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JP6993944B2 - Manufacturing equipment and manufacturing method for filter molded products - Google Patents
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Description

本発明は、液体や気体中の不純物を除去するためのフィルター(浄水器の浄水フィルターや空気清浄機のフィルター)を効率よく製造する方法及びその製造装置に関する。 The present invention relates to a method for efficiently manufacturing a filter (a water purifier filter of a water purifier or a filter of an air purifier) for removing impurities in a liquid or gas, and a manufacturing apparatus thereof.

脱臭や水質浄化など、気体及び液体中の特定の物質を選択的に分離、除去、精製するために活性炭の吸着性を利用することは広く行われている。代表的な例としては、浄水器(ポット型、蛇口直結型、水栓一体型、据え置き型など)や空気清浄機などが挙げられる。特に一般家庭で使用される浄水器の交換カートリッジフィルターは、粒状もしくは繊維状の活性炭(浄化材)で残留塩素や有機物を吸着除去するものが多い。具体的な構造としては、活性炭が通過せず、水のみが通過するような小径の孔を有する膜に仕切られた空間に、粒状もしくは繊維状の活性炭の層を形成して、この活性炭の層を通過させることで水質浄化を行うものである。 It is widely practiced to utilize the adsorptivity of activated carbon to selectively separate, remove and purify specific substances in gases and liquids, such as deodorization and water purification. Typical examples include water purifiers (pot type, faucet direct connection type, faucet integrated type, stationary type, etc.) and air purifiers. In particular, many replacement cartridge filters for water purifiers used in ordinary households use granular or fibrous activated carbon (purifying material) to adsorb and remove residual chlorine and organic substances. As a specific structure, a layer of granular or fibrous activated carbon is formed in a space partitioned by a membrane having small-diameter pores through which activated carbon does not pass and only water passes through, and this layer of activated carbon is formed. The water is purified by passing through.

しかし、このような構造の交換カートリッジフィルターでは、水が活性炭の層を通過するときに自然と水みちがついてしまうことが多く、いったん水みちがついてしまうと水の流れがその部分に集中し、活性炭を部分的にしか使うことができないので、水質浄化機能が充分に発揮できない。また、小径の孔を有する膜が粒状の活性炭の通過を完全には防ぐことができず、フィルター通過後の水に活性炭の粒が混入する不都合もあった。 However, in a replacement cartridge filter with such a structure, when water passes through the layer of activated carbon, it often naturally has a water path, and once the water path is formed, the flow of water concentrates on that part. Since activated carbon can only be used partially, the water purification function cannot be fully exerted. In addition, the membrane having small-diameter pores cannot completely prevent the passage of granular activated carbon, and there is also the inconvenience that the activated carbon particles are mixed in the water after passing through the filter.

このような問題は、活性炭などの浄化材を一定形状の多孔質体に成形して用いることで解決できる。多孔質体に成形する方法としては、浄化材に重合体結合材(熱可塑性樹脂など)の粉体を添加し、金型内で加熱、加圧することで重合体結合材を溶融させ、浄化材同士を接着、一体化する方法が知られている。より具体的には、例えば、特許文献1や特許文献2に開示されるような、一定高さの金型にフィルター成形体1本分の原料を投入し、1本ごとに原料の充填、加熱、加圧、冷却、離型を行う方法である。 Such a problem can be solved by molding a purifying material such as activated carbon into a porous body having a certain shape and using it. As a method of molding into a porous body, a powder of a polymer binder (thermoplastic resin, etc.) is added to the purifying material, and the polymer binder is melted by heating and pressurizing in a mold to melt the purifying material. A method of adhering and integrating them with each other is known. More specifically, for example, as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the raw material for one filter molded body is put into a mold having a constant height, and the raw material is filled and heated for each one. , Pressurization, cooling, and mold release.

しかしながら、これらの方法では多くの工数が必要であるとともに、大量のフィルター成形体を製造しようとすると多数の金型を準備する必要があり、生産性やコストの面で課題があった。 However, these methods require a lot of man-hours, and it is necessary to prepare a large number of molds in order to manufacture a large amount of filter molded products, which poses a problem in terms of productivity and cost.

フィルター成形体の生産性を上げる方法として、特許文献3には、押出工法を適用した方法が開示されている。主材料(活性炭)とバインダー材料(固体樹脂粒子)とが混合された後、ダイ内で加熱、冷却されることで固体複合材料(混合原料)となり、加圧の方法としては押出しスクリューが規定されている。このようなスクリューによる固体複合材料(混合原料)の押し出しによれば、主材料(活性炭)とバインダー材料(固体樹脂粒子)とが均一に混ざり易い利点がある。 As a method for increasing the productivity of a filter molded product, Patent Document 3 discloses a method to which an extrusion method is applied. After the main material (activated carbon) and the binder material (solid resin particles) are mixed, they are heated and cooled in the die to form a solid composite material (mixed raw material), and an extrusion screw is specified as the pressurization method. ing. Extrusion of the solid composite material (mixed raw material) by such a screw has an advantage that the main material (activated carbon) and the binder material (solid resin particles) can be easily mixed uniformly.

特開2001-187305号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-187305 特開2003-266462号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-266462 特許第2927549号公報Japanese Patent No. 2927549

しかしながら、例えば、生産性向上を目的として、フィルター成形体を連続的に押出成形するために、混合原料を大量に投入した場合、スクリューによる混合原料の押し出しでは、スクリューを回転させるのに必要なトルクが大きくなり過ぎて、回転させることができなくなる場合がある。この問題を解決するために、スクリューを短くしたり、モーターを大きくしたりすると、スクリューを回転させることはできるが、トルクが大きくなったことにより、浄化材(活性炭など)が過剰に粉砕されたり、空隙のつぶれが生じることから、浄化するためのフィルターとして充分な空隙を有した多孔質体が得られないことがある。また、回転動作により、重合体結合材は過剰に延伸され、浄化材の表面を覆ってしまうため、浄化するためのフィルターとして充分な性能を得られない場合がある。 However, for example, when a large amount of mixed raw materials are input in order to continuously extrude a filter molded product for the purpose of improving productivity, the torque required to rotate the screw is required when the mixed raw materials are extruded by a screw. May become too large to rotate. In order to solve this problem, if the screw is shortened or the motor is made larger, the screw can be rotated, but due to the increased torque, the purifying material (activated carbon, etc.) may be excessively crushed. Since the voids are crushed, it may not be possible to obtain a porous body having sufficient voids as a filter for purification. Further, due to the rotational operation, the polymer binder is excessively stretched and covers the surface of the purifying material, so that sufficient performance as a filter for purifying may not be obtained.

そこで、本発明は、たとえフィルター成形体を連続的に押出成形する場合でも、浄化材が過剰に粉砕されること、更には、重合体結合材が過剰に延伸され、浄化材の表面を覆ってしまうことを防止して、充分な空隙を有した多孔質体を形成し、浄化性能に優れたフィルター成形体を製造することができる製造装置、及び、その製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, even when the filter molded product is continuously extruded, the purifying material is excessively crushed, and further, the polymer binder is excessively stretched to cover the surface of the purifying material. It is an object of the present invention to provide a manufacturing apparatus capable of forming a porous body having sufficient voids and manufacturing a filter molded body having excellent purification performance, and a manufacturing method thereof. ..

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving Problems and Effects of Invention

本発明は、浄化材が重合体結合材によって固着された多孔質体からなるフィルター成形体を成形する、製造装置であって、
筒状のシリンダーと、
前記シリンダーの一端側の外周面に設けられ、前記浄化材と前記重合体結合材との混合原料が前記シリンダーの内部に投入される投入口と、
前記シリンダーの内周面に摺接し、前記シリンダーの軸方向に摺動可能なラム棒と、
前記シリンダーの、前記投入口よりも他端側の外周面の少なくとも一部からなる加熱ゾーンを覆う、加熱機と、を備えたことを特徴としている。
The present invention is a manufacturing apparatus for molding a filter molded product made of a porous body to which a purifying material is fixed by a polymer binder.
Cylindrical cylinder and
An input port provided on the outer peripheral surface of the one end side of the cylinder and into which a mixed raw material of the purifying material and the polymer binder is charged into the inside of the cylinder.
With a ram rod that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder and is slidable in the axial direction of the cylinder,
It is characterized by including a heater that covers a heating zone formed of at least a part of the outer peripheral surface of the cylinder on the other end side of the charging port.

上記構成では、投入口からシリンダーの内部に投入された、浄化材と重合体結合材との混合原料は、ラム棒が前進してシリンダーの内周面を摺動することにより押圧される。そして、押圧された混合原料は、更なるラム棒の押圧により、加熱ゾーンに移行し、加熱ゾーンを覆う加熱機により加熱され、重合体結合材が溶融する。その後、更なるラム棒の押圧により、混合原料は加熱ゾーンを離れ、重合体結合材が融点以下に冷めることにより、浄化材が重合体結合材によって固着された多孔質体からなるフィルター成形体が形成される。また、ラム棒を投入口まで後退させたあと、更に、混合原料を投入口から投入し、ラム棒を前進させて押圧することにより、新たに投入した混合原料を、既に投入されている混合原料とラム棒との間で押し固めつつ、既に形成されたフィルター成形体を前方に押し出すことができる。
このように、ラム棒の前進、後退、混合原料の投入を繰り返すことにより、フィルター成形体を連続して形成することができる。
ここで、上記構成では、混合原料の押圧に、スクリューを使用せずに、シリンダーの内周面に摺接し、シリンダーの軸方向に直線的に摺動可能なラム棒を使用している。
スクリューによる混合原料の押し出しによれば、浄化材と重合体結合材とが均一に混ざり易い利点がある。しかしながら、例えば、生産性向上を目的として、フィルター成形体を連続的に押出成形するために、混合原料を大量に投入した場合、スクリューによる混合原料の押し出しでは、スクリューを回転させるのに必要なトルクが大きくなり過ぎて、回転させることができなくなる場合がある。この問題を解決するために、スクリューを短くしたり、モーターを大きくしたりすると、スクリューを回転させることはできるが、トルクが大きくなったことにより、浄化材(活性炭など)が過剰に粉砕されたり、空隙のつぶれが生じることから、浄化するためのフィルターとして充分な空隙を有した多孔質体が得られないことがある。また、回転動作により、重合体結合材は過剰に延伸され、浄化材の表面を覆ってしまうため、浄化するためのフィルターとして充分な性能を得られない場合がある。
そこで、ラム棒を使用して、混合原料を直線的に押圧可能な構成にすることにより、浄化材が過剰に粉砕されることを防止し、更に、重合体結合材が過剰に延伸され、浄化材の表面を覆ってしまうことを防止することができる。これにより、浄化するためのフィルターとして充分な空隙を有した多孔質体を形成し、浄化性能に優れたフィルター成形体を製造することが可能な製造装置を提供することができる。
In the above configuration, the mixed raw material of the purifying material and the polymer binder, which is charged into the cylinder from the charging port, is pressed by the ram rod advancing and sliding on the inner peripheral surface of the cylinder. Then, the pressed mixed raw material is transferred to the heating zone by further pressing of the lamb rod, and is heated by the heater covering the heating zone to melt the polymer binder. After that, the mixed raw material leaves the heating zone by further pressing of the lamb rod, and the polymer binder is cooled below the melting point to form a filter molded product made of a porous body in which the purifying material is fixed by the polymer binder. It is formed. Further, after the ram rod is retracted to the charging port, the mixed raw material is further charged from the charging port, and the ram rod is advanced and pressed to bring the newly charged mixed raw material into the already charged mixed raw material. The already formed filter molded body can be pushed forward while being compacted between the and the ram rod.
In this way, the filter molded body can be continuously formed by repeating the forward movement, the backward movement of the ram rod, and the charging of the mixed raw material.
Here, in the above configuration, a ram rod that is slidably contacted with the inner peripheral surface of the cylinder and can slide linearly in the axial direction of the cylinder is used for pressing the mixed raw material without using a screw.
By extruding the mixed raw material with a screw, there is an advantage that the purifying material and the polymer binder can be easily mixed uniformly. However, for example, when a large amount of mixed raw materials are input in order to continuously extrude a filter molded product for the purpose of improving productivity, the torque required to rotate the screw is required when the mixed raw materials are extruded by a screw. May become too large to rotate. In order to solve this problem, if the screw is shortened or the motor is made larger, the screw can be rotated, but due to the increased torque, the purifying material (activated carbon, etc.) may be excessively crushed. Since the voids are crushed, it may not be possible to obtain a porous body having sufficient voids as a filter for purification. Further, due to the rotational operation, the polymer binder is excessively stretched and covers the surface of the purifying material, so that sufficient performance as a filter for purifying may not be obtained.
Therefore, by using a lamb rod to make the mixed raw material pressable linearly, it is possible to prevent the purifying material from being excessively crushed, and further, the polymer binder is excessively stretched to purify. It is possible to prevent the surface of the material from being covered. This makes it possible to provide a manufacturing apparatus capable of forming a porous body having sufficient voids as a filter for purification and manufacturing a filter molded body having excellent purification performance.

また、本発明は、上記フィルター成形体の製造装置において、前記シリンダーの前記加熱ゾーンの温度が、前記重合体結合材の融点よりも10℃~150℃高く設定されていることを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that, in the apparatus for manufacturing the filter molded product, the temperature of the heating zone of the cylinder is set to be 10 ° C. to 150 ° C. higher than the melting point of the polymer binder.

加熱ゾーンの温度が低すぎると重合体結合材が溶融するのに時間がかかるため、混合原料の押出速度を遅くする必要があり、生産性が低下してしまう。一方、加熱ゾーンの温度が高すぎると、溶融した重合体結合材の流動性が高くなりすぎて、溶融した重合体結合材が浄化材の表面を覆ってしまうため、浄化するためのフィルターとして充分な性能を得られなくなってしまう。そこで、加熱ゾーンの温度を、重合体結合材の融点よりも10℃~150℃高く設定することにより、生産性が低下するのを防止し、浄化するためのフィルターとして充分な性能を有するフィルター成形体を製造することができる。 If the temperature of the heating zone is too low, it takes time for the polymer binder to melt, so that it is necessary to slow down the extrusion rate of the mixed raw material, which reduces productivity. On the other hand, if the temperature of the heating zone is too high, the fluidity of the molten polymer binder becomes too high, and the molten polymer binder covers the surface of the purifying material, which is sufficient as a filter for purification. You will not be able to obtain good performance. Therefore, by setting the temperature of the heating zone 10 ° C to 150 ° C higher than the melting point of the polymer binder, it is possible to prevent the productivity from decreasing and to form a filter having sufficient performance as a filter for purification. The body can be manufactured.

