JPH04139202A - ゴム成分を含む含水重合体の２軸スクリュー型圧搾脱水方法及び同脱水機 - Google Patents

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、水やその他の液状物を多量に含む重合体、特
にゴム成分をも含む熱可塑性重合体から水などの液状物
を効率的に完全除去するとともに、物性を変化させるこ
となく且つ以降の取扱いを容易にする含水重合体の２軸
スクリュー型圧搾脱水方法及び同脱水機に関する。

（従来の技術） この種の脱水機としては、例えば特公昭６１−５３３６
２号に開示されている如く懸濁重合により得られるヒニ
ル系重合体のスラリーからフィルター又は遠心脱水機に
より水分の大部分を除去した後、未乾燥の含水重合体を
、多数のスリットを形成した脱水部と、少なくとも前記
脱水部以降は加熱機構により加熱されるとともに少なく
とも１箇所のベント開口部を設けたバレルと、該バレル
内に挿入され、前記脱水部の下流に圧力発生部をもち且
つ前記ベント開口部の上流に圧力解放部をもつ互いに噛
合いながら回転するスクリューとからなる２軸押比機に
供給し、内部で圧搾脱水するとともに可塑化して同押出
機の先端ノズルから溶融状態で連続的に押出す重合体の
回収方法が知られている。

ところで、この方法が開発される以前は上記水などの液
状成分を多量に含む重合体の乾燥は気流乾燥や流動乾燥
などによることが一般的であり、現在でもその多くは同
様な方法により乾燥しているのが実情である。かかる気
流、流動乾燥機を用いる場合、乾燥工程では液状成分を
遠心脱水機などで除去した後、水分を蒸発させるため多
量の熱エネルギーを必要とし、またその損失も大きく、
同時に樹脂の熱劣化が促進される。更にはゴム成分の比
率が高いＡＢＳゴムやＢＡ−ＭＭＡ系ゴムは、一般にＡ
ＢＳ樹脂や耐衝撃性ＭＭＡ樹脂のマスターバッチ的な使
い方をされるが、従来の気流、流動乾燥機による乾燥で
は微粉が多く存在することになり、粉体流動性に劣り、
且つブロッキング性が高く、しかも嵩密度が低いという
取扱い難さがある上に、重合体の回収後における輸送或
いは他の成分との混合時に粉塵爆発を起こす危険性もあ
る。また、近年顕著になってきたように高付加価値を追
求し、他品種少量生産を同一の装置で実施する場合には
、品種の切替え時に乾燥工程に残るコンタミが生産性を
落とすことが予測される。

上記２軸押比機による脱水方法はこうした従来の乾燥方
法による不具合を解消することを目的として開発された
ものである。

また、この脱水方法に近似する技術として、例えば特公
昭５９−３７０２１号には、ジエン系ゴム状重合体にビ
ニル単量体を乳化グラフト重合してなるグラフト重合体
ラテックスを塩析剤により乳化破壊して得るグラフト重
合体スラリーを直接に、或いは同重合体スラリーと懸濁
又は塊状重合されたビニル系重合体スラリーの混合物を
上記２軸押比機に供給し、バレル内で脱水、混線、溶融
、可塑化して、先端ダイからストランド状で連続的に押
出し、これを切断してペレット状のＡＢＳ系樹脂を製造
する方法が開示されている。

これらの方法によれば、重合工程からの未乾燥のビーズ
又はスラリー状の重合体を輸送機構や乾燥工程などを省
略して直接ペレットとして成形できるため、粉体爆発の
虞れがなく且つスペースやエネルギーの節約ができる。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、上述の如き２軸押比機を使って、ゴム成分を
含み且つ液状物を多く含有する重合体を脱水、混線、溶
融、可塑化してダイからストランド状に押出す場合、ゴ
ムの割合が高くなると粘度との関係でスクリュー先端部
での圧力上昇が激しく、重合体の劣化及び焼けが発生し
て稼働が不可能となる。

