JPH0230845B2

JPH0230845B2 -

Info

Publication number: JPH0230845B2
Application number: JP58000169A
Authority: JP
Inventors: Nikorasu Uarusamisu Refutaarisu; Chin Yan Jan; Samyueru Donoian Garii
Original assignee: Farrel Corp
Current assignee: Farrel Corp
Priority date: 1982-01-04
Filing date: 1983-01-04
Publication date: 1990-07-10
Also published as: JPH0317612B2; US4411532A; JPS58160031A; IT1159804B; IT8319008A0; FR2519288B1; GB2112701A; GB2112701B; DE3300116A1; FR2519288A1; IT8319008A1; JPS58160131A; NL8300005A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、処理装置に関し、更に詳細には、可
塑性材料及び重合体材料を処理するのに特に有用
な多段回転式処理装置に関する。

回転式処理装置は従来から業界に知られてい
る。かかる処理装置についての詳細は米国特許第
4142805号、第4194841号、第4207004号、第
4213709号、第4227816号、第4255059号、第
4289319号及び第4300842号に記載されている。こ
れら全ての米国特許の内容は、本明細書において
参照として説明する。

多段回転式処理装置も業界に知られている。米
国特許第4227816号は、特に、３つのセクシヨン
内に２つの処理段を有する回転式処理装置に関す
るものである。米国特許第4227816号の回転式処
理装置は、複数の処理用凹溝を担持する回転可能
部材またはロータ、及び上記凹溝と共働的に配置
されて密閉形の処理用通路を提供する同軸密閉面
を提供する固定部材を備えている。また、各通路
及び上記固定部材の密閉面内に形成された材料移
送通路または溝に対する取入口、取出口及び遮断
部材が上記固定部材と連係し、材料を一つの処理
段の通路から他の処理段の通路へ移送するように
配設されている。第１の処理段の各主または供給
セクシヨンはロータの各端部に配置されており、
該第１の処理段の各セクシヨンから材料を受入れ
るようになつている第２の処理段によつて互いに
分離されている。

米国特許第4213709号も多段回転式処理装置に
関するものであり、該処理装置は、更に他の処理
用通路と相互連結された主処理用通路を含む２つ
の処理段を提供する。この好ましい処理装置は２
つの主処理用通路を有し、その各々はロータの各
端部に配置されており、上記主処理用通路は、該
主処理用通路から材料を受入れるようになつてい
る更に他の２つの処理用通路によつて分離されて
いる。米国特許第4213709号及び第4227816号に記
載されている処理装置においては、他の処理段の
通路から材料を受入れるようになつている通路
は、材料受入れ元の通路の形態に対して選定した
形態のものである。本質的には、この形態は、材
料が通路によつて受入れられる容積割合よりも小
さい容積割合で材料を処理及び排出する能力を有
する材料受入れ通路を提供するように選定され
る。かかる形態により、受入れ通路は完全に材料
で満たされ、従つて、材料受入れ通路内で処理さ
れた材料に対する一様な排出割合及び一様な排出
圧力が得られる。

しかし、他の処理段の通路から材料を受入れる
通路に対しては異なる形態が要求されるという材
料受入れ通路を有する従来の多段回転式処理装置
においては極めて大きな複雑性がある。例えば、
或る重合体を処理するためには、材料が通路によ
つて受入れられる割合よりも大きな容積割合で材
料を処理及び排出する能力を有する通路を提供す
る通路形態が必要となる。通路が材料を受入れる
割合と材料を処理及び排出するための通路の容
積／割合能力との間のこの食い違いまたは不整合
は、回転式処理装置の処理用通路において、特に
排出部において、圧力、流量及び温度の大きな変
動を生じさせる可能性がある。

本発明は、効率、製品の品質及び全体的処理性
能特性について格別の利点を提供する新規な改良
された設計を有する多段回転式処理装置を提供す
ることを目的とするものである。

概略説明すると、本発明の新規な多段回転式処
理装置は、複数の環状凹溝を担持する回転可能部
材と、上記凹溝と作動的に配設されて密閉形の処
理用通路を提供するための同軸密閉面を提供する
固定部材とを備えている。このように形成された
処理用通路は、第１の処理段と、第３の処理段に
よつて分離された内側セクシヨン及び外側セクシ
ヨンを有する第２の処理段とを含む複数の相互連
結された処理段を提供するように設計されてい
る。各処理段は、上記固定部材と連係する取入口
手段、取出口手段及び凹溝遮断部材を有する少な
くとも１つの通路を含んでおり、上記手段及び部
材は、上記取入口へ給送される材料を回転可能な
凹溝壁によつて上記遮断部材へ前方へ運んで上記
通路から排出するように構成されている。

材料移送溝が上記固定部材の同軸面内に形成さ
れており、上記処理段相互間で材料を移送するた
めの手段を提供する。一つの材料移送溝は、材料
を上記第１の処理段の処理用通路から上記第２の
処理段の内側セクシヨンの処理用通路へ移送する
ように配設されている。他の材料移送溝は、材料
を上記第２の処理段の内側セクシヨンの処理用通
路から外側セクシヨンの処理用通路へ移送するよ
うに配設されている。最後に、更に他の材料移送
溝が、材料を上記外側セクシヨンの処理用通路か
ら上記第３の処理段の処理用通路へ移送するよう
に配設されている。上記第３の処理段の処理用通
路へ移送された材料は、該第３の処理段の他の処
理用通路へ移送されるか、または処理装置から直
接に排出される。

本発明の新規な多段回転式処理装置についての
詳細及びこの装置から得られる利点は、以下に図
面を参照して行なう本発明の実施例についての詳
細な説明から明らかになる。

