二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置
【課題】本発明は、混錬部の下流端からベント開口部の上流端迄の距離を所定とすることにより、エントレ現象の発生の防止を目的とする。
【解決手段】本発明による二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置は、混錬部(11)の下流端(11a)とベント開口部(5)の上流端(5a)迄の距離（Ｔ）をＬ／Ｄ＝２．５Ｄ〜４．２５Ｄとし、脱揮で飛散する樹脂片は距離（Ｔ）の範囲内で輸送中の樹脂に付着し、エントレ現象の発生を防止する構成と方法である。
【解決手段】本発明による二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置は、混錬部(11)の下流端(11a)とベント開口部(5)の上流端(5a)迄の距離（Ｔ）をＬ／Ｄ＝２．５Ｄ〜４．２５Ｄとし、脱揮で飛散する樹脂片は距離（Ｔ）の範囲内で輸送中の樹脂に付着し、エントレ現象の発生を防止する構成と方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置に関し、特に、混錬部の下流端から前記ベント開口部の上流端迄の距離をＬ／Ｄ＝２．５Ｄ〜４．２５Ｄとすることにより、エントレインメント現象の発生の防止を行うための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていた二軸スクリュ押出機としては、例えば、特許文献１に示される構成であり、その主な構成としては、図３及び図４で示される構成を挙げることができる。
図３において符号１で示されるものは、二軸スクリュ２が内設された長尺のシリンダであり、このシリンダ１の上流側には、原料３を供給するための原料供給口４が設けられている。
【０００３】
前記シリンダ１の下流側には、ベント開口部５が形成され、このベント開口部５上には、のぞき窓６を有するベント筒体７が植立して形成されている。
前記シリンダ１内に設けられた前記二軸スクリュ２は、その上流側から輸送部１０、混錬部１１及び吐出部１２で構成されている。
【０００４】
前述の二軸スクリュ押出機１３において、前記原料供給口４から供給された原料３は、加熱されたシリンダ１内の二軸スクリュ２における輸送部１０によって、加熱及び溶融されつつ下流側へ輸送され、混錬部１１に送られる。
【０００５】
前記混錬部１１に送られた溶融状態の原料３は、十分に混錬されて吐出部１２に送られ、前記シリンダ１の先端に設けられたダイス１ａを経てストランド状に吐出され、図示しない水中カット装置に送られて、ペレット化される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１４４３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置は、以上のように構成されているため、次のような課題が存在していた。
すなわち、二軸スクリュ押出機において、原料中に含まれる揮発成分が多い樹脂（例えば、ＰＣ、ＡＢＳ等）を溶融混錬して押出しする場合、図３及び図１に示されるように、混錬部１１の下流側１１ａとベント開口部５の上流端５ａとの間の距離Ｔは、周知のＬ／ＤでＬ／Ｄ＝０．７５Ｄ（Ｌは押出機長さ、Ｄはスクリュ外径、Ｌ／Ｄは軸方向長比）であるため、揮発成分の急激な分離と共に樹脂がちぎれ、小さい樹脂片となって飛散する周知のエントレインメント現象（以下、エントレと称す）が発生し、前記距離Ｔが比較的短距離であるため、この飛散した樹脂片がベント筒体７に接続された真空吸引配管７ａ内又はベント筒体７内に堆積して詰まり、真空脱揮が困難となることがあった。
また、飛散した樹脂片がベント筒体７の上部に堆積し、熱によって焼け、シリンダ内に落下して製品樹脂に混入し、製品樹脂の品質低下の原因となることもあった。
