JP2010105285A5

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Publication number: JP2010105285A5
Application number: JP2008279947A
Authority: JP
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2011-12-08
Anticipated expiration: 2028-10-30

Description

また、従来技術で生産性を向上させた場合には、押出機内での脱気が十分に行なえず、熱可塑性樹脂組成物に含まれるガス量が増加する。押出機から吐出した後にカッティングして得られる熱可塑性樹脂組成物ペレットは、成形加工機をもちいて製品の生産が行なわれるが、一般的に用いられる射出成形においては、熱可塑性樹脂組成物ペレットから発生するガスが増えると、成形品の表面外観が悪くなったり、金型に汚れが付着して金型の清掃頻度が多くなる問題があった。

本発明者らは、これらの課題を解決すべく鋭意検討し、本発明に至った。すなわち、本発明の粉体原料用押出機およびその粉体原料用押出機を使用した熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、以下のとおりである。
１．同方向回転二軸押出機であって、粉体原料が供給される第一搬送部と、第一搬送部の下流側に２つ以上の混練部と２つ以上の搬送部を有するスクリュー構成を有し、搬送部に少なくとも１つのスクリュー長径Ｄとスクリュー短径ｄとの比Ｄ／ｄが１．６５〜１．８５であるスクリューエレメントを有する粉体原料用押出機に、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂から選ばれる熱可塑性樹脂を含む粉体原料を供給し、混練押出する熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
２．１記載の粉体原料用押出機に、見掛け密度が０．１〜０．７ｇ／ｍｌ、又は平均粒径が１〜５００μｍの粉体原料を含む原料を供給し、混練押出する熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
３．粉体原料がポリフェニレンスルフィドを２０〜１００重量％含む１または２に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
４．第一搬送部の全体長さＬ _ｃ１とスクリュー長径Ｄとの比Ｌ _ｃ１／Ｄが４〜２０であり、その構成スクリューエレメントの少なくとも１つ以上が、スクリュー長径Ｄとスクリュー短径ｄとの比Ｄ／ｄが１．６５〜１．８５、かつ、リード長さＬ _ｌとスクリュー長径Ｄとの比Ｌ _ｌ／Ｄが０．７〜２の一条スクリューエレメントである１〜３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
５．第一搬送部に続く第一混練部は、その全体長さＬ _ｍ１とスクリュー長径Ｄとの比Ｌ _ｍ１／Ｄが３〜１５であり、その第一混練部の中に、ディスク幅Ｗとスクリュー長径Ｄとの比Ｗ／Ｄが０．３〜１であり、ひねり角が１０〜３０°である、右ひねりのニーディングブロックを有する１〜４のいずれか記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
６．第一混練部の下流側の搬送部にベント口を有し、該搬送部が、スクリュー長径Ｄとスクリュー短径ｄとの比Ｄ／ｄが１．６５〜１．８５のスクリューエレメントを有する１〜５のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
７．第二搬送部の下流側の第二混練部より下流側に真空ベントを有する１〜６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。

また、押出機から吐出後にカッティングして得られる熱可塑性樹脂組成物の発生ガス量を低減するためには、押出機の搬送部に付帯したベント口から脱気を行なうが、脱気効率を高める為には、樹脂表面積を広くすることが有効である。スクリューエレメントのＤ／ｄを１．６５〜１．８５とすることで、スクリュー溝部での樹脂表面積が拡くなり、効果的に脱気を行なうことが出来る。更に好ましくは、Ｄ／ｄが１．７５〜１．８５であることが好ましい。

なお、Ｄ／ｄが大きいほど空間容積が大きくなり押出効率が高まることに加えて脱気効率も高まるが、スクリューシャフトとスクリュー溝部の肉厚が薄くなりすぎると、強度が不足してスクリューセグメントが割れたり、スクリューシャフトが曲がるなどのトラブルの原因となることがあるので、Ｄ／ｄは１．８５以下である必要がある。

押出機１の長さは、その全体長さＬとスクリュー長径Ｄとの比Ｌ／Ｄが２０〜７０となる長さであることが好ましい。Ｌ／Ｄが２０未満では脱気部が短くなったり、繊維状補強材などを供給する場合のサイドフィード方式の適用が困難であり、Ｌ／Ｄが７０を越えると、樹脂の熱劣化を生じやすくなる。

第一搬送部４は、粉体原料を押出機に噛み込ませる部分である。そのスクリューとしては、一条スクリューエレメント、二条スクリューエレメントなど、通常搬送部に使用されるフライト状スクリューエレメントを用いることが出来るが、少なくとも１つのスクリューエレメントのＤ／ｄが１．６５〜１．８５のスクリューエレメントを用いることが、押出効率を高める為に好ましい。また、第一搬送部の全体長さＬ _ｃ１とスクリュー長径Ｄとの比Ｌ _ｃ１／Ｄは７〜２０が好ましく、７．０〜２０．０がさらに好ましい。また、Ｄ／ｄが１．６５〜１．８５のスクリューの全体長さＬとスクリュー長径との比Ｌ／Ｄは４〜２０であることが好ましく、さらに好ましくは、４．０〜２０．０である。

