JP2000351146A - Filter device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、原料ポリマーを混
練押出しにより改質するために、スクリュ式混練押出機
の先端部に直接設けられる濾過装置に関し、特に、バレ
ル内で傾斜させて開口面積を大きくすることにより、改
質されたポリマー材料の物性低下を極力小さくする濾過
装置の構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filtration device provided directly at the tip of a screw-type kneading extruder for modifying a raw material polymer by kneading and extruding. The present invention relates to a structure of a filtration device in which deterioration of physical properties of a modified polymer material is minimized by increasing the size.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、合成反応装置から連続的に生産さ
れる原料ポリマーには、合成原料中に含まれる不純物、
未反応不純物などが固形状態、あるいは揮発性物質とし
て含まれている。これらの不純物は、ポリマーの成形に
よる最終製品の製造に際し、製造作業の阻害、あるいは
製造される品質を低下させる原因となる。従って、原料
ポリマーは、不純物を除去し、改質されることが必要で
ある。この目的のため、原料ポリマーはスクリュ式混練
押出機にかけられ、種々の不純物が除去されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a raw material polymer continuously produced from a synthesis reactor includes impurities contained in a synthesis raw material,
Unreacted impurities are contained in a solid state or as a volatile substance. These impurities may hinder the manufacturing operation or lower the quality of the manufactured product when the final product is manufactured by molding the polymer. Therefore, the raw polymer needs to be modified to remove impurities. For this purpose, the raw material polymer is subjected to a screw-type kneading extruder to remove various impurities.
【０００３】従来から使用されているスクリュ式混練押
出機の概略の構成図を図４に、スクリュ式混練押出機の
先端部構成断面図を図５に示す。図４および図５におい
て、符号１０で示されるものはスクリュ式混練押出機で
あり、このスクリュ式混練押出機１０は、バレル１１お
よびこのバレル１１の貫通内孔に回転可能に内挿された
スクリュ１５により構成されている。また、このスクリ
ュ式混練押出機１０は、上流部に原料供給口１２、中間
部にベント部１３、下流部すなわち先端部に濾過体１４
が、それぞれ設けられている。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional screw-type kneading extruder, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a tip portion of the screw-type kneading extruder. 4 and 5, a screw-type kneading and extruder 10 is a screw-type kneading and extruding machine. The screw-type kneading and extruding machine 10 includes a barrel 11 and a screw rotatably inserted in a through hole of the barrel 11. 15. The screw-type kneading extruder 10 has a raw material supply port 12 at an upstream portion, a vent portion 13 at an intermediate portion, and a filter 14 at a downstream portion, that is, a tip portion.
Are provided respectively.
【０００４】前記濾過体１４は、さらに固形物を濾過す
るスクリーン１６およびこのスクリーン１６を下流側か
ら支持する支持体としてのブレーカプレート１７により
構成され、前記スクリュ１５の先端の下流に、前記バレ
ル１１の内孔を遮断するように配置されている。なお、
前記濾過体１４の下流、すなわち前記スクリュ式混練押
出機１０の先端部には図示しない直接又は間接に設置さ
れたペレタイザーにより、ペレット状のポリマー材料が
生産される。[0006] The filter body 14 is further composed of a screen 16 for filtering solids and a breaker plate 17 as a support for supporting the screen 16 from the downstream side. Are arranged so as to block the inner hole. In addition,
A pellet-shaped polymer material is produced by a pelletizer (not shown) installed directly or indirectly on the downstream side of the filter 14, that is, at the tip of the screw-type kneading extruder 10.
【０００５】以上のように構成されたスクリュ式混練押
出機１０において、原料ポリマーは以下のように改質さ
れる。すなわち、まず、合成反応装置により生産された
粉体状あるいは液体状の原料ポリマーが原料供給口１２
からスクリュ式混練押出機１０のバレル１１内へ供給さ
れる。バレル１１内では、回転駆動されているスクリュ
１５により、下流方向へ輸送されながら可塑化され、溶
融混練される。原料ポリマーは、溶融状態で混練される
ことにより均質化される。[0005] In the screw-type kneading extruder 10 configured as described above, the raw material polymer is modified as follows. That is, first, the powdery or liquid raw material polymer produced by the synthesis reactor is supplied to the raw material supply port 12.