また、成形にあたってゴム成分を多く含む重合体は、通
常、単独に用いられることは少なく、他の重合体等に混
合して改質剤として使用することが多い。他の重合体等
が微粉状である場合は、上述の如きペレット状に形成さ
れた上記重合体との均質な混合が極めて難しい上に、例
えば成形機の混練部においても均一な混練が出来ず、良
質の成形品が得難い。

そこで、ゴム成分を多く含む重合体の脱水には、該重合
体が単独で用いられる場合、混合する他の重合体がペレ
ット状である場合を除き上記２軸押出機は余り使われず
、相変わらず従来の気流乾燥や流動乾燥によることが多
い。しかし、このような感想方法によって得た粉体は嵩
密度が低くなり易く、粉体としての流動性もよくないこ
とが多い。

更には、飛散し易く作業性に劣ることに加えて嵩密度が
低いことから輸送上の問題もあり、また上述の如く粉塵
爆発の危険性が残されており、その取扱いに苦慮してい
るのが現状である。

従って、本発明の目的は特にゴム成分を含み且つ含水量
の高い重合体、又は同重合体と他の重合体などとの混合
物から効率的に脱水し、同時に所望の粒度の製品を得る
新規で且つ好適な方法及びその方法を実施するための機
械を開発することにある。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するため本発明は、 ゴム成分と水などの液体を含む各種重合体の混合物を、
原料投入部、脱液スリットをもつ少なくとも１以上の脱
液部、各脱液部の下流側の圧搾部、前記液体の残留液分
を気化して排除する脱気部及び一端が外部に開放された
冷却部を順次構成したバレル及び該バレル内に挿入され
て互いに噛合しながら回転する２軸スクリューとからな
る２軸スクリュー型脱水機の前記原料投入部に投入し、
前記脱液部で液体の大部分を脱液し、該脱液部から脱気
部にかけて残留液分を蒸発排除し且つ混合物が溶融或い
は半溶融状態となるように温度制御するとともに、前記
冷却部では溶融或いは半溶融状態にある混合物を冷却固
化すると同時にスクリュー及びニーディングディスクに
より粉砕切断し、そのバレル開放端からフレーク状粒体
として押出すことを特徴とするゴム成分を含む含水重合
体の圧搾脱水押出方法と、 原料投入部、脱液スリットをもつ少なくとも１以上の脱
液部、各脱液部の下流側に配される圧搾部、前記液体の
残留液分を気化して排除する脱気部及び一端が外部に開
放された冷却部を順次構成する分割バレル及び該バレル
内に挿入され制御回転する２軸スクリューからなり、前
記脱液部から前記脱気部にかけて残留液分を蒸発させ且
つ内部混合物が溶融或いは半溶融状態となるよう混合物
温度を制御するとともに、前記冷却部の混合物温度を固
化温度に制御する温度制御手段を備えてなることを特徴
とするゴム成分を含む含水重合体の圧搾脱水押出機とを
、その主構成としており、上記圧搾部のスクリュー構成
が逆スクリュー又は逆ニーディングディスクとニーディ
ングディスクからなり、また上記冷却部を自然冷却或い
はスクリュー内部又はバレル内に冷却水を循環させる構
成としている。

（作用） 例えば、３０〜４０％の水を含むＡＢＳグラフト重合体
をバレルの原料投入口に投入すると、２軸スクリューの
回転で前方へと送られる。圧搾部では逆スクリューとニ
ーディングディスクにより圧搾作用を受けて原料中の液
分の大部分が上流側のスリットから排出される。その後
、大半の液分が除去された原料は加熱領域に入り、混練
及び可塑化されながら前進する。この間、原料中に含ま
れる残留液分は気化し、前方の脱気部から外部に放出さ
れる。この脱気時にも原料は完全な溶融状態とはなって
おらず、しかも内部からの液分蒸発によりコーンフレー
ク状となり、同時にスクリュー及びニーディングディス
クの剪断力と圧縮力を受けながら前進する。脱気部を抜
けると冷却部に入り、冷却固化されながらスクリュー及
びニーディングディスクによる相変わらずの剪断及び圧
縮作用を受けて微粒化され、バレルの先端開放部から押
出されて回収される。

