JPH0899313A - 連続混練機の混練制御装置 - Google Patents

連続混練機の混練制御装置

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JPH0899313A
JPH0899313A JP7139607A JP13960795A JPH0899313A JP H0899313 A JPH0899313 A JP H0899313A JP 7139607 A JP7139607 A JP 7139607A JP 13960795 A JP13960795 A JP 13960795A JP H0899313 A JPH0899313 A JP H0899313A
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 チャンバ４と、その内部に平行に配置され且
つ軸線方向位置固定の２本のロータ５と、チャンバ４の
供給口２と排出口３との間でロータ５に対して径方向遠
近位置調整自在に設けられた可動ダム８と、排出口３の
下流側に配置されたギヤポンプ７とを備え、可動ダム８
はロータ５の混練翼部Ｂの下流側に形成した断面円形部
Ｃに対向し且つ略沿う対向縁１２を有し、ロータ５には
ギヤポンプ７へ混練材料を強制押動させるべく断面円形
部Ｃの下流側に混練翼部Ｂと略同径のスクリュ形状の送
り翼部Ｄが形成されている。 【効果】 可動ダム８はチャンバ４とロータ５とを軸線
方向位置固定したまま材料通過面積を変化でき、送り翼
部Ｄはギヤポンプ７での材料喰い込み不良を減少させる
ことができ、ギヤポンプ７を制御しても可動ダム８によ
る混練制御に影響することがなく、高粘度材料の混練で
あっても、安定的な運転ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック、ゴム等
の可塑性材料を、連続的に可塑化溶融して、添加剤、充
填材等を練り込む連続混練機の混練制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばプラスチックの連続混練機は、供
給口及び排出口を有するチャンバ内に、混練翼部を有す
る２本のロータを平行に配置し、供給口から供給された
混練材料添加剤及び充填材等を、ロータで混練して可塑
化溶融しながら排出口から排出する。
【０００３】この混練製品の品質を向上するために、混
練作用中の混練度、圧力又は温度を制御する各種の混練
制御装置が開発されている。この混練制御装置の従来技
術として、まず、特公昭５６−３０９１号公報に開示さ
れたものがある。この第１技術は、チャンバの排出口の
下流側に後処理装置へ混練材料を送給するためのギヤポ
ンプを直結して、このギヤポンプを可変モータで回転速
度を制御し、ギヤポンプの入口の圧力を制御すること
で、チャンバ内の材料の充満度を変化させて、混練度を
調整するようにしている。
【０００４】この第１技術は、高粘度でない樹脂の混練
には利用できるに充分な効果を有するが、高粘度樹脂の
混練には、ロータの押込力が小さいためギヤポンプの歯
への喰い込み効率が悪くなることがあり、圧力のハンチ
ング現象を生じ、樹脂の溶融開始点がふらついて、不安
定運転になることがある。このような第１技術の問題点
を解決すべく改良したものとして、供給口への材料供給
量を調整して混練度を制御する第２技術と、排出口の近
傍に材料の軸方向流れを遮る固定ダムを設けて圧力及び
温度を制御する第３技術（特開昭５８−１８３２１０号
公報参照）とがある。
【０００５】前記第２技術は、混練作用に対する悪影響
は少ないが、効果も少なく、また、制御応答性が悪いと
いう問題を有し、第３技術はある一定の粘度の樹脂には
効果があるが、樹脂の粘度が異なれば対応し難い等の問
題を有している。これら第１〜第３技術の長所を有機的
に結合して問題点を解決したのが、図５に示す第４技術
（特開昭６０−１０７９９９号明細書及び図面）であ
る。
【０００６】この第４技術は、チャンバ４の排出口３の
