JPH05104609A - ベント押出機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベント部に取付け、取外しのできる盲プラグ
を設けると共に、原料ホッパに原料供給量を制御する重
量式定量フィーダを設け、スクリュの能力とダイスの圧
力損失に見合う樹脂押出量を容易に調整できるようにす
る。 【構成】 ベント部孔１２は着脱自在のプラグが設けら
れるようになっており、また原料は供給管２０よりホッ
パ１７に供給されるようになっている。ホッパ１７には
原料のレベルセンサ２２が取付けてあり、ホッパ１７内
の原料の充填度を検知して原料の供給を制御する。ホッ
パ内の原料は重量式定量フィーダ１８により重量を測り
ながら、ホッパ１６に送り込まれる。重量式定量フィー
ダ１８は移動コンベア上の原料の重さと、コンベアの移
動速度によって単位時間当たりの移動量を計算し、指定
された原料供給量をシリンダ２９に供給できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、巾広い樹脂原料に適応
するベント押出機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりプラスチック，ゴムなどの可塑
原料の押出成形としては、図６〜図９に示すような押出
機が使用されている。図６に示す押出機では、スクリュ
の原料供給側であるＡ′のシリンダ９及びスクリュ６の
一部に、シリンダ９及びスクリュ６の軸直角断面形状が
図７，図８に示すような多角形又はそれに類する形状の
部分が形成されている。図８は図７の状態からスクリュ
６が少しだけ回転した状態を示している。またスクリュ
Ａ′部とＢ′部との境界にはスクリュ６を前後に移動さ
せて、溶融樹脂原料の流路隙間を調整できる機構（リン
グバルブ）１１が設けられている。スクリュ１０のＢ′
部及びＣ′部はスクリュ６のＡ′部と一体構造として構
成されており、このスクリュ１０はシリンダ８，９内で
回転できるよう図示しない減速装置で支持されている。
さらにスクリュ１０の山の外径は、対応するシリンダの
内径及び内接円径より僅かに小さく形成されている。シ
リンダ８にはリングバルブ１１の下流側にベント孔１２
及びこれを使用しない場合に塞ぐことのできる盲プラグ
１５が設けられている。なお、図中１３は原料供給口、
１４は脱気部のスクリュ溝である。

【０００３】図９に示す押出機は構造的には図６に示す
押出機と同じであり、シリンダ８′の内径ｄ_Z はシリン
ダ９′の内径及び多角形部分７′の内接円ｄ₁ より大き
くしてある。またこれらのシリンダに対応するスクリュ
６′，１０′の山の外径は、それぞれのシリンダの内径
及び内接円より僅かに小さく、スクリュ１０′のＢ″部
Ｃ″部の山の外径は、スクリュ６′のＡ″部の山の外径
よりも大きくなっている。

【０００４】次にこれらの押出機の作用を説明すると、
図６の押出機では原料供給口１３より供給された可塑性
樹脂原料は、スクリュ６のＡ′部を輸送される間に多角
形断面部７を有する可塑化混練部に送られる。図６のＤ
−Ｄ断面図を示す図７において、シリンダ９とスクリュ
６の間に存在する原料ａは、スクリュの回転により図８
ではａ′となり、樹脂原料には大きな変形作用が加わ
る。この変形作用がスクリュ１回転当り多角形の角数だ
け加えられることになるので、可塑化混練部を通過する
樹脂原料は、シリンダ９の外部からの図示しない加熱装
置による加熱と、樹脂自身の変形作用、摩擦及び剪断作
用による内部発熱により急速に溶融可塑化されることに
なる。従ってこのような可塑化混練機構を持つ押出機で
は、回転数当たりの押出量を大幅に増大させると共に、
低樹脂温度押出、高混練押出など高い押出性能を付与す
ることができる。スクリュＡ′から送られた樹脂原料は
スクリュＢ′からスクリュＣ′を経て計量・加圧されて
図示されないダイスに送られ形成される。

