JP4977175B2 - Vent-up detection method and extruder for an extruder equipped with a vent - Google Patents
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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。 The present invention relates to an extruder composed of a cylinder having a predetermined length provided with a vent for degassing and a screw that is driven to rotate in the cylinder, and is kneaded in the cylinder. The present invention relates to a vent-up detection method and an extruder for detecting a vent-up in which the molten resin that rises in the vent.
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。 The synthetic resin produced by the synthesis reaction may be inhomogeneous or may not have the necessary physical properties. Further, since it is not formed in a granular form, it is difficult to use as it is as a resin material. Therefore, the raw synthetic resin is melted, and a predetermined additive is added and kneaded so as to have predetermined physical properties. That is, it is reformed and homogenized. And it is granulated and provided as a pellet-shaped resin material. Such a pellet-shaped resin material is manufactured by a conventionally known pellet manufacturing apparatus including an extruder and a granulating apparatus. The extruder is composed of a cylinder of a predetermined length and a screw that can be driven in the direction of rotation in the cylinder. The granulator is a die provided in front of the cylinder and a plurality of cutters rotating while being pressed against the die. When the screw is rotated by supplying raw synthetic resin and additives from a hopper provided behind the cylinder of the extruder, the screw is melted and kneaded by frictional heat due to the shearing of the screw. Sent to the front of the cylinder. Since the molten resin is extruded from the die in a strand shape, a pellet-shaped resin material can be obtained by cutting with a cutter. By the way, since the raw synthetic resin also contains volatile components as impurities, it is necessary to degas the volatile components. Therefore, the cylinder of the extruder is provided with an opening at a predetermined portion and a vent is provided at the opening, and a predetermined negative pressure connected to the vent by natural exhaust or as necessary. Volatile components are degassed by being forced to exhaust by the source.
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。 The extruder is designed so that the pressure of the molten resin in the cylinder is kept low in the vicinity of the vent, and the molten resin in the cylinder does not rise from the opening. However, when abnormalities such as clogging of dies occur and the pressure of the molten resin in the cylinder increases, so-called vent up occurs in which the molten resin in the cylinder rises from the opening and rises in the vent. Even if vent-up occurs, the vent-up can be eliminated by detecting it promptly and taking necessary measures such as adjusting the supply of raw materials and adjusting the rotational speed of the screw. However, if the vent-up cannot be detected or the detection is delayed, the necessary treatment cannot be performed, and the vent is blocked by the molten resin. If it does so, it will not only become unable to deaerate but will also be unable to operate an extruder, and a big damage will occur. In addition, since a great deal of work is required to resume operation, the cost required for recovery also increases. Therefore, various detection methods for detecting vent-up have been proposed.
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。 Patent Document 1 describes a detection method for detecting vent-up by a monitoring camera provided in a vent. The vent is filled with vapors of evacuated volatile components and additives, but the surveillance camera is placed in the vent and placed in the vent, and the guard is heated by a predetermined heating means. Therefore, volatile components and evaporated additives are difficult to adhere to the surveillance camera lens. Therefore, a relatively clear image can be taken. The image is processed and it is determined whether vent-up has occurred.
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。
Patent Document 4 describes a detection method in which vent-up is detected by a temperature sensor provided in the vent and heated to a temperature higher than the temperature of the molten resin by a heater. When vent-up occurs and the molten resin comes into contact with the temperature sensor, the measured temperature decreases, so that vent-up can be detected.
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。
Since any method described in Patent Documents 1 to 6 can detect the vent-up, if a necessary measure is taken after the vent-up is detected, an accident that the vent portion is blocked by the molten resin is prevented to some extent. I can. However, there are also problems to be solved. In the vent-up detection methods described in Patent Documents 1 to 4, it is only possible to detect a vent-up that has already occurred, and it is not possible to detect or predict the occurrence of a vent-up in advance. Therefore, there is a possibility that the vent is blocked without taking necessary measures. In addition, other problems are recognized in these detection methods. For example, in the method described in Patent Document 1, measures are taken to prevent fogging of the lens of the surveillance camera, but since it is not possible to completely prevent fogging, operation is performed for a long time without performing maintenance. Then, the lens may become cloudy and it may become impossible to detect vent-up. In the methods described in
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。
According to the detection method described in
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。 The present invention aims to provide a vent-up detection method that solves the above-described problems and an extruder that can carry out such a detection method. Specifically, it is necessary to frequently maintain the sensor. The signs of vent-up can be reliably detected, and the detection of vent-up signs can be made sufficiently earlier than the occurrence of vent-up. It is an object of the present invention to provide a vent-up detection method capable of reliably suppressing or eliminating vent-up and an extruder capable of performing such a detection method.
