JPH09506568A - モジュール混合要素を有する多軸スクリュー押出配合機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 比較的大きな翼端隙間をもつ非対称モジュール混合要素（５１、５２、５３、５４）の組を組み込んだ同時回転するスクリュー組立体（２１、２２）を有する、多軸スクリュー押出配合機（２０）が開示されている。非対称モジュール混合要素（５１、５２、５３、５４）のこれらの組は、特定のプラスチック材料および配合される特定の添加剤との関連で性能を最適にするため、それぞれの回転駆動スクリュー軸３０に沿った適当な軸線方向箇所のところに取り外し可能に取付けることができる。非対称形体は、大きな剪断隙間を通して比較的大きな円周方向流を繰り返し排出するための動的な楔加圧を提供する。比較的大きな剪断隙間のため、プラスチック材料は、従来の対称な混練ブロックや混練ディスクの使用で通常発生するよりも、均一かつ低い温度で混合される。低温では、殆どのプラスチック材料は、大きな粘度を示す。かくして、このようにして得られた大きな粘度により、比較的大きな剪断隙間にもかかわらず、分散混合を高めるため、プラスチック材料を大きな剪断応力で処理することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 モジュール混合要素を有する多軸スクリュー押出配合機 発明の分野 本発明は、同時回転し互いにかみ合う、プラスチック材料用の多軸スクリュー 押出配合機に関する。 より詳細には、本発明は、比較的大きな翼端隙間をもつ、非対称形体のモジュ ール混合要素の組を備えた同時回転スクリューを有する、多軸スクリュー押出配 合機に関し、非対称のモジュール混合要素のこのような組は、それぞれのスクリ ュー軸に沿った適当な軸線方向位置に取付けられ、混練ブロック又は混練ディス クの使用が回避されている。 発明の背景 公知のように同時回転し互いにかみ合う二軸スクリュー押出配合機は、押出機 が実施する一連の加工機能に応じて、それぞれの押出軸に沿って取付けられた多 数の異なる要素を利用している。 一般に、このような押出機のスクリューは、プラスチック材料と添加剤を受け 入れ、かつ、プラスチック材料を添加剤を含む熱的に均質な配合溶融体に変える べく押出機の特別の部分に搬送するように設計された多数の搬送用(前方移送用) のスクリュー要素を有している。押出機のこの特別の部分は普通、添加剤を含む プラスチック材料に単位容積当たり高エネルギを加えるように設計された、通常 はブロック又はディスクの形態の、多数の混練要素を有している。押出機のスク リューの混練要素に加えられる回転駆動エネルギがプラスチック材料に散逸させ られて熱を発生させ、種々の添加剤をプラスチック配合溶融体に混合させる。 これらの混練要素は普通、隣接する混練要素間（ミリメートル以下のような微 小隙間）で“効果的なスクレーピング”を行い、混練要素の外径とバレルの内壁 との間でも効果的なスクレーピングを行うように設計された特別の横断面の輪郭 を使用している。この微小隙間の形状寸法の結果として、強力なエネルギが押出 機の混練部分に散逸され、局部的な大きな熱が生ずる。このような熱エネルギを 、迅速かつ継続的に除去しなければ、配合溶融体が過熱しプラスチック材料が劣 化してしまう。 混練ディスクと関連した別の問題は一般に、特に混練ディスク先端の近傍にお いて局部的な高圧を発生させる能力である。このような局部的な高圧は、軸変形 力を生じさせ、スクリュー軸をバレル壁の内面の方へ押して押出機の磨耗を加速 させる。加工の観点から見ると、このような局部的な高圧は、予め砕かれた固体 粒子を再溶融させ凝集させ、これにより均質な配合溶融体を得るという目的に反 するように作用する。さらに、このような従来の機械では、分散すなわち広範な 混合を行うとき、種々の異なる流体粒子は、大きな非均一混練剪断速度に曝され ることとなる。したがって、全ての流体粒子を均一なレベルの剪断および／又は 熱履歴に確実に曝そうとするには、幾度も混練剪断作用を繰り返さなければなら ない。 発明の概要 本発明は、比較的大きな隙間をもつ同一の形体のモジュール混合要素を備えた 、同時回転し互いにかみ合うスクリューを有する押出配合機に具体化されるもの として示されており、モジュール混合要素の非対称の形体が、大きな剪断隙間を 通してプラスチック材料の比較的大きな円周方向流を駆動させるための動的な楔 加圧を提供する。かくして、有利には、プラスチック材料の大きな円周方向流は 、大きな剪断隙間を繰り返し通過するように、動的な楔加圧作用によって繰り返 し駆動される。このような比較的大きな剪断隙間により、プラスチック材料は、 典型的な従来技術の混練要素の使用において通常発生するよりも、均一かつ低い 温度で混合される。殆どのプラスチック材料において、粘度は、高温で減少する 。したがって、このような低温により、プラスチック材料を、従来技術の押出配 合機において典型的に発生するよりも大きな粘度で処理することができる。低温 のプラスチック材料の大きな粘度のため、プラスチック材料の剪断応力は大きく 、これにより、比較的大きな隙間を利用しているにもかかわらず、分散混合が高 められる。 本発明の例示的な実施例に関する別の利点の中には、モジュール混合要素の種 々の組を使用し、これらをスクリューの長さに沿って選択可能な位置に取付ける ことによって、押出配合機を特定のプラスチック材料および配合される特定の添 加剤に関連した最適の性能に適合させる際に、オペレータに所望の融通性が与え られるという事実から生ずるという利点がある。モジュール混合要素は、処理特 性、帯域温度レベル、対のバレル内の動的楔剪断作用の大きさと軸線方向位置を 向上させ、かつ、これらの動的作用をプラスチック材料および配合される添加剤 の所望の性質と合致させるように、広範な軸線方向位置および形体において種々 の組に配列され組み立てられる。 図面の簡単な説明 本発明、並びに、その目的、特徴、利点、及び観点は、強調した縮尺で描くの ではなく本発明の原理を明瞭に示すように配置されている添付図面に関連して以 下の詳細な説明から明瞭に理解されるであろう。同一の参照符号は、種々の図面 全体を通して、同一の要素、同一の成分、又は同様な形状寸法の形態を表してい る。 本明細書に組み込まれ、明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の好まし い実施例を示しており、上述の一般的な説明および後述の好ましい実施例の詳細 な説明は、本発明の原理を説明するのに役立つ。 第１図は、比較的大きな翼端隙間をもつ非対称モジュール混合要素が組み込ま れ同時回転し互いにかみ合う二軸スクリュー（第１図には、スクリューの一方の みが示されている）を有する多軸スクリュー押出配合機の長手方向の略側面図で ある。 第１Ａ図および第１Ｂ図は、それぞれの組のモジュール混合要素が示されてい る、第１図の一部の拡大図である。 第２図は、それぞれのモジュール混合要素の上流端に近接して、第１図の面２ −２、或いは第１Ａ図の面２−２又は第１Ｂ図の面２−２に沿って下流を見た、 拡大横断面図である。 第３図は、第２図のモジュール混合要素の別の拡大図であって、これらのモジ ュール混合要素に形成された有利な非対称の形体関係を説明するための図である 。 第３Ａ図は、別の説明をするため、第３図の上半部を示している。 第３Ｂ図は、第３図および第３Ａ図の上半部の別の拡大図である。 