JP2781772B2 - 混練押出成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石鹸の原料である
石鹸チップや、各種の油脂などの化学材料を混練し、所
定形状に押出成形する混練押出成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】石鹸等の製造工程においては、材料の温
度がその加工性及び最終製品の品質に大きく影響する。
特に混練押出行程における石鹸素地（被処理物）の圧縮
及び混練による摩擦で発生する熱を調節して、被処理物
を適切な温度に保ち、製造をおこなうことが肝要であ
る。従来の混練押出成形装置においては、押出スクリュ
ー軸が内蔵されるシリンダーの外周部に、それと同芯状
態に冷却用の水路を備えて、該水路に冷却水を通し、押
出スクリュー軸にて混練及び搬送される被処理物と、冷
却されたシリンダーの内面との間で熱交換させ、被処理
物の温度制御を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようにすることに
より、押出スクリューによる搬送を、このスクリューと
被処理物との共回りを避けて良好におこなうことができ
る。しかしながら、被処理物の温度上昇は、被処理物が
混練処理を受ける擦り練り機構部で発生しやすいが、こ
のような部位での被処理物の温度を積極的に制御するに
は限界があった。また、従来構造にあっては、シリンダ
ーの外周を冷却するだけの構成のため、混練、搬送され
る被処理物の内でも前記シリンダーの内周面と接触する
部分（被処理物の外周側部位）のみが冷却されるに止ま
り、被処理物の内で押出スクリューの近傍部位におい
て、混練、搬送される被処理物は、この冷却水によって
直接的に冷却できず、温度上昇を起こしていた。つま
り、搬送物をシリンダーの横断面に沿って観察すると、
シリンダーの内周面近傍の被処理物は冷却水により比較
的低温に維持されているが、搬送スクリューの近傍の被
処理物は昇温しやすく、シリンダー内の被処理物の温度
がその半径方向の位置によって異なり、最終製品品質の
バラツキの原因となっていた。

