JP2530417B2 - 真空練り出し成形方法とその装置 - Google Patents

真空練り出し成形方法とその装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、石鹸の素地や、各種の
油脂などの、化学材料を混練するとともに減圧処理し
て、所定形状に押出し成形するようにした真空練り出し
成形方法、および、その成形方法に用いる装置の改良に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の真空練り出し成形方法及び装置と
しては、図５に示すように、バッチ式の計量装置１を用
いて複数種の被処理物を各別に、かつ、間欠的に計量し
ていた。そして、計量済みの被処理物を混合装置３１で
適度に混合した後、専用の練り装置３２としての２段ペ
レタイザーに大気中で供給して所定の練り作用を与え、
その練り済みの被処理物を取り出して搬送装置３３によ
り真空練り出し装置３４としての２段真空押し出し機に
供給し、再度練りを加えながら成形機構４で所定形状に
押し出し成形し、押し出された被処理物を自動細断機５
により細断し、自動型打ち機６で刻印するように構成し
ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術の真空練
り出し装置では、押し出し成形までの間に、複数種の被
処理物の各計量装置、それらの混合装置、練り装置、搬
送装置、及び、真空押し出し成形機、と多数の機種を用
いるものであるために、装置全体の設置面積として広大
なものを要求され、そのうえ、電気配線あるいは空気や
水の配管などの付帯設備にも多大な手数を要するという
問題がある。また、各装置の夫々が独立した状態で設け
られているため、一つの装置から次の工程の装置に被処
理物を移す際、被処理物の一部が多量に飛散したり、異
物や多量の空気の混入を招くなどの虞があった。本発明
の目的は、装置全体の小型化と、異物や多量の空気の混
入を招くなどの弊害をなくして、真空中での作業により
均質な成形品を得ることができるようにした真空練り出
し成形装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に講じた本発明の真空練り出し成形方法の技術手段は、
下記〔イ〕〜〔ニ〕に記載の工程を記載順に連続して行
うことである。 〔イ〕複数種の被処理物量を個別に、かつ、連続的に計
量して混練脱気槽へ連続的に投入する計量工程。 〔ロ〕連続投入される複数種の被処理物を混練するとと
もに、被処理物の存在空間を減圧して脱気する混練脱気
工程。 〔ハ〕減圧状態にある被処理物を多段の混練機構で、被
処理物に移送方向での押圧力と回転作用とを与えながら
小孔を通過させて、練りながら搬送する擦り練り工程。 〔ニ〕練り処理後の被処理物を所期形状に成形しながら
押し出す成形工程。
【０００５】また、同様な目的を達成するために講じた
本発明の真空練り出し成形装置の技術手段は、複数種の
被処理物を個別に、かつ、連続的に計量して送り出す計
量装置と、計量装置から送り出された被処理物を混練す
るとともに、被処理物を収容した状態でその収容空間を
減圧する混練脱気槽と、前記混練脱気槽に連通接続され
て、その混練脱気槽から送り出された被処理物を減圧状
態に維持したままで受け入れ、かつ、混練しながら搬送
する擦り練り装置と、前記擦り練り装置の搬送終端部で
練り処理後の被処理物を所期形状に成形しながら押し出
す成形機構とから構成し、前記擦り練り装置は、多数の
小孔を穿設して蜂の巣状に形成した複数の孔明き板どう
しを小間隔を隔てて対向配置し、かつ、被処理物送り方
向上手側の孔明き板に回転動力を与えて、下手側の固定
の孔明き板との間で相対回転させることにより、被処理
物に回転を与えながら両孔明き板の小孔を通過させて擦
り練りを行うように構成したことである。
【０００６】
【作用】上記の技術手段を講じたことによる作用は次の
通りである。 ａ．計量から成形完了までの各工程が一つの装置内で連
続的に行われるため、被処理物が外部へ飛散する可能性
や、外部から異物が入り込む可能性を極力少なくするこ
とができる。 ｂ．複数種の被処理物の計量を連続的に行って、被処理
物を混練脱気槽に連続的に供給するものであるから、バ
ッチ式で計量した後に、混練工程に移す場合に比べて、