第４Ａ図と第４Ｂ図は、右捩れ（“ＲＨ”）を各々有する２つの軸線方向に延 びた翼を備えた非対称モジュール混合要素の端面図と側面図である。ＲＨ捩れは 、前方圧送用捩れであって、下流圧送用捩れとも呼ばれる。第４Ａ図は、第４Ｂ 図において矢印４Ａ−４Ａで示されるように、上流から見た混合要素の端面図で ある。第４Ｂ図は、第４Ａ図において矢印４Ｂ−４Ｂで示されるように混合要素 の側面図である。 第５Ａ図と第５Ｂ図は、２つの軸線方向に延びた翼が左捩れ（“ＬＨ”）を各 々有している点を除いて、第４Ａ図および第４Ｂ図に示したものと同様の別の非 対称モジュール混合要素の端面図と側面図である。ＬＨ捩れは、逆圧送用捩れで あって、上流圧送用捩れとも呼ばれる。第５Ａ図は、第５Ｂ図において矢印５Ａ −５Ａで示されるように、上流から見た混合要素の端面図である。第５Ｂ図は、 第５Ａ図において矢印５Ｂ−５Ｂで示されるように混合要素の側面図である。 第６Ａ図と第６Ｂ図は、第４図に示した要素の軸線方向長さの２／３の長さを 有している点を除いて、第４Ａ図および第４Ｂ図に示したものと同様のＲＨ捩れ の非対称モジュール混合要素の端面図と側面図である。第６Ａ図は、第６Ｂ図に おいて矢印６Ａ−６Ａで示されるように、上流から見た混合要素の端面図である 。第６Ｂ図は、第６Ａ図において矢印６Ｂ−６Ｂで示されるように混合要素の側 面図である。 第７Ａ図と第７Ｂ図は、第５図に示した要素の軸線方向長さの２／３の長さを 有している点を除いて、第５Ａ図および第５Ｂ図に示したものと同様のＬＨ捩れ の非対称モジュール混合要素の端面図と側面図である。第７Ａ図は、第７Ｂ図に おいて矢印７Ａ−７Ａで示されるように、上流から見た混合要素の端面図である 。第７Ｂ図は、第７Ａ図において矢印７Ｂ−７Ｂで示されるように混合要素の側 面図である。 第８図は、第４Ｂ図、第５Ｂ図、第６Ｂ図、第７Ｂ図において面８−８に沿っ た非対称モジュール混合要素の横断面輪郭図である。モジュール混合要素のこの 輪郭図は、（ハッチングで示した）“二軸スクリューの理想的なセルフワイピン グの輪郭”に重ねて示されている。このような“二軸スクリューの理想的なセル フワイピングの輪郭”は、スクリューが同時回転する対のスクリューと連続的に ワイピング接触状態のままであり且つ押出機ハウジングの円筒形のバレル壁内面 とも連続的にワイピング接触状態のままである、同時回転し互いにかみ合う二軸 スクリュー押出機において利用することができるセルフワイピングの輪郭の最大 領域である。第８図における輪郭の比較は、これらの非対称モジュール混合要素 のまわりに形成される比較的大きな隙間を強調するのに役立つ。 好ましい実施例の説明 第１図、第２図、第３図、及び第３Ａ図は、互いにかみ合い同時回転する対に なったスクリュー２１、２２を有する多軸スクリュー押出配合機２０を示してい る。第１図は側面図であるので、一方のスクリュー２１のみが図示されている。 配合機２０を通る下流方向が、矢印２３によって示されている。配合機２０にお いて、スクリュー２１、２２のためのハウジング２４が、複数のバレルセグメン ト２６−１〜２６−９を備えており、これらのバレルセグメントは、公知の適当 な分離可能な締結手段によって、軸線方向に整列した位置で取り外し可能に相互 に連結されている。 第１のバレルセグメント２６−１は、矢印２７で示される処理すべき適当な材 料をハウジングに供給するための入口開口２５を有するものとして示されている 。第１図の左側に示されるハウジング２４の上流端のところに、適当な駆動機構 ２８が示されており、スクリュー２１、２２を同じ速度で同じ方向に回転させる ように両方のスクリューのそれぞれの丸い軸３０（第２図）との破線２９で示さ れる機械的連結が設けられている。このような駆動機構２８、及び、適当なスラ スト軸受を備えた機械的連結２９は、公知である。例えば、スクリュー２１、２ ２の各軸線３１、３２を中心とした回転の方向は、スクリューの軸線３１、３２ に沿って下流方向に見たとき、矢印３４′で示されるように、反時計回りである 。軸線方向３１、３２に沿って下流方向に見たときに見られるような、矢印３４ ′で示される反時計回りの回転は、軸線３１、３２に沿って上流方向に見た ときに見られるような、３４で示される時計回りの回転と同じ回転方向である。 第７のバレルセグメント２６−７は、矢印３７で示される揮発分を解放するた めのガス抜き口３６を有するものとして示されている。第９のバレルセグメント ２６−９は、ハウジング２４の下流端に、ハウジングの出口開口３８を形成して おり、出口開口３８から、矢印３９で示される配合された押出物が出る。スクリ ュー２１の軸３０の下流側の先端３３が、第１図の右側に示されている。通常、 出口開口３８には適当なダイ（図示せず）が取付けられ、押出物３９は、このよ うなダイを通って配合機２０から出る。 丸いスクリュー軸３０は各々、それぞれの軸線３１、３２と平行な軸の長手方 向に延びた１又はそれより多くのキー溝４０（第２図）を有しており、キー溝は 、軸に取付けられた要素の対応するキー溝４４に係合するキー４２を受け入れ、 各スクリュー軸３０とスクリュー軸に取り外し可能に取付けられた要素との確実 な回転駆動連結を提供する。入口開口２５の領域において（第１図）、各スクリ ュー２１、２２は、それぞれの軸に両端を突き合わせて取付けられキー止めされ た、かみ合い、同時回転する複数の搬送スクリュー要素４５、４６を有している 。搬送スクリュー要素４６は、搬送スクリュー要素４５よりも長く、要素４６の 螺旋ねじ山は、供給された材料２７を入口開口２５から下流に迅速に搬送するた め、要素４７の螺旋ねじ山よりも比率的にみて長いリードを有している。搬送ス クリュー要素４５、４６は各々、２つの螺旋ねじ山４７、４９をそれぞれ有する ものとして示されている。このような螺旋ねじ山は各々、それぞれのスクリュー の軸線３１、３２のまわりに１回転、即ち、３６０°、延びている。 各搬送スクリュー要素４５の螺旋ねじ山４７が一回転の形体を有しているので 、搬送スクリュー要素が第１図に示されるように両端を突き合わせた状態でスク リュー軸３０に連続して取付けられてキー止めされたとき、隣接して組み立てら れた搬送スクリュー要素４５、４６の全ての軸線方向長さ全体にわたって延びた 、途切れていない螺旋ねじ山が得られる。 供給材料２７は、適当なプラスチック材料と、配合機２０内で配合され混合さ れる適当な添加剤とを含んでいる。各スクリュー２１、２２の搬送スクリュー要 素４５、４６は、処理すべき供給材料２７を、それぞれの軸３０に両端を突き合 わせて取付けられたモジュール混合要素５１、５２の第１の組５０−１に搬送す る。このような混合要素の組は、ＬＨ−捩じれ非対称モジュール混合要素５２と 隣接し、この要素５２のすぐ上流に位置決めされた、ＲＨ−捩じれ非対称モジュ ール混合要素５１を有している。第１Ａ図に最も明瞭に示されるように、モジュ ール混合要素５１のすぐ上流に位置決めされた搬送スクリュー要素４５の２つの 螺旋ねじ山４７は、モジュール混合要素５１の翼６２（第２図、第４Ａ図、第４ Ｂ図）のそれぞれの翼端６０（第２図、第４Ａ図、第４Ｂ図）と整列している。 かくして、モジュール混合要素５１の２つの翼端６０は、２つの螺旋ねじ山４７ の下流側の連続部を効果的に形成するが、翼端６０の捩れ角およびリードは、ね じ山４７の捩れ角およびリードと相違する。換言すると、それぞれの螺旋ねじ山 ４７がそれぞれの翼端６０と出合う接合部のところで、螺旋捩れが急激に変化（ 減少）する。 