JPH06320602A - 多スクリュ押出機用の遊星歯車装置 - Google Patents
多スクリュ押出機用の遊星歯車装置Info
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- JPH06320602A JPH06320602A JP6076972A JP7697294A JPH06320602A JP H06320602 A JPH06320602 A JP H06320602A JP 6076972 A JP6076972 A JP 6076972A JP 7697294 A JP7697294 A JP 7697294A JP H06320602 A JPH06320602 A JP H06320602A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 処理チャンバの密封性を高め、かつ高粘度の
媒体を処理チャンバのあらゆる個所で強制搬送できるよ
うにし、更に媒体表面が最適更新されるようにする。 【構成】 複数の主遊星歯車3が、円形に、互いに間隔
をおいて、かつまた太陽歯車2からも、ハウジング6の
内歯1からも間隔をおいて配置され、太陽歯車2と主遊
星歯車3との間、及び主遊星歯車3と内歯1との間に
は、それぞれ中間遊星歯車4,5が配置されている。
媒体を処理チャンバのあらゆる個所で強制搬送できるよ
うにし、更に媒体表面が最適更新されるようにする。 【構成】 複数の主遊星歯車3が、円形に、互いに間隔
をおいて、かつまた太陽歯車2からも、ハウジング6の
内歯1からも間隔をおいて配置され、太陽歯車2と主遊
星歯車3との間、及び主遊星歯車3と内歯1との間に
は、それぞれ中間遊星歯車4,5が配置されている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多スクリュ押出機用の
遊星歯車装置と、この種の遊星歯車装置を有する多スク
リュ押出機と、この押出機を使用して高粘性媒体を加工
し、処理する方法に関するものである。
遊星歯車装置と、この種の遊星歯車装置を有する多スク
リュ押出機と、この押出機を使用して高粘性媒体を加工
し、処理する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】溶融相でプラスチック材料を処理又は製
造する従来の装置は、たとえば、垂直又は水平に撹拌機
構が配置された容器、1個又は2個の軸を有する押出
機、薄層装置のいずれかである。
造する従来の装置は、たとえば、垂直又は水平に撹拌機
構が配置された容器、1個又は2個の軸を有する押出
機、薄層装置のいずれかである。
【0003】特に、高粘度の場合、すなわち、ポリマー
製造の最終段階では、公知の装置には、いくつかの周知
の欠点がある。たとえば、流れ挙動が不良かつ不規則な
点(滞留時間分布が広い)、壁部やカバーや死角個所に
製品が付着したままになる点、特に、たとえばポリエス
テル製造時の重縮合反応の場合に反応速度が遅い点など
である。この反応速度の遅い理由は、低分子量気体状副
産物の遊離に利用できる表面が、極めて小さいか、真空
に連通不能であるか、僅かしか更新されないかのいずれ
かによる。
製造の最終段階では、公知の装置には、いくつかの周知
の欠点がある。たとえば、流れ挙動が不良かつ不規則な
点(滞留時間分布が広い)、壁部やカバーや死角個所に
製品が付着したままになる点、特に、たとえばポリエス
テル製造時の重縮合反応の場合に反応速度が遅い点など
である。この反応速度の遅い理由は、低分子量気体状副
産物の遊離に利用できる表面が、極めて小さいか、真空
に連通不能であるか、僅かしか更新されないかのいずれ
かによる。
【0004】公知の装置の最初の1つは、DE−PS1
545209である。これは、互いに平行で、密に噛合
った数個の1条スクリュを有する横型反応器である。ス
クリュは等方向に回転し、軸線上方の、融成物プール内
に浸漬されている。融成物と接触する反応器部分内での
逆混合や付着は、強制搬送のために避けられはするもの
の、融成物プールの比表面積は依然として小さいので、
反応速度も遅く、カバー上に脱昇華(desublim
ated)オリゴマーが沈着することを、反応器の蒸気
室内では避けることができない。
545209である。これは、互いに平行で、密に噛合
った数個の1条スクリュを有する横型反応器である。ス
クリュは等方向に回転し、軸線上方の、融成物プール内
に浸漬されている。融成物と接触する反応器部分内での
逆混合や付着は、強制搬送のために避けられはするもの
の、融成物プールの比表面積は依然として小さいので、
反応速度も遅く、カバー上に脱昇華(desublim
ated)オリゴマーが沈着することを、反応器の蒸気
室内では避けることができない。
【0005】DE−PS3030541による多軸こね
まぜディスク型反応器の場合は、搬送こねまぜディスク
を有する、軸方向に平行の互いに噛合った数個のスクリ
ュが、脱気チャンバ周囲に円形に配置されている。この
脱気チャンバに対して、ポリマー融成物の薄いフィルム
がスクリュ上に形成される。定置軸は、すべて個別にハ
ウジング内を貫通して歯車のところへ案内されている。
この歯車のため、たとえばポリエステル製造時に最高1
0~4バールの真空を維持する必要がある場合、反応チャ
ンバの密封に問題が生じる。この型式の反応器の密封性
には問題があり、相応に高額の出費が必要とされる。
まぜディスク型反応器の場合は、搬送こねまぜディスク