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。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a cylinder having a predetermined length provided with a vent for venting and a screw adapted to be driven to rotate within the cylinder. In an extruder provided with a granulator at the tip, in order to measure the pressure of the molten resin in the cylinder, the first pressure sensor is in the vicinity of the granulator and the second pressure sensor is the granulator and vent. The third pressure sensors are respectively provided in the vicinity of the vent near the granulator at predetermined positions between the two. And it is comprised so that the pressure of the molten resin in a vent may be estimated from the pressure measured with a 1st, 2nd pressure sensor, and the sign of vent up may be detected. Further, the vent pressure is detected by monitoring the pressure measured by the third pressure sensor.
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の兆候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、該予測した圧力が予め設定されている第1のしきい値を超えたらベントアップの兆候であると判定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、該第3の圧力が、予め設定されている第2のしきい値を超えたとき、ベントアップが発生したと判断するように構成されている。
Thus, in order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a cylinder having a predetermined length provided with a vent for deaeration, and a screw that is rotationally driven in the cylinder. In the extruder provided with a granulating device at the tip of the cylinder, a detection method for detecting a sign of vent up in which the molten resin kneaded in the cylinder rises in the vent, In the cylinder, the pressure of the molten resin is measured at a first position near the granulator and a second position which is a predetermined position between the granulator and the vent. , to obtain a pressure of 2, from said first and second pressure, to predict the pressure of the molten resin in the vent, pressure was the predicted vent up Once beyond the first threshold value set in advance signs der It is configured to determine that.
According to a second aspect of the present invention, in the method of the first aspect, the pressure of the molten resin in the cylinder between the granulator and the vent increases in proportion to the distance from the vent. Assuming that, the pressure of the molten resin in the vent is predicted from the first and second pressures, the first and second positions, and the position of the vent.
According to a third aspect of the present invention, in the method according to the first or second aspect, the pressure of the molten resin is measured in a third position near the vent near the granulator in the cylinder. When the third pressure exceeds a preset second threshold value , it is determined that vent-up has occurred .
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、該予測された圧力が前記コントローラに予め設定されている第1のしきい値を超えるとベントアップの兆候であると判定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、前記第3の圧力センサで測定された溶融樹脂の圧力が前記コントローラに予め設定されている第2のしきい値を超えるとベントアップが発生したと判断されるように構成されている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a cylinder having a predetermined length provided with a vent for degassing, and a screw adapted to be driven to rotate in the cylinder, and at the tip of the cylinder. In the extruder provided with the granulating device, a first pressure sensor is provided in the cylinder in the vicinity of the granulating device, and a second pressure sensor is provided at a predetermined position between the granulating device and the vent. There is provided, respectively, the first and second pressure sensors are connected to a predetermined controller, the pressure of the molten resin in the vent from the pressure of the first and second measured molten resin pressure sensor is predicted, the predicted When the measured pressure exceeds a first threshold value preset in the controller, it is determined that it is a sign of vent-up .
According to a fifth aspect of the present invention, in the extruder according to the fourth aspect, the screw is configured to be formed from a flight having the same shape from a portion corresponding to the vent to a tip portion.
According to a sixth aspect of the present invention, in the extruder according to the fourth or fifth aspect, a third pressure sensor is provided in the cylinder near the vent near the granulator, and the third pressure sensor is provided. The pressure sensor is connected to the controller, and it is determined that vent-up has occurred when the pressure of the molten resin measured by the third pressure sensor exceeds a second threshold value preset in the controller. It is comprised so that.
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、該予測した圧力が予め設定されている第1のしきい値を超えたらベントアップの兆候であると判定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のしきい値を超えたとき、ベントアップが発生したと判断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。 As described above, according to the present invention, a cylinder having a predetermined length provided with a vent for deaeration and a screw that is rotationally driven in the cylinder are provided at the tip of the cylinder. In an extruder provided with a granulator, the pressure of the molten resin in a cylinder at a first position near the granulator and a second position, which is a predetermined position between the granulator and the vent. , Respectively, to obtain first and second pressures, and from the first and second pressures, the pressure of the molten resin in the vent is predicted, and the predicted pressure is set to a first threshold value. Since it is configured to determine that it is a sign of vent-up if it exceeds, it can detect the sign of vent-up reliably and can detect the sign sufficiently earlier than the occurrence of vent-up . Therefore, necessary measures can be taken with a margin, and vent-up can be reliably suppressed or eliminated. Further, according to another invention, assuming that the pressure of the molten resin in the cylinder between the granulator and the vent increases in proportion to the distance from the vent, Since it is configured to predict the pressure of the molten resin in the vent from the first and second positions and the position of the vent, the calculation logic of pressure prediction is simple, and software that realizes such calculation logic The wear can be provided at low cost, and therefore the extruder can be provided at low cost. According to another invention, in the cylinder, the pressure of the molten resin is measured at a third position in the vicinity of the vent near the granulator to obtain a third pressure, and a preset second threshold value is obtained. When it exceeds the value , it is configured to judge that vent-up has occurred, so even if vent-up occurs, it can quickly detect and respond to the vent-up, and the vent is molten resin. It is possible to reliably prevent an accident that is blocked by. Furthermore, according to another invention, these pressures are configured to be measured by the first to third pressure sensors provided in the cylinder, that is, the molten resin adheres and the measurement accuracy is improved. Since it is different from a temperature sensor that decreases, stable measurement accuracy can be obtained and vent-up can be reliably detected without frequent maintenance of the sensor.
