JPH0136406B2 - - Google Patents
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Description
本発明は合成熱可塑性物質を加工するための低
エネルギー系に関する。この種の加工法の例とし
ては熱可塑性ポリマーに種々の添加剤、充填剤等
を配合するコンパンデイング法、熱可塑性ポリマ
ーの造粒法等の加工法がある。 加工系から熱可塑性ポリマー等の材料に付与さ
れるエネルギーを減少させることは、費用節減以
外にも種々の理由、例えば上記材料が加工系を通
過する際受ける熱的弊害を避ける意味でも望まし
いことである。 本発明の一態様は斯る加工系においてポンプ機
能を果すために従来のスクリユ式押出機をギアポ
ンプで代替することにあるが、熱可塑性素子を用
いてコンパウンデイングその他の製造操作を行う
ための通常の溶融機／混合機とギアポンプとの単
なる組合せは新規でなく又本発明の一部を構成す
るものでもない。I.Moked等の米国特許第
4032391号及び第4137023号はギアポンプ及び低エ
ネルギーポンプ系（LEPSY）に関し、かつ溶融
機／混合機（Farrel連続混合機−ECM等）とイ
ンライン加工系に使用されている様なギアポンプ
との組合せを示唆している。 本発明においては溶融機／混合機を用いて熱可
塑性樹脂を溶融混合する場合押出機のような高エ
ネルギーを与えることなく溶融混合操作が行なわ
れる。 従つて、ギアポンプを公知の連続式溶融機／混
合機に「密閉連結」（後に定義）する、但しこの
場合溶融機／混合機の排出部はギアポンプと結合
するために改良がなされている。更に、溶融機／
混合機には、溶融機／混合機へのエネルギー入力
を調節するための流量制限器又は「ゲート」を必
要としない。本発明においてギアポンプの速度を
変えることは溶融機／混合機に入力するエネルギ
ー調節に非常に効果的であり、この効果は従来の
系に比べると遥に大きい。 溶融機／混合機−ギアポンプ系における材料生
産量は内部系に対して独立変数であり、系に対す
る入力フイーダ等の供給源により外部から調節で
きるものである。溶融機／混合機−ギアポンプの
加工容量は設計生産量に適切に合わせなければな
らないが、ギアポンプの目的は溶融ポリマー物質
をポンプ送給し、かつポリマーへのエネルギー入
力を下記の如く溶融機／混合機により調節するこ
とである。ギアポンプの速度は、溶融機／混合機
とギアポンプとの間に位置し加圧ポリマーの充填
された圧縮部材（hydraulically filled
transition mamber）中のポリマー圧により調節
される。 本発明は合成熱可塑性物質を加工するインライ
ン溶融機／混合機−ギアポンプ系を提供するもの
であつて、前記溶融機／混合機を介して前記物質
に伝達されるエネルギーに比例関係で影響を与え
る前記ギアポンプの速度を調節することにより系
を通過する前記物質の操作温度を調節する改良方
法である。 本発明の低エネルギー加工系として溶融機／混
合機−溶融ポンプの組合せを選択するに際して
は、ギアポンプ以降の下流装置がギアポンプの所
要排出圧に影響を与えかつ溶融機／混合機及び下
流装置と共にギアポンプのポンブ容量は上述した
外部ポリマー注入供給源により決定されることに
留意すべきである。適切な溶融ポンプが選択され
れば、系の溶融混合条件はすべて溶融機／混合機
により決まることになる。従つて、溶融ポンプの
生産要求量及び圧力要求量を正確にこの溶融ポン
プに供給させるために溶融機／混合機を溶融ポン
プに密閉連結させることが好ましい。溶融材料の
量が所定量より少ない場合には「材料ぎれ」とい
う望ましくない結果となり（ギアポンプの回転速
度による圧力調節ができなくなるので溶融機−混
合機によるエネルギー入力を調節するというギア
ポンプの機能が果せなくなる）、一方要求量以上
の量が供給されると溶融機／混合機の上流域端部
に溶融材料が蓄積あるいは逆流するという好まし
くない結果を伴う。 従つて、溶融機／混合機のパラメータ及び溶融
機／混合機及びギアポンプの差動回転速度（アダ
プタ部に位置する圧力変換コントロール手段で測
定）を溶融機／混合機及びその関連系の生産量と
一致するギアポンプの出力速度が達成できる様に
選択することが好ましい。この「密閉連結」によ
る一致を行えば、従来の系において要求されるエ
ネルギーより低いエネルギーで溶融機／混合機−
ギアポンプの操作が行え、従つて溶融機／混合機
の操作を低温（低エネルギー）で行うことができ
かつ溶融機／混合機とギアポンプとの組合せによ
り従来の系のエネルギー消費量より遥に低水準の
エネルギー消費量の系とすることができる。 「密閉連結」を達成するための要因は、溶融
機／混合機とギアポンプとの間の管接合長さを最
