JPH04276423A - 脱気用押出機 - Google Patents

脱気用押出機

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JPH04276423A
JPH04276423A JP3327814A JP32781491A JPH04276423A JP H04276423 A JPH04276423 A JP H04276423A JP 3327814 A JP3327814 A JP 3327814A JP 32781491 A JP32781491 A JP 32781491A JP H04276423 A JPH04276423 A JP H04276423A
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extruder
casing
area
screw
pitch
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Gerd Capelle
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Hermann Berstorff Maschinenbau GmbH
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流入口と流出口とを有
する押出し機ケーシングと、ケーシングの処理室内でそ
の長手方向軸線の周りに回転可能に設けられた押出し機
スクリュー用の駆動装置とから成る熱可塑性プラスチッ
ク及びゴム用の単軸型ガス排出押出し成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱可塑性のプラスチックを製造する場合
、出発プラスチックから残留モノマーを取り除く必要が
ままあった。例えばポリスチロールで出来た食料用包装
フィルムを押出し成形しようとする時、食料法律的で従
って医学的な理由から健康を害する残留モノマーの割合
が所定の限界値を越えてはならない。普通押出し機に供
給さるべきポリスチロールは１００，０００　ｐｐｍ　
までの割合のモノマーのスチロールを有しているので、
製品における残留モノマーのため約幾倍の１０の２乗（
　ｚｗｅｉＺｅｈｎｅｒｐｏｔｅｎｚｅｎ　）だけ低い
限界値を達成するために、非常に効果的なガス排出装置
を必要とする。
【０００３】この種のプラスチックでガス排出の為に、
米国特許第４，０９４，９４２　号明細書から熱可塑性
プラスチックのガスを排出するための単軸型押出し成形
機が知られている。この押出し成形機では押出し機スク
リューには挿入領域の後に設けた部分に２つの圧力絞り
があり、これら絞りは混合作用を行うスクリュー部分か
らある間隔を置いている。第一の圧力絞りの下流では押
出し機は押出し材料の中に噴射可能なエントレイナー（
泡を吸収して消す薬剤）のための噴射開口を備え、その
エントレイナーは押出し機内でプラスチック溶融物と混
合可能である。このエントレイナー（概ね水）はそこで
は混合領域の下流に設けたガス排出領域内で、圧力が降
下した時に溶融物が発泡するように働く。発泡の泡に原
因して溶融物の自由表面を増大することは広い適用分野
に充分な溶融物のガス排出が行える。
【０００４】その上米国特許第３，６１３，１６０　号
明細書から、押出し成形機に絞り部材を設けることが知
られており、それらの部材で押出し機内での押出し材料
の搬送は外部から変動可能に制御することが出来る。こ
の公報によればその為に押出し機スクリューのスクリュ
ー軸上にはスクリューと一緒に回転し処理室を下流で完
全に止めるほぼ円筒形の構成部材が設けられている。こ
の円筒形の構成部材の領域内には押出し機ケーシングを
通して外から半径方向に２つの絞りピンがそれぞれ軸方
向に向いた溢流通路内に通され、この通路は押出し機ケ
ーシングの内壁内に加工されている。絞りピンが引き戻
された場合には、円筒形の構成部材の上流にある押出し
材料の一部がこの通路を通して下流側の押出し機部分へ
と達する。これら溢流通路内に絞りピンが種々の深さに
入り込むことによってこの押出し材料流が制限される。
【０００５】製品中のその様な単軸型押出し成形機で得
られる残留モノマーの割合はしかし多くの分野にとって
充分ではない、特にプラスチック製品が例えば食物と直
