JP3700086B2

JP3700086B2 - 混練物の造粒方法および造粒装置

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Publication number: JP3700086B2
Application number: JP2003073491A
Authority: JP
Inventors: 良二山口; 秀典藤田; 幸司坂下
Original assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: JP2004276504A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、粉体原料と樹脂原料とを混合したウェット状混練物を粒状体に成型するための造粒方法と造粒装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、造粒装置を使用して炭酸カルシウムや有機繊維等の粉体原料と液状ゴムのような樹脂原料とを混練して粒状体を形成し、この粒状体を圧縮成形ロール機に供給し、シート状に形成していた。粒状体は、個々の粒が大きいとロールに飲み込まれていかないため、できるだけ小さな粒状にしていた。
【０００３】
図３は従来の造粒装置の一例を示すものであるが、具体的な公知例としては特開平９−１７４５４８号がある。
この造粒装置は、密閉可能なミキサーａの底部に底面にそって水平方向に回転する攪拌羽根ｂを設けるとともに胴部側面には内部に水平に突出する破砕羽根ｃを設けたものである。攪拌羽根ｂは、軸受を介してミキサーａ底部を貫通する回転軸ｄの先端に連結してあり、回転軸ｄはモータｅに直結するギア機構ｆにより回転するようになっている。また、破砕羽根ｃは、軸受を介してミキサーａの側面に設置したモータｇに連結してある。
【０００４】
前記した粉末原料や樹脂原料を必要量ずつミキサー内に投入し、攪拌羽根ｂを回転させるとともに破砕羽根ｃを回転させて両原料を混合し、練り合わせて粘土状（ウェット状）の混練物を生成する。攪拌羽根ｂは原料を攪拌、混合するとともに破砕羽根ｃは練り込み途中の原料を砕くので、全体として均一に生成した混練物が得られる。
【０００５】
ミキサーａの側面下部には混練物の排出口ｈが形成してあり、この排出口ｈはシリンダｉによって水平方向に往復移動する開閉弁ｊで開閉可能となっている。この排出口ｈを解放すれば、生成された混練物は回転する攪拌羽根ｂにはらい出されるようにして排出口ｈを通り、下方に設置したホッパーｋを通して造粒機ｍに供給される。
【０００６】
造粒機ｍは、円筒体内を回転するスクリューコンベアからなる押出機ｎと、内部を複数の孔あるいは複数の通路で分割した押出口ｏとを有している。混練物は、押出機ｎの回転圧力で押出口ｏから押し出せば、複数本の紐状体となるので、押出口ｏの先端部で上下動するカッターｐで紐状体を所定の間隔毎に剪断することにより多数の粒状体が形成される。押出口ｏの下方に図示していないが受け容器を設置しておけば、粒状体は受け容器内に収容される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記する造粒装置において、ミキサーａの胴部はジャケット構造となっており、このジャケットｑ内に冷却水を通すことでミキサーａ内を冷やすようにしているが、ミキサーａ内は密閉状態であるので、湿気が多く、ミキサーａ内で造粒することができないものであった。
このため、別に造粒機ｍを必要とするので、ミキサーａの他に造粒機ｍの洗浄や点検作業が必要となり、維持管理に手数と費用を要するものであった。しかも、従来の装置では、粒状体は全て排出するので、この粒状体を収容し、保管するための容器を必要とし、容器の保管場所を確保しなければならないとともに容器を運搬する作業員の労働負担が大きいものであった。
【０００８】
本発明は、上記する従来の造粒装置の問題点に鑑み、ミキサー内で混練物を粒状体に成型可能とした混練物の造粒方法と装置を提供するものである。また、本発明は、成型した粒状体をミキサー内に保管しておき、必要に応じて必要量を排出することのできる造粒装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明混練物の造粒方法は、ミキサー１内に投入した粉体原料と樹脂原料とを攪拌羽根５により攪拌して混練物を生成し、攪拌羽根５により攪拌しながらミキサー１内を通気しつつ混練物を破砕羽根７によって粗粒体を形成する粗造粒工程と、粗粒体を破砕羽根７により細粒体を形成する最終造粒工程とからなっており、破砕羽根７は、低速回転と高速回転の切り替えが可能である。上記の方法において、あらかじめ生成した混練物をミキサー１内に投入して造粒する方法も採用できる。
【００１０】
また、本発明混練物の造粒装置は、ミキサー１内に粉体原料と樹脂原料とを混練する攪拌羽根５を設けるとともに混練物を破砕する破砕羽根７を設け、ミキサー１内は空気の流通を可能として粒状体を形成し、粒状体は排出口８から排出可能としたものである。更に、ミキサー１内に粉体原料と樹脂原料とを混練する攪拌羽根５を設けるとともに混練物を破砕する破砕羽根７を設け、ミキサー１内は空気の流通を可能として粒状体を形成し、粒状体の排出口８に面して下方には定量切出し機１７を設置したものである。
