JPS6334804B2 - - Google Patents

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JPS6334804B2
JPS6334804B2 JP57004177A JP417782A JPS6334804B2 JP S6334804 B2 JPS6334804 B2 JP S6334804B2 JP 57004177 A JP57004177 A JP 57004177A JP 417782 A JP417782 A JP 417782A JP S6334804 B2 JPS6334804 B2 JP S6334804B2
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JP
Japan
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gear pump
pressure
accumulator
chute
control means
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JP57004177A
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Shinji Hashizume
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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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)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続式混練機とギヤポンプとを組合わ
せた連続混練押出機における圧力制御装置に関す
るものである。
従来、押出成形や射出成形等において、連続式
混練機によつて溶融された高分子材料をスクリユ
ー押出機に供給し、該押出機のスクリユーによる
押出圧力をもつて溶融材料をダイを通して押出
し、あるいは成形機に送り込む方法が普及してい
る。しかし、上記スクリユー押出機は大型でコス
トも高くつくため、近来、コンパクトでしかも定
量性の高いギヤポンプをスクリユー押出機に代え
て用いることが提唱されている。
ところで、一般にギヤポンプは、互いに噛合す
る一対のポンピング用歯車とこれらを囲繞するケ
ーシングとを備え、ケーシング内に導入される流
体をギヤの歯溝に入り込ませて出口側に送り、出
口から押出すものであるが、これを高粘性の高分
子材料の押出しに用いる場合、ギヤポンプ入口側
に正圧を与える必要がある。一方、連続式混練機
は、フイーダーから連続的に原料が供給され、そ
の供給量に応じて混練機吐出口に吐出圧を発生す
る。そこで、連続式混練機の吐出口にシユート部
を介してギヤポンプを直結し、上記シユート部に
溶融高分子材料を充満させ、上記連続式混練機の
吐出圧を利用してギヤポンプ入口側に正圧をかけ
るようにすれば、ギヤポンプを有効に働かせるこ
とが可能となる。本発明はこのタイの混練押出機
を対象とするものであるが、今までのところ、こ
のタイプの混練押出機においては、上記シユート
部での溶融高分子材料の圧力制御が難しく、圧力
変動に起因して製品の品質を悪化するという問題
が残されていた。
すなわち、このタイプの混練押出機において、
フイーダーから連続式混練機への原料供給量を一
定として、ギヤポンプ回転数と、連続式混練機の
モータ電流および吐出口材料温度との関係を示す
と第1図のグラフのようになる。フイーダーによ
る連続式混練機への材料供給量をQ1、ギヤポン
プの回転数R1,R2,R3にほゞ比例する押出能力
をQ2とすると、同グラフにおいてR1は〔Q1
Q2〕となる条件、R2は〔Q1=Q2〕となる条件、
R3は〔Q1<Q2〕となる条件をそれぞれ与えるギ
ヤポンプ回転数である。このグラフに示されるよ
うに、〔Q1>Q2〕となると連続式混練機のモータ
電流および材料温度が急激に高くなつて、連続式
混練機がオーバロードし、〔Q1≦Q2〕の範囲では
上記モータ電流および材料温度はあまり変動しな
い。ただし、〔Q1<Q2〕では前記シユート部に材
料が充満せず、ギヤポンプ入口側に正圧が得られ
ない。従つて、〔Q1=Q2〕となるようにロータ回
転数を調整することが望ましい。しかし、フイー
ダーによる連続式混練機への平均材料供給量に対
応させてロータ回転数を設定しても、前記シユー
ト部内の溶融材料圧力は、第2図に曲線Aで示す
ように、フイーダーによる供給量のばらつきおよ
び連続式混練機に生ずる脈動に起因して、〔Q1
Q2〕の状態に相当する圧力ラインBを中心に、
〔Q1>Q2〕に相当する状態と〔Q1<Q2〕に相当
する状態とにわたつて周期的に変動する。従つ
て、連続式混練機において高分子材料に与えられ
