(57)【要約】      （修正有）【課題】合成樹脂材料の後加工に悪影響を及ぼす揮発性物質、特に水分や水蒸気を効果的に取り除く方法及び装置を提供する。【解決手段】収容容器又は切断圧縮器１内で、回転する少なくとも１個の混合部材１２、２１により粉砕混合され、砕片又は粒の形をした合成樹脂材料を処理する方法及び装置に関する。処理過程において、収容容器１内にある当該材料の高さよりも下、又は、収容容器１内で形成される混合渦の当該材料の高さよりも下の領域でガス、特に空気又は不活性ガスを導入することによって、問題の揮発性物質は当該材料から除去される。当該ガスは、当該材料の少なくとも一部を貫流させられ、その結果、問題物質で満ちた又は問題物質の濃度が増えたガスが、処理中に、収容容器１内に存在する当該材料の高さよりも上、又は混合渦の材料高さよりも上の領域で、収容容器１から排出される。【選択図】図１
2011005862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容容器又は切断圧縮器（１）内で少なくとも１個の混合部材（１２、２1）により、移動され回転状態にされ、混合され加熱され、必要に応じて破片状又は粒状に粉砕される材料、特に好ましくは、熱可塑性の高分子粒、高分子フレーク等を処理する方法であって、当該材料の処理及びその後の加工に悪影響を与える好ましくない問題物質、例えば、揮発性物質、特に水分及び／又は水蒸気を、処理過程において、前記収容容器（１）内にある当該材料の高さよりも下、又は、発生している混合渦の材料高さよりも下の領域で、ガス、特に空気又は不活性ガスが、前記収容容器（１）内に導入され、当該ガスは、材料の少なくとも一部を通る強制流を形成することにより、導かれ、問題物質に富み又は満ちているガスを、処理中に、前記収容容器（１）内に存在する当該材料の高さよりも上、又は混合渦の材料高さよりも上の領域で、前記収容容器（１）から排出することを特徴とする、前記材料を処理する方法。
【請求項２】
前記ガスは、前記収容容器（１）内に、少なくとも１個の強制ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）、例えば、複数個のポンプ装置又ブロワー装置（５２）により駆動される複数個のノズル又はブロー開口を通じて、前記材料高さよりも下で強制噴出又は圧入されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガスは、少なくとも１個の強制ガス除去手段（５１、５１ａ、５１ｂ）を通じて、前記収容容器（１）の前記材料高さよりも上の領域から、吸引により強制的に除去又は送り出されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ガスは、供給前に加熱及び／又は乾燥されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の方法。
【請求項５】
前記ガスは、前記収容容器（１）の底面（３）に設けたガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）を通じて、当該底面（３）にもっとも近い混合部材（１２）の下で、好ましくは、当該底面（３）の半径方向内側３分の１の領域で、前記収容容器（１）内に導入されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１に記載の方法。
【請求項６】
前記ガスは、前記収容容器（１）の側壁（２）に設けたガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）を通じて、特に、前記収容容器（１）の高さの下方３分の１の領域で、及び／又は前記底部にもっとも近い混合部材（１２）の下の領域で、好ましくは、圧力を掛けて強制的に又は強制ガス供給手段（５０ａ）を通じて、前記収容容器（１）内に導入されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の方法。
【請求項７】
前記ガスは、前記複数個の混合部材（１２、２１）の間の領域で、２個以上の重なり合う混合部材（１２、２１）を設けて、導入されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記ガスは、前記収容容器（１）内を移動又は回転する前記材料粒が、前記収容容器（１）の側壁（２）に最大圧力を加える、前記収容容器（１）の領域に導入されることを特徴とする請求項５又は６に記載の方法。
【請求項９】
前記ガスは、前記収容容器（１）に、好ましくは、圧力を掛けて強制的に又は強制ガス供給手段（５０ａ）を通じて、前記混合部材（１２、２１）の少なくとも１個、特に、前記底部にもっとも近い混合部材（１２）に形成したガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）を通じて、前記底部と向かい合う、当該混合部材（１２、２１）の面に、又は、前記底面（３）と向かい合う箇所で、導入されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に記載の方法。
【請求項１０】
前記問題物質の温度、水分及び／又は量は、前記収容容器（１）から排出されるガスについて測定したものであり、前記収容容器（１）内に入るガスの量、温度及び／又は水分の制御を、測定値に基づいて行うことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１個の収容容器又は切断圧縮器（１）を備え、当該収容容器又は切断圧縮器は、特に実質的に漏斗状又は円筒形であり、特に、底面（３）と側壁（２）とを有し、当該収容容器又は切断圧縮器内には、少なくとも１個の混合部材（１２、２１）が、縦方向軸線（８）を中心として回転可能に設けられ、当該混合部材は、当該収容容器又は切断圧縮器（１）内にあり、被処理対象であり、好ましくは、破片状又は粒状である材料、特に、溶融状態にない高分子粒等の形をした合成樹脂材料を移動及び／又は回転させて、当該材料を処理し、混合し、加熱し、必要に応じて、粉砕し及び／又は作用を及ぼし、当該収容容器又は切断圧縮器（１）内に、ガス、特に空気又は不活性ガスを導入する少なくとも１個のガス供給手段（５０）を、当該収容容器又は切断圧縮器（１）内に処理中存在する当該材料の高さよりも下で、又は、処理中生ずる混合渦の高さよりも下で、当該収容容器又は切断圧縮器（１）に設けられ又は接続され、前記問題物質、特に水蒸気に富み又は満ちたガスを、当該収容容器又は切断圧縮器（１）から排出するための少なくとも１個のガス排出手段（５１）が、当該収容容器又は切断圧縮器（１）内に処理中存在する当該材料の高さよりも上で、又は当該混合渦の高さよりも上で、当該収容容器又は切断圧縮器（１）に設けられ、又は接続されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１に記載の方法。
【請求項１２】
前記収容容器（１）から前記材料を取り出すための少なくとも１個のスクリュ（１７）が、設けられ、取入口（２７）を備えた当該スクリュハウジング（１６）が、前記収容容器（１）の取出口（１５）に、例えば、半径方向又は接線方向に接続され、当該取出口（１５）は、前記収容容器（１）の前記底面（３）の近傍で前記側壁（２）に設けられることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記混合部材（１２、２１）の各々は、前記収容容器（１）の内側空間内に突出するシャフト（４）により、シャフト（４）の軸線（８）を中心として回転駆動される支持円板（９、２９）に設けられることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも２個の重なる混合部材（１２、２１）、好ましくは、２個の重なる混合部材（１２、２１）であって、上部混合部材（２１）は、上部支持円板（９）に設けられ、下部混合部材（１２）は、前記底部の近傍又は前記底部（３）に隣接して、前記底部の近傍で、特に下部支持円板（２９）に設けられ、前記収容容器（１）内には、当該上部混合部材（２１）の上に、上部内部空間（２６）が、形成され、当該上部混合部材（２１）の下で、前記収容容器（１）内に、下部内部空間（１０）が、形成され、当該下部内部空間（１０）内には、前記底部近傍の混合部材（１２）と前記取出口（１５）とが、設けられ、当該上部内部空間（２６）は、前記収容容器（１）の当該下部内部空間（１０）と、特に、前記上部の支持円板（９）の外周囲と前記収容容器（１）の側壁（２）との間にある自由環状間隙（１１）を通じて、連通し、当該上部混合部材（２１）の回転中、当該上部内部空間（２６）内に存在する前記材料の部分が、特に、当該環状間隙（１１）を通って、当該下部内部空間（１０）内に移動し、前記底部近傍の当該下部混合部材（１２）により、前記取出口（１５）内に送り出されることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１に記載の方法。
