JPH02196619A - 食用アニオン交換樹脂デリバリーシステム用押出機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、概して、成形可能な材料を所望の形状に形成
するのに有用な押出装置に関する。さらに詳しくは１本
発明は成形可能な材料を均一な形状の棒に分離する装置
と一緒に用いる押出ポートの列に関する０本発明は、特
に、と言ワてこれに限るわけではないが、ビンガム・プ
ラスチックの特性を有するアニオン交換樹脂デリバリ−
システム棒の押出しに有用である。

成る種の材料を所望の形状に成形する押出装置は周知で
ある。実際、成形可能な材料をダイを通して押し出すこ
とによって所望の形状に形成する装置には多くの例があ
る。たとえば、ポリ゛エチレンのパイプは樹脂を押出機
に通すことによりて作ることは周知である。同様に、動
物用飼料、キャンデイ、クツキー、リカリスロープなど
の食品な押出機を使用する方法で成形できることも周知
である。

商品の大量生産を営業的に効果的に行うことが重要であ
る場合、押出機は頻繁に使用され、大きな利益を生み出
している。実際、クツキーやキャンデイ・バーのような
食品を大量生産するように設計された多くの生産ライン
では押出機を使用している。しかしながら、実際に押出
す前には、＊形可簡な材料（たとえば、クツキー生地）
を不確定な塊に分けることが多い、この塊を適切に分け
た形に形成する際には、それを平行配置の相対逆回転す
るローラを通して引っ張り、−直線にそろった押出ポー
トを有するダイに送り込むのが普通である。材料は、次
に、これらのポートを通して押し出されて商品として魅
力的な均一な形状の物品に成形される０重要なのは、−
直線にそろった押出ポートがコンベヤ・ベルトによりて
包装位置まで容易に移動させ得る製品の線を与えるとい
うことである。

当業者であれば容易に理解できるように、押し出されつ
つある材料の物理特性は使用できる機器の種類とこの機
器の有効作動パラメータを決めることになる。たとえば
、クツキー生地は比較的取り扱いが容易である。その結
果、クツキー成形機はその作動パラメータとして大量の
変数を許す。

加工がもっと難しい材料の場合にはこうはいかない、た
とえば、クツキー生地と異なり１本出願人に係る［アニ
オン交換樹脂デリバリ−システム」という名称の別出願
に開示したアニオン交換樹脂材料のような材料の場合に
は、それを加工しているときに厳しい独特の問題が生じ
る。さらに詳しくは、このアニオン交換樹脂材料という
のはビンガム・プラスチックの特性を持りているため独
特の問題を呈する。

本発明で有用なアニオン交換樹脂は血中コレステロール
値の低下を促進する抗コレステロール特性を有する食用
アニオン交換樹脂を含む、好ましいアニオン交換樹脂と
しては、コレスチラミン（ｃｈｏｌｅｓｔｙｒａｍｉｎ
ｅ）、コレスチラミン（ｃｏｌｅｓｔｉｐｏ１）ならび
に官能基としてイミダゾリウム基を有するアニオン交換
樹脂がある。イミダゾリウムタイプの好ましい樹脂が米
国特許第４，５５７゜９３０号に記載されており、この
米国特許の全内容を参考資料としてここに援用する。

ビンガム・プラスチックというのは材料の降伏点の下の
領域で非常に急な勾配を有する流動学的流れ曲線で特徴
付けられる非ニユートン流体である。実際のところ、こ
れは材料が剪断力に異常に抵抗を示すことを意味する。

材料に不均等な力がかかるときにはいつでも非線形の流
体の流れ状態が生じる。予想されるように、これは厳し
い加工上の問題を招く可能性がある。

本発明が目指す問題は、アニオン交換樹脂デリバリ−シ
ステムのようなビンガム・プラスチック材料を普通の加
工機械を用いて等しい割合の部分に形成することの難し
さに関係する。上述したように、相対逆回転する平行な
ローラがクツキーとかキャンデイ・バーのような成る種
の食品を大量生産する機械で普通用いられている。この
ような機械の稼働中、相対逆回転するローラがそれらの
間で引っ張られている材料に圧力波を与えることは公知
である。さらに詳しくは、この圧力波がローラの端で材
料により大きな圧力を掛け、この圧力がローラの中央に
向って徐々に減じていってこの中央で最低値となること
は知られている。さらに、ビンガム・プラスチックの性
質により、この力の分布ては、ローラの端付近の領域て
引っ張られている材料よりも多い材料なローラの中央を
通して引っ張ることになる。これに照らして、本発明の
直面する特殊な問題が相対逆回転する平行なローラを通
してアニオン交換樹脂材料が前進するときの不均衡を補
正することに本質的に関係することは明らかである０本
発明では、材料を押し出そうとしているダイのポートを
適切な寸法とすることによりて必要な補正を行い得るこ
とがわかった。

