JP5896892B2 - 二軸押出機用脱水装置 - Google Patents

Description

本発明は、二軸押出機用脱水装置に関し、特に、脱水シリンダの開口に回転自在に設けられた複数の羽根部材をスクリュの回転方向に沿って整列させ、各羽根部材間の隙間から水分を外部に排出するための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の二軸押出機用脱水装置としては、特許文献１に開示された構成を、図３から図９として挙げることができる。
すなわち、図３はスクリュ式二軸押出機２０を示し、このスクリュ式二軸押出機２０のシリンダ２１は、上流側からホッパシリンダ１Ａ、脱水シリンダ１及びベントシリンダ１Ｂ等から構成され、前記脱水シリンダ１には脱水用のスクリーン３が設けられている。

図４は図３における脱水シリンダ１の正面図であり、図４において符号１で示されるものは、図３のスクリュ式二軸押出機２０に用いられる脱水シリンダであり、この脱水シリンダ１の両端にはタイロッド用孔８を有する一対のフランジ７が設けられている。前記脱水シリンダ１の側部にはスクリーン３が固定部材４及びボルト９を介して固定されており、図５に示されるように、このスクリーン３は薄い板部材のパンチメタル３Ａで構成され、水分を排出可能な小径の排水孔３Ａａが無数に穿孔して構成されている。前記スクリーン３は、図６に示される前記脱水シリンダ１の排水口６を覆い、前記固定部材４により排水口６の周囲に沿って押付けられ、複数個の前記ボルト９により締付け固定されている。

図６は図５のスクリーン３の脱水状態を示す説明図であり、排水孔３Ａａから排水面３Ａｂを経て水分と合成樹脂原料５０が外部に排出される。
また、図７から図９で示される特許文献１の従来例として開示された構成においては、脱水シリンダ１がシリンダ部２に設けられたスクリーン３及び固定部材４により構成されている。

前記脱水シリンダ１は、図７から図８で示されるように直方体ブロック形状よりなり、長尺軸方向に二軸スクリュを回転自在に挿入可能なスクリュ孔５が貫通して形成されている。このスクリュ孔５の両側部には、排水口６が外部へ開口して形成されている。また、前記脱水シリンダ１の長尺軸方向両端部にはフランジ７が形成され、このフランジ７の四隅部には前記シリンダ２１の途中に一体化して接続するためのタイロッド用孔８が軸方向に貫通して形成されている。

前記シリンダ部２の排水口６は前記スクリュ孔５の外周に沿って断面円弧状の前記スクリーン３によって覆われ、このスクリーン３は前記固定部材４により前記排水口６の周囲に沿って押付けられ、複数個のボルト９により締付け固定されている。前記スクリーン３は、前記シリンダ部２の前記排水口６の周囲に沿って設けられた枠状の固定部材４によって設けられている。このスクリーン３は、シリンダ２１の長尺軸方向に並べられた多数本のウエッジワイヤ３Ａにより構成されている。

なお、多数本の前記ウエッジワイヤ３Ａは、前記スクリュ孔５の外周に沿って円弧状に並べて配置されると共に、水分を排出可能な隙間すなわちスリット１１が平行に配置されている。さらに、前記ウエッジワイヤ３Ａは、図９で示されるように断面が略二等辺三角形のテーパ形状に構成され、その二等辺三角形の底辺を前記スクリュ孔５の外周に沿わせて配置されている。その結果、このスリット１１は内側（スリット孔５）から外側へ排水断面を徐々に拡大して排水を容易にするように構成されている。
尚、前述の図７から図９に示される構成と類似の構成を示すものは特許文献２に開示されている。

特開２００３−３９５３０号公報 特開平１０−２１７３１１号公報

従来の二軸押出機用脱水シリンダは、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、前述の図３から図９に開示された二軸押出機用脱水装置におけるスクリーンとしては、図３から図６に示されたパンチメタルを用いた構成の場合、孔の径を大径とすると水分は良好に排出されるが、樹脂自体も必要以上に排出されることになり、孔の径を小とすると詰まりやすく、実用上、課題発生となっていた。
また、図７から図９に示されるウエッジワイヤを用いた構成の場合、溶融樹脂圧力によってウエッジワイヤが目開きして樹脂漏れが多くなることがあった。また、樹脂原料によっては、排水部の目が完全に詰まるまでの時間が短く、長時間の稼動においては、スクリーンの交換頻度が多くなると云う課題が存在していた。

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、従来構成のパンチメタルやウエッジワイヤを用いたスクリーンの代りに、互いに回転動作する複数の羽根部材間に形成される隙間を用いて安定的に脱水することである。

