JPS6111663B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は湿式押出し造粒機、殊に造粒室を直
立筒体としてその内底部に粒体成形用の小孔を多
数穿設したダイスを配置し、造粒室内に投入した
湿潤粉体材料を、ダイス上で自転および公転する
ロータにより〓和混練しながらダイスの小孔から
押出すようにされている竪型の湿式押出し造粒機
に関し、小径顆粒を造粒する必要のある農薬、肥
料、食品、化学工業薬品の分野で使用される。

従来よりこの種の造粒機として、造粒室の軸線
を水平にした横型と、同じく垂直にした竪型の各
種のものが知られており、さらに粒体押出し用の
ダイスが円筒状とされ、その内側で回転するロー
タにより放射方向に粒体を押出すようにされたも
の、およびダイスが造粒室の円筒端面に平板状と
して設けられ、ダイスの内側又は上面で回転する
ロータにより造粒室の軸方向に粒体を押出すよう
にされたもの等、種々の形態のものが知られてい
る。

ダイスを円筒状とされ、放射状方向に粒体を押
出すようにされたものは、ダイスの板厚が比較的
薄い代りに、ダイスの内側に供給される材料がス
クリユーフイード方式で加圧、混練される関係か
ら、前記加圧力により湿潤材料の温度が上昇し、
従つて昇温により変質するような材料の造粒には
不向きであり、また湿潤材料の加圧供給部にその
温度上昇を防ぐための冷却用ジヤケツトを設ける
必要があつて、造粒機の構成が複雑化する欠点が
ある。

円筒形端面にダイスを配置したものは、造粒室
内で〓和混練される材料の内圧、及びダイスの加
圧力によつて、ダイスへの負荷が非常に大きくな
り、ダイス厚みを薄くすることができない。従つ
てダイスの粒体成形用の小孔の長さが、その直径
に比べて非常に長くなり、造粒中に小孔が詰りや
すくなるために、造粒室に供給される材料の湿潤
度（水分）を低く押えることができない。

一方、直立筒状とした造粒室の内底部に円板状
のダイスを配置し、その上でロータを自転および
公転させるようにした湿式押出し造粒機も公知で
あるが、この場合もダイスにかかるロータの加圧
力が非常に大きいために、断粒物の直径（ダイス
の小孔の直径）に比べてダイスの板厚が非常に厚
くなる。

このように粒体成形用小孔の直径に比して板厚
が厚いということは、押出されつつある材料とダ
イスとの摩擦が非常に大きくなるということであ
り、このために前記の如く小孔が詰つたり、さら
に押圧されつつある材料の温度上昇を招く原因と
なり、例えば加熱溶融するような材料の場合、比
較的温度上昇の低い円板状ダイスを用いた場合で
も押出し速度、或は加圧力を大きくすることがで
きず、非能率的であると共に、造粒物の粒径は一
般的には粒径が３m/m程度までで、それより小
径の粒体の製造例は少ない。

したがつて従来の湿式押出し造粒機において
は、材料の水分をある程度多くする必要がある。
0.7m/m以下の小径の粒体の製造ができない。等
の欠点がある。またこのようなダイスは、小孔の
変形、摩耗を防ぐために、熱処理により高硬度と
した特殊鋼を使用するのが一般であつて、その厚
みが厚いということは、その材料費が著るしく高
くつくということになる。

さらに造粒材料の水分が多いということは、ダ
イスから押出された粒体同志がひつついて団塊と
なりやすいということである。これを防ぐために
は、急速に乾燥する必要がある。またこの水分を
蒸発させるには多量の加熱空気が必要であり、エ
ネルギー消費量が大である。

この発明は以上のような湿式押出し造粒機にお
いて、その材料の湿潤度、すなわち水分を可及的
に少なくして高能率に、かつ材料の変質のない造
粒を可能となすことを目的とする。また例えば直
径が0.5m/mあるいはそれ以下の造粒を可能とな
すことを目的とする。さらにダイス厚みを可及的
に薄くしてそのコストを大幅に低減するものであ
る。

実施例について説明すれば、第１図、第２図に
示す如く、上面に、適度に湿潤させた粉体材料を
投入する投入口２を有し、下部に造粒された粒体
を排出する排出口３を設けて、フレーム４上に設
置した直立円筒状の造粒室１の底部に、多数の粒
体押出し用小孔５を穿設したダイス６を設置す
る。造粒室１の中心を縦通する配置で図示しない
駆動部を造粒室１の下方に有する駆動軸７を設け
る。該軸上に固設した支持ブロツク８に、該軸７
に十字状に直交する配置で支持した支持腕９の先
端に、ロータ１０を、軸受１１を介して回転自在
に支持する。かくて駆動軸７の回転で、該ロータ
１０はダイス６上で自転、公転され、投入材料を
ロータ１０で〓和混練しながらダイス６の小孔５
から押出す。本発明はかかる湿式押出し造粒機に
おいて、ダイス６を、例えばダイス６穿設される
多数の前記小孔５の直径とほぼ等しい厚みを有す
る薄板により形成し、その下面に複数の前記小孔
５に連続する小孔５の直径より大径の孔１２を多
数穿設したバツクアツププレート１３を配置し
て、造粒室１の内底部にダイス６と共に固定した
ものである。