連続した能率の良い製造を行える。 ｃ．混練脱気工程から押し出し成形までの工程、特に練
り工程が真空中で行われることになるため、擦り練り工
程での被処理物に対する空気の混入を抑制し、むしろ被
処理物中に含まれる空気を減圧下での擦り練り作用によ
り取り出すことができて、被処理物の素地がよく締る状
態となる。 ｄ．計量から押し出し成形までの装置の全体が一体化さ
れることにより、従来の混練専用装置、ペレタイザー、
搬送コンベアなどが必要なくなり、その分、装置全体を
小型化することができる。 ｅ．計量から押し出し成形までの装置全体の簡素化、並
びに小型化により、配線や配管も少なくなり、メンテナ
ンスも容易となる。 ｆ．被処理物に対する擦り練りが、被処理物に移送方向
での押圧力と回転作用とを与えながら、小孔を通過させ
て練りながら搬送する擦り練りによって行われるもので
あるため、押圧力の大きさの割に極力小径の孔を通過さ
せての混練精度のよい擦り練りを行い易い、換言すれ
ば、被処理物の搬送の際の押圧力の程度を割合に小さく
設定した小型の搬送装置を採用して、より一層の小型化
を図ることができる。
【０００７】
【発明の効果】従って、請求項１記載の真空押し出し成
形方法では、前記ａ．〜ｃ．の作用から、被処理物の飛
散や異物の混入を抑制できるとともに、被処理物に対す
る空気の混入を抑制して、混練された被処理物の素地が
よく締まった高品質の成形品を、連続して能率良く得る
ことができる利点がある。そして、請求項２記載の真空
押し出し成形装置では、請求項１による効果に加え、前
記ｄ．〜ｆ．に記載の作用から、装置全体の小型化並び
に簡素化を図ることができ、これにともなって据付面積
の削減、並びに、装置全体の簡素化並びに、配線配管コ
ストの低減をも図ることができる利点がある。
【０００８】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基いて説明
する。
【０００９】〔真空押し出し成形方法について〕 まず、本発明の真空押し出し成形方法について説明す
る。処理対象となる被処理物としては、例えば石鹸素地
や、各種の油脂などがあり、これらを総称して被処理物
Ａと称する。そして、図１に示すように、本発明方法
は、複数種の被処理物量を個別に、かつ、連続的に計量
して混練脱気槽２へ連続的に投入する計量工程と、連続
投入される複数種の被処理物を混練するとともに、被処
理物の存在空間を減圧して真空状態とし、脱気する混練
脱気工程と、減圧状態にある被処理物を多段の混練機構
で練りながら搬送する擦り練り工程と、練り処理後の被
処理物を所期形状に成形しながら押し出す成形工程との
組合せで構成されている。これらの各工程、及び、その
後工程は次のようにして、[1] 〜[6] の順に行われる。
【００１０】[1] 計量工程 被処理物Ａを投入する混練脱気槽２の被処理物Ａ供給方
向の上手側に、原料素地を計量して供給する第１計量機
７と、香料や色素などを計量して供給する第２計量機８
とが設けてあり、夫々の計量機７，８で所定量の素地及
び香料等が連続的に計量されるとともに、計量後の素地
及び香料等が混練脱気槽２内に連続的に供給される。 [2] 混練脱気工程 図２に示すように、混練脱気槽２内に投入された被処理
物Ａは、その混練脱気槽２に備えられた混練手段として
の混練用スクリュー１７で混練された後、その混練脱気
槽２の下端に連なる擦り練り装置３に送り込まれる。こ
のとき、混練脱気槽２の攪拌用スクリュー１７の下端部
に設けた第１混練機構１９の下側に形成される真空チャ
ンバー１６に、真空ポンプに連なる流路を接続して、こ
の真空チャンバー１６を減圧用空間に構成してある。つ
まり、この減圧用空間では被処理物Ａが真空ポンプの減
圧作用によって、その混練対象物内の微小気泡などを除
去処理され、脱気される。 [3] 擦り練り工程 図２に示されるように、擦り練り装置３は、搬送筒２０
内に設けられた搬送スクリュー２１と、搬送経路の複数
箇所に設けられた混練機構１９との組合せで構成され、
かつ、前記搬送筒２０内の空間は、前記混練脱気槽２下
の真空チャンバー１６に連通接続され、真空ポンプの作
用でこの搬送筒２０内も減圧状態に維持される。したが
って、搬送スクリュー２１で搬送される被処理物Ａは、
減圧状態に維持されたまま搬送され、擦り練り作用を受
けることになる。 [4] 押し出し成形工程 前記搬送スクリュー２１による搬送経路の終端位置に
