JP7590916B2 - 押出装置、脱水用シリンダ、脱水方法および樹脂ペレットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、押出装置、脱水用シリンダ、脱水方法および樹脂ペレットの製造方法に関する。

例えば特開２００１－１２９８７０号公報（特許文献１）には、押出装置に関する技術が記載されている。

特開２００１－１２９８７０号公報

押出装置から押し出される樹脂材料を用いて樹脂製品、例えば樹脂ペレットを製造することができる。押出装置を用いて樹脂製品を製造する場合には、樹脂材料を押出装置のシリンダ内に供給し、シリンダに内蔵されたスクリュによりその樹脂材料を混練、搬送して、シリンダの先端部に取り付けられたダイから押し出す。

シリンダに供給される樹脂材料が、水分を高い割合で含む場合があるが、押出装置から押し出される樹脂材料の含水率が高いと、押出装置から押し出された樹脂材料を用いて樹脂ペレットなどの樹脂製品を製造することが難しくなる。その場合、押出装置のシリンダの途中に脱水用シリンダを設けて、シリンダ内を搬送される樹脂材料から分離された水分を、その脱水用シリンダから排出することが望ましい。

しかしながら、脱水用シリンダから水分を排出する際に、脱水用シリンダから水分だけでなく樹脂成分も一緒に排出されてしまう虞があるが、これは不具合が生じる原因となり得る。このため、脱水用シリンダから樹脂材料に含まれる水分を選択的に排出するとともに、樹脂成分が排出されるのを防ぐことが望まれる。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態によれば、押出装置は、シリンダと、前記シリンダに内蔵されたスクリュと、前記シリンダ内に供給された樹脂材料から分離された水分を排出するための脱水用シリンダ部と、を含む。前記脱水用シリンダ部は、前記スクリュが貫通する開口部を有する複数の板状部材が、前記シリンダの長軸方向に配列された構造を有する。前記複数の板状部材の互いに対向する面の表面粗さは、前記シリンダの内壁の表面粗さよりも粗い。

一実施の形態によれば、脱水方法は、（ａ）水分を含む樹脂材料をシリンダ内に供給する工程、（ｂ）前記シリンダ内のスクリュによって前記樹脂材料を搬送する工程、（ｃ）前記樹脂材料から分離された水分を、前記シリンダの途中に設けられた脱水用シリンダ部から排出する工程、（ｄ）前記シリンダの先端部に接続されたダイから前記樹脂材料を押し出す工程、を含む。前記脱水用シリンダ部は、前記スクリュが貫通する開口部を有する複数の板状部材が、前記シリンダの長軸方向に配列された構造を有する。前記複数の板状部材の互いに対向する面の表面粗さは、前記シリンダの内壁の表面粗さよりも粗い。

一実施の形態によれば、脱水用シリンダから樹脂材料に含まれる水分を排出することができるとともに、脱水用シリンダから樹脂成分が排出されるのを抑制または防止することができる。

一実施の形態の押出装置の構成例を示す説明図である。 図１の押出装置のシリンダ内の構造を模式的に示す説明図である。 一実施の形態の押出装置の脱水用のシリンダブロックを示す側面図である。 一実施の形態の押出装置の脱水用のシリンダブロックを示す平面図である。 一実施の形態の押出装置の脱水用のシリンダブロックを示す断面図である。 図３～図５に示される脱水用のシリンダブロックに用いられている板状部材を示す平面図である。 図６に示される板状部材の断面図である。 図６に示される板状部材の断面図である。 図６に示される板状部材の断面図である。 シリンダの長軸方向に配列された複数の板状部材を示す断面図である。 図１０の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。 脱水用のシリンダブロックの変形例を示す平面図である。 脱水用のシリンダブロックの変形例を示す断面図である。

以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

（実施の形態）
＜押出装置＞
図１は、本実施の形態の押出装置（押出機）１の構成例を示す説明図（側面図）である。図２は、押出装置１のシリンダ２内の構造を模式的に示す説明図（平面透視図）である。図２には、図１に示す押出装置１を上方から見たときに、シリンダ２内に配置されるスクリュ３を透視して示してある。

まず、図１を参照して、押出装置１の概略構成について説明する。図１に示される押出装置１は、シリンダ（バレル）２と、シリンダ２内に回転可能に配置された２本のスクリュ３と、シリンダ２内のスクリュ３を回転させるための回転駆動機構４と、シリンダ２の上流側に配置されたホッパ（材料投入部、材料供給部）５と、シリンダ２の下流側先端に取り付けられたダイ（ダイス、金型）６と、を有している。ホッパ５は、シリンダ２の上面に接続されており、ホッパ５を介してシリンダ２内に樹脂材料（原料、含水ポリマ）７を供給できるようになっている。