また、第一搬送部には、搬送能力の高い一条スクリューエレメントを用いることが好ましく、一条スクリューエレメントのリード長さはＬ _ｌとスクリュー長径Ｄとの比Ｌ _ｌ／Ｄは０．７〜２が好ましく、一条スクリューエレメントの全体長さＬとスクリュー長径Ｄとの比Ｌ／Ｄが４〜２０であることが好ましく、４．０〜２０．０がさらに好ましい。一条スクリューのリード長さのＬ／Ｄが０．７未満であると搬送能力が低下し、リード長さＬ／Ｄが２を超えると、搬送能力が大きすぎて第一混練部での溶融状態が不安定となりトラブルの原因となる。また、一条スクリューの全体長さのＬ／Ｄが４未満であると搬送能力が低下し、全体長さのＬ／Ｄが２０を超えてもそれ以上の搬送能力の向上は望めない。

第一搬送部４に続く第一混練部５は、粉体樹脂に剪断力を与え混練する部分である。第一混練部５に用いられるスクリューとしては、ニーディングブロック、ミキシングスクリューなど、通常混練部に使用されるスクリューエレメントを用いることが出来る。また、第一混練部の長さは、Ｌ _ｍ１／Ｄで３．５〜１５であることが好ましく、３．５〜１５．０がさらに好ましい。

第二搬送部６は、粉体原料と共に押出機に噛み込まれた空気や、粉体原料に含まれる揮発分をベント口９から除去する部分である。そのスクリューとしては、二条スクリューエレメントや、三条スクリューエレメントなど、通常搬送部に使用されるフライト状スクリューエレメントを用いることが出来るが、少なくとも１つのスクリューエレメントのＤ／ｄが１．６５〜１．８５のスクリューエレメントを用いることが、脱気効率を高める為に好ましい。更に好ましくは、Ｄ／ｄが１．７５〜１．８５のスクリューエレメントを用いることが好ましい。また、その長さＬ／Ｄは２〜１０が好ましく、２．０〜１０．０がさらに好ましい。

第三搬送部８は、粉体原料に含まれる揮発分や、原料の熱分解によって発生した揮発分などをベント口１０から除去する部分である。そのスクリューとしては、二条スクリューエレメントや、三条スクリューエレメントなど、通常搬送部に使用されるフライト状スクリューエレメントを用いることが出来るが、少なくとも１つのスクリューエレメントのＤ／ｄが１．６５〜１．８５のスクリューエレメントを用いることが、脱気効率を高める為に好ましい。更に好ましくは、Ｄ／ｄが１．７５〜１．８５であることが好ましい。また、その長さは、Ｌ／Ｄ＝２〜１０であることが好ましく、２．０〜１０．０がさらに好ましい。

なお、第三搬送部８に付帯するベント口１０は、大気開放ベントであっても真空ベントであっても良いが、脱気効率を高める為には、真空ベントを好適に用いることが出来る。

Claims

同方向回転二軸押出機であって、粉体原料が供給される第一搬送部と、第一搬送部の下流側に２つ以上の混練部と２つ以上の搬送部を有するスクリュー構成を有し、搬送部に少なくとも１つのスクリュー長径Ｄとスクリュー短径ｄとの比Ｄ／ｄが１．６５〜１．８５であるスクリューエレメントを有する粉体原料用押出機に、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂から選ばれる熱可塑性樹脂を含む粉体原料を供給し、混練押出する熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
請求項１記載の粉体原料用押出機に、見掛け密度が０．１〜０．７ｇ／ｍｌ、又は平均粒径が１〜５００μｍの粉体原料を含む原料を供給し、混練押出する熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
粉体原料がポリフェニレンスルフィドを２０〜１００重量％含む請求項１または２に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
第一搬送部の全体長さＬ _ｃ１とスクリュー長径Ｄとの比Ｌ _ｃ１／Ｄが４〜２０であり、その構成スクリューエレメントの少なくとも１つ以上が、スクリュー長径Ｄとスクリュー短径ｄとの比Ｄ／ｄが１．６５〜１．８５、かつ、リード長さＬ _ｌとスクリュー長径Ｄとの比Ｌ _ｌ／Ｄが０．７〜２の一条スクリューエレメントである請求項１〜３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
第一搬送部に続く第一混練部は、その全体長さＬ _ｍ１とスクリュー長径Ｄとの比Ｌ _ｍ１／Ｄが３〜１５であり、その第一混練部の中に、ディスク幅Ｗとスクリュー長径Ｄとの比Ｗ／Ｄが０．３〜１であり、ひねり角が１０〜３０°である、右ひねりのニーディングブロックを有する請求項１〜４のいずれか記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
第一混練部の下流側の搬送部にベント口を有し、該搬送部が、スクリュー長径Ｄとスクリュー短径ｄとの比Ｄ／ｄが１．６５〜１．８５のスクリューエレメントを有する請求項１〜５のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
第二搬送部の下流側の第二混練部より下流側に真空ベントを有する請求項１〜６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。