JPH0461923A - すりつぶし・混練装置 - Google Patents

すりつぶし・混練装置

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JPH0461923A
JPH0461923A JP17078390A JP17078390A JPH0461923A JP H0461923 A JPH0461923 A JP H0461923A JP 17078390 A JP17078390 A JP 17078390A JP 17078390 A JP17078390 A JP 17078390A JP H0461923 A JPH0461923 A JP H0461923A
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Japan
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gear
kneading
shafts
grinding
return
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Nozomi Nakanishi
望 中西
Hironori Otani
大谷 博宣
Takeshi Hasegawa
武 長谷川
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Kao Corp
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Kao Corp
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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】 【産業上の利用分野】
本発明は、例えば、口紅等の化粧品やチョコレート等の
食料品、あるいは樹脂製品や石鹸等の原料の混練及び/
またはその原料中に含まれた微粒のすりつぶしを行なう
ための装置に関する。
【従来の技術】
従来より、上述したような混練原料を混練して均質化す
るための装置として、平行な2軸にローラーを相互に接
触するように取り付けて構成したロールミルタイプのも
のや、特開平1−190800号公報に開示されたよう
な、断面凸レンズ形状のパドルを2軸間で90°の位相
差をなすように組み合わせf二タイプのものを挙jヂる
ことかできる。ところで、上述したような混練京料中に
は微粒か含まれる場合かあるか、これらのタイプの混練
装置では、ローラー間あるいはパドル間の接触面積か小
さいためにその間ですりつふされる微粒か少なく、マf
コそのローラーあるいはパドルとこれらを収納するバレ
ルとの間からすり抜ける微粒か多いfこめに、排出され
に混練原料中には微粒か多く含まれたままてあっfこ。 しf二かって、二の混練原料によって製品か成型されf
こ後に乙表面に小さな硬い粒子か現れて、それが人の手
などに直接触れたときにざらついた感触を与える場合か
あっf二。 一方、微粒が混練原料中に残るために製品の表面がざら
つくという問題を解消することのできる混練装置として
、いわゆるギヤコンパウンダ−を挙げることができる。 このギヤコンバウノダーは、平行な2軸か上下方向に数
段重ねられ、この平行な2軸に、互いに噛み合うダブル
へりカルギヤかそれぞれ装着された混練装置である。こ
のギヤコンパウンダ−では、混練すべき原料を各ギヤの
間を通るように上から下へゐすことによって、互いに噛
み合う歯と歯の間で原料中に含まれる微粒かすりつぶさ
れるのと同時に、各ギヤの回転によって原料の混練か行
なわれる。
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このギヤコンパウンダ−では、混練原料の粘
度か低い場合は、混練原料を混練するのと同時にその中
に含まれた微粒をすりつぶすことか一応は可能であるが
、混練すべき原料か固形状の場合、または粘度が非常に
高い場合は、その原料が歯面に付着して、ギヤから下へ
殆と流れないという問題があった。したがって、単位時
間当1こりに混練原料を処理できる量は非常に少なく、
処理量を多くしようとすると、必然的に装置全体を大き
