JP2005279961A - 解砕装置及びこれを用いた成形材料の解砕方法 - Google Patents

Abstract

【課題】凝塊物や塊状物などが発生した成形材料を解砕する解砕装置を提供する。
【解決手段】成形材料中で上下方向の回転軸２を中心に回転駆動することによりこの成形材料を解砕する解砕器１を具備する。前記解砕器１が、解砕器１の回転軸２を中心に周回駆動する周回羽根３と、解砕器１の下端部において解砕器１の回転軸２を中心に回転駆動する回転羽根４とを備える。前記回転羽根４が、駆動方向の前端ほど下方に向かうように傾斜すると共にその傾斜角度が前記解砕器１の回転軸２と直交する平面に対して４５°〜６０°となるように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は凝塊物や塊状物などが発生した成形材料を解砕する解砕装置及びこれを用いた成形材料の解砕方法に関するものである。

従来、成形材料として、固形状の熱硬化性樹脂組成物や熱可塑性樹脂組成物などを用い、これにより各種成形品の形成や電子材料の封止などが広く行われている。

このような成形材料を調製するにあたっては、粉末状や粒状の樹脂に、必要に応じて各種添加剤を配合するものであり、例えば固形状の熱硬化性樹脂組成物を調製する場合には、各成分を配合した後に溶解混合し、又はミキサー、ブレンダー等で均一に混合した後にニーダーやロール等で加熱混練したものを、冷却固化した後粉砕して粉末状の樹脂組成物を得るものであり、また更に必要に応じて粉末状の樹脂組成物をタブレット状に打錠するものである。

しかし、このような成形材料の調製にあたっては、例えば混合後、加熱混練前や、加熱混練・粉砕後、打錠前などにおいて成形材料を保管している間に、自重などにより成形材料中に凝塊物や塊状物が形成されてしまって、搬送性が悪化する場合があった。また、熱硬化性樹脂組成物からなる成形材料の場合には、徐々に熱硬化反応が進行することによっても凝塊物や塊状物が形成されることがあった。

特に近年、透明封止材料等のような多種多様の成形材料が開発されるようになったことに伴い、成形材料の調製から製品の成形に至るまでの工程における成形材料の凝塊物や塊状物の発生が問題となる場合が増えてきているものである。
特開昭５７−２０９６３３号公報 特開２００３−１４４８９３号公報

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、凝塊物や塊状物などが発生した成形材料を解砕する解砕装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る解砕装置は、成形材料中で上下方向の回転軸２を中心に回転駆動することによりこの成形材料を解砕する解砕器１を具備し、前記解砕器１が、解砕器１の回転軸２を中心に周回駆動する周回羽根３と、解砕器１の下端部において解砕器１の回転軸２を中心に回転駆動する回転羽根４とを備え、前記回転羽根４が、駆動方向の前端ほど下方に向かうように傾斜すると共にその傾斜角度が前記解砕器１の回転軸２と直交する平面に対して４５°〜６０°となるように形成されていることを特徴とする。これにより、成形材料の解砕時には回転する回転羽根４により成形材料がかき上げられて上方に流動し、更にこれが外側に流動して周回羽根３付近で下降するような成形材料の流動が発生し、このとき、成形材料は順次周回羽根３まで流動しながら周回羽根３により剪断力が加えられて解砕され、凝塊物や塊状物などが発生した成形材料に均一に剪断力を加えてこの成形材料全体を解砕することができるものである。

上記回転羽根４は、その下端面４２を、駆動方向の前端側ほど下方に向かうように傾斜する傾斜面として形成すると共に、この傾斜面の傾斜角度が、上記解砕器１の回転軸２と直交する平面に対して５°〜１０°となるようにすることが好ましい。このようにすると、成形材料の解砕時には、回転する回転羽根４の駆動方向の後方において成形材料が傾斜面に沿って上方に逃げることができるようにして、成形材料が下方に押し付けられることを防止することができ、これにより成形材料が容器１１の底面に押し付けられることを防止することができる。このため容器１１と成形材料との摩擦による発熱にて成形材料が変質することを防止することができ、また併せて容器１１から成形材料が飛散することも防止することができる。