このときの微粒化される押出製品の粒径は上記スクリュ
ー及びニーディングディスクの構造や配置を変更調整す
ることで所望の大きさのものが得られる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ具体的に説明
する。

まず、本発明に係る２軸押山型脱水機の一例を第１図に
より説明すると、同図は前記脱水機の概略構成を示し、
内部に２本のスクリュー１，１が挿入されるバレル２は
、総数１０個のバレルブロックＮｏｌ〜Ｎ０１０を２本
の各スクリュー軸芯がそれぞれ平行になるように長手方
向に連結固定して構成され、該バレル２の内部には２本
の同一形状をもつスクリュー１，１が互いに噛合った状
態で軸芯を平行にして挿入される。

前記バレル２の構成は、第２図ａに示すごとくバレルブ
ロックＮｏ３．４．６．１０は通常の２軸押比機に使用
されるものと同一構造であり、格別の構造を有しないバ
レルブロックである。Ｎｏ２．５の各バレルブロックの
側面にはスリット間隔が液体のみを通すようなスリット
間隔をもつ脱水用スリットが多数形成され、Ｎｏ７．８
．９の各バレルブロックの上面にはそれぞれ脱気孔が明
けられている。このうちバレルブロックＮｏ９の脱気孔
は外部の真空装置３と連結しており、バルブ４を介して
外気とも連通し得るようになっている。バレルブロック
Ｎｏｌの上面原料投入口にはホッパー５が取り付けられ
、該ホッパー５の上方には原料供給装置６が配設されて
いる。

ここで、本発明の特徴の一つであり且つ注目すべき点は
、バレル２の先端に配置されるＮ０１０のバレルブロッ
クにはダイなどの成形部材は取り付けられず、開放状態
とされたままであるという点である。

以上の構成からなるバレル２に挿入される本発明のスク
リューｌは、様々な構成が採れるように多種のスクリュ
ー構造及び長さをもつスクリューブロック及びニーディ
ングディスクを適宜組合わせて構成される。本実施例で
は総計３０個の各種スクリューブロックとニーディング
ディスクを組合わせ、同一構造で全長が２．５３０ｍｍ
のスクリュー１を２本得ている。

第２図すは同スクリュー１の軸方向構造を示しており、
バレル２の基端から先端に向けてスクリューＳブロック
長１“／リード長゛°（個数）或いはニーディングディ
スクＮブロック長“７枚（個数）が、５１９０／９５（
３）、　Ｓ７５／７５（２）、　Ｎ７５／７（１）、　
Ｎ４５／７（１）、　Ｓ２７、５１５５Ｌ　（３）、　
５５５１５５　（１＞、　５１９０／９５（１）、　Ｓ
７５／７５（２）、　Ｎ４５／７　（１）、　Ｓ２７．
５１５５Ｌ　（１）、　Ｓ９５／９５　（２）、　Ｎ７
５／７　（１）、　Ｓ９５／９５　（２）、　Ｎ７５／
７　（１）、　５１９０／９５　（１）、　Ｎ４５／７
　（４）、　Ｓ７５／７５　（１）Ｓｉｌｏ１５５（１
）の順序で結合されている。なお、この記載中Ｓはスク
リューブロックを、Ｎはニーディングディスクブロック
を示すとともに、Ｌの付されたブロックは捩じれ方向が
左回りを意味し、Ｌの付されていないブロックは捩じれ
方向が右回り即ち順方向を意味する。

かかる構成からなる２本一対のスクリュー１゜１が互い
に噛合った状態で上記バレル２に貫通挿入され、その基
端は変速機能を備える駆動源７に連結される。

従って、こうして得られる本実施例の２軸押山型脱水機
は、バレルブロックＮｏｌの部分に原料投入部、バレル
ブロックＮｏ２．５が脱液部、バレルブロックＮｏ４．
６がニーディングディスク及び逆スクリューブロックか
らなる圧搾部、バレルブロックＮｏ７．８．９が脱気部
を構成している。

