JP4692618B2 - 高分子組成物の製造方法および製造装置 - Google Patents
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Description
本発明に係る高分子組成物の製造方法は、溶融状態の高分子混合物に対して間隙通過処理を行うことを特徴とする。
本明細書中、ガラス転移点は示差走査熱量計(セイコーインスツルメンツ株式会社製)によって測定された値を用いている。
(1)PPS+PA;
(2)PC+ABS。
粒状の強化剤としては、ワラステナイト、セリサイト、カオリン、マイカ、クレー、ベントナイト、アスベスト、タルク、アルミナシリケートなどの珪酸塩、アルミナ、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタンなどの金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイトなどの炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの硫酸塩、ガラス・ビーズ、窒化ホウ素、炭化珪素、シリカなどが挙げられ、これらは中空であってもよい。
流速は吐出口から吐出される高分子混合物の吐出量(g/分)を間隙の断面積(cm2)で除することによって測定できる。
高分子混合物の粘度は粘弾性測定装置MARS(ハーケー社製)によって測定された値を用いている。
間隙通過処理時の高分子混合物温度は、当該処理を行う装置の加熱温度を調整することによって制御できる。
溶融・混練条件は、特に制限されず、例えばスクリュー回転数は50〜1000rpmが採用可能であり、溶融混練温度は上記した間隙通過処理時の高分子混合物の温度と同様の温度が採用可能である。
本明細書中、溜まり部の断面積は、移動方向MDに対する垂直断面における当該溜まり部の最大の断面積を意味する。
図4において溜まり部1b、1cにおける最大高さh2、h3はそれぞれ、直後の間隙2b、2cの面間距離x2、x3より大きい値であり、通常はそれぞれ独立して、図1における最大高さh1、h2と同様の範囲内である。
本明細書中、溜まり部の最大高さは、略円柱体形状の装置の場合、装置の軸を通る断面における直径方向の最大高さを意味するものとする。
以上の方法で製造された本発明の高分子組成物を、射出成形法、押出成形法、圧縮成形法、吹込成形法、射出圧縮成形法などの公知の各種成形法に適用することによって、任意の形状が付与された成形体を製造できる。例えば、ベルト(特にシームレス環状ベルト)、フィルム、パイプ、繊維などの形状を有する成形体を製造できる。成形法は、特に射出成形法、押出成形法が好適である。本発明においては、いずれの成形法を採用する場合も、成形後は急冷を行うことが好ましい。高分子組成物において達成された各種成分の十分に均一な混合・分散形態が、成形体においてもより一層有効に維持されるためである。
PPS(ポリフェニレンサルファイド;東レ社製、Tg=97℃)84kgおよび酸性カーボン(デグサ社製)10kgの混合物を二軸押出混練機で内部温度300℃および吐出量30kg/時の条件にて溶融混練した(予備混合工程)。上記押出混練機のダイは直径5mmの棒状に押し出すストランドダイであった。その後、混練物を30℃の水に浸漬することによって急冷し、ペレット化して、高分子組成物を得た。この高分子組成物94kgと6ナイロン(東レ社製、Tg=48℃)6kgの混合物を、図2に示すダイを吐出口に取り付けた二軸押出混練機(KTX46;神戸製鋼社製)で内部温度295℃、吐出量30kg/時および樹脂圧力4MPaの条件にて溶融混練した(混練工程および間隙通過工程)。詳しくは二軸押出混練機から吐出された高分子組成物は溶融状態で、図2のダイ10における流入口5から溜まり部1aに流入した後、間隙2aを通過して溜まり部1bに移動した。その後、間隙2bを通過して溜まり部1cに移動し、最後に間隙2cを通過した。間隙2cを通過するときの流速は間隙断面積1cm2あたりの値で83.3g/分であった。間隙2cから吐出した混練物を30℃の水に浸漬することによって急冷し、ペレタイザーによりペレット状に粉砕して、高分子組成物を得た。