また、上記周回羽根３は、その下端面３４を、駆動方向側ほど下方に向かうように傾斜する傾斜面として形成すると共に、その傾斜面の傾斜角度が、上記解砕器１の回転軸２と直交する平面に対して５°〜４５°となるようにすることも好ましい。このようにすると、成形材料の解砕時には、周回する周回羽根３の駆動方向の後方において成形材料が傾斜面に沿って上方に逃げることができるようにして、成形材料が下方に押し付けられることを防止することができ、これにより成形材料が容器１１の底面に押し付けられることを防止することができる。このため容器１１と成形材料との摩擦による発熱にて成形材料が変質することを防止することができ、また併せて容器１１から成形材料が飛散することも防止することができる。

また、周回羽根３は、その上端側ほど駆動方向とは反対方向に向かうように傾斜させて形成すると共に、その傾斜角度を、回転軸２と平行な線に対して５〜３０°とすることも好ましい。このようにすると、回転羽根４によりかき上げられて周回羽根３へと送られ、下方に流動しようとしている成形材料を、更に傾斜面により上方にかき上げることができて、成形材料の流動を複雑化し、これにより更に解砕の効果を高めることができるものである。

また、本発明に係る成形材料の解砕方法は、成形材料が貯留されている容器１１内に、上記のような解砕装置の解砕器１を配置して、この解砕器１を回転軸２を中心に回転駆動することを特徴とするものである。

本発明によれば、成形材料を保管している間に自重などにより凝塊物や塊状物が形成されたり、或いは特に熱硬化性樹脂組成物からなる成形材料の場合に徐々に熱硬化反応が進行することによって凝塊物や塊状物が形成されたりした場合などに、この成形材料に全体に亘って均一且つ効率的に剪断力を加え、成形材料を短時間で充分に解砕することができるものであり、これにより凝塊物や塊状物の発生による成形材料の搬送性や成形性の悪化を解消することができるものである。

また、解砕器を回転している際に、成形材料が解砕器の外方に押し付けられることを防止することができて、成形材料と容器内面との摩擦による発熱を防止し、成形材料の変質を防ぐことができるものであり、特に成形材料が熱硬化性樹脂組成物である場合にはその硬化反応の進行を防止することができるものである。また、同時に成形材料が容器の内側面に押し付けられて容器から飛散することも防止することができるものである。

以下、本発明を、その実施をするための最良の形態に基づいて説明する。

図１から３は、本発明に係る解砕装置の一例を示す。

図示のものでは、基台７の上面に支持体８が立設され、この支持体８の上端に解砕器１を駆動する駆動部９が設けられ、この駆動部９に解砕器１が設けられている。

上記基台７にはその下面に車輪を設けても良く、その場合は解砕装置を容易に移動可能とすることができる。

上記支持体８は上下方向に伸縮駆動自在に形成されており、この支持体８が伸縮することで解砕器１の配置位置が上下方向に移動される。

上記駆動部９は、水平方向の一端に駆動源１０が、他端に解砕器１がそれぞれ設けられ、この駆動源１０と解砕器１との間に部位において支持体８の上端に連結されている。

駆動源１０としてはモータ等が設けられ、この駆動源１０からの駆動力を解砕器１に伝達する適宜の伝達機構が駆動部９内に設けられている。

解砕器１は上記駆動源１０の他端部から下方に垂下するように設けられており、上記駆動源１０から伝達される駆動力により上下方向の回転軸２を中心に回転駆動自在に形成されている。また、この解砕器１の上方には、後述する容器１１の上部開口に合致する蓋体１２も設けられている。

上記の解砕器１は、軸部５、周回羽根３、回転羽根４で構成されている。

軸部５はその上端が駆動部９の他端部に連結されており、この軸部５に上記駆動源１０からの回転駆動力が伝達されるようになっている。このとき軸部５の中心軸に、解砕器１の回転軸２が設定される。

