク移動させる手段（図示せず）を含む。型締手段（図示せず）がクランプブロック２２内に組み込まれることで、一般に知られているように、クランプカラム２４を介して可動プラテンに伝えられる型締力を発生させて、使用の際に成形材料の溶融物の射出中に金型部分２６と２７との間に型締力を提供するようにする。射出成形金型２７のホット部分は、固定プラテン１６の一面に取り付けられ、相補的な金型２６のコールド部分は、可動プラテン２０の対向面に取り付けられる。射出成形金型２５は、金型部分２６と２７との間に形成される成形キャビティ８３と、金型ホット部分２７のスプルーブシュ部分８５を通って成形キャビティ８３を機械ノズル４６の溶融物通路４８Ｆに相互接続する溶融物通路４８Ｇとを含むことも分かる。
【００１３】
押出／射出ユニット１４は、改良型の２段射出ユニットであり、射出アセンブリ２９の上にこれと流体連通して配置される一軸スクリュ配合押出機アセンブリ３８を含むことが分かる。押出機アセンブリ３８及び射出アセンブリ２９はいずれも、キャリッジ３０上に支持されており、キャリッジ３０自体は、射出ユニットベース２８の上台上に設けられる案内面３３上に支持される。したがって、押出機アセンブリ３８及び射出アセンブリ２９は、機械ノズル４６を金型ホット部分２７のスプルーと制御可能に連結するために、クランプユニット１２に対して一緒に移動させることができる。キャリッジ３０をクランプユニット１２の固定プラテン１６に接続するキャリッジシリンダ３１が、キャリッジ３０の位置決めを可能にする。
【００１４】
押出機アセンブリ３８は、押出機バレル４０の円筒内面４９に沿って延びるスクリュ通路４８Ａ内で押出機スクリュ６０を回転させるように構成される、スクリュ駆動アセンブリ３６を含む。動作の際には、押出機スクリュ６０が回転すると、図２Ａに示すように、材料ホッパ３４から供給口５８を介してスクリュ通路４８Ａに第１の成形材料が引き込まれ、その後、図２Ｂに示し本明細書でより詳細に後述するように、第１の成形材料が連続した押出機段階を通してバレル４０の放出端へ搬送される。実験では、第１の成形材料はポリプロピレン熱可塑性樹脂であった。使用の際にスクリュを駆動装置アセンブリ３６によって往復運動させて、押出機アセンブリ３８内の蓄積量の成形材料を続いて射出するために射出アセンブリ２９に移送するような従来の２段射出ユニットとは対照的に、本装置は、押出機スクリュ６０がスクリュ通路４８Ａ内を往復運動しないように長手方向に固定されると共に押出ステップ及び射出ステップが順次行われるような様式で動作させた。このような押出／射出ユニット１４の動作の利点は、本明細書で後述する本発明の好適な実施形態の説明を読めば明らかとなるであろう。押出機アセンブリ３８は、補助ホッパ３５も含み、これは、バレル４０の主供給口５８と放出端との中間でバレル４０を貫通して配置される補助ポート５９を介してスクリュ通路４８Ａに導入される第２の成形材料用の、中間貯蔵部を提供する機能を果たす。実験では、第２の成形材料は、強化ガラス繊維８２であった。一般に知られているように、補助ポート５９は、第１の成形材料の揮発性成分を脱気するためのベントとしての機能も果たす。押出機アセンブリ３８は、バレル４０の放出端を射出アセンブリの分配弁４５の溶融物通路４８Ｅに流体接続するように、一連の溶融物通路部分４８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄがそれぞれ通るように構成された環状部分４２、エルボー部分４３、及び移送部分４４を備えるバレルヘッド４１を含むことも分かる。
【００１５】
通常の射出アセンブリ２９は、分配弁４５、機械ノズル４６、シューティングポット５２、及びシューティングポットピストンアセンブリ５３を含む。特に、分配弁４５は、弁スプール４７を制御可能に方向付けることによって、シューティングポット５２内に構成された溶融物蓄積室４８Ｐを、蓄積室４８Ｐに成形配合物を投入するためにバレルヘッド４１の溶融物通路４８Ｄか、又はその後で蓄積溶融物を金型スプルーの溶融物通路４８Ｇに射出するために機械ノズル内に延びる溶融物通路４８Ｆのいずれかと交互に接続するように構成される、溶融物通路部分４８Ｅを含む。シューティングポット５２は、前から後ろに、環状ヘッド部分５７、シリンダ部分５５、及びシリンダ部分５５のボア内で往復運動するように構成されるピストン５４のヘッドを含む。蓄積室４８Ｐは、ピストン５４の前方のシリンダ５５の体積であり、また、環状ヘッド部分５７に延びるテーパ状通路も含む。蓄積室４８Ｐの体積は、ピストン５４の位置に応じて可変であることが自明である。動作の際には、ピストン５４は、押出機から溶融物を移送するステップ中に蓄積室４８Ｐに投入が行われているときにはシリンダ５５内で後退させられ、その後、射出ステップ中に蓄積室４８Ｐを空にするようにシリンダ内を押し進められる。ピストン５４は、一般に知られているように、射出シリンダ５６も含むシューティングポットピストンアセンブリ５３の一部材である。
