專利名稱：高熔點樹脂脫水成形的運轉(zhuǎn)監(jiān)視系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熔點200°以上的含有水分的高熔點樹脂材料的脫水系統(tǒng)，尤其涉及通過在同方向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿之間將這種高熔點樹脂材料熔化攪拌、除去所述含有的水分而擠出成形的、同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的高熔點樹脂脫水成形的運轉(zhuǎn)監(jiān)視系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般，由于熱塑性樹脂的聚合物制造工序中的樹脂材料或這些塑料制品的廢物再循環(huán)工序中的粉碎物等(以下稱樹脂材料)含有較多的水分，故在所述各工序末尾必須進行除去所述含有水分的脫水工序。
因此，作為現(xiàn)有的這種脫水處理，例如，在ABS(丙烯腈·丁二烯·苯乙烯)樹脂的制造工序中一般采用使用流動干燥爐等的方法。可是，用乳液聚合制造的ABS膠乳經(jīng)凝固、水洗而獲得含有多水分的泥漿狀。因此，作為這種情況的脫水方法，首先將所述泥漿狀供給到離心脫水機來進行脫水，以獲得含水率30~40％左右的含水粉末或濕餅。為防止這種含水粉末在最后工序的擠出機中的混合、在造粒工序中的排出或起泡現(xiàn)象，使用干燥管或流動干燥爐等利用熱能而使其干燥到含水率為1％左右。
在這種干燥工序中，由于利用熱能使30~40％的水分蒸發(fā)，故需要巨大的能源和時間。另外，由于含水率低下的接近于干燥狀態(tài)的粉末有粉塵爆炸的危險，故需要利用加熱狀態(tài)的氮氣將整個裝置與氧氣阻斷，因此，設(shè)備規(guī)模大。
含水率為1％左右的材料，供給到單軸或雙螺桿的螺桿擠出機，最后進行干燥、混合，并進行造粒。
另外，從使裝置小型化的觀點出發(fā)，提出了同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的脫水方法。作為這種脫水方法，大致區(qū)別于壓榨方式的脫水方法和蒸發(fā)方式的脫水方法。
因此，作為前者壓榨方式的脫水方法，如圖9所示，考慮了如下的結(jié)構(gòu)對于將同方向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿14插裝在機筒12內(nèi)的雙螺桿擠出機10，向其材料供給部(供給口)16供給混合物，該混合物由例如事先用離心脫水機32進行預(yù)脫水的樹脂材料30的含水粉末30a、顆粒30b及加工輔助劑30c所構(gòu)成的，并且，通過用螺桿14的脫水螺桿部(未圖示)對所述混合物中的樹脂材料進行壓榨脫水，從排出部(排出口)18將其成形擠出成固形物。
在這種情況下，經(jīng)離心脫水機32而成為含水率為30~40％的ABS含水粉末30a，與其它材料例如SAN(苯乙烯·丙烯腈異分子聚合物)顆粒30b和加工輔助劑30c一起被供給到同方向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機10的最上游側(cè)的材料供給部16。這樣，向材料供給部16供給的所述材料通過具有自動清潔功能的雙螺桿14而高效率地?zé)o滯留地向下游側(cè)輸送。輸送的所述材料被由在所述雙螺桿14中設(shè)置的捏合片和逆螺旋的螺桿構(gòu)成的脫水螺桿部24所壓榨，這里，因所述材料進行彈性變形或塑性變形而材料的容積率減少，故可將材料中含有的水分分離為水的狀態(tài)。
由于脫水螺桿部24的下游側(cè)壓力較高，故分離的水從脫水螺桿部的壓力最高點通過面向材料供給口16的壓力梯度而向上游側(cè)逆流到螺桿槽內(nèi)，再從在由脫水過濾網(wǎng)部24的上游側(cè)與材料供給部16之間設(shè)置的排出口(脫水過濾網(wǎng))20排出。在這部分中，在材料中含有的整個水分的30~90％左右被分離、排出，剩余10~70％左右的水在設(shè)于脫水螺桿部下游側(cè)的通氣部22的出口22a、22b、22c處分離蒸發(fā)而被排出。并在最后，從出口22c脫水、揮發(fā)，從排出部18擠出固形物。
因此，由于這種脫水方法不會使材料中到達一定程度為止的水分分離為水的狀態(tài)，故水的蒸發(fā)能效率良好。另外，由于對濕潤狀態(tài)的材料進行操作，故無粉塵爆炸的危險性，也不需阻斷氧氣用的設(shè)備，從而可使設(shè)備規(guī)模小型化。所以，采用這種脫水方法，可使制造工序的連續(xù)化、多級工序的省工序化，從而可達到大幅度制造工序的合理化。
另外，如

圖10所示，作為這種壓榨方式的脫水方法，水的分離方法與所述脫水方法相同，但在排水方面也揭示了由不相同的結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的技術(shù)。即，在所述脫水方法中，使分離的水逆流，從處于比脫水螺桿部34再上游側(cè)的脫水過濾網(wǎng)部排出，在這種脫水方法中，由于在脫水螺桿部34將水分離蒸發(fā)，故在將壓縮力作用于材料的部分設(shè)置排出口35，用填料器裝置36防止從排出口流出材料。其它結(jié)構(gòu)與所述脫水方法相同。因此，在這種脫水方法中，由于象所述脫水方法那樣不會使水逆流，故有運轉(zhuǎn)條件適用面廣的優(yōu)點。另外，這種脫水方法適用于塑料廢物再循環(huán)工程。
又，作為后者蒸發(fā)方式的脫水方法，如圖11所示，揭示了如下的結(jié)構(gòu)將SAN顆粒和含水ABS粉末從別的場所供給到雙螺桿擠出機10。
即，作為這種脫水方法，先將SAN(苯乙烯·丙烯腈異分子聚合物)顆粒30b供給到所述擠出機10并將其馬上熔化。通過在所述擠出機中途設(shè)置的具有預(yù)熱裝置的側(cè)加料器37，一面將含水ABS粉末30a預(yù)熱一面與加工輔助劑30c一起供給到所述熔化的SAN顆粒中。因此，水分被熔化SAN具有的焓所汽化，分離蒸發(fā)的水蒸氣從通氣部22的出口22a、22b、22c排出。
因此，即使在這種脫水方法中，因?qū)駶櫜牧线M行操作，故無粉塵爆炸的危險性，也不需阻斷氧氣用的設(shè)備，從而可使設(shè)備小型化。另外，從出口22c脫水、揮發(fā)而得到的剩余單體值就比前述的壓榨方式的脫水方法好。而且，這種脫水方法適于對如用SAN來稀釋ABS那樣的2組分系以上的材料進行操作。
