(57)【要約】鉱物性および／あるいは植物性の充填剤を入れた熱可塑性樹脂などの複合材料を製造する方法であって、鉱物性およびあるいは植物性の充填剤を供給し、この充填剤を予備加熱し、溶融熱可塑性樹脂をこの充填剤の上に供給し、この充填剤とこの熱可塑性樹脂の混合物を押し出し機に導入し、この混合物を高圧縮に曝し、部分的な高真空を生じせしめ、そしてこの混合物を押し出しヘッド中で圧縮し、そこから以降の加工にかける材料を流出させることからなる方法。
2006510505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱物性および／あるいは植物性の充填剤を入れた熱可塑性樹脂などの複合材料を製造する方法であって、鉱物性およびあるいは植物性の充填剤を供給し、前記充填剤を予備加熱し、溶融熱可塑性樹脂を前記充填剤の上に供給し、前記充填剤と前記熱可塑性樹脂の混合物を押し出し機に導入し、前記混合物を高圧縮に曝し、部分的な高真空を生じせしめ、そして前記混合物を押し出しヘッド中で圧縮し、そこから以降の加工にかける材料を流出させることからなることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記鉱物性およびあるいは植物性の充填剤を２０〜１６０℃の温度まで加熱することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記樹脂が得られるべき材料の２５〜７０％のパーセンテージで存在し、そして前記充填剤が７５〜３０％のパーセンテージで存在することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
脱ガスを前記高圧縮段階時に行うことを特徴とする請求項１−３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
脱ガスし、そして前記充填剤を濡らすために前記混合物の露出表面を増加させるように適合されている混合器に前記充填剤と混合した前記熱可塑性樹脂を導入することを特徴とする請求項１−４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
前記部分的な高真空段階を行う場合に第２の脱ガスを行うことを特徴とする請求項１−５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
加工廃棄物を３０％の最大量で導入することに備えたものであることを特徴とする請求項１−６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
前記充填剤を粉末またはファイバーにより形成することを特徴とする請求項１−７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記充填剤の前記ファイバーが３〜２０ｍｍの長さを有することを特徴とする請求項１−８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
前記熱可塑性樹脂を溶融するための段階において前記押し出しスクリューが直径の実質的に２０倍の軸方向の延長部を有し、そして前記第２の圧縮および部分的な真空部分が最終的な押し出しのための末端部分を含んで直径の実質的に１４倍の長さを有することを特徴とする請求項１−９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
前記押し出し機と軸方向に位置合わせして設けられている押し出しスクリューにより前記熱可塑性樹脂を供給し、前記押し出し機への導入の前に前記溶融熱可塑性樹脂の少なくとも一部を前記充填剤に導入し、残りの部分を前記押し出し機に導入することを特徴とする請求項１−１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
熱可塑性樹脂と充填剤の混合物を加工するための押し出しスクリューに対して別な押し出しスクリューにより前記溶融熱可塑性樹脂を供給することを特徴とする請求項１−１１のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１３】
鉱物性および植物性の充填剤を入れた熱可塑性樹脂などの複合材料を製造するための装
置であって、熱可塑性樹脂を可塑化し、溶融するための第１の部分を有する押し出しスクリューを含んでなり、前記第１の部分の末端において前記押し出し機が前記押し出し機に導入する前に前記充填剤と前記熱可塑性樹脂を混合するための鉱物性および／あるいは植物性の充填剤のフィーダーの末端部分に連結されていることを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記押し出しスクリューが高圧縮の領域を、そして次に部分的な真空領域を形成する第２の部分を有することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記高圧縮領域および前記部分的な高真空領域の間に前記混合物の露出表面を増大させるように適合されている混合器を含んでなることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の装置。
【請求項１６】
軸方向に実質的に平行に配置され、そして前記材料を供給するために有用な上流断面積に対して減少した断面積を形成する複数のチャンネルを前記混合器が有することを特徴とする請求項１３−１５のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１７】