【請求項１５】
前記上部支持円板（９）は、少なくとも１個の穴を、好ましくは前記軸線（８）の近傍に、かつ、特に、前記上部混合部材（２１）の前記上部支持円板（９）の回転方向における後縁（３７）の近傍に備え、当該穴は、前記上部支持円板（９）を貫通して前記当該上部内部空間（２６）を当該下部内部空間（１０）に接続することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ガス供給手段（５０）は、非強制ガス供給手段（５０ｂ）、例えば、複数個の開口として構成されることにより、前記ガスが、前記収容容器（１）内に、例えば、前記収容容器（１）内の負圧により、強制的に引き入れられ、又は、前記ガス供給手段（５０）は、強制ガス供給手段（５０ａ）、例えば、複数個のポンプ装置又はブロワー装置（５２）を介して圧力が掛けられる複数個のノズル等として構成されることにより、前記ガスが、前記収容容器（１）内に、圧力により、強制的に吹き込まれ、噴出され、又は圧入されることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１に記載の方法。
【請求項１７】
前記ガス排出手段（５１）は、強制ガス除去手段（５１ｂ）、例えば、複数個の開口として構成されることにより、前記ガスが、前記収容容器（１）から、例えば、前記収容容器（１）内の正圧により、強制的に引き出され、又は、前記ガス排出手段（５１）は、例えば、複数個の吸引装置（５３）を介して圧力が掛けられる強制ガス排出手段（５１ａ）として構成され、当該強制ガス排出手段により、前記ガスを、前記収容容器（１）から吸引により又は送り出すことができることを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか１に記載の方法。
【請求項１８】
前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）の前に接続するように、加熱装置（５４）が設けられることにより、前記収容容器（１）の内部に導入されるガスを加熱することができ、及び／又は、前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）の前に接続するように、ガス乾燥装置（５５）が設けられることにより、前記収容容器（１）の内部に導入されるガスが、乾燥されることを特徴とする請求項１１乃至１７のいずれか１に記載の方法。
【請求項１９】
前記ガスの供給を制御する前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）、及び／又は、前記ガスの排出を制御する前記ガス除去手段（５１、５１ａ、５１ｂ）は、閉され、及び／又は、少なくとも部分的に調節されることができることを特徴とする請求項１１乃至１８のいずれか１に記載の方法。
【請求項２０】
前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、複数個で、直径が１０乃至３００ｍｍの間、好ましくは５０乃至９０ｍｍの間である単一の開口でそれぞれ構成されることを特徴とする請求項１１乃至１９のいずれか１に記載の方法。
【請求項２１】
前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、前記収容容器（１）の内面に面する側に、特に、前記収容容器（１）内における前記材料の回転方向上流側に、前記収容容器（１）内に存在する前記材料を保護するために、覆い又は遮蔽体（６０）を備えることを特徴とする請求項１１乃至２０のいずれか１に記載の方法。
【請求項２２】
前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、前記収容容器（１）及び／又は、前記混合部材（１２、２１）の内壁と面一で気密化され、特に、前記収容容器（１）又は前記混合部材（１２、２１）の内側から、前記収容容器（１）の内側に延伸又は突出しないことを特徴とする請求項１１乃至２１のいずれか１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、前記収容容器（１）の底面（３）に、前記底部の近傍にある前記下部混合部材（１２）の下で、好ましくは、前記底面（３）の内側３分の１の領域に、設けられることを特徴とする請求項１１乃至２２のいずれか１に記載の方法。
【請求項２４】
前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、前記底面（３）を貫通する前記駆動シャフト（４）の穴の周囲に形成された環状間隙の形をしていることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、複数個で、前記収容容器（１）の側壁（２）に配置及び／又は形成され、前記収容容器（１）の側壁（２）で前記収容容器（１）に開口し、この場合、前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、好ましくは、強制ガス供給手段（５０ａ）として構成されることを特徴とする請求項１１乃至２４のいずれか１に記載の方法。
【請求項２６】
前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、前記収容容器（１）内で、前記底面（３）からある高さに又は離れた位置に設けられ、前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、前記収容容器（１）内に存在し及び／又は回転する、処理中の前記材料粒の高さ位置よりも、及び／又は、前記材料粒の移動又は回転中に生ずる混合渦の高さよりも絶えず下に位置し、前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、特に、前記収容容器（１）の高さの下方３分の１の領域に、好ましくは、前記底部の近傍で前記下部混合部材（１２）の下に設けられることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、複数個で、前記側壁（２）に、少なくとも２個の重なっている支持円板（９、２９）若しくは少なくとも２個の混合部材（１２、２１）の間の領域で、又は、前記上部及び下部支持円板若しくは前記上部及び下部混合部材の間の領域で、好ましくは、前記上部混合部材（２１）又は前記上部支持円板（９）と前記下部又は最下位の混合部材（１２）又は前記下部支持円板（２９）との間の領域で、設けられ、前記下部内部空間（１０）に開口し、前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、特に各々、２個の支持円板又は前記２個の混合部材の間の領域で、特に、２個の支持円板又は前記２個の混合部材の間の中心で、好ましくは開口し及び／又は設けられることを特徴とする請求項２５又は２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、前記収容容器（１）内で移動し及び／又は回転する前記材料粒が、前記収容容器（１）の側壁（２）に最大圧力を加える、前記収容容器（１）の側壁（２）の領域に設けられることを特徴とする請求項２５乃至２７のいずれか１に記載の方法。
【請求項２９】
前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、複数個で、前記側壁（２）に、好ましくは、前記収容容器（１）の内壁の全周に亘って同じ高さに均等に分布されて設けられることを特徴とする請求項２５乃至２８のいずれか１に記載の方法。
【請求項３０】
前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、複数個で、前記側壁（２）に、周方向に、特に完全円形の環状の間隙の形で、設けられることを特徴とする請求項２５乃至２９のいずれか１に記載の方法。
【請求項３１】
前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、少なくとも１個混合部材（１２、２１）又は少なくとも１個の支持円板（９、２９）に、特に、前記底部近傍の前記最下位の混合部材（１２）又は最下位の支持円板（２９）に、好ましくは、当該少なくとも１個混合部材（１２、２１）の底部若しくは当該少なくとも１個混合部材（１２、２１）の前記底面（３）と向かい合う側又は当該少なくとも１個の支持円板（９、２９）に、形成され、前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、この場合、好ましくは、強制ガス供給手段（５０ａ）として構成されることを特徴とする請求項１１乃至３０のいずれか１に記載の方法。
【請求項３２】
