JP2011000854A - ベントを備えた押出機のベントアップ検知方法および押出機 - Google Patents

ベントを備えた押出機のベントアップ検知方法および押出機 Download PDF

Info

Publication number
JP2011000854A
JP2011000854A JP2009147518A JP2009147518A JP2011000854A JP 2011000854 A JP2011000854 A JP 2011000854A JP 2009147518 A JP2009147518 A JP 2009147518A JP 2009147518 A JP2009147518 A JP 2009147518A JP 2011000854 A JP2011000854 A JP 2011000854A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vent
pressure
cylinder
molten resin
granulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009147518A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4977175B2 (ja
Inventor
Kenta Takanishi
研多 高西
Takeshi Ushio
剛 牛尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Steel Works Ltd filed Critical Japan Steel Works Ltd
Priority to JP2009147518A priority Critical patent/JP4977175B2/ja
Publication of JP2011000854A publication Critical patent/JP2011000854A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4977175B2 publication Critical patent/JP4977175B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/76Venting, drying means; Degassing means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/04Particle-shaped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92Measuring, controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92009Measured parameter
    • B29C2948/92019Pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92323Location or phase of measurement
    • B29C2948/92361Extrusion unit
    • B29C2948/9238Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
    • B29C2948/924Barrel or housing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504Controlled parameter
    • B29C2948/92514Pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819Location or phase of control
    • B29C2948/92857Extrusion unit
    • B29C2948/92876Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
    • B29C2948/92895Barrel or housing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】ベントを備えた押出機の、ベントアップの兆候を確実かつ早期に検知することができる、ベントアップの検知方法を提供する。
【解決手段】シリンダ(5)内に、第1の圧力センサ(12)を造粒装置(3)近傍に、第2の圧力センサ(13)をベント(10)と造粒装置(3)の間の所定の位置に、第3の圧力センサ(14)を造粒装置(3)寄りのベント(10)近傍に、それぞれ設ける。第1、2の圧力センサ(12、13)において測定される溶融樹脂の圧力から、ベント(10)近傍における溶融樹脂の圧力を予測して、ベントアップの兆候を検知する。第3のセンサ(14)において測定される溶融樹脂の圧力から、ベントアップの発生を検知する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、脱気用のベントが設けられている所定長さのシリンダと、該シリンダ内で回転駆動されるようになっているスクリューとから構成されている押出機において、シリンダ内で混練されている溶融樹脂が前記ベント内で盛り上がってしまうベントアップを検知するベントアップ検知方法および押出機に関するものである。
