(57)【要約】 【課題】押出シリンダで発生するガスを十分に脱気することができるにも拘わらず、脱気口から漏れ出した粉粒体状の押出材料が、脱気配管に堆積することなく、したがって定期的な脱気配管の清掃を格別に必要としない、スクリュ式押出機の脱気方法を提供する。【解決手段】シリンダボア（２、２）内に回転駆動可能に設けられているスクリュ（３、３）を回転駆動して押出材料を可塑化して押し出すとき、可塑化部よりも上流側の、シリンダボア（２、２）に開口すると共にフイルタ（５、５）が設けられている脱気口（４、４）を、負圧源に接続されている脱気配管（１０）を介して負圧にして排気する。このとき、脱気配管（１０）中に、排気ガスの流れ方向と対向して、所定の水位を保って水を流す。脱気配管（１０）の下流側には回収フイルタ（１４）を着脱自在に設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボア内に回転駆動可能に設けられているスクリュを回転駆動して押出材料を可塑化して押し出すとき、可塑化部よりも上流側の、前記シリンダボアに開口すると共にフイルタが設けられている脱気口を、負圧源に接続されている脱気配管を介して負圧にして排気するとき、
前記脱気配管中に、排気ガスが流れる排気空間通路部を残して他の部分に、排気ガスの流れ方向と対向して、水を流すことを特徴とする、スクリュ式押出機の脱気方法。
【請求項２】
シリンダボア内に回転駆動可能に設けられているスクリュを回転駆動して押出材料を可塑化して押し出すとき、可塑化部よりも上流側の、前記シリンダボアに開口すると共にフイルタが設けられている脱気口を、負圧源に接続されている脱気配管を介して負圧にして排気するとき、
前記脱気配管中に、排気ガスが流れる脱気空間通路部を残して他の部分に、排気ガスの流れ方向と対向して、所定水位を保って水を流すことを特徴とする、スクリュ式押出機の脱気方法。
【請求項３】
押出シリンダと、該押出シリンダのシリンダボア内に回転駆動可能に設けられているスクリュとを備え、前記シリンダボアに開口すると共にフイルタが設けられている脱気口が前記スクリュの可塑化部の上流側に設けられているスクリュ式押出機において、
前記脱気口は、脱気配管を介して負圧源に接続されていると共に、前記脱気配管には排気ガスの流れ方向と対向した方向に水が流されるようになっていることを特徴とする、スクリュ式押出機の脱気装置。
【請求項４】
押出シリンダと、該押出シリンダのそれぞれのシリンダボア内に回転駆動可能に設けられているスクリュとを備え、前記シリンダボアのそれぞれに開口すると共にフイルタが設けられている脱気口が前記スクリュの可塑化部の上流側に設けられているスクリュ式二軸押出機において、
前記脱気口は、１本の脱気配管を介して負圧源に接続されていると共に、前記脱気配管には排気ガスの流れ方向と対向した方向に水が流されるようになっていることを特徴とする、スクリュ式押出機の脱気装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載のスクリュ式押出機において、前記脱気口は、該脱気口の断面積よりも大きい断面積の脱気シリンダを介して前記脱気配管に接続されていると共に、前記脱気配管は略水平に配置され、その上方空間部分が排気ガスの通路に、そして下方部分が水の通路になっている、スクリュ式押出機の脱気装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかの項に記載のスクリュ式押出機において、前記脱気配管の上流端と下流端は水循環管路により接続されて前記脱気配管には循環式に水が供給されるようになっていると共に、前記脱気配管の下流側には回収フイルタが着脱自在に設けられている、スクリュ式押出機の脱気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダボア内に回転駆動可能に設けられているスクリュを回転駆動して押出材料を可塑化して押し出すとき、可塑化部よりも上流側の前記シリンダボアに開口した脱気口を、負圧源に接続されている脱気配管を介して負圧にして排気する、スクリュ式押出機の脱気方法および脱気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来周知のように、スクリュ式押出機は、概略的には外周部にヒータが設けられている押出シリンダと、該押出シリンダ内で回転駆動される１本または２本のスクリュとから構成されている。