JP2001505144A

JP2001505144A - 化学物質の均質化、混合及び又は顆粒化のための装置

Info

Publication number: JP2001505144A
Application number: JP51510298A
Authority: JP
Inventors: ヴァン―レンゲリッヒ・ベルンハルト; シュタルダー・ベルンハルト; ツント・アルフレート; ムンツ・コンラート; インナーエーブナー・フェデリーチェ; フォイラー・フリッツ
Original assignee: ビューラー・アクチェンゲゼルシャフト
Priority date: 1996-09-23
Filing date: 1997-09-18
Publication date: 2001-04-17
Also published as: DE59703922D1; DE19638994A1; WO1998013181A1; EP0927095A1; DE19638994B4; EP0927095B1; US6595765B1; AU4109997A

Abstract

(57)【要約】本発明は、少なくとも１つの成分、特に添加剤から成る化学物質の数個のハウジングセグメント、少なくとも１つのウオーム、ノズル配列及び少なくとも１つの切断装置とから成る押出機によって均質化し、混合し及び又は顆粒化するための装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】化学物質の均質化、混合及び又は顆粒化のための装置本発明は、少なくとも１つの物質成分から成る化学物質を複数のハウジング部材、少なくとも１つのスクリュー、ノズル機構及び切断装置を有する少なくとも１つの押出機によって均質化、混合及び又は顆粒化するための装置に関する。化学物質、特に添加剤の所定の顆粒化の際に、高い生産率が必要である。これらの化学物質は大抵相異なる物理的特性（融点、含水率、溶融粘土、混合性、接着特性等）を有する物質成分から成るので、顆粒化の際に、特に高い装入量が必要とされる場合に、困難性が生じる。例えば押出機中に顆粒化を困難にし又は最早不可能にする不所望な沈澱物、ノズルの閉塞物が形成される。その上個々の成分は、相異なる引き込み作用を有する。ドイツ国特許出願第３８３２００６号明細書から、成形材料の顆粒化のための押出機及ひそのような押出機の使用が公知である。押出機は、成形板の全横断面に渡って処理されるべき成形材料の均一な分布を創造することを可能にする。合成物質ストランドの顆粒化のための孔板は、ドイツ国特許第３９３４５９２号明細書に記載されている。孔板は、沈澱、従ってこれと関連した製品汚染が回避されるように形成されている。ドイツ国特許出願第４２４３５４９号明細書には、濃縮された、表面接着性の顆粒の製造方法並びに方法の実施に好適な装置が開示されている。これはこの方法によれば非常に高い装入量でもかつ調剤種類の減縮なしに、顆粒化シャフトの内壁への顆粒の焼付及び付着が回避されるべきである。本発明は、上記の種類の装置を、一方では出来る限り高い装入量で押出材料の最適な均質化と混合を、そして他方では顆粒の所望の特性を有する均質な顆粒化を可能にするように創造することである。本発明によれば、この課題は、押出機が配量のための少なくとも１つの開口を有し、押出機ハウジング部分及び又は個々のノズル部分が熱的に遮断されかつ互いに別々に加熱可能及び又は冷却可能であることによって解決される。相異なる出発物質が相異なる温度特性を有するという事実に基づいて、全押出プロセスを通じて所定の温度曲線を調整することが必要である。その際熱的遮断及び個々の押出機ハウジング部材の加熱及び又は冷却の可能性によって達成される高い温度飛躍が必要とされ得る。度々押出プロセスの始めに高い温度でかつ押出機出口では低い温度で処理される。同様に所定のスクリュー形状が良好な結果に寄与し得る。押出物質の均質な分配を達成するために、ひも状材料の出る押出孔はノズル機構の入口の前で円形に形成されており、その際円形孔の直径はノズル機構に向かって増大する。その際ノズルの前には均一な圧力分布が存在する。更に本発明によれば、特に連続顆粒化の際に偏心したノズルを使用することが想定される。有利な方法で個々のノズルから分かれて出てくるひも状の押出成形物は、ノズル機構の直後に又は押出機の側方に配設されている切断装置によって切断され得る。