図において、駆動軸７は、軸受１４，１５を介
してフレーム４に支持し、ダイス６及びバツクア
ツププレート１３の中心を貫挿した上端部に、支
持ブロツク８を、ナツト１６等をもつて締結固着
する。１７は駆動軸７の上端に被嵌してナツト１
６及びそれが螺合するねじ部を覆被して駆動軸７
に固定されたカバーである。一方、支持ブロツク
８に、直径方向に延びる腕１８を設け、その先端
に、造粒室１の円筒形内壁面に沿つて設けられた
スクレーパー１９を支持する。カバー１７は、ナ
ツト１６及びそのねじ部に投入材料が付着するの
を防止し、スクレーバー１９は、駆動軸７の回転
により造粒室１の内壁面に沿つて回転し、該壁面
に付着する粉体材料を掻き落とし、造粒室１の中
央部に向つて移動させるものである。

２０はカツテイングナイフであつてダイス６及
びバツクアツプレート１３の下面に形成された室
２１内に配置し、駆動軸７上に、上下方向の位置
の調節を可能に取付けて固定した直径方向に延び
る腕２２に張設した細いピアノ線等よりなる。こ
のカツテイングナイフは、小孔５より降下する紐
状の造粒物を所定の長さに切断する。２３は室２
１の底面部に配置して駆動軸７と共に回転するよ
う該軸７に固定した造粒物排出用円板である。な
お、ロータ１０は、造粒室１内における湿潤材料
の〓和混練と、ダイス６よりの押出し作用とを効
果的に行わせるために、その表面に軸方向の凹凸
条２４を形成させてある。

第１図、第２図は、造粒機をフレーム４上に定
置した床置き型を示すものであるが、これは第３
図に示すように、コラム２５上に、ブラケツト２
６を介して支持し、任意の高さ位置に調節して設
置するコラム支持型とすることもでき、また駆動
軸７を造粒室１の上方から該室１に挿入し、駆動
部を造粒室１の上方に配置することもできる。第
３図において、第１図、第２図のものと同一又は
同一の機能を持つ部材には同一の符号を付してあ
る。

前記各実施例において、軸７を固定し、ダイス
６およびバツクアツププレート１３を、造粒室１
と共に回転させるとか、軸７及び造粒室１を固定
し、図示しない歯車機構によりダイス６及びバツ
クアツププレート１３を回転させて、ダイス６の
回転に従動してロータ１０がダイス６上で自転す
る構成としてもよい。

ロータ１０、ダイス６及びバツクアツププレー
ト１３の関係は第４図にその詳細を示すように、
ロータ１０の周面とダイス６の上面との間に小間
隙Ｓ（０ないし極く僅かのすきま）を設けて投入
された材料のロータ１０とダイス６上面との間へ
の噛み込みを容易ならしめ、バツクアツププレー
ト１３の孔１２は、その直径を、少なくとも複数
個の小孔５に連続しうる直径として多数穿設し、
ダイス６には、前記孔１２に対応して多数の小孔
５を穿設しておくのが望ましい。またダイス６の
厚みｔは、小孔５の直径ｄとほぼ等しい寸法とす
る。

例えば、小孔５の直径ｄが1.0mmの場合、ダイ
ス６の厚みｔは1.0〜1.2mmとする。

この発明は以上のような構成であつて、駆動軸
７を第２図に矢印で示す如く回転駆動しておい
て、図示しない材料連続投入機により適量の水分
又は結合剤溶液を加液混合した湿潤粉体材料を投
入口２より造粒室１内に連続投入する。その投入
量、投入速度は、造粒室容量、駆動軸回転数、造
粒物直径（小孔５の直径）、粉体材料の物性等に
より適宜定める。

造粒室１内に湿潤材料が投入されることによ
り、駆動軸７により公転させられているロータ１
０がダイス６との間に該材料を噛み込みながら自
転し、該材料に、摩砕、圧縮、剪断作用を加え〓
和混練してダイス６の小孔５に圧入しその下方に
紐状に連続した状態で押出し、この押出された材
料を駆動軸７と共に回転するカツテイングナイフ
２０が所定の長さに切断する。この長さは、カツ
テイングナイフ２０の位置を上下に調節すること
により適当に設定できる。カツテイングナイフ２
０でカツトされた粒体は、第１図の場合排出用円
板２３上をころがりそして排出口３より排出さ
れ、第３図の場合、室２１の漏斗状底面をころが
り排出口３より排出される。