押出シリンダの後方には樹脂等の原料を投入・供給するためのホッパが設けられ、前方には可塑化された押出材料を押し出すダイス、ギヤポンプ等が設けられている。供給される樹脂等の原料は、ヒータから加えられる熱、シリンダ内で回転駆動されるスクリュの剪断による摩擦熱等により溶融・混練される。ところで、原料としてのパウダ状の樹脂に、炭酸カルシウム、タルク等の粉末状の添加材、あるいは木粉等の粉粒体が添加供給されると、これらの添加された原料には大量の空気が含まれているので、押出シリンダ内で原料が溶融・混練されるときに、原料中に含まれている空気が分離される。分離された空気は、押出シリンダ内で圧縮されて閉じこめられ、間欠的に押出シリンダの上流側のホッパから原料とともに噴出する。間欠的に噴出するので、原料の供給量あるいは押出量が不安定になる。そこで、本出願人によって、原料中に含まれる空気を効率よく押出シリンダの外部に脱気する脱気口あるいはガス抜きシリンダが設けられたスクリュ式押出機が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】実開平５−８６５２４号公報
【特許文献２】特開平９−２６２８３０号公報
【特許文献３】特開２００１−１２９８７０号公報
【０００４】
特許文献１には、原料中に含まれている空気を押出シリンダの外部に脱気する脱気口が設けられた、スクリュ式押出機が記載されている。この押出機は、図２にその一部が断面で示されているように、押出シリンダ５１と、この押出シリンダ５１のボア５２内で回転駆動されるスクリュ５３とから構成されている。押出シリンダ５１の上流端部には、原料を投入・供給するための開口５４が明けられ、この開口５４の下流側には脱気口５５が設けられている。原料供給用の開口５４から供給されるパウダ状の原料５６は、押出シリンダ５１内をスクリュ５３によって矢印Ｙ１の方向に送られる過程で、図に示されていないヒータから加えられる熱、ボア５２内で回転駆動されるスクリュ５３の剪断による摩擦熱等で、溶融・混練される。このとき、原料５６中に含まれている空気は分離されて、脱気管５７を介して負圧源５８に接続されている脱気口５５から脱気される。したがって、空気が粉体状の原料とともに原料供給用の開口５４から噴出するようなことはない。ところで、脱気口５５の近傍の原料５９は、完全に溶融はしてはおらず、一部がパウダ状の状態となっているので、排気される空気と共にパウダ状の原料が排出されないように、脱気口５５には原料の平均粒径より目の細かいフィルタ６０が設けられている。
【０００５】
特許文献２には、特許文献１に記載の脱気口に設けられているような、目の細かいフィルタが溶融樹脂で目詰まりしないように、脱気口の内周に冷却器が設けられたスクリュ式混練押出機が記載されている。また、特許文献３には、押出シリンダを構成するシリンダブロックの一部が、ガス抜きシリンダで構成され、このガス抜きシリンダ内に設けられた、木粉等のパウダ状の原料の平均粒径より狭いスリットを介して脱気する、スクリュ式押出機が記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２に記載の脱気口および特許文献３に記載のガス抜きシリンダは、いずれも原料中の空気を効率よく脱気できるので、パウダ状の原料や木粉を投入しても、原料中に含まれている大量の空気が押出シリンダ内で圧縮されて、ホッパから原料とともに噴出する恐れはなく、安定して押し出すことはできる。しかしながら、脱気口またはガス抜きシリンダに接続された脱気管に改良すべき問題点がある。脱気口に設けられているフィルタの目や、ガス抜きシリンダ内に設けられているスリットの幅は、パウダ状の原料の平均粒径よりも小さい。したがって、ほとんどの原料は、フィルタやスリットから漏れ出ることはないが、さらに小径の原料はこれらのフィルタやスリットから、脱気される空気とともに漏れ出す。このように漏れ出した粉粒体状の原料は、脱気管の内壁に付着し堆積する。堆積すると、負圧源の負荷を上げたり、脱気能力を低下させ、さらには脱気管を閉塞させることもある。このため、定期的な脱気管の清掃を必要とし、押出機の連続運転の妨げとなっている。さらには、押出シリンダ外に漏れ出てしまった原料は、回収されずに無駄に廃棄されてしまうという問題もある。
【０００７】
