JP2000508584A - 滞留時間に支配され、かつ可塑性及び流動性を有する混合されるべき組成物のためのスタティックミキサ用モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 モジュール（３）は、滞留時間に支配され、かつ可塑性及び流動性を有する混合されるべき組成物（１５，１６）に対して設けられたスタティックミキサ（２）の一部である。装置（２）は、アーム（３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ）が配置される管状ハウジング（１２）を含む。アームはハウジングの長手軸（２０）に関して傾斜されるとともに、同長手軸とほぼ直交する直線（４０）上にて互いに交差する。モジュールは、ハウジング中へ押し出され得るスリーブ（３０）を含む。混合されるべき組成物を導入する装置の内壁は、スリーブの内側に形成されている。アームはロッド状に形成されており、同ロッドの各々は、混合物の移動方向（５）に相対向する先端部（３６）とスリーブの内側に固定される基底部（３５）とを有する。各先端部は、装置の内壁に関して中間空間部（６）を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】 滞留時間に支配され、かつ可塑性及び流動性を有する混合されるべき組成物のた めのスタティックミキサ用モジュール 本発明は、滞留時間に支配され、かつ可塑性及び流動性を有する混合されるべ き組成物のための、請求項１の前提部分に従うスタティックミキサに対するモジ ュールに関する。本発明は更に、対応するミキサ及び同ミキサの使用法に関する 。 硬質ＰＶＣ成形部品の製造に際し、顆粒及び／又は粉末状のＰＶＣは、滑沢剤 、安定化剤及び他の添加剤と混合された後、更に押出機にて処理されて、加工可 能な組成物となる。この間に、混合物は加熱され、適切な作用圧にて圧縮される 。二軸スクリュー押出機が有用に使用される。しかしながら、生成される中間生 成物は、成形部品の製造に対して十分に均一な状態とはいえない。従って、多く のプラントにおいて、押出機と成形用ダイ又は成形手段との間には、スタティッ クミキサが配置されている。これらのミキサにおいて、混合物が均質化されるが 、実際にはＰＶＣポリマーを保護するために、低い剪断速度にて実施される。 ＰＶＣは、１６０℃以上で成形可能な熱可塑性物質である。しかしながら、塩 化水素が１４０℃で分離するので熱的に安定ではない。硬質ＰＶＣからなる窓枠 （Fensterprofilen）の製造では、プラスチックは１９０〜２００℃の温度にて 処理される。この温度では、スタティックミキサの滞留時間が重要となる。この 滞留時間は、スタティックミキサ中の特定の場所では非常に長いことが明らかに なった。これに起因して、脱色及び品質の低下が起こる。このような好ましくな い状態が発生すると直ぐに、製造工程を中断する必要が生ずる。工程を続けるた めには、スタティックミキサを洗浄しなければならない。 本発明の目的は、滞留時間に関してより好ましい状態を維持するとともにスタ ティックミキサの洗浄を容易にするような、公知のスタティックミキサを改良す ることにある。この目的は、モジュール単位のミキサ構造を有するスタティック ミキサにより達成され、同モジュールは請求項１の特徴によって定義される。 モジュールは、滞留時間に支配され、かつ可塑性及び流動性を有する混合され るべき組成物に対して提供されるスタティックミキサの一構成要素である。装置 は、ロッドが配置された管状ハウジングを含む。アームはハウジングの長手軸に 対して傾斜しており、長手軸と直交する直線上において互いに交差している。モ ジュールは、ハウジングへ押し込むことのできるスリーブを含む。混合すべき物 質を導入する装置の内壁はスリーブの内側にて形成される。アームはロッド状に 形成されており、同アームの各々は、混合されるべき組成物の移動方向と相対向 する頂部、即ち先端部と、各ケースのスリーブの内側に固定される基底部とを有 する。各先端部は、装置の内壁に対して中間空間部を形成する。 本発明に従うモジュール、あるいはそのようなモジュールより組み立てられた ミキサは、滞留時間に支配され、かつラテックス／ゴム又は他の可塑性及び流動 性を有するポリマー物質の加工にも使用され得る。 従属請求項２〜６は本発明に従うモジュールの好適な実施形態に関する。独立 請求項７，９及び１０の主題は、ミキサ、同ミキサを備えたプラント及び同ミキ サの使用法である。従属請求項８は、特に洗浄が容易なモジュールを備えた装置 に関する。 本発明は、図面を参照して、以下に詳細に説明される。 図１は、硬質ＰＶＣの成形部品を製造するためのプラントの概略図である。 図２は、本発明に従うモジュールを備えたミキサの断面図である。 図３は、本発明に従うモジュールのロッドの寸法を示す図である。 