JP2019051632A

JP2019051632A - Kneader

Info

Publication number: JP2019051632A
Application number: JP2017176394A
Authority: JP
Inventors: 孝祐東; Kosuke Azuma; 和久福谷; Kazuhisa Fukutani
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2019-04-04
Anticipated expiration: 2037-09-14
Also published as: JP6912332B2

Abstract

To provide a kneader capable of improving a permeability of a supercritical fluid or subcritical fluid to a material.SOLUTION: There is provided a kneader 5 for kneading a material and transporting the same to a downstream, in presence of a supercritical fluid or subcritical fluid. The kneader 5 comprises: a chamber 11 in which the kneaded object is circulated; and plural kneading wings 12 provided in the chamber 11. At least one kneading wing 12 is a reverse feeding wing 12b for kneading the material and extruding the same to an upstream side, residual kneading wings 12 are normal feeding wings 12a for kneading the material and extruding the same to the downstream side. An extrusion amount of the reverse feeding wing 12b is made to be smaller than that of the normal feeding wings 12a.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、超臨界流体または亜臨界流体の存在下において、材料の混練を行う混練装置に関する。 The present invention relates to a kneading apparatus for kneading materials in the presence of a supercritical fluid or a subcritical fluid.

特許文献１には、超臨界流体または亜臨界流体（超臨界流体等という。）の存在下において、未架橋ゴムとフィラーとを混練するゴム製品の製造方法が開示されている。フィラー含有未架橋ゴムを調製し、このフィラー含有未架橋ゴムで他材接触部を形成することにより、他材接触部の耐摩性が優れるゴム製品を得ることができる。 Patent Document 1 discloses a method for producing a rubber product in which an uncrosslinked rubber and a filler are kneaded in the presence of a supercritical fluid or a subcritical fluid (referred to as supercritical fluid or the like). By preparing filler-containing uncrosslinked rubber and forming the other material contact portion with the filler-containing uncrosslinked rubber, a rubber product having excellent wear resistance of the other material contact portion can be obtained.

特許第５２５９２０３号明細書Japanese Patent No. 5259203

特許文献１では、二軸押出混練装置を用いて混練を行っている。しかしながら、二軸押出混練装置を用いる従来の溶融混練では、せん断をかける観点から、チャンバの壁面と混練翼との間に介在する材料の密度を上げることの方が重要であって、超臨界流体等の材料への浸透は不十分であった。一方、超臨界流体等の存在下における混練では、できるだけ多くの超臨界流体等に材料が接して、より多くの超臨界流体等が材料に浸透することが望ましい。 In Patent Document 1, kneading is performed using a biaxial extrusion kneader. However, in conventional melt-kneading using a twin-screw extrusion kneader, it is more important to increase the density of the material interposed between the wall surface of the chamber and the kneading blade from the viewpoint of shearing. The penetration of such materials was insufficient. On the other hand, in kneading in the presence of a supercritical fluid or the like, it is desirable that the material is in contact with as many supercritical fluids as possible and more supercritical fluid or the like penetrates into the material.

そこで、本発明は、超臨界流体または亜臨界流体の材料への浸透率を向上させることが可能な混練装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the kneading apparatus which can improve the permeability to the material of a supercritical fluid or a subcritical fluid.

本発明は、超臨界流体または亜臨界流体の存在下において、材料を混練しながら下流に搬送する混練機を有し、前記混練機は、混練物が内部を流通するチャンバと、前記チャンバの内部に設けられた複数の混練翼と、を有し、少なくとも１つの前記混練翼は、前記材料を混練しながら上流に向かって押し出す逆送翼であり、残りの前記混練翼は、前記材料を混練しながら下流に向かって押し出す順送翼であり、前記逆送翼の押出量は、前記順送翼の押出量よりも少なくされていることを特徴とする。 The present invention has a kneader that conveys materials downstream while kneading a material in the presence of a supercritical fluid or a subcritical fluid. The kneader includes a chamber in which the kneaded material flows and an interior of the chamber. A plurality of kneading blades, wherein at least one of the kneading blades is a reverse feeding blade that pushes the material upstream while kneading the material, and the remaining kneading blades knead the material. However, it is a progressive blade that is pushed out toward the downstream, and the extrusion amount of the reverse blade is smaller than the extrusion amount of the progressive blade.

本発明によると、チャンバの内部に設けられた複数の混練翼のうち、少なくとも１つの混練翼は、材料を混練しながら上流に向かって押し出す逆送翼であり、残りの混練翼は、材料を混練しながら下流に向かって押し出す順送翼である。逆送翼によって、混練物を上流に逆送することで、混練機での混練物の滞留時間が増加し、チャンバ間での混練物の移動が促進される。その結果、より多くの超臨界流体または亜臨界流体が、混練物に浸透する。これにより、超臨界流体または亜臨界流体の材料への浸透率を向上させることができる。さらに、超臨界流体または亜臨界流体が未浸透の材料が減少するので、混練物の品質を向上させることができる。また、逆送翼の押出量は、順送翼の押出量よりも少ないので、混練物を滞りなく下流に搬送することができる。以上により、混練効率が向上するので、生産性を向上させることができる。 According to the present invention, among the plurality of kneading blades provided in the chamber, at least one kneading blade is a reverse feeding blade that pushes the material upstream while kneading the material, and the remaining kneading blades This is a progressive blade that is pushed out downstream while kneading. By reversely feeding the kneaded material upstream by the reverse blade, the residence time of the kneaded material in the kneader increases, and the movement of the kneaded material between the chambers is promoted. As a result, more supercritical fluid or subcritical fluid penetrates into the kneaded product. Thereby, the penetration rate to the material of the supercritical fluid or the subcritical fluid can be improved. Furthermore, the quality of the kneaded product can be improved because the material that has not penetrated the supercritical fluid or subcritical fluid is reduced. Moreover, since the extrusion amount of the reverse feed blade is smaller than the extrusion amount of the progressive blade, the kneaded product can be conveyed downstream without any delay. Since the kneading efficiency is improved as described above, the productivity can be improved.

