(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１シャフトと、
第２シャフトと、
前記第１シャフトに連結され、第１フライトを含んでいる第１取入口要素と、
前記第１取入口要素に隣接した前記第２シャフトに連結され、第２フライトを含んでいる第２取入口要素を備え、
前記第１フライト及び前記第２フライトのそれぞれはアンダーカットを定め、
前記第１フライトが定めるアンダーカットは前記第１フライトを含む前記第１取入口要素の軸に対して鋭角を形成し、前記第２フライトが定めるアンダーカットは前記第２フライトを含む前記第２取入口要素の軸に対して鋭角を形成し、
前記第１フライト及び前記第２フライトは、前記第１取入口要素及び前記第２取入口要素が同一方向に回転している時に材料を運ぶための容積形ポンプとして機能する部分的な真空を協働して作ることを特徴とする押出機システム用の二軸装置。
【請求項２】
第１シリンダ穴及び第２シリンダ穴がチャンバを構成するために交差し、前記第１シリンダ穴及び前記第２シリンダ穴の範囲を定めるハウジングと、
前記第１シャフトが前記第１シリンダ穴内で回転し、かつ、前記第２シャフトが前記第２シリンダ穴内で回転する請求項１に記載の二軸装置を備えることを特徴とする材料搬送用の押出機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広く押出機システムの分野に関し、特に、押出機システムの分野での二軸取入口要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
共回転の二軸押出機システムは、一般に、プラスチック、ゴム系材料、様々な食品添加物、充填材、補強材、そして他の変性剤のような材料を合成し、混合し、そして、さもなければ加工していた。従来の共回転の二軸押出機システムが材料を合成するために用いられる時は、システムの容量（あるいは、“全体的効率”）は、システムが実行できるトルクによって一般に制限される。この制限は、“トルクリミット”としてよく知られている。いくつかの低かさ密度材料の利用例において、しかしながら押出機システムの容量は、トルクによってでなく、メインホッパーでの取入口の容量によって制限される。この制限は、“フィードリミット”としてよく知られている。このような場合、軸取入口要素が粉末を流動化させる傾向にあることから、低かさ密度材料の十分な量が押出機システムによって搬送されない。そしてそれは、さらにかさ密度を減少させ、取入口の容量の問題をひどくする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、共回転の二軸押出機システムの分野、及びより広範囲の押出機システムの分野において、低かさ密度材料用の取入口の容量を改良する押出機システムを製作する必要がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
本発明の好ましい実施形態についての以下の説明は、好ましい実施形態に限定されることを意味せず、むしろ当業者が本発明を理解し、そして使用できるようにするものである。
【０００５】
図１および２に示すように、本発明の好ましい実施形態は、押出機システム用の二軸装置１０である。押出機システムは、第１シャフト１２、第２シャフト１４、第１シャフト１２と連結され、かつ、第１フライト１８を含んでいる第１取入口要素１６、そして、第１取入口要素１６に隣接した第２のシャフト１４と連結され、かつ、第２のフライト２２を含んでいる第２取入口要素２０を含んでいる。第１フライト１８及び第２フライト２２は、協働して部分的な真空を作るために改造されている。部分的な真空は、第１取入口要素１６及び第２取入口要素２０が同じ方向に回転している時に、材料を運ぶための容積形ポンプのように機能する。取入口要素の回転速度の作用によって、押出機システムの使用が“フィードリミット”から“トルクリミット”に変換される。
【０００６】
好ましい実施形態の二軸装置１０は、押出機システムで材料を運ぶために設計された。もっと具体的には、好ましい実施形態の二軸装置１０は、低いかさ密度（例えば、サブミクロンサイズである５０％タルク粒子にタルク−ポリマーのような空気を閉じ込めた上質の粉末といった）材料用の押出機システムで吸収効果が得られるように設計された。押出機システムは、チャンバ３０から交差する第１シリンダ穴２６及び第２シリンダ穴２８の範囲を定めるハウジング２４を好ましくは含んでいる。二軸装置１０の第１シャフト１２は、二軸装置１０の第２シャフト１４が第２シリンダ穴２８内で回転している間、第１シリンダ穴２６内で好ましくは回転する。第１シャフト１２及び第２シャフト１４は、共回転として知られている同一方向に好ましくは回転されている。押出機システムは、どのような適切な態様で配置されてもよい。さらに、二軸装置１０は、どのような適切なシステム及び、（どのようなプラスチック、ゴム系材料、様々な食品添加物、充填材、補強材、そして他の変性剤のような）どのような適切な材料についても、（材料の合成又は混合を含んだ）どのような他の適切な態様においても、二者択一的に作動する。
