JP2013517159A - 長い繊維を添加したポリマー材料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
これは、特に、最終製品が製造されている場合又は下流の押出機が圧縮された製品を供給される場合にあてはまる。
木質繊維とポリプロピレン
本発明が、かなり以前より先行技術から公知であるカッターコンパクタと押出機との組み合わせ、例えばVACUREMA(登録商標)マシン内で実施される。ほぼ円筒状の収容容器又はカッターコンパクタが用意され、この内部には、切断及び混合部材が、垂直方向の軸の回りに回転可能に取り付けられ、容器の内容物の混合及び随意の粉砕を確実にしている。ポリマーを溶融させるための押出機が、最も下の領域である容器の底の直ぐ上、又は最も下の混合部材の高さに配置されている。混合部材は、材料を、強制供給によって押出機に押し込むように配置され、稼働される。このようにして、材料は、カッターコンパクタ内で混合され加熱されるが、溶融することなしに、そこにある一定の滞留時間とどまる。
木材中の木質繊維(リグニン)とポリプロピレン
本方法が、実施例1と同様の装置内で実施される。特にリグニン及び木質繊維を含む粉砕した木材が、約60kg/時のスループットで、反応器に連続的に導入され、124℃〜128℃の温度、約1900rpmの混合部材の回転速度で、約15分の滞留時間、処理される。繊維は、切れることなしに乾燥される。
Claims (14)
- より長い繊維を添加したポリマー材料の製造方法で、約5〜8%の残留水分含有量及び2mm超の最小長さを有するのが典型的である繊維と担体材料が、反応器又はカッターコンパクタ内で、担体材料を、絶えず動かし随意に粉砕しながら及び絶えず流し込み可能な状態及び/又はつぶつぶ状態を維持しながら、混合され加熱される方法であって、反応器内の条件、特に温度が、繊維をできるだけ低い残留水分まで乾燥させるように調節され、その残留水分で、繊維は、反応器内での処理の間、又は随意次の圧縮工程、例えば押出の間に切れないように、ちょうどぎりぎりに十分に柔軟であることを特徴とする方法。
- 繊維が、1〜2%の残留水分含有量まで乾燥されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 担体材料又は繊維を混合し加熱するため、随意に幾つかの重なった平面に配置され、特に垂直方向の軸の回りに旋回又は回転することができ、材料に対する混合及び随意に粉砕効果を有する作用エッジを備えた少なくとも一つの混合及び/又は粉砕部材が、反応器内で用いられ、ここで、加熱は、材料に作用する機械的エネルギー又は摩擦により、少なくとも部分的に、特に全体的に行われることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 混合及び/又は粉砕部材が、絶えず圧力及び/又は密度並びに材料の流し込み可能な状態(pourability)及び/又はつぶつぶ状態(lumpiness)を維持しながら、強制供給により、担体材料又は混合物を、スパチュラのような態様で、反応器に直接連結された排出ユニット、好ましくはスクリューコンベヤー、バレル押出機、二軸スクリューなどのハウジングに、詰め込む又は押し込むことを特徴とする請求項1〜3の何れか一つに記載の方法。
- ポリマー又は高分子材料、特に天然のポリマー、例えばセルロース又はリグニン、或いは合成ポリマー、例えばプラスチック、好ましくは熱可塑性材料又は非架橋の熱硬化性プラスチック、或いは天然又は合成の樹脂が、担体材料として使用されることを特徴とする請求項1〜4の何れか一つに記載の方法。
- 繊維と担体材料が、順次、反応器又はカッターコンパクタに添加され、ここで、繊維が、予備加熱された、特に軟化させた担体材料に添加されるのが好ましいことを特徴とする請求項1〜5の何れか一つに記載の方法。
- 繊維が、担体材料と同時に反応器又はカッターコンパクタに添加されて処理され、ここで、特に既に繊維が添加された担体材料が添加され、この担体材料においては、担体材料と繊維が、既に一緒に存在し又は既に互いに混和されている、例えば、木材、セルロース、リグニン又はペクチンに木質繊維が含有されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか一つに記載の方法。
- 特に熱可塑性ポリマー材料が、担体材料として使用される場合に、反応器又はカッターコンパクタにおける材料の処理が、ガラス転移温度より上で溶融範囲よりも下の温度、好ましくは、材料が軟化状態で存在する温度、好ましくは、ビカー軟化点(DIN 306, A, 10N, 50K/hによる)の範囲で行われ、それにより、材料が、特に一つの共通の段階で、好ましくは特に結晶化され、乾燥され及び/又は精製されることを特徴とする請求項1〜7の何れか一つに記載の方法。
- 繊維が、混合物の総重量に対して、10〜90重量%の量で使用され、ここで、担体材料が、未硬化の熱硬化性の樹脂又はポリマー材料である場合に、繊維が、70重量%超、特に80〜90重量%の間の量で、添加されることを特徴とする請求項1〜8の何れか一つに記載の方法。
- 反応器又はカッターコンパクタにおける処理が、真空条件下、特に低真空又は高真空の範囲で行われることを特徴とする請求項1〜9の何れか一つに記載の方法。
- 無機繊維、例えばガラス又はグラファイトから作られた繊維及び/又は有機繊維,例えば木質繊維、特に椰子の木、竹、麻、サイザル麻などから作られた繊維が、繊維として用いられることを特徴とする請求項1〜10の何れか一つに記載の方法。
- 繊維が、5mm超、好ましくは10〜20mmの間の長さを有することを特徴とする請求項1〜11の何れか一つに記載の方法。
- 最後に、絶えず圧力又は密度並びに流し込み可能な状態又はつぶつぶ状態を維持しながら、混合物が、反応器又はカッターコンパクタから取り出され、さらに別の圧縮工程、例えば押出を受けることを特徴とする請求項1〜12の何れか一つに記載の方法。
- 請求項1〜13の何れか一つに記載の方法を実施するための装置の用法であって、装置は、反応器又はカッターコンパクタと、それに連結された排出ユニット、好ましくはスクリューコンベヤー、バレル押出機、二軸スクリューなどを備えており、この装置においては、材料を混合し加熱するため、随意に幾つかの重なった平面に配置され、特に垂直方向の軸の回りに旋回又は回転することができ、材料に対する混合及び随意に粉砕効果を有する作用エッジを備えた少なくとも一つの混合及び/又は粉砕部材が、反応器又はカッターコンパクタ内に配置されており、この装置においては、加熱は、材料に作用する機械的エネルギー又は摩擦により、少なくとも部分的に、好ましくは独占的に行われ、この装置においては、混合及び/又は粉砕部材は、絶えず圧力及び/又は密度並びに材料の流し込み可能な状態(pourability)及び/又はつぶつぶ状態(lumpiness)を維持しながら、担体材料又は混合物をスパチュラのような態様で、反応器又はカッターコンパクタに連結された排出ユニットのハウジングに、詰め込む又は送り込む装置の用法。
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