JP3474716B2 - 酸化チタン混合用の二軸混練押出機 - Google Patents
酸化チタン混合用の二軸混練押出機Info
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- rotor
- kneaded
- titanium oxide
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/57—Screws provided with kneading disc-like elements, e.g. with oval-shaped elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
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- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
- B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無機質フィラーを
含有する熱可塑性エンジニアリングプラスチック（以
下、熱可塑性エンプラという。）のうち、特に酸化チタ
ンが混合される樹脂の混練に適した酸化チタン混合用の
二軸混練押出機に関する。
含有する熱可塑性エンジニアリングプラスチック（以
下、熱可塑性エンプラという。）のうち、特に酸化チタ
ンが混合される樹脂の混練に適した酸化チタン混合用の
二軸混練押出機に関する。
【０００２】
【従来の技術】無機質フィラーを含有する熱可塑性エン
プラを混練する二軸混練押出機としては、互いに平行で
かつ回転自在にチャンバー内に挿通された二本のロータ
の外周面に、被混練材料を前方へ送りだすスクリューフ
ィード部と、被混練材料を混練溶融するためのニーディ
ングディスクが、軸心方向に交互に配設されたものが知
られている（特開平５−６９４３８号公報参照）。
プラを混練する二軸混練押出機としては、互いに平行で
かつ回転自在にチャンバー内に挿通された二本のロータ
の外周面に、被混練材料を前方へ送りだすスクリューフ
ィード部と、被混練材料を混練溶融するためのニーディ
ングディスクが、軸心方向に交互に配設されたものが知
られている（特開平５−６９４３８号公報参照）。
【０００３】しかし、ニーディングディスクは、被混練
材料の流動をディスク断面内の回転流動により行うべ
く、チップクリアランスが極小に設定されていて、チッ
プクリアランスでの材料流動が殆どない。このため、上
記のように、ロータの混練部にニーディングディスクを
採用した二軸混練押出機では、無機質フィラーのマクロ
分散には適しているがミクロ分散には適しておらず、無
機質フィラーの分散度の向上には自ずから限界がある。
材料の流動をディスク断面内の回転流動により行うべ
く、チップクリアランスが極小に設定されていて、チッ
プクリアランスでの材料流動が殆どない。このため、上
記のように、ロータの混練部にニーディングディスクを
採用した二軸混練押出機では、無機質フィラーのマクロ
分散には適しているがミクロ分散には適しておらず、無
機質フィラーの分散度の向上には自ずから限界がある。
【０００４】そこで、近年、無機質フィラーを樹脂に混
合して混練する二軸混練押出機においても、無機質フィ
ラーのミクロ分散性を考慮して、ロータの混練部に送り
翼と戻し翼とを有するロータセグメントを採用したもの
が開発されている（特開平７−１６４４３３号公報参
照）。
合して混練する二軸混練押出機においても、無機質フィ
ラーのミクロ分散性を考慮して、ロータの混練部に送り
翼と戻し翼とを有するロータセグメントを採用したもの
が開発されている（特開平７−１６４４３３号公報参
照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一方、ポリエチレンテ
レフタレート（以下、ＰＥＴという。）に酸化チタンが
配合されたチタンＰＥＴ樹脂が各種カード用のシート材
や繊維素材として応用されているが、昨今の薄肉化ない
し細線化のニーズに耐えうる高品質のチタンＰＥＴ樹脂
を製造するには、後述の「圧損上昇速度」が０かその近
傍になるまで酸化チタンの分散度を上げる必要がある。
レフタレート（以下、ＰＥＴという。）に酸化チタンが
配合されたチタンＰＥＴ樹脂が各種カード用のシート材
や繊維素材として応用されているが、昨今の薄肉化ない
し細線化のニーズに耐えうる高品質のチタンＰＥＴ樹脂
を製造するには、後述の「圧損上昇速度」が０かその近
傍になるまで酸化チタンの分散度を上げる必要がある。
【０００６】しかるに、従来のロータセグメント仕様の
二軸混練押出機（特開平７−１６４４３３号公報）で
は、チャンバー内面や混練部の早期摩耗を防止するため
に、混練部の隙間を比較的大きな値に設定しているの
で、無機質フィラーの分散度の低下をある程度は抑えら
れるものの、ニーディングディスク並の分散効果しか得
られなかった。
二軸混練押出機（特開平７−１６４４３３号公報）で
は、チャンバー内面や混練部の早期摩耗を防止するため
に、混練部の隙間を比較的大きな値に設定しているの
で、無機質フィラーの分散度の低下をある程度は抑えら
れるものの、ニーディングディスク並の分散効果しか得
られなかった。
【０００７】すなわち、現時点では、チタンＰＥＴ樹脂
