JPH0515526B2 - - Google Patents

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ツ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。

〓背景技術とその問題点〓 例えばプラスチツ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、プラスチツクは
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
されたプラスチツクは、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けるプラスチツク材料の
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、プラスチツク材料に予
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
気中でプラスチツクを溶融し、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つてその
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、とくに混練のスクリユ機構
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ツクを溶融するようにし
ており、従つてこの場合の溶融装置はいわゆる真
空脱気ホツパと接続されるようになつている。こ
れに対して第２の方法は、プラスチツク材料の原
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
であつて、さらにこの場合に不活性ガスを大気圧
以上の圧力に保持しながらホツパに導いて徐々に
空気と置換する方法が用いられることがある。

上記第１の真空脱気ホツパを用いる方法は、水
蒸気やプラスチツ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、プラスチツ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
常に高価になること、装置の取付け高さ等の制約
を生ずること、押出し機の回転部分等に760mmHg
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。またプラスチツク材料を溶融
部に供給する際に、減圧されたホツパ側にプラス
チツ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。従つ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
ラスチツ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、このオートローダとホツパとの接続部
分を通してホツ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、さらにはホツ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つて、ホツパ内の固形物原料
中の不活性ガスが再び空気に置換され、酸素濃度
が高くなつてしまう。従つてこのことから、上記
不活性ガスによる置換の効果が低減され、プラス
チツク材料の酸化に伴う劣化を生じさせるという
不都合があつた。

〓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
のであつて、真空吸引によつて含気固形物をロー
ダ内に導入する際に、ホツパ内の雰囲気ガスを吸
引することを防止し、これによつてホツパ内の固
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。

〓発明の概要〓 本発明は、含気固形物を真空吸引によつてロー
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ツパ内に供
給し、前記供給口を閉じるとともに前記ホツパ内
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
ツパとの接続部分あるいは前記ホツパの固形物収
納部よりも前記ローダ側に外気導入口を形成し、
前記真空吸引によつ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つ
て、ローダ内に含気固形物を導入する際にホツパ
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。

〓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つて、このガス置換装置はプ
ラスチツク成形用の押出し機と接続されるように
なつている。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
し機２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ツク原料を混練して
押出すためのスクリユ３が回転可能に配されてい
る。このスクリユ３の端部は、ドライブユニツト
４と連結されており、このドライブユニツト４に
よつて回転駆動されるようになつている。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
すようになつている。

つぎにこの押出し機２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
上部にはシヤツタ７が設けられている。シヤツタ
７はハンドル８によつて、開閉機９を介して開閉
されるようになつている。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にはコツク１１が取付けられてお
り、このコツク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つ
ている。

上記シヤツタ７の上側にはホツパ１２が取付け
られるようになつている。このホツパ１２は予め
上方から落下して供給されたプラスチツク原料を
蓄えておくようになつている。そしてこのホツパ
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
のホツパ１２には内部に供給されるプラスチツク
原料の量を検出するホツパレベル計１６が設けら
れている。さらにこのホツパ１２には、このホツ
パ１２内へ空気を供給し、あるいはこのホツパ１
２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つている。

上記ホツパ１２の上側には接続筒１８を介して
オートローダ１９が取付けられるようになつてい
る。そしてこの接続筒１８の内部にはオートロー
ダ１９からホツパ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つている。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、原料の量を検出するよう
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機２へのプ
ラスチツク原料の供給装置の動作について説明す
る。プラスチツク材料を連続的あるいは断続的に
溶融押出し機２に供給する場合には、一般に原料
タンクからプラスチツク原料をオートローダ１９
に供給する。このオートローダ１９への原料の供
給は真空吸引によつて行なわれ、ローダ１９内の
原料の量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ツク材料
はつぎにホツパ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、プラスチツク材料中に含
まれる空気を排除するには、用いるガスの種類に
よつて異るが、例えば空気より比重の軽い窒素ガ
スを用いる場合には、図面におけるコツク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、ホツパ
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、ホツパ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
つて異るが、ホツパ１２の容量が200であつて
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。従つてこのときには、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つている。

さらにこのホツパ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によつて連続的に安定してホツパ１２内の
酸素濃度を低い値に維持できるようになつてい
る。そしてこのことから、つぎの工程での酸素の
流入によるプラスチツク材料の劣化を抑えるよう
にしている。すなわちホツパ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、コツク１
１を開いて窒素ガス供給パイプ１０から窒素をホ
ツパ１２内に供給するようにし、酸素の濃度が所
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パイプ１０を通して連
続的に窒素ガスを放出するようにし、ホツパ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。

このようにしてホツパ１２内に供給されたプラ
スチツク材料中の空気は窒素ガスによつて置換さ
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
して次第にホツパ１２内の原料の量が少なくなる
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ツ
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内のプラスチツク原料は、ダンパ２
１が開かれると再びホツパ１２内に落下するよう
になり、ホツパ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２
４によつてオートローダ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
引によつてプラスチツ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。そして所定量の原料の導入が終了した
ところで、上記の排気口２４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とホツパ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、ホツ
パ１２内の雰囲気ガスを吸引しようとする。従つ
てこのことからホツパ１２内の圧力も低下し、こ
のホツパ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、ホツパ１２内に導かれるために、
プラスチツク材料中に存在する窒素ガスが再び空
気によつて置換されることになる。すなわちホツ
パ１２内の酸素濃度が著しく高くなつてしまうこ
とになり、上記の窒素ガスによる置換の効果がな
くなつてしまう。

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内へ真空吸引によつてプラスチツ
ク原料を供給する際に、開閉弁付き給排気口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。従つてこの給排気口１７を通して
供給された空気はホツパ１２の上部空間を通過
し、ダンパ２１の隙間を通つてオートローダ１９
に導かれる。すなわち給排気口１７を開くことに
よつて、ホツパ１２内の圧力の低下を防止するこ
とが可能となり、押出し機２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、ホツパ１２の原料収
納空間よりも上側の部分を通過するので、ホツパ
１２内のプラスチツ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
クからプラスチツ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
供給パイプ１０からホツパ１２内に供給するとと
もに、ホツパ１２の上側の空気を給排気口１７を
通して排出する。そしてホツパ１２内の酸素濃度
が所定の値以下に低下したことが、とくに一番上
側の酸素濃度計１５によつ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
つてホツパ１２内のプラスチツク材料間の空気は
窒素ガスに置換される。そしてこのホツパ１２内
のプラスチツク原料を押出し機２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ツク材料
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によつ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、ホツパ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つて
給排気口１７を開くか、あるいは酸素濃度計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つて自動的に給排気口１
７を開くようにし、空気をホツパ１２を通してオ
ートローダ１９に送込むようにしている。従つて
このことから、ホツパ１２内の減圧が防止され、
このホツパ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つ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ツクの溶
融を伴う押出し機あるいは射出成形機等における
プラスチツ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
であつて、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。

〓発明の効果〓 以上のように本発明は、ローダとホツパとの接
続部分あるいはホツ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、真空吸引によつてロ
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。従つ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
るホツパ内の減圧を防止することができ、ホツパ
内の固形物原料中に存在する不活性ガスが再び空
気によつ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ツク材
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…コツク、１２…ホツパ、１
７…開閉弁付き給排気口、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. １ 含気固形物を真空吸引によつてローダ内に導
   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ツパ内に供給し、前
   記供給口を閉じるとともに前記ホツパ内に供給さ
   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ツパとの
   接続部分あるいは前記ホツ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
   吸引によつ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。