下流側にギヤポンプ７を配置し、供給口２の上方にフィ
ード装置６を配置し、排出口３の近傍に可動ダム８’を
設けて構成し、ギヤポンプ７は入口における圧力をセン
サＰ１Ｃで検出して、ギヤポンプ７を安定運転できる範
囲内で可変モータＭ４を制御し、フィード装置６による
フィード条件を常に一定にし、排出口３の温度センサＴ
１Ｃ、ロータ用モータＭ２の回転数及びフィード条件等
をダムコントローラ１４に入力して、チャンバ４内のシ
ャー面積、充満度等を可動ダム８’で変化させることに
よって、広範囲の粘度の樹脂を、安定且つ効果的に混練
できるようにしている。
【０００７】一方、混練度調整方法は異なるが、同じく
混練度が調整できて、ギヤポンプによって高能率の混練
ができるようにした技術として、特開昭６１−２３３５
０８号（第５技術）に開示されたものがある。この第５
技術は、供給口及び排出口を有して軸方向に移動可能な
シリンダと、混練翼部を有してシリンダ内に平行に配置
された片持ち支持の２本のスクリュと、シリンダの供給
口と排出口との間に配置されていてシリンダとスクリュ
とで形成されるスロットと、シリンダ軸線方向に開口さ
れた排出口の下流側に配置されたギヤポンプとを備え、
前記スロットはスクリュに対してシリンダを軸方向に位
置調整することによりスロット調整加納になっており、
前記スクリュはスロットから排出口の手前まで混練翼部
より小径の先端スクリュが形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
４技術においても、可動ダム８’はロータ５の軸方向に
長いが断面積の小さい混練翼部Ｂに対向しているため、
材料の遮蔽変化量が少なく、排出口３側の樹脂温度又は
圧力は余り変化し難く、逆に、ギヤポンプ７の制御の影
響を受けて、可動ダム８’通過時の材料の圧力又は温度
が変化するために、制御が困難又は不正確になることが
ある。また、排出口３の近傍ではロータ５自体に押出能
力がないので高粘度樹脂のギヤポンプ７への喰い込み不
良は解消し難いものである。
【０００９】第５技術においては、先端スクリュ部は混
練材料をギヤポンプに強制的に送り、ギヤポンプにおけ
る喰い込みを良好にするのに有効であるが、スクリュに
スロット部を形成すると必然的に混練翼部より小径にな
り、しかもシリンダが軸方向移動すると、先端スクリュ
部とギヤポンプとの間の距離が変化し、シリンダとオー
バラップする先端スクリュ部の長さ及び先端スクリュ部
の先端からギヤポンプまでの長さの変動は、ギヤポンプ
のサクション圧を変動することになる。しかも前記シリ
ンダを移動自在にするという構成は、シリンダだけでな
くギヤポンプ及びその下流側の後処理装置等も移動可能
に構成する必要があり、極めて大きなコストを占め、し
かも高精度が要求されるわりに微細な混練調整を困難に
している。
【００１０】本発明は、ロータをシリンダに対して軸線
方向位置固定し、ロータの混練翼部の下流側に断面円形
部と送り翼部とを形成し、可動ダムに断面円形部に略沿
う対向縁を形成して材料通過面積を大きく変更できるよ
うにすると共に、送り翼部でギヤポンプへ材料を強制的
に送って、ギヤポンプでの制御が可動ダムでの制御に影
響しないようにすると共に安価に製作できるようにした
連続混練機の混練制御装置を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明における課題を解
決するための具体的構成は、供給口２及び排出口３を有
するチャンバ４と、混練翼部Ｂを有してチャンバ４内に
平行に配置され且つチャンバ４に対して軸線方向位置固
定の２本のロータ５と、チャンバ４の供給口２と排出口
３との間でロータ５に対して径方向遠近位置調整自在に
設けられた可動ダム８と、排出口３の下流側に配置され
たギヤポンプ７とを備えており、前記可動ダム８はロー
タ５の混練翼部Ｂの下流側に形成した断面円形部Ｃに対
向し且つ略沿う対向縁１２を有し、前記ロータ５にはギ
ヤポンプ７へ混練材料を強制押動させるべく断面円形部
Ｃの下流側に混練翼部Ｂと略同径のスクリュ形状の送り