を有する、軸方向に平行の互いに噛合った数個のスクリ
ュが、脱気チャンバ周囲に円形に配置されている。この
脱気チャンバに対して、ポリマー融成物の薄いフィルム
がスクリュ上に形成される。定置軸は、すべて個別にハ
ウジング内を貫通して歯車のところへ案内されている。
この歯車のため、たとえばポリエステル製造時に最高1
0~4バールの真空を維持する必要がある場合、反応チャ
ンバの密封に問題が生じる。この型式の反応器の密封性
には問題があり、相応に高額の出費が必要とされる。
【0006】この密封の問題を解決するため、主駆動軸
を1個だけハウジング壁を貫通させ、シールすることが
提案されている。
を1個だけハウジング壁を貫通させ、シールすることが
提案されている。
【0007】その型式の装置はEP−OS021546
0に記載されている。これは、立て型の薄層装置であ
り、数個の軸が、定置中心歯車上を遊星形式で回転せし
められる。これらの軸は等方向に回転運動を行ない、融
成物のフィルムをシリンダ内壁に高い相対速度で薄く伸
ばす。この装置の問題点は、駆動軸に結合された有孔デ
ィスク内に軸端が低摩擦取付けされ、片側案内されてい
ることにある。これらの軸は、互いに一定の間隔で配置
されたみぞ付ロッドとして構成されている。クリーニン
グ作用は、噛合っているスクリュ軸の場合より、かなり
低く、短い滞留時間配分の1つの条件である全横断面に
わたる均一の搬送挙動が保証されない。
0に記載されている。これは、立て型の薄層装置であ
り、数個の軸が、定置中心歯車上を遊星形式で回転せし
められる。これらの軸は等方向に回転運動を行ない、融
成物のフィルムをシリンダ内壁に高い相対速度で薄く伸
ばす。この装置の問題点は、駆動軸に結合された有孔デ
ィスク内に軸端が低摩擦取付けされ、片側案内されてい
ることにある。これらの軸は、互いに一定の間隔で配置
されたみぞ付ロッドとして構成されている。クリーニン
グ作用は、噛合っているスクリュ軸の場合より、かなり
低く、短い滞留時間配分の1つの条件である全横断面に
わたる均一の搬送挙動が保証されない。
【0008】また、DE−PS4001986による多
スクリュ押出機も、1個だけの中心駆動軸がハウジング
により案内され、遊星軸が円形に取囲むという基本特徴
は同じである。歯車装置内の、はす歯を有する中心スピ
ンドルにより、これを取囲んで円形に配置された遊星ス
ピンドルは、容易に駆動される。これらの遊星スピンド
ルも、はす歯を有しており、従って中心スピンドルと噛
合い、ハウジング内壁の歯とも噛合っている。中心スピ
ンドルが回転すると、遊星軸もその周囲及びハウジング
内壁内を回転する。噛合うスクリュは遊星ローラ部分の
間に備えられている。ハウジング内壁と中心スピンドル
とは、処理に用いる区分は滑らかにされている。この多
スクリュ押出機の歯の幾何的形状のため、かつまたEP
−OS0215460に記載の薄層装置とは異なり、こ
れらの遊星軸の回転方向は反対方向である。このこと
は、ハウジング内壁、及び中心スピンドルの、加工処理
に使用される区分の表面に対する、通過するスクリュ・
ウエブの相対速度は、したがってまた、ウエブの搬送効
率も、極めて僅かであることを意味している。DE−P
S3030541の多軸こねまぜディスク型反応器と比
較すれば、前記の事実は、自己クリーニング挙動や均一
の搬送挙動の点では大きな欠点となる。更に、拡散が制
御される処理工程の決定的なパラメータである停滞(h
oldup)と表面の更新とは、計算が難しい。
スクリュ押出機も、1個だけの中心駆動軸がハウジング
により案内され、遊星軸が円形に取囲むという基本特徴
は同じである。歯車装置内の、はす歯を有する中心スピ
ンドルにより、これを取囲んで円形に配置された遊星ス
ピンドルは、容易に駆動される。これらの遊星スピンド
ルも、はす歯を有しており、従って中心スピンドルと噛
合い、ハウジング内壁の歯とも噛合っている。中心スピ
ンドルが回転すると、遊星軸もその周囲及びハウジング
内壁内を回転する。噛合うスクリュは遊星ローラ部分の
間に備えられている。ハウジング内壁と中心スピンドル
とは、処理に用いる区分は滑らかにされている。この多
スクリュ押出機の歯の幾何的形状のため、かつまたEP
−OS0215460に記載の薄層装置とは異なり、こ
れらの遊星軸の回転方向は反対方向である。このこと
は、ハウジング内壁、及び中心スピンドルの、加工処理
に使用される区分の表面に対する、通過するスクリュ・
ウエブの相対速度は、したがってまた、ウエブの搬送効
率も、極めて僅かであることを意味している。DE−P
S3030541の多軸こねまぜディスク型反応器と比
較すれば、前記の事実は、自己クリーニング挙動や均一
の搬送挙動の点では大きな欠点となる。更に、拡散が制
御される処理工程の決定的なパラメータである停滞(h
oldup)と表面の更新とは、計算が難しい。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、多ス
クリュ押出機用の遊星歯車装置を提供することにある。
この装置では、処理チャンバのシール上の従来の諸々の
問題点が、関連する多スクリュ押出機に関して最低限に
抑えることができ、かつまた、処理対象となる高粘度の
媒体が、処理チャンバのあらゆる個所で強制搬送され、
出来るだけ最適の表面更新されるようにされる。
クリュ押出機用の遊星歯車装置を提供することにある。
この装置では、処理チャンバのシール上の従来の諸々の
問題点が、関連する多スクリュ押出機に関して最低限に
抑えることができ、かつまた、処理対象となる高粘度の
