WO2015098428A1 - 透明樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

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WO2015098428A1
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screw
resin
resin composition
screw extruder
transparent resin
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PCT/JP2014/081584
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昭美 小林
重行 藤井
孝文 鮫島
博 清水
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東芝機械株式会社
株式会社Ｈｓｐテクノロジーズ
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    • B29K2995/0018—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular optical properties, e.g. fluorescent or phosphorescent
    • B29K2995/0026—Transparent

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a transparent resin composition containing a polycarbonate resin and an acrylic resin.
  • Polycarbonate resin is excellent in transparency, dimensional stability, impact resistance and the like, and has been widely used in various fields such as automobiles, electrical equipment, and houses. On the other hand, the polycarbonate resin has excellent characteristics as described above, but since the surface hardness and UV resistance are inferior, research and development relating to blending with an acrylic resin is underway.
  • Patent Document 1 discloses a technique for obtaining a transparent resin material by kneading a raw material in which a polycarbonate resin and a methacrylic resin are blended by a high shear molding apparatus having an internal feedback screw.
  • the size of the dispersed phase becomes larger than the wavelength in the visible region, and the kneaded resin material has a cloudy appearance instead of being transparent. To be presented.
  • the high shear molding apparatus having an internal feedback screw disclosed in Patent Document 1 is a batch type molding apparatus and cannot continuously take out the kneaded resin material. In addition, it takes 2 minutes to knead 2-5 g of the raw material. For this reason, the production efficiency is lower than that of a conventional continuous manufacturing apparatus such as an extruder, and in reality, it is difficult to apply to a production line that continuously manufactures resin products.
  • An object of the present invention is to obtain a production method capable of continuously and efficiently producing a transparent resin composition obtained by blending a polycarbonate resin and an acrylic resin.
  • the method for producing a transparent resin composition according to the present invention includes a polycarbonate resin having a supply amount per unit time set to 95 to 60% by weight and a supply amount per unit time of 5 to 40% by weight.
  • Acrylic resin set to% is continuously supplied to a twin screw extruder in which two first screws meshing with each other rotate in the same direction at 600 rpm or less, The polycarbonate resin and the acrylic resin are melted and mixed in the twin screw extruder to produce a melt mixed resin, and the melt mixed resin is continuously discharged from the twin screw extruder, Single-screw extrusion having a second screw in which a feed flight is formed from the proximal end portion toward the distal end portion and a shearing processing portion is provided in the intermediate portion, and a cylinder in which the second screw is accommodated Continuously supplying the molten mixed resin discharged from the twin-screw extruder to the machine, A transparent resin composition is produced by kneading the molten mixed resin with the
  • a transparent resin composition obtained by blending a polycarbonate resin and an acrylic resin can be continuously and efficiently produced. Therefore, it can be applied to a production line for continuously producing resin products.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing apparatus used in the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a single screw extruder used in the production method of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of the single-screw extruder used in the production method of the present invention.
  • FIGS. 1 to 3 a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 schematically discloses a production apparatus 10 used in carrying out the method for producing a transparent resin composition according to the present invention.
  • the manufacturing apparatus 10 includes a first raw material supply device 11, a second raw material supply device 12, a twin screw extruder 13, a single pipe 14, and a single screw extruder 15.
  • the first raw material supply device 11 is an element that continuously supplies the polycarbonate resin A, and in this embodiment, the supply amount of the polycarbonate resin A per unit time is set in the range of 95 to 60% by weight.
  • the second raw material supply device 12 is an element that continuously supplies the acrylic resin B. In this embodiment, the supply amount of the acrylic resin B per unit time is set in a range of 5 to 40% by weight. Yes.
  • the twin screw extruder 13 continuously melts and mixes the polycarbonate resin A supplied from the first raw material supply device 11 and the acrylic resin B supplied from the second raw material supply device 12 to melt and mix the resin.
  • the generated molten mixed resin C which is an element that generates C, is continuously discharged from the twin-screw extruder 13.
  • the single tube 14 is configured such that the molten mixed resin C discharged from the twin screw extruder 13 flows.
  • the single-screw extruder 15 is an element that generates the transparent resin composition D by continuously kneading the molten mixed resin C supplied from the single tube 14, and the generated transparent resin composition D is a single unit. It is continuously discharged from the shaft extruder 15.
  • the twin-screw extruder 13 includes a barrel 20 and two first screws 22 (only one is shown) inserted into a cylinder 21 inside the barrel 20.
  • the first screw 22 rotates in the same direction while meshing with each other in the cylinder 21.
  • a raw material supply port 23 is provided at one end along the longitudinal direction of the barrel 20. The raw material supply port 23 communicates with the cylinder 21 at a position corresponding to the base end side of the first screw 22.
  • the polycarbonate resin A is continuously supplied from the first raw material supply device 11 to the cylinder 21 through the raw material supply port 23.
  • the acrylic resin B is continuously supplied from the second raw material supply device 12 to the cylinder 21 through the raw material supply port 23.
  • the barrel 20 has the other end located on the tip side of the first screw 22.
  • a single tube 14 is connected to the other end of the barrel 20.
  • a heater 24 for heating the barrel 20 is attached to the outer peripheral portion of the barrel 20.
  • the first screw 22 receives torque from a drive motor (not shown) and rotates.
  • the polycarbonate resin A and the acrylic resin B supplied to the cylinder 21 from the raw material supply port 23 are continuously conveyed from the base end portion of the first screw 22 toward the tip end portion with the rotation of the first screw 22.
  • the polycarbonate resin A and the acrylic resin B pass through the inside of the cylinder 21 from one end of the cylinder 21 toward the other end. At this time, the polycarbonate resin A and the acrylic resin B are stirred by the rotating first screw 22 and heated by receiving heat from the heater 24. As a result, the polycarbonate resin A and the acrylic resin B are melted and mixed to become a melt-mixed resin C.