更に、本実施例では各バレルブロック毎に温度調節を可
能としているが、上記バレルブロック中Ｎｏｌ、　２．
５．８．９．１０の各ブロックには熱電対のみが設置さ
れ、ヒータは取り付けられておらず、ヒータが取り付け
であるのはＮｏ３．４．６．７の４ブロツクのミテする
。従って、バレルブロックを積極的に加熱制御するのは
Ｎｏ３．４．６．７に過ぎない。また、特に脱気孔をも
つバレルブロックの始めのブロックＮｏ７を除く先端側
のブロックＮｏ８〜１０は自然放冷するか、或いは内部
に冷却水を通して積極的に冷却し所定の温度を維持する
ように制御している。

従って、バレルブロックＮｏ３．４．６．７が加熱制御
部、バレルブロックＮｏ８〜１０が冷却部を構成する。

なお、図示例ではバレルブロックＮｏ５及びバレル先端
開口部の各上方には脱臭機８，８が設置され、また各ス
クリュー１，１の先端部は内部を冷却水が循環するジャ
ケット構造となっていて、その先端はロータリージヨイ
ント９を介して冷却水の給排水源に接続している。

また、上記の構成だけではＮｏ９のバレルブロックから
真空装置３を作動させて積極的にバレル内のガス分を排
気する場合、Ｎｏ７．８のバレルブロックの上部開口部
から外気が流入し内部の混合物と接触して、酸化による
変色が生じる。かかる不具合をなくすため、真空装置３
を作動させるときは図示せぬ適宜手段によりＮｏ７．８
のバレルの開口部を閉じて同バレル内に例えば窒素ガス
のような不活性ガスを導入するようにする。

以上の実施例装置は単なる一実施例に過ぎず、本発明の
精神を逸脱しない範囲内で様々に変更することが可能で
ある。

次に上記２軸スクリュー型脱水機を使った本発明の実施
例方法を比較例とともに具体的に説明する。勿論、脱水
条件などは処理原料の種類、含水割合、重合体の組成割
合などにより変更される。

ユ１」Ｌ ゴム成分が約６０％、含水率が約２０％、平均粒径が約
３００μｍのＢＡゴム入りＰＭＭＡ樹脂を上記バレル２
の投入部に供給し、下記条件にて脱水押出した。

バレル口径：５０ｍｍ スクリュー回転数：４５０ｒｐｍ 脱水用スリット間隙二〇、２ｍｍ 押出量：　１９０ｋｇ／Ｈ 脱水量：　　４０ｋｇ／Ｈ バレルの各部温度は第１表に示す通りである。

（以下、余白） 第１表 上記条件で約８時間連続して押出運転したところ、製品
は含水率が０．３％の小粉フレーク状で平均８００μｍ
の粒径であった。

また、樹脂の劣化はなく、色焼けもない極めて高品質な
ものであった。

実】Ｕ１斐ご」− 樹脂原料としてゴム成分６０％のＢＡゴム入りＰＭＭＡ
、ゴム成分４５％（７）ＢＡコム入ＭＭＭＡ、　コム成
分７２ＸノＢＡ入りＰＭＭＡ、ゴム成分６０’ＡＩ）Ａ
ＢＳ、ゴム成分６０％（ＤＡＢＳを使って、それぞれ第
２表に示す条件以外は実施例１と同一の条件で脱水押出
しを行った。

いずれの例も第２表に示す粒径と水分率をもつ小粉フレ
ーク状の押出し品を得た。

これらの製品は樹脂の劣化や色焼けがなく、実施例１と
同様に高品質のものであった。

比較史上 ゴム成分が約６０％、含水率約３０％、平均粒径３５０
μｍのＡＢＳ樹脂を通常の流動乾燥機で乾燥した。

品質は良好であったが、平均粒径は約３５０　ａｍのま
まであるため、上記圧搾脱水押出粉に比較して微細であ
り、流動性に乏しくブロッキング性にも劣っていた。

ル較ガＩ ゴム成分が約４５％、含水率約１０％、平均粒径３００
μｌの耐衝撃性ＭＭＡ樹脂を通常のベント式押出機で押
出した。押出運転開始直後よりベントアップが発生し、
吐出量も不安定となった。