るエネルギーおよび排出温度も変動し、この変動
を第1図および第2図に基づいて求めると、第3
図に曲線Cで示すようになり、実際には、吐出時
に溶融材料が混合するため、第3図に一点鎖線D
で示す波形に変動することとなる。このようなエ
ネルギーおよび排出温度の時間的変動は、高分子
材料の物性に大きな影響を与え、混練を不均一に
して品質を悪化させるという弊害をもたらすもの
であつた。
本発明はこれらの事情に鑑み、連続式混練機の
吐出口にシユート部を介してギヤポンプを直結し
た連続混練押出機において、上記シユート部内の
圧力変動を小さくし、これによつて連続式混練機
において高分子材料に与えられるエネルギーおよ
び排出温度を均一化し、製品の品質を格段に向上
することのできる制御装置を提供するものであ
る。
すなわち、本発明の連続混練押出機は、連続式
混練機の吐出口とギヤポンプとの間のシユート部
に、シユート部内の材料圧力が高くなると材料を
蓄積し材料圧力が低くなると材料を送り出す方向
に変位するアキユムレータを設けると共に、該ア
キユムレータの変位量を検出して、材料を蓄積す
る方向にアキユムレータの変位量が大きくなると
ギヤポンプの回転数を増加させるようにギヤポン
プを制御する制御手段を具備したものである。
以下、本発明の実施例を図面によつて説明す
る。
第4図において、1は連続式混練機で、チヤン
バー2と、該チヤンバー2内に並列配置された2
軸のロータ(一方は図示せず)3とを有する。上
記チヤンバー2には、一端側にホツパー4、他端
側に材料吐出口5がそれぞれ設けられ、ロータ3
には、ホツパー側から順に、スクリユー形状のフ
イード部6と、適宜形状の混練用フライトを備え
た混練部7と、デイスチヤージ部8とが設けられ
ている。そして、上記ロータ3を外部の駆動装置
9により回転駆動すると共に、合成樹脂等の被混
練材料をフイーダー(図示せず)によつてホツパ
ー4からチヤンバー2内に連続的に供給すること
により、被混練材料を吐出口5側に送りながら、
上記混練部7で剪断力を与えて材料を溶融、混練
し、溶融された材料を吐出口5から連続的に吐出
させるようにしている。
11はギヤポンプで、一対のポンピング用ギヤ
12,12′と、該両ギヤ12,12′を囲繞する
ケーシング13とを備え、ケーシング13の一端
側に材料取入口14、他端側に材料押出口15が
設けられている。上記両ギヤ12,12′は、外
部のギヤポンプ駆動装置16により、図に矢印で
示す方向に回転駆動され、材料取入口14から送
り込まれる溶融状態の材料50を、各ギヤ12,
12′の歯溝に保持して下流側に送り、上記押出
口15から定量、定圧的に押出すように構成され
ている。このギヤポンプ11は、前記連続式混練
機1の吐出口5に、シユート部17を介して直結
されている。
上記シユート部17には、その容積を変化させ
ることによつてシユート部内の材料圧力を調整す
るアキユムレータ20が設けられている。図示せ
る実施例では、アキユムレータ20として、シユ
ート部17に臨ませたピストン21とバネ22と
を備えたピストン式のものを用いている。そし
て、シユート部17内の材料圧力が高くなると、
ピストン21が後退し、すなわち材料を蓄積させ
て圧力を下げる方向に変位し、また、シユート部
17内の材料圧力が低くなると、ピストン21が
前進し、すなわち材料を送り出して圧力を下げる
方向に変位するようにアキユムレータ20が構成
されている。
また、ギヤポンプ11の回転数にフイードバツ
ク制御を加える制御手段として、アキユムレータ
20の変位量に基づいて制御を行う第1の制御手
段30と、シユート部17内の材料圧力に基づい
て制御を行う第2の制御手段40とが設けられて
いる。第1の制御手段30は、アキユムレータ2
0のバネ22もしくはピストン21の変位量を検
出する検出手段31と、その検出信号を受けてギ
ヤポンプ駆動装置16を制御する電気的な制御回
路32とにより、上記ピストン21が後退すると
その移動量に応じてギヤポンプ11の回転数を増
加させ、あるいは、ピストン21が一定量以上後
退したときギヤポンプ11の回転数を増加させる
ように制御する。第2の制御手段40は、第1の
制御手段30の安全装置として働くもので、シユ
ート部17内の材料圧力を検出する検出手段41
と、その検出信号を受けてギヤポンプ駆動装置1
6を制御する電気的な制御回路42とにより、シ
ユート部17内の材料圧力が設定値を越えたとき
ギヤポンプ11の回転数を増加させるように制御
する。
次に、この装置の作用を説明する。
図外のフイーダーから連続式混練機1に供給さ
れた合成樹脂等の材料は、連続式混練機1で混
練、溶融された後、その吐出口5からシユート部
17を通つてギヤポンプ11に送られる。この場
合に、シユート部17内には溶融材料50が充満
し、連続式混練機1の吐出圧がギヤポンプ11の
入口側に働くように、予めフイーダーの材料供給
量およびギヤポンプ11の回転数等が設定されて
