混練装置
【課題】機械的エネルギー入力効率を向上させ、作動空間内で生ずる剪断および拡散フローゾーンを変化させ、処理している製品の品質を高めることができる混練装置を得る。
【解決手段】流動性のあるばら材料、プラスチック物質および／またはペースト状の物質を混合するための混練装置１であって、ケーシング２によって包囲した作動空間９と、ケーシング２内で回転および並進運動を行わせよう混練ベーン４を設けた作動部材３と、ケーシング２に取り付けて作動空間９内に突出する混練ピン６とを有する該混練装置において、混練ベーン４および混練ピン６のうち少なくとも一方の主表面を、少なくとも部分的に自由曲面として形成し、処理している物質に対する剪断、混合、延伸、折り曲げ、練成のうち少なくとも一つの作用に影響するよう、とくに、最適化または最大化するよう形成する。
【解決手段】流動性のあるばら材料、プラスチック物質および／またはペースト状の物質を混合するための混練装置１であって、ケーシング２によって包囲した作動空間９と、ケーシング２内で回転および並進運動を行わせよう混練ベーン４を設けた作動部材３と、ケーシング２に取り付けて作動空間９内に突出する混練ピン６とを有する該混練装置において、混練ベーン４および混練ピン６のうち少なくとも一方の主表面を、少なくとも部分的に自由曲面として形成し、処理している物質に対する剪断、混合、延伸、折り曲げ、練成のうち少なくとも一つの作用に影響するよう、とくに、最適化または最大化するよう形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混練装置に関し、このような混練装置は、とくに、流動性のあるばら材料、プラスチック物質および／またはペースト状の物質を混合するのに使用される。例えば、粘性‐プラスチック物質を処理したり、プラスチック材料を均質化および可塑化したり、充填剤および強化添加剤を混合したり、ならびに食品業界、化学／医薬業界、およびアルミニウム業界における開始材料の製造に使用したりする。混練装置の作動部材は、通常、材料を軸線方向に送り出すいわゆるスクリューとして構成する。
【背景技術】
【０００２】
従来の混練装置においては、作動部材は、単に回転運動をするだけである。さらに、作動部材が回転とともに並進移動する混練装置も知られている。作動部材の運動の軌跡は、とくに、主軸が回転に伴って正弦波運動をすることによって特徴付けられる。この運動の軌跡によれば、ケーシングに取り付ける混練ピンまたは混練歯のような部品を装着することができる。さらに、この目的のため、スクリューに羽根を付け、互いに離散した混練ベーンを形成する。主軸に配置したスクリュー羽根（混練ベーン）とケーシングに装着する部品とが相互作用し、種々の処理ゾーンで所望の剪断／混練作用を生ずる。直前に述べたこのような混練装置としては、登録商標、「Buss KO-KNEADER」として市販されているものが当業者に知られている。
【０００３】
従来、混練ベーンおよび混練ピンの主表面は、旋盤加工、ミリング加工、放電加工等の従来の加工方法で製造していた。これら素子のジオメトリ（幾何学的形状）は、平坦面、丸み付け部、および曲面をつなぎ合わせたインライン構成で実現していた。このような機械加工方法に共通する一つの欠点としては、比較的単純な表面ジオメトリしか形成することができず、移動する混練ベーンおよび静止混練ピンとの間に最大剪断速度がある一つのポイントもしくは一つのラインでしか生じない特徴的な剪断フィールドおよび拡散フローフィールドをもたらし、したがって、剪断を受ける製品に対してエネルギー散逸（消尽）を生ずる。換言すれば、各混練ベーンの正弦波状の軸線方向運動によって、各剪断サイクル毎に、混練ベーンおよび混練ピンが最大限接近し、また最大剪断速度となるのがある一つのラインでのみ生じ、処理している製品において、剪断変形／剪断エネルギー散逸（消尽）を生ずる。多くの用途に適合するようにした主表面のジオメトリによって、流動性のあるばら材料、プラスチック物質および／または粘性物質を混合するという目的は達成できるが、混練ベーンおよび／または混練ピンのジオメトリによって処理に付加的な影響を及ぼすことができることが望ましい。例えば、特許文献１には、冒頭で述べたような、平坦面、丸み付け部および曲面によるインライン構成で形成した種類の混練ベーンのための作動部材が記載されている。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１，２６２，３０３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、冒頭で述べた種類の混練装置を改善し、スクリューにおける混練ベーンおよび／または混練ピンのジオメトリを、所望の特性に適合させる付加的な要件を満たすことができ、例えば、機械的エネルギー入力効率を向上させ、作動空間内で生ずる剪断および拡散フローゾーンを変化させ、処理している製品の品質を高めることができるようにするにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題を達成するため、本発明混練装置は、混練ベーンおよび混練ピンのうち少なくとも一方の主表面を、少なくとも部分的に自由曲面として形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明混練装置によれば、混練ベーンおよび／または混練ピンの主表面は、少なくとも部分的に自由曲面として形成したため、例えば、混練ベーンとこの混練ベーンに対応する混練ピンとの間に存在するギャップを利用できるようになるという新た効果が得られる。とくに、このギャップの寸法および輪郭は、回転運動を伴う軸線方向運動を考慮してランダムに変化させることができる。
【０００７】
次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。
【０００８】
図１及び図２には、本発明による混練装置のタイプを説明するため、線図的に示した混練装置１の縦断面及び横断面を示す。この混練装置１は、ケーシング２で包囲した作動空間９を有し、この作動空間９は、回転及び並進運動を行わせる作動部材３を収容する。こき作動部材３には、混練ベーン４を設け、この混練ベーン４は、周方向に配列したねじ状の羽根として構成し、ケーシング２に装着した混練ピン６に対して、軸線方向の通過開口５を生ずる。図２から明らかなように、ケーシング２は、温度制御用のドリル孔７を設けた２個の部分２ａ，２ｂにより構成する。これら温度制御用のドリル孔７において、液状又はガス状の媒体が循環し、ケーシング又は作動空間を冷却および／または加熱する。このような混練装置における一つの基本的構成としては、例えば、特許文献２に記載されているものがある。