したがつて、本発明の目的はビンガム・プラスチックの
物理特性を有する、アニオン交換樹脂デリバリ−システ
ムのような材料を加工するのに有効な装置を提供するこ
とにある６本発明の別の目的はアニオン交換樹脂製品を
複数のほぼ等しい部分に同時に形成できる装置を提供す
ることにある、本発明のまた別の目的は比較的操作し易
くてコスト効率の良い装置を提供することにある。

この新規な材料押出装置の好ましい実施例は一対の相対
逆回転する円筒形のローラを包含し、これらのローラは
平行に互いに隔たワていて押し出そうとしている材料を
引っ張ることのできるスロットを形成している。ローラ
の表面ば鋸歯状となっており、材料の一部をそこに付着
させると共に、ローラ間のスロットに粘着し、残りの材
料を引っ張る組織を与えるようになりている。複数のブ
レードによって分離した一列の空所を形成したフィラー
・ブロックが装置に装着してあり、このフィラー・ブロ
ックのブレードはローラ間のスロットに突入している。

横に並んだ状態で直線状に形成した複数のじょうごを有
するダイかフィラー・ブロックに取り付けである。この
取り付けにより、ダイ・ブロックのじょうごはそれでれ
フィラー・ブロックの空所と整合する。フィラー・ブロ
ックおよびダイ・ブロックは材料を受け取り、それを個
別の部分に分割し、それからダイ・ブロックのじょうご
に送り込む、各じょうごには出口流路が形成してあり、
材料を所望の形状に押出す対応したポートも形成しであ
る。成形済みの材料は次にコンベヤ・ベルトに送られ、
装置から別の加工作業に移される。押出済みの材料を所
定の寸法に切断するカッタを設けてもよい。

本発明によれば、ダイの端にある流路および押出ポート
はダイの中央にある流路、押出ポートよりも横断面積が
大きくなっている。別の実施例では、−直線にそろった
出口流路、押出ポートはダイの中央から遠くに行くにつ
れて大きくなる。

本発明の新規な特徴ならびに発明自体、その構造、動作
は以下の説明に関連して添付図面から最も良く理解して
貰えよう、なお、図面において。

類似した参照符号は類似した部分を示す。

まず第１９について説明すると、ここには、ホッパ供給
装置を備えた材料押出機を含む機械が全体的にｌＯで示
しである６図示したように、機械ｌＯは、本質的に、ベ
ース１２を包含し、このベース上にはコンベヤ１４、ホ
ッパ１６、ロール押出機１８、ダイ組立体２０が作動可
能に装着しである。

本発明によれば、ホッパ１６はロール押出機１８の上方
に、ロール押出Ｉａ１８がホッパ１６から材料を引き出
せるような状態で装着しである。

ダイ組立体２０はロール押出機１８に対向してかつホッ
パ１６の反対側に装着してあり、ホッパ１６からロール
押出機１８によって引き出された材料がロール押出機１
８によってダイ組立体２０に押込められるようにしであ
る。ダイ組立体２０内で、材料は部分毎に分割され、等
しい寸法の商品として魅力的な製品に成形される。第１
図に示すように、コンベヤ１４はダイ組立体２ｏの下方
でベース１２上に設置してあり、ダイ組立体２０を通し
て材料を受け取り、ダイ組立体２ｏから包装作業を行う
位置まで移送する。コンベヤ１４は滑らかな表面を持っ
ていてもよいが、ビンガム・プラスチック様材料を加工
しようとしているときには、コンベヤの表面が粘着性を
持っていて、加工済みの材料が滑らないようにすると好
ましい、制御パネル２２．２４がベース１２上に装着し
てあって、これらは操作者が機械１ｏの動作を制御でき
る手段となる。