【００１６】
バレル４０、バレルヘッド４１、分配弁４５、シューティングポット５２、及び機械ノズル４６はそれぞれ、図２Ｂに関して示すようにこれらに沿って配置されるヒータ５０が含まれるように構成されており、これは一般に知られているように、使用の際にスクリュ及び溶融物通路部分４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ、及び４８Ｄ、４８Ｅ、４８Ｆ、並びに蓄積室４８Ｐに沿って成形材料を制御加熱するためのものである。
【００１７】
図２Ａを参照すると、バレル４０及び押出機スクリュ６０の構成を詳細に見ることができる。押出機スクリュ６０は、螺旋状のスクリュねじ山６１が延びるスクリュ芯軸６２を提供する外面を有する円筒シャンクを含む。図２Ｂを参照すると（注：説明のために、芯軸６２の直径の変化は誇張されており、スクリュねじ山６１は省かれている）、スクリュ芯軸６２の直径は、一般に知られているように、溶融物の供給段階、圧縮／溶融段階、及び計量段階を提供するように押出機スクリュ６０の長さにわたって変わることが分かる。スクリュは、円錐剪断部分６８に続いて円筒剪断部分６９を含むことも分かり、これらはいずれも、一般に知られているように、揮発性成分の下流脱気に役立つように隣接する押出機段階間の境界を定めるのを助ける機能を果たす。
【００１８】
再び図２Ｂを参照すると、押出機段階Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、及びＳ８、並びにバレル温度制御区域Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３それぞれの境界及び範囲は、表１に列挙されるような成形材料を用いて行われる実験のために構成されるものとして示されており、成形材料は、約１８０ｋｇ／時の押出量でバレル４０にスターブドフィードした。
【００１９】
2008515682.tif 000003
【００２０】
したがって、押出機スクリュ６０、押出機段階Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、及びＳ８、並びにバレル温度制御区域Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３は、表２、表３、及び表４にそれぞれ列挙するように構成した。
【００２１】
【表１】
2008515682.tif 000004
【００２２】
【表２】
2008515682.tif 000005
【００２３】
【表３】
2008515682.tif 000006
【００２４】
実験は、上述のインライン配合成形システム１０を用いて、以下のステップを含む押出／射出成形プロセスで行った。
（ｉ）押出機アセンブリ３８の溶融物通路部分４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ、４８Ｄ、分配弁４５に位置する射出アセンブリの溶融物通路部分４８Ｅ、及びシューティングポット５２に位置する蓄積室４８Ｐの間に、第１の一続きの溶融物通路を構成するステップ。
（ｉｉ）蓄積室４８Ｐに必要量の成形材料を投入するために、
ａ．主バレル供給口５９を通してバレル４０のスクリュ通路４８Ａに第１の成形材料をスターブドフィードで流入させること、
ｂ．下流の補助ポート５９を通して第１の成形材料から揮発物を脱気しながら、スクリュ通路４８Ａに第２の成形材料をスターブドフィードで流入させること、
ｃ．複数の押出機段階を通して第１の成形材料及び第２の成形材料を搬送するように、押出機スクリュ６０を回転させること、
ｄ．第１の成形材料、第２の成形材料、及び最終的に複合成形材料の加工温度を得て、その後それを維持するように、バレル４０を加熱すること
をほぼ同時に行うことによって、第１の一続きの溶融物通路を通して成形配合物を押出すステップ。
（ｉｉｉ）押出機アセンブリ３８の溶融物通路部分を隔離し、且つ射出アセンブリの蓄積室４８Ｐ、溶融物通路部分４８Ｅ、及び機械ノズルに位置する溶融物通路部分４８Ｆの間に第２の一続きの溶融物通路を構成するように、溶融物通路を再構成するステップ。
