JP6000917B2 - 密閉式混練機 - Google Patents
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Description
ピストン23は、シリンダ21内を往復運動可能な部材である。
図2に示すように、全ての混練翼61〜66のロータ軸方向Zにおける長さLzは、ロータ軸方向Zにおけるロータ50の全長Wに対して45%以下である(Lz≦0.45W)。混練翼61・62それぞれの長さLz1は、全長Wに対して45%以下である。混練翼63・64それぞれの長さLz3は、全長Wに対して45%以下である。混練翼65・66それぞれの長さLz5は、全長Wに対して45%以下である。
複数の混練翼61〜66には、互いに異なる軸端(第一軸端51及び第二軸端52)に始点(後述)が配置される翼がある。具体的には、図3に示すように、複数の混練翼61〜66には、第一軸端側翼(混練翼61・62)と、第二軸端側翼(混練翼63・64)と、がある。また、複数の混練翼61〜66には、第一軸端51及び第二軸端52のどちらにも接していない中央翼(混練翼65・66)がある。
複数の混練翼61〜66には、互いに異なる長さLzの翼がある。複数の混練翼61〜66には、短翼と、短翼よりも長さLzが長い長翼と、がある。中央翼(混練翼65・66)の長さLz5は、第一軸端側翼(混練翼61・62)の長さLz1よりも長く、第二軸端側翼(混練翼63・64)の長さLz3よりも長い。第二軸端側翼(混練翼63・64)の長さLz3は、第一軸端側翼(混練翼61・62)の長さLz1よりも長い。
長翼(例えば混練翼63・64)は、複数枚設けられ、例えば2枚設けられる。
複数の混練翼61〜66は、ロータ回転方向Rに互いに間隔(スペース)を開けて配置される。具体的には、複数の混練翼61〜66には、前翼と後翼とがある。
図1に示す密閉式混練機1の動作は次の(a)〜(h)の通りである。(a)ドロップドア35がチャンバ31に密接させられる。その結果、チャンバ31の底部排出口が閉じられる。(b)シリンダ21の下部が加圧される。その結果、フローティングウェイト27が、チャンバ31から供給部10側に移動(上昇)する。その結果、チャンバ31の上部供給口が開く。(c)被混練材料が、密閉式混練機1の外部からホッパ11を介して材料供給筒13内に供給される。(d)シリンダ21の上部が加圧される。その結果、フローティングウェイト27が混練部30側に移動(下降)する。その結果、被混練材料が、材料供給筒13内から混練室33内に押し込まれる(装填される、圧入される)。(e)チャンバ31の上部供給口が、フローティングウェイト27により閉じられる。(f)ロータ40・50が互いに逆方向に回転する。その結果、混練室33の内面と混練翼61〜66(図2参照)の頂部との隙間(チップクリアランス)を被混練材料が通るときに、被混練材料にせん断力が加えられる。また、被混練材料が、混練翼61〜66(図2参照)に押されることで、ロータ軸方向Zに移動する。また、被混練材料が、2つのロータ40・50間で移動する。これらの結果、被混練材料が均一に分散していく。(g)被混練材料の混練が所定時間行われると、被混練材料が所望の混練状態となる。(h)ドロップドア35がチャンバ31から離される(離隔される)。その結果、チャンバ31の底部排出口が開かれる。その結果、混練物(混練済みの被混練材料)が密閉式混練機1の外部に排出させられる。
図2に示す混練翼61〜66、及び比較例の混練翼(61〜66)について、分配性能(被混練材料中における成分の分散度合い)を調べた。
(A:[従来技術1])(比較例)上述した従来技術1(特開2002−11336)に記載の混練翼。従来技術1の混練翼には、1本のロータあたり、1枚の非線形翼と3枚の線形翼とがある。特許文献1の段落[0017]に記載のように、従来技術1の混練翼には、ロータ軸方向Zにおける長さLzがロータの全長Wの70%の線形翼がある。また、従来技術1のロータには、長さLzが全長Wの65%の非線形翼がある。
(B:[49%])(比較例)複数の混練翼(61〜66)の長さLzの最大値が、全長Wの49%のもの。全ての混練翼(61〜66)は線形翼である。
(C)次の(C1)〜(C3)の3種類の混練翼61〜66。
(C1:[45%])複数の混練翼61〜66の長さLzの最大値が全長Wの45%のもの。
(C2:[43%])複数の混練翼61〜66の長さLzの最大値が全長Wの43%のもの。
(C3:[40%])複数の混練翼61〜66の長さLzの最大値が全長Wの40%のもの。
上記(C1)、(C2)、及び(C3)の3種類の混練翼61〜66は全て線形翼である。
CV=ρ/M・・・(1)
この式(1)中のCVは、CV値である。Mは、混練室33(図1参照)内に収容された被混練材料中における成分の質量分率の平均値である。ρは、混練室33内に収容された被混練材料中における成分の質量分率の標準偏差である。