【０００４】又、石鹸の種類によっては、温度上昇を抑
えるだけではなく、常温以上の所定温度、例えば、４０
〜４５℃に、被処理物である石鹸材料を保って製造する
必要がある。この場合は上述の実施例とは逆に、所定の
温度に被処理物を保つことが必要であり、上記の冷却水
の代わりに、所定の温度に維持された温水を流すことに
よって被処理物の温度を所望の高温状態に保つ。この場
合も同様にシリンダーの内周面近傍に位置する被処理物
は比較的よく温度制御されるが、搬送スクリューの近傍
の被処理物は、その温度制御が難しく、問題があった。
上記従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、石鹸素
地などの被処理物を所定の温度でシリンダー内で処理す
る場合に、擦り練り機構部近傍における被処理物の温度
制御を良好におこなうことが可能であるとともに、被処
理物の径方向における温度むらをも減少でき、均一な品
質の製品を得ることができる混練押出成形装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明における混練押出成形装置の特徴構成は以下
のとおりである。即ち、被処理物を軸芯廻りの回動によ
り押出搬送するスクリューを内蔵するシリンダーと、こ
のシリンダーの長手方向特定部位に配置されて前記被処
理物を擦り練り混練する擦り練り機構とを備えた混練押
出成形装置を構成するに、前記擦り練り機構に、前記ス
クリューと一体回動する回動ディスクと、前記シリンダ
ーに固定された固定ディスクとを、前記スクリューの軸
芯方向に並設して備えるとともに、前記回動ディスクと
前記固定ディスクとの両方に、前記被処理物が前記軸芯
方向に通過可能な複数の通過孔を備え、前記被処理物の
移動経路内で、前記固定ディスクと前記回動ディスクと
の間に、所定温度の流体が内部を流通可能な流路構成部
材を設け、前記流路構成部材内に、流量制御を伴って前
記所定温度の流体を供給するとともに、前記流路構成部
材内から排出する流体供給排出手段を備えたことにあ
る。 〔作用・効果〕この混練押出成形装置においては、スク
リューの回動により、被処理物はシリンダー内をその軸
芯方向に移動しながら、混練される。そして、擦り練り
機構においては、相対回動している固定ディスクと回動
ディスクに設けられた通過孔を通過するおりに、ディス
ク相互の相対回動によって圧縮、細断及び剪断の作用を
受け、擦り練りを主体とする混練を受ける。さらに、シ
リンダー内に於ける被処理物の移動断面積に対してディ
スク内に形成される通過孔が有する総通過断面積が小さ
いために、移動経路の変化、移動速度の変化等を起こ
し、充分な混練処理を受ける。さて、本願の混練押出成
形装置においては、流体供給排出手段により流路構成部
材内に供給され、その中を流れる所定温度の流体と、こ
の流路構成部材の外側部位を移動する被処理物との間で
熱交換が起こる。従って、所定の温度域に被処理物の温
度を制御することが可能となる。一例を、擦り練り機構
における冷却の場合について説明すると、このような擦
り練り処理を伴った混練を被処理物が受けると、被処理
物は発熱する。しかしながら、本願にあっては、いわゆ
る冷却水を流路構成部材内に送りこみ、流路構成部材内
を流れる冷却水と部材外を流れる被処理物との間で、熱
交換を起こさせて、これを適宜冷却する。その場合に、
発熱量が多い場合は冷却水を多量に、発熱量が少ない場
合は冷却水を程々の量供給する。従って、所定温度の流
体を、供給量制御を伴って、流路構成部材内に供給する
ことにより、被処理物の温度を適切に管理することが可
能となる。しかも、本願の構成にあっては、流路構成部
材が直接被処理物に接触した構造とされるため、例え
ば、これを単なる配管として構成することができ、被処
理物に対する効率的な温度制御をおこなうことが可能と
なる。さらに、本願の構成にあっては、流路構成部材を
固定ディスクと回動ディスクとの間に介装するため、被
処理物が最も温度変化を受けやすい（温度上昇しやす
い）部位で、これを制御することとなり、製品の品質を
高く保ことが可能となる。 〔構成〕さらなる、本願の特徴構成は、前記流路構成部
材が、前記被処理物の移動経路内にあって、移動経路軸
芯側の内径側流路部と外周側の外径側流路部をともに備
えていることにある。 〔作用・効果〕この構成を採用する場合は、温度制御さ
れた流体が流れる流路構成部材が内径側流路部と外径側
流路部とを備えることにより、移動状態にある被処理物
にあって、その経路内で軸芯側に位置する被処理物が内
径側流路部内を流れる流体により、さらに外径側に位置
する被処理物が外径側流路部内を流れる流体により温度
制御される。従って、被処理物の温度状態を移動経路に
あって、その径方向で見た場合に、これを良好に温度制
御でき、径方向で、これをほぼ均一化された状態とする
こともできる。結果、従来からの問題であった、被処理
物の温度が径方向で不均一であるという問題を解消で
き、均質な製品を得ることができる。 〔構成〕さらに、本願の混練押出成形装置の特徴構成
は、前記被処理物の移動方向において、前記流路構成部
材と前記固定ディスクとが、上手側から記載順に配設さ
れていることにある。 〔作用・効果〕本願が対象とする被処理物は、石鹸チッ
プ混練品や各種油脂等であるため、比較的粘度が高いも
のが多い。従って、この流路構成部材は、被処理物の移
動方向である軸芯方向の上手側から下手側に向かって、
被処理物から力を受けるが、この力を受けた場合にあっ
て、たとえ、流路構成部材が下手側に歪んで、固定ディ
スク側に当接する状態が発生したとしても、この構成の
場合は、流路構成部材が固定ディスク側から支持され
る。従って、例えば、回動ディスクに接触して、破損す
る等の問題を起こすこともない。 〔構成〕さらに、前記シリンダーの外周部を覆う状態
で、その内部を流体が循環可能な水路を備えたシリンダ
ー外周部温度制御装置を有することが好ましい。 〔作用・効果〕この構成の場合は、シリンダー内を擦り
練り機構まで運ばれてくる被処理物の温度管理をシリン
ダー外周部温度制御装置により、一方、擦り練り機構に
おいて起こる被処理物の温度管理を、擦り練り機構とと
もに設けられている流路構成部材内を流れる流体の温度
管理によりおこなうことができる。従って、比較的あま
い混練を伴うスクリュー搬送状態にある被処理物の温度
管理は外周部からの熱交換により、比較的強い混練を伴
う擦り練り機構においては、積極的にシリンダー内周部
位のみならず、被処理物の内部側からもこれを行って、
温度制御を良好に行える。さらに、本願の構成の場合
は、擦り練り機構の下手側にも、シリンダーとスクリュ
ーからなる混練部を備えているため、擦り練り機構部
で、一担、均一化された径方向の温度分布を守ったまま
で、さらなる、混練をおこなうこととなり、被処理物温
度を一定範囲に抑えながら、充分な混練及び、その温度
管理をおこなうことができる。結果、それらの効果を相
乗的に得ることが可能となり、被処理物の処理温度が所
定の範囲に維持され、被処理物の加工性及び最終製品の
品質が向上する。

