同方向旋转双轴挤出机的高熔点树脂脱水系统技术方案

一种同方向旋转双轴挤出机的高熔点树脂脱水方法与脱水装置及高熔点树脂脱水成型的运转系统，在树脂材料供给部与排出部之间设置通气部，在该通气部与所述供给部之间的丝杆区域形成熔化搅拌丝杆，并在该丝杆附设加热装置构成熔化搅拌部，以分离蒸发高熔点树脂材料中所含的水分，并使该水蒸汽与其它挥发成分向所述通气部诱导排出，从而达到装置小型化与高效率、高能率且连续稳定的运转操作。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及熔点200°以上的含有水分的高熔点树脂材料的脱水系统，尤其涉及通过在同方向旋转的双轴丝杆之间将这种高熔点树脂材料熔化搅拌、除去所述含有的水分而挤出成形的、同方向旋转双轴挤出机的高熔点树脂的脱水方法与脱水装置及高熔点树脂脱水成形的运转监视系统。一般，由于热塑性树脂的聚合物制造工序中的树脂材料或这些塑料制品的废物再循环工序中的粉碎物等(以下称树脂材料)含有较多的水分，故在所述各工序末尾必须进行除去所述含有水分的脱水工序。因此，作为现有的这种脱水处理，例如，在ABS(丙烯腈·丁二烯·苯乙烯)树脂的制造工序中一般采用使用流动干燥炉等的方法。可是，用乳液聚合制造的ABS胶乳经凝固、水洗而获得含有多水分的泥浆状。因此，作为这种情况的脱水方法，首先将所述泥浆状供给到离心脱水机来进行脱水，以获得含水率30～40％左右的含水粉末或湿饼。为防止这种含水粉末在最后工序的挤出机中的混合、在造粒工序中的排出或起泡现象，使用干燥管或流动干燥炉等利用热能而使其干燥到含水率为1％左右。在这种干燥工序中，由于利用热能使30～40％的水分蒸发，故需要巨大的能源和时间。另外，由于含水率低下的接近于干燥状态的粉末有粉尘爆炸的危险，故需要利用加热状态的氮气将整个装置与氧气阻断，因此，设备规模大。含水率为1％左右的材料，供给到单轴或双轴的丝杆挤出机，最后进行干燥、混合，并进行造粒。另外，从使装置小型化的观点出发，提出了同方向旋转双轴挤出机的脱水方法。作为这种脱水方法，大致区别于压榨方式的脱水方法和蒸发方式的脱水方法。因此，作为前者压榨方式的脱水方法，如图9所示，考虑了如下的结构对于将同方向旋转的双轴丝杆14插装在圆筒12内的双轴挤出机10，向其材料供给部(供给口)16供给混合物，该混合物由例如事先用离心脱水机32进行预脱水的树脂材料30的含水粉末30a、颗粒30b及加工辅助剂30c所构成的，并且，通过用丝杆14的脱水丝杆部(未图示)对所述混合物中的树脂材料进行压榨脱水，从排出部(排出口)18将其成形挤出成固形物。在这种情况下，经离心脱水机32而成为含水率为30～40％的ABS含水粉末30a，与其它材料例如SAN(苯乙烯·丙烯腈异分子聚合物)颗粒30b和加工辅助剂30c一起被供给到同方向旋转的双轴挤出机10的最上游侧的材料供给部16。这样，向材料供给部16供给的所述材料通过具有自动清洁功能的双轴丝杆14而高效率地无滞留地向下游侧输送。输送的所述材料被由在所述双轴丝杆14中设置的捏合片和逆螺旋的丝杆构成的脱水丝杆部24所压榨，这里，因所述材料进行弹性变形或塑性变形而材料的容积率减少，故可将材料中含有的水分分离为水的状态。由于脱水丝杆部24的下游侧压力较高，故分离的水从脱水丝杆部的压力最高点通过面向材料供给口16的压力梯度而向上游侧逆流到丝杆槽内，再从在由脱水过滤网部24的上游侧与材料供给部16之间设置的排出口(脱水过滤网)20排出。在这部分中，在材料中含有的整个水分的30～90％左右被分离、排出，剩余10～70％左右的水在设于脱水丝杆部下游侧的通气部22的出口22a、22b、22c处分离蒸发而被排出。并在最后，从出口22c脱水、挥发，从排出部18挤出固形物。因此，由于这种脱水方法不会使材料中到达一定程度为止的水分分离为水的状态，故水的蒸发能效率良好。另外，由于对湿润状态的材料进行操作，故无粉尘爆炸的危险性，也不需阻断氧气用的设备，从而可使设备规模小型化。所以，采用这种脱水方法，可使制造工序的连续化、多级工序的省工序化，从而可达到大幅度制造工序的合理化。另外，如附图说明图10所示，作为这种压榨方式的脱水方法，水的分离方法与所述脱水方法相同，但在排水方面也揭示了由不相同的结构所构成的技术。