具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明，使得本发明所属领域的技术人员可以容易地实施本发明。然而，本发明可以以若干种不同的形式来实现，并且不限于在本文中阐述的实施例。

将省略与说明书无关的部分，以便清楚地描述本发明，并且在整个说明书中，将相同的附图标记赋予相同或相似的元件。

另外，在本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应被限制性地解释为普通含义或基于字典的含义，而应基于发明人可以适当地定义术语的概念从而以最佳方式描述并解释他或她的发明的原则，被解释为符合本发明范围的含义和概念。

本发明涉及一种用于挤出含有水分的固体原料的挤出机，并且在下文中，将参照附图更详细地描述根据本发明的挤出机。

参照图2，其示出了根据本发明的挤出机的内部配置，根据本发明的挤出机包括料筒10、安装在料筒10内的螺杆30、狭槽部40A以及用于加热料筒10的加热器部60，料筒10内的水蒸气通过狭槽部40A排放到外部。此外，在料筒10内由熔化树脂形成密封膜。

料筒10在纵向方向上具有中空管形状。料斗20(原料通过料斗20送入)耦接到料筒10的一侧，用于排出脱水后的原料的排出口11设置在料筒10的另一侧。

料筒10优选由具有优异的耐化学性的金属制成或者被制造成使得其内表面涂覆有保护性材料，以防止由于从原料排出的挥发性物质和水蒸气引起的腐蚀。料筒10被制造成具有足以承受从内部产生的热量和压力的刚度。

螺杆30为棒状，并且具有在其外周面上设置有螺纹M(31、32、33)的结构。此外，螺杆20在安装在料筒10内并沿一个方向轴向旋转的同时，将从料斗20送入的原料朝向排出口11输送。

此时，具有螺旋形状的螺纹M沿纵向设置在螺杆30的外周面上。沿着使原料朝向排出口移动的方向形成有螺纹M的区域被划分为正向区(F1部分、F2部分、F3部分和F4部分)。此外，将螺纹在其中形成为仅使原料旋转而不使原料移动，或者使原料向反方向移动(即，使原料从料筒的排出口朝向料斗移动)的区域划分成捏合区30A、第一子捏合区30B和第二子捏合区30C。

参照图3，其示出了K1部分的放大图，图2的捏合区30A设置在捏合区30A中，并且图4示出了适用于捏合区30A的螺纹的形状，设置在捏合区30A中的螺纹配置为压缩原料而不是输送原料。(图3的上部是将壳体耦接到螺纹的外部的状态，而图3的下部是将壳体移除的状态。因此，在下文中，将参照下图进行描述)捏合区30A包括中性区和反向区，在该中性区中，中性螺纹32设置在棒状的外周面上以引入原料而在原位旋转，在该反向区中，螺纹33设置在棒状的外周面上以沿相反的方向输送原料。即，本发明提供实施例1、2和3中分别具有在捏合区中仅设置中性区、在捏合区中仅设置反向区、以及将中性区与反向区组合的配置。

如图4(C)所示，设置在中性区中的中性螺纹32可以不具有螺纹以螺旋形状彼此连接的形式，而是具有单独分离的形式(即，环形螺纹彼此间隔连接的形式)。当原料到达如上所述形式的中性螺纹32时，施加到原料上的力在原位产生旋转而不是输送原料。

另外，如图3和图4(B)所示，在反向区中限定的反向螺纹33以与在正向区中设置的螺纹的方向相反的方向设置。具有上述形式的反向螺纹33在原料到达时产生沿相反方向输送原料的力。

可替代地，如图4(A)所示，可以将中性区与反向区组合配置。

当原料到达设置有中性区和/或反向区的捏合区30A时，原料与从后侧的正向区连续供应的原料聚集一起而被挤压。

在此，在本发明中，螺杆30可以具有其中设置有多个正向区的F1部分、F2部分、F3部分和F4部分以及其中设置有多个捏合区的K1部分和K2部分。就是说，如图2所示，提供了以下结构，其中从料斗20开始按顺序布置第一正向区(F1部分)、捏合区(K1部分)、第二正向区(F2部分)、第一子捏合区(K2部分)、第三正向区(F3部分)、第二子捏合区(K3部分)和第四正向区(F4部分)。