【０００６】〔構成〕上記目的を達成するため、本発明
における混練押出成形装置のさらなる特徴構成は以下の
とおりである。即ち、被処理物を軸芯廻りの回動により
押出搬送するスクリュー軸を内蔵するシリンダーと、前
記シリンダーの長手方向端部位に配置されて前記被処理
物を擦り練り混練する擦り練り機構とを備え、前記被処
理物の搬送経路途中に、槽内空間が排気処理される脱気
槽を備え、前記被処理物の前記脱気槽への導入部位に、
前記擦り練り機構を備えた混練押出成形装置を構成する
場合に、前記擦り練り機構に、前記スクリュー軸と一体
回動する回動ディスクと、前記シリンダーに固定された
固定ディスクとを、前記スクリュー軸の軸芯方向に並設
して備えるとともに、前記回動ディスクと前記固定ディ
スクとの両方に、前記被処理物が前記軸芯方向に通過可
能な複数の通過孔を備え、前記固定ディスク及び前記回
動ディスクの搬送経路下手側で、前記脱気槽の槽内空間
に面して、前記被処理物が通過可能な通過孔を備え、且
つ、所定温度の流体が内部を流通可能な端面流路構成部
材を設け、前記端面流路構成部材に、流量制御を伴って
前記所定温度の流体を供給するとともに、前記端面流路
構成部材内から排出する流体供給排出手段を備えて構成
することにある。 〔作用・効果〕この混練押出成形装置においては、先に
説明した状況と同様に、スクリュー軸の回動により、被
処理物はシリンダー内をその軸芯方向に移動しながら、
混練される。そして、擦り練り機構においては、相対回
動している固定ディスクと回動ディスクに設けられた通
過孔を通過するおりに、ディスク相互の相対回動によっ
て圧縮、細断及び剪断の作用を受け、擦り練りを主体と
する混練を受ける。さらに、シリンダー内に於ける被処
理物の移動断面積に対してディスク内に形成される通過
孔が有する総通過断面積が小さいために、被処理物の移
動経路の変化、移動速度の変化等が起こり、充分な混練
処理を受ける。さて、本願の混練押出成形装置において
は、流体供給排出手段により端面流路構成部材内に供給
され、その中を流れる所定温度の流体と、この端面流路
構成部材の外側部位を移動する被処理物との間で熱交換
が起こる。従って、所定の温度域に被処理物の温度を制
御することが可能となる。しかも、この端面流路構成部
材が直接被処理物に接触した構造とされるため、被処理
物に対する効率的な温度制御をおこなうことが可能とな
る。さて、この混練押出成形装置に於ける擦り練り機構
の構成は、被処理物の搬送経路方向にあって、被処理物
の温度制御をおこなう端面流路構成部材が脱気槽の槽内
空間に面して、配設される。従って、固定ディスク、回
動ディスク等による擦り練り作用等を受けて温度変化し
た被処理物を脱気槽に投入する段階で、適切に温度制御
することが可能となる。さらに、この構成にあっては、
脱気槽は開空間部を備えるため、例えば、この空間を利
用して、端面流路構成部材の維持管理を容易におこなう
ことができる。

【０００７】 〔構成〕 さらに、上記の構成において、前記端面流路構成部材
が、前記被処理物の移動経路内で、その横断方向に配設
される板状部材を備え、前記板状部材の押出方向下流側
の面に溝部を備えるとともに、その面を覆う蓋体を備
え、前記所定温度の流体が内部を流通可能な流路が、前
記板状部材と前記蓋体との間に形成される空間として形
成されることが好ましい。 〔作用・効果〕 先に説明したように、被処理物の搬送経路にあって、そ
の開口部位に面する位置に端面流路構成部材を配設する
場合は、変形に対する強度保持が必要であるとともに、
搬送経路上手側へ搬送負荷を与えないようにできるだけ
大きな被処理物の通過孔を設けることが好ましい。この
ような場合は部材を板状部材から構成し、その板状部材
の押出方向下流側の面に溝部を穿って、この押出方向下
流側の面を蓋体で覆うことにより、内部板状部材と蓋体
との間に形成される空間を温度調整用の流体が流れる流
路として形成するのが、通過孔の専有空間を大きくとり
ながら、しかも、比較的複雑な形状の流路の構成に有効
である。従って、この端面流路構成部材は、このような
構成を採用している。結果、被処理物の温度制御を良好
に確保しながら、なお、搬送負荷を大きく増加させない
構造を得ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基いて説明する。本発明の混練押出成形装置に関し
て説明する。図１〜図５に示すように、この装置は複数
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６０を
受け入れる受容槽２と、被処理物６０を脱気する脱気槽
３と、被処理物６０を搬送する混練搬送装置４と、被処
理物６０を成形して取り出す成形機構５とから構成され
ている。そして、この混練押出成形装置の最終工程端に
は、成形された製品の後処理装置として、自動細断機６
と自動型打ち機７とが一連に設けられている。

【０００９】前記計量装置１は、原料素地を計量して供
給する第１計量機８と、香料や色素などを計量して供給
する第２計量機９とを、被処理物６０を投入する受容槽
２の被処理物６０供給方向での上手側に設けて構成され
ている。前記受容槽２は、前記被処理物６０を攪拌混合
するための混合領域を構成する受け入れ用ホッパー１０
を備え、このホッパー１０には、そのホッパー１０の底
部を前後に貫く状態で配置された横置き型の搬送スクリ
ュー１１が設けてあり、投入された被処理物６０を攪拌
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。この搬送スクリュー１１は、前記被
処理物６０移送方向での上手側の一端側に駆動用モータ
１２の動力が入力されるように構成してあり、他端側に
後述する混練搬送装置４に設けられている擦り練り機構
１６と同様な擦り練り機構１６を設けてある。そして、
搬送スクリュー１１の強制送りによって被処理物６０を
下手側へ送って前記擦り練り機構１６を通過させるよう
に構成されている。尚、この受容槽２からの被処理物６
０の送り出し量と、前記計量装置１による被処理物６０
の送り出し量とは、受容槽２の受け入れ用ホッパー１０
の内部に常に所定量の被処理物６０が存在するように、
互いに同程度に設定されている。つまり、前記受け入れ
用ホッパー１０内に一対のレベルセンサー１３が設けて
あり、被処理物６０の上限レベルと下限レベルとを検出
して、その上下限レベルの間に被処理物６０の上面レベ
ルが位置するように、前記計量装置１の送り出し量が図
外の制御装置により制御される。

