JPS6192811A - 含気固形物のガス置換装置 - 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】 本発明は含気固形物のガス置換装置に係り、とくにロー
ダを通してホッパに供給された含気固形物中の空気を不
活性ガスに置換して所定の部位へ供給するようにした含
気固形物のガス置換装置に関する。 Ｋ背景技術とその問題点２ 例えばプラスチックを加熱溶融する装置において、溶融
時に酸素が存在すると、プラスチックは酸化されて劣化
し、あるいは分解が促進され、成形された製品の物性を
低下させるとともに、外観の色調や表面状態を損うよう
になる。さらに酸化されたプラスチックは、再び溶融し
て再利用することが妨げられるようになることが一般に
知られている。 このような溶融時におＣノるプラスチック材料の酸化を
防止する対策としては、大別して２つの方法がある。第
１の方法は、プラスチック材料に予め酸化防止剤を混入
させ、溶融時に酸化による劣化をできるだけ防止する方
法である。つぎに第２の方法は、装置を工夫して酸素の
存在しない雰囲気中でプラスチックを溶融し、酸化に伴
う劣化を防止しようとする方法である。 上記第１の酸化防止剤を利用する方法においては、酸化
防止剤の種類および添加量によってその効果の程度は異
るが、何れにしても完全に酸化を防止することができな
い。また酸化防止剤が人体等に及ぼす影響や、あるいは
溶融加工条件に対する影響、あるいは成形された製品へ
の影響から、何れの添加剤においてもその使用量に制約
が存在するという欠点がある。 これに対して第２の方法においては、装置の溶融部分に
対する配慮、とくに混線のスクリュ機構と形状等につい
て各社においてそれぞれ工夫がなされている。そしてこ
の方法はさらに２つの種類に分類することができる。そ
の第１の方法においては、酸素の存在を防止するために
、真空状態に近い雰囲気中でプラスチックを溶融するよ
うにしており、従ってこの場合の溶融装置はいわゆる真
空脱気ホッパと接続されるようになっている。これに対
して第２の方法は、プラスチック材料の原料中の空気を
脱気しながら、この空気を窒素、炭酸ガス等の不活性ガ
スで置換するようにしたものであって、ざらにこ、の場
合に不活性ガスを大気圧以−Ｅの圧力に保持しながらホ
ッパに導いて徐々に空気と置換する方法が用いられるこ
とがある。 上記第１の真空脱気ホッパを用いる方法は、水蒸気やプ
ラスチック材料の内部の不純ガス、あるいは溶融時に発
生するガスをも脱気できるために、プラスチックの溶融
のための理想的な装置を構成することになる。しかしこ
のような装置は非常にａＩｉ［ｉになること、装置の取
イ」け＾さ等の制約を生ずること、押出し機の回転部分
等に７６０　ｕ　ＨＱのシール機構を設け、常時苛酷な
運転条件で使用し得るようにしなければならないこと等
の欠点がある。また上記シールの構造や、それの安定維
持に問題を生じ易い。またプラスチック材料を溶融部に
供給する際に、減圧されたホッパ側にプラスチック材料
が吸引されることから、特別な供給装置を設けて供給能
力を維持向上させる必要がある。 従ってこのような装置は、大規模な生産装置には用いら
れるが、通常の大規模でない生産装置にはほとんど使用
されていない。 一方不活性ガスを用いて空気を排除するようにした方法
においては、上記真空脱気装置あるいはこれに類する脱
気機構を用い、最終溶融工程へプラスチック材料を導く
際に不活性ガスを大気圧以上の圧力で加えて、溶融装置
等に外部からの空気の侵入を防止するようにしている。 この方法においては、例えば押出し機の場合に回転部分
のシールの構造が厳密な密封シールであることを必要と
せず、このためにこの部分の管理が容易になるとともに
、装置を安定に使用することができる。 ところがこのような不活性ガスを用いる場合における欠
点は、予めオートローダに強い真空吸引力で含気固形物
の原料を吸引して導入するようにする際に、このＡ−ト
ローダとホッパとの接続部分を通してホッパ内の雰囲気
ガスを吸引することになる。両者の間には簡単なシール
を施したダンパが設けられているが、この部分の気密が
十分ではなく、さらにはホッパと接続される押出し機の
回転部分のシールが厳密な密封シールでないために、含
気固形物の真空吸引によるオートローダ内への原料の導
入に伴って、ホッパ内の固形物原料中の不活性ガスが再
