JP2000141366A - 組成物の製造方法及び押出装置 - Google Patents
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract
て、組成比が均一な組成物を確実に得ることができる組
成物の製造方法及び押出装置を提供する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂とゴムとの組成物を製造す
る場合、まず、ベール状またはブロック状のゴムBをゴ
ム溶融機30のホッパー36に投入すると、かみ込みス
クリュー38,38によりゴムBが溶融混練され、当該
ゴムBが補助押出機32のスクリュー34によりさらに
溶融混練されて、フィルタ42を介して主押出機20内
に供給される。次いで、ペレット状もしくはパウダー状
の熱可塑性樹脂Aを定量フィーダー28より主押出機2
0に投入すると、2軸のスクリュー24,24により熱
可塑性樹脂Aと溶融状態のゴムBとが溶融混練され、熱
可塑性樹脂AとゴムBとの組成物がフィルタ29を介し
て押し出される。
Description
性樹脂とゴムとを溶融混練して組成物を製造するのに好
適な組成物の製造方法及びこの製造方法に使用する押出
装置に関する。
物としては、例えばポリプロピレンに少量のエチレン−
プロピレン共重合体ゴムを配合し、溶融混練して製造さ
れた、ポリプロピレンの耐衝撃性を改良した組成物、ポ
リスチレンに少量のブタジエンゴムを配合し、溶融混練
して製造された、耐衝撃性の改良されたポリスチレン系
組成物、ポリフェニレンエーテルとスチレン−ブタジエ
ン系ゴムを溶融混練して製造された、成形加工性、耐衝
撃性の優れたポリフェニレンエーテル系組成物などが広
く知られている。
は、一軸押出機あるいは二軸押出機中に熱可塑性樹脂と
ゴムとを混ぜ合わせて一括投入するのが一般的であっ
た。また、熱可塑性樹脂の形態としては一般にペレット
やパウダーが用いられ、ゴムの形態としては一般にペレ
ットもしくは細かく裁断したものが用いられていた。
来技術においては、例えばパウダー状の熱可塑性樹脂と
ペレット状もしくは裁断したゴムとを混合して押出機に
一括投入した場合には、熱可塑性樹脂とゴムとが押出機
中で均一に溶融混練されず、その結果製造された組成物
中で組成比のばらつきが生じるなどの問題点が指摘され
ている。
組成物の製造において、組成比が均一な組成物を確実に
得ることができる組成物の製造方法及び押出装置を提供
することである。
的を達成すべく、鋭意検討を重ねた結果、押出機内で熱
可塑性樹脂とゴムとを溶融混練して組成物を製造する場
合に、ゴムを溶融した状態で押出機内に供給して熱可塑
性樹脂と配合させると、熱可塑性樹脂とゴムとが均一に
溶融混練されることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
とを供給し、これらを溶融混練して組成物を製造する組
成物の製造方法において、固体状のゴムを溶融した状態
で押出機内に供給し、押出機内で熱可塑性樹脂と溶融さ
れたゴムとを溶融混練するようにする。
状態のゴムとを溶融混練することにより、熱可塑性樹脂
とゴムとが均一に溶融混練されるようになるため、熱可
塑性樹脂とゴムとの組成物の組成比がばらつくことはほ
とんど無く、組成比が均一な組成物を確実に得ることが
できる。
は、ゴムを溶融させる温度を、直径0.5mm、長さ1
0mmのノズルからせん断速度100sec-1で押し出
したときの溶融粘度が100〜30000ポイズとなる
ような温度に設定する。これにより、ゴムは練り込むの
に十分な粘度となり、熱可塑性樹脂とゴムとをより均一
に溶融混練することができる。
を、荷重2.16kgf下での当該ゴムのメルトインデ
ックスが2〜20g/10分となるような温度に設定し
てもよい。これにより、練り込むのに十分な粘度のゴム
が得られるため、熱可塑性樹脂とゴムとをより均一に溶
融混練することができる。
性樹脂の供給位置を溶融されたゴムの供給位置よりも押
出機の押し出し方向下流側とする。これにより、ゴムの
供給位置の温度が熱可塑性樹脂の供給位置の温度よりも
低い状態となるため、熱可塑性樹脂として例えば溶融温
度が高いエンジニアリングプラスチックあるいはスーパ
ーエンジニアリングプラスチックを用いる場合に、ゴム
の供給位置の温度が高すぎることによってゴムが熱分解
したり、押出機のスクリューがかみ込み不良となること
が防止され、その結果外観の良好な組成物を得ることが
できる。
ール状またはブロック状のゴムを用いる。これにより、
ゴム供給用のホッパーで起こりうるブリッジ等による供
給不良を防止できる。
リマーを用いる。これにより、液晶ポリマーとゴムとの
組成物の製造において、当該組成物の組成比がばらつく
