JPH0550491A - 混練押出機における被混練材料の充満率測定方法 - Google Patents

混練押出機における被混練材料の充満率測定方法

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JPH0550491A
JPH0550491A JP3217413A JP21741391A JPH0550491A JP H0550491 A JPH0550491 A JP H0550491A JP 3217413 A JP3217413 A JP 3217413A JP 21741391 A JP21741391 A JP 21741391A JP H0550491 A JPH0550491 A JP H0550491A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
kneaded
filling rate
barrel
kneading extruder
screw
Prior art date
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Pending
Application number
JP3217413A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigehiro Kasai
重宏 笠井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
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Publication of JPH0550491A publication Critical patent/JPH0550491A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • B29C47/92

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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転中にオンラインで混練押出機のバレル内
の被混練材料の充満率を測定できるようにすると共に、
混練押出機の任意の場所で正確に充満率を測定できるよ
うにし、更には複雑な手間を省き、安全かつ効率よく測
定しデータ処理できるようにすることを目的とする。 【構成】 バレル10内で回転するスクリュー12により被
混練材料13を混練しながら押出す混練押出機において前
記被混練材料13の充満率を測定するに際し、充満率を測
定したい任意の位置でバレル10に複数個の貫通孔15,16
を開けて盲栓17で閉じておき、測定部位の貫通孔16に光
透過性の盲栓19を装着し、この盲栓19を通じてバレル10
の外側から光学式測定手段28により被混練材料13の充満
率を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、混練押出機における被
混練材料の充満率測定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高分子 (樹脂) 材料の製造や最終製品の
成形・加工分野において、二軸混練押出機等の混練押出
機が広く利用されている。最近の混練押出機は、種々の
スクリューセグメントを自由に組み合わせることによ
り、フィラーの分散や脱気といった各種の用途に柔軟に
対応できるようになった。その反面、種々のスクリュー
セグメントを用いるため、混練押出機内部の被混練材料
の流動挙動は、一層複雑になってきた。最終製品 (例え
ばペレット)の品質は、混練押出機内の流動挙動によっ
て決定されるため、最近では、最終製品の品質予測がよ
り困難なものとなってきている。
【0003】例えば、図7に示すようにバレル1 内にス
クリュー2を回転自在に備えた混練押出機により混練す
る場合、スクリュー溝3 内の後部側に被混練材料4 がた
まるが、そのスクリュー溝容積Vに対する被混練材料4
の体積Vm の割合、即ち充満率ε=Vm /V( 0 ≦ε≦
1 ) は、材料の流動挙動を知るうえで重要なファクター
であり、従って、最終製品の品質を支配する重要な因子
でもある。
【0004】そこで種々のスクリューセグメントの構成
・運転条件において、混練押出機内の任意の場所で充満
率が正確にわかれば、各スクリューセグメントの効果が
把握でき、最終製品の品質予測が容易に行えるようにな
る。現在、充満率を知るための具体的な方法としては、
目視によって確認する方法と、計算によって推測する方
法との2つの方法が用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】目視によって確認する
場合、次の問題点がある。即ち、混練押出機は、高温・
高圧の運転条件に対応するため、ヒータや冷却水配管を
装備した厚いバレルから構成されている。このため、内
部の材料の流動挙動を直接目視で観察するには、次の2
つの方法が取られる。 バレル側面にサイトグラスを設け、運転中に、ここ
