JP2017148997A - 樹脂組成物成形機および樹脂組成物の成形方法 - Google Patents
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Abstract
溶融混練を経て成形された熱可塑性樹脂組成物のペレットについて、その熱可塑性樹脂組成物としての本来の物性が維持されたものを得ることができる樹脂組成物成形機を提供することを目的とする。
【解決手段】
熱可塑性樹脂組成物を溶融してペレット状に成形する樹脂組成物成形機10であって、熱可塑性樹脂組成物を供給する供給口1と、前記供給口から供給された熱可塑性樹脂組成物を溶融混練する溶融混練部2と、前記溶融混練部で溶融混練された熱可塑性樹脂組成物をストランド状に吐出する吐出部3と、前記吐出部より吐出されたストランド状の熱可塑性樹脂組成物を細断することでペレット化するペレタイザー4とを有し、さらに、前記溶融混練部と前記吐出部との間に設けられる樹脂溜り部5を有することを特徴とする樹脂組成物成形機10。
【選択図】 図1
Description
このような構成とした樹脂組成物成形機によりペレットを成形することで、溶融混練等の成形履歴が解消され、物性が維持されたペレットを得ることができる。なお、この樹脂組成物成形機は本発明に係る樹脂組成物の成形方法に用いることができる。
また、熱可塑性樹脂組成物成形機周辺に、安全に配置しやすい温度域であり、かつ、液状冷媒を用いることで気体等による急冷を行うよりも優れた熱効率で速やかな急冷を行うことができる。
図1は、本発明の樹脂組成物成形機の一実施形態に係る構造を示す概要図である。本発明の第一の実施形態に係る樹脂組成物成形機10は、供給口1と、溶融混練部2と、樹脂溜まり部5と、吐出部3と、ペレタイザー4を有する。この樹脂組成物成形機10により、熱可塑性樹脂組成物を溶融してペレット状に成形することができる。得られたペレットは、フレキシブルコンテナバッグ等のコンテナ7に収集される。
本発明において熱可塑性樹脂組成物とは、溶融押出法で成形される熱可塑性樹脂と適宜混合される添加材等による組成物を指す。この熱可塑性樹脂としては、結晶性の高分子を用いると、本発明による物性維持効果が顕著に発揮される。具体的な熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィンやポリエステル、ポリアミド等が挙げられる。
図2は、本発明の第二の実施形態に係る樹脂組成物成形機11の他の実施形態に係る構造を示す概要図である。樹脂組成物成形機11は、供給口1と、溶融混練部2と、樹脂溜まり部5と、吐出部3と、ペレタイザー4に加えて、さらに急冷部6を有する。
[引張試験]
株式会社東京試験機SHIMADZU製“AG-Xplus 100KN”を用いて、引張試験を行った。引張試験によって得られた結果を用いて、応力−ひずみ曲線(S-S曲線)を作製し、破断伸度を求めた。
後述する試験片の成形により得られた厚さ4mm、幅10mmを試験片とした。
引張り速度:50mm/min
射出成形機:東洋機械金属(株)製 プラスチック射出成形機“SI−80V”を用いて、成形温度200℃にて、JIS規格の引張試験 K7161に準じて、試験片寸法は厚さ4mm、幅10mmを作成した。
・押出機
東芝機械株式会社製の二軸混練押出機「TEM−35B」を用いて溶融混練を行った。
・樹脂溜り部
前記押出機の押出しスクリュー内蔵部を溶融混練部(図1における溶融混練部2)とし、吐出部(図1における吐出部3)との間に、溶融混練部の配管断面と同形状の直管型の配管を樹脂溜り部(図1における樹脂溜り部5)を設けた。
・ペレタイザー
前記押出機の吐出部から吐出されたストランドを約5mmの長さのペレット状に細断するペレタイザー(図1におけるペレタイザー4)を設けた。なお、氷冷装置を設けて氷冷する場合、この氷冷装置の後にペレタイザーは並び替えて運転した。
・氷冷装置
吐出部から吐出されるストランドが流入する場所に、水槽内に液体窒素を流通させ水槽内の水と熱交換可能な配管を配置した氷冷装置(図2の急冷部6)を設けた。この氷冷装置は、溶融吐出されたストランドが連続して流入しても約0℃を維持できるように、液体窒素の流通量を維持した。
