JP3434418B2 - 同方向回転２軸押出機による高融点樹脂の脱水システム - Google Patents
同方向回転２軸押出機による高融点樹脂の脱水システムInfo
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- B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92504—Controlled parameter
- B29C2948/9258—Velocity
- B29C2948/9259—Angular velocity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92504—Controlled parameter
- B29C2948/92704—Temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92819—Location or phase of control
- B29C2948/92857—Extrusion unit
- B29C2948/92876—Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
- B29C2948/92885—Screw or gear
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion 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
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、融点が２００℃以
上の水分を含有する高融点樹脂材料の脱水システムに係
り、特にこの種の高融点樹脂材料を同方向回転２軸スク
リュの間で溶融混練することにより、前記含有水分を除
去して押出成形する、同方向回転２軸押出機による高融
点樹脂の脱水方法および脱水装置並びに高融点樹脂の脱
水成形における運転監視システムに関する。
上の水分を含有する高融点樹脂材料の脱水システムに係
り、特にこの種の高融点樹脂材料を同方向回転２軸スク
リュの間で溶融混練することにより、前記含有水分を除
去して押出成形する、同方向回転２軸押出機による高融
点樹脂の脱水方法および脱水装置並びに高融点樹脂の脱
水成形における運転監視システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、熱可塑性樹脂のポリマ製造工程
における樹脂材料あるいはこれらプラスチック製品の廃
棄物リサイクル工程における粉砕物等（以下、樹脂材料
と称する）は、比較的多量の水分を含有しているので、
前記各工程の終りには前記含有水分を除去する脱水工程
が必要とされる。
における樹脂材料あるいはこれらプラスチック製品の廃
棄物リサイクル工程における粉砕物等（以下、樹脂材料
と称する）は、比較的多量の水分を含有しているので、
前記各工程の終りには前記含有水分を除去する脱水工程
が必要とされる。
【０００３】そこで、従来この種の脱水処理として、例
えばＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジェン・スチレ
ン）樹脂の製造工程においては、一般に流動乾燥炉等を
使用する方法が採用されていた。しかるに、乳化重合に
より製造されるＡＢＳラテックスは、凝固、水洗されて
多量の水分を含むスラリ状のものとして得られる。そこ
で、この場合の脱水方法としては、まず前記スラリを遠
心脱水機に供給して脱水を行い、含水率３０〜４０％程
度の含水パウダまたはウエットケーキを得る。この含水
パウダは、最終工程の押出機によるコンパウンディン
グ、造粒工程におけるベントアップや発泡現象を防ぐた
めに、乾燥管や流動乾燥炉等を使用して熱エネルギによ
り含水率１％程度まで乾燥させる。
えばＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジェン・スチレ
ン）樹脂の製造工程においては、一般に流動乾燥炉等を
使用する方法が採用されていた。しかるに、乳化重合に
より製造されるＡＢＳラテックスは、凝固、水洗されて
多量の水分を含むスラリ状のものとして得られる。そこ
で、この場合の脱水方法としては、まず前記スラリを遠
心脱水機に供給して脱水を行い、含水率３０〜４０％程
度の含水パウダまたはウエットケーキを得る。この含水
パウダは、最終工程の押出機によるコンパウンディン
グ、造粒工程におけるベントアップや発泡現象を防ぐた
めに、乾燥管や流動乾燥炉等を使用して熱エネルギによ
り含水率１％程度まで乾燥させる。
【０００４】この乾燥工程では、３０〜４０％もの水分
を熱エネルギにより蒸発させるため、膨大なエネルギと
時間が必要とされる。また、含水率が低下した乾燥状態
に近いパウダは、粉塵爆発の危険性があるため、装置全
体を加熱状態の窒素ガスにより酸素遮断する必要があ
り、このため設備が大規模となる。
を熱エネルギにより蒸発させるため、膨大なエネルギと
時間が必要とされる。また、含水率が低下した乾燥状態
に近いパウダは、粉塵爆発の危険性があるため、装置全
体を加熱状態の窒素ガスにより酸素遮断する必要があ
り、このため設備が大規模となる。
【０００５】含水率１％程度になった材料は、単軸もし
くは２軸のスクリュ押出機に供給し、最終的に乾燥を行
い、コンパウンディングし、そして造粒する。
くは２軸のスクリュ押出機に供給し、最終的に乾燥を行
い、コンパウンディングし、そして造粒する。
【０００６】また、装置を小形化する観点から、同方向
回転２軸押出機による脱水方法が提案されている。この
種の脱水方法としては、圧搾方式による脱水方法と蒸発
方式による脱水方法とに大別される。
回転２軸押出機による脱水方法が提案されている。この
種の脱水方法としては、圧搾方式による脱水方法と蒸発
方式による脱水方法とに大別される。
【０００７】そこで、前者の圧搾方式による脱水方法と
しては、例えば図９に示すように、バレル１２内に同方
向回転２軸スクリュ１４を挿着した２軸押出機１０に対
して、その材料供給部（供給口）１６に、例えば遠心脱
水機３２で予め予備脱水された樹脂材料３０の含水パウ
ダ３０ａおよびペレット３０ｂならびに加工助剤３０ｃ
からなる混合物を供給する。そして、前記混合物の中の
樹脂材料を、スクリュ１４の脱水スクリュ部（図示せ
ず）で圧搾脱水することにより、これを吐出部（吐出
口）１８から固形物として成形押出しするように構成し
たものが提案されている。
しては、例えば図９に示すように、バレル１２内に同方
向回転２軸スクリュ１４を挿着した２軸押出機１０に対
して、その材料供給部（供給口）１６に、例えば遠心脱
水機３２で予め予備脱水された樹脂材料３０の含水パウ
ダ３０ａおよびペレット３０ｂならびに加工助剤３０ｃ
からなる混合物を供給する。そして、前記混合物の中の
樹脂材料を、スクリュ１４の脱水スクリュ部（図示せ
ず）で圧搾脱水することにより、これを吐出部（吐出
口）１８から固形物として成形押出しするように構成し
たものが提案されている。
【０００８】この場合、遠心脱水機３２により含水率が
３０〜４０％となったＡＢＳ含水パウダ３０ａは、同方
向回転２軸押出機１０の最上流側の材料供給部１６へ他
の材料、例えばＳＡＮ（スチレン・アクリロニトリル共
重合体）ペレット３０ｂと加工助剤３０ｃと共に供給さ
れる。このように、材料供給部１６へ供給された前記材
料は、セルフクリーニング機能を有する２軸スクリュ１
４により、下流側へ効率良くかつ滞留することなく搬送
される。搬送される前記材料は、前記２軸スクリュ１４
中に設けられたニーディングブロックと逆ねじのスクリ
ュから構成される脱水スクリュ部２４で圧搾され、ここ
で前記材料が弾性変形ないしは塑性変形して、材料の比
容積が減少することで、材料中に含まれる水分を水の状
態で分離することができる。
３０〜４０％となったＡＢＳ含水パウダ３０ａは、同方
向回転２軸押出機１０の最上流側の材料供給部１６へ他
の材料、例えばＳＡＮ（スチレン・アクリロニトリル共
重合体）ペレット３０ｂと加工助剤３０ｃと共に供給さ
れる。このように、材料供給部１６へ供給された前記材
料は、セルフクリーニング機能を有する２軸スクリュ１
４により、下流側へ効率良くかつ滞留することなく搬送
される。搬送される前記材料は、前記２軸スクリュ１４
中に設けられたニーディングブロックと逆ねじのスクリ
ュから構成される脱水スクリュ部２４で圧搾され、ここ
で前記材料が弾性変形ないしは塑性変形して、材料の比
容積が減少することで、材料中に含まれる水分を水の状
態で分離することができる。
【０００９】分離された水は、脱水スクリュ部２４の下
流側の方が圧力が高くなっているため、脱水スクリュ部
の圧力最高点から材料供給口１６に向かう圧力勾配によ
り、上流側に向かってスクリュ溝内を逆流し、脱水スク
リュ部２４より上流側で、材料供給部１６との間に設け
られた排出口（脱水スクリーン）２０から排水される。
この部分では、材料中に含まれる全水分の３０〜９０％
程度が分離、排出され、残りの１０〜７０％程度の水分
は、脱水スクリュ部より下流側に設けたベント部２２の
ベント口２２ａ、２２ｂ、２２ｃで分離蒸発し、排出さ
れる。そして、最終的には、ベント口２２ｃから脱揮さ
れ、吐出部１８から押出される。
流側の方が圧力が高くなっているため、脱水スクリュ部
の圧力最高点から材料供給口１６に向かう圧力勾配によ
り、上流側に向かってスクリュ溝内を逆流し、脱水スク
リュ部２４より上流側で、材料供給部１６との間に設け
られた排出口（脱水スクリーン）２０から排水される。
この部分では、材料中に含まれる全水分の３０〜９０％
程度が分離、排出され、残りの１０〜７０％程度の水分
は、脱水スクリュ部より下流側に設けたベント部２２の
ベント口２２ａ、２２ｂ、２２ｃで分離蒸発し、排出さ
れる。そして、最終的には、ベント口２２ｃから脱揮さ
れ、吐出部１８から押出される。
【００１０】従って、この脱水方法は、材料中のある程
度までの水分を、蒸発させることなく水の状態で分離す
るため、水の蒸発エネルギ効率が良好となる。また、湿
潤状態の材料を取り扱うため、粉塵爆発の危険性がなく
なり、酸素遮断を行うための設備も不用となり、設備規
模を小形化することができる。このため、この脱水方法
によれば、製造工程の連続化、多段工程の省工程化が可
能となり、大幅な製造工程の合理化を達成することが可
能となる。
度までの水分を、蒸発させることなく水の状態で分離す
るため、水の蒸発エネルギ効率が良好となる。また、湿
潤状態の材料を取り扱うため、粉塵爆発の危険性がなく
なり、酸素遮断を行うための設備も不用となり、設備規
模を小形化することができる。このため、この脱水方法
によれば、製造工程の連続化、多段工程の省工程化が可
能となり、大幅な製造工程の合理化を達成することが可
能となる。
【００１１】また、この種の圧搾方式による脱水方法と
して、例えば図１０に示すように、水の分離については
前記脱水方法と同様であるが、排出において相違する構
成からなるものも提案されている。すなわち、前記脱水
方法では、分離した水を逆流させ、脱水スクリュ部より
上流側にある脱水スクリーン部から排出するが、この脱
水方法では、脱水スクリュ部３４に水を分離蒸発するた
めに、材料に圧縮力をかける部分に排出口３５を設け、
排出口から材料が流出するのをベントスタッファ装置３
６で防止している。その他の構成については、前記脱水
方法と同様である。
して、例えば図１０に示すように、水の分離については
前記脱水方法と同様であるが、排出において相違する構
成からなるものも提案されている。すなわち、前記脱水
方法では、分離した水を逆流させ、脱水スクリュ部より
上流側にある脱水スクリーン部から排出するが、この脱
水方法では、脱水スクリュ部３４に水を分離蒸発するた
めに、材料に圧縮力をかける部分に排出口３５を設け、
排出口から材料が流出するのをベントスタッファ装置３
６で防止している。その他の構成については、前記脱水
方法と同様である。
【００１２】従って、この脱水方法では、前記脱水方法
のように水を逆流させることが無いので、運転条件が幅
広く取れる利点がある。また、この脱水方法は、プラス
チック廃棄物のリサイクル工程用として適している。
のように水を逆流させることが無いので、運転条件が幅
広く取れる利点がある。また、この脱水方法は、プラス
チック廃棄物のリサイクル工程用として適している。
【００１３】さらに、後者の蒸発方式による脱水方法と
しては、例えば図１１に示すように、ＳＡＮペレットと
含水ＡＢＳパウダを別の場所から２軸押出機１０に供給
するように構成したものが提案されている。
しては、例えば図１１に示すように、ＳＡＮペレットと
含水ＡＢＳパウダを別の場所から２軸押出機１０に供給
するように構成したものが提案されている。
【００１４】すなわち、この脱水方法としては、まずＳ
ＡＮ（スチレン・アクリロニトリル共重合体）ペレット
３０ｂを前記押出機１０に供給してこれを直ちに溶融す
る。この溶融したＳＡＮペレットに、前記押出機の途中
に設けた予熱手段を有するサイドフィーダ３７により含
水ＡＢＳパウダ３０ａを予熱しながら加工助剤３０ｃと
共に供給する。これにより、水分は溶融ＳＡＮの持つエ
ンタルピで蒸気化され、分離蒸発された水蒸気はベント
部２２のベント口２２ａ、２２ｂ、２２ｃから排出され
る。
ＡＮ（スチレン・アクリロニトリル共重合体）ペレット
３０ｂを前記押出機１０に供給してこれを直ちに溶融す
る。この溶融したＳＡＮペレットに、前記押出機の途中
に設けた予熱手段を有するサイドフィーダ３７により含
水ＡＢＳパウダ３０ａを予熱しながら加工助剤３０ｃと
共に供給する。これにより、水分は溶融ＳＡＮの持つエ
ンタルピで蒸気化され、分離蒸発された水蒸気はベント
部２２のベント口２２ａ、２２ｂ、２２ｃから排出され
る。
【００１５】従って、この脱水方法においても、湿潤材
料を取り扱うため粉塵爆発の危険性がなくなり、酸素遮
断を行うための設備も不用となり、小形化することがで
