JPH02298329A - 合成樹脂の溶融混練方法 - Google Patents
合成樹脂の溶融混練方法Info
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- JPH02298329A JPH02298329A JP1118580A JP11858089A JPH02298329A JP H02298329 A JPH02298329 A JP H02298329A JP 1118580 A JP1118580 A JP 1118580A JP 11858089 A JP11858089 A JP 11858089A JP H02298329 A JPH02298329 A JP H02298329A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
- B01F27/95—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with stirrers having planetary motion, i.e. rotating about their own axis and about a sun axis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/23—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by the orientation or disposition of the rotor axis
- B01F27/232—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by the orientation or disposition of the rotor axis with two or more rotation axes
- B01F27/2324—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by the orientation or disposition of the rotor axis with two or more rotation axes planetary
Landscapes
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野］
本発明は合成樹脂を粒子化し、均一に溶融混練する方法
に関する。 【従来の技術】 合成樹脂の溶融混練装置の一つにエクストルーダがある
。これは、ヒータを備えた円筒形のシリンダの内部に回
転駆動源に連結したスクリューを設けたものである。昇
温したシリンダ内部に原料樹脂を投入し、スクリ１−を
回転すると、原料樹脂は溶融、加圧されると共にスクリ
１−の歯の剪断力によって混練され、スクリューの先端
側から押し出される。押し出された樹脂は、例えばカレ
ンダ成形装置やＴダイスを用いた押し出し成形装置に送
られ、成形される。 このエクストルーダは、セルフクリーニング性を有し樹
脂変更や色変更が容易なため、様々な合成樹脂の溶融混
練に用いられているが、吐出量が限られている。吐出量
を増すにはシリンダの長さＬと径りの比Ｌ／Ｄを大きく
すれば良いが、広い設置場所が必要になり不便である。 溶融混練作用を高めたエクストルーダの一種に遊星ロー
ラエクストルーダがある。第２図に断面を示すように、
遊星ローラエクストルーダは、ヒータ（不図示）を備え
た円筒形のシリンダ１１の内部に１回転駆動源（不図示
）に連結した主スクリエ−１２を設け、主スクリユ−１
２とシリンダ１１との間に複数の自公転ローラ１３を配
置したものである。シリンダ１１の内壁にはらせん状の
ねじ満１１ａ、主スクリユ−１２の外周にはらせん状の
歯１２ａが形成されている。自公転ローラ１３の外周に
はらせん状の歯１３ａが形成してあり、ねじ溝１１ａお
よび歯１２ａと噛み合っている。 この遊星ローラエクストルニダ６は以下のように作用す
る。主スクリユ−１２が矢印方向に回転すると、自公転
ローラ１３は主スクリユ−１２と噛み合って逆向きに回
転しながら、主スクリユ−１２の外周を公転する。シリ
ンダｌｌ内の原料樹脂は、加熱、溶融されつつ主スクリ
ユ−１２および自公転ローラ１３の回転によって混練さ
れる。 満１１ａ、歯１２ａ・１３ａが噛み合うことによって樹
脂は繰り返し剪断されるため、熱伝達が良好で非常に均
一な可塑化が達成される。 このように遊星ローラエクストルーダは、シリンダの長
さＬと径りの比Ｌ／Ｄが同一のエクストルーダに比べ、
低温、高回転で混練出来るため、吐出量が太き（生産性
