(57)【要約】【課題】ベントアップの初期段階を確実に検知でき、品質の不具合を防止できる溶融押出装置を提供する。【解決手段】  溶融押出装置１０は、供給口２２、吐出口２４、及びベント部３０を備えたバレル２０と、バレル２０内に回転自在に配置されたスクリュー４０と、供給口２２に設けられたホッパ５０と、ベント部３０に配置された振動式レベル計６０を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給口、吐出口、及びベント部を備えたバレルと、
前記バレル内に回転自在に配置されたスクリューと、
前記供給口に設けられたホッパと、
前記ベント部に配置された振動式レベル計と、
を備えたことを特徴とする溶融押出装置。
【請求項２】
前記振動式レベル計が、前記ベント部のベント孔において、上流側に配置されている請求項１記載の溶融押出装置。
【請求項３】
前記振動式レベル計に付着した樹脂を、掻き落とすための掻き取り部材が前記ベント部に設けられる請求項１又は２記載の溶融押出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融押出装置に係り、特に、ベント部を有する溶融押出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂組成物を原料として溶融押出装置によってシートおよびフィルムを成形する場合、原料中に水分などがあると発泡などの不具合が発生する。この不具合を解決するためにベント部を有する溶融押出装置が用いられることが多い。
【０００３】
しかし、ベント部を有する溶融押出装置は、時間とともにベント部のベント孔に付着した樹脂が固まりベント孔を閉鎖してしまうことがある。最終的にはバレル内部と外部の圧力差により、ベント孔に付着した熱可塑性樹脂が盛り上がり、ベント孔を塞いでしまう、いわゆるベントアップが生じてしまう。ベントアップが発生してしまうと、水分・揮発分などの不要物を除去することができず、気泡などによりシート及びフィルムの品質を低下させてしまうことになる。
【０００４】
ベントアップを防止するための機構を備えたベント部を有する溶融押出装置が提案されている。特許文献１溶融押出装置は、ベント孔に連通する排気室の上部に赤外線検知式温度センサーを備えている。この赤外線検知式温度センサーで、ベント孔より盛り上がる高温の溶融樹脂を監視することによりベント孔に付着した樹脂量を検知し、ベントアップにより現れた温度の高い溶融樹脂が温度を測定し、ベントアップの前兆を検知することができる。
【０００５】
特許文献２、３の溶融押出装置は、シリンダー内の樹脂圧力を測定する圧力センサーを備えている。これにより、その測定値からベントアップの前兆を検知することができる。
【０００６】
特許文献４の溶融押出装置は、加熱手段を有するカメラをベント部に備えている。その画像を目視することでベントアップを事前に検知することができる。
【０００７】
特許文献５の溶融押出装置は、ベント部に加熱装置を備えている。ベント部を加熱することで、溶融樹脂の粘度を低下させてベント開口部への付着を防止することができる。
【特許文献１】実開平５−２９７３０号公報
【特許文献２】特開平５−１４７０９４号公報
【特許文献３】特開平６−２５４９４５号公報
【特許文献４】特開２０００−２８０２３９号公報
【特許文献５】特開２００７−２９０３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１〜５の溶融押出装置では、ベントアップの事前防止の効果が十分ではなかった。
【０００９】
特許文献１の溶融押出装置において、排気室自身の温度が高いため、樹脂がベント孔より盛り上がっても正確に温度の上昇を検知することができないおそれがある。特に、樹脂粘度が高い場合、ベントアップまでの時間が長くなる。そのため、ベントアップ寸前まで樹脂が盛りあがった時点では排気室の温度と同等となり、実質的に温度変化の測定は困難であった。
【００１０】
特許文献２，３の溶融押出装置において、ベント部は真空引きされているので、圧力変化として発生しにくい。そのため圧力変化が検知されたときは、すでにベントアップが発生しかかっており、事前にベントアップを防止できないという問題がある。
【００１１】
特許文献４の溶融押出装置において、カメラの目視によりベント孔からの樹脂の盛り上がり量を監視しているので、常時監視が必要となる。また、目視による監視では、個人差の影響が大きくなり正確にベントアップを事前に検知するのが難しくなる。
【００１２】
特許文献５の溶融押出装置では、加熱装置の熱により樹脂の熱劣化物が発生するおそれがある。この熱劣化物が溶融樹脂に混入し、シートやフィルムの品質を劣化させるおそれがある。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ベントアップの前兆を確実に検知でき、品質の不具合を事前に防止できるベント部を有する溶融押出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明の溶融押出装置は、供給口、吐出口、及びベント部を備えたバレルと、前記バレル内に回転自在に配置されたスクリューと、前記供給口に設けられたホッパと、前記ベント部に配置された振動式レベル計と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、振動式レベル計でベント孔から盛り上がった樹脂を直接検知しているので、ベントアップの前兆を確実に検知でき、品質の不具合を防止することができる。