【００１０】前記脱気槽３は、混合された被処理物６０
が混練搬送装置４に送り込まれる途中で減圧して、被処
理物６０中の空気を減少させるための脱気領域を構成す
る真空チャンバー１５を備えている。そして、前記真空
チャンバー１５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１０から搬送スクリュー
１１の出口に至る経路が被処理物６０の存在によって閉
塞された状態となっているので、この真空チャンバー１
５内部を減圧用空間として用いることができる。この空
間を減圧状態に維持することによって、被処理物６０を
脱気するように構成されている。前記真空チャンバー１
５には、前記搬送スクリュー１１のスクリュー軸の延長
線上に位置する開口１５ａと、その開口１５ａを開閉自
在な蓋１４とが設けてあり、この蓋１４を開放すること
で前記スクリュー１１のスクリュー軸の脱着、あるい
は、軸端部の擦り練り機構１６の脱着など、開口１５ａ
を通してのメンテナンスを行い易く構成されている。

【００１１】前記混練搬送装置４は、図１〜図４に示さ
れているように、搬送上手側に設けられた第一搬送スク
リュー１７と搬送下手側に設けられた第二搬送スクリュ
ー１８との一対の搬送スクリューと、それらの両搬送ス
クリュー１７，１８の間に配置された擦り練り機構１６
との組合せで構成され、前記脱気槽３下の真空チャンバ
ー１５に連通接続され、真空ポンプの作用でこの混練搬
送装置４内も減圧状態に維持される。したがって、両搬
送スクリュー１７，１８で搬送される被処理物６０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。前記第一搬送スクリュー１７、及び、
第二搬送スクリュー１８の夫々は、搬送スクリュー軸１
７Ａ，１８Ａと、その搬送スクリュー軸１７Ａ，１８Ａ
を内装するシリンダー１７Ｂ，１８Ｂとから構成され、
搬送方向上手側に配置された第一スクリュー軸１７Ａと
下手側に配置された第二スクリュー軸１８Ａとの間、及
び、これらの第一，第二の各スクリュー軸１７Ａ，１８
Ａを内装するシリンダー１７Ｂ，１８Ｂとの間に、前記
擦り練り機構１６が備えられている。

【００１２】尚、図３に示すように、前記シリンダー１
７Ｂの外周には、搬送される被処理物を冷却するための
冷却用水路１７０が形成されており、この冷却用水路１
７０は、図番１７１で示す入口から冷却水を供給し、図
番１７２で示す出口から冷却水を排出可能に構成されて
いる。即ち、前記冷却水路１７０は前記シリンダー１７
Ｂの外周を螺旋状に覆う状態に形成され、前記入口１７
１より供給された冷却水が、前記シリンダー１７Ｂの外
周を螺旋状に巡回し、前記シリンダー１７Ｂを冷却し、
この冷却されたシリンダー１７Ｂとその内部を搬送され
る高温状態の搬送物（被処理物６０）との間で熱交換が
行われ、前記被処理物６０を冷却するように構成されて
いる。同様に、前記シリンダー１８Ａの外周にも同様の
冷却機構が形成されており、即ち、冷却水を供給する入
口１８１、供給された冷却水が巡回可能な冷却水路１８
０、及び前記冷却水路１８０を巡回し終わった冷却水を
排出するための出口１８２を備えている。尚、この冷却
機構を作動させるために、前記入口１７１及び１８１に
冷却水を供給するポンプ、前記出口１７２、及び、１８
２から排出された冷却水を貯蔵するタンク、及び、前記
冷却水の流速を制御する流量制御装置が、図２、及び、
図３で開示された混練押出成形装置の外部に設けられて
いる。これら部材は同図から省略されているが、上述の
冷却機構を総称して、以下、シリンダー外周部温度制御
装置と称する。これらの搬送スクリュー１７，１８は、
上手側のスクリュー軸１７Ａの螺旋のピッチよりも下手
側のスクリュー軸１８Ａの螺旋のピッチがやや大きく形
成され、このことによって図中に示す電動モータ１９を
動力源とし、適宜減速伝動機構を介して毎分５〜３０ｒ
ｐｍ程度で回転駆動されるよう構成されている。