から充満率を観察する。 定常運転を急速に一時停止し、バレルからスクリュ
ーを引き抜いて、充満率を確認する。
【0006】しかし、上記の場合の問題点として、目
視観察ができるほど大きなサイズのサイトグラスは、強
度的な問題から、バレル側面の一部分にしか取り付ける
ことができず、押出機内の任意の場所で充満率を正確に
知ることはできない。また、上記の場合、測定毎に運
転を一時停止し、スクリューを引き抜くため、効率が悪
く、非常に手間がかかる。しかも、スクリューの回転を
停止させる過程で充満率が変化し、運転時の充満率を正
確に求めることはできない。
【0007】一方、計算によって推測する場合には、ス
クリューセグメントの幾何学的形状や、処理される材料
の物性値等、充満率を支配するパラメータが非常に多い
ため、それらの全てのパラメータをインプットし、充満
率を正確に推算することは不可能に近い。本発明は、こ
のような従来の課題に鑑み、運転中にオンラインで混練
押出機のバレル内の被混練材料の充満率を測定できるよ
うにすると共に、混練押出機の任意の場所で正確に充満
率を測定できるようにし、更には、複雑な手間を省き、
安全かつ効率よく測定しデータ処理できるようにするこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、バレル10内で
回転するスクリュー12により被混練材料13を混練しなが
ら押出す混練押出機において前記被混練材料13の充満率
を測定するに際し、充満率を測定したい任意の位置でバ
レル10に複数個の貫通孔15,16 を開けて盲栓17で閉じて
おき、測定部位の貫通孔16に光透過性の盲栓19を装着
し、この盲栓19を通じてバレル10の外側から光学式測定
手段28により被混練材料13の充満率を測定するものであ
る。
【0009】
【作用】測定に際しては、複数個の貫通孔15,16 の内、
測定部位の貫通孔16の盲栓17を外して光透過性の盲栓19
に交換した後、この盲栓19を通じてバレル10の外側から
光学式測定手段28により測定する。例えば被混練材料13
がスクリュー溝内に充満している場合は、この材料13に
よって光が反射され、光学式測定手段28には十分な光強
度が観測される。
【0010】一方、材料13がスクリュー溝内に充満され
ていない場合には、光がスクリュー12自身に当り、様々
な方向に光が散乱するため、光学式測定手段28に観測さ
れる光強度は弱くなる。従って、光学式測定手段28が受
光する反射光の光強度を計測し、その周期によって、充
満率を正確に知ることができる。この方法によれば、全
ての形状のスクリュー12に対し、任意の運転条件のもと
で簡単に充満率が求められる。また、運転中にオンライ
ンで測定できるため、効率が良く、かつ精度も高い。更
に、光透過性を有する小さな盲栓19によって内部の状況
が正確にわかるため、高温・高圧の運転条件下でも高い
安全性を示す。また、光学式測定手段28を用いるため、
コンピュータを用いたデータ処理が容易にでき、時系列
データが処理できる。従って、例えば無人運転時に、規
則的にデータの取込みを行えば、押出機内の状態(充満
率に代表される)に非定常な変化が生じた場合、運転状
態の異常を素早く関知でき、フィードバック制御により
最適な運転条件に変更することが可能である。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。なお、図面は二軸混練押出機において、被混練材
料の充満率を測定する場合を例示する。図1及び図2に
おいて、10はバレルで、このバレル10のチャンバー11内
には2本のスクリュー12が回転自在に設けられ、このス
クリュー12の回転により高分子材料等の被混練材料13を
混練しながら送るようになっている。
【0012】バレル10の上部側にはベント口14が設けら
れると共に、このベント口14の下流側でかつ被混練材料
13の充満率を測定したい任意の位置に複数個の貫通ねじ
孔15,16 が形成されている。そして、この複数個の貫通
ねじ孔15,16 の内、測定部位以外の貫通ねじ孔15にはボ
ルトから成る盲栓17が着脱自在に螺合され、また測定部
位の貫通ねじ孔16には光透過部18を有するボルトから成
る盲栓19が着脱自在に螺合されている。
【0013】盲栓19は、図3に示すように、中心部に貫
通孔20を有し、この貫通孔20に耐熱強化ガラス等から成
る光透過部18が内嵌されている。光透過部18は上端に鍔
部22が形成され、この鍔部22と盲栓19の段部23との間に
シールリング24が介在されている。盲栓19の頭部25に
は、光透過部18の鍔部22を押える押え部26が溶接27によ
り固着されている。
【0014】28は光学式測定手段で、レーザ発生部29と
レーザ光の投受光部30とを備え、その投受光部30は盲栓
19の光透過部18を通じてバレル10内の外側から被混練材
料13の充満率を光学的に測定し得るように配置されてい
る。投受光部30の出力側には信号処理部31、増巾部32を
介してオシレータ33及びコンピュータ34が接続されてい
る。
【0015】上記構成において、複数個の貫通孔15,16
は、通常、盲栓17により閉じておく。被混練材料13の充