第２の熱可塑性樹脂を導入するための補助的な入口を含んでなることを特徴とする請求項１３−１６のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１８】
前記押し出しヘッドの出口において完成した物品を得るための異形押し出しヘッドを含んでなることを特徴とする請求項１３−１７のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１９】
前記押し出しヘッドの出口においてシートヘッドを含んでなり、その下流にカレンダーロールが配置されていることを特徴とする請求項１３−１８のいずれか一つに記載の装置。
【請求項２０】
前記押し出しヘッドの下流に製品を形成するための金型付きのプレスを含んでなることを特徴とする請求項１３−１９のいずれか一つに記載の装置。
【請求項２１】
顆粒を製造するための中空（ｓｐａｇｈｅｔｔｉ）ヘッドを含んでなることを特徴とする請求項１３−２０のいずれか一つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉱物性および／あるいは植物性の充填剤入りの熱可塑性樹脂などの複合材料を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱物性および／あるいは植物性の充填剤を充填した熱可塑性樹脂でできた物品の製造においてしばしば遭遇する問題は、熱可塑性材料と粉末、ファイバー、廃棄物などにより構成可能な鉱物性および／あるいは植物性の添加要素との均質かつ均一な混合を得ることが可能であるかどうかに関するものである。
【０００３】
現時点で使用されている解決策によっては、充填剤と熱可塑性材料の間の緊密な混合を得ることができず、それゆえ得られる複合材料を用いて製造される物品中に不連続部分および弱い領域が引き続いて生じる可能性があり、顕著に低品質の製品をもたらす。
【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、鉱物性および／あるいは植物性の充填剤入りの熱可塑性樹脂などの複合材料を製造するための方法であって、樹脂とファイバーの間の完璧かつ均一な混合を可能とし、ファイバーの完璧な濡れおよび内部の空気の完全な除去を達成する方法を提供することにより、上述の問題を解決することである。
【０００５】
この目的の内で、本発明の目的は、溶融ポリマーと充填剤および／またはファイバーの間に長い接触が起こる場合に必然的に起こる樹脂およびファイバーの劣化を回避することを可能とする方法を提供することである。
【０００６】
本発明のもう一つの目的は、この複合材料により製造される製品の特別な劣化を生じさせずに、粉末またはファイバーの形の鉱物性および／または植物性充填剤のパーセンテージを著しく増加させることを可能にする方法を提供することである。
【０００７】
本発明のもう一つの目的は一般に使用される器具により実施可能であり、そしてまた単に経済的な観点からも特に有利である一連の操作段階により得ることができる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書中後で更に明白になるこの目的およびこれらの目的は、鉱物性およびあるいは植物性の充填剤を入れた熱可塑性樹脂などの複合材料を製造する方法であって、鉱物性および／あるいは植物性の充填剤を供給し、前記充填剤を予備加熱し、溶融熱可塑性樹脂を前記充填剤の上に供給し、前記充填剤と前記熱可塑性樹脂の混合物を押出機に導入し、前記混合物を高圧縮に曝し、部分的な高真空を生じせしめ、そして前記混合物を押し出しヘッド中で圧縮し、そこから以降の加工にかける材料を流出させることからなることを特徴とする方法により達成される。
【０００９】
鉱物性およびあるいは植物性の充填剤を入れた熱可塑性樹脂などの複合材料を製造するための方法の好ましいけれども排他的ではない態様を説明することにより、本発明の更なる特徴および利点は更に明白になる。この態様を次の添付の図面の助けを得ながら非限定的な例により例示する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図を参照すると、参照番号１により概ね表示される装置は本体２を有し、その内部に押し出しスクリュー（参照番号３により概ね表示される）が存在する装置が示されている。
【００１１】
単軸押し出し機の代わりに二軸押し出し機を使用することも場合によっては概念的に可能である。
【００１２】
本発明の第１の特徴は、押し出しスクリュー３が第１の加熱手段６が作用する第１の円筒形の本体５内部で回転することができる第１の部分（参照番号４により表示される）を有することに存する。
【００１３】
部分４の最初の部分には、熱可塑性樹脂を装填するためのホッパー（参照番号１０により表示される）が存在し、そしてこのホッパーは粉末あるいはファイバーの形であることができる鉱物性および／あるいは植物性の充填剤のフィーダー２０（このようなフィーダーは装填ホッパー２２から引き込む供給スクリュー２１を有する）の末端部分において直接にこの熱可塑性樹脂の少なくとも一部を導入する特徴を有する射出チャンネル１１に導入されるために、可塑化され、次に溶融される計量された量の材料を導入する。
【００１４】
この鉱物性および／あるいは植物性の充填剤を２０〜１６０度で選択可能な予め設定した温度に到達させるように適合されている予備加熱手段２３もある。
【００１５】
前に述べたように、特に画期的な解決策は、装填材料が押し出し機への導入前に可塑性材料により濡れるように、溶融熱可塑性樹脂を供給スクリュー２１の末端部分において導入するということからなる。
【００１６】