小とすること及び溶融機／混合機とギアポンプと
の間には（ポリマー）が液状に充填されかつ加圧
されていることの２つである。 本発明の系は、熱可塑性物質として高圧及び低
圧のポリエチレンを用いて単段コンパウンデイン
グ溶融機−混合機あるいは２段コンパウンデイン
グ溶融機−混合機を利用して実施される。本発明
により加工された材料の加工上及び品質上の利点
は下記の通りである。 (a) 酸素不在 −本発明の方法における処理温度でもし酸素
が存在すると処理されている合成熱可塑性ポリ
マー材料は酸化され、この様な酸化により生じ
る公知の悪影響がすべて生じてしまうことにな
る。従つて、本発明の方法による処理では重合
に使用する反応器の出口端から合成熱可塑性ポ
リマー物質を加工温度で最終的に処理する点に
亘る系全体を通して密閉連結しておくことが必
要である。 （開放しているホツパー入口からの材料供給
でなく）重合反応器に密閉連結させておけば溶
融機−混合機入口のポリマー温度は高いので溶
融機−混合機へのエネルギー入力を減少させる
ことができ、それにより固体から液体へと相変
化するのに先立ちポリマーが必要とする熱エネ
ルギーを減少できる。 従つて、本発明の系では反応器の排出部から
最終粒状化工程までの粒状反応器樹脂は酸素を
含まずかつ滞留時間も短い。このことは、表面
積及び気孔率が大きい反応器からの粒状樹脂の
場合特に重要である。従つて、本発明の系によ
れば反応装置から直接得られる樹脂と実質的に
同一の性状を有するペレツト樹脂が得られる。 (b) 熱劣化が少い ポリマーに対する温度上昇が少いギアポンプ
技術を使用することにより、ポンプ供給の代り
に従来のスクリユ押出機を使用する場合に比し
かなり低ポリマー温度で系を操作でき、これに
より酸素が不在であることと相俟つて樹脂性状
の望ましくない変化は防止される。 (c) エネルギー入力の調節 標準操作においては、エネルギー入力を最小
としかつポリマーに変化が起らない様に系を操
作するが、コントロールされた系ではポリマー
に過剰のエネルギーを与えることもできる。従
つて、溶融機−混合機−ギアポンプ系における
過剰のエネルギー入力を調節して所望時反応器
からの樹脂に対してコントロールされた変化を
与えることも本発明の系ではできる。 以下、添付の図面により本発明を説明する。ま
ず、第１図に従来例による溶融機／混合機−押出
機を用いる加工の実施態様を具体的に説明する。
従来のFCM型溶融機／混合機１０は連続する材
料供給部、溶融部及び混合部１２，１４及び１６
をそれぞれ有する。駆動スクリユ動力入力手段に
より（シヤフト１８を介して）単軸又は複軸溶融
機／混合機を操作するためのエネルギーが与えら
れる。重力による材料供給ホツパー手段２０から
所望形状の加工用熱可塑性材料を供給し、出口手
段２２から適当な導管を介して押出機２８の入口
２６に溶融混合された材料２４を装入する。押出
機は単軸スクリユでも双軸スクリユでもよく、入
口供給段３０の下流に多数の工程段を有するもの
であつてもよい。 次に、添付の図面の第２図、すなわち本発明の
方法を実施するための一装置の実施態様を具体的
に説明する。同図には、従来法で使用されている
溶融機／混合機に用いられているのと実質的に同
じ構成要素を有する溶融機／混合機１０が示され
ている。第１図と同様の要素は第２図において同
一の参照符により表わすが数値にダツシユ（′）
を付してある。 溶融混合された熱可塑性材料は溶融機／混合機
の出口から接続管２３を介してギアポンプ２９の
入口管２６′まで通過する。ギアポンプは米国特
許第4032391号明細書に記載されている型式のも
のであるが（同明細書第２及び４図参照のこと）、
本願添付の図面第２図にあつては外部ハウジング
部材３２、内部ベアリングスリーブ部材３２及び
回転駆動軸部材３４を概略的に示してあるだけで
ある。ギア部材３６及び駆動軸部材３４は断面で
示されておらず立面図として示されている。この
ギア部材３６は実際にはヘリングボーン歯すなわ
ちやま歯３８を有する逆回転噛合ギアのギアポン
プ対の一方であつて、前記ヘリングボーン歯は対
向ギア３６の歯（図示せず）と噛合つている。米
国特許第4032391号及び同第4137023号明細書の第
２及び４図に示されている如く、ギア類を囲繞し
ているギアポンプの外壁（本出願の第２図では識
別できない）はギアの外表面に沿つて湾曲しかつ
ギアポンプ内において流体圧半径が下流方向に向
つて減少するように前記外表面との間に空間が設
けられている。この様にして、ギアポンプの上端
を流通する溶融熱可塑性材料は一対のギア３６の
上方に材料溜を形成し、ギアと外壁との間の空間
にある外側ギア対周辺の材料を、添付図面第２図
に領域４０として概略的に示されている排出部ま
で移動させる。 この様に移動された溶融熱可塑性材料を管４２