【００１６】
本発明の溶融押出装置は、前記発明において、前記振動式レベル計が前記ベント部のベント孔において上流側に配置されていることが好ましい。
【００１７】
振動式レベル計を、ベント孔において、その上流側に設置しているので、ベント孔より盛り上がった樹脂をより早期に検知することができる。
【００１８】
本発明の溶融押出装置は、前記発明において、前記振動式レベル計に付着した樹脂を掻き落とすための掻き取り部材を前記ベント部に設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のベント部を有する溶融押出装置は、ベント部に振動式レベル計を設けているので、ベントアップの前兆を確実に検知でき、品質の不具合を事前に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明されるが、本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行なうことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。従って、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。
【００２１】
図１は、本発明に係る溶融押出装置の一例の断面図である。溶融押出装置１０は、供給口２２、吐出口２４及びベント部３０を備えたバレル２０と、バレル２０内に回転自在に配置されたスクリュー４０とを備えている。スクリュー４０はその上流側で不図示のスクリュー駆動モータと連結されている。このスクリュー駆動モータによりスクリュー４０は回転駆動される。
【００２２】
本例では、単軸スクリューで構成されている。しかし、これに限定されることなく多軸スクリューで構成することができる。また、スクリューに設けられるスクリュー羽根の径、ピッチ等は適宜好適に設定することができる。
【００２３】
バレル２０の供給口２２に、ホッパ５０が設けられている。このホッパ５０に、例えば、原料樹脂として熱可塑性樹脂がペレット状で供給される。バレル２０は、長手方向に沿って複数の温度制御ゾーンに区分けされている。各温度制御ゾーンに不図示の加熱装置及び/又は冷却装置がバレル２０の周囲に設けられている。加熱装置及び/又は冷却装置により、各温度制御ゾーンが所定の温度となるよう制御される。バレル２０の下流側の先端部には、スクリュー４０によって、送出された溶融樹脂を吐出するための吐出口２４が設けられている。
【００２４】
バレル２０の供給口２２と吐出口２４の間に、バレル２０内の溶融樹脂中の揮発成分や水分を除去するために、ベント部３０が設けられている。ベント部３０は、バレル２０に形成されたベント孔３１と、ベント孔３１の周囲に設けられたベント壁３２と、ベント壁３２を覆うベントカバー３３と、ベント壁３２とベントカバー３３で形成される排気室を第１の排気室３５と第２の排気室３６の２室に区切るための仕切板３４と、を備えている。ベントカバー３３は、例えば、透明のガラス製であり、ベントカバー３３から内部の状況を観察できる。
【００２５】
第１の排気室３５は、ベント孔３１と連通されている。仕切板３４とベントカバー３３との間に一定の距離が確保されている。これにより、第１の排気室３５と第２の排気室３６が連通されている。第２の排気室３６にはベント配管３７が設けられている。ベント配管３７は不図示の真空ポンプと接続されている。真空ポンプにより第１の排気室３５と第２の排気室３６が真空引きされる。真空引きにより、溶融樹脂中の揮発成分や水分が、ベント孔３１から第１の排気室３５と第２の排気室３６を経由してベント配管３７に導かれる。仕切板３４により、ベント孔３１とベント配管３７が仕切られるので、ベント孔３１より盛り上がった樹脂がベント配管３７を直接塞ぐのを防止することができる。
【００２６】
本発明において、振動式レベル計６０は、その振動子検出部６２がバレル２０に達するようにベントカバー３３に取り付けられ、そして第１の排気室３５に配置される。図１に示すように、振動式レベル計６０は、その振動子検出部６２の先端がベント孔３１において上流側に位置するよう設置される。振動式レベル計６０は警報機６４と電気的に接続される。振動式レベル計６０にベント孔３１より盛り上がった樹脂が付着すると、振動式レベル計６０から警報機６４に信号が送られる。信号を受けた警報機６４は、光、音等の警報を発する。これにより、ベントアップの前兆が生じたことが知らされる。
【００２７】
本発明の実施例の溶融押出装置１０の動作について説明する。
【００２８】
