JP3505818B2 - 材料供給監視方法およびそれを用いた２軸押出機 - Google Patents
材料供給監視方法およびそれを用いた２軸押出機Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は完全噛合型同方向回転２
軸押出機に係わり、特に微粉体或いは微粉体を多量に含
む材料の供給監視制御方法およびそれを用いた２軸押出
機に関する。
軸押出機に係わり、特に微粉体或いは微粉体を多量に含
む材料の供給監視制御方法およびそれを用いた２軸押出
機に関する。
【０００２】
【従来技術】従来から完全噛合型同方向回転２軸押出機
は多くの材料において混合、分散が良く、安定した押出
量を吐出するため広く利用さている。しかしながら見掛
比重が小さい微粉体樹脂或いは無機微粉体を多量に含む
樹脂材料（以下微粉体材料という）等を押出成形すると
き材料供給口における材料の食込み量が押出量を限定す
る場合が多い。
は多くの材料において混合、分散が良く、安定した押出
量を吐出するため広く利用さている。しかしながら見掛
比重が小さい微粉体樹脂或いは無機微粉体を多量に含む
樹脂材料（以下微粉体材料という）等を押出成形すると
き材料供給口における材料の食込み量が押出量を限定す
る場合が多い。
【０００３】このような微粉体材料等の材料供給口にお
ける材料の食込みを妨げる最大の要因は、見掛比重が小
さい故に微粉体が含有する多量の空気の存在である。こ
の空気を多量に含んだ材料が押出機内で圧縮され、空気
を分離し、その空気は材料供給口側、即ち材料移送側と
逆方向に流れるためバレル内で微粉体が流動状態になる
ためである。その結果、見掛けの摩擦係数が小さくなり
スクリュによる圧縮が起こりにくくなってスクリュ本来
の質量輸送量は低下し、材料供給量が押出機スクリュの
輸送量を上回って材料供給口でオーバフロー現象が発生
する。
ける材料の食込みを妨げる最大の要因は、見掛比重が小
さい故に微粉体が含有する多量の空気の存在である。こ
の空気を多量に含んだ材料が押出機内で圧縮され、空気
を分離し、その空気は材料供給口側、即ち材料移送側と
逆方向に流れるためバレル内で微粉体が流動状態になる
ためである。その結果、見掛けの摩擦係数が小さくなり
スクリュによる圧縮が起こりにくくなってスクリュ本来
の質量輸送量は低下し、材料供給量が押出機スクリュの
輸送量を上回って材料供給口でオーバフロー現象が発生
する。
【０００４】前述のような材料供給口でオーバフロー現
象を積極的に改善する方法として特公平２−１６５０号
公報に記載された完全噛合型同方向回転２軸押出機によ
る空気抜き押出方法が公知となっている。この方法は図
５に示すように２軸押出機１の材料供給口４より下流の
バレル２に前記材料内に包含する空気を排出するための
開口部５を１箇所以上有し、バレル全域に亘りフライト
外径が一定で材料供給口４と開口部５の間は圧縮がな
く、材料の溶解もしくは混練のみ行う混練要素７を備え
たスクリュ３を有してなる。この２軸押出機内の材料は
材料供給口４と開口部５の間ではスクリュ溝内に完全に
充満しないこと。開口部５の上流である程度溶融するこ
と。の２条件の上に成り立っている。
象を積極的に改善する方法として特公平２−１６５０号
公報に記載された完全噛合型同方向回転２軸押出機によ
る空気抜き押出方法が公知となっている。この方法は図
５に示すように２軸押出機１の材料供給口４より下流の
バレル２に前記材料内に包含する空気を排出するための
開口部５を１箇所以上有し、バレル全域に亘りフライト
外径が一定で材料供給口４と開口部５の間は圧縮がな
く、材料の溶解もしくは混練のみ行う混練要素７を備え
たスクリュ３を有してなる。この２軸押出機内の材料は
材料供給口４と開口部５の間ではスクリュ溝内に完全に
充満しないこと。開口部５の上流である程度溶融するこ
と。の２条件の上に成り立っている。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、前述の
従来方法においても近年のプラスチック材料の高性能