を介してそれ自体公知の水中造粒手段４４まで送
給する。水中造粒手段４４の排出端において、材
料は水に担持されてポンプ４６、分離スクリーン
４８及び調整タンク５０を有する流体圧ループを
介して乾燥系まで送られる。前記ループを流れる
流体は管５２及び５４中を図の矢印で示される方
向に流動する。スクリーン４８では担持液体
（水）と粒状熱可塑性材料とを分離し、前記粒状
物質は管５６を介して遠心脱水機５８に送られ、
次いで出口６０を通つて貯蔵輸送用ボツクス６２
に排出される。 第２図の態様を改変した系を第３図に示す。図
示の如く、溶融機／混合機及びギアポンプにおけ
る加工に関するプロセスコントロールの方法が第
２図に示したよりも更に詳しく説明されている。 なお、第３図に示す装置の態様において、同一
の要素であつて二重ダツシユ（″）を付してある
ものは第２図に示されている要素と同等のもので
あることを示す。 第３図に示す溶融機／混合機１０″は駆動手段
６４とシヤフトで連結されており、前記駆動手段
には電線６６を介してエネルギーが供給されてい
る。ギアポンプ２９″はモーターコントローラ手
段６８によりシヤフト３４″を介して駆動され、
駆動電源はライン７０を介して供給される。管２
３″内における溶融機／混合機１０″の排出端とギ
アポンプの入口端との圧力界面に圧力タツプ手段
７２が設けられている。圧力反応手段７４は圧力
タツプ手段７２と流体圧により導通し、それ自体
公知の電気コントロール回路網７６と共に帰還電
気エネルギーを発生し、このエネルギーはライン
７８を介してギアポンプ速度電気的コントロール
手段６８に送られてギアポンプ２９″の回転速度
を調節する。 本実施態様においては、溶融（ギア）ポンプ速
度（RPM）を変えることにより溶融機／混合機
１０″内における熱可塑性ポリマー材料へのエネ
ルギー入力を保持調節できた。溶融ポンプ速度
（変数として）と溶融機／混合機入力との間には
直線関係があるので溶融熱可塑性材料に対する溶
融機／混合機電力（KW）は第４図に図示する通
りである。溶融機／混合機電力が高くなつたり低
くなつたりすると溶融機／混合機を通過する熱可
塑性ポリマー材料に対する温度（エネルギー）は
増大したり減少したりする。溶融（ギア）ポンプ
速度及び溶融機／混合機電力入力α値及び第４図
に示すこれらの相関関係は加工ポリエチレン材料
の生産量405Kg／時（900lbs／hr）に相当するも
のである。 なお、好ましくはスクリーン交換手段８０を管
４２″に使用することを除けば第３図の実施態様
の残りの要素は実質的に第２図の実施態様に示す
ものと同一である。 10cm（４インチ）の双軸溶融機／混合機と密閉
結合された溶融ポンプを含む本発明の系を用いて
市販の低圧、低密度ポリエチレン原料をすべて網
羅して実験を行つた。生産量はメルトインデツク
ス1.0の粒状低密度低圧ポリエチレン材料（DGM
−1810）の405Kg／時（900lbs／hr）からメルト
インデツクス２０の粒状低密度低圧ポリエチレン
材料（DGL−2420）の540Kg／時（1200lbs／hf）
の範囲であつた。 本明細書で言うDGM及びDGL材料のすべては
ユニオンカーバイド社（Union Carbide Co.、）
のポリエチレン部（New York）で製造販売さ
れているポリエチレン樹脂材料に対する名称であ
る。 比較ポンプ供給データ 下記表は密閉結合された溶融機／混合機−ギ
アポンプ系及び溶融機／押出機系であつて押出機
にはローブ状に材料供給される系の操業データを
示すものである。溶融機／混合機は第１及び２図
に示す１０又は１０′の装置である。押出機は第
１図において参照符２８で示されロープ状に供給
されるポリマーは第１図の参照符２４である。ギ
アポンプは第２図の参照符２９、密閉結合中間管
は参照符２３／２６′で表わされるものである。
圧力コントロールされたギアポンプ速度系は第３
図の参照符７２，７４及び７６で表わされるもの
である。データは同一製品に対するものであつ
て、これにより溶融機／混合機とギアポンプ又は
押出機によるエネルギー入力に関して直接系の違
いによる比較を行うことができる。溶融機／混合
機−ギアポンプによる製品に対する全エネルギー
入力が減少することは明らかである。
エネルギー系に関する。この種の加工法の例とし
ては熱可塑性ポリマーに種々の添加剤、充填剤等
を配合するコンパンデイング法、熱可塑性ポリマ
ーの造粒法等の加工法がある。 加工系から熱可塑性ポリマー等の材料に付与さ
れるエネルギーを減少させることは、費用節減以
外にも種々の理由、例えば上記材料が加工系を通
過する際受ける熱的弊害を避ける意味でも望まし
いことである。 本発明の一態様は斯る加工系においてポンプ機
能を果すために従来のスクリユ式押出機をギアポ
ンプで代替することにあるが、熱可塑性素子を用