【００１１】
上記する造粒方法あるいは造粒装置において、ミキサー１の胴部側面に設け、低速回転と高速回転との切り替えを可能とした破砕羽根７によりミキサー１内を回流する混練物を破砕するようにしてある。樹脂原料は、揮発性溶剤を含んでいる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明造粒方法あるいは造粒装置の第一の実施形態を示すものであり、ミキサー１は、攪拌機構と破砕機構とを有している。攪拌機構は、モータ２を駆動源として回転するギア機構３に直結する回転軸４の上端に攪拌羽根５を設けたものである。回転軸４は、ミキサー１の底部を軸受を介して貫通しており、攪拌羽根５はミキサー１の底面にそって水平方向に回転するようになっている。
【００１３】
また、破砕機構は、ミキサー１の胴部側面に設置したモータ６の回転軸に破砕羽根７を設けたものである。回転軸は、軸受を介してミキサー１の胴部を貫通しており、破砕羽根７はミキサー１の中央部に向けてある。そして、ミキサー１の胴部下方に設けた排出口８は、シリンダ９操作により往復移動する開閉弁１０によって開閉可能であり、胴部外周は水冷ジャケット１１によって覆われている。
このような基本的構成は、従来の造粒装置と同じである。
【００１４】
本発明においては、造粒工程中、ミキサー１内を通気し、ミキサー１内を乾燥可能とするとともに破砕羽根７は低速回転と高速回転との切り替えを可能としたことに特徴を有している。破砕羽根７の回転切り替えのために、例えば、ポールチェンジモータやインバータ等を使用することができる。また、通気のため、ミキサー１上面には空気取入れ口１２と排気口１３とを設け、排気口１３と排気ブロワ１４とは排気用パイプ１５によって連結してある。尚、空気取入れ口１２には塵埃の侵入を防ぐフィルタを設け、また、排気口１３には原料の流出を防ぐフィルタが設けてある。
【００１５】
本発明は上記の構成であり、ミキサー１内には前記の空気取入れ口１２を利用して、あるいは、ミキサー１上部の蓋体１６を開いて従来と同様の粉体原料と樹脂原料とを必要量ずつ投入する。その後、攪拌羽根５を回転させ、主として攪拌羽根５で原料を練り合わせて粘土状の混練物Ａを生成する。練り合わせの初期段階において破砕羽根７も回転しているが、破砕羽根７は、例えば、１５００〜１８００ｒｐｍ前後の低速で回転させ、混練物Ａを破砕しながら粗造粒を行う。
【００１６】
ある程度の時間が経過して粗い粒体が形成された段階（粗造粒工程）を経た後、破砕羽根７を、例えば、３０００〜３６００ｒｐｍ前後の高速で回転させ、最終造粒工程において粗粒体を全体として１〜１０ｍｍの大きさの細かい粒体を形成する。混練物あるいは粒体は、攪拌羽根５によりミキサー１の内壁面にそって水平方向に回流しており、回流途中で破砕羽根７に突き当たるので、均一に破砕されることになる。
【００１７】
造粒開始から粗造粒工程および最終造粒工程のすべての段階において、排気ブロワ１４を作動させてミキサー１内に空気を吸引し、同時に排気をしてミキサー１内を通気しつつ乾燥させ、造粒を促進している。原料がトルエンのような揮発成分を含んでいる場合には排気と同時に回収される。尚、ミキサー１の胴部には点検口を設けておき、造粒の状態を確認するようにしてもよい。
造粒が完了したら全ての作業を停止し、排出口８を完全にあるいは途中まで解放して粒状体を取り出せばよい。
【００１８】
ミキサー１内の通気量（空気量）は、実験値あるいは揮発性溶剤の持つ化学的性質「温度と蒸気圧との関係式Ｖ＝ｆ（ｐ，Ｔｅｍｐ）」によって求められる。Ｖは必要排気風量、ｐは溶剤蒸気圧、Ｔｅｍｐは温度である。
【００１９】
図２は、本発明造粒装置の第二の実施形態を示すものであり、前記と同じ部分は同じ符合を使用している。
この実施形態においては、第一実施形態で示した装置の排出口８に面して下方に定量切出し機１７を設置したことに特徴を有している。この定量切出し機１７は、排出口８に連設するホッパー１８を貫通するようにスクリューコンベアのような定量切出し部材１９を水平に設置し、先端に粒状体の供給口２０を設けたものである。
【００２０】
このような構成において、前記と同じ工程によりミキサー１内に粒状体を形成した後、粒状体はそのままミキサー１内に保管しておく。粒状体が必要な場合には、排出口８を開いて粒状体をホッパー１８内に落し、定量切出し部材１９を作動させて必要量を供給口２０から受け容器２１に供給すればよい。受け容器２１は、計量器２２上に定置してあるので、計量器２２が設定値を計量した時、モータ２３の駆動を停止し、粒状体の切出しを停止する。
【００２１】
あるいは、ミキサー１内に粒状体を形成した後、排出口８を開いて粒状体をホッパー１８内に入れて保管しておき、必要に応じて粒状体を切出すようにしてもよい。更には、供給口２０には自動開閉弁（図示せず）を設けておき、この開閉弁を開いて切出しを行い、切出し量が所定値に達した時、モータ２３を停止するとともに自動開閉弁を閉じるようにしてもよい。
