JPH04317756A - 連続遠心分離機 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種合成樹脂または結晶
の脱水工程において広く利用されている連続遠心分離機
、たとえば円錐状のスクリーンおよびスクレーパーから
なる連続遠心分離機の改良に関する。さらに詳しくは、
各種合成樹脂または結晶などの固体成分を重合懸濁液ま
たは結晶の母液などの液体部分より分離する工程におい
て、連続運転を可能にすることまたは固体成分の脱水率
を向上することを目的としてなされたスクリーンの貫通
孔の形状の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から連続遠心分離機は化学工業、石
油化学工業、製薬工業、食品工業などの巾広い分野で各
種合成樹脂または医薬品などの結晶の脱水に利用されて
いる。スクリーンの上に積層される固形成分を回収する
ためのスクレーパーなどを有する連続遠心分離機として
は、たとえば、図２に示されるギナー型連続遠心分離機
が従来より用いられている。ギナー型連続遠心分離機に
は、原液入口２１と分離液出口２２とを備えた円錐形カ
バー（上部ケーシング・下部ケーシング）が円筒状フレ
ーム２６の上に取り付けられている。ケーシング内には
回転する載頭円錐状バスケット２３があり、バスケット
２３の内側には多数の細孔をもったスクリーン２４がセ
ットされている。さらに、円錐形ロータの表面にらせん
刃をつけたスクレーパ２５が、スクリーン２４の内側を
、バスケット２３と同心で回転する。スクリーン２４と
スクレーパ２５とは適切な間隔を保ちながら、一定の相
対速度で同方向に回転する。原液入口２１から送入され
たスラリは、円錐形のスクリーン２４の内側に薄層とな
って分散する。固体粒子はスクレーパ２５の回転によっ
てかき取られ、下方に押し落されながら脱水されて、フ
レーム底部に落下し、分離液は遠心力によってスクリー
ンの貫通孔を通過し、分離液出口２２から排出される。

【０００３】このような遠心分離機においては、脱水を
終えスクリーン上に積層した固形成分はスクレーパーに
よりかきとられ除去回収されるので、固体成分によるス
クリーンの貫通孔の閉塞を起こすことなく、あらたに供
給される固液混合液の分離を連続的に行うことができる
。固形成分がある程度の硬さを有し、温度の上昇による
軟化を起こさないものであるばあいは、固形成分はスク
レーパーにより容易に除去されるので、長時間安定に高
脱水率を維持した連続遠心分離が可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のような連続運転
においては、一部の固形成分がスクリーンの貫通孔の途
中に挟まりながら排出側に液体成分が排出されるのが通
常である。固形成分が通常の硬さを有し、熱による軟化
を受けにくいばあいには問題は起こらないが、固形成分
が柔らかく、また熱による軟化を受けやすいばあいには
つぎのような問題が起こる。貫通孔に挟まった固形成分
が蓄積され貫通孔を埋め尽し、固形成分の一部が供給側
の貫通孔より頭を出すとその出た部分がスクレーパーに
よりかきとられるので、ひき伸ばされてスクリーン上に
膜を形成するばあいがある。さらに遠心分離を連続的に
行うばあいには、かきとりに伴なう摩擦熱により固体成
分は次第に軟化されるのでこのような膜を形成する傾向
が強くなるとともに貫通孔内に挟まっている固形成分が
軟化し完全に貫通孔を閉塞するばあいがある。このよう
なことが起こるとスクリーンの貫通孔は固形成分で覆わ
れたり、閉塞されたりするので、長時間安定に高脱水率
を維持した連続遠心分離ができなくなる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の原
理からなる従来の連続遠心分離機による固液分離に不向
きな固体成分を長時間安定に脱水するために鋭意検討し
た結果、従来の連続遠心分離機のスクリーン部分にある
貫通孔の形状が前記課題と関連があることを見出し、更
にその形状の最適化を行うことにより本発明を完成した
。

【０００６】すなわち、本発明により、前記のような柔
らかく熱による軟化を受けやすい性質の合成樹脂を固形
成分として含む混合液を、貫通孔をもつ板（たとえば連
続遠心分離機のスクリーン）に連続的に供給し固体部分
と液体部分に連続的に分離する遠心分離機であって、前
記貫通孔の供給側開口の口径ａの、前記供給側開口の口
径ａと同じ大きさの口径を有する貫通孔部分の長さｂに
対する比（ａ／ｂ）　が０．８〜１．６　であることを
特徴とする連続遠心分離機が提供される。

【０００７】また、本発明により、前記貫通孔を有する
板の板厚ｄの前記貫通孔の同径部の長さｂに対する比（
ｄ／ｂ）　が１．６　〜４．６　である連続遠心分離機
および前記排出側開口の口径ｃの前記貫通孔の供給側開
口の口径ａに対する比（ｃ／ａ）　が２．２　〜６．７
　である連続遠心分離機が提供される。

