JP3730818B2 - 破砕機構を有するスクリュを備えた二軸押出機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、破砕機構を有するスクリュを備えた二軸押出機に関し、特に、ミキサー供給部にリードがなくかつスクリュ軸に平行に設けられた複数のフィンを設けることにより、種々の粒子径を有する粒原料を粉砕又は破砕し、液体添加剤等を均一に原料に分散及び含浸させるための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、用いられていたこの種の種々の粒子径（０．１〜３ｍｍ）の広範囲の顆粒状の粒原料に液体添加剤等を混練させるためのスクリュの場合、図３で示されるフライト１を有するスクリュ２を二軸として用いて混練し、異方向非噛み合い、又は、同方向噛み合いの構成の押出機によって液体添加剤を原料に対して分散及び含浸させるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスクリュは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、原料の性状が０．１〜３ｍｍ粒子径程度の広範囲にあるような顆粒状の粒原料の場合、図３で示される通常のフルフライトスクリュでは原料を砕く作用がないため、表面積の異なる各粒子に同一濃度で液体添加剤等を均一に分散及び含浸させることは難しく、このため、不均一な物性の製品しかえられず、原料性状を変えない限りこの技術的困難を克服することは極めて困難であった。
【０００４】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、ミキサー供給部にリードがなくかつスクリュ軸に平行に設けられた複数のフィンを設けることにより、種々の粒子径を有する粒原料を粉砕又は破砕し、液体添加剤等を均一に原料に分散及び含浸させるようにした破砕機構を有するスクリュを備えた二軸押出機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による破砕機構を有するスクリュを備えた二軸押出機は、原料ホッパから粒原料を供給するバレル内に設けられ、上流側にフライト部を形成したミキサー供給部(3)を有すると共に、前記ミキサー供給部の下流側に混練部及び排出部を直列状に有し、一対で用いられるスクリュを用い、前記スクリュの前記フライト部の上流側のみに軸方向及び回転方向に沿って所定の間隔で配設されリードのない複数のフィンを有し、前記各フィンの前記軸方向において互いに隣接する前記各フィン同志は、前記回転方向に沿って互いに異なる角度位置に配設され、前記原料ホッパから供給された種々の粒子径の粒原料は前記フィンと前記バレルの内壁間に案内されて前記フィンの外面のエッジによって細かく粉砕又は破砕された後、前記フィンの下流側の前記ミキサー供給部の前記フライト部を経て前記混練部及び排出部へ搬送されるようにした構成であり、また、前記各フィンの幅は０．０５〜０．１５Ｄ（Ｄ＝スクリュの直径）であり、前記各フィンの軸方向長さ(L)は０．１〜０．５Ｄであり、前記バレルの内壁と前記フィンとの隙間(G)は０．５〜１．５ｍｍに設定されている構成であり、また、前記各フィンはスクリュ軸円周方向に４〜８個形成されて配設されている構成であり、また、前記粒子径は、０．１〜３ｍｍである構成である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による破砕機構を有するスクリュを備えた二軸押出機の好適な実施の形態について説明する。なお、従来例と同一又は同等部分については同一符号を用いて説明する。
図１において符号１，１Ａ，１Ｂで示されるものは、バレル８内に設けられた一対のスクリュ２，２Ａの上流側から下流側へ向けて直列状に配列されたミキサー供給部３、混練部４及び排出部５に各々設けられたフライト部であり、前記ミキサー供給部３のフライト部１の上流側のみには、スクリュ軸方向でかつ回転方向に所定の間隔でリードのない複数のフィン１０が径方向に突出して形成されている。
【０００７】
前記各フィン１０の長手方向は、スクリュ２，２Ａのスクリュ軸方向と完全に平行で、スクリュ２，２Ａの原料送りのリードを全く有していない構成であり、各フィン１０の幅Ｗは０．０５〜０．１５Ｄ（Ｄはスクリュ２，２Ａの直径）に設定されていると共に、各フィン１０の軸方向長さＬは０．１〜０．５Ｄ（Ｄはスクリュ２，２Ａの直径）に設定されている。さらに、各フィン１０とバレル８の内壁８ａとの隙間Ｇは０．５〜１．５ｍｍに設定されており、各フィン１０は、スクリュ軸円周方向に沿って合計で４〜８個形成されていると共に、上流側から下流側へ向けてスクリュ軸方向で見た場合に位相がずれるように配設されている。
すなわち、前記各フィン１０の前記軸方向において互いに隣接する前記各フィン１０同志は、図１に示されるように、前記回転方向に沿って互いに異なる角度位置に配設されている。
【０００８】
次に、動作について述べる。まず、図１の状態で、バレル８の上流側の原料ホッパ（図示せず）から原料性状が０．１〜３ｍｍ程度の広範囲の粒子径を有する粒原料（図示せず）をバレル８内に供給すると、粒原料はミキサー供給部３の各フィン１０とバレル８の内壁８ａ間に案内され、各フィン１０の外面のエッジによって細かく粉砕又は破砕されてある一定の粒子径以下（例えば１ｍｍ）となる。そのため、バレル８内に供給された図示しない液体添加剤等は、粉砕又は破砕された後の原料が前記フィン１０の下流側の前記ミキサー供給部３の前記フライト部１、混練部４及び排出部５に搬送されていく中でほぼ均一に分散及び含浸されかつ同一濃度での含浸が達成されて、均一な物性で高品質な製品を確保することができる。
なお、本出願人が種々実験の結果、前記フィン１０の幅Ｗが０．０５ｍｍよりも小さい場合には、ショートパスが多くなり、粉砕及び破砕効果はなく、さらに、軸方向長さＬは０．２Ｄ以上の場合には押出量が出なくなることが判明した。
【０００９】
また、前述の図１で示される構成の場合には、各スクリュ２，２Ａが互いに異方向に回転して互いに噛み合わない異方向非噛み合い構造であるが、例えば、図２で示されるように、各スクリュ２，２Ａが互いに同方向に回転して互いに噛み合う同方向噛み合い構造とした場合も、図１の構成と同等の作用効果を得ることができ、図１と同等部分には同一符号を付し、その説明は省略している。なお、図２の形態における混練部４は、図１の形態と異なり、周知の多数のニーディングディスク２０を水平方向に積層させた場合を示している。
【００１０】
【発明の効果】
本発明による破砕機構を有するスクリュを備えた二軸押出機は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、一対のスクリュのミキサー供給部のフライトの上流側に、リードのない複数のフィンが形成されているため、この各フィンとバレルの内壁との間に案内された粒原料は、粉砕又は破砕されて一定の粒子径以下とすることができ、液体添加剤を均一に原料に分散及び含浸させることができ、均一な物性の高品質製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による破砕機構を有するスクリュを備えた二軸押出機を示す構成図である。
【図２】 図１の他の形態を示す構成図である。
【図３】 従来のスクリュを示す要部の斜視図である。
【符号の説明】
１ フライト部
３ ミキサー供給部
４ 混練部
５ 排出部
８ バレル
８ａ 内壁
１０ フィン
Ｌ 軸方向長さ
Ｇ 隙間