【特許文献２】スイス国特許２７８，５７５号明細書
【０００９】
混練装置１は、さらに、１個以上のバッフルリング１０を有することを特徴とし、このバッフルリングによって、処理している製品は、規定された軸線方向に沿って通過するよう整流される。このようなバッフルリングとしては、例えば、特許文献３に記載されているものがある。本発明の最後の特徴点として、ケーシングを、交換を容易にするよう設計された磨耗シェル（図示せず）で内張りする。磨耗シェルを設けることに関しては、特許文献４に記載されているものがある。
【特許文献３】独国特許出願公開第２０１４６９３号公報
【特許文献４】欧州特許出願公開第５４８，０２２号公報
【００１０】
図３において、混練ピン６を通過する混練ベーン４によって、従来と同様に構成した混練装置内で生ずる製品物質Ｐにおける特徴的な剪断ゾーン及び拡散フローゾーンを線図的に示す。混練ベーン４の回転方向を、楕円矢印２５で示すとともに、混練ベーン４の並進運動を双頭矢印２６で示す。混練ベーン４の回転運動の結果、混練ベーンの先端は、製品物質Ｐを、矢印１１で示すように分配させる。混練ピン６と混練ベーン４の主表面２３と混練ピン６に対向して通過する混練ベーン４との間にギャップ８が存在し、このギャップ８の幅は、作動部材の回転及び並進運動によって変化する。このギャップ８において、製品物質Ｐに矢印１３で示す剪断作用を生ずる。混練ピン６の上流域及び下流域の双方で、製品物質Ｐは、回転矢印１４，１５で示すように、リレー式に伝わりまた再指向される。冒頭で述べたように、混練ベーン４及び混練ピン６の最大接近、及び製品物質Ｐにおける最大剪断速度は、剪断サイクルにつき対応の混練ベーン４の正弦波的な軸線方向運動のため、一つのラインでのみ実現する。
【００１１】
図４には、作動部材の並進運動における運動軌跡を簡略化して示し、ケーシング２の内面または作動空間のシェル表面を全長で示し、単に１個の混練ベーン４を示す。図面を分かり易くするため、混練ピン６を、丸い素子として示す。この図面の意図は、隣接する混練ピン６に対して従来技術のように設計した混練ベーン４の運動を示すことにある。しかし、理解を容易にするため、この運動の軌跡を、運動学的に逆転させて示す。すなわち、混練ベーン４を静止させ、並進運動を伴う作動部材３の回転運動から生ずる正弦波的経路に沿って混練ピン６が移動するものと仮定している。この図から明らかなように、混練ベーン４の２個の主表面２３，２４と、通過する混練ピン６との間にギャップ１６が存在し、このギャップ１６の幅および輪郭を混練ベーン４、関連の混練ピン６、および回転する作動部材３の軸線方向に推移するジオメトリ（形状）によって示す。従来技術のように設計した混練ベーン４を有する主表面２３，２４のジオメトリ形状は、単に平坦面と、丸み付け部と、単純な直線的湾曲面よりなるため、混練ベーン４と通過する混練ピン６との間におけるギャップ１６の形状は、ある制限された範囲内でのみ影響を受け、この結果、例えば、最大剪断作用は、あるラインに沿ってのみ得られるだけとなる。
【００１２】
剪断サイクルあたり、あるラインに沿ってのみ最大となるこれら剪断速度によって、これまでの若干の用途では、処理している製品物質Ｐに対する剪断変形／エネルギー散逸（消尽）が制限された程度にしか生ずることはできず、したがって、作動空間９および作動部材３の長さを増大することが必要になり、または、所望の結果が得られないことになる。従来通りに形成した混練ベーン４／混練ピン６では、ギャップ１６および作動空間内の自由空間を最適化することはできない。自由空間の合計は、静止状態に留まるドウェル時間に大きく影響する。いずれにせよ、従来技術のように設計した混練ベーン４の主表面２３，２４を設計する際の自由度が制限されているため、各場合において、ギャップ１６は、必要条件を満たすのに限界があり、したがって、最適とは言えない次善の処理しか得られない。
【００１３】
図５には、本発明により設計した混練ベーン４ａに対する混練ピン６の運動を線図的に示す。混練ベーン４ａの２個の主表面２３，２４は、この場合、自由曲面として形成し、混練ピン６の正弦波的運動経路によって規定される自由曲面の輪郭によく適合し、したがって、各混練ベーン４と通過する混練ピン６との間の自由空間１６ａは、均一な形状となる。この場合、最適化された剪断作用が、混練ベーン４ａの主表面２３ａ，２４ａと通過する混練ピン６との間のギャップ型自由空間１６ａによって得られ、この自由空間１６ａは、比較的一定の幅であり、混練ベーン４ａの各主表面２３ａ，２４ａに沿って狭いものである。この自由空間のギャップの寸法は、混練装置の作動部材における公称直径の０．００５〜０．０３倍である。
【００１４】
図６に、本発明による設計の他の混練ベーン４ｂに対する混練ピン６の運動を線図的に示す。この場合、やはり、混練ベーン４ｂの２個の主表面２３ｂ，２４ｂを自由曲面として形成し、この場合、均一で狭いギャップ１６ｂに末広がりの自由空間１７ｂを後続させる。また、この場合、均一で狭いギャップ１６ｂは、強い剪断ゾーンをなし、末広がりの自由空間１７ｂでは、処理する物質に規定の弛緩を生ずるようにする。
【００１５】
図７に、本発明による設計の他の混練ベーン４ｃに対する混練ピン６の運動を線図的に示す。この場合も、やはり、混練ベーン４ｃの２個の主表面２３ｃ，２４ｃを自由曲面として形成し、この場合、混練ベーン４ｃの縦断面は、プロペラ形状にする。混練ベーンのこの形状は、広範囲の目的を達成する、いわゆる「ファンブレード」として特別に設計することができる。混練ベーンのアタック角度、すなわち、混練ベーンの長手方向中心ラインと、作動部材の長手方向中心ラインとの間の角度は、広範囲にわたり変化する。９０゜以下（＜９０゜）の角度で、確実な順送り作用を生ずる。９０゜ではバッフル作用を生ずる。実際、９０゜以上（＞９０゜）の角度では、逆送り作用を生ずる。上述の流体‐機械的機能は、プラスチック物質のみならず、粉末化物質にも適用できる。混練ベーンの回転／並進運動によって、混練ベーンは、処理している製品に対して「鋤」のような掘り起こしを行う。混練ベーンの先端に多少の丸みを付けることにより、折り返し特性を持たせることができ、より大きな丸みを付ければ付けるほど、製品に対する前方への圧力がより大きくなり、丸みを小さくすればするほど、製品に対する切り込みおよび／または折り込み作用が強くなる。上述した双方の実施例場合、およびこれら実施例の中間的な実施例は、以下の技術的処理、すなわち、前方圧力付与→エネルギー散逸（消尽）→処理している製品の湿潤化および／またはガス・空気除去のための表面再生、を利用することができる。
【００１６】
図８、図９、図１０および図１１は、それぞれ混練装置の縦断面を線図的に示し、それぞれ混練ベーンおよび混練ピンの縦断面を示す。