また、飛散した樹脂片がベント筒体７の上部ののぞき窓６に付着し（図４で示す）、シリンダ１内の内部状況をのぞくことが困難となることがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法は、ベント開口部を有するシリンダと、前記シリンダ内に設けられ少なくとも輸送部及び混錬部を形成する一対の二軸スクリュと、からなる二軸スクリュ押出機を用い、前記混錬部の下流端から前記ベント開口部の上流端迄の距離をＬ／Ｄ＝２．５Ｄ〜４．２５Ｄとし、前記シリンダ内で高流速の揮発成分に乗せられて飛散する樹脂片は、前記距離の範囲内で輸送中の樹脂に付着し、エントレインメント現象の発生を防止する方法であり、また、二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離装置は、ベント開口部を有するシリンダと、前記シリンダ内に設けられ少なくとも輸送部及び混錬部を形成する一対の二軸スクリュと、からなる二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離装置において、前記混錬部の下流端から前記ベント開口部の上流端迄の距離をＬ／Ｄ＝２．５Ｄ〜４．２５Ｄとした構成である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置は、以上のように構成されているため、以下のような効果を得ることができる。
すなわち、ベント開口部を有するシリンダと、シリンダ内に設けられ少なくとも輸送部及び混錬部を形成する一対のスクリュと、からなる二軸スクリュ押出機を用い、前記混錬部の下流端から前記ベント開口部の上流端迄の距離をＬ／Ｄ＝２．５Ｄ〜４．２５Ｄとしているため、前記シリンダ内で高流速の揮発成分に乗せられて飛散する多量の樹脂片は、前記距離の範囲内で輸送中の樹脂に付着し、エントレインメント現象の発生を防止することができ、真空配管への樹脂片の堆積による詰まりを防止し、堆積した樹脂片の焼け後の落下による製品樹脂への混入を防止し、飛散した樹脂片ののぞき窓への付着を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、混錬部の下流端から前記ベント開口部の上流端迄の距離をＬ／Ｄ＝２．５Ｄ〜４．２５Ｄとすることにより、エントレ現象の発生の防止を行うようにした二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置を提供することを目的とする。
【実施例】
【００１１】
以下、図面と共に本発明による二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１は、従来例との対比を明確化するため、従来構成の二軸スクリュ２と本発明の二軸スクリュ２を用いた場合を模式的に示し、図２は図１の要部を示す拡大平面図である。
図１において符号１で示されるものは、二軸スクリュ２が内設された長尺のシリンダであり、このシリンダ１の上流側には、原料３を供給するための原料供給口４が設けられている。
【００１２】
前記シリンダ１の下流側には、ベント開口部５が形成され、このベント開口部５上には、のぞき窓６を有するベント筒体７が植立して形成されている。
前記シリンダ１内に設けられた前記二軸スクリュ２は、その上流側から輸送部１０、混錬部１１及び吐出部１２で構成されている。
【００１３】
前記混錬部１１の下流端１１ａとベント開口部５の上流側５ａとの間の距離Ｔは、周知のＬ／Ｄ（Ｌは押出機長さ、Ｄはスクリュ外径、Ｌ／Ｄは軸方向長比）に設定されている。
【００１４】
前述の本発明による二軸スクリュ押出機１３において、前記原料供給口４から供給された原料３は、加熱されたシリンダ１内の二軸スクリュ２における輸送部１０によって、加熱及び溶融されつつ下流側へ輸送され、混錬部１１に送られる。
【００１５】
前記混錬部１１に送られた溶融状態の原料３は、十分に混錬されて吐出部１２に送られ、前記シリンダ１の先端に設けられたダイス１ａを経てストランド状に吐出され、図示しない水中カット装置に送られて、ペレット化される。
【００１６】
次に、前述の本発明による二軸混錬押出機１３により原料３のペレット化を行う場合、前記混錬部１１の下流端１１ａからベント開口部５の上流端５ａまでの距離Ｔを約Ｌ／Ｄ＝０．７５Ｄ（従来構成の二軸スクリュ２）と約Ｌ／Ｄ＝１．００〜３．０Ｄ（本発明の二軸スクリュ２）で比較実験を行い、前記のぞき窓６への樹脂片の付着状態を判断基準として、従来構成と本発明構成の評価を行った。
その実験結果は次の表１の第１表のとおりである。
【００１７】
【表１】
【００１８】
以上の通り、前記Ｌ／Ｄは２．５Ｄ以上とすることで、エントレの発生を防止することができた。
尚、前記Ｌ／Ｄは、２．５Ｄ以上であれば本発明の目的は達成されるが、このＬ／Ｄが大きくなり過ぎると、長大の押出機を使用して樹脂の加工を行うため、設備投資コストの増加、機械設置面積の拡大、スクリュ交換等のメンテナンス効率の悪化となることもあるため現実的ではない。
【００１９】