但是，在前述的現(xiàn)有壓榨方式的脫水方法中，熔點或?；c或熱變形溫度與水的沸點相比極高，且在對樹脂材料含水率超過10％以上的固體樹脂材料用同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機進行脫水時，與ABS等低熔點材料相比就需要很多的動力。即，這種脫水方法，因在設(shè)于擠出機中的捏合片及/或由逆螺旋螺桿構(gòu)成的壓榨脫水螺桿部中，利用螺桿的推進力來強制壓縮(壓榨)含水材料，并使其彈性變形或者塑性變形，故將水分離?？墒牵捎贏BS等低熔點材料的熔點與水的沸點大致相同或較低，故用較低的溫度且較低的壓力使材料彈性變形或者塑性變形，從而由螺桿作用到材料上的能量就小，擠出機本身的必要功率就小。
但是，工程塑料等高熔點材料，其熔點或?；c或熱變形溫度比水的沸點非常高，不能容易地使材料彈性變形或者塑性變形。若欲使其容易變形，則提高壓榨脫水螺桿部的材料溫度即可，但不能將熱量供給到作為必要的水的蒸發(fā)潛熱。因此，只有極大地提高所述壓榨脫水螺桿部的壓力，這就必須從螺桿部將更多的能量作用于材料上，結(jié)果，就必須很大的功率。在這種情況下，從機械強度角度出發(fā)，在其螺桿轉(zhuǎn)矩被限制的同方向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機中，在將材料進行脫水時必須很大的功率，這就意味著其處理能力低下，導(dǎo)致功效惡化，從而失去前述的優(yōu)點。
因此，不使用例如象可提高壓榨脫水螺桿部壓力那樣的特殊螺桿或者提高必要功率而獲得的裝置，在進行如此高熔點樹脂脫水的情況下，從排出口部不能排出水，并發(fā)生從下游側(cè)的通氣部噴出材料的現(xiàn)象。因此，用如此的現(xiàn)有的脫水方法對高熔點樹脂進行脫水，則以改善功效為最大目的的由雙螺桿構(gòu)成的擠出機的脫水成形的優(yōu)點就會失去，從而失去作為工業(yè)設(shè)備的價值。
另外，前述的現(xiàn)有的蒸發(fā)方式的脫水方法，對于組合含水材料和其以外的樹脂的2組分系以上的材料是有效的。但不能適用于往往是1成分系的由高熔點構(gòu)成的工程塑料等。
另外，這種脫水方法由含水材料和其以外材料的能量平衡組成。一般，水的蒸發(fā)潛熱與熔化樹脂具有的焓相比非常大，因此，因含水率越大、含水材料的混合比就越大等，故當(dāng)樹脂材料的含水率變大時，能量平衡被破壞，脫水成形就不能成立。在這種情況下，仍發(fā)生從下游側(cè)通氣部噴出材料的現(xiàn)象。一般在ABS脫水成形時的熱平衡計算中，樹脂材料的含水率以8~10％為界限。
因此，對于往往是1成分系的工程塑料的脫水成形不可能使用現(xiàn)有的蒸發(fā)方式的脫水方法，即使可能，因其能量平衡的關(guān)系，可能處理的范圍極其狹小。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述存在的缺點，本發(fā)明的目的在于，提供一種可達到裝置小型化和既可高效率、高能率又可連續(xù)穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)操作的、同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的高熔點樹脂的脫水系統(tǒng)、即高熔點樹脂脫水成形的運轉(zhuǎn)監(jiān)視系統(tǒng)。
為達到上述目的，本發(fā)明的同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的高熔點樹脂脫水方法，是通過在同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿之間按壓含有水分的高熔點樹脂材料而除去所述含有的水分并擠出成形的同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的高熔點樹脂脫水方法，其特點在于，在擠出機的所述樹脂材料的供給部與排出部之間設(shè)置通氣部，在該通氣部與所述供給部之間的螺桿區(qū)域，該螺桿形成為不進行壓縮作用而只進行熔化與/或攪拌作用的熔化攪拌螺桿，并在該螺桿上附設(shè)加熱裝置而構(gòu)成熔化攪拌部，從而在所述熔化攪拌部中使所述含有的水分分離蒸發(fā)并將該水蒸氣與其它揮發(fā)成分向所述通氣部誘導(dǎo)排出。
在這種情況下，所述螺桿由整塊刮板螺桿與攪拌塊構(gòu)成，對于全長的長度L與直徑D之比L/D為50~60，從螺桿頂端部在所述L/D比為5~10的位置上至少設(shè)置1個以上的使通氣部用來排出機筒中水蒸氣與其它揮發(fā)成分的大氣開放出口與/或真空出口，在所述頂端部設(shè)置用來將所述樹脂材料成形為顆粒等形狀的排出部，當(dāng)通過用機筒的熱量輸入和螺桿的剪切力使所述樹脂材料熔化攪拌的同時將含有的水分分離蒸發(fā)、且可使發(fā)生的水蒸氣不逆流到所述樹脂材料的供給部而向所述通氣部誘導(dǎo)排出。
另外，在所述樹脂材料的供給部設(shè)置單軸或雙螺桿的臥式或立式的材料強制壓入裝置，在用螺桿的熔化攪拌部來熔化攪拌的樹脂材料中所含有的空氣，一面向所述供給部逆流一面使樹脂材料流動化，以防止因使螺桿的輸送能力降低而發(fā)生的擠出機處理能力的降低，并且，在樹脂材料的供給部附近，可防止因從機筒的熱量輸入而發(fā)生的水蒸氣或樹脂材料中含有的水為原因從而發(fā)生的向所述供給部開口部附著(架橋現(xiàn)象)樹脂材料。
又，通過在所述樹脂材料的供給部設(shè)置材料強制壓入裝置，可提高螺桿槽內(nèi)樹脂材料的充滿率，并可使發(fā)生的水蒸氣向頂端部的出口側(cè)誘導(dǎo)。
再，通過在所述樹脂材料的供給部設(shè)置材料強制壓入裝置，可提高螺桿槽內(nèi)樹脂材料的充滿率，且可使與機筒壁面的接觸面積增大、使來自機筒的熱傳導(dǎo)率增大，從而可使含水樹脂材料的溫度急劇上升。
而且，在所述通氣部，至少在上游側(cè)設(shè)置1個以上的排氣式填料器裝置，為防止大量發(fā)生的水蒸氣集中在所述通氣部，可根據(jù)樹脂材料的含水率或發(fā)生的水蒸氣量來控制所述排氣式填料器裝置的螺桿轉(zhuǎn)速，且可由利用螺桿的旋轉(zhuǎn)力而發(fā)生的向擠出機側(cè)的推進力向所述各通氣部誘導(dǎo)、控制排出水蒸氣量或水蒸氣的排出速度。
