JP6312203B2 - ２軸押出機 - Google Patents

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Description

本発明は、２軸押出機に関し、特に、天然ゴムや各種添加剤を配合した配合ゴム等の高粘度物質（以下、「材料」という。）中に混在する不純物や未分散物等の異物（以下、単に、「異物」という。）を除去することができるようにした２軸押出機に関するものである。
従来、材料に含まれる異物を除去するために、材料排出口にメッシュスクリーンを配設して押し出しを行うストレーニング工程を実施するために１軸押出機が使用されている。
ところで、この１軸押出機は、材料投入口の間口が小さく、また、噛み込み性が劣るため、事前に材料をリボン形状等に小さく予備成形する必要があり、また、材料排出口の面積が小さいため、組み合わせるストレーニング機構のメッシュスクリーンの面積も小さくなり、十分な処理量が得られず、生産性が低いという問題があった。
一方、上記生産性が低いという問題に対処するものとして、材料投入口を形成したテーパ筒状のホッパ部と、該ホッパ部に続いて先端に材料排出口を形成したテーパ筒状の圧縮部とを備えたケーシング内に、テーパ状のスクリュー羽根を配設した２本のスクリュー軸を回転可能に設けた２軸押出機が汎用されている（例えば、特許文献１〜２参照。）が、この２軸押出機において、ストレーニング工程を実施できるようにしたものはなかった。
特開平９−１６４５７８号公報 特開２００６−３０５９７６号公報
本発明は、生産性が高い２軸押出機の利点を生かしながら、材料に含まれる異物を効率よく除去することができるようにした２軸押出機を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の２軸押出機は、材料投入口を形成したテーパ筒状のホッパ部と、該ホッパ部に続いて先端に材料排出口を形成したテーパ筒状の圧縮部とを備えたケーシング内に、テーパ状のスクリュー羽根を配設した２本のスクリュー軸を回転可能に設けた２軸押出機において、材料排出口に、スライド機構によって材料排出口に沿って摺動可能となるようにスクリーン板を配設し、該スクリーン板にメッシュスクリーンを着脱可能に取り付けるようにし、該スクリーン板のメッシュスクリーンを取り付けた位置より摺動方向前方の材料排出口に面する側に、メッシュスクリーンの交換時に材料排出口から膨出してくる材料を切断する切断刃を設けるとともに、該スクリーン板に切断刃によって切断された材料を排出する材料排出部を設けたことを特徴とする。
また、本発明の２軸押出機は、同じく、２軸押出機において、材料排出口に、スライド機構によって材料排出口に沿って摺動可能となるようにスクリーン板を配設し、該スクリーン板に２枚のメッシュスクリーンを着脱可能に取り付けるようにし、該スクリーン板に設けられる隣り合うメッシュスクリーンの間の、該スクリーン板の材料排出口に面する側に、メッシュスクリーンの交換時に材料排出口から膨出してくる材料を切断する切断刃を設けるとともに、該スクリーン板に切断刃によって切断された材料を排出する材料排出部を設けたことを特徴とする。
この場合において、前記メッシュスクリーンを、ブレーカープレートを介してスクリーン板に取り付けるようにするとともに、該ブレーカープレートの材料排出口に面する側を、その中心部が材料排出口側が凸となる曲面に形成するようにすることができる。
本発明の２軸押出機によれば、材料排出口に、スライド機構によって材料排出口に沿って摺動可能となるようにスクリーン板を配設し、該スクリーン板にメッシュスクリーンを着脱可能に取り付けるようにすることにより、メッシュスクリーンの交換作業を円滑にできることから、生産性が高い２軸押出機の利点を生かしながら、材料に含まれる異物を効率よく除去することができる。