以下、本発明を図面を参照して詳細に説明す
る。

先ず第１図について説明すると、本発明にかか
る新規な多段回転式処理装置は、ハウジング１６
を備えた固定部材内で回転するように駆動軸１４
に取付けられたロータ１２を備えた回転可能部材
を有す。ロータ１２は複数の処理用凹溝２１，２
３，２５，２７，２９，３１，３３及び３５を有
しており、該凹溝の各々はロータ面２０から内方
へ延びる相対向する側壁を有す。ロータ１２を回
転させるための手段を参照記号Ｍで略示する。即
ち、この手段は、回転式押出機または類似の重合
体処理装置に一般に用いられる任意の適当な型の
ものであり、当業者には周知である。固定部材の
ハウジング１６は、ロータ１２の面２０と共働的
に配置されておつて凹溝２１，２３，２５，２
７，２９，３１，３３及び３５とともに密閉形の
処理用通路２２，２４，２６，２８，３０，３
２，３４及び３６をそれぞれ形成する同軸密閉面
３８を提供する。

第１図に示すように、上記処理用通路は複数の
処理段を提供するように配置及び設計されてい
る。処理用通路２２，２４，２６及び２８は第１
の処理段を提供する。第２の処理段は内側セクシ
ヨン及び外側セクシヨンを含んでおり、通路３０
及び３２が上記内側セクシヨンを提供し、通路３
６が上記外側セクシヨンを提供する。第３の処理
段は通路３４によつて提供され、該第３の処理段
は上記第２の処理段の内側セクシヨンと外側セク
シヨンとの間に位置しておつてこれらを分離して
いる。後で詳述するように、上記諸処理段は面３
８内に形成された材料移送溝によつて相互連結さ
れており、該移送溝は、一つの処理段において処
理された材料を他の処理段へ移送するように配置
されている。

本発明の多段回転式処理装置は処理段の種々の
組合せを提供することができる。通例、第１の処
理段は、処理装置に供給された材料を溶融し、軟
化し、またはその他の方法で該材料の流動性を増
すように設定された可塑化作業を行なう。第２の
処理段は、第１の処理段で処理された材料の混
合、均質化もしくは液化、または第１の処理段で
処理された材料への成分物質の添加もしくは該材
料からの成分物質の除去を含む混和作業を行な
う。第３の処理段は、通例、第２の処理段で処理
された材料を処理装置から排出するために加圧ま
たはポンピングの働きを行なう。一例をあげる
と、本発明の多段回転式処理装置は、後述するよ
うに、重合体材料を溶融または少なくとも部分的
に溶融するための第１の処理段、第１の処理段で
処理された重合体材料を混合するための第２の処
理段、並びに上記第１及び第２の処理段で処理さ
れた材料を処理装置から排出するための第３の処
理液を有す。

次に第２図及び第４図について説明すると、可
塑化済みまたは未可塑化重合体材料ような材料
が、取入口４２と連通するホツパ４０から本発明
多段回転式装置へ適当に給送される。第２図及び
第４図に示すように、ハウジング１６の同軸面３
８はその全長の大部分にわたつて円筒状である
が、好ましくは、流路２１，２３，２５及び２７
の各一部分の上へ延びて取入口４２に隣接する切
下げ部４４が設けられている。切下げ部４４は、
その側壁４６がロータ１２の円筒状部分２０の上
へ外方へ延びて取入れ室を形成するという巾を有
しており、該取入れ室は、固体重合材料を第１の
処理段の各通路内に給送することを助けるように
形成されている。

作動においては、材料を、自重でまたは強制フ
イーダを用いて、取入口４２を通じて処理装置に
供給し、切下げ部４４によつて凹溝２１，２３，
２５及び２７内に押し進める。この状態を第２図
及び第４図に示す。第２図は、第１の処理段の処
理用通路の凹溝２１，２３，２５及び２７、並び
に第２の処理段の内側セクシヨンの第１の通路の
凹溝２９を有するロータ１２の一つのセクシヨン
を示すものである。第４図は、凹溝２７が形成さ
れている第１の処理段の通路２８を示すものであ
り、該通路は、第１の処理段の他の通路２２，２
４及び２６と同じ寸法及び諸構成部材の配置を有
す。第１の処理段の各処理用通路は、第１の処理
段の材料移送溝５０の近くに配置された凹溝遮断
部材４８を有しており、上記移送溝は第１の処理
段の各通路と連通するように配置されている。移
送溝５０は、好ましくは、取入口４２から、上記
処理用通路の周りの周辺距離の過半部分の間隔を
おく。

第２図及び第３図に示すように、各遮断部材４
８は第１の処理段の各通路に対する材料遮断及び
材料収集用端壁面５２を提供する。従つて、作動
においては、第１の処理段の各通路へ給送される
材料の主体部の移動が遮断され、そして、移動し
つつある凹溝壁と上記遮断された材料との間に相
対運動が生ずる。このようにして生ずる相対運動
により、上記移動しつつある壁に、及び上記材料
の本体内に摩擦熱が発生する。更に、第１の処理
段の処理用通路の凹溝壁、及び好ましくは処理装
置の全ての流路壁が、通例、例えば室６（第１
図）に周知の仕方で供給される熱伝達流体によつ
て加熱される。適当する加熱手段の詳細について
は米国特許第4142805号及び第4194841号を参照さ
れたい。

一般に、材料を前方へ引きずる凹溝壁の作用に
より、通路の周りで圧力が次第に高まり、第１の
処理段の処理用通路の各々における最大圧力は、
通例、遮断部材４８の面５２にまで及ぶ。第１の
処理段の各処理用通路の面５２は、材料を収集し
て該通路から排出するのに適するような形状及び
寸法等に形成されている。