が高い。 ところが、原料樹脂にはペレット状で市販されているも
のが多い。粒径が５ｍｍ以上になると主スクリエ−１２
や自公転ローラ１３への噛み込みが悪くなり、樹脂が滑
って粒状のまま押し出されてしまうことがある。 均一な混練を行なうには、原料樹脂をより高温に加熱し
て溶融すれば良いが、単に温度を上げてもペレットの外
側のみが溶融するだけで、中心部が溶融しないことがあ
る。また、例えば熱可塑性ウレタンのような高温で急激
に粘度低下する樹脂の場合、高温で溶融混練してカレン
ダ成形を行なうと溶融樹脂がカレンダロールに粘着し易
い。この他にも主ロール１２の回転数を下げ、押し出し
速度を低下させて噛みやすくする方法があるが、生産性
が低くなり実用的でない。 【発明が解決しようとする課題］ 本発明は前記の不都合を解決するためになされたもので
、遊星エクストルーダを用いて合成樹脂を溶融し、より
均一に効率良（混練する方法を提供することを目的とす
る。 【課題を解決するための手段］ 本発明者らは鋭意研究を行なった結果、原料樹脂の平均
粒径を１０〜５００ＪＩＩＩにすれば遊星ローラエクス
トルーダを用いて安定して均一な混練が可能であること
を見い出し、本発明を完成するに至った。 即ち、前記の目的を達成するためなされた本発明の第１
発明である合成樹脂の溶融混練方法は、平均粒径を１０
〜５００１ｍに微細化した合成樹脂の粒子を、遊星ロー
ラエクストルーダにより溶融して混練する方法である。 第２発明の合成樹脂の溶融混練方法は、平均粒径が２０
００ん６０００ｇ霞の合成樹脂ペレットを−５０〜−１
００℃に冷却しながら粉砕した平均粒径１０〜５００＋
＋ｓの合成樹脂の粒子を、遊星ローラエクストルーダに
より溶融して混練する方法である。 この方法で溶融混練可能な合成樹脂は、例えば熱可塑性
ウレタン、エチレン−酢酸ビニル共重合体である。 溶融混練する合成樹脂や熱可塑性ウレタンは、平均粒径
が１０〜５００ＡＩｍである。樹脂を１ＯＩＩｆｆｌ以
下に粉砕して混練しても溶融状態の均一性は一定の状態
に留まり、過度に粉砕してもそれ以上の効果が望めない
。平均粒径が５００μｍ以上のときは噛み込み適性が悪
（なり、混練後の均一性が低下する。 合成樹脂ペレットを粉砕する際は、ペレットを−５０〜
−１００℃に冷却しながら粉砕することが望ましい。ペ
レットの温度が一５０℃以上になると、樹脂の弾性が増
大して粉砕しにく（なり所定の粒径が得られなくなる。 【害施例］ 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 樹脂ペレットの粉砕には第３図に縦断面を示す粉砕機３
０を使用する。 この粉砕機３０は、容器３１の内部に回転駆動軸３２ａ
・３２ｂに連結した二枚の円盤３３ａ・３３ｂを向い合
わせて配置したものである。円盤３３ａ・３３ｂの対向
面には複数のビン３４ａ・３４ｂが回転軸を中心とする
同心円状に取り付けてあり、円盤３３ａ・３３ｂ間は粉
砕室３５になっている。ビン３４ａとビン３４ｂは、回
転中心からの距離をずらして交互に配列してあり、その
側面同士が近接している。 この粉砕機３０は以下のように作用する。 円盤３３ａ・３３ｂを逆向き、または同方向に異なる回
転数で回転させる。ホッパ３６にペレット３７を投入す
ると、ペレット３７は通路を経て円盤３３ａ中心部近傍
の開口部３８から粉砕室３５に至る。粉砕室３５のペレ
ット３７は、ビン３４ａ・３４ｂによって粉砕され、排
出口３９から排出される。 この粉砕機３０に、−５０〜−１００℃に冷却した平均
粒径が約４ｆｆＩＩｍの熱可塑性ウレタンペレット３７
を投入して粉砕し、平均粒径的３０１ｍのウレタン粒子
を得た。 得られた熱可塑性ウレタンの粒子の溶融混練には、第１
図に示す溶融混練装置を使用する。この装置は、エクス
トルーダ５（第１バルク）、遊星ローラエクストルーダ
６（第２バルク）およびエクストルーダ７（第３バルク
）を直列に連結したものである。エクストルーダ５・７
は、ヒータを備えた円筒形のシリンダ２１の内部にスク
リュー２２を設けたものである。遊星ローラエクストル
ーダ６の構成および作用は先に説明済のため、詳細な説
明は省略する。 溶融混練装置の第１バルク〜第３バルクを所定温度に昇
温し、主スクリ１−１２を所定の回転数で回転させる。 エクストルーダ５のホッパ２３に上記で作成した平均粒
径的３０μｍのウレタン粒子を投入して溶融混練し、エ
クストルーダ７から吐出する樹脂量を測定した。 上記のようにして溶融混練した熱可塑性ウレタンを、カ
レンダ装置を用いて成形し、厚さ１５ｏＩ＋ｍのウレタ
ンフィルムを得た。得られたフィルムのフィッシ１アイ
の発生状態を目視で観察し、混練状態を判定し、ＪＩＳ