另外，在本發(fā)明中，同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的高熔點樹脂脫水裝置，是通過在同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿之間按壓含有水分的高熔點樹脂材料而除去所述含有的水分并擠出成形的擠出機，在所述樹脂材料的供給部與排出部之間具有通氣部、該通氣部與所述供給部之間的螺桿區(qū)域的螺桿形成為不進行壓縮作用而只進行熔化與/或攪拌作用的熔化攪拌螺桿并在該螺桿上附設(shè)加熱裝置而構(gòu)成熔化攪拌部的同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機中，其特點在于，所述通氣部包括促進通氣功能的大氣開放出口與/或真空出口，熔化攪拌部包括由從供給部高效率輸送樹脂材料的整塊刮板螺桿構(gòu)成的第1螺桿區(qū)域；一面將樹脂材料熔化攪拌一面使含有的水分分離蒸發(fā)的由攪拌塊構(gòu)成的第2螺桿區(qū)域；一面將分離后的所述水蒸氣與其它揮發(fā)成分向所述通氣部誘導(dǎo)一面使樹脂材料的熔化狀態(tài)穩(wěn)定化的由攪拌塊構(gòu)成的第3螺桿區(qū)域；將所述水蒸氣與其它揮發(fā)成分排向大氣開放出口的由整塊刮板螺桿構(gòu)成的第4螺桿區(qū)域；在真空狀態(tài)下由所述排出而排出最后剩余的所述水蒸氣等與揮發(fā)成分的由攪拌塊與/或逆螺旋整塊刮板螺桿構(gòu)成的密封用的第5螺桿區(qū)域；通氣部與排出部之間的螺桿區(qū)域用在真空狀態(tài)下成形擠出被脫水揮發(fā)后的樹脂材料的由整塊刮板螺桿構(gòu)成的升壓螺桿區(qū)域來構(gòu)成。
在這種情況下，所述第1螺桿區(qū)域可使用使螺桿槽內(nèi)的樹脂材料充滿率提高的頂寬寬大的整塊刮板型1條螺桿。
另外，用于所述第1螺桿區(qū)域的整塊刮板型1條螺桿可構(gòu)成如下為緩慢地壓縮、輸送樹脂材料，朝向下游側(cè)螺旋螺距相對其直徑D在1.5D~0.7D范圍內(nèi)變小，并按此，刮板頂寬在0.4D~0.2D范圍內(nèi)變小。
此外，與所述第2螺桿區(qū)域相接的第1螺桿區(qū)域的最后部，為不發(fā)生樹脂材料的滯留，可使用設(shè)計成從1條螺旋形狀連續(xù)變化到2條螺旋形狀且用一個螺桿刮取另一個螺桿表面的不影響自動清潔功能的1條-2條連接螺桿。
又，所述第2螺桿區(qū)域可包括用于防止在其下游側(cè)發(fā)生的水蒸氣逆流的進行密封的前半部；一面高效率地向前方輸送因含有大量空氣與水而容積率大的固體材料一面進行熔化攪拌的后半部。
在這種情況下，在所述第2螺桿區(qū)域的前半部，為了進行用于防止在其下游側(cè)發(fā)生水蒸氣逆流的密封且提高螺桿槽內(nèi)樹脂材料的充滿率、以對樹脂材料可急劇加熱，故可使用在螺桿刮板部大致與螺桿螺旋方向成直角地設(shè)置多個槽的槽型整塊刮板螺桿。
另外，在所述第2螺桿區(qū)域的后半部，為了不妨礙使因含有大量空氣與水而容積率變大的固體材料或半熔化的樹脂材料充滿在螺桿槽內(nèi)所發(fā)生的水蒸氣向前方排出用的通道形成且用于減少容積率的促進急劇熔化，可使用相對螺桿直徑D具有0.3D~0.5D厚度的攪拌片，并使用L/D比大致4~10的范圍內(nèi)、與所述第1螺桿區(qū)域的整塊刮板螺桿的螺旋方向同方向地以18°~30°的螺旋角多級組合成螺旋階梯狀的寬幅型的攪拌塊。
此外，所述第3螺桿區(qū)域可包括在樹脂材料與水蒸氣分離的狀態(tài)下謀求樹脂材料的熔化穩(wěn)定化與溫度上升且可良好地排出所發(fā)生的水蒸氣的前半部；吸收因供給樹脂材料的含水率變動導(dǎo)致樹脂材料的熔化起始點或水的分離蒸發(fā)起始點的移動而謀求運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的作為緩沖區(qū)域的后半部。
在這種情況下，所述第3螺桿區(qū)域，為了在第2螺桿區(qū)域中因樹脂材料分離成水蒸氣與熔化或半熔化狀態(tài)的樹脂而比容積率減少、在下個的第4螺桿區(qū)域中因防止樹脂材料與水蒸氣一起從通氣部噴出而謀求樹脂材料的熔化穩(wěn)定化與樹脂溫度上升的同時、做成可將分離蒸發(fā)的水蒸氣良好排出、吸收因供給樹脂材料的含水率變動導(dǎo)致樹脂材料的熔化起始點或水的分離蒸發(fā)起始(結(jié)束)點的移動而在形成與樹脂材料含水率變動相對應(yīng)的緩沖區(qū)域使用攪拌片，故可使用L/D比大致4~12的范圍內(nèi)、與所述第1螺桿區(qū)域的整塊刮板螺桿的螺旋方向同方向地以30°~90°的螺旋角多級組合成螺旋階梯狀的攪拌塊。
另外，在通氣部，在為了排出于所述第2螺桿區(qū)域與第3螺桿區(qū)域所發(fā)生的水蒸氣而在從頂端部到L/D比為5~20的位置上至少設(shè)置1個以上的大氣開放出口與/或真空出口的上游側(cè)、為防止熔化樹脂與大量且高速排出的水蒸氣一起以碎片狀飛出的噴出現(xiàn)象可在其通氣部與所述第3螺桿區(qū)域之間設(shè)置由單軸或雙螺桿的立式或臥式整塊刮板螺桿構(gòu)成的排氣式填料器裝置。
在這種情況下，為防止因樹脂材料的滯留導(dǎo)致成形品質(zhì)量惡化或運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性惡化、所述排氣式填料器裝置可在其螺桿頂端從擠出機的螺桿外周設(shè)置大約1~3mm的間隙。
另外，在從頂端部到L/D比為5~20的位置上至少設(shè)置1個以上的大氣開放出口與/或真空出口的上游側(cè)所設(shè)置的排氣式填料器裝置，其結(jié)構(gòu)可以是，為防止大量發(fā)生的水蒸氣集中在最上游側(cè)的1個大氣開放出口與/或真空出口，根據(jù)樹脂材料的含水率或所發(fā)生的水蒸氣量而控制其螺桿轉(zhuǎn)速，并由利用螺桿的旋轉(zhuǎn)力而發(fā)生的向擠出機側(cè)的推進力來控制從所述各出口的排出水蒸氣量或水蒸氣的排出速度。
此外，排氣式填料器裝置的水蒸氣與水的排出口，為將高溫的水蒸氣與在排氣式填料器裝置的機筒內(nèi)面及/或與它連接的排氣管內(nèi)的液化水高效率地排到外部，可在排氣式填料器裝置的機筒上面與下面的兩方設(shè)置排出開口部。
而且，所述排氣式填料器裝置的水蒸氣與水的排出口，為將高溫的水蒸氣與在排氣式填料器裝置的機筒內(nèi)面及/或與它連接的排氣管內(nèi)的液化水高效率地排到外部，可從雙螺桿的右軸與左軸的各垂直方向中心線向各自的外側(cè)而設(shè)置排出開口部。
另外，為捕捉僅飛出來的熔化樹脂的碎片等，可在所述排氣式填料器裝置的排出開口部設(shè)置手動或自動更換的過濾器。