合成反応によって生成された合成樹脂は、不均質であったり必要とする物性を備えていない場合があり、さらには粒状に形成されていないので、そのままでは樹脂材料として利用しにくい。そこで、原料の合成樹脂は溶融され、所定の物性を備えるように所定の添加剤が添加されて混練される。すなわち、改質され均質化される。そして、造粒されてペレット状の樹脂材料として提供されている。このようなペレット状の樹脂材料は、押出機と造粒装置とからなる、従来周知のペレット製造装置によって製造されている。押出機は所定の長さのシリンダとシリンダ内で回転方向に駆動可能なスクリュとから、造粒装置はシリンダの前方に設けられているダイスとこのダイスに押しあてられながら回転する複数枚のカッタとからそれぞれ構成されており、押出機のシリンダの後方に設けられているホッパから原料の合成樹脂と添加剤を供給してスクリュを回転すると、スクリュのせん断による摩擦熱等によって溶融され、混練されてシリンダの前方に送られる。溶融した樹脂はダイスからストランド状に押し出されるので、カッタによって切断するとペレット状の樹脂材料が得られる。ところで、原料の合成樹脂には不純物である揮発成分も含まれているので、揮発成分を脱気する必要がある。そこで、押出機のシリンダには、所定の部分に開口部が設けられていると共に開口部にはベントが設けられ、自然排気により、または、必要に応じてベントに接続されている所定の負圧源によって強制排気されて、揮発成分が脱気されるようになっている。
押出機は、ベント近傍においてシリンダ内の溶融樹脂の圧力が低く維持されるように設計され、シリンダ内の溶融樹脂は開口部から上昇することはない。しかしながら、ダイスの目詰まり等の異常が発生してシリンダ内の溶融樹脂の圧力が高くなると、シリンダ内の溶融樹脂が開口部から上昇してベント内で盛り上がる、いわゆるベントアップが発生してしまう。ベントアップが発生しても速やかに検知して、原料の供給の調整、スクリュの回転速度の調整等の必要な処置を講じればベントアップを解消することができる。しかしながら、ベントアップを検知できなかったり、検知が遅れてしまうと、必要な処置を施することができず、溶融樹脂によってベントが閉塞されてしまう。そうすると、脱気出来なくなってしまうだけでなく、押出機が運転できなくなってしまい多大な損害が発生してしまう。また、運転を再開するために多大な作業を要するので、復旧に要するコストも嵩んでしまう。そこで、ベントアップを検知する色々な検知方法が提案されている。
特開2000−280239号公報 特公昭62−54655号公報 特公平07−29363号公報 特開平02−286314号公報 特開平06−254945号公報 特開平05−147094号公報
特許文献1には、ベント内に設けられている監視カメラによって、ベントアップを検知する検知方法が記載されている。ベント内には脱気された揮発成分や添加剤の蒸発による蒸気が充満しているが、監視カメラは保護管に入れられてベント内に設けられ、保護管が所定の加熱手段によって加熱されているので、揮発成分や蒸発した添加剤は監視カメラのレンズに付着しにくい。従って、比較的鮮明な画像を撮影することができる。画像は情報処理されて、ベントアップが発生したか否かが判定される。
特許文献2には、3個の温度センサによってベントアップを検知する検知方法が記載されている。具体的には第1の温度センサは常に溶融樹脂に接触するシリンダ内に、第2の温度センサはベント内の低い位置に、第3の温度センサはベント内の高い位置にそれぞれ設けられ、各センサで測定される温度のそれぞれの温度差を監視する。ベントアップが発生すると溶融樹脂が第2の温度センサに接触するので、第1、2の温度センサで検出される温度の差が小さくなり、第2、3の温度センサで検出される温度の差が大きくなる。この温度差を監視してベントアップを検知する。
特許文献3には、ベント内に設けられている2個の温度検出器によってベントアップを検知する検知方法が記載されている。具体的には、一方の温度検出器だけをヒータによって常時加熱して、他方の温度検出器で測定される温度より高温の温度が測定されるようにする。ベントアップが発生して溶融樹脂が両方の温度検出器に接触すると、測定される温度の差が小さくなるので、ベントアップを検知することができる。
特許文献4には、ベント内に設けられ、ヒータによって溶融樹脂の温度よりも高温に加熱された温度センサによってベントアップを検知する検知方法が記載されている。ベントアップが発生して溶融樹脂が温度センサに接触すると測定される温度が低下するので、ベントアップを検知することができる。
特許文献5には、シリンダ内の所定の位置に設けられている1個の圧力センサによってベントアップを検知する検知方法が記載されている。この方法によると、シリンダ内には溶融樹脂と揮発した気体とが混在しており、溶融樹脂の部分は圧力が高く、気体の部分は圧力が低くなっている。従って、圧力センサで測定される圧力は、溶融樹脂に接触しているときは高く、気体に接触しているときは低くなるので、変動することになる。このように変動する圧力の最低値を監視して、所定のしきい値よりも大きいときに、ベントアップが発生する兆候であると判断する。
特許文献6には、ベントより下流であってベントの近傍に設けられている1個の圧力センサによってベントアップを検知する検知方法が記載されている。特許文献6に記載の検知方法によると、圧力センサで計測される溶融樹脂の圧力を監視して、ベントアップの発生を検知する。あるいはベントアップの兆候を検知することができる。