なお、シリンダ２およびスクリュ３に関して「下流側」および「上流側」と称する場合、「下流側」とは、シリンダ２内の樹脂材料の流れの下流側を意味し、「上流側」とは、シリンダ２内の樹脂材料の流れの上流側を意味する。このため、シリンダ２およびスクリュ３において、シリンダ２の先端に近い側が下流側であり、シリンダ２の先端から遠い側が上流側である。なお、シリンダ２の先端は、シリンダ２において、樹脂材料が押し出される側の端部、すなわちダイ６が接続された側の端部に対応している。

シリンダ２の内部には、２本のスクリュ３が回転可能に挿入されて内蔵されている。このため、押出装置１は、二軸押出装置とみなすこともできる。シリンダ２内において、２本のスクリュ３は、互いに噛み合うように配置されて回転する。シリンダ２の長軸方向と、シリンダ２内のスクリュ３の長軸方向とは、同じであり、ここではＸ方向である。なお、シリンダ２の長軸方向とは、シリンダ２の長辺方向または長手方向のことであり、筒状のシリンダ２は、シリンダ２の長軸方向であるＸ方向に延びている。また、スクリュ３の長軸方向は、スクリュ３の回転軸の軸方向に対応している。シリンダ２内において、樹脂材料は、回転するスクリュ３により、長軸方向であるＸ方向に上流側から下流側に向かって搬送される。

また、各図面には、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向が必要に応じて示されている。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、互いに交差する方向であり、より特定的には互いに直交する方向である。このため、Ｘ方向とＹ方向とは互いに直交し、また、Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向に直交している。Ｘ方向およびＹ方向は、水平方向に対応し、Ｚ方向は上下方向（高さ方向）に対応している。Ｘ方向は、シリンダ２の長軸方向であり、従って、シリンダ２内のスクリュ３の長軸方向でもある。

また、本実施の形態では、シリンダ２内のスクリュ３の数が２本の場合について説明しているが、他の形態として、シリンダ２内のスクリュ３の数を１本とすることもできる。しかしながら、シリンダ２内のスクリュ３の数を２本とした場合には、空間容積を大きくとれるため、同一スクリュ口径の場合、スクリュ３が１本の場合よりもスクリュ３が２本の場合の方が樹脂材料の供給能力を高くすることができる。

シリンダ２は、複数のシリンダブロック（シリンダ部）１１からなり、それら複数のシリンダブロック１１は、上流側から下流側に向かう方向（ここではＸ方向）に配列して連結されている。シリンダ２を構成する複数のシリンダブロック１１のうち、ホッパ５が接続されるシリンダブロック１１ａは、その上面に開口部を有し、その開口部に連通するようにホッパ５が接続されている。これにより、ホッパ５に投入した樹脂材料７は、ホッパ５が接続されたシリンダブロック１１ａの上面の開口部からシリンダブロック１１ａ内に供給されるようになっている。

また、シリンダ２を構成する複数のシリンダブロック１１は、脱水用のシリンダブロック（脱水用シリンダ）１１ｂを含んでいる。脱水用のシリンダブロック１１ｂは、シリンダ２の途中に設けられている。すなわち、脱水用のシリンダブロック１１ｂは、上流側から下流側に向かう方向に配列する複数のシリンダブロック１１の途中に配置されている。シリンダ２において、脱水用のシリンダブロック１１ｂは、ホッパ５が接続されるシリンダブロック１１ａよりも下流側に、配置されている。脱水用のシリンダブロック１１ｂは、シリンダ２内に供給された樹脂材料７から分離された水分をシリンダ２の外部に排出する排出部として機能することができる。

図１には、押出装置１が有する脱水用のシリンダブロック１１ｂの数が２つの場合が示されており、シリンダ２の途中の２か所にシリンダブロック１１ｂが配置されているが、押出装置１が有する脱水用のシリンダブロック１１ｂの数は、必要に応じて変更可能であり、１つ以上の任意の数とすることができる。