媒体が、処理チャンバのあらゆる個所で強制搬送され、
出来るだけ最適の表面更新されるようにされる。
【0010】
【課題を解決するための手段】この課題は次のような遊
星歯車装置により解決された。すなわち、内歯を有する
円形定置ハウジングが備えられ、太陽歯車が中心スピン
ドルの、少なくとも1つの歯付部から形成され、主遊星
歯車がスクリュの少なくとも1つの歯付自由端部から形
成され、更に、主遊星歯車が円形に、互いに間隔をおい
て、かつまた太陽歯車からも、ハウジングの内歯からも
間隔をおいて配置され、更にまた、一方では太陽歯車と
主遊星歯車との間に、他方では主遊星歯車とハウジング
の内歯との間に、それぞれ内側と外側の中間遊星歯車が
配置され、噛合うようにされている遊星歯車装置であ
る。
星歯車装置により解決された。すなわち、内歯を有する
円形定置ハウジングが備えられ、太陽歯車が中心スピン
ドルの、少なくとも1つの歯付部から形成され、主遊星
歯車がスクリュの少なくとも1つの歯付自由端部から形
成され、更に、主遊星歯車が円形に、互いに間隔をおい
て、かつまた太陽歯車からも、ハウジングの内歯からも
間隔をおいて配置され、更にまた、一方では太陽歯車と
主遊星歯車との間に、他方では主遊星歯車とハウジング
の内歯との間に、それぞれ内側と外側の中間遊星歯車が
配置され、噛合うようにされている遊星歯車装置であ
る。
【0011】本発明の遊星歯車装置には、内側と外側の
中間遊星歯車の2つの付加的リングが備えられているこ
とにより、主遊星歯車は、ハウジングの内歯及び太陽歯
車とは直接に噛合うことはなく、各主遊星歯車は、それ
ぞれ2個の内側及び外側中間遊星歯車の間に配置されて
いる。本発明の遊星歯車装置によれば、中心駆動軸又は
中心スピンドルの駆動により、スクリュが押出機内のス
クリュの回転方向と等方向に回転せしめられる。この結
果、特に、スクリュとハウジング内壁との間や、スクリ
ュと中心スピンドル表面との間には高い相対速度が生
じ、このため著しい搬送効果、良好な自己クリーニング
特性、著しい表面更新度が達成される。
中間遊星歯車の2つの付加的リングが備えられているこ
とにより、主遊星歯車は、ハウジングの内歯及び太陽歯
車とは直接に噛合うことはなく、各主遊星歯車は、それ
ぞれ2個の内側及び外側中間遊星歯車の間に配置されて
いる。本発明の遊星歯車装置によれば、中心駆動軸又は
中心スピンドルの駆動により、スクリュが押出機内のス
クリュの回転方向と等方向に回転せしめられる。この結
果、特に、スクリュとハウジング内壁との間や、スクリ
ュと中心スピンドル表面との間には高い相対速度が生
じ、このため著しい搬送効果、良好な自己クリーニング
特性、著しい表面更新度が達成される。
【0012】主遊星歯車の数と、内側及び外側の中間遊
星歯車の数は等しくするのが有利である。
星歯車の数は等しくするのが有利である。
【0013】1個だけの歯車、すなわち太陽歯車と中心
スピンドルを駆動するようにするのが有利である。
スピンドルを駆動するようにするのが有利である。
【0014】歯車とハウジング内歯とは、互いに確実噛
合い、かつ摩擦(non−positively)噛合
いするように構成するのが有利である。
合い、かつ摩擦(non−positively)噛合
いするように構成するのが有利である。
【0015】遊星歯車装置の操作方式は、すべての歯車
及びハウジング内歯を、はす歯歯車とすることによって
改善された。ヘリングボーン歯車(2重はす歯歯車)
も、軸方向反動力を排除することができる。
及びハウジング内歯を、はす歯歯車とすることによって
改善された。ヘリングボーン歯車(2重はす歯歯車)
も、軸方向反動力を排除することができる。
【0016】有利な歯車の配置を得るには、太陽歯車
と、内側及び外側の中間遊星歯車の各対向対との横断面
の中心が一直線上に位置するようにし、かつまた、主遊
星歯車の横断面中心が前記直線の隣接2直線がなす角度
を2等分する直線上に位置するようにする。
と、内側及び外側の中間遊星歯車の各対向対との横断面
の中心が一直線上に位置するようにし、かつまた、主遊
星歯車の横断面中心が前記直線の隣接2直線がなす角度
を2等分する直線上に位置するようにする。
【0017】遊星歯車装置の歯車とハウジング内歯とを
処理生成物によって潤滑するのが、特に有利である。し
たがって押出機内で処理される媒体は、歯車を通過して
処理チャンバへ装入するようにするか、もしくは処理チ
ャンバから歯車を通過して出口区間へ搬送するようにす
る。歯車の端面と端面との間には、軸とハウジングカバ
ーとが狭い潤滑ギャップを形成している。このギャップ
内には、処理される媒体のフィルムが形成され、直接の
接触が防止されている。この潤滑フィルムは、著しいせ
ん断力を受けて、絶えず入れ替わるようにされている。
処理生成物によって潤滑するのが、特に有利である。し
たがって押出機内で処理される媒体は、歯車を通過して
処理チャンバへ装入するようにするか、もしくは処理チ
ャンバから歯車を通過して出口区間へ搬送するようにす
る。歯車の端面と端面との間には、軸とハウジングカバ
ーとが狭い潤滑ギャップを形成している。このギャップ
内には、処理される媒体のフィルムが形成され、直接の
接触が防止されている。この潤滑フィルムは、著しいせ
ん断力を受けて、絶えず入れ替わるようにされている。
【0018】本発明による遊星歯車装置を有する多スク
リュ押出機は、融成物入口区間と、これに隣接し、横断
面で見て円形に配置された複数のスクリュを有する円筒
形処理チャンバと、横断面で見て中心に配置された中心