特許文献1〜6に記載のいずれの方法によっても、ベントアップを検知することができるので、ベントアップの検知後に必要な処置を講じれば、溶融樹脂によってベント部が閉塞されてしまう事故をある程度防ぐことはできる。しかしながら、解決すべき問題も見受けられる。特許文献1〜4に記載のベントアップ検知方法においては、既に発生してしまったベントアップを検知できるだけであって、ベントアップの発生を事前に検知、もしくは予測することができない。従って、必要な処置が間に合わずにベントが閉塞されてしまう可能性がある。また、これらの検知方法においては、他の問題も認められる。例えば、特許文献1に記載の方法においては、監視カメラのレンズの曇りが防止される対策が施されているが、完全に曇りを防止することはできないので、メンテナンスを実施せずに長期間運転するとレンズが曇ってしまってベントアップを検知できなくなる場合がある。特許文献2〜4に記載の方法においては、溶融樹脂が温度センサに接触してベントアップを検知するようになっているので、溶融樹脂がベント内で十分に盛り上がらないと検知することができない。すなわち、ベントアップがある程度進行した後でないと検知することができないので、必要な処置を講じる時間的な余裕がない場合がある。さらには、これらの温度センサは、溶融樹脂が一旦付着してしまっても加熱手段によって加熱して溶融樹脂をある程度除去することが出来るようになっているが、完全に除去することは難しいと考えられる。そうすると、センサのメンテナンスを怠って付着した溶融樹脂を放置してしまうと、温度センサの感度が低下してしまうし、さらには付着した溶融樹脂が劣化してシリンダ内に混入して、品質の高い樹脂材料が得られなくなるという問題がある。
特許文献5、または特許文献6に記載の検知方法によると、ベントアップの兆候を検知することができるので、ベントアップの発生を予測することが出来る。従って、特許文献1〜4に記載の検知方法に比べると、必要な処置を講じる時間的な余裕はある。しかしながら、溶融樹脂の圧力の測定箇所はベント近傍であるので、ベントアップの兆候が検知された直後にベントアップが発生してしまう。つまり、必要な処置を講じる時間的な余裕はそれほど大きくはない。そうすると、原料の供給の調整、スクリュの回転速度の調整等の処置を講じても、十分にベントアップを抑制することが難しくなり、押出機の運転を中止しなければならない場合もある。また、特許文献5に記載の検知方法においては、シリンダ内に揮発した気体が存在しないときには、測定される圧力の最低値が高くなってしまうので、ベントアップが発生しないにも拘わらず、誤ってベントアップの兆候であると判断してしまう可能性があるし、圧力の最高値については格別に考慮されていないので、ベントアップが発生しているにも拘わらず、これを検知出来ないという可能性もある。
本発明は、上記したような問題点を解決したベントアップの検知方法およびそのような検知方法を実施できる押出機を提供することを目的としており、具体的には、センサを頻繁にメンテナンスする必要がなく、ベントアップの兆候を確実に検知することができ、ベントアップの兆候の検知は、ベントアップの発生よりも十分に早期にすることができ、従って、余裕を持って処置を講じて、確実にベントアップを抑制あるいは解消することができるベントアップの検知方法およびそのような検知方法を実施できる押出機を提供することを目的としている。
本発明は、上記目的を達成するために、脱気用のベントが設けられている所定長さのシリンダと、該シリンダ内で回転駆動されるようになっているスクリュとから構成され、シリンダの先端に造粒装置が設けられている押出機において、シリンダ内の溶融樹脂の圧力を測定するために、第1の圧力センサは造粒装置近傍に、第2の圧力センサは造粒装置とベントの間の所定の位置に、第3の圧力センサは造粒装置寄りのベント近傍に、それぞれ設けられている。そして、第1、2の圧力センサで測定される圧力から、ベントにおける溶融樹脂の圧力を予測して、ベントアップの兆候を検知するように構成する。さらには、第3の圧力センサで測定される圧力を監視してベントアップを検知するように構成する。
かくして、請求項1記載の発明は、上記目的を達成するために、脱気用のベントが設けられている所定長さのシリンダと、該シリンダ内で回転駆動されるようになっているスクリュとから構成され、前記シリンダの先端に造粒装置が設けられている押出機において、前記シリンダ内で混練されている溶融樹脂が前記ベント内で盛り上がるベントアップを検知する検知方法であって、前記シリンダ内において、前記造粒装置近傍の第1の位置と、前記造粒装置と前記ベントの間の所定の位置である第2の位置とで溶融樹脂の圧力を測定して、それぞれ第1、2の圧力を得、前記第1、2の圧力から、前記ベントにおける溶融樹脂の圧力を予測して、予め設定されている第1のしきい値と前記予測した圧力とを比較して、ベントアップの兆候を検知するように構成されている。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の方法において、前記造粒装置と前記ベントの間のシリンダ内の溶融樹脂の圧力は、前記ベントからの距離に比例して増加していると仮定して、前記第1、2の圧力と、前記第1、2の位置と、前記ベントの位置とから前記ベントにおける溶融樹脂の圧力を予測するように構成されている。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の方法において、前記シリンダ内において、前記造粒装置寄りの前記ベント近傍の第3の位置で溶融樹脂の圧力を測定して第3の圧力を得、予め設定されている第2のしきい値と前記第3の圧力とを比較して、ベントアップを検知するように構成されている。
請求項4に記載の発明は、脱気用のベントが設けられている所定長さのシリンダと、該シリンダ内で回転駆動されるようになっているスクリュとから構成され、前記シリンダの先端に造粒装置が設けられている押出機において、前記シリンダ内には、前記造粒装置近傍に第1の圧力センサが、前記造粒装置と前記ベントの間の所定の位置に第2の圧力センサがそれぞれ設けられ、前記第1、2の圧力センサは所定のコントローラに接続され、前記コントローラによって、前記第1、2の圧力センサで測定された溶融樹脂の圧力から、ベントにおける溶融樹脂の圧力が予測されて、ベントアップの兆候が検知されるように構成されている。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の押出機において、前記スクリュは、前記ベントに対応する部分から先端部まで同一の形状のフライトから形成されるように構成されている。