From the screw type kneading extruder 10 into the barrel 11. In the barrel 11, plasticization is performed while being transported downstream by a screw 15 that is rotationally driven, and the mixture is melt-kneaded. The raw material polymer is homogenized by being kneaded in a molten state.
【０００６】この溶融状態の原料ポリマーは、ベント部
１３において揮発性物質が脱揮除去され、さらに、濾過
体１４を通過して押出され、スクリーン１６の網目以上
の大きさの固形物が濾過される。このようにして均質化
され、揮発性物質および固形物が除去された原料ポリマ
ーは、スクリュ式混練押出機１０の先端部から直接又は
間接に設置されたペレタイザーにより、ペレット状の改
質されたポリマー材料が生産される。[0006] In the molten raw material polymer, volatile substances are devolatilized and removed in the vent portion 13, and further extruded through a filter 14, and a solid having a size larger than the mesh of the screen 16 is filtered. You. The raw material polymer thus homogenized and from which volatile substances and solids have been removed is pelletized by a pelletizer installed directly or indirectly from the tip of the screw-type kneading extruder 10 to obtain a pellet-shaped modified polymer. Material is produced.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来の濾過装置は以上
のように構成されていたため、つぎのような課題が存在
していた。すなわち、濾過体の上流側において、溶融状
態の原料ポリマーには濾過体を通過するための加圧力が
必要であり、バレルの内孔に原料ポリマーが滞留して充
満するが、従来の濾過装置では、原料ポリマーの充満長
Ｌ１が相当長くなる。そのため、滞留した原料ポリマー
は、スクリュの回転により余分に混練され、溶融温度が
上昇する。また、充満長が長くなるほど濾過体１４に到
達するまでの時間すなわち滞留時間が長くなり、同様に
溶融温度を上昇させる要因となる。このポリマーの物性
は溶融温度に敏感であり、このような原料ポリマーの温
度上昇により、改質されたポリマー材料の物性が低下す
る。Since the conventional filtering apparatus is configured as described above, the following problems exist. That is, on the upstream side of the filter, the raw material polymer in a molten state needs a pressing force to pass through the filter, and the raw polymer stays in the inner hole of the barrel and is filled. In addition, the filling length L1 of the raw material polymer becomes considerably long. Therefore, the retained raw material polymer is excessively kneaded by the rotation of the screw, and the melting temperature rises. In addition, the longer the filling length, the longer the time required to reach the filter 14, that is, the longer the residence time, which similarly causes an increase in the melting temperature. The physical properties of the polymer are sensitive to the melting temperature, and the increase in the temperature of the raw material polymer reduces the physical properties of the modified polymer material.
【０００８】本発明は以上のような課題を解決するため
になされたもので、特に、濾過体をバレル内で傾斜させ
ることにより、原料ポリマーのスクリュ式混練押出機に
よる改質に際し、濾過体の上流側における原料ポリマー
の充満長を短くし、改質されたポリマー材料の物性低下
を極力小さくする濾過装置を提供することを目的とす
る。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. In particular, by tilting a filter body in a barrel, when a raw material polymer is modified by a screw-type kneading extruder, the filter body is formed. An object of the present invention is to provide a filtration device that shortens the full length of a raw material polymer on the upstream side and minimizes deterioration of physical properties of a modified polymer material.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明による濾過装置
は、バレルおよびこのバレルの貫通内孔に回転可能に内
挿されるスクリュの下流側に濾過体を有する濾過装置に
おいて、前記濾過体は、前記バレルの軸直角面に対し傾
斜して配置されている構成であり、さらに、前記バレル
の軸直角面に対する前記濾過体の傾斜角度が３０度から
６０度とした構成である。According to the present invention, there is provided a filtering device having a filter on a downstream side of a barrel and a screw rotatably inserted into a through-hole of the barrel, wherein the filter is provided with the filter. The filter is configured to be inclined with respect to a plane perpendicular to the axis of the barrel, and the inclination of the filter body with respect to the plane perpendicular to the axis of the barrel is set to 30 to 60 degrees.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図面とともに本発明による
濾過装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明による濾過装置を装着したスクリュ式混
練押出機の先端部の構成を示す断面図である。なお、ス
クリュ式混練押出機の概略の構成は、図４に示す従来の
構成と同一であり、図４と同一又は同等部分には同一符
号を用いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the tip of a screw-type kneading extruder equipped with a filtration device according to the present invention. The schematic configuration of the screw-type kneading extruder is the same as the conventional configuration shown in FIG. 4, and the same or equivalent parts as in FIG. 4 will be described using the same reference numerals.
