JP2002273777A - 超臨界流体を利用した混練・混合押出成形装置 - Google Patents
超臨界流体を利用した混練・混合押出成形装置Info
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 連続成形が可能であり、発泡セルが成形品に
生じないようにする。 【解決手段】 難成形材料に対して超臨界流体を注入し
て溶融・混練・混合するための溶融・混練・混合装置Ｅ
1 は、二軸スクリュ式押出機１と、シリンダ２の先端に
吸込側が接続されたギヤポンプ５と、ギヤポンプ５の吐
出側に一端が接続された圧力調整弁９が介在された吐出
管路８とを備えており、シリンダ２における混練・混合
部に対応する部位には超臨界流体注入口７が設けられて
いるとともに混練・混合部の上流側には逆流防止手段６
が設けられている。吐出管路８の他端から吐出された溶
融難成形材料は、タンク１１内において含浸された超臨
界流体がガス化して分離してベント口１２より機外へ放
出されたのち、接続管路１３を介して押出成形機Ｅ2 に
導入され、ダイ２２より発泡セルのない押出成形品とし
て押し出される。
生じないようにする。 【解決手段】 難成形材料に対して超臨界流体を注入し
て溶融・混練・混合するための溶融・混練・混合装置Ｅ
1 は、二軸スクリュ式押出機１と、シリンダ２の先端に
吸込側が接続されたギヤポンプ５と、ギヤポンプ５の吐
出側に一端が接続された圧力調整弁９が介在された吐出
管路８とを備えており、シリンダ２における混練・混合
部に対応する部位には超臨界流体注入口７が設けられて
いるとともに混練・混合部の上流側には逆流防止手段６
が設けられている。吐出管路８の他端から吐出された溶
融難成形材料は、タンク１１内において含浸された超臨
界流体がガス化して分離してベント口１２より機外へ放
出されたのち、接続管路１３を介して押出成形機Ｅ2 に
導入され、ダイ２２より発泡セルのない押出成形品とし
て押し出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、異種ポリマーブレ
ンド、ポリマーとフィラ−との混合成形材料、溶融温度
と熱分解温度との差が小さいポリマー等、厳しい成形条
件が要求される難成形材料の成形に用いられる、超臨界
流体を利用した混練・混合押出成形装置に関するもので
ある。
ンド、ポリマーとフィラ−との混合成形材料、溶融温度
と熱分解温度との差が小さいポリマー等、厳しい成形条
件が要求される難成形材料の成形に用いられる、超臨界
流体を利用した混練・混合押出成形装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、難成形材料の成形方法として、次
に説明する超臨界流体を利用した溶融成形方法がある。
に説明する超臨界流体を利用した溶融成形方法がある。
【０００３】この従来の超臨界流体を利用した溶融成形
方法は、撹拌機付き溶解槽またはスクリュ式混練・押出
機を用い、熱可塑性樹脂単独または熱可塑性樹脂および
各種添加剤と超臨界流体とを混合・溶融したのち、溶融
物の超臨界状態を保ちながら射出成形機に導入して射出
成形するか、あるいは押出機に導入してペレット化して
いる（特開平１１−２６３８５８号公報参照）。
方法は、撹拌機付き溶解槽またはスクリュ式混練・押出
機を用い、熱可塑性樹脂単独または熱可塑性樹脂および
各種添加剤と超臨界流体とを混合・溶融したのち、溶融
物の超臨界状態を保ちながら射出成形機に導入して射出
成形するか、あるいは押出機に導入してペレット化して
いる（特開平１１−２６３８５８号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
撹拌機付き溶解槽を用いた場合、熱可塑性樹脂と超臨界
流体とを混合・溶融する作業が基本的にはバッチ式とな
り生産性が低い。
撹拌機付き溶解槽を用いた場合、熱可塑性樹脂と超臨界
流体とを混合・溶融する作業が基本的にはバッチ式とな
り生産性が低い。
【０００５】また、スクリュ式混練・押出機を用いた場
合、注入された高圧の超臨界流体のホッパへの吹き戻り
が発生する。
合、注入された高圧の超臨界流体のホッパへの吹き戻り
が発生する。
【０００６】さらに、熱可塑性樹脂と超臨界流体とを混
合・溶融するための撹拌機付き溶解槽またはスクリュ式
