排氣式雙螺桿混煉擠出裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種排氣式雙螺桿混煉擠出裝置及方法，尤其涉及對其進行的創新改 進，該創新改進是通過從設置在缸體最最前端的節缸的脫揮助劑注入噴嘴注入脫揮助劑， 從而提高由聚合物或合成橡膠構成的合成樹脂的脫揮能力，并進行低溫發泡。
【背景技術】
[0002] -般而言，在對合成橡膠進行脫揮處理的情況下，在向擠出機供給時刻的處理對 象為溶于從前一工序的聚合罐排出的溶劑中的橡膠，在使用現有的擠出機進行處理的情況 下，通過極度降低去除溶劑后的每單位時間的橡膠處理量，來抑制螺桿的剪切熱從而進行 造粒。
[0003] 作為上述用于使溶劑脫揮的排氣式雙螺桿擠出機，可以舉例專利文獻1中所公開 的結構。
[0004]S卩，在圖2中，附圖標記1所表示的是，由多個第一~第七節缸la~lg構成的缸 體，在所述缸體1中，具備從上游側依次空開間隔配置的原料供給口 3、第一排氣口 4a及第 二排氣口 4b，在第一及第二排氣口 4a、4b各自的上游側設置有用于壓入脫揮助劑的第一脫 揮助劑注入噴嘴7a及第二脫揮助劑注入噴嘴7b。在配置在所述缸體1內的兩根螺桿2上， 設置有從第一脫揮助劑注入噴嘴7a的上游側附近到第一排氣口 4a的上游側附近之間延伸 的第一混煉部6a，與之相同地，在第二壓入口 7b與第二排氣口 4b之間也設置有第二混煉部 6b〇
[0005] 另外，在專利文獻2的聚合物的回收方法中，記載了如下所述的方法：雖未圖示， 向在缸體的下表面具有脫水狹縫的雙螺桿擠出機供給含水的聚合物，在該擠出機內，使上 述聚合物從供給側移動至擠出側的同時，逐漸加壓且加熱，之后，在該擠出機的擠出側端 部，使該聚合物從高壓區域擠出至低壓區域，從而使該聚合物中的水分瞬時汽化，使該聚合 物干燥。上述擠出機在比形成有上述脫水狹縫的位置更靠近擠出側的位置不具有排氣口， 被擠出的聚合物利用汽化的水分進行發泡，能夠使聚合物均勻干燥。
[0006] 現有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本專利公開平成8-207118號公報
[0009] 專利文獻2 :日本專利公開2000-310482號公報
【發明內容】
[0010](一）要解決的技術問題
[0011] 由于現有的排氣式雙螺桿擠出機及聚合物的回收方法為如上所述的結構，因此存 在下面的技術問題。
[0012] S卩，在上述專利文獻1的排氣式雙螺桿擠出機中，尤其是在進行劣化溫度低的合 成橡膠的脫揮的情況下，由于雙螺桿的剪切熱高，并未設置對缸體最前端的節缸中的熔融 樹脂進行溫度冷卻的溫度冷卻裝置，因此，難以同時實現脫揮效率和低樹脂溫度條件下的 擠出。
[0013] 另外，在專利文獻2中示出的聚合物的回收方法中，為去除含水聚合物中的水分， 在缸體的下面設置有脫水狹縫，并利用汽化的水分使從缸體前端擠出的聚合物進行發泡， 但卻難以在一臺擠出機上同時實現近年來大量需求的合成橡膠等這樣在劣化溫度低的合 成樹脂中混合有機溶劑的樹脂材料的脫揮，以及由發泡擠出進行的干燥碎肩的成型。
[0014] 此外，此處所說的劣化溫度并不具有特定的定義，指的是成形前的高溫未定型狀 態的橡膠的劣化溫度，經驗性地，已知比以UL規格所定義的各自的橡膠產品的臨界耐熱溫 度高100°C左右。