したがって、本発明は、押出シリンダで発生するガスを十分に脱気することができるにも拘わらず、脱気口またはガス抜きシリンダから漏れ出した粉粒体状の押出材料が、脱気配管に堆積することなく、それゆえ負圧源の負荷を上げることも脱気能力が低下することもなく、さらには定期的な脱気配管の清掃を格別に必要ともしない、スクリュ式押出機の脱気方法および脱気装置を提供することを目的としている。また、連続運転が可能であり、漏れ出した粉粒体状の押出材料も容易に回収できる、スクリュ式押出機の脱気方法および脱気装置を提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、シリンダボアに開口すると共にフイルタが設けられている脱気口は、負圧源に接続されている脱気配管を介して負圧にして排気されるように構成される。このとき、脱気配管内は排気ガスの流れ方向と対向して水が流される。これにより、排気ガス中の粉粒体は水に捕捉され、水と共に流される。したがって、粉粒体状の押出材料が脱気配管中に堆積するとことが防止される。また、脱気配管の下流側には捕集フイルタが脱着自在に設けられ、漏れ出した押出材料が容易に回収される。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、シリンダボア内に回転駆動可能に設けられているスクリュを回転駆動して押出材料を可塑化して押し出すとき、可塑化部よりも上流側の、前記シリンダボアに開口すると共にフイルタが設けられている脱気口を、負圧源に接続されている脱気配管を介して負圧にして排気するとき、前記脱気配管中に、排気ガスが流れる排気空間通路部を残して他の部分に、排気ガスの流れ方向と対向して、水を流すように構成される。請求項２に記載の発明は、シリンダボア内に回転駆動可能に設けられているスクリュを回転駆動して押出材料を可塑化して押し出すとき、可塑化部よりも上流側の、前記シリンダボアに開口すると共にフイルタが設けられている脱気口を、負圧源に接続されている脱気配管を介して負圧にして排気するとき、前記脱気配管中に、排気ガスが流れる脱気空間通路部を残して他の部分に、排気ガスの流れ方向と対向して、所定水位を保って水を流すように構成される。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、押出シリンダと、該押出シリンダのシリンダボア内に回転駆動可能に設けられているスクリュとを備え、前記シリンダボアに開口すると共にフイルタが設けられている脱気口が前記スクリュの可塑化部の上流側に設けられているスクリュ式押出機において、前記脱気口は、脱気配管を介して負圧源に接続されていると共に、前記脱気配管には排気ガスの流れ方向と対向した方向に水が流されるように構成される。請求項４に記載の発明は、押出シリンダと、該押出シリンダのそれぞれのシリンダボア内に回転駆動可能に設けられているスクリュとを備え、前記シリンダボアのそれぞれに開口すると共にフイルタが設けられている脱気口が前記スクリュの可塑化部の上流側に設けられているスクリュ式二軸押出機において、前記脱気口は、１本の脱気配管を介して負圧源に接続されていると共に、前記脱気配管には排気ガスの流れ方向と対向した方向に水が流されるように構成され、請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載のスクリュ式押出機において、前記脱気口は、該脱気口の断面積よりも大きい断面積の脱気シリンダを介して前記脱気配管に接続されていると共に、前記脱気配管は略水平に配置され、その上方空間部分が排気ガスの通路に、そして下方部分が水の通路になるように、そして請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれかの項に記載のスクリュ式押出機において、前記脱気配管の上流端と下流端は水循環管路により接続されて前記脱気配管には循環式に水が供給されるようになっていると共に、前記脱気配管の下流側には回収フイルタが着脱自在に設けられるように構成される。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によると、シリンダボアに開口すると共にフイルタが設けられている脱気口は、負圧源に接続されている脱気配管を介して負圧にして排気するので、十分に効率よく脱気することができ、押出材料の供給量あるいは押出量は安定する。