(57)【要約】      （修正有）【課題】より近代的な射出成形機の要求に対しより良く対処できる高粘性媒質用のスタティックミキサを提供する。【解決手段】高粘性流動流体２０用のスタティックミキサ２は、一体型として製造されるミキシングエレメント１と、ミキシングエレメントが位置決めされるチューブ片の形態のスリーブ要素５と、ミキシングエレメントと共にスリーブ要素が挿入されるハウジング３とを含む。ミキシングエレメントの各々は格子構造体１０を含む。格子構造体のウェブは、流体の主流動方向３０に対し横断方向に棒状領域１３に配列される交差位置１２で交差し、主流動方向はハウジングの長手方向軸線によって与えられる。スリーブ要素は当接面５０を介してそれら要素の端部で接触する。カットアウト５４がこれらの端部に存在し、カットアウトの中に、ミキシングエレメントの２つのリブ４１、４２が形状に整合するように、カットアウトに対し相補的な形状で挿入される。【選択図】図５
2004195452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体型として製造されるミキシングエレメント（１）と、該ミキシングエレメントが位置決めされるチューブ片の形態のスリーブ要素（５）と、該ミキシングエレメントと共に該スリーブ要素が挿入されるハウジング（３）とを有し、該ミキシングエレメントの各々が格子構造体（１０）を含み、該格子構造体のウェブが、流体の主流動方向（３０）に対し横断方向に棒状領域（１３）に配列される交差位置（１２）で交差し、前記主流動方向が前記ハウジングの長手方向軸線によって与えられる、高粘性流動流体（２０）用のスタティックミキサ（２）において、
前記スリーブ要素が当接面（５０）を介して前記スリーブ要素の端部で接触し、カットアウト（５４）が前記端部に存在し、前記カットアウトの中に、前記ミキシングエレメントの２つのリブ（４１、４２）が形状に整合するように、前記カットアウトに対し相補的な形状で挿入され、前記リブが環状セグメントの形態で製造され、交差位置の棒状領域（１３）と少なくともほぼ同一に整列される線によって前記端面の中心の各々を接続できるように、各リブの２つの端面（４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ）の各々が配列され、また前記棒状領域が、前記リブの半径方向断面表面よりも大きくない断面表面を有することを特徴とするミキサ。
【請求項２】
ウェブ（１１）の各々が、長方形、好ましくは少なくともほぼ正方形の断面を有し、互いに横断方向に位置する表面要素（１１１、１１２）が、移行部の周囲領域の丸い表面部分（１１０）によって接続されるように、移行部が、前記ウェブの交差位置（１２）に、および前記ウェブと前記リブとの接続位置に形成され、また前記表面の部分の曲率半径が前記ウェブの対角線の直径の１０％よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のミキサ。
【請求項３】
リブ（４１、４２）の半径方向の断面表面が楔状であり、前記ウェッジ形状の先端（４５）が外側に方向付けられることを特徴とする、請求項１または２に記載のミキサ。
【請求項４】
リブ（４１、４２）用のカットアウト（５４）が、前記ハウジングの内壁まで延在しない領域に制限されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のミキサ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のミキサ（２）用のミキシングエレメント（１）。
【請求項６】
ミキシングエレメント（１）のリブ（４１、４２）が、スリーブ要素（５）のカットアウト（５４）内の精密な形状整合を形成するために、前記リブの表面を研磨することによって再加工されることを特徴とする、請求項５に記載のミキシングエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による高粘性媒質用のスタティックミキサ、およびこのミキサ用のミキシングエレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＰ−Ａ０６４６４０８から、高粘性ポリマ融成物を均質化することができるスタティックミキサが公知である。このミキサは、射出成形機のノズル内のミキシングヘッドとして、あるいは押出機のスクリュの後の融成物ミキサとして使用することができる。ミキサは円筒形状を有し、複数のミキシングエレメントと、ハウジングの円筒状の中空空間に挿入されるスリーブとから構成される。ミキシングエレメントは鋳物体である。ミキシングエレメントは、流れる融成物内でミキシング工程を実行する構造体、例えば格子構造体を含む。ＥＰ−Ａ０６４６４０８に示されたミキサ構造体は、ウェブによって形成された層から構成される。これらの層は、ハウジングの長手方向軸線の方向に平行に整列される。隣接層のウェブは交差する。好ましい実施態様では、スリーブは、ミキサ構造体のフランジのようなリングと共に管状被覆を形成し、ミキサ構造体は前記被覆内に連続して配列される。隣接ミキサ構造体では、層の配向の各々は、所定の角度だけ、好ましくは９０°だけ互いにオフセットされる。