【００１１】すなわち、図１において、符号１０で示す
ものはスクリュ式混練押出機であり、このスクリュ式混
練押出機１０は、バレル１１およびこのバレル１１の貫
通内孔に回転可能に内挿されたスクリュ１５により構成
されている。また、前記スクリュ式混練押出機１０は、
図４のように、上流部に原料供給口１２、中間部にベン
ト部１３、下流部すなわち先端部に濾過体１４が、それ
ぞれ設けられている。That is, in FIG. 1, what is indicated by reference numeral 10 is a screw-type kneading extruder. The screw-type kneading extruder 10 is rotatably inserted into a barrel 11 and a through hole of the barrel 11. It is constituted by a screw 15. In addition, the screw-type kneading extruder 10 includes:
As shown in FIG. 4, a raw material supply port 12 is provided in an upstream portion, a vent portion 13 is provided in an intermediate portion, and a filter 14 is provided in a downstream portion, that is, a tip portion.
【００１２】図１において、符号１４で示すものは濾過
体であり、この濾過体１４は、さらに固形物を濾過する
スクリーン１６およびこのスクリーン１６を下流側から
支持するためのブレーカプレート１７により構成されて
いる。また、前記濾過体１４は、前記スクリュ１５の先
端の下流に、前記バレル１１の貫通内孔をほぼ遮断する
とともに前記バレルの軸直角面に対し傾斜して配置され
ている。前記バレル１１の軸直角面に対する前記濾過体
１４の傾斜角度θは、３０度から６０度に構成されてい
る。なお、前記濾過体１４の下流、すなわち前記スクリ
ュ式混練押出機１０の先端部には図示しないペレタイザ
ーが直接又は間接に接続され、ペレット状のポリマー材
料が生産される。In FIG. 1, a filter indicated by reference numeral 14 is a filter. The filter 14 further includes a screen 16 for filtering solids and a breaker plate 17 for supporting the screen 16 from a downstream side. ing. The filter body 14 is disposed downstream of the tip of the screw 15 so as to substantially block the through-hole of the barrel 11 and is inclined with respect to a plane perpendicular to the axis of the barrel. The inclination angle θ of the filter body 14 with respect to the plane perpendicular to the axis of the barrel 11 is configured to be 30 degrees to 60 degrees. A pelletizer (not shown) is connected directly or indirectly to the downstream side of the filter body 14, that is, the tip of the screw-type kneading extruder 10, to produce a pellet-shaped polymer material.
【００１３】以上のように構成されたスクリュ式混練押
出機１０において、原料ポリマーは以下のように改質さ
れる。すなわち、まず、合成反応装置により生産された
粉体状、粒体状あるいは液体状の原料ポリマーが原料供
給口１２からスクリュ式混練押出機１０のバレル１１内
へ供給される。バレル１１内では、回転駆動されている
スクリュ１５により、下流方向へ輸送されながら可塑化
され、溶融混練される。この原料ポリマーは、溶融状態
で混練されることにより均質化される。In the screw-type kneading extruder 10 configured as described above, the raw material polymer is modified as follows. That is, first, the powdery, granular, or liquid raw material polymer produced by the synthesis reactor is supplied from the raw material supply port 12 into the barrel 11 of the screw-type kneading extruder 10. In the barrel 11, plasticization is performed while being transported downstream by a screw 15 that is rotationally driven, and the mixture is melt-kneaded. This raw material polymer is homogenized by being kneaded in a molten state.
