JPH035124A

JPH035124A - 押出機の運転制御方法

Info

Publication number: JPH035124A
Application number: JP1141464A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Matsuura; 淳松浦; Takehiro Ishimoto; 石本　武博; Takayoshi Kageyama; 景山　隆義
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1989-06-02
Publication date: 1991-01-10
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JP2780813B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はスクリュ式押出機、例えは合成樹脂の製造プロ
セスにおいて、製造された溶融樹脂をベレット化する押
出機の運転方法に関する。

〔従来の技術〕

溶融重合を行う合成樹脂の製造工程では、リアクター内
において、触媒を用いて重合溶媒中で原料モノマーを重
合させた後、得られた樹脂溶液を溶媒フラッジユニ程に
送って、溶媒を分離し、得られた溶融樹脂を押出機によ
ってベレット化しているのが一般である。

この押出機としては、スクリュ式でかつベント式のもの
が使用され、さらには、ギアポンプを１荊え、このギア
ポンプで溶融樹脂を送るタイプのものも使用される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このような製造工程は連続して行われ、押出
機への溶融樹脂の供給も連続して行われ− るが、それが常時定量的に行われるとは限らず、多少の
変動を生じているのが通電である。

しかし、このような変動を考慮せずに常時一定回転数で
、押出機のスクリュを回転させていると、供給された溶
融樹脂の量が少ないときは押出機が空運転となり、供給
量が多すぎるとベント孔から）益れ出てしまうおそれも
あり、さらにはスクリュによる混練具合いやシリンダ内
圧力にも変動を来すおそれがあって、ベレット化された
樹脂の製品均一性などに問題が生じかねない。

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、押出機の
安定的な運転を図ることを技術的課題とするものである
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記課題を解決するため次のような手段とし
た。

本発明は、スクリュ式押出機において、少なくともスク
リュ２の回転数と樹脂送り量とを変数とする関数で決定
される樹脂充満率を押出機シリンダ各部内毎にそれぞれ
求め、前記各部の適正樹脂３充満率を満足する押出量の重複範囲を全体の適正押出範
囲とし、この適正押出範囲に押出量が制御されるよう運
転制御する押出機の運転制御方法である。

ここで、スクリュ式押出機が、原料樹脂の供給口から押
出口１３に向かって、シリンダ１内にフィードゾーン７
、ファーストゾーン８、セカンドゾーン９を有している
とともに、シリンダ１にベント孔（３，５，６）を有し
ている場合、各ゾーン（７，８，９）の樹脂充満率に加
えて、ベント孔（３，５，６）から溶融樹脂が）益れ出
ない最大の樹脂送り量をスクリュ２の回転数との関係で
決定するベント能力を適正押出範囲特定のための基準と
して糺み入れるとよい。

また、各部における樹脂充満率は、その部分における送
り量とスクリュ回転数との関係で決定される、各部固有
のものであり、送り量は各部において実測することを原
則とするが、押出機のシリンダ１各邪に流量計を取り付
けることが実質的に困難な場合は、押出口１３から押し
出される樹脂４− 量を近似値として扱ってもよい。また、ギアポンプ１１
を設けた場合は、ギアポンプ１１の回転数から流量を算
出できるので、とれにより得た流量を各部の送り量の近
似値として扱ってよい。

〔作用〕

本発明によれは、押出機の運転が樹脂の適正押出範囲内
で、常時行われる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図を参照して説
明する。

押出機に供給される溶融樹脂は、チタン等の遷移金属化
合物と有機アルミニウム化合物等の有機金属化合物とか
ら形成された高性能配位化合物系触媒を用い、例えはエ
チレンとブテン−１、あるいはエチレンと４−メチル−
ペンテン−１の絹合せからなるモノマー系をヘキサンを
溶媒として重合して得た樹脂溶液から、フラッジユニ程
でヘキサンを分離して得た溶融樹脂である。

押出機は、２軸のスクリュ式で、かつ、３段ベント＋ギ
アポンプ式のものである。

すなわち、スクリュ２を内蔵したシリンダ１の一端にス
クリュ駆動用モータ（Ｍ）が取り付けられ、この一端か
ら先端にかけて、シリンダ１に第１ベント孔３、溶融樹
脂（原料樹脂）の供給口４、第２ベント孔５、第３ベン
ト孔６が設けられている。そして、ベント孔（３，５，
６）に対応した部分はスクリュ溝が深く形成されている
。ここで、第１ベント孔３は大気に開放され、第２ベン
ト孔５と第３ベン［・孔６は図示しない真空ポンプに接
続され、約２０　Ｔｏｒｒの負圧がかけられている。