混練装置の概略図である。It is the schematic of a kneading apparatus. 第１実施形態における混練機の上面断面図である。It is an upper surface sectional view of a kneading machine in a 1st embodiment. 図２のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 第１変形例における混練機の上面断面図である。It is upper surface sectional drawing of the kneading machine in a 1st modification. 第２変形例における図４のＢ−Ｂ断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 4 in a 2nd modification. 第３変形例における図４のＢ−Ｂ断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 4 in a 3rd modification. 第２実施形態におけるチャンバの長手方向に直交する方向の断面図である。It is sectional drawing of the direction orthogonal to the longitudinal direction of the chamber in 2nd Embodiment. チャンバの長手方向に直交する方向の断面図である。It is sectional drawing of the direction orthogonal to the longitudinal direction of a chamber. 第４変形例におけるチャンバの長手方向に直交する方向の断面図である。It is sectional drawing of the direction orthogonal to the longitudinal direction of the chamber in a 4th modification. 第３実施形態におけるチャンバの長手方向に直交する方向の断面図である。It is sectional drawing of the direction orthogonal to the longitudinal direction of the chamber in 3rd Embodiment. 第５変形例におけるチャンバの長手方向に直交する方向の断面図である。It is sectional drawing of the direction orthogonal to the longitudinal direction of the chamber in a 5th modification.

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

［第１実施形態］
（混練装置の構成）
本発明の第１実施形態による混練装置は、超臨界流体または亜臨界流体の存在下において、材料の混練を行うものである。本実施形態において、材料はゴムであるが、樹脂や食品等であってもよい。混練装置は、連続式またはバッチ式にて混練を行う。 [First Embodiment]
(Configuration of kneading equipment)
The kneading apparatus according to the first embodiment of the present invention kneads materials in the presence of a supercritical fluid or a subcritical fluid. In this embodiment, the material is rubber, but it may be resin, food, or the like. The kneading apparatus performs kneading in a continuous type or a batch type.

ここで、超臨界流体とは、超臨界状態の流体をいう。超臨界状態とは、温度が流体の臨界温度以上で且つ圧力が流体の臨界圧力以上である状態をいう。亜臨界流体とは、亜臨界状態の流体をいう。亜臨界状態とは、温度及び圧力の一方のみが臨界状態に達し且つ他方が臨界状態に達していない状態、或いは、温度及び圧力の両方が臨界状態に達していないが、温度及び圧力の少なくとも一方が常温常圧より十分高く臨界状態に近い状態をいう。 Here, the supercritical fluid refers to a fluid in a supercritical state. The supercritical state refers to a state where the temperature is higher than the critical temperature of the fluid and the pressure is higher than the critical pressure of the fluid. A subcritical fluid refers to a fluid in a subcritical state. A subcritical state is a state where only one of temperature and pressure reaches a critical state and the other does not reach a critical state, or both temperature and pressure do not reach a critical state, but at least one of temperature and pressure Is a state that is sufficiently higher than room temperature and normal pressure and close to the critical state.

超臨界流体または亜臨界流体を生じる物質としては、例えば、二酸化炭素、窒素、水素、キセノン、エタン、アンモニア、メタノール、水等が挙げられる。これらのうち、ゴムの混練には二酸化炭素及び窒素が好適である。 Examples of the substance that generates a supercritical fluid or subcritical fluid include carbon dioxide, nitrogen, hydrogen, xenon, ethane, ammonia, methanol, and water. Of these, carbon dioxide and nitrogen are suitable for rubber kneading.

混練装置１の概略図である図１に示すように、混練装置１は、第１熱交換器２と、ポンプ３と、第２熱交換器４と、混練機５と、ＣＯ₂分離器６と、を有している。本実施形態では、二酸化炭素の超臨界流体（超臨界ＣＯ₂）の存在下で混練を行うが、他の超臨界流体の存在下や、亜臨界流体の存在下で混練を行うものであってもよい。 As shown in FIG. 1, which is a schematic diagram of the kneading apparatus 1, the kneading apparatus 1 includes a first heat exchanger 2, a pump 3, a second heat exchanger 4, a kneader 5, and a CO ₂ separator 6. And have. In this embodiment, kneading is performed in the presence of a supercritical fluid of carbon dioxide (supercritical CO ₂ ), but kneading is performed in the presence of another supercritical fluid or in the presence of a subcritical fluid. Also good.