ことがほとんど無くなる。
は、熱可塑性樹脂とゴムとを溶融混練して組成物を製造
し押し出す押出装置において、固体状のゴムを溶融する
ゴム溶融機と、熱可塑性樹脂を供給するための樹脂供給
口及びゴム溶融機で溶融されたゴムを供給するためのゴ
ム供給口を有し、熱可塑性樹脂と溶融されたゴムとを溶
融混練して組成物を製造する主押出機とを備え、ゴム溶
融機は、固体状のゴムを供給するためのホッパーと、こ
のホッパー内に設けられ、固体状のゴムを混練する1対
のかみ込みスクリューと、主押出機のゴム供給口に接続
され、1対のかみ込みスクリューで混練されたゴムをさ
らに混練し溶融状態にして主押出機に押し出す補助押出
機とを有する構成とする。
ることにより、上記の組成物の製造方法を実施でき、組
成比が均一な組成物を効率よくかつ確実に得ることがで
きる。また、ホッパー、1対のかみ込みスクリュー及び
補助押出機を有するゴム溶融機によりゴムを溶融するの
で、ベール状やブロック状のゴムをホッパー内に供給す
ると、かみ込みスクリュー及び補助押出機により当該ゴ
ムが溶融混練されるため、ベール状やブロック状のゴム
をいちいち細かく裁断する必要が無く、これにより熱可
塑性樹脂とゴムとの組成物を効率よくかつ安価に得るこ
とができる。
供給口をゴム供給口よりも主押出機の押し出し方向下流
側に配置する。これにより、ゴム供給口の温度が樹脂供
給口の温度よりも低い状態となるため、上述したように
熱可塑性樹脂として例えば溶融温度が高いエンジニアリ
ングプラスチックあるいはスーパーエンジニアリングプ
ラスチックを用いる場合に、ゴムが熱分解したり、主押
出機のスクリューがかみ込み不良となることが防止され
る。
在する異物を除去するためのフィルタを補助押出機の先
端部に設ける。これにより、熱可塑性樹脂とゴムとが混
練される前の段階でゴム中に含まれる異物が除去される
ので、微小粒子が介在したものいわゆるブツ等の発生の
原因となる異物の除去が簡単に行える。
メッシュ以上のフィルタである。これにより、ゴム中に
含まれる異物を効果的に取り除くことができる。
について図面を参照して説明する。
を示す構成図である。同図において、押出装置10は、
熱可塑性樹脂とゴムとを溶融混練して組成物を製造する
二軸押出機である主押出機20と、この主押出機20に
連結され、固体状(ベール状またはブロック状)のゴム
を溶融するゴム溶融機30とを備えている。
と、このシリンダ22内に設置され、図示しない駆動モ
ータにより回転する2本のスクリュー24,24とを有
している。シリンダ22は、複数のヒーターブロックに
分けられており、矢印で示す押し出し方向に向かって徐
々に温度が高くなるように図示しない外部ヒーターによ
り加熱されている。
面には、ゴム溶融機30で溶融されたゴムを供給するた
めのゴム供給口25が形成され、このゴム供給口25よ
りもわずかに押し出し方向下流側には、熱可塑性樹脂を
供給するための樹脂供給口26が形成されている。この
樹脂供給口26には、ペレット状もしくはパウダー状の
熱可塑性樹脂を定量的に供給するための例えば定量フィ
ーダー28が設置されている。
部には、真空ポンプを使用して真空脱気を行うための脱
気口27が形成されている。また、主押出機20内の押
し出し方向側の端部には、フィルタ29を介して図示し
ないストランド形成用ノズルが連結されている。フィル
タ29は100メッシュ程度のステンレス製のフィルタ
であり、主押出機20内で溶融混練して生成された熱可
塑性樹脂とゴムとの組成物中に含まれる異物を除去す
る。
給口25と接続された一軸押出機である補助押出機32
と、この補助押出機32におけるゴム供給口25と反対
側の端部に設けられ、ベール状またはブロック状のゴム
が供給されるホッパー36と、ホッパー36内の下部に
設置され、ホッパー36内に供給されたベール状または
ブロック状のゴムを混練して補助押出機32内に供給す
る1対のかみ込みスクリュー38,38とを有してい
る。
ーにより加熱される円筒状のシリンダ33と、このシリ
ンダ33内に配置され、図示しない駆動モータにより回
転する1本のスクリュー34とを有しており、かみ込み
スクリュー38,38で混練されたゴムをさらに混練し
溶融状態にして主押出機20に押し出す。ここで、スク
リュー34は、フルフライト方式であることが好まし
い。
25側の端部には、ゴム中に生じる異物を除去するため
のフィルタ42が設けられている。このフィルタ42
は、150メッシュ以上のステンレス製のフィルタであ
る。このとき、ゴム中に含まれる異物を効果的に取り除
き、かつ圧損が大きく組成物の製造効率が悪くならない
ようにするには、フィルタ42として、180〜600
メッシュのフィルタを使用するのが好ましく、200〜
470メッシュのフィルタを使用するのがより好まし
い。