そして、供給口４部分から第２ベント孔５までが、溶融
樹脂の供給部であるフィートゾーン７でこの部分のスク
リュ溝は最も浅くなっている。また、フィードゾーン７
に続いて第２ベント孔５のあたりはスクリュ溝は深くな
っているが、この第２ベント孔５と第３ベント孔６との
間が溶融樹脂の第１の混練部としてファーストゾーン８
となっており、このファーストゾーン８でスクリュ溝が
少し浅くなりフィードゾーン７より少し深い程度となっ
ている。

５一そして、第３ベント孔Ｇ部分でスクリュ溝は再度深くな
る。ざらに、ファーストゾーン８ここ続いて第３ベント
孔６より押出口１３側が溶削！樹脂の第２の混練部とし
てセカンドゾーン９となっていて、このセカンドゾーン
９でスクリュ溝は再度浅くなる。そして、各ゾーン（７
，８，９）を流れる間に溶融樹脂は混練・昇圧され、揮
発成分であるヘキサンが各ベント孔（３，５，６）から
脱気される。

さらここセカンドゾーン９のシリンダ１に添加剤供給口
（Ａ）が設けられ安定剤などが溶融樹脂中に供給添加さ
れるようになっている。

そしてセカンドゾーン９を過ぎた部分に圧力センサ１０
が設げられて、その部分のシリンダ１内圧力が検出され
るようになっている。この圧力センサ１０の後段にギア
ポンプ１１が設げられ、このギアポンプ１１は回転計を
備えていて、その回転数からギアポンプ１１を通過する
樹脂の流量を知ることができる。そして、このギアポン
プ１１の後段に温度センサ１２が設げられている。そし
て、シリンダ１先端に図示しない濾過用のスクリーン装
置を介してベレット造粒用ダイ（押出口１３）が取り付
けられている。

なお、押出口１３には連続ＭＩ計が取り付けられ、メル
トインデックスが連続的に観察できるようになっている
。

そして、上記ＭＩ計、圧力センサ１０、温度センサ１２
、ギアポンプ１１の回転計からの出力は中央演算装置に
人力され、その演算結果に基づきスクリュ駆動用のモー
タ（Ｍ）がモータ制御手段ζこより制御されてスクリュ
２の回転数が制御される。

次に、この押出機の制御手段を説明する。

まず、各ゾーン（７，８，９）＠に、少なくともスクリ
ュ２の回転数とメルトインデックス（ＭＩ）とを変数と
する関数で決定される樹脂の適正押出量は、各ゾーン（
７，８，９）での最大送り量から各ゾーン（７，８，９
）での最小送り量を差し引いた範囲で示される。

各ゾーン（７，８，９）での最大送り量、すな７− わち、ベント孔（５．６）及び供給１」４から溶融樹脂
が溢れ出ない最大の樹脂送り量は、一般式％式％：Ｎ５　　：スクリュ回転数Ｐ：圧力という関数で失わせるが、この係数α、βはそれぞれＭ
Ｉ、温度、Ｎｓの関数である。

従って、各ゾーン（７，８．９）での最大の樹脂送り量
Ｑは、見掛上次のような関数となる。

フィードゾーン７では、Ｑｆ．、８．＝ｆ　（ＭＩ，Ｎ＝，Ｐｔ，　Ｔｒ）　　
・・　（２）Ｎ５：スクリュ回転数Ｐｆ：各ゾーンの圧力、特にＰは圧力センサ１０で検知
したシリンダ内圧力Ｔｆ：各ゾーンの温度、特もこＴは温度センサ１２で検
知したシリンダ内温度という関数で示され、ファーストゾーン８でもＱｌｍ−
Ｘ＝ｆ　（ＭＬ　Ｎ５，　Ｐ＋，　Ｔ＋）　　　　（３
）という関数で示され、セカンドゾーン９でもＱ２□．
、＝ｆ　（ＭＦＲ，Ｎ５，Ｐ２，Ｔ２）　　　（４）と
いう関数で示される。