また、本発明は、上記フィルター成形体の製造装置において、前記シリンダーにおける前記加熱ゾーンの前記軸方向の長さが、当該フィルター成形体の径長の3倍から20倍の範囲であることを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that, in the apparatus for manufacturing the filter-molded body, the axial length of the heating zone in the cylinder is in the range of 3 to 20 times the diameter length of the filter-molded body. It is supposed to be.

加熱ゾーンの軸方向の長さが、成形されるフィルター成形体の径長の3倍より短いと混合原料中の重合体結合材を溶融させるために、混合原料の押出速度を極端に遅くする必要があり、生産性が著しく低下してしまう。一方、加熱ゾーンの軸方向の長さが、成形されるフィルター成形体の径長の20倍より長くなると、混合原料とシリンダー内周面との摩擦による押出抵抗が大きくなりすぎ、混合原料を安定して押出すことができない場合がある。そこで、加熱ゾーンの長さを、フィルター成形体の径長の3倍から20倍の範囲にすることにより、生産性が低下するのを防止し、安定して、効率よくフィルター成形体を製造することができる。 If the axial length of the heating zone is less than 3 times the diameter length of the filter molded product to be molded, it is necessary to extremely slow the extrusion rate of the mixed raw material in order to melt the polymer binder in the mixed raw material. There is a significant decrease in productivity. On the other hand, if the axial length of the heating zone is longer than 20 times the diameter length of the filter molded body to be molded, the extrusion resistance due to the friction between the mixed raw material and the inner peripheral surface of the cylinder becomes too large, and the mixed raw material is stabilized. It may not be possible to extrude. Therefore, by setting the length of the heating zone in the range of 3 to 20 times the diameter length of the filter molded product, it is possible to prevent the productivity from decreasing and to stably and efficiently manufacture the filter molded product. be able to.

また、本発明は、上記フィルター成形体の製造装置において、前記シリンダーの、前記加熱ゾーンよりも他端側の外周面の少なくとも一部からなる冷却ゾーンを覆う、冷却機を備えたことを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that the apparatus for manufacturing the filter molded product includes a cooler that covers a cooling zone formed of at least a part of the outer peripheral surface of the cylinder on the other end side of the heating zone. There is.

上記冷却機を備えることにより、加熱ゾーンで溶融した重合体結合材を含む混合原料が、更なるラム棒の押圧により、加熱ゾーンを離れ、冷却ゾーンに移行する。この冷却ゾーンにおける冷却機によって、重合体結合材が融点以下に急速に冷却されることにより、浄化材が重合体結合材によって固着された多孔質体からなるフィルター成形体を、短時間で形成することができる。 By providing the above-mentioned cooler, the mixed raw material containing the polymer binder melted in the heating zone leaves the heating zone and shifts to the cooling zone by further pressing of the lamb rod. The cooler in this cooling zone rapidly cools the polymer binder below the melting point to form a filter molded product made of a porous body to which the purifying material is fixed by the polymer binder in a short time. be able to.

また、本発明は、上記フィルター成形体の製造装置において、前記シリンダーにおける前記冷却ゾーンの前記軸方向の長さが、当該フィルター成形体の径長の0.5倍から10倍の範囲であることを特徴としている。 Further, in the present invention, in the apparatus for manufacturing the filter-molded article, the axial length of the cooling zone in the cylinder is in the range of 0.5 to 10 times the diameter length of the filter-molded article. It is characterized by.

冷却ゾーンの軸方向の長さが、成形されるフィルター成形体の径長の0.5倍より短いと、充分な冷却・固化により、浄化材が重合体結合材によって固着された多孔質体を形成するために、混合原料の押出速度を極端に遅くする必要があり、生産性が著しく低下してしまう。一方、冷却ゾーンの軸方向の長さが、10倍より長くなると、混合原料とシリンダー内周面との摩擦による押出抵抗が大きくなりすぎ、混合原料を安定して押出すことができない場合がある。そこで、冷却ゾーンの長さを、フィルター成形体の径長の0.5倍から10倍の範囲にすることにより、生産性が低下するのを防止し、安定して、効率よくフィルター成形体を製造することができる。 When the axial length of the cooling zone is shorter than 0.5 times the diameter length of the filter molded body to be molded, the purifying material is sufficiently cooled and solidified to form a porous body to which the purifying material is fixed by the polymer binder. In order to form the mixture, it is necessary to extremely slow the extrusion rate of the mixed raw material, which significantly reduces the productivity. On the other hand, if the axial length of the cooling zone is longer than 10 times, the extrusion resistance due to the friction between the mixed raw material and the inner peripheral surface of the cylinder becomes too large, and the mixed raw material may not be stably extruded. .. Therefore, by setting the length of the cooling zone in the range of 0.5 to 10 times the diameter length of the filter molded product, it is possible to prevent the productivity from decreasing, and to stably and efficiently produce the filter molded product. Can be manufactured.

また、本発明は、上記フィルター成形体の製造装置において、
収納された前記混合原料を、前記投入口に投入可能なホッパーと、
前記ラム棒の前進と後退との往復動を可能にする往復駆動機と、
(1)前記ホッパーから前記投入口を介して、前記シリンダーの内部に所定量の前記混合原料を投入する原料投入動作、
(2)前記往復駆動機が前記ラム棒を前進させて前記シリンダーの内周面を摺動させることにより、投入された前記混合原料を押圧する押圧動作、
(3)前記往復駆動機が前記ラム棒を後退させる後退動作、
上記(1)~(3)の動作を繰り返し実行するように制御する制御装置と、を備えたことを特徴としている。
Further, the present invention relates to the above-mentioned apparatus for manufacturing a filter molded product.
With a hopper that can put the stored mixed raw material into the inlet,
A reciprocating drive that enables reciprocating movement of the ram rod forward and backward,
(1) Raw material charging operation in which a predetermined amount of the mixed raw material is charged into the inside of the cylinder from the hopper via the charging port.
(2) A pressing operation in which the reciprocating drive advances the ram rod and slides the inner peripheral surface of the cylinder to press the charged raw material.
(3) A retreat operation in which the reciprocating drive retracts the ram rod.
It is characterized by being provided with a control device for controlling the operations (1) to (3) to be repeatedly executed.

上記構成によれば、制御装置が、ホッパーからシリンダーの内部に混合原料を投入し、往復駆動機を駆動させ、ラム棒を前進させることにより、投入された混合原料を押圧し、往復駆動機を駆動し、ラム棒を後退させる。制御装置が一連の動作を制御することにより、効率的に浄化性能に優れたフィルター成形体を製造することができる。 According to the above configuration, the control device inputs the mixed raw material from the hopper into the cylinder, drives the reciprocating drive, and advances the ram rod to press the charged mixed material to press the reciprocating drive. Drive and retract the ram bar. By controlling a series of operations by the control device, it is possible to efficiently manufacture a filter molded product having excellent purification performance.

また、本発明は、上記フィルター成形体の製造装置において、
前記シリンダーの他端付近に設けられた、カット装置を更に備え、
前記制御装置は、前記カット装置が、前記(2)の押圧動作によって、前記シリンダーの他端から押し出された当該多孔質体を、前記(3)の後退動作が行われている間にカットし、当該フィルター成形体に加工するように制御することを特徴としている。
Further, the present invention relates to the above-mentioned apparatus for manufacturing a filter molded product.
Further equipped with a cutting device provided near the other end of the cylinder,
The control device cuts the porous body extruded from the other end of the cylinder by the pressing operation of the cutting device (2) while the retracting operation of the (3) is being performed. , It is characterized in that it is controlled to be processed into the filter molded body.

ラム棒が後退中は、浄化材が重合体結合材によって固着された多孔質体が、シリンダーの他端から押し出された状態で静止していることから、固定させたカット装置でも精度よくフィルター成形体にカットすることができる。
また、(1)原料投入動作、(2)押圧動作、(3)後退動作の一連の動作の中で、カット装置によって多孔質体をカットする動作は、後退動作と並列して実行可能であることから、生産性を向上させることができる。
また、連続的に押出された多孔質体をカットして、フィルター成形体に加工することで、金型バッチ生産方式では難しかった長尺のフィルター成形体を製造することが可能となる。
While the ram rod is retracting, the porous body to which the purifying material is fixed by the polymer binder is stationary in a state of being extruded from the other end of the cylinder, so that even a fixed cutting device can accurately filter. Can be cut into the body.
Further, in a series of operations of (1) raw material feeding operation, (2) pressing operation, and (3) retreating operation, the operation of cutting the porous body by the cutting device can be executed in parallel with the retreating operation. Therefore, productivity can be improved.
Further, by cutting the continuously extruded porous body and processing it into a filter molded body, it becomes possible to manufacture a long filter molded body, which was difficult with the mold batch production method.

また、本発明は、上記フィルター成形体の製造装置の前記ホッパーに、収納された前記混合原料を予熱する温度調節機が設けられていることを特徴としてもよい。 Further, the present invention may be characterized in that the hopper of the apparatus for manufacturing the filter molded product is provided with a temperature controller for preheating the stored mixed raw materials.

上記構成によれば、ホッパーに温度調節機を取り付けて混合原料を予熱することにより、混合原料を短時間で溶融させ、多孔質体にすることができる。これにより、混合原料のシリンダーへの投入量を、混合原料を予熱しない場合に比べて増やすことができる。その結果、混合原料(多孔質体)の押出速度が上がり、フィルター成形体の生産性を向上させることができる。 According to the above configuration, by attaching a temperature controller to the hopper and preheating the mixed raw material, the mixed raw material can be melted in a short time to form a porous body. As a result, the amount of the mixed raw material charged into the cylinder can be increased as compared with the case where the mixed raw material is not preheated. As a result, the extrusion speed of the mixed raw material (porous material) is increased, and the productivity of the filter molded product can be improved.

また、本発明では、前記温度調節機による前記混合原料への予熱温度は、前記混合原料中の前記重合体結合材の融点よりも50℃~20℃低く設定されていることが好ましい。 Further, in the present invention, it is preferable that the preheating temperature of the mixed raw material by the temperature controller is set to be 50 ° C. to 20 ° C. lower than the melting point of the polymer binder in the mixed raw material.

上記予熱温度にすることにより、加熱ゾーンでの加熱温度を過度に上昇させる必要はなく、また、加熱ゾーンの長さについても過度に長くせずとも、混合原料を短時間で溶融させ、多孔質体にすることができる。 By setting the preheating temperature, it is not necessary to raise the heating temperature in the heating zone excessively, and the mixed raw material is melted in a short time without making the length of the heating zone excessively long, and the mixture is porous. Can be a body.

また、本発明は、上記フィルター成形体の製造装置の前記ラム棒において、前記混合原料と接触する部位に、樹脂製ラムチップを取り付けたことを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that, in the ram rod of the apparatus for manufacturing the filter molded product, a resin ram chip is attached to a portion in contact with the mixed raw material.

ラム棒において、混合原料と接触する部位に、樹脂製ラムチップを配置することにより、耐熱性や耐摩耗性に優れた構成にすることができる。 By arranging the resin ram chips at the portions of the ram rods that come into contact with the mixed raw materials, it is possible to form a structure having excellent heat resistance and wear resistance.

また、本発明は、浄化材が重合体結合材によって固着された多孔質体からなるフィルター成形体の製造方法であって、
筒状のシリンダーに設けられた投入口を介して、当該シリンダーの内部に所定量の、前記浄化材と前記重合体結合材との混合原料を投入する原料投入工程と、
前記シリンダーの内周面を軸方向に摺動可能なラム棒を前進させて、前記シリンダーの内周面を摺動させることにより、投入された前記混合原料を押圧しつつ、前記シリンダーの外周面の少なくとも一部が加熱機により覆われた加熱ゾーンに移行させる、押圧工程と、
前記ラム棒を後退させる後退工程と、を含む、上記工程を繰り返し行うことを特徴としている。
Further, the present invention is a method for producing a filter molded body made of a porous body in which a purifying material is fixed by a polymer binder.
A raw material charging step of charging a predetermined amount of a mixed raw material of the purifying material and the polymer binder into the inside of the cylinder through a charging port provided in the tubular cylinder.
By advancing the ram rod slidable in the axial direction on the inner peripheral surface of the cylinder and sliding the inner peripheral surface of the cylinder, the outer peripheral surface of the cylinder is pressed while the charged raw material is pressed. A pressing process, which transfers at least part of the cylinder to a heating zone covered by a heater,
It is characterized in that the above-mentioned process including the retreating step of retracting the ram rod is repeated.