【０００５】樹脂原料に含まれる空気、水分、発揮物質
等を押出成形中に取り除いて、製品の品質を向上させる
ための脱気（ベント押出）が必要となる場合には、可塑
化混練部の下流側のベント孔１２を塞いでいる盲プラグ
１５を取外し、図示されていない真空ポンプ等に配管接
続して脱気する。スクリュの脱気部Ｂ′に流入する樹脂
原料は、リングバルブ１１の隙間を通過することで脱気
され易いよう薄膜状にされると共に、スクリュを前後に
移動することによりリングバルブの流路抵抗を増減さ
せ、Ａ′部から脱気部Ｂ′への供給量を調整できるよう
にもなっている。脱気部Ｂ′を通過する樹脂原料はスク
リュ溝１４内に充満することなく、脱気に必要な十分な
空隙を有し、かつ真空ポンプ等に接続されたベント孔１
２によりその表面は低圧下にさらされ、樹脂原料に含ま
れる発揮物質などは脱気される。十分脱気された樹脂原
料はＣ′部において加圧されて図示されないダイスに送
られ成形される。図９の押出気は、Ｂ″部、Ｃ″部のシ
リンダ、スクリュの内外径をＡ″の内外径より大きくし
てＢ″部での樹脂原料の表面積を増大させて脱気性能の
向上を図ると共に、Ｃ″部での昇圧能力を増大させるこ
とで、スクリュを長くすることなく、飛躍的に向上した
Ａ″部の可塑化溶融能力に見合ったベント押出を提供す
る（特公昭５８−２９７３４号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図６に示
す従来の押出機においては、非ベント押出の場合、高容
量・高混練型押出機として最大限の能力を発揮すること
ができるものの、脱気を目的としてベント孔盲プラグを
取外してベント押出をする場合、ダイス等の流路抵抗に
よっては、第２段スクリュの押出能力（昇圧力）が不足
してベント孔から樹脂が溢れる（ベントアップ）という
事態が生ずることがある。こうした事態が発生した場
合、ベントアップを解消するために第２段スクリュの押
出能力に見合った量まで、第１段スクリュからの樹脂供
給量を減らしてやることが必要となる。そのため従来装
置においては、ベントアップに対処するためにスクリュ
後端に備えたスクリュ移動装置によりスクリュを軸方向
に移動させて、リングバルブとシリンダ間の樹脂通路を
なる隙間を狭くして樹脂の流れ抵抗を大きくし、第１段
スクリュからの樹脂供給量を減らす方法を採用してい
る。しかしこの方法では、樹脂によってはリングバルブ
における樹脂圧力上昇の影響で、固相で送られるべき供
給スクリュ部での樹脂の溶融が起こり、樹脂送りが変動
し、押出変動の要因となる場合があった。

【０００７】またリングバルブで第１段スクリュからの
樹脂供給量が調整しきれない場合、あるいは押出量を減
少させることなくベント押出を可能にするためには、そ
の供給量とダイス等の圧力損失に見合った圧力までスク
リュ先端の樹脂圧力を加圧させるため、スクリュＣ′部
の長さを長くする必要があった。しかしスクリュを長く
するにも限界があること、加えてスクリュを長くした場
合、非べント押出ではその分いたずらに樹脂温度を上昇
せしめて樹脂の熱劣化を招くなどの弊害を生じることに
なり、ベント・非ベント兼用押出として使用できなくな
る等の欠点があった。また図９に示す押出機は、ベント
押出機としての前記欠点を補うために、第２段スクリュ
とこれに対応するシリンダの口径を第１段スクリュとこ
れに対応するシリンダの口径より大きくして、ダイス等
の圧力損失に見合う昇圧力を第２段スクリュに持たせ、
押出量を低下せず、またスクリュを長くすることなく、
ベント押出を可能にしようとするものである。しかしこ
の押出機では、スクリュ、シリンダの接続部の構造が複
雑になること、シリンダの掃除等のメンテナンスが大変
になるなどの欠点があった。

【０００８】そこで本発明は、従来技術として説明した
ベント押出機をベースとして、これにベント部に取付け
取外しのできる盲プラグと、原料供給用に重量式定量フ
ィーダを原料ホッパに追加して備えると共に、原料ホッ
パには原料レベル感知センサの付いたフィーダを併設
し、原料供給量を制御できるようにして前記従来の問題
を解決しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、原料
供給ホッパに接続され、原料供給部のシリンダ内壁に軸
方向に複数の溝を有する可塑化部シリンダと、同シリン
ダ内に配置されスクリュの断面形状を多角形とした第１
段スクリュと、同第１段スクリュにリングバルブを介し
て同軸に連結された第２段スクリュと、同第２段スクリ
ュを収納するシリンダの入口部に設けられたベント孔と
を有する押出機において、前記ベント孔に対して取付
け、取外し可能の盲プラグを設けると共に、前記ホッパ
には原料供給用の重量式定量フィーダを備えた構成と
し、これを課題解決のための手段とするものである。

【００１０】

【作用】ベント孔を塞いで押出機を稼働させる時は、ホ
ッパの原料投入口から直接原料を投入し、ホッパに原料
を一定量満たして普通の押出方法で運転する。ベント押
出の場合はホッパに原料を充満させず、重量式定量フィ
ーダによって原料を必要量だけ投入する。定量押出の時
は定量フィーダによって投入量を一定にし、第２段スク
リュの昇圧能力不足によるベントアップは、スクリュの
回転を制御することにより防止する。またスクリュの回
転数を変更できない場合には、同ベントアップは定量フ
ィーダの送り出し量を制御することにより防止する。

