(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二軸混練押出機（１）でベースポリマー（Ａ）に生カーボン（Ｂ）を混練分散するコンパウンド造粒方法において、
ベースポリマー（Ａ）と生カーボン（Ｂ）との合計が１００ｗｔ％となるように、ペレット状のベースポリマー（Ａ）の一部５〜３０ｗｔ％を供給して可塑化後、生カーボン（Ｂ）１〜１０ｗｔ％を供給して混練分散し、残りのペレット状のベースポリマー（Ａ）７０〜９５ｗｔ％をさらに下流にて供給して混練分散し、造粒することを特徴とする低含有量カーボングレード樹脂のコンパウンド造粒方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、押出機による低含有量カーボングレード樹脂のコンパウンド造粒方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ベースポリマーにカーボンが通常２〜３ｗｔ％含まれる低含有量カーボングレード樹脂は、パイプやフイルムなどの製品を製造する際に使用されている。
【０００３】
従来、単軸または２軸押出機のホッパーより直接生カーボン２〜３ｗｔ％比率のものを混合混入し、ニーダにより混練後、押出機により溶融混練しても、混練分散において品質が十分でなかった。従って、低含有量カーボングレード樹脂の造粒装置としては、図２〜図４に示す２工程の溶融混練工程を取らざるを得なかった。
【０００４】
図２〜図４を参照して、従来の装置の構成とその動作を説明する。
（従来例１）−図２参照のこと。
▲１▼ ベースポリマーａと生カーボン（４０ｗｔ％）ｂをバッチ式ニーダ１１に供給して、カーボン含有溶融物（４０ｗｔ％）ｄを製造し、
▲２▼ 得られた溶融物ｄを単軸押出機１２に供給して、カーボン含有マスターバッチ造粒品（４０ｗｔ％）ｅを製造し、
▲３▼ 得られたマスターバッチ造粒品ｅとベースポリマーａを次工程の単軸押出機（または二軸混練押出機）１３にホッパー１５より供給して、カーボン含有造粒品（２〜３ｗｔ％）ｃを製造する。
（従来例２）−図３参照のこと。
▲１▼〜▲２▼は、従来例１の▲１▼〜▲２▼と同じ
▲３▼ 得られたマスターバッチ造粒品ｅとベースポリマーａを次工程のバッチ式ニーダ１１に供給して、カーボン含有溶融物（２〜３ｗｔ％）ｆを製造し、
▲４▼ 得られた溶融物ｆを単軸押出機１２に供給して、カーボン含有造粒品（２〜３ｗｔ％）ｃを製造する。
（従来例３）−図４参照のこと。
▲１▼ ベースポリマーａを二軸混練押出機１４にホッパー１５より、また、生カーボン（４０ｗｔ％）ｂを該押出機１４の途中よりサイドフィーダ１６より供給して、カーボン含有マスターバッチ造粒品（４０ｗｔ％）ｅを製造し、
▲２▼ 得られたマスターバッチ造粒品ｅとベースポリマーａを次工程の単軸押出機（または二軸混練押出機）１３にホッパー１５より供給して、カーボン含有造粒品（２〜３ｗｔ％）ｃを製造する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
１台の押出機で低含有量カーボンを混練し分散を良くするには、スクリュー形状からして低含有量比率では限界がある。従って、上記従来例１〜３に示す造粒装置にならざるを得なかった。
【０００６】
従って、上記従来例１〜３の低含有量カーボングレード樹脂のコンパウンド造粒装置では、バッチ式ニーダ（単軸押出機との組み合せ）あるいは二軸混練押出機を使用してカーボン含有マスターバッチ造粒品（４０ｗｔ％）を製造した後、得られたマスターバッチ造粒品とベースポリマーを、別系列のバッチ式ニーダ（単軸押出機との組み合せ）または単軸もしくは二軸混練押出機を使用して混練して希釈し、カーボン含有造粒品（２〜３ｗｔ％）を製造している。そのため、２系列の装置と大きな建屋が必要となり、設備コスト、作業コストひいては生産コストが大となるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、１台の二軸混練押出機にてベースポリマーと生カーボンの投入比率を変えることにより、生産コストを最小限とした低含有量カーボングレード樹脂のコンパウンド造粒方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した課題を次のようにして解決した。