上記方法では、投入口からシリンダーの内部に投入された、浄化材と重合体結合材との混合原料は、ラム棒が前進してシリンダーの内周面を摺動することにより押圧される。そして、押圧された混合原料は、更なるラム棒の押圧により、加熱ゾーンに移行し、加熱ゾーンを覆う加熱機により加熱され、重合体結合材が溶融する。その後、更なるラム棒の押圧により、混合原料は加熱ゾーンを離れ、重合体結合材が融点以下に冷めることにより、浄化材が重合体結合材によって固着された多孔質体からなるフィルター成形体が製造される。また、ラム棒を投入口まで後退させたあと、更に、混合原料を投入口から投入し、ラム棒を前進させて押圧することにより、新たに投入した混合原料を、既に投入されている混合原料とラム棒との間で押し固めつつ、既に形成されたフィルター成形体を前方に押し出すことができる。
このように、ラム棒の前進、後退、混合原料の投入を繰り返すことにより、フィルター成形体を連続して製造することができる。
ここで、上記方法では、混合原料の押圧に、スクリューを使用せずに、シリンダーの内周面に摺接し、シリンダーの軸方向に直線的に摺動可能なラム棒を使用している。
スクリューによる混合原料の押し出しによれば、浄化材と重合体結合材とが均一に混ざり易い利点がある。しかしながら、例えば、生産性向上を目的として、フィルター成形体を連続的に押出成形するために、混合原料を大量に投入した場合、スクリューによる混合原料の押し出しでは、スクリューを回転させるのに必要なトルクが大きくなり過ぎて、回転させることができなくなる場合がある。この問題を解決するために、スクリューを短くしたり、モーターを大きくしたりすると、スクリューを回転させることはできるが、トルクが大きくなったことにより、浄化材(活性炭など)が過剰に粉砕されたり、空隙のつぶれが生じることから、浄化するためのフィルターとして充分な空隙を有した多孔質体が得られないことがある。また、回転動作により、重合体結合材は過剰に延伸され、浄化材の表面を覆ってしまうため、浄化するためのフィルターとして充分な性能を得られない場合がある。
そこで、ラム棒を使用して、混合原料を直線的に押圧可能な方法にすることにより、浄化材が過剰に粉砕されることを防止し、更に、重合体結合材が過剰に延伸され、浄化材の表面を覆ってしまうことを防止することができる。これにより、浄化するためのフィルターとして充分な空隙を有した多孔質体を形成し、浄化性能に優れたフィルター成形体を製造することができる。
In the above method, the mixed raw material of the purifying material and the polymer binder, which is charged into the cylinder from the charging port, is pressed by the ram rod advancing and sliding on the inner peripheral surface of the cylinder. Then, the pressed mixed raw material is transferred to the heating zone by further pressing of the lamb rod, and is heated by the heater covering the heating zone to melt the polymer binder. After that, the mixed raw material leaves the heating zone by further pressing of the lamb rod, and the polymer binder is cooled below the melting point, so that a filter molded product made of a porous body in which the purifying material is fixed by the polymer binder is formed. Manufactured. Further, after the ram rod is retracted to the charging port, the mixed raw material is further charged from the charging port, and the ram rod is advanced and pressed to bring the newly charged mixed raw material into the already charged mixed raw material. The already formed filter molded body can be pushed forward while being compacted between the and the ram rod.
In this way, by repeating the forward movement, the backward movement of the ram rod, and the charging of the mixed raw material, the filter molded product can be continuously manufactured.
Here, in the above method, a ram rod that is slidably contacted with the inner peripheral surface of the cylinder and can be slid linearly in the axial direction of the cylinder is used for pressing the mixed raw material without using a screw.
By extruding the mixed raw material with a screw, there is an advantage that the purifying material and the polymer binder can be easily mixed uniformly. However, for example, when a large amount of mixed raw materials are input in order to continuously extrude a filter molded product for the purpose of improving productivity, the torque required to rotate the screw is required when the mixed raw materials are extruded by a screw. May become too large to rotate. In order to solve this problem, if the screw is shortened or the motor is made larger, the screw can be rotated, but due to the increased torque, the purifying material (activated carbon, etc.) may be excessively crushed. Since the voids are crushed, it may not be possible to obtain a porous body having sufficient voids as a filter for purification. Further, due to the rotational operation, the polymer binder is excessively stretched and covers the surface of the purifying material, so that sufficient performance as a filter for purifying may not be obtained.
Therefore, by using a lamb rod to make the mixed raw material pressable linearly, it is possible to prevent the purifying material from being excessively crushed, and further, the polymer binder is excessively stretched to purify. It is possible to prevent the surface of the material from being covered. As a result, it is possible to form a porous body having sufficient voids as a filter for purification, and to manufacture a filter molded body having excellent purification performance.

また、本発明は、上記製造方法において、前記押圧工程によって、前記シリンダーから押し出された当該多孔質体を、前記後退工程が行われている間にカットし、当該フィルター成形体に加工するカット工程を、更に含むことを特徴としている。 Further, in the above manufacturing method, the present invention is a cutting step of cutting the porous body extruded from the cylinder by the pressing step while the retreating step is being performed, and processing the porous body into the filter molded body. Is further included.

ラム棒が後退中は、浄化材が重合体結合材によって固着された多孔質体が、シリンダーの他端から押し出された状態で静止していることから、精度よくフィルター成形体にカットすることができる。
また、原料投入工程、押圧工程、後退工程の一連の動作の中で、多孔質体をカットするカット工程は、後退工程と並列して実行可能であることから、生産性を向上させることができる。
また、連続的に押出された多孔質体をカットして、フィルター成形体に加工することで、金型バッチ生産方式では難しかった長尺のフィルター成形体を製造することが可能となる。
While the ram rod is retracting, the porous body to which the purifying material is fixed by the polymer binder is stationary in a state of being extruded from the other end of the cylinder, so that it can be accurately cut into a filter molded body. can.
Further, in the series of operations of the raw material charging step, the pressing step, and the retreating step, the cutting step of cutting the porous body can be executed in parallel with the retreating step, so that the productivity can be improved. ..
Further, by cutting the continuously extruded porous body and processing it into a filter molded body, it becomes possible to manufacture a long filter molded body, which was difficult with the mold batch production method.

たとえフィルター成形体を連続的に押出成形する場合でも、浄化材が過剰に粉砕されること、更には、重合体結合材が過剰に延伸され、浄化材の表面を覆ってしまうことを防止して、充分な空隙を有した多孔質体を形成し、浄化性能に優れたフィルター成形体を製造することができる製造装置、及び、その製造方法を提供することができる。 Even when the filter molded product is continuously extruded, it is possible to prevent the purifying material from being excessively crushed and further, preventing the polymer binder from being excessively stretched and covering the surface of the purifying material. It is possible to provide a manufacturing apparatus capable of forming a porous body having sufficient voids and manufacturing a filter-molded body having excellent purification performance, and a manufacturing method thereof.

本実施形態に係る製造装置・製造方法で得られるフィルター成形体を用いた蛇口直結型水処理器の断面図である。It is sectional drawing of the faucet direct connection type water treatment apparatus using the filter molded body obtained by the manufacturing apparatus and manufacturing method which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る製造装置の鉛直方向の断面図である(原料投入工程の説明図)。It is sectional drawing in the vertical direction of the manufacturing apparatus which concerns on this embodiment (the explanatory view of the raw material input process). 本実施形態に係る製造装置のコンピュータのブロック図である。It is a block diagram of the computer of the manufacturing apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る製造方法の押圧工程の説明図である。It is explanatory drawing of the pressing process of the manufacturing method which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る製造方法の後退工程及びカット工程の説明図である。It is explanatory drawing of the retreat process and the cutting process of the manufacturing method which concerns on this embodiment.

(実施形態)
以下、本発明の実施形態について説明する。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

(フィルター成形体1)
本実施形態の製造装置10及び製造方法によって得られるフィルター成形体1は、典型的には円筒状であって、例えば、図1に示すような蛇口直結型の水処理器100の水処理器用フィルター101に使用される。水処理器用フィルター101は、水処理器100内に形成されたフィルター収容室100aに収容されている。水処理器用フィルター101は、フィルター成形体1と、フィルター成形体1の外周面を被覆する濾過層102と、フィルター成形体1の上面及び下面に取り付けられる一対のキャップ103で構成される。キャップ103は、フィルター成形体1に密着して(水密性をもって)取り付けられている。水処理器100内には、蛇口106から供給される水の流れを切り換える切換板104が配置されており、図1に示す位置に切換板104が配置されている状態では、蛇口106から供給された水は水処理器用フィルター101を通過する。具体的には、水処理器用フィルター101を通過する水の流れは、まず、濾過層102を通過して比較的大きなごみ等が除去された後、フィルター成形体1を通過することで残留塩素や有機物等が除去されて、その後、浄水口105から外部に流出する。
(Filter molded body 1)
The filter molded body 1 obtained by the manufacturing apparatus 10 and the manufacturing method of the present embodiment is typically cylindrical, and is, for example, a filter for a water treatment device of a water treatment device 100 directly connected to a faucet as shown in FIG. Used for 101. The filter 101 for a water treatment device is housed in a filter storage chamber 100a formed in the water treatment device 100. The filter 101 for a water treatment device is composed of a filter molded body 1, a filtration layer 102 that covers the outer peripheral surface of the filter molded body 1, and a pair of caps 103 that are attached to the upper surface and the lower surface of the filter molded body 1. The cap 103 is attached (with watertightness) in close contact with the filter molded body 1. A switching plate 104 for switching the flow of water supplied from the faucet 106 is arranged in the water treatment device 100, and is supplied from the faucet 106 in a state where the switching plate 104 is arranged at the position shown in FIG. The fresh water passes through the water treatment device filter 101. Specifically, the flow of water passing through the filter 101 for a water treatment device first passes through the filtration layer 102 to remove relatively large dust and the like, and then passes through the filter molded body 1 to obtain residual chlorine and the like. Organic substances and the like are removed, and then the water flows out from the water purification port 105.

フィルター成形体1は、粒状や粉末状の活性炭からなる浄化材を、高分子量で低メルトインデックスの重合体結合材をバインダーとして固化した固体活性炭成形体である。重合体結合材としては、例えば、平均分子量が数十万~数百万程度の超高分子量ポリエチレンが用いられる。フィルター成形体1は、多数の空隙を含む多孔質体となっている。浄化材は、この空隙に露出するように重合体結合材に固着しており、空隙を通る水に含まれる有害物質(残留塩素、有機物等)を吸着できる。 The filter molded body 1 is a solid activated carbon molded body obtained by solidifying a purifying material made of granular or powdered activated carbon with a polymer binder having a high molecular weight and a low melt index as a binder. As the polymer binder, for example, ultra-high molecular weight polyethylene having an average molecular weight of about several hundred thousand to several million is used. The filter molded body 1 is a porous body containing a large number of voids. The purifying material is fixed to the polymer binder so as to be exposed in the voids, and can adsorb harmful substances (residual chlorine, organic substances, etc.) contained in water passing through the voids.

(フィルター成形体1の製造装置10)
フィルター成形体1の製造装置10は、図2に示すように、外周面11aに投入口12が設けられた、シリンダー11と、投入口12に接続された原料投入ホッパー13と、シリンダー11の内周面11bに摺接し、シリンダー11の軸方向に摺動可能なラム棒14と、油圧シリンダー15(往復駆動機)と、シリンダー11の外周面11aを覆うヒーター16(加熱機)と、シリンダー11の外周面11aを覆う水冷ジャケット17(冷却機)と、シリンダー11の出口側の端部11d付近に設けられたカット装置18と、コンピュータ19(制御装置)と、を備えた構成をしている。
(Manufacturing device 10 of filter molded body 1)
As shown in FIG. 2, the manufacturing apparatus 10 of the filter molded body 1 includes a cylinder 11 having a charging port 12 on the outer peripheral surface 11a, a raw material charging hopper 13 connected to the charging port 12, and a cylinder 11. A ram rod 14 that is in sliding contact with the peripheral surface 11b and can slide in the axial direction of the cylinder 11, a hydraulic cylinder 15 (reciprocating drive), a heater 16 (heater) that covers the outer peripheral surface 11a of the cylinder 11, and a cylinder 11. A water-cooled jacket 17 (cooler) that covers the outer peripheral surface 11a of the cylinder 11, a cutting device 18 provided near the end portion 11d on the outlet side of the cylinder 11, and a computer 19 (control device) are provided. ..

なお、製造装置10においては、コンピュータ19による制御システムは必須の要素ではなく、コンピュータ19によるシステム制御を行わない構成でもよい。 In the manufacturing apparatus 10, the control system by the computer 19 is not an indispensable element, and the system may not be controlled by the computer 19.

シリンダー11は、円筒形状をしており、鋼製である。投入口12は、シリンダー11の外周面11aにおいて、シリンダー11の端部11c側(入口側)に形成されている。 The cylinder 11 has a cylindrical shape and is made of steel. The charging port 12 is formed on the outer peripheral surface 11a of the cylinder 11 on the end portion 11c side (inlet side) of the cylinder 11.

原料投入ホッパー13は、粒状や粉末状の活性炭からなる浄化材と熱可塑性樹脂などの重合体結合材との混合原料2を収納し、コンピュータ19からの制御指令により適切なタイミングで、所定量の混合原料2を、投入口12を介してシリンダー11の内部に投入可能としている。 The raw material input hopper 13 stores a mixed raw material 2 of a purifying material made of granular or powdered activated carbon and a polymer binder such as a thermoplastic resin, and a predetermined amount is stored at an appropriate timing according to a control command from the computer 19. The mixed raw material 2 can be charged into the cylinder 11 via the charging port 12.

なお、原料投入ホッパー13は、コンピュータ19による制御が行われないものを使用してもよい。この場合、混合原料2は、別途計量装置で計量された後、原料投入ホッパー13に投入される。そして、原料投入ホッパー13に投入された混合原料2は、ラム棒14が後退して生じたシリンダー11内の空隙に自然落下することにより、投入口12を介してシリンダー11の内部に投入される。 As the raw material input hopper 13, one that is not controlled by the computer 19 may be used. In this case, the mixed raw material 2 is separately weighed by a weighing device and then charged into the raw material charging hopper 13. Then, the mixed raw material 2 charged into the raw material charging hopper 13 is charged into the inside of the cylinder 11 through the charging port 12 by spontaneously falling into the gap in the cylinder 11 generated by the ram rod 14 retracting. ..

