JP3868614B2 - 材料押出機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばセラミック材料等からなる流動性材料を混練し必要により脱気を行う材料押出機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばセラミック材料等を混練する材料押出機として、スクリューの本数が１本の１軸型材料押出機と、２以上の複数軸型材料押出機とが知られている。更に使用目的に応じて様々の構造のものが一般に知られている。ここで、従来の１軸型材料押出機について図１５により説明する。
【０００３】
図１５に示すように、横方向に支持されたシリンダ２の内部に１本のスクリュー３が装着されている。スクリュー３の一端は減速機１及びベルト３０を介してモータ４と接続されて回転する。スクリュー３の他端は、通常は自由支持（フリー）となっている。
【０００４】
図１５においてホッパ５から供給された例えばセラミック等からなる流動性材料は、供給口６よりシリンダ２の中に入り、スクリュー３により移送されながら、ヒータ８０で加熱、溶融され、更にシリンダ２とスクリュー３の間で混練された後、排出口８より排出される。また材料の温度制御を容易に行うために、空冷用ブロア４５が設けられているが、空冷用ブロアはないこともある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、処理しようとする材料により、カサ比重や溶融温度、粘性等の特性が異なる場合、安定した押出条件を保つために、加熱温度やスクリュー３の回転数を変更している。しかしながら、加熱温度やスクリュー３の回転数の変更のみでは十分対応できない場合があり、この場合は、材料の特性に合わせた形状の異なる複数のスクリュー３（たとえば異なる雄ねじを有するスクリュー）を用意して材料により交換しているのが実情である。
【０００６】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、特性の異なる材料に対しても安定した押出条件を達成して所望性状を有する処理材料を得ることができる材料押出機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、供給口と排出口を有するシリンダと、シリンダ内に回転自在に配設され、外周に第１雄ねじを有する第１スクリューと、シリンダ内に第１スクリューと同軸に回転自在に配置され、外周に第２雄ねじを有する第２スクリューとを備え、第１スクリューと第２スクリューは、各々独立して駆動されることを特徴とする材料押出機である。
【０００８】
また、第１スクリューと第２スクリューのうち少なくとも一方は、対応する駆動源により回転数または回転方向が可変となっていることを特徴としている。
【０００９】
また、第１スクリューおよび第２スクリューのうち少なくとも一方の外面であって、第１雄ねじまたは第２雄ねじが形成されない領域に、複数の外周溝を設けたことを特徴としている。
【００１０】
また、シリンダ内面に内周溝を設けたことを特徴としている。
【００１１】
また、第１スクリューおよび第２スクリューのうち少なくとも一方の端部に、溝部を有する混練機構を設けたことを特徴としている。
【００１２】
また、シリンダに内部ガスを脱気する脱気口を設けたことを特徴としている。
【００１３】
また、シリンダに加熱機構または冷却機構のいずれかを設けたことを特徴としている。
【００１４】
また、第１スクリューおよび第２スクリューのうち少なくとも一方に、加熱機構または冷却機構のいずれかを設けたことを特徴としている。
【００１５】
また、シリンダ内のうち、第１スクリューと第２スクリューとの間に、絞り機構を設けたことを特徴としている。
【００１６】
また、シリンダ内のうち、第１スクリューと第２スクリューとの間にフィルタ機構を設けたことを特徴としている。
【００１７】
また、シリンダの排出口に、材料の形状を定めるダイ機構を設けたことを特徴としている。
【００１８】
本発明によれば、供給口からシリンダ内に流動性材料が供給されると、シリンダ内において第１スクリューの第１雄ねじと第２スクリューの第２雄ねじにより材料が混練されながら移送される。第１スクリューおよび第２スクリューは各々の駆動源により、回転されるので、材料の性状、必要とされる混練の程度、処理量に応じた押出条件を容易に得ることができる。
【００１９】
また第１スクリューおよび第２スクリューのうちいずれか一方は、回転数または、回転方向が、可変となっているので、材料の性状、必要とされる混練の程度、処理量により一層適した運転条件が得られる。また第１スクリューまたは第２スクリューの回転を逆回転にすることにより、移送中の材料を逆方向に戻すことが可能となり、移送中に不具合が生じた場合でも、装置を停止することなく、運転を継続することが可能となる。
【００２０】
また、第１スクリューまたは第２スクリューに設けた外周溝により材料を分割しながらせん断力を与えることができ、混練の程度を高めることが可能となる。
【００２１】
また、シリンダ内面に設けた内周溝により材料を乱流状態としながら材料にせん断力を与えることができ、混練の程度を高めることが可能となる。
【００２２】
また、第１スクリューおよび第２スクリューの一方の端部に混練機構を設けることにより、材料に対してせん断力、こねる力、その他の力が加わり混練の程度を高めることが可能となる。
【００２３】
また、シリンダに脱気口を設けたことにより、材料が混練される際に発生するガスを効果的に取外すことが可能となる。
【００２４】
また、シリンダ側に加熱手段又は、冷却手段を設けているので、加熱の場合は、混練及び脱気の程度を高めることが可能となり、冷却の場合は、溶融物を所要の粘性、温度等にすることが可能となる。
【００２５】
また、第１スクリューまたは第２スクリュー側に加熱手段又は冷却手段を設けているので、加熱の場合は混練及び脱気の程度を高めることが可能となり、冷却の場合は、溶融物を所要の粘性、温度等にすることが可能となる。
【００２６】
また、シリンダ内の第１スクリューと第２スクリューとの間に絞り機構を設けることにより、材料の流れに抵抗が加わり、そのために、混練の効果を向上させることが可能となる。
【００２７】
さらにまた、シリンダ内の第１スクリューと第２スクリューとの間にフィルタ機構を設けることにより材料中の異物が除去され、閉塞の生じない安定した運転が可能となる。
【００２８】
また、排出口に設けられたダイ機構により所要の形状に成形された処理済材料を得ることが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明による材料押出機の第１の実施の形態を示す図である。図１に示すように、材料押出機は減速機１に水平方向に支持されるとともに供給口６と排出口８を有するシリンダ２と、シリンダ２内に回転自在に配設され外周に第１雄ねじ１０ａを有する第１スクリュー３ａと、シリンダ２内に第１スクリュー３ａと同軸に回転自在に配設され外周に第２雄ねじ１０ｂを有する第２スクリュー３ｂとを備えている。
【００３０】
図１において、第１雄ねじ１０ａと第２雄ねじ１０ｂは逆方向に形成されているか、正方向に形成されていてもよい。また、シリンダ２は１本でもよく、また複数本でもよい。
【００３１】
第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂは、分離独立しており、第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂは減速機１，１内部の伝達機構およびベルト３０，３０を介してモータ４，４に連結されている。また各モータ４，４には端子箱３１，３１が取付けられている。
【００３２】
さらにシリンダ２の供給口６上方には、セラミック材料等からなる流動性材料が投入されるホッパ５が設けられている。またシリンダ２はシリンダカバー７により覆われている。
【００３３】
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
まずホッパ５に流動性材料が投入され、材料はその後、供給口６からシリンダ２内に供給される。シリンダ２内に供給された材料は、まず第１スクリュー３ａの第１雄ねじ１０ａによって混練されながら移送され、次に第２スクリュー３ｂの第２雄ねじ１０ｂによって混練されながら排出口８方向へ移送される。