正向螺纹31设置在第一正向区中，以在轴向旋转时将从料斗20送入的原料朝向排出口11传送，并且中性螺纹32或反向螺纹33设置在捏合区30A中以在螺杆30轴向旋转时压缩从第一正向区输送来的原料。此外，设置在第一子捏合区30B和第二子捏合区30C中的中性螺纹32或反向螺纹33与捏合区30A相似，而设置在第二正向区、第三正向区和第四正向区中的正向螺纹与第一正向区相似。另外，将狭槽部40A设置在料筒10中，使得在原料从料斗20通过捏合区30A之后排出蒸汽(以及分离的气体等)。多个狭槽在狭槽部40A中设置为彼此间隔开。优选地，狭槽具有细长的孔形状，并且在与料筒10的纵向方向平行的方向上布置。

此时，狭槽可沿着料筒10的圆周彼此间隔开预定距离。即，在料筒10具有圆柱形管状的情况下，狭槽部40A可以设置为使得狭槽沿着料筒10的整个圆周以环形形式来布置。然而，为了调节料筒10内的水蒸气的排出方向，可以仅在料筒10的特定部分中设置狭槽。

即，在料筒10的下部也设置有狭槽的情况下，由于重力，不仅水而且一部分原料也可能被排出，因此，狭槽可以不设置在料筒10的下部。此外，基于相同的理由，特定部分中的狭槽的宽度或面积可以大于其他狭槽的宽度或面积。例如，设置在料筒10的下表面中的狭槽可以形成为窄而小以防止原料掉落，并且设置在上表面中的狭槽可以形成为较宽和较大以便于水蒸气的排出。

另外，狭槽部40A可以以简单的打孔的形式设置，但可以另外将可开闭的阀、用于排出水蒸气的排气装置以及仅在一定压力或更高压力下打开的安全排气口耦接到该狭槽部40A。

此外，用于产生热量的加热器部60耦接到料筒10的外表面(或其内部)。加热器部60可以是将电能转换成热能的装置，也可以是从外部接收热源以加热料筒的装置。

多个加热器部60安装在整个料筒10上，并且可以分别控制加热器部60的温度。因此，料筒10被配置成可以对每个部分(正向区和捏合区)进行温度控制。

在根据本发明的具有上述结构的挤出机中，在将储存于料斗20中的原料供应到料筒10中时，通过料筒10内的螺杆30将原料传送并通过加热器部60将其加热(或冷却)到目标温度。

此时，当原料通过第一正向区并到达捏合区30A时，原料在加热状态下被从后侧连续供应的原料和螺杆30的旋转力挤压。

因此，被加热并加压的原料在捏合区30A中(或在到达捏合区之前)熔化，并且至少一部分或几乎所有原料相变为液态。

即，在捏合区30A中被加热和加压的原料从固态相变为高粘性液态的同时，原料由于在捏合区30A中产生的离心力而径向扩散。

因此，如图5所示，其示出了在捏合区30A中形成密封膜之前和之后的横截面，在捏合区30A的前部(靠近料斗)中固体原料、从原料中分离出的水蒸气等扩散到螺杆30与料筒10之间的空间中。此外，随着连续施加热量和压力，在捏合区30A的后部(靠近排出口)的大部分固体原料熔化成液态。此时，由熔化的原料通过离心力形成遮蔽料筒10的横截面的密封膜。

此时，密封膜的厚度和形成位置可以根据螺杆30的旋转速度、加热器部60的加热温度以及设置在捏合区30A中的螺纹的配置而变化。此外，在料筒10中，密封膜以可变状态而不是固定状态形成。

即，密封膜形成为液态膜，并且随着连续供应原料，首先形成了密封膜的原料通过捏合区30A，然后朝向第二正向区排出。然后，随后供应的原料在补充先前排出的原料的同时变成液态并保持密封膜。

根据为持续保持密封膜而送入的原料的状态和量，控制加热器部60的加热温度和螺杆的轴向旋转速度。

已经通过捏合区30A的液态原料和气态水蒸气被输送到第二正向区F2。此时，沿螺杆30连续地输送液态原料，但是气态水蒸气(以及在相变期间产生的气体)通过狭槽部40A排出到外部。此时，通过在捏合区30A中形成的密封膜来防止水蒸气向料斗20回流。

此外，到达第一子捏合区30B的原料在第一子捏合区30B内的K2部分中再次形成密封膜，然后通过第三正向区输送到排出口11。原料中包含的气体、过剩的水蒸气等在通过第三正向区进行输送时通过子狭槽部40B排出到外部。子狭槽部40B的结构可以与上述狭槽部40A的结构相同或相似。