【００１４】溶融状態の原料ポリマーは、ベント部１３
において揮発性物質が脱揮除去される。さらに、濾過体
１４を通過して押出され、スクリーン１６の網目以上の
大きさの固形物が濾過される。この濾過体１４がバレル
１１の軸直角面に対し傾斜して配置されていることによ
り、バレル１１の同一の内孔断面積において、従来の軸
直角に配置される場合に対し、濾過面積が大幅に広くな
る。傾斜角度θ（３０度〜６０度）とし、例えば、軸直
角面に対して６０度傾斜させると最大で濾過面積が２倍
になる。その結果、スクリュ式混練押出機１０の同一処
理量において、濾過体１４を通過する原料ポリマーの速
度が小さくなり、濾過体１４を通過するための加圧力が
小さくなる。従って、濾過体１４の上流側において、バ
レル１１の内孔に滞留して充満する原料ポリマーの充満
長Ｌ２が短くなる。充満長Ｌ２が短くなることにより、
滞留時間が短くなり、原料ポリマーの溶融温度上昇が小
さくなる。前述のように均質化され、揮発性物質および
固形物が除去された原料ポリマーは、スクリュ式混練押
出機１０の先端部からペレタイザーへ押出され、ペレッ
ト状の改質されたポリマー材料が生産される。The raw material polymer in the molten state is supplied to the vent 13
The volatile substances are devolatilized and removed. Further, it is extruded through the filter body 14, and a solid having a size equal to or larger than the mesh of the screen 16 is filtered. Since the filter body 14 is arranged obliquely with respect to the plane perpendicular to the axis of the barrel 11, the filtration area is significantly larger than that of the conventional case where the filter body 14 is disposed perpendicularly to the axis at the same bore cross-sectional area of the barrel 11. It becomes wider. When the inclination angle is set to θ (30 degrees to 60 degrees), for example, when the inclination angle is 60 degrees with respect to the plane perpendicular to the axis, the filtration area is doubled at the maximum. As a result, at the same throughput of the screw-type kneading extruder 10, the speed of the raw material polymer passing through the filter 14 is reduced, and the pressing force for passing through the filter 14 is reduced. Therefore, on the upstream side of the filter 14, the filling length L2 of the raw material polymer that stays and fills the inner hole of the barrel 11 is reduced. By shortening the filling length L2,
The residence time becomes shorter, and the rise in the melting temperature of the raw material polymer becomes smaller. The raw material polymer homogenized as described above and from which volatile substances and solids have been removed is extruded from the tip of the screw-type kneading extruder 10 to a pelletizer to produce a pellet-shaped modified polymer material. .
【００１５】[0015]
【実施例】（１）図２に、ポリマーがＭＩ＝１．８のＥ
ＰＤＭの場合について、濾過体１４の上流側における溶
融ポリマーの圧力と温度との関係を示す。図２におい
て、従来の場合の圧力４０ｋｇ／ｃｍ2、温度２９９℃
に対し、本発明により３０度〜６０度傾斜させた場合、
圧力２３〜３６ｋｇ／ｃｍ2、温度２９６〜２９８℃と
なり、圧力が４〜１７ｋｇ／ｃｍ2すなわち１０〜４
２．５％、温度が１〜３℃低下することが判明した。こ
のＥＰＤＭの場合、傾斜角が３０度以下になると、樹脂
温度に対する影響が０〜２℃低下となり顕著に表れな
い。(1) FIG. 2 shows that the polymer is E = 1.8 with MI = 1.8.
The relationship between the pressure and the temperature of the molten polymer on the upstream side of the filter body 14 in the case of PDM is shown. In FIG. 2, the pressure in the conventional case is 40 kg / cm 2 , and the temperature is 299 ° C.
On the other hand, when inclined by 30 to 60 degrees according to the present invention,
The pressure becomes 23-36 kg / cm 2 , the temperature becomes 296-298 ° C., and the pressure becomes 4-17 kg / cm 2, that is, 10-4.
It was found that the temperature decreased by 2.5% and 1-3 ° C. In the case of this EPDM, when the inclination angle is 30 degrees or less, the effect on the resin temperature is reduced by 0 to 2 ° C., and does not appear remarkably.
【００１６】（２）図３に、ポリマーのＭＩが１６およ
び１．５のポリスチレンの場合について、濾過装置の上
流側における溶融ポリマーの圧力と温度との関係を示
す。図３において、従来の場合の圧力１００ｋｇ／ｃｍ
2、温度２５３℃および２８７℃に対し、本発明により
３０度から６０度傾斜した場合、圧力６０〜９０ｋｇ／
ｃｍ2、温度２４３〜２５０℃および２７７〜２８４℃
となり、圧力が１０〜４０ｋｇ／ｃｍ2すなわち１０〜
４０％、温度が３〜１０℃低下した。(2) FIG. 3 shows the relationship between the pressure and the temperature of the molten polymer at the upstream side of the filtration device in the case of polystyrene having a polymer MI of 16 or 1.5. In FIG. 3, the pressure in the conventional case is 100 kg / cm.