【０００３】
射出成形機において、ポリマ融成物は高圧でまた脈動式に鋳型（工具）に注入される。射出成形機は、改良が加えられ、スループットおよび射出圧力を高めている。負荷ピークは、高い交番応力の結果生じ、装着されたミキシングエレメントに対し大きな機械的応力を与える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、より近代的な射出成形機の要求に対しより良く対処できるスタティックミキサを提供することである。この目的は、請求項１に規定されたミキサによって満足される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
高粘性流動流体用のスタティックミキサは、一体型として設計されるミキシングエレメントと、ミキシングエレメントが位置決めされるチューブ片の形態のスリーブ要素と、ミキシングエレメントと共にスリーブ要素が挿入されるハウジングとを含む。ミキシングエレメントの各々は格子構造体を含む。格子構造体のウェブは、流体の主流動方向に対し横断方向に棒状領域に配列される交差位置で交差し、主流動方向はハウジングの長手方向軸線によって設定される。スリーブ要素は当接面を介してそれら要素の端部で接触する。カットアウトがこれらの端部に存在し、カットアウトの中に、ミキシングエレメントの２つのリブが形状に整合するように、カットアウトに対し相補的な形状で配置される。リブは環状セグメントの形態で製造される。各リブの２つの端面は、交差位置の棒状領域のように少なくともほぼ整列される線によって端面の中心の各々を接続できるように配列される。これらの棒状領域は、リブの半径方向の断面表面よりも大きくない断面表面を有する。
【０００６】
従属請求項２〜４は、本発明によるミキサの有利な実施態様に関する。請求項５と６は、このミキサのミキシングエレメントを指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図面を参照して本発明について以下に説明する。
【０００８】
高粘性流体流を均質化するために設けられるスタティックミキサは、チューブ片の形態のスリーブ要素と共にミキシングエレメントが挿入されるハウジングを含む。ミキシングエレメントはスリーブ要素と共に位置決めされる。図１と図３には、一体型として製造され、また例えば精密鋳造によって製造することができる公知のミキシングエレメント１が示されている。この方法では、鋳型はワックス体を有し、セラミックシェルをワックス体に適用し、引き続きワックスを取り除いてセラミックシェルを燃いて形成される。均質化すべき流体、すなわちポリマ融成物２０は、ハウジング３内のスタティックミキサを通して、図２参照、ハウジング３の長手方向軸線によって画定される主流動方向３０に流れる。
【０００９】
混合に効果的な構造体、すなわち格子状のミキサ構造体１０およびリング４は、一体構造体の形態のミキシングエレメント１を形成する。ミキサ構造体１０は、層に配列されたウェブ１１から構成される。ウェブ（１１）の各々は、長方形または正方形の断面を有する。層は、主流動方向３０に互いに平行に配向される。隣接層のウェブ１１は交差して、主流動方向３０に対して４５°の均一な角度をなす。この角度は、１０〜７０°の値を有することができる。ミキサ構造体１０のウェブ１は、主流動方向３０に対し横断方向に棒状領域１３に配列される交差位置１２で交差する。
【００１０】
図２に、スタティックミキサ２、すなわち、射出成形機に使用されるようなミキシングヘッド付きノズル３１を有するハウジング３が示されている。スタティックミキサ２に、スリーブ、すなわちスリーブ要素５およびミキシングエレメント１のリング４を認識することができる。スタティックミキサ２は、ハウジング３の円筒状の内部空間内に、形状に整合するように嵌合する外径を有する。
【００１１】
図３は、図１のミキシングエレメント１の縦断面図およびスリーブ要素５の一部の縦断面図を示している。隣接したミキシングエレメント１の輪郭は、一部破線状に示されている。この縦断面図の部分領域は、２つの隣接層の間の境界に沿って位置する。この部分では、交差位置１２の棒状領域１３は断面として認識することができる。以下において、これらの領域は簡単に「クロスバー１３」と呼ぶ。
【００１２】
射出成形機でスタティックミキサ２を使用する際、ミキシングエレメント１は、異方性の延伸挙動をもたらす荷重にさらされ、すなわち、ポリマ融成物２０が輸送されなければならない高圧の故に、ハウジング内部空間の体積が増加する。ミキシングエレメント１は、クロスバー１３に対し横断方向（図１の矢印２４ａ、２４ｂ）の体積変化に降伏する。この方向に対し垂直、すなわちクロスバー１３の方向の変形は実質的により小さい。圧力の脈動は、リング４の高い局所応力と関連するミキシングエレメント１０の形状の周期変化をもたらす。