【００３４】
この場合、第１雄ねじ１０ａと第２雄ねじ１０ｂとが逆方向に形成されていると、第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂの回転方向は逆向きとなる。
【００３５】
シリンダ２内において、排出口８側へ移送した材料は、その後排出口８から排出される。
【００３６】
本実施の形態によれば、シリンダ２内に第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂを別個独立して設けたので、例えば第１スクリュー３ａを高速とし、第２スクリュー３ｂを低速にして第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂの回転数を異ならせることにより、シリンダ２内において材料の圧力を可変とすることができる。このため材料の特性に必要とされる混練の程度および処理等に応じて運転することができ、所望の処理済材料を得ることができる。
【００３７】
第２の実施の形態
次に図２により本発明の第２の実施の形態について説明する。図２に示す第２の実施の形態は、各モータ４，４に制御装置９を設け、この制御装置９によって第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂの回転方向および回転数を可変としたものであり、他は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００３８】
図２において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３９】
図２において、第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂの回転数および回転方向は可変となっているので、シリンダ２内における材料の移送方向および圧力を所望に応じて可変とすることができる。このことにより、材料の特性に必要とされる運転条件をより確実に得ることができる。
【００４０】
第３の実施の形態
次に図３（ａ）（ｂ）により本発明の第３の実施の形態について説明する。図３（ａ）（ｂ）に示す第３の実施の形態は第２スクリュー３ｂの第１スクリュー３ａ側端部の外面であって、第２雄ねじ３ｂが形成されない領域に、複数の外周溝１１を設けたものであり、他は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００４１】
図３（ａ）（ｂ）において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４２】
ここで図３（ａ）は第２スクリュー３ｂを示す側面図、図３（ｂ）は第２スクリュー３ｂを示す斜視図である。
【００４３】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１が形成されているので、まず第１スクリュー３ａの雄ねじ１０ａに沿って移送された材料は、その後第２スクリュー３ｂの第２雄ねじ１０ｂ側へ移送される。第２雄ねじ１０ｂにより一本のすじ状に送られた材料は、複数の外周溝１１により複数のすじ状に分けられ、このように複数のすじ状に分けられる時に材料にせん断力が加えられ、材料が混練される。
【００４４】
第２スクリュー３ｂに設けられた外周溝１１は、例えば４段に分けて設けられ、各段の外周溝１１間に外周溝１１のない合流部１１ａが設けられている。多数の外周溝１１によってせん断力が加えられた材料は、この合流部１１ａにおいて合流し、材料の混練がより進行する。
【００４５】
なお、図３（ａ）（ｂ）において、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１を設けた例を示したが、これに限らず第１スクリュー３ａの外面に設けてもよい。
【００４６】
第４の実施の形態
次に図４（ａ）（ｂ）により本発明の第４の実施の形態について説明する。図４（ａ）（ｂ）に示す第４の実施の形態は、シリンダ２の内面に内周溝１２を設けたものであり、他は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００４７】
図４（ａ）（ｂ）において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４８】
ここで図４（ａ）はシリンダ２内に設けられた第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂを示す側面図、図４（ｂ）はシリンダ２内面を示す図である。
【００４９】
図４（ａ）（ｂ）において、シリンダ２内で第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂにより移送された材料は、シリンダ２の内面に形成された内周溝１２内に入り、材料に乱流が生じる。このとき材料には、乱流によりせん断力が与えられて材料の混練が進行する。
【００５０】
第５の実施の形態
次に図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）により、本発明の第５の実施の形態について説明する。図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す第５の実施の形態は、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１を設けるとともに、第１スクリュー３ａの端部および第２スクリュー３ｂの端部に混練機構４０ａ，４０ｂを各々設けたものである。他の構成は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００５１】
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５２】
ここで図５（ａ）は混練機構４０ａ，４０ｂを有する第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂの側面図、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す混練機構４０ａ，４０ｂの側面図、図５（ｃ）は図５（ａ）に示す混練機構４０ａ，４０ｂの正面図、図５（ｄ）は変形例としての混練機構４１ａ，４１ｂを有する第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂの側面図、図５（ｅ）は図５（ｄ）に示す混練機構４１ａ，４１ｂの側面図、図５（ｆ）は図５（ｄ）に示す混練機構４１ａ，４１ｂの正面図である。
【００５３】
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１が設けられ、さらに第１スクリュー３ａの端部および第２スクリュー３ｂの端部３ｂに円筒状の混練機構４０ａ，４０ｂが設けられている。混練機構４０ａ，４０ｂは、各々取付ねじ４２，４２を有し、この取付ねじ４２，４２により第１スクリュー３ａの端部および第２スクリュー３ｂの端部に各々装着されている。
【００５４】
混練機構４０ａ，４０ｂは、前述のように円筒状をなし、その外面に溝部４０ｃが形成されている。
【００５５】
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）において、第１スクリュー３ａにより移送されてきた材料は、例えば第１スクリュー３ａと異なる回転数で回転する第２スクリュー３ｂ側へ移行する。この間、第１スクリュー３ａの端部と第２スクリュー３ｂの端部に、各々混練機構４０ａ，４０ｂが設けられているので、材料は各混練機構４０ａ，４０ｂの溝部４０ｃ内に入り、材料の分割が行なわれる。材料の分割が行なわれると材料にせん断力が加わり、このため材料の混練が進行する。
【００５６】