第２図を参照してわかるように、ロール押出機１８は一
対の円筒形のローラ２６，２８を包含し、これらのロー
ラは互いに隔たっており、はぼ平行な軸線３０．３２の
まわりに相対的に逆回転するように装置しである。当業
者には明らかなように、ローラ２６．２８の表面は長手
方向に延びる鋼歯３４を備えていてもよい、この場合、
９ＩＡ歯３４は処理されつつある材料の一部なローラ２
６．２８の表面に付着させ、ローラ２６．２８間のスペ
ースによって定められたスロット３６に付加的な材料を
引き込むのを助ける。明らかなように、スロット３６内
への材料の引込みは、主として、ローラ２６，２８の相
対逆回転作用によって行われる。８２図に示すように、
これはローラ２６が矢印４０の方向に回転するときに生
じる。ここで１機械ｌＯとローラ２６．２８の作動連結
状態により、ローラ２６，２Ｂがこの分野で周知の要領
で相対逆回転する。

本発明ては、材料がひとたびロール押出機１８を通して
引抜かれたならば、次にロール押出機１８がそれをダイ
組立体２ｏに通す。簡単に言えば、ダイ組立体２０は材
料を個々の部分に切断し、これらの部分から等しい寸法
、形状の製品を形成することを意図している。第２図で
最も良くわかるように、ダイ組立体２０はフィラー・ブ
ロック４２を包含し、これはベース１２上に装着してあ
り、ローラ押出機１８の下方に位置している。以下に説
明するように、材料を個々の部分に切断するのがフィラ
ー・ブロック４２である。材料の成形はダイ・ブロック
４４によって行なわれ、これはこの分野では周知の任意
の手段、たとえば、ボルトやねじによつてフィラー・ブ
ロック４２に取り付けである。ダイ・ブロック４４上に
はクランプ・プレート４６が取り付けてあって材料のた
めの付加的な成形手段となっている。第２図は、ダイ・
ブロック４４に複数のポート４８が形成してあり、これ
らのポートはローラ２６，２８の長手軸線３０．３２に
対してほぼ平行な向きにダイ・ブロック４４に沿って直
線状に延びていることも示している０図示したようにポ
ート４８の列の両端のところマダイ・ブロック４４上に
は端ポート５０ａ、５０ｂが形成しである。さらに、第
２図に示すように、ポート４８、端ポート５０ａ、５０
ｂはほぼ矩形である。

ロール押出機１８とダイ組立体２０の構造上の協働作用
を以下に第３図、第４図を参照しながら一層詳しく説明
する。第３図、第４図を相互参照することでわかるよう
に、フィラー・ブロック４２には複数の空所５２が形成
してあり、これらの空所は相互にｆｉ５４によって分離
している。さらに、壁５４はフィラー・ブロック４２か
ら上方に延びていてブレード５６を形成している。これ
らのブレードはロール押出機１８のローラ２６゜２８間
のスロット３６内に位置していてもよい。

第３図は、ダイ・ブロック４４のじょうご５８をフィラ
ー・ブロック４２の空所５２と整合させるようにダイ・
ブロック４４がフィラー・ブロック４４に取り付けであ
ることを示している。ダイ・ブロック４４にはじょうご
５８の延長部として流路６０が形成してあフてフィラー
・ブロック４２とそれぞれのポート４８または端ポート
５０ａ、５０ｂの間に成形可能な材料を押し出すことの
できる通路を構成している。

当業者には明らかなように、流路６０はそれぞれ対応し
たポート４８または端ポート５０ａ、５０ｂとほぼ同じ
の均一の横断面積を有する。さらに、材料を適切に押し
出すために、当業者には明らかなように、出口の有効作
動長さ（すなわち、じょうご５８のボウルからそれぞれ
のポート４Ｂまたは端ポート５０ｍ、５０ｂまでの流路
６０の長さ）はそこを通して押し出されつつある材料の
物理特性に依存する。好ましくは、ビンガム・プラスチ
ック様材料（たとえば、アニオン交換樹脂デリバリ−シ
ステム、好ましくは、コレスチラミンデリバリ−システ
ム）の場合には、流路６０の長さは少なくとも約０．３
フインチとなり、この寸法よりもそれほど長くなること
はない、この数値の理由は、流路６０が短すぎると材料
が正しく形成されないためである。すなわち、材料がフ
ェザリング現象（ｆｅａｔｈｅｒ）を起こし始め、押し
出された材料の表面の部分が外方にカールすることにな
る。一方、流路６０が長すぎると、過剰な背圧が生じ、
材料の流れを妨げることになる。