接接触する時に充分ではない。
【０００６】更に本出願人のヨーロッパ特許第　０　１
０２　４００号公報から、押出し成形機の混合物が高い
送り能力で作動し、その上押出し成形機の後に設けられ
た押出し工具が高い工具対抗圧力を生ずる時に、ガス排
出部分における押出し材料を出来るだけ無圧で送るよう
維持することはゴム混合物のガス排出をする場合に問題
となることが知られている。
【０００７】この公報によればこの問題の解決する為に
、ガス排出及び除去領域における押出し機の直径を混合
領域における直径に比べて１０から３０％高めることが
提案されている。それにより押出し材料には押出し機の
処理室内に著しく大きな体積を開けることができ、従っ
て送り出力が高くても工具対抗圧力が強くても最適にガ
ス排出を行うことが出来る。
【０００８】この押出し機ではしかしながら、押出し機
はゴム混合物及び工具対抗圧力の比較的狭い範囲のため
にのみ使用可能である。押出し機を構成値から著しくず
らす場合、比較的悪いガス排出能力及び／又は比較的低
い生産能力を伴わざるを得ない。解決策は単に、別の、
場合によっては著しく違う上記した押出し条件に押出し
機スクリューを合わせることである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従って熱可
塑性プラスチック及びゴム混合物を効果的にガス排出を
するために単軸押出し成形機を提供することを課題とす
るものである。その際押出し成形機のガス排出領域は、
押出し成形機及び工具対抗圧力の特別な特性に依存して
エントレイナーの混合の為の最適の条件乃至は高い費用
が掛からない最適なガス排出条件が調節される様に、構
成されるようにすべきである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題の解決は本発明
の特許請求の範囲の請求項１の特徴事項により行う。特
に有利な発展形態及び実施形態はそれ以降の請求項から
見て取れる。
【００１１】本発明は、プラスチックのガス排出に関し
て、エントレイナーが完全に且つ溶融物内に均一に混合
された時にのみ溶融物の最適なガス排出が可能であると
いう認識に基づいている。そうしてのみ押出し成形機の
ガス排出領域において出来るだけ強い気泡形成の下で、
食料法律的な限界値を維持しうるように激しくガス排出
される。
【００１２】溶融物とエントレイナーとの完全な混合を
達成しうるために、適用したエントレイナーの固有の気
化圧力以上の値に溶融物圧力を高めることが必要である
。これが達せられた時に、エントレイナーと溶融物とは
液相で簡単に相互に混合され、引き続いて押出し成形機
のガス排出開口の下で激しい気泡を発生しながら除勢さ
れることになる。こうして溶融物は殆ど完全にガス排出
が成される。
【００１３】同じ押出し成形機で選択的に違ったプラス
チックを種々のエントレイナーでガス排出しうるように
する為に、押出し成形機の混合領域に押出し材料のため
の圧力制御が出来ることが必要となる。その際エントレ
イナーを液体の形で押出し成形機の中に噴射し又は既に
固体又は液体の形で押出し成形機にプラスチックと一緒
に供給するかどうかは重要なことではない。
【００１４】この認識は、押出し材料の為の充填開口の
後に挿入領域並びにピンシリンダー混合領域が配置され
ているという単軸型ガス排出押出し成形機に変換された
。エントレイナー用の噴射個所は特に有利な実施例でこ
のピンシリンダー領域の初めにあり、それにより処理室
内に突出する押出し成形機ピンでもって既にこの領域に
おいてエントレイナーの第一の混合が達成される。
【００１５】押出し機スクリューも押出し機ケーシング
の内壁も所定の長さに渡って溝及びウェブの設けられる
様な本質的な特徴を有する搬送領域がピンシリンダー領
域の後ろに配設されており、その際押出し機ケーシング
の長手方向方向に押出し機スクリューのピッチ深さは同
じ尺度で零まで減少し、引き続いて再び増大し、まるで
ケーシング溝のピッチ深さが増加し乃至は再び減少する
ようである。押出し機スクリュー及びケーシングをこの
様に形成することによって、混合部材を回転する時に完
全な押出し材料の交換がスクリュー溝とケーシング溝と
の間で可能となり、それが混合作用を良好なものとする
。
【００１６】押出し機ケーシングの搬送領域の部分に半
径方向に突出する調整可能な絞りピンを設け、前記部分