この軸部５の外周面からは放射状に複数の支持腕６が延出されており、この各支持腕６の先端に周回羽根３が設けられている。図示の例では二つの支持腕６が設けられ、この各支持腕６に周回羽根３が設けられている。

また、回転羽根４は、解砕器１の下部において、周回羽根３よりも内側に設けられる。図示の例では、軸部５の下端部から放射状に延出した複数の羽根体４１からなる回転羽根４が設けられている。図示の回転羽根４は二つの羽根体４１から構成されているが、この各羽根体４１の端部は上記周回羽根３の下端部にそれぞれ接続されており、この羽根体４１によっても周回羽根３が支持されている。

周回羽根３は、容器１１の内面の形状に沿った形状に形成することが好ましい。図示の例では、周回羽根３の上部は、上下方向に長い上羽根部３１であり、この上羽根部３１の下端からは内側下方に向けて傾斜するように延出する下羽根部３２が設けられている。この回転羽根４は、上部が円筒状、下部が逆円錐状に形成された上方に開口する容器１１の内周面に沿った形状に形成されている。ここで、上記支持腕６は上羽根部３１に接続されており、羽根体４１は下羽根部３２の下端部に接続されている。

一方、コンテナ台車は、上記の通り上部が円筒状、下部が逆円錐状に形成された、上方に開口する容器１１を有し、この容器１１の下部には移動車輪部１２が設けられている。移動車輪部１２は、容器１１の下部から下方に延出された複数の支持脚１３と、支持脚１３の下端に設けられた車輪１４とで構成される。また容器１１の下端部には、開閉弁１５が設けられており、この開閉弁１５を閉じた状態で容器１１内に成形材料を貯留することができ、またこの開閉弁１５を開くことで容器１１内の成形材料を容器１１外に流出することができるようにしている。

ここで、このような解砕装置にて解砕される成形材料としては、熱硬化性や熱可塑性の樹脂組成物が挙げられるものであり、例えば熱硬化性樹脂組成物の場合には、粉体又は粒体の熱硬化性樹脂に、充填材、硬化剤、離型剤、着色剤、カップリング剤等を添加したものが挙げられる。

解砕装置にて成形材料を解砕させるにあたっては、まず容器１１内に成形材料が貯留されたコンテナ台車を、解砕装置まで移動させて、容器１１の上部開口が解砕器１の下方に配置されるようにする。

この状態で、駆動源１０を駆動させることで軸部５を回転駆動し、これにより解砕器１を回転駆動させる。このとき、軸部５の回転と連動して、軸部５に連結して設けられた周回羽根３が周回駆動すると共に、軸部５に連結して設けられた回転羽根４が回転駆動する。図中の実線矢印は、解砕器１の回転方向を示す。また、同時に支持体８を収縮させて解砕器１を下方へ移動させる。このとき解砕器１は、例えば周回羽根３が０．５〜１ｍ／ｓｅｃの速度で周回駆動すると共に０．２〜０．６ｍ／ｍｉｎの速度で下降するように制御される。

このようにすることで、解砕器１は回転しながら下降して、上部開口から容器１１内へ収容される。また同時に蓋体１２が容器１１の上部開口を閉塞する。

解砕器１が容器１１内に配置されたら、支持体８の収縮を停止することで解砕器１の下降を停止すると共に、好ましくは解砕器１の回転速度を上昇する。このとき好ましくは周回羽根３が１〜６ｍ／ｓｅｃの速度で周回駆動するように解砕器１を回転させる。