  • a heater 31 is attached to the outer periphery of the single tube 14. The heater 31 heats the single tube 14 so that the molten mixed resin C maintains a molten state.
  • the single-screw extruder 15 includes a barrel 40 and a second screw 42 inserted through a cylinder 41 inside the barrel 40.
  • a resin supply port 44 is provided at one end along the longitudinal direction of the barrel 40.
  • the resin supply port 44 is communicated with the cylinder 41 at a position corresponding to the base end side of the second screw 42.
  • the downstream end of the passage 30 of the single pipe 14 is connected to the resin supply port 44 of the barrel 40. Therefore, the molten mixed resin C flowing through the passage 30 of the single pipe 14 is continuously supplied from the resin supply port 44 to the cylinder 41.
  • the barrel 40 has the other end located on the tip side of the second screw 42.
  • a die 45 is provided at the other end of the barrel 40.
  • a heater 46 for heating the cylinder 41 is attached to the outer periphery of the barrel 40.
  • FIG. 2 schematically shows the second screw 42 of the single-screw extruder 15.
  • the second screw 42 receives torque from a drive motor (not shown) and rotates.
  • the 2nd screw 42 has the shearing process part 43 in the intermediate part along the longitudinal direction.
  • a feed flight 47 is formed between the proximal end portion of the second screw 42 and the shearing processing portion 43 and between the shearing processing portion 43 and the distal end portion of the second screw 42.
  • the outer diameter including the peak of the mountain and the valley diameter are set to constant values.
  • the shear processing unit 43 has a reverse flight 48.
  • the reverse feed flight 48 is twisted in the direction opposite to the twist direction of the feed flight 47 and is continuously formed in the axial direction of the second screw 42.
  • the number of peaks in the reverse feed flight 48 is, for example, 2 or more and 5 or less, and there are no grooves or notches between one end and the other end of the reverse feed flight 48. Therefore, the reverse feed flight 48 is continuously and uniformly formed.
  • the molten mixed resin C continuously supplied from the single tube 14 to the cylinder 41 through the resin supply port 44 of the barrel 40 is supplied to the second screw 42 as the second screw 42 rotates. From the base end of the sheet toward the shearing unit 43.
  • the molten mixed resin C that has reached the shear processing unit 43 passes between the inner peripheral wall of the cylinder 41 and the outer peripheral portion of the reverse flight 48.
  • the melt-mixed resin C is kneaded by being subjected to a shearing action, and the acrylic resin B is uniformly and densely dispersed in the polycarbonate resin A.
  • a transparent resin composition D containing the polycarbonate resin A and the acrylic resin B is generated.
  • the generated transparent resin composition D is transported from the shearing unit 43 toward the tip of the second screw 42 and discharged to the die 45 connected to the other end of the barrel 40.
  • the die 45 forms the transparent resin composition D into a predetermined shape by applying a shaping process to the transparent resin composition D.
  • the molded transparent resin composition D becomes a product and is extruded from the die 45.
  • FIG. 3 schematically shows the second screw 42 of the single-screw extruder 15 according to the second embodiment.
  • the second screw 42 is different from the first embodiment in matters relating to the form of the shearing processing unit 43.
  • Other configurations of the second screw 42 are the same as those in the first embodiment.
  • the shearing unit 43 has an annular protrusion 49.
  • the protruding portion 49 protrudes coaxially in the radial direction of the second screw 42 and is formed continuously in the circumferential direction of the second screw 42.
  • the protrusion 49 is formed on the second screw 42 as a continuous integrated structure having no groove or notch on the outer peripheral surface thereof.
  • the molten mixed resin C continuously supplied from the single tube 14 to the cylinder 41 through the resin supply port 44 of the barrel 40 is supplied to the second screw 42 as the second screw 42 rotates. From the base end of the sheet toward the shearing unit 43.
  • the molten mixed resin C that has reached the shearing portion 43 passes between the inner peripheral wall of the cylinder 41 and the outer peripheral surface of the protruding portion 49.
  • the melt-mixed resin C is kneaded by being subjected to a shearing action, and the acrylic resin B is uniformly and densely dispersed in the polycarbonate resin A.
  • a transparent resin composition D containing the polycarbonate resin A and the acrylic resin B is generated.
  • the generated transparent resin composition D is transported from the shearing unit 43 toward the tip of the second screw 42 and discharged to the die 45 connected to the other end of the barrel 40.
  • the die 45 forms the transparent resin composition D into a predetermined shape by applying a shaping process to the transparent resin composition D.
  • the molded transparent resin composition D becomes a product and is extruded from the die 45.
  • the outer diameter of the second screw 42 of the single-screw extruder 15 is larger than the outer diameter of the first screw 22 of the twin-screw extruder 13.
  • the shear processing unit 43 is not limited to being provided at one location in the middle of the second screw 42, and for example, a plurality of shear processing units 43 are arranged in the axial direction of the second screw 42 according to the kneading situation. May be.
  • the polycarbonate resin A as a raw material is put into the first raw material supply device 11 of the manufacturing apparatus 10.
  • the acrylic resin B as a raw material is put into the second raw material supply device 12 of the manufacturing apparatus 10.
  • the first raw material supply device 11 measures the polycarbonate resin A so that the supply amount of the polycarbonate resin A per unit time is in the range of 95 to 60% by weight, and the polycarbonate resin A is used as a cylinder of the twin screw extruder 13. 21 is supplied continuously.
  • the second raw material supply device 12 measures the acrylic resin B so that the supply amount of the acrylic resin B per unit time is in the range of 5 to 40% by weight, and the acrylic resin B is fed into the twin-screw extruder. 13 cylinders 21 are continuously supplied.
