JP7432081B2 - Method for manufacturing resin pellets - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂ペレットの製造方法に関し、二軸押出機を用いて熱可塑性樹脂のペレットを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing resin pellets, and more particularly, to a method for producing thermoplastic resin pellets using a twin-screw extruder.
樹脂ペレットを製造するには、樹脂や添加剤などの原料をタンクやホッパーに収容した後、フィーダにより所定の量となるよう計量した上で押出機に供給する。押出機では、各原料が混練、加熱溶融され、押出機先端のノズルからストランド状に押出され、樹脂ストランドは、搬送コンベア又は冷却水槽を介してペレタイザーによって裁断され、ペレットが製造される。 To produce resin pellets, raw materials such as resin and additives are stored in a tank or hopper, then weighed by a feeder to a predetermined amount and then fed to an extruder. In the extruder, each raw material is kneaded, heated and melted, and extruded into a strand from a nozzle at the tip of the extruder, and the resin strand is cut by a pelletizer via a conveyor or cooling water tank to produce pellets.
押出機は、一軸押出機と二軸押出機が使用されるが、一軸押出機と比較して、二軸押出機は、生産性と運転の自由度がより高いので、樹脂組成物ペレットの製造には、二軸押出機が好ましく用いられる。 Single-screw extruders and twin-screw extruders are used as extruders, but compared to single-screw extruders, twin-screw extruders have higher productivity and operational freedom, so they are suitable for producing resin composition pellets. A twin screw extruder is preferably used.
近年は、二軸押出機においても生産性の向上のために生産能力の向上を求めるニーズが高まりつつある。二軸混練押出機は、スクリューの回転速度を大きくすると吐出量が増大し、生産効率が高くなる。そして、製造コストのさらなる低減のために、高吐出量での製造が強く求められている。
しかし、特に高吐出の条件では樹脂にかかる剪断力が大きく増加し、混練時の樹脂組成物が発熱する傾向を示す。この発熱に伴い、溶融している樹脂の粘度および弾性は温度に依存して下がり、樹脂に十分な力が掛からないため、混練性が低下してしまいやすい。また、発熱時に樹脂が熱劣化を受けるため、吐出後の樹脂の色調が悪化してしまうという問題が生じる。
In recent years, there has been a growing need for improved production capacity in twin-screw extruders to improve productivity. In a twin-screw kneading extruder, increasing the rotational speed of the screw increases the discharge amount and increases production efficiency. In order to further reduce manufacturing costs, there is a strong demand for manufacturing at a high discharge rate.
However, especially under high discharge conditions, the shearing force applied to the resin increases significantly, and the resin composition tends to generate heat during kneading. With this heat generation, the viscosity and elasticity of the molten resin decrease depending on the temperature, and since sufficient force is not applied to the resin, kneading properties tend to decrease. Furthermore, since the resin undergoes thermal deterioration when it generates heat, a problem arises in that the color tone of the resin after being discharged deteriorates.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、色調が良好な樹脂ペレットを、高吐出量で生産性よく達成する樹脂ペレットの製造方法を提供することを目的（課題）とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object (problem) is to provide a method for producing resin pellets that can produce resin pellets with good color tone at a high discharge rate and with good productivity. .
本発明者は、上記した課題を解決するために鋭意検討した結果、ニーディングディスクとして三条偏心ニーディングディスクを使用し、スクリュー回転数を４００～６００ｒｐｍの範囲とし、且つスクリュー軸トルク密度を１１～１５Ｎｍ／ｃｍ３の条件で、溶融混練することにより、上記課題が解決することを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventor of the present invention used a three-thread eccentric kneading disk as the kneading disk, set the screw rotation speed in the range of 400 to 600 rpm, and set the screw shaft torque density to 11 to 600 rpm. It has been found that the above problem can be solved by melt-kneading under the condition of 15 Nm/cm 3 .
本発明の樹脂ペレットの製造方法は、ニーディングディスクが装着された１対のスクリューを有する二軸押出機を用いて、熱可塑性樹脂を溶融混練して樹脂ペレットを製造する方法であって、
ニーディングディスクとして３条偏心ニーディングディスクを使用し、スクリュー回転数が４００～６００ｒｐｍ、スクリュー軸トルク密度が１１～１５Ｎｍ／ｃｍ３の条件で、溶融混練することを特徴とする。
The method for producing resin pellets of the present invention is a method for producing resin pellets by melt-kneading a thermoplastic resin using a twin-screw extruder having a pair of screws equipped with a kneading disk, the method comprising:
It is characterized in that a three-row eccentric kneading disk is used as the kneading disk, and the melt-kneading is carried out under conditions of a screw rotation speed of 400 to 600 rpm and a screw shaft torque density of 11 to 15 Nm/cm 3 .