の圧損上昇速度が０ないしその近傍になるまで分散度を
向上できるロータセグメント仕様の二軸混練押出機は未
だ開発されておらず、このため、その分散を改善するた
めに高価な分散剤を前処理工程で表面に処理した酸化チ
タンを使用せざるを得なかった。本発明は、このような
実情に鑑み、酸化チタンが混合されるポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）樹脂を混練するに際し、分散剤に
よる前処理工程をしなくても、同樹脂の圧損上昇速度が
殆ど０になるまで分散品質を向上すること目的とする。
の圧損上昇速度が０ないしその近傍になるまで分散度を
向上できるロータセグメント仕様の二軸混練押出機は未
だ開発されておらず、このため、その分散を改善するた
めに高価な分散剤を前処理工程で表面に処理した酸化チ
タンを使用せざるを得なかった。本発明は、このような
実情に鑑み、酸化チタンが混合されるポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）樹脂を混練するに際し、分散剤に
よる前処理工程をしなくても、同樹脂の圧損上昇速度が
殆ど０になるまで分散品質を向上すること目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来法に
おいて酸化チタンの分散度をさほど向上できない原因を
追求すべく、種々の実験を行った結果、次のことが明ら
かになった。 Ａ． ロータセグメントを用いた場合には、樹脂の圧損
上昇速度はニーディングディスクセグメントの場合より
も一桁小さい。 Ｂ． ロータセグメントを用いた場合には、第１、第２
混練部の各軸心方向長さとチャンバーの内径との各比の
総和（Ｌ／Ｄ）が酸化チタンの分散度に大きな影響があ
る。 Ｃ． ロータセグメントを用いた場合には、第１、第２
混練部を二箇所に分離した方が酸化チタンの分散度の向
上に効果がある。 Ｄ． ロータセグメントを用いた場合には、第１、第２
混練部を各々構成する第１、第２ロータセグメントの最
外周端である攪拌縁とチャンンバーの内面との隙間とチ
ャンバーの内径との比であるチップクリアランス比（δ
／Ｄ）を小さくする方が分散度を向上できる。 本発明は、上記の知見に基づき、ロータセグメントをロ
ータの軸心方向に離れた二箇所に配設するとともに、こ
の各ロータセグメントの直ぐ下流側に、被混練材料の流
れに対する抵抗機能を有する抵抗部をそれぞれ設け、第
１、第２混練部の各軸心方向長さとチャンバーの内径と
の各比の総和（Ｌ／Ｄ）を７．２以上に設定し、第１、
第２混練部を各々構成する第１、第２ロータセグメント
の最外周端である攪拌縁とチャンンバーの内面との隙間
とチャンバーの内径との比であるチップクリアランス比
（δ／Ｄ）を０．０４以下に設定したものである（請求
項１）。
おいて酸化チタンの分散度をさほど向上できない原因を
追求すべく、種々の実験を行った結果、次のことが明ら
かになった。 Ａ． ロータセグメントを用いた場合には、樹脂の圧損
上昇速度はニーディングディスクセグメントの場合より
も一桁小さい。 Ｂ． ロータセグメントを用いた場合には、第１、第２
混練部の各軸心方向長さとチャンバーの内径との各比の
総和（Ｌ／Ｄ）が酸化チタンの分散度に大きな影響があ
る。 Ｃ． ロータセグメントを用いた場合には、第１、第２
混練部を二箇所に分離した方が酸化チタンの分散度の向
上に効果がある。 Ｄ． ロータセグメントを用いた場合には、第１、第２
混練部を各々構成する第１、第２ロータセグメントの最
外周端である攪拌縁とチャンンバーの内面との隙間とチ
ャンバーの内径との比であるチップクリアランス比（δ
／Ｄ）を小さくする方が分散度を向上できる。 本発明は、上記の知見に基づき、ロータセグメントをロ
ータの軸心方向に離れた二箇所に配設するとともに、こ
の各ロータセグメントの直ぐ下流側に、被混練材料の流
れに対する抵抗機能を有する抵抗部をそれぞれ設け、第
１、第２混練部の各軸心方向長さとチャンバーの内径と
の各比の総和（Ｌ／Ｄ）を７．２以上に設定し、第１、
第２混練部を各々構成する第１、第２ロータセグメント
の最外周端である攪拌縁とチャンンバーの内面との隙間
とチャンバーの内径との比であるチップクリアランス比
（δ／Ｄ）を０．０４以下に設定したものである（請求
項１）。
【０００９】この場合、後述の実施例において明らかに
されるように、チタンＰＥＴ樹脂の圧損上昇速度が０な
いしその近傍になるまで酸化チタンの分散度を向上でき
るようになる。なお、上記において、各ロータセグメン
トの直ぐ下流側にそれぞれ抵抗部を設けたのは、抵抗部
で生じる背圧によってロータ部に材料を充満させるため
である。
されるように、チタンＰＥＴ樹脂の圧損上昇速度が０な
いしその近傍になるまで酸化チタンの分散度を向上でき
るようになる。なお、上記において、各ロータセグメン
トの直ぐ下流側にそれぞれ抵抗部を設けたのは、抵抗部
で生じる背圧によってロータ部に材料を充満させるため
である。
【００１０】上記の本発明において、ロータセグメント
は、ロータの軸心方向に沿って連続した攪拌縁を備えた
ものを採用する（請求項２）。その理由は、攪拌縁を連
続させることにより、被混練材料が必ず攪拌縁とチャン
バー内面との間の隙間（チップクリアランス）を通過す
るようにするためである。しかして、この場合の「ロー
タの軸心方向に沿って連続」とは、攪拌縁が、そのチャ