このとき、前記脱気配管中に、排気ガスが流れる排気空間通路部を残して他の部分に、排気ガスの流れ方向と対向して、水を流すように構成されているので、フイルタから漏れ出した粉粒体状の押出材料が脱気配管に堆積することはない。したがって、本発明によると、負圧源の負荷を上げることも脱気能力が低下することもなく、さらには定期的な脱気配管の清掃を格別に必要ともしないという、本発明に特有の効果が得られる。また、定期的な脱気配管の清掃を格別に必要としないので、連続運転が可能という効果も得られる。また、他の発明によると、脱気配管の下流側には回収フイルタが設けられているので、漏れ出した粉粒体状の押出材料も容易に回収できるという効果がさらに得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態をスクリュ式二軸押出機に適用した例について説明する。二軸押出機は、従来周知のように双胴型の押出シリンダ、この押出シリンダのボア内に同方向あるいは異方向に回転駆動可能に設けられている２本のスクリュあるいはニーディングディスクと組み合わされたスクリュ等から構成されている。押出シリンダの上流側にはシリンダボアに開口した材料供給口が明けられ、この材料供給口にホッパが取り付けられている。また、押出シリンダの下流端には押出材料に形状を与えるダイス、押出材料をさらに加圧するギヤポンプ等が設けられている。このように構成されている押出シリンダの材料供給口寄りに脱気口が設けられている。すなわち、材料供給口の下流側の、スクリュのミキシング部あるいはニーディングディスクからなる可塑化部の上流側に脱気口が設けられている。
【００１３】
図１は、本実施の形態に係るスクリュ式押出機の要部を示す図で、その（ア）は脱気口が設けられている部分の押出シリンダの断面も示している。図１の（ア）に示されているように、本実施の形態に係る双胴型の押出シリンダ１の内部には軸方向に２個のシリンダボア２、２が平行に明けられ、これらのシリンダボア２、２のそれぞれに、前述したようにスクリュあるいはスクリュとニーディングディスクとが組み合わされたスクリュユニット３、３が挿入されている。そして、シリンダボア２、２の側部の、前述したような位置に、外部に開口した脱気口４、４が水平方向に形成されている。この脱気口４、４には、比較的目の粗いフイルタ５、５が設けられている。目が粗いので、効率的に脱気することができ、また目詰まりを起こすようなことはない。このような脱気口４、４を取り囲むようにして脱気シリンダ６、６が押出シリンダ１の側部に気密に取り付けられている。これらの脱気シリンダ６、６から脱気管７、７がそれぞれ下方へ延びている。
【００１４】
脱気シリンダ７、７の断面積は、脱気口４、４のそれよりも大きい。したがって、脱気シリンダ７、７内では流速が落ち、脱気あるいは排気ガス中に浮遊している粉粒体は重力により落ちる。また、脱気管７、７の断面積は小さくなっているので流速は大きくなり、沈降しつつある粉粒体は加速されて次に述べる脱気配管１０中の水に捕捉されることになる。
【００１５】
脱気管７、７の下方に配管される脱気配管１０は、本実施の形態では略水平、望ましくは水の流れ方向に下り勾配になるように配置されている。脱気配管１０の、図１の（ア）において左方の上流側には、真空源Ｆに連なった排気管１１と、水供給管１２とが接続されている。排気管１１は、脱気配管１０の上側の排気ガス通路１９内に開口し、そして水供給管１２は下側の水通路内に開口している。脱気配管１０上流端部には、脱気配管１０の端部を塞ぐようにして覗き窓１３が設けられている。この覗き窓１３により脱気配管１０中の水深、流速等を目視し、後述する流量計の絞り量、水ポンプの回転数等を調整できる。脱気配管１０の下流端には、回収フイルタ１４が設けられているフイルタ管１５が脱着自在に接続され、その下流側はトラップ構造１６になって、大気中に開口されている。
【００１６】
脱気配管１０の下流寄りの位置には、本実施の形態によると、図１の（イ）にも示されているように、脱気配管１０中の水位を制御する潜り堰１７が設けられている。潜り堰１７は、図示されない手段により上下方向に調節されるが、その下端部と脱気配管１０の底面との間には隙間１８が常時設けられるように調整される。したがって、大半の水は潜り堰１７の上縁を越えて下方へ流れるが、一部の水は隙間１８を通って流れる。これにより、水に捕集され沈降する粉粒体は隙間１８を通って下方へ流れる。潜り堰１７を上下方向に調節することにより、脱気配管１０中の水位あるいは脱気配管１０中の排気ガス通路１９の断面積が調節される。