本発明において、３条偏心ニーディングディスクが、各辺の中央部が膨出する略三角形状のディスクであり、スクリュー軸に偏心的に回転するように装着されていることが好ましい。
また、偏心量が０．０１Ｄ～０．０７Ｄ（Ｄはシリンダー内径）で、スクリューに装着されていることが好ましい。
In the present invention, it is preferable that the three-row eccentric kneading disk is a substantially triangular disk in which the central portion of each side bulges out, and is mounted on the screw shaft so as to rotate eccentrically.
Further, it is preferable that the eccentricity is 0.01D to 0.07D (D is the inner diameter of the cylinder) and that the cylinder is attached to the screw.
また、本発明において、３条偏心ニーディングディスクは、互いの角度間隔θが１１０°～１３０°である３つの頂部を有し、頂部における半径が０．４Ｄ～０．５Ｄ、各頂部間の中央部の半径が０．２５Ｄ～０．３８Ｄの範囲にあることが好ましい。 In addition, in the present invention, the three-row eccentric kneading disk has three peaks with an angular interval θ of 110° to 130°, a radius of 0.4D to 0.5D at the top, and a distance between each peak. Preferably, the radius of the central portion is in the range of 0.25D to 0.38D.
さらに、本発明において、熱可塑性樹脂は、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂またはポリアミド樹脂であることが好ましい。 Furthermore, in the present invention, the thermoplastic resin is preferably polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resin, polyacetal resin, polyphenylene ether resin, or polyamide resin.
本発明の樹脂ペレットの製造方法によれば、樹脂の溶融を促進し、高吐出条件での樹脂の溶融特性が優れ、樹脂温度を低くすることが可能となる。そして、本発明の樹脂ペレットの製造方法は、色調が良好な樹脂ペレットを、高吐出量で生産性よく製造することができる。このような本発明の効果は、３条偏芯ニーディングディスクを使用していることにより伸長流動が発生し、低い温度で効率的に樹脂を溶融することができるものと考えている。 According to the method for producing resin pellets of the present invention, the melting of the resin is promoted, the resin has excellent melting characteristics under high discharge conditions, and the resin temperature can be lowered. The method for producing resin pellets of the present invention can produce resin pellets with good color tone at a high discharge rate and with good productivity. It is believed that this effect of the present invention is due to the use of the three-row eccentric kneading disk, which generates elongated flow and makes it possible to efficiently melt the resin at a low temperature.
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、二軸押出機のシリンダーと、スクリューに装着された偏心ニーディングディスクの断面形状を説明するための断面図である。
二軸押出機は、一対のスクリュー２、２’が内部に並列して配置される２つの筒状部を有するシリンダー１を備えている。シリンダー１内の筒状部は軸垂直方向の断面が２つの円が重なるように形成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the cross-sectional shape of a cylinder of a twin-screw extruder and an eccentric kneading disk attached to a screw.
The twin-screw extruder includes a cylinder 1 having two cylindrical parts in which a pair of screws 2 and 2' are arranged in parallel. The cylindrical portion within the cylinder 1 is formed such that its cross section in the direction perpendicular to the axis is two overlapping circles.
２つのスクリュー２、２’は、互いに非接触で回転駆動するためのモーター等の駆動装置（図示せず）を備え、スクリュー２、２’はシリンダー１の筒状部内で回転し、スクリュー２、２’のスクリュー軸の軸心ｘは、シリンダー１の筒状部の円中心と軸心が一致している。スクリュー軸の回転方向は同方向または逆方向のいずれでもよいが、同方向回転の方が好ましい。 The two screws 2, 2' are equipped with a drive device (not shown) such as a motor for rotating them without contacting each other, and the screws 2, 2' rotate within the cylindrical part of the cylinder 1. The axis x of the screw shaft 2' coincides with the circle center of the cylindrical portion of the cylinder 1. The screw shafts may be rotated in the same direction or in opposite directions, but rotation in the same direction is preferable.
スクリュー２、２’には、３条のニーディングディスク３、３’が装着されている。
ニーディングディスク３、３’は、図１に示すように、３つの頂部（チップ）Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を有する略三角形状をしている。３つの頂部（チップ）Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の互いの角度間隔θが１１０°～１３０°となっていることが好ましく、１１５°～１２５°であることがより好ましく、θが略１２０°の等角度間隔である略三角形状であることが特に好ましい。
そして、ニーディングディスク３、３’は、その３つの頂部Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を結ぶ各辺（フランク）が外向きの弧を描いて中央部が膨出する略三角形状であることが好ましい。
Three kneading discs 3, 3' are attached to the screws 2, 2'.
