抽取装置的制作方法

专利名称：抽取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用抽取剂、从比如树脂和动植物材料等的固形原料中抽取有用的或不要成分的抽取装置。
背景技术：
作为从液体中抽取一部分成分的装置，存在有将无组合性的其他液体边对流摇动边进行接触抽取的往复旋转式抽取塔等。另外，作为从固体中抽取低分子成分的装置，存在有索格利特抽取装置等。
另一方面，作为具有螺杆状机构的抽取装置，例示有在储存水溶剂等的槽内设置有搬运被抽取物的螺杆的螺杆传输式连续抽取装置。
这种例示，比如揭示于日本专利特开平10-99021号公报(

图1)、日本专利特开平11-266786号公报(第1页，图1)、日本专利2000-254406号公报(第1页，图1)等。
而且，使用挤压机的、对含有作为主成分的热可塑性聚合物及作为应分离的副成分的低分子化合物的多成分组成的物质混合物进行分离的方法，在对流抽取及平行流抽取方面已有了例示。
这种例示比如揭示于日本专利特开平7-149818号公报(图1～图5)等。
另一方面，作为使用二轴螺杆挤压机的、从材料中除去挥发成分的(脱挥)技术，例示了适用于含水塑料原料的二轴脱水挤压机等。
这种例示比如揭示于日本专利特开平7-214553号公报、特开2001-322155号公报、特开2001-322154号公报、特开2001-2319424号公报、特开平10-3473010号公报等。
这些挤压机利用了设置压榨用的堵塞部、作为该堵塞部使用揉压盘和密封环、以及使用揉压盘和逆向螺杆块等。
另外，例示了使用设置有缺口的顺螺纹平坦螺杆，有助于促进液体的回流，使用揉压盘和设有切口部的顺螺纹平坦螺杆，有助于混合效果，该效果有望影响抽取性能。
比如在日本专利特开2001-191385号公报等可以看到这样的例示。
但是，一旦将从热可塑性树脂的添加剂的抽取操作，作为液体之间的抽取操作进行实施，则会将热可塑性树脂溶解在溶剂中，使与成为抽取剂的其他溶剂接触。树脂的溶解溶剂和由该溶剂与抽取剂组成的溶剂混合性差，因而树脂溶液与抽取剂接触的场合立刻发生热可塑性树脂成分的再沉淀·析出现象。而且，需抽取的低分子成分也大多在进行再沉淀·析出的树脂中封闭，因而难以进行高效的抽取。
比如，在索格利特抽取装置中，高温的溶剂与固体接触·扩散，以抽取内部成分，但固体是热可塑性树脂的场合，会发生树脂的膨润和熔融。因此，保持固体的过滤材料会阻塞，无法连续地实施抽取操作。即使使用高温下接触也不会引发树脂膨润的抽取剂，树脂与抽取剂的相互作用小，几乎无法进行抽取。
另外，螺杆传送带式连续抽取装置中，热可塑性树脂是被抽取材料的场合，热可塑性树脂与溶剂接触而阻塞或溶剂从热可塑性树脂的分离不充分。而且，被溶剂抽取的成分与溶剂一起残留在热可塑性树脂侧，其结果是有时无法进行令人满意的抽取。
作为利用螺杆挤压机的抽取方法，揭示了利用水和二氧化碳等的超临界流体从热可塑性树脂将水溶性低分子成分进行抽取的方法，但没有揭示对于非水溶性成分的抽取的应用例。
尤其是，对在再生处理中需要适当处理的、配制有难燃剂的难燃性树脂实施材料再生时，最好对不适合再使用的成分进行除去处理，但还不存在这样的能连续实施抽取除去处理的方法。
另外，添加剂种类繁多，即使是1个品种也有使用性质相差很大的情况。因此，有很多无法利用1种抽取溶剂(抽取剂)进行抽取的场合。即，还没有像热可塑性树脂中的添加剂的抽取等那样，为实施从原料中抽取原料中成分而利用螺杆挤压技术这样的例子。
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用溶剂、以高的除去率(抽取率)将比如废塑料中含有的难燃剂等的添加剂进行抽取除去的抽取装置。
本

发明内容
本发明的技术方案1的抽取装置，包括抽取剂注入装置4，其向包含应抽取的规定的抽取成分的原料中、注入对所述规定的抽取成分进行抽取用的规定的抽取剂；混合装置6，其将所述注入后的规定的抽取剂与所述原料进行混合；抽取剂排出装置5，其从混合了所述规定的抽取剂后的原料中、将所述规定的抽取剂进行排出。
本发明的技术方案2，是在本发明的技术方案1的抽取装置的基础上，所述原料是热可塑性树脂，所述规定抽取成分是难燃剂。
本发明的技术方案3，是在本发明的技术方案2的抽取装置的基础上，所述混合装置6包括用于进行所述混合的螺杆轴；以及所述螺杆轴在长度方向贯通内部的筒，所述原料在所述长度方向被搬运及压缩。
本发明的技术方案4，是在本发明的技术方案3的抽取装置的基础上，所述抽取剂注入装置4，具有多个用于注入所述规定抽取剂的抽取剂注入口，该抽取剂注入口设置在所述筒的壁面的所述长度方向上的不同的位置，所述抽取剂排出装置5，具有多个用于排出所述规定抽取剂的抽取剂排出口，该抽取剂排出口设置在所述筒的壁面的所述长度方向上的不同的位置。
本发明的技术方案5，是在本发明的技术方案4的抽取装置的基础上，从所述抽取剂注入口注入并从所述抽取剂排出口排出的规定的抽取剂，其在所述长度方向上与确定的规定区间对应地相互不同。