又，本發(fā)明的高熔點樹脂脫水成形的運轉(zhuǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，通過在同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿之間按出含有水分的高熔點樹脂材料而除去所述含有的水分并擠出成形的同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的所述樹脂材料的供給部與排出部之間設(shè)置通氣部，在該通氣部與所述供給部之間的螺桿區(qū)域，該螺桿形成為不進行壓縮作用而只進行熔化與/或攪拌作用的熔化攪拌螺桿，并在該螺桿上附設(shè)加熱裝置而構(gòu)成熔化攪拌部，并在所述熔化攪拌部中使所述含有的水分分離蒸發(fā)并將該水蒸氣與其它揮發(fā)成分向所述通氣部誘導(dǎo)排出時，其特點在于，根據(jù)樹脂材料的含水率的變動而移動樹脂材料的熔化起始點或水的分離蒸發(fā)起始點，與此同時利用機筒設(shè)定溫度的變動、吸收其移動，且通過監(jiān)視謀求運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的緩沖區(qū)域的機筒的設(shè)定溫度的變動來監(jiān)視樹脂材料的含水率的變動，從而防止因樹脂材料的熔化不足而從所述出口的噴出現(xiàn)象。
這種情況下，通過將通常成形用的設(shè)定溫度設(shè)定為(樹脂材料的熔點+α)℃、將隨著樹脂材料的含水率的增大所產(chǎn)生的熔化不足而警告噴出危險性的報警溫度設(shè)定為(樹脂材料的熔點+β)℃、將因噴出危險性增大而把階段性地降低向擠出機的材料供給量的指令輸出到樹脂材料供給部的控制起始溫度設(shè)定為(樹脂材料的熔點+γ)℃且設(shè)定成α≥β≥γ來進行控制所述機筒的設(shè)定溫度，對處理每批樹脂材料不同含水率變動的高熔點樹脂脫水成形就可自動運轉(zhuǎn)。
在由前述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本發(fā)明中，歸納之，是提供一種含水率為10％左右、其熔點或?；c或熱變形溫度相對水的沸點極高的固體樹脂材料、即對從高熔點樹脂中除去水分可高效率、高能力且穩(wěn)定地進行處理的脫水系統(tǒng)，也就是說提供一種同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的高熔點樹脂的脫水方法與脫水裝置及高熔點樹脂脫水成形的運轉(zhuǎn)監(jiān)視系統(tǒng)。
因此，在本發(fā)明中，其結(jié)構(gòu)如下在從同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的樹脂材料的供給部至排出部之間形成由多個螺桿區(qū)域構(gòu)成的熔化攪拌部和通氣部，在第1螺桿區(qū)域高效率地輸送由供給部供給的樹脂材料；在第2螺桿區(qū)域一面熔化攪拌樹脂材料一面使含有的水分分離蒸發(fā)；在第3螺桿區(qū)域一面將水蒸氣與其它揮發(fā)成分向設(shè)在下游側(cè)的通氣部誘導(dǎo)一面使樹脂材料的熔化狀態(tài)穩(wěn)定化，并設(shè)定成移動速度緩慢而熔化攪拌能力提高的結(jié)構(gòu)，以便為了在取得與樹脂材料具有的含水率變動相對應(yīng)的同時良好排出水蒸氣而在可確保水蒸氣排出通道的范圍內(nèi)使螺桿槽內(nèi)的熔化樹脂材料的充滿率提高；在第4螺桿區(qū)域設(shè)定成移動速度迅速而不發(fā)生噴出的現(xiàn)象，以便從通氣部的排氣式填料器裝置與大氣開放出口高效率地排出水蒸氣并且使熔化的樹脂不充滿螺桿槽內(nèi)；在第5螺桿區(qū)域設(shè)定成移動速度極緩慢且螺桿槽內(nèi)的熔化樹脂的充滿率提高的結(jié)構(gòu)，以便可形成進行有效的脫水、揮發(fā)與除去最后的水分用的真空密封；而在升壓螺桿區(qū)域構(gòu)成成形擠出被脫水揮發(fā)后的樹脂材料。
因此，在本發(fā)明中，對于從所述第1螺桿區(qū)域至升壓螺桿區(qū)域的同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的螺桿結(jié)構(gòu)，由于做成了適合于所述各螺桿區(qū)域之條件的螺桿結(jié)構(gòu)，故可容易地達到所期望的目的。
而且，在本發(fā)明中，在第3螺桿區(qū)域的后半部，通過監(jiān)視機筒的設(shè)定溫度的變動，來監(jiān)視被供給的樹脂材料的含水率的變動，故可容易地設(shè)計能防止因樹脂材料的熔化不足而從通氣部噴出現(xiàn)象的高熔點樹脂脫水成形的運轉(zhuǎn)監(jiān)視系統(tǒng)。
此外，在所述機筒的設(shè)定溫度的控制與樹脂材料熔點的關(guān)系中，由于分別設(shè)定了通常成形用的設(shè)定溫度、隨著樹脂材料的含水率的增大所產(chǎn)生的熔化不足而警告噴出危險性的報警溫度及因噴出危險性增大而把階段性地降低向擠出機的材料供給量的指令輸出到樹脂材料供給部的控制起始溫度，故對處理每批樹脂材料不同含水率變動的高熔點樹脂脫水成形的自動運轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)就能容易實現(xiàn)。
附圖簡要說明圖1是表示本發(fā)明的同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的高熔點樹脂脫水裝置的一圖2是表示圖1所示的第1螺桿區(qū)域的1條螺桿62a結(jié)構(gòu)的示意側(cè)視圖。
圖3是表示圖1所示的第2螺桿區(qū)域的攪拌塊64b結(jié)構(gòu)的示意說明圖。
圖4是表示圖1所示的第3螺桿區(qū)域的攪拌塊66a、66b結(jié)構(gòu)的示意說明圖。
圖5是表示圖1所示的脫水裝置的第1試驗裝置的示意結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示圖5所示的第1試驗裝置的運轉(zhuǎn)試驗結(jié)果的工作特性表。
圖7是表示圖1所示的脫水裝置的第2試驗裝置的示意結(jié)構(gòu)圖。
圖8是表示圖7所示的第2試驗裝置的運轉(zhuǎn)試驗結(jié)果的工作特性表。
圖9是表示現(xiàn)有的同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的樹脂材料脫水方式的示意結(jié)構(gòu)圖。
圖10是表示現(xiàn)有的同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的另一樹脂材料脫水方式的示意結(jié)構(gòu)圖。
圖11是表示現(xiàn)有的同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的又一樹脂材料脫水方式的示意結(jié)構(gòu)圖。
