JPH06155452A - 連続可塑化処理装置 - Google Patents

連続可塑化処理装置

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JPH06155452A
JPH06155452A JP5169442A JP16944293A JPH06155452A JP H06155452 A JPH06155452 A JP H06155452A JP 5169442 A JP5169442 A JP 5169442A JP 16944293 A JP16944293 A JP 16944293A JP H06155452 A JPH06155452 A JP H06155452A
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screw
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chamber
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エリック・ラヴィ
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 有効な温度制御と非可塑化分子、異物等の分
離とによりきわめて多様な材料の可塑化処理が可能な装
置を提供すること。 【構成】 各ゾーンＩ，ＩＩ，ＩＩＩに夫々対応するス
テータ２の複数部分２０１，２０２，２０３の夫々に温
度制御装置３が設けられている。この温度制御装置３
は、コンデンサ３０１と、加熱装置３０２と、温度制御
されるステータ２の対応部分を包囲する環状チャンバ３
０３とから構成されている。このように構成された容器
内に、相転移によって熱を伝導する流体が収納されてい
る。制御された温度がチャンバ内部の圧力によって固定
維持されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はペースト状、粘性又は溶
融状、あるいは粘弾性のポリマ等の材料を連続的に可塑
化及びフィルタ処理するための連続可塑化処理装置に関
し、詳しくは、可塑化処理用モジュールと脱気／フィル
タ処理用モジュールとから構成されていると共に、スク
リューを収納するステータと、可塑化される材料を受け
る送りゾーンと、均質化ゾーンと、脱気ゾーンと、非溶
融材をフィルタ処理するゾーンと、可塑化された材料を
取り出す取出ゾーンと、その中間ゾーンとを連続して有
しており、更に前記ステータ及び前記スクリューが、前
記各ゾーンに実質的に対応する複数の部分を備えている
と共に、前記スクリュー部分が可塑化ディスクを構成す
る連続可塑化処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ステータとスクリューとを有し取り入れ
た材料を均質なペースト状に混合する可塑化装置には数
多くのものが知られている。これらの装置は、ネジ山の
形状、ネジピッチの変化等において互いに異なってい
る。又、「ワイセンベルグ効果」によってきわめて効果
的に材料を混合する、いわゆるディスク又はプレート押
出しスクリューヘッドを利用した装置も種々のものが知
られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有効な
温度制御ができて、非可塑化分子、異物等の分離をする
ことにより、きわめて多様な材料の可塑化処理が可能な
装置は、未だ存在しない。そこで、本発明の目的は、こ
の種タイプの装置において、有効な温度制御と非可塑化
分子、異物等の分離とによりきわめて多様な材料の可塑
化処理が可能な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、本発明にかかる連続可塑化処理装置の特徴構成は、
冒記した装置において、異なったゾーンに夫々対応する
ステータの部分夫々に温度制御装置が設けられていて、
この温度制御手段が、コンデンサと、加熱装置と、温度
制御される前記ステータの対応部分を包囲する環状チャ
ンバとから構成され、このように構成された容器内に、
相転移によって熱を伝導する流体が収納され、制御され
た温度が前記チャンバ内部の圧力によって維持される点
にある。
【０００５】更に、本発明にかかる可塑化処理用モジュ
ールは以下の要素から構成されてもよい。即ち、ステー
タと、相転移によって熱を伝導する流体を収納し、かつ
その内部の圧力によって制御された温度が固定維持され
る環状チャンバと、可塑化ディスクから延出する送り用