本发明的技术方案6，是在本发明的技术方案5的抽取装置的基础上，在所述规定的区间，设有用于挥发除去所述对应的规定抽取剂的排气口。
本发明的技术方案7，是在本发明的技术方案1或2的抽取装置的基础上，所述排出后的规定抽取剂的全部或一部分再次注入所述原料中。
本发明的技术方案8，是在本发明的技术方案7的抽取装置的基础上，所述混合装置6，包括用于进行所述混合的螺杆轴；以及所述螺杆轴在长度方向贯通内部的筒，所述原料在所述长度方向被搬运及压缩，所述抽取剂注入装置4，具有设置在所述筒的壁面上并用于将所述规定的抽取剂进行注入的单数或复数个抽取剂注入口，所述抽取剂排出装置5，具有设置在所述筒的壁面上并用于将所述规定的抽取剂进行排出的单数或复数个抽取剂排出口，从所述抽取剂排出口排出后的规定抽取剂的全部或一部分，从所述抽取剂注入口再次注入于所述原料，而所述抽取剂注入口与该抽取剂排出口相比、在所述原料被搬运及压缩的方向处于更上游侧。
本发明的技术方案9，是在本发明的技术方案1或2的抽取装置的基础上，所述混合装置6，包括用于进行所述混合的螺杆轴；以及所述螺杆轴在长度方向贯通内部的筒，所述原料在所述长度方向被搬运及压缩，所述抽取剂注入装置4，具有设置在所述筒的壁面上并用于将所述规定的抽取剂进行注入的抽取剂注入口，所述抽取剂排出装置5，具有设置在所述筒的壁面上并用于将所述规定的抽取剂进行排出的所述抽取剂排出口，所述抽取剂排出口与所述抽取剂注入口相比、在所述原料被搬运及压缩的方向处于更上游侧。
本发明的技术方案10，是在本发明的技术方案9的抽取装置的基础上，还具有回流装置10，其用于使所述注入的规定抽取剂在所述原料被搬运及压缩的方向进一步朝向上游侧进行回流。
本发明的技术方案11，是在本发明的技术方案2的抽取装置的基础上，所述热可塑性树脂是，醋酸乙烯酯类树指、聚氧化甲烯、丙烯类树脂、聚酰胺类树脂、聚苯撑醚类树脂、聚苯乙烯树脂、ABS树脂、聚碳酸脂树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚丁烯对酞酸盐树脂、聚烯烃树脂中的任何1种，所述规定的抽取剂是，乙二醇、丙二醇、乳酸乙基、一缩二丙二醇中的任何1种。
本发明的技术方案12，是在本发明的技术方案2的抽取装置的基础上，所述难燃剂是溴类难燃剂，所述规定的抽取剂是一缩二丙二醇。
本发明的技术方案13，是在本发明的技术方案2的抽取装置的基础上，所述热可塑性树脂是从使用后的产品回收到的热可塑性树脂，所述难燃剂是溴类难燃剂。
本发明的技术方案14的抽取方法，包括向包含应抽取的规定的抽取成分的原料中、注入对所述规定的抽取成分进行抽取用的规定的抽取剂的抽取剂注入步骤；将所述注入后的规定的抽取剂与所述原料进行混合的混合步骤；从混合了所述规定的抽取剂后的原料中、将所述规定的抽取剂进行排出的抽取剂排出步骤。
本发明的技术方案15的抽取方法，包括向包含应抽取的规定的抽取成分的、从使用后的产品回收到的热可塑性树脂中注入对所述规定的抽取成分进行抽取用的规定的抽取剂的抽取剂注入步骤；将所述注入的规定抽取剂与从所述使用后的产品回收到的热可塑性树脂进行混合的混合步骤；从混合了所述规定的抽取剂的并从所述使用后的产品回收到的热可塑性树脂中、将所述规定的抽取剂进行排出的抽取剂排出步骤。
附图的简单说明图1是表示本发明的实施形态1的抽取机的概要整体结构图。
图2是表示本发明的实施形态2的抽取机的概要整体结构图。
图3是表示本发明的实施形态的抽取机的概要整体结构图。
图4是表示本发明的实施形态3的抽取机的概要整体结构图。
图5是表示本发明的实施形态3的抽取机的密封环部分的剖视图。
图6是表示本发明的实施形态3的抽取机的密封环部分的纵剖视图。
图7是表示本发明的实施形态3的揉压盘的横截面模式图。
图8是表示本发明的实施形态的、螺杆齿的外周具有缺口的顺进给螺杆元件9的纵截面模式图。
图9是表示本发明的实施形态的、在螺杆的牙部(平坦部)设有缺口的形状的螺杆的纵截面模式图。
图10是表示本发明的实施形态的、截面为齿轮状的螺杆的纵截面模式图。
图11是表示本发明的实施形态的、在牙部开设有通孔的形状的螺杆的纵截面模式图。
图12是表示本发明的实施形态的抽取机的概要整体结构图。
图13是表示本发明的实施形态的抽取机的概要整体结构图。
图14是表示本发明的实施形态的抽取机的概要整体结构图。
图15是表示本发明的实施形态的抽取机的升压机构10部分的纵截面模式图。
图16是表示本发明的实施形态的抽取机的筒结构的截面模式图。
图17是表示本发明的实施形态的抽取机的概要整体结构图。
图18是表示本发明的实施形态的抽取机的概要整体结构图。
图19是表示本发明的实施形态4的抽取机的概要整体结构图。
(符号说明)1原料搬运机构 2原料供给部 3固形物排出口 4抽取剂注入部 5抽取剂排出部 6混合部 7筒 8螺杆轴 9顺进给螺杆元件 10升压机构 11孔板 12上下分离式筒 13排气口 14真空泵 15收集器 16抽取剂回流防止机构 17热交换机构具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施形态进行说明。