【００１７】
図８は、従来型の混練ピン６および従来型の混練ベーン４を示す。この図面から明らかなように、混練ベーン４の主表面２３と通過する混練ピン６との間に、ギャップ型の自由空間１６が存在し、この自由空間１６の幅および輪郭は、混練ベーン４、対応の混練ピン６および回転する作業部材の軸線方向に推移するジオメトリによって示す。従来技術のように設計した混練ベーン４の主表面２３，２４のジオメトリ形状は、単に平坦面、丸め部、および直線的湾曲面を有するものであるため、混練ベーン４と通過する混練ピン６との間のギャップ型自由空間１６は、上述したように、ある限定範囲でしか影響を受けない。
【００１８】
図９は、従来技術のように設計した従来型の混練ピン６と、本発明による第１の実施例で設計した混練ベーン４ｄとを示す。混練ベーン４ｄの２個の主表面２３ｄ，２４ｄは、凸状の断面を有し、ギャップ１６ｄは上向きに末広がりとなる。このことにより、処理する製品の剪断変形は、作動部材であるスクリューモジュールの運動において、深さ全体まで一定に維持され、半径方向に増加する周速度は、自由空間１６ｄを適合させることによって、コア直径から外径にいたるまで補償され、この結果、剪断ギャップは半径方向に増大する。
【００１９】
図１０は、従来技術のように設計した従来型の混練ピン６ｅと、本発明による第２の実施例で設計した混練ベーン４ｅとを示す。混練ベーン４ｄの２個の主表面２３ｅ，２４ｅは、凹状の断面を有し、ギャップ１６ｅは、混練ベーン４ｅの主表面２３ｅと混練ピン６ｅとの間で上向きに末広がりとなる。このことにより、処理する製品の剪断変形を、作動部材であるスクリューモジュールの運動において、深さ全体まで変化させ、半径方向に増加する周速度は、自由空間１６ｅを過比例的に適合させることによって、コア直径から外径にいたるまで補償され、この場合、剪断ギャップを半径方向により深い位置にいくに従って増大させ、強い剪断作用を受けないようにする。
【００２０】
図１１は、本発明により設計した混練ピン６ｆと、本発明により設計した混練ベーン４ｆとを示す。混練ピン６ｆおよび混練ベーン４ｆの２個の互いに対向する主表面２４ｆ，２５ｆは、混練ピン６ｆと混練ベーン４ｆとの間の半径方向ギャップ２６ｆが多少均一で狭いものとなるようにし、この結果、処理する物質に強い剪断作用を生ずるようにする。このことにより、処理する製品の剪断変形を、作動部材であるスクリューモジュールの運動において、深さまで変化させ、半径方向に増加する周速度は、自由空間１６ｆにテーパを付けて剪断ギャップの寸法を半径方向に減少することによって、コア直径から外径にいたるまで適合させ、剪断変形をより高め、したがって、より強い剪断作用およびエネルギー散逸（消尽）作用を生ずるようにする。
【００２１】
図１２は、複数個の混練ベーン４ａを有するスクリューモジュール２７を示す。このスクリューモジュール２７には、内歯２６を設け、駆動軸（図示せず）に取り付ける。実際の作動部材は、駆動軸と、案内および駆動用の部材として作用する中心駆動軸に取り付けた複数個のこのようなスクリューモジュール２７とによって形成する。このようなスクリューモジュール２７によって得られる基本的な利点は、個々にもしくは組み合わせユニットとして交換することができる点にある。個別の必要条件により、モジュールは、例えば、混練ベーンの主表面を異なる設計にすることで、異なる設計にすることができる。図示の実施例では、各混練ベーン４ａの両側２個の主表面２３ａ，２４ａは、いかなるポイントにおいても、明確なナチュラル開始点がない自由曲面となるようにする。
【００２２】
このようなモジュール２７は、混練装置を軸線方向に順次異なる処理ゾーンを生ずるよう区域化するのに使用できる。したがって、異なる形態の混練ベーンを有するモジュールを、直列的に配置し、混練ピンもこれに適合するよう配置し、例えば、自由曲面が異なる形状になるようにする。
【００２３】
図１３〜図１６に、それぞれ混練装置１の横断面における異なる形状の混練ベーン４を設けた作動部材３を線図的に示す。これら４つの実施例は、特に、自由曲面が異なることにより、混練ベーンの半径方向シェル表面が異なる。図１３の構成では、混練ベーン４は従来技術の形状であり、各混練ベーン４の半径方向シェル表面と、作動空間９を包囲するケーシング２の内面との間に均一な半径方向ギャップ１９が存在する。図１４に示す実施例では、混練ベーン４ｇの半径方向シェル表面は、らくだのこぶのような突起２０を設けることにより変化を付け、幅が変化する半径方向ギャップ１９ｇを生じ、この突起２０は、半径方向に発生する剪断ピークを大幅に減少する。図１５の実施例では、各混練ベーン４ｈの湾曲したシェル表面２１の半径が変化する特徴を有し、上述の作用を併せ持つのが必要な場合、半径方向剪断および拡散フローを得るための連続する「呼吸」的な現象を半径方向ギャップ１９ｈがとるようにする。最後の例として、図１６に、各混練ベーン４ｉの起点部分および終点部分に丸みを付け、半径方向ギャップ１９ｉの幅が一定の例を示す。これらの丸み付けは、スクリューモジュール２７の混合効率および長期間のレスポンスを向上させるものであり、通常磨滅によって生ずるジオメト形状を排除し、有効寿命全体にわたり、一つに規定された特性輪郭が一定に維持されるようにしたものである。
【００２４】
混練ベーンおよび混練ピンを設計する場合、各混練ベーンにおける２個の側方の主表面および各混練ピンの主表面を設計することによって、とくに、剪断速度の特性分布を、半径方向に調整できる。このことは、とくに、物質の粘性、作動部材およびこの作動部材に配置した混練ベーンの絶対周速度に関して、機能を調整した素子を使用することにより可能となる。
【００２５】
各混練ピンおよび／または混練ベーンの主表面を、少なくとも部分的に自由曲面となるように形成することによって、各混練ピンと各混練ベーンとの間のギャップの半径方向輪郭および軸線方向の輪郭を、例えば、剪断／混練機能に関して要求される条件に適合させることができる。
【００２６】
混練ピンおよび／または混練ベーンの主表面を形成することに加えて、混練装置の他の素子、例えば、作動部材のシェル表面、バッフルリングの主表面、ならびに磨耗シェルのシェル表面も、少なくとも部分的に自由曲面として形成することができる。さらに、従来通りの表面形状、例えば、平坦形状、円形、球形、および単純湾曲形状の表面と、自由曲面とを組み合わせることもできる。
【００２７】
上述の実施例は、本発明が、混練ベーンおよび／または混練ピンの主表面を、移送、剪断、溶融、混合、練り込み、脱気、冷却等の処理動作に適合させることを示したもので、処理における特別な目的を達成するよう精密な構成、設計および製造することにより、適合させることができる。