ない駆動モータにより回転するテーパー型のスクリュー
であり、その先端がホッパー36と補助押出機32との
接続部を向くように先細状に設置されている。また、か
み込みスクリュー38,38は、図示しない外部ヒータ
ーにより加熱される。
ることができる。また、ホッパー36に窒素導入パイプ
を連結し、この窒素導入パイプを介して外部から窒素を
ホッパー36内に導入することもできる。
を使用して、ペレット状もしくはパウダー状の熱可塑性
樹脂とベール状またはブロック状のゴムとを溶融混練し
て組成物を製造する方法について説明する。
樹脂(以下、成分(A)ということがある)とゴム(以
下、成分(B)ということがある)について説明する。
オレフィン、ポリスチレン、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル
樹脂、ポリビニルアルコール、ABS樹脂、AS樹脂な
ど、いわゆる汎用樹脂や、エンジニアリングプラスチッ
ク、スーパーエンジニアリングプラスチックなどから選
ばれる少なくとも一種を含有するものである。
数2〜20個からなるオレフィン、ジオレフィン等の単
独重合体または共重合体を使用できる。オレフィン、ジ
オレフィンの具体例としては、エチレン、プロピレン、
ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、ヘプテン−
1、オクテン−1、ノネン−1、デセン−1、ヘキサデ
セン−1、エイコセン−1、4−メチルペンテン−1、
5−メチル−2−ペンテン−1等が例示される。かかる
ポリオレフィンの具体例としては、低密度ポリエチレ
ン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−
ブテン、ポリ−4-メチルペンテン−1、エチレン/ブ
テン−1共重合体、エチレン/4−メチルペンテン−1
共重合体、エチレン/ヘキセン−1共重合体、プロピレ
ン/エチレン共重合体、プロピレン/ブテン−1共重合
体などを挙げることができる。
グプラスチックとしては、ポリカーボネート、ポリエス
テル、ポリアセタール、ポリアミド、ポリフェニレンエ
ーテルなどが挙げられる。
2価のカルボン酸と2価のアルコールとの重縮合体等が
挙げられ、その場合好ましくは、芳香族ジカルボン酸と
アルキレングリコールの重縮合体である。そのようなポ
リエステルの具体例としては、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレートなどを挙げることが
できる。
カルボン酸と2価のアミンとの重縮合体やアミノカルボ
ン酸の重縮合体等が挙げられ、そのようなポリエステル
の具体例としては、ポリアミド6、ポリアミド12、ポ
リアミド11、ポリアミド6−6、ポリアミド6−1
2、ポリアミドMXD6などが挙げられる。
ニアリングプラスチックとしては、一般にエンジニアリ
ングプラスチックより耐熱性が高いプラスチックをい
い、ポリサルフォン、ポリアミドイミド、ポリアリレー
ト、ポリエーテルアミド、ポリフェニレンサルファイ
ド、液晶ポリエステル、液晶ポリエステルアミド、液晶
ポリエステルイミドなどの液晶ポリマー、ポリエーテル
エーテルケトン、ポリエーテルサルホン、ポリテトラフ
ロロエチレンなどが挙げられる。このようなスーパーエ
ンジニアリングプラスチックのなかでも液晶ポリマー、
特に液晶ポリエステルが好ましく用いられる。
ゴム(ゴム様物質、エラストマー)とは、新版高分子辞
典(高分子学会編、1988年出版、朝倉書店)による
室温にてゴム弾性を有する高分子物質に該当するもので
あり、その具体例としては、天然ゴム、ブタジエン重合
体、ブタジエン−スチレン共重合体(ランダム共重合
体、ブロック共重合体(SEBSゴムまたはSBSゴム
等を含む)、グラフト共重合体などすべて含まれる)も
しくはその水素添加物、イソプレン重合体、クロロブタ
ジエン重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合
体、イソブチレン重合体、イソブチレン−ブタジエン共
重合体ゴム、イソブチレン−イソプレン共重合体、アク
リル酸エステル−エチレン系共重合体ゴム、エチレン−
プロピレン共重合体ゴム、エチレン−ブテン共重合体ゴ
ム、エチレン−プロピレン−スチレン共重合体ゴム、ス
チレン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−ブチレン
共重合体、スチレン−エチレン−プロピレン共重合体ゴ
ム、パーフルオロゴム、ふっ素ゴム、クロロプレンゴ
ム、ブチルゴム、シリコーンゴム、エチレン−プロピレ
ン−非共役ジエン共重合体ゴム、チオールゴム、多硫化
ゴム、ポリウレタンゴム、ポリエーテルゴム(例えばポ
