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
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Info
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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
RB :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RB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/RB、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RB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RBを有し、翼端隙間δのバレル内側半径RB
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RBを有し、翼端隙間δのバレル内側半径RB
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
RB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RB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
RB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)
- 【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RBを有し、翼端隙間δのバレル内側半径RB 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RBを有し、翼端隙間δのバレル内側半径RB 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 RB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RB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 RB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。
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