【００２８】
規定される表面形状が限定した数しか利用できない場合に、この手法を逆にする。これら基本形状を組み合わせることにより、それぞれの場合におけるプロセスの技術的必要条件および従来通りの機械的技法の可能性を、設計および製造技術において、近似的に割り出す。この結果の折衷案は、これまでの技術を利用する点で限界があった。三次元的な設計によりもたらされる十分な融通性により、理論的処理技術と、現実との乖離を、最近の手法（設計および製造技術の双方において）によって少なくすることができる。本発明は、この意味において、三次元ジオメトリ設計によって得られる十分な融通性によって、既存の用途分野を広げることができるものであり、またこれまで利用されなかった新たな用途にも、適用できるようになる。
【００２９】
上述の混練装置は、とくに、流動性のあるばら材料、プラスチック物質および／またはペースト状物質の混合に適しており、流動性のあるばら材料とは、例えば、粉体、粒体、薄片体等であると理解されたいが、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】混練装置の線図的断面図である。
【図２】図１に線図的に示す混練装置の横断面図である。
【図３】混練ピンを通過する混練ベーンによって生ずる製品物質の特徴的な剪断および拡散フローゾーンを示す説明図である。
【図４】混練ピンと従来通りの混練ベーンとの間における回転運動を示す線図的説明図である。
【図５】混練ピンと本発明の第１実施例により形成した混練ベーンとの間の回転運動を示す線図的説明図である。
【図６】混練ピンと本発明の第２実施例により形成した混練ベーンとの間の回転運動を示す線図的説明図である。
【図７】混練ピンと本発明の第３実施例により形成した混練ベーンとの間の回転運動を示す線図的説明図である。
【図８】従来型の混練ピンおよび従来型の混練ベーンを有する混練装置の線図的縦断面図である。
【図９】従来型の混練ピンおよび本発明により構成した一つの実施例である混練ベーンを有する混練装置の線図的縦断面図である。
【図１０】従来型の混練ピンおよび本発明により構成した他の実施例である混練ベーンを有する混練装置の線図的縦断面図である。
【図１１】本発明により構成した一つの実施例である混練ピンおよび本発明により構成した一つの実施例である混練ベーンを有する混練装置の線図的縦断面図である。
【図１２】本発明により形成した混練ベーンを有するスクリューモジュールの斜視図である。
【図１３】従来型の半径方向シェル表面を有する混練ベーンを設けた混練装置の横断面である。
【図１４】本発明により形成した半径方向シェル表面の一つの実施例を有する混練ベーンを設けた混練装置の横断面である。
【図１５】本発明により形成した半径方向シェル表面の他の実施例を有する混練ベーンを設けた混練装置の横断面である。
【図１６】本発明により形成した半径方向シェル表面のさらに他の実施例を有する混練ベーンを設けた混練装置の横断面である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 混練装置
２ ケーシング
2a,2b ケーシング部分
３ 作動部材
４ 混練ベーン
５ 通過開口
６ 混練ピン
７ ドリル孔
８ ギャップ
９ 作動空間
１０ バッフルリング１０
１４ 回転矢印
１５ 回転矢印
１６ ギャップ１６
１７ 自由空間
１９ 半径方向ギャップ
２０ 突起
２１ シェル表面
２３ 混練ベーンの主表面
２４ 混練ベーンの主表面
２６ 内歯
２７ スクリューモジュール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混練装置に関し、このような混練装置は、とくに、流動性のあるばら材料、プラスチック物質および／またはペースト状の物質を混合するのに使用される。例えば、粘性‐プラスチック物質を処理したり、プラスチック材料を均質化および可塑化したり、充填剤および強化添加剤を混合したり、ならびに食品業界、化学／医薬業界、およびアルミニウム業界における開始材料の製造に使用したりする。混練装置の作動部材は、通常、材料を軸線方向に送り出すいわゆるスクリューとして構成する。
【背景技術】
【０００２】
従来の混練装置においては、作動部材は、単に回転運動をするだけである。さらに、作動部材が回転とともに並進移動する混練装置も知られている。作動部材の運動の軌跡は、とくに、主軸が回転に伴って正弦波運動をすることによって特徴付けられる。この運動の軌跡によれば、ケーシングに取り付ける混練ピンまたは混練歯のような部品を装着することができる。さらに、この目的のため、スクリューに羽根を付け、互いに離散した混練ベーンを形成する。主軸に配置したスクリュー羽根（混練ベーン）とケーシングに装着する部品とが相互作用し、種々の処理ゾーンで所望の剪断／混練作用を生ずる。直前に述べたこのような混練装置としては、登録商標、「Buss KO-KNEADER」として市販されているものが当業者に知られている。
【０００３】
従来、混練ベーンおよび混練ピンの主表面は、旋盤加工、ミリング加工、放電加工等の従来の加工方法で製造していた。これら素子のジオメトリ（幾何学的形状）は、平坦面、丸み付け部、および曲面をつなぎ合わせたインライン構成で実現していた。このような機械加工方法に共通する一つの欠点としては、比較的単純な表面ジオメトリしか形成することができず、移動する混練ベーンおよび静止混練ピンとの間に最大剪断速度がある一つのポイントもしくは一つのラインでしか生じない特徴的な剪断フィールドおよび拡散フローフィールドをもたらし、したがって、剪断を受ける製品に対してエネルギー散逸（消尽）を生ずる。換言すれば、各混練ベーンの正弦波状の軸線方向運動によって、各剪断サイクル毎に、混練ベーンおよび混練ピンが最大限接近し、また最大剪断速度となるのがある一つのラインでのみ生じ、処理している製品において、剪断変形／剪断エネルギー散逸（消尽）を生ずる。多くの用途に適合するようにした主表面のジオメトリによって、流動性のあるばら材料、プラスチック物質および／または粘性物質を混合するという目的は達成できるが、混練ベーンおよび／または混練ピンのジオメトリによって処理に付加的な影響を及ぼすことができることが望ましい。例えば、特許文献１には、冒頭で述べたような、平坦面、丸み付け部および曲面によるインライン構成で形成した種類の混練ベーンのための作動部材が記載されている。