このことによって、大量のガスの除去は可能になり、そして未だ緻密化されていない充填剤は深く被覆され、そして曝されている高温により充填剤の残存水分は完全に除去され、そして供給スクリュー２１に沿って上方に逃げ、このフィードに沿って続く充填剤を更に加熱する。
【００１７】
充填剤と混合された熱可塑性樹脂を押し出しスクリューの第２の部分３０に導入し、最初の領域において、第１の高圧縮を加え、充填剤を濡らし、そして残存ガスを更に追い出し、残存ガスを第１の脱ガスベント３１により外部に搬出する。
【００１８】
この高圧縮段階の後、断面積を大きく低減させ、結果として混合物の可塑性材料と充填剤の間の有用な露出表面を増加させる実際には複数の軸方向のチャンネル３６によりもたらされている混合器３５に充填剤と混合されている熱可塑性樹脂を導入し、脱ガス段階を増進させ、そして濡れ作用を更に促進する。
【００１９】
混合器３５の出口において、この生成物を第２の脱ガスベント４１が設けられている脱圧縮部分４０中で高膨張の段階に曝す。
【００２０】
部分的な高真空の領域は実際にこの混合物のロール延伸および緩和を生じさせ、いかなる残存ガスも更に容易に除去し、残存ガスは第２の脱ガスベント４１から流出することができる。
【００２１】
脱圧縮部分４０の下流には押し出し部分５０があり、押し出しヘッド５１の内部で材料を圧縮し、随意の更なる加工にかける材料の流出を生じる。
【００２２】
第２の熱可塑性樹脂を導入して、第１の部分に供給される熱可塑性樹脂との混合を可能とする補助的な入口６０を設けることが可能であるということ；第１の部分に供給される熱可塑性樹脂をいかなる場合においても２０％以上の量で一部のみ装填ホッパーの末端に送り、一方この材料の残存部分を押し出しスクリューの第２の部分の中に直接に供給することも可能であるということを上記に追加すべきである。
【００２３】
供給される樹脂は押し出しスクリューの第１の部分の内部で２５〜７０％のパーセンテージで提供され、一方第１の部分の少なくとも２倍の断面積を有する第２の部分は充填剤を７５〜３０％のパーセンテージで含むということを更に追加すべきである。
【００２４】
この充填剤は、粉末または３〜２０ｍｍの長さのファイバーの形の鉱物性あるいは植物性の要素により好ましくは構成される。
【００２５】
フィーダー２０を使用することにより最高３０％までの処理廃棄物を導入することも可能である。
【００２６】
概略的に、押し出しスクリューの第１の部分は直径のほぼ２０倍の軸方向の延長部を有し、一方、圧縮および部分的な真空が起こる第２の部分は、最終的な押し出しのための末端部分を含めて直径のほぼ１４倍の長さを有するということを指摘することが可能である。
【００２７】
押し出しヘッドの出口においては、図２に示すように、この押し出しヘッドの出口において直接に押し出される完成した製品を直接に得ることを可能とする異形押し出しヘッド７０を設けることが可能である。
【００２８】
図３に示すものによれば、シートヘッド７２を設け、その下流にカレンダーロール７３を置くことが可能である。
【００２９】
図４を参照すると、予め設定した重量を有する生成物７７のウオーム（ｗｏｒｍ）を出す押し出しヘッド７６を設け、このようなウオームをプレス７８の中に直接に導入し、プレスの金型によって意図した物品の製造を可能とせしめることが可能である。
【００３０】
顆粒を製造するための中空ヘッドを設けることも可能である。
【００３１】
それゆえ、上述したものから、本発明が意図した目的と対象を達成するということが明らかであり、そして特に緊密な混合を達成するのが更に容易となるように押し出しスクリューに対して外部である領域に熱可塑性樹脂を導入することに存する画期的な技術が使用されているという事実を強調する。
【００３２】
上記に引用した例においては、熱可塑性樹脂の溶融が起こる第１の部分は同一の押し出しスクリューと軸方向に位置合わせされ、そしてその上に配置されているが、熱可塑性材料を鉱物性および／あるいは植物性の充填剤のフィーダーの供給部分の末端において供給する別な押し出しスクリューを設けることが明らかに可能であるということを上記に追加すべきである。
【００３３】
このように着想された本発明は多数の改変および変形を受けることが多いが、これらはすべて添付の特許請求の範囲の範囲内のものである。
【００３４】
この詳細はすべて他の技術的に均等な要素により更に置き換え得る。
【００３５】
更には、具体的な例に関連して示した個別の特徴は、態様の他の例中に存在する他の異なる特徴と事実上入れ替え得る。
【００３６】
実際、使用される材料、並びに付随する形状および寸法は要求によりいかなるものであってもよい。
【００３７】
この出願が優先権を主張するイタリア特許出願番号ＭＩ２００２Ａ００２７３６は引用により本明細書に組み込まれている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１はこの方法を実施するための装置の概略図である。
【図２】図２は押し出しヘッドの出口において配置可能な完成した物品を得るための異形押し出しヘッドの概略図である。
【図３】図３は異なる厚さのシートを得るためにカレンダーに供給するシートヘッドの断面図である。
【図４】図４は設定された重量を有し、次に加圧成形または真空成形される量の材料が供給される金型付きのプレスの断面図である。
【図１】
2006510505.tif 000003
【図２】
2006510505.tif 000004
【図３】
2006510505.tif 000005
【図４】
2006510505.tif 000006
【国際調査報告】
2006510505.tif 000007
2006510505.tif 000008