【００１７】
水循環路２０は、トラップ構造１６の下方に配置されている水受け容器２１、水受け容器の底部に接続されている下り勾配の水回収管２２、水回収管２２から供給される水を貯める比較的容量の大きい水槽２３、一端が水槽２３中に挿入され他端が前述した水供給管１２に接続されている水戻し管２４等からなり、水戻し管２４に水ポンプ２５と流量調整弁２６とが介装されている。
【００１８】
次に、上記実施の形態の作用について説明する。スクリュユニット３、３を回転駆動すると共に、ホッパから押出材料を所定量宛供給する。そうすると、押出材料はスクリュユニット３、３のフィード部、圧縮部、メタリング部へと送られる過程で従来周知のように溶融し、そして押出シリンダの先端部から押し出される。このとき、排気管１１から排気して、脱気配管１０、脱気管７、７、脱気シリンダ６、６および脱気口４、４内を減圧する。これにより、排気ガスは脱気配管１０中の上方の排気ガス通路１９内を上流側へ流れ、排気される。また、水ポンプ２５を起動して流量制御弁２６により制御された所定量の水を脱気配管１０に循環的に流す。水は脱気配管１０中を下流側へ逆方向に流れる。あるいは、水は排気ガスと対向した方向に流れる。供給された水は、潜り堰１７の下端部の隙間１８を流れると共に、高さが調整された潜り堰１７の上縁からも流れ出る。これにより、脱気配管１０中の水位は所定値になる。
【００１９】
押出材料が圧縮され、そして可塑化されるときに大量に発生するガスは、未だ可塑化されていない上流側へ逆流して脱気口４、４から脱気シリンダ６、６、脱気管７、７および脱気配管１０を通り排気管１１から、図示されないバックフイルタを通して外部へ排気される。このとき、フイルタ５、５を通り抜けた粉粒体は、脱気配管１０中の水に捕捉される。捕捉された粉粒体は水と共に、潜り堰１７を越えて、あるいは隙間１８を通って下流へ流れる。そして、回収フイルタ１４により濾過される。濾過された水は水槽２３から水供給管１２を経て脱気配管１０に戻される。回収フイルタ１４を適宜清掃して、捕捉された粉粒体を回収する。
【００２０】
本発明は、上記実施の形態に限定されることなく色々な形で実施できる。例えば、単軸スクリュ式押出機でも同様に実施できることは明らかである。また、脱気配管１０の内部の水の状態を覗き窓１３から観察して、水ポンプ２５の回転数あるいは流量制御弁２６の絞り量を調整することもできるが、水位センサ等により得られる信号によって、水ポンプ２５の回転数、流量制御弁２６の絞り量、潜り堰１７の高さ等を自動的に調整することもでき、また回収フイルタ１４の目詰まり程度を知ることもできる。さらには、脱気配管１０中には、タイマーなどで所定時間毎に水を流すように実施することも、あるいは少量の水を常時し、所定時間毎に大量の水を流し、脱気配管１０の周壁の粉粒体を洗い落とすように実施することもできる。また、噴射ノズルにより洗い流すように実施することもできる。したがって、特許請求の範囲の水を流すという文言の中には、このようなことも含まれることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係るスクリュ式押出機の要部を示す図で、その（ア）は脱気口が設けられている部分の押出シリンダの横方向の断面を示すと共に全体を模式的に示す側面図、その（イ）は（ア）においてイーイ方向に見た断面図である。
【図２】従来例を示す縦方向の断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１      押出シリンダ            ２      シリンダボア
３      スクリュ                ４      脱気口
６      脱気管                １０      脱気配管
１１      排気管                １２      水供給管
１３      覗き窓                １４      回収フイルタ
１９      排気ガス通路          ２０      水循環路  
【図１】
2009083346.tif 000003
【図２】
2009083346.tif 000004