第１の処理段において処理された材料は材料移
送溝５０を通つて各通路から排出される（第２
図、第３図）。移送溝５０は、同軸面３８内に、
遮断部材４８の面５２に隣接してその上流側に形
成されている。移送溝５０はロータ１２の軸と平
行に延びており、溝５０の開口端は、各通路の面
５２において収集された処理済み材料を受入れ、
そしてこの受入れた材料を第１の処理段の通路相
互間の面２０上で移送して第２の処理段の処理用
通路３０へ排出するように配置されている。第２
図及び第３図に示すように、溝５０の最外側の末
端部は通路３０に対する取入口を提供する。

第１図に示す第１の処理段は実質的に同じ形状
及び寸法の４つの処理用通路を有している。通路
の個数はこれよりも多くとも少なくともよく、ま
た、第１の処理段の他の通路と形状、寸法及び形
態を異にする第１の処理段の通路を用いてもよ
い。

本発明の多段処理装置の第２の処理段は、第３
の処理段の少なくとも１つの処理用通路によつて
分離された内側セクシヨン及び外側セクシヨンを
有す。第１図に示すように、通路３０及び３２は
第２の処理段の内側セクシヨンを提供し、通路３
６は外側セクシヨンを提供する。第２図、第３図
及び第４図に示すように、第１の処理段の処理用
通路からの材料は移送溝５０を通つて内側セクシ
ヨンの第１の通路３０へ排出される。粘性材料の
効率的な混合を行なうことを目的とする処理用通
路は第１の処理段の重合体溶融用通路の形態とは
異なる形態を必要とする。例えば第１図に示すよ
うに、第２の処理段の内側セクシヨンの通路は平
行な側面を有しており、そして第１の処理段の通
路よりも巾が広い。形態のこの差違により、第１
の処理段で処理された材料が第２の処理段の通路
へ送られる割合と上記第２の処理段の通路の容量
との間に食い違いが生ずる。前述したように、こ
の食い違いは、処理用通路における、特に処理装
置の排出領域における温度、流量及び圧力の著し
い変動をひき起す可能性がある。

この食い違いの影響は、第１の処理段で処理さ
れた材料の供給割合と、効率的な混合を行なうよ
うに選定した形態を有する第２の処理段の通路の
処理及び排出の容量との間に存在する差異を例示
すればよく理解できる。上述したように、本発明
の実施例の多段回転式処理装置は、並列的に作動
する４つの通路を有する第１の処理段を有してお
り、上記通路は、例えば総計約4920cm³（約
300in³）の第１の処理段の処理容積を提供するよ
うに設計されている。かかる処理装置は50rpmか
ら150rpmまでの範囲内の速度で作動することが
できる。かかる条件の下では、溶融した材料を第
２の処理段の通路へ供給する割合は、凹溝壁の速
度及び重合体の特性に応じて、約181Kg／ｈ
（400lbs／ｈ）から約1130Kg／ｈ（2500lbs／ｈ）
までの範囲内である。しかし、効率的な混合のた
めには比較的巾広の第２の処理段の混合用通路が
必要であり、そして効率的な混合のために選定し
た第２の処理段の混合用通路は、50rpmから
150rpmまでの間の速度で約3400Kg／ｈ
（7500lbs／ｈ）から約10200Kg／ｈ（22500lbs／
ｈ）までの間の割合で材料を処理且つ排出するこ
とのできる形態を提供することができる。本発明
の回転式処理装置は、供給割合と処理または排出
割合との間のこの食い違いを示す諸通路の効果的
な使用ができるように構成されている。

再び第１図、第２図及び第３図について説明す
ると、第１の処理段において処理された材料は溝
５０によつて第２の処理段の内側セクシヨンの第
１の通路３０へ移送される。本発明の回転式処理
装置においては、第１の処理段で処理された材料
は、遮断部材５４（第５図）によつて遮断された
材料と、材料を材料収集及び材料遮断用端壁面５
６へ前方へ引きずりまたは運ぶ通路３０の移動し
つつある凹溝壁との間に生ずる相対運動によつて
通路３０内で効率的に混合される。本発明の多段
処理装置においては、内側セクシヨンの処理用通
路の遮断部材（第５図及び第７図の部材５４及び
６０）は第１の処理段の遮断部材４８の周辺位置
から約180゜離れて配置されている。従つて、内側
セクシヨンの第１の通路３０内では、材料は、遮
断部材５４に到達する前に、該通路を通つて約1/
２回転移動する。部材５４の面５６において遮断
及び収集された材料は通路３０から内側セクシヨ
ンの材料移送溝５８を通つて排出される。

移送溝５８を第６図に理想化且つ簡単化した形
式で示してあり、矢印は、第２の処理段の内側セ
クシヨン及び外側セクシヨンの通路内に配置され
た遮断部材に、及び第３の処理段の通路内に配置
された遮断部材に対する材料移送溝内の流れ方向
を示すものである。図示のように、移送溝５８は
同軸面３８内に形成されており、面５６において
収集された材料を受入れ、そしてこの収集された
材料を内側セクシヨンの通路３０と３２との間の
面２０にわたつて移送するように設計及び配置さ
れている。本質的には、移送溝５８の開放端部
は、図示のように、面５６の上流側の通路３０の
領域内でロータ１２の軸と平行に延び、次いで、
ロータ１２の軸と交差して面２０を横切つて延
び、次いで、遮断部材６０の下流側の通路３２の
領域内でロータ１２の軸と平行に延びる。このよ
うに構成すると、移送溝５８は、材料を内側セク
シヨンの第１の通路３０から排出するための取出
口、及び材料を内側セクシヨンの第２の通路３２
へ供給するための取入口を提供する。

