JPH06254945A - 脱気用押出機 - Google Patents

脱気用押出機

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JPH06254945A
JPH06254945A JP5046930A JP4693093A JPH06254945A JP H06254945 A JPH06254945 A JP H06254945A JP 5046930 A JP5046930 A JP 5046930A JP 4693093 A JP4693093 A JP 4693093A JP H06254945 A JPH06254945 A JP H06254945A
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JP
Japan
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vent
degassing
barrel
resin
extruder
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JP5046930A
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English (en)
Inventor
Shigehiro Kasai
重宏 笠井
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
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    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
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    • B29C48/92Measuring, controlling or regulating
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベントアップの兆候を目視によることなく確
実に検知し、ベントアップを未然に回避する。 【構成】 バレル2に高分子材料及び触媒等を供給する
供給口3と脱気用ベント口5とを備え、バレル2内にス
クリュ3を回転自在に備えている脱気用押出機におい
て、バレル2内の脱気部16に、圧力センサ21を配設
し、該圧力センサの出力によりベントアップの兆候を感
知しスクリュ3の回転数及び材料供給量をベントアップ
が生じない範囲に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂、ゴム等の高
分子材料中に含まれる揮発分等の不要物を除去する脱気
用押出機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、高分子材料は、原料モノマと触
媒を反応釜に供給し、重合反応させた後脱気し、押出機
により造粒し製品とされる。品質の良い製品を得るため
には、重合反応の過程で添加される溶剤や、重合せずに
残った未反応モノマ等の不要揮発成分を十分に取り除く
必要がある。この不要揮発成分を取り除く工程即ち脱気
には、一般に押出機が利用されている。
【0003】この種脱気用押出機としては、図4に例示
するものがある。この押出機1は、バレル2に材料供給
口3と、2つのベント口4,5とを備え、該バレル2内
に2本1対のスクリュ6を同方向回転自在に嵌装し、バ
レル2先端に押出しダイス7を装着し、前記供給口3に
は材料投入ホッパ8を有する材料供給装置9を供給管1
0を介して接続し、前記スクリュ6は歯車箱11、減速
機12を介してモータ13により駆動されるようになっ
ている。
【0004】そして、前記材料供給装置9は、スクリュ
(図示省略)を減速機付モータ14により回転駆動して
材料を送り出し、供給口3に接続した供給管10内を落
下させてバレル2内に供給するようになっており、モー
タ14の回転速度により材料供給量を調整することがで
きる。また、重合反応過程で生じた不要揮発成分は、2
つのベント口4,5から取り除かれる。この各ベント口
4,5での脱気現象は、図5の模式図に示すように、ス
クリュ6のボールスクリュ部6A中に部分的に充満した
溶融樹脂中に含まれる不要揮発成分は、減圧空間15に
拡散・放出(脱気)される。図5において、(イ)はバ
レル2内壁とボールスクリュ部6Aの間隙部に形成され
る樹脂フイルム、ロは樹脂プール、(ハ)はボールスク
リュ部6A間の間隙部に形成される樹脂フイルムで、前
記空間15は樹脂プールロと両フイルム(イ)(ハ)で
囲まれた部分である。
【0005】なお、樹脂の充満率は、スクリュ6の溝空
間に占める樹脂の割合であって、樹脂プール(ロ)の体
積を、スクリュ6溝とバレル空間の体積で割ったもので
あり、スクリュ形状、樹脂投入量(処理量)、スクリュ
回転数等により決まる。脱気効率を上げるためには、低
処理量、高回転数でしかも充満率が小さい(樹脂フイル
ム(イ)(ハ)の表面積が大きい)状態で運転するのが
好ましい。
【0006】従来の脱気用押出機1は、脱気部だけを容
易に減圧状態に保てることと、スクリュ6とバレル2間
の間隙部で樹脂フイルム(イ)(ハ)を形成できるため
に減圧空間15にさらす樹脂の比表面積(表面積/体