び空気に置換され、酸素濃度が高くなってしまう。従っ
てこのことから、上記不活性ガスによる置換の効果が低
減され、プラスチック材料の酸化に伴う劣化を生じさせ
るという不都合があった。 Ｋ発明の目的］ 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、真空吸引によって含気固形物をロ二ダ内に導入する
際に、ホッパ内の雰囲気ガスを吸引することを防止し、
これによってホッパ内の固形物原料中の不活性ガスが空
気と置換されることを防止し、酸素濃度が高くなること
を阻止するようにしたものである。 Ｋ発明の概要】 本発明は、含気固形物を真空吸引によって０−ダ内に導
入し、このローダ内に導入された含気固形物をこのロー
ダの供給口を通してホッパ内に供給し、前記供給口を閉
じるとともに前記ホッパ内に供給された固形物中の空気
を不活性ガスに置換し、この状態で前記固形物を所定の
部位へ供給するようにした装置において、前記ローダと
前記ホッパとの接続部分あるいは前記ホッパの固形物収
納部よりも前記ローダ側に外気導入口を形成し、前記真
空吸引によって前記ローダ内に含気固形物を導入する際
にこの外気導入口を開いて空気を前記ローダ、内に供給
するようにしたことを特徴とする含気固形物のガス置換
装置に関するものであって、ローダ内に含気固形物を導
入する際にホッパ内の雰囲気ガスを吸引するのを防止す
るようにしたものである。 Ｋ実施例】 以下本発明を図示の一実施例につき説明する。 図面は本発明の一実施例に係る固形物のガス置換装置を
示すものであって、このガス置換装置はプラスチック成
形用の押出し機と接続さハるようになっている。まず押
出し機の構造について説明すると、この装置はベース１
を備えており、このベース１上に押出し機２が取付けら
れている。押出し１１２はシリンダから構成されるとと
もに、その内部には溶融されたプラスチック原料を混練
して押出すためのスクリュ３が回転可能に配されている
。このスクリュ３の端部は、ドライブユニット４と連結
されており、このドライブユニット４によって回転駆動
されるようになっている。さらにこの押出し機２は原料
供給口５を備え、この原料供給口５から供給された原料
を混練しながら押出すようになっている。 つぎにこの押出し１１２に原料を供給するための装置に
ついて説明すると、上記原料供給口５は接続筒６と接続
されている。そしてこの接続筒６の上部にはシャッタ７
が設けられている。シャッタ７はハンドル８によって、
開閉機９を介して開閉されるようになっている。さらに
上記接続筒６には、窒素ガス供給パイプ１０が接続され
ている。 このパイプ１０にはコック１１が取付けられており、こ
のコック１１を開くと、窒素ガス供給パイプ１０を通し
て窒素ガスが供給されるようになっている。 上記シャッタ７の上側にはホッパ１２が取付けられるよ
うになっている。このホッパ１２は予め上方から落下し
て供給されたプラスチック原料を蓄えておくようになっ
ている。そしてこのホッパ１２には圧力計を兼ねた３つ
の酸素濃度計１３．１４．１５がそれぞれ取付けられて
いる。またこのホッパ１２には内部に供給されるプラス
チック原料の闇を検出するホッパレベル計１６が設けら
れている。さらにこのホッパ１２には、このホッパ１２
内へ空気を供給し、あるいはこのホッパ１２の内部から
空気を排出するための開閉弁付き給排気口１７が取付け
られるようになっている。 上記ホッパ１２の上側には接続ｎ１８を介してオートロ
ーダ１９が取付けられるようになっている。そしてこの
接続筒１８の内部にはオートローダ１つからホッパ１２
へ原料を供給するための供給口２０が設けられており、
この供給口２０にはダンパ２１が取付けられている。こ
のダンパ２１が原料の供給を制御するようになっている
。またオートローダ１９内にはオートローダレベル計２
２が取付けられており、原料の吊を検出するようにして
いる。さらにこのオートローダ１９内へ原料を供給する
ために、その側面側には原料供給口２３が、またその上
部には排気口２４がそれぞれ取付けられている。 つぎに以上の構成に係るこの押出し義２へのプラスチッ
ク原料の供給製間の動作について説明する。プラスチッ
ク材料を連続的あるいは断続的に溶融押出し８ｍ２に供
給する場合には、一般に原料タンクからプラスチック原
料をオートローダ１９に供給する。このオート０−ダ１
