排气式双螺杆混炼挤出装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种排气式双螺杆混炼挤出装置及方法，尤其涉及对其进行的创新改 进，该创新改进是通过从设置在缸体最最前端的节缸的脱挥助剂注入喷嘴注入脱挥助剂， 从而提高由聚合物或合成橡胶构成的合成树脂的脱挥能力，并进行低温发泡。
【背景技术】
[0002] -般而言，在对合成橡胶进行脱挥处理的情况下，在向挤出机供给时刻的处理对 象为溶于从前一工序的聚合罐排出的溶剂中的橡胶，在使用现有的挤出机进行处理的情况 下，通过极度降低去除溶剂后的每单位时间的橡胶处理量，来抑制螺杆的剪切热从而进行 造粒。
[0003] 作为上述用于使溶剂脱挥的排气式双螺杆挤出机，可以举例专利文献1中所公开 的结构。
[0004]S卩，在图2中，附图标记1所表示的是，由多个第一~第七节缸la~lg构成的缸 体，在所述缸体1中，具备从上游侧依次空开间隔配置的原料供给口 3、第一排气口 4a及第 二排气口 4b，在第一及第二排气口 4a、4b各自的上游侧设置有用于压入脱挥助剂的第一脱 挥助剂注入喷嘴7a及第二脱挥助剂注入喷嘴7b。在配置在所述缸体1内的两根螺杆2上， 设置有从第一脱挥助剂注入喷嘴7a的上游侧附近到第一排气口 4a的上游侧附近之间延伸 的第一混炼部6a，与之相同地，在第二压入口 7b与第二排气口 4b之间也设置有第二混炼部 6b〇
[0005] 另外，在专利文献2的聚合物的回收方法中，记载了如下所述的方法：虽未图示， 向在缸体的下表面具有脱水狭缝的双螺杆挤出机供给含水的聚合物，在该挤出机内，使上 述聚合物从供给侧移动至挤出侧的同时，逐渐加压且加热，之后，在该挤出机的挤出侧端 部，使该聚合物从高压区域挤出至低压区域，从而使该聚合物中的水分瞬时汽化，使该聚合 物干燥。上述挤出机在比形成有上述脱水狭缝的位置更靠近挤出侧的位置不具有排气口， 被挤出的聚合物利用汽化的水分进行发泡，能够使聚合物均匀干燥。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本专利公开平成8-207118号公报
[0009] 专利文献2 :日本专利公开2000-310482号公报
【发明内容】
[0010](一）要解决的技术问题
[0011] 由于现有的排气式双螺杆挤出机及聚合物的回收方法为如上所述的结构，因此存 在下面的技术问题。
[0012] S卩，在上述专利文献1的排气式双螺杆挤出机中，尤其是在进行劣化温度低的合 成橡胶的脱挥的情况下，由于双螺杆的剪切热高，并未设置对缸体最前端的节缸中的熔融 树脂进行温度冷却的温度冷却装置，因此，难以同时实现脱挥效率和低树脂温度条件下的 挤出。
[0013] 另外，在专利文献2中示出的聚合物的回收方法中，为去除含水聚合物中的水分， 在缸体的下面设置有脱水狭缝，并利用汽化的水分使从缸体前端挤出的聚合物进行发泡， 但却难以在一台挤出机上同时实现近年来大量需求的合成橡胶等这样在劣化温度低的合 成树脂中混合有机溶剂的树脂材料的脱挥，以及由发泡挤出进行的干燥碎肩的成型。
[0014] 此外，此处所说的劣化温度并不具有特定的定义，指的是成形前的高温未定型状 态的橡胶的劣化温度，经验性地，已知比以UL规格所定义的各自的橡胶产品的临界耐热温 度高100°C左右。
