JPH10202652A - 二軸混練機による材料混練方法 - Google Patents
二軸混練機による材料混練方法Info
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Abstract
度の異なる二成分を有する被混練材料を混練するに当た
り、生産効率を低減させることなくエラストマー成分が
高度に分散した高品質の樹脂製品を得られるようにす
る。 【解決手段】 チャンバ2内に回転自在に挿通された一
対のロータ4に形成したフィード部14,16により被
混練材料を下流側にフィードするとともに、このロータ
4の軸方向に離れて形成した複数の混練部15,17に
より被混練材料を混練溶融させるようにした複数の混練
ゾーン12,13を有する二軸混練機による材料混練方
法において、その複数の混練ゾーン12,13のうち、
上流側から第二番目以降の混練ゾーン13に過酸化物を
後添加しながら被混練材料を混練する。
Description
ピレンのブロックコポリマー等の粘度の異なる樹脂成分
を有する被混練材料を二軸混練機で混練する場合におけ
る材料混練方法に関する。
としては、一般に単軸及び二軸混練押出機あるいは二軸
連続混練機が用いられている。かかるポリプロピレンを
混練する主目的は、酸化防止剤、帯電防止剤又はスリッ
プ剤等の添加剤を混合して組成を均質化させる点にある
が、ポリプロピレンがエラストマー成分をブロック状に
共重合させてなるブロックコポリマーである場合には、
そのエラストマー成分を高度に分散させることも当該ポ
リプロピレンの混練に際する重要な目的となる。
マーのような粘度の異なる二成分のポリマーを有する材
料を混合する場合には、それらの粘度が近い(粘度比が
1に近づく)ほど均一に混合できることが知られている
が、近年では、ポリプロピレンのブロックコポリマーの
マトリックス相(すなわち、ホモポリプロピレン相)の
粘度は射出成形のハイサイクル化のために低粘度化する
傾向にあるのに対して、分散相となるエラストマー相の
粘度は成形品の耐衝撃高度を向上すべく高粘度化する傾
向にある。
ピレンのブロックコポリマーの場合には二成分間の粘度
比が大きくなる傾向にあるので、同ポリマーをフィッシ
ュアイの少ない高品質なものにすべく、混練に際して分
散相であるエラストマー成分をミクロ的に高分散させる
ことが非常に困難になってきている。
きいブロックコポリマーをフィッシュアイが生じないよ
うに高分散混練するには、従来では、同ポリマーを混練
機のチャンバ内にできるだけ長く滞留させて時間をかけ
て混練したり、あるいは、チャンバや混練ロータを冷却
してホモポリプロピレン相の粘度をエラストマー相の粘
度に近づけることにより、被混練材料に大きな混練エネ
ルギーをかけていたが、これでは生産能力が著しく低下
することになる。
ロピレンのブロックコポリマー等の粘度の異なる二成分
を有する被混練材料を混練するに当たり、生産効率を低
減させることなくエラストマー成分が高度に分散した高
品質の樹脂製品を得られるようにすることを目的とす
る。
を解決すべく、二成分系のポリマーの混合において、そ
れらの粘度比が1近傍で最もよく混合されること、及
び、ポリマーの可塑化部分で最もせん断力が大きくなる
ことに着目した。すなわち、まず、被混練材料としてポ
リプロピレン成分とエラストマー成分の粘度がある程度
近い組成のブロックコポリマーあるいはコンパウンド配
合の材料を選定するとともに、この被混練材料をチャン
バ内に複数の混練ゾーンを有する混練機で混練すること
により、エラストマー成分を高分散化するようにした。
を近づけるには自ずから限界があるとともに、上記の手
段でエラストマー成分を高分散化できたとしても、所望
の粘度(メルトインデックス)の製品が得られない。そ
こで、本発明では、ポリマーが可塑化状態にあるタイミ
ングで二成分の粘度比をより1に近づけ、かつ、最終的
な製品の粘度をコントロールできるようにするべく、過
酸化物を上流側から第二番目の第二混練ゾーン以降から
後添加するようにした。
を低下させることにより、その粘度(メルトインデック
ス)を上げる調整剤として用いられる一般に市販されて
いるもので、例えば、2,5−ジメチル−2,5−ジ
(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンや、1,3−ビス
(t−ブチル)パーオキシ・イソプロピルベンゼン等を
使用することができる。
転自在に挿通された一対のロータに形成したフィード部
により被混練材料を下流側にフィードするとともに、こ
のロータの軸方向に離れて形成した複数の混練部により
前記被混練材料を混練溶融させるようにした複数の混練
ゾーンを有する二軸混練機による材料混練方法におい
て、前記複数の混練ゾーンのうち、上流側から第二番目
以降の混練ゾーンに過酸化物を後添加しながら前記被混
練材料を混練することを特徴とする(請求項1)。
ンを有する混練機で被混練材料を混練するとともに、そ
の混練に当たり上流側から第二番目の第二混練ゾーン以
降で過酸化物を後添加するようにしたので、ゲル(フィ
ッシュアイ)が少なくエラストマーが高分散化した高品
質の混練物が得られると同時に、過酸化物の添加量を変
化させることで同混練物の粘度(メルトインデックス)
を調節することが可能となる。
ンのブロックコポリマーの重合プラントのランニングコ
ストを下げることも可能になる。すなわち、通常、種々
