JPS58119808A - 連続混練押出機の圧力制御装置 - Google Patents

連続混練押出機の圧力制御装置

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JPS58119808A
JPS58119808A JP57004177A JP417782A JPS58119808A JP S58119808 A JPS58119808 A JP S58119808A JP 57004177 A JP57004177 A JP 57004177A JP 417782 A JP417782 A JP 417782A JP S58119808 A JPS58119808 A JP S58119808A
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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】 本発明は連続式混線機とギヤポンプとを組合わせた連続
混練押出機における圧力制御装置に関するものである。
従来、押出成形や射出成形等において、連続式混線機(
よって溶融された高分子材料をスクリュー押出機に供給
し、該押出機のスクリューによる押出圧力をもって溶融
材料をダイを通して押出し、あるいは成形機に送り込む
方法が普及している。
しかし、上記スクリュー押出機は大型でコストも高くつ
くため、近来、コンパクトでしかも定量性の高いギヤポ
ンプをスクリュー押出機に代えて用いることが提唱され
ている。
ところで、一般にギヤポンプは、互いに噛合する一対の
ポンピング用歯車とこれらを囲続するケーシングとを備
え、ケーシング内に導入される流体をギヤの歯溝に入り
込ませて出口側に送り、出口から押出すものであるが、
これを高粘性の高分子材料の押出しに用いる場合、ギヤ
ポンプ入口側に正圧を与える必要がある。一方、連続式
混線機は、フィーダーから連続的に原料が供給され、そ
の供給量に応じて混練機吐出口に吐出圧を発生する。そ
こで、連続式混線機の吐出口にシュート部を介してギヤ
ポンプを直結し、上記シュート部に溶融高分子材料を充
満させ、上記連続式混線機の吐出圧を利用してギヤポン
プ入口側に正圧力をかけるようにすれば、ギヤポンプを
有効に働かせることが可能となる。本発明はこのタイプ
の混練押出機を対象とするものであるが、今までのとこ
ろ、このタイプの混練押出機においては、上記シュート
部での溶融高分子材料の圧力制御が難しく、圧力変動に
起因して製品の品質を悪化するという問題が残されてい
た。
すなわち、このタイプの混線押出機において、フィーダ
ーから連続式混線機への原料供給量を一定として、ギヤ
ポンプ回転数と、連続式混線機のモータ電流および吐出
口材料温度との関係を示すと第1図のグラフのようにな
る。フィーダーによる連続式混線機への材料供給量をQ
l、ギヤポンプの回転数R1,R2,R3にはソ比例す
る押出能力をQ2 とすると、同グラフにおいてR1は
(Ql>Q2)となる条件、R2は・〔Q1=Q2〕と
なる条件、R3は〔Ql〈Q2〕となる条件をそれぞれ
与えるギヤポンプ回転数である。このグラフに示される
ように、〔Ql〉Q2〕となると連続式混練機のモータ
電流および材料温度が急激に高くなって、連続式混線機
がオーバロードし、〔Q1≦Q2〕  の範囲では上記
モータ電流および材料温度はあまり変動しない。ただし
、〔Ql〈Q2〕では前記シュート部に材料が充満せず
、ギヤポンプ入口側に正圧が得られない。従って、〔Q
1=Q2〕となるようにロータ回転数を調整することが
望ましい。しかし、フィーダーによる連続式混線機への
平均材料供給量に対応させてロータ回転数を設定しても
、前記シュート部内の溶融材料圧力は、第2図に曲線A
で示すように、フィーダーによる供給量のばらつきおよ
び連続式混練機に生ずる脈動に起因してs (Q+ =
Q2 :)の状態に相当する圧力ラインBを中心に、〔
Ql〉Q2〕に相当する状態と(Q+ < Q2)に相
当する状態とにわたって周期的に変動する。従って、連
続式混線機において高分子材料に与えられるエネルギー
および排出温度も変動し、この変動を第1図および第2
図に基づいて求めると、第3図に曲線Cで示すようにな
り、実際には、吐出時に溶融材料が混合するため、第3
図に一点鎖線りで示す波形に変動することとなる。この
ような、エネルギーおよび排出温度の時間的変動は、高
分子材料の物性に大きな影響を与え、混線を不均一にし
て品質を悪化させるという弊害をもたらすものであった
本発明はこれらの事情に鑑み、連続式混線機の吐出口に
シュート部を介してギヤポンプを直結した連続混練押出
機において、上記シュート部内の圧力変動を小さくシ、
これによって連続式混線機において高分子材料に与えら
れるエネルギーおよび排出温度を均一化し、製品の品質
を格段に向上することのできる制御装置を提供するもの
である。
すなわち、本発明の連続混練押出機は、連続式混線機の
吐出口とギヤポンプとの間のシュート部に、シュート部
内の材料圧力が高くなると材料を蓄積し材料圧力が低く
なると材料を送り出す方向に変位するアキュムレータを
設けると共に、該アキュムレータの変位量を検出して、
材料を蓄積する方向にアキュムレータの変位量が大きく
なるとギヤポンプの回転数を増加させるようにギヤポン
プを制御する制御手段を具備したものである。
以下、本発明の実施例を図面によって説明する。
第4図において、1は連続式混練機で、チャンバー2と
、該チャンバー2内に並列配置された2軸のロータ(一
方は図示せず)3とを有する。上記チャンバー2には、
一端側にホッパー4、他端側に材料吐出口5がそれぞれ
設けられ、ロータ3には、ホッパー側から順に、スクリ
ュー形状のフィード部6と、適宜形状の混練用フライト
を備えた混線部7と、ディスチャージ部8とが設けられ
ている。そして、上記ロータ3を外部の駆動装置9によ
り回転駆動すると共に、合成樹脂等の被混線材料をフィ
ーダー(図示せず)によってポツパー4からチャンバー