図2に示す長さLzが全長Wの45%以下である混練翼61〜66と、上記「(A:[従来技術1])」の混練翼と、の分配性能を比較した。
図1に示す密閉式混練機1による効果を説明する。密閉式混練機1は、被混練材料が供給される混練室33と、ロータ軸50aを中心に回転自在に混練室33内に配置されるロータ50と、を備える。図2に示すように、ロータ50は、被混練材料を混練するための複数の混練翼61〜66を備える。
[構成1]全ての混練翼61〜66それぞれのロータ軸方向Zにおける長さLzは、ロータ軸方向Zにおけるロータ50の全長Wに対して45%以下である。
[構成2−1]複数の混練翼61〜66には、短翼(例えば混練翼61・62)と、短翼(混練翼61・62)よりもロータ軸方向Zにおける長さLzが長い長翼(例えば混練翼63・64)と、がある。
[構成2−2]短翼(例えば混練翼61・62)は2枚以上設けられる。長翼(例えば混練翼63・64)は2枚以上設けられる。
ロータ50は、ロータ軸方向Zにおけるロータ50の一端部である第一軸端51と、ロータ軸方向Zにおけるロータ50の他端部である第二軸端52と、を備える。図3に示すように、複数の混練翼61〜66には、第一軸端側翼(混練翼61・62)と第二軸端側翼(混練翼63・64)とがある。
[構成3−1]第一軸端側翼(混練翼61・62)は、ロータ回転方向Rにおける前端部(前側Rf端部、始点61s・62s)が第一軸端51に配置される翼である。
[構成3−2]第二軸端側翼(混練翼63・64)は、ロータ回転方向Rにおける前端部(前側Rf端部、始点63s・64s)が第二軸端52に配置される翼である。
ロータ50は、第一軸端51と、第二軸端52と、を備える。
[構成4]複数の混練翼61〜66には、第一軸端51よりも第二軸端側Z2のみに配置され、かつ、第二軸端52よりも第一軸端側Z1のみに配置される中央翼(混練翼65・66)がある。
複数の混練翼61〜66には、前翼(例えば混練翼63)と、後翼(例えば混練翼65)と、がある。後翼(混練翼65)は、ロータ回転方向Rにおける前翼(混練翼63)の後端部である前翼終点63eに対して、ロータ回転方向R後側Rrに隣接する。
[構成5]前翼終点63eと後翼(混練翼65)とは、ロータ回転方向Rに互いに間隔φ1をあけて配置される。間隔φ1の大きさは、ロータ軸50a(図2参照)回りの位相差で40°〜160°である。
ロータ40・50の数が2の場合は、間隔φ1の位相差が40°未満の場合に比べ、ロータ40・50間での被混練材料の受け渡しを促進させることができる。
[構成6]全ての混練翼61〜66の展開形状は線形である。
33 混練室
40、50 ロータ
40a、50a ロータ軸
51 第一軸端
52 第二軸端
61、62 混練翼(第一軸端側翼)
63、64 混練翼(第二軸端側翼)
63e、65e 前翼終点
65、66 混練翼(中央翼)
Lz ロータ軸方向Zにおける長さ
W ロータ50の全長
Z ロータ軸方向
φ1、φ2 間隔
Claims (3)
- 被混練材料が供給される混練室と、
ロータ軸を中心に回転自在に前記混練室内に配置される二軸のロータと、
を備え、
前記ロータは、前記被混練材料を混練するための複数の混練翼を備え、
全ての前記混練翼それぞれのロータ軸方向における長さは、ロータ軸方向における前記ロータの全長に対して45%以下であり、
前記複数の混練翼には、
短翼と、
前記短翼よりもロータ軸方向における長さが長い長翼と、
があり、
前記短翼は2枚以上設けられ、
前記長翼は2枚以上設けられ、
前記ロータは、
ロータ軸方向における前記ロータの一端部である第一軸端と、
ロータ軸方向における前記ロータの他端部である第二軸端と、
を備え、
前記複数の混練翼には、
ロータ回転方向における前端部が前記第一軸端に配置される第一軸端側翼と、
ロータ回転方向における前端部が前記第二軸端に配置される第二軸端側翼と、
があり、
前記第一軸端側翼は、前記短翼であり、
前記第二軸端側翼は、前記長翼である、
密閉式混練機。 - 前記複数の混練翼には、前記第一軸端よりも前記第二軸端側のみに配置され、かつ、前記第二軸端よりも前記第一軸端側のみに配置される中央翼がある、
請求項1に記載の密閉式混練機。 - 前記複数の混練翼には、
前翼と、
ロータ回転方向における前記前翼の後端部である前翼終点に対してロータ回転方向後側に隣接する後翼と、
があり、
前記前翼終点と前記後翼とは、ロータ回転方向に互いに間隔をあけて配置され、
前記間隔の大きさは、ロータ軸回りの位相差で40°〜160°である、
請求項1または2に記載の密閉式混練機。
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