なお、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す円筒状混練機構４０ａ，４０ｂの代わりに、第１スクリュー３ａの端部および第２スクリュー３ｂの端部に図５（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す円すい状混練機構４１ａ，４１ｂを取付ねじ４２により装着してもよい。図５（ａ）（ｂ）（ｃ）において、円すい状混練機構４１ａ，４１ｂはその外面に溝部４１ａが形成されている。
【００５７】
また、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）および図５（ｄ）（ｅ）（ｆ）において、第１スクリュー３ａの端部および第２スクリュー３ｂの端部に、各々混練機構４０ａ，４０ｂまたは混練機構４１ａ，４１ｂを設けた例を示したが、第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂのうち、いずれか一方に設けてもよい。
【００５８】
第６の実施の形態
次に図６により本発明の第６の実施の形態について説明する。
図６に示す第６の実施の形態は、シリンダ２の中央部近傍および排出口８近傍に、脱気口１４を有する脱気室１４を各々設けるとともに、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１を設けたものである。他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００５９】
図６において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６０】
図６において、シリンダ２の中央部近傍および排出口８近傍に脱気口１４を有する脱気室１３を設けたので、例えば材料が水分を含む場合、シリンダ２内において混練中に材料から水蒸気等のガスが生じても、このガスをシリンダ２の中央部近傍の脱気口１４および排出口８近傍の脱気口１４から外方へ排気することができる。
【００６１】
なお、脱気口１４を有する脱気室１３を設ける代わりに、脱気ノズルを直接シリンダ２に設けてもよい。
【００６２】
第７の実施の形態
次に図７および図８により本発明の第７の実施の形態について説明する。図７に示す実施の形態はシリンダ２を電気ヒータ５０で加熱するとともに、第２スクリュー３ｂに複数の外周溝１１を設けたものであり、他は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。図７において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６３】
図７に示すように、シリンダ２の外表面にシリンダ２を取囲むように電気ヒータ５０が設置され、この電気ヒータ５０には温度制御装置５１が接続されている。また電気ヒータ５０は複数のセグメントに分割され、このためきめ細かな温度制御が可能となっている。
【００６４】
このようにシリンダ２を加熱することにより、材料を溶融させたり、材料からガスを容易に発生させることができる。
【００６５】
なお、図７において、電気ヒータ５０で加熱する例を示したが、これに限らずバーナでシリンダ２を加熱してもよく、熱媒で加熱してもよい。また複数の熱源の組合せ、例えば電気ヒータと熱媒を組み合わせてシリンダ２を加熱してもよい。
【００６６】
また、シリンダ２を加熱する（図７）代わりに、図８に示すようにシリンダ２を冷却してもよい。すなわち、図８に示すようにシリンダ２の外表面にシリンダ２を取囲むようにジャケット５２が設けられ、このジャケット５２に冷却装置５３により冷却された水が供給されてシリンダ２を冷却している。冷却源としては水の他、冷媒、空気などを用いてもよい。空気を用いる場合は、ブロアが設置される。
【００６７】
図８において、シリンダ２を冷却することにより、材料に所定の粘性をもたせることができ、排出口８から所定粘性をもった処理済の材料を得ることができる。
【００６８】
また図７に示す電気ヒータ５０と、図８に示す冷却用ジャケット５２とを組合せ、シリンダ２の上流側において電気ヒータ５０により材料を加熱して材料中からガスを発生させるとともにシリンダ２の下流側において冷却ジャケット５２により材料を冷却してもよい。
【００６９】
第８の実施の形態
次に図９乃至１１により本発明の第８の実施の形態について説明する。
図９乃至１１に示す第８の実施の形態は、第２スクリュー３ｂを加熱または冷却するとともに、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１を設けたものである。
【００７０】
他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と略同一である。図９乃至１１において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７１】
すなわち、図９に示すように、スクリュー側熱源１８が配置され、スクリュー側熱源１８から供給される高温流体が入口配管１９およびロータリジョイント１７を通って第２スクリュー３ｂに入り、第２スクリュー３ｂを加熱する。第２スクリュー３ｂの内部には循環路（図示せず）が形成されており、第２スクリュー３ｂ内部の循環路を通過した高温流体は、ロータリジョイント１７および出口配管２０を通ってスクリュー側熱源１８に戻る。
【００７２】
このように第２スクリュー３ｂを加熱することにより、材料を溶融させたり、材料からガスを発生させることができる。
【００７３】
なお、図９に示すようなスクリュー側熱源１８を設ける代わりに、図１０に示すように電気ヒータ２５により第２スクリュー３ｂを加熱してもよい。
【００７４】
すなわち、図１０に示すように、第２スクリュー３ｂの内部に電気ヒータ２５が設けられており、第２スクリュー３ｂの外周部にはスリップリング２１が取付けられている。またスリップリング２１にはブラシ２２が接続されている。
【００７５】
図１０において、電源２３より電線２４、ブラシ２２、およびスリップリング２１を通って電気ヒータ２５に電気が供給され、電気ヒータ２５により第２スクリュー３ｂが加熱される。
【００７６】
さらに図９および図１０に示すように、第２スクリュー３ｂを加熱する代わりに、図１１に示すように第２スクリュー３ｂを冷却してもよい。
【００７７】
すなわち、図１１に示すように、スクリュー側冷却源２７が配置され、スクリュー側冷却源２７から供給される冷却流体が入口配管２８およびロータリジョイント２６を通って第２スクリュー３ｂに入り第２スクリュー３ｂを冷却する。
【００７８】
図示はしていないが、第２スクリュー３ｂの内部には循環路が形成されており、第２スクリュー３ｂの内部の循環路を通過した冷却流体はロータリジョイント２６および出口配管２９を通ってスクリュー側冷却源２７に戻る。
【００７９】
このように第２スクリュー３ｂを冷却することにより、材料に所定の粘性をもたせ、排出口８から所定粘性をもった処理済の材料を得ることができる。
【００８０】
なお、図９乃至１１において、第２スクリュー３ｂを加熱したり冷却した例を示したが、第２スクリュー３ｂの代わりにまたは第２スクリュー３ｂとともに第２スクリュー３ａを加熱したり冷却してもよい。
【００８１】
第９の実施の形態
次に図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）により本発明の第９の実施の形態について説明する。図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す第９の実施の形態は、シリンダ２内であって第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂとの間に絞り機構６０，６２を設けるとともに、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１を設けたものである。他の構成は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００８２】
図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８３】