前記ガス供給手段（５０、５０ａ、５０ｂ）は、前記軸線（８）の近傍であって、かつ、特に、前記混合部材（２１）の、前記支持円板（９）の回転方向における後縁（３７）の近傍に、又は前記穴（３６）の近傍に設けられることを特徴とする請求項１１乃至３１のいずれか１に記載の方法。
【請求項３３】
前記支持円板（２９）から突出し、特に半径方向に、必要に応じて湾曲して形成される、少なくとも１個、好ましくは、複数個の移送翼状部材（６５）が、前記底面（３）と向かい合う最下位の支持円板（２９）の底部に形成され、必要に応じて、他の支持円板（９）の底部にも形成され、当該移送翼状部材は、当該最下位の支持円板（２９）の下の領域から、特に、前記環状間隙（１０）及び／又は前記穴（３６）を通じて、当該最下位の支持円板（２９）の上の領域へ上がる材料及びガスの流れを生じさせることを特徴とする請求項１１乃至３２のいずれか１に記載の方法。
【請求項３４】
前記ガス除去手段（５１、５１ａ、５１ｂ）は、前記収容容器（１）の底面（３）、並びに前記材料及び前記混合渦から離れた領域に、特に前記収容容器（１）の蓋に設けられることを特徴とする請求項１１乃至３３のいずれか１に記載の方法。
【請求項３５】
少なくとも１個の測定装置（５６）が、排出されるガスに応じて感応し、前記ガス除去手段（５１、５１ａ、５１ｂ）から排出されるガス中の前記問題物質の温度、及び／又は、必要に応じて水分及び／又は含有量を測定するために、特に、前記ガス除去手段（５１、５１ａ、５１ｂ）の後に接続されるように設けられることを特徴とする請求項１１乃至３４のいずれか１に記載の方法。
【請求項３６】
制御装置（５８）が、前記加熱装置（５４）及び／又は前記ガス乾燥装置（５５）及び／又は前記ポンプ若しくはブロワー装置（５２）及び／又は前記吸引装置（５３）に接続されて、これらの装置を、必要に応じて、予め与えられた材料パラメータ及び／又は前記排出ガスの温度及び／又は前記問題物質の種類に基づいて、制御し調節するように設けられることを特徴とする請求項１１乃至３５のいずれか１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、請求項１に記載した方法及び請求項１１に記載した装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
数多の合成樹脂リサイクル装置が、水分残留の多さ、濃度テストでの変動の大きさ、供給量の過大性等の問題視すべき影響を引き起こしている。このことは、後段の押出機の性能及び処理方法の経済性に悪影響を及ぼしている。押出機は、こうした問題視すべき影響を受け、押出し性能の低下及び変動、溶融性能の不均一化、製品品質の低下、摩耗増大の可能性、並びに生産性の低下をもたらしている。
【０００３】
切断圧縮器内に２個の重なった混合部材を備えた装置は、当業界において、例えば、国際公開公報ＷＯ００／７４９１２Ａ１ により知られており、こうした問題を軽減している。
【０００４】
被処理材料が、粉砕及び／又は乾燥及び／又は予備加熱される領域は、被処理材料が、スクリュハウジングに押し込まれる領域とは、分離されている。短い運転時間で、支持円板の下でスクリュにより運び出される被処理材料の量と、支持円板の上から環状間隙を通じて下降して支持円板の下の空間に入る被処理材料流との間に、均衡が達成される。このため、支持円板の下の空間は、スクリュにより運び出されるべき被処理材料で実質的に満ちており、収容容器に新たに導入される被処理材料の極めて少量の部分でも、とにかく、回転する支持円板の下の領域に直ちに下降できるように、収容容器内で混合渦の形で循環する被処理材料の取り出しに対してある程度の抵抗をもたらす結果になっている。
【０００５】
このため、収容容器内にある被処理材料に、特に、支持円板の上方の領域内で十分な滞留時間をもたらすことに役立っている。こうして、収容容器内にある合成樹脂材料のほぼすべての部分が、十分な処理を受けるので、収容容器の取出口に入る被処理材料の温度が、均質化される。スクリュハウジングに入る被処理材料の温度が、ほぼ一定になることにより、押出機のスクリュハウジング内の不均質な合成樹脂群及び／又は合成樹脂部分の形成が、大幅に排除されるので、合成樹脂材料を確実に同じ可塑化温度にするのに、スクリュは、仕事量が少なくて済むため、スクリュの長さを、公知の装置よりも短くできる。スクリュハウジングへ入る合成樹脂材料の温度が、一定化するに連れて、スクリュハウジング内での合成樹脂材料の予備圧縮化が均一化し、押出機の出口での種々の条件、特に、押出機の均一なスループット及び押出機の押出における材料品質の均一性に良好な影響を与える。スクリュ長が短くなると、エネルギの節約になるばかりでなく、スクリュハウジングに入る合成樹脂材料の平均温度が、他の構造に比べて均一化されることにより、押出機内での処理温度が、他の構造に比べて低くなる。この結果、こうした装置では、十分な可塑化を確実に得るためには、被処理合成樹脂材料は、処理手順の全体的な観点から見て、公知の構造に比べて高くない温度に曝される。こうして、ピーク温度が低下することにより、前述のようにエネルギ節約がもたらされるのみならず、被処理材料への熱的損傷を避けることができる。
【０００６】
このように、切断圧縮器内に２個の重なった混合部材を備え、２個の連続する処理ステージにすることにより、「材料の準備」すなわち粉砕、乾燥、予備加熱、圧縮及び混合の処理ステップと、押出機への送り込みの処理ステップとの分離が、簡便に実現される。２個の処理ステージが、分離されることにより、押出機への送り込み及び関連する送り込み又は引き込み領域への上述の悪影響が、回避される。この結果、押出機は、極めて均一に押し込まれ、極めて均一に運転されるので、押し込み量の影響を受けることなく、１５％以上もスループットが向上する。さらに、より多量の供給量を処理でき、供給される材料中の残留水分が、多くてもよく、スループット性能が、高まり、合成樹脂材料の溶融温度が、低下し、さらに、粒品質を向上した状態で、エネルギコスト節約が、実現される。
【０００７】
こうした装置は、特に、熱可塑性合成樹脂の処理においても有効であることが示されている。しかしながら、被処理材料から出る揮発性物質の閉じ込めが、上部支持円板に下の空間で、時たま起こることが分かった。こうした揮発性物質は、特に、被処理材料が、環状間隙の上方から環状間隙を通って下方に移動するので、支持円板の端部と収容容器の内壁間にある環状間隙を通って必ず上方に逃げるわけではない。揮発性物質が、被処理材料とともに、収容容器から排出され、収容容器に接続した押出機へ直接的に又は間接的に移動することは、押出機の出口で得られる材料の品質を大幅に低下させる種々の種類のガスが、押し出される材料内に存在する虞があるので、特に好ましくない。こうした虞は、押出機に通常設けられるガス抜き装置によっても、完全には除去できない。さらに、こうした揮発性物質及び／又は問題物質は、水蒸気、被処理材料からの分離物、ガス状又は蒸発した冷却剤成分等であるため、通常、予め除去することはできない。こうした揮発性物質成分は、特に、収容容器内に導入される湿った合成樹脂材料では、相当な量である。
【０００８】
これらの問題点を解消し、収容容器の取出口を通って取出される合成樹脂材料が、少ない費用で、上述した揮発性物質を少なくとも実質的に含まないようにするため、支持円板に、穴を、特に、支持円板の軸線の近傍であって、支持円板の回転中における混合部材の後縁の近傍に形成して、支持円板の上方の空間を支持円板の下の空間に接続するという対処法がある。支持円板の下の空間にある、又は支持円板の下の空間で生成される揮発性物質は、支持円板を貫通する穴を通って上昇し、支持円板の上方の空間に移動し、支持円板の下の空間では損傷をもたらすことがなくなり、必要に応じて、支持円板の上方の空間から排出される。実験によれば、支持円板の軸線の近傍に複数個の穴を形成すると、軸線から離れた個所で複数個の穴を形成する場合に比べて、効果的であることが示された。支持円板の回転中における混合部材の後縁の近傍に形成された、複数個の穴は、回転する混合部材により生ずる吸引作用を利用して、支持円板の下の空間から吸引により上述の揮発性物質を除去する。
【０００９】
しかしながら、こうした装置は、全ての問題物質を通常完全には除去できず、処理又は加工に悪影響を与える結果となる。
【００１０】
問題物質とは、基本的に、処理すべき導入材料から出てこれから離れる、又は、こうした材料と一緒に導入されることもある、あらゆる物質であり、後段において、加工に悪影響を及ぼすものである。問題物質は、特に、洗浄水、表面コーティング等の場合のように、処理すべき材料の外表面に付着することがあり、これらの問題物質は、処理すべき材料の表面等から蒸発し、昇華し、分離する。しかしながら、問題物質は、処理すべき材料のマトリックス内又は処理すべき材料内にも存在し、加工中に、外部に拡散して、蒸発、昇華等を生ずる。このような現象は、特に、有機添加剤、例えば、軟化剤において見られ、水分、モノマー、ガス又はワックスが、処理すべき材料のマトリックス内に存在することもある。このように、除去すべき問題物質は、昇華する固体又は塵埃であることもある。