スピンドルと、処理チャンバに隣接する融成物出口区間
とを有している。遊星歯車装置は、スクリュと中心スピ
ンドルを駆動するために備えられている。このように構
成された多スクリュ押出機は、また、互いに連通してい
る幾つかの連続した処理チャンバを有するようにするこ
ともできる。
リュ押出機は、融成物入口区間と、これに隣接し、横断
面で見て円形に配置された複数のスクリュを有する円筒
形処理チャンバと、横断面で見て中心に配置された中心
スピンドルと、処理チャンバに隣接する融成物出口区間
とを有している。遊星歯車装置は、スクリュと中心スピ
ンドルを駆動するために備えられている。このように構
成された多スクリュ押出機は、また、互いに連通してい
る幾つかの連続した処理チャンバを有するようにするこ
ともできる。
【0019】遊星歯車装置は、少なくとも1つの処理チ
ャンバの始端及び又は終端のところに配置しておくこと
ができる。
ャンバの始端及び又は終端のところに配置しておくこと
ができる。
【0020】中心スピンドルは、有利には、処理チャン
バ内では滑らかな表面を有するようにする。しかし、中
心スピンドルの1つの特殊な構成としては、処理チャン
バ内のスクリュとして構成し、すべての遊星歯車と噛合
うようにすることも可能である。その場合には、純然た
る円形配置の代りに、複数スクリュはコンパクトな1つ
の束にまとめられる。
バ内では滑らかな表面を有するようにする。しかし、中
心スピンドルの1つの特殊な構成としては、処理チャン
バ内のスクリュとして構成し、すべての遊星歯車と噛合
うようにすることも可能である。その場合には、純然た
る円形配置の代りに、複数スクリュはコンパクトな1つ
の束にまとめられる。
【0021】処理される媒体を搬送するスクリュと中心
スピンドルは、軸方向に互いに平行に配置するのが有利
である。
スピンドルは、軸方向に互いに平行に配置するのが有利
である。
【0022】隣接するスクリュのスピンドルは、互いに
噛合うように構成されている。スクリュの外周とハウジ
ング内面との間隔、また、スクリュの外周と中心スピン
ドルとの間隔は、出来るかぎり狭く構成されている。処
理チャンバ内で個々の部品間の接触が極めて密であると
同時に、開放ニップ内に発生可能な真空を利用し易いこ
とにより、多スクリュ押出機の所望の最適特性が得られ
る。この押出機は、基本的に、溶融相の、たとえば高分
子量のポリマーの連続的な脱気、気化、混合、製造のい
ずれかに適している。
噛合うように構成されている。スクリュの外周とハウジ
ング内面との間隔、また、スクリュの外周と中心スピン
ドルとの間隔は、出来るかぎり狭く構成されている。処
理チャンバ内で個々の部品間の接触が極めて密であると
同時に、開放ニップ内に発生可能な真空を利用し易いこ
とにより、多スクリュ押出機の所望の最適特性が得られ
る。この押出機は、基本的に、溶融相の、たとえば高分
子量のポリマーの連続的な脱気、気化、混合、製造のい
ずれかに適している。
【0023】多スクリュ押出機内では、中心スピンドル
だけを駆動するのが有利である。こうすることによって
駆動装置及び軸シールを簡単化することができる。駆動
軸は、有利には、押出機の双方の端面のうちの一方の端
面を貫通させるだけにする。
だけを駆動するのが有利である。こうすることによって
駆動装置及び軸シールを簡単化することができる。駆動
軸は、有利には、押出機の双方の端面のうちの一方の端
面を貫通させるだけにする。
【0024】脱気ドームは、有利には、処理チャンバ上
に配置し、揮発性成分、たとえば開裂(cleavag
e)生成物、モノマー、オリゴマー、溶剤残渣を処理チ
ャンバから除去するようにする。
に配置し、揮発性成分、たとえば開裂(cleavag
e)生成物、モノマー、オリゴマー、溶剤残渣を処理チ
ャンバから除去するようにする。
【0025】前記生成物の除去を補助するため、脱気ド
ームは真空発生装置に接続しておくのが有利である。
ームは真空発生装置に接続しておくのが有利である。
【0026】本発明の遊星歯車装置を有する多スクリュ
押出機は、高粘度の媒体の連続処理、特に熱可塑性ポリ
マー融成物の処理、又は熱可塑性ポリマーの処理に好適
である。
押出機は、高粘度の媒体の連続処理、特に熱可塑性ポリ
マー融成物の処理、又は熱可塑性ポリマーの処理に好適
である。
【0027】高粘度媒体の処理時には、これら媒体は、
処理チャンバ内で、好ましくは滑らかなハウジング内壁
及び中心スピンドル表面上やスクリュ間で最適に表面更
新され、自己クリーニング作用を発揮し、かつ効率的に
搬送される。
処理チャンバ内で、好ましくは滑らかなハウジング内壁
及び中心スピンドル表面上やスクリュ間で最適に表面更
新され、自己クリーニング作用を発揮し、かつ効率的に
搬送される。
【0028】本発明の方法によれば、高粘度の媒体は、
ハウジング内壁と中心スピンドル上で高い相対速度を生
ぜしめられる。
ハウジング内壁と中心スピンドル上で高い相対速度を生
ぜしめられる。
【0029】揮発性成分、特に開裂生成物、モノマーや
オリゴマーの残渣、溶剤の残渣は、本発明により処理チ
ャンバに真空を用いることにより除去され、その結果、
高粘度の媒体が脱気される。
オリゴマーの残渣、溶剤の残渣は、本発明により処理チ
ャンバに真空を用いることにより除去され、その結果、
高粘度の媒体が脱気される。
【0030】化学変化又は物理的変化は、気体状又は液
体状の成分を入口区間又は処理チャンバ内へ添加するこ
とによって実現される。
体状の成分を入口区間又は処理チャンバ内へ添加するこ