すなわち、図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、シリンダ２内であって第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂとの間に開口６０ａを有する絞り機構６０が設けられている。絞り機構６０はシリンダ２に設けられたフランジ６１により挟持されて保持されている。ここで図１２（ａ）は絞り機構６０の取付構造を示す側面図、図１２（ｂ）は絞り機構６０の正面図、図１２（ｃ）は絞り機構６０の断面図である。
【００８４】
このように第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂとの間に絞り機構６０を設けることにより、シリンダ２内の材料に圧力を加えて混練を進めることができる。また、第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂとの間に一定の空間が形成されている。第１スクリュー３ａの第１雄ねじ１０ａによって形成された狭い流路を送る材料が第２スクリュー３ｂの第２雄ねじ１０ｂによって形成された狭い流路へ移行するが、この場合第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂとの間の空間を絞り機構６０により狭くしておくことにより、第１スクリュー３ａから第２スクリュー３ｂへの材料の移行がスムースに行なわれる。
【００８５】
なお、図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、シリンダ２と別体に絞り機構６０を設ける代わりに、シリンダ２に開口６２ａを有する絞り機構６２を一体に設けてもよい。
【００８６】
第１０の実施の形態
次に図１３により本発明に第１０の実施の形態について説明する。図１３に示す第１０の実施の形態は、シリンダ２のうち第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂとの間にフィルタ機構７０を設けるとともに、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１を設けたものである。他の構成は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００８７】
図１３において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８８】
すなわち、図１３に示すように、シリンダ２内であって第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂとの間にフィルタ機構７０が設けられている。フィルタ機構７０はハウジング７２と、ハウジング７２内に収納されたフィルタ７４およびフィルタ支え７５とを有しており、ハウジング７２は保持体７１内に摺動自在に保持されている。また保持体７１内に保持されたハウジング７２は駆動部７３により駆動される。なお、保持体７１はシリンダ２に取付けたれたフランジ７６により挟持されて固定される。
【００８９】
なおフィルタ支え７５は、フィルタ７４のその変形が生じないようにフィルタ７４を保持するものである。
【００９０】
図１０はフィルタ７４がシリンダ２内の流路上にあって材料中の異物除去を行っている状況を示している。フィルタ７４に目詰りが生じた場合には、ハウジング７２が駆動部７３により保持体７１内で摺動し、Ａ点まで到達する。このようにしてフィルタ７４をシリンダ２の外部に位置させ、フィルタ７４を交換することができる。フィルタ７４の交換が終了したら、再び駆動部７３により、ハウジング７２を保持体７１内で摺動させて元の位置に戻す。
【００９１】
なお、フィルタ機構７０は１台に限らず、運転中にフィルタ７４を交換するために、フィルタ機構７０を２台設けてフィルタ７４の交換中も他のフィルタ機構７０のフィルタ７４によって材料中の異物除去を行ってもよい。
【００９２】
第２スクリュー３ｂ外面に設けられた外周溝１１は、その溝形状が細かいので異物が詰まり易いが、フィルタ機構７０のフィルタ７４により材料中の異物を取除くことによりフィルタ機構７０より下流側の外周溝１１内に異物が入ることはない。
【００９３】
第１１の実施の形態
次に図１４（ａ）（ｂ）により本発明の第１１の実施の形態について説明する。図１４（ａ）（ｂ）に示す第１１の実施の形態は排出口８に処理済材料の形状を定めるダイ機構３５を設けるとともに、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１を設けたものである。他の構成は図１に示す第１の実施の形態と略同一でである。
【００９４】
図１４（ａ）（ｂ）において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９５】
図１４に示すように、シリンダ２の排出口８にダイ機構３５が設けられている。ダイ機構３５の形状を種々変えることにより、例えば細長状の処理済材料を得ることができる。この細長状材料を切断することにより、所望形状の塊状材料を得ることができる。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、処理すべき材料の性状が異なっても、１台の材料押出機により容易に適切な押出条件を達成することができる。このため所望性状の処理材料を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による材料押出機の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明による材料押出機の第２の実施の形態を示す構成図。
【図３】本発明による材料押出機の第３の実施の形態を示す構成図。
【図４】本発明による材料押出機の第４の実施の形態を示す構成図。
【図５】本発明による材料押出機の第５の実施の形態を示す構成図。
【図６】本発明による材料押出機の第６の実施の形態を示す構成図。
【図７】本発明による材料押出機の第７の実施の形態を示す構成図。
【図８】本発明による材料押出機の第７の実施の形態の変形例を示す構成図。
【図９】本発明による材料押出機の第８の実施の形態を示す構成図。
【図１０】本発明による材料押出機の第８の実施の形態の変形例を示す構成図。
【図１１】本発明による材料押出機の第８の実施の形態の変形例を示す構成図。
【図１２】本発明による材料押出機の第９の実施の形態を示す構成図。
【図１３】本発明による材料押出機の第１０の実施の形態を示す構成図。
【図１４】本発明による材料押出機の第１１の実施の形態を示す構成図。
【図１５】従来の材料押出機を示す構成図。
【符号の説明】
２ シリンダ
３ａ 第１スクリュー
３ｂ 第２スクリュー
４ モータ
５ ホッパ
６ 供給口
８ 排出口
９ 制御装置
１０ａ 第１雄ねじ
１０ｂ 第２雄ねじ
１１ 外周溝
１２ 内周溝
１３ 脱気室
１４ 脱気口
１８ スクリュー側熱源
２５ 電気ヒータ
２７ スクリュー側冷却源
３５ ダイ機構
４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂ 混練機構
４０ｃ，４１ｃ 溝部
５０ 電気ヒータ
５２ 冷却用ジャケット
６０，６２ 絞り機構
７０ フィルタ機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばセラミック材料等からなる流動性材料を混練し必要により脱気を行う材料押出機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばセラミック材料等を混練する材料押出機として、スクリューの本数が１本の１軸型材料押出機と、２以上の複数軸型材料押出機とが知られている。更に使用目的に応じて様々の構造のものが一般に知られている。ここで、従来の１軸型材料押出機について図１５により説明する。
【０００３】
図１５に示すように、横方向に支持されたシリンダ２の内部に１本のスクリュー３が装着されている。スクリュー３の一端は減速機１及びベルト３０を介してモータ４と接続されて回転する。スクリュー３の他端は、通常は自由支持（フリー）となっている。
【０００４】
