JP5215565B2

JP5215565B2 - 押出成形機

Info

Publication number: JP5215565B2
Application number: JP2007014163A
Authority: JP
Inventors: 正信三井
Original assignee: Kubota Matsushitadenko Exterior Works Ltd; KMEW Co Ltd
Current assignee: KMEW Co Ltd
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2007-01-24
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2027-01-24
Also published as: JP2008179054A

Description

本発明は、セメントを主成分とする成形材料を押し出し成形するための押出成形機に関するものである。

従来から、セメントを主成分とし、これに、パルプ、ポリプロピレン繊維やビニロン繊維等の繊維、珪砂、珪石粉、フライアッシュ等のシリカ成分等と水を混合した材料を押出成形機により押出して建築用の部材として用いる無機質板等を製造することが行われている。

そして、上記のようなセメントを主成分とする材料を材料混練ミキサーで混練し、これを押出成形機に供給し、押出口となる口金部からグリーンシートとして連続的に押出し、これを切断、養生して無機質板等を製造するのである。ここで、上記のようにセメントを主成分とする材料を押出成形すると、材料混練ミキサー内や材料搬送コンベア等に材料が付着硬化し、時間経過と共に剥離脱落してこれが押出成形機内に混入し、該剥離脱落した塊が押出口である口金部の最小隙間よりも大きいと、口金部に引っ掛かり、材料は流れに沿って口金部部分で引っ掛かった塊によって分断されて押し出されることになり、押し出されたグリーンシート（つまり無機質板）にいわゆる「切れ」と称する溝や亀裂や孔等が生じてしまって、不良品を製造してしまう。このため、上記のようなグリーンシートに「切れ」が発生すると生産ラインを停止し、口金部を解体して上記口金部に引っ掛かっている塊を取り除かねばならず、時間的ロスによる生産量のダウン、材料ロス等の多大な損失が発生するという問題がある。

そこで、このような問題を解決するために、上記材料の塊をすり潰す機構を設けた押出成形機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この押出成形機は、混練用スクリューを内装した混練用バレルと、該混練用バレルの先端部に連通部を介してオーガスクリューを内装したオーガバレルを配設し、オーガバレルの先端部に押出口となる口金部を設けた押出成形機であって、混練用スクリューの先端部にすり潰し部を設けて、すり潰し部の外周面と混練用バレルの内周面との間の隙間を、押出口となる口金部の最小隙間よりも小さくしたものである。

そして、このような押出成形機は、上記材料の塊が、すり潰し部とオーガバレルの内周との間を通過する際にすり潰し部で口金部の最小隙間よりも小さくすり潰すことができ、上記のような問題が生じないようにしたものである。

しかしながら、上記のような押出成形機であっても、材料の塊が非常に大きい場合（コンベア堆積物など）は、すり潰し部まで到達することができず、混練用バレルの途中で滞留して材料詰まりが発生するという問題があり、製造ラインが停止したり塊除去のために長時間のオーバーホールが必要になっていた。
特開平１０−１４６８１３号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、押出成形機内に材料と共に材料の塊が異物として混入しても、この塊による材料詰まりの発生を防止することができる押出成形機を提供することを課題とするものである。

本発明の押出成形機７は、混練用スクリュー１を内装した混練用バレル２と、該混練用バレル２の先端部に連通部３を介してオーガスクリュー４を内装したオーガバレル５を配設し、オーガバレル５の先端部に押出口６を設けた押出成形機において、混練用スクリュー１にテーパー部１８を設け、テーパー部１８の外周面にスクリュー突起２１を設けると共に混練用バレル２の内周面にバレル突起２２を設け、スクリュー突起２１とバレル突起２２とを混練用スクリュー１の軸方向において異なる位置に形成し、混練用スクリュー１の先端部にすり潰し部８を設け、スクリュー突起２１の先端と混練用バレル２の内周面との隙間Ｃ、あるいはバレル突起２２の先端と混練用スクリュー１の外周面との隙間Ｃ、あるいはスクリュー突起２１の側面とバレル突起２２の側面との隙間Ｃにより異物の塊が粉砕され、粉砕された異物が成形材料の圧力で押圧されてすり潰し部８にまで導入されることを特徴とするものである。

本発明は、複数個のスクリュー突起２１、２１…をテーパー部１８の周方向の異なる位置に設けて成ることが好ましい。

本発明では、材料混練ミキサー内や材料搬送コンベア等に材料が付着硬化した硬化物が剥離脱落して異物の塊となって材料と共に押出成形機７に供給されても、スクリュー突起２１と混練用バレル２の内周面との隙間やバレル突起２２と混練用スクリュー１の外周面との隙間あるいはスクリュー突起２１とバレル突起２２との隙間に異物の塊を挟んでせん断力で粉砕することができ、混練用スクリュー１の先端部の外周面と混練用バレル２の内周面との間の隙間で異物の塊が詰まることが無くなり、混練用バレル２で異物の塊による材料詰まりが発生しないようにすることができるものである。