(实施形态1)首先，边参照本发明的实施形态1的抽取机的概要整体结构图，边对本实施形态的抽取机的结构及动作进行说明。并且边对本实施形态的抽取机的动作进行说明，边对本发明的抽取方法的一实施形态进行说明(对于其他实施形态也相同)。
本发明的混合装置与混合部6对应，本发明的抽取剂注入装置与抽取剂注入部4对应，本发明的抽取剂排出装置与抽取剂排出部5对应。另外，本发明的抽取装置与本实施形态的抽取机对应。
本实施形态的抽取机，具有原料搬运机构1、原料供给部2和固形物排出口3，而且，在原料供给部2与固形物排出口3之间具有抽取剂排出部5和抽取剂注入部4，而且在抽取剂排出部5与抽取剂注入部4之间具有混合部6。
抽取剂排出部5与抽取剂注入部4的位置关系也可相反。
从原料供给部2供给原料，从抽取剂注入部4注入抽取剂，通过将原料与抽取剂接触混合，可将原料中成分抽取。
在抽取的原料中，除一般的配制·含有多种添加剂的热可塑性树脂以外，还有含有香料和生理活性物质等有用成分的动植物组织(热硬化性树脂)等。
抽取剂是用于从原料进行抽取的溶剂，不是原料的全部，只要是能很好地溶解需抽取的成分的溶剂即可，并不作特别限定。
作为这样的本实施形态的抽取方法所适用的对象，有一种含有被认为可能因不适当的处理而产生环境影响的难燃剂的热可塑性树脂。通过应用本实施形态的抽取方法，可将难燃剂抽取除去，作为无有害性的热可塑性树脂进行再利用。
作为难燃剂的种类，可以列举含有溴和氯等元素的卤素类难燃剂、磷类难燃剂、或与卤素类难燃剂一起作为难燃助剂使用的三氧化锑等。
作为热可塑性树脂的种类，醋酸乙烯酯类树脂、聚氧化甲烯、丙烯类树脂、聚酰胺类树脂、聚苯撑醚类树脂、聚苯乙烯树脂、ABS树脂、聚碳酸脂树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚丁烯对酞酸盐树脂、聚烯烃树脂的群体中选取的树脂。
更具体地可列举醋酸乙烯酯及其(共)聚合体、它们的部分卤化物等的醋酸乙烯酯类树脂、聚氧化甲烯、丙烯类树脂(聚丙烯酸酯或PMMA等)、各种聚酰胺类树脂(尼龙6、尼龙12、或6，6-尼龙等)、聚苯撑醚类树脂、聚苯乙烯树脂、ABS树脂、聚碳酸脂树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚丁烯对酞酸盐树脂、聚烯烃树脂(聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯等)。
作为对这些树脂几乎不溶剂、仅将含有的添加剂成分溶剂抽取的合适的抽取剂，可列举从乙二醇、丙二醇、乳酸乙基、一缩二丙二醇的群体中选择的溶剂。
尤其是，热可塑性树脂作为难燃剂含有溴类难燃剂的场合，作为抽取剂使用一缩二丙二醇，这对确保难燃剂的抽取除去性能、确保对树脂的低的抽取剂残留率及抽取剂的再利用性是有效的。
(实施形态2)下面，主要参照本发明的实施形态2的抽取机的概要整体结构图(图2)，对本实施形态的抽取机的结构及动作进行说明。
本发明的回流装置与升压机构10对应。
本实施形态的抽取机在原料供给部2与固形物排出口3之间具有混合部6，该混合部6位于多组抽取剂排出部5、抽取剂注入部4、抽取剂排出部5与抽取剂注入部4之间的螺杆轴8部分。
本实施形态的抽取机，其特征在于，在使用不同抽取剂的组之间具有排气口13。
对以利用如此的本实施形态的抽取机、原料在搬运至使用不同抽取剂的组之前先从排气口13进行排气以将残留溶剂挥发除去为特征的抽取方法进行说明。
在需从原料抽取除去的添加剂存在多种、且无法仅抽取单独的抽取剂的场合，采用由多种抽取剂进行重复抽取的方法是有效的。
但是，第1种抽取剂残留在原料内的状态下注入其他种类的抽取剂进行混合时，则会降低排出的抽取剂的纯度，导致进行溶剂回收方面的回收率和效率的下降。
为此，如图2所示，在原料供给部2与固形物排出口3之间，利用了以多个组的抽取剂排出部5、设置在螺杆轴8的混合部6、抽取剂注入部4、升压机构10为顺序朝搬运方向(图2中为向右)排列的机构。
通过利用真空泵1 4等从排气口13的排气使残留溶剂进行挥发，可防止将第1种抽取剂带出至后级的从抽取剂排出部5至升压机构10为止的抽取区域。此时，通过在排气口13与真空泵14的通道之间设置对排气进行冷却的收集器15，能高效地从排气口13将挥发的抽取剂进行冷凝收集。
作为将同样的机构作成在对流抽取后实施平行流抽取的场合的结构，如图3所示，可列举在升压机构10与固形物排出口3之间具有以将残留溶剂进行进一步挥发除去用的排气口13、抽取剂注入部4、设置在螺杆轴8的混合部6、抽取剂排出部5、升压机构10为顺序朝搬运方向排列的机构。
第2种抽取剂与原料的相溶性更小的场合，有时后级中的原料的流动性变差，难以进行对流抽取。但是，即使这样的场合，大多能进行平行流抽取。
当然，级数并不局限于上述的2级，也可具有3级以上，该场合在各级使用的抽取剂也可重复。
至此对实施形态1～2进行了详细的说明，以下对其要点再进行论述。