くせさるを得なかった。 したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、原料が
固形状の場合、または粘度が非常に高い場合で、且つそ
の中に微粒が含まれていても、混練と微粒のすりつぶし
を同時に効果的に行なうことによって、単位時間当たり
に処理できる量の増加を図ることである。
【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明に
よれば、以下のように構成されたすりつぶし・混練装置
が提供されろ。 すなわち、この装置は、大略水平方向に延びろA冒〕つ
ふし・混練室を有するとともにすりつぶし・混練室の一
端の中央部に上方から通ずる混練甲料の供給口とその他
端に下方から通ずる排出口とを有するバレルと、すりつ
ぶし・混練室内を略水平に貫通ずる状独てバレルに回動
自在に支持された2軸と、この2軸を回転させろf二め
の駆動手段とを備えている。 そして、上記2軸には、バレル内の供給口側において2
軸門で相互に噛合する送りギヤが装着されるとともに、
送りギヤと歯溝が連通し且つ2軸間で相互に噛合する戻
しギヤが装着され、バレルの内面は、送りギヤと戻しギ
ヤの外周面形状に略密に沿うように形成されている。ま
た、送りギヤは、混練原料を排出口側へ送るようにねじ
れ方向が設定されたヘリカルギヤとして構成され、戻し
ギヤは、混練原料を供給口側へ戻すようにねじれ方向か
設定されたヘリカルギヤとして構成されている。 ま1こ、送りギヤによる混練原料の推進力を美しギヤよ
りし大きくするために、送りギヤを、戻しギヤに対して
、はぼ同一のねじれ角で歯幅を長く設定したり、はぼ同
一の歯幅でiwLれ角を大きく設定したりすることがで
きる。 この構成では、混練原料は、供給口を通して2軸に装着
されに送りギヤの噛合部の上部に供給され、その部分の
歯溝内に入る。そして、送りギヤの2軸間での噛み合い
か進むに従って、歯溝内の混練原料は、相手側のギヤの
歯によってその位置から押し出され、その殆どが歯溝に
沿って排出口側へと移動する。さらに噛み合いが進むと
、歯溝内に残った混練原料は、噛み合う各歯の間で微粒
がすりつぶされながら、軸に沿って排出口側へ移動する
。 このようにして混練原料が送りギヤと戻しギヤの境界付
近まで送られると、そこでは、送りギヤの歯溝内の混練
原料が排出口側へ進行しようとするのに反し、戻しギヤ
の歯溝内の混練原料か供給口側へ戻ろうとするため、そ
れぞれの歯溝内の混練原料の殆と:よ、互いに混しり合
いながら、各ギヤとバレルの内面との間の僅かな隙間か
み他の歯溝へ逃げ出して行く。また、さらに噛み合いか
進乙・と、この歯溝内に残っ几混練原料は強く圧縮され
、その中に含まれf二微粒は噛み合う歯によってすりつ
ぶされる。この構成では、上述したように戻しギヤより
も送りギヤの方か混練原料を強く推進するようにしてお
けば、混練原料は、部分的には逆行するにも拘わらず、
全体としては供給口側から排出口側へ向かって移動する
。 このように、上記構成では、微粒をすりつぶしなから混
練原料を全体として混練しながら供給口から排出口へ向
かって送ることかできる。また、送りギヤの歯溝の噛合
部分及び噛合直前部分を満たす程度の量ずつ混練原料を
供給すれば、混練原料は送りギヤの噛み合いによって順
次前方へ押し出され、それよりも排出口側の混練原料も
後ろから押されて前方へ進んで行く。このため、混練原
料か歯に付着して進行しないといつに問題か生しないの
で、従来とは異なり、十分な処理量を得ることかできる
。しにがって、所定の処理量を得るにめに装置を大型化
する必要か生しることらない。 また、上記構成においては、上記2軸における戻しギヤ
の排出口側の位置に、戻しギヤを通過しfこ混練原料を
排出口側へ推進させるスクリュー手段を装着するととし
に、この2軸におけるスクリュー手段の排出口側の位置
に相互に噛合する混練ギヤを装着し、排出口に、排出す
べき混練原料の量を制限するための絞り手段を装着する
ことが好ましい。なお、混練ギヤとしては、ねじれ角が
送り方向に設定されたへりカルギヤとねじれ角が戻し方
向に設定されたヘリカルギヤを組み合わせたり、ねじれ
角が送り方向に設定され1こへりカルギヤたけて構成し
たり、あるいは、スパーギヤで構成したりすることかで
きる。 このように構成すれば、戻しギヤを通過した混練原料を