また、樹脂温度の上昇が著しいため従来品に比べて黄帯
色が見られた。

（発明の効果） 以上、詳細に説明した如く本発明によれば、従来の２軸
押比機に簡単な改良を加えるだけで、ベントアップ等を
起こさず容易に所望の粒度をもつゴム成分を多く含む脱
水重合体が得られ、従って本発明方法及び機械により得
られる重合体は、従来の気流、流動乾燥機によって得ら
れる重合体に比して格段に大きな粒径をもち、しかも従
来の２軸押出脱水方式で得られる重合体ペレットに比し
て小さな粒径のものが任意に得られるため、嵩比重がコ
ントロールでき、輸送や取扱いのし易さは勿論、粉塵爆
発の恐れもない。更に、本発明方法及び機械により得ら
れる脱水重合体の特筆すべき点は、改質剤等の微粉との
混合にある。即ち、本発明により得られるゴム成分を多
く含む重合体は、成形にあたって他の微粉状重合体と混
合されることが多いが、その混合にあたって本発明製品
は上述の如く流動性に富み、且つブロッキング性にも優
れているため、均質な混練が可能であり、高品質の成形
品が得やすい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る２軸スクリュー圧搾脱水機の概略
構成図、第２図は同機械の一実施例を示すバレルとスク
リューの構成図である。 図の主要部分の説明 ■−スクリュー　　２−バレル Ｎｏｔ〜ＩＧ−バレルブロック 特許出願人　　　三菱レイヨン株式会社しニーニー〜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ゴム成分と水などの液体を含む各種重合体の混合物
   を、原料投入部、脱液スリットをもつ少なくとも１以上
   の脱液部、各脱液部の下流側の圧搾部、前記液体の残留
   液分を気化して排除する脱気部及び一端が外部に開放さ
   れた冷却部を順次構成したバレル及び該バレル内に挿入
   されて互いに噛合しながら回転する２軸スクリューから
   なる２軸スクリュー型圧搾脱水機の前記原料投入部に投
   入し、前記脱液部で液体の大部分を脱液し、該脱液部か
   ら脱気部にかけて残留液分を蒸発させ且つ混合物が溶融
   或いは半溶融状態となるように温度制御するとともに、
   前記冷却部では溶融或いは半溶融状態にある混合物を冷
   却固化すると同時にスクリューエレメントにより粉砕切
   断し、先端が開放されたバレルの開放端からフレーク状
   粒体として押出すことを特徴とするゴム成分を含む含水
   重合体の２軸スクリュー型圧搾脱水方法。 ２、ゴム成分と水などの液体を含む各種重合体の混合物
   を投入する原料投入部、脱液スリットをもつ少なくとも
   １以上の脱液部、各脱液部の下流側に配される圧搾部、
   前記液体の残留液分を気化して排除する脱気部及び一端
   が外部に開放された冷却部を順次構成する分割バレル及
   び該バレル内に挿入され制御回転する２軸スクリューか
   らなり、前記脱液部から前記脱気部にかけて残留液分を
   蒸発させ且つ内部混合物が溶融或いは半溶融状態となる
   よう混合物温度を制御するとともに、前記冷却部の混合
   物温度を固化温度に制御する温度制御手段を備えてなる
   ことを特徴とするゴム成分を含む含水重合体の２軸スク
   リュー型圧搾脱水機。 ３、前記圧搾部のスクリュー構成が逆スクリュー又は逆
   ニーディングディスクとニーディングディスクからなる
   請求項２記載の圧搾脱水機。 ４、前記冷却部が自然冷却である請求項２記載の圧搾脱
   水機。 ５、前記冷却部がスクリュー内部及び／又はバレル内部
   に冷却水を循環させてなる請求項２記載の圧搾脱水機。