満率を測定する際には、その充満率を測定したい任意の
測定部位の貫通ねじ孔16の盲栓17を外し、これに代えて
光透過部18付きの盲栓19を螺合する。そして、レーザ発
生部29で発生するレーザ光を光学繊維等を介して投受光
部30に送り、この投受光部30から光透過部18を通じてバ
レル10内にレーザ光を放射し、その反射光を投受光部30
で受光して充満率を測定する。
【0016】例えば後方散乱型の投受光部30から放射さ
れたレーザ光は、被混練材料13がスクリュー溝内に充満
している場合、この被混練材料13によって正確に反射さ
れるため投受光部30には図4に示すように十分な光強度
が観測される。一方、被混練材料13がスクリュー溝内に
充満されていない場合には、レーザ光がスクリュー12自
身に当り、様々な方向にレーザ光が散乱するため、投受
光部30により観測される光強度は、図5に示すように弱
くなる。
【0017】従って、投受光部30が受光する光強度を測
定すれば、被混練材料13の有無によって光強度の周期が
図6に示すように変化する。そこで、被混練材料13があ
る部分の時間Tm と、ない部分の時間Tn とから、Tm
/(Tm +Tn ) を求めれば充満率εを正確に知ること
ができる。なお、オシレータ33には図6の波形が表示さ
れ、また、時間Tm 、Tn からの充満率εの演算はコン
ピュータ34によりオンラインで行う。
【0018】このような測定方法を採れば、バレル10内
に組込まれる全ての形状のスクリュー12に対して、任意
の運転条件の下で簡単に被混練材料13の充満率を求める
ことができる。また、運転中にオンラインで測定できる
ため効率が良く、かつ精度も高い。即ち、充満率はスク
リュー12の回転数の関数となるため、例えば 300 rpmで
は5%の充満率であっても、スクリュー12を急激に停止
させた後、そのスクリュー12をバレル10から引抜いて充
満率を測定すれば、回転数の変化によって20%以上の充
満率まで変化することがある。しかし、運転中に測定す
れば、スクリュー12の回転数が一定であるので、このよ
うな問題はなく、精度の高い測定ができる。
【0019】更に小さな光透過部18を有する盲栓19を用
いてバレル10内部の状況が正確に判るため、高温・高圧
の運転条件下でも安全性の高い測定ができる。また光学
式測定手段28を利用し、無接触で連続的に測定できるた
め、コンピュータ34を用いたデータ処理が容易にでき、
特に時系列でデータ処理ができる。従って、例えば無人
運転時に、規則的にデータの取込みを行えば、押出機内
の状態 (充満率に代表される) に非定常な変化が生じた
場合、運転状態の異常を素早く関知でき、フィードバッ
ク制御により最適な運転条件に変更することが可能であ
る。
【0020】なお、最近の混練押出機には、処理される
高分子材料中に含まれる揮発分や、水分等の不純物除去
を目的とし、ベント口14が数個設けられるのが一般的で
ある。この場合、最終製品の品質向上をはかるため、ベ
ント口14下流の領域で充満率を高くするスクリュー構成
を選んだり、生産性をできるだけ上げようとして、厳し
い運転条件下で運転を行うと、ベント口14から高分子材
料がベントアップする危険性が生じる。
【0021】これを防ぐため、運転中、常時ベント口14
を監視するには、非常に人手がかかる。またこの作業を
行わず、一度ベントアップしてしまったとすると、ベン
ト配管を交換するために、運転を一時停止する必要があ
り、生産性や効率の面で問題を生じる。即ち、ベントア
ップは無人運転中に突然起こる現象である。その原因と
しては、定常状態にあるはずの回転数や材料供給量が何
等かの理由(例えば材料供給装置が一時的につまる等)
で変化し、その拍子で充満率Eが高くなりベントアップ
を起こす。
【0022】この現象を事前に防止するために本発明を
利用できる。例えば、充満率E=20%(定常)からE=
100 %(異常)になれば、それを検知して材料の供給を
下げると共に、回転数を上げる等の処置ができるので、
ベントアップを防止できる。光学式測定手段28としては
その他の光学式の流速測定機等を用いても良い。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、充満率を測定したい任
意の位置でバレル10に複数個の貫通孔15,16 を開けて盲
栓17で閉じておき、測定部位の貫通孔16に光透過性の盲
栓19を装着し、この盲栓19を通じてバレル10の外側から
光学式測定手段28により被混練材料13の充満率を測定す
るので、運転中にオンラインで被混練材料13の充満率を
測定できると共に、任意の箇所で正確に測定でき、更に
は複雑な手間を省き、安全かつ効率良く測定しデータ処
理できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す全体の構成図である。
【図2】本発明の一実施例を示す図1のAーA矢視図で
ある。
【図3】本発明の一実施例を示す盲栓の部分断面図であ
る。
【図4】本発明の一実施例を示す光強度の波形図であ
る。
【図5】本発明の一実施例を示す光強度の波形図であ
る。
