JP3935863B2 - 二軸脱水押出機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出機シリンダと、該押出機シリンダ内に設けられている一対のスクリュとからなり、前記スクリュは原料供給側が第１の輸送部、その下流側がスクリュの絞り部、そしてその下流側が第２の輸送部となり、前記スクリュの第１の輸送部に対応した位置の前記押出機シリンダには、スリット、メッシュ等の多孔体からなる脱水部が設けられている二軸脱水押出機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な二軸脱水押出機は、図２に示されているように、押出機シリンダ３０と、この押出機シリンダ３０内に回転駆動可能に設けられている一対のスクリュ３５、３５とから構成されている。押出機シリンダ３０の、図２において左方位置には原料投入口３１が、そしてその下流の側部には脱水スリット３２、３２がそれぞれ設けられている。一方、スクリュ３５、３５は、押出機シリンダ３０の原料投入口３１および脱水スリット３２、３２に対応した近傍が、第１のスクリュ輸送部Ｙ１となり、その下流側がスクリュ絞り部Ｓ、そしてその下流側が第２のスクリュ輸送部Ｙ２となっている。したがって、一対のスクリュ３５、３５を回転駆動すると共に、原料投入口３１から合成樹脂等の原料を押出機シリンダ３０内に供給すると、原料は第１のスクリュ輸送部Ｙ１からスクリュ絞り部Ｓへと送られる。スクリュ絞り部Ｓにおいて体積が減じるように搾られ、原料に含まれている水分の一部が原料から分離される。そして、押出機シリンダ３０内を逆流して脱水スリット３２、３２から外部へ排出される。水分が分離された原料は、第２のスクリュ輸送部Ｙ２から、次工程へと送される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１２６８０９号公報
【特許文献２】
特開２００１−３２２１５４
【０００４】
特許文献１に示されている二軸押出機の脱水装置は、押出機シリンダと、この押出機シリンダ内に回転駆動可能に設けられている一対のスクリュとからなり、ニーディングディスクの上流側に脱水スリットが、そして下流側に調整バルブが設けられている。したがって、一対のスクリュを回転駆動すると共に、合成樹脂等の原料を押出機シリンダ内に供給すると、原料は下流側へと送られるが、このとき調整バルブにより部分的に堰き止められる。これにより、押出機シリンダの内部圧力が上昇し、水分が搾り出され、そして押出機シリンダ内を逆流し脱水スリットから排水される。
【０００５】
また、特許文献２には、押出機シリンダと、この押出機シリンダの内部に設けられている一対のスクリュとからなり、脱水スリットの下流側にシールリングを設け、そしてシールリングと脱水スリットとの間の押出機シリンダの内周面に溝を形成した二軸脱水押出機が示されている。この二軸押出機によると、シールリングにより搾り出される液体は、押出機シリンダ内の溝を通って逆流し、そして脱水スリットから外部へ排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図２に示されている二軸押出機によっても脱水することはできるが、脱水能力に限界があり、原料中に水分が多い場合、水分が原料から分離しにくい場合等には、軸方向に間隔をおいて第２、第３の脱水スリットをさらに設ける必要が生じる。そうすると、二軸押出機の軸方向の長さ（Ｌ）と直径（Ｄ）との比Ｌ／Ｄが大きくなり、二軸押出機が高価になってしまう。また、一般に二軸押出機には下流側にベント部が設けられているが、水分を充分に搾りきれないときには、ベント部でベントアップ、エントレインメント等の運転上の支障をきたすことがある。
【０００７】
特許文献１に記載の二軸押出機には、調整バルブが設けられているので、原料の物性に合わせて調整バルブの開度を調整し、押出機シリンダの内部圧力を自在に調節することができる利点が認められる。これにより、効率的に脱水することができる。しかしながら、原料から分離される水は、上流側へ逆流して排出されるようになっているので、脱水能力の点から見ると改良の余地が認められる。また、特許文献２に記載されている二軸脱水押出機によると、押出機シリンダの内周面にはシールリングから脱水スリットに達する溝が形成されているので、シールリングで搾られた水は、溝を通って逆流し、従来の押出機シリンダの内周面とスクリュフライトの頂部との間の隙間および原料が充満されていないスクリュフライト溝内から逆流するものに比較して大幅に脱水効率は上昇している。しかし、原料から絞られる水が押出機シリンダ内を逆流することに変わりはなく、改良の余地が認められる。