【００１１】

【実施例】以下本発明を図面の実施例について説明する
と、図１〜図５は本発明の１実施例の樹脂用押出機を示
す。図１のスクリュ６は、図５の全体側面図に示した駆
動モータ２８によって減速装置を経て駆動される。また
図１に矢印で示した範囲Ｅは、原料が供給されて固相の
形態で移送されるスクリュ６の部分であり、この部分の
シリンダ２９とスクリュ６の断面は図２に示すようにな
っている。図２において、シリンダ２９には複数の軸方
向のシリンダ溝２９ａが設けてあり、原料の円周方向の
摩擦を大きくして輸送能力の増強を図ることができるよ
うにしてある。次にＦで示した範囲は溶融可塑化と混練
ゾーンである。この部分のシリンダ１５とスクリュ６ａ
の断面は、図３で示す如くシリンダ１５の内筒とスクリ
ュ６ａは双方とも多角形とし、混練が充分に行なわれる
構造となっている。なお、スクリュ６の原料供給部とス
クリュ６ａを合わせて第１段スクリュと称する。またシ
リンダ２９、１５、８の外周にはヒータが巻き付けてあ
り、シリンダを加熱・冷却することが出来るようになっ
ている。

【００１２】スクリュ６ａの先にはリングバルブ１１が
一体をなって設けてあり、リングバルブ１１の先は、Ｇ
の範囲のスクリュ６ｂとスクリュ６ｃがつながって構成
されている。なお、スクリュ６ｂとスクリュ６ｃを合わ
せて第２段スクリュと称する。この第２段スクリュは脱
気とメータリング・混練・加圧の役割を持つ。また脱気
部スクリュ６ｂのシリンダ８にはベント孔１２が設けら
れる。このスクリュ６ｂは溝底が深く、ベント押出の際
には樹脂が充満することなく脱気に必要な空隙を保つこ
とができるようになっている。ベント孔１２は図示しな
い真空ポンプについながっている。ベントを使用しない
時は図４に示すように盲プラグ２３でベント孔１２を塞
ぐ。第２段スクリュ６ｂ，６ｃを通った樹脂原料は、ダ
イ２４に送られて押出される。図５はヒータを除いたベ
ント押出機の側面外觀を示す。また２５はベント部のス
クリュ６ｂの監視窓、２６はモータ２８の回転調節指示
計、２７は重量式定量フィーダ１８用の原料送り量調節
指示計、３０は制御盤を示す。

【０００１３】次に以上の如く構成された押出機の作動
を説明すると、原料は供給管２０よりホッパ１７に供給
される。ホッパ１７には原料のレベルセンサ２２が取付
けてあり、ホッパ１７内の原料の充填度を検知して原料
の供給を制御する。またホッパ１７内の原料は重量式定
量フィーダ１８により、重量を測りながらホッパ１６に
送り込まれる。重量式定量フィーダ１８は移送コンベア
上の原料の重さと、コンベアの移送速度によって単位時
間あたりの移動量を計算し、指定された移送量／時間を
保つことができる装置となっている。ホッパ１６に供給
された原料は、ホッパ１６内に貯溜することなくスクリ
ュ６に供給される。ベントを使用しない原料の時は供給
管１９から直接ホッパ１６内に送られ、ホッパ１６内に
貯溜する。レベルセンサ２１により原料の充填度を検知
して原料の供給、停止の指令を出す。

【００１４】次にベント使用、不使用状態による樹脂の
混練状態を説明する。 （１）ベントを使用しない時 ベント孔１２に盲プラグ２３を嵌めて確実に固定する。
原料を供給管１９からホッパ１６に投入し、レベルセン
サ２１により充填度を検知し、その信号により原料の供
給、停止を行なう。スクリュ６が回転すれば、原料はシ
リンダ２９の供給口からシリンダ２９内に入ってスクリ
ュ６により左方に送られ、ＥゾーンからＦゾーンに入
る。Ｆゾーンで原料樹脂はスクリュ６ａによって移送さ
れながら混練され、溶融、可塑化される。次いでリング
バルブ１１を通って第２段スクリュ６ｂ，６ｃにより尚
混練されつつ昇圧し、ダイ２４に送られる。リングバル
ブ１１は溶融樹脂に流れの抵抗を与え、Ｆゾーンにおけ
る樹脂の滞留時間を加減し、混練度を調整する。