Ｋ ７３１１に従ってフィルム強度を測定した。 比較のため、熱可塑性ウレタン粒子の替わりに平均粒径
が４０００１１１１１のウレタンペレットを用いる他は
先の実施例と同様にしてウレタンフィルムを作成し、各
項目を評価した。 第１表１こ各実施例および比較例におけるエクス［・ル
ーダ５・６・７の設定温度、主スクリユ−＋２の回転数
、溶融混練装置からの吐出量、混練状態およびフィルム
強度を示す。 （以下余白） 第 １ 表 このように平均粒径が１０〜５００１ｍの合成樹脂の粒
子は、合成樹脂ペレットに比べてエクストルーダを高回
転に設定して溶融混練出来、吐出量が太き（生産性が高
い。その溶融樹脂から製造されたフィルムにはフィッシ
ュアイの発生がなく、？ａ融樹脂が極めて均一に混練さ
れていることが解る。 また得られたフィルムの強度はペレットを溶融して製造
されたフィルムと同等である。 なお、上記の実施例では遊星ローラエクストルーダとエ
クストルーダとを併用したが、遊星ローラエクストルー
ダは単独で使用しても、他の混練装置と併用しても構わ
ない。 【発明の作用、効果］ 以上詳細に説明したように、本発明を適用する合成樹脂
の溶融混練方法によれば、合成樹脂ペレットを平均粒径
が極めて小さな粒子にして溶融混練している。そのため
、遊星ローラエクストルーダを用いた溶融混練の際に昇
温し易く、主スクリューや自公転ローラの歯による噛み
込み適性が高い。従って合成樹脂を短時間で均一に混練
することか出来、吐出量が多（生産性が高い。
に関する。 【従来の技術】 合成樹脂の溶融混練装置の一つにエクストルーダがある
。これは、ヒータを備えた円筒形のシリンダの内部に回
転駆動源に連結したスクリューを設けたものである。昇
温したシリンダ内部に原料樹脂を投入し、スクリ１−を
回転すると、原料樹脂は溶融、加圧されると共にスクリ
１−の歯の剪断力によって混練され、スクリューの先端
側から押し出される。押し出された樹脂は、例えばカレ
ンダ成形装置やＴダイスを用いた押し出し成形装置に送
られ、成形される。 このエクストルーダは、セルフクリーニング性を有し樹
脂変更や色変更が容易なため、様々な合成樹脂の溶融混
練に用いられているが、吐出量が限られている。吐出量
を増すにはシリンダの長さＬと径りの比Ｌ／Ｄを大きく
すれば良いが、広い設置場所が必要になり不便である。 溶融混練作用を高めたエクストルーダの一種に遊星ロー
ラエクストルーダがある。第２図に断面を示すように、
遊星ローラエクストルーダは、ヒータ（不図示）を備え
た円筒形のシリンダ１１の内部に１回転駆動源（不図示
）に連結した主スクリエ−１２を設け、主スクリユ−１
２とシリンダ１１との間に複数の自公転ローラ１３を配
置したものである。シリンダ１１の内壁にはらせん状の
ねじ満１１ａ、主スクリユ−１２の外周にはらせん状の
歯１２ａが形成されている。自公転ローラ１３の外周に
はらせん状の歯１３ａが形成してあり、ねじ溝１１ａお
よび歯１２ａと噛み合っている。 この遊星ローラエクストルニダ６は以下のように作用す
る。主スクリユ−１２が矢印方向に回転すると、自公転
ローラ１３は主スクリユ−１２と噛み合って逆向きに回
転しながら、主スクリユ−１２の外周を公転する。シリ
ンダｌｌ内の原料樹脂は、加熱、溶融されつつ主スクリ
ユ−１２および自公転ローラ１３の回転によって混練さ
れる。 満１１ａ、歯１２ａ・１３ａが噛み合うことによって樹
脂は繰り返し剪断されるため、熱伝達が良好で非常に均
一な可塑化が達成される。 このように遊星ローラエクストルーダは、シリンダの長
さＬと径りの比Ｌ／Ｄが同一のエクストルーダに比べ、
低温、高回転で混練出来るため、吐出量が太き（生産性
が高い。 ところが、原料樹脂にはペレット状で市販されているも
のが多い。粒径が５ｍｍ以上になると主スクリエ−１２
や自公転ローラ１３への噛み込みが悪くなり、樹脂が滑
って粒状のまま押し出されてしまうことがある。 均一な混練を行なうには、原料樹脂をより高温に加熱し
て溶融すれば良いが、単に温度を上げてもペレットの外
側のみが溶融するだけで、中心部が溶融しないことがあ
る。また、例えば熱可塑性ウレタンのような高温で急激
に粘度低下する樹脂の場合、高温で溶融混練してカレン
ダ成形を行なうと溶融樹脂がカレンダロールに粘着し易
い。この他にも主ロール１２の回転数を下げ、押し出し
速度を低下させて噛みやすくする方法があるが、生産性
が低くなり実用的でない。 【発明が解決しようとする課題］ 本発明は前記の不都合を解決するためになされたもので
、遊星エクストルーダを用いて合成樹脂を溶融し、より
均一に効率良（混練する方法を提供することを目的とす
る。 【課題を解決するための手段］ 本発明者らは鋭意研究を行なった結果、原料樹脂の平均
粒径を１０〜５００ＪＩＩＩにすれば遊星ローラエクス