図１５においてホッパ５から供給された例えばセラミック等からなる流動性材料は、供給口６よりシリンダ２の中に入り、スクリュー３により移送されながら、ヒータ８０で加熱、溶融され、更にシリンダ２とスクリュー３の間で混練された後、排出口８より排出される。また材料の温度制御を容易に行うために、空冷用ブロア４５が設けられているが、空冷用ブロアはないこともある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、処理しようとする材料により、カサ比重や溶融温度、粘性等の特性が異なる場合、安定した押出条件を保つために、加熱温度やスクリュー３の回転数を変更している。しかしながら、加熱温度やスクリュー３の回転数の変更のみでは十分対応できない場合があり、この場合は、材料の特性に合わせた形状の異なる複数のスクリュー３（たとえば異なる雄ねじを有するスクリュー）を用意して材料により交換しているのが実情である。
【０００６】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、特性の異なる材料に対しても安定した押出条件を達成して所望性状を有する処理材料を得ることができる材料押出機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、供給口と排出口を有するシリンダと、シリンダ内に回転自在に配設され、外周に第１雄ねじを有する第１スクリューと、シリンダ内に第１スクリューと同軸に回転自在に配置され、外周に第２雄ねじを有する第２スクリューとを備え、第１スクリューと第２スクリューは、各々独立して駆動されることを特徴とする材料押出機である。
【０００８】
また、第１スクリューと第２スクリューのうち少なくとも一方は、対応する駆動源により回転数または回転方向が可変となっていることを特徴としている。
【０００９】
また、第１スクリューおよび第２スクリューのうち少なくとも一方の外面であって、第１雄ねじまたは第２雄ねじが形成されない領域に、複数の外周溝を設けたことを特徴としている。
【００１０】
また、シリンダ内面に内周溝を設けたことを特徴としている。
【００１１】
また、第１スクリューおよび第２スクリューのうち少なくとも一方の端部に、溝部を有する混練機構を設けたことを特徴としている。
【００１２】
また、シリンダに内部ガスを脱気する脱気口を設けたことを特徴としている。
【００１３】
また、シリンダに加熱機構または冷却機構のいずれかを設けたことを特徴としている。
【００１４】
また、第１スクリューおよび第２スクリューのうち少なくとも一方に、加熱機構または冷却機構のいずれかを設けたことを特徴としている。
【００１５】
また、シリンダ内のうち、第１スクリューと第２スクリューとの間に、絞り機構を設けたことを特徴としている。
【００１６】
また、シリンダ内のうち、第１スクリューと第２スクリューとの間にフィルタ機構を設けたことを特徴としている。
【００１７】
また、シリンダの排出口に、材料の形状を定めるダイ機構を設けたことを特徴としている。
【００１８】
本発明によれば、供給口からシリンダ内に流動性材料が供給されると、シリンダ内において第１スクリューの第１雄ねじと第２スクリューの第２雄ねじにより材料が混練されながら移送される。第１スクリューおよび第２スクリューは各々の駆動源により、回転されるので、材料の性状、必要とされる混練の程度、処理量に応じた押出条件を容易に得ることができる。
【００１９】
また第１スクリューおよび第２スクリューのうちいずれか一方は、回転数または、回転方向が、可変となっているので、材料の性状、必要とされる混練の程度、処理量により一層適した運転条件が得られる。また第１スクリューまたは第２スクリューの回転を逆回転にすることにより、移送中の材料を逆方向に戻すことが可能となり、移送中に不具合が生じた場合でも、装置を停止することなく、運転を継続することが可能となる。
【００２０】
また、第１スクリューまたは第２スクリューに設けた外周溝により材料を分割しながらせん断力を与えることができ、混練の程度を高めることが可能となる。
【００２１】
また、シリンダ内面に設けた内周溝により材料を乱流状態としながら材料にせん断力を与えることができ、混練の程度を高めることが可能となる。
【００２２】
また、第１スクリューおよび第２スクリューの一方の端部に混練機構を設けることにより、材料に対してせん断力、こねる力、その他の力が加わり混練の程度を高めることが可能となる。
【００２３】
また、シリンダに脱気口を設けたことにより、材料が混練される際に発生するガスを効果的に取外すことが可能となる。
【００２４】
また、シリンダ側に加熱手段又は、冷却手段を設けているので、加熱の場合は、混練及び脱気の程度を高めることが可能となり、冷却の場合は、溶融物を所要の粘性、温度等にすることが可能となる。
【００２５】
また、第１スクリューまたは第２スクリュー側に加熱手段又は冷却手段を設けているので、加熱の場合は混練及び脱気の程度を高めることが可能となり、冷却の場合は、溶融物を所要の粘性、温度等にすることが可能となる。
【００２６】
また、シリンダ内の第１スクリューと第２スクリューとの間に絞り機構を設けることにより、材料の流れに抵抗が加わり、そのために、混練の効果を向上させることが可能となる。
【００２７】
さらにまた、シリンダ内の第１スクリューと第２スクリューとの間にフィルタ機構を設けることにより材料中の異物が除去され、閉塞の生じない安定した運転が可能となる。
【００２８】
また、排出口に設けられたダイ機構により所要の形状に成形された処理済材料を得ることが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明による材料押出機の第１の実施の形態を示す図である。図１に示すように、材料押出機は減速機１に水平方向に支持されるとともに供給口６と排出口８を有するシリンダ２と、シリンダ２内に回転自在に配設され外周に第１雄ねじ１０ａを有する第１スクリュー３ａと、シリンダ２内に第１スクリュー３ａと同軸に回転自在に配設され外周に第２雄ねじ１０ｂを有する第２スクリュー３ｂとを備えている。
【００３０】
図１において、第１雄ねじ１０ａと第２雄ねじ１０ｂは逆方向に形成されているか、正方向に形成されていてもよい。また、シリンダ２は１本でもよく、また複数本でもよい。
【００３１】
第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂは、分離独立しており、第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂは減速機１，１内部の伝達機構およびベルト３０，３０を介してモータ４，４に連結されている。また各モータ４，４には端子箱３１，３１が取付けられている。
【００３２】
さらにシリンダ２の供給口６上方には、セラミック材料等からなる流動性材料が投入されるホッパ５が設けられている。またシリンダ２はシリンダカバー７により覆われている。
【００３３】
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
まずホッパ５に流動性材料が投入され、材料はその後、供給口６からシリンダ２内に供給される。シリンダ２内に供給された材料は、まず第１スクリュー３ａの第１雄ねじ１０ａによって混練されながら移送され、次に第２スクリュー３ｂの第２雄ねじ１０ｂによって混練されながら排出口８方向へ移送される。
【００３４】
この場合、第１雄ねじ１０ａと第２雄ねじ１０ｂとが逆方向に形成されていると、第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂの回転方向は逆向きとなる。
【００３５】
シリンダ２内において、排出口８側へ移送した材料は、その後排出口８から排出される。
【００３６】
本実施の形態によれば、シリンダ２内に第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂを別個独立して設けたので、例えば第１スクリュー３ａを高速とし、第２スクリュー３ｂを低速にして第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂの回転数を異ならせることにより、シリンダ２内において材料の圧力を可変とすることができる。このため材料の特性に必要とされる混練の程度および処理等に応じて運転することができ、所望の処理済材料を得ることができる。
【００３７】
第２の実施の形態