發(fā)明的較佳實施例接著，就本發(fā)明的同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的高熔點樹脂脫水方法、與實施該方法的裝置的關(guān)系，一面參照附圖一面詳細說明如下。
在圖1中，本發(fā)明的同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的高熔點樹脂脫水裝置，首先基本上包括同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機40和其附設(shè)裝置。
也就是說，所述擠出機40系在機筒42內(nèi)插裝同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿44，并在其樹脂材料供給部(供給口)46與成形品排出部(排出口)48之間設(shè)置通氣部50。該通氣部50與供給部46之間的螺桿區(qū)域由做成熔化攪拌螺桿并在該螺桿44的機筒42處附設(shè)適合的加熱裝置(未圖示)而構(gòu)成熔化攪拌部60。而且，在所述樹脂材料供給部46設(shè)有壓入器(強制供給裝置)80。
通氣部50在促進通氣功能的同時，具有抑制噴出現(xiàn)象的排氣式填料器裝置52、大氣開放出口54、真空出口56。另外，所述的裝置與構(gòu)件的安裝數(shù)與結(jié)構(gòu)由處理樹脂材料的含水率或處理能力等決定。另外，排氣式填料器裝置52在本實施例中，由同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿的整塊刮板螺桿52a構(gòu)成，并且其驅(qū)動裝置52e的轉(zhuǎn)速做成可調(diào)節(jié)的。
螺桿44在所述熔化攪拌部60中，分別形成高效率地輸送來自供給部46的樹脂材料的由整塊刮板螺桿構(gòu)成的第1螺桿區(qū)域62；一面熔化攪拌樹脂材料一面使含有水分分離蒸發(fā)的由攪拌塊構(gòu)成的第2螺桿區(qū)域64；一面將分離的水蒸氣與其它含有氣體向下游側(cè)通氣部50誘導(dǎo)一面使樹脂材料的熔化狀態(tài)穩(wěn)定化的由攪拌塊構(gòu)成的第3螺桿區(qū)域66；將所述水蒸氣等排向大氣開放出口54的由整塊刮板螺桿構(gòu)成的第4螺桿區(qū)域68；在真空狀態(tài)下由所述排出而排出最后剩余的所述水蒸氣等與揮發(fā)成分的由攪拌塊與/或逆螺旋整塊刮板螺桿構(gòu)成的真空密封用的第5螺桿區(qū)域70。另外，在通氣部50與排出部48之間形成在真空狀態(tài)下成形擠出被脫水揮發(fā)后的樹脂材料的由整塊刮板螺桿構(gòu)成的升壓螺桿區(qū)域72。
這里，攪拌塊是將使多個攪拌片組合的塊再做成具有多個塊的形態(tài)。另外，從所述供給口46供給的樹脂材料具有百分之幾十的含水率。
所述第1螺桿區(qū)域62，更詳細地說，包括由刮板頂寬的寬大整塊刮板型的1條螺桿62a所構(gòu)成的前半部和由1條-2條連接螺桿62b所構(gòu)成的后半部。
即，在所述第1螺桿區(qū)域62中，是以防止分離蒸發(fā)后的水蒸氣或空氣向樹脂材料供給部46逆流、謀求處理量增大為目的的，且在其前半部中輸送效率優(yōu)異，結(jié)果螺桿槽內(nèi)的樹脂材料充滿率提高。而所述1條螺桿62a設(shè)置長度L與直徑D之比L/D(以下稱為L/D比)約在8~16的范圍內(nèi)，如圖2所示，以緩慢壓縮樹脂材料為目的，構(gòu)成的結(jié)構(gòu)是，向下游側(cè)螺旋螺距P1~P3在約1.5D~0.7D的范圍內(nèi)變小，隨之刮板頂寬W1~W3在0.4D~0.2D范圍內(nèi)變小。另外，這些數(shù)值由材料處理量或含水率來適當(dāng)決定。
另外，在與第2螺桿區(qū)域64相接的第1螺桿區(qū)域62的最后部，以不發(fā)生成形品質(zhì)量降低或成為影響運轉(zhuǎn)狀態(tài)穩(wěn)定性原因的樹脂材料的滯留為目的而使用1條-2條連接螺桿62b。該1條-2條連接螺桿62b從1條螺旋形狀連續(xù)變化到2條螺旋形狀，而且，做成用一個螺桿刮取另一個螺桿表面的那種不影響自動清潔功能那樣的形狀。
更詳細地說，所述第2螺桿區(qū)域64包括由槽型整塊刮板螺桿64a所構(gòu)成的前半部和由攪拌塊64b所構(gòu)成的后半部。
即，在所述第2螺桿區(qū)域64的前半部，以進行用于防止在其下游側(cè)發(fā)生分離蒸發(fā)的水蒸氣和水的逆流的密封為目的，使用在螺桿刮板部大致與螺桿螺旋方向成直角地設(shè)置多個槽的槽型整塊刮板螺桿64a。由于在凹槽部分發(fā)生樹脂材料的逆流，故所述螺桿64a可提高螺桿槽內(nèi)的充滿率、用較低的壓力實現(xiàn)充滿狀態(tài)。因此，可密封逆流的水蒸氣與水，且因與機筒的接觸面積增大，樹脂材料的加熱也變好。此外，由于螺桿之間的嚙合長度也減少，故從螺桿作用于樹脂材料的能量就變小，在該部分被分離的水就少。
另外，在第2螺桿區(qū)域64的后半部，因含有大量的空氣、水蒸氣與水，故以一面將容積率大的固體樹脂材料高效率地向前方輸送一面進行熔化攪拌為目的，如圖3所示，使用輸送能力即移動速度迅速且熔化攪拌能力也優(yōu)異的具有0.3D~0.5D厚度的攪拌片，并使用L/D比大致4~10的范圍內(nèi)、與槽型整塊刮板螺桿64a的螺旋方向同方向地以18°~30°的螺旋角α多級組合成螺旋階梯狀的寬幅型的攪拌塊64b。在該攪拌塊64b開始發(fā)生水蒸氣，但樹脂材料還是含有很多水分的固體或半熔化的狀態(tài)，其容積率較大。因此，如圖4所示，由于鄰接的攪拌片的間隙S較大，當(dāng)使用樹脂材料移動速度緩慢的攪拌塊時，螺桿槽內(nèi)就容易充滿樹脂材料，就難以形成將發(fā)生的水蒸氣向前方排出用的通道。但是，如圖3所示，因鄰接的攪拌片的間隙S較小，故當(dāng)使用移動速度迅速的、攪拌片寬度狹小的攪拌塊時，樹脂材料的熔化攪拌不充分，水的分離蒸發(fā)不足，則向下游側(cè)的負荷變大。另一方面，由于所述的寬幅型攪拌塊其螺旋角較小且所述間隙S較小，故逆流就小，且移動速度迅速，充滿率降低。此外，由于攪拌片的寬度較大，故材料的熔化攪拌能力就大。
所述第3螺桿區(qū)域66，更詳細地說在其前半部與后半部，分別包括攪拌塊66a與66b。