【００１１】
例えば、ポリオレフィン製洗浄チップ等の外部水分量が多い合成樹脂材料、は、特に問題となる。例えば、ＰＡ繊維等の内部水分量が多い材料ですら、問題となる。空気が、水分で飽和すると、複数個の支持円板及び／又は混合部材間で、凝縮と蒸発とが生じ、部分的であれ、上述した他の問題点に加えて、システムのエネルギ条件が上がってしまう。
【００１２】
例えば、処理すべき材料全体に形成された水蒸気を、吸引式の排除装置により除去することができる装置は、当業界で知られている。しかしながら、こうした装置に用いるような収容容器は、下方領域で実質的に気密構造であり、及び／又は、下方からの空気流が圧力補償を受けて生ずることは、ほとんど困難であるので、水分で飽和した空気が、吸引により容易には除去できない。このことは、複数個の支持円板及び／又は混合部材が重なっている装置では、その他の困難性とも関連する。
【００１３】
残留水分が多い材料の処理中、切断圧縮器内で、移動力が、発生する多量の水蒸気により、自動的に生じて、湿った空気の吸引による除去を助長する。しかしながら、残留水分が少ない材料を処理する場合には、当てはまらず、水分で飽和した空気は、材料高さの丁度上に形成される混合渦の中央の低圧部分に集まる。助長力は、生じないので、吸引及び／又はこの湿った空気の排出による除去は、著しく困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このため、本発明の課題は、合成樹脂材料の処理及び／又はその後の加工に悪影響を与える、好ましくない問題物質、例えば、揮発性物質、特に水分及び／又は水蒸気を、処理すべき材料から取り除いて、処理プロセスを良好な状態で実施し制御できる方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この課題は、問題物質を吸収し及び／又は流れに乗せて運ぶことができるガス、特に、空気又は不活性ガスを、切断圧縮器の内部に、下から、すなわち、切断圧縮器内の合成樹脂材料の高さ又は形成される混合渦の材料高さよりもよりも下の領域で導入し、問題物質に富んだ及び／又は飽和したガスを、切断圧縮器内で処理されている合成樹脂材料の高さ又は混合渦の材料高さよりも上の領域で、切断圧縮器から排出することを特徴とする請求項１に記載した方法及び請求項１１に記載した装置により解決される。こうして、強制流が、形成されて、導入ガスは、合成樹脂材料の少なくとも一部を貫流する。２個の重なっている混合部材を備えた装置内で、特に、複数個の支持円板又は混合部材の間の領域に存在する水分及び／又は問題物質は、このようにして、効率的に除去される。
【００１６】
本発明の他の好ましい構成上の特徴は、従属項に記載してある。
【００１７】
ガス供給手段は、非強制ガス供給手段、例えば、複数個の通路開口として構成されることにより、ガスが、切断圧縮器内に、例えば、負圧により、強制的にのみ引き入れられるようにしてもよい。しかしながら、ガス供給手段は、強制ガス供給手段、例えば、複数個のポンプ装置又はブロー等を介して圧力が掛けられる複数個のノズルとして構成されてもよい。
【００１８】
同様に、ガス排出手段は、強制ガス除去手段として構成し、ガスが、収容容器から、収容容器内の正圧により、強制的にゆっくりと移動されるようにし、又は、例えば、複数個の吸引ポンプを介して圧力が掛けられる強制ガス排出手段として構成してもよい。
【００１９】
ガスは、収容容器に供給される前の箇所で接続された加熱装置又はガス乾燥装置により、加熱又は予備乾燥されることが好ましい。こうすると、問題物資の除去、及び処理方法の実施が、効率的に制御できる。
【００２０】
ガスの供給及びガスの除去を制御するため、ガス供給手段及び／又はガス除去手段は、閉され及び／又は少なくとも部分的に調節されることができる。
【００２１】
ガス供給手段は、直径が１０乃至３００ｍｍの間、好ましくは５０乃至９０ｍｍの間である単一の開口で構成してもよい。
【００２２】
覆い又は遮蔽体を、ガス供給手段の収容容器の内面に面する側に、特に、合成樹脂材料の回転方向において上流に、設けると、合成樹脂材料が、ガス供給手段を詰まらすことを防止できる。
【００２３】
収容容器の内部での回転移動をある程度阻害しないようにし、局所的な過熱を防止するため、ガス供給手段は、収容容器の内壁と面一で、収容容器の内壁から延伸又は突出しないことがさらに好ましい。
【００２４】
ガス供給手段の構成及び設置位置は、ガスと合成樹脂の流れ、及びこれらと問題物質の除去とに影響を及ぼす。
【００２５】
一方、ガス供給手段は、切断圧縮器の底面で、最下位の混合部材よりも下に、好ましくは、底面の半径方向内側３分の１の領域に、設けるとよい。ガス供給手段が、底面に設けられると、下からのガスの吹き込みにより、溜りが緩和され、合成樹脂材料をさらに一層良好に処理される。
【００２６】
ガス供給手段は、複数個として、各々単一の開口にして、又は、底面を貫通する混合部材の駆動シャフトを中心にほぼ連続して形成された環状スロット状開口として形成してもよい。
【００２７】
こうする代わりに、又は底面に形成した開口に加えて、ガス供給手段を、切断圧縮器の側壁に設けて、ガス供給手段が、材料高さよりも絶えず下にあるように配慮するとよい。ガス供給手段の位置が、切断圧縮器の全体高さの下方３分の１の領域に、特に、底部の近傍にある下部又は最下位の混合部材の下にあることが好ましい。
【００２８】
複数個の重なっている混合部材を備えた装置では、ガス供給手段は、最上位及び最下位の混合部材の間に設けられて、両者の間に形成される空間に開口するのが、本発明による方法を実施するには、極めて好適である。こうすると、ガス又は空気が、合成樹脂材料中を良好に流れ、これらの流れは、混合部材による混合と良好に互いに助長し合う。
【００２９】
ガス供給手段は、好ましくは、支持円板又は混合部材の端部の領域では開口せず、特に、２個の支持円板又は混合部材の間の領域で収容容器に開口するように設けられ、ガス供給手段が、２個の支持円板又は混合部材の間の中心で設けられることが好ましい。
【００３０】
この場合、上部支持円板に、複数個の穴が形成されると、問題物質が、混合部材の間の領域から上述したように効率的に除去されるので、極めて好ましい。
【００３１】
ガス供給手段を、回転する材料粒が、側壁に最大圧力を加える、収容容器の側壁の領域に設けると、ガス供給手段は、この圧力に対抗して、強制ガス供給手段としてガスを収容容器内に圧入状態で吹き込む。
【００３２】
複数個のガス供給手段を、単一の開口でそれぞれ構成してもよい。しかしながら、これら複数個のガス供給手段を、円状に延びる環状間隙の形で構成してもよい。
【００３３】
こうする代わりに、又は上述した構成に加えて、ガス供給手段を、少なくとも１個の混合部材又は支持円板に設けてもよい。底面に最も近接した下部混合部材又は下部支持円板に設けることが、好ましい。混合部材又は支持円板に設ける場合、ガス供給手段を、底面に向かい合う側に設けることが好ましい。
【００３４】
さらに、前記ガス供給手段を、支持円板又は混合部材の軸線の近傍に、かつ好ましくは、支持円板の回転方向における後縁の近傍に又は穴の近傍に設けることが好ましい。こうすると、問題物質の効率的な除去が、確実化する。
【００３５】
好ましい実施形態によれば、支持円板の底部に複数個の移送翼状部材を設けて、合成樹脂材料とガスが、支持円板の下の領域から上昇する流れを引き起こすことが好ましい。この好ましい実施形態では、こうして、移送翼状部材は、ガス供給手段と、さらに必要に応じて形成される複数個の穴と、良好に互いに助け合うことにより、支持円板の下の領域からの合成樹脂材料の効率的な運び出しと、本発明による方法の効果的な実施とを確実化する。
【００３６】
材料粒及び／又は材料フレークを流れに乗せて運ぶことが、吸引によるガスの除去が強すぎることにより妨げられないように、ガス供給手段を、材料高さからできるだけ離して、特に、収容容器の蓋に設けることが好ましい。
【００３７】
本発明の、その他の構成上の特徴及び特有の効果に関しては、添付図面に概略的に示した本発明についての例示的な実施形態についての説明から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態による装置の縦断面図を示す。
【図２】図１の平面図であって、一部を断面図で示す。
【図３】穴用カバーの構成を斜視図で示す。
【図４】別の実施形態を縦断面図で示す。
【図５】図４の平面図であって、一部を断面図で示す。
【図６】支持円板の詳細を縦断面で示す。
【図７】もう一つ別の実施形態を縦断面図で示す。
【図８】上記図の平面図を示す。
【図９】もう一つ別の実施形態を縦断面図で示す。
