(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（２）と、平行で部分的に相互交差する少なくとも２個のケーシング孔（４２、４３）と、当該ケーシング孔（４２、４３）に配設され、同一方向に回転駆動可能な少なくとも２本のシャフト（３、４）と、当該シャフト（３、４）に回転不能に取り付けられたスクリュー要素（１１、１７、２３、２６）と、上記シャフト（３、４）に回転不能に取り付けられた相互噛合する捏和円板（１３）であって、円板幅（Ｂ）を有し、且つ、当該捏和円板（１３）の周囲に位置する頂上部分（３０、３０’）を有する捏和円板（１３）と、上記それぞれの頂上部分（３０、３０’）に形成された混合掻き取りスタッド（３２、３２’）であって、円板幅（Ｂ）よりも小さい幅を有し、且つ、上記ケーシング（２）の内壁に緊密している周囲緊密面（３３）を有する混合掻き取りスタッドと、を備えてなる多軸スクリュータイプの押し出し機において、
各々の捏和円板（１３）での上記混合掻き取りスタッド（３２、３２’）が軸線方向に互い違いにずらされて、上記ケーシング（２）の内壁に緊密している上記周囲緊密面（３３）が共同で円板幅（Ｂ）全体をカバーすることを特徴とする押し出し機。
【請求項２】
捏和円板（１３）の上記混合掻き取りスタッド（３２、３２’）が軸線方向に互いにずらされて配置され、一方の上記混合掻き取りスタッド（３２）の給送域（１０）に向いた前部（３５）が、上記捏和円板（１３）の、給送域（１０）に向いた前部（３６）と同一平面にあり、且つ、他方の上記混合掻き取りスタッド（３２’）の排出域（２７）に向いた前部（３５）が、上記捏和円板（１３）の、排出域（２７）に向いた前部（３６）と同一平面にあることを特徴とする請求項１に記載のスクリュータイプ押し出し機。
【請求項３】
捏和円板（１３）の第２頂上部分（３０’）に形成される２つの第２混合掻き取りスタッド（３２’）であって、軸線方向にずらされて、この２つの第２混合掻き取りスタッド（３２’）の間でせん断間隔（３７）を形成する２つの混合掻き取りスタッド（３２’）が、当該捏和円板（１３）の第１頂上部分（３０）でせん断間隔（３７）と軸線方向に重複する位置に形成される第１混合掻き取りスタッド（３２）と組み合わされることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクリュータイプ押し出し機。
【請求項４】
せん断間隔（３７）の底部（３８）がシャフト（３、４）の回転方向（２９）と逆向きにシャフト軸線（５、６）に対して上昇し、シャフト軸線（５、６）上に中心を有さない円の円弧を形成することを特徴とする請求項３に記載のスクリュータイプ押し出し機。
【請求項５】
第１混合掻き取りスタッド（３２）の緊密面（３３）とせん断間隔（３７）の底部（３８）とが円形輪郭によって作り出され、当該円形輪郭の直径は、二本のシャフト（３、４）の軸線方向間隔（ａ）と等しく、且つ、シャフト軸線（５、６）に対する当該円形輪郭の偏心（ｅ）は、混合掻き取りスタッド（３２、３２’）がシャフト回転の際にケーシング内側壁（３４）を掻き取るように定められていることを特徴とする請求項３に記載のスクリュータイプ押し出し機。
【請求項６】
混合掻き取りスタッド（３２）に側面を接する円板肩部（３１）の全幅が最大で円板幅（Ｂ）の半分になることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のスクリュータイプ押し出し機。
【請求項７】
捏和円板（１３）が多数フライト構成を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のスクリュータイプ押し出し機。
【請求項８】
捏和円板（１３）がシャフト軸線（５、６）に対して偏心して配設されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のスクリュータイプ押し出し機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前提部分に詳述された構成を備えてなる多軸スクリュータイプの押し出し機にして、特に双軸押し出し機に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