（ｉｖ）蓄積体積４８Ｐ内の成形材料の一部を、少なくとも実質的に閉じた射出成形金型の成形キャビティ８３に充填するために、第２の一続きの溶融物通路を通して金型スプルー８５に位置する溶融物通路４８Ｇに射出するステップ。
（ｖ）蓄積室４８Ｐに再投入するための第１の溶融物通路の再構成と、後続の成形サイクルに備えて射出成形金型からの成形品の取り出しを行うための金型クランプユニット１２のサイクリングとを、ほぼ同時に行うステップ。
【００２５】
この実験の結果により、補助ポート／ベント５９に隣接した脱気及びエントレインメント段階Ｓ６においてスクリュねじ山及びシャンクのワイピングが行われないことで、そこで深刻な溶融物の流れの問題が生じるという、本明細書で上述した問題が明らかとなった。特に、スクリュねじ山６１による間欠的な軸方向供給の有無に関係なく第１の成形材料（すなわち、ポリプロピレンブレンド）がスクリュ芯軸６２に張り付くことが観察された。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
［発明の概要］
本発明は、低圧押出機段階において押出機スクリュねじ山及び／又はスクリュ芯軸の少なくとも一部をワイピングすることによりそこを通る成形材料の流れを維持できるようにするための、押出機アセンブリで用いられるワイパを提供する。本発明は、一軸スクリュ配合押出機の低圧脱気及びエントレインメント押出機段階で用いるのに特に適している。本発明のワイパを含む改良型押出機アセンブリは、インライン配合成形システムの押出／射出ユニットに組み込まれることが有利であり得る。
【００２７】
本発明の主な態様によれば、隣接するスクリュ部分をワイピングすることにより低圧押出機段階における溶融物の搬送が改善されるようにするために、低圧押出機段階にワイパを含むことを特徴とする、押出機アセンブリが提供される。ワイパは、少なくとも一部がスクリュ通路内に配置可能であると共に、使用の際に隣接するスクリュ部分と協働してスクリュ部分をワイピングするように構成される、静止ワイピング要素を含むことが好ましい。押出機アセンブリは、概して、加熱バレルと、押出機スクリュと、バレルに配置されたスクリュ通路内でスクリュを回転及び場合によっては往復運動させるようにスクリュに動作可能に接続される駆動装置アセンブリとを含む。バレルは、使用の際にスクリュ通路への第１の成形材料の送り込みに対応するために、バレルの第１の端付近でバレルの側壁を貫通して構成される主供給口を含む。バレルは、使用の際にスクリュ通路からのガス状揮発物の脱気又は第２の成形材料の送り込みの少なくとも一方に対応するために、バレルの両端の中間でバレルの側壁を貫通して構成される補助ポートを任意に含む。
【００２８】
本発明の別の態様によれば、隣接するスクリュ部分をワイピングすることにより低圧押出機段階における溶融物の搬送が改善されるようにするように構成されるワイパを、補助ポートに隣接した低圧押出機段階に含むことを特徴とする、押出機アセンブリが提供される。押出機アセンブリは、概して、加熱バレルと、押出機スクリュと、バレルに配置されたスクリュ通路内でスクリュを回転及び場合によっては往復運動させるようにスクリュに動作可能に接続される駆動装置アセンブリとを含む。バレルは、使用の際にスクリュ通路への第１の成形材料の送り込みに対応するために、バレルの第１の端付近でバレルの側壁を貫通して構成される主供給口を含む。バレルは、使用の際にスクリュ通路からのガス状揮発物の脱気又は第２の成形材料の送り込みの少なくとも一方に対応するために、バレルの両端の中間でバレルの側壁を貫通して構成される補助ポートも含む。ワイパは、少なくとも一部がスクリュ通路内に配置可能であると共に、使用の際に隣接するスクリュ部分と協働してスクリュ部分をワイピングするように構成される、静止ワイピング要素を含むことが好ましい。代替的に、ワイパは、使用の際に押出機スクリュと平行な回転軸を中心に回転するようにバレル内に構成される回転可能なワイピング要素を含んでもよい。回転可能なワイピング要素の少なくとも一部は、スクリュ通路内に配置可能であると共に、使用の際に隣接する押出機スクリュ部分と協働して押出機スクリュ部分をワイピングするように構成される。
【００２９】
本発明のさらに別の態様によれば、本発明によるワイパを有する押出機アセンブリを含む、インライン配合成形機で用いるための押出／射出ユニットが提供される。
【００３０】
本発明のさらに別の態様によれば、本発明によるワイパが提供される。