請求項6に記載の発明は、請求項4または5に記載の押出機において、前記シリンダ内には前記造粒装置寄りの前記ベント近傍の位置に第3の圧力センサが設けられ、前記第3の圧力センサは前記コントローラに接続され、前記コントローラによって、前記第3の圧力センサで測定された溶融樹脂の圧力からベントアップが検知されるように構成されている。
以上のように、本発明によると、脱気用のベントが設けられている所定長さのシリンダと、該シリンダ内で回転駆動されるようになっているスクリュとから構成され、シリンダの先端に造粒装置が設けられている押出機において、シリンダ内において、造粒装置近傍の第1の位置と、造粒装置とベントの間の所定の位置である第2の位置とで溶融樹脂の圧力を測定して、それぞれ第1、2の圧力を得、第1、2の圧力から、ベントにおける溶融樹脂の圧力を予測して、予め設定されている第1のしきい値と予測した圧力とを比較して、ベントアップの兆候を検知するように構成されているので、ベントアップの兆候を確実に検知することができ、ベントアップの発生よりも十分に早期に兆候を検知することができる。従って、余裕を持って必要な処置を講じることができ、確実にベントアップを抑制あるいは解消することが可能になる。また、他の発明によると、造粒装置とベントの間のシリンダ内の溶融樹脂の圧力は、ベントからの距離に比例して増加していると仮定して、第1、2の圧力と、第1、2の位置と、ベントの位置とからベントにおける溶融樹脂の圧力を予測するように構成されているので、圧力の予測の演算ロジックはシンプルであり、このような演算ロジックを実現するソフトウエアを安価に提供でき、従って安価に押出機を提供できることになる。また、他の発明によると、シリンダ内において、造粒装置寄りのベント近傍の第3の位置で溶融樹脂の圧力を測定して第3の圧力を得、予め設定されている第2のしきい値と第3の圧力とを比較して、ベントアップを検知するように構成されているので、ベントアップが発生してしまっても、速やかにベントアップを検知して対応することができ、ベントが溶融樹脂によって閉塞されてしまう事故を確実に防止することができる。さらには、他の発明によると、これらの圧力はシリンダ内に設けられている第1〜3の圧力センサによって測定されるように構成されているので、すなわち、溶融樹脂が付着して測定精度が低下してしまうような温度センサとは異なっているので、頻繁にセンサのメンテナンスを実施しなくても、安定した測定精度が得られ、ベントアップを確実に検知することが可能になる。
本発明の実施の形態に係る押出機を備えたペレット製造装置を示す側面断面図である。 本発明の実施の形態に係る押出機のシリンダ内の溶融樹脂の圧力の分布を示すグラフであり、その(ア)は正常運転時の、その(イ)〜(エ)は溶融樹脂の圧力が異常時の、それぞれの圧力の分布を示すグラフである。
以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るペレット製造装置1も、図1に示されているように、左側に位置する押出機2と、その右側に位置する造粒装置3とから構成されている。押出機2は、シリンダ5と、このシリンダ5の内部に回転駆動可能に設けられているスクリュ6とから構成されている。シリンダ5は、所定の長さの複数個のシリンダブロック7a、7b、…からなり、各シリンダブロック7a、7b、…は、それぞれの端部に設けられているフランジによって互いに接続されている。シリンダ5の後方、すなわち図1において左側の所定の部分には、図1に示されていないが、ホッパが設けられ、シリンダ5内に原料の合成樹脂や添加剤を供給することができるようになっている。シリンダ5の先端には造粒装置3が設けられている。造粒装置3は、シリンダ5に接続されているダイスと、ダイスに接して回転する複数枚のカッタと、これらを格納しているケーシングとから構成されており、図1には造粒装置3のみが模式的に示されている。このようなシリンダ5の所定の部分には、シリンダ5の外周面とシリンダボアを連通する所定の孔からなる開口部9が設けられ、開口部9にはベント10が設けられている。従って、シリンダ5内で溶融・混練される溶融樹脂に含まれている揮発成分等からなる不純物は、気化してベント10から脱気されることになる。
本実施の形態に係る押出機2においては、3個の圧力センサ、すなわち第1〜3の圧力センサ12、13、14がシリンダ5に設けられ、シリンダ5内の溶融樹脂の圧力を測定できるようになっている。第1の圧力センサ12は、シリンダ5の先端部、つまりダ造粒装置3近傍に設けられ、スクリュ6の先端の部分の溶融樹脂の圧力を測定するようになっている。第2の圧力センサ13は、シリンダの先端とベント10の間、つまり造粒装置3とベント10の間に設けられ、第3の圧力センサ14は、ベント10の下流側の直後、換言すると、造粒装置3寄りのベント10の近傍に設けられている。第1〜3の圧力センサ12、13、14は、それぞれ信号線16、17、18によってコントローラ19に接続されている。
本実施の形態において、スクリュ6は、原料の合成樹脂を効率よく溶融・混練するために、例えばニーディングディスク、逆フライト等が適宜設けられているが、ベント10に対応する部分から先端に向かう部分については、フルフライトスクリュ等の、単一の種類のスクリュから構成されている。従って、シリンダ5内のベント10から先端部における溶融樹脂の圧力は、ベント10からの距離に比例して一様に増加することになる。スクリュ6は本実施の形態においては1軸から構成されているが、2軸から構成されていてもよい。