従って、前記シリンダ１を構成する各シリンダセグメント１Ａの前記Ｌ／Ｄが約３．５Ｄであるため、Ｌ／Ｄの延長を最小限とするためには、このＬ／Ｄの上限は、前記シリンダセグメント１ＡのＬ／Ｄ（３．５Ｄ）＋〔ベントシリンダ１Ｂの上流端５ａまでのＬ／Ｄ（０．７５Ｄ）〕の合計値４．２５Ｄが現実的である。
すなわち、本発明における実質的なＬ／Ｄの適用範囲としては、２．５Ｄ〜４．２５Ｄであることが好適であることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置を示す構成図である。
【図２】図１の要部を示す拡大平面図である。
【図３】従来の二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置を示す構成図である。
【図４】図３ののぞき窓を示す拡大平面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１ シリンダ
１ａ ダイス
１Ａ セグメントシリンダ
１Ｂ ベントシリンダ
２ 二軸スクリュ
３ 原料
４ 原料供給口
５ ベント開口部
５ａ 上流側
６ のぞき窓
７ ベント筒体
１０ 輸送部
１１ 混錬部
１１ａ 下流端
１２ 吐出部
１３ 二軸混錬押出機
Ｔ 距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置に関し、特に、混錬部の下流端から前記ベント開口部の上流端迄の距離をＬ／Ｄ＝２．５Ｄ〜４．２５Ｄとすることにより、エントレインメント現象の発生の防止を行うための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていた二軸スクリュ押出機としては、例えば、特許文献１に示される構成であり、その主な構成としては、図３及び図４で示される構成を挙げることができる。
図３において符号１で示されるものは、二軸スクリュ２が内設された長尺のシリンダであり、このシリンダ１の上流側には、原料３を供給するための原料供給口４が設けられている。
【０００３】
前記シリンダ１の下流側には、ベント開口部５が形成され、このベント開口部５上には、のぞき窓６を有するベント筒体７が植立して形成されている。
前記シリンダ１内に設けられた前記二軸スクリュ２は、その上流側から輸送部１０、混錬部１１及び吐出部１２で構成されている。
【０００４】
前述の二軸スクリュ押出機１３において、前記原料供給口４から供給された原料３は、加熱されたシリンダ１内の二軸スクリュ２における輸送部１０によって、加熱及び溶融されつつ下流側へ輸送され、混錬部１１に送られる。
【０００５】
前記混錬部１１に送られた溶融状態の原料３は、十分に混錬されて吐出部１２に送られ、前記シリンダ１の先端に設けられたダイス１ａを経てストランド状に吐出され、図示しない水中カット装置に送られて、ペレット化される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１４４３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置は、以上のように構成されているため、次のような課題が存在していた。
すなわち、二軸スクリュ押出機において、原料中に含まれる揮発成分が多い樹脂（例えば、ＰＣ、ＡＢＳ等）を溶融混錬して押出しする場合、図３及び図１に示されるように、混錬部１１の下流側１１ａとベント開口部５の上流端５ａとの間の距離Ｔは、周知のＬ／ＤでＬ／Ｄ＝０．７５Ｄ（Ｌは押出機長さ、Ｄはスクリュ外径、Ｌ／Ｄは軸方向長比）であるため、揮発成分の急激な分離と共に樹脂がちぎれ、小さい樹脂片となって飛散する周知のエントレインメント現象（以下、エントレと称す）が発生し、前記距離Ｔが比較的短距離であるため、この飛散した樹脂片がベント筒体７に接続された真空吸引配管７ａ内又はベント筒体７内に堆積して詰まり、真空脱揮が困難となることがあった。
また、飛散した樹脂片がベント筒体７の上部に堆積し、熱によって焼け、シリンダ内に落下して製品樹脂に混入し、製品樹脂の品質低下の原因となることもあった。