[0015] 本發明為解決以上技術問題，特別地，通過在缸體最前端的最前端節缸設置脫揮 助劑注入噴嘴與最前端混煉部，在降低最前端節缸內的熔融樹脂溫度的狀態下，穩定的進 行脫揮與發泡。
[0016] (二）技術方案
[0017] 本發明的排氣式雙螺桿混煉擠出裝置，將從由多個節缸構成的缸體的上游的原料 供給口供給的由合成橡膠、或含有兩種以上合成橡膠的聚合物構成的合成樹脂原料進行熔 融混煉，并將熔融混煉形成的熔融樹脂中所含有的有機揮發物從所述缸體的排氣口去除至 外部，同時，從所述缸體前端的導絲嘴（夂4只）擠出所述熔融樹脂，在所述排氣式雙螺桿 混煉擠出裝置中，從在由位于所述缸體最前端的節缸構成的最前端節缸上設置的最前端脫 揮助劑注入噴嘴向所述最前端節缸內的熔融樹脂分散脫揮助劑，同時通過最前端混煉部進 行混煉，通過所述脫揮助劑使所述熔融樹脂發泡并擠出；另外，在所述缸體的所述最前端 節缸與所述原料供給口之間，設置有多個脫揮助劑注入噴嘴、多個排氣口及多個混煉部；另 外，使用水、氮及二氧化碳中的任意一個作為所述脫揮助劑；另外，使所述最前端節缸的缸 體溫度大于等于所述脫揮助劑的沸點，且小于所述合成橡膠的臨界耐熱溫度；另外，所述脫 揮助劑對所述熔融樹脂以1.0%至15%的比例注入，使所述導絲嘴上游側的背壓大于等于 在所述合成橡膠的臨界耐熱溫度下的所述脫揮助劑的蒸汽壓；另外，所述合成樹脂原料由 合成橡膠和有機溶劑混合而成，所述脫揮助劑由水構成；另外，所述導絲嘴是由帶有壓力調 整裝置的導絲嘴構成。另外，本發明的排氣式雙螺桿混煉擠出方法為，將從由多個節缸構成 的缸體的上游的原料供給口供給的合成橡膠、或含有兩種以上合成橡膠的聚合物構成合成 樹脂原料進行熔融混煉，并將熔融混煉形成的熔融樹脂中所含有的有機揮發物從所述缸體 的排氣口排出至外部，同時，從所述缸體最前端的導絲嘴擠出所述熔融樹脂，在所述排氣式 雙螺桿混煉擠出方法中，從在由位于所述缸體最前端的節缸構成的最前端節缸上設置的最 前端脫揮助劑注入噴嘴向所述最前端節缸內的熔融樹脂分散脫揮助劑，同時通過最前端混 煉部進行混煉，通過所述脫揮助劑使所述熔融樹脂進行發泡并擠出；另外，該方法為，在所 述缸體的所述最前端節缸與所述原料供給口之間，設置有多個脫揮助劑注入噴嘴、多個排 氣口及多個混煉部；另外，該方法為，使用水、氮及二氧化碳中的任意一個作為所述脫揮助 劑；另外，該方法為，使所述最前端節缸的缸體溫度大于等于所述脫揮助劑的沸點，且小于 所述溫度；另外，該方法為，所述脫揮助劑對所述熔融樹脂以1. 〇%至15%的比例注入，使 所述導絲嘴上游側的背壓大于等于在所述合成橡膠的臨界耐熱溫度下的所述脫揮助劑的 蒸汽壓；另外，該方法為，所述合成樹脂原料由合成橡膠和有機溶劑混合而成，所述脫揮助 劑由水構成；另外，該方法為，所述導絲嘴是由帶有壓力調整裝置的導絲嘴構成。
[0018] (三）有益效果
[0019] 由于本發明的排氣式雙螺桿混煉擠出裝置及方法如上所述構成，因此能夠得到下 面的效果。
[0020]S卩，本發明的排氣式雙螺桿混煉擠出裝置及方法為，將從由多個節缸構成的缸體 的上游的原料供給口供給的由聚合物、或含有合成橡膠構成的合成樹脂原料進行熔融混 煉，并將熔融混煉形成的熔融樹脂中的有機揮發物從所述缸體的排氣口去除至外部，同時， 從所述缸體最前端的導絲嘴擠出所述熔融樹脂，在所述排氣式雙螺桿混煉擠出裝置及方法 中，從在由位于所述缸體最前端的節缸構成的最前端節缸上設置的最前端脫揮助劑注入噴 嘴向所述最前端節缸內的熔融樹脂分散脫揮助劑，同時通過最前端混煉部進行混煉，利用 所述脫揮助劑使所述熔融樹脂發泡并擠出，由此，能夠實現脫揮性能的提高，并且，在脫揮 助劑汽化從而進行發泡時，利用脫揮助劑的汽化熱使分解溫度低的合成橡膠等合成樹脂冷 卻，因此能夠以低溫進行擠出，能夠同時實現現有技術中難以實現的脫揮能力和低溫條件 下的擠出。