【図１０】もう一つ別の実施形態を縦断面図で示す。
【図１１】上記図の平面図を示す。
【図１２】もう一つ別の実施形態を縦断面図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１及び２に示す実施形態において、本発明による装置は、収容容器及び／又は切断圧縮器１を備え、この収容容器及び／又は切断圧縮器は、コンベアベルト等の搬入装置（図示せず）により上方から収容容器及び／又は切断圧縮器１内に導入される、合成樹脂材料、特に、処理すべき熱可塑性合成樹脂材料用のものである。供給される合成樹脂材料は、予め粉砕及び／又は予め乾燥されていてもよい。
【００４０】
収容容器１は、縦方向に側壁２を備えた円筒形のカップ形状をしており、横断面が円形な水平底部３を備える。収容容器１の頂部は、開いてもよいし閉じていてもよい。底部３には、気密に取り付けられたシャフト４が、貫通しており、シャフトの軸線８は、収容容器１の軸線に一致する。シャフト４は、底部３の下に設けられた変速機付きモータ５による回転運動で駆動される。収容容器１には、ロータ７とその上に設けられた支持円板９とが、シャフト４に対してトルクに耐えられるように結合される。ロータ７は、円形の部材で、その軸線方向長さｈは、平板な支持円板９よりもかなり大であるが、その半径方向長さｄは、支持円板９よりもかなり小である。こうして、支持円板９の下に、自由空間１０が、形成される。この自由空間は、支持円板９の周囲部と収容容器１の側壁２との間に形成される環状間隙１１を通じて、被処理材料にとって自由な流れを持つように、支持円板９の上方に形成される空間２６と連通する。被処理材料は、この自由環状間隙１１を通って、上部空間２６から邪魔されることなく、上部空間よりも下にある環状自由空間１０に移動できる。
【００４１】
上部支持円板９は、その上面に複数個の上部混合部材２１を固定的に支持して、収容容器１の上部空間２６内にある被処理材料を、混合及び／又は粉砕及び／又は加熱する。粉砕の効率化のため、上部混合部材２１には、切断刃２２を付けて、切断刃２２が、支持円板９の回転方向（矢印２３）とは反対方向に湾曲又は曲げて（図２参照）、引き切りを行えるようにするとよい。
【００４２】
収容容器１に導入された合成樹脂材料の回転は、運転中、混合部材２１の影響を受けて、支持円板９の回転中に起こり、被処理材料は、収容容器１の側壁２に沿って上部空間２６内を上昇し（矢印２４）、収容容器の軸線近傍で落下する（矢印２５）。このように形成される混合コーンにより、導入された被処理材料が、かき混ぜられることによって、良好な混合効果がもたらされる。
【００４３】
収容容器１に導入され、必要に応じて粉砕された、被処理材料は、環状間隙１１を通って、支持円板９の下にある自由空間１０に徐々に移動し、そこで、水平底部３近傍の複数個の下部混合部材１２による処理を受ける。下部混合部材は、ロータ７の環状溝１４内に、縦方向ボルト１３のより揺動自在に固定されていて、下部混合部材１２は、縦方向ボルト１３の軸線を中心として自由に振動できる。下部混合部材１２の自由端は、収容容器１の側壁２から一定距離で離れて位置する。下部混合部材１２による打撃作用により、下部混合部材は、自由空間１０内にある被処理材料に付加的な混合及び／又は粉砕及び／又は加熱を生じさせる。
【００４４】
底部近傍にある下部混合部材１２により被処理材料に加わる遠心力の結果として、被処理材料は、収容容器１の取出口１５に運び込まれる。取出口１５は、下部混合部材１２の高さに設けられ、収容容器１の自由空間１０をスクリュハウジング１６の取入口２７に接続する。スクリュハウジング内には、スクリュ１７が回転自在に支持される。スクリュは、その自由端の一方で、変速機１９を備えたモータ１８により回転自在に駆動され、スクリュに供給された合成樹脂材料を、他方の自由端で、例えば、押出機のヘッド２０を通じて押し出す。スクリュは、１軸スクリュ、２軸スクリュ又は多軸スクリュである。図示から分かるように、スクリュハウジング１６は、収容容器に実質的に接線方向に接続され、スクリュ１６により可塑化される合成樹脂材料が、スクリュハウジング１６から押し出される領域で、偏りが生じないようにする。こうする代わりに、スクリュ１７は、収容容器１内で処理された合成樹脂材料を、その後の加工用に、例えば、押出機に供給する、単なる搬送スクリュであってもよい。
【００４５】
運転中、スクリュにより運び出さられる合成樹脂材料と、環状間隙１１を通じて上方から自由空間１０内に入る被処理材料と間に、均衡状態が、短い始動時間で、もたらされる。このため、収容容器１に供給された合成樹脂材料が、一粒たりとも、収容容器１内で適切な滞留時間を経ることなくスクリュハウジング１６内に到達することはまずあり得ない。こうして、合成樹脂材料の全ての粒が、混合部材１２及び２１により確実に十分な処理を受けるため、スクリュ１７により運び出される合成樹脂材料は、特に、合成樹脂材料粒の温度及び大きさの点で、少なくともほぼ均質である。つまり、スクリュ１７又は接続した押出機スクリュにより加わる可塑に要する仕事量が、極めて小さいため、可塑化作用中に、高い熱ピーク応力が、合成樹脂材料に加わるのが防止される。その結果、合成樹脂材料は、保護され、スクリュ１７又は押出機スクリュに対する駆動エネルギが、大幅に節約される。
【００４６】
上述したように、収容容器１に導入された合成樹脂材料は、一般にすっかりは乾燥してはおらず、及び／又は、収容容器内での処理中に、揮発性物質、例えば、水分、被処理材料からの分離物、蒸発した冷却剤、着色及び／又は印刷材料からの揮発性物質等を放出する不純物を有する。これら問題を引き起こす揮発性物質を効率的に除くため、又は、これら揮発性物質が、上部支持円板９の下の自由空間１０内に集中して、上部空間２６から自由空間１０への被処理材料の通過を阻害するのを防止し、及び／又は、こうした揮発性物質が、スクリュハウジング１６の内部に入り込むのを防止するため、図１及び２に示す支持円板９には、少なくとも１個の穴、好ましくは、複数個の穴３６を設け、支持円板９の上方にある上部空間２６と支持円板の下方にある自由空間１０とを連通させる。自由空間１０に閉じ込められた揮発性物質は、こうした穴３６により、支持円板９を貫通するこうした穴３６を上方に向かって通り抜けて、収容容器１０から、例えば、吸引手段５１により排出される。
【００４７】
こうした穴は、横断面が円形の又は細長の穴で構成してよい。穴３６を複数個設ける場合、少なくともいくつかは、収容容器１の軸線８の近傍で混合部材２１のすぐ背後に設けて、これらの穴３６が、支持円板９の回転方向（矢印２３）において、混合部材２１の切断刃の後縁３７及び／又は刃先の近傍に位置するようにする。混合部材２１の回転中、混合部材の後縁に混合部材により生ずる吸引効果は、揮発性物質が、穴３６を通って上方に排出されるのに貢献する。
【００４８】
穴３６の軸線は、垂直でもよいが、図６に示すように、軸線３８が支持円板９の上面３９及び収容容器の軸線８に対して傾斜するようにするとよい。穴の壁４０の傾斜角（図６における角度α）は、３０度と６０度の間が好ましく、より好ましくは、約４５度である。この傾斜角は、支持円板９の回転方向（矢印２３）において、穴３６の入口端４１が、出口端４２によりも前方に位置するように選択する。こうすると、先に述べた吸引効果が助長されるとともに、被処理材料が、支持円板の上方にある上部空間２６から穴３８を通じて自由空間１０に直接落下するのが防止されることにも貢献する。
【００４９】
さらに、図３から明らかなように、複数個の穴全てに、又はこれらの一部に、開口部３５を除いて穴をすっかり覆うカバー２８を備えさせて、支持円板９の周囲部４３の方向へ外向きに、又は（軸線８に対して）半径方向にカバーで穴を覆うのが好ましい。
【００５０】
穴３６の大きさ、すなわち、横断面積は、排出すべき揮発性物質の量に応じて定まる。一般に、穴３６は、複数個設ける場合、全ての穴の横断面積は、できるだけ大きく、収容容器１の取出口１５と流体的に接続される押出機又はスクリュ１７の全スクリュの横断面積、又は、スクリュハウジングの横断面積に設定すればよい。
【００５１】
収容容器１の側壁２の下部には、ガス供給手段５０、５０ａ又は５０ｂを設けて、収容容器１の側壁２を通って収容容器１内に開口させる。このガス供給手段５０は、ノズル５０ａの形をした強制ガス供給手段５０ａとして構成し、すなわち、ガスを、収容容器１内に圧力を掛けて吹き込む。
【００５２】
ノズル５０ａは、底部３からの高さ及び距離が、本発明の方法に関して説明する、収容容器１に存在し、及び／又は回転する合成樹脂材料粒の高さ、及び／又は合成樹脂材料粒の移動中及び／又は回転中に形成される混合渦の高さよりも絶えず下にあるように位置付ける。ノズル５０ａは、収容容器１の高さの下方３分の１の領域に設ける。
【００５３】