いてコンパウンデイングその他の製造操作を行う
ための通常の溶融機／混合機とギアポンプとの単
なる組合せは新規でなく又本発明の一部を構成す
るものでもない。I.Moked等の米国特許第
4032391号及び第4137023号はギアポンプ及び低エ
ネルギーポンプ系（LEPSY）に関し、かつ溶融
機／混合機（Farrel連続混合機−ECM等）とイ
ンライン加工系に使用されている様なギアポンプ
との組合せを示唆している。 本発明においては溶融機／混合機を用いて熱可
塑性樹脂を溶融混合する場合押出機のような高エ
ネルギーを与えることなく溶融混合操作が行なわ
れる。 従つて、ギアポンプを公知の連続式溶融機／混
合機に「密閉連結」（後に定義）する、但しこの
場合溶融機／混合機の排出部はギアポンプと結合
するために改良がなされている。更に、溶融機／
混合機には、溶融機／混合機へのエネルギー入力
を調節するための流量制限器又は「ゲート」を必
要としない。本発明においてギアポンプの速度を
変えることは溶融機／混合機に入力するエネルギ
ー調節に非常に効果的であり、この効果は従来の
系に比べると遥に大きい。 溶融機／混合機−ギアポンプ系における材料生
産量は内部系に対して独立変数であり、系に対す
る入力フイーダ等の供給源により外部から調節で
きるものである。溶融機／混合機−ギアポンプの
加工容量は設計生産量に適切に合わせなければな
らないが、ギアポンプの目的は溶融ポリマー物質
をポンプ送給し、かつポリマーへのエネルギー入
力を下記の如く溶融機／混合機により調節するこ
とである。ギアポンプの速度は、溶融機／混合機
とギアポンプとの間に位置し加圧ポリマーの充填
された圧縮部材（hydraulically filled
transition mamber）中のポリマー圧により調節
される。 本発明は合成熱可塑性物質を加工するインライ
ン溶融機／混合機−ギアポンプ系を提供するもの
であつて、前記溶融機／混合機を介して前記物質
に伝達されるエネルギーに比例関係で影響を与え
る前記ギアポンプの速度を調節することにより系
を通過する前記物質の操作温度を調節する改良方
法である。 本発明の低エネルギー加工系として溶融機／混
合機−溶融ポンプの組合せを選択するに際して
は、ギアポンプ以降の下流装置がギアポンプの所
要排出圧に影響を与えかつ溶融機／混合機及び下
流装置と共にギアポンプのポンブ容量は上述した
外部ポリマー注入供給源により決定されることに
留意すべきである。適切な溶融ポンプが選択され
れば、系の溶融混合条件はすべて溶融機／混合機
により決まることになる。従つて、溶融ポンプの
生産要求量及び圧力要求量を正確にこの溶融ポン
プに供給させるために溶融機／混合機を溶融ポン
プに密閉連結させることが好ましい。溶融材料の
量が所定量より少ない場合には「材料ぎれ」とい
う望ましくない結果となり（ギアポンプの回転速
度による圧力調節ができなくなるので溶融機−混
合機によるエネルギー入力を調節するというギア
ポンプの機能が果せなくなる）、一方要求量以上
の量が供給されると溶融機／混合機の上流域端部
に溶融材料が蓄積あるいは逆流するという好まし
くない結果を伴う。 従つて、溶融機／混合機のパラメータ及び溶融
機／混合機及びギアポンプの差動回転速度（アダ
プタ部に位置する圧力変換コントロール手段で測
定）を溶融機／混合機及びその関連系の生産量と
一致するギアポンプの出力速度が達成できる様に
選択することが好ましい。この「密閉連結」によ
る一致を行えば、従来の系において要求されるエ
ネルギーより低いエネルギーで溶融機／混合機−
ギアポンプの操作が行え、従つて溶融機／混合機
の操作を低温（低エネルギー）で行うことができ
かつ溶融機／混合機とギアポンプとの組合せによ
り従来の系のエネルギー消費量より遥に低水準の
エネルギー消費量の系とすることができる。 「密閉連結」を達成するための要因は、溶融
機／混合機とギアポンプとの間の管接合長さを最
小とすること及び溶融機／混合機とギアポンプと
の間には（ポリマー）が液状に充填されかつ加圧
されていることの２つである。 本発明の系は、熱可塑性物質として高圧及び低
圧のポリエチレンを用いて単段コンパウンデイン
グ溶融機−混合機あるいは２段コンパウンデイン
グ溶融機−混合機を利用して実施される。本発明
により加工された材料の加工上及び品質上の利点
は下記の通りである。 (a) 酸素不在 −本発明の方法における処理温度でもし酸素
が存在すると処理されている合成熱可塑性ポリ
マー材料は酸化され、この様な酸化により生じ
る公知の悪影響がすべて生じてしまうことにな
る。従つて、本発明の方法による処理では重合
に使用する反応器の出口端から合成熱可塑性ポ
リマー物質を加工温度で最終的に処理する点に
亘る系全体を通して密閉連結しておくことが必