図４は、本発明に従うモジュールの縦断面図である。 図５は、特別に成形されたロッドについての組成物の流動状態を示す。 図１におけるプラント１は、スクリュー押出機１１（駆動部１１ａ）と、同押 出機１１の下流側に位置する成形手段１３とを含む。ミキサ２は押出機１１の後 方に設けられている。プラント１０の一部が、押出機１１の前方に配置され、そ の中で、ＰＶＣ粒子、滑沢剤、安定化剤及びその他の添加剤からなる混合物１４ が最初に生成される。押出機１１において、混合物１４は加熱及び加圧により塊 状物質１５あるいは組成物となり、同物質１５あるいは組成物は、ハウジング１ ２内に配置された本発明に従うモジュール３を備えたミキサ２中にて均質化され る。均質化された混合組成物１６は、ダイあるいは成形手段１３中にて、例えば 窓枠のような製品に成形される。 図２はミキサ２の長手方向に分割したハウジング１２の一部を示し、それに対 応して、本発明に従うモジュール３のスリーブ３０，３０’も分割して示されて いる。アーム３１ａ，３１ｂ，３２ａ及び３２ｂは完全に描かれており、それら は、断面（紙面）の前方に部分的に配置されている。アームはロッド状に形成さ れており、その各々が混合されるべき組成物の移動方向５と相対向する位置にあ る先端部３６と、スリーブの内側に固定される基底部３５とを有する。各先端部 は装置２の内壁に対して中間空間部６を形成する。 中央のモジュール３は完全な構造にて示されており、隣接するモジュールは上 部及び下部のみがそれぞれ示されている。上方に位置するスリーブ部材３０'は 、モジュールの下部、即ち、混合機能を備えるアームを含まないスリーブでもあ り得る。中央モジュール３の幾何学的寸法を図３を参照してより詳細に説明する 。 アーム３１ａ，３１ｂ，３２ａ及び３２ｂは、互いに交差する２つの楕円４１ 及び４２上に存在する。交差する線４０は、ハウジング１２の長手軸２０に対し て垂直である(図２参照)。アームの中心線（図示しない）は、点４６にて楕円と 交差する。最少幅６０を有する中間空間部６の各々は、本発明に従って、点４６ とロッドの先端部３６との間に配置される。アームの基底部３５は、円４３と４ ４との間にあるスリーブ３０の円周部に固定されている。この円周の高さｈは、 スリーブ３０の内径Ｄの約半分より小さい。 ロッドの先端部３６に中間空間部６があることにより、これらの位置において 混合物のよどんだ蓄積物が形成されることもない。それにより、製品の品質の向 上が得られる。半径方向に測定された中間空間部６の最少幅は、いずれも約２ｍ ｍより大きくする必要がある。この幅は、混合作用を著しく損ねないためにも、 約６ｍｍより大きくすべきではない。 均一に形成された円形の形状がスリーブ３０の内側面に対する連結部のために 、ロッドの基底部３５に設けられ、それにより混合組成物の好ましい流動特性が 得られる。 図２の記載とは異なり、隣接するロッドを互いに対して接触した状態とするこ ともできる。この場合、同ロッドは、交差線４０に沿って好ましくは共に溶接す ることによって連結され得る。ロッドにより形成された構造は、混合物質の圧力 により耐え得るように、連結部によって補強されている。 隣接するモジュール３のロッドの交差線４０は、互いに対して横向きに配向さ れており、特に、図２に示すように、互いに対して９０°回転している。ロッド をこのような配置とすることにより、良好な混合動作が得られる。 混合領域の全ての部分において混合物の滞留時間をほぼ等しい長さとするため には、ロッドに対しほぼ円形又は楕円形の断面が提供される。断面が楕円形の場 合、長軸は、ハウジング１２の長手軸２０と直交すべきであり、短軸より実質的 に大きくすべきではない。 図４は、ロッド３１ｂ及び３２ａがスリーブ３０の内部に完全に配置されてい るモジュール３の縦断面図を示す。同図では、断面の面の後ろ側に存在するロッ ドのみが示されている。図２のモジュール３において、モジュールのロッドはス リーブ３０より突出しており、それぞれ、隣接するスリーブ３０又は３０’の自 由空間部へと延びている。図２の設計は、通常頻繁に実施する必要のある混合装 置２の洗浄に関して特に有効である。 混合物質との接触を意図された表面は、好ましくは被覆されている。それによ り、洗浄が容易となり、流動性、惹いては混合工程も改善される。この利点は、 被覆材料として窒化チタン（ＴＮ）を使用した場合、特に顕著に示される。セラ ミック材料、特に有機改質されたセラミック材料（"Ormocer"：有機改質セラミ ック）も被覆に適している。 ロッドの下流側及び／又は上流側の各々は、少なくともほぼフラットに形成さ れた長手ストリップを有する。このような長手ストリップを備えることにより、 例えば、最初は円形形状であるものが、楕円の断面とほぼ同様に作用するように 修正される。図５は、下流側に平坦な長手ストリップ３４を備えたロッド３２を 示す。