JPH0698287B2 - 粉粒体混合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は粉粒体、特に合成繊維製造装置、合成樹脂成形
装置等において、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロ
ピレンなどの熱可塑性高分子の粒状体を移送する配管内
で艶消剤、染料、顔料、異種ペレツトあるいはチツプ等
の添加物を投入して混合する装置に関する。

（従来技術） 近年、合成繊維製造装置、合成樹脂成形装置等において
チツプに種々の添加物を添加、混合して押出機、成形機
等に供給している。この際、添加物の混合が不十分な場
合、押出機等で溶融押出し後の製品に成分斑を生じるた
め添加物供給装置の精度向上のほか押出機の２軸化、長
軸化、溶融ポリマー系内への静止型管内混合器の取付け
等による溶融化での混練性向上策がなされている。

一方、チツプ段階でのブレンド方法も非常に有効であ
り、使用形態として回分法と連続法がある。

回分法はナウタミキサー、ダブルコーン式ブレンダー、
ヘンシエルミキサーなど多機種のものがあげられるが、
これら装置は回分式であるためブレンド性能は良いけれ
ども広いスペースを必要とするほか、装置的に極めて高
価でかつ複雑な機構を有しており、保守にも多くの労力
を要する。

これに対して、連続法ではスペースが狭く、装置的にも
安価でかつ簡単なものである反面、ブレンド性能が一般
に悪い。

このブレンド性能を向上させる手段としてチツプ輸送配
管の途中に静止型管内混合器を配置することが考えられ
る。

しかし、この混合器のみでブレンド性能を高めるには混
合器のエレメント数を多くしなければならないため長尺
のものになる外、管内に配列されるエレメントの形状が
複雑でチツプの通過スペースが狭く流路内でチツプの閉
塞が発生すると言う問題がある。特に、重合工程以降の
造粒工程、乾燥工程の発生する変形あるいは異常チツプ
を含んだものは閉塞し易く、必要以上に大型の混合器を
使用しなければならないと言う問題もある。

（発明の目的） 本発明はこのような従来の問題を解決するためになされ
たものであり、粉粒体の輸送配管途中で添加物を混入す
る際のスペース、省エネルギー、設備コスト等の面で効
果的なブレンド装置を提供することを目的とするもので
ある。

（発明の構成） すなわち、本発明は粉粒体を充満させながら定量輸送す
る配管中に他の粉粒体状添加物を投入して混合する装置
において、輸送配管の途中位置にほぼ垂直方向に合流管
を配設し該合流管の側部が粉粒体の入側、下端部が出側
となる如く輸送配管を連結し、更に合流管の上部に下端
開口が粉粒体レベル面以下に埋没されるように添加物の
投入管を挿着するとともに該投入管内に撹拌翼の上部が
粉粒体面上に位置する如く配された撹拌機を設けたこと
を特徴とする粉粒体混合装置である。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

（実施例） 第１図は本発明の実施例を示す概略配置図、第２図は第
１図のＡ部拡大断面図であり、合成繊維製造装置の溶融
押出機供給部分における添加剤混入に適用したものであ
る。

図において、１は合成重合体チツプの供給槽、２はその
側方位置に配設した添加剤の定量供給機、３は定量供給
機２の下方に配置したチツプの溶融押出機である。

押出機３の供給口４にはチツプを供給する輸送管５がほ
ぼ垂直に連結され途中に配設した合流管６に連なってい
る。合流管６はその上部に定量供給機２と連結する添加
剤の投入管７が挿着されると共に、側部にはチツプ供給
槽１からの輸送管９が連結されている。

合流管６は第２図に示すように輸送管９より径が大き
く、上端部に同心かつ垂直に挿着した投入管７の下端開
口８が輸送管９の連結部近傍となるチツプレベル面Ｌよ
り下となるように埋没される位置に配されている。

また、投入管７内には上記チツプレベル面近傍で作動す
るように撹拌羽根11を設けた撹拌機10が取付けられてい
る。12は撹拌機のモータである。

このような装置において、チツプＣはその供給槽１から
輸送管９中を充満した状態で流下し合流管６に入り、こ
こで投入管７の下端開口８を埋没するようなレベル位置
Ｌに調節されてほぼそのレベルＬに維持される。一方、
定量供給機２から連続して定量的に排出される添加剤Ｂ
は投入管７を自然落下して合流管６に入り、チツプＣと
合流し混合されつつ下端開口８から輸送管５を経て押出
機３に供給される。

この場合、第３図に示すように分岐状に２つの管を連結
したものでは輸送管19を充満しつつ流下するチツプは投
入管17から落下してくる添加剤Ｂと合流するが、合流部
付近ではチツプＣのレベル面Ｌ′がその安息角にほぼ等
しい角度をもつて斜面を形成しているため、落下した添
加剤Ｂは斜面を転げ落ちて斜面の最低部に集中する。