他の有利な特徴及びその組合せは、従属請求項及び次の図面の記載から得られる。実施例は次に図面に基づいて明らかにされる。図面は、示す。図１は、押出プロセスの図式図である。図２は、押出過程の図式図である。図３は、ノズル機構である。図４は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図５は、ノズルインサートである。図６は、ノズル機構への押出機出口の移行部の断面図である。図７は、他のノズル機構である。図８は、切断装置のカッタ配列である。図９は、切断装置の断面図である。図１は、本発明による押出機プロセスの図式図の例を示す。出発材料は、貯蔵容器１及び２から供給装置３及び４に装入される。出発物質に従って、出発物質は少なくとも１つのミキサー５で予備混合され又は直接配量装置６及び７に供給される。良好なプロセス案内のための他の成分が必要な場合、これらの成分は、例えば他のノズル装置８を介してプロセスに導入されることができる。駆動装置１０及び伝動装置１１を備えた押出機９は、複数の押出機ハウジング部分１２から成る。配量装入のために、個々の凹部ハウジング部分１２に配量装入のための開口１３及び１４が設けられている。押出機出口には、ノズル機構１５が設けられている、ノズル機構の後方には切断装置１６がある。新たに顆粒化された最終製品は、続いて通風機１８による冷却及び乾燥のために搬送ベルト１７上に達する。更に乾燥のために押出機は、搬送装置１９、除塵フィルタ又はサイクロン２０を介して続いての出口２２を有する乾燥機２１に導入されることができる。図２には、可能な押出機区間が図示されている。押出機９は、ここでは、互いにディスク状絶縁体２４によって分離された１２の押出機ハウジング部分１２から成る。この熱的遮断によって、正確に特定された温度曲線を調整することが可能である。押出プロセスの始めに高い温度で開始しかつ押出機出口で低い温度で処理することは特に有利である。代表的な方法で、１５゜Ｃ〜２５０゜Ｃ、好ましくは１００゜Ｃ〜２００゜Ｃの開始温度及び３０゜Ｃ〜２２０゜Ｃ、好ましくは２０゜Ｃ〜１５０゜Ｃのハウジング部分での温度がある。しかし任意の、生成物に依存した温度曲線も考えられる。開口１３及び１４は、相異なる物質成分の場合によっては所望の累進的な配量装入に役立つ。更に少なくとも１つの押出機ハウジング部分に、過剰な湿度を除去するために、真空ポンプ用の接続部２３が設けられている。図３及び４は、可能なノズル機構１５を示し、その際図４は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面を示す。ノズル機構１５は、蓋板３６を有するノズル板２５を有し、蓋板はねじ２６によって最後のハウジング部分４３に、場合によっては中間部材４４及び４７を介してかつ心立て部材２７によって固定されている（図６）。ノズル板２５にはノズル板２５の中心８７に対して同心円２８、２８’及び２８’ ’上にノズル２９用の孔３５が配設されており、その際ノズル板２５の中央領域９５は閉鎖されており、その結果ノズル円２８、２８’及び２８’’は、ノズル板２５の外周領域９４にできる限り離れて位置する。外方のノズル円２８の直径は、ここでは押出機出口の自由横断面の直径９７よりも大きい（図６）。更にノズル２９は冷却され及び又は加熱される。そのためにノズル２９用の孔３５の両側に冷却及び加熱ダクト３０が形成されている。ダクト３０は、供給及び排出導管３１、３２、３３と共に２つの円形８８及び８９を形成する。この機構によってノズル板上の最適の温度分布が保証される。固有のノズル２９は、図５で断面で示される。ノズルの形状は、ノズル孔３８及び４１の表面のみが冷却又は加熱され、ノズル体全体には及ばないようになっている。ノズル２９は、外面３７で段状の狭窄部４０と共に円筒状に形成されている。狭窄部４０への移行部には傾斜部３９が取りつけられている。ノズル入口４２は、内面３８に漏斗状に形成されておりかつノズル出口４１は円筒状である。方法では、ノズル温度の調整が著しく重要である。ノズル温度は１２０゜Ｃ〜２１０゜Ｃ、好ましくは１８０゜Ｃ〜２００゜Ｃである。図６は、ノズル機構１５への押出機９の移行部を示す。ノズル機構１５と最後の押出機ハウジング部分４３との間に補償部材４４と中間部材４７とがある。両押出機スクリュー４５及び４６が、示されている。