第１熱交換器２は、ＣＯ₂ガスを冷却して、ＣＯ₂の液体（液体ＣＯ₂）にする。ポンプ３は、液体ＣＯ₂を加圧することで、液体ＣＯ₂の圧力を臨界圧力以上にする。第２熱交換器４は、液体ＣＯ₂を臨界温度以上に加熱して、超臨界ＣＯ₂にする。 The first heat exchanger 2 cools the CO ₂ gas into a CO ₂ liquid (liquid CO ₂ ). Pump 3, by pressurizing the liquid CO _2, the pressure of the liquid CO ₂ above the critical pressure. The second heat exchanger 4 heats the liquid CO ₂ to a critical temperature or higher to make it supercritical CO ₂ .

混練機５には、超臨界ＣＯ₂に溶解された材料および添加物が投入される。材料がゴムや樹脂などの高分子材料の場合、添加物は添加剤や混練済ゴム、および、セルロースナノファイバーを含む植物由来材料等である。材料が食品の場合、添加物は食品添加物等である。なお、添加物を用いなくてもよい。混練機５は、超臨界ＣＯ₂の存在下において、材料と添加物とを混練しながら下流に搬送する。ＣＯ₂分離器６は、混練機５で製造された混練物から超臨界ＣＯ₂を分離させて、ＣＯ₂ガスとして外部に放出する。 The kneader 5 is charged with materials and additives dissolved in supercritical CO ₂ . When the material is a polymer material such as rubber or resin, the additive is an additive, kneaded rubber, plant-derived material containing cellulose nanofibers, or the like. When the material is food, the additive is a food additive or the like. In addition, it is not necessary to use an additive. The kneading machine 5 conveys materials and additives downstream in the presence of supercritical CO ₂ while kneading the materials and additives. The CO ₂ separator 6 separates supercritical CO ₂ from the kneaded product produced by the kneader 5 and releases it to the outside as CO ₂ gas.

（混練機の構成）
混練機５の上面断面図である図２に示すように、混練機５は、チャンバ１１と、複数の混練翼１２と、を有している。混練物は、チャンバ１１の内部を流通する。混練翼１２は、チャンバ１１の内部に複数設けられている。本実施形態において、混練翼１２の数は２つである。 (Configuration of kneader)
As shown in FIG. 2, which is a top sectional view of the kneading machine 5, the kneading machine 5 has a chamber 11 and a plurality of kneading blades 12. The kneaded material flows inside the chamber 11. A plurality of kneading blades 12 are provided inside the chamber 11. In the present embodiment, the number of kneading blades 12 is two.

図２のＡ−Ａ断面図である図３に示すように、チャンバ１１内には、混練翼１２を中心とする流路１１ａが複数形成されている。本実施形態において、２つの流路１１ａは、互いに径が同じである。また、チャンバ１１の長手方向に直交する方向の断面視において、チャンバ１１は、鉛直方向に沿った中心線Ｏに対して線対称な形状にされている。また、２つの混練翼１２は、中心線Ｏに対して線対称に配置されている。２つの流路１１ａの径が同じであり、チャンバ１１の形状が中心線Ｏに対して線対称であり、２つの混練翼１２が中心線Ｏに対して線対称に配置されていることで、混練物を偏流させることなく混練することができる。 As shown in FIG. 3, which is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, a plurality of flow paths 11 a centering on the kneading blade 12 are formed in the chamber 11. In the present embodiment, the two flow paths 11a have the same diameter. Further, in a cross-sectional view in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the chamber 11, the chamber 11 has a shape symmetrical with respect to the center line O along the vertical direction. The two kneading blades 12 are arranged symmetrically with respect to the center line O. The diameters of the two flow paths 11a are the same, the shape of the chamber 11 is axisymmetric with respect to the center line O, and the two kneading blades 12 are arranged symmetrically with respect to the center line O. The kneaded material can be kneaded without drifting.

２つの混練翼１２のうち、一方の混練翼１２は、材料と添加物とを混練しながら下流に向かって押し出す順送翼１２ａである。これに対して、他方の混練翼１２は、材料と添加物とを混練しながら上流に向かって押し出す逆送翼１２ｂである。 Of the two kneading blades 12, one kneading blade 12 is a progressive blade 12a that extrudes downstream while kneading the material and additive. On the other hand, the other kneading blade 12 is a reverse feeding blade 12b that pushes the material and the additive upstream while kneading the material and the additive.

従来の溶融混練では、せん断をかけて材料を溶融させる必要があり、チャンバ１１の壁面と混練翼１２との間に介在する材料の密度を上げることが、せん断をかける上で重要であった。そのため、２軸（混練翼１２が２つ）以上の多軸にすることは、必ずしも生産性向上に結び付かなかった。一方、超臨界流体または亜臨界流体（超臨界流体等という。）の存在下における混練では、できるだけ多くの超臨界流体等に材料が接して、より多くの超臨界流体等が材料に浸透することが望ましい。 In the conventional melt-kneading, it is necessary to melt the material by applying shear, and it is important to increase the density of the material interposed between the wall surface of the chamber 11 and the kneading blade 12. For this reason, the use of a multi-axis having two or more axes (two kneading blades 12) does not necessarily lead to an improvement in productivity. On the other hand, in kneading in the presence of a supercritical fluid or a subcritical fluid (referred to as supercritical fluid etc.), the material comes into contact with as much supercritical fluid as possible, and more supercritical fluid penetrates into the material. Is desirable.