【００３１】
次に、添付図面を参照して本発明の例示的な実施形態を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
［好適な実施形態の詳細な説明］
図３及び図４を参照すると、本明細書で上述したように、補助ポート５９に隣接した低圧脱気及びエントレインメント押出機段階Ｓ６における溶融物の流れの問題を緩和するように構成されている、本発明の好適な実施形態による押出機アセンブリ１３８の一部が示されている。したがって、押出機アセンブリ１３８は、本明細書で詳細に後述するように、押出機スクリュ１６０をワイピングするためのワイパを含むように構成されており、このワイパは、押出機スクリュ１６０の選択部分から成形材料をワイピングして溶融物の流れに再合流させ、それにより、さらに停滞することなく下流のスクリュねじ山部分１６１Ａ、１６１Ｂ、１６１Ｃ、１６１Ｄ、又は１６１Ｅを確実に越えるのに必要な程度まで再活性化する機能を果たす。押出機アセンブリ１３８は、他の点では上述のような構成及び動作であり、したがって、押出機アセンブリ１３８のうち、ワイパを設けるために追加、除去、又は他の形で変更した態様のみを本明細書で後述する。同様に、スクリュ押出機１３８は、本明細書で上述したような実験用のインライン配合成形システム１０と共に用いるように構成されるため、成形システム１０はこれ以上詳細に説明しない。
【００３３】
押出機スクリュ１６０をワイピングするのに好ましいワイパは、バレル１４０の側壁を貫通してほぼ垂直な向きで延びる相補的な構成のボア１０４内にそれぞれ配置される、４つの等間隔の細長い静止ワイピング要素９０の列を含む。各ワイピング要素９０の遠位端には、突出部分９３が含まれ、これは、スクリュねじ山１６１に設けられた概ね相補的な形状のクリアランス部分と一致する位置でスクリュ通路４８Ａ内に延びることにより、スクリュねじ山を本明細書で上述した個別のスクリュねじ山部分１６１Ａ、１６１Ｂ、１６１Ｃ、１６１Ｄ、１６１Ｅの組に細分する。動作の際には、押出機スクリュ１６０の回転動作により、スクリュシャンク芯軸１６２と隣接するスクリュねじ山部分１６１Ａ、１６１Ｂ、１６１Ｃ、１６１Ｄ、１６１Ｅの前進面１６６及び後進面１６７との隣接表面部分が、ワイピング要素９０の突出部分９３に沿って通り過ぎて通過させられることにより、成形材料（図示せず）がそこから拭い去られる。
【００３４】
より詳細には、静止ワイピング要素９０はそれぞれ、図４に関して示すように、円筒シャンク及び六角ヘッド部分を有するボルトファスナと同様の形状に構成されることが好ましい。具体的には、ワイピング要素９０は、上から下に、小さな半径方向のインジケータ突起９６が上面に配置された六角ヘッド部分９４、ねじ付き上側部分１００を有する円筒シャンク９８、及び下側突出部分９３を含む。シャンク９８は、使用の際に止め座金１０２と協働する環状面をヘッド部分９４の底部に設けるために、ヘッド部分９４よりも狭くなっている。ワイピング要素９０は、使用の際にバレル１４０の側壁に貫通して設けられる相補的な構成のボア１０４内に保持されることで、ワイピング要素９０の突出部分９３がスクリュ通路４８Ａ内に位置決めされるようになる。ボア１０４とワイピング要素９０との締まり嵌めが、これらの間から溶融物が漏れることを防止する機能も果たす。ワイピング要素のボア１０４それぞれの上側部分が、ワイピング要素のねじ付き上側部分１００と協働するための相補的なねじ付き部分１０６を含むように構成され、バレルの外面が、止め座金１０４のための第２の合わせ面を提供することにより、ワイピング要素９０は、突出部分９３がヘッド部分９４のインジケータ９６による測定に応じて任意の所望の角度向きに設定されて、バレル１４０内に確実に保持され得る。
【００３５】
好ましくは、突出部分９３は、ワイピング要素の長手方向軸とほぼ平行に突出部分９３にわたって延びる浅い平坦なリリーフに沿って設けられる、搬送面９２も含む。ワイピング要素９０の角度向きβは、搬送面９２を隣接するスクリュねじ山部分１６１Ａ、１６１Ｂ、１６１Ｃ等と同じねじれ角αに位置決めするように設定されることにより、流れる成形材料が必要以上に妨害されることなく上流のねじ山部分（例えば１６１Ａ）から下流の部分（例えば１６１Ｂ）まで渡ることができるようにすることが好ましい。その際に、突出部分９３の反対側にある円筒形の後面９１が上流側に配置されることにより、同伴する固体（例えば、強化ガラス繊維等の第２の成形配合物）が後面９１に沿って確実に偏向される（すなわち、溶融物の流れが停滞することなく後面の上を流れることが促される）。さらに、スクリュ芯軸１６２の特に効果的なワイピングは、スクリュシャンク芯軸１６２に近接して位置決めされるとその輪郭に密接に従う凹状輪郭を有するようにワイピング要素９０の底面９５を構成することによって達成されることが分かっている。