９への原料の供給は真空吸引によって行なわれ、ローダ
１９内の原料のωが所定の値に達すると上記の吸引装置
が停止する。そして送られてきたプラスチック材料はつ
ぎにホッパ１２に供給され、ここで一旦蓄えられること
になる。 不活性ガスを用いて、プラスチック材料中に含まれる空
気を排除するには、用いるガスの種類によって異るが、
例えば空気より比重の軽い窒素ガスを用いる場合には、
図面におけるコック１１を開くとと゛もに、窒素ガス供
給パイプ１０から導入する。この窒素ガスの導入を開始
すると、ホッパ１２内の酸素の濃度が下から順に低下す
る。すなわち酸素濃度計１３の指針の値が次第に低くな
り、つぎにその上側の酸素濃度計１４の値が次第に下り
始め、さらに一番上側の酸素濃度計１５の指針の値が次
第に低い値を指示するようになる。この窒素ガスによる
置換は、ホッパ１２の容量、放出される窒素ガスの圧力
、およびその流量によって異るが、ホッパ１２の容量が
２００℃であって放出される窒素ガスの流量が毎分５℃
の場合には、約３分間で一番上側の酸素濃度計１５の指
示値が０．５％以下になる。従ってこのときには、その
下側の２つの濃度計１３．１４の値は当然のことながら
それよりも低い値になっている。 ざらにこのホッパ１２には、その上部に開閉弁付き給排
気口１７が設けられており、この給排気弁１７によって
連続的に安定してホッパ１２内の酸素濃度を低い値に維
持できるようになっている。 そしてこのことから、つきの工程での酸素の流入による
プラスチック材料の劣化を抑えるようにしている。すな
わちホッパ１２の上部をシールして外部から空気等が侵
入しないようにするとともに、開閉弁付き給排気口１７
を開き、コック１１を開いて窒素ガス供給パイプ１０か
ら窒素をホッパ１２内に供給するようにし、酸素のｌｌ
劇が所定の値、例えば通常は０．５％以下に達したなら
ば、上記開閉弁付き給排気口１７を閉じるようにしてい
る。 そしてこの後さらにバイブ１０を通して連続的に窒素ガ
スを放出するようにし、ホッパ１２内の圧力を外気圧よ
りも高く保持し、この状態において窒素ガスの供給を停
止するようにしている。 このようにしてホッパ１２内に供給されたプラスチック
材料中の空気は窒素ガスによって置換され、接続筒６内
を落下し、原料供給口５を通して押出し機２に供給され
るようになる。このようにして次第にホッパ１２内の原
料の吊が少なくなると、レベル計１６がこのことを検出
する。するとオートローダ１９内へ原料タンクからプラ
スチック材料が供給されるようになる。そしてこのオー
トローダ１９内のプラスチック原料は、ダンパ２１が開
かれると再びホッパ１２内に落下するようになり、ホッ
パ１２内の原料が補われることに゛なる。 つぎに上記オートローダ１９内への原料タンクからの原
料の導入の動作をより詳細に説明すると、この動作はダ
ンパ２１が閉じて接続筒１８が閉塞された状態で行なわ
れる。すなわち排気口２４によってオートローダ１９内
を真空吸引し、内部の圧力を低下・させておく。すると
原料タンクと接続されている原料供給口２３を通して、
真空吸引によってプラスチック原料が原料供給口２３か
らローダ１９内へ供給されるようになる。この原料はオ
ートローダ１９内に蓄えられることになり、この原料の
増加をレベル計２２が検出することになる。そして所定
最の原料の導入が終了したところで、上記の排気口２１
４による真空吸引が停止され、原料の導入も停止される
。 上記オートローダ１９とホッパ１２との間のダンパ２１
は、完全なシール構造を備えていないために、オートロ
ーダ１９内が減圧されると、ホッパ１２内の雰囲気ガス
を吸引しようとする。従ってこのことからホッパ１２内
の圧力も低下し、このホッパ１２と連通されている押出
し機２のシール部２５．２６．２７．２８を通して、そ
れぞれ外部から空気を吸引しようとする。これらのシー
ル部２５〜２８を通して空気が導入されると、この空気
は押出し機２の原料供給口５および接続筒６内を逆流し
、ホッパ１２内に導かれるために、プラスチック材料中
に存在する窒素ガスが再び空気によって置換されること
になる。すなわちホッパ１２内の酸素濃度が著しく高く
なってしまうことになり、上記の窒素ガスによる置換の
効果がなくなってしまう。 そこで本実施例に係る供給装置においては、オートロー
ダ１９内へ真空吸引によってプラスチック原料を供給す
る際り、ｒｍ　ＩＩ弁付き給排気口１７を開き、この給