とによって実現される。
【0031】本発明の方法によれば、化学反応、又は混
合作業、又は化合処理は、処理チャンバ内で行なわれ
る。
合作業、又は化合処理は、処理チャンバ内で行なわれ
る。
【0032】本発明の方法によれば、これらの化学反応
は、重合、重縮合、重付加の各反応である。
は、重合、重縮合、重付加の各反応である。
【0033】本発明の方法によれば、重縮合反応は、ポ
リエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアリ
ュレート、ポリアミン、ポリアミドイミドの各類とそれ
らのコポリマーとを製造するために役立つ。
リエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアリ
ュレート、ポリアミン、ポリアミドイミドの各類とそれ
らのコポリマーとを製造するために役立つ。
【0034】本発明の方法によれば、ポリエステルは、
ポリエチレン、ポリブュチレン・テレフタレート、ポリ
エチレン・ナフタレート、又はそれらのコポリマーであ
る。
ポリエチレン、ポリブュチレン・テレフタレート、ポリ
エチレン・ナフタレート、又はそれらのコポリマーであ
る。
【0035】
【実施例】本発明を以下で添付図面につき詳説する。
【0036】図1には、本発明による遊星歯車装置の配
置と機能が略示されている。図1には、この遊星歯車装
置の閉じられた円形形状の一部のみが示されている。図
2は多スクリュ押出機の処理チャンバの縦断面図であ
る。本発明の遊星歯車装置は、この処理チャンバの始め
と終りとに配置されている。融成物の入口10と出口1
3とは、符号のみで、図示されてはいない。
置と機能が略示されている。図1には、この遊星歯車装
置の閉じられた円形形状の一部のみが示されている。図
2は多スクリュ押出機の処理チャンバの縦断面図であ
る。本発明の遊星歯車装置は、この処理チャンバの始め
と終りとに配置されている。融成物の入口10と出口1
3とは、符号のみで、図示されてはいない。
【0037】すべての歯車、すなわち太陽歯車2、主遊
星歯車3、内側及び外側の中間遊星歯車4は、回転不能
に取付けられたハウジング6の内歯1に取囲まれてい
る。太陽歯車2は、中心スピンドル8の歯付部分によっ
て形成され、中心スピンドルと剛性結合されている。こ
れに対応する形式で、主遊星歯車3が、スクリュ9の自
由端部に形成されている。中心には太陽歯車2が配置さ
れ、他のすべての歯車3,4,5同様、有利にははす歯
を有し、確実噛合い、かつ摩擦噛合いが行なわれるのに
加えて、ポリマー融成物が複数ギャップを通過するよう
にして融成物を搬送させる。ハウジング内歯1と太陽歯
車2との間には主遊星歯車3が配置され、これらの主遊
星歯車3は内歯1とも、太陽歯車2とも噛合っていな
い。主遊星歯車3と太陽歯車2との間には、内側中間遊
星歯車4のリングが配置されている。互いに等方向に回
転する主遊星歯車3の回転方向が、それによって太陽歯
車2の回転方向と等しくなる。1つの軌道上をすべての
主遊星歯車3が並進運動するために、外側中間遊星歯車
5の第2リングが配置されている。これらの中間遊星歯
車5が、太陽歯車2から発する駆動モーメントを定置の
ハウジング内歯1に伝え、他の主遊星歯車も、その回転
方向で間接的に内歯1に当たる。太陽歯車2の駆動中、
すべての主遊星歯車3は、太陽歯車2の回転方向で移動
し、太陽歯車2の回転方向と等しい方向で回転する。す
べての遊星歯車3,4,5は、遊星歯車装置の中心に対
して等しい角速度を有しているが、太陽歯車の角速度
は、転動過程による値の少なくとも2倍である。
星歯車3、内側及び外側の中間遊星歯車4は、回転不能
に取付けられたハウジング6の内歯1に取囲まれてい
る。太陽歯車2は、中心スピンドル8の歯付部分によっ
て形成され、中心スピンドルと剛性結合されている。こ
れに対応する形式で、主遊星歯車3が、スクリュ9の自
由端部に形成されている。中心には太陽歯車2が配置さ
れ、他のすべての歯車3,4,5同様、有利にははす歯
を有し、確実噛合い、かつ摩擦噛合いが行なわれるのに
加えて、ポリマー融成物が複数ギャップを通過するよう
にして融成物を搬送させる。ハウジング内歯1と太陽歯
車2との間には主遊星歯車3が配置され、これらの主遊
星歯車3は内歯1とも、太陽歯車2とも噛合っていな
い。主遊星歯車3と太陽歯車2との間には、内側中間遊
星歯車4のリングが配置されている。互いに等方向に回
転する主遊星歯車3の回転方向が、それによって太陽歯
車2の回転方向と等しくなる。1つの軌道上をすべての
主遊星歯車3が並進運動するために、外側中間遊星歯車
5の第2リングが配置されている。これらの中間遊星歯
車5が、太陽歯車2から発する駆動モーメントを定置の
ハウジング内歯1に伝え、他の主遊星歯車も、その回転
方向で間接的に内歯1に当たる。太陽歯車2の駆動中、
すべての主遊星歯車3は、太陽歯車2の回転方向で移動
し、太陽歯車2の回転方向と等しい方向で回転する。す
べての遊星歯車3,4,5は、遊星歯車装置の中心に対
して等しい角速度を有しているが、太陽歯車の角速度
は、転動過程による値の少なくとも2倍である。
【0038】前記の構成の場合、太陽歯車2と主遊星歯
車3との運動軌道は、処理チャンバ12内に配置された
中心スピンドル8と、スクリュ9との軌道に相応するこ
とが分かるだろう。また、処理チャンバ12が円形横断
面を有し、かつまたスクリュ9が、中心に位置するスピ
ンドル8の周囲に環状又は円形に配置されていることも
分かるだろう。