スクリューと、これら送り用スクリューと浮動式可塑化
ディスクとの組合せからなる。この装置は、前記ディス
クの端部に設けられた規制カラーとの協働により、材料
の処理作業中において前記ステータ内部において流体力
学的均衡状態を生成する。
【０００６】
【作用】可塑化処理用モジュールである第１モジュール
は、単体で、澱粉タイプの農業栄養製品、プロテオリー
ジナス（ｐｒｏｔｅｏｌｅａｇｉｎｏｕｓ）製品、及び
一次使用（ｆｉｒｓｔ ｕｓｅ）ポリマの処理に使用で
きる。更に、第１モジュールに脱気／フィルタ処理用モ
ジュールである第２モジュールを接続することが出来
る。即ち、スクリューを内蔵する筒状ボアを備え第１部
分に配設された第２モジュールのステータを第１モジュ
ールのステータから延出し、押出された材料を脱気する
ようにする。前記スクリューは、前記可塑化ディスク間
の端部によって機械的に回転される。その対応部分にお
いて、前記スクリューは押出された材料内に残留する非
溶融成分または異物成分を分離する。
【０００７】第２モジュールは、第１モジュールを完全
に補足するものであり、混合された材料の最終的な特性
を改善することができるものである。この連続可塑化処
理装置によれば、前記可塑化ヘッドまたは「ディスク」
の上流側の温度と下流側の温度との双方を、前記自己制
御式相転移冷却装置によって自動的、かつ、簡単に制御
することが出来るので、きわめて多種多様な材料を可塑
化処理することが可能となる。即ち、各可塑化処理装置
において達成される圧力と温度との関係のみを決定する
だけで（この温度は、相転移液によってのみならず、前
記ステータ、スクリュー、及びディスクを形成する材質
の特性（重量、熱容量、熱伝導性等）によっても大幅に
異なる）、単にその内部での相転移により熱移動が起こ
る容器内の圧力の結果として、非常に高い精度で温度を
制御することができる。
【０００８】この可塑化処理に加えて、非可塑化粒子、
異物等の分離処理を行うことによって、可塑化処理装置
の出口から極めて均質なペースト材を得ることができ
る。そして、このペースト材は、既に脱気処理済みであ
るので、泡や空気泡は含まれていない。
【０００９】更に詳述すると、前記ディスクの自己制御
式冷却手段は、前記ディスクに対して直角に前記ステー
タを包囲すると共に、チャンバと連通する周部ジャケッ
トとして構成されていて、このチャンバには、冷却手段
と、圧力規制手段と、ジャケットと協働し、制御される
温度範囲内において相転移（液−蒸気）が発生する液体
を収納する加熱手段とが設けられている。
【００１０】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているか
ら、有効な温度制御を可能とすると共に、非可塑化分
子、異物等の分離を確実にでき、きわめて多様な材料の
可塑化処理のできる装置を提供できた。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説
明する。図１と図２は、線Ｄ−Ｄに沿って並置される装
置構造を示す。駆動装置（図示せず）を越えて図中の左
方から右方に向けて、可塑化／フィルタ処理装置は、送
りゾーンＩと、中間ゾーンＩＩと、均質化処理ゾーンＩ
ＩＩとをこの順序で互いに接続した状態で備えている。
更に、均質化ゾーンＩＩＩの後には、脱気ゾーンＩＶ
と、フィルタ処理ゾーンＶと、取出ゾーンＶＩとがこの
順序で接続されている。そして、この処理装置は、ステ
ータ２内のスクリュー１の回転軸芯Ｘ−Ｘに沿って配設
されている。
【００１２】図１は、可塑化処理装置の可塑化処理用モ
ジュールを構成する第１モジュールの概略を示したもの
であり、図２は同処理装置の脱気／フィルタ処理用モジ
ュールを構成する第２モジュールの概略を示す。スクリ
ュー１は、浮動式であることが好ましい。ゾーンＩ，Ｉ
Ｉに共通の第１部分１０１と、「ディスク」１０２と、
ゾーンＩＶに対応する部分１０３と、ゾーンＶに対応す
る部分１０４と、更に、ゾーンＶＩに対応する部分１０
５とから構成されている。
【００１３】ステータ２は、夫々前記ゾーンＩ〜ＶＩに
対応し、かつ前記軸芯Ｘ−Ｘに沿って互いに連結された
スリーブとして形成された部分２０１，２０２，２０
３，２０４，２０５から構成されている。これらの重な
った部分には、夫々、コンデンサ３０１と、前記ステー
タ２の各環状チャンバと連動する加熱装置３０２とから
成る温度制御装置３が設けられている。これらの温度制
御装置３は、前記スクリュー１の回転軸芯Ｘ−Ｘに沿っ
て分配配置されていて、ステータ２とスクリュー１との
間の各位置において循環される材料の温度を制御する。