本発明の多段回転式処理装置においては、ピン
５５を図示のように通路３０の面５６の上流側の
凹溝２９内に配置することができる。ピン５５は
ハウジング１６と連係しており、凹溝２９内に延
びる長さを、完全に開放した位置から完全に閉塞
した位置まで調節できるように構成されている。
完全開放位置においては、ピン５５のどの部分も
凹溝２９内に延びていない。完全閉塞位置におい
ては、ピン５５は凹溝２９内に半径方向に延び、
移送溝５８の横に延びる部分内への材料の実質的
移動を全て阻止する。ピン５５は、溝５８を通る
材料の移送割合を選択的に調節及び制御するため
の効果的な手段を提供するものであり、凹溝内に
おける所望の程度の処理及び／又は通路から通路
への所望割合の材料移送を提供する。米国特許第
4227816号に記載されているように、移送溝５８
を着脱式の流れ誘導装置内に形成し、該誘導装置
を、上記移送溝と選択された通路との共働を許す
ように配設されたハウジング１６内のスロツト内
に取付けることができる。ピン５５並びに遮断部
材５４及び６０を上記着脱式流誘導装置に支持さ
せることもできる。

内側セクシヨンの第２の通路３２へ移送された
材料は、遮断部材６０（第７図）によつて遮断さ
れた材料と通路３２の移動しつつある凹溝壁との
間に生ずる相対運動によつて更に混合される。こ
の移送しつつある壁は材料を遮断部材６０へ前方
へ引きずりまたは運んで面６２に収集し、そして
内側セクシヨンの材料移送溝６４を通じて排出す
る。

図示及び説明する第２の処理段の内側セクシヨ
ンは、実質的に同じ寸法、形状及び形態を有する
２つの通路を有している。図示の内側セクシヨン
の混合用通路の構成は好ましいものであるが、こ
れを変更してもよい。例えば、上記内側セクシヨ
ンは唯１つのまたは２つよりも多くの通路を有し
ていてもよく、該通路の形状、寸法及び形態は互
いに同じであつても異なつておつてもよい。図示
のように、好ましい第２の処理段の内側セクシヨ
ンの通路は、第１の処理段で処理された材料を受
入れる通路が、該通路への材料の供給割合よりも
大きな処理及び排出容量を提供する形態を有して
いるという如き通路である。しかし、若干の第２
の処理段の処理作業に対しては、第１の処理段の
材料受入れ用通路の上記選定された形態は、材料
の上記供給割合と等しいかまたはこれよりも小さ
い容量を提供することができる。

再び第６図について説明すると、移送溝６４は
同軸面３８内に形成されており、そしてその開口
端部は、面６２の上流側の通路３２の領域からロ
ータ１２の軸と平行に延び、次いで通路３２と３
４との間でロータ１２の軸と交差して面２０を横
切り、次いで通路３４と３６との間でロータ１２
の軸と平行に通路３４の凹溝３３を横切つて面２
０を横切つて、遮断部材６６の下流側の通路３６
の領域へ達している。従つて、第２の処理段の内
側セクシヨンからの材料は、内側セクシヨンと外
側セクシヨンとを分離している第３の処理段の処
理用通路３４の凹溝３３を横切つて外側セクシヨ
ンへ移送される。作動においては、第３の処理段
の通路３４は材料で充分に満たされて高圧を発生
するように設計されており、従つて移送溝６４か
ら凹溝３３への材料の漏洩は最少限である。図示
のように、調節可能ピン６３を凹溝３１内に配設
し、ピン５５について前述したと同じ仕方で、溝
６４への材料の供給割合を選択的に調節及び制御
するようにすることができる。

第８図に示すように、材料は移送溝６４を通つ
て第２の処理段の外側セクシヨンの通路３６へ送
られる。この送られた材料は通路３６の凹溝壁に
よつて遮断部材６６へ前方へ引きずられて面６８
において収集され、外側セクシヨンの材料移送溝
７０を通つて排出される。

第１図及び第８図に示す第２の処理段の外側セ
クシヨンは１つの通路から成つているが、本発明
の回転式処理装置は１つよりも多くの通路を含む
外側セクシヨンを有していてもよい。第１図に示
すように、第２の処理段の外側セクシヨンの処理
用通路は、第２の処理段の内側セクシヨンの処理
用通路とは寸法を若干異にしている。図示の処理
装置においては、通路の凹溝３５はより狭く、そ
してその形態は、材料を通路３４へ送るのに充分
な圧力を発生するように選定されている。しか
し、外側セクシヨンの通路の個数、形状、寸法及
び形態は、互いにまたは内側セクシヨンの通路に
対して、同じであつても異なつておつてもよい。

再び第６図について説明すると、第２の処理段
の外側セクシヨンにおいて処理された材料は材料
移送溝７０を通つて第３の処理段の処理用通路へ
移送される。移送溝７０は同軸面３８内に形成さ
れており、そしてその開口端部は、ロータ１２の
軸と平行に面６８の上流側の通路３６の領域を横
切つて延び、次いでロータの軸と交差して延び、
次いでロータの軸と平行に遮断部材７２の下流側
の通路３４の領域内に延びている。第３の処理段
の通路３４（第１図、第９図）は、本来的には、
第２の処理段の外側セクシヨンから送られた材料
に対する加圧またはポンピング段として働くよう
に設計されている。従つて、この通路の形態は、
作動中には常に少なくとも部分的に材料で満たさ
れており、且つ高い排出圧力を発生することので
きる容量を有する通路を提供するように選定され
ている。

第９図に示すように、第３の処理段の処理用通
路へ送られた材料は通路３４の凹溝壁によつて遮
断部材７２へ前方へ引きずられる。面７２におい
て収集された材料は取出口８０を通つて処理装置
から排出される。排出圧力及び通路３４内で発生
した圧力は、排出口８０と連通配設されている絞
り弁または類似装置のような排出制御手段７９
（第９図）によつて制御または調節され得る。