【０００７】
図３及び４に示すように、第１のフライト１８及び第２のフライト２２のそれぞれはアンダーカットを定める。このフライト１８，２２のアンダーカット３２は、第１取入口要素１６及び第２取入口要素２０が互いに噛み合う時に密閉を作る。この密閉は、取入口要素１６，２０が押出機システムまで材料を運ぶこと、そして、特定の速度以上で稼動する時に吸収効果を得ることを可能にする。取入口要素１６,２０は、好ましくは一つのフライトを有しているが、二者択一的に一つの以上のフライトを有していてもよい。（図４に示された最良の）フライトの縦断面において、アンダーカット３２の大きさ及び形状は、好ましくは、取入口要素１６，２０の軸に対して鋭角を形成する。一般に、従来の押出機システムの一つのフライト取入口要素は、取入口要素のフライトの下で９０度又は以上の角度を有している。好ましい実施形態の取入口要素１６，２０は、しかしながら、アンダーカット３２を作るため、好ましくは８５度よりも、より好ましくは７５度よりも小さい角度を有している。あるいは、取入口要素１６，２０は、アンダーカット３２を作るために適切な鋭角を有していてもよい。アンダーカット３２の角度は、速度の較差で稼動する時に、吸収効果が押出機システム内でさらに生じるような角度の範囲を含むようにまた調整されてもよい。好ましくは、取入口要素１６，２０は、好ましい実施形態の幾何学的パターンによって製造されるが、二者択一的に、取入口要素１６，２０が互いに噛み合ったときに、密閉を作るため適切な幾何学的パターンによって製造されてもよい。
【０００８】
押出機システムの好ましい使用方法は、特定の速度以上で取入口要素１６，２０が稼動することを含んでいる。押出機システムが特定の速度又はそれ以上で稼動する時に、取入口要素１６，２０は、部分的な真空を作り、したがって特に低かさ密度の材料を運ぶための好ましい容積形ポンプのように動作する。取入口要素１６，２０が部分的な真空を作る特定の速度は、多くの変数に依存している。少なくともある構成において、図５に示すように、特定の速度は、およそ毎分８００−１１００回転（ｒｐｍ）であり、より厳密には１０００−１１００ｒｐｍである。作られた部分的な真空は、メインホッパーから低かさ密度材料を吸い込みそして運ぶ。このような方法での材料の運搬は、メインホッパーで取入口量が増大し、“フィードリミット”から“トルクリミット”へ押出機システムを効果的に転換し、そして、図６の従来の二軸装置と比較して、図５の好ましい実施形態の二軸装置１０に示すように、２倍で押出機システムの全体的な効率を劇的に増大させる。
【０００９】
第１の変動において、取入口要素１６，２０は、フィードリミットからトルクリミットへ転換するためのシステムをもたらせる押出機システム内で使用される。第２の変動において、取入口要素１６，２０は、より効果的な分解蒸発のように稼動させるためのシステムをもたらせる押出機システム内で使用される。取入口要素１６，２０は、これらの変動の一つのように動作するような押出機システムで好ましくは使用されるが、適切な環境内で適切な応用において動作するものであれば代替して使用してもよい。
【００１０】
当業者は、この詳細な説明から及び図面と請求の範囲から理解し、本発明の範囲から逸脱しないで、本発明の好ましい実施形態を改良し、変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】好ましい実施形態の二軸装置の図である。
【図２】図１の半径方向の横断面図である。
【図３】二軸装置の要素の詳細図である。
【図４】図３の横断面図である。
【図５】二軸装置の部分図と押出機システムに組み込まれた二軸装置の性能についての表である。
【図６】従来の二軸装置の部分図と押出機システムに組み込まれた従来の二軸装置の性能についての表である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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