この装置３は、図５に詳しく示されている。
【００１４】ステータ２はボアを有していて、このボア
は、前記均質化処理ゾーンＩＩＩを除いてその全長に渡
り筒状に形成されている。均質化処理ゾーンにおいて、
ステータ２は前記ディスクスクリューのためのハウジン
グを形成している。材料供給のために、前記ステータ２
は供給開口部２０６を有していて、ここにホッパ（図示
せず）が配設される。
【００１５】均質化処理ゾーンＩＩＩにおいて、スリー
ブの部分２０３は、ほぼ双円錐形状の拡張内径部を有し
ていて、ディスク１０２の外面に対して、被処理材料が
投入される周部空間を形成することにより、ディスク１
０２を収納するチャンバを形成している。尚、均質化処
理のための構成として、このような拡径、縮径による均
質化処理に対して、公知の他の均質化機構を付加しても
よい。前記部分２０３において、このステータ２には、
規制カラーが取り付けられており、このカラーは挿入部
２０７として構成されている。この挿入部２０７は、同
時に、前記ディスク１０２の出口においてかなりの侵食
作用を受ける前記ゾーンの摩耗部を構成するものであ
る。
【００１６】前記ディスク１０２の下流側の、材料の均
質化処理の後のゾーンＩＶには、脱気軸２０８が設けら
れている。フィルタ処理ゾーンＶ及び取出ゾーンＶＩに
おけるステータ２の特徴は、前記ステータ部分２０５に
設けられて非溶融材を排出するための装置４の存在であ
る。この装置４は、前記部分２０５の排出開口部２０９
に接続されたエンド部材４０１から構成されている。そ
して、このエンド部材４０１は、弁４０３によって制御
される開口部４０２を有している。弁４０３は、特定の
駆動装置によって制御されるカウンターバネ４０４の作
用を受ける。弁４０３の上方の圧力が十分な時、この圧
力によってこの弁４０３が引かれて非溶融材の前記開口
部４０２からの排出を許容する。
【００１７】ステータ２の右端部は開放されており、こ
こは、下記のスクリュー付きカウンターバネによって流
体密状態にされている。ステータ２に収納されたスクリ
ュー１は、複数の部分１０１〜１０５から構成されてお
り、それらの形状は各部分の特定の作用に対応してい
る。投入ゾーンＩにおいて、スクリューの第１部分１０
１のネジ山によって材料が取り込まれ、ディスク１０２
に送られる。このスクリューの第１部分１０１は、二つ
のゾーンＩ，ＩＩに共通である。スクリューの内部に
は、冷却ロッド５が配設されていて、これは一端部５０
１を介して前記ディスク１０２のチャンバ１０２０内へ
と開放されている。
【００１８】前記ディスク１０２は、具体的には、回転
駆動される結果として、ディスクのスクリューの下流側
と上流側との部分に夫々接続される中空の２隅帽（ｔｗ
ｏ−ｃｏｒｎｅｒｅｄ ｈａｔ）形状（チャンバ１０２
０）に構成されている。前記脱気ゾーンＩＶにおける前
記スクリュー部分１０３は、循環される材料に対して僅
かに隆起したベース部を有しており、その圧縮効果が脱
気処理を補助するように構成されている。
【００１９】前記フィルタ処理ゾーンＩＶにおいて、前
記スクリュー部１０４は、チャンバ１０４２を形成する
凹部１０４０を有している。前記チャンバ１０４２に
は、前記スクリュー部分１０４の螺旋部分に設けられた
通路１０４１（図４）が開口している。チャンバ１０４
２は、フィルタ処理された材料のスクリュー取出し部１
０８への通路を構成する。前記通路１０４１はフィルタ
を構成するものであり、十分な流動性をもった溶融材は
これら通路１０４１を通過する。一方、非溶融材は、そ
の外部に留まってスクリューにより前記非溶融材排出口
２０９へと送られる。
【００２０】前記スクリュー／ステータ装置は、カウン
タスクリュー１０４３によって流体密状態にされてい
る。このカウンタスクリュー１０４３のピッチは、上記
した上流側スクリューのネジ山のピッチと逆に形成され
ている。そして、このカウンタスクリュー１０４３が前
記スクリュー装置と一体回転すると、カウンタスクリュ
ー１０４３が前述の作用により、非溶融材を前記開口部
２０９を通じて送り、ステータ外部へと排出する。
【００２１】図３及び図４は、フィルタ処理ゾーンＩＶ
の詳細を示す。このゾーンＩＶにおいて、前記スクリュ
ー部１０４４は通路１０４１を有する。この通路１０４
１は、前記スクリュー部１０４と内コア１０４５との間
に形成される前記チャンバ１０４２内へ接線方向に開口
している。そして、凹部１０４０と内コア１０４５との
間に環状空間を形成し、スクリューの出口部で開放され
ている。図４は、一つの通路１０４１のみを示してお