ンバー内面との間の隙間（チップクリアランス）がロー
タの軸心方向において一定でかつ途中で分断しないよう
に、連続していることを意味する。
は、ロータの軸心方向に沿って連続した攪拌縁を備えた
ものを採用する（請求項２）。その理由は、攪拌縁を連
続させることにより、被混練材料が必ず攪拌縁とチャン
バー内面との間の隙間（チップクリアランス）を通過す
るようにするためである。しかして、この場合の「ロー
タの軸心方向に沿って連続」とは、攪拌縁が、そのチャ
ンバー内面との間の隙間（チップクリアランス）がロー
タの軸心方向において一定でかつ途中で分断しないよう
に、連続していることを意味する。
【００１１】また、本発明において、抵抗部は、被混練
材料の流れに対する抵抗機能を発揮するものであればよ
いので、例えばニーディングディスクやゲート装置を採
用することもできるが、この抵抗部としては、被混練材
料をその搬送方向と反対方向に押し出すリバースフライ
トより構成することが好ましい。その理由は、リバース
フライトはその他の抵抗部材と比べて、混練部に生じる
背圧が高く、抵抗部としての効率が最も良いからであ
る。
材料の流れに対する抵抗機能を発揮するものであればよ
いので、例えばニーディングディスクやゲート装置を採
用することもできるが、この抵抗部としては、被混練材
料をその搬送方向と反対方向に押し出すリバースフライ
トより構成することが好ましい。その理由は、リバース
フライトはその他の抵抗部材と比べて、混練部に生じる
背圧が高く、抵抗部としての効率が最も良いからであ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本実施形態で採用した二
軸混練押出機の全体構造を示している。この混練機は、
試験練り用のものであり（神戸製鋼所：機種名ＫＴＸ−
４６）、内部にめがね穴状のチャンバー１が形成された
混練押出機本体２と、このチャンバー１内に互いに平行
でかつ回転自在に挿通された二本のロータ３とを備えて
いる。
施の形態を説明する。図１は、本実施形態で採用した二
軸混練押出機の全体構造を示している。この混練機は、
試験練り用のものであり（神戸製鋼所：機種名ＫＴＸ−
４６）、内部にめがね穴状のチャンバー１が形成された
混練押出機本体２と、このチャンバー１内に互いに平行
でかつ回転自在に挿通された二本のロータ３とを備えて
いる。
【００１３】混練押出機本体２は、一定長さの複数のバ
レル４を軸心方向に接続してなり、最も後方のバレル４
の上面には材料供給口５が設けられ、最も前方のバレル
４の先端には材料排出部６が接続されている。また、中
央に配設されたバレル４には被混練材の流度を調節する
ゲート装置７が設けられている。図２に示すように、二
本の各ロータ３は、筒状のロータ本体８の内部にロータ
軸９をスプライン嵌合してなる。このロータ軸９は継ぎ
手軸１０を介して回転駆動装置１１に接続されている。
レル４を軸心方向に接続してなり、最も後方のバレル４
の上面には材料供給口５が設けられ、最も前方のバレル
４の先端には材料排出部６が接続されている。また、中
央に配設されたバレル４には被混練材の流度を調節する
ゲート装置７が設けられている。図２に示すように、二
本の各ロータ３は、筒状のロータ本体８の内部にロータ
軸９をスプライン嵌合してなる。このロータ軸９は継ぎ
手軸１０を介して回転駆動装置１１に接続されている。
【００１４】各ロータ３のロータ本体８は、被混練材を
前方へ搬送するためのスクリューフィード部１２と、第
１、第２送り翼１３Ａ、１３Ｂと第１、第２戻し翼１４
Ａ、１４Ｂとを有する第１、第２ロータセグメント１５
Ａ，１５Ｂよりなる混練部１５とを軸心方向にそれぞれ
備えていて、このうちスクリューフィード部１２はロー
タ本体８の外周にスクリュー翼を螺旋状に形成してな
る。
前方へ搬送するためのスクリューフィード部１２と、第
１、第２送り翼１３Ａ、１３Ｂと第１、第２戻し翼１４
Ａ、１４Ｂとを有する第１、第２ロータセグメント１５
Ａ，１５Ｂよりなる混練部１５とを軸心方向にそれぞれ
備えていて、このうちスクリューフィード部１２はロー
タ本体８の外周にスクリュー翼を螺旋状に形成してな
る。
【００１５】本実施形態では、第１、第２ロータセグメ
ント１５Ａ，１５Ｂは、ロータ３の軸心方向に離れた前
後二箇所に配設されている。このうち、上流側（図１の
右側）の第１混練部を構成する第１ロータセグメント１
５Ａの直ぐ下流側には、被混練材料の流れに対して抵抗
機能を付与するため、前記ゲート装置７が設けられてい
る。また、下流側（図１の左側）の第２混練部を構成す
る第２ロータセグメント１５Ｂの直ぐ下流側には、同じ
目的で、被混練材料をその搬送方向と反対方向に押し出
すスクリュー形状とされたリバースフライト１８が設け
られている。
ント１５Ａ，１５Ｂは、ロータ３の軸心方向に離れた前
後二箇所に配設されている。このうち、上流側（図１の
右側）の第１混練部を構成する第１ロータセグメント１
５Ａの直ぐ下流側には、被混練材料の流れに対して抵抗
機能を付与するため、前記ゲート装置７が設けられてい
る。また、下流側（図１の左側）の第２混練部を構成す
る第２ロータセグメント１５Ｂの直ぐ下流側には、同じ
目的で、被混練材料をその搬送方向と反対方向に押し出
すスクリュー形状とされたリバースフライト１８が設け
られている。
【００１６】そして、本発明に基づき、この第１、第２
