JPH09164579A - 樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

樹脂組成物の製造方法

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JPH09164579A
JPH09164579A JP7327184A JP32718495A JPH09164579A JP H09164579 A JPH09164579 A JP H09164579A JP 7327184 A JP7327184 A JP 7327184A JP 32718495 A JP32718495 A JP 32718495A JP H09164579 A JPH09164579 A JP H09164579A
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JP
Japan
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kneading
screw
resin composition
extruder
discs
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JP7327184A
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English (en)
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Koji Ichihara
幸治 市原
Kouki Deguchi
好希 出口
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/57Screws provided with kneading disc-like elements, e.g. with oval-shaped elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ニーディングディスクブロックを備えた二軸
押出機により樹脂組成物を製造する際、熱分解し易い材
料を含む被混練材料であっても、該材料の過熱抑制が可
能であり、変質や熱分解を起こさずに均質なものが得ら
れる樹脂組成物の製造方法を提供する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂と熱分解型発泡剤を同方向
二軸押出機に供給して混練する樹脂組成物の製造方法で
あって、押出機に設けられた二本のスクリューにはニー
ディングディスクブロックが備えられ、スクリューの軸
方向に相隣接するニーディングディスクが、押出方向に
向け逐次略等間隔かつ鋭角の捩じれ角度にずらして配設
されたスクリューを、ニーディングディスクの捩じれ方
向に回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニーディングディ
スクブロックを有する二軸押出機を用いて行う樹脂組成
物の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、二軸押出機を用いて複数種類の材
料、例えば熱可塑性樹脂を主材とし、これに可塑剤、架
橋剤等の液状添加剤、或いは発泡剤、充填材等の粉体状
添加剤を均一に混練して樹脂組成物を製造する場合、ス
クリューにニーディングディスクブロックと称する、複
数枚のディスクを軸方向に取り付け、“送り”の無いゾ
ーンを形成したスクリューを使用する場合がある。
【0003】この方法によれば、ニーディングディスク
により、被混練材料に対してスクリューのみでは付与出
来ない強力な剪断力を与えることが出来るので、優れた
混練効果が得られるのである。
【0004】ところが、ニーディングディスクブロック
のゾーンが有ると、その為に混練材料がそのゾーン内で
一次的に停滞することとなり、混練材料の中に熱敏感性
の熱可塑性樹脂や熱分解型の発泡剤等を含む場合には、
強力な剪断力により過度に発熱して混練材料の変質や熱
分解を起こし易く、良品質のものが得られないことが多
い。従って、ニーディングディスクブロックを有する押
出機内では、可能な限り混練材料の発熱を抑制して均質
な組成物を得ることが要求される。
【0005】そこで、ニーディングディスクブロックを
使用する場合の、低温混練分散技術として幾つかの技術
が提案されている。例えば、実開平4−120006号
公報〔図2参照〕には、相隣接するニーディングディス
クb、bの噛み合い部の相互間隔δを、通常の場合より
も広くして過熱を抑制する方法が記載されている。しか
しながら、混練材料や押出条件如何では、この方法によ
っても尚充分に過熱を抑制することが出来ない場合があ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解消し、ニーディングディスクブロックを
備えた二軸押出機を用いて樹脂組成物を製造する場合
に、熱敏感性の熱可塑性樹脂や熱分解型の発泡剤等を含
む材料であっても、過熱を抑制することが可能であっ
て、変質や熱分解を起こさずに均一な混練ができる樹脂
組成物の製造方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の樹脂組成物の製
造方法は、熱可塑性樹脂と熱分解型発泡剤を同方向二軸
押出機に供給して混練する樹脂組成物の製造方法であっ
て、押出機に設けられた二本のスクリューにはニーディ
ングディスクブロックが備えられ、スクリューの軸方向
に相隣接するニーディングディスクが、押出方向に向け