きる。また、ベント口２２ｃから脱揮され、残留モノマ
値は、前述した圧搾方式の脱水方法より良好となる。そ
して、この脱水方法は、ＳＡＮによりＡＢＳを希釈する
ような２成分系以上の材料を取り扱う場合に適してい
る。
料を取り扱うため粉塵爆発の危険性がなくなり、酸素遮
断を行うための設備も不用となり、小形化することがで
きる。また、ベント口２２ｃから脱揮され、残留モノマ
値は、前述した圧搾方式の脱水方法より良好となる。そ
して、この脱水方法は、ＳＡＮによりＡＢＳを希釈する
ような２成分系以上の材料を取り扱う場合に適してい
る。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の圧搾方式による脱水方法においては、融点また
はガラス転移点または熱変形温度が、水の沸点に比べて
きわめて高く、かつ樹脂材料の含水率が数１０％以上の
固体樹脂材料を、同方向回転２軸押出機により脱水を行
う場合には、ＡＢＳ等の低融点材料に比べて多くの動力
を必要とすることになる。すなわち、この脱水方法は、
押出機中に設けられたニーディングブロックおよび／ま
たは逆ねじのスクリュにより構成される圧搾脱水スクリ
ュ部において、含水材料をスクリュの推進力により強圧
縮（圧搾）し、弾性変形ないし塑性変形させることで水
を分離する。しかるに、ＡＢＳ等の低融点材料は、その
融点が水の沸点と同程度あるいは低いため、比較的低い
温度かつ低い圧力で、材料が弾性変形ないし塑性変形す
るので、スクリュから材料に与えるエネルギは小さくて
済み、押出機自身の必要動力も小さくなる。
た従来の圧搾方式による脱水方法においては、融点また
はガラス転移点または熱変形温度が、水の沸点に比べて
きわめて高く、かつ樹脂材料の含水率が数１０％以上の
固体樹脂材料を、同方向回転２軸押出機により脱水を行
う場合には、ＡＢＳ等の低融点材料に比べて多くの動力
を必要とすることになる。すなわち、この脱水方法は、
押出機中に設けられたニーディングブロックおよび／ま
たは逆ねじのスクリュにより構成される圧搾脱水スクリ
ュ部において、含水材料をスクリュの推進力により強圧
縮（圧搾）し、弾性変形ないし塑性変形させることで水
を分離する。しかるに、ＡＢＳ等の低融点材料は、その
融点が水の沸点と同程度あるいは低いため、比較的低い
温度かつ低い圧力で、材料が弾性変形ないし塑性変形す
るので、スクリュから材料に与えるエネルギは小さくて
済み、押出機自身の必要動力も小さくなる。
【００１７】しかし、エンジニアリングプラスチック等
の高融点材料は、その融点またはガラス転移点または熱
変形温度が、水の沸点よりきわめて高く、容易には材料
を弾性変形ないし塑性変形することはできない。容易に
変形させようとすれば、圧搾脱水スクリュ部の材料温度
を上げてやればよいが、必要とする水の蒸発潜熱までは
熱量を供給できない。従って、前記圧搾脱水スクリュ部
の圧力をきわめて高くするしか方法がなく、これはスク
リュから材料に多くのエネルギを与えることを必要と
し、結果として多くの動力を必要とすることになる。こ
の場合、機械強度上から、そのスクリュトルクが制限さ
れる同方向回転２軸押出機においては、材料を脱水する
際に多くの動力を必要とすることは、その処理能力が低
下することを意味し、エネルギ効率の悪化を招き、前述
した利点が失われる。
の高融点材料は、その融点またはガラス転移点または熱
変形温度が、水の沸点よりきわめて高く、容易には材料
を弾性変形ないし塑性変形することはできない。容易に
変形させようとすれば、圧搾脱水スクリュ部の材料温度
を上げてやればよいが、必要とする水の蒸発潜熱までは
熱量を供給できない。従って、前記圧搾脱水スクリュ部
の圧力をきわめて高くするしか方法がなく、これはスク
リュから材料に多くのエネルギを与えることを必要と
し、結果として多くの動力を必要とすることになる。こ
の場合、機械強度上から、そのスクリュトルクが制限さ
れる同方向回転２軸押出機においては、材料を脱水する
際に多くの動力を必要とすることは、その処理能力が低
下することを意味し、エネルギ効率の悪化を招き、前述
した利点が失われる。
【００１８】そこで、例えば、圧搾脱水スクリュ部の圧
力を上げることができるような特殊スクリュないしは必
要動力を上昇し得る手段を使用しないで、このような高
融点樹脂の脱水を行った場合には、排出口部からは水は
排出されず、下流側のベント部から材料を吹上げる（フ
レークアップ）現象が発生する。従って、このような従
来の脱水方法で、高融点樹脂を脱水することは、エネル
ギ効率の改善を最大の目的とする２軸スクリュからなる
押出機による脱水成形の利点を失うことになり、産業設
備としての価値がなくなる。
力を上げることができるような特殊スクリュないしは必
要動力を上昇し得る手段を使用しないで、このような高
融点樹脂の脱水を行った場合には、排出口部からは水は
排出されず、下流側のベント部から材料を吹上げる（フ
レークアップ）現象が発生する。従って、このような従
来の脱水方法で、高融点樹脂を脱水することは、エネル
ギ効率の改善を最大の目的とする２軸スクリュからなる
押出機による脱水成形の利点を失うことになり、産業設
備としての価値がなくなる。
【００１９】また、前述した従来の蒸発方式による脱水
方法は、含水材料とそれ以外の樹脂の組み合わせによる
２成分系以上の材料に対して有効である。しかし、１成
分系であることが多い高融点からなるエンジニアリング
プラスチック等には適用できない。
方法は、含水材料とそれ以外の樹脂の組み合わせによる
２成分系以上の材料に対して有効である。しかし、１成
分系であることが多い高融点からなるエンジニアリング
プラスチック等には適用できない。
【００２０】また、この脱水方法は、含水材料とそれ以
外の材料とのエネルギバランスによって成り立ってい
る。一般に、水の蒸発潜熱は、溶融樹脂の持つエンタル
ピに比べてきわめて大きい。従って、含水率が大きくな
ったり、含水材料の混合比が大きくなる等により、樹脂
材料の含水率が高くなると、エネルギバランスが崩れて
脱水成形が成り立たなくなる。このような場合には、や
はり下流側のベント部から材料を吹上げる（フレークア
ップ）現象が発生する。一般的には、ＡＢＳ脱水成形の
場合の熱収支計算では、樹脂材料の含水率は８〜１０％
が限界といえる。
外の材料とのエネルギバランスによって成り立ってい
る。一般に、水の蒸発潜熱は、溶融樹脂の持つエンタル
ピに比べてきわめて大きい。従って、含水率が大きくな
ったり、含水材料の混合比が大きくなる等により、樹脂
材料の含水率が高くなると、エネルギバランスが崩れて
脱水成形が成り立たなくなる。このような場合には、や
はり下流側のベント部から材料を吹上げる（フレークア
ップ）現象が発生する。一般的には、ＡＢＳ脱水成形の
場合の熱収支計算では、樹脂材料の含水率は８〜１０％
が限界といえる。
【００２１】従って、１成分系であることが多いエンジ
ニアリングプラスチックの脱水成形に、この従来の蒸発
方式による脱水方法を適用することは不可能であり、た
とえ可能であるとしてもそのエネルギバランスの関係よ
り、対応可能範囲はきわめて狭くなる。
ニアリングプラスチックの脱水成形に、この従来の蒸発
方式による脱水方法を適用することは不可能であり、た
とえ可能であるとしてもそのエネルギバランスの関係よ
り、対応可能範囲はきわめて狭くなる。
【００２２】そこで、本発明の目的は、装置の小形化
と、高効率、高能率かつ連続安定的な運転操作とを達成
することができる、同方向回転２軸押出機による高融点
樹脂の脱水システム、すなわち脱水方法および脱水装置
並びに高融点樹脂の脱水成形における運転監視システム
を提供することにある。
と、高効率、高能率かつ連続安定的な運転操作とを達成
することができる、同方向回転２軸押出機による高融点
樹脂の脱水システム、すなわち脱水方法および脱水装置
並びに高融点樹脂の脱水成形における運転監視システム
を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る同方向回転２軸押出機による高融点樹
脂の脱水方法は、水分を含有する高融点樹脂材料を同方
向回転２軸スクリュの間で押圧することにより前記含有
水分を除去して押出成形する同方向回転２軸押出機によ
る高融点樹脂の脱水方法において、押出機の前記樹脂材
料の供給部と吐出部との間にベント部を設け、このベン
ト部と前記供給部との間のスクリュゾーンでは、そのス
クリュが溶融および／または混練作用のみを行う溶融混
練スクリュとして形成すると共に、このスクリュに加熱
手段を付設して溶融混練部を構成し、前記溶融混練部に
おいて前記含有水分を分離蒸発させると共に、この水蒸
気およびその他揮発成分を前記ベント部へ誘導して排出
することを特徴とする。
め、本発明に係る同方向回転２軸押出機による高融点樹
脂の脱水方法は、水分を含有する高融点樹脂材料を同方
向回転２軸スクリュの間で押圧することにより前記含有
水分を除去して押出成形する同方向回転２軸押出機によ
る高融点樹脂の脱水方法において、押出機の前記樹脂材
料の供給部と吐出部との間にベント部を設け、このベン
ト部と前記供給部との間のスクリュゾーンでは、そのス
クリュが溶融および／または混練作用のみを行う溶融混
練スクリュとして形成すると共に、このスクリュに加熱
手段を付設して溶融混練部を構成し、前記溶融混練部に
おいて前記含有水分を分離蒸発させると共に、この水蒸
気およびその他揮発成分を前記ベント部へ誘導して排出
することを特徴とする。
【００２４】この場合、前記スクリュは、フルフライト
スクリュおよびニーディンクブロックからなり、全長に
対する長さＬと直径Ｄとの比Ｌ／Ｄが５０〜６０であ
り、ベント部はバレル中の水蒸気およびその他揮発成分
を排出するための大気開放ベントおよび／または真空ベ
ントをスクリュの先端部から前記Ｌ／Ｄ比が５〜２０の
位置に少なくとも１個所以上設け、前記先端部には前記
樹脂材料をペレット等の形状に賦形するための吐出部を
設けて、前記樹脂材料をバレルからの入熱とスクリュの
剪断力により溶融混練させると同時に含有水分を分離蒸
発し、発生した水蒸気が前記樹脂材料の供給部に逆流し
ないように前記ベント部へ誘導して排出することができ
る。
スクリュおよびニーディンクブロックからなり、全長に
対する長さＬと直径Ｄとの比Ｌ／Ｄが５０〜６０であ
り、ベント部はバレル中の水蒸気およびその他揮発成分
を排出するための大気開放ベントおよび／または真空ベ
ントをスクリュの先端部から前記Ｌ／Ｄ比が５〜２０の
位置に少なくとも１個所以上設け、前記先端部には前記
樹脂材料をペレット等の形状に賦形するための吐出部を
設けて、前記樹脂材料をバレルからの入熱とスクリュの
剪断力により溶融混練させると同時に含有水分を分離蒸
発し、発生した水蒸気が前記樹脂材料の供給部に逆流し
ないように前記ベント部へ誘導して排出することができ
る。
【００２５】また、前記樹脂材料の供給部に単軸または
２軸スクリュの横型または縦型の材料強制押込装置を設
けて、スクリュの溶融混練部で溶融混練された樹脂材料
中に含有される空気が、前記供給部へ逆流しながら樹脂
材料を流動化してスクリュの搬送能力を低下させること
により発生する押出機の処理能力の低下を防止し、かつ
樹脂材料の供給部近傍でバレルからの入熱により発生し
た水蒸気ないしは樹脂材料中に含まれる水が原因となっ
て発生する前記供給部開口部への樹脂材料の付着（ブリ
ッジ現象）を防止することができる。
２軸スクリュの横型または縦型の材料強制押込装置を設
けて、スクリュの溶融混練部で溶融混練された樹脂材料
中に含有される空気が、前記供給部へ逆流しながら樹脂
材料を流動化してスクリュの搬送能力を低下させること
により発生する押出機の処理能力の低下を防止し、かつ
樹脂材料の供給部近傍でバレルからの入熱により発生し
た水蒸気ないしは樹脂材料中に含まれる水が原因となっ
て発生する前記供給部開口部への樹脂材料の付着（ブリ
ッジ現象）を防止することができる。
【００２６】さらに、前記樹脂材料の供給部に材料強制
押込装置を設けることにより、スクリュ溝内の樹脂材料
の充満率を高めて、発生した水蒸気を、ベント部へ誘導
することができる。
押込装置を設けることにより、スクリュ溝内の樹脂材料
の充満率を高めて、発生した水蒸気を、ベント部へ誘導
することができる。
【００２７】さらにまた、前記樹脂材料の供給部に材料
強制押込装置を設けることにより、スクリュ溝内の樹脂
材料の充満率を高めて、バレル壁面との接触面積を増大
し、バレルからの熱伝達率を増大させて、含水樹脂材料
の急速な温度上昇を可能にすることができる。
強制押込装置を設けることにより、スクリュ溝内の樹脂
材料の充満率を高めて、バレル壁面との接触面積を増大
し、バレルからの熱伝達率を増大させて、含水樹脂材料
の急速な温度上昇を可能にすることができる。
【００２８】そして、前記ベント部には、少なくとも上
流側に１個所以上のベントスタッファ装置を設け、大量
に発生した水蒸気が前記ベント部に集中するのを防止す
るため、樹脂材料中の含水率ないし発生する水蒸気量に
応じて前記ベントスタッファ装置のスクリュ回転数を制
御し、スクリュの回転力によって発生する押出機側への
推進力により前記各ベント部への排出水蒸気量または水
蒸気の排出速度を誘導制御することができる。
流側に１個所以上のベントスタッファ装置を設け、大量
に発生した水蒸気が前記ベント部に集中するのを防止す
るため、樹脂材料中の含水率ないし発生する水蒸気量に
応じて前記ベントスタッファ装置のスクリュ回転数を制
御し、スクリュの回転力によって発生する押出機側への
推進力により前記各ベント部への排出水蒸気量または水
蒸気の排出速度を誘導制御することができる。
【００２９】また、本発明において、同方向回転２軸押
出機による高融点樹脂の脱水装置は、水分を含有する高
融点樹脂材料を同方向回転２軸スクリュの間で押圧する
ことにより、前記含有水分を除去して押出成形する押出
機であって、前記樹脂材料の供給部と吐出部との間にベ
ント部を有すると共に、このベント部と前記供給部との
間のスクリュゾーンは、そのスクリュが溶融および／ま