第１図及び第９図は１つの通路から成る第３の
処理段の処理セクシヨンを示すものであるが、１
つよりも多くの通路を用いてもよい。これら通路
を並列または直列に連結する。例えば、第３の処
理段の複数の処理用通路を、材料を第３の処理段
の一つの処理用通路から他の通路へ移送して処理
装置から排出することのできるように、相互連結
する。或いはまた、第３の処理段の処理用通路
を、材料が各通路へ送られて各通路から処理装置
外へ排出されるように、相互連結する。

本発明の多段処理装置は、格別の作動的及び設
計的利点を提供する高度に効率的な重合体処理装
置を提供するものである。ここに説明及び図示し
た多段処理装置は、小形、低動力消費及び高生産
能力のような諸利点を有し、一様に高品質の重合
体溶融製品の溶融、混合及び排出を実質的に一様
な割合で並びに一様な圧力及び温度で効率的に行
なうことができる。例えば、第１図ないし第９図
について説明した型の多段回転式処理装置を用い
て種々の重合体材料を処理した。この装置は外径
約35.6cm（14インチ）のロータを有し、該ロータ
は、材料移送溝によつて相互連結された第１図に
示す如き配置の処理用通路を担持していた。上記
材料移送溝は固定ハウジングの同軸面内に、第２
図及び第４図に並びに第６図に示したものと実質
的に同じ配置に形成されたものである。

この処理装置の第１の処理段の通路は第１図、
第２図及び第４図に示す如き４つのくさび形凹溝
を有していた。各凹溝は2.54cm（1.0インチ）の
最大巾、約1.65cm（0.65インチ）の最小巾、及び
約6.22cm（2.45インチ）の高さを有していた。第
２の処理段の内側セクシヨンの通路は平行側面を
有する２つの凹溝を有しており、その各々は2.54
cm（1.0インチ）の巾及び約6.22cm（2.45インチ）
の高さを有していた。上記処理装置の第２の処理
段の外側セクシヨンの通路は、1.27cm（0.5イン
チ）の最大巾、約0.826cm（0.325インチ）の最小
巾、及び約6.22cm（2.45インチ）の高さを有して
いた。第３の処理段の処理用通路は、0.635cm
（0.25インチ）の最大巾、約0.411cm（0.162イン
チ）の最小巾、及び約6.22cm（2.45インチ）の高
さを有する１つのくさび形凹溝を有していた。

代表的な処理作業において、高濃度のポリエチ
レンを、加熱した処理装置の第１の処理段へ約
286Kg／ｈ（630lbs／ｈ）の割合で供給した。この
処理装置のロータを50rpmの速度で回転させた。
第３の処理段の通路の取出口に配設した弁を、約
52.7Kg／cm²（750psi）の排出圧力を提供するよう
に調節した。最初の約５分間の作動中に排力圧力
のかなりの変動が認められた。約3.52Kg／cm²（約
50psi）から約70.3Kg／cm²（約1000psi）まで変動
する圧力がこの期間中に記録された。しかし、約
５分間の作動後には、排出圧力はほぼ安定状態と
なり、約52.7Kg／cm²（約750psi）に安定した。こ
の処理装置を約52.7Kg／cm²（約750psi）の安定し
た圧力において約５分間作動させた。次いで上記
弁を、約127Kg／cm²（約1800psi）の排出圧力を提
供するように調節した。約４ないし５分後に、排
出圧力は約52.7Kg／cm²（750psi）から約127Kg／
cm²（約1800psi）へ上昇し、そして約127Kg／cm²
（1800psi）のほぼ一定の排出圧力において約５分
間作動を継続した。この期間中に、排出される溶
融した材料の温度は約160℃（約320〓）に安定し
ていた。上記弁を再び調節して約148Kg／cm²（約
2100psi）の排出圧力を提供するようにした。約
２分間中に、排出圧力は約151Kg／cm²（約
2150psi）に安定し、そして全作動を通じてほぼ
一定のままでいた。

第１０図に、上述の多段回転式処理装置におい
て得られたほぼ一定の排出圧力を示す。第１０図
は、この処理装置の作動中に表示された排出圧力
及び外側の通路の圧力に対してストリツプチヤー
トレコーダによつてプロツトされた実際のデータ
を綴つた線図である。垂直線の右側にある上方の
記録線の部分は、排出圧力が約127Kg／cm²
（1800psi）から約151Kg／cm²（約2150psi）まで上
昇する間の作動期間に対するものである。垂直線
の左側にある上方の記録線は、得られたほぼ一定
の排出圧力を示すものである。下方の記録線によ
つて示されているように、外側の通路内に発生す
る圧力に対して圧力変動が連続的に記録されてい
る。この変動は、高圧の排出通路から外側の通路
への材料の漏洩によつて生ずるものである。しか
し、この変動があるにもかかわらず、材料は、全
作動期間にわたつて、約286Kg／ｈ（630lbs／ｈ）
のほぼ一定の排出割合で、約151Kg／cm²
（2150psi）のほぼ一定の排出圧力で、及び160℃
（320〓）のほぼ一定の温度で、連続的に排出され
る。この排出される溶融した製品は、高度に均一
な品質であり、極めて「きれい」であり、且つ本
質的に泡なしのものであつた。