従来の湿式押出し造粒機の場合、既述の如く一
般的に材料の混練のための圧縮の工程、〓和の工
程が造粒機自体の内部に設けられ、充分に〓和混
練された湿潤材料がダイスから押出されるため、
どうしても材料に加えられた圧力により発熱し、
長時間の運転において、材料の許容温度が低い場
合にその溶融、変質等を招いている。

また円筒端面にダイスを配設し、造粒室内でロ
ータを自転および公転させるタイプの湿式押出し
造粒機においては、そのダイスの厚みＴが、ロー
タの加圧力に充分耐えるだけの厚みを必要とする
ために、ダイス孔の形状を第５図に示すＡ，Ｂ，
Ｃ………Ｇのように種々の形状に設計し、孔径ｄ
に対する円筒部の長さｌを設定している。すなわ
ち孔Ａは下半部をラツパ状に、孔Ｂ，Ｃは材料の
導入を容易にすために上部をラツパ状に、又下部
を拡大し、さらに孔Ｄは材料導入部に小さなアー
ルＲを設ける等、以下Ｅ，Ｆ，Ｇの如き変形孔を
穿設している。

しかし孔の形状をいかに変更したところで、孔
径ｄに対する円筒部の長たｌが長いから、ロータ
によりダイスの小孔に圧入された湿潤材料と該小
孔との間の摩擦抵抗が非常に大きく、従つてダイ
ス孔に湿潤材料が詰りやすいために、どうしても
材料の湿潤度（加液量）を多くしてその流動性を
良くしてやる必要がある。造粒物の直径も、一般
的に３m/m程度までで、それより小径の粒体が
あまり製造されておらない。また材料の湿潤度が
高いために、造粒用小孔から押出された粒体が、
再び団塊状に粘着してしまう不都合もあつた。

之に対してこの発明は、ダイス６の厚みｔを、
その小孔５の直径ｄとほぼ等しい寸法としたこと
により、小孔５とそれを通過する湿潤材料との間
の摩擦抵抗が、従来に比べて格段に小さくなり、
またダイス６の放熱も早いために、ダイス６から
押出される湿潤材料の湿潤度を、従来よりも著る
しく低くしても前記押出しをきわめて容易にかつ
スムーズに行わせることができる。そして直径が
従来は不可能とされていた0.5m/m以下のきわめ
て小径の造粒を可能となし、機械の処理能力も格
段に大きくすることができる。また紐状になつて
押出される材料がきわめて低水分（低湿潤度）で
あるために、小孔から押出された後に互に粘着結
合するようなこともなく、かつ乾燥を容易かつじ
ん速に行うことができるから、乾燥用熱源のエネ
ルギー消費量も著るしく少なくてすむ。さらにダ
イスの放熱が容易で、造粒用小孔の目詰りもな
く、じん速な造粒が行われるために、長時間に亘
つて造粒運転を続行しても、押出される材料が過
熱されることもなく、溶融、変質等の不都合も皆
無となる。

この発明はさらに、ダイスの厚みを薄くしたこ
とによつて、造粒用の小孔を、プレス打抜き等に
より簡易に形成することができ、従来のような複
雑な形状とする必要が全くなく、しかも高価な特
殊鋼の使用量が従来の数分の一に減少するから、
そのコストが大幅に低減され、高能率で、しかも
従来より著るしく小径の造粒を可能とする廉価で
取扱いの容易な湿式押出し造粒機を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の縦断面図、第２図は要部の平
面図、第３図は他の実施例の縦断面図、第４図は
要部の拡大断面図、第５図は従来のダイスとその
造粒用小孔の形状を示す図である。 １……造粒室、５……小孔、６……ダイス、７
……駆動軸、１０……ロータ、１２……孔、１３
……バツクアツププレート、１９……スクレーパ
ー、２０……カツテイングナイフ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直立筒体からなる造粒室の内底部に、多数の
   小孔を穿設したダイスが配置され、造粒室内にダ
   イス上で転動するロータが設けられて、ロータと
   ダイスの何れか一方を造粒室の軸線のまわりで回
   転させることにより投入材料を前記小孔から押出
   して造粒する湿式押出し造粒機において、前記ダ
   イスを多数の小孔を穿設した薄板により形成し、
   その下面に複数の前記小孔に連続する直径の孔を
   多数穿設したバツクアツププレートを配設したこ
   とを特徴とする湿式押出し造粒機。 ２ ダイス及びバツクアツププレートを造粒室の
   内底部に固定し、ロータをダイス上で自転、公転
   させるようにした特許請求の範囲１記載の湿式押
   出し造粒機。 ３ バツクアツププレートの孔が、ダイスの少な
   くとも複数個の小孔に連続するようにダイスの小
   孔を配設した特許請求の範囲１又は２記載の湿式
   押出し造粒機。 ４ ダイスの板厚を、それに穿設される小孔の直
   径と等しくした特許請求の範囲１から３までのい
   ずれか１つに記載の湿式押出し造粒機。