另外，已经通过第一子捏合区30B的原料被输送到第三正向区F3，然后到达第二子捏合区30C。原料在第二子捏合区30C内的K3部分中形成密封膜，然后通过第四正向区排出到排出口11。

原料中所含的杂质(残留单体等)、相变期间产生的气体、过剩的水蒸气等在通过第四正向区进行输送时通过子排气部分50排出到外部。为了最终排出原料中所含的杂质(残留单体等)，子排气部50可以设置有开口面积比狭槽部40A和子狭槽部40B的开口面积更大的管状。

此外，排出到料筒10的排出口11的原料在被从中分离出水蒸气、气体等之后被冷却，然后以固体块的形式排出。

以固体块的形式排出的原料通过将用于粉碎经脱水(干燥)的原料的粉碎装置70被切成具有一定尺寸的颗粒。

另外，在本发明的挤出机中，优选限制部件之间的距离以改善干燥和脱水性能。

即，如图6所示，其示出了本发明的挤出机中的相对于料筒的直径D的各个距离(此时，图6由于尺寸限制而未按比例绘制)。优选地，基于料筒10的直径D，将从料斗20到捏合区30A的距离设定为5D到10D。

此外，优选将捏合区30A与狭槽部40A之间的距离设定为3D以下，优选将狭槽部40A与第一子捏合区30B之间的距离设定为3D以上，并且优选将第一子捏合区30B与子狭槽部40B之间的距离以及子排气部分50与第二子捏合区30C之间的距离中的每一个都设定为3D以下。

然而，这些相对距离不限于上述范围，并且可以根据螺杆30的长度和轴向旋转速度、原料的状态、加热器部60的输出功率等而改变。

在根据本发明的具有上述结构的挤出机中，在原料在料筒10内脱水的同时，在捏合区30A中形成密封膜，因此，可以防止水蒸气回流到料斗20中或使之最小化。

捏合区30A可以包括中性区或反向区之一或它们的组合，因此可以根据原料的状态或性质选择性地采用。

此外，在本发明中，由于螺杆30还可以包括第一子捏合区30B和第二子捏合区30C，因此可以另外形成密封膜。因此，在尽可能有效地防止水蒸气回流的同时，可以尽可能多地通过狭槽部40A和子狭槽部40B排出水蒸气。

此外，在本发明的挤出机中，由于原料中包含的水分在挤出的同时通过狭槽部40A和子狭槽部40B排出，因此可以通过子排气部分50尽可能多地排出原料中包含的杂质(残留单体等)。

此时，本发明的挤出机可以是用于挤出热塑性树脂的设备。该热塑性树脂可以是可以通过挤出机被粒化的热塑性树脂，并且作为具体示例，可以是二烯基接枝共聚物。作为更具体的例子，二烯基接枝共聚物(diene-based graft copolymer)可以是丙烯腈基丁二烯苯乙烯(acrylonitrile butadiene styrene)接枝共聚物。

二烯基接枝共聚物通常通过乳液聚合法来制造，并且以胶乳状态获得，其中完全聚合的二烯基接枝共聚物的胶状颗粒分散在用作分散介质的水中，即，处于含有水分的固态。随后，通过对已经以胶乳状态获得的二烯基接枝共聚物进行聚集、脱水和干燥步骤以干燥粉末的形式获得二烯基接枝共聚物。然而，以干粉形式获得的二烯基接枝共聚物存在的问题是由于长时间存放时干粉之间的聚集和凝结而发生结块现象。

然而，本发明的挤出机可以在挤出的同时有效地从含有水分的固体原料中去除水分。因此，在通过使用本发明的挤出机挤出二烯基接枝共聚物的情况下，无需干燥以胶乳状态得到的二烯基接枝共聚物，可以直接挤出脱水的二烯基接枝共聚物。

此外，通过使用本发明的挤出机挤出的二烯基接枝共聚物的堆积密度高于干粉的堆积密度，因此可以防止在长时间存放时发生结块现象。

如上所述，本发明的挤出机可以更有效地获得热塑性树脂、作为具体示例的二烯基接枝共聚物以及作为进一步具体实例的丙烯腈基丁二烯苯乙烯接枝共聚物。

尽管通过具体实施例和附图描述了本发明，但是本发明不限于此，并且本发明所属领域的技术人员可以在本发明的技术思想范围和所附权利要求的等同范围内做出各种改变和修改。

[附图标记说明]

10：料筒

20：料斗

30：螺杆

40A：狭槽部

40B：子狭槽部

50：子排气部

60：加热器部。