リプロピレンオキシド等)、エピクロルヒドリンゴム、
ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー等
が挙げられる。中でも、アクリルゴム、ブタジエン−ス
チレン共重合体もしくはその水素添加物、アクリル酸エ
ステル−エチレン系共重合体が好ましく用いられ、(メ
タ)アクリル酸エステル−エチレン系共重合体ゴムがさ
らに好ましい。
乳化重合法、溶液重合法等)、いかなる触媒(例えば過
酸化物、トリアルキルアルミニウム、ハロゲン化リチウ
ム、ニッケル系触媒等)でつくられたものでもよい。
めて高い溶融混練温度が必要であるスーパーエンジニア
リングプラスチックである場合、成分(B)はスーパー
エンジニアリングプラスチックと反応性を有する官能基
を有するゴムであることが好ましい。中でも、スーパー
エンジニアリングプラスチックとして液晶ポリエステル
が用いられる場合には、成分(B)における液晶ポリエ
ステルと反応性を有する官能基としては、オキサゾリル
基、エポキシ基、アミノ基などが好ましいが、エポキシ
基が最も好ましい。エポキシ基などは他の官能基の一部
として存在していてもよく、そのようなものとしては例
えばグリシジル基が挙げられる。
ラスチックである場合、成分(B)中にかかる官能基が
存在すると、成分(A)と成分(B)とがより均質に混
ざりやすくなり、好ましい。
ンジニアリングプラスチックの場合でも、必要に応じて
成分(B)中に成分(A)と反応性を有する官能基が存
在してもよい。
性を有する官能基をゴム中に導入する方法としては、特
に限定されるものではなく、周知の方法で行うことがで
きる。例えばゴムの合成段階で、熱可塑性樹脂と反応性
を有する官能基を有するモノマーを共重合により導入す
ることも可能であるし、ゴムに熱可塑性樹脂と反応性を
有する官能基を有するモノマーをグラフト共重合するこ
とも可能である。
リエステルなどと反応性を有する官能基を有するモノマ
ー、特にグリシジル基を含有するモノマーとしては、不
飽和カルボン酸グリシジルエステル、不飽和グリシジル
エーテルが好ましく用いられる。また、液晶ポリエステ
ルと反応性を有する官能基を有するゴムとして好ましい
ものは、不飽和カルボン酸グリシジルエステル単位およ
び/または不飽和グリシジルエーテル単位を含有する共
重合体ゴムである。
好ましくは一般式
炭化水素基である。)で表される化合物である。
しくは一般式
炭化水素基であり、Xは−CH2−O−または
エステルとしては、例えばグリシジルアクリレート、グ
リシジルメタクリレート、イタコン酸ジグリシジルエス
テル、ブテントリカルボン酸トリグリシジルエステル、
p−スチレンカルボン酸グリシジルエステルなどを挙げ
ることができる。
ばビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテ
ル、2−メチルアリルグリシジルエーテル、メタクリル
グリシジルエーテル、スチレン−p−グリシジルエーテ
ル等が例示される。
基を有するゴムの好ましい具体例としては、(メタ)ア
クリル酸エステル−エチレン−(不飽和カルボン酸グリ
シジルエステルおよび/または不飽和グリシジルエーテ
ル)共重合体ゴムを挙げることができる。
は、アクリル酸またはメタクリル酸とアルコールから得
られるエステルである。アルコールとしては、炭素数1
〜8のアルコールが好ましい。(メタ)アクリル酸エス
テルの具体例としては、メチルアクリレート、メチルメ
タクリレート、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメ
タクリレート、tert−ブチルアクリレート、ter
t−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリ
レート、2−エチルヘキシルメタクリレートなどを挙げ
ることができる。なお、(メタ)アクリル酸エステルと
しては、その一種を単独で使用してもよく、または二種
以上を併用してもよい。
レン−(不飽和カルボン酸グリシジルエステルおよび/
または不飽和グリシジルエーテル)共重合体ゴムは、通
常の方法、例えばフリーラジカル開始剤による塊状重
合、乳化重合、溶液重合などによって製造することがで
きる。なお、代表的な重合方法は、特公昭46−450
85号公報、特開昭61−127709号公報などに記
載された方法、フリーラジカルを生成する重合開始剤の
存在下、圧力500kg/cm2以上、温度40〜30
0℃の条件により製造することができる。
ポキシ基を有するアクリルゴムや、エポキシ基を有する
ビニル芳香族炭化水素化合物−共役ジエン化合物ブロッ
ク共重合体ゴムなども例示することができる。
は、一般式(1)
シアノアルキル基を示す。)、一般式(2)