内でケーシングピッチがほぼその最も大きなピッチ体積
を有している様に設けることによって、種々のプラスチ
ックを処理するために提案した押出し機が調節しうるこ
とになる。押出し機のケーシングピッチ及び処理室内へ
絞りピンの進入深さでもって、押出し機の混合能力及び
押出し材料の溶融物圧力が任意に且つ混合に関連して予
備選択されうるものとなる。
【００１７】プラスチックガス排出押出し成形機として
適用すること以外にもゴムガス排出押出し成形機として
この機械を適用出来ることは極めて有利である。その際
押出し機内のケーシング開口上の生ゴムにその混合成分
が設けられ、その混合成分は引き続いて強く送れるピン
シリンダー領域へと混合されることになる。押出し成形
機の搬送領域の助けでゴム混合が更に均一化され、その
際ケーシングピッチ内の絞りピンが一方では混合能力を
、他方では押出し成形機の送り能力を変えることが出来
る。こうして使用したゴム混合物と押出し機の後ろに接
続された押出し工具とは無関係にガス排出部分における
充填度を最適に一定に保つことが可能となる。
【００１８】
【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を詳細に
説明することにする：図１は搬送領域に絞りピンを有す
る単軸型ガス排出押出し成形機１を通る縦断面図を示す
。押出し機ケーシング２の内側には押出し機スクリュー
６が設けられており、そのスクリューは駆動装置５によ
ってその長手方向軸線の周りに駆動可能である。ケーシ
ング２はその上流の端部の領域に押出すべき材料用の充
填開口３を有し、この材料は完全に可塑化され且つガス
排出をして流出口４を通して押出し成形機を出ていく。
【００１９】押出し機スクリュー６は挿入領域９にスク
リュー幾何形状を有し、その形状はそれ自体公知の方法
で流入口３を通って供給される材料を押出し成形機内に
引き入れて可塑化するのに適している。
【００２０】たとえこの成分が固体又は液体の形状で流
入口３を通って押出し成形機に挿入可能であっても、ピ
ンシリンダー領域７の前でこの挿入領域９の下流には、
エントレイナー又はゴム混合成分用の噴射開口２２が設
けられている。
【００２１】択一的に噴射開口２２はピンシリンダー領
域７の下流にそれに続く搬送領域８の前に設けることも
出来る。
【００２２】ピンシリンダー領域７にはそれ自体公知の
方法でこの実施例では２本又はそれより多いピン１１の
列が、スクリュー軸線の方向で押出し機ケーシング２を
通って半径方向に押出し成形機の処理室１４へと突出す
る様に配設されている。この領域７でスクリューウェブ
１２は公知の方法で、ピン１１が衝突するのを避けるた
めに、ピン平面で切れている。
【００２３】ピンシリンダー領域７の下流に搬送領域８
が設けられ、その領域には混合部分としてスクリュー６
及びケーシング２が形成され、ここでこの実施例では押
出し機スクリュー６のウェブ１８と押出し機ケーシング
２のウェブ１３との角度は１０５°以上と成っており、
相互に決して９０°の余角を形成しない。
【００２４】更に押出し機スクリューと押出し機ケーシ
ングとはこの搬送領域８において、増大し乃至は減少す
るスクリュー及びケーシング横断面積とは無関係に搬送
領域８の流入領域と流出領域ではスクリューウェブとケ
ーシングウェブの数が一定に成っている様に形成されて
いる。
【００２５】スクリューピッチ１５とは反対に搬送部分
におけるスリーブピッチ１６は中断されない。これらス
リーブピッチは寧ろ連続的且つ一定に搬送部分の流入領
域からその流出領域まで幾らか増したり乃至は減ったり
して螺旋形に押出し成形機の仮想の長手軸線の周りに巻
かれている。
【００２６】搬送部分の挿入領域ではスクリュー直径は
最大のピッチ深さから外側直径まで次第に大きくなり、
即ちスクリュー６のピッチ体積は挿入領域における最大
値から零にまで低下する。ケーシング２のピッチ体積は
逆の傾向を有している。従って押出し材料用に有効に設
けられた通流体積は軸方向及び半径方向の搬送方向で一
定に保たれる。強制的にこの与えられた条件に基づいて
スクリューピッチ１５とケーシングピッチ１６との間の
百パーセント押出し材料の交換が行われる。
【００２７】搬送部分の流出領域ではスクリュー６のピ
ッチ体積は連続的に増大し、ケーシングピッチ１６の所
では連続的に減少し、その際再び押出し材料の為に設け