材料を一定の排出割合並びに一様な温度及び圧
力で処理するための特に効果的な能力に加えて、
本発明の多段回転式処理装置の構成は、処理装置
からの外部漏洩を最少限化することにおいて格別
の利点を提供する。即ち、一般に、米国特許第
4300842号に記載されている型の密封材を用いて
外部漏洩を制御する。かかる密閉材をロータ１２
の端部付近の面２０上に配設して、ロータ端部の
面２０と面３８との間の隙間を通つて出る処理装
置からの材料の漏洩を制御する。本発明の好まし
い多段処理装置は、外部漏洩を制御するためにか
かる密封手段を用いている。更にまた、かかる密
封手段を処理用通路相互間の面２０上に配設し
て、面２０と３８との間の隙間を通つて一つの通
路から他の通路へ流れる内部漏洩を制御すること
ができる。本発明の好ましい処理装置はまたかか
る内部漏洩制御用密封材を用いている。従つて、
図示の処理装置においては、かかる密封材を、内
側セクシヨンの通路３０と３２との間及び通路３
２と第３の処理段の通路３４との間の面２０上
に、及び通路３４と外側セクシヨンの通路３６と
の間の面２０上に配設する。

しかし、本発明の多段回転式処理熱置は、本来
的に、外部漏洩に対する可能性を減少させるもの
であり、外部漏洩に対する特に効果的な制御を提
供する。上に説明し及び図示したように、第３の
処理段の通路は、処理済みの材料を加圧及びポン
ピングして処理装置から排出するように設計され
ている。約70.3Kg／cm²（約1000psi）ないし約281
Kg／cm²（約4000psi）の範囲内の圧力がかかるポ
ンピング通路の周辺の周りに発生させられる可能
性があり、そのために、面２０及び３８によつて
作られる隙間を通ずる漏洩の可能性が増す。しか
し、本発明の処理装置においては、高圧力のポン
ピング通路は、比較的低い圧力で作動するように
設計されている内側及び外側の各セクシヨンの通
路の間に配置されている。上述した例示の処理装
置を含む作動においては、約10.5Kg／cm²（約
150psi）ないし約21.1Kg／cm²（約300psi）の圧力
が内側セクシヨンの通路の周辺の周りに発生し、
一方、約10.5Kg／cm²（約150psi）ないし約21.1
Kg／cm²（約300psi）の圧力が外側セクシヨンの通
路内に発生する。外側セクシヨンの通路及び加圧
またはポンピング通路の上記の相対的配置によ
り、外側端部における処理装置からの外部漏洩に
対する可能性が著しく減少する。

更に他の格別の利点が、上に図示及び説明した
ように、高圧力の処理用通路を比較的低い圧力で
作動する内側及び外側の各セクシヨンの処理用通
路間に配置することによつて得られる。上記高圧
力の処理用通路から内側及び外側の各セクシヨン
の通路へ漏洩する材料はこれら内側及び外側の各
通路内に収集され、そして第３の処理段の通路へ
環流させられて排出される。また、上記高圧力の
通路によつて分離されている内側及び外側の各セ
クシヨンの通路を連結している材料移送溝６４は
開口端部を有しており、該端部は上記高圧力の通
路と内側及び外側の各セクシヨン通路との間で面
２０上を通つている。面２０と３８との間の隙間
は、極めて高い剪断力及び温度が発生する可能性
のある領域を形成する。上記高圧力の通路からの
漏洩材料は、移動しつつある面２０によつて該通
路の周辺の周りへ運ばれ、そこにおいて高い剪断
力及び温度を受けるために劣化するという可能性
がある。しかし、本発明の多段回転式処理装置に
おいては、材料移送溝が配設されておつて、移動
しつつある面２０によつて運ばれる漏洩材料を収
集するようになつている。従つて、かかる漏洩材
料は全て、ロータの各回転中に面２０から連続的
に除去され、これにより、面２０上の漏洩材料が
劣化的条件にさらされるという滞留時間が制御さ
れる。

上述したように、第２の処理段の内側及び外側
の各セクシヨンは混和作業を行なうようになつて
いる。この混和作業としては、特に、溶融、混
合、均質化及び液化があり、また、被処理材料へ
の材料の追加及び被処理材料からの材料の引出し
がある。第１１図ないし第１４図に、種々の処理
作業を行なう際の第２の処理段の通路の適応性及
び多様性を示す。第１１図は、第５図に示す内側
セクシヨンの通路に類似した内側セクシヨンの第
２の処理段の材料受入れ処理用通路を示すもので
ある。第１１図に示すように、１つまたは複数の
混合部材８２が材料移送溝５０ａと５８ａとの間
に配置されている。混合部材８２は通路３０ａの
凹溝内に予め選定した距離だけ延びて通路３０ａ
の横断面の一部分を塞ぎ、該通路内で処理される
材料を混合し及び／又は該通路の周辺の周りで処
理される材料内の温度変動を最小化するようにな
つている。混合部材８２の形状、設計及び寸法
は、所望する混合の程度及び型に応じて変更する
ことができる。混合部材は、凹溝壁によつて運ば
れる材料をかき落して、このかき落した材料を、
凹溝遮断部材５４ａによつて遮断された材料とと
もに再循環させることのできる部材を含んでい
る。第１１図の第２の処理段の通路内で処理され
た材料は端壁面５６ａにおいて収集され、材料移
送溝５８ａを通じて第２の処理段の他の通路へ、
または第３の処理段の通路へ排出される。

第１２図及び第１３図は、第２の処理段の１つ
または複数の処理用通路内の選定された混和作業
を行なうように設計された部材の他の構成を示す
ものである。第１２図に、第７図に示す内側セク
シヨンの通路に類似した内側の処理用通路を示
す。図示のように、延展部材８４が、第７図に示
す通路に類似した内側セクシヨンの第２の処理段
の処理用通路の移送溝５８ａの近くに配設されて
いる。延展部材８４は、通路３２ａの凹溝３１と
ほぼ同じ横断面形状及び寸法のものであつて移送
溝５８ａの近くに配置され、該通路へ送られる材
料を延展するように構成されており、これによ
り、通路３２ａの凹溝の移動しつつある壁は延展
部材８４の側面８５（第１３図）によつて形成さ
れた隙間を通して材料を引きずり、これにより、
延展した材料が薄い層８６（第１３図）となつて
上記凹溝壁によつて前方へ運ばれる。