混練・押出機と、射出成形機や押出機との間に脱気手段
が無く、超臨界流体が気泡または溶解した状態で成形品
中に残存し、発泡セルが生じることは避けられないとい
う問題点があった。
合・溶融するための撹拌機付き溶解槽またはスクリュ式
混練・押出機と、射出成形機や押出機との間に脱気手段
が無く、超臨界流体が気泡または溶解した状態で成形品
中に残存し、発泡セルが生じることは避けられないとい
う問題点があった。
【０００７】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであって、難成形材料であるにも
かかわらず、連続成形が可能であり、しかも発泡セルが
成形品に生じない、超臨界流体を利用した混練・混合押
出成形装置を実現することを目的とするものである。
に鑑みてなされたものであって、難成形材料であるにも
かかわらず、連続成形が可能であり、しかも発泡セルが
成形品に生じない、超臨界流体を利用した混練・混合押
出成形装置を実現することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明に係る超臨界流体を利用した混練・混合
押出成形装置は、難成形材料に対して超臨界流体を注入
して溶融・混練・混合するための溶融・混練・混合装置
と、前記溶融・混練・混合装置から吐出された溶融難成
形材料より含浸された超臨界流体をガス化させて除去す
るためのベント口を有するタンクと、前記タンクにより
超臨界流体が除去された溶融難成形材料を押出成形する
ための押出成形機とを備えた超臨界流体を利用した混練
・混合押出成形装置であって、前記溶融・混練・混合装
置は、上流側から下流側へ順次、輸送部、溶融部、混練
・混合部および排出部を備え、前記混練・混合部に対応
する部位に超臨界流体注入口を有するとともに前記混練
・混合部の上流側に逆流防止手段を有する二軸スクリュ
式押出機と、前記排出部に吸込側が接続されたギヤポン
プと、一端が前記ギヤポンプの吐出側に接続されている
とともに他端が前記タンクの上方部に接続された吐出管
路と、前記吐出管路に介在された前記ギヤポンプの吐出
圧力を制御するための圧力調整弁とを備えたことを特徴
とするものである。
め、第１の発明に係る超臨界流体を利用した混練・混合
押出成形装置は、難成形材料に対して超臨界流体を注入
して溶融・混練・混合するための溶融・混練・混合装置
と、前記溶融・混練・混合装置から吐出された溶融難成
形材料より含浸された超臨界流体をガス化させて除去す
るためのベント口を有するタンクと、前記タンクにより
超臨界流体が除去された溶融難成形材料を押出成形する
ための押出成形機とを備えた超臨界流体を利用した混練
・混合押出成形装置であって、前記溶融・混練・混合装
置は、上流側から下流側へ順次、輸送部、溶融部、混練
・混合部および排出部を備え、前記混練・混合部に対応
する部位に超臨界流体注入口を有するとともに前記混練
・混合部の上流側に逆流防止手段を有する二軸スクリュ
式押出機と、前記排出部に吸込側が接続されたギヤポン
プと、一端が前記ギヤポンプの吐出側に接続されている
とともに他端が前記タンクの上方部に接続された吐出管
路と、前記吐出管路に介在された前記ギヤポンプの吐出
圧力を制御するための圧力調整弁とを備えたことを特徴
とするものである。
【０００９】第２の発明に係る超臨界流体を利用した混
練・混合押出成形装置は、難成形材料に対して超臨界流
体を注入して溶融・混練・混合するための溶融・混練・
混合装置と、前記溶融・混練・混合装置から吐出された
溶融難成形材料より含浸された超臨界流体をガス化させ
てベント口より除去したのち押出成形するベント式押出
成形機とを備えた超臨界流体を利用した混練・混合押出
成形装置であって、前記溶融・混練・混合装置は、上流
側から下流側へ順次、輸送部、溶融部、混練・混合部お
よび排出部を備え、前記混練・混合部に対応する部位に
超臨界流体注入口を有するとともに前記混練・混合部の
上流側に逆流防止手段を有する二軸スクリュ式押出機
と、前記排出部に吸込側が接続されたギヤポンプと、一
端が前記ギヤポンプの吐出側に接続されているとともに
他端が前記ベント式押出成形機の供給部に接続された吐
出管路と、前記吐出管路に介在された前記ギヤポンプの
吐出圧力を制御するための圧力調整弁とを備えたことを