そして、前記スクリーン板に、メッシュスクリーンの交換時に材料排出口から膨出してくる材料を切断する切断刃と、該切断刃によって切断された材料を排出する材料排出部を設けることにより、スクリーン板に取り付けたメッシュスクリーンを材料排出口側に移動させる際に、材料排出口から材料自体が有する弾性により膨出してきた材料がメッシュスクリーンに強く擦るように接触することによってメッシュスクリーンが損傷したり、位置ずれを起こすことを未然に防止することができる。
また、前記メッシュスクリーンを、ブレーカープレートを介してスクリーン板に取り付けるようにするとともに、該ブレーカープレートの材料排出口に面する側を、その中心部が材料排出口側が凸となる曲面に形成するようにすることにより、ストレーニングを行うことによってメッシュスクリーンの外周部に材料の層が形成されるため、スクリーン板に取り付けたメッシュスクリーンを材料排出口から移動させる際に、メッシュスクリーンが損傷したり、位置ずれを起こすことを防止することができる。
本発明の２軸押出機の一実施例を示し、（ａ）は全体図、（ｂ）はホッパ部の平面図である。 同２軸押出機のストレーニング機構（ストレーニング位置）を示し、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は材料の流れ方向上流側（ホッパ部側）から見た正面図である。 同２軸押出機のストレーニング機構（移動中の位置）を示し、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は材料の流れ方向上流側（ホッパ部側）から見た正面図である。 本発明の２軸押出機のストレーニング機構（ストレーニング位置）の第１変形実施例を示し、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は材料の流れ方向上流側（ホッパ部側）から見た正面図である。 本発明の２軸押出機のストレーニング機構（ストレーニング位置）の第２変形実施例を示し、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は材料の流れ方向上流側（ホッパ部側）から見た正面図である。
以下、本発明の２軸押出機の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１〜図３に、本発明の２軸押出機の一実施例を示す。
この２軸押出機は、フィーダ部として、従来の２軸テーパ押出機と同様、材料投入口１１ａを形成したテーパ筒状のホッパ部１１と、このホッパ部１１に続いて先端に材料排出口１２ａを形成したテーパ筒状の圧縮部１２とを備えたケーシング１内に、テーパ状のスクリュー羽根２１を配設した２本のスクリュー軸２を回転可能に設けるようにしている。
そして、この２軸押出機は、フィーダ部の材料の流れ方向下流側に、ストレーニング機構３を、その下流側に、２軸ロール４を、それぞれ配置することにより、材料のストレーニング及びシート状成形を連続して行うことができるようにしている。
この場合において、ストレーニング機構３は、ケーシング１の材料排出口１２ａに接続される材料流路３１ａ、３１ｂを形成したブロック状の本体部３１と、シリンダからなるスライド機構３９によって材料排出口１２ａに沿って摺動可能となるように配設した、より具体的には、材料排出口１２ａに接続される材料流路３１ａ、３１ｂを横断するように配設したスクリーン板３２と、スクリーン板３２の２箇所に形成した円形の窓部３２ａ、３２ｂに装着されるブレーカープレート３３と、このブレーカープレート３３の材料の流れ方向上流側（フィーダ部側）に着脱可能に取り付けるようにしたメッシュスクリーン３４と、スクリーン板３２の２箇所に形成した円形の窓部３２ａ、３２ｂの間に設けた、メッシュスクリーン３４の交換時に材料排出口１２ａから膨出してくる材料を切断する切断刃３７ａ、３７ｂと、この切断刃３７ａ、３７ｂによって切断された材料を排出する材料排出部３８とでその主要部を構成するようにしている。