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１，２６２，３０３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、冒頭で述べた種類の混練装置を改善し、スクリューにおける混練ベーンおよび／または混練ピンのジオメトリを、所望の特性に適合させる付加的な要件を満たすことができ、例えば、機械的エネルギー入力効率を向上させ、作動空間内で生ずる剪断および拡散フローゾーンを変化させ、処理している製品の品質を高めることができるようにするにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題を達成するため、本発明混練装置は、混練ベーンおよび混練ピンのうち少なくとも一方の主表面を、少なくとも部分的に自由曲面として形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明混練装置によれば、混練ベーンおよび／または混練ピンの主表面は、少なくとも部分的に自由曲面として形成したため、例えば、混練ベーンとこの混練ベーンに対応する混練ピンとの間に存在するギャップを利用できるようになるという新た効果が得られる。とくに、このギャップの寸法および輪郭は、回転運動を伴う軸線方向運動を考慮してランダムに変化させることができる。
【０００７】
次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。
【０００８】
図１及び図２には、本発明による混練装置のタイプを説明するため、線図的に示した混練装置１の縦断面及び横断面を示す。この混練装置１は、ケーシング２で包囲した作動空間９を有し、この作動空間９は、回転及び並進運動を行わせる作動部材３を収容する。こき作動部材３には、混練ベーン４を設け、この混練ベーン４は、周方向に配列したねじ状の羽根として構成し、ケーシング２に装着した混練ピン６に対して、軸線方向の通過開口５を生ずる。図２から明らかなように、ケーシング２は、温度制御用のドリル孔７を設けた２個の部分２ａ，２ｂにより構成する。これら温度制御用のドリル孔７において、液状又はガス状の媒体が循環し、ケーシング又は作動空間を冷却および／または加熱する。このような混練装置における一つの基本的構成としては、例えば、特許文献２に記載されているものがある。
【特許文献２】スイス国特許２７８，５７５号明細書
【０００９】
混練装置１は、さらに、１個以上のバッフルリング１０を有することを特徴とし、このバッフルリングによって、処理している製品は、規定された軸線方向に沿って通過するよう整流される。このようなバッフルリングとしては、例えば、特許文献３に記載されているものがある。本発明の最後の特徴点として、ケーシングを、交換を容易にするよう設計された磨耗シェル（図示せず）で内張りする。磨耗シェルを設けることに関しては、特許文献４に記載されているものがある。
【特許文献３】独国特許出願公開第２０１４６９３号公報
【特許文献４】欧州特許出願公開第５４８，０２２号公報
【００１０】
図３において、混練ピン６を通過する混練ベーン４によって、従来と同様に構成した混練装置内で生ずる製品物質Ｐにおける特徴的な剪断ゾーン及び拡散フローゾーンを線図的に示す。混練ベーン４の回転方向を、楕円矢印２５で示すとともに、混練ベーン４の並進運動を双頭矢印２６で示す。混練ベーン４の回転運動の結果、混練ベーンの先端は、製品物質Ｐを、矢印１１で示すように分配させる。混練ピン６と混練ベーン４の主表面２３と混練ピン６に対向して通過する混練ベーン４との間にギャップ８が存在し、このギャップ８の幅は、作動部材の回転及び並進運動によって変化する。このギャップ８において、製品物質Ｐに矢印１３で示す剪断作用を生ずる。混練ピン６の上流域及び下流域の双方で、製品物質Ｐは、回転矢印１４，１５で示すように、リレー式に伝わりまた再指向される。冒頭で述べたように、混練ベーン４及び混練ピン６の最大接近、及び製品物質Ｐにおける最大剪断速度は、剪断サイクルにつき対応の混練ベーン４の正弦波的な軸線方向運動のため、一つのラインでのみ実現する。
【００１１】
図４には、作動部材の並進運動における運動軌跡を簡略化して示し、ケーシング２の内面または作動空間のシェル表面を全長で示し、単に１個の混練ベーン４を示す。図面を分かり易くするため、混練ピン６を、丸い素子として示す。この図面の意図は、隣接する混練ピン６に対して従来技術のように設計した混練ベーン４の運動を示すことにある。しかし、理解を容易にするため、この運動の軌跡を、運動学的に逆転させて示す。すなわち、混練ベーン４を静止させ、並進運動を伴う作動部材３の回転運動から生ずる正弦波的経路に沿って混練ピン６が移動するものと仮定している。この図から明らかなように、混練ベーン４の２個の主表面２３，２４と、通過する混練ピン６との間にギャップ１６が存在し、このギャップ１６の幅および輪郭を混練ベーン４、関連の混練ピン６、および回転する作動部材３の軸線方向に推移するジオメトリ（形状）によって示す。従来技術のように設計した混練ベーン４を有する主表面２３，２４のジオメトリ形状は、単に平坦面と、丸み付け部と、単純な直線的湾曲面よりなるため、混練ベーン４と通過する混練ピン６との間におけるギャップ１６の形状は、ある制限された範囲内でのみ影響を受け、この結果、例えば、最大剪断作用は、あるラインに沿ってのみ得られるだけとなる。
【００１２】
剪断サイクルあたり、あるラインに沿ってのみ最大となるこれら剪断速度によって、これまでの若干の用途では、処理している製品物質Ｐに対する剪断変形／エネルギー散逸（消尽）が制限された程度にしか生ずることはできず、したがって、作動空間９および作動部材３の長さを増大することが必要になり、または、所望の結果が得られないことになる。従来通りに形成した混練ベーン４／混練ピン６では、ギャップ１６および作動空間内の自由空間を最適化することはできない。自由空間の合計は、静止状態に留まるドウェル時間に大きく影響する。いずれにせよ、従来技術のように設計した混練ベーン４の主表面２３，２４を設計する際の自由度が制限されているため、各場合において、ギャップ１６は、必要条件を満たすのに限界があり、したがって、最適とは言えない次善の処理しか得られない。
【００１３】
図５には、本発明により設計した混練ベーン４ａに対する混練ピン６の運動を線図的に示す。混練ベーン４ａの２個の主表面２３，２４は、この場合、自由曲面として形成し、混練ピン６の正弦波的運動経路によって規定される自由曲面の輪郭によく適合し、したがって、各混練ベーン４と通過する混練ピン６との間の自由空間１６ａは、均一な形状となる。この場合、最適化された剪断作用が、混練ベーン４ａの主表面２３ａ，２４ａと通過する混練ピン６との間のギャップ型自由空間１６ａによって得られ、この自由空間１６ａは、比較的一定の幅であり、混練ベーン４ａの各主表面２３ａ，２４ａに沿って狭いものである。この自由空間のギャップの寸法は、混練装置の作動部材における公称直径の０．００５〜０．０３倍である。