As shown in FIG. 1, the kneading disks 3, 3' have a substantially triangular shape with three tips (tips) T 1 , T 2 , and T 3 . It is preferable that the angular interval θ between the three top portions (chips) T 1 , T 2 , and T 3 is 110° to 130°, more preferably 115° to 125°, and θ is approximately 120°. A substantially triangular shape with equal angular intervals of .degree. is particularly preferred.
The kneading disks 3, 3' have a substantially triangular shape in which each side (flank) connecting the three tops T 1 , T 2 , and T 3 draws an outward arc and the central portion bulges out. is preferred.
ニーディングディスク３、３’は、頂部における半径Ｄａ（３条ニーディングディスクの幾何中心ｙから頂部Ｔまでの距離）が０．４Ｄ～０．５Ｄ（Ｄはシリンダー内径）の範囲にあることが好ましく、また、各頂部Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３間のフランクの中央部ｋにおける半径Ｄｋ（３条ニーディングディスクの幾何中心ｙから中央部ｋまでの距離。ｙから最も短い距離）が０．２５Ｄ～０．３８Ｄの範囲にあることが好ましい。
頂部（チップ）Ｔのチップ巾ｄＴは、０．０２Ｄ～０．０８Ｄであることが好ましい。
The radius Da (distance from the geometric center y of the three-row kneading disk to the top T) at the top of the kneading disks 3, 3' may be in the range of 0.4D to 0.5D (D is the inner diameter of the cylinder). Preferably, the radius Dk (distance from the geometric center y of the three-row kneading disk to the center k; the shortest distance from y) at the center k of the flank between the tops T 1 , T 2 , and T 3 is 0. It is preferably in the range of .25D to 0.38D.
The tip width dT of the top (chip) T is preferably 0.02D to 0.08D.
そして、ニーディングディスク３、３’は、スクリュー２、２’のスクリュー軸に偏心的に回転するように装着されている。その偏心量ｅ（スクリューの回転中心ｘからニーディングディスクの幾何中心ｙまでの距離）は、０．０１Ｄ～０．０７Ｄ（Ｄはシリンダー内径）であることが好ましい。偏心はニーディングディスク３と３’が２つのスクリュー軸を結ぶ方向に同方向に偏心していることが好ましい。 The kneading disks 3, 3' are mounted on the screw shafts of the screws 2, 2' so as to rotate eccentrically. The eccentricity e (distance from the rotation center x of the screw to the geometric center y of the kneading disk) is preferably 0.01D to 0.07D (D is the inner diameter of the cylinder). It is preferable that the kneading disks 3 and 3' are eccentric in the same direction in the direction connecting the two screw shafts.
ニーディングディスクの厚みは、軸方向のディスク１枚（以下、パドルともいう。）の厚みが０．１Ｄ以下であることが好ましい。 As for the thickness of the kneading disk, it is preferable that the thickness of one disk (hereinafter also referred to as paddle) in the axial direction is 0.1D or less.
ニーディングディスクは、通常パドルの複数を軸方向に沿って装着してニーディングゾーンが構成される。パドルの枚数は、３～１５枚であることが好ましく、５～１１枚がより好ましく、特に７～９枚が好ましい。隣り合うパドルの間は隙間を設けることが好ましく、隙間は０．２ｍｍ～２ｍｍであることが好ましい。 A kneading disk usually has a kneading zone formed by installing a plurality of paddles along the axial direction. The number of paddles is preferably 3 to 15, more preferably 5 to 11, particularly preferably 7 to 9. It is preferable to provide a gap between adjacent paddles, and the gap is preferably 0.2 mm to 2 mm.
ニーディングディスクは、複数のパドルがずれることなく重なったＮディスク、複数のパドルが右方向にずれて重なって順方向に流を起こすＲディスク、複数のパドルが左方向にずれて重なって逆方向の流れを起こすＬディスク等として使用され、スクリュー構成としては、これらを組み合わせて、上流から下流に向けて、例えばＲＮＮＬ、ＲＲＮＮＬ、ＲＲＲＮＬ、ＲＮＮＮＬ、ＲＲＮＮＮＬ等の構成とすることが好ましい。 Kneading discs are N discs where multiple paddles overlap without shifting, R discs where multiple paddles shift to the right and overlap to create a forward flow, and multiple paddles shift to the left and overlap to create a flow in the opposite direction. It is preferable that these screws are combined to form a screw configuration such as RNNL, RRNNL, RRRNL, RNNNL, RRNNNL, etc. from upstream to downstream.