本発明は、上記したような従来の二軸脱水押出機あるいは二軸押出機の脱水装置を改良した二軸脱水押出機すなわち押出機シリンダが軸方向に徒に長くなることなく、効率的に脱水することができ、したがって下流側にベント部が設けられていてもベント部で運転上の支障を起こさない、二軸脱水押出機を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、スクリュの絞り部で分離あるいは搾り出される液体を押出機シリンダ内を上流側へ不必要に逆流させることなく、直ちに外部へ排出するように構成される。排出する手段には、原料を押出シリンダの方へ押し戻す作用を奏する、例えばポンプに見られる裏羽根のような単純な回転式ものも適用できるが、望ましくは軸方向に比較的長いスクリュが適用される。かくして、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、押出機シリンダと、該押出機シリンダ内に設けられている一対のスクリュとからなり、前記スクリュは原料供給側が第１の輸送部、その下流側がスクリュの絞り部、そしてその下流側が第２の輸送部となり、前記スクリュの第１の輸送部に対応した位置の前記押出機シリンダには、スリット、メッシュ等の多孔体からなる脱水部が設けられている二軸脱水押出機であって、前記スクリュの絞り部に対応した位置の前記押出機シリンダには、該スクリュの絞り部で搾り出される液体を排出する脱水機が設けられている。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の二軸押出機において、脱水機が軸方向に所定長さの脱水シリンダと、該脱水シリンダ内に設けられているスクリュとからなり、前記脱水シリンダの一部には、スリット、メッシュ等の多孔体からなる液体排出部が設けられている。請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の二軸押出機において、脱水シリンダが、その軸線と押出機シリンダの水平軸線とがなす角度が０〜９０°になるように傾斜して配置されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１により本発明の実施の形態を説明する。図１の（イ）は本実施の形態に係わる二軸脱水押出機の要部の、図１の（ロ）においてイーイ方向に見た水平断面図で、その（ロ）は、図１の（イ）においてローロ方向に見た横断面図であるが、これらの図に示されているように、本実施の形態に係わる二軸脱水押出機は、概略的には、軸方向に所定長さの押出機シリンダ１と、この押出機シリンダ１に取り付けられている脱水機２０とからなっている。押出機シリンダ１は、双胴形を呈し、その内部に従来周知のように一対のボア２、２が所定の間隔をおいて軸方向に形成されている。そして、これらのボア２、２にスクリュ１０、１０が回転駆動可能に挿入されている。これらのスクリュ１０、１０は、図１の（イ）において左方の上流側は第１の輸送部Ｙ１、その下流側がスクリュの絞り部Ｓ、そしてその下流側が第２の輸送部Ｙ２となっている。スクリュの絞り部は、逆ニーディング、直交ニーディング、スクリュの逆フライト、シールリング等あるいはこれらの組み合わせからなっている。
【００１０】
押出機シリンダ１の、スクリュの第１の輸送部Ｙ１に対応した位置の側部は、所定長さにわたって切り欠かれ、この切り欠かれた部分にスリット、メッシュ等からなる多孔体３、３が設けられている。このような多孔体３、３が設けられている部分が脱水部４、４となっている。なお、脱水部４の上流側には、図１には示されていないが、その内部に達する原料投入口が設けられ、この投入口に従来周知の原料ホッパが取り付けられている。
【００１１】
スクリュの絞り部Ｓに対応した、押出機シリンダ１の側部には、外部からボア２に達する透孔５が開けられ、この透孔５に脱水機２０の脱水シリンダ２１の端部が接続されている。脱水機２０は、本実施の形態では、軸方向に所定長さの脱水シリンダ２１と、この脱水シリンダ２１の内部に回転駆動可能に設けられているスクリュ２２と、脱水シリンダ２１の他端部に取り付けられスクリュ２２を駆動するモータ２３とからなっている。脱水シリンダ２１の下部の一部は切り欠かれ、この切り欠かれた部分にスリット、メッシュ等の多孔体２４が設けられている。この多孔体２４が設けられている部分が排水部２５となっている。このように構成されている脱水機２０は、本実施の形態では、図１の（ロ）に示されているように、脱水シリンダ２１の軸線と押出機シリンダ１の水平軸線とがなす角度θが０〜９０°になるように傾斜して配置されている。
【００１２】