化、高付加価値化および多品種少量生産化の時代ではプ
ラスチック材料や添加微粉体の物性、形態、生産条件の
幅は極めて広くなり、全ての物性、形態および生産条件
に亘って前述の２条件満たすことは容易でなくなって来
ており、前述のオーバフロー現象も発生する虞もある。
従来方法においても近年のプラスチック材料の高性能
化、高付加価値化および多品種少量生産化の時代ではプ
ラスチック材料や添加微粉体の物性、形態、生産条件の
幅は極めて広くなり、全ての物性、形態および生産条件
に亘って前述の２条件満たすことは容易でなくなって来
ており、前述のオーバフロー現象も発生する虞もある。
【０００６】発明者等は材料供給部に透明観察窓を設
け、微粉体材料から分離された空気の材料供給口近辺の
挙動を観察した結果下記のことが分かった。 （１）材料供給部の状態が正常、即ちオーバフロー現象
が起きていない場合、供給された材料の一部は前記逆流
空気に乗って上流側へ定常的に移動する。透明観察窓か
ら覗くと微粉体の一部が上方向に舞上るが、これは非常
に安定したものであった。 （２）オーバフロー現象は材料供給口の下流側の一方の
コーナから始まり、微粉体の舞上り状態は間欠的に生じ
ることであった。この間欠的な微粉体の舞上り現象はオ
ーバフロー量が増加するにつれて顕著になったが、ある
レベルを越えると減少することが分かった。これは逆流
空気の通る通路が狭くなった結果その量が減ったためと
思われる。 （３）オーバフロー量が増加し続けると、やがて材料供
給口は材料により完全に充満され、この状態では逆流空
気は逃げ場を失い、押出機内の微粉体の流動性はさらに
増加してスクリュの材料移送能力が低下し、遂に材料供
給口に蓄積される。この状態では空気の逆流がなくなる
ため微粉体の舞上り現象は見られなかった。 本発明の目的は完全噛合型同方向回転２軸押出機におけ
る微粉体材料の供給に際し、材料供給口のオーバフロー
現象を適格に、素早く、簡単かつ安全に検知する材料供
給監視方法およびその方法を用いた２軸押出機を提供す
ることにある。
け、微粉体材料から分離された空気の材料供給口近辺の
挙動を観察した結果下記のことが分かった。 （１）材料供給部の状態が正常、即ちオーバフロー現象
が起きていない場合、供給された材料の一部は前記逆流
空気に乗って上流側へ定常的に移動する。透明観察窓か
ら覗くと微粉体の一部が上方向に舞上るが、これは非常
に安定したものであった。 （２）オーバフロー現象は材料供給口の下流側の一方の
コーナから始まり、微粉体の舞上り状態は間欠的に生じ
ることであった。この間欠的な微粉体の舞上り現象はオ
ーバフロー量が増加するにつれて顕著になったが、ある
レベルを越えると減少することが分かった。これは逆流
空気の通る通路が狭くなった結果その量が減ったためと
思われる。 （３）オーバフロー量が増加し続けると、やがて材料供
給口は材料により完全に充満され、この状態では逆流空
気は逃げ場を失い、押出機内の微粉体の流動性はさらに
増加してスクリュの材料移送能力が低下し、遂に材料供
給口に蓄積される。この状態では空気の逆流がなくなる
ため微粉体の舞上り現象は見られなかった。 本発明の目的は完全噛合型同方向回転２軸押出機におけ
る微粉体材料の供給に際し、材料供給口のオーバフロー
現象を適格に、素早く、簡単かつ安全に検知する材料供
給監視方法およびその方法を用いた２軸押出機を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め完全噛合型同方向回転２軸押出機は材料供給口より下
流のバレルに前記材料内に包含する空気を排出するため
の開口部を１箇所以上有し、バレル全域に亘りフライト
外径が一定で材料供給口と開口部の間は圧縮がなく、材
料の溶解もしくは混練のみ行う混練要素を備えたスクリ
ュを有する２軸押出機とし、主材料供給口或いは副材料
供給口に微粉体或いは微粉体を多量に含む材料を給供す
るに際し、前記主或いは副材料供給口内の下流側にバレ
ル内から上方に伸びる導管を設け、同導管から吹出す微
粉体の有無または量或いは空気の量または圧力等を検出