一般的タイプのスクリュータイプ押し出し機はドイツ連邦共和国特許公報第２５５０９６９号(DE 25 50 969 C2)から公知である。押し出し機を通って搬送される材料の加工処理、例えば均質化、混合、捏和、可塑化等をもたらすために、２本のスクリュー軸に回転不能に取り付けられた混練円板を備える。その回転羽根（フライト）の数に応じて、混練円板はレンズ輪郭（ツーフライト捏和円板）、トロコイド輪郭（スリーフライト捏和円板）等の輪郭を有する。
【０００３】
既述の先行特許は、スリーフライト捏和円板を示し、その頂上部分（クレスト部）は周縁部に形成する混合掻き取りスタッド（鋲）のために捏和円板の基礎幅に比べて減少している。
【０００４】
ジョイント軸線方向において並んで配設された捏和円板の相互噛合作用の結果としての混合機能に加えて、これらスタッドは加工処理されるべき材料をケーシングの内側壁から掻き取るのに供される。このために、半径方向外側へ延在しケーシングの内側壁の方へ限定された遊びによって配設された緊密面乃至密着表面が、ケーシングの内側壁を離れるように滑動して蓄財材料を連行する。滑動する。
【０００５】
公知の構成の欠点は、混合掻き取りスタッドの頂上部分が十分に顕出する個所でのみケーシング壁が掻き取られ、これらスタッドの間の領域では掻き取りが行われない点にある。この欠点のある掻き取り効果によって、掻き取られない範囲において加工処理された生成物が交換されないので、ケーシング壁との間で熱移動の著しい低下が起こる。更に上記生成物によって左右される熱伝導度の悪さのために対流による熱移動が起こらない。同様にこれら問題は、掻き取られなかった材料がケーシングの内側壁で焼け焦げ乃至しなびて、これら範囲で生成物のその後の伸びる滞留（ドエル）時間の理由によって当該生成物がダメージを受けることとなるリスクを必然的に伴う。更にケーシングの横断面が徐々に詰まってくることによってスクリュータイプの押し出し機の技術的特性がマイナスに影響を受ける。
【０００６】
ドイツ連邦共和国特許出願第４１２２９１２号公開公報(DE 41 22 912 A1)は、周辺方向に延在する捏和円板の密着表面がスクリューの軸線方向に横向きで少なくとも部分的にスクリューの軸線に対して傾斜するエッジ部を備える双軸押し出し機を教示する。捏和円板の堰止め効果がこの傾斜によって維持されるが、それらの自由な横断面通路範囲が広がって、加工処理されるべき生成物に熱的に有害かもしれない剪断ピークがはっきりと減少する。しかしながら、上記第４１２２９１２号公開公報に示された実施態様もまた、ケーシングの内側壁の全表面が掻き取られることを保証しない。
【０００７】
減少した幅の混合掻き取りスタッドの加工処理技術に関する利点を維持しながら、ケーシングの内側壁の全表面の掻き取りを達成する上記スタッドの配置を詳述することが本発明の目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にしたがって、この目的は請求項１の特徴部分の構成によって達成される。混合掻き取りスタッドは各捏和円板上で軸線方向に互いに一列に並べられず（即ち、互い違いにずらされて）、その結果、これらの周囲緊密面は共同で円板の全幅をカバーする。それ故、ケーシング壁にとどまっている材料が各軸線方向位置でその幅にわたる捏和円板の完全な回転によるたった一回の操作で取り除かれる。最初に記載された従来技術の欠点は有効に回避される。それ故、これら捏和円板の優れた混合効果がケーシング壁の完全な掻き取りを伴う。
【０００９】
本発明の更なる特徴、詳細及び利点が図面に関連した好ましい実施形態の以下の記載から明らかとなろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、切り開かれた状態においてケーシング２を備えた双軸押し出し機１を示す。当該双軸押し出し機１は、軸線５，６が平行な２本のシャフト３，４を備えて構成される。モータ７が分岐歯車装置８を介してシャフト３，４を同じ回転方向２９で駆動する。歯車装置８に隣接して、ケーシング２内にチャージホッパー９（大まかに輪郭を描かれた）が、押し出し機１内で溶融されるべきポリマーのために備えられている。このホッパー９に続き且つその下方に、搬送スクリュー要素１１がシャフト３，４に配設された給送域１０が形成される。これに引き続いて、捏和円板１３が溶融域１２でシャフト３，４に回転不能に取り付けられている。これに、シャフト３，４が戻り搬送スクリュー要素１５を備える蓄積域１４が続く。その戻り搬送スクリュー要素の条筋（スレッド）は搬送スクリュー要素１１のものと反対の向きを有する。蓄積域１４に、搬送スクリュー要素１７がシャフト３，４に取り付けられ押し出し機１の搬送方向１８に給送する追加域１６が続く。戻り搬送スクリュー要素１５の直後に、追加ホッパー１９（大まかに輪郭を描かれた）がケーシング２に開口している。充填剤やガラス繊維のような添加剤を溶融物に添加するために供される。