以上针对具有原料搬运机构1、原料供给部2和固形物排出口3、在原料供给部2与固形物排出口3之间具有抽取剂排出部5和抽取剂注入部4、而在抽取剂排出部5与抽取剂注入部4之间具有混合部6的抽取机进行了说明。
另外，针对如此的抽取机，对以将原料从原料供给部2进行供给、将抽取剂从抽取剂注入部4进行注入、将原料与抽取剂进行接触混合、将原料中的成分进行抽取为特征的抽取方法进行了说明。
尤其是对利用设置在筒7内的螺杆轴8、将溶剂抽取的对象物即原料进行搬运、相对于螺杆轴8的搬运方向依次具有原料供给部2、抽取剂排出部5、设置在螺杆轴8的混合部6、抽取剂注入部4、升压机构10及固形物排出口3的螺杆抽取机进行了说明。
另外，针对如此的抽取机，对将原料从原料供给部2进行供给、将抽取剂从抽取剂注入部4进行注入、将原料与抽取剂在筒7中利用对流进行接触混合、将原料中的成分进行抽取的抽取方法进行了说明。通过这样的抽取方法，在对树脂和动植物材料等固形原料中抽取不要成分的抽取剂(废塑料的材料再生中抽取除去会成为障碍的添加剂)时，以尽量少的溶剂的使用量实现高的除去率。
另外，针对以在原料供给部2与固形物排出口3之间、具有多个组的抽取剂排出部5、设置在螺杆轴8的混合部6、抽取剂注入部4、升压机构10的顺序朝搬运方向排列的机构、在使用不同抽取剂的组之间具有排气口13为特征的螺杆抽取机进行了说明。
另外，针对以利用如此的抽取机、在原料搬运至使用不同抽取剂的组之前通过从排气口13的排气将残留溶剂挥发除去为特征的抽取方法进行说明。通过如此的抽取方法，能极大地防止将第1种抽取剂带向后级中的从抽取剂排出部5至升压机构10的抽取区域，因而可降低溶剂的回收成本。
作为能有效地使用不同抽取剂将添加剂等不要成分进行抽取除去的对象，可以列举聚苯乙烯树脂、ABS树脂、聚碳酸脂树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚丁烯对酞酸盐树脂、聚烯烃树脂的群体中选取的、含有作为添加剂的三氧化锑的树脂。
这样的树脂是难燃性树脂的场合，此外还可含有作为难燃主剂的卤素类难燃剂，大多将三氧化锑作为聚合催化剂残渣和难燃助剂进行添加·含有。
总之，三氧化锑在加热条件下通过与乙二醇或丙二醇接触可进行抽取除去。
不过，三氧化锑与其他添加剂同时存在的场合抽取效率低，但事先将共存的其他添加剂进行除去的话，则能进行高效的抽取除去。
本发明者认为，其理由是，因为共存的其他添加剂与三氧化锑的相互作用大于与三氧化锑进行络盐化的乙二醇或丙二醇的相互作用，因而共存时难以抽取除去三氧化锑。
即，尤其在原料是从聚苯乙烯树脂、ABS树脂、聚碳酸脂树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚丁烯对酞酸盐树脂、聚烯烃树脂的群体中选取的、含有作为添加剂的三氧化锑的树脂、后面注入的抽取剂是乙二醇或丙二醇的场合，利用不同种类的抽取剂的处理是有效的。
当然，通过事先将共存的其他添加剂进行除去，排出后的抽取剂中其他抽取剂成分的混入减少，能容易地对抽取剂进行蒸馏等的回收。
(实施形态3)下面，主要参照本发明的实施形态3的抽取机的概要整体结构图(图4)，对本实施形态的抽取机的结构及动作进行说明。
本实施形态的抽取机具有筒7、设置在筒7内的螺杆轴8、原料供给部2、抽取剂排出部5、抽取剂注入部4及固形物排出口3，利用设置在筒7内的螺杆轴8向其旋转方向搬运·压缩原料。
本实施形态的抽取机，相对于搬运方向依次具有原料供给部2、固形物排出口3。另外，本实施形态的抽取机，在原料供给部2与固形物排出口3之间具有抽取剂排出部5和抽取剂注入部4。另外，本实施形态的抽取机，在抽取剂排出部5与抽取剂注入部4之间的螺杆轴8部分具有混合部6。
另外，本实施形态的抽取机，混合部6具有揉压盘(或在螺杆的牙部设有螺杆节距间的贯通部的螺杆)，抽取剂排出部5和抽取剂注入部4中靠近固形物排出口3的部位与固形物排出口3之间，具有升压机构10。
升压机构10，其特征在于，由设置在抽取剂注入部4与固形物排出口3之间的螺杆轴8部分的密封环(或反向进给螺杆元件、或反向进给揉压盘、或使筒7的截面积局部缩小的孔板)构成。
筒7通常将1个或多个筒串联连接。
可将事先在筒7上加工好的开口进行封止、或直接利用开口作为原料供给部2的开口安装注液用的盖，作为抽取剂注入部4。
该筒7内收纳有原料搬运机构1的一形态即螺杆轴8，顺进给螺杆元件9可朝同方向旋转地并列设置在这些螺杆轴8上。
如上所述，在各螺杆轴8上不仅有顺进给螺杆元件9，还组合有利用揉压盘(或在螺杆的牙部设有螺杆节距间的贯通部的螺杆)等的混合部6及升压机构10，将它们串联设置。
螺杆轴8为2轴或多轴的场合，各顺进给螺杆元件9其外径部在轴向相互咬合。
本实施形态的抽取机，相对于螺杆轴8的搬运方向依次具有原料供给部2、抽取剂注入部4、设置在螺杆轴8的混合部6、抽取剂排出部5、升压机构10及固形物排出口3。
从原料供给部2供给的树脂掉落在顺进给螺杆元件9上，由螺杆的旋转进行搬运。
原料为热可塑性树脂的场合，可根据需要从筒7通过加热操作和混合操作使其熔融并进行搬运。