トルーダを用いて安定して均一な混練が可能であること
を見い出し、本発明を完成するに至った。 即ち、前記の目的を達成するためなされた本発明の第１
発明である合成樹脂の溶融混練方法は、平均粒径を１０
〜５００１ｍに微細化した合成樹脂の粒子を、遊星ロー
ラエクストルーダにより溶融して混練する方法である。 第２発明の合成樹脂の溶融混練方法は、平均粒径が２０
００ん６０００ｇ霞の合成樹脂ペレットを−５０〜−１
００℃に冷却しながら粉砕した平均粒径１０〜５００＋
＋ｓの合成樹脂の粒子を、遊星ローラエクストルーダに
より溶融して混練する方法である。 この方法で溶融混練可能な合成樹脂は、例えば熱可塑性
ウレタン、エチレン−酢酸ビニル共重合体である。 溶融混練する合成樹脂や熱可塑性ウレタンは、平均粒径
が１０〜５００ＡＩｍである。樹脂を１ＯＩＩｆｆｌ以
下に粉砕して混練しても溶融状態の均一性は一定の状態
に留まり、過度に粉砕してもそれ以上の効果が望めない
。平均粒径が５００μｍ以上のときは噛み込み適性が悪
（なり、混練後の均一性が低下する。 合成樹脂ペレットを粉砕する際は、ペレットを−５０〜
−１００℃に冷却しながら粉砕することが望ましい。ペ
レットの温度が一５０℃以上になると、樹脂の弾性が増
大して粉砕しにく（なり所定の粒径が得られなくなる。 【害施例］ 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 樹脂ペレットの粉砕には第３図に縦断面を示す粉砕機３
０を使用する。 この粉砕機３０は、容器３１の内部に回転駆動軸３２ａ
・３２ｂに連結した二枚の円盤３３ａ・３３ｂを向い合
わせて配置したものである。円盤３３ａ・３３ｂの対向
面には複数のビン３４ａ・３４ｂが回転軸を中心とする
同心円状に取り付けてあり、円盤３３ａ・３３ｂ間は粉
砕室３５になっている。ビン３４ａとビン３４ｂは、回
転中心からの距離をずらして交互に配列してあり、その
側面同士が近接している。 この粉砕機３０は以下のように作用する。 円盤３３ａ・３３ｂを逆向き、または同方向に異なる回
転数で回転させる。ホッパ３６にペレット３７を投入す
ると、ペレット３７は通路を経て円盤３３ａ中心部近傍
の開口部３８から粉砕室３５に至る。粉砕室３５のペレ
ット３７は、ビン３４ａ・３４ｂによって粉砕され、排
出口３９から排出される。 この粉砕機３０に、−５０〜−１００℃に冷却した平均
粒径が約４ｆｆＩＩｍの熱可塑性ウレタンペレット３７
を投入して粉砕し、平均粒径的３０１ｍのウレタン粒子
を得た。 得られた熱可塑性ウレタンの粒子の溶融混練には、第１
図に示す溶融混練装置を使用する。この装置は、エクス
トルーダ５（第１バルク）、遊星ローラエクストルーダ
６（第２バルク）およびエクストルーダ７（第３バルク
）を直列に連結したものである。エクストルーダ５・７
は、ヒータを備えた円筒形のシリンダ２１の内部にスク
リュー２２を設けたものである。遊星ローラエクストル
ーダ６の構成および作用は先に説明済のため、詳細な説
明は省略する。 溶融混練装置の第１バルク〜第３バルクを所定温度に昇
温し、主スクリ１−１２を所定の回転数で回転させる。 エクストルーダ５のホッパ２３に上記で作成した平均粒
径的３０μｍのウレタン粒子を投入して溶融混練し、エ
クストルーダ７から吐出する樹脂量を測定した。 上記のようにして溶融混練した熱可塑性ウレタンを、カ
レンダ装置を用いて成形し、厚さ１５ｏＩ＋ｍのウレタ
ンフィルムを得た。得られたフィルムのフィッシ１アイ
の発生状態を目視で観察し、混練状態を判定し、ＪＩＳ
Ｋ ７３１１に従ってフィルム強度を測定した。 比較のため、熱可塑性ウレタン粒子の替わりに平均粒径
が４０００１１１１１のウレタンペレットを用いる他は
先の実施例と同様にしてウレタンフィルムを作成し、各
項目を評価した。 第１表１こ各実施例および比較例におけるエクス［・ル
ーダ５・６・７の設定温度、主スクリユ−＋２の回転数
、溶融混練装置からの吐出量、混練状態およびフィルム
強度を示す。 （以下余白） 第 １ 表 このように平均粒径が１０〜５００１ｍの合成樹脂の粒
子は、合成樹脂ペレットに比べてエクストルーダを高回
転に設定して溶融混練出来、吐出量が太き（生産性が高
い。その溶融樹脂から製造されたフィルムにはフィッシ
ュアイの発生がなく、？ａ融樹脂が極めて均一に混練さ
れていることが解る。 また得られたフィルムの強度はペレットを溶融して製造
されたフィルムと同等である。 なお、上記の実施例では遊星ローラエクストルーダとエ
クストルーダとを併用したが、遊星ローラエクストルー
ダは単独で使用しても、他の混練装置と併用しても構わ
ない。 【発明の作用、効果］ 以上詳細に説明したように、本発明を適用する合成樹脂