混練部５０Ａ、５０Ｂの各軸心方向長さＬ１、Ｌ２とチ
ャンバー１の内径Ｄとの各比Ｌ１／Ｄ、Ｌ２／Ｄの総和
Ｌ／Ｄは７．２以上となるように設定され、第１、第２
混練部を各々構成する第１、第２ロータセグメントの最
外周端である攪拌縁とチャンンバーの内面との隙間とチ
ャンバーの内径との比であるチップクリアランス比δ／
Ｄは０．０４以下となるように設定される。なお、この
場合のＤはチャンバー１の内径を表す。第１、第２ロー
タセグメント１５Ａ，１５Ｂ各々は、各辺が径外方向へ
膨らんだ断面ほぼ三角形状を呈しており、この三角形の
各頂点部分において三つの攪拌縁１６を有する。この攪
拌縁１６は、ロータ３の軸心方向に沿って連続した形
状、すなわち、チャンバー１内面との間の隙間δがロー
タ３の軸心方向において一定となるように連続して形成
されている。
混練部５０Ａ、５０Ｂの各軸心方向長さＬ１、Ｌ２とチ
ャンバー１の内径Ｄとの各比Ｌ１／Ｄ、Ｌ２／Ｄの総和
Ｌ／Ｄは７．２以上となるように設定され、第１、第２
混練部を各々構成する第１、第２ロータセグメントの最
外周端である攪拌縁とチャンンバーの内面との隙間とチ
ャンバーの内径との比であるチップクリアランス比δ／
Ｄは０．０４以下となるように設定される。なお、この
場合のＤはチャンバー１の内径を表す。第１、第２ロー
タセグメント１５Ａ，１５Ｂ各々は、各辺が径外方向へ
膨らんだ断面ほぼ三角形状を呈しており、この三角形の
各頂点部分において三つの攪拌縁１６を有する。この攪
拌縁１６は、ロータ３の軸心方向に沿って連続した形
状、すなわち、チャンバー１内面との間の隙間δがロー
タ３の軸心方向において一定となるように連続して形成
されている。
【００１７】第１、第２ロータセグメント１５Ａ、１５
Ｂの両翼１３Ａ、１３Ｂ，１４Ａ、１４Ｂのうち、第
１、第２送り翼１３Ａ、１３Ｂは被混練材を前方へ送り
出す方向、すなわち軸心方向下流側に向かうに従ってロ
ータ３の回転方向と反対の方向へ捩じられ、第１、第２
戻し翼１４Ａ、１４Ｂは被混練材を後方へ押し戻す方
向、すなわち軸心方向下流側に向かうに従ってロータ３
の回転方向と同じ方向へ捩じられている。従って、上記
第１、第２送り翼１３Ａ、１３Ｂと第１、第２戻し翼１
４Ａ、１４Ｂとからなる第１、第２ロータセグメント１
５Ａ，１５Ｂが回転すると、図２（ａ）のＡ矢印に示す
ように、被混練材料は両翼１３Ａ，１４Ａの接合部１７
に集められ、第１、第２ロータセグメント１５Ａ，１５
Ｂの最外周端（攪拌縁１６）とチャンバー１の内面との
間の隙間δを通過し、この通過の際に被混練材料が大き
なせん断力を受けて混練される。
Ｂの両翼１３Ａ、１３Ｂ，１４Ａ、１４Ｂのうち、第
１、第２送り翼１３Ａ、１３Ｂは被混練材を前方へ送り
出す方向、すなわち軸心方向下流側に向かうに従ってロ
ータ３の回転方向と反対の方向へ捩じられ、第１、第２
戻し翼１４Ａ、１４Ｂは被混練材を後方へ押し戻す方
向、すなわち軸心方向下流側に向かうに従ってロータ３
の回転方向と同じ方向へ捩じられている。従って、上記
第１、第２送り翼１３Ａ、１３Ｂと第１、第２戻し翼１
４Ａ、１４Ｂとからなる第１、第２ロータセグメント１
５Ａ，１５Ｂが回転すると、図２（ａ）のＡ矢印に示す
ように、被混練材料は両翼１３Ａ，１４Ａの接合部１７
に集められ、第１、第２ロータセグメント１５Ａ，１５
Ｂの最外周端（攪拌縁１６）とチャンバー１の内面との
間の隙間δを通過し、この通過の際に被混練材料が大き
なせん断力を受けて混練される。
【００１８】
【実施例】前記したように、従来のロータセグメント仕
様及びニーディングディスク仕様の二軸混練押出機で酸
化チタンの分散度をさほど向上できない原因を追求すべ
く、上記構成に係る二軸混練押出機の混練部のセグメン
トを種々に入れ換え、次の条件設定にて試験練りを行
い、得られた樹脂の分散品質を計測した。その結果を、
下の〔表１〕に示す。
様及びニーディングディスク仕様の二軸混練押出機で酸
化チタンの分散度をさほど向上できない原因を追求すべ
く、上記構成に係る二軸混練押出機の混練部のセグメン
トを種々に入れ換え、次の条件設定にて試験練りを行
い、得られた樹脂の分散品質を計測した。その結果を、
下の〔表１〕に示す。
【００１９】なお、図３及び図４は、この試験練りで使
用した各仕様の二軸混練押出機の構造を概略的に示した
ものである。 （条件設定） 熱可塑性樹脂 ：ＰＥＴ樹脂（ＩＶ＝０．６４、ユニチ
カ製ＭＡ２１０１） 酸化チタン ：アナターゼ型（チタン工業製 ＫＡ−
３０Ａ，分散剤前処理なし） 配合 ：酸化チタン ５０ｗｔ％ 使用押出機 ：神戸製鋼所製 ＫＴＸ４６ 押出条件 ：８０ｋｇ／ｈ ４００ｒｐｍ 分散品質合格値：０ （分散品質の評価）分散品質の評価は、試験練りで得ら
れたチタンＰＥＴ樹脂を、一軸押出機で再度溶融させ、
同押出機の出口に設けた目開きが１０μｍの焼結フィル
ターに通過させ、そのフィルター通過時において樹脂の
圧力損失が上昇する速度（圧損上昇速度、単位はｋｇ／
ｃｍ２ａｔ １ｈｒ）を圧力センサーで計測することに
より行った。
用した各仕様の二軸混練押出機の構造を概略的に示した
ものである。 （条件設定） 熱可塑性樹脂 ：ＰＥＴ樹脂（ＩＶ＝０．６４、ユニチ
カ製ＭＡ２１０１） 酸化チタン ：アナターゼ型（チタン工業製 ＫＡ−
３０Ａ，分散剤前処理なし） 配合 ：酸化チタン ５０ｗｔ％ 使用押出機 ：神戸製鋼所製 ＫＴＸ４６ 押出条件 ：８０ｋｇ／ｈ ４００ｒｐｍ 分散品質合格値：０ （分散品質の評価）分散品質の評価は、試験練りで得ら