[0021] 另外，通過在所述缸體的所述最前端節缸與所述原料供給口之間，設置有多個脫 揮助劑注入噴嘴、多個排氣口及多個混煉部，能夠促進向最前端節缸搬運的熔融樹脂的脫 揮及低溫化。
[0022] 另外，通過使用水、氮及二氧化碳等作為所述脫揮助劑，能夠實現熔融樹脂的脫揮 及低溫化。
[0023] 另外，通過使所述最前端節缸的缸體溫度大于等于所述脫揮助劑的沸點，且小于 所述合成橡膠的臨界耐熱溫度，從而在導絲嘴通過時即使產生剪切熱，也能夠使原料不大 于等于劣化溫度，使分解溫度低的合成橡膠等的脫揮及低溫化最優化。
[0024] 另外，將作為所述脫揮助劑而使用的水，對所述熔融樹脂以1. 0%到15%的比例 注入，使所述導絲嘴上游側的背壓大于等于熔融樹脂溫度下的蒸汽壓，由此，能夠在導絲嘴 通過前脫揮助劑不會在裝置內發泡（冒料），而穩定地進行熔融樹脂的低溫發泡。
[0025] 另外，通過使所述合成樹脂原料由合成橡膠和有機溶劑混合而成，使所述脫揮助 劑由水構成，從而適合于合成橡膠的脫揮及發泡擠出。
[0026] 另外，通過使所述導絲嘴由帶有壓力調整裝置的導絲嘴構成，能夠非常容易地調 整發泡狀態。
【附圖說明】
[0027] 圖1為表示本發明的排氣式雙螺桿混煉擠出裝置的剖視圖。
[0028] 圖2為表示現有的排氣式雙螺桿混煉擠出裝置的剖視圖。
【具體實施方式】
[0029] 本發明的目的在于，提供一種排氣式雙螺桿混煉擠出裝置及方法，其通過從設置 在缸體的最前端節缸的脫揮助劑注入噴嘴注入脫揮助劑，來提高由聚合物或合成橡膠組成 的合成樹脂的脫揮能力，以及進行低溫發泡。
[0030] 實施例
[0031] 下面，參照附圖對本發明的排氣式雙螺桿混煉擠出裝置及方法的優選實施方式進 行說明。
[0032] 此外，在與現有例相同或相當的部分，附以相同附圖標記進行說明。
[0033] 在圖1中，附圖標記1所示的是從上游側朝向下流側、具有第一~第七節缸la~ lg的形成為長條筒狀的缸體，在該缸體1的第一節缸la上形成有原料供給口 3,在上述第 三節缸lc上設置有第一脫揮助劑注入噴嘴7a及第一混煉部6a。
[0034] 在上述第四節缸Id上設置有第一排氣口 4a，在上述第五節缸le上設置有第二脫 揮助劑注入噴嘴7b及第二混煉部6b。
[0035] 在上述第六節缸If上設置有第二排氣口 4b，在上述第七節缸lg上設置有在現有 結構中并未設置的、作為第三脫揮助劑注入噴嘴的最前端脫揮助劑注入噴嘴7c及作為第 三混煉部的最前端混煉部6c，并且，在上述最前端混煉部6c的出口側設置有導絲嘴8。
[0036] 下面，對使用上述結構的本發明的排氣雙螺桿混煉擠出裝置，對由聚合物或合成 橡膠組成的合成樹脂原料11的脫揮及發泡成型進行說明。
[0037] 從上述缸體1的原料供給口3供給至第一節缸la內的合成樹脂原料11在上述第 一、第二節缸la、lb內熔融，并且搬運至第三節缸lc中。
[0038] 在上述第三節缸lc中，從第一脫揮助劑注入噴嘴7a向熔融上述合成樹脂原料11 形成的熔融樹脂注入水、氮及二氧化碳等，在此處，通過將蒸發潛熱最大的水作為脫揮助劑 注入，脫揮助劑通過第一混煉部6a