本実施の形態に係るペレット造粒装置1の作用を説明する。スクリュ6を所定の回転数で駆動する。原料の合成樹脂と所定の添加剤をホッパから供給する。そうすると、スクリュのせん断による摩擦熱等によって合成樹脂はシリンダ5内で溶融され、添加剤と共に混練される。溶融樹脂はスクリュ6に送られてシリンダ5内を前方に送られる。ベント10において溶融樹脂に含まれている揮発成分からなる不純物が揮発して、不純物は脱気される。脱気後、溶融樹脂はスクリュ6によって前方に送られて造粒装置3のダイスからストランド状に押し出される。本実施の形態においては、造粒装置3には水が供給されており、ダイスは水中に没しているので、押し出された溶融樹脂は水中で固化する。回転するカッタによって固化した樹脂は切断されペレット状の樹脂材料が得られる。
図2の(ア)のグラフには、ペレット造粒装置1の正常運転時における、シリンダ5内の溶融樹脂の圧力分布が示されている。横軸にはシリンダ内の位置が、縦軸には溶融樹脂の圧力がそれぞれ採られており、第1〜3の圧力センサにおいて測定されている溶融樹脂の第1〜3の圧力21a、22a、23aがそれぞれプロットされている。図2の(ア)のグラフに示されているように、ベント10から先端部にかけての溶融樹脂の圧力は、ベント10からの距離に比例して増加している。つまり、シリンダ5内の溶融樹脂の圧力の圧力分布曲線24は直線状を呈している。第1、2の圧力21a、22aを通る直線25aを引き、ベント10の位置における樹脂圧力を読み取ると、ベント10における予想樹脂圧力26aが得られる。図2の(ア)に示されているように、予想樹脂圧力26aは、実質的に零になっている。この予想樹脂圧力26aは、正常運転時のベント10近傍の溶融樹脂の実際の圧力とほぼ等しく、圧力は実質的に大気圧に等しい。溶融樹脂の圧力が実質的に零であるので、正常運転時においては、溶融樹脂がベント10において盛り上がる、いわゆるベントアップは発生しない。なお、図2の(ア)のグラフにおいて、圧力分布曲線24aは、直線25aと実質的に同一の直線であり、第3の圧力23aも、ほぼ直線24上に乗っている。
ダイスの目詰まり等の異常が発生すると、シリンダ5内の溶融樹脂の圧力は、最初に先端部近傍、すなわちダイス近傍において上昇する。図2の(イ)のグラフに示されているように、第1の圧力センサ12において測定される第1の圧力21bが上昇する。シリンダ5内の溶融樹脂の圧力分布曲線24bは、第1の圧力センサ位置近傍において急激に上昇している。なお、第1、2の圧力21b、22bを通る直線25bの傾きは一時的に高くなるので、図2の(イ)のグラフには示されていないが、予想樹脂圧力はマイナスになる。
異常が発生してから所定の時間が経過すると、第2の圧力センサ13において測定される第2の圧力22cも上昇する。図2の(ウ)には、このような状態における、シリンダ5内の溶融樹脂の圧力の分布が示されている。シリンダ5内の圧力分布曲線24cは、第2、3の圧力センサ13、14の位置の間で大きく湾曲している。第1、2の圧力21c、22cを通る直線25cから得られる、ベントにおける予測樹脂圧力26cは、図2の(ウ)に示されているように、上昇する。コントローラ19は、予め設定されている第1のしきい値と予測樹脂圧力26cを比較する。予測樹脂圧力26cが第1のしきい値を超えたことを検出したら、ベントアップの兆候であると判定する。そうすると、コントローラ19は、アラームを出力する。オペレータは、押出機2への原料の合成樹脂の供給量を抑制したり、スクリュ6の回転速度を上げる、運転条件の変更を実施する。そうすると、所定時間経過後にシリンダ5内の溶融樹脂の圧力は、図2の(ア)に示されているように、正常状態に戻る。押出機2を停止することなく、ベントアップを抑制することができる。
オペレータの対応が遅れたり、対応を採ることが不可能な異常が発生している場合には、図2の(エ)に示されているように、第3の圧力センサ14において測定される第3の圧力23dも上昇してしまう。コントローラ19は、予め設定されている第2のしきい値と第3の圧力23dを比較する。第3の圧力23dが第2のしきい値を超えたことを検出したら、ベントアップが発生したと判断して、アラームを出力すると共に押出機2を停止する。ベントアップの発生直後に押出機2を停止するので、ベント10内に溶融樹脂が充満することはない。従って、異常箇所を復旧した後に、速やかに押出機2の運転を再開することができる。
本発明の実施の形態は色々な変形が可能である。例えば、ベントアップの兆候を検知したときに、コントローラはアラームを出力するだけのように説明されているが、コントローラの指令によって、直接押出機への原料の合成樹脂の供給量を抑制したり、スクリュの回転速度を上げるように制御してもよい。このようにすると、オペレータの対応による遅れがなくなるので、より確実にベントアップを抑制することが可能になる。また、本実施の形態においては、シリンダにダイスが直接設けられているように説明されているが、シリンダの先端にスクリーンチェンジャ等のろ過装置を介してダイスが設けられていても良い。このようなろ過装置も造粒装置の一部であると見なすことができ、本発明によれば、ろ過装置の目詰まりの異常に起因するベントアップの兆候を検知することも可能である。さらには、スクリュは、ベントに対応する部分から先端に向かう部分にかけて、フルフライトスクリュ等の単一の種類のスクリュから構成されているように説明されているが、途中にニーディングディスク等の異なるスクリュを設けるようにしても良い。そうすると、シリンダ内においてベントと先端の間の溶融樹脂の圧力分布は線形にはならず、所定の形状の曲線になることになるが、コントローラに予めこのような所定の形状の曲線を記憶させておけば、ベントにおける予測樹脂圧力を演算することができる。
本発明に係る押出機は、ペレット製造装置だけでなく、他の用途に使用される押出機にも適用が可能である。
1 ペレット製造装置 2 押出機
3 造粒装置 5 シリンダ
6 スクリュ
10 ベント
12、13、14 第1〜3の圧力センサ
19 コントローラ