  • the polycarbonate resin A and the acrylic resin B supplied to the cylinder 21 are conveyed from one end of the cylinder 21 to the other end by the first screw 22 that rotates while meshing with each other. In the course of this conveyance, the polycarbonate resin A and the acrylic resin B are melted and mixed.
  • the temperature of the barrel 20 when conveying the polycarbonate resin A and the acrylic resin B is set to 240 to 300 ° C., and the rotation speed of the first screw 22 is set to 50 to 600 rpm.
  • the twin-screw extruder 13 continuously generates a liquid-phase molten mixed resin C from the solid-phase polycarbonate resin A and the solid-phase acrylic resin B. At this time, the acrylic resin B is not uniformly and densely dispersed with respect to the polycarbonate resin A, and the melt-mixed resin C has a cloudy appearance.
  • the molten mixed resin C discharged from the twin screw extruder 13 is supplied to the single screw extruder 15 through the passage 30 in the single pipe 14 without being in contact with the atmosphere.
  • the single tube 14 is heated by the heater 31 so that the molten mixed resin C maintains a molten state.
  • the heating temperature of the single tube 14 by the heater 31 is preferably set to 220 to 280 ° C.
  • the molten mixed resin C continuously supplied from the single tube 14 to the cylinder 41 of the single screw extruder 15 is directed from the base end portion of the second screw 42 toward the shearing unit 43 by the rotating second screw 42. Be transported. At this time, the temperature of the cylinder 41 is set to 220 to 280 ° C., and the rotational speed of the second screw 42 is set to 500 to 4000 rpm.
  • the rotation speed of the second screw 42 of the single-screw extruder 15 having an outer diameter larger than that of the first screw 22 of the twin-screw extruder 13 is set to 500 to 4000 rpm. Therefore, the molten mixed resin C continuously supplied from the resin supply port 44 to the cylinder 41 is conveyed toward the shearing unit 43 without being filled between the feed flights 47 of the second screw 42. Furthermore, since the outer diameter and valley diameter of the feed flight 47 are defined to be constant values, the molten mixed resin C supplied to the cylinder 41 is sent to the shearing unit 43 in a stable state.
  • the molten mixed resin C that has reached the shearing unit 43 passes between the outer peripheral part of the shearing unit 43 and the inner peripheral wall of the cylinder 41.
  • the shearing unit 43 rotates at 500 to 4000 rpm, which is higher than the screw rotation speed of a single screw extruder used in general extrusion molding. For this reason, the molten mixed resin C that passes between the outer peripheral portion of the shear processing portion 43 and the inner peripheral wall of the cylinder 41 is kneaded while receiving a strong shearing action in a short time.
  • the acrylic resin B is uniformly and densely dispersed in the polycarbonate resin A, and a transparent resin composition D containing the polycarbonate resin A and the acrylic resin B is generated.
  • the produced transparent resin composition D is stably conveyed to the tip of the second screw 42 by the feed flight 47 having a constant outer diameter and valley diameter, and is subjected to a shaping process by the die 45. The Thereby, the product of a desired shape is obtained, without shaving the transparent resin composition D. The product is extruded from the die 45.
  • the front twin screw extruder 13 of the manufacturing apparatus 10 is responsible for the process of melting and mixing the polycarbonate resin A and the acrylic resin B
  • the rear single screw extruder 15 is the polycarbonate resin A and It takes the process of kneading the acrylic resin B while adding a shearing action.
  • manufacturing conditions including the rotational speed of the first screw 22 at the time of melting and mixing, and manufacturing conditions including the rotational speed of the second screw 42 that adds a strong shearing action in a short time Can be set individually while associating with each other. Therefore, the transparent resin composition D containing the polycarbonate resin A and the acrylic resin B can be stably and continuously produced.
  • Example 1 Example 1
  • Example 2 Example 2
  • a comparative example a comparative example
  • Example 1 First, in carrying out the manufacturing method according to the present invention, as a twin-screw extruder 13 responsible for the previous step of the manufacturing apparatus 10, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., which is defined as a nominal diameter of 18 mm of the outer diameter of the first screw 22.
  • a twin screw extruder, model TEM-18SS was prepared.
  • a single-screw extruder 14 was connected to a twin-screw extruder model TEM-18SS and a single-screw extruder model SE-36SP.
  • the length (effective length) of the first screw 22 with respect to the outer diameter of the first screw 22 was set to 48.
  • the length (effective length) of the second screw 42 with respect to the outer diameter of the second screw 42 is set to 8.
  • the reverse feed flights 48 are arranged at two locations separated in the longitudinal direction of the second screw 42. The clearance between the inner peripheral wall of the cylinder 41 and the outer peripheral portion of the reverse feed flight 48 was set to 0.3 mm.
  • the temperature of the barrel 20 of the twin screw extruder 13, the temperature of the barrel 40 of the single screw extruder 15, and the temperature of the single tube 14 were set to 260 ° C., respectively.
  • Panlite L-1250Y manufactured by Teijin Ltd. was used as the polycarbonate resin A supplied to the twin screw extruder 13.
  • acrylic resin B supplied to the twin screw extruder 13 Acrypet VH001 manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd. was used.
  • the polycarbonate resin A is supplied from the first raw material supply device 11 to the cylinder 21 of the twin-screw extruder 13 at 8 kg / hour, and the acrylic resin B is supplied from the second raw material supply device 12 to the cylinder 21 of the twin-screw extruder 13 at 2 kg / hour. Supplied.
  • the rotation speed of the first screw 22 was set to 200 rpm, and the polycarbonate resin A and the acrylic resin B were melted and mixed to produce a molten mixed resin C.
  • the melted mixed resin C is kneaded with the second screw 42 of the single screw extruder 15 at a rotation speed of 2800 rpm, and the resin composition containing the polycarbonate resin A and the acrylic resin B at 10 kg per hour (about 167 g per minute) by the die 45. I got a thing. When the obtained resin composition was visually evaluated, no cloudiness was observed and a transparent aspect was exhibited.