また、原料投入ホッパー13には、原料投入ホッパー13に収納された混合原料2を予熱する温度調節機20を取り付けてもよい。この場合、混合原料2への予熱温度としては、混合原料2中の重合体結合材の融点よりも50℃~20℃低く設定されることが好ましい(「融点-50℃」~「融点-20℃」)。このように、原料投入ホッパー13に温度調節機20を取り付けて混合原料2を予熱することにより、後述するヒーター16による加熱ゾーン161での加熱温度を過度に上昇させる必要はなく、また、加熱ゾーン161の長さについても過度に長くせずとも、混合原料2を短時間で溶融させ、多孔質体にすることができる。これにより、混合原料2のシリンダー11への投入量を、混合原料2を予熱しない場合に比べて増やすことができる。その結果、多孔質体の押出速度が上がり、生産性を向上させることができる。 Further, the raw material input hopper 13 may be equipped with a temperature controller 20 for preheating the mixed raw material 2 stored in the raw material input hopper 13. In this case, the preheating temperature for the mixed raw material 2 is preferably set to be 50 ° C. to 20 ° C. lower than the melting point of the polymer binder in the mixed raw material 2 (“melting point −50 ° C.” to “melting point −20”). ℃ "). In this way, by attaching the temperature controller 20 to the raw material input hopper 13 to preheat the mixed raw material 2, it is not necessary to excessively raise the heating temperature in the heating zone 161 by the heater 16 described later, and the heating zone The mixed raw material 2 can be melted in a short time to form a porous body without making the length of 161 excessively long. As a result, the amount of the mixed raw material 2 charged into the cylinder 11 can be increased as compared with the case where the mixed raw material 2 is not preheated. As a result, the extrusion speed of the porous body can be increased, and the productivity can be improved.

ラム棒14は、投入口12から投入された混合原料と接触し、シリンダー11の内周面11bに実際に摺接するラムチップ141と、ラムチップ141の端部11d側の側面の中心部に設けられ、シリンダー11の軸方向に沿って延伸するマンドレル142と、ラムチップ141の端部11c側の側面の中心部に設けられ、シリンダー11の軸方向に沿って延伸する支持棒143とを備えている。 The ram rod 14 is provided at the center of the side surface of the ram chip 141 on the end portion 11d side of the ram chip 141 that comes into contact with the mixed raw material charged from the charging port 12 and actually slides into the inner peripheral surface 11b of the cylinder 11. It includes a mandrel 142 extending along the axial direction of the cylinder 11 and a support rod 143 provided at the center of the side surface of the end portion 11c side of the ram chip 141 and extending along the axial direction of the cylinder 11.

ラムチップ141は、シリンダー11の内周面11bとのすき間を小さくして混合原料2の端部11c側への漏れを防ぐとともに、支持棒143とシリンダー11の内周面11bとの干渉により金属粉が発生して、混合原料2が汚染されることを防ぐため、支持棒143よりわずかに太く、シリンダー11の内径と概同寸法の円柱形状をしている。ラムチップ141の材質は耐熱性や耐摩耗性に優れる樹脂であることが好ましく、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、ポリプロピレン樹脂等が挙げられる。さらに、これらの樹脂は補強材を含んでもよく、補強材としては木粉、綿、グラスファイバーなどが例示できる。これらのうち、強度と耐熱性を勘案し、布入りフェノール樹脂を好適に用いることができる。 The ram chip 141 reduces the gap between the inner peripheral surface 11b of the cylinder 11 and prevents leakage of the mixed raw material 2 to the end portion 11c side, and the metal powder is caused by the interference between the support rod 143 and the inner peripheral surface 11b of the cylinder 11. Is slightly thicker than the support rod 143 and has a cylindrical shape having approximately the same dimensions as the inner diameter of the cylinder 11 in order to prevent the mixed raw material 2 from being contaminated. The material of the ram chip 141 is preferably a resin having excellent heat resistance and abrasion resistance, and examples thereof include phenol resin, epoxy resin, fluororesin, and polypropylene resin. Further, these resins may contain a reinforcing material, and examples of the reinforcing material include wood flour, cotton, and glass fiber. Of these, a phenol resin containing a cloth can be preferably used in consideration of strength and heat resistance.

マンドレル142は、円柱形状をしており、その外径は、成形するフィルター成形体1の内径に対応させている。即ち、マンドレル142は成形するフィルター成形体1の内径を規制する役割を果たす。また、マンドレル142は、ラム棒14がシリンダー11内を前進した時にマンドレル142の先端とシリンダー11の端部11dとがほぼ同位置となる長さにするのが好ましい(図4参照)。支持棒143は、ラムチップ141を支持する役割を果たす。なお、支持棒143の外径は、ラムチップ141の外径よりも小さくして、シリンダー11の内周面11bに摺動しないようにしている。これにより、ラム棒14の軸方向への往復動作時に発生する摩擦抵抗を低減させている。 The mandrel 142 has a cylindrical shape, and its outer diameter corresponds to the inner diameter of the filter molded body 1 to be molded. That is, the mandrel 142 plays a role of regulating the inner diameter of the filter molded body 1 to be molded. Further, the mandrel 142 preferably has a length such that the tip end portion 11d of the mandrel 142 and the end portion 11d of the cylinder 11 are substantially at the same position when the ram rod 14 advances in the cylinder 11 (see FIG. 4). The support rod 143 serves to support the ram chip 141. The outer diameter of the support rod 143 is made smaller than the outer diameter of the ram tip 141 so as not to slide on the inner peripheral surface 11b of the cylinder 11. As a result, the frictional resistance generated during the axial reciprocating operation of the ram rod 14 is reduced.

油圧シリンダー15は、コンピュータ19からの制御指令により適切なタイミングで、支持棒143の、シリンダー11の軸方向の往復動作を可能にしている。これにより、シリンダー11内のラム棒14に対して、端部11d側(出口側)に移動させる前進動作、又は、端部11c側(入口側)に移動させる後退動作の何れかの動作をさせることができる。 The hydraulic cylinder 15 enables the support rod 143 to reciprocate in the axial direction of the cylinder 11 at an appropriate timing by a control command from the computer 19. As a result, the ram rod 14 in the cylinder 11 is subjected to either a forward operation of moving to the end 11d side (outlet side) or a backward operation of moving to the end 11c side (inlet side). be able to.

なお、油圧シリンダー15は、コンピュータ19による制御が行われないものを使用してもよい。この場合、油圧シリンダー15は、リミットスイッチで動作方向を切替えて操作される。このリミットスイッチでの切替により油圧シリンダー15の動作方向が切り替えられ、シリンダー11内のラム棒14に対して、端部11d側(出口側)に移動させる前進動作と、端部11c側(入口側)に移動させる後退動作とが切り替えられる。 As the hydraulic cylinder 15, a hydraulic cylinder 15 that is not controlled by the computer 19 may be used. In this case, the hydraulic cylinder 15 is operated by switching the operating direction with a limit switch. The operation direction of the hydraulic cylinder 15 is switched by switching with this limit switch, and the forward operation of moving the ram rod 14 in the cylinder 11 to the end 11d side (outlet side) and the end 11c side (inlet side). ) Is switched between the backward movement and the backward movement.

ヒーター16は、シリンダー11の投入口12よりも端部11d側の外周面11aに設定された加熱ゾーン161を覆っている。加熱ゾーン161の、シリンダー11における軸方向の長さは、成形されるフィルター成形体1の外径(径長)の3倍から20倍の範囲が好ましい(より好ましくは5倍から15倍の範囲)。加熱ゾーン161の軸方向の長さが、成形されるフィルター成形体1の外径の3倍より短いと混合原料中の重合体結合材を溶融させるために、混合原料の押出速度を極端に遅くする必要があり、生産性が著しく低下してしまう。一方、加熱ゾーン161の軸方向の長さが、成形されるフィルター成形体1の外径の20倍より長くなると、混合原料とシリンダー11の内周面11bとの摩擦による押出抵抗が大きくなりすぎ、混合原料を安定して押出すことができない場合がある。このような理由から、加熱ゾーン161の長さを、フィルター成形体1の外径の3倍から20倍の範囲にすることにより、生産性が低下するのを防止し、安定して、効率よくフィルター成形体1を製造可能としている。 The heater 16 covers the heating zone 161 set on the outer peripheral surface 11a on the end 11d side of the input port 12 of the cylinder 11. The axial length of the heating zone 161 in the cylinder 11 is preferably in the range of 3 to 20 times (more preferably in the range of 5 to 15 times) the outer diameter (diameter length) of the filter molded body 1 to be molded. ). When the axial length of the heating zone 161 is shorter than 3 times the outer diameter of the filter molded body 1 to be molded, the extrusion speed of the mixed raw material is extremely slowed down in order to melt the polymer binder in the mixed raw material. This is necessary, and productivity is significantly reduced. On the other hand, when the axial length of the heating zone 161 is longer than 20 times the outer diameter of the filter molded body 1 to be molded, the extrusion resistance due to the friction between the mixed raw material and the inner peripheral surface 11b of the cylinder 11 becomes too large. , It may not be possible to extrude the mixed raw material in a stable manner. For this reason, by setting the length of the heating zone 161 in the range of 3 to 20 times the outer diameter of the filter molded body 1, it is possible to prevent the productivity from decreasing, and to stabilize and efficiently. The filter molded body 1 can be manufactured.

また、本実施形態では、ヒーター16は、加熱ゾーン161における、シリンダー11の外周面11aの全部を覆うように設けられているが、加熱ゾーン161における、シリンダー11の外周面11aの少なくとも一部を覆うように設けられていてもよい。 Further, in the present embodiment, the heater 16 is provided so as to cover the entire outer peripheral surface 11a of the cylinder 11 in the heating zone 161. However, at least a part of the outer peripheral surface 11a of the cylinder 11 in the heating zone 161 is covered. It may be provided so as to cover it.

ヒーター16により加熱される加熱ゾーン161の温度は、混合原料2中の重合体結合材の融点または軟化点によって決定されるが、好ましくは、重合体結合材の融点よりも10℃~150℃高く設定されるのがよい(より好ましくは30℃~100℃高くてもよく、さらに好ましくは50~80℃高い方がよい)。加熱ゾーン161の温度が低すぎると重合体結合材が溶融するのに時間がかかるため、混合原料2の押出速度を遅くする必要があり、生産性が低下してしまう。一方、加熱ゾーン161の温度が高すぎると、溶融した重合体結合材の流動性が高くなりすぎて、溶融した重合体結合材が浄化材の表面を覆ってしまうため、浄化するためのフィルターとして充分な性能を得られなくなってしまう。このような理由から、加熱ゾーン161の温度を、上記のように重合体結合材の融点よりも10℃~150℃高く設定することにより、生産性が低下するのを防止し、浄化するためのフィルターとして充分な性能を有するフィルター成形体1を製造可能としている。なお、加熱ゾーン161の温度は一定であってもよく、場所によって変化させてもよい。 The temperature of the heating zone 161 heated by the heater 16 is determined by the melting point or softening point of the polymer binder in the mixed raw material 2, but is preferably 10 ° C to 150 ° C higher than the melting point of the polymer binder. It is better to be set (more preferably 30 ° C to 100 ° C higher, still more preferably 50 to 80 ° C higher). If the temperature of the heating zone 161 is too low, it takes time for the polymer binder to melt, so that it is necessary to slow down the extrusion speed of the mixed raw material 2, which lowers the productivity. On the other hand, if the temperature of the heating zone 161 is too high, the fluidity of the molten polymer binder becomes too high, and the molten polymer binder covers the surface of the purifying material. Sufficient performance cannot be obtained. For this reason, by setting the temperature of the heating zone 161 to be 10 ° C. to 150 ° C. higher than the melting point of the polymer binder as described above, it is possible to prevent a decrease in productivity and purify the mixture. It is possible to manufacture a filter molded body 1 having sufficient performance as a filter. The temperature of the heating zone 161 may be constant or may be changed depending on the location.

水冷ジャケット17は、加熱ゾーン161よりも端部11d側の外周面11aに設定された冷却ゾーン171を覆っている。冷却ゾーン171の、シリンダー11における軸方向の長さは、成形されるフィルター成形体1の外径(径長)の0.5倍から10倍の範囲が好ましい(より好ましくは1倍から5倍の範囲)。冷却ゾーン171の軸方向の長さが、成形されるフィルター成形体1の外径の0.5倍より短いと、充分な冷却・固化により、浄化材が重合体結合材によって固着された多孔質体を形成するために、混合原料2の押出速度を極端に遅くする必要があり、生産性が著しく低下してしまう。一方、冷却ゾーン171の軸方向の長さが、10倍より長くなると、混合原料2とシリンダー11の内周面11bとの摩擦による押出抵抗が大きくなりすぎ、混合原料2を安定して押出すことができなかったり、ラム棒14の押出時に混合原料2がマンドレル142に抱き付き、ラム棒14の後退時に、抱き付いた混合原料2がマンドレル142とともに後退してしまい、シリンダー11の内部に投入する空隙ができず、新たな混合原料2が投入できなくなったりする場合がある。このような理由から、冷却ゾーン171の長さを、フィルター成形体1の外径の0.5倍から10倍の範囲にすることにより、生産性が低下するのを防止し、安定して、効率よくフィルター成形体1を製造可能としている。 The water-cooled jacket 17 covers the cooling zone 171 set on the outer peripheral surface 11a on the end 11d side of the heating zone 161. The axial length of the cooling zone 171 in the cylinder 11 is preferably in the range of 0.5 to 10 times (more preferably 1 to 5 times) the outer diameter (diameter length) of the filter molded body 1 to be molded. Range). When the axial length of the cooling zone 171 is shorter than 0.5 times the outer diameter of the filter molded body 1 to be molded, the purifying material is porous with the purifying material fixed by the polymer binder due to sufficient cooling and solidification. In order to form a body, it is necessary to extremely slow the extrusion rate of the mixed raw material 2, which significantly reduces the productivity. On the other hand, when the axial length of the cooling zone 171 becomes longer than 10 times, the extrusion resistance due to the friction between the mixed raw material 2 and the inner peripheral surface 11b of the cylinder 11 becomes too large, and the mixed raw material 2 is stably extruded. When the ram rod 14 is extruded, the mixed raw material 2 clings to the mandrel 142, and when the ram rod 14 is retracted, the hugged mixed raw material 2 retracts together with the mandrel 142 and is charged inside the cylinder 11. There may be cases where a new mixed raw material 2 cannot be added due to the lack of voids. For this reason, by setting the length of the cooling zone 171 in the range of 0.5 to 10 times the outer diameter of the filter molded body 1, it is possible to prevent a decrease in productivity and to stabilize it. The filter molded body 1 can be efficiently manufactured.