は炭素原子数1〜12のアルキル基を示す。)、および
一般式(3)
3〜30のアルキレン基、R6は炭素原子数1〜20の
アルキル基またはその誘導体、nは1〜20の整数を示
す。)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種の
単量体を主成分とするものである。
ルキルエステルの具体例としては、例えばメチルアクリ
レート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、
ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ヘキシル
アクリレート、アクチルアクリレート、2−エチルヘキ
シルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリ
レート、ドデシルアクリレート、シアノエチルアクリレ
ートなどを挙げることができる。
ル酸アルコキシアルキルエステルとしては、例えばメト
キシエチルアクリレート、エトキシエチルアクリレー
ト、ブトキシエチルアクリレート、エトキシプロピルア
クリレートなどを挙げることができる。これらの1種あ
るいは2種以上を該アクリルゴムの主成分として用いる
ことができる。
要に応じて上記の一般式(1)〜(3)で表される化合
物から選ばれる少なくとも一種の単量体と共重合可能な
不飽和単量体を用いることができる。
チレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、ハロ
ゲン化スチレン、メタクリロニトリル、アクリルアミ
ド、メタクリルアミド、ビニルナフタレン、N−メチロ
ールアクリルアミド、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビ
ニリデン、ベンジルアクリレート、メタクリル酸、イタ
コン酸、フマル酸、マレイン酸などが挙げられる。
するものではなく、例えば特開昭59−113010号
公報、特開昭62−64809号公報、特開平3−16
0008号公報、あるいはWO95/04764などに
記載されているような周知の重合法を用いることがで
き、ラジカル開始剤の存在下で乳化重合、懸濁重合、溶
液重合あるいはバルク重合で製造することができる。
を有するビニル芳香族炭化水素化合物−共役ジエン化合
物ブロック共重合体ゴムとして好ましくは、(a)ビニ
ル芳香族炭化水素化合物を主体とするシーケンスと
(b)共役ジエン化合物を主体とするシーケンスからな
るブロック共重合体をエポキシ化して得られるゴム、ま
たは該ブロック共重合体の水添物をエポキシ化して得ら
れるゴムである。
化合物ブロック共重合体あるいはその水添物は、周知の
方法で製造することができ、例えば、特公昭40−23
798号公報、特開昭59−133203号公報等に記
載されている。
スチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、α−メ
チルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルナフタレン
などを挙げることができ、中でもスチレンが好ましい。
ジエン、イソプレン、ピレリレン、1,3−ペンタジエ
ン、3−ブチル−1,3−オクタジエンなどを挙げるこ
とができ、ブタジエンまたはイソプレンが好ましい。
が3〜70のものが好ましく、3〜30のものがさらに
好ましく、4〜25のものが特に好ましい。ここでいう
ムーニー粘度は、JIS K6300に準じて100℃
ラージローターを用いて測定した値をいう。
量が3J/g未満のものが、より熱安定性に優れ、好ま
しい。ここで、結晶の融解熱量は、−150℃から10
0℃まで20℃/分で昇温するDSC測定による。
加硫を行い、加硫ゴムとして用いることができる。上記
の(メタ)アクリル酸エステル−エチレン−(不飽和カ
ルボン酸グリシジルエステルおよび/または不飽和グリ
シジルエーテル)共重合体ゴムの加硫は、多官能性有機
酸、多官能性アミン化合物、イミダゾール化合物などを
用いることで達成されるが、これらに限定されるもので
はない。
態は、成分(A)の熱可塑性樹脂が連続相で、成分
(B)のゴムが分散相である樹脂組成物である。熱可塑
性樹脂が連続相でない場合には、熱可塑性樹脂の有する
成形加工性や機械的性質などが著しく低下する場合があ
り、好ましくない。
様としては、成分(A)が56.0〜99.9重量%、
好ましくは65.0〜99.9重量%、さらに好ましく
は70〜98重量%、成分(B)が44.0〜0.1重
量%、好ましくは35.0〜0.1重量%、さらに好ま
しくは30〜2重量%を用いてなる組成物である。
成分(B)のゴムとの組成物を製造する方法を説明す
る。
