(57)【要約】 【課題】  異なる原材料に切り換えて押し出し作業を行う際に、押出機内に残留している残留原材料を、簡単に、しかも原材料を無駄に消費することなく洗浄除去できる押出機の洗浄装置を提供する。【解決手段】  ゴムやプラスチックなどの原材料を混練し押出す押出機１１において、押出機１１の原材料供給側に、洗浄液を供給するポンプ２３を接続し、上記押出機１１の原料排出側に、洗浄液を回収するヘッド２０を着脱自在に設け、そのヘッド２０とポンプ２３間に、回収される洗浄液中の残留原材料を洗浄液と分離して捕集する残留原材料分離装置２１と、その残留原材料分離装置２１で分離された洗浄液を貯蔵する貯蔵タンク２２とを接続したものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムやプラスチックなどの原材料を混練し押出す押出機において、押出機の原材料供給側に、洗浄液を押出機に供給するポンプを接続し、上記押出機の原材料排出側に、上記洗浄液を上記押出機から回収するヘッドを着脱自在に設け、そのヘッドとポンプ間に、回収される洗浄液中の残留原材料を洗浄液と分離して捕集する残留原材料分離装置と、その残留原材料分離装置で分離された洗浄液を貯蔵する貯蔵タンクとを接続したことを特徴とする押出機の洗浄装置。
【請求項２】
上記原材料分離装置は、上記ヘッドからの洗浄液を導入し、これを加熱し蒸留させて残留原材料と分離するトラップと、トラップからの蒸留ガスを冷却し凝縮させて上記貯蔵タンクに戻す冷却管とからなる請求項１記載の押出機の洗浄装置。
【請求項３】
上記押出機は二軸混練押出機である請求項１又は２記載の押出機の洗浄装置。
【請求項４】
上記洗浄液には有機溶媒が用いられる請求項１〜３いずれか記載の押出機の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムやプラスチックなどの原材料を混練し押出す押出機に係り、特に異なる原材料を押し出す際に、押出機内に前押し出し作業で残留した原材料を洗浄除去するための押出機の洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の押出機の一例として、図３に示す混練押出機について説明する。
【０００３】
図に示すようにゴムやプラスチックなどの原材料を混練し押し出す混練押出機３５は、一端に原材料供給口３７が、他端に原材料排出口３８が形成されたバレル３６内に、スクリュー３９，３９が並列に噛合されて設けられ、そのスクリュー３９，３９がそれぞれスクリュー駆動部４０に連結されて構成されている。
【０００４】
ゴムやプラスチックなどの原材料は、原材料供給口３７からバレル３６内へと供給され、バレル３６内のジャケット（図示せず）に供給されたスチームで加熱され、スクリュー３９，３９により溶融混練されながら、原材料排出口３８より押し出される。
【０００５】
ここでバレル３６内に供給する原材料を変更する場合、バレル３６内に前作業の原材料が残留していると、これが異種原材料として新たな原材料に混入して共に押し出されてしまい、高品質の材料が得られない為、バレル３６内に残留した前作業の原材料を洗浄除去する必要がある。
【０００６】
この洗浄作業は、バレル３６内からスクリュー３９，３９を抜き出して洗浄するか（特許文献１参照）、若しくは、残留原材料が無くなるまで、次作業の原材料をバレル３６内に供給して充分に押し出し共洗いするかのいずれかを行っていた。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２９３７６４号公報
【特許文献２】特開平５−２３５６４号公報
【特許文献３】特開平５−２９２９３３号公報
【特許文献４】特開平６−２８５９５５号公報
【特許文献５】特公平６−２８５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、バレル３６内からスクリュー３９，３９を抜き出して、バレル３６内とスクリュー３９，３９をそれぞれ洗浄する方法では、スクリュー３９，３９のサイズが大きくなると、その抜き出しや洗浄の作業の労力が大きくなり負担が大きかった。