特徴とするものである。
練・混合押出成形装置は、難成形材料に対して超臨界流
体を注入して溶融・混練・混合するための溶融・混練・
混合装置と、前記溶融・混練・混合装置から吐出された
溶融難成形材料より含浸された超臨界流体をガス化させ
てベント口より除去したのち押出成形するベント式押出
成形機とを備えた超臨界流体を利用した混練・混合押出
成形装置であって、前記溶融・混練・混合装置は、上流
側から下流側へ順次、輸送部、溶融部、混練・混合部お
よび排出部を備え、前記混練・混合部に対応する部位に
超臨界流体注入口を有するとともに前記混練・混合部の
上流側に逆流防止手段を有する二軸スクリュ式押出機
と、前記排出部に吸込側が接続されたギヤポンプと、一
端が前記ギヤポンプの吐出側に接続されているとともに
他端が前記ベント式押出成形機の供給部に接続された吐
出管路と、前記吐出管路に介在された前記ギヤポンプの
吐出圧力を制御するための圧力調整弁とを備えたことを
特徴とするものである。
【００１０】また、吐出管路の他端に、溶融難成形材料
を多数の流れに分流させるための分散板を付設する。
を多数の流れに分流させるための分散板を付設する。
【００１１】さらに、二軸スクリュ式押出機は、スクリ
ュの混練・混合部に対応する部位にニーディングディス
クを有するものとする。
ュの混練・混合部に対応する部位にニーディングディス
クを有するものとする。
【００１２】また、逆流防止手段が、シールリングであ
るものとする。
るものとする。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００１４】先ず、第１の実施の形態による超臨界流体
を利用した混練・混合押出成形装置について説明する。
を利用した混練・混合押出成形装置について説明する。
【００１５】本実施の形態による超臨界流体を利用した
混練・混合押出成形装置は、比較的大容量押出、多量の
超臨界流体注入する場合に使用するものであって、図１
に示すように、難成形材料に対して超臨界流体を注入し
て溶融・混練・混合するための溶融・混練・混合装置Ｅ
1 と、溶融・混練・混合装置Ｅ1 によって溶融・混練・
混合された溶融難成形材料より含浸された超臨界流体を
分離除去するためベント口１２を有するタンク１１と、
タンク１１において超臨界流体が分離除去された溶融難
成形材料を押出成形するための押出成形機Ｅ2 とを備え
ている。
混練・混合押出成形装置は、比較的大容量押出、多量の
超臨界流体注入する場合に使用するものであって、図１
に示すように、難成形材料に対して超臨界流体を注入し
て溶融・混練・混合するための溶融・混練・混合装置Ｅ
1 と、溶融・混練・混合装置Ｅ1 によって溶融・混練・
混合された溶融難成形材料より含浸された超臨界流体を
分離除去するためベント口１２を有するタンク１１と、
タンク１１において超臨界流体が分離除去された溶融難
成形材料を押出成形するための押出成形機Ｅ2 とを備え
ている。
【００１６】溶融・混練・混合装置Ｅ1 は、シリンダ２
内に２本のスクリュ３が回転自在に配設された二軸スク
リュ式押出機１と、シリンダ２の先端に吸込側が接続さ
れたギヤポンプ５と、ギヤポンプ５の吐出側に一端が接
続された圧力調整弁９が介在された吐出管路８とを備え
ている。二軸スクリュ式押出機１は、供給部であるホッ
パ４側からギヤポンプ５側、すなわち上流側から下流側
へ順次、輸送部、溶融部、混練・混合部、排出部を備え
ている。
内に２本のスクリュ３が回転自在に配設された二軸スク
リュ式押出機１と、シリンダ２の先端に吸込側が接続さ
れたギヤポンプ５と、ギヤポンプ５の吐出側に一端が接
続された圧力調整弁９が介在された吐出管路８とを備え
ている。二軸スクリュ式押出機１は、供給部であるホッ
パ４側からギヤポンプ５側、すなわち上流側から下流側
へ順次、輸送部、溶融部、混練・混合部、排出部を備え
ている。
【００１７】各スクリュ３における混練・混合部に対応
する部位には、ニーディングディスク３ｂが設けられて
いるとともに、ニーディングディスク３ｂの上流側、す
なわち、混練・混合部の上流側にはシールリングやゲー
トバルブ等の逆流防止手段６が配設されており、ニーデ
ィングディスク３ｂおよび逆流防止手段６以外の部分に
はフライト３ａが設けられている。
する部位には、ニーディングディスク３ｂが設けられて