【００３６】
図５及び図６を参照すると、補助ポート５９に隣接した低圧脱気及びエントレインメント押出機段階Ｓ６における溶融物の流れの問題を緩和するために押出機スクリュ６０をワイピングするための第１の代替的なワイパを含む、本発明の第１の代替的な実施形態による押出機アセンブリ２３８の一部が示されている。上記のように、押出機スクリュ６０をワイピングするためのワイパが設けられる以外の点では、押出機アセンブリ２３８の構成及び動作は、実験用の押出機アセンブリ３８に関して本明細書で上述した説明と一致しており、したがってインライン配合成形システム１０で用いられることが意図される。
【００３７】
押出機スクリュ６０をワイピングするための第１の代替的なワイパは、バレル２４０の側壁を貫通してほぼ垂直な向きで延びる相補的な構成のブシュボア２０４内に、長手方向軸に沿ってそれぞれ摺動可能に配置される、４つの等間隔の細長い静止ワイピング要素２９０の列を含む。ワイパは、後退位置と伸長位置との間でワイピング要素２９０を往復運動させて、ワイピング要素２９０の遠位端に構成された突出部分２９３をブシュボア２０４の実質的範囲内又はスクリュ通路４８Ａ内それぞれに交互に位置決めするための、駆動装置も含む。動作の際には、押出機スクリュ６０の回転動作により、スクリュシャンク芯軸６２とスクリュねじ山部分６１の前面６４及び後面６５との隣接表面部分が、向きが固定された往復ワイピング要素２９０に沿って接触して通過させられることにより、成形材料（図示せず）がそこから拭い去られる。ワイピング要素２９０の往復運動を押出機スクリュ６０の回転と同期させることで、スクリュねじ山６１が各ワイピング要素２９０の下を通過する間だけ、衝突及び他の形でその通過を妨げることのないように各ワイピング要素２９０を後退させるようにする。
【００３８】
より詳細には、静止ワイピング要素２９０はそれぞれ、上から下に、上面に凹形のカムフォロア面２９６が形成されたほぼ円筒形のヘッド部分２９４と、遠位端に沿って構成された突出部分２９３を含む細長い円筒シャンク２９８とを含む。ヘッド部分２９４の側部に延びる浅い平坦なリリーフ（図示せず）が、ブシュボア２０４の上側部分に沿って形成された相補的な形状のキー溝部分（図示せず）と協働して機能するキーとして働いて、ワイピング要素２９０が往復運動するときに回転することを防止することにより、本明細書で後述するように突出部分２９３上に構成される搬送面２９２を所望の向きに保つことができる。シャンク２９８は、使用の際にワイピング要素２９０を後退位置に付勢するように同軸ばね２４４と協働する環状面をヘッド部分９４の底部の周りに設けるために、ヘッド部分９４よりも狭くなっている。
【００３９】
より詳細には、各ブシュボア２０４は、ワイピング要素２９０のヘッド２９４及びシャンク２９８それぞれに対応する上側部分２０５及び下側部分２０６を含む。ブシュボアの下側部分２０６とワイピング要素２９０のシャンク２９８との締まり嵌めが、ワイピング要素２９０が往復運動するときにこれを案内すると共に、これらの間から溶融物が漏れることを実質的に防止する機能を果たす。比較的広い上側部分２０５のベースにある環状面は、ワイピング要素付勢ばね２４４用の座部を提供する。
【００４０】
ワイピング要素２９０を往復移動させるための駆動装置は、各ワイピング要素２９０の傍に回転可能に配置される偏心形状カム２４２を含み、外側カム面２４３の一部がワイピング要素２９０のヘッド部分２９４の相補的なカムフォロア面２９６と係合する。カム２４２の偏心外形は、カム面２４３の幅広部分及び幅狭部分がそれぞれカムフォロア面２９６を通過するときにワイピング要素２９０を伸長及び後退させ、ワイピング要素の後退は、ばね２４４の付勢動作によって補助される。カム２４２はそれぞれ、各ワイピング要素２９０を順次後退させることができるように隣接するスクリュねじ山部分の向きに一致する相対角度向きで、ワイピング要素２９０の列に隣接するバレル２４０の側部に沿って延びる駆動軸２３８に係止される（図示せず）。図１及び図６に関して示すように、駆動軸２３８は、ファスナ５１によってバレル４０の外面に沿って接続される軸受ブロック２４０によって支持されており、スクリュ駆動アセンブリ３６に隣接して位置する補助駆動装置２３６によって押出機スクリュ６０と同期して回転させられる。