られたスクリュー及びスリーブの全ピッチ体積は一定に
保たれる。
【００２８】搬送領域８の第一の部分の端部にはこの実
施例では絞り部材があり、この絞り部材は初めの所に対
称的に分配されたピン１７を有し、このピンは半径方向
中断されないケーシングピッチ１６内に沈み込み、そし
てこの領域でのピッチ体積は最大値から零にまで減少し
うる。
【００２９】外側から調節装置２８を介して矢印２３，
２４の方向に手動で又はハイドロリックに動かすことの
出来るこれら絞りピン１７でもって押出し成形機の混合
作用と押出し材料圧力は固有の押出し材料特性並びに工
具対抗圧力と関係して任意に制御される。
【００３０】搬送領域８の下流には本発明によればガス
排出領域２５が設けられている。この領域２５では押出
し材料乃至は押出し材料／エントレイナー混合物は除勢
され、従って材料等はその強い発泡を受けてその揮発性
の成分から著しく解放されることになる。
【００３１】押出し機スクリュー６はガス排出領域２５
でひどく減少したピッチ数を有しており、従って公知の
方法で押出し材料膨張のための付加的な空間が使用され
る。
【００３２】ガス排出すべき元素はガス排出開口２６を
経て押出し成形機を出ていき、その開口には図示してい
ない吸引装置を接続することが出来る。
【００３３】押出し成形機１の最後の機能部分は圧力上
昇領域１０によって形成され、その領域内でスクリュー
幾何形状は、その機能部分を公知の方法で押出し材料圧
力が必要な工具圧力に上昇しうるものである。
【００３４】ピンシリンダー領域の端部及び圧力上昇領
域１０又はガス排出領域２５で且つプロセスコンピュー
ター２７の端部にある少なくともそれぞれ１つの圧力セ
ンサー１９，２０により、更に工具対抗圧力や押出し成
形機の送り能力に変動があった場合に、搬送部分のケー
シングピッチへの絞りピン１７の最適な進入深さが算出
でき、この絞りピンの調節装置２８はそれ相応に機能さ
せることが出来る。最後にこれら装置対象物を用いて種
々の押出し材料及び工具ヘッドに押出し成形機を迅速に
合わせることが出来る。
【００３５】
【発明の効果】本発明を上記の様に構成することにより
、今までの押出し成形機では達成しえなかった熱可塑性
プラスチック及びゴム混合物から有効にガス排出を行え
る単軸型押出し成形機を作ることが可能となり、更に押
出し成形機及び工具対抗圧力の固有の特性とは無関係に
、多額のコストを要さずにエントレイナーを混合する条
件を最適にしたり、ガス排出の条件を最適にするよう調
節が行えるという顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は搬送領域に絞りピンを有する単軸型ガス
排出押出し成形機１を通る縦断面図を示す。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　　　押出し成形機２　　　　　
　　　　　　　押出し機ケーシング３　　　　　　　　
　　　　流入口 ４　　　　　　　　　　　　流出口 ５　　　　　　　　　　　　駆動装置 ６　　　　　　　　　　　　押出し機スクリュー７　　
　　　　　　　　　　ピンシリンダー領域８　　　　　
　　　　　　　搬送領域 ９　　　　　　　　　　　　挿入領域 １０　　　　　　　　　　　　圧力上昇領域１１　　　
　　　　　　　　　ピン １２　　　　　　　　　　　　スクリューウェブ１３　
　　　　　　　　　　　ケーシングウェブ１４　　　　
　　　　　　　　処理室 １５　　　　　　　　　　　　スクリューピッチ１６　
　　　　　　　　　　　ケーシングピッチ１７　　　　
　　　　　　　　絞りピン１８　　　　　　　　　　　
　スクリューウェブ１９，２０　　　　　　圧力センサ
ー ２１　　　　　　　　　　　　データ導線２２　　　　
　　　　　　　　エントレイナー噴射開口２３，２４　
　　　　　矢印

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　流入口と流出口（３，４）とを有する
    押出し機ケーシング（２）と、ケーシング（２）の処理
    室（１４）内でその長手方向軸線の周りに回転可能に設
    けられた押出し機スクリュー（６）用の駆動装置（５）
    とから成る熱可塑性プラスチック及びゴム用の単軸型ガ
    ス排出押出し成形機において、押出し成形機（１）が相