本発明の方法では、スクリュー軸トルク密度を１１～１５Ｎｍ／ｃｍ３の範囲になるようにして溶融混練する。トルクをこのような範囲とすることで高吐出量となり滞留時間を短くすることができる。スクリュー軸トルク密度は、好ましく１２～１５Ｎｍ／ｃｍ３である。
トルクを検出するには、スクリュー２、２’の回転軸に軸端式トルク計を設けたり、スクリュー２、２’の回転軸や、減速機のような関連する回転部材に歪み計を設けるようにして検出すればよい。またモーターの電流値と電圧からトルクを求めることができる。
In the method of the present invention, melt-kneading is performed with the screw shaft torque density in the range of 11 to 15 Nm/cm 3 . By setting the torque within such a range, the discharge amount can be increased and the residence time can be shortened. The screw shaft torque density is preferably 12 to 15 Nm/cm 3 .
To detect torque, it is recommended to install a shaft-end torque meter on the rotating shaft of the screws 2, 2', or to install a strain gauge on the rotating shaft of the screws 2, 2' or related rotating parts such as reducers. You can detect it using Torque can also be determined from the motor's current value and voltage.
また、本発明の方法では、スクリュー回転数を４００～６００ｒｐｍの範囲とする。スクリュー回転数をこのような範囲とすることで滞留時間を短くでき熱劣化を抑制することができる。スクリュー回転数は、下限は４５０ｒｐｍ以上であるのが好ましく、また上限は５５０ｒｐｍ以下であるのが好ましい。 Further, in the method of the present invention, the screw rotation speed is set in a range of 400 to 600 rpm. By setting the screw rotation speed within such a range, residence time can be shortened and thermal deterioration can be suppressed. The lower limit of the screw rotation speed is preferably 450 rpm or more, and the upper limit is preferably 550 rpm or less.
本発明の製造方法は、３条偏心ニーディングディスクを使用し、スクリュー回転数とスクリュー軸トルク密度を上記範囲とすることにより、偏心ニーディングディスクの頂点は、偏心により１つ（あるいは２つ）の頂点だけがシリンダー内面に近接する。このような３条偏心ニーディングディスクを用いることで、低い温度で樹脂を溶融でき、吐出量を大きくすることができ、またシリンダー原料の熱可塑性樹脂ペレットを小さく切断できるので、高吐出条件での樹脂の溶融特性が優れ、速やかな熱伝導により、原料樹脂ペレットを速く溶融でき、樹脂温度をより下げることができる。またこの３条偏芯ニーディングディスクは強化繊維をフィードした場合の混練部分にも使用することができる。 The manufacturing method of the present invention uses a three-row eccentric kneading disk, and by setting the screw rotation speed and screw shaft torque density within the above range, the eccentric kneading disk has one (or two) vertices due to eccentricity. Only the apex of is close to the inner surface of the cylinder. By using such a three-row eccentric kneading disk, the resin can be melted at a low temperature, the discharge amount can be increased, and the thermoplastic resin pellets used as the raw material for the cylinder can be cut into small pieces, so it can be used under high discharge conditions. The resin has excellent melting properties and rapid heat conduction, allowing raw resin pellets to be melted quickly and the resin temperature to be lowered. Moreover, this three-row eccentric kneading disk can also be used in the kneading part when reinforcing fibers are fed.
本発明の製造方法が適用される熱可塑性樹脂は、特に限定されるものではなく、例えば、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、また、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂がいずれも使用できる。これらの樹脂は単独で使用することも、２種以上を併用することも可能である。
このような熱可塑性樹脂の中でも、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアミド樹脂等のエンジニアリングプラスチックスと称される熱可塑性樹脂は、押出機での溶融混練温度が高いため、色調の悪化が起こりやすいので、本発明の効果が大きいので好ましい。
The thermoplastic resin to which the production method of the present invention is applied is not particularly limited, and includes, for example, polyester resins such as polybutylene terephthalate, polycarbonate resins, polyacetal resins, polyphenylene ether resins, polyamide resins, and polyolefin resins. , polystyrene resin, vinyl chloride resin, acrylic resin, and other thermoplastic resins can be used. These resins can be used alone or in combination of two or more.
Among these thermoplastic resins, thermoplastic resins called engineering plastics such as polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resin, polyacetal resin, polyphenylene ether resin, and polyamide resin have a high melt-kneading temperature in an extruder. This is preferable since the effect of the present invention is large since deterioration of color tone is likely to occur.