【００１４】
図６に、本発明による設計の他の混練ベーン４ｂに対する混練ピン６の運動を線図的に示す。この場合、やはり、混練ベーン４ｂの２個の主表面２３ｂ，２４ｂを自由曲面として形成し、この場合、均一で狭いギャップ１６ｂに末広がりの自由空間１７ｂを後続させる。また、この場合、均一で狭いギャップ１６ｂは、強い剪断ゾーンをなし、末広がりの自由空間１７ｂでは、処理する物質に規定の弛緩を生ずるようにする。
【００１５】
図７に、本発明による設計の他の混練ベーン４ｃに対する混練ピン６の運動を線図的に示す。この場合も、やはり、混練ベーン４ｃの２個の主表面２３ｃ，２４ｃを自由曲面として形成し、この場合、混練ベーン４ｃの縦断面は、プロペラ形状にする。混練ベーンのこの形状は、広範囲の目的を達成する、いわゆる「ファンブレード」として特別に設計することができる。混練ベーンのアタック角度、すなわち、混練ベーンの長手方向中心ラインと、作動部材の長手方向中心ラインとの間の角度は、広範囲にわたり変化する。９０゜以下（＜９０゜）の角度で、確実な順送り作用を生ずる。９０゜ではバッフル作用を生ずる。実際、９０゜以上（＞９０゜）の角度では、逆送り作用を生ずる。上述の流体‐機械的機能は、プラスチック物質のみならず、粉末化物質にも適用できる。混練ベーンの回転／並進運動によって、混練ベーンは、処理している製品に対して「鋤」のような掘り起こしを行う。混練ベーンの先端に多少の丸みを付けることにより、折り返し特性を持たせることができ、より大きな丸みを付ければ付けるほど、製品に対する前方への圧力がより大きくなり、丸みを小さくすればするほど、製品に対する切り込みおよび／または折り込み作用が強くなる。上述した双方の実施例場合、およびこれら実施例の中間的な実施例は、以下の技術的処理、すなわち、前方圧力付与→エネルギー散逸（消尽）→処理している製品の湿潤化および／またはガス・空気除去のための表面再生、を利用することができる。
【００１６】
図８、図９、図１０および図１１は、それぞれ混練装置の縦断面を線図的に示し、それぞれ混練ベーンおよび混練ピンの縦断面を示す。
【００１７】
図８は、従来型の混練ピン６および従来型の混練ベーン４を示す。この図面から明らかなように、混練ベーン４の主表面２３と通過する混練ピン６との間に、ギャップ型の自由空間１６が存在し、この自由空間１６の幅および輪郭は、混練ベーン４、対応の混練ピン６および回転する作業部材の軸線方向に推移するジオメトリによって示す。従来技術のように設計した混練ベーン４の主表面２３，２４のジオメトリ形状は、単に平坦面、丸め部、および直線的湾曲面を有するものであるため、混練ベーン４と通過する混練ピン６との間のギャップ型自由空間１６は、上述したように、ある限定範囲でしか影響を受けない。
【００１８】
図９は、従来技術のように設計した従来型の混練ピン６と、本発明による第１の実施例で設計した混練ベーン４ｄとを示す。混練ベーン４ｄの２個の主表面２３ｄ，２４ｄは、凸状の断面を有し、ギャップ１６ｄは上向きに末広がりとなる。このことにより、処理する製品の剪断変形は、作動部材であるスクリューモジュールの運動において、深さ全体まで一定に維持され、半径方向に増加する周速度は、自由空間１６ｄを適合させることによって、コア直径から外径にいたるまで補償され、この結果、剪断ギャップは半径方向に増大する。
【００１９】
図１０は、従来技術のように設計した従来型の混練ピン６ｅと、本発明による第２の実施例で設計した混練ベーン４ｅとを示す。混練ベーン４ｄの２個の主表面２３ｅ，２４ｅは、凹状の断面を有し、ギャップ１６ｅは、混練ベーン４ｅの主表面２３ｅと混練ピン６ｅとの間で上向きに末広がりとなる。このことにより、処理する製品の剪断変形を、作動部材であるスクリューモジュールの運動において、深さ全体まで変化させ、半径方向に増加する周速度は、自由空間１６ｅを過比例的に適合させることによって、コア直径から外径にいたるまで補償され、この場合、剪断ギャップを半径方向により深い位置にいくに従って増大させ、強い剪断作用を受けないようにする。
【００２０】
図１１は、本発明により設計した混練ピン６ｆと、本発明により設計した混練ベーン４ｆとを示す。混練ピン６ｆおよび混練ベーン４ｆの２個の互いに対向する主表面２４ｆ，２５ｆは、混練ピン６ｆと混練ベーン４ｆとの間の半径方向ギャップ２６ｆが多少均一で狭いものとなるようにし、この結果、処理する物質に強い剪断作用を生ずるようにする。このことにより、処理する製品の剪断変形を、作動部材であるスクリューモジュールの運動において、深さまで変化させ、半径方向に増加する周速度は、自由空間１６ｆにテーパを付けて剪断ギャップの寸法を半径方向に減少することによって、コア直径から外径にいたるまで適合させ、剪断変形をより高め、したがって、より強い剪断作用およびエネルギー散逸（消尽）作用を生ずるようにする。
【００２１】
図１２は、複数個の混練ベーン４ａを有するスクリューモジュール２７を示す。このスクリューモジュール２７には、内歯２６を設け、駆動軸（図示せず）に取り付ける。実際の作動部材は、駆動軸と、案内および駆動用の部材として作用する中心駆動軸に取り付けた複数個のこのようなスクリューモジュール２７とによって形成する。このようなスクリューモジュール２７によって得られる基本的な利点は、個々にもしくは組み合わせユニットとして交換することができる点にある。個別の必要条件により、モジュールは、例えば、混練ベーンの主表面を異なる設計にすることで、異なる設計にすることができる。図示の実施例では、各混練ベーン４ａの両側２個の主表面２３ａ，２４ａは、いかなるポイントにおいても、明確なナチュラル開始点がない自由曲面となるようにする。
【００２２】
このようなモジュール２７は、混練装置を軸線方向に順次異なる処理ゾーンを生ずるよう区域化するのに使用できる。したがって、異なる形態の混練ベーンを有するモジュールを、直列的に配置し、混練ピンもこれに適合するよう配置し、例えば、自由曲面が異なる形状になるようにする。
【００２３】
図１３〜図１６に、それぞれ混練装置１の横断面における異なる形状の混練ベーン４を設けた作動部材３を線図的に示す。これら４つの実施例は、特に、自由曲面が異なることにより、混練ベーンの半径方向シェル表面が異なる。図１３の構成では、混練ベーン４は従来技術の形状であり、各混練ベーン４の半径方向シェル表面と、作動空間９を包囲するケーシング２の内面との間に均一な半径方向ギャップ１９が存在する。図１４に示す実施例では、混練ベーン４ｇの半径方向シェル表面は、らくだのこぶのような突起２０を設けることにより変化を付け、幅が変化する半径方向ギャップ１９ｇを生じ、この突起２０は、半径方向に発生する剪断ピークを大幅に減少する。図１５の実施例では、各混練ベーン４ｈの湾曲したシェル表面２１の半径が変化する特徴を有し、上述の作用を併せ持つのが必要な場合、半径方向剪断および拡散フローを得るための連続する「呼吸」的な現象を半径方向ギャップ１９ｈがとるようにする。最後の例として、図１６に、各混練ベーン４ｉの起点部分および終点部分に丸みを付け、半径方向ギャップ１９ｉの幅が一定の例を示す。これらの丸み付けは、スクリューモジュール２７の混合効率および長期間のレスポンスを向上させるものであり、通常磨滅によって生ずるジオメト形状を排除し、有効寿命全体にわたり、一つに規定された特性輪郭が一定に維持されるようにしたものである。
