JP5592912B2 - 二軸スクリュ押出装置及び方法 - Google Patents
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Description
すなわち、プラスチック原料と共に混入した不活性ガス成分又は微量の巻き込みエアー、プラスチック原料に残存している揮発成分などを真空ポンプなどの外部からの吸気源を用いて除去する必要があるため、設備費が嵩む欠点があった。
また、原料パウダーの酸化防止のためにホッパーに供給されている不活性ガスが、ガス抜き室及び真空ポンプを通して系外に排気され、無駄に消費され、ランニングコストが増加するという欠点があった。
本発明は、前述のような従来の課題を解決するためになされたもので、プラスチック原料と共に混入した不活性ガス成分又は微量の巻き込みエアー、プラスチック原料に残存している揮発成分などを除去する場合においても、外部からの吸気源を必要とせず付帯設備を安価にし、不活性ガスの消費量を削減する方法及び装置を提供することである。
また、本発明による二軸スクリュ押出方法は、プラスチック原料をホッパーを介してスクリュを内設したシリンダの樹脂流路内に供給して可塑化混練し、前記シリンダにガス抜き室を有し、前記ガス抜き室にサクションノズルを接続し、前記サクションノズルに圧縮不活性ガスを供給して前記ガス抜き室と前記樹脂流路の内部に差圧を発生させ、ガス成分を分離除去することにより、前記シリンダ内の前記プラスチック原料を圧縮させる方法において、前記サクションノズルの出側が、前記ホッパーに接続されているか、又は、前記シリンダの前記ガス抜き室よりも下流側のベントに接続されている方法である。
すなわち、プラスチック原料をホッパーを介してスクリュを内設したシリンダの樹脂流路内に供給して可塑化混練し、前記シリンダにガス抜き室を有する二軸スクリュ押出装置において、前記ガス抜き室にサクションノズルを接続し、前記サクションノズルに圧縮不活性ガスを供給して前記ガス抜き室と前記樹脂流路の内部に差圧を発生させ、ガス成分を分離除去することにより、前記シリンダ内の前記プラスチック原料を圧縮させることにより、プラスチック原料と共に混入した不活性ガス成分や微量の巻き込みエアー、プラスチックに残存している揮発成分などが樹脂流路に還元され、ホッパーから混練部スクリュまでのシリンダ内プラスチック原料が圧縮され、嵩密度が増加し、処理能力を劇的に増加させることが可能となり、真空ポンプなどの補助付属装置を必要としないため、付帯設備費を下げることができる。
また、ガス抜き室から排気された不活性ガスをホッパーに還元するため、不活性ガスの消費量を削減し、ランニングコストを下げることが可能となる。
また、前記サクションノズルの出側が前記ホッパーに接続されていることにより、1個のガス抜き室とサクションノズルのみで前述の効果を得ることができ、設備費を安価とすることができる。
また、前記シリンダには前記ガス抜き室よりも下流側にベントが設けられ、前記サクションノズルの出側は前記ベントに接続されていることにより、ガス抜き室からの排気をベント部に供給する不活性ガス(大気に対してベント部を正圧に調整する)として用いることができる。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図1において、シリンダ1には、スクリュ2が内設されている。この加熱冷却可能なシリンダ1内に、スクリュ2が2本挿入され、図示しない駆動機にて異方向内回りで回転している。2本のスクリュ2は非噛合である。プラスチック原料3aを供給するためのホッパー3はホッパー部シリンダ3Aに設けられ、その下流に、輸送部シリンダ4C、混練部シリンダ4A及び放出部シリンダ4Bが形成されている。また、前記スクリュ2は、輸送部スクリュ2A、混練部スクリュ2B、放出部スクリュ2Cで構成されている。前記シリンダ1のホッパー3の下流位置には、フィルタ6を介してシリンダ1の樹脂流路1Aに連通するガス抜き室5が設けられ、このガス抜き室5に接続されたサクションノズル11はホッパー3に接続されている。
前記ガス抜き室5は、図3に示すように排気口14、ボックス15、フィルタ押さえ金物16、フィルタ押さえ板17、及びフィルタ6で構成されている。