たは混練作用のみを行う溶融混練スクリュとして形成す
ると共に、このスクリュに加熱手段を付設して溶融混練
部を構成してなる同方向回転２軸押出機において、前記
ベント部は、ベント機能を促進する大気開放ベントおよ
び／または真空ベントとから構成し、溶融混練部は、供
給部からの樹脂材料を効率よく搬送するフルフライトス
クリュからなる第１スクリュゾーンと、樹脂材料を溶融
混練しながら含有水分を分離蒸発させるニーディングブ
ロックからなる第２スクリュゾーンと、分離された前記
水蒸気およびその他揮発成分を前記ベント部へ誘導しな
がら樹脂材料の溶融状態を安定化させるニーディングブ
ロックからなる第３スクリュゾーンと、前記水蒸気およ
びその他揮発成分を大気開放ベントへ排出するフルフラ
イトスクリュからなる第４スクリュゾーンと、前記排出
により最終的に残留した前記水蒸気等および揮発成分を
真空下で排出するニーディングブロックおよび／または
逆ねじフルフライトスクリュからなるシール用の第５ス
クリュゾーンとから構成し、さらにベント部と吐出部と
の間のスクリュゾーンは、脱水脱揮された樹脂材料を真
空下で成形押出しするフルフライトスクリュからなる昇
圧スクリュゾーンにより構成することを特徴とする。
出機による高融点樹脂の脱水装置は、水分を含有する高
融点樹脂材料を同方向回転２軸スクリュの間で押圧する
ことにより、前記含有水分を除去して押出成形する押出
機であって、前記樹脂材料の供給部と吐出部との間にベ
ント部を有すると共に、このベント部と前記供給部との
間のスクリュゾーンは、そのスクリュが溶融および／ま
たは混練作用のみを行う溶融混練スクリュとして形成す
ると共に、このスクリュに加熱手段を付設して溶融混練
部を構成してなる同方向回転２軸押出機において、前記
ベント部は、ベント機能を促進する大気開放ベントおよ
び／または真空ベントとから構成し、溶融混練部は、供
給部からの樹脂材料を効率よく搬送するフルフライトス
クリュからなる第１スクリュゾーンと、樹脂材料を溶融
混練しながら含有水分を分離蒸発させるニーディングブ
ロックからなる第２スクリュゾーンと、分離された前記
水蒸気およびその他揮発成分を前記ベント部へ誘導しな
がら樹脂材料の溶融状態を安定化させるニーディングブ
ロックからなる第３スクリュゾーンと、前記水蒸気およ
びその他揮発成分を大気開放ベントへ排出するフルフラ
イトスクリュからなる第４スクリュゾーンと、前記排出
により最終的に残留した前記水蒸気等および揮発成分を
真空下で排出するニーディングブロックおよび／または
逆ねじフルフライトスクリュからなるシール用の第５ス
クリュゾーンとから構成し、さらにベント部と吐出部と
の間のスクリュゾーンは、脱水脱揮された樹脂材料を真
空下で成形押出しするフルフライトスクリュからなる昇
圧スクリュゾーンにより構成することを特徴とする。
【００３０】この場合、前記第１スクリュゾーンは、ス
クリュ溝内での樹脂材料の充満率が上昇する山幅が広い
フルフライト型１条スクリュを使用することができる。
クリュ溝内での樹脂材料の充満率が上昇する山幅が広い
フルフライト型１条スクリュを使用することができる。
【００３１】また、前記第１スクリュゾーンに使用する
フルフライト型１条スクリュは、樹脂材料を徐々に圧縮
搬送していくために、下流側に向かってスクリュピッチ
がその直径Ｄに対して１．５Ｄ〜０．７Ｄの範囲で小さ
くなると共に、それに応じてフライト山幅が０．４Ｄ〜
０．２Ｄの範囲で小さくなるように構成することができ
る。
フルフライト型１条スクリュは、樹脂材料を徐々に圧縮
搬送していくために、下流側に向かってスクリュピッチ
がその直径Ｄに対して１．５Ｄ〜０．７Ｄの範囲で小さ
くなると共に、それに応じてフライト山幅が０．４Ｄ〜
０．２Ｄの範囲で小さくなるように構成することができ
る。
【００３２】さらに、前記第２スクリュゾーンと接する
第１スクリュゾーンの最後部は、樹脂材料の滞留を発生
させないために１条スクリュ形状から２条スクリュ形状
に連続的に変化し、しかも一方のスクリュで他方のスク
リュの表面を掻き取るセルフクリーニング機能を損なう
ことがないように設計された１条−２条継ぎスクリュを
使用することができる。
第１スクリュゾーンの最後部は、樹脂材料の滞留を発生
させないために１条スクリュ形状から２条スクリュ形状
に連続的に変化し、しかも一方のスクリュで他方のスク
リュの表面を掻き取るセルフクリーニング機能を損なう
ことがないように設計された１条−２条継ぎスクリュを
使用することができる。
【００３３】さらにまた、前記第２スクリュゾーンは、
その下流側で発生した水蒸気の逆流を防止するためのシ
ールを行う前半部と、大量の空気および水を含有してい
るために比容積が大きい固体材料を効率良く前方に搬送
しながら溶融混練を行う後半部とから構成することがで
きる。
その下流側で発生した水蒸気の逆流を防止するためのシ
ールを行う前半部と、大量の空気および水を含有してい
るために比容積が大きい固体材料を効率良く前方に搬送
しながら溶融混練を行う後半部とから構成することがで
きる。
【００３４】この場合、前記第２スクリュゾーンの前半
部には、その下流側で発生した水蒸気の逆流を防止する
ためのシールを行い、かつスクリュ溝内の樹脂材料の充
満率を高め、バレル壁面との接触面積を増大すること
で、樹脂材料の急速な加熱を可能とするために、スクリ
ュフライト部にスクリュのねじれ方向とほぼ直角に複数
の溝を設けた切欠き型フルフライトスクリュを使用する
ことができる。
部には、その下流側で発生した水蒸気の逆流を防止する
ためのシールを行い、かつスクリュ溝内の樹脂材料の充
満率を高め、バレル壁面との接触面積を増大すること
で、樹脂材料の急速な加熱を可能とするために、スクリ
ュフライト部にスクリュのねじれ方向とほぼ直角に複数
の溝を設けた切欠き型フルフライトスクリュを使用する
ことができる。
【００３５】また、前記第２スクリュゾーンの後半部に
は、大量の空気および水を含有しているために比容積が
大きくなっている固体材料または半溶融の樹脂材料がス
クリュ溝内に充満することで発生した水蒸気を前方へ排
出するための通路の形成を阻害することなく、かつ比容
積を減少させるための急速な溶融を促進するために、ス
クリュの直径Ｄに対し０．３Ｄ〜０．５Ｄの厚さを有す
るニーディングブレードを、前記第１スクリュゾーンの
フルフライトスクリュのねじれ方向と同方向に１８°〜
３０°のねじれ角で螺旋階段状に多段に組み合わせた幅
広型のニーディングブロックを、Ｌ／Ｄ比がほぼ４〜１
０の範囲で使用することができる。
は、大量の空気および水を含有しているために比容積が
大きくなっている固体材料または半溶融の樹脂材料がス
クリュ溝内に充満することで発生した水蒸気を前方へ排
出するための通路の形成を阻害することなく、かつ比容
積を減少させるための急速な溶融を促進するために、ス
クリュの直径Ｄに対し０．３Ｄ〜０．５Ｄの厚さを有す
るニーディングブレードを、前記第１スクリュゾーンの
フルフライトスクリュのねじれ方向と同方向に１８°〜
３０°のねじれ角で螺旋階段状に多段に組み合わせた幅
広型のニーディングブロックを、Ｌ／Ｄ比がほぼ４〜１
０の範囲で使用することができる。
【００３６】さらに、前記第３スクリュゾーンは、樹脂
材料と水蒸気とが分離した状態で樹脂材料の溶融安定化
と温度上昇とを図りかつ発生した水蒸気の良好な排出を
可能とする前半部と、供給樹脂材料の含水率の変動によ
る樹脂材料の溶融開始点または水の分離蒸発開始点の移
動を吸収して運転安定性を図るバッファゾーンとしての
後半部とから構成することができる。
材料と水蒸気とが分離した状態で樹脂材料の溶融安定化
と温度上昇とを図りかつ発生した水蒸気の良好な排出を
可能とする前半部と、供給樹脂材料の含水率の変動によ
る樹脂材料の溶融開始点または水の分離蒸発開始点の移
動を吸収して運転安定性を図るバッファゾーンとしての
後半部とから構成することができる。
【００３７】この場合、前記第３スクリュゾーンは、第
２スクリュゾーンにおいて樹脂材料は水蒸気と溶融また
は半溶融状態の樹脂に分離されているために比容積が減
少しており、次の第４スクリュゾーンで樹脂材料が水蒸
気と共にベント部からフレークアップすることを防止す
るために樹脂材料の溶融安定化および樹脂温度上昇を図
ると同時に、分離蒸発した水蒸気の良好な排出を可能と
し、供給樹脂材料の含水率の変動による樹脂材料の溶融
開始点あるいは水の分離蒸発開始（完了）点の移動を吸
収して樹脂材料の含水率変動に対するバッファゾーンを
形成するように、ニーディングブレードを前記第１スク
リュゾーンのフルフライトスクリュのねじれ方向と同方
向に３０°〜９０°のねじれ角で螺旋階段状に多段に組
み合わせたニーディングブロックを、Ｌ／Ｄ比がほぼ４
〜１２の範囲で使用することができる。
２スクリュゾーンにおいて樹脂材料は水蒸気と溶融また
は半溶融状態の樹脂に分離されているために比容積が減
少しており、次の第４スクリュゾーンで樹脂材料が水蒸
気と共にベント部からフレークアップすることを防止す
るために樹脂材料の溶融安定化および樹脂温度上昇を図
ると同時に、分離蒸発した水蒸気の良好な排出を可能と
し、供給樹脂材料の含水率の変動による樹脂材料の溶融
開始点あるいは水の分離蒸発開始（完了）点の移動を吸
収して樹脂材料の含水率変動に対するバッファゾーンを
形成するように、ニーディングブレードを前記第１スク
リュゾーンのフルフライトスクリュのねじれ方向と同方
向に３０°〜９０°のねじれ角で螺旋階段状に多段に組
み合わせたニーディングブロックを、Ｌ／Ｄ比がほぼ４
〜１２の範囲で使用することができる。
【００３８】また、ベント部には、前記第２スクリュゾ
ーンおよび第３スクリュゾーンで発生した水蒸気を排出
するために、先端部からＬ／Ｄ比が５〜２０の位置に少
なくとも１個所以上設けた大気開放ベントおよび／また
は真空ベントの上流側に、大量にかつ高速に排出される
水蒸気と共に溶融樹脂がフレーク状で飛び出すフレーク
アップ現象を防止するために、そのベント部と前記第３
スクリュゾーンとの間に単軸または２軸スクリュの縦型
または横型のフルフライトスクリュからなるベントスタ
ッファ装置を設けることができる。
ーンおよび第３スクリュゾーンで発生した水蒸気を排出
するために、先端部からＬ／Ｄ比が５〜２０の位置に少
なくとも１個所以上設けた大気開放ベントおよび／また
は真空ベントの上流側に、大量にかつ高速に排出される
水蒸気と共に溶融樹脂がフレーク状で飛び出すフレーク
アップ現象を防止するために、そのベント部と前記第３
スクリュゾーンとの間に単軸または２軸スクリュの縦型
または横型のフルフライトスクリュからなるベントスタ
ッファ装置を設けることができる。
【００３９】この場合、前記ベントスタッファ装置は、
樹脂材料の滞留による成形品品質の劣化や運転安定性の
悪化を防止するために、そのスクリュ先端を押出機のス
クリュ外周から約１〜３ｍｍの間隙を設けて設置するこ
とができる。
樹脂材料の滞留による成形品品質の劣化や運転安定性の
悪化を防止するために、そのスクリュ先端を押出機のス
クリュ外周から約１〜３ｍｍの間隙を設けて設置するこ
とができる。
【００４０】また、先端部からＬ／Ｄ比が５〜２０の位
置に少なくとも１個所以上設けた大気開放ベントおよび
／または真空ベントの上流側に設けたベントスタッファ
装置は、大量に発生した水蒸気が最上流側の１個所の大
気開放ベントおよび／または真空ベントに集中するのを
防止するために、樹脂材料中に含まれる水分量ないしは
発生する水蒸気量に応じて、そのスクリュ回転数を制御
し、スクリュの回転力によって発生する押出機方向への
推進力により前記各ベントからの排出水蒸気量または水
蒸気の排出速度を制御するように構成することができ
る。
置に少なくとも１個所以上設けた大気開放ベントおよび
／または真空ベントの上流側に設けたベントスタッファ
装置は、大量に発生した水蒸気が最上流側の１個所の大
気開放ベントおよび／または真空ベントに集中するのを
防止するために、樹脂材料中に含まれる水分量ないしは
発生する水蒸気量に応じて、そのスクリュ回転数を制御
し、スクリュの回転力によって発生する押出機方向への
推進力により前記各ベントからの排出水蒸気量または水
蒸気の排出速度を制御するように構成することができ
る。
【００４１】さらに、ベントスタッファ装置の水蒸気お
よび水の排出口は、高温の水蒸気とベントスタッファ装
置のバレル内面および／またはそれに接続する排気管内
で液化した水を、効率良く外部に排出するために、ベン
トスタッファ装置のバレル上面と下面の両方に、排出開
口部を設けることができる。
よび水の排出口は、高温の水蒸気とベントスタッファ装
置のバレル内面および／またはそれに接続する排気管内
で液化した水を、効率良く外部に排出するために、ベン
トスタッファ装置のバレル上面と下面の両方に、排出開
口部を設けることができる。
【００４２】そして、前記ベントスタッファ装置の水蒸
気および水の排出口は、高温の水蒸気とベントスタッフ
ァ装置のバレル内面および／またはそれに接続する排気
管内で液化した水を、効率良く外部に排出するために、
２軸スクリュの右軸および左軸の各垂直方向中心線より
それぞれの外側に向かって、排出開口部を設けることが
できる。
気および水の排出口は、高温の水蒸気とベントスタッフ
ァ装置のバレル内面および／またはそれに接続する排気
管内で液化した水を、効率良く外部に排出するために、
２軸スクリュの右軸および左軸の各垂直方向中心線より
それぞれの外側に向かって、排出開口部を設けることが
できる。
【００４３】また、前記ベントスタッファ装置の排出開
口部には、僅かに飛び出してくる溶融樹脂のフレーク等
を捕捉するために、手動または自動的に交換可能なフィ
ルタを設けることができる。
口部には、僅かに飛び出してくる溶融樹脂のフレーク等
を捕捉するために、手動または自動的に交換可能なフィ
ルタを設けることができる。
【００４４】さらに、本発明に係る高融点樹脂の脱水成
形における運転監視システムは、水分を含有する高融点
樹脂材料を同方向回転２軸スクリュの間で押圧すること