Claims (4)

1. 原料ホッパから粒原料を供給するバレル(8)内に設けられ、上流側にフライト部(1)を形成したミキサー供給部(3)を有すると共に、前記ミキサー供給部(3)の下流側に混練部(4)及び排出部(5)を直列状に有し、一対で用いられるスクリュ(2) を用い、前記スクリュ (2) の前記フライト部(1)の上流側のみに軸方向及び回転方向に沿って所定の間隔で配設されリードのない複数のフィン(10)を有し、前記各フィン (10) の前記軸方向において互いに隣接する前記各フィン (10) 同志は、前記回転方向に沿って互いに異なる角度位置に配設され、前記原料ホッパから供給された種々の粒子径の粒原料は前記フィン(10)と前記バレル(8)の内壁(8a)間に案内されて前記フィン(10)の外面のエッジによって細かく粉砕又は破砕された後、前記フィン(10)の下流側の前記ミキサー供給部(3)の前記フライト部(1)を経て前記混練部(4)及び排出部(5)へ搬送されるように構成したことを特徴とする破砕機構を有するスクリュを備えた二軸押出機。
2. 前記各フィン(10)の幅は０．０５〜０．１５Ｄ（Ｄ＝スクリュの直径）であり、前記各フィン(10)の軸方向長さ(L)は０．１〜０．５Ｄであり、前記バレル(8)の内壁(8a)と前記フィン(10)との隙間(G)は０．５〜１．５ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項１記載の破砕機構を有するスクリュを備えた二軸押出機。
3. 前記各フィン(10)はスクリュ軸円周方向に４〜８個形成されて配設されていることを特徴とする請求項１又は２記載の破砕機構を有するスクリュを備えた二軸押出機。
4. 前記粒子径は、０．１〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の破砕機構を有するスクリュを備えた二軸押出機。

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