また、飛散した樹脂片がベント筒体７の上部ののぞき窓６に付着し（図４で示す）、シリンダ１内の内部状況をのぞくことが困難となることがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法は、ベント開口部を有するシリンダと、前記シリンダ内に設けられ少なくとも輸送部及び混錬部を形成する一対の二軸スクリュと、からなる二軸スクリュ押出機を用い、前記混錬部の下流端から前記ベント開口部の上流端迄の距離をＬ／Ｄ＝２．５Ｄ〜４．２５Ｄとし、前記シリンダ内で高流速の揮発成分に乗せられて飛散する樹脂片は、前記距離の範囲内で輸送中の樹脂に付着し、エントレインメント現象の発生を防止する方法であり、また、二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離装置は、ベント開口部を有するシリンダと、前記シリンダ内に設けられ少なくとも輸送部及び混錬部を形成する一対の二軸スクリュと、からなる二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離装置において、前記混錬部の下流端から前記ベント開口部の上流端迄の距離をＬ／Ｄ＝２．５Ｄ〜４．２５Ｄとした構成である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置は、以上のように構成されているため、以下のような効果を得ることができる。
すなわち、ベント開口部を有するシリンダと、シリンダ内に設けられ少なくとも輸送部及び混錬部を形成する一対のスクリュと、からなる二軸スクリュ押出機を用い、前記混錬部の下流端から前記ベント開口部の上流端迄の距離をＬ／Ｄ＝２．５Ｄ〜４．２５Ｄとしているため、前記シリンダ内で高流速の揮発成分に乗せられて飛散する多量の樹脂片は、前記距離の範囲内で輸送中の樹脂に付着し、エントレインメント現象の発生を防止することができ、真空配管への樹脂片の堆積による詰まりを防止し、堆積した樹脂片の焼け後の落下による製品樹脂への混入を防止し、飛散した樹脂片ののぞき窓への付着を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、混錬部の下流端から前記ベント開口部の上流端迄の距離をＬ／Ｄ＝２．５Ｄ〜４．２５Ｄとすることにより、エントレ現象の発生の防止を行うようにした二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置を提供することを目的とする。
【実施例】
【００１１】
以下、図面と共に本発明による二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１は、従来例との対比を明確化するため、従来構成の二軸スクリュ２と本発明の二軸スクリュ２を用いた場合を模式的に示し、図２は図１の要部を示す拡大平面図である。
図１において符号１で示されるものは、二軸スクリュ２が内設された長尺のシリンダであり、このシリンダ１の上流側には、原料３を供給するための原料供給口４が設けられている。
【００１２】
前記シリンダ１の下流側には、ベント開口部５が形成され、このベント開口部５上には、のぞき窓６を有するベント筒体７が植立して形成されている。
前記シリンダ１内に設けられた前記二軸スクリュ２は、その上流側から輸送部１０、混錬部１１及び吐出部１２で構成されている。
【００１３】
前記混錬部１１の下流端１１ａとベント開口部５の上流側５ａとの間の距離Ｔは、周知のＬ／Ｄ（Ｌは押出機長さ、Ｄはスクリュ外径、Ｌ／Ｄは軸方向長比）に設定されている。
【００１４】
前述の本発明による二軸スクリュ押出機１３において、前記原料供給口４から供給された原料３は、加熱されたシリンダ１内の二軸スクリュ２における輸送部１０によって、加熱及び溶融されつつ下流側へ輸送され、混錬部１１に送られる。
【００１５】
前記混錬部１１に送られた溶融状態の原料３は、十分に混錬されて吐出部１２に送られ、前記シリンダ１の先端に設けられたダイス１ａを経てストランド状に吐出され、図示しない水中カット装置に送られて、ペレット化される。
【００１６】
次に、前述の本発明による二軸混錬押出機１３により原料３のペレット化を行う場合、前記混錬部１１の下流端１１ａからベント開口部５の上流端５ａまでの距離Ｔを約Ｌ／Ｄ＝０．７５Ｄ（従来構成の二軸スクリュ２）と約Ｌ／Ｄ＝１．００〜３．０Ｄ（本発明の二軸スクリュ２）で比較実験を行い、前記のぞき窓６への樹脂片の付着状態を判断基準として、従来構成と本発明構成の評価を行った。
その実験結果は次の表１の第１表のとおりである。
【００１７】
【表１】
【００１８】
以上の通り、前記Ｌ／Ｄは２．５Ｄ以上とすることで、エントレの発生を防止することができた。
尚、前記Ｌ／Ｄは、２．５Ｄ以上であれば本発明の目的は達成されるが、このＬ／Ｄが大きくなり過ぎると、長大の押出機を使用して樹脂の加工を行うため、設備投資コストの増加、機械設置面積の拡大、スクリュ交換等のメンテナンス効率の悪化となることもあるため現実的ではない。
【００１９】