は、成形用ダイス３０が搬送筒２０に固定状態で装着さ
れ、搬送スクリュー２１の押し出し作用を受けて所定形
状に成形されながらバー状に押し出される。 [5] 細断工程 成形用ダイス３０から押し出されたバー状の被処理物Ａ
は、真空押し出し成形装置の被処理物送り出し方向の下
手側に設けた細断装置５により、所定の大きさに切りそ
ろえられる。 [6] 型打ち工程 細断された個々の被処理物Ａの夫々に対してマークや商
品名などの所定の刻印を押す。
【００１１】〔真空練り出し成形装置について〕 本発明の真空練り出し成形装置は、図１〜図４に示すよ
うに、複数種の被処理物量を個別に、かつ、連続的に計
量する計量装置１と、計量装置１側から供給される被処
理物Ａを受け入れる混練脱気槽２と、擦り練り装置３
と、成形機構４とから構成され、成形された製品の後処
理装置として、自動細断装置５と自動型打ち機６とが一
連に設けられている。
【００１２】前記計量装置１は、原料素地を連続的に計
量して供給する第１計量機７と、香料や色素などを連続
的に計量して供給する第２計量機８とを、被処理物Ａを
投入する混練脱気槽２の被処理物Ａ供給方向の上手側に
設けて構成されている。前記第１計量機７は、ケーシン
グ９内にロードセルなどのセンサ素子１０を介して吊下
げ支持された原料供給ホッパー１１と、その原料供給ホ
ッパー１１の下端開口に連通する状態で設けたスクリュ
ーコンベア１２との組み合わせで構成され、上方から投
入された石鹸素地などの被処理物Ａを連続的に計量し、
下方のスクリューコンベア１２から定量づつ混練脱気槽
２側へ連続供給するように構成されている。前記第２計
量機は、別の被処理物Ａとしての香料や顔料などを貯留
する原料タンク１３と、その被処理物Ａを原料タンク１
３の底部から引き出して前記混練脱気槽２に供給するた
めの定量ポンプ１４とから構成されている。
【００１３】前記混練脱気槽２は、前記被処理物Ａを混
練するための混練領域を構成する受け入れ用ホッパー１
５と、混練された被処理物Ａが擦り練り装置３に送り込
まれる途中で減圧して、被処理物Ａ中に含まれる気体を
除去するための脱気領域を構成する真空チャンバー１６
とを備えている。前記被処理物Ａを受け入れるための受
け入れ用ホッパー１５には、そのホッパー１５の中央部
を上下に貫く状態で配置された混練用スクリュー１７が
設けてあり、投入された被処理物Ａを混練し、かつ、底
部の送り出し口から強制的に送り出すように構成されて
いる。この混練用スクリュー１７は、その上端側に駆動
用モータ１８が設けてあり、下端側に後述する擦り練り
装置３の混練機構１９と同様な混練機構１９設けてあっ
て、混練用スクリュー１７の強制送りによって被処理物
Ａを下方へ送って前記混練機構１９を通過させるように
構成されている。尚、この混練脱気槽２からの被処理物
Ａの送り出し量と、前記計量装置１による被処理物Ａの
送り量とは、混練脱気槽２の受け入れ用ホッパー１５の
内部に常に所定量の被処理物Ａが存在するように、レベ
ル制御されている。このレベル制御は、図示しないが、
受け入れ用ホッパー１５内における被処理物Ａの投入レ
ベルの上限・下限を検出するレベルセンサーと、そのセ
ンサーでの検出結果に基づいて前記スクリューコンベア
１２、定量ポンプ１４、混練用スクリュー１７の夫々を
制御する制御手段とによって行なわれる。
【００１４】そして、受け入れ用ホッパー１５の底部側
に連通して設けられる前記真空チャンバー１６は、図外
の真空ポンプに連通されており、かつ、受け入れ用ホッ
パー１５の底部が被処理物Ａの投入によって閉塞された
状態となっているので、この真空チャンバー１６内部を
減圧用空間として用いることができる。
【００１５】前記擦り練り装置３は、図２〜図４に示さ
れているように、搬送筒２０内に設けられた搬送スクリ
ュー２１と、搬送経路の複数箇所に設けられた混練機構
１９との組合せで構成され、かつ、前記搬送筒２０内の
空間は、前記混練脱気槽２下の真空チャンバー１６に連
通接続され、真空ポンプの作用でこの搬送筒２０内も減
圧状態に維持される。したがって、搬送スクリュー２１
で搬送される被処理物Ａは、減圧状態に維持されたまま
搬送され、擦り練り作用を受けることになる。前記搬送
スクリュー２１は、第一スクリュー２１ａと第二スクリ
ュー２１ｂと第三スクリュー２１ｃとの組合せで多段に
構成され、前記搬送筒２０は、前記の各スクリュー２１