要である。 （開放しているホツパー入口からの材料供給
でなく）重合反応器に密閉連結させておけば溶
融機−混合機入口のポリマー温度は高いので溶
融機−混合機へのエネルギー入力を減少させる
ことができ、それにより固体から液体へと相変
化するのに先立ちポリマーが必要とする熱エネ
ルギーを減少できる。 従つて、本発明の系では反応器の排出部から
最終粒状化工程までの粒状反応器樹脂は酸素を
含まずかつ滞留時間も短い。このことは、表面
積及び気孔率が大きい反応器からの粒状樹脂の
場合特に重要である。従つて、本発明の系によ
れば反応装置から直接得られる樹脂と実質的に
同一の性状を有するペレツト樹脂が得られる。 (b) 熱劣化が少い ポリマーに対する温度上昇が少いギアポンプ
技術を使用することにより、ポンプ供給の代り
に従来のスクリユ押出機を使用する場合に比し
かなり低ポリマー温度で系を操作でき、これに
より酸素が不在であることと相俟つて樹脂性状
の望ましくない変化は防止される。 (c) エネルギー入力の調節 標準操作においては、エネルギー入力を最小
としかつポリマーに変化が起らない様に系を操
作するが、コントロールされた系ではポリマー
に過剰のエネルギーを与えることもできる。従
つて、溶融機−混合機−ギアポンプ系における
過剰のエネルギー入力を調節して所望時反応器
からの樹脂に対してコントロールされた変化を
与えることも本発明の系ではできる。 以下、添付の図面により本発明を説明する。ま
ず、第１図に従来例による溶融機／混合機−押出
機を用いる加工の実施態様を具体的に説明する。
従来のFCM型溶融機／混合機１０は連続する材
料供給部、溶融部及び混合部１２，１４及び１６
をそれぞれ有する。駆動スクリユ動力入力手段に
より（シヤフト１８を介して）単軸又は複軸溶融
機／混合機を操作するためのエネルギーが与えら
れる。重力による材料供給ホツパー手段２０から
所望形状の加工用熱可塑性材料を供給し、出口手
段２２から適当な導管を介して押出機２８の入口
２６に溶融混合された材料２４を装入する。押出
機は単軸スクリユでも双軸スクリユでもよく、入
口供給段３０の下流に多数の工程段を有するもの
であつてもよい。 次に、添付の図面の第２図、すなわち本発明の
方法を実施するための一装置の実施態様を具体的
に説明する。同図には、従来法で使用されている
溶融機／混合機に用いられているのと実質的に同
じ構成要素を有する溶融機／混合機１０が示され
ている。第１図と同様の要素は第２図において同
一の参照符により表わすが数値にダツシユ（′）
を付してある。 溶融混合された熱可塑性材料は溶融機／混合機
の出口から接続管２３を介してギアポンプ２９の
入口管２６′まで通過する。ギアポンプは米国特
許第4032391号明細書に記載されている型式のも
のであるが（同明細書第２及び４図参照のこと）、
本願添付の図面第２図にあつては外部ハウジング
部材３２、内部ベアリングスリーブ部材３２及び
回転駆動軸部材３４を概略的に示してあるだけで
ある。ギア部材３６及び駆動軸部材３４は断面で
示されておらず立面図として示されている。この
ギア部材３６は実際にはヘリングボーン歯すなわ
ちやま歯３８を有する逆回転噛合ギアのギアポン
プ対の一方であつて、前記ヘリングボーン歯は対
向ギア３６の歯（図示せず）と噛合つている。米
国特許第4032391号及び同第4137023号明細書の第
２及び４図に示されている如く、ギア類を囲繞し
ているギアポンプの外壁（本出願の第２図では識
別できない）はギアの外表面に沿つて湾曲しかつ
ギアポンプ内において流体圧半径が下流方向に向
つて減少するように前記外表面との間に空間が設
けられている。この様にして、ギアポンプの上端
を流通する溶融熱可塑性材料は一対のギア３６の
上方に材料溜を形成し、ギアと外壁との間の空間
にある外側ギア対周辺の材料を、添付図面第２図
に領域４０として概略的に示されている排出部ま
で移動させる。 この様に移動された溶融熱可塑性材料を管４２
を介してそれ自体公知の水中造粒手段４４まで送
給する。水中造粒手段４４の排出端において、材
料は水に担持されてポンプ４６、分離スクリーン
４８及び調整タンク５０を有する流体圧ループを
介して乾燥系まで送られる。前記ループを流れる
流体は管５２及び５４中を図の矢印で示される方
向に流動する。スクリーン４８では担持液体
（水）と粒状熱可塑性材料とを分離し、前記粒状
物質は管５６を介して遠心脱水機５８に送られ、
次いで出口６０を通つて貯蔵輸送用ボツクス６２
に排出される。 第２図の態様を改変した系を第３図に示す。図
示の如く、溶融機／混合機及びギアポンプにおけ
る加工に関するプロセスコントロールの方法が第
２図に示したよりも更に詳しく説明されている。 なお、第３図に示す装置の態様において、同一
の要素であつて二重ダツシユ（″）を付してある