また、本実施形態では、水冷ジャケット17は、冷却ゾーン171における、シリンダー11の外周面11aの全部を覆うように設けられているが、冷却ゾーン171における、シリンダー11の外周面11aの少なくとも一部を覆うように設けられていてもよい。また、水冷ジャケット17の冷媒としては水やオイルが挙げられ、本実施形態では、簡単のために水冷ジャケット17をシリンダー11の外周面11aに巻く方法を採用している。なお、冷却方法としては、本実施形態では、冷却速度を早めるために冷却ゾーン171を設けて、水冷ジャケット17により強制的に冷却しているが、水冷ジャケット17等を使用せずに、自然冷却や空冷により混合原料2を冷却してもよい。 Further, in the present embodiment, the water-cooled jacket 17 is provided so as to cover the entire outer peripheral surface 11a of the cylinder 11 in the cooling zone 171 but at least a part of the outer peripheral surface 11a of the cylinder 11 in the cooling zone 171. It may be provided so as to cover the. Further, examples of the refrigerant of the water-cooled jacket 17 include water and oil, and in the present embodiment, a method of winding the water-cooled jacket 17 around the outer peripheral surface 11a of the cylinder 11 is adopted for the sake of simplicity. As a cooling method, in the present embodiment, a cooling zone 171 is provided in order to accelerate the cooling rate, and the water-cooled jacket 17 is forcibly cooled. However, natural cooling is performed without using the water-cooled jacket 17 or the like. The mixed raw material 2 may be cooled by air cooling or air cooling.

カット装置18は、モーターの駆動により回転駆動可能な丸刃を備えており、コンピュータ19からの制御指令により適切なタイミングで、シリンダー11の端部11dから押し出された多孔質体をカットして、フィルター成形体1に加工する。 The cutting device 18 includes a round blade that can be rotationally driven by driving a motor, and cuts the porous body extruded from the end portion 11d of the cylinder 11 at an appropriate timing by a control command from the computer 19. It is processed into a filter molded body 1.

なお、カット装置18は、コンピュータ19による制御が行われないものを使用してもよい。 As the cutting device 18, a cutting device 18 that is not controlled by the computer 19 may be used.

コンピュータ19は、図3に示すように、入力部191(操作ボタン、キーボード、タッチパネル等)、CPU192、記憶装置193等を備えており、入力部191からの情報入力や記憶装置193に記憶された情報に基づき、原料投入ホッパー13による混合原料2の投入量・投入タイミングや、油圧シリンダー15によるラム棒14の往復動作や、ヒーター16及び水冷ジャケット17の温度調節や、カット装置18のカット動作などがプログラム制御される。なお、コンピュータ19による制御は必須の要素ではなく、コンピュータ19を備えない構成でもよい。 As shown in FIG. 3, the computer 19 includes an input unit 191 (operation buttons, keyboard, touch panel, etc.), a CPU 192, a storage device 193, and the like, and information is input from the input unit 191 and stored in the storage device 193. Based on the information, the input amount and input timing of the mixed raw material 2 by the raw material input hopper 13, the reciprocating operation of the ram rod 14 by the hydraulic cylinder 15, the temperature control of the heater 16 and the water cooling jacket 17, the cutting operation of the cutting device 18, etc. Is program controlled. It should be noted that the control by the computer 19 is not an indispensable element, and the configuration may not include the computer 19.

(混合原料2)
混合原料2は、粒状や粉末状の活性炭からなる浄化材と熱可塑性樹脂などの重合体結合材とを混合させたものである。
(Mixed raw material 2)
The mixed raw material 2 is a mixture of a purifying material made of granular or powdered activated carbon and a polymer binder such as a thermoplastic resin.

浄化材としては、異なる粒径の活性炭を混合したものを用いてもよい。例えば、60~200メッシュパスの粒状の活性炭と、200メッシュパスの粉末状の活性炭とを、2対1の割合で混合したものを使用するとよい。なお、「メッシュ」は、網目の大きさを表す尺度である。「メッシュパス」は、そのメッシュを通過する全ての粒子を意味し、メッシュパスが大きいほど粒径が小さいことを示す。例えば、60メッシュパスは、60メッシュ(1インチ(=25.4mm)平方中に縦60本横60本の網目)の篩を通過する全ての粒子を意味する。60メッシュパス未満の比較的大きな径の粒状の活性炭を用いると、重合体結合材で活性炭を固めることが困難になることと、フィルター成形体1の空隙が大きくなりすぎて活性炭に接触することなくフィルター成形体1を通過してしまう水が多くなり、浄化性能が悪くなってしまうことから好ましくない。一方、200メッシュパスを超える比較的小さな径の粉末状の活性炭を用いると、フィルター成形体1における空隙部分が少なくなってしまい、充分な許容流量を確保できないことから好ましくない。 As the purifying material, a mixture of activated carbons having different particle sizes may be used. For example, it is preferable to use a mixture of granular activated carbon of 60 to 200 mesh passes and powdered activated carbon of 200 mesh passes at a ratio of 2: 1. The "mesh" is a scale indicating the size of the mesh. "Mesh path" means all particles that pass through the mesh, and the larger the mesh path, the smaller the particle size. For example, a 60 mesh path means all particles that pass through a 60 mesh (60 vertical and 60 horizontal meshes in a 1 inch (= 25.4 mm) square) sieve. If granular activated carbon with a relatively large diameter of less than 60 mesh paths is used, it becomes difficult to solidify the activated carbon with the polymer binder, and the voids of the filter molded body 1 become too large to come into contact with the activated carbon. It is not preferable because a large amount of water passes through the filter molded body 1 and the purification performance deteriorates. On the other hand, if powdered activated carbon having a relatively small diameter exceeding 200 mesh paths is used, the void portion in the filter molded body 1 is reduced, and a sufficient allowable flow rate cannot be secured, which is not preferable.

なお、浄化材は異なる粒径の活性炭を混合して用いることに限定されず、同じ粒径の活性炭を用いてもよい。また、浄化材として、繊維状の活性炭を用いてもよく、粒状又は粉末状の活性炭と繊維状の活性炭とを混合して用いてもよい。さらに、浄化材として、活性炭以外の材料(例えば、ゼオライトやシリカゲル等)を用いてもよい。 The purifying material is not limited to using a mixture of activated carbons having different particle sizes, and activated carbons having the same particle size may be used. Further, as the purifying material, fibrous activated carbon may be used, or granular or powdered activated carbon and fibrous activated carbon may be mixed and used. Further, as the purifying material, a material other than activated carbon (for example, zeolite, silica gel, etc.) may be used.

重合体結合材としては、平均粒径が約100μm、嵩密度が0.3g/cm3未満、メルトインデックスが1.1~2.3g/10min(ASTM D1238、190℃、15kgLoad)の粉末状の超高分子量ポリエチレンを用いるのが好ましい。「メルトインデックス」は、高分子材料の溶融時の流動性を表す尺度であり、この値が小さいほど流動性が低いことを示す。重合体結合材のメルトインデックスが、1.1g/10min未満であると、活性炭を固めてブロックとするためには、重合体結合材の割合を多くしなければならない。そうするとフィルター成形体1に占める活性炭の量が少なくなって浄化性能が悪くなることから好ましくない。一方、重合体結合材のメルトインデックスが、2.3g/10minを超えると、フィルター成形体1の成形時に溶融したポリマーが活性炭の細孔部を覆ってしまい、水が活性炭を通過できなくなることから好ましくない。 The polymer binder is in the form of a powder having an average particle size of about 100 μm, a bulk density of less than 0.3 g / cm 3 , and a melt index of 1.1 to 2.3 g / 10 min (ASTM D1238, 190 ° C., 15 kg Road). It is preferable to use ultra-high molecular weight polyethylene. The "melt index" is a measure of the fluidity of a polymer material at the time of melting, and the smaller this value is, the lower the fluidity is. If the melt index of the polymer binder is less than 1.1 g / 10 min, the proportion of the polymer binder must be increased in order to solidify the activated carbon into a block. Then, the amount of activated carbon in the filter molded body 1 becomes small and the purification performance deteriorates, which is not preferable. On the other hand, if the melt index of the polymer binder exceeds 2.3 g / 10 min, the polymer melted during molding of the filter molded body 1 covers the pores of the activated carbon, and water cannot pass through the activated carbon. Not preferred.

なお、重合体結合材は、超高分子量ポリエチレンに限定されず、浄化材を結合する機能を有する任意の材料を用いてよい(超高分子量ポリエチレン以外の熱可塑性樹脂を用いてもよい)。また、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を用いてもよい。また、混合原料2全体における重合体結合材の含有率も特に限定されない。 The polymer binder is not limited to ultra-high molecular weight polyethylene, and any material having a function of binding a purifying material may be used (a thermoplastic resin other than ultra-high molecular weight polyethylene may be used). Further, a thermosetting resin such as a phenol resin may be used. Further, the content of the polymer binder in the entire mixed raw material 2 is not particularly limited.

(フィルター成形体1の製造方法:コンピュータ19による制御あり)
次に、上記製造装置10を使用したフィルター成形体1の製造方法を説明する。
(Manufacturing method of filter molded body 1: controlled by computer 19)
Next, a method of manufacturing the filter molded body 1 using the manufacturing apparatus 10 will be described.

[混合原料攪拌工程]
先ず、フィルター成形体1の原料となる混合原料2(浄化材及び重合体結合材)を、混合原料2全体における重合体結合材の含有率が所定の比率(例えば10質量%)となるように混合する。そして、浄化材及び重合体結合材が均一に分散するように攪拌する。
[Mixed raw material stirring process]
First, the mixed raw material 2 (purifying material and the polymer binder) which is the raw material of the filter molded body 1 is adjusted so that the content of the polymer binder in the entire mixed raw material 2 is a predetermined ratio (for example, 10% by mass). Mix. Then, the purifying material and the polymer binder are stirred so as to be uniformly dispersed.

[原料投入工程]
次に、図2に示すように、攪拌した混合原料2を、投入口12上に設けられた原料投入ホッパー13内に充填しておき、ラム棒14が端部11c側(入口側)に移動する後退動作によって生じたシリンダー11内の空隙に、コンピュータ19からの制御指令により適切なタイミングで、所定量の混合原料2を投入する。なお、混合原料2は、原料投入ホッパー13外で計量装置により毎回計量して所定量を投入するようにしても良い。これにより、原料投入ホッパー13から投入口12を介して、シリンダー11の内部に所定量の混合原料2が投入される(原料投入動作)。
[Raw material input process]
Next, as shown in FIG. 2, the stirred mixed raw material 2 is filled in the raw material charging hopper 13 provided on the charging port 12, and the ram rod 14 moves to the end 11c side (inlet side). A predetermined amount of the mixed raw material 2 is charged into the gap in the cylinder 11 generated by the retracting operation at an appropriate timing according to a control command from the computer 19. The mixed raw material 2 may be weighed by a weighing device outside the raw material input hopper 13 and charged in a predetermined amount. As a result, a predetermined amount of the mixed raw material 2 is charged into the inside of the cylinder 11 from the raw material charging hopper 13 via the charging port 12 (raw material charging operation).

[押圧工程]
次に、原料投入工程後、図4に示すように、コンピュータ19からの制御指令により、油圧シリンダー15を稼働させ、シリンダー11内のラム棒14を前進させる。これにより、シリンダー11内部に投入された混合原料2を押圧しつつ(混合原料2を押し固めつつ)、混合原料2を加熱ゾーン161に移行させる(押圧動作)。そして、ヒーター16により重合体結合材の融点よりも10℃~150℃高く設定された加熱ゾーン161に移行した、混合原料2中の重合体結合材は、溶融する。
[Pressing process]
Next, after the raw material charging step, as shown in FIG. 4, the hydraulic cylinder 15 is operated and the ram rod 14 in the cylinder 11 is advanced by a control command from the computer 19. As a result, while pressing the mixed raw material 2 charged inside the cylinder 11 (while compacting the mixed raw material 2), the mixed raw material 2 is transferred to the heating zone 161 (pressing operation). Then, the polymer binder in the mixed raw material 2 that has been transferred to the heating zone 161 set to be 10 ° C. to 150 ° C. higher than the melting point of the polymer binder by the heater 16 is melted.

次に、ラム棒14による混合原料2の更なる押圧により、重合体結合材が溶融した混合原料2は、押し固められつつ冷却ゾーン171に移行される。そして、水冷ジャケット17により冷却された冷却ゾーン171に移行した混合原料2は、冷却された重合体結合材が固化し、浄化材が重合体結合材によって固着された多孔質体(フィルター成形体前駆体)になる。これにより、冷却ゾーン171を通過した混合原料2は、一定形状を保った多孔質体になる。 Next, by further pressing the mixed raw material 2 with the lamb rod 14, the mixed raw material 2 in which the polymer binder is melted is transferred to the cooling zone 171 while being compacted. Then, in the mixed raw material 2 that has moved to the cooling zone 171 cooled by the water-cooled jacket 17, the cooled polymer binder is solidified and the purifying material is fixed by the polymer binder (filter molded body precursor). Become a body). As a result, the mixed raw material 2 that has passed through the cooling zone 171 becomes a porous body that maintains a constant shape.

次に、冷却ゾーン171を通過した多孔質体は、ラム棒14による更なる押圧により、シリンダー11の端部11dから一定量(一定長さ)押し出された状態になる。 Next, the porous body that has passed through the cooling zone 171 is pushed out by a certain amount (a certain length) from the end portion 11d of the cylinder 11 by further pressing by the ram rod 14.

なお、シリンダー11内の多孔質体の押出速度は、ラム棒14がシリンダー11内を1往復する毎に投入される混合原料2の量と、ラム棒14が1往復するのに要するサイクルタイムで決められるが、この押出速度は、混合原料2中の重合体結合材が加熱ゾーン161で充分に溶融すること、及び、シリンダー11の端部11dから押し出された多孔質体が充分な強度を保持する温度まで冷却ゾーン171で冷却されることが保障される範囲で、生産性を考慮して決定される。 The extrusion speed of the porous body in the cylinder 11 is the amount of the mixed raw material 2 charged each time the ram rod 14 reciprocates in the cylinder 11 and the cycle time required for the ram rod 14 to reciprocate once. Although determined, this extrusion rate is such that the polymer binder in the mixed raw material 2 is sufficiently melted in the heating zone 161 and the porous body extruded from the end portion 11d of the cylinder 11 retains sufficient strength. It is determined in consideration of productivity as long as it is guaranteed to be cooled in the cooling zone 171 to the temperature at which the cylinder is cooled.