本発明による二軸押出機用脱水装置は、両側部に開口を有する脱水シリンダと、前記脱水シリンダ内に設けられ一対のスクリュを回転自在に保持するためのシリンダ孔と、前記各開口の外側に軸支して設けられると共に互いに重なり合う状態で配設された複数の羽根部材と、を備え、前記各スクリュが回転して水分を含んだ合成樹脂原料を下流側へ搬送する際に、前記各羽根部材は前記各スクリュの回転方向に沿って整列し、前記各羽根部材の間の隙間を経て前記水分が外部へ排出される構成であり、また、前記羽根部材は、横断面四角状の長手部材よりなる構成であり、また、前記各羽根部材を軸支するための軸支部は、前記脱水シリンダの軸方向からみて前記スクリュの外周に沿って弧状に配設されている構成である。

本発明による二軸押出機用脱水装置は、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、両側部に開口を有する脱水シリンダと、前記脱水シリンダ内に設けられ一対のスクリュを回転自在に保持するためのシリンダ孔と、前記各開口の外側に軸支して設けられると共に互いに重なり合う状態で配設された複数の羽根部材と、を備え、前記各スクリュが回転して水分を含んだ合成樹脂原料を下流側へ搬送する際に、前記各羽根部材は前記各スクリュの回転方向に沿って整列し、前記各羽根部材の間の隙間を経て前記水分が外部へ排出される構成としたことにより、スクリュ及び樹脂原料の動きによって各羽根部材が動くため、各羽根部材間の隙間は常に隙間が狭まる方向に動き、水分の排水が確実に行われると共に、隙間内での樹脂の目詰まりが防止され、交換時間を大幅に延長することができる。
また、前記羽根部材は、横断面四角状の長手部材をなすことにより、スクリュの回転方向に沿って整列かつ重なり合い、予め決められた隙間を保つことができる。
また、前記各羽根部材を軸支するための軸支部は、前記脱水シリンダの軸方向からみて前記スクリュの外周に沿って弧状に配設されていることにより、各羽根部材の各先端部をスクリュ及び樹脂材料の外周面に接する状態で整列させることができ、水分の排水が容易となる。
また、スクリュの回転及び樹脂材料の搬送時に、各羽根部材が軸支部を中心としてわずかに回動するため、搬送時の合成樹脂原料の樹脂圧が各羽根部材にかかると隙間が狭まるため、従来のような目詰まりが起こりにくくなる。また、隙間に入り込んだ樹脂材料は、各羽根部材がスクリュの回転方向にならっているため、一旦隙間に入っても元に戻りやすく、目詰まり防止に効果的である。

本発明による二軸押出機用脱水装置を示す横断面図である。 図１の各スクリュが異方向内回り回転の場合を示す構成図である。 従来及び本発明で用いるスクリュ式二軸押出機を示す構成図である。 図３の脱水シリンダを示す拡大詳細図である。 図４のスクリーン部分を示す拡大図である。 図５のパンチメタルにおける水分と合成樹脂原料の排出状況を示す説明図である。 脱水シリンダの他の従来例を示す側面図である。 図７の軸方向からみた正面図である。 図７のスクリーンの一部を示す拡大図である。

本発明は、脱水シリンダの開口の外側に回動自在に設けられた複数の羽根部材をスクリュの回転方向に沿って整列させ、各羽根部材間の隙間から水分を外部に排出するようにした二軸押出機用脱水装置を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による二軸押出機用脱水装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、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と共に、図３のスクリュ式二軸押出機２０の構成を本発明にて援用するものとする。
図１において符号１で示されるものは、図３のスクリュ式二軸押出機２０のシリンダ２１の一部を構成する脱水シリンダであり、この脱水シリンダ１のシリンダ孔５内には二軸を構成するために二軸のスクリュ３０が互いに並列状態で回転自在に配設されている。

前記脱水シリンダ１の両側部に設けられた各開口３２の外側には、保持部材３３が配設され、前記各保持部材３３の外部側には前記開口３２と連通する出口孔３５が形成されている。

前記各出口孔３５側には、前記出口孔３５を塞ぐような位置に脱水シリンダ１の軸方向に沿って軸を揃えた状態で複数の軸支部３６が設けられ、各軸支部３６は所定間隔でかつ上下方向に沿って配設されている。

前記各軸支部３６は、前記脱水シリンダ１の軸方向（Ａ）（図３）からみて前記スクリュ３０の外周に沿って弧状に配設され、各軸支部３６には、羽根部材３１が各軸支部３６によって左右方向へ回動自在に軸支されている。
前記各羽根部材３１は、前記軸方向Ａからみて横断面四角状の長手部材をなし、その一部には鋭角部３１ａが少なくとも１個形成されている。
前記鋭角部３１ａは、図１の軸方向Ａ（図３）に沿って板状に延長され前記脱水シリンダ１の開口３２が閉じるように形成されている。
前記各羽根部材３１は、前記脱水シリンダ１の各開口３２に各々４枚ずつ設けられている。