第１３図に示すように、空いている中央空所が
延展部材８４の下流側の通路の一部に形成され、
そして、薄い層８６はその表面をこの中央空所８
８に露出させる。従つて、層８６内の揮発性物質
は中央空所８８内に蒸発し、要すれば真空を利用
して、出入口９０を通じて引き出される。或いは
また、出入口９０を用いて層８６に対して材料を
導入することもできる。図示のように、上記通路
は１つよりも多くの延展部材を有することもでき
る。即ち、遅展部材９２は移送しつつある凹溝壁
上に薄い層を再延展及び再形成して、延展部材９
２の下流側に第２の中央空所８８ａを作る。上記
第２の空所と連通している他の出入口９４を用い
て、前述した仕方で上記薄い層に成分物質を追加
し、またはこれから成分物質を引き出すことがで
きる。第１２図及び第１３図に示す通路内で処理
された材料は遮断部材６０ａの端壁面６２ａにお
いて収集され、取出口６４ａを通じて第２の処理
段の他の処理用通路へ、または第３の処理段の処
理用通路へ排出される。

第１４図に、本発明の多段処理装置の第２の処
理段の処理用通路に包含される構造部材の更に他
の構成を示す。第１４図は第８図に示す外側通路
と類似している外側処理用通路を示すものであ
る。出入口９６が通路３６ａ内に配置されてい
る。成分物質を、第１４図の通路内で処理される
材料に追加し、またはこれから引き出すことがで
き、また、出入口を、移送溝６４ａと７０ａとの
間の通路３６ａの周辺の周りの任意の所望位置に
配設することができる。第１４図の通路内で処理
された材料は遮断部材６６ａの端壁面６８ａにお
いて収集され、他の外側通路へ、または第３の処
理段の通路へ排出される。図示の通路における諸
部材の配置は、通路３６ａ内で処理された材料か
ら、該通路からの排出に先立つて、好ましくは真
空の下で成分物質を引き出すのに特に好適する。

以上の説明から解るように、本発明の新規な多
段回転式処理装置は多くの極めて顕著な利点を有
す。この処理装置は特に望ましい重合体処理性能
特性を提供する。第３の処理段によつて分離され
た第２の処理段の内側セクシヨン及び第２の処理
段の外側セクシヨンという格別の設計により、第
２の処理段を効果的に利用することができる。こ
の第２の処理段は、第１の処理段で処理された材
料の供給割合と第２の処理段の処理用通路の処理
及び排出容量との間の食い違いを示す可能性のあ
るものである。しかし、本発明の回転式処理装置
の設計は、上記食い違いのために処理用通路にお
いて生ずる可能性のある排出割合、温度及び圧力
の変動または急激な変化を効果的に制御する。更
にまた、第２の処理段の内側及び外側の各セクシ
ヨンに対する第３の処理段の配置により、比較的
高圧力のポンピングまたは加圧処理段からの外部
漏洩の可能性が最少限化される。更にまた、この
構造は、高圧力通路からの漏洩材料を収集して環
流させ、かかる漏洩材料の劣化を最少限化するよ
うに設計されている。従つて、本発明は、従来の
回転式処理装置と比較して格段に改良された総体
的処理性能特性を有する新規な多段回転式処理装
置を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多段回転式処理装置の、第
１、第２及び第３の処理段を提供する処理用通路
の配置を示す断面図、第２図は本発明の回転式処
理装置の、一部部品を載除して一部断面で示す斜
視図、第３図は第２図の３−３線に沿う簡略断面
図、第４図は第１図の４−４線に沿つて裁断した
第１の処理段の処理用通路の簡略断面図、第５図
は第１図の５−５線に沿つて裁断した第２の処理
段の処理用通路の簡略断面図、第６図は本発明の
回転式処理装置の材料移送溝による処理用通路の
相互連結状態を示す簡略断面図であり、矢印は一
つの処理用通路から他の処理用通路への流れ方向
を示す。第７図は第１図の７−７線に沿つて裁断
した第２の処理段の他の処理用通路の簡略断面
図、第８図は第１図の８−８線に沿つて裁断した
第２の処理段の更に他の処理用通路の簡略断面
図、第９図は第１図の９−９線に沿う第３の処理
段の処理用通路の簡略断面図、第１０図は第１図
の回転式処理装置の作動中に記録したデータを示
す曲線図、第１１図及び第１２図は第５図及び第
７図の通路とそれぞれほぼ同構成であるが通路内
に追加の処理部材が配設されている第２の処理段
の処理用通路の簡略断面図、第１３図は通路を通
つて移動しつつある材料の処理を示す第１２図の
通路の上部断面図、第１４図は第８図の処理用通
路とほぼ同構成であるが通路内に追加の処理部材
を有する第２の処理段の処理用通路の簡略断面図
である。１２……ロータ、１６……固定部材のハウジン
グ、２１，２３，２５，２７，２９，３１，３
３，３５……処理用凹溝、２２，２４，２６，２
８，３０，３０ａ，３２，３２ａ，３４，３６…
…処理用通路、３８……同軸密閉面、４２……取
入口、４８，５４，５４ａ，６０，６０ａ，６
６，６６ａ，７２……遮断部材、５０，５０ａ，
５８，５８ａ，６４，７０……材料移送溝、５
５，６３……調節可能ピン、７９……排出制御手
段、８０……取出口、８２……混合部材、８４，
９２……延展部材、９０，９４，９６……出入
口。