ａ，２１ｂ，２１ｃの夫々を内装する第一，第二，第三
の各シリンダー２０ａ，２０ｂ，２０ｃから構成され、
これらの各スクリュー２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び各シ
リンダー２０ａ，２０ｂ，２０ｃどうしの間に第一，第
二，第三の各混練機構１９が設けられている。
【００１６】前記の各混練機構１９は次のように構成さ
れている。つまり、前記第一スクリュー２１ａと第二ス
クリュー２１ｂの間に設けられる第一混練機構１９を例
にとって説明すると、図３及び図４に示すように、第一
スクリュー２１ａの搬送終端に連結され、この第一スク
リュー２１ａと一体回転し、かつ、スクリュー軸方向に
貫通する複数の孔が形成された孔明き板としての回転デ
ィスク２２と、この回転ディスク２２と第二スクリュー
２１ｂとの間に、スクリュー軸方向に貫通する複数の孔
を形成し、かつ、前記回転ディスク２２と対向する状態
で固定配置された孔明き板としての固定ディスク２３と
から構成されている。また、固定ディスク２３の孔は、
回転ディスク２２の孔よりも小径としてある。そして、
これらの固定ディスク２３と、その固定ディスク２３に
対して相対回動する回転ディスク２２との間を被処理物
Ａが強制的に通過させられる際に、強力な擦り練り作用
を受けて混練されることになる。前記第一スクリュー２
１ａ、第二スクリュー２１ｂ、および、第三スクリュー
２１ｃの三者は一体回転するようにキー連結され、第一
スクリュー２１ａと回転ディスク２２もキー連結されて
いる。前記固定ディスク２３は、第一スクリュー２１ａ
を内装する第一シリンダ２０ａと、第二スクリュー２１
ｂを内装する第二シリンダ２０ｂとの連結部によって、
これらシリンダ２０ａ，２０ｂ間に挟持嵌合固定されて
いるとともに、樹脂製の軸受を介して第一スクリュー２
１ａを回転自在に支持している。尚、図２中の符号２４
は、第二，第三シリンダ２０ｂ，２０ｃ支持用の受け台
であり、２５はそれぞれ冷却用の水路である。また、図
３，４および図６における符号２６は、原料を濾過する
メッシュ状のディスク網、２７は、図３，４図および図
６に示すように、前記ディスク網２６の網目よりは大き
く、固定ディスク２３の孔よりも小なる孔を多数明けた
パンチングプレートで、前記ディスク網２６の固定ディ
スク２３の孔部に対する強度補償を行なうものであり、
かつ、前記ディスク網２６とともに被処理物Ａに対する
フィルターを構成している。このフィルターは、ディス
ク網２６がパンチングプレート２７よりも被処理物Ａ移
送方向の上手側に位置する状態で前記固定ディスク２３
の前面側に配置されて、上手側の回転ディスク２２との
間に適切なクリアランスを有している。ディスク網２６
は、金属製材料（例えばＳＵＳ ３０４など）で構成さ
れ、そのメッシュは＃２０〜＃５０程度のもので構成さ
れたものが石鹸原料の混練に好適である。また、パンチ
ングプレート２７も同様な金属製材料（例えばＳＵＳ
３０４など）で構成され、これらは周縁を半田付けなど
の適宜接合手段で一体的に接合されている。上記のよう
にディスク網２６のメッシュ、及び、回転ディスク２２
とのクリアランスを定めたのは、被処理物Ａとして石鹸
原料を用いた場合に、その石鹸原料中におけるω系結晶
とβ系結晶との割合を、石鹸として好適な範囲のものと
して得易いからである。つまり、前記の範囲から大きく
外れてメッシュやクリアランスの設定値を定めた場合、
被処理物Ａの練りが不十分となってβ系結晶の割合が不
足したり、練りすぎてω系結晶の割合が不足するなどの
問題が生じる可能性がある。石鹸の品質として、ω系結
晶を多く含む石鹸は溶けにくく、β系結晶を多く含む石
鹸は泡立ちがよいので、いずれの系の結晶の割合を重視
するかで前記の範囲内で各種設定値を選択すればよく、
また、各種の設定値に定めた複数のフィルターを予め用
意しておいて、これを両系の結晶割合の要求に応じて選
択的に取り替えて使用できるようにしておくことが望ま
しい。
【００１７】前記成形機構４は、図２に示すように、前
記搬送筒２０の第三シリンダ２０ｃの終端に、上下軸芯
まわりで開閉自在に枢支連結された絞り筒体２８と、そ
の絞り筒体２８の前方に設けた多数の小孔付きの整流板
２９と、絞り筒体２８の後方に設けた成形用ダイス３０
との組合せで構成されている。
【００１８】前記自動細断装置５は、真空押し出し成形