ノズル５０ａは、上部混合部材２１と下部支持円板２９との間の領域で、側壁２に設けられて、自由空間１０内に開口する。２個以上の重なっている支持円板及び／又は混合部材がある場合、ガス供給手段は、上部支持円板と下部支持円板との間の領域、又は上部混合部材と下部混合部材との間の領域に開口するのが好ましい。こうすると、好適なガスの流入と良好な混合、ひいては合成樹脂材料の好適な処理が確保される。
【００５４】
ガス供給手段５０、５０ａ又は５０ｂは、支持円板又は混合部材の縁の領域ではなく、むしろ、特に、２個の支持円板又は混合部材の間の領域で、収容容器１で開口し、及び／又は後者の領域に設けられるのが好ましい。
【００５５】
ノズル５０ａは、側壁２の１箇所で開口し、その直径は、約７０ｍｍである。なお、こうした開口を、複数個、全周に亘って均一に配置してもよい。ノズル５０ａには、覆い又は遮蔽体６０を設けて、回転する合成樹脂材料が、ノズル５０ａの内部に押し込まれないようにする。こうした覆い等は、合成樹脂材料の回転方向においてノズル５０ａの上流側前方に設けるのが好ましい。ノズル５０ａは、実質的に、収容容器１の取出口１５と反対側の壁に設ける。合成樹脂材料粒の高さよりも上の領域には、強制ガス排出手段の形をしたガス排出手段５１又は吸引ポンプ５３を設ける。こうする代わりに、ガス排出手段５１を、非強制型ガス排出手段として構成するのが、実施形態として簡便であり、特に、収容容器１の頂部が開口している場合が当てはまる。
【００５６】
このようにして、乾燥した加熱空気が、収容容器１内にノズル５０ａにより圧力を掛けて吹き込まれる。この空気は、強制的に引き起こされた流れにより移動する合成樹脂材料によって上方に運び込まれ、水分を吸収し、問題を引き起こす物質を流れに載せて運ぶ。問題を引き起こす物質を含んだ空気は、排気手段５１ａを通じて収容容器１から出る。問題を引き起こす物質をほとんど含まない残留合成樹脂が残る。こうして、合成樹脂材料は、ガス供給手段５０及び５１、２個の混合部材１２及び２１、並びに穴３６の好適な相乗効果により、問題を引き起こす物質からほぼ完璧に分離される。
【００５７】
図４及び５に示す変形形態は、図１及び２に示す形態とは、特に、下部混合部材１２が、揺動自在に吊られているのではなく、支持円板９と軸線を同じくして設けられた、別個の円板２９に固定的に支持され、同じシャフト４による回転運動で駆動できるようになっている点で異なる。この結果、ロータ７は、細く、すなわちシャフト４の延長部として全体が削がれていてもよい。図１及び２に示す形態のように、２個の下部混合部材１２は、収容容器１の取出口１５の高さに設けられて、自由空間１０内にある処理された合成樹脂材料を、スクリュハウジング１６の取入口２７内に、効率的に運び入れる。
【００５８】
上部支持円板９の下の自由空間１０内にある下部混合部材１２は、上部支持円板９の下に設けられた下部円板２９に固定的に設けられているが、上部支持円板９又はシャフト４に揺動自在に吊られていてもよい。
【００５９】
図１及び２について既に説明したように、支持円板９及び２９の間、並びに／又は上部及び下部混合部材２１及び１２の間の領域に、ガス供給手段５０を設け、自由空間１０内に開口させる。
【００６０】
収容容器１内で処理される合成樹脂材料の温度をモニターすることは、有意義である。この点に関し、図４に示すように、支持円板９の上方にある上部粉砕空間２６内に、温度測定装置３０と冷却装置３３とを設けるが、冷却装置は、冷却剤用噴霧装置として構成してもよい。
【００６１】
既に説明したように、上部粉砕空間２６内に入る揮発性の問題物質の排出は、排出手段５１により行ってもよい。この点に関し、図４に示すように、この上部粉砕空間２６内に生ずる混合渦の上方に、吸引排出装置５１を設けてもよい。
【００６２】
図４に示すように、収容容器１から出て行くガスの経路内に、測定装置５６を設け、この測定装置により、排出ガス、及び／又はその水分、及び／又はガス内に存在する問題物質の含有量を、判定する。
【００６３】
本発明による装置とともに、制御装置５８が、概略的に示されているが、本発明による装置の個々の構成要素は、制御され調節される。図示の場合、制御装置５８は、ガス排出手段５１及びガス供給手段５０と接続するように示されている。供給されるガスの経路には、ガス乾燥装置５５とポンプ又はブロワー５２とともに加熱装置５４が、設けられる。供給されるガスの量、及び／又は温度、及び／又は圧力は、制御装置５８の制御を受けて、これらの装置により調節される。排出ガスの温度、及び／又は湿気を利用して、供給ガスの温度、及び／又は量、及び／又は圧力を調節することも可能である。
【００６４】
収容容器１が、気密容器として構成されるように、ガス供給手段５０を通じて供給されるガスの量は、ガス排出手段５１を通じて排出されるガスの量に、実質的に一致する。排出されるガスは、ガスに含まれている問題物質用の分離装置、たとえば、集塵機又はガス分離器を利用して、ガス供給手段５０に浄化ガスとして再供給すると、いずれの形態でも、リサイクルが可能となる。
【００６５】
図７及び８に示す装置は、図１及び２に示す形態と同様であるが、上部支持円板９には、穴３６が形成されていないものの、構成については、上述の説明が当てはまる。
【００６６】
この実施形態においても、上部支持円板９の下には、下部自由空間１０が形成され、上部支持円板９の周囲部と収容容器１の側壁２との間にある環状間隙１１を通じて、支持円板９の上方にある上部内部空間２６と、被処理合成樹脂材料が自由に流動できるようになっている。こうして、被処理合成樹脂材料は、この自由環状間隙１１を通って、上部支持円板９の上方にある上部空間２６から上部支持円板の下にある下部環状内部空間１０内へ、邪魔されることなく移動できる。
【００６７】
この環状空間１０内には、複数個の下部混合部材１２が設けられていて、この環状空間内で軸線８を中心として回転する。これら下部混合部材１２により合成樹脂材料に加えられる遠心力によって、合成樹脂材料は、収容容器１の取出口１５に押し込まれるが、取出口１５は、下部混合部材１２の高さにあり、スクリュ１７が回転自在に設けられている円筒形ハウジング１６の内部に、収容容器１の下部内部空間１を接続する。
【００６８】
上部支持円板９にも、複数個の上部混合部材２１を支持しているが、上部混合部材は、上部支持円板９に固定接合されている。これら上部混合部材２１が、収容容器１の上部内部自由空間２６内にある合成樹脂材料を、混合及び／又は粉砕及び／又は加熱する。粉砕を効率的に行うには、これら上部混合部材２１に切断刃２２を設けるとよい。
【００６９】
運転中、収容容器１に導入された合成樹脂材料は、上部混合部材２１により上部支持円板９の回転に伴って回転し、合成樹脂材料は、回転中に、上部内部自由空間２６内で、収容容器１の側壁２に沿って上昇し（矢印２４）、収容容器１の軸線がある領域に再び落下する（矢印２５）。このようにして生ずる混合渦により、導入された合成樹脂材料を充分にかき混ぜることにより、良好な混合効果を得る。一方、収容容器１に導入され粉砕された合成樹脂材料の一部は、上部支持円板９の下にある下部内部自由空間１０内へ、環状間隙１１を通って移動する。短い始動時間で、取出口１５を経て環状自由空間１０からスクリュ１７により取り出される合成樹脂材料と、上方から環状自由空間１０に環状間隙１１を通って供給される合成樹脂材料との間に、均衡状態がもたらされる。このため、合成樹脂材料は、一旦、収容容器１に導入されると、収容容器１内で充分な滞留時間を経過することなく、及び／又は混合部材１１及び２１により充分な処理を受けることなく、スクリュハウジング１６内に移動することは、まずあり得ず、ほとんど不可能である。スクリュ１７により取り出される、取出口１５を通って移動する合成樹脂材料は、こうして、特に、合成樹脂材料粒の温度及び大きさの点でほぼ均一なものになる。したがって、スクリュ１７は、合成樹脂材料を所望の可塑化度合いにするのに、合成樹脂材料に加える仕事量は、少なくて済む。その結果、スクリュハウジング１６内で、合成樹脂材料に、高いピーク熱負荷が掛からない。これにより、合成樹脂材料が保護されるとともに、スクリュ１７の駆動に必要なエネルギを著しく節約する。
【００７０】
環状空間１０の形状及び大きさは、意図する適用分野に応じて決まる。上部支持円板９の下面の、収容容器１の底部３からの距離ｈは、ロータ７の高さと取出口１５の大きさ及び位置とにより定まる。環状下部自由空間１０の高さｈが、スクリュ１７の直径ｄ及び／又はスクリュハウジング１６の内径に少なくとも等しいか、好ましくは著しく大であると、良好な条件が得られる。図７に示す実施形態では、ｈ：ｄ＝１．５６であり、上部支持円板９により覆われロータ７の外側に位置する下部環状自由空間１０が、ほぼ正方形の断面形状を持つ、好ましい配置となる。この下部環状自由空間が他の断面形状を持つことも、特に、例えば、ロータ７が、バケットホイールとして構成される場合のように、この環状自由空間１０内に他の部材が回転している場合には、可能である。
【００７１】