いるとともに、ニーディングディスク３ｂの上流側、す
なわち、混練・混合部の上流側にはシールリングやゲー
トバルブ等の逆流防止手段６が配設されており、ニーデ
ィングディスク３ｂおよび逆流防止手段６以外の部分に
はフライト３ａが設けられている。
【００１８】なお、上述したニーディングディスク３ｂ
のかわりに、ロータ等の他の混練・混合手段を設けたも
のに変更することができる。また、逆流防止弁６の上流
側に設けられたフルフライト３ａのかわりに、ニーディ
ングディスクやロータ等の混練・混合手段を設けたもの
に変更することができる。
のかわりに、ロータ等の他の混練・混合手段を設けたも
のに変更することができる。また、逆流防止弁６の上流
側に設けられたフルフライト３ａのかわりに、ニーディ
ングディスクやロータ等の混練・混合手段を設けたもの
に変更することができる。
【００１９】また、シリンダ２における混練・混合部に
対応する部位には超臨界流体注入口７が設けられてお
り、この超臨界流体注入口７は、流量調整弁３３、流量
計３２等が介在された供給管路３１を介して超臨界流体
発生装置３０に接続されている。
対応する部位には超臨界流体注入口７が設けられてお
り、この超臨界流体注入口７は、流量調整弁３３、流量
計３２等が介在された供給管路３１を介して超臨界流体
発生装置３０に接続されている。
【００２０】ここで、超臨界流体発生装置３０は、ボン
ベ３４に貯留された炭酸ガスや窒素ガス等の不活性ガス
を臨界圧力および臨界温度以上にして超臨界流体を生成
することができる公知の装置を用いることができる。
ベ３４に貯留された炭酸ガスや窒素ガス等の不活性ガス
を臨界圧力および臨界温度以上にして超臨界流体を生成
することができる公知の装置を用いることができる。
【００２１】因みに、炭酸ガスの場合は、臨界温度が３
１．１℃、臨界圧力７．３８ＭＰａ以上にて超臨界流体
となり、窒素ガスの場合は、臨界温度が−１４７℃、臨
界圧力３．４ＭＰａ以上にて超臨界流体となる。
１．１℃、臨界圧力７．３８ＭＰａ以上にて超臨界流体
となり、窒素ガスの場合は、臨界温度が−１４７℃、臨
界圧力３．４ＭＰａ以上にて超臨界流体となる。
【００２２】なお、吐出管路８には、その外周面にバン
ドヒータ等の加熱手段（不図示）を配設するとともに、
タンク１１の上方部に連通された他端には、図２の
（ａ）に示す多数の孔を有する多孔板１０ａや、図２の
（ｂ）に示す格子状のスリットを有するスリット板１０
ｂ等からなる分散板１０が設けられている。
ドヒータ等の加熱手段（不図示）を配設するとともに、
タンク１１の上方部に連通された他端には、図２の
（ａ）に示す多数の孔を有する多孔板１０ａや、図２の
（ｂ）に示す格子状のスリットを有するスリット板１０
ｂ等からなる分散板１０が設けられている。
【００２３】タンク１１は、上方部に大気開放または真
空吸引方式のベント口１２が設けられているとともに、
底部が接続管路１３を介し押出成形機Ｅ2 の供給口２１
ａに連通されており、吐出管路８の他端に設けられた分
散板１０を通して多数の細い流れに分流された溶融難成
形材料が流下する空間部を大気圧または減圧状態に維持
することによって、溶融難成形材料中に含浸された超臨
界流体をガス化してベント口１２を介して機外へ除去
し、超臨界流体が混在しない溶融難成形材料を押出成形
機Ｅ2 の供給口２１ａへ供給できるように構成されてい
る。
空吸引方式のベント口１２が設けられているとともに、
底部が接続管路１３を介し押出成形機Ｅ2 の供給口２１
ａに連通されており、吐出管路８の他端に設けられた分
散板１０を通して多数の細い流れに分流された溶融難成
形材料が流下する空間部を大気圧または減圧状態に維持
することによって、溶融難成形材料中に含浸された超臨
界流体をガス化してベント口１２を介して機外へ除去
し、超臨界流体が混在しない溶融難成形材料を押出成形
機Ｅ2 の供給口２１ａへ供給できるように構成されてい
る。
【００２４】なお、タンク１１に加熱装置を付設し、タ
ンク内の溶融難成形材料の温度制御を行なうことができ
るように変更することができる。
ンク内の溶融難成形材料の温度制御を行なうことができ
るように変更することができる。
【００２５】押出成形機Ｅ2 は、供給口２１ａより供給
された超臨界流体が混在しない溶融難成形材料をシリン