また本発明では、異物の塊がすり潰し部８と混練用バレル２の内周との間を通過する際に、異物の塊をすり潰し部８で小さくすり潰すことができ、材料を押出口６から押し出す際に異物の塊が押出口６などに引っ掛かって詰まるという現象が生じないようにできるものである。

さらに本発明において、複数個のスクリュー突起２１、２１…をテーパー部１８の周方向の異なる位置に設けた場合では、異物の塊を複数個のスクリュー突起２１、２１…によるせん断力で粉砕することができ、より確実に異物の塊を粉砕することができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図２に本発明の押出成形機７の全体の断面図を示す。図中１１は基台であって、該基台１１の上部に横に長くなった混練用バレル２が配設されており、混練用バレル２内には混練用スクリュー（パグスクリュー）１が内装されており、この混練用スクリュー１は回転駆動装置（図示せず）により回転駆動されるものである。混練用バレル２の後端部の上部にはホッパー１２の下部が連通接続されている。尚、混練用スクリュー１を混練用バレル２内に略平行に配置して二軸の押出成形機７として形成することができる。

基台１１には連通部３となる真空室が設けられており、この連通部３となる真空室が上記混練用バレル２の先端部に配設されている。また、基台１１にはオーガバレル５が配設されており、このオーガバレル５の後端部が連通部３となる真空室の下部に連通している。オーガバレル５にはオーガスクリュー４が内装されており、このオーガスクリュー４は回転駆動装置（図示せず）により回転駆動されるものである。オーガバレル５の先端部には押出口６を有する口金部２５が設けられている。

上記の混練用スクリュー１の先部はその先端側に行くほど径が大きくなるテーパー部１８が形成されており、混練用スクリュー１の先端部（テーパー部１８よりも先側の部分）にはすり潰し部８が設けられている。すり潰し部８は混練用スクリュー１の先端部にリング部材を嵌着するなどして設けることができる。ここで、すり潰し部８又はすり潰し部８とテーパー部１８とは超硬材料により形成することができる。

また、図１に示すように、混練用スクリュー１のテーパー部１８よりも手前の部分に超硬材料製のスリーブ１０が設けられている。混練用バレル２の先端部の内面部は周方向にわたって大径孔部１３となっており、この大径孔部１３に超硬材料製の外側スリーブ１４、１５が嵌着されている。外側スリーブ１４、１５は混練用バレル２の大径孔部１３以外の内面と面一となっており、これら外側スリーブ１４、１５が混練用バレル２の先端部において混練用バレル２の実質的な内周面となっている。

また、図１、図３に示すように、混練用バレル２の先端部の内周面を構成する外側スリーブ１５の内周部には周方向に超硬材料製の複数の軸受け突部９がボルト１６により取付けて突設してあって、ボルト１６を外すことで軸受け突部９の交換ができるものである。軸受け突部９の突出先端面は弧状面となっており、この複数の軸受け突部９の突出先端面により混練用スクリュー１の先端部付近に設けた超硬材料製のスリーブ１０が回転自在に支持されている。

そして、本発明では、上記の混練スクリュー１のテーパー部１８の外周面にスクリュー突起２１が設けられている。スクリュー突起２１はテーパー部１８の外周面に複数個設けることができ、この場合、各スクリュー突起２１をテーパー部１８の周方向と混練用スクリュー１の軸方向において互いに異なる位置に形成することができる。例えば、四個のスクリュー突起２１を設ける場合は、各スクリュー突起２１をテーパー部１８の周方向において９０度ずつずらし、且つ二個のスクリュー突起２１を混練用スクリュー１の軸方向においてすり潰し部８に近接した位置に設け、他の二個のスクリュー突起２１を混練用スクリュー１の軸方向においてすり潰し部８から離間した位置に設けることができる。

また、混練用バレル２の先端部の内周面を構成する外側スリーブ１５の内周面にはバレル突起２２が設けられている。バレル突起２２も外側スリーブ１５の周方向に複数個設けることができるが、スクリュー突起２１とバレル突起２２とは混練用スクリュー１の軸方向において異なる位置に形成されている。これにより、混練用スクリュー１が回転してもスクリュー突起２１とバレル突起２２とが衝突しないようにすることができる。

ここで、図４（ａ）（ｂ）に示すように、スクリュー突起２１の先端と混練用バレル２の内周面との隙間Ｃやバレル突起２２の先端と混練用スクリュー１の外周面との隙間Ｃあるいはスクリュー突起２１の側面とバレル突起２２の側面との隙間Ｃは、１０ｍｍ以下に設定するのが好ましい。これにより、異物の塊を隙間Ｃの箇所で小さく粉砕することができ、セメントを主成分とした材料の圧力で粉砕した異物の塊を押圧してすり潰し部８にまで導入することができ、テーパー部１８の箇所などの混練用バレル２の途中で異物の塊が滞留しなくなって材料詰まりの発生を防止することができるものである。また、すり潰し部８の外周面と混練用バレル２の内周面との間の隙間Ｂは、押出口６を有する口金部２５の最小隙間Ａよりも小さく設定するのが好ましい。例えば、口金部２５の最小隙間Ａを３．５ｍｍ〜７．０ｍｍとした場合、すり潰し部８の外周面と混練用バレル２の内周面との間の隙間Ｂ、つまり、すり潰し部８の外周面と混練用バレル２の先端部の内周面を構成する外側スリーブ１４の内周面との間の隙間Ｂは１．５ｍｍ〜２．５ｍｍ程度に設定するのが好ましい。