助押出機32及びかみ込みスクリュー38,38の温度
を、図示しない外部ヒーターにより所定の温度となるよ
うに予め設定する。
クリュー38,38の温度は、ゴム溶融機30で溶融さ
れたゴムの溶融粘度が、直径0.5mm、長さ10mm
のノズルからせん断速度100sec-1で押し出したと
きに100〜30000ポイズとなるような温度に設定
するのが好ましく、これによりゴムを効果的に練り込む
のにより十分な粘度となる。このとき、練り込むのにさ
らに十分な粘度のゴムを得るには、上記と同様に直径
0.5mm、長さ10mmのノズルからせん断速度10
0sec-1で押し出したときに700〜20000ポイ
ズとなるように温度設定するのがより好ましく、100
0〜10000ポイズとなるように温度設定するのが最
も好ましい。
法として、補助押出機32及びかみ込みスクリュー3
8,38の温度を、ゴム溶融機30で溶融されたゴムの
メルトインデックス(MIまたはMFRと略される)が
好ましくは2〜20g/10分、より好ましくは4〜1
2g/10分となるような温度に設定する方法が簡便で
ある。ここにいうメルトインデックスとは、JIS K
7210に準拠して、一定の温度及び荷重(本実施形態
では2.16kgfとする)下で測定される、10分間
当たりに押し出されるゴムの量(グラム数)のことであ
る。ここで、荷重2.16kgf下でのメルトインデッ
クスが4〜12g/10分となる温度はゴムの種類によ
って異なり、例えば日本ゼオン(株)製のエポキシ基含
有アクリルゴムAR31を用いたときは160℃前後で
あり、住友化学工業(株)製のエポキシ基含有エチレン
ーアクリル酸エステル共重合体ゴムEMA2752を用
いたときは190℃前後である。
5の温度は、補助押出機32と同様の温度に設定され、
樹脂供給口26の温度は、熱可塑性樹脂の溶融温度に設
定されている。
ゴム溶融機30のホッパー36内に供給すべく、補助押
出機32及びかみ込みスクリュー38,38の温度を上
記のように設定した上で、補助押出機32の回転数とゴ
ムの押し出し量との関係を示す検量線を予め作成してお
く。そして、この検量線に従って得られた所定量のベー
ル状またはブロック状のゴム(B)をホッパー36に投
入する。すると、かみ込みスクリュー38,38により
ゴム(B)が溶融混練されて補助押出機32内に供給さ
れ、補助押出機32のスクリュー34により当該ゴム
(B)がさらに溶融混練されて押し出され、ゴム供給口
25より主押出機20内に供給される。このとき、ゴム
(B)中に含まれている異物等がフィルタ42で除去さ
れ、ゴム(B)は異物等がほとんど無くなった状態で主
押出機20に供給される。
熱可塑性樹脂(A)を定量フィーダー28より主押出機
20に投入する。すると、2軸のスクリュー24,24
により熱可塑性樹脂(A)と溶融状態のゴム(B)とが
溶融混練され、熱可塑性樹脂(A)とゴム(B)との組
成物が製造され、この組成物がフィルタ29を介して図
示しないストランド成形用ノズルに向かって押し出され
る。ここで、当該組成物の溶融混練温度は、熱可塑性樹
脂(A)の種類、組成物の組成比に応じて適宜設定でき
るが、通常200〜360℃が好ましい。
いては、所望により無機充填剤が用いられる。このよう
な無機充填剤としては、炭酸カルシウム、タルク、クレ
ー、シリカ、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、酸化チ
タン、アルミナ、石膏、ガラスフレーク、ガラス繊維、
炭素繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、ホウ酸
アルミニウムウィスカ、チタン酸カリウム繊維等が例示
される。
いては、必要に応じて、さらに、有機充填剤、酸化防止
剤、熱安定剤、光安定剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、
無機または有機系着色剤、防錆剤、架橋剤、発泡剤、蛍
光剤、表面平滑剤、表面光沢改良剤、フッ素樹脂などの
離型改良剤などの各種の添加剤を添加することができ
る。
0の適当な位置に設けられた供給口から主押出機20内
に投入されるか、あるいは熱可塑性樹脂(A)及びゴム
(B)のいずれか、もしくは両者にあらかじめ混合して
おき、これらと共に主押出機20内に供給すればよい。
状のゴムをゴム溶融機30で溶融し、この溶融状態のゴ
ムと熱可塑性樹脂とを主押出機20内に供給し、これら
を溶融混練して組成物を製造するようにしたので、熱可
塑性樹脂とゴムとが均一に溶融混練され、熱可塑性樹脂
とゴムとの組成物の組成比がばらつくことはほとんど無
く、これにより組成比が均一な組成物を確実に得ること
ができる。
対のかみ込みスクリュー38,38を有するゴム溶融機