ダ２１の先端に付設されたダイ２２より押し出すことが
できるように構成されている。
された超臨界流体が混在しない溶融難成形材料をシリン
ダ２１の先端に付設されたダイ２２より押し出すことが
できるように構成されている。
【００２６】なお、上述した押出成形機Ｅ2 のかわり
に、真空吸引あるいは大気開放ベント口を有する押出成
形機に変更し、さらなる超臨界流体の除去を行なえるよ
うにしてもよい。
に、真空吸引あるいは大気開放ベント口を有する押出成
形機に変更し、さらなる超臨界流体の除去を行なえるよ
うにしてもよい。
【００２７】続いて、本実施の形態による超臨界流体を
用いた混練・混合押出成形装置の動作について説明す
る。
用いた混練・混合押出成形装置の動作について説明す
る。
【００２８】二軸スクリュ式押出機１において、ホッパ
４より供給された難成形材料は、輸送部から溶融部を経
て混練・混合部へ移送され、超臨界流体注入口７を介し
て注入された超臨界流体と溶融・混練・混合されたの
ち、排出部を経てギヤポンプ５の吸込側へ移送される。
４より供給された難成形材料は、輸送部から溶融部を経
て混練・混合部へ移送され、超臨界流体注入口７を介し
て注入された超臨界流体と溶融・混練・混合されたの
ち、排出部を経てギヤポンプ５の吸込側へ移送される。
【００２９】この場合、難成形材料と超臨界流体とはス
クリュ３の混練・混合部に対応する部位に設けられたニ
ーディングディスク３ｂにより溶融・混練・混合される
が、超臨界流体によってポリマーの粘度が低下するた
め、比較的に低剪断応力で溶融・混練・混合が促進さ
れ、ポリマーの劣化やフィラーの破砕等が防止される。
また、ニーディングディスク３ｂの設けられた混練・混
合部の上流側、すなわち混練・混合部と溶融部との境界
部にシールリングやゲートバルブ等からなる逆流防止手
段６が設けられているため、注入された高圧の超臨界流
体がホッパ４へ吹き戻ることがない。
クリュ３の混練・混合部に対応する部位に設けられたニ
ーディングディスク３ｂにより溶融・混練・混合される
が、超臨界流体によってポリマーの粘度が低下するた
め、比較的に低剪断応力で溶融・混練・混合が促進さ
れ、ポリマーの劣化やフィラーの破砕等が防止される。
また、ニーディングディスク３ｂの設けられた混練・混
合部の上流側、すなわち混練・混合部と溶融部との境界
部にシールリングやゲートバルブ等からなる逆流防止手
段６が設けられているため、注入された高圧の超臨界流
体がホッパ４へ吹き戻ることがない。
【００３０】また、ギヤポンプ５の吐出側は、ゲートバ
ルブ等の圧力調整弁９を介在させた吐出管路８の一端に
接続されているため、圧力調整弁９を制御してギヤポン
プ５の吐出圧を吸込側の圧力より高く保ち、ギヤポンプ
の安定性を維持することで、二軸スクリュ式押出機１の
シリンダ２内の内圧調整が可能となり、安定した超臨界
状態での溶融・混練・混合を連続的に実行することがで
きる。
ルブ等の圧力調整弁９を介在させた吐出管路８の一端に
接続されているため、圧力調整弁９を制御してギヤポン
プ５の吐出圧を吸込側の圧力より高く保ち、ギヤポンプ
の安定性を維持することで、二軸スクリュ式押出機１の
シリンダ２内の内圧調整が可能となり、安定した超臨界
状態での溶融・混練・混合を連続的に実行することがで
きる。
【００３１】さらに、溶融難成形材料は、吐出管路８の
他端に設けられた分散板１０によって多数の流れに分流
されて表面積が増大した状態でタンク１１内を流下し、
圧力が低下して溶融難成形材料中に含浸されていた超臨
界流体がガス化して分離し、ベント口１２を介して機外
へ放出される。
他端に設けられた分散板１０によって多数の流れに分流
されて表面積が増大した状態でタンク１１内を流下し、
圧力が低下して溶融難成形材料中に含浸されていた超臨
界流体がガス化して分離し、ベント口１２を介して機外
へ放出される。
【００３２】なお、ベント口１２は大気解放に限らず、
必要に応じて真空発生源に接続して真空吸引に変更する
ことができる。
必要に応じて真空発生源に接続して真空吸引に変更する
ことができる。
【００３３】タンク１１内において超臨界流体が分離除
去された溶融難成形材料は、タンク１１の底部から接続
管路１３を介して押出成形機Ｅ2 に導入されてシリンダ
２１の先端に配設されたダイ２２より押し出され、発泡