通过使螺杆节距和螺杆深度阶段性减小，也可对原料进一步进行压缩，使筒7内的压力相对于搬运方向阶段性增大。
另一方面，抽取剂从抽取剂注入部4注入。抽取剂的注入可利用齿轮泵(未图示)等向抽取剂注入部4送液来实现。
利用抽取剂排出部5和抽取剂注入部4中的靠近固形物排出口3一方与固形物排出口3之间的、设置在螺杆轴8的升压机构10所产生的内压上升，可防止注入后的抽取剂从后级流出。
升压机构10也可使用设置在筒7内的过滤网等，但本实施形态中，如上所述，作为设置在螺杆轴8的升压机构10使用密封环。
通过在螺杆轴8设置升压机构10，对筒7内和螺杆轴8的洗净比将过滤网设置在筒7内的场合和将过滤变换器(日文スクリ一ンチヤンジヤ)等设置在挤压流道的场合更容易。而且，不易产生因堵塞物对过滤网等的粘附引起升压程度的变化等，能稳定地运行。
密封环如图5所示，是将筒7内的横截面进行封闭的圆板。另外，密封环如图6所示，配置成相对于设置在一方的螺杆轴上的密封环、另一方的螺杆轴的密封环在后级侧与其接触。
密封环，也可在搬运方向的上级侧和下级侧、或两侧设置锥部。
各密封环外径与筒7内径之间形成间隙。该密封环外径与筒7内径的间隙、各密封环间的间隙、由锥部分形成的环状间隙间成为树脂的流道。因此，通过将它们设定得比前级的顺进给螺杆元件9部分处的流道小，可阻碍流动，起到升压机构10的功能。
另外，逆进给螺杆元件是与顺进给螺杆元件9反方向的螺杆形状的元件。
树脂的搬运能力受螺杆节距和螺杆深度控制。比如，通过配置具有比上级的顺进给螺杆元件9的树脂的搬运能力小的逆进给螺杆元件，能阻碍树脂的搬运，起到升压机构10的功能。
另外，逆揉压盘可将揉压盘多级组合设置。
揉压盘是图7所示的轴上设有的截面为椭圆状的板，设置在两轴上，盘的长轴方向正交地结合。另外，两盘的外周始终接触。
与后级的揉压盘的长轴的扭转角为90度以上的场合，搬运树脂的方向相反，作为整体的搬运能力下降，起到升压机构10的功能。
流动性低的熔融树脂，通过顺进给螺杆元件9送往高压侧。但是，与树脂的相互溶解性低的抽取剂因其流动性高，故从树脂的间隙向低压侧泄漏(流体原本从压力高处向低处流动)。本实施形态的抽取机中设置了上述那样的升压机构10，通过该举动可将抽取剂向与原料搬运方向相反的方向输送。
用于排出抽取剂的抽取剂排出部5，在筒7设置开口，只要设置成将从原料分离涌出的抽取剂通过配管等向筒7外引导即可。开口也可在上面。另外，开口也可在侧面和下面，也可利用切槽等防止原料朝筒7外泄漏。
为了促进抽取剂与原料的接触，混合部6设置在抽取剂排出部5与抽取剂注入部4之间的螺杆轴8上。混合部6可通过将上述那样的截面的椭圆形状的板即揉压元件、顺进给螺杆元件9、图8所示的在螺杆齿的外周具有切口的顺进给螺杆元件9等适当地进行组合构成。
不过，揉压元件用于2轴以上的抽取机。其中，设置在各轴上的盘以长轴方向正交地结合，两个盘始终在外周接触。不过，当前级揉压元件的长轴与后级的揉压元件的长轴的扭曲角为90度以下的场合，产生将树脂朝顺方向搬运的力。相反，上述扭曲角大于90度的场合，树脂搬运的方向相反。
排出分离了抽取剂的固形物的固形物排出口3，设置在升压机构10的后级。
排出的固形物为树脂的场合，固形物排出口3也可是将该固形物以纤维状和棒状、胶片状的截面形状进行排出的排出口。
由此，通过将抽取机的各元件收纳在筒7内，可抑制加热引起的抽取剂的挥发放散，因设置升压机构10而降低向排出固形物中的抽取剂的含有。其结果，能更有效地实施抽取。
尤其是，在原料供给部2与固形物排出口3之间、具有以抽取剂排出部5和抽取剂注入部4为顺序的抽取机中，从原料供给部2供给原料，从抽取剂注入部4注入抽取剂，利用在筒7中对流，使原料与抽取剂接触混合，进行原料中成分的抽取。
此时，升压机构10，能以形成筒7内的压力梯度和抑制抽取剂3向固形物排出口3的带出的双重形态发挥升压能力，能稳定地实施抽取操作。
另外，抽取剂的流通方向与原料搬运方向相反，故抽取剂中的抽取成分浓度梯度相对于原料搬运方向变小。因而，即使存在有抽取剂向升压机构10的后级带出，也是少量而已，能以比较少量的溶剂实施抽取。
为了将抽取剂与原料的混合，使抽取剂朝与原料的挤压方向相反的方向流动，螺杆轴8最好具有上述那样的在螺杆牙部设有螺杆节距间的贯通部的螺杆形状。
更具体地说，可以列举像图9那样的将螺杆的牙部(平坦部)局部切除的形状的螺杆、像图10那样的截面为齿轮状的螺杆、像图11那样的牙部开设有贯通孔的形状的螺杆等。
螺杆通过旋转将原料朝进给方向进行压缩，但进给方向与其跟前的节距间存在压力差。
因而，设有上述螺杆节距间的贯通部的场合，原料及抽取剂能通过贯通部产生从进给方向侧节距向跟前的节距的流动。通过该流动，能促进原料与抽取剂的混合，提高抽取率。
比原料粘度低的抽取剂，比原料流动性好，故节距间的压力差的影响战胜螺杆的旋转引起的压缩，能朝进给方向的相反方向流动。
但是，螺杆的牙完整的通常的全平螺杆中，不存在用于抽取剂朝相反方向流动的足够空间(即使存在这样的空间，抽取剂在螺杆与筒7之间流动，不易与原料混合。)。