【００１３】前記擦り練り機構１６は次のように構成さ
れている。前記擦り練り機構１６は、単位練り機構２０
の複数組を、被処理物６０搬送方向に併設して構成され
ている。前記単位擦り練り機構２０の夫々は、図３及び
図４に示すように、第一スクリュー軸１７Ａの搬送終端
に連結され、この第一スクリュー軸１７Ａと一体回転
し、かつ、スクリュー軸方向に貫通する複数の通過孔２
２ａが形成された回動ディスク２２と、この回動ディス
ク２２と後段の単位擦り練り機構２０との間に、スクリ
ュー軸方向に貫通する複数の通過孔２１ａを形成し、か
つ、前記回動ディスク２２と対向する状態で固定配置さ
れた固定ディスク２１を備えており、これらのディスク
対の間に、後述するフィルター２３及びコイルリング７
０を設けて構成されている。単位擦り練り機構２０は、
本実施例では２組備えられており、図示の例において
は、搬送方向上流側から回動ディスク２２Ａ、固定ディ
スク２１Ａ、回動ディスク２２Ｂ，固定ディスク２１Ｂ
の順に配置しており、前記上流側の固定ディスク２１Ａ
と前記下流側の固定ディスク２１Ｂとの間には、中間リ
ング５０及びコイルリング７０が介在されている。従っ
て、この構成により、前記固定ディスク２１と、その固
定ディスク２１に対して相対回動する回動ディスク２２
との間を被処理物６０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。回動ディスク
２２及び固定ディスク２１には、夫々開口率約５０％で
被処理物６０の通過孔２２ａ，２１ａが形成されてお
り、第一搬送スクリュー１７内に位置していた被処理物
６０は、この通過孔２２ａ，２１ａを通過する時の速度
が前記第一搬送スクリュー１７で押されるときの移動速
度の約２倍となる。このように、圧力を受けて押し込ま
れて急に移動速度が増すことにより、被処理物６０自身
の塑性変形による練り作用が加えられる。さらに、両デ
ィスク２１，２２間には、それらの通過孔２１ａ，２２
ａよりも充分小径の通過孔を構成するフィルター２３が
設けられているため、被処理物６０は、擦り練り途中で
より細かく分散されることによる練り作用をも受ける。
これらの各種の練り作用の相乗により、高精度の良好な
擦り練りが行なわれる。

【００１４】図４に示すように、前記第一スクリュー軸
１７Ａ及び第二スクリュー軸１８Ａの夫々は一体回転す
るようにキー連結され、第一スクリュー軸１７Ａと搬送
上手側の回動ディスク２２Ａもキー連結されている。そ
して、搬送下手側の回動ディスク２２Ｂは、第一スクリ
ュー軸１７Ａに対して複数本の取付ボルト２４を介して
連結固定されている。さらに、前記の両回動ディスク２
２Ａ、２２Ｂ同士の間には、前記取付ボルト２４を挿通
可能な貫通孔を有したスペーサ２５を、スクリュー軸１
７Ａに外嵌させて設けている。つまり、第一スクリュー
軸１７Ａ、両回動ディスク２２、スペーサ２５の三者
が、取付ボルト２４を介して一体回動自在に連結固定さ
れている。

【００１５】前記固定ディスク２１は、第一スクリュー
軸１７Ａを内装する第一シリンダー１７Ｂと、第二スク
リュー軸１８Ａを内装する第二シリンダー１８Ｂとの連
結部によって構成される擦り練り機構１６の混練ケーシ
ング２６に固定されている。また、この固定ディスク２
１は、前記スペーサの外側に外嵌保持させた樹脂製の軸
受部材２７を介して第一スクリュー軸１７Ａを回転自在
に支持している。

【００１６】前記フィルター２３は図５に示すように、
原料を濾過するに必要なメッシュ状のディスク網２８
と、両ディスク２１，２２の通過孔２１ａ，２２ａより
も小なる孔を多数明けたパンチングプレート２９との組
合せで構成され、図５、図４に示すように、固定ディス
ク２１と回動ディスク２２どうしの間に取付られてい
る。従って、固定ディスク２１はシリンダーと一体とな
っている。このフィルター２３は、被処理物６０移送方
向での上手側にディスク網２８を位置させ、その背面側
にパンチングプレート２９を位置させることで、固定デ
ィスク２１の通過孔２１ａを多少大きくして目詰まりを
生じ難いようにした場合における、前記ディスク網２８
の強度補償を行なうものである。このフィルター２３
は、前記固定ディスク２３およびコイルリング７０の前
面側に配置されて、上手側の回動ディスク２２との間に
約０．５〜３mmのクリアランスを有している。ディスク
網２８は、金属材料（例えばステンレス鋼 JIS SUS ３
０４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２９も同様な金属材料
（例えばステンレス鋼 JIS SUS ３０４など）で、厚さ
約０．８〜２．０mm、孔径約０．５〜２．０mm、開口率
約２５〜５０％、に構成され、これらのパンチングプレ
ート２９とディスク網２８と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。

【００１７】上記のようにディスク網２８のメッシュ、
及び、パンチングプレート２９の板厚、孔径、開口率、
ならびに、回動ディスク２２とのクリアランスを定めた
のは、被処理物６０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孔径、
開口率、あるいはクリアランスの設定値を定めた場合、
被処理物６０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２３
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。尚、図４中の符号３０は、第一スクリュ
ー軸１７Ａに連結固定された切断刃体であり、最後尾の
固定ディスク２１の移送方向下手側面に面した状態で配
設されている。

【００１８】次に、擦り練り機構１６の温度制御系２０
０に関して説明する。この擦り練り機構１６の温度制御
系２００は、図７、及び、図８に示すように、上流側と
下流側に位置する固定ディスク２１Ａ、２１Ｂの各々上
手側に設けられたコイルリング７０Ａ，７０Ｂ内に備え
られている。このコイルリング７０Ａ、７０Ｂには、流
路構成部材としての配管７１から構成される流路２１０
（以下第１流路と称する）、２１１（以下第２流路と称
する）が備えられ、これらのコイルリング７０Ａ、７０
Ｂ及び中間リング５０に、これら第１流路２１０と第２
流路２１１を連通状態にするため水平方向に延設される
流路２１２ａ，２１２ｂ，２１３ａ，２１３ｂ，２１４
ａ，２１４ｂ、及び、前記シリンダー１７Ｂの概略径方
向に延設される流路２１０ａ，２１０ａ’，２１０ｂ，
２１１ａ，２１１ｂを備えている。さらに、上述の流路
に冷却水を供給するとともに、これを排出するための流
体供給排出手段としてのポンプ１１０、これに対して設
けられる制御弁１００、前記ポンプ１１０から供給され
る冷却水を前記流路２１０ａに導く導管１０１、及び、
前記中間リンク５０に形成された流路を巡回した冷却水
を排出するための導管１０２が設けられている。