逆送翼１２ｂによって、混練物を上流に逆送することで、混練機５での混練物の滞留時間が増加し、チャンバ１１間での混練物の移動が促進される。その結果、より多くの超臨界ＣＯ₂が混練物に浸透する。具体的には、超臨界ＣＯ₂が十分に浸透せずに粘度が高い混練物が上流に押し戻され、超臨界ＣＯ₂が十分に浸透して粘度が低下した混練物が下流側に移動する。これにより、超臨界ＣＯ₂の混練物への浸透率を向上させることができる。その結果、超臨界ＣＯ₂が未浸透の材料が減少するので、混練物の品質を向上させることができる。 By back feeding the kneaded material upstream by the reverse blade 12 b, the residence time of the kneaded material in the kneader 5 is increased, and the movement of the kneaded material between the chambers 11 is promoted. As a result, more supercritical CO ₂ penetrates into the kneaded product. Specifically, the kneaded material having a high viscosity without sufficiently permeating the supercritical CO ₂ is pushed back upstream, and the kneaded material having a sufficiently reduced supercritical CO _{2 and} having a lowered viscosity moves downstream. Thereby, the penetration rate into the kneaded product of supercritical CO ₂ can be improved. As a result, the quality of the kneaded product can be improved because the material that has not penetrated the supercritical CO ₂ is reduced.

ここで、逆送翼１２ｂの搬送能力が順送翼１２ａの搬送能力よりも大きいと、混練物の下流への搬送が滞る。そこで、逆送翼１２ｂの押出量は、順送翼１２ａの押出量よりも少なくされている。これにより、混練物を滞りなく下流に搬送することができる。 Here, when the conveyance capability of the reverse feeding blade 12b is larger than the conveyance capability of the progressive blade 12a, the conveyance of the kneaded material downstream is delayed. Therefore, the extrusion amount of the reverse feed blade 12b is made smaller than the extrusion amount of the progressive feed blade 12a. Thereby, a kneaded material can be conveyed downstream without delay.

（第１変形例）
なお、第１変形例における混練機５の上面断面図である図４に示すように、混練機５が混練翼１２を３つ以上有していてもよい。本変形例において、混練翼１２の数は３つである。混練翼１２の数を３つにすることで、混練翼１２の数が２つの場合によりも、混練物が混練翼１２に接触する表面積が増加する。また、混練翼１２の数が増えることで、混練機５の押出能力も増大するため、生産性を増加させることができる。また、流路１１ａの数を増やすことで、チャンバ１１間での混練物の移動をより促進することができる。 (First modification)
In addition, as shown in FIG. 4 which is a top sectional view of the kneading machine 5 in the first modification, the kneading machine 5 may have three or more kneading blades 12. In this modification, the number of the kneading blades 12 is three. By setting the number of the kneading blades 12 to 3, even when the number of the kneading blades 12 is two, the surface area where the kneaded product contacts the kneading blades 12 increases. Moreover, since the extrusion capability of the kneading machine 5 is increased by increasing the number of the kneading blades 12, the productivity can be increased. Moreover, the movement of the kneaded material between the chambers 11 can be further promoted by increasing the number of the flow paths 11a.

３つの混練翼１２のうち、少なくとも１つの混練翼１２は、逆送翼１２ｂであり、残りの混練翼１２は、順送翼１２ａである。本変形例では、真ん中の混練翼１２が逆送翼１２ｂであり、その両側の混練翼１２が順送翼１２ａであるが、３つの混練翼１２のいずれが逆送翼１２ｂであってもよい。 Of the three kneading blades 12, at least one kneading blade 12 is a reverse feeding blade 12b, and the remaining kneading blades 12 are progressive blades 12a. In this modification, the middle kneading blade 12 is the reverse feeding blade 12b, and the kneading blades 12 on both sides thereof are the progressive feeding blades 12a, but any of the three kneading blades 12 may be the reverse feeding blade 12b. .

また、本変形例において、２つの順送翼１２ａの少なくとも１つは、静翼であってよい。回転しない静翼には、回転させる動力が不要であるため、混練翼１２の動力を削減することができる。また、混練翼１２が動翼の場合、動翼を回転させる回転体とチャンバ１１との隙間をシールする必要があるが、静翼であれば回転体が不要であるため、チャンバ１１のシール性を向上させることができる。 In the present modification, at least one of the two progressive blades 12a may be a stationary blade. Since the rotating vane does not require rotating power, the power of the kneading blade 12 can be reduced. Further, when the kneading blade 12 is a moving blade, it is necessary to seal the gap between the rotating body that rotates the moving blade and the chamber 11. Can be improved.

（第２変形例）
また、第２変形例における図４のＢ−Ｂ断面図である図５に示すように、３つの混練翼１２は、三角形に内接するように配置されていてもよい。ここで、チャンバ１１の長手方向に直交する方向の断面視において、チャンバ１１は、鉛直方向に沿った中心線Ｏに対して線対称な形状にされている。また、３つの混練翼１２は、中心線Ｏに対して線対称に配置されている。これにより、混練物を偏流させることなく混練することができる。 (Second modification)
Moreover, as shown in FIG. 5 which is BB sectional drawing of FIG. 4 in a 2nd modification, the three kneading blades 12 may be arrange | positioned so that a triangle may be inscribed. Here, in a cross-sectional view in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the chamber 11, the chamber 11 has a shape symmetrical with respect to the center line O along the vertical direction. The three kneading blades 12 are arranged symmetrically with respect to the center line O. Thereby, it can knead | mix without making a kneaded material drift.