し、前記主或いは副材料供給口の材料供給状態を検知す
ることを特徴とする２軸押出機の材料供給監視方法とし
た。
め完全噛合型同方向回転２軸押出機は材料供給口より下
流のバレルに前記材料内に包含する空気を排出するため
の開口部を１箇所以上有し、バレル全域に亘りフライト
外径が一定で材料供給口と開口部の間は圧縮がなく、材
料の溶解もしくは混練のみ行う混練要素を備えたスクリ
ュを有する２軸押出機とし、主材料供給口或いは副材料
供給口に微粉体或いは微粉体を多量に含む材料を給供す
るに際し、前記主或いは副材料供給口内の下流側にバレ
ル内から上方に伸びる導管を設け、同導管から吹出す微
粉体の有無または量或いは空気の量または圧力等を検出
し、前記主或いは副材料供給口の材料供給状態を検知す
ることを特徴とする２軸押出機の材料供給監視方法とし
た。
【０００８】さらに完全噛合型同方向回転２軸押出機の
主材料供給口或いは副材料供給口に微粉体或いは微粉体
を多量に含む材料を給供するに際し、前記主或いは副材
料供給口内の下流側にバレル内から上方に伸びる導管を
設け、同導管から吹出す微粉体の有無または量或いは空
気の量または圧力等を検出し、その結果をスクリュ回転
速度またはバレル設定温度或いは材料供給用のフイーダ
へフィードバックすることを特徴とする２軸押出機の材
料供給監視方法とした。
主材料供給口或いは副材料供給口に微粉体或いは微粉体
を多量に含む材料を給供するに際し、前記主或いは副材
料供給口内の下流側にバレル内から上方に伸びる導管を
設け、同導管から吹出す微粉体の有無または量或いは空
気の量または圧力等を検出し、その結果をスクリュ回転
速度またはバレル設定温度或いは材料供給用のフイーダ
へフィードバックすることを特徴とする２軸押出機の材
料供給監視方法とした。
【０００９】また導管から吹出す微粉体の有無または量
は光電管センサにより，導管から吹出す空気の量または
圧力は風量センサ、風圧センサにより検知することを特
徴とする完全噛合型同方向回転２軸押出機の材料供給監
視方法とした。
は光電管センサにより，導管から吹出す空気の量または
圧力は風量センサ、風圧センサにより検知することを特
徴とする完全噛合型同方向回転２軸押出機の材料供給監
視方法とした。
【００１０】
【作用】材料供給口内の下流側に設けたバレル内から上
方に伸びる導管により、同導管から吹出す微粉体の有無
または量、或いは同導管から吹出す空気の量、圧力等を
検出することにより材料供給口の材料供給状態を検知
し、手動により運転条件を変更する或いはその検知結果
をスクリュ回転速度またはバレル設定温度或いは材料供
給用のフイーダへフィードバックすることにより運転条
件を変更することができる。
方に伸びる導管により、同導管から吹出す微粉体の有無
または量、或いは同導管から吹出す空気の量、圧力等を
検出することにより材料供給口の材料供給状態を検知
し、手動により運転条件を変更する或いはその検知結果
をスクリュ回転速度またはバレル設定温度或いは材料供
給用のフイーダへフィードバックすることにより運転条
件を変更することができる。
【００１１】
【実施例】次に本発明の１実施例を図１ないし図３によ
り説明する。説明に際し、従来例と同一部材は同一番号
を付し、その説明を省き、本発明により新に追加された
部材のみ新番号を付してその説明を行う。２軸押出機１
のバレル２内には全長に亘り同一外径で互いに噛合った
同方向回転のスクリュ３が挿入されている。前記スクリ
ュ３には供給された材料をバレル２内に完全に充満する
ような区域或いは材料に強い圧縮を与えるような区域を
設けることなく材料を溶融し、混練する混練要素７が材
料供給口４と空気抜き用開口部５の間に設けてある。
り説明する。説明に際し、従来例と同一部材は同一番号
を付し、その説明を省き、本発明により新に追加された
部材のみ新番号を付してその説明を行う。２軸押出機１
のバレル２内には全長に亘り同一外径で互いに噛合った
同方向回転のスクリュ３が挿入されている。前記スクリ
ュ３には供給された材料をバレル２内に完全に充満する
ような区域或いは材料に強い圧縮を与えるような区域を