り、その他の通路は軸芯方向線１０４７によって表され
ている。これらの通路は、前記チャンバ１０４２内へ半
径方向に向けられていて、前記ステータ部分２０５の内
壁によって遮られないように構成されている。好ましく
は、前記通路１０４１は、前記スクリュー内の溝の基部
においてではなく、前記ステータ部分２０５の近郊で開
放されている。その理由は、この部分において材料の温
度が不正確である可能性があることと、この基部には非
溶融材が存在しているからである。
【００２２】図３及び図４は共に、温度制御装置３の環
状チャンバ３０３を示している。図５は、自動温度制御
装置３の概略構造を示す。ステータ２は、環状チャンバ
３０３に包囲された円形状に表され、その底部は例えば
加熱抵抗器である加熱装置３０２の底部で終端してい
る。コンデンサ３０１の頂部には、加熱装置３０２とは
別の冷却手段３０１１によって同様に包囲された通路３
０１０が形成されている。更にこれに連続して、圧力制
御部材３０１３を備えたチャンバ３０１２が形成されて
いる。圧力制御部材３０１３は、チャンバ３０１２内の
圧力を制御し、その結果として環状空間３０３の温度を
制御するものである。そして、このように形成された空
間に冷却剤が内蔵されている。この冷却液は、蒸発及び
圧縮によって熱交換を行う。
【００２３】〔別実施例〕図６は、外部温度を制御する
相転移式自動制御装置の別実施例を示す。ステータ２
は、環状チャンバ３０３に包囲され、加熱抵抗器等で構
成される前記加熱装置３０２の底部で終端する円形状と
して示されている。この加熱装置３０２は低出力のもの
であり、制御される温度範囲内において相転移（液−蒸
気）が発生する液体を収納する。ステータ２は、毛状繊
維３０４と、流体循環コイル３０５とによって取り囲ま
れている。この流体循環コイルの巻線は、熱伝導流体の
循環の障害とならないように構成されている。その結
果、蒸発（前記毛状繊維内における冷却液の相変化）に
よる冷却作用が確実に生じるように構成されている。
【００２４】コイル３０５上の凝縮により、冷却剤へ熱
が放出される。そして、凝縮物は前記毛状繊維３０４へ
と戻される。温度は、冷却液をコンデンサコイル３０５
へと流すソレノイド弁３０６２に作用する温度制御プレ
ソスタット装置（ｐｒｅｓｓｏｓｔａｔ）７７によって
制御される。ソレノイド弁３０６２がコイル３０５の下
流側に位置された状態で、コイル３０５の上流側には、
非戻り弁３０７が設けられている。これは、コイル内の
流体の蒸発を防ぎ、これによってコイル３０５に湯あか
等が付着するのを防止する。
【００２５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構造に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続可塑化処理装置の第１モジュールを示す概
略図
【図２】連続可塑化処理装置の第２モジュールを示す概
略図
【図３】図４のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分断面図
【図４】図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った軸芯方向の断
面図
【図５】図１に示した可塑化処理装置のディスクを冷却
するための装置の概略図
【図６】別実施例にかかる冷却装置の概略図
【符号の説明】 １ スクリュー ２ ステータ ３ 温度制御装置 ４ 排出装置 ７７ プレソスタット １０１ スクリュー部分 １０２ 可塑化ディスク １０３ スクリュー部分 １０４ スクリュー部分 １０５ スクリュー部分 ２０１ ステータ部分 ２０２ ステータ部分 ２０３ ステータ部分 ２０４ ステータ部分 ２０５ ステータ部分 ３０１ コンデンサ ３０２ 加熱装置 ３０３ 環状チャンバ ３０４ 毛状繊維 ３０５ 流体循環コイル ３０７ 非戻り弁 ４０３ 弁 ４０４ カウンタバネ １０４０ 凹部 １０４１ 通路 １０４２ チャンバ １０４３ カウンタスクリュー １０４５ コア ３０１０ 通路 ３０１１ 冷却手段 ３０１２ チャンバ ３０１３ 圧力制御部材 ３０６２ ソレノイド弁 Ｉ 送りゾーン ＩＩ 中間ゾーン ＩＩＩ 均質化ゾーン ＩＶ 脱気ゾーン Ｖ フィルタ処理ゾーン ＶＩ 取出ゾーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリック・ラヴィ フランス ヴィルヌーヴ・サン・ジョルジ ュ（ヴァル・ドゥ・マルヌ） リュ・サッ コ・ヴァンゼッティ 15 (72)発明者 アレクサンドル・ログ ウクライナ 252035 キエフ 35 リュ・ ユニツコゴ 14／18