[0015] 本发明为解决以上技术问题，特别地，通过在缸体最前端的最前端节缸设置脱挥 助剂注入喷嘴与最前端混炼部，在降低最前端节缸内的熔融树脂温度的状态下，稳定的进 行脱挥与发泡。
[0016] (二）技术方案
[0017] 本发明的排气式双螺杆混炼挤出装置，将从由多个节缸构成的缸体的上游的原料 供给口供给的由合成橡胶、或含有两种以上合成橡胶的聚合物构成的合成树脂原料进行熔 融混炼，并将熔融混炼形成的熔融树脂中所含有的有机挥发物从所述缸体的排气口去除至 外部，同时，从所述缸体前端的导丝嘴（夂4只）挤出所述熔融树脂，在所述排气式双螺杆 混炼挤出装置中，从在由位于所述缸体最前端的节缸构成的最前端节缸上设置的最前端脱 挥助剂注入喷嘴向所述最前端节缸内的熔融树脂分散脱挥助剂，同时通过最前端混炼部进 行混炼，通过所述脱挥助剂使所述熔融树脂发泡并挤出；另外，在所述缸体的所述最前端 节缸与所述原料供给口之间，设置有多个脱挥助剂注入喷嘴、多个排气口及多个混炼部；另 外，使用水、氮及二氧化碳中的任意一个作为所述脱挥助剂；另外，使所述最前端节缸的缸 体温度大于等于所述脱挥助剂的沸点，且小于所述合成橡胶的临界耐热温度；另外，所述脱 挥助剂对所述熔融树脂以1.0%至15%的比例注入，使所述导丝嘴上游侧的背压大于等于 在所述合成橡胶的临界耐热温度下的所述脱挥助剂的蒸汽压；另外，所述合成树脂原料由 合成橡胶和有机溶剂混合而成，所述脱挥助剂由水构成；另外，所述导丝嘴是由带有压力调 整装置的导丝嘴构成。另外，本发明的排气式双螺杆混炼挤出方法为，将从由多个节缸构成 的缸体的上游的原料供给口供给的合成橡胶、或含有两种以上合成橡胶的聚合物构成合成 树脂原料进行熔融混炼，并将熔融混炼形成的熔融树脂中所含有的有机挥发物从所述缸体 的排气口排出至外部，同时，从所述缸体最前端的导丝嘴挤出所述熔融树脂，在所述排气式 双螺杆混炼挤出方法中，从在由位于所述缸体最前端的节缸构成的最前端节缸上设置的最 前端脱挥助剂注入喷嘴向所述最前端节缸内的熔融树脂分散脱挥助剂，同时通过最前端混 炼部进行混炼，通过所述脱挥助剂使所述熔融树脂进行发泡并挤出；另外，该方法为，在所 述缸体的所述最前端节缸与所述原料供给口之间，设置有多个脱挥助剂注入喷嘴、多个排 气口及多个混炼部；另外，该方法为，使用水、氮及二氧化碳中的任意一个作为所述脱挥助 剂；另外，该方法为，使所述最前端节缸的缸体温度大于等于所述脱挥助剂的沸点，且小于 所述温度；另外，该方法为，所述脱挥助剂对所述熔融树脂以1. 〇%至15%的比例注入，使 所述导丝嘴上游侧的背压大于等于在所述合成橡胶的临界耐热温度下的所述脱挥助剂的 蒸汽压；另外，该方法为，所述合成树脂原料由合成橡胶和有机溶剂混合而成，所述脱挥助 剂由水构成；另外，该方法为，所述导丝嘴是由带有压力调整装置的导丝嘴构成。
[0018] (三）有益效果
[0019] 由于本发明的排气式双螺杆混炼挤出装置及方法如上所述构成，因此能够得到下 面的效果。
[0020]S卩，本发明的排气式双螺杆混炼挤出装置及方法为，将从由多个节缸构成的缸体 的上游的原料供给口供给的由聚合物、或含有合成橡胶构成的合成树脂原料进行熔融混 炼，并将熔融混炼形成的熔融树脂中的有机挥发物从所述缸体的排气口去除至外部，同时， 从所述缸体最前端的导丝嘴挤出所述熔融树脂，在所述排气式双螺杆混炼挤出装置及方法 中，从在由位于所述缸体最前端的节缸构成的最前端节缸上设置的最前端脱挥助剂注入喷 嘴向所述最前端节缸内的熔融树脂分散脱挥助剂，同时通过最前端混炼部进行混炼，利用 所述脱挥助剂使所述熔融树脂发泡并挤出，由此，能够实现脱挥性能的提高，并且，在脱挥 助剂汽化从而进行发泡时，利用脱挥助剂的汽化热使分解温度低的合成橡胶等合成树脂冷 却，因此能够以低温进行挤出，能够同时实现现有技术中难以实现的脱挥能力和低温条件 下的挤出。