  • Example 2 In Example 2, the melt-mixed resin C was kneaded using the single-screw extruder 15 having the second screw 42 having a different form of the shearing unit 43.
  • the shearing processing unit 43 has annular projecting portions 49 at two locations separated in the longitudinal direction of the second screw 42.
  • the configuration of the manufacturing apparatus 10 excluding the single screw extruder 15 is the same as that of the first embodiment.
  • Example 2 the polycarbonate resin A is supplied from the first raw material supply device 11 to the cylinder 21 of the twin screw extruder 13 at 8 kg / hour, and the acrylic resin B is supplied from the second raw material supply device 12 to the twin screw extruder 13. 2 kg per hour was supplied to the cylinder 21.
  • the rotation speed of the first screw 22 was set to 200 rpm, and the polycarbonate resin A and the acrylic resin B were melted and mixed to produce a molten mixed resin C.
  • the melted mixed resin C is kneaded with the second screw 42 of the single screw extruder 15 at a rotation speed of 2800 rpm, and the resin composition containing the polycarbonate resin A and the acrylic resin B at 10 kg per hour (about 167 g per minute) by the die 45. I got a thing. When the obtained resin composition was visually evaluated, no cloudiness was observed and a transparent aspect was exhibited.
  • Comparative Example 1 In Comparative Example 1, a twin-screw extruder manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd. with a nominal outer diameter of 18 mm, model TEM-18SS, was prepared, and the two screws of the twin-screw extruder meshed with each other were prepared. A kneading disc was placed inside each.
  • the melt mixed resin containing the polycarbonate resin and the acrylic resin extruded from the twin-screw extruder was observed while changing the rotation speed of the screw from 300 rpm to 1200 rpm. As a result, the melt-mixed resin extruded from the twin-screw extruder always appeared cloudy and did not become transparent.
  • Example 2 As is clear from the comparison between Example 1, Example 2 and Comparative Example 1, the resin composition containing the polycarbonate resin and the acrylic resin continuously produced by the production method according to the present invention is not clouded. It can be seen that the acrylic resin is uniformly and densely dispersed in the polycarbonate resin.

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Abstract

　透明樹脂組成物の製造方法は、ポリカーボネート樹脂とアクリル樹脂を二軸押出機に連続的に供給することで溶融混合樹脂を生成し、当該溶融混合樹脂をせん断処理部が設けられたスクリュを有する単軸押出機に供給する。さらに、５００rpm以上、４０００rpm以下で回転する前記せん断処理部により前記溶融混合樹脂を混練することで透明樹脂組成物を連続的に生成する。

Description