このため、添加物Ｂは管壁の片隅に固まった状態で流
れ、チツプＣへの分散がスムースにいかず良好な混合は
行えない。

これに対して、本発明では投入管７の下端開口８が合流
管６のチツプＣ内に埋もれるようにチツプＣ内に突入し
ているため前記のような安息角による影響を受けること
がなく、添加剤Ｂはかなりの範囲に分散し１箇所に集中
することがなくなる。

しかし上層部は中心部に集りつつ流下し、下層になるに
つれてピストンフロー状に流れ易いが、投入管７の下端
開口８からチツプ表層近傍に位置する撹拌羽根11により
強制的な撹乱がなされるためほぼ均一な分散が行われ、
このような混合された状態で流下していく。

ここで、投入管７の口径は輸送管５より小さくてもよい
が、通常は大きくするほうが好ましく、投入管７は合流
管６との間で囲まれた環状部分のチツプＣの流れが大き
く阻害されない範囲において合流管６の口径に近付ける
ほうがよい。

また、撹拌羽根11は板状タイプの場合、その羽根下端が
投入管７内のチツプレベルよりも５〜50mm程度下方にな
るように配するのがよく、これ以上深くしてもモータの
負荷がアツプする割りには混合度の向上は少ない。

撹拌羽根11の上端はチツプレベルよりも幾分情報に出て
いるようにするのが好ましく、上端までチツプ中に埋没
させるのはヒゲ状のチツプ層のような異物が巻き付き、
混合度低下などのトラブル発生の原因を起し易い。

合流管６を出たチツプＣは輸送管５から押出機３に供給
され溶融体となり次の紡糸装置に移送されるが、輸送管
５には更に静止型管内混合器を設けてもよい。

この場合、静止型管内混合器は従来のように大型で長い
ものは必ずしも必要とせず、簡易で短いタイプのもので
も本発明の装置と組み合わせることで混合効果は一段と
向上する。

次に第１〜２図に示すような装置を使用し、2.3φ×2.5
L（ごく微量の変形物を含む）のナイロンチツプ1.1kg/m
inに、同形状の着色チツプを30g/minの供給速度で添加
し、輸送管５の末端における混合状況を調べた。

効果を比較するための第３図のものに静止型管内混合器
を付けた例も併せて示した。

評価は輸送管の出口に枡目仕切枠を取付け、一枡内に存
在する２種のチツプ数を測定し、次式による混合度を算
出することによつて行つた。その結果を第１表に示す。

ここで、 M:混合度（混合前Ｍ＝０、完全混合Ｍ＝１） σ₀ ²:混合前の分散 σ_γ ²:完全混合状態の分散（１−）/n σ²:分散 ci:資料ｉにおける着色チツプの混入比率 ：全資料中ｉにおける着色チツプの混入比率 n:資料数（枡目数） 第１表から明らかなように第３図に示す従来装置では
（No.1〜４）、コンパクトで閉塞がなく、かつ混合度の
高いものを得ることは難しかったが、第１図に示すよう
な本発明に係わる装置では（No.5〜７）非常にコンパク
トで閉塞がなくチツプ混合性のよいものが安定して得ら
れることが判る。

このときのモータ負荷は20w程度で省エネルギー型であ
り、イニシヤルコストも低い。

また、No.5ではNo.3、４で1.2mのスペースを要したもの
が0.4mに短縮された。

尚、No.6、７のように下流側に静止型管内混合器を組み
合わせれば混合効果が更に向上することを示している。

（発明の効果） 以上に説明の如く、本発明によれば、チツプ供給配管の
途上においてスペース、省エネルギー、コスト面等を含
めて効率的な粉粒体の混合が可能となると共に、後工程
における混練度向上に大きく寄与し、その効果はきわめ
て大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略配置図、第２図は第
１図のＡ部拡大断面図、第３図は従来例を示す要部説明
図である。 ５、９……輸送管、６……合流管、 ７……投入管、11……撹拌羽根

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉粒体を充満させながら定量輸送する配管
   中に他の粉粒体状添加物を投入して混合する装置におい
   て、輸送配管の途中位置にほぼ垂直方向に合流管を配設
   し該合流管の側部が粉粒体の入側、下端部が出側となる
   如く輸送配管を連結し、更に合流管の上部に下端開口が
   粉粒体レベル面以下に埋没されるように添加物の投入管
   を挿着するとともに該投入管内に撹拌羽根の上部が粉粒
   体面上に位置する如く配された撹拌機を設けたことを特
   徴とする粉粒体混合装置。