30により固体状のゴムを溶融するので、ベール状やブ
ロック状のゴムをいちいち微細なサイズに細かく裁断す
る必要が無くなり、これにより熱可塑性樹脂とゴムとの
組成物を効率よくかつ安価に得ることができる。また、
固体状のゴムを主押出機20内に定量的に供給すること
ができる。
を主押出機20のゴム供給口25より供給し、熱可塑性
樹脂をゴム供給口25よりも温度の高い押し出し方向下
流側の樹脂供給口26より供給するようにしたので、ゴ
ムの供給位置の温度が高すぎることが原因でゴムが熱分
解したり、主押出機20のスクリュー24,24がかみ
込み不良となることが防止され、これにより外観の良好
な組成物を得ることができる。
設けたので、主押出機20内で熱可塑性樹脂とゴムとが
混ざり合う前の段階でゴム中に含まれる異物が除去され
ることになり、これによりフィルム成膜時のブツ等の発
生の原因となる異物の除去を簡単に行うことができる。
はブロック状のゴムを用いるので、ホッパー36で起こ
りうるブリッジ等による供給不良を防止できる。
0を二軸押出機としたが、この押出機は一軸押出機であ
ってもよく、また補助押出機32を一軸押出機とした
が、この押出機は二軸押出機であってもよい。
設ける構成としたが、このようなフィルタ42は特に無
くてもよい。また、主押出機20内にフィルタ29を設
ける構成としたが、このようなフィルタ29も特に無く
てもよい。
は単なる例示であり、本発明はこれらに限定されること
はない。使用成分 (1)成分(A)の熱可塑性樹脂 (a)芳香族ポリカーボネート、商品名 CALIBE
R 3000−4、メルトインデックスMFR(温度3
00℃、荷重1.2kg)=4g/10分、住友ダウ
(株)製 以下、当該樹脂をa−1と略記する。
ーパーLCP E6000、 以下、当該樹脂をa−2と略記する。 (2)成分(B)のゴム (a)エポキシ基含有アクリルゴム AR31、メルト
インデックスMFR(温度160℃、荷重2.16k
g)=6.5g/10分、ムーニー粘度=36、日本ゼ
オン(株)製 以下、当該ゴムをb−1と略記する。
酸エステル共重合体ゴムエスプレン EMA2752、
メルトインデックスMFR(温度190℃、荷重2.1
6kg)=9.8g/10分、ムーニー粘度=16、住
友化学工業(株)製 以下、当該ゴムをb−2と略記する。実施例1 a−1/b−1=9/1(重量比)の組成物を得ること
を目的とし、図1に示すような押出装置10で実験を行
った。
mm、スクリュー24のネジ長Lとシリンダ22の孔径
Dの比L/D=42のニーデングデスク方式の二軸押出
機を使用した。
6、上部径100mm、下部径20mmの1対のテーパ
ー型かみ込みスクリュー38,38、スクリュー34の
径35mm、L/D=10のフルフライト式の一軸押出
機である補助押出機32から構成され、補助押出機32
は主押出機20のゴム供給口25に連結されている。フ
ィルタ42は200メッシュのフィルタである。
(B)であるベール状のb−1を投入し、160℃に加
熱したかみ込みスクリュー38,38で3rpmで混練
した後、160℃に加熱した補助押出機32内で30r
pmで溶融混練し、この溶融されたb−1をゴム供給口
25から主押出機20内に入れた。主押出機20におい
て、ゴム供給口25周辺は160℃、ゴム供給口25よ
り下流側は300℃に加熱し、スクリュー24の回転数
は150rpmとした。
1は、主押出機20の樹脂供給口26から定量フィーダ
ー28により主押出機20内に入れた。このとき、真空
ポンプを使用して脱気口27から真空脱気も行った。
溶融混練し、主押出機20の押出機ノズルからストラン
ド(組成物)を押し出し、このストランドを長さ2mの
水槽中に通し、送風機でペレット付着水を除いた後、ス
トランドカッターでストランドをカットし、ペレットを
得た。
b−1=9/1である組成物のペレットが得られた。ま
た、溶融混練中、樹脂の発泡などは認められず、外観の
良好な組成物のペレットが得られた。実施例2 a−2/b−2=8/2(重量比)の組成物を得ること
を目的とした実験を行った。なお、主押出機20及びゴ
ム溶融機30は、実施例1と同一の装置を使用した。
(B)であるベール状のb−2を投入し、180℃に加
熱したかみ込みスクリュー38,38により5rpmの
回転数で混練した後、190℃に加熱した補助押出機3
2内で22rpmの回転数で溶融混練し、この溶融され
たb−2をゴム供給口25から主押出機20内に入れ
た。主押出機20において、ゴム供給口25周辺は19
0℃、ゴム供給口25より下流側は340℃に加熱し、
スクリュー24の回転数は250rpmとした。
は、実施例1と同様に樹脂供給口26から定量フィーダ
ー28により主押出機20内に入れた。また、実施例1
と同様に主押出機20内の真空脱気も行った。