透明樹脂組成物の製造方法
　本発明は、ポリカーボネート樹脂とアクリル樹脂を含む透明樹脂組成物の製造方法に関する。
　ポリカーボネート樹脂は、透明性、寸法安定性および耐衝撃性等に優れ、従来から自動車、電気機器および住宅等の様々な分野において多用されている。一方、ポリカーボネート樹脂は、前記のような優れた特性を有するものの、表面硬度や耐ＵＶ性が劣ることから、アクリル樹脂とのブレンドに関する研究開発が進められている。
　特許文献１には、内部帰還型スクリュを有する高せん断成形装置により、ポリカーボネート樹脂とメタクリル系樹脂をブレンドした原料を混練して透明樹脂材を得る技術が開示されている。
　この先行技術では、ポリカーボネート樹脂とメタクリル系樹脂をブレンドした原料を融点近傍の２００～２４０℃で溶融させて混練している。これにより、直径３００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下のメタクリル系樹脂の分散相がポリカーボネートマトリクス相に均一かつ密にナノ分散化され、混練された樹脂材が透明となる。
　さらに、先行技術には、二軸の溶融混練機等を用いて原料を混合した場合、可視領域の波長よりも分散相のサイズが大きくなり、混練された樹脂材は透明ではなく白濁した様相を呈することが記載されている。
ＷＯ２０１０／０６１８７２号パンフレット
　特許文献１に開示された内部帰還型スクリュを有する高せん断成形装置は、バッチ式の成形装置であり、混練された樹脂材を連続して取り出すことができない。しかも、２～５ｇの原料を混練するのに２分を要している。このため、押出機のような従来の連続式の製造装置に比べて生産効率が悪く、現実的には、連続して樹脂製品を製造する生産ラインに適用することは困難である。
　本発明の目的は、ポリカーボネート樹脂とアクリル樹脂をブレンドした透明樹脂組成物を連続して効率よく生成できる製造方法を得ることにある。
　前記目的を達成するため、本発明に係る透明樹脂組成物の製造方法は、単位時間当たりの供給量が９５～６０重量％に設定されたポリカーボネート樹脂および単位時間当たりの供給量が５～４０重量％に設定されたアクリル樹脂を、互いに噛み合う二本の第１のスクリュが６００rpm以下で同方向に回転する二軸押出機に連続的に供給し、
　前記ポリカーボネート樹脂および前記アクリル樹脂を前記二軸押出機で溶融および混合することで溶融混合樹脂を生成するとともに、当該溶融混合樹脂を前記二軸押出機から連続的に吐出し、
　基端部から先端部に向けて送りフライトが形成されるとともに、中間部にせん断処理部が設けられた第２のスクリュと、当該第２のスクリュが収容されたシリンダと、を有する単軸押出機に前記二軸押出機から吐出された前記溶融混合樹脂を連続的に供給し、
　前記第２のスクリュと共に５００rpm以上、４０００rpm以下で回転する前記せん断処理部により前記溶融混合樹脂を混練することで透明樹脂組成物を生成し、当該透明樹脂組成物を前記単軸押出機から連続的に吐出させるようにしたことを特徴としている。
　本発明によれば、ポリカーボネート樹脂とアクリル樹脂をブレンドした透明樹脂組成物を連続して効率よく生産することができる。したがって、樹脂製品を連続して製造する生産ラインに適用することができる。
図１は、本発明の製造方法で用いる製造装置を概略的に示す断面図である。 図２は、本発明の製造方法で用いる単軸押出機を概略的に示す断面図である。 図３は、本発明の製造方法で用いる単軸押出機の他の形態を概略的に示す断面図である。
　以下、本発明の第１の実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。
　図１は、本発明に係る透明樹脂組成物の製造方法を実施する際に用いる製造装置１０を概略的に開示している。製造装置１０は、第１の原料供給装置１１、第２の原料供給装置１２、二軸押出機１３、単管１４および単軸押出機１５を備えている。
　第１の原料供給装置１１は、ポリカーボネート樹脂Ａを連続して供給する要素であって、本実施形態では、ポリカーボネート樹脂Ａの単位時間当たりの供給量が９５～６０重量％の範囲に設定されている。第２の原料供給装置１２は、アクリル樹脂Ｂを連続して供給する要素であって、本実施形態では、アクリル樹脂Ｂの単位時間当たりの供給量が５～４０重量％の範囲に設定されている。二軸押出機１３は、第１の原料供給装置１１から供給されたポリカーボネート樹脂Ａと第２の原料供給装置１２から供給されたアクリル樹脂Ｂとを連続して溶融および混合することで溶融混合樹脂Ｃを生成する要素であって、生成された溶融混合樹脂Ｃは、二軸押出機１３から連続して吐出される。単管１４は、二軸押出機１３から吐出された溶融混合樹脂Ｃが流通するように構成されている。単軸押出機１５は、単管１４から供給された溶融混合樹脂Ｃを連続して混練することで透明樹脂組成物Ｄを生成する要素であって、生成された透明樹脂組成物Ｄは、単軸押出機１５から連続して吐出される。
　図１に示すように、二軸押出機１３は、バレル２０と、バレル２０の内部のシリンダ２１に挿通された二本の第１のスクリュ２２（一方のみを図示）と、を備えている。第１のスクリュ２２は、シリンダ２１内で互いに噛み合いながら同方向に回転する。バレル２０の長手方向に沿う一端に原料供給口２３が設けられている。原料供給口２３は、第１のスクリュ２２の基端部の側に対応した位置でシリンダ２１に連通されている。
　ポリカーボネート樹脂Ａは、第１の原料供給装置１１から原料供給口２３を通じてシリンダ２１に連続して供給される。同様に、アクリル樹脂Ｂは、第２の原料供給装置１２から原料供給口２３を通じてシリンダ２１に連続して供給される。
　バレル２０は、第１のスクリュ２２の先端部の側に位置された他端を有している。バレル２０の他端に単管１４が接続されている。さらに、バレル２０の外周部には、バレル２０を加熱するヒータ２４が取り付けられている。
　第１のスクリュ２２は、図示しない駆動モータからトルクを受けて回転する。原料供給口２３からシリンダ２１に供給されたポリカーボネート樹脂Ａおよびアクリル樹脂Ｂは、第１のスクリュ２２の回転に伴って第１のスクリュ２２の基端部から先端部に向けて連続して搬送される。