前記ガス抜き室5は、圧縮不活性ガス13を、サクションノズル11に供給することで、ガス抜き室5内のガス成分が、ガス抜き室5外に移動し、プラスチック原料3aと共に輸送部シリンダ4に混入した不活性ガス成分や微量の巻き込みエアー、プラスチックに残存している揮発成分などを分離除去してホッパー3に還元する。また、調圧バルブ12を使用することで、ガス抜き室5からホッパー3に還元する不活性ガス流量やガス抜き室5内の圧力を、独立して調整することができるように構成されている。
また、このサクションノズル11の圧縮ガス注入口Eからは、原料の酸化劣化を防止するための圧縮不活性ガス13が注入されるように構成されている。
また、ガス抜き室5から排気された不活性ガスはホッパー3へと還元されるため、不活性ガスのロスが生じない。このため、不活性ガスの消費量を削減し、ランニングコストを下げることが可能となる。
尚、図1と同一又は同等部分には同一符号を付してその説明を省略し、図1と異なる部分についてのみ説明する。
すなわち、前記ガス抜き室5に接続されたサクションノズル11の出側11Bは管路21を経て、前記ガス抜き室5の下流側の放出部シリンダ4Bに位置して、樹脂流路1Aに連通するベント7に接続されている。
前記ベント7においても、極力、機内に酸素が混入することを防ぐため、不活性ガスが供給されている。
従って、前述の図1の二軸スクリュ押出装置と同じ作用効果を得ることができる。
原料:HDPE(パウダー)
嵩密度:0.484g/cm2
平均粒径:149μm
押出機:CIM90(日本製鋼所製、シリンダ径90mm、異方向非噛合二軸スクリュ押出機)
処理能力:516〜983kg/hour
スクリュ回転速度:400rpm
不活性ガス:窒素ガス
ガス抜き室5を使用しない場合と、ガス抜き室5を使用し、サクションノズル11への窒素ガス供給流量を、0〜1.6m3/hとした場合の能力の比較を実施した。
実験結果を表1に示す。
以上の実験の結果から、本発明の装置およびシステムを使用することにより、フィード能力が大幅に向上したことが明らかとなった。
1A 樹脂流路
2 スクリュ
2A 輸送部スクリュ
2B 混練部スクリュ
2C 放出部スクリュ
3 ホッパー
3A ホッパー部シリンダ
4A 混練部シリンダ
4B 放出部シリンダ
4C 輸送部シリンダ
5 ガス抜き室
6 フィルタ
7 ベント
10 二軸スクリュ押出装置
11 サクションノズル
11A 入側
11B 出側
12 調圧バルブ
13 圧縮不活性ガス
14 排気口
15 ボックス
16 フィルタ押さえ金物
17 フィルタ押さえ板
20,21 管路
Claims (2)
- プラスチック原料(3a)をホッパー(3)を介してスクリュ(2)を内設したシリンダ(1)の樹脂流路(1A)内に供給して可塑化混練し、前記シリンダ(1)にガス抜き室(5)を有し、前記ガス抜き室(5)にサクションノズル(11)を接続し、前記サクションノズル(11)に圧縮不活性ガス(13)を供給して前記ガス抜き室(5)と前記樹脂流路(1A)の内部に差圧を発生させ、ガス成分を分離除去することにより、前記シリンダ(1)内の前記プラスチック原料(3a)を圧縮させるようにした二軸スクリュ押出装置において、
前記サクションノズル(11)の出側(11B)が、前記ホッパー(3)に接続されているか、又は、前記シリンダ(1)の前記ガス抜き室(5)よりも下流側のベント(7)に接続されていることを特徴とする二軸スクリュ押出装置。 - プラスチック原料(3a)をホッパー(3)を介してスクリュ(2)を内設したシリンダ(1)の樹脂流路(1A)内に供給して可塑化混練し、前記シリンダ(1)にガス抜き室(5)を有し、前記ガス抜き室(5)にサクションノズル(11)を接続し、前記サクションノズル(11)に圧縮不活性ガス(13)を供給して前記ガス抜き室(5)と前記樹脂流路(1A)の内部に差圧を発生させ、ガス成分を分離除去することにより、前記シリンダ(1)内の前記プラスチック原料(3a)を圧縮させるようにした二軸スクリュ押出方法において、
前記サクションノズル(11)の出側(11B)が、前記ホッパー(3)に接続されているか、又は、前記シリンダ(1)の前記ガス抜き室(5)よりも下流側のベント(7)に接続されていることを特徴とする二軸スクリュ押出方法。
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