为此，通过上述那样设置螺杆节距间的贯通部，积极地利用贯通部，可促进粘度低的抽取剂朝反方向的流动。其结果，使原料与抽取剂的混合得到进展，能高效率地进行抽取。如此的抽取机的结构例如图12所示。
而且，图13表示在升压机构10的后级设置排气口13、将抽取后的原料中残留的抽取剂进行排气除去的场合的结构(2轴场合的抽取机的概要整体图)。
图14是本实施形态的1轴场合的抽取机的概要整体结构图。1轴的场合，尽管无法期待螺杆之间的相互的刮取效果等，但在筒7的内面设置槽沟等可提高混合性。
当然，筒7也可由1个或多个圆筒状的筒串联连接构成。另外，筒7也可相对于螺杆轴8纵向分割。
收纳在筒7内的螺杆轴8也可是与顺进给螺杆元件9和逆进给元件一体化，进行了与密封环相当的形状加工的一体型螺杆轴。
这样的抽取机(参照图14)，相对于螺杆轴8的搬运方向依次具有原料供给部2、抽取剂排出部5、设置在螺杆轴8上的混合部6、抽取剂注入部4、升压机构10及抽取剂排出部5。
作为升压机构10，图示了利用逆进给螺杆元件的结构(参照图14)，但也可如图15那样作为升压机构10使用孔板11。
另外，难以将螺杆轴8朝轴向拔出，但通过利用图16所示的上下分割式筒12等的结构，就能方便地将螺杆轴取出。如此结构的抽取机的结构如图17所示。
另外，排出后的抽取剂，在筒7内的混合·抽取操作中因筒7的加热而加热至高温，但注入的抽取剂是低温的场合，注入的抽取剂暂时对原料进行冷却。因此，作为抽取机的消耗电力增大，同时有害于抽取效率。为此，如图18所示，通过设置排出抽取剂与向抽取剂注入部4送液的抽取剂的热交换机构17，可抑制消耗电力，提高抽取效率。
(实施形态4)下面，主要参照本发明的实施形态4的抽取机的概要整体结构图(图19)，对本实施形态的抽取机的结构及动作进行说明。
本实施形态的抽取机，在原料供给部2与固形物排出口3之间具有多组抽取剂排出部5、抽取剂注入部4、位于抽取剂排出部5与抽取剂注入部4之间的螺杆轴8部分的混合部6。
另外，本实施形态的抽取机，其特征在于，具有将包含从固形物排出口3侧的抽取剂排出部5排出的排出抽取剂的液体、作为抽取剂向原料供给部2侧的抽取剂注入部4进行送液的机构。
在原料供给部2与固形物排出口3之间具有多组抽取剂排出部5、抽取剂注入部4、位于抽取剂排出部5与抽取剂注入部4之间的螺杆轴8部分的混合部6的抽取机，通过多级抽取可提高抽取效率。
而且，后级的抽取剂废液是被抽取物的浓度低，即使将其作为前级的抽取剂进行再利用也能充分进行抽取。通过对抽取剂的再利用，能提高抽取剂的利用效率，尤其在经济上是有效的。
另外，即使是上述的对流抽取因在抽取剂排出部5处的树脂等的原料的沸腾等而变得困难、不得不进行原料与抽取剂朝同一方向流动的平行流抽取的场合，也能实现与对流抽取相近的抽取效率，故是很好的。
如上所述，通过设置用于挥发除去任何1个组间的残留溶剂的排气口(未图示)，在抽取的级间移动中，原料所拥有的抽取剂减少，抽取剂在下级能对原料积极地进行浸透。
其结果，能得到提高抽取效率的效果(这是因为一旦原料带有抽取剂移动至下级，抽取剂向原料内的扩散和原料内的抽取剂与新的抽取剂之间的被抽取物的扩散变慢的缘故)。
注入的抽取剂朝与原料的搬运方向相反的方向流动后，不能完全从抽取剂排出口排出地到达原料供给部2，有时在原料供给口附近产生原料的搭拱那样的障碍。
这种障碍，通过在原料供给部2与抽取剂排出部5之间的螺杆轴8上具有由密封环构成的抽取剂回流防止机构16(参照图13)，能得到相当程度的防止。
更具体地说，如日本专利特开平7-149818号公报等揭示的那样，最好在原料供给部2与抽取剂排出部5之间利用由揉压盘等间接形成的熔融树脂垫圈，设置用于防止抽取剂回流的抽取剂回流防止机构16。
以高分子化合物为主要成分并含有高分子化合物以外的成分的高分子组成物为原料，将原料与抽取剂接触混合，对原料中成分进行抽取除去，作为所谓的材料再生可制造热可塑性树脂。
高分子组成物一般使用配制有可塑剂和强化剂、着色剂、氧化防止剂、难燃剂、带电防止剂等各种添加剂。
即，为了赋予与用途相对应的物性而向高分子组成物中进行添加配制。因此，即使将用途不同的树脂混合后进行再利用，也因这些添加剂进行复合，会造成性能不均，性能整体下降。
为此，应用了上述那样的制造方法，能除去不要的添加剂成分，制造品位高的热可塑性树脂。
当然，作为原料的高分子组成物，即使是从使用后的产品回收到的热可塑性树脂的场合，也能抽取除去劣化成分，因而被处理制造的热可塑性树脂的物性下降小，有用性高。
比如，高分子化合物以外的成分是溴类难燃剂的场合，不要的添加剂成分从被处理制造的热可塑性树脂中已被除去。因而如此的热可塑性树脂再次使用后，即使进行野外焚烧等低温焚烧的不恰当的处理，产生影响环境物质的可能性也很低。
原料为含有溶解于抽取剂的成分的热可塑性树脂的场合，如上所述能抽取除去该热可塑性树脂所含有的成分，能容易地进行树脂的材料再生。