明らかなように、環状間隙の大きさは、上述した運転方法に影響を与える。合成樹脂材料のかなり大きな粒が、この環状間隙１１を通過することがないように、この環状間隙は、あまり大きくすべきではない。一方において、この環状間隙が小さ過ぎて、合成樹脂材料が、上部支持円板９の下にある下部内部自由空間１０にほとんど移動しないと、スクリュ１７が、充填不足になる虞がある。
【００７２】
処理すべき種々の合成樹脂材料に適合できるように、環状間隙１１の大きさは、例えば、上部支持円板９に対して調節自在に上部支持円板により支持される変更部材によって、変更自在にして、こうした変更部材により、環状間隙１１が部分的に覆われ又は拡大した幅で覆われないようにする。こうした変更部材は、収容容器１の側壁２に、必要に応じて設けてもよい。実験によれば、環状間隙１１の半径方向に測定した幅ｓ（図７）の好ましい値が、２０乃至１５０ｍｍ、好ましくは、２０乃至１００ｍｍの範囲にあると、処理すべき合成樹脂材料のタイプにもよるが、収容容器１の直径に無関係であることが示された。
【００７３】
収容容器１の下部内部自由空間１０内にある混合部材１２が、上部支持円板９により支持され、収容容器１の上部内部自由空間２６で回転する混合部材２１よりも弱く、この下部内部自由空間１０内にある混合部材１２を処理するように、下部内部自由空間内にある混合部材を構成するとよい。
【００７４】
この実施形態でも、ガス供給手段５０が、上部及び下部支持円板９及び２９の間であって、上部及び下部混合部材２１及び１２の間の領域に設けられ、下部内部自由空間１０内に開口する。
【００７５】
図９は、もう一つの実施形態を縦断面図で示すものである。
【００７６】
図示の装置は、収容容器１を備え、その内部には、複数個の混合部材１２及び２１を備えた、単一の支持円板９、２９が、底部３のすぐ上の下部領域内で、取出口１５の高さに設けられている。これら混合部材１２及び２１は、合成樹脂粒を移動させ、混合渦２５を形成する。
【００７７】
底部３に、すなわち、ガスがブロワー５２により吹き込まれる、底部３の内側３分の１の領域に、環状間隙の形をしてシャフト４の全周囲にほぼ連続して形成した強制ガス供給手段５０ａを設ける。さらに、もう一つの強制ガス供給手段５０ａを、移動する合成樹脂粒により側壁２に加わる圧力が最大となる高さで、収容容器１の側壁２に設ける。このもう一つの強制ガス供給手段も、環状間隙として形成してよく、全周に亘って拡がっていてもよい。ガスは、両方の強制ガス供給手段５０ａにより、収容容器１の内部に吹き込まれ、合成樹脂を通過し、問題物質を含んだ状態で、ガス排出手段５１を通じて再び排出される。
【００７８】
図１０及び１１は、もう一つの実施形態を縦断面図と平面図で示すものである。図１０及び１１で部分的にのみ示す装置では、図示した下部支持円板２９と下部混合部材のみが、図１乃至９に示す装置に示していない構成上の特徴である。したがって、図示していない構成については、図１乃至９を参照されたい。
【００７９】
下部支持円板２９の下面には、複数個の移送翼状部材６５が設けられる。これら移送翼状部材６５は、下部支持円板２９の中心領域から半径方向に始まって、回転方向とは反対側に湾曲し、下部支持円板２９の半径方向のほぼ全体に延びている。移送翼状部材６５は、ビーム状の横方向部材として構成され、下部支持円板２９と底面３と間の領域で延びている。
【００８０】
移送翼状部材６５は、運転中流れを引き起こして、合成樹脂材料の流れを起して、被処理材料が、下部支持円板２９の下の領域に残らないようにする。被処理合成樹脂材料は、移送翼状部材６５により、環状間隙１１を通じて下部支持円板２９の上にある領域に上昇して戻る。下部支持円板２９に、複数個の穴３６が形成されている場合には、合成樹脂材料は、これらの穴３６も通過する。
【００８１】
収容容器１の底面３には、中心軸線８の近傍で、複数個のガス供給手段５０が形成され、下部支持円板２９の下の領域に開口する。ガス供給手段５０は、強制又は非強制ガス供給手段５０ａ及び５０ｂとして構成してもよい。このようにして、ガス又は空気を、下部支持円板２９の下の領域に強制導入するか、移送翼状部材６５により引き入れることができる。ガス等は、図１０において矢印６８で示すように、環状間隙１１を通って上方に流れ、被処理合成樹脂材料を、下部支持円板２９の下の領域から取り出すのに貢献する。また、ガス等は、形成された穴３６を通って、図１０において矢印６９で示すように流れて、合成樹脂材料を上方に移動させる。
【００８２】
この実施形態では、移送翼状部材６５が、こうして、ガス供給手段５０及び必要に応じて形成する穴とも良好に協働し、下部支持円板２９の下の領域から合成樹脂材料を効率的に取り出すのを確実にする。
【００８３】
このような移送翼状部材６５、又は、移送翼状部材６５、穴３６及び／又はガス供給手段５０との個み合わせは、図１乃至９に示す全ての実施形態において設けてもよい。
【００８４】
図１２は、もう一つの好適な実施形態を示すものである。この形態は、図４及び５に示す実施形態と近似するので、図４及び５に関する説明を参照されたい。図４及び５に示す実施形態との違いは、ガス供給手段５０、５０ａ及び５０ｂが、図９、１０及び１１に示す実施形態の場合と同様に、底面３に形成されている点である。
【図１】
2011005862.tif 000003
【図２】
2011005862.tif 000004
【図３】
2011005862.tif 000005
【図４】
2011005862.tif 000006
【図５】
2011005862.tif 000007
【図６】
2011005862.tif 000008
【図７】
2011005862.tif 000009
【図８】
2011005862.tif 000010
【図９】
2011005862.tif 000011
【図１０】
2011005862.tif 000012
【図１１】
2011005862.tif 000013
【図１２】
2011005862.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月12日(2010.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容容器又は切断圧縮器（１）内で少なくとも１個の混合部材（１２、２1）により、移動され回転状態にされ、混合され加熱され、必要に応じて破片状又は粒状に粉砕される材料、特に好ましくは、熱可塑性の高分子粒、高分子フレーク等を処理する方法であって、当該材料の処理及びその後の加工に悪影響を与える好ましくない問題物質、例えば、揮発性物質、特に水分及び／又は水蒸気を、処理過程において、前記収容容器（１）内にある当該材料の高さよりも下、又は、発生している混合渦の材料高さよりも下の領域で、ガス、特に空気又は不活性ガスが、前記収容容器（１）内に導入され、当該ガスは、材料の少なくとも一部を通る強制流を形成することにより、導かれ、問題物質に富み又は満ちているガスを、処理中に、前記収容容器（１）内に存在する当該材料の高さよりも上、又は混合渦の材料高さよりも上の領域で、前記収容容器（１）から排出する、前記材料を処理する方法において、当該ガスは、前記収容容器（１）の側壁（２）に形成したガス供給手段（５０）を通じて、前記収容容器の底部に近接した下位の混合部材（１２）の上方の領域内で、前記収容容器（１）内に導入されることを特徴とする、前記材料を処理する方法。
【請求項２】
前記ガスは、少なくとも１個の強制ガス除去手段（５１）を通じて、前記収容容器（１）の前記材料高さよりも上の領域から、吸引により強制的に除去又は送り出されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガスは、前記複数個の混合部材（１２、２１）の間の領域で、２個以上の重なり合う混合部材（１２、２１）を設けて、導入されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１個の収容容器又は切断圧縮器（１）を備え、当該収容容器又は切断圧縮器は、特に実質的に漏斗状又は円筒形であり、特に、水平底面（３）と縦方向側壁（２）とを有し、当該収容容器又は切断圧縮器内には、少なくとも１個の混合部材（１２、２１）が、縦方向軸線（８）を中心として回転可能に設けられ、当該混合部材は、当該収容容器又は切断圧縮器（１）内にあり、被処理対象であり、好ましくは、破片状又は粒状である材料、特に、溶融状態にない高分子粒等の形をした合成樹脂材料を移動及び／又は回転させて、当該材料を処理し、混合し、加熱し、必要に応じて、粉砕し及び／又は作用を及ぼし、当該収容容器又は切断圧縮器（１）内に、ガス、特に空気又は不活性ガスを導入する少なくとも１個のガス供給手段（５０）を、当該収容容器又は切断圧縮器（１）内に処理中存在する当該材料の高さよりも下で、又は、処理中生ずる混合渦の高さよりも下で、当該収容容器又は切断圧縮器（１）に設けられ又は接続され、前記問題物質、特に水蒸気に富み又は満ちたガスを、当該収容容器又は切断圧縮器（１）から排出するための少なくとも１個のガス排出手段（５１）が、当該収容容器又は切断圧縮器（１）内に処理中存在する当該材料の高さよりも上で、又は当該混合渦の高さよりも上で、当該収容容器又は切断圧縮器（１）に設けられ、又は接続される、請求項１乃至９のいずれか１に記載の方法を実施する装置において、前記ガス供給手段（５０）は、複数個で、前記収容容器（１）の側壁（２）に配置及び／又は形成され、前記収容容器（１）の側壁（２）で前記収容容器（１）に、前記収容容器の底部に近接した下位の混合部材（１２）の上方で開口することを特徴とする装置。