【００１３】
図４は、実質的により低い負荷ピークが生じる本発明による第１のミキシングエレメント１を示している。公知のミキシングエレメントが周縁リング４を有するのに対し、新しいミキシングエレメントでは、２つの環状セグメントまたはリブ４１と４２が存在する。この新しい形状ははるかに均一な（図１に示した公知のミキシングエレメント１と比較して）延伸挙動を可能にし、発生する最大応力は小さくなる。したがって、脈動して輸送されるポリマ融成物２０は、圧力の増加および減少に伴いそれほど高くない材料負荷を及ぼす。
【００１４】
スリーブ要素５は当接位置を介してそれら要素の端部で接触する。カットアウトがこれらの端部に存在し、カットアウトの中に、ミキシングエレメント１の２つのリブ４１、４２が形状に整合するように、カットアウトに対し相補的な形状で挿入される（図８と図７参照）。リブ４１、４１は、クロスバー１３に対し略平行であり、リブ４１、４２それぞれの２つの端面４１ａ、４１ｂあるいは４２ａ、４２ｂの各々は、クロスバー１３と少なくともほぼ同一に整列される線によってこれらの端面の中心を接続できるように配列される。リブ４１、４２の半径方向の断面表面は、強度の理由のため、クロスバー１３よりも大きな断面表面で形成される。
【００１５】
図６は、隅部が、一方でウェブ１１の交差位置１２に、他方でウェブ１１とリブ４１、４２との接続位置に、連続的に湾曲した移行部として形成される実施態様の図５のミキシングエレメント１を示している。これらの移行部の周囲領域において、互いに横断方向に位置する表面要素１１１、１１２は、丸い表面部分１１０によって接続される。これらの表面部分１１０の曲率半径は、ウェブの対角線の直径の約１０％よりも大きい。応力ピークは、操作中に、図５に示した実施態様のノッチ状の隅部に生成する。これらの応力ピークは隅部を丸くすることによって実質的に低減される。
【００１６】
図７は、図６のミキシングエレメント１用のスリーブ要素５を示している。リブ４１、４２用の楔状のカットアウト５４は、ハウジング３の内壁まで延在しない領域に制限される。スリーブ要素５の外面の小さな隆起５３は、楔状のリブ４１、４２の先端４５がハウジング３と接触しないようにする。これは、ひっかかりがもはや生じることができないので、ハウジング３の中にまたはそれからミキサ２を押し込みまたはそれから引き出す際に有利であり、したがって、ミキサの取付けが実質的により簡単になる。楔状のリブ４１、４２の一方の半部のみが、常に、スリーブ要素５のカットアウト５４に静止する。他方の半部は、隣接スリーブ要素（図示せず）によって受容される。隣接スリーブ要素５は、平坦な当接面５０を介してそれら要素の端部で接触する。
【００１７】
ミキシングエレメント１の機械的安定性が改良される（すなわちリブと丸い隅部）前述の措置に加えて、理想的な材料の選択も、同一の目的に向かう別の手段である。インコネル、特にＩＮ７１８は、ミキシングエレメント１用の鋳物材料として有利に使用されている。スリーブ要素５は、熱処理可能な鋼から正確な寸法に製造することができる。
【００１８】
鋳造ミキシングエレメント１のリブ４１、４２は、それらの表面を研磨することによって再加工することができる。このような再加工の目的は、スリーブ要素５のカットアウトの正確な形状整合を獲得することである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】公知のミキシングエレメントである。
【図２】ミキシングヘッドを有するノズルの部分図である。
【図３】図１のミキシングエレメントおよびスリーブ要素の縦断面図である。
【図４】本発明による第１のミキシングエレメントである。
【図５】本発明による第２のミキシングエレメントである。
【図６】別の修正実施態様である。
【図７】図６のミキシングエレメント用のスリーブ要素である。
【符号の説明】
【００２０】
１  公知のミキシングエレメント
２  スタティックミキサ
３  ハウジング
４  リング
５  スリーブ要素
１０  ミキサ構造体
１１  ウェブ
１２  交差位置
１３  棒状領域
２０  ポリマ融成物
２４ａ、２４ｂ  矢印
３０  主流動方向
３１  ミキシングヘッド付きノズル
４１、４２  リブ
４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ  端面
４５  先端
５０  当接面
５３  隆起
５４  カットアウト
１１１、１１２  表面要素
【図１】
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【図２】
2004195452.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004195452.tif 000007
【図６】
2004195452.tif 000008
【図７】
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