れたチタンＰＥＴ樹脂を、一軸押出機で再度溶融させ、
同押出機の出口に設けた目開きが１０μｍの焼結フィル
ターに通過させ、そのフィルター通過時において樹脂の
圧力損失が上昇する速度（圧損上昇速度、単位はｋｇ／
ｃｍ２ａｔ １ｈｒ）を圧力センサーで計測することに
より行った。
【００２０】この場合、かかる圧損上昇速度の値が小さ
いほど、目開き１０μｍのフィルターに目詰まりする分
散不良物が少なく、従って分散品質がよいと評価され
る。
いほど、目開き１０μｍのフィルターに目詰まりする分
散不良物が少なく、従って分散品質がよいと評価され
る。
【００２１】
【表１】
【００２２】この〔表１〕から判るように、ロータセグ
メントの場合（試験Ｎｏ．１〜７）では、樹脂の圧損上
昇速度はニーディングディスク仕様の場合（試験Ｎｏ．
８〜１１）よりも一桁小さいものとなっている。そこ
で、ロータセグメント仕様のみに着目すると、まず、分
散品質（圧損上昇速度）が合格値の０になるのは、試験
Ｎｏ．４，５及び７の場合のみであり、これらはすべて
混練部を二箇所に分離した場合であるため、混練部を二
箇所に分離した方が、酸化チタンの分散度の向上に効果
があることが分かる。
メントの場合（試験Ｎｏ．１〜７）では、樹脂の圧損上
昇速度はニーディングディスク仕様の場合（試験Ｎｏ．
８〜１１）よりも一桁小さいものとなっている。そこ
で、ロータセグメント仕様のみに着目すると、まず、分
散品質（圧損上昇速度）が合格値の０になるのは、試験
Ｎｏ．４，５及び７の場合のみであり、これらはすべて
混練部を二箇所に分離した場合であるため、混練部を二
箇所に分離した方が、酸化チタンの分散度の向上に効果
があることが分かる。
【００２３】一方、混練部を二箇所に分離しても、試験
Ｎｏ．６のように第１、第２混練部５０Ａ、５０Ｂの各
軸心方向における各長さＬ１、Ｌ２とチャンバー１の内
径Ｄとの各比Ｌ１／Ｄ、Ｌ２／Ｄが短いと分散品質が悪
くなることから、混練ゾーンの全長（Ｌ１＋Ｌ２＝Ｌ）
とチャンバー１の内径Ｄとの比Ｌ／Ｄ、すなわち、第
１、第２各混練ゾーンの長さとチャンバー１の内径Ｄと
の各比Ｌ１／Ｄ，Ｌ２／Ｄの総和Ｌ／Ｄが酸化チタンの
分散度に大きな影響があることが分かる。また、試験Ｎ
ｏ．１では第１、第２混練部を各々構成する第１、第２
ロータセグメントの最外周端である攪拌縁とチャンンバ
ーの内面との隙間δとチャンバーの内径との比であるチ
ップクリアランス比δ／Ｄが０．０６２であるのに対し
て、試験Ｎｏ．４ではチップクリアランス比δ／Ｄが
０．０４０であるところ、前者では分散品質が２０であ
るのに対して、後者では分散品質がゼロになっているこ
とから、混練ゾーンにおけるチップクリアランス比を小
さくすれば、製品の分散品質を向上できることが分か
る。
Ｎｏ．６のように第１、第２混練部５０Ａ、５０Ｂの各
軸心方向における各長さＬ１、Ｌ２とチャンバー１の内
径Ｄとの各比Ｌ１／Ｄ、Ｌ２／Ｄが短いと分散品質が悪
くなることから、混練ゾーンの全長（Ｌ１＋Ｌ２＝Ｌ）
とチャンバー１の内径Ｄとの比Ｌ／Ｄ、すなわち、第
１、第２各混練ゾーンの長さとチャンバー１の内径Ｄと
の各比Ｌ１／Ｄ，Ｌ２／Ｄの総和Ｌ／Ｄが酸化チタンの
分散度に大きな影響があることが分かる。また、試験Ｎ
ｏ．１では第１、第２混練部を各々構成する第１、第２
ロータセグメントの最外周端である攪拌縁とチャンンバ
ーの内面との隙間δとチャンバーの内径との比であるチ
ップクリアランス比δ／Ｄが０．０６２であるのに対し
て、試験Ｎｏ．４ではチップクリアランス比δ／Ｄが
０．０４０であるところ、前者では分散品質が２０であ
るのに対して、後者では分散品質がゼロになっているこ
とから、混練ゾーンにおけるチップクリアランス比を小
さくすれば、製品の分散品質を向上できることが分か
る。
【００２４】そこで、まず、混練ゾーンの全長Ｌとチャ
ンバー１の内径Ｄとの比Ｌ／Ｄが分散品質に与える影響
を更に詳しく調査すべく、Ｌ１／Ｄ及びＬ２／Ｄの値を
種々に変化させて試験練りを行った。その結果を図５に
示す。この場合のチップクリアランス比δ／Ｄは０．０
４０に設定した。この図５から分かるように、分散品質
（圧損上昇速度）をゼロにするには、Ｌ１／Ｄ及びＬ２
／Ｄの総和Ｌ／Ｄを７．２以上に設定する必要がある。
ンバー１の内径Ｄとの比Ｌ／Ｄが分散品質に与える影響
を更に詳しく調査すべく、Ｌ１／Ｄ及びＬ２／Ｄの値を
種々に変化させて試験練りを行った。その結果を図５に
示す。この場合のチップクリアランス比δ／Ｄは０．０
４０に設定した。この図５から分かるように、分散品質
（圧損上昇速度）をゼロにするには、Ｌ１／Ｄ及びＬ２
／Ｄの総和Ｌ／Ｄを７．２以上に設定する必要がある。
【００２５】次に、チップクリアランス比δ／Ｄが分散
品質に与える影響を更に詳しく調査すべく、各混練ゾー
ンのδ／Ｄを種々に変化させて更に試験練りを行った。
その結果を図６に示す。なお、この場合のＬ／Ｄは７．
２（Ｌ１／Ｄ＝３．６でかつＬ２／Ｄ＝３．６）に設定
した。この図６から分かるように、分散品質（圧損上昇
速度）をゼロにするには、各混練ゾーンのδ／Ｄを０．
０４以下に設定する必要がある。
品質に与える影響を更に詳しく調査すべく、各混練ゾー
ンのδ／Ｄを種々に変化させて更に試験練りを行った。
その結果を図６に示す。なお、この場合のＬ／Ｄは７．