次に図２により本発明の第２の実施の形態について説明する。図２に示す第２の実施の形態は、各モータ４，４に制御装置９を設け、この制御装置９によって第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂの回転方向および回転数を可変としたものであり、他は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００３８】
図２において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３９】
図２において、第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂの回転数および回転方向は可変となっているので、シリンダ２内における材料の移送方向および圧力を所望に応じて可変とすることができる。このことにより、材料の特性に必要とされる運転条件をより確実に得ることができる。
【００４０】
第３の実施の形態
次に図３（ａ）（ｂ）により本発明の第３の実施の形態について説明する。図３（ａ）（ｂ）に示す第３の実施の形態は第２スクリュー３ｂの第１スクリュー３ａ側端部の外面であって、第２雄ねじ３ｂが形成されない領域に、複数の外周溝１１を設けたものであり、他は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００４１】
図３（ａ）（ｂ）において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４２】
ここで図３（ａ）は第２スクリュー３ｂを示す側面図、図３（ｂ）は第２スクリュー３ｂを示す斜視図である。
【００４３】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１が形成されているので、まず第１スクリュー３ａの雄ねじ１０ａに沿って移送された材料は、その後第２スクリュー３ｂの第２雄ねじ１０ｂ側へ移送される。第２雄ねじ１０ｂにより一本のすじ状に送られた材料は、複数の外周溝１１により複数のすじ状に分けられ、このように複数のすじ状に分けられる時に材料にせん断力が加えられ、材料が混練される。
【００４４】
第２スクリュー３ｂに設けられた外周溝１１は、例えば４段に分けて設けられ、各段の外周溝１１間に外周溝１１のない合流部１１ａが設けられている。多数の外周溝１１によってせん断力が加えられた材料は、この合流部１１ａにおいて合流し、材料の混練がより進行する。
【００４５】
なお、図３（ａ）（ｂ）において、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１を設けた例を示したが、これに限らず第１スクリュー３ａの外面に設けてもよい。
【００４６】
第４の実施の形態
次に図４（ａ）（ｂ）により本発明の第４の実施の形態について説明する。図４（ａ）（ｂ）に示す第４の実施の形態は、シリンダ２の内面に内周溝１２を設けたものであり、他は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００４７】
図４（ａ）（ｂ）において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４８】
ここで図４（ａ）はシリンダ２内に設けられた第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂを示す側面図、図４（ｂ）はシリンダ２内面を示す図である。
【００４９】
図４（ａ）（ｂ）において、シリンダ２内で第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂにより移送された材料は、シリンダ２の内面に形成された内周溝１２内に入り、材料に乱流が生じる。このとき材料には、乱流によりせん断力が与えられて材料の混練が進行する。
【００５０】
第５の実施の形態
次に図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）により、本発明の第５の実施の形態について説明する。図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す第５の実施の形態は、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１を設けるとともに、第１スクリュー３ａの端部および第２スクリュー３ｂの端部に混練機構４０ａ，４０ｂを各々設けたものである。他の構成は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００５１】
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５２】
ここで図５（ａ）は混練機構４０ａ，４０ｂを有する第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂの側面図、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す混練機構４０ａ，４０ｂの側面図、図５（ｃ）は図５（ａ）に示す混練機構４０ａ，４０ｂの正面図、図５（ｄ）は変形例としての混練機構４１ａ，４１ｂを有する第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂの側面図、図５（ｅ）は図５（ｄ）に示す混練機構４１ａ，４１ｂの側面図、図５（ｆ）は図５（ｄ）に示す混練機構４１ａ，４１ｂの正面図である。
【００５３】
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１が設けられ、さらに第１スクリュー３ａの端部および第２スクリュー３ｂの端部３ｂに円筒状の混練機構４０ａ，４０ｂが設けられている。混練機構４０ａ，４０ｂは、各々取付ねじ４２，４２を有し、この取付ねじ４２，４２により第１スクリュー３ａの端部および第２スクリュー３ｂの端部に各々装着されている。
【００５４】
混練機構４０ａ，４０ｂは、前述のように円筒状をなし、その外面に溝部４０ｃが形成されている。
【００５５】
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）において、第１スクリュー３ａにより移送されてきた材料は、例えば第１スクリュー３ａと異なる回転数で回転する第２スクリュー３ｂ側へ移行する。この間、第１スクリュー３ａの端部と第２スクリュー３ｂの端部に、各々混練機構４０ａ，４０ｂが設けられているので、材料は各混練機構４０ａ，４０ｂの溝部４０ｃ内に入り、材料の分割が行なわれる。材料の分割が行なわれると材料にせん断力が加わり、このため材料の混練が進行する。
【００５６】
なお、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す円筒状混練機構４０ａ，４０ｂの代わりに、第１スクリュー３ａの端部および第２スクリュー３ｂの端部に図５（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す円すい状混練機構４１ａ，４１ｂを取付ねじ４２により装着してもよい。図５（ａ）（ｂ）（ｃ）において、円すい状混練機構４１ａ，４１ｂはその外面に溝部４１ａが形成されている。
【００５７】
また、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）および図５（ｄ）（ｅ）（ｆ）において、第１スクリュー３ａの端部および第２スクリュー３ｂの端部に、各々混練機構４０ａ，４０ｂまたは混練機構４１ａ，４１ｂを設けた例を示したが、第１スクリュー３ａおよび第２スクリュー３ｂのうち、いずれか一方に設けてもよい。
【００５８】
第６の実施の形態
次に図６により本発明の第６の実施の形態について説明する。
図６に示す第６の実施の形態は、シリンダ２の中央部近傍および排出口８近傍に、脱気口１４を有する脱気室１４を各々設けるとともに、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１を設けたものである。他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００５９】