Claims (6)

  1. 脱気用のベントが設けられている所定長さのシリンダと、該シリンダ内で回転駆動されるようになっているスクリュとから構成され、前記シリンダの先端に造粒装置が設けられている押出機において、前記シリンダ内で混練されている溶融樹脂が前記ベント内で盛り上がるベントアップを検知する検知方法であって、
    前記シリンダ内において、前記造粒装置近傍の第1の位置と、前記造粒装置と前記ベントの間の所定の位置である第2の位置とで溶融樹脂の圧力を測定して、それぞれ第1、2の圧力を得、
    前記第1、2の圧力から、前記ベントにおける溶融樹脂の圧力を予測して、予め設定されている第1のしきい値と前記予測した圧力とを比較して、ベントアップの兆候を検知することを特徴とするベントアップの検知方法。
  2. 請求項1に記載の方法において、前記造粒装置と前記ベントの間のシリンダ内の溶融樹脂の圧力は、前記ベントからの距離に比例して増加していると仮定して、前記第1、2の圧力と、前記第1、2の位置と、前記ベントの位置とから前記ベントにおける溶融樹脂の圧力を予測することを特徴とするベントアップの検知方法。
  3. 請求項1または2に記載の方法において、前記シリンダ内において、前記造粒装置寄りの前記ベント近傍の第3の位置で溶融樹脂の圧力を測定して第3の圧力を得、
    予め設定されている第2のしきい値と前記第3の圧力とを比較して、ベントアップを検知することを特徴とするベントアップの検知方法。
  4. 脱気用のベントが設けられている所定長さのシリンダと、該シリンダ内で回転駆動されるようになっているスクリュとから構成され、前記シリンダの先端に造粒装置が設けられている押出機において、
    前記シリンダ内には、前記造粒装置近傍に第1の圧力センサが、前記造粒装置と前記ベントの間の所定の位置に第2の圧力センサがそれぞれ設けられ、
    前記第1、2の圧力センサは所定のコントローラに接続され、
    前記コントローラによって、前記第1、2の圧力センサで測定された溶融樹脂の圧力から、ベントにおける溶融樹脂の圧力が予測されて、ベントアップの兆候が検知されるようになっていることを特徴とする押出機。
  5. 請求項4に記載の押出機において、前記スクリュは、前記ベントに対応する部分から先端部まで同一の形状のフライトから形成されていることを特徴とする押出機。
  6. 請求項4または5に記載の押出機において、前記シリンダ内には前記造粒装置寄りの前記ベント近傍の位置に第3の圧力センサが設けられ、前記第3の圧力センサは前記コントローラに接続され、前記コントローラによって、前記第3の圧力センサで測定された溶融樹脂の圧力からベントアップが検知されるようになっていることを特徴とする押出機。
JP2009147518A 2009-06-22 2009-06-22 ベントを備えた押出機のベントアップ検知方法および押出機 Active JP4977175B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009147518A JP4977175B2 (ja) 2009-06-22 2009-06-22 ベントを備えた押出機のベントアップ検知方法および押出機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009147518A JP4977175B2 (ja) 2009-06-22 2009-06-22 ベントを備えた押出機のベントアップ検知方法および押出機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011000854A true JP2011000854A (ja) 2011-01-06
JP4977175B2 JP4977175B2 (ja) 2012-07-18