それぞれのスクリュー２１、２２の第１の混合組５０−１の下流側に、別の混 合組５０−２が設けられており（第１Ｂ図）、混合組５０−２は、非対称モジュ ール混合要素５３、５４を有するものとして第６Ａ図、第６Ｂ図と第７Ａ図、第 ７Ｂ図にそれぞれ示されている。混合組５０−１と混合組５０−２との間には、 複数の隣接して連続的に組み立てられた搬送スクリュー要素４５が設けられてお り、これらの搬送スクリュー要素４５は、それぞれの軸３０に取付けられてキー 止めされている。４つの搬送スクリュー要素４５、及びそれぞれの軸線３１、３ ２のまわりに螺旋ねじ山４７が１／２回転（即ち、１８０°）延びている短い搬 送スクリュー要素４８が、示されている。第１Ａ図に最も明瞭に示されるように 、モジュール混合要素５２のすぐ下流に位置決めされた搬送スクリュー要素４５ の２つの螺旋ねじ山４７は、混合要素５２の２つの翼６４（第５Ａ図、第５Ｂ図 ）の翼端６０と整列している。かくして、この下流の隣接する搬送スクリュー要 素４５の２つの螺旋ねじ山は、混合要素５２の翼６４の２つの翼端６０の下流側 の連続部を効果的に形成するが、下流の搬送用の螺旋ねじ山４７と上流の圧送用 の翼６４の翼端６０の接合部のところで、螺旋捩れが急に逆転する。 短い搬送スクリュー要素４８の２つの螺旋ねじ山４７は、モジュール混合要素 ５３の翼６６（第２図、第６Ａ図、第６Ｂ）の翼端６０と整列しており、従って 、 これらの翼端は、螺旋ねじ山４７の下流側の連続部を効果的に形成するが、これ らの螺旋ねじ山と隣接する下流の翼端６０との接合部のところで、螺旋捩れが急 に変化（減少）する。 第２の混合組５０−２と押出機の出口３８との間に、搬送スクリュー要素の最 終列が設けられており、搬送スクリュー要素の最終列は、順に、２つのスクリュ ー要素４５と、螺旋ピッチが小さくリードが長いねじ山４９をもち、ベント３６ に近接して配置された、２つの長いスクリュー要素４６と、７以上のスクリュー 要素４５とを備えている。この最終列の７つのスクリュー要素４５は、出口開口 ３８のところでダイ（図示せず）から押出物３９を排出する圧力を形成するのに 役立つ。長いリードをもつ長いスクリュー要素４６は通常、揮発分３７の解放を 容易にするため、ガス抜き口３６付近でのバレルの完全な充填を阻止するために 、下流の搬送の速度を増大させる。軸端３３は各々、それぞれの軸３０に取付け られた一連の組み立てられた要素４５、４６、５１、５２、４５、４８、５３、 ５４、４５、４６、４５を捕捉し保持してスクリュー２１、２２を形成するため 、軸端に螺合されるワッシャ付きリテーナナットのような適当な締結手段を有し ている。 各スクリュー２１、２２において、第２の混合組５０−２のモジュール混合要 素５４のすぐ下流に位置決めされた搬送スクリュー要素４５の２つの螺旋ねじ山 ４７は、第１Ｂ図に最も明瞭に示されるように、翼６８の翼端６０の下流の連続 部を効果的に形成するこの混合要素の翼６８（第７Ａ図、第７Ｂ図）の翼端６０ と整列している。下流の搬送スクリューのねじ山４７がモジュール混合要素５４ の上流の圧送用の翼端６０と出合う接合部のところで、螺旋捩れが急に逆転する 。 種々の非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４の特徴を説明するた めに、以下のように定義した用語を使用するのが便利である。ここで使用される 用語、寸法、係数、及び比率は、以下のような意味を有することを意図している 。 “水平”、“垂直”、“頂部”、“底部”、“上”、“下”、“上方”、及び “下方”は、各図面が普通の立てた向きに配置されていると仮定して、各図面を 参照して示される成分、要素、部分、或いは方向を便利かつ明瞭に表示するのに 使用される用語である。配合機２０の作動の際、配合機の成分、要素、部分、或 いは方向が移動したり或いは図示したものとは異なる配向又は角度位置に回転す ることがあるので、これらの用語は、限定することを意図していないことを理解 すべきである。 “材料”は、単一と複数の両方を含むことを意図している。 “プラスチック材料”は、押出配合機２０内で配合される適当な添加剤を含ん でいても良い適当なプラスチック材料を含むことを意図している。 “キー溝”、“キー”、及び“キー止め”は、回転駆動軸とこの軸に取り外し 可能に取付けられ、軸によって回転駆動される搬送スクリュー要素又は非対称モ ジュール混合要素との確実な回転駆動関係を提供するための、例えばスプライン のような他の等価手段を含むように広範に解釈されることを意図している。 以下の記号は、それぞれ記載したような意味を有している。 Ｄ ：バレル壁内径（ＩＤ）（バレルボア径又はバレル内径ともいう） δ ：翼端隙間 ｅ ：第３図、第３Ａ図、第３Ｂ図における円周方向の翼端幅 φ ：翼端幅角度 φ₁ ：円周方向における前側翼端幅角 φ₂ ：円周方向における後側翼端幅角 Ｒ_B ：バレル内側半径 Ｒ₀ ：翼端半径 Ｘ₀ ：基部の半分幅 Ｒ₁ ：前面半径 ｘ₁ ：翼と直交する、前面中心点の座標 ｙ₁ ：基部と直交する、前面中心点の座標 α ：前面楔角 Ｒ₂ ：後面半径 ｘ₂ ：翼と直交する、後面中心点の座標 ｙ₂ ：基部と直交する、後面中心点の座標 β ：後面楔角 後述する式における直線距離は全て、バレル内側半径Ｒ_Bに関連している。比 率は、以下のように定義される。 ａ＝ｅ／δ ：翼端隙間アスペクト比 ｂ＝ｘ₀／Ｒ₀ ：翼アスペクト比 ε＝φ₁／φ ：翼端対称係数 １８個の無次元の幾何学的変数（距離比率が１５個、角度５個、角度比率が１ 個）がある。６個の変数（δ／Ｒ_B、ａ、ｂ、ε、α、β）は、主要な、即ち独 立設計変数とみなされ、特別の非対称モジュール混合要素について選定される。 他の１２個の変数は、従属変数とみなされ、以下の１２の式を同時に解くことに よって計算される。“ａｔａｎ”は、“ａｒｃｔａｎ”の省略記号である。 ６個の独立変数について範囲を選定すると、従属変数の範囲を計算することが できる。６個の独立変数は任意に選定することができず、φ≧０のようなパラメ ータによって制限され、その結果、独立変数の全てについて一連の複雑な範囲と なることに留意すべきである。さらに、本発明によれば、種々のプラスチック材 料及び配合される添加剤を取り扱う際に押出配合機の処理特性を高めるため、後 述するように、６個の独立変数についての好ましい範囲、より好ましい範囲、最 も好ましい範囲が存在する。 さらに第２図を参照すると、ハウジング組立体２４は、互いに交差する実質的 に円筒形の内壁表面（バレルの内面）８１、８２をそれぞれ備えた、２つの隣接 するバレル部分８３、８４を有するものとして示されている。これらの内壁表面 ８１、８２は、第２図に横断面で示されるように、“８”の字の形態の２つの交 差する円のようにみえる。 非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４は各々、軸３０に取付ける ための軸線方向ボア５６を有している。搬送スクリュー要素４５、４６、４８は 、モジュール混合要素について第２図に示されるものと同様な、ボア及びキー溝 （図示せず）を有している。 非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４の輪郭５７が、第３図、第 ３Ａ図、第３Ｂ図に最も明瞭に示されている。