の溶融混練方法によれば、合成樹脂ペレットを平均粒径
が極めて小さな粒子にして溶融混練している。そのため
、遊星ローラエクストルーダを用いた溶融混練の際に昇
温し易く、主スクリューや自公転ローラの歯による噛み
込み適性が高い。従って合成樹脂を短時間で均一に混練
することか出来、吐出量が多（生産性が高い。
第１図は本発明の溶融混練方法に使用するエクストルー
ダの縦断面図、第２図は遊星エクストルーダの縦断面図
、第３図は本発明の溶融混練方法に用いる粉砕機の縦断
面図である。 ５・７・・・エクストルーダ ６・・・遊星ローラエクストルーダ １１・２１・・・シリンダ ｌｌａ・・・らせん溝
１２・２２・・・スクリュー ■３−・・自公転ロー
ラ１２ａ−１３ａ −＠ ２３ ・３６−・・
ホッパ３０・・・粉砕機 ３１・・・容器３
２ａ・３２ｂ・・・回転軸 ３３ａ・３３ｂ・・・円
盤３４ａ・３４ｂ・・・ビン ３５・・・粉砕室３
７・・・ウレタンペレット ３８・・・開口部３９・・
・排出口
ダの縦断面図、第２図は遊星エクストルーダの縦断面図
、第３図は本発明の溶融混練方法に用いる粉砕機の縦断
面図である。 ５・７・・・エクストルーダ ６・・・遊星ローラエクストルーダ １１・２１・・・シリンダ ｌｌａ・・・らせん溝
１２・２２・・・スクリュー ■３−・・自公転ロー
ラ１２ａ−１３ａ −＠ ２３ ・３６−・・
ホッパ３０・・・粉砕機 ３１・・・容器３
２ａ・３２ｂ・・・回転軸 ３３ａ・３３ｂ・・・円
盤３４ａ・３４ｂ・・・ビン ３５・・・粉砕室３
７・・・ウレタンペレット ３８・・・開口部３９・・
・排出口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、平均粒径を１０〜５００μｍに微細化した合成樹脂
の粒子を、遊星ローラエクストルーダにより溶融して混
練することを特徴とする合成樹脂の溶融混練方法。 ２、平均粒径が２０００〜６０００μｍの合成樹脂ペレ
ットを−５０〜−１００℃に冷却しながら粉砕した平均
粒径１０〜５００μｍの合成樹脂の粒子を、遊星ローラ
エクストルーダにより溶融して混練することを特徴とす
る合成樹脂の溶融混練方法。 ３、前記合成樹脂が熱可塑性ウレタンであることを特徴
とする請求項第１項または第２項に記載の合成樹脂の溶
融混練方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1118580A JPH02298329A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 合成樹脂の溶融混練方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1118580A JPH02298329A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 合成樹脂の溶融混練方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02298329A true JPH02298329A (ja) | 1990-12-10 |
Family
ID=14740110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1118580A Pending JPH02298329A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 合成樹脂の溶融混練方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02298329A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103645088A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-03-19 | 广州赛宝计量检测中心服务有限公司 | 一种具有自动搅拌功能的固体熔融装置及使用方法 |
-
1989
- 1989-05-15 JP JP1118580A patent/JPH02298329A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103645088A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-03-19 | 广州赛宝计量检测中心服务有限公司 | 一种具有自动搅拌功能的固体熔融装置及使用方法 |
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