車3との運動軌道は、処理チャンバ12内に配置された
中心スピンドル8と、スクリュ9との軌道に相応するこ
とが分かるだろう。また、処理チャンバ12が円形横断
面を有し、かつまたスクリュ9が、中心に位置するスピ
ンドル8の周囲に環状又は円形に配置されていることも
分かるだろう。
【0039】スクリュ9の表面又は外側とハウジング内
壁との相対速度、もしくはスクリュ9の表面又は外側と
中心スピンドル表面との相対速度に関しては、それぞれ
の場合に述べたように、一般に次のように表される: RG=UG+TG−WG この式において、RGはスクリュと壁部との相対速度、
UGはスクリュ回転時の周速度、TGはスクリュの並進
速度、WGは壁部の速度である。
壁との相対速度、もしくはスクリュ9の表面又は外側と
中心スピンドル表面との相対速度に関しては、それぞれ
の場合に述べたように、一般に次のように表される: RG=UG+TG−WG この式において、RGはスクリュと壁部との相対速度、
UGはスクリュ回転時の周速度、TGはスクリュの並進
速度、WGは壁部の速度である。
【0040】処理チャンバ12の直径比が歯車の直径比
と正確に一致する必要はないとする第1次近次の内容を
無視すれば、本発明の遊星歯車装置を用いた場合、ハウ
ジング内壁と中心スピンドルに関して、基本速度単位で
表わした次の比が得られる: 位 置 UG TG WG RG ─────────────────────────────── ハウジング内壁 1 1 0 2 中心スピンドル表面 −1 1 2 −2 ─────────────────────────────── したがって、極めて高い相対速度が得られる。より詳し
く言えば、ハウジング6の内壁と中心スピンドル8の表
面のところで得られる。その値は、それぞれの場合に等
しい値である。本発明による遊星歯車装置を備えた多ス
クリュ押出機の重要な利点は、この事実にある。
と正確に一致する必要はないとする第1次近次の内容を
無視すれば、本発明の遊星歯車装置を用いた場合、ハウ
ジング内壁と中心スピンドルに関して、基本速度単位で
表わした次の比が得られる: 位 置 UG TG WG RG ─────────────────────────────── ハウジング内壁 1 1 0 2 中心スピンドル表面 −1 1 2 −2 ─────────────────────────────── したがって、極めて高い相対速度が得られる。より詳し
く言えば、ハウジング6の内壁と中心スピンドル8の表
面のところで得られる。その値は、それぞれの場合に等
しい値である。本発明による遊星歯車装置を備えた多ス
クリュ押出機の重要な利点は、この事実にある。
【0041】図2に示した構成と異なり、歯車は、簡単
な立て型多スクリュ押出機の場合、処理チャンバ12の
一方の端部にのみ配置しておいてもよい。しかし、有利
には、処理チャンバ12の両端部に配置され、スクリュ
9の安定的な案内を得ることができる。図2の2つの遊
星歯車装置は、中心スピンドル8を介して相互に結合さ
れ、同時駆動させることができる。しかし、駆動軸は、
押出機の一方の端部からだけ導入すれば十分である。脱
気ドーム7により押出機の処理チャンバ12は脱気可能
であり、有利には真空装置を脱気ドームに取付けて、揮
発性成分や開裂生成物を排出させるようにする。
な立て型多スクリュ押出機の場合、処理チャンバ12の
一方の端部にのみ配置しておいてもよい。しかし、有利
には、処理チャンバ12の両端部に配置され、スクリュ
9の安定的な案内を得ることができる。図2の2つの遊
星歯車装置は、中心スピンドル8を介して相互に結合さ
れ、同時駆動させることができる。しかし、駆動軸は、
押出機の一方の端部からだけ導入すれば十分である。脱
気ドーム7により押出機の処理チャンバ12は脱気可能
であり、有利には真空装置を脱気ドームに取付けて、揮
発性成分や開裂生成物を排出させるようにする。
【0042】処理チャンバ12内で密に噛合うスクリュ
の数は、基本的には任意に選択してよいが、一定の制限
は伴う。個々のスクリュ9の間のギャップ、またスクリ
ュ9と内壁との間のギャップ、更にスクリュ9と中心ス
ピンドルとの間のギャップは、個々の部品が互いに接触
しない程度に出来るだけ小さく維持する。精密な設計の
歯車を有する適宜な遊星歯車装置を、それぞれの用途に
合わせて構成できる。スクリュ9の設計、すなわちその
種々の要素の構成、すなわちら旋の方向、ピッチ、外径
内径比等は、遊星歯車装置に関しては、基本的に自由で
あるが、実質的に処理上の要因にもとづいて決定され
る。ポリエステル又はポリアミドなどの高分子製品を融
成物の後縮合により製造するさいには、小さいピッチ及
び又は、多条ねじよりむしろ一条ねじを用いて、高い相
対速度によって増大する搬送効果にも拘らず、適宜な滞
留時間を維持して、粘度を高めるようにするのが有利で
ある。
の数は、基本的には任意に選択してよいが、一定の制限
は伴う。個々のスクリュ9の間のギャップ、またスクリ
ュ9と内壁との間のギャップ、更にスクリュ9と中心ス
ピンドルとの間のギャップは、個々の部品が互いに接触
しない程度に出来るだけ小さく維持する。精密な設計の
歯車を有する適宜な遊星歯車装置を、それぞれの用途に
合わせて構成できる。スクリュ9の設計、すなわちその
種々の要素の構成、すなわちら旋の方向、ピッチ、外径
内径比等は、遊星歯車装置に関しては、基本的に自由で
あるが、実質的に処理上の要因にもとづいて決定され
る。ポリエステル又はポリアミドなどの高分子製品を融
