JP6099716B2 - 混練装置 - Google Patents
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Description
本実施例では、上流側及び下流側シール機構S1,S2として図4の形態を有するシール機構を備えた混練装置200を用いて、機能性材料を分散させた熱可塑性樹脂成形体を射出成形により製造した。熱可塑性樹脂としてはガラス繊維が30質量%添加されたナイロン6(東レ製,アミランCM1011G30)を、機能性材料としては有機金属錯体であるヘキサフルオロアセチルアセトナパラジウム(II)を、溶媒としてはパーフルオロペンチルアミンを用いた。なお、1ショットごとの溶融樹脂の質量に対し、二酸化炭素の濃度が約2質量%、有機金属錯体の濃度が約100ppmとなるように導入量を調整した。
本実施例では、実施例1と同様の混練装置200及び成形機1000を用いて、機能性材料を分散させた熱可塑性樹脂成形体を射出成形により製造した。熱可塑性樹脂としては非晶性ナイロン(ジャパンンエムスケミー製,グリボリTR55)を、機能性材料としては抗菌剤であるヘプタフルオロ酪酸銀塩(I)を、溶媒としてはエタノールを用いた。なお、1ショットごとの溶融樹脂の質量に対し、二酸化炭素の濃度が約6質量%、抗菌剤の濃度が400ppmとなるように導入量を調整した。
Z 2911)で抗菌評価を行った。その結果、成形体は高い抗菌作用を有しており、成形体に抗菌剤が良好に分散されていることが確認された。従って、本実施例によれば、高圧混練ゾーン22の樹脂内圧が過剰に高くなることを抑制しつつ、溶融樹脂と加圧流体とを繰り返し接触混練することができる。また、上流から高圧混練ゾーン22への溶融樹脂の供給が抑制された状態においても、高圧混練ゾーン22と減圧ゾーン23とを連通させることにより、高圧混練ゾーン22の高圧二酸化炭素の一部がガス化し、ガス化した二酸化炭素を減圧ゾーン23から排気することができる。これにより、高圧二酸化炭素及び機能性材料を含む加圧流体を用いる場合、減圧ゾーン23近傍の高圧混練ゾーン22では、減圧により高圧二酸化炭素に不溶となった機能性材料を溶融樹脂の内部に残存させていくことができる。従って、溶融樹脂と加圧流体との繰り返しの接触混練により機能性材料を高濃度で溶融樹脂に導入することができる。
本実施例では、上流側及び下流側シール機構S1,S2として図5の形態を有するシール機構を備えた混練装置200及び図6に示す成形機1000を用い、機能性材料を分散させた熱可塑性樹脂成形体を射出成形により製造した。また、熱可塑性樹脂、機能性材料、及び溶媒は実施例1と同様のものを用い、二酸化炭素及び機能性材料の導入量も実施例1と同様に調整した。
前記高圧混練ゾーンと前記減圧ゾーンとの間に、前記スクリュの回転状態に応じて前記高圧混練ゾーンと前記減圧ゾーンとを連通及び遮断する下流側シール機構を備える。
前記下流側シール機構は、前記高圧混練ゾーンと前記減圧ゾーンとの間に配置され、シール部を有する前記スクリュの縮径部と、前記スクリュの縮径部に軸方向で移動可能に外嵌し、前記シール部と当接する接触面を有するシールリングとを備えており、
前記スクリュの回転状態に応じて、前記縮径部のシール部と前記シールリングの接触面とが離間すると、前記高圧混練ゾーンと前記減圧ゾーンとが連通し、前記縮径部のシール部と前記シールリングの接触面とが当接すると、前記高圧混練ゾーンと前記減圧ゾーンとが遮断する。
前記スクリュは、係止部を備え、前記シールリングは、前記スクリュの係止部と係合及び係脱する被係止部を備えており、
前記スクリュが所定回転数以上で逆回転している場合に、前記スクリュの係止部と前記シールリングの被係止部とが係合し、前記スクリュと前記シールリングとが共回りすることにより、前記縮径部のシール部と前記シールリングの接触面との当接状態が維持される。
好ましくは、上記混練装置は、前記可塑化ゾーンと前記高圧混練ゾーンとの間に、前記スクリュの回転状態に応じて前記可塑化ゾーンと前記高圧混練ゾーンとを連通及び遮断する上流側シール機構を備える。
前記下流側シール機構で前記高圧混練ゾーンと前記減圧ゾーンとを遮断し、高圧下、前記溶融樹脂と前記加圧流体とを接触混練する混練工程と、
前記下流側シール機構で前記高圧混練ゾーンと前記減圧ゾーンとを連通させ、前記加圧流体が接触混練された溶融樹脂の樹脂内圧を低下させて、前記加圧流体が接触混練された溶融樹脂からガス化した二酸化炭素を分離する分離工程とを有する。
前記高圧混練ゾーンに前記溶融樹脂を滞留させた状態で、前記混練工程及び前記分離工程が複数回繰り返されてもよい。
Claims (3)
- 可塑化シリンダと、前記可塑化シリンダ内を回転及び進退自在に配設されたスクリュとを備え、前記可塑化シリンダ内で、熱可塑性樹脂が可塑化された溶融樹脂と加圧流体とを接触混練する高圧混練ゾーンと、前記高圧ゾーンに隣接する隣接ゾーンとが形成される混練装置であって、
前記高圧混練ゾーンと前記隣接ゾーンとの間に、前記スクリュの回転状態に応じて前記高圧混練ゾーンと前記隣接ゾーンとを連通及び遮断するシール機構を備え、
前記シール機構は、前記スクリュの回転状態に応じて、前記高圧混練ゾーンと前記隣接ゾーンとを遮断する機構であり、シール部を有する前記スクリュの縮径部と、前記スクリュの縮径部に軸方向で移動可能に外嵌し、前記シール部と当接する接触面を有するシールリングとを備えており、
前記スクリュの回転状態に応じて、前記縮径部のシール部と前記シールリングの接触面とが離間すると、前記高圧混練ゾーンと前記隣接ゾーンとが連通し、前記縮径部のシール部と前記シールリングの接触面とが当接すると、前記高圧混練ゾーンと前記隣接ゾーンとが遮断する混練装置。 - 請求項1に記載の混練装置であって、
前記スクリュは、係止部を備え、前記シールリングは、前記スクリュの係止部と係合及び係脱する被係止部を備えており、
前記スクリュが所定回転数以上で逆回転している場合に、前記スクリュの係止部と前記シールリングの被係止部とが係合し、前記スクリュと前記シールリングとが共回りすることにより、前記縮径部のシール部と前記シールリングの接触面との当接状態が維持される混練装置。 - 前記シール機構は、前記スクリュの逆回転により、前記高圧混練ゾーンと前記隣接ゾーンとを遮断する機構である請求項1又は2に記載の混練装置。
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