により前記含有水分を除去して押出成形する同方向回転
２軸押出機の前記樹脂材料の供給部と吐出部との間にベ
ント部を設け、このベント部と前記供給部との間のスク
リュゾーンでは、そのスクリュが溶融および／または混
練作用のみを行う溶融混練スクリュとして形成すると共
に、このスクリュに加熱手段を付設して溶融混練部を構
成し、前記溶融混練部において前記含有水分を分離蒸発
させると共に、この水蒸気およびその他揮発成分を前記
ベント部へ誘導して排出するに際して、樹脂材料の含水
率の変動によって、樹脂材料の溶融開始点または水の分
離蒸発開始点が移動し、これに伴ってバレル設定温度が
変動することを利用して、その移動を吸収して運転安定
性を図るバッファゾーンのバレル設定温度の変動を監視
することにより、樹脂材料の含水率の変動を監視し、樹
脂材料の溶融不足により前記ベントからのフレークアッ
プ現象を防止することを特徴とする。
形における運転監視システムは、水分を含有する高融点
樹脂材料を同方向回転２軸スクリュの間で押圧すること
により前記含有水分を除去して押出成形する同方向回転
２軸押出機の前記樹脂材料の供給部と吐出部との間にベ
ント部を設け、このベント部と前記供給部との間のスク
リュゾーンでは、そのスクリュが溶融および／または混
練作用のみを行う溶融混練スクリュとして形成すると共
に、このスクリュに加熱手段を付設して溶融混練部を構
成し、前記溶融混練部において前記含有水分を分離蒸発
させると共に、この水蒸気およびその他揮発成分を前記
ベント部へ誘導して排出するに際して、樹脂材料の含水
率の変動によって、樹脂材料の溶融開始点または水の分
離蒸発開始点が移動し、これに伴ってバレル設定温度が
変動することを利用して、その移動を吸収して運転安定
性を図るバッファゾーンのバレル設定温度の変動を監視
することにより、樹脂材料の含水率の変動を監視し、樹
脂材料の溶融不足により前記ベントからのフレークアッ
プ現象を防止することを特徴とする。
【００４５】この場合、前記バレル設定温度の制御は、
通常成形のための設定温度を（樹脂材料の融点＋α）℃
とし、樹脂材料の含水率の増大に伴って生じる溶融不足
が発生してフレークアップする危険性を警告する警報温
度を（樹脂材料の融点＋β）℃とし、フレークアップす
る危険性が増大したために押出機への材料供給量をステ
ップ的に低下させる指令を樹脂材料の供給部に出力する
制御開始温度を（樹脂材料の融点＋γ）℃とし、かつα
≧β≧γとするように設定して行うことにより、樹脂材
料バッチ毎に異なる含水率変動に対応した高融点樹脂の
脱水成形における自動運転が可能となる。
通常成形のための設定温度を（樹脂材料の融点＋α）℃
とし、樹脂材料の含水率の増大に伴って生じる溶融不足
が発生してフレークアップする危険性を警告する警報温
度を（樹脂材料の融点＋β）℃とし、フレークアップす
る危険性が増大したために押出機への材料供給量をステ
ップ的に低下させる指令を樹脂材料の供給部に出力する
制御開始温度を（樹脂材料の融点＋γ）℃とし、かつα
≧β≧γとするように設定して行うことにより、樹脂材
料バッチ毎に異なる含水率変動に対応した高融点樹脂の
脱水成形における自動運転が可能となる。
【００４６】前述した構成からなる本発明においては、
これを要約すると、含水率が数１０％程度で、その融点
またはガラス転移点または熱変形温度が、水の沸点に対
してきわめて高い固体樹脂材料、すなわち高融点樹脂か
らの水分除去を、高効率、高能力かつ安定的に処理する
ことができる脱水システム、すなわち同方向回転２軸押
出機による高融点樹脂の脱水方法および脱水装置並びに
高融点樹脂の脱水成形における運転監視システムを提供
するものである。
これを要約すると、含水率が数１０％程度で、その融点
またはガラス転移点または熱変形温度が、水の沸点に対
してきわめて高い固体樹脂材料、すなわち高融点樹脂か
らの水分除去を、高効率、高能力かつ安定的に処理する
ことができる脱水システム、すなわち同方向回転２軸押
出機による高融点樹脂の脱水方法および脱水装置並びに
高融点樹脂の脱水成形における運転監視システムを提供
するものである。
【００４７】従って、本発明においては、同方向回転２
軸押出機の樹脂材料の供給部から吐出部に至る間に複数
のスクリュゾーンからなる溶融混練部とベント部とを形
成し、第１スクリュゾーンでは供給部から供給される樹
脂材料を効率よく搬送し、第２スクリュゾーンでは樹脂
材料を溶融混練しながら含有水分を分離蒸発させ、第３
スクリュゾーンでは水蒸気およびその他揮発成分を下流
側に設けたベント部へ誘導しながら樹脂材料の溶融状態
を安定化させ、樹脂材料が有している含水率変動に対応
し得ると共に水蒸気の良好な排出を行うために水蒸気の
排出路を確保できる範囲でスクリュ溝内の溶融樹脂材料
の充満率が上昇するように移動速度を遅くして溶融混練
能力を高めるように設定し、第４スクリュゾーンでは水
蒸気をベント部のベントスタッファ装置および大気開放
ベントから効率よく排出すると共に溶融樹脂がスクリュ
溝内を充満しないように移動速度を速くしてフレークア
ップを発生しないように設定し、第５スクリュゾーンで
は効率的な脱揮および最終的な水分除去を行うための真
空シールを形成し得るように移動速度をきわめて遅くし
かつスクリュ溝内の溶融樹脂の充満率を高めるように設
定し、そして昇圧スクリュゾーンでは脱水脱揮された樹
脂材料を成形押出しするように構成される。
軸押出機の樹脂材料の供給部から吐出部に至る間に複数
のスクリュゾーンからなる溶融混練部とベント部とを形
成し、第１スクリュゾーンでは供給部から供給される樹
脂材料を効率よく搬送し、第２スクリュゾーンでは樹脂
材料を溶融混練しながら含有水分を分離蒸発させ、第３
スクリュゾーンでは水蒸気およびその他揮発成分を下流
側に設けたベント部へ誘導しながら樹脂材料の溶融状態
を安定化させ、樹脂材料が有している含水率変動に対応
し得ると共に水蒸気の良好な排出を行うために水蒸気の
排出路を確保できる範囲でスクリュ溝内の溶融樹脂材料
の充満率が上昇するように移動速度を遅くして溶融混練
能力を高めるように設定し、第４スクリュゾーンでは水
蒸気をベント部のベントスタッファ装置および大気開放
ベントから効率よく排出すると共に溶融樹脂がスクリュ
溝内を充満しないように移動速度を速くしてフレークア
ップを発生しないように設定し、第５スクリュゾーンで
は効率的な脱揮および最終的な水分除去を行うための真
空シールを形成し得るように移動速度をきわめて遅くし
かつスクリュ溝内の溶融樹脂の充満率を高めるように設
定し、そして昇圧スクリュゾーンでは脱水脱揮された樹
脂材料を成形押出しするように構成される。
【００４８】従って、本発明においては、前記第１スク
リュゾーンから昇圧スクリュゾーンに至る同方向回転２
軸押出機のスクリュの構成につき、前記各スクリュゾー
ンの条件に適合したスクリュ構成とすることにより、所
期の目的を容易に達成することができる。
リュゾーンから昇圧スクリュゾーンに至る同方向回転２
軸押出機のスクリュの構成につき、前記各スクリュゾー
ンの条件に適合したスクリュ構成とすることにより、所
期の目的を容易に達成することができる。
【００４９】そして、本発明においては、第３スクリュ
ゾーンの後半部において、バレル設定温度の変動を監視
することにより、供給される樹脂材料の含水率の変動を
監視して、樹脂材料の溶融不足によりベント部からのフ
レークアップ現象を防止することができる高融点樹脂の
脱水成形における運転監視システムを容易に設計するこ
とができる。
ゾーンの後半部において、バレル設定温度の変動を監視
することにより、供給される樹脂材料の含水率の変動を
監視して、樹脂材料の溶融不足によりベント部からのフ
レークアップ現象を防止することができる高融点樹脂の
脱水成形における運転監視システムを容易に設計するこ
とができる。
【００５０】さらに、前記バレル設定温度の制御を、樹
脂材料の融点との関係において、通常成形のための設定
温度、樹脂材料の含水率の増大に伴って生じる溶融不足
が発生してフレークアップする危険性を警告する警報温
度、およびフレークアップする危険性が増大したために
押出機への材料供給量をステップ的に低下させる指令を
樹脂材料の供給部に出力する制御開始温度を、それぞれ
設定することにより、樹脂材料バッチ毎に異なる含水率
変動に対応した高融点樹脂の脱水成形における自動運転
制御システムを容易に実現することができる。
脂材料の融点との関係において、通常成形のための設定
温度、樹脂材料の含水率の増大に伴って生じる溶融不足
が発生してフレークアップする危険性を警告する警報温
度、およびフレークアップする危険性が増大したために
押出機への材料供給量をステップ的に低下させる指令を
樹脂材料の供給部に出力する制御開始温度を、それぞれ
設定することにより、樹脂材料バッチ毎に異なる含水率
変動に対応した高融点樹脂の脱水成形における自動運転
制御システムを容易に実現することができる。
【００５１】
【実施例】次に、本発明に係る同方向回転２軸押出機に
よる高融点樹脂の脱水方法につき、この方法を実施する
装置との関係において、添付図面を参照しながら以下詳
細に説明する。
よる高融点樹脂の脱水方法につき、この方法を実施する
装置との関係において、添付図面を参照しながら以下詳
細に説明する。
【００５２】図１において、本発明に係る同方向回転２
軸押出機による高融点樹脂の脱水装置は、先ず基本的に
は、同方向回転２軸押出機４０とその付設手段とから構
成されている。
軸押出機による高融点樹脂の脱水装置は、先ず基本的に
は、同方向回転２軸押出機４０とその付設手段とから構
成されている。
【００５３】すなわち、前記押出機４０は、バレル４２
内に同方向回転２軸スクリュ４４を挿着し、その樹脂材
料供給部（供給口）４６と成形品吐出部（吐出口）４８
との間にベント部５０を設ける。このベント部５０と供
給部４６との間のスクリュゾーンは、溶融混練スクリュ
として形成すると同時に、このスクリュ４４のバレル４
２に適宜加熱手段（図示せず）を付設することにより、
溶融混練部６０として構成する。そして、前記樹脂材料
供給部４６にはコンパクタ（強制供給装置）８０が設け
られている。
内に同方向回転２軸スクリュ４４を挿着し、その樹脂材
料供給部（供給口）４６と成形品吐出部（吐出口）４８
との間にベント部５０を設ける。このベント部５０と供
給部４６との間のスクリュゾーンは、溶融混練スクリュ
として形成すると同時に、このスクリュ４４のバレル４
２に適宜加熱手段（図示せず）を付設することにより、
溶融混練部６０として構成する。そして、前記樹脂材料
供給部４６にはコンパクタ（強制供給装置）８０が設け
られている。
【００５４】ベント部５０は、ベント機能を促進すると
共に、フレークアップ現象を抑制するベントスタッファ
装置５２と、大気開放ベント５４と、真空ベント５６と
を有する。なお、これらの装置および部材の取付け数お
よび構成は、取扱い樹脂材料の含水率あるいは処理能力
等によって決定される。また、ベントスタッファ装置５
２は、本実施例において、同方向回転２軸フルフライト
スクリュ５２ａからなり、そしてその駆動装置５２ｅ
は、回転数が調節可能に構成されている。
共に、フレークアップ現象を抑制するベントスタッファ
装置５２と、大気開放ベント５４と、真空ベント５６と
を有する。なお、これらの装置および部材の取付け数お
よび構成は、取扱い樹脂材料の含水率あるいは処理能力
等によって決定される。また、ベントスタッファ装置５
２は、本実施例において、同方向回転２軸フルフライト
スクリュ５２ａからなり、そしてその駆動装置５２ｅ
は、回転数が調節可能に構成されている。
【００５５】スクリュ４４は、その溶融混練部６０にお
いて、供給部４６からの樹脂材料を効率よく搬送するフ
ルフライトスクリュからなる第１スクリュゾーン６２
と、樹脂材料を溶融混練しながら含有水分を分離蒸発さ
せるニーディングブロックからなる第２スクリュゾーン
６４と、分離された水蒸気およびその他の含有気体を下
流側ベント部５０へ誘導しながら樹脂材料の溶融状態を
安定化させるニーディングブロックからなる第３スクリ
ュゾーン６６と、前記水蒸気等を大気開放ベント５４へ
排出するフルフライトスクリュからなる第４スクリュゾ
ーン６８と、前記排出により最終的に残留した水蒸気等
および揮発成分を真空下で排出するニーディングブロッ
クおよび／または逆ねじのフルフライトスクリュからな
る真空シール用の第５スクリュゾーン７０とをそれぞれ
形成する。また、ベント部５０と吐出部４８との間にお
いては、脱水脱揮された樹脂材料を真空下で成形押出し
するフルフライトスクリュからなる昇圧スクリュゾーン
７２を形成する。
いて、供給部４６からの樹脂材料を効率よく搬送するフ
ルフライトスクリュからなる第１スクリュゾーン６２
と、樹脂材料を溶融混練しながら含有水分を分離蒸発さ
せるニーディングブロックからなる第２スクリュゾーン
６４と、分離された水蒸気およびその他の含有気体を下
流側ベント部５０へ誘導しながら樹脂材料の溶融状態を
安定化させるニーディングブロックからなる第３スクリ
ュゾーン６６と、前記水蒸気等を大気開放ベント５４へ
排出するフルフライトスクリュからなる第４スクリュゾ
ーン６８と、前記排出により最終的に残留した水蒸気等
および揮発成分を真空下で排出するニーディングブロッ
クおよび／または逆ねじのフルフライトスクリュからな
る真空シール用の第５スクリュゾーン７０とをそれぞれ
形成する。また、ベント部５０と吐出部４８との間にお
いては、脱水脱揮された樹脂材料を真空下で成形押出し
するフルフライトスクリュからなる昇圧スクリュゾーン
７２を形成する。
【００５６】ここで、ニーディングブロックは、複数の
ニーディングブレードを組み合わせたブロックを、さら
に複数ブロック有する形態をとっている。また、前記供
給口４６から供給される樹脂材料は、数１０％の含水率
を有している。
ニーディングブレードを組み合わせたブロックを、さら
に複数ブロック有する形態をとっている。また、前記供
給口４６から供給される樹脂材料は、数１０％の含水率
を有している。