　言い換えると、ポリカーボネート樹脂Ａおよびアクリル樹脂Ｂは、シリンダ２１の内部をシリンダ２１の一端から他端に向けて通過する。この際、ポリカーボネート樹脂Ａおよびアクリル樹脂Ｂは、回転する第１のスクリュ２２により攪拌されるとともに、ヒータ２４からの熱を受けて加熱される。この結果、ポリカーボネート樹脂Ａおよびアクリル樹脂Ｂは、溶融および混合されて溶融混合樹脂Ｃとなる。
　二軸押出機１３から連続して吐出される溶融混合樹脂Ｃは、単管１４内の通路３０を流通して単軸押出機１５に供給される。単管１４の外周には、ヒータ３１が取り付けられている。ヒータ３１は、溶融混合樹脂Ｃが溶融状態を維持するように単管１４を加熱する。
　図１に示すように、単軸押出機１５は、バレル４０と、バレル４０の内部のシリンダ４１に挿通された第２のスクリュ４２と、を備えている。バレル４０の長手方向に沿う一端に樹脂供給口４４が設けられている。樹脂供給口４４は、第２のスクリュ４２の基端部の側に対応した位置でシリンダ４１に連通されている。バレル４０の樹脂供給口４４に単管１４の通路３０の下流端が接続されている。そのため、単管１４の通路３０を流通する溶融混合樹脂Ｃは、樹脂供給口４４からシリンダ４１に連続して供給される。
　さらに、バレル４０は、第２のスクリュ４２の先端部の側に位置された他端を有している。バレル４０の他端にダイ４５が設けられている。バレル４０の外周には、シリンダ４１を加熱するヒータ４６が取り付けられている。
　図２は、単軸押出機１５の第２のスクリュ４２を概略的に示している。第２のスクリュ４２は、図示しない駆動モータからトルクを受けて回転する。図２に示すように、第２のスクリュ４２は、その長手方向に沿う中間部にせん断処理部４３を有している。第２のスクリュ４２の基端部からせん断処理部４３までの間、およびせん断処理部４３から第２のスクリュ４２の先端部までの間には、夫々送りフライト４７が形成されている。送りフライト４７は、山の頂を含む外径および谷径が一定の値に設定されている。
　せん断処理部４３は、逆送りフライト４８を有している。逆送りフライト４８は、送りフライト４７の捩じれの向きと逆の向きに捩じれているとともに、第２のスクリュ４２の軸方向に連続して形成されている。逆送りフライト４８は、山の数が例えば２山以上、５山以下であって、逆送りフライト４８の一端から他端までの間に溝や切欠き等は存在しない。そのため、逆送りフライト４８は、連続して一様に形成されている。
　第１の実施形態によると、単管１４からバレル４０の樹脂供給口４４を通じてシリンダ４１に連続的に供給された溶融混合樹脂Ｃは、第２のスクリュ４２の回転に伴って第２のスクリュ４２の基端部からせん断処理部４３に向けて搬送される。せん断処理部４３に到達した溶融混合樹脂Ｃは、シリンダ４１の内周壁と逆送りフライト４８の外周部との間を通過する。この際、溶融混合樹脂Ｃは、せん断作用を受けて混練され、アクリル樹脂Ｂがポリカーボネート樹脂Ａの中に均一かつ密に分散する。この結果、ポリカーボネート樹脂Ａとアクリル樹脂Ｂとを含む透明樹脂組成物Ｄが生成される。
　生成された透明樹脂組成物Ｄは、せん断処理部４３から第２のスクリュ４２の先端部に向けて搬送されるとともに、バレル４０の他端に接続されたダイ４５に吐出される。ダイ４５は、透明樹脂組成物Ｄに対し賦形加工を施すことで、透明樹脂組成物Ｄを所定の形状に成形する。成形された透明樹脂組成物Ｄは、製品となってダイ４５から押し出される。
　図３は、第２の実施形態に係る単軸押出機１５の第２のスクリュ４２を概略的に示している。第２のスクリュ４２は、せん断処理部４３の形態に関する事項が第１の実施形態と相違している。それ以外の第２のスクリュ４２の構成は、第１の実施形態と同様である。
　図３に示すように、せん断処理部４３は、円環状の突出部４９を有している。突出部４９は、第２のスクリュ４２の径方向に同軸状に突出されているとともに、第２のスクリュ４２の周方向に連続して形成されている。具体的には、突出部４９は、その外周面に溝や切欠き等を有しない連続した一体構造物として第２のスクリュ４２に形成されている。
　第２の実施形態によると、単管１４からバレル４０の樹脂供給口４４を通じてシリンダ４１に連続的に供給された溶融混合樹脂Ｃは、第２のスクリュ４２の回転に伴って第２のスクリュ４２の基端部からせん断処理部４３に向けて搬送される。せん断処理部４３に到達した溶融混合樹脂Ｃは、シリンダ４１の内周壁と突出部４９の外周面との間を通過する。この際、溶融混合樹脂Ｃは、せん断作用を受けて混練され、アクリル樹脂Ｂがポリカーボネート樹脂Ａの中に均一かつ密に分散する。この結果、ポリカーボネート樹脂Ａとアクリル樹脂Ｂとを含む透明樹脂組成物Ｄが生成される。
　生成された透明樹脂組成物Ｄは、せん断処理部４３から第２のスクリュ４２の先端部に向けて搬送されるとともに、バレル４０の他端に接続されたダイ４５に吐出される。ダイ４５は、透明樹脂組成物Ｄに対し賦形加工を施すことで、透明樹脂組成物Ｄを所定の形状に成形する。成形された透明樹脂組成物Ｄは、製品となってダイ４５から押し出される。
　第１および第２の実施形態において、単軸押出機１５の第２のスクリュ４２の外径は、二軸押出機１３の第１のスクリュ２２の外径よりも大きい。さらに、せん断処理部４３は、第２のスクリュ４２の中間部の一箇所に設けることに限らず、例えば混練の状況に応じて複数のせん断処理部４３を第２のスクリュ４２の軸方向に配列してもよい。
　次に、透明樹脂組成物Ｄを製造する方法について説明する。
　製造装置１０の第１の原料供給装置１１に原料となるポリカーボネート樹脂Ａを投入する。同様に、製造装置１０の第２の原料供給装置１２に原料となるアクリル樹脂Ｂを投入する。第１の原料供給装置１１は、単位時間当たりのポリカーボネート樹脂Ａの供給量が９５～６０重量％の範囲となるようにポリカーボネート樹脂Ａを計量し、当該ポリカーボネート樹脂Ａを二軸押出機１３のシリンダ２１に連続して供給する。同様に、第２の原料供給装置１２は、単位時間当たりのアクリル樹脂Ｂの供給量が５～４０重量％の範囲となるようにアクリル樹脂Ｂを計量し、当該アクリル樹脂Ｂを二軸押出機１３のシリンダ２１に連続して供給する。