各モジュール混合要素５１、５２ 、５３、５４は、２つの非対称翼６２、６４、６６、６８をそれぞれ有するもの として第３図に示されている。また、第３図には、ハウジング組立体２４内の、 バレル部分８３、８４の円筒形の内壁表面８１、８２の直径Ｄが示されている。 混合要素の種々の構成部品の寸法は、このバレル内面の直径Ｄに関連して後述さ れているが、これらの寸法は、種々の寸法の押出配合機に適用できるようにＤに 対して普遍的な項で記載されたり、或いは、普遍的な項での記載と同様な理由の ためバレル内側半径Ｒ_Bの関数として表現されている。 翼６２、６４、６６、６８は各々、隅７１に沿って翼端６０の表面に出合う、 半径Ｒ₁の凸状の前面７０を有している。この凸状の前面７０は、非対称輪郭５ ７の真っ直ぐな接線部分７３（“フラット”と呼ばれる）と、点７２のところで 合体する。第３Ａ図に示されるように、この合体接線点７２は、前面中心点７４ が基線ｘの上方に配置されている。座標距離ｙ₁と同じ距離だけ基線ｘの上方に 配置されている。対の基部の半分幅ｘ₀が、基線ｘに沿って軸線３１、３２の両 側に位置している。 翼６２、６４、６６、６８は各々、隅７７に沿って翼端６０の表面に出合う半 径Ｒ₂の凸状の後面７６を有している。後面の半径Ｒ₂は、後述する理由のため、 前面の半径Ｒ₁よりも常に大きいのが好ましい。後面の半径Ｒ₂の中心点７８が、 基線ｘの上方に僅かな座標距離ｙ₂間隔を隔てている。前面中心点７４に関する 座標距離ｘ₁と後面中心点７８に関する座標距離ｘ₂は、各モジュール混合要素５ １、５２、５３、５４の２つの非対称翼６２、６４、６６、６８の中心線（主弦 ）７５と直交方向に測定される。この中心線主弦７５は、“中心線”と呼ばれる 。何故ならば、中心線主弦７５が軸線３１、３２を通って延びているからである 。座標ｘ₂は常に座標ｘ₁よりも大きく、座標ｙ₂は常に座標ｙ₁よりも小さい。後 面中心点７８が基線Ｘより上に僅かに間隔を隔てているので、フラット７３は、 基線ｘを超えて僅かな距離延び、合体接線点７９のところで凸状の後面７６と合 体している。 非対称翼６２、６４、６６、６８の凸状の前面７０とバレル内壁の表面８１、 ８２との間の有利な楔角αを説明するために、次に第３Ｂ図に言及しよう。第２ の半径Ｒ₁を参照する。第２の半径Ｒ₁は、前面中心点７４から、前面７０の輪郭 ５７が翼端６０の表面と交差する隅７１まで延びる線分８６である。点７４から 隅７１まで延びる線分８６が弧状の前面７０の半径であるので、線分８６は、隅 ７１における凸状前面７０との接線に対して、隅７１で直交している。軸線３１ 、３２から隅７１まで延びた線９０が示されており、線９０は、破線９１によっ て、バレル内面８１、８２上の点９２まで延長された状態で示されている。この 延長された線９０、９１が（バレル内面の軸線、又はスクリュー組立体２１、２ ２の軸線でもある）軸線３１、３２から放射状に延びているので、この延長され た線９０、９１は、バレル内面の半径であり、したがって、点９２におけるバレ ル内面との接線に対して、点９２で直交している。 破線９３が、隅７１のところで前面７０に接して引かれている。別の破線９４ が、隅９２のところでバレル内面８１、８２に接して引かれている。接線９３と 接線９４との間の角度αは、前面楔角と呼ばれている。何故ならば、角度αが、 直線−曲線合体点７２付近で始まり前側翼端隅７１に至る、実質的に一定かつ均 一な楔作用を提供するからである。それぞれの接線９３、９４と直交しているの で、第３Ｂ図に示されるように、線分８６と線９０との間にも、同じ前面楔角α が構成される。幾何学的な原理によって、２つの交差する線（接線９３、９４） とそれぞれ直交している線８６、９０は、それらの間に、交差する線間と同じ角 度を構成している。 同様の理由により、後面中心点７８から後側翼端点７７まで延びた線分８７が 、弧状の後面７６のもう１つの半径Ｒ₂であることが分かる。それ故、線分８７ は、隅点７７における後面曲線との（破線で示した）接線９５と直交している。 軸線３１、３２から隅点７７まで放射状に延びた線分９６が、破線９７で示され るように、バレル内径８１、８２上の点まで延長されている。かくして、点９８ におけるバレル内面８１、８２との（破線で示した）接線９９は、線９６、９７ と直交している。接線９５と接線９７との間の角度βは、後面楔角と呼ばれてお り、前面楔角αよりも常に大きい。線８７と線９６との間にも、角度αについて 上述したのと同じ幾何学的原理により、接線９５と接線９７とのなす角と同じ角 度βが構成される。 前面７０とバレル内面８１、８２との間の楔帯域８５（第３Ｂ図）において楔 角αによって作り出される動的楔作用により、配合されるプラスチック材料は、 帯域８５において動的な楔状の加圧を受け、矢印８８で示されるように、翼端６ ０のところでの比較的大きな剪断隙間δを通って、このプラスチック材料の比較 的大きな円周方向流れを進ませる。かくして、プラスチック材料の大きな円周方 向流れ８８は、大きな剪断隙間δを繰り返し通過するように、動的な楔状の加圧 によって繰り返し動かされる。これらの比較的大きな剪断隙間δのため、プラス チック材料は、典型的な従来技術の混練要素の使用時に通常発生する温度よりも 、より均一かつ低い温度で混合される。殆どのプラスチック材料の粘度が高温で は減少するので、得られる低い温度により、従来の押出配合機において典型的に 生ずる粘度よりも高い粘度でプラスチック材料を処理することができる。低温の プラスチック材料の高い粘度のため、プラスチック材料の剪断応力は大きく、か くして、比較的大きな隙間δが利用されるにもかかわらず、分散混合が高められ る。 また、後面楔角βが前面楔角αよりも大きな角度となるように選定されている という事実のため、プラスチック材料は、後側翼端隅７７を通過した後、突然の 解放、即ち円周方向流速と剪断速度の減少を受ける。隅７７の通過後の後楔解放 帯域８９におけるプラスチック材料の突然の解放は、殆どプラスチック材料がバ レル内面８１、８２から“跳ね返った”かのように、プチスチック材料をバレル 内面８１、８２から実質的に分離させる。その結果、この後楔角帯域８９におい てエネルギが不必要に伝えられず、これによりエネルギを保存し、プラスチック 材料を、対称混練ブロック又は混練ディスクを用いたときよりも低温に維持する 。 ＡＳＴＭ Ｄ１２３８の試験法（２３０°Ｃ（４４６°Ｆ）、ピストン重量２ .１６ｋｇ）に従って測定して２.５のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有 するポリプロピレン材料について、一連の７つの実験を行った。使用した押出配 合機には、第１図、第１Ａ図、第１Ｂ図、第２図、第３図、第３Ａ図、第３Ｂ図 に示されるように構成されたスクリュー組立体２１、２２が組み込まれている。 これらの７つの実験の結果が、次頁の第Ｉ表のコラム１〜７に要約されている。 “ＳＥＩ”は、比エネルギ入力（ポンド／時）であり、測定されたエネルギ入力 を合計主流量で除すことによって計算される。８個の連続したバレルセグメント ２６−２〜２６−９の温度を、それぞれのバレルセグメントの温度に応答するよ うにバレルセグメント２６−６に挿入されたセンサ１００をもつ適当な温度セン サ（そのうちの１つをＴで示す）で測定した。出口温度と出口圧力はそれぞれ、 ダイから押し出される押出物３９の温度と圧力である。頭部温度は、最後のバレ ルセグメント２６−９の下流端のところの出口頭部の温度である。