Family

ID=43559222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009147518A Active JP4977175B2 (ja) 2009-06-22 2009-06-22 ベントを備えた押出機のベントアップ検知方法および押出機

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4977175B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013237265A (ja) * 2012-04-30 2013-11-28 Coperion Gmbh プラスチック材料粒状体を製造するための処理プラント始動方法、及び、プラスチック材料粒状体を製造するための処理プラント
CN114750394A (zh) * 2022-04-30 2022-07-15 汕头市达诚环保精机科技有限公司 一种挤出机真空冒料现象的检测及处理方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56144139A (en) * 1980-04-10 1981-11-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Pressure controlling device for vent type two-stage extrusion machine
JPH01204715A (ja) * 1987-12-24 1989-08-17 Hermann Berstorff Mas Gmbh 広い粘性範囲で熱可塑性合成樹脂溶融物を脱気する方法と押出し機
JPH01314134A (ja) * 1988-06-13 1989-12-19 Japan Steel Works Ltd:The ベント押出機における原料供給制御方法
JPH05147094A (ja) * 1991-12-02 1993-06-15 Japan Steel Works Ltd:The 脱気押出機
JPH06254945A (ja) * 1993-03-08 1994-09-13 Kobe Steel Ltd 脱気用押出機
JPH07205142A (ja) * 1994-01-12 1995-08-08 Japan Steel Works Ltd:The 二軸混練押出機
JP2000280239A (ja) * 1999-03-31 2000-10-10 Nippon Poripuro Kk プラスチック成形機のベントアップ防止装置
WO2009060967A1 (ja) * 2007-11-06 2009-05-14 Teijin Chemicals Ltd. ポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法および成形品