[後退工程]
次に、図5に示すように、コンピュータ19からの制御指令により、油圧シリンダー15を稼働させ、シリンダー11内のラム棒14を後退させる(後退動作)。これにより、ラム棒14が端部11c側(入口側)に移動し、シリンダー11の投入口12の下に空隙ができる。
[Retreat process]
Next, as shown in FIG. 5, the hydraulic cylinder 15 is operated and the ram rod 14 in the cylinder 11 is retracted (retracted operation) by a control command from the computer 19. As a result, the ram rod 14 moves to the end portion 11c side (inlet side), and a gap is created under the input port 12 of the cylinder 11.

[カット工程]
次に、図5に示すように、コンピュータ19からの制御指令により、上記後退工程によりシリンダー11内のラム棒14を後退させている間に、上記押出工程においてシリンダー11の端部11dから押し出された多孔質体を、カット装置18によってカットして、規定の長さ(高さ)のフィルター成形体1に加工する。
[Cut process]
Next, as shown in FIG. 5, by a control command from the computer 19, while the ram rod 14 in the cylinder 11 is retracted by the retracting step, the ram rod 14 is extruded from the end portion 11d of the cylinder 11 in the extrusion process. The porous body is cut by the cutting device 18 and processed into a filter molded body 1 having a specified length (height).

上記押出工程においてシリンダー11の端部11dから押し出された多孔質体をカットするタイミングとしては、ラム棒14が前進している間は多孔質体も移動するので、カットするのが困難である。そこで、ラム棒14が後退している間にカットすることで、静止した多孔質体を、精度よくフィルター成形体1にカットすることができる。また、押出された多孔質体を連続的にカットすることで、従来の金型バッチ生産方式では難しかった長尺のフィルター成形体1を製造することが容易となる。また、原料投入工程、押圧工程、後退工程の一連の動作の中で、カット装置18によって多孔質体をカットする動作は、後退工程と並列して実行可能であることから、生産性を向上させることができる(効率化)。また、従来の金型で製造する場合には、混合原料の投入量や押圧にバラツキがあった際にはフィルター成形体の長さにもバラツキが生じやすかったが、本実施形態のように連続的に押出された多孔質体を所定長さにカットしてフィルター成形体1を製造する方法では、フィルター成形体1の長さ精度を高めることができる。 As for the timing of cutting the porous body extruded from the end portion 11d of the cylinder 11 in the extrusion step, it is difficult to cut the porous body because the porous body also moves while the ram rod 14 is advancing. Therefore, by cutting while the ram rod 14 is retracting, the stationary porous body can be accurately cut into the filter molded body 1. Further, by continuously cutting the extruded porous body, it becomes easy to manufacture a long filter molded body 1 which was difficult in the conventional mold batch production method. Further, in a series of operations of the raw material charging process, the pressing process, and the retreating process, the operation of cutting the porous body by the cutting device 18 can be executed in parallel with the retreating process, so that the productivity is improved. Can be done (efficiency). Further, in the case of manufacturing with a conventional mold, when the input amount of the mixed raw material and the pressing are varied, the length of the filter molded body is likely to be varied, but it is continuous as in the present embodiment. In the method of manufacturing the filter-molded body 1 by cutting the extruded porous body to a predetermined length, the length accuracy of the filter-molded body 1 can be improved.

上記原料投入工程、押圧工程、後退工程、カット工程が繰り返し実行されることにより、フィルター成形体1が連続して製造される。 The filter molded body 1 is continuously manufactured by repeatedly executing the raw material charging step, the pressing step, the retreating step, and the cutting step.

上記製造装置10及び製造方法では、投入口12からシリンダー11の内部に投入された、浄化材と重合体結合材との混合原料2は、ラム棒14が前進してシリンダー11の内周面11bを摺動することにより押圧される。そして、押圧された混合原料2は、更なるラム棒14の押圧により、加熱ゾーン161に移行し、加熱ゾーン161を覆うヒーター16により加熱され、重合体結合材が溶融する。その後、更なるラム棒14の押圧により、混合原料2は加熱ゾーン161を離れ、冷却ゾーン171に移行し、重合体結合材が融点以下に冷却されることにより、浄化材が重合体結合材によって固着された多孔質体(フィルター成形体1)が形成される。また、ラム棒14を投入口12まで後退させたあと、更に、混合原料2を投入口12から投入し、ラム棒14を前進させて押圧することにより、新たに投入した混合原料2を、既に投入されている混合原料2とラム棒14との間で押し固めつつ、既に形成された多孔質体を前方に押し出すことができる。そして、押し出された多孔質体をカット装置18によりカットすることでフィルター成形体1に加工する。このように、ラム棒14の前進、後退、混合原料2の投入を繰り返すことにより、フィルター成形体1を連続して形成することができる。 In the manufacturing apparatus 10 and the manufacturing method, the ram rod 14 advances in the mixed raw material 2 of the purifying material and the polymer binder, which is charged into the cylinder 11 from the charging port 12, and the inner peripheral surface 11b of the cylinder 11 Is pressed by sliding. Then, the pressed mixed raw material 2 is further pressed by the ram rod 14 to move to the heating zone 161 and is heated by the heater 16 covering the heating zone 161 to melt the polymer binder. After that, by further pressing the lamb rod 14, the mixed raw material 2 leaves the heating zone 161 and shifts to the cooling zone 171. The polymer binder is cooled below the melting point, so that the purifying material is made of the polymer binder. A fixed porous body (filter molded body 1) is formed. Further, after the ram rod 14 is retracted to the charging port 12, the mixing raw material 2 is further charged from the charging port 12, and the ram rod 14 is advanced and pressed to already feed the newly charged mixed raw material 2. The already formed porous body can be pushed forward while being compacted between the mixed raw material 2 and the lamb rod 14 that have been charged. Then, the extruded porous body is cut by the cutting device 18 to be processed into the filter molded body 1. In this way, the filter molded body 1 can be continuously formed by repeating the forward movement, the backward movement of the ram rod 14, and the charging of the mixed raw material 2.

ここで、上記構成では、混合原料2の押圧に、スクリューを使用せずに、シリンダー11の内周面11bに摺接し、シリンダー11の軸方向に直線的に摺動可能なラム棒14を使用している。このように、ラム棒14を使用して、混合原料2を直線的に押圧可能な構成にすることにより、浄化材が過剰に粉砕されることを防止し、更には、重合体結合材が過剰に延伸され、浄化材の表面を覆ってしまうことを防止することができる。これにより、浄化するためのフィルターとして充分な空隙を有した多孔質体を形成し、浄化性能に優れたフィルター成形体1を製造することができる。 Here, in the above configuration, a ram rod 14 that is slidably contacted with the inner peripheral surface 11b of the cylinder 11 and can be linearly slid in the axial direction of the cylinder 11 is used for pressing the mixed raw material 2 without using a screw. is doing. In this way, by using the lamb rod 14 to make the mixed raw material 2 linearly pressable, it is possible to prevent the purifying material from being excessively crushed, and further, the polymer binder is excessive. It can be prevented from being stretched to cover the surface of the purifying material. As a result, it is possible to form a porous body having sufficient voids as a filter for purification, and to manufacture a filter molded body 1 having excellent purification performance.

また、上記製造装置10に水冷ジャケット17を備えた冷却ゾーン171を設けることにより、加熱ゾーン161で溶融した重合体結合材を含む混合原料2が、更なるラム棒14の押圧により、加熱ゾーン161を離れ、冷却ゾーン171に移行する。この冷却ゾーン171における水冷ジャケット17によって、重合体結合材が融点以下に急速に冷却されることにより、浄化材が重合体結合材によって固着された多孔質体を、短時間で形成することができる。 Further, by providing the cooling zone 171 provided with the water-cooled jacket 17 in the manufacturing apparatus 10, the mixed raw material 2 containing the polymer binder melted in the heating zone 161 is further pressed by the lamb rod 14 to heat the heating zone 161. And move to the cooling zone 171. The water-cooled jacket 17 in the cooling zone 171 rapidly cools the polymer binder below the melting point, so that a porous body in which the purifying material is fixed by the polymer binder can be formed in a short time. ..

また、上記製造装置10では、コンピュータ19が、原料投入工程(原料投入動作)、押圧工程(押圧動作)、後退工程(後退動作)、カット工程(カット動作)の一連の動作の繰り返しを制御することにより、効率的に浄化性能に優れたフィルター成形体を製造することができる。 Further, in the manufacturing apparatus 10, the computer 19 controls the repetition of a series of operations of the raw material charging process (raw material charging operation), the pressing process (pressing operation), the retreating process (retracting operation), and the cutting process (cutting operation). As a result, it is possible to efficiently manufacture a filter molded product having excellent purification performance.

(フィルター成形体1の製造方法:コンピュータ19による制御なし)
次に、コンピュータ19によるシステム制御機能を有しない製造装置10によるフィルター成形体1の製造方法について説明する。なお、上記コンピュータ19によるシステム制御を使用したフィルター成形体1の製造方法の説明と重複する動作・効果の説明は省略する。
(Manufacturing method of filter molded body 1: without control by computer 19)
Next, a method of manufacturing the filter molded body 1 by the manufacturing apparatus 10 having no system control function by the computer 19 will be described. It should be noted that the description of the operation / effect that overlaps with the description of the manufacturing method of the filter molded body 1 using the system control by the computer 19 will be omitted.

[混合原料攪拌工程]
先ず、フィルター成形体1の原料となる混合原料2(浄化材及び重合体結合材)を、混合原料2全体における重合体結合材の含有率が所定の比率(例えば10質量%)となるように混合する。そして、浄化材及び重合体結合材が均一に分散するように攪拌する。
[Mixed raw material stirring process]
First, the mixed raw material 2 (purifying material and the polymer binder) which is the raw material of the filter molded body 1 is adjusted so that the content of the polymer binder in the entire mixed raw material 2 is a predetermined ratio (for example, 10% by mass). Mix. Then, the purifying material and the polymer binder are stirred so as to be uniformly dispersed.

[原料投入工程]
次に、混合原料2を、原料投入ホッパー13に投入し貯めておく。そして、原料投入ホッパー13に貯められた混合原料2は、ラム棒14が端部11c側(入口側)に移動する後退動作によって生じたシリンダー11内の空隙に自然落下することにより、投入口12を介してシリンダー11の内部に自動的に投入される(原料投入動作)。
[Raw material input process]
Next, the mixed raw material 2 is charged into the raw material input hopper 13 and stored. Then, the mixed raw material 2 stored in the raw material charging hopper 13 naturally falls into the gap in the cylinder 11 generated by the retracting operation in which the ram rod 14 moves to the end portion 11c side (inlet side), so that the charging port 12 It is automatically charged into the cylinder 11 via the (raw material charging operation).

[押圧工程]
次に、原料投入工程後、リミットスイッチの信号により、油圧シリンダー15を稼働させ、シリンダー11内のラム棒14を前進させる。これにより、シリンダー11内部に投入された混合原料2を押圧しつつ(混合原料2を押し固めつつ)、混合原料2を加熱ゾーン161に移行させる(押圧動作)。
[Pressing process]
Next, after the raw material charging step, the hydraulic cylinder 15 is operated by the signal of the limit switch, and the ram rod 14 in the cylinder 11 is advanced. As a result, while pressing the mixed raw material 2 charged inside the cylinder 11 (while compacting the mixed raw material 2), the mixed raw material 2 is transferred to the heating zone 161 (pressing operation).

次に、ラム棒14による混合原料2の更なる押圧により、重合体結合材が溶融した混合原料2は、押し固められつつ冷却ゾーン171に移行される。そして、水冷ジャケット17により冷却された冷却ゾーン171に移行した混合原料2は、冷却された重合体結合材が固化し、浄化材が重合体結合材によって固着された多孔質体(フィルター成形体前駆体)になる。 Next, by further pressing the mixed raw material 2 with the lamb rod 14, the mixed raw material 2 in which the polymer binder is melted is transferred to the cooling zone 171 while being compacted. Then, in the mixed raw material 2 that has moved to the cooling zone 171 cooled by the water-cooled jacket 17, the cooled polymer binder is solidified and the purifying material is fixed by the polymer binder (filter molded body precursor). Become a body).

次に、冷却ゾーン171を通過した多孔質体は、ラム棒14による更なる押圧により、シリンダー11の端部11dから一定量(一定長さ)押し出された状態になる。 Next, the porous body that has passed through the cooling zone 171 is pushed out by a certain amount (a certain length) from the end portion 11d of the cylinder 11 by further pressing by the ram rod 14.

[後退工程]
次に、リミットスイッチの信号により、油圧シリンダー15の動作方向を切り替えて、シリンダー11内のラム棒14を後退させる(後退動作)。これにより、ラム棒14が端部11c側(入口側)に移動し、シリンダー11の投入口12の下に空隙ができる。
[Retreat process]
Next, the operating direction of the hydraulic cylinder 15 is switched by the signal of the limit switch, and the ram rod 14 in the cylinder 11 is retracted (retracting operation). As a result, the ram rod 14 moves to the end portion 11c side (inlet side), and a gap is created under the input port 12 of the cylinder 11.

[カット工程]
次に、上記後退工程によりシリンダー11内のラム棒14を後退させている間に、上記押出工程においてシリンダー11の端部11dから押し出された多孔質体を、カット装置18の丸刃を回転駆動させてカットして、規定の長さ(高さ)のフィルター成形体1に加工する。なお、多孔質体をカット装置18によりカットするタイミングとしては、後退工程によりシリンダー11内のラム棒14を後退させている間に限らず、ラム棒14を後退させる前でも、ラム棒14を後退させた後でもよい。
[Cut process]
Next, while the ram rod 14 in the cylinder 11 is retracted by the retracting step, the porous body extruded from the end portion 11d of the cylinder 11 in the extrusion process is rotationally driven by the round blade of the cutting device 18. It is cut and processed into a filter molded body 1 having a specified length (height). The timing for cutting the porous body by the cutting device 18 is not limited to the time when the ram rod 14 in the cylinder 11 is retracted by the retracting step, and the ram rod 14 is retracted even before the ram rod 14 is retracted. It may be after letting it.