熱可塑性樹脂に配合する添加剤の種類は、特に限定されるものでなく、例えば、安定剤、酸化防止剤、難燃剤、難燃助剤、離型剤、滑剤、充填材、紫外線吸収剤、帯電防止剤、可塑剤、染顔料、強化繊維等が挙げられる。これらの添加剤の配合量は通常、例えば０．０１～５０質量％、特に０．０１～４０質量％であることが好ましい。 The types of additives added to the thermoplastic resin are not particularly limited, and include, for example, stabilizers, antioxidants, flame retardants, flame retardant aids, mold release agents, lubricants, fillers, ultraviolet absorbers, Examples include antistatic agents, plasticizers, dyes and pigments, and reinforcing fibers. The blending amount of these additives is usually, for example, preferably 0.01 to 50% by weight, particularly 0.01 to 40% by weight.
以上の構成からなる本発明の製造方法について、ニーディングディスク並びにスクリュー回転数およびスクリュー軸トルク密度を検討した実験例を以下に示す。 An experimental example in which the kneading disk, screw rotational speed, and screw shaft torque density were examined for the manufacturing method of the present invention having the above configuration will be shown below.
［実験例１］
同方向回転二軸押出機（日本製鋼所社製、「ＴＥＸ４４αＩＩＩ」）を用い、三菱エンジニアリングプラスチックス社製のポリブチレンテレフタレート樹脂「ノバデュラン（登録商標）５００８」のペレットを、ホッパーから投入した。
ニーディングディスクの各１枚のパドルとして、３つの頂部（チップ）Ｔがディスクの幾何中心ｙから角度θが１２０°の等角度の位置に配置された３条のパドルを使用した。
頂部（チップ）Ｔにおける半径Ｄａは２１．０ｍｍ（０．４４７Ｄ）であり、頂部Ｔ間には外向きの弧を描くフランクｋがあり、その中央部ｋにおける半径Ｄｋは１５．５ｍｍ（０．３３０Ｄ）である。そして、パドルの偏心量ｅは１．８ｍｍ＝０．０３８Ｄであり、左右スクリュー２、２’上のパドルは同方向に偏心している。
頂部（チップ部）Ｔのチップ幅ｄＴは２．２ｍｍ（０．０４７Ｄ）、チップ部の弧の半径は２１ｍｍ（０．４４７Ｄ）である。
[Experiment example 1]
Using a co-rotating twin-screw extruder ("TEX44αIII", manufactured by Japan Steel Works, Ltd.), pellets of polybutylene terephthalate resin "Novaduran (registered trademark) 5008" manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics were introduced from a hopper.
As each paddle of the kneading disk, three paddles were used in which three tops (tips) T were arranged at equiangular positions with an angle θ of 120° from the geometric center y of the disk.
The radius Da at the top (tip) T is 21.0 mm (0.447D), and between the tops T there is a flank k that draws an outward arc, and the radius Dk at the center k is 15.5 mm (0.447D). 330D). The eccentricity e of the paddle is 1.8 mm=0.038D, and the paddles on the left and right screws 2 and 2' are eccentric in the same direction.
The tip width dT of the top portion (tip portion) T is 2.2 mm (0.047D), and the radius of the arc of the tip portion is 21 mm (0.447D).
スクリュー構成はＲＲＮＮＬとし、Ｒの３条偏心ニーディングディスクはパドルを下向きにスクリュー軸の中心ｘに対して時計方向に３０°ずらした複数枚のパドルから構成されている。Ｎの３条偏心ニーディングディスクはパドルをスクリュー軸中心ｘに対して１８０°ずらした複数枚のパドルから構成されている。Ｌの３条偏心ニーディングディスクはパドルを下向きにスクリュー軸中心ｘに対して反時計方向に３０°ずらしたパドル複数枚から構成されているものを使用した。 The screw configuration is RRNNL, and the R three-row eccentric kneading disk is composed of a plurality of paddles with the paddles facing downward and shifted clockwise by 30 degrees with respect to the center x of the screw shaft. The N three-strip eccentric kneading disk is composed of a plurality of paddles that are offset by 180 degrees with respect to the screw axis center x. The L 3-row eccentric kneading disk was composed of a plurality of paddles in which the paddles were shifted downward by 30° counterclockwise with respect to the screw shaft center x.
押出機のシリンダー内径Ｄは４７．０ｍｍ、スクリュー中心間距離Ａは３８．７ｍｍ（０．８２３Ｄ）であり、この押出機装置の最大トルク密度（１００％）は１７．６Ｎｍ／ｃｍ３である。 The cylinder inner diameter D of the extruder is 47.0 mm, the screw center distance A is 38.7 mm (0.823 D), and the maximum torque density (100%) of this extruder device is 17.6 Nm/cm 3 .