すなわち、ベースポリマーと生カーボンとの合計が１００ｗｔ％となるように、ペレット状のベースポリマーの一部５〜３０ｗｔ％を供給して可塑化後、生カーボン１〜１０ｗｔ％を供給して混練分散する。可塑化したベースポリマーに生カーボンが混練分散されて高濃度の混練溶融物（カーボン高含有マスターバッチ）が得られたところへ、残りのペレット状のベースポリマー７０〜９５ｗｔ％をさらに下流にて供給して混練分散し、低含有量カーボングレード樹脂を製造する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明による低含有量カーボングレード樹脂のコンパウンド造粒方法は、ベースポリマーの一部を二軸混練押出機に供給して可塑化後、生カーボンを供給して混練分散し、残りのベースポリマーをさらに下流にて供給して混練分散し、造粒することを特徴とする。
【００１０】
前記可塑化したベースポリマーに生カーボンを混練分散する工程において、生カーボンの比率を６〜５０ｗｔ％とすることを特徴とする。
【００１１】
さらに詳細には、ベースポリマー５〜３０ｗｔ％を供給して可塑化後、生カーボン１〜１０ｗｔ％を供給して混練分散し、残りのベースポリマー７０〜９５ｗｔ％をさらに下流にて供給して混練分散することを特徴とする。
【００１２】
本発明による低含有量カーボングレード樹脂のコンパウンド造粒装置は、二軸混練押出機のシリンダに生カーボンの供給口を設け、その上流側と下流側にベースポリマーの供給口を設けたことを特徴とする。
【００１３】
前記生カーボンの供給口は、ベースポリマーが可塑化した箇所に設けられ、ベースポリマーの下流側の供給口は、可塑化したベースポリマーに生カーボンが混練分散された箇所に設けられていることが好ましい。
【００１４】
また、生カーボンの供給口には、生カーボン供給用サイドフィーダが設けられ、ベースポリマーの上流側の供給口にはホッパーが設けられ、その下流側の供給口にはベースポリマー供給用サイドフィーダが設けられていることが好ましい。
【００１５】
【実施例】
本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００１６】
本発明は、高含有量マスターバッチであるカーボン含有マスターバッチ造粒品（４０ｗｔ％）を使用することなく、例えば生カーボン（２〜３ｗｔ％）を直接、二軸混練押出機に供給し、ベースポリマーと混練することにより一工程にて連続的に良分散製品であるカーボン含有造粒品（２〜３ｗｔ％）を製造することを可能としたものである。
【００１７】
二軸混練押出機を使用して、カーボン含有造粒品（２〜３ｗｔ％）を製造する場合、ベースポリマーと生カーボン（２〜３ｗｔ％）をホッパーより同時に供給したり、ベースポリマーをホッパーより供給して可塑化後、生カーボン（２〜３ｗｔ％）を押出機の途中からサイドフィーダより供給したりすると、余りにカーボン濃度が低いため、カーボンの均一分散が非常に難しく良分散製品を得ることができない。
【００１８】
そこで、本発明者等は、鋭意研究した結果、二軸混練押出機の上流部において高含有量マスターバッチ溶融物の良分散のものが得られ、その下流部においてサイドフィーダより残りのベースポリマーを供給して混練、分散を充分に行なうことができれば、カーボン含有造粒品（２〜３ｗｔ％）を製造することができることを解明した。
【００１９】
図１は、本発明による低含有量カーボングレード樹脂のコンパウンド造粒装置を示す構成図である。
【００２０】
同図において、符号１で示されるものは二軸混練押出機であり、この押出機１のシリンダ１ａの上流側にはホッパー２が配設され、このホッパー２にはベースポリマー供給用定量フィーダ３が設けられている。その下流側には生カーボン供給用サイドフィーダ４と、ベースポリマー供給用サイドフィーダ５が間隔を置いて配設されている。前者のサイドフーダ４には生カーボン供給用定量フィーダ６、後者のサイドフーダ５にはベースポリマー供給用定量フィーダ７が設けられている。
【００２１】
次に、上述した装置の動作を説明する。
▲１▼ ベースポリマー供給用定量フィーダ３によりベースポリマーＡが、二軸混練押出機１にホッパー２を介して供給される
▲２▼ ベースポリマーＡが可塑化した箇所に、生カーボン供給用定量フィーダ６により生カーボン（２〜３ｗｔ％）Ｂが生カーボン供給用サイドフィーダ４を介して供給される。