セルのない押出成形品が連続成形される。
去された溶融難成形材料は、タンク１１の底部から接続
管路１３を介して押出成形機Ｅ2 に導入されてシリンダ
２１の先端に配設されたダイ２２より押し出され、発泡
セルのない押出成形品が連続成形される。
【００３４】なお、本実施の形態において、押出成形機
Ｅ2 としては、スクリュ式押出成形機に限らず、連続押
し出しができるものであればギヤポンプ式押出成形機や
その他の連続押出成形機を用いることができる。
Ｅ2 としては、スクリュ式押出成形機に限らず、連続押
し出しができるものであればギヤポンプ式押出成形機や
その他の連続押出成形機を用いることができる。
【００３５】次に、第２の実施の形態による超臨界流体
を利用した混練・混合押出成形装置について説明する。
を利用した混練・混合押出成形装置について説明する。
【００３６】本実施の形態による超臨界流体を利用した
混練・混合押出成形装置は、比較的小容量押出、小量の
超臨界流体注入の場合に使用するもので、図１に示した
第１の実施の形態による超臨界流体を利用した混練・混
合押出成形装置における、タンク１１および押出成形機
Ｅ2 の替わりに、図３に示すように、ベント式押出成形
機Ｅ3 を用いた点が異なる。以下、第１の実施の形態と
同一部分は同一符号を付してその説明は省略し、異なる
部分について説明する。
混練・混合押出成形装置は、比較的小容量押出、小量の
超臨界流体注入の場合に使用するもので、図１に示した
第１の実施の形態による超臨界流体を利用した混練・混
合押出成形装置における、タンク１１および押出成形機
Ｅ2 の替わりに、図３に示すように、ベント式押出成形
機Ｅ3 を用いた点が異なる。以下、第１の実施の形態と
同一部分は同一符号を付してその説明は省略し、異なる
部分について説明する。
【００３７】図３に示すように、圧力調整弁９が介在さ
れた吐出管路８の他端は、ベント式押出成形機Ｅ3 の供
給口５１ａに直接接続されている。
れた吐出管路８の他端は、ベント式押出成形機Ｅ3 の供
給口５１ａに直接接続されている。
【００３８】ベント式押出成形機Ｅ3 は、シリンダ５１
の先端部にダイ５２が配設されており、シリンダ５１の
ベント部に２つのベント口５３が軸方向に間隔をおいて
設けられている。各ベント口５３は分岐管路５４ａを介
して吸引管路５４の一端側に接続されており、吸引管路
５４の他端側は真空ポンプ５５の吸込側に接続されてい
る。
の先端部にダイ５２が配設されており、シリンダ５１の
ベント部に２つのベント口５３が軸方向に間隔をおいて
設けられている。各ベント口５３は分岐管路５４ａを介
して吸引管路５４の一端側に接続されており、吸引管路
５４の他端側は真空ポンプ５５の吸込側に接続されてい
る。
【００３９】なお、ベント口の数は、上述した２個に限
らず必要に応じて増減できる。また、上述した真空吸引
ベント口のかわりに、大気開放ベント口に変更すること
ができる。
らず必要に応じて増減できる。また、上述した真空吸引
ベント口のかわりに、大気開放ベント口に変更すること
ができる。
【００４０】本実施の形態において、吐出管路８の他端
に接続された供給口５１ａよりシリンダ５１内に吐出さ
れた溶融難成形材料は、ベント部において溶融難成形材
料中に含浸された超臨界流体がガス化して、各ベント口
５３より分岐管路５４ａ、吸引管路５４を介して機外へ
分離除去されたのち、ダイ５２より押し出される。
に接続された供給口５１ａよりシリンダ５１内に吐出さ
れた溶融難成形材料は、ベント部において溶融難成形材
料中に含浸された超臨界流体がガス化して、各ベント口
５３より分岐管路５４ａ、吸引管路５４を介して機外へ
分離除去されたのち、ダイ５２より押し出される。
【００４１】なお、吐出管路８の他端に図２の（ａ）、
（ｂ）に示した多孔板１０ａまたはスリット板１０ｂ等
からなる分散板（不図示）を設けることができる。
（ｂ）に示した多孔板１０ａまたはスリット板１０ｂ等
からなる分散板（不図示）を設けることができる。
【００４２】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。
で、以下に記載するような効果を奏する。
【００４３】溶融・混練・混合装置において、注入され
た高圧の超臨界流体が吹き戻ることがなく、また吐出管
路に介在された圧力調整弁を制御してギヤポンプの吐出