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 可塑化処理用モジュールと脱気／フィル
    タ処理用モジュールとから構成されていると共に、スク
    リュー（１）を収納するステータ（２）と、可塑化され
    る材料を受ける送りゾーン（Ｉ）と、均質化ゾーン（Ｉ
    ＩＩ）と、脱気ゾーン（ＩＶ）と、非溶融材をフィルタ
    処理するゾーン（Ｖ）と、可塑化された材料を取り出す
    取出ゾーン（ＶＩ）と、その中間ゾーン（ＩＩ）とを連
    続して有しており、更に前記ステータ（２）及び前記ス
    クリュー（１）が、前記各ゾーン（Ｉ〜ＶＩ）に実質的
    に対応する部分（１０１、１０２、１０３、１０４、１
    ０５、２０１，２０２，２０３，２０４，２０５）を備
    えていると共に、前記スクリュー（１）の部分（１０
    ２）が可塑化ディスク（１０２）を構成する連続可塑化
    処理装置において、 前記各ゾーン（Ｉ〜ＶＩ）に夫々対応する前記ステータ
    （２）の部分（２０１，２０２，２０３，２０４，２０
    ５）の夫々に温度制御装置（３）が設けられていて、こ
    の温度制御装置（３）は、コンデンサ（３０１）と、加
    熱装置（３０２）と、温度制御される前記ステータ
    （２）の対応部分を包囲する環状チャンバ（３０３）と
    から構成されており、このように構成された容器内に、
    相転移によって熱を伝導する流体が収納されていて、制
    御された温度が前記環状チャンバ（３０３）内部の圧力
    によって維持されるようになっていることを特徴とする
    連続可塑化処理装置。
  2. 【請求項２】 前記フィルタ処理ゾーン（Ｖ）における
    前記スクリュー部分（１０４）がチャンバ（１０４２）
    を形成する凹部（１０４０）を備え、前記スクリュー部
    分（１０４）の螺旋部に設けられた複数の通路（１０４
    １）が前記チャンバ（１０４２）の内部へと開口されて
    いると共に、前記通路（１０４１）の直径が、非溶融材
    の通過を阻止しながら溶融材のみの通過を許容すべく構
    成されていて、更に、前記ステータ（２）が、前記フィ
    ルタ処理ゾーン（Ｖ）の下流側の前記取出ゾーン（Ｖ
    Ｉ）に近接する部分（２０５）において、非溶融材を排
    出するための装置（４）を有しており、この排出装置
    （４）が、カウンタバネ（４０４）の作用を受ける弁
    （４０３）を備えている請求項１に記載の連続可塑化処
    理装置。
  3. 【請求項３】 前記チャンバ（１０４２）が、前記凹部
    （１０４０）とコア（１０４５）との間の環状空間とし
    て形成されていて、この環状空間が前記スクリューの出
    口部において開放されている請求項２に記載の連続可塑
    化処理装置。
  4. 【請求項４】 前記スクリュー（１）が前記取出ゾーン
    （ＶＩ）においてカウンタスクリュー（１０４３）を有
    している請求項２に記載の連続可塑化処理装置。
  5. 【請求項５】 前記温度制御装置（３）の加熱装置（３
    ０２）が前記環状チャンバ（３０３）の底部に設けられ
    ていると共に、前記コンデンサ（３０１）が前記環状チ
    ャンバ（３０３）の頂部に設けられ、かつ通路（３０１
    ０）を備えていて、この通路（３０１０）が少なくとも
    一つの冷却手段（３０１１）によって囲まれ、かつ、圧
    力制御部材（３０１３）を備えたチャンバ（３０１２）
    内へと開放されている請求項１に記載の連続可塑化処理
    装置。
  6. 【請求項６】 前記温度制御装置（３）は、前記環状チ
    ャンバ（３０３）の底部に設けられている加熱装置（３
    ０２）と、前記環状チャンバ（３０３）に包囲された前
    記ステータ（２）の周りを囲む、毛状繊維（３０４）と
    流体循環コイル（３０５）とを有すると共に、この流体
    循環コイル（３０５）の上流側に非戻り弁（３０７）が
    設けられていて、かつ、前記流体循環コイル（３０５）
    の下流側に前記温度制御システムを介してプレソスタッ
    ト（７７）によって制御されるソレノイド弁（３０６
    ２）が設けられている請求項１に記載の連続可塑化処理
    装置。
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