次に、図１に示される押出装置１の動作の概略について説明する。

ホッパ５からシリンダ２内に、水分を含む樹脂材料７が供給される。シリンダ２に供給される樹脂材料７は、水分と樹脂成分（固形分）とを含んでいる。ホッパ５からシリンダ２内に供給された樹脂材料は、回転するスクリュ３により、シリンダ２内を前方（下流側）に搬送される。この際、回転するスクリュ３により、樹脂材料は混練され得る。シリンダ２内を樹脂材料が搬送されている途中で、樹脂材料から水分が分離され、分離された水分は、脱水用のシリンダブロック１１ｂから外部に排出される。シリンダ２内を搬送されてシリンダ２の先端に到達した樹脂材料（含水率が低下した樹脂材料）は、ダイ６の吐出口から吐出される。樹脂材料に含まれていた水分は脱水用のシリンダブロック１１ｂから外部に排出されているため、ダイ６の吐出口から吐出される樹脂材料の含水率は、ホッパ５からシリンダ２内に供給された段階での樹脂材料７の含水率よりも低い。ダイ６の前方面、すなわちシリンダ２に接続された側とは反対面は、ペレタイザー８に接続されている。ダイ６の吐出口から吐出された樹脂材料は、ペレタイザー８が有するカッタ（切断刃）８ａによって次々に切断されるとともに、冷却されて凝固する。これにより、樹脂ペレットとしてペレット９が形成される。その後、ペレット９は、ペレタイザー８の外部、例えば乾燥機、に搬送される。このようにして、本実施の形態の押出装置１を用いて、ペレット９を取得することができる。このペレット９を、例えば、２次原料として機能性フィラーなどと混錬することにより、付加価値が付与された機能性ペレットを得ることができる。この機能性ペレットを用いて、様々な樹脂製品が製造される。

図２に示されるように、押出装置１のシリンダ２とシリンダ２内のスクリュ３は、Ｘ方向を長軸方向としている。スクリュ３は、被搬送物を第１の速度で前方に送り出すように回転するスクリュ部と、被搬送物を第１の速度よりも遅い速度で前方に送り出すように回転するスクリュ部と、被搬送物を後方に押し返すように回転するスクリュ部と、被搬送物が前方に搬送されることを阻害するように配置されるスクリュ部とを、必要に応じて組み合わせることにより、構成することができる。スクリュ３を、上記した様々な種類のスクリュ部を組み合わせることにより構成することで、シリンダ２内の一部分（加圧部１０）で被搬送物を加圧する構造になっている。

脱水用のシリンダブロック１１ｂは、加圧部１０よりも上流側に配置される。シリンダ２内を搬送される樹脂材料は、加圧部１０により樹脂材料中の水分と樹脂成分とが分離され、樹脂成分は、加圧部１０の下流側に押し出され、水分は脱水用のシリンダブロック１１ｂからシリンダ２の外部に排出される。

図２に示される例では、加圧部１０および脱水用のシリンダブロック１１ｂは、Ｘ方向において、それぞれ２か所に設けられている。但し、図１に示されるホッパ５からシリンダ２内へ供給される樹脂材料７に含まれる水分の大部分は、最初の脱水用のシリンダブロック１１ｂからシリンダ２の外部に排出される。

このため、押出装置１を用いてペレット９を製造する工程は、水分を含む樹脂材料（７）をシリンダ２内に供給する工程と、シリンダ２内のスクリュ４によって樹脂材料を搬送する工程と、樹脂材料から分離された水分を、シリンダ２の途中に設けられた脱水用シリンダ部１１ｂから排出する工程と、シリンダ２の先端部に接続されたダイ６から樹脂材料を押し出す工程と、を有する。押出装置１を用いてペレット９を製造する工程は、ダイ６から押し出された樹脂材料を切断して、ペレット９を形成する工程を、更に有する。

＜検討の経緯＞
押出装置のシリンダに供給される樹脂材料が、水分を高い割合で含む場合があるが、押出装置から押し出される樹脂材料の含水率が高いと、押出装置から押し出された材料を用いて樹脂ペレットなどの樹脂製品を製造することが困難となる。このため、押出装置のシリンダに供給する樹脂材料の含水率が高い場合には、押出装置のシリンダの途中に脱水用シリンダ（脱水用のシリンダブロック１１ｂに対応）を設け、シリンダ内を搬送される樹脂材料から水分を分離し、分離された水分をその脱水用シリンダから排出することが望ましい。

例えば、ゴム重合体などのポリマの製造は、一般的に乳化重合や溶液重合などによって行われているが、これらの最終段階において、ポリマは水分を含んだスラリーとなる。このスラリー中に凝集剤を投入して、スラリー中に分散された微粒子をある程度の塊として粒子化してから、凝集した粒子と液体とを分離する。この凝集した粒子（重合体凝集物、含水クラム）を、押出装置のホッパに投入する樹脂材料（樹脂材料７に対応）として用いることができる。この場合、ホッパに投入する樹脂材料として用いられる粒子は、水分と樹脂成分とを含んでおり、含水率がある程度高い状態となっている。一例を挙げれば、ホッパに投入される段階での樹脂材料は、例えば３０～５０％程度の水分を含んでいる。一方、押出装置から押し出される樹脂材料の含水率は、例えば１％未満であることが望ましい。なお、含水率は、重量％で表記される。