即，在第3螺桿區(qū)域66的前半部中，是以在樹脂材料與水蒸氣分離蒸發(fā)的狀態(tài)下可謀求樹脂材料的熔化穩(wěn)定化與溫度上升、且可良好地排出所發(fā)生的水蒸氣為目的的，在可確保分離蒸發(fā)后的水蒸氣排出通道的范圍內(nèi)，為提高螺桿槽內(nèi)的充滿率，使用移動速度一定程度緩慢且熔化攪拌能力優(yōu)異的攪拌片，并使用如圖4所示、L/D比大致4~12的范圍內(nèi)、與所述攪拌塊64b同方向地以30°~90°的螺旋角α組合成螺旋階梯狀的攪拌塊66a。由于在第2螺桿區(qū)域64的樹脂材料被分離成水蒸氣與熔化或半熔化的樹脂，故在所述攪拌塊66a中其容積率減少。因此，在所述攪拌塊66a中移動速度比第2螺桿區(qū)域64的后半部慢，即，使用螺旋角大的攪拌塊就可充分確保水蒸氣的通道。另外，在下個的第4螺桿區(qū)域68中，使發(fā)生的水蒸氣從通氣部排出。因此，為了防止此時的樹脂材料從通氣部噴出的現(xiàn)象，謀求樹脂材料的熔化穩(wěn)定化與在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)樹脂溫度上升就顯得重要，而上述那樣的螺旋角大的攪拌塊符合這種目的。
另外，在第3螺桿區(qū)域66的后半部中，是以吸收因供給樹脂材料的含水率變動(尤其增大)帶來的樹脂材料的熔化起始點或水的分離蒸發(fā)起始點(結(jié)束)點的移動(尤其下游側(cè))、謀求運轉(zhuǎn)狀態(tài)的穩(wěn)定性為目的的，作為樹脂材料的含水率變動的緩沖區(qū)域而使用由與所述前半部的攪拌塊66a相同結(jié)構(gòu)構(gòu)成的攪拌塊66b。假如，當(dāng)樹脂材料的含水率變動較小時，就不用這部分。
所述第4螺桿區(qū)域68以使分離蒸發(fā)的水蒸氣高效率地從大氣開放出口54排出為目的，且不使熔化樹脂充滿螺桿槽內(nèi)那樣，僅構(gòu)成移動速度快的整塊刮板螺桿。假如，當(dāng)使用移動速度慢的螺桿或攪拌塊時，不僅螺桿槽內(nèi)的充滿率提高、妨礙水蒸氣有效的排出，而且，會發(fā)生排出或噴出現(xiàn)象。
所述第5螺桿區(qū)域70以在下個的真空出口56處的用于有效的脫水揮發(fā)與除去最后水分的形成真空密封為目的，使用移動速度極慢而螺桿槽內(nèi)的熔化樹脂充滿率提高的攪拌塊或逆螺旋的整塊刮板螺桿。
所述升壓螺桿區(qū)域72是由第5螺桿區(qū)域70的真空密封所形成的真空區(qū)域，為通過真空出口56進行脫水揮發(fā)或除去最后的水分、再從成形品排出部48成形擠出樹脂材料，而由移動速度快的(輸送效率優(yōu)異的)整塊刮板螺桿構(gòu)成。
而在本實施例中，排氣式填料器裝置52設(shè)在第4螺桿區(qū)域68，用于防止從大氣開放出口54排出大量的水蒸氣與熔化樹脂噴出的現(xiàn)象。作為該排氣式填料器裝置52的形式，可做成單軸或雙螺桿、同方向旋轉(zhuǎn)或不同方向旋轉(zhuǎn)、且立式或臥式。另外在圖示例子中，具有由臥式同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿式螺桿構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
該排氣式填料器裝置52包括以捕捉并壓回與水蒸氣一起飛出來的樹脂碎片為目的的整塊刮板螺桿52a；插入、配置該螺桿的填料器機筒52b；排出蒸氣用的排出開口部52c；僅捕捉飛出來的碎片用的網(wǎng)部52d；螺桿的驅(qū)動裝置52e。
另外，排氣式填料器裝置52的螺桿52a，將其螺桿的頂端與同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機40的螺桿44外周的距離L設(shè)成約1~3mm左右的間隔是重要的。即，在該距離L大的情況下，在該部分發(fā)生樹脂材料的異常滯留，并引起因成形品的質(zhì)量低劣或排氣排出不良帶來的運轉(zhuǎn)狀態(tài)穩(wěn)定性的惡化。另一方面，在距離L過分小的情況下，有可能產(chǎn)生排氣式填料器裝置52的螺桿52a與擠出機40的螺桿44的機械性接觸、或在過分小的間隙中的異常發(fā)熱。
此外，排氣式填料器裝置52的螺桿52a，通過驅(qū)動裝置52e而構(gòu)成能自如地調(diào)整轉(zhuǎn)速的結(jié)構(gòu)。即，通過調(diào)整螺桿52a的旋轉(zhuǎn)，可使向擠出機40方向的推進力偏轉(zhuǎn)。另外，因每批或不同種類樹脂材料的含水率的變動，則從該排氣式填料器裝置52排出的水蒸氣量就不同。在現(xiàn)有技術(shù)中，在將螺桿轉(zhuǎn)速固定于高速旋轉(zhuǎn)的情況下，在水蒸氣量較少時壓回大部分的水蒸氣而不被排出，因下游側(cè)的通氣部54、56負荷大，故有可能發(fā)生噴出。另外，在設(shè)定于低轉(zhuǎn)速的情況下，在水蒸氣量較多時也不能抑制從排氣式填料器裝置52本身中噴出。
另外，為高效率地排出水蒸氣和在填料器機筒52b的內(nèi)部或連接配管部(未圖示)液化的水，將所述排氣式填料器裝置52的排出開口部52c分別設(shè)在填料器機筒52b的上面和下面。作為代替方案，所述排出開口部52c也可設(shè)成比排氣式填料器裝置52的螺桿52a垂直中心線還朝向各自的外側(cè)。而且，為僅捕捉飛出來的碎片等，在所述排出開口部52c的外側(cè)設(shè)成可手動或自動更換過濾器的網(wǎng)部52d。
另外，在本實施例中，在同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機40的樹脂材料供給部46設(shè)有壓入器80，并由皮帶式或失重補償式給料器82將固體狀態(tài)的含水樹脂材料定量供給于所述壓入器80。該壓入器80的螺桿84既可單軸又可雙螺桿，但為不將額外的能量給予樹脂材料，以單軸較好。
該壓入器80的使用目的是，防止因水分帶來的在擠出機40的樹脂材料供給部46附近附著樹脂材料(架橋現(xiàn)象)和對因空氣或水蒸氣的逆流而不進到擠出機40內(nèi)的樹脂材料進行強制壓入。因此，不是用該壓入器80進行定量供給，而是在穩(wěn)定狀態(tài)下近于供料不足(饑餓供給)的狀態(tài)。即，將擠出機40的樹脂材料供給部46中螺桿44的輸送能力設(shè)定得比壓入器80螺桿84的輸送能力大，以使樹脂材料不充滿壓入器80螺桿84的槽內(nèi)部。
以防止附著樹脂材料或架橋現(xiàn)象為目的，該壓入器80的螺桿84嵌合、貫通插入到擠出機40的機筒42內(nèi)部為止。另外，為防止在料斗80a內(nèi)的附著樹脂材料等，在該壓入器80的螺桿84上可設(shè)置刮片84a。又，為防止因來自擠出機40的機筒42的熱傳遞或熱輻射等帶來壓入器80的缸80b的溫度上升，可設(shè)置合適的冷卻水套86等，以進行冷卻。