従って、前記シリンダ１を構成する各シリンダセグメント１Ａの前記Ｌ／Ｄが約３．５Ｄであるため、Ｌ／Ｄの延長を最小限とするためには、このＬ／Ｄの上限は、前記シリンダセグメント１ＡのＬ／Ｄ（３．５Ｄ）＋〔ベントシリンダ１Ｂの上流端５ａまでのＬ／Ｄ（０．７５Ｄ）〕の合計値４．２５Ｄが現実的である。
すなわち、本発明における実質的なＬ／Ｄの適用範囲としては、２．５Ｄ〜４．２５Ｄであることが好適であることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置を示す構成図である。
【図２】図１の要部を示す拡大平面図である。
【図３】従来の二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法及び装置を示す構成図である。
【図４】図３ののぞき窓を示す拡大平面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１ シリンダ
１ａ ダイス
１Ａ セグメントシリンダ
１Ｂ ベントシリンダ
２ 二軸スクリュ
３ 原料
４ 原料供給口
５ ベント開口部
５ａ 上流側
６ のぞき窓
７ ベント筒体
１０ 輸送部
１１ 混錬部
１１ａ 下流端
１２ 吐出部
１３ 二軸混錬押出機
Ｔ 距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベント開口部(5)を有するシリンダ(1)と、前記シリンダ(1)内に設けられ少なくとも輸送部(10)及び混錬部(11)を形成する一対の二軸スクリュ(2)と、からなる二軸スクリュ押出機(13)を用い、
前記混錬部(11)の下流端(11a)から前記ベント開口部(5)の上流端(5a)迄の距離（Ｔ）をＬ／Ｄ＝２．５Ｄ〜４．２５Ｄとし、
前記シリンダ(1)内で高流速の揮発成分に乗せられて飛散する樹脂片は、前記距離（Ｔ）の範囲内で輸送中の樹脂に付着し、エントレインメント現象の発生を防止することを特徴とする二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法。
【請求項２】
ベント開口部(5)を有するシリンダ(1)と、前記シリンダ(1)内に設けられ少なくとも輸送部(10)及び混錬部(11)を形成する一対の二軸スクリュ(2)と、からなる二軸スクリュ押出機(13)における脱揮成分の分離装置において、
前記混錬部(11)の下流端(11a)から前記ベント開口部(5)の上流端(5a)迄の距離（Ｔ）をＬ／Ｄ＝２．５Ｄ〜４．２５Ｄとしたことを特徴とする二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離装置。
【請求項１】
ベント開口部(5)を有するシリンダ(1)と、前記シリンダ(1)内に設けられ少なくとも輸送部(10)及び混錬部(11)を形成する一対の二軸スクリュ(2)と、からなる二軸スクリュ押出機(13)を用い、
前記混錬部(11)の下流端(11a)から前記ベント開口部(5)の上流端(5a)迄の距離（Ｔ）をＬ／Ｄ＝２．５Ｄ〜４．２５Ｄとし、
前記シリンダ(1)内で高流速の揮発成分に乗せられて飛散する樹脂片は、前記距離（Ｔ）の範囲内で輸送中の樹脂に付着し、エントレインメント現象の発生を防止することを特徴とする二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離方法。
【請求項２】
ベント開口部(5)を有するシリンダ(1)と、前記シリンダ(1)内に設けられ少なくとも輸送部(10)及び混錬部(11)を形成する一対の二軸スクリュ(2)と、からなる二軸スクリュ押出機(13)における脱揮成分の分離装置において、
前記混錬部(11)の下流端(11a)から前記ベント開口部(5)の上流端(5a)迄の距離（Ｔ）をＬ／Ｄ＝２．５Ｄ〜４．２５Ｄとしたことを特徴とする二軸スクリュ押出機における脱揮成分の分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１８４３０３（Ｐ２００９−１８４３０３Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９０５９（Ｐ２００８−２９０５９）
【出願日】平成２０年２月８日（２００８．２．８）
【出願人】（０００００４２１５）株式会社日本製鋼所 (840)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月８日（２００８．２．８）
【出願人】（０００００４２１５）株式会社日本製鋼所 (840)
【Ｆターム（参考）】
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