【００５７】前記第１スクリュゾーン６２は、さらに詳
細には、フライト山幅の広いフルフライト型の１条スク
リュ６２ａからなる前半部と、１条−２条継ぎスクリュ
６２ｂからなる後半部とから構成される。
細には、フライト山幅の広いフルフライト型の１条スク
リュ６２ａからなる前半部と、１条−２条継ぎスクリュ
６２ｂからなる後半部とから構成される。
【００５８】すなわち、この第１スクリュゾーン６２に
おいては、分離蒸発した水蒸気あるいは空気の樹脂材料
供給部４６への逆流を防止し、処理量の増大を図ること
を目的として、その前半部において搬送効率に優れ、そ
の結果としてスクリュ溝内の樹脂材料充満率が上昇す
る。そして、この１条スクリュ６２ａは、長さＬと直径
Ｄとの比Ｌ／Ｄ（以下、Ｌ／Ｄ比と称する）が約８〜１
６の範囲で設けられ、樹脂材料を徐々に圧縮していくこ
とを目的として、図２に示すように、下流側に向かって
スクリュピッチＰ1 〜Ｐ3 が約１．５Ｄ〜０．７Ｄの範
囲で小さくなると共に、それに応じてフライト山幅Ｗ1
〜Ｗ3 が０．４Ｄ〜０．２Ｄの範囲で小さくなっていく
ように構成する。なお、これらの数値は、材料の処理量
あるいは含水率によって適宜決定される。
おいては、分離蒸発した水蒸気あるいは空気の樹脂材料
供給部４６への逆流を防止し、処理量の増大を図ること
を目的として、その前半部において搬送効率に優れ、そ
の結果としてスクリュ溝内の樹脂材料充満率が上昇す
る。そして、この１条スクリュ６２ａは、長さＬと直径
Ｄとの比Ｌ／Ｄ（以下、Ｌ／Ｄ比と称する）が約８〜１
６の範囲で設けられ、樹脂材料を徐々に圧縮していくこ
とを目的として、図２に示すように、下流側に向かって
スクリュピッチＰ1 〜Ｐ3 が約１．５Ｄ〜０．７Ｄの範
囲で小さくなると共に、それに応じてフライト山幅Ｗ1
〜Ｗ3 が０．４Ｄ〜０．２Ｄの範囲で小さくなっていく
ように構成する。なお、これらの数値は、材料の処理量
あるいは含水率によって適宜決定される。
【００５９】また、第２スクリュゾーン６４と接する第
１スクリュゾーン６２の最後部には、成形品の品質低下
や運転状態の安定性を損なうことの原因となる樹脂材料
の滞留を発生させないことを目的として、１条−２条継
ぎスクリュ６２ｂを使用する。この１条−２条継ぎスク
リュ６２ｂは、１条スクリュ形状から２条スクリュ形状
に連続的に変化し、しかも一方のスクリュで他方のスク
リュの表面を掻き取るというセルフクリーニング機能を
損なうことのないような形状となっている。
１スクリュゾーン６２の最後部には、成形品の品質低下
や運転状態の安定性を損なうことの原因となる樹脂材料
の滞留を発生させないことを目的として、１条−２条継
ぎスクリュ６２ｂを使用する。この１条−２条継ぎスク
リュ６２ｂは、１条スクリュ形状から２条スクリュ形状
に連続的に変化し、しかも一方のスクリュで他方のスク
リュの表面を掻き取るというセルフクリーニング機能を
損なうことのないような形状となっている。
【００６０】前記第２スクリュゾーン６４は、さらに詳
細には、切欠き型フルフライトスクリュ６４ａからなる
前半部と、ニーディングブロック６４ｂからなる後半部
とから構成される。
細には、切欠き型フルフライトスクリュ６４ａからなる
前半部と、ニーディングブロック６４ｂからなる後半部
とから構成される。
【００６１】すなわち、第２スクリュゾーン６４の前半
部においては、その下流側で分離蒸発した水蒸気および
水の逆流を防止するためのシールを行うことを目的とし
て、スクリュフライト部にスクリュのねじれ方向とほぼ
直角に複数の溝を設けた切欠き型フルフライトスクリュ
６４ａを使用する。このスクリュ６４ａは、切欠き溝部
分で樹脂材料のバックフローが発生するために、スクリ
ュ溝内の充満率が上昇し、比較的低い圧力での充満状態
を実現することができる。従って、逆流する水蒸気およ
び水のシールが可能となり、かつバレルとの接触面積が
増大するために、樹脂材料の加熱も良好となる。さら
に、スクリュ同士の噛み合い長さも低下するため、スク
リュから樹脂材料に与えられるエネルギは小さくなり、
この部分で分離される水は少なくなる。
部においては、その下流側で分離蒸発した水蒸気および
水の逆流を防止するためのシールを行うことを目的とし
て、スクリュフライト部にスクリュのねじれ方向とほぼ
直角に複数の溝を設けた切欠き型フルフライトスクリュ
６４ａを使用する。このスクリュ６４ａは、切欠き溝部
分で樹脂材料のバックフローが発生するために、スクリ
ュ溝内の充満率が上昇し、比較的低い圧力での充満状態
を実現することができる。従って、逆流する水蒸気およ
び水のシールが可能となり、かつバレルとの接触面積が
増大するために、樹脂材料の加熱も良好となる。さら
に、スクリュ同士の噛み合い長さも低下するため、スク
リュから樹脂材料に与えられるエネルギは小さくなり、
この部分で分離される水は少なくなる。
【００６２】また、第２スクリュゾーン６４の後半部に
おいては、大量の空気、水蒸気および水を含有している
ために、比容積が大きい固体樹脂材料を、効率良く前方
に搬送しながら溶融混練を行うことを目的として、図３
に示すように、搬送能力すなわち移動速度が速くかつ溶
融混練能力にも優れる０．３Ｄ〜０．５Ｄの厚さを有す
るニーディングブレードを、切欠き型フルフライトスク
リュ６４ａのねじれ方向と同一方向に１８°〜３０°の
ねじれ角αで、螺旋階段状に多段に組み合わせた幅広型
のニーディングブロック６４ｂをＬ／Ｄ比が約４〜１０
の範囲で使用する。このニーディングブロック６４ｂで
は、水蒸気が発生し始めているが、未だ樹脂材料は多く
の水分を含有した固体あるいは半溶融状態であり、その
比容積は比較的大きい。従って、図４に示すような、隣
接するニーディングブレードの隙間Ｓが大きいため、樹
脂材料の移動速度が遅いニーディングブロックを使用し
た場合、スクリュ溝内は樹脂材料で充満し易くなり、発
生した水蒸気を前方へ排出するための通路を形成するこ
とを阻害するようになる。しかし、図３に示すような、
隣接するニーディングブレードの隙間Ｓが小さいため移
動速度が速いものの、ニーディングブレードの幅が狭い
ニーディングブロックを使用した場合は、樹脂材料の溶
融混練が不十分となり、水の分離蒸発が不足してしまう
ので、下流側への負荷が大きくなる。一方、前記の幅広
型ニーディングブロックは、そのねじれ角が小さく、前
記隙間Ｓが小さいので、バックフローが小さくなって、
移動速度が速くなり、充満率は低下する。さらに、ニー
ディングブレードの幅が大きいために、材料の溶融混練
能力は大きくなる。
おいては、大量の空気、水蒸気および水を含有している
ために、比容積が大きい固体樹脂材料を、効率良く前方
に搬送しながら溶融混練を行うことを目的として、図３
に示すように、搬送能力すなわち移動速度が速くかつ溶
融混練能力にも優れる０．３Ｄ〜０．５Ｄの厚さを有す
るニーディングブレードを、切欠き型フルフライトスク
リュ６４ａのねじれ方向と同一方向に１８°〜３０°の
ねじれ角αで、螺旋階段状に多段に組み合わせた幅広型
のニーディングブロック６４ｂをＬ／Ｄ比が約４〜１０
の範囲で使用する。このニーディングブロック６４ｂで
は、水蒸気が発生し始めているが、未だ樹脂材料は多く
の水分を含有した固体あるいは半溶融状態であり、その
比容積は比較的大きい。従って、図４に示すような、隣
接するニーディングブレードの隙間Ｓが大きいため、樹
脂材料の移動速度が遅いニーディングブロックを使用し
た場合、スクリュ溝内は樹脂材料で充満し易くなり、発
生した水蒸気を前方へ排出するための通路を形成するこ
とを阻害するようになる。しかし、図３に示すような、
隣接するニーディングブレードの隙間Ｓが小さいため移
動速度が速いものの、ニーディングブレードの幅が狭い
ニーディングブロックを使用した場合は、樹脂材料の溶
融混練が不十分となり、水の分離蒸発が不足してしまう
ので、下流側への負荷が大きくなる。一方、前記の幅広
型ニーディングブロックは、そのねじれ角が小さく、前
記隙間Ｓが小さいので、バックフローが小さくなって、
移動速度が速くなり、充満率は低下する。さらに、ニー
ディングブレードの幅が大きいために、材料の溶融混練
能力は大きくなる。
【００６３】前記第３スクリュゾーン６６は、さらに詳
細には、その前半部と後半部において、それぞれニーデ
ィングブロック６６ａおよび６６ｂから構成される。
細には、その前半部と後半部において、それぞれニーデ
ィングブロック６６ａおよび６６ｂから構成される。
【００６４】すなわち、第３スクリュゾーン６６の前半
部においては、樹脂材料と水蒸気が分離蒸発した状態で
の樹脂材料の溶融安定化と温度上昇を図り、かつ発生し
た水蒸気の良好な排出を可能とする目的で、分離蒸発し
た水蒸気の排出路を確保できる範囲で、スクリュ溝内の
充満率が上昇するように、移動速度がある程度遅くかつ
溶融混練能力に優れるニーディングブレードを、図４に
示すように、前記ニーディングブロック６４ｂと同一方
向に３０°〜９０°のねじれ角αで、螺旋階段状に組み
合わせたニーディングブロック６６ａを、Ｌ／Ｄ比が約
４〜１２の範囲で使用する。このニーディングブロック
６６ａにおいては、第２スクリュゾーン６４で樹脂材料
は水蒸気と溶融または半溶融の樹脂に分離されているた
め、その比容積は減少している。従って、このニーディ
ングブロック６６ａでは、第２スクリュゾーン６４の後
半部より移動速度が遅い、すなわちねじれ角が大きいニ
ーディングブロックを使用して、十分に水蒸気の通路は
確保できることになる。また、次の第４スクリュゾーン
６８では、発生した水蒸気のベント部からの排出が行わ
れる。このため、その時の樹脂材料のベント部からの吹
き上がり（フレークアップ）現象を防止するために、樹
脂材料の溶融安定化および適正な範囲での樹脂温度上昇
を図ることが重要となる。しかるに、前記のようなねじ
れ角が大きいニーディングブロックは、このような目的
に適っている。
部においては、樹脂材料と水蒸気が分離蒸発した状態で
の樹脂材料の溶融安定化と温度上昇を図り、かつ発生し
た水蒸気の良好な排出を可能とする目的で、分離蒸発し
た水蒸気の排出路を確保できる範囲で、スクリュ溝内の
充満率が上昇するように、移動速度がある程度遅くかつ
溶融混練能力に優れるニーディングブレードを、図４に
示すように、前記ニーディングブロック６４ｂと同一方
向に３０°〜９０°のねじれ角αで、螺旋階段状に組み
合わせたニーディングブロック６６ａを、Ｌ／Ｄ比が約
４〜１２の範囲で使用する。このニーディングブロック
６６ａにおいては、第２スクリュゾーン６４で樹脂材料
は水蒸気と溶融または半溶融の樹脂に分離されているた
め、その比容積は減少している。従って、このニーディ
ングブロック６６ａでは、第２スクリュゾーン６４の後
半部より移動速度が遅い、すなわちねじれ角が大きいニ
ーディングブロックを使用して、十分に水蒸気の通路は
確保できることになる。また、次の第４スクリュゾーン
６８では、発生した水蒸気のベント部からの排出が行わ
れる。このため、その時の樹脂材料のベント部からの吹
き上がり（フレークアップ）現象を防止するために、樹
脂材料の溶融安定化および適正な範囲での樹脂温度上昇
を図ることが重要となる。しかるに、前記のようなねじ
れ角が大きいニーディングブロックは、このような目的
に適っている。
【００６５】また、第３スクリュゾーン６６の後半部に
おいては、供給樹脂材料の有水率の変動（特に増大）に
よる樹脂材料の溶融開始点あるいは水の分離蒸発開始
（完了）点の移動（特に下流側）を吸収し、運転状態の
安定性を図る目的で、樹脂材料の含水率変動に対するバ
ッファゾーンとして、前記前半部のニーディングブロッ
ク６６ａと同じような構成からなるニーディングブロッ
ク６６ｂを使用する。仮に、樹脂材料の含水率変動が小
さい場合には、この部分は不用となる。
おいては、供給樹脂材料の有水率の変動（特に増大）に
よる樹脂材料の溶融開始点あるいは水の分離蒸発開始
（完了）点の移動（特に下流側）を吸収し、運転状態の
安定性を図る目的で、樹脂材料の含水率変動に対するバ
ッファゾーンとして、前記前半部のニーディングブロッ
ク６６ａと同じような構成からなるニーディングブロッ
ク６６ｂを使用する。仮に、樹脂材料の含水率変動が小
さい場合には、この部分は不用となる。
【００６６】前記第４スクリュゾーン６８は、分離蒸発
した水蒸気を、大気開放ベント５４から効率よく排出す
ることを目的としており、溶融樹脂がスクリュ溝内を充
満しないように移動速度が速いフルフライトスクリュだ
けで構成される。仮に、移動速度が遅いスクリュあるい
はニーディングブロックを使用した場合は、スクリュ溝
内の充満率が上昇し、効率的な水蒸気排出が阻害される
だけでなく、ベントアップあるいはフレークアップが発
生することになる。
した水蒸気を、大気開放ベント５４から効率よく排出す
ることを目的としており、溶融樹脂がスクリュ溝内を充
満しないように移動速度が速いフルフライトスクリュだ
けで構成される。仮に、移動速度が遅いスクリュあるい
はニーディングブロックを使用した場合は、スクリュ溝
内の充満率が上昇し、効率的な水蒸気排出が阻害される
だけでなく、ベントアップあるいはフレークアップが発
生することになる。
【００６７】前記第５スクリュゾーン７０は、次の真空
ベント５６での効率的な脱揮および最終的な水分除去を
行うための真空シールを形成することを目的として、移
動速度をきわめて遅くしてスクリュ溝内の溶融樹脂の充
満率を高くするニーディングブロックまたは逆ねじのフ
ルフライトスクリュを使用する。
ベント５６での効率的な脱揮および最終的な水分除去を
行うための真空シールを形成することを目的として、移
動速度をきわめて遅くしてスクリュ溝内の溶融樹脂の充
満率を高くするニーディングブロックまたは逆ねじのフ
ルフライトスクリュを使用する。
【００６８】前記昇圧スクリュゾーン７２は、第５スク
リュゾーン７０の真空シールによって形成された真空ゾ
ーンで、真空ベント５６を介して脱揮あるいは最終的な
水分除去を行い、さらに成形品吐出部４８から樹脂材料
を成形押出しするために、移動速度が速い（搬送効率の
優れた）フルフライトスクリュにより構成する。