（第３変形例）
また、第３変形例における図４のＢ−Ｂ断面図である図６に示すように、３つの流路１１ａには、径が異なる流路１１ａが含まれていてもよい。本変形例では、真ん中の流路１１ａの径が、他の流路１１ａの径よりも大きい。流路１１ａの径を異ならせることで、限られた設置スペースにおいて混練物の生産量を維持したり、増加させたりすることができる。 (Third Modification)
Moreover, as shown in FIG. 6 which is BB sectional drawing of FIG. 4 in a 3rd modification, the flow path 11a from which a diameter differs may be contained in the three flow paths 11a. In this modification, the diameter of the middle channel 11a is larger than the diameter of the other channels 11a. By varying the diameter of the flow path 11a, the production amount of the kneaded material can be maintained or increased in a limited installation space.

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る混練装置１によると、チャンバ１１の内部に設けられた複数の混練翼１２のうち、少なくとも１つの混練翼１２は、材料を混練しながら上流に向かって押し出す逆送翼１２ｂであり、残りの混練翼１２は、材料を混練しながら下流に向かって押し出す順送翼１２ａである。逆送翼１２ｂによって、混練物を上流に逆送することで、混練機５での混練物の滞留時間が増加し、チャンバ１１間での混練物の移動が促進される。その結果、より多くの超臨界流体または亜臨界流体が、混練物に浸透する。これにより、超臨界流体または亜臨界流体の材料への浸透率を向上させることができる。さらに、超臨界流体または亜臨界流体が未浸透の材料が減少するので、混練物の品質を向上させることができる。また、逆送翼１２ｂの押出量は、順送翼１２ａの押出量よりも少ないので、混練物を滞りなく下流に搬送することができる。以上により、混練効率が向上するので、生産性を向上させることができる。 (effect)
As described above, according to the kneading apparatus 1 according to the present embodiment, among the plurality of kneading blades 12 provided in the chamber 11, at least one kneading blade 12 faces the upstream while kneading the material. And the remaining kneading blade 12 is a progressive blade 12a that pushes the material downstream while kneading the material. By back feeding the kneaded material upstream by the reverse blade 12 b, the residence time of the kneaded material in the kneader 5 is increased, and the movement of the kneaded material between the chambers 11 is promoted. As a result, more supercritical fluid or subcritical fluid penetrates into the kneaded product. Thereby, the penetration rate to the material of the supercritical fluid or the subcritical fluid can be improved. Furthermore, the quality of the kneaded product can be improved because the material that has not penetrated the supercritical fluid or subcritical fluid is reduced. Moreover, since the extrusion amount of the reverse feed blade 12b is smaller than the extrusion amount of the progressive blade 12a, the kneaded material can be conveyed downstream without delay. Since the kneading efficiency is improved as described above, the productivity can be improved.

また、少なくとも１つの順送翼１２ａが静翼である場合、回転しない静翼には、回転のための動力が不要であるため、混練翼１２の動力を削減することができる。また、混練翼１２が動翼の場合、動翼を回転させる回転体とチャンバ１１との隙間をシールする必要があるが、静翼であれば回転体が不要であるため、チャンバ１１のシール性を向上させることができる。 Further, when at least one progressive blade 12a is a stationary blade, the power of the kneading blade 12 can be reduced because the rotating blade does not need the power for rotation. Further, when the kneading blade 12 is a moving blade, it is necessary to seal the gap between the rotating body that rotates the moving blade and the chamber 11. Can be improved.

また、長手方向に直交する方向の断面視において、チャンバ１１は、鉛直方向に沿った中心線Ｏに対して線対称な形状にされている。これにより、混練物を偏流させることなく混練することができる。 Further, the chamber 11 has a line-symmetric shape with respect to the center line O along the vertical direction in a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction. Thereby, it can knead | mix without making a kneaded material drift.

また、長手方向に直交する方向の断面視において、複数の混練翼１２を、中心線Ｏに対して線対称に配置する。これにより、混練物を偏流させることなく混練することができる。 In addition, the plurality of kneading blades 12 are arranged symmetrically with respect to the center line O in a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction. Thereby, it can knead | mix without making a kneaded material drift.

また、複数の流路１１ａの径を互いに同じにすることで、混練物を偏流させることなく混練することができる。 In addition, by making the diameters of the plurality of flow paths 11a the same, the kneaded material can be kneaded without drifting.

また、複数の流路１１ａに、径が異なる流路１１ａが含まれている場合には、次の効果を奏する。即ち、流路１１ａの径を異ならせることで、限られた設置スペースにおいて混練物の生産量を維持したり、増加させたりすることができる。 Moreover, when the flow path 11a from which a diameter differs is contained in the some flow path 11a, there exists the following effect. That is, by varying the diameter of the flow path 11a, the production amount of the kneaded material can be maintained or increased in a limited installation space.

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の混練装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材については、第１実施形態と同じ符号を付している。 [Second Embodiment]
Next, the kneading apparatus of 2nd Embodiment is demonstrated, referring drawings. In addition, description is abbreviate | omitted about the structure which is common in 1st Embodiment, and the effect show | played by it, and a different point from 1st Embodiment is mainly demonstrated. In addition, about the same member as 1st Embodiment, the same code | symbol as 1st Embodiment is attached | subjected.