Claims

【特許請求の範囲】１複数の処理用凹溝を担持する回転可能部材
と、密閉形の処理用通路を提供するために上記凹
溝と作動的に配置された同軸密閉面を有する固定
部材とを備え、上記処理用通路は、第１の処理段
と、第３の処理段によつて分離された内側セクシ
ヨン及び外側セクシヨンを有する第２の処理段と
を含む複数の相互連結された処理段を有し、上記
第１の処理段は、取入口と、第１の段の材料移送
溝と、上記固定部材と連係する遮断部材とを具備
する少なくとも１つの通路を有し、上記通路へ給
送される材料を遮断して上記移送溝へ供給して上
記第２の処理段の内側セクシヨンへ移送するよう
に構成されており、上記第２の処理段は、上記第
１の段の材料移送溝から材料を受入れるようにな
つている少なくとも１つの通路を含んでおり、更
に、遮断部材と、上記固定部材と連係する内側セ
クシヨン材料移送溝とを備え、上記通路へ給送さ
れる材料を遮断して上記内側セクシヨン材料移送
溝へ供給して第３段の処理用通路の開口凹溝を通
じて上記第２の処理段の外側セクシヨンへ材料を
移送するように構成されており、上記外側セクシ
ヨンは、上記内側セクシヨン移送溝から材料を受
入れるようになつている少なくとも１つの通路を
含んでおり、更に、遮断部材と、上記固定部材と
連係する外側セクシヨン材料移送溝とを備え、上
記通路へ給送される材料を遮断して上記外側セク
シヨン移送溝へ供給して上記第３の処理段へ移送
するように構成されており、上記第３の処理段
は、排出圧力を発生することができ且つ上記外側
セクシヨン材料移送溝から材料を受入れるように
なつている少なくとも１つの通路を含んでおり、
更に、遮断部材と、上記固定部材と連係する取出
口とを備え、材料を遮断して上記取出口を通じて
上記通路から排出するように構成されており、更
に、上記取出口からの材料の排出を制御するため
の手段を備えて成る回転式処理装置。２第１の段の材料移送溝が、上記第１の段の処
理用通路の取入口から該第１の段の処理用通路の
周辺の周りの過半部分の間隔をおいている特許請
求の範囲第１項記載の回転式処理装置。３少なくとも第１の処理段の通路を加熱するた
めの手段を含んでいる特許請求の範囲第１項記載
の回転式処理装置。４第１の処理段の通路がくさび形凹溝で形成さ
れている特許請求の範囲第１項記載の回転式処理
装置。５第２の段の内側セクシヨンの通路が、該通路
に対して、第１の段で処理された材料を上記内側
セクシヨン通路へ供給される材料の容積割合より
も大きい容積割合で処理及び排出する容量を提供
する選定された形態を有している特許請求の範囲
第１項記載の回転式処理装置。６内側セクシヨンの通路の遮断部材が、第１の
処理段の通路の遮断部材の周辺的位置から約180゜
離れて配置されている特許請求の範囲第１項記載
の回転式処理装置。７内側セクシヨンが１つよりも多くの通路を含
んでおり、上記内側セクシヨン通路は直列作動す
るように配設されている特許請求の範囲第６項記
載の回転式処理装置。８外側セクシヨンの通路が、該通路内に内側処
理用通路内で発生する圧力よりも大きい圧力を発
生させる選定された形態を有している特許請求の
範囲第１項記載の回転式処理装置。９第１の段が、並列作動するように配設され且
つくさび形凹溝で形成された４つの通路を含んで
おり、内側セクシヨンが、直列作動するように配
設され及び上記第１の段の通路の遮断部材の周辺
的位置から約180゜離して配置した部材を有する２
つの通路を含んでおり、外側セクシヨンが、内側
セクシヨン通路内で発生するよりも大きな圧力を
発生させるように選定した形態を有する１つの通
路を含んでおり、第３の段が、排出圧力を発生す
ることのできる１つの通路を含んでいる特許請求
の範囲第１項記載の回転式処理装置。１０少なくとも１つの内側セクシヨン通路及
び／又は少なくとも１つの外側セクシヨン通路
が、上記通路の周辺の周りに配置され且つ凹溝内
に延びて上記通路内で処理される材料を混合する
混合部材を含んでいる特許請求の範囲第１項記載
の回転式処理装置。１１少なくとも１つの内側セクシヨン通及び／
又は少なくとも１つの外側セクシヨン通路が、上
記通路の周辺の周りに配置されて凹溝内へ延びる
延展部材を含んでおり、上記延展部材は上記通路
へ給送される材料を上記凹溝壁上に延展して該延
展部材の下流側に空所を提供するようになつてお
り、更に、上記の如くに形成された空所と連通す
るように配設された出入口を含んでおり、もつて
成分物質を上記通路内で処理される材料に追加し
またはこれから引き出すことができるようになつ
ている特許請求の範囲第１項記載の回転式処理装
置。１２少なくとも１つの内側セクシヨン通路及
び／又は少なくとも１つの内側セクシヨン通路
が、上記通路の周辺の周りに配置された出入口を
有しており、上記出入口は、上記通路内で処理さ
れる材料に成分物質を追加しまたはこれから成分
物質を引き出すように配設されている特許請求の
範囲第１項記載の回転式処理装置。１３調節可能ピンが内側セクシヨン材料移送溝
に対して配設され、上記溝を通じて一つの内側セ
クシヨン通路から他の内側セクシヨン通路へ材料
が移送される割合を調節するようになつている特
許請求の範囲第１項記載の回転式処理装置。１４調節可能ピンが内側セクシヨン材料移送溝
に対して配設され、一つの内側セクシヨン通路か
ら外側セクシヨン通路へ材料が移送される割合を
調節するようになつている特許請求の範囲第１項
記載の回転式処理装置。