即，在所述脱水方法中，使分离的水逆流，从处于比脱水丝杆部34再上游侧的脱水过滤网部排出，在这种脱水方法中，由于在脱水丝杆部34将水分离蒸发，故在将压缩力作用于材料的部分设置排出口35，用填料器装置36防止从排出口流出材料。其它结构与所述脱水方法相同。因此，在这种脱水方法中，由于象所述脱水方法那样不会使水逆流，故有运转条件适用面广的优点。另外，这种脱水方法适用于塑料废物再循环工程。又，作为后者蒸发方式的脱水方法，如图11所示，揭示了如下的结构将SAN颗粒和含水ABS粉末从别的场所供给到双轴挤出机10。即，作为这种脱水方法，先将SAN(苯乙烯·丙烯腈异分子聚合物)颗粒30b供给到所述挤出机10并将其马上熔化。通过在所述挤出机中途设置的具有预热装置的侧加料器37，一面将含水ABS粉末30a预热一面与加工辅助剂30c一起供给到所述熔化的SAN颗粒中。因此，水分被熔化SAN具有的焓所汽化，分离蒸发的水蒸气从通气部22的出口22a、22b、22c排出。因此，即使在这种脱水方法中，因对湿润材料进行操作，故无粉尘爆炸的危险性，也不需阻断氧气用的设备，从而可使设备小型化。另外，从出口22c脱水、挥发而得到的剩余单体值就比前述的压榨方式的脱水方法好。而且，这种脱水方法适于对如用SAN来稀释ABS那样的2组分系以上的材料进行操作。但是，在前述的现有压榨方式的脱水方法中，熔点或玻化点或热变形温度与水的沸点相比极高，且在对树脂材料含水率超过10％以上的固体树脂材料用同方向旋转双轴挤出机进行脱水时，与ABS等低熔点材料相比就需要很多的动力。即，这种脱水方法，因在设于挤出机中的捏合片及/或由逆螺旋丝杆构成的压榨脱水丝杆部中，利用丝杆的推进力来强制压缩(压榨)含水材料，并使其弹性变形或者塑性变形，故将水分离。可是，由于ABS等低熔点材料的熔点与水的沸点大致相同或较低，故用较低的温度且较低的压力使材料弹性变形或者塑性变形，从而由丝杆作用到材料上的能量就小，挤出机本身的必要功率就小。但是，工程塑料等高熔点材料，其熔点或玻化点或热变形温度比水的沸点非常高，不能容易地使材料弹性变形或者塑性变形。若欲使其容易变形，则提高压榨脱水丝杆部的材料温度即可，但不能将热量供给到作为必要的水的蒸发潜热。因此，只有极大地提高所述压榨脱水丝杆部的压力，这就必须从丝杆部将更多的能量作用于材料上，结果，就必须很大的功率。在这种情况下，从机械强度角度出发，在其丝杆转矩被限制的同方向旋转的双轴挤出机中，在将材料进行脱水时必须很大的功率，这就意味着其处理能力低下，导致功效恶化，从而失去前述的优点。因此，不使用例如象可提高压榨脱水丝杆部压力那样的特殊丝杆或者提高必要功率而获得的装置，在进行如此高熔点树脂脱水的情况下，从排出口部不能排出水，并发生从下游侧的通气部喷出材料的现象。因此，用如此的现有的脱水方法对高熔点树脂进行脱水，则以改善功效为最大目的的由双轴丝杆构成的挤出机的脱水成形的优点就会失去，从而失去作为工业设备的价值。另外，前述的现有的蒸发方式的脱水方法，对于组合含水材料和其以外的树脂的2组分系以上的材料是有效的。但不能适用于往往是1成分系的由高熔点构成的工程塑料等。另外，这种脱水方法由含水材料和其以外材料的能量平衡组成。一般，水的蒸发潜热与熔化树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，故当树脂材料的含水率变大时，能量平衡被破坏，脱水成形就不能成立。在这种情况下，仍发生从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同方向旋转双轴挤出机的高熔点树脂脱水方法，是通过在同方向旋转双轴丝杆之间按压含有水分的高熔点树脂材料而除去所述含有水分并挤出成形的同方向旋转双轴挤出机的高熔点树脂脱水方法，其特征在于， 在挤出机的所述树脂材料的供给部与排出部之间设置通气部，在该通气部与所述供给部之间的丝杆区域，该丝杆形成为不进行压缩作用而只进行熔化与／或搅拌作用的熔化搅拌丝杆，并在该丝杆上附设加热装置而构成熔化搅拌部，从而在所述熔化搅拌部中使所述含有的水分分离蒸发并将该水蒸气与其它挥发成分向所述通气部诱导排出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小林昭美，石桥准也，
申请(专利权)人：东芝机械株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]