【００１９】冷却水の巡回経路を説明する。まず前記ポ
ンプ１１０から送り出された冷却水は、前記導管１０１
を介して、上流側の固定ディスク２１Ａに対して上手側
に設けられているコイルリング７０Ａの前記流路２１０
ａの入口に供給され、前記第１流路２１０を巡回し、被
処理物６０を直接冷却し、その後、前記流路２１０ｂ、
２１２ｂ，及び前記中間リンク５０に形成された流路２
１３ｂ、前下流側の固定ディスク２１Ｂに対して上手側
に設けられているコイルリング７０Ｂの前記流路２１４
ｂ，２１１ｂを介して前記第２流路２１１に導かれ、そ
の後、冷却水が前記第２流路２１１を巡回し、再度、被
処理物６０を直接冷却し、そして、前記流路２１１ａ、
流路２１４ａ、前記中間リンク５０に形成された流路２
１３ａ、及び前記流路２１２ａ、２１０ａ’を介して前
記排出用の導管１０２に導かれ、タンク（図示せず）に
排出される。

【００２０】前記第１流路２１０は、被処理物６０の移
動経路内で、外径側に円周方向に延設される外径側流路
部としての外側ループ部２１０Ｏ、前記外側ループ部の
内径側で円周方向に延設される内径側流路部としての内
側ループ部２１０Ｉと、前記外側ループ部２１０Ｏと前
記内側ループ部２１０Ｉとを連通状態にする２本の連接
流路２１０ｓ，２１０s によって形成されている。この
ようにして、被処理物６０を内周側と外周側から冷却す
ることが可能となる。尚、図７から明らかなように、前
記第２流路２１１も、前記第１流路２１０と類似の形状
に形成されている。

【００２１】次に、図８に基づいて、前記冷却水の温度
制御のための温度制御手段３００について説明する。前
記温度制御手段３００は、前記固定ディスク２１の温度
を測定するために前記固定ディスク２１に内蔵された温
度センサ３０１、前記固定ディスク２１の温度を設定す
る温度設定部３０２、及び、前記温度センサ３０１によ
って測定された測定温度と前記温度設定部３０２で設定
された温度とを比較演算する比較演算部３０３、前記比
較演算部３０３で比較された温度差に基づいて、前記制
御弁１００の開閉度を操作し、冷却水の流速を制御する
ための指令を発する指令部３０４によって構成されてい
る。ここで、前記指令部３０４は、前記固定ディスク２
１の前記測定温度と前記設定温度との差が大きい程、前
記ポンプ１１０から供給される冷却水の流量をより増加
させ、前記第１及び第２流路２１０、２１１を巡回する
流体の流速を上昇するように、前記制御弁１００を操作
するように構成されている。尚、前記流体供給排出手段
は、ポンプ１１０と、その開閉度を制御可能な制御弁１
００を含む。さらに、前記ポンプ１１０は、前記制御弁
１００を内蔵するものであっても良い。

【００２２】前記成形機構５は、図３に示すように、前
記第二シリンダー１８Ｂ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３１と、その絞り筒体
３１の前方に設けた多数の小孔付きの整流板３２と、絞
り筒体３１の後方に設けた成形用ダイス３３との組合せ
で構成されている。前記混練搬送装置４の下方には、図
１乃至図３に示すように、下手側の第二搬送スクリュー
１８を脱着する際に、その第二搬送スクリュー１８を支
持して前後及び左右に位置変更するための移動装置３５
が設けてある。この移動装置３５は、固定台３６と、そ
の固定台３６に対して前記第二搬送スクリュー１８の長
手方向で相対移動する移動台３７と、前記移動台３７を
前記搬送スクリューの長手方向で移動させるための駆動
手段としての空気圧駆動式の伸縮シリンダー３８と、前
記固定台３６上にあって移動台３７を前記第二搬送スク
リュー１８の長手方向に沿って案内する第一案内レール
３９と、さらに、前記第一案内レール３９に直交する方
向に移動台３７を移動させるための第二案内レール４０
とから構成されている。なお、この移動装置３５におい
て、移動台３７上の第二搬送スクリュー１８を前記方向
とは直交する方向に移動させるには、手動操作により側
方から押圧して横向きの第二案内レール４０上を移動さ
せる。

【００２３】前記自動細断装置６は、多段式真空押し出
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３３から押し出されたバー状の被処理
物６０を、所定の大きさに切り揃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。

【００２４】前記自動型打ち機７は、前記自動細断装置
６の搬送方向下手側で、送り込まれた被処理物６０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。