この状態で、所定時間、好ましくは３０秒間から３分間解砕器１を回転駆動し続けることで、容器１１内の成形材料の解砕を行うことができるものである。

上記のような解砕装置において、本発明では、解砕器１の回転羽根４は、駆動方向の前端ほど下方に向かうように傾斜すると共にその傾斜角度αが前記解砕器１の回転軸２と直交する平面に対して４５°〜６０°の角度となるように形成される。図示の例では、回転羽根４を構成する各羽根体４１は、水平方向に長い長尺板状に形成されており、この各羽根体４１が、解砕器１の回転駆動時における羽根体４１の駆動方向の前端ほど下方に向かうように傾斜させて形成されており、その傾斜角度αが４５°〜６０°の角度となっている。この場合の回転羽根４の傾斜角度αは、回転羽根４の駆動方向側に臨む面４３の傾斜角度αを意味するものであり、この面４３が平面でなく円弧状や曲面状等であれば、傾斜角度αは、回転羽根４の駆動方向側に臨む面４３の上端と下端とを結ぶ仮想的な平面の、解砕器１の回転軸２と直交する平面に対する角度とすることができる。

このような傾斜を有する回転羽根４を備えることで、成形材料の解砕時には回転する回転羽根４により成形材料がかき上げられて上方に流動し、更にこれが外側に流動して周回羽根３付近で下降するような、成形材料の流動が発生する（図中の破線矢印参照）。このとき、成形材料は順次周回羽根３まで流動しながら周回羽根３により剪断力が加えられて解砕されるものであり、成形材料に均一に剪断力を加え、容器１１内の成形材料全体を解砕することができるものである。

ここで、上記の回転羽根４の傾斜角度αが４５°〜６０°の範囲を逸脱すると、成形材料を十分にかき上げることができなくなって成形材料の解砕を均一に行うことができなくなり、更にはこの傾斜角度αが４５°に満たないと容器１１と成形材料との摩擦による発熱にて成形材料が変質する可能性があり、この角度が６０°を超えると成形材料の流動性が悪くなるおそれがある。

また、回転羽根４の下端面４２は、その駆動方向側ほど下方に向かうように傾斜する傾斜面として形成することが好ましく、このときこの傾斜面の、前記解砕器１の回転軸２と直交する平面に対する傾斜角度βが５°〜１０°となるようにすることが好ましい。ここで、回転羽根４の下端面４２が平面でなく円弧状や曲面状等であれば、傾斜角度βは、下端面４２の駆動方向側の端部とその反対側の端部とを結ぶ仮想的な平面の、解砕器１の回転軸２と直交する平面に対する角度とすることができる。

このような傾斜面を有する回転羽根４を備えることで、成形材料の解砕時には、回転する回転羽根４の駆動方向の後方において成形材料が傾斜面に沿って上方に逃げることができるようにして、成形材料が下方に押し付けられることを防止することができ、これにより成形材料が容器１１の底面に押し付けられることを防止することができる。このため容器１１と成形材料との摩擦による発熱にて成形材料が変質することを防止することができ、また併せて容器１１から成形材料が飛散することも防止することができるものである。このとき、上記の傾斜角度βが５°に満たないと容器１１と成形材料との摩擦による発熱にて成形材料が変質する可能性があり、また１０°を超えると羽根の厚みが薄くなり強度が不十分になるおそれがある。

また、周回羽根３の下端面３４も、その駆動方向側ほど下方に向かうように傾斜する傾斜面として形成することが好ましく、このときこの傾斜面の、前記解砕器１の回転軸２と直交する平面に対する傾斜角度γが５〜４５°となるようにすることが好ましい。図示の例では、下羽根部３２の下端面３４によって、周回羽根３の下端の傾斜面が構成されており、この傾斜面が、駆動方向側ほど下方に向かうように傾斜すると共にその傾斜角度γが前記解砕器１の回転軸２と直交する平面に対して５°〜４５°となっている。ここで、周回羽根３の下端面３４が平面でなく円弧状や曲面状等である場合には、傾斜角度γは、下端面３４の駆動方向側の端部とその反対側の端部とを結ぶ仮想的な平面の、解砕器１の回転軸２と直交する平面に対する角度とすることができる。