２（Ｌ１／Ｄ＝３．６でかつＬ２／Ｄ＝３．６）に設定
した。この図６から分かるように、分散品質（圧損上昇
速度）をゼロにするには、各混練ゾーンのδ／Ｄを０．
０４以下に設定する必要がある。
【００２６】以上から、結局、チップクリアランス比δ
／Ｄが０．０４以下のロータセグメントを２ゾーンに分
けて配設し、それらのロータセグメントからなる混練部
の長さの合計Ｌとチャンバー１の内径Ｄとの比Ｌ／Ｄを
７．２以上に設定すれば、チタンＰＥＴ樹脂の混練にお
いて、その分散品質が０になるまで同樹脂の分散品質を
向上することができる。なお、この場合において、ロー
タセグメントからなる混練部の長さの総和Ｌとチャンバ
ー１の内径Ｄとの比Ｌ／Ｄの上限値を設定しなかったの
は、Ｌ／Ｄが長くなればなるほど、樹脂の混練滞留時間
が長くなり、酸化チタンの分散度が向上する方向に作用
するため、当該上限値を設定する必要がないからであ
る。
／Ｄが０．０４以下のロータセグメントを２ゾーンに分
けて配設し、それらのロータセグメントからなる混練部
の長さの合計Ｌとチャンバー１の内径Ｄとの比Ｌ／Ｄを
７．２以上に設定すれば、チタンＰＥＴ樹脂の混練にお
いて、その分散品質が０になるまで同樹脂の分散品質を
向上することができる。なお、この場合において、ロー
タセグメントからなる混練部の長さの総和Ｌとチャンバ
ー１の内径Ｄとの比Ｌ／Ｄの上限値を設定しなかったの
は、Ｌ／Ｄが長くなればなるほど、樹脂の混練滞留時間
が長くなり、酸化チタンの分散度が向上する方向に作用
するため、当該上限値を設定する必要がないからであ
る。
【００２７】また、チップクリアランス比δ／Ｄの下限
値を設定しなかったのは、前記したように、δ／Ｄが小
さくなればなるほど酸化チタンの分散度が向上する方向
に作用するため、当該下限値を設定する必要がないから
であり、また、ロータセグメントではニーディングディ
スクのチップクリアランス比δ／Ｄ（＝０．０１０）よ
りも小さくなることはまず考えられないので、この点か
らも、当該下限値を設定する必要がないからである。
値を設定しなかったのは、前記したように、δ／Ｄが小
さくなればなるほど酸化チタンの分散度が向上する方向
に作用するため、当該下限値を設定する必要がないから
であり、また、ロータセグメントではニーディングディ
スクのチップクリアランス比δ／Ｄ（＝０．０１０）よ
りも小さくなることはまず考えられないので、この点か
らも、当該下限値を設定する必要がないからである。
【００２８】本発明は上記実施の形態に限定されるもの
ではなく、例えば、ロータ３の二箇所に設けてある前記
第１、第２ロータセグメント１５Ａ，１５Ｂ以外に被混
練材料の混練部を設けることにしてもよい。すなわち、
本発明は、ロータ３の二箇所に設けた特定の第１、第２
ロータセグメント１５Ａ，１５Ｂが前記した軸心方向に
おける各長さＬとチャンバー１の内径Ｄとの比Ｌ／Ｄ及
びチップクリアランス比δ／Ｄの数値範囲を満たす限
り、更に、ロータセグメントやニーディングディスク等
よりなる混練部を追加することを妨げない。
ではなく、例えば、ロータ３の二箇所に設けてある前記
第１、第２ロータセグメント１５Ａ，１５Ｂ以外に被混
練材料の混練部を設けることにしてもよい。すなわち、
本発明は、ロータ３の二箇所に設けた特定の第１、第２
ロータセグメント１５Ａ，１５Ｂが前記した軸心方向に
おける各長さＬとチャンバー１の内径Ｄとの比Ｌ／Ｄ及
びチップクリアランス比δ／Ｄの数値範囲を満たす限
り、更に、ロータセグメントやニーディングディスク等
よりなる混練部を追加することを妨げない。
【００２９】また、上記の実施形態では、酸化チタンが
混合される樹脂としてＰＥＴ樹脂を採用しているが、本
発明は、それ以外の高分子樹脂材料の混練にも適用する
ことができる。
混合される樹脂としてＰＥＴ樹脂を採用しているが、本
発明は、それ以外の高分子樹脂材料の混練にも適用する
ことができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
分散剤で酸化チタンを前処理しなくても、酸化チタンが
混合される樹脂の圧損上昇速度が０ないしその近傍にな
るまでその分散度を向上できるので、分散品質の高い酸
化チタン混合樹脂を低コストで得ることができる。
分散剤で酸化チタンを前処理しなくても、酸化チタンが
混合される樹脂の圧損上昇速度が０ないしその近傍にな
るまでその分散度を向上できるので、分散品質の高い酸
化チタン混合樹脂を低コストで得ることができる。
【図１】本発明を採用した二軸混練押出機の側面断面図
である。
である。
【図２】（ａ）は二軸混練押出機の第１混練部の側面断
面図であり、（ｂ）は同混練部の横断面図である。
面図であり、（ｂ）は同混練部の横断面図である。
【図３】試験練りに用いたロータセグメント仕様の二軸
混練押出機の概略構造を示す断面図である。
混練押出機の概略構造を示す断面図である。
【図４】試験練りに用いたニーディングディスク仕様の
二軸混練押出機の概略構造を示す断面図である。
二軸混練押出機の概略構造を示す断面図である。
【図５】第１、第２混練部の各軸心方向における各長さ
Ｌ１、Ｌ２とチャンバーの内径Ｄとの各比Ｌ１／Ｄ、Ｌ
２／Ｄの総和Ｌ／Ｄと分散品質との関係を示すグラフで
ある。
Ｌ１、Ｌ２とチャンバーの内径Ｄとの各比Ｌ１／Ｄ、Ｌ
２／Ｄの総和Ｌ／Ｄと分散品質との関係を示すグラフで
ある。