、スクリュー手段によって、今まで送られでキによりも
速い速度で排出口側へ送ることかできる。しf二かって
、絞り手段を絞り込めば、バレル内におけろスクリュー
手段よりら供給口側を混練原料で充満させずに、そこか
ら排出口寄りの部分子こけを混練原料て充18させるこ
とかてきる。 二〇ようにすれば、この部分には混練ギヤか設けらメー
でいるので、混練原料は、このギヤにおける全ての歯溝
とバレルとの間に入り込むことになる。 したがって、混練ギヤを回転させると、金歯溝内の混練
原料か相手側のギヤの歯に押し出されてバレル内を移動
するため、送りギヤと戻しギヤLけか設けられf二装置
に比較して混練か極めて効果的に行なわれる。 また、上記構成においては、上記バレル内て混練ギヤに
対して排出口側からほぼ接触するように、混練ギヤの噛
合部近傍てのみ開口したストッパーを設けることが好ま
しい。 このように構成すれば、混練ギヤの噛合部を通過し1こ
混練原料だけか排出口から排出されるので、11粒が確
実にすりつぶされた混練原料を得ることかできる。
【実施例】
以下に、第1図から第7図に示しfコ本発明の実施例に
係るすりつぶし・混練装置について詳細に説明する。 まず、第1図から第5図に示した第1実施例について説
明する。 第1図はこの装置の部分断面平面図、第2図は第1図の
■−■線断面図、第3図は第2図の■■線線入大断面図
ある。図示するように、このすりつぶし・混練装置は、
大きく分けて、大略水平方向に延びるすりつぶし・混練
室2を有するバレル11このバレル1内をほぼ水平に貫
通した状態でバレルIに保持された2本の軸3,4、相
互に噛合するようにこの2本の軸3,4に装着されたへ
りカルギヤ5〜13、及びこれらのへりカルギヤ5〜1
3を回転させてその間で混練原料のすりつぶし・混練処
理を行なうための駆動手段14から構成されている。 バレルlは、両端に開口部を有するとともにフランツ1
5a、I5bか形成されたバレル本体15と、このフラ
ンツ15a、15bにホルト締めされろ軸受はプレート
I 6.17とかみ構成されでいる。軸受(ナプレート
I 6,17には、それぞれヘアリング+8..19か
内蔵されており、このヘアリング18.19によって、
ヘリカルギヤ5〜13の装着された2本の軸3,4か回
転自在に保持されている。バレル1は、第3図に示すよ
うに、このヘリカルギヤ5〜13の外周形状にその内面
かほぼ沿うように形成されている。ま1こ、軸受はプレ
ート1617の内面側には、混練原料の漏れを防止する
ために7−ル部材20.21が取り付すられでいる。 このバレル1の左側の端部にはすりつぶし・混練室2と
通ずる混練原料の供給口22が形成され、右側の端部に
は同じくすりつぶし・混練室2と通ずる混練原料の排出
口23か形成されている。ま1こ、供給口22には、す
りつぶし・混練室2内へ混練原料を所定量ずつ供給する
ための供給手段39が取り付けられている。また、排出
口23は、排出管24とガイドプレート25、及び排出
口の開口部の大きさを変え得るようにこれらの間で可動
に装着された絞りプレート26から構成されている。ま
た、バレルlの周囲には、給水管36と排水管37を有
するウォータージャケット35か形成されており、混練
すべき原料の種類に応じて冷水や温水が供給される。 軸3の左側の端部は、カップリング27によってモータ
38と接続されている。また、その回転を軸4にも伝達
すへく、各軸3,4には、駆動ギヤ28a28b、及び
29a、29bが装着されていて、これらのモータ38
、カップリング27、駆動ギヤ28.29により駆動手
段14が構成されている。なお、駆動ギヤは、必ずしも
設ける必要はない。軸4は、第2図に示すように、段付
き軸本体30と、カラー31と、エンドプレート32と
から構成されている。そして、キー34の装着された軸
本体30に対してへりカルギヤ5b〜13bを順に右方
向から差し込んだうえで、エンドプレート32とボルト
33によってカラー31を締め込むことによって、軸4
に対してヘリカルギヤ5b〜+3bが固定されている。 軸3については断面を図示していないが、軸4と同一の
構成でへりカルギヤ5a=13aか固定されている。こ
のヘリカルギヤ5〜13は、図示するようにねしれ方向
か設定されている。すなわち、ギヤ5,6.79.10