次に、上記実施の形態の作用について説明する。スクリュ１０、１０を所定方向に回転駆動すると共に、原料ホッパから例えば粒子状あるいはペレット状の合成樹脂の原料を所定量宛押出機シリンダ１に供給する。また、脱水機２０のスクリュ２２を、脱水シリンダ２１内へ侵入しようとする原料を押出シリンダ１の方へ押し戻す方向に回転駆動する。供給された原料は、スクリュの第１の輸送部Ｙ１から下流側のスクリュの絞り部Ｓへと圧送される。絞り部Ｓにおいて、原料は加圧・圧縮され、原料に含まれている水分等の液体は分離あるいは搾り出される。絞り出された液体の一部は、押出機シリンダ１のボア２、２の内周面と、スクリュ１０、１０のフライトの外周面との間の隙間、フライト間の原料粒子の間等を通って上流側へ逆流する。そうして、脱水部４、４から外部へ排出される。絞り出された大部分の液体は、絞り部Ｓ内の圧力により脱水シリンダ２１の方へ押し出される。そうして、脱水シリンダ２１の内周面とスクリュ２２のフライトの外周面との間の隙間を通って、押出シリンダ１内の圧力あるいは重力の作用により下流側に送られ、排水部２５から外部へ排出される。このとき、絞り部Ｓから脱水シリンダ２１の方へ漏れようとする原料は、スクリュ２２により押出機シリンダ１の方へ押し戻される。これにより、原料はさらに圧縮を水分は一層搾り出される。水分が絞り出された原料は、スクリュの第２の輸送部Ｙ２にから次の、例えばベントが設けられている可塑化部の方へと送られる。
【００１３】
上記実施の形態では、脱水シリンダ２１は傾斜して設けられているので、脱水シリンダ２１に押し込まれた液体は、逆流することなく排出されるが、脱水シリンダ２１は必ずしも傾斜して設ける必要がないことは明らかである。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、押出機シリンダには、スリット、メッシュ等の多孔体からなる脱水部が設けられているので、スクリュの絞り部で分離される液体の一部は、押出機シリンダ内を逆流して脱水部から排出される。また、スクリュの絞り部に対応した位置の押出機シリンダには、スクリュの絞り部で分離される液体を排出する脱水機が設けられているので、分離あるいは搾り出された液体の残りの大部分は、上流側へ逆流することなく、直ちに脱水機により排出される。したがって、押出機シリンダに複数個の脱水部を設けることなく、すなわち押出機シリンダを軸方向に徒に長くすることなく、効率的に脱水することができる。したがって、二軸脱水押出機を安価に提供することができる。また、下流側にベント部が設けられていても、ベント部で運転上の支障を起こすようなこともない。
請求項２に記載の発明によると、脱水機が軸方向に所定長さの脱水シリンダと、該脱水シリンダ内に設けられているスクリュとから構成されているので、脱水シリンダの方へ漏れ出ようとする原料は、スクリュの回転により押出シリンダの方へ押し戻される。これにより、原料はさらに圧縮され、水分はさらに搾り出される効果が得られる。請求項３に記載の発明によると、脱水シリンダが、その軸線と押出機シリンダの水平軸線とがなす角度が０〜９０°になるように傾斜して設けられているので、原料から搾り出される液体の排出はさらに良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の本実施の形態に係わる二軸脱水押出機の要部の断面図で、その（イ）は、図１の（ロ）においてイーイ方向に見た水平断面図、その（ロ）は、図１の（イ）においてローロ方向に見た横断面図である。
【図２】従来例を示す水平断面図である。
【符号の説明】
１ 押出機シリンダ ３ 多孔体
４ 脱水部 １０ スクリュ
２０ 脱水機 ２１ 脱水シリンダ
２２ スクリュ ２４ 多孔体
２５ 液体排出部 Ｓ 絞り部
Ｙ１ 第１の輸送部 Ｙ２ 第２の輸送部

Claims (3)

1. 押出機シリンダと、該押出機シリンダ内に設けられている一対のスクリュとからなり、前記スクリュは原料供給側が第１の輸送部、その下流側がスクリュの絞り部、そしてその下流側が第２の輸送部となり、
   前記スクリュの第１の輸送部に対応した位置の前記押出機シリンダには、スリット、メッシュ等の多孔体からなる脱水部が設けられている二軸脱水押出機であって、
   前記スクリュの絞り部に対応した位置の前記押出機シリンダには、該スクリュの絞り部で搾り出される液体を排出する脱水機が設けられていることを特徴とする二軸脱水押出機。
2. 請求項１に記載の二軸押出機において、脱水機が軸方向に所定長さの脱水シリンダと、該脱水シリンダ内に設けられているスクリュとからなり、前記脱水シリンダの一部には、スリット、メッシュ等の多孔体からなる液体排出部が設けられている二軸押出機。
3. 請求項２に記載の二軸押出機において、脱水シリンダが、その軸線と押出機シリンダの水平軸線とがなす角度が０〜９０°になるように傾斜して配置されている二軸押出機。

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