原料樹脂として熱可塑性樹脂がホッパ５０から供給口２２を介してバレル２０内に供給される。熱可塑性樹脂として、例えばポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ＭＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、熱可塑性エラストマー、又はこれらの共重合体、シクロオレフィンポリマーなどが好適に使用される。
【００２９】
次いで、原料樹脂は、図示しない駆動装置により回転駆動されたスクリュー４０によりバレル２０内で溶融・混練され、吐出口２４に向かって送出される。
【００３０】
ベント部３０では、ベント配管３７から真空ポンプで吸引され、第１の排気室３５と第２の排気室３６が減圧下の状態とされる。溶融した原料樹脂がベント部３０を通過する際に、溶融樹脂中の揮発成分や水分が、ベント孔３１から第１の排気室３５と第２の排気室３６を経由してベント配管３７に導かれる。
【００３１】
一方、時間が経過するにしたがって、ベント孔３１より盛り上がった樹脂７０がベント孔３１の上流側に現れる。この樹脂７０が振動式レベル計６０に接触すると、振動式レベル計６０が警報機６４に信号を送る。警報機６４は、光、音等の警報を発する。特に、振動式レベル計６０が、ベント孔３１において、その上流側に配置されているので、早期にベント孔３１より盛り上がる樹脂７０を検知することができる。これにより、ベントアップの前兆が生じたことが周囲に知らされる。ベント部３０でのベントアップの前兆を確認し、ベント孔３１より盛り上がった樹脂７０の除去作業等のメンテナンスが実施される。
【００３２】
本発明によればベント孔より盛り上がった樹脂の状況を振動式レベル計で直接検知しているので、確実にベントアップの前兆を把握することができる。これによりベントアップに対する適切な処置が事前に可能となる。
【００３３】
図２は、本発明に係る他の溶融押出装置の一例の一部拡大断面図である。第１の実施例に示した溶融押出装置と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する場合がある。
【００３４】
本例の溶融押出装置１０のベント部３０は、図２（ａ）に示すように、ベント孔３１と、ベント壁３２と、ベントカバー３３と、仕切板３４と、を備えている。仕切板３４により第１の排気室３５と第２の排気室３６に２室に区分けされる。第１の実施例と同様に第１の排気室３５に振動式レベル計６０が配置されている。また、第２の排気室３６にベント配管３７が設けられている。
【００３５】
本例の溶融押出装置１０のベント部３０には、振動式レベル計６０に付着した樹脂７０を掻き落とすための掻き取り部材８０が仕切板３４に設けられている。掻き取り部材８０は、例えば、Ｕ字形状であり、振動式レベル計６０の振動子検出部６２の周囲を囲むように設置される。
【００３６】
図２（ｂ）に示すように、溶融押出装置１０のメンテナンス時において、ベントカバー３３がベント壁３２から上方向に取り外される。振動式レベル計６０はベントカバー３３に取り付けられているので、ベントカバー３３の上方への移動に伴って振動式レベル計６０は上方向に移動する。振動式レベル計６０の振動子検出部６２が、Ｕ字形状の掻き取り部材８０を通り抜けるときに、振動子検出部６２の先端に付着した樹脂７０がバレル２０内に掻き落とされる。
【００３７】
掻き取り部材８０を設けることで、ベントカバー３３の取り外しに合わせて、振動子検出部６２に付着した樹脂７０が除去される。
【００３８】
掻き取り部材８０の形状、取り付け位置等は本例に限定されることなく、他の形態を採用することができる。
【００３９】
最後に振動式レベル計の装置構成を、図３を参照に説明する。振動式レベル計９０は、ケース９１と、取付ロックナット９２と、取付ネジ９３と、支持パイプ９４と、支持パイプ９４に挿入された振動子検出部９５を備えている。振動式レベル計９０では、振動子検出部９５がケース９１内に備えられた電子回路によって振動させられている。この振動子検出部９５が被測定物に接触すると振動が変動または停止し、検出信号の出力を行なうものである。振動子検出部９５は平板形、丸棒形、フラット形などが例示される。また振動方式はマグネットバイアス駆動、圧電素子駆動などが例示される、特に高温下ではマグネットバイアス駆動が採用されるが限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の溶融押出装置の実施例を示す概略断面図
【図２】本発明の溶融押出装置の他の実施例を示す概略断面図
【図３】本発明の溶融押出装置に設置される振動式レベル計の概略構成図
【符号の説明】
【００４１】
１０…溶融押出装置、２０…バレル、２２…供給口、２４…吐出口、３０…ベント部、３１…ベント孔、３２…ベント壁、３３…ベントカバー、３４…仕切板、４０…スクリュー、５０…ホッパ、６０，９０…振動式レベル計、６２、９５…振動子検出部、６４…警報機、７０…樹脂、８０…掻き取り部材、９１…ケース、９２…取付ロックナット、９３…取付ネジ、９４…支持パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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