このストレーニング機構３のブロック状の本体部３１のケーシング１の材料排出口１２ａに接続される材料流路３１ａ、３１ｂは、スクリーン板３２の窓部３２ａ、３２ｂとほぼ同形状の円形に形成するとともに、材料の流れ方向上流側となる材料流路３１ａの材料排出口１２ａ側が、材料流路３１ａと同形状になるように、漸次横に長い楕円形になるように形成するようにしている。
また、本体部３１には、本体部３１と、本体部３１の材料流路３１ａ、３１ｂを横断するように配設したスクリーン板３２との隙間から材料が漏出しないようにするために、材料流路３１ａ、３１ｂの外周側にスクリーン板３２に摺接するようにシールリング３５を設けるようにしている。
ブレーカープレート３３及びメッシュスクリーン３４は、材料の性状、除去対象の異物に応じたものを用いることができるが、本実施例においては、ブレーカープレート３３には、多数の円形の透孔を形成し、ブレーカープレート３３のケーシング１の材料排出口１２ａに面する側（材料流路３１ａに面する側）を、その中心部が材料排出口１２ａ側に凸となる突出した曲面に形成し、ブレーカープレート３３の材料流路３１ｂに面する側を、平坦面に形成するようにしたものを用いるようにしている。
これにより、ストレーニングを行うことによってメッシュスクリーン３４の外周部に材料の層が形成されるため、交換のためにスクリーン板３２に取り付けたメッシュスクリーン３４をスクリーン板３２を摺動させることによって材料排出口１２ａから移動させる際に、メッシュスクリーン３４が損傷したり、位置ずれを起こすことを防止することができる。
また、ブレーカープレート３３を上記形状にすることにより、圧力が及びにくいブレーカープレート３３の外周部の厚みを薄くすることができ、当該箇所の材料の通過抵抗を低減させ、処理量を確保することができるようにしている。
なお、ブレーカープレート３３は、ブレーカープレート３３の材料流路３１ｂに面する側を平坦面に形成することに代えて、その中心部が材料排出口１２ａ側に凸となる窪んだ曲面形状に形成することもでき、これにより、ブレーカープレート３３の全体の厚みを薄くすることができ、ブレーカープレート３３の全体に亘って材料の通過抵抗を低減させ、処理量を確保することができるようにすることもできる。
ブレーカープレート３３及びメッシュスクリーン３４は、スクリーン板３２の窓部３２ａ、３２ｂに嵌め込むようにして装着されるが、必要に応じて、押さえリング、ねじ等からなる固定部材３６によってスクリーン板３２に固定することもできる。
また、スクリーン板３２の２箇所に形成した円形の窓部３２ａ、３２ｂの間に設けた、材料排出口１２ａから膨出してくる材料を切断する切断刃３７ａ、３７ｂと、この切断刃３７ａ、３７ｂによって切断された材料を排出する材料排出部３８とによって、新たにスクリーン板３２に取り付けたメッシュスクリーン３４を材料排出口１２ａ側に移動させる際に、材料排出口１２ａ側から材料自体が有する弾性により膨出してきた材料を、切断刃３７ａ、３７ｂ（スクリーン板３２の移動方向が、図３に示す方向の場合は、主として、切断刃３７ｂ）によって切断し、材料排出部３８に排出、除去することができ、当該材料がメッシュスクリーン３４に強く擦るように接触（圧接）することによってメッシュスクリーン３４が損傷したり、位置ずれを起こすことを未然に防止することができる。
ここで、本実施例においては、切断刃３７ａ、３７ｂを片山形の２つの部材で構成し、この切断刃３７ａ、３７ｂの間に溝状の材料排出部３８を形成するようにしたが、図４に示す第１変形実施例のように、切断刃３７を両山形の１つの部材で構成し、この切断刃３７の両側に溝状の材料排出部３８ａ、３８ｂを形成するようにすることができる。
また、材料排出部３８、３８ａ、３８ｂを、スクリーン板３２の表面を窪ませて形成した溝状のものに代えて、図５に示す第２変形実施例のように、スクリーン板３２を貫通したスリット状のものとしたり、さらに、下方を開放することにより、材料が自然に排出される形状のものとすることができる。
また、切断刃３７ａ、３７ｂは、スクリーン板３２と面一に設けるようにすることが好ましく、これにより、本体部３１にスクリーン板３２に摺接するように設けたシールリング３５が切断刃３７ａ、３７ｂによって損傷することを防止することができる。