このため、押出装置のシリンダに脱水用のシリンダブロックを設ける場合には、その脱水用のシリンダブロックにおいて、樹脂材料に含まれる水分を効率よく排出できることが望まれる。

しかしながら、脱水用のシリンダブロックで脱水を行う際に、脱水用のシリンダブロックの外部に水分だけでなく樹脂成分も一緒に排出されてしまう虞がある。脱水用のシリンダブロックから樹脂成分も排出されてしまうと、押出装置のシリンダに供給した樹脂材料に含まれる樹脂成分のうち、押出装置から押し出される割合が低下してしまう。これは、樹脂ペレットなどの樹脂製品の製造コストの増加を招いてしまう。また、脱水用のシリンダブロックから樹脂成分も排出されてしまうと、脱水用のシリンダブロックの水分の排出経路に樹脂成分が堆積して詰まってしまう虞があり、これを防ぐには、脱水用のシリンダブロックの洗浄を頻繁に行う必要がある。これは、押出装置の稼働率を低下させてしまう。

このため、押出装置のシリンダに脱水用のシリンダブロックを設ける場合には、その脱水用のシリンダブロックにおいて、樹脂材料に含まれる水分を選択的に排出することができるとともに、樹脂成分が排出されるのを抑制することが望まれる。

＜脱水用のシリンダブロック＞
図３は、本実施の形態の押出装置２の一部を示す側面図であり、図４は、本実施の形態の押出装置２の一部を示す平面図（上面図）であり、図５は、本実施の形態の押出装置２の断面図である。図３および図４には、脱水用のシリンダブロック１１ｂの側面図および平面図が示されており、図３および図４に示されるＡ－Ａ線の位置での断面図が、図５にほぼ対応している。図６は、脱水用のシリンダブロック１１ｂに用いられている板状部材１３を示す平面図であり、Ｘ方向から板状部材１３を見たときの平面図が示されている。図７～図９は、脱水用のシリンダブロック１１ｂに用いられている板状部材１３を示す断面図である。図６に示されるＢ－Ｂ線の位置での断面図が、図７にほぼ対応し、図６に示されるＣ－Ｃ線の位置での断面図が、図８にほぼ対応し、図６に示されるＤ－Ｄ線の位置での断面図が、図９にほぼ対応している。図１０は、シリンダ２の長軸方向に配列された複数の板状部材１３を示す断面図であり、図７に示される断面に対応する断面図が示されている。図１１は、図１０の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。

本実施の形態の押出装置１においては、シリンダ２の途中に脱水用のシリンダブロック（脱水用シリンダ）１１ｂを設けており、ホッパ５からシリンダ２内に供給された樹脂材料７に含まれる水分を、脱水用のシリンダブロック１１ｂでシリンダ２の外部に排出することができる。

図３～図１１を参照して、脱水用のシリンダブロック１１ｂの構造について説明する。脱水用のシリンダブロック１１ｂは、スクリュ３が貫通する開口部１２を有する複数の板状部材１３が、シリンダ２の長軸方向であるＸ方向に配列された構造を有している。すなわち、脱水用のシリンダブロック１１ｂは、シリンダ２の長軸方向（Ｘ方向）に配列された複数の板状部材１３を有している。板状部材１３は、好ましくは金属材料からなり、例えばステンレス鋼からなる。

板状部材１３は、スクリュ３が貫通するための開口部１２を有している。複数の板状部材１３は、シリンダ２の長軸方向であるＸ方向に配列されているため、複数の板状部材１３の開口部１２同士は、Ｘ方向に連通している。すなわち、複数の板状部材１３は、開口部１２同士が互いに連通するように、Ｘ方向に配列されている。開口部１２をそれぞれ有する複数の板状部材１３が配列されることにより、筒状のシリンダ部（シリンダブロック１１ｂ）が構成される。

複数の板状部材１３の開口部１２がつながって形成された空間を、スクリュ３が貫通している。このため、Ｘ方向に配列された複数の板状部材１３が、スクリュ３の外周を覆っている。複数の板状部材１３のそれぞれの開口部１２は、互いに同じ形状（平面形状）および同じ寸法（平面寸法）を有していることが好ましい。また、複数の板状部材１３は、互いに同じ形状および同じ寸法を有していることが好ましい。

図５および図６の場合は、スクリュ３が２本の場合を想定しており、開口部１２は、２つの円を部分的に重ねたような形状を有している。また、図５および図６の場合は、板状部材１３の外周から開口部１２までの距離Ｌ１は、ほぼ一定となっている。言い換えると、板状部材１３の平面形状は、板状部材１３の外周から開口部１２までの距離Ｌ１が、ほぼ一定となるような形状となっている。この距離Ｌ１は、必要に応じて設定することができるが、例えば１０ｍｍ程度とすることができる。また、板状部材１３は、厚さが薄い部材であり、板状部材１３の厚さは、好ましくは０．５～５ｍｍ程度とすることができ、例えば１ｍｍ程度を例示できる。板状部材１３の厚さ方向は、Ｘ方向である。ここで説明した板状部材１３の厚さは、後述する突出部１３ａ以外の領域の厚さに対応している。