溶融混練し、主押出機20の押出機ノズルからストラン
ド(組成物)を押し出し、このストランドを長さ2mの
水槽中に通し、送風機でペレット付着水を除いた後、ス
トランドカッターでストランドをカットし、ペレットを
得た。
b−2=8/2である組成物のペレットが得られた。ま
た、溶融混練中、樹脂の発泡などは認められず、外観の
良好な組成物のペレットが得られた。比較例1 実施例1で使用したゴムを約1cm角に裁断し、スクリ
ューフィーダを用いて二軸押出機TEX−30への投入
を試みたところ、裁断したゴムがスクリューフィーダに
付着し、定量的な供給ができなかった。このため、押出
機内で熱可塑性樹脂とゴムとを溶融混練し、これらの組
成物のペレットを製造したときに、当該組成物の組成比
のばらつきが生じた。比較例2 実施例2において、かみ込みスクリュー38,38の温
度を室温とし、補助押出機32内の温度を100℃とし
た以外は、実施例2と同様にして溶融混練を試みたとこ
ろ、成分(B)がゴム供給口25から定量的に供給され
ず、組成比が系内で大きく変化して、安定した組成物を
製造できなかった。また、溶融混練中、ゴムの熱分解が
原因と思われる発泡などが認められた。
の組成物を製造する場合に、組成物の組成比がばらつく
ことがなく、組成比の均一な組成物を確実に得ることが
できる。また、固体状のゴムをいちいち細かく裁断する
必要が無く、当該組成物を効率よくかつ安価に得ること
ができる。
体、シート、フィルム、容器などの原料として産業界で
幅広く用いることができ、熱可塑性樹脂特にスーパーエ
ンジニアリングプラスチックなかでも液晶ポリマーにゴ
ムを配合し、優れた成形加工性を有する組成物を得ると
いう市場の要望に応えることが可能となる。
である。
26…樹脂供給口、30…ゴム溶融機、32…補助押出
機、36…ホッパー、38…かみ込みスクリュー、42
…フィルタ。 代理人弁理士 長谷川 芳樹
Claims (10)
- 【請求項1】 押出機内に熱可塑性樹脂とゴムとを供給
し、これらを溶融混練して組成物を製造する組成物の製
造方法において、 固体状のゴムを溶融した状態で前記押出機内に供給し、
前記押出機内で前記熱可塑性樹脂と前記溶融されたゴム
とを溶融混練することを特徴とする組成物の製造方法。 - 【請求項2】 前記ゴムを溶融させる温度を、直径0.
5mm、長さ10mmのノズルからせん断速度100s
ec-1で押し出したときの溶融粘度が100〜3000
0ポイズとなるような温度に設定することを特徴とする
請求項1記載の組成物の製造方法。 - 【請求項3】 前記ゴムを溶融させる温度を、荷重2.
16kgf下での当該ゴムのメルトインデックスが2〜
20g/10分となるような温度に設定することを特徴
とする請求項1記載の組成物の製造方法。 - 【請求項4】 前記押出機内への前記熱可塑性樹脂の供
給位置を前記溶融されたゴムの供給位置よりも前記押出
機の押し出し方向下流側とすることを特徴とする請求項
1〜3のいずれか一項記載の組成物の製造方法。 - 【請求項5】 前記固体状のゴムとしてベール状または
ブロック状のゴムを用いることを特徴とする請求項1〜
4のいずれか一項記載の組成物の製造方法。 - 【請求項6】 前記熱可塑性樹脂として液晶ポリマーを
用いることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記
載の組成物の製造方法。 - 【請求項7】 熱可塑性樹脂とゴムとを溶融混練して組
成物を製造し押し出す押出装置において、 固体状のゴムを溶融するゴム溶融機と、 前記熱可塑性樹脂を供給するための樹脂供給口及び前記
ゴム溶融機で溶融されたゴムを供給するためのゴム供給
口を有し、前記熱可塑性樹脂と前記溶融されたゴムとを
溶融混練して組成物を製造する主押出機とを備え、 前記ゴム溶融機は、前記固体状のゴムを供給するための
ホッパーと、このホッパー内に設けられ、前記固体状の
ゴムを混練する1対のかみ込みスクリューと、前記主押
出機の前記ゴム供給口に接続され、前記1対のかみ込み
スクリューで混練されたゴムをさらに混練し溶融状態に
して前記主押出機に押し出す補助押出機とを有すること
を特徴とする押出装置。 - 【請求項8】 前記樹脂供給口を前記ゴム供給口よりも
前記主押出機の押し出し方向下流側に配置したことを特
徴とする請求項7記載の押出装置。 - 【請求項9】 前記溶融されたゴム中に存在する異物を
除去するためのフィルタを前記補助押出機の先端部に設
けたことを特徴とする請求項7または8記載の押出装
置。 - 【請求項10】 前記フィルタは150メッシュ以上の
フィルタであることを特徴とする請求項9記載の押出装
置。
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