【００４１】
好ましくは、突出部分２９３は、ワイピング要素の長手方向軸とほぼ平行に突出部分２９３にわたって延びる浅い平坦なリリーフに沿って設けられる、搬送面２９２も含む。ワイピング要素２９０の角度向きは、搬送面２９２をスクリュねじ山６１と同じねじれ角に位置決めするように設定されることにより、流れる成形材料が必要以上に妨害されることなくそこを越えることができるようにすることが好ましい。その際に、突出部分２９３の反対側にある円筒形の後面２９１が上流側に配置されることにより、同伴する固体が後面２９１に沿って確実に偏向される。さらに、スクリュ芯軸６２の特に効果的なワイピングは、スクリュシャンク芯軸１６２に近接して位置決めされるとその輪郭に密接に従う凹状輪郭を有するようにワイピング要素２９０の底面２９５を構成することによって達成されることが分かっている。
【００４２】
図７及び図８を参照すると、補助ポート５９に隣接した低圧脱気及びエントレインメント押出機段階Ｓ６における溶融物の流れの問題を緩和するために押出機スクリュ３６０をワイピングするための第２の代替的なワイパを含む、本発明の第２の代替的な実施形態による押出機アセンブリ３３８の一部が示されている。第２の代替的なワイパは、好適な実施形態をわずかに変更したものであり、主な違いは、突出部分３９３が丸形の外形であること、及びスクリュ通路４８Ａ内に突出する程度がより浅いことである。これに対して、スクリュねじ山１６１を完全に中断して個別のスクリュねじ山部分１６１Ａ、１６１Ｂ、１６１Ｃ、１６１Ｄ、１６１Ｅを設ける代わりに、スクリュねじ山３６１は、スクリュねじ山深さが大幅に減る部分があるとはいえ、静止ワイピング要素３９０の列に隣接したスクリュねじ山山高さ３６３を倣い加工することによって連続したままとなる。スクリュねじ山山倣い加工部分３６３Ａは、ワイピング要素３９０の突出部分３９３と概ね相補的な形状である。したがって、本実施形態は、本明細書で上述したようにワイピング要素を往復運動させるための駆動装置を有する押出／射出ユニット１４を後付けする必要はないが、スクリュ芯軸３６２のワイピング効率は低下する、連続したスクリュねじ山３６１を提供する妥協案である。
【００４３】
好ましくは、ワイピング要素３９０の突出部分３９３は、半球形の輪郭を有する。したがって、スクリュねじ山頂部３６３のスクリュねじ山頂部倣い加工部分３６３Ａにかけての移行はより緩やかなものとなる。
【００４４】
図９及び図１０を参照すると、補助ポート５９に隣接した低圧脱気及びエントレインメント押出機段階Ｓ６における溶融物の流れの問題を緩和するために押出機スクリュ６０をワイピングするための第３の代替的なワイパを含む、本発明の第３の代替的な実施形態による押出機アセンブリ４３８の一部が示されている。上記のように、押出機スクリュ６０をワイピングするためのワイパが設けられる以外の点では、押出機アセンブリ４３８の構成及び動作は、実験用の押出機アセンブリ３８に関して本明細書で上述した説明と一致しており、したがってインライン配合成形システム１０で用いられることが意図される。
【００４５】
押出機スクリュ６０をワイピングするための第３の代替的なワイパは、実質的に脱気及びエントレインメント押出機段階Ｓ６の範囲にわたって押出機スクリュ６０に隣接して配置されると共に、押出機スクリュ６０と平行な回転軸を中心に回転して隣接する押出機スクリュ芯軸６２及びねじ山６１のほぼ全ての部分から成形材料（図示せず）をワイピングするように構成されるワイピング要素４９０を含む。
【００４６】
好ましくは、ワイピング要素４９０は、その周りに延びる押出機スクリュねじ山６１と実質的に相補的な構成のスクリュねじ山４９１（すなわち、同じねじれ角α及びねじ山深さ）を有する補助スクリュとして構成される。スクリュねじ山６１、４９１が噛み合い関係になるように押出機スクリュ６０に近接してワイピング要素４９０を配置することで、押出機スクリュ芯軸部分６２及びねじ山部分６１が相補的なスクリュ芯軸部分４９２及びねじ山部分４９１と協働すると、押出機スクリュ芯軸部分６２及びねじ山部分６１の実質的に全ての部分が効果的にワイピングされるようになる。本実施形態の利点は、長繊維（例えばガラス）を短い長さに切断するようにワイピング要素４９０を構成することができることで、図１に関して示すように、リール８０から直接得られる長繊維ロービング８１の供給フィラメントから、押出機アセンブリにおいて所望の長さの強化繊維を製造する確実な手段が得られる。
【００４７】