而利用所述壓入器80，供給于擠出機40的含水樹脂材料，一面由同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿44向前方輸送，一面進行水的分離、蒸發(fā)并進行熔化可塑化，由設(shè)在螺桿44頂端部的成形品排出部48成形擠出。
又，在本發(fā)明中，對于前述的基本裝置結(jié)構(gòu)，通過如后述的監(jiān)視或控制，可達到脫水成形運轉(zhuǎn)狀態(tài)中的監(jiān)視與最佳化及自動化。
在本發(fā)明中，使用的樹脂材料含有多量的水分。但是，在含有極多的水分(一般超過40％)的情況下，作為工業(yè)機械的成本特性，相對現(xiàn)有的方法就惡化，并難以向擠出機供給樹脂材料。因此，在供給于脫水用擠出機前，利用離心脫水方法等，使樹脂材料所含有的水分降低到40％以下。
但是，這些的脫水方法是分批方式，因離心脫水機的過濾器等堵塞，其含水率每批在5％左右變動。這樣的含水率變動，對使用同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的脫水?dāng)D出機的性能影響很大。
一般，水的蒸發(fā)潛熱極大，在擠出機內(nèi)部發(fā)生水的蒸發(fā)的情況下，有必要給予很多的能量。在如圖1所示的裝置中，在第2螺桿區(qū)域64與第3螺桿區(qū)域66進行水的分離蒸發(fā)。因此，在這些部分中，從擠出機40給予的能量大部分用于水的蒸發(fā)，故用加熱器或熱介質(zhì)加熱的擠出機40的機筒42的溫度下降，相對其設(shè)定的溫度(設(shè)定在材料的熔點附近)有較大的偏差。另一方面，在結(jié)束水的分離與材料的完全熔化的部分，其偏差變小，大致為設(shè)定溫度的附近。
因此，當(dāng)例如樹脂材料含水率增大時，由于必需更多的水的蒸發(fā)潛熱，故發(fā)生水的分離蒸發(fā)的區(qū)域變大。即，當(dāng)水的分離蒸發(fā)結(jié)束時，就偏于擠出機的下游側(cè)。此時，相對機筒42的設(shè)定溫度具有較大偏差的部分也向下游側(cè)延伸。具有這種較大偏差的部分，在延伸到最初大氣開放出口54所處的部分時，因樹脂材料不完全熔化，故從其大氣開放出口54噴出樹脂材料。
因此，通過監(jiān)視從最初的大氣開放出口54或真空出口56過來1至2個機筒的上游側(cè)、即第3螺桿區(qū)域66后半部的機筒設(shè)定溫度的變動(尤其溫度下降的偏差)，可把握樹脂材料含水率的變動(增大)，從而將從大氣開放出口54的樹脂材料的噴出防患于未然。
因此，在第3螺桿區(qū)域66的后半部中，設(shè)置機筒溫度控制器74，并在該機筒溫度控制器74上設(shè)置下限與下下限的報警輸出器，以各自的設(shè)定溫度發(fā)生報警。而用下限信號識別有可能從大氣開放出口54噴出樹脂材料的情況，進入對其進行處理的準(zhǔn)備狀態(tài)。另外，用下下限信號確定樹脂材料的噴出，進行運轉(zhuǎn)條件的變更。
一般，使給料器供給量降低，根據(jù)需要也使螺桿速度降低。給料器供給量的降低標(biāo)準(zhǔn)是，上游側(cè)的離心脫水機的平均含水率變動若設(shè)成+5％左右，此時的樹脂材料供給量就為-(10~20)％。由于該溫度下降是隨著供給樹脂材料的含水率增加而引起的，故也可將供給樹脂材料的含水率設(shè)定在同水平以下。而在使樹脂材料供給量降低后，監(jiān)視機筒設(shè)定溫度的偏差的動向，若溫度下降結(jié)束而有上升的趨勢，則階段性地增加樹脂材料供給量，若再發(fā)生溫度下降，則在進一步降低樹脂材料供給量的同時降低螺桿轉(zhuǎn)速。
另外，用所述操作方法是容易將脫水成形的運轉(zhuǎn)過渡到自動控制。在這種情況下，始終監(jiān)視第3螺桿區(qū)域66后半部的機筒設(shè)定溫度的下降偏差與下降速度等的動向。在設(shè)定溫度下降到下限值以下后，當(dāng)在一定時間內(nèi)設(shè)定溫度不回復(fù)到下限值以上或繼續(xù)下降的情況下，就每隔一定時間階段性地降低給料器供給量。此時，螺桿速度相對給料器供給量的階段性降低具有某一定的延遲時間，就使其與穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時的Q/Ns值(Q為擠出量，Ns為螺桿速度)相同地階段性地降低。
一面進行這種變更一面監(jiān)視所述第3螺桿區(qū)域66后半部的機筒設(shè)定溫度的變化，在下降速度消失、轉(zhuǎn)變成上升的狀態(tài)下停止所述階段性降低。另外，當(dāng)所述機筒設(shè)定溫度處于下限值以上且繼續(xù)上升時，一面監(jiān)視一面更緩慢地進行與降低相反的階段性上升。通過進行以上的控制，可根據(jù)控制樹脂材料的含水率變動為原因的擠出特性的長周期變動的、最佳運轉(zhuǎn)條件進行脫水成形的自動運轉(zhuǎn)。
另外，通過將通常成形用的設(shè)定溫度設(shè)成(樹脂材料的熔點+α)℃、將隨著樹脂材料的含水率的增大所產(chǎn)生的熔化不足而警告噴出危險性的報警溫度設(shè)定為(樹脂材料的熔點+β)℃、將因噴出危險性增大而把階段性地降低向擠出機的材料供給量的指令輸出到樹脂材料供給部的控制起始溫度設(shè)定為(樹脂材料的熔點+γ)℃且設(shè)定成α≥β≥γ，則在控制所述機筒設(shè)定溫度時，就可容易進行。
接著，參照圖5、圖6與圖7、圖8，就實施本發(fā)明的脫水方法的使用2個試驗裝置的運轉(zhuǎn)試驗結(jié)果進行說明。
實施例1(圖5與圖6)首先，第1試驗裝置，螺桿的長度L與直徑D之比是L/D＝44，將含水率20~30％的粉末狀工程塑料供給于只有大氣開放出口54的同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機40，并對其進行脫水、成形擠出。
在該第1試驗裝置中，在螺桿速度Ns＝350rpm、材料擠出量Q＝120kg/H的情況下，若含水率為20％，則不會發(fā)生從通氣部50的噴出，可穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。但是，當(dāng)含水率上升到30％時，所述噴出劇烈，不能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。
另外，在含水率20％時的所述運轉(zhuǎn)試驗結(jié)果中，電動機功率Z、功率消耗率Z/Q與材料最高(熔化)溫度Tr分別是Z＝39kW、Z/Q＝0.325kWH/kg及Tr＝307℃。