リュゾーン７０の真空シールによって形成された真空ゾ
ーンで、真空ベント５６を介して脱揮あるいは最終的な
水分除去を行い、さらに成形品吐出部４８から樹脂材料
を成形押出しするために、移動速度が速い（搬送効率の
優れた）フルフライトスクリュにより構成する。
【００６９】しかるに、本実施例においては、ベントス
タッファ装置５２が、第４スクリュゾーン６８に設けら
れ、大気開放ベント５４から大量に排出される水蒸気と
共に、溶融樹脂がフレークアップすることを防止するた
めに使用される。このベントスタッファ装置５２の形式
としては、単軸または２軸、同方向回転または異方向回
転、そして縦型または横型とすることができる。なお、
図示例においては、横型同方向回転２軸式スクリュから
なる構成を有している。
タッファ装置５２が、第４スクリュゾーン６８に設けら
れ、大気開放ベント５４から大量に排出される水蒸気と
共に、溶融樹脂がフレークアップすることを防止するた
めに使用される。このベントスタッファ装置５２の形式
としては、単軸または２軸、同方向回転または異方向回
転、そして縦型または横型とすることができる。なお、
図示例においては、横型同方向回転２軸式スクリュから
なる構成を有している。
【００７０】このベントスタッファ装置５２は、水蒸気
と共に飛び出してくる樹脂フレークを捕捉して押し戻す
ことを目的としたフルフライトスクリュ５２ａと、この
スクリュを挿入配置するスタッファバレル５２ｂと、蒸
気を排出するための排出開口部５２ｃと、僅かに飛び出
してきたフレークを捕捉するためのスクリーン部５２ｄ
と、スクリュの駆動装置５２ｅとから構成される。
と共に飛び出してくる樹脂フレークを捕捉して押し戻す
ことを目的としたフルフライトスクリュ５２ａと、この
スクリュを挿入配置するスタッファバレル５２ｂと、蒸
気を排出するための排出開口部５２ｃと、僅かに飛び出
してきたフレークを捕捉するためのスクリーン部５２ｄ
と、スクリュの駆動装置５２ｅとから構成される。
【００７１】また、ベントスタッファ装置５２のスクリ
ュ５２ａは、そのスクリュの先端と同方向回転２軸押出
機４０のスクリュ４４の外周との距離Ｌを、約１〜３ｍ
ｍ程度離間させて設置することが重要である。すなわ
ち、この距離Ｌが広い場合は、その部分で樹脂材料の異
常滞留が発生し、成形品の品質劣化や排気の排出不良に
よる運転状態の安定性の悪化を引き起こす。一方、距離
Ｌが狭すぎる場合は、ベントスタッファ装置５２のスク
リュ５２ａと押出機４０のスクリュ４４との機械的な接
触、あるいは狭すぎる隙間での異常発熱を生じる可能性
がある。
ュ５２ａは、そのスクリュの先端と同方向回転２軸押出
機４０のスクリュ４４の外周との距離Ｌを、約１〜３ｍ
ｍ程度離間させて設置することが重要である。すなわ
ち、この距離Ｌが広い場合は、その部分で樹脂材料の異
常滞留が発生し、成形品の品質劣化や排気の排出不良に
よる運転状態の安定性の悪化を引き起こす。一方、距離
Ｌが狭すぎる場合は、ベントスタッファ装置５２のスク
リュ５２ａと押出機４０のスクリュ４４との機械的な接
触、あるいは狭すぎる隙間での異常発熱を生じる可能性
がある。
【００７２】さらに、ベントスタッファ装置５２のスク
リュ５２ａは、駆動装置５２ｅによって回転数を自在に
調整し得るように構成される。すなわち、スクリュ５２
ａの回転を調整することにより、押出機４０方向への推
進力を偏向することができる。また、バッチあるいは樹
脂材料の種類の違い毎の含水率の変動により、このベン
トスタッファ装置５２から排出される水蒸気量は異な
る。従来では、高速回転にスクリュ回転数を固定した場
合、水蒸気量が少ないときに殆どの水蒸気が押し戻され
て排出されず、下流側のベント部５４、５６の負荷が重
くなって、フレークアップが発生する可能性があった。
また、低速回転に設定した場合も、水蒸気量が多いとき
にベントスタッファ装置５２自身のフレークアップを抑
えきれなくなった。
リュ５２ａは、駆動装置５２ｅによって回転数を自在に
調整し得るように構成される。すなわち、スクリュ５２
ａの回転を調整することにより、押出機４０方向への推
進力を偏向することができる。また、バッチあるいは樹
脂材料の種類の違い毎の含水率の変動により、このベン
トスタッファ装置５２から排出される水蒸気量は異な
る。従来では、高速回転にスクリュ回転数を固定した場
合、水蒸気量が少ないときに殆どの水蒸気が押し戻され
て排出されず、下流側のベント部５４、５６の負荷が重
くなって、フレークアップが発生する可能性があった。
また、低速回転に設定した場合も、水蒸気量が多いとき
にベントスタッファ装置５２自身のフレークアップを抑
えきれなくなった。
【００７３】なお、前記ベントスタッファ装置５２の排
出開口部５２ｃは、水蒸気と、スタッファバレル５２ｂ
の内部あるいは接続配管部（図示せず）で液化した水と
を、効率良く排出するために、スタッファバレル５２ｂ
の上面と下面にそれぞれ設けている。代案として、前記
排出開口部５２ｃは、ベントスタッファ装置５２のスク
リュ５２ａの垂直中心線よりそれぞれの外側に向かって
設けることもできる。そして、前記排出開口部５２ｃの
外側には、僅かに飛び出してくるフレーク等を捕捉する
ために、手動または自動的に交換が可能なフィルタをス
クリーン部５２ｄとして設ける。
出開口部５２ｃは、水蒸気と、スタッファバレル５２ｂ
の内部あるいは接続配管部（図示せず）で液化した水と
を、効率良く排出するために、スタッファバレル５２ｂ
の上面と下面にそれぞれ設けている。代案として、前記
排出開口部５２ｃは、ベントスタッファ装置５２のスク
リュ５２ａの垂直中心線よりそれぞれの外側に向かって
設けることもできる。そして、前記排出開口部５２ｃの
外側には、僅かに飛び出してくるフレーク等を捕捉する
ために、手動または自動的に交換が可能なフィルタをス
クリーン部５２ｄとして設ける。
【００７４】また、本実施例においては、同方向回転２
軸押出機４０の樹脂材料供給部４６にコンパクタ８０が
設けられ、このコンパクタ８０に対して、固体状態の含
水樹脂材料が、ベルト式または２軸スクリュのロス・イ
ン・ウエイト式重量フィーダ８２により定量供給され
る。このコンパクタ８０のスクリュ８４は単軸でも２軸
でもよいが、樹脂材料に余分なエネルギを与えないため
には単軸が良好である。
軸押出機４０の樹脂材料供給部４６にコンパクタ８０が
設けられ、このコンパクタ８０に対して、固体状態の含
水樹脂材料が、ベルト式または２軸スクリュのロス・イ
ン・ウエイト式重量フィーダ８２により定量供給され
る。このコンパクタ８０のスクリュ８４は単軸でも２軸
でもよいが、樹脂材料に余分なエネルギを与えないため
には単軸が良好である。
【００７５】このコンパクタ８０の使用目的は、水分に
よる押出機４０の樹脂材料供給部４６の近傍での樹脂材
料の付着（ブリッジ現象）の防止と、空気あるいは水蒸
気の逆流により押出機４０内へ食い込みきれなくなった
樹脂材料の強制押し込みを行うことである。従って、こ
のコンパクタ８０で定量供給を行おうとするものではな
く、定常状態ではスターブフィード（飢餓供給）に近い
状態である。すなわち、押出機４０の樹脂材料供給部４
６におけるスクリュ４４の搬送能力を、コンパクタ８０
のスクリュ８４の搬送能力よりも大きく設定して、コン
パクタ８０のスクリュ８４の溝内部に樹脂材料が充満し
ないようにする。
よる押出機４０の樹脂材料供給部４６の近傍での樹脂材
料の付着（ブリッジ現象）の防止と、空気あるいは水蒸
気の逆流により押出機４０内へ食い込みきれなくなった
樹脂材料の強制押し込みを行うことである。従って、こ
のコンパクタ８０で定量供給を行おうとするものではな
く、定常状態ではスターブフィード（飢餓供給）に近い
状態である。すなわち、押出機４０の樹脂材料供給部４
６におけるスクリュ４４の搬送能力を、コンパクタ８０
のスクリュ８４の搬送能力よりも大きく設定して、コン
パクタ８０のスクリュ８４の溝内部に樹脂材料が充満し
ないようにする。
【００７６】このコンパクタ８０のスクリュ８４は、樹
脂材料の付着ないしブリッジ現象を防止することを目的
としているために、押出機４０のバレル４２の内部まで
嵌合挿通される。また、このコンパクタ８０のスクリュ
８４には、ホッパ８０ａ内での樹脂材料の付着等を防止
するために、掻き取りフィン８４ａ等を設けることがで
きる。さらに、押出機４０のバレル４２からの熱伝達あ
るいは輻射熱等により、コンパクタ８０のシリンダ８０
ｂの温度が上昇することを防止するために、適宜冷却ジ
ャケット８６等を設けて冷却するように構成することが
できる。
脂材料の付着ないしブリッジ現象を防止することを目的
としているために、押出機４０のバレル４２の内部まで
嵌合挿通される。また、このコンパクタ８０のスクリュ
８４には、ホッパ８０ａ内での樹脂材料の付着等を防止
するために、掻き取りフィン８４ａ等を設けることがで
きる。さらに、押出機４０のバレル４２からの熱伝達あ
るいは輻射熱等により、コンパクタ８０のシリンダ８０
ｂの温度が上昇することを防止するために、適宜冷却ジ
ャケット８６等を設けて冷却するように構成することが
できる。
【００７７】そして、前記コンパクタ８０により、押出
機４０に供給された含水樹脂材料は、同方向回転２軸ス
クリュ４４により前方に搬送されながら、水の分離蒸発
そして溶融可塑化が行われて、スクリュ４４の先端部に
設けられた成形品吐出部４８より、成形押出しされる。
機４０に供給された含水樹脂材料は、同方向回転２軸ス
クリュ４４により前方に搬送されながら、水の分離蒸発
そして溶融可塑化が行われて、スクリュ４４の先端部に
設けられた成形品吐出部４８より、成形押出しされる。
【００７８】さらに、本発明においては、前述した基本
的な装置構成に対して、後述するような監視ないし制御
を行うことにより、脱水成形の運転状態における監視お
よび最適化並びに自動化を達成することができる。
的な装置構成に対して、後述するような監視ないし制御
を行うことにより、脱水成形の運転状態における監視お
よび最適化並びに自動化を達成することができる。
【００７９】本発明において適用する樹脂材料は、多量
の水分を含有している。しかし、余りにも多量の水分
（一般に４０％以上）を含有している場合は、産業機械
としてのコストパフォーマンスが、従来法に対して悪化
すると共に、押出機への樹脂材料の供給が難しくなる。
従って、脱水用押出機に供給する前に、樹脂材料を遠心
脱水等の方法により、その含有水分を４０％以下まで低
下させている。
の水分を含有している。しかし、余りにも多量の水分
（一般に４０％以上）を含有している場合は、産業機械
としてのコストパフォーマンスが、従来法に対して悪化
すると共に、押出機への樹脂材料の供給が難しくなる。
従って、脱水用押出機に供給する前に、樹脂材料を遠心
脱水等の方法により、その含有水分を４０％以下まで低
下させている。
【００８０】しかし、これらの脱水方法はバッチ方式で
あり、遠心脱水機のフィルタ等の目詰まりにより、その
含水率が各バッチ毎に５％程度変動する。このような含
水率の変動は、同方向回転２軸押出機を使用した脱水押
出機の性能に大きく影響する。
あり、遠心脱水機のフィルタ等の目詰まりにより、その
含水率が各バッチ毎に５％程度変動する。このような含
水率の変動は、同方向回転２軸押出機を使用した脱水押
出機の性能に大きく影響する。
【００８１】一般的に、水の蒸発潜熱はきわめて大き
く、押出機内部で水の蒸発が起こる場合、多くのエネル
ギを与える必要がある。図１に示す装置においては、第
２スクリュゾーン６４および第３スクリュゾーン６６に
おいて、水の分離蒸発が行われる。従って、これらの部
分においては、押出機４０から与えられるエネルギの殆
どが水の蒸発に使用されるため、ヒータあるいは熱媒体
で加熱されている押出機４０のバレル４２の温度は降下
し、その設定温度（材料の融点近傍に設定）に対して大
きな偏差を持つ。一方、水の分離および材料の完全溶融
が完了した部分では、その偏差は小さくなり、ほぼ設定
温度の近傍となる。
く、押出機内部で水の蒸発が起こる場合、多くのエネル
ギを与える必要がある。図１に示す装置においては、第
２スクリュゾーン６４および第３スクリュゾーン６６に
おいて、水の分離蒸発が行われる。従って、これらの部
分においては、押出機４０から与えられるエネルギの殆
どが水の蒸発に使用されるため、ヒータあるいは熱媒体
で加熱されている押出機４０のバレル４２の温度は降下
し、その設定温度（材料の融点近傍に設定）に対して大
きな偏差を持つ。一方、水の分離および材料の完全溶融
が完了した部分では、その偏差は小さくなり、ほぼ設定
温度の近傍となる。
【００８２】そこで、例えば樹脂材料の含水率が増大し
た場合は、より多くの水の蒸発潜熱が必要となるため、
水の分離蒸発が発生するゾーンが長くなる。すなわち、
水の分離蒸発が完了する時点が、押出機の下流側にずれ
ることになる。この時、バレル４２の設定温度に対して
大きな偏差を持つ部分も、下流側に延びることになる。
この大きな偏差を持つ部分が、最初の大気開放ベント５
４の位置する部分まで延びた際に、樹脂材料の不完全溶
融が原因となって、その大気開放ベント５４から樹脂材
料が吹き上げられることになる。
た場合は、より多くの水の蒸発潜熱が必要となるため、
水の分離蒸発が発生するゾーンが長くなる。すなわち、
水の分離蒸発が完了する時点が、押出機の下流側にずれ
ることになる。この時、バレル４２の設定温度に対して
大きな偏差を持つ部分も、下流側に延びることになる。
この大きな偏差を持つ部分が、最初の大気開放ベント５
４の位置する部分まで延びた際に、樹脂材料の不完全溶
融が原因となって、その大気開放ベント５４から樹脂材
料が吹き上げられることになる。
【００８３】従って、最初の大気開放ベント５４あるい
は真空ベント５６より１ないし２バレル上流側、すなわ
ち第３スクリュゾーン６６の後半部のバレル設定温度の
変動（特に温度降下の偏差）を監視することにより、樹
脂材料の含水率の変動（増大）を把握し、そして大気開
放ベント５４からの樹脂材料の吹き上げを未然に防止す
ることができる。