上記原料投入工程、押圧工程、後退工程、カット工程が繰り返し実行されることにより、フィルター成形体1が連続して製造される。 The filter molded body 1 is continuously manufactured by repeatedly executing the raw material charging step, the pressing step, the retreating step, and the cutting step.

(その他の実施形態)
以上に本発明の好適な実施形態を示したが、上記の実施形態は更に以下のように変更することができる。
(Other embodiments)
Although the preferred embodiment of the present invention has been shown above, the above embodiment can be further modified as follows.

上記実施形態のフィルター成形体1の製造装置10では、混合原料2の種類、シリンダー11の形状、加熱ゾーン161や冷却ゾーン171の温度や長さによっては、多孔質体に固化させるのに必要な背圧が充分にかからない場合がある。そのような場合には、多孔質体をより強固に固化させるため、あるいは、多孔質体の密度を一定に保つため、シリンダー11の端部11dとカット装置18との間に、多孔質体を押しとどめるブレーキ装置を設けても良い。ブレーキ装置としては、板状のブレーキ板を一定の力で多孔質体に押し付ける方式や、ローラーあるいはキャタピラで多孔質体を挟む方式が採用できる。言うまでもなく、充分な背圧が得られる場合は、ブレーキ装置は設けなくてもよい。 In the manufacturing apparatus 10 of the filter molded body 1 of the above embodiment, it is necessary to solidify into a porous body depending on the type of the mixed raw material 2, the shape of the cylinder 11, and the temperature and length of the heating zone 161 and the cooling zone 171. Back pressure may not be applied sufficiently. In such a case, in order to solidify the porous body more firmly or to keep the density of the porous body constant, a porous body is placed between the end portion 11d of the cylinder 11 and the cutting device 18. A brake device may be provided to hold the brake. As the brake device, a method of pressing a plate-shaped brake plate against the porous body with a constant force or a method of sandwiching the porous body with a roller or a caterpillar can be adopted. Needless to say, if sufficient back pressure can be obtained, it is not necessary to provide a brake device.

また、上記実施形態では、成形されるフィルター成形体1の軸方向に直交する方向の断面形状は、シリンダー11の軸方向に直交する方向の断面形状とほぼ同一となる。そのため、シリンダー11の断面形状を変化させることにより、フィルター成形体1の断面形状は、本実施形態における円形状だけでなく、楕円、三角や四角などの多角形など所望の形状に成形可能である。また、フィルター成形体1は、筒形状に限らず、中央に孔のない形状でもよい。 Further, in the above embodiment, the cross-sectional shape of the filter molded body 1 to be molded in the direction orthogonal to the axial direction is substantially the same as the cross-sectional shape in the direction orthogonal to the axial direction of the cylinder 11. Therefore, by changing the cross-sectional shape of the cylinder 11, the cross-sectional shape of the filter molded body 1 can be formed into a desired shape such as an ellipse, a polygon such as a triangle or a square, as well as a circular shape in the present embodiment. .. Further, the filter molded body 1 is not limited to the tubular shape, and may have a shape without a hole in the center.

また、本発明の製造装置・製造方法で製造されるフィルター成形体1は、蛇口直結型の水処理器の他、種々の形態の水処理器に使用できる。例えば、フィルター成形体1は、シンク内に配置されて蛇口とホースを介して接続される浄水器に使用してもよく、また、シャワーのハンドルを兼ねて構成された浄水器に使用してもよい。さらには、ポットピッチャー型浄水器に使用してもよい。 Further, the filter molded body 1 manufactured by the manufacturing apparatus / manufacturing method of the present invention can be used for various types of water treatment devices in addition to the water treatment device directly connected to the faucet. For example, the filter molded body 1 may be used for a water purifier arranged in a sink and connected to a faucet via a hose, or may be used for a water purifier that also serves as a shower handle. good. Further, it may be used for a pot pitcher type water purifier.

また、本発明の製造装置・製造方法で製造されるフィルター成形体1は、空気から有害物質を除去する空気清浄機に使用してもよい。 Further, the filter molded body 1 manufactured by the manufacturing apparatus / manufacturing method of the present invention may be used for an air purifier that removes harmful substances from air.

以下の実施例1~5及び比較例1~3に係る「フィルター成形体の製造装置」を使用してフィルター成形体を作製し、作製したフィルター成形体の品質、生産性(押出速度)への影響を比較した。 A filter molded product was produced using the "equipment for producing a filter molded product" according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 below, and the quality and productivity (extrusion speed) of the produced filter molded product were improved. The effects were compared.

(実施例1)
実施例1に係るフィルター成形体の製造装置10としては、横型ラム押出機(田端機械工業株式会社製)に断面円形状のシリンダー11及びラム棒14を取り付け、パイプ状のフィルター成形体1を作製した。
(Example 1)
As the manufacturing apparatus 10 for the filter molded body according to the first embodiment, a cylinder 11 and a ram rod 14 having a circular cross section are attached to a horizontal ram extruder (manufactured by Tabata Machinery Co., Ltd.) to manufacture a pipe-shaped filter molded body 1. did.

具体的な寸法・条件を以下に記載する。
シリンダー11の内径:φ48.5mm
シリンダー11の加熱ゾーン161:軸方向の長さ400mm(フィルター成形体1の外径の約8倍)の範囲にバンドヒーターを巻きつけ、温調した。
シリンダー11の冷却ゾーン171:軸方向長さ100mm(フィルター成形体1の外径の約2倍)の範囲に水冷ジャケットを取り付け、水冷した。
ラム棒14の先端に、外径φ48.1mmの布入りフェノール樹脂製のラムチップ141を取り付けた。
ラムチップ141の先端に、外径φ27mmのマンドレル142を取り付けた。マンドレル142はラムチップ141と同心となるように取り付け、長さは、ラム棒14が前進したとき、マンドレル142の先端がシリンダー11の先端(端部11d)と同位置となるようにした。具体的には、マンドレル142の長さは500mmとした。
混合原料2として、下記粉末の混合物を使用した。
浄化材:平均粒子径約170μmの粉末状ヤシ殻活性炭、88質量部
重合体結合材:平均粒子径約30μmの粉末状超高分子量ポリエチレン(三井化学(株)製 ミペロンXM-220、融点約136℃)、12質量部
押出条件は下記の通りとした。
加熱ゾーン161の温度:210℃
冷却ゾーン171の温度:20℃(20℃の冷却水を水冷ジャケットに通水し続けた)
混合原料投入量:6g/サイクル(1サイクルはラム棒14が前進、後退をして次に前進し始めるまで)
サイクルタイム:10秒
Specific dimensions and conditions are described below.
Inner diameter of cylinder 11: φ48.5 mm
A band heater was wound around a heating zone 161 of the cylinder 11 in a range of an axial length of 400 mm (about 8 times the outer diameter of the filter molded body 1) to control the temperature.
A water-cooled jacket was attached to the cooling zone 171 of the cylinder 11 within a range of an axial length of 100 mm (about twice the outer diameter of the filter molded body 1), and water-cooled.
A ram tip 141 made of a cloth-containing phenol resin having an outer diameter of φ48.1 mm was attached to the tip of the ram rod 14.
A mandrel 142 having an outer diameter of φ27 mm was attached to the tip of the ram tip 141. The mandrel 142 was attached so as to be concentric with the ram tip 141, and the length was such that the tip of the mandrel 142 was in the same position as the tip (end 11d) of the cylinder 11 when the ram rod 14 was advanced. Specifically, the length of the mandrel 142 was set to 500 mm.
As the mixed raw material 2, a mixture of the following powders was used.
Purifying material: Powdered coconut shell activated carbon with an average particle diameter of about 170 μm, 88 parts by mass Polymer binder: Powdered ultra-high molecular weight polyethylene with an average particle diameter of about 30 μm (Miperon XM-220 manufactured by Mitsui Kagaku Co., Ltd., melting point about 136) ℃), 12 parts by mass The extrusion conditions were as follows.
Temperature of heating zone 161: 210 ° C
Cooling zone 171 temperature: 20 ° C (20 ° C cooling water continued to flow through the water cooling jacket)
Mixed raw material input amount: 6 g / cycle (1 cycle is until the ram rod 14 moves forward and backward and then starts moving forward)
Cycle time: 10 seconds

実施例1では、外径がシリンダー11の内径とほぼ同じ、内径がマンドレル142の外径とほぼ同じで、表面が平滑なフィルター成形体1の良品が得られた。また、押し出される多孔質体の押出速度は、50mm/分であった。 In Example 1, a good product of the filter molded body 1 having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the cylinder 11, an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the mandrel 142, and a smooth surface was obtained. The extrusion speed of the extruded porous body was 50 mm / min.

(実施例2)
実施例2に係るフィルター成形体の製造装置では、加熱ゾーン161の温度を170℃に低下させた以外は実施例1と同じ設備構成、条件でフィルター成形体1の製造を試みた。
(Example 2)
In the apparatus for manufacturing the filter molded body according to Example 2, an attempt was made to manufacture the filter molded body 1 under the same equipment configuration and conditions as in Example 1 except that the temperature of the heating zone 161 was lowered to 170 ° C.

実施例2でも、表面が平滑なフィルター成形体1の良品が得られた。また、加熱ゾーン161での温度を実施例1に比べて低くしていることから、混合原料中の重合体結合材を充分に溶解するためには、混合原料の投入量を少なくする必要があり、混合原料投入量は、3g/サイクルとなり、押し出される多孔質体の押出速度は、25mm/分であった。 Also in Example 2, a good product of the filter molded product 1 having a smooth surface was obtained. Further, since the temperature in the heating zone 161 is lower than that in Example 1, it is necessary to reduce the input amount of the mixed raw material in order to sufficiently dissolve the polymer binder in the mixed raw material. The input amount of the mixed raw material was 3 g / cycle, and the extrusion speed of the extruded porous body was 25 mm / min.

(実施例3)
実施例3に係るフィルター成形体の製造装置では、加熱ゾーン161の長さを200mm(フィルター成形体1の外径の約4倍)とした以外は実施例1と同じ設備構成、条件でフィルター成形体1の製造を試みた。
(Example 3)
In the apparatus for manufacturing the filter molded body according to the third embodiment, the filter molding is performed under the same equipment configuration and conditions as in the first embodiment except that the length of the heating zone 161 is 200 mm (about 4 times the outer diameter of the filter molded body 1). Attempt to manufacture body 1.

実施例3でも、表面が平滑なフィルター成形体1の良品が得られた。また、加熱ゾーン161の長さを実施例1に比べて短くしていることから、混合原料中の重合体結合材を充分に溶解するためには、混合原料の投入量を少なくする必要があり、混合原料投入量は、3g/サイクルとなり、押し出される多孔質体の押出速度は、25mm/分であった。 Also in Example 3, a good product of the filter molded product 1 having a smooth surface was obtained. Further, since the length of the heating zone 161 is shorter than that of the first embodiment, it is necessary to reduce the input amount of the mixed raw material in order to sufficiently dissolve the polymer binder in the mixed raw material. The input amount of the mixed raw material was 3 g / cycle, and the extrusion speed of the extruded porous body was 25 mm / min.

(実施例4)
実施例4に係るフィルター成形体の製造装置では、加熱ゾーン161の長さを800mm(フィルター成形体1の外径の約16倍)とした以外は実施例1と同じ設備構成、条件でフィルター成形体1の製造を試みた。
(Example 4)
In the apparatus for manufacturing the filter molded body according to the fourth embodiment, the filter molding is performed under the same equipment configuration and conditions as in the first embodiment except that the length of the heating zone 161 is 800 mm (about 16 times the outer diameter of the filter molded body 1). Attempt to manufacture body 1.

実施例4でも、表面が平滑なフィルター成形体1の良品が得られた。また、加熱ゾーン161の長さを実施例1に比べて長くしていることから、混合原料中の重合体結合材を充分に溶解することができるため、混合原料の投入量を多くすることができ、混合原料投入量は、9g/サイクルとなり、押し出される多孔質体の押出速度は、75mm/分であった。 Also in Example 4, a good product of the filter molded product 1 having a smooth surface was obtained. Further, since the length of the heating zone 161 is longer than that of the first embodiment, the polymer binder in the mixed raw material can be sufficiently dissolved, so that the input amount of the mixed raw material can be increased. The mixed raw material input amount was 9 g / cycle, and the extrusion speed of the extruded porous material was 75 mm / min.

(実施例5)
実施例5に係るフィルター成形体の製造装置では、原料投入ホッパー13に温度調節機20を取り付け、原料投入ホッパー13を100℃に加熱して、混合原料を原料投入ホッパー13内で予熱した以外は実施例4と同じ設備構成、条件でフィルター成形体1の製造を試みた。
(Example 5)
In the apparatus for manufacturing the filter molded product according to the fifth embodiment, the temperature controller 20 is attached to the raw material input hopper 13, the raw material input hopper 13 is heated to 100 ° C., and the mixed raw material is preheated in the raw material input hopper 13. An attempt was made to manufacture the filter molded body 1 under the same equipment configuration and conditions as in Example 4.

実施例5でも、表面が平滑なフィルター成形体1の良品が得られた。また、混合原料を原料投入ホッパー13内で予熱していることから、加熱ゾーン161において、混合原料2を短時間で溶融させ、多孔質体にすることができる。これにより、混合原料の投入量を、混合原料を予熱しない場合に比べて増やすことができ、混合原料投入量は、12g/サイクルとなり、押し出される多孔質体の押出速度は、100mm/分であった。 Also in Example 5, a good product of the filter molded product 1 having a smooth surface was obtained. Further, since the mixed raw material is preheated in the raw material input hopper 13, the mixed raw material 2 can be melted in a short time in the heating zone 161 to form a porous body. As a result, the input amount of the mixed raw material can be increased as compared with the case where the mixed raw material is not preheated, the input amount of the mixed raw material is 12 g / cycle, and the extrusion speed of the extruded porous body is 100 mm / min. rice field.