【００１１】
追加域１６に続く混合域２０において、上記シャフト３，４は混合せん断要素２１，２２を備える。これらは好ましくは本発明に係る捏和円板１３であり、その詳細は以下に説明される。この混合域２０に続く抜け口域２４において、開孔２５（大まかに輪郭を描かれた）がケーシング２に形成されている。この抜け口域２４において、搬送スクリュー要素２６がシャフト３，４に取り付けられて、充填剤や補強剤が添加されたポリマーを、排出部材としての所謂穴明き細片２８を備えた排出域２７に向かう搬送方向１８に搬送する。
【００１２】
本発明にしたがう捏和円板１３と混合せん断要素２１，２２の位置決めに関して、好ましくはスクリュータイプの押し出し機におけるプロセスにとって穏やかな混合せん断作用が要求される個所でそれらは用いられる。例えば填料が溶融物に均一に組み込まれる域や、生成物自体が分子量分布、溶融インデックス(melt index)又は温度に関して均一な形状に移行しなければならない域である。条件によって、混合せん断要素（２１，２２、捏和円板１３）はスクリュータイプの押し出し機において事実上どの位置にも用いることができ、プロセスにおける条件と生成物の属性乃至特性に対応する上記要素の実施態様を選択することが可能である。
【００１３】
捏和円板１３のデザインを図２及び図３に基づいて説明する。これらはシャフト３，４に軸線方向位置において２つ１組で並んで回転不能におかれている。シャフト３，４それぞれの連続する捏和円板１３は１つの対から次の対へ、例えば３０°、４５°又は６０°の定められた角度だけ互いにずらされている。これは押し出し機では慣例のことなので、図２では１対の捏和円板１３のみを示す。
【００１４】
これら捏和円板１３は軸線方向に基本的にレンズ状輪郭を有したツーフライト捏和円板である。当該円板の幅Ｂに比べて、半径方向外向きの頂上部分３０，３０’は、半径方向に後方に下がった肩部３１だけ減少している。周辺に位置する混合掻き取りスタッド３２，３２’はこのようにして形成される。これらスタッドは各捏和円板に軸線方向に一列に並べられず、それらの周囲緊密面３３が共同で円板の全幅Ｂをカバーする。これは押し出し機加工処理された材料が、シャフト３，４の全回転を通じて溶融域１２の近くで全表面にわたり、ケーシング孔４２，４３によって形成されるケーシングの内側壁３４から掻き取られることをもたらす。
【００１５】
図３に示されるように、２つの対置するスタッド３２，３２’は、当該スタッド３２，３２’の互いに背を向けた前部３５が捏和円板１３のそれぞれの前部３６と同一平面にあるような程度で列ずれＶだけずれている。更にケーシング内側壁３４の完全な掻き取りの効果は、特に頂上部分３０における円板肩部３１の全体的な幅が最大で円板幅Ｂの半分になる場合に、達成される。
【００１６】
図４及び図５に示された捏和円板１３の実施形態において、混合掻き取りスタッド３２は頂上部分３０（図４及び５の底部）に形成されており、当該スタッドは円板幅Ｂに対して肩部３１だけ両側で狭くなっている。２つのスタッド３２’は第２頂上部分３０’（図４及び５の上部）において上記スタッドに対してずれて配設されており、その前部３５はまた捏和円板１３の前部３６との平面にある。２つのスタッド３２’はそれらの間にせん断間隔（すきま）３７を形成し、軸線方向に関して対置する混合掻き取りスタッド３２に重複する。３つのスタッド３２，３２’の緊密面３３はまた共同で全円板幅Ｂをカバーし、材料がケーシング内側壁から完全に掻き取られる。
【００１７】
捏和円板１３の図４及び図５に示された実施形態は都合の良いことには加工処理されるべき材料に対してせん断混合効果を達成するのに供され、これはケーシング壁の同時掻き取りを伴う。
【００１８】
プロセス技術に関する条件に応じて、せん断間隔３７は図６〜８に示されるように異なって具現化されうる。図６に示された実施形態において、上記間隔の底部３８の輪郭はシャフト３の軸線５に同心で半径Ｒを有した円弧のように形成される。これによって周囲方向に均一なせん断間隔３７の深さとなる。捏和円板の他の実施形態全てで、捏和円板の基本的外形乃至輪郭はまた、次の図示での場合のようにシャフト軸線に対して偏心して配設されてもよい。
【００１９】
図７に示された実施形態において、せん断間隔の底部３８は、シャフト３の回転方向２９と逆向きに上昇しシャフト軸線５に対し偏向し半径Ｒ’を有する円弧を形成する輪郭を有する。
【００２０】