排気口を通して空気を導入するようにしている。従って
この給排気口１７を通して供給された空気はホッパ１２
の上部空間を通過し、ダンパ２１の隙間を通ってオート
ローダ１９に導かれる。すなわち給排気口１７を開くこ
とによって、ホッパ１２内の圧力の低下を防止すること
が可能となり、押出しｌＩ２側から空気が供給されるこ
とを防止できる。しかもこの給排気口１７を通して導入
された空気は、ホッパ１２の原料収納空間よりも上側の
部分を通過するので、ホッパ１２内のプラスチック材料
間の窒素ガスをそのままの状態に保持するようになる。 このようにしてオートローダ１９内に原料タンクからプ
ラスチック原料を導入したならば、上記の動作と同様に
して窒素ガス１０を再び窒素ガス供給バイブ１０からホ
ッパ１２内に供給するとともに、ホッパ１２の上側の空
気を給排気口１７を通して排出する。そしてホッパ１２
内の酸素ｍ度が所定の値以下に低下したことが、とくに
一番上側の酸素濃２度肝１５によって検出されたならば
、上記給排気口１７を閉じるようにする。これによって
ホッパ１２内のプラスチック材料間の空気は窒素ガスに
置換される。そしてこのホッパ１２内のプラスチック原
料を押出し４１２に供給すればよい。 以上のように本実施例に係るプラスチック材料のガス置
換装置においては、オートローダ１９内の空気を排気口
２４によって排気しながら原料供給口２３から原料を導
入するようにしており、この場合において間隙に樹脂原
料がつまる等の理由から、ダンパ２１を完全な気密状態
にすることが困難なために、ホッパ１２内の雰囲気ガス
を吸引することになる。そこでこの場合に手動によって
給排気口１７を開くか、あるいは酸素温度計１５の圧力
計としての機能を利用し、この圧力計１５の圧力の低下
の検出に伴って自動的に給排気口１７を開くようにし、
空気をホッパ１２を通してオートローダ１９に送込むよ
うにしている。従ってこのことから、ホッパ１２内の減
圧が防止され。 このホッパ１２内の窒素ガスが押出し機２を通してシー
ル部２５〜２８の部分から侵入される空気で置換される
ことを防止することが可能になる。 以上本発明を図示の一実施例につき述べたが、本発明は
上記実施例によって限定されることなく、本発明の技術
的思想に基いて各種の変更が可能である。例えば上記実
施例はプラスチックの溶融を伴う押出し機あるいは射出
成形機等におけるプラスチック材料の供給装置に関する
ものであるが、本発明はその他の食品、薬品等のための
装置であって、例えば連続的にシールする工程での空気
中の酸素を排除する装置にも適用可能である。 Ｋ発明の効果】 以上のように本発明は、Ｏ−ダとホッパとの接続部分あ
るいはホッパの固形物収納部よりもローダ側に外気導入
口を形成し、真空吸引によってローダ内に含気固形物を
導入する際にこの外気導入口を開いて空気をローダ内に
供給するようにしたものである。従ってこのような構成
によれば、真空吸引によるローダ内への原料の導入の際
におけるホッパ内の減圧を防止することができ、ホッパ
内の固形物原料中に存在する不活性ガスが再び空気によ
って置換されることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例に係るプラスチック材料のガス
置換装置を示す正面図である。 なお図面に用いた符号において、 １０・・・窒素ガス供給パイプ １１・・・コック １２・・・ホッパ １７・・・Ｗ４閉弁付き給排気口 １９・・・オートローダ ２０・・・供給口 ２１・・・ダンパ である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 含気固形物を真空吸引によってローダ内に導入し、この
   ローダ内に導入された含気固形物をこのローダの供給口
   を通してホッパ内に供給し、前記供給口を閉じるととも
   に前記ホッパ内に供給された固形物中の空気を不活性ガ
   スに置換し、この状態で前記固形物を所定の部位へ供給
   するようにした装置において、前記ローダと前記ホッパ
   との接続部分あるいは前記ホッパの固形物収納部よりも
   前記ローダ側に外気導入口を形成し、前記真空吸引によ
   って前記ローダ内に含気固形物を導入する際にこの外気
   導入口を開いて空気を前記ローダ内に供給するようにし
   たことを特徴とする含気固形物のガス置換装置。