[0021] 另外，通过在所述缸体的所述最前端节缸与所述原料供给口之间，设置有多个脱 挥助剂注入喷嘴、多个排气口及多个混炼部，能够促进向最前端节缸搬运的熔融树脂的脱 挥及低温化。
[0022] 另外，通过使用水、氮及二氧化碳等作为所述脱挥助剂，能够实现熔融树脂的脱挥 及低温化。
[0023] 另外，通过使所述最前端节缸的缸体温度大于等于所述脱挥助剂的沸点，且小于 所述合成橡胶的临界耐热温度，从而在导丝嘴通过时即使产生剪切热，也能够使原料不大 于等于劣化温度，使分解温度低的合成橡胶等的脱挥及低温化最优化。
[0024] 另外，将作为所述脱挥助剂而使用的水，对所述熔融树脂以1. 0%到15%的比例 注入，使所述导丝嘴上游侧的背压大于等于熔融树脂温度下的蒸汽压，由此，能够在导丝嘴 通过前脱挥助剂不会在装置内发泡（冒料），而稳定地进行熔融树脂的低温发泡。
[0025] 另外，通过使所述合成树脂原料由合成橡胶和有机溶剂混合而成，使所述脱挥助 剂由水构成，从而适合于合成橡胶的脱挥及发泡挤出。
[0026] 另外，通过使所述导丝嘴由带有压力调整装置的导丝嘴构成，能够非常容易地调 整发泡状态。
【附图说明】
[0027] 图1为表示本发明的排气式双螺杆混炼挤出装置的剖视图。
[0028] 图2为表示现有的排气式双螺杆混炼挤出装置的剖视图。
【具体实施方式】
[0029] 本发明的目的在于，提供一种排气式双螺杆混炼挤出装置及方法，其通过从设置 在缸体的最前端节缸的脱挥助剂注入喷嘴注入脱挥助剂，来提高由聚合物或合成橡胶组成 的合成树脂的脱挥能力，以及进行低温发泡。
[0030] 实施例
[0031] 下面，参照附图对本发明的排气式双螺杆混炼挤出装置及方法的优选实施方式进 行说明。
[0032] 此外，在与现有例相同或相当的部分，附以相同附图标记进行说明。
[0033] 在图1中，附图标记1所示的是从上游侧朝向下流侧、具有第一~第七节缸la~ lg的形成为长条筒状的缸体，在该缸体1的第一节缸la上形成有原料供给口 3,在上述第 三节缸lc上设置有第一脱挥助剂注入喷嘴7a及第一混炼部6a。
[0034] 在上述第四节缸Id上设置有第一排气口 4a，在上述第五节缸le上设置有第二脱 挥助剂注入喷嘴7b及第二混炼部6b。
[0035] 在上述第六节缸If上设置有第二排气口 4b，在上述第七节缸lg上设置有在现有 结构中并未设置的、作为第三脱挥助剂注入喷嘴的最前端脱挥助剂注入喷嘴7c及作为第 三混炼部的最前端混炼部6c，并且，在上述最前端混炼部6c的出口侧设置有导丝嘴8。
[0036] 下面，对使用上述结构的本发明的排气双螺杆混炼挤出装置，对由聚合物或合成 橡胶组成的合成树脂原料11的脱挥及发泡成型进行说明。
[0037] 从上述缸体1的原料供给口3供给至第一节缸la内的合成树脂原料11在上述第 一、第二节缸la、lb内熔融，并且搬运至第三节缸lc中。
[0038] 在上述第三节缸lc中，从第一脱挥助剂注入喷嘴7a向熔融上述合成树脂原料11 形成的熔融树脂注入水、氮及二氧化碳等，在此处，通过将蒸发潜热最大的水作为脱挥助剂 注入，脱挥助剂通过第一混炼部6a