（混練機の構成）
本実施形態の混練装置１０１における混練機１０５は、チャンバ１１の長手方向に直交する方向の断面図である図７に示すように、４つの混練翼１２を有している。チャンバ１１の長手方向に直交する方向の断面視において、チャンバ１１は、鉛直方向に沿った中心線Ｏに対して線対称な形状にされている。また、４つの混練翼１２は、中心線Ｏに対して線対称に配置されている。 (Configuration of kneader)
The kneading machine 105 in the kneading apparatus 101 of the present embodiment has four kneading blades 12 as shown in FIG. 7 which is a cross-sectional view in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the chamber 11. In a cross-sectional view in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the chamber 11, the chamber 11 has a shape symmetrical with respect to the center line O along the vertical direction. The four kneading blades 12 are arranged symmetrically with respect to the center line O.

本実施形態において、４つの混練翼１２のうち、右上の混練翼１２が逆送翼１２ｂであり、他の３つの混練翼１２は順送翼１２ａであるが、いずれの混練翼１２が逆送翼１２ｂであってもよい。 In the present embodiment, of the four kneading blades 12, the upper right kneading blade 12 is the reverse feeding blade 12b, and the other three kneading blades 12 are the forward feeding blades 12a. The wing 12b may be used.

本実施形態において、４つの混練翼１２に囲まれた領域であって、混練翼１２に干渉しない領域には、静翼１３が配置されている。４つの混練翼１２に囲まれた領域は、従来、混練性能が低下する領域である。この領域に静翼１３を配置することにより、従来は混練性能が低下する領域においても混練を行うことができる。静翼１３は、中心線Ｏに対して線対称に配置されている。 In the present embodiment, a stationary blade 13 is disposed in a region surrounded by four kneading blades 12 and not interfering with the kneading blades 12. The area surrounded by the four kneading blades 12 is an area where the kneading performance is conventionally lowered. By arranging the stationary blade 13 in this region, kneading can be performed even in a region where the kneading performance is conventionally reduced. The stationary blade 13 is arranged symmetrically with respect to the center line O.

なお、４つの混練翼１２が、すべて静翼であってもよい。また、静翼１３が配置される領域は、３つ以上の混練翼１２に囲まれた領域であって、混練翼１２に干渉しない領域であってよい。 The four kneading blades 12 may all be stationary blades. The region where the stationary blade 13 is disposed may be a region surrounded by three or more kneading blades 12 and not interfering with the kneading blades 12.

ここで、本実施形態では、４つの混練翼１２には、回転数が異なる混練翼１２が含まれている。例えば、右上の逆送翼１２ｂの回転数が３０ｒｐｍ、右下の順送翼１２ａの回転数が１０ｒｐｍ、左上の順送翼１２ａの回転数が１０ｒｐｍ、左下の順送翼１２ａの回転数が３０ｒｐｍにされている。複数の混練翼１２の回転数を異ならせることで、押出によるせん断流れに加えて、混練物を引き伸ばす伸長流れを誘起させることができる。よって、添加物の分散等を促進させることができる。 Here, in this embodiment, the four kneading blades 12 include kneading blades 12 having different rotational speeds. For example, the number of rotations of the upper right reverse blade 12b is 30 rpm, the number of rotations of the lower right progressive blade 12a is 10 rpm, the number of rotations of the upper left progressive blade 12a is 10 rpm, and the number of rotations of the lower left progressive blade 12a is 30 rpm. Has been. By making the rotation speeds of the plurality of kneading blades 12 different, in addition to the shearing flow by extrusion, it is possible to induce an extension flow that stretches the kneaded product. Therefore, dispersion of additives and the like can be promoted.

ここで、チャンバ１１の長手方向に直交する方向の断面図である図８に示すように、混練機１０５が５つの混練翼１２を有し、５つの混練翼１２が中心線Ｏに対して線対称に配置されていない場合を考える。例えば、１つの混練翼１２が右側に突出するように配置されている場合、混練物は、非対称である右側の流路１１ａ内に偏流する。これにより、中心線Ｏよりも右側を流通する混練物と、中心線Ｏよりも左側を流通する混練物とで、混練性能が大きく変わってしまう。したがって、複数の混練翼１２を中心線Ｏに対して線対称に配置する必要がある。 Here, as shown in FIG. 8, which is a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the chamber 11, the kneader 105 has five kneading blades 12, and the five kneading blades 12 are aligned with respect to the center line O. Consider the case where they are not arranged symmetrically. For example, when one kneading blade 12 is arranged so as to protrude to the right side, the kneaded material drifts into the asymmetric right side channel 11a. Thereby, kneading | mixing performance will change a lot with the kneaded material which distribute | circulates the right side rather than the centerline O, and the kneaded material which distribute | circulates the left side rather than the centerline O. FIG. Therefore, it is necessary to arrange the plurality of kneading blades 12 symmetrically with respect to the center line O.