Ｘ方向に配列された複数の板状部材１３は、ネジまたはボルトなどの固定部材１５により、固定板１６に固定されている。このため、板状部材１３は、スクリュ３が貫通するための開口部１２に加えて、ネジなどの固定部材１５が貫通するための開口部１４も有している。固定板１６は、板状部材１３よりも厚く、強度が高い金属部材であり、板状部材１３の開口部１２に連通する開口部を有している。このため、脱水用のシリンダブロック１１ｂは、Ｘ方向に離間する一対の固定板１６の間に、Ｘ方向に配列された複数の板状部材１３が挟まれた構造となっている。固定板１６は、好ましくは金属材料からなり、例えばステンレス鋼からなる。

複数の板状部材１３の開口部１２がＸ方向につながって形成された空間、すなわち脱水用のシリンダブロック１１ｂの搬送空間を、スクリュ３が貫通し、回転するスクリュ３により搬送される樹脂材料が通過する。以下では、複数の板状部材１３の開口部１２がＸ方向につながって形成された空間を、脱水用のシリンダブロック１１ｂの搬送空間と称することとする。脱水用のシリンダブロック１１ｂの搬送空間の断面（Ｘ方向に垂直な断面）の形状および寸法は、開口部１２の平面形状および寸法にほぼ対応している。Ｘ方向に配列された複数の板状部材１３の開口部１２の内壁が、脱水用のシリンダブロック１１ｂの搬送空間の内壁を構成する。また、脱水用のシリンダブロック１１ｂ以外のシリンダブロック１１において、スクリュ３が貫通し、回転するスクリュ３により搬送される樹脂材料が通過する空間を、そのシリンダブロック１１の搬送空間と称することとする。脱水用のシリンダブロック１１ｂの上流側のシリンダブロック１１の搬送空間と、脱水用のシリンダブロック１１ｂの搬送空間と、脱水用のシリンダブロック１１ｂの上下流側のシリンダブロック１１の搬送空間とは、Ｘ方向に連通しており、断面（Ｘ方向に垂直な断面）の形状および寸法は、互いにほぼ同じとすることができる。

ホッパ５からシリンダ２内に供給された樹脂材料は、シリンダ２内においてスクリュ３の回転により下流側に搬送される。この際、樹脂材料は、脱水用のシリンダブロック１１ｂの上流側のシリンダブロック１１の搬送空間から、脱水用のシリンダブロック１１ｂの搬送空間を通って、脱水用のシリンダブロック１１ｂの下流側のシリンダブロック１１の搬送空間に送られる。

脱水用のシリンダブロック１１ｂにおいては、樹脂材料から分離された水分を、複数の板状部材１３の互いに対向する面の間から外部に排出することができる。すなわち、回転するスクリュ３によってシリンダ２内を搬送される樹脂材料から分離された水分を、複数の板状部材１３の互いに対向する面の間の隙間１７を介して外部に排出することができる。この隙間１７は、樹脂材料から分離された水分を排出するスリットとして機能することができ、樹脂材料から分離された水分の流路（排出経路）となる。

ここで、樹脂材料から分離された水分は、複数の板状部材１３の間の隙間１７を通じて排出することができるが、樹脂材料が含有する樹脂成分は、複数の板状部材１３の間の隙間１７からはできるだけ排出されないようにすることが望ましい。すなわち、脱水用のシリンダブロック１１ｂにおいては、樹脂材料から分離された水分を、複数の板状部材１３の互いに対向する面の間から選択的に排出することが望ましい。

隙間１７から水分は排出されるが、樹脂成分は排出されないようにするには、隙間１７の静圧（隙間１７を流体が通過する際の抵抗）を大きくすることが有効である。なぜなら、隙間１７の静圧が大きい場合には、水分と樹脂成分との比較において、相対的に粘度が高い樹脂成分は、隙間１７に侵入せず、粘度が低い水分が選択的に隙間１７に侵入するからである。

そこで、本実施の形態では、Ｘ方向に配列された複数の板状部材１３の互いに対向する面（Ｘ方向に対向する面）の表面粗さを粗くしている（図１１参照）。すなわち、複数の板状部材１３の互いに対向する面については、粗面化処理を施している。これにより、隙間１７の静圧を増大させることができる。