【０００８】ここで「合成樹脂」とはアクリロニトリル
−　ブタジエン−スチレン共重合樹脂（いわゆるＡＢＳ
　樹脂）、メチルメタアクリレート−　ブタジエン−　
スチレン共重合樹脂（いわゆるＭＢＳ　樹脂）などのポ
リブタジエンまたはブタジエン−　スチレン共重合体を
含む樹脂をいう。

【０００９】前記合成樹脂は、たとえばビカー（Ｖｉｃ
ａｔ）　軟化点（試験法　　ＩＳＯ　Ｒ３０６）　が５
０〜１４０　℃であり、引張応力（降伏値）（試験法　
　ＡＳＴＭ　Ｄ　６３８）　が１００　〜　７００ｋｇ
ｆ／ｃｍ２　であり、ロックウェル硬さ（試験法　　Ａ
ＳＴＭ　Ｄ　７８５）　が８０〜１２０　である。

【００１０】また、「混合液」とはポリブタジエンの幹
にアクリロニトリル−スチレンまたはメチルメタアクリ
レート−　スチレンなどをグラフト重合させてえられる
乳化重合液や樹脂を塩析させた水系スラリーなどをいう
。

【００１１】前記混合液中の固体成分たる合成樹脂はそ
の粒子径が代表的には２２０　±３０μｍである。

【００１２】ここで対象とする連続遠心分離機は各種合
成樹脂または結晶の脱水工程において広く利用されてい
る連続遠心分離機であり、たとえば円錐状のスクリーン
およびスクレーパーからなる連続遠心分離機のように貫
通孔をもつ板状部分とその板の上に積層する固体成分を
物理的に除去する（たとえばかきとりにより）スクレー
パーから構成されるものであればどの連続遠心分離機で
あってもよい。そのような遠心分離機としては、たとえ
ば、前述した図２に示すギナー型連続遠心分離機がある
。

【００１３】スクリーンなどの板上には液体成分を通過
させるための貫通孔があいている。貫通孔の断面図を図
１に示す。図１に示されるように、本発明の遠心分離機
においては、貫通孔は、供給側開口１と、そこから連続
し供給側開口１の口径と同じ大きさの口径を有する同径
部３と、排出側開口２と、同径部３から排出側開口２に
いたるテーパ状拡径部４とを有する。本発明の遠心分離
機はこの貫通孔の断面における形状に前記の特徴を有す
る。これに対して、通常の連続遠心分離機の貫通孔は図
３に示すように固液混合物の供給側開口１１の口径ａと
液体成分の流出側開口１２の口径ｃがほぼ等しい。

【００１４】本発明の連続遠心分離機において、混合液
供給側の口径ａは、たとえば粒子径が２２０　±３０μ
ｍのばあい１００　〜２５０　μｍが好ましく、１５０
　〜１８０　μｍがとくに好ましい。前記範囲未満のば
あいにはスクリーンの細孔（スリット）が目詰まりし易
く、脱水含水率（脱水後の含水率）の増加または脱水不
良によるスラリーの垂れ落ちの原因となりやすく、前記
範囲をこえるばあいにはスクリーンの細孔（スリット）
からのリーク樹脂量が増加し、濾液濃度の増大の原因と
なりやすくなる。

【００１５】回転数については、遠心力が１０００〜１
５００Ｇ、たとえば１０００Ｇとなるようにするのが好
ましい。前記範囲未満のばあいには脱水性が低下し、脱
水含水率の増加またはスラリーの垂れ落ちの原因となり
やすく、前記範囲をこえるばあいにはスクリーンの細孔
（スリット）が閉塞しやすく、スリット破損やスクリー
ン内側での樹脂のメルト化がおこりやすくなる。

【００１６】本発明においては、前記比（ａ／ｂ）　が
０．８　〜１．６　であり、それによって低い脱水含水
率が達成される。

【００１７】また、スクリーンの厚さｄは０．３　〜０
．５ｍｍ　とするのが好ましく、とくに０．３５〜０．
５ｍｍ　とするのが好ましい。前記範囲未満のばあいに
はスクリーンそのものの強度が低下し、スクリーンの細
孔（スリット）に亀裂破損が発生しやすく、前記範囲を
こえるばあいには脱水性が低下し、脱水含水率の増加ま
たはスラリーの垂れ落ちの原因となりやすくなる。つま
り前記貫通孔を有する板の板厚ｄの前記貫通孔の同径部
の長さｂに対する比（ｄ／ｂ）　が１．６　〜４．６　
であることが好ましい。

【００１８】前記貫通孔の液体成分の流出側の口径ｃは
０．４　〜１．０ｍｍ　とするのが好ましく、とくに０
．４　〜０．６ｍｍ　とするのが好ましい。前記範囲未
満のばあいには脱水性が低下し、脱水含水率の増加また
はスラリーの垂れ落ちの原因となりやすく、前記範囲を
こえるばあいにはスクリーンそのものの強度の低下や脱
水性の低下による脱水含水率の増加をまねきやすくなる
。つまり前記排出側開口の口径ｃの前記貫通孔の供給側
開口の口径ａに対する比（ｃ／ａ）　が２．２　〜６．
７　であることが好ましい。