ダイ温度は、 押出物３９を排出するダイ（図示せず）の温度である。 各コラムには、８つのバレルセグメントと頭部について２つの温度が記載され ている。各コラムの左側の温度値は、設定値（目標値）であり、右側の温度値は 、測定された温度によって示されるように実際に得られた温度である。７つの実 験の全てにおいてバレルの全体長さに沿って、比較的低く比較的均一な温度が得 られた。 第４Ａ図と第４Ｂ図は、第１図および第１Ａ図を参照して説明した非対称モジ ュール混合要素５１の端面図と側面図である。スクリュー軸線３１、３２に対し て直径方向に対向した角度位置に配置された２つの翼６２が示されている。翼端 ６０をもつ翼６２は、要素５１の軸線方向長さＬ内に９０°のＲＨ−捩れを有す るものとして示されている。バレルセグメント２６−３を示した第１Ａ図を詳細 に見ると分かるように、軸線方向長さＬは、バレルセグメントの軸線方向長さの １／２として示されている。２つの対向したキー溝４４と９０°の捩れのため、 両端を突き合わせた接合部のところで途切れない螺旋を形成するように翼端６０ を整列させた状態で、要素５１を、多数の組および組合せをなすように組み立て ることができる。 第５Ａ図と第５Ｂ図は、第１図および第１Ａ図を参照して説明した非対称モジ ュール混合要素５２の端面図と側面図である。混合要素５２は、スクリュー軸線 ３１、３２に対して直径方向に対向した角度位置に配置された２つの翼６４を有 するものとして示されている。翼端６０をもつ翼６４は、軸線方向長さＬ（バレ ルセグメントの軸線方向長さの１／２）内に９０°のＬＨ−捩れを有するものと して示されている。２つの対向したキー溝４４と９０°の捩れのため、両端を突 き合わせた接合部のところで途切れない螺旋を形成するように翼端６０を整列さ せた状態で、要素５２を、多数の組および組合せをなすように組み立てることが できる。また、要素５１と５２を、上述のように、組５０−１（第１図、第１Ａ 図）に組み立てることができる。翼端は、接合部１０４（第１Ａ図）のところで 整列されるが、この接合部１０４のところで、尖端を形成する捩れが急に逆転す る。 第６Ａ図と第６Ｂ図は、第１図および第１Ａ図に示される非対称モジュール混 合要素５３の端面図と側面図である。混合要素５３は、２つの直径方向に対向し た翼６６を有するものとして示されている。翼端６０をもつ翼６６は２／３Ｌの 軸線方向長さ内に９０°のＲＨ−捩れを有するものとして示されている。かくし て、要素５３の長さは、バレルセグメントの長さの１／３として示される。２つ の対向したキー溝４４と９０°の捩れのため、両端を突き合わせた接合部のとこ ろで途切れない螺旋を形成するように翼端６０を整列させた状態で、要素５３を 、 多数の組および組合せをなすように組み立てることができる。また、要素５１と ５３を、接合部のところでＲＨ螺旋ピッチを変化させるように翼端を整列させて 組み立てることができる。ＲＨ−捩れ混合要素５１、５３を、翼端を整列させて ＬＨ−捩れ混合要素５２の上流で組み立てることができるが、この接合部のとこ ろで、尖端を形成する捩れが急に逆転する。 第７Ａ図と第７Ｂ図は、９０°捩れの非対称ＬＨ−捩れモジュール混合要素５ ４の端面図と側面図である。この混合要素５４は、第１図および第１Ｂ図にも示 されている。混合要素５４は、２／３Ｌの軸線方向長さを有しており、螺旋捩れ が等しいピッチであるが向きが反対であることを除いて、混合要素５３と同様の ものである。かくして、第１Ｂ図に示されるように、両端を突き合わせて組５０ −２をなすように取付けられると、尖端１０４（第１Ａ図）よりも急勾配のＶ形 状を有する尖端１０６を形成する。何故ならば、軸線方向長さが短く、これによ り、長い混合要素５１、５２の翼端６０の螺旋角よりも、翼端６０において大き な螺旋角（短いリード）を形成するからである。 第８図には、（ハッチングで示した）二軸スクリューの理想的なセルフワイピ ングの輪郭１０７に重ねて、非対称モジュール混合要素の輪郭５７が示されてい る。上述のように、このような二軸スクリューの理想的なセルフワイピングの輪 郭は、スクリューが同時回転する対のスクリューと連続的にワイピング接触状態 のままであり且つ円筒形のバレル内壁表面８１、８２とも連続的にワイピング接 触状態のままである、同時回転し互いにかみ合う二軸スクリュー押出機において 利用することができるセルフワイピングの輪郭の最大領域である。輪郭１０７と 輪郭５７との間のハッチング領域の実質的な量は、これらのモジュール混合要素 の非対称輪郭５７のまわりに形成される比較的大きな隙間を示している。 配合機２０の作動の際、下流の流れが、主として、搬送スクリュー要素４５、 ４６、４８が互いにかみ合うバレルに沿った領域における、チャンネル流である 。このチャンネル流は、連続したねじ山４７の間の谷に沿って発生する。このチ ャンネル流とは別に、非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４の組が 取付けられているバレルに沿った領域に生ずる比較的多量の円周方向流がある。 これらの動的楔作用と比較的大きな剪断隙間により、第３Ｂ図において矢印８８ で 示されるような、比較的多量の円周方向流が発生する。バレル内のプラスチック 材料の塊全体は下流に進むが、上述のような非対称形体は、比較的多量の円周方 向流を発生させ、これにより比較的大きな翼端隙間δを通して材料を繰り返し通 過させ、プラスチック材料の均一な配合物を効率的かつ有効に作り出す。 分析により、上述の非対称輪郭５７についての独立設計変数の好ましい範囲を 以下のように選定した。 非対称輪郭５７についてのこれらの独立設計変数のより好ましい範囲は以下の 通りである。 非対称輪郭５７についてのこれらの独立設計変数の最も好ましい範囲は以下の 通りである。 再び第４Ａ図、第４Ｂ図、第５Ａ図、第５Ｂ図、第６Ａ図、第６Ｂ図、第７Ａ 図、及び第７Ｂ図を参照すると、モジュール混合要素の翼端６０の螺旋角は、約 ２０°〜約６０°であるのが好ましい。翼端のリードは、約２Ｄ〜約８Ｄである のが好ましい。 また、モジュール混合要素５１、５２、５３、５４についての図示した９０° の捩れは、２つのキー溝の形体に関連したものであることに留意すべきである。 ３つのキー溝の形体については、両端を突き合わせた接合部のところで翼端６０ を整列させるため、６０°の捩れ角が使用される。４つのキー溝の形体について は、接合部のところで翼端６０を整列させるため、４５°又は９０°の捩れ角が 使用される。 特定の押出成形機の作動条件および環境に適合するように変えた他の変形や修 正が当業者によって実現されるので、本発明は、例示のために選定した実施例に 限定されるものではなく、請求の範囲に記載した本発明の精神と範囲から逸脱し ない、押出配合機のあらゆる変形と修正を包含する。