(比較例1)
比較例1に係るフィルター成形体の製造装置では、冷却ゾーンを設けなかった(水冷ジャケットを取り付けなかった)以外は実施例1と同じ設備構成、押出条件でフィルター成形体1の製造を試みた。
(Comparative Example 1)
In the apparatus for manufacturing the filter molded product according to Comparative Example 1, an attempt was made to manufacture the filter molded product 1 under the same equipment configuration and extrusion conditions as in Example 1 except that the cooling zone was not provided (the water cooling jacket was not attached).

比較例1では、多孔質体を連続して押出すことはできたが、シリンダー先端から押出された多孔質体は軟らかく、一定のパイプ形状を維持できなかった(フィルター成形体の品質は不良であった)。従って、水冷ジャケット等により冷却ゾーンを設けない場合には、加熱ゾーンの終端からシリンダーの先端までの距離を長くしたシリンダーを使用することによって、自然冷却により、重合体結合材が溶融した混合原料を冷却する必要がある。 In Comparative Example 1, the porous body could be continuously extruded, but the porous body extruded from the tip of the cylinder was soft and could not maintain a constant pipe shape (the quality of the filter molded body was poor). there were). Therefore, when a cooling zone is not provided by a water-cooled jacket or the like, a mixed raw material in which the polymer binder is melted by natural cooling can be obtained by using a cylinder in which the distance from the end of the heating zone to the tip of the cylinder is long. Needs to be cooled.

(比較例2)
比較例2に係るフィルター成形体の製造装置では、加熱ゾーンの長さを1200mm(成形されるフィルター成形体の外径の約25倍)とした以外は実施例1と同じ設備構成、押出条件でフィルター成形体の製造を試みた。なお、マンドレルの長さは実施例1と同じく500mmとした。
(Comparative Example 2)
In the apparatus for manufacturing the filter molded product according to Comparative Example 2, the same equipment configuration and extrusion conditions as in Example 1 were used except that the length of the heating zone was 1200 mm (about 25 times the outer diameter of the molded filter molded product). An attempt was made to manufacture a filter molded product. The length of the mandrel was set to 500 mm as in Example 1.

比較例2では、混合原料とシリンダーの内周面との摩擦による押出抵抗が大きく、押出に必要なラム棒の押出し力が70kNを超えたため、押出を中止した(製造不可)。従って、加熱ゾーンの長さを、成形されるフィルター成形体の外径の20倍より大きくする場合には、ラム棒の押出し力を高めるために、より押出し力の大きい大型の油圧シリンダー等が必要になる。 In Comparative Example 2, the extrusion resistance due to the friction between the mixed raw material and the inner peripheral surface of the cylinder was large, and the extrusion force of the ram rod required for extrusion exceeded 70 kN, so the extrusion was stopped (manufacturing not possible). Therefore, when the length of the heating zone is made larger than 20 times the outer diameter of the filter molded body to be molded, a large hydraulic cylinder or the like having a larger pushing force is required in order to increase the pushing force of the ram rod. become.

(比較例3)
比較例3に係るフィルター成形体の製造装置では、混合原料投入量を12g/サイクルに増やした以外は実施例4と同じ設備構成、条件でフィルター成形体の製造を試みた。
(Comparative Example 3)
In the apparatus for manufacturing the filter molded product according to Comparative Example 3, an attempt was made to manufacture the filter molded product under the same equipment configuration and conditions as in Example 4 except that the mixed raw material input amount was increased to 12 g / cycle.

比較例3では、混合原料の投入量を増やしていることから、加熱ゾーンにおいて混合原料中の重合体結合材が充分に溶融されないため、多孔質体を形成できなかった(製造不可)。 In Comparative Example 3, since the input amount of the mixed raw material was increased, the polymer binder in the mixed raw material was not sufficiently melted in the heating zone, so that the porous body could not be formed (cannot be produced).

下記表1に、実施例1~5及び比較例1~3に係る「フィルター成形体の製造装置」を使用して作製したフィルター成形体の品質(フィルター形状)、押出速度をまとめた。

Figure 0006993944000001
Table 1 below summarizes the quality (filter shape) and extrusion speed of the filter molded product produced by using the "filter molded product manufacturing apparatus" according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3.
Figure 0006993944000001

フィルター成形体1の製造工程において、シリンダー11内での多孔質体の押出速度は、混合原料2の投入量と、ラム棒14が1往復するのに要するサイクルタイムにより決められることから、サイクルタイムが一定として考えると、混合原料2の投入量を増やすほど、多孔質体の押出速度は速くなって、生産性を向上することができる。ただし、混合原料2の投入量をあまり多くし過ぎると、重合体結合材が加熱ゾーン161において充分に溶融されないために、多孔質体を成形することができない場合がある(比較例3参照)。これを解消するために、加熱ゾーン161の温度を高くする対策も考えられるが、前述したように、溶融した重合体結合材の流動性が高くなりすぎて、溶融した重合体結合材が浄化材の表面を覆ってしまうことから、浄化するフィルターとしての充分な性能を得られなくなってしまう。また、加熱ゾーン161を長くする対策も考えられるが、その場合には、前述したように、混合原料2とシリンダー11の内周面11bとの摩擦による押出抵抗が大きくなりすぎ、混合原料2を安定して押出すことができなくなる(比較例2参照)。 In the manufacturing process of the filter molded body 1, the extrusion speed of the porous body in the cylinder 11 is determined by the input amount of the mixed raw material 2 and the cycle time required for the ram rod 14 to make one reciprocation. However, as the input amount of the mixed raw material 2 is increased, the extrusion speed of the porous body becomes faster, and the productivity can be improved. However, if the input amount of the mixed raw material 2 is too large, the polymer binder may not be sufficiently melted in the heating zone 161 and the porous body may not be formed (see Comparative Example 3). In order to solve this problem, it is possible to take measures to raise the temperature of the heating zone 161. However, as described above, the fluidity of the molten polymer binder becomes too high, and the molten polymer binder becomes a purifying material. Since it covers the surface of the polymer, it is not possible to obtain sufficient performance as a purifying filter. Further, a measure to lengthen the heating zone 161 can be considered, but in that case, as described above, the extrusion resistance due to the friction between the mixed raw material 2 and the inner peripheral surface 11b of the cylinder 11 becomes too large, and the mixed raw material 2 is used. It becomes impossible to extrude stably (see Comparative Example 2).

そこで、実施例5のように、原料投入ホッパー13に温度調節機20を取り付けて、混合原料2を予熱すると、加熱ゾーン161での加熱温度を過度に上昇させる必要はなく、また、加熱ゾーン161の長さについても過度に長くせずとも、混合原料2を短時間で溶融させ、多孔質体にすることができる。このため、混合原料2のシリンダー11への投入量を、混合原料2を予熱しない場合に比べて増やすことができ、その結果、多孔質体の押出速度が向上し、生産性がより向上することがわかった。 Therefore, when the temperature controller 20 is attached to the raw material input hopper 13 and the mixed raw material 2 is preheated as in the fifth embodiment, it is not necessary to excessively raise the heating temperature in the heating zone 161 and the heating zone 161 The mixed raw material 2 can be melted in a short time to form a porous body without making the length of the mixed raw material 2 excessively long. Therefore, the amount of the mixed raw material 2 charged into the cylinder 11 can be increased as compared with the case where the mixed raw material 2 is not preheated, and as a result, the extrusion speed of the porous body is improved and the productivity is further improved. I understood.

1 フィルター成形体
2 混合原料
10 製造装置
11 シリンダー
11a 外周面
11b 内周面
11c 端部
11d 端部
12 投入口
13 原料投入ホッパー
14 ラム棒
141 ラムチップ
142 マンドレル
143 支持棒
15 油圧シリンダー
16 ヒーター
161 加熱ゾーン
17 水冷ジャケット
171 冷却ゾーン
18 カット装置
19 コンピュータ
20 温度調節機
1 Filter molded body 2 Mixed raw material 10 Manufacturing equipment 11 Cylinder 11a Outer peripheral surface 11b Inner peripheral surface 11c End 11d End 12 Input port 13 Raw material input hopper 14 Lamb rod 141 Lamb chip 142 Mandrel 143 Support rod 15 Hydraulic cylinder 16 Heater 161 Heating zone 17 Water cooling jacket 171 Cooling zone 18 Cutting device 19 Computer 20 Temperature controller

Claims (9)

浄化材が重合体結合材によって固着された多孔質体からなるフィルター成形体を成形する、製造装置であって、
筒状のシリンダーと、
前記シリンダーの一端側の外周面に設けられ、前記浄化材と前記重合体結合材との混合原料が前記シリンダーの内部に投入される投入口と、
前記シリンダーの内周面に摺接し、前記シリンダーの軸方向に摺動可能なラム棒と、
前記シリンダーの、前記投入口よりも他端側の外周面の少なくとも一部からなる加熱ゾーンを覆う、加熱機と、を備え、
前記ラム棒において、前記混合原料と接触する部位に、樹脂製ラムチップを取り付けたことを特徴とする、フィルター成形体の製造装置。
A manufacturing device for molding a filter molded product made of a porous body to which a purifying material is fixed by a polymer binder.
Cylindrical cylinder and
An input port provided on the outer peripheral surface of the one end side of the cylinder and into which a mixed raw material of the purifying material and the polymer binder is charged into the inside of the cylinder.
With a ram rod that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder and is slidable in the axial direction of the cylinder,
A heater is provided, which covers a heating zone formed of at least a part of the outer peripheral surface of the cylinder on the other end side of the charging port.
An apparatus for manufacturing a filter molded product, characterized in that a resin ram chip is attached to a portion of the ram rod that comes into contact with the mixed raw material .
前記シリンダーの前記加熱ゾーンの温度は、前記重合体結合材の融点よりも10℃~150℃高く設定されていることを特徴とする、請求項1に記載のフィルター成形体の製造装置。 The apparatus for manufacturing a filter molded product according to claim 1, wherein the temperature of the heating zone of the cylinder is set to be 10 ° C. to 150 ° C. higher than the melting point of the polymer binder. 前記シリンダーにおける前記加熱ゾーンの前記軸方向の長さは、当該フィルター成形体の径長の3倍から20倍の範囲であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のフィルター成形体の製造装置。 The filter molded product according to claim 1 or 2, wherein the axial length of the heating zone in the cylinder is in the range of 3 to 20 times the diameter length of the filter molded product. Manufacturing equipment. 前記シリンダーの、前記加熱ゾーンよりも他端側の外周面の少なくとも一部からなる冷却ゾーンを覆う、冷却機を備えたことを特徴とする、請求項1~3の何れかに記載のフィルター成形体の製造装置。 The filter molding according to any one of claims 1 to 3, wherein the cylinder is provided with a cooler that covers a cooling zone formed of at least a part of an outer peripheral surface on the other end side of the heating zone. Body manufacturing equipment. 前記シリンダーにおける前記冷却ゾーンの前記軸方向の長さは、当該フィルター成形体の径長の0.5倍から10倍の範囲であることを特徴とする、請求項4に記載のフィルター成形体の製造装置。 The filter molded product according to claim 4, wherein the axial length of the cooling zone in the cylinder is in the range of 0.5 to 10 times the diameter length of the filter molded product. Manufacturing equipment. 収納された前記混合原料を、前記投入口に投入可能なホッパーと、
前記ラム棒の前進と後退との往復動を可能にする往復駆動機と、
(1)前記ホッパーから前記投入口を介して、前記シリンダーの内部に所定量の前記混合原料を投入する原料投入動作、
(2)前記往復駆動機が前記ラム棒を前進させて前記シリンダーの内周面を摺動させることにより、投入された前記混合原料を押圧する押圧動作、
(3)前記往復駆動機が前記ラム棒を後退させる後退動作、
上記(1)~(3)の動作を繰り返し実行するように制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする、請求項1~5の何れかに記載のフィルター成形体の製造装置。
With a hopper that can put the stored mixed raw material into the inlet,
A reciprocating drive that enables reciprocating movement of the ram rod forward and backward,
(1) Raw material charging operation in which a predetermined amount of the mixed raw material is charged into the inside of the cylinder from the hopper via the charging port.
(2) A pressing operation in which the reciprocating drive advances the ram rod and slides the inner peripheral surface of the cylinder to press the charged raw material.
(3) A retreat operation in which the reciprocating drive retracts the ram rod.
The apparatus for manufacturing a filter molded product according to any one of claims 1 to 5, further comprising a control device for controlling the operation of the above (1) to (3) to be repeatedly executed.
前記シリンダーの他端付近に設けられた、カット装置を更に備え、
前記制御装置は、前記カット装置が、前記(2)の押圧動作によって、前記シリンダーの他端から押し出された当該多孔質体を、前記(3)の後退動作が行われている間にカットし、当該フィルター成形体に加工するように制御することを特徴とする、請求項6に記載のフィルター成形体の製造装置。
Further equipped with a cutting device provided near the other end of the cylinder,
The control device cuts the porous body extruded from the other end of the cylinder by the pressing operation of the cutting device (2) while the retracting operation of the (3) is being performed. The apparatus for manufacturing a filter-molded body according to claim 6, wherein the filter-molded body is controlled to be processed.
前記ホッパーには、収納された前記混合原料を予熱する温度調節機が設けられていることを特徴とする、請求項6又は7に記載のフィルター成形体の製造装置。 The apparatus for manufacturing a filter molded product according to claim 6 or 7, wherein the hopper is provided with a temperature controller for preheating the stored mixed raw materials. 前記温度調節機による前記混合原料への予熱温度は、前記混合原料中の前記重合体結合材の融点よりも50℃~20℃低く設定されていることを特徴とする、請求項8に記載のフィルター成形体の製造装置。 The eighth aspect of the present invention, wherein the preheating temperature of the mixed raw material by the temperature controller is set to be 50 ° C. to 20 ° C. lower than the melting point of the polymer binder in the mixed raw material. Equipment for manufacturing filter molded products.
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