図８で、上記間隔の底部３８は円弧の輪郭からずれた輪郭を備える。
図９は捏和円板１３の別の代替的な実施形態を示す。この形態において、間隔の底部は、同じ方向に回転するスクリューシャフトを備えた多軸スクリュータイプの押し出し機のための所謂自己クリーニング型緊密外形のためそれ自体公知の原則にしたがって具現化される。このために、左側の捏和円板１３Ｌ（長さＣＤ）の頂上部分３０における半径方向に減少した肩部３１は右側の捏和円板１３Ｒ（長さＣ'Ａ'）における反対凸部３９と協働する。当該反対凸部３９Ｒの周囲表面は共通の遊びを有して肩部３１の周囲表面にわたって摺動し、捏和円板１３の相互掻き取りが、それ故に自己クリーニングが行われる。同様にして、左側の捏和円板１３Ｌは、詳述したように、右側の捏和円板１３Ｒの頂上部分３０の減少した肩部３１Ｒと協働する反対凸部３９Ｌ（長さＡＣ）を有する。
【００２１】
反対凸部３９に対置する側面（フランク、それぞれ長さＢＤ、Ｂ'Ｄ'）は、半径方向に少なめに突き出て交互に対置する捏和円板１３の緊密面３３（それぞれ長さＡＢ、Ａ'Ｂ'）と協働する輪郭を有する。
【００２２】
図９に示された捏和円板の組み合わせで、輪郭の修正乃至補正によってケーシング壁の掻き取りの他に、上記外形の自己クリーニングが達成される。
同じ効果は、捏和円板１３の図１０及び図１１に示された輪郭によって異なるやり方で達成することができる。再び、混合掻き取りスタッド３２と反対側のせん断間隔３７とを備えたデザインがもたらされる。上記スタッド３２の緊密面３３とせん断間隔３７の底部３８とは共に図１０でのハッチングをつけられた円範囲で示された円形輪郭によって作り出される。この円形輪郭の径２Ｒは押し出し機１の２本の軸線５，６の隔たりａに対応する。それらの偏心ｅは、緊密面３３の頭頂４１がケーシング内側壁３４を掻き取るように設計されている。せん断間隔３７は円弧の形状の輪郭を呈する２つのスタッド３２’によって定められる。この円弧はそれぞれにおいて、混合掻き取りスタッド３２の両側に肩部３１を形成するほぼパラボラ状の輪郭によって隣接される。外形の自己クリーニングは、一方の捏和円板１３Ｌのスタッド３２の他方の捏和円板１３Ｒのせん断間隔３７との交互係合によって達成される。スタッド３２，３２’の互い違いにずらされた状態は再び、捏和円板１３の完全な一回転によってケーシング内側壁３４が円板の完全な幅Ｂにわたり掻き取られることを達成するのに供される。
【００２３】
上記例示的な実施形態がシングルフライトの捏和円板を示している点に注意が喚起される。対応する捏和円板輪郭が増加することで、捏和円板は同じく多数のフライト円板として具現化可能である。
【００２４】
更に、上に示されたデザインを変更し互い違いにずらされた状態の角度を変えた幾つかの捏和円板が混合域において組み合わせ可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】部分的に切り開いた状態でのケーシングを備えた双軸押し出し機の平面図である。
【図２】図１の断面線II-IIで押し出し機を通る概略的な断面図である。
【図３】第１実施形態での捏和円板の平面図である。
【図４】第２実施形態での捏和円板の軸線方向における側面図である。
【図５】図４の捏和円板の平面図である。
【図６】図５の断面線VII-VIIで捏和円板の部分断面図である。
【図７】図６と底部隙間の異なる捏和円板の部分断面図である。
【図８】図６や図７と底部隙間の異なる捏和円板の部分断面図である。
【図９】捏和円板を備えたスクリュータイプの押し出し機の、図１に類似した断面図である。
【図１０】図１や図９とは異なる実施形態での、捏和円板を備えたスクリュータイプの押し出し機の断面図である。
【図１１】図１０の捏和円板の１つの平面図である。
【符号の説明】
２  ケーシング
３，４  シャフト
１１  スクリュー要素
１３  捏和円板
３０  頂上部分
３２  混合掻き取りスタッド
３３  緊密面
４２  ケーシング孔
【図１】
0004431201.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004431201.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004431201.tif 000008
【図８】
0004431201.tif 000009
【図９】
0004431201.tif 000010
【図１０】
0004431201.tif 000011
【図１１】
0004431201.tif 000012