積)を大きくとれることの2点において、他の脱気手段
に優っている。即ち、前記スクリュ6には、図7(a)
(b)に示すように、脱気部16の先端と後端には、ニ
ーデイングデイスク6B,6Cがボールスクリュ部6A
を挟んで配設されており、該ニーデイングデイスク6
B,6Cはボールスクリュ部6Aのような送り能力(樹
脂の搬送能力)を持たないため、脱気部16のボールス
クリュ部6Aで脱気され搬送されてきた溶融樹脂が、先
端のニーデイングデイスク部17で滞留し、この部分を
完全に充満状態とするので、これがシールとなって脱気
部16だけを減圧状態に保持することができる。
【0007】前記脱気用押出機1は、低充満状態(低処
理量で高回転数)で運転されるのが望ましく、この場
合、図6(a)に示すように、不要揮発成分を含有する
樹脂が押出しの過程でスクリュ6とバレル2間の間隙部
を通過する際に樹脂フイルム(イ)となり、不要揮発成
分を効率よく減圧空間15に放出することができる。し
かし、実際の生産現場では、脱気効率(品質)の向上だ
けでなく生産性の向上や省エネルギー化のニーズが大き
く、かかるニーズを満たすためには、押出機を大処理量
かつ低速(低回転数)で運転することが必要である。こ
のような低速運転では、樹脂押出量に対してスクリュ6
の送り能力が不足気味となるので、押出機1のバレル2
内の樹脂プール(ロ)は、図6(b)に示すように高充
満状態になる。
【0008】そして、脱気部先端のニーデイングデイス
ク6C部(シール部)17では、図7(a)に示すよう
な充満状態となって図7(c)に示すように、樹脂圧力
(排圧)が高くなり、該圧力の上昇により樹脂の逆流が
顕著になるため、前記シール部分だけでなく、上流側の
ボールスクリュ部6Aにまで樹脂が完全に充満状態とな
る(図8参照)。また、極端な場合、図7(b)に示す
ようにベント口5まで樹脂が完全に充満(逆流)し、さ
らには、真空吸引用のベント配管(図示省略)に溶融樹
脂が吸い込まれ、ベント配管を詰まらせる事態に至るこ
とがある。この現象は、通常ベントアップと呼ばれてい
る。
【0009】そこで、このようなベントアップを防止す
る方法の一つとして、従来は、図9に示すように、ベン
ト部に設けた可視化用の硝子窓18からビデオカメラ1
9により内部を撮影し、その出力信号をカラーモニター
20に入力して、オペレーター0が内部状態を観察し、
ベントアップの兆候(樹脂の充満状態)を目視により確
認して、ベントアップの兆候を確認した場合、押出機1
及び材料供給装置9の運転条件を調整し、ベント配管が
溶融樹脂で詰まるのを防いでいる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ベントアップが発生し
た場合、押出機の運転を停止してベント配管を取替えな
ければならないので、ベントアップを事前に検知し、操
業停止という大損害を未然に防ぐことが至極重要である
が、前記従来方法では、押出機の運転中常時ベント部の
観察を続けなければならず、ベントアップの兆候を検知
してから押出機の運転条件を調整するのでは、対応が遅
い場合があり、また、揮発成分を多量に含有する材料等
の場合には、観察用硝子窓18が蒸気でくもり、目視に
よる確認が困難になるなどの問題がある。
【0011】本発明は、上述のような実状に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、ベントアップの
兆候を目視によることなく確実に検知し、ベントアップ
を未然に回避できる脱気用押出機を提供するにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次の技術的手段を講じた。即ち、本発
明は、バレルに高分子材料及び触媒等を供給する供給口
と脱気用ベント口とを備え、バレル内にスクリュを回転
自在に備えている脱気用押出機において、前記バレル内
脱気部に、圧力センサを配設し、該圧力センサの出力に
よりベントアップの兆候を検知し、前記スクリュの回転
数及び/又は材料供給量を、ベントアップが生じない範
囲に制御するようにしたことを特徴としている。
【0013】
【作用】本発明によれば、脱気部(目視による観察がで
きない部分)における内部樹脂圧力が、圧力センサによ
り時々刻々検出されて制御部に入力される。そして、ベ
ントアップの兆候が現れる圧力が検出されると、オンラ
インのフィードバック制御により、ベントアップを生じ
ない範囲で、最高の処理量及び最低の回転数になるよう
に、スクリュの回転数及び材料供給装置が制御される。
したがって、溶融樹脂がベント口近傍にまで充満するこ
とがなく、対応に遅れを生じず、ベントアップが未然に
回避される。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図1及び図2は本発明の実施例を示しているが、押
出機1の基本構造は従来の図4に示すものと同じである
から、図4と同符号を付しかつ図4をも参照して、主と
して本発明部分について、合成樹脂材料の脱気を行う例
で詳述する。
【0015】図1及び図2において、押出機1のバレル
2には、脱気部16のボールスクリュ6A部分で先端側
ニーデイングデイスク6C寄り(ベント口4,5の下流
側)に、内部樹脂圧力の時間的変動を検出するための圧
力センサ21が配設されている。22は圧力計、23は
制御部(パーソナルコンピュータ)であり、前記圧力セ
ンサー21の出力が圧力計22を経て制御部23に入力