ものは第２図に示されている要素と同等のもので
あることを示す。 第３図に示す溶融機／混合機１０″は駆動手段
６４とシヤフトで連結されており、前記駆動手段
には電線６６を介してエネルギーが供給されてい
る。ギアポンプ２９″はモーターコントローラ手
段６８によりシヤフト３４″を介して駆動され、
駆動電源はライン７０を介して供給される。管２
３″内における溶融機／混合機１０″の排出端とギ
アポンプの入口端との圧力界面に圧力タツプ手段
７２が設けられている。圧力反応手段７４は圧力
タツプ手段７２と流体圧により導通し、それ自体
公知の電気コントロール回路網７６と共に帰還電
気エネルギーを発生し、このエネルギーはライン
７８を介してギアポンプ速度電気的コントロール
手段６８に送られてギアポンプ２９″の回転速度
を調節する。 本実施態様においては、溶融（ギア）ポンプ速
度（RPM）を変えることにより溶融機／混合機
１０″内における熱可塑性ポリマー材料へのエネ
ルギー入力を保持調節できた。溶融ポンプ速度
（変数として）と溶融機／混合機入力との間には
直線関係があるので溶融熱可塑性材料に対する溶
融機／混合機電力（KW）は第４図に図示する通
りである。溶融機／混合機電力が高くなつたり低
くなつたりすると溶融機／混合機を通過する熱可
塑性ポリマー材料に対する温度（エネルギー）は
増大したり減少したりする。溶融（ギア）ポンプ
速度及び溶融機／混合機電力入力α値及び第４図
に示すこれらの相関関係は加工ポリエチレン材料
の生産量405Kg／時（900lbs／hr）に相当するも
のである。 なお、好ましくはスクリーン交換手段８０を管
４２″に使用することを除けば第３図の実施態様
の残りの要素は実質的に第２図の実施態様に示す
ものと同一である。 10cm（４インチ）の双軸溶融機／混合機と密閉
結合された溶融ポンプを含む本発明の系を用いて
市販の低圧、低密度ポリエチレン原料をすべて網
羅して実験を行つた。生産量はメルトインデツク
ス1.0の粒状低密度低圧ポリエチレン材料（DGM
−1810）の405Kg／時（900lbs／hr）からメルト
インデツクス２０の粒状低密度低圧ポリエチレン
材料（DGL−2420）の540Kg／時（1200lbs／hf）
の範囲であつた。 本明細書で言うDGM及びDGL材料のすべては
ユニオンカーバイド社（Union Carbide Co.、）
のポリエチレン部（New York）で製造販売さ
れているポリエチレン樹脂材料に対する名称であ
る。 比較ポンプ供給データ 下記表は密閉結合された溶融機／混合機−ギ
アポンプ系及び溶融機／押出機系であつて押出機
にはローブ状に材料供給される系の操業データを
示すものである。溶融機／混合機は第１及び２図
に示す１０又は１０′の装置である。押出機は第
１図において参照符２８で示されロープ状に供給
されるポリマーは第１図の参照符２４である。ギ
アポンプは第２図の参照符２９、密閉結合中間管
は参照符２３／２６′で表わされるものである。
圧力コントロールされたギアポンプ速度系は第３
図の参照符７２，７４及び７６で表わされるもの
である。データは同一製品に対するものであつ
て、これにより溶融機／混合機とギアポンプ又は
押出機によるエネルギー入力に関して直接系の違
いによる比較を行うことができる。溶融機／混合
機−ギアポンプによる製品に対する全エネルギー
入力が減少することは明らかである。
【表】
加熱樹脂の比較データ
下記表は各系の操業データであり溶融機／混
合機入口のポリマー温度を上昇させた場合溶融
機／混合機によるエネルギー入力は減少すること
を示している。パイロツトプラントの溶融機／混
合機を使つてのデータによれば（ケルビン温度
で）樹脂入口温度を17％上昇させた場合、ポリマ
ーに対する溶融機／混合機エネルギー入力は９％
減少することが示されている。製造用の溶融機／
混合機によるデータでは、樹脂入口温度（ケルビ
ン温度で）を８％上昇させた場合、ポリマーに対
する溶融機／混合機のエネルギー入力は６％減少
することが示されている。このデータから高温の
ポリマー温度を利用するために溶融機／混合機を
重合反応器排出系に密閉結合すればポリマーに対
する溶融機／混合機エネルギー入力を減少できる
利点を有することが分る。
合機入口のポリマー温度を上昇させた場合溶融
機／混合機によるエネルギー入力は減少すること
を示している。パイロツトプラントの溶融機／混
合機を使つてのデータによれば（ケルビン温度
で）樹脂入口温度を17％上昇させた場合、ポリマ
ーに対する溶融機／混合機エネルギー入力は９％
減少することが示されている。製造用の溶融機／
混合機によるデータでは、樹脂入口温度（ケルビ
ン温度で）を８％上昇させた場合、ポリマーに対
する溶融機／混合機のエネルギー入力は６％減少