【手続補正書】 【提出日】１９９６年１２月３日 【補正内容】 請求の範囲 １．多軸スクリュー押出配合機２０であって、 内壁表面８１、８２を各々もつ、２つの隣接し実質的に円筒形のバレル部分 ８３、８４を有するハウジング組立体２４と、 互いに軸線方向に隣接し且つ回転軸線３２、３３のまわりを同じ方向に回転 されるように、隣接するバレル部分８３、８４の各々の内部に配置された押出配 合スクリュー２１、２２とを備え、 各スクリュー２１、２２が、回転駆動される軸３０に取り外し可能に取付け られキー止めされた、複数の搬送スクリュー要素４５、４６、４８を有し、 搬送スクリュー要素４５、４６、４８が互いにかみ合い、 各スクリュー２１、２２が、非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、 ５４の少なくとも１つの組５０を有し、 各モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が、シャフト３０に取り外し 可能に取付けられキー止めされており、 各モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が、複数の非対称な翼６２、 ６４、６６、６８を有し、 モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が互いにかみ合い、 非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４の各組５０が、右捩れを もつ少なくとも１つのモジュール混合要素５１、５３のすぐ下流に隣接して設け られた、左捩れをもつ少なくとも１つのモジュール混合要素５２、５４を有して いる、 ことを特徴とする押出配合機。 ２．各翼６２、６４、６６、６８が、前面７０および後面７６を有し、前面７０ と後面７６との間に、翼端６０が位置決めされ、前面７０が、バレルの内壁表面 ８１、８２と前面楔角αを構成し、後面７６が、バレルの内壁表面８１、８２と 後面楔角βを構成し、後面楔角βが、前面楔角αよりも少なくとも約５°以上大 きいことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の押出配合機。 ３．前面楔角αが、約５°〜約２５°の範囲にあり、後面楔角βが、約１０°〜 約５０°の範囲にあることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の押出配合機。 ４．翼端６０が、バレル内壁表面８１、８２から翼端隙間δを有し、バレル内壁 表面８１、８２が、バレル内側半径Ｒ_Bを有し、翼端隙間δのバレル内側半径Ｒ_B に対する比率が、約２％〜約１５％であることを特徴とする請求の範囲第３項に 記載の押出配合機。 ５．翼端６０が、円周方向範囲ｅを有し、翼端隙間アスペクト比が、翼端の円周 方向範囲ｅの翼端隙間δに対する比率として定義され、翼端隙間アスペクト比が 、約１〜約８の範囲にあることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の押出配合 機。 ６．バレル内壁表面８１、８２が、回転軸線３１、３２について同心であり、翼 端の円周方向範囲ｅが、回転軸線３１、３２について同心であり、翼端隙間δが 、円周方向範囲ｅに沿って一定であることを特徴とする請求の範囲第５項に記載 の押出配合機。 ７．前面楔角αが、約１２°〜約１８°の範囲にあり、後面楔角βが、約２０° 〜約３６°の範囲にあり、後面楔角βが、前面楔角αよりも少なくとも約６°大 きいことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の押出配合機。 ８．翼端６０が、バレル内壁表面８１、８２から翼端隙間δを有し、バレル内壁 表面８１、８２が、バレル内側半径Ｒ_Bを有し、翼端隙間δのバレル内側半径Ｒ_B に対する比率が、約３％〜約１４％であることを特徴とする請求の範囲第３項に 記載の押出配合機。 ９．翼端６０が、円周方向範囲ｅを有し、翼端隙間アスペクト比が、翼端の円周 方向範囲ｅの翼端隙間δに対する比率として定義され、翼端隙間アスペクト比が 、約１.５〜約６.０の範囲にあることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の押 出配合機。 10．翼端の円周方向範囲ｅの翼端隙間δに対するアスペクト比が、約１.５〜約 ６.０の範囲にあることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の押出配合機。 11．内壁表面８１、８２が、内径Ｄを有し、複数の非対称翼６２、６４、６６、 ６８が、軸線方向に延び、回転軸線３１、３２のまわりに角度の付いた捩れを有 しており、翼６２、６４、６６、６８の角度の付いた捩れが、約２Ｄ〜約 ８Ｄの範囲のリードを有していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の押 出配合機。 12．非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が各々、軸線方向長さを 有し、非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が各々、複数のキー路 ４０、４４が形成された軸線方向ボア５６を有し、各モジュール混合要素５１、 ５２、５３、５４の翼６２、６４、６６、６８が、回転軸線３１、３２のまわり に両端間に捩れを有し、両端間の捩れの量が、１８０°をキー路４０、４４の数 で除した値に等しいことを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の押出配合機。 13．第１の複数の搬送スクリュー要素４５、４６が、非対称モジュール混合要素 ５１、５２の各組５０から上流に配置された軸３０に取り外し可能に取付けられ キー止めされており、第２の複数の搬送スクリュー要素４５、４６、４８が、非 対称モジュール混合要素５１、５２の各組５０から下流に配置された軸３０に取 り外し可能に取付けられキー止めされており、組の右捩れ非対称モジュール混合 要素５１、５３の上流端と隣接した搬送スクリュー要素４５、４８のねじ山４７ の下流端が、前記組の右捩れ非対称モジュール混合要素５１、５３の翼６２、６ ６の上流端と整列していることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の押出配 合機。 14．左捩れ非対称モジュール混合要素５２、５４の下流端と隣接した搬送スクリ ュー要素４５のねじ山４７の上流端が、前記左捩れ非対称モジュール混合要素５ ２、５４の翼６４、６８の下流端と整列していることを特徴とする請求の範囲第 １３項に記載の押出配合機。 15．押出配合機２０の回転駆動スクリュー軸３０に、軸とキー止め関係をなして 取り外し可能に取り付けるための非対称モジュール混合要素であって、 非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が、軸３０を受け入れる ための軸線方向ボア５６を有し、軸線方向ボア５６が、少なくとも１つのキー路 ４０、４４を有し、非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が、複数 の非対称翼６２、６４、６６、６８を有し、各翼６２、６４、６６、６８が、間 に翼端６０を備えた前面７０と後面７６を有し、前面７０が、後面７６ よりも小さな曲率半径を有していることを特徴とする混合要素。 16．