いる。
この運転状態において、上記シユート部17内
の材料圧力は、本来的にはフイーダーの材料供結
量のばらつきおよび連続式混練機1に生ずる脈動
によつて変動するが、これに対して前記アキユム
レータ20のピストン21が、前述の如く圧力変
動を抑制する方向に変位し、シユート部17内の
材料圧力がコントロールされる。さらに、アキユ
ムレータ20において材料蓄積量が増加する方向
にピストン21の変位量が大きくなると、前記の
第1の制御手段30がギヤポンプ11の回転数を
増加させ、ポンプ能力を高めることにより、材料
蓄積量が減少し、ピストン21の変位量が小さく
なる。つまり、この第1の制御手段30の制御作
用により、アキユムレータ20での材料蓄積量が
少なく抑えられ、材料がアキユムレータ20に長
期間滞留することが防止されると共に、シユート
部17内の圧力変動がより一層小さく抑えられる
ように制御される。
かくして、シユート部17内の材料圧力は、圧
力コントロールを行わない場合に第5図に破線E
(第2図の曲線Aと同様)で示すような変動を生
ずるのに対し、上記アキユムレータ20および第
1の制御手段30によつて、第5図に実線Fで示
すように一定化されることとなる。
なお、前記の第2の制御手段40は、アキユム
レータ20および第1の制御手段30で圧力上昇
を充分抑えきれない事態が生じたとき、ギヤポン
プ11の回転数にフイードバツク制御を加えるこ
とにより、シユート部17内の材料圧力が設定値
を越えることを確実に防止する作用を為す。
以上説明したように、本発明装置は、連続式混
練機にシユート部を介してギヤポンプを直結した
高分子材料の連続混練押出機において、シユート
部にアキユムレータを設け、かつ、アキユムレー
タの変位に応じてギヤポンプの回転数を制御する
制御手段を具備しているため、フイーダーの材料
供給量のばらつきおよび連続式混練機の脈動によ
るシユート部内の材料圧力の変動を格段に小さく
抑えることができる。従つて、処理される材料の
エネルギーレベルおよび処理温度を一定化し得、
被処理材料の品質向上に大いに寄与するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はギヤポンプを用いた連続混練押出機に
おけるギヤポンプ回転数と連続式混練機のモータ
電流および吐出口材料温度との関係を示すグラ
フ、第2図は同機のシユート部における材料圧力
の時間的変動を示す説明図、第3図は同機におい
て処理材料に与えられるエネルギーおよび材料温
度の時間的変化を示す説明図、第4図は本発明装
置の実施例を示す概略断面図、第5図は本発明装
置を用いた場合の処理材料に与えられるエネルギ
ーおよび材料温度の時間的変化を従来例による場
合と比較して示す説明図である。 1……連続式混練機、11……ギヤポンプ、1
7……シユート部、20……アキユムレータ、3
0……制御手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 高分子材料を連続的に混練、溶融する連続式
    混練機の吐出口に、材料押出用のギヤポンプをシ
    ユート部を介して直結した連続混練押出機におい
    て、上記シユート部に、シユート部内の材料圧力
    が高くなると材料を蓄積し材料圧力が低くなると
    材料を送り出す方向に変位するアキユムレータを
    設けると共に、該アキユムレータの変位量を検出
    して、材料を蓄積する方向にアキユムレータの変
    位量が大きくなるとギヤポンプの回転数を増加さ
    せるようにギヤポンプを制御する制御手段を具備
    したことを特徴とする連続混練押出機の圧力制御
    装置。 2 上記制御手段に加え、シユート部内の材料圧
    力を検出して、この材料圧力が設定値を越えたと
    きギヤポンプの回転数を増加させる制御手段を備
    えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の連続混練押出機の圧力制御装置。
JP57004177A 1982-01-13 1982-01-13 連続混練押出機の圧力制御装置 Granted JPS58119808A (ja)

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JPS58119808A JPS58119808A (ja) 1983-07-16
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JP5984755B2 (ja) * 2013-07-23 2016-09-06 株式会社神戸製鋼所 樹脂排出機構
JP5980761B2 (ja) * 2013-11-13 2016-08-31 株式会社神戸製鋼所 連続混練機

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