實施例2(圖7與圖8)而第2試驗裝置，螺桿的長度L與直徑D之比是L/D＝60，將含水率30％的粉末狀工程塑料從單軸螺桿壓入器80供給于由排氣式填料器裝置52、大氣開放出口54與真空出口56構(gòu)成的具有通氣部50的同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機40，并對其進行脫水、成形擠出。
在該第2試驗裝置中，在螺桿速度Ns＝370~500rpm、材料供給量F＝215~275kg/H及材料擠出量Q＝155~199kg/H的所有情況下，不會發(fā)生從通氣部50的噴出，可良好地穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。
另外，在所述運轉(zhuǎn)試驗結(jié)果中，電動機功率Z、功率消耗率Z/Q、材料最高(熔化)溫度Tr、頭部樹脂壓力Ph及真空出口56的真空度VI分別是Z＝55~77.9kW、Z/Q＝0.348~0.391kWH/kg、Tr＝304~309℃、Ph＝1.0~2.1kg/cm2及VI＝-40~-50cmHg的范圍。
從這些運轉(zhuǎn)試驗結(jié)果得知，在本發(fā)明中，對于高熔點的樹脂材料可達到穩(wěn)定的連續(xù)運轉(zhuǎn)。另外，在這種情況下，從前述的兩試驗結(jié)果也可得知，由于將螺桿長度與直徑之比(L/D)設(shè)定得大，故應(yīng)注意對含水率變動是可容易處理的。即，可在對含水率分離蒸發(fā)的螺桿區(qū)域具有余量。
以上就本發(fā)明的最佳實施例進行了說明，但本發(fā)明不限于所述實施例，在不脫離其精神的范圍內(nèi)，可有更多的設(shè)計變更。
這里，對如上說明的本發(fā)明的同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的高熔點樹脂脫水方法與裝置，簡要說明之，在螺桿之間熔化攪拌樹脂材料并除去含有的水分，對于將其成形為固形物的同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機，在其樹脂材料供給部與成形品排出部之間設(shè)置通氣部，并且，通過將該通氣部與供給部之間的螺桿區(qū)域形成規(guī)定的熔化攪拌部，構(gòu)成使含有的水分在熔化攪拌部分離蒸發(fā)、同時將該水蒸氣與其它揮發(fā)成分向所述通氣部誘導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，故即使樹脂材料為高熔點材料在脫水過程中發(fā)生多量的水蒸氣，該水蒸氣也可向所述通氣部誘導(dǎo)排出，即不會阻礙樹脂材料和所發(fā)生的水蒸氣等的流動性。
因此，采用本發(fā)明，由于不會發(fā)生螺桿功能降低或噴出現(xiàn)象等，故可確保擠出機脫水裝置所具有的本來的優(yōu)點、即裝置小型化與高效率、高能率且連續(xù)穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)作業(yè)。
另外，本發(fā)明方法與裝置，可給予聚合物制造工序中脫水與干燥工序的合理化。在這種情況下，作為處理對象的材料，是在大約常溫下保持具有例如粉末、顆粒、蛤蜊、碎片等形狀的、熔點或?；c或熱變形溫度與水的沸點相比極高的工程塑料等的高熔點樹脂材料。
又，本發(fā)明方法與裝置，還可給予塑料廢物的再循環(huán)工序中脫水工序與干燥工序的合理化。在這種情況下，作為處理對象的材料，是在大約常溫下保持具有塑料廢物粉碎后的碎片、絨毛狀、塊狀等形狀的固體狀態(tài)的、熔點或?；c或熱變形溫度與水的沸點相比極高的工程塑料等的高熔點樹脂材料。
權(quán)利要求
1.一種高熔點樹脂脫水成形的運轉(zhuǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，通過在同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿之間按出含有水分的高熔點樹脂材料而除去所述含有的水分并擠出成形的同方向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機的所述樹脂材料的供給部與排出部之間設(shè)置通氣部，在該通氣部與所述供給部之間的螺桿區(qū)域，該螺桿形成為不進行壓縮作用而只進行熔化與/或攪拌作用的熔化攪拌螺桿，并在該螺桿上附設(shè)加熱裝置而構(gòu)成熔化攪拌部，并在所述熔化攪拌部中使所述含有的水分分離蒸發(fā)并將該水蒸氣與其它揮發(fā)成分向所述通氣部誘導(dǎo)排出時，其特征在于，根據(jù)樹脂材料的含水率的變動而移動樹脂材料的熔化起始點或水的分離蒸發(fā)起始點，與此同時利用機筒設(shè)定溫度的變動、吸收其移動，且通過監(jiān)視謀求運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的緩沖區(qū)域的機筒的設(shè)定溫度的變動來監(jiān)視樹脂材料的含水率的變動，從而防止因樹脂材料的熔化不足而從所述出口的噴出現(xiàn)象。
2.如權(quán)利要求1所述的高熔點樹脂脫水成形的運轉(zhuǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，所述機筒設(shè)定溫度的控制，其構(gòu)成是將通常成形用的設(shè)定溫度設(shè)定為(樹脂材料的熔點+α)℃、將隨著樹脂材料的含水率的增大所產(chǎn)生的熔化不足而警告噴出危險性的報警溫度設(shè)定為(樹脂材料的熔點+β)℃、將因噴出危險性增大而把階段性地降低向擠出機的材料供給量的指令輸出到樹脂材料供給部的控制起始溫度設(shè)定為(樹脂材料的熔點+γ)℃且設(shè)定成α≥β≥γ。
全文摘要
一種高熔點樹脂脫水成形的運轉(zhuǎn)監(jiān)視系統(tǒng)，在樹脂材料供給部與排出部之間設(shè)置通氣部，在該通氣部與所述供給部之間的螺桿區(qū)域形成熔化攪拌螺桿，并在該螺桿附設(shè)加熱裝置構(gòu)成熔化攪拌部，以分離蒸發(fā)高熔點樹脂材料中所含的水分，并使該水蒸氣與其它揮發(fā)成分向所述通氣部誘導(dǎo)排出，從而達到裝置小型化與高效率、高能率且連續(xù)穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)操作。
文檔編號B29C47/40GK1440867SQ03103489
公開日2003年9月10日 申請日期2003年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月24日
發(fā)明者小林昭美, 石橋準(zhǔn)也 申請人:東芝機械株式會社