成物の後縮合により製造するさいには、小さいピッチ及
び又は、多条ねじよりむしろ一条ねじを用いて、高い相
対速度によって増大する搬送効果にも拘らず、適宜な滞
留時間を維持して、粘度を高めるようにするのが有利で
ある。
【0043】本発明による構成のこの種の多軸反応器を
使用する理想的な場合は、たとえば、ポリエチレン・ト
リフタレート、又はこれをベースとした高粘度で、低ア
セトアルデヒド含有量のコポリマー等のポリエステル製
造の最終反応器として用いる場合である。
使用する理想的な場合は、たとえば、ポリエチレン・ト
リフタレート、又はこれをベースとした高粘度で、低ア
セトアルデヒド含有量のコポリマー等のポリエステル製
造の最終反応器として用いる場合である。
【0044】一般的に言って、本発明による多スクリュ
押出機は、あらゆる重縮合物、たとえばポリアミド、ポ
リカーボネート、ポリアリュレート、ポリアミン、ポリ
アミドイミドの各類、また、ポリエチレン・テレフタレ
ート、ポリブュチレン・テレフタレート、ポリエチレン
・ナフタレート等のポリエステルに加えて、他の縮合ポ
リマー類を脱気、混合、製造するのに適している。
押出機は、あらゆる重縮合物、たとえばポリアミド、ポ
リカーボネート、ポリアリュレート、ポリアミン、ポリ
アミドイミドの各類、また、ポリエチレン・テレフタレ
ート、ポリブュチレン・テレフタレート、ポリエチレン
・ナフタレート等のポリエステルに加えて、他の縮合ポ
リマー類を脱気、混合、製造するのに適している。
【0045】更に、別の用途としては、脱気(溶剤、オ
リゴノマー、モノマーの除去)や、化学変化又は物理的
変化のため媒体に気体状又は液体状成分を添加する場合
(たとえば分解反応又はストリッピング)、また、他の
ポリマー、たとえばポリオレフィン(特にポリエチレ
ン)、ポリスチレン(及びこれをベースとしたコポリマ
ー)、ポリメチルメタクリレート、もしくはバイオポリ
マー(たとえばスターチをベースとしたもの)の混合又
は配合(compounding)に用いることが考え
られる。
リゴノマー、モノマーの除去)や、化学変化又は物理的
変化のため媒体に気体状又は液体状成分を添加する場合
(たとえば分解反応又はストリッピング)、また、他の
ポリマー、たとえばポリオレフィン(特にポリエチレ
ン)、ポリスチレン(及びこれをベースとしたコポリマ
ー)、ポリメチルメタクリレート、もしくはバイオポリ
マー(たとえばスターチをベースとしたもの)の混合又
は配合(compounding)に用いることが考え
られる。
【0046】また、現在のプラスチック工業分野以外で
の用途としては、たとえば、種々の工業分野での高粘度
の液体又はペーストの加工処理に用いることが考えられ
る。
の用途としては、たとえば、種々の工業分野での高粘度
の液体又はペーストの加工処理に用いることが考えられ
る。
【図1】本発明による遊星歯車装置の一部の横断面図。
【図2】処理チャンバの両端に本発明の遊星歯車装置を
有する多スクリュ押出機の縦断面図。
有する多スクリュ押出機の縦断面図。
1 ハウジングの内歯、 2 太陽歯車、 3 主遊星
歯車、 4 内側中間遊星歯車、 5 外側中間遊星歯
車、 6 ハウジング、 7 脱気ドーム、8 中心ス
ピンドル、 9 スクリュー、 10 融成物入口、
11 歯車のリング、 12 処理チャンバ、 13
融成物出口
歯車、 4 内側中間遊星歯車、 5 外側中間遊星歯
車、 6 ハウジング、 7 脱気ドーム、8 中心ス
ピンドル、 9 スクリュー、 10 融成物入口、
11 歯車のリング、 12 処理チャンバ、 13
融成物出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲルハルト シュミット スイス国 ドマート−エムス ヴィア カ グイルス 16アー (72)発明者 エンジンガー ヨアヒム スイス国 タミンス ロスボーデンシュト ラーセ 14
Claims (27)
- 【請求項1】 多スクリュ押出機用の遊星歯車装置にお
いて、内歯(1)を有する円形定置ハウジング(6)を
備えており、太陽歯車が中心スピンドル(8)の少なく
とも1つの歯付部から形成され、主遊星歯車(3)が、
スクリュ(9)の少なくとも1つの歯付自由端部から形
成されており、更に、主遊星歯車(3)が円形に、互い
に間隔をおいて、かつまた太陽歯車(2)からも、ハウ
ジング(6)の内歯(1)からも間隔をおいて配置され
ており、更にまた、一方では太陽歯車(2)と主遊星歯
車(3)との間に、他方では主遊星歯車(3)とハウジ
ングの内歯(1)との間に、それぞれ内側と外側の中間
遊星歯車(4,5)が配置され噛合っていることを特徴
とする、多スクリュ押出機用の遊星歯車装置。 - 【請求項2】 主遊星歯車(3)の数と、内側及び外側
の中間遊星歯車(4,5)の数とが等しいことを特徴と
する、請求項1記載の遊星歯車装置。 - 【請求項3】 太陽歯車(2)が駆動されることを特徴
とする、請求項1又は2記載の遊星歯車装置。 - 【請求項4】 歯車(2,3,4,5)とハウジング
(6)の内歯(1)とが、確実噛合い及び摩擦噛合いを
行なうように構成されていることを特徴とする、請求項
1から3までのいずれか1項に記載の遊星歯車装置。 - 【請求項5】 歯車(2,3,4,5)と、ハウジング
の内歯(1)とが、はす歯歯車であることを特徴とす
る、請求項1から4までのいずれか1項に記載の遊星歯
車装置。 - 【請求項6】 歯車(2,3,4,5)と、ハウジング
の内歯(1)とが、ヘリングボーン歯車であることを特
徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記載の
遊星歯車装置。 - 【請求項7】 太陽歯車(2)と、内側及び外側の中間
遊星歯車(4,5)の各対向対との横断面中心が、同一
線上に位置し、かつまた主遊星歯車(3)の横断面中心
が、前記の線の隣接する2本の線がなす角度の2等分線
上に位置していることを特徴とする、請求項1から6ま
でのいずれか1項に記載の遊星歯車装置。 - 【請求項8】 歯車(2,3,4,5)と、ハウジング
の内歯(1)と、回転部分のすべての端面とが、生成物
によって潤滑されることを特徴とする、請求項1から7
までのいずれか1項に記載の遊星歯車装置。 - 【請求項9】 高粘性媒体の連続的な処理、特に熱可塑
性プラスチック・ポリマー融生物の処理、又は熱可塑性
プラスチック・ポリマー類の製造に用いる多スクリュ押
出機において、溶融物入口部分(10)と、この部分に
隣接し、横断面内に円形に配置された複数のスクリュ
(9)を有する少なくとも1つの円筒形処理チャンバ
(12)と、横断面内の中心に配置された中心スピンド
ル(8)と、隣接の融成物出口部分(13)とが備えら
れ、請求項1から8までのいずれか1項の記載による少
なくとも1つの遊星歯車装置が、スクリュ(9)と中心
スピンドル(8)を駆動するために備えられていること
を特徴とする、高粘性媒体の連続処理用の多スクリュ押
出機。 - 【請求項10】 遊星歯車装置が、処理チャンバ(1
2)の始端及び又は終端に、配置されていることを特徴
とする、請求項9記載の多スクリュ押出機。 - 【請求項11】 処理チャンバ(12)内の中心スピン
ドル(8)が滑らかな表面を有することを特徴とする、請
求項9又は10記載の多スクリュ押出機。 - 【請求項12】 処理チャンバ(12)内の中心スピン
ドル(8)がスクリュとして構成されていることを特徴
とする、請求項9又は10記載の多スクリュ押出機。 - 【請求項13】 スクリュ(9)の軸と中心スピンドル
(8)とが、軸方向に平行に配置されていることを特徴
とする、請求項8から10までのいずれか1項に記載の
多スクリュ押出機。 - 【請求項14】 隣接スクリュが互いに噛合うように構
成されていることを特徴とする、請求項9から13まで
のいずれか1項に記載の多スクリュ押出機。 - 【請求項15】 スクリュ(9)の外周と、一方ではハ
ウジング内面との間の、他方では中心スピンドル(8)
との間の間隙が、出来るだけ小さく構成されていること
を特徴とする、請求項9から14までのいずれか1項に
記載の多スクリュ押出機。 - 【請求項16】 中心スピンドル(8)が駆動されるこ
とを特徴とする、請求項9から15までのいずれか1項
に記載の多スクリュ押出機。 - 【請求項17】 脱気ドーム(7)が処理チャンバ(1
2)の上に設けられていることを特徴とする、請求項9
から16までのいずれか1項に記載の多スクリュ押出
機。 - 【請求項18】 真空装置が脱気ドーム(7)に付加さ
れていることを特徴とする、請求項9から17までのい
ずれか1項に記載の多スクリュ押出機。 - 【請求項19】 高粘性媒体を連続的に処理する方法、
特に熱可塑性プラスチック・ポリマー融成物を処理する
方法、又は熱可塑性ポリマー類を製造する方法におい
て、 請求項9から18までのいずれか1項に記載の多スクリ
ュ押出機を使用する方法。 - 【請求項20】 多スクリュ押出機の処理チャンバ(1
2)内の高粘性媒体が、ハウジング内壁や中心スピンド
ル(8)の上で、かつまた複数スクリュ(9)の間で、
せん断力にさらされ、表面を更新し、搬送作用を受ける
ことを特徴とする、請求項19記載の方法。 - 【請求項21】 ハウジング内壁(1)及び中心スピン
ドル(8)上の高粘性媒体が、高い相対速度にさらされ
ることを特徴とする、請求項19又は20に記載の方
法。 - 【請求項22】 揮発性成分、有利には開裂生成物、モ
ノマー、オリゴノマー、溶剤残渣が除去され、特に、処
理チャンバ(12)上の脱気装置により脱気又は抽気さ
れることを特徴とする、請求項19から21までのいず
れか1項に記載の方法。 - 【請求項23】 化学変化又は物理的変化が、気体状又
は液体状成分を入口部分(10)又は処理チャンバ(1
2)内へ添加することによって行なわれることを特徴と
する、請求項19から22までのいずれか1項に記載の
方法。 - 【請求項24】 化学反応又は混合作業又は配合処理
が、処理チャンバ(12)内で行なわれることを特徴と
する、請求項19から23までのいずれか1項に記載の
方法。 - 【請求項25】 化学反応が重合、重縮合、重付加の各
反応であることを特徴とする、請求項19から24まで
のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項26】 重縮合反応がポリエステル、ポリアミ
ド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリアミン、
ポリアミドイミドの各類及びそれらのコポリマーの生成
であることを特徴とする、請求項19から25までのい
ずれか1項に記載の方法。 - 【請求項27】 ポリエステルが、ポリエチレン・テレ
フタレート、ポリビュチレン・テレフタレート、ポリエ
チレン・ナフタレート、又はそれらのコポリマーである
ことを特徴とする、請求項19から26までのいずれか
1項に記載の方法。
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