重要なのは、本発明にとって、流路６０およびそれヤれ
のポート４８または端ポート５０ａ、５０ｂが等しい寸
法となっていないということである。特に、端ポート５
０ａ、５０ｂの横断面積がポート４８の横断面積よりも
大きい場合には最終的に押出された製品は一層等しい寸
法割合となることがわかった。これはロール押出１１１
８がビンガム・プラスチック様材料をフィラー・ブロッ
ク４２、ダイ・ブロック４４に引き込むことのできる不
平等様式を機械的に補正するために必要である。これに
留意すると、ポート４８の形状がほぼ矩形であり、高さ
、幅がそれぞれ約０．３７５インチ、　０．８７５イン
チであると好ましい、一方、端ポート５０ａ、５０ｂは
本質的に互いに類似したものであり、はぼ矩形の形状を
有し、それでれ高さ、帽が約０．３９０インチ、０．８
８５インチであると好ましい。

しかしながら、ポート４８、端ポート５０ａ、５０ｂの
実際の寸法よりもっと重要なのは相対寸法である。ビン
ガム・プラスチック様材料を押し出してそれを正しく取
り扱える横断面積の比例的な変動である。別の実施例で
は、流路６０とそれぞれ対応したポート４８の相対的な
横断面積はポート４８の列の中央からの距離が大きくな
るにつれて大きくなる。

当業者には明らかなように、材料がダイ・ブロック４４
のポート４８．５０ａ、５０ｂから押し出された後、材
料はコンベヤ１４に一直線にそろえられてさらに加工で
きる別の位置まで移送される０本発明では、カッタ（図
示せず）を当業者にとって周知の要領で機械１０に装着
し、ダイ組立体２０を去る押し出し材料のロープまたは
棒を切断してもよい、ここで、材料の切断により個別の
商品部分を機械１０で処理して作業者の意志に従ってさ
らに包装、梱包を行なえるようになることは了解された
い。

■ 機械１０の作動にあたりて、加工しようとしている材料
をホッパ１６に入れる。ロール押出機１８のローラ２６
．２８を相対的に逆回転させてホッパ１６からローラ２
６．２８間のスロット３６に材料を引き入れる。ローラ
２６，２８の回転中、そこに設けである長手方向の鋸歯
３４が材料の成る部分なローラ２６．２８に付着させ、
ホッパ１６からの材料の引き出しをさらに容易にするよ
うになりている。材料は、ロール押出機１Ｂのスロット
３６を通過した後、ダイ組立体２０に押し込まれる。

材料がダイ組立体２０に押し込まれたとき、スロット３
６に延びているダイ・ブロック４４のブレード５６が材
料を個別の部分に分離する。ロール押出４１１１８が材
料をダイ組立体２０に押し込み続けるにつれて、この分
離された材料はダイ組立体２０の空所を通して押され、
ダイ・ブロック４４のじょうご５日に押し込まれる。こ
の作用で、材料がボー）４８．５０ａ、ｓｏｂを通して
ダイ・ブロック４４から押し出される。

本発明によれば、端ボー）５０ａ、５０ｂはそれらの間
で線形整合するポート４８よりも大きな横断面積を有す
る。この特殊な形態はビンガム・プラスチックの特性を
有する食用アニオン交換樹脂デリバリ−システム材料に
それぞれのポート４８．５０ａ、５０ｂを通して押し出
された後に同じ寸法、形状を持たせるために必要である
。

アニオン交換樹脂の特殊な押出機を前述の目的を達成し
、利点を与えることが完全にできるものとして図示し、
説明してきたが、これが発明の現在のところ好ましい実
施例を説明したにすぎず。