は真空ベント５６より１ないし２バレル上流側、すなわ
ち第３スクリュゾーン６６の後半部のバレル設定温度の
変動（特に温度降下の偏差）を監視することにより、樹
脂材料の含水率の変動（増大）を把握し、そして大気開
放ベント５４からの樹脂材料の吹き上げを未然に防止す
ることができる。
【００８４】そこで、第３スクリュゾーン６６の後半部
において、バレル温度制御器７４を設けると共に、この
バレル温度制御器７４には、下限および下下限の警報出
力器を設けて、それぞれの設定温度で警報を発生するよ
うに構成する。しかるに、下限信号では、大気開放ベン
ト５４から樹脂材料が吹き上げる可能性があることを認
識し、その対処を行う準備態勢に入る。また、下下限信
号では、樹脂材料の吹き上げが確定的になったというこ
とで、運転条件の変更を行う。
において、バレル温度制御器７４を設けると共に、この
バレル温度制御器７４には、下限および下下限の警報出
力器を設けて、それぞれの設定温度で警報を発生するよ
うに構成する。しかるに、下限信号では、大気開放ベン
ト５４から樹脂材料が吹き上げる可能性があることを認
識し、その対処を行う準備態勢に入る。また、下下限信
号では、樹脂材料の吹き上げが確定的になったというこ
とで、運転条件の変更を行う。
【００８５】一般的には、フィーダ供給量を低下させ、
必要によってスクリュ速度も低下させる。フィーダ供給
量の低下量の目安は、上流側の遠心脱水機の平均的含水
率の変動が＋５％程度としたら、その時の樹脂材料供給
量の−（１０〜２０）％となる。この温度降下は、供給
樹脂材料の含水率の増加によって引き起こされるもので
あるから、供給樹脂材料の含水率を同程度以下に設定す
ればよい。そして、樹脂材料供給量を低下させた後、バ
レル設定温度偏差の動向を監視し、温度降下がおさまり
上昇傾向にあれば、ステップ的に樹脂材料供給量を増や
し、さらに温度低下が生じれば、一層の樹脂材料供給量
の低下と併せてスクリュ回転数の低下を行う。
必要によってスクリュ速度も低下させる。フィーダ供給
量の低下量の目安は、上流側の遠心脱水機の平均的含水
率の変動が＋５％程度としたら、その時の樹脂材料供給
量の−（１０〜２０）％となる。この温度降下は、供給
樹脂材料の含水率の増加によって引き起こされるもので
あるから、供給樹脂材料の含水率を同程度以下に設定す
ればよい。そして、樹脂材料供給量を低下させた後、バ
レル設定温度偏差の動向を監視し、温度降下がおさまり
上昇傾向にあれば、ステップ的に樹脂材料供給量を増や
し、さらに温度低下が生じれば、一層の樹脂材料供給量
の低下と併せてスクリュ回転数の低下を行う。
【００８６】また、前記操作方法から、脱水成形の運転
を自動制御に移行することは容易である。この場合、第
３スクリュゾーン６６の後半部のバレル設定温度の降下
偏差と降下速度等の動向を、常に監視する。下限値以下
に設定温度が降下した後、一定時間内に設定温度が下限
値以上に回復しないか、あるいは降下し続けている場合
は、フィーダ供給量を一定時間毎にステップ的に低下さ
せていく。この時、スクリュ速度は、フィーダ供給量の
ステップ低下に対して、ある一定の遅れ時間を持たせ
て、定常運転時のＱ／Ｎｓ値（Ｑは押出量、Ｎｓはスク
リュ速度）と同じになるようにステップ的に低下させて
いく。
を自動制御に移行することは容易である。この場合、第
３スクリュゾーン６６の後半部のバレル設定温度の降下
偏差と降下速度等の動向を、常に監視する。下限値以下
に設定温度が降下した後、一定時間内に設定温度が下限
値以上に回復しないか、あるいは降下し続けている場合
は、フィーダ供給量を一定時間毎にステップ的に低下さ
せていく。この時、スクリュ速度は、フィーダ供給量の
ステップ低下に対して、ある一定の遅れ時間を持たせ
て、定常運転時のＱ／Ｎｓ値（Ｑは押出量、Ｎｓはスク
リュ速度）と同じになるようにステップ的に低下させて
いく。
【００８７】このような変更を行いながら、前記第３ス
クリュゾーン６６の後半部のバレル設定温度の変化を監
視し、降下速度がなくなり、上昇に転じた状態で前記ス
テップ低下を中止する。また、前記バレル設定温度が下
限値以上になり、なお上昇し続けている場合は、低下と
反対のステップ上昇をより緩やかに、監視しながら行
う。以上の制御を行うことにより、樹脂材料の含水率の
変動が原因となる押出し特性の長周期変動を制御する、
最適運転条件による脱水成形の自動運転が可能となる。
クリュゾーン６６の後半部のバレル設定温度の変化を監
視し、降下速度がなくなり、上昇に転じた状態で前記ス
テップ低下を中止する。また、前記バレル設定温度が下
限値以上になり、なお上昇し続けている場合は、低下と
反対のステップ上昇をより緩やかに、監視しながら行
う。以上の制御を行うことにより、樹脂材料の含水率の
変動が原因となる押出し特性の長周期変動を制御する、
最適運転条件による脱水成形の自動運転が可能となる。
【００８８】なお、前記バレル設定温度の制御に際して
は、通常成形のための設定温度を（樹脂材料の融点＋
α）℃とし、樹脂材料の含水率の増大に伴って生じる溶
融不足が発生してフレークアップする危険性を警告する
警報温度を（樹脂材料の融点＋β）℃とし、フレークア
ップする危険性が増大したために押出機への材料供給量
をステップ的に低下させる指令を樹脂材料の供給部に出
力する制御開始温度を（樹脂材料の融点＋γ）℃とし、
かつα≧β≧γとするように設定することにより、容易
に行うことができる。
は、通常成形のための設定温度を（樹脂材料の融点＋
α）℃とし、樹脂材料の含水率の増大に伴って生じる溶
融不足が発生してフレークアップする危険性を警告する
警報温度を（樹脂材料の融点＋β）℃とし、フレークア
ップする危険性が増大したために押出機への材料供給量
をステップ的に低下させる指令を樹脂材料の供給部に出
力する制御開始温度を（樹脂材料の融点＋γ）℃とし、
かつα≧β≧γとするように設定することにより、容易
に行うことができる。
【００８９】次に、図５、図６および図７、図８を参照
して、本発明に係る脱水方法を実施する２つの試験装置
を使用した運転試験結果について説明する。
して、本発明に係る脱水方法を実施する２つの試験装置
を使用した運転試験結果について説明する。
【００９０】実験例１（図５および図６）
まず、第１の試験装置は、スクリュの長さＬと直径Ｄと
の比が、Ｌ／Ｄ＝４４で、大気開放ベント５４のみを有
する同方向回転２軸押出機４０に対して、含水率２０〜
３０％のパウダ状エンジニアリングプラスチックを供給
し、そしてこれを脱水し、成形押出しした。
の比が、Ｌ／Ｄ＝４４で、大気開放ベント５４のみを有
する同方向回転２軸押出機４０に対して、含水率２０〜
３０％のパウダ状エンジニアリングプラスチックを供給
し、そしてこれを脱水し、成形押出しした。
【００９１】この第１の試験装置では、スクリュ速度Ｎ
ｓ＝３５０ｒｐｍ、材料押出量Ｑ＝１２０ｋｇ／Ｈの場
合に、含水率が２０％であれば、ベント部５０からの吹
き上がりは発生せず、安定運転が可能である。しかし、
含水率が３０％に上昇すると、前記吹き上がりが激しく
なり、安定運転が不可能となった。
ｓ＝３５０ｒｐｍ、材料押出量Ｑ＝１２０ｋｇ／Ｈの場
合に、含水率が２０％であれば、ベント部５０からの吹
き上がりは発生せず、安定運転が可能である。しかし、
含水率が３０％に上昇すると、前記吹き上がりが激しく
なり、安定運転が不可能となった。
【００９２】なお、含水率２０％時の前記運転試験結果
において、モータ動力Ｚ、動力消費率Ｚ／Ｑおよび材料
最高（溶融）温度Ｔｒは、それぞれＺ＝３９ｋｗ、Ｚ／
Ｑ＝０．３２５ｋｗＨ／ｋｇおよびＴｒ＝３０７℃であ
った。
において、モータ動力Ｚ、動力消費率Ｚ／Ｑおよび材料
最高（溶融）温度Ｔｒは、それぞれＺ＝３９ｋｗ、Ｚ／
Ｑ＝０．３２５ｋｗＨ／ｋｇおよびＴｒ＝３０７℃であ
った。
【００９３】実験例２（図７および図８）
また、第２の試験装置は、スクリュの長さＬと直径Ｄと
の比が、Ｌ／Ｄ＝６０で、ベントスタッファ装置５２、
大気開放ベント５４および真空ベント５６からなるベン
ト部５０を有する同方向回転２軸押出機４０に対して、
含水率３０％のパウダ状エンジニアリングプラスチック
を単軸スクリュコンパクタ８０から供給し、そしてこれ
を脱水し、成形押出しした。
の比が、Ｌ／Ｄ＝６０で、ベントスタッファ装置５２、
大気開放ベント５４および真空ベント５６からなるベン
ト部５０を有する同方向回転２軸押出機４０に対して、
含水率３０％のパウダ状エンジニアリングプラスチック
を単軸スクリュコンパクタ８０から供給し、そしてこれ
を脱水し、成形押出しした。
【００９４】この第２の試験装置においては、スクリュ
速度Ｎｓ＝３７０〜５００ｒｐｍ、材料供給量Ｆ＝２１
５〜２７５ｋｇ／Ｈおよび材料押出量Ｑ＝１５５〜１９
９ｋｇ／Ｈの全ての場合に、ベント部５０からの吹き上
がりは発生せず、良好な安定運転が可能であった。
速度Ｎｓ＝３７０〜５００ｒｐｍ、材料供給量Ｆ＝２１
５〜２７５ｋｇ／Ｈおよび材料押出量Ｑ＝１５５〜１９
９ｋｇ／Ｈの全ての場合に、ベント部５０からの吹き上
がりは発生せず、良好な安定運転が可能であった。
【００９５】なお、前記運転試験結果において、モータ
動力Ｚ、動力消費率Ｚ／Ｑ、材料最高（溶融）温度Ｔ
ｒ、ヘッド部樹脂圧力Ｐｈ、および真空ベント５６の真
空度ＶＩは、それぞれＺ＝５５〜７７．９ｋｗ、Ｚ／Ｑ
＝０．３４８〜０．３９１ｋｗＨ／ｋｇ、Ｔｒ＝３０４
〜３０９℃、Ｐｈ＝１．０〜２．１ｋｇ／ｃｍ2 および
ＶＩ＝−４０〜−５０ｃｍＨｇの範囲であった。
動力Ｚ、動力消費率Ｚ／Ｑ、材料最高（溶融）温度Ｔ
ｒ、ヘッド部樹脂圧力Ｐｈ、および真空ベント５６の真
空度ＶＩは、それぞれＺ＝５５〜７７．９ｋｗ、Ｚ／Ｑ
＝０．３４８〜０．３９１ｋｗＨ／ｋｇ、Ｔｒ＝３０４
〜３０９℃、Ｐｈ＝１．０〜２．１ｋｇ／ｃｍ2 および
ＶＩ＝−４０〜−５０ｃｍＨｇの範囲であった。
【００９６】これらの試験試験結果からも明らかなよう
に、本発明においては、高融点の樹脂材料に対して、安
定した継続運転を達成することができる。なお、この場
合、前述した両試験結果からも明らかなように、スクリ
ュの長さと直径との比（Ｌ／Ｄ）を大きく設定すること
により、含水率の変動に対して容易に対処可能であるこ
とは留意されるべきである。すなわち、含水率に対する
分離蒸発スクリュゾーンに余裕を持つことができるので
ある。
に、本発明においては、高融点の樹脂材料に対して、安
定した継続運転を達成することができる。なお、この場
合、前述した両試験結果からも明らかなように、スクリ
ュの長さと直径との比（Ｌ／Ｄ）を大きく設定すること
により、含水率の変動に対して容易に対処可能であるこ
とは留意されるべきである。すなわち、含水率に対する
分離蒸発スクリュゾーンに余裕を持つことができるので
ある。
【００９７】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、そ
の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可
能である。
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、そ
の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可
能である。
【００９８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る同方
向回転２軸押出機による高融点樹脂の脱水方法および装
置は、これを要約的に説明すると、樹脂材料をスクリュ
の間で溶融混練して含有水分を除去し、これを固形物に
成形する同方向回転２軸押出機に対して、その樹脂材料
供給部と成形品吐出部との間にベント部を設けると共
に、このベント部と供給部との間のスクリュゾーンを、
所定の溶融混練部に形成することにより、溶融混練部に
おいて含有水分を分離蒸発させると共に、この水蒸気お
よびその他揮発成分を下流側ベント部へ誘導する構成と
したので、樹脂材料が高融点材料であって脱水プロセス
中に多量の水蒸気を発生しても、この水蒸気等は、下流
側ベント部へ、すなわち樹脂材料および発生水蒸気等の
流動性を阻害することなく誘導し、排出することができ
る。
向回転２軸押出機による高融点樹脂の脱水方法および装
置は、これを要約的に説明すると、樹脂材料をスクリュ
の間で溶融混練して含有水分を除去し、これを固形物に
成形する同方向回転２軸押出機に対して、その樹脂材料
供給部と成形品吐出部との間にベント部を設けると共
に、このベント部と供給部との間のスクリュゾーンを、
所定の溶融混練部に形成することにより、溶融混練部に
おいて含有水分を分離蒸発させると共に、この水蒸気お
よびその他揮発成分を下流側ベント部へ誘導する構成と
したので、樹脂材料が高融点材料であって脱水プロセス
中に多量の水蒸気を発生しても、この水蒸気等は、下流
側ベント部へ、すなわち樹脂材料および発生水蒸気等の
流動性を阻害することなく誘導し、排出することができ
る。
【００９９】従って、本発明によれば、スクリュ機能の
低下やフレークアップ現象等が発生することがないの
で、押出機の脱水装置の有する本来の利点、すなわち装
置の小形化および高効率、高能率かつ連続安定的な運転
作業を確保することができる。
低下やフレークアップ現象等が発生することがないの
で、押出機の脱水装置の有する本来の利点、すなわち装
置の小形化および高効率、高能率かつ連続安定的な運転
作業を確保することができる。
【０１００】また、本発明方法および装置は、ポリマ製
造工程における脱水および乾燥工程の合理化に寄与する
ことができる。この場合に、取扱いの対象となる材料
は、例えばパウダ、ペレット、クラム、フレーク等の形
状を有する固体状態を常温近傍で保持している、融点ま
たはガラス転移点または熱変形温度が水の沸点に比べて
きわめて高いエンジニアリングプラスチック等の高融点
樹脂材料である。
造工程における脱水および乾燥工程の合理化に寄与する
ことができる。この場合に、取扱いの対象となる材料
は、例えばパウダ、ペレット、クラム、フレーク等の形