【００２２】
排出口８の開閉、モータ２３駆動によるスクリューコンベアの回転、停止、自動開閉弁の開閉、計量器２２による計量等をコンピュータで管理しておけば、切出し作業を自動的に能率よく行うことが可能である。尚、定量切出し部材１９は、スクリューコンベアに限定せず、振動フィーダを使用してもよい。
【００２３】
また、ホッパー１８の上下側面には粒状体の収容量を検知可能なセンサー２４（上限）、センサー２５（下限）を設けておき、収容量の加減に応じてシリンダ９を操作して排出口８を自動的に開閉するようにしてもよい。
上記した説明では、攪拌羽根５を回転させるためにギア機構３を使用しているが、ベルトあるいはチェーンにより回転軸４を回転駆動するようにしてもよい。
【００２４】
上記する第一、第二の実施形態における説明では、ミキサー１内で混練物を生成し、これを造粒する場合であるが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、他の装置を使用して事前に粘土状の混練物を生成しておき、この混練物をミキサ１内に投入して通気しながら攪拌羽根５で攪拌し、破砕羽根７で破砕して造粒するようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上、説明した本発明によれば、ミキサー１内で粉体原料と樹脂原料とを攪拌羽根５により攪拌して粘土状の混練物を生成し、この混練物は、低速回転と高速回転とを切り替え可能な破砕羽根７で破砕するようにしたので、混練物は粗粒体から細粒体へと段階的に粒径を小さくすることができる。粒状体の形成工程中、ミキサー１内に空気を流通可能としてあるので、ミキサー１内は乾燥状態が保たれ、水分を含んでいる原料は乾燥されるので、ミキサー１内で必要な粒径の粒状体を形成することができる。
また、ミキサー１の排出口８に面して下方に定量切出し機１７を設置しておけば、形成した粒状体はミキサー１あるいはホッパー１８内で保管することができ、必要に応じて必要量を切り出せばよく、粒状体を収容しておく容器や容器の設置場所を必要とするものではない。
更に、ミキサー１内を通気しつつ低速回転で粗造粒を行った後、高速回転で最終造粒を行うようにしたので、粗粒体から細粒体へと段階的に粒径を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明造粒方法あるいは造粒装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明造粒装置の他の実施形態を示す側面図である。
【図３】従来の造粒装置の一例を示す正面図である。
【符号の説明】
１ミキサー
２モータ
３ギア機構
４回転軸
５攪拌羽根
６モータ
７破砕羽根
８排出口
９シリンダ
１０開閉弁
１１水冷ジャケット
１２空気取入れ口
１３排気口
１４排気ブロワ
１５排気用パイプ
１６蓋体
１７定量切出し機
１８ホッパー
１９定量切出し部材
２０供給口
２１受け容器
２２計量器
２３モータ
２４収容量検知センサー
２５収容量検知センサー

Claims

ミキサー内に投入した粉体原料と樹脂原料とを攪拌羽根５により攪拌して混練物を生成し、攪拌羽根５により攪拌しながらミキサー１内を通気しつつ混練物を、破砕羽根７を１５００〜１８００ｒｐｍ前後の低速で回転させることによって粗粒体を形成する粗造粒工程と、粗造粒工程の後、破砕羽根７を粗造粒工程より３０００〜３６００ｒｐｍ前後の高速で回転させることにより細粒体を形成する最終造粒工程とからなることを特徴とする混練物の造粒方法。
あらかじめ生成した混練物をミキサー内に投入し、攪拌羽根５により攪拌しながらミキサー１内を通気しつつ混練物を、破砕羽根７を１５００〜１８００ｒｐｍ前後の低速で回転させることによって粗粒体を形成する粗造粒工程と、粗造粒工程の後、破砕羽根７を粗造粒工程より３０００〜３６００ｒｐｍ前後の高速で回転させることにより細粒体を形成する最終造粒工程とからなることを特徴とする混練物の造粒方法。
樹脂原料は、揮発性溶剤を含むものである請求項１、２に記載する混練物の造粒方法。
ミキサー１内に粉体原料と樹脂原料とを混練する攪拌羽根５を設けるとともに混練物を破砕する破砕羽根７を設け、ミキサー１内は空気の流通を可能とするとともに、破砕羽根７を１５００〜１８００ｒｐｍ前後の低速で回転させた後、３０００〜３６００ｒｐｍ前後の高速で回転させて粒状体を形成し、粒状体は排出口８から排出可能としたことを特徴とする混練物の造粒装置。
ミキサー１内に粉体原料と樹脂原料とを混練する攪拌羽根５を設けるとともに混練物を破砕する破砕羽根７を設け、ミキサー１内は空気の流通を可能とするとともに、破砕羽根７を１５００〜１８００ｒｐｍ前後の低速で回転させた後、３０００〜３６００ｒｐｍ前後の高速で回転させて粒状体を形成し、粒状体は排出口８から排出可能とするとともに排出口８に面して下方には定量切出し機１７を設置したことを特徴とする混練物の造粒装置。