することが示されている。このデータから高温の
ポリマー温度を利用するために溶融機／混合機を
重合反応器排出系に密閉結合すればポリマーに対
する溶融機／混合機エネルギー入力を減少できる
利点を有することが分る。
【表】
なお、本明細書で使用した略号符の用語の意味
は下記の通りである。 FCM−マサチユセセツツ州、ビバリー所在の
USM社により“Farrel Continuous Mixer”
として製造販売されている一連の溶融機／混合
機。 SEI−単位Hp−Hr／Kg（HP−Hr／lb）の比エ
ネルギー入力。 LEPSY−ギアポンプ低エネルギー吸排出系。 DGM−1820−メルトインデツクス２の粒状、低
密度、低圧ポリエチレン。 DGM−2030−メルトインデツクス３の粒状、低
密度、低圧ポリエチレン。 DGM−2420−メルトインデツクス20の粒状、低
密度、低圧ポリエチレン。 斯る銘柄のポリエチレンは製造販売を行つてい
るユニオンカーバイド社の商品名である。
は下記の通りである。 FCM−マサチユセセツツ州、ビバリー所在の
USM社により“Farrel Continuous Mixer”
として製造販売されている一連の溶融機／混合
機。 SEI−単位Hp−Hr／Kg（HP−Hr／lb）の比エ
ネルギー入力。 LEPSY−ギアポンプ低エネルギー吸排出系。 DGM−1820−メルトインデツクス２の粒状、低
密度、低圧ポリエチレン。 DGM−2030−メルトインデツクス３の粒状、低
密度、低圧ポリエチレン。 DGM−2420−メルトインデツクス20の粒状、低
密度、低圧ポリエチレン。 斯る銘柄のポリエチレンは製造販売を行つてい
るユニオンカーバイド社の商品名である。
第１図は溶融機／混合機及び通常の押出機によ
る熱可塑性物質のインライン加工を利用している
従来装置の一部断面、立面概略図、第２図は本発
明の方法を実施できる装置の一部断面、立面概略
図、第３図は粒状熱可塑性物質を製造するための
本発明装置の概略立面図、第４図は本発明の方法
による溶融ポンプ（ギアポンプ）速度と溶融機／
混合機の電力との比例関係、この場合は直接関係
を示すグラフである。 符号の説明、１０，１０′，１０″：FCM型溶
融機／混合機、１２，１２′：原料供給部、１４，
１４′：溶解部、１６，１６′：混合部、２０，２
０′：原料供給ホツパー手段、２３，２３″：接続
管、２６′，２６″：入口管、２８：押出機、２
９，２９″：ギアポンプ、３４，３４″：回転駆動
軸、４０，４０″：排出域、４２，４２″：管、４
４，４４″：水中ペレツタ手段、４６，４６″：ポ
ンプ、４８，４８″：分離スクリーン、５０，５
０″：調整タンク、５２，５２″，５４，５４″，
５６，５６″：管、５８，５８″：遠心脱水機。
る熱可塑性物質のインライン加工を利用している
従来装置の一部断面、立面概略図、第２図は本発
明の方法を実施できる装置の一部断面、立面概略
図、第３図は粒状熱可塑性物質を製造するための
本発明装置の概略立面図、第４図は本発明の方法
による溶融ポンプ（ギアポンプ）速度と溶融機／
混合機の電力との比例関係、この場合は直接関係
を示すグラフである。 符号の説明、１０，１０′，１０″：FCM型溶
融機／混合機、１２，１２′：原料供給部、１４，
１４′：溶解部、１６，１６′：混合部、２０，２
０′：原料供給ホツパー手段、２３，２３″：接続
管、２６′，２６″：入口管、２８：押出機、２
９，２９″：ギアポンプ、３４，３４″：回転駆動
軸、４０，４０″：排出域、４２，４２″：管、４
４，４４″：水中ペレツタ手段、４６，４６″：ポ
ンプ、４８，４８″：分離スクリーン、５０，５
０″：調整タンク、５２，５２″，５４，５４″，
５６，５６″：管、５８，５８″：遠心脱水機。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 合成熱可塑性物質を加工するための溶融機／
混合機−ギアポンプ系を操作するに際して、系内
に配設された前記溶融機／混合機を前記ギアポン
プに密閉連結し、かつ前記溶融機／混合機を介し
て前記材料に伝達されるエネルギーに比例関係で
影響を与える前記ギアポンプの速度調整により前
記系内を通過する前記物質の操作温度をコントロ
ールすることからなる前記物質の加工方法。 ２ 前記溶融機／混合機と前記ギアポンプとの界
面の圧力を、前記ギアポンプの速度をコントロー
ルするパラメータすなわち前記溶融機／混合機を
介して通過する前記物質に伝達されるエネルギー
をコントロールするパラメータとして使用するこ
とからなる特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 合成熱可塑性物質を加工するための溶融機／
混合機−ギアポンプ−造粒機系を操作するに際し
て、インライン系に配設されている前記溶融機／