このような傾斜面を有する周回羽根３を備えることで、回転羽根４に傾斜面を形成した場合と同様に、成形材料の解砕時には、周回する周回羽根３の駆動方向の後方において成形材料が傾斜面に沿って上方に逃げることができるようにして、成形材料が下方に押し付けられることを防止することができ、これにより成形材料が容器１１の底面に押し付けられることを防止することができる。このため容器１１と成形材料との摩擦による発熱にて成形材料が変質することを防止することができ、また併せて容器１１から成形材料が飛散することも防止することができるものである。このとき、上記の傾斜角度γが５°に満たないと容器１１と成形材料との摩擦による発熱にて成形材料が変質する可能性があり、また４５°を超えると羽根の厚みが薄くなり強度が不十分になるおそれがある。

また、周回羽根３は、上端側ほど駆動方向とは反対側に向かうように傾斜させて形成することが好ましく、このときその回転軸２と平行な線に対する傾斜角度εが５°〜４５°となるように形成することが好ましい。この周回羽根３の傾斜は、周回羽根３の全体に形成しなくても良く、例えば周回羽根３の上部のみにこのような傾斜を形成しても良い。図示のものでは周回羽根３の上羽根部３１にのみ、このような傾斜を設けているものである。このときの周回羽根３の傾斜角度εは、周回羽根３の駆動方向に臨む面３３の傾斜角度εを意味するものであり、この面３３が平面でなく円弧状や曲面状等である場合には、周回羽根３の駆動方向に臨む面３３（図１に示すように周回羽根３に傾斜している部分と傾斜していない部分とがあれば、傾斜している部分の駆動方向に臨む面３３）の上端と下端とを結ぶ仮想的な平面の、回転軸２と平行な線に対する角度とすることができる。

このような傾斜を周回羽根３に形成すると、回転羽根４によりかき上げられて周回羽根３へと送られ、下方に流動しようとしている成形材料を、更に傾斜面により上方にかき上げることができて、成形材料の流動を複雑化し、これにより更に解砕の効果を高めることができるものである。このとき、上記の傾斜角度εが５°に満たないと成形材料を十分にかき上げることができななったり、或いは容器１１と成形材料との摩擦による発熱にて成形材料が変質する可能性があり、また４５°を超えると解砕羽根としての効果が無くなるおそれがある。

また、周回羽根３は、その中心軸２とは反対側の外面３５を、上端側ほど回転軸２側に近づくように傾斜させて形成することが好ましい。この周回羽根３の傾斜は、周回羽根３の全体に形成しなくても良く、例えば周回羽根３の上部のみにこのような傾斜を形成しても良い。図示のものでは、周回羽根３の上羽根部３１にのみ、このような傾斜を設けているものである。このようにすると、周回羽根３の上部において成形材料が周回羽根３の傾斜に沿って内側に流動することができるようにして、成形材料が外側方に押し付けられることを防止することができ、これにより成形材料が容器１１の内側面に押し付けられることを防止することができる。このため容器１１と成形材料との摩擦による発熱にて成形材料が変質することを防止することができ、また併せて容器１１から成形材料が飛散することも防止することができるものである。特に、上記のように周回羽根３によって成形材料をかき上げる場合には、回転羽根４の作用によって内側から周回羽根３側へ流動する成形材料の流動と、周回羽根３により上方にかき上げられる成形材料の流動によって、周回羽根３の上部における成形材料には複雑な応力がかかるが、このような傾斜を設けることで周回羽根３と容器１１の内側面との間で成形材料が加圧されることを防止することができ、摩擦による発熱や成形材料の飛散を防止することができる。

更に、周回羽根３は、その中心軸２とは反対側の外面３５を、周回羽根３の駆動方向とは反対側ほど中心軸２側へ向かうように傾斜させて形成して、この外面３５上の駆動方向とは反対側の部位ほど、周回羽根３の周回時における軌跡が小径となるように形成することが好ましい。このような傾斜を有する周回羽根３を備えることで、周回羽根３の駆動方向の後方において、成形材料が周回羽根３の傾斜に沿って内側に流動することができるようにして、成形材料が外側方に押し付けられることを防止することができ、これにより成形材料が容器１１の内側面に押し付けられることを防止することができる。このため容器１１と成形材料との摩擦による発熱にて成形材料が変質することを防止することができ、また併せて容器１１から成形材料が飛散することも防止することができるものである。特に、上記のように周回羽根３によって成形材料をかき上げる場合には、回転羽根４の作用によって内側から周回羽根３側へ流動する成形材料の流動と、周回羽根３により上方にかき上げられる成形材料の流動によって、周回羽根３の上部における成形材料には複雑な応力がかかるが、このような傾斜を設けることで周回羽根３と容器１１の内側面との間で成形材料が加圧されることを防止することができ、摩擦による発熱や成形材料の飛散を防止することができる。