もしも複数の板状部材１３の互いに対向する面の表面粗さが低い場合には、複数の板状部材１３の互いに対向する面間の距離（間隔）は、その面内の位置によらずほぼ一定となる。一方、複数の板状部材１３の互いに対向する面の表面粗さを粗くした場合には、粗面化された面には微小な凹凸が多数存在していることを反映して、複数の板状部材１３の互いに対向する面間の距離が、その面内の位置によってばらつくことになる（図１１参照）。

複数の板状部材１３の互いに対向する面の表面粗さが粗い（粗面化されている）ことにより、複数の板状部材１３の互いに対向する面の間の隙間１７は、水分の流路としての経路断面積が複雑に変化する。このため、複数の板状部材１３の互いに対向する面が粗面化されている場合（表面粗さが粗い場合）は、粗面化されていない場合（表面粗さが低い場合）に比べて、水分の排出経路となる隙間１７の静圧を増大させることができる。上述のように、隙間１７の静圧が大きい場合には、水分と樹脂成分との比較において、相対的に粘度が高い樹脂成分は、隙間１７に侵入せず、粘度が低い水分が選択的に隙間１７に侵入する。この結果、樹脂材料から分離された水分を隙間１７から外部に排出することができるとともに、樹脂材料に含まれる樹脂成分が隙間１７を介して外部に漏れ出ることを回避することができる。

複数の板状部材１３の互いに対向する面の表面粗さは、算術平均粗さＲａとして表すと、１．６ａ～２５ａ（１．６ａ以上、２５ａ以下）であることが好ましい。算術平均粗さＲａは、次のようにして計測することができる。まず、対象となる計測区間（長さ）における表面の凹凸を計測する。次に、計測された凹凸の平均値を基準線として、計測区間に沿って、基準線と凹凸曲線との差分を積分する。この積分結果を計測区間の長さで除した値が算術平均粗さＲａである。

また、脱水用のシリンダブロック１１ｂを構成する複数の板状部材１３の互いに対向する面は、粗面化処理が施されているが、シリンダ２（シリンダブロック１１）の内壁（内面）は、粗面化処理が施されておらず、シリンダ２の内壁の表面粗さは、複数の板状部材１３の互いに対向する面の表面粗さに比べて低くなっている。なぜなら、シリンダ２の内壁は、回転するスクリュ３により樹脂材料が搬送される空間の内壁を構成するため、樹脂材料の搬送に悪影響を及ぼさないように、粗面化処理が施されていない方が適しているからである。このため、本実施の形態では、脱水用のシリンダブロック１１ｂを構成する複数の板状部材１３の互いに対向する面の表面粗さは、シリンダ２の内壁の表面粗さよりも粗くなっている。ここで、シリンダ２の内壁の表面粗さは、脱水用のシリンダブロック１１ｂ以外におけるシリンダ２（シリンダブロック１１）の内壁の表面粗さに対応している。

また、脱水用のシリンダブロック１１ｂを構成する複数の板状部材１３において、各板状部材１３の両面（互いに反対側に位置する２つの面）のうち、少なくとも一方の表面粗さを粗くする（粗面化処理する）ことが好ましく、両方の表面粗さを粗くする（粗面化処理する）ことが、より好ましい。これにより、隙間１７を形成する２つの面のうちの少なくとも一方、好ましくは両方の表面粗さが粗くなっている状態となるため、隙間１７の静圧を高めて、隙間１７から水分を選択的に排出し、樹脂成分が隙間１７を介して外部に漏れ出ることを抑制または防止することができるようになる。

また、本実施の形態では、Ｘ方向に配列された複数の板状部材１３の間の隙間１７が、樹脂材料から分離された水分の流路となっている。このため、水分が隙間１７を通る際の流路長は、板状部材１３の形状および寸法を調整することにより、容易に調整することができる。例えば、図６の場合は、板状部材１３の外周から開口部１２までの距離Ｌ１が、水分が隙間１７を通る際の流路長となる。このため、距離Ｌ１を調整することにより、樹脂材料から分離された水分を隙間１７から外部に排出する際の排出効率を制御することができる。例えば、距離Ｌ１が大きすぎると、隙間１７を介した水分の排出効率が低下する場合があるが、距離Ｌ１をある程度小さくすることで、例えば２０ｍｍ程度以下とすることで、隙間１７を介した水分の排出効率を確保しやすくなる。

また、複数の板状部材１３のそれぞれは、厚みが薄いため、それぞれの機械的強度はそれほど高くはないが、複数の板状部材１３をＸ方向に配列させることにより、複数の板状部材１３全体の機械的強度を高めることができる。