さらに、必要なベント能力を満足する最大樹脂送り量も
同様の関数Ｑ．Ｖ２ｆ　（ＸＩ，Ｎ５，Ｐｖ，ＴＶ）　　−　−　
（５）ＱＶ：ベント能力、ＭＩ：メルトインデックス（樹脂送り量）ここで、フィ
ードゾーン７とファーストゾーン８及びベント能力につ
いては、Ｔはシリンダの加熱の冷却条件を一定にすると
、ＭＩ，Ｎ５の関数として読み直すことで省略すること
ができる。また、通常供給口４，第２ベント孔５，第３
ベント孔６部分の圧力は一定なので、フィートゾーン７
とファーストゾーン８及びベント能力についての圧力Ｐ
もＭＩ，Ｎ５の関数として考えることができる。

９０− そして、各ゾーン（７，８，９）での最小送り量は各ゾ
ーン（７，８，９）におけるサージング（戻り）を考慮
したもので、これ以下であると戻り抵抗により送ること
のできないとされる値であり、ここでは各ゾーン（７，
８，９）の最大送り量に係数Ｋを乗じて近似する。すな
わちフィートゾーン７ではＱｆｍ１ｏ＝Ｋｆ−ｆ（ＭＩ、Ｎ５）　　　・◆（６）
で示され、ファーストゾーン８でもＱＩＩＩＴｉｏ＝に１◆ｆ（ＭＩ、Ｎ５）◆◆（７）で
示され、セカンドゾーン９では０２ｍ；ｏ＝に２・ｆ　（ＭＩ、Ｎ５．Ｐ、Ｔ）・・　
（８）で示される。

さらに考慮すべきことは、セカンドゾーン９のシリンダ
ーに設けた添加剤供給口（Ａ）部分での充満率である。

供給口からの安定剤などの送り量が樹脂の圧力により影
響を受けるからである。添加剤供給口での必要充満率を
満足する押出量Ｑａは１− Ｑａ＝ｆ　　（ＭＦＲ，Ｎｓ、Ｐ、Ｔ）　　　・・　（
９）でボされる。

これら関数をグラフ図に示すと、例えは、第２図のよう
になる。

そして、各式（２）〜（９）を示したグラフで囲まれた
範囲が各ゾーン（７，８，９）に於ける樹脂押出量の重
複範囲であり、この範囲が適正押出範囲である。なお、
第２図で■〜０は上記各式（２）〜（９）に対応する。

以上の操作は中央演算装置で行われ、前記適正押出範囲
に押出量が制御されるよう前記中央演算装置からの指令
でスクリュ２の回転数とギアポンプ１１の回転数が制御
される。

なお、中央演算装置では適正範囲に入る定常時の目標値
を出力するのではなく、遅れや過度の変更による不都合
をさけるような動的な特性を考慮した出力がなされる。

〔発明の効果〕

本発明によれは、常時適正な押出量で運転でき、空運転
、ベント孔からのオーバーフローなどを防１２− 止でき、また、均一な品質の樹脂を押出成形できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した図、第２図は樹脂送
り量とスクリュ回転数との関係を示したグラフ図である
。１・・シリンダ、２・・スクリュ、３，５．６・・ベン
ト孔、７・・フィートゾーン、８・・ファーストゾーン
、９・・セカンドゾーン、１３◆・押出口。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スクリュ式押出機において、少なくともスクリュ
２の回転数と樹脂送り量とを変数とする関数で決定され
る樹脂充満率を押出機シリンダ各部内毎にそれぞれ求め
、前記各部の適正樹脂充満率を満足する押出量の重複範
囲を全体の適正押出範囲とし、この適正押出範囲に押出
量が制御されるよう運転制御する押出機の運転制御方法
。
（２）スクリュ式押出機は、原料樹脂の供給口から押出
口１３に向かって、シリンダ１内にフィードゾーン７、
ファーストゾーン８、セカンドゾーン９を有していると
ともに、シリンダ１にベント孔（３、５、６）を有し、
各ゾーン（７、８、９）の樹脂充満率に加えて、ベント
孔（３、５、６）から溶融樹脂が溢れ出ない最大の樹脂
送り量をスクリュ２の回転数との関係で決定するベント
能力を適正押出範囲特定のための基準として組み入れた
請求項１記載の押出機の運転制御方法。