【００２５】さて、以上の説明にあっては、被処理物６
０の搬送経路中間部位に配設される擦り練り機構１６に
関して、主に説明してきた。先に説明したように、本願
の混練押出成形装置にあっては、脱気槽３が備えられて
いる。そして、この脱気槽３への導入部位にも、擦り練
り機構１６を備えている。この擦り練り機構としては、
先に説明した構成の他に、図９、図１０に示すような構
成をとることも可能である。ここで、図９は、図４に対
応する擦り練り機構１６０の詳細構造を、図１０は、こ
の擦り練り機構１６０を脱気槽３側からみた断面図（端
面流路構成部材７１０の断面）である。この例にあって
は、先に説明したと同様に、回動ディスク２２と固定デ
ィスク２１とを一対として、それら２組が備えられると
ともに、これらディスク２１、２２の下手側に、脱気槽
３の槽内空間３００に面して端面流路構成部材７１０が
備えられ、さらに下手側に切断刃体３０を備えている。
前記回動ディスク２２及び切断刃体３０は、搬送スクリ
ュー１１のスクリュー軸１１Ａと一体回動する構成とさ
れており、固定ディスク２１は前記スクリュー軸１１Ａ
を内蔵するシリンダー１１Ｂに固定されている。そし
て、この端面流路構成部材７１０は、これまで説明して
きた流路構成部材７１と同様に、前記被処理物６０が通
過可能な通過孔７１１を備え、且つ、所定温度の流体が
部材内部を流通可能な構成が備えられている。そして、
この端面流路構成部材７１０に対しても、流量制御を伴
って所定温度の流体を供給するとともに、端面流路構成
部材７１０内から排出する流体供給排出手段が備えられ
ている。さらに詳細に、この端面流路構成部材７１０に
ついて説明すると、図示するように、先に説明した端面
流路構成部材７１０は、被処理物６０の移動経路内で、
その横断方向に配設される板状部材７１２を備え、前記
板状部材７１２に幅方向の溝部７１３を備えるととも
に、前記板状部材７１２に対して幅方向に嵌合して、前
記溝部７１３を覆う蓋体７１４を備え、前記所定温度の
流体が内部を流通可能な流路７４０が、前記板状部材７
１２と前記蓋体７１４との間に形成される空間として形
成されている。即ち、板状部材７１２の押出方向下流側
の面に溝部７ １３を備えるとともに、その面を覆う蓋体
７１４を備え、前記所定温度の流体が内部を流通可能な
流路７４０が、板状部材７１２と蓋体７１４との間に形
成される空間として形成されている。図示するように、
本願の例にあっては、板状部材７１２は一対備えられる
とともに、脱気槽３の槽内空間３００に面する板状部材
７１２ａに蓋体７１４が備えられている。さらに、脱気
槽３側の板状部材７１２ａは搬送方向上手側の板状部材
７１２ｂに対して蓋体としても役割を果たしている。さ
らに、それぞれの板状部材７１２には、独立に温度制御
用の流体を供給可能に構成されており、それぞれの流体
供給配管７５０に対して、図７と同様に制御弁７５１、
ポンプ７５２等が備えられて、流体の供給及び排出をお
こなうことが可能となっている。即流体供給排出手段が
備えられている。この構成の端面流路構成部材７１０
を、先に説明した流路構成部材７１の代わりに使用して
もよい。

【００２６】〔別実施例〕 （１） 前記実施例では、単位擦り練り機構２０を２個
併設した擦り練り機構１６を示したが、単独の擦り練り
機構や、３つ以上の単位擦り練り機構２０を併設する構
成としても良い。 （２） 前記実施例では、温度制御システムを採用する
混練搬送装置としては、図５に示すようにシングルスク
リュータイプの実施形態を説明したが、図６に示すよう
に複数本の搬送スクリュー１７，１８を左右に併設して
用いて、脱気槽３から送り出された被処理物６０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２３も、図５に
示したような、被処理物６０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。 （３） 前記実施例では、前記擦り練り機構に設けられ
た温度制御系と前記シリンダーの外周部に形成され、該
シリンダーの軸方向に螺旋状に形成された冷却用の水路
（前記シリンダー外周部温度制御装置）とを併用する形
態を開示したが、前記シリンダー外周部温度制御装置を
省いても良い。 （４） 石鹸によっては高温に維持されるべきものもあ
るので、前記実施例で定義した流体は冷却水に限らず、
温水の媒体物も含む。尚、冷却水としては、エチレング
リコール（不凍液）等を使用してもよい。 （５） 本発明が適用される混練押出成形装置は、石鹸
原料の他、油脂、食料品、薬品等に利用することが可能
である。 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。