翼部Ｄが形成されていることにある。
【００１２】
【作用】フィード装置６によって供給口２から供給され
た材料は、チャンバ４内で軸線方向相対位置不動の２本
のロータ５のスクリュ部Ａによって混練翼部Ｂへ送ら
れ、混練、剪断作用を受けて、可塑化溶融される。可塑
化溶融された材料は混練翼部Ｂの下流側の断面円形部Ｃ
と可動ダム８との間を通過して、送り翼部Ｄによって排
出口３へ強力に押出され、ギヤポンプ７によって所要圧
力で後処理装置へ排出される。
【００１３】可動ダム８は断面円形部Ｃの外周面１１に
略沿う対向縁１２を有していて、径方向に遠近位置調整
することによって、断面円形部Ｃとその間の材料通過面
積を、略零からチャンバ４内全開まで大きく変化可能で
あり、この材料通過面積を変化して、材料の温度、圧力
を制御する。ギヤポンプ７は混練翼部Ｂと略同径の送り
翼部Ｄによって材料が強制的に押込まれるため、喰い込
み不良を生じることがなく、能力が抑えられることもな
く、また、ギヤポンプ７による後処理装置への材料供給
制御は送り翼部Ｄによって遮断され、可動ダム８による
制御に影響を与えることはない。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。図１〜４において、連続混練機１は供給口２と排出
口３とを有するチャンバ４内に、２本のロータ５を平行
に配置し、供給口２の上方にフィード装置６を、排出口
３の下方にギヤポンプ７を、供給口２と排出口３の中途
部に可動ダム８を夫々配置している。
【００１５】フィード装置６はフィードスクリュ１０を
可変モータＭ１で駆動する形式のものを示しており、プ
ラスチック、ゴム等の混練材料、添加剤、充填材等を所
要量ずつ供給口２へ供給する。２本のロータ５は同一形
状で噛合状態に隣接して、モータＭ２によって同期回転
されており、チャンバ４に対して軸線方向位置固定され
ていて、供給口２側に位置するスクリュ部Ａから下流側
へ順次混練翼部Ｂ、断面円形部Ｃ及び送り翼部Ｄが形成
されている。
【００１６】前記スクリュ部Ａ及び混練翼部Ｂは図３、
４に示す断面略三角形状で、材料を送りながら混練し、
圧力及び発熱で可塑化溶融し、断面円形部Ｃを通過する
際には混練作業は略完了し、送り翼部Ｄは主に溶融材料
を排出口３へ押動させるだけとなる。この送り翼部Ｄは
図１に示すようにスクリュ部Ａと略同一形状で且つ混練
翼部Ｂとも略同径に形成されており、断面円形部Ｃの下
流側から排出口３まで延設されている。
【００１７】この送り翼部Ｄに対向しているチャンバ４
の部位にはベント９が形成されており、混練途中に材料
から発生する揮発分を排出可能にしている。このベント
９によって揮発分が供給口２へ逆流することにより生じ
るフィード阻害を防止している。可動ダム８は断面円形
部Ｃに対向して上下１対設けられている。断面円形部Ｃ
の外周面１１の径はチャンバ４の内径より若干小さく、
上下各可動ダム８は外周面１１に略沿う対向縁１２を有
している。
【００１８】即ち、対向縁１２は外周面１１と同一又は
若干大きい曲率の円弧面を横並びに形成したものであ
り、モータＭ３によって断面円形部Ｃに対して径方向に
遠近位置調整可能となっている。尚、上下可動ダム８の
モータＭ３は１個又は同調された２個で構成され、ラッ
クピニオン機構又はネジジャッキ機構を介して、上下可
動ダム８を対向方向に同一量移動できるようになってい
る。また、上下可動ダム８は油圧シリンダで駆動しても
良い。
【００１９】前記上下可動ダム８は断面円形部Ｃに対し
て遠近位置調整することによって、材料通過面積を略零
からチャンバ４内全開状態まで変化させることができ、
面積を絞ることによって、材料の流動抵抗が増加され、
温度及び圧力は上昇される。ＴＩＣ，ＰＩＣは通過材料
の温度及び圧力を夫々測定し、モータＭ３を制御する温
度センサと圧力センサである。従って材料の温度又は圧
力を測定し、所要の混練度になっていない場合はモータ
Ｍ３が作動され、可動ダム８が断面円形部Ｃとの間のゲ
ートを調整して、混練度を制御（溶融開始点を調整）す