設けることなく材料を溶融し、混練する混練要素７が材
料供給口４と空気抜き用開口部５の間に設けてある。
【００１２】前記混練要素７はスクリュ３よりピッチの
小さいスクリュ、或いは材料が完全に充満されないよう
な送り作用を有するニーディングブロックが最適であ
る。材料供給口４には材料を常に一定量バレル２内に供
給するフィーダ１０が取り付けてある。
小さいスクリュ、或いは材料が完全に充満されないよう
な送り作用を有するニーディングブロックが最適であ
る。材料供給口４には材料を常に一定量バレル２内に供
給するフィーダ１０が取り付けてある。
【００１３】１１は図２および図３に示すように材料供
給口４内に設けた上方に伸び、その出口が大気に開放し
ている透明樹脂バイプ、不透明樹脂バイプ或いは金属パ
イプの導管である。この導管１１は材料供給口４の幅Ｗ
の１／４〜１／２程度の外径を有し、材料移送方向の下
流側位置ＡまたはＢコーナ位置がよい。しかし、オーバ
フローがＡコーナから開始されるため応答性の面からは
Ａコーナが最適位置である。
給口４内に設けた上方に伸び、その出口が大気に開放し
ている透明樹脂バイプ、不透明樹脂バイプ或いは金属パ
イプの導管である。この導管１１は材料供給口４の幅Ｗ
の１／４〜１／２程度の外径を有し、材料移送方向の下
流側位置ＡまたはＢコーナ位置がよい。しかし、オーバ
フローがＡコーナから開始されるため応答性の面からは
Ａコーナが最適位置である。
【００１４】前記バイプは内部が見えること、内部の微
粉体の挙動状態を光電センサ等で計測するためには透明
樹脂バイが最適である。また、導管１１の下端からスク
リュ３上面までの距離Ｌは短いほど応答性は良いが、極
端に短いと鋭敏すぎて生産運転には不向で、実質的には
図示したようなバレル２の上面当たりがよい。１２はバ
レル２の外形面に設けたヒータである。
粉体の挙動状態を光電センサ等で計測するためには透明
樹脂バイが最適である。また、導管１１の下端からスク
リュ３上面までの距離Ｌは短いほど応答性は良いが、極
端に短いと鋭敏すぎて生産運転には不向で、実質的には
図示したようなバレル２の上面当たりがよい。１２はバ
レル２の外形面に設けたヒータである。
【００１５】以上のように構成されており、オペレータ
は前記透明パイプの内部または出口の微粉体の挙動を目
視し、或いは出口に設けた風車の回転によりパイプから
吹出る空気の量を知ることができ、その結果を手動また
は自動により積極的にスクリュ回転を上げるか、フィー
ダの材料供給量を下げるか或いはヒータの設定温度を上
げる等することにより２軸押出機を調整することができ
る。
は前記透明パイプの内部または出口の微粉体の挙動を目
視し、或いは出口に設けた風車の回転によりパイプから
吹出る空気の量を知ることができ、その結果を手動また
は自動により積極的にスクリュ回転を上げるか、フィー
ダの材料供給量を下げるか或いはヒータの設定温度を上
げる等することにより２軸押出機を調整することができ
る。
【００１６】次にオーバフローの判断基準を述べると、
前述の透明観察窓から見たように導管１１から少量の微
粉体が定常的に流出していれば、材料供給口におけるオ
ーバフローは無く、正常に材料供給が行われている。導
管１１から微粉体が流出しているが、流出状態がやや不
安定（間欠的）であれば、小規模のオーバフロー現象が
生じていると見なし、材料供給口の材料供給状態は要注
意である。
前述の透明観察窓から見たように導管１１から少量の微
粉体が定常的に流出していれば、材料供給口におけるオ
ーバフローは無く、正常に材料供給が行われている。導
管１１から微粉体が流出しているが、流出状態がやや不
安定（間欠的）であれば、小規模のオーバフロー現象が
生じていると見なし、材料供給口の材料供給状態は要注
意である。
【００１７】導管１１から微粉体が流出がほとんどなけ
れば、大規模のオーバフロー現象が生じていると見なさ
なければならない。このような状態では材料供給口から
の材料供給量とスクリユ３の材料移送量がアンバランス
で、オーバフローの度合いは時間とともに増大するた