スライド機構３９は、本実施例においては、シリンダから構成するようにしているが、モータ等の任意の駆動機構を用いることができ、また、スライド機構３９によるスクリーン板３２の摺動方向を、本実施例の水平方向に代えて、鉛直方向にすることもできる。
このストレーニング機構３は、スライド機構３９によりスクリーン板３２を摺動させることによって、スクリーン板３２の２箇所に形成した円形の窓部３２ａ、３２ｂに取り付けたメッシュスクリーン３４の使用と交換を交互に行うことができるようにしている。
これにより、メッシュスクリーン３４の交換作業を円滑にできることから、生産性が高い２軸押出機の利点を生かしながら、一連の工程で材料に含まれる異物を効率よく除去することができ、材料の品質の向上と工程の短縮化を図ることができる。
また、ブレーカープレート３３及びメッシュスクリーン３４に代えて、スペーサリング（図示省略）を配設することにより、材料が当該部分をそのまま通過するようにして、通常の２軸押出機として使用できるようにすることができる。
以上、本発明の２軸押出機について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
本発明の２軸押出機は、生産性が高い２軸押出機の利点を生かしながら、材料に含まれる異物を効率よく除去することができることから、材料に含まれる異物を除去するために用いられる２軸押出機の用途に好適に用いることができる。
１ ケーシング
１１ ホッパ部
１１ａ 材料投入口
１２ 圧縮部
１２ａ 材料排出口
２ スクリュー軸
２１ スクリュー羽根
３ ストレーニング機構
３１ 本体部
３１ａ、３１ｂ 材料流路
３２ スクリーン板
３２ａ 窓部
３２ｂ 窓部
３３ ブレーカープレート
３４ メッシュスクリーン
３５ シールリング
３６ 固定部材
３７、３７ａ、３７ｂ 切断刃
３８、３８ａ、３８ｂ 材料排出部
３９ スライド機構
４ ２軸ロール

Claims (3)

  1. 材料投入口を形成したテーパ筒状のホッパ部と、該ホッパ部に続いて先端に材料排出口を形成したテーパ筒状の圧縮部とを備えたケーシング内に、テーパ状のスクリュー羽根を配設した２本のスクリュー軸を回転可能に設けた２軸押出機において、材料排出口に、スライド機構によって材料排出口に沿って摺動可能となるようにスクリーン板を配設し、該スクリーン板にメッシュスクリーンを着脱可能に取り付けるようにし、該スクリーン板のメッシュスクリーンを取り付けた位置より摺動方向前方の材料排出口に面する側に、メッシュスクリーンの交換時に材料排出口から膨出してくる材料を切断する切断刃を設けるとともに、該スクリーン板に切断刃によって切断された材料を排出する材料排出部を設けたことを特徴とする２軸押出機。
  2. 材料投入口を形成したテーパ筒状のホッパ部と、該ホッパ部に続いて先端に材料排出口を形成したテーパ筒状の圧縮部とを備えたケーシング内に、テーパ状のスクリュー羽根を配設した２本のスクリュー軸を回転可能に設けた２軸押出機において、材料排出口に、スライド機構によって材料排出口に沿って摺動可能となるようにスクリーン板を配設し、該スクリーン板に２枚のメッシュスクリーンを着脱可能に取り付けるようにし、該スクリーン板に設けられる隣り合うメッシュスクリーンの間の、該スクリーン板の材料排出口に面する側に、メッシュスクリーンの交換時に材料排出口から膨出してくる材料を切断する切断刃を設けるとともに、該スクリーン板に切断刃によって切断された材料を排出する材料排出部を設けたことを特徴とする２軸押出機。
  3. 前記メッシュスクリーンを、ブレーカープレートを介してスクリーン板に取り付けるようにするとともに、該ブレーカープレートの材料排出口に面する側を、その中心部が材料排出口側が凸となる曲面に形成してなることを特徴とする請求項１又は２記載の２軸押出機。
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