▲３▼ 生カーボンＢがベースポリマーＡに均一に混練分散された箇所に、ベースポリマー供給用定量フィーダ７により残りのベースポリマーＡが、ベースポリマー供給用サイドフィーダ５を介して供給され、均一に混練分散された後、カーボン含有造粒品（２〜３ｗｔ％）Ｃが押出される。
【００２２】
上述した二軸混練押出機による低含有量カーボングレード樹脂のコンパウンド造粒方法による試験結果を説明する。
【００２３】
(a) 試験機
試験機として同方向二軸混練押出機（株式会社  日本製鋼所製、ＴＥＸ６５α−４２ＡＷ（商品名）を用いて造粒した。
スクリュ径     ：６９ｍｍ
Ｌ／Ｄ         ：４２
シリンダ加熱   ：アルミ鋳込ヒータ
シリンダ冷却   ：ドリルジャケットによる水冷
サイドフィーダ ：上流側  生カーボン用
下流側  ベースポリマー用
(b) 試験原料
ベースポリマー（略称ベースまたは樹脂）
：ＨＤＰＥペレット（MI=0.04）、９７．５ｗｔ％
生カーボン    ：カーボン粉、２．５ｗｔ％
(C) 試験結果
表１参照
表１における分散評価はＩＳＯ規格による。ＩＳＯ規格による分散評価は０〜７まで、０．５とびに１５クラスに分かれており、３以下を合格としている。
【００２４】
この試験結果から、ベースポリマー５〜３０ｗｔ％をホッパーより二軸混練押出機へ供給して可塑化後、サイドフィーダより生カーボン１〜５ｗｔ％を供給し、可塑化したベースポリマーに生カーボンを混練分散した後、サイドフィーダより残りのベースポリマー７０〜９５ｗｔ％を供給して混練分散すれば、カーボンが良く分散した低含有量カーボングレード樹脂が得られることが判明した。また、前記可塑化したベースポリマーに生カーボンを混練分散する工程において、生カーボンの比率を６〜５０ｗｔ％とすれば良いことが判明した。
【００２５】
【表１】
0003696348.tif 000002
【００２６】
次に、従来の技術の欄に記載した従来例と本発明による消費エネルギーの比較を表２に示す。この表に示されているように、本発明による消費エネルギーは、従来例の５０％以下となる。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
上述した実施例では、低含有量カーボングレード樹脂のカーボン濃度を２〜３ｗｔ％としたが、１〜１０ｗｔ％の範囲においてカーボンの良分散製品を得ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明では、二軸混練押出機だけで低含有量カーボングレード樹脂が製造できるので、次のような効果を得ることができる。
(a) 一台の押出機で品質の良い低含有量カーボングレード樹脂の造粒が可能となる。
(b) 省エネルギーが可能となる。
(c) 二軸混練押出機の最下流部で多量のベースポリマーを供給するので、低温  押出が可能となる。
(d) 生産工程の簡略化が可能となり生産コストを最小限とすることができる。
(e) カーボンの飛散が少なくなり作業環境が改善される。
(f) 生産工場を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による低含有量カーボングレード樹脂のコンパウンド造粒装置を示す構成図である。
【図２】従来例１の低含有量カーボングレード樹脂のコンパウンド造粒装置を示す構成図である。
【図３】従来例２の低含有量カーボングレード樹脂のコンパウンド造粒装置を示す構成図である。
【図４】従来例３の低含有量カーボングレード樹脂のコンパウンド造粒装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１  二軸混練押出機
２  ホッパー
３  ベースポリマー供給用定量フィーダ
４  生カーボン供給用サイドフイーダ
５  ベースポリマー供給用サイドフィーダ
６  生カーボン供給用定量フィーダ
７  ベースポリマー供給用定量フィーダ
Ａ，ａ  ベースポリマー
Ｂ  生カーボン（２〜３ｗｔ％）
Ｃ，ｃ  カーボン含有造粒品（２〜３ｗｔ％）
ｂ  生カーボン（４０ｗｔ％）
ｄ  カーボン含有溶融物（４０ｗｔ％）
ｅ  カーボン含有マスターバッチ造粒品（４０ｗｔ％）
ｆ  カーボン含有溶融物（２〜３ｗｔ％）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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