め、直ちに運転条件を修正しなくてはならない。
れば、大規模のオーバフロー現象が生じていると見なさ
なければならない。このような状態では材料供給口から
の材料供給量とスクリユ３の材料移送量がアンバランス
で、オーバフローの度合いは時間とともに増大するた
め、直ちに運転条件を修正しなくてはならない。
【００１８】続いて図４によりオーバフロー現象を自動
修正する本発明の方法を用いる１実施装置を説明する
と、導管１１には透明樹脂バイプを用い、導管１１を挟
んで例へばレーザ光発信器１３とその受光器１４から成
る光電センサを設け、レーザ光発信器１３から発信され
るレーザ光が導管１１を横断する過程で、その一部が微
粉体によって散乱、吸収され、微粉体の有無、或いはそ
の量を検知し、その結果をコントローラ１６を介してヒ
ータ１２、フィーダ駆動用モータ１７或いはスクリュ駆
動用モータ１５にフィードバックし、運転条件を修正し
することができる。
修正する本発明の方法を用いる１実施装置を説明する
と、導管１１には透明樹脂バイプを用い、導管１１を挟
んで例へばレーザ光発信器１３とその受光器１４から成
る光電センサを設け、レーザ光発信器１３から発信され
るレーザ光が導管１１を横断する過程で、その一部が微
粉体によって散乱、吸収され、微粉体の有無、或いはそ
の量を検知し、その結果をコントローラ１６を介してヒ
ータ１２、フィーダ駆動用モータ１７或いはスクリュ駆
動用モータ１５にフィードバックし、運転条件を修正し
することができる。
【００１９】また、前述のように光電センサによる方法
ばかりでなく、導管出口に風車を設け、導管から吹出す
空気により回転する風車の回転数を検知しする方法、或
いは導管出口に可動式ベーンを設け、風圧による同ベー
ンの動作状況を検出する方法もある。以上の説明は２軸
押出機の主材料供給口のオーバフロー現象について説明
したが、これに限らず微粉体材料を主材料供給口より下
流に設けた副材料供給口のオーバフロー現象おいても同
様に可能である。
ばかりでなく、導管出口に風車を設け、導管から吹出す
空気により回転する風車の回転数を検知しする方法、或
いは導管出口に可動式ベーンを設け、風圧による同ベー
ンの動作状況を検出する方法もある。以上の説明は２軸
押出機の主材料供給口のオーバフロー現象について説明
したが、これに限らず微粉体材料を主材料供給口より下
流に設けた副材料供給口のオーバフロー現象おいても同
様に可能である。
【００２０】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、完全噛合
型同方向回転２軸押出機の材料供給口における微粉体材
料のオーバフロー現象を的確に、素早く、簡単かつ容易
に検知できるため、押出機の性能維持、押出成形品の品
質向上に効果的である。
型同方向回転２軸押出機の材料供給口における微粉体材
料のオーバフロー現象を的確に、素早く、簡単かつ容易
に検知できるため、押出機の性能維持、押出成形品の品
質向上に効果的である。
【図１】本発明の１実施例を示す図。
【図２】図１のＣ−Ｃ断面図。
【図３】図２のＺ矢視図で、材料供給口の平面図。
【図４】本発明の方法を用いた２軸押出機の１実施例を
示す図。
示す図。
【図５】従来装置の完全噛合型同方向回転２軸押出機を
示す図。
示す図。
１ ２軸押出機
２ バレル
３ スクリュ
４ 材料供給口
５ 開口部
７ 混練要素
１０ フィーダ
１１ 導管
１２ ヒータ
１３ レーザ光発信器
１４ 受光器
１５ 駆動モータ（スクリュ用）
１６ コントローラ
１７ 駆動モータ（フィーダ用）
─────────────────────────────────────────────────────
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B29C 47/00 - 47/96
Claims (5)
- 【請求項１】 完全噛合型同方向回転２軸押出機の主材
料供給口或いは副材料供給口に微粉体或いは微粉体を多
量に含む材料を供給するに際し、前記主或いは副材料供