.12については、混練原料の排出口側への送りギヤと
して上方から見て歯か供給口側から排出口側へ広がるよ
うに、ギヤ8.II、+3については、混練原料の戻し
ギヤとして逆に排出口側から供給口側へ広がるように、
それぞれねしれ方向か設定されている。上記のねじれ方
向は、第1図において、噛合部分か下方へ回転する場合
について述べであるか、この装置においては、上記と全
く反対のねじれ方向の構成にし、噛合部分を上方へ回転
させることも可能である。 この装置による混練原料の混練と、その中に微粒か含ま
れている場合のすりつぶしについて、第4図及び第5図
を用いて説明する。 供給口22からヘリカルギヤ上へ供給された混練原料は
、図に点描で示したように、噛合部の上部で歯と歯の間
の溝に入る。送りギヤ6aの歯溝は送りギヤ7aの歯溝
と連通しているので、ギヤの噛み合いが進行すると、歯
溝a内の混練原料は、この歯溝aと噛み合う相手側のギ
ヤ6bの歯によって順にその位置から押し出されて、そ
の殆とか、歯溝aに沿って矢印りの方向へ進むものと、
矢印1て示すように相手側のギヤの歯を乗り越えてその
相手側のギヤ6bの歯溝すへ移動するものとに分かれる
。まにこのとき、混練原料の残りのごく一部分は、矢印
jによって示すように歯とバレルの間をすり抜けて隣の
歯溝Cへ移動して、さらに噛み合いが進んだときに相手
側のギヤ6bの歯によって、歯溝a内の混練原料と同様
の動作を繰り返す。 次に、第4図に示した送りギヤ7aと戻しギヤ8aの境
界部分ては、歯溝d内の混練原料は、歯溝dがギヤ7b
の歯と噛み合うことによって矢印り、1jの各方向へ移
動するが、戻しギヤ8aの歯溝eかギヤ8bの歯と噛み
合っていることによって、矢印り方向へ移動する混練原
料は、歯溝e内を矢印n方向へ移動する混練原料と混ざ
り合う。さらに噛み合いが進んて行くと、歯溝d、eは
、ち上うと図示し1ニギャ7b、8bの歯溝f、gと同
しように、両側で相手側の歯と噛み合って、その中の1
昆練原料が強制的に圧縮される。この状態を第5図に、
へて示している。この歯溝A内で強く圧縮さしfコ混練
原料は、歯の隙間(バノクラッシ)から矢印にて示すよ
うに少しずつ逃げて行くか、その隙間を通過する際にも
両ギヤの噛み合いが進んで行くにめに、噛み合う歯によ
ってその中に含まれfコ混練原料中の微粒がすりっふさ
れる。また、バソクラッンを通過しfコ混練原料は、歯
底Bを通り、矢印ρ1mて示すように、軸方向へ移動す
る。 混練原料は、以上のようにして歯溝間を移動することに
よって、その中に含まれた微粒がすりつぶされるのと同
時に混練されて軸方向へ移動する。 ギヤ5 a、 5 b及び6a、6bの間てもすりつぶ
し及び混練の行なわれた混練原料のh方向への移動が生
しるため、混練原料は、全体としては供給口側から排出
口へ向かって移動して行くことになる。また、混練原料
は、後ろから押されて軸方向へ進んで行<fコめ、歯へ
の付着によってその処理量か制限されるということはな
く、各ギヤ間で噛み合う部分の歯溝を常に充満させる株
間の量を順次供給することによって、従来と比較すれば
、混練原料に含まれる微粒を完全にすりつぶして、且つ
かなり多量の混練原料を処理することがてきる。ま几、
混練原料に微粒がない場合、あるいは混練原料に含まれ
ている微粒のすりつぶしを完全に行なわなくてもよい場
合は、供給手段39により混練原料を大量に供給し、バ
レル内に混練原料を充満さけて、混練を主目的とした運
転を行なうこともてきる。この方法によれば、処理量を
多くしても高い混練効果を得ることかできる。 次に、第2実施例に係る装置についてその部分断面平面
図である第6図を用いて説明する。 図示するように、この装置では、第1実施例に係る装置
よりも長いすりつぶし・混練室52を有するバレル51
の両側に取り付けられた軸受はプレート65.66によ
って、2本の軸53.54が第1実施例と同様にバレル
51内を貫通ずるようにほぼ水平に保持されている。こ
の軸53の一端に、各軸53,54を駆動すへく、モー
タ68、カップリンタロ9、駆動ギヤ70.71からζ
る駆動手段67が構成されており、各軸53.54にお
けるバレル内部の駆動手段67寄りの位置によ、第1実
施例と同様に4つしれ角が設定された送りギヤ55.5
6.57.59,60.62及び戻しギヤ58,61.