　シリンダ２１に供給されたポリカーボネート樹脂Ａおよびアクリル樹脂Ｂは、互いに噛み合いながら回転する第１のスクリュ２２によりシリンダ２１の一端から他端に向けて搬送される。この搬送の過程でポリカーボネート樹脂Ａおよびアクリル樹脂Ｂが溶融および混合される。ポリカーボネート樹脂Ａおよびアクリル樹脂Ｂを搬送する際のバレル２０の温度は２４０～３００℃に設定され、第１のスクリュ２２の回転数は５０～６００rpmに設定される。
　二軸押出機１３は、固相のポリカーボネート樹脂Ａおよび固相のアクリル樹脂Ｂから液相の溶融混合樹脂Ｃを連続して生成する。この時点では、アクリル樹脂Ｂがポリカーボネート樹脂Ａに対し均一かつ密に分散しておらず、溶融混合樹脂Ｃは、白濁した様相を呈している。
　二軸押出機１３から吐出された溶融混合樹脂Ｃは、大気に接することなく単管１４内の通路３０を通じて単軸押出機１５に供給される。単管１４は、溶融混合樹脂Ｃが溶融状態を維持するようにヒータ３１によって加熱される。ヒータ３１による単管１４の加熱温度は、２２０～２８０℃に設定するとよい。
　単管１４から単軸押出機１５のシリンダ４１に連続して供給される溶融混合樹脂Ｃは、回転する第２のスクリュ４２により第２のスクリュ４２の基端部からせん断処理部４３に向けて搬送される。この時、シリンダ４１の温度は２２０～２８０℃に設定され、第２のスクリュ４２の回転数は５００～４０００rpmに設定される。
　本実施形態によると、二軸押出機１３の第１のスクリュ２２よりも大きな外径を有する単軸押出機１５の第２のスクリュ４２は、その回転数が５００～４０００rpmに設定されている。そのため、樹脂供給口４４からシリンダ４１に連続して供給される溶融混合樹脂Ｃは、第２のスクリュ４２の送りフライト４７の間に充満することなくせん断処理部４３に向けて搬送される。さらに、送りフライト４７の外径および谷径が一定の値に規定されているので、シリンダ４１に供給された溶融混合樹脂Ｃは、安定した状態でせん断処理部４３に送り込まれる。
　せん断処理部４３に到達した溶融混合樹脂Ｃは、せん断処理部４３の外周部とシリンダ４１の内周壁との間を通過する。この際、せん断処理部４３は、一般的な押出成形で用いられる単軸押出機のスクリュ回転数よりも高い５００～４０００rpmで回転している。このため、せん断処理部４３の外周部とシリンダ４１の内周壁との間を通過する溶融混合樹脂Ｃは、短時間のうちに強力なせん断作用を受けながら混練される。
　この結果、アクリル樹脂Ｂがポリカーボネート樹脂Ａの中に均一かつ密に分散され、ポリカーボネート樹脂Ａおよびアクリル樹脂Ｂを含む透明樹脂組成物Ｄが生成される。
　生成された透明樹脂組成物Ｄは、外径および谷径が一定とされた送りフライト４７により安定して第２のスクリュ４２の先端部に搬送されるとともに、ダイ４５により賦形加工が施される。これにより、透明樹脂組成物Ｄを削ることなく所望の形状の製品が得られる。製品は、ダイ４５から押し出される。
　本発明に係る製造方法によれば、製造装置１０の前段の二軸押出機１３がポリカーボネート樹脂Ａおよびアクリル樹脂Ｂを溶融および混合する工程を担い、後段の単軸押出機１５がポリカーボネート樹脂Ａおよびアクリル樹脂Ｂにせん断作用を付加しつつ混練する工程を担う。このため、溶融および混合時の第１のスクリュ２２の回転数を含んだ製造条件と、短時間のうちに強力なせん断作用を付加する第２のスクリュ４２の回転数を含んだ製造条件と、を互いに関連付けつつ個別に設定できる。したがって、ポリカーボネート樹脂Ａおよびアクリル樹脂Ｂを含む透明樹脂組成物Ｄを安定して連続的に生産することが可能となる。
　次に、実施例１、実施例２および比較例を加えて説明する。
［実施例１］
　まず、本発明に係る製造方法を実施するにあたり、製造装置１０の前段の工程を担う二軸押出機１３として、第１のスクリュ２２の外径の呼び径１８mmに規定された東芝機械株式会社製の二軸押出機、型式ＴＥＭ－１８ＳＳを準備した。製造装置１０の後段の工程を担う単軸押出機として、第２のスクリュ４２の外径の呼び径が３６mmに規定された東芝機械株式会社製の単軸押出機、型式ＳＥ－３６ＳＰを準備した。さらに、型式ＴＥＭ－１８ＳＳの二軸押出機と、型式ＳＥ－３６ＳＰの単軸押出機とを単管１４で接続した。
　二軸押出機１３の第１のスクリュ２２は、第１のスクリュ２２の外径に対する第１のスクリュ２２の長さ（有効長）を４８とした。単軸押出機１５の第２のスクリュ４２は、第２のスクリュ４２の外径に対する第２のスクリュ４２の長さ（有効長）を８とした。さらに、せん断処理部４３として、第２のスクリュ４２の長手方向に離間した二箇所に逆送りフライト４８を配置した。シリンダ４１の内周壁と逆送りフライト４８の外周部との間の隙間を０．３mmに設定した。加えて、二軸押出機１３のバレル２０の温度、単軸押出機１５のバレル４０の温度よび単管１４の温度を夫々２６０℃に設定した。
　二軸押出機１３に供給するポリカーボネート樹脂Ａとして、帝人株式会社製のパンライトＬ－１２５０Ｙを使用した。二軸押出機１３に供給するアクリル樹脂Ｂとしては、三菱レイヨン株式会社製のアクリペットＶＨ００１を使用した。ポリカーボネート樹脂Ａを第１の原料供給装置１１から二軸押出機１３のシリンダ２１に毎時８kg供給するとともに、アクリル樹脂Ｂを第２の原料供給装置１２から二軸押出機１３のシリンダ２１に毎時２kg供給した。この状態で、第１のスクリュ２２の回転数を２００rpmとしてポリカーボネート樹脂Ａおよびアクリル樹脂Ｂを溶融および混合し、溶融混合樹脂Ｃを生成した。
　さらに、単軸押出機１５の第２のスクリュ４２の回転数を２８００rpmとして溶融混合樹脂Ｃを混練し、ダイ４５により毎時１０kg（毎分約１６７g）のポリカーボネート樹脂Ａおよびアクリル樹脂Ｂを含む樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を目視にて評価したところ、白濁は認められず、透明の様相を呈していた。
［実施例２］