中間部材４７は、２つの漏斗状の領域５１及び５２を有し、その際領域５１は、その大きな横断面を押出機にかつ領域５２はその大きな横断面をノズル機構に向けている。領域５１の開口４９の最大直径は、押出機横断面４８の直径と等しい大きさである。領域５２の開口５０の最大直径は、外方のノズル円２８の直径と等しく、外方のノズル円は、押出機横断面４８の直径９７よりも大きい。ノズル機構１５の中央領域９５かつ領域５２には、堰止体５３が取りつけられている。堰止体５３は、中間部材４７と関連してリング状の開口５４を形成する。このリング状の、抵抗を形成する通孔５５は、ノズル機構１５の周囲の押出材料の均一な分布を考慮している。漏斗状領域の輪郭は、かどの死領域の回避のために、押出材料の流線に相応する。その上中間部材の寸法、特に領域５２の寸法は、全てのノズル２９上に等しい圧力が調整されるように選択されている。全ての構成部材４３、４４、４７、５３及び１５は、互いに熱的に遮断されている。図６には、ノズル機構１５と中間部材４７との間の及びノズル機構１５と堰止体５３との間のディスク状絶縁体５６が示されている。更に中間部材４７は、供給導管５７、排出導管５８及びダクト５９から成る循環路によって冷却され又は加熱されることができる。他のノズル機構８６を図７が示す。ノズル機構８６は、ディスク状絶縁体６０によって熱的に遮断され得る２つのノズル板６１及び６２から成る。両ノズル板に加熱又は冷却のための循環路９０、９１、９２及び９３用のダクト７１、７２、７３及び７４及び導管６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９及び７０が設けられている。ノズル孔７５中には、ノズルインサート７６がある。押出機に面したノズル板６１は、円筒状孔７７を有する。このノズル機構８６は、特に押出機出口でノズル機構の後方で殆ど流動状の製品を顆粒化するために役立つ。図８及び９は、切断装置１６を示す。切断装置は、カッタヘッド７９、カッタホルダ８０及びカッタ刃８１を有する。カッタホルダ８０は、例えばねじ８３によってカッタヘッドに保持され、カッタホルダは、カッタ刃８１をその先のねじ８４によって支持する。カッタは、ラジアル外方に放射状に向いている。或いはカッタは、図中仮想半径８２で表されたように、所定の角度を形成し、その際角度９９は、最適のカッタ数が得られるように選択されている。カッタヘッド７９には、加熱手段及び冷却手段が存在し得る。このことは、ブロー、冷却媒体又は加熱媒体による循環又は加熱パトローネ８５によって誘導的に行われる。更に押出機出口に生じた熱い製品物に水をスプレーするスプレー装置が設けられ得、その際製品の冷却のための気化熱が利用されるかスプレー装置は、図示してない。本発明に関連した利点は、特に、接着性、だんご状に形成される出発製品から成る押出材料を、均質化し、混合しかつ顆粒化することにあり、その際顆粒は、できる限り均質に形成されている。方法は、特に相異なる物理的特性を有する多成分材料では特に好適である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年９月１４日（１９９８．９．１４）【補正内容】請求の範囲１．少なくとも１つの物質成分から成る化学物質の、複数のハウジング部分、少なくとも１つのスクリュー、ノズル機構及び少なくとも１つの切断装置とを有し、配量のための少なくとも１つの開口（１３、１４）を有する押出機（９）によって均質化、混合及び又は顆粒化のための装置において、押出機（９）は、配量のための少なくとも１つの別の開口（１４又は１３）を有し、両開口は、少なくとも１つのハウジング部分、即ちそれぞれ次の開口のハウジング部分から絶縁されたハウジング部分（１２、４３、２５、３６、４４、４７）によって互いに分離されており、そして互いに絶縁されたハウジング部分（１２、４３、２５、３６、４４、４７）は、別々に加熱可能及び又は冷却可能であることを特徴とする前記装置。２．押出機スクリュー（４５、４６）が、押出機ハウジング部分（１２、４３）に相応して熱的に遮断されている、請求項１に記載の装置。３．押出機（９）の少なくとも１つのハウジング部分（１２、４３）が真空化可能である、請求項１又は２に記載の装置。４．ノズル機構（１５、８６）が、孔（３５、７５）中に配設されている複数のノズル（２９、７６）を有し、その際個々の孔（３５、７５）は押出機軸線（８６）に対して同心の少なくとも１つの円（２８、２８’、２８’’）上に設けられており、そして好ましくは外方のノズル円（２８）の直径（９６）は、最後のハウジング部分（４３）の自由横断面（４８）の直径よりも大きい、請求項１から３までのうちのいずれか一に記載の装置。