給口内の下流側にバレル内から上方に伸びる導管を設
け、同導管から吹出す微粉体の有無または量或いは空気
の量または圧力等を検出し、前記主或いは副材料供給口
の材料供給状態を検知することを特徴とする２軸押出機
の材料供給監視方法。 - 【請求項２】 完全噛合型同方向回転２軸押出機の主材
料供給口或いは副材料供給口に微粉体或いは微粉体を多
量に含む材料を供給するに際し、前記主或いは副材料供
給口内の下流側にバレル内から上方に伸びる導管を設
け、同導管から吹出す微粉体の有無または量或いは空気
の量または圧力等を検出し、その結果をスクリュ回転速
度またはバレル設定温度或いは材料供給用のフイーダへ
フィードバックすることを特徴とする２軸押出機の材料
供給監視方法。 - 【請求項３】 前記導管から吹出す微粉体の有無または
量は光電管センサにより検知することを特徴とする請求
項１、２のいずれかに記載の２軸押出機の材料供給監視
方法。 - 【請求項４】 前記導管から吹出す空気の量または圧力
は風量センサ、風圧センサにより検知することを特徴と
する請求項１、２のいずれかに記載の２軸押出機の材料
供給監視方法。 - 【請求項５】 完全噛合型同方向回転２軸押出機は材料
供給口より下流のバレルに前記材料内に包含する空気を
排出するための開口部を１箇所以上有し、バレル全域に
亘りフライト外径が一定で材料供給口と開口部の間は圧
縮がなく、材料の溶解もしくは混練のみ行う混練要素を
備えたスクリュを有することを特徴とする請求項１ない
し４記載のいずれか１方法を用いる２軸押出機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28726994A JP3505818B2 (ja) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | 材料供給監視方法およびそれを用いた２軸押出機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28726994A JP3505818B2 (ja) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | 材料供給監視方法およびそれを用いた２軸押出機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08192453A JPH08192453A (ja) | 1996-07-30 |
| JP3505818B2 true JP3505818B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=17715225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28726994A Expired - Fee Related JP3505818B2 (ja) | 1994-10-27 | 1994-10-27 | 材料供給監視方法およびそれを用いた２軸押出機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3505818B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102029698B (zh) * | 2009-09-29 | 2014-10-29 | 上海金发科技发展有限公司 | 一种用于挤出机下料口的溢料回收装置 |
| CN112388932B (zh) * | 2020-10-26 | 2024-03-22 | 山东蓝海晶体科技有限公司 | 农作物高效保水材料生产设备及生产方法 |
-
1994
- 1994-10-27 JP JP28726994A patent/JP3505818B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08192453A (ja) | 1996-07-30 |
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