間隙2a;面間距離x1=2mm、断面積S2a6cm2、移動方向距離y1=30mm、幅方向距離z1=300mm;
溜まり部1b;最大高さh2=10mm、最大断面積S1b=30cm2、移動方向距離m2=20mm;
間隙2b;面間距離x2=2mm、断面積S2b6cm2、移動方向距離y2=30mm、幅方向距離z1=300mm;
溜まり部1c;最大高さh3=10mm、最大断面積S1c=30cm2、移動方向距離m3=20mm;
間隙2c;面間距離x3=2mm、断面積S2c6cm2、移動方向距離y3=30mm。
以下に示す寸法を有する図2のダイを用いたこと以外、実施例1と同様の方法により、中間転写ベルトの製造および評価を行った。間隙2cを通過するときの流速は間隙断面積1cm2あたりの値で166.7g/分であった。
間隙2a;面間距離x1=1mm、断面積S2a3cm2、移動方向距離y1=2mm、幅方向距離z1=300mm;
溜まり部1b;最大高さh2=10mm、最大断面積S1b=30cm2、移動方向距離m2=20mm;
間隙2b;面間距離x2=1mm、断面積S2b3cm2、移動方向距離y2=2mm、幅方向距離z1=300mm;
溜まり部1c;最大高さh3=10mm、最大断面積S1c=30cm2、移動方向距離m3=20mm;
間隙2c;面間距離x3=1mm、断面積S2c3cm2、移動方向距離y3=2mm、幅方向距離z1=300mm。
MIT値は22000であった。
以下に示す寸法を有する図2のダイを用いたこと以外、実施例1と同様の方法により、中間転写ベルトの製造および評価を行った。間隙2cを通過するときの流速は間隙断面積1cm2あたりの値で83.3g/分であった。
間隙2a;面間距離x1=2mm、断面積S2a6cm2、移動方向距離y1=30mm、幅方向距離z1=300mm;
溜まり部1b;最大高さh2=10mm、最大断面積S1b=30cm2、移動方向距離m2=50mm;
間隙2b;面間距離x2=2mm、断面積S2b6cm2、移動方向距離y2=30mm、幅方向距離z1=300mm;
溜まり部1c;最大高さh3=10mm、最大断面積S1c=30cm2、移動方向距離m3=50mm;
間隙2c;面間距離x3=2mm、断面積S2c6cm2、移動方向距離y3=30mm、幅方向距離z1=300mm。
MIT値は19500であった。
以下に示す寸法を有する図1のダイを用いたこと以外、実施例1と同様の方法により、中間転写ベルトの製造および評価を行った。間隙2bを通過するときの流速は間隙断面積1cm2あたりの値で83.3g/分であった。
間隙2a;面間距離x1=2mm、断面積S2a6cm2、移動方向距離y1=10mm、幅方向距離z1=300mm;
溜まり部1b;最大高さh2=10mm、最大断面積S1b=30cm2、移動方向距離m2=50mm;
間隙2b;面間距離x2=2mm、断面積S2b6cm2、移動方向距離y2=10mm、幅方向距離z1=300mm。
MIT値は17000であった。
図2に示すダイを吐出口に取り付けた二軸押出混練機の代わりに、吐出口にダイを有さない二軸押出混練機を用いたこと以外、実施例1と同様の方法により、中間転写ベルトの製造および評価を行った。
中間転写ベルトの表面抵抗を周方向において20mm間隔にて24点で測定したところ、平均値は1×1010Ω/□であり、周方向の抵抗ばらつきは102.5であった。
MIT値は3500であった。
以下の方法で得られた混合物を、以下に示す寸法を有する図2のダイを吐出口に取り付けた二軸押出混練機KTX30;神戸製鋼社製でシリンダー温度220℃、吐出量12kg/時および樹脂圧力3MPaの条件にて溶融混練したこと以外、実施例1と同様の方法により、高分子組成物を得た。間隙2cを通過するときの流速は間隙断面積1cm2あたりの値で33.3g/分であった。
間隙2a;面間距離x1=2mm、断面積S2a6cm2、移動方向距離y1=30mm、幅方向距離z1=300mm;
溜まり部1b;最大高さh2=10mm、最大断面積S1b=30cm2、移動方向距離m2=20mm;
間隙2b;面間距離x2=2mm、断面積S2b6cm2、移動方向距離y2=30mm、幅方向距離z1=300mm;
溜まり部1c;最大高さh3=10mm、最大断面積S1c=30cm2、移動方向距離m3=20mm;