好ましくは、ワイピング要素４９０は、外部駆動源によって駆動されるのではなく、噛み合うスクリュねじ山４９１の前面及び後面４９４、４９５とスクリュねじ山６１の前面及び後面６４、６５との相互作用によって、押出機スクリュ６０自体によって押出機スクリュとは逆の回転方向に駆動される。
【００４８】
より詳細には、ワイピング要素４９０は、ハウジング４９８に設けられたスロット５０２内にワイピング要素４９０を回転支持するために両端に配置される同軸スピンドル４９６を含む。好ましくは、スロット５０２は、半円筒形であり、その内周面がワイピング要素４９０と密接関係にある。ハウジング４０９を受け止めるために、押出機バレル４４０は、その側壁に配置される相補的な開口４０４を含む。バレル４４０は、ハウジング４９８を開口４０４内に保持するためのファスナ５１を受け入れる一組の適切な位置にあるねじ穴も含む。
【００４９】
したがって、本発明による押出機アセンブリ１３８、２３８、３３８、４３８はそれぞれ、低圧押出機段階における溶融物の搬送の問題に対処する、スクリュ６０、１６０、３６０をワイピングするためのワイパの種々の実施形態を含む。
【００５０】
本発明は、好適な実施形態であると目下みなされるものに関して説明してきたが、本発明は開示されている実施形態に限定されないことを理解されたい。その反対に、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内に含まれる種々の変更形態及び同等の構成を網羅することが意図される。添付の特許請求の範囲は、このような変更形態並びに同等の構造及び機能を包含するように最も広義に解釈されるものとする。
【００５１】
例えば、上述の実験は、予め刻まれた強化繊維を用いて行ったが、それ以外の方法では、欧州特許公報第０９６０７１５号に概説されており図１に関して示すようなロービングカッタ７０を用いて、リール８０から直接繊維を切断してもよい。したがって、ロービングカッタ７０は、長繊維のフィラメント８１をより短い強化繊維８２に切断するために、フィラメントをリール８０から回転切断ロール７４の外面に配置された一組のブレード７５の経路に進める一対の供給ロール７２、７３を含む。強化繊維８２は、本明細書で上述したように、補助ホッパ３５内に導かれ、その後で押出機に導入される。代替的に、長ガラス繊維の１つ又は複数のフィラメントを、補助ホッパ３５によって押出機内に案内する前に集積器７６を用いて組み合わせてもよい。
【００５２】
代替的に配合プロセスは、フラッドフィードされる成形材料も包含することが意図される。
【００５３】
代替的に、押出ステップ及び射出ステップは、スクリュを往復運動させる溶融物移送ステップを押出機アセンブリ３８と射出アセンブリ２９との間に含むことによって同時に完了させることができる（当然ながら、これは、スクリュに適切な構成のクリアランス部分があること、又はワイピング要素を長手方向に往復運動させるためにさらなる自由度があることが必要となる）。したがって、インライン配合システム１０は、別個の射出アセンブリ２９を必要とせずに、往復スクリュ押出機／射出装置として構成することができる。
【００５４】
代替的に、押出機アセンブリ３８は、段階的な配合プロセスを支援するための複数の補助ポート／ベント５９を含むことができる。したがって、本発明のワイパは、複数のポート／ベント５９に隣接した低圧段階の１つ又は複数内で溶融物の流れの通過の維持を助けるように構成することができる。
【００５５】
代替的に、ワイピング要素を往復運動させるための駆動装置は、空気式、油圧式、電気機械式、又は任意の他の種類のアクチュエータとすることができる。それ以外では、駆動装置は、ワイピング要素を回転又は並進させるように構成することもできる。
【００５６】
代替的に、押出機アセンブリは、第２の成形材料のためのサイドラム押出機を含むことができる。
【００５７】
代替的に、適した成形材料の範囲は、本明細書で述べたものに限定されない。
【００５８】
代替的に、押出機アセンブリは、１つのワイピング要素のみを有していてもよく、又は任意の考えられる数又は構成（例えば、複数列のワイピング要素）であってもよい。
【００５９】
代替的に、ワイピング要素、特にその突出部分の形状は、ほぼ円筒形である必要はない。例えば、ワイピング要素の突出部分は、どちらかといえばブレード状又は螺旋状の外形を有することができる。
【００６０】
代替的に、ワイピング要素は、好ましくはスプリット又はクラムシェルバレル構造を有するバレルと一体形成してもよい。
【００６１】