前記脱水シリンダ１の各スクリュ３０の回転方向Ｂは、図１内の矢印で示されるように、左回転に沿って同方向に回転する二軸構成であるため、図１でみて、右側に位置する各羽根部材３１は、スクリュ３０の回転方向Ｂに沿って整列すると共に回転するスクリュ３０の外周及び下流へ搬送される合成樹脂原料５０の外周に接触するように構成されている。

また、前述の各羽根部材３１間の隙間４０は水分は通すが各隙間４０に入り込んだ合成樹脂原料は外部に漏れることのないようにするためのシールの役目をなしている。

また、図１の前記脱水シリンダ１の左側に位置する各羽根部材３１の向きは、前述の右側の各羽根部材３１の配列と異なり、隙間４０の方向が逆となるように回転方向Ｂに沿って整列すると共に、各羽根部材３１は回転するスクリュ３０の外周及び下流へ搬送される合成樹脂原料５０の外周に接触するように構成されている。

前記各羽根部材３１は、各軸支部３６を介して軸支されているため、各スクリュ３０が回転すると共に合成樹脂原料５０が軸方向に沿って搬送される際に、各羽根部材３１がスクリュ３０及び合成樹脂原料５０の外周に接触して各羽根部材３１が左右にわずかずつカタカタと回動するため、各羽根部材３１間の隙間４０の状態が閉状態又は開状態のようにわずかに変化するように構成されている。

次に、前述の図１で示される本発明の第１形態において、前述の図３で示されるホッパシリンダ１Ａに供給された合成樹脂原料５０は、シリンダ２１内で混練・溶融されつつ下流側へ搬送され、前記脱水シリンダ１に達した状態となると、図１に示される脱水シリンダ１において、同方向に回転する各スクリュ３０の外周及び搬送される合成樹脂原料５０の外周に各羽根部材３１が接触しているため、溶融した合成樹脂原料５０中に含まれる水分は、図１の矢印Ｃで示されるように、各羽根部材３１間の隙間４０を経て出口孔３５から外部に排出される。

前述の隙間４０を介して水分を排出する際に、前記隙間４０の形状が各羽根部材３１の回動によってわずかに変化するため、この隙間４０を経て水分が外部に排出されるが、この合成樹脂原料５０及びその細片は各羽根部材３１の隙間４０から外部への漏れは防止される。
また、前述の場合、各羽根部材３１がスクリュ３０の回転方向Ｂに沿って整列しているため、スクリュ３０の回転に応じて各羽根部材３１の隙間４０が狭まることになり、稼動中における合成樹脂原料の隙間４０への目詰まりを防止することができる。

また、前述の図１の構成は、各スクリュ３０が共に同方向に回転するように構成されていたが、図２に示される構成は、各スクリュ３０が互いに異なる回転方向Ｂで互いに内側に向けて回転する異方向内回り回転の構成における各羽根部材３１の配設状態を示しているが、脱水シリンダ１の左右一対の各羽根部材３１は全て上向きとなっていると共に、前記シリンダ孔５の中心Ｐからみると左右対象状態に構成されている。
従って、図２の構成の脱水シリンダ１において各スクリュ３０を互いに逆方向に回転させた状態で、合成樹脂原料５０を溶融・混練して脱水する場合、前述の図１の脱水シリンダ１と同様の脱水動作を行うことができる。

本発明による二軸押出機用脱水装置は、脱水シリンダの開口に設けられたフランジ部材の各羽根部材の間の隙間を経て合成樹脂原料の水分を脱水すると共に、各羽根部材間の隙間が狭まることにより、合成樹脂原料の隙間での詰まりを防止することができ連続運転が可能となる。

１ 脱水シリンダ
１Ａ ホッパシリンダ
２１ シリンダ
３０ スクリュ
３１ 羽根部材
３１ａ 鋭角部
３２ 開口
３３ 保持部材
３５ 出口孔
３６ 軸支部
４０ 隙間
５０ 樹脂原料

Claims (3)

1. 両側部に開口(32)を有する脱水シリンダ(1)と、前記脱水シリンダ(1)内に設けられ一対のスクリュ(30)を回転自在に保持するためのシリンダ孔(5)と、前記各開口(32)の外側に軸支して設けられると共に互いに重なり合う状態で配設された複数の羽根部材(31)と、を備え、
   前記各スクリュ(30)が回転して水分を含んだ合成樹脂原料(50)を下流側へ搬送する際に、前記各羽根部材(31)は前記各スクリュ(30)の回転方向(B)に沿って整列し、前記各羽根部材(31)の間の隙間(40)を経て前記水分が外部へ排出される構成としたことを特徴とする二軸押出機用脱水装置。
2. 前記羽根部材(31)は、横断面四角状の長手部材よりなることを特徴とする請求項１記載の二軸押出機用脱水装置。
3. 前記各羽根部材(31)を軸支するための軸支部(36)は、前記脱水シリンダ(1)の軸方向(A)からみて前記スクリュ(30)の外周に沿って弧状に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の二軸押出機用脱水装置。

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