側の圧力を調整することで二軸スクリュ式押出機の内圧
調整が可能となり、安定した超臨界状態での溶融・混練
・混合を連続的に実行することができる。その結果、ポ
リマーの劣化やフィラーの破砕等が防止されるとともに
発泡セルのない高品質の押出成形品を連続的に成形する
ことができる。
た高圧の超臨界流体が吹き戻ることがなく、また吐出管
路に介在された圧力調整弁を制御してギヤポンプの吐出
側の圧力を調整することで二軸スクリュ式押出機の内圧
調整が可能となり、安定した超臨界状態での溶融・混練
・混合を連続的に実行することができる。その結果、ポ
リマーの劣化やフィラーの破砕等が防止されるとともに
発泡セルのない高品質の押出成形品を連続的に成形する
ことができる。
【図１】第１の実施の形態による超臨界流体を利用した
混練・混合押出成形装置を示す説明図である。
混練・混合押出成形装置を示す説明図である。
【図２】図１に示した超臨界流体を利用した混練・混合
押出成形装置に用いる分散板を示し、（ａ）は多数の孔
を有する多孔板の模式平面図、（ｂ）は格子状のスリッ
トを有するスリット板の模式平面図である。
押出成形装置に用いる分散板を示し、（ａ）は多数の孔
を有する多孔板の模式平面図、（ｂ）は格子状のスリッ
トを有するスリット板の模式平面図である。
【図３】第２の実施の形態による超臨界流体を利用した
混練・混合押出成形装置を示す説明図である。
混練・混合押出成形装置を示す説明図である。
１ 二軸スクリュ式押出機 ２、２１、５１ シリンダ ３ スクリュ ３ａ フライト ３ｂ ニーディングディスク ４ ホッパ ５ ギヤポンプ ６ 逆流防止手段 ７ 超臨界流体注入口 ８ 吐出管路 ９ 圧力調整弁 １０ 分散板 １１ タンク １２、５３ ベント口 ２１ａ、５１ａ 供給口 ３０ 超臨界流体発生装置 ３１ 供給管路 ３２ 流量計 ３３ 流量調整弁 ３４ ボンベ Ｅ1 溶融・混練・混合装置 Ｅ2 押出成形機 Ｅ3 ベント式押成形出機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富山 秀樹 広島県広島市安芸区船越南一丁目６番１号 株式会社日本製鋼所内 Ｆターム(参考） 4F207 AM01 AM03 AM27 AM28 AP02 KA01 KA17 KF01 KF12 KK13 KK23 KK30 KK34 KL43 KL47 KL49 KL92 KL94 KL96 KM06 KM16
Claims (5)
- 【請求項１】 難成形材料に対して超臨界流体を注入し
て溶融・混練・混合するための溶融・混練・混合装置
（Ｅ1 ）と、前記溶融・混練・混合装置から吐出された
溶融難成形材料より含浸された超臨界流体をガス化させ
て除去するためのベント口を有するタンク（１１）と、
前記タンクにより超臨界流体が除去された溶融難成形材
料を押出成形するための押出成形機（Ｅ2 ）とを備えた
超臨界流体を利用した混練・混合押出成形装置であっ
て、 前記溶融・混練・混合装置は、上流側から下流側へ順
次、輸送部、溶融部、混練・混合部および排出部を備
え、前記混練・混合部に対応する部位に超臨界流体注入
口（７）を有するとともに前記混練・混合部の上流側に
逆流防止手段（６）を有する二軸スクリュ式押出機
（１）と、前記排出部に吸込側が接続されたギヤポンプ
（５）と、一端が前記ギヤポンプの吐出側に接続されて
いるとともに他端が前記タンクの上方部に接続された吐
出管路（８）と、前記吐出管路に介在された前記ギヤポ
ンプの吐出圧力を制御するための圧力調整弁（９）とを
備えたことを特徴とする超臨界流体を利用した混練・混
合押出成形装置。 - 【請求項２】 難成形材料に対して超臨界流体を注入し
て溶融・混練・混合するための溶融・混練・混合装置
（Ｅ1 ）と、前記溶融・混練・混合装置から吐出された
溶融難成形材料より含浸された超臨界流体をガス化させ
てベント口より除去したのち押出成形するベント式押出
成形機（Ｅ3 ）とを備えた超臨界流体を利用した混練・
混合押出成形装置であって、 前記溶融・混練・混合装置は、上流側から下流側へ順
次、輸送部、溶融部、混練・混合部および排出部を備
え、前記混練・混合部に対応する部位に超臨界流体注入
口（７）を有するとともに前記混練・混合部の上流側に
逆流防止手段（６）を有する二軸スクリュ式押出機