【００２７】

【図面の簡単な説明】

【図１】混練押出成形装置の全体を示す側面図

【図２】混練押出成形装置の全体を示す平面図

【図３】混練押出成形装置の一部を示す断面図

【図４】混練搬送装置の特に、擦り練り機構を示す拡大
断面図

【図５】擦り練り機構の軸方向視の部分断面図

【図６】混練押出成形装置の別実施例の一部を示す説明
図

【図７】温度制御系の構造と温度制御手段を示す説明図

【図８】温度制御手段のフィードバック制御の状態を示
すブロック図

【図９】擦り練り機構に別実施の形態を示す図

【図１０】図９に示す別実施の形態の擦り練り機構を脱
気槽側からみた図

【符号の説明】

１７Ａ スクリュウー軸 １７Ｂ シリンダー １８Ａ スクリュウー軸 １８Ｂ シリンダー ２１Ａ 固定ディスク ２１Ｂ 固定ディスク ２１ａ 通過孔 ２２Ａ 回動ディスク ２２Ｂ 回動ディスク ２２ａ 通過孔 ６０ 被処理物 ７１ 流路構成部材 ２１０Ｏ 外径側流路部 ２１０Ｉ 内径側流路部 ３００ 槽内空間 ７１０ 端面流路構成部材 ７１１ 通過孔 ７１２ 板状部材 ７１３ 溝部 ７１４ 蓋体 ７４０ 流路

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物（６０）を軸芯廻りの回動によ
   り押出搬送するスクリュー軸（１７Ａ）（１８Ａ）を内
   蔵するシリンダー（１７Ｂ）（１８Ｂ）と、このシリン
   ダー（１７Ｂ）（１８Ｂ）の長手方向特定部位に配置さ
   れて前記被処理物（６０）を擦り練り混練する擦り練り
   機構（１６）とを備えた混練押出成形装置であって、 前記擦り練り機構（１６）に、前記スクリュー軸（１７
   Ａ）（１８Ａ）と一体回動する回動ディスク（２２）
   と、前記シリンダー（１７Ｂ）（１８Ｂ）に固定された
   固定ディスク（２１）とを、前記スクリュー軸（１７
   Ａ）（１８Ａ）の軸芯方向に並設して備えるとともに、
   前記回動ディスク（２２）と前記固定ディスク（２１）
   との両方に、前記被処理物（６０）が前記軸芯方向に通
   過可能な複数の通過孔（２１ａ）（２２ａ）を備え、 前記被処理物（６０）の移動経路内で、前記固定ディス
   ク（２１）と前記回動ディスク（２２）との間に、所定
   温度の流体が内部を流通可能な流路構成部材（７１）を
   設け、 前記流路構成部材（７１）内に、流量制御を伴って前記
   所定温度の流体を供給するとともに、前記流路構成部材
   （７１）内から排出する流体供給排出手段を備えた混練
   押出成形装置。
2. 【請求項２】 前記流路構成部材（７１）が、前記被処
   理物（６０）の移動経路内にあって、移動経路軸芯側の
   内径側流路部（２１０Ｉ）と外周側の外径側流路部（２
   １０Ｏ）をともに備えた請求項１記載の混練押出成形装
   置。
3. 【請求項３】 前記被処理物（６０）の移動方向におい
   て、前記流路構成部材（７１）と前記固定ディスク（２
   １）とが、上手側から記載順に配設されている請求項２
   記載の混練押出成形装置。
4. 【請求項４】 前記シリンダー（１７Ｂ）（１８Ｂ）の
   外周部を覆う状態で、その内部を流体が循環可能な水路
   （１７０）（１８０）を備えたシリンダー外周部温度制
   御装置を有する請求項１、２または３記載の混練押出成
   形装置。
5. 【請求項５】 被処理物（６０）を軸芯廻りの回動によ
   り押出搬送するスクリュー軸を内蔵するシリンダーと、
   前記シリンダーの長手方向端部位に配置されて前記被処
   理物（６０）を擦り練り混練する擦り練り機構（１６
   ０）とを備え、 前記被処理物（６０）の搬送経路途中に、槽内空間が排
   気処理される脱気槽（３）を備え、前記被処理物（６
   ０）の前記脱気槽（３）への導入部位に、前記擦り練り
   機構（１６０）を備えた混練押出成形装置であって、 前記擦り練り機構（１６０）に、前記スクリュー軸と一
   体回動する回動ディスク（２２）と、前記シリンダーに
   固定された固定ディスク（２１）とを、前記スクリュー
   軸の軸芯方向に並設して備えるとともに、前記回動ディ
   スク（２２）と前記固定ディスク（２１）との両方に、
   前記被処理物（６０）が前記軸芯方向に通過可能な複数
   の通過孔（２１ａ）（２２ａ）を備え、 前記固定ディスク（２１）及び前記回動ディスク（２
   ２）の搬送経路下手側で、前記脱気槽（３）の槽内空間
   （３００）に面して、前記被処理物（６０）が通過可能
   な通過孔（７１１）を備え、且つ、所定温度の流体が内
   部を流通可能な端面流路構成部材（７１０）を設け、 前記端面流路構成部材（７１０）内に、流量制御を伴っ
   て前記所定温度の流体を供給するとともに、前記端面流
   路構成部材（７１０）内から排出する流体供給排出手段
   を備えた混練押出成形装置。
6. 【請求項６】 前記端面流路構成部材（７１０）が、前
   記被処理物（６０）の移動径路内で、その横断方向に配
   設される板状部材（７１２）を備え、前記板状部材（７
   １２）の押出方向下流側の面に溝部（７１３）を備える
   とともに、その面を覆う蓋体（７１４）を備え、前記所
   定温度の流体が内部を流通可能な流路（７４０）が、前
   記板状部材（７１２）と前記蓋体（７１４）との間に形
   成される空間として構成される請求項５記載の混練押出
   成形装置。