（第４変形例）
なお、第４変形例におけるチャンバ１１の長手方向に直交する方向の断面図である図９に示すように、４つの流路１１ａには、径が異なる流路１１ａが含まれていてもよい。本変形例では、下側の２つの流路１１ａの径が、上側の２つの流路１１ａの径よりも大きくされている。流路１１ａの径を異ならせることで、限られた設置スペースにおいて混練物の生産量を維持したり、増加させたりすることができる。なお、チャンバ１１は、鉛直方向に沿った中心線Ｏに対して線対称な形状にされている。また、４つの混練翼１２は、中心線Ｏに対して線対称に配置されている。 (Fourth modification)
In addition, as shown in FIG. 9 which is a cross-sectional view in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the chamber 11 in the fourth modification, the four flow paths 11a may include flow paths 11a having different diameters. In this modification, the diameters of the lower two flow paths 11a are larger than the diameters of the upper two flow paths 11a. By varying the diameter of the flow path 11a, the production amount of the kneaded material can be maintained or increased in a limited installation space. Note that the chamber 11 has a line-symmetric shape with respect to the center line O along the vertical direction. The four kneading blades 12 are arranged symmetrically with respect to the center line O.

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る混練装置１０１によると、３つ以上の混練翼１２に囲まれた領域であって、混練翼１２に干渉しない領域に、静翼１３が配置されている。３つ以上の混練翼１２に囲まれた領域は、従来、混練性能が低下する領域である。この領域に静翼１３を配置することにより、従来は混練性能が低下する領域においても混練を行うことができる。 (effect)
As described above, according to the kneading apparatus 101 according to the present embodiment, the stationary blade 13 is arranged in a region surrounded by the three or more kneading blades 12 and not interfering with the kneading blades 12. Yes. A region surrounded by three or more kneading blades 12 is a region where the kneading performance is conventionally lowered. By arranging the stationary blade 13 in this region, kneading can be performed even in a region where the kneading performance is conventionally reduced.

また、複数の混練翼１２には、回転数が異なる混練翼１２が含まれている。複数の混練翼１２の回転数を異ならせることで、押出によるせん断流れに加えて、混練物を引き伸ばす伸長流れを誘起させることができる。よって、添加物の分散等を促進させることができる。 Further, the plurality of kneading blades 12 include kneading blades 12 having different rotational speeds. By making the rotation speeds of the plurality of kneading blades 12 different, in addition to the shearing flow by extrusion, it is possible to induce an extension flow that stretches the kneaded product. Therefore, dispersion of additives and the like can be promoted.

［第３実施形態］
次に、第３実施形態の混練装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材については、第１実施形態と同じ符号を付している。 [Third Embodiment]
Next, the kneading apparatus of 3rd Embodiment is demonstrated, referring drawings. In addition, description is abbreviate | omitted about the structure which is common in 1st Embodiment, and the effect show | played by it, and a different point from 1st Embodiment is mainly demonstrated. In addition, about the same member as 1st Embodiment, the same code | symbol as 1st Embodiment is attached | subjected.

（混練機の構成）
本実施形態の混練装置２０１における混練機２０５は、チャンバ１１の長手方向に直交する方向の断面図である図１０に示すように、６つの混練翼１２を有している。即ち、図中上側および下側の各々において、混練翼１２が３つずつ左右方向に並んで配置されている。チャンバ１１は、鉛直方向に沿った中心線Ｏに対して線対称な形状にされている。また、６つの混練翼１２は、中心線Ｏに対して線対称に配置されている。 (Configuration of kneader)
A kneading machine 205 in the kneading apparatus 201 of the present embodiment has six kneading blades 12 as shown in FIG. 10 which is a cross-sectional view in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the chamber 11. That is, three kneading blades 12 are arranged side by side in the left-right direction on each of the upper side and the lower side in the figure. The chamber 11 has a line-symmetric shape with respect to the center line O along the vertical direction. The six kneading blades 12 are arranged symmetrically with respect to the center line O.

本実施形態において、上側中央の混練翼１２と、下側中央の混練翼１２とが逆送翼１２ｂであり、他の４つの混練翼１２が順送翼１２ａであるが、６つの混練翼１２のいずれが逆送翼１２ｂであってもよい。 In this embodiment, the upper center kneading blade 12 and the lower center kneading blade 12 are reverse feeding blades 12b, and the other four kneading blades 12 are progressive blades 12a. Any of these may be the reverse feed blade 12b.

本実施形態では、４つの混練翼１２に囲まれた領域であって、混練翼１２に干渉しない領域に、冷却流体が流通する冷却路（冷却体）１４が設けられている。混練翼１２の数が多くなると、冷却面であるチャンバ１１に混練物が接する表面積が減少する。そのため、４つの混練翼１２に囲まれた領域において、混練物の冷却が不十分になり、混練物の品質が悪化する。そこで、この領域に冷却路１４を設けて、この領域を流通する混練物を冷却する。これにより、混練物を十分に冷却することができる。 In the present embodiment, a cooling path (cooling body) 14 through which the cooling fluid flows is provided in a region surrounded by the four kneading blades 12 and not interfering with the kneading blades 12. When the number of the kneading blades 12 is increased, the surface area where the kneaded material comes into contact with the chamber 11 that is the cooling surface decreases. Therefore, in the area surrounded by the four kneading blades 12, the kneaded product is not sufficiently cooled, and the quality of the kneaded product is deteriorated. Therefore, a cooling path 14 is provided in this area to cool the kneaded material flowing through this area. Thereby, the kneaded product can be sufficiently cooled.