【００２４】
混練ベーンおよび混練ピンを設計する場合、各混練ベーンにおける２個の側方の主表面および各混練ピンの主表面を設計することによって、とくに、剪断速度の特性分布を、半径方向に調整できる。このことは、とくに、物質の粘性、作動部材およびこの作動部材に配置した混練ベーンの絶対周速度に関して、機能を調整した素子を使用することにより可能となる。
【００２５】
各混練ピンおよび／または混練ベーンの主表面を、少なくとも部分的に自由曲面となるように形成することによって、各混練ピンと各混練ベーンとの間のギャップの半径方向輪郭および軸線方向の輪郭を、例えば、剪断／混練機能に関して要求される条件に適合させることができる。
【００２６】
混練ピンおよび／または混練ベーンの主表面を形成することに加えて、混練装置の他の素子、例えば、作動部材のシェル表面、バッフルリングの主表面、ならびに磨耗シェルのシェル表面も、少なくとも部分的に自由曲面として形成することができる。さらに、従来通りの表面形状、例えば、平坦形状、円形、球形、および単純湾曲形状の表面と、自由曲面とを組み合わせることもできる。
【００２７】
上述の実施例は、本発明が、混練ベーンおよび／または混練ピンの主表面を、移送、剪断、溶融、混合、練り込み、脱気、冷却等の処理動作に適合させることを示したもので、処理における特別な目的を達成するよう精密な構成、設計および製造することにより、適合させることができる。
【００２８】
規定される表面形状が限定した数しか利用できない場合に、この手法を逆にする。これら基本形状を組み合わせることにより、それぞれの場合におけるプロセスの技術的必要条件および従来通りの機械的技法の可能性を、設計および製造技術において、近似的に割り出す。この結果の折衷案は、これまでの技術を利用する点で限界があった。三次元的な設計によりもたらされる十分な融通性により、理論的処理技術と、現実との乖離を、最近の手法（設計および製造技術の双方において）によって少なくすることができる。本発明は、この意味において、三次元ジオメトリ設計によって得られる十分な融通性によって、既存の用途分野を広げることができるものであり、またこれまで利用されなかった新たな用途にも、適用できるようになる。
【００２９】
上述の混練装置は、とくに、流動性のあるばら材料、プラスチック物質および／またはペースト状物質の混合に適しており、流動性のあるばら材料とは、例えば、粉体、粒体、薄片体等であると理解されたいが、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】混練装置の線図的断面図である。
【図２】図１に線図的に示す混練装置の横断面図である。
【図３】混練ピンを通過する混練ベーンによって生ずる製品物質の特徴的な剪断および拡散フローゾーンを示す説明図である。
【図４】混練ピンと従来通りの混練ベーンとの間における回転運動を示す線図的説明図である。
【図５】混練ピンと本発明の第１実施例により形成した混練ベーンとの間の回転運動を示す線図的説明図である。
【図６】混練ピンと本発明の第２実施例により形成した混練ベーンとの間の回転運動を示す線図的説明図である。
【図７】混練ピンと本発明の第３実施例により形成した混練ベーンとの間の回転運動を示す線図的説明図である。
【図８】従来型の混練ピンおよび従来型の混練ベーンを有する混練装置の線図的縦断面図である。
【図９】従来型の混練ピンおよび本発明により構成した一つの実施例である混練ベーンを有する混練装置の線図的縦断面図である。
【図１０】従来型の混練ピンおよび本発明により構成した他の実施例である混練ベーンを有する混練装置の線図的縦断面図である。
【図１１】本発明により構成した一つの実施例である混練ピンおよび本発明により構成した一つの実施例である混練ベーンを有する混練装置の線図的縦断面図である。
【図１２】本発明により形成した混練ベーンを有するスクリューモジュールの斜視図である。
【図１３】従来型の半径方向シェル表面を有する混練ベーンを設けた混練装置の横断面である。
【図１４】本発明により形成した半径方向シェル表面の一つの実施例を有する混練ベーンを設けた混練装置の横断面である。
【図１５】本発明により形成した半径方向シェル表面の他の実施例を有する混練ベーンを設けた混練装置の横断面である。
【図１６】本発明により形成した半径方向シェル表面のさらに他の実施例を有する混練ベーンを設けた混練装置の横断面である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 混練装置
２ ケーシング
2a,2b ケーシング部分
３ 作動部材
４ 混練ベーン
５ 通過開口
６ 混練ピン
７ ドリル孔
８ ギャップ
９ 作動空間
１０ バッフルリング１０
１４ 回転矢印
１５ 回転矢印
１６ ギャップ１６
１７ 自由空間
１９ 半径方向ギャップ
２０ 突起
２１ シェル表面
２３ 混練ベーンの主表面
２４ 混練ベーンの主表面
２６ 内歯
２７ スクリューモジュール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
とくに、流動性のあるばら材料、プラスチック物質および／またはペースト状の物質を混合するための混練装置（１）であって、ケーシング（２）によって包囲した作動空間（９）と、前記ケーシング（２）内で回転および並進運動を行わせよう混練ベーン（４）を設けた作動部材（３）と、前記ケーシング（２）に取り付けて前記作動空間（９）内に突出する混練ピン（６）とを有する該混練装置において、前記混練ベーン（４）および前記混練ピン（６）のうち少なくとも一方の主表面を、少なくとも部分的に自由曲面（２３ａ〜２３ｆ）として形成したことを特徴とする混練装置。
【請求項２】
混練ベーン（４）および混練ピン（６）のうち少なくとも一方における主表面の三次元ジオメトリを、少なくとも部分的にナチュラル開始点のない形状にした請求項１記載の混練装置。
【請求項３】
混練ベーン（４ｂ，４ｃ）における少なくとも混練ピン（６ｂ，６ｃ）に対向する主表面（２３ａ〜２３ｆ）を、自由曲面として構成した請求項１または２記載の混練装置。