そして、本発明の押出成形機７を用いて成形品を製造するにあたっては、次のようにして行う。セメントを主成分とした材料（例えば、セメントを主成分とし、これに、パルプ、ポリプロピレン繊維やビニロン繊維等の繊維、珪砂、珪石粉、フライアッシュ等のシリカ成分等と水を混合した材料）を材料混練ミキサー（図示せず）で混練し、これを押出成形機７のホッパー１２に供給し、混練用バレル２内において混練用スクリュー１で混練しながら押出し、混練用スクリュー１の先端部部分において、テーパー部１８部分をガイドとしながらすり潰し部８に供給し、すり潰し部８の外周面と外側スリーブ１４の内周面との間の小間隙を通過させて連通部３に押し出すことで、連通部３に押し出された材料は下方に落下し、オーガスクリュー４により混練されながら押し出されていって、オーガバレル５の先端部の口金部２５の押出口６からグリーンシートとして連続的に押し出されるものである。このようにして押出成形されたグリーンシートは切断装置により所定長さに切断し、これを養生して無機質板等の建築用の部材の成形品を得るものである。

上記のようにセメントを主成分をする材料を押出成形するにあたって、材料混練ミキサー内や材料搬送コンベア等に材料が付着硬化し、時間経過と共に剥離脱落してこの異物の塊が材料と共に押出成形機内に混入することがあるが、本発明においては、混練用バレル２内において混練用スクリュー１で混練しながら押出し、混練用スクリュー１の先端部部分において、テーパー部１８部分をガイドとしながらすり潰し部８に供給され、超硬材料製のすり潰し部８の外周面と外側スリーブ１４の内周面との間の小間隙（隙間Ｂ）を通過する際に、回転するすり潰し部８によりすり潰されて口金部２５の最小間隙Ａよりも小さくすり潰されて混練用スクリュー１の先端から押し出され、このように異物がすり潰された状態で連通部３を介してオーガスクリュー４に供給され、オーガスクリュー４により口金部２５の押出口６からグリーンシートとして押し出されるので、異物が口金部２５の隙間に引っ掛かって詰まることがなく、口金部２５に異物が引っ掛かることによって「切れ」と称する溝や亀裂や孔等がグリーンシートに発生することがなく、不良品を生産することがないものである。

また、異物の塊が隙間Ｂよりも非常に大きい場合であっても、異物の塊が隙間Ｂに達するまでにスクリュー突起２１の先端と混練用バレル２の内周面との隙間Ｃやバレル突起２２の先端と混練用スクリュー１の外周面との隙間Ｃあるいはスクリュー突起２１とバレル突起２２との隙間Ｃに異物の塊を挟んでスクリュー突起２１とバレル突起２２とのせん断力で異物の塊を粉砕することができる。従って、大きな異物の塊であっても隙間Ｂに達するまでに小さく粉砕されて隙間Ｂにスムーズに導入されてすり潰し部８まで到達することができ、混練用バレル２の途中で異物の塊が滞留しなくなって材料詰まりの発生を防止することができる。

本発明の押出成形機の全体を示す断面図である。同上の混練バレルの先端部を示す拡大正面断面図である。同上の混練バレルの先端部内において混練スクリューの先端部を軸支する部分を示す拡大側面断面図である。（ａ）（ｂ）は同上のスクリュー突起とバレル突起とを示す拡大断面図である。

符号の説明

１混練用スクリュー
２混練用バレル
３連通部
４オーガスクリュー
５オーガバレル
６押出口
７押出成形機
８すり潰し部
１８テーパー部
２１スクリュー突起
２２バレル突起

Claims

混練用スクリューを内装した混練用バレルと、該混練用バレルの先端部に連通部を介してオーガスクリューを内装したオーガバレルを配設し、オーガバレルの先端部に押出口を設けた押出成形機において、混練用スクリューにテーパー部を設け、テーパー部の外周面にスクリュー突起を設けると共に混練用バレルの内周面にバレル突起を設け、スクリュー突起とバレル突起とを混練用スクリューの軸方向において異なる位置に形成し、混練用スクリューの先端部にすり潰し部を設け、スクリュー突起の先端と混練用バレルの内周面との隙間、あるいはバレル突起の先端と混練用スクリューの外周面との隙間、あるいはスクリュー突起の側面とバレル突起の側面との隙間により異物の塊が粉砕され、粉砕された異物が成形材料の圧力で押圧されてすり潰し部にまで導入されることを特徴とする押出成形機。
複数個のスクリュー突起をテーパー部の周方向の異なる位置に設けて成ることを特徴とする請求項１に記載の押出成形機。