2内に連続的に供給することにより、被混線材料を吐出
口5側に送りながら、上記混線部7で剪断力を与えて材
料を溶融、混練し、溶融された材料を吐出口5から連続
的に吐出させるようにしている。
11はギヤポンプで、一対のボンピング用ギヤ12t 
 1z’  と、該両ギヤ12,12f を囲続するケ
ーシング13とを備え、ケーシング13の一端側に材料
取入口14&他端側に材料押出口15が設けられている
。上記両ギヤ12)12’  は、外部のギヤポンプ駆
動装置16により、図に矢印で示す方向に回転駆動され
、材料取入口14がら送り込まれる溶融状態の材料5o
を、各ギヤ12゜12’  の歯溝に保持して下流側に
送シ、上記押出口15から定量、定圧的に押出すように
構成されている。このギヤポンプ11は、前記連続式混
線機1の吐出口5に、シュート部17を介して直結され
ている。
上記シュート部17には、その容積を変化させることに
よってシュート部内の材料圧力を調整するアキュムレー
タ2oが設けられている。図示せる実施例では、アキュ
ムレータ20として、シュート部17に臨ませたピスト
ン21とノくネ22とを備えたピストン式のものを用い
ている。そして、シュート部17内の材料圧力が高くな
ると、ピストン21が後退し、すなわち材料を蓄積させ
て圧力を下げる方向に変位し、また、シュート部17内
の材料圧力が低くなると、ピストン21が前進し、すな
わち材料を送り出して圧力を上げる方向に変位するよう
にアキュムレータ20が構成されている。
また、ギヤポンプ11の回転数にフィードバック制御を
加える制御手段として、アキュムレータ20の変位量に
基づいて制御を行う第1の制御手段30と、シュート部
17内の材料圧力に基づいて制御を行う第2の制御手段
40とが設けられている。第1の制御手段30は、アキ
ュムレータ20のバネ22もしくはピストン21の変位
量を検出する検出手段51と、その検出信号を受けてギ
ヤポンプ駆動装置16を制御する電気的な制御回路32
とにより、上記ピストン21が後退す′るとその移動量
に応じてギヤポンプ11の回転数を増加させ、あるいは
、ピストン21が一定量以上後退したときギヤポンプ1
1の回転数を増加させるように制御する。第2の制御手
段40は、第1゛の制御手段30の安全装置として働く
もので、シュート部17内の材料圧力を検出する検出手
段41と、その検出信号を受けてギヤポンプ駆動装置1
6を制御する電気的な制御回路42とにより、シュート
部17内の材料圧力が設定値を越えたときギヤポンプ1
10回転数を増加させるように制御する。
次に、この装置の作用を説明する。
図外のフィーダーから連続式混線機1に供給された合成
樹脂等の材料は、連続式混線機1で混練、溶融された後
、その吐出口5からシュート部17を通ってギヤポンプ
11に送られる。この場合に、シュート部17内には溶
融材料50が充満し、連続式混線機1の吐出圧がギヤポ
ンプ11の入口側に働くように、予めフィーダーの材料
供給量およびギヤポンプ11の回転数等が設定されてい
る。
この運転状態において、上記シュート部17内の材料圧
力は、本来的にはフィーダーの材料供給量のばらつきお
よび連続式混練機1に生ずる脈動によって変動するが、
これに対して前記アキュムレータ20のピストン21が
、前述の如く圧力変動を抑制する方向に変位し、シュー
ト部17内の材料圧力がコントロールされる。さらに、
アキュムレータ20において材料蓄積量が増加する方向
にピストン21の変位量が大きくなると、前記の第1の
制御手段30がギヤポンプ11の回転数を増加させ、ポ
ンプ能力を高めることにより、材料蓄積量が減少し、ピ
ストン21の変位量が小さくなる。つまり、この第1の
制御手段50の制御作用によシ、アキュムレータ20で
の材料蓄積量が少なく抑えられ、材料がアキュムレータ
2oに長期間滞留することが防止されると共に、シュー
ト部17内の圧力変動がより一層小さく抑えられるよう
に制御される。
かくして、シュート部17内の材料圧力は、圧力コント
ロールを行わない場合に第5図に破線E(第2図の曲線
Aと同様)で示すような変動を生ずるのに対し、上記ア
キエムレータ20および第1の制御手段50によって、
第5図に実線Fで示すように一定化されることとなる。
なお、前記の第2の制御手段40は、アキュムレータ2
0および第1の制御手段50で圧力上昇を充分抑えきれ
ない事態が生じたとき、ギヤポンプ11の回転数にフィ
ードバック制御を加えることにより、シュート部17内
の材料圧力が設定値を越えることを確実に防止する作用
を為す。
以上説明したように、本発明装置は、連続式混線機にシ
ュート部を介してギヤポンプを直結した高分子材料の連
続混練押出機において、シュート部にアキュムレータを
設け、かつ、アキエムレータの変位に応じてギヤポンプ
の回転数を制御する制御手段を具備しているため、フィ
ーダーの材料供給量のばらつきおよび連続式混線機の脈
動によるシュート部内の材料圧力の変動を格段に小さく
抑えることができる。従って、処理される材料のエネル
ギーレベルおよび処理温度を一定化し得、被処理材料の
品質向上に大いに寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はギヤポンプを用いた連続混練押出機におけるギ
ヤポンプ回転数と連続式混練機のモータ電流および吐出
口材料温度との関係・を示すグラフ、第2図は同機のシ
ュート部における材料圧力の時間的変動を示す説明図、
第3図は同機において処理材料に与えられるエネルギー
および材料温度の時間的変化を示す説明図、第4図は本
発明装置の実施例を示す概略断面図、第5図は本発明装
置を用いた場合の処理材料に与えられるエネルギーおよ
び材料温度の時間的変化を従来例による場合と比較して
示す説明図である。 1・・・連続式混線機、11・・・ギヤポンプ、17・
・・シュート部、20・・・アキュムレータ、30・・
・制御手段。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人 弁理士 小 谷  悦  司