【図6】本発明の一実施例を示す光強度の波形図であ
る。
【図7】混練押出機の要部の断面図である。
【符号の説明】
10 バレル 12 スクリュー 15 貫通孔 16 貫通孔 17 盲栓 18 光透過部 19 盲栓 28 光学式測定手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バレル(10)内で回転するスクリュー(12)
    により被混練材料(13)を混練しながら押出す混練押出機
    において前記被混練材料(13)の充満率を測定するに際
    し、充満率を測定したい任意の位置でバレル(10)に複数
    個の貫通孔(15)(16)を開けて盲栓(17)で閉じておき、測
    定部位の貫通孔(16)に光透過性の盲栓(19)を装着し、こ
    の盲栓(19)を通じてバレル(10)の外側から光学式測定手
    段(28)により被混練材料(13)の充満率を測定することを
    特徴とする混練押出機における被混練材料の充満率測定
    方法。
JP3217413A 1991-08-28 1991-08-28 混練押出機における被混練材料の充満率測定方法 Pending JPH0550491A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5759454A (en) * 1995-07-20 1998-06-02 Alcatel Submarcom Method of injecting a filler in controlled manner into a protective tube for protecting optical fibers, and an installation for implementing the method
JPH11254542A (ja) * 1998-03-11 1999-09-21 Sanyo Electric Co Ltd 光造形装置のモニタリングシステム
WO2007119506A1 (ja) * 2006-03-28 2007-10-25 The Japan Steel Works, Ltd. スクリュ式押出機の脱揮シミュレーション装置、およびスクリュ式押出機の脱揮シミュレーションプログラム
WO2008035541A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-27 The Japan Steel Works, Ltd. Volatilization performance estimating apparatus and method of estimating volatilization performance

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5759454A (en) * 1995-07-20 1998-06-02 Alcatel Submarcom Method of injecting a filler in controlled manner into a protective tube for protecting optical fibers, and an installation for implementing the method
JPH11254542A (ja) * 1998-03-11 1999-09-21 Sanyo Electric Co Ltd 光造形装置のモニタリングシステム
WO2007119506A1 (ja) * 2006-03-28 2007-10-25 The Japan Steel Works, Ltd. スクリュ式押出機の脱揮シミュレーション装置、およびスクリュ式押出機の脱揮シミュレーションプログラム
US8140307B2 (en) 2006-03-28 2012-03-20 The Japan Steel Works, Ltd Devolatilization simulation apparatus for screw extruders and devolatilization simulation program for screw extruders
WO2008035541A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-27 The Japan Steel Works, Ltd. Volatilization performance estimating apparatus and method of estimating volatilization performance
US8306799B2 (en) 2006-09-19 2012-11-06 The Japan Steel Works, Ltd Devolatilization performance prediction apparatus and devolatilization performance prediction method

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