・リサイクルポリオレフィン含有樹脂(a):ポストコンシューマポリオレフィン系樹脂として、容器包装リサイクル樹脂ペレットを用いた。このペレットは、ポリプロピレン(PP)と、ポリエチレン(PE)とを、重量比でおよそ6:4の割合で含有している。なお、このリサイクルポリオレフィン含有樹脂(a)は不純物としてポリスチレンや、溶媒に不溶な無機物等を樹脂全体の8重量%含有している。また、ペレット化の工程で、ポリプロピレンと、ポリオレフィンと、その他不純物とが溶融成形されたものである。ただし、樹脂溜り部がないペレッターで成形されているためこのペレットの段階では力学特性は樹脂本来の物性を示さない。
・温度:溶融混練温部および吐出部の温度を共に200℃、230℃、250℃に適宜調整した。なお、この温度を押出温度とする。
・押出し量:スクリュー回転数100rpm、200rpmに適宜調整した。
なお、スクリュー回転数100rpm、200rpmのときの双方の押出し量は、フィーダーの供給量が律速となり、0.12kg/minである。
・樹脂溜り部:前述した実験装置の二軸押出しスクリューが内蔵される溶融混練部と同形状の断面積(約2202mm2)を有し、長さ125mmの直管状の配管を、樹脂溜り部として、溶融混練部および吐出部の間に設けた。なお、この配管(樹脂溜り部)の温度も、溶融混練部および吐出部と同じ温度になるように調整した。この樹脂溜り部となる配管の容積は、断面積が約2202mm2、長さが125mmであることから、約275289mm3である。
前述した実験装置、原料および実験条件によるペレット成形を行った。成形条件と試験例を表1に示す。なお、実施例は、樹脂溜り部を設けた構成でペレット成形をおこなったものである。比較例は、樹脂溜り部なしの通常の成形機の状態でペレット成形をおこなったものである。
実施例における滞留時間は、前記押出し量、前記樹脂溜り部の容積から、約138秒である。
比較例および実施例のサンプルについて、引張試験を行った結果を図3および図4に示す。
図3は、樹脂溜り部の有無により、室温により冷却したときの差を比較するものである。図4は、樹脂溜り部の有無により、吐出部の後に氷冷装置を設けて氷冷したときの差を比較するものである。図3および図4から明らかなように、本発明の樹脂溜り部を有する樹脂組成物成形機で成形したペレットを用いて成形されたシートは、樹脂溜り部なしで成形したものよりも優れた引張伸度を示した。また、氷冷することで、その効果はより大きなものとなった。
2 溶融混練部
3 吐出部
4 ペレタイザー
5 樹脂溜まり部
6 急冷部
7 コンテナ
10,11 樹脂組成物成形機
Claims (7)
- 熱可塑性樹脂組成物を溶融してペレット状に成形する樹脂組成物成形機であって、
熱可塑性樹脂組成物を供給する供給口と、
前記供給口から供給された熱可塑性樹脂組成物を溶融混練する溶融混練部と、
前記溶融混練部で溶融混練された熱可塑性樹脂組成物をストランド状に吐出する吐出部と、
前記吐出部より吐出されたストランド状の熱可塑性樹脂組成物を細断することでペレット化するペレタイザーとを有し、
さらに、前記溶融混練部と前記吐出部との間に設けられる樹脂溜り部を有することを特徴とする樹脂組成物成形機。 - 前記樹脂溜り部における滞留時間を、5秒〜300秒とする容積である樹脂溜り部であることを特徴とする請求項1記載の樹脂組成物成形機。
- 前記熱可塑性樹脂組成物が、結晶性高分子を含有することを特徴とする請求項1または2記載の樹脂組成物成形機。
- 前記結晶性高分子が、リサイクル樹脂由来のポリオレフィン系樹脂を含有することを特徴とする請求項3記載の樹脂組成物成形機。
- 前記吐出部から吐出されたストランド状の熱可塑性樹脂組成物を急冷する急冷部を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物成形機。
- 前記急冷部が、温度が−5℃以上10℃以下の液状冷媒を用いる急冷部であることを特徴とする請求項5記載の樹脂組成物成形機。
- 熱可塑性樹脂組成物を溶融してペレット状に成形する樹脂組成物の成形方法であって、
熱可塑性樹脂組成物を樹脂組成物成形機の供給口に供給し、
前記供給口から供給された熱可塑性樹脂組成物を溶融混練部で溶融混練させ、
前記溶融混練部で溶融混練された熱可塑性樹脂組成物を樹脂溜り部で滞留させ、
前記樹脂溜り部で滞留した熱可塑性樹脂組成物を吐出部からストランド状に吐出させ、
前記吐出部より吐出されたストランド状の熱可塑性樹脂組成物を細断することでペレットを得ることを特徴とする樹脂組成物の成形方法。
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