状を有する固体状態を常温近傍で保持している、融点ま
たはガラス転移点または熱変形温度が水の沸点に比べて
きわめて高いエンジニアリングプラスチック等の高融点
樹脂材料である。
【０１０１】さらに、本発明方法および装置は、プラス
チック廃棄物のリサイクル工程における脱水工程および
乾燥工程の合理化に寄与することもできる。この場合
に、取扱いの対象となる材料は、プラスチック廃棄物が
粉砕されたフレーク、フラフ、ブロック等の形状を有す
る固体状態を常温近傍で保持している、融点またはガラ
ス転移点または熱変形温度が水の沸点に比べてきわめて
高いエンジニアリングプラスチック等の高融点樹脂材料
である。
チック廃棄物のリサイクル工程における脱水工程および
乾燥工程の合理化に寄与することもできる。この場合
に、取扱いの対象となる材料は、プラスチック廃棄物が
粉砕されたフレーク、フラフ、ブロック等の形状を有す
る固体状態を常温近傍で保持している、融点またはガラ
ス転移点または熱変形温度が水の沸点に比べてきわめて
高いエンジニアリングプラスチック等の高融点樹脂材料
である。
【図１】本発明に係る同方向回転２軸押出機による高融
点樹脂の脱水装置の一実施例を示す概略断面図である。
点樹脂の脱水装置の一実施例を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す第１スクリュゾーンにおける１条ス
クリュ６２ａの構成を示す概略側面図である。
クリュ６２ａの構成を示す概略側面図である。
【図３】図１に示す第２スクリュゾーンにおけるニーデ
ィングブロック６４ｂの構成を示す概略説明図である。
ィングブロック６４ｂの構成を示す概略説明図である。
【図４】図１に示す第３スクリュゾーンにおけるニーデ
ィングブロック６６ａ、６６ｂの構成を示す概略説明図
である。
ィングブロック６６ａ、６６ｂの構成を示す概略説明図
である。
【図５】図１に示す脱水装置の第１の試験装置を示す概
略構成図である。
略構成図である。
【図６】図５に示す第１の試験装置の運転試験結果を示
す動作特性表である。
す動作特性表である。
【図７】図１に示す脱水装置の第２の試験装置を示す概
略構成図である。
略構成図である。
【図８】図７に示す第２の試験装置の運転試験結果を示
す動作特性表である。
す動作特性表である。
【図９】従来の同方向回転２軸押出機による樹脂材料の
脱水方式を示す概略構成図である。
脱水方式を示す概略構成図である。
【図１０】従来の同方向回転２軸押出機による樹脂材料
の別の脱水方式を示す概略構成図である。
の別の脱水方式を示す概略構成図である。
【図１１】従来の同方向回転２軸押出機による樹脂材料
のさらに別の脱水方式を示す概略構成図である。
のさらに別の脱水方式を示す概略構成図である。
４０ 同方向回転２軸押出機
４２ バレル
４４ スクリュ
４６ 供給部
４８ 吐出部
５０ ベント部
５２ ベントスタッファ装置
５２ａ フルフライトスクリュ
５２ｂ スタッファバレル
５２ｃ 排出開口部
５２ｄ スクリーン部
５２ｅ 駆動装置
５４ 大気開放ベント
５６ 真空ベント
６０ 溶融混練部
６２ 第１スクリュゾーン
６２ａ １条スクリュ
６２ｂ １条−２条継ぎスクリュ
６４ 第２スクリュゾーン
６４ａ 切欠き型フルフライトスクリュ
６４ｂ ニーディングブロック
６６ 第３スクリュゾーン
６６ａ、６６ｂ ニーディングブロック
６８ 第４スクリュゾーン
７０ 第５スクリュゾーン
７２ 昇圧スクリュゾーン
７４ バレル温度制御器
８０ コンパクタ
８０ａ ホッパ
８０ｂ シリンダ
８２ フィーダ
８４ スクリュ
８４ａ 掻き取りフィン
８６ 冷却ジャケット
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭57−22032（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−190317（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−139202（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−311704（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−237914（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−126809（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−120284（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−191505（ＪＰ，Ａ)
実開 昭58−171330（ＪＰ，Ｕ)
実開 平５−29731（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B29C 47/00 - 47/96
Claims (13)
- 【請求項１】 水分を含有する高融点樹脂材料を同方向
回転２軸スクリュの間で押圧することにより前記含有水
分を除去して押出成形する同方向回転２軸押出機による
高融点樹脂の脱水方法において、押出機の前記樹脂材料
の供給部と吐出部との間にベント部を設け、このベント
部と前記供給部との間のスクリュゾーンでは、そのスク
リュが溶融および／または混練作用のみを行う溶融混練
スクリュとして形成すると共に、このスクリュに加熱手
段を付設して溶融混練部を構成し、前記溶融混練部にお
いて前記含有水分を分離蒸発させると共に、この水蒸気
およびその他揮発成分を前記ベント部へ誘導して排出す
ることを特徴とする同方向回転２軸押出機による高融点
樹脂の脱水方法。 - 【請求項２】 スクリュはフルフライトスクリュおよび
ニーディングブロックからなり、全長に対する長さＬと
直径Ｄとの比Ｌ／Ｄが５０〜６０であり、ベント部はバ
レル中の水蒸気およびその他揮発成分を排出するための
大気開放ベントおよび／または真空ベントをスクリュの
先端部から前記Ｌ／Ｄ比が５〜２０の位置に少なくとも
１個所以上設け、前記先端部には前記樹脂材料をペレッ
ト等の形状に賦形するための吐出部を設けて、前記樹脂
材料をバレルからの入熱とスクリュの剪断力により溶融
混練させると同時に含有水分を分離蒸発し、発生した水
蒸気が前記樹脂材料の供給部に逆流しないように前記ベ
ント部へ誘導し排出してなる請求項１記載の同方向回転
２軸押出機による高融点樹脂の脱水方法。 - 【請求項３】 ベント部には少なくとも上流側に１個所
以上のベントスタッファ装置を設け、大量に発生した水
蒸気が前記ベント部に集中するのを防止するため、樹脂
材料の含水率ないし発生する水蒸気量に応じて前記ベン
トスタッファ装置のスクリュ回転数を制御し、スクリュ
の回転力によって発生する押出機側への推進力により前
記各ベント部への排出水蒸気量または水蒸気の排出速度
を誘導制御してなる請求項２記載の同方向回転２軸押出
機による高融点樹脂の脱水方法。 - 【請求項４】 水分を含有する高融点樹脂材料を同方向
回転２軸スクリュの間で押圧することにより、前記含有
水分を除去して押出成形する押出機であって、前記樹脂
材料の供給部と吐出部との間にベント部を有すると共
に、このベント部と前記供給部との間のスクリュゾーン
は、そのスクリュが溶融および／または混練作用のみを
行う溶融混練スクリュとして形成すると共に、このスク
リュに加熱手段を付設して溶融混練部を構成してなる同
方向回転２軸押出機において、前記ベント部は、ベント
機能を促進する大気開放ベントおよび／または真空ベン
トとから構成し、溶融混練部は、供給部からの樹脂材料
を効率よく搬送するフルフライトスクリュからなる第１
スクリュゾーンと、樹脂材料を溶融混練しながら含有水
分を分離蒸発させるニーディングブロックからなる第２
スクリュゾーンと、分離された前記水蒸気およびその他
揮発成分を前記ベント部へ誘導しながら樹脂材料の溶融
状態を安定化させるニーディングブロックからなる第３
スクリュゾーンと、前記水蒸気およびその他揮発成分を
大気開放ベントへ排出するフルフライトスクリュからな
る第４スクリュゾーンと、前記排出により最終的に残留
した前記水蒸気等および揮発成分を真空下で排出するニ
ーディングブロックおよび／または逆ねじフルフライト
スクリュからなるシール用の第５スクリュゾーンとから
構成し、さらにベント部と吐出部との間のスクリュゾー
ンは、脱水脱揮された樹脂材料を真空下で成形押出しす
るフルフライトスクリュからなる昇圧スクリュゾーンに
より構成することを特徴とする同方向回転２軸押出機に
よる高融点樹脂の脱水装置。 - 【請求項５】 第１スクリュゾーンは、スクリュ溝内で
の樹脂材料の充満率が上昇する山幅が広いフルフライト
型１条スクリュを使用してなる請求項４記載の同方向回
転２軸押出機による高融点樹脂の脱水装置。 - 【請求項６】 第１スクリュゾーンに使用するフルフラ
イト型１条スクリュは、樹脂材料を徐々に圧縮搬送して
いくために、下流側に向かってスクリュピッチがその直
径Ｄに対して１．５Ｄ〜０．７Ｄの範囲で小さくなると
共に、それに応じてフライト山幅が０．４Ｄ〜０．２Ｄ
の範囲で小さくなるように構成してなる請求項５記載の
同方向回転２軸押出機による高融点樹脂の脱水装置。 - 【請求項７】 第２スクリュゾーンは、その下流側で発
生した水蒸気の逆流を防止するためのシールを行う前半
部と、大量の空気および水を含有しているために比容積
が大きい固体材料を効率良く前方に搬送しながら溶融混
練を行う後半部とから構成してなる請求項４記載の同方
向回転２軸押出機による高融点樹脂の脱水装置。 - 【請求項８】 第２スクリュゾーンの前半部には、その
下流側で発生した水蒸気の逆流を防止するためのシール
を行い、かつスクリュ溝内の樹脂材料の充満率を高め、
バレル壁面との接触面積を増大することで、樹脂材料の
急速な加熱を可能とするために、スクリュフライト部に
スクリュのねじれ方向とほぼ直角に複数の溝を設けた切
欠き型フルフライトスクリュを使用してなる請求項７記
載の同方向回転２軸押出機による高融点樹脂の脱水装
置。 - 【請求項９】 第２スクリュゾーンの後半部には、大量
の空気および水を含有しているために比容積が大きくな
っている固体材料または半溶融の樹脂材料がスクリュ溝
内に充満することで発生した水蒸気を前方へ排出するた
めの通路の形成を阻害することなく、かつ比容積を減少
させるための急速な溶融を促進するために、スクリュの
直径Ｄに対し０．３Ｄ〜０．５Ｄの厚さを有するニーデ
ィングブレードを、前記第１スクリュゾーンのフルフラ
イトスクリュのねじれ方向と同方向に１８°〜３０°の
ねじれ角で螺旋階段状に多段に組み合わせた幅広型のニ
ーディングブロックを、Ｌ／Ｄ比がほぼ４〜１０の範囲
で使用してなる請求項７記載の同方向回転２軸押出機に
よる高融点樹脂の脱水装置。 - 【請求項１０】 第３スクリュゾーンは、樹脂材料と水
蒸気とが分離した状態で樹脂材料の溶融安定化と温度上
昇とを図りかつ発生した水蒸気の良好な排出を可能とす
る前半部と、供給樹脂材料の含水率の変動による樹脂材
料の溶融開始点または水の分離蒸発開始点の移動を吸収
して運転安定性を図るバッファゾーンとしての後半部と
から構成してなる請求項４記載の同方向回転２軸押出機
による高融点樹脂の脱水装置。 - 【請求項１１】 第３スクリュゾーンは、第２スクリュ
ゾーンにおいて樹脂材料は水蒸気と溶融または半溶融状
態の樹脂に分離されているために比容積が減少してお
り、次の第４スクリュゾーンで樹脂材料が水蒸気と共に
ベント部からフレークアップすることを防止するために
樹脂材料の溶融安定化および樹脂温度上昇を図ると同時
に、分離蒸発した水蒸気の良好な排出を可能とし、供給
樹脂材料の含水率の変動による樹脂材料の溶融開始点あ
るいは水の分離蒸発開始（完了）点の移動を吸収して樹
脂材料の含水率変動に対するバッファゾーンを形成する
ように、ニーディングブレードを前記第１スクリュゾー
ンのフルフライトスクリュのねじれ方向と同方向に３０
°〜９０°のねじれ角で螺旋階段状に多段に組み合わせ
たニーディングブロックを、Ｌ／Ｄ比がほぼ４〜１２の
範囲で使用してなる請求項１０記載の同方向回転２軸押
出機による高融点樹脂の脱水装置。 - 【請求項１２】 水分を含有する高融点樹脂材料を同方
向回転２軸スクリュの間で押圧することにより前記含有
水分を除去して押出成形する同方向回転２軸押出機の前
記樹脂材料の供給部と吐出部との間にベント部を設け、
このベント部と前記供給部との間のスクリュゾーンで
は、そのスクリュが溶融および／または混練作用のみを
行う溶融混練スクリュとして形成すると共に、このスク
リュに加熱手段を付設して溶融混練部を構成し、前記溶
融混練部において前記含有水分を分離蒸発させると共
に、この水蒸気およびその他揮発成分を前記ベント部へ
誘導して排出するに際して、樹脂材料の含水率の変動に
よって、樹脂材料の溶融開始点または水の分離蒸発開始
点が移動し、これに伴ってバレル設定温度が変動するこ
とを利用して、その移動を吸収して運転安定性を図るバ
ッファゾーンのバレル設定温度の変動を監視することに
より、樹脂材料の含水率の変動を監視し、樹脂材料の溶
融不足により前記ベントからのフレークアップ現象を防
止することを特徴とする高融点樹脂の脱水成形における
運転監視システム。 - 【請求項１３】 前記バレル設定温度の制御は、通常成
形のための設定温度を（樹脂材料の融点＋α）℃とし、
樹脂材料の含水率の増大に伴って生じる溶融不足が発生
してフレークアップする危険性を警告する警報温度を
（樹脂材料の融点＋β）℃とし、フレークアップする危
険性が増大したために押出機への材料供給量をステップ
的に低下させる指令を樹脂材料の供給部に出力する制御
開始温度を（樹脂材料の融点＋γ）℃とし、かつα≧β
≧γとするように設定して行うことからなる請求項１２
記載の高融点樹脂の脱水成形における運転監視システ
ム。
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