また、図６～図９の場合、複数の板状部材１３のそれぞれは、シリンダの長軸方向（Ｘ方向）において局所的に突出した突出部１３ａを有している。この突出部１３ａは、板状部材１３における突出部１３ａ以外の領域よりも厚さが厚くなった部分とみなすこともできる。図６～図９の場合は、固定部材１５が貫通する開口部１４が突出部１３ａに形成されている場合が示されており、板状部材１３において、開口部１４の周辺領域の厚さが、他の領域よりも厚くなっている。突出部１３ａは、板状部材１３と一体的に形成されていてもよいし、厚さが均一な板状部材１３に別部材、例えば金属箔のような膜部材を接合することにより、形成されていてもよい。また、パンチングなどにより、突出部１３ａを形成することもできる。

突出部１３ａにより、複数の板状部材１３の間の隙間１７を規定することができる。すなわち、突出部１３ａの突出量Ｈ１により、複数の板状部材１３の間の隙間１７の寸法（Ｘ方向の寸法）を規定することができる。突出部１３ａの突出量Ｈ１が小さいと、隙間１７のＸ方向の寸法が小さくなり、突出部１３ａの突出量Ｈ１が大きいと、隙間１７のＸ方向の寸法が大きくなる。隙間１７のＸ方向の寸法が大きくなるほど、隙間１７を介した水分の排出効率は大きくなるが、隙間１７のＸ方向の寸法が大きくなると、樹脂成分が隙間１７を介して外部に漏れ出る可能性が発生する。このため、隙間１７のＸ方向の寸法は、シリンダ２に供給する原料７の特性などに応じて適切な寸法に設定することが望ましい。

本実施の形態では、突出部１３ａにより、複数の板状部材１３の間の隙間１７を規定することができるため、シリンダ２に供給する樹脂材料の種類や特性などに応じて、突出部１３ａの突出量Ｈ１を設定して、隙間１７のＸ方向の寸法を最適な寸法に調整することができる。これにより、樹脂材料から分離された水分を隙間１７から外部に排出する際の排出効率を高めることと、樹脂材料に含まれる樹脂成分が隙間１７を介して外部に漏れ出ることを防止することとの、バランスをとることができる。突出部１３ａの突出量Ｈ１は、例えば、０．０１～１ｍｍ程度とすることができる。

また、シリンダ２の内圧が変化しても、複数の板状部材１３の間の隙間１７のＸ方向の寸法は、ほとんど変化しない。このため、樹脂材料から分離された水分のみを、複数の板状部材１３の間の隙間１７から安定的に排出することができる。

また、突出部１３ａを設けない場合、すなわち、突出部１３ａの突出量Ｈ１をゼロにする場合もあり得る。突出部１３ａを設けない場合であっても、複数の板状部材１３の互いに対向する面の表面粗さを粗くしていることで、板状部材１３の表面に微小な凹凸が多数存在することにより、複数の板状部材１３の互いに対向する面の間に、水分の流路を確保することができる。このため、突出部１３ａを設けない場合であっても、樹脂材料から分離された水分を隙間１７から外部に排出することができる。

図１２および図１３は、脱水用のシリンダブロック１１ｂの変形例を示す平面図（図１２）および断面図（図１３）である。図１２は下面図、図１３は上記図５に相当する断面が示されており、図１２に示されるＡ１－Ａ１線の位置での断面図が、図１３にほぼ対応している。

図１２および図１３の場合は、Ｘ方向に配列された複数の板状部材１３が、金属製のカバー部材（金属部材、金属ブロック）２１で覆われている。Ｘ方向に配列された複数の板状部材１３を金属製のカバー部材２１で覆うことにより、板状部材１３を保護することができる。カバー部材２１は、Ｘ方向に配列された複数の板状部材１３の外周を覆っているが、水分排出用の開口部２２を有している。これにより、複数の板状部材１３の間の隙間１７から排出された水分を、カバー部材２１の開口部２２から外部に排出することができる。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

１ 押出装置
２ シリンダ
３ スクリュ
４ 回転駆動機構
５ ホッパ
６ ダイ
７ 樹脂材料
８ ペレタイザー
８ａ カッタ
９ ペレット
１０ 加圧部
１１，１１ａ，１１ｂ シリンダブロック
１２ 開口部
１３ 板状部材
１３ａ 突出部
１４ 開口部
１５ 固定部材
１６ 固定板
１７ 隙間
２１ カバー部材
２２ 開口部

Claims (13)