逐次略等間隔かつ鋭角の捩じれ角度にずらして配設され
たスクリューを、ニーディングディスクの捩じれ方向に
回転させることを特徴とするものであり、このことによ
り上記課題が解決される。
【0008】通常、ニーディングディスクの形状や構造
には種々のものがあるが、前記従来技術(図2参照)の
ように、スクリュー軸aから舌片状のディスクbを突設
した形のものが多い。
【0009】本発明におけるニーディングディスクと
は、このような舌片状のディスクbをいう。このニーデ
ィングディスクブロックは、例えば図1に示すように、
スクリューの途中に、このような舌片状の複数枚のディ
スクbを形成すべく、ほぼ楕円形のディスク材の中央部
をスクリュー軸aに複数枚装着して、軸芯から互いに直
交する方向に舌片状のディスクbを2枚づつ形成し、か
くしてスクリュー軸aの軸周りに一ブロックで、ニーデ
ィングディスクbを、数枚〜10数枚程度、軸周りに逐
次略等間隔で且つ左右のニーディングディスクブロック
の各ニーディングディスクが噛み合うように立設する。
【0010】また、上記スクリューグディスクは、軸方
向に相隣接するニーディングディスクが押出機先端に向
かって時計回り方向に、一定の捩じれ角度となるように
ずらして配設する。上記ニーディングディスクの捩じれ
角としては鋭角が好ましく、より好ましくは15〜60
度、さらに好ましくは15〜45度である。
【0011】上記捩じれ角は小さくなると材料の推進作
用が大きくなり、発熱は小さいが、混練効果が充分でな
い。また、捩じれ角は大きくなると圧力流の影響が大き
く、混練性は充分であるが、材料の推進作用が小さくな
り、過熱抑制の機能を果たし得ない。
【0012】また、上記本発明のニーディングディスク
を備えたスクリューを用いて混練を行う場合、混練性と
発熱抑制の両観点から、押出条件の内、押出量Q(kg
/h)とスクリュー回転数Ns(rpm)の比率Q/N
sを、0.15〜0.5の範囲とするのが好ましく、さ
らに好ましくは、0.2〜0.3である。
【0013】上記Q/Nsがより小さくなると、剪断力
が過大となって発熱が大となり過熱される危険がある。
又、Q/Nsが大きくなると、剪断力が弱くなって均一
な混練が得られるない。
【0014】本発明で用いられる熱可塑性樹脂として
は、例えば、塩化ビニル樹脂、低密度ポリエチレン、高
密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1等
のオレフィン系重合体;エチレン−プロピレン共重合
体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル
共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−
アクリル酸エステル共重合体等のオレフィン系共重合体
などが挙げられる。
【0015】本発明で用いられる熱分解型発泡剤として
は、例えば、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタ
メチレンテトラミン、ベンゼンスルフォニルヒドラジ
ド、パラトルエンスルフォニルヒドラジド、トルエンス
ルフォニルセミカルバジド等の熱分解型有機発泡剤が挙
げられる。
【0016】尚、上記樹脂組成物には、必要に応じて、
成形性、熱安定性、耐候性等を向上させるために、熱安
定剤、滑剤、酸化防止剤、帯電防止剤その他の添加剤を
適宜使用することができる。
【0017】上記熱安定剤としては、例えば、ジブチル
錫マレート、ジブチル錫メルカプト等の錫系;ステアリ
ン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸
亜鉛等の有機金属石鹸系;ステアリン酸鉛等の鉛化合物
系等の安定剤が挙げられる。
【0018】上記滑剤としては、例えば、ポリエチレン
ワックス、パラフィンワックス等の脂肪族炭化水素系;
ステアリルアルコール等の高級脂肪族アルコール系;ス
テアリン酸、ヒドロキシステアリン酸等の高級脂肪酸
系;ブチルステアレート等のモノアルコール脂肪酸エス
テル系;グリセリンモノステアレート、グリセリントリ
ステアレート等の多価アルコール脂肪酸エステル系等が
挙げられる。
【0019】(作用)本発明の樹脂組成物の製造方法で
は、押出方向に向け逐次略等間隔かつ鋭角の捩じれ角度
にずらして時計回りの方向に配設された複数のニーディ
ングディスクが備えられた二本のスクリューを有する押
出機を使用して、二本のスクリューを同方向に回転させ
て混練することにより、過熱を抑制することが可能であ
り、変質や熱分解を起こさずに均一に混練することがで
きる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
【0021】(実施例1)ポリプロピレン(徳山曹達社
製、MS−630)−エチレン−プロピレンブロックコ
ポリマー(230℃でのMFR=3.5)を、二軸押出
機(D=32mm、L/D=30)のホッパーに供給し
て溶融混練すると共に、押出機シリンダーの途中に設け
られた添加剤供給口より熱分解型発泡剤であるアゾジカ
ルボンアミドを樹脂100重量部に対して10重量部、
サイドフィーダーにより供給して溶融混練し、押出金型
より棒状体を押出成形した。
【0022】上記押出機の押出条件は、シリンダー設定
温度=160〜180℃、押出量=40kg/hr、ス
クリュー回転数=135rpm(回転方向:時計回
り)、Q/Ns=0.29であり、図1に示すように、
ニーディングディスク1の捩じれ角θ1=45度(押出
機先端に向かって時計回り)、ディスク枚数=10枚の
ものを使用した。