【請求項５】
前記ガス供給手段（５０）は、非強制ガス供給手段、例えば、複数個の開口として構成されることにより、前記ガスが、前記収容容器（１）内に、例えば、前記収容容器（１）内の負圧により、強制的に引き入れられ、又は、前記ガス供給手段（５０）は、強制ガス供給手段、例えば、複数個のポンプ装置又はブロワー装置（５２）を介して圧力が掛けられる複数個のノズル等として構成されることにより、前記ガスが、前記収容容器（１）内に、圧力により、強制的に吹き込まれ、噴出され、又は圧入されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ガス排出手段（５１）は、強制ガス除去手段、例えば、複数個の開口として構成されることにより、前記ガスが、前記収容容器（１）から、例えば、前記収容容器（１）内の正圧により、強制的に引き出され、又は、前記ガス排出手段（５１）は、例えば、複数個の吸引装置（５３）を介して圧力が掛けられる強制ガス排出手段として構成され、当該強制ガス排出手段により、前記ガスを、前記収容容器（１）から吸引により又は送り出すことができることを特徴とする請求項４又は５に記載の装置。
【請求項７】
前記ガス供給手段（５０）は、前記収容容器（１）の内面に面する側に、特に、前記収容容器（１）内における前記材料の回転方向上流側に、前記収容容器（１）内に存在する前記材料を保護するために、覆い又は遮蔽体（６０）を備えることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１に記載の装置。
【請求項８】
前記ガス供給手段（５０）は、複数個で、前記側壁（２）に、少なくとも２個の重なっている支持円板（９、２９）若しくは少なくとも２個の混合部材（１２、２１）の間の領域で、又は、前記上部及び下部支持円板若しくは前記上部及び下部混合部材の間の領域で、好ましくは、前記上部混合部材（２１）又は前記上部支持円板（９）と前記下部又は最下位の混合部材（１２）又は前記下部支持円板（２９）との間の領域で、設けられ、前記下部内部空間（１０）に開口し、前記ガス供給手段（５０）は、特に各々、２個の支持円板又は前記２個の混合部材の間の領域で、特に、２個の支持円板又は前記２個の混合部材の間の中心で、好ましくは開口し及び／又は設けられることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１に記載の装置。
【請求項９】
前記ガス供給手段（５０）は、前記軸線（８）の近傍であって、かつ、特に、前記混合部材（２１）の、前記支持円板（９）の回転方向における後縁（３７）の近傍に、又は前記穴（３６）の近傍に設けられることを特徴とする請求項４乃至８のいずれか１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ガス除去手段（５１）は、前記収容容器（１）の底面（３）、並びに前記材料及び前記混合渦から離れた領域に、特に前記収容容器（１）の蓋に設けられることを特徴とする請求項４乃至９のいずれか１に記載の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
収容容器１の側壁２の下部には、ガス供給手段５０を設けて、収容容器１の側壁２を通って収容容器１内に開口させる。このガス供給手段５０は、ノズルの形をした強制ガス供給手段として構成し、すなわち、ガスを、収容容器１内に圧力を掛けて吹き込む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
ノズルは、底部３からの高さ及び距離が、本発明の方法に関して説明する、収容容器１に存在し、及び／又は回転する合成樹脂材料粒の高さ、及び／又は合成樹脂材料粒の移動中及び／又は回転中に形成される混合渦の高さよりも絶えず下にあるように位置付ける。ノズルは、収容容器１の高さの下方３分の１の領域に設ける。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
ノズルは、上部混合部材２１と下部支持円板２９との間の領域で、側壁２に設けられて、自由空間１０内に開口する。２個以上の重なっている支持円板及び／又は混合部材がある場合、ガス供給手段は、上部支持円板と下部支持円板との間の領域、又は上部混合部材と下部混合部材との間の領域に開口するのが好ましい。こうすると、好適なガスの流入と良好な混合、ひいては合成樹脂材料の好適な処理が確保される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
ガス供給手段５０は、支持円板又は混合部材の縁の領域ではなく、むしろ、特に、２個の支持円板又は混合部材の間の領域で、収容容器１で開口し、及び／又は後者の領域に設けられるのが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
ノズルは、側壁２の１箇所で開口し、その直径は、約７０ｍｍである。なお、こうした開口を、複数個、全周に亘って均一に配置してもよい。ノズルには、覆い又は遮蔽体６０を設けて、回転する合成樹脂材料が、ノズルの内部に押し込まれないようにする。こうした覆い等は、合成樹脂材料の回転方向においてノズルの上流側前方に設けるのが好ましい。ノズルは、実質的に、収容容器１の取出口１５と反対側の壁に設ける。合成樹脂材料粒の高さよりも上の領域には、強制ガス排出手段の形をしたガス排出手段５１又は吸引ポンプ５３を設ける。こうする代わりに、ガス排出手段５１を、非強制型ガス排出手段として構成するのが、実施形態として簡便であり、特に、収容容器１の頂部が開口している場合が当てはまる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
このようにして、乾燥した加熱空気が、収容容器１内にノズルにより圧力を掛けて吹き込まれる。この空気は、強制的に引き起こされた流れにより移動する合成樹脂材料によって上方に運び込まれ、水分を吸収し、問題を引き起こす物質を流れに載せて運ぶ。問題を引き起こす物質を含んだ空気は、排気手段５１を通じて収容容器１から出る。問題を引き起こす物質をほとんど含まない残留合成樹脂が残る。こうして、合成樹脂材料は、ガス供給手段５０及び５１、２個の混合部材１２及び２１、並びに穴３６の好適な相乗効果により、問題を引き起こす物質からほぼ完璧に分離される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
底部３に、すなわち、ガスがブロワー５２により吹き込まれる、底部３の内側３分の１の領域に、環状間隙の形をしてシャフト４の全周囲にほぼ連続して形成した強制ガス供給手段５０を設ける。さらに、もう一つの強制ガス供給手段５０を、移動する合成樹脂粒により側壁２に加わる圧力が最大となる高さで、収容容器１の側壁２に設ける。このもう一つの強制ガス供給手段も、環状間隙として形成してよく、全周に亘って拡がっていてもよい。ガスは、両方の強制ガス供給手段５０により、収容容器１の内部に吹き込まれ、合成樹脂を通過し、問題物質を含んだ状態で、ガス排出手段５１を通じて再び排出される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
収容容器１の底面３には、中心軸線８の近傍で、複数個のガス供給手段５０が形成され、下部支持円板２９の下の領域に開口する。ガス供給手段５０は、強制又は非強制ガス供給手段として構成してもよい。このようにして、ガス又は空気を、下部支持円板２９の下の領域に強制導入するか、移送翼状部材６５により引き入れることができる。ガス等は、図１０において矢印６８で示すように、環状間隙１１を通って上方に流れ、被処理合成樹脂材料を、下部支持円板２９の下の領域から取り出すのに貢献する。また、ガス等は、形成された穴３６を通って、図１０において矢印６９で示すように流れて、合成樹脂材料を上方に移動させる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
図１２は、もう一つの好適な実施形態を示すものである。この形態は、図４及び５に示す実施形態と近似するので、図４及び５に関する説明を参照されたい。図４及び５に示す実施形態との違いは、ガス供給手段５０が、図９、１０及び１１に示す実施形態の場合と同様に、底面３に形成されている点である。