されるようになっている。
【0016】そして、制御部23の出力は、オンライン
により前記押出機1の駆動モータ13及び材料供給装置
9のモータ14にフィードバックされる。前記圧力セン
サ20によって観測される樹脂圧力は、図3に示す時間
的変動波形から明らかなように、通常の場合は図3
(b)のように所定しきい値の上下に分布して、非充満
部分と充満部分のピークがあるが、ベントアップの兆候
がある場合は図3(a)のように所定しきい値を越えて
いる。
【0017】このベントアップの兆候を示す樹脂圧力に
なると、脱気部16先端のボールスクリュ部6Aには、
目視による観察はできない部分であるが、既に樹脂が完
全に充満しており、したがって、樹脂圧力がしきい値を
越えて上昇する。そこで、押出機1の駆動モータ13及
び材料供給装置9のモータ14の速度(回転数)を、予
め、ベントアップを生じない範囲で、最高の処理量及び
最低の回転数となるように設定しておき、圧力センサ2
1による検出圧力が所定しきい値を越えると、制御部2
3から各モータ13,14の制御回路に出力して、各モ
ータ13,14の一方又は両方の回転数をフィードバッ
ク制御することにより、材料の処理量及び/又はスクリ
ュ6の回転数を設定値に調整して自動運転を行うように
してある。
【0018】なお、本発明の上記実施例は、合成樹脂材
料の脱気について述べたが、ゴム材料のように押出し量
にサージングを起し易い(ベントアップを起し易い)材
料の脱気にも採用でき、尽夜連続の無人運転でもベント
アップを発生させることなく安定した連続運転が可能で
ある。本発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、例えば、圧力センサは各ベント口の下流側に配設す
ることができ、樹脂等材料の溶融状態の感知にも利用す
ることが可能であり、1軸式押出機にも採用することが
できるほか、従来のビデオカメラによる目視観察を併用
することもできる。
【0019】
【発明の効果】本発明は、上述のように、バレルに高分
子材料及び触媒等を供給する供給口と脱気用ベント口と
を備え、バレル内にスクリュを回転自在に備えている脱
気用押出機において、前記バレル内脱気部に、圧力セン
サを配設し、該圧力センサの出力によりベントアップの
兆候を検知し、前記スクリュの回転数又は/及び材料供
給量を、ベントアップが生じない範囲に制御するように
したことを特徴とするものであるから、目視観察が不可
能なバレル内脱気部の樹脂圧力を、押出機の運転中連続
的に検知することができ、かつベントアップの兆候を検
知して自動的に運転条件を調整して未然にベントアップ
を回避でき、無人で押出機の運転監視を連続的に行い、
押出機の大処理量かつ低速運転を実現でき、脱気効率、
品質、生産性の向上並びに省エネルギー化を図ることが
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図2】同実施例の要部を示す断面拡大図である。
【図3】同実施例における圧力センサにより検出される
樹脂圧力の時間的変動波形図で、(a)はベントアップ
の兆候の場合、(b)は通常の場合を示す。
【図4】脱気押出機の一例を示す一部破断全体斜視図で
ある。
【図5】各ベントでの脱気現象説明用模式図である。
【図6】バレルとボールスクリュ間の充満状態の軸直角
方向断面図で、(a)は低充満状態、(b)は高充満状
態を示す。
【図7】バレル内の脱気部及びニーデイングデイスク部
(シール部)における樹脂充満状態を示し、(a)はベ
ントアップ兆候時の断面図、(b)はベントアップ時の
断面図、(c)はバレル内樹脂圧力の分布図である。
【図8】図7(a)のA−A線断面図である。
【図9】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 脱気用押出機 2 バレル 3 材料供給口 4 ベント口 5 ベント口 6 スクリュ 16 脱気部 21 圧力センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バレルに高分子材料及び触媒等を供給す
    る供給口と脱気用ベント口とを備え、バレル内にスクリ
    ュを回転自在に備えている脱気用押出機において、 前記バレル内脱気部に、圧力センサを配設し、該圧力セ
    ンサの出力によりベントアップの兆候を検知し、前記ス
    クリュの回転数及び/又は材料供給量を、ベントアップ
    が生じない範囲に制御するようにしたことを特徴とする
    脱気用押出機。
JP5046930A 1993-03-08 1993-03-08 脱気用押出機 Pending JPH06254945A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5046930A JPH06254945A (ja) 1993-03-08 1993-03-08 脱気用押出機

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JP5046930A JPH06254945A (ja) 1993-03-08 1993-03-08 脱気用押出機

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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