押出配合機２０の回転駆動スクリュー軸３０に、軸とキー止め関係をなして 取り外し可能に取り付けるための非対称モジュール混合要素であって、 非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が、軸３０を受け入れる ための軸線方向ボア５６と、軸線方向ボア５６と同心の回転軸線３１、３２とを 有し、 軸線方向ボア５６が、少なくとも１つのキー路４０、４４を有し、 非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が、バレル表面内側半径 Ｒ_Bを各々有する２つの隣接し実質的に円箇形のバレル部分のそれぞれのバレル 部分８２、８４に２つの同時回転し互いにかみ合うスクリュー２１、２２を位置 決めするように設計された押出配合機２０に設置するため、スクリュー軸３０に 取り外し可能に取付けるように構成されており、 非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が、回転軸線３１、３２ の両側に配置された２つの非対称翼６２、６４、６６、６８を有し、 各翼６２、６４、６６、６８が、間に翼端６０を備えた前面７０と後面７６ を有し、 前面７０が、翼端６０に隣接する凸状部分を有し、 前面７０の凸状部分が、前面中心点７４から延びた半径Ｒ₁を有し、 前面中心点７４から前面７０の凸状部分上の点７１まで延びた半径Ｒ₁の一 部が、回転軸線３１、３２から前面７０の凸状部分上の前記点まで延びた第１の 半径方向線９０に対して角度αを構成し、 後面７６が、隅７７に沿って翼端６０と出合い、 隅７７のところで後面７６から延長され、後面の前記隅のところでのバレル 内面８１、８２上の点への真っ直ぐな延長部である幾何学的な直線が、前記点の ところでのバレル内面との接線に対して角度βを構成し、 角度βが、角度αよりも大きい、 ことを特徴とする混合要素。 17．角度βが、角度αよりも少なくとも約５°大きいことを特徴とする請求の範 囲第１６項に記載の混合要素。 18．翼端６０が、回転軸線３１、３２から半径方向距離Ｒ₀のところにあり、非 対称モジュール混合要素が、翼端隙間δのバレル表面内径Ｒ_Bに対する比率が約 ０.０１〜約０.１５である翼端隙間δだけ、半径方向距離Ｒ₀がバレル表面内径 Ｒ_Bよりも小さくなるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第１７ 項に記載の混合要素。 19．前面７０の凸状部分が、前記点７１のところの第１の隅に沿って翼端に隣接 しており、前面中心点７４から延びた前記第１の半径方向線が、第１の隅７１ま で延びており、角度αが、約５°〜約２５°の範囲にあり、角度βが、約１０° 〜約９０°の範囲にあることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の混合要素 。 20．翼端６０が、回転軸線３１、３２から半径方向距離Ｒ₀のところにあり、非 対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が、半径方向距離Ｒ₀と直交方 向に測定して基部の半分幅ｘ₀を有し、非対称モジュール混合要素５１、５２、 ５３、５４が、約０.５〜約０.８の範囲の翼アスペクト比ｘ₀／Ｒ₀を有している ことを特徴とする請求の範囲第１９項に記載の混合要素。 21．前面中心点７４が、半径方向距離Ｒ₀と直交方向に測定して距離ｘ₁オフセッ トしており、前記基部の半分幅ｘ₀が、前面の凸状部分の半径Ｒ₁から前記オフセ ット距離ｘ₁を引いた値と等しいことを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の 混合要素。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペレイラ ホセ エム アメリカ合衆国 コネチカット州 06606 ブリッジポート リンカーン アベニュ ー 30 (72)発明者 ポシーク ダグラス ヴィー アメリカ合衆国 コネチカット州 06424 イースト ハンプトン ウェスト ポイ ント ロード ４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．多軸スクリュー押出配合機２０であって、 内壁表面８１、８２を各々もつ、２つの隣接し実質的に円筒形のバレル部分 ８３、８４を有するハウジング組立体２４と、 互いに軸線方向に隣接し且つ回転軸線３２、３３のまわりを同じ方向に回転 されるように、隣接するバレル部分８３、８４の各々の内部に配置された押出配 合スクリュー２１、２２とを備え、 各スクリュー２１、２２が、回転駆動される軸３０に取り外し可能に取付け られキー止めされた、複数の搬送スクリュー要素４５、４６、４８を有し、 搬送スクリュー要素４５、４６、４８が互いにかみ合い、 各スクリュー２１、２２が、非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、 ５４の少なくとも１つの組５０を有し、 各モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が、シャフト３０に取り外し 可能に取付けられキー止めされており、 各モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が、複数の非対称な翼６２、 ６４、６６、６８を有し、 モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が互いにかみ合い、 非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４の各組５０が、右捩れを もつ少なくとも１つのモジュール混合要素５１、５３のすぐ下流に隣接して設け られた、左捩れをもつ少なくとも１つのモジュール混合要素５２、５４を有して いる、 ことを特徴とする押出配合機。 ２．各翼６２、６４、６６、６８が、前面７０および後面７６を有し、前面７０ と後面７６との間に、翼端６０が位置決めされ、前面７０が、バレルの内壁表面 ８１、８２と前面楔角αを構成し、後面７６が、バレルの内壁表面８１、８２と 後面楔角βを構成し、後面楔角βが、前面楔角αよりも少なくとも約５°以上大 きいことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の押出配合機。 ３．前面楔角αが、約５°〜約２５°の範囲にあり、後面楔角βが、約１０°〜 約５０°の範囲にあることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の押出配合機。 ４．翼端６０が、バレル内壁表面８１、８２から翼端隙間δを有し、バレル内壁 表面８１、８２が、バレル内側半径Ｒ_Bを有し、翼端隙間δのバレル内側半径Ｒ_B に対する比率が、約２％〜約１５％であることを特徴とする請求の範囲第３項に 記載の押出配合機。 ５．翼端６０が、円周方向範囲ｅを有し、翼端隙間アスペクト比が、翼端の円周 方向範囲ｅの翼端隙間δに対する比率として定義され、翼端隙間アスペクト比が 、約１〜約８の範囲にあることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の押出配合 機。 ６．バレル内壁表面８１、８２が、回転軸線３１、３２について同心であり、翼 端の円周方向範囲ｅが、回転軸線３１、３２について同心であり、翼端隙間δが 、円周方向範囲ｅに沿って一定であることを特徴とする請求の範囲第５項に記載 の押出配合機。 ７．前面楔角αが、約１２°〜約１８°の範囲にあり、後面楔角βが、約２０° 〜約３６°の範囲にあり、後面楔角βが、前面楔角αよりも少なくとも約６°大 きいことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の押出配合機。 ８．