【請求項４】
混練ピン（６ｃ）における少なくとも混練ベーン（４ｃ）に対向する主表面（２５ｃ）を、自由曲面として構成した請求項１または２記載の混練装置。
【請求項５】
前記混練ベーン（４）および前記混練ピン（６）のうち少なくとも一方の主表面を、前記作動部材（３）により並進運動を生じ、処理している物質に対する剪断、混合、延伸、折り曲げ、練成のうち少なくとも一つの作用に影響するよう、とくに、最適化または最大化するよう形成した請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の混練装置。
【請求項６】
各混練ベーン（４ａ）の主表面（２３ａ）を、対応する混練ピン（６）に適応させ、混練ピン（６）と混練ベーン（４ａ）との間に、混練装置（１）における作動部材の公称直径の０．００５〜０．０３倍とした均一なギャップ（１６ａ）を生ずるよう形成した請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の混練装置。
【請求項７】
混練装置（１）に、軸線方向に順次異なる処理ゾーンを設け、前記混練ベーン（４）および前記混練ピン（６）のうち少なくとも一方の主表面を、異なる処理ゾーンで異なる形状に形成した請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の混練装置。
【請求項８】
混練ベーン（４ｂ，４ｃ）および混練ピンのうち少なくとも一方の主表面（２３ｂ，２４ｂ，２３ｃ，２４ｃ）を、少なくとも部分的に、処理する物質に規定された拡散フローゾーンを生ずる形状に形成した請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の混練装置。
【請求項９】
前記混練ベーン（４ｇ，４ｈ）の半径方向シェル表面を、少なくとも部分的に自由曲面として形成した請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の混練装置。
【請求項１０】
前記混練ベーン（ａ）の少なくとも一部分における主表面（２３ａ，２４ａ）を、正弦波形状表面として形成した請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の混練装置。
【請求項１１】
前記混練ピンの少なくとも一部分における主表面を、正弦波形状表面として形成した請求項１〜１０のうちいずれか一項に記載の混練装置。
【請求項１】
とくに、流動性のあるばら材料、プラスチック物質および／またはペースト状の物質を混合するための混練装置（１）であって、ケーシング（２）によって包囲した作動空間（９）と、前記ケーシング（２）内で回転および並進運動を行わせよう混練ベーン（４）を設けた作動部材（３）と、前記ケーシング（２）に取り付けて前記作動空間（９）内に突出する混練ピン（６）とを有する該混練装置において、前記混練ベーン（４）および前記混練ピン（６）のうち少なくとも一方の主表面を、少なくとも部分的に自由曲面（２３ａ〜２３ｆ）として形成したことを特徴とする混練装置。
【請求項２】
混練ベーン（４）および混練ピン（６）のうち少なくとも一方における主表面の三次元ジオメトリを、少なくとも部分的にナチュラル開始点のない形状にした請求項１記載の混練装置。
【請求項３】
混練ベーン（４ｂ，４ｃ）における少なくとも混練ピン（６ｂ，６ｃ）に対向する主表面（２３ａ〜２３ｆ）を、自由曲面として構成した請求項１または２記載の混練装置。
【請求項４】
混練ピン（６ｃ）における少なくとも混練ベーン（４ｃ）に対向する主表面（２５ｃ）を、自由曲面として構成した請求項１または２記載の混練装置。
【請求項５】
前記混練ベーン（４）および前記混練ピン（６）のうち少なくとも一方の主表面を、前記作動部材（３）により並進運動を生じ、処理している物質に対する剪断、混合、延伸、折り曲げ、練成のうち少なくとも一つの作用に影響するよう、とくに、最適化または最大化するよう形成した請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の混練装置。
【請求項６】
各混練ベーン（４ａ）の主表面（２３ａ）を、対応する混練ピン（６）に適応させ、混練ピン（６）と混練ベーン（４ａ）との間に、混練装置（１）における作動部材の公称直径の０．００５〜０．０３倍とした均一なギャップ（１６ａ）を生ずるよう形成した請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の混練装置。
【請求項７】
混練装置（１）に、軸線方向に順次異なる処理ゾーンを設け、前記混練ベーン（４）および前記混練ピン（６）のうち少なくとも一方の主表面を、異なる処理ゾーンで異なる形状に形成した請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の混練装置。
【請求項８】
混練ベーン（４ｂ，４ｃ）および混練ピンのうち少なくとも一方の主表面（２３ｂ，２４ｂ，２３ｃ，２４ｃ）を、少なくとも部分的に、処理する物質に規定された拡散フローゾーンを生ずる形状に形成した請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の混練装置。
【請求項９】
前記混練ベーン（４ｇ，４ｈ）の半径方向シェル表面を、少なくとも部分的に自由曲面として形成した請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の混練装置。
【請求項１０】
前記混練ベーン（ａ）の少なくとも一部分における主表面（２３ａ，２４ａ）を、正弦波形状表面として形成した請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の混練装置。
【請求項１１】
前記混練ピンの少なくとも一部分における主表面を、正弦波形状表面として形成した請求項１〜１０のうちいずれか一項に記載の混練装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−２１０３３３（Ｐ２００７−２１０３３３Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６８５９（Ｐ２００７−２６８５９）
【出願日】平成１９年２月６日（２００７．２．６）
【出願人】（５０７０４０２６４）ブス アーゲー (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月６日（２００７．２．６）
【出願人】（５０７０４０２６４）ブス アーゲー (2)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]