実験例１では、ＲＲＮＮＬを構成する各３条偏心ニーディングのパドルは各々９枚で構成されており、長さ４４ｍｍのものを使用した。各１枚のパドルの厚みは４．１ｍｍ（０．０８７Ｄ）であり、隣り合うパドル間には、左右のニーディングディスクの接触を無くすため、０．５ｍｍの隙間が空いている。
押出機のスクリュー回転数を２００ｒｐｍ～７００ｒｐｍの範囲で運転し、吐出量を３００ｋｇ／ｈｒから５０ｋｇ／ｈｒづつ上げていった。
In Experimental Example 1, each three-row eccentric kneading paddle constituting the RRNNL was composed of nine paddles and had a length of 44 mm. The thickness of each paddle is 4.1 mm (0.087D), and there is a gap of 0.5 mm between adjacent paddles to eliminate contact between the left and right kneading disks.
The screw rotation speed of the extruder was operated in the range of 200 rpm to 700 rpm, and the discharge rate was increased from 300 kg/hr to 50 kg/hr.
得られたペレットからＩＳＯ多目的試験片（厚さ：４ｍｍ）を成形し、ＪＩＳ Ｋ７１０５に準じ、日本電色工業社製ＳＥ２０００型分光式色彩計で、反射法により色調（ｂ値）を測定した。
結果を以下の表１に示す。
An ISO multi-purpose test piece (thickness: 4 mm) was molded from the obtained pellet, and the color tone (b value) was measured by a reflection method using a spectrophotometer SE2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. according to JIS K7105.
The results are shown in Table 1 below.
上記表１から、３条偏心ニーディングディスクを用い、回転数を４００～６００ｒｐｍとし、トルク密度が１１～１５Ｎｍ／ｃｍ３とした場合に、高い吐出量で色調が優れた樹脂ペレットが製造できることが分かる。 From Table 1 above, it can be seen that resin pellets with excellent color tone can be produced at a high discharge rate when a three-row eccentric kneading disk is used, the rotation speed is 400 to 600 rpm, and the torque density is 11 to 15 Nm/ cm3 . I understand.
［比較実験例１］
実験例１において、３条偏心ニーディングの代わりに、以下の通常の２条ニーディングディスクを使用した以外は、同様にして樹脂ペレットを製造し、同様に評価を行った。
スクリュー構成はＲＲＮＮＬと実験例１と同じであり、各々の２条ニーディングスクリューのパドルの枚数は５枚であり、１枚のパドルの厚みは８．０ｍｍ（０．１７０Ｄ）のものを使用した。
２つある頂部（チップ）のチップ間角度は１８０°で、頂部での半径Ｄａが４６．１ｍｍ（０．９８１Ｄ）であり、２つ頂部間で外向きの弧を描くフランクの中央部ｋ（ｙから最も短い距離）における半径Ｄｋは２８．８ｍｍ（０．６１３Ｄ）である。パドルの偏心はなく、偏心量ｅは０ｍｍである。
頂部（チップ部）Ｔのチップ幅ｄＴは５．２ｍｍ（０．１１Ｄ）、チップ部の弧（フランク）の半径は４６．１ｍｍ（０．９８１Ｄ）である。
[Comparative Experiment Example 1]
In Experimental Example 1, resin pellets were produced in the same manner and evaluated in the same manner, except that the following ordinary two-row kneading disk was used instead of the three-row eccentric kneading.
The screw configuration was the same as RRNNL and Experimental Example 1, and the number of paddles in each two-thread kneading screw was 5, and the thickness of each paddle was 8.0 mm (0.170D). .
The angle between the two tips (tips) is 180°, the radius Da at the tips is 46.1 mm (0.981D), and the center part k of the flank that draws an outward arc between the two tips ( The radius Dk at the shortest distance from y is 28.8 mm (0.613D). There is no eccentricity of the paddle, and the eccentricity e is 0 mm.
The tip width dT of the top portion (tip portion) T is 5.2 mm (0.11D), and the radius of the arc (flank) of the tip portion is 46.1 mm (0.981D).
ＲＲＮＮＬのスクリュー構成において、Ｒの２条ニーディングディスクはパドルを下向きにスクリュー軸の中心ｘに対して時計方向に４５°ずらした５枚のパドルから構成されている。Ｎの２条ニーディングディスクはパドルをスクリュー軸中心ｘに対して９０°ずらした５枚のパドルから構成されている。Ｌの２条ニーディングディスクはパドルを下向きにスクリュー軸中心ｘに対して反時計方向に４５°ずらしたパドル５枚から構成されている。各パドル間には０．５ｍｍの隙間があるものを使用した。
結果を以下の表２に示す。
In the RRNNL screw configuration, the R two-row kneading disk is composed of five paddles with the paddles facing downward and shifted clockwise by 45 degrees with respect to the center x of the screw shaft. N's two-row kneading disk is composed of five paddles that are offset by 90 degrees with respect to the screw shaft center x. The two-row kneading disk L is composed of five paddles, each of which is downwardly offset by 45 degrees counterclockwise with respect to the screw shaft center x. A gap of 0.5 mm was used between each paddle.