翼端６０が、バレル内壁表面８１、８２から翼端隙間δを有し、バレル内壁 表面８１、８２が、バレル内側半径Ｒ_Bを有し、翼端隙間δのバレル内側半径Ｒ_B に対する比率が、約３％〜約１４％であることを特徴とする請求の範囲第３項に 記載の押出配合機。 ９．翼端６０が、円周方向範囲ｅを有し、翼端隙間アスペクト比が、翼端の円周 方向範囲ｅの翼端隙間δに対する比率として定義され、翼端隙間アスペクト比が 、約１.５〜約６.０の範囲にあることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の押 出配合機。 10．翼端の円周方向範囲ｅの翼端隙間δに対するアスペクト比が、約１.５〜約 ６.０の範囲にあることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の押出配合機。 11．内壁表面８１、８２が、内径Ｄを有し、複数の軸線方向に延びた非対称翼６ ２、６４、６６、６８が、軸線方向に延び、回転軸線３１、３２のまわりに角度 の付いた捩れを有しており、翼６２、６４、６６、６８の角度の付いた捩 れが、約２Ｄ〜約８Ｄの範囲のリードを有していることを特徴とする請求の範囲 第１項に記載の押出配合機。 12．非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が各々、軸線方向長さを 有し、非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が各々、複数のキー溝 ４０、４４が形成された軸線方向ボア５６を有し、各モジュール混合要素５１、 ５２、５３、５４の翼６２、６４、６６、６８が、回転軸線３１、３２のまわり に両端間に捩れを有し、両端間の捩れの量が、１８０°をキー溝４０、４４の数 で除した値に等しいことを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の押出配合機。 13．第１の複数の搬送スクリュー要素４５、４６が、非対称モジュール混合要素 ５１、５２の各組５０から上流に配置された軸３０に取り外し可能に取付けられ キー止めされており、第２の複数の搬送スクリュー要素４５、４６、４８が、非 対称モジュール混合要素５１、５２の各組５０から下流に配置された軸３０に取 り外し可能に取付けられキー止めされており、組の右捩れ非対称モジュール混合 要素５１、５３の上流端と隣接した搬送スクリュー要素４５、４８のねじ山４７ の下流端が、前記組の右捩れ非対称モジュール混合要素５１、５３の翼６２、６ ６の上流端と整列していることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の押出配 合機。 14．左捩れ非対称モジュール混合要素５２、５４の下流端と隣接した搬送スクリ ュー要素４５のねじ山４７の上流端が、前記左捩れ非対称モジュール混合要素５ ２、５４の翼６４、６８の下流端と整列していることを特徴とする請求の範囲第 １３項に記載の押出配合機。 15．押出配合機２０の回転駆動スクリュー軸３０に、軸とキー止め関係をなして 取り外し可能に取り付けるための非対称モジュール混合要素であって、 非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が、軸３０を受け入れる ための軸線方向ボア５６を有し、軸線方向ボア５６が、少なくとも１つのキー溝 ４０、４４を有し、非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が、複数 の非対称翼６２、６４、６６、６８を有し、各翼６２、６４、６６、６８が、間 に翼端６０を備えた前面７０と後面７６を有し、前面７０が、後面７６ よりも小さな曲率半径を有していることを特徴とする混合要素。 16．押出配合機２０の回転駆動スクリュー軸３０に、軸とキー止め関係をなして 取り外し可能に取り付けるための非対称モジュール混合要素であって、 非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が、軸３０を受け入れる ための軸線方向ボア５６と、軸線方向ボア５６と同心の回転軸線３１、３２とを 有し、 軸線方向ボア５６が、少なくとも１つのキー溝４０、４４を有し、 非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が、バレル表面内側半径 Ｒ_Bを各々有する２つの隣接し実質的に円筒形のバレル部分のそれぞれのバレル 部分８２、８４に２つの同時回転し互いにかみ合うスクリュー２１、２２を位置 決めするように設計された押出配合機２０に設置するため、スクリュー軸３０に 取り外し可能に取付けるように構成されており、 非対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が、回転軸線３１、３２ の両側に配置された２つの非対称翼６２、６４、６６、６８を有し、 各翼６２、６４、６６、６８が、間に翼端６０を備えた前面７０と後面７６ を有し、 前面７０が、翼端６０に隣接する凸状部分を有し、 前面７０の凸状部分が、前面中心点７４から延びた半径Ｒ₁を有し、 前面中心点７４から前面７０の凸状部分上の点まで延びた半径Ｒ₁が、回転 軸線３１、３２から前面７０の凸状部分上の前記点まで延びた半径方向線９０に 対して角度αを構成し、 後面７６が、隅７７に沿って翼端６０と出合い、 隅７７のところで後面７６から延長され、後面の前記隅のところでのバレル 内面８１、８２上の点への真っ直ぐな延長部である幾何学的な直線が、前記点の ところでのバレル内面との接線に対して角度βを構成し、 角度βが、角度αよりも大きい、 ことを特徴とする混合要素。 17．角度βが、角度αよりも少なくとも約５°大きいことを特徴とする請求の範 囲第１６項に記載の混合要素。 18．翼端６０が、回転軸線３１、３２から半径方向距離Ｒ₀のところにあり、非 対称モジュール混合要素が、翼端隙間δのバレル表面内径Ｒ_Bに対する比率が約 ０.０１〜約０.１５である翼端隙間δだけ、半径方向距離Ｒ₀がバレル表面内径 Ｒ_Bよりも小さくなるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第１７ 項に記載の混合要素。 19．前面７０の凸状部分が、第１の隅７１に沿って翼端に隣接しており、前面中 心点７１から延びた前記第１の半径方向線が、第１の隅７１まで延びており、角 度αが、約５°〜約２５°の範囲にあり、角度βが、約１０°〜約９０°の範囲 にあることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の混合要素。 20．翼端６０が、回転軸線３１、３２から半径方向距離Ｒ₀のところにあり、非 対称モジュール混合要素５１、５２、５３、５４が、半径方向距離Ｒ₀と直交方 向に測定して基部の半分幅ｘ₀を有し、非対称モジュール混合要素５１、５２、 ５３、５４が、約０.５〜約０.８の範囲の翼アスペクト比ｘ₀／Ｒ₀を有している ことを特徴とする請求の範囲第１９項に記載の混合要素。 21．前面中心点７４が、半径方向距離Ｒ₀と直交方向に測定して距離ｘ₁オフセッ トしており、前記基部の半分幅ｘ₀が、前面の凸状部分の半径Ｒ₁から前記オフセ ット距離ｘ₁を引いた値と等しいことを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の 混合要素。