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56144139A (en) * 1980-04-10 1981-11-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Pressure controlling device for vent type two-stage extrusion machine
JPH01204715A (ja) * 1987-12-24 1989-08-17 Hermann Berstorff Mas Gmbh 広い粘性範囲で熱可塑性合成樹脂溶融物を脱気する方法と押出し機
JPH01314134A (ja) * 1988-06-13 1989-12-19 Japan Steel Works Ltd:The ベント押出機における原料供給制御方法
JPH05147094A (ja) * 1991-12-02 1993-06-15 Japan Steel Works Ltd:The 脱気押出機
JPH06254945A (ja) * 1993-03-08 1994-09-13 Kobe Steel Ltd 脱気用押出機
JPH07205142A (ja) * 1994-01-12 1995-08-08 Japan Steel Works Ltd:The 二軸混練押出機
JP2000280239A (ja) * 1999-03-31 2000-10-10 Nippon Poripuro Kk プラスチック成形機のベントアップ防止装置
WO2009060967A1 (ja) * 2007-11-06 2009-05-14 Teijin Chemicals Ltd. ポリカーボネート樹脂ペレットの製造方法および成形品

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013237265A (ja) * 2012-04-30 2013-11-28 Coperion Gmbh プラスチック材料粒状体を製造するための処理プラント始動方法、及び、プラスチック材料粒状体を製造するための処理プラント
CN114750394A (zh) * 2022-04-30 2022-07-15 汕头市达诚环保精机科技有限公司 一种挤出机真空冒料现象的检测及处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4977175B2 (ja) 2012-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2570246B1 (en) Granulation method and granulation device
JP2009131965A (ja) 混練処理装置の負荷監視方法及び負荷監視装置
JP4977175B2 (ja) ベントを備えた押出機のベントアップ検知方法および押出機
JP7029917B2 (ja) 造粒機、造粒方法及び加工方法
JP4553825B2 (ja) 押出成形装置の吐出量制御方法およびこれを用いて成形したシート状物
JP2004527404A (ja) ベント式一軸スクリュー押出機又はカスケード押出機において圧力調整するための方法及び装置
JP6639013B2 (ja) 樹脂ペレタイザ装置、及び、キャビテーション監視方法
JP7154173B2 (ja) ストランド製造機器を監視する監視装置、監視方法、および監視プログラム
JP4612582B2 (ja) ベントアップ検出機構および廃プラスチック処理方法
JPH0453694B2 (ja)
JP6841158B2 (ja) 押出成形装置及びシートの製造方法
JP4213523B2 (ja) ペレタイザ装置
JPH06170920A (ja) 熱可塑性樹脂押出機の押出量制御方法及び制御装置
JPH06254945A (ja) 脱気用押出機
JP2014100875A (ja) 多条射出成形機
JP5751718B2 (ja) スクリーンチェンジャ及びスクリーンチェンジャの予備充填方法
JPH05147094A (ja) 脱気押出機
CN114650902A (zh) 具有用于调整切割间隙的调整机构的塑料线股制粒机
JP2008087192A (ja) ポリマーの造粒方法と造粒装置
WO2021220718A1 (ja) 成形システム、異常予測装置、異常予測方法、プログラム及び学習済みモデル
JP2004074688A (ja) ポリマー造粒装置
JPH10323827A (ja) 造粒装置のカッタ刃折れ防止方法
JP2005074710A (ja) 樹脂ペレット製造装置
JP6080546B2 (ja) ゴムローラ製造用の押出し成形機
JP4876821B2 (ja) 造粒機のスタート方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110831

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110927

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120410

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120413

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4977175

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150420

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250