63か、2軸間で相互に噛合するように装着されている
。まf二、バレル51は、その本体部64の内面かヘリ
カルギヤ55〜63の外周形状にほぼ沿うように形成さ
れていて、その周囲に、不図示であるが混練原料の供給
口と排出口を何しており、且つウォータージャケット8
3が形成されている点て、第1実施例と同様に構成され
ている。 一方、各軸53.54におけるへりカルギヤ63の右側
には、それぞれ、第1スクリユー73a。 73bか軸53.54と一体的に回転するように装着さ
れており、さらにその右側には、ねじれ方向が交互に逆
向きに設定されたへりカルギヤ74〜77か、混練ギヤ
として、2軸間で相互に噛合するように装着されている
。そして、その右側には、第1スクリュー73a、73
bに対して反対のねじれ方向に設定され1ニスクリユー
78a、78bがカラー79を介して装着されている。 以上説明したへりカルギヤ55〜63.74〜77、及
びスクリュー73.78は、エンドプレート82とポル
ト81によってカラー80を締め込むことによって、各
軸53,54に対して固定されている。 この構成では、供給口から供給された混練原料は、第1
実施例で説明したのと同し作用により、その中に含まれ
1こ混練原料中の微粒がすりつぶされながら混練されて
、へりカルギヤ63を排出口側へ通過する。ギヤ63を
通過した混練原料は、スクリュー73によって排出口側
への強I)推進力が与えられ、第1実施例で説明したも
のと同じ絞りプレートが排出口で絞り込まれることで、
スクリュー73a、73bよりも供給口側ではバレル内
に混練原料が充満していないにも拘わらず、このスクリ
:1.−73a、 73bよりも排出口側では混練原料
が充満する。しにかってこの部分に一定の圧力が生しる
か、第2スクリユー78a78bのねじれ方向が第1ス
クリユー73a73bのねしれ方向とは逆に設定されて
いることによ−)で、そ、つ内部に収納されfニシール
部材に過大な圧力か加ツっろことはない。 このように、バレル51内のスクリュー73a73bよ
りも排出口側の部分ては、混練原料が充満するために、
第1実施例で説明しに通り、この部分では、微粒のすり
つぶしに比べて混練か十分に行なわれる。第1実施例で
説明しにように、ギヤ55〜63だけでもすりつぶしと
混練を同時に行なうことか可能であるが、さらに十分な
混練を必要とするような場合には、このようにスクリュ
ー73とギヤ74〜77を追加することが極めて効果的
である。 また、ギヤ77のすぐ排出口側の位置に、第7図に側面
形状を示したような、バレル51の内面に沿うとともに
ギヤの噛み合い部分にのみ穴84aが形成されたストッ
パー84を設けることが好ましい。この場合、軸53.