    前後に設けた混合及び均一化領域（７，８）を有し、第
    一の領域が、ケーシング（２）の処理室（１４）内で半
    径方向に突出するピン（１１）と、ピンの領域内で中断
    されるスクリューウェブ（１２）とを有するピンシリン
    ダー領域（７）として形成されており、別の領域が搬送
    領域（８）として形成されており、その搬送領域内で押
    出し機スクリュー（６）は、流入領域から流出領域へ零
    にまでそのピッチ体積が一定して減少し、次に最大値に
    までピッチ体積が増大し、押出し機ケーシング（２）が
    中断されないケーシングピッチを有し、そのピッチは搬
    送部分の流入領域から流出領域へとそのピッチ体積を零
    から最大値へと増大し、続いて再び零からピッチ体積へ
    低下し、そこでケーシングピッチが仮想押出し機軸線周
    りでほぼ螺旋形に案内されており、その際ケーシングピ
    ッチの最大のピッチ体積の領域で半径方向に調節可能な
    絞りピン（１７）がケーシング（２）を通してケーシン
    グピッチ（１６）並びに処理室（１４）へ突出するよう
    に配設されており、そして搬送領域（８）の下流に、ガ
    ス排出領域（２５）と圧力上昇領域（１０）とが順次配
    設されており、その際ガス排出領域（２５）には押出し
    機スクリュー（６）が少ないピッチ数を備え、押出し機
    ケーシング（２）がガス排出開口（２６）を有している
    ことを特徴とする押出し成形機。
  2. 【請求項２】　　ピンシリンダー領域（７）が搬送領域
    （８）から見て上流に設けられていることを特徴とする
    請求項１に記載の押出し成形機。
  3. 【請求項３】　　搬送領域（８）の手前の押出し機ケー
    シング（６）内には、特にピンシリンダー領域（７）の
    前に設けたエントレイナー噴射開口（２２）が設けられ
    ていることを特徴とする請求項１に記載の押出し成形機
    。
  4. 【請求項４】　　押出し機長さがスクリュー直径（Ｄ）
    の１０倍の時に、挿入領域（９）が３Ｄ、ピンシリンダ
    ー領域（７）が１．５から２Ｄ、搬送領域（８）が２．
    ５Ｄ、圧力上昇領域（１０）が約３Ｄの長さであること
    を特徴とする請求項３に記載の押出し成形機。
  5. 【請求項５】　　ピンシリンダー領域（７）内に特に１
    から５列のピン（１１）が設けられていることを特徴と
    する請求項１から請求項４のうちの１項に記載の押出し
    成形機。
  6. 【請求項６】　　押出し機の搬送領域（８）が、押出し
    機スクリュー（６）のウェブ（１２）と押出し機ケーシ
    ング（２）のウェブ（１３）との間の角度が１０５°以
    上であり且つ決して９０°に余角を成す角度を形成しな
    いよう形成されており、そして搬送領域（８）の流入領
    域及び流出領域におけるスクリューウェブ（１８）及び
    ケーシングウェブ（１３）の数がケーシング乃至はスク
    リューピッチ横断面積とは無関係に一定であることを特
    徴とする請求項１から請求項４のうちの１項に記載の押
    出し成形機。
  7. 【請求項７】　　ケーシングピッチ毎に少なくとも１つ
    の絞りピン（１７）が設けられ、調整可能な絞りピン（
    １７）が全ケーシング厚さ上で且つスクリュー表面上の
    すぐ近くの所まで低下しうることを特徴とする請求項１
    から請求項６のうちの１項に記載の押出し成形機。
  8. 【請求項８】　　絞りピン（１７）が機械的、ニューマ
    チック的又はハイドロリック的に操作可能な調節装置を
    介して半径方向に調整可能であることを特徴とする請求
    項１から請求項７のうちの１項に記載の押出し成形機。
  9. 【請求項９】　　ピンシリンダー領域（７）の端部及び
    ／又は圧力上昇領域（１０）にある圧力センサー（１９
    ，２０）が処理室内に突出し、これらセンサーはデータ
    導線（２１）を介してコンピューター（２７）及び絞り
    ピン（１７）用の調節装置（２８）と接続されているこ
    とを特徴とする請求項１から請求項８のうちの１項に記
    載の押出し成形機。
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