間隙2c;面間距離x3=2mm、断面積S2c6cm2、移動方向距離y3=30mm、幅方向距離z1=300mm。
図2に示すダイを吐出口に取り付けた二軸押出混練機の代わりに、吐出口にダイを有さない二軸押出混練機を用いたこと以外、実施例5と同様の方法により、高分子組成物を得た。
得られた高分子組成物の透過電子顕微鏡写真では6μm以上の組織が観察された。透過電子顕微鏡写真を図7に示す。
以下に示す寸法を有する図8のダイを用いたこと以外、実施例1と同様の方法により、中間転写ベルトの製造および評価を行った。間隙102を通過するときの流速は間隙断面積1cm2あたりの値で83.3g/分であった。
間隙102;面間距離x102=2mm、断面積S1026cm2、移動方向距離y102=30mm、幅方向距離z102=300mm;
MIT値は5500であった。
以下に示す寸法を有する図8のダイを用いたこと以外、実施例1と同様の方法により、中間転写ベルトの製造および評価を行った。間隙102を通過するときの流速は間隙断面積1cm2あたりの値で83.3g/分であった。
間隙102;面間距離x102=2mm、断面積S1026cm2、移動方向距離y102=60mm、幅方向距離z102=300mm;
MIT値は8200であった。
Claims (15)
- 少なくとも1種類の高分子を含む高分子混合物を溶融状態で、平行な2つの面の間隙に2回以上通過させる高分子組成物の製造方法であって、前記各回の間隙通過の直前に、溶融状態の高分子混合物を、該高分子組成物の移動方向に対する垂直断面について該間隙の断面積より大きい最大断面積を有する溜まり部に流入させ、前記各間隙が面間距離0.5〜5mmおよび幅方向の距離100〜1000mmを有する高分子組成物の製造方法。
- 前記間隙がそれぞれ独立して、平行な2つの平面の間隙であるか、または平行な2つの曲面の間隙である請求項1に記載の高分子組成物の製造方法。
- 前記間隙における高分子混合物移動方向の距離yがそれぞれ独立して2mm以上である請求項1または2に記載の高分子組成物の製造方法。
- 最初の溜まり部への流入の直前に高分子混合物を溶融・混練して押し出し、該押出力によって、高分子混合物の前記間隙通過処理を行う請求項1〜3のいずれかに記載の高分子組成物の製造方法。
- 前記間隙通過処理された高分子混合物を急冷する請求項1〜4のいずれかに記載の高分子組成物の製造方法。
- 前記高分子混合物が2種類以上の高分子を含む請求項1〜5のいずれかに記載の高分子組成物の製造方法。
- 前記高分子混合物がポリフェニレンスルフィド樹脂およびナイロン樹脂を含む請求項1〜6のいずれかに記載の高分子組成物の製造方法。
- 前記高分子混合物がポリカーボネート樹脂およびアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂を含む請求項1〜6のいずれかに記載の高分子組成物の製造方法。
- 前記高分子混合物が添加剤を含む請求項1〜8のいずれかに記載の高分子組成物の製造方法。
- 添加剤が導電剤である請求項9に記載の高分子組成物の製造方法。
- 導電剤がカーボンである請求項10に記載の高分子組成物の製造方法。
- 被処理物を流入させるための流入口および処理された物を吐出させるための吐出口を備え、該流入口と吐出口との間の被処理物の流路において、平行な2つの面の間隙を2ヶ所以上有する高分子組成物の製造装置であって、前記各間隙の直前に、該高分子組成物の移動方向に対する垂直断面について該間隙の断面積より大きい最大断面積を有する溜まり部が設けられ、前記各間隙が面間距離0.5〜5mmおよび幅方向の距離100〜1000mmを有する高分子組成物の製造装置。
- 前記間隙がそれぞれ独立して、平行な2つの平面の間隙であるか、または平行な2つの曲面の間隙である請求項12に記載の高分子組成物の製造装置。
- 前記間隙における高分子混合物移動方向の距離yがそれぞれ独立して2mm以上である請求項12または13に記載の高分子組成物の製造装置。
- 前記高分子組成物の製造装置の流入口が押出混練機の吐出口に連結されている請求項12〜14のいずれかに記載の高分子組成物の製造装置。
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