54かその内部を貫通ずるため、図示していないが、軸
53,54の周囲にはシール部材が装着される。 このストッパー84を設けることにより、混練原料が六
84aを通じてしか排出口側に出ないので、噛合部を通
過して微粒か確実にすりつぶされ几混練物のみを得るこ
とが可能となる。 なお、上記の各実施例で説明した送りギヤ56.7.9
,10.12及び55 56 57 5960.62は
、戻しギヤ8,11.13及び5861.63と同じ個
数であっても混練原料の推進力が大きくなるように、そ
のねじれ角を、戻しギヤ8,11.13及び58.61
.63のねじれ角よりも大きい角度に設定してもよい。 そうすることによって、ギヤの個数を減少させて装置を
さらに小型化することが可能となる。 また、第2実施例においても、第1実施例と同様に、供
給手段から混練原料を大量に供給し、バレル内に混練原
料を充満させて混練を主目的とした運転を行なうことが
できる。さらに、第2実施例で説明し1こストッパー8
4は、第1実施例においてらギヤのすぐ排出側に設けて
すりつぶし効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例に係るずりっぷし・混練装
置の部分断面平面図、第2図は第1図の11−U線断面
図、第3図は第2図の1111−IU線断面図、第4図
及び第5図はすりっふし・混練状態を示す説明図、第6
図は第2実施例に係るすりっふし・混練装置の部分断面
平面図、第7図はこの装置に用いられるストッパーの側
面図である。 ■・−バレル、2 すりっふし・混練室、3.4・・軸
、5.6.7,9,10.12送りギヤ、8.11.1
3  戻しギヤ、14・・駆動手段、15 バレル本体
、15a、l 5b−7ランジ、16.17  軸受は
プレート、18.19・・ベアリング、20.21・−
・シール部材、22・・・供給口、23・・排出口、2
4・・排出管、25 ガイトプレ−ト、26 ・絞りプ
レート、27・・カップリング、28.29  駆動ギ
ヤ、30 軸本体、31・カラー、32・エンドプレー
ト、33・・・ホルト、34 キー、35−ウォーター
ンヤケソト、36 給水管、37 排水管、38 モー
タ、39 混練原料供給手段、5トハレル、52 すり
つぶし・混練室、53.54  軸、55.56.57
,59,60.62  ・送りギヤ、58.61.63
  戻しギヤ、64・・バレル本体、65.66  軸
受はプレート、67 駆動手段、68・・モータ、69
・カップリング、70.71・・駆動ギヤ、72・軸本
体、73・・第1スクリユー、74,75,76.77
・・・混練ギヤ、78・・・第2スクリユー、79.8
0・カラー81・・ボルト、82・・・エンドプレート
、83・・・ウォータージャケット、84 ・ストッパ
ー特 許 出 願 人 花王株式会社 代 理 人 弁理士 前出 葆 (ほか1名)第3図 第7図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、混練原料の混練及び/又は該混練原料中に含ま
    れた微粒のすりつぶしを行なうための装置にして、 大略水平方向に延びるすりつぶし・混練室を有するとと
    もに該すりつぶし・混練室の一端の中央部に上方から通
    ずる混練原料の供給口とその他端に下方から通ずる排出
    口とを有するバレルと、すりつぶし・混練室内を略水平
    に貫通する状態でバレルに回動自在に支持された2軸と
    、該2軸を回転させるための駆動手段と、を備え、 上記2軸には、上記バレル内の供給口側において該2軸
    間で相互に噛合する送りギヤが装着されるとともに、該
    送りギヤと歯溝が連通し且つ該2軸間で相互に噛合する
    戻しギヤが装着され、上記バレルの内面は、上記送りギ
    ヤと戻しギヤの外周面形状に略密に沿うように形成され
    、上記送りギヤは、混練原料を排出口側へ送るようにね
    じれ方向が設定されたヘリカルギヤとして構成され、上
    記戻しギヤは、混練原料を供給口側へ戻すようにねじれ
    方向が設定されたヘリカルギヤとして構成されたことを
    特徴とするすりつぶし・混練装置。
  2. (2)、上記2軸における戻しギヤの排出口側の位置に
    は、該戻しギヤを通過した混練原料を排出口側へ推進さ
    せるスクリュー手段が装着されるとともに、該2軸にお
    ける該スクリュー手段の排出口側の位置には該2軸間で
    相互に噛合する混練ギヤが装着され、 上記排出口には、排出すべき混練原料の量を制限するた
    めの絞り手段が装着されたことを特徴とする請求項1記
    載のすりつぶし・混練装置。
  3. (3)、上記送りギヤは、上記戻しギヤに対し、略同一
    のねじれ角で歯幅が長く設定されたことを特徴とする請
    求項1または2記載のすりつぶし・混練装置。
  4. (4)、上記送りギヤは、上記戻しギヤに対し、略同一
    の歯幅でねじれ角が大きく設定されたことを特徴とする
    請求項1または2記載のすりつぶし・混練装置。
  5. (5)、上記バレル内で上記混練ギヤに対して排出口側
    からほぼ接触するように、該混練ギヤの噛合部近傍での
    み開口したストッパーを備えたことを特徴とする請求項
    1または2記載のすりつぶし・混練装置。
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