【０００９】
また、前作業の残留原材料を次作業の原材料によりバレル３６外に押出して共洗いする洗浄方法は、スクリュー３９，３９をバレル３６より抜き出すことが無いため作業労力は少なくて済むが、バレル３６内に原材料を多量に供給して押し出す必要があるため原材料を無駄に消費することになる。しかも、共洗いによる洗浄方法では、残留原材料を完全に取り除くのは困難である。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決するため、異なる原材料に切り換えて押し出し作業を行う際に、押出機内に残留している残留原材料を、簡単に、しかも原材料を無駄に消費することなく洗浄除去できる押出機の洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、ゴムやプラスチックなどの原材料を混練し押出す押出機において、押出機の原材料供給側に、洗浄液を供給するポンプを接続し、上記押出機の原材料排出側に、洗浄液を回収するヘッドを着脱自在に設け、そのヘッドとポンプ間に、回収される洗浄液中の残留原材料を洗浄液と分離して捕集する残留原材料分離装置とその残留原材料分離装置で分離された洗浄液を貯蔵する貯蔵タンクとを接続したものである。
【００１２】
上記原材料分離装置は、ヘッドからの洗浄液を導入し、これを加熱し蒸留させて残留原材料と分離するトラップと、トラップからの蒸留ガスを冷却し凝縮させて貯蔵タンクに戻す冷却管とからなってもよい。
【００１３】
上記押出機は二軸混練押出機でもよい。
【００１４】
上記洗浄液には有機溶媒が用いられてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上要するに本発明によれば、バレル内に洗浄液を循環させることで、押出機内を簡単に洗浄することができ、しかも、押出機から回収した洗浄液を残留原材料分離装置を通して残留原材料を分離して洗浄液を循環するため、洗浄液を交換することなく洗浄できるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
先ず、図１に示すように、ゴムやプラスチックなどの原材料を混練し押出す押出機１１は、バレル１３内に一対のスクリュー１４，１４が紙面に対して裏表方向に並列に配置されて、互いに噛合され、そのスクリュー１４，１４がスクリュー駆動部１５にそれぞれ連結されて構成されている。
【００１８】
バレル１３の上部一端側には原材料供給口１６が形成され、原材料供給口１６に原材料をバレル１３内に案内するためのホッパー１７が設けられている。他側のバレル１３先端には原材料排出口１８が形成されている。
【００１９】
原材料供給口１６からバレル１３内に供給されるゴムやプラスチックなどの原材料は、バレル１３内のジャケット（図示せず）に供給されたスチームで加熱され、スクリュー１４，１４により溶融混練されながら、原材料排出口１８より押し出される。
【００２０】
次に本実施形態の押出機１１のバレル１３内を洗浄する洗浄装置１２を説明する。
【００２１】
バレル１３の一端部（原材料供給口１６側端部）の下側には、洗浄液供給口１９が設けられ、バレル１３の原材料排出口１８には、バレル１３内に供給された洗浄液を回収するヘッド２０が着脱自在に設けられている。
【００２２】
このヘッド２０と洗浄液供給口１９間には、ヘッド２０で回収された洗浄液中の残留原材料を分離する残留原材料分離装置２１と、その残留原材料分離装置２１で分離された洗浄液を貯蔵する貯蔵タンク２２と、貯蔵タンク２２内の洗浄液を洗浄液供給口１９よりバレル１３内に供給・循環するポンプ（ギアポンプ）２３とが順次接続される。また、洗浄液供給口１９とポンプ２３とを接続する配管２４の洗浄液供給側には、バレル１３内に供給された原材料を混練・押し出しする際に、原材料が洗浄液供給口１９からポンプ２３側に出て行かないようにするバルブ２５が設けられている。
【００２３】