【0023】(実施例2)押出機の押出条件に於いて、
スクリュー回転数=80rpmとし、Q/Ns=0.5
0としたこと以外は実施例1と同様にして棒状体を得
た。
【0024】(実施例3)押出機の押出条件に於いて、
図2に示すように、ニーディングディスク1の捩じれ角
θ2=60度(押出機先端に向かって時計回り)とした
こと以外は実施例1と同様にして棒状体を得た。
【0025】(比較例1)押出機の押出条件に於いて、
図3に示すように、ニーディングディスクbの捩じれ角
θ3=90度(押出機先端に向かって時計回り)とした
こと以外は実施例1と同様にして棒状体を得た。
【0026】(比較例2)押出機の押出条件に於いて、
図4に示すように、ニーディングディスクbの捩じれ方
向を、スクリューの回転に従って反押出方向に向け順次
移動する方向に配設したこと以外は実施例1と同様にし
て棒状体を得た。
【0027】(比較例3)押出機の押出条件に於いて、
図5に示すように、ニーディングディスクbの捩じれ角
θ3=45度(押出機先端に向かって反時計回り)とし
たこと以外は実施例1と同様にして棒状体を得た。
【0028】上述の各実施例及び各比較例で得られた棒
状体について、混合材料の均一分散性、受熱の程度及び
熱分解の有無の各評価項目について測定乃至評価し、そ
の結果を押出条件と共に表1及び2に示した。尚、測定
乃至評価方法は次の通りである。
【0029】(1)均一分散性 得られた棒状体から短尺物を切断し、プレスにより厚さ
200μmのシートに加工した。得られたシートに透過
光を照射して発泡剤の分散不良を示す黄色の凝集物の有
無により、発泡剤の分散状態を評価した。これには、電
算機を組み込んだ画像処理装置(ピアス社製、LA−5
55)を用い、2値化したデータに基づき、凝集物のシ
ート全体に対する面積占有率を算出して比較評価するこ
とにした。この評価方法によれば、発泡剤の材料全体中
での分散性が良いほどその面積占有率が小さくなり、逆
に分散性が悪いほどその面積占有率が大きくなる。
【0030】(2)受熱の程度 押出機内の特にニーディングディスクブロック内で、混
練材料がどの程度受熱したかを知る方法として比重を利
用することとした。即ち、棒状体から短尺物を切断して
試料片となし、比重計を用いて空気中での重量と水中で
の重量とを測定し、次式により算出した。 比重=空気中での重量/(空気中での重量−水中での重
量) この評価方法によれば、受熱の程度が大きいほど、混練
材料中での発泡剤が熱分解する為比重が低下する。
【0031】(3)熱分解の有無 棒状体の着色度合いを目視により観察し、少しでも樹脂
焼けを示すものは熱分解有りと評価した。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物の製造方法は、ニー
ディングディスクブロックを有する二軸押出機を用いて
行う樹脂組成物の製造方法であって、押出機に設けられ
た二本のスクリューにはニーディングディスクブロック
が備えられ、スクリューの軸方向に相隣接するニーディ
ングディスクが、押出方向に向け逐次略等間隔かつ鋭角
の捩じれ角度にずらして配設されたスクリューを、ニー
ディングディスクの捩じれ方向に回転させて混練し押出
成形することにより、発熱を抑えて均一に混合された樹
脂組成物を得ることができる。従って、熱により劣化し
たり、分解し易い樹脂組成物の製造に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法の実施例1に使用する装置の
一例を示す要部のみの正面図である。
【図2】本発明の製造方法の実施例3に使用する装置の
一例を示す要部のみの正面図である。
【図3】本発明の製造方法の比較例1に使用する装置の
一例を示す要部のみの正面図である。
【図4】本発明の製造方法の比較例2に使用する装置の
一例を示す要部のみの側面図である。
【図5】本発明の製造方法の比較例3に使用する装置の
一例を示す要部のみの正面図である。
【符号の説明】
1,b ニーディングディスク a スクリュー軸

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性樹脂と熱分解型発泡剤を同方向
    二軸押出機に供給して混練する樹脂組成物の製造方法で
    あって、押出機に設けられた二本のスクリューにはニー
    ディングディスクブロックが備えられ、スクリューの軸
    方向に相隣接するニーディングディスクが、押出方向に
    向け逐次略等間隔かつ鋭角の捩じれ角度にずらして配設
    されたスクリューを、ニーディングディスクの捩じれ方
    向に回転させることを特徴とする樹脂組成物の製造方
    法。
JP7327184A 1995-12-15 1995-12-15 樹脂組成物の製造方法 Pending JPH09164579A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009196303A (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 Kobe Steel Ltd ニーディングディスクセグメント及び2軸押出機
WO2019070796A1 (en) * 2017-10-05 2019-04-11 Corning Incorporated MIXING ELEMENTS FOR EXTRUSION APPARATUS AND METHODS OF MANUFACTURING HONEYCOMB BODY

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