The results are shown in Table 2 below.
上記表２から、２条の通常のニーディングディスクでは、回転数を４００～６００ｒｐｍとし、トルク密度が１１～１５Ｎｍ／ｃｍ３としても、樹脂温度は上記表１に比べてかなり高くなり、色調が悪い樹脂ペレットしか製造できないことが分かる。 From Table 2 above, it can be seen that with a normal two-row kneading disk, even if the rotation speed is 400 to 600 rpm and the torque density is 11 to 15 Nm/ cm3 , the resin temperature will be considerably higher than in Table 1 above, and the color tone will be poor. It can be seen that only bad resin pellets can be produced.
［実験例２］
実験例１において、３条偏心９枚のニーディングディスクを、７枚パドルの３条偏心ニーディングディスクをとした以外は、実験例１と同様にして行った。
各パドルの厚みを５．５ｍｍ（０．１１７Ｄ）とし、隣り合うパドル間には実験例１と同様に０．５ｍｍの隙間が空いているものを使用した。
結果を以下の表３に示す。
[Experiment example 2]
Experimental Example 1 was carried out in the same manner as in Experimental Example 1, except that a 3-row eccentric kneading disk with 9 blades was replaced with a 3-row eccentric kneading disk with 7 paddles.
The thickness of each paddle was 5.5 mm (0.117D), and there was a gap of 0.5 mm between adjacent paddles as in Experimental Example 1.
The results are shown in Table 3 below.
上記表３から、回転数を４００～６００ｒｐｍとし、トルク密度が１１～１５Ｎｍ／ｃｍ３とした場合に、高い吐出量で色調が優れた樹脂ペレットが製造できることが分かる。 From Table 3 above, it can be seen that when the rotational speed is 400 to 600 rpm and the torque density is 11 to 15 Nm/cm 3 , resin pellets with a high discharge rate and excellent color tone can be produced.
［実験例３］
実験例１において、３条偏心９枚のニーディングディスクを、５枚パドルの３条偏心ニーディングディスクをとした以外は、実験例１と同様にして行った。
各パドルの厚みを８．０ｍｍ（０．１７０Ｄ）とし、隣り合うパドル間には実験例１と同様に０．５ｍｍの隙間が空いているものを使用した。
結果を以下の表４に示す。
[Experiment example 3]
Experimental Example 1 was carried out in the same manner as in Experimental Example 1, except that the 3-row eccentric kneading disk with 9 sheets was replaced with a 3-row eccentric kneading disk with 5 paddles.
The thickness of each paddle was 8.0 mm (0.170D), and there was a gap of 0.5 mm between adjacent paddles as in Experimental Example 1.
The results are shown in Table 4 below.
上記表４から、回転数を４００～６００ｒｐｍとし、トルク密度が１１～１５Ｎｍ／ｃｍ３とした場合に、高い吐出量で色調が優れた樹脂ペレットが製造できることが分かる。 From Table 4 above, it can be seen that when the rotation speed is 400 to 600 rpm and the torque density is 11 to 15 Nm/cm 3 , resin pellets with a high discharge rate and excellent color tone can be produced.
［実験例４］
実験例１において、原料ポリブチレンテレフタレート樹脂ペレットを、三菱エンジニアリングプラスチックス社製のポリカーボネート樹脂「ノバレックス（登録商標）７０２０Ｊ」のペレットに変更した以外は同じにして、３条偏心９枚のニーディングディスクによる運転を行った。得られたペレットからＩＳＯ多目的試験片（厚さ：４ｍｍ）を成形し、ＪＩＳ Ｋ７１０５に準じ、日本電色工業社製ＳＥ２０００型分光式色彩計で、透過法によりＹＩ値を測定した。
結果を以下の表５に示す。
[Experiment example 4]
Experimental Example 1 was the same except that the raw material polybutylene terephthalate resin pellets were changed to pellets of polycarbonate resin "Novarex (registered trademark) 7020J" manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics, and kneading of 9 3-row eccentric sheets was performed. It was operated using a disc. An ISO multi-purpose test piece (thickness: 4 mm) was molded from the obtained pellet, and the YI value was measured by a transmission method using a spectroscopic colorimeter model SE2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. according to JIS K7105.
The results are shown in Table 5 below.