のメルトインデックスを有するブロックコポリマーを製
造する場合には、リアクターの重合条件を変化させるだ
けでポリプロピレンのメルトインデックスをコントロー
ルするようにしているため、歩留りが悪く材料ロスが大
きい。
以降における過酸化物の添加量で最終製品のメルトイン
デックスをコントロールできるので、ポリマー側に常に
同じグレード(配合)を採用しながら、種々のメルトイ
ンデックスを有する高品質のブロックコポリマーを製造
することができる。一方、本発明方法において、被混練
材料はポリプロピレンのブロックコポリマーに限定され
ないが、被混練材料として同ポリマーを採用する場合に
は、そのポリプロピレン成分とエラストマー成分のメル
トインデックス比〔MIPP〕/〔MIEP〕を0.1以上
でかつ10以下に設定しておくことが推奨される(請求
項2)。
IPP〕/〔MIEP〕を0.1以上でかつ10以下とした
のは、この範囲外のポリプロピレンとエラストマーの組
み合わせでは、これら二成分メルトインデックス差が大
きくなり、第1番目の混練ゾーンでの混練が困難となり
充分にゲル(フィッシュアイ)の少ない混練物が得らな
くなるからである。
った実施例を図面に基づいて説明する。図1は、本実施
例で使用した二度練りタイプの二軸連続混練機1
((株)神戸製鋼所製 MIXTRON LCM50)
の概要を示している。
のチャンバ2を備え、このチャンバ2内には、長手方向
略円筒状の二連の混練室3が断面視ほぼ眼鏡孔形状をな
すように互いに連通して形成されている。このチャンバ
2の各混練室3内には、被混練材料をチャンバ2の上流
側(図1の左側)から下流側(図1の右側)に向かって
フィードしかつその途中で同材料を混練溶融する左右一
対のロータ4が互いに平行にかつ互いに異方向に回転自
在に挿通されている。この各ロータ4の軸方向両端部は
チャンバ2害の上下流側端に設けた図外の軸受けを介し
て回転自在に挿通されている。
混練材料を混練室3に供給するための供給口5が設けら
れ、この供給口5にはホッパー6が接続されている。ま
た、このホッパー6には、ポリプロピレン供給用の第一
フィーダ7とこのポリプロピレンに混合されるEPラバ
ー供給用の第二フィーダ8がそれぞれ接続されている。
装置11のすぐ下流側には、チャンバ2内に発生したガ
スや水蒸気を混練室3から脱気するためのベント孔9が
形成され、このベント孔9は過酸化物等の添加剤を後添
加するための投入口としての機能も有する。このため、
ベント孔9には、過酸化物を内蔵するタンク20と、こ
のタンク20内の過酸化物を圧送するプランジャー型ポ
ンプ21が接続されている。
タ2の剪断力により自己発熱して溶融した混練済み材料
2をチャンバ2の外部に排出するための排出口10が設
けられており、この排出口10は、下方に向かって開口
した下方排出タイプのものが採用されている。更に、チ
ャンバ2の中途部には、上下一対のゲート板をロータ4
の外周部に径外側から接近又は離反させることで被混練
材料の流動抵抗を調整するゲート装置11が設けられて
いる。しかして、チャンバ2は、このゲート装置11に
よって上流側の第一混練ゾーン12と下流側の第二混練
ゾーン13の二つに分割されている。
混練ゾーン12内に位置するロータ4の外周面には、上
流側から順に、供給口5からの粉末状の被混練材料を前
方へフィードするスクリュー翼よりなる第一フィード部
14と、その粉末状の被混練材料に強力な剪断力を加え
て同材料を混練溶融する第一混練部15とが、それぞれ
形成されている。
ゾーン13内に位置するロータ4の外周面には、上流側
から順に、第一混練部15で溶融した材料を排出口10
側へ強制搬送するスクリュー翼よりなる第二フィード部
16と、このフィード部16から押し出されてきた材料
を再度混練する第二混練部17とが、それぞれ形成され
ている。
出口18からの混練済み材料を細線化するダイス18に
圧送するためのギアポンプ19が接続され、これによっ
て樹脂材料の連続混練システムが構成されている。上記
混練機1を用いて、ポリプロピレンのブロックコポリマ
ーの試験練りを行
お、この試験練りにおいて、ポリプロピレンとその共重
合樹脂としてのEPラバーとの混合比率は重量比で4:
1とし、ベント孔9から後添加する過酸化物には、日本
油脂(株)製の商品名〔パーヘキサ25B〕;2,5−
ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサ
ンを採用した。
り厚さ0.3〜1.0mmに成形されたフィルム300
cm2 中に存在するゲル数をカウントすることによって
行った。
のメルトインデックス(MIPP)が5.0でかつEPラ
バーのメルトインデックス(MIEP)が0.5である実
験例1の場合(メルトインデックス比10:1)には、
ゲル数が1.8で高品質の製品が得られているが、混練
後におけるメルトインデックスは4.3程度にしか設定
することができない。
場合(メルトインデックス比100:1)を見ると、混
練後におけるメルトインデックスは48にまで上がって
いるが、今度は、ゲル数が76.0と激増して製品品質
が低下してしまう。そこで、今度は、実験例3に示すよ
うに、被混練材料に付与する比エネルギーを上げるべく
生産量を35(kg/h)まで低下させかつチャンバ2
を水冷すれば、混練後におけるメルトインデックスをあ
る程度高く保持しつつゲル数を4.4まで下げることが