特許請求の範囲に定義した以外の構造や設計の細部に発
明を限定するつもりがないことは了解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のロール押出機・ダイ組立体を組み込ん
だ機械の斜視図である。 第２図はロール押出機とダイ組立体の組み合わせの斜視
図である。 第３図は第２図の３−３線に沿った横断面図である。 第４図は第２図の４−４線に沿った部分横断面図である
。 図面において、１０・・・機械、１２・・・ベース。 １４−・・コンベヤ、１６−・・ホッパ、１８・・・ロ
ール押出機、２０・・・ダイ組立体、２２．２４・・・
制御ばねる。２８．２８・・・ローラ、３４・・・鋸歯
、３６・・・スロット、４２・・・フィラー・ブロック
、４４・・・ダイ・ブロック、４６・・・クランプ・プ
レート、４８・・・ボー）　、　５　Ｑ　ａ　、　５　
Ｑ　ｂ一端ポート、５２−・・空所、５６−・・プレー
ド、５８・・・じょうご、６０・・・流路。 特許出願人　　ワーナーー？ンバート・コンパニー外２
名 ６．４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ビンガム・プラスチック様材料を押出すための装置
   であって、 間を通して前記材料を引き抜くスペース を定めるような向きに配置した一対の平行な相対的に逆
   回転するローラと、 第１、第２の端を有し、少なくとも３つ の一直線にそろった流路を形成してあり、これらの流路
   が前記材料を押出すためのポートで終っており、前記流
   路および押出ポートが第１、第２の端のところで前記じ
   ょうごのうち他方のじょうごと組み合った流路ならびに
   押出ポートよりも横断面積が大きくなっているダイ・ブ
   ロックと を包含することを特徴とする装置。 ２）さらに、前記スペース内に延びていて前記ローラ間
   を引っ張られている前記材料を個別の部分に分割するブ
   レードを形成したフィラー・ブロックを包含することを
   特徴とする、請求項１記載の装置。 ３）前記ローラが円筒形であり、それぞれの長手軸線ま
   わりに回転することを特徴とする、請求項２記載の装置
   。 ４）前記ローラが鋸歯状の縁を有することを特徴とする
   、請求項３記載の装置。 ５）前記押出ポートがほぼ直線状であることを特徴とす
   る、請求項４記載の装置。 ６）さらに、前記押出ポートから離れる方向へ押し出さ
   れた材料を移動させるコンベヤ・ベルトを包含すること
   を特徴とする、請求項５記載の装置。 ７）前記コンベヤ・ベルトの表面が前記材料をそこに保
   持する粘着組織を有することを特徴とする、請求項６記
   載の装置。 ８）ベースと このベース上に装着してあり、互いに隔 たっていて間を前記材料を引っ張るようになっている一
   対の相対逆回転するローラと、 前記ベース上に装着してあり、前記材料 をほぼ等しい部分に分離する手段と、 前記ベース上に装着してあり、前記部分 を受け入れる複数の異なった寸法の流路を有するダイで
   あり、これらの流路がそこを通して前記材料が押し出さ
   れるときにアニオン交換樹脂材料のロープを形成するよ
   うになっており、また、前記流路が直線の列として整列
   しており、この列の中央に位置するより小さい横断面積
   の流路と横に並んでおり、前記列の端において前記流路
   の横断面積が大きくなっているダイと を包含することを特徴とする材料押出機。 ９）前記ローラが鋸歯を備えていることを特徴とする、
   請求項８記載の材料押出機。 １０）前記押出ポートがほぼ直線状であることを特徴と
   する、請求項９記載の材料押出機。 １１）さらに、押し出された材料を前記押出ポートから
   離れる方向に移動させるコンベヤ・ベルトを包含するこ
   とを特徴とする請求項１０記載の材料押出機。 １２）前記コンベヤ・ベルトの表面がそこに前記材料を
   保持する粘着組織を有することを特徴とする、請求項１
   １記載の材料押出機。 １３）さらに前記材料を等しい寸法の部分に切断するカ
   ッターを包含することを特徴とする、請求項１２記載の
   材料押出機。 １４）前記流路の横断面積が前記列の中央から遠くなる
   ほどに徐々に大きくなっていることを特徴とする、請求
   項８記載の材料押出機。 １５）ビンガム・プラスチック様材料を成形する方法で
   あって、 （Ａ）一対の相対逆回転するローラの間 に定められたスロット内に材料を引張込む段階と、 （Ｂ）複数の一直線にそろったブレード を備えたフィラー・ブロックを前記ローラに対して、前
   記ブレードが前記スロット内に延びている材料をほぼ等
   しい部分に分割する状態に設置する段階と、 （Ｃ）第１、第２の端を有し、複数の一 直線にそろった流路ならびにそれに組み合わせた押出ポ
   ートを形成してあり、前記第１、第２の端のところの前
   記押出ポートが他の押出ポートよりも横断面積で大きく
   なっているダイ・ブロックで前記材料部分を受け取る段
   階と、 （Ｄ）前記押出ポートを通して前記材料 を押して前記材料を棒状に形成する段階と を包含することを特徴とする方法。 １６）さらに、前記材料の棒を等しい部分に切断する段
   階を包含することを特徴とする、請求項１５記載の方法
   。 １７）さらに、分割した材料を包装位置まで移送する段
   階を包含することを特徴とする方法。