残留原材料分離装置２１は、ヘッド２０の下部に配管２６を介して接続されたトラップ２７と、そのトラップ２７で蒸発された洗浄液を冷却・凝縮して貯蔵タンク２２に戻す冷却管２８よりなる。
【００２４】
トラップ２７の下部壁面には、図２に示すようにヘッド２０から回収された洗浄液を、その沸点以上に加熱するためのヒーター部２９が設けられ、そのトラップ２７が配管３０を介して冷却管２８に接続される。
【００２５】
冷却管２８は、その外周に冷却水が通る冷却ジャケット３１が設けられ、トラップ２７側に対して貯蔵タンク２２側が低くなるように形成され、冷却管２８に導入された蒸発した洗浄液を冷却ジャケット３１内に流される冷却水にて冷却・凝縮し、貯蔵タンク２２側に流下させるようになっている。
【００２６】
貯蔵タンク２２に貯蔵する洗浄液は、押出機１１内に残留している前作業での原材料を溶解・分離・洗浄するものであればいずれでもよいが、一例として、樹脂などの原材料を溶解できる有機溶媒を用いる。
【００２７】
この有機溶媒は、原材料の樹脂の溶解度パラメーター（ＳＰ値）との差が、例えば１．０以内のＳＰ値を持つ有機溶媒を選定することで、原材料との相溶性がよく好ましい。この場合、ＳＰ値の差が１．０以上になると残留原材料の溶解に長時間を要するか、或いは、充分に溶解しないので好ましくない。例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）が残留原材料であれば、洗浄液には、アセトン、シクロヘキサン、塩化メチレン、クロロホルム、メチルエチルケトン等を用い、ポリエチレンやポリプロピレンの残留原材料を洗浄する場合には、ジエチルエーテル、フタル酸ジオクチル、n-ヘキサン等を用い、ブチルゴムの残留原材料を洗浄する場合には、n-ヘキサン、n-ペンタン等を用いる。
【００２８】
但し、有機溶媒は消防法に定められる危険物及び特定化学物質等障害予防規則に指定されるものは望ましくない。
【００２９】
ポンプ２３により洗浄液供給口１９を介してバレル１３内に洗浄液を供給する際には、スクリュー１４，１４を適切な回転数で回転させ、さらにバレル１３内を洗浄液の沸点以下の温度で加熱しておく。また、バレル１３内に洗浄液を供給する際に、原材料供給口１６から洗浄液が噴出するのを防止するために、原材料供給口１６を閉じるためのシャッター３２を開閉自在に取り付けるようにする。
【００３０】
次に、本実施の形態の作用を述べる。
【００３１】
原材料供給口１６からはゴムやプラスチックなどの原材料がバレル１３内に供給され、その原材料は、バレル１３内のジャケット（図示せず）に供給されたスチームで加熱され、スクリュー１４，１４により溶融混練されながら搬送され、原材料排出口１７より押し出される。
【００３２】
ここで、バレル１３内に供給する原材料を変更する場合、バレル１３内に前作業での原材料が残留していると、これが異種原材料として新たな原材料と共に押し出され、高品質の材料が得られない為、バレル１３内に残留した原材料を洗浄除去する必要がある。
【００３３】
本実施の形態では、洗浄作業に入る前に、バレル１３内の残留原材料に合わせた洗浄液を貯蔵タンク２２に充填し、シャッター３２により原材料供給口１６を閉じ、バルブ２５を開けておく。そして、原材料排出口１８に、ヘッド２０を取り付ける。
【００３４】
上記の作業が終了したら、ポンプ２３を駆動させ、貯蔵タンク２２の洗浄液をバレル１３内に供給し、洗浄作業を開始する。また、ジャケット（図示せず）に供給されたスチームにより、バレル１３内を洗浄液の沸点以下の温度範囲となるよう加熱すると共に、スクリュー１４，１４がスクリュー駆動部１５により回転する。
【００３５】
バレル１３内を満たすように供給された洗浄液は、バレル１３内の残留原材料を溶解・分解する。この際、洗浄液はスチームにより加熱処理され、スクリュー１４、１４で攪拌されることで、バレル１３やスクリュー１４，１４に付着残留した原材料が、洗浄液に効果的に溶解・分解されて下流側に移動される。
【００３６】