このような特殊な形状を備えることにより混合動作の改善が得られ、特に スタティックミキサにおける混合工程が部分的に以下に示す現象に基づくことに より動作の改善が得られる。即ち、混合される組成物がロッド３２において２つ の部分的な流れ５１及び５２に分かれる。これらは、その下流側における部分的 な流れ５１’及び５２’において、再び互いに接近する。この装置において、ロ ッド３２に沿って流れる第３の部分的な流れ５３は部分的な流れ５１’及び５２ ’の間を流れる(eingebettet)。ストリップ３４が存在することにより、縁部３ ９がロッド表面に存在し、同縁部３９は部分的な流れ５１及び５２の放出を促進 する。それにより、横方向の流れ５３が改善され、優れた混合動作が得られる。 本発明に従う混合装置２の設計に関して以下の点が認められる。直径Ｄは、１ ５ｃｍまでであり、１つのモジュール３につき４本のロッドが好ましい(図２及 び３を参照)。２５ｃｍまでの大きな直径に対しては、６本のロッドがより適し ている。ロッドの傾斜角は約４５°とすべきである。この場合、モジュール３の 長さは、直径Ｄと同じ長さとなるように選択される。混合装置２のモジュール３ の数としては、４個のモジュールを設けることが好ましい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．滞留時間に支配され、かつ可塑性及び流動性を有する混合されるべき組成物 （１５，１６）のためのスタティックミキサ（２）のモジュール（３）であって 、前記装置（２）は、管状ハウジング（１２）を備え、同ハウジング（１２）に はアーム（３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ）が配置され、同アーム（３１ａ， ３１ｂ，３２ａ，３２ｂ）は前記ハウジングの長手軸（２０）に関して傾斜され るとともに同長手軸と直交する直線（４０）をほぼ横切り、前記モジュールが前 記ハウジングに押し出され得るスリーブ（３０）を含み、 前記混合すべき組成物を導入する装置の内壁はスリーブの内側に形成され、前 記アームがロッドの形状に形成され、同ロッドの各々は、前記混合されるべき組 成物の移動方向（５）と相対向する先端部（３６）とスリーブの内側に固定され る基底部(３５)とを有し、かつ各先端部がミキサの内壁に対して中間空間部(６) を形成することを特徴とするモジュール。 ２．前記各ロッドの先端部（３６）における中間空間部（６）の最少幅は、半径 方向に測定された場合、約２ｍｍより大きいことを特徴とする請求項１に記載の モジュール。 ３．前記ロッドの断面はほぼ円形あるいは楕円形であり、同楕円の長軸は前記ハ ウジングの長手軸（２０）と直交するとともに同楕円の短軸より実質的には大き くないことを特徴とする請求項１あるいは２に記載のモジュール。 ４．前記ロッド（３２）の下流側及び上流側のうちの少なくとも一方は、少なく ともほぼ平坦に形成される長手ストリップ（３４）を有することを特徴とする請 求項３に記載のモジュール。 ５．隣接するロッド（３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ）は、前記交差線（４０ ）に沿って、特に溶接によって、互いに連結されることを特徴とする請求項１乃 至４のいずれか１項に記載のモジュール。 ６．前記混合されるべき組成物と接触する表面は、特に、コーディング材料とし て供給される窒化チタン又はセラミック材料で被覆されることを特徴とする請求 項１乃至５のいずれか１項に記載のモジュール。 ７．２つの隣接するモジュール（３）の前記ロッド（３１ａ，３１ｂ，３２ａ， ３２ｂ）の交差線（４０）は、互いに対して横方向に配置されるとともに、特に 互いに対して９０°回転されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか １項に記載のモジュールを備えたミキサ。 ８．モジュール（３）の前記ロッド（３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ）はスリ ーブ（３０）より突出するとともに、隣接するスリーブ（３０，３０'）の自由 空間へ延びていることを特徴とする請求項７に記載のミキサ。 ９．滞留時間に支配され、かつ可塑性及び流動性を有する硬質ＰＶＣ又は他の材 料を加工するためのプラント（１）であって、前記プラントは、スクリュー押出 機（１１）と、同押出機（１１）の下流に設けられた成形手段（１３）とを備え 、前記スクリュー押出機と前記成形手段との間に請求項７あるいは８に記載のミ キサ（２）が設けられることを特徴とするプラント。 １０．滞留時間に支配され、かつ可塑性及び流動性を有するポリマー組成物、特 に硬質ＰＶＣ又はゴムを加工するための、請求項７あるいは８に記載のミキサ （２）の使用方法。