図６において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６０】
図６において、シリンダ２の中央部近傍および排出口８近傍に脱気口１４を有する脱気室１３を設けたので、例えば材料が水分を含む場合、シリンダ２内において混練中に材料から水蒸気等のガスが生じても、このガスをシリンダ２の中央部近傍の脱気口１４および排出口８近傍の脱気口１４から外方へ排気することができる。
【００６１】
なお、脱気口１４を有する脱気室１３を設ける代わりに、脱気ノズルを直接シリンダ２に設けてもよい。
【００６２】
第７の実施の形態
次に図７および図８により本発明の第７の実施の形態について説明する。図７に示す実施の形態はシリンダ２を電気ヒータ５０で加熱するとともに、第２スクリュー３ｂに複数の外周溝１１を設けたものであり、他は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。図７において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６３】
図７に示すように、シリンダ２の外表面にシリンダ２を取囲むように電気ヒータ５０が設置され、この電気ヒータ５０には温度制御装置５１が接続されている。また電気ヒータ５０は複数のセグメントに分割され、このためきめ細かな温度制御が可能となっている。
【００６４】
このようにシリンダ２を加熱することにより、材料を溶融させたり、材料からガスを容易に発生させることができる。
【００６５】
なお、図７において、電気ヒータ５０で加熱する例を示したが、これに限らずバーナでシリンダ２を加熱してもよく、熱媒で加熱してもよい。また複数の熱源の組合せ、例えば電気ヒータと熱媒を組み合わせてシリンダ２を加熱してもよい。
【００６６】
また、シリンダ２を加熱する（図７）代わりに、図８に示すようにシリンダ２を冷却してもよい。すなわち、図８に示すようにシリンダ２の外表面にシリンダ２を取囲むようにジャケット５２が設けられ、このジャケット５２に冷却装置５３により冷却された水が供給されてシリンダ２を冷却している。冷却源としては水の他、冷媒、空気などを用いてもよい。空気を用いる場合は、ブロアが設置される。
【００６７】
図８において、シリンダ２を冷却することにより、材料に所定の粘性をもたせることができ、排出口８から所定粘性をもった処理済の材料を得ることができる。
【００６８】
また図７に示す電気ヒータ５０と、図８に示す冷却用ジャケット５２とを組合せ、シリンダ２の上流側において電気ヒータ５０により材料を加熱して材料中からガスを発生させるとともにシリンダ２の下流側において冷却ジャケット５２により材料を冷却してもよい。
【００６９】
第８の実施の形態
次に図９乃至１１により本発明の第８の実施の形態について説明する。
図９乃至１１に示す第８の実施の形態は、第２スクリュー３ｂを加熱または冷却するとともに、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１を設けたものである。
【００７０】
他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と略同一である。図９乃至１１において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７１】
すなわち、図９に示すように、スクリュー側熱源１８が配置され、スクリュー側熱源１８から供給される高温流体が入口配管１９およびロータリジョイント１７を通って第２スクリュー３ｂに入り、第２スクリュー３ｂを加熱する。第２スクリュー３ｂの内部には循環路（図示せず）が形成されており、第２スクリュー３ｂ内部の循環路を通過した高温流体は、ロータリジョイント１７および出口配管２０を通ってスクリュー側熱源１８に戻る。
【００７２】
このように第２スクリュー３ｂを加熱することにより、材料を溶融させたり、材料からガスを発生させることができる。
【００７３】
なお、図９に示すようなスクリュー側熱源１８を設ける代わりに、図１０に示すように電気ヒータ２５により第２スクリュー３ｂを加熱してもよい。
【００７４】
すなわち、図１０に示すように、第２スクリュー３ｂの内部に電気ヒータ２５が設けられており、第２スクリュー３ｂの外周部にはスリップリング２１が取付けられている。またスリップリング２１にはブラシ２２が接続されている。
【００７５】
図１０において、電源２３より電線２４、ブラシ２２、およびスリップリング２１を通って電気ヒータ２５に電気が供給され、電気ヒータ２５により第２スクリュー３ｂが加熱される。
【００７６】
さらに図９および図１０に示すように、第２スクリュー３ｂを加熱する代わりに、図１１に示すように第２スクリュー３ｂを冷却してもよい。
【００７７】
すなわち、図１１に示すように、スクリュー側冷却源２７が配置され、スクリュー側冷却源２７から供給される冷却流体が入口配管２８およびロータリジョイント２６を通って第２スクリュー３ｂに入り第２スクリュー３ｂを冷却する。
【００７８】
図示はしていないが、第２スクリュー３ｂの内部には循環路が形成されており、第２スクリュー３ｂの内部の循環路を通過した冷却流体はロータリジョイント２６および出口配管２９を通ってスクリュー側冷却源２７に戻る。
【００７９】
このように第２スクリュー３ｂを冷却することにより、材料に所定の粘性をもたせ、排出口８から所定粘性をもった処理済の材料を得ることができる。
【００８０】
なお、図９乃至１１において、第２スクリュー３ｂを加熱したり冷却した例を示したが、第２スクリュー３ｂの代わりにまたは第２スクリュー３ｂとともに第２スクリュー３ａを加熱したり冷却してもよい。
【００８１】
第９の実施の形態
次に図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）により本発明の第９の実施の形態について説明する。図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す第９の実施の形態は、シリンダ２内であって第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂとの間に絞り機構６０，６２を設けるとともに、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１を設けたものである。他の構成は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００８２】
図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８３】
すなわち、図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、シリンダ２内であって第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂとの間に開口６０ａを有する絞り機構６０が設けられている。絞り機構６０はシリンダ２に設けられたフランジ６１により挟持されて保持されている。ここで図１２（ａ）は絞り機構６０の取付構造を示す側面図、図１２（ｂ）は絞り機構６０の正面図、図１２（ｃ）は絞り機構６０の断面図である。
【００８４】
このように第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂとの間に絞り機構６０を設けることにより、シリンダ２内の材料に圧力を加えて混練を進めることができる。また、第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂとの間に一定の空間が形成されている。第１スクリュー３ａの第１雄ねじ１０ａによって形成された狭い流路を送る材料が第２スクリュー３ｂの第２雄ねじ１０ｂによって形成された狭い流路へ移行するが、この場合第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂとの間の空間を絞り機構６０により狭くしておくことにより、第１スクリュー３ａから第２スクリュー３ｂへの材料の移行がスムースに行なわれる。
【００８５】