装置の被処理物送り出し方向の下手側に位置して、成形
用ダイス３０から押し出されたバー状の被処理物Ａを、
所定の大きさに切りそろえるように構成された周知の切
断装置によって構成されている。
【００１９】前記自動型打ち機６は、前記自動細断装置
５の搬送方向下手側で、送り込まれた被処理物Ａに、所
定のマークや商品名などを刻印する周知の刻印装置で構
成されている。
【００２０】〔別実施例〕 前記実施例では、擦り練り装置３としての、搬送筒２
０、搬送スクリュー２１が第一，第二，第三の三段に構
成されたものを示したが、これに限らず、第一，第二シ
リンダ２０ａ，２０ｂと、第一，第二スクリュー２１
ａ，２１ｂとの二段の構成、あるいは、逆に四段以上の
多段に構成するものであってもよい。さらに、搬送筒２
０や搬送スクリュー２１が、混練脱気槽２から送り出さ
れた被処理物Ａを二以上の複数経路で並行して処理する
ように、複数列に設けられたダブルスクリュータイプに
構成されたものを採用してもよい。この場合、前記フィ
ルターも、図６に示したような、被処理物Ａを一つの処
理経路で処理するシングルスクリュータイプのものの複
数個を、その周縁の一部で接続し一体化したダブルスク
リュータイプに構成して用いるとよい。
【００２１】本発明による真空練り出し成形装置は、石
鹸原料の他、油脂、プラスチック等の樹脂材料、食料
品、薬品等に利用することが可能である。
【００２２】尚、特許請求の範囲の項には図面との対照
を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明
は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】真空練り出し成形装置とその後処理装置の全体
を示す説明図
【図２】真空練り出し成形装置の全体を示す説明図
【図３】擦り練り装置の一部を示す拡大断面図
【図４】混練機構の部分断面図
【図５】従来の真空練り出し成形装置とその後処理装置
とを示す説明図
【図６】混練機構のフィルター部分を示し、（イ）は正
面図、（ロ）は側面図
【符号の説明】
Ａ 被処理物 １ 計量装置 ２ 混練脱気槽 ３ 擦り練り装置 ４ 成形機構

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】下記〔イ〕〜〔ニ〕に記載の工程を記載順
    に連続して行う真空練り出し成形方法。 〔イ〕複数種の被処理物量を個別に、かつ、連続的に計
    量して混練脱気槽（２）へ連続的に投入する計量工程。 〔ロ〕連続投入される複数種の被処理物（Ａ）を混練す
    るとともに、被処理物（Ａ）の存在空間を減圧して脱気
    する混練脱気工程。 〔ハ〕減圧状態にある被処理物（Ａ）を多段の混練機構
    （１９）で、被処理物（Ａ）に移送方向での押圧力と回
    転作用とを与えながら小孔を通過させて、練りながら搬
    送する擦り練り工程。 〔ニ〕練り処理後の被処理物を所期形状に成形しながら
    押し出す成形工程。
  2. 【請求項２】複数種の被処理物（Ａ）を個別に、かつ、
    連続的に計量して送り出す計量装置（１）と、計量装置
    （１）から送り出された被処理物（Ａ）を混練するとと
    もに、被処理物（Ａ）を収容した状態でその収容空間を
    減圧する混練脱気槽（２）と、 前記混練脱気槽（２）に連通接続されて、その混練脱気
    槽（２）から送り出された被処理物（Ａ）を減圧状態に
    維持したままで受け入れ、かつ、混練しながら搬送する
    擦り練り装置（３）と、 前記擦り練り装置（３）の搬送終端部で練り処理後の被
    処理物（Ａ）を所期形状に成形しながら押し出す成形機
    構４とから構成され、 前記擦り練り装置（３）は、多数の小孔を穿設して蜂の
    巣状に形成した複数の孔明き板（２２），（２３）どう
    しを小間隔を隔てて対向配置し、かつ、被処理物送り方
    向上手側の孔明き板（２２）に回転動力を与えて、下手
    側の固定の孔明き板（２３）との間で相対回転させるこ
    とにより、被処理物（Ａ）に回転を与えながら両孔明き
    板（２２），（２３）の小孔を通過させて擦り練りを行
    うように 構成されている 真空練り出し成形装置。
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