【図６】チップクリアランス比δ／Ｄと分散品質との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
１ チャンバー
３ ロータ
７ 抵抗部（ゲート装置）
１２ スクリューフィード部
１３Ａ 第１送り翼
１４Ａ 第１戻し翼
１５Ａ 第１ロータセグメント
１５Ｂ 第２ロータセグメント
１６ 攪拌縁
１８ リバースフライト
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 永江 信一
兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号
株式会社神戸製鋼所 神戸総合技術研
究所内
(72)発明者 坂 和子
兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号
株式会社神戸製鋼所 神戸総合技術研
究所内
(56)参考文献 特開 平１−238908（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−34307（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−101903（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−125110（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−156932（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−413（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−8221（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−50425（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−69438（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−23740（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−47734（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−91721（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−270140（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−90550（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−164433（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−195359（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−1661（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−1664（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−207118（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−267539（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−16033（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−12656（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−84933（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−158135（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−104622（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−214631（ＪＰ，Ａ)
実開 平１−95308（ＪＰ，Ｕ)
実開 平６−270140（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭57−181338（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B29B 7/00 - 7/94
B29C 47/00 - 47/96
Claims (3)
- 【請求項１】 混練押出機本体の内部に形成されためが
ね穴状のチャンバー（１）内に互いに平行でかつ回転自
在に挿通された二本のロータ（３）の外周面に、被混練
材料をロータの軸心方向下流側へ送りだすスクリューフ
ィード（１２）と、被混練材料を混練溶融するための送
り翼（１３）と戻し翼（１４）とを有するロータセグメ
ント（１５Ａ）（１５Ｂ）がロータの軸心方向に交互に
配設されている二軸混練押出機において、スクリューフィード（１２）の下流側にロータセグメン