混合機を前記ギアポンプに密閉連結し更に前記ギ
アポンプを前記造粒機に密閉連結し、かつ前記溶
融機／混合機を介して前記物質に伝達されるエネ
ルギーに比例関係で影響を与える前記ギアポンプ
の速度調整により前記系内を通過する前記材料の
操作温度をコントロールすることからなる前記物
質の加工方法。 ４ 前記溶融機／混合機と前記ギアポンプとの界
面の圧力を、前記ギアポンプの速度をコントロー
ルするパラメータすなわち前記溶融機／混合機を
介して通過する前記物質に伝達されるエネルギー
をコントロールするパラメータとして使用するこ
とからなる特許請求の範囲第３項に記載の方法。 ５ 前記密閉連結を別の系の重合反応器の排出部
と前記溶融機／混合機−ギアポンプ系との間で行
うことからなる特許請求の範囲第３項に記載の方
法。 ６ 前記溶融機／混合機と前記ギアポンプとの界
面の圧力を、前記ギアポンプの速度をコントロー
ルするパラメータすなわち前記溶融機／混合機を
介して通過する前記物質に伝達されるエネルギー
をコントロールするパラメータとして使用するこ
とからなる特許請求の範囲第５項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US26294281A | 1981-05-12 | 1981-05-12 | |
| US262942 | 1981-05-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5816837A JPS5816837A (ja) | 1983-01-31 |
| JPH0136406B2 true JPH0136406B2 (ja) | 1989-07-31 |
Family
ID=22999729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57078485A Granted JPS5816837A (ja) | 1981-05-12 | 1982-05-12 | 熱可塑性ポリマ−の低エネルギ−加工法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0064882A3 (ja) |
| JP (1) | JPS5816837A (ja) |
| AU (1) | AU556042B2 (ja) |
| CA (1) | CA1190017A (ja) |
| ZA (1) | ZA823293B (ja) |
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
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| US4137023A (en) * | 1975-09-03 | 1979-01-30 | Union Carbide Corporation | Low energy recovery compounding and fabricating apparatus for plastic materials |
-
1982
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- 1982-05-11 EP EP82302401A patent/EP0064882A3/en not_active Withdrawn
- 1982-05-12 JP JP57078485A patent/JPS5816837A/ja active Granted
- 1982-05-12 AU AU83614/82A patent/AU556042B2/en not_active Ceased
- 1982-05-12 ZA ZA823293A patent/ZA823293B/xx unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS563091A (en) * | 1979-06-20 | 1981-01-13 | Juki Kk | Sewing machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS5816837A (ja) | 1983-01-31 |
| EP0064882A3 (en) | 1982-12-22 |
| CA1190017A (en) | 1985-07-09 |
| AU8361482A (en) | 1982-11-18 |
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| EP0064882A2 (en) | 1982-11-17 |
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