る。
【００２０】ギヤポンプ７は従来技術と同様にモータＭ
４で駆動されていて、ポンプ入口の圧力を圧力センサＰ
ＩＣで測定して、モータＭ４を制御し、後処理装置への
混練材料の供給量を調整する。このギヤポンプ７は、送
り翼部Ｄによる送り出しだけでは後処理装置へ供給し難
い高粘度材料のときに特に有用であり、その制御による
圧力変化は、送り翼部Ｄで材料が強制送りされてくるた
め、混練作用中の材料には伝播されなく、可動ダム８に
よる制御とギヤポンプ７による制御とは独立している。
【００２１】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、可動ダム
８はロータ５の断面円形部Ｃに対向し且つ略沿う対向線
１２を有しているので、ロータ５とチャンバ４との間の
材料通過面積を略零から全開まで変化させることが可能
になり、材料の流動抵抗を変えて混練度を制御する範囲
を大きくすることができ、効果的な混練制御が可能にな
り、また、ロータ５には材料を排出口３へ強制的に押動
する送り翼部Ｄを設けているので、ギヤポンプ７での材
料喰い込み不良を減少させることができると共に、材料
を後処理装置へ円滑に供給するためにギヤポンプ７を制
御しても、その制御は可動ダム８による混練制御に影響
することがなく、混練制御を正確且つ容易に行なうこと
ができ、高粘度材料の混練であっても、安定的な運転が
できる。
【００２２】その上にチャンバ４を軸線方向に移動して
スロット調整をする従来技術に比して、径方向遠近位置
調整自在な可動ダム８を設けることにより、ギヤポンプ
７のサクション圧を変動することなく混練度を調整でき
るようにし、あわせてロータ５をチャンバ４に対して軸
線方向位置固定してチャンバ４及びギヤポンプ７を移動
しない定置式にしていることにより、混練機全体の大幅
なコストダウン及び高精度化を実現し、断面円形部Ｃの
下流側に混練翼部Ｂと略同径のスクリュ形状の送り翼部
Ｄを形成することにより、サクション圧にわずかな変動
があっても可動ダム８側への混練材料温度の変動等の影
響を与えないようにすると共に、ギヤポンプ７への大容
量吐出を確保している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す全体説明図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII −III 線断面図である。
【図４】図１のIV−IV線断面図である。
【図５】第４従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 連続混練機 ２ 供給口 ３ 排出口 ４ チャンバ ５ ロータ ６ フィード装置 ７ ギヤポンプ ８ 可動ダム １２ 対向縁 Ａ スクリュ部 Ｂ 混練翼部 Ｃ 断面円形部 Ｄ 送り翼部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 供給口（２）及び排出口（３）を有する
    チャンバ（４）と、混練翼部（Ｂ）を有してチャンバ
    （４）内に平行に配置され且つチャンバ（４）に対して
    軸線方向位置固定の２本のロータ（５）と、チャンバ
    （４）の供給口（２）と排出口（３）との間でロータ
    （５）に対して径方向遠近位置調整自在に設けられた可
    動ダム（８）と、排出口（３）の下流側に配置されたギ
    ヤポンプ（７）とを備えており、前記可動ダム（８）は
    ロータ（５）の混練翼部（Ｂ）の下流側に形成した断面
    円形部（Ｃ）に対向し且つ略沿う対向縁（１２）を有
    し、前記ロータ（５）にはギヤポンプ（７）へ混練材料
    を強制押動させるべく断面円形部（Ｃ）の下流側に混練
    翼部（Ｂ）と略同径のスクリュ形状の送り翼部（Ｄ）が
    形成されていることを特徴とする連続混練機の混練制御
    装置。
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