代替的に、回転ワイピング要素は、専用の駆動装置によって駆動することもでき、これにより、回転ワイピング要素を押出機スクリュと共回転させて、スクリュが磨耗する可能性を減らすと共に必要に応じて溶融物の剪断を減らすこともできる。
【００６２】
代替的に、押出機バレルヘッドは、例えば配合された材料をペレット化するためのダイを含むように構成することができる。
【００６３】
代替的に、本発明のワイパは、２つ以上の押出機スクリュを有する押出機アセンブリ（例えば、二軸スクリュ配合押出機）の低圧押出機段階で用いられる。
【００６４】
当然ながら、本発明のワイパは、溶融物の搬送問題が生じるいかなる低圧押出機段階で用いるようにも構成することができる。例えば、本発明のワイパは、代替的に、主供給口５８に隣接した低圧段階に構成してもよい。
【００６５】
添付図面において概略的に示されているか又は区画分けされている個々の構成部品は全て、成形技術分野においてよく知られているため、これらの具体的な構成及び動作は本発明を実施するための動作又は最良の形態にとって重要ではない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の好適な実施形態によるインライン配合成形システム１０の部分断面図である。
【図２Ａ】従来技術による押出機アセンブリのバレル及びスクリュの一部の部分斜視図である。
【図２Ｂ】説明のために、スクリュ芯軸直径の変化を幾分誇張し、スクリュねじ山を省いた、図２Ａから描写される押出機アセンブリのバレル及びスクリュの一部の図である。
【図３】本発明の好適な実施形態によるスクリュワイピング装置を示す、補助ポート／ベント付近の押出機アセンブリのバレル及びスクリュの一部の部分断面である。
【図４】本発明の好適な実施形態によるスクリュワイピング装置を示す、図３に関して示すように見た押出機アセンブリの断面である。
【図５】本発明の第１の代替的な実施形態によるスクリュワイピング装置を示す、補助ポート／ベント付近の押出機アセンブリのバレル及びスクリュの一部の部分断面である。
【図６】本発明の第１の代替的な実施形態によるスクリュワイピング装置を示す、図５に関して示すように見た押出機アセンブリの断面である。
【図７】本発明の第２の代替的な実施形態によるスクリュワイピング装置を示す、補助ポート／ベント付近の押出機アセンブリのバレル及びスクリュの一部の部分断面である。
【図８】本発明の第２の代替的な実施形態によるスクリュワイピング装置を示す、図７に関して示すように見た押出機アセンブリの断面である。
【図９】本発明の第３の代替的な実施形態によるスクリュワイピング装置を示す、補助ポート／ベント付近の押出機アセンブリのバレル及びスクリュの一部の部分断面である。
【図１０】本発明の第３の代替的な実施形態によるスクリュワイピング装置を示す、図９に関して示すように見た押出機アセンブリの断面である。
【図１】
2008515682.tif 000007
【図２Ａ】
2008515682.tif 000008
【図２Ｂ】
2008515682.tif 000009
【図３】
2008515682.tif 000010
【図４】
2008515682.tif 000011
【図５】
2008515682.tif 000012
【図６】
2008515682.tif 000013
【図７】
2008515682.tif 000014
【図８】
2008515682.tif 000015
【図９】
2008515682.tif 000016
【図１０】
2008515682.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月5日(2007.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
【表１】
2008515682.tif 000018
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
【表２】
2008515682.tif 000019
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
【表３】
2008515682.tif 000020
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
【表４】
2008515682.tif 000021
【国際調査報告】
2008515682.tif 000022
2008515682.tif 000023