バレル１３内の洗浄液は、原材料排出口１８より残留原材料と共にヘッド２０に排出されて一旦貯蔵された後、適宜、残留原材料分離装置２１のトラップ２７に導入される。トラップ２７では洗浄液が蒸留されると共に残留原材料が補集され、蒸発した洗浄液が、冷却管２８で冷却・凝縮されて貯蔵タンク２２に戻される。
【００３７】
貯蔵タンク２２に戻された洗浄液は、ポンプ２３により洗浄液供給口１９を通ってバレル１３内へと再び供給される。
【００３８】
このように、バレル１３内に洗浄液を循環させることで、バレル１３内とスクリュー１４，１４に付着した残留原材料を、スクリュー１４，１４をバレル１３より抜き出すことなく、簡単に洗浄除去することができ、しかも、押出機１１から回収した洗浄液を残留原材料分離装置２１を通して残留原材料を分離・捕集して洗浄液を循環するため、洗浄液を交換することなくバレル１３内とスクリュー１４，１４を洗浄できる。
【００３９】
なお、バレル１３内に超音波発振装置（図示せず）を設け、これにより超音波振動を加えられた洗浄液を循環させてバレル１３内とスクリュー１４，１４とを洗浄することで、さらに洗浄効果の向上を図れる。
【００４０】
上記のように、洗浄液には有機溶媒が用いられるが、その溶解度パラメーター（ＳＰ値）は除去される残留原材料のＳＰ値との差が小さいほど洗浄効果が向上し、そのＳＰ値差は１．０以内が望ましい。
【００４１】
本出願人は、この洗浄装置１２の洗浄能力を確認すべく実験を行った。その結果を以下に説明する。
【００４２】
本実験では原材料にＰＶＣ混合物（ＳＰ値９．４〜１０．８）を用い、洗浄液にはメチルエチルケトン（ＳＰ値９．３）を用いた。原材料に使用したＰＶＣ混合物の配合割合を表１に示す。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
上記の混練押出機１１を用いてＰＶＣ混合物１００ｋｇを混練・押し出し後、原材料排出口１８にヘッド２０を取り付け、ポンプ２３によりバレル１３内が充分に洗浄液で充満するように流量を調整して供給し洗浄した。この時に洗浄効果を高めるため、バレル１３内の温度を６０℃まで昇温させ、バレル１３内のスクリュー１４、１４を５０ｒｐｍで回転させた。
【００４５】
混練押出機１１より排出された洗浄液から残留原材料を分離するため、ヒーター部２９により洗浄液を８０℃まで加熱して蒸発させ、その後、冷却管２８により水冷して凝縮させ、貯蔵タンク２２に貯蔵後、ポンプ２３により循環させた。
【００４６】
実施結果を表２に示す。
【００４７】
【表２】
2005087967.tif 000004
【００４８】
表２は、ヘッド２０からトラップ２７に至る洗浄液を５分経過ごとにサンプリングし、そのサンプリングした洗浄液を目視により残留原材料が含まれているかどうかを調べた結果を示しており、洗浄が完了したとみなせない場合を×、完了したとみなせる場合を○としている。
【００４９】
その結果、洗浄開始から徐々に残留原材料が除去され、表２に示すように、最終的には洗浄時間が１５ｍｉｎで洗浄が完了した。このように、スクリュー１４、１４をバレル１３内より抜き出さずに、バレル１３内に残留しているＰＶＣ混合物を簡単に洗浄除去することができ、しかも極めて高い洗浄効果が認められ、次作業への段取り時間の大幅な短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の好適な一実施の形態を示す押出機の洗浄装置の中央縦断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】従来の混練押出機を示す中央縦断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１１  押出機
１２  洗浄装置
２０  ヘッド
２１  残留原材料分離装置
２２  貯蔵タンク
２３  ポンプ
【図１】
2005087967.tif 000005
【図２】
2005087967.tif 000006
【図３】
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