1. 以下を含む押出装置：
   シリンダ；
   前記シリンダ内に、水分を含む樹脂材料を供給する供給部；
   前記シリンダに内蔵され、前記シリンダに供給された前記樹脂材料を搬送するスクリュ；および
   前記シリンダの途中に設けられ、前記樹脂材料から分離された水分を排出するための脱水用シリンダ部、
   ここで、
   前記脱水用シリンダ部は、前記スクリュが貫通する開口部を有する複数の板状部材が、前記シリンダの長軸方向に配列された構造を有し、
   前記複数の板状部材の互いに対向する面の表面粗さは、前記シリンダの内壁の表面粗さよりも粗い。
2. 請求項１記載の押出装置において、
   前記樹脂材料から分離された水分が、前記複数の板状部材の互いに対向する面の間から選択的に排出される、押出装置。
3. 請求項１記載の押出装置において、
   前記複数の板状部材の互いに対向する面の表面粗さは、算術平均粗さＲａとして表すと、１．６ａ～２５ａである、押出装置。
4. 請求項１記載の押出装置において、
   前記複数の板状部材のそれぞれは、前記シリンダの長軸方向において局所的に突出した突出部を有し、
   前記突出部により、前記複数の板状部材の間の隙間が規定されている、押出装置。
5. 押出装置に用いられ、以下を含む脱水用シリンダ：
   開口部を有し、かつ前記開口部同士が互いに連通するように配列された複数の板状部材、
   ここで、前記複数の板状部材の互いに対向する面の表面粗さは、算術平均粗さＲａとして表すと、１．６ａ～２５ａであり、
   前記開口部は、前記押出装置のスクリュが貫通可能である、脱水用シリンダ。
6. 以下の工程を含む、脱水方法：
   （ａ）水分を含む樹脂材料をシリンダ内に供給する工程；
   （ｂ）前記（ａ）工程の後、前記シリンダ内のスクリュによって前記樹脂材料を搬送する工程、
   （ｃ）前記（ａ）工程の後、前記樹脂材料から分離された水分を、前記シリンダの途中に設けられた脱水用シリンダ部から排出する工程、
   （ｄ）前記（ｂ）工程および前記（ｃ）工程の後、前記シリンダの先端部に接続されたダイから前記樹脂材料を押し出す工程、
   ここで、
   前記脱水用シリンダ部は、前記スクリュが貫通する開口部を有する複数の板状部材が、前記シリンダの長軸方向に配列された構造を有し、
   前記複数の板状部材の互いに対向する面の表面粗さは、前記シリンダの内壁の表面粗さよりも粗い。
7. 請求項６記載の脱水方法において、
   前記（ｃ）工程では、前記樹脂材料から分離された水分が、前記複数の板状部材の互いに対向する面の間から選択的に排出される、脱水方法。
8. 請求項６記載の脱水方法において、
   前記複数の板状部材の互いに対向する面の表面粗さは、算術平均粗さＲａとして表すと、１．６ａ～２５ａである、脱水方法。
9. 請求項６記載の脱水方法において、
   前記複数の板状部材のそれぞれは、前記シリンダの長軸方向において局所的に突出した突出部を有し、
   前記突出部により、前記複数の板状部材の間の隙間が規定される、脱水方法。
10. 以下の工程を含む、樹脂ペレットの製造方法：
    （ａ）水分を含む樹脂材料をシリンダ内に供給する工程；
    （ｂ）前記（ａ）工程の後、前記シリンダ内のスクリュによって前記樹脂材料を搬送する工程、
    （ｃ）前記（ａ）工程の後、前記樹脂材料から分離された水分を、前記シリンダの途中に設けられた脱水用シリンダ部から排出する工程、
    （ｄ）前記（ｂ）工程および前記（ｃ）工程の後、前記シリンダの先端部に接続されたダイから前記樹脂材料を押し出す工程、
    （ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記ダイから押し出された前記樹脂材料を切断して、樹脂ペレットを形成する工程、
    ここで、
    前記脱水用シリンダ部は、前記スクリュが貫通する開口部を有する複数の板状部材が、前記シリンダの長軸方向に配列された構造を有し、
    前記複数の板状部材の互いに対向する面の表面粗さは、前記シリンダの内壁の表面粗さよりも粗い。
11. 請求項１０記載の樹脂ペレットの製造方法において、
    前記（ｃ）工程では、前記樹脂材料から分離された水分が、前記複数の板状部材の互いに対向する面の間から選択的に排出される、樹脂ペレットの製造方法。
12. 請求項１０記載の樹脂ペレットの製造方法において、
    前記複数の板状部材の互いに対向する面の表面粗さは、算術平均粗さＲａとして表すと、１．６ａ～２５ａである、樹脂ペレットの製造方法。
13. 請求項１０記載の樹脂ペレットの製造方法において、
    前記複数の板状部材のそれぞれは、前記シリンダの長軸方向において局所的に突出した突出部を有し、
    前記突出部により、前記複数の板状部材の間の隙間が規定される、樹脂ペレットの製造方法。

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