ト（１５Ａ）からなる第１混練部（５０Ａ）が配設され
且つ第１混練部（５０Ａ）の下流側に該第１混練部（５
０Ａ）と離れてロータセグメント（１５Ｂ）からなる第
２混練部（５０Ｂ）が配設されているとともに、この各
ロータセグメント（１５Ａ）（１５Ｂ）の直ぐ下流側
に、被混練材料の流れに対する抵抗機能を発揮して各混
練部に背圧を生じさせて被混練材料を充満させる抵抗部
が設けられ、 前記二箇所に配設された第１、第２混練部（５０Ａ）
（５０Ｂ）のロータの軸心方向における各長さ（Ｌ１）
（Ｌ２）とチャンバー（１）の内径（Ｄ）との各比（Ｌ
１／Ｄ）（Ｌ２／Ｄ）の総和（Ｌ／Ｄ）が７．２以上に
設定され、当該第１、第２混練部（５０Ａ）（５０Ｂ）
を各々構成する前記第１、第２ロータセグメント（１５
Ａ）（１５Ｂ）の最外周端である攪拌縁（１６）とチャ
ンバー（１）の内面との隙間（δ）と、チャンバー
（１）の内径（Ｄ）との比であるチップクリアランス比
（δ／Ｄ）が０．０４以下に設定されていることを特徴
とするポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂と酸
化チタン混合用の二軸混練押出機。 - 【請求項２】 ロータセグメント（１５Ａ）（１５Ｂ）
は、ロータ（３）の軸心方向に沿って連続した攪拌縁
（１６）を備えている請求項１に記載の酸化チタン混合
用の二軸混練押出機。 - 【請求項３】抵抗部は、被混練材料をその搬送方向と反
対方向に押し出すリバースフライト（１８）よりなる請
求項１又は２に記載の酸化チタン混合用の二軸混練押出
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26326696A JP3474716B2 (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 酸化チタン混合用の二軸混練押出機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26326696A JP3474716B2 (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 酸化チタン混合用の二軸混練押出機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10109309A JPH10109309A (ja) | 1998-04-28 |
| JP3474716B2 true JP3474716B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=17387080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26326696A Expired - Lifetime JP3474716B2 (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | 酸化チタン混合用の二軸混練押出機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3474716B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3499414B2 (ja) * | 1996-12-24 | 2004-02-23 | 株式会社神戸製鋼所 | ２軸混練機 |
| SG96260A1 (en) * | 2000-11-17 | 2003-05-23 | Mitsui Chemicals Inc | Method for manufacturing olefinic thermoplastic elastomer composition |
| JP4321197B2 (ja) * | 2002-10-03 | 2009-08-26 | 三菱瓦斯化学株式会社 | ポリアミド複合材料の製造方法 |
| JP3964314B2 (ja) * | 2002-11-28 | 2007-08-22 | カルプ工業株式会社 | 難燃性樹脂組成物の製造方法 |
| US7635217B2 (en) * | 2008-01-03 | 2009-12-22 | Wenger Manufacturing, Inc. | Extruder having variable mid-barrel restriction and adjacent high intensity mixing assembly |
| JP6361607B2 (ja) * | 2015-08-28 | 2018-07-25 | トヨタ自動車株式会社 | 混練機およびそれを用いる電極活物質を含む電極体の製造方法 |
| JP2022174543A (ja) * | 2021-05-11 | 2022-11-24 | 株式会社日本製鋼所 | 造粒機，混練調整機構及び樹脂ペレット製造方法 |
-
1996
- 1996-10-03 JP JP26326696A patent/JP3474716B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10109309A (ja) | 1998-04-28 |
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