作为热可塑性树脂的种类，可列举聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、醋酸乙烯酯类树脂(聚醋酸乙烯酯等)、聚氧化甲烯、苯乙烯类树脂(聚苯乙烯或ABS树脂等)、丙稀类树脂(PMMA等)、聚酯类树脂(PET等)、聚酰胺类树脂(尼龙6等)、聚苯撑醚类树脂、聚碳酸脂类树脂等可熔融的热可塑性树脂。
另外，作为热可塑性树脂所含有的成分，可列举对热和光的稳定化剂、氧化防止剂、柔软剂、可塑剂、带电防止剂、难燃剂、着色剂、物性强化剂等各种。
尤其是难燃剂，大多被怀疑其本身或其热反应物有害。因此，通过将难燃剂抽取除去，能安全地进行原料即热可塑性树脂的材料再生，是非常有用的。
通过如此的抽取除去处理，能将含有影响环境物质的热可塑性树脂转变为不含影响环境物质的热可塑性树脂。即，实施了上述抽取除去处理的热可塑性树脂，就如同被影响环境物质污染后的热可塑性树脂得到了洗净，能再次作为产品安心地进行利用。
(实施例)(实施例1)利用了螺杆直径25mm的二轴螺杆挤压机。
更具体地说，将抽取剂注入部4与抽取剂排出部5的设置位置做成图4那样。即，按以下顺序设置，原料供给部2、抽取剂注入部4、螺杆轴8上设置的混合部6、抽取剂排出部5、升压机构10及固形物排出口3。
将含有溴类难燃剂20％重量的高强度聚苯乙烯树脂和乳酸乙基抽取剂以单位时间分别供给3kg和9kg，以螺杆转速为300转/分钟进行抽取操作。
另外，针对将升压机构10用图5所示的密封盘构成的场合、用扭曲角为120度的逆进给揉压盘构成的场合进行了实施。
对排出后的树脂进行了分析，发现溴类难燃剂的含有率在各场合都下降至了3～5重量％。
(实施例2)利用了螺杆直径25mm的二轴螺杆挤压机。
更具体地说，将抽取剂注入部4与抽取剂排出部5的设置位置做成图6那样。即，按以下顺序设置，原料供给部2、抽取剂排出部5、螺杆轴8上设置的混合部6、抽取剂注入部4、升压机构10及固形物排出口3。
将含有溴类难燃剂20％重量的高强度聚苯乙烯树脂和乳酸乙基抽取剂以单位时间分别供给3kg和9kg，以螺杆转速为300转/分钟进行抽取操作。
另外，针对将升压机构10用密封环构成的场合、用扭曲角为120度的逆进给揉压元件构成的场合进行了实施。
对排出后的树脂进行了分析，发现溴类难燃剂的含有率在各场合都下降至了2～4重量％。
(实施例3)利用了图14所示的、原料搬运机构1为螺杆直径25mm的1轴的螺杆构成的抽取机。
将含有溴类难燃剂20％重量的高强度聚苯乙烯树脂和乳酸乙基抽取剂以单位时间分别供给3kg和9kg，以螺杆转速为300转/分钟进行抽取操作。
另外，针对将升压机构10用图17所示的孔板11构成的场合也进行了实施。
对排出后的树脂进行了分析，发现溴类难燃剂的含有率在各场合都下降至了3～4重量％。
(实施例4)利用了图12所示的、将在螺杆牙的外周具有切口的顺进给螺杆元件9(参照图9)设定在螺杆轴8上设置的混合部6的抽取机。
将含有溴类难燃剂20％重量的高强度聚苯乙烯树脂和乳酸乙基抽取剂以单位时间分别供给3kg和9kg，以螺杆转速为300转/分钟表进行抽取操作。
对排出后的树脂进行了分析，发现溴类难燃剂的含有率下降至大约0.2重量％。
(实施例5)利用了螺杆直径25mm的2轴螺杆挤压机。
更具体地说，将抽取剂注入部4与抽取剂排出部5的设置位置做成图2那样。即，在原料供给部2与固形物排出口3之间夹着排气口13。另外，按以下顺序设置了多组抽取剂排出部5、设置在螺杆轴8上的混合部6、抽取剂注入部4、设置在螺杆轴8上的升压机构10。
升压机构10使用了逆进给螺杆元件。
将含有溴类难燃剂20％重量、三氧化锑难燃助剂5重量％的高强度聚苯乙烯树脂、成为第1抽取剂的乳酸乙基、成为第2抽取剂的丙二醇以单位时间分别供给3kg和9kg和9kg，以螺杆转速为300转/分钟进行抽取操作。
对排出后的树脂进行了分析，发现溴类难燃剂的含有率下降至了3重量％，三氧化锑难燃助剂的含有率下降至了1.2重量％。
从第2级的抽取剂排出部5排出的抽取剂中的乳酸乙基的含有率为2％。
对排出的树脂的总量的90％进行蒸馏，丙二醇纯度为99.2％，能以足够高的纯度进行回收。
(实施例6)利用了螺杆直径25mm的4轴螺杆挤压机。
更具体地说，将抽取剂注入部4与抽取剂排出部5的设置位置做成图3那样。即，在原料供给部2与固形物排出口3之间夹着排气口13。另外，(A)前级的配置顺序为，抽取剂排出部5、设置在螺杆轴8上的混合部6、抽取剂注入部4、设置在螺杆轴8上的升压机构10，(B)后级的配置顺序为，抽取剂注入部4、设置在螺杆轴8上的混合部6、抽取剂排出部5、设置在螺杆轴8上的升压机构10。
升压机构10使用了逆进给螺杆元件。
将含有溴类难燃剂20％重量、三氧化锑难燃助剂5重量％的高强度聚苯乙烯树脂、成为第1抽取剂的乳酸乙基、成为第2抽取剂的乙二醇以单位时间分别供给5kg和15kg和15kg，以螺杆转速为500转/分钟进行抽取操作。
对排出后的树脂进行了分析，发现溴类难燃剂的含有率下降至了1重量％，三氧化锑难燃助剂的含有率下降至了1.6重量％。
另外，从第2级的抽取剂排出部5排出的抽取剂中的乳酸乙基的含有率为1.8％。
对排出的树脂的总量的90％进行蒸馏，丙二醇纯度为99.3％，能以足够高的纯度进行回收。