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。
Embodiments of the present invention will be described below. As shown in FIG. 1, the pellet manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment is also composed of an
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。
In the
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。
In the present embodiment, the
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。
The operation of the pellet granulating apparatus 1 according to the present embodiment will be described. The
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。
The graph of FIG. 2A shows the pressure distribution of the molten resin in the
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。
When an abnormality such as clogging of the die occurs, the pressure of the molten resin in the
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。
When a predetermined time has elapsed since the occurrence of the abnormality, the
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。
When the operator's response is delayed or an abnormality that cannot be taken occurs, as shown in FIG. 2 (d), the
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。 The embodiment of the present invention can be variously modified. For example, it is explained that the controller only outputs an alarm when a sign of vent-up is detected, but according to the command of the controller, the supply amount of the synthetic resin of the raw material directly to the extruder can be suppressed, You may control so that the rotational speed of a screw may be raised. In this way, since there is no delay due to the operator's response, it is possible to more reliably suppress vent-up. In the present embodiment, it is described that a die is directly provided on the cylinder. However, a die may be provided on the tip of the cylinder via a filtration device such as a screen changer. Such a filtering device can also be regarded as a part of the granulating device, and according to the present invention, it is also possible to detect a sign of vent-up caused by an abnormal clogging of the filtering device. Furthermore, although the screw is described as being composed of a single type of screw such as a full flight screw from the portion corresponding to the vent toward the tip, the kneading disc or the like is different in the middle. A screw may be provided. As a result, the pressure distribution of the molten resin between the vent and the tip in the cylinder does not become linear, but becomes a curve of a predetermined shape, but the controller stores such a curve of the predetermined shape in advance. If so, the predicted resin pressure at the vent can be calculated.
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。 The extruder according to the present invention can be applied not only to a pellet manufacturing apparatus but also to an extruder used for other purposes.
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
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、該予測した圧力が予め設定されている第1のしきい値を超えたらベントアップの兆候であると判定することを特徴とするベントアップの検知方法。 Extrusion comprising a cylinder of a predetermined length provided with a vent for deaeration and a screw adapted to be driven to rotate in the cylinder, and provided with a granulating device at the tip of the cylinder In the machine, a detection method for detecting signs of vent up in which the molten resin kneaded in the cylinder rises in the vent,
In the cylinder, the pressure of the molten resin is measured at a first position near the granulator and a second position which is a predetermined position between the granulator and the vent. 2 pressure,
Predicting the pressure of the molten resin in the vent from the first and second pressures and determining that the predicted pressure exceeds a preset first threshold is a sign of venting up A vent-up detection method characterized by
該第3の圧力が、予め設定されている第2のしきい値を超えたとき、ベントアップが発生したと判断することを特徴とするベントアップの検知方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein in the cylinder, the pressure of the molten resin is measured at a third position near the vent near the granulator to obtain a third pressure,
A vent-up detection method , wherein when the third pressure exceeds a preset second threshold value , it is determined that a vent-up has occurred .
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、該予測された圧力が前記コントローラに予め設定されている第1のしきい値を超えるとベントアップの兆候であると判定されるようになっていることを特徴とする押出機。 Extrusion comprising a cylinder of a predetermined length provided with a vent for deaeration and a screw adapted to be driven to rotate in the cylinder, and provided with a granulating device at the tip of the cylinder In the machine
In the cylinder, a first pressure sensor is provided in the vicinity of the granulator, and a second pressure sensor is provided at a predetermined position between the granulator and the vent.
The first and second pressure sensors are connected to a predetermined controller;
When the pressure of the molten resin in the vent is predicted from the pressure of the molten resin measured by the first and second pressure sensors , and the predicted pressure exceeds a first threshold value preset in the controller An extruder characterized by being determined to be a sign of vent-up .
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