５．ノズル（２９、７６）の内面（３８）が実質的に漏斗状かつ外面（３７）が実質的に円筒状である請求項１から４までのうちのいずれか一に記載の装置。６．ノズル機構（１５、８６）が、ノズル（２９、７６）の加熱手段及び又は冷却手段を有しそして押出機軸線（８６）のまわりて同心円（２８、２８’、２８ ’’）上に配設されているノズル（２９、７６）の両側に、加熱／冷却媒体を案内するダクト（３０、７１）が設けられておりかつ少なくとも１つの循環路（８８、８９、９０、９１、９２、９３）を形成するために相応して結合されている、請求項１から５までのうちのいずれか一に記載の装置。７．ノズル機構（１５、８６）が、最後の押出機ハウジング部分（４３）から熱的に遮断されており、この熱的絶縁が、最後のハウジング部分（４３）に対して設けられており及び又はノズル機構（１５、８６）が２つの熱的に互いに絶縁されたノズル板（６１、６２）を有しており、両ノズル板が別個に加熱可能及び又は冷却可能である請求項１から６までのうちのいずれか一に記載の装置。８．ノズル機構（１５、８６）が、周囲領域（９４）にのみ、押出機軸線（８７）に対して同心円（２８、２８’、２８’’）上に配設されているノズル（２９、７６）を有し、その際ノズル機構（１５、８６）の中央領域（９５）には押出機（９）に向けられた堰止体（５３）が設けられており、そして好ましくは堰止体（５３）が、ノズル機構（１５、８６）によって熱的に遮断されており、及び又は好ましくは押出機出口（４３）とノズル機構（１５、８６）との間に中間部材（４７）が配設されており、その自由横断面（４９）は、先ず減少し、それから再びノズル機構（１５、８６）の大きな自由横断面（５０）まで増大し、その結果殆ど２つの漏斗状の領域（５１、５２）が得られ、その際ノズル機構（１５、８６）に面した領域（５２）に堰止体（５３）が設けられており、そして堰止体（５３）が中間部材（４７）の最も狭い開口（５４）と共に押出材料用のリング状の貫通開口（５５）を形成する、請求項１から７までのうちのいずれか一に記載の装置。９．切断装置（１６）が、カッタヘッド（７９）と、カッタ刃（８１）を備えた少なくとも１つのカッタホルダ（８０）とを有し、その際カッタ刃（８１）を備えた個々のカッタホルダ（８０）がカッタヘッド（７９）の周囲に配設されており、かつカッタヘッド（７９）の半径（８２）の方向に又はカッタヘッド（７９）の半径（８２）に対して所定の角度（９９）で外方に放射状に向いている、請求項１から８までのうちのいずれか一に記載の装置。１０．切断装置（１６）のカッタホルダ（８０）及び又はカッタ刃（８１）が、加熱手段及び又は冷却手段を有する、請求項１から９までのうちのいずれか一に記載の装置。【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年１１月６日（１９９８．１１．６）【補正内容】請求の範囲１．１．少なくとも１つの物質成分から成る化学物質を、複数のハウジング部分、少なくとも１つのスクリュー、ノズル機構及び少なくとも１つの切断装置とを有し、配量のための少なくとも１つの開口（１３、１４）を有する押出機（９）によって均質化、混合及び又は顆粒化するための装置であって、その際両開口はそれぞれ少なくとも１つのハウジング部分によって互いに分離されており、そしてその際押出機ハウジング部分及び又はノズル部分（１２、４３、２５、３６、４４、４７）は熱的に遮断されておりかつ互いに別々に加熱可能及び又は冷却可能である前記装置において、ノズル機構（１５、８６）は、孔（３５、７５）中に配設されている複数のノズル（２９、７６）を有し、その際個々の孔（３５、７５）は、押出機軸線（８６）に対して同心の少なくとも１つの円（２８、２８’、２８’’）上に設けられており、そして好ましくは外方のノズル円（２８）の直径（９６）は、最後のハウジング部分（４３）の自由横断面（４８）の直径（９７）よりも大きいことを特徴とする前記装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ムンツ・コンラートスイス国、ＣＨ―8578 ノイキルヒ・アン・デア・トゥール、ポストストラーセ、５ (72)発明者インナーエーブナー・フェデリーチェスイス国、ＣＨ―8004 チューリッヒ、ジールフェルトストラーセ、164 (72)発明者フォイラー・フリッツスイス国、ＣＨ―9524 ツーツヴィル、シュペーアストラーセ、３