2. When the temperature is inclined from 30 degrees to 60 degrees according to the present invention at a temperature of 253 ° C. and 287 ° C., a pressure of 60 to 90 kg /
cm 2 , temperature 243-250 ° C. and 277-284 ° C.
And the pressure is 10 to 40 kg / cm 2,
40%, the temperature dropped by 3-10 ° C.
【００１７】[0017]
【発明の効果】本発明による濾過装置は以上のように構
成されているため、以下のような効果を得ることができ
る。すなわち、濾過体を傾斜させることにより、原料ポ
リマーのスクリュ式混練押出機による改質に際し、濾過
体の上流側における原料ポリマーの充満長を短くするこ
とが可能になり、その結果、滞留時間が短くなり、溶融
温度の上昇が小さくなって、改質されたポリマー材料の
物性低下を極力小さくすることが可能になった。Since the filtering device according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. That is, by inclining the filter, it is possible to shorten the filling length of the raw material polymer on the upstream side of the filter when reforming the raw material polymer by the screw kneading extruder, and as a result, the residence time is short. As a result, the rise in the melting temperature is reduced, and the deterioration in the physical properties of the modified polymer material can be minimized.
【図１】本発明による濾過装置を装着したスクリュ式混
練押出機の先端部の構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a distal end portion of a screw-type kneading extruder equipped with a filtration device according to the present invention.
【図２】ポリマーがＭＩ＝１．８のＥＰＤＭの場合につ
いて、濾過装置２０の上流側における溶融ポリマーの圧
力と温度との関係を示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a pressure and a temperature of a molten polymer at an upstream side of a filtration device 20 when a polymer is EPDM with MI = 1.8.
【図３】ポリマーのＭＩが１６および１．５のポリスチ
レンの場合について、濾過装置２０の上流側における溶
融ポリマーの圧力と温度との関係示す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the pressure and the temperature of the molten polymer at the upstream side of the filtration device 20 when the MI of the polymer is 16 and 1.5.
【図４】従来のスクリュ式混練押出機の概略を示す構成
図である。FIG. 4 is a configuration diagram schematically showing a conventional screw-type kneading extruder.
【図５】従来のスクリュ式混練押出機先端部の構成を示
す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a tip portion of a conventional screw-type kneading extruder.
１０ スクリュ式混練押出機 １１ バレル １４ 濾過体 １５ スクリュ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Screw-type kneading extruder 11 Barrel 14 Filtration body 15 Screw
Claims (2)
内孔に回転可能に内挿されるスクリュ(15)の下流側に濾
過体(14)を有する濾過装置において、前記濾過体(14)
は、前記バレル(11)の軸直角面に対し傾斜して配置され
ていることを特徴とする濾過装置。The filter (14) has a filter (14) downstream of a barrel (11) and a screw (15) rotatably inserted into a through hole of the barrel (11). )
Is disposed obliquely with respect to the plane perpendicular to the axis of the barrel (11).
濾過体(14)の傾斜角度θが３０度から６０度であること
を特徴とする請求項１記載の濾過装置。2. The filtering device according to claim 1, wherein an inclination angle θ of the filter body with respect to a plane perpendicular to the axis of the barrel is 30 degrees to 60 degrees.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11163888A JP2000351146A (en) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | Filter device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11163888A JP2000351146A (en) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | Filter device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000351146A true JP2000351146A (en) | 2000-12-19 |
Family
ID=15782717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11163888A Pending JP2000351146A (en) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | Filter device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000351146A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003079320A (en) * | 2001-09-12 | 2003-03-18 | Japan Steel Works Ltd:The | Method for texturizing soybean and texturizing apparatus |
-
1999
- 1999-06-10 JP JP11163888A patent/JP2000351146A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003079320A (en) * | 2001-09-12 | 2003-03-18 | Japan Steel Works Ltd:The | Method for texturizing soybean and texturizing apparatus |
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