できたが、これでは生産効率が低下するとともに水冷を
要するためランニングコストも高くなる。
9から過酸化物を後添加した本発明方法では、生産量及
び混練後のメルトインデックスの双方を高く維持しなが
ら、ゲル数を2.2まで低下させることができている。
すなわち、本発明方法によれば、生産効率を低下させず
に良好なゲルレベルを有する高品質の混練物を得ること
ができる。
4を有するチャンバ2の排出口10にギアポンプ19を
接続する二軸連続混練機1に本発明を適用した場合を示
したが、本発明は片持ち支持のロータを有するチャンバ
の前端を開口してなる排出口にダイス等の成形具を直結
する二軸混練押出機(例えば、(株)神戸製鋼所製のK
TXシリーズ)にも採用することができる。
る混練機にも採用することができ、この場合には、上流
側から見て第二番目の混練ゾーン以降から過酸化物を後
添加するようにすればよい。
粘度の異なる二成分を有する被混練材料を混練するに当
たり、生産効率を低減させることなくエラストマー成分
が高度に分散した高品質の樹脂製品を得ることができ
る。
を示す構成図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 チャンバ(2)内に回転自在に挿通され
た一対のロータ(4)に形成したフィード部(14,1
6)により被混練材料を下流側にフィードするととも
に、このロータ(4)の軸方向に離れて形成した複数の
混練部(15,17)により前記被混練材料を混練溶融
させるようにした複数の混練ゾーン(12,13)を有
する二軸混練機による材料混練方法において、 前記複数の混練ゾーン(12,13)のうち、上流側か
ら第二番目以降の混練ゾーン(13)に過酸化物を後添
加しながら前記被混練材料を混練することを特徴とする
二軸混練機による材料混練方法。 - 【請求項2】 被混練材料はポリプロピレンのブロック
コポリマーよりなるとともに、同ポリマーのポリプロピ
レン成分とエラストマー成分のメルトインデックス比
〔MIPP〕/〔MIEP〕を0.1以上でかつ10以下に
設定しておくことを特徴とする請求項1に記載の二軸混
練機による材料混練方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00968897A JP3994462B2 (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 二軸混練機による材料混練方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00968897A JP3994462B2 (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 二軸混練機による材料混練方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10202652A true JPH10202652A (ja) | 1998-08-04 |
| JP3994462B2 JP3994462B2 (ja) | 2007-10-17 |
Family
ID=11727166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00968897A Expired - Lifetime JP3994462B2 (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 二軸混練機による材料混練方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3994462B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2612740A4 (en) * | 2010-09-01 | 2014-07-02 | Kobe Steel Ltd | METHOD FOR CONTROLLING THE VISCOSITY OF A POLYPROPYLENE USING A KNEE EXTRUDER AND KNEE EXTRUDER |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106809542B (zh) * | 2017-03-14 | 2019-02-12 | 南通苏源化纤有限公司 | 一种用于锦纶纺丝的自动取料进料式料斗 |
-
1997
- 1997-01-22 JP JP00968897A patent/JP3994462B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2612740A4 (en) * | 2010-09-01 | 2014-07-02 | Kobe Steel Ltd | METHOD FOR CONTROLLING THE VISCOSITY OF A POLYPROPYLENE USING A KNEE EXTRUDER AND KNEE EXTRUDER |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3994462B2 (ja) | 2007-10-17 |
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