上記表５から、ポリカーボネート樹脂の場合にも、３条偏心ニーディングディスクを用い、回転数を４００～６００ｒｐｍとし、トルク密度が１１～１５Ｎｍ／ｃｍ３とした場合に、高い吐出量で色調が優れた樹脂ペレットが製造できることが分かる。 From Table 5 above, in the case of polycarbonate resin, when a three-row eccentric kneading disk is used, the rotation speed is 400 to 600 rpm, and the torque density is 11 to 15 Nm/ cm3 , the color tone is excellent with a high discharge rate. It can be seen that resin pellets can be produced.
［比較実験例２］
比較実験例１において、原料ポリブチレンテレフタレート樹脂ペレットを、三菱エンジニアリングプラスチックス社製のポリカーボネート樹脂「ノバレックス（登録商標）７０２０Ｊ」のペレットに変更した以外は同じにして、２条非偏心の、５枚のニーディングディスクによる運転を行った。
結果を以下の表６に示す。
[Comparative Experiment Example 2]
Comparative Experiment Example 1 was the same except that the raw material polybutylene terephthalate resin pellets were changed to pellets of polycarbonate resin "Novalex (registered trademark) 7020J" manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd. Operation was performed using two kneading disks.
The results are shown in Table 6 below.
上記表６から、２条の通常のニーディングディスクでは、回転数を４００～６００ｒｐｍとし、トルク密度が１１～１５Ｎｍ／ｃｍ３としても、樹脂温度は表５に比べてかなり高くなり、色調が悪い樹脂ペレットしか製造できないことが分かる。 From Table 6 above, even if the rotation speed is 400 to 600 rpm and the torque density is 11 to 15 Nm/ cm3 with a two-row normal kneading disk, the resin temperature will be much higher than in Table 5, and the color tone will be poor. It can be seen that only resin pellets can be produced.
１ シリンダー
２、２’ スクリュー
３、３’ ニーディングディスク
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ ニーディングディスク頂部
Ｄ シリンダー内径
Ｄａ 頂部における半径
Ｄｋ フランクの中央部ｋにおける半径
ｘ スクリュー軸の軸心
ｙ ３条ニーディングディスクの中心
ｅ 偏心量
θ Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の互いの角度間隔
1 Cylinder 2, 2' Screw 3, 3' Kneading disk T 1 , T 2 , T 3 Top of kneading disk D Cylinder inner diameter Da Radius at top Dk Radius at center k of flank x Axis center of screw shaft y Three threads Center of kneading disk e Eccentricity θ Angular distance between T 1 , T 2 , and T 3
Claims (1)
ニ―ディングディスクとして３条偏心ニーディングディスクを使用し、
３条偏心ニーディングディスクは、各辺の中央部が膨出する略三角形状のディスクであり、互いの角度間隔θが１１０°～１３０°である３つの頂部を有し、頂部における半径が０．４Ｄ～０．５Ｄ、各頂部間の中央部の半径が０．２５Ｄ～０．３８Ｄの範囲にあり、頂部（チップ）Ｔのチップ巾ｄＴは０．０２Ｄ～０．０８Ｄであり、スクリュー軸に偏心量が０．０１Ｄ～０．０７Ｄ（Ｄはシリンダー内径）で偏心的に回転するように装着され、左右のスクリュー上のパドルは同方向に偏心しており、
スクリュー回転数が４００～６００ｒｐｍ、スクリューの回転軸に設けられたトルク計から検出された又はモータの電流値から算出されたスクリュー軸トルクと、スクリュー中心間距離から算出されるスクリュー軸トルク密度が１１～１５Ｎｍ／ｃｍ３の条件で、溶融混練し、樹脂温度が２４０～２６６℃であることを特徴とする樹脂ペレットの製造方法。 A method for producing resin pellets by melt-kneading a thermoplastic resin, which is a polybutylene terephthalate resin , using a twin-screw extruder having a pair of screws equipped with a kneading disk, the method comprising:
A 3-row eccentric kneading disc is used as the kneading disc,
The three-strip eccentric kneading disk is a substantially triangular disk with a bulging central part on each side, and has three apexes with an angular interval θ of 110° to 130°, and a radius of 0 at the apex. .4D to 0.5D, the radius of the center between each top is in the range of 0.25D to 0.38D, the tip width dT of the top (chip) T is 0.02D to 0.08D, and the screw shaft The paddles on the left and right screws are eccentric in the same direction.
The screw rotation speed is 400 to 600 rpm, the screw shaft torque detected from the torque meter installed on the rotating shaft of the screw or calculated from the motor current value, and the screw shaft torque density calculated from the distance between the screw centers is 11 A method for producing resin pellets, which comprises melting and kneading under conditions of ~15 Nm/cm 3 and a resin temperature of 240 to 266°C .
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