なお、図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、シリンダ２と別体に絞り機構６０を設ける代わりに、シリンダ２に開口６２ａを有する絞り機構６２を一体に設けてもよい。
【００８６】
第１０の実施の形態
次に図１３により本発明に第１０の実施の形態について説明する。図１３に示す第１０の実施の形態は、シリンダ２のうち第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂとの間にフィルタ機構７０を設けるとともに、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１を設けたものである。他の構成は図１に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００８７】
図１３において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８８】
すなわち、図１３に示すように、シリンダ２内であって第１スクリュー３ａと第２スクリュー３ｂとの間にフィルタ機構７０が設けられている。フィルタ機構７０はハウジング７２と、ハウジング７２内に収納されたフィルタ７４およびフィルタ支え７５とを有しており、ハウジング７２は保持体７１内に摺動自在に保持されている。また保持体７１内に保持されたハウジング７２は駆動部７３により駆動される。なお、保持体７１はシリンダ２に取付けたれたフランジ７６により挟持されて固定される。
【００８９】
なおフィルタ支え７５は、フィルタ７４のその変形が生じないようにフィルタ７４を保持するものである。
【００９０】
図１０はフィルタ７４がシリンダ２内の流路上にあって材料中の異物除去を行っている状況を示している。フィルタ７４に目詰りが生じた場合には、ハウジング７２が駆動部７３により保持体７１内で摺動し、Ａ点まで到達する。このようにしてフィルタ７４をシリンダ２の外部に位置させ、フィルタ７４を交換することができる。フィルタ７４の交換が終了したら、再び駆動部７３により、ハウジング７２を保持体７１内で摺動させて元の位置に戻す。
【００９１】
なお、フィルタ機構７０は１台に限らず、運転中にフィルタ７４を交換するために、フィルタ機構７０を２台設けてフィルタ７４の交換中も他のフィルタ機構７０のフィルタ７４によって材料中の異物除去を行ってもよい。
【００９２】
第２スクリュー３ｂ外面に設けられた外周溝１１は、その溝形状が細かいので異物が詰まり易いが、フィルタ機構７０のフィルタ７４により材料中の異物を取除くことによりフィルタ機構７０より下流側の外周溝１１内に異物が入ることはない。
【００９３】
第１１の実施の形態
次に図１４（ａ）（ｂ）により本発明の第１１の実施の形態について説明する。図１４（ａ）（ｂ）に示す第１１の実施の形態は排出口８に処理済材料の形状を定めるダイ機構３５を設けるとともに、第２スクリュー３ｂの外面に複数の外周溝１１を設けたものである。他の構成は図１に示す第１の実施の形態と略同一でである。
【００９４】
図１４（ａ）（ｂ）において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９５】
図１４に示すように、シリンダ２の排出口８にダイ機構３５が設けられている。ダイ機構３５の形状を種々変えることにより、例えば細長状の処理済材料を得ることができる。この細長状材料を切断することにより、所望形状の塊状材料を得ることができる。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、処理すべき材料の性状が異なっても、１台の材料押出機により容易に適切な押出条件を達成することができる。このため所望性状の処理材料を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による材料押出機の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明による材料押出機の第２の実施の形態を示す構成図。
【図３】本発明による材料押出機の第３の実施の形態を示す構成図。
【図４】本発明による材料押出機の第４の実施の形態を示す構成図。
【図５】本発明による材料押出機の第５の実施の形態を示す構成図。
【図６】本発明による材料押出機の第６の実施の形態を示す構成図。
【図７】本発明による材料押出機の第７の実施の形態を示す構成図。
【図８】本発明による材料押出機の第７の実施の形態の変形例を示す構成図。
【図９】本発明による材料押出機の第８の実施の形態を示す構成図。
【図１０】本発明による材料押出機の第８の実施の形態の変形例を示す構成図。
【図１１】本発明による材料押出機の第８の実施の形態の変形例を示す構成図。
【図１２】本発明による材料押出機の第９の実施の形態を示す構成図。
【図１３】本発明による材料押出機の第１０の実施の形態を示す構成図。
【図１４】本発明による材料押出機の第１１の実施の形態を示す構成図。
【図１５】従来の材料押出機を示す構成図。
【符号の説明】
２ シリンダ
３ａ 第１スクリュー
３ｂ 第２スクリュー
４ モータ
５ ホッパ
６ 供給口
８ 排出口
９ 制御装置
１０ａ 第１雄ねじ
１０ｂ 第２雄ねじ
１１ 外周溝
１２ 内周溝
１３ 脱気室
１４ 脱気口
１８ スクリュー側熱源
２５ 電気ヒータ
２７ スクリュー側冷却源
３５ ダイ機構
４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂ 混練機構
４０ｃ，４１ｃ 溝部
５０ 電気ヒータ
５２ 冷却用ジャケット
６０，６２ 絞り機構
７０ フィルタ機構
Claims (11)
- 供給口と排出口を有するシリンダと、
シリンダ内に回転自在に配設され、外周に第１雄ねじを有する第１スクリューと、
シリンダ内に第１スクリューと同軸に回転自在に配置され、外周に第２雄ねじを有する第２スクリューとを備え、
第１スクリューと第２スクリューは、各々独立して駆動されることを特徴とする材料押出機。 - 第１スクリューと第２スクリューのうち少なくとも一方は、対応する駆動源により回転数または回転方向が可変となっていることを特徴とする請求項１記載の材料押出機。
- 第１スクリューおよび第２スクリューのうち少なくとも一方の外面であって、第１雄ねじまたは第２雄ねじが形成されない領域に、複数の外周溝を設けたことを特徴とする請求項１および２のいずれか記載の材料押出機。
- シリンダ内面に内周溝を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の材料押出機。
- 第１スクリューおよび第２スクリューのうち少なくとも一方の端部に、溝部を有する混練機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の材料押出機。
- シリンダに内部ガスを脱気する脱気口を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の材料押出機。
- シリンダに加熱機構または冷却機構のいずれかを設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の材料押出機。
- 第１スクリューおよび第２スクリューのうち少なくとも一方に、加熱機構または冷却機構のいずれかを設けたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の材料押出機。
- シリンダ内のうち、第１スクリューと第２スクリューとの間に、絞り機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の材料押出機。
- シリンダ内のうち、第１スクリューと第２スクリューとの間に、フィルタ機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか記載の材料押出機。
- シリンダの排出口に、材料の形状を定めるダイ機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか記載の材料押出機。
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