(实施例7)利用了与实施例4相同的2轴螺杆抽取机。
针对表1所示的各种树脂3kg，将表1所示的第1级及第2级的抽取所使用的抽取剂以单位时间分别供给9kg，以螺杆转速为400转/分钟进行抽取操作。
对排出后的树脂，测量了溴类难燃剂的含有率和三氧化锑的含有率。
结果如表1所示。
(表1)

以上对本发明的实施形态及实施例进行了详细说明。
本发明应用了螺杆挤压机的技术，可从树脂和动植物材料等固形原料抽取有用的或不要成分的抽取剂。
尤其是利用溶剂将废塑料中含有的添加剂进行抽取除去时，以尽量少的溶剂实现高的除去率，同时以低成本回收抽取剂。
另外，可从使用后的树脂制造新的有用的热可塑性树脂。
产业上的可利用性本发明具有能利用溶剂以更高的除去率(抽取率)将废塑料中含有的难燃剂等的添加剂进行抽取除去的长处。
权利要求
1.一种抽取装置，其特征在于，包括抽取剂注入装置，其向包含应抽取的规定的抽取成分的原料注入对所述规定的抽取成分进行抽取用的规定的抽取剂；混合装置，其将所述注入后的规定的抽取剂与所述原料进行混合；以及抽取剂排出装置，其从混合了所述规定的抽取剂后的原料中排出所述规定的抽取剂。
2.如权利要求1所述的抽取装置，其特征在于，所述原料是热可塑性树脂，所述规定抽取成分是难燃剂。
3.如权利要求2所述的抽取装置，其特征在于，所述混合装置包括用于进行所述混合的螺杆轴；以及所述螺杆轴在长度方向贯通内部的筒，所述原料在所述长度方向被搬运及压缩。
4.如权利要求3所述的抽取装置，其特征在于，所述抽取剂注入装置具有多个用于注入所述规定抽取剂的抽取剂注入口，该抽取剂注入口设置在所述筒的壁面的所述长度方向上的不同的位置，所述抽取剂排出装置具有多个用于排出所述规定抽取剂的抽取剂排出口，该抽取剂排出口设置在所述筒的壁面的所述长度方向上的不同的位置。
5.如权利要求4所述的抽取装置，其特征在于，从所述抽取剂注入口注入并从所述抽取剂排出口排出的规定的抽取剂，与在所述长度方向上所确定的规定区间对应并相互不同。
6.如权利要求5所述的抽取装置，其特征在于，在所述规定的区间，设有用于挥发除去所述对应的规定抽取剂的排气口。
7.如权利要求2所述的抽取装置，其特征在于，所述排出后的规定抽取剂的全部或一部分再次注入所述原料。
8.如权利要求7所述的抽取装置，其特征在于，所述混合装置包括用于进行所述混合的螺杆轴；以及所述螺杆轴在长度方向贯通内部的筒，所述原料在所述长度方向被搬运及压缩，所述抽取剂注入装置，具有设置在所述筒的壁面上并用于将所述规定的抽取剂进行注入的单数或复数个抽取剂注入口，所述抽取剂排出装置，具有设置在所述筒的壁面上并用于将所述规定的抽取剂进行排出的单数或复数个抽取剂排出口，从所述抽取剂排出口排出后的规定抽取剂的全部或一部分，从所述抽取剂注入口再次注入所述原料，而所述抽取剂注入口与该抽取剂排出口相比、在所述原料被搬运及压缩的方向更处于上游侧。
9.如权利要求2所述的抽取装置，其特征在于，所述混合装置，包括用于进行所述混合的螺杆轴；以及所述螺杆轴在长度方向贯通内部的筒，所述原料在所述长度方向被搬运及压缩，所述抽取剂注入装置，具有设置在所述筒的壁面上并用于将所述规定的抽取剂进行注入的抽取剂注入口，所述抽取剂排出装置，具有设置在所述筒的壁面上并用于将所述规定的抽取剂进行排出的所述抽取剂注入口，而所述抽取剂注入口与所述抽取剂注入口相比、在所述原料被搬运及压缩的方向更处于上游侧。
10.如权利要求9所述的抽取装置，其特征在于，还具有回流装置，其用于使所述注入的规定抽取剂在所述原料被搬运及压缩的方向朝向上游侧进行回流。
11.如权利要求2所述的抽取装置，其特征在于，所述热可塑性树脂，是醋酸乙烯酯类树指、聚氧化甲烯、丙烯类树脂、聚酰胺类树脂、聚苯撑醚类树脂、聚苯乙烯树脂、ABS树脂、聚碳酸脂树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚丁烯对酞酸盐树脂、聚烯烃树脂中的任何一种，所述规定的抽取剂，是乙二醇、丙二醇、乳酸乙基、一缩二丙二醇中的任何一种。
12.如权利要求2所述的抽取装置，其特征在于，所述难燃剂是溴类难燃剂，所述规定的抽取剂是双丙二醇。
13.如权利要求2所述的抽取装置，其特征在于，所述热可塑性树脂是从使用后的产品回收后的热可塑性树脂，所述难燃剂是溴类难燃剂。
全文摘要
以往难以利用溶剂以高的除去率(抽取率)将废塑料中含有的难燃剂等的添加剂进行抽取除去。本发明的抽取机，其包括抽取剂注入部(4)，其向包含应抽取的难燃剂的热可塑性树脂，注入对难燃剂进行抽取用的规定的抽取剂；混合部(6)，其将注入的规定的抽取剂与热可塑性树脂进行混合；以及抽取剂排出部(5)，其从混合了规定的抽取剂后的热可塑性树脂中、排出规定的抽取剂。
文档编号C08J11/08GK1592648SQ03801530
公开日2005年3月9日 申请日期2003年3月17日 优先权日2002年3月20日
发明者川上哲司, 寺田贵彦, 大西宏, 中岛启造, 入江正一 申请人:松下电器产业株式会社