（１）と、前記排出部に吸込側が接続されたギヤポンプ
（５）と、一端が前記ギヤポンプの吐出側に接続されて
いるとともに他端が前記ベント式押出成形機の供給部に
接続された吐出管路（８）と、前記吐出管路に介在され
た前記ギヤポンプの吐出圧力を制御するための圧力調整
弁（９）とを備えたことを特徴とする超臨界流体を利用
した混練・混合押出成形装置。 - 【請求項３】 吐出管路（８）の他端に、溶融難成形材
料を多数の流れに分流させるための分散板（１０）を付
設したことを特徴とする請求項１または２記載の超臨界
流体を利用した混練・混合押出成形装置。 - 【請求項４】 二軸スクリュ式押出機（１）は、スクリ
ュ（３）の混練・混合部に対応する部位にニーディング
ディスクを有することを特徴とする請求項１ないし３い
ずれか１項記載の超臨界流体を利用した混練・混合押出
成形装置。 - 【請求項５】 逆流防止手段（６）がシールリングであ
ることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載
の超臨界流体を利用した混練・混合押出成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001075267A JP3686002B2 (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 超臨界流体を利用した混練・混合押出成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001075267A JP3686002B2 (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 超臨界流体を利用した混練・混合押出成形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002273777A true JP2002273777A (ja) | 2002-09-25 |
| JP3686002B2 JP3686002B2 (ja) | 2005-08-24 |
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| JP2001075267A Expired - Fee Related JP3686002B2 (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 超臨界流体を利用した混練・混合押出成形装置 |
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| JP (1) | JP3686002B2 (ja) |
Cited By (13)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2009125975A (ja) * | 2007-11-20 | 2009-06-11 | Japan Steel Works Ltd:The | 熱可塑性樹脂に含有された異物の除去方法 |
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| CN104494155A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-04-08 | 泰瑞机器股份有限公司 | 一种固体废弃高分子材料在线处理系统 |
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| WO2024034189A1 (ja) * | 2022-08-08 | 2024-02-15 | 株式会社日本製鋼所 | 樹脂の分解処理方法および分解処理装置 |
| WO2024034190A1 (ja) * | 2022-08-08 | 2024-02-15 | 株式会社日本製鋼所 | 樹脂の分解処理方法および分解処理装置 |
-
2001
- 2001-03-16 JP JP2001075267A patent/JP3686002B2/ja not_active Expired - Fee Related
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