Claims

【特許請求の範囲】１．少なくとも１つの物質成分から成る化学物質を、複数のハウジング部分、少なくとも１つのスクリュー、ノズル機構及び少なくとも１つの切断装置を有する押出機によって均質化、混合及び又は顆粒化するのための装置において、押出機（９）は、配量のための少なくとも１つの開口（１３、１４）を有し、押出機ハウジング部分及び又はノズル部分（１２、４３、２５、３６、４４、４７）は熱的に遮断されかつ互いに別々に加熱可能及び又は冷却可能であることを特徴とする前記装置。２．押出機スクリュー（４５、４６）が、押出機ハウジング部分（１２、４３）に相応して熱的に遮断されている、請求項１に記載の装置。３．押出機（９）の少なくとも１つのハウジング部分（１２、４３）が真空化可能である、請求項１又は２に記載の装置。４．ノズル機構（１５、８６）が、孔（３５、７５）中に配設されている複数のノズル（２９、７６）を有し、その際個々の孔（３５、７５）は押出機軸線（８６）に対して同心の少なくとも１つの円（２８、２８’、２８’’）上に設けられている、請求項１から３までのうちのいずれか一に記載の装置。５．ノズル（２９、７６）の内面（３８）が、実質的に漏斗状でかつ外面（３７）が実質的に円筒状である、請求項１から４までのうちのいずれか一に記載の装置。６．ノズル機構（１５、８６）が、ノズル（２９、７６）の加熱手段及び又は冷却手段を有する、請求項１から５までのうちのいずれか一に記載の装置。７．押出機軸線（８６）のまわりで同心円（２８、２８’、２８’’）上に配設されたノズル（２９、７６）の両側に、加熱／冷却媒体を案内するダクト（３０、７１）が設けられておりかつ少なくとも１つの循環路（８８、８９、９０、９１、９２、９３）を形成するために相応して結合されている、請求項１から６までのうちのいずれか一に記載の装置。８．ノズル機構（１５、８６）が、最後の押出機ハウジング部分（４３）から熱的に遮断されている、請求項１から７までのうちのいずれか一に記載の装置。９．ノズル機構（１５、８６）が、周囲領域（９４）にのみ、押出機軸線（８７）に対して同心円（２８、２８’、２８’’）上に配設されたノズル（２９、７６）を有し、その際ノズル機構（１５、８６）の中央領域（９５）には押出機（９）に向けられた堰止体（５３）が設けられている、請求項１から８までのうちのいずれか一に記載の装置。１０．堰止体（５３）が、ノズル機構（１５、８６）によって熱的に遮断されている、請求項１から９までのうちのいずれか一に記載の装置。１１．外方のノズル円（２８）の直径（９６）が、最後の押出機ハウジング部分（４３）の自由横断面（４８）の直径（９７）よりも大きい、請求項１から１０までのうちのいずれか一に記載の装置。１２．押出機出口（４３）とノズル機構（１５、８６）との間に中間部材（４７）が配設されており、その自由横断面（４９）は、押出機出口（４３）の自由横断面（４８）から先ず減少しかつそれから再びノズル機構（１５、８６）の大きな自由横断面（５０）まで増大し、その結果殆ど２つの漏斗状の領域（５１、５２）が得られ、その際ノズル機構（１５、８６）に向いた領域（５２）に堰止体（５３）が設けられており、そして堰止体（５３）は、中間部材（４７）の最も狭い開口（５４）と共に押出材料用のリング状の貫通孔（５５）を形成している、請求項１から１１までのうちのいずれか一に記載の装置。１３．ノズル機構（１５、８６）が、２つの熱的に遮断されたノズル板（６１、６２）を有し、その際両ノズル板は加熱及び又は冷却可能である、請求項１から１２までのうちのいずれか一に記載の装置。１４．切断装置（１６）が、カッタヘッド（７９）と、カッタ刃（８１）を備えた少なくとも１つのカッタホルダ（８０）とを有し、その際個々のカッタホルダ（８０）は、カッタ刃（８１）と共にカッタヘッド（７９）の周囲に配設されており、かつカッタヘッド（７９）の半径（８２）の方向に又はカッタヘッド（７９）の半径（８２）に対して所定の角度（９９）の下に放射状に外方に向いている、請求項１から１３までのうちのいずれか一に記載の装置。１５．カッタホルダ（８０）及び又はカッタ刃（８１）が、加熱手段及び又は冷却手段を有する、請求項１から１４までのうちのいずれか一に記載の装置。