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 高分子材料を連続的に混線、溶融する連続式混線
    機の吐出口に、材料押出用のギヤポンプをシュート部を
    介して直結した連続混練押出機において、上記シュート
    部に、シュート部内の材料圧力が高くなると材料を蓄積
    し材料圧力が低くなると材料を送り出す方向に変位する
    アキュムレータを設けると共に、該アキュムレータ゛の
    、変位量を検出して、材料を蓄積する方向にアキュムレ
    ータの変位量が大きくなるとギヤポンプの回転数を増加
    させるようにギヤポンプを制御する制御手段を具備した
    ことを特徴とする連続混練押出機の圧力制御装置。 2、 上記制御手段に加え、シュート部内の材料圧力を
    検出して、この材料圧力が設定値を越えた御装置。
JP57004177A 1982-01-13 1982-01-13 連続混練押出機の圧力制御装置 Granted JPS58119808A (ja)

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JP57004177A JPS58119808A (ja) 1982-01-13 1982-01-13 連続混練押出機の圧力制御装置

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JPS6334804B2 JPS6334804B2 (ja) 1988-07-12

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0391003A2 (en) * 1989-04-04 1990-10-10 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Continuous kneading machine
US6733704B2 (en) 1999-03-11 2004-05-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. Thermoplastic resin injection molding machine
JP2015020412A (ja) * 2013-07-23 2015-02-02 株式会社神戸製鋼所 樹脂排出機構
JP2015093446A (ja) * 2013-11-13 2015-05-18 株式会社神戸製鋼所 連続混練機

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015093446A (ja) * 2013-11-13 2015-05-18 株式会社神戸製鋼所 連続混練機

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