（第５変形例）
なお、第５変形例におけるチャンバ１１の長手方向に直交する方向の断面図である図１１に示すように、４つの混練翼１２に囲まれた領域であって、混練翼１２に干渉しない領域に、冷却路１４の代わりに、内部を冷却流体が流通する冷却翼（冷却体）１５が設けられていてもよい。冷却翼１５は静翼である。このような構成であれば、この領域を流通する混練物に対して、冷却と混練とを行うことができる。 (5th modification)
In addition, as shown in FIG. 11 which is a cross-sectional view in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the chamber 11 in the fifth modification, the region is surrounded by the four kneading blades 12 and does not interfere with the kneading blades 12. Instead of the cooling path 14, a cooling blade (cooling body) 15 through which a cooling fluid flows may be provided. The cooling blade 15 is a stationary blade. If it is such a structure, cooling and kneading | mixing can be performed with respect to the kneaded material which distribute | circulates this area | region.

なお、冷却路１４や冷却翼１５が設けられる領域は、３つ以上の混練翼１２に囲まれた領域であって、混練翼１２に干渉しない領域であってよい。 The region where the cooling path 14 and the cooling blade 15 are provided may be a region surrounded by three or more kneading blades 12 and not interfering with the kneading blades 12.

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る混練装置２０１によると、３つ以上の混練翼１２に囲まれた領域であって、混練翼１２に干渉しない領域に、内部を冷却流体が流通する冷却路１４や冷却翼１５を設ける。混練翼１２の数が多くなると、冷却面であるチャンバ１１の壁面に混練物が接する面積が減少する。そのため、３つ以上の混練翼１２に囲まれた領域において、混練物の冷却が不十分になり、混練物の品質が悪化する。そこで、この領域に冷却路１４や冷却翼１５を設けて、この領域を流通する混練物を冷却する。これにより、混練物を十分に冷却することができる。 (effect)
As described above, according to the kneading apparatus 201 according to this embodiment, the cooling fluid circulates in the region surrounded by the three or more kneading blades 12 and not interfering with the kneading blades 12. A cooling path 14 and a cooling blade 15 are provided. When the number of the kneading blades 12 is increased, the area where the kneaded material comes into contact with the wall surface of the chamber 11 serving as the cooling surface decreases. Therefore, in the region surrounded by three or more kneading blades 12, the kneaded product is not sufficiently cooled, and the quality of the kneaded product is deteriorated. Therefore, the cooling path 14 and the cooling blade 15 are provided in this region, and the kneaded material flowing through this region is cooled. Thereby, the kneaded product can be sufficiently cooled.

以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。 The embodiment of the present invention has been described above, but only specific examples are illustrated, and the present invention is not particularly limited, and the specific configuration and the like can be appropriately changed in design. Further, the actions and effects described in the embodiments of the invention only list the most preferable actions and effects resulting from the present invention, and the actions and effects according to the present invention are described in the embodiments of the present invention. It is not limited to what was done.

１，１０１，２０１混練装置
２第１熱交換器
３ポンプ
４第２熱交換器
５，１０５，２０５混練機
６ＣＯ₂分離器
１１チャンバ
１１ａ流路
１２混練翼
１２ａ順送翼
１２ｂ逆送翼
１３静翼
１４冷却路（冷却体）
１５冷却翼（冷却体） 1, 101, and 201 and kneading device 2 first heat exchanger 3 pumps 4 second heat exchanger 5, 105, 205 kneader 6 CO ₂ separator 11 the chamber 11a the channel 12 kneading blades 12a progressive blade 12b opposite Okutsubasa 13 Stator blade 14 Cooling path (cooling body)
15 Cooling blade (cooling body)

Claims

In the presence of supercritical fluid or subcritical fluid, having a kneader that conveys the material downstream while kneading the material,
The kneader is
A chamber through which the kneaded material circulates;
A plurality of kneading blades provided inside the chamber;
Have
At least one of the kneading blades is a reverse feeding blade that pushes the material upstream while kneading the material;
The remaining kneading blades are progressive blades pushed out downstream while kneading the material,
The kneading apparatus according to claim 1, wherein an amount of extrusion of the reverse feed blade is smaller than an amount of extrusion of the progressive blade.

The kneading apparatus according to claim 1, wherein at least one of the progressive blades is a stationary blade.

3. The kneading apparatus according to claim 1, wherein, in a cross-sectional view in a direction perpendicular to the longitudinal direction, the chamber has a line-symmetric shape with respect to a center line along a vertical direction.

The kneading apparatus according to claim 3, wherein the plurality of kneading blades are arranged symmetrically with respect to the center line in a cross-sectional view in a direction orthogonal to the longitudinal direction.

5. The stationary blade according to claim 1, wherein a stationary blade is disposed in a region surrounded by three or more of the kneading blades and not interfering with the kneading blades. Kneading device.

6. A cooling body through which a cooling fluid flows is provided in a region surrounded by three or more kneading blades and not interfering with the kneading blades. The kneading apparatus according to any one of the above.

The kneading apparatus according to claim 1, wherein the plurality of kneading blades include the kneading blades having different rotational speeds.

In the chamber, a plurality of flow paths centering on the kneading blades are formed,
The kneading apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of flow paths have the same diameter.

In the chamber, a plurality of flow paths centering on the kneading blades are formed,
The kneading apparatus according to claim 1, wherein the plurality of flow paths include the flow paths having different diameters.