以上のような構成を有する解砕装置にて成形材料の解砕を行うと、成形材料を保管している間に自重などにより凝塊物や塊状物が形成された場合や、特に熱硬化性樹脂組成物からなる成形材料が徐々に熱硬化反応が進行して凝塊物や塊状物が形成されたりした場合などにも、この成形材料に全体に亘って均一且つ効率的に剪断力を加え、成形材料を短時間で充分に解砕することができる。従って、成形材料を混練したり、打錠したり、或いはこの成形材料にて製品を成形したりする場合などに、成形品の搬送時の搬送性を向上することができ、またこの成形品にて製品を成形する場合の成形を向上することができるものである。

また、解砕器１を回転している際に、成形材料が解砕器１の外方に押し付けられることを防止することができて、成形材料と容器１１の内面との摩擦による発熱を防止し、成形材料の変質を防ぐことができるものであり、特に成形材料が熱硬化性樹脂組成物である場合にはその硬化反応の進行を防止することができるものである。また、同時に容器１１の内側面に押し付けられた成形材料が容器１１から溢れて飛散することも防止することができるものである。ここで、上記の実施形態においては蓋体１２にて容器１１を閉塞しているので、解砕中の成形材料の飛散は防止されているが、解砕器１を回転させながら下降させて容器１１内に配置する過程では容器１１が未だ蓋体１２にて閉塞されておらず、このような状態においても成形材料の飛散を防止することができるものである。

本発明に係る解砕装置における解砕器１の構成の一例を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は一部の断面図である。 本発明に係る解砕装置の全体構成の一例を示す正面図である。 同上の解砕装置とコンテナ台車の構成を示す正面図である。

符号の説明

１ 解砕器
２ 回転軸
３ 周回羽根
３４ 下端面
４ 回転羽根
４２ 下端面
１１ 容器

Claims (5)

1. 成形材料中で上下方向の回転軸を中心に回転駆動することによりこの成形材料を解砕する解砕器を具備し、前記解砕器が、解砕器の回転軸を中心に周回駆動する周回羽根と、解砕器の下端部において解砕器の回転軸を中心に回転駆動する回転羽根とを備え、前記回転羽根が、駆動方向の前端ほど下方に向かうように傾斜すると共にその傾斜角度が前記解砕器の回転軸と直交する平面に対して４５°〜６０°となるように形成されていることを特徴とする解砕装置。
2. 上記回転羽根の下端面を、駆動方向側ほど下方に向かうように傾斜する傾斜面として形成すると共に、この傾斜面の傾斜角度が、上記解砕器の回転軸と直交する平面に対して５°〜１０°となるようにすることを特徴とする請求項１に記載の解砕装置。
3. 上記周回羽根の下端面を、駆動方向側ほど下方に向かうように傾斜する傾斜面として形成すると共に、この傾斜面の傾斜角度が、上記解砕器の回転軸と直交する平面に対して５〜４５°となるようにすることを特徴とする請求項１又は２に記載の解砕装置。
4. 上記周回羽根を、上端側ほど駆動方向とは反対方向に向かうように傾斜させて形成すると共に、その傾斜角度を、上記解砕器の回転軸と平行な線に対して５〜４５°とすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の解砕装置。
5. 成形材料が貯留されている容器内に、請求項１から４のいずれかに記載の解砕装置の解砕器を配置して、この解砕器を回転軸を中心に回転駆動することを特徴とする成形材料の解砕方法。

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