　実施例２では、せん断処理部４３の形態が異なる第２のスクリュ４２を有する単軸押出機１５を用いて溶融混合樹脂Ｃを混練した。せん断処理部４３は、第２のスクリュ４２の長手方向に離間した二箇所に円環状の突出部４９を有している。単軸押出機１５を除く製造装置１０の構成は、実施例１と同様である。
　実施例２では、ポリカーボネート樹脂Ａを第１の原料供給装置１１から二軸押出機１３のシリンダ２１に毎時８kg供給するとともに、アクリル樹脂Ｂを第２の原料供給装置１２から二軸押出機１３のシリンダ２１に毎時２kg供給した。この状態で、第１のスクリュ２２の回転数を２００rpmとしてポリカーボネート樹脂Ａおよびアクリル樹脂Ｂを溶融および混合し、溶融混合樹脂Ｃを生成した。
　さらに、単軸押出機１５の第２のスクリュ４２の回転数を２８００rpmとして溶融混合樹脂Ｃを混練し、ダイ４５により毎時１０kg（毎分約１６７g）のポリカーボネート樹脂Ａおよびアクリル樹脂Ｂを含む樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を目視にて評価したところ、白濁は認められず、透明の様相を呈していた。
［比較例１］
　比較例１では、スクリュの外径の呼び径が１８mmに規定された東芝機械株式会社製の二軸押出機、型式ＴＥＭ－１８ＳＳを準備し、当該二軸押出機の互いに噛み合う二本のスクリュの中に夫々ニーディングディスクを配置した。
　スクリュの回転数を３００rpmから１２００rpmまでの間で変化させて、二軸押出機から押し出されるポリカーボネート樹脂およびアクリル樹脂を含む溶融混合樹脂を観察した。この結果、二軸押出機から押し出された溶融混合樹脂は、常に白濁した様相を呈しており、透明にはならなかった。
　本比較例によると、スクリュの回転数が１２００rpmに達した時点で、二軸押出機が異音および振動を発した。この原因を究明したところ、ポリカーボネート樹脂およびアクリル樹脂が予熱不足の状態でスクリュのニーディングディスクに到達したことによるものであることが明らかとなった。さらに、二軸押出機で生成された溶融混合樹脂にしても極端な粘度の低下が認められたため、１２００rpmを超える回転数での二軸押出機の運転を中止した。
　実施例１、実施例２と比較例１とを比較すれば明らかなように、本発明に係る製造方法により連続して製造されたポリカーボネート樹脂およびアクリル樹脂を含む樹脂組成物は、白濁することなく透明であり、アクリル樹脂がポリカーボネート樹脂の中に均一かつ密に分散されていることが分かる。
　１０…製造装置、１３…二軸押出機、１５…単軸押出機、２２…第１のスクリュ、４１…シリンダ、４２…第２のスクリュ、４３…せん断処理部、４７…フライト、Ａ…ポリカーボネート樹脂、Ｂ…アクリル樹脂、Ｃ…溶融混合樹脂、Ｄ…透明樹脂組成物。

Claims (7)

  1. 　ポリカーボネート樹脂とアクリル樹脂を含む透明樹脂組成物を製造する方法であって、
    　単位時間当たりの供給量が９５～６０重量％に設定された前記ポリカーボネート樹脂および単位時間当たりの供給量が５～４０重量％に設定された前記アクリル樹脂を、互いに噛み合う二本の第１のスクリュが６００rpm以下で同方向に回転する二軸押出機に連続的に供給し、
    　前記ポリカーボネート樹脂および前記アクリル樹脂を前記二軸押出機で溶融および混合することで溶融混合樹脂を生成するとともに、当該溶融混合樹脂を前記二軸押出機から連続的に吐出し、
    　基端部から先端部に向けて送りフライトが形成されるとともに、中間部にせん断処理部が設けられた第２のスクリュと、当該第２のスクリュが収容されたシリンダと、を有する単軸押出機に前記二軸押出機から吐出された前記溶融混合樹脂を連続的に供給し、
    　前記第２のスクリュと共に５００rpm以上、４０００rpm以下で回転する前記せん断処理部により前記溶融混合樹脂を混練することで透明樹脂組成物を生成するとともに、生成された前記透明樹脂組成物を前記単軸押出機から連続的に吐出させるようにした透明樹脂組成物の製造方法。
  2. 　前記せん断処理部は、前記送りフライトの捩じれの向きと逆の向きに捩じれた逆送りフライトを有し、前記第２のスクリュによって搬送される前記溶融混合樹脂が前記シリンダの内周壁と前記逆送りフライトの外周部との間の隙間を通過する際に、前記溶融混合樹脂が混練される請求項１に記載の透明樹脂組成物の製造方法。
  3. 　前記溶融混合樹脂が前記シリンダの内周壁と前記逆送りフライトの外周部との間の隙間を通過する際に、前記溶融混合樹脂にせん断作用が付加される請求項２に記載の透明樹脂組成物の製造方法。
  4. 　前記せん断処理部は、前記第２のスクリュの径方向に同軸状に突出されるとともに、前記第２のスクリュの周方向に連続して形成された円環状の突出部を有し、前記第２のスクリュによって搬送される前記溶融混合樹脂が前記シリンダの内周壁と前記突出部の外周部との間の隙間を通過する際に、前記溶融混合樹脂が混練される請求項１に記載の透明樹脂組成物の製造方法。
  5. 　前記溶融混合樹脂が前記シリンダの内周壁と前記突出部の外周部との間の隙間を通過する際に、前記溶融混合樹脂にせん断作用が付加される請求項４に記載の透明樹脂組成物の製造方法。
  6. 　前記単軸押出機の前記送りフライトは、その外径および谷径が一定に設定され、前記二軸押出機から供給される前記溶融混合樹脂を前記スクリュの基端部から前記せん断処理部に搬送し、前記せん断処理部で生成された前記透明樹脂組成物を前記せん断処理部から前記スクリュの先端部に搬送するようにした請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の透明樹脂組成物の製造方法。
  7. 　前記第２のスクリュの外径は、前記第１のスクリュの外径よりも大きく、前記第２のスクリュによって搬送される前記溶融混合樹脂は、前記第２のスクリュの前記送りフライトの間に充満することなく前記せん断処理部に向けて搬送される請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の透明樹脂組成物の製造方法。
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