【００１９】本発明に用いるスクリーンの材料としては
、とくに限定はなく、その具体例としては、たとえばＳ
ＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ　、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ
３１６Ｌ　などがあげられるが強度、加工性、耐食性の
点でＳＵＳ３１６またはＳＵＳ３１６Ｌ　が好ましい。

【００２０】

【作用】本発明による貫通孔は、通常の連続遠心分離機
の貫通孔と比べて供給側の口径と同じ大きさの部分が短
かい。そのために貫通孔に挟まれる固形成分は供給側の
近くにあるので供給側から押し出す力をより強く受ける
ので排出されやすい。ただし、供給側の口径と同じ大き
さの部分があまりにも短かいと固形成分の排出量が多く
なり、固形成分の回収量が少なくなるので適当な長さが
必要である。すなわち、貫通孔に挟まれる固形成分が同
一の貫通孔に多量に蓄積しないように、また軟化温度に
達するまで貫通孔に滞在しないように貫通孔の断面形状
を規定している。これによりスクリーンの目詰まりがな
くなり、脱水性がよくなる。

【００２１】

【実施例】本発明を以下の実施例によって具体的に説明
する。実施例１〜３として、図１に示すような形状の貫
通孔を形成したスクリーンを用い、貫通孔の供給側の口
径ａの同径部の長さｂに対する比（ａ／ｂ）　を、それ
ぞれ、１．２５、１．０　および０．８２として脱水試
験を行った。また比較例１〜２として前記比（ａ／ｂ）
　を０．６８および１．７　として脱水試験を行った。

【００２２】試験は、ＡＢＳ　樹脂を含む重合懸濁液（
固形成分１８重量％を含有する）を　１６ｍ３　／ｈｒ
　の速度でギナー型連続遠心分離機に導入して行った。 使用したギナー型連続遠心分離機は石川島播磨重工業（
株）製の形式Ｃ５５Ｈであり、スクリーンの材質はＳＵ
Ｓ３１６Ｌ　とし、その口径１５０　μ、開口比７．０
　％とし、回転数は遠心力が１０００Ｇとなるような回
転数（１８３３ｒｐｍ）に設定した。

【００２３】試験条件および結果を表１に示す。なお表
１中の固形成分含水率（％）はウェットベースで表示し
ている。

【００２４】また、供給側の口径ａ、同径部の長さｂ、
排出側の口径ｃ、板厚ｄはスクリーンの細孔（スリット
）断面の光学顕微鏡（倍率１００　倍）写真をとり、測
定した。固形成分の含水率は赤外線ランプ乾燥器による
乾燥による重量変化により測定した。固形分リーク率は
単位時間当りの処理重量に対するリークした重量（ドラ
イベース）を比率で表わした。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１より、本発明の遠心分離機を用いたば
あいには、目づまりが生じず、ウェットベースでの含水
率が２３〜２８重量％で、かつ、固形分リーク率が１重
量％以下という良好な結果がえられた。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明により、柔かく、熱
による軟化を受けやすい固形成分に対しても長時間安定
に高脱水率を維持した連続遠心分離が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の連続遠心分離機における貫通孔の断面
形状を示す断面図である。

【図２】ギナー型連続遠心分離機の一部断面図である。

【図３】通常の連続遠心分離機における貫通孔の断面形
状を示す断面図である。

【符号の説明】

１　　供給側開口 ２　　排出側開口 ３　　同径部 ４　　拡径部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　合成樹脂を固体成分として含む混合液
   を貫通孔を有する板に連続的に供給し、遠心力によって
   液体部分を該貫通孔から排出せしめ、前記混合液を固体
   部分と液体部分とに連続的に分離する遠心分離機であっ
   て、前記貫通孔が供給側開口と、そこから連続し前記供
   給側開口の口径と同じ大きさの口径を有する同径部と、
   前記供給側開口の口径より大きな口径を有する排出側開
   口と、前記同径部から前記排出側開口にいたる錐体状拡
   径部とを有し、前記供給側開口の口径ａの、前記同径部
   の長さｂに対する比（ａ／ｂ）　が０．８　〜１．６　
   であることを特徴とする連続遠心分離機。
2. 【請求項２】　　前記貫通孔を有する板の板厚ｄの前記
   貫通孔の同径部の長さｂに対する比（ｄ／ｂ）　が１．
   ６　〜４．６　である請求項１記載の連続遠心分離機。
3. 【請求項３】　　前記排出側開口の口径ｃの前記貫通孔
   の供給側開口の口径ａに対する比（ｃ／ａ）　が２．２
   　〜６．７　である請求項１または２記載の連続遠心分
   離機。