【００１５】（２）発揮成分を含んだ樹脂原料でベント
を使用する時 盲プラグ２３を除いてベント孔１２を明け、この孔を真
空ポンプにつながる配管に連結する。原料樹脂は供給管
２０よりホッパ１７に入る。ホッパ１７の原料充填度は
レベルセンサ２２により制御され、原料は自然落下で重
量式定量フィーダ１８に載って設定された量だけ送り出
され、ホッパ１６からシリンダ２９内のスクリュ６に入
り、固相のまま図１のＥゾーンからＦゾーンに入り、Ｆ
ゾーンにおいて混練され溶融、可塑化する。リングバル
ブ１１は図示しないスクリュ６の右の軸端に設けられた
スクリュ移動装置により前後に動き、シリンダ８との隙
間を調節することにより溶融樹脂の混練と共にＦゾーン
における原料樹脂の滞留時間を調整することができる。
またリングバルブ１１の周囲から溶融樹脂が薄膜状とな
って次の脱気ゾーンに入ることにより、原料樹脂からの
発揮成分の脱気効果を高めることができる。深溝のスク
リュ６ｂにおいて、溶融樹脂はスクリュ溝内を充満する
ことなく脱気に必要な空隙を残したまま左方に移送され
る。このスクリュ６ｂは空隙がベント孔１２につなが
り、発揮したガスはベント孔１２から外部へ吸出され
る。Ｇゾーンのメータリングスクリュ６ｃでは溶融樹脂
は隙間なく充填され、昇圧してダイ２４に送られ押出さ
れる。

【００１６】ダイ２４の流路抵抗が大きく、これに見合
うスクリュ６ｃの昇圧能力がない場合は、脱気部６ｂに
も樹脂が充満し、ベント孔１２から樹脂の溢れ（ベント
アップ）が起こる。したがって、監視窓２５からベント
アップが見られたら、直ちにスクリュ駆動モータ２８の
回転調節指示計２６の調整によりスクリュ６の回転を上
げてやれば、スクリュ６ａ側からの流入樹脂原料は重量
式定量フィーダ１８でコントロールされていることか
ら、メータリングスクリュ６ｃの押出能力を上げること
ができ、ベントアップを容易に解決することができる。
またスクリュの回転が上限となって上げられない場合に
は、重量式定量フィーダ１８の調節指示計２７を調節し
て樹脂原料の送り込み速度を下げてやれば、スクリュの
回転を上げた場合と同様にメータリングスクリュ６ｃの
押出能力を上げることができ、ベントアップを容易に解
決することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明によれ
ば、ベントを使わない場合には、従来同様の高容量・高
混練型押出機として充分な能力を発揮することができ
る。またベント押出の場合には、定量フィーダにより原
料の供給量を調整することによって、第２段スクリュの
能力とダイスの圧力損失に見合った押出量を容易に調整
でき、かつ固相輸送部における樹脂の溶融も無く、安定
した第１段スクリュの押出が可能となり、ベント部及び
第２段スクリュにおける樹脂状態が安定する。さらに従
来装置では、第１段スクリュの安定押出範囲を樹脂の種
類ごとに把握し、その樹脂に合った第２段スクリュを一
々設計製作する必要があったが、本発明の装置では、第
２段スクリュに対する第１段スクリュの安定範囲を広く
迸定できるので、スクリュの交換をしなくてもベント・
非ベント押出が可能で、かつ多種の樹脂に対して適用が
可能となる等の優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るベント押出機の側断面図
である。

【図２】図１のＨ−Ｈ断面図である。

【図３】図１のＪ−Ｊ断面図である。

【図４】図１におけるベント孔盲プラグ周辺を示す断面
図である。

【図５】図１におけるベント押出機の側面図である。

【図６】従来のベント押出機を示す側断面図である。

【図７】図６のＤ−Ｄ断面図である。

【図８】図７の状態からスクリュが回転した状態の断面
図である。

【図９】他の従来例のベント押出機を示す側断面図であ
る。

【符号の説明】

６ スクリュ ６ａ スクリュ（多角形） ６ｂ スクリュ（脱気） ６ｃ スクリュ（メタリング） ８ シリンダ（メタリング） １１ リングバルブ １２ ベント孔 １５ シリンダ（可塑化） １６ ホッパ １８ 重量式定量フィーダ ２３ 盲プラグ ２９ シリンダ（供給） ２９ａ シリンダ溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料供給ホッパに接続され、原料供給部
   のシリンダ内壁に軸方向に複数の溝を有する可塑化部シ
   リンダと、同シリンダ内に配置されスクリュの断面形状
   を多角形とした第１段スクリュと、同第１段スクリュに
   リングバルブを介して同軸に連結された第２段スクリュ
   と、同第２段スクリュを収納するシリンダの入口部に設
   けられたベント孔とを有する押出機において